JPH08161686A - 感知器データを用いる渋滞計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】渋滞計測のために使用する車両感知器の数を節
減し、車両感知器設置費用、およびメンテナンスのため
の労力、費用を節約する。 【構成】車両感知器ＳU は区間上流端位置ＰU に、車両
感知器ＳD は区間下流端位置ＰD に設置されている。ま
たＬO （＝Ｐ U −ＰD ）は区間長である。車両感知器
ＳU ，ＳD は例えば光感知器が考えられ、車の車両ＩＤ
および車の通過を時系列に計測することができる。この
様に設置された車両感知器からのデータから 【数１３】 （Ｅ（ｔ）：時刻ｔにおける特定区間に存在する車両台
数、Ｑa ：非渋滞部の交通流量、Ｖ：非渋滞部の速度、
Ｑj ：渋滞部の交通流量、Ｌo ：特定の区間の長さ、ｋ
m 、ａ：定数）の式を用いて、渋滞長Ｌ（ｔ）を求め
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両感知器からのデー
タをもとに、渋滞長等を求める計測方法に関するもので
ある。特に車両感知器の設置が少なくてもその車両感知
器からのデータで渋滞長等を求めることができる計測方
法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】道路上のある瞬間に渋滞している区間の先
頭位置（以下「渋滞先頭位置」と称する。）、長さ（以
下「渋滞長」と称する。）等の渋滞情報は、信号制御お
よび交通管理上、交通状況を評価するための最も重要な
基礎的指標の一つである。渋滞先頭位置、渋滞長は空間
的な物理量であるため、従来は道路に沿って配置した複
数の超音波式車両感知器等の車両感知器から得られる交
通流量、占有率等の計測データを集め、計算によって求
めていた。従来の方法の概要を、図１、図２を参照しな
がら以下に示す。

【０００３】次式により速度を算出する。

【０００４】

【数２】

【０００５】ただし、

【０００６】

【数３】

【０００７】予め感知器毎に設定した速度閾値ｓ1 ，ｓ
2 ，ｓ3 と先に求めた速度との関係から感知器位置での
待行列波及の程度を表わす待行列列波及度を求める。

【０００８】ｓ1 ：待行列波及度１．０に対応し、待行
列末尾が感知器位置を十分に越えている状態の速度閾値 ｓ2 ：待行列波及度０．５に対応し、待行列末尾が感知
器位置付近に存在する状態の速度閾値 ｓ3 ：待行列波及度０に対応し、待行列が感知器速度に
影響を及ぼさない状態の速度閾値 感知器の設置位置と待行列波及度を下図のようにプロッ
トし、各点を直線で結んで待行列波及度が０．５未満と
なる地点を渋滞の末尾とする。渋滞末尾より下流方向に
連続して待行列波及度が０．５以上である区間の長さを
渋滞長（図２参照）とする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この従来の方法では、
渋滞判定精度は感知器の設置密度に依存し、高い精度を
得るには、極めて多くの感知器を設置する必要がある
（通常２００〜３００ｍ間隔に設置する。）ため設置費
用およびメンテナンスの労力・費用が大きな負担となっ
ていた。

【００１０】本発明の目的は、渋滞計測のために使用す
る車両感知器の数を節減し、車両感知器設置費用、およ
びメンテナンスのための労力、費用を節約することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、特定の区間について、区間の両
端に設けた車両感知器からの得られる特定車両の旅行時
間と時系列に得られる車両感知器データを用いて、以下
の式を用いてある時刻ｔにおける区間内の渋滞長Ｌ
（ｔ）を計測することを特徴とする。

【００１２】

【数４】

【００１３】

【作用】本発明は、特定区間を走行するのにかかる所要
時間（以下「旅行時間」と称する。）を計測し、それと
１地点で計測した車の通過時系列データ等の感知器デー
タを用いて当該区間内の渋滞情報を求める計測方法であ
る。すなわち、本発明の計測方法は地点で計測した時間
軸上のデータを空間軸上に投影することによって空間的
な物理量である渋滞先頭位置、渋滞長に変換しており、
必要な設置車両感知器数を大幅に節減することが可能と
なる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の計測方法の一例を説明する。

【００１５】図３に対象とする道路区間と車両感知器の
配置を示す。ここで位置座標は車の走行方向に対して下
流から上流方向へ正にとるものとする。車両感知器ＳU
は区間上流端位置ＰU に、車両感知器ＳD は区間下流端
位置ＰD に設置されている。またＬo （＝ＰU−ＰD ）
は区間長である。車両感知器ＳU ，ＳD は例えば光感知
器が考えられ、車の車両ＩＤおよび車の通過を時系列に
計測することができる。

