JPH08505974A - 通信量が少なくて済む交通量モニタシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 選択したルートについての交通量をモニタするのに、異常速度の場合にのみ報告することにより通信時間を少なくする。較正段階の期間中には、選択ルートに沿って複数の較正用車両を十分な頻度で、しかも十分な日数運転して、有効なデータを得る。各較正用車両は位置を正確に測定するための差動ＧＰＳ受信機を具えている。例えば１５秒の間隔に対する平均速度を、その監視時刻及び場所と一緒に記憶する。次いで全ての較正用車両からのデータを分析して、平均速度及び帯域幅のパターンを求める。モニタ段階では、各々が同様なＧＰＳと、前記パターンを記憶してあるコンピュータと、前記時刻及び場所に対する帯域幅を外れる速度を自動的に報告する無線機とを具えている探査用車両を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】 通信量が少なくて済む交通量モニタシステム 発明の背景 発明の分野 本発明は、個々に移動する集団が渋滞や、事故等の制限速度の場合を除いて、 速度に関し高い自由裁量で動くことができる予定したルートに沿う交通量の動向 をモニタする分野に関するものである。特に本発明は都市や郊外の道路及びハイ ウエイを走る自動車の流れをモニタするのに適用することができ、これらの自動 車はかなりの頻度で、しかも厳しい遅れをこうむり、遅滞を知らせる情報の補正 作用及びその提供は経済的に望まれることである。 本発明の原理は、主として限られた進路又は案内路に沿って順方向に進むか、 又は他の限られた進路か、案内路との交点で、いずれかの進路に移る移動が制限 され、しかもゆっくり動いているか、又は停止した集団の周りを避けることがで きない如何なる場合にも適用することができる。従って、本明細書にて用いてい る「車両」は広義に解釈されるべきであり、車輪付きの車両又は陸上を動くもの に限定されるものではない。 交通の流れ、特に当面の時刻で、しかも当該地域の一般的な天候状態からして 、このルートにとっては“正常”であるか、又は予期される流れとは異常なずれ についての情報によって、事故等の特殊な報告を入手する前に緊急車両を問題箇 所に発進させたり；人々や運転手に遅れないように別のルートを選定させたりす ることができ；斯様な情報は交通工学の研究精度を向上させるのに役立てること ができる。 従来の説明 電話サービスが広く利用できるようになってから、異常な状態を報告するボラ ンティアの報告がハイウエイの交通の流れについての最も重要な情報源の１つと なっている。小形飛行機の報告者による空中走査は或る時間見ることができる比 較的限られた地域には非常に有効であるが、これには費用がかなりかかり、しか も天候状態によっては実施不可能となる。ＴＶカメラの如き監視装置は１個所で 多車線道路の全車線についての情報を与えることができるが、こうした装置は単 価が高く、しかも窃盗や破壊の目標になる。さらに、上述したシステムはいずれ もコンピュータにより容易に処理される出力を供給するものではない。 ドップラーレーダの如き速度直接測定装置は極めて高価である。こうした装置 はコンピュータにより受信して、処理することができる出力を容易に供給するこ とができるも、交通渋滞中に停止したり、進んだりする交通量に対する正確なデ ータを供給することはできない。 簡単で、安価な検出器を用いることができるが、こうした検出器は通常速度デ ータを直接供給するものではない。例えば、誘導ピック−アップループをハイウ エイの表面に設置し、これらを中央プロセッサと接続することができる。このよ うなシステムは、カリフォルニア州９４８０４，リッチモンド，４６番ストリー ト，１３０ＩＳ，ビルディング４５２リッチモンドフィールドステーション所在 のカリフォルニア大学発行のパンフレット“CallforniaＰＡＴＨ”に概略図示さ れている。しかし、斯様なセンサを任意の或るハイウエイに沿って十分な数設置 するのには費用がかかるだけでなく、多量のケーブル布線や、十分な伝送スペク トルを必要とする。車両間の大きさ、つまり車間距離に無関係に正確な速度デー タを得るためには局所的なデータ処理を行う必要があり、これにより設置及び保 守コストが著しく増大する。さらに、センサ／通信不良率が年当たり約２０％で あると推定されている。センサを埋設するには道路表面及び中間層の敷材を傷め 、これにより高速ハイウエイの質を低下させることになる。従って、固定モニタ 装置は比較的高価で、しかもこれらの各装置との継続通信コストも高いことから して、斯様な装置を多数個所に十分な数設置して、大きな地域に対する詳細な情 報を得るのは無理である。 今や、多数の組織機関がハイウエイ走行の流れや、安全性を改善するシステム の計画、研究及びテストに取り組んでいる。こうした４０以上の組織のうちで、 米国のインテリジェント ビークル−ハイウエイ システム用戦略計画として、 アメリカのインテリジェント ビークルーハイウエイ ソサイエティにより発行 された報告書Ｎｏ．ＩＶＨＳ−ＡＭＥＲ−９２−３がある。