JP5233623B2 - 劣化検知システム及び劣化検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、路側通信装置の通信性能の劣化を検知する劣化検知システム及び劣化検知方法に関する。

近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、道路に設置されたインフラ装置からの情報を受信し、この情報を活用することで車両の安全性を向上させる高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport System）が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
この交通システムは、主に、インフラ側の通信装置としての複数の路側通信装置と、各車両に搭載される通信装置である車載通信装置（移動端末）とによって実現される。通信の組み合わせとしては、路側通信装置同士での路路間通信と、路側通信装置と車載通信装置とによる路車（または車路）間通信と、車載通信装置同士での車車間通信とがある。

特許第２８０６８０１号公報

路側通信装置は、例えば道路の各交差点に設置されていて、ある交差点に設置された路側通信装置から送信された情報を、近隣または同一の交差点に設置された他の路側通信装置が受信することができる。このような路路間通信が行われるとともに、路側通信装置と、その周囲を走行している車両の車載通信装置との間で路車間通信が行われることにより、車載通信装置に、例えば交差点の死角になっている部分の情報を予め通知することが可能となり、交差点における交通事故を未然に防止することができる。

しかし、路側通信装置は屋外である例えば交差点に設置されており、また、長期間にわたって使用されていると、路側通信装置が備えているアナログ回路やアンプ等が劣化し、周波数が変動したり、通信エリアが減少したり、通信マージンが減少したりする。
このまま路側通信装置が放置されていると、劣化が進行し、やがて他の通信装置との間で無線通信ができなくなる（故障する）。この場合、故障した路側通信装置と通信相手となっている他の通信装置において、受信エラーが多く発生することとなるが、例えば、その受信エラーの発生率が、予め定められた閾値よりも大きくなることを、当該他の通信装置が検出することで、前記路側通信装置が故障したことを検知することができる。

しかし、路側通信装置が故障して通信不能になったことを検知してから、修理や交換をする場合では、その路側通信装置の運用が長期間にわたって停止されてしまうおそれがある。
そこで、本発明は、路側通信装置の通信性能の劣化を検知することができ、路側通信装置が故障して通信不能となる前に、路側通信装置のメンテナンスを可能とさせる劣化検知システム及び劣化検知方法を提供することを目的とする。

（１）本発明は、車載通信装置から発信された無線信号を受信できる受信エリアを道路上に有している路側通信装置の通信性能の劣化を検知する劣化検知システムであって、前記道路に設置された車両感知器から得られる感知器情報に基づいて前記受信エリア内の交通状況に関する交通状況情報を取得する交通状況取得部と、取得された前記交通状況情報に基づいて、前記受信エリア内に存在している前記車載通信装置から発信された無線信号を、前記路側通信装置が所定期間内に受信する受信予定回数を予測する予測部と、前記受信予定回数と、前記車載通信装置から発信された無線信号を前記路側通信装置が前記所定期間内に実際に受信した実受信回数と、を比較することによって、前記路側通信装置の通信性能の劣化を推定する劣化検出部と、前記交通状況情報と、前記受信予定回数とが対応付けられた対応情報を記憶している記憶部とを備え、前記予測部は、前記記憶部が記憶している前記対応情報及び前記交通状況取得部により取得された前記交通状況情報に基づいて、前記受信予定回数を予測するたことを特徴とする。

本発明によれば、交通状況取得部が、車両感知器から得られる感知器情報に基づいて受信エリア内の交通状況に関する交通状況情報を取得すると、予測部は、取得された交通状況情報に基づいて、受信エリア内に存在している車載通信装置から発信された無線信号を、路側通信装置が所定期間内に受信する受信予定回数を予測する。
なお、車両感知器から得られる感知器情報は、例えば、車両感知器の感知エリアを単位時間に通過した車両の台数や、当該車両の走行速度である。そして、前記交通状況情報は、路側通信装置の受信エリアに存在している車両の台数や走行速度についての情報である。

そして、前記予測部が受信予定回数を予測すると、劣化検出部は、前記受信予定回数と、路側通信装置が前記所定期間内に実際に受信した実受信回数とを比較する。ここで仮に、路側通信装置の通信性能が劣化して（性能が低下して）前記受信エリアが狭くなっていれば、実受信回数は減少する。このため、劣化検出部が、前記比較により、実受信回数が受信予定回数よりも（例えば閾値以上に）減少していると判定した場合、劣化検出部は、路側通信装置の通信性能の劣化を推定する。
このように、路側通信装置の劣化を推定することができるので、劣化が推定された路側通信装置が故障して通信不能となる前に、路側通信装置のメンテナンス等が可能となり、路側通信装置の故障の予防が可能となる。

