JP4229540B2

JP4229540B2 - 走行車両軌跡データの補完方法

Info

Publication number: JP4229540B2
Application number: JP24216599A
Authority: JP
Inventors: 義人増山; 利彦織田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: JP2001067592A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）の光ビーコン等の双方向通信手段を通じて走行車両の軌跡データを収集する方法に関し、特に、データ伝送の失敗等に起因する軌跡データの誤りを修正したり、捕捉できなかったデータを補完するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＩＣＳでは、１９９３年から一般街路に光ビーコンを導入して、渋滞、交通障害、規制情報、駐車場情報などの交通情報を提供している。光ビーコンは、一般道路の交差点付近に設置され、管制センターから送られた交通情報を、近赤外線で走行車両に伝送する。光ビーコンから情報提供を受ける車両はＶＩＣＳ対応の車載器を搭載しており、径３．５ｍの光ビーコンの通信領域を通過する間に、符号化されたＶＩＣＳ情報を受信する。現在、光ビーコンは、国内で凡そ１８００基が設置されており、各光ビーコンには固有のコードが設定されている。
【０００３】
この光ビーコンは、車載器との間で双方向通信を行う機能を有しており、光ビーコンの通信領域に進入した車載器が車両ＩＤと前回通過した光ビーコンのコード情報とを送信すると、光ビーコンは、これを受信して、自己のコード情報と交通情報とを車載器に送信する。コード情報には、光ビーコンのコードと時刻を表すタイムスタンプとが含まれる。車載器は、次の光ビーコンの通信領域を通過するとき、いま受信したコード情報を車両ＩＤとともに光ビーコンに送信し、ＶＩＣＳ情報の提供を受ける。光ビーコンで受信された車載器からの情報は、管制センターに集められ、交通流の解析に用いられる。
【０００４】
なお、車両ＩＤは、車両が新たにエンジンを駆けた後、最初に通過する光ビーコンによって付与されるＩＤであり、エンジンを止めるまで同じＩＤが車載器で保持される。
【０００５】
図７は、管制センター30、光ビーコン20及び車載器搭載車両40の間の伝送ルートを模式的に示している。同図において、１は車載器から光ビーコンへの伝送ルート、２は車載器から送られた情報を光ビーコンから管制センター30に伝送する伝送ルート、３は管制センター30から光ビーコン20に供給される交通情報の伝送ルート、また、４は光ビーコン20から車載器への伝送ルートを表している。
【０００６】
この明細書では、車載器から管制センター30に送られる情報をアップリンク情報、管制センター30から車載器に伝えられる情報をダウンリンク情報と呼ぶことにする。
【０００７】
この車載器は、図５に示すように、車両ＩＤと前回通過した光ビーコンのコード情報とを含むアップリンク情報を送信する通過情報送信部52と、通過する光ビーコンから、コード情報及び交通情報を含むダウンリンク情報を受信する通過情報受信部53と、受信したコード情報や車両ＩＤ等を保持する通過情報格納部51とを具備している。
【０００８】
また、光ビーコン20は、双方向通信手段としての通過情報送受信部21を具備している。
【０００９】
また、管制センター30は、アップリンク情報を受信する通過情報受信部31と、この情報を蓄積する通過情報蓄積部32と、ダウンリンク情報を送出する通過情報送信部33とを具備している。
【００１０】
管制センター30では、アップリンク情報を通過情報蓄積部32に蓄積する際に、図６のフロー図に示すように、
ステップ１：受信したデータをデータベースに記録した後、
ステップ２：車両ＩＤが同じであるデータごとに区分して、
ステップ３：データ蓄積する。
こうして、管制センター30には、同一車両の走行軌跡を示すデータが蓄積される。
【００１１】
例えば、図４に示すように、コードが２００、３００、４００、１００の光ビーコンが順番に設置されている道路を車載器搭載車両Ａ（Ａ＝車両ＩＤ）が走行したとする。コード２００の光ビーコンの下を通過した後、コード３００の光ビーコンの下を通過する際、車載器は、前回通過光ビーコンのコード２００とタイムスタンプとをコード３００の光ビーコンに送出し、その光ビーコンからコード３００とその時点のタイムスタンプとを受信する。
【００１２】
コード３００の光ビーコンから通過情報を受信した管制センター30では、この車両Ａに関する走行軌跡データとして、次のデータを蓄積する。

