WO2012096063A1 - 交通流シミュレーション装置、交通流シミュレーションプログラム、及び交通流シミュレーション方法 - Google Patents

交通流シミュレーション装置、交通流シミュレーションプログラム、及び交通流シミュレーション方法 Download PDF

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WO2012096063A1
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model
simulates
traffic flow
public transportation
flow simulation
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PCT/JP2011/077570
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French (fr)
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園田　隆
容子 伊藤
西前　悦史
祐一郎 神納
小川　浩
賢太郎 川口
森下　慶一
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/60—Testing or simulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L29/00—Safety means for rail/road crossing traffic
    • B61L29/24—Means for warning road traffic that a gate is closed or closing, or that rail traffic is approaching, e.g. for visible or audible warning
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/123—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B29/00—Maps; Plans; Charts; Diagrams, e.g. route diagram
    • G09B29/003—Maps
    • G09B29/006—Representation of non-cartographic information on maps, e.g. population distribution, wind direction, radiation levels, air and sea routes
    • G09B29/007—Representation of non-cartographic information on maps, e.g. population distribution, wind direction, radiation levels, air and sea routes using computer methods

Definitions

  • the present invention relates to a traffic flow simulation apparatus, a traffic flow simulation program, and a traffic flow simulation method.
  • Patent Document 1 discloses a traffic flow predicted in a road network range generated from traffic environment data based on OD traffic volume and traffic environment data for each predetermined section, experience of a driver for each predetermined section, The travel plan of the driver who is provided with the information of the predicted traffic flow is created based on the travel plan, the OD traffic volume of a predetermined section is corrected based on the travel plan, and the traffic using the corrected OD traffic volume is further used.
  • a traffic situation prediction device (traffic flow simulator) for predicting a flow is described.
  • the transportation that constitutes the traffic flow includes not only automobiles but also public transportation such as trains and buses and electric vehicles that are next-generation transportation means. Therefore, when introducing a new public transportation system, it is desirable to be able to predict changes in traffic flow and traffic demand, effects of the introduction of public transportation, and the like.
  • the conventional traffic flow simulator as described in Patent Document 1 cannot simulate running of public transportation.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a traffic flow simulation apparatus, a traffic flow simulation program, and a traffic flow simulation method capable of predicting the influence of all transportation including public transportation on traffic.
  • the purpose is to provide.
  • the traffic flow simulation apparatus In order to solve the above problems, the traffic flow simulation apparatus, the traffic flow simulation program, and the traffic flow simulation method of the present invention employ the following means.
  • the traffic flow simulation device simulates the running of an automobile model simulating an automobile in a road network model simulating a road network including a plurality of roads and intersections connecting the roads.
  • Vehicle running simulation means at least one route of track-type transportation and road surface public transportation, and blocking means for temporarily blocking the running of the vehicle according to the running of public transportation running on the route
  • a public transportation running simulation means for simulating the running of the public transportation model simulating the public transportation, Is provided.
  • a vehicle is simulated in a road network model simulating a road network including a plurality of roads and intersections connecting the roads with the vehicle running simulation means.
  • the running of the car model is simulated.
  • an automobile simulated by an automobile model may include an electric automobile.
  • the travel of the public transportation model simulating the public transportation in the route network model simulating at least one of the rail transportation and the road surface public transportation is simulated by the public transportation traveling simulation means.
  • the track transportation means public transportation that travels on a track different from the road, such as a railway and a subway.
  • the road surface public transport means a public transport that moves along a road on which a car travels, and is, for example, a streetcar or a bus.
  • the route network model includes a model that simulates a blocking means that temporarily blocks the traveling of an automobile in accordance with traveling of public transportation traveling on a route. By simulating this blocking means, the influence of the public transportation on the running of the car is simulated. Therefore, the present invention can predict the influence of public transportation on traffic.
  • the blocking means is provided at a location where the road and a route of the orbital transportation intersect, and the intersection is defined as the orbital system.
  • the transportation system may be a breaker that temporarily blocks the traveling of the automobile at the intersection.
  • the circuit breaker is a so-called crossing, and by using the circuit breaker as a circuit breaker that operates in accordance with the travel of the track transportation, the influence of the track transportation on the traveling of the vehicle is simulated. As a result, it is possible to predict the influence of the traveling of the track transportation on the traveling of the automobile.
  • the road public transportation is a bus
  • a road of the road public transportation is overlapped with the road
  • the blocking means is the bus. It may be a stop that stops.
  • the road public transportation is a bus and the blocking means is a bus stop
  • the influence of the bus on the driving of the automobile and the influence of the automobile on the bus are simulated. Predict the impact of traffic on traffic.
  • the road public transportation is a tram
  • the road public transportation line is along the road
  • the blocking means The traffic light may be provided at a location where the road and the tram line intersect, and when the tram travels at the intersecting location, the traffic light temporarily blocks the traveling of the automobile at the intersection. .
  • the blocking means is a traffic signal that operates according to the running of the streetcar
  • the influence of the streetcar on the running of the car is simulated, and the streetcar It is possible to predict the effect of driving on the driving of a car.
  • the movement of a person includes the case of using at least one of the automobile and the public transportation to reach the destination from the set departure point.
  • a person movement pattern creating means for creating a pattern wherein the vehicle running simulation means is based on the movement pattern created by the person movement pattern creating means and the vehicle model is loaded on the vehicle model and the vehicle model.
  • the public transportation running simulation means based on the movement pattern created by the human movement pattern creation means, boarding the human model on the public transportation model, and You may simulate getting off of the human model from the public transport model.
  • the person movement pattern creation means creates a person movement pattern including the case of using at least one of an automobile and public transportation to reach the destination from the set departure point.
  • the vehicle running simulation means simulates the boarding of the human model on the vehicle model based on the movement pattern and the getting off of the human model from the vehicle model, and the public transportation running simulation means based on the movement pattern
  • the model boarding of the human model and the getting off of the human model from the public transport model are simulated.
  • the present invention can simulate the behavior of a person using a car and public transportation.
  • a travel time calculation for calculating the travel time of the human model from the set departure point to the destination based on the travel pattern. According to this configuration, since the movement time of the human model from the set departure point to the destination is calculated based on the movement pattern, the movement of the person due to the transportation system is calculated. The impact can be assessed more accurately.
  • the travel pattern and the travel Storage control means for performing control for storing the simulation result of the human model using the pattern in the storage means may be provided.
  • the allowable value indicates a time sensation that is a criterion for the person to reach the destination, and the movement pattern that is below the allowable value and the simulation result of the human model using the movement pattern are stored. Since it is stored in the means, it is possible to determine the average behavior of the person using the transportation facility.
  • a maximum number of people who can ride the public transport model is set, and a use state calculation for calculating the use state of the person with respect to the public transport model Means may be provided.
  • the use state calculation means calculates the use state of the person with respect to the public transport model.
  • the state of use of the public transport model is, for example, the number of people who have boarded the public transport model, the congestion level of the public transport model, the total waiting time before boarding the public transport model, and the public transport boarding fee. If it is set, it is the total amount of boarding fee required to reach the destination. Therefore, this invention can evaluate the influence of the movement of a person by public transport in many ways.
  • the amount of energy consumed by traveling in the public transportation model is set, and the amount of energy consumed by traveling of the public transportation model is set.
  • Energy consumption calculating means for calculating the total amount may be provided.
  • the amount of energy consumed by the travel of the public transportation model is calculated by the energy consumption calculation means, so that the influence of the introduction of public transportation can be evaluated in a multifaceted manner.
  • the traffic flow simulation program is a vehicle flow simulation model that simulates an automobile in a road network model that simulates a road network including a plurality of roads and intersections connecting the roads.
  • Public transportation simulating the public transportation in a vehicle traveling simulation means for simulating traveling, and a route network model simulating a route network including at least one route of a public transportation such as a track transportation and a road surface public transportation Simulates the operation of a public transportation mode simulation means for simulating the travel of the engine model and the interception means model simulating the interception means for temporarily blocking the travel of the automobile according to the travel of the public transportation traveling on the route. It functions as a shut-off simulation means.
  • the influence of the public transportation on the traveling of the automobile is simulated by including the blocking means in the route network model. Therefore, the present invention can predict the influence of public transportation on traffic.
  • the traffic flow simulation method simulates driving of an automobile model simulating an automobile in a road network model simulating a road network including a plurality of roads and intersections connecting the roads.
  • a route network model that simulates a route network that includes at least one of a track-type transportation system and a road surface public transportation system that is a public transportation system
  • the traveling of the public transportation model that simulates the public transportation system is simulated.
  • the influence of the public transportation on the travel of the automobile is simulated by including the blocking means in the route network model. Therefore, the present invention can predict the influence of public transportation on traffic.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of QK characteristics according to the first embodiment of the present invention.
  • (A) is a QK characteristic when the weather is clear
  • (B) is a case where the weather is rainy
  • (C) is the QK characteristic when the weather is snowy.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 simulates driving of an automobile model simulating an automobile in a road network model simulating a road network including a plurality of roads and intersections connecting the roads.
  • This is a device for executing a traffic flow simulation for simulating the travel of a track-based transportation model simulating a track-based transportation in a route network model simulating a track of a track-based transportation.
  • the road is not limited to the number of lanes and the number of right / left turn lanes, and indicates roads on which cars such as paved roads, unpaved roads, national roads, prefectural roads, private roads, and parking lots can run.
  • gasoline automobiles refer to motorcycles driven by gasoline, ordinary automobiles (including taxis), buses, and trucks.
  • the vehicle model according to the first embodiment may include an electric vehicle model that simulates an electric vehicle.
  • Electric vehicles include motorcycles driven by electric power, ordinary vehicles (including taxis), buses and trucks, and hybrid vehicles of gasoline and electricity (hybrid vehicles of the above-mentioned various vehicles) that can charge storage batteries. Show.
  • automobile refers to both a gasoline automobile and an electric automobile.
  • the track transportation means public transportation that travels on a different track from the road, such as a railway and a subway, and the track of the track transportation means the above-mentioned track.
  • the traffic flow simulation device 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 12 that controls the operation of the traffic flow simulation device 10, a ROM (Read Only Memory) 14 in which various programs and various parameters are stored in advance, and various programs executed by the CPU 12.
  • a RAM (Random Access Memory) 16 used as a work area at the time, various programs such as a traffic flow simulation program to be described later in detail, and an HDD (Hard Disk Drive) 18 as storage means for storing various information are provided.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 is configured by a keyboard, a mouse, and the like, and includes an operation input unit 20 that receives input of various operations, an image that prompts input of various information required for traffic flow simulation, an image that shows a result of traffic flow simulation, and the like Are stored in an image display unit 22 for displaying various images, an external interface 24 that is connected to an external device such as a printer or another computer, and transmits / receives various information to / from the external device, and a portable storage medium 26.
  • a reading unit 28 for reading information is provided.
  • the portable storage medium 26 includes a magnetic disk, an optical disc such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), an IC (Integrated Circuit) card, and a memory card.
  • the CPU 12, ROM 14, RAM 16, HDD 18, operation input unit 20, image display unit 22, external interface 24, and reading unit 28 are electrically connected to each other via a system bus 30. Therefore, the CPU 12 accesses the ROM 14, the RAM 16, and the HDD 18, grasps the operation state of the operation input unit 20, displays various images on the image display unit 22, and various information with the external device via the external interface 24. And the like, and reading information from the portable storage medium 26 via the reading unit 28, respectively.
