JP4038970B2 - リンク発生交通量算出方法及びｏｄ交通量の推定方法並びに装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＤ交通量を推定するためのリンク発生交通量算出方法及びその方法を用いたＯＤ交通量の推定方法、並びにそれらの方法を実現するための装置に関するものである。交通量とは、単位時間当たりの通過台数をいう。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＤ交通量は、起終点交通量ともいわれ、一定規模の道路網のある地点から発生し、他の地点で消滅する、単位時間当たりの車両台数をいう（間藤隆一 他「起終点交通量計測システム」Matsushita Technical Journal Vol. 44 No. 3 Jun. 1998）。
前記「発生」とは、より細かな規模の道路網（細街路）や駐車場から前記一定規模の道路網に車両が進入する場合をいい、前記「消滅」とは、前記一定規模の道路網から、前記細街路や駐車場に車両が退出する場合をいう。
【０００３】
また、ある地点から発生し、一定のルートを通って、他の地点で消滅することを「トリップ」という。
これに対して、ある地点を通過する単位時間当たりの車両台数を地点交通量という。
ＯＤ交通量は、地点交通量に比較して、交通量をより厳密に表現できるので、交通量予測や交通量制御に役立つ重要なパラメータになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＯＤ交通量を直接計測することは難しく、現在では、ドライバのインタビュー調査や、カメラの観測データなどに基づいて、ＯＤ交通量を推定することが行われているにすぎない。
本発明者は、ＯＤ交通量を効率よく、より正確に推定するために、道路区間（リンク）ごとに発生した交通量が、最短経路トリーに従って各方面のリンクに分散し消滅していくモデルを想定した。
【０００５】
(1)本発明のリンク発生交通量算出方法は、出発リンクに一定の交通量を設定し、経路トリーに沿って、経路トリーの分岐部で交通量を分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、各リンクにおける通過交通量を求める手順Ａと、エリア内の各リンクを出発リンクに選ぶことによりそれぞれ求めた通過交通量から、リンクの地点交通量とリンク発生交通量とを結びつける通過確率行列を求める手順Ｂと、この通過確率行列と、リンクで計測した地点交通量計測値とに基づいて、リンク発生交通量を算出する手順Ｃとを含む方法である。
【０００６】
前記の方法によれば、出発リンクで発生する交通量を、経路トリーに沿って分配し消滅させることにより、各リンクを通過する確率を知ることができる。したがって、出発リンクに一定の交通量を設定することにより、各リンクの通過交通量を求めることができる。この通過交通量を、出発リンクを変えてそれぞれ求めることにより、リンクの地点交通量とリンク発生交通量とを結びつける通過確率行列を求めることができる。
【０００７】
通過確率行列が求められると、実際に計測したリンク地点交通量計測値に使って、各リンクのリンク発生交通量を算出することができる。
(2) 以下３つの方法は、前記手順Ａにおいて、交通量を経路トリーの分岐部で分配する具体的方法を述べている。
前記交通量を経路トリーの分岐部で分配するのに、交差点に流入するリンクと同一交差点から流出するリンクを１つの領域とし、当該領域で交差点から流出する地点交通量計測値から交差点に流入する地点交通量計測値を引き、それを流出リンク数又は流入リンク数で割ってリンク消滅交通量設定値を求め、経路トリーの分岐部の下流のリンク消滅交通量設定値の和に比例した分配率で、交通量を分配することができる（請求項１）。
【０００８】
この方法は、リンクで分配する確率を求めるために、交差点の地点交通量計測値に基づいて、リンク１本あたり消滅する交通量である「リンク消滅交通量設定値」を、流出リンク数又は流入リンク数を使って設定する。流出リンク数又は流入リンク数で割るのは、リンク消滅交通量は、交差点につながるリンクごとに均等に分配されると近似しているからである。そして、経路トリーの分岐部の下流のリンク消滅交通量設定値の和に比例した分配率で、交通量を分配する。
【０００９】
また、交通量を経路トリーの分岐部で分配するのに、分岐部の先の経路トリー下流のリンク地点交通量計測値×距離の和に比例した分配率で、交通量を分配することもできる（請求項２）。
この方法は、リンク地点交通量計測値とリンク距離の積（これはリンクごとに求まる）を経路トリーの分岐部の下流のリンクについて足し算して、交通量を分配する。
【００１０】
また、交通量を経路トリーの分岐部で分配するのに、分岐部における車両の右左折率に基づいて、交通量を分配することもできる。
この方法は、統計上、交差点ごとに車両の右左折率が求まるので、この右左折率を用いて交通量を分配する方法である。
(3) 以下２つの方法は、前記手順Ａにおいて、交通量を経路トリーのリンクで消滅させる具体的方法を述べている。
【００１１】
まず、リンクで交通量を一部消滅させるのに、交差点に流入するリンクと同一交差点から流出するリンクを１つの領域とし、当該領域で交差点から流出する交通量から交差点に流入する交通量を引き、それを流出リンク数又は流入リンク数で割ってリンク消滅交通量設定値を求め、このリンク消滅交通量設定値とリンク地点交通量計測値との比に基づいて消滅させることができる（請求項３）。
この方法によれば、リンク消滅交通量設定値を使って、リンクで消滅する確率を求めることができる。
【００１２】
また、リンクで交通量を一部消滅させるのに、走行距離に基づいて設定した消滅確率分布に従って、リンク交通量を消滅させることもできる（請求項４）。
この方法は、車両が発生してから消滅するまでの統計的な走行距離分布を仮定し、その確率分布に従って、リンクで交通量を消滅させる方法である。前記消滅確率分布は、複数の車両の走行軌跡の統計的分布に基づいて決定してもよい。
【００１４】
(4)本発明のＯＤ交通量の推定方法は、あるリンクで発生し、走行後他のリンクで消滅するまでの、単位時間あたりの車両台数の総計、究極的には全発生車両のトリップであるＯＤ交通量を推定するための方法であって、
道路網の各リンクのリンク地点交通量計測値に基づいて、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法でリンク発生交通量を算出し、各リンクを出発リンクとして探索した経路トリーに沿って、前記リンク発生交通量を、経路トリーの分岐部で分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、ＯＤ交通量を推定する方法である（請求項５）。
【００１５】
この発明によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法で求めた正確なリンク発生交通量を使って、ＯＤ交通量を推定することができる。
また、本発明のリンク発生交通量算出装置及びＯＤ交通量の推定装置は、それぞれ前記リンク発生交通量算出方法及びＯＤ交通量の推定方法の発明と実質同一の発明にかかる装置である（請求項６〜請求項９）。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
―ＯＤ交通量推定装置―
本発明のＯＤ交通量の推定方法を実施するＯＤ交通量推定装置は、コンピュータ、メモリ、入出力装置等を備え、以下の機能を実行する。
図１は、ＯＤ交通量推定装置の機能ブロック図である。ＯＤ交通量推定装置は、車両感知器の感知信号を変換する入力変換部１、カメラの画像信号を変換する入力変換部２、車両感知器の感知信号に基づいて、地点交通量を算出する交通量計測部３、車両感知器の感知信号やカメラの画像信号に基づいて車両がリンクを通過する時間（リンク旅行時間）を求める旅行時間計測部４、道路地図データ及びリンク旅行時間データに基づいて最適経路トリーを算出する最適経路トリー算出部５、並びに地点交通量計測値及び最適経路トリーを用いてＯＤ交通量を推定するＯＤ交通量推定部６を有している。図１で円柱体として描かれているものは、各部の処理に用いるメモリである。
