JP6899528B2 - 交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法 - Google Patents

交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法 Download PDF

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Description

本発明は、対象エリア内に設置された車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、対象エリア内の交通管理を行う交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法に関するものである。
交通管理システム（交通管制システム）では、交通渋滞の緩和、交通事故の減少および交通公害の抑制などを目的として、交通流の配分および誘導を適切に行うための交通管理が行われており、具体的には、対象とする道路網の交通状況を把握して、その道路網の交通状況に基づいて、交差点に設置された信号制御機を制御する交通信号制御や、交通状況を表す交通情報、例えば渋滞や旅行時間などに関する情報を、道路に設置された交通情報板に表示して、車両の運転者に提供する交通情報提供が行われている。
このような交通管理は、車両感知器で収集される情報に依存しており、交通管理を適切に行うには、道路網にある程度の密度で車両感知器を設置する必要がある。このため、これまでに整備された車両感知器が膨大な数に達し、車両感知器の運用維持に莫大な費用を要する状況となっており、国および都道府県における近年の厳しい財政状況のもとで深刻な問題となりつつある。そこで、車両感知器の設置数を削減して、車両感知器の設置数が少ない状態でも、実用上十分な精度で交通管理を行うことができる技術が望まれる。
このような要望に対して、従来、対象エリア内に単位エリアを設定して、車両感知器情報および信号制御実績情報に基づいて、単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、単位エリア内の交通状況を推計して、その単位エリアごとの交通状況に関する情報に基づいて、交通管理を行う技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２０１６−６２４８３号公報
さて、前記従来の技術では、境界位置に車両感知器が配置されるように単位エリアを設定して、その単位エリア内の交通状況を推計するようにしており、これにより、単位エリア内の車両感知器を廃止することができる。一方、交通管理システムでは、既設の車両感知器による車両感知器情報を入力情報として信号制御などの交通管理が行われている。このため、既設の車両感知器を廃止すると、交通管理の制御内容を大幅に変更する必要が生じ、費用が莫大になるという課題があった。
そこで、本発明は、信号制御などの交通管理の制御内容を大幅に変更することなく、車両感知器を削減することができる交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法を提供することを主な目的とする。
本発明の交通管理装置は、エリア内に設置された車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、エリア内の交通管理を行う交通管理装置であって、前記車両感知器から前記車両感知器情報を受信する通信部と、前記車両感知器情報に基づいて、前記エリア内の交通管理に係る情報処理を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記車両感知器情報、および前記エリア内に設置された信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記エリア内の交通状況に関する情報を取得し、前記エリアの交通状況に関する情報に基づいて、前記エリア内の所定の位置に車両感知器が設置されたとみなす仮想車両感知器により取得したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成する構成とする。
また、本発明の交通管理システムは、エリア内に設置された車両感知器と、この車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、エリア内の交通管理を行う交通管理装置と、を備える交通管理システムであって、前記交通管理装置は、前記車両感知器から前記車両感知器情報を受信する通信部と、前記車両感知器情報に基づいて、前記エリア内の交通管理に係る情報処理を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記車両感知器情報、および前記エリア内に設置された信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記エリア内の交通状況に関する情報を取得し、前記エリアの交通状況に関する情報に基づいて、前記エリア内の所定の位置に車両感知器が設置されたとみなす仮想車両感知器により取得したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成する構成とする。
