JP4910905B2 - 旅行時間提供装置及び方法、コンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、リンクの旅行時間を車両に提供するための旅行時間提供装置及び方法と、この方法を実行するためのコンピュータプログラムに関する。

道路の旅行時間データは、道路の渋滞を把握したり、最適経路を計算したりするために必要である。この道路の旅行時間は、時々刻々と変化するものであるため、リアルタイムで現時の旅行時間データを把握することが重要である。
このため、各車両が実際に走行した道路の旅行時間データを、車両感知器や光ビーコンで集積し、多数の旅行時間データに基づいてリンクごとの旅行時間を演算処理して、関係機関や車両に配信する旅行時間提供システムが既に提案されている（特許文献１及び２参照）。

特開２００６−３４４００６号公報 特開２００４−１０１５０４号公報

しかしながら、従来の旅行時間提供システムでは、多数の旅行時間データの平均値でリンクごとの旅行時間を定義するようになっているので、厳密には各車両に対する実際の旅行時間ではない。
従って、平均値であるリンクの旅行時間を提供されても、マクロ的な最適経路の計算には役立つが、ミクロ的にはそれが本当に最短時間の経路になるとは限らない。

例えば、現在進行中である車両の前方の交差点の信号サイクルや、更にその下流側の交差点の信号サイクルを考慮すると、これから通過しようとする次の交差点を単に直進した方が有利なのか、或いは右折した方が有利なのかについては、過去の旅行時間データの平均値に過ぎないリンクの旅行時間では把握することができない。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、交差点の信号サイクルを考慮した旅行時間を生成できるようにして、より正確な旅行時間情報を車両に提供することができる旅行時間提供装置を得ることを目的とする。

本発明の旅行時間提供装置（請求項１）は、次の（１）で定義される各パラメータを用いて交通信号機を有する交差点を含むリンクの旅行時間を算出し、その旅行時間を車両に提供するものである。
（１）Ｐ１：交差点Ｊ１の上流側のリンク始点（＝第一地点）
ｔ１：車両が第一地点Ｐ１を通過した時点（＝第一時点）
Ｐ２：交差点Ｊ１の下流側のリンク終点（＝第二地点）
ｔ２：車両が第二地点Ｐ２を通過した時点（＝第二時点）
Ｔｄ：第一時点ｔ１から第二時点ｔ２までの時間差（＝旅行時間データ）
Ｃ１：交差点Ｊ１の信号サイクル
ｉ：信号サイクルＣ１中の相対時刻

そして、本発明の旅行時間提供装置（請求項１）は、その構成要素としてデータ生成手段、算出手段及び提供手段を備え、これらは次の各処理を行う。
○ データ生成手段： 第一時点ｔ１が交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１中のどの相対時刻ｉで検出されたかを識別し、多数の旅行時間データＴｄをその相対時刻ｉごとに区分してなる相対時間データＴｒ（ｉ）を生成する。
○ 算出手段： 区分された複数の相対時間データＴｒ（ｉ）に基づいて相対時刻ｉごとの旅行時間Ｔ（ｉ）を算出する。
○ 提供手段： 特定の相対時刻ｉに第一地点Ｐ１を通過した前記車両に対して、その特定の相対時刻ｉに対応する旅行時間Ｔ（ｉ）を提供する。

上記の旅行時間提供装置（請求項１）によれば、データ生成手段が、交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１の相対時刻ｉごとに区分された相対時間データＴｒ（ｉ）を生成し、算出手段が、その相対時間データＴｒ（ｉ）に基づいて相対時刻ｉごとの旅行時間Ｔ（ｉ）を算出するので、この旅行時間Ｔ（ｉ）は、過去に第一地点Ｐ１を通過した車両が、その後の交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１の影響によって旅行時間がどの程度変動したかをも含んだミクロ的な情報になっている。

このため、上記提供手段により、特定の相対時刻ｉに第一地点Ｐ１を通過した車両に対して、その特定の相対時刻ｉに対応する旅行時間Ｔ（ｉ）を提供することによって、この提供を受けた車両は、これから通過しようとする交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１の影響というミクロ的な情報を加味した、より正確な旅行時間を取得することができる。
従って、かかる正確な旅行時間を各交差点から配信することにより、車両がより正確な最短経路の計算を行うことができるようになる。
なお、交差点Ｊ１の相対時刻ｉは、実際には所定のカウントサイクルに従った一定の時間幅を有しており、このカウントサイクルは例えば１〜１０秒程度に設定することができる。また、相対時刻ｉは信号サイクルＣ１中のどの時点を基準時としてもよい。これらの点は、次の交差点Ｊ２の相対時刻ｊの場合も同様である。

本発明の旅行時間提供装置（請求項１）において、更に次の（２）で定義される各パラメータを用いて次のリンクの旅行時間を算出し、その旅行時間を車両に提供することもできる。
（２） Ｐ３：交差点Ｊ２の下流側のリンク始点（＝第三地点）
ｔ３：車両が第三地点Ｐ３を通過した時点（＝第三時点）
Ｔｄｄ：第二時点ｔ２から第三時点ｔ３までの時間差（＝第二旅行時間データ）
Ｃ２：交差点Ｊ２の信号サイクル
ｊ：信号サイクルＣ２中の相対時刻