  • the configuration of the traffic flow simulation apparatus 10 shown in FIG. 1 is an example.
  • a large-capacity semiconductor storage device may be used instead of the HDD 18, and the traffic flow simulation program is stored in the portable storage medium 26.
  • Other forms such as storage may be used.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of the road network model 40 and the route network model 42A constituting the traffic network model 44A in the traffic flow simulation according to the first embodiment.
  • a link 50 which is a road model that simulates a minimum section of a road divided by an intersection or the like, is connected by a node 52 that simulates an intersection.
  • the road network model 40 may be a model of an existing road network or a model of a road network that does not exist.
  • each link 50 For each link 50, the speed limit of the traveling vehicle model, the number of lanes, the presence / absence and number of right / left turn lanes, and the like are set. In each node 52, whether or not a traffic light model simulating a traffic signal for automobiles is set is set. In addition, it is possible to set an altitude for each link 50 and each node 52. For this reason, the gradient of the road simulated by the link 50 can be determined from the elevation difference between the adjacent link 50 and the node 52. Also, different altitudes can be set even in the middle of the link 50.
  • the traffic light model changes from blue to yellow, yellow to red, and red to blue at predetermined time intervals.
  • the traffic light model is blue, the car model is allowed to move from the link 50 to another link 50 via the node 52 where the traffic light model is installed, while when the traffic light model is red, the car model is Movement from the link 50 to another link 50 is prohibited through the node 52 where the traffic signal is installed.
  • the route network model 42A corresponds to the route of the track transportation system (route model 60), the station simulating a station for getting on and off a person (station model 62), and the traveling of the track transportation system traveling on the route.
  • a blocking means for temporarily blocking the running of the vehicle.
  • the blocking means according to the first embodiment is provided at a location where the road and the track of the track transportation intersect, and the vehicle at the intersection when the track transportation travels at the intersection. It is a circuit breaker (breaker model 64) which interrupts
  • the circuit breaker as the blocking means is a so-called crossing having a blocking bar.
  • the circuit breaker model 64 operates so as to be in one of a closed state and an open state.
  • the circuit breaker model 64 When the circuit breaker model 64 is in the closed state, the travel of the vehicle model at a location where the link 50 and the route model 60 intersect is blocked, that is, the travel of the vehicle model is stopped.
  • the breaker model 64 when the breaker model 64 is in the open state, the travel of the automobile model at the location where the link 50 and the route model 60 intersect is not blocked.
  • the circuit breaker model 64 does not need to simulate the opening and closing of the breaker bar included in the circuit breaker as in an actual circuit breaker, and may be the same as the above-described traffic signal model, with the closed state set to red and the open state Should be blue.
  • the breaker model 64 is, for example, a predetermined distance after the orbital transportation model has passed the breaker model 64 after reaching the predetermined distance before the orbital transportation model enters the breaker model 64. It will be closed until it reaches.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing functions of the traffic flow simulation apparatus 10 according to the first embodiment. That is, the functional block diagram shown in FIG. 3 shows the flow of processing of the traffic flow simulation program executed by the CPU 12.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 according to the first embodiment includes a start instruction receiving unit 70, an initial setting unit 72, a simulation unit 74, a city evaluation unit 76, and an output processing unit 78.
  • the start instruction receiving unit 70 receives an instruction to start a traffic flow simulation. Specifically, for example, when a predetermined image (icon) displayed on the image display unit 22 is pressed via the operation input unit 20, the start instruction receiving unit 70 determines that a start instruction has been received. To do.
  • the initial setting unit 72 performs initial setting of the traffic flow simulation when the start instruction receiving unit 70 receives an instruction to start the traffic flow simulation.
  • What is set as an initial setting includes a traffic network model 44A to be subjected to a traffic flow simulation, the number of car models and the start and destination of each car model (OD information), the start time of each car model, If the electric vehicle model is included in the operation schedule, weather (sunny, rain, snow) of the track transportation model, and the vehicle model, the arrangement and capacity of the charging station model that simulates the charging station that charges the electric vehicle is there.
  • the operation schedule of the track transportation model is the departure station, stop station, end station, travel route, departure time from the departure station, time to reach the stop station, stop at the stop station It is a timetable which showed time, the time to reach
  • the traffic network model 44A, the OD information, the operation schedule, and the like may be prepared in advance by the user, stored in the HDD 18, and initially set by the initial setting unit 72 reading out from the HDD 18, for example. Further, the initial setting unit 72 is provided with a function of creating the traffic network model 44A, OD information, operation schedule, and the like, and the user can use the initial setting unit 72 to create the traffic network model 44A, OD information, and operation schedule. Etc. may be created.
  • the simulation unit 74 includes an automobile simulation unit 80 and a public transportation simulation unit 82.
  • the automobile simulation unit 80 includes an automobile running simulation unit 84 and a route selection unit 86.
  • the vehicle travel simulation unit 84 simulates the travel of each vehicle model using the travel route derived from the set OD information. Specifically, the vehicle travel simulation unit 84 calculates the position of the vehicle model from, for example, the travel speed and the travel time of the vehicle model, and moves the vehicle model to the calculated position to simulate the travel of the vehicle model. To do.
  • the route selection unit 86 derives the travel route of each car model from the set OD information. In addition, when a traffic jam occurs, the route selection unit 86 may derive a new travel route for avoiding the traffic jam and give the derived new travel route to the vehicle model.
  • the public transportation simulation unit 82 includes a public transportation traveling simulation unit 88 and a blocking simulation unit 90.
  • the public transportation traveling simulation unit 88 simulates traveling of the track transportation model according to the set operation schedule. Specifically, the public transportation traveling simulation unit 88 calculates the position of the orbital transportation model from the traveling speed and traveling time of the orbital transportation model, for example, and places the orbital transportation model at the calculated position. By moving the vehicle, the running of the track transportation model is simulated.
  • the interception simulation unit 90 operates the interceptor model 64 so as to be in either the closed state or the open state in accordance with the traveling of the track transportation model.
  • the city evaluation unit 76 evaluates the function of the city represented by the traffic network model 44A according to the simulation result of the simulation unit 74.
  • the function of the city is, for example, a traffic jam state of a car (a traffic jam location and a traffic jam length, etc.), an average time from a car departure point to a destination, and the like.
  • the output processing unit 78 executes processing for outputting the evaluation result by the city evaluation unit 76 (hereinafter referred to as “output processing”).
  • Specific output processing includes image display processing for displaying the evaluation result on the image display unit 22, storage processing for storing the evaluation result in the HDD 18 as data, and evaluation using a printing machine connected via the external interface 24. For example, a printing process for printing a result on a recording sheet.
  • the traffic flow simulation device 10 starts the traffic flow simulation when the start instruction receiving unit 70 receives an instruction to start the traffic flow simulation and then the initial setting unit 72 performs initial setting of the traffic flow simulation.
  • the vehicle travel simulation unit 84 simulates the travel of each vehicle model on the travel route derived from the set OD information.
  • the speed of the vehicle model traveling on the link 50 is, for example, Q shown in FIG. It is calculated using the QK characteristic indicated by the -K curve.
  • the QK characteristic indicates the relationship between the traffic flow Q (vehicle / hour) and the density K (vehicle / km), in other words, the road characteristic.
  • the slope ⁇ of the line connecting the point on the QK curve and the origin indicates the traveling speed V (km / hour).
  • the QK characteristics may be switched according to the weather set as a preset value.
  • FIG. 5 shows examples of different QK characteristics depending on the weather.
  • 5A shows the QK characteristics when the weather is clear
  • FIG. 5B shows the QK characteristics when the weather is rain
  • FIG. 5C shows the weather when the weather is snowy.
  • QK characteristics in the case of As shown in FIGS. 5A to 5C the link capacity, which is the maximum value of the traffic flow Q, decreases in the order of clear, rain, and snow. This represents that the traveling speed of the automobile model decreases in the order of sunny, rain, and snow.
  • the traffic flow simulation device 10 simulates the running of the automobile model by the automobile running simulation unit 84 and the running of the orbital transportation model by the public transportation running simulation unit 88.
  • the circuit breaker model 64 is operated according to the travel of the transportation model.
  • the vehicle travel simulation unit 84 stops the travel of the vehicle model in a place where the circuit breaker model 64 in the closed state is disposed.
  • the influence of the track transportation on the travel of the automobile is simulated. More specifically, the closer the operation schedule of the rail transportation, the closer the breaker will be, and it is predicted that the traffic congestion of the car will increase. Increasing the number of planes is expected to increase vehicle traffic.
  • the traffic congestion state of the automobile in such a case can be simulated by the traffic flow simulation.
  • the traffic flow simulation device 10 ends the traffic flow simulation, for example, when all the initially set automobile models have reached the destination or when the time for executing the initially set traffic flow simulation ends.
  • the city evaluation unit 76 performs evaluation, and the output processing unit 78 outputs the evaluation result. Further, the traffic flow simulation apparatus 10 may enable the evaluation by the city evaluation unit 76 and the output processing of the evaluation result by the output processing unit 78 not only after the traffic flow simulation is completed but also during the execution of the traffic flow simulation.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 is a road network model that simulates a road network including a plurality of roads and intersections connecting the roads with the vehicle traveling simulation unit 84.
  • the travel of the orbital transportation model that simulates the orbital transportation in the route network model 42A that simulates the traveling of the automobile model and simulates the traveling of the orbital transportation by the public transportation traveling simulation unit 88. Simulate.
  • the route network model 42A is provided at a location where the road and the route of the track transportation intersect, and when the track transportation travels at the intersection, the vehicle of the intersection is driven.
  • a circuit breaker model 64 simulating a circuit breaker that temporarily cuts off is provided. Therefore, the traffic flow simulation apparatus 10 according to the first embodiment can predict the influence of public transportation on traffic, in particular, the influence of traveling of a track transportation on the driving of an automobile.
  • the electrical configuration and functional block diagram of the traffic flow simulation apparatus 10 according to the second embodiment are the electrical configuration and functional block diagram of the traffic flow simulation apparatus 10 according to the first embodiment shown in FIGS. Since it is the same as that, description is abbreviate
  • the traffic flow simulation apparatus 10 simulates driving of an automobile model that simulates an automobile in a road network model, and also uses road public transportation in a route network model that simulates the route of road public transportation. It is a device that executes a traffic flow simulation that simulates the running of a road surface public transport model.
  • the road public transportation means public transportation that moves along the road on which the automobile travels, such as a bus or a streetcar.
  • 6 and 7 show schematic diagrams of a traffic network model in the traffic flow simulation according to the second embodiment. 6 and 7 that are the same as in FIG. 2 are assigned the same reference numerals as in FIG. 2 and their descriptions are omitted.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a traffic network model 44B in the case where the road surface public transportation is a bus (hereinafter referred to as “route bus”).
  • the route of the route bus overlaps the road. Since the route bus stops at a predetermined stop position, the travel of the automobile traveling behind the route bus is temporarily blocked, so the stop becomes a blocking means (stop model 92). . That is, a route bus model that simulates a route bus travels a route model that matches a part of the road network model 40 in the same manner as an automobile model.
  • the link 50 of the road network model 40 is one-way two lanes or more and a bus priority lane is set, the bus priority lane becomes a route model, and the route bus model travels on the bus priority lane. Become.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a traffic network model 44C in the case where the road public transport is a tram.