なお、前記受信予定回数を、ある値として予測部は求めてもよく、この場合、実受信回数との差異が所定の閾値以内であるか否かを基準として、劣化検出部は、路側通信装置の通信性能の劣化を推定してもよい。又は、前記受信予定回数を、所定の幅を持つ数値範囲として予測部は求めてもよく、この場合、実受信回数がその数値範囲内に入っているか否かを基準として、劣化検出部は、路側通信装置の通信性能の劣化を推定してもよい。このように、劣化検出部による前記比較には、前記のような双方の手段が含まれる。

そして、予測部による受信予定回数の予測方法としては、例えば以下のような方法がある。
予め与えられ定期的に更新される車載通信装置の車両への搭載率と車両台数とから、受信エリア内およびその近傍に同時に存在する車載通信装置の予想台数を算出する。そして、車載通信装置の台数と受信予定回数とを対応付けたテーブル（情報）を事前に用意しておき、当該テーブルを参照することにより、前記算出した車載通信装置の予想台数に基づいて受信予定回数を算定する方法である。
又は、例えば１週間あるいは１月といった期間において、交通状況と実受信回数の実績値を統計データとして記憶しておき、現状の交通状況と似通った交通状況における過去の統計データに基づいて受信予定回数を予測しても良い。

そこで、前記劣化検知システムは、前記交通状況情報と、前記受信予定回数とが対応付けられた対応情報を記憶している記憶部を更に備え、前記予測部は、取得された前記交通状況情報に基づいて、前記受信予定回数を予測する構成とすることによって、予測部は、受信予定回数を予測することができる。

（２）また、前記劣化検知システムは、前記車載通信装置が発信した前記無線信号に含まれている当該車載通信装置の識別情報を取得する識別情報取得部を更に備え、前記予測部は、取得された前記識別情報に基づいて、一つの前記車載通信装置から前記所定期間内に発信された無線信号の受信回数を検知する回数検知部と、検知された受信回数に基づいて前記受信予定回数を補正する補正部を有しているのが好ましい。

前記路側通信装置の受信エリア内で、一つの車載通信装置から前記所定期間内に無線信号が複数回発信され、路側通信装置が当該無線信号を複数回受信している場合、車載通信装置の数は一つであっても前記複数回の受信が前記実受信回数に含まれてしまう。この場合、路側通信装置が正常であっても、実受信回数と受信予定回数とに齟齬が生じてしまう。
しかし、識別情報取得部が車載通信装置の識別情報を取得することで、予測部の回数検知部が、一つの車載通信装置から所定期間内に発信された無線信号の受信回数を検知することにより、当該一つの車載通信装置から発信された無線信号を複数回受信していることが判り、予測部の補正部は、前記受信予定回数を補正することで、劣化検出部は、実受信回数と、補正した受信予定回数とを比較することができ、判定精度を高めることが可能となる。

（４）また、本発明は、車載通信装置から発信された無線信号を受信できる受信エリアを道路上に有している路側通信装置の通信性能の劣化を検知する劣化検知方法であって、前記道路に設置された車両感知器から得られる感知器情報に基づいて前記受信エリア内の交通状況に関する交通状況情報を取得し、取得した前記交通状況情報に基づいて、前記受信エリア内に存在している前記車載通信装置から発信された無線信号を、前記路側通信装置が所定期間内に受信する受信予定回数を予測し、前記受信予定回数と、前記車載通信装置から発信された無線信号を前記路側通信装置が前記期間内に実際に受信した実受信回数と、を比較することによって、前記路側通信装置の通信性能の劣化を推定し、前記受信予定回数の予測を、前記交通状況情報と前記受信予定回数とが対応付けられて記憶部に記憶させた対応情報、及び、取得した前記交通状況情報に基づいて、行うことを特徴とする。

本発明によれば、車両感知器から得られる感知器情報に基づいて受信エリア内の交通状況に関する交通状況情報を取得すると、取得された交通状況情報に基づいて、受信エリア内に存在している車載通信装置から発信された無線信号を、路側通信装置が所定期間内に受信する受信予定回数を予測する。受信予定回数を予測すると、当該受信予定回数と、路側通信装置が前記所定期間内に実際に受信した実受信回数とを比較する。ここで仮に、路側通信装置の通信性能が劣化して（性能が低下して）前記受信エリアが狭くなっていれば、実受信回数は減少する。このため、前記比較により、実受信回数が受信予定回数よりも（例えば閾値以上に）減少していると判定した場合、路側通信装置の通信性能の劣化を推定する。
このように、路側通信装置の劣化を推定することができるので、劣化が推定された路側通信装置が故障して通信不能となる前に、路側通信装置のメンテナンス等が可能となり、路側通信装置の故障の予防が可能となる。

