JP3975190B2 - 交通情報処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、渋滞や旅行時間などの交通情報を処理する技術と、処理された交通情報を受信し出力する技術に関する。

リンク旅行時間の情報がないリンク（以下、「未提供リンク」と記す）に対して、その他の情報より旅行時間を推定する技術として特許文献１が知られている。この技術では、外部情報に含まれる渋滞度情報からリンクの平均車速を算出する。そして算出した平均車速から未提供リンクの補完情報を求める。また、予め記憶されたリンク毎の時間帯別平均車速から未提供リンクの旅行時間を推定する。

また、走行時間予測値の信頼度を求める技術として、特許文献２が知られている。この技術では、該当道路を含む道路区間の現在時刻までの走行時間データを集め、過去に集めた走行時間記憶テーブルの中から走行時間の似ているパターンを探してＮ時間先の走行時間記憶値を走行時間予測値とする。この処理を複数パターン繰り返すことによって走行時間予測値の候補値を複数求め、候補値の最頻値を走行時間予測値として決定するとともに、候補値の分布の広がりに基づいて走行時間予測値の信頼度を求める。

特開平７−１２９８９３号公報 特開２００２−２６０１４２号公報

特許文献１に記載の技術は、車両用経路誘導装置への適用を前提としている。しかし、交通情報は刻々更新されるものであり、過去に受信した交通情報を含めると記憶容量、処理量ともに膨大になる。一般に記憶容量、処理性能が十分でない車両用経路誘導装置では、リアルタイムに未提供リンクの旅行時間を推定する処理を行うのは困難である。また、同じ処理を個々の車両用経路誘導装置で行うのは非効率である。

また、特許文献２に記載の技術では、利便性の点で問題がある。例えば、確率Ｓ以内である予測誤差Ｗｓを求めてもそのＷｓが実用範囲の値にならないことがある。例えば、走行時間予測値２０分に対して確率Ｓが９０％以内の予測誤差Ｗｓが１００分等という具合になる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、車等に搭載される装置に負担をかけることなく、交通情報の処理を行うことにある。また、ＶＩＣＳ交通情報等の必ずしも信頼性・安定性が 高くない交通情報を適切に統計処理し、未提供リンクを含むより多くのリンクを対象として、高精度な交通情報及びその信頼度の情報を提供することにある。

本発明は、交通情報処理装置により、交通情報表示装置で用いられる交通情報の作成を行う。前記交通情報処理装置は、地図上の道路を構成する各リンクの旅行時間に関する情報を含む交通情報を、外部から入手する交通情報入手手段と、前記交通情報入手手段により、旅行時間に関する情報が提供されていない未提供リンクに対して、推定補完処理により、旅行時間に関する交通情報を算出する補完手段を有する。

また、本願発明は、外部から提供される交通情報を蓄積し、蓄積された交通情報を用いて統計交通情報を生成する交通情報処理方法であって、
統計交通情報を作成する時間帯ごとに蓄積された交通情報を読み出し、
道路を構成する区間であるリンクの内、前記交通情報が提供されていない未提供リンクであって、所定の周囲に未提供リンクの交通情報の推定に使用する交通情報が提供されたリンクが無い未提供リンクに対し、
当該未提供リンクと路線、道路種別、及び車線方向を含む道路属性のいずれかが同一のリンクに関する交通情報に基づいて当該未提供リンクの交通情報を推定し、
前記蓄積された交通情報及び推定された交通情報に基づいて、前記未提供リンクを含む各リンクの時間帯毎の統計交通情報を生成する
ことを特徴とする交通情報処理方法である。

また、本発明の交通情報処理装置は、地図上の道路を構成する各リンクの旅行時間に関する情報を含む交通情報を、外部から入手する交通情報入手手段と、前記交通情報入手手段で入手した交通情報の中から異常があるデータを判定する異常値判定手段とを有する。そして、前記異常値判定手段は、一定期間における渋滞発生割合が所定値以上のデータは異常であると判定する機能、同一時間帯における複数日の交通情報の中で他と比べて偏差が大きい交通情報は異常であると判定する機能、および一定期間における旅行時間と渋滞情報を比較し一方が正常範囲内で変化しているにも関わらず他方が一定値を示す場合には前記渋滞情報のデータを異常と判定する機能、のうち少なくとも１つを有する。

また、本発明の交通情報処理装置は、地図上の道路を構成する各リンクの旅行時間に関する情報を含む交通情報を、外部から入手する交通情報入手手段を有し、前記交通情報入手手段は、入手した交通情報を蓄積する蓄積手段を有する。そして、各リンクの旅行時間に関する確率分布を算出するリンク旅行時間確率算出手段と、前記リンク旅行時間確率算出手段により算出した前記各リンクの旅行時間に関する確率分布を用いて、複数のリンクで構成される特定経路の旅行時間に関する確率分布を算出する経路旅行時間確率算出手段と、前記経路旅行時間確率算出手段により算出した前記特定経路の旅行時間に関する確率分布を用いて、特定の旅行時間範囲に対する確率を算出する手段とを有する。

また、本発明の交通情報表示装置は、交通情報処理装置で作成された、各リンクの旅行時間に関する確率分布に関する情報を入手する手段と、前記各リンクの旅行時間に関する確率分布を用いて、複数のリンクで構成される特定経路の旅行時間に関する確率分布を算出する経路旅行時間確率算出手段と、前記特定経路の旅行時間範囲あるいは旅行時間確率の設定を行う設定手段と、前記設定手段により、前記特定経路の旅行時間範囲が設定された場合、前記特定経路の旅行時間に関する確率分布を用いて、前記特定経路の旅行時間が前記設定手段により設定された旅行時間範囲となる確率を算出し、前記設定手段により、前記特定経路の旅行時間確率が設定された場合、前記特定経路の旅行時間に関する確率分布を用いて、前記特定経路の旅行時間が前記設定手段により設定された旅行時間確率におさまる旅行時間範囲を算出する信頼度算出手段と、前記信頼度算出手段により算出した結果を表示する信頼度表示手段とを有する。

