JP2016037079A - 乗車列車同定装置、鉄道利用データ収集システム、乗車列車同定方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの位置情報からユーザが乗車した列車を特定する装置を提供する。
【解決手段】乗車列車同定装置は、ユーザの位置情報とその位置情報を測位した時刻とを取得し、取得したある２つの時刻における位置情報の変化からユーザの移動速度を算出する速度算出部と、算出した移動速度とその移動速度が所定の閾値を下回る時刻とを用いてユーザの交通手段が列車であるか否かを判定する交通手段判定部と、前記判定の結果が列車であった場合に、列車の運行実績データと前記取得したユーザの位置情報とからユーザが乗車した列車を同定する列車同定部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、乗車列車同定装置、鉄道利用データ収集システム、乗車列車同定方法及びプログラムに関する。

鉄道事業者にとっては、ユーザが日々の通勤などにどのような交通手段をどのように利用しているか、またその交通手段の中に鉄道が含まれている場合、どの列車をどの区間において利用しているかといった情報は、より良いサービスを提供する上で重要な情報である。例えば、鉄道事業者は、そのような情報を新駅設置や駅設備の改良、相互乗り入れ運転（相直運転）を含むダイヤ改正に活用することができる。
現在、ユーザがどのような交通手段を利用し、どのような経路で通勤・通学を行っているかという情報は、ＷＥＢや紙のアンケート調査を介して得られることが多い。その他にも鉄道事業者は、駅の自動改札機データ、各列車車両の応加重装置データやノリホとよばれる乗務員が記録するおおよその乗車人数データを所有しているが、例えばユーザが自宅を出てから職場へ到着するまでの一連の移動における利用経路や乗車列車に関する詳細なデータは所有していない。

ところで、道路を通行する自動車の交通データについては、自動車に搭載したＧＰＳ（Global Positioning System）などによる位置情報を収集することによって交通流動や車両挙動、路面状況などをモニタリングするプローブカーシステムの実用化が先行している。
また、特許文献１には、ユーザの所有する携帯電話機が通信する基地局の識別情報と現在時刻とをサーバ装置に送信し、情報を受信したサーバ装置では、予め登録された各時刻におけるその基地局の通信エリア内を通行する列車の情報に基づいて、そのユーザが現在乗車している列車を同定するシステムについて開示がある。

特許第４２２１２６３号公報

しかし、上述の方法は、何れも最初から自動車または列車に乗車していることを前提としており、ユーザが徒歩、バス、鉄道など複数の交通手段を利用する一連の移動の中で、どの交通手段を利用し、鉄道利用の場合、どの列車に乗車しているかを同定するという課題を解決するものではなかった。また、特許文献１の方法による乗車列車同定方法には、基地局の通信エリアの広さとその通信エリアを通過する列車の数量の関係次第では列車の同定精度が低下したり、事故などで列車の運行が遅れ、予め登録された各時刻における基地局の通信エリア内を通行する列車の情報と列車の実際の運行とずれが生じたりしたときには乗車列車の同定が困難になるなどの問題があった。

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる乗車列車同定装置、鉄道利用データ収集システム、乗車列車同定方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の第１の態様は、ユーザの位置情報とその位置情報を測位した時刻とを取得し、取得したある２つの時刻における位置情報の変化からユーザの移動速度を算出する速度算出部と、算出した移動速度とその移動速度が所定の閾値を下回る時刻とを用いてユーザの交通手段が列車であるか否かを判定する交通手段判定部と、前記判定の結果が列車であった場合に、列車の運行実績データと前記取得したユーザの位置情報とからユーザが乗車した列車を同定する列車同定部とを備えることを特徴とする乗車列車同定装置である。

本発明の第２の態様における前記交通手段判定部は、前記算出したユーザの移動速度が前記所定の閾値を下回る第１時刻とその時刻の次に前記所定の閾値を下回る第２時刻の２つの時刻のそれぞれについて、ユーザの位置情報と鉄道の駅の位置情報とを比較し、前記ユーザの位置情報が示す位置と前記駅の位置情報が示す位置との距離が所定の範囲内であれば、前記２つの時刻における位置情報のそれぞれは前記駅を示すと判定し、前記２つの時刻における位置情報のそれぞれが駅を示すと判定した場合に、さらにそれら２つの駅を結ぶ路線が存在するかどうかを、路線ごとにその路線に設けられた駅の情報が登録された鉄道路線データベースを参照して判定し、路線が存在すると判定した場合、前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段は列車であると判定する。

本発明の第３の態様における前記交通手段判定部は、さらに前記２つの時刻の間のある時刻におけるユーザの位置情報と、前記２つの駅を結ぶ路線に含まれる所定の位置情報とを比較し、前記ユーザの位置情報が示す位置と前記路線に含まれる所定の位置情報が示す位置との距離が所定の範囲内であれば、前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段は列車であると判定する。

本発明の第４の態様における前記交通手段判定部は、前記２つの時刻の間における前記速度算出部が算出したユーザの移動速度と、その移動速度の推移の特徴のうち少なくとも一方を用いて、前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段は列車であると判定する。

本発明の第５の態様における前記列車同定部は、前記第１時刻を含む所定の範囲の時間帯に前記第１時刻におけるユーザの位置情報が示す駅を発車し、前記第２時刻を含む所定の範囲の時間帯に前記第２時刻におけるユーザの位置情報が示す駅に到着する列車について、前記第１時刻と前記第２時刻の間の第３時刻における当該列車の位置を、各駅における列車の発着時刻を記録した運行実績データに基づいて推定し、その推定した列車の位置と、前記第３時刻におけるユーザの位置情報とを比較して、推定した列車の位置とユーザの位置情報が示す位置との距離が所定の範囲内であれば、その列車をユーザが乗車した列車の候補として抽出する。