【００１３】
ここで、「通過光ビーコン番号」は、コード３００の光ビーコンが車両Ａに伝えたコードであり、「前回通過光ビーコン番号」は、車両Ａから伝えられた前回通過光ビーコンのコードであり、「通過時刻」は、コード３００の光ビーコンが車両Ａに伝えたタイムスタンプの時刻であり、「旅行時間」は、コード２００の光ビーコンが車両Ａに伝えたタイムスタンプとコード３００の光ビーコンが車両Ａに伝えたタイムスタンプとの時間差を管制センターが算出したものである。
【００１４】
次に、車両Ａがコード４００の光ビーコンの下を通過するとき、車載器は、前回通過光ビーコンのコード３００とタイムスタンプ（12:30:00）とをコード４００の光ビーコンに送出し、その光ビーコンからコード４００とその時点のタイムスタンプとを受信する。
【００１５】
コード４００の光ビーコンから通過情報を受信した管制センター30での車両Ａに関する走行軌跡データは次のようになる。

【００１６】
次に、車両Ａがコード１００の光ビーコンの下を通過するとき、車載器は、前回通過光ビーコンのコード４００とタイムスタンプ（12:32:30）とをコード１００の光ビーコンに送出し、その光ビーコンからコード１００とその時点のタイムスタンプとを受信する。
【００１７】
コード１００の光ビーコンから通過情報を受信した管制センター30での車両Ａに関する走行軌跡データは次のようになる。