本発明によれば、交通情報の処理を交通情報処理装置により行うので、車等に搭載する交通情報表示装置の処理負担を軽減できる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態が適用された交通情報システムの概略図である。本実施形態の交通情報システムは、ユーザ端末２００と、通信網１０３と、交通情報処理装置１０７と、ＶＩＣＳセンタ等の交通情報を提供する交通情報提供センタ１００と、を有する。ユーザ端末２００は、通信網ＩＦ部（ＩＦはインタフェースを表す。以下同じ。）２０１と、情報処理部２０２と、ユーザＩＦ部２０３と、記憶装置２０４と、表示部２０５とを有する。情報処理部２０２は、通信網ＩＦ部２０１及び通信網１０３を介して、交通情報処理装置１０７から各種交通情報を受信し、受信した交通情報を記憶装置２０４に格納する。また、ユーザＩＦ部２０３を介してユーザの要求を受付け、要求内容に応じて、交通情報を適宜加工し、表示部２０５に表示する。なお、ユーザ端末２００は必ずしも車両に搭載されるものでなくてもよい。

交通情報処理装置１０７は、通信網ＩＦ部１１２と、ユーザ管理ユニット１１３と、経路探索ユニット１１４と、地図ＤＢ（ＤＢはデータベースを表す。以下同じ。）１２６と、交通情報管理ユニット１１６とを有する。通信網ＩＦ部１１２は、通信網１０３を介して、交通情報処理装置１０７を構成している各ユニットとユーザ端末２００とを仲介する。例えば、通信網１０３がＷＷＷの場合、通信網ＩＦ部１１２として、ＣＧＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｇａｔｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を利用できる。ユーザ管理ユニット１１３は、ユーザ情報を登録・編集する。経路探索ユニット１１４は、ユーザから送られてきた出発地（現在地）及び目的地、又は出発地（現在地）、目的地及び経由地の情報に基づき、地図データ等を用いて、ダイクストラ法などの経路探索手法を用いて自車位置から目的地までの経路を演算する。なお、ユーザ端末側が経路探索機能を有する場合、経路探索ユニット１１４は交通情報処理装置１０７に必須ではない。

地図ＤＢ１２６には、地図を複数に分割することで得られるメッシュ領域毎に、メッシュ領域の識別コード（メッシュＩＤ）、および、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータが登録・管理される。リンクデータは、リンクの識別コード（リンクＩＤ）、リンクを構成する２つのノード（開始ノード、終了ノード）の座標情報、国道、県道等の道路の属性情報、規制速度、リンクの長さ・幅を示す情報、渋滞度毎の旅行速度に関する情報、２つのノードにそれぞれ接続するリンクのリンクＩＤ（接続リンクＩＤ）などを有する。また、地図データには、主要交差点に関する情報、対応するメッシュ領域に含まれている道路以外の地図構成物の情報（名称、種別、座標情報など）も含まれている。

交通情報管理ユニット１１６は、交通情報受信部１３０と、蓄積交通情報ＤＢ１８０と、交通情報処理部１３２と、加工交通情報ＤＢ１３３と、配信情報作成部１３７とを有する。交通情報受信部１３０は、交通情報提供センタ１００から定期的に送られてくる交通量、渋滞、旅行時間、規制・障害情報、駐車場空・満情報、交差点信号情報などの交通情報を受信する。蓄積交通情報ＤＢ１８０は、交通情報受信部１３０から受け取った各種交通情報を登録・管理する。図２は、蓄積交通情報ＤＢ１８０が登録管理する交通情報の例を示す。蓄積交通情報ＤＢ１８０は、交通情報を収集日時（登録日時）１８２１毎に管理している。また、リンクＩＤ１８２２毎に、交通情報を管理している。交通情報は、リンク旅行時間（旅行速度）に関する情報１８２４と、渋滞度、渋滞の長さ等の渋滞に関する情報１８２５とを含む。なお、蓄積交通情報ＤＢ１８０は、情報収集日時１８２１が属す日の種類１８４６等の情報も管理している。日の種類の分類としては、平日、休日という分類、曜日毎の分類、あるいは一般的なユーザの行動パターンを考慮した分類、例えば、平日初日、平日中日、平日終日、休日初日、休日中日、休日終日など平日・休日の連続性に着目した分類があげられる。上記に加えて天候を加味した分類としてもよい。

交通情報処理部１３２は、蓄積交通情報ＤＢ１８０の中の異常値（特異値）の削除、情報がないリンクに対する適切な補完処理あるいは統計処理等の加工処理を行う。それぞれの具体的な加工処理については後述する。

加工交通情報ＤＢ１３３は、交通情報処理部１３２で作成された各種交通情報を管理し、リアルタイム交通情報ＤＢ１３５と、統計交通情報ＤＢ１３４と、未来の交通状況に関する交通情報を格納する予測交通情報ＤＢ１３６とを有する。
リアルタイム交通情報ＤＢ１３５は、現在の交通情報を、リンク毎に管理する。統計交通情報ＤＢ１３４は、統計処理して作成された交通情報を、日の種類毎、リンク毎、時刻（時間帯）毎に、管理する。予測交通情報ＤＢ１３６は、未来の交通状況に関する交通情報を、日の種類毎、リンク毎、時刻（時間帯）毎に管理する。

配信情報作成部１３７は、ユーザ端末２００からの要求に応じて、加工交通情報ＤＢ１３３を所定のフォーマットに成型し配信情報を作成し、作成した情報をユーザに端末に送信する。