【００１７】
図２は、各交差点に車両感知器が設置された幹線道路（以下単に「道路」という）のエリア地図である。この地図では、道路は、縦横複数本描かれ、交差点が存在する。交差点間の道路を１リンク単位として、上り下りのリンクＬ１〜ＬＮ（図２ではＬ＝４８）を構成している。リンク同士の十字接続点が交差点ノードＮ１，Ｎ２，‥‥となっている。車両感知器は、例えば超音波式の感知器であり、各リンクから交差点に進入する位置に設置され、図２では黒い▲印で表されている。カメラは、一定範囲の道路を見下ろす形で随所に設置されている。また、道路の途中から細街路がつながり、道路の途中に店舗や住宅の駐車場が存在している。この図２では、作図の都合上、一部の道路のみに細街路や駐車場を描いているが、実際には、ほとんどの道路に細街路がつながり、駐車場が存在している。
【００１８】
−前処理−
交通量計測部３は、入力変換部１から得られる、車両感知器の感知信号に基づいて地点交通量（単位時間（例えば５分間）あたりの車両の通過台数）を検知する。車両感知器はリンクごとに設置されているので、地点交通量もリンクごとに求められる。したがって、以下「リンク地点交通量計測値」という。
さらに交通量計測部３は、占有時間Ｏ（単位時間（例えば５分間）内に、各車両ｋが車両感知器を横切った時間ｔkの総和Σｔk）を検知する。
【００１９】
旅行時間計測部４は、次のようにしてリンク旅行時間を計測する。
リンク地点交通量計測値ｑ、占有時間Ｏ、及び平均車長（一定値とする）Ｉを用いて、式Ｖ＝Ｉ・ｑ／Ｏにより車両の平均速度Ｖを計算し、これとリンクの長さＬを用いて、式Ｔ＝Ｌ／Ｖによりリンク旅行時間Ｔを計算する。
また、カメラの計測画像から車両のプレートナンバーをマッチングして車両を同定し、同一車両がリンクの端を通過した時刻とリンクの他の端を通過した時刻とから、リンクを走行するのに要した時間Ｔ′を求める。単位時間に通過した車両が複数であれば、各車両のリンク旅行時間Ｔ′の平均をとる。
【００２０】
そして、以上のようにして求めたリンク旅行時間Ｔ若しくはリンク旅行時間Ｔ′のいずれか、またはこれらの重み付き平均をとって、リンク旅行時間とする。なお、旅行時間の計測誤差を吸収するためにフィルター値を用いてもよい。また曜日、時間帯、天候等によってばらつきがあるので、過去の統計的な値を加味してもよい。
最適経路トリー算出部５は、次のようにして最適経路トリーを算出する。最適経路トリーとは、いずれかのリンクを出発リンクとし、エリア内のすべてのリンクに至る最適経路の集合のことである（特開平７−２４４７９８号公報参照）。出発リンクから他の特定のリンクに至る最適経路は１本しか存在しないから、最適経路トリーは、出発リンクからトリー状に広がっていき、先で再び交わることはない。
【００２１】
最適経路トリーを算出するには、旅行時間計測部４により求められたリンク旅行時間を使うが、これ以外にリンク距離を用いてもよい。
最適経路トリー算出部５は、エリア内のすべてのリンクを出発リンクとして最適経路トリーを算出する。したがって、エリア内のリンクがＮ本あれば、最適経路トリーはＮ枚求まる。
−通過確率行列Ｈの算出−
ＯＤ交通量推定部６の行う通過確率行列Ｈの算出方法を説明する。
【００２２】
図３は、通過確率行列Ｈの算出方法を説明するためのフローチャートである。まず、ＯＤ交通量推定部６は、交通量計測部３から、車両感知器の感知信号に基づいて得られたリンク地点交通量計測値を取得する(ステップＳ１)。このリンク地点交通量計測値はリンクの数Ｎだけあるので、Ｎ次元ベクトルとして扱える。
次に、リンク発生交通量設定値、リンク消滅交通量設定値を算出する(ステップＳ２)。
【００２３】
図２に示したように、通常、車両感知器は１本のリンクあたり１台設置されていて、リンクの終点にも起点にも設置されている、ということは少ない。
そこで、図４に示すように、あるノード（例えばＮ５とする）と、当該ノードＮ５に流入するリンクＬ１２，Ｌ２５，Ｌ２７，Ｌ３０と、ノードから流出するリンクＬ１１，Ｌ２６，Ｌ２８，Ｌ２９とを１つの領域とし、単位時間に、この領域に発生する領域発生交通量又は消滅する領域消滅交通量Ｊを考える。領域発生交通量又は領域消滅交通量Ｊは、図４の例を使えば、４本のリンクＬ１１，Ｌ２６，Ｌ２８，Ｌ２９を通して流出する交通量Ｑoutから、４本のリンクＬ１２，Ｌ２５，Ｌ２７，Ｌ３０を通して流入する交通量Ｑinを引いたものである。Ｊが正の場合は、領域発生交通量Ｊ＞０，領域消滅交通量＝０とし、負の場合は、領域消滅交通量｜Ｊ｜＞０，領域発生交通量＝０とする。
【００２４】
そしてこの領域発生交通量を流出するリンク本数で割った値を、「リンク発生交通量設定値」といい、領域消滅交通量を流出するリンク本数で割った値を、「リンク消滅交通量設定値」という。流出するリンク本数が４本であれば、リンク発生交通量設定値は、領域発生交通量の４分の１となり、リンク消滅交通量設定値は、領域消滅交通量の４分の１となる。
図５は、リンク発生交通量設定値又はリンク消滅交通量設定値を説明するためのリンク図であり、図５(a)は領域発生交通量Ｊ＞０の場合に、リンク発生交通量設定値がＪ／４、リンク消滅交通量設定値は０となることを示し、図５(b)は領域消滅交通量Ｊ＞０の場合に、リンク消滅交通量設定値がＪ／４、リンク発生交通量設定値は０となることを示している。
【００２５】
また、領域発生交通量、領域消滅交通量をともに「流出」リンク本数で割ったのは、他のノードでの処理結果とリンクの重複を回避するためである。勿論、領域発生交通量、領域消滅交通量をともに「流入」リンク本数で割ってもよい。
リンク本数で割るので粗い近似になるが、後に説明するような数学手法を用いることにより、精度よく「リンク発生交通量」を算出することができる。
また、精度にこだわらなければ、リンク発生交通量設定値をそのまま「リンク発生交通量」とすることもできる。
【００２６】
次に、最適経路トリー算出部５から、エリア内のあるリンクを出発リンクとする最適経路トリーを取得する(ステップＳ３)。
そして、一定の交通量を、最適経路トリーに沿ってシミュレート走行させる(ステップＳ４)。
以上のステップＳ３，Ｓ４の処理を、出発リンクを変えて、繰り返し行う(ステップＳ５)。
【００２７】
これらの走行結果に基づき、通過確率行列を算出する(ステップＳ６)。
以下、ステップＳ４〜Ｓ６の内容を詳説する。
一定の大きさの交通量を、最適経路トリーに沿ってシミュレート走行させる場合、最適経路トリーのそれぞれのノードで、交通量は所定割合で各リンクに分配され、分配後所定割合で消滅する。そして、消滅後の各リンクに残った交通量（これを「リンク通過交通量」という）が、次のノードで再度分配され、所定割合消滅するという動作を繰り返す、と考える。
【００２８】
出発リンクの交通量を１とすると、前記通過交通量は、当然１より小さい値をとる。通過交通量は、リンクの数だけ求まるので、Ｎ次元ベクトルで記述できる。これを以下「通過交通量ベクトル」という。
交通量を分配する方法として、次の３つの方法ａ１，方法ａ２、方法ａ３が考えられる。
方法ａ１：ノードの先の各リンクよりつながる部分的な経路トリーを１まとめに考え（これを「経路ブロック」という）、経路ブロックを構成するリンクのリンク消滅交通量設定値の総和を求め、この総和に比例した割合で、分配される、とする方法である。
【００２９】
図６は、図２の道路地図に対応する経路トリーの一例を示す図であり、出発リンクをリンクＬ１にとっている。リンクＬ１から先のリンクは、Ｌ３，Ｌ６，Ｌ７である。リンクＬ３の先のリンクはこのエリアでは存在せず、経路ブロックＢ１の構成リンクはＬ３のみである。リンクＬ６の先のリンクＬ２２，Ｌ２５，Ｌ２４，‥‥を含む経路ブロックをＢ２で示し、リンクＬ７の先のリンクＬ９，Ｌ１２，Ｌ１３，‥‥を含む経路ブロックをＢ３で示している。
【００３０】