【００１８】
このように、光ビーコンでの双方向通信を通じて、管制センターでは、走行車両の走行軌跡を把握することができる。
【００１９】
管制センターでは、各車両の走行軌跡を総合して交通流を算出し、渋滞などの発生を把握して光ビーコン等から情報提供したり、また、交差点での交通流の分岐状況などを把握して、交通信号の制御パラメータ、即ち、青開始時刻から次の開始時刻までの時間を示すサイクル、交差する道路の青信号時間の比を示すスプリット、及び隣接する交差点との青時間開始時刻のずれを表すオフセット、を調整し、車両が円滑に走行できるように制御する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この車載器を搭載する車両の数は、全車両７０００万台の内、数１０万台のオーダーであり、１／１００程度の比率である。そのため、管制センターで把握できる車両走行軌跡のデータ量は、全体の交通量に比べれば極く僅かである。
【００２１】
また、車載器を搭載する車両であっても、双方向通信のエラー等によりデータが得られない場合が１０〜２０％程度存在すると言われている。現状では、こうした通信エラー等が原因して不完全な走行軌跡しか得られないデータは、交通流算出の根拠から外しており、そのため、車両走行軌跡のデータ量はさらに減少することになる。
【００２２】
このデータ量の減少は、算出する交通流の精度の低下を招来する。
【００２３】
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、車両走行軌跡のデータ量の増加を図るために、データ伝送のエラー等に起因する走行軌跡データの誤りを修正し、捕捉できなかったデータを補完する走行車両軌跡データの補完方法を提供することを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、管制センターが、道路網上に設置された双方向通信手段を通じて収集した走行車両軌跡データを補完する方法であって、走行車両との双方向通信を行った双方向通信手段は、前記走行車両を特定する識別データと、前記走行車両が前回双方向通信を行った双方向通信手段の識別データと、当該双方向通信手段から伝えられたタイムスタンプとを前記走行車両から取得するとともに、前記走行車両に対して双方向通信手段自身の識別データと現時点のタイムスタンプとを伝え、前記管制センターに対して、前記走行車両から取得したデータと前記走行車両に伝えたデータとを送信し、前記管制センターは、双方向通信手段から前記データを受信すると、当該双方向通信手段を通過双方向通信手段とし、前記走行車両が前回双方向通信を行った双方向通信手段を前回通過双方向通信手段とし、通過双方向通信手段から前記走行車両に伝えたタイムスタンプの時刻を前記走行車両の通過時刻とし、前回通過双方向通信手段から前記走行車両に伝えられたタイムスタンプの時刻と前記通過時刻との時間差を前記走行車両の旅行時間として、通過双方向通信手段の識別データ、前回通過双方向通信手段の識別データ、通過時刻及び旅行時間を含む前記走行車両の走行軌跡データをデータベースに収集し、収集した前記走行軌跡データを走行車両ごとに区分して、区分した走行軌跡データを前記通過時刻の順に時系列に並べた走行軌跡データリストを作成し、前記走行軌跡データリストにおいて、通過双方向通信手段の識別データが次の行の前回通過双方向通信手段の識別データに一致していない場合に、アップリンクデータのエラーと識別して、前記走行軌跡データリストの前後の行の走行軌跡データから失われた走行軌跡データを補完し、前記走行軌跡データリストにおいて、前回通過双方向通信手段の識別データが前の行の前回通過双方向通信手段の識別データに一致している場合に、ダウンリンクデータのエラーと識別して、前記走行軌跡データリストの前後の行の走行軌跡データからエラーデータを正常データに修正し、前記走行軌跡データリストにおいて、前記アップリンクデータのエラーと共に前記ダウンリンクデータのエラーを識別した場合に、前記走行軌跡データリストの通過双方向通信手段の位置を地図データベースに配置して、前記位置を通過する最適経路を探索し、前記最適経路上に有って前記走行軌跡データリストに無い双方向通信手段を通過したときの走行軌跡データを前記走行軌跡データリストの走行軌跡データに基づいて補完することを特徴とする。
【００２５】
この補完または修正されたデータは、交通流の算出に使用することができる。そのため、交通流を求める際のデータ量を増やすことができ、交通流を高精度に求めることが可能になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の走行車両軌跡データの補完方法を実施する道路交通情報通信システムでは、図１に示すように、管制センター30が、通過情報受信部31、通過情報蓄積部32、通過情報送信部33の他に、通過情報蓄積部32に蓄積された車両ＩＤ別の走行軌跡データを修正・補完する通過情報補完部34を備えており、修正・補完されたデータが、必要に応じて、通過情報送信部33から光ビーコン20を経て車載器50に送信される。その他の構成は従来システム（図５）と変わりがない。
【００２７】
この通過情報補完部34によって行われる走行軌跡データの補完方法について説明する。
【００２８】
走行車両軌跡データの補完や修正が必要になる通信エラーは、アップリンク情報の伝送に発生する場合、ダウンリンク情報の伝送に発生する場合、アップリンク情報及びダウンリンク情報の両方の伝送に発生する場合、の３つのケースが考えられる。
【００２９】
アップリンク情報のエラーは、車載器には光ビーコンからの情報が得られているが、管制センターには、車載器からの情報が格納されていない場合であり、これは、光ビーコンとセンターとの通信（図７における２）が不調である場合などに発生する。
【００３０】
ダウンリンク情報のエラーは、管制センターにはアップリンク情報が格納されるが、車両には光ビーコンからの情報が保存されていない場合であり、これは、車両が光ビーコンの通信領域を通過する間に光ビーコンと車載器との通信（図７における４）が完了できなかった場合などに発生する。
【００３１】
アップリンク情報及びダウンリンク情報の双方向エラーは、車載器にも管制センターにもデータが格納されない場合であり、これは、車両が光ビーコンの通信領域を外れて通過したために光ビーコンと車載器との通信（図７における１、４）が抜けてしまった場合などに発生する。
【００３２】
図４の例において、車両Ａがコード４００の光ビーコンを通過したときのアップリンク情報にエラーが発生したとすると、車載器は、コード４００の光ビーコンからコード４００とその時点のタイムスタンプとを受信したが、管制センター30では、コード４００の光ビーコンからの通過情報を受信していないため、車両Ａに関する走行軌跡データリストは、コード３００の光ビーコンから通過情報を受信した状態と変化がなく、

のままとなる。
【００３３】
次に、車両Ａがコード１００の光ビーコンの下を通過すると、車載器は、記憶している前回通過光ビーコンのコード４００とタイムスタンプ（12:32:30）とをコード１００の光ビーコンに送出し、その光ビーコンからコード１００とその時点のタイムスタンプとを受信する。
【００３４】
管制センター30では、コード１００の光ビーコンから通過情報を受信することによって車両Ａに関する走行軌跡データリストが次のようになる。

【００３５】
このように、アップリンク情報のエラーは、各車両ごとのデータを時系列に並べた走行軌跡データリストから、「通過光ビーコン番号」が次行の「前回通過光ビーコン番号」に一致していない不連続行を探すことにより検出することができる。
【００３６】
そして、このアップリンク情報のエラーに対しては、走行軌跡データリストの検出した不連続行の１つ前の行の「通過光ビーコン番号」を「前回通過光ビーコン番号」とし、不連続行の「前回通過光ビーコン番号」を「通過光ビーコン番号」とし、この不連続行の「通過時刻」から「旅行時間」を引き算した値を「通過時刻」とし、この「通過時刻」と１つ前の行の「通過時刻」との差分を「旅行時間」とする１行を不連続行の前に挿入することにより補完することができる。
【００３７】
こうしてアップリンク情報のエラーを補完することにより、走行軌跡データリストは次のようになる。