この場合の旅行時間提供装置の各構成要素は、更に次の各処理を行う。
○ データ生成手段： 第二時点ｔ２が交差点Ｊ１の下流側にある第二交差点Ｊ２の信号サイクルＣ２中のどの相対時刻ｊで検出されたかを識別し、多数の第二旅行時間データＴｄｄをその相対時刻ｊごとに区分してなる第二相対時間データＴｒ（ｊ）を生成する。
○ 算出手段： 区分された複数の第二相対時間データＴｒ（ｊ）に基づいて第二交差点Ｊ２の信号サイクルＣ２中の相対時刻ｊごとの旅行時間Ｔ（ｊ）を算出するとともに、第一地点Ｐ１を通過した前記車両が第二地点Ｐ２に到達する予測時刻ｔｆ（ｉ）を交差点Ｊ１の相対時刻ｉに基づく相対時間データＴｒ（ｉ）から算出する。
○ 提供手段： 交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１中の特定の相対時刻ｉに第一地点Ｐ１を通過した前記車両に対して、予測時刻ｔｆ（ｉ）に相当する第二交差点Ｊ２の信号サイクルＣ２中の相対時刻ｊに対応する旅行時間Ｔ（ｊ）を提供する。

上記の旅行時間提供装置によれば、データ生成手段が、交差点Ｊ２の信号サイクルＣ２の相対時刻ｊごとに区分された第二相対時間データＴｒ（ｊ）を生成し、算出手段が、その第二相対時間データＴｒ（ｉ）に基づいて相対時刻ｊごとの旅行時間Ｔ（ｊ）を算出するので、この旅行時間Ｔ（ｊ）は、過去に第二地点Ｐ２を通過した車両が、その後の交差点Ｊ２の信号サイクルＣ２の影響によって旅行時間がどの程度変動したかをも含んだミクロ的な情報になっている。

一方、次のリンクの旅行時間Ｔ（ｊ）を利用するには、第二地点Ｐ２の通過時である第二時点ｔ２を知る必要があるが、第一地点Ｐ１を通過した直後の車両は未だ第二地点Ｐ２に到着していないので、その車両にとっては第二時点ｔ２が不明である。
そこで、算出手段は、第一地点Ｐ１を通過した前記車両が第二地点Ｐ２に到達する予測時刻ｔｆ（ｉ）を交差点Ｊ１の相対時刻ｉに基づく相対時間データＴｒ（ｉ）から算出する。

このため、提供手段により、相対時刻ｉに第一地点Ｐ１を通過した車両に対し、予測時刻ｔｆ（ｉ）に相当する相対時刻ｊに対応する旅行時間Ｔ（ｊ）を提供することにより、第一地点Ｐ１を通過した直後の車両に、交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１の影響を加味したリンクの旅行時間Ｔ（ｉ）だけでなく、次の交差点Ｊ２の信号サイクルＣ２の影響を加味した次のリンクの旅行時間Ｔ（ｊ）を提供することができる。

もっとも、直近の交差点Ｊ１を含むリンクの旅行時間についてのみ信号サイクルＣ１の影響を考慮した旅行時間Ｔ（ｉ）を提供し、第二の交差点Ｊ２を含むリンクの旅行時間については、信号サイクルを考慮しない通常の旅行時間Ｔｍを提供してもよい。
すなわち、この場合、前記算出手段は、多数の第二旅行時間データＴｄｄに基づいて、交差点Ｊ１の下流側にある第二交差点Ｊ２を含むリンクの旅行時間Ｔｍを算出し、前記提供手段は、算出した旅行時間Ｔｍを前記車両に提供することになる。

また、本発明の旅行時間提供装置（請求項１）では、交差点Ｊ１の流出方向（例えば、直進、右折及び左折）別に旅行時間データ（Ｔｒ（ｉ）（ｋ）：ｋは流出方向を示す変数）を取得し、これに基づいて旅行時間Ｔ（ｉ）を交差点Ｊ１の流出方向別に算出し、車両に提供するようになっている。
例えば、流出方向が直進、右折及び左折の三方向である場合には、ｋ＝１は直進、ｋ＝２は右折、ｋ＝３は左折というように、ｋの値で交差点Ｊ１の流出方向を識別できる。もっとも、交差点Ｊ１の流出方向ｋは三方向に限らないので、その方向数に応じて適宜ｋの値を割り当てればよい。

本発明の旅行時間提供方法（請求項２）は、前記旅行時間提供装置（請求項１）が行う方法であり、当該提供装置と同様の作用効果を奏する。
また、本発明のコンピュータプログラム（請求項３）は、本発明の旅行時間提供方法（請求項２）をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、当該提供方法と同様の作用効果を奏する。