経路ブロックを構成する各リンクについて、リンク消滅交通量設定値の和ＪＢiを求める。経路ブロックＢ１については、ＪＢ1は、リンクＬ３のリンク消滅交通量設定値となる。経路ブロックＢ２については、ＪＢ2は、リンクＬ６，Ｌ２２，Ｌ２５，Ｌ２４，‥‥のリンク消滅交通量設定値の和となる。経路ブロックを構成する各リンクのリンク発生交通量設定値を考慮しないのは、各経路トリーの出発リンクで、リンク発生交通量が考慮されているからである(ステップＳ３，Ｓ５)。
【００３１】
方法ａ２：経路ブロックを構成する各リンクの、リンク地点交通量計測値×リンク距離の総和を求め、この総和に比例した割合で、分配される、とする方法である。
方法ａ３：交差点における直進右左折の比率を利用する。この直進右左折の比率は、車両感知器やカメラの情報に基づいて、各車両の走行経路を蓄積すれば、統計的に求めることができる。勿論、曜日、時間帯、天候等によって有意差があれば、これらの条件を加味してもよい。
【００３２】
交通量をリンクにおいて消滅させる方法として、次の２つの方法ｂ１，方法ｂ２が考えられる。
方法ｂ１：当該リンクのリンク消滅交通量設定値を用いて、割合
（リンク消滅交通量設定値）／（リンク地点交通量計測値）
で消滅していくとする方法である。
方法ｂ２：走行距離に従って、ある確率で消滅していくとする方法である。
【００３３】
道路網に発生した車両は、走行していくと、走行距離に応じてある確率分布をもって消滅していく。この確率分布をＰ（ｕ）（ｕは走行距離）と書くと、車両が距離ｕ走行するまでに消滅する確率は、
【００３４】
【数１】
【００３５】
で表される。Ｐ（∞）＝１である。
従って、出発リンクから最適経路トリーを走行して、ｎ本目の当該リンクを通過した地点で消滅する確率Ｐnから、当該リンクに入る前に（ｎ−１）本目で消滅している確率Ｐn-1を引けば、当該リンクで消滅する確率を求めることができる。
前記確率分布Ｆ（ｔ）の形は、多数の車両の走行データから数値的に求めることが好ましいが、この実施形態では、簡単のため、平均距離ｍ，分散σの正規分布と仮定しておく（実際の分布も正規分布に近い形になると考えている）。
【００３６】
【数２】
【００３７】
以上のように、一定の交通量を、最適経路トリーに沿ってシミュレート走行させ、通過交通量ベクトルを求め、出発リンクを変えて、同様の処理を行い、通過交通量ベクトルを求める。すべての出発リンクについて終了すれば、Ｎとおりの通過交通量ベクトルが求まるので、これを行列形式で書くことができる。この行列を「通過確率行列」Ｈということにする。
−リンク発生交通量の算出−
次に、リンク発生交通量ｘを算出する。リンク発生交通量ｘは、「単位時間内に、リンクの終点から流出する交通量から、当該リンクの始点に流入する交通量を引いたもの」と定義される。つまりリンクの途中で細街路に入ったり、細街路から現れたり、駐車場に入ったり駐車場から出たりする交通量の差し引き、と理解できる。このリンク発生交通量ｘもリンクの数Ｎだけあるので、Ｎ次元ベクトルとして扱える。
【００３８】
リンク発生交通量ｘとリンク地点交通量計測値ｑとの関係は、通過確率行列を使って、
ｑ＝Ｈｘ (2)
ｘ＝Ｈ-1ｑ
となる。したがって、リンク地点交通量計測値に基づいて、通過確率行列を使ってリンク発生交通量ｘを算出することができる。
【００３９】
以上の処理で、通過確率行列Ｈは、交通量を分配する方法として方法ａ１，方法ａ２又は、方法ａ３を用い、交通量を消滅させる方法として、方法ｂ１又は方法ｂ２を用いて算出した。しかし、これらの方法は、近似的な方法であり、実際にはリンク地点交通量計測値ｑは誤差を含む。その誤差をηと書くと、(2)式は、
ｑ＝Ｈｘ＋η (3)
となる。
式(3)について、リンク発生交通量ｘの分散及び誤差ηの分散がわかっている場合には、ベイズの推定を用いて正確なリンク発生交通量xを推定することができる。
【００４０】
リンク発生交通量設定値ａ、リンク発生交通量ｘの分散Σ、誤差ηの分散Ｒを下記のように表す。
a = E(x) a：リンク発生交通量設定値
Σ= cov(x) Σ：リンク発生交通量ｘの分散
R= cov(η) R：誤差ηの分散
ベイズの推定を用いて、リンク発生交通量ｘを推定することができる。
【００４１】
Γ-1 =Σ-1 + H'R-1H H'：Hの転置行列
ｘ＝Γ(H'R-1q +Σ-1a)
一方、リンク発生交通量ｘに制約条件がある場合、例えば、リンク発生交通量xの上下限値（ただし交通容量以下）が設定してある場合には、式(3)が極力成立するように、２次計画法を用いてリンク発生交通量xを推定することができる。Σ｜ηi｜が最小値となるようにリンク発生交通量ｘを推定する。すなわち、(Hx−q)'(Hx−q) の最小値を求めることにより、リンク発生交通量ｘが求まる。
【００４２】
ただし、制約条件は、０≦ｘi≦Ｘi （Ｘiはｘiの上限値）
−ＯＤ交通量の推定方法−
図７は、ＯＤ交通量推定方法を説明するためのフローチャートである。
まず、ＯＤ交通量推定部６は、一定時間ごとに、リンク地点交通量計測値ｑを取得し(ステップＴ１)、リンク発生交通量を算出する(ステップＴ２)。各リンクを出発リンクとして最適経路トリーを求める(ステップＴ３)。
【００４３】
出発リンクごとに、一定時間分のリンク発生交通量を、最適経路トリーに従って走行させ、トリーの分岐部では交通量を分配させ、リンク部では消滅交通量を生じさせて交通をトリー末端に向けて流してゆく(ステップＴ４)。交通量が全て消滅したところで処理を終了する。
その結果、発生した車両のうち所定割合の車両について、各リンクの通過時刻および消滅時刻などを統計的に把握することができる(ステップＴ５)。
【００４４】
この結果、ＯＤ交通量を推定することができる。次の表１は、発生車両について、各リンクの通過時刻および消滅時刻などを把握したテーブルの例である。
【００４５】
【表１】
【００４６】
以上の結果を用いれば、リンクごとに、各時刻のＯＤ交通量を予測することができ、交通量予測や交通量制御に役立てることができる。
【００４７】
【実施例】
実際の道路網（リンク本数１２７４本）において、リンク地点交通量を計測し、通過確率行列を用いてリンク発生交通量を算出した。このリンク発生交通量が正しく求まっているかどうかを検証するために、リンク発生交通量をシミュレート走行させて各リンクの地点交通量を推定した。そして、これをリンク地点交通量推定値とし、初めのリンク地点交通量計測値とを比較した。
【００４８】
図８は、通過確率行列を計算するときの条件、及びリンク発生交通量をシミュレート走行させる条件を説明するための図である。
リンク部で交通量を消滅させる方法として、走行距離に従って消滅させる方法ｂ２を採用した。確率分布は、平均距離ｍ，分散σの正規分布とした。分岐部での交通量の分配方法として、方法ａ１と方法ａ２とを使った。
この結果、６とおりの条件を採用したことになる。
【００４９】
なお、通過確率行列を計算するときの条件と、リンク発生交通量をシミュレート走行させる条件とは同一である。例えば、方法ｂ２及び方法ａ１（平均距離ｍ＝２ｋｍ，分散σ＝１ｋｍ）で通過確率行列を計算した場合、リンク発生交通量をシミュレート走行させるときの条件も、方法ｂ２及び方法ａ１（平均距離ｍ＝２ｋｍ，分散σ＝１ｋｍ）となる。
前述したようにリンク地点交通量計測値には誤差が含まれているため、リンク地点交通量推定値とリンク地点交通量計測値とは一致しない可能性があるが、おおよその傾向が合っているかどうかを確認する必要がある。
【００５０】
本実験では、前記の確認をするためにリンク地点交通量推定値とリンク地点交通量計測値との相関を求めた。
リンク地点交通量推定値の分布を図９から図１４に示す。
リンク地点交通量計測値の分布を図１５に示す。
リンク地点交通量推定値とリンク地点交通量計測値との相関をとったところ、図１６から図１９のようになった。図１６は、図９と図１５との比較の結果を示し、図１７は、図１０と図１５との比較の結果を示し、図１８は、図１１と図１５との比較の結果を示し、図１９は、図１２と図１５との比較の結果を示す。
【００５１】
図１３、図１４のデータとは比較していないが、図１３と図１１とはデータの内容がほとんど同じであり、図１４と図１２とはデータの内容がほとんど同じである。したがって、分岐部での分配方法ａ１とａ２とでは、ほとんど結果に差が現れないということができる。