本発明の第６の態様における前記列車同定部は、前記第１時刻と前記第２時刻の間の複数の時刻について前記列車の候補を抽出し、それら複数の時刻における列車の候補のうち、どの時刻における前記列車の候補にも含まれている列車をユーザが乗車した列車として同定する。

本発明の第７の態様における前記交通手段判定部は、前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段が列車ではないと判定した場合に、前記２つの時刻の間における前記速度算出部が算出したユーザの移動速度が所定の値以上であれば前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段は自動車であると判定し、前記算出したユーザの移動速度が所定の値より小さければ前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段は徒歩または自転車であると判定する。

本発明の第８の態様における前記交通手段判定部は、前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段が列車ではないと判定した場合に、所定の区間における前記速度算出部が算出したユーザの移動速度が、所定の回数以上、前記所定の閾値を下回る場合にユーザの交通手段が自動車であると判定する。

本発明の第９の態様は、ユーザの位置情報を送信する機能を有する携帯端末装置と、上記の第１から第８の何れかの態様に記載の乗車列車同定装置と、を備え、当該乗車列車同定装置は、同定したユーザの交通手段を記録することを特徴とする鉄道利用データ収集システムである。

本発明の第１０の態様は、乗車列車同定装置の処理方法であって、ユーザの位置情報とその位置情報を測位した時刻とを取得し、取得したある２つの時刻における位置情報の変化からユーザの移動速度を算出し、算出した移動速度とその移動速度が所定の閾値を下回る時刻とを用いてユーザの交通手段が列車であるか否かを判定し、前記判定の結果が列車であった場合に、列車の運行実績データと前記取得したユーザの位置情報とからユーザが乗車した列車を同定することを特徴とする乗車列車同定方法である。

本発明の第１１の態様は、乗車列車同定装置のコンピュータを、ユーザの位置情報とその位置情報を測位した時刻とを取得し、取得したある２つの時刻における位置情報の変化からユーザの移動速度を算出する手段、算出した移動速度とその移動速度が所定の閾値を下回る時刻とを用いてユーザの交通手段が列車であるか否かを判定する手段、前記判定の結果が列車であった場合に、列車の運行実績データと前記取得したユーザの位置情報とからユーザが乗車した列車を同定する手段、として機能させるためプログラムである。

本発明によれば、ユーザの位置情報を用いてユーザが乗車した列車を同定することができる。

本発明に係る実施形態における鉄道利用データ収集システムの概略図である。 本発明に係る実施形態における乗車列車同定装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の一例を説明するための第一の図である。 本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の一例を説明するための第二の図である。 本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の一例を説明するための第三の図である。 本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法のフローチャートである。 本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の実行結果の一例を示す第一の図である。 本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の実行結果の一例を示す第二の図である。 本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の実行結果の一例を示す第三の図である。 本発明に係る第一実施形態における基地局配置場所決定装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態による基地局設置場所決定方法を図１〜図１０を参照して説明する。
図１は、本発明に係る実施形態における鉄道利用データ収集システムの概略図である。鉄道利用データ収集システムは、ユーザが一連の移動において利用した交通手段を把握し、その中でも特にユーザが鉄道を利用したときにはユーザが乗車した列車や乗車区間を特定し、それらのデータを蓄積するシステムである。鉄道利用データ収集システムは、ユーザの位置情報を測位する携帯端末装置と、測位したユーザの位置情報からユーザが乗車した列車を特定する乗車列車同定装置とを含んで構成される。
符号１０は、さまざまな交通手段を利用して通勤や通学を行うユーザである。ユーザ１０は、スマートホンなどの携帯端末装置１１を所有している。携帯端末装置１１は、ＧＰＳ機能を備えており、所定時間ごとにＧＰＳ衛星１９から信号を受信し、現在の携帯端末装置１１の位置情報を取得する。また、携帯端末装置１１は、取得した位置情報と測位した時刻とを無線通信などの通信手段を介して定期的に乗車列車同定装置２０へ送信する。乗車列車同定装置２０は、それらの位置情報を受信して、そのデータを蓄積する。
乗車列車同定装置２０は、蓄積したデータを用いて、ユーザ１０が自宅１２から乗車駅１４まで徒歩や自動車１３で移動している区間、ユーザ１０が乗車駅１４にて列車１６に乗車して降車駅１７で降車するまでの区間、ユーザ１０が降車駅１７から勤務先１８へ移動する区間、と各区間におけるユーザ１０の交通手段とを、蓄積した位置情報を用いて判定する。
また、乗車列車同定装置２０は、ユーザ１０が鉄道を利用したと判定した区間について、列車の運行実績データを用いて、ユーザ１０がどの列車に乗車したかを同定する。列車の運行実績データとは、全路線の各駅において実際の列車の発着時刻を記録したデータである。また、乗車列車同定装置２０は、複数のユーザ１０について、ユーザ１０が利用した交通手段や同定した列車、列車乗車区間などを記録する。
鉄道利用データ収集システムが備える列車利用状況解析装置（図示せず）は、乗車列車同定装置２０が蓄積したデータを解析し、どの列車のどの区間が混雑するかなどを鉄道サービスに有益な情報を出力する。

