KR19990037301A

KR19990037301A - 이동체 교통 제어 시스템

Info

Publication number: KR19990037301A
Application number: KR1019980044331A
Authority: KR
Inventors: 신 고이께
Original assignee: 와다 아끼히로; 도요다 지도샤 가부시끼가이샤
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 1999-05-25
Also published as: JP3653954B2; KR100309661B1; DE69821437T2; DE69821437D1; JPH11126294A; EP0911778B1; EP0911778A2; US6169495B1; EP0911778A3

Abstract

교차점에서의 경로 간섭이 발생하지 않는 교통 제어 시스템을 제공한다.

각 차량의 현재 위치, 차속 및 목적지에 관한 정보를 수집하고, 수집된 정보에 기초하여 각 차량의 경로 후보를 나타내는 벡터를 작성하며, 각 차량의 경로를 나타내는 벡터끼리를 조합시킨 행렬을 작성한다. 이 행렬 중, 복수의 차량이 동시에 또는 서로 전후하여 동일한 교차점에 도달하는 상황이 생기지 않는 것이나, 그런 종류의 상황이 생겨도 그 교차점에서 어떤 차량의 경로가 타차량의 경로를 지나가지 않는 것만을 채택한다. 채택한 행렬 중, 각 차량이 그 목적지에 도달하는데 필요한 시간의 평균적인 값이 최소가 되는 경로 조합을 나타내는 것을 선택한다.

Description

이동체 교통 제어 시스템

본 발명은 복수의 이동체 예를 들면 차량의 교통을 제어하는 이동체 교통 제어 시스템에 관한 것이다.

현재 실시되고 있는 VICS(Vehicle Information and Communications System)는 도로측 비이콘이나 FM 다중 방송을 통하여 도로 상의 차량에 도로의 혼잡 상태이나 교통 규칙에 관한 정보를 무선 송신하는 시스템이다. 도로 교통 제어의 측면에서 본 이 시스템의 이점 중 하나는, 정체되어 있는 도로를 우회하여 정체하지 않는 도로를 이용하도록, 무선 통신을 통하여 각 차량의 운전자에게 재촉할 수 있어, 정체를 어느 정도 완화시킬 수 있다. 각 차량의 운전자 측에서 본다면, 현재 위치로부터 목적지에 이르는 경로가 여러개 있을 때, 비교적 비어 있는 도로를 선택할 수 있으며, 그 결과 신속하고 또한 쾌적하게 목적지에 도착할 수 있다는 메리트가 있다. 그러나, VICS에서는 개개의 차량의 경로 결정이 각 차량의 운전자의 의도에 맡겨져 있기 때문에, 정체 완화의 효과나 차량 운행의 신속화·쾌적화의 효과에는 스스로의 한계가 있다.

어떻게 하면 각 차량이 교차점을 원활하게 통행할 수 있을 것인가? 라는 것은 정체 완화나 차량 운행의 신속화·쾌적화의 효과를 높이고자 할 때 문제가 되는 것의 하나이다. 이것과 관련한 기술로서는 일본국 특개소 62-125407호 공보에 기재되어 있는 교통 관제 방법이 있다. 이 교통 관제 방법의 적용 대상은, 제어 대상인 복수의 무인 이동 차량 및 이들 복수의 무인 이동 차량을 제어하는 관제국으로 구성되는 시스템이다. 이 시스템에서는, 복수의 무인 이동 차량이 동시에 또는 서로 전후하여 동일한 교차점에 이르렀을 때, 관제국이 어느 하나의 무인 이동 차량에 대해 그 교차점으로의 진입을 허가함과 동시에 다른 무인 이동 차량을 대기시켜, 진입 허가를 얻은 무인 이동 차량이 그 교차점을 통과한 후에 대기하고 있는 다른 무인 이동 차량 중 어느 하나에 그 교차점으로의 진입을 허가한다. 이와 같이 해서, 동시에 또는 서로 전후하여 동일한 교차점에 도달한 복수의 무인 이동 차량을 순조롭게 통과시키고 있기 때문에, 이들 무인 이동 차량끼리 교차점에서 충돌·접촉하는 것을 방지할 수 있다. 이 교통 관제 방법을 VICS와 조합하는 것도 가능할 것이다.

그러나, 상기 공보에 기재된 교통 관제 방법을 VICS와 조합함으로써 얻어지는 시스템은 다음과 같은 측면에서 볼 때 다수의 차량의 교통을 제어하는 용도에는 적합하지 않다.

첫째, 상기 공보에 따른 교통 관제 방법의 적용 대상은 비교적 소수의 차량이 구내(構內)를 주행하는 시스템이다. 이 종류의 시스템에서는, 동시에 또는 서로 전후해서 동일한 교차점에 도달하는 차량의 대수는 비교적 적기 때문에, 교차점에서 진입 허가/대기 제어를 행했다고 하더라도 목적지로의 도달이 현저하게 지연되는 일은 없다. 이에 반해, 일반 도로 교통과 같이 종종 다수의 차량이 도로 상에 존재하는 환경에서는 동시에 또는 서로 전후하여 동일한 교차점에 도달하는 차량의 대수가 다수가 될 수 있다. 상기 조합에 따른 시스템, 즉 복수의 차량이 동시에 또는 서로 전후하여 동일한 교차점에 도달했을 때 그 교차점을 1대씩 통과시키는 시스템에서는 이 교차점에 도달해 있는 차량의 대수가 다수 증가되어 있을 때, 대부분의 차량에 대해서는 그 교차점에서의 대기 시간이 길어지게 되며, 나아가서는 목적지로의 도달이 지연되게 된다.

둘째, 상기 공보에 따른 교통 관제 방법에서의 관제 대상은 무인 이동 차량이며 원래 탑승자가 없기 때문에, 교차점에서 대기하게 되어도 탑승자가 초조해지는 일도 없다. 이에 반해, 일반 도로 교통과 같이 탑승자를 태운 차량이 주행하는 환경에서는 교차점에서 대기해야만 했을 때, 그에 따라 초초한 탑승자도 있을 것이다. 상기 조합에 따른 시스템에서는, 특히 다수의 차량이 동시에 또는 서로 전후하여 동일한 교차점에 이르렀을 때, 교차점에서의 대기 시간이 길어지기 때문에 탑승자의 초조함을 초래할 우려가 있다. 또한, 다수의 교차점을 갖는 경로를 주행할 때 대부분의(종종 모든) 교차점에서 대기해야만 하는 경우가 있어, 이 점에서도 탑승자가 초조함을 초래할 우려가 있다.

셋째, 일반 도로에서는 현재 위치로부터 목적지에 이르는 경로에 다수의 교차점이 있는 것이 일반적이다. 또한, 가솔린차 등의 경우, 정지/발진이나 가감속의 반복 나아가서는 엔진 회전수가 빈번한 변동에 따라, 그 차량에서의 에너지 이용 효율이 나빠지며, 또한 차량으로부터의 에미션이 증대하는 경향이 있는 것이 알려져 있다. 상기 조합에 따른 시스템에서는, 경로 상의 많은 교차점에서 대기해야만 하는 경우가 있기 때문에, 각 차량에서의 에너지 이용 효율이 나빠지며 또한 각 차량으로부터의 에미션이 증가할 가능성이 있다.

넷째, 상기 조합에 따른 시스템에서는, 교차점으로의 진입은 관제되어 있지만, 교차점 이외의 장소에 관해서는 혼잡 정도 등의 정보가 차량의 운전자에게 제공될 뿐이며 관제의 대상으로는 되어 있지 않다. 따라서, 교차점 이외의 장소 예를 들면 교차점끼리를 연결하는 도로에서 정체가 발생할 여지가 상존하고 있다. 또한, 차량의 운전자가 알 수 있는 것은 혼잡한 도로 (또는 비어 있는 도로)는 어떤 도로인지에 대한 정보이며, 어느 도로를 주행하면 가장 신속하게 목적지에 도착할 수 있는 것인지에 대해서는 아무런 정보를 제공하지 않기 때문에, 상기 조합에 따른 시스템은 목적지로의 신속한 도달이라는 면에서 차량 탑승자에게 충분한 지원이 이루어지지 않는 점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 교차점에서의 이동체(예를 들면, 차량)의 경로끼리의 간섭을 회피할 수 있도록 각 이동체의 경로를 제어 (탑승자에게로의 통지에 의한 간접적인 제어를 포함한다)하는 것이나, 각 이동체의 발진 대기 시간을 제어하는 것 등에 의해, 교차점에서의 대기, 정지/발진의 반복 나아가서는 목적지로의 도달 지연이나 에너지 효율·에미션의 열화 등이 발생하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 또한 교차점에서의 간섭을 없앰와 동시에 교통량이나 발진 대기 시간에 적응한 제어를 도입함으로써, 양호한 에너지 효율을 유지하면서도 교통량을 증대시킬 수 있으며, 또한 각 이동체의 발진 대기 시간을 보다 짧게 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이동체 교통 제어 시스템은, 복수의 도로 또는 궤도가 각 처에서 교차하고 있는 구획에 관해, 그 구획 내에 존재하는 각 이동체가 금후 취할 수 있는 경로의 조합을 구하고, 구해진 조합을 경로 패턴의 후보로 하는 경로 후보 결정 수단과, 상기 후보가 복수 존재하는 경우에, 동일한 교차점을 동시에 또는 서로 전후하여 통과하는 다른 이동체의 경로를 지나가는 경로 간섭이 어느 이동체에 대해서도 또한 어느 교차점에서도 생기지 않은 후보를 선택하는 경로 결정 수단을 구비하고, 선택된 후보로써 상기 구획 내에서 각 이동체가 채택해야 할 경로를 지령하는 경로 패턴으로 하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 교차점에서의 간섭이 생기지 않도록 각 이동체의 장래의 경로를 정하고 있기 때문에, 본 발명에서는 교차점에서의 대기, 정지/발진의 반복 나아가서는 목적지로의 도달의 지연이나 에너지 효율·에미션의 열화 등이 발생되지 않는다.

또한, 본 발명에 따른 이동체 교통 제어 시스템은, 바람직하게는 경로 간섭이 생기지 않은 후보가 복수 존재하는 경우에, 상기 구획 내에 존재하는 이동체가 각각 그 목적지에 도달하는데 요하는 시간의 평균치를 각 후보 각각에 관해 구하고, 구해진 평균치가 비교적 작은 후보를 선택함으로써 상기 구획 내에서 각 이동체가 채택해야 할 경로를 나타내는 경로 패턴을 결정하는 평균 소요 시간 판별 수단을 구비한다. 이와 같이, 간섭이 발생하지 않고 또한 각 이동체가(평균적으로 보아서) 목적지에 빠른 시기에 도착할 수 있도록 경로 패턴을 결정함으로써, 목적지로의 도달 지연을 더욱 확실하게 회피할 수 있다.

본 발명에 따른 이동체 교통 제어 시스템은, 바람직하게는 상기 경로 간섭이 어느 이동체에 대해서도 또한 어느 교차점에서도 발생되지 않도록, 상기 구획 내에 존재하는 이동체 중 결정된 경로 패턴을 따르는 제어 대상 이동체로서 현시점에서 미발진인 것에 대해, 또한 각 후보마다 발진까지의 대기 시간을 결정하는 대기 시간 결정 수단을 구비한다. 이와 같이, 발진까지의 대기 시간도 제어 대상으로 함으로써, 교차점에서의 대기, 정지/발진의 반복 나아가서는 목적지로의 도달의 지연이나 에너지 효율·에미션의 열화 등이 더욱 발생되기 어려워진다.