また、本発明の交通管理方法は、交通管理装置において、エリア内に設置された車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、エリア内の交通管理を行う交通管理方法であって、前記車両感知器情報、および前記エリア内に設置された信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記エリア内の交通状況に関する情報を取得し、前記エリアの交通状況に関する情報に基づいて、前記エリア内の所定の位置に車両感知器が設置されたとみなす仮想車両感知器により取得したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成し、前記車両感知器情報および前記仮想車両感知器情報に基づいて、前記信号制御機を制御する信号制御情報を生成する構成とする。
本発明によれば、単位エリア内の所定の位置に設定された仮想車両感知器により収集したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成する。これにより、信号制御などの交通管理の制御内容を大幅に変更することなく、車両感知器を削減することができる。
本実施形態に係る交通管理システムの全体構成図 交通管理装置３の概略構成を示すブロック図 交通管理装置３で行われる処理の手順を示すフロー図 単位エリア設定部５２で設定される単位エリアの一例を示す説明図 車両感知器１および仮想車両感知器の配置状況の一例を示す説明図 単位エリア設定部５２で行われる処理の手順を示すフロー図 交通状況推計部５３で用いられる交通流モデルの一例を説明する説明図 交通状況推計部５３で行われる処理の手順を示すフロー図 交通状況推計部５３で取得した交通状況詳細情報を示す説明図
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、エリア内に設置された車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、エリア内の交通管理を行う交通管理装置であって、前記車両感知器から前記車両感知器情報を受信する通信部と、前記車両感知器情報に基づいて、前記エリア内の交通管理に係る情報処理を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記車両感知器情報、および前記エリア内に設置された信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記エリア内の交通状況に関する情報を取得し、前記エリアの交通状況に関する情報に基づいて、前記エリア内の所定の位置に車両感知器が設置されたとみなす仮想車両感知器により取得したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成する構成とする。
これによると、エリア内の所定の位置に設定された仮想車両感知器により収集したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成する。これにより、信号制御などの交通管理の制御内容を大幅に変更することなく、車両感知器を削減することができる。
また、第２の発明は、前記制御部は、前記仮想車両感知器情報として、前記仮想車両感知器を設定した位置における交通量および占有率を取得する構成とする。
これによると、信号制御などの交通管理を適切に行うことができる。
また、第３の発明は、前記制御部は、境界位置に前記車両感知器が配置されて、この車両感知器により前記エリアに流入する交通量に関する情報を取得可能なように、前記エリアを設定する構成とする。
これによると、エリア内の交通状況を精度良く推計することができる。
また、第４の発明は、前記制御部は、前記エリア内に設置された廃止予定の車両感知器の位置に前記仮想車両感知器を設定する構成とする。
これによると、エリア内に設置された車両感知器を廃止して、その車両感知器による車両感知器情報の代わりに仮想車両感知器情報を用いて、信号制御などの交通管理を行うことにより、車両感知器を削減することができる。
また、第５の発明は、前記制御部は、前記仮想車両感知器情報に基づいて、前記信号制御機を制御するための信号制御情報を生成し、前記通信部は、前記信号制御情報を前記信号制御機に送信する構成とする。
これによると、信号制御の制御内容を大幅に変更することなく、車両感知器を削減することができる。
また、第６の発明は、前記制御部は、前記車両感知器の設置状況に関する情報、および道路網の構成に関する情報に基づいて、前記エリアを決定する構成とする。
