JP5109865B2 - 交通パラメータ算出装置、コンピュータプログラム、及び交通パラメータ算出方法 - Google Patents

Description

本発明は、交通管制に用いられる交通パラメータを算出する交通パラメータ算出装置に関する。特に、複数の経路へ交通流を最適に配分させるための根拠となる情報を求め、交通流を円滑化させる交通管制の実現を可能とする交通パラメータ算出装置、コンピュータを前記交通パラメータ算出装置として動作させるためのコンピュータプログラム、及び交通パラメータ算出方法に関する。

道路交通需要の増加に対し、交通渋滞の減少、交通事故の減少、交通公害の抑制、省エネルギー及び環境保護のため、交通流を円滑化させる交通制御が求められている。

例えば、各交差点に設置されている信号制御装置にて交差点へ流入する車両を検知し、検知した車両の数、車速度等の情報に基づいて信号灯器の青時間を制御するなどの感応式制御が行なわれている。また、各交差点における制御のみならず、交通管制センタにて所定領域内に設置されている複数の信号灯器の青時間等を制御するなどの広域制御が行なわれている。具体的には、交通管制センタにて、前記所定領域内での、過去数分間の交通状況に基づいて信号制御パラメータ（サイクル長、スプリット、及びオフセット等）を自動的に決定し、各信号灯器を夫々制御する各信号制御装置へ信号制御パラメータを通知する。このような制御方式の一例として、ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御（Management by Origin-Destination Related Adaptation for Traffic Optimization）が知られている（例えば、非特許文献１）。

交通流の円滑化を実現するため、過去の交通状況のみならず、予測される「交通需要」に基づき、リアルタイムに信号制御パラメータを決定する信号制御方式が提案されている（非特許文献２）。また、交通状況を把握するため、一の道路区間（リンク）にて測定された交通量から各リンクに発生している交通量を推定算出する方法が提案されている（特許文献１）。
「改訂 交通信号の手引き」 編集・発行 社団法人 交通工学研究会（１６〜１８頁、８３〜８７頁） 「次世代信号制御方式の開発と実証実験」 ＳＥＩ テクニカルレビュー１６６号（２００５年３月）、５１〜５５頁 特開２００２−４９９８４号公報

交通流を円滑化するためには信号制御のみでは解決しない。都市道路網における渋滞は特に、一部のボトルネックとなる交差点への流入量が限界を超えることが原因となって発生している。ボトルネックとなる交差点付近への交通の流入量が限界を超えた場合、各交差点での信号制御パラメータを最適化する広域制御（面制御）を行なったとしても、渋滞の発生を防止するには不十分である。

交通流の画期的な円滑化のためには、ボトルネックとなる交差点付近への流入量が限界を超えないよう、交通流を他の経路へ分散させるべく、交通流自体を制御する必要がある。このためには、いずれの経路へどれほどの比率で交通流を配分すべきか等の情報を精度よく得ることが必要である。

ボトルネックとなる交差点付近での交通流を最適化するための方法として、前記交差点を含む所定範囲内を通過する車両のＯＤ（Origin-Destination）情報（起点から終点までの交通量）を用いて交通流シミュレーションを行なう方法もある。しかしながら、この場合、制御対象が広域であるときには経路の組み合わせが膨大となる。ＯＤ情報を変化させながら交通流が最適となるＯＤ情報を得る方法は効率的でない。

また、交通流を単純に流体として捉えて交通シミュレーションを行なう方法もある。例えば、各交差点での分岐率を与えて交通流を流すシミュレーションを行ない、一部の交差点で流体が滞らないような配分を求めることも可能である。しかしながら、実際の交通では上述のように交通状況に応じた信号制御が行なわれ、交通流は信号制御の影響を受ける。したがって、単純に交通流を流体として捉えてシミュレーションを行なうことで得られる情報は、交通流の円滑化を図るための現実的且つ有効な情報としては不十分である。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、制御対象域に設置されている各交差点での信号制御を考慮しつつ複数の経路へ交通流を最適に配分させるための情報を算出し、交通流の円滑化の実現を可能とする交通パラメータ算出装置、コンピュータを前記交通パラメータ算出装置として動作させるコンピュータプログラム、及び交通パラメータ算出方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る交通パラメータ算出装置は、任意の第１交差点から第２交差点までの複数の経路を走行する車両の交通管制のための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出装置において、前記複数の経路への交通流の配分率を設定する配分率設定手段と、設定した配分率で各経路へ交通流を配分した場合の、各経路上の交差点での信号制御パラメータを算出するパラメータ算出手段と、設定した配分率及び該配分率に基づき算出された信号制御パラメータを用い、第１交差点から第２交差点までの複数の経路における交通流に対する評価指標値を算出する評価指標値算出手段と、配分率を変更して前記パラメータ算出手段による信号制御パラメータの算出、及び前記評価値算出手段による評価指標値の算出を繰り返すことにより、前記評価指標値が所定条件を満たす配分率及び信号制御パラメータを探索する探索手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る交通パラメータ算出装置は、前記探索手段は、各経路上の一又は複数の交差点での分岐における分岐率を変更することにより前記配分率を変更するようにしてあることを特徴とする。

第３発明に係る交通パラメータ算出装置は、第１交差点から第２交差点までの複数の経路から任意の第１経路及び第２経路を選択する手段と、選択された第１経路への配分率を所定値増加させると共に、第２経路への配分率を前記所定値減少させることにより配分率を変更する変更手段とを備えることを特徴とする。

第４発明に係る交通パラメータ算出装置は、前記変更手段は、選択された経路上の各交差点の分岐における選択された経路に沿った流出先への分岐率を、第１交差点から第２交差点までの複数の経路を通過する車両の内の、選択された経路を通過する車両の比率である選択経路利用率、選択された経路への配分率、及び配分率の増減分を用いて変更するようにしてあることを特徴とする。

第５発明に係る交通パラメータ算出装置は、前記算出手段は、選択された経路上の各交差点の分岐における選択された経路に沿った流入路の負荷率を、第１交差点から第２交差点までの複数の経路を通過する車両の内の、選択された経路を通過する車両の比率である選択経路利用率、選択された経路への配分率、及び配分率の増減分を用いて算出する手段を備え、算出した負荷率に基づいて信号制御パラメータを算出するようにしてあることを特徴とする。