図２は、本発明に係る実施形態における乗車列車同定装置の構成の一例を示すブロック図である。
図２に示す通り、乗車列車同定装置２０は、位置情報取得部２１と、速度算出部２２と、交通手段判定部２３と、列車同定部２４と、記憶部２５とを備えている。
位置情報取得部２１は、ユーザ１０が所有するＧＰＳ機能を備えた携帯端末装置１１などからユーザ１０の位置情報を所定の時間間隔で取得する。
速度算出部２２は、位置情報取得部２１が取得した位置情報の変化からユーザ１０の移動速度を算出する。
交通手段判定部２３は、速度算出部２２が算出したユーザ１０の移動速度とその移動速度が所定の閾値を下回った時刻とを用いてユーザの交通手段が列車であるかどうか、あるいはユーザの交通手段が自動車か徒歩かなどを判定する。
列車同定部２４は、交通手段判定部２３による判定の結果が列車であった場合に、列車の運行実績データとユーザ１０の位置情報とＧＩＳ（geographic information system）データとからユーザ１０が利用した列車１６を同定する。

記憶部２５は、例えば磁気ハードディスク装置、半導体記憶装置などである。列車の運行実績データ、鉄道の駅・路線経路の位置情報を含むＧＩＳデータは予め記憶部２５に記憶している。また、記憶部２５は、携帯端末装置１１から取得した位置情報や列車同定部２４による乗車列車の同定結果を記憶する。
速度算出部２２、交通手段判定部２３、列車同定部２４は、乗車列車同定装置２０に備わるＣＰＵ（Central Processing Unit）がプログラムを実行することにより備わる機能である。

図３は、本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の一例を説明するための第一の図である。
符号３１は、速度算出部２２が算出したユーザ１０の移動速度の時系列での推移の一例を示す線である。速度算出部２２は、位置情報取得部２１が所定の時間間隔で取得したユーザ１０の位置情報が示す緯度経度から、ある２点間の距離を計算し、当該２点間の移動にかかった時間を測位時刻より計算し、計算した距離をかかった時間で除算してユーザ１０の移動速度を算出する。線３１は、そのようにして計算したユーザ１０の移動速度を時系列にプロットして得られた線である。
符号３２は、交通手段判定部２３が移動速度の乗換点を求めるための判定に用いる閾値である。この閾値は、ユーザ１０が交通手段を使っていない、またはユーザ１０が利用する交通手段が停止していると判定できる速度を表した値に設定してある。以下、この閾値を乗換判定閾値と称する。例えば、線３１が乗換判定閾値３２を上回ると、交通手段判定部２３は、ユーザ１０が列車などの交通手段に乗車した、あるいは、ユーザ１０が乗車した列車が駅から発車したと判定する。また、線３１が乗換判定閾値３２を下回ると、交通手段判定部２３は、ユーザ１０が交通手段から降車した、または、ユーザ１０が乗車した列車などが停車したと判定する。符号３３、３４、３５が示す点は、線３１が乗換判定閾値３２を下回る時刻を示している。交通手段判定部２３は、これらの時刻で例えばユーザ１０が交通手段への乗り降りを行ったと判断する。以下、この時刻を乗換点と称する。実際にこれらの点でユーザ１０が交通手段へ乗車したか、降車したかについては、符号３３〜３５の前後のユーザ１０の移動速度で判断することができる。
符号４０、符号４１は、ユーザ１０が継続的に所定の速度以上で移動した時間帯である。交通手段判定部２３は、時間帯４０、４１を、例えば１列車へ連続して乗車していた時間帯であると判定する。すると、例えば点３４において、交通手段判定部２３は、ユーザ１０がある列車から別の列車へ乗り換えたと判定する。

＜交通手段の判定＞
次に図３のようなユーザ１０の移動速度の推移データが得られたときに、交通手段判定部２３が、この推移データがユーザ１０の列車による移動を示しているかどうかを判定する処理について説明する。
（１−１）まず、交通手段判定部２３は、ユーザ１０の移動速度の時間推移データを乗換判定閾値で判定して、ユーザ１０の移動速度が乗換判定閾値を下回った時刻を抽出する。交通手段判定部２３は、この時間帯をユーザが交通手段に乗降車するための時間であると仮定し、以下の判定を行う。

（１−２）次に、交通手段判定部２３は、抽出した時刻のうち、最初の時刻とその次の時刻とを選択し、これら２つの時刻のそれぞれについてユーザ１０の位置情報（緯度経度情報）とＧＩＳデータに基づく鉄道の駅の位置情報とを比較し、ユーザ１０が抽出した２つの時刻において鉄道の駅に位置したかどうかを判定する。具体的には、交通手段判定部２３は、記憶部２５からＧＩＳデータを読み込んで、最初の時刻におけるユーザの位置情報と近い位置に存在するＡ駅を検索し、その緯度経度情報を取得する。交通手段判定部２３は、例えばＡ駅の中心点の位置とユーザ１０が抽出した最初の時刻において存在した位置との距離が１５０ｍ以下であれば、ユーザ１０がＡ駅に位置していたと判定する。交通手段判定部２３は、その次の時刻についても同様の判定を行う。以下、例としてユーザ１０は、最初の時刻においてＡ駅に位置し、その次の時刻においてＢ駅に位置していたとする。

（１−３）次に、交通手段判定部２３は、抽出した２つの時刻の間におけるユーザ１０の交通手段が、列車であるかどうかを判断するためにＡ駅とＢ駅とを結ぶ路線があるかどうかを判定する。具体的には、交通手段判定部２３は、記憶部２５が記憶する路線ごとの駅の情報が登録された鉄道路線データベースを参照し、Ａ駅とＢ駅を結ぶ路線が存在するか否かを判定する。以下、例としてそのような路線が存在したとして説明を行う。