【００３８】
次に、図４の例において、車両Ａがコード４００の光ビーコンを通過したときのダウンリンク情報にエラーが発生したとする。車載器は、コード４００の光ビーコンからコード情報を受信することができないため、コード３００の光ビーコンから受信したコード情報を保持し続ける。一方、管制センター30は、コード４００の光ビーコンからの通過情報を受信することによって、車両Ａに関する走行軌跡データリストを次のように更新する。

【００３９】
車両Ａが次にコード１００の光ビーコンの下を通過するとき、車載器は、前回通過光ビーコンのコード情報として、記憶しているコード３００とタイムスタンプ（12:30:00）とをコード１００の光ビーコンに送出し、その光ビーコンからコード１００とその時点のタイムスタンプとを受信する。
【００４０】
管制センター30は、コード１００の光ビーコンから通過情報を受信することによって、車両Ａに関する走行軌跡データリストを次のように更新する。

【００４１】
このように、ダウンリンク情報のエラーは、各車両ごとのデータを時系列に並べた走行軌跡データリストから、「前回通過光ビーコン番号」が前の行に一致している重複行を探すことにより検出することができる。
【００４２】
そして、このダウンリンク情報のエラーに対しては、走行軌跡データリストの重複行の「前回通過光ビーコン番号」を１つ前の行の「通過光ビーコン番号」に修正し、重複行の「旅行時間」を、重複行の「通過時刻」と１つ前の行の「通過時刻」との差分に補正することによって、修正することができる。
【００４３】
こうしてダウンリンク情報のエラーを修正することにより、走行軌跡データリストは次のようになる。

【００４４】
このように、片方向のデータが欠けたアップリンク情報のエラーやダウンリンク情報のエラーは、走行軌跡データリストに基づいて修正することができる。
【００４５】
しかし、アップリンク情報及びダウンリンク情報の双方向の通信エラーが発生している場合には、走行軌跡データリストからだけでは修正が不可能である。
【００４６】
そこで、この場合には、アップリンク情報をデジタル地図に重ね、経路探索法を用いて、通過した光ビーコンを予測する。
【００４７】
まず、図３（ａ）に示すように、車両Ａのアップリンク情報から、車両Ａが通過したことが明らかな光ビーコンの位置（斜線部分）を地図上に配置する。次に、図３（ｂ）に示すように、最短経路探索などの経路探索法を用いて、各光ビーコン位置を結合する経路を求め、次に、図３（ｃ）に示すように、この経路上に有り、アップリンク情報には無かった光ビーコンの位置（四角位置）を求める。そして、アップリンク情報に有る光ビーコンの各位置から、距離に比例した時間が掛かるものとして、この光ビーコン位置の通過時刻を求め、その通過時刻から旅行時間を算出する。
【００４８】
こうして求めた各光ビーコン位置のデータを車両Ａの走行軌跡データリストに加えることにより、走行軌跡データを補完することができる。
【００４９】
図２は、管制センター30での走行軌跡データの補完の手順を示している。
【００５０】
ステップ11：光ビーコンによる双方向通信の結果をデータベースに記録し、
ステップ12：このデータを車両ＩＤごとに区分し、
ステップ13：各車両ごとのデータを時系列に並べた走行軌跡データリストから、アップリンク情報エラー及びダウンリンク情報エラーをチェックし、
ステップ14：アップリンク情報エラーを検出した場合は、その車両の走行軌跡データを使って、前後の光ビーコンのデータから、失ったデータを補完する。
【００５１】
ステップ15：ダウンリンク情報エラーを検出した場合は、その車両の走行軌跡データを使って、前後の光ビーコンのデータから、正常データに修正する。
【００５２】
ステップ16：各車両についてのアップリンク情報エラー及びダウンリンク情報エラーのチェックが終了すると、
ステップ17：ステップ14及びステップ15の補完・修正を実施しても、走行軌跡データリスト上で「通過光ビーコン番号」が次行の「前回通過光ビーコン番号」に一致しない不連続行が存在するかどうか検索し、不連続行が存在する場合には、地図補完を行う。
【００５３】
ステップ18：地図補完では、光ビーコン位置が特定されている地図データベースにアップリンク情報が存在するビーコン位置を配置し、それらの位置を結ぶ最適経路を探索し、その経路上にあって、アップリンク情報が無いビーコン位置をデータとして補完する。
【００５４】
ステップ19：補完したデータを、車載器搭載車両がその後に通過する光ビーコンを用いて送信する。
【００５５】
管制センターでは、補完したデータを交通流の算出に使用し、また、車載器は、補完データをナビゲーションシステムの経路探索などに利用する。
【００５６】
なお、この実施形態では、専ら光ビーコンについて説明したが、電波ビーコンなど、その他の双方向通信手段を用いるシステムにおいても、本発明の適用は可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の走行車両軌跡データ補完方法を用いることにより、光ビーコン等の双方向通信手段を通じて収集するデータの利用率を２０％程度高めることができる。
【００５８】
その結果、交通流の推定精度を向上させることができ、交通信号の制御パラメータの調整などを的確に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における走行車両軌跡データ補完方法を行う道路交通情報通信システムの構成を示すブロック図、
【図２】本発明の実施の形態における走行車両軌跡データ補完方法の手順を示すフロー図、
【図３】本発明の実施の形態における走行車両軌跡データ補完方法での地図補完を示す説明図、
【図４】光ビーコンの配置の一例、
【図５】従来の道路交通情報通信システムの構成を示すブロック図、
【図６】従来の道路交通情報通信システムでのデータ処理手順を示すフロー図、
【図７】光ビーコンと管制センターと車載器搭載車両との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
20 光ビーコン
21 通過情報送受信部
30 管制センター
31 通過情報受信部
32 通過情報蓄積部
33 通過情報送信部
34 通過情報補完部
50 車載器
51 通過情報格納部
52 通過情報送信部
53 通過情報受信部

