JP6814228B2 - 道路状態を分析および調整するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、中国出願第２０１７１０４４０２０８．９号（２０１７年６月１２日出願）、中国出願第２０１７１０４３９４５３．８号（２０１７年６月１２日出願）、および中国出願第２０１７１０４４０２１０．６号（２０１７年６月１２日出願）に基づく優先権の利益を主張する。全ての出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野
本開示は、道路状態を分析および調整するためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、道路に関連付けられた運転情報に基づいて双方向道路の交通状態を分析および調整するためのシステムおよび方法に関する。

背景
都市道路の性質は、時間と空間の両方において交通ホットスポットの不均一な分布を引き起こす。ある期間において、いくつかの双方向道路は、両方向における深刻な交通渋滞に苦しむ。交通渋滞を知らずにこれらの道路を走行することは、交通渋滞を悪化させるばかりでなく、運転者の通勤時間を増加させる。また、午前及び午後のラッシュアワーのようないくつかの時間帯では、交通渋滞が双方向道路の一方の方向にのみ発生し、他方の方向のレーンを非常に低い利用率で残す。この双方向道路における交通負荷の方向の不均衡は、「タイダルレーン（ｔｉｄａｌ ｌａｎｅ）」として知られている。

交通渋滞を低減し、双方向道路の交通負荷バランスを改善するために、交通制御および管理要員は、直接観測、特定の道路区間での画像取得、または測量車両の速度計に基づく交通量推定によって、タイダルレーンを識別することができる。しかし、これらの間接手段は撮像機器の観測や保守に多大な人員を要求したり、継続的な監視による冗長なデータ蓄積や、測量車の状態や運転者による交通量推定の不正確さなど、様々な問題を抱えている。

本開示の実施形態は、道路状態分析および調整のための改善されたシステムおよび方法によって、上記の問題に対処する。

本開示の実施形態は、道路状態を調整するためのシステムを提供する。本システムは、道路上の車両運転記録を示す運転情報を受信するように構成された通信インターフェースを含むことができる。道路は、第１の方向レーンおよび第２の方向レーンを含む。システムは、プリセットパラメータのセットを記憶するように構成されたストレージをさらに含むことができる。システムは、道路を１つまたは複数の道路区間に分割するように構成されたプロセッサも含むことができる。プロセッサは、また、道路区間の各々に関連付けられた運転情報およびプリセットパラメータのセットに基づいて、第１の方向レーンおよび第２の方向レーンのための第１の交通渋滞指数および第２の交通渋滞指数をそれぞれ決定するように構成されてもよい。プロセッサは、第１の交通渋滞指数および第２の交通渋滞指数に基づいて、道路の方向不均衡指数を決定するようにさらに構成されてもよい。プロセッサは、方向不均衡指数に基づいて、道路の第１の方向レーンおよび第２の方向レーンのうちの少なくとも１つを調整する命令を提供するようにさらに構成され得る。

本開示の実施形態はまた、道路条件を調整するための方法を提供する。この方法は、道路上の車両運転記録を示す運転情報を受信するステップを含むことができる。道路は、第１の方向レーンおよび第２の方向レーンを含む。この方法はまた、プロセッサによって、道路を１つまたは複数の道路区間に分割するステップを含むことができる。この方法はさらに、プロセッサによって、道路区間のそれぞれに関連付けられた運転情報およびプリセットパラメータのセットに基づいて、第１の方向レーンおよび第２の方向レーンのそれぞれに関する第１の交通渋滞指数および第２の交通渋滞指数を決定することを含むことができる。方法は、プロセッサによって、第１の交通渋滞指数および第２の交通渋滞指数に基づいて、道路の方向不均衡指数を決定することをさらに含むことができる。この方法はさらに、プロセッサによって、方向不均衡指数に基づいて道路の第１の方向レーンおよび第２の方向レーンのうちの少なくとも１つを調整する命令を提供するステップを含むことができる。

本開示の実施形態は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、１つまたは複数のプロセッサに動作を実行させる命令が格納された非一時的コンピュータ可読媒体をさらに提供する。動作は、道路上の車両運転記録を示す運転情報を受信することを含むことができる。道路は、第１の方向レーンおよび第２の方向レーンを含む。動作はまた、プロセッサによって、道路を１つまたは複数の道路区間に分割することを含んでもよい。動作は、プロセッサによって、道路区間の各々に関連付けられた運転情報およびプリセットパラメータのセットに基づいて、第１の方向レーンおよび第２の方向レーンのそれぞれに関する第１の交通渋滞指数および第２の交通渋滞指数を決定することをさらに含むことができる。動作は、プロセッサによって、第１の交通渋滞指数および第２の交通渋滞指数に基づいて、道路の方向不均衡指数を決定することをさらに含むことができる。動作は、プロセッサによって、方向不均衡指数に基づいて道路の第１の方向レーンおよび第２の方向レーンのうちの少なくとも１つを調整する命令を提供するステップをさらに含むことができる。

当然ながら、上記の一般的記載と下記の詳細な記載単に例示的かつ説明的なものであり、主張されているように発明を制限するものではない。

図１は、本開示の実施形態による、道路状態を調整するための例示的なシステムの概略図を示す。 図２は、本開示の実施形態による、道路状態を分析および調整するための例示的なサーバのブロック図を示す。 図３は、本開示の実施形態による、例示的な目標道路および隣接する下流の道路を示す。 図４は、本開示の実施形態による例示的な目標道路を示す。 図５は、本開示の実施形態による、道路状態を調整するための例示的な方法のフローチャートを示す。 図６は、本開示の実施形態による、交通渋滞指数を決定するための例示的な方法のフローチャートを示す。 図７は、本開示の実施形態による、交通渋滞指数を決定するための別の例示的な方法のフローチャートを示す。 図８は、本開示の実施形態による、下流の道路状態に基づいて道路状態を調整するための例示的な方法のフローチャートを示す。

