JPS5837796A - 旅行時間計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、移動する物体の旅行時間測定装置、たとえ
ば道路上を走行する車両がある所要距離はなれた２地点
間を走行するのに要する時間を測定する装置に関する。

交通管制、交通情報表示等において、渋滞地点、渋滞長
の検出およびその表示は非常に重要であるが、それ以上
にある地点に到達するまでの時間を測定することまたは
予測することが望まれている。渋滞の有無は、車両の走
行速度または時間オキユパンシ−の測定結果から検出す
ることができる。また渋滞長は複数地点で渋滞の有無を
検出することにより容易に知ることができる。し力）し
ながら、ドライバが最も知りたい情報が、どのくらいの
時間で目的地に到達できるかということであるにもかか
わらず、所要距離はなれた２地点間を車両が通過するの
に要する時間を測定することは非常に困難である。

旅行時間の測定は、原理的には、特定の車両を試走させ
ることにより可能となる。しかしながら、試走車それ自
体およびそのドライバ等の物的および人的な動員が必要
となり現実的ではない上に、刻々に変化する旅行時間情
報を得ることは不可能である。測定２地点に、テレビ・
カメラおよびその映像信号のパターン判別袋口を設置し
、パターン認識の手法により個々の車両を追跡すること
も考えられるが、装置の構成がきわめて複雑になるとと
もに、類似の形状の車両が多く存在するから必ずしも正
確な測定は期待できない。

この発明は、比較的簡単な構成で、刻々に変化する旅行
時間を測定することのできる装置を提供することを目的
とする。

以下電図面を参照してこの発明を、車両の旅行時間を測
定する実施例について詳述する。

第１図に示すように、道路にそって所要距離はなれた２
地点が設定され、この２地点間が測定区間とされる。車
両の進行方向前方にある１地点を原点として、車両の進
行方向と逆向きにＸ軸が仮想される。原点を功　、他の
１地点をｘｍ　　とする。測定区間内には、−車両がス
ムーズに流ｎている箇所や渋滞している箇所がある。

測定区間を走行している多数台の車両を個々に観察する
のではなく、全体的に把え、多数台の車両によって流れ
（交通流〕がつくられていると考える。この交通、流の
速度Ｖは、Ｘ軸上の点Ｘによって変わり、Ｘの関数であ
る。車両が渋滞している箇所では、速度Ｖは０またはほ
とんどそれに近い値である。しかしながら、地点！ｍか
ら測定区間に進入した車両は、必ず地点ｘｏｌこ到達す
る。渋滞があるにもかかわらず車両が測定区間を移動で
きるのは、速度Ｖが時間的にも変化するためである。そ
こで、速度Ｖを時間ｔおよび距離Ｘの関数Ｖ（ｔＳｘ）
として表わす。

測定区間内に、その両端の地点ＩＯ，Ｘｍを含めて多数
の測定地点ＸＯ％　Ｘｌ　、”２％・・・ＳＸｍが設定
され、各地点で車両の走行速度が測定される。測定地点
は、等距離間隔で設定されてもよいし、隣接する測定地
点間の距離間隔がそれぞれ異なってもよいが、なるべく
距離間隔があまりちがわない方がよい。各地点を表わす
符号ｘＯ１ｘ１、・・・、ｚｍ　は、以下の説明では、
各地点それ自体を表わす他に、Ｘ軸の原点からの距離を
表わす場合もある。各測定地点で測定された速度ハＶＣ
４％　１０）％　Ｖ（１％　Ｘｉ）、Ｖ（１％　Ｘ２）
、・・・、Ｖ　（Ｓ　、　ｘｍ）！：表わさｎるが、工
を省略してこれらを便宜的にそｎぞれｖ（’％０）ｖ（
４％１）、Ｖ（４％２）、０・、Ｖ（ｔ、ｍ）で表現す
る。

