JP3520331B2

JP3520331B2 - 交通流シミュレーション装置

Info

Publication number: JP3520331B2
Application number: JP2000359936A
Authority: JP
Inventors: 雷高; 恭紀片山; 靖幸池上; 誠一鈴木
Original assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Current assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2004-04-19
Anticipated expiration: 2020-11-27
Also published as: JP2002163749A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広範囲な道路ネッ
トワークに適用可能で、実在の一般車両により様々な交
通施策が道路交通に及ぼす効果の評価を行うときに使用
される道路網を走行する個々の車両の挙動を模擬する交
通流シミュレーション装置に係り、更に詳しくは、実際
の運転者の走行行動を忠実に再現することが可能にな
り、実交通現象のシミュレーションや様々な交通施策が
道路交通に及ぼす効果の評価を容易に実現できる交通流
シミュレーション装置に関するものである。

【０００２】そして、本発明は、特に、運転者の前進方
向に対する走行行動の１つの形態を示す追従走行行動を
忠実に再現する追従モデルを提供する交通流シミュレー
ション装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】交通流シミュレーション装置によって、
実際の運転者の走行行動を模擬する際に、運転者の走行
行動のモデル化がなされている。

【０００４】従来、交通流シミュレーション装置におけ
る追従モデルでは、先行車の真後ろを走行する後続車
（以下、追従車という）が目標車間距離に収束するため
に、先行車との相対速度調整と、追従車側のオペレータ
（以下、運転者という）の反応遅れによる目標車間距離
調整とにより、追従車の加減速挙動を再現している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
交通流シミュレーション装置における追従モデルによっ
て車群の動きを再現する時に、先行車の急減速により、
先行車の真後ろを走行する追従車が、運転者の反応遅れ
で、先行車と追突する現象をも再現するような処理が入
力されている。

【０００６】図２２は、従来の交通流シミュレーション
装置により車群の動きを模擬したものであり、車群の先
行車が瞬間的に急減速をし、後続車が先行車との車間距
離のシミュレーション時間変化を示す。図２２を見る
と、先行車の急減速により後ろの車両が反応遅れで先行
車と追突する現象を避けるために、後続車が先行車との
車間距離を広げるような特殊な処理を入力されているこ
とが見られるが、交通現象の再現化の面から見ると、種
々の問題が生じている。

【０００７】そこで、本発明は、上記したような交通現
象再現化の面における種々の問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、追従走行状態となる
車両が適切な加減速をし、先行車と追突しないような車
間距離を保持して走行する運転者挙動を模擬することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明に係る交通流シミュレーション装置は、先
行車が急減速行動を起こした時に停止することができる
停止距離と、それを見て追従車が同様な減速行動をとっ
て停止することができる停止距離の差を、追従車の目標
車間距離の一要素として反映し、追従車が、その目標車
間距離に収束するよう、追従モデルに停止距離調整機能
を組み込むことを特徴としている。

【０００９】すなわち、本発明に係る交通流シミュレー
ション装置は、交通流を模擬するシミュレーション制御
装置と、前記シミュレーション制御装置への交通流の流
れを決めるパラメータや初期条件を入力するための入力
装置と、前記シミュレーション制御装置のシミュレーシ
ョン結果を表示する表示装置とからなる交通流シミュレ
ータ装置において、前記シミュレーション制御装置は、
運転者の運転特性をデータ化して運転の挙動を模擬する
運転者モデル処理と、道路の形状や施設を模擬する道路
モデル処理と、交通需要を発生させる交通需要モデル処
理と、前記運転者モデルの出力である操作量を受け、車
両ダイナミックスを模擬する車両モデル処理と、を含む
シミュレーションモデル部を備え、該シミュレーション
モデル部は、運転者モデル処理として、シミュレーショ
ン用の道路ネットワークに関する構成情報を保存する道
路情報及び運転者の走行挙動の情報を記憶する挙動情報
を参照して先行車が存在し追従状態となる車両の動きを
シミュレーションする追従走行モデルによる処理を行
い、該処理では先行車が減速した時に停止できる停止距
離と追従車が減速して停止できる停止距離との差を追従
車の目標車間距離の一要素として反映し、追従車が前記
目標車間距離に収束するようにしたことを特徴とするも
のである。