以上の通り、本発明によれば、交差点の信号サイクルを考慮した旅行時間を生成できるので、より正確な旅行時間情報を車両に提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明を採用した交通信号制御システムの全体構成を示している。
図１に示すように、本実施形態の交通信号制御システムは、交通信号機１、車載装置２（図２参照）、路上装置３、中央装置４、車載装置２を搭載した車両５などを含む。

図１では、図示を簡略化するために、各交差点Ｊｉに信号灯器１ｂが１つだけ描写されているが、実際の各交差点Ｊｉには、例えば図２に示すように、互いに交差する道路の上り下り用として４つの信号灯器１ｂが設置されている。
また、図１に示すように、本実施形態では、中央装置４が管轄する制御エリアの道路構造は、比較的交通量の多い南北方向の主道路ＲＭと、比較的交通量の少ない東西方向の従道路ＲＳとから構成されているものする。

更に、図２に示すように、主道路ＲＭは、北行きの上り線ＲＭ１と南行きの下り線ＲＭ２とを備え、従道路ＲＳは、東行きの上り線ＲＳ１と西行きの下り線ＲＳ２とを備えているものとする。
各交通信号機１の端末制御装置１ａは、複数の交差点Ｊｉ（ｉ＝１〜１２）のそれぞれに設置され、電話回線等の通信回線６を介してルータ７に接続されている。このルータ７は交通管制センター内の中央装置４に接続され、中央装置４は、制御エリア内の交差点Ｊｉの各交通信号機１とＬＡＮ（Local Area Network）を構成している。

従って、中央装置４は、各交通信号機１と双方向通信が可能であり、各交通信号機１は他の交通信号機１とも双方向通信が可能である。なお、中央装置４は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
路上装置３は、各交差点Ｊｉの下流側の近傍に上下線ごとに配置されており、通信回線６を介して前記ルータ７に接続されている。従って、中央装置４は、これらの各路上装置３とも双方向通信が可能である。この路上装置３は、光ビーコンやＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：専用狭域通信）等の狭域通信装置よりなり、車両５に搭載された車載装置２との間で各種情報を無線通信することができる。

車載装置２は、車両５が路上装置３を通過する際に、自身の車両ＩＤ等をアップリンク情報として路上装置３に無線送信する。路上装置３は、各車両５からアップリンクの受信時刻を自身の路上装置ＩＤと上記車両ＩＤと関連づけて記憶し、これらのＩＤ付きの受信時刻の情報（以下、時刻情報Ｓ１という。）を中央装置４に送信する。
他方、中央装置４は、各路上装置３からの時刻情報Ｓ１を受信して蓄積し、蓄積した時刻情報Ｓ１に基づいてリンクごとの旅行時間を算出する。なお、中央装置４が行う旅行時間の算出方法については後述する。

また、中央装置４は、渋滞情報等の交通情報Ｓ２を一定周期ごと（例えば、５分ごと）に各路上装置３に送信し、各路上装置３は、受信した交通情報Ｓ２をダウンリンク情報として車載装置２に無線送信し、各車両５の車載装置２はこの交通情報Ｓ２を受信する。
なお、リンクとは、隣接する交差点Ｊｉ間の道路区間のことをいう。従って、本実施形態では、ある特定の路上装置３から次の路上装置３までの距離のことを意味し、一つのリンク内には必ず一つの交差点Ｊｉが含まれるものとする。

〔中央装置〕
図３は、中央装置４の構成を示すブロック図である。
図３に示すように、中央装置４は、制御部４０１、表示部４０２、通信部４０３、記憶部４０４及び操作部４０５を含んでいる。
中央装置４の制御部４０１は、ワークステーション（ＷＳ）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等よりなり、交通信号機１や路上装置３からの各種の交通情報の収集・処理（演算）・記録、信号制御及び情報提供を統括的に行う。中央装置４の制御部４０１は、内部バスを介して上記ハードウェア各部と繋がっており、これら各部の動作も制御する。

中央装置４の制御部４０１は、自身のネットワークに属する交差点Ｊｉの交通信号機１に対して、同一道路上の交通信号機１群を調整する系統制御や、この系統制御を道路網に拡張した広域制御（面制御）を行うものであり、交通状況に応じて信号制御パラメータ（スプリット、サイクル長及びオフセット等）を設定する交通感応制御を行う。
また、中央装置４の制御部４０１は、自身の制御エリア内にあるリンクの旅行時間を算出するが、この算出方法については後述する。

中央装置４の通信部４０３は、通信回線６を介してＬＡＮ側と接続された通信インタフェースであり、渋滞情報を含む交通情報Ｓ２等を各路上装置３に送信するとともに、所定時間ごとの信号灯器１ｂの灯色切り替えタイミング等に関する信号制御指令Ｓ３と、自身が行う交通制御の種別に関する制御種別情報Ｓ４とを各交通信号機１に送信している。
この信号制御指令Ｓ３と信号種別情報Ｓ４は、信号制御パラメータの演算周期（例えば、１．０〜２．５分）ごとに送信され、交通情報Ｓ２は例えば５分ごとに送信される。

