JPH1021489A - 道路案内方法およびシステム - Google Patents

道路案内方法およびシステム

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JPH1021489A
JPH1021489A JP17206996A JP17206996A JPH1021489A JP H1021489 A JPH1021489 A JP H1021489A JP 17206996 A JP17206996 A JP 17206996A JP 17206996 A JP17206996 A JP 17206996A JP H1021489 A JPH1021489 A JP H1021489A
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JP
Japan
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road
vehicles
traffic congestion
measuring
traffic
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JP17206996A
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English (en)
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Hiroaki Sengoku
浩明 仙石
Ikuo Yoshihara
郁夫 吉原
Tomohiro Murata
智洋 村田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 交通の集中を抑制し、全体として道路上の車
の流れをスムーズにし、渋滞の発生を未然に防止するこ
と。 【解決手段】 道路に滞留する車の台数を計測する台数
計測装置と、平均車速を計測することにより渋滞発生を
検知する渋滞発生検知装置とを各道路毎に設け、前記渋
滞発生検知装置が渋滞発生を検知した時の車の滞留台数
を、その道路の滞留台数の受け入れ能力として各道路毎
に学習し、前記台数計測装置が計測した各時刻における
滞留台数と前記受け入れ能力との比を、その時刻におけ
る渋滞危険率として算出し、その渋滞危険率が低い道路
を優先的に案内する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、道路案内方法およ
びシステムに係り、特に、渋滞のおそれが少ない道路を
優先的に案内することにより、渋滞を未然に防ぐように
した道路案内方法およびシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の道路案内方法として、例えば、平
均車速を計測し、車速が一定速度以下になった道路を渋
滞している路線として案内板に表示する方法、あるいは
一定区間の通過所要時間を表示することにより渋滞の度
合いを表現する案内方法がある。
【0003】いずれも現在の混雑状況を測定し、道路を
走行中の運転者に案内するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、主要交差点
間の道路それぞれにおいて、ある瞬間にその道路を走行
中あるいは停止中の車の台数をその道路に「滞留」する
台数と定義すると、一般に、道路に滞留する車の台数が
増えると渋滞が発生する。どの程度の台数まで許容でき
るかは、その道路の車線数と長さで概ね定まるが、道路
の通り易さなどにより変化する。
【0005】例えば、標識や信号が分かりにくい道路で
は不慣れなドライバーがスムーズに運転できないため、
より少ない滞留台数で渋滞が起きる。また、道路の幅、
違法駐車の台数、大型車と小型車の台数の比率、さらに
対向車線の混雑状況なども影響を与える。
【0006】渋滞発生時における道路上の滞留台数を、
その道路の「受け入れ能力」Aと定義し、滞留台数Bと
受け入れ能力Aとの比(B/A)を「渋滞危険率」と定
義すると、この渋滞危険率が「1」に近付くほど渋滞に
なる可能性は高い。
【0007】しかしながら、上記従来の道路案内方法
は、道路の受入れ能力を全く考慮せずに、いずれも現在
の混雑状況を測定し、道路を走行中の運転者に案内する
ものであるため、現在は混雑していない道路へ車を誘導
してしまう結果、混雑していない特定道路への交通の集
中を招き、新たな渋滞を引き起こすおそれがある。
【0008】本発明の目的は、時々刻々変化する各道路
の受け入れ能力を学習し、その学習結果に基づき一定時
間毎に各道路の危険率を算出し、能力に見合った車が各
道路に流れるように案内し、渋滞の発生を未然に防止で
