JP5398522B2

JP5398522B2 - 道路交通管制支援情報作成システム

Info

Publication number: JP5398522B2
Application number: JP2009299171A
Authority: JP
Inventors: 義和大場; 秀樹上野; 洋介平田; 諒難波
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-12-29
Also published as: JP2011138432A

Description

本発明は、道路における交通を管制する道路交通管制システムに用いられ、道路交通管制官の管制業務（入路閉鎖等の交通調整や、車線閉鎖等）の支援となる情報を作成する道路交通管制支援情報作成システムに関する。

道路交通管制システムは、道路交通の安全性、快適性の向上および道路交通の円滑化を目的とし、交通情報の収集、提供情報の作成・提供、信号機／道路標識／道路標示の操作等を行うものである（例えば、非特許文献１参照）。この他に、高速道路における道路交通管制システムでは、緊急時の交通制御の施策として流入交通量の制御等（ランプ閉鎖等）の管制業務を実施している（例えば、非特許文献２参照）。また、近年では、ＩＴＳの研究開発が進められており、ＥＴＣを応用したロードプライシングや、将来的には経路誘導等、道路交通管制として実施可能な管制のための施策が増えてくるものと考えられる。

このような状況の中、道路交通管制の施策としては、前記非特許文献２に記載されているように、有料道路におけるランプ閉鎖等の管制業務は、現状では交通管制センターによる経験的な判断に基づいたものである場合が多い状況である。

また、交通管制時の支援情報としては、特許文献１に、シミュレータを利用した道路交通管制システムの管制官支援手段が記されているが、将来の予測をするための道路交通状況設定の詳細に関して記されていない。また、特許文献２には、渋滞状況のシミュレーションに関して記されているが、現在の交通量での渋滞距離や渋滞解消までの時間を予測するもので、将来予測のための利用交通量が明示されていない。このため、将来需要にて大きな誤差が生じる場合は、予測自体の信憑性が問題となる可能性があった。さらに、特許文献３でも、管制シナリオに基づきシミュレーションするものであるが、将来の交通需要は現状と同等と仮定している。

この他に、事後データを用いて管制官の訓練を行うシステムに関しては、特許文献４に記されているが、基本的に事後データを用いたものであり、更には将来予測のための設定値においては、各種流入交通量の値等の詳細が記載されていない。

より確実に、より効率的に、安全性、快適性を向上させ、道路交通を円滑化させる道路交通管制のための施策を行うためには、管制官の施策の参考となる有効な支援情報を作成することが重要と考えられる。

特開２００８−５９３９０号公報特開２０００−１６３６８５号公報特開２００２−１６３７４８号公報特開２００８−５９１８１号公報

越正毅編著「交通工学通論」p.208〜229技術書院岩田理史他「首都高速道路における流入制御に関する予備実験」第24回交通工学研究発表会論文報告集、p.73-76、2004年10月

このように、これまでは道路交通管制を行うにあたり、管制支援のための支援情報としてシミュレータを利用するものは、将来の需要が大きく異なる場合などの支援情報として信憑性がなくなる可能性があった。

本発明の目的は、管制官の施策の参考となる有効な支援情報を作成する道路交通管制支援情報作成システムを提供することにある。

本発明の道路交通管制支援情報作成システムは、道路交通管制システムにおける道路交通管制官への支援情報を作成する道路交通管制支援情報作成システムであって、道路交通状況を計測する路側センサと、路側センサにて計測された路側センサ情報を収集し、道路交通状況情報ＤＢに蓄積させ、他から要求がある場合は、道路交通状況情報ＤＢより情報を抽出して利用可能とする道路交通状況管理手段と、事前に登録された道路交通流シミュレーション用データをもとにシミュレーションに必要な事前設定情報を設定するシミュレーション状況設定手段と、シミュレーション結果に関係する評価したい解析対象を設定し、この解析対象に影響を与える各流入口の影響度を、前記道路交通状況情報ＤＢに蓄積された路側センサ情報を基に、統計手法によりそれぞれ求める道路交通状況情報解析手段と、この道路交通状況情報解析手段により求められた前記影響度が大きい流入口を選択し、選択された流入口の流入交通量を変化させ、パラメータとして設定するシミュレーションパラメータ設定手段と、前記路側センサ情報、前記シミュレーション状況設定手段で設定された情報、及び前記シミュレーションパラメータ設定手段により設定されたパラメータをもとに、道路交通流シミュレーションを行い、複数のケースについて道路交通状況の将来予測をそれぞれ行う道路交通流シミュレーション手段と、予測された複数ケースのシミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明では、前記シミュレーションパラメータ設定手段は、シミュレーションパラメータとして設定された流入口の流入交通量に関して、増加するケース、変化させないケース、減少させるケースの３ケースを設定し、前記道路交通流シミュレーション手段は、これら各ケースについてシミュレーション予測を行う。