【００１６】図４の車両の走行軌跡図に示すように時刻
ｔU に上流端位置ＰU に設置された車両感知器ＳU によ
ってある車両ＩＤが計測され、その後同一車両ＩＤが時
刻ｔD に下流端位置に設置された車両感知器ＳD によっ
て計測されたならば、下流端ＰD を時刻ｔD に通過した
車の区間における旅行時間Ｔは式３で求められる。

【００１７】

【数５】 Ｔ＝ｔD −ｔU …（３） また時刻ｔU ′に車両感知器ＳU によって計測された車
両ＩＤが時刻ｔU に車両感知器ＳD によって計測された
ならば区間下流端を時刻ｔU に通過した車の旅行時間
Ｔ′は式４で求められる。これらの旅行時間は以下で渋
滞情報算出のため感知器データを集計する際に用いられ
ている。

【００１８】

【数６】 Ｔ′＝ｔU −ｔU ´ …（４） 車両感知器ＳD で計測した車両通過データから、区間下
流端の通過台数をｔU〜ｔD の間累積した値は、時刻ｔU
における区間内の車の存在台数Ｅ（ｔU ）を表す。ま
た車両感知器ＳU で計測した車両通過データから区間上
流端の通過台数をｔU 〜ｔD の間、累積した値は、時刻
ｔD における区間内の車の存在台数Ｅ（ｔD ）を表す。

【００１９】さらに車両感知器ＳU ，ＳD で計測された
通過時系列データから区間上流端、下流端での渋滞状況
を判断することができる。通過時系列データは車両感知
器下に車が存在する時はオンパルス、車が存在しない時
はオフパルスとして得られる。そこでパルス間隔（隣合
うオンパルスとオンパルスの時間間隔）が比較的小さく
パルス幅（オンパルスの時間）が比較的大きい場合は、
車の流れは飽和流であり、当該車両感知器位置は渋滞し
ている。逆に、パルス間隔が比較的大きくパルス幅が比
較的小さい場合は、車の流れは非飽和流であり、当該車
両感知器位置は非渋滞とみなすことができる。

【００２０】車両感知器から得られるこれらの情報を元
にある瞬間における渋滞長、渋滞先頭位置を算出する。
ただし区間内に渋滞は一つだけ存在するものとする。

【００２１】（１）時刻ｔU における渋滞情報算出 既知である時刻ｔU における区間内の存在台数Ｅ（ｔU
）は、渋滞部の密度をＫj 、非渋滞部の密度をＫa と
すると式５のように表わすことができる。

【００２２】

【数７】 Ｅ（ｔU ）＝Ｌ（ｔU ）・Ｋj ＋｛ＬO −Ｌ（ｔU ）｝・Ｋa …（５） 密度Ｋj は渋滞部の交通流量（単位時間当たりの通過台
数）Ｑj の一次式で近似することができ、式６で表わさ
れる。

【００２３】

【数８】 Ｋj ＝ｋm −ａ・Ｑj …（６） ここでｋm ，ａは設定値である。Ｑj は時刻ｔU 〜ｔD
の間に車両感知器ＳDで計測された飽和流の通過台数累
積値と、時刻ｔU ′〜ｔU の間に車両感知器ＳU で計測
された飽和流の通過台数累積値との和を各飽和流の継続
時間の和で割って求める。

【００２４】密度Ｋa は非渋滞部の旅行速度Ｖ、非渋滞
部の交通流量Ｑa を用いて式７のように表わすことがで
きる。

【００２５】

【数９】 Ｋa ＝Ｑa ／Ｖ …（７） ただし、Ｖは個々の車の停止時間と走行速度を計測して
求められるが、適当な設定値を用いる簡便な方法も考え
られる。Ｑa は時刻ｔU 〜ｔD の間に車両感知器ＳD で
計測された非飽和流の通過台数と、時刻ｔU ′〜ｔU の
間に車両感知器ＳU で計測された非飽和流の通過台数累
積値との和を各非飽和流の継続時間の和で割って求め
る。

【００２６】式５〜７から（ｔU ）は式８のように求め
られる。

【００２７】

【数１０】

【００２８】ただし、区間の途中から途中までしか渋滞
が存在しない場合は、Ｑj を計測できないので、このま
までは正確な渋滞長は求められない。この場合（Ｑj を
計測できず、かつＬ（ｔU ）＞０の場合）はＱj の近似
値として過去の計測値から適当と思われる値（例として
時刻ｔU 〜ｔD の間に車両感知器ＳU で計測された飽和
流の通過台数累積値を飽和流の継続時間で割った値）を
設定する。