相関係数を求めたところ、図１６−７６％、図１７−７１％、図１８−６８％、図１９−２１％となった。
【００５２】
この結果、方法ａ１で平均距離ｍが短いほど、リンク地点交通量推定値は、リンク地点交通量計測値とよく一致し、リンク発生交通量の算出精度が高いことが裏付けられる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明のリンク発生交通量算出方法及びＯＤ交通量の推定方法並びに装置によれば、リンク地点交通量計測値に基づいて、リンク発生交通量を良好な精度で算出することができる。したがって、リンク発生交通量に基づいて精度よくＯＤ交通量を算出することができ、交通量予測や交通量制御に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＯＤ交通量推定装置の機能ブロック図である。
【図２】各交差点に車両感知器が設置された道路のエリア地図である。
【図３】通過確率行列Ｈの算出方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】領域発生交通量又は領域消滅交通量を説明するための交差点リンク図である。
【図５】リンク発生交通量設定値又はリンク消滅交通量設定値を説明するためのリンク図である。
【図６】図２の道路地図に対応する経路トリーの一例を示すリンク図である。
【図７】ＯＤ交通量推定方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】通過確率行列を計算するときの条件、及びリンク発生交通量をシミュレート走行させる条件を説明するための図である。
【図９】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ１、平均距離ｍ＝２ｋｍ，分散σ＝１ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１０】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ１，平均距離ｍ＝３ｋｍ，分散σ＝２ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１１】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ１、平均距離ｍ＝４ｋｍ，分散σ＝２ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１２】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ１、平均距離ｍ＝１０ｋｍ，分散σ＝４ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１３】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ２、平均距離ｍ＝４ｋｍ，分散σ＝２ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１４】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ２、平均距離ｍ＝１０ｋｍ，分散σ＝４ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１５】リンク地点交通量計測値の分布図である。
【図１６】図９のリンク地点交通量推定値と図１５のリンク地点交通量計測値との相関図である。
【図１７】図１０のリンク地点交通量推定値と図１５のリンク地点交通量計測値との相関図である。
【図１８】図１１のリンク地点交通量推定値と図１５のリンク地点交通量計測値との相関図である。
【図１９】図１２のリンク地点交通量推定値と図１５のリンク地点交通量計測値との相関図である。
【符号の説明】
１ 入力変換部
２ 入力変換部
３ 交通量計測部
４ 旅行時間計測部
５ 最適経路トリー算出部
６ ＯＤ交通量推定部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＤ交通量を推定するためのリンク発生交通量算出方法及びその方法を用いたＯＤ交通量の推定方法、並びにそれらの方法を実現するための装置に関するものである。交通量とは、単位時間当たりの通過台数をいう。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＤ交通量は、起終点交通量ともいわれ、一定規模の道路網のある地点から発生し、他の地点で消滅する、単位時間当たりの車両台数をいう（間藤隆一 他「起終点交通量計測システム」Matsushita Technical Journal Vol. 44 No. 3 Jun. 1998）。
前記「発生」とは、より細かな規模の道路網（細街路）や駐車場から前記一定規模の道路網に車両が進入する場合をいい、前記「消滅」とは、前記一定規模の道路網から、前記細街路や駐車場に車両が退出する場合をいう。
【０００３】
また、ある地点から発生し、一定のルートを通って、他の地点で消滅することを「トリップ」という。
これに対して、ある地点を通過する単位時間当たりの車両台数を地点交通量という。
ＯＤ交通量は、地点交通量に比較して、交通量をより厳密に表現できるので、交通量予測や交通量制御に役立つ重要なパラメータになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＯＤ交通量を直接計測することは難しく、現在では、ドライバのインタビュー調査や、カメラの観測データなどに基づいて、ＯＤ交通量を推定することが行われているにすぎない。
本発明者は、ＯＤ交通量を効率よく、より正確に推定するために、道路区間（リンク）ごとに発生した交通量が、最短経路トリーに従って各方面のリンクに分散し消滅していくモデルを想定した。
【０００５】
(1)本発明のリンク発生交通量算出方法は、出発リンクに一定の交通量を設定し、経路トリーに沿って、経路トリーの分岐部で交通量を分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、各リンクにおける通過交通量を求める手順Ａと、エリア内の各リンクを出発リンクに選ぶことによりそれぞれ求めた通過交通量から、リンクの地点交通量とリンク発生交通量とを結びつける通過確率行列を求める手順Ｂと、この通過確率行列と、リンクで計測した地点交通量計測値とに基づいて、リンク発生交通量を算出する手順Ｃとを含む方法である。
【０００６】
前記の方法によれば、出発リンクで発生する交通量を、経路トリーに沿って分配し消滅させることにより、各リンクを通過する確率を知ることができる。したがって、出発リンクに一定の交通量を設定することにより、各リンクの通過交通量を求めることができる。この通過交通量を、出発リンクを変えてそれぞれ求めることにより、リンクの地点交通量とリンク発生交通量とを結びつける通過確率行列を求めることができる。
【０００７】
通過確率行列が求められると、実際に計測したリンク地点交通量計測値に使って、各リンクのリンク発生交通量を算出することができる。
(2) 以下３つの方法は、前記手順Ａにおいて、交通量を経路トリーの分岐部で分配する具体的方法を述べている。
前記交通量を経路トリーの分岐部で分配するのに、交差点に流入するリンクと同一交差点から流出するリンクを１つの領域とし、当該領域で交差点から流出する地点交通量計測値から交差点に流入する地点交通量計測値を引き、それを流出リンク数又は流入リンク数で割ってリンク消滅交通量設定値を求め、経路トリーの分岐部の下流のリンク消滅交通量設定値の和に比例した分配率で、交通量を分配することができる（請求項１）。
【０００８】
この方法は、リンクで分配する確率を求めるために、交差点の地点交通量計測値に基づいて、リンク１本あたり消滅する交通量である「リンク消滅交通量設定値」を、流出リンク数又は流入リンク数を使って設定する。流出リンク数又は流入リンク数で割るのは、リンク消滅交通量は、交差点につながるリンクごとに均等に分配されると近似しているからである。そして、経路トリーの分岐部の下流のリンク消滅交通量設定値の和に比例した分配率で、交通量を分配する。