これによると、適切なエリアを決定することができる。そして、交通管理装置自体がエリアを決定することから、ユーザがエリアを決定する手間を省くことができるため、ユーザの利便性を高めることができる。なお、ユーザがエリアを決定して、ユーザにより入力されたエリアに関する情報に基づいてエリアを設定する処理がエリア設定部で行われるようにしてもよい。
また、第７の発明は、前記制御部は、前記車両感知器情報、前記信号制御実績情報、および前記エリア内の道路網の構成に関する情報に基づいて、前記エリア内の交通状況を推計する構成とする。
これによると、エリア内の交通状況を精度良く推計することができる。
また、第８の発明は、エリア内に設置された車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、エリア内の交通管理を行う交通管理装置であって、前記車両感知器から前記車両感知器情報を受信する通信部と、前記車両感知器情報に基づいて、前記エリア内の交通管理に係る情報処理を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記車両感知器情報、および前記エリア内に設置された信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記エリア内の交通状況に関する情報を取得し、前記エリアの交通状況に関する情報に基づいて、前記エリア内の所定の位置に車両感知器が設置されたとみなす仮想車両感知器により取得したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成する構成とする。
これによると、第１の発明と同様に、信号制御などの交通管理の制御内容を大幅に変更することなく、車両感知器を削減することができる。
また、第９の発明は、交通管理装置において、エリア内に設置された車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、エリア内の交通管理を行う交通管理方法であって、前記車両感知器情報、および前記エリア内に設置された信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記エリア内の交通状況に関する情報を取得し、前記エリアの交通状況に関する情報に基づいて、前記エリア内の所定の位置に車両感知器が設置されたとみなす仮想車両感知器により取得したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成し、前記車両感知器情報および前記仮想車両感知器情報に基づいて、前記信号制御機を制御する信号制御情報を生成する構成とする。
これによると、第１の発明と同様に、信号制御などの交通管理の制御内容を大幅に変更することなく、車両感知器を削減することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る交通管理システムの全体構成図である。
この交通管理システム（交通管制システム）は、車両感知器１と、信号制御機２と、交通管理装置３と、を備えている。
車両感知器１は、例えば超音波式車両感知器および光学式車両感知器（光ビーコン）などであり、道路上の車両を感知して、道路における車両の通行状況を表す車両感知器情報（交通量および占有率）を生成する。この車両感知器情報は、車両感知器１から交通管理装置３に送信される。
信号制御機２は、交通管理装置３から送信される信号制御情報に基づいて、信号灯器の動作を制御する。
交通管理装置３は、交通管制システムの中央装置であり、車両感知器１から送信される車両感知器情報に基づいて、信号制御機２の制御を行うための信号制御情報を生成するとともに、対象エリア内の交通情報を生成する。
次に、交通管理装置３の概略構成について説明する。図２は、交通管理装置３の概略構成を示すブロック図である。
交通管理装置３は、第１の交通管理部１１と、第２の交通管理部１２と、を備えている。第１の交通管理部１１は、交通管理に係る既存の機能を実現するものであり、第２の交通管理部１２は、交通管理に係る新規の機能を実現するものである。このような構成とすることで、交通管理装置３における既存の構成要素に手を加えることなく、交通管理装置３に新たな機能を付加することができる。
第１の交通管理部１１は、通信部２１と、制御部２２と、記憶部２３と、を備えている。
通信部２１は、車両感知器１および信号制御機２と通信を行い、車両感知器１から送信される車両感知器情報を受信し、また、信号制御情報を信号制御機２に送信する。
記憶部２３は、車両感知器情報、信号制御実績情報、車両感知器配置情報、および道路網構成情報を記憶する。また、記憶部２３は、制御部２２を構成するプロセッサで実行されるプログラムを記憶する。