交通流情報の収集に 関する特別なプロジェクトに（前記）ＰＡＴＨ，ＧＵＩＤＥＳＴＡＲ（ミネアポ リス，ＭＮ）、ＴＲＡＶＴＥＫ（オーランド，ＦＬ；既に完成）及びＡＤＶＡＮ ＣＥ（シカゴ，ＩＬ）がある。しかし、こうしたものはいずれも、日によって必 要な通信量を最少にし得るように、ずれを見定めた正確なデータ収集兼提供用の システムではない。 これまでに提案されているシステムに付随する高い設置コストの割りには、ハ イウエイ走行者はたとえどんなに高技術の情報システムであっても殆ど気にかけ ていない。最近多くの地域の大多数のハイウエイは、モータリストに提携電話に より事故を知らせるように合図しており；この情報収集方法によれば、利用する ことが少ない機器の高い設置コストをなくし、しかも殆どあらゆる重大事故を報 道することができる。しかし、この場合にはあまりにも多くの人々により幾つか の問題が報告され、これにより通信チャネルと、情報を受取るディスパッチャと を結びつけるのに問題があったり；幾つかの問題点が全く報告されなかったり； 個々の事例に基づく報告が、主観的解釈及び運転者が彼等の車を運転するのに平 均速度又は場所に注意し過ぎるために定量的にかなり不正確なものとなったりす る。発明の概要 ずれを見定めて交通の流れを正確に、自動的にモニタする本発明によるシステ ムは、当面のルートに沿って実際に体験している車速を表わす詳細な情報を収集 し、且つ報告するための較正用（calibrant）車両を配置する工程と；こうした 情報を全て中央局のコンピュータにロードし、そこでデータを統計的に処理して 、平均値、変化量、帯域幅の平均値と標準値とのずれ及び平均速度と標準速度と のずれを日時や、区分（セグメント）位置や、日にちのカテゴリや、天候や、他 の情報チャネルによってシステムに報告される不規則的に生ずる事象以外の共通 のものの関数として求める工程とを具えている。コンピュータの出力は、或る特 定の時刻、日にちのカテゴリ、天候、行事及び位置での観測結果を対比して、異 常状態の存在を識別し、異常事態を確認することのできるベースラインデータを 成す。 ベースラインデータは多目的に使用することができ：例えば、帯域幅の平均値 と標準値とのずれを用いて交通データの所定の統計的精度を達成するのに必要と される探査用（probe）車両の発進間隔を決定したり（これは規則的なモニタ段 階の期間中に状態を報告させるために用立てるべき最少の車両数を決定する）； 平均速度と標準速度とのずれを用いて、ハイウエイ（又は小道や、案内路）を規 則的な根拠に基づく測定条件で運転する探査用車両をプログラムして、探査用車 両が異常状態（平均値からの許容偏差をはずれた測定速度）のみを報告するよう にしたりする。ディスパッチャ及び／又は同様な中央コンピュータは報告の割合 を、モニタ中のルートセグメントに沿う時刻及び位置の関数として選択し、且つ 制御することができる。 本発明のシステムは、車両の流れをモニタする必要のある道路又は他の通路内 、又はこうしたものに沿ってハードウェアを何等設置する必要がないため、シス テムを迅速に展開させることができる。さらに、較正用車両（及び／又は探査用 車両）用の機器及び中央処理装置を一旦取得してしまえば、モニタシステムを容 易に拡張して、追加のルートをカバーすることができる。モニタリングは、例え ば大惨事のために主要ルートを突然閉鎖するような事態の場合に代用ルートに移 すことができる。 本発明の好適例では、探査用車両の殆ど又は全てを、通常の他の仕事に従事し ながら所望道路のルートセグメントを定期的に走行すると予想される自動車とす る。各車両には差動グローバル ポジショニング システム（ＧＰＳ）受信機、 小形コンピュータ及び多数の受信局の１つに報告するための携帯電話か、移動ト ランシーバを装備させる。動作は完全に自動であり、車載システムは点火系及び ／又は伝送制御系にリンクされるため、このシステムは車両が駆動される場合の み報告をする。この例によれば、探査用車両の通信がごく僅かで済むため、長期 の動作コストを最低とすることができる。図面の簡単な説明 図１は較正段階にてデータ収集に用いる本発明によるシステムを示す線図であ る。 図２はモニタ段階中に異常状態を報告するルーチン用に構成したシステムを示 す線図である。 図３は或るルートの特定セグメントに対して観測される速度分布を示すグラフ である。 図４は図３のセグメントにおける全速度信号におけるエネルギーに対する所定 帯域幅内のエネルギー比を示すグラフである。 図５はルートセグメントに対する時間変動帯域幅を示すグラフである。好適な実施例の説明 本発明により作動させるトータルシステムは図１に概略的に示す較正段階中に 用いる機器と、図２に概略的に示すモニタ段階中に用いる機器とを含むものであ る。 較正段階 較正段階中には、かなりの数の較正用車両１０を配置する。この車両数を選択 するのに必要とされる要因を下記に説明する。各較正用車両１０にはＧＰＳ受信 機１２の如き位置検知システムを装備させる。ＧＰＳアンテナ１３は車両の屋根 の上又はその近くの都合のよい個所に取付ける。密接離間した車道の交通量をモ ニタするために、位置情報は約１メートルまで、例えば０．５メートルまで正確 に得るのが望ましい。