【０００９】
また、交通量を経路トリーの分岐部で分配するのに、分岐部の先の経路トリー下流のリンク地点交通量計測値×距離の和に比例した分配率で、交通量を分配することもできる（請求項２）。
この方法は、リンク地点交通量計測値とリンク距離の積（これはリンクごとに求まる）を経路トリーの分岐部の下流のリンクについて足し算して、交通量を分配する。
【００１０】
また、交通量を経路トリーの分岐部で分配するのに、分岐部における車両の右左折率に基づいて、交通量を分配することもできる。
この方法は、統計上、交差点ごとに車両の右左折率が求まるので、この右左折率を用いて交通量を分配する方法である。
(3) 以下２つの方法は、前記手順Ａにおいて、交通量を経路トリーのリンクで消滅させる具体的方法を述べている。
【００１１】
まず、リンクで交通量を一部消滅させるのに、交差点に流入するリンクと同一交差点から流出するリンクを１つの領域とし、当該領域で交差点から流出する交通量から交差点に流入する交通量を引き、それを流出リンク数又は流入リンク数で割ってリンク消滅交通量設定値を求め、このリンク消滅交通量設定値とリンク地点交通量計測値との比に基づいて消滅させることができる（請求項３）。
この方法によれば、リンク消滅交通量設定値を使って、リンクで消滅する確率を求めることができる。
【００１２】
また、リンクで交通量を一部消滅させるのに、走行距離に基づいて設定した消滅確率分布に従って、リンク交通量を消滅させることもできる（請求項４）。
この方法は、車両が発生してから消滅するまでの統計的な走行距離分布を仮定し、その確率分布に従って、リンクで交通量を消滅させる方法である。前記消滅確率分布は、複数の車両の走行軌跡の統計的分布に基づいて決定してもよい。
【００１４】
(4)本発明のＯＤ交通量の推定方法は、あるリンクで発生し、走行後他のリンクで消滅するまでの、単位時間あたりの車両台数の総計、究極的には全発生車両のトリップであるＯＤ交通量を推定するための方法であって、
道路網の各リンクのリンク地点交通量計測値に基づいて、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法でリンク発生交通量を算出し、各リンクを出発リンクとして探索した経路トリーに沿って、前記リンク発生交通量を、経路トリーの分岐部で分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、ＯＤ交通量を推定する方法である（請求項５）。
【００１５】
この発明によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法で求めた正確なリンク発生交通量を使って、ＯＤ交通量を推定することができる。
また、本発明のリンク発生交通量算出装置及びＯＤ交通量の推定装置は、それぞれ前記リンク発生交通量算出方法及びＯＤ交通量の推定方法の発明と実質同一の発明にかかる装置である（請求項６〜請求項９）。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
―ＯＤ交通量推定装置―
本発明のＯＤ交通量の推定方法を実施するＯＤ交通量推定装置は、コンピュータ、メモリ、入出力装置等を備え、以下の機能を実行する。
図１は、ＯＤ交通量推定装置の機能ブロック図である。ＯＤ交通量推定装置は、車両感知器の感知信号を変換する入力変換部１、カメラの画像信号を変換する入力変換部２、車両感知器の感知信号に基づいて、地点交通量を算出する交通量計測部３、車両感知器の感知信号やカメラの画像信号に基づいて車両がリンクを通過する時間（リンク旅行時間）を求める旅行時間計測部４、道路地図データ及びリンク旅行時間データに基づいて最適経路トリーを算出する最適経路トリー算出部５、並びに地点交通量計測値及び最適経路トリーを用いてＯＤ交通量を推定するＯＤ交通量推定部６を有している。図１で円柱体として描かれているものは、各部の処理に用いるメモリである。
【００１７】
図２は、各交差点に車両感知器が設置された幹線道路（以下単に「道路」という）のエリア地図である。この地図では、道路は、縦横複数本描かれ、交差点が存在する。交差点間の道路を１リンク単位として、上り下りのリンクＬ１〜ＬＮ（図２ではＬ＝４８）を構成している。リンク同士の十字接続点が交差点ノードＮ１，Ｎ２，‥‥となっている。車両感知器は、例えば超音波式の感知器であり、各リンクから交差点に進入する位置に設置され、図２では黒い▲印で表されている。カメラは、一定範囲の道路を見下ろす形で随所に設置されている。また、道路の途中から細街路がつながり、道路の途中に店舗や住宅の駐車場が存在している。この図２では、作図の都合上、一部の道路のみに細街路や駐車場を描いているが、実際には、ほとんどの道路に細街路がつながり、駐車場が存在している。
【００１８】
−前処理−
交通量計測部３は、入力変換部１から得られる、車両感知器の感知信号に基づいて地点交通量（単位時間（例えば５分間）あたりの車両の通過台数）を検知する。車両感知器はリンクごとに設置されているので、地点交通量もリンクごとに求められる。したがって、以下「リンク地点交通量計測値」という。
さらに交通量計測部３は、占有時間Ｏ（単位時間（例えば５分間）内に、各車両ｋが車両感知器を横切った時間ｔkの総和Σｔk）を検知する。
【００１９】
旅行時間計測部４は、次のようにしてリンク旅行時間を計測する。
リンク地点交通量計測値ｑ、占有時間Ｏ、及び平均車長（一定値とする）Ｉを用いて、式Ｖ＝Ｉ・ｑ／Ｏにより車両の平均速度Ｖを計算し、これとリンクの長さＬを用いて、式Ｔ＝Ｌ／Ｖによりリンク旅行時間Ｔを計算する。
また、カメラの計測画像から車両のプレートナンバーをマッチングして車両を同定し、同一車両がリンクの端を通過した時刻とリンクの他の端を通過した時刻とから、リンクを走行するのに要した時間Ｔ′を求める。単位時間に通過した車両が複数であれば、各車両のリンク旅行時間Ｔ′の平均をとる。
【００２０】
そして、以上のようにして求めたリンク旅行時間Ｔ若しくはリンク旅行時間Ｔ′のいずれか、またはこれらの重み付き平均をとって、リンク旅行時間とする。なお、旅行時間の計測誤差を吸収するためにフィルター値を用いてもよい。また曜日、時間帯、天候等によってばらつきがあるので、過去の統計的な値を加味してもよい。
最適経路トリー算出部５は、次のようにして最適経路トリーを算出する。最適経路トリーとは、いずれかのリンクを出発リンクとし、エリア内のすべてのリンクに至る最適経路の集合のことである（特開平７−２４４７９８号公報参照）。出発リンクから他の特定のリンクに至る最適経路は１本しか存在しないから、最適経路トリーは、出発リンクからトリー状に広がっていき、先で再び交わることはない。
【００２１】
最適経路トリーを算出するには、旅行時間計測部４により求められたリンク旅行時間を使うが、これ以外にリンク距離を用いてもよい。
最適経路トリー算出部５は、エリア内のすべてのリンクを出発リンクとして最適経路トリーを算出する。したがって、エリア内のリンクがＮ本あれば、最適経路トリーはＮ枚求まる。
−通過確率行列Ｈの算出−
ＯＤ交通量推定部６の行う通過確率行列Ｈの算出方法を説明する。
【００２２】
図３は、通過確率行列Ｈの算出方法を説明するためのフローチャートである。まず、ＯＤ交通量推定部６は、交通量計測部３から、車両感知器の感知信号に基づいて得られたリンク地点交通量計測値を取得する(ステップＳ１)。このリンク地点交通量計測値はリンクの数Ｎだけあるので、Ｎ次元ベクトルとして扱える。
次に、リンク発生交通量設定値、リンク消滅交通量設定値を算出する(ステップＳ２)。
【００２３】
図２に示したように、通常、車両感知器は１本のリンクあたり１台設置されていて、リンクの終点にも起点にも設置されている、ということは少ない。