Claims

管制センターが、道路網上に設置された双方向通信手段を通じて収集した走行車両軌跡データを補完する方法であって、
走行車両との双方向通信を行った双方向通信手段は、前記走行車両を特定する識別データと、前記走行車両が前回双方向通信を行った双方向通信手段の識別データと、当該双方向通信手段から伝えられたタイムスタンプとを前記走行車両から取得するとともに、前記走行車両に対して双方向通信手段自身の識別データと現時点のタイムスタンプとを伝え、前記管制センターに対して、前記走行車両から取得したデータと前記走行車両に伝えたデータとを送信し、
前記管制センターは、双方向通信手段から前記データを受信すると、当該双方向通信手段を通過双方向通信手段とし、前記走行車両が前回双方向通信を行った双方向通信手段を前回通過双方向通信手段とし、通過双方向通信手段から前記走行車両に伝えたタイムスタンプの時刻を前記走行車両の通過時刻とし、前回通過双方向通信手段から前記走行車両に伝えられたタイムスタンプの時刻と前記通過時刻との時間差を前記走行車両の旅行時間として、通過双方向通信手段の識別データ、前回通過双方向通信手段の識別データ、通過時刻及び旅行時間を含む前記走行車両の走行軌跡データをデータベースに収集し、
収集した前記走行軌跡データを走行車両ごとに区分して、区分した走行軌跡データを前記通過時刻の順に時系列に並べた走行軌跡データリストを作成し、
前記走行軌跡データリストにおいて、通過双方向通信手段の識別データが次の行の前回通過双方向通信手段の識別データに一致していない場合に、アップリンクデータのエラーと識別して、前記走行軌跡データリストの前後の行の走行軌跡データから失われた走行軌跡データを補完し、
前記走行軌跡データリストにおいて、前回通過双方向通信手段の識別データが前の行の前回通過双方向通信手段の識別データに一致している場合に、ダウンリンクデータのエラーと識別して、前記走行軌跡データリストの前後の行の走行軌跡データからエラーデータを正常データに修正し、
前記走行軌跡データリストにおいて、前記アップリンクデータのエラーと共に前記ダウンリンクデータのエラーを識別した場合に、前記走行軌跡データリストの通過双方向通信手段の位置を地図データベースに配置して、前記位置を通過する最適経路を探索し、前記最適経路上に有って前記走行軌跡データリストに無い双方向通信手段を通過したときの走行軌跡データを前記走行軌跡データリストの走行軌跡データに基づいて補完する
ことを特徴とする走行車両軌跡データの補完方法。