  • the traffic network model 44C corresponds to the road network model 40, a streetcar route (route model 94), a station (station model 96) simulating a station for getting on and off a person, and a streetcar traveling on the route.
  • the route network model 42B includes blocking means for temporarily blocking the traveling of the automobile.
  • the route of the streetcar is along the road, and the streetcar model simulating the streetcar runs the route model 94 along the road network model 40.
  • the blocking means is provided at a location where the road and the road intersect.
  • the traffic signal (signal model 98) temporarily blocks the traveling of the automobile at the intersection. ). That is, the traffic light model 98 is arranged at a location where the link 50 and the route model 94 intersect, in other words, a location where the streetcar model crosses the link 50.
  • the traffic signal model 98 is the same as the circuit breaker model 64, and thus description thereof is omitted.
  • the traffic network model may include both the route bus route network model and the tram route route network model 42B, or at least one of the route bus route network model and the tram route route network model 42B, and the route of the rail transportation system.
  • a net model 42A may be included.
  • the track transportation model, the road bus model, and the streetcar model are collectively referred to as a public transportation model.
  • the initial setting unit 72 sets an operation schedule of a road surface public transport model.
  • the operation schedule when the route public transport is a route bus indicates the stop where the route bus departs, the stop where it stops, the stop where it ends, the travel route, the arrival time at each stop, the stop time of each stop, etc. It is a timetable.
  • the operation schedule when the road surface public transport is a train is the same as the operation schedule of the track transportation.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 starts the traffic flow simulation when the start instruction receiving unit 70 receives an instruction to start the traffic flow simulation, and then the initial setting unit 72 performs initial setting of the traffic flow simulation.
  • the public transport travel simulation unit 88 simulates the travel of the route bus model, similar to the car travel simulation unit 84. That is, the route bus model is simulated as one of the car models.
  • the route bus model is simulated on the basis of the set operation schedule, when the vehicle is stopped at the position of the set stop model 92, the vehicle model traveling behind the route bus model is It will be temporarily blocked. Specifically, when the link 50 is a one-way lane, the subsequent vehicle model stops behind the route bus model and stops when the route bus model is stopped, and traffic congestion is likely to occur. On the other hand, when the link 50 has two lanes or more in one way, the subsequent vehicle model moves to the adjacent lane, and therefore the density of the vehicle model increases in the adjacent lane, and traffic congestion easily occurs.
  • the city evaluation unit 76 calculates a delay time from the route bus model operation schedule.
  • the route bus model is simulated as one of the car models. Therefore, when a traffic jam occurs on the travel route of the route bus model, the route bus model is involved in the traffic jam, resulting in a delay from the set operation schedule.
  • the stop time at each stop model indicated by the operation schedule can be shortened, or the traveling speed of the route bus model can be made higher than before. There is no speed.
  • the city evaluation unit 76 calculates a delay from the route bus operation schedule, and sets the calculated result as the comfort level of the passenger on the route bus. That is, the greater the delay, the lower the comfort level, and the smaller the delay, the higher the comfort level. As described above, the route bus itself can be a factor causing traffic congestion. Therefore, by increasing the number of route buses, the comfort level of passengers on the route buses may be lowered.
  • the public transport travel simulation unit 88 travels the road surface network model 42B based on the set operation schedule in the same manner as the track system model in the second embodiment.
  • the intercepting simulation unit 90 performs the operation of the traffic light model 98 according to the traveling of the streetcar model. For this reason, the more precise the train schedule is, the more red the traffic lights will be, and it is expected that the traffic congestion will increase, and more trains will be created, and more traffic will be created accordingly. Thus, it is predicted that the traffic jam of the automobile will increase.
  • the traffic flow simulation device 10 uses the road surface public transportation as a bus and the blocking means as a bus stop. The impact of the bus will be simulated, and the impact of road public transportation on traffic can be predicted.
  • the traffic flow simulation device 10 according to the second embodiment uses a streetcar as a streetcar and a traffic signal that operates in accordance with the running of the streetcar as a streetcar. The influence will be simulated, and the influence that the traveling of the streetcar has on the traveling of the car can be predicted.
  • the electrical configuration of the traffic flow simulation apparatus 10 according to the third embodiment is the same as the electrical configuration of the traffic flow simulation apparatus 10 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the traffic network model 44 according to the third embodiment is the same as the traffic network model 44 shown in FIGS.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 simulates not only driving of automobiles and public transportation, but also movement of individuals (agents).
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing functions of the traffic flow simulation apparatus 10 according to the third embodiment.
  • the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 includes a human movement simulation unit 100 in the simulation unit 74.
  • the person movement simulation unit 100 simulates movement of a person model that simulates an individual.
  • the human movement simulation unit 100 calculates the position of the human model from, for example, the relationship between the movement speed and the movement time of the human model, and moves the human model to the calculated position, thereby moving the human model. Simulate. It is assumed that the human model according to the third embodiment moves on the road network model 40.
  • the vehicle travel simulation unit 84 simulates the boarding of the human model to the vehicle model and the getting off of the human model from the vehicle model
  • the public transportation travel simulation unit according to the third embodiment simulates the ride of the human model on the public transportation model and the getting off of the human model from the public transportation model.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 includes a decision making model unit 102.
  • the decision model unit 102 includes a person movement pattern creation unit 104, an individual behavior evaluation unit 106, and a storage control unit 108.
  • the person movement pattern creation unit 104 creates a person movement pattern including the case of using at least one of an automobile and public transportation in order to reach the destination from the set departure point, and sends the movement pattern to the simulation unit 74. Output.
  • Whether to use a car or public transportation is initially set for each human model. Specifically, for example, it may be set at random for each human model, or a ratio of a human model using a car or a ratio of a human model using public transportation may be set. This setting is referred to as a use transportation means setting.
  • the above ratio may be changed according to the weather to be set. For example, when the set weather is rain or snow, the ratio of the human model using the car model is increased, while when the set weather is clear, the ratio of the human model using the public transport is increased. Moreover, it is possible to change the said ratio according to the locality where a person lives. For example, when simulating the movement of a person who lives in a locality who prefers a shorter time to the destination or a person who lives in an area where the ownership of automobiles is high, increase the percentage of human models that use automobile models. To do. In addition, when simulating a person living in an area where public transportation is substantial, the ratio of the human model using the public transportation model is increased.
  • the personal behavior evaluation unit 106 calculates behavior evaluation values such as travel time and cost (boarding fee) of the human model from the departure point set for each human model to the destination based on the movement pattern.
  • behavior evaluation value is based on individual values and varies depending on the locality and sensitivity.
  • the storage control unit 108 uses the movement pattern and the movement pattern to Control to store the model simulation result in the HDD 18 is performed.
  • the allowable value is a time sensation that serves as a standard for a person to reach a destination. For this reason, the allowable value may be set to a different value (time) depending on, for example, a time zone that simulates a person's movement, a locality in which the person lives, weather, and the like.
  • the tolerance value may be set short. In the case of rain, the allowable value may be set longer.
  • the traffic flow simulation device 10 includes an end condition determination unit 110.
  • the end condition determination unit 110 determines whether or not a predetermined condition has been reached in order to end the simulation of the personal movement. If the determination is affirmative, the simulation of the human movement is ended.
  • the evaluation unit 76 performs evaluation based on the simulation result of the movement of the person. On the other hand, when a negative determination is made, the decision making model unit 102 causes the human movement pattern creation unit 104 to create a new movement pattern.
  • the termination condition is, for example, the number of times that the simulation of a person's movement is repeated.
  • the operation of the traffic flow simulation device 10 according to the third embodiment will be described.
  • the operation of the decision making model unit 102 is mainly described, and the operation of the simulation unit 74 and the like is the same as that of the first embodiment unless otherwise described.
  • the traffic flow simulation device 10 starts the traffic flow simulation when the start instruction receiving unit 70 receives an instruction to start the traffic flow simulation and then the initial setting unit 72 performs initial setting of the traffic flow simulation.
  • the initial setting unit 72 as the settings specific to the third embodiment, the moving speed of the human model, the OD information of the human model, the departure time of the human model, the setting of used transportation means, the allowable value, the end condition, the public transportation The maximum number of people who can ride the engine model and the boarding fee for the public transport model are set.
  • a movement pattern is created for each person model by the person movement pattern creation section 104 based on the contents set by the initial setting section 72, in particular, the OD information of the person model and the use transportation means setting.
  • movement patterns when using orbital transportation, from the departure time of the human model, the movement route from the departure point of the human model to the station model on which the human model gets on, and the station model from which the human model gets off This is the travel route to the destination of the human model.
  • the simulation unit 74 simulates the movement of the human model from the starting point to the destination based on the moving pattern. For example, for a human model for which a movement pattern using a track transportation system has been generated by the human movement pattern generation unit 104, the movement of the human model from the departure point to the station model 62 on which the human movement simulation unit 100 rides is performed. Simulate. Then, the public transportation running simulation unit 88 simulates boarding of the person model at the station model 62 to get on, and getting off the person model at the station model 62 to get off. Thereafter, the person movement simulation unit 100 simulates the movement of the person model from the station model 62 to the destination to the destination.
  • the public transport model has a maximum number of passengers that can be boarded, so if there are many human models that use the public transport model, even if the human model reaches the station model or stop model, There is a case where waiting time may occur without getting on the transportation model. It should be noted that the order of the human model who gets on the public transport model is the order in which the human model reaches the station model or the stop model.
  • the personal behavior evaluation unit 106 calculates the movement time of the human model from the set departure point to the destination based on the movement pattern. It is calculated and it is determined whether or not the movement time is less than or equal to a preset allowable value, and the storage control unit 108 uses the movement pattern that is less than or equal to the allowable value and the simulation result of the human model using the movement pattern.
  • the storage control unit 108 uses the movement pattern that is less than or equal to the allowable value and the simulation result of the human model using the movement pattern.
  • a new movement pattern is created by the person movement pattern creation unit 104 for the person model whose movement time exceeds the allowable value. Note that a new movement pattern is created by changing the transportation system used by the human model or changing the departure time.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 creates a movement pattern, simulates the movement of a human model based on the movement pattern, until the end condition determination unit 110 determines that the end condition is reached, Repeat the travel time evaluation using the tolerance.
  • the movement pattern of the person until reaching the destination is in an equilibrium state, and the traffic flow simulation device 10 according to the third embodiment is based on the set public transportation model. Changes in traffic demand can be evaluated more accurately.
  • the city evaluation unit 76 calculates the use state of the person for the public transport model for each movement pattern stored in the HDD 18.
  • the state of use of the public transport model is, for example, the number of people who have boarded the public transport model, the degree of congestion of the public transport model, the total waiting time before boarding the public transport model, and the time to reach the destination. This is the total amount of boarding fees required.
  • the degree of congestion is calculated by dividing the number of people who have boarded each public transportation model by the maximum number of people who can get on each public transportation model.
  • the city evaluation unit 76 may calculate not only the use state of the public transport model for each movement pattern but also the sum and average of the use states of a plurality of human models that simulate movement.
  • the city evaluation unit 76 calculates the travel time that is the time required to reach the destination from the departure place for each human model, and the average travel time of a plurality of human models, thereby making it easier for people to move. May show gender.