そこで、図４に示すように、あるノード（例えばＮ５とする）と、当該ノードＮ５に流入するリンクＬ１２，Ｌ２５，Ｌ２７，Ｌ３０と、ノードから流出するリンクＬ１１，Ｌ２６，Ｌ２８，Ｌ２９とを１つの領域とし、単位時間に、この領域に発生する領域発生交通量又は消滅する領域消滅交通量Ｊを考える。領域発生交通量又は領域消滅交通量Ｊは、図４の例を使えば、４本のリンクＬ１１，Ｌ２６，Ｌ２８，Ｌ２９を通して流出する交通量Ｑoutから、４本のリンクＬ１２，Ｌ２５，Ｌ２７，Ｌ３０を通して流入する交通量Ｑinを引いたものである。Ｊが正の場合は、領域発生交通量Ｊ＞０，領域消滅交通量＝０とし、負の場合は、領域消滅交通量｜Ｊ｜＞０，領域発生交通量＝０とする。
【００２４】
そしてこの領域発生交通量を流出するリンク本数で割った値を、「リンク発生交通量設定値」といい、領域消滅交通量を流出するリンク本数で割った値を、「リンク消滅交通量設定値」という。流出するリンク本数が４本であれば、リンク発生交通量設定値は、領域発生交通量の４分の１となり、リンク消滅交通量設定値は、領域消滅交通量の４分の１となる。
図５は、リンク発生交通量設定値又はリンク消滅交通量設定値を説明するためのリンク図であり、図５(a)は領域発生交通量Ｊ＞０の場合に、リンク発生交通量設定値がＪ／４、リンク消滅交通量設定値は０となることを示し、図５(b)は領域消滅交通量Ｊ＞０の場合に、リンク消滅交通量設定値がＪ／４、リンク発生交通量設定値は０となることを示している。
【００２５】
また、領域発生交通量、領域消滅交通量をともに「流出」リンク本数で割ったのは、他のノードでの処理結果とリンクの重複を回避するためである。勿論、領域発生交通量、領域消滅交通量をともに「流入」リンク本数で割ってもよい。
リンク本数で割るので粗い近似になるが、後に説明するような数学手法を用いることにより、精度よく「リンク発生交通量」を算出することができる。
また、精度にこだわらなければ、リンク発生交通量設定値をそのまま「リンク発生交通量」とすることもできる。
【００２６】
次に、最適経路トリー算出部５から、エリア内のあるリンクを出発リンクとする最適経路トリーを取得する(ステップＳ３)。
そして、一定の交通量を、最適経路トリーに沿ってシミュレート走行させる(ステップＳ４)。
以上のステップＳ３，Ｓ４の処理を、出発リンクを変えて、繰り返し行う(ステップＳ５)。
【００２７】
これらの走行結果に基づき、通過確率行列を算出する(ステップＳ６)。
以下、ステップＳ４〜Ｓ６の内容を詳説する。
一定の大きさの交通量を、最適経路トリーに沿ってシミュレート走行させる場合、最適経路トリーのそれぞれのノードで、交通量は所定割合で各リンクに分配され、分配後所定割合で消滅する。そして、消滅後の各リンクに残った交通量（これを「リンク通過交通量」という）が、次のノードで再度分配され、所定割合消滅するという動作を繰り返す、と考える。
【００２８】
出発リンクの交通量を１とすると、前記通過交通量は、当然１より小さい値をとる。通過交通量は、リンクの数だけ求まるので、Ｎ次元ベクトルで記述できる。これを以下「通過交通量ベクトル」という。
交通量を分配する方法として、次の３つの方法ａ１，方法ａ２、方法ａ３が考えられる。
方法ａ１：ノードの先の各リンクよりつながる部分的な経路トリーを１まとめに考え（これを「経路ブロック」という）、経路ブロックを構成するリンクのリンク消滅交通量設定値の総和を求め、この総和に比例した割合で、分配される、とする方法である。
【００２９】
図６は、図２の道路地図に対応する経路トリーの一例を示す図であり、出発リンクをリンクＬ１にとっている。リンクＬ１から先のリンクは、Ｌ３，Ｌ６，Ｌ７である。リンクＬ３の先のリンクはこのエリアでは存在せず、経路ブロックＢ１の構成リンクはＬ３のみである。リンクＬ６の先のリンクＬ２２，Ｌ２５，Ｌ２４，‥‥を含む経路ブロックをＢ２で示し、リンクＬ７の先のリンクＬ９，Ｌ１２，Ｌ１３，‥‥を含む経路ブロックをＢ３で示している。
【００３０】
経路ブロックを構成する各リンクについて、リンク消滅交通量設定値の和ＪＢiを求める。経路ブロックＢ１については、ＪＢ1は、リンクＬ３のリンク消滅交通量設定値となる。経路ブロックＢ２については、ＪＢ2は、リンクＬ６，Ｌ２２，Ｌ２５，Ｌ２４，‥‥のリンク消滅交通量設定値の和となる。経路ブロックを構成する各リンクのリンク発生交通量設定値を考慮しないのは、各経路トリーの出発リンクで、リンク発生交通量が考慮されているからである(ステップＳ３，Ｓ５)。
【００３１】
方法ａ２：経路ブロックを構成する各リンクの、リンク地点交通量計測値×リンク距離の総和を求め、この総和に比例した割合で、分配される、とする方法である。
方法ａ３：交差点における直進右左折の比率を利用する。この直進右左折の比率は、車両感知器やカメラの情報に基づいて、各車両の走行経路を蓄積すれば、統計的に求めることができる。勿論、曜日、時間帯、天候等によって有意差があれば、これらの条件を加味してもよい。
【００３２】
交通量をリンクにおいて消滅させる方法として、次の２つの方法ｂ１，方法ｂ２が考えられる。
方法ｂ１：当該リンクのリンク消滅交通量設定値を用いて、割合
（リンク消滅交通量設定値）／（リンク地点交通量計測値）
で消滅していくとする方法である。
方法ｂ２：走行距離に従って、ある確率で消滅していくとする方法である。
【００３３】
道路網に発生した車両は、走行していくと、走行距離に応じてある確率分布をもって消滅していく。この確率分布をＰ（ｕ）（ｕは走行距離）と書くと、車両が距離ｕ走行するまでに消滅する確率は、
【００３４】
【数１】
で表される。Ｐ（∞）＝１である。
従って、出発リンクから最適経路トリーを走行して、ｎ本目の当該リンクを通過した地点で消滅する確率Ｐnから、当該リンクに入る前に（ｎ−１）本目で消滅している確率Ｐn-1を引けば、当該リンクで消滅する確率を求めることができる。
前記確率分布Ｆ（ｔ）の形は、多数の車両の走行データから数値的に求めることが好ましいが、この実施形態では、簡単のため、平均距離ｍ，分散σの正規分布と仮定しておく（実際の分布も正規分布に近い形になると考えている）。
【００３６】
【数２】
以上のように、一定の交通量を、最適経路トリーに沿ってシミュレート走行させ、通過交通量ベクトルを求め、出発リンクを変えて、同様の処理を行い、通過交通量ベクトルを求める。すべての出発リンクについて終了すれば、Ｎとおりの通過交通量ベクトルが求まるので、これを行列形式で書くことができる。この行列を「通過確率行列」Ｈということにする。
−リンク発生交通量の算出−
次に、リンク発生交通量ｘを算出する。リンク発生交通量ｘは、「単位時間内に、リンクの終点から流出する交通量から、当該リンクの始点に流入する交通量を引いたもの」と定義される。つまりリンクの途中で細街路に入ったり、細街路から現れたり、駐車場に入ったり駐車場から出たりする交通量の差し引き、と理解できる。このリンク発生交通量ｘもリンクの数Ｎだけあるので、Ｎ次元ベクトルとして扱える。
【００３８】
リンク発生交通量ｘとリンク地点交通量計測値ｑとの関係は、通過確率行列を使って、
ｑ＝Ｈｘ (2)
ｘ＝Ｈ-1ｑ
となる。したがって、リンク地点交通量計測値に基づいて、通過確率行列を使ってリンク発生交通量ｘを算出することができる。
【００３９】
以上の処理で、通過確率行列Ｈは、交通量を分配する方法として方法ａ１，方法ａ２又は、方法ａ３を用い、交通量を消滅させる方法として、方法ｂ１又は方法ｂ２を用いて算出した。しかし、これらの方法は、近似的な方法であり、実際にはリンク地点交通量計測値ｑは誤差を含む。その誤差をηと書くと、(2)式は、
ｑ＝Ｈｘ＋η (3)
となる。
式(3)について、リンク発生交通量ｘの分散及び誤差ηの分散がわかっている場合には、ベイズの推定を用いて正確なリンク発生交通量xを推定することができる。
【００４０】
リンク発生交通量設定値ａ、リンク発生交通量ｘの分散Σ、誤差ηの分散Ｒを下記のように表す。
a = E(x) a：リンク発生交通量設定値
Σ= cov(x) Σ：リンク発生交通量ｘの分散
R= cov(η) R：誤差ηの分散
ベイズの推定を用いて、リンク発生交通量ｘを推定することができる。
【００４１】
Γ-1 =Σ-1 + H'R-1H H'：Hの転置行列
ｘ＝Γ(H'R-1q +Σ-1a)