第６発明に係る交通パラメータ算出装置は、各車両の複数の時点における位置情報を取得する手段と、取得した位置情報に基づき、前記選択経路利用率を算出する手段とを備えることを特徴とする。

第７発明に係る交通パラメータ算出装置は、第１交差点に流入する車両を特定する手段と、特定した車両へ、第２交差点までの各経路を示す情報を出力する出力手段とを更に備え、前記出力手段は、前記探索手段が探索した配分率に応じた割合で各経路へ向かわせるべく経路の情報を出力するようにしてあることを特徴とする。

第８発明に係る交通パラメータ算出装置は、前記探索手段が探索した信号制御パラメータを、第１交差点から第２交差点までの複数の経路上の各交差点の信号制御機へ出力する手段を更に備えることを特徴とする。

第９発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、任意の第１交差点から第２交差点までの複数の経路を走行する車両の交通管制のための交通パラメータを算出させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記複数の経路への交通流の配分率を設定するステップ、設定した配分率で各経路へ交通流を配分した場合の、各経路上の交差点での信号制御パラメータを算出するパラメータ算出ステップ、設定した配分率及び該配分率に基づき算出された信号制御パラメータを用い、第１交差点から第２交差点までの複数の経路における交通流に対する評価指標値を算出する評価指標値算出ステップ、及び前記配分率を変更するステップを実行させ、配分率を変更して、前記パラメータ算出ステップによる信号制御パラメータの算出、及び前記評価指標値算出ステップによる評価指標値の算出を繰り返すことにより、前記評価指標値が所定条件を満たす配分率及び信号制御パラメータを探索させるようにしてあることを特徴とする。

第１０発明に係る交通パラメータ算出方法は、任意の第１交差点から第２交差点までの複数の経路を走行する車両の交通管制のための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出方法において、前記複数の経路への交通流の配分率を設定し、設定した配分率で各経路へ交通流を配分した場合の、各経路上の交差点での信号制御パラメータを算出し、設定した配分率及び該配分率に基づき算出された信号制御パラメータを用い、第１交差点から第２交差点までの複数の経路における交通流に対する評価指標値を算出し、前記配分率を変更して信号制御パラメータを算出する処理、評価指標値を算出する処理を繰り返すことにより前記評価指標値が所定条件を満たす配分率及び信号制御パラメータを探索することを特徴とする。

第１発明、第９発明及び第１０発明では、任意の第１交差点から第２交差点までの複数の経路を走行する車両の交通管制のための交通パラメータを算出するため、複数の経路への交通流の配分率が初期的に設定される。次に、設定された交通流の配分率で前記複数の経路夫々へ交通流を配分させた場合の各経路に含まれる交差点での信号制御パラメータが算出される。設定された配分率及び信号制御パラメータに基づき、実際の信号制御が行なわれた場合の各経路の交通流に対する遅れ時間及び各車両の停止回数等が得られる。配分率を変更しながら、配分率に応じた信号制御を反映させた交通流の評価指標値（例えば、遅れ時間及び車両の停止回数の加重和）を夫々求めることによって、評価指標値が所定条件（例えば、最小であるなど）を満たす配分率及び信号制御パラメータが探索により得られる。

第２発明では、第１交差点から第２交差点までの各経路における交通流に対する評価指標値は、経路への発生交通量と経路に含まれる交差点での分岐における分岐率を利用する交通シミュレーションに基づいて求められる。交通流がいずれの経路へ配分されるかは、実際には経路に含まれる各交差点での流入量がいずれの進行方向に夫々流出するかの比率の変動によって変化する。各交差点での分岐率を変更することによって交通流の配分率が結果的に有効に変更される。これにより、精度良くシミュレーションを実行することが可能となり、評価指標値が所定条件を満たす配分率を、探索により有効に得ることが可能となる。

第３発明では、第１発明又は第２発明にて評価指標値が所定条件を満たす配分率及び信号制御パラメータを探索するに際し、第１交差点から第２交差点までの複数の経路から任意の第１経路及び第２経路が選択され、選択された第１経路及び第２経路の間で配分率を増減させることによって配分率が変更される。経路の選択を全ての組み合わせについて行なうことにより、いずれの経路への配分率を変更させると評価指標値が良好となるかが確実に認識され、評価指標値が所定条件を満たす配分率及び信号制御パラメータが効率的に探索される。

第３発明にて、選択した第１及び第２経路の配分率を相互に増減させて変更する場合、選択された第１経路及び第２経路上の各交差点での分岐率を、増減に応じて変更する必要がある。第４発明では、選択された経路上の各交差点での分岐率を以下のようにして変更する。第１経路の配分率を増加させた場合、第１交差点から第２交差点までの複数の経路を通過する車両の内の、第１経路を利用する車両の比率は、増加されなければ矛盾する。第１経路を利用する車両の比率は、第１経路上の各分岐において、第１経路に沿った流出方向の分岐率が配分率の増加分に応じて増加しなければ、実質的に増加しない。したがって、選択された経路上の各分岐にて、選択された経路に沿った流出方向の分岐率を、配分率の増減分に応じて増減させる。これにより、精度よく確実に、評価指標値が所定条件を満たす配分率及び信号制御パラメータが探索される。

第５発明では、各交差点で実際に、交差点への各流入路における、飽和交通流に対する交通流の比率を示す負荷率に基づいて信号制御がなされる場合、精度のよいシミュレーションを実行するために、変更された配分率に応じて変化する各交差点での負荷率が算出される必要がある。第５発明では、選択された経路の配分率の増減分を用いて、選択された経路に沿った流入路における負荷率が算出され、算出された負荷率に基づいて現実的な信号制御パラメータが算出される。これにより、精度よく確実に、有効な所定の評価指標値が所定条件を満たす配分率及び信号制御パラメータが探索される。

第６発明では、第４又は第５発明における選択経路利用率を、各車両の複数の時点における実測の位置情報に基づき算出する。各車両の位置情報は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して時系列に取得された位置情報でもよいし、道路上に設置される光ビーコンを通過したことを示す情報に基づいて特定される位置情報でもよい。これにより、精度よく現実的なシミュレーションを実行することができ、有効な配分率及び信号制御パラメータが探索される。

第１乃至第６発明において、第１交差点から第２交差点までの複数の経路における交通流を最も円滑にする配分率が探索される。第７発明では更に、交通流が探索された配分率で各経路に配分されるように、各車両に経路の情報の通知がされる。これにより、混雑する経路へ流入しようとする車両へ他の経路の選択を促すことができるなど、円滑な交通流の実現が期待できる。