車両感知器情報は、車両感知器１で収集された車両の通行状況を表す情報であり、具体的には、交通量、すなわち、単位時間（例えば５分）ごとに車両感知器１の位置を通過した車両の台数や、占有率（時間占有率）、すなわち、単位時間内に車両感知器１の位置に車両が存在していた時間の割合などである。
信号制御実績情報は、過去および現在運用中の信号制御で用いられた信号制御情報（信号制御パラメータや各ステップ（階梯）の実績値）である。信号制御情報は、交通信号の表示タイミングを決定する要素となる信号制御パラメータの情報であり、具体的には、サイクル長、スプリット、オフセット、およびオフセットの基準となる交差点の番号などを有する制御指令情報やステップ（階梯）毎の実行した秒数、および交差点の番号などで構成される制御実行情報である。
車両感知器配置情報は、車両感知器１が設置された位置に関する情報であり、具体的には、車両感知器１が設置されたリンクの番号、リンクの終端から車両感知器１までの距離などである。
道路網構成情報は、道路網を構成するノードおよびリンクの接続形態や、各リンクの車線数などに関する情報であり、具体的には、リンク（道路）に関する情報として、リンク番号、車線数、リンク長、方向別付加車線（右折専用車線など）の有無および長さなどであり、また、ノード（交差点）に関する情報として、ノード番号、信号現示と通行権付与流入路の関係に関する情報などである。
制御部２２は、信号制御情報生成部３１を備えている。この制御部２２は、単一または複数のプロセッサで構成され、信号制御情報生成部３１は、記憶部２３に記憶されたプログラムをプロセッサで実行することで実現される。
信号制御情報生成部３１は、車両感知器１から取得した車両感知器情報と、第２の交通管理部１２で取得した仮想車両感知器情報とに基づいて、信号制御機２を制御するための信号制御情報を生成する。具体的には、信号制御パラメータ（サイクル長、スプリットおよびオフセット）を算出する。
第２の交通管理部１２は、制御部４１と、記憶部４２と、を備えている。
記憶部４２は、車両感知器情報、信号制御実績情報、車両感知器配置情報、道路網構成情報、交通状況推計用設定情報、単位エリア定義情報、仮想車両感知器情報生成用設定情報、交通状況詳細情報、仮想車両感知器情報、および信号制御情報を記憶する。また、記憶部４２は、制御部４１を構成するプロセッサで実行されるプログラムを記憶する。
交通状況推計用設定情報は、交通状況を推計する際に必要となる各種の条件に関する情報である。具体的には、交通状況を推計する際の推計期間、すなわち、交通状況を推計する際に入力する情報（車両感知器情報および信号制御実績情報）の期間である。また、交通状況推計用設定情報は、交通流モデルのパラメータ、例えば、リンクやノードの交通流率（単位時間あたりに通過する車両の台数）、各リンクの法定速度、ならびに各リンクにおける車線の数、車線の幅員および右折レーンの有無などに関する情報である。
単位エリア定義情報は、交通状況を推計する単位となる単位エリアに関する情報であり、具体的には、単位エリアの番号（識別情報）、単位エリアに含まれるリンクの番号、単位エリアに含まれる交差点の番号などである。
仮想車両感知器情報生成用設定情報は、仮想車両感知器情報を生成する際に必要となる各種の条件に関する情報である。この情報は、仮想車両感知器の位置情報、具体的には、仮想車両感知器が設定されたリンクの番号（識別情報）や、リンクの終端からの位置などである。また、この情報は、仮想車両感知器情報を生成する際の収集期間、すなわち、交通状況の推計結果として出力される交通状況詳細情報のうち、仮想車両感知器情報の生成に使用する期間などである。
交通状況詳細情報（図９参照）は、交通状況の推計結果に関する情報であり、各車両の走行軌跡、すなわち各車両の位置の時間的な推移状況（各時刻における各車両の位置）を表す情報であり、具体的には、車両ごとの車両ＩＤ、通過時刻、通過位置（リンク番号、リンク終端からの距離など）などである。
仮想車両感知器情報は、所定の位置に設定された仮想車両感知器により収集したものとして取り扱われる情報であり、具体的には、車両感知器情報と同様に、交通量および占有率などである。
信号制御情報は、信号制御機２を制御するための、信号制御パラメータ（サイクル長、スプリットおよびオフセット）である。
制御部４１は、入力情報取得部５１と、単位エリア設定部５２と、交通状況推計部５３と、仮想車両感知器情報生成部５４と、を備えている。この制御部４１は、単一または複数のプロセッサで構成され、制御部４１の各部は、記憶部４２に記憶されたプログラムをプロセッサで実行することで実現される。
入力情報取得部５１は、第１の交通管理部１１から必要な情報を収集するものであり、本実施形態では、第１の交通管理部１１から、車両感知器情報、信号制御実績情報、車両感知器配置情報、および道路網構成情報を取得して、それらの情報を記憶部４２に記憶する。
単位エリア設定部５２は、記憶部４２の車両感知器配置情報および道路網構成情報に基づいて、対象エリア内に、交通状況推計部５３において交通状況を推計する際の単位となる単位エリア（図４参照）を設定する。