본 발명에 따른 이동체 교통 제어 시스템은, 바람직하게는 상기 구획 내에 존재하는 이동체 중 적어도 결정된 경로 패턴을 따르는 제어 대상 이동체에 관해, 그 현재 위치를 검출하는 위치 검출 수단과, 상기 구획 내에 존재하는 이동체에 대해 그 목적지를 각 이동체의 탑승자에 의한 입력으로써 또는 그 이동체의 거동에 기초하는 추정으로써 검출하는 목적지 검출 수단과, 검출된 현재 위치 및 목적지 및 각 도로 혹은 궤도에서 채택해야 할 속도에 기초하여, 상기 구획 내에 존재하는 각 이동체의 경로를 구하는 경로 산출 수단을 구비하고, 구해진 경로를 이용하여 상기 경로 후보 결정 수단이 상기 조합을 구한다. 이와 같이, 각 이동체의 현재 위치, 목적지 및 채택해야 할 속도에 따라서 각 이동체가 채택할 수 있는 경로를 결정하도록 한 경우, 이들 현재 위치, 목적지 및 채택해야 할 속도의 공급 방법을 고안함으로써 더욱 부가적인 작용 효과가 생긴다.

예를 들면, 본 발명에 따른 이동체 교통 제어 시스템은, 바람직하게는 결정된 경로 패턴을 따라 각 이동체가 이동한 경우에 교통량이 비교적 많아진다고 인정되는 도로 또는 궤도에 관해 상기 속도를 비교적 큰 값으로 설정하는 교통량 적응형 속도 설정 수단, 결정된 경로 패턴을 따라 각 이동체가 이동한 경우에 비교적 발진 대기 시간이 긴 이동체가 비교적 많이 통과할 것이라고 인정되는 도로 또는 궤도에 관해 상기 속도를 비교적 큰 값으로 설정하는 대기 시간 적응형 개별 속도 설정 수단, 및 결정된 경로 패턴을 따라 각 이동체가 이동한 경우에 있어서의 발진 대기 시간의 평균치가 비교적 길어진다고 인정될 때 각 도로 또는 궤도에서의 상기 속도를 증대시키는 대기 시간 적응형 속도 설정 수단 중 적어도 하나를 설치한다. 이들 가운데 교통량 적응형 속도 설정 수단을 설치한 경우, 붐비기 쉬운 도로 내지 궤도의 교통량을 증대시킬 수 있기 때문에, 구획 전체에서의 교통량을 증대시킬 수 있다. 또한, 대기 시간 적응형 개별 속도 설정 수단을 설치한 경우, 대기 시간이 긴 이동체를 우선하여 목적지로 보낼 수 있기 때문에, 구획 전체에서의 교통량을 증대시킴과 동시에 발진까지의 대기 시간을 억제할 수 있다. 또한, 대기 시간 적응형 속도 설정 수단을 설치한 경우, 발진까지의 대기 시간을 억제할 수 있어, 다수의 이동체가 발진을 대기하고 있는 것과 같은 상황을 회피할 수 있다.

본 발명에 따른 이동체 교통 제어 시스템은, 바람직하게는 상기 구획 내에 존재하는 이동체 중 결정된 경로 패턴을 따르지 않는 제어 대상 이외의 이동체에 관해서도 그 현재 위치를 검출하는 상기 위치 검출 수단과, 상기 구획 내에 존재하는 이동체 중 제어 대상 이동체에 대해서는 그 탑승자에 의한 입력으로써, 제어 대상 이외의 이동체에 대해서는 그 이동체의 거동에 기초하는 추정으로써 그 목적지를 검출하는 상기 목적지 검출 수단을 구비하고, 제어 대상 이외의 이동체의 경로를 상기 조합에 포함시킨다. 이와 같이 하면, 제어 대상 이외의 이동체에 관해서도 그 목적지의 추정을 통해서 경로 패턴의 결정에 반영시킬 수 있다.

본 발명에 따른 이동체 교통 제어 시스템은, 바람직하게는 상기 구획 외에 존재하는 이동체 중 상기 구획에 진입하는 것이 예상되는 월경 진입 이동체에 관해, 그 예상되는 경로를 나타내는 정보를 입력하는 월경 진입 이동체 산입 수단을 구비하고, 월경 진입 이동체의 경로를 상기 조합에 포함시킨다. 이와 같이 하면, 예를 들면, 복수의 구획에 각각 관제국을 설치한 교통 제어 시스템에서, 복수의 구획으로 구분되어 있는 데도 불구하고, 각 이동체가 본 발명에 따른 교통 제어를 적합하게 수신하는 것이 가능해진다. 특히, 상기 구획을 커버하는 관제국과 다른 구획을 커버하는 다른 관제국과의 사이에 관제국 간 통신 회선을 설치하고, 월경 진입 이동체 산입 수단이 상기 관제국 간 통신 회선을 통해, 월경 진입 이동체의 예상되는 경로를 나타내는 정보를 입력하는 한편, 상기 구획 내에 존재하는 이동체 중 상기 다른 구획으로 진입하는 것이 예상되는 월경 퇴출 이동체의 예상되는 경로를 나타내는 정보를 상기 다른 관제국에 공급하도록 하면, 관제국 간 통신이라는 비교적 간소한 방법으로 전술한 효과를 실현할 수 있다.

본 발명에 따른 이동체 교통 제어 시스템은, 바람직하게는 상기 구획 내에 존재하는 제어 대상 이동체끼리의 사이에 설치된 이동체 간 통신 회선을 가지며, 각 제어 대상 이동체가 상기 이동체 간 통신 회선을 통하여 다른 제어 대상 이동체로부터 수신된 정보를 이용하면서 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단과 관련하는 처리를 실행하고 이 처리의 중간 결과 내지 결과 중 일부(예를 들면, 검출된 현재 위치 및 목적지나, 결정된 경로 패턴 중 자기의 경로에 관한 부분)를 상기 이동체 간 통신 회선을 통하여 다른 제어 대상 이동체로 송신한다. 이와 같이, 이동체 간 통신에 의해 본 발명을 실현한 경우, 관제국을 설치할 필요가 없기 때문에 인프라 스트럭쳐의 비용이 발생하지 않는다. 또한, 각 이동체에서의 처리 시에는, 다른 이동체의 결정된 경로를 이용할 수 있기 때문에, 연산 처리량이 적게 끝난다. 또한, 이동체 간에 전송해야 할 정보는 현재 위치나 목적지 혹은 결정된 경로 패턴 중 자기의 경로에 관한 부분과 같은 적은 량의 정보이기 때문에, 이동체 간 통신 회선의 혼잡도 생기기 어렵다.

본 발명에 따른 이동체 교통 제어 시스템은, 바람직하게는 상기 구획 내에 존재하는 제어 대상 이동체와 상기 구획을 커버하는 관제국과의 사이에 설치된 이동체 관제국 간 통신 회선을 갖으며, 각 제어 대상 이동체가 상기 이동체 관제국 간 통신 회선을 통하여 관제국으로부터 수신한 정보를 이용하면서 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단과 관련하는 처리 중 일부 (예를 들면, 자기의 위치나 목적지를 검출하는 처리까지, 혹은 자기의 경로의 후보를 결정하는 처리까지)를 실행하고, 이 처리의 중간 결과 내지 결과 중 일부(예를 들면 자기의 위치나 목적지, 혹은 자기 경로의 후보)를 상기 이동체 관제국 간 통신 회선을 통하여 관제국에 송신하고, 관제국이 상기 이동체 관제국 간 통신 회선을 통하여 제어 대상 이동체로부터 수신한 정보를 이용하면서 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리 중 나머지 부분을 실행하고, 이 처리의 중간 결과 내지 결과 중 일부 (예를 들면, 결정된 경로 패턴 중 각 제어 대상 이동국의 경로를 나타내는 부분)를 상기 이동체 관제국 간 통신 회선을 통하여 제어 대상 이동체에 송신한다. 이와 같이, 연산 처리 중 적어도 일부를 관제국에서 실행하도록 하면 각 이동체에서의 연산 처리량을 저감할 수 있다.

본 발명에 따른 이동체 교통 제어 시스템은, 바람직하게는 상기 구획 내에는 상기 제어 대상 이동체가 이동하기 위한 궤도를, 궤도옆에 이용자가 승하차하기 위한 역을, 궤도의 교차점에는 그 분기 연결 조작을 담당하는 스케쥴러를, 각각 설치하여 상기 구획을 커버하는 관제국을, 역에 존재하는 이용자로부터의 요구에 응하여 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리를 실행하고, 결정된 경로 패턴에 따라 상기 스케쥴러에 대응하는 교차점의 분기 연결 조작을 지시한다. 혹은, 상기 구획 내에는 상기 제어 대상 이동체가 이동하기 위한 궤도를, 궤도옆에 이용자가 승하차하기 위한 역을 각각 설치하고, 상기 구획을 커버하는 관제국이 역에 존재하는 이용자로부터의 요구에 응하여 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리를 실행하고, 결정된 경로 패턴에 따라 상기 구획 내에 존재하는 제어 대상 이동체의 주행을 제어한다. 이와 같이 하면, 다수의 교차점(분기점)을 갖으며 불특정 다수의 이용자가 이용하는 궤도식 교통 시스템에서도 본 발명의 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 교차점과 브랜치의 관계를 나타낸 개념도.

도 2는 임의의 차량이 채택할 수 있는 일반적인 복수의 경로를 나타낸 공간도.

도 3은 경로의 간섭이 생기지 않은 것과 같은 교차점 통과 패턴, 즉 허용 통과 패턴을 나타낸 도면으로, 특히 (a)는 대향 통행, (b) 및 (c)는 직진 대 좌회전, (d) ∼ (f)는 좌회전 대 좌회전, (g)는 좌회전 대 우회전의 허용 통과 패턴을 나타낸 도면.

도 4는 경로의 간섭이 생기는 교차점 통과 패턴, 즉 금지 통과 패턴을 나타낸 도면으로, 특히 (a)는 교차, (b)는 직진 대 좌회전, (c) ∼ (e)는 직진 대 우회전, (f) 및 (g)는 좌회전 대 우회전, (h) ∼ (j)는 우회전 대 우회전의 금지 통과 패턴을 나타낸 도면.

도 5는 주행 중인 차량에 관한 경로 선택 논리를 나타낸 개념도.

도 6은 발진 대기 중인 차량에 관한 경로 선택 논리를 나타낸 개념도.

도 7은 차량 대 차량의 무선 통신을 이용한 실시 형태의 시스템 구성을 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 제1 실시 형태 및 제5 실시 형태에서의 차량 탑재 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 9는 본 발명의 제2 실시 형태 및 제5 실시 형태에서의 차량 탑재 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 10은 본 발명의 제3 실시 형태 및 제6 실시 형태에서의 차량 탑재 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 11은 본 발명의 제4 실시 형태 및 제6 실시 형태에서의 차량 탑재 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 12는 도로 상을 주행하는 차량에 대한 무선 관제를 이용한 실시 형태의 시스템 구성을 나타낸 도면.