本発明によれば、通信性能の劣化が推定された路側通信装置が故障して通信不能となる前に、その路側通信装置のメンテナンスが可能となるので、路側通信装置の故障の予防が可能となる。路側通信装置が故障して通信不能となってからでは、その路側通信装置の運用が長期間にわたって停止されてしまうおそれがあるが、本発明によれば、このような長期間の運用の停止を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔交通システム〕
図１は、交通システムが設けられている道路の模式図であり、図２は図１の一部（二点鎖線で囲まれた部分）を拡大して説明している説明図である。
交通システムは、複数の路側通信装置（以下、「路側機」という）１を有している。図１では路側機１として、路側機１Ａ〜１Ｉが示されている。また、この交通システムは、道路を走行している車両５（図２参照）を感知する車両感知器７を有している。図１では路側機１Ａの近傍に一つの車両感知器７が代表として示されているが、交通システムは複数の車両感知器を有している。

さらに、交通システムは、複数の路側機１及び車両感知器７を統括する交通管制センターの中央制御装置４を有している。これら路側機１及び車両感知器７は、交通管制センターの中央制御装置４と接続されていて、中央制御装置４と、路側機１及び車両感知器７のそれぞれとの間は、有線または無線で通信可能である。また、路側機１と車両感知器７との間においても、有線または無線で通信可能である。

車両５には、車載通信装置（以下、「車載機」という）２が搭載されている。車載機２は無線信号を発信する。路側機１（１Ａ）は、交差点（交差点の近傍を含む）Ｊに設置されていて、前記車載機２との間で通信が可能である。つまり、路側機１（１Ａ）は、道路上の所定領域に通信エリア（送信エリア及び受信エリアＡ）を有するように設定されていて、受信エリアＡに進入した車両５の車載機２から発信された無線信号を受信することができる。この路側機１と車載器２との間の通信を「路車間通信」というものとする。

また、各車載機２は、路側機１との通信の他、他の車載機２との間の通信も可能であり、車載機２同士で情報を交換することが可能である。この車載機２同士の通信を「車車間通信」というものとする。
さらに、路側機１（例えば路側機１Ａ）は、他の路側機（路側機１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ）との間の通信も可能であり、路側機１同士で情報を交換することが可能である。この路側機１同士の通信を「路路間通信」というものとする。
なお、交通システムが使用する周波数は、例えば７２０ＭＨｚ帯であり、特に路路間通信では２．４ＧＨｚや５ＧＨｚ帯がある。

車両感知器７は、カメラ式、超音波式、光学式等とすることができ、路側機１とは別に設けられ、車両感知器７が設置されている道路を走行する車両５を感知する。図２において、車両感知器７は、感知ヘッド７ａと感知器制御部７ｂとを有し、感知器制御部７ｂは、感知エリアを通過した車両５の台数及び当該車両５の速度を求めることができる。求められた台数及び速度についての情報（感知情報）は、中央制御装置４及び路側機１（１Ａ）に送信される。このため、路側機１（１Ａ）は、車両５に搭載した車載機２からの無線信号（無線情報）を受信することができると共に、車両感知器７を介して当該車両５の感知情報も受信することができる。
車両感知器７が超音波式、光学式である場合、感知ヘッド７ａが超音波や近赤外線を発信して車両５を検出する形式以外に、車載機２が例えば近赤外線を発信しこれを感知ヘッド７ａが感知する形式のものであってもよい。

本実施形態では、道路構造の例として、南北方向の複数の道路と、東西方向の複数の道路が交差した碁盤目構造を想定する。したがって、一つの交差点Ｊには、東西南北の４方位から４本の道路ＲＥ，ＲＷ，ＲＮ，ＲＳが流入するように接続されている。
図２において、各交差点Ｊには、４本の各道路ＲＥ，ＲＷ，ＲＮ，ＲＳ用に４つ（複数）の交通信号灯器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが設置されている。
また、各交差点の角には、ビル等の障害物がある。なお、道路構造は、上記に限定されるものではない。

図３のブロック図に示しているように、各路側機１は、通信装置本体１０と、この通信装置本体１０に接続されたアンテナ１１とを有している。アンテナ１１は、前記交通信号灯器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄにそれぞれ設置されている（アンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）。通信装置本体１０が、交通システムを統括している前記交通管制センターの中央制御装置４と通信可能となっている。通信装置本体１０は、無線部（送受信部）１２と、通信に関する制御を行う制御部１３とを有している。制御部１３は、ＣＰＵを有するマイコンなどからなり、記憶しているプログラムによって各種処理を実行することができる。

また、路側機１は、時分割多重方式によって通信を行うことができ、このために、制御部１３は時分割スロットの管理を行う。なお、このスロットの管理は、無線部１２が行っても良い。
路側機１は、車載機２に対して同報通信（１対多通信）が可能であり、交通情報などを、周囲に存在している車載機２に対して一斉に送信することができる。

図３において、車載機２は、通信装置本体２０と、通信装置本体２０に接続された無指向性アンテナ２１とを有している。通信装置本体２０は、路側機１の通信装置本体１０と同様に、無線部２２と、通信に関する制御を行う制御部２３とを有している。制御部２３は、ＣＰＵを有するマイコンなどからなり、記憶しているプログラムによって各種処理を実行することができる。