詳細な説明
ここで、例示的な実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。図面において、同一の参照符号は、可能な限り同一又は類似の構成要素に用いる。

図１は、本開示の実施形態による、道路状態を調整するための例示的なシステム１００の概略図を示す。システム１００は、道路状況分析および調整サーバ１０１（簡略化のためにサーバ１０１とも呼ばれる）を含み得る。サーバ１０１は、汎用サーバであってもよいし、道路状況を分析し調整するために特別に設計された独自の装置であってもよい。サーバ１０１は、スタンドアロン・サーバまたはスタンドアロン・サーバの統合コンポーネントとすることができると考えられる。道路状況の分析および調整はかなりの計算リソースを必要とする場合があるので、いくつかの実施形態では、サーバ１０１は、スタンドアロンのシステムとして実装することができる。

図１に示すように、サーバ１０１は、道路１０２の交通状況を分析し、交通制御および管理機構１０３を介して道路１０２の交通状況を調整することができる。道路１０２は、１つ又はそれ以上の第１の方向レーン１０４及び１つ又はそれ以上の第２の方向レーン１０６を含む双方向道路とすることができる。第１および第２の方向は、互いに反対であり、仕切り１０８によって分離されてもよい。位置、時刻、曜日、レーンの数、上流および下流の道路の交通状況、事故、および信号持続時間など（これらに限定されない）様々な要因が、道路１０２の各方向におけるレーンの交通渋滞の程度に影響を及ぼし得ることが企図される。いくつかの実施形態では、第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６の交通渋滞の程度が互いに異なり得、それによって、道路１０２を「タイダルレーン」にする 第１の方向レーン１０４と第２の方向レーン１０６との間の交通渋滞の不均衡は、望ましくなく、調整される必要がある。いくつかの実施形態では、サーバ１０１が第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６それぞれの交通渋滞の程度、ならびにそれらの間の交通不均衡の程度を分析することができる。

本出願の開示と一致して、サーバ１０１は、第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６の各々について交通渋滞指数（ｔｒａｆｆｉｃ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ：ＴＣＩ）を使用して交通渋滞の程度を測定し、方向不均衡指数（ＤＩＩ）を使用して交通渋滞の程度を測定することができる。サーバ１０１は、道路１０２に関連付けられた運転情報に基づいて、第１の方向レーン１０４及び第２の方向レーン１０６の各々についてＴＣＩを決定することができる。運転情報は、道路１０２上の車両走行記録を示すことができ、交通量、リアルタイム走行速度、平均走行速度、走行時間、走行距離などを含むことができる。運転情報は、道路１０２に沿って装備されたセンサ１１０および／または道路１０２を通って走行する車両１１４上に装備されたセンサ１１２によって、連続的に、定期的に、または断続的に取り込まれ得る。センサ１１０および１１２は、カメラ、速度計、または運転情報を得るための任意の他の適切なセンサを含み得る。いくつかの実施形態では、サーバ１０１が連続的に、または定期的に、または断続的に、取り込まれた運転情報をセンサ１１０および１１２から取り出すことができる。いくつかの実施形態では、車両１１４は、運転記録を運転情報の一部としてサーバ１０１に報告することができる。

サーバ１０１はある期間（例えば、週、月、四半期、または年）の運転情報と、プリセットパラメータ（例えば、非交通通過時間および重量）のセットとに基づいて、ＴＣＩを計算することができる。サーバ１０１は、さらに、第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６のＴＣＩに基づいて道路１０２のＤＩＩを計算することができる。いくつかの実施形態では、サーバ１０１がＴＣＩのうちの少なくとも１つが閾値より大きい、すなわち、第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６のうちの少なくとも１つが、閾値より大きいＴＣＩによって示されるように、期間において重大な交通渋滞を有する場合にのみ、ＤＩＩを計算することができる。

重大な交通不均衡に応答して（例えば、閾値と比較することによって）、サーバ１０１は、交通制御および管理機構１０３に、交通不均衡を低減するために第１の方向レーン１０４および／または第２の方向レーン１０６を調整するように命令することができる。交通制御および管理機構１０３は、交通制御センタ、地方警察署、警察官、または道路１０２の交通状態を制御および管理するための任意の適当な自動、半自動、または手動手段を含むことができる。いくつかの実施形態では、道路１０２の交通状況を調整するために、交通制御および管理機構１０３は、例えば、ジッパートラックを使用するか、または仕切り１０８を変更することによって、第１および第２の方向にレーンを再割り当てすることができる。いくつかの実施形態では、交通制御および管理機構１０３は、例えば、赤ライトの持続時間を減少させ、および／または交通渋滞の激しい方向に緑ライトの持続時間を増加させ、および／または赤ライトの持続時間を増加させ、および／または軽い交通渋滞方向に緑ライトの持続時間を減少させることによって、道路１０２に隣接する交通信号の持続時間を変化させることができる。

図２は、本開示の実施形態による、道路状態を分析および調整するための例示的なサーバ１０１のブロック図を示す。サーバ１０１は、通信インターフェース２０２、プロセッサ２０４、メモリ２０６、およびストレージ２０８を含むことができる。いくつかの実施形態では、サーバ１０１は、集積回路（ＩＣ）チップ（特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として実装される）、または専用機能を有する別個のデバイスなど、単一のデバイス内に異なるモジュールを有することができる。サーバ１０１の構成要素は、統合された装置内にあってもよく、または異なる場所に分散されてもよいが、ネットワーク（図示せず）を介して互いに通信する。