도 13은 본 발명의 제5 실시 형태에서의 관제국 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 14는 본 발명의 제6 실시 형태에서의 관제국 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 15는 본 발명의 제7 실시 형태에서의 차량 탑재 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 16은 본 발명의 제8 실시 형태에서의 관제국 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 17은 본 발명의 제9 실시 형태 및 제10 실시 형태에서의 차량 탑재 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 18은 본 발명의 제9 실시 형태에서의 관제국 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 19는 본 발명의 제10 실시 형태에서의 관제국 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 20은 본 발명의 제9 실시 형태 및 제10 실시 형태에서의 차량 탑재 장치의 기능 구성의 다른 예를 나타낸 블럭도.

도 21은 본 발명의 제9 실시 형태 및 제10 실시 형태에서의 차량 탑재 장치의 기능 구성의 다른 예를 나타낸 블럭도.

도 22는 궤도식 교통 시스템에서의 실시 형태의 시스템 구성을 나타낸 도면.

도 23은 궤도식 교통 시스템에서의 실시 형태의 시스템 구성의 다른 예를 나타낸 도면.

도 24는 본 발명의 제11 실시 형태 및 제12 실시 형태에서의 관제국 장치의 기능 구성을 나타낸 블럭도.

도 25는 본 발명의 제11 실시 형태 및 제12 실시 형태에서의 관제국 장치의 기능 구성의 다른 예를 나타낸 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 자차(自車) 위치 차속 목적지 송신부

12 : 타차(他車) 위치 차속 목적지 수신부

14 : 목적지 입력부

16, 55 : 위치 차속 검출부

22 : 경로 벡터 작성부

24 : 경로 행렬 작성부

26 : 주행중/미발진 판별부

28 : 소요 시간 연산부

30 : 경로 간섭 제거부

32 : 소요 시간 최적화부

34 : 경로 시각 표시부

36 : 차량 주행 제어부

38 : 교통량 적응 차속 설정부

40 : 대기 시간 적응 차속 설정부

42 : 자차 경로 송신부

44 : 타차 경로 수신부

46 : 위치 차속 목적지 송신부

48 : 위치 차속 목적지 수신부

56 : 무선 불사용 차량 추출부

58 : 목적지 추정부

60 : 국간 유선 링크

62 : 인터페이스

64 : 타국(他局) 구획 진입 판별부

66 : 월경(越境) 정보 송신부

68 : 월경 정보 수신부

70 : 자국 구획 진입 판별부

72 : 경로 송신부

74 : 경로 수신부

76 : 목적지 경로 추정부

78 : 자차 경로 후보 송신부

80 : 자차 경로 수신부

82 : 경로 지령 송신부

84 : 경로 후보 수신부

86 : 위치 차속 불송신 차량 추출부

88 : 목적지 송신부

90 : 요청 단말

92 : 스케쥴러

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 도면에 기초해서 설명한다. 또, 실시 형태 간에 공통되는 또는 대응하는 부재(部材)에 관해서는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략하지만, 동일한 부호를 붙인 부재의 기능이 완전히 동일한 것을 시사하는 취지는 아니다. 또한, 이하의 설명에서는 차량을 교통 제어의 대상으로 하고 있지만, 본 발명은 도로 내지 궤도를 통행하는 이동체 일반(인간을 포함한다)에 적용할 수 있다. 또한, 본원에서는 T자로나 궤도의 분기 등을 포함하는 의미로 「교차점」이라는 용어를 이용하고 있다.

(1) 원리

본 발명의 실시 형태를 설명하기 전에 본 발명의 원리에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 우선, 본 발명에서 교통 제어의 대상으로 하는 구획은 일반적으로 복수의 교차점과, 이들 교차점끼리를 접속하는 도로 또는 궤도(이하, 「브랜치」)를 포함하고 있다(도 1 참조). 이 구획 내에서의 위치를 나타내는 이차원 좌표계가 설정되어 있으면, 각 차량의 현재 위치 및 목적지는 좌표값으로 표현할 수 있으며, 각 차량의 경로는 현재 위치를 나타낸 점과 그 부근의 교차점을 잇는 브랜치, 이 교차점과 다음 교차점을 잇는 브랜치 … 및 최후의 교차점과 목적지를 나타내는 점을 잇는 브랜치의 집합·연쇄로서 표현할 수 있다. 또, 도 1에서는 설명의 간편화를 위해 입체 교차가 존재하지 않은 구획을 표기했지만, 본 발명의 입체 교차의 어느 구획에도 적용할 수 있다. 그 경우, 삼차원 좌표계를 사용해도 좋고, 차량 경로의 간섭이 생길 수 없는 것을 나타낸 속성을 입체 교차에 관한 교차점에 부여하여 간섭 제거 처리(후술)의 대상으로부터 벗어나게 해도 좋다. 또한, 도 1에는 각 브랜치의 경사를 표기하지 않고 있지만, 경사의 영향을 평면 상의 거리로 환산하여 표현해도 좋으며, 각 브랜치의 속성으로서 표현해도 좋다. 브랜치를 표현하는 데이타의 형식에도 특별히 한정할 필요는 없다.

도 2에 도시한 바와 같이, 현재 시각 t₁으로부터 장래의 시점 t_2,t_3,t₄, … 에 걸쳐서 차량의 위치가 어떻게 변화해 가는지는 현재지를 나타낸 점으로부터 목적지를 나타낸 점으로 단조롭게 올라가는 꺽은선으로서 나타낼 수 있다. 이 꺽은선, 즉 현재 위치로부터 목적지에 이르는 차량 경로의 후보는, 일반적으로 복수개 존재한다(도 2, 도 5 및 도 6 참조). 예를 들면, 도 2, 도 5 및 도 6의 각 예에서는 현재 시각 t₁에서의 경로 후보가 각 4개(코스 1 ∼ 4) 존재하고 있다. 현재 시각 t₁이후 차량의 주행을 계속하기 위해서는 복수의 경로 후보 중에서 어느 하나를 선택해야만 한다(경로 선택). 종래의 VICS에서는 도로의 혼잡 상태 등에 관한 정보를 각 차량에 대해 무선 회선을 통하여 제공함으로써 각 차량의 운전자에 의한 경로 선택을 원조하고 있으며, 그것만으로 목적지로의 신속한 도달이나 정체의 회피 등에 도움이 된다. 그러나, VICS만으로는 어느 정도 넓이를 갖는 구획 내를 다수 주행하고 있는(또는 주행하고자 하는) 차량의 교통을 최적화하여, 각 차량 모두가 정체되는 일 없이 또한 빈번하게 정지/발진을 행하는 일 없이 목적지에 신속하게 도달할 수 있도록 하는 것은 불가능하다. 이러한 한계를 초래하는 원인 중 하나는 복수의 차량의 경로를 관제하는 기능도, 또한 각 차량이 타차량의 경로에 따라서 자차의 경로를 결정·조정하는 기능도 제공되어 있지 않은 점에 있다. 본 발명에서는 이들의 기능을 다음과 같이 해서 제공하고 있다.

우선, 어떤 구획 내에 N개의 교차점이 설치되어 있다고 한다. 임의의 차량의 경로 후보는 그 차량이 그 경로 후보를 선택했을 때 이들 N개의 교차점 중 어느 것을 통과할 것인지, 또한 통과하면 어느 시각에 통과할 것인지에 대한 정보의 집합으로 나타낼 수 있다. 예를 들면, i 번째의 차량이 j_i번째의 경로 후보를 선택했을 때에 k 번째의 교차점을 통과하는 예상 시각을 T_{i, ji, k}로 나타내는 것으로 하고, 통과하지 않은 교차점에 대해서는 T_{i, ji, k}= 0으로 해 두도록 하면 각 경로를 N차원 벡터 T_{i, ji}= [T_{i, ji, k}]로써 나타낼 수 있다. 또한, 가까운 장래에 그 구획에서의 차량 교통의 상태는 1 번째의 차량이 채택하는 경로, 2 번째의 차량이 채택하는 경로 … 및 n 번째의 차량이 채택하는 경로의 조합으로 결정된다. 따라서, 가까운 장래에 그 구획에서의 차량 교통의 상태는 N차원 벡터 T_{i, ji}를 각 행으로 하는 n행 N열 행렬,

단, T_C: n대의 차량이 N개의 교차점을 갖는 서비스 구획 내에 존재할 때, 전 차량이 채택할 수 있는 경로의 조합을 나타낸 n행 N열 행렬

T_i·ji: i 번째의 차량이 채택할 수 있는 경로 중 ji 번째의 것을 나타낸 N차원 벡터

T_i·ji·k: i 번째의 차량이 ji번째의 경로를 채택했을 때 k 번째의 교차점을 통과하는 예상 시각. 통과하지 않을 경우 0으로 둔다

i = 1, 2, …, n

ji = 1, 2, …, jimax

k = 1, 2, …, N

n : 서비스 구획 내에 존재하는 차량의 대수 (자연수)

jimax : i 번째의 차량을 채택할 수 있는 경로의 갯수 (자연수)

N : 서비스 구획 내에 존재하는 교차점의 갯수 (자연수)

에 의해 표현할 수 있다.

이 행렬 T_C는 경로 후보의 조합을 나타낸 행렬이며, 그 개수는 i 번째의 차량의 경로 후보의 개수를 j_imax로 나타낸다고 하면,

N_c=j1max×j2max×‥‥×jnmax

이 된다. 차량의 교통을 최적화한다고 하는 과제는 N_C그대로의 조합 T_C중에서 각 차량 중 어느 하나도 정체되는 일 없이, 또한 빈번하게 정지/발진을 행하는 일 없이 목적지에 신속하게 도달할 수 있는 조합을 시각 t₁, t₂, t₃, t₄, …에서 차례 차례 선택함으로써 달성할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 각 차량이 현재 위치로부터 목적지에 도달하는 데에 요하는 시간이 전차량 평균해 보면 가장 짧아지는 조합을, N_C그대로의 조합 T_C중에서부터 선택하고 있다. 선택된 조합에 따른 경로를 각 차량이 주행하면 구획 내의 차량이 모두 비교적 짧은 시간에 또한 정체없이 목적지에 도달할 수 있게 된다.

본 발명에서는, 또한 정체나 빈번한 정지/발진을 없애기 위해서, 동시에 또는 서로 전후하여 복수대의 차량이 동일한 교차점을 통과하는 상황을 야기하는 조합에 대해서는 원칙으로서 전술한 선택의 대상으로부터 벗어나도록 하고 있다. 선택된 조합에 따른 경로를 각 차량이 주행하는 것이면, 복수대의 차량이 동시에 또는 서로 전후하여 동일한 교차점을 통과하는 일이 없게 되며, 교차점에서의 정지/발진을 행하지 않아도 되기 때문에, 목적지로의 신속한 도달, 에너지 효율의 개선, 에미션의 저감(가솔린차 등의 경우)과 같은 효과가 얻어진다. 또한, 본 발명에서는 동시에 또는 서로 전후하여 복수대의 차량이 동일한 교차점을 통과하는 상황을 야기하는 조합에서도 생기는 것이 허용 통과 패턴만이고 금지 통과 패턴은 생기지 않은 조합에 대해서는 전술한 제외의 대상에서 제외함으로써 선택 가능한 조합의 개수를 확보하고 있다. 또, 여기서 말하는 허용 통과 패턴이란 간섭이 생기지 않는 차량 통과 패턴(도 3 참조)이며, 금지 통과 패턴이란 간섭이 생기는 차량 통과 패턴(도 4 참조)이다. 도 3 및 도 4는 단순한 십자로에 2대의 차량이 진입하는 경우를 예로서 그리고 있다.