【００１０】上記した構成において、前記シミュレーシ
ョン制御装置は、外的環境モデル処理を含むものであっ
て、該外的環境モデル処理により時刻におけるあるいは
天候状況の判断により運転者特性における認識範囲や目
標速度等の修正係数を修正することを特徴とするもので
ある。また、前記シミュレーション制御装置は、評価モ
デル処理を含むものであって、該評価モデル処理により
道路上の地点又は区間の平均交通量、平均速度、平均車
間距離等の交通流状態情報を統計又は評価することを特
徴とするものである。

【００１１】本発明は、上記の構成とすることにより、
追従車が先行車の急減速による追突を避けるような車間
距離に保持されるように加減速を行って、先行する先行
車に対して追突しないような運転者挙動を模擬すること
が可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１か
ら図２１に示す図面に基づいて詳細に説明する。図１
は、本発明に係る交通流シミュレーション装置の全体構
成を示す説明図である。

【００１３】図１に示すように、本装置は、少なくと
も、交通の流れを決めるパラメータや初期条件などを入
力する入力装置１、交通流を模擬するシミュレーション
制御装置２及びシミュレーション結果を表示する表示装
置３から構成される。シミュレーション制御装置２は、
本発明に係る交通流シミュレータシステム装置の動作を
全体的に管理する装置であり、少なくとも、入力装置１
や表示装置３とデータの送受信を行う通信インタフェー
ス４、シミュレーションのパラメータや初期条件などの
情報を保存するシミュレーション初期条件５、シミュレ
ーションを全体的に制御するシミュレーション制御部
６、シミュレーションの演算を行うシミュレーションモ
デル部７及びシミュレーションの演算結果を保存するシ
ミュレーションデータベース８、から構成される。

【００１４】入力装置１は、シミュレーションの様々な
初期条件を設定及び管理し、それらの初期条件データや
シミュレーション起動終了などの指示データ信号９を、
通信インタフェース４を通じてシミュレーション制御装
置２に送信する。

【００１５】シミュレーション制御装置２は、通信イタ
フェース４を通じて入力装置１から渡されたシミュレー
ション初期条件５などを指示データ信号９を受信し、デ
ータベースに保存する。そして、シミュレーション制御
装置２におけるシミュレーション制御部６は、入力装置
１から渡された指示データ信号９よりシミュレーション
モデル部７を起動したり、または、終了したりする。な
お、図１における実線は、情報の流れを示し、図１にお
ける点線は、制御信号の流れを示すもので、以下、同様
に示す。

【００１６】シミュレーションモデル部７は、シミュレ
ーション制御部６により起動され、シミュレーション制
御部６によりシミュレーション初期条件５を参照して、
シミュレーション演算を行い、そのシミュレーション演
算結果をシミュレーションデータベース８、または、通
信イタフェース４を通じて受信データ信号１０として表
示装置３に出力する。

【００１７】また、シミュレーションモデル部７は、シ
ミュレーション初期条件５に保存されている地図情報５
１を利用して計算機上に仮想的なシミュレーション用道
路ネットワークを作成する道路モデル処理７１、シミュ
レーション初期条件５に保存されている車両の発生地点
や目的地点を示すＯＤ表５２によりシミュレーション道
路ネットワーク上に車両などの移動体を発生し、交通需
要を提供する交通需要モデル処理７２、シミュレーショ
ン実行中におけるシミュレーションの天候や路面状況に
より運転者の運転特性などを調整する外的環境モデル処
理７３、運転者の走行挙動を模擬する運転者モデル処理
７４、車両の動きを再現する車両モデル処理７５及びシ
ミュレーション道路上の地点や区間等に通過車両の平均
交通量、平均速度、平均車間距離等の交通流各種状態情
報を統計または評価する評価モデル処理７６、から構成
される。

【００１８】さらに、シミュレーションモデル部７は、
シミュレーション制御部６の指示により起動され、シミ
ュレーション初期データ５から地図情報５１やＯＤ表５
２などの各種初期データを取り込み、道路モデル処理７
１によりシミュレーション用のネットワークを構成した
後、一定の時間周期で上記した各モデル７２〜７６の演
算を並列に繰り返して行い、それぞれの演算結果をシミ
ュレーションデータベース８に保存する。

