JPH09128677A - 交通監視制御システム - Google Patents

交通監視制御システム

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JPH09128677A
JPH09128677A JP7287028A JP28702895A JPH09128677A JP H09128677 A JPH09128677 A JP H09128677A JP 7287028 A JP7287028 A JP 7287028A JP 28702895 A JP28702895 A JP 28702895A JP H09128677 A JPH09128677 A JP H09128677A
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JP
Japan
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traffic
vehicle
time
information
travel
Prior art date
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Pending
Application number
JP7287028A
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English (en)
Inventor
Takayoshi Yokota
孝義 横田
Takeshi Inoue
健士 井上
Toru Nagai
徹 永井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】人手で設計していた信号オフセットの設定に替
わり、最適な信号オフセット値を自動的に算出すること
を目的とする。 【解決手段】走行軌跡を計測する車載機を搭載した車両
を走行させ、それによって得た走行軌跡データを用いて
交通状況を監視し、また、信号タイミングデータの実績
値および、車両走行モデルを用いて走行軌跡を実測の軌
跡に近似させ、そのモデルを用いてシミュレーションを
行い、信号タイミングを最適化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は道路交通の渋滞状況
を計測,監視するシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の道路交通の信号制御においては、
人手で系統信号のオフセットを調整した効果を実車走行
等によって測定し、効果を確認していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、実車
走行によって得た走行データを判断材料にしていたが、
そのデータを使って信号オフセットを自動的に求めるこ
とはしていなかった。
【0004】そのため、頻繁にデータを収集するには人
手がかかり、十分な頻度で交通状況に適合した信号設定
を行うことが困難であった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、項頻度で走
行する車両に装着した走行履歴記録装置によって、計測
対象路線を走行中の時々刻々変化する車両の位置がファ
イル化され記録される。対象区間の終了時に、最寄りの
受信装置に上記ファイルを伝送する。ファイルを受信し
た路上の受信機は、次に遠方の交通管制センターにその
ファイルを中継して伝送する。このようにして交通管制
センターには対象路線の車両の走行状態が収集できる。
このデータと信号制御機の信号タイミングとを合成し
て、走行ダイヤグラムを作成し表示する。これによって
対象路線の信号制御の効果を可視化できる。
【0006】次に、この走行ダイヤグラムを交通シミュ
レータと一致するようにシミュレータのパラメータを調
整する。その後、実体と合わせたシミュレータ上で信号
オフセットの最適値を探索する。これによって実体に適
合した信号設定が可能になる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を用いて説
明する。
【0008】(実施例1)まず、走行軌跡を蓄積し、伝
送する車載装置について説明する。図1(101)は自車
位置を計測出来る装置で例えばGPSを用いたものであ
る。これにより、刻々自車位置を緯度,経度として時刻
と共に出力し、図1(102)の距離計算部ではこの情
報を元に走行距離に変換する。図1(103)の走行軌
跡蓄積部では、図1(107)の蓄積開始/終了判定部
から蓄積開始というトリガーが来ると、走行距離を0に
クリアし、時刻と走行距離を対にした情報にして以後図
1(105)のメモリーに格納する。この格納は、図1
(107)の蓄積開始/終了判定部から蓄積終了のトリ
ガーが来るまで継続する。図1(107)の蓄積開始/
終了判定部は、あらかじめ設定した走行履歴の蓄積開始
地点と蓄積終了地点の緯度経度と、図1(101)のG
PS受信機から出力される緯度経度を比較して、一致検
出時にそれぞれのトリガーを出力するものである。
【0009】図1(108)の送信開始判定部では、図
1(104)の無線伝送装置、および図1(106)の
空中線によって、図1(105)に蓄積された走行履歴
データを図2(203),(204)のように路上に設置
した中継装置への伝送を開始するトリガーを出力するも