また、車載機２は、路側機１との通信の他、キャリアセンス方式によって、車載機同士の車車間通信が可能である。車載機２のアンテナ２１は、無指向性であるため、路側機１や他の車載機２がいずれの方向にあっても電波を受信することができる。

以上のように構成された交通システム（路路間、路車間及び車車間の通信システム）の通信方式は、ＭＡＣレイヤにおいて、ＴＤＭＡ方式とＣＳＭＡ／ＣＡ方式とが組み合わされている。すなわち、路側機１が信号を送信するための時間帯（第一時間帯）が確保されていて、さらに、この第一時間帯における複数の路側機１のスロットの割り当てに、ＴＤＭＡ方式が採用されている。
そして、前記第一時間帯以外の残りの第二時間帯が、車載機２が信号を送信することのできる時間であり、この第二時間帯で例えばＣＳＭＡ／ＣＡ方式による車車間通信が行われる。

これにより、第一時間帯では、路側機１同士の路路間通信、路側機１から車載機２へ信号が送られる路車間通信が行われる。そして、第二時間帯では、車載機２から路側機１へ信号が送られる路車間通信、車載機２同士の車車間通信が行われる。なお、第一時間帯では、車載機２は信号の送信が禁止されている。
このように、路側機１が信号を送信する時間（第一時間帯）が優先的に与えられていることで、路側機１から送信される信号の品質を確保している。

また、すべての路側機１は、信号を送信するタイミングを制御するために、時刻を同期させる機能を有している。そして、前記交通管制センターの中央制御装置４から、通信によって各路側機１は、前記第一時間帯（および第二時間帯）の時間の割り当てに関する情報（割り当て情報）を得ることができる。各路側機１の記憶部１４（図３参照）は、この割り当て情報を記憶することができる。
そして、各路側機１は、時刻を同期させ、通信エリア内に（通信エリア内の車載機２に対して）前記割り当て情報を送信する。

したがって、割り当て情報を共有している各路側機１は、第一時間帯の内の指定されたスロットで、路路間通信と路車間通信との内の一方または双方を行うことができる。
一方、割り当て情報を受信して取得した車載機２は、路側機１が信号を送信する時間帯（第一時間帯）と、当該車載機２が信号を送信することが可能となる通信可能時間帯（第二時間帯）とを知ることができる。これにより、車載機２は、第二時間帯で、車路間通信と車車間通信との内の一方または双方を行うことができる。

路側機１は、路車間通信のために、受信エリアＡ内の様々な位置にある車載機２が路側機１に対して送信している無線信号を受信することができる他に、車載機２同士が車車間通信を行っている時間帯（前記第二時間帯）においても、当該車載機２が発信した無線信号を傍受することができる。つまり、車載機２が発信した無線信号が、路側機１を介することなく車載機２同士が直接的に行う移動体通信（車車間通信）のための情報であっても、路側機１は、この移動体通信のための情報を傍受可能となっている。

また、車載機２は、キャリアセンス方式によって車車間通信を行っていて、車載機２は、路側機１の受信エリアＡを通過するまでの間で、複数回、無線信号を送信することもある。特に、車載機２を搭載している車両５の台数が多く、交通状況が渋滞乃至混雑している場合、１台の車載機２が受信エリアＡを通過するまでの時間が長くなり、１台の車載機２が無線信号を送信する回数は増える。この場合、路側機１が無線信号を受信する受信回数は多くなる。
逆に車載機２を搭載している車両５の台数が少なく、走行速度が速い場合、車両５は短時間で受信エリアＡを通過するため、受信エリアＡを通過する間に１台の車載機２が無線信号を送信できる回数が減る。この場合、路側機１が無線信号を受信する受信回数は少なくなる。しかし、車両５の台数が少なくても、速度が遅い場合、路側機１が無線信号を受信する受信回数は増加する傾向にある。

また、本発明では、各路側機１に、予め識別情報がそれぞれ割り当てられていて、各路側機１における記憶部１４は、自己の識別情報（ＩＤ情報）を記憶していると共に、他の路側機１の識別情報も記憶している。そして、路側機１は、自己の識別情報を含ませて無線信号を発信することができる。
また、各車載機２に、予め識別情報が割り当てられていて、各車載機２における記憶部（図示せず）は、自己の識別情報（ＩＤ情報）を記憶している。そして、車載機２は、自己の識別情報を含ませて無線信号を発信することができる。