また、本発明では、前記道路交通状況情報解析手段は、前記解析対象が、シミュレーション対象となる道路の走行所要時間である。

さらに、本発明では、前記シミュレーションパラメータ設定手段は、この特定された流入口の事故渋滞時における流入口流入交通量として、過去データから、事故渋滞を回避するために極端に少なくなった流入口流入交通量を設定する。

本発明によれば、管制支援のための有効な支援情報として、管制官の施策の参考となる有効な支援情報を作成することができる。

本発明の道路交通管制支援情報作成システムの一実施の形態を説明する概念図である。同上一実施の形態を説明する手段ブロック図である。同上一実施の形態における対象となる道路の各区間と道路に対する車両の出口及び入口との関係を模擬的に示す図である。同上一実施の形態におけるシミュレーション条件情報入力用ＧＵＩの一例を示す図である。同上一実施の形態におけるシミュレーションパラメータ情報入力用ＧＵＩの一例を示す図である。同上一実施の形態における道路交通状況解析条件入力用ＧＵＩの一例を示す図である。同上一実施の形態におけるシミュレーション結果表示手段の一例を示す図である。

以下、本発明に係る道路交通管制支援情報作成システムの一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

本発明は道路交通管制の支援情報を作成する道路交通管制支援情報作成システムを提案するもので、この実施の形態では、シミュレーション時の将来流入交通量を管制支援情報として有効となるように、すなわち、できる限り信憑性が高いものまたは有効活用できるものとなるように、以下に示す方式を採用している。

・道路交通状況に影響が大きい流入口を重要視する。

・１ケースのみでなく、将来流入交通量を複数のパターンを想定し、複数のシミュレーションを行うことを可能とし、交通施策決定に有効利用可能なシミュレーション結果を提示する。

以下詳細に説明する。先ず図1により概略構成を説明する。この実施の形態では、図１に示すように、道路２１の路側に複数のセンサ２２が所定間隔で設置されている。これら複数のセンサ２２からなる路側センサ１によって計測されたデータは、中央処理システム２３で収集される。また、管制官支援情報作成システム２４では、中央処理システム２３から入手した実測データ（路側センサ情報）をもとに、道路交通流シミュレーションにて支援情報を作成し、管制官に提供する。

中央処理システム２３は、図２で示すように、路側センサ１により計測された路側情報が入力される道路交通状況管理手段２、道路交通状況情報ＤＢ３を有する。また、管制官支援情報システム２４は、道路交通流シミュレーション手段４、シミュレーション状況設定手段５、シミュレーション用ＤＢ６、シミュレーションパラメータ設定手段７、道路交通状況情報解析手段８、シミュレーション結果表示手段９から構成されている。

路側センサ１は、道路２１の交通状況をセンシングするもので、図１に示すように、路側に設置されている複数のセンサ２２としては、例えば、車両感知器が用いられる。この車両感知器２２を用いることにより、道路２１上における交通量、平均速度等が計測される。