ので、あらかじめ設定した送信開始地点の緯度,経度
と、図1(101)のGPS受信機から出力される緯度
経度を比較して、一致検出時に送信開始のトリガーを出
力する。この際のデータ伝送には伝送品質の高いパケッ
ト通信を用いる。
【0010】図1の車載装置を搭載した車両、例えば図
2(201),(202)の定期運行バスは、路上の中継
機に対して、上記の手順で走行履歴データを伝送するこ
とになる。図2(203),(204)の路上の中継機は
パケット通信によってそれぞれ走行履歴データの受信を
完了したら、ただちに図2(207)の交通管制センタ
ーに該走行履歴データを伝送する。この伝送には図2
(205),(206)の伝送路を用いるが、これは無線
でも有線でも良い。該中継機の構成を図3を用いて行
う。
【0011】図3(301)は、車載装置との無線伝送
を行う空中線である。図3(302)は該車載機に蓄積さ
れた走行軌跡データをパケット通信によって受信する無
線伝送装置、図3(303)は受信した走行軌跡データ
を中継機内に蓄積する走行軌跡蓄積部、図3(304)
は、該中継機の全体の処理を制御する制御装置、図3
(305)は受信した走行軌跡データを図2(207)
の交通管制センターに伝送するための電話回線インター
フェース、図3(306)は電源である。
【0012】次に、交通管制センター内の処理について
述べる。該交通管制センターに設置した監視制御装置で
は、受信した走行軌跡を信号の状態と共にディスプレー
に表示する。これによって交通渋滞による速度の低下や
赤信号による停止等の交通状況が系統を通して監視出来
る。
【0013】例えば朝夕の通勤ラッシュ時間に高頻度に
走行している個々のバスに上記装置を装着することで、
10分間隔程の頻度で交通状況が系統状態として監視可
能になる。伝送された走行軌跡データはあらかじめ決め
た時間内例えば30分以内のものはすべて同一画面に信
号機の周期に同期して描画する。これによって30分内
の交通状況が信号と同期して表示される。上り,下り双
方について図4に示すように表示される。これによって
交通状況が正確に把握できる。
【0014】(実施例2)次に、走行軌跡情報を元に交
通状況を推定するシステムの実施例を説明する。図5に
交通状態を推定するための交通モデルを説明する。該交
通モデルでは、各交差点の信号機の赤,青,黄に同期し
てあらかじめリンク毎に決めた図5(501)の発進遅れ
時間τ(i)、図5(502)の停車間隔d(i)、図5(5
03)のリンク速度v(i)で規定し、車両を走行させるモ
デルである。ここで添え字のiは、リンクに付与した番
号である。図5(504)は信号が赤であることを表
す。該交通モデルで扱う道路の端点から図5(507)
で表すようにサイクル単位に交通量q(i)を発生させ、
該リンク速度v(i)に従って図5(511)のように走
行軌跡を計算する。
【0015】この時、前方に停止車両があれば図5(5
02)で示す停車間隔d(i)を保って停車し、信号が赤
から青に変化し、かつ前方に停車車両が無くなれば、図
5(501)のように発進遅れ時間τ(i)後に発進す
る。また、信号が赤の時に交差道路から右左折によって
流入してくる交通を図5(508)のサイクル単位流入
交通量の観測値に従い車両を発生させる。一方、走行中
に右左折し、本線から流出してしまうサイクル単位流出
交通量の観測値に従って車両を消失させる。
【0016】次に、該交通モデルを交通管制センターで
収集した走行軌跡データと整合させる処理について説明
する。図5に示す様に、車両発生部ではあらかじめ設定
した間隔でサイクル単位にq(i)台の車両を発生させ
る。上述のように、各車両は道路上は信号が青であり、
目前に別の車両が停止していなければ、リンク毎に設定
した等速度で走行する。ここで、停車時の車間距離と停
車してから発進するまでの遅れ時間をリンク毎に設定し
ておく。このようなモデルでは、図5(512)の発進
波、図5(513)のように停止波が発生し、実際の交
通の現象を簡潔に表現出来る。
【0017】各リンクは交通量q(i),qin(i),qout
(i)が得られているとすると、未知のパラメータとし
て、速度:v(i),駐車車間距離:d(i),発進遅れ:
τ(i)を持つ。一方、観測された複数の走行軌跡li
(t),i=0,1,,N−1とこのモデル内の軌跡が出来
るだけ一致するように上記パラメータを推定する。モデ
ル内車両走行軌跡をlei(t) ,i=0,1,,N−1とす
れば、評価関数を例えば、軌跡間の2乗誤差として、
【0018】
【数1】
【0019】としてこれを最小化する。
【0020】最初は、各パラメータは初期値を与えて置
く。初期値を与えた状態では、図6に示すように(60
1)−(604)の実測の走行軌跡に対して(605)
に示すようにモデルの走行軌跡群は誤差を持っている。
その後パラメータを微小に変化させ、評価関数が減少す
る方向に変化させる。遺伝的アルゴリズムを用いても良
い。この結果実測の走行軌跡に適合した交通モデルが得
られる。このようにして実際の走行軌跡をモデルで近似
した一例を図7に示す。図6内の軌跡(701)−(70
4)が実際に得られた走行軌跡で、図7の(705)−
(708)の走行軌跡群が上記手法によって得られた走
行モデルによる近似走行軌跡である。
【0021】次に、このようにモデル化した後に、信号
のオフセットを変化させ交通の円滑化を図る。各信号機
の現示方向1の青の開始時間をt(i),i=0,1,