（１−４）次に、交通手段判定部２３は、Ａ駅とＢ駅との間のユーザ１０の位置情報に基づいて、ユーザ１０がＡ駅とＢ駅を結ぶ路線上を通過してＡ駅からＢ駅へ移動したかどうかについて判定する。例えば、交通手段判定部２３は、抽出した２つの時刻の間の所定の時刻におけるユーザ１０の位置と、Ａ駅とＢ駅を結ぶ線路との間の距離を計算し、その距離が例えば１００ｍ以下であれば、その時刻についてはユーザ１０がＡ駅とＢ駅を結ぶ路線上に存在していたと判定する。このような判定をＡ駅からＢ駅へ移動した時間帯の複数の時刻について行い、例えばそれら複数の時刻のうち所定の割合以上の時刻でユーザ１０が線路上に存在したと判定できると、交通手段判定部２３は、ユーザ１０はＡ駅とＢ駅を結ぶ路線上を通過してＡ駅からＢ駅へ移動したと判定する。

（１−５）これまでの判定で、ユーザ１０がＡ駅とＢ駅に位置し、その間はＡ駅とＢ駅を結ぶ路線上を移動したと判定できたとしても、例えばＡ駅とＢ駅の間に線路と並行して道路が設けられている場合、ユーザ１０の交通手段がその道路を走行する自動車である可能性がある。そこで、交通手段判定部２３は、ユーザ１０の移動速度や速度推移の特徴などを用いてユーザ１０の利用した交通手段が列車かどうか判定する。例えば、Ａ駅とＢ駅間を走行する列車の予め定められた走行速度とユーザ１０の移動速度とを比較しその差が所定の範囲内であればユーザ１０の交通手段は列車であると判定してもよい。また、一般的には、列車の走行速度は自動車よりも速いことから、ユーザ１０の移動速度が所定の値以上であればユーザ１０の交通手段は列車であると判定してもよい。また、ユーザ１０の速度が駅の前後で加減速し、他の区間では概ね一定の速度である場合、その速度推移の特徴からユーザ１０の交通手段は列車であると判定してもよい。

一方、これまでの判定でユーザ１０の交通手段がＡ駅とＢ駅を通過する列車ではないと判定された場合、交通手段判定部２３は、例えばユーザ１０の速度がある一定速度以上であればバス等の自動車による移動、それ以下であれば徒歩または自転車による移動と判断する。また、自動車による移動の場合、道路信号による一時停止のために列車と比較して一定時間内の速度の振動が多い。そこで、交通手段判定部２３は、取得したユーザ１０の位置情報から選択したある２点間の区間における速度算出部２２が算出したユーザの移動速度が所定の回数以上、乗換判定閾値を下回る場合にユーザの交通手段が自動車であると判定してもよい。

ユーザ１０の所有する携帯端末装置１１が備えるＧＰＳ機能に基づく位置情報を利用してユーザ１０の鉄道利用実態を把握するためには、まず、どの区間においてユーザ１０が列車に乗車しているのかを把握しなければならない。本実施形態によれば、上記の判定処理によって、ユーザ１０の鉄道利用区間を把握することができる。また、１つの鉄道利用区間だけではなく、別の路線への乗り換え状況や自動車や徒歩などによる移動区間も把握できるため、より詳細なユーザ１０の鉄道利用状況を収集することができる。

＜乗車列車の同定処理＞
ここまでの処理によってユーザ１０の交通手段を判定し、ユーザ１０が列車を利用している区間を特定することができた。次に、列車同定部２４が、ユーザ１０が乗車した列車を同定する処理を行う。列車同定部２４は、列車の運行実績データから算出した列車の位置情報とユーザ１０の位置情報とを照合して利用者の乗車列車を同定する。任意の時刻における列車の走行位置は、列車の運行実績データに記録された各列車の着発時刻と列車の加減速度を固定化した簡易な計算方法を用いる。

以下に、駅間の線路形状を直線と仮定した場合の、任意の時刻の列車位置の計算方法について記す。
（２−１）列車が駅に停車している場合
駅への到着時刻から発車時刻までについては、駅の緯度経度の値を用いる。
（２−２）列車が駅間を走行している場合
一例として列車の加速度は、発車後３６秒間で時速９０ｋｍまで加速し、到着前３０秒間で時速９０ｋｍから減速するものとする。この場合、列車の加速度は、２．５ｋｍ／ｈ／ｓ、減速度は３．０ｋｍ／ｈ／ｓとなる。また、この間列車は等速で走行すると仮定する。
ここで、Ａ駅を発車しＢ駅に到着するまでの列車の速度を算出する。Ａ駅の発時刻をｔ_Ａ、Ａ駅の経度をｘ_Ａ、Ａ駅の緯度をｙ_Ａとし、Ｂ駅の発時刻をｔ_Ｂ、Ｂ駅の経度をｘ_Ｂ、Ａ駅の緯度をｙ_Ｂとする。

（２−２−１）まず、駅間の距離Ｄ（ｋｍ）を求める。距離Ｄは、２点における緯度経度から以下の式により求めることができる。

なお、６３７０（ｋｍ）は地球の半径である。また、加速中に進む距離Ｌ１（ｋｍ）は、加速度をａ_Ａ（ｋｍ／ｈ／ｓ）、加速時間をｔ（ｓ）とすると、
Ｌ１ ＝ １ × ａ_Ａ × ｔ^２ ÷ ７２００ ・・・・（２）
で求めることができる。また、減速中に進む距離Ｌ２（ｋｍ）は、減速度をａ_Ｂ（ｋｍ／ｈ／ｓ）、減速時間をｔ（ｓ）とすると、
Ｌ２ ＝ １ × ａ_Ｂ × ｔ^２ ÷ ７２００ ・・・・（３）
で求めることができる。