〔劣化検知システム〕
以上のように、交通システムは複数の路側機１及び車両感知器７を有し、これらは中央制御装置４によって統括されている。そして、この交通システムには、路側機１の通信性能の劣化を検知する劣化検知システムＳが設けられている（図３参照）。図３の実施形態では、各路側機１（図１のすべての路側機１）の通信装置本体１０に、劣化検知システムＳが設けられている。劣化検知システムＳは、ＣＰＵ及び記憶部を有しているプログラマブルなマイコンなどからなる。
以下の説明では、図１の路側機１Ａにおける通信性能の劣化を検知する場合について説明する。この場合、路側機１Ａのアンテナ１１が設置されている位置（交差点）から、車両５の走行方向上流側に、車両感知器７は設置されていて、アンテナ１１が設置されている位置に向かって走行する車両５を感知するように構成されている。

劣化検知システムＳが備えている記憶部１９には、所定の各機能を実行するプログラムが格納されている。そして、劣化検知システムＳは、このプログラムによって実行される機能部として、交通状況取得部１５、予測部１６、劣化検出部１７および識別情報取得部１８を備えている。これらの機能部については後に説明する。記憶部１９および前記記憶部１４は、各種情報やコンピュータプログラムを記憶するＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる。
なお、図３では路側機１に劣化検知システムＳを設けた場合が示されているが、劣化検知システムＳは、中央制御装置４に設けられていてもよく、または、劣化検知システムＳの各機能部が、路側機１と中央制御装置４とに分かれて設けられていてもよい。また、各機能部は、通信装置本体１０の制御部１３が有していてもよい。

図４は劣化検知システムＳの機能を説明する説明図である。図４（ａ）は路上に設置された路側機１の受信系の装置の通信性能が劣化する前の状態であり、図４（ｂ）は劣化した状態を示している。なお、路側機１の受信系の装置としては無線部１２の例えば信号受信側のアナログ回路やアンプがある。
劣化検知システムＳの機能について図３と図４とにより説明する。

車両感知器７がカメラ式である場合、感知ヘッド７ａはカメラであり、感知器制御部７ｂは、車両感知器７の感知エリアＢ（図４（ａ）参照）を通過する車両５の感知器情報を容易に検出することができる。感知器情報は、前記のとおり、車両感知器７の感知エリアを、単位時間の間（例えば１分間）に通過した車両５の台数及び当該車両５の速度についての情報である。車両５の速度は、平均速度とすることができる。
車両感知器７が超音波式、光学式である場合も、感知器制御部７ｂが検出する感知情報は、感知エリアＢ（図４（ａ）参照）を単位時間の間に通過した車両５の台数及び速度である。なお、この場合、速度は、例えば感知ヘッド７ａを複数備えていることによって求められる。

そして、感知結果に関する感知器情報が路側機１へ送信され、交通状況取得部１５は当該感知情報を取得する。そして、交通状況取得部１５は、取得した感知情報に基づいて、路側機１の受信エリアＡに存在している車両５ａ〜５ｄの交通状況（台数及び速度）に関する交通状況情報を取得する。
このために、交通状況取得部１５は、路側機１の正常時における受信エリアＡの広さ（車両走行方向の長さ）に関する情報を記憶部１９から取得する。この広さに関する情報と、取得した前記感知情報とに基づいて、交通状況取得部１５は演算処理することによって、路側機１の受信エリアＡ内に存在していると思われる車両５の台数を推定することができる。また、車両感知器７の感知エリアＢは、路側機１の受信エリアＡに含まれていることにより、交通状況取得部１５は、感知エリアＢにおける車両５の速度を、受信エリアＡにおける車両５の速度とみなすことができる。なお、交通状況情報の取得については後にも説明する。

前記予測部１６は、前記交通状況取得部１５によって取得された前記交通状況情報に基づいて、路側機１の受信エリアＡ内に存在している車載機２から発信された無線信号を、当該路側機１が所定期間（所定時間ｔ：例えば、前記単位時間と同じ１分間）内に受信する受信予定回数Ｑを予測する機能を有している。
このために、記憶部１９には、交通状況情報と、受信予定回数Ｑとが対応付けられた対応情報（図５）が記憶されている。そして、予測部１６は、取得された前記交通状況情報に基づいて、前記受信予定回数Ｑを予測することができる。
例えば、交通状況取得部１５によって取得された交通状況情報が、受信エリアＡ内の車両５の台数が４台であり、平均速度が６０ｋｍ／ｈであった場合、図５の対応情報によれば、受信予定回数Ｑ＝４であると、予測部１６は予測することができる。

または、前記対応情報は関数であってもよく、この関数を記憶部１９が記憶していて、予測部１６が交通状況情報に基づき当該関数を用いて、受信予定回数Ｑを求めてもよい。この場合、正常時における受信エリアＡの広さをＬ（ｍ）とし、車両５の台数をＮ（台）とし、平均速度をｖ（ｋｍ／ｈ）とすると、受信予定回数Ｑは、
Ｑ＝ｋ×Ｌ×Ｎ／ｖ （ｋは係数）
という、関数とすることができる。この関数は、車両５の台数Ｎに比例し、平均速度ｖに反比例する関係を有している。
このように、図５のようなデータ又は前記関数によって、予測部１６は、取得された交通状況情報に基づいて、受信予定回数Ｑを予測することができる。