こうすることにより、車線変更を識別し、多数車線道路を 走行中の特定の車線を識別することができる。各位置を読取る時刻も記録する必 要があるが、これは大抵のコンピュータ（高い相対精度）にて、及びＧＰＳ受信 機（高い絶対精度）から容易に入手することができる。 軍事上の安全を考慮して、伝送されるＧＰＳ信号に政府機関が雑音を加えてい るから、市販のＧＰＳシステムは多分僅か３０メートルまでの位置データ精度を 発揮するにすぎない。しかし、既知の固定位置にて作動させるＧＰＳ受信機を用 いて差分補正信号を発生させ、次いでこの信号を差動受信機に伝送し、例えばＦ Ｍ副搬送波にのせて、車両内の特殊なＦＭ受信機１６に接続された他のアンテナ へと伝送することができる。受信機１６は差分情報をＧＰＳに伝える。差分信号 受信機及びＧＰＳ受信機を１つのボックス内に一体化させることができることは 勿論である。 車両１０にはラップトップコンピュータの如きコンピュータ１８を搭載してあ る。このコンピュータはＧＰＳ受信機１２からと、車両の点火又は制御系２０か らとのデータ入力端子を有している。位置の読取りを行って、時間と位置を頻繁 に、例えば５秒毎に記憶する。読取り位置は緯度と経度として記録することがで きる。ＧＰＳシステムによって直接速度値を出力させることができるが、このよ うな読取り値を用いることは通常望ましくない。その理由は、斯様な読取り値は 模範となるような交通流を反映してない時刻について計算した平均値を表わすか らである。陸上のハイウエイ走行の場合、入手し得る高度データは通常無視する 。１日当たり公称８時間での読取り総回数は５０００〜６０００回であるため、 小形のラップトップコンピュータでも記憶容量は問題にならない。 車両には随意携帯電話２２を設けることができる。これは運転者に中央局にお けるディスパッチャと通信する機会を与える。しかし、この電話は通常報告する のに頻繁には用いられない。その代わり、較正期間中の通信コストを減らすため に、データをフロッピーディスクに記憶させることにより転送し、コンピュータ ４０に定期的に報告させることができる。 或いは又、この場合にデータ受信局用の通信ポートとして機能するモデム３０ に記憶データを送信するために運転者がラップトップコンピュータをモデム（図 示せず）を介して自動車電話に接続したり、ラップトップコンピュータを家庭又 はオフィスの電話に接続して、データを電話網３１及びモデム３０を介して中央 コンピュータ４０に伝送して、全ての較正用車両１０から集められたデータをコ ンパイルして統計的に評価することもできる。 較正段階は、モニタすべき各ルートに対して、各シーズン中の４週間の如き、 得られる結果に最小の信頼レベルを与えるのに十分な日数を必要とする。較正用 の車両数は、統計的に重要なデータを得るのに必要とされる週又は月数を最少に することと、車両の借用、機器の購入又は借用のコストと、運転者の人選及び腕 前とのかね合いに関係する。関心のあるルートが比較的長いか、時間がかかる所 では、交通量のピーク期間中に個々の較正用車両に有効な片道ドライブだけをさ せることができる。考慮すべき他の要因は、ルートを変更させる交通迂回路であ り、運転者に既存のラジオによる状態報告に反応させるか、又は最近通って気づ いたパターンに反応させるようにする。従って、所定の日について、十分な較正 報道を受信しているルートにほぼ平行な選択ルートについて少なくとも何等かの 報道をするのが望ましい。 先ずは同時にカバーすべきルート数及びどのルートにどの程度「細かな」分析 をすべきかについて判定する必要がある。所定時間中に多数のルートをカバーし て、全較正段階を迅速に完了させるように較正用車両を多数隊をなして配置する ことと；少数のルートを同時にカバーするのに十分な較正用車両隊を用い、且つ 較正段階を多数の月にわたって引伸ばすことにより機器及び隊員の初期投資を下 げることとの間には明らかに選択の余地がある。ルート当たりの有効報道には２ ０日（週当たり５日で４週間）に相当するパターンを推奨する。 ハイウエイの構造、一年を通じての天候上の変化又は予想される季節的或いは 特殊な場合の交通量の変化のような所定ルートに及ぼす長期的な影響があるため に、較正日又は週を連続する日にち又は週とすることはできない。様々なルート に対して取材日を広範囲にわたりずらしている場合には、人間では容易に認識で きないデータパターンの相関関係をコンピュータのデータ分析により明らかにす ることができ、従ってモニタ段階中の探査データに基づく予報のモデリング及び その後の報告の両精度を改善することができる。 較正段階中の発進／データ記録プロトコルは、例えばラッシュアワー又は他の 混雑時間中に５〜１５分毎に他の較正用車両を発進させるために呼出すことがで きる。較正システムが動作モードにある間、例えば点火系がタンーンオンしてい る間は、緯度、経度及び時間がコンピュータにより予定した時間間隔で（少なく とも１５秒毎、好ましくは５秒毎、又はもっと頻繁に）記録される。上述したよ うに、較正段階中の無線又は電話伝送チャネルの使用スペース及び費用を最小と するために、コンピュータは１度以上の走行又は半日或いは数日に及ぶ長期走行 に対する全てのデータを記憶する。