通信インターフェース２０２は通信ケーブル、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、電波などの無線ネットワーク、全国的なセルラーネットワーク、および／またはローカル無線ネットワーク（例えば、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈＴＭまたはＷｉＦｉ）、または他の通信方法を介して、センサ１１０および１１２のような構成要素にデータを送信し、センサ１１０および１１２のような構成要素からデータを受信することができる。いくつかの実施形態では、通信インターフェース２０２は、ＩＳＤＮ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｄｉｇｉｔａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）カード、ケーブルモデム、衛星モデム、またはデータ通信接続を提供するモデムとすることができる。別の例として、通信インターフェース２０２は、互換性のあるＬＡＮへのデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）カードであり得る。無線リンクは、通信インターフェース２０２によっても実現できる。そのような実装形態では、通信インターフェース２０２は、ネットワークを介して様々なタイプの情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号、または光信号を送受信することができる。

いくつかの実施形態と一致して、通信インターフェース２０２は、センサ１１０および１１２によって取得された運転情報を受信し、受信した運転情報を記憶のためにストレージ２０８に、または処理のためにプロセッサ２０４に提供することができる。通信インターフェース２０２は、また、プロセッサ２０４によって生成された道路１０２の交通状況を調整するための命令を受信し、ネットワークを介して交通制御および管理機構１０３に命令を提供してもよい。運転情報は、第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６を含む道路１０２上の車両運転記録を示すことができる。

プロセッサ２０４は、任意の適切なタイプの汎用または専用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、またはマイクロコントローラを含み得る。プロセッサ２０４は、道路状況の分析および調整に専用の別個のプロセッサモジュールとして構成することができる。あるいは、プロセッサ２０４は、道路状態調整とは関係のない他の機能を実行するための共有プロセッサモジュールとして構成されてもよい。

図２に示すように、プロセッサ２０４は、道路分割ユニット２１０、交通渋滞指数ユニット２１２、方向不均衡指数ユニット２１４、道路調整命令ユニット２１６などの複数のモジュールを含むことができる。これらのモジュール（および任意の対応するサブモジュールまたはサブユニット）は、他のコンポーネントと共に使用するために、またはプログラムの一部を実行するために設計されたプロセッサ２０４のハードウェアユニット（例えば、集積回路の一部）であり得る。プログラムは、コンピュータ可読媒体に格納することができ、プロセッサ２０４によって実行されると、１つまたは複数の機能を実行することができる。図２は、すべて１つのプロセッサ２０４内のユニット２１０−２１６を示しているが、これらのユニットは互いに近くまたは遠隔に配置された複数のプロセッサに分散されてもよいと考えられる。

道路分割ユニット２１０は、分析を容易にするために、道路１０２を１つまたは複数の道路区間に分割するように構成することができる。各道路区間は、開始座標、終了座標、および距離に関連付けることができる。いくつかの実施形態では、各道路区間は、例えば、道路１０２の速度限界に基づいて決定される同じ距離を有することができる。いくつかの実施形態では、少なくともいくつかの道路区間が道路１０２の入口および／または出口（例えば、ハイウェイランプおよび交通信号灯）に基づいて分割され得る。道路１０２は、反対方向に複数のレーン、すなわち第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６を含むので、道路区間は、第１または第２の方向にあってもよい。すなわち、第１の方向レーン１０４は、第１の方向における道路区間のセットに分割することができ、第２の方向レーン１０６は、第２の方向における別の道路区間のセットに分割することができる。通信インターフェース２０２によって受信された運転情報は、第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６における各道路区間に関連付けられてもよい。例えば、車両体積、リアルタイム車両速度、平均車両速度、走行時間、および走行距離などの車両走行記録を、道路１０２の各道路区間に関連付けることができる。

交通渋滞指数ユニット２１２は、各道路区間に関連付けられた運転情報と、プリセットパラメータのセット２０９とに基づいて、第１の方向レーン１０４に対する第１のＴＣＩと、第２の方向レーン１０６に対する第２のＴＣＩとを決定するように構成され得る。プリセットパラメータ２０９は、サーバ１０１の通信インターフェース２０２に動作可能に結合され、ＴＣＩを計算するために交通渋滞指数ユニット２１２によって取り出されるローカルまたはリモートデータベースに格納され得る。プリセットパラメータ２０９は、それぞれ、第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６における各道路区間の非交通通過時間を含むことができる。非交通通過時間は、交通遅延なしにそれぞれの道路区間を通過する車両の理論走行時間を示す。例えば、道路区間の距離を、道路区間の制限速度または道路区間の過去の平均走行速度で除算することにより、一般通行時間を算出してもよい。

いくつかの実施形態では、プリセットパラメータ２０９は、第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６のそれぞれにおける各道路区間の重みを含むこともできる。重量は、それぞれの道路区間に関連付けられた、履歴的な車両体積、人口密度、および交通事故率などの、しかしこれらに限定されない様々な要因に基づいてプリセットすることができる。

ＴＣＩを決定するために、交通渋滞指数ユニット２１２は、運転情報に基づいて、第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６のそれぞれにおける各道路区間の実通過時間を計算するように構成され得る。実通過時間は、それぞれの道路区間を通過する車両の実際の走行時間を示す。いくつかの実施形態では、交通渋滞指数ユニット２１２は、期間中の受信したすべての車両運転記録を分析し、異常な車両運転記録をフィルタリングし、フィルタリングした車両運転記録を平均して、期間中の各道路区間の実通過時間を決定することができる。いくつかの実施形態では、実通過時間の精度を改善するために、特定の車両のみの運転記録（例えば、良好な運転履歴および低い事故率）が実通過時間を計算するために使用され得る。