中央装置４の記憶部４０４は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、後述する旅行時間の算出や各種の交通感応制御に用いる信号制御パラメータの演算プログラム等を記憶している。
また、中央装置４の記憶部４０４は、制御部４０１が生成した前記信号制御指令Ｓ３、交通情報Ｓ２及び制御種別情報Ｓ４と、ＬＡＮ側から取得した時刻情報Ｓ１を一時的に記憶する。

中央装置４の表示部４０２は、自身が管理するエリアの道路地図と、この道路地図上のすべての交通信号機１や路上装置３等の位置が表示された表示画面により構成され、中央オペレータに渋滞や事故等の交通状況や、制御エリア内で発生した大規模事故や地震等の災害を報知するものである。
中央装置４の操作部４０５は、キーボードやマウス等の入力インタフェースよりなり、この操作部４０５によって中央オペレータが上記表示部４０２に対する表示切り替え操作等を行えるようになっている。

〔交通信号機〕
図２は、制御エリアに含まれる各交通信号機１の全体構成を示す模式図である。
図２に示すように、本実施形態の交通信号機１は、主道路の上下線ＲＭ１，ＲＭ２及び従道路の上下線ＲＳ１，ＲＳ２のそれぞれに設置された４つの信号灯器１ｂと、この信号灯器１ｂと通信回線８を介して接続された端末制御装置１ａとを備えている。
端末制御装置１ａは、中央装置４から信号制御指令Ｓ３を受信し、当該信号制御指令Ｓ３に基づいて、各信号灯器１ｂの青、黄、赤及び右折矢等の各信号灯の点灯、消灯及び点滅を制御する。

図４は、上記端末制御装置１ａの構成を示すブロック図である。
図４に示すように、端末制御装置１ａは、制御部１０１、灯器駆動部１０２、有線通信部１０３及び記憶部１０４を含んでいる。
端末制御装置１ａの制御部１０１は、一又は複数のマイクロコンピュータから構成されている。制御部１０１には、内部バスを介して灯器駆動部１０２、通信部１０３及び記憶部１０４が接続され、制御部１０１はこれらのハードウェア各部の動作を制御する。

この端末制御装置１ａの制御部１０１は、中央装置４が交通感応制御を行った結果の出力である信号制御指令Ｓ３に従って各信号灯器１ｂを駆動し、その指令Ｓ３に基づく所定のタイミングで各信号灯器１ｂの信号灯色を切り替える。
灯器駆動部１０２は、半導体リレー（図示せず）を備え、上記制御部１０１からの制御信号基づいて、複数の信号灯器１ｂの青色灯、黄色灯、赤色灯それぞれに対応して各色の信号灯に供給される交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）又は直流電圧をオン／オフする。

端末制御装置１ａの有線通信部１０３は、中央装置４及び車両感知器３との間で有線通信を行う通信インタフェースであり、信号制御指令Ｓ３及び制御種別情報Ｓ４を中央装置４から受信し、車両感知器（図示せず）がある場合はその感知信号を受信する。
端末制御装置１ａの記憶部１０４は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、有線通信部１０３が受信した交通情報Ｓ２、信号制御指令Ｓ３、制御種別情報Ｓ４及び感知信号Ｓ５や等を記憶する。

〔車載装置〕
車両５に搭載された車載装置２は、路上装置３との間で各種情報を無線通信する通信機能と、搭乗者が設定した目的地に案内するナビゲーション機能を有する。図５は、その車載装置２の構成を示すブロック図である。
図５に示すように、車載装置２は、ＧＰＳ処理部２０１、方位センサ２０２、車速取得部２０３、通信部２０４、記憶部２０５、操作部２０６、表示部２０７、音声出力部２０８及び処理部２０９等を含んでいる。

ＧＰＳ処理部２０１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報、ＧＰＳ衛星の軌道、測位補正情報等に基づいて、車両５の位置（緯度、経度及び高度）を計測する。
方位センサ２０２は、光ファイバジャイロなどで構成されており、車両５の方位及び角速度を計測する。車速取得部２０３は、車速センサ（図示せず）が車輪の角速度を検出することにより計測した車両５の速度データを取得する。

車載装置２の通信部２０４は、路上装置３と無線で双方向通信する通信インタフェースであり、車両５が交差点Ｊｉに向かって走行中に路上装置３の狭域通信領域に入ると、その路上装置３が送信する交通情報Ｓ２等のダウンリンク情報を受信し、自身の車両ＩＤ等を含むアップリンク情報を路上装置３に送信する。
車載装置２の記憶部２０５は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、通信部２０４が受信した交通情報Ｓ２等を記憶する。また、記憶部２０５は、道路地図データを記憶している。