きる道路案内方法およびシステムを提供することであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の道路案内方法は、基本的には、道路に滞留
する車の台数を計測する台数計測装置と、平均車速を計
測することにより渋滞発生を検知する渋滞発生検知装置
とを各道路毎に設け、前記渋滞発生検知装置が渋滞発生
を検知した時の車の滞留台数を、その道路の滞留台数の
受け入れ能力として各道路毎に学習し、前記台数計測装
置が計測した各時刻における滞留台数と前記受け入れ能
力との比を、その時刻における渋滞危険率として算出
し、その渋滞危険率が低い道路を優先的に案内すること
を特徴とする。
【0010】また、本発明の道路案内システムは、基本
的には、道路毎に設けられ、各道路に滞留する車の台数
を計測する台数計測装置および平均車速を計測すること
により道路の渋滞発生を検知する渋滞発生検知装置と、
前記渋滞発生検知装置が渋滞発生を検知した時の車の滞
留台数を、その道路の滞留台数の受け入れ能力として各
道路毎に学習し、前記台数計測装置が計測した各時刻に
おける滞留台数と前記受け入れ能力との比を、その時刻
における渋滞危険率として算出する算出手段と、算出さ
れた渋滞危険率が低い道路を優先的に案内する案内手段
とを備えることを特徴とする。
【0011】ここで、受け入れ能力の変化には、事故,
工事などによる一時的変化と、時間帯,曜日による周期
的変化がある。そこで、受け入れ能力を事故,工事など
の道路障害情報、および時間帯,曜日などの日付情報の
関数とみなし、この関数をその道路の特性関数と呼ぶ。
各道路の特性関数を多層ニューラルネットワークを用い
て学習する。そして、学習済みの特性関数を用いて一定
時間毎の受け入れ能力を推定する。学習は継続して行な
い、経年変化に追随させる。
【0012】各道路毎に、滞留台数の測定値と、受け入
れ能力の推定値との比を求めることにより渋滞危険率を
算出する。これをビーコン等の路車間通信、あるいはF
M多重などの手段によって車載ナビゲーションシステム
に伝送する。
【0013】ナビゲーションシステムでは、渋滞危険率
が高い道路を、渋滞中の道路に準ずる扱いとし、なるべ
く渋滞危険率が低い道路を優先的に探索する。
【0014】ナビゲーションシステムを搭載していない
車向けには、各道路の危険率を色(例えば、青=0〜赤
=1)で表現し、路上に設置した案内板で案内表示す
る。
【0015】滞留台数が受け入れ能力の限界に達してい
る道路は、平均車速がさほど低下していない場合でも、
割り込み等の流れの乱れをきっかけとして自然渋滞が発
生することが多い。本発明では、このような渋滞の危険
が高い道路への車の流入を抑制し、渋滞を未然に防ぐこ
とができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した道路案内
システムについて図面を参照して詳細に説明する。
【0017】図1は、道路毎に渋滞危険率を求め、これ
を車載ナビゲーションシステムに伝送して道路案内を行
なうようにした実施の形態を示すシステム構成図であ
る。
【0018】この実施形態では、道路110毎に、車の
速度を計測する車速センサ111が設置される。さら
に、道路110に単位時間あたりに流入する車の台数を
計測する流入センサ112および流出する台数を計測す
る流出センサ113とが、それぞれ道路110の入口と
出口に設置される。
【0019】車速センサ111は渋滞の検知のみに用い
るため、精度は必要ではなく、道路110に1個設置す
る。一方、流入,流出センサ112,113は車線数分
設置される。
【0020】これらのセンサ111,112,113の
出力データは案内センタ120に有線または無線で送ら
れる。案内センタ120には、当該案内センタ120が
管轄する全ての道路に設置されたセンサ111,11
2,113からの出力データが入力される。
【0021】案内センタ120では、管轄下の各道路の
渋滞危険率を単位時間毎に算出する。例えば、10分単
位で算出する。
【0022】案内センタ120は、平均車速算出部12
1、滞留台数算出部122、特性関数学習部123、受
入れ能力推定部124、渋滞危険率算出部125とから
構成され、渋滞危険率算出部125が算出した渋滞危険
率が車載ナビゲーションシステム130に送信される。
【0023】平均車速算出部121は、車速センサ11
1からのデータを平均することにより道路110上の平
均車速を求め、渋滞を検出する。例えば、平均車速が1
0km/h以下である時を「渋滞」とみなす。高速道路な
ど、通常の平均車速が大きい道路においては渋滞とみな
す速度を大きくしてもよい。
【0024】滞留台数算出部122は、道路110の流
入台数から流出台数を減じ、時間で積分することにより
道路110上の滞留台数を求める。