第１乃至第６発明において、第１交差点から第２交差点までの複数の経路における交通流を最も円滑にする配分率に応じた信号制御パラメータが探索される。第８発明では更に、探索された信号制御パラメータが各交差点の信号制御機へ出力される。これにより、交通流を最も円滑にすることが期待される信号制御パラメータに基づいて実際に信号制御がなされる。

本発明による場合、第１交差点から第２交差点までの複数の経路に対し、最も交通流が円滑となる配分率が探索により得られる。これにより、いずれの経路へどれほどの比率で交通流を配分すべきか等を判断することが可能となり、交通流を円滑化させる交通管制を実現させることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

図１は、本実施の形態における交通パラメータ算出装置を含む交通管制システムの構成を示す模式図である。交通管制システムは、交通道路上の各交差点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，…に設置されている信号灯器１，１，…と、各信号灯器１，１，…に接続されて信号灯器１，１，…を制御する信号制御機２，２，…と、車両Ｖ，Ｖ，…の通行を検知する車両感知器３，３，…と、一部の車両Ｖ，Ｖ，…に搭載された車載器との通信を行なう通信装置７，７，…とを含む。なお、図１では、一部の符号及び車両Ｖ，Ｖ，…、車両感知器３，３，…の図示を省略している。

交通管制システムは基本的に、車両感知器３，３，…により各交差点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，…へ流入する車両群Ｖ，Ｖ，…の交通量が検知され、各信号制御機２，２，…にて交通量に応じた信号制御が行なわれる。

実施の形態１における交通管制システムは更に、中央装置４と、交通パラメータ算出装置５と、位置情報収集装置６とを含む。中央装置４、交通パラメータ算出装置５、及び位置情報収集装置６は、図１中に示す交通道路からは離隔した場所にある交通管制センタ内に設置され、相互に通信可能に接続されている。信号制御機２，２，…、車両感知器３，３，…及び通信装置７，７，…は、交通管制センタ内の中央装置４、交通パラメータ算出装置５、及び位置情報収集装置６と無線又は有線により通信が可能に構成されている。

車両感知器３，３，…は、交差点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，…の内、全部又は一部の交差点の上流の所定地点の路側に設置される。所定地点は例えば、停止線から５００ｍ〜１０００ｍ程度上流の地点である。車両感知器３，３，…は、各リンクを通過する車両数を示すリンク交通量を計測する。車両感知器３，３，…は超音波式、ループ式、超音波ドップラー式、光学式（光ビーコン）、画像処理型、赤外線式などを用いて、リンクを通行する車両Ｖ，Ｖ，…を検知してリンク交通量を計測する。車両感知器３，３，…は、計測したリンク交通量を交通管制センタ内の中央装置４、交通パラメータ算出装置５、又は位置情報収集装置６へ送信する。

車両感知器３，３，…がカメラを有して画像処理により車両の存在を感知する画像処理型である場合、車両感知器３，３，…はナンバープレートに対する画像処理によって各車両Ｖ，Ｖ，…を識別するようにしてもよい。この場合、車両感知器３，３，…は車両を識別する情報と車両感知器３，３，…自身を識別する情報とを位置情報収集装置６へ送信する。これにより、位置情報収集装置６で車両Ｖ，Ｖ，…の軌跡情報を把握することができる。

通信装置７，７，…は、交差点付近に設置される。通信装置７，７，…は全てのリンクに対応させて設置せずともよい。通信装置７，７，…は、車両Ｖ，Ｖ，…の内の一部の車両Ｖ，Ｖ，…に搭載された車載器に対し情報を送受信する双方向通信機能を有し、通信可能領域を通過した場合に、車両の車載器から車載器の識別情報及びプローブ情報を受信し、中央装置４、又は位置情報収集装置６へ送信する。通信装置７，７，…は、プローブ情報を受信した際の時刻情報を付加して位置情報収集装置６へ送信してもよい。通信装置７，７，…としては例えば、車載器との双方向通信機能を有する光ビーコン又は路側無線機が利用できる。通信装置７，７，…として光ビーコンを利用する場合、例えば各リンクの上流地点、即ち交差点出口の直下流に設置される。車載器から送信される情報としては、車載器の識別情報、及び、直前に通過したリンクに設置されていた車両感知器３の識別番号（ビーコン番号）などが含まれる。通信装置７，７，…は車載器から受信した情報に自身の識別情報又は設置されているリンクを識別するための情報を付加して位置情報収集装置６へ送信する。位置情報収集装置６では、車載器の識別番号で識別される車両の軌跡を、通過したリンクの識別番号を時系列に関連付けた軌跡情報（Ｌ１１→Ｌ１２→…）として把握することができる。また、車両Ｖ，Ｖ，…に搭載されている車載器がＧＰＳ機能を有している場合、通信装置７，７，…は車載器から車載器の識別情報と共に送信されるプローブ情報を受信し、位置情報収集装置６へ送信するようにしてもよい。

なお、車両感知器３，３，…が光ビーコンである場合など、車両感知器３，３，…自身が車載器に対する双方向通信機能を有している場合、通信装置７，７，…は必ずしも設置されていなくともよい。

なお、上述のプローブ情報は、一定時間又は一定の走行距離毎の、時刻、車両の位置及び速度を含む情報である。車載器は、一定時間又は一定の走行距離毎に、時刻、ＧＰＳ機能により測定される車両の位置及び速度を取得して記録、蓄積しておき、通信装置７，７，…の通信可能領域内に入った場合に送信する。プローブ情報は、車両に設置された携帯電話機等から直接的に位置情報収集装置６にて収集されてもよい。

位置情報収集装置６は、車両感知器３，３，…及び通信装置７，７，…から送信される情報を収集する。位置情報収集装置６は、車両感知器３，３，…にて計測された交通量を記憶する。また、位置情報収集装置６は、通信装置７，７，…を介して車載器からの情報を受信し、軌跡情報を特定して記憶してもよい。具体的には、位置情報収集装置６は、各車両Ｖ，Ｖ，…が通過した車両感知器３，３，…の識別情報、及び各車両Ｖ，Ｖ，…の車載器の識別情報を受信する。これにより、位置情報収集装置６は、車両感知器３，３，…の識別情報により特定される各リンクと、当該リンクを通過した車両を特定し、各車両がいずれのリンクを通過したかを示す軌跡情報（Ｌ１１→Ｌ１２→…）を特定することができる。なお、位置情報収集装置６は、車両Ｖ，Ｖ，…に搭載されている車載器から送信されるＧＰＳ機能に基づく位置情報に基づき、各車両Ｖ，Ｖ，…の位置情報を時系列に記憶して軌跡情報を特定してもよい。このように、位置情報収集装置６に各車両の軌跡情報が収集されることで中央装置４又は交通パラメータ算出装置５が軌跡情報を利用可能である。