この道路地図データには、交差点ＩＤと交差点の位置とを対応付けた交差点データ、リンクＩＤと、リンクの始点・終点・補間点（道路が折れ曲がる地点に対応）それぞれの位置と、リンクの始点に接続するリンクのリンクＩＤと、リンクの終点に接続するリンクのリンクＩＤと、リンクコストとを対応付けたリンクデータなどから構成されている。
リンクコストは、例えば、リンクとその終点に接続するリンクの組み合わせの数だけ用意されており、リンクの始点に進入してから当該リンクの終点を退出し、次に接続するリンクの始点に進入するまでに要する時間が設定されている。すなわち、リンクコストには、リンクの始点から終点までを走行するのに要するコスト（時間）と、リンクの終点から次のリンクの始点までを走行するのに要するコスト（時間）、つまり、交差点を通過するのに要するコストが含まれている。

車載装置２の操作部２０６は、タッチパネルやボタン等から構成されており、ドライバを含む車両５の搭乗者が目的地の設定等を行えるようになっている。
車載装置２の表示部２０７は、車両５のダッシュボード部分に取り付けられたモニタ装置（図示せず）よりなり、処理部２０９が作成した画像データを搭乗者に表示する。また、音声出力部２０８は、処理部２０９が作成した音声データをスピーカー（図示せず）から出力する。

車載装置２の処理部２０９は、１又は複数のマイクロコンピュータ等から構成されており、ＧＰＳ処理部２０１、方位センサ２０２、車速取得部２０３、通信部２０４、記憶部２０５、操作部２０６、表示部２０７、音声出力部２０８の各処理を制御する。
また、処理部２０９は、ＧＰＳ処理部２０１が計測した車両５の位置、方位センサ２０２が計測した車両５の方位及び角速度、車速取得部２０３が取得した車両５の速度の各データ、記憶部２０５に記憶している道路地図データに基づいてマップマッチング処理を行い、道路地図データのリンク上における車両５の位置を求める。

〔中央装置による旅行時間の算出と提供〕
次に、図２、図６及び図７を参照しつつ、中央装置４の制御部４０１が実行する旅行時間の算出及び提供について説明する。なお、この処理は、中央装置４の記憶部４０４に格納されたコンピュータプログラムを制御部４０１が実行することによって行われる。
〔旅行時間データの収集〕
各リンクの旅行時間は、当該リンクを通行する多数の車両５の旅行時間データの平均値である。そこで、まず図２に基づいて、このリンクの旅行時間データを特定するための各パラメータについて説明する。

図２に示すように、ある従道路ＲＳの上り線ＲＳ１について、連続する二つのリンクＬ１，Ｌ２を考え、リンクＬ１のリンク始点を第一地点Ｐ１、リンクＬ１のリンク終点を第二地点Ｐ２（リンクＬ２の始点でもある。）、リンクＬ２のリンク終点を第三地点Ｐ３とする。リンクＬ１には交差点Ｊ１が含まれ、リンクＬ２には交差点Ｊ２が含まれる。
すなわち、第一地点Ｐ１は交差点Ｊ１の上流側のリンク始点、第二地点Ｐ２は交差点Ｊ１の下流側のリンク終点、第三地点Ｐ３は交差点Ｊ２の下流側のリンク終点である。

また、ある車両５が、第一地点Ｐ１を通過した時点（＝第一時点）をｔ１、第二地点Ｐ２を通過した時点（＝第二時点）をｔ２、第三地点Ｐ３を通過した時点（＝第三時点）をｔ３とする。
そして、リンクＬ１の旅行時間データ（第一時点ｔ１から第二時点ｔ２までの時間差）をＴｄとし、リンクＬ２の旅行時間データ（第二時点ｔ２から第三時点ｔ３までの時間差）をＴｄｄとする。

なお、交差点Ｊ１及び交差点Ｊ２の下流側の第二地点Ｐ２と第三地点Ｐ３は、それぞれ直進、右折及び左折の３種類あるので、上記旅行時間データＴｄ，Ｔｄｄは、直進、右折及び左折の流出方向別に取得される。本実施形態では、流出方向を識別するための変数をｋとし、ｋ＝１は直進、ｋ＝２は右折、ｋ＝３は左折を表すものとする。もっとも、交差点の分岐数によっては、ｋ＞３の場合もある。
中央装置４の制御部４０１は、多数の車両５と路車間通信した各路上装置３からの時刻情報Ｓ１に基づいて、それらの旅行時間データＴｄ，Ｔｄｄを流出方向別に常時通信部４０３から取得しており、これらの旅行時間データＴｄ，Ｔｄｄを路上装置ＩＤ及び車両ＩＤごとに分けて記憶部４０４に記憶させている。

〔信号サイクルとの関連づけ〕
一方、中央装置４は、各交差点Ｊｉ（ｉ＝１〜１２）の交通信号機１に対する信号制御指令Ｓ１を生成して各交通信号機１に配信するものであるから、図６の最上段に示す交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１を把握している。
そこで、図６に示すように、中央装置４の制御部４０１は、流出方向別に取得されたリンクＬ１の旅行時間データＴｄが、交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１中のどの辺の時間帯で得られたものかをその時間帯ごとに区分し、流出方向別の相対時間データＴｒ（ｉ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）を生成する。