情報はフロッピーディスクに記憶させるか又 はそれにコピーして、中央コンピュータに物理的に伝えるようにするか、距離が かなり離れている場合には、コンピュータネットワーク又は電話回線による伝送 でコンピュータ受信局へと発信する。例えば、フロッピーディスクには５秒間隔 で連続的に記憶される約２ケ月分のデータを記憶させることができる。 較正データにより較正されるモデルの精度を向上するために、較正用車両にて 自動的に入手される他のデータを記録することも所望される。例えば、フロント ガラスのワイパが洗浄間隔以上動作することは降雨を示す。電子センサが外気温 度をモニタする場合には、このデータを用いて雨か、どうかを決めることができ る。ワイパが間欠モードで動作している場合には、雨はひどくなく、又ワイパが 高速度で動作している場合には雨は多分かなりひどいことになる。法律及び運転 者の腕前に応じて、ヘッドライトの点灯が暗さを示すことになるが、ホトセンサ を設けて、明るいか、かなり曇っているか、暗いかどうかのデータを記録するの が有利である。 モデリング 本発明の要旨は特に、生の較正データを使用することにある。重要な必須量は 車両速度である。しかし、物理的な制約が速度の時間的変動に制限をかけるので 、速度信号のスペクトルは制限されることになる。従って、こうした信号は帯域 制限された確率的処理によるものと見なすことができる。 速度信号のスペクトル及び帯域幅は通常ゆっくり変化するため、所定の時間間 隔内では、これらは一定の平均値及び変化量を呈する。なお、「所定の間隔」と は一日のうちの或る特定の時間のことであり、これは較正期間中に得られるデー タを評価することにより決定する。ｖ（ｓ，ｔ）を、車両が時間ｓに出発してか らの時間ｔにおける速度とすれば、ｓは走行長さ（これは幾つものセグメントを オーパラップすることができる）の出発点である。車両の走行には常に制約がか かるため、ｖ（ｓ，ｔ）は本来各ｓに対して帯域制限される。この場合、ｖ（ｓ ，ｔ）のスペクトルＶ（ｓ，ｆ）はｖ（ｓ，ｔ）の周波数内容を反映する。図３ のグラフは或るセグメントに沿う速度をフーリエ変換したものである。これは固 定のｓに対する速度分布｜Ｖ（ｓ，ｆ）｜を示す。 平均値から「通常の」の変動がどんなものであるかを求めるために、図４に全 エネルギーに対する０（ゼロ）からｗまでの帯域幅内におけるエネルギー比Ｂ（ ｓ，ｗ）を帯域幅Ｗの関数としてグラフにて示してある。要するに、図４は０（ ゼロ）から固定周波数ｗまでの範囲を総面積で割ることによって算入される図３ の曲線の下側の面積である。なお、ここにエネルギーとは速度信号をフーリエ変 換した絶対値の自乗を積分したものであり、このエネルギーは図３の曲線の下側 の全面積である。これは次式によって表わされる。 値Ｂ（ｓ，Ｗ_(s)）＝０．９５が、広範囲にわたる報告のコストと、無効なモニ タリングとの間の良好な妥協点であるとすると、サンプリング時間又はナイキス トレートはＴ_(s)＝１／（２Ｗ_(s)）となる。Ｔ_(s)が適当な時間間隔にわたりゆ っくり変化するものとすると、Ｔ_(s)はモニタ段階中の探査用車両の発進又は選 択用の時間間隔として用いることができる。次いで、ナイキスト−シャノン定理 を用いて、モニタ段階中に探査用車両によって伝送されたサンプル｛Ｖ（ｃ，Ｔ_(s) ），Ｖ（ｓ，２Ｔ_(S)），----｝からｖ（ｓ，ｔ）を再構成することができる 。 較正期間中に所定のルートセグメントに対して収集したデータは、帯域幅の平 均及び分散度を大まかな時間と位置の関数として示す“グラフ”を作成すること によって評価することができるが、この評価には天候軸、休日軸又は他のものを 用いることもできる。異なる特徴を有する日にちに関する速度パターンもデータ 評価には本来必要であり、この場合には１つのパターンを双方に用いる必要があ る。他のパターン関係も識別することができ、例えば所定のルートについて平均 以下の速度日が１日又は数日続いた後に、平均以上の速度日が続くことがよくあ り、これはモータリストが旅行日の直前に都合が悪くてルート選択を変更したり するからである。このような場合には、「異常」状態を報告する標準速度パター ンを予想される平均以上の速度日に対するものに変更する。 全てでなく、少なめの較正用車両からのデータを用いる場合に得られるモデル を比較することによって、少ない数の報告用車両での精度の劣化度を求めること ができ、これは後の較正段階のシーケンス中並びにモニタ段階中のコスト−精度 のかね合いを改善するのに用いることができる。 モニタ段階 オン−ラインによるモニタリング及び報告動作は大体較正段階が終了するやい なや開始することができる。所定のルートセグメントに対して配置する較正用車 両の数及び発進頻度を正確にするために、起点−目的地間の帯域幅によって所定 精度を必要とする探査範囲を規定する。 このモニタ段階用に用いられる図２に示す機器は較正用に用いられる機器とは 数の点でかなり異なり、又種類も多少異なる。各探査用車両１１０はＧＰＳ受信 機１２及びアンテナ１３と、差動データ受信機１６及びそのアンテナ１５と、携 帯電話２２及びそのアンテナ２３とを有しており、これらは較正用車両に以前用 いたものと同じものとすることができる。