交通パラメータ算出装置５は後述するように、車両の交通量に基づく信号制御パラメータなど、交通流を円滑とする交通管制のための交通パラメータを算出する。

中央装置４は、交通パラメータ算出装置５及び位置情報収集装置６から出力される情報を用いて信号制御機２，２，…へ指示を送信することにより、各路線上の信号灯器１，１，…を系統的に制御させることが可能に構成されている。中央装置４は、交通パラメータ算出装置５によって算出される交通パラメータ、及び位置情報収集装置６から取得可能な車両の軌跡情報などに基づいて信号制御を実行することが可能である。

図１の模式図には、第１交差点Ｃ１及び第２交差点Ｃ２を含む交通道路の一部が模式的に示されている。なお、図１中の破線にて示される矩形領域を制御対象領域とする。図１には、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２に至るまでの経路として、４つの経路が示されている。図１中のＬ１１，Ｌ１２，…は、各経路上のリンクである。第１経路はリンクＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５，Ｌ１６からなり、交差点Ｃ１，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１５，Ｃ２を経路上に含む。第２経路はリンクＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４からなり、交差点Ｃ１，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ２を経路上に含む。第３経路はリンクＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５からなり、交差点Ｃ１，Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ３３，Ｃ３４，Ｃ２を経路上に含む。第４経路は、リンクＬ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４からなり、交差点Ｃ１，Ｃ４１，Ｃ４２，Ｃ４３，Ｃ２を経路上に含む。

本実施の形態における交通パラメータ算出装置５は、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２までの複数の経路Ｐｉ（ｉ＝１，…，Ｎ、ここではＮ＝４）における交通流を円滑とする交通管制のための交通パラメータを算出する。交通パラメータとは、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２までの交通流を円滑化するための、各経路Ｐｉへの交通流の配分率と、各経路上の交差点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，…での信号制御パラメータとを含む。配分率は例えば、交差点Ｃ２２がボトルネックとなり、第２経路Ｐ２にて慢性的に渋滞が発生する状況にある場合、交差点Ｃ２２を通過する交通流を他の経路へどの程度分散させたときに渋滞が緩和され、交通流が円滑化されるかを推定するための参考値となる。信号制御パラメータは、各経路Ｐｉへ前記配分率で交通流が配分された場合に、交通流を円滑化させる信号制御パラメータであって、各交差点での交通の負荷率に基づいて求められる。

以下に、このような交通パラメータの算出を実現するための交通パラメータ算出装置５の構成、及び交通パラメータの算出処理について詳細を説明する。図２は、本実施の形態における交通パラメータ算出装置５の構成を示すブロック図である。本実施の形態における交通パラメータ算出装置５には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又は記憶装置を備えたサーバコンピュータ又はパーソナルコンピュータを用いることができる。交通パラメータ算出装置５は、ＣＰＵを利用した制御部５０と、ハードディスクを利用した記憶部５１と、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等を利用した一時記憶部５２と、ディスクドライブを利用した補助記憶部５３と、ネットワークカードを利用した通信部５４とを備える。

記憶部５１には、コンピュータを本発明に係る交通パラメータ算出装置５として機能させる制御プログラム５Ｐが記憶されている。一時記憶部５２は、制御部５０の処理によって発生する情報を一時的に記憶するために利用される。なお、記憶部５１又は一時記憶部５２には、制御部５０により、車両の軌跡情報（時系列の位置情報）、及び各リンクのリンク交通量が記憶される。

補助記憶部５３は、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク等の可搬型記録媒体６からデータを読み出すことが可能である。可搬型記録媒体６には、コンピュータを交通パラメータ算出装置５として動作させる制御プログラム６Ｐが記録されている。記憶部５１に記憶されている制御プログラム５Ｐは、制御部５０が補助記憶部５３によって可搬型記録媒体６から読み出した制御プログラム６Ｐを複製したものであってもよい。

通信部５４は、交通パラメータ算出装置５と、車両感知器３，３，…、中央装置４、位置情報収集装置６、又は通信装置７，７，…との通信を実現する機能を有する。制御部５０は通信部５４を介して車両感知器３，３，…からリンク交通量、位置情報収集装置６から各車両の軌跡情報（複数時点での位置情報）を取得することが可能であり、中央装置４へ算出した交通パラメータを出力することも可能である。なお、リンク交通量は位置情報収集装置６から取得してもよい。

上述のようなハードウェア構成を持つ交通パラメータ算出装置５にて、記憶部５１から制御プログラム５Ｐを一時記憶部５２に読み出して実行することによって実現される交通パラメータ算出処理の詳細を説明する。

図３は、本実施の形態における交通パラメータ算出装置５の制御部５０が行なう交通パラメータ算出処理の一例を示すフローチャートである。

制御部５０はまず交通パラメータを算出するにあたり、位置情報収集装置６から、制御対象領域内を所定期間に実際に走行した車両の軌跡情報を取得し、記憶する（ステップＳ１０１）。ここで、制御対象領域は、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２までの複数の経路を含む範囲とする（図１の破線で示す矩形領域）。車両の軌跡情報は、一時的に記憶部５１又は一時記憶部５２に記憶される。

制御部５０は、車両感知器３，３，…又は位置情報収集装置６から、前記所定期間における各リンクのリンク交通量を取得し、記憶部５１又は一時記憶部５２に記憶する（ステップＳ１０２）。リンク交通量は、リンク毎のリンクを通過する車両の台数である。リンク交通量は、各リンク上に設置されている車両感知器３，３，…にて計測されて送信される全車両の交通量である。なお、リンク交通量は、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２までの経路上のリンクＬ１１，Ｌ１２，…の交通量のみならず、制御対象領域内の他のリンク、特に境界リンクのリンク交通量も含む。