交通渋滞指数ユニット２１２は、第１の方向レーン１０４における各道路区間についての実通過時間および非交通通過時間に基づいて第１のＴＣＩを決定し、第２の方向レーン１０６における各道路区間についての実通過時間および非交通通過時間に基づいて第２のＴＣＩを決定するように構成され得る。例えば、ＴＣＩは、全ての道路区間の総実通過時間と全ての道路区間の総非交通通過時間との比に基づいて決定されてもよい。いくつかの実施形態では、ＴＣＩの計算が各道路区間の重みを考慮に入れてもよい。一例では、以下の式（１）がＴＣＩの例示的な計算を示す：
ここで、ｎは正の整数を表し、ｔ_ｎは道路１０２の一方向におけるｎ番目の道路区間の実際の通過時間を表し、Ｔ_ｎはｎ番目の道路区間の非交通通過時間を表し、Ｗ_ｎはｎ番目の道路区間の重みを表す。

大気質、降水量、視界、湿度、風速などの環境条件は、道路条件およびＴＣＩの計算に影響を及ぼす可能性があると考えられる。道路１０２の環境条件を示す環境情報は例えば、局所的に又は遠隔的に記憶された履歴環境データから、サービス１０１によって受信されてもよい。いくつかの実施形態では、道路分割ユニット２１０は、環境情報に追加的に基づいて道路１０２を道路区間に分割することができる。例えば、各道路区間の距離は、環境条件に基づいて調整することができる。一例では、距離は、過去の悪い空気の質、大きな降水量、低い視認性、高い湿度、および／または高い風速のために、車両の走行速度が低下したときに増加され得る。いくつかの実施形態では、交通渋滞指数ユニット２１２は、環境条件に基づいて各道路区間の非交通通過時間を調整することもできる。例えば、それぞれの道路区間の非交通通過時間は、道路区間に関連付けられた過去の悪い空気の質、大きな降水量、低い視認性、高い湿度、および／または高い風速のために車両の走行速度が低下したときに増加され得る。その結果、交通渋滞指数ユニット２１２による第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６のＴＣＩの算出は、運転情報、環境情報、及び各道路区間に関連付けられたプリセットパラメータ（例えば、重量）に基づいて行われてもよい。

交通渋滞指数ユニット２１２によって計算されたＴＣＩに基づいて、道路１０２の対応するレーンが時間期間において有意な交通渋滞を有するかどうかは、例えば、プリセットパラメータ２０９の一部として、閾値と比較することによって決定され得る。一例では、閾値は、２として設定されてもよく、２より大きい任意のＴＣＩは、対応するレーンが期間において重大な交通渋滞を有することを示してもよい。別の例では、閾値が１．１、１．２、１．３、１．４、または１．５など、１以上に設定されてもよい。本出願の開示と一致して、一方向の交通渋滞を理解することに加えて、サーバ１０１は、適切な道路調整命令を行うために、道路１０２上の両方向の交通が不均衡であるかどうか（すなわち、「タイダルレーン」を形成するか）をさらに決定してもよい。

方向不均衡指数ユニット２１４は、第１のＴＣＩおよび第２のＴＣＩに基づいて道路１０２のＤＩＩを決定するように構成され得る。一例では、以下の式（２）は、ＤＩＩを計算する方法を示す：
ここで、ＴＣＩ_ａは、第１のＴＣＩを表し、ＴＣＩ_ｂは、第２のＴＣＩを表し、ｍｉｎ（ＴＣＩ_ａ，ＴＣＩ_ｂ）は、第１と第２のＴＣＩの最小値を表し、｜ＴＣＩ_ａ−ＴＣＩ_ｂ｜は、第１と第２のＴＣＩ間の差の絶対値を表す。いくつかの実施形態では、方向不均衡指数ユニット２１４が計算されたＤＩＩを閾値（例えば、プリセットパラメータ２０９の一部）と比較して、道路１０２の両方向における交通が不均衡であるかどうかを決定し得る。一例では、閾値は７０％とすることができ、７０％より大きい任意のＤＩＩは、道路１０２の両方向における不均衡な交通を示すことができる。いくつかの実施形態では、方向不均衡指数ユニット２１４が第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６のうちの１つが重大な交通渋滞（例えば、閾値よりも大きい）を有する場合にのみ、ＤＩＩを計算することができる。第１および第２の方向レーン１０４および１０６のいずれも有意な交通渋滞を有さない場合、または第１および第２の方向レーン１０４および１０６の両方が有意な交通渋滞を有する場合、道路１０２の調整が不要または非実用的になるため、方向不均衡指数ユニット２１４は、ＤＩＩの計算に進まなくてもよい。

道路調整命令ユニット２１６は、ＤＩＩに基づいて第１の方向レーン１０４および／または第２の方向レーン１０６を調整する命令を提供するように構成され得る。いくつかの実施形態では、道路調整命令ユニット２１６は、第１および第２のＴＣＩの一方または両方にも基づいて命令を提供することができる。例えば、第１および第２方向レーン１０４および１０６の一方が著しい交通渋滞を有し、道路１０２の双方向の交通が不均衡である場合、道路調整命令ユニット２１６は、それに応じて道路状態を調整するために、交通制御および運営手段に命令を提供してもよい。いくつかの実施形態では、重大な交通渋滞を伴う方向におけるレーンの数を増加させることができ、一方、逆方向におけるレーンの数をそれに応じて減少させることができる。例えば、道路１０２の中央（例えば、デバイダ１０８付近）における１つ以上の車線の方向は、可逆的であり、サーバ１０１からの命令に基づいて変更されて、道路１０２の両方向における交通のバランスを取ることができる。