しかし、探査用コンピュータ１１８に は１つ又は全てのルートに対する帯域幅パターンの記憶レコードを設け（又は電 話／モデム通信によりダウン−ロードし）、且つこのコンピュータを、測定帯域 幅が較正段階により得られた平均帯域幅とは或るプログラム量だけ異なる時には 常にその速度日を携帯電話２２により自動的に伝送すべくプログラムし、且つ結 線しておく。帯域幅は探査用車両が各セグメントを走行する時にリアルタイムで 測定される。 日にちが当面のルートにとって「普通」の日である時にはパターンを全く自動 的に選択することができる。当然のことながら、コンピュータ１１８は内部クロ ック及びカレンダーを有している。休日及び重大な特殊な行事はかなり前もって わかるので、これらは好ましくはフロッピーディスク等に更新データをメールす ることによっで、定期的な根拠に基づいて与えられるプログラムデータの一部と する。大きな運動行事により影響を受けるルートでも較正期間中に交通流への影 響を考慮して設定したパターンを有することがある。各日にちのパターンは、そ のようなタイプの日に予想される時間と位置の関数としての平均と標準の速度の ずれのパターンの１つになると予期される。 観測速度データは現行セグメント（位置）に対する特殊な平均及び変化量を示 ずデータを収集するためにのみコンピュータ１１８に記憶される。満足のゆく変 化速度以外の速度は探査システムにトランシーバ１３０を含む商業上の電話網を 介して中央コンピュータ１４０を呼出させる。 中央コンピュータ１４０は速度に関する情報、特に有意義なのは速度が通常速 度でない個所の速度情報を表示装置１４２を介して供給すべくプログラムされて いる。さらにコンピュータは、携帯電話網により伝送されるメッセージにより、 選択した探査用車両を自動的に作動させ、或るルートの各重要なセグメントにて 作動させる探査用車両を十分な数とする。さらに、コンピュータが十分な数の探 査用車両を動作させることができない場合には、表示装置１４２を通じてアラー ム及び特殊な情報を流して、隊員が１台以上の特別の探査用車両を発車させる特 別の作用を行えるようにする。 探査用車両を動作させると言うことはその車両を利用できると言うことを前提 とする。本発明によるシステムでは、モニタ段階中に比較的多数の車両を準備さ せて、これらの車両を探査用車両として役立てることができる。こうした車両は 、探査用車両としてのそれらの役割とは無関係に、当面のルートを当該時間に普 通に、又は屡走行することがあるから選択するのに望ましい。こうした車両は例 えば、通勤者用のバス、配達用の車両又は通勤するのによく用いられる自家用車 とする。これらの車両は探査用車両１１０のように装備する。好適な動作モード では、通常モニタされる任意のルートに探査用車両が入ると、探査用コンピュー タ１１８は操作可能な範囲内の電話２２及びトランシーバ１３０を介して中央コ ンピュータ１４０と自動的に通信して、動作に利用できるものとしての登録をす る。次いでコンピュータは接続の確認、動作の指示又はこの探査用コンピュータ がそれ以上は通信しないようにする指示の応答をする。 本来同じ機器を用いる他の動作モードでは、電話２２及びトランシーバ１３０ を汎用目的の携帯電話システムの一部として動作させずに、移動無線システムの １つ以上のチャネル又はタイムスロットを用いるようにする。受信局は限られた サービスチャネル又はタイムスロットを有するサテライトトランシーバか、セル 状に離間させたトランシーバとすることができる。このモードでは、例えば中央 コンピュータ１４０は或る特定のセルラートランシーバを選択し、このトランシ ーバの動作範囲はデータが望まれるルートセグメントをカバーし、且つ前記範囲 内で、しかもそのルートセグメント上にある探査用車両に対する符号化要求を伝 送する。応答するトランシーバ同志が衝突するのを防ぐか、又はそのような衝突 を減らすために既知のいずれかの技法を採用することができる。あまりに多くの 探査用車両が応答する場合には、コンピュータが動作車両を選択し、変動データ の自動伝送を控えさせる。 本発明の他の要点によれば、モニタ段階中にコンピュータが１台又は全てのリ スニング中の探査用車両に１つ以上のルートセグメントに対する速度及び変化量 を変える制御情報を伝送し、そこで探査用車両又はそれ以外のソースからの情報 によって、異なるパターンを予期すべきとする旨を示唆する。この場合の共通の 情報の例には、広範囲にわたる荒れ模様の天候又は影響があると予想されるか、 或るルート又は地域に目下影響を及ぼしている天候に関する情報がある。変更は 或る特定の定量的な変化とするか、異なる記憶パターンの使用とすることができ る。 パターン変更は車載の検知機構によりトリガさせることもできる。例えば、フ ロントガラスのワイパの連続動作が検出される場合には、コンピュータを自動的 に「雨の日」のパターンに切り換えることができるが、車載の温度計が氷点下又 はそれに近い外気温度を検出する場合には雪／氷パターンを代用することができ る。予期したパターンとはずれがある場合にだけデータを伝送するという原理に 従って、探査用車両の幾つか、又は全てに温度、ワイパ動作、明るさ／暗さを検 出する機構を装備させ、こうした状態がこれまでに使用していたパターンと一致 しない場合に「状態逸脱」信号を伝送するようにすることができる。