次に上記交通情処理部１３２が行う加工交通情報の作成処理について説明する。まず、リアルタイム交通情報の作成処理について図３のフロー図に従って説明する。リアルタイム交通情報を作成する場合、まず、交通情報処理部１３２は、情報収集日時１８２１を参照し最新の交通情報を読み出す（Ｓ１１００）。次に、交通情報処理部１３２は、読み出した交通情報が異常（特異）か否かを判定する（Ｓ１１０１）。例えば、規制速度を大幅に超えた高速な速度に相当するリンク旅行時間が含まれていたり、あるいは所定値以上のリンク旅行時間または所定の速度以下に相当する超低速なリンク旅行時間が含まれていれば、読み出した交通情報は異常であると判定する。あるいは、リンク旅行時間と渋滞情報に整合性がない場合、例えば、リンク旅行時間と、渋滞度より速度に換算して得られるリンク旅行時間とが大幅に異なる場合等は、両交通情報を異常と判定するようにしてもよい。異常値と判定した場合、交通情報処理部１３２は、異常と判定した交通情報を蓄積交通情報ＤＢ１８０から削除し、以後の処理では利用しない（Ｓ１１０２）。以上のＳ１１０１及びＳ１１０２の処理を蓄積交通情報ＤＢ１８０に管理されている最新の交通情報の全てのリンクの交通情報に関して行う（Ｓ１１０３）。

次に、交通情報処理部１３２は、各リンクに、有意な旅行時間情報が提供されているか否かを判定する（Ｓ１１０４）。ここで、有意な旅行時間情報とは、異常値判定により異常と判定されず、蓄積交通情報ＤＢ１８０に残っている旅行時間情報のことをいう。そして、有意な旅行時間情報が提供されていないリンク（「未提供リンク」ともいう）に関しては、推定補完処理（具体的な処理方法については後述）を行う（Ｓ１１０５）。以上のＳ１１０４〜Ｓ１１０５の処理を全てのリンクに関して行う（Ｓ１１０７）。以上の処理により、リアルタイム交通情報が作成される。そして、交通情報処理部１３２は、作成したリアルタイム交通情報をリアルタイム交通情報ＤＢ１３５に格納する。この処理を交通情報提供センタ１００により交通情報が新たに登録される周期に合わせて実行すれば、最新のリアルタイム交通情報を保持できる。

ここで、推定補完処理Ｓ１１０５ついて説明する。推定補完する対象となるリンクにおいて有意なリンク旅行時間情報がなくても、入手しうる他の交通情報（代替交通情報）から未提供リンクの旅行時間を推定補完し算出することができる。以下に推定補完処理について、図４のフロー図に従って説明する。

（ａ）まず、交通情報処理部１３２は、過去の交通情報に未提供リンクについて旅行時間が含まれているか否か判定する（Ｓ１５００）。含まれている場合（Ｓ１５００でＹｅｓ）、交通情報処理部１３２は、情報収集日時１８２１を参照して、現在時刻に最も近い過去のリンク旅行時間を未提供リンクの旅行時間として適用する（Ｓ１５０３）。ただし、予め定めた時間以上（例えば、１時間以上）過去に遡らなければ有意な旅行時間情報が得られない場合には適用しない。また、予め定めた時間まで過去に遡ることで、有意な旅行時間が複数存在する場合には、新しい順に重み付けすることにより平均化した値を適用してもよい。

（ｂ）過去の交通情報に未提供リンクについて旅行時間が含まれていない場合（Ｓ１５００でＮｏ）、交通情報処理部１３２は、未提供リンクの交通情報に渋滞情報が含まれているか否か判定する（Ｓ１５０１）。含まれている場合（Ｓ１５０１でＹｅｓ）、交通情報処理部１３２は、予め定められた道路種別毎の、各渋滞度に対応する旅行時間（移動速度）を用い、未提供リンク渋滞度とその渋滞の長さからリンクの旅行時間を算出する（Ｓ１５０４）。この際、未提供リンクに渋滞度不明区間が存在する場合には、渋滞度不明区間の渋滞度は平常とみなす。または、図５に示すように、同一リンク４００内における渋滞度が分かっている場合（渋滞長４０１：３００ｍ、混雑長４０２：２００ｍ、平常長４０３：２５０ｍ）、交通情報処理部１３２は、まず、渋滞度の長さの割合を求める。そして、渋滞度毎の長さの割合に渋滞度不明区間４０４の長さを乗じて、渋滞度毎の渋滞長を求める。図５では、渋滞度不明区間（２５０ｍ）を各渋滞度の長さに割り当てると、渋滞長１００ｍ、混雑長６７ｍ、平常長８３ｍとなる。以上により、渋滞度不明区間について、渋滞度とその長さが求まるので、未提供リンクの旅行時間を算出できる。

（ｃ）未提供リンクの交通情報に渋滞情報が含まれていない場合（Ｓ１５０１でＮｏ）、交通情報処理部１３２は、未提供リンク周辺（例えば２ｋｍ以内など予め定めた距離内）のリンクの交通情報に有意な旅行時間が含まれているか否か判定する（Ｓ１５０２）。含まれている場合（Ｓ１５０２でＹｅｓ）、交通情報処理部１３２は、未提供リンク周辺のリンクから特定のリンクを選択し、選択したリンクの旅行時間から未提供リンクの旅行時間を算出する（Ｓ１５０５）。ここで、推定精度の観点から、どのリンクを選択すべきが重要となる。そこで、リンクの選択方法について図６の仮想の道路ネットワーク図例を用いて説明する。Ｒ１は国道１号、県１は県道１号、市１は市道１号等を表している。また、国道１号及び県道１号に沿って矢線４１０〜４１８及び４２０〜４２７が示されているが、これは有意な旅行時間情報の有無を表しており、実線の矢線４１０〜４１８は有意な旅行時間情報が存在しているリンクを意味し、破線の矢線４２０〜４２７は有意な旅行時間情報が存在しないリンクを意味している。ここでは、有意な旅行時間情報が存在しない破線の矢線である４２０〜４２７を対象として、交通情報処理部１３２が、周辺の有意な旅行時間情報をもつリンクのうち適切なものを選択する方法について説明する。