또한, 본 발명에서는 현재 시각 t₁에서 미발진의 차량에 대해서는 발진까지의 대기 시간에 대해서도 제어 내지 지시의 대상으로 하고, 당해 미발진 차량을 적절한 타이밍으로 발진시켜서 그 차량이 정체되는 일이 없이 교차점에서의 정지/발진을 행할 필요가 없도록 하고 있다(도 3 및 도 4 참조). 본 발명에서는, 또한 예상 통과 시각 T_{i, ji, k}를 산출할 때 등에 필요하게 되는 차속을 각 브랜치마다 적절하게 설정함으로써, 구획 전체에서의 교통량을 최대화하는 것이나, 발진전의 대기 시간을 단축하는 것이나, 대기 시간이 비교적 긴 차량의 주행 시간을 우선적으로 단축하는 것을 가능하게 하고 있다.

(2) 처리의 개요

다음에, 본 발명에서의 처리의 개요를 설명한다. 본 발명에서는 우선, 전술한 벡터 T_{i, ji}를 작성하여 다시 행렬 T_C를 작성한다. 이 행렬 T_C의 성분인 예상 통과 시각 T_{i, ji, k}를 결정하기 위해서는 현재 위치, 목적지, 각 브랜치에서의 차속 및 주행중/미발진과 같은 별도의 정보가 필요하다. 이들 중 현재 위치는 검츨 혹은 차량 탑승자의 입력에 의해 얻을 수 있다. 목적지는 차량 탑승자의 입력 혹은 현재 위치 및 차속에 기초해서 추정에 의해 얻을 수 있다. 주행 중인지 미발진인지에 대해서는 검출 혹은 차량 탑승자의 입력에 따라 알 수 있다.

각 브랜치에서의 차속에 대해서는, 다음의 식

vok(k+1)=vo 또는 vi

단, vok(k+1) : 브랜치 L_k(k+1)에서 차량이 채택해야 할 차속

L_k(k+1): k 번째의 교차점과 k+1 번째의 교차점을 연결하는 도로(브랜치)

vo : 정수

v1 : 현재 시각 t₁에서의 각 차량의 차속(미발진인 경우 vo로 한다)

에 나타낸 바와 같이, 상수 v₀를 이용하거나, 혹은 현재 시각 t₁에서의 각 차량의 차속의 검출치 또는 입력치 v_i를 이용하면 된다. 특히, 상수 v₀를 차속으로서 이용하도록 하면 행렬 T_C를 결정하는 연산 처리가 쉬워진다. 또한, 현재의 차속 v_i를 그 차량에 대한 처리에 이용하도록 하면, 각 차량의 현실인 차량 주행 상태에 의해 들어맞은 내용의 행렬 T_C를 얻을 수 있다. 또한, 다음의 식,

vok(k+1)=vok(k+1)+F(nk(k+1))+G(nwk(k+1))+H(Swk(k+1)

단, F(·), G(·), H(·) : 함수

nk(k+1) : 브랜치 Lk(k+1)을 통과할 예정인 차량의 대수

nwk(k+1) : 브랜치 Lk(k+1)을 통과할 예정인 차량 중 발진 대기 시간이 소정치를 상회하는 차량의 대수

Swk(k+1) : 브랜치 Lk(k+1)을 통과할 예정인 차량의 발진 대기 시간의 (가중) 가산치

를 이용해서 차라차례 각 브랜치에서의 차속을 조정하도록 해도 좋다. 이 식 중 F는 차량의 교통량이 많은 브랜치에서의 차속을 높임으로써 시스템 전체로서의 교통량을 (혼잡없이) 증대시키기 위한 항이며, G는 긴 발진 대기 시간이 강해진 차량을 발진 후에는 가능한 한 고속으로 주행시켜서 목적지로의 도달에 요하는 시간을 평균적으로 보아서 단축하기 위한 항이며, H는 각 차량의 발진 대기 시간을 평균적으로 보아서 가능한 한 짧게 하여 목적지로의 도달에 요하는 시간을 단축함과 동시에, 대기에 의한 초조함을 억제하기 위한 항이다. 또, 항 F, G 및 H를 전부 포함시킬 필요는 없다.

또한, 발진까지의 대기 시간도 교통 제어의 대상으로 하기 위해서, 행렬 T_C의 성분인 소요 통과 시간 T_{i, ji, k}에는 발진 대기 시간 t_{wi, ji}를 미지수 부분으로서 포함시킨다. 단, 주행 중 차량에 대해서는 모든 j_i에 대해 t_{wi, ji}= 0으로 한다. 또한, 소요 시간에 기초하는 경로 조합 선택을 위해 j_1max+ j_2max+ … + j_nmax개인 벡터 T_{i, ji}모두에 대해 소요 시간 T_{gi, ji}를 연산해 둔다. 소요 시간 T_{gi, ji}에도 발진 대기 시간 t_{wi, ji}를 미지수 부분으로서 포함시킨다.

본 발명에서는 이와 같이 해서 작성한 행렬 T_C를 이용해서 각 교차점에서의 각 차량의 경로끼리의 간섭을 검출하고 있다. 즉, i 번째의 차량이 j_i번째의 경로를 채택하는 경우에 k 번째의 교차점에 있어서,

단, i = 1, 2, …, n

ji = 1, 2, …, jimax

k = 1, 2, …, N

ΔTk=(차간 간격 하한치)/(진입원의 브랜치로 채택해야 할 차속)

이라는 조건이 성립하고 있다면, 1 번째의 차량이 j₁번째의, 2 번째의 차량이 j₂번째의, … n 번째의 차량이 j_n번째의 경로를 채택하였다고 해도 적어도 k 번째의 교차점에서는 i 번째의 차량의 경로와 타차량의 경로 사이의 간섭은 생기지 않은 것으로 간주한다. 여기에서 말하는 간섭이란, 차간 간격이 소정의 하한치를 하회하는 것이다. 또한, 전술한 조건이 성립하지 않을 때라도 해당 k 번째의 교차점에 당도하고 있는 복수대의 차량의 경로의 상대 관계가 허용 통과 패턴에 해당하고 있을 때는 간섭이 생기지 않은 것으로 간주한다. 간섭이 생기지 않는다고 간주된 조합은 이후의 처리에서 선택 결정의 대상 내지 후보가 된다.

또한, 소요 통과 시간 T_{i, ji, k}에는 발진 대기 시간 t_{wi, ji}가 변수로서 포함되어 있기 때문에, 교차점에서 간섭이 발생하는지의 여부를 교차점의 통과 타이밍에 기초해서 판단하기 위해서는 발진 대기 시간 T_{wi, ji}를 앞서서 확정해 두어야만 한다. 반대로 말하면, 발진 대기 시간 t_{wi, ji}를 서서히 바꿔 보아서 간섭 불발생의 통과 타이밍을 찾아서 그와 같은 통과 타이밍이 발견되었으면 그 때의 발진 대기 시간 T_{wi, ji}로서 발진 대기 시간 T_{wi, ji}를 확정한다는, 시행 착오적인 처리로서 발진 대기 시간 T_{wi, ji}를 확정할 수 있다. 예를 들면,

단, twi·ji : i번째의 차량이 ji번째의 경로를 채택한 경우의 발진 대기 시간

α : 간섭이 발생하지 않은 최소의 플러스값

에 기초해서 발진 대기 시간 t_{wi, ji}를 확정하면 좋다.

이와 같이 해서, 간섭이 발생하는 조합을 선택의 대상으로부터 제외한 후에, 소요 통과 시간 T_{i, ji k}를 확정된 발진 대기 시간 t_{wi, ji}에 기초해서 확정하고, 확정한 소요 통과 시간 T_{i, ji, k}를 이용한 경로 선택을 실행한다. 즉, 소요 시간 T_{gi, ji}의 평균치 T_{m, j1, j2, …, jn}이 다음의 식,

Tmin=min(T_m·j1·j2 _…jn)

단, min(·) : j1, j2, …, jn의 전 조합 중 간섭이 생기지 않은 조합에 대한 최소치

T_{m·j1·j2…jn}= (T_g1·j1+ T_g2·j2+ ‥‥ + T_gn·jn)/n : i 번째의 차량이 j1 번째의, 2 번째의 차량이 i2 번째의, ‥‥, n번째의 차량이 jn 번째의 경로를 채택했을 때의 전 차량의 소요 시간의 평균치

T_gi·ji: i 번째의 차량이 ji 번째의 경로를 채택했을 때의 소요 시간

에 의해 나타낸 최소의 평균 소요 시간 T_min과 같은 조합을, N_C그대로의 행렬 T_C중에서 선택함으로써, 구획 내에 존재하는 차량이 채택해야 할 경로의 조합을 나타내는 n행 N열 행렬

단, T_t: 경로의 전 조합 중에서, ① 교차점에서의 간섭이 없고(또는 적고), ② 그 T_{m·j1·j2…jn}이 T_min인 조합을 나타내는 n행 N열 행렬

이 조건을 만족하는 조합이 복수인 경우는, ⓐ 특정한 차량의 t_wi·ji를 최소로 하는 것, ⓑ 전 차량의 t_wi·ji의 평균치를 최소로 하는 것 등을 선택한다.

T_ti: i 번째의 차량이 채택되어야 할 경로(지령)를 나타내는 N 차원 벡터

T_tik: i 번째의 차량이 k 번째의 교차점을 통과해야 할 시각(0일 때는 통과하지 않음)

을 얻을 수 있다. 또, T_t가 복수 존재할 때는 발진 대기 시간 t_{wi, ji}에 기초해서 어느 하나를 선택한다.

이와 같이 해서 결정된 행렬 T_t또는 그 각 행 성분인 N 차원 벡터 T_ti를 구획 내에 존재하는 각 차량에서 구하고 또는 관제국에서 각 차량으로 송신하고, 차량 운전자에게 알리고 또는 차량 주행 제어계에 제어 지령으로서 공급함으로써, 그 구획 내에서의 차량 교통을 최적화할 수 있으며, 에너지 효율의 개선 등도 달성할 수 있다. 또한, 행렬 T_t또는 그 각 행 성분인 N 차원 벡터 T_ti에는 각 차량의 발진 대기 시간 t_{wi, ji}에 관한 정보가 포함되고 있기 때문에, 미발진 차량에 대해서는 다시 발진 대기 시간 t_{wi, ji}의 조정 내지 제어를 행하여 차량 교통의 최적화, 에너지 효율의 개선 등에 이용할 수 있다. 또한, 통과 대수가 많은 브랜치의 차속을 증대시키는 처리에 의해서 구획 전체에서의 교통량을 (정체없이)증대시킬 수 있고, 발진 대기 시간 t_{wi, ji}가 긴 차량이 많이 통행하는 브랜치의 차속을 증대시킴으로써 혹은 구획 전체에서의 발진 대기 시간이 평균적으로 봐서 짧아지도록 각 브랜치의 차속을 결정함으로써 대기에 따른 불만을 완화시킴과 동시에 교통량을 증대시킬 수 있다.