いくつかの実施形態では、道路調整命令ユニット２１６は、ある期間におけるＴＣＩまたはＤＩＩの変化を考慮して、その期間におけるＴＣＩまたはＤＩＩが命令の基礎として使用されるべきかどうかを判定することができる。道路状況分析は、意味のある交通パターンを明らかにするために、通常、１週間、１ヶ月、４分の１または１年などの比較的長い期間で実行されるので、ＴＣＩまたはＤＩＩの突然の変化は、道路状況分析および調整に有用ではない場合がある。したがって、閾値（例えば、プリセットパラメータ２０９の一部）より大きい時間間隔におけるＴＣＩまたはＤＩＩの任意の変化は、ノイズ信号として道路調整命令ユニット２１６によってフィルタリングされ得る。

本開示のいくつかの実施形態と一致して、（例えば、下流道路のＴＣＩおよび／またはＤＩＩによって示される）道路１０２の下流道路の道路条件は、道路１０２の道路条件の調整に影響を及ぼし得る。例えば、下流の道路が重大な交通渋滞を有さない場合（例えば、下流方向のＴＣＩが閾値よりも小さい場合）、道路１０２の調整は、交通渋滞を低減するのに役立ち得る。下流の道路も著しい交通渋滞を有する場合、下流の道路のＤＩＩを分析して、下流を道路１０２と一緒に調整して両方向の交通のバランスをとることができるかどうかを調べる必要がある。

いくつかの実施形態では、道路調整命令ユニット２１６は、第１および第２のＴＣＩに基づいて道路１０２の下流道路を識別するように構成されてもよい。次に図３を参照すると、目標道路３０２（道路１０２の一例）は、第１の方向レーン３０２Ａと第２の方向レーン３０２Ｂとを含む。図４に示すように、第１の方向レーン３０２Ａは、道路分割ユニット２１０によって、道路区間のセット３０２２Ａ、３０２４Ａ、および３０２６Ａに分割することができる。同様に、第２の方向レーン３０２Ｂは、道路分割ユニット２１０によって、別の道路区間のセット３０２２Ｂ、３０２４Ｂおよび３０２６Ｂに分割することができる。第１の方向レーン３０２Ａの第１のＴＣＩおよび第２の方向レーン３０２Ｂの第２のＴＣＩは、上で詳細に説明したように、各道路区間に関連付けられた運転情報に基づいて交通渋滞指数ユニット２１２によって決定することができる。道路３０２の下流方向は、例えば、第１および第２のＴＣＩを閾値と比較することによって、重大な交通渋滞を伴うレーンの方向に基づいて決定することができる。

図３において、第１のＴＣＩが閾値より大きく、第２のＴＣＩが閾値より小さいと仮定すると、下流方向は、第１の方向レーン３０２Ａに続く第１の方向である。下流方向（信号機３００によって示される）の目標道路３０２の端部には、３つの隣接する道路３０４、３０６、および３０８があり、それぞれ、第１の方向レーン３０４Ａ、３０６Ａ、または３０８Ａ、および第２の方向レーン３０４Ｂ、３０６Ｂ、または３０８Ｂを有する。いくつかの実施形態では、目標道路３０２に隣接するすべての下流道路３０４−３０８が道路調整命令ユニット２１６によって分析される必要はない。道路調整命令ユニット２１６は、道路３０４−３０８の交通迂回率に基づいて、１つまたは複数の下流道路を識別することができる。一例では、道路調整命令部２１６は、交通迂回率が５０％より大きい単一の下流道路を特定してもよい。すなわち、目標道路３０２を出る交通量の半分以上がその下流道路に行く。他の例では、道路調整命令部２１６は、交通迂回率が４０％より大きい下流道路を識別してもよい。さらに別の例では、道路調整命令ユニット２１６は、実際の比率にかかわらず、最も高い交通迂回比率を有する１つまたは複数の下流道路を識別することができる。図３において、道路３０４、３０６、および３０８の交通迂回率が６０％、２０％、および２０％であると仮定すると、道路調整命令ユニット２１６は、その交通迂回率が５０％の閾値を超えているので、さらなる分析のために道路３０４のみを特定することができる。

再び図２を参照すると、下流道路が識別されると、サーバ１０１は道路分割ユニット２１０、交通渋滞指数ユニット２１２、および方向不均衡ユニット２１４を使用して、道路１０２に関して詳細に上述したのと同じ方法で下流道路３０４の下流ＴＣＩおよび下流ＤＤＩを決定することができ、再び繰り返さない。いくつかの実施形態では、道路調整命令ユニット２１６は、道路１０２のＤＩＩならびに下流道路（例えば、図３の３０４）の下流ＤＩＩに基づいて、第１の方向レーン１０４および／または第２の方向レーン１０６を調整するための命令を提供するように構成され得る。例えば、道路１０２の第１の方向レーン１０４および／または第２の方向レーン１０６を調整する命令は、下流道路の下流ＤＩＩ（および／または下流ＴＣＩ）が下流道路が道路１０２の調整時に増加した交通量を吸収することができることを示すときに提供され得る。