図４は、本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の一例を説明するための第二の図である。
図４の表には、列車がＡ駅を発車してから加速中、等速走行中、減速中における列車の経度及び緯度の一例が記載されている。
Ａ駅とＢ駅の途中の緯度は、以下の式で求めることができる。
途中の緯度 ＝ Ａ駅の緯度 ＋
（進んだ距離 ÷ 駅間距離）× （Ｂ駅の緯度 − Ａ駅の緯度）
・・・・（４）
Ａ駅とＢ駅の途中の経度についても同様の式で求めることができる。例えば、進んだ距離は、Ａ駅を発車して３６秒以内の加速度中では、上述のＬ１である。また、駅間距離は、上述のＤである。すると、Ａ駅発ｎ_Ａ秒後の列車位置については、例えば図４の表の「Ａ駅発ｎ_Ａ秒後」行のような値が得られる。
以上のような方法で列車の任意の時刻における位置情報を求めることができる。

次に列車同定部２４が、ユーザ１０の位置情報が示す位置と列車の走行位置情報が示す位置との距離を計算する。そして、列車同定部２４は、最も距離が近い列車をユーザ１０の乗車列車と特定する。なお、ユーザ１０の位置と列車の走行位置との距離は以下の式で求めることができる。
距離^２＝（利用者の緯度-列車位置の緯度）^２＋（利用者の経度-列車位置の経度）^２
・・・・・（５）
ところで、列車の運行実績データから算出した列車位置、ユーザ１０の位置情報は、それぞれ簡易計算による誤差、測定誤差が存在する。その為、ある１つの時刻における列車走行位置とユーザ１０の位置との距離に基づく判定だけでは、例えば対向列車や複々線区間を並行して走行する列車などとの誤認が生じる可能性がある。従って、列車同定部２４は、上の式（５）で求めた距離が最も近い列車だけではなく、列車の走行位置とユーザ１０の位置との距離が所定の値以下である列車をユーザ１０の乗車列車の候補として選択する。
なお、前後を走行する列車の同定精度は列車間距離に依存するが、稠密線区間の運行頻度であっても平常運行時であれば問題ない精度で同定が可能であることが別の研究で明らかになっている。

次にこの並走する列車との誤認を防ぐ方法について図５を用いて説明する。
図５は、本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の一例を説明するための第三の図である。
図５の表の１行目は、時刻ｔ１におけるユーザ１０の位置情報との距離が所定の値以下である列車（近傍在線列車）は、「Ｒ１」、「Ｒ２」、「Ｒ３」の３台であることを示している。これら近傍在線列車は、時刻ｔ１における乗車列車の候補である。上述のとおり、時刻ｔ１におけるユーザ１０の位置情報と列車の走行位置の情報だけでは乗車列車を同定することはできない。次にこの表の２行目は、時刻ｔ２におけるユーザ１０の位置情報に対する近傍在線列車は、「Ｒ１」、「Ｒ３」、「Ｒ４」、「Ｒ５」の４台であることを示している。列車同定部２４は、時刻ｔ１における近傍在線列車と、時刻ｔ２における近傍在線列車とのうち、どちらにも共通して含まれる列車「Ｒ１」、「Ｒ３」を抽出する。次にこの表の３行目は、時刻ｔ３におけるユーザ１０の位置情報に対する近傍在線列車は、「Ｒ３」、「Ｒ６」、「Ｒ７」の３台であることを示している。列車同定部２４は、時刻ｔ１における近傍在線列車と、時刻ｔ２における近傍在線列車と、時刻ｔ３における近傍在線列車とのうち、何れにも共通して含まれる列車「Ｒ３」を抽出する。列車同定部２４は、全ての時刻において近傍在線列車に含まれる「Ｒ３」をユーザ１０の乗車列車であると同定する。
このように、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３と時系列に候補列車を絞ることによって乗車列車の同定精度を向上させることが可能である。

図６は、本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法のフローチャートである。
図６を用いてこれまで説明した各処理の流れについて説明する。
前提として、ユーザ１０の一連の移動における位置情報は、予め記憶部２５に記録してあるものとする。つまり、位置情報取得部２１が、ユーザ１０の一連の移動中に携帯端末装置１１が送信した位置情報と、その位置情報を測位した時刻の情報と、携帯端末装置１１の識別子とを取得し、取得した位置情報と時刻と識別子とを対応付けて記憶部２５に記録してあるものとする。
まず、速度算出部２２が、目的とする携帯端末装置１１の識別子について、あるときの一連の移動における全ての位置情報を記憶部２５から読み出す。速度算出部２２は、一連の移動の全範囲を対象に各測位時刻におけるユーザ１０の移動速度を算出する（ステップＳ１１）。例えば、速度算出部２２は、連続して取得した２つの位置情報が示す２点間の距離とその２点における測位時刻の差から２点間の移動速度を算出する工程を、取得した全て位置情報について行う。速度算出部２２は、算出した速度を、その速度で移動していた時刻と対応付けて記憶部２５に記録する。

次に、交通手段判定部２３は、ステップＳ１１で記録した各時刻における移動速度と乗換点を判定する閾値となる値（乗換判定閾値）とを記憶部２５から読み出す。乗換判定閾値は、ユーザ１０が交通手段を使っていない、またはユーザ１０の交通手段が停止したと推定できる速度を表した値である。交通手段判定部２３は、ユーザ１０の移動速度が乗換判定閾値以上の速度から乗換判定閾値を下回る速度に変わる乗換点、または、ユーザ１０の移動速度が乗換判定閾値を下回る速度から乗換判定閾値以上の速度に変わる乗換点が存在するかどうかを判定する（ステップＳ１２）。存在しない場合、後述するステップＳ２０へ進む。存在する場合、時系列に隣り合う乗換点に対応する時刻の間を１乗車区間とみなし、交通手段判定部２３は、ユーザ１０の位置情報と移動速度とを１乗車単位ごとに分割する（ステップＳ１３）。交通手段判定部２３は、まず、最初の１乗車単位の始点と終点の位置情報を取得する。また、交通手段判定部２３は、取得した位置情報に含まれる緯度経度の情報を用いてＧＩＳデータを参照し、始点の緯度経度を中心に所定の範囲内に存在する鉄道の駅を検索する。同様に、交通手段判定部２３は、終点を中心所定の範囲内に存在する鉄道の駅を検索する。所定の範囲内とは、例えばユーザ１０の位置情報を中心とする半径１５０ｍの円である。交通手段判定部２３は、始点と終点それぞれの周囲に鉄道の駅が見つかるかどうかで、それら乗換点を駅であるかどうかを判定する（ステップＳ１４）。始点及び終点に対応する駅が検索できなかった場合、交通手段判定部２３は、乗換点が駅ではないと判定し、ステップＳ２０へ進む。始点及び終点に対応する駅が共に検索できた場合、交通手段判定部２３は、乗換点が共に駅であると判定する。