交通情報処理部１３２は、まず（ｉ）未提供リンク周辺のリンクの中から未提供リンクと同一路線（例えば国道１号同士）であるリンクを選択する。選択した複数のリンクの中から、交通情報処理部１３２は、（ｉｉ）未提供リンクと接続する間に主要交差点（４３０〜４３３）を跨ぐ回数が最も少ないリンクを選択する。主要交差点は、交通状況の変化が大きい交差点、例えば、渋滞ボトルネックなど交通状況の変化点であってもよいし、あるいは県道・国道・高速道等の主要路線同士が交差する交差点であってもよい。このとき、主要交差点（４３０〜４３３）を跨ぐ回数が少ない順に優先順位を設けて複数のリンクを選択してもよい。なお、（ｉ）でリンクが選択されなかった場合は、未提供リンク周辺の全リンクを対象に（ｉｉ）の選択をする。次に、交通情報処理部１３２は、選択した複数のリンクの中から、未提供リンクとの距離が最も近いリンクを選択する。ただし、直接接続するリンク、距離が近いリンクでも未提供リンクと逆方向（反対車線）のリンクは選択しない。このとき、未提供リンクとの距離が近い順に優先順位を設けて複数のリンクを選択してもよい。なお、同一路線か否か、主要交差点か否か、リンクが直接接続するか否かは、地図データ内のリンクデータ、交差点情報を調べることで判断できる。優先順位を設けてリンクを複数選択する場合、選択したリンクの交通情報に優先順に重みをつけて平均化して、対象リンクの旅行時間の算出に利用する。

以上説明したリンク選択方法によれば、図６においてリンク４２０の旅行時間を補完推定するためにはリンク４１１が最優先に選択される。次いで４１０が選択される。また、リンク４２１に対してはリンク４１２が、リンク４２２に対してはリンク４１３が最優先に選択される。また、リンク４２３に対しては、リンク４１４とリンク４１５とが同じ優先順位で選択される。この場合は、両者の交通情報の平均値を、リンク４２３の旅行時間の算出に利用する。同様に、リンク４２４及びリンク４２５に対してはリンク４１６が、リンク４２６及びリンク４２７に対してはリンク４１７が最優先で選択される。以上にようにして、交通情報処理部１３２は、未提供リンク周辺のリンクを適切に選択し、選択したリンクの旅行時間を利用して、未提供リンクの旅行時間を算出する。

（ｄ）未提供リンクの周辺に有意な旅行時間情報をもつリンクがない場合（Ｓ１５０２でＮｏ）、交通情報処理部１３２は、未提供リンク（例えば同じ国道）と同一メッシュ、同一路線、同一道路種別、同一方向等の同一の道路属性のリンクを地図ＤＢ１２６から抽出する。抽出したリンクについて、蓄積交通情報ＤＢ１３１の中から旅行時間を探し、平均旅行速度を求める。平均旅行速度と未提供リンクのリンク長から未提供リンクの旅行時間を求める（Ｓ１５０６）。

次に、統計交通情報の作成処理について図７のフローチャートに従って説明する。まず、交通情報処理部１３２は、蓄積交通情報ＤＢ１８０に格納されている交通情報から、収集日時１８２１及び日の種類１８２６を参照することにより、指定期間（例えば、過去半年の平日）の交通情報を読み出す（Ｓ１２００）。前記したリアルタイム交通情報の作成処理においては最新の交通情報を読み出せばよかったが、本処理において、交通情報処理部１３２は、処理の対象とする複数日の複数時刻（通常の場合２４時間全ての時間帯分）の交通情報を読み出す。指定期間は、統計交通情報の用途等に応じて予め設定されている。

次に、交通情報処理部１３２は、読み出した交通情報の中からリンク毎に、交通情報が異常（特異）か否かを判定する（Ｓ１２０１）。異常値判定方法としては、前記したリアルタイム交通情報作成処理における方法と同様に、超高速あるいは超低速なリンク旅行時間が含まれている場合、または渋滞度と旅行時間とが不整合の場合に異常と判定する方法を採用できる。また、日の種類１８２６が同じ他の日の交通情報と比較して異常の有無を判定してもよい。具体的には、一日における渋滞発生時間（割合）が所定値以上（例えば、５時間以上）の場合、その日全体の交通情報を異常と判定する方法や、同一時間帯における複数日における交通情報の中で他と比べて大きく値が異なる（偏差が著しく大きい）場合に、異常と判定する方法があげられる。

交通情報処理部１３２は、異常と判定された交通情報を蓄積交通情報ＤＢ１８０から削除し、以後の処理では利用しない（Ｓ１２０２）。以上のＳ１２０１及びＳ１２０２の処理を指定期間内のリンクの交通情報の全てに関して行う（Ｓ１２０３）。

次に、交通情報処理部１３２は、異常情報削除処理（Ｓ１２０２）で削除されなかった交通情報を基に、平均化処理等の統計処理をして、日の種類毎、リンク毎、時刻（時間帯）毎に、旅行時間（旅行速度）、渋滞度等の統計交通情報を作成する。この際、交通情報処理部１３２は、日の種類毎、リンク毎、時刻（時間帯）毎に、図８に示すようなリンク旅行時間に関する確率分布（確率密度関数４４０）を求める（Ｓ１２０６）。