メモリ２０６およびストレージ２０８は、プロセッサ２０４が動作させる必要があり得る任意のタイプの情報を記憶するために提供される任意の適切なタイプの大容量ストレージを含み得る。メモリ２０６およびストレージ２０８は、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ダイナミックＲＡＭ、およびスタティックＲＡＭを含むがこれらに限定されない、揮発性または不揮発性、磁気、半導体、テープ、光、リムーバブル、非リムーバブル、または他のタイプのストレージデバイスまたは有形（すなわち、非一時的）コンピュータ可読媒体とすることができる。メモリ２０６および／またはストレージ２０８は、本明細書で開示される道路状況分析および調整機能を実行するためにプロセッサ２０４によって実行され得る１つまたは複数のコンピュータプログラムを記憶するように構成され得る。例えば、メモリ２０６および／または記憶２０８は、運転情報を取り込むようにセンサ１１０および１１２を制御し、取り込まれた運転情報を処理して道路状態調整命令を生成するために、プロセッサ２０４によって実行され得るプログラム（複数可）を格納するように構成され得る。

メモリ２０６および／または、ストレージ２０８は、プロセッサ２０４によって使用される情報およびデータを記憶するようにさらに構成され得る。例えば、メモリ２０６および／または記憶装置２０８は、センサ１１０および１１２によって取り込まれた運転情報、ならびにプリセットパラメータ２０９を記憶するように構成され得る。様々なタイプのデータは、永久的に格納されてもよいし、定期的に除去されてもよいし、データの各フレームが処理された直後に無視されてもよい。

図５は、本開示の実施形態による、道路状態を調整するための例示的な方法５００のフローチャートを示す。例えば、方法５００は、とりわけ、サーバ１０１、センサ１１０および１１２を含む道路状況調整システム１００によって実施されてもよい。しかし、方法５００は、その例示的な実施形態に限定されない。方法５００は、以下に説明するステップＳ５０２−Ｓ５１０を含むことができる。ステップのいくつかは、本明細書で提供される開示を実行するために任意選択であり得ることを理解されたい。さらに、ステップのいくつかは、同時に、または図５に示す順序とは異なる順序で実行されてもよい。

ステップＳ５０２では、双方向道路の運転情報を受信する。道路（例えば、道路１０２）は、第１の方向レーンと第２の方向レーンとを含む双方向道路であってもよい。運転情報は、道路１０２上の車両走行記録を示すことができ、交通量、リアルタイム走行速度、平均走行速度、走行時間、走行距離などを含むことができる。運転情報は、道路１０２に沿って装備されたセンサ１１０、および／または道路１０２を走行する車両１１４に装備されたセンサ１１２によって、ある期間内に取り込むことができる。

ステップＳ５０４において、道路は、プロセッサ２０４によって、１つ以上の道路区間に分割される。いくつかの実施形態では、第１の方向レーン１０４および第２の方向レーン１０６は、それぞれ、例えば、道路１０２の速度限界および／または道路１０２の環境条件に基づいて、同じ距離を有する道路区間に分割され得る。いくつかの実施形態では、道路区間の少なくともいくつかは例えば、道路１０２の入口および／または出口（例えば、ハイウェイランプおよび信号機）に基づいて分割されるように、異なる距離を有することができる。道路１０２の運転情報は、各道路区間に関連付けられてもよい。

ステップＳ５０６において、第１の方向レーンおよび第２の方向レーンの各道路区間に関連付けられた運転情報およびプリセットパラメータのセットに基づいて、プロセッサ２０４によって、第１の方向レーンの第１の交通渋滞指数および第２の方向レーンの第２の交通渋滞指数がそれぞれ決定される。プリセットパラメータは、第１の方向レーンおよび第２の方向レーンにおける各道路区間に対する非交通通過時間をそれぞれ含むことができる。いくつかの実施形態では、プリセットパラメータは、ＴＣＩを計算する際に、各道路区間に対する重みをさらに含むことができる。

例えば、図６は、本開示の実施形態による、交通渋滞指数を決定するための例示的な方法６００のフローチャートを示す。方法６００は、ステップＳ５０６の一例とすることができる。ステップＳ６０２では、運転情報に基づいて、第１の方向レーン及び第２の方向レーンにおける各道路区間の実通過時間を決定する。実通過時間は、それぞれの道路区間を通過する車両の実際の走行時間を示す。ステップ６０４において、第１のＴＣＩは、第１の方向レーンにおける各道路区間の実通過時間および非交通通過時間に基づいて決定される。いくつかの実施形態では、第１のＴＣＩを決定する際に、第１の方向レーンにおける各道路区間の重みを考慮に入れることができる。ステップ６０６において、第２のＴＣＩは、第２の方向レーンにおける各道路区間の実通過時間および非交通通過時間に基づいて決定される。いくつかの実施形態では、第２のＴＣＩを決定する際に、第２の方向レーンにおける各道路区間の重みを考慮に入れることができる。例えば、上記式（１）は、第１のＴＣＩまたは第２のＴＣＩを算出する例を示す。

いくつかの実施形態では、ＴＣＩを決定するために、大気質、降水量、視界、湿度、および風速などの道路の環境条件をさらに考慮することができる。例えば、図７は、本開示の実施形態による、交通渋滞指数を決定するための別の例示的な方法７００のフローチャートを示す。ステップＳ７０２では、道路の環境条件を示す環境情報を受信する。ステップＳ７０４では、受信された環境情報に基づいて、第１および第２の方向レーンにおける各道路区間の非交通通過時間をそれぞれ調整することができる。いくつかの実施形態では、道路区間の分割が環境情報も考慮に入れることができる。ステップＳ７０６において、第１および第２のＴＣＩは、それぞれ、第１および第２の方向レーンにおける実通過時間および調整された非交通通過時間に基づいて決定される。