乗換点が共に駅であると判定すると、次に交通手段判定部２３は、始点及び終点の間の位置情報の軌跡が示すのが両駅間の路線かどうかを判定する（ステップＳ１５）。この判定は２段階で行う。まず、交通手段判定部２３は、路線ごとにその路線に設けられた駅の情報が登録された鉄道路線データベースを参照して、始点の駅と終点の駅を結ぶ路線が存在するかどうかを判定する（１段階目の判定）。交通手段判定部２３がそのような路線が存在しないと判定した場合、ステップＳ２０へ進む。路線が存在する場合、交通手段判定部２３は、始点と終点の間におけるユーザ１０の位置情報を取得し、ＧＩＳデータを参照してユーザ１０の位置情報のそれぞれと両駅を結ぶ路線の位置情報とから、ユーザ１０の位置情報と路線との距離を計算する。そして、交通手段判定部２３は、ユーザ１０の位置情報のそれぞれと路線との距離によって始点の駅と終点の駅を結ぶ路線が存在するかどうかを判定する（２段階目の判定）。例えば、Ａ駅とＢ駅を移動する間のある時刻におけるユーザ１０の位置と路線との距離が１００ｍ以下となる点が所定の割合以上存在すれば、交通手段判定部２３は、始点の駅と終点の駅を結ぶ路線が存在すると判定する。路線が存在しないと判定した場合、ステップＳ２０に進む。路線が存在すると判定した場合、さらに、交通手段判定部２３は、移動速度や速度推移の特徴などで列車かどうかを判定する（ステップＳ１６）。例えば、ユーザ１０の移動速度が所定の速度以上であれば交通手段判定部２３は、ユーザ１０の交通手段は列車であると判定する。また、停車駅の前後における加減速、その他の区間においてはおおよそ等速で移動しているなどの速度推移の特徴があれば列車であると判定する。列車であると判定した場合、交通手段判定部２３は、この１乗車単位について、ユーザ１０が鉄道を利用したと判定する（ステップＳ１７）。当該１乗車単位について鉄道利用であると判定すると、交通手段判定部２３は、この１乗車単位が鉄道利用であることを記憶部２５に記録する。

交通手段判定部２３が当該１乗車単位について鉄道利用であると判定すると、続いて乗車列車の同定処理を行う。
まず、列車同定部２４は、当該１乗車単位についてＧＩＳデータから始点の駅と終点の駅の位置情報を読み出す。また、列車同定部２４は、列車の加速度、減速度、等速走行時の走行速度を記憶部２５から読み出す。また、列車同定部２４は、始点に対応するユーザ１０の位置情報を測位した時刻を含む所定の範囲の時間帯に始点の駅を発車し、終点に対応するユーザ１０の位置情報を測位した時刻を含む所定の範囲の時間帯に終点の駅に到着する列車の始点の駅の発車時刻とそれら列車が終点の駅に到着した時刻とを記憶部２５に記憶された列車運行実績データから取得する。そして、列車同定部２４は、式（１）〜式（４）を用いて両駅間を走行した時間帯の所定時刻における列車走行位置を算出する（ステップＳ１８）。所定時刻とは、ユーザ１０の位置情報を測位した各時刻のことである。

このステップＳ１８において、列車同定部２４が列車運行実績データから取得した駅の発着時間には、複数の列車（近傍在線列車）のデータが含まれている場合がある。そこで、次に列車同定部２４は、各時刻における近傍在線列車の中から乗車列車を絞り込む処理を行う。具体的には、列車同定部２４は、式（５）を用いて両駅間を移動している間の各時刻におけるユーザ１０の位置情報と算出した各列車の走行位置の位置情報とから両者間の距離を算出する。そして、列車同定部２４は、算出した距離が所定以下となるような列車を候補列車として時刻ごとに抽出する。次に列車同定部２４は、各時刻における候補列車の中に共通して含まれる列車をユーザ１０の乗車列車に同定する（ステップＳ１９）。このとき、各時刻における候補列車の中に共通して含まれる列車が複数種類あれば、例えば、列車同定部２４は、各時刻におけるユーザ１０との距離の平均を算出し、その値が最も小さくなる列車をユーザ１０の乗車列車に同定してもよい。乗車列車が同定できると、列車同定部２４は、同定した乗車列車とステップＳ１３で分割した乗車単位とを対応付けて記憶部２５に記録する。