中央処理システム２３内の道路交通情報管理手段２は、路側センサ１が計測し、送信されてきた情報の蓄積管理を行う。すなわち、道路交通情報管理手段２は、路側センサ１から送信されてきた路側センサ情報を、道路交通状況情報ＤＢ３に蓄積させたり、他の各手段から必要情報の提供を要求された場合は、必要とされている路側センサ情報を道路交通状況情報ＤＢ３より抽出し、要求した手段へ情報送信する。また、道路交通情報管理手段２は、フィルタリング等の前処理が必要な場合は、収集した路側センサ情報をもとに、前処理を実施し、この前処理を実施した情報を蓄積または利用するものとする。さらに、道路交通情報管理手段２は、道路交通状況の評価にてしばしば利用される走行所要時間の演算・蓄積手段を有する。走行所要時間に関しては、路線長、平均速度等を利用して演算し、蓄積するものとする。なお、走行所要時間に関しては、ＡＶＩ(Automatic Vehicle Identification)技術(「交通渋滞徹底解剖」大口編著、(社)交通工学研究会発行p.41参照)を利用したり、過去のデータを用いて実績に近い値を演算するタイムスライス法(「料金収受システムデータを利用した走行所要時間推定方法の検証」電気学会Ｄ部門誌Vol.121-D、No.1、Jan.,2001,p.57参照)を用いることで利用可能である。

管制官支援情報作成システム２４における道路交通流シミュレーション手段４は、シミュレーションによる予測演算を実施する。ここで、シミュレーションの実施においては、中央処理システム２３から路側センサ情報を入力し、シミュレーション状況設定手段５により設定されたシミュレーション状況設定情報を用い、さらにシミュレーションパラメータ設定手段７により設定されたシミュレーションパラメータ設定情報を用いる。

この道路交通流シミュレーション手段４にて使用する道路交通流シミュレータのシミュレーション方式としては、道路交通を流体と見てモデルが構築されているマクロ交通流シミュレーションと、１台１台の車両のモデルを用いて、全車両の挙動を模擬するミクロ交通流シミュレーションが挙げられる。両者は目的により使い分けされている状況である（「交通シミュレーション適用のススメ」(社)交通工学研究会編集・発行、発行所丸善）。ここでは、特に車線毎レベルの詳細な道路交通状況の予測が可能であるミクロ交通流シミュレーションを用いる場合を記す。なお、道路交通におけるミクロ交通流シミュレーションに関しては、参考文献「交通工学通論」越正毅編、技術書院、p.88〜89、及び、参考文献「やさしい交通シミュレーション」交通工学研究会編、丸善、p.23〜38を参照されたい。更に、道路交通管制システムにより入手されたデータ(車両感知器センサデータ)を用いたミクロ交通流シミュレーションに関しては、特開２００７−４１７８２号公報を参照されたい。

ここで、ミクロ交通流シミュレーションにて使用する路側センサ情報は、路側センサ１の計測情報の時系列データである。例えば、路側センサ１として図１で示したように車両感知器２２が設置されている場合は、交通量、オキュパンシ（密度に関連する情報）、平均速度の時系列データが得られるため、これらを利用することとなる（「道路交通技術必携」(社)交通工学研究会編p.9-10参照）。

また、ミクロ交通流シミュレーションにて使用するシミュレーション状況設定情報は、対象の路線に関する情報（対象路線の路線長、制限速度等）等である。これらは、管制官の入力をもとに、シミュレーション状況設定手段５にて、シミュレーション用ＤＢ６より抽出し、道路交通流シミュレーション手段４に提供される。シミュレーション用ＤＢ６には、シミュレーションに必要な静的な情報（路線長、車線数、制限速度、出入口料金所位置等の事前に決定しており、特に変化のない情報）が事前に格納されているものとする。例えば、シミュレーション対象が図３のような場合、道路構成モデルのデータや構成区間数、出入口位置、それぞれの区間の車線数、制限速度等がそれに該当する。

また、このシミュレーション状況設定情報には、シミュレーション実行のための基本設定（シミュレーション時間範囲や対象区間範囲の設定、道路交通状況の初期状態等）も含まれて、これらの情報は、管制官が、例えば、図４のようなＧＵＩ（graphical user interface）により入力を行う。