換言すると、中央装置４の制御部４０１は、第一時点ｔ１と交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１の時間的な相対関係、すなわち、第一時点ｔ１がその信号サイクルＣ１中のどの相対時刻ｉで検出されたものを識別しており、多数の旅行時間データＴｄをその相対時刻ｉごとに区分してなる相対時間データＴｒ（ｉ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）を生成している。
例えば、図６において、信号サイクルＣ１の青終了直前を相対時刻ｉの原点（ｉ＝０）とし、車両５の旅行時間データＴｄがその青終了直前に得られたものである場合には、その旅行時間データＴｄは、図６のハッチング部分に区分される。

すなわち、相対時刻ｉは所定のカウントサイクルに従った一定の時間幅を有し、このカウントサイクル（ｉをカウント動作させる時間）は、例えば、１〜１０秒程度に設定されている。相対時刻ｉのカウントサイクルが１秒である場合には、ｔ１が青終了時の１秒前の時点より大きく青終了時以下であれば、ｔ１に該当する相対時刻ｉ＝０となり、ｔ１が青終了時より大きく青終了時から１秒経過時点以下であれば、ｉ＝１となる。
もっとも、相対時刻ｉは、交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１中におけるどの時点を基準時としてもよく、その基準時は青終了時に限定されるものではない。

一方、中央装置４の制御部４０１は、図７の最上段に示す交差点Ｊ２の信号サイクルＣ２も把握している。
そこで、図７に示すように、中央装置４の制御部４０１は、リンクＬ２の流出方向別の旅行時間データＴｄｄに関して、交差点Ｊ２の信号サイクルＣ２中のどの辺の時間帯で得られたものかについてもその時間帯ごとに区分し、相対時間データＴｒ（ｊ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）を生成している。なお、相対時刻ｊのカウントサイクルと基準時は、相対時刻ｉの場合と同様である。

〔相対時刻ごとの旅行時間の算出〕
次に、中央装置４の制御部４０１は、図６のように相対時刻ｉごとに区分された相対時刻データＴｒ（ｉ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）に基づいて、流出方向別に、相対時刻ｉごとの旅行時間Ｔ（ｉ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）を算出する。
すなわち、この旅行時間Ｔ（ｉ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）は、同じ流出方向ｋ及び相対時刻ｉのグループに属する各相対時刻データＴｒ（ｉ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）の平均値であり、過去に第一地点Ｐ１を通過した車両５が、その後の交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１の影響によって旅行時間がどの程度変動したかをも含んだミクロ的な情報になっている。

従って、旅行時間Ｔ（ｉ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）は、常時取得される相対時刻データＴｒ（ｉ）（ｋ＝１〜３）のサンプリング数によって動的に変動する。
また、中央装置４の制御部４０１は、図７のように相対時刻ｊごとに区分された相対時刻データＴｒ（ｊ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）に基づいて、流出方向別に、相対時刻ｊごとの旅行時間Ｔ（ｊ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）を算出する。

すなわち、この旅行時間Ｔ（ｊ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）は、同じ流出方向ｋ及び相対時刻ｊのグループに属する各相対時刻データＴｒ（ｊ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）の平均値であり、過去に第二地点Ｐ１を通過した車両５が、その後の交差点Ｊ２の信号サイクルＣ２の影響によって旅行時間がどの程度変動したかをも含んだミクロ的な情報になっている。

〔旅行時間の提供〕
上記のように、中央装置４の制御部４０１は、リンクＬ１の旅行時間Ｔ（ｉ）を交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１と関連づけて流出方向別に逐次算出しており、また、その次のリンクＬ２の旅行時間Ｔ（ｊ）についても、交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１と関連づけて逐次算出している。
そこで、中央装置４の通信部４０３は、上記旅行時間Ｔ（ｉ），Ｔ（ｊ）に関する情報を第一地点Ｐ１の路上装置３に送信し、当該路上装置３からのダウンリンク情報としてその情報が車載装置２に送信されることで、第一地点Ｐ１を通過する車両５に旅行時間Ｔ（ｉ），Ｔ（ｊ）が提供される。

〔リンクＬ１の旅行時間Ｔ（ｉ）の場合〕
このさい、中央装置４の制御部４０１は、第一地点Ｐ１を通過した車両５の通過時刻が、交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１中におけるどの相対時刻ｉに相当するかを判定し、この相対時刻ｉに対応するリンクＬ１の旅行時間Ｔ（ｉ）を、路上装置３を通じて車両５に提供する。
すなわち、例えば、第一地点Ｐ１を通過した車両５の通過時刻が、交差点Ｊ１の青終了直前（ｉ＝０）である場合には、そのｉ＝０に対応する流出方向別のリンクＬ１の旅行時間Ｔ（ｉ）（ｋ）（ｋ＝１〜３）（図６のハッチング部分）を車両５に提供する。

この車両５が受けたリンクＬ１の旅行時間Ｔ（ｉ）は、上記の通り、これから通過しようとする交差点Ｊ１の信号サイクルＣ１の影響を含んだより正確な旅行時間であるから、かかるリンクＬ１の旅行時間Ｔ（ｉ）を用いてリンクコストを算出することにより、より正確な最短経路の計算を行うことができる。