交通状況推計部５３は、記憶部４２の交通状況推計用設定情報に基づいて、交通流モデルを用いた推計処理を行い、単位エリア内の交通状況を推計し、交通状況詳細情報（図９参照）、具体的には、各車両の走行軌跡、すなわち各車両の位置の時間的な推移状況を表す情報を生成する。
仮想車両感知器情報生成部５４は、交通状況推計部５３で取得した交通状況詳細情報に基づいて、所定の位置に設定された仮想車両感知器により収集したものとして取り扱われる仮想車両感知器情報（交通量および占有率）を生成する。
次に、交通管理装置３で行われる処理の手順について説明する。図３は、交通管理装置３で行われる処理の手順を示すフロー図である。
交通管理装置３では、まず、第２の交通管理部１２の入力情報取得部５１において、第１の交通管理部１１から、車両感知器情報、信号制御実績情報、車両感知器配置情報、および道路網構成情報を取得して、それらの情報を記憶部４２に記憶する（ＳＴ１０１）。
次に、単位エリア設定部５２において、記憶部４２の車両感知器配置情報および道路網構成情報に基づいて、対象エリア内に単位エリアを設定する（ＳＴ１０２）。
次に、交通状況推計部５３において、記憶部４２の交通状況推計用設定情報に基づいて、交通流モデルを用いて単位エリア内の交通状況を推計して、交通状況詳細情報を生成する（ＳＴ１０３）。
次に、仮想車両感知器情報生成部５４において、交通状況推計部５３で取得した交通状況詳細情報に基づいて、仮想車両感知器情報を生成する（ＳＴ１０４）。
次に、第１の交通管理部１１の信号制御情報生成部３１において、車両感知器１から取得した車両感知器情報と、仮想車両感知器情報生成部５４で取得した仮想車両感知器情報とに基づいて、信号制御情報を生成する（ＳＴ１０５）。
次に、単位エリア設定部５２で行われる処理について説明する。図４は、単位エリア設定部５２で設定される単位エリアの一例を示す説明図である。
単位エリア設定部５２は、対象エリア内に、交通状況推計部５３において交通状況を推計する際の単位となる単位エリアを設定し、この単位エリアを対象として、交通状況推計部５３において、交通流モデルを用いた交通状況の推計が行われる。
道路網は、ノード（交差点）およびそのノードを結ぶリンク（道路）により構成され、リンクには車両感知器１が設置されている。また、ノードには必要に応じて図示しない信号制御機２が設置されている。
ここで、本実施形態では、単位エリアが、単位エリア内の交通状況の推計が可能なように設定される。特に本実施形態では、単位エリアの境界位置に車両感知器１が配置されて、単位エリアに流入する交通量を計測することができるように単位エリアが設定される。すなわち、単位エリアの境界に位置するリンクに車両感知器１が配置されて、その境界に位置するリンクごとに流入量（内向きの交通量）を計測することができるように単位エリアが設定される。
なお、単位エリアでは、流入する交通量を取得することが重要であり、単位エリアに流入する交通量を取得することで、交通流モデルを用いた推計処理により単位エリア内の交通状況の推計が可能となり、単位エリアからの流出量は、交通流モデルを用いた推計処理による推計結果として取得することができる。
また、単位エリアの境界に位置する全てのリンクについて流入量を取得するとよいが、必ずしも単位エリアの境界に位置する全てのリンクについて流入量を取得する必要はない。例えば、住宅地の小さな道路のように交通量が少ないリンクでは、現地調査で取得した交通量の実績値に基づく定数で流入量を与えればよく、また、交通流モデルのパラメータで調整するようにしてもよく、このようにしても、実用上十分な精度で単位エリア内の交通状況を推計することができる。
また、車両感知器１の配置に変更が生じた場合や、道路網の構成に変更が生じた場合、例えば、車両感知器１の廃止や新設があった場合や、道路が新設された場合には、単位エリアを設定し直す更新処理が行われる。
次に、仮想車両感知器について説明する。図５は、車両感知器１および仮想車両感知器の配置状況の一例を示す説明図である。
本実施形態では、図４に示したように、境界位置に車両感知器１が配置されるように単位エリアを設定して、その単位エリア内の交通状況を推計する。これにより、単位エリア内の任意の位置の交通状況を取得することができる。したがって、境界位置の車両感知器１は必要であるが、単位エリアの内部に位置する車両感知器１は不要となる。このため、境界位置に既設の車両感知器１がない場合には、その位置に車両感知器１を新設し、単位エリアの内部に位置する車両感知器１は廃止することができる。
一方、信号制御では、既設の車両感知器１による車両感知器情報を入力情報として制御が行われ、既設の車両感知器１を廃止すると、制御内容を大幅に変更する必要が生じる。そこで、本実施形態では、廃止予定の車両感知器１が設置されている位置に仮想車両感知器を設定して、その仮想車両感知器により収集したものとして取り扱うことができる仮想車両感知器情報を、推計した交通状況に基づいて生成する。これにより、信号制御の制御内容を大幅に変更することなく、車両感知器１を削減することができる。