さらに、ミクロ交通流シミュレーションにて使用するシミュレーションパラメータ設定情報は、シミュレーション予測時に、様々な状況設定を行うためのパラメータであり、シミュレーションパラメータ設定手段７にて作成され、道路交通流シミュレーション手段４に入力される。シミュレーションパラメータ設定手段７では、管制官の入力をもとに、各流入口の将来流入量、事故等の事象発生の種類、発生場所、発生時刻や、管制官が車線閉鎖などの施策を行う場合はその施策を設定する。管制官の入力操作に関しては、例として図５のようなＧＵＩを利用し入力を行うことがあげられる。

道路交通状況情報解析手段８は、中央処理システム２３から道路交通状況情報を入力し、管制官がシミュレーションパラメータ設定手段７を用いて各画面を操作することで、シミュレーション結果に関係する評価したい内容（解析対象）を設定し、統計処理をもとに、この解析対象に対して、大きな影響を与える要素を求める。この実施の形態では、解析対象として全体旅行時間（走行所要時間）を設定し、その解析対象に影響を与える要素として、道路への流入口及びその交通量を用いている。そして、これら流入口について、解析対象である走行所要時間に与える影響度を算出し、影響度が大きな流入口を求める。影響度が大きな流入口の選定支援情報に関しては、回帰分析等の統計手法を用いて解析した結果を利用する。

ここで、例えば、図５のシミュレーションパラメータ情報入力画面にて、“影響度解析”ボタンを押すと、図６の道路交通状況解析条件入力画面が開かれる。この図６の道路交通状況解析条件入力画面の解析対象（評価対象）欄にて評価したい要素（図の例では（全体旅行時間）を選択する。その後、“解析開始”ボタンにて統計解析を行い、解析対象に対する各流入口の影響度解析結果を画面に出力する。解析演算に関しては、例えば、予測評価したい情報が対象路線の走行所要時間の場合、走行所要時間の過去の時系列データと、全流入口の流入交通量の過去の時系列データを用いて、統計手法である回帰分析（単回帰分析や重回帰分析）により、走行所要時間に対する各流入口の流入交通量の相関係数を求め、相関が強いものを影響度大とする。

この影響度解析結果をもとに、評価したい内容である解析対象に対して影響度が大きい流入口を、図５のシミュレーションパラメータ情報入力画面にて複数選択する。そして、これらの流入交通量が変化する様なケースを設定することで、評価したい内容である解析対象の評価に有効な将来予測情報（複数ケース）が演算可能である。例えば、評価したい内容である解析対象に対して影響度が大きい流入口をいくつか選択し、流入交通が増加、変化無し、減少となるような３ケースのシミュレーションを行うなどである。

シミュレーション結果表示手段９は、道路交通状況管理手段２にて蓄積された路側センサ情報をもとに、道路交通流シミュレーション手段によってミクロ交通流シミュレーションを実施し、将来の道路交通状況を予測し、予測した結果を表示し、管制官へ情報を提供する。

以下、動作を説明する。路側センサ１で計測された路側センサ情報は、中央処理システム２３内の道路交通情報管理手段２に送信され、道路交通情報管理手段２では、送信されてきた路側センサ情報の、道路交通状況情報ＤＢ３に対する蓄積管理を行う。

管制官への提供情報は、この道路交通状況管理手段２にて蓄積された路側センサ情報をもとに、管制官支援情報作成システム２４において、ミクロ交通流シミュレーションにて将来の道路交通状況を予測し、予測した結果を提供情報として、シミュレーション結果表示手段９から出力する。

ミクロ交通流シミュレーションを用いた将来の道路交通状況予測演算自体は、道路交通流シミュレーション手段４にて実施する。ここで、シミュレーションの実施においては、路側センサ情報、シミュレーション状況設定情報、シミュレーションパラメータ設定情報を用いる。

すなわち、ミクロ交通流シミュレーションにて使用する路側センサ情報として、路側センサの計測情報の時系列データを入力する。路側センサとして車両感知器が設置されている場合は、交通量、オキュパンシ（密度に関連する情報）、平均速度の時系列データが得られるため、これらを利用する。