ステップＳ１２にて乗換点が存在しないと判定した場合、または、ステップＳ１４で乗換点は駅ではないと判定した場合、または、ステップＳ１５で路線が存在しないと判定した場合、または、ステップＳ１６で列車ではないと判定した場合、交通手段判定部２３は、鉄道以外のどの交通手段によってユーザ１０が移動したかを判定する（ステップＳ２０）。例えば、交通手段判定部２３は、速度算出部２２が算出したユーザ１０の移動速度が所定の速度以下であれば、徒歩か自転車であると判定し、それ以上でかつ例えば自動車の法定速度（例えば６０ｋｍ／ｈなど）以下であればバス等の自動車による移動であると判定する。あるいは、所定の区間における速度の振動（動いたり停止したり）が多ければ、交通手段判定部２３は、その速度の振動を道路信号による影響と認識し、ユーザ１０の交通手段は自動車であると判定してもよい。交通手段判定部２３は、特定した交通手段と乗車単位とを対応付けて記憶部２５に記録する。
次に交通手段判定部２３は、ステップＳ１３で分割した全ての乗車単位に対して交通手段を特定したかどうかを判定する（ステップＳ２１）。全ての乗車単位に対する処理が完了していない場合、交通手段判定部２３は、次の１乗車単位の始点と終点の位置情報を取得してステップＳ１４からの処理を繰り返す。全ての乗車単位に対する処理が完了している場合、処理フローは終了する。
所定の期間に渡って蓄積した複数のユーザによる一連の移動の位置情報に対して以上の処理を行うことにより、鉄道を中心としたユーザの交通手段の利用状況を把握することができる。

図７は、本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の実行結果の一例を示す第一の図である。
図７は、あるユーザ１０が所有する携帯端末装置１１のＧＰＳ機能を利用して得られた位置情報を地図上にプロットして得られた図である。符号３６は、ユーザ１０が乗車した路線である。符号３７は、ユーザ１０の一連の移動における位置情報の軌跡である。この図においては、ユーザ１０の位置情報が、路線３６上に位置していることがわかる。次にこの位置情報とＧＩＳデータから乗車列車同定装置２０が乗車列車を特定する過程の一例を示す。

図８は、本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の実行結果の一例を示す第二の図である。
図８は、図７で示したユーザ１０の位置情報と列車運行実績データとＧＩＳデータに基づいて、本実施形態の乗車列車同定装置２０がユーザ１０のある区間における乗車列車を同定する過程を示している。このときユーザ１０は、Ｃ駅である列車に乗車しＦ駅で下車している。Ｃ駅はターミナル駅であり、ユーザ１０がＣ駅に存在する時刻（ＸＸ時０３分）では、ユーザ１０が利用する可能性のある列車は５本である。その後、列車同定部２４が、ユーザ１０の乗車した列車がＦ駅に到着するまでのそれぞれの時刻（ＸＸ時０５分、ＸＸ時０７分、ＸＸ時０８分、ＸＸ時１２分、ＸＸ時１９分）における近傍在線列車の中から時系列に乗車列車候補を絞り込み、ユーザ１０の乗車列車は、Ｔ線（上り）新快速Ａであると同定する。この場合、Ｃ駅からＤ駅までは、複々線となっており、並走する列車が存在する時間帯があり、この区間におけるユーザ１０の位置情報が複数取得できたとしても、乗車列車の特定が容易ではない場合がある。しかし、ユーザ１０の位置情報を継続して取得し続けることで乗車列車の同定精度を高めることができる。

図９は、本発明に係る実施形態における乗車列車同定方法の実行結果の一例を示す第三の図である。
図９は、あるユーザ１０の位置情報を地図上にプロットして得られた図である。符号３８は、ユーザ１０の一連の移動における出発点及び到着点の近傍を通過するある路線を示している。符号３９は、ユーザ１０の一連の移動における位置情報の軌跡である。図９の場合、交通手段判定部２３が、ユーザ１０の移動軌跡からユーザ１０の交通手段は、列車以外であると判定する。また、この測定で得られたＧＰＳによる位置情報と時刻とから速度算出部２２が計算したユーザ１０の移動速度は、およそ１３ｋｍ／ｈであった。交通手段判定部２３は、この移動速度に基づいてユーザ１０の交通手段はバスであると判定した。

本実施形態によれば、列車の利用経路や乗車列車、さらには駅までのアクセス交通手段など一連の移動全体における交通手段の利用状況を把握することができる。一連の移動全体の交通手段を把握することで、例えば駅までのアクセス交通手段の情報を新駅設置の計画などに役立てることができる。また、例えばラッシュ時などでは、発車時刻が１分違うだけで列車の混雑状況が大幅に変化することがあるが、ユーザの乗車列車を把握しその記録を蓄積することでダイヤ改正の際に活用することができる。また、他社線の利用状況も把握できるので相直運転を含むサービス向上に役立てることができる。また、平常時だけではなく、ダイヤが乱れたときのユーザの移動経路を把握することができるので、最適な迂回ルートの案内などの提案に役立てることができる。その他にも天候や季節、曜日などによる利用実績の変動を把握することができる。

図１０は、本発明に係る実施形態における乗車列車同定装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図１０に示す通り、乗車列車同定装置２０は、ＣＰＵ２６と、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ２７と、ハードディスクなどの記憶部２５と、キーボードやディスプレイなどの入出力部２８を含む、コンピュータ装置によって実現される。これらの部材は、例えば、バスなどを介して相互に接続されている。ＣＰＵ２６は、記憶部２５に格納されたプログラムを実行することで種々の機能を実現する。記憶部２５は、例えば、乗車列車同定処理に用いるプログラムや各種パラメータ、ＧＩＳデータなどの情報、各種の処理結果を格納する。

なお、上述した乗車列車同定装置２０における各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムを乗車列車同定装置２０のコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
また、乗車列車同定装置２０は、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。例えば、列車同定部２４が別のコンピュータで実現されていてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。なお、上述の「最初の時刻」は第１時刻の一例であり、「その次の時刻」は第２時刻の一例であり、「ＸＸ時０５分」は第３時刻の一例である。