制御部５０は、記憶部５１又は一時記憶部５２に記憶してある車両の軌跡情報に基づき、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２までの４本の経路Ｐｉ（ｉ＝１，…，Ｎ（＝４））夫々について、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２まで走行した車両（台数Ｒ）の内、経路Ｐｉを走行した車両（台数ｒｉ）の比率ｘｉ（＝ｒｉ／Ｒ）を算出し、基準となる配分率ｘｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の初期値として設定する（ステップＳ１０３）。なお、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２まで走行した車両台数Ｒは、以下の式（１）にて表わされる。

制御部５０は、記憶部５１又は一時記憶部５２に記憶してある車両の軌跡情報に基づき、経路Ｐｉ上の交差点Ｃｉｍ（ｍ＝１，…，Ｍ（任意の自然数）；ｉ＝１，…，Ｎ）における車両の分岐率ａｋを算出する（ステップＳ１０４）。例えば制御部５０は、車両の軌跡情報から各交差点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，…で実際に左折したか、直進したか、又は右折したかを判別し、左折、直進、右折の台数が夫々ｑ１、ｑ２、ｑ３であった場合、
左折率ａ１＝ｑ１／（ｑ１＋ｑ２＋ｑ３）
直進率ａ２＝ｑ２／（ｑ１＋ｑ２＋ｑ３）
右折率ａ３＝ｑ３／（ｑ１＋ｑ２＋ｑ３）
と分岐率を求める。
このとき、左折と直進とを合わせて左折・直進率ａ１、右折率ａ２として算出してもよい。

制御部５０は、各経路Ｐｉ上の各リンクＬｉｍ（ｍ＝１，…，Ｍ＋１；ｎ＝１，…，Ｎ）にて検知される車両の軌跡情報に基づき、各リンクＬｉｍを走行する車両台数Ｑｉｍ（ｍ＝１，…，Ｍ＋１；ｉ＝１，…，Ｎ）の内、経路Ｐｉを走行する車両台数ｒｉの比率である経路利用率ｂｉｍ（＝ｒｉ／Ｑｉｍ）を、リンクＬｉｍ毎に算出する（ステップＳ１０５）。例えば、第２経路Ｐ２は、リンクＬ２１、リンクＬ２２、リンクＬ２３及びリンクＬ２４からなる。リンクＬ２２を走行する車両は全てがリンクＬ２１を走行してきた車両ではなく、他のリンクから流入してきた車両も含み、更に交差点Ｃ２２にてリンクＬ２３へ流出せずに他のリンクを走行するなど、異なる経路を走行する可能性がある。つまり、経路利用率は、各経路Ｐｉ上の各リンクＬｉｍについて、経路Ｐｉを利用する確率である。

制御部５０は、車両感知器３，３，…から取得して記憶してある全車両についてのリンク交通量に基づき、制御対象領域の境界リンクにおける発生交通量を算出する（ステップＳ１０６）。具体的には、制御部５０は、境界リンクにおいて制御対象領域から流出する交通量、及び流入する交通量を特定し、夫々を総合して制御対象領域での全車両の発生交通量を算出する。

制御部５０は、ステップＳ１０４で算出した分岐率、及びステップＳ１０６で算出した発生交通量を入力データとして、交通シミュレーションを実行する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７の交通シミュレーションにより、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２までの４つの経路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４をステップＳ１０３で設定した配分率ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４の比率で車両Ｖ，Ｖ，…が走行した場合の、遅れ時間及び停止回数が得られる。

制御部５０は、ステップＳ１０７の交通シミュレーションにより得られる遅れ時間及び停止回数の加重和を、評価指標値の初期値として算出する（ステップＳ１０８）。初期値として算出される評価指標値は、実測された車両の軌跡情報に基づく、現状における第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２までの４つの経路全体での交通流の状況を示す。

次に制御部５０は、実際の配分率ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４で交通流が配分された場合の交通流の評価指標値に対し、配分率を少しずつ変化させて評価指標値を算出し、評価指標値が最適となる配分率を探索する処理を行なう（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９の処理は後述にて詳細を説明する。

制御部５０は、ステップＳ１０９の処理により探索された配分率、及びその場合の信号制御パラメータを得る。制御部５０は、得られた配分率及び信号制御パラメータを中央装置４へ出力し（ステップＳ１１０）、処理を終了する。

図４及び図５は、本実施の形態における交通パラメータ算出装置５の制御部５０が行なう配分率の探索処理の詳細を示すフローチャートである。

制御部５０は、実測に基づく配分率ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４に交通流が配分された場合の評価指標値、即ち図３のフローチャートにおけるステップＳ１０８で算出された評価指標値の初期値を最適解に設定する（ステップＳ２０１）。

制御部５０は、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２までの４つの経路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の内、配分率を変化させる経路Ｐｉ，Ｐｊ（ｉ＝１，…，Ｎ；ｊ＝１，…Ｎ：ｉ≠ｊ）を選択する（ステップＳ２０２）。なお、制御部５０は、Ｎ本の経路がある場合にはＮ（Ｎ−１）通りで経路を選択し、夫々以下の処理を行なう。

制御部５０は、選択した経路Ｐｉ，Ｐｊへの交通流の配分率ｘｉ，ｘｊの内、経路Ｐｉの配分率ｘｉをΔｘ増加させる（ｘｉ←ｘｉ＋Δｘ）と共に、一方の経路Ｐｊの配分率ｘｊをΔｘ減少させる（ｘｊ←ｘｊ−Δｘ）（ステップＳ２０３）。ここでΔｘは、例えば０．０１など任意の定数である。

なお、ステップＳ２０２における選択処理においては、例えば実測に基づき求めた初期配分率ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４を参照し、最も配分率が高い経路を優先的に選択するようにしてもよい。

次に制御部５０は、ステップＳ２０３で増減させた配分率ｘｉ，ｘｊを交通シミュレーションに反映させるため、選択した経路Ｐｉ，Ｐｊ上の各交差点Ｃｉｍにおける分岐率ａｋを夫々再度算出する（ステップＳ２０４）。詳細には、経路Ｐｉ上の各交差点Ｃｉｍにて、増加された配分率Δｘ分に応じて、経路Ｐｉに沿う方向への分岐率が増加するように分岐率ａｋを式（２）により修正する。逆にＰｊ上の交差点Ｃｊｍでは、減少された配分率Δｘ分に応じて、経路Ｐｉに沿う方向への分岐率が減少するように、算出してある分岐率ａｋを式（３）により修正する。なお、下記の式（２）及び（３）では、修正後の分岐率をａｋ´で示している。また、式（２）及び（３）におけるＱｉｍ（ｍ＝１，…，Ｍ＋１）は、選択された経路Ｐｉ上の各交差点Ｃｉｍへの流入路であるリンクＬｉｍを通過する車両の台数である。同様に、Ｑｊｍ（ｍ＝１，…，Ｍ＋１）は選択された経路Ｐｊ上の交差点Ｃｊｍへの流入路であるリンクＬｊｍを通過する車両の台数である。