また、ミクロ交通流シミュレーションにて使用するシミュレーション状況設定情報として、管制官の入力をもとに、シミュレーション状況設定手段５にて、シミュレーション用ＤＢ６からシミュレーションに必要な静的な情報（路線長、車線数、制限速度、出入口料金所位置等の情報）を抽出する。例えば、シミュレーション対象が図３のような場合、道路構成モデルのデータや構成区間数、出入口位置、それぞれの区間の車線数、制限速度等である。

また、シミュレーション状況設定情報として、シミュレーション実行のための基本設定（シミュレーション時間範囲や対象区間範囲の設定、道路交通状況の初期状態等）も、図４のようなＧＵＩを用いて管制官が入力を行う。

更に、ミクロ交通流シミュレーションにて使用するシミュレーションパラメータ設定情報を、シミュレーションパラメータ設定手段７により、図５のようなＧＵＩを利用し、管制官が入力する。例えば、各流入口の将来流入量、事故等の事象発生の種類、発生場所、発生時刻や、管制官が車線閉鎖などの施策を行う場合はその施策を設定する。

ここで、将来流入交通量においては、より管制支援における支援情報としての有効性を高めるため、複数ケースのシミュレーション予測を可能とするように設定する。つまり、将来状況予測の比較検討に必要なシミュレーションケースの設定情報として、比較検討に有効な流入交通量の設定を可能とする。流入交通量の設定に関しては、シミュレーションパラメータ設定手段７にて設定可能であるが、どの様に設定すればよいかの指標を作成する必要がある。

最も簡単な設定方法は、全ての流入口の流入交通量を、同時に同じ様に変化させる方法がある。例えば、全ての流入口の流入交通量を、“ある一定の割合増加させる”、“変化させない”、“ある一定の割合減少させる”という様に変更する様に設定を行うことが挙げられる。

しかしながら、本発明では、より有効な予測情報とするために、この指標の作成を、道路交通状況情報解析手段８の解析結果をもとに設定できるようにした。道路交通状況情報解析手段８では、統計処理をもとにシミュレーションにより評価したい内容に対して、影響が大きな流入口を求める。影響度が大きな流入口の選定支援情報に関しては、前述のように、回帰分析等の統計手法を用いて解析した結果を利用する。例えば、図５のシミュレーションパラメータ情報入力画面にて、“影響度解析”ボタンを押し、開いた図６の道路交通状況解析条件入力画面において、解析対象（評価対象）欄にて評価したい項目を選択する。その後、“解析開始”ボタンにて統計解析を行い、解析対象に対する各流入口の影響度解析結果を画面に出力する。解析演算に関しては、前述のように、予測評価したい情報が対象路線の走行所要時間の場合、走行所要時間の過去の時系列データと、全流入口の流入交通量の過去の時系列データを用いて、統計手法である回帰分析（単回帰分析や重回帰分析）により、走行所要時間に対する各流入口の流入交通量の相関係数を求め、相関が強いものを影響度大とする。

この影響度解析結果をもとに、図５のシミュレーションパラメータ情報入力画面にて、評価したい内容である解析対象に対して影響度が大きい流入口を複数選択する。さらに、これらの流入交通量が変化するようなケースを設定することで、評価したい内容である解析対象の評価に有効な将来予測情報（複数ケース）が演算可能である。例えば、評価したい内容である解析対象に対して影響度が大きい流入口をいくつか選択し、流入交通が増加、変化無し、減少となるような３ケースのシミュレーションを行うなどである。

また、図５にあるように、シミュレーションパラメータ設定手段７では、車線閉鎖や流入路閉鎖等の施策の設定も行う。

以上より、複数のケースにおけるシミュレーションパラメータ設定情報が設定され、必要なシミュレーション状況設定情報、及び必要な路側センサ情報が利用可能な状況となる。これらを利用し、道路交通流シミュレーション手段４では、同一のシミュレーション対象路線において、シミュレーションパラメータ設定手段７にて設定されたシミュレーションケースに対してシミュレーションを行う。

道路交通流シミュレーション手段４にてシミュレーションされた結果は、シミュレーション結果表示手段９にて管制官へ提供される。提供の方法としては、例えば、第７図の様に、ＣＲＴ画面上に、実施したシミュレーションケース全てを同時に表示することが考えられる。