【００１９】シミュレーションデータベース８は、シミ
ュレーション演算結果を保存する場所であり、道路モデ
ル処理７１による処理結果としてシミュレーション用の
道路ネットワークに関する構成情報を保存する道路情報
８１、交通需要モデル処理７２による処理結果により各
運転者の運転特性を記憶する運転特性８２、運転者モデ
ル処理７４による処理により運転者の走行挙動の情報を
記憶する挙動情報８３、車両モデル７５処理による処理
により演算された車両の動きを記憶する走行情報８４、
一定時間周期毎にシミュレーション道路上の地点や区間
等に通過車両の平均交通量、平均速度、平均車間距離等
の交通流各種状態情報を保存する実績情報８５、から構
成される。

【００２０】シミュレーションモデル部７における各モ
デル７１〜７６は、シミュレーション制御部６にパラレ
ル的に制御され、各自のモデル処理を行い、シミュレー
ションデータベース８にそれぞれのシミュレーション結
果を保存したり、または、参照したりする。

【００２１】図２は、シミュレーション制御部６におけ
る処理フローチャートを示す。シミュレーション制御部
６は、通信インタフェース４を通じてシミュレーション
起動または終了などの指示データ信号９を受信（６１）
し、その受信データ信号１０によってシミュレーション
起動または終了の判断（６２）を行う。このとき、その
判断（６２）が「起動」であれば、シミュレーション初期
条件５を参照（６３）し、シミュレーションモデル部７
の道路モデル処理７１の起動（６４）する。そして、交
通需要モデル処理７２から評価モデル７６を起動（６５
〜６９）させて演算を行う。このとき、各モデル処理７
２〜７６の演算は、１つのシミュレーションタイムステ
ップ内に行い、演算後、次のタイムステップに処理を継
続するか否かの判断（６１０）を行う。このとき、その
判断（６１０）が「継続」の場合は、シミュレーションタ
イムステップをカウントし、シミュレーション時刻加算
（６１１）をして、各モデル処理７２〜７６の起動（６
５〜６９）を繰り返し行う。

【００２２】このように、シミュレーション制御部６
は、一定の時間周期でシミュレーションの演算を行うと
ともに、通信インタフェース４からシミュレーション停
止の指示データ信号９を受信するまで繰り返し行う。そ
して、判断（６１０）が「継続せず」と判断した時には、
そのシミュレーション結果をシミュレーションデータベ
ース８、または、通信インタフェース４を通じて受信デ
ータ信号１０として表示装置３に出力（６１２）し、シ
ミュレーションモデル部７の演算を終了（６１３）す
る。

【００２３】図３は、シミュレーションデータベース８
における道路情報８１のデータ構造を示す。この道路情
報８１は、シミュレーション制御部６により加算された
シミュレーション時刻８１１、道路ネットワークを構成
する１要素であり、道路ネットワークの結点というノー
ドのノードＩＤ８１２、ノードとノードを連結する線で
あり、いわゆる道路リンクのリンクＩＤ８１３、道路リ
ンクの車両に対する規制速度８１４、道路の高低を表現
する勾配８１５、曲がる道路の曲率８１６、道路路面の
乾燥や湿潤等の路面状況８１７、道路路面の摩擦係数８
１８、感知器や路側制御装置などの道路施設に関する情
報８１９から構成される。

【００２４】図４は、シミュレーションデータベース８
における運転特性運８２のデータ構造である。この運転
特性８２は、シミュレーション制御部６により加算され
たシミュレーション時刻８２１、運転者を識別するため
に使われる運転者ＩＤ８２２、運転者にとって走行し得
る最大速度である目標速度８２３、運転者が追従走行行
動を取る時に有する最終目標となる自車と先行車両との
車間距離である目標車間距離８２４、運転者が先行車両
の加減速動作などに対する自車の動作を反応で遅れる時
間である反応遅れ時間８２５、運転者が前方の車線や車
両などの交通状況や周囲の環境状況が見える範囲である
認識範囲８２６、から構成される。