また、車載機２が発信する無線信号には、当該車載機２の識別情報（ＩＤ情報）が含まれているため、この無線信号を路側機１が受信することにより、前記識別情報取得部１８は、車載機２が発信した無線信号に含まれている当該車載機２の識別情報を取得する機能を有している。この場合、前記予測部１６は、機能部の一部として、回数検知部１６ａと補正部１６ｂを有している。

前記回数検知部１６ａは、識別情報取得部１８によって取得された車載機２の識別情報に基づいて、一つの車載機２から前記所定期間内（１分間）に発信された無線信号の受信回数（以下、重複受信回数という、）を検知する機能を有している。
例えば、図４（ａ）において、所定期間内に、受信エリアＡ内に進入している車両５ａが、当該受信エリアＡ内で例えば３回（複数回）無線信号を路側機１に送信していて、当該路側機１がこの３回の無線信号をすべて受信しているとする。なお、所定期間内に、他の車両５ｂ、５ｃ、５ｄの車載機２はそれぞれ１回のみ無線信号を路側機１に送信していて、当該路側機１がそれぞれ無線信号を受信しているとする。

この場合、路側機１は実際、所定期間内に、車両５ａの車載機２からの無線信号を３回と、車両５ｂ、５ｃ、５ｄの車載機２からの無線信号（それぞれ１回）とを受信し、合計６回の無線信号を受信しているが、受信エリアＡに車載機２を搭載した車両が６台存在していたのではない。
そして、図４（ａ）において、車両感知器７による感知器情報によれば、受信エリアＡ内の車両台数は４台（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）であるため、交通状況取得部１５が取得する交通状況情報によれば車両５が４台であり、予測部１６によって、受信予定回数Ｑが４回であると予想される。
しかし、前記のとおり、１台の車両５ａの車載機２は受信エリアＡで３回の無線信号を送信し、路側機１はこれを全て受信しているので、受信予定回数Ｑ（＝４回）と、路側機１（無線部１２）が実際に受信する実受信回数Ｒ（＝６回）とが異なる結果となる。

しかし、前記回数検知部１６ａによれば、車載機２の識別情報を参照すれば、１台の車両５ａの車載機２が受信エリアＡで複数回（３回）、無線信号を送信し、路側機１がこれを受信していることを検知することができ、前記の場合、回数検知部１６ａは、重複受信回数Ｍが３回（Ｒ＝３回）であると検知することができる。

そこで、予測部１６の前記補正部１６ｂは、回数検知部１６ａによって検知された前記重複受信回数Ｍに基づいて、受信予定回数Ｑを補正する機能を有している。
これは、前記のとおり、前記予測部１６が、交通状況情報に基づけば車両５が４台であり、受信予定回数Ｑを４回であると予想していても、路側機１が実際に受信する実受信回数Ｒが６回となり、異なる結果となるが、前記補正部１６ｂは、当初の受信予定回数Ｑに、車載機２毎の重複受信回数Ｍに１少ない回数（Ｍ−１）を加算する演算処理を行う。
つまり、回数検知部１６ａによって検知された重複受信回数Ｍが３回である場合、当初の受信予定回数Ｑ＝４に、重複受信回数Ｍに１少ない回数（Ｍ−１＝３−１＝）２を加算して、補正後の受信予定回数Ｑ１を、６回とする（Ｑ１＝６）。これにより、補正後の受信予定回数Ｑ１と、実受信回数Ｒとの間の齟齬は解消される。

前記劣化検出部１７は、車載機２から発信された無線信号を、路側機１（無線部１２）が前記所定期間（所定時間ｔ：１分間）内に実際に受信した実受信回数Ｒを計上する。そして、劣化検出部１７は、予測部１６が予測した受信予定回数Ｑと、前記実受信回数Ｒとを比較することによって、前記路側機１の通信性能の劣化を推定する。
なお、前記受信予定回数Ｑは、補正部１６ｂによって補正されている場合、補正後の受信予定回数Ｑ１が採用される。

以上のように構成された劣化検知システムＳによって実行される、路側機１の劣化検知方法の具体例を説明する。図６は、劣化検知方法を説明するフロー図である。図４と図６とに基づいて説明する。
車両感知器７は、感知エリアＢにおける車両５を感知する（図６のステップＳ１）。車両感知器７（感知器制御部７ｂ）は、単位時間あたりで感知エリアＢを通過した車両５の台数及び当該車両５の速度（平均速度）を求める。これら台数及び速度についての感知情報は、路側機１の劣化検知システムＳに送信される（ステップＳ２）。