一方、リンク発生交通量ｘに制約条件がある場合、例えば、リンク発生交通量xの上下限値（ただし交通容量以下）が設定してある場合には、式(3)が極力成立するように、２次計画法を用いてリンク発生交通量xを推定することができる。Σ｜ηi｜が最小値となるようにリンク発生交通量ｘを推定する。すなわち、(Hx−q)'(Hx−q) の最小値を求めることにより、リンク発生交通量ｘが求まる。
【００４２】
ただし、制約条件は、０≦ｘi≦Ｘi （Ｘiはｘiの上限値）
図７は、ＯＤ交通量推定方法を説明するためのフローチャートである。
まず、ＯＤ交通量推定部６は、一定時間ごとに、リンク地点交通量計測値ｑを取得し(ステップＴ１)、リンク発生交通量を算出する(ステップＴ２)。各リンクを出発リンクとして最適経路トリーを求める(ステップＴ３)。
【００４３】
出発リンクごとに、一定時間分のリンク発生交通量を、最適経路トリーに従って走行させ、トリーの分岐部では交通量を分配させ、リンク部では消滅交通量を生じさせて交通をトリー末端に向けて流してゆく(ステップＴ４)。交通量が全て消滅したところで処理を終了する。
その結果、発生した車両のうち所定割合の車両について、各リンクの通過時刻および消滅時刻などを統計的に把握することができる(ステップＴ５)。
【００４４】
この結果、ＯＤ交通量を推定することができる。次の表１は、発生車両について、各リンクの通過時刻および消滅時刻などを把握したテーブルの例である。
【００４５】
【表１】
以上の結果を用いれば、リンクごとに、各時刻のＯＤ交通量を予測することができ、交通量予測や交通量制御に役立てることができる。
【００４７】
【実施例】
実際の道路網（リンク本数１２７４本）において、リンク地点交通量を計測し、通過確率行列を用いてリンク発生交通量を算出した。このリンク発生交通量が正しく求まっているかどうかを検証するために、リンク発生交通量をシミュレート走行させて各リンクの地点交通量を推定した。そして、これをリンク地点交通量推定値とし、初めのリンク地点交通量計測値とを比較した。
【００４８】
図８は、通過確率行列を計算するときの条件、及びリンク発生交通量をシミュレート走行させる条件を説明するための図である。
リンク部で交通量を消滅させる方法として、走行距離に従って消滅させる方法ｂ２を採用した。確率分布は、平均距離ｍ，分散σの正規分布とした。分岐部での交通量の分配方法として、方法ａ１と方法ａ２とを使った。
この結果、６とおりの条件を採用したことになる。
【００４９】
なお、通過確率行列を計算するときの条件と、リンク発生交通量をシミュレート走行させる条件とは同一である。例えば、方法ｂ２及び方法ａ１（平均距離ｍ＝２ｋｍ，分散σ＝１ｋｍ）で通過確率行列を計算した場合、リンク発生交通量をシミュレート走行させるときの条件も、方法ｂ２及び方法ａ１（平均距離ｍ＝２ｋｍ，分散σ＝１ｋｍ）となる。
前述したようにリンク地点交通量計測値には誤差が含まれているため、リンク地点交通量推定値とリンク地点交通量計測値とは一致しない可能性があるが、おおよその傾向が合っているかどうかを確認する必要がある。
【００５０】
本実験では、前記の確認をするためにリンク地点交通量推定値とリンク地点交通量計測値との相関を求めた。
リンク地点交通量推定値の分布を図９から図１４に示す。
リンク地点交通量計測値の分布を図１５に示す。
リンク地点交通量推定値とリンク地点交通量計測値との相関をとったところ、図１６から図１９のようになった。図１６は、図９と図１５との比較の結果を示し、図１７は、図１０と図１５との比較の結果を示し、図１８は、図１１と図１５との比較の結果を示し、図１９は、図１２と図１５との比較の結果を示す。
【００５１】
図１３、図１４のデータとは比較していないが、図１３と図１１とはデータの内容がほとんど同じであり、図１４と図１２とはデータの内容がほとんど同じである。したがって、分岐部での分配方法ａ１とａ２とでは、ほとんど結果に差が現れないということができる。
相関係数を求めたところ、図１６−７６％、図１７−７１％、図１８−６８％、図１９−２１％となった。
【００５２】
この結果、方法ａ１で平均距離ｍが短いほど、リンク地点交通量推定値は、リンク地点交通量計測値とよく一致し、リンク発生交通量の算出精度が高いことが裏付けられる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明のリンク発生交通量算出方法及びＯＤ交通量の推定方法並びに装置によれば、リンク地点交通量計測値に基づいて、リンク発生交通量を良好な精度で算出することができる。したがって、リンク発生交通量に基づいて精度よくＯＤ交通量を算出することができ、交通量予測や交通量制御に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＯＤ交通量推定装置の機能ブロック図である。
【図２】各交差点に車両感知器が設置された道路のエリア地図である。
【図３】通過確率行列Ｈの算出方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】領域発生交通量又は領域消滅交通量を説明するための交差点リンク図である。
【図５】リンク発生交通量設定値又はリンク消滅交通量設定値を説明するためのリンク図である。
【図６】図２の道路地図に対応する経路トリーの一例を示すリンク図である。
【図７】ＯＤ交通量推定方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】通過確率行列を計算するときの条件、及びリンク発生交通量をシミュレート走行させる条件を説明するための図である。
【図９】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ１、平均距離ｍ＝２ｋｍ，分散σ＝１ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１０】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ１，平均距離ｍ＝３ｋｍ，分散σ＝２ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１１】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ１、平均距離ｍ＝４ｋｍ，分散σ＝２ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１２】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ１、平均距離ｍ＝１０ｋｍ，分散σ＝４ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１３】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ２、平均距離ｍ＝４ｋｍ，分散σ＝２ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１４】算出したリンク発生交通量に基づき、方法ａ２、平均距離ｍ＝１０ｋｍ，分散σ＝４ｋｍの正規確率分布を用いて算出したリンク地点交通量推定値の分布図である。
【図１５】リンク地点交通量計測値の分布図である。
【図１６】図９のリンク地点交通量推定値と図１５のリンク地点交通量計測値との相関図である。
【図１７】図１０のリンク地点交通量推定値と図１５のリンク地点交通量計測値との相関図である。
【図１８】図１１のリンク地点交通量推定値と図１５のリンク地点交通量計測値との相関図である。
【図１９】図１２のリンク地点交通量推定値と図１５のリンク地点交通量計測値との相関図である。
【符号の説明】
１ 入力変換部
２ 入力変換部
３ 交通量計測部
４ 旅行時間計測部
５ 最適経路トリー算出部
６ ＯＤ交通量推定部
Claims (9)
- 出発リンクに一定の交通量を設定し、経路トリーに沿って、経路トリーの分岐部で交通量を分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、各リンクにおける通過交通量を求める手順Ａと、