〔リンクＬ２の旅行時間Ｔ（ｊ）の場合〕
一方、リンクＬ２の旅行時間Ｔ（ｊ）を利用するには、第二地点Ｐ２の通過時である第二時点ｔ２を知る必要があるが、第一地点Ｐ１を通過した直後の車両５は未だ第二地点Ｐ２に到着していないので、この段階では第二時点ｔ２が不明である。
そこで、中央装置４の制御部４０１は、第一地点Ｐ１を通過する車両５にリンクＬ２の旅行時間Ｔ（ｊ）を提供する場合には、まず、その車両５が第二地点Ｐ２に到達する予測時刻ｔｆ（ｉ）を相対時間データＴｒ（ｉ）から算出する。

そして、中央装置４の制御部４０１は、上記予想時刻ｔｆ（ｉ）が交差点Ｊ２の信号サイクルＣ２中におけるどの相対時刻ｊに相当するかを判定し、この相対時刻ｊに対応するリンクＬ２の旅行時間Ｔ（ｊ）を、相対時刻ｉに第一地点Ｐ１を通過した車両５に対して提供する。
従って、本実施形態の交通信号制御システムでは、第一地点Ｐ１を通過する車両５に対して、直近のリンクＬ１だけでなく、次のリンクＬ２の信号サイクルＣ２の影響を含んだ正確な旅行時間Ｔ（ｊ）も提供されるので、これらの各リンクＬ１，Ｌ２の旅行時間Ｔ（ｉ），Ｔ（ｊ）を用いてリンクコストを算出することにより、更に正確な最短経路の計算を行うことができる。

〔他の実施形態（１）〕
上記実施形態では、第一地点Ｐ１を通過する車両５に対して、直近のリンクＬ１だけでなく、次のリンクＬ２の信号サイクルＣ２を考慮した旅行時間Ｔ（ｊ）をも提供しているが、信号サイクルＣ１を考慮した旅行時間Ｔ（ｉ）については直近のリンクＬ１だけのものを提供し、その次のリンクＬ２については、通常の旅行時間Ｔｍ（信号サイクルの相対時刻で区分せずに、旅行時間データを総平均したもの）を提供することにしてもよい。

この場合、中央装置４の制御部４０１は、リンクＬ２ついては、従来通り、多数の旅行時間データＴｄｄに基づいて単純な平均値として旅行時間Ｔｍを算出し、この算出した旅行時間Ｔｍを、路上装置３を介して車両５に提供することになる。

〔他の実施形態（２）〕
上記実施形態では、路上装置３が光ビーコン等の狭域通信装置より構成されていたが、この路上装置３としては中・広域通信装置３Ａ（図２参照）を利用してもよい。
かかる通信装置３Ａは、無線ＬＡＮやＷｉＭＡＸ（World Interoperability for Microwave Access）等よりなり、車両５に搭載された車載装置２との間で各種情報を広範囲で無線通信することができる。

この場合、狭域通信装置の設置位置によって車両５の通過位置（リンクの始点及び終点）を特定できなくなるので、車載装置２の通信部２０４から、自身の車両ＩＤ、時刻情報及び位置情報をリアルタイム（例えば、０．１〜１．０秒周期）に通信装置３Ａに送信させ、それらの情報を各通信装置３Ａから中央装置４に送信させて旅行時間データＴｄ，Ｔｄｄを収集するようにすればよい。

これまで開示した各実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等の範囲内のすべての変更が本発明に含まれる。
例えば、本発明は、中央装置４が旅行時間の算出及び提供を行う場合に限らず、ＬＡＮに含まれる複数の交通信号機１が、中央装置４による制御とは別個のグループ単位での旅行時間の算出及び提供を行う場合にも適用することができる。この場合には、旅行時間の算出及び提供を、中央装置４の制御部４０１ではなく、同じ制御グループ内の一つの端末制御装置１ａの制御部１０１に行わせることになる。

交通信号制御システムの概要を示す模式図である。 交通信号機の概要を示す模式図である。 中央装置の構成を示すブロック図である。 端末制御装置の構成を示すブロック図である。 車載装置の構成を示すブロック図である。 直近の交差点の信号サイクルと関連づけた旅行時間を示すグラフである。 次の交差点の信号サイクルと関連づけた旅行時間を示すグラフである。

符号の説明

１ 交通信号機
１ａ 端末制御装置
１ｂ 信号灯器
１０１ 制御部
１０２ 灯器駆動部
１０３ 有線通信部
１０４ 記憶部
１０５ 無線通信部
２ 車載装置
２０１ ＧＰＳ処理部
２０２ 方位センサ
２０３ 車速取得部
２０４ 通信部（送信手段）
２０５ 記憶部
２０６ 操作部
２０７ 表示部
２０８ 音声出力部
２０９ 処理部
３ 路上装置
４ 中央装置（旅行時間提供）
４０１ 制御部（制御手段、経路決定手段）
４０２ 表示部
４０３ 通信部（取得手段、提供手段）
４０４ 記憶部（記憶手段）
４０５ 操作部
５ 車両
Ｊｉ 交差点
Ｓ１ 時刻情報
Ｓ２ 交通情報
Ｓ３ 信号制御指令
Ｓ４ 制御種別情報