次に、交通情報処理部１３２は、作成された統計交通情報を参照して、リンク毎に、有意な旅行時間情報が提供されているか否かを判定する（Ｓ１２０４）。そして、有意な旅行時間情報が提供されていない未提供リンクに関しては、リアルタイム交通情報作成処理と同様に他のリンクの交通情報等から旅行時間を推定補完し、得られた交通情報を統計交通情報に追加する（Ｓ１２０５）。推定補完方法は、リアルタイム交通情報作成処理での推定補完処理と同様に行うことができる。なお、リンク旅行時間が提供されていない時刻（対象時刻）について旅行時間を算出する場合、対象時刻の前後所定時間（例えば５時間）内に、リンク旅行時間が提供されている時刻（時間帯）があるかを調べる。そして、提供されている場合は、そのリンク旅行時間を対象時刻の旅行時間とする。所定時間は、交通状況の大きな変化がないと思われる時間の範囲で予め設定する。以上のＳ１２０４〜Ｓ１２０６の処理を全ての時刻に関して行う（Ｓ１２０８）。これによりリンクの全時刻（時間帯）に関する旅行時間が求まる。さらに、以上のＳ１２０４〜Ｓ１２０８の処理を全てのリンクに関して行う（Ｓ１２０９）。これにより、広域エリアにおける統計交通情報が完成する。この処理フローを１ヶ月ごと、季節ごと、あるいは１年ごとなど所定のタイミングで実行すれば、情報の鮮度が損なわれることなく安定的な統計交通情報の提供が可能となる。

次に、予測交通情報の作成処理について説明する。

特定のリンク（対象リンク）について、予測交通情報を作成する場合、まず、交通情報処理部１３２は、リアルタイム交通情報ＤＢ１３５の中から現在時刻ｔにおける最新の対象リンクの旅行時間Ｔｄ’（ｔ）を読み出す。次に、統計交通情報ＤＢ１３６の中から現在時刻ｔにおける対象リンクの旅行時間Ｔｄ（ｔ）及び予測すべき所定時刻経過後の近未来ｔ＋ｎにおける旅行時間Ｔｄ（ｔ＋ｎ）を検索する。そして、Ｔｄ（ｔ＋ｎ）にＴｄ’（ｔ）／Ｔｄ（ｔ）を乗じて、時刻ｔ＋ｎにおける対象リンクの予想旅行時間Ｔｄ’（ｔ＋ｎ）とする。以上の処理を、各リンクに関して行うことにより、広域エリアにおける近未来の予測交通情報ＤＢ１３６が作成できる。以上の処理フローを交通情報提供センタ１００から更新される周期（通常は５分）に合わせて実行すれば、ユーザに対してより迅速かつ効率的な予測交通情報提供が可能となる。

次に、統計交通情報ＤＢ１３４に格納されたリンク旅行時間（統計旅行時間）を用いて、複数のリンクで構成される特定の経路の旅行時間を算出する例について説明する。道路ネットワークの簡単な例として図９の場合を考える。図のＡ〜Ｅは交差点、４６０〜４６３はリンクを表す。また、各リンク４６０〜４６３のリンク長と時間帯毎の統計旅行時間及び統計旅行速度は図１０（Ａ）及び（Ｂ）の通りであったとする。図における１０：００とは、１０：００以上１０：０５未満までの時刻における統計旅行時間または統計旅行速度を意味する。なお統計旅行速度は、各時間帯の統計旅行時間とリンク長から求められる。交差点Ａから交差点Ｅまでの統計旅行時間の算出について説明する。時刻１０：００：００に交差点Ａを出発した場合、リンク４６０を通過するのに７２秒（平均速度は３０ｋｍ／ｈ）を要すると予想される。このリンク４６１に到達するであろう時点１０：０１：１２ではまだ１０：０５になっていないので次のリンク４６１の予測旅行速度は１０：００の２５ｋｍ／ｈを採択する。このためリンク４６１を通過するのに要する旅行時間は１４４秒であり、交差点Ａからの通算の旅行時間は２１６秒である。同様にして、リンク４６２を通過するのに要する旅行時間は８２秒（通算２９８秒）と計算される。最後のリンク４６３を通過するのに要する旅行時間は１７３秒（通算４７１秒）となるため、途中で１０：０５の速度に切り替える必要がある。すなわち、リンク４６３に進入して最初の２秒間は１０：００の速度（２５ｋｍ／ｈ）を採択するのでその間の走行距離はおよそ１４ｍ、その後残りの距離１１８６ｍに対しては１０：０５の速度（１５ｋｍ／ｈ）を採択するため、およそ２８５秒要することが計算される。結局、リンク４６３を通過するのに要する旅行時間は２８７秒（通算５８５秒）と算出される。以上から、１０：００：００に交差点Ａを出発した車両が交差点Ｅへの到着予想時刻は１０：０９：４５となり、経路全体の走行状況は図１１のグラフ４６４のようになる。同様にして、時刻１０：０５：００に交差点Ａを出発した場合の走行状況は図１１のグラフ４６５のようになり、交差点Ｅまでの統計旅行時間は７５９秒で到着予想時刻は１０：１７：３９と算出される。