  • the traffic flow simulation device 10 moves a person including the case of using at least one of an automobile and public transportation to reach the destination from the set departure point.
  • a person movement pattern creating unit 104 for creating a pattern is provided, and the vehicle running simulation unit 84 is based on the movement pattern created by the person movement pattern creating unit 104 to get a human model on the car model and a person from the car model.
  • the public transportation running simulation unit 88 simulates getting off the model and the person model boarding the public transportation model and the person from the public transportation model Simulate getting off the model. Therefore, the traffic flow simulation apparatus 10 according to the third embodiment can simulate the behavior of a person using a car and public transportation.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 calculates the movement time of the human model from the set departure point to the destination based on the movement pattern by the individual behavior evaluation unit 106. Therefore, the influence of the movement of people by public transportation can be evaluated more accurately.
  • the traffic flow simulation apparatus 10 simulates a human model using a movement pattern and a movement pattern that are less than or equal to an allowable value indicating a time sensation that is a reference when a person reaches a destination. Since the result is stored in the HDD 18, it is possible to determine an average action of a person using public transportation.
  • the number of people who can get on the public transportation model is set, and the city evaluation unit 76 calculates the use state of the person with respect to the public transportation model. Multifaceted evaluation of the impact of movement of people due to transportation.
  • the energy consumption is the power consumption if the public transportation model is a vehicle (railway, tram, etc.) that runs on electric power.
  • the power consumption during acceleration (kW) and the power consumption during constant speed (kW) ) Is set in advance, the power consumption during acceleration is multiplied by the time traveled while accelerating, the power consumption during constant speed is multiplied by the time traveled at constant speed, and the sum is calculated.
  • the influence of the introduction of public transportation can be evaluated in a multifaceted manner.
  • the amount of power used for public transportation can be evaluated, so that the demand for electric power resulting from public transportation will be shown, and the balance between power supply and demand and the necessary power infrastructure Can be evaluated.
  • the city evaluation unit 76 calculates the CO 2 emission amount of a gasoline vehicle model (hereinafter referred to as “gasoline vehicle model”) based on, for example, the following formulas (1) and (2), and the public Changes in CO 2 emissions due to the introduction of transportation may be calculated.
  • Fuel consumption mileage x average fuel consumption (1)
  • CO 2 emissions fuel consumption x constants (2)
  • the average fuel consumption of the gasoline vehicle model in the equation (1) is set by the initial setting unit 72 (for example, 30 km / L), and the constant in the equation (2) is an initial value for calculating the CO 2 emission amount from the fuel consumption amount.
  • This is a setting value set by the setting unit 72.
  • the CO 2 emission amount of the gasoline vehicle model is calculated based on the preset set value and the travel distance of the gasoline vehicle model.
  • the CO 2 emission amount of the electric vehicle model is set to 0 (zero), or the electric power consumed by the storage battery of the electric vehicle model is generated. Therefore, for example, since CO 2 is discharged at a thermal power plant, the electric vehicle model may also discharge CO 2 .
  • CO 2 emission amount of the electric vehicle model is calculated based on the following equation (3).
  • CO 2 emissions Storage battery consumption x Constant (3)
  • the traffic flow simulation apparatus 10 includes a city optimization unit 112.
  • the city optimization unit 112 changes the traffic network model based on the evaluation result by the city evaluation unit 76. For example, when an electric vehicle model is included in the vehicle model, a charging station model that simulates a charging station that charges the electric vehicle model is provided in the traffic network model.
  • the city evaluation unit 76 derives the relationship between the total travel time of the electric vehicle model obtained by the traffic flow simulation and the number of charging station models, and the total travel time is not shortened even if the number of charging stations is increased. If it understands, the traffic network model which reduced the charging station model is newly created, or the traffic network model which has arranged the charging station model in a different place is created. The traffic flow simulation device 10 performs a traffic flow simulation based on the newly created traffic network model.
  • Traffic flow simulation device 10
  • CPU 40 road network model 42A route network model 42B route network model 50 link 52 node 64 breaker model 76 city evaluation unit 84 automobile driving simulation unit 88 public transportation driving simulation unit 92 stop model 98 traffic signal model 104 human movement pattern creation unit 106 individuals Action evaluation unit 108
  • Memory control unit

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Abstract

　自動車走行模擬部（８４）によって、複数の道路及び道路と道路とを結ぶ交差点を含む道路網を模擬した道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行が模擬され、公共交通機関走行模擬部（８８）によって、軌道系交通機関の路線を模擬した路線網モデルにおける、軌道系交通機関を模擬した軌道系交通機関モデルの走行が模擬される。そして、道路と軌道系交通機関の路線とが交差する箇所に設けられ、該交差する個所を軌道系交通機関が走行する場合に、該交差する箇所の自動車の走行を一時的に遮断する遮断機を模擬した遮断機モデルが、遮断模擬部（９０）によって動作される。

Description

交通流シミュレーション装置、交通流シミュレーションプログラム、及び交通流シミュレーション方法
　本発明は、交通流シミュレーション装置、交通流シミュレーションプログラム、及び交通流シミュレーション方法に関するものである。
　コンピュータシミュレーションによる自動車の道路移動（走行）に関する予測手法（交通流シミュレーション）として、種々の方法が提案されている。