(3) 차량 대 차량의 무선 통신을 이용한 실시 형태

본 발명의 실시 형태에는 도로 교통 시스템을 그 적용 대상으로 하는 실시 형태와, 궤도식 교통 시스템을 그 적용 대상으로 하는 실시 형태가 있다. 또한, 도로 교통 시스템을 그 적용 대상으로 하는 실시 형태에는 차량 대 차량의 무선 통신을 이용하는 실시 형태와, 무선에 의한 차량 관제를 행하는 실시 형태와, 이들 차량 대 차량의 무선 통신 및 무선에 의한 차량 관제를 병용하는 실시 형태가 있을 수 있다. 이하, 도로 교통 시스템에서 차량 대 차량의 무선 통신을 이용하는 실시 형태, 도로 교통 시스템에서 무선에 의한 차량 관제를 행하는 실시 형태(차량 대 차량의 무선 통신 및 무선에 의한 차량 관제를 병용하는 실시 형태를 포함한다), 궤도식 교통 시스템을 그 적용 대상으로 하는 실시 형태의 순으로 설명한다.

우선, 도 7에 도시된 바와 같이 도로 상을 각 차량이 주행하는 도로 교통 시스템에서 본 발명을 실시할 때는 각 차량에 무선 통신 기능을 갖는 이동체 장치를 탑재해 두고, 차량 대 차량 및/또는 차량 대 관제국의 무선 통신을 행한다. 관제국을 설치하지 않고 오로지 차량 대 차량의 무선 통신으로써 본 발명을 실시하고자 할 때는 각 이동체 장치를 도 8 내지 도 11에 도시되는 구성으로 하면 좋다.

우선, 도 8에 도시되는 제1 실시 형태의 이동체 장치는 자차 위치 차속 목적지 송신부(10) 및 타차 위치 차속 목적지 수신부(12)를 갖고 있다. 자차 위치 차속 목적지 송신부(10)는 자차의 탑승자가 목적지 입력부(예를 들면, 키패드나 음성 입력 장치 ; 14)를 조작하여 입력하는 목적지나, 위치 차속 검출부(예를 들면, 항법 장치나 속도 센서 ; 16)에서 검출되는 자차의 현재 위치 및 차속을 공용기(18)를 통하여 안테나(20)로부터 무선 송신한다. 타차 위치 차속 목적지 수신부(12)는 타차에 탑재되어 있는 이동체 장치로부터 무선 송신된 정보 즉 당해 타차의 목적지, 현재 위치 및 차속을 나타내는 정보를 공용기(18)를 통하여 안테나(20)에 의해 수신한다. 이들 기능 부재의 동작에 의해서 자차 및 타차 양 쪽에 대해 그 목적지, 현재 위치 및 차속을 나타내는 정보가 수집된다. 통신 제어부(21)는 자차 위치 차속 목적지 송신부(10) 및 타차 위치 차속 목적지 수신부(12)에 의한 무선 통신을, 차량과 차량을 무선 접속하는 회선에서 정보끼리의 충돌이 생기지 않도록, 또한 정보의 수신이 오류없이 행해지도록 제어한다. 이 제어에는 종래 공지의 이동 무선 통신의 기술을 이용할 수 있다.

수집된 정보는 경로 벡터 작성부(22)에서 전술한 N차원 벡터 T_{i, ji}의 작성에 이용되며, 작성된 벡터 T_{i, ji}는 경로 행렬 작성부(24)에서 n행 N열 행렬 T_C의 작성에 이용된다(수학식 1 참조). 또한, 주행중/미발진 판별부(26)는 위치 차속 검출부(16)나 타차 위치 차속 목적지 수신부(12)에 의해 얻어진 정보 중 차속에 관한 정보에 기초해서, 각 차량마다 그 차량이 주행중인지 아니면 미발진인지를 판별한다. 경로 벡터 작성부(22)에서는 그 결과에 따라 발진 대기 시간 t_{wi, ji}를 0(주행 중인 경우) 또는 미지수(미발진인 경우)로서 취급하여 벡터 T_{i, ji}를 작성한다. 또한, 각 브랜치에서 채택해야 할 차속에 대해서는 (수학식 3)에 따라서 결정하고, 그 결과를 벡터 T_{i, ji}의 작성에 이용한다. 또한, 소요 시간 연산부(28)는 벡터 T_{i, ji}에 기초해서, 각 차량이 각각 그 목적지에 도달하는데 요하는 시간 T_{gi, ji}를 연산한다. 단, 현재 시각 t₁에서 미발진 차량의 발진 대기 시간 T_{wi, ji}는 미지수 그대로 한다.

경로 간섭 제거부(30)는 N_C그대로(수학식 2 참조) 존재하는 행렬 T_C중 교차점에서의 경로 간섭이 생길 수 있는 경로 조합을 나타낸 것을, 각 차량이 최종적으로 채택해야 할 경로를 나타내는 경로 패턴의 후보로부터 제외한다. 즉, 수학식 5에 나타낸 바와 같이, 복수의 차량이 동시에 또는 서로 전후하여 동일한 교차점을 통과하는 경로 조합을 나타낸 것 중, 그 교차점의 통과 패턴이 금지 통과 패턴(도 4 참조)에 해당하는 것을 후보로부터 제외한다. 그 때, 경로 간섭 제거부(30)는 수학식 6으로 나타낸 바와 같이, 미발진 차량에 대해 각 경로 후보마다 발진 대기 시간t_{wi, ji}를 결정한다. 소요 시간 최적화부(32)는 소요 시간 연산부(28)에서 얻어진 소요 시간 T_{gi, ji}중 미지수 부분에 경로 간섭 제거부(30)에서 얻어진 발진 대기 시간 t_{wi, ji}를 대입하여 소요 시간 T_{gi, ji}를 결정하고, 이 소요 시간 T_{gi, ji}를 이용해서 수학식 7에 나타낸 연산을 행한다. 소요 시간 최적화부(32)는 또한 소요 시간 T_{gi, ji}의 평균치 T_{m, j1, j2, …, jn}이 최소치 T_min과 같아지는 것을, 이 단계에서는 일반적으로 복수 그대로 존재하는 행렬 T_C중에서 선택한다. 이에 따라, 수학식 8에 나타낸 행렬 T_t가 얻어진다.

따라서, 얻어진 행렬 T_t중 적어도 자차의 경로(발진 대기 시간을 포함한다) 에 관한 정보 예를 들면 경유해야 할 교차점을 나타낸 지도나 각 교차점의 추정(예정) 통과 시각을 차량에 탑재되어 있는 경로 시각 표시부(예를 들면, 소형 CRT나 LCD 등의 표시 장치 ; 34)의 화면 상에 표시하여 차량 운전자에게 알맞은 경로를 시사할 수 있다. 또한, 차량의 구동 계통, 제동 계통, 조타 계통 등의 동작을 제어하는 차량 주행 제어부(36)에 마찬가지의 정보를 공급하여, 차량의 (반)자동 운전을 행하도록 해도 좋다. 또, 도면 중 파선으로 나타낸 바와 같이, 차량의 (반)자동 운전을 행할 때는 위치 차속 검출부(16)에서 검출된 현재 위치나 차속을 이용할 수 있다. 본 실시 형태에 따르면, 교차점에서의 경로 간섭이 없도록 각 차량의 경로 및 발진 대기 시간을 제어할 수 있다. 또한, 관제국이 불필요하기 때문에 하부 구조 비용이 발생하지 않는다. 덧붙여, 가감속이 가능한 한 생기지 않도록 벡터 T_{i, ji}를 결정하고 있기 때문에, 교통 시스템 전체에서의 에너지 효율이 좋아진다. 가솔린차 등을 사용하고 있을 때에는 에미션도 적어진다.

도 9에 도시된 제2 실시 형태의 이동체 장치에서는 경로 벡터 작성부(22)에서 사용하는 차속 즉 각 브랜치에서 채택해야 할 차속을, 교통량이나 발진 대기 시간에 따라서 설정하기 위해 교통량 적응 차속 설정부(38) 및 대기 시간 적응 차속 설정부(40)를 설치하고 있다. 교통량 적응 차속 설정부(38)는 수학식 4 중의 F항을, 대기 시간 적응 차속 설정부(40)는 G항 및 H항을 행렬 T_t에 기초해서 구하고, 그 결과에 의해 차속 v_0k(k+1)을 조정한다. 이와 같이 함으로써, 본 실시 형태에서는 다소의 가감속을 허용하는 대신에 교통량이 많은 브랜치의 차속을 빠르게 하고, 발진 대기 시간이 긴 차량이 많이 통과하는 브랜치의 차속을 빠르게 하고, 구획 전체로 보아서 발진 대기 시간의 평균치가 길어질 것 같을 때 각 브랜치의 차속을 빠르게 하는 처리가 가능해지기 때문에, 에너지 효율을 어느 정도 유지하면서 교통량을 많게 하고 또 발진 대기 시간을 짧게 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 설정되는 차속 v_ok(k+1)을 경로 시각 표시부(34)에 공급함으로써, 현재의 교통 상황 하에서의 각 브랜치에서의 추천 내지 예정 차속을 탑승자에게 알게 할 수 있으며, 또한 차량 주행 제어부(36)에 공급함으로써 차량 주행 제어부(36)가 가감속을 가능한 한 억제하면서 그 차속을 실현하는 처리가 가능해진다.

도 10에 도시된 제3 실시 형태의 이동체 장치에서는 각 차량의 목적지, 현재 위치 및 차속 대신에 각 차량의 경로를 무선 통신에 제공하고 있다. 즉, 이 실시 형태에서는 자차 경로 송신부(42) 및 타차 경로 수신부(44)가 설치되어 있고, 각 차량의 자차 경로 송신부(42)가 그 공용기(18)를 통해서 그 안테나(20)로부터 자차의 경로를 나타낸 정보를 송신하고, 차량과 차량과의 사이에 설치되어 있는 무선 통신 회선으로써 전송되는 정보를 다른 차량의 타차 경로 수신부(44)가 그 공용기(18)를 통하여 그 안테나(20)에서 수신한다. 자차 경로 송신부(42)로부터 송신하는 정보는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 순서로써 얻은 행렬T_t중 자차의 경로를 나타낸 벡터(발진 대기 시간 포함한다)이다. 타차 경로 수신부(44)에서 수신하는 정보는, 타차에서 결정된 당해 타차의 경로를 나타내는 n차원 벡터 T_ti이며 경로 행렬 작성부(24)에 공급된다. 경로 행렬 작성부(24)에서는 행렬 T_C를 작성할 때에, 다음 식

에 나타낸 바와 같이, 타차에 관해서는 결정된 경로를 나타내는 벡터 T_ti를 이용한다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태에서는 경로 벡터 작성부(22)에서 타차의 경로의 후보를 나타내는 벡터 T_{i, ji}를 작성하는 것을 그만 두고, 타차에서 결정된 경로를 나타내는 벡터 T_ti를 이용하고 있다. 또, 본 실시 형태에서의 통신 제어부(21)는 자차 경로 송신부(42) 및 타차 경로 수신부(44)를 제어한다.

이러한 방식으로 하고 있기 때문에, 본 실시 형태에 따르면 행렬 T_C의 개수가 수학식 2에 나타낸 개수로부터 다음 식,

N_c=jimax

로 나타낸 개수까지 감소한다. 따라서, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 비해, 경로 벡터 작성부(22) ∼ 소요 시간 최적화부(32)에서의 연산 처리량이 현저하게 감소한다. 또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지로 자차에 관한 정보만을 송신하면 되기 때문에, 차량과 차량과의 사이에서 무선 통신 회선으로써 전송되는 정보의 량도 억제된다. 또, 본 실시 형태에서는 타차에서 결정된 경로를 이용하여 각 차량의 경로를 각 차량에서 결정하고 있기 때문에, 각 차량에서의 경로의 결정에는 약간 지연이 생긴다. 그러나, 연산 처리량이 저감되어 있기 때문에 경로의 선택 결정의 빈도를 높일 수 있으므로, 이 지연은 무시할 수 있을 정도로 억제할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태 내지 제2 실시 형태를 얻기 위해서 필요한 변형을 본 실시 형태에 실시하고, 도 11에 도시된 구성(제4 실시 형태)으로 할 수도 있다.