図５に戻って参照すると、ステップＳ５０８において、プロセッサ２０４によって、第１および第２のＴＣＩに基づいて、道路のＤＩＩが決定される。いくつかの実施形態では、ＤＩＩが第１および第２のＴＣＩのうちの一方が閾値を上回り、第１および第２のＴＣＩのうちの別の一方が閾値を下回る場合にのみ決定される。例えば、上記（２）式は、ＤＩＩの算出例を示す。ステップＳ５１０において、第１の方向レーンおよび／または第２の方向レーンを調整する命令は、ＤＩＩに基づいてプロセッサ２０４によって提供される。いくつかの実施形態では、ＤＩＩは、提供される命令を決定する前に閾値と比較されてもよい。いくつかの実施形態では、ＤＩＩならびに第１および第２のＴＣＩの両方を使用して、提供される命令を決定することができる。例えば、第１および第２のＴＣＩのうちの一方のみがＴＣＩ閾値を上回り、ＤＩＩが閾値を上回る場合、命令は、交通制御および管理機構１０３に、道路１０２の第１および第２の方向にレーンを再割り当てするように命令する。

いくつかの実施形態では、道路の下流の道路の交通状況（例えば、下流の道路のＴＣＩおよびＤＩＩによって表される）を使用して、目標道路の第１の方向レーンおよび／または第２の方向レーンを調整する命令を提供することができる。例えば、図８は、本開示の実施形態による、下流の道路状態に基づいて道路状態を調整するための例示的な方法８００のフローチャートを示す。方法８００は、道路状態調整システム１００によって実施することができる。しかし、方法８００は、その例示的な実施形態に限定されない。方法８００は、以下に説明するステップＳ８０２−Ｓ８１６を含むことができる。ステップのいくつかは、本明細書で提供される開示を実行するために任意選択であり得ることを理解されたい。さらに、ステップのいくつかは、同時に、または図８に示されるものとは異なる順序で実行されてもよい。

ステップＳ８０２では、道路のＤＩＩに基づいて調整対象道路を決定する。例えば、ターゲット道路のＤＩＩは、ＤＩＩ閾値より上であり、ターゲット道路のＴＣＩの１つは、ＴＣＩ閾値より上であり、ターゲット道路のＴＣＩの他の１つは、ＴＣＩ閾値より下である。すなわち、目標道路の一方向のみが著しい交通渋滞を有し、両方向における目標道路の交通は不均衡であり、調整の余地を残す。

ステップＳ８０４では、下流道路の交通迂回率に基づいて下流道路を特定する。下流方向は、目標道路の第１及び第２のＴＣＩ、例えば、交通渋滞が著しい車線の方向に基づいて決定することができる。下流方向において対象道路に隣接する道路が複数ある場合、交通迂回率に基づいて、１つ以上の下流道路を特定することができる。例えば、閾値を超える交通迂回率を有する下流の道路を識別することができる。

ステップＳ８０６では、下流道路の下流レーンのＴＣＩを決定する。下流道路は下流方向（すなわち、下流レーン）の第１の方向レーンと、下流方向とは反対の方向（すなわち、上流レーン）の第２の方向とを有する双方向道路とすることができると考えられる。この実施形態では、ステップＳ８０６において、下流レーンのＴＣＩのみが決定され、上流レーンのＴＣＩは決定されない。ステップＳ８０８では、ＴＣＩが閾値より大きいか否かが判定される。例えば、閾値は１．５であってもよい。閾値は１より大きい任意の値、例えば、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５などであり得ることが企図される。

下流側道路の下流側車線のＴＣＩが閾値よりも大きくない場合、すなわち、下流側車線が著しい交通渋滞を有さない場合、ステップＳ８１０において、目標道路を調整する命令は、例えば、サーバ１０１によって交通制御および管理機構１０３に提供される。そうでない場合、方法８００は、ステップＳ８１２に進み、下流道路のＤＩＩが決定される。ＤＩＩを決定する際には、下流道路の上流レーンのＴＣＩも決定する必要がある。次いで、ＤＩＩは、下流レーンおよび上流レーンのためのＴＣＩに基づいて計算され得る。ステップＳ８１４では、ＤＩＩが閾値より大きいか否かが判定される。例えば、閾値は８０％であってもよい。ＤＩＩが閾値よりも大きい場合、すなわち、下流道路の交通が両方向で不均衡である場合、ステップＳ８１０において、目標道路を調整する命令は、例えば、サーバ１０１によって交通制御および管理機構１０３に提供される。そうでなければ、ステップＳ８１６において、目標道路を調整しないように命令する。

本開示の別の態様は、実行されると、上述のような方法を１つまたは複数のプロセッサに実行させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体に関する。コンピュータ可読媒体は、揮発性または不揮発性、磁気、半導体、テープ、光、リムーバブル、非リムーバブル、または他のタイプのコンピュータ可読媒体またはコンピュータ可読ストレージ装置を含むことができる。例えば、コンピュータ可読媒体は、開示されるように、コンピュータ命令が格納されたストレージ装置またはメモリモジュールであってもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ命令が格納されたディスクまたはフラッシュドライブであってもよい。

開示されたシステムおよび関連する方法に対して様々な修正および変形を行うことができることは、当業者には明らかであろう。他の実施形態は開示されたシステムおよび関連する方法の明細書および実施を考慮することから、当業者には明らかであろう。

明細書および実施例は例示としてのみ考慮され、真の範囲は以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって示されることが意図される。