路側機１が感知器情報を受信すると、交通状況取得部１５が当該感知器情報を取得し、当該感知器情報に基づいて路側機１の受信エリアＡに存在している車両５の交通状況（台数Ｎ及び平均速度ｖ）に関する交通状況情報を取得する（ステップＳ３）。
具体例を説明すると、交通状況取得部１５は、路側機１の正常時（図４（ａ））における受信エリアＡの広さ（車両走行方向の長さＬ）に関する情報を記憶部１９から取得する。交通状況取得部１５は、車両感知器７によって求められた感知エリアＢにおける車両５の平均速度を、受信エリアＡにおける車両５の平均速度ｖとみなす。
そして、前記受信エリアＡの広さ（長さＬ）と、前記平均速度ｖとによって、車両５が受信エリアＡを通過する時間を求める。そして、求めた時間の間で感知エリアＢを通過した車両５の台数を計上することにより、交通状況取得部１５は、受信エリアＡに存在している車両５の台数Ｎを取得（推定）することができる。

予測部１６は、交通状況取得部１５が取得した前記交通状況情報（台数Ｎ及び平均速度ｖ）に基づいて、路側機１の受信エリアＡ内に存在している車載機２から発信された無線信号を当該路側機１が所定期間内（１分間）に受信する受信予定回数Ｑを予測する（ステップＳ４）。
予測部１６は、図５の対応関係の情報に基づいて受信予定回数Ｑを予測してもよく、前記関数に基づいて受信予定回数Ｑを予測してもよい。

そして、予測部１６は、受信予定回数Ｑを調整する必要があるか否かについての判定を行う（ステップＳ５）。調整が必要な場合としては、例えば、受信エリアＡに存在している車両５の台数が少なくても、当該車両５の走行速度が遅い場合である。これは、取得された交通状況情報に基づいて判定することができる。

受信エリアＡに存在している車両５の台数が少なくても、当該車両５の走行速度が遅い場合、路側機１が実際に受信する受信回数は増加する傾向にある。そこで、図５に示しているように、前記対応情報には、速度に応じた係数ｋについての情報が含まれている。この係数ｋは、受信予定回数Ｑを調整するために（ステップＳ６）、図５の（基本）受信予定回数Ｎを増加させるための値である。つまり、予測部１６（補正部１６ｂ）は、交通状況情報の内の速度ｖに応じて、（基本）受信予定回数Ｑに係数ｋを乗じて、受信予定回数Ｑを調整してもよい。

例えば、交通状況情報の内の台数Ｎが少なくても（例えば４台であっても）、速度ｖが３０ｋｍ／ｈを下回っている場合、予測部１６は、（基本）受信予定回数Ｑ＝４に、係数ｋ＝３を乗じて、受信予定回数Ｑを１２回とするように調整する（ステップＳ６）。
なお、以下では速度ｖ＝６０ｋｍ／ｈであり、受信予定回数Ｑを４回として説明する。

そして、劣化検出部１７は、車載機２から発信された無線信号を、路側機１（無線部１２）が所定期間内（所定時間ｔ：１分間）に実際に受信した実受信回数Ｒを計上する（ステップＳ７）。
これと共に、路側機１は車載機２から当該車載機２の識別情報（ＩＤ情報）を取得しているので、前記補正部１６ｂによる補正を行う（ステップＳ８）。これは、予測部１６の前記回数検知部１６ａによって検知された重複受信回数Ｍに基づいて、前記のとおり、受信予定回数Ｑを補正する。なお、補正が不要である場合は、補正処理は実行されない。

ここで、図４（ｂ）は、路側機１の受信系の装置の通信性能が劣化した（性能が低下した）状態を示している。この場合、図４（ａ）の正常時と比べて、受信エリアＡは狭くなっているので、アンテナ１１から遠い車両５ａの車載機２と車両５ｄの車載機２が発信した無線信号を、路側機１は受信することができなくなっている。路側機１の受信系の装置としては無線部１２の例えば信号受信側のアナログ回路やアンプがある。

この場合であっても、車両感知器７は、図４（ａ）の場合と同じ感知情報を得ることができ、図４（ａ）の場合と同じ交通状況情報を得ることができる。その交通状況情報によれば、劣化前の受信エリアＡを通過する１分あたりの車両５の台数が４台であり、平均速度が６０ｋｍ／ｈとなり、図５の対応情報によれば、受信予定回数Ｑ＝４であると、予測部１６は予測することができる。

しかし、図４（ｂ）の場合、アンテナ１１から遠い車両５ａの車載機２と車両５ｄの車載機２が発信した無線信号を、路側機１は受信することができなくなっているので、１分間に路側機１が車載機２から無線信号を実際に受信する回数は、減少してしまう。すなわち、ステップＳ７で劣化検出部１７が計上する実受信回数Ｒは、図４（ａ）の場合よりも減少してしまう。