【００２５】図５は、シミュレーションデータベース８
における挙動情報８３のデータ構造を示す。この挙動情
報８３は、シミュレーション制御部６により加算された
シミュレーション時刻８３１、運転者を識別するために
使われる運転者ＩＤ８３２、運転者が道路交通状況によ
り走行行動を取る選択挙動８３３、運転者が走行状況に
より取る加減速度８３４、運転ものが自分の目的地に向
かって採用した選択経路８３５、から構成される。

【００２６】図６は、シミュレーションデータベース８
における走行情報８４のデータ構造を示す。この走行情
報８４は、シミュレーション制御部６により加算された
シミュレーション時刻８４１、車両を識別するために使
われる車両ＩＤ８４２、普通車や大型車などの車両の種
類といった車種８４３、車両の速度８４４、車両の道路
上に所在する位置８４５、車両の加速度８４６、車両の
目的地に向かって採用した経路８４７、自車より前方の
道路に走行する前方車両の速度や位置などの情報８４８
及び現在自車が車線変更を行うかどうかを表示する車線
変更状態８４９、から構成される。

【００２７】図７は、シミュレーションデータベース８
における実績情報８５のデータ構造を示す。この実績情
報８５は、シミュレーション制御部６により加算された
シミュレーション時刻８５１、ある地点を通過した車両
台数の累積となる交通量８５２、ある地点を通過した車
両の平均速度８５３、ある道路区間における車両台数の
密度となる交通密度８５４、ある地点を通過した車両の
平均車間時間８５５、ある道路区間内に複数車線が存在
する場合の車線利用率８５６、ある道路交通区間内に車
両が排出したＣＯ₂の濃度８５７、ある道路交通区間内
に車両が排出したＮＯｘの濃度８５８、から構成され
る。

【００２８】図８は、道路モデル処理７１の処理フロー
チャートである。この道路モデル処理７１による処理フ
ローは、シミュレーション制御部６により起動され、シ
ミュレーション初期条件５の初期データから地図情報５
１を取り込み（７１１）、計算機上に仮想的なシミュレ
ーション道路ネットワークの作成（７１２）をし、道路
構造の要素となるノードやリンクなどの規制速度、勾
配、路面状況等といった属性データを設定し、道路情報
８１に保存して本処理を終了する。

【００２９】図９は、交通需要モデル処理７２の処理フ
ローチャートである。この交通需要モデル処理７２は、
被対象物である運転者及び車両を発生・消滅させたり、
あるいは、歩行者や駐車車両等のシミュレーションにお
ける動的障害物を発生・消滅させるという処理である。
交通需要モデル処理７２による処理フローは、シミュレ
ーション制御部６により起動され、シミュレーション初
期条件５の初期データからＯＤ表５２を取り込み（７２
１）、シミュレーションデータベース８を参照しながら
道路情報８１を取り込んで（７２２）、分布の形で発生
する車両の車間時間間隔を設定する（７２３）。そし
て、発生する車両の車間時間間隔により、車両発生可否
を判定し（７２４）、車両発生が要であれば、運転者の
運転特性を決定（７２５）し、その特性情報を運転特性
８２に保存するとともに、車両の初速度の決定（７２
６）を行い、次の車両発生要否の判定を行う（７２
７）。このような処理を、次の車両発生要否の判定が否
となるまでシミュレーション時間ステップ内に繰り返し
行って、車両の車間時間間隔により車両を発生させ、シ
ミュレーション道路ネットワーク上に車両を生成して、
本処理を終了する。

【００３０】図１０は、外的環境モデル処理７３の処理
フローチャートである。この外的環境モデル処理７３に
よる処理フローは、シミュレーション制御部６により起
動され、シミュレーションデータベース８の道路情報８
１及び運転者の運転特性８２を参照して、シミュレーシ
ョン時刻により運転者の特性である運転者認識範囲や目
標速度を調整する時刻反映処理（７３１）と、シミュレ
ーション実行中における天候状況を判断し、運転者の特
性である運転者認識範囲や目標速度を調整する天候反映
処理（７３２）と、シミュレーション時間における天候
状況により道路の路面状態を判断し、道路の摩擦係数や
運転者の目標速度などを修正する路面状態反映処理（７
３３）とが行われる。そして、それらの処理結果をシミ
ュレーションデータベース８に運転者の運転特性８２と
して保存し、本モデル処理を終了する。