式（２）及び（３）から判るように、制御部５０は配分率ｘｉを増減させるために、経路Ｐｉに沿った方向への分岐率を配分率の増減分に応じて増減させ、且つ分岐率を合計した場合に「１」となるように修正する。

図６は、配分率の増減に応じた分岐率の修正の概要を示す説明図である。図６には、図１に示した第１交差点Ｃ１及び第２交差点Ｃ２までの経路Ｐ１〜Ｐ４の内、第２経路Ｐ２及び第３経路Ｐ３、並びに各経路上の交差点Ｃ２１，Ｃ２２，…を示している。制御部５０の処理により、第２経路Ｐ２及び第３経路Ｐ３が選択された場合、第２経路Ｐ２上の交差点Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３における分岐率、及び、第３経路Ｐ３上の交差点Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ３３，Ｃ３４における分岐率が修正される。

図６の説明図に示す場合、交差点Ｃ２２における修正前の分岐率は、左折率ａ１、直進率ａ２、右折率ａ３である。第２経路Ｐ２の配分率をΔｘ分増加させたいにも拘わらず、分岐率ａ１，ａ２，ａ３を修正せずにそのままとして交通シミュレーションを行なった場合、配分率がΔｘ分増加されたという条件下で交通シミュレーションを行なったことにならない。つまり、交差点Ｃ１直後のリンクＬ２１へ流入した車両はΔｘ分増加するが、増加した分からも交差点Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３で夫々左折車又は右折車が発生した場合、結果的に第２経路Ｐ２の配分率をΔｘ分増加させた状態で交通シミュレーションを行なったことにならない。そこで、交差点Ｃ２２でも、第２経路Ｐ２に沿う方向への分岐率である直進率ａ２を増加されたΔｘ分に応じて増加させる。他の方向への分岐率ａ１，ａ３は、経路Ｐ２の全体の交通流が増加されたことに応じて減少させる。

図６の説明図に示す場合、交差点Ｃ２２において左折する台数、右折する台数は修正前と同じはずである。Δｘ分の増加に、右左折の台数は関係がない。修正後の他の方向への分岐率ａ１，ａ３は、修正前の台数を、リンクＬ２２における増加後の車両の台数で割った比率として求められ（式（２））、減少する。修正後の第２経路Ｐ２に沿う方向への分岐率ａ２は、修正前の台数にリンクＬ２２において増加した分だけの台数を加えたものを、増加後の車両の台数で割った比率として求められ、増加する。

また、第３経路Ｐ３の配分率をΔｘ分に応じて減少させるため、交差点Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ３３，Ｃ３４における分岐率を、第３経路Ｐ３に沿う方向への分岐率である直進率ａ２を減少されたΔｘ分に応じて減少させる。他の方向への分岐率ａ１，ａ３は、経路Ｐ３の全体の交通流が減少されたことに応じて増加させる。

これにより、各経路Ｐｉの配分率が実質的に増加される。したがって、配分率を変更した場合の分岐率を用いた交通シミュレーションを精度よく実行することができ、精度よく、交通流が最も円滑となる配分率及び信号制御パラメータを、有効に求めることができる。

図４及び図５のフローチャートに戻り説明を続ける。次に制御部５０は、ステップＳ２０３で増減させた配分率ｘｉ，ｘｊを信号制御パラメータに反映させるため、選択した経路Ｐｉ，Ｐｊ上の交差点Ｃｉｍ（ｍ＝１，…，Ｍ＋１）における負荷率を夫々算出する（ステップＳ２０５）。詳細には、経路Ｐｉ上にあるメインの交差点（例えば第２経路Ｐ２が選択されている場合には交差点Ｃ２２など）における負荷率を算出する。また、負荷率は例えば、交差点における２つの現示について、負荷率ρ１、ρ２として算出される。負荷率は基本的に、以下に示す式（４）のように表わされる。式（４）は、経路Ｐｉに沿う方向に対応する現示１に対する負荷率ρ１を求める式である。式（４）中のＱｉｍは、単位時間当たりの交差点Ｃｉｍへの流入台数、Ｅは捌け残り台数、ｓは飽和交通流率である。負荷率の算出は公知の技術であり、式（４）を基本とする種々の方法を用いてよい。

制御部５０はステップＳ２０５にて、負荷率ρを算出する際に、式（４）における分子の流入台数Ｑｉｍに、配分率の増減に応じた増減分を加えて算出する。これにより、負荷率が精度よく求まる。例えば、配分率ｘｉをΔｘ分増加させたことに応じて経路Ｐｉの方向の走行台数Ｑｉｍを式（５）に示すように増加させて負荷率を算出し、配分率ｘｊをΔｘ減少させたことに応じて経路Ｐｊの方向の走行台数Ｑｊｍを式（６）に示すように減少させて負荷率を算出する。

次に制御部５０は、ステップＳ２０５にて算出した負荷率を用い、経路Ｐｉ，Ｐｊ上のサブエリアのサイクル長Ｃ、各交差点Ｃｉｍ，Ｃｊｍ，…でのスプリットＴ等の信号制御パラメータを算出する（ステップＳ２０６）。詳細には制御部５０は、サイクル長Ｃ及びスプリットＴを例えば、以下に示す式（７）〜（９）に基づき算出する。式（７）〜（９）中のＬは、損失時間（交差点における現示間で全ての信号灯器１，１，…が赤色となる時間）であり、ａ，ｂは求められるサイクル長Ｃに余裕を加味する所定の係数である。

制御部５０は、ステップＳ２０６で算出した信号制御パラメータ、及び、選択した経路Ｐｉ，Ｐｊ上の各リンクＬｉｍ，…，Ｌｊｍ，…の、現状の基準のオフセット値を用い、交通シミュレーションを実行する（ステップＳ２０７）。