図５（Ａ）に示すように、既設の車両感知器１が存在する場合、図５（Ｂ）に示すように、単位エリアを設定すると、既設の車両感知器１のうち、境界位置の車両感知器１は残し、単位エリアの内部に位置する車両感知器１を廃止して、その位置に仮想車両感知器を設定する。また、境界位置に車両感知器１がない場合には、その位置に車両感知器１を新設する。
なお、図５に示す重要交差点は、横（東西）の流入路と縦（南北）の流入路とで交通の取り合いが発生する交差点であり、信号制御パラメータを生成する際の最小単位となるサブエリア内に１つ設定される。図５に示す例では、この重要交差点において、幹線道路となる横の流入路の他に、従道路となる縦の流入路にも、車両感知器１が設置されている。
ところで、仮想車両感知器情報に基づいて信号制御を行うにあたっては、まず、既設の車両感知器１による車両感知器情報と仮想車両感知器情報とを比較することで、仮想車両感知器情報の精度を確認し、必要な精度を確保できていない場合には、交通状況推計のパラメータを調整し、必要な精度が確認されると、仮想車両感知器情報に基づく制御に移行して、単位エリアの内部に位置する不要な車両感知器１を徐々に廃止するようにするとよい。
なお、フェイルセーフの観点から、単位エリアの内部に位置する車両感知器１でも、重要交差点に関係する車両感知器１は残しておくようにしてもよい。
次に、単位エリア設定部５２で行われる処理の手順について説明する。図６は、単位エリア設定部５２で行われる処理の手順を示すフロー図である。
単位エリア設定部５２では、まず、記憶部４２の車両感知器配置情報に基づいて、既設の車両感知器１の配置状況を確認する（ＳＴ２０１）。また、記憶部４２の道路網構成情報に基づいて、道路網の構成を確認する（ＳＴ２０２）。
次に、仮想車両感知器情報を生成する対象となる仮想車両感知器の位置、すなわち、既設の車両感知器１のうちで廃止可能な車両感知器１の位置を確認する（ＳＴ２０３）。
次に、既設の車両感知器１の配置状況と、仮想車両感知器の位置とに基づいて、交通状況を推計する単位となる単位エリアの範囲を決定して、その単位エリアの範囲に関する単位エリア定義情報を生成する（ＳＴ２０４）。このとき、単位エリアの境界位置に車両感知器１が配置されて、この車両感知器１により単位エリアに流入する交通量を取得可能なように、単位エリアが設定される。
次に、交通状況推計部５３で行われる処理について説明する。図７は、交通状況推計部５３で用いられる交通流モデルの一例を説明する説明図である。図７（Ａ）は、リンク（道路）に設定されるブロックを説明するものであり、図７（Ｂ）は、交通量−密度曲線を表すグラフであり、図７（Ｃ）は、隣接するブロック間の交通密度の移動状況を模式的に表したものである。
交通状況推計部５３は、単位エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理により、単位エリア内の交通状況を推計する。
この交通状況の推計では、任意の地点での渋滞の発生状況、道路網の構成、および各リンクの車線数なども考慮する必要があるため、ミクロな車両や車線の取扱いが可能な交通流モデルが必要であり、例えば、東京大学生産技術研究所などで構成される研究グループで開発されたＡＶＥＮＵＥ（an Advanced & Visual Evaluator for road Networks in Urban arEas）が好適である。
図７は、ＡＶＥＮＵＥで用いられるブロック密度法を説明するものであり、このブロック密度法では、図７（Ａ）に示すように、リンク（道路）にブロックを等間隔に設定し、各ブロック内に存在する車両の台数で交通状況を表現する。図７（Ａ）に示す例では、２つの交差点を結ぶリンクが２本の車線を有し、各車線にブロックが設定されている。
ブロック密度法では、図７（Ｂ）に示すように、リンクの交通容量（リンク容量）Ｑｃ、ジャム密度Ｋｊおよび自由流速度Ｖｆにより決定される交通量−密度曲線が設定され、この交通量−密度曲線に基づいて、図７（Ｃ）に示すように、隣接する上流側のブロックｉ＋１と下流側のブロックｉとの間の流量（移動交通量）Ｑｉ＋１，ｉを求める。具体的には、図７（Ｂ）に示す交通量−密度曲線に基づいて、各ブロックの密度から、各ブロックの流出可能量Ａｏｕｔ ｉ＋１および流入可能量Ａｉｎ ｉを求め、その最小値をブロック間の流量Ｑｉ＋１，ｉとする。この隣接するブロック間の流量の計算をすべてのブロックを対象にして行う。
このようにして、ブロック密度法では、各リンクにおける交通量を算出することができるが、さらに、このブロック密度法に、離散的な待ち行列モデルを組み合わせたハイブリッドブロック密度法では、車両の走行状況を１台ずつ再現し、さらに運転者の経路選択行動も取り入れることができ、これにより、各リンクの交通状況を詳細に推計することができる。
次に、交通状況推計部５３で行われる処理の手順について説明する。図８は、交通状況推計部５３で行われる処理の手順を示すフロー図である。