2,,,MMは系統内交差点数とし、この値を変化させ、
対象路線の走行評価値を改善する。走行評価値には、以
下に示す平均旅行時間と停止回数の加重和を用いる。
【0022】Ev=平均旅行時間+α・平均停止回数 この値が小さくなるように、各信号機のオフセット(青
の開始時間)を変化させると、図8に示すような結果が
得られ、旅行時間と停止回数の低下が得られる。このオ
フセットを実際に適用することで交通の円滑化が可能に
なる。本実施例では片方向の交通の例を挙げているが、
上り,下りの双方向の交通に対しても同様の処理を適用
することが可能である。
【0023】(実施例3)次に、走行軌跡のデータを定
期運行車両を用いて高頻度に行う例を説明する。朝夕の
通勤時間帯に定期運行バスが5分間隔のダイヤで運行さ
れているとする。各バスは対象路線を走行し収集した走
行履歴データを路線の終端付近に設置したデータ中継機
に向けパケット通信によって伝送する。このデータはバ
スのIDと走行軌跡データをファイル化したものであ
る。このファイルの伝送を完了すると、データ中継機
は、交通管制センターに向け有線あるいは無線伝送路を
用いて同様に該データを伝送する。対象路線の両端に中
継機を設置することによって、上り,下り双方の走行履
歴データが5分間隔程度の頻度で交通管制センターに伝
送される事になる。これによって(実施例1),(実施例
2)の処理を行えば、対象路線の交通状況がオンライン
で把握出来、またオンラインで最適な信号オフセットが
決定出来る。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、従来多大な労力を要し
ていた系統信号オフセットの調整が自動化され、かつ、
その効果を定量的に把握出来るようになる。また、交通
状況の計測も簡便な装置を車両に搭載し、系統最適化の
対象となる区間を単に走行するだけで良く、煩雑なデー
タ収集に煩わされる事がなくなる。また、上記データ収
集を路線バス等で定期的に高頻度で行うことで、交通状
況がオンラインで観測可能になり、時々刻々変化する交
通状況に適応したオフセットの最適制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】走行軌跡を計測し、無線伝送する車載装置の構
成図。
【図2】車載機を搭載したプローブカーと交通管制セン
ターのシステム構成図。
【図3】路上中継装置の構成図。
【図4】走行軌跡図。
【図5】走行モデルの説明図。
【図6】走行モデルによる軌跡と実測走行軌跡を示す
図。
【図7】近似した走行モデルによる軌跡と実測走行軌跡
を示す図。
【図8】オフセット最適化後の走行モデルによる軌跡を
示す図。
【符号の説明】
101…GPS、102…距離計算部、103…走行軌
跡蓄積部、104…無線伝送装置、105…メモリー、
106…空中線、107…蓄積開始/終了判定部、10
8…送信開始判定部。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両にあらかじめ設定した時間間隔で時刻
    と位置を対にした情報を記憶する手段を有する装置を装
    着し、オフライン手段または通信手段を用いて該情報を
    外部に伝達し、該情報を用いて道路交通の状況を監視,
    表示する交通監視制御システム。
  2. 【請求項2】請求項1において、 取得した走行情報を元に、交通信号の灯色の状態と共に
    走行軌跡を時間と距離の2次元的グラフに表示し、走行
    路線の交通状況を実時間的に、あるいは過去のデータを
    表示する交通監視制御システム。
  3. 【請求項3】最適化対象の道路の交差点間を結ぶリンク
    毎に走行速度,車頭間隔,停止間隔を設定出来、信号の
    灯色の状態で走行,停止を行い、個々の車両の軌跡を記
    録出来る車両軌跡発生部と、実測車両軌跡との相異を評
    価する誤差評価部と、該誤差評価部で得られる誤差を該
    走行モデルパラメータを変化させ最小化する誤差最小化
    部から構成される装置によって、実際に得た少なくとも
    1つの走行軌跡データと該走行軌跡発生部で得られる走
    行軌跡との誤差を最小化し、実際の交通状況に近い該パ
    ラメータをリンク毎に決定する機能を有する交通監視制
    御システム。
  4. 【請求項4】請求項3において、 決定したリンク毎のパラメータによって表現した道路交
    通状況を基に、各信号機の青時間の開始時刻を調整し、
    対象路線を走行する走行軌跡データから平均旅行時間と
    平均停止回数を算出し、それぞれの加重和を評価関数と
    して、それを最小化するように該オフセットを決定する
    事を特長とする交通監視制御システム。
  5. 【請求項5】請求項1,2,3,4のいずれかにおい
    て、 情報収集のための該装置を定期運行バス、あるいは特別
    に用意した車両に搭載し、高頻度にデータを収集する交
    通監視制御方式。
  6. 【請求項6】請求項3において表現した道路交通状況を
    基に、停止波の伝播と赤の開始時間を合わせることで、
    無駄な青時間を減らし、渋滞を緩和する交通監視制御方
    式。
JP7287028A 1995-11-06 1995-11-06 交通監視制御システム Pending JPH09128677A (ja)

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