各地点における速度は、速度検出器によって測定される
。速度検出器には種々のタイプのものがある。第１図に
示されている速度検出器（１）は、道路上方の所要高、
さ位置であって測定区間を俯撤するように配置されてい
る。このタイプのものにＧＪ、測定区間を視舒内に収め
る光学系とこの光学系の結像面上に配列された多数の受
光素子とを含むもの、上記の光学系に空間フィルタが形
成されているもの、および測定区間をテレビ・カメラで
撮像しその映像信号から特定の空間周波数成分を検知す
るものなどがあり、１箇所で測定区間内の複数の′地点
の速度を検出し得るという利点をもっている。測定区間
が非常に長い場合には、測定区間をいくつかに分割して
、各分割区間ごとにその区間外に含まれる測定地点につ
いて速度を検出するようにしてもよい。

第２図に示されている速度検出器（２）は、測定区間内
の各測定地点ごとに設けられるタイプのもので、光や超
音波を利用するものがある。空間フィルタが形成された
光学系を内蔵するものは、図示のように、道路上方に垂
直下方に向けて、または道路側方に水平方向に向けて配
置される。超音波ドプラ効果を利用して速度を測定する
ものは、道路の上方または側方から車両の進行方向前方
または後方に向けて所要角度で斜めに配置される。いず
れにしても、これらの速度検出器（２）はその設置地点
における速度を測定する。この他に、適当な距離を置い
て２台１対の車両検知器を設け、１対の車両検知器によ
る車詞検知時間の差と両車両検知器の設置間隔とによっ
て車両速度を検出するタイプのものも使用可能である。

第３図は、旅行時間計測装置の構成の概要を示している
。この計測装置はＣＰＵシステム（３）によって制御さ
れる。ＣＰＵシステム（３）は、中央処理装置１（ＣＰ
Ｕ）、ＣＰＵの実行プログラムおよび各種データを記憶
するメモリ、ならびに必要ならば計測した旅行時間を表
示する表示器などから構成さｎている。ＣＰＵシステム
（３）には、速度検出器（１）または（２）によって測
定された各測定地点の速度Ｖ（ｔＮｏ）、ｖ（ｔ、１λ
Ｖ（４％２）、・・・、Ｖ（ｔ、ｍ）、およびΔを周期
タイマ（４）から発生するサンプリング・バ、ルスが入
力する。このタイ女（４）は、ＣＰＵシステム（３）に
入力する各測定地点における速度のサンプリング間隔Δ
ｔ　を決定するもので、この間隔Δも　は、システムの
メモリの容量、計測すヘキ旅行時間の精度などを考慮し
て定められる。タイマ（４）からは、Δｔ　時間ごとに
サンプリング・パルスがｃ　ｐ　Ｕ　［３）に入力する
。

ＣＰＵシステム（３）は、測定区間内の所要箇所−たと
えば地点ｘＱＳまたはコントロール・センタ（図示略〕
に設置される。コントロール・センタとは、交通管制ま
たは交通情報表示のために所要の地域内の交通情報を収
集し、それにもとづいて交通規制または表示指令を送る
場所である。いずれにしても、各速度検出器＋１１　＋
２１による検出速度は有線または無線の通信装置によっ
てＣＰＵシステム（３）に伝送される。また、ＣＰＵシ
ステム（３）が道路上に設けられた場合には、計測゛さ
れた旅行時間情報はコントロール・センタに伝送される
。

・上述のように、車両の走行速度は時間（りと距−離（
ｘ）との関数Ｖ（ｔＳＸ）であ、る。ＣＰＵシステム（
３）のメモリ内には、第４図に示すように、数として２
次元的な記者で４触される。時間は、現在をも０　とし
て、時間間隔Δｔ　だけ過去に遡るごとにｔｌ、ｔ２、
・・・、ｔｎで表わされている。