次に、リンク旅行時間の確率分布の活用例として、複数のリンクで構成される特定の経路の旅行時間に関する確率分布を算出する例について説明する。前記図９の道路ネットワークにおいて、交差点Ａから交差点Ｅまでの経路ＡＥの旅行時間に関する確率分布を求める事例を説明する。上記同様に、交差点Ａを出発した時刻を起点に走行中の時間経過を考慮した各リンクの各時刻の確率分布は、統計交通情報ＤＢ１３４を参照することによって知ることができる。リンク４６０、４６１、４６２、４６３の旅行時間Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４に対する確率ｆがそれぞれｆ４６０（Ｘ１）、ｆ４６１（Ｘ２）、ｆ４６２（Ｘ３）、ｆ４６３（Ｘ４）であり、このＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４に応じて図８のように確率ｆも色々な値をとる。ここで、リンク４６０、４６１、４６２、４６３の旅行時間がそれぞれｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４である（経路ＡＥの旅行時間Ｘは、ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ４）確率ｆ（Ｘ）は、各リンク旅行時間の確率分布が互いに独立であるとすれば次式で表される。
ｆ(Ｘ)＝ｆ４６０（ｘ１）・ｆ４６１（ｘ２）・ｆ４６２（ｘ３）・ｆ４６３（ｘ４） …（数１）
これを全てのＸ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４がとりうる組み合わせについて計算し、同じＸに対しては和算することにより、経路ＡＥの旅行時間Ｘに関する確率密度関数ｆ（Ｘ）を求めることができる。そして、確率密度関数ｆ（Ｘ）を用いれば、経路ＡＥに関する旅行時間の期待値Ｅや標準偏差σ等が求められる。また、図１２に示すように確率密度関数４７０を用いることによって、旅行時間ＸがＥ±ΔＸの範囲に含まれる確率は、確率密度関数４７０とＸ軸で囲まれる面積に占めるハッチ部の面積４７１の割合で求めることができる。このΔＸ（Ｅとの差分）を変化させることにより、様々な範囲の旅行時間に関する確率Ｐ（ΔＸ）を求めることができる。

以上、リンク旅行時間の活用例、あるいは旅行時間に関する確率分布の活用例を説明したが、これらの例に伴う処理は、交通情報処理装置１０７で行っても、ユーザ端末２００で行ってもよい。

次に、ユーザ端末２００において、特定の経路（対象経路）の平均旅行時間Ｅ、旅行時間範囲Ｅ±ΔＸ、その旅行時間範囲に関する確率Ｐ（ΔＸ）を表示する場合について、図１３のフローチャートを用いて説明する。

まず、情報処理部２０２は、旅行時間の表示に関わる各種設定をする（Ｓ１４００）。設定項目としては、旅行時間範囲や旅行時間確率（旅行時間範囲に対する確率Ｐに相当）がある。旅行時間範囲は、旅行時間の表示幅を表す旅行時間幅（前記ΔＸの２倍に相当）の選択を受け付け、式：Ｅ±ΔＸにより求め設定してもよい。このとき、情報処理部３０２は、旅行時間幅と旅行時間確率のいずれの指標を優先的に表示させるかを選択するラジオボタン４８０を表示部２０５の画面１４０に表示する。画面１４０の４８１〜４８３は各設定項目に関する設定値の候補ボタンである。

次に、情報処理部２０２は、対象経路に関する旅行時間（平均旅行時間）、その確率分布、その期待値、および、設定した旅行時間範囲に対する旅行時間確率を算出するように、交通情報処理装置１０７に要求する。交通情報処理装置１０７は、前述した方法によりこれらの値を算出した後、ユーザ端末２００の情報処理部２０２に送信する（Ｓ１４０１）。ただし、情報処理部２０２が、これらの値の算出を自ら行うようにしてもよい。次に、情報処理部２０２は、算出結果が予め定められた条件を満足するか否かを判定する（Ｓ１４０２）。この条件は、旅行時間幅の最大幅（例えば６０分）と旅行時間確率の下限値（例えば４０％）として設定され、これらの条件を超える場合には情報の信頼性が低いことを意味する。

例えば、第一の例として、旅行時間幅１０分という設定値に対して平均旅行時間４５分、旅行時間範囲４０〜５０分の旅行時間確率が２０％という極めて低い確率が算出された場合、旅行時間確率の下限値（例えば４０％）を下回ることとなり、前記条件を満足しない。また、第二の例として、旅行時間確率９０％という設定値に対して、平均旅行時間５５分、旅行時間確率９０％の旅行時間範囲が１０〜１００分という極めて広い旅行時間範囲が算出された場合、旅行時間幅の最大幅（例えば６０分）を上回ることとなり、条件を満足しない。また、第三の例として、旅行時間幅が３０分と設定された場合であって、平均旅行時間の値が１０分となった場合、旅行時間範囲が−５分〜２５分となる。すなわち、最小値が０以下の値で算出されることがある。この場合にも条件を満足しない。同様に、旅行範囲の最大値が所定の値（例えば１０時間）を超えた場合にも条件を満足しない。上記のように、条件を満足しない場合、情報処理部２０２は、上記条件を満足するように、自動的に旅行時間幅または旅行時間確率を変更する（Ｓ１４０３）。

例えば、上記第一の例においては、旅行時間幅１０分という設定値が信頼性の低い結果につながったので、旅行時間幅を適切な値（例えば２０分）に変更する。また、上記第二の例において、旅行時間確率９０％という設定値が信頼性の低い結果につながったので、旅行時間確率を適切な値（例えば７０％）に変更する。また、上記第三の例のように、旅行時間範囲の最小値が０以下の場合には旅行時間範囲として最大値以下（例えば２５分以下）というように上限値のみで規定する。また、最大値が所定値を超えた場合、旅行時間範囲の最小値以上（例えば５５０分以上）というように下限値のみで規定する。そして、変更した設定値を元に算出処理Ｓ１４０１を行い、上記条件を満足するまでＳ１４０１〜Ｓ１４０３を繰り返す。ただし、所定回数繰り返しても上記条件を満足する結果が得られなければ解なしとして処理を終了する。そして、最後に得られた結果を表示部２０５（文字や図形）やスピーカ（音声）等に出力する（Ｓ１４０４）。