(4) 무선에 의한 차량 관제를 행하는 실시 형태

다음에, 도 12에 도시한 바와 같이, 어떤 넓이를 갖는 구획(복역)을 커버하는 관제국을 설치하고, 차량 대 차량의 무선 통신 대신에 혹은 이것과 함께, 차량 대 관제국의 무선 통신을 행하는 도로 교통 시스템에도 본 발명을 적용할 수 있다. 그 때, 도 8 ∼ 도 11에 도시한 제1 실시 형태 ∼ 제4 실시 형태에서의 이동체 장치와 동일한 구성의 이동체 장치를 각 차량에 탑재하고, 관제국에 설치하는 관제국 장치는 도 13에 도시되는 구성(제5 실시 형태) 또는 도 14에 도시되는 구성(제6 실시 형태)으로 하는 것이 가능하다.

우선, 제5 실시 형태는 제1 실시 형태 및/또는 제2 실시 형태에서의 이동체 장치와 마찬가지의 구성을 갖는 이동체 장치를 각 차량에 탑재하고, 각 관제국에 설치하는 관제국 장치를 도 13에 도시된 구성으로 한 실시 형태이며, 본 실시 형태에 따른 관제국 장치는, 위치 차속 목적지 송신부(46) 및 위치 차속 목적지 수신부(48)를 갖고 있다. 위치 차속 목적지 수신부(48)는 자국의 서비스 구획(복역) 내에 존재하는 차량으로부터 차량과 관제국을 접속하는 무선 통신 회선으로 송출되는 정보를 안테나(50)에서 공용기(52)를 통하여 수신한다. 수신된 정보는 위치 차속 목적지 송신부(46)로부터 공용기(52)를 통하여 안테나(50)에서 차량과 관제국과의 사이의 무선 통신 회선으로 송출된다. 통신 제어부(54)는 위치 차속 목적지 송신부(46) 및 위치 차속 목적지 수신부(48)에 의한 통신 동작을 제어한다. 이와 같이, 각 차량으로부터 무선 송신되는 정보 즉 그 차량의 목적지, 현재 위치 및 차속에 관한 정보를 관제국으로부터 재복사하고 있기 때문에, 동일 관제국의 복역 내에 존재하면서도 직접 무선 통신은 할 수 없는 상황 하에 놓여진 복수대의 차량 사이에서도 각각 그 목적지, 현재 위치 및 차속에 관한 정보를 서로 전송할 수 있다. 또, 차량 대 차량의 무선 통신 회선과 차량 대 관제국의 무선 통신 회선은 동일한 회선이라도 좋으며 별도의 회선이라도 좋다. 본 실시 형태에서의 이동체 장치의 자차 위치 차속 목적지 송신부(10) 및 타차 위치 차속 목적지 수신부(12)는 양 회선에 억세스한다.

또한, 본 실시 형태에 따른 관제국 장치는 자국의 복역 내에 존재하는 차량의 현재 위치 및 차속을 예를 들면 도로측의 위치 센서에서 검출하는 위치 차속 검출부(55)를 갖고 있다. 무선 불사용 차량 추출부(56)는 위치 차속 검출부(55)에서 검출된 차량의 현재 위치와, 위치 차속 목적지 수신부(48)에서 수신한 각 차량의 현재 위치를 비교함으로써, 자국의 복역 내에 존재하는 차량 중 현재 차량 관제국 간 의 무선 통신 회선을 이용하지 않고 있는 차량, 예를 들면 이동체 장치를 탑재하고 있지 않은 차량이나 탑재하고 있는 이동체 장치를 동작시키지 않은 차량을 특정하고, 특정한 차량의 위치 및 차속[위치 차속 검출부(55)의 출력]을 목적지 추정부(58)에 공급한다. 목적지 추정부(58)는 무선 불사용 차량 추출부(56)에서 특정된 차량의 위치를 시계열적으로 감시함으로써 및/또는 그 차량의 차속에 기초하여, 그 차량의 장래의 동향을 추정하고, 그 결과 얻어진 그 차량의 목적지를 나타내는 정보를 위치 차속 목적지 송신부(46)에 공급한다. 위치 차속 목적지 송신부(46)는 위치 차속 목적지 수신부(48)로부터의 정보와 함께, 이 정보를 차량 관제국 간 무선 통신 회선으로 송출하고, 이동체 장치의 타차 위치 차속 목적지 수신부(12)는 이것을 수신하여 경로 벡터 작성부(22) 등에 공급한다. 따라서, 본 실시 형태에서는 자차의 목적지, 현재 위치, 차속 등의 정보를 무선 송신하지 않은 차량의 동향을 고려해서 서비스 구획 내의 차량 교통을 제어 및 최적화할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 관제국 장치는 도 12에 도시된 국간 유선 링크(60)에 접속하기 위한 인터페이스(62)를 갖고 있다. 다른 쪽, 타국 구획 진입 판별부(64)는 위치 차속 목적지 수신부(48)에서 수신한 정보 및 위치 차속 검출부(55) ∼ 목적지 추정부(58)에서 얻어진 정보에 기초해서, 현시점에서 자국의 복역 내에 존재하는 차량 중에서 가까운 장래 타국의 복역 내에 진입할 예정인 차량을 검출한다. 월경 정보 송신부(66)는 타국 구획 진입 판별부(64)에서 검출한 차량에 관한 정보를 월경 정보로서 다른 관제국에 송신하도록 인터페이스(62)를 통하여 국간 유선 링크(60)에 송출한다. 월경 정보로서는 예를 들면 진입원의 구획 혹은 이것을 커버하는 관제국(자국)을 특정하는 정보, 진입처의 구획 혹은 이것을 커버하는 관제국을 특정하는 정보, 진입하는 차량의 목적지, 현재 위치 혹은 차속, 혹은 이들로부터 추정한 월경 시각 등을 송신한다. 월경 정보 수신부(68)는 타국의 월경 정보 송신부(66)에 의해 국간 유선 링크(60)에 송출된 월경 정보를 인터페이스(62)를 통하여 수신하고, 자국 구획 진입 판별부(70)는 수신된 월경 정보에 기초하여 자국의 복역 내에 곧 진입하는 차량을 검출한다. 자국 구획 진입 판별부(70)는 검출한 차량에 따른 월경 정보에 기초해서 그 차량의 목적지, 현재 위치 및 차속에 관한 정보를 작성하여, 위치 차속 목적지 송신부(46)는 이것을 전술한 정보와 함께, 각 차량으로 송신한다. 이동체 장치의 타차 위치 차속 목적지 수신부(12)는 이것을 수신하여 경로 벡터 작성부(22) 등에 공급한다. 따라서, 본 실시 형태에서는 자차가 현재 속해 있는 구획과는 별도의 구획에 존재하는 차량의 동향을 고려해서 서비스 구획 내의 차량 교통을 제어 및 최적화할 수 있다.

또, 통신 제어부(54)는 월경 정보 송신부(66) 및 월경 정보 수신부(68)에서의 통신 동작도 제어한다. 또한, 도 12에 도시된 관제국 배치에서는 복수의 관제국에 의해 중복하여 커버되는 지역도 존재하지만, 이 지역에 존재하는 차량에 대해서는 어느 관제국에 의한 관제를 받는 것인지를 예를 들면, 무선 수신 상태에 따라 차량측에서 결정하도록 해도 좋으며, 동일한 관제국에 의한 관제를 가능한 한 길게 계속하도록 차량측에서 결정하도록 해도 좋으며, 혹은 월경 정보 중의 월경 시각에서 관제권을 관제국 간에서 위양하도록 해도 좋다.

다음에, 제6 실시 형태는 제1 실시 형태 및/또는 제2 실시 형태에서의 이동체 장치와 마찬가지의 구성을 갖는 이동체 장치를 각 차량에 탑재하고, 각 관제국에 설치하는 관제국 장치를 도 14에 도시된 구성으로 한 실시 형태이며, 본 실시 형태에 따른 관제국 장치는 경로 송신부(72) 및 경로 수신부(74)를 갖고 있다. 경로 송신부(72) 및 경로 수신부(74)의 기능은 제5 실시 형태에서의 위치 차속 목적지 송신부(46) 및 위치 차속 목적지 수신부(48)와 마찬가지이다. 단, 송수신하는 정보가 각 차량의 경로를 나타내는 정보인 점이 차이가 난다. 또한, 목적지 경로 추정부(76)의 기능은 목적지뿐만 아니라 경로까지도 추정하는 점을 제외하면, 목적지 추정부(58)의 그것과 마찬가지이다. 그 외의 부재의 기능도 취급하는 정보가 경로에 관한 정보를 포함하는 점을 제외하면, 제5 실시 형태 중 대응하는 부재와 마찬가지이다. 통신 제어부(54)는 경로 송신부(72), 경로 수신부(74), 월경 정보 송신부(66) 및 월경 정보 수신부(68)의 동작에 의한 통신 동작을 제어한다. 따라서, 본 실시 형태에서는 제5 실시 형태와 동일한 이점을, 경로 정보를 무선 송수신하는 시스템에서 향수할 수 있다. 더욱, 경로 정보를 포함하는 월경 정보를 송수신하고 있기 때문에, 현재 어느 관제국의 복역(진입원) 내에 존재하는 차량이 다른 관제국의 복역(진입처) 내에서 채택해야 할 경로를 진입원에 따른 관제국에서 결정하고, 그 결과를 월경 정보의 일부로서 진입처의 관제국으로 보내고, 진입처의 관제국 또는 그 복역 내에 존재하는 차량으로써 경로 간섭의 유무를 판별하고, 그 결과를 진입원의 관제국으로 돌려 보내서 경로를 조정하는 것도 가능하다.

제7 실시 형태는 제5 실시 형태 및 제6 실시 형태에서는 이동체 장치측에 설치된 연산 처리 기능 중 경로 행렬 작성 이후의 처리를 관제국으로 옮긴 실시 형태이며, 각 차량에 탑재되는 이동체 장치를 도 15에 도시된 구성으로 하고, 관제국에 설치된 관제국 장치를 도 16에 도시되는 구성으로 한 실시 형태이다. 이 실시 형태에서 통신 제어부(21)의 제어 대상으로 되어 있는 것은 경로 벡터 작성부(22)나 소요 시간 연산부(28)에서 얻어진 정보 즉 자차의 경로의 후보에 관한 정보를 무선 송신하는 자차 경로 후보 송신부(78)의 동작이나 관제국에서 결정된 정보 즉 자차의 경로에 관한 정보를 무선 수신하는 자차 경로 수신부(80)의 동작이다. 또한, 통신 제어부(54)의 제어 대상으로 되어 있는 것은 경로 행렬 작성부(24) ∼ 소요 시간 최적화부(32)에서 얻어지는 정보 즉 자국의 복역 내에 존재하는 차량이 채택해야 할 경로에 관한 정보를 무선 송신하는 경로 지령 송신부(82)의 동작이나, 각 차량으로부터 무선 송신되는 정보 즉 그 차량의 경로의 후보에 관한 정보를 수신하는 경로 후보 수신부(84)의 동작이다. 이와 같이 하면, 각 차량에서의 연산 처리의 부담이 가벼워진다.