推測航法は 、地形（例えば、トンネルや高い建物）がＧＰＳ受信を妨げる場合にＧＰＳを補 うのに用いることができる。 他の動作態様として、中央コンピュータ１４０は「呼出し中」の自動車が妥当 な速度としてデータを記録することにより現状の交通の流れを推測することがで きる。この情報はもっと後の探査用自動車に伝送して、交通の流れが「普通」に 戻った場合に、その旨の呼出しを受けるようにすべきである。このようなモード は特に、車両故障や、ちょっとした事故が、警察官を読んだり、牽引トラック等 による何等かの手段をとらなくても、その場に居合わせた人々により修正される 極めて異常な流れを作り出す場合に特に有効である。 本発明の他の要点はデータの自動更新にある。探査用に用いられる車両数を較 正用車両として用いられる車両数よりも少なくしても、速度変化量のパターンと 称する帯域幅の変化は、日にち又はルートのタイプに対するパターンモデルを調 整するのに自動的に用いることができる。ハイウェイが新たに開通するような大 きな永久的な変更が突然生ずる場合にだけ、新たな較正段階を準備することにな る。 本発明の実施により得られる情報は周知のいずれかの技法によって提供するこ とができる。幾つかのハイウェイは既に、地域的な交通情報又は他の情報用に、 無線放送帯域のチャネルで作動する低出力の送信機を有している。メッセージは 、これらの送信機で中央局のコンピュータの制御下で直接更新させることができ 、又システムディスパッチャによって更新させることもできる。表示装置１４２ はモニタ又はボードの地図に問題個所をカラー又は番号表示で自動的に表示する のに用いることができ、又表示装置には、異変情報を説明し、且つこの異変が過 去に繰返し生じている幾つかの記憶パターンに対する変形に似ているか、独特に 発生したものかを説明できる簡単なテスキトメッセージを含めることができる。 探査用車両が較正データのないルートを走行している場合には通常報告は抑え られる。しかし、運転者が操作を無視できるようにして、その運転者が、状況が 異常であり、しかも報告に値すると思う時には車載のトランシーバにより自動的 に通信させるようにする。この場合、ＧＰＳの極めて正確な位置信号により中央 コンピュータ１４０は、報告された位置が実際上道路のどの走行レーンであり、 又どんな速度パターンであるのかを正確に求めることができる。これにより斯様 な道路についての交通情報を提供し得るだけでなく、警官が調査を必要とする状 態を正確に指摘することもできる。 上記動作モードの他の変形例では、車載システムが制限期間以上か、当面のル ート以外の走行を識別する時には常に報告を無効にする。通常このような状況は 空中監視ができなければ原因の位置を突き止めるのが困難な事故等によるもので ある。自動的に報告されるデータ（これがコンピュータにより受入れられる場合 ）によって、他の普通に動作させた探査用車両がデータを送り始めるよりもずっ と前に、かなりの異常事態の範囲又は位置を有効に識別することができる。さら に、走行レーンとハイウェイの路肩とを正確に区別し、且つ発生期間を認識でき るから、自動報告の確実性はその報告を確かなものにする。 システムはモニタ段階にて公称的に作動させることができるも、較正モードに て探査用車隊を用いることにより日々の操作中に較正を改良し続けることができ る。さらに、探査用車両が正規の通路又は地域を外れて走行する場合には、デー タベースにそのルートに関するデータを入れるのが望ましい。 他の実施例 グローバルポジショニングシステムは位置情報源として見なされる。その理由 は、それは十分な精度で、完全に自動的に位置情報を得、その結果をコンピュー タにより容易に処理し、しかも通路や、道路に沿って特殊な設備を何ら必要とし ない最良のシステムとして知られているからである。しかし、位置情報は他の多 くの方法により提供することができ、しかもこうした方法は近い将来に利用可能 となり、又は定着させることができることは明らかである。較正段階中にはデー タを取得し、このデータから車載の慣性ナビゲーションシステムを用いて位置を 時間の関数として求めることができる。このようなシステムは探査用車両に装備 させるのには費用がかかり過ぎるが、トンネル内又は高い建築物の間の狭い道路 で信号がとぎれる不都合はない。較正又はモニタ段階中には、チェックポイント にてコイル又は小形の指向性アンテナから伝送される位置識別信号により「推測 航法」データを補足することができる。例えば、車速は車輪速度センサにより正 確に検知することができ、これを車両のステアリング角度と統合させれば、チェ ックポイント間の距離に対する推測航法位置情報を非常に正確なものとすること ができる。 携帯電話２２は運転手とコンピュータ局の社員との間を直接結び、異常な出来 事を報告して、彼等に総体評価させるのに用いたり、同じ電話を通して運転手に 与えることのできる命令を変更するのに用いたりすることができる。 本発明を道路上の自動車以外の他の状況に適用する場合には、較正用移動体（ カリブラント）が正確な時間及び位置情報を求めることができるデータを取得で き、且つ較正段階中に情報を記憶したり、伝送したりする各手段を有するように するだけで済む。