このようにして、将来流入交通量の変化に関して、評価したい内容（例えば、対象路線旅行時間等）に対して最も影響が大きな流入口の流入交通量を様々に変化した場合のシミュレーション予測結果の管制官への提供が可能である。

なお、シミュレーションパラメータ設定手段７は、事故渋滞時における流入口流入交通量として、過去データから、事故渋滞を回避するために極端に少なくなった流入口流入交通量を設定する。すなわち、事故時には、事故渋滞を避けるために有料道路を利用しない車両が多くなり、流入交通量が極端に少なくなる場合が多い。このような場合は、上述のように過去のデータから事故時の極端に少なくなった流入口流入交通量が得られるので、この値を設定することにより、事故発生に伴うシミュレーションを行うことができる。

本実施の形態によれば、道路交通管制を行う際に、評価したい内容に対して影響が大きな流入口の流入交通量を種々に変化させた場合のシミュレーション予測を行うことが可能であり、この情報を管制官に提供することで、管制官の施策決定の支援になる情報の提供が可能となる。

上述の実施の形態では、流入口の流入交通量は、管制官が道路交通状況情報解析結果をもとに設定する例を記しているが、システム内にて道路交通状況情報解析が可能であり、かつ同じシステムにて流入交通量の設定が可能な場合は、道路交通状況情報解析結果をもとに、自動で流入交通量を設定する様なシステム構成も可能である。

１…路側センサ
２…道路交通状況管理手段
３…道路交通状況情報ＤＢ
４…道路交通流シミュレーション手段
５…シミュレーション状況設定手段
６…シミュレーション用ＤＢ
７…シミュレーションパラメータ設定手段
８…道路交通状況情報解析手段
９…シミュレーション結果表示手段

Claims

道路交通管制システムにおける道路交通管制官への支援情報を作成する道路交通管制支援情報作成システムであって、
道路交通状況を計測する路側センサと、
路側センサにて計測された路側センサ情報を収集し、道路交通状況情報ＤＢに蓄積させ、他から要求がある場合は、道路交通状況情報ＤＢより情報を抽出して利用可能とする道路交通状況管理手段と、
事前に登録された道路交通流シミュレーション用データをもとにシミュレーションに必要な事前設定情報を設定するシミュレーション状況設定手段と、
シミュレーション結果に関係する評価したい解析対象を設定し、この解析対象に影響を与える各流入口の影響度を、前記道路交通状況情報ＤＢに蓄積された路側センサ情報を基に、統計手法によりそれぞれ求める道路交通状況情報解析手段と、
この道路交通状況情報解析手段により求められた前記影響度が大きい流入口を選択し、選択された流入口の流入交通量を変化させ、パラメータとして設定するシミュレーションパラメータ設定手段と、
前記路側センサ情報、前記シミュレーション状況設定手段で設定された情報、及び前記シミュレーションパラメータ設定手段により設定されたパラメータをもとに、道路交通流シミュレーションを行い、複数のケースについて道路交通状況の将来予測をそれぞれ行う道路交通流シミュレーション手段と、
予測された複数ケースのシミュレーション結果を表示するシミュレーション結果表示手段と、
を備えたことを特徴とする道路交通管制支援情報作成システム。
前記シミュレーションパラメータ設定手段は、シミュレーションパラメータとして設定された流入口の流入交通量に関して、増加するケース、変化させないケース、減少させるケースの３ケースを設定し、前記道路交通流シミュレーション手段は、これら各ケースについてシミュレーション予測を行うことを特徴とする請求項１に記載の道路交通管制支援情報作成システム。
前記道路交通状況情報解析手段は、前記解析対象が、シミュレーション対象となる道路の走行所要時間であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の道路交通管制支援情報作成システム。
前記シミュレーションパラメータ設定手段は、この特定された流入口の事故渋滞時における流入口流入交通量として、過去データから、事故渋滞を回避するために極端に少なくなった流入口流入交通量を設定することを特徴とする請求項１に記載の道路交通管制支援情報作成システム。