Claims (13)

1. 道路状態を調整するためのシステムであって、
   第１の方向レーンおよび第２の方向レーンを含む道路上の車両運転記録を示す運転情報を受信するように構成された通信インターフェースと、
   プリセットパラメータのセットを記憶するように構成されたストレージと、
   プロセッサと、
   を備え、
   前記プロセッサは、
   前記道路を１以上の道路区間に分割し、
   前記道路区間の各々に関連付けられた前記運転情報および前記プリセットパラメータのセットに基づいて、前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンのための第１の交通渋滞指数および第２の交通渋滞指数をそれぞれ決定し、
   前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数に基づいて前記道路の方向不均衡指数を決定し、
   前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数に基づいて前記道路の下流道路を識別し、
   前記下流道路の下流方向不均衡指数を決定し、
   前記方向不均衡指数および前記下流方向不均衡指数に基づいて前記道路の第１方向レーンおよび第２方向レーンの少なくとも一方を調整する命令を提供する
   ように構成される、システム。
2. 前記通信インターフェースは、さらに、前記道路の環境条件を示す環境情報を受信するように構成され、
   前記プロセッサは、さらに、前記道路区間の各々に関連付けられた前記運転情報、前記環境情報および前記プリセットパラメータのセットに基づいて、前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンの前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数をそれぞれ決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記道路に沿って装備されたセンサ、および／または前記道路を走行し、前記運転情報を取り込むように構成された車両をさらに含む、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記プリセットパラメータのセットは、前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンの前記道路区間の各々に対する非交通通過時間をそれぞれ含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数を決定するために、前記プロセッサは、
   前記運転情報に基づいて、前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンの各道路区間について実通過時間をそれぞれ算出し、
   前記第１の方向レーンの各道路区間について、前記実通過時間および前記非交通通過時間に基づいて前記第１の交通渋滞指数を決定し、
   前記第２の方向レーンの各道路区間について、前記実通過時間および前記非交通通過時間に基づいて前記第２の交通渋滞指数を決定する
   ようにさらに構成される、請求項４に記載のシステム。
6. 前記道路の前記下流道路を識別するために、前記プロセッサは、
   前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数に基づいて前記道路の下流方向を決定し、
   各隣接道路の交通迂回率に基づいて、前記道路の下流方向の１以上の隣接道路から前記下流道路を選択する
   ようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
7. 道路状態を調整する方法であって、
   第１の方向レーンおよび第２の方向レーンを含む道路上の車両運転記録を示す運転情報を受信するステップと、
   プロセッサによって、前記道路を１以上の道路区間に分割するステップと、
   前記プロセッサによって、前記道路区間の各々に関連付けられた前記運転情報およびプリセットパラメータのセットに基づいて、前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンのための第１の交通渋滞指数および第２の交通渋滞指数をそれぞれ決定するステップと、
   前記プロセッサによって、前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数に基づいて前記道路の方向不均衡指数を決定するステップと、
   前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数から下流道路を識別するステップと、
   前記下流道路の下流方向不均衡指数を決定するステップと、
   前記プロセッサによって、前記方向不均衡指数および前記下流方向不均衡指数に基づいて前記道路の前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンの少なくとも一方を調整する命令を提供するステップと、
   を備える方法。
8. 前記道路の環境条件を示す環境情報を受信するステップと、
   前記道路区間の各々に関連付けられた前記運転情報、前記環境情報および前記プリセットパラメータのセットに基づいて、前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンのための前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数をそれぞれ決定するステップと、をさらに備える、請求項７に記載の方法。
9. 前記道路に沿って装備されたセンサおよび／または前記道路を走行する車両によって前記運転情報を取り込むステップをさらに含む、請求項７または８に記載の方法。
10. 前記プリセットパラメータのセットは、前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンの前記道路区間の各々に対する非交通通過時間をそれぞれ含む、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数を決定するステップは、
    前記運転情報に基づいて、前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンの各道路区間について実通過時間をそれぞれ算出するステップと、
    前記第１の方向レーンの各道路区間について、前記実通過時間および前記非交通通過時間から前記第１の交通渋滞指数を決定するステップと、
    前記第２の方向レーンの各道路区間について、前記実通過時間および前記非交通通過時間に基づいて前記第２の交通渋滞指数を求めるステップと、
    を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記道路の前記下流道路を識別するステップは、
    前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数に基づいて前記道路の下流方向を決定するステップと、
    各隣接道路の交通迂回率に基づいて前記道路の下流方向の１以上の隣接道路から前記下流道路を選択するステップと、
    を含む、請求項７に記載の方法。
13. １以上のプロセッサによって実行されると、前記１以上のプロセッサに、
    第１の方向レーンおよび第２の方向レーンを含む道路上の車両走行記録を示す走行情報を受信することと、
    前記道路を１以上の道路区間に分割することと、
    前記道路区間の各々に関連付けられた運転情報およびプリセットパラメータのセットに基づいて、前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンのための第１の交通渋滞指数および第２の交通渋滞指数をそれぞれ決定することと、
    前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数に基づいて前記道路の方向不均衡指数を決定することと、
    前記第１の交通渋滞指数および前記第２の交通渋滞指数から下流道路を識別することと、
    前記下流道路の下流方向不均衡指数を決定することと、
    前記方向不均衡指数および前記下流方向不均衡指数に基づいて前記道路の前記第１の方向レーンおよび前記第２の方向レーンの少なくとも一方を調整する指示を提供することと、
    を含む動作を実行させる命令が格納された非一時的コンピュータ可読媒体。