【0025】特性関数学習部123は、日付情報、道路
障害情報などの特性関数をニューラルネットワークによ
り学習する。フローチャートを図2に示す。
【0026】ニューラルネットワークは、図3に示すよ
うに、時間帯、曜日、車線数、距離を入力とし、受け入
れ能力を出力とする4入力3層ニューラルネットワーク
を用い、荷重係数を誤差逆伝播法(BP法)により変化
させて、出力が教師信号(渋滞発生時の滞留台数)と一
致するように学習を行なう。
【0027】まず、ステップ201の初期化において、
ニューラルネットワークの出力が自明な上界となるよう
に予め学習することにより、荷重係数の初期化を行な
う。自明な上界としては、例えば、その道路に充填でき
る車の最大台数を用いることができる。
【0028】次に、ステップ202で、平均車速算出部
121が渋滞を検出したかどうかの判断を行なう。渋滞
を検出した場合のみ滞留台数算出部122が算出した滞
留台数を教師信号31として学習を行なう(ステップ2
03)。
【0029】次に、この時の誤差が“ε”(定数)以下で
あるか判断し(ステップ204)、“ε”以下ならば変数
tを「1」増やし(ステップ206)、そうでないならば
変数tを「1」減らす(ステップ207)。
【0030】ただし、変数tが2T以上の値にならない
ようにするため、ステップ205においてt<2Tであ
るか判断し、t≧2Tであればtの加算は行なわない。
tは、学習がどの程度進んだかの指標を示す変数であ
る。本実施例ではt≧Tであるとき学習が充分進んだと
みなす。
【0031】ここで、Tは、1週間を単位時間で割算し
た値である。すなわち、1週間は「60x24x7=10
0080分」であるから、単位時間10分で割って「T
=10080÷10=1008」である。
【0032】ステップ208で単位時間待った後、ステ
ップ202に戻り、以下同様に繰り返す。
【0033】ニューラルネットワークへの入力は日付情
報と道路障害情報である。日付情報は曜日と時間帯をそ
れぞれ数値化したものを入力として用いる。例えば、時
間帯は、3:00am=0,3:10am=1,...4:0
0am=6,...という具合に、単位時間毎に3:00am
から2:50amまでを1ずつ変化する数値で定める。
【0034】曜日は、月曜の3:00amから火曜の2:
50amまでを「1」とし、以下同様に、火曜=2,...
土曜=6,日曜=7とする。
【0035】工事,事故等に関する道路障害情報は、工
事あるいは事故処理によって占有される道路の車線数お
よび長さを入力する。平常時は車線数,長さ共に「0」
を入力する。
【0036】ただし、曜日、時間帯、占有車線数、占有
長のそれぞれを3層ニューラルネットワークへ入力する
際は、正規化処理32〜35によって「0」〜「1」の
数値に正規化する。
【0037】受け入れ能力推定部124は、特性関数学
習部123で学習した結果を用いて受け入れ能力Aを推
定する。ただし、学習が充分進んでいない時、すなわち
t<Tであるときは、受け入れ能力を推定しない。この
場合、当該道路の渋滞危険率は「不明」とする。
【0038】渋滞危険率算出部125は、滞留台数算出
部122が算出した滞留台数Bを、受け入れ能力推定部
124で推定した受け入れ能力Aで割算した結果を、渋
滞危険率として出力する。
【0039】案内センタ120は、管轄下の各道路毎に
渋滞危険率を算出し、これをビーコン等の路車間通信あ
るいはFM多重などの手段によって車載ナビゲーション
システム130に伝送する。
【0040】車載ナビゲーションシステム130は、最
適経路探索部131と表示装置132とで構成されてい
る。最適経路探索部131は、渋滞危険率が低い道路を
優先的に探索する。
【0041】その探索方法は、各道路のコストに渋滞危
険率を加味する他は、現在広く使われているナビゲーシ
ョンシステムと同様である。
【0042】探索結果は表示装置に表示される。
【0043】ここで、車載ナビゲーションシステム13
0を搭載していない車向けには、各道路の渋滞危険率を
色で表現した案内板を路上等に設置して運転者に案内す
る。
【0044】案内板としては、図4に示すように、各道
路の渋滞危険率が0〜1へ変化するにしたがって案内板
41上の道路の表示を青色〜赤色に変化させる構成が望
ましい。また、案内版によらず、道路交通情報としてラ
ジオ放送で案内するようにしてもよい。
【0045】なお、この実施形態では、道路状の滞留台
数を流入センサ112と流出センサ113で検出してい
るが、テレビカメラを用いた物体認識処理によって検出
するようにしてもよい。
【0046】以上のように、本実施形態によれば、渋滞
を予測するのではなく、道路の受入れ能力を学習し、現
在の滞留台数との関係から渋滞になる危険率を算出し、
渋滞危険率の低い道路を優先して案内するため、全体と