【００３１】図１１は、時刻反映機能の時刻判断用時間
分類方法及び修正係数を示す表である。この表１１に
は、例えば、４月から９月までの春夏及び１０月から翌
年３月までの秋冬の朝、昼、夕方、薄暮期、夜及び深夜
のシミュレーション時刻１１１における時刻反映機能の
判断結果１１２、修正係数１１３、具体例１１４が示さ
れている。

【００３２】上記した外的環境モデル処理７３における
時刻反映処理（７３１）は、シミュレーション実行中に
おけるシミュレーション時刻を判断し、図１１に示す表
１１の時刻反映機能の時刻判断用時間分類方法及び修正
係数により、その判断の結果に対応する修正係数を使用
して、運転者特性となる認識範囲や目標速度などを修正
する。

【００３３】また、図１２は、天候反映機能の天候状況
分類方法及び修正係数を示す表である。この表１２に
は、晴、雨、雪天、強風、霧等の天候状況項目１２１に
対する修正係数１２２及び係数具体例１２３が示されて
いる。

【００３４】上記した天候反映処理７３２は、シミュレ
ーション実行中における天候状況を判断し、図１２に示
す表１２の天候反映処理の天候状況分類方法及び修正係
数により、その判断の結果に対応する修正係数を使用し
て、運転者の認識範囲や目標速度などを修正する。

【００３５】さらに、図１３は、路面状況反映機能の路
面状況分類方法及び修正係数を示す表である。この表１
３は、乾燥、湿潤、凍結等の路面状況項目１３１での摩
擦係数修正係数１３２の各項目Ｍ、Ｎ、Ｏに対する摩擦
係数修正係数具体例１３３及び目標速度修正係数１３４
の各項目Ｐ、Ｑ、Ｒに対する目標速度修正係数具体例１
３５が示されている。

【００３６】上記した路面状態反映処理７３３は、シミ
ュレーション実行中の天候状況により路面状態を判断
し、図１３に示す表１３の路面状況反映機能の路面状況
分類方法及び修正係数により、その判断の結果に対応す
る修正係数を使用して、道路の摩擦係数や運転者の目標
速度などを修正する。

【００３７】このようにして、外的環境モデル処理７３
は、上記した各処理を並列に行い、その処理結果をシミ
ュレーションデータベース８に運転者の運転特性８２と
して保存する。

【００３８】図１４は、運転者モデル処理７４の処理フ
ローチャートである。この運転者モデル処理は、追従走
行モデル７４１、自車が先行車であり、自由走行モデル
７４２、発進停止モデル７４３、車線変更モデル７４
４、から構成される。そして、運転者モデル処理７４に
よる処理フローは、シミュレーション制御部６により起
動され、シミュレーションデータベース８の道路情報８
１及び運転者の挙動情報８３を参照して、先行車が存在
し、追従状態となる車両の動きをシミュレーションする
追従走行モデル７４１、自由走行状態となる車両の動き
をシミュレーションする自由走行モデル７４２、車両の
停止または発進する挙動をシミュレーションする発進停
止モデル７４３、車線の変更を行う車両の走行挙動をシ
ミュレーションする車線変更モデル７４４の各処理が行
われる。それらの処理の結果をシミュレーションデータ
ベース８に挙動情報８２として保存し、本モデル処理を
終了する。

【００３９】ここで、追従走行モデル７４１とは、前進
方向に対する走行挙動の１つの形態を示すものであり、
自車前方車との相対位置・相対速度に関して適切に保持
して走行するモデルである。

【００４０】また、自由走行モデル７４２とは、前進方
向に対する走行挙動の１つの形態を示すものであり、周
囲車両やその他の事象に影響されず、自車の目標とする
速度にて走行するモデルである。

【００４１】さらに、発進停止モデル７４３とは、前進
方向に対する走行挙動の１つの形態を示すものであり、
停止前方車、障害物、車線減少部、料金所等の事象に対
する停止挙動モデルである。