　例えば、特許文献１には、所定区間毎のＯＤ交通量と交通環境データとに基づいて交通環境データで生成される道路ネットワーク範囲で予測された交通流と、ドライバの所定区間毎の経験と、に基づいて、該予測された交通流の情報を提供されたドライバの旅行計画を作成し、該旅行計画に基づいて所定区間のＯＤ交通量を修正し、修正したＯＤ交通量を更に用いて交通流を予測する、交通状況予測装置（交通流シミュレータ）が記載されている。
特許第４５０６６６３号公報
　ここで、交通流を構成する交通機関は、自動車だけではなく、例えば、電車やバス等の公共交通機関や次世代輸送手段である電気自動車も含まれる。そのため、新たな公共交通機関を導入するにあたり、交通流や交通需要の変化、公共交通機関の導入の効果等を予測できることが望ましい。
　しかしながら、特許文献１に記載されているような従来の交通流シミュレータでは、公共交通機関の走行を模擬できない。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、公共交通機関を含む全交通機関が交通に与える影響を予測できる交通流シミュレーション装置、交通流シミュレーションプログラム、及び交通流シミュレーション方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の交通流シミュレーション装置、交通流シミュレーションプログラム、及び交通流シミュレーション方法は以下の手段を採用する。
　すなわち、本発明の第一の態様に係る交通流シミュレーション装置は、複数の道路及び道路と道路とを結ぶ交差点を含む道路網を模擬した道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行を模擬する自動車走行模擬手段と、軌道系交通機関及び路面公共交通機関の少なくとも一方の路線、及び該路線を走行する公共交通機関の走行に応じて前記自動車の走行を一時的に遮断する遮断手段を含む路線網を模擬した路線網モデルにおける、前記公共交通機関を模擬した公共交通機関モデルの走行を模擬する公共交通機関走行模擬手段と、
を備えるものである。
　本発明の第一の態様に係る交通流シミュレーション装置によれば、自動車走行模擬手段によって、複数の道路及び道路と道路とを結ぶ交差点を含む道路網を模擬した道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行が模擬される。なお、自動車モデルで模擬される自動車には、電気自動車を含んでもよい。
　また、公共交通機関走行模擬手段によって、軌道系交通機関及び路面公共交通機関の少なくとも一方の路線を模擬した路線網モデルにおける、公共交通機関を模擬した公共交通機関モデルの走行が模擬される。
　軌道系交通機関とは、道路とは異なる線路を走行する公共交通機関であり、例えば、鉄道及び地下鉄等である。一方、路面公共交通機関とは、自動車が走行する道路に沿って移動する公共交通機関であり、例えば、路面電車やバス等である。
　なお、路線網モデルには、路線を走行する公共交通機関の走行に応じて自動車の走行を一時的に遮断する遮断手段を模擬したものが含まれる。この遮断手段が模擬されることによって、公共交通機関による自動車の走行への影響が模擬されることとなる。
　従って、本発明は、公共交通機関が交通に与える影響を予測できる。
　また、本発明の第一の態様に係る交通流シミュレーション装置においては、前記遮断手段を、前記道路と前記軌道系交通機関の路線とが交差する箇所に設けられ、該交差する個所を前記軌道系交通機関が走行する場合に、該交差する箇所の前記自動車の走行を一時的に遮断する遮断機としてもよい。
　この構成によれば、遮断機とは、所謂踏み切りであり、遮断手段を軌道系交通機関の走行に応じて動作する遮断機とすることで、軌道系交通機関による自動車の走行への影響が模擬されることとなり、軌道系交通機関の走行が自動車の走行に与える影響を予測できる。
　また、本発明の第一の態様に係る交通流シミュレーション装置においては、前記路面公共交通機関を、バスとし、前記路面公共交通機関の路線が、前記道路と重なり合い、前記遮断手段を、前記バスが停止する停留所としてもよい。
　この構成によれば、路面公共交通機関をバスとし、遮断手段をバスの停留所とするので、バスによる自動車の走行への影響、及び自動車によるバスの影響がシミュレーションされることとなり、路面公共交通機関が交通に与える影響を予測できる。
　また、本発明の第一の態様に係る交通流シミュレーション装置においては、前記路面公共交通機関を、路面電車とし、前記路面公共交通機関の路線が、前記道路に沿っており、前記遮断手段を、前記道路と前記路面電車の路線とが交差する個所に設けられ、該交差する個所を前記路面電車が走行する場合に、該交差する箇所の前記自動車の走行を一時的に遮断する信号機としてもよい。
　この構成によれば、路面公共交通機関を路面電車とし、遮断手段を路面電車の走行に応じて動作する信号機とするので、路面電車による自動車の走行への影響が模擬されることとなり、路面電車の走行が自動車の走行に与える影響を予測できる。
　また、本発明の第一の態様に係る交通流シミュレーション装置においては、設定された出発地から目的地に到達するために、前記自動車及び前記公共交通機関の少なくとも一方を用いる場合を含む人の移動パターンを作成する人移動パターン作成手段を備え、前記自動車走行模擬手段が、前記人移動パターン作成手段によって作成された前記移動パターンに基づいて、前記自動車モデルへの前記人モデルの乗車及び前記自動車モデルからの前記人モデルの降車を模擬し、前記公共交通機関走行模擬手段が、前記人移動パターン作成手段によって作成された前記移動パターンに基づいて、前記公共交通機関モデルへの前記人モデルの乗車及び前記公共交通機関モデルからの前記人モデルの降車を模擬してもよい。
　この構成によれば、人移動パターン作成手段によって、設定された出発地から目的地に到達するために、自動車及び公共交通機関の少なくとも一方を用いる場合を含む人の移動パターンが作成される。
　そして、自動車走行模擬手段によって、移動パターンに基づいた自動車モデルへの人モデルの乗車及び自動車モデルからの人モデルの降車が模擬され、移動パターンに基づいた公共交通機関走行模擬手段によって、公共交通機関モデルへの人モデルの乗車及び公共交通機関モデルからの人モデルの降車が模擬される。
　従って、本発明は、自動車及び公共交通機関を用いる人の行動を模擬することができる。
　また、本発明の第一の態様に係る交通流シミュレーション装置においては、前記移動パターンに基づいた、設定された出発地から目的地に到達するまでの前記人モデルの移動時間を算出する移動時間算出手段が備えられていてもよい
　この構成によれば、移動パターンに基づいた、設定された出発地から目的地に到達するまでの人モデルの移動時間を算出するので、交通機関による人の移動の影響をより正確に評価できる。
　また、本発明の第一の態様に係る交通流シミュレーション装置においては、前記移動時間算出手段によって算出された前記移動時間が予め設定された許容値以下となった場合に、該移動パターン及び該移動パターンを用いた前記人モデルの模擬結果を記憶手段に記憶させる制御を行う記憶制御手段が備えられていてもよい。
　この構成によれば、許容値とは人が目的地に到達する上で規準となる時間感覚を示すこととなり、許容値以下となった移動パターン及び移動パターンを用いた人モデルの模擬結果を記憶手段に記憶させるので、交通機関を用いた人の平均的な行動を判別することができる。
　また、本発明の第一の態様に係る交通流シミュレーション装置においては、前記公共交通機関モデルに乗車可能な最大人数が設定され、前記公共交通機関モデルに対する前記人の利用状態を算出する利用状態算出手段が備えられていてもよい。
　この構成によれば、公共交通機関モデルは乗車可能な人数が設定され、利用状態算出手段によって、公共交通機関モデルに対する人の利用状態が算出される。公共交通機関モデルの利用状態とは、例えば、公共交通機関モデルに乗車した人数、公共交通機関モデルの混雑度、公共交通機関モデルに乗車するまでの総待ち時間、及び公共交通機関の乗車料金が設定されている場合は、目的地に到達するまでに要した乗車料金の総額等である。
　従って、本発明は、公共交通機関による人の移動の影響を多面的に評価できる。
　また、本発明の第一の態様に係る交通流シミュレーション装置においては、前記公共交通機関モデルに走行することによる消費エネルギー量が設定され、前記公共交通機関モデルの走行によって消費された消費エネルギー量の総量を算出する消費エネルギー算出手段が備えられていてもよい。
　この構成によれば、消費エネルギー算出手段によって、公共交通機関モデルの走行によって消費された消費エネルギー量が算出されるので、公共交通機関の導入による影響をより多面的に評価できる。
　一方、本発明の第二の態様に係る交通流シミュレーションプログラムは、コンピュータを、複数の道路及び道路と道路とを結ぶ交差点を含む道路網を模擬した道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行を模擬する自動車走行模擬手段と、公共交通機関である軌道系交通機関及び路面公共交通機関の少なくとも一方の路線を含む路線網を模擬した路線網モデルにおける、前記公共交通機関を模擬した公共交通機関モデルの走行を模擬する公共交通機関走行模擬手段と、前記路線を走行する公共交通機関の走行に応じて前記自動車の走行を一時的に遮断させる遮断手段を模擬した遮断手段モデルの動作を模擬する遮断模擬手段と、して機能させるものである。
　本発明の第二の態様に係る交通流シミュレーションプログラムによれば、遮断手段が路線網モデルに含まれることによって、公共交通機関による自動車の走行への影響が模擬されることとなる。従って、本発明は、公共交通機関が交通に与える影響を予測できる。
　さらに、本発明の第三の態様に係る交通流シミュレーション方法は、複数の道路及び道路と道路とを結ぶ交差点を含む道路網を模擬した道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行を模擬すると共に、公共交通機関である軌道系交通機関及び路面公共交通機関の少なくとも一方の路線を含む路線網を模擬した路線網モデルにおける、前記公共交通機関を模擬した公共交通機関モデルの走行を模擬する第１工程と、前記路線を走行する公共交通機関の走行に応じて前記自動車の走行を一時的に遮断させる遮断手段を模擬した遮断手段モデルの動作を模擬する第２工程と、を含むものである。
　本発明の第三の態様に係る交通流シミュレーションによれば、遮断手段が路線網モデルに含まれることによって、公共交通機関による自動車の走行への影響が模擬されることとなる。従って、本発明は、公共交通機関が交通に与える影響を予測できる。
　本発明によれば、交通機関が交通に与える影響を予測できる、という優れた効果を有する。
本発明の第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置の電気系の要部構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る交通流シミュレーションにおける道路網モデル、及び軌道系交通機関の路線網モデルの構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置の機能を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るＱ－Ｋ特性の一例を示した図である。 本発明の第１実施形態に係る天候に応じて異なるＱ－Ｋ特性の例であり、（Ａ）は、天候が晴れの場合のＱ－Ｋ特性であり、（Ｂ）は、天候が雨の場合のＱ－Ｋ特性であり、（Ｃ）は、天候が雪の場合のＱ－Ｋ特性である。 本発明の第２実施形態に係る交通流シミュレーションにおける道路網モデル、及びバスの路線網モデルの構成を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る交通流シミュレーションにおける道路網モデル、及び路面電車の路線網モデルの構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置の機能を示すブロック図である。 本発明の変形例に係る交通流シミュレーション装置の機能を示すブロック図である。
　以下に、本発明に係る交通流シミュレーション装置、交通流シミュレーションプログラム、及び交通流シミュレーション方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
　以下、本発明の第１実施形態について説明する。
　図１に、本第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０の電気系の要部構成を示す。
　本第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、複数の道路、及び道路と道路とを結ぶ交差点を含む道路網を模擬した道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行を模擬すると共に、軌道系交通機関の路線を模擬した路線網モデルにおける、軌道系交通機関を模擬した軌道系交通機関モデルの走行を模擬する交通流シミュレーションを実行する装置である。
　そして、道路とは、車線数、右左折レーンの数の限定はなく、さらに、舗装路、非舗装路、国道、県道、私道、及び駐車場等の自動車が走行可能な道路を示す。
　また、自動車のうち、ガソリン自動車とは、ガソリンで駆動する自動二輪車、普通自動車（タクシーを含む）、バス、及びトラック等を示す。
　なお、本第１実施形態に係る自動車モデルには、電気自動車を模擬した電気自動車モデルが含まれてもよい。電気自動車とは、電力で駆動する自動二輪車、普通自動車（タクシーを含む）、バス、及びトラック、並びにガソリンと電気のハイブリッド車（上記各種自動車のハイブリッド車）であって蓄電池に充電可能なものを示す。以下の説明において、単に自動車という場合は、ガソリン自動車と電気自動車両方を示す。
　一方、軌道系交通機関とは、鉄道及び地下鉄等、道路とは異なる線路を走行する公共交通機関であり、軌道系交通機関の路線とは、上記線路である。