そこで、劣化検出部１７は、予測部１６が予測した（補正した）受信予定回数Ｑと、計上した実受信回数Ｒとを比較し（ステップＳ９）、路側機１の通信性能の劣化を推定する。
具体的には、受信予定回数Ｑと実受信回数Ｒとの差（Ｒ−Ｑ）が、閾値α以上である場合、劣化検出部１７は、路側機１の受信系装置の通信性能が劣化していると推定する（ステップＳ１０）。なお、閾値αは、例えば、受信予定回数Ｑの±５％とすることができる。
なお、前記実施形態では、補正部による受信予定回数Ｑの補正処理（ステップＳ８）を行ったが、これを省略してもよい。この場合、閾値αを変更する必要があり、例えば、受信予定回数Ｑの±２０％とすることができる。

劣化検出部１７によって路側機１の受信系の装置の通信性能が劣化していると推定されると（ステップＳ１０）、劣化検出部１７は当該路側機１にはメンテナンスが必要である旨のメンテナンス情報を作成する（ステップＳ１１）。このメンテナンス情報は、路側機１の無線部１２を通じて、交通管制センターの中央制御装置４（図１）へ送信される。
そして、交通管制センターの管理者が、取得したメンテナンス情報に基づいて、通信性能の劣化が推定された路側機１に対してメンテナンスを行うことが可能となる。このため、劣化が推定された路側機１が故障して通信不能となる前に、路側機１のメンテナンスを行うことができる。つまり、路側機１の故障の予防が可能となる。なお、路側機１が故障して通信不能となってからでは、その路側機１の運用が長期間にわたって停止されてしまうおそれがあるが、本発明によれば、このような長期間の運用の停止を防ぐことができる。

また、本発明に関して、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

交通システムが設けられている道路の模式図である。 図１の一部を拡大して説明している説明図である。 交通管制センター、車両感知器、路側機および車載機のブロック図である。 劣化検知システムの機能を説明する説明図である。 交通状況情報と受信予定回数とが対応付けられた対応情報の説明図である。 劣化検知方法のフロー図である。

符号の説明

１ 路側機（路側通信装置）
２ 車載機（車載通信装置）
５ 車両
７ 車両感知器
１５ 交通状況取得部
１６ 予測部
１６ａ 回数検知部
１６ｂ 補正部
１７ 劣化検出部
１８ 識別情報取得部
１９ 記憶部
Ａ 受信エリア
Ｑ 受信予定回数
Ｒ 実受信回数
Ｓ 劣化検知システム

Claims (3)

1. 車載通信装置から発信された無線信号を受信できる受信エリアを道路上に有している路側通信装置の通信性能の劣化を検知する劣化検知システムであって、
   前記道路に設置された車両感知器から得られる感知器情報に基づいて前記受信エリア内の交通状況に関する交通状況情報を取得する交通状況取得部と、
   取得された前記交通状況情報に基づいて、前記受信エリア内に存在している前記車載通信装置から発信された無線信号を、前記路側通信装置が所定期間内に受信する受信予定回数を予測する予測部と、
   前記受信予定回数と、前記車載通信装置から発信された無線信号を前記路側通信装置が前記所定期間内に実際に受信した実受信回数と、を比較することによって、前記路側通信装置の通信性能の劣化を推定する劣化検出部と、
   前記交通状況情報と、前記受信予定回数とが対応付けられた対応情報を記憶している記憶部と、
   を備え、
   前記予測部は、前記記憶部が記憶している前記対応情報及び前記交通状況取得部により取得された前記交通状況情報に基づいて、前記受信予定回数を予測することを特徴とする劣化検知システム。
2. 前記車載通信装置が発信した前記無線信号に含まれている当該車載通信装置の識別情報を取得する識別情報取得部を更に備え、
   前記予測部は、取得された前記識別情報に基づいて、一つの前記車載通信装置から前記所定期間内に発信された無線信号の受信回数を検知する回数検知部と、検知された受信回数に基づいて前記受信予定回数を補正する補正部を有している請求項１に記載の劣化検知システム。
3. 車載通信装置から発信された無線信号を受信できる受信エリアを道路上に有している路側通信装置の通信性能の劣化を検知する劣化検知方法であって、
   前記道路に設置された車両感知器から得られる感知器情報に基づいて前記受信エリア内の交通状況に関する交通状況情報を取得し、
   取得した前記交通状況情報に基づいて、前記受信エリア内に存在している前記車載通信装置から発信された無線信号を、前記路側通信装置が所定期間内に受信する受信予定回数を予測し、
   前記受信予定回数と、前記車載通信装置から発信された無線信号を前記路側通信装置が前記期間内に実際に受信した実受信回数と、を比較することによって、前記路側通信装置の通信性能の劣化を推定し、
   前記受信予定回数の予測を、前記交通状況情報と前記受信予定回数とが対応付けられて記憶部に記憶させた対応情報、及び、取得した前記交通状況情報に基づいて、行うことを特徴とする劣化検知方法。

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