또한, 제8 실시 형태는 제5 실시 형태 및 제6 실시 형태에서 이동체 장치측에 설치되어 있던 연산 처리 기능 중 목적지의 입력이나 자차의 현재 위치 및 차속의 검출에 관한 처리를 제외한 부분을 관제국으로 옮긴 실시 형태이며, 제9 실시 형태는 관제국 장치에 교통량 적응 차속 설정부(38) 및 대기 시간 적응 차속 설정부(40)를 더 추가한 실시 형태이다. 이들 실시 형태에서는, 예를 들면 도 17에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 이동체 장치를 각 차량에 탑재한다. 또한, 제8 실시 형태에서는 도 18에 도시된 바와 같은 또한 제9 실시 형태에서는 도 19에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 관제국 장치를 각 관제국에 설치한다. 이와 같이, 경로를 결정하기 위한 연산 처리의 대부분을 관제국 장치에서 제공함으로써, 각 이동체 장치의 구성을 간소화할 수 있다.

또한, 이들 제8 실시 형태 및 제9 실시 형태에서는 관제국 장치에 위치 차속 불송신 차량 추출부(86)를 설치하고 있다. 위치 차속 불송신 차량 추출부(86)는 위치 차속 목적지 수신부(48)에 의해 수신되어 있는 정보에 기초해서 자차의 목적지에 관한 정보는 무선 송신하고 있지만 자차의 현재 위치나 차속에 관한 정보는 무선 송신하지 않는 차량, 즉 위치 차속 불송신 차량을 추출한다. 다른 한편, 이 종류의 차량은 자차의 목적지에 관해서는 차량 관제국 간 무선 통신 회선을 이용하고 있기 때문에, 무선 불사용 차량 추출부(56)에서는 차량 관제국 간 무선 통신 회선을 사용하고 있는 차량으로서 추출된다. 목적지 경로 추정부(76)는 무선 불사용 차량 추출부(56)에서 차량 대 관제국의 무선 통신 회선을 사용하고 있는 차량이라고 판별되어 있으며, 또한 위치 차속 불송신 차량 추출부(86)에서 위치 차속 불송신 차량이라고 판정되어 있는 차량에 대해서 위치 차속 검출부(55)에서 검출된 현재 위치 및 차속과 위치 차속 목적지 수신부(48)에서 수신된 목적지에 기초해서 그 경로를 추정한다. 이 추정의 결과는 경로 벡터 작성부(22)에 공급된다.

따라서, 이들 제8 실시 형태 및 제9 실시 형태에서는 이동체 장치의 구성을 도 17에 도시된 구성과 비교하여 더욱 간소화된 구성으로 하는 것도 가능해진다. 예를 들면, 도 20에 도시된 바와 같이 도 17에 도시된 구성 중의 위치 차속 검출부(16)를 폐지하여 자차 위치 속도 목적지 송신부(10) 대신에 목적지 송신부(88)를 설치한 구성으로 하는 것도 가능하다. 목적지 송신부(88)는 통신 제어부(21)의 제어 아래, 목적지 입력부(14)에 의해 입력된 목적지에 관한 정보를 관제국으로 무선 송신한다. 이러한 구성을 채택 가능하게 되는 것은, 관제국 장치에서 위치 차속 송신 차량을 추출하고 그 경로를 추정하고 있기 때문이다. 더욱 나아가서, 도 21에 도시된 바와 같이 목적지 입력부(14) 및 목적지 송신부(88)를 폐지한 구성을 채택하는 것도 가능하다. 이러한 간소화된 구성의 이동체 장치를 사용하는 것이 가능하게 되는 것은 각 관제국 장치에서 무선 불사용 차량을 추출하고, 그 경로를 추정하도록 하고 있기 때문이다. 따라서, 이들 제8 실시 형태 및 제9 실시 형태에서는 이동체 장치의 구성의 간소화를 더욱 진행시키는 것이 가능해진다.

(5) 궤도식 차량 교통 시스템에 관한 실시 형태

또한, 본 발명은 궤도 상을 각 차량이 주행하는 궤도식 차량 교통 시스템에도 적용할 수 있다. 그 경우, 시스템 전체의 구성은 예를 들면 도 22에 도시된 구성(제10 실시 형태) 혹은 도 23에 도시된 구성(제11 실시 형태)이 된다. 이들의 실시 형태에서는 각 처에 분기를 갖는 궤도 상을 차량을 주행하고 있다. 또한, 이 궤도를 따라서 역이 설치되어 있으며, 각 궤도에는 이 역으로의 인입선을 설치하기 위한 분기가 설치되어 있다. 덧붙여, 각 역에는 이용자가 배차를 요구하기 위한 요청 단말(90)이 설치되고 있으며, 요청 단말(90)은 관제국(엄밀하게는 관제국 장치)에 유선 또는 무선의 회선을 통하여 접속되어 있다.

도 22에 도시된 제10 실시 형태에서는 요청 단말(90)로부터의 요구에 따라 관제국 장치가 각 분기점의 스케쥴러(92)에 차량의 통과 시각이나 통과하는 차량을 특정하는 정보를 기록하고, 각 스케쥴러(92)가 대응하는 분기점의 동작을 제어한다. 또한, 도 23에 도시되는 제11 실시 형태에서는 요청 단말(90)로부터의 요구에 따라 관제국(60)이 각 차량에 그 경로를 지령한다. 또, 각 관제국 장치는 궤도를 따라 설치된 위치 차속 센서를 이용하거나 혹은 각 차량과의 무선 통신을 이용하여 각 차량의 현재 위치나 차속을 검출한다.

도 24 및 도 25에 이들 제10 실시 형태 및 제11 실시 형태에서 사용 가능한 관제국 장치의 구성을 나타낸다. 이들의 도면에 도시된 바와 같이, 제10 실시 형태 및 제11 실시 형태에서의 관제국 장치는 제8 실시 형태 및 제9 실시 형태에서의 관제국 장치와 거의 마찬가지인 구성으로 할 수 있다. 다만, 궤도식 교통 시스템에 적용하고 있기 때문에, 각 차량에 대해 그 경로를 지령하는 장치나 각 차량의 현재 위치 및 차속을 입력하는 수단이나 각 이용자의 목적지를 수신하는 수단에 대해서는 변형이 필요하다.

(6) 보유(補遺)

이상의 설명에서는, 적용 대상이 되는 교통 시스템이 순수한 도로 교통 시스템인 실시 형태와, 순수한 궤도식 교통 시스템인 실시 형태를 기술하였다. 그러나, 본 발명은 도로와 궤도가 혼재하는 교통 시스템에서 도로 상의 이동체 및 궤도 상의 이동체의 양쪽의 교통을 제어하는 형태로 실시할 수도 있다. 게다가, 복잡해진 복도 내지 통로를 갖는 건축물 안 등으로 인간이나 차량을 안내하는 시스템에도 적용할 수 있다. 또한, 차량 대 차량 또는 차량 대 관제국의 무선 통신에 있어서 전파를 이용하는 실시 형태를 기재하였지만, 가능한 경우에는 광 등 다른 종류의 반송파를 이용해도 좋다. 또한, 관제국에 안테나를 설치하여 차량 관제국 간 무선 통신을 행하는 실시 형태를 나타내었지만, 도로나 궤도를 따라서 각 소(所)에 무선기를 배치해 두고 이 무선기를 관제국에 유선 또는 무선 접속하도록 해도 좋다. 이 무선기는, 사인 포스트나 누설 동축 케이블 등을 이용하여 실현될 수 있다. 또한, 관제국을 복수 설치하는 실시 형태를 나타냈지만, 관제국은 1개라도 좋다. 관제국 간의 통신은 유선 회선이 아닌 무선 회선을 이용해도 좋다. 또한, 차량 탑승자에게 경로 등을 알게 하는 수단으로서 표시 장치를 이용했지만, 음향 출력 장치나 음성 합성 장치를 이용해도 좋다. 더욱, 각 교차점에서 경로 간섭이 생기지 않는 행렬 T_C가 반드시 존재하는 것으로 하여 설명했지만, 그와 같은 행렬 T_C가 존재하지 않는 경우에의 대처로서, 경로 간섭의 발생 빈도가 낮은 행렬 T_C를 선택하는 순서를 마련해도 좋다. 경로 간섭의 발생 빈도는 경로 간섭이 발생하는 교차점의 개수, 경로 간섭에 관한 차량의 대수 등에 의해 평가할 수 있다. 또한, 경로 간섭이 발생하는 교차점의 주변에서의 차량의 대수가 가장 적어지는 행렬 T_C를 선택하도록 해도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 복수의 도로 또는 궤도가 각 소에서 교차하고 있는 구획에 관해, 그 구획 내에 존재하는 각 이동체가 금후 취할 수 있는 경로의 조합을 구하고, 구해진 조합 즉 경로 패턴의 후보 중에서 경로 간섭이 어느 이동체에 대해서도 또한 어느 교차점에서도 생기지 않은 후보를 선택하고, 선택된 후보로서 상기 구획 내에서 각 이동체가 채택해야 할 경로를 나타내는 경로 패턴으로 하도록 했기 때문에, 교차점에서의 대기, 정지/발진의 반복 나아가서는 목적지로의 도달의 지연이나 에너지 효율·에미션의 열화 등을 방지할 수 있다.

또한, 경로 간섭이 생기지 않은 후보가 복수 존재하는 경우에 목적지로의 도달에 요하는 시간의 평균치를 각 후보 각각에 관해 구하고, 구해진 평균치가 비교적 작은 후보를 선택함으로써 목적지로의 도달의 지연을 더욱 확실하게 회피할 수 있다.

또한, 상기 경로 간섭이 어느 이동체에 대해서도 또한 어느 교차점에서도 생기지 않도록, 현시점에서 미발진의 제어 대상 이동체에 대해서 또한 각 후보마다 발진까지의 대기 시간을 결정하도록 하면, 교차점에서의 대기, 정지/발진의 반복 나아가서는 목적지로의 도달의 지연이나 에너지 효율·에미션의 열화 등이 보다 생기기 어렵게 된다.

또한, 상기 구획 내에 존재하는 이동체 중 적어도 제어 대상 이동체에 관해 그 현재 위치를 검출하고, 상기 구획 내에 존재하는 이동체에 관해 그 목적지를 검출하고, 검출된 현재 위치 및 목적지 및 각 도로 혹은 궤도에서 채택해야 할 속도에 기초하여, 상기 구획 내에 존재하는 각 이동체의 경로를 구하도록 하면 이들 현재 위치, 목적지 및 채택해야 할 속도의 공급 방법을 고안함으로써, 더욱 부가적인 작용 효과를 얻을 수 있다. 예를 들면, 결정된 경로 패턴에 따라서 각 이동체가 이동한 경우에 교통량이 비교적 많아진다고 인정되는 도로 또는 궤도에 관해 상기 속도를 비교적 큰 값으로 설정하고, 결정된 경로 패턴을 따라서 각 이동체가 이동한 경우에 비교적 발진 대기 시간이 긴 이동체가 비교적 많이 통과할 것이라고 인정되는 도로 또는 궤도에 관해서 상기 속도를 비교적 큰 값으로 설정하고, 결정된 경로 패턴에 따라서 각 이동체가 이동한 경우에서의 발진 대기 시간의 평균치가 비교적 길어진다고 인정될 때 각 도로 또는 궤도에서의 상기 속도를 증대시키는 처리가 가능해지며, 그 결과로서 구획 전체에서의 교통량을 증대시키는 구획 전체에서의 교통량을 증대시킴과 동시에, 발진까지의 대기 시간을 억제하고, 발진까지의 대기 시간을 억제하여 다수의 이동체가 발진을 대기하지 않고 끝나도록 하는 효과가 생긴다. 또한, 제어 대상 이외의 이동체에 관해서도 그 현재 위치를 검출하고 또한 목적지를 추정하도록 하면, 제어 대상 이외의 이동체에 관해서도 그 목적지의 추정을 통하여 경로 패턴의 결정에 반영시킬 수 있다.