表示部２０５の表示例を図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図１５（Ａ）において、４９０は平均旅行時間（平均所要時間）または旅行時間期待値、４９３は旅行時間範囲、４９３は旅行時間確率である。図１５（Ｂ）において、４９６は、旅行時間範囲の最小値が０以下であったために上限値のみで表示されたことを表す例である。また、図１５（Ｃ）において、４９７は上記した条件を満足する解が得られず結果的に解なしであったことを表す例である。なお、旅行時間範囲及び旅行時間確率の値を積上げ棒グラフまたは円グラフにて表示してもよい。これにより、ユーザは運転中においても直感的に把握できるようになる。

また、複数の経路に関する旅行時間等の情報（経路情報）を表示するようにしてもよく、この場合、経路情報を表示する順番を所定の経路種類の順に上から並べてもよい（例えば、最短時間経路、高速道優先、一般道優先の順）し、あるいは旅行時間の小さい順（到着予想時刻の早い順）に上から並べて表示してもよい。また、旅行時間の範囲または到着予想時刻の範囲とその確率を表示させてもよく、経路情報を表示する順番を旅行時間期待値の小さい順か確率の高い順に並べて表示してもよい。また、特定経路と、経路情報を地図上に重畳表示するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態の一例を説明した。

本実施形態によれば、外部より受信した交通情報が信頼性・安定性の質及び情報量が必ずしも十分でなくても、交通情報を統計的に処理することにより、情報が提供されていないリンクを含むより多くのリンクを対象として、実用性の高い旅行時間範囲及びその確率を含む高精度なリアルタイム交通情報、統計交通情報、予測交通情報を生成することが可能となる。

また、本実施形態によれば、経路に関する旅行時間範囲及びその確率を表示することにより、ユーザは到着時刻の幅とその頻度を直感的に知ることができ、旅行計画が立てやすくなるなど、使い勝手のよい交通情報表示装置が提供できる。

なお、本発明は、上記の実施態様に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、統計交通情報ＤＢをＣＤ、ＤＶＤ、メモリカードあるいはハードディスクなどの記憶媒体に格納してもよい。また、ユーザ端末２００が交通情報を表示する際、交通情報のうち推定補完された交通情報は、表示色を変化させるなどして、補完されていない交通情報と区別して表示するようにしてもよい。

また、本発明の交通情報表示装置は、交通情報表示装置で用いられる交通情報の作成を行う交通情報処理装置であって、リンクの旅行時間に関する情報を含む交通情報を、外部から入手する交通情報入手手段と、前記交通情報入手手段により旅行時間に関する情報が提供されていない未提供リンクに対して、推定補完処理により、旅行時間に関する交通情報を算出する補完手段と、を有し、前記補完手段は、前記未提供リンクが存在する所定エリア内の、全リンクあるいは前記未提供リンクと同じ道路属性のリンク、の平均旅行速度を算出し、算出した平均旅行速度を前記未提供リンクの旅行速度とし、前記未提供リンクの旅行時間を算出するものでもよい。

ここで、交通情報処理装置は、前記交通情報入手手段により入手した交通情報を蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手段により蓄積した過去の交通情報を統計処理する統計手段を有し、前記交通情報入手手段で入手した現在の交通情報と、前記統計手段により統計処理した交通情報と、前記補完手段により算出した交通情報と、を用いて、特定のリンクの所定時刻経過後の旅行時間を予測する予測手段を有するものであってもよい。

また、前記交通情報表示装置は、前記交通情報表示装置からの要求により、前記交通情報入手手段により入手した交通情報と、前記補完手段で算出した交通情報とを、所定のフォーマットに成型し前記交通情報表示装置に対して送信する手段を有してもよい。

さらに、本発明の交通情報表示方法は、交通情報表示装置で用いられる交通情報の作成を行う交通情報処理装置が行う交通情報処理方法であって、リンクの旅行時間に関する情報を含む交通情報を、外部から入手するステップと、前記交通情報入手ステップにより旅行時間に関する情報が提供されていない未提供リンクに対して、推定補完処理により、旅行時間に関する交通情報を算出する補完ステップと、を行うものであってもよい。

図１は、交通情報処理装置の構成の一例を示す図。 図２は、蓄積交通情報ＤＢが、交通情報を管理する様子を示す図。 図３は、リアルタイム交通情報作成処理の流れを示すフロー図。 図４は、補完処理の流れを示すフロー図。 図５は、リンクを構成する渋滞度に関する不明区間の補完処理法を説明するための図。 図６は、周辺リンクの旅行時間から未提供リンクの旅行時間を補完する方法を説明するための道路ネットワーク図。 図７は、統計交通情報作成処理の流れを示すフロー図。 図８は、リンク旅行時間に関する確率分布の一例。 図９は、リンク旅行時間の活用例を説明するための道路ネットワーク図。 図１０は、経路旅行時間の予測方法を説明するための図。図１０（Ａ）は、リンク・時間帯ごとの統計旅行時間を示す図。図１０（Ｂ）は、リンク・時間帯ごとの統計旅行速度を示す図。 図１１は、経路旅行時間の予測方法を説明するための一例である経路途中の走行状況を示す図。 図１２は、確率密度関数から経路旅行時間の確率を求める方法を説明する図。 図１３は、経路旅行時間に関する確率等をユーザ端末で表示する処理の流れを示すフロー図。 図１４は、旅行時間表示設定画面の一例。 図１５は、旅行時間及び確率の表示画面例。

符号の説明

１００…交通情報提供センタ、１０３…通信網、１０７…交通情報処理装置、１１６…交通情報管理ユニット、１８０…蓄積交通情報ＤＢ、１３２…交通情報処理部、１３３…加工交通情報ＤＢ、２００…ユーザ端末

Claims (10)