モニタ中には十分な数の探査用移動体（プローブ）を利用可能 とする必要があり、これらの各プローブが、時間、位置及び速度を求めることが できるデータへのアクセス機能部と、速度及び帯域幅のパターンを記憶する計算 機能部と、帯域外れの状態に関するデータを受信局に伝送して、個々の報告及び 補正作用を評価し、警報等を発せられるようにする機器とを有するようにする。 従って、本発明は大きなターミナルや、良く画成された通廊及び吹き抜け階段の ある複雑な建物内の歩行者の動きに適用することもできる。このような場合には 、通常表面の位置データ以外に、高さデータか、床レベル又はひと続きの多数の 階段を示す何等かの他のデータを加える必要がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．交通の流れを評する定量的データを推定する方法が： ａ）複数の較正用車両を準備する工程と； ｂ）各較正用車両に、様々な時刻及び位置における較正用車両の速度を求め ことのできるデータを取得するための手段及び取得データを受信局に伝送するた めの手段をそれぞれ設ける工程と； ｃ）各較正用車両によって伝送される前記データを受信する手段を有する少 なくとも１つの受信局を準備する工程と； ｄ）それぞれの日にちの各予定した時刻にほぼ相当する離間した時刻に、ほ ぼ予定したルートをずっと運転する各較正用車両を発進させる工程と； ｅ）１日のうちの、少なくとも各較正用車両を前記ルートに沿ってずっと運 転している時間中、前記データを記録するためにこれらの各車両を制御する工程 と； ｆ）記録データを前記少なくとも１個の受信局に伝送する工程と； ｇ）前記データを伝送した各較正用車両に対するサブセグメントの速度サン プルを計算し、且つ日時と交通条件との少なくとも１つの組合せに対する前記ル ートの各セグメントにおける交通状態を表わす時間−変動帯域幅を有するベース ラインデータを求める工程と； ｈ）前記較正用車両から受取った前記データを分析して、前記較正用車両の 数と、これに基づく推定交通流の信頼度との関係を求め、かつ報告が所定信頼度 の交通流を推定させる所定数の探査用車両を選択する工程と； ｉ）前記少なくとも１つの組合せに対応する日時及び交通条件にて前記所定 数の探査用車両を配置し、各探査用車両に様々な時刻及び位置におけるその探査 用車両の速度を含むサブセグメントの情報を求めることができるデータを取得す る手段を設ける工程と； ｊ）予定した基準値に応答して、少なくとも１台の前記探査用車両を制御し て前記サブセグメントの情報を伝送させる工程と； ｋ）伝送されるサブセグメントの情報に少なくとも多少基づいて前記ルート の少なくとも１つのセグメントに沿う推定交通流を計算する工程と； を具えていることを特徴とする定量的データ推定方法。 ２．前記工程ｉ）が、各探査用車両にそれぞれの車両の位置を求める手段を設け て；各探査用車両にほぼ所定の時間間隔離間した各瞬時時間に、その探査用車両 の位置を求めさせ、これにて求めた位置に対応する探査データ及び対応する瞬時 時間を記録し、且つ前記探査データに少なくとも多少基づいてサブセグメント情 報を求めて記録する工程を具えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．各探査用車両がそれぞれ無線送信機を具えており、 前記探査用車両の少なくとも１つを制御する工程が、各無線送信機を制御し て、各サブセグメント情報を無線チャネルによって各タイムスロットにて伝送し 、且つ 前記サブセグメント情報が、伝送が首尾良く行われている前記少なくとも１ つの探査用車両に対して次に発生する各タイムスロットの前に前記少なくとも１ つの探査用車両に記憶されるようにすることを特徴とする請求項２に記載の方法 。 ４．動作範囲がオーバラップする複数の受信局を準備し、これらの各受信局に制 御及び確認信号を伝送する手段を設け、 前記予定した基準値に応答して、前記少なくとも１つの探査用車両が前記サ ブセグメント情報を伝送し、 受信局からの確認信号の受信時に、探査用車両が、その位置を求め、探査デ ータを記録し、且つサブセグメントの情報を求めて記録する工程を繰返し、且つ 確認信号の受信に失敗したら、前記探査用車両が前記サブセグメント情報を 次に発生する各タイムスロットの期間中に伝送することを特徴とする請求項３に 記載の方法。 ５．多数の探査用車両を準備し、各探査用車両を各車両運転手の自由裁量で運転 させ、さらに、 所定の探査用車両が前記ルートを走行している時に、その車両から識別信号 を伝送する工程と； 前記１個の受信局による前記識別信号の受信時に、前記所定の探査用車両が 操作可能な範囲内にあるかどうかを求める工程と； 前記１個の受信局の操作可能な範囲内にあるルートにて既に通信している探 査用車両の数が前記所定数以下かどうかを求める工程と； 前記既に通信している探査用車両の数が前記所定数以下であることを確かめ たら、制御信号を前記所定の探査用車両に伝送して、前記所定の探査用車両から 少なくとも１つの他の伝送をさせる工程と； を具えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ６．