交通状況推計部５３では、まず、記憶部４２の交通状況推計用設定情報（推計期間）に基づいて、記憶部４２の車両感知器情報の中から、推計期間に含まれる車両感知器情報（単位エリアへの流入交通量）を、推計入力情報として取得する（ＳＴ３０１）。また、記憶部４２の信号制御実績情報の中から、推計期間に含まれる信号制御実績情報（信号制御パラメータの実績値）を、推計入力情報として取得する（ＳＴ３０２）。なお、推計期間は、推計時点Ｔより期間Ｎ１だけ過去に遡った時点Ｔ１（＝Ｔ−Ｎ１）から推計時点Ｔまでの期間である。
次に、記憶部４２の単位エリア定義情報、道路網構成情報、および交通状況推計用設定情報に基づいて、対象とする単位エリアに関する道路網の構成および交通流モデルのパラメータ（交通流率など）を設定する（ＳＴ３０３）。
次に、推計入力情報、すなわち、推計期間の車両感知器情報および信号制御実績情報を交通流モデルに適用して、推計期間における単位エリア内の交通状況を推計する（ＳＴ３０４）。このとき、推計時点Ｔ１から順次、推計入力情報を交通流モデルに適用して、推計期間Ｎ１における推計結果を取得する。この推計処理は、単位エリアごとに行われ、単位エリアごとの推計結果が得られ、対象とする全ての単位エリアごとの推計結果が、交通状況詳細情報として記憶部４２に記憶される。
次に、仮想車両感知器情報生成部５４で行われる処理について説明する。図９は、交通状況推計部５３で取得した交通状況詳細情報を示す説明図である。
交通状況推計部５３は、交通流モデルを用いた推計処理により交通状況を推計し、これにより、図９に示すような交通状況詳細情報が得られる。この交通状況詳細情報は、各車両の走行軌跡、すなわち各車両の位置の時間的な推移状況を表している。仮想車両感知器情報生成部５４は、図９に示す交通状況詳細情報に基づいて、仮想車両感知器情報を生成する。本実施形態では、仮想車両感知器情報として、仮想車両感知器が設定された位置の交通量および占有率を取得する。
図９に示す例では、各ノード（交差点）Ｎ１〜Ｎ８を結ぶリンク（道路）Ｌ１〜Ｌ７のうち、リンクＬ２，Ｌ５，Ｌ７に仮想車両感知器が設定されており、この仮想車両感知器が設定された位置の交通状況詳細情報から、各仮想車両感知器に対応する仮想車両感知器情報（交通量および占有率）を生成する。本実施形態では、時点Ｔを基準にした収集期間、具体的には、時点Ｔから所定時間だけ過去に遡った期間における交通状況詳細情報から、時点Ｔの仮想車両感知器情報を生成する。なお、収集期間は、交通管理の単位時間（例えば５分）またはその整数倍とするとよい。
ここで、図９に示す交通状況詳細情報は、各車両の走行状況を再現したものであり、各車両の挙動を把握することができ、特に、仮想車両感知器が設定された位置に注目することで、仮想車両感知器の位置を車両がどのように通過したかを把握することができる。これにより、仮想車両感知器の位置での交通量、すなわち、単位時間内に通過した車両の台数を取得することができる。また、仮想車両感知器の位置での占有率（時間占有率）、すなわち、単位時間内に車両が存在していた時間の割合を取得することができる。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
例えば、前記の実施形態では、交通状況の推計結果から取得した仮想車両感知器情報を用いて信号制御を行うようにしたが、仮想車両感知器情報を用いて、車両の運転者に提供する交通情報を生成するようにしてもよい。この場合も、信号制御の場合と同様に、交通情報を生成するための現行の制御内容を大幅に変更することなく、車両感知器を削減することができる。
また、前記の実施形態では、既設の車両感知器の廃止を前提にして、その既設の車両感知器の代わりになる仮想車両感知器を設定して、その仮想車両感知器に関する仮想車両感知器情報を生成するようにしたが、信号制御の精度を向上させるなど、交通管制システムの機能を高める目的で、既設の車両感知器とは別の位置に仮想車両感知器を設定して、その仮想車両感知器に関する仮想車両感知器情報と、既設の車両感知器による車両感知器情報とに基づいて制御を行うようにしてもよい。
また、本実施形態では、交通管理装置を、交通管理に係る既存の機能を実現する第１の交通管理部と、交通管理に係る新規の機能を実現する第２の交通管理部とで分けて構成し、既存の機能に新規の機能を付加するようにしたが、第１の交通管理部の機能と第２の交通管理部の機能をひとつにまとめて、既存の装置（第１の交通管理部）と入れ替えるように交通管理装置を構成するようにしてもよい。
また、前記の実施形態では、交通管理装置自身で単位エリアの範囲を決定するようにしたが、ユーザが単位エリアの範囲を決定して、ユーザにより入力された単位エリアに関する情報に基づいて単位エリアを設定する処理が交通管理装置で行われるようにしてもよい。