ル したがって、ｔｎ　　は現在ｔＱ　　よりもΔ＠＊４ｘ
だけ過去の時点を表わしている。距離としては、上述の
各測定地点が採用されている。速度Ｖ（ｔ、　ｘ　）　
＝Ｖ　（ｉｆＳｘ　ｊ　）（ｉ　＝Ｏ〜ｎ、’　ｊ＝０
〜ｍ〕は、簡便のためにｖｉｊで表わされ゛ている。Ｃ
ＰＵは、タイマ（４）か、らサンプリング・パルスが入
力するごとに、入力する測定速度Ｖ（ｔＳｊ）を読取る
。そして、メモリ内の時刻ｔｉの速度データＶｉｊ（ｊ
＝　ｏ〜ｍ〕を時刻ｔ〔ｉ＋１〕の速度データの記憶場
所に移すというように、メモリ内の速度データを順次Δ
ｔ　だけ過去のデータとしてシフトし、かつ読取った速
度データを現時点ｔｏ　　の速度データとして記憶する
。

時刻ｔｎ　　の速度データＶｎｊは消去される。メモリ
に記憶されている速度データ■ｉｊは、時間ｔおよび距
離Ｘの添数字ｉｊ　　によってアドレスされる。

第５図は、速度Ｖ（ｔ、ｘ）を３次元空間に表わしたも
のである。一平面上に互いに直交するように距離Ｘ軸お
よび時間Ｔ軸がとられ、この平面に直交するように速度
Ｖ軸がとられている。時間Ｔ軸上の原点は現在であり、
正方向は過去である。鎖線Ｖ（０、Ｘ）は速度の空間的
（距離的ン変化の様子を、”　（’　ｔ　ｓ　Ｏ）は速
度の時間的変化の様子をそｎぞｎ表わしている。

過去の時刻ｔｉ　　において地点Ｘｍ　にあった車両が
測定区間を走行して現在において地点ｘＯに到達したと
する。この車両の旅行時間はｔｉ　　である。この車両
の軌跡が破線Ｃで示されてりる。

この軌跡Ｃのうちで、Ａで示すように時間−経過にもか
かわらずＸ軸方向にほとんど変化していない部分は、車
両が渋滞地帯にあったことを示している。逆にＢで示す
ようにＸ軸方向に急激に変化している部分は車両がスム
ーズに走行したことを示している。車両の地点Ｘｍ　　
における速度はＶｉｍである。時刻ｔｉ　　からΔｔ　
が経過する間にこの車両は距離Δｘ　＝　Ｖｉｍ・Δｔ
だけ進んだことになる。ｘｍ−ΔＸの地点を便宜的にＸ
１ｎａとし、この地点ｘｍａでの速度をＶ（ｉ−１）ｍ
ａとすれば、さらに時間Δｔ　が経過する間にこの車両
はΔｘ　＝　Ｖ　（ｉ　−１）ｍａ・Δを進むことにな
る。以下同じようにして、進んだ距離を求めて加算して
いけば車両が地点ｘＱ　　に到達したときの積算距離は
Ｘｍ　　となる筈である。そして、Δもをこの加算回数
倍（この例ではｉ倍になる筈である）した時間がｔｉ　
　となるから、旅行時間ｔｉはΔｔｒｉ　　として求め
られる。

旅行時間計測の原理は上述の通りであるが、実際には時
間ｔｉ　　は最終的に求められる値であるから、時間ｔ
ｉ　　が求まらない限り速度Ｖｉｍも不明である。そこ
で、軌跡Ｃを車両の進行方向とは逆方向に辿っていくと
よい。第６図にその様子が示されている。

第６図を参照して、Ｔ−Ｘ座標の原点（ｔｏｌＸＯ）に
おける速度はｖｏｏであるから、現在ｔｏからΔｔ　だ
け遡る間に車両はΔｘｌ　＝　ｖｏｏ・Δｔ　だけ移動
し、時刻ｔ１における車両の位置ｘは、Ｘ＝Δｘ１であ
る（ａｌで示す）。！＝ΔＸＩ＜１１であるから、位置
ａ１における速度としてＶＩＯが採用される。車両は時
刻ｔ１　　からΔｔ　だけ遡る間にΔｘ２−　ＶＩＯ・
Δｔ　だけ移動し、時刻ｔ２における車両の位置Ｘは、
Ｘ＝Δｘ１＋Δｘ２となる（ａ２で示す〕。ｘｌ〈五＜
Ｘ２であるから、位置ａ２　における速度としてはＶ２
１が採用される。さらに車両は時刻も２　からΔｔ　だ
け遡る間にΔＸ３　＝　Ｖ２１−Δｔ　だけ移動し、時
刻ｔ３　　における車両の位置Ｘは、、３Δｘｊとなる
（　ａ３でＪ＝１ で示す〕。このようにして、順次車両の位置を求めてい
き、その位置Ｘが地点Ｘｍ　　に達するかなったときの
加算回数ｉを用いて、旅行時間ＴａがＴａ　＝Δｔ＠ｉ
として算出される。