前記工程ｂ）が、各較正用車両にほぼ所定の時間間隔離間した各瞬時時間に 、各車両の位置を求める手段、前記各瞬時の時間を求める手段、求めた位置及び 各瞬時に対する時間に対応するデータを記録する手段及び記録したデータを伝送 する手段を設ける工程を具えていることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ７．前記各較正用車両が、前記受信局に記憶データを伝送する前に、予定した全 ルートの内の少なくとも１つのセグメントを運転している間の前記各瞬時時間に 対するデータを記録し、且つ記憶することを特徴とする請求項６に記載の方法。 ８．交通の流れを評する定量的データを推定する方法が： ａ）複数の較正用車両を準備する工程と； ｂ）各較正用車両に、様々な時刻及び位置における較正用車両の速度を求め ことのできるデータを取得するための手段及び取得データを受信局に伝送するた めの手段をそれぞれ設ける工程と； ｃ）各較正用車両によって伝送される前記データを受信する手段を有する少 なくとも１つの受信局を準備する工程と； ｄ）それぞれの日にちの各予定した時刻にほぼ相当する離間した時刻に、ほ ぼ予定したルートをずっと運転する各較正用車両を発進させる工程と； ｅ）１日のうちの、少なくとも各較正用車両を前記ルートに沿ってずっと運 転している時間中、前記データを記録するためにこれらの各車両を制御する工程 と； ｆ）記録データを前記少なくとも１個の受信局に伝送する工程と； ｇ）前記データを伝送した各較正用車両に対するサブセグメントの速度サン プルを計算し、且つ日時と交通条件との少なくとも１つの組合せに対する前記ル ートの各セグメントにおける交通状態を表わす時間−変動帯域幅を有するベース ラインデータを求める工程と； を具えていることを特徴とする定量的データ推定方法。 ９．或るルートに沿う交通の流れを評する定量的データを推定する方法が： ａ）日時と交通条件との少なくとも１つの組合せに対する前記ルートの各セ グメントにおける交通状態を表わす時間−変動帯域幅を有するベースラインデー タを求める工程と； ｂ）前記ベースラインデータを分析して、前記探査用車両の数と、これに基 づく推定交通流の信頼度との関係を求め、且つ報告が所定信頼度の交通流を推定 させる所定数の探査用車両を選択する工程と； ｃ）前記少なくとも１つの組合せに対応する日時及び交通条件に近い各時刻 に複数の探査用車両を配置する工程と； ｄ）各配置した探査用車両に、様々な時刻及び位置におけるその探査用車両 の速度を含むサブセグメントの情報を求めることができるデータを取得させ、前 記ルートの最新位置におけるセグメントの交通状態を表わす時間−変動帯域幅を 有する前記ベースラインデータと前記サブセグメント速度とを比較させ、前記サ ブセグメント速度が日時、セグメント及び交通条件の組合せに対する前記帯域幅 内に入る正常値であるかどうかを求めさせる工程と； ｅ）所定の探査用車両のサブセグメント速度が前記帯域幅内に入らない異常 速度であることを確認したら、前記所定の探査用車両における前記伝送用手段を 制御して、計算したサブセグメント速度に関連する情報を伝送する工程と； ｆ）前記伝送情報に少なくとも多少基づいて前記ルートの少なくとも１つの セグメントに沿う推定交通流を計算する工程と； を具えていることを特徴とする定量的データ推定方法。 １０．或るルートに沿う交通の流れを評する定量的データを推定するための探査 用車両が： ａ）日時と交通条件との少なくとも１つの組合せに対する前記ルートの各セ グメントにおける交通状態を表わす時間−変動帯域幅を有するベースラインデー タを受取って記憶する手段と； ｂ）前記探査用車両が、前記少なくとも１つの組合せに対応する日時に近い 時刻及び交通条件にて前記ルートに沿って運転されているかどうかを確かめる手 段と； ｃ）様々な時刻及び位置における探査用車両の速度を含むサブセグメント情 報を求めることができるデータを取得し、サブセグメント速度を、前記ルートの 最新位置におけるセグメントの交通状態を表わす時間−変動帯域幅を有する前記 ベースラインデータを比較し、且つ前記サブセグメント速度が日時、セグメント 及び交通条件の組合せに対する前記帯域幅内に入る正常値であるかどうかを求め る手段と； ｄ）前記探査用車両のサブセグメント速度が前記帯域幅内に入らない異常速 度であることを確認したら、前記所定の探査用車両における前記伝送用手段を制 御して、計算したサブセグメント速度に関連する情報を伝送する手段と； を具えていることを特徴とする探査用車両。 １１．前記ｄ）の手段が、ほぼ所定の時間間隔離間した各瞬時時間に各車両の位 置を求め、；前記各瞬時の時刻を求め；前記探査用車両に対して求めた最新位置 と以前に求めた位置との間の平均サブセグメント速度を計算し；前記平均サ ブセグメント速度を、前記ルートの最新位置におけるセグメントの交通状態を表 わす時間−変動帯域幅を有する前記ベースラインデータと比較し；且つ前記平均 サブセグメント速度が日時、セグメント及び交通条件の組合せに対する前記帯域 幅内に入る正常値であるかどうかを求める； 手段を具えていることを特徴とする請求項１０に記載の車両。