ここで現状の基準のオフセット値の初期値は、実測の交通量に対応する、現実に信号灯器１，１，…にて設定されていたオフセット値である。基準のオフセット値は後述の処理にて評価指標値がより良好となるように更新され、処理がステップＳ２０２に戻り、再度ステップＳ２０７が実行されるので、現状の基準のオフセット値とは、その都度の更新後のオフセット値である。

またステップＳ２０７で制御部５０は、選択した経路Ｐｉ，Ｐｊのサブエリアにおける中心の交差点の信号制御機２での制御に、ステップＳ２０６で算出した信号制御パラメータ（サイクル長、スプリット）が用いられるとして交通シミュレーションを実行する。そして、中心の交差点以外の交差点の信号制御機２，２，…には、算出されたサイクル長Ｃを用い、スプリットを固定として交通シミュレーションを実行する。

制御部５０は、ステップＳ２０７の交通シミュレーションにより得られる遅れ時間及び停止回数の加重和を、評価指標値として算出し（ステップＳ２０８）、候補解に設定する（ステップＳ２０９）。

制御部５０は、ステップＳ２０７での交通シミュレーションを実行するに際し、現状の基準のオフセット値を用いた。以下の処理では、選択したＰｉ，Ｐｊ上の各リンクＬｉｍ，…，Ｌｊｍ，…におけるオフセット値を少しずつ増減させながら交通シミュレーションを実行し、評価指標値を最適とするのに最も影響があるリンクと、当該リンクのオフセット値を探索する。

制御部５０は、選択したＰｉ，Ｐｊ上からリンクを選択し（ステップＳ２１０）、選択したリンクのオフセット値をΔofs分増加又は減少させ（ステップＳ２１１）、交通シミュレーションを実行する（ステップＳ２１２）。制御部５０は、選択Ｐｉ，Ｐｊ上から全リンクを選択してオフセット値を増減させ、シミュレーションを実行したか否かを判断する（ステップＳ２１３）。制御部５０は、全てのリンクについては実行していないと判断した場合（Ｓ２１３：ＮＯ）、処理をステップＳ２１０へ戻し、他のリンクを選択して処理を継続する。

制御部５０は、全てのリンクについて実行したと判断した場合（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、全リンク夫々に対応して算出した評価指標値の内の最適な値を特定する（ステップＳ２１４）。ここでは評価指標値は、遅れ時間及び停止回数の加重和であるから、最も値が小さいものが最適な値として特定される。

制御部５０は、ステップＳ２１４にて特定された評価指標値が、リンクを探索する処理を行なう前の状況でのオフセット値を元に実行された交通シミュレーションに基づいて算出された評価指標値の候補解よりも良好か否かを判断する（ステップＳ２１５）。具体的には、制御部５０は、ステップＳ２０９で設定した候補解と、ステップＳ２１４にて特定した評価指標値とを比較し、ステップＳ２１４にて特定した評価指標値の方がより良好か否かを判断する。この場合も、評価指標値は、遅れ時間及び停止回数の加重和であるから、ステップＳ２１４にて特定した評価指標値が候補解よりも小さいか否かを判断する。

制御部５０は、ステップＳ２１５にて、候補解よりも良好であると判断した場合（Ｓ２１５：ＹＥＳ）、ステップＳ２１４にて特定した評価指標値に対応するリンクのオフセット値を、Δofs分だけ増加又は減少させた値に更新し、基準のオフセット値とする（ステップＳ２１６）。そして、ステップＳ２１４で特定した値により候補解を更新し（ステップＳ２１７）、処理をステップＳ２１０へ戻す。これにより、選択した経路Ｐｉ，Ｐｊの組み合わせで最も評価指標値を良好にするリンクと、該リンクのオフセット値を特定できる。ここで、処理をステップＳ２１０へ戻すのは、ステップＳ２１４で特定された評価指標値に対応するリンクのオフセット値の増加又は減少が、評価指標値の最適化に効果的であり、更にいずれかのリンクのオフセット値を増加又は減少させることにより、評価指標値が良好となることが期待されるからである。

制御部５０は、ステップＳ２１５にて、候補解よりも良好でないと判断した場合（Ｓ２１５：ＮＯ）、経路Ｐｉ，Ｐｊを全通り（Ｎ（Ｎ−１）通り）選択したか否かを判断する（ステップＳ２１８）。制御部５０は、ステップＳ２１８にて全通りを選択していないと判断した場合（Ｓ２１８：ＮＯ）、処理をステップＳ２０２へ戻し、他の組み合わせのＰｉ，Ｐｊを選択し、選択したＰｉ，Ｐｊに対し最も評価指標値を良好にするリンク及びオフセットを探索する処理を継続する。

制御部５０は、ステップＳ２１８にて、経路Ｐｉ，Ｐｊを全通り選択したと判断した場合（Ｓ２１８：ＹＥＳ）、全通りの経路Ｐｉ，Ｐｊの組み合わせにて特定された評価指標値の内で最も良好であるとして更新されている候補解が、ステップＳ２０１で設定した最適解よりも良好か否かを判断する（ステップＳ２１９）。制御部５０は、候補解が最適解よりも良好であると判断した場合（Ｓ２１９：ＹＥＳ）、候補解となった評価指標値が算出されたときに選択されていた経路Ｐｉ，Ｐｊの変更後の配分率ｘｉ，ｘｊ（ｘｉ←ｘｉ−Δｘ，ｘｊ←ｘｊ−Δｘ）を基準の配分率として更新し（ステップＳ２２０）、候補解により最適解を更新する（ステップＳ２２１）。そして制御部５０は、処理をステップＳ２０２へ戻し、基準の配分率ｘｉ（ｉ＝１，…，Ｎ＝４）に対し、選択する経路Ｐｉ，Ｐｊの配分率ｘｉ，ｘｊを更にΔｘずつ変更させて、より良好な評価指標値が特定される配分率があるかを探索する。

そして、制御部５０は、ステップＳ２１９にて候補解は最適解よりも良好でないと判断した場合（Ｓ２１９：ＮＯ）、処理を終了する。いずれかの経路Ｐｉの配分率ｘｉを変更してもより良好な評価指標値が得られない場合は、その時点で最適解として記憶している評価指標値が最も円滑な交通流であるときの評価指標値であるといえるからである。