　交通流シミュレーション装置１０は、交通流シミュレーション装置１０全体の動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）１２、各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）１４、ＣＰＵ１２による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）１６、詳細を後述する交通流シミュレーションプログラム等の各種プログラム及び各種情報を記憶する記憶手段としてのＨＤＤ（Hard Disk Drive）１８を備える。
　さらに、交通流シミュレーション装置１０は、キーボード及びマウス等から構成され、各種操作の入力を受け付ける操作入力部２０、交通流シミュレーションに要する各種情報の入力を促す画像、交通流シミュレーションの結果を示す画像等の各種画像を表示する画像表示部２２、プリンタや他のコンピュータ等の外部装置と接続され、該外部装置への各種情報の送受信を行う外部インタフェース２４、並びに可搬型記憶媒体２６に記憶されている情報を読み取るための読取部２８を備える。なお、可搬型記憶媒体２６には、磁気ディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光ディスク、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、及びメモリカード等が含まれる。
　これらＣＰＵ１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、ＨＤＤ１８、操作入力部２０、画像表示部２２、外部インタフェース２４、及び読取部２８は、システムバス３０を介して相互に電気的に接続されている。従って、ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、及びＨＤＤ１８へのアクセス、操作入力部２０に対する操作状態の把握、画像表示部２２に対する各種の画像の表示、並びに外部インタフェース２４を介した上記外部装置との各種情報の送受信、読取部２８を介した可搬型記憶媒体２６からの情報の読み取り等を各々行なうことができる。
　なお、図１に示す交通流シミュレーション装置１０の構成は一例であり、例えば、ＨＤＤ１８の代わりに、大容量の半導体記憶装置を用いてもよいし、交通流シミュレーションプログラムを、可搬型記憶媒体２６に記憶させる等、他の形態としてもよい。
　図２に、本第１実施形態に係る交通流シミュレーションにおける交通網モデル４４Ａを構成する道路網モデル４０及び路線網モデル４２Ａの模式図を示す。
　道路網モデル４０は、交差点等で区切られる道路の最小区間を模擬した道路モデルであるリンク５０が交差点を模擬したノード５２で接続されている。なお、道路網モデル４０は、実在する道路網を模擬したものであってもよいし、実在しない道路網を模擬したものであってもよい。
　各リンク５０には、走行する自動車モデルの制限速度、車線数、右左折レーンの有無及び数等が設定される。各ノード５２には、自動車用の交通信号機を模擬した信号機モデルの設置の有無が設定されている。
　また、各リンク５０及び各ノード５２には、各々標高を設定することが可能とされている。このため、隣り合うリンク５０及びノード５２の標高差から、リンク５０によって模擬されている道路の勾配を決定できる。また、リンク５０の途中でも異なる標高を設定することが可能とされている。
　信号機モデルは、予め定められた時間間隔で青色から黄色、黄色から赤色、赤色から青色に変化する。信号機モデルが青色の場合、自動車モデルは、該信号機モデルが設置されているノード５２を介してリンク５０から他のリンク５０へ移動が許可される一方、信号機モデルが赤色の場合、自動車モデルは、該信号機が設置されているノード５２を介してリンク５０から他のリンク５０への移動が禁止される。
　一方、路線網モデル４２Ａは、軌道系交通機関の路線（路線モデル６０）、人を乗降させるための駅を模擬した駅（駅モデル６２）、及び路線を走行する軌道系交通機関の走行に応じて自動車の走行を一時的に遮断する遮断手段を含む。
　本第１実施形態に係る遮断手段とは、道路と軌道系交通機関の路線とが交差する箇所に設けられ、該交差する個所を軌道系交通機関が走行する場合に、該交差する箇所の自動車の走行を一時的に遮断する遮断機（遮断機モデル６４）である。遮断手段としての遮断機は、遮断棒を有する所謂踏み切りである。
　遮断機モデル６４は、閉状態及び開状態の何れか一方となるように動作する。遮断機モデル６４が閉状態の場合は、リンク５０と路線モデル６０とが交差する箇所の自動車モデルの走行が遮断される、すなわち自動車モデルの走行が停止する。一方、遮断機モデル６４が開状態の場合は、リンク５０と路線モデル６０とが交差する箇所の自動車モデルの走行は遮断されない。
　なお、遮断機モデル６４は、実際の遮断機のように遮断機が有する遮断棒の開閉までも模擬する必要はなく、上述した信号機モデルと同様であってよく、閉状態を赤色とし、開状態を青色とすればよい。
　また、遮断機モデル６４は、例えば、軌道系交通機関モデルが遮断機モデル６４へ進入する手前の所定距離に到達してから、軌道系交通機関モデルが遮断機モデル６４を通過した後の所定距離に到達するまでの間、閉状態となる。
　図３は、本第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０の機能を示す機能ブロック図である。すなわち、図３に示す機能ブロック図は、ＣＰＵ１２によって実行される交通流シミュレーションプログラムの処理の流れを示すものである。
　本第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、開始指示受付部７０、初期設定部７２、シミュレーション部７４、都市評価部７６、及び出力処理部７８を備える。
　開始指示受付部７０は、交通流シミュレーションの開始の指示を受け付ける。具体的には、例えば、画像表示部２２に表示されている所定の画像（アイコン）が操作入力部２０を介して押された場合に、開始指示受付部７０は、開始の指示を受け付けたと判定する。
　初期設定部７２は、開始指示受付部７０が交通流シミュレーションの開始の指示を受け付けた場合に、交通流シミュレーションの初期設定を行う。
　初期設定として設定されるものには、交通流シミュレーションの対象となる交通網モデル４４Ａ、自動車モデルの数及び各自動車モデルの出発地及び目的地（Ｏ－Ｄ情報）、各自動車モデルの出発時間、軌道系交通機関モデルの運行スケジュール、天候（晴れ、雨、雪）、並びに自動車モデルに電気自動車モデルを含む場合は、電気自動車に充電を行う充電ステーションを模擬した充電ステーションモデルの配置及び容量等である。
　軌道系交通機関モデルの運行スケジュールとは、軌道系交通機関モデルが走行する出発駅、停車駅、終着駅、走行経路、出発駅を出発する時間、停車駅に到達する時間、停車駅での停車時間、及び終着駅に到達する時間等を示した時刻表である。
　なお、交通網モデル４４Ａ、Ｏ－Ｄ情報、及び運行スケジュール等は、例えば、ユーザが予め作成し、ＨＤＤ１８に記憶させておき、初期設定部７２がＨＤＤ１８から読み出すことによって初期設定してもよい。また、初期設定部７２に交通網モデル４４Ａ、Ｏ－Ｄ情報、及び運行スケジュール等を作成する機能を備えさせ、ユーザが、初期設定部７２で交通網モデル４４Ａ、Ｏ－Ｄ情報、及び運行スケジュール等を作成してもよい。
　シミュレーション部７４は、自動車シミュレーション部８０及び公共交通機関シミュレーション部８２を備える。
　自動車シミュレーション部８０は、自動車走行模擬部８４及びルート選択部８６を備える。
　自動車走行模擬部８４は、設定されたＯ－Ｄ情報から導出された走行ルートで各自動車モデルの走行を模擬する。具体的には、自動車走行模擬部８４は、例えば自動車モデルの走行速度と走行時間とから、自動車モデルの位置を算出し、算出した位置に自動車モデルを移動させることによって、自動車モデルの走行を模擬する。
　ルート選択部８６は、設定されたＯ－Ｄ情報から各自動車モデルの走行ルートを導出する。また、ルート選択部８６は、渋滞が発生した場合に、渋滞を回避するための新たな走行ルートを導出し、導出した新たな走行ルートを自動車モデルに与えてもよい。
　公共交通機関シミュレーション部８２は、公共交通機関走行模擬部８８及び遮断模擬部９０を備える。
　公共交通機関走行模擬部８８は、設定された運行スケジュールに応じて軌道系交通機関モデルの走行を模擬する。具体的には、公共交通機関走行模擬部８８は、例えば軌道系交通機関モデルの走行速度と走行時間とから、軌道系交通機関モデルの位置を算出し、算出した位置に軌道系交通機関モデルを移動させることによって、軌道系交通機関モデルの走行を模擬する。
　遮断模擬部９０は、軌道系交通機関モデルの走行に応じて、遮断機モデル６４を閉状態及び開状態の何れか一方となるように動作させる。
　都市評価部７６は、シミュレーション部７４のシミュレーション結果に応じて、交通網モデル４４Ａで表される都市の機能を評価する。なお、都市の機能とは、例えば、自動車の渋滞状態（渋滞する場所及び渋滞の長さ等）、自動車の出発地から目的地に達するまでの平均時間等である。
　出力処理部７８は、都市評価部７６による評価結果を出力する処理（以下、「出力処理」という。）を実行する。具体的な出力処理としては、評価結果を画像表示部２２に表示させる画像表示処理、評価結果をデータとしてＨＤＤ１８に記憶させる記憶処理、外部インタフェース２４を介して接続されている印刷機を用いて評価結果を記録用紙に印刷させる印刷処理等である。
　次に、本第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０の作用について説明する。
　交通流シミュレーション装置１０は、開始指示受付部７０が交通流シミュレーションの開始の指示を受け付け、その後初期設定部７２が、交通流シミュレーションの初期設定を行うと、交通流シミュレーションを開始する。
　自動車走行模擬部８４は、設定されたＯ－Ｄ情報から導出された走行ルートで各自動車モデルの走行を模擬するが、リンク５０を走行する自動車モデルの速度は、例えば、図４に示されるＱ－Ｋ曲線によって示されるＱ－Ｋ特性を用いて算出される。
　Ｑ－Ｋ特性とは、交通流量Ｑ（台／時間）と密度Ｋ（台／ｋｍ）との関係を示すものであり、換言すると道路の特性を示している。そして、Ｑ－Ｋ曲線上の点と原点を結ぶ線の傾きαが走行速度Ｖ（ｋｍ／時間）を示す。
　図４に示すように、自動車モデルの密度Ｋが、Ｑ－Ｋ曲線の頂点を越えてさらに大きくなると、走行速度が遅くなり、渋滞を引き起こすこととなる。
　また、本第１実施形態に係る交通流シミュレーションでは、予め設定値として設定されている天候に応じて、Ｑ－Ｋ特性を切り替えてもよい。
　図５は、天候に応じて異なるＱ－Ｋ特性の例を示す。図５（Ａ）は、天候が晴れの場合のＱ－Ｋ特性であり、図５（Ｂ）は、天候が雨の場合のＱ－Ｋ特性であり、図５（Ｃ）は、天候が雪の場合のＱ－Ｋ特性である。
　図５（Ａ）～（Ｃ）に示されるように、交通流量Ｑの最大値であるリンク容量が、晴れ、雨、雪の順に小さくなっている。このことは、晴れ、雨、雪の順に自動車モデルの走行速度が小さくなることを表わしている。
　また、交通流シミュレーション装置１０は、自動車走行模擬部８４による自動車モデルの走行の模擬と共に、公共交通機関走行模擬部８８による軌道系交通機関モデルの走行を模擬し、遮断模擬部９０は、軌道系交通機関モデルの走行に応じた遮断機モデル６４の動作を行う。
　遮断機モデル６４が閉状態（赤信号）となると、自動車走行模擬部８４は、閉状態となった遮断機モデル６４は配置されている箇所における自動車モデルの走行を停止させる。このように、遮断機モデル６４が路線網モデル４２Ａに含まれることによって、軌道系交通機関による自動車の走行への影響がシミュレーションされることとなる。
　より具体的には、軌道系交通機関の運行スケジュールが緻密にされるほど、遮断機が閉状態となり、自動車の渋滞が増加することが予測される、又路線をより多く作り、これに伴い遮断機をより多く作ることによって、自動車の渋滞が増加することが予測される。本第１実施形態にかかる交通流シミュレーション装置１０では、このような場合の自動車の渋滞状態を交通流シミュレーションで模擬することができる。
　そして、交通流シミュレーション装置１０は、例えば、初期設定された全ての自動車モデルが目的地に到達した場合、又は、初期設定された交通流シミュレーションを実行する時間が終了すると、交通流シミュレーションを終了し、都市評価部７６によって評価を行い、出力処理部７８によって評価結果を出力処理する。また、交通流シミュレーション装置１０は、交通流シミュレーション終了後だけでなく、交通流シミュレーションの実行中でもリアルタイムで都市評価部７６による評価及び出力処理部７８による評価結果の出力処理を可能としてもよい。
　以上説明したように、本第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、自動車走行模擬部８４によって、複数の道路及び道路と道路とを結ぶ交差点を含む道路網を模擬した道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行を模擬し、公共交通機関走行模擬部８８によって、軌道系交通機関の路線を模擬した路線網モデル４２Ａにおける、軌道系交通機関を模擬した軌道系交通機関モデルの走行を模擬する。そして、路線網モデル４２Ａには、道路と軌道系交通機関の路線とが交差する箇所に設けられ、該交差する個所を軌道系交通機関が走行する場合に、該交差する箇所の自動車の走行を一時的に遮断する遮断機を模擬した遮断機モデル６４が設けられる。
　従って、本第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、公共交通機関が交通に与える影響の予測、特に軌道系交通機関の走行が自動車の走行に与える影響を予測できる。
〔第２実施形態〕
　以下、本発明の第２実施形態について説明する。