Claims (3)

1. 次の（１）で定義される各パラメータを用いて交通信号機を有する交差点を含むリンクの旅行時間を算出し、その旅行時間を車両に提供するための旅行時間提供装置であって、
   第一時点（ｔ１）が交差点（Ｊ１）の信号サイクル（Ｃ１）中のどの相対時刻（ｉ）で検出されたかを識別し、多数の旅行時間データ（Ｔｄ）をその相対時刻（ｉ）ごとに区分してなる相対時間データ（Ｔｒ（ｉ））を生成するデータ生成手段と、
   区分された複数の相対時間データ（Ｔｒ（ｉ））に基づいて相対時刻（ｉ）ごとの旅行時間（Ｔ（ｉ））を算出する算出手段と、
   特定の相対時刻（ｉ）に第一地点（Ｐ１）を通過した前記車両に対して、その特定の相対時刻（ｉ）に対応する旅行時間（Ｔ（ｉ））を提供する提供手段と、を備えており、
   前記データ生成手段は、交差点（Ｊ１）の流出方向別に取得した多数の旅行時間データ（Ｔｄ）を相対時刻（ｉ）ごとに区分してなる、流出方向別の旅行時間データ（Ｔｒ（ｉ）（ｋ）：ｋは流出方向を示す変数）を生成し、
   前記算出手段は、流出方向別の旅行時間データ（Ｔｒ（ｉ）（ｋ））に基づいて相対時刻（ｉ）ごとの流出方向別の旅行時間（Ｔ（ｉ）（ｋ））を算出し、
   前記提供手段は、前記車両に対して流出方向別の旅行時間（Ｔ（ｉ）（ｋ））を提供することを特徴とする旅行時間提供装置。
   （１）Ｐ１：交差点Ｊ１の上流側のリンク始点（＝第一地点）
   ｔ１：車両が第一地点Ｐ１を通過した時点（＝第一時点）
   Ｐ２：交差点Ｊ１の下流側のリンク終点（＝第二地点）
   ｔ２：車両が第二地点Ｐ２を通過した時点（＝第二時点）
   Ｔｄ：第一時点ｔ１から第二時点ｔ２までの時間差（＝旅行時間データ）
   Ｃ１：交差点Ｊ１の信号サイクル
   ｉ：信号サイクルＣ１中の相対時刻
2. 次の（１）で定義される各パラメータを用いて交通信号機を有する交差点を含むリンクの旅行時間を算出し、その旅行時間を車両に提供するための旅行時間提供方法であって、
   第一時点（ｔ１）が交差点（Ｊ１）の信号サイクル（Ｃ１）中のどの相対時刻（ｉ）で検出されたかを識別する第１のステップと、
   多数の旅行時間データ（Ｔｄ）をその相対時刻（ｉ）ごとに区分してなる相対時間データ（Ｔｒ（ｉ））を生成する第２のステップと、
   区分された複数の相対時間データ（Ｔｒ（ｉ））に基づいて相対時刻（ｉ）ごとの旅行時間（Ｔ（ｉ））を算出する第３のステップと、
   特定の相対時刻（ｉ）に第一地点（Ｐ１）を通過した前記車両に対して、その特定の相対時刻（ｉ）に対応する旅行時間（Ｔ（ｉ））を提供する第４のステップとを含み、
   前記第２のステップにおいて、交差点（Ｊ１）の流出方向別に取得した多数の旅行時間データ（Ｔｄ）を相対時刻（ｉ）ごとに区分してなる、流出方向別の旅行時間データ（Ｔｒ（ｉ）（ｋ）：ｋは流出方向を示す変数）を生成し、
   前記第３のステップにおいて、流出方向別の旅行時間データ（Ｔｒ（ｉ）（ｋ））に基づいて相対時刻（ｉ）ごとの流出方向別の旅行時間（Ｔ（ｉ）（ｋ））を算出し、
   前記第４のステップにおいて、前記車両に対して流出方向別の旅行時間（Ｔ（ｉ）（ｋ））を提供することを特徴とする旅行時間提供方法。
   （１）Ｐ１：交差点Ｊ１の上流側のリンク始点（＝第一地点）
   ｔ１：車両が第一地点Ｐ１を通過した時点（＝第一時点）
   Ｐ２：交差点Ｊ１の下流側のリンク終点（＝第二地点）
   ｔ２：車両が第二地点Ｐ２を通過した時点（＝第二時点）
   Ｔｄ：第一時点ｔ１から第二時点ｔ２までの時間差（＝旅行時間データ）
   Ｃ１：交差点Ｊ１の信号サイクル
   ｉ：信号サイクルＣ１中の相対時刻
3. 請求項２に記載の各ステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラム。

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