1. 外部から提供される交通情報を蓄積し、蓄積された交通情報を用いて統計交通情報を生成する交通情報処理方法であって、
   統計交通情報を作成する時間帯ごとに蓄積された交通情報を読み出し、
   道路を構成する区間であるリンクの内、前記交通情報が提供されていない未提供リンクであって、所定の周囲に未提供リンクの交通情報の推定に使用する交通情報が提供されたリンクが無い未提供リンクに対し、
   当該未提供リンクと路線、道路種別、及び車線方向を含む道路属性のいずれかが同一のリンクに関する交通情報に基づいて当該未提供リンクの交通情報を推定し、
   前記蓄積された交通情報及び推定された交通情報に基づいて、前記未提供リンクを含む各リンクの時間帯毎の統計交通情報を生成する
   ことを特徴とする交通情報処理方法。
2. 請求項１に記載の交通情報処理方法であって、
   前記蓄積された交通情報は、交通情報の収集日時に関する情報を含んでおり、
   前記未提供リンクは、旅行時間が提供されていない未提供時刻を少なくとも含むリンクであり、
   前記交通情報処理方法は、
   未提供リンクの前記未提供時刻の旅行時間を推定するにあたって、前記未提供時刻の前後所定時間内の時刻であって、旅行時間の提供がある時刻の旅行時間を、前記未提供時刻に近い順に重み付けすることにより平均化した値を、前記未提供時刻の旅行時間として算出することを特徴とする交通情報処理方法。
3. 請求項１に記載の交通情報処理方法であって、
   前記蓄積された交通情報は、当該交通情報の収集時刻毎における渋滞度及び当該渋滞度を示す区間の長さに関する情報を含んでおり、
   前記交通情報処理方法は、
   未提供リンクの渋滞度及び当該渋滞度を示す区間の長さと、予め定めた各渋滞度に対応する旅行速度とを用いて前記未提供リンクの旅行時間を算出し、当該算出の際、
   前記未提供リンク中に渋滞度不明区間を含む場合、下記ａ）〜ｃ）、
   ａ）前記渋滞度不明区間は、平常の渋滞度の区間とする、
   ｂ）前記渋滞度不明区間は、前記未提供リンク中の渋滞度が分かっている区間の渋滞度と同じ渋滞度の区間とする、
   ｃ）前記渋滞度不明区間は、前記未提供リンク中の渋滞度が分かっている区間の渋滞度と同じ渋滞度を示す区間が、渋滞度が分かっている区間の渋滞度毎の長さの割合に前記渋滞度不明区間の長さを乗じた長さ存在する区間とする、
   のうち少なくとも１つの方法により算出する
   ことを特徴とする交通情報処理方法。
4. 請求項１に記載の交通情報処理方法であって、
   未提供リンク周辺のリンクのうち、前記未提供リンクの進行方向と逆方向のリンクを除き、前記未提供リンクに直接接続しているリンクの旅行時間、あるいは前記未提供リンクから所定距離以内のリンクの旅行時間を、他のリンクの旅行時間に比べて重みをつけて用いて、前記未提供リンクの旅行時間を算出する
   ことを特徴とする交通情報処理方法。
5. 請求項１に記載の交通情報処理方法であって、
   未提供リンク周辺のリンクのうち、前記未提供リンクと同一路線であるリンクの旅行時間を同一路線以外のリンクの旅行時間に比べて重みをつけて用いて、前記未提供リンクの旅行時間を算出する
   ことを特徴とする交通情報処理方法。
6. 請求項１に記載の交通情報処理方法であって、
   未提供リンク周辺のリンクの旅行時間を、前記未提供リンクとの間に、所定の主要交差点の数が少ない順に重みをつけて用いて、前記未提供リンクのリンク旅行時間を算出する機能を有することを特徴とする交通情報処理方法。
7. 請求項１に記載の交通情報処理方法であって、
   現在の交通情報と統計処理した交通情報とを用いて、
   特定のリンクの所定時刻経過後の旅行時間を含む予測交通情報を生成する
   ことを特徴とする交通情報処理方法。
8. 外部から提供される交通情報を蓄積し、蓄積された交通情報を用いて統計交通情報を生成する交通情報処理方法であって、
   下記判定方法ａ）〜ｃ）、
   ａ）一定期間における渋滞発生割合が所定値以上の交通情報は異常であると判定する、
   ｂ）同一時間帯における複数日の交通情報の中で他と比べて偏差が大きい交通情報は異常であると判定する、
   ｃ）一定期間におけるリンクの旅行時間と渋滞情報を比較し一方が正常範囲内で変化しているにも関わらず他方が一定値を示す場合には、一定値を示す交通情報を異常と判定する、
   の少なくとも１つの判定方法により、前記蓄積された交通情報の中から異常がある交通情報を判定し、異常があると判定された交通情報を排除した後、
   統計交通情報を作成する時間帯ごとに蓄積された交通情報を読み出し、
   道路を構成する区間であるリンクの内、前記交通情報が提供されていない未提供リンクであって、所定の周囲に未提供リンクの交通情報の推定に使用する交通情報が提供されたリンクが無い未提供リンクに対し、
   当該未提供リンクと路線、道路種別、及び車線方向を含む道路属性のいずれかが同一のリンクに関する交通情報に基づいて当該未提供リンクの交通情報を推定し、
   前記蓄積された交通情報及び推定された交通情報に基づいて、前記未提供リンクを含む各リンクの時間帯毎の統計交通情報を生成する
   ことを特徴とする交通情報処理方法。
9. 請求項１に記載の交通情報処理方法で作成された交通情報を入手し、
   未提供リンクに関する交通情報と未提供リンクに関するものではない交通情報とで異なる態様で表示する
   ことを特徴とする交通情報表示方法。
10. 請求項１に記載の交通情報処理方法であって、
    前記蓄積された交通情報を、統計交通情報を作成する日の種類及び時間帯毎に読み出し、
    前記統計交通情報を、日の種類及び時間帯毎に生成する
    ことを特徴とする交通情報処理方法。

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