第７図は、メモリに記憶されている車両速度データを用
いて、ＣＰＵが旅行時間を算出する処理手順の一例を示
している。ＣＰＵシステム（３）内には、車両の位置Ｘ
を算出しかつ記憶するためのレジスタＲ２、メモリ内の
速度データｖｉｊが記憶されている場所を指定するため
の７ドレス・カウンタＣｎ　　およびＣｍ　が設けられ
ている。

Ｏｎ　　は時刻のアドレスを、Ｃｍは位置のアドレスを
そｎぞれ指定する。

まず初期処理において、レジスタＲｘ　　およびカウン
タＣｎ　　がクリヤさｎる（ステップ（１１１）。

続いて、カウンタＣｍ　がクリヤされ（ステップα２〕
、レジスタＲｘ　の内容がｘｌ　　以上かどうかが検査
される〔ステップα３〕。最初は（Ｒｘ）　　＝０で鳴
るからステップ０３１、でＮｏとなり、ステップ■に移
って、両カウンタＣｎ、Ｃｍの内容で指定されるアドレ
スの速度データＶｉｊ（＃初はＶＯＯである）がメモリ
から読出され、Δｘ＝Ｖｉｊ・Δｔ　が算出される。こ
の算出された移動距離ΔＸはレジスタＲｘ　　に加算さ
ｎ記憶される（ステップ（社））。そして、カウンタＣ
ｎ　　の内容に＋ＩＨｆＬ（ステップ■）、ステップ（
１２に戻る。

カウンタＣｍ　は再びクリヤされる（ステップｔ１２゜
レジスタＲｘ　の内容がｘｌ　　未満の場合にはステッ
プα渇でＮｏであるから、同じようにステップ■に移っ
て同様な処理が行われる。レジスタＲｘ　の内容がｘｌ
　　以上であれば（ステップαＪでＹＥＳ）、カウンタ
Ｃｍ　　の内容に＋１され（ステップ００）、続いてレ
ジスタＲｘ　　の内容が１２以上であるかどうかが検査
される（ステップＱ５１λ（ＲＸ）　（Ｘ２であればス
テップα５でＮｏとなり、ステップ（社）に移ってステ
ップ（イ）〜＠の処理が行なわれ、ステップＱ２）に戻
る。

ステップ叫で（ＲＸ）　）　！２であｎば、カウンタＣ
ｍ　の内容に再び＋１される（ステップＯｇｌ　）から
、カウンタＣｍ　の内容は２となる。続いて（ＲＸ）　
’：＞　ｘ３　　かどうかが検査される（図示路〕。

レジスタＲｘ　　には、ステップ翰で算出された移動距
離が順次加算されていくから、このレジスタＲｘ　の内
容は順次増大し°ていく。レジスタＲｘノ内容は車両の
位置を示しているので、レジスタＲｘ　の内容とｘ１〜
Ｋｍとを順次比較してそれらの大小関係を調べることに
より（ステップ（１３１でＹＥＳとなるごとに＋１され
る（ステップ圓α６１−００ε〕から、判定された位置
に対応するアドレスを示すことになる。そして、車両の
位置が判定されると（ステップα１３　（＋５１・・・
α匂のいずれかでＮｏ）ステップ（社）に移る。カウン
タＣｎ　　の内容はステップ■（社）の処理が行なわれ
るたびに１ずつ増加していく。ステップ■では、−カウ
ンタＣｎ　　の内容と、判定された位置を示すカウンタ
Ｃｍ　の内容とによってアドレスされる速度ｖｉｊが読
出さｎｌその速度ｖｉｊを用いて時間Δｔ　の移動距離
ΔＸ　が算出され、この移動距離ΔＸ　がレジスタＲｘ
　　に加算されることにより（ステップ（２１＋　）　
、車両位置が更新されていく。