して道路上の車の流れがスムーズになり、渋滞の発生を
未然に防止することができる。すなわち、渋滞が発生し
てしまってから他の道路に誘導するのではなく、渋滞発
生前に危険率を伝え、道路全体での車の流れがスムーズ
になるように案内するため、渋滞の発生を未然に防止す
ることができる。
【0047】また、道路の受け入れ能力は諸条件によっ
て変動するが、道路障害情報と日付情報を利用すること
により的確な推定が可能である。
【0048】また、ニューラルネットワークで道路の特
性関数を日々学習することにより、経年変化に的確に対
応できる。
【0049】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、渋滞を予測するのではなく、道路の受入れ能力を学
習し、現在の滞留台数との関係から渋滞になる危険率を
算出し、渋滞危険率の低い道路を優先して案内するた
め、滞留台数がその道路の受け入れ能力近くに達してい
る道路ほど運転者あるいはナビゲーションシステムに選
ばれなくなり、交通の集中を抑制し、全体として道路上
の車の流れがスムーズになり、渋滞の発生を未然に防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すシステム構成図であ
る。
【図2】特性関数学習部の処理内容を示すフローチャー
トである。
【図3】道路の受け入れ能力を学習するニューラルネッ
トワークの構成図である。
【図4】路上に設置する案内板の一例を示す図である。
【符号の説明】
110…道路、111…車速センサ、112…流入セン
サ、113…流出センサ、120…案内センタ、121
…平均車速算出部、122…滞留台数算出部、123…
特性関数学習部、124…受入れ能力推定部、125…
渋滞危険率算出部、130…車載ナビゲーションシステ
ム。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 道路に滞留する車の台数を計測する台数
    計測装置と、平均車速を計測することにより渋滞発生を
    検知する渋滞発生検知装置とを各道路毎に設け、前記渋
    滞発生検知装置が渋滞発生を検知した時の車の滞留台数
    を、その道路の滞留台数の受け入れ能力として各道路毎
    に学習し、前記台数計測装置が計測した各時刻における
    滞留台数と前記受け入れ能力との比を、その時刻におけ
    る渋滞危険率として算出し、その渋滞危険率が低い道路
    を優先的に案内することを特徴とする道路案内方法。
  2. 【請求項2】 前記の受け入れ能力を、事故,工事など
    の道路障害情報、および時間帯,曜日などの日付情報の
    関数とみなし、前記道路障害情報を事故あるいは工事に
    よって占有される車線数および占有距離によって表現
    し、さらに前記日付情報を時間帯および曜日のそれぞれ
    に通し番号を割り振ることにより数値化して表現するこ
    とにより、前記関数を、車線数、距離、時間帯、曜日を
    入力とし、受け入れ能力を出力とする4変数関数として
    表現し、前記受入れ能力を4入力多層ニューラルネット
    ワークの誤差逆伝播法に基づいて学習することを特徴と
    する請求項1記載の道路案内方法。
  3. 【請求項3】 道路毎に算出した渋滞危険率を車載ナビ
    ゲーションシステムに伝送し、最適経路探索に使用する
    ことを特徴とする請求項1または2記載の道路案内方
    法。
  4. 【請求項4】 道路毎の渋滞危険率を路上に設置した案
    内板に表示することを特徴とする請求項1〜3記載のい
    ずれかの道路案内方法。
  5. 【請求項5】 道路毎に設けられ、各道路に滞留する車
    の台数を計測する台数計測装置および平均車速を計測す
    ることにより道路の渋滞発生を検知する渋滞発生検知装
    置と、前記渋滞発生検知装置が渋滞発生を検知した時の
    車の滞留台数を、その道路の滞留台数の受け入れ能力と
    して各道路毎に学習し、前記台数計測装置が計測した各
    時刻における滞留台数と前記受け入れ能力との比を、そ
    の時刻における渋滞危険率として算出する算出手段と、
    算出された渋滞危険率が低い道路を優先的に案内する案
    内手段とを備えることを特徴とする道路案内システム。
JP17206996A 1996-07-02 1996-07-02 道路案内方法およびシステム Pending JPH1021489A (ja)

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Cited By (6)

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