本発明に係る交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法は、信号制御などの交通管理の制御内容を大幅に変更することなく、車両感知器を削減することができる効果を有し、対象エリア内に設置された車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、対象エリア内の交通管理を行う交通管理装置、交通管理システムおよび交通管理方法などとして有用である。
１ 車両感知器
２ 信号制御機
３ 交通管理装置
２１ 通信部
２２ 制御部
２３ 記憶部
４１ 制御部
４２ 記憶部

Claims (9)

  1. エリア内に設置された車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、エリア内の交通管理を行う交通管理装置であって、
    前記車両感知器から前記車両感知器情報を受信する通信部と、
    前記車両感知器情報に基づいて、前記エリア内の交通管理に係る情報処理を行う制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記車両感知器情報、および前記エリア内に設置された信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記エリア内の交通状況に関する情報を取得し、
    前記エリアの交通状況に関する情報に基づいて、前記エリア内の所定の位置に車両感知器が設置されたとみなす仮想車両感知器により取得したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成することを特徴とする交通管理装置。
  2. 前記制御部は、前記仮想車両感知器情報として、前記仮想車両感知器を設定した位置における交通量および占有率を取得することを特徴とする請求項１に記載の交通管理装置。
  3. 前記制御部は、境界位置に前記車両感知器が配置されて、この車両感知器により前記エリアに流入する交通量に関する情報を取得可能なように、前記エリアを設定することを特徴とする請求項１に記載の交通管理装置。
  4. 前記制御部は、前記エリア内に設置された廃止予定の車両感知器の位置に前記仮想車両感知器を設定することを特徴とする請求項１に記載の交通管理装置。
  5. 前記制御部は、前記仮想車両感知器情報に基づいて、前記信号制御機を制御するための信号制御情報を生成し、
    前記通信部は、前記信号制御情報を前記信号制御機に送信することを特徴とする請求項１に記載の交通管理装置。
  6. 前記制御部は、前記車両感知器の設置状況に関する情報、および道路網の構成に関する情報に基づいて、前記エリアを決定することを特徴とする請求項１に記載の交通管理装置。
  7. 前記制御部は、前記車両感知器情報、前記信号制御実績情報、および前記エリア内の道路網の構成に関する情報に基づいて、前記エリア内の交通状況を推計することを特徴とする請求項１に記載の交通管理装置。
  8. エリア内に設置された車両感知器と、この車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、エリア内の交通管理を行う交通管理装置と、を備える交通管理システムであって、
    前記交通管理装置は、
    前記車両感知器から前記車両感知器情報を受信する通信部と、
    前記車両感知器情報に基づいて、前記エリア内の交通管理に係る情報処理を行う制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記車両感知器情報、および前記エリア内に設置された信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記エリア内の交通状況に関する情報を取得し、
    前記エリアの交通状況に関する情報に基づいて、前記エリア内の所定の位置に車両感知器が設置されたとみなす仮想車両感知器により取得したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成することを特徴とする交通管理システム。
  9. 交通管理装置において、エリア内に設置された車両感知器により取得した車両感知器情報に基づいて、エリア内の交通管理を行う交通管理方法であって、
    前記車両感知器情報、および前記エリア内に設置された信号制御機に関する信号制御実績情報に基づいて、前記エリアを対象として交通流モデルを用いた推計処理を行って、前記エリア内の交通状況に関する情報を取得し、
    前記エリアの交通状況に関する情報に基づいて、前記エリア内の所定の位置に車両感知器が設置されたとみなす仮想車両感知器により取得したものとして取り扱う仮想車両感知器情報を生成し、
    前記車両感知器情報および前記仮想車両感知器情報に基づいて、前記信号制御機を制御する信号制御情報を生成することを特徴とする交通管理方法。
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