【００４２】さらにまた、車線変更モデル７４４とは、
横方向に対する走行挙動の１つの形態を示すものであ
り、車線変更のための動機を判定し、それに基づいて実
際に車線変更挙動を行うモデルである。

【００４３】このようにして、運転者モデル処理７４
は、上記した各処理を並列に行い、その結果をシミュレ
ーションデータベース８に挙動情報８３として保存す
る。

【００４４】図１５は、本発明の核となる運転者モデル
処理７４における走行挙動の１つの形態である追従走行
モデル７４１の処理フローチャートである。この追従走
行モデル７４１は、速度差調整処理７４１ａ、車間距離
調整処理７４１ｂ、停止距離。

【００４５】この場合、速度差調整処理７４１ａは、下
記の式１に示すように、車両の走行情報８４から自車の
速度と前方車両の速度を使用して速度差が得られ、重き
係数Ｋ１につけて速度差調整項を計算して、シミュレー
ションデータベース８に車両の走行情報８４として保存
して、本モデル処理を終了する。

【００４６】

【数１】

【００４７】車間距離調整処理７４１ｂは、下記の式２
に示すように、シミュレーションデータベース８に保存
された運転者の運転特性８３から目標車間距離と、車両
の走行情報８４から前方車両の速度、前方車両との実車
間距離を使用して、重み係数Ｋ２を付けて、車間距離調
整項を計算する。

【００４８】

【数２】

【００４９】停止距離調整処理７４１ｃは、下記の式３
や、図９に示すように、シミュレーションデータベース
８に保存された車両の走行情報８４により前方車両が急
減速するときの停止距離と前方車の急減速に対応する追
従車両の急減速の停止距離の差を計算し、その結果に重
み係数Ｋ３を付けて停止距離調整項を計算する。

【００５０】

【数３】

【００５１】図１６は、本発明に係る停止距離調整処理
７４１ｃについて、停止距離の計算を示す。まず、追従
車は先行車の行動（減速）を見て、同様な急減速行動を
とるが、反応遅れによる無駄時間が発生する。その結
果、空走により短くなる車間距離をｈ・ｖ₂とする。次
に、先行車と追従車が急減速行動を起こしたときに停止
できる停止距離を求める。そして、このようにして求め
た空走距離と停止距離を追従車の目標車間距離にそれぞ
れ１要素として反映して、下記の式４に示すように、追
従車の加減速度を求める。また、下記の式５は、本発明
に係る追従モデル７４１の方程式の具体例である。

【００５２】

【数４】

【００５３】

【数５】

【００５４】このように、本発明よれば、前方車が急減
速しても、追従車が追突しない距離を保っているため
に、式４に示すように加速度計算処理７４１ｄとして、
前記の各処理により得られた計算結果を組み合わせて、
追従車両の加速度を計算して、挙動情報８３に保存す
る。

【００５５】また、本発明によれば、車群の動きを再現
する時に、先行車が急減速行動を起こした時に停止でき
る距離と、それを見て追従車が同様な急減速行動をとっ
て停止できる停止距離の差を追従車の目標車間距離の一
要素として反映し、追従車がその目標車間距離に収束す
るよう、追従モデルに停止距離調整機能を組み込むこと
で、先行車の急減速により後ろの車が反応遅れで先行車
と追突する現象を回避できるため、実際の運転者走行行
動を忠実に再現することが可能になり、実交通現象のシ
ミュレーションや様々な交通施策が道路交通に及ぼす効
果の評価を容易に実現できる。

【００５６】図１７は、車両モデル処理７５の処理フロ
ーチャートである。この車両モデル処理７５による処理
フローは、シミュレーション制御部６により起動され、
上述した運転者モデル処理７４により計算された加速度
を使用して、シミュレーションデータベース８に保存さ
れた道路情報８１、運転者の運転特性８３、車両の走行
情報８４からシミュレーション道路ネットワークの属性
及び車両の走行速度や走行位置等を参照して、速度計算
（７５１）をし、車両位置更新（７５２）をして、新た
な走行速度と走行位置を計算し、シミュレーション道路
上に車両を走らせる。そして、その結果を車両の走行情
報８４としてシミュレーションデータベース８に保存
し、本モデル処理を終了する。