　なお、本第２実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０の電気的構成及び機能ブロック図は、図１，３に示される第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０の電気的構成及び機能ブロック図と同様であるので説明を省略する。
　本第２実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行を模擬すると共に、路面公共交通機関の路線を模擬した路線網モデルにおける、路面公共交通機関を模擬した路面公共交通機関モデルの走行を模擬する交通流シミュレーションを実行する装置である。
　路面公共交通機関とは、自動車が走行する道路に沿って移動する公共交通機関であり、例えば、バスや路面電車等である。
　図６，７に、本第２実施形態に係る交通流シミュレーションにおける交通網モデルの模式図を示す。なお、図６，７における図２と同一の構成部分については図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。
　図６は、路面公共交通機関をバス（以下、「路線バス」という。）とした場合の交通網モデル４４Ｂの模式図である。路線バスの路線は、道路と重なり合う。そして、路線バスは、定められた停留所の位置において停止することによって、路線バスの後方を走行する自動車の走行を一時的に遮断することとなるので、停留所が遮断手段（停留所モデル９２）となる。
　すなわち、路線バスを模擬した路線バスモデルは、道路網モデル４０の一部と一致した路線モデルを、自動車モデルと同様に走行することとなる。なお、道路網モデル４０のリンク５０が片道２車線以上であり、バス優先レーンが設定されている場合は、該バス優先レーンが路線モデルとなり、路線バスモデルは、バス優先レーンを走行することとなる。
　一方、図７は、路面公共交通機関を路面電車とした場合の交通網モデル４４Ｃの模式図である。交通網モデル４４Ｃは、道路網モデル４０と、路面電車の路線（路線モデル９４）、人を乗降させるための駅を模擬した駅（駅モデル９６）、及び路線を走行する路面電車の走行に応じて自動車の走行を一時的に遮断する遮断手段を含んだ路線網モデル４２Ｂで構成される。
　なお、路面電車の路線は、道路に沿っており、路面電車を模擬した路面電車モデルは、道路網モデル４０に沿った路線モデル９４を走行することとなる。
　また、遮断手段は、道路と路線とが交差する個所に設けられ、該交差する個所を路面電車が走行する場合に、該交差する箇所の自動車の走行を一時的に遮断する信号機（信号機モデル９８）である。すなわち、リンク５０と路線モデル９４とが交差する箇所、換言すると、路面電車モデルがリンク５０を横断する箇所に信号機モデル９８が配置される。なお、信号機モデル９８は、遮断機モデル６４と同様であるため、説明を省略する。
　なお、上記説明では、路線網モデルに路面バスの路線網モデルを含む場合と路線網モデルに路面電車の路線網モデル４２Ｂを含む場合とを、図６，７を用いて別々に説明したが、交通網モデルは、路面バスの路線網モデルと路面電車の路線網モデル４２Ｂを共に含んでもよいし、路線バスの路線網モデル及び路面電車の路線網モデル４２Ｂの少なくとも一方と軌道系交通機関の路線網モデル４２Ａを含んでもよい。なお、以下の説明において、軌道系交通機関モデル、路面バスモデル、及び路面電車モデルを総称して、公共交通機関モデルという。
　さらに、初期設定部７２によって、路面公共交通機関モデルの運行スケジュールが設定される。
　路面公共交通機関を路線バスとした場合の運行スケジュールとは、路線バスが出発する停留所、停車する停留所、終着する停留所、走行経路、各停留所に到着する時間、各停留所の停車時間等を示した時刻表である。
　一方、路面公共交通機関を路線電車とした場合の運行スケジュールとは、軌道系交通機関の運行スケジュールと同様である。
　そして、交通流シミュレーション装置１０は、開始指示受付部７０が交通流シミュレーションの開始の指示を受け付け、その後初期設定部７２が、交通流シミュレーションの初期設定を行うと、交通流シミュレーションを開始する。
　路面公共交通機関を路線バスとした場合、公共交通機関走行模擬部８８は、自動車走行模擬部８４と同様に、路線バスモデルの走行を模擬する。すなわち、路線バスモデルは、自動車モデルの一つとして、その走行が模擬される。
　ここで、路線バスモデルは、設定された運行スケジュールに基づいて走行が模擬されるため、定められた停留所モデル９２の位置において停止した場合、路線バスモデルの後方を走行する自動車モデルの走行は、一時的に遮断されることとなる。
　具体的には、リンク５０が片道１車線の場合は、後続の自動車モデルは路線バスモデルの後方で、路線バスモデルの停止と共に停止するため、渋滞が発生しやすくなる。一方、リンク５０が片道２車線以上の場合は、後続の自動車モデルは隣のレーンへ移動するので、該隣のレーンは、自動車モデルの密度が高くなり、渋滞が発生しやすくなる。
　さらに、都市評価部７６は、路線バスモデルの運行スケジュールからの遅れの時間を算出する。路線バスモデルは、自動車モデルの一つとして、その走行が模擬される。そのため、路線バスモデルの走行経路に渋滞が発生した場合は、路線バスモデルは、該渋滞に巻き込まれることとなり、設定した運行スケジュールからの遅れが生じることとなる。なお、本第２実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０では、遅れが生じたとしても、運行スケジュールにより示される各停留所モデルでの停止時間を短縮させたり、路線バスモデルの走行速度をそれまでよりも速めることはない。
　そこで、都市評価部７６は、路線バスモデルの運行スケジュールからの遅れを算出し、その算出結果を路線バスの乗客の快適度とする。すなわち、遅れが大きいほど快適度は低く、遅れが小さいほど快適度は高い。
　なお、上述したように、路線バスそのものが渋滞を発生させる要因となりえる。そのため、路線バスの本数を増やすことによって、路線バスの乗客の快適度は低くなる可能性がある。
　一方、路面公共交通機関を路線電車とした場合、公共交通機関走行模擬部８８は、第２実施形態で軌道系交通機関モデルと同様に、設定された運行スケジュールに基づいて路面網モデル４２Ｂを走行する路面電車モデルの走行を模擬し、遮断模擬部９０は、路面電車モデルの走行に応じた信号機モデル９８の動作を行う。
　このため、路線電車の運行スケジュールが緻密にされるほど、信号機が赤となり、自動車の渋滞が増加することが予測される、又路線電車の路線をより多く作り、これに伴い信号機をより多く作ることによって、自動車の渋滞が増加することが予測される。
　以上説明したように、本第２実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、路面公共交通機関をバスとし、遮断手段をバスの停留所とするので、バスによる自動車の走行への影響、及び自動車によるバスの影響がシミュレーションされることとなり、路面公共交通機関が交通に与える影響を予測できる。
　また、本第２実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、路面公共交通機関を路面電車とし、遮断手段を路面電車の走行に応じて動作する信号機とするので、路面電車による自動車の走行への影響が模擬されることとなり、路面電車の走行が自動車の走行に与える影響を予測できる。
〔第３実施形態〕
　以下、本発明の第３実施形態について説明する。
　なお、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０の電気的構成は、図１に示される第１実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０の電気的構成と同様であるので説明を省略する。また、本第３実施形態に係る交通網モデル４４は、図２，６，７に示される交通網モデル４４と同様であるので説明を省略する。
　本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、自動車及び公共交通機関の走行の模擬だけでなく、個人（エージェント）の移動も模擬する。
　図８は、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０の機能を示す機能ブロック図である。なお、図８における図３と同一の構成部分については図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
　本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、シミュレーション部７４に人移動模擬部１００を備える。
　人移動模擬部１００は、個人を模擬した人モデルの移動を模擬する。具体的には、人移動模擬部１００は、例えば人モデルの移動速度と移動時間との関係から、人モデルの位置を算出し、算出した位置に人モデルを移動させることによって、人モデルの移動を模擬する。なお、本第３実施形態に係る人モデルは、道路網モデル４０上を移動するものとする。
　また、本第３実施形態に係る自動車走行模擬部８４は、自動車モデルへの人モデルの乗車及び自動車モデルからの人モデルの降車を模擬し、本第３実施形態に係る公共交通機関走行模擬部８８は、公共交通機関モデルへの人モデルの乗車及び公共交通機関モデルからの人モデルの降車を模擬する。
　さらに、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、意思決定モデル部１０２を備える。
　意思決定モデル部１０２は、人移動パターン作成部１０４、個人行動評価部１０６、記憶制御部１０８を備える。
　人移動パターン作成部１０４は、設定された出発地から目的地に到達するために、自動車及び公共交通機関の少なくとも一方を用いる場合を含む人の移動パターンを作成し、移動パターンをシミュレーション部７４へ出力する。
　自動車又は公共交通機関の何れを用いるかは、人モデル毎に初期設定される。具体的には、例えば、人モデル毎にランダムに設定されていてもよいし、自動車を用いる人モデルの割合、公共交通機関を用いる人モデルの割合が設定されていてもよい。なお、この設定を利用交通手段設定という。
　さらに、上記割合は、設定する気象によって変化させてもよい。例えば、設定した気象が雨や雪の場合は、自動車モデルを用いる人モデルの割合を高くする一方、設定した気象が晴れの場合は、公共交通機関を用いる人モデルの割合を高くする。また、上記割合は、人が居住する地域性によって変化させることが考えられる。例えば、目的地までに要する時間が短いことをより好む地域性に居住する人や自動車の保有率の高い地域に居住する人の移動を模擬する場合は、自動車モデルを用いる人モデルの割合を高くする。また、公共交通機関が充実している地域に居住する人を模擬する場合は、公共交通機関モデルを用いる人モデルの割合を高くする。
　個人行動評価部１０６は、移動パターンに基づいた、人モデル毎に設定された出発地から目的地に到達するまでの人モデルの移動時間及びコスト（乗車料金）等の行動評価値を算出する。一般に、行動評価値は、個人の価値観に基づくものであり、地域性や感受性によっても異なってくる。
　記憶制御部１０８は、個人行動評価部１０６によって算出された、移動パターンに基づいた人モデルの移動時間が予め設定された許容値以下となった場合、該移動パターン及び該移動パターンを用いて人モデルの模擬結果をＨＤＤ１８に記憶させる制御を行う。
　なお、上記許容値は、人が目的地に到達する上で規準となる時間感覚である。そのため、許容値は、例えば、人の移動を模擬する時間帯、人が居住する地域性、気象等に応じて異なる値（時間）が設定されることが考えられる。例えば、人の移動を模擬する時間帯が朝の場合や、目的地までに要する時間が短いことをより好む地域性の個人を模擬する場合は、許容値を短く設定してもよく、気象が雨の場合は、許容値を長く設定してもよい。
　また、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、終了条件判定部１１０を備える。
　終了条件判定部１１０は、個人の移動の模擬を終了させるために予め定められた条件に達したか否かを判定し、肯定判定となった場合は、人の移動の模擬を終了し、都市評価部７６が人の移動の模擬結果に基づいた評価を行う。一方、否定判定となった場合、意思決定モデル部１０２は、人移動パターン作成部１０４に新たな移動パターンを作成させる。なお、終了条件とは、例えば、人の移動の模擬を繰り返す回数である。
　次に、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０の作用について説明する。なお、以下の説明では、主に意思決定モデル部１０２の作用について説明し、シミュレーション部７４等の作用については、特に説明しない限り第１実施形態と同様とする。
　交通流シミュレーション装置１０は、開始指示受付部７０が交通流シミュレーションの開始の指示を受け付け、その後初期設定部７２が、交通流シミュレーションの初期設定を行うと、交通流シミュレーションを開始する。初期設定部７２では、本第３実施形態に特有の設定として、人モデルの移動速度、人モデルのＯ－Ｄ情報、人モデルの出発時間、利用交通手段設定、許容値、終了条件、公共交通機関モデルの乗車可能な最大人数、及び公共交通機関モデルの乗車料金が設定される。
　次に、人移動パターン作成部１０４によって、初期設定部７２で設定された内容、特に人モデルのＯ－Ｄ情報や利用交通手段設定に基づいて、各人モデル毎に移動パターンが作成される。移動パターンの具体例としては、軌道系交通機関を用いる場合は、人モデルの出発時間、人モデルの出発地から人モデルが乗車する駅モデルまでの移動ルート、及び人モデルが降車する駅モデルから人モデルの目的地までの移動ルートである。