【００２９】次に、時刻ｔU における渋滞先頭位置Ｐ
（ｔU ）は車両感知器ＳU ，ＳD で計測された渋滞の状
況に応じて以下のように求められる。

【００３０】１．時刻ｔU において下流端が渋滞先頭、
すなわち車両感知器ＳD が飽和流の場合、渋滞先頭位置
Ｐ（ｔU ）は式９で求められる。

【００３１】

【数１１】 Ｐ（ｔU ）＝ＰD …（９） ２．時刻ｔU において上流端が渋滞末尾、すなわち車両
感知器ＳU が飽和流の場合、渋滞先頭位置Ｐ（ｔU ）は
式１０で求められる。

【００３２】

【数１２】 Ｐ（ｔU ）＝ＰD ＋ＬO −Ｌ（ｔU ） …（１０） ３．上記１．，２．以外でかつＬ（ｔU ）＞０の場合、
ＰD ＜Ｐ（ｔU ）＜ＰU であるが、渋滞先頭位置Ｐ（ｔ
U ）の値を算出することはできない。しかし渋滞先頭位
置はその渋滞が発生している間は通常、変化しないと考
えられるので、同じ渋滞についてすでに渋滞先頭位置が
上記１．または２．で得られていれば、その渋滞先頭位
置をＰ（ｔU ）とする。渋滞先頭位置がまだ得られてい
ない場合は、事前の調査により最も渋滞先頭位置となる
確率が高いとされる地点をＰ（ｔU ）とする。

【００３３】（２）最新時刻ｔD における渋滞情報算出 時刻ｔD における渋滞情報は、算出に必要なデータが常
に得られているとは限らないが、不足するデータを近似
することによって以下のようにして求められる。

【００３４】既知である時刻ｔD における存在台数Ｅ
（ｔD ）を用いて、式８より渋滞長Ｌ（ｔD ）が求めら
れる。ただし式８の交通流量Ｑj は時刻ｔU 〜ｔD の間
に車両感知器ＳU で飽和流が計測された場合は、その通
過台数累積値を飽和流の継続時間で割って求める。車両
感知器ＳU で飽和流が計測されなかった場合は、近似値
として過去の計測値から適当と思われる値（例として時
刻ｔU 〜ｔD の間に車両感知器ＳD で計測された飽和流
の通過台数累積値を飽和流の継続時間で割った値）を設
定する。Ｑa は時刻ｔU 〜ｔD の間に車両感知器ＳU で
計測された非飽和流の通過台数を非飽和流の継続時間で
割って求める。車両感知器ＳU で非飽和流が計測されな
かった場合は、近似値として過去の計測値から適当と思
われる（例として時刻ｔU 〜ｔD の間に車両感知器ＳD
で計測された非飽和流の通過台数を非飽和流の継続時間
で割った値）を設定する。

【００３５】渋滞先頭位置は式９〜１０のｔU をｔD と
置き換えることによって算出することができる。

【００３６】（３）未来における渋滞情報算出 ボックス−ジェンキンスモデル等の予測方法を用いて旅
行時間および車の通過時系列データを予測し、それらの
予測値を上記の式５〜１０に代入することによって未来
の時刻における渋滞情報を予測することが可能となる。

【００３７】（４）補足 これまでの処理では区間途中の流入出交通を無視した
が、区間途中に交差道路がある場合は、交差部または本
線上に設置した車両感知器によって計測した流入出交通
量を存在台数算出時に付加することによって正確な渋滞
情報が得られる。

【００３８】

【発明の効果】渋滞判定のために使用する車両感知器の
数を節減することができるため、車両感知器設置費用、
およびメンテナンスのための労力、費用を節約すること
が可能となる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】感知器で計測された速度から待ち行列波及度を
求める関係を示すグラフである。

【図２】待ち行列波及度から渋滞長を求める関係を示す
グラフである。

【図３】本発明に用いた感知器の設置位置を説明する図
である。

【図４】本発明の関係式を説明するための車両の走行軌
跡図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定の区間について、区間の両端に設け
   た車両感知器からの得られる特定車両の旅行時間と時系
   列に得られる車両感知器データを用いて、以下の式を用
   いてある時刻ｔにおける区間内の渋滞長Ｌ（ｔ）を計測
   する方法。 【数１】