【００５７】図１８は、評価モデル処理７６の処理フロ
ーチャートである。この評価モデル処理７６による処理
フローは、シミュレーション制御部６により起動され、
シミュレーションデータベース８に保存された走行情報
８４などの上述した各モデルの計算結果を参照し、道路
上の地点や区間等に通過車両の平均交通量、平均速度、
平均車間距離等の交通流各種状態情報を統計または評価
する交通流評価モデル処理（７６１）、道路上の地点や
区間等に通過車両の平均排ガス量（ＣＯ₂濃度、ＮＯｘ
濃度）を統計または評価する環境評価モデル処理（７６
２）、様々な交通施策が道路交通に及ぼす効果を評価す
る交通施策評価モデル処理（７６３）などの処理を並列
に行い、交通流及び環境の評価の結果を通信インタフェ
ース４を通じて受信データ信号１０として表示装置３
に、また、交通施策の評価の結果を実績情報８５として
シミュレーションデータベース８に出力し、本モデル処
理を終了する。

【００５８】図１９は、交通流評価モデル処理７６１の
処理フローチャートである。この交通流評価モデル処理
７６１による処理フローは、シミュレーションデータベ
ース８に保存された走行情報８４からシミュレーション
時刻や車両カウンタを参照し、交通容量を計算する交通
容量集計処理（７６１１）、走行情報８４から車両カウ
ンタや車両速度を参照し、平均速度を計算する平均速度
集計処理（７６１２）、走行情報８４から車両カウンタ
や車間時間を参照し、平均車間時間を計算する平均車間
時間集計処理（７６１３）、走行情報８４から車両カウ
ンタや車両の速度と走行距離を参照し、交通量と平均速
度及び交通密度を計算する交通量・平均速度・交通密度
集計処理（７６１４）、走行情報８４からシミュレーシ
ョン時間や車両カウンタ及び車線などの情報を参照し、
車線利用率を計算する車線利用率集計処理（７６１５）
の各処理を並列に行う。そして、それらの結果を実績情
報８５としてシミュレーションデータベース８、及び、
通信インタフェース４を通じて受信データ信号１０とし
て表示装置３に出力し、本モデル処理を終了する。

【００５９】図２０は、環境評価モデル処理４６２の処
理フローチャートである。この環境評価モデル７６２に
よる処理フローは、シミュレーションデータベース８に
保存された走行情報８４のデータを参照し、ＣＯ₂濃度
集計処理（７６２１）、ＮＯｘ濃度集計処理（７６２
２）及び浮遊炭素濃度集計処理（７２６３）の各処理を
並列に行い、それらの集計結果を実績情報８５としてシ
ミュレーションデータベース８、及び、通信インタフェ
ース４を通じて受信データ信号１０として表示装置３に
出力し、本モデル処理を終了する。

【００６０】本実施例によれば、前方車と自車の急減速
ときの減速距離に対応した車間距離が保てるため、他の
交通流シミュレーション装置で見られるような急減速時
に突然車間距離が広がるような現象を防ぐことができ、
正確な運転の動作を再現できる効果がある。

【００６１】図２１は、本発明に係る交通流シミュレー
ション装置により再現した車群の動きを示す。図２１を
見ると、先行車の急減速により後ろの車両が反応遅れで
先行車との車間距離を一旦縮めて、後に車間距離が保て
るように自然な加減速を行うことが見られる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
交通流シミュレーション装置は、交通流シミュレーショ
ン装置における車群の動きを再現する時に、先行車が急
減速をしても後ろの車が反応遅れで先行車と追突するこ
となく、追従車が目標車間距離に収束するよう実際の追
従走行行動を忠実に再現できる。

【００６３】また、本発明によれば、追従走行状態とな
る車両が適切な加減速をし、先行車と追突しないような
車間距離を保持して走行する運転者挙動を模擬する。こ
れにより、実際の運転者走行行動を忠実に再現すること
ができ、実交通現象のシミュレーションを容易に実現で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】交通流シミュレーション装置の全体構成を示す
説明図である。