１０・・・ユーザ、１１・・・携帯端末装置、１２・・・自宅、１３・・・自動車、１４・・・乗車駅、１５・・・線路、１６・・・列車、１７・・・降車駅、１８・・・勤務先、１９・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・乗車列車同定装置、２１・・・位置情報取得部、２２・・・速度算出部、２３・・・交通手段判定部、２４・・・列車同定部、２５・・・記憶部、２６・・・ＣＰＵ、２７・・・メモリ、２８・・・入出力部

Claims (11)

1. ユーザの位置情報とその位置情報を測位した時刻とを取得し、取得したある２つの時刻における位置情報の変化からユーザの移動速度を算出する速度算出部と、
   算出した移動速度とその移動速度が所定の閾値を下回る時刻とを用いてユーザの交通手段が列車であるか否かを判定する交通手段判定部と、
   前記判定の結果が列車であった場合に、列車の運行実績データと前記取得したユーザの位置情報とからユーザが乗車した列車を同定する列車同定部と
   を備えることを特徴とする乗車列車同定装置。
2. 前記交通手段判定部は、前記算出したユーザの移動速度が前記所定の閾値を下回る第１時刻とその時刻の次に前記所定の閾値を下回る第２時刻の２つの時刻のそれぞれについて、ユーザの位置情報と鉄道の駅の位置情報とを比較し、前記ユーザの位置情報が示す位置と前記駅の位置情報が示す位置との距離が所定の範囲内であれば、前記２つの時刻における位置情報のそれぞれは前記駅を示すと判定し、前記２つの時刻における位置情報のそれぞれが駅を示すと判定した場合に、さらにそれら２つの駅を結ぶ路線が存在するかどうかを、路線ごとにその路線に設けられた駅の情報が登録された鉄道路線データベースを参照して判定し、路線が存在すると判定した場合、前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段は列車であると判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の乗車列車同定装置。
3. 前記交通手段判定部は、さらに前記２つの時刻の間のある時刻におけるユーザの位置情報と、前記２つの駅を結ぶ路線に含まれる所定の位置情報とを比較し、前記ユーザの位置情報が示す位置と前記路線に含まれる所定の位置情報が示す位置との距離が所定の範囲内であれば、前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段は列車であると判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の乗車列車同定装置。
4. 前記交通手段判定部は、前記２つの時刻の間における前記速度算出部が算出したユーザの移動速度と、その移動速度の推移の特徴のうち少なくとも一方を用いて、前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段は列車であると判定する
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の乗車列車同定装置。
5. 前記列車同定部は、前記第１時刻を含む所定の範囲の時間帯に前記第１時刻におけるユーザの位置情報が示す駅を発車し、前記第２時刻を含む所定の範囲の時間帯に前記第２時刻におけるユーザの位置情報が示す駅に到着する列車について、前記第１時刻と前記第２時刻の間の第３時刻における当該列車の位置を、各駅における列車の発着時刻を記録した運行実績データに基づいて推定し、その推定した列車の位置と、前記第３時刻におけるユーザの位置情報とを比較して、推定した列車の位置とユーザの位置情報が示す位置との距離が所定の範囲内であれば、その列車をユーザが乗車した列車の候補として抽出する
   ことを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載の乗車列車同定装置。
6. 前記列車同定部は、前記第１時刻と前記第２時刻の間の複数の時刻について前記列車の候補を抽出し、それら複数の時刻における列車の候補のうち、どの時刻における前記列車の候補にも含まれている列車をユーザが乗車した列車として同定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の乗車列車同定装置。
7. 前記交通手段判定部は、前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段が列車ではないと判定した場合に、前記２つの時刻の間における前記速度算出部が算出したユーザの移動速度が所定の値以上であれば前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段は自動車であると判定し、前記算出したユーザの移動速度が所定の値より小さければ前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段は徒歩または自転車であると判定する
   ことを特徴とする請求項２から請求項６の何れか１項に記載の乗車列車同定装置。
8. 前記交通手段判定部は、前記２つの時刻の間におけるユーザの交通手段が列車ではないと判定した場合に、所定の区間における前記速度算出部が算出したユーザの移動速度が、所定の回数以上、前記所定の閾値を下回る場合にユーザの交通手段が自動車であると判定する
   ことを特徴とする請求項２から請求項７の何れか１項に記載の乗車列車同定装置。
9. ユーザの位置情報を送信する機能を有する携帯端末装置と、
   請求項１から請求項８の何れか１項に記載の乗車列車同定装置と、
   を備え、
   当該乗車列車同定装置は、同定したユーザの交通手段を記録する
   ことを特徴とする鉄道利用データ収集システム。
10. 乗車列車同定装置の処理方法であって、
    ユーザの位置情報とその位置情報を測位した時刻とを取得し、取得したある２つの時刻における位置情報の変化からユーザの移動速度を算出し、
    算出した移動速度とその移動速度が所定の閾値を下回る時刻とを用いてユーザの交通手段が列車であるか否かを判定し、
    前記判定の結果が列車であった場合に、列車の運行実績データと前記取得したユーザの位置情報とからユーザが乗車した列車を同定する、
    ことを特徴とする乗車列車同定方法。
11. 乗車列車同定装置のコンピュータを、
    ユーザの位置情報とその位置情報を測位した時刻とを取得し、取得したある２つの時刻における位置情報の変化からユーザの移動速度を算出する手段、
    算出した移動速度とその移動速度が所定の閾値を下回る時刻とを用いてユーザの交通手段が列車であるか否かを判定する手段、
    前記判定の結果が列車であった場合に、列車の運行実績データと前記取得したユーザの位置情報とからユーザが乗車した列車を同定する手段、
    として機能させるためのプログラム。

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