또한, 상기 구획 외에 존재하는 이동체 중 상기 구획에 진입하는 것이 예상되는 월경 진입 이동체에 관해 그 예상되는 경로를 나타낸 정보를 입력하고, 월경 진입 이동체의 경로를 상기 조합에 포함시키도록 하면, 예를 들면 복수의 구획에 각각 관제국을 설치한 교통 제어 시스템에서 복수의 구획으로 분리되어 있는 것에도 상관없이, 각 이동체가 본 발명에 따른 교통 제어를 적합하게 받는 것이 가능해진다. 특히, 상기 구획을 커버하는 관제국과 다른 구획을 커버하는 다른 관제국과의 사이에 관제국 간 통신 회선을 설치하고, 이 관제국 간 통신 회선을 통하여 월경 진입 이동체의 예상되는 경로를 나타내는 정보를 입력하여 월경 후퇴 이동체의 예상되는 경로를 나타낸 정보를 해당 다른 관제국에 공급하도록 하면, 관제국 간 통신이라는 비교적 간소한 방법으로 전술한 효과를 실현할 수 있다.

또한, 상기 구획 내에 존재하는 제어 대상 이동체끼리의 사이에 이동체 간 통신 회선을 설치하고, 제어 대상 이동체끼리 이 이동체 간 통신 회선을 통하여 정보를 교환하면서, 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리를 실행하도록 하면, 관제국을 설치할 필요가 없기 때문에 하부 구조의 비용이 발생하지 않는다. 또한, 각 이동체에서의 처리 시에서는 다른 이동체의 결정된 경로를 이용할 수 있기 때문에, 연산 처리량이 적게 끝난다. 또한, 이동체 간에서 전송해야 할 정보는 현재 위치나 목적지 혹은 결정된 경로 패턴 중 자기의 경로에 관한 부분이라고 한 적은 량의 정보이기 때문에 이동체 간 통신 회선의 혼잡도 생기기 어렵다.

또한, 상기 구획 내에 존재하는 제어 대상 이동체와 상기 구획을 커버하는 이동체와의 사이에 이동체 관제국 간 통신 회선을 설치하고, 제어 대상 이동체와 관제국과의 사이에서 이 이동체 관제국 간 통신 회선을 통해 정보를 교환하면서 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리를 공동으로 실행하도록 하면 각 이동체에서의 연산 처리량을 저감할 수 있다.

또한, 상기 구획 내에는 상기 제어 대상 이동체가 이동하기 위한 궤도를 궤도에 따라서는 이용자가 승하차하기 위한 역을, 궤도의 교차점에는 그 분기 연결 조작을 담당하는 스케쥴러를 각각 설치하고, 상기 구획을 커버하는 관제국이 역에 존재하는 이용자로부터의 요구에 따라 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리를 실행하고, 결정된 경로 패턴을 따라서 상기 스케쥴러에 대응하는 교차점의 분기 연결 조작을 지시하는 모양으로 하거나 제어 대상 이동체의 주행을 제어하도록 하면, 다수의 교차점(분기점)을 갖고 불특정 다수의 이용자가 이용하는 궤도식 교통 시스템에서도, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있다.

Claims

복수의 도로 또는 궤도가 각 소(所)에서 교차하고 있는 구획에 관해서, 그 구획 내에 존재하는 각 이동체가 금후 취할 수 있는 경로의 조합을 구하고, 구해진 조합을 경로 패턴의 후보로 하는 경로 후보 결정 수단; 및

상기 후보가 복수 존재하는 경우에, 동일한 교차점을 동시에 또는 서로 전후 하여 통과하는 다른 이동체의 경로를 지나가는 경로 간섭이 어느 이동체에 대해서도 또한 어느 교차점에서도 생기지 않는 후보를 선택하는 경로 결정 수단

을 구비하고,

선택된 후보로서, 상기 구획내에서 각 이동체가 채택해야 할 경로를 지시하는 경로 패턴으로 하는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제1항에 있어서,

경로 간섭이 생기지 않은 후보가 복수 존재하는 경우에, 상기 구획 내에 존재하는 이동체가 각각 그 목적지에 도달하는데 요하는 시간의 평균치를 각 후보 각각에 관해서 구하고, 구해진 평균치가 비교적 작은 후보를 선택함으로써, 상기 구획 내에서 각 이동체가 채택해야 할 경로를 나타내는 경로 패턴을 결정하는 평균 소요 시간 판별 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 경로 간섭이 어느 이동체에 대해서도 또한 어느 교차점에서도 생기지 않도록 상기 구획 내에 존재하는 이동체 중 결정된 경로 패턴을 따르는 제어 대상 이동체로서 현시점에서 미발진한 것에 대해, 또한 각 후보마다, 발진할 때까지의 대기 시간을 결정하는 대기 시간 결정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 구획 내에 존재하는 이동체 중 적어도 결정된 경로 패턴을 따르는 제어 대상 이동체에 관해 그 현재 위치를 검출하는 위치 검출 수단;

상기 구획 내에 존재하는 이동체에 관해 그 목적지를 각 이동체의 탑승자에 의한 입력으로써 또는 그 이동체의 거동에 기초하는 추정으로써 검출하는 목적지 검출 수단; 및

검출된 현재 위치 및 목적지 및 각 도로 혹은 궤도에서 채택해야 하는 속도에 기초해서 상기 구획 내에 존재하는 각 이동체의 경로를 구하는 경로 산출 수단

을 구비하고,

구해진 경로를 이용하여 상기 경로 후보 결정 수단이 상기 조합을 구하는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제4항에 있어서,

결정된 경로 패턴을 따라 각 이동체가 이동한 경우에 교통량이 비교적 많아진다고 인정되는 도로 또는 궤도에 관해 상기 속도를 비교적 큰 값으로 설정하는 교통량 적응형 속도 설정 수단;

결정된 경로 패턴을 따라 각 이동체가 이동한 경우에 비교적 발진 대기 시간이 긴 이동체가 비교적 많이 통과할 것이라고 인정되는 도로 또는 궤도에 관해 상기 속도를 비교적 큰 값으로 설정하는 대기 시간 적응형 개별 속도 설정 수단; 및

결정된 경로 패턴을 따라 각 이동체가 이동한 경우에 있어서의 발진 대기 시간의 평균치가 비교적 길어진다고 인정될 때에 각 도로 또는 궤도에서의 상기 속도를 증대시키는 대기 시간 적응형 속도 설정 수단

중 적어도 하나를 구비하는

것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제4항에 있어서,

상기 구획 내에 존재하는 이동체 중, 결정된 경로 패턴을 따르지 않는 제어 대상 이외의 이동체에 관해서도, 그 현재 위치를 검출하는 상기 위치 검출 수단; 및

상기 구획 내에 존재하는 이동체 중 제어 대상 이동체에 대해서는 그 탑승자에 의한 입력으로써, 제어 대상 이외의 이동체에 대해서는 그 이동체의 거동에 기초하는 추정으로서 그 목적지를 검출하는 상기 목적지 검출 수단을 구비하고,

제어 대상 이외의 이동체의 경로까지도 상기 조합에 포함시키는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제4항에 있어서,

상기 구획 밖에 존재하는 이동체 중 상기 구획으로 진입할 것이 예상되는 월경 진입 이동체에 관해서 그 예상되는 경로를 나타내는 정보를 입력하는 월경 진입 이동체 산입 수단을 구비하고, 월경 진입 이동체의 경로까지도 상기 조합에 포함시키는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제7항에 있어서,

상기 구획을 커버하는 관제국과 다른 구획을 커버하는 다른 관제국과의 사이에 관제국 간 통신 회선이 설치되어 있으며,

월경 진입 이동체 산입 수단이, 상기 관제국 간 통신 회선을 통하여 월경 진입 이동체의 예상되는 경로를 나타내는 정보를 입력하는 한편, 상기 구획 내에 존재하는 이동체 중 상기 다른 구획으로 진입할 것이 예상되는 월경 후퇴 이동체의 예상되는 경로를 나타내는 정보를 상기 다른 관제국에 공급하는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제4항에 있어서,

상기 구획 내에 존재하는 제어 대상 이동체끼리의 사이에 이동체 간 통신 회선이 설치되어 있으며,

각 제어 대상 이동체가, 상기 이동체 간 통신 회선을 통하여 다른 제어 대상 이동체로부터 수신한 정보를 이용하면서 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리를 실행하고 이 처리의 중간 결과 내지 결과의 일부를 상기 이동체간 통신 회선을 통하여 다른 제어 대상 이동체로 송신하는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제4항에 있어서,

상기 구획 내에 존재하는 제어 대상 이동체와 상기 구획을 커버하는 관제국과의 사이에 이동체 관제국 간 통신 회선이 설치되어 있으며,

각 제어 대상 이동체가, 상기 이동체 관제국 간 통신 회선을 통하여 관제국으로부터 수신된 정보를 이용하면서 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리 중 일부를 실행하고, 이 처리의 중간 결과 내지 결과의 일부를 상기 이동체 관제국 간 통신 회선을 통하여 관제국으로 송신하고,

관제국이 상기 이동체 관제국 간 통신 회선을 통해 제어 대상 이동체로부터 수신한 정보를 이용하면서 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리 중 나머지 부분을 실행하고, 이 처리의 중간 결과 내지 결과의 일부를 상기 이동체 관제국 간 통신 회선을 통하여 제어 대상 이동체로 송신하는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제4항에 있어서,

상기 구획 내에는 상기 제어 대상 이동체가 이동하기 위한 궤도가, 궤도를 따라서는 이용자가 승하차하기 위한 역이, 궤도의 교차점에는 그 분기 연결 조작을 담당하는 스케쥴러가 각각 설치되어 있으며,

상기 구획을 커버하는 관제국이, 역에 존재하는 이용자로부터의 요구에 응하여 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리를 실행하고, 결정된 경로 패턴을 따라 상기 스케쥴러에 대하여 대응하는 교차점의 분기 연결 조작을 지시하는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.
제4항에 있어서,

상기 구획 내에는 상기 제어 대상 이동체가 이동하기 위한 궤도가, 궤도를 따라서는 이용자가 승하차하기 위한 역이 각각 설치되어 있으며,

상기 구획을 커버하는 관제국이, 역에 존재하는 이용자로부터의 요구에 응하여 상기 위치 검출 수단, 상기 목적지 검출 수단, 상기 경로 산출 수단, 상기 경로 후보 결정 수단 및 상기 경로 결정 수단에 관한 처리를 실행하고, 결정된 경로 패턴을 따라 상기 구획 내에 존재하는 제어 대상 이동체의 주행을 제어하는 것을 특징으로 하는 이동체 교통 제어 시스템.