【図２】シミュレーション制御部の処理状態を示すフロ
ーチャートである。

【図３】道路情報のデータ構造を示す説明図である。

【図４】運転特性のデータ構造を示す説明図である。

【図５】挙動情報のデータ構造を示す説明図である。

【図６】走行情報のデータ構造を示す説明図である。

【図７】実験特性のデータ構造を示す説明図である。

【図８】道路モデルの処理状態を示すフローチャートで
ある。

【図９】移動体発生消滅モデルの処理状態を示すフロー
チャートである。

【図１０】外的環境モデルの処理状態を示すフローチャ
ートである。

【図１１】時刻反映機能の時刻判断用時間分類方法及び
修正係数を示す説明図である。

【図１２】天候反映機能の天候状況分類方法及び修正係
数を示す説明図である。

【図１３】路面状況反映機能の路面状況分類方法及び修
正係数を示す説明図である。

【図１４】運転者モデル処理の処理状態を示すフローチ
ャートである。

【図１５】追従走行モデルの処理状態を示すフローチャ
ートである。

【図１６】減速距離の説明図である。

【図１７】車両モデルの処理状態を示すフローチャート
である。

【図１８】評価モデルの処理状態を示すフローチャート
である。

【図１９】交通評価モデルの処理状態を示すフローチャ
ートである。

【図２０】環境評価モデルの処理状態を示すフローチャ
ートである。

【図２１】本発明に係る追従モデルにより車群の動きの
再現を示す説明図である。

【図２２】従来の交通流シミュレーション装置における
追従モデルにより車群の動きの再現を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１入力装置、２シミュレーション制御装
置、３出力装置、４通信インタフェース、
５シミュレーション初期条件、５１地図情
報、５２ＯＤ表、６シミュレー
ション制御部、７シミュレーションモデル部、７
１道路モデル処理、７２交通需要モデル
処理、７３外的環境モデル処理、７４運転者
モデル処理、７５車両モデル処理、７６
評価モデル処理、８シミュレーションデータベー
ス、８１道路情報、８２運転特
性、８３挙動情報、８４走行情
報、８５実績情報、９指示データ信号、１０
受信データ信号

フロントページの続き (72)発明者鈴木誠一茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立情報制御システム事業部内 (56)参考文献特開平11−144182（ＪＰ，Ａ) 特開平６−259407（ＪＰ，Ａ) 特開平６−96396（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/00 G06F 17/60 112 G06F 19/00 110

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】交通流を模擬するシミュレーション制御装
置と、前記シミュレーション制御装置への交通流の流れ
を決めるパラメータや初期条件を入力するための入力装
置と、前記シミュレーション制御装置のシミュレーショ
ン結果を表示する表示装置とからなる交通流シミュレー
タ装置において、前記シミュレーション制御装置は、運転者の運転特性を
データ化して運転の挙動を模擬する運転者モデル処理
と、道路の形状や施設を模擬する道路モデル処理と、交
通需要を発生させる交通需要モデル処理と、前記運転者
モデルの出力である操作量を受け、車両ダイナミックス
を模擬する車両モデル処理と、を含むシミュレーション
モデル部を備え、該シミュレーションモデル部は、運転
者モデル処理として、シミュレーション用の道路ネット
ワークに関する構成情報を保存する道路情報及び運転者
の走行挙動の情報を記憶する挙動情報を参照して先行車
が存在し追従状態となる車両の動きをシミュレーション
する追従走行モデルによる処理を行い、該処理では先行
車が減速した時に停止できる停止距離と追従車が減速し
て停止できる停止距離との差を追従車の目標車間距離の
一要素として反映し、追従車が前記目標車間距離に収束
するようにしたことを特徴とする交通流シミュレータ装
置。
【請求項２】前記シミュレーション制御装置は、外的環
境モデル処理を含むものであって、該外的環境モデル処
理により時刻におけるあるいは天候状況の判断により運
転者特性における認識範囲や目標速度等の修正係数を修
正することを特徴とする請求項１に記載の交通流シミュ
レータ装置。
【請求項３】前記シミュレーション制御装置は、評価モ
デル処理を含むものであって、該評価モデル処理により
道路上の地点又は区間の平均交通量、平均速度、平均車
間距離等の交通流状態情報を統計又は評価することを特
徴とする請求項１に記載の交通流シミュレータ装置。