そして、車両位置が地点Ｘｍ　に達するかまたは超える
と、（Ｒｘ）　）　ｘｍとなるからステップＱ偽でＹＥ
Ｓとなり、ステップ＠に移る。算出移動距離ΔＸ　の加
算回数は〈時間Δｔ　を何回遡ったかということを表わ
し、これはカウンタＣｎ　　の内容に等しい。したがっ
て、車両が距離ｘｍ　　を遡るのに要した時間、これは
測定区間の車両の旅行時間Ｔａ　　を意味する、はハ　
とカウンタＣｎの内容を乗算することにより算出される
（ステップ＠〕。

メモリの容量には制限があるので、遡る時間には限度が
ある。第４図では、メモリには時刻ｉｎ　　’Ｊ　Ｔ　
Ｌか測定速度が記憶されていない。そこで、カウンタＣ
ｎ　の内容の上限値ｎをあらかじめ定めておき、ステッ
プ＠の次にカウンタＣｎの内容がｎを超えたかどうがを
検査するステップ（（Ｃｎ）　＞　ｎ？）を設けておき
、カウンタＣｎ　　の内容がｎ以下の場合にのみステッ
プ０２に戻るように゛することが好ましい。そして、（
Ｃｎ）　）　　ｎの場合には、旅行時間Ｔａ　　は上限
時間Ｔｍ　以上であると判断する。時間Ｔｍ　　はＴｍ
　＝Δも・ｎである。また、第７図の処理手順では、地
点ｘｍｌこおけるメモリ内の速度データＶｉｍ　（ｉ　
＝　０−りは用いらｎないから、このデータは必ずしも
メモ７すに記憶する必要はない。

以上のようにこの発明では、移動体の速度を位置と時間
の関数として把え、測定区間内の複数の速度測定位置に
おける移動体の速度を測定し、測定速度を所定時間ごと
にサンプリングして、このサンプリングした速度データ
を時間と位置との２次元データとして記憶している。そ
して、この記憶した速度データにもとづいて、移動体の
過去の、時間と位置座標上における移動軌跡を演算によ
って求め、移動体が測定区間を通過するのに要する時間
、すなわち旅行時間を計測している。各測定位置におけ
る移動体の速度を測定すれば足りるから、比較的簡単な
設備で旅行時間の計測が可能となり、しかも速度データ
は常に更新されている力）ら、刻々に変化する旅行時間
を連続的に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、速度検出器の設置の様子を示す
図、第３図は旅行時間計測装置の概略を示すブロック図
、第４図はメモリの内容を示す図、第５図は速度の時間
的および空間的変化の様子を示すグラフ、第６図は旅行
時間計測原理を示す図１第７図は、ＣＰＵによる旅行時
間計測処理手順を示すフロー・チャートである。 ｆｉｌ　［２１・・・速度検出器、（３）・・拳ＣＰＵ
システム、（４）・・・Δを周期タイマ。 以　　上 特許出願人　立石電機株式会社 第８図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所要の測定区間を移動体が通過するのに要する時間を計
   測する装置であって、 測定区間内に設定さｎた複数の速度測定位置における移
   動体の速度を測定する速度検出装置、測定された各測定
   位置の速度を所定のサンプリング間隔でサンプリングす
   る手段、 サンプリングされた速度を、各速度測定位置と各サンプ
   リング時間に対応して記憶するメモリ、 測定区間の一方の端の測定位置から、速度とサンプリン
   グ間隔とを乗算して各サンプリング時間ごとの移動距離
   を算出し、かつ加算し、この結果から次の速度をメモリ
   から読出す手段、および 移動距離の加算結果が測定区間の距離とほぼ等しくなっ
   たことを検知し、それまでの加算回数とサンプリング間
   隔とを乗算し、その結果を旅行時間とする手段、 からなる旅行時間計測装置。