　シミュレーション部７４では、移動パターンに基づいて人モデルの出発地から目的地までの移動を模擬する。例えば、人移動パターン作成部１０４によって、軌道系交通機関を用いる移動パターンが作成された人モデルに対しては、人移動模擬部１００が出発地から乗車する駅モデル６２までの人モデルの移動を模擬する。そして、公共交通機関走行模擬部８８が、乗車する駅モデル６２での該人モデルの乗車を模擬し、降車する駅モデル６２での該人モデルの降車を模擬する。その後、人移動模擬部１００が降車する駅モデル６２から目的地までの該人モデルの移動を模擬する。
　なお、公共交通機関モデルには、乗車可能な最大人数が設定されているため、公共交通機関モデルを利用する人モデルが多い場合は、人モデルが駅モデルや停留所モデルに到達しても、公共交通機関モデルに乗車できずに待ち時間が発生する場合もある。なお、公共交通機関モデルに乗車する人モデルの順番は、人モデルが駅モデルや停留所モデルに到達した順番とする。
　全ての人モデルに対して目的地までの移動の模擬が終了すると、個人行動評価部１０６が、移動パターンに基づいた、設定された出発地から目的地に到達するまでの人モデルの移動時間を算出し、該移動時間が予め設定された許容値以下となったか否かを判定し、記憶制御部１０８が許容値以下となった移動パターン及び該移動パターンを用いて人モデルの模擬結果をＨＤＤ１８に記憶させる。
　一方、移動時間が許容値を超えた人モデルについては、人移動パターン作成部１０４によって新たな移動パターンが作成される。なお、新たな移動パターンは、人モデルが用いる交通機関を変更したり、出発時刻を変更することによって作成される。
　そして、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、終了条件判定部１１０によって終了条件に達したと判定されるまで、移動パターンの作成、移動パターンに基づいた人モデルの移動の模擬、許容値を用いた移動時間の評価を繰り返す。
　このように、移動パターンの評価を繰り返すことによって、目的地に到達するまでの人の移動パターンが均衡状態となり、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、設定した公共交通機関モデルによる交通需要の変化をより精度高く評価することができる。
　本第３実施形態に係る都市評価部７６は、ＨＤＤ１８に記憶された移動パターン毎に公共交通機関モデルに対する人の利用状態を算出する。公共交通機関モデルの利用状態とは、例えば、公共交通機関モデルに乗車した人数、公共交通機関モデルの混雑度、公共交通機関モデルに乗車するまでの総待ち時間、及び目的地に到達するまでに要した乗車料金の総額等である。
　混雑度は、各公共交通機関モデルに乗車した人数を各公共交通機関モデルの乗車可能な最大人数で除算することによって算出される。
　また、都市評価部７６は、移動パターン毎に公共交通機関モデルの利用状態を算出するだけでなく、移動を模擬された複数の人モデルの利用状態の総和、及び平均を算出してもよい。
　また、都市評価部７６は、人モデル毎に出発地から目的地に到達するまでに要した時間である旅行時間、及び複数の人モデルの平均旅行時間を算出することによって、人の移動の快適性を示してもよい。
　以上説明したように、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、設定された出発地から目的地に到達するために、自動車及び公共交通機関の少なくとも一方を用いる場合を含む人の移動パターンを作成する人移動パターン作成部１０４を備え、自動車走行模擬部８４は、人移動パターン作成部１０４によって作成された移動パターンに基づいて、自動車モデルへの人モデルの乗車及び自動車モデルからの人モデルの降車を模擬し、公共交通機関走行模擬部８８は、人移動パターン作成部１０４によって作成された移動パターンに基づいて、公共交通機関モデルへの人モデルの乗車及び公共交通機関モデルからの人モデルの降車を模擬する。
　従って、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、自動車及び公共交通機関を用いる人の行動を模擬することができる。
　また、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、個人行動評価部１０６によって、移動パターンに基づいた、設定された出発地から目的地に到達するまでの人モデルの移動時間を算出するので、公共交通機関による人の移動の影響をより正確に評価できる。
　また、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、人が目的地に到達する上で規準となる時間感覚を示す許容値以下となった移動パターン及び移動パターンを用いた人モデルの模擬結果をＨＤＤ１８に記憶させるので、公共交通機関を用いた人の平均的な行動を判別することができる。
　また、本第３実施形態に係る交通流シミュレーション装置１０は、公共交通機関モデルは乗車可能な人数が設定され、都市評価部７６によって、公共交通機関モデルに対する人の利用状態を算出するので、公共交通機関による人の移動の影響を多面的に評価できる。
〔変形例１〕
　変形例１に係る交通流シミュレーション１０は、公共交通機関モデルに走行することによる消費エネルギー量が設定され、都市評価部７６が、公共交通機関モデルの走行によって消費された消費エネルギー量の瞬時値と総量を算出する。
　消費エネルギーとは、公共交通機関モデルが電力によって走行する車両（鉄道、路面電車等）であれば、消費電力であり、例えば、加速時の消費電力（ｋＷ）及び定速時の消費電力（ｋＷ）を予め設定し、加速時の消費電力に加速しながら走行した時間を乗算し、定速時の消費電力に定速で走行した時間を乗算し、これらの和によって算出される。
　これにより、本変形例１では、公共交通機関の導入による影響をより多面的に評価できる。特に、電力によって走行する公共交通機関を導入する地域において、公共交通機関に用いる電力量を評価できるので、公共交通機関に起因する電力需要が示されることとなり、電力需給のバランス及び必要な電力インフラを評価できる。
　また、公共交通機関を導入することによって、人が公共交通機関を利用する頻度が高くなれば、自動車によるＣＯ２排出量の削減が期待できる。
　そこで、都市評価部７６が、ガソリン自動車の自動車モデル（以下、「ガソリン自動車モデル」という。）のＣＯ２排出量を、例えば、下記（１）式及び（２）式に基づいて算出し、公共交通機関の導入によるＣＯ２排出量の変化を算出してもよい。
　　燃料消費量＝走行距離×平均燃費　・・・（１）
　　ＣＯ２排出量＝燃料消費量×定数　・・・（２）
　（１）式におけるガソリン自動車モデルの平均燃費は、初期設定部７２によって設定され（例えば、３０ｋｍ／Ｌ）、（２）式における定数は、燃料消費量からＣＯ２排出量を算出するために初期設定部７２によって設定される設定値である。
　このように、ガソリン自動車モデルのＣＯ２排出量は、予め設定された設定値及び該ガソリン自動車モデルの走行距離に基づいて算出される。
　また、自動車モデルに電気自動車を模擬した電気自動車モデルも含まれる場合は、例えば、電気自動車モデルのＣＯ２排出量を０(零）としたり、電気自動車モデルの蓄電池で消費される電力を生成するために、例えば火力発電所においてＣＯ２が排出されるため、電気自動車モデルもＣＯ２を排出するとしてもよい。
　具体的には、電気自動車モデルのＣＯ２排出量は、下記（３）式に基づいて算出される。
　　ＣＯ２排出量＝蓄電池消費量×定数　・・・（３）
　（３）式における定数は、蓄電池消費量からＣＯ２排出量を算出するために初期設定部７２によって設定される設定値であり、電気自動車モデルのＣＯ２排出量をガソリン自動車モデルのＣＯ２排出量よりも小さくする値として設定される。
〔変形例２〕
　変形例２に係る交通流シミュレーション装置１０は、図９に示すように、都市最適化部１１２を備える。
　都市最適化部１１２は、都市評価部７６による評価結果に基づいて、交通網モデルを変更する。
　例えば、自動車モデルに電気自動車モデルを含む場合、交通網モデルに電気自動車モデルに対して充電を行う充電ステーションを模擬した充電ステーションモデルが設けられる。
　そして、都市評価部７６によって、交通流シミュレーションによって得られた電気自動車モデルの総旅行時間と充電ステーションモデルの数との関係を導出し、充電ステーションの数を増やしても総旅行時間が短縮しないことが分かると、充電ステーションモデルを減らした交通網モデルを新たに作成したり、異なる場所に充電ステーションモデルを配置した交通網モデルを作成する。そして、交通流シミュレーション装置１０は、新たに作成した交通網モデルに基づいて、交通流シミュレーションを行う。
　以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
　１０　　交通流シミュレーション装置
　１２　　ＣＰＵ
　４０　　道路網モデル
　４２Ａ　路線網モデル
　４２Ｂ　路線網モデル
　５０　　リンク
　５２　　ノード
　６４　　遮断機モデル
　７６　　都市評価部
　８４　　自動車走行模擬部
　８８　　公共交通機関走行模擬部
　９２　　停留所モデル
　９８　　信号機モデル
　１０４　人移動パターン作成部
　１０６　個人行動評価部
　１０８　記憶制御部

Claims (11)

  1. 　複数の道路及び道路と道路とを結ぶ交差点を含む道路網を模擬した道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行を模擬する自動車走行模擬手段と、
    　軌道系交通機関及び路面公共交通機関の少なくとも一方の路線、及び該路線を走行する公共交通機関の走行に応じて前記自動車の走行を一時的に遮断する遮断手段を含む路線網を模擬した路線網モデルにおける、前記公共交通機関を模擬した公共交通機関モデルの走行を模擬する公共交通機関走行模擬手段と、
    を備えた交通流シミュレーション装置。
  2. 　前記遮断手段は、前記道路と前記軌道系交通機関の路線とが交差する箇所に設けられ、該交差する個所を前記軌道系交通機関が走行する場合に、該交差する箇所の前記自動車の走行を一時的に遮断する遮断機である請求項１記載の交通流シミュレーション装置。
  3. 　前記路面公共交通機関は、バスであり、
    　前記路面公共交通機関の路線は、前記道路と重なり合い、
    　前記遮断手段は、前記バスが停止する停留所である請求項１記載の交通流シミュレーション装置。
  4. 　前記路面公共交通機関は、路面電車であり、
    　前記路面公共交通機関の路線は、前記道路に沿っており、
    　前記遮断手段は、前記道路と前記路面電車の路線とが交差する個所に設けられ、該交差する個所を前記路面電車が走行する場合に、該交差する箇所の前記自動車の走行を一時的に遮断する信号機である請求項１記載の交通流シミュレーション装置。
  5. 　設定された出発地から目的地に到達するために、前記自動車及び前記公共交通機関の少なくとも一方を用いる場合を含む人の移動パターンを作成する人移動パターン作成手段を備え、
    　前記自動車走行模擬手段は、前記人移動パターン作成手段によって作成された前記移動パターンに基づいて、前記自動車モデルへの前記人モデルの乗車及び前記自動車モデルからの前記人モデルの降車を模擬し、
    　前記公共交通機関走行模擬手段は、前記人移動パターン作成手段によって作成された前記移動パターンに基づいて、前記公共交通機関モデルへの前記人モデルの乗車及び前記公共交通機関モデルからの前記人モデルの降車を模擬する請求項１から請求項４の何れか１項記載の交通流シミュレーション装置。
  6. 　前記移動パターンに基づいた、設定された出発地から目的地に到達するまでの前記人モデルの移動時間を算出する移動時間算出手段、
    を備えた請求項１から請求項５の何れか１項記載の交通流シミュレーション装置。
  7. 　前記移動時間算出手段によって算出された前記移動時間が予め設定された許容値以下となった場合に、該移動パターン及び該移動パターンを用いた前記人モデルの模擬結果を記憶手段に記憶させる制御を行う記憶制御手段を備えた請求項６記載の交通流シミュレーション装置。
  8. 　前記公共交通機関モデルは、乗車可能な最大人数が設定され、
    　前記公共交通機関モデルに対する前記人の利用状態を算出する利用状態算出手段を備えた請求項５から請求項７の何れか１項記載の交通流シミュレーション装置。
  9. 　前記公共交通機関モデルは、走行することによる消費エネルギー量が設定され、
    　前記公共交通機関モデルの走行によって消費された消費エネルギー量の総量を算出する消費エネルギー算出手段を備える請求項１から請求項８の何れか１項記載の交通流シミュレーション装置。
  10. 　コンピュータを、
    　複数の道路及び道路と道路とを結ぶ交差点を含む道路網を模擬した道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行を模擬する自動車走行模擬手段と、
    　公共交通機関である軌道系交通機関及び路面公共交通機関の少なくとも一方の路線を含む路線網を模擬した路線網モデルにおける、前記公共交通機関を模擬した公共交通機関モデルの走行を模擬する公共交通機関走行模擬手段と、
    　前記路線を走行する公共交通機関の走行に応じて前記自動車の走行を一時的に遮断させる遮断手段を模擬した遮断手段モデルの動作を模擬する遮断模擬手段と、
    して機能させるための交通流シミュレーションプログラム。
  11. 　複数の道路及び道路と道路とを結ぶ交差点を含む道路網を模擬した道路網モデルにおける、自動車を模擬した自動車モデルの走行を模擬すると共に、公共交通機関である軌道系交通機関及び路面公共交通機関の少なくとも一方の路線を含む路線網を模擬した路線網モデルにおける、前記公共交通機関を模擬した公共交通機関モデルの走行を模擬する第１工程と、
    　前記路線を走行する公共交通機関の走行に応じて前記自動車の走行を一時的に遮断させる遮断手段を模擬した遮断手段モデルの動作を模擬する第２工程と、
    を含む交通流シミュレーション方法。
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