エリア内の各リンクを出発リンクに選ぶことによりそれぞれ求めた通過交通量から、リンクの地点交通量とリンク発生交通量とを結びつける通過確率行列を求める手順Ｂと、
この通過確率行列と、リンクで計測した地点交通量計測値とに基づいて、リンク発生交通量を算出する手順Ｃとを含むリンク発生交通量算出方法であって、
前記手順Ａにおいて、交通量を経路トリーの分岐部で分配するのに、交差点に流入するリンクと同一交差点から流出するリンクを１つの領域とし、当該領域で交差点から流出する地点交通量計測値から交差点に流入する地点交通量計測値を引き、それを流出リンク数又は流入リンク数で割ってリンク消滅交通量設定値を求め、経路トリーの分岐部下流のリンク消滅交通量設定値の和に比例した分配率で、交通量を分配することを特徴とするリンク発生交通量算出方法。 - 出発リンクに一定の交通量を設定し、経路トリーに沿って、経路トリーの分岐部で交通量を分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、各リンクにおける通過交通量を求める手順Ａと、
エリア内の各リンクを出発リンクに選ぶことによりそれぞれ求めた通過交通量から、リンクの地点交通量とリンク発生交通量とを結びつける通過確率行列を求める手順Ｂと、
この通過確率行列と、リンクで計測した地点交通量計測値とに基づいて、リンク発生交通量を算出する手順Ｃとを含むリンク発生交通量算出方法であって、
前記手順Ａにおいて、交通量を経路トリーの分岐部で分配するのに、分岐部の先の経路トリー下流のリンク地点交通量計測値×リンク距離の和に比例した分配率で、交通量を分配することを特徴とするリンク発生交通量算出方法。 - 前記手順Ａにおいて、リンクで交通量を一部消滅させるのに、交差点に流入するリンクと同一交差点から流出するリンクを１つの領域とし、当該領域で交差点から流出する交通量から交差点に流入する交通量を引き、それを流出リンク数又は流入リンク数で割ってリンク消滅交通量設定値を求め、このリンク消滅交通量設定値とリンク地点交通量計測値との比に基づいて消滅させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のリンク発生交通量算出方法。
- 出発リンクに一定の交通量を設定し、経路トリーに沿って、経路トリーの分岐部で交通量を分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、各リンクにおける通過交通量を求める手順Ａと、
エリア内の各リンクを出発リンクに選ぶことによりそれぞれ求めた通過交通量から、リンクの地点交通量とリンク発生交通量とを結びつける通過確率行列を求める手順Ｂと、
この通過確率行列と、リンクで計測した地点交通量計測値とに基づいて、リンク発生交通量を算出する手順Ｃとを含むリンク発生交通量算出方法であって、
前記手順Ａにおいて、リンクで交通量を一部消滅させるのに、走行距離に基づいて設定した消滅確率分布に従って、リンクで交通量を消滅させることを特徴とするリンク発生交通量算出方法。 - あるリンクで発生し、走行後他のリンクで消滅するまでのＯＤ交通量を推定するための方法であって、
道路網の各リンクのリンク地点交通量計測値に基づいて、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法でリンク発生交通量を算出し、各リンクを出発リンクとして探索した経路トリーに沿って、前記リンク発生交通量を、経路トリーの分岐部で分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、ＯＤ交通量を推定することを特徴とするＯＤ交通量の推定方法。 - 出発リンクに一定の交通量を設定し、経路トリーに沿って、経路トリーの分岐部で交通量を分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、各リンクにおける通過交通量を求める手段Ａと、
エリア内の各リンクを出発リンクに選ぶことによりそれぞれ求めた通過交通量から、リンクの地点交通量とリンク発生交通量とを結びつける通過確率行列を求める手段Ｂと、
この通過確率行列と、リンクで計測した地点交通量計測値とに基づいて、リンク発生交通量を算出する手段Ｃとを含むリンク発生交通量算出装置であって、
前記手段Ａにおいて、交通量を経路トリーの分岐部で分配するのに、交差点に流入するリンクと同一交差点から流出するリンクを１つの領域とし、当該領域で交差点から流出する地点交通量計測値から交差点に流入する地点交通量計測値を引き、それを流出リンク数又は流入リンク数で割ってリンク消滅交通量設定値を求め、経路トリーの分岐部下流のリンク消滅交通量設定値の和に比例した分配率で、交通量を分配することを特徴とするリンク発生交通量算出装置。 - 出発リンクに一定の交通量を設定し、経路トリーに沿って、経路トリーの分岐部で交通量を分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、各リンクにおける通過交通量を求める手段Ａと、
エリア内の各リンクを出発リンクに選ぶことによりそれぞれ求めた通過交通量から、リンクの地点交通量とリンク発生交通量とを結びつける通過確率行列を求める手段Ｂと、
この通過確率行列と、リンクで計測した地点交通量計測値とに基づいて、リンク発生交通量を算出する手段Ｃとを含むリンク発生交通量算出装置であって、
前記手段Ａにおいて、交通量を経路トリーの分岐部で分配するのに、分岐部の先の経路トリー下流のリンク地点交通量計測値×リンク距離の和に比例した分配率で、交通量を分配することを特徴とするリンク発生交通量算出装置。 - 出発リンクに一定の交通量を設定し、経路トリーに沿って、経路トリーの分岐部で交通量を分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、各リンクにおける通過交通量を求める手段Ａと、
エリア内の各リンクを出発リンクに選ぶことによりそれぞれ求めた通過交通量から、リンクの地点交通量とリンク発生交通量とを結びつける通過確率行列を求める手段Ｂと、
この通過確率行列と、リンクで計測した地点交通量計測値とに基づいて、リンク発生交通量を算出する手段Ｃとを含むリンク発生交通量算出装置であって、
前記手段Ａにおいて、リンクで交通量を一部消滅させるのに、走行距離に基づいて設定した消滅確率分布に従って、リンクで交通量を消滅させることを特徴とするリンク発生交通量算出装置。 - あるリンクで発生し、走行後他のリンクで消滅するまでのＯＤ交通量を推定するための装置であって、
道路網の各リンクのリンク地点交通量計測値に基づいて、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法でリンク発生交通量を算出し、各リンクを出発リンクとして探索した経路トリーに沿って、前記リンク発生交通量を、経路トリーの分岐部で分配し、リンクで交通量を一部消滅させながらシミュレート走行させることにより、ＯＤ交通量を推定することを特徴とするＯＤ交通量の推定装置。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102708698A (zh) * | 2012-06-12 | 2012-10-03 | 北京理工大学 | 基于车联网的车辆最优路径导航方法 |
| CN102708698B (zh) * | 2012-06-12 | 2014-07-02 | 北京理工大学 | 基于车联网的车辆最优路径导航方法 |
| CN107798877A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-13 | 北京云星宇交通科技股份有限公司 | 一种基于高速公路收费数据对交通量进行预测的方法及系统 |
| CN107798877B (zh) * | 2017-11-22 | 2020-10-02 | 北京云星宇交通科技股份有限公司 | 一种基于高速公路收费数据对交通量进行预测的方法及系统 |
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