このように着実に、いずれの経路Ｐｉの配分率を変更させると評価指標値が良好となるかを制御部５０が認識可能となり、結果的に処理を効率化させることができる。

上述の図４及び図５のフローチャートに示した処理を図面を参照して詳細を説明する。図７は、最適な評価指標値となるリンク及びオフセット値を探索する処理の概要を示す説明図である。図７中の上段には、図１に示した第１交差点Ｃ１及び第２交差点Ｃ２までの経路Ｐ１〜Ｐ４の内、第２経路Ｐ２及び第３経路Ｐ３、並びに各経路上の交差点Ｃ２１，Ｃ２２，…、リンクＬ２１，Ｌ２２，…を示している。図７中の下段には、各リンクＬ２１，Ｌ２２，…のオフセット値の増減値を示している。

制御部５０はまず、第２経路Ｐ２，第３経路Ｐ３を選択し、第２経路Ｐ２への配分率ｘ２を、実測における配分率ｘ２に比してΔｘ分増加させ、第３経路Ｐ３への配分率ｘ３を、Δｘ分減少させる。配分率ｘ２，ｘ３の増減に応じた分岐率、負荷率、信号制御パラメータ等を算出して交通シミュレーションを実行する。制御部５０は、評価指標値を得て候補解とする。制御部５０は、第２経路Ｐ２，第３経路Ｐ３上のリンクＬ２１，…，Ｌ２４，Ｌ３１，…，Ｌ３５からいずれかを選択し、選択したリンクのオフセット値を増加又は減少させる。

図７の説明図に示す例では、例えば制御部５０はステップＳ２１０からステップＳ２１３までのループ処理の第１回目に、リンクＬ２１を選択してΔofs分だけ増加させ（＋Δofs）、交通シミュレーションを実行し、第２回目に、リンクＬ２１を選択してΔofs分だけ減少させ（−Δofs）、交通シミュレーションを実行している。制御部５０は、第３回目にリンクＬ２２を選択し、Δofs分増加させている。ステップＳ２１０からステップＳ２１３までの処理を全リンクについて第１８回目まで実行した結果、第２回目のリンクＬ２１のオフセット値をΔofs分だけ減少させたときが最適な評価指標値として特定されるとする（Ｓ２１４）。

制御部５０は、このときの評価指標値が候補解よりも良好であると判断した場合（Ｓ２１５：ＹＥＳ）、リンクＬ２１のオフセット値をΔofs分だけ減少させて基準のオフセット値とし（Ｓ２１６）、評価指標値により候補解を更新する（Ｓ２１７）。第２経路Ｐ２及び第３経路Ｐ３の組み合わせでは、リンクＬ２１のオフセット値を減少させることが、変更した配分率ｘ２にて配分される交通流を更に円滑化させると判断できる。

処理がステップＳ２１０へ戻り、第１９回目以降が行なわれる。リンクＬ２１のオフセット値は基準値とした上（当初のオフセット値からΔofs分減少）で更に、各リンクＬ２１，…，Ｌ２４，Ｌ３１，…，Ｌ３５のいずれかのオフセット値を増加又は減少させた場合に、最も評価指標値が良好となるかが探索される。ループ処理を第３６回目まで実行した結果、第２０回目のリンクＬ２１のオフセット値を更にΔofs分だけ減少させたときが最適な評価指標値として特定される場合、リンクＬ２１のオフセット値は、当初の値からΔofsの２倍分だけ減少される。

ループ処理を第３６回目まで実行した結果、第２０回目のリンクＬ２１のオフセット値を更にΔofs分だけ減少させたときが最適な評価指標値として特定された場合でも、候補解が第２回目の処理のときの候補解よりも良好でない場合がある。この場合制御部５０は、経路Ｐ２，Ｐ３の組み合わせでは、これ以上の候補解は得られないから、他の経路Ｐｉ，Ｐｊを選択し処理を繰り返す。このようにステップＳ２１０からステップＳ２１５までの処理により、選択された経路Ｐｉ，Ｐｊの組み合わせにおいて夫々の配分率をΔｘ分だけ増減させた場合に最も交通流の円滑化に寄与するリンクと、該リンクのオフセット値と、該オフセット値の増減量が特定される。

そして、経路Ｐｉ，Ｐｊを選択し処理を繰り返すことによって、全経路Ｐｉ，Ｐｊの組み合わせ（Ｎ（Ｎ−１）通り）について処理を行なった後、得られた候補解が最適解よりも良好であるときは（Ｓ２１９：ＹＥＳ）、ステップＳ２０３の変更後の配分率が基準の配分率として更新され（Ｓ２２０）、候補解により最適解が更新される（Ｓ２２１）。そして、更に以後選択するＰｉ，Ｐｊの配分率を更にΔｘ分増減させて再度、最適解の探索がされる。

ステップＳ２１９にて、候補解が最適解よりも良好でないと判断された場合（Ｓ２１９：ＮＯ）に、その時点で基準の配分率として更新されている配分率、配分率に応じて算出される信号制御パラメータ、及び基準のオフセット値として更新されているリンクのオフセット値が、最も交通流を円滑化させる交通パラメータとして得られる。

探索により得られた交通流を円滑にする配分率、オフセット値を含む信号制御パラメータ等の交通パラメータは、交通パラメータ算出装置５により中央装置４へ出力される。このとき、配分率については現状の配分率も比較のため送信されることが望ましい。交通パラメータは中央装置４にて交通管制のための情報として利用される。

例えば、通信装置７，７，…から各車両の車載器へ情報（ダウンリンク情報）を送信することができる。したがって中央装置４は、第１交差点Ｃ１への流入路に設置されている通信装置７，７，…により、第１交差点Ｃ１へ進入しようとする車両Ｖ，Ｖ，…へ、得られた交通パラメータに基づく交通情報を送信してもよい。なお、車両感知器３，３，…が車載器との双方向通信機能を有する場合、車両感知器３，３，…から情報が車載器へ送信される構成としてもよい。

図８は、交通パラメータを用いて行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。なお、以下の処理は本実施の形態では中央装置４が行なうとして説明するが、交通パラメータ算出装置５自身が行なってもよい。

中央装置４は、制御対象領域の第１交差点Ｃ１への流入路に設置されている車両感知器３，３，…又は通信装置７，７，…により、第１交差点Ｃ１へ進入しようとする車両Ｖ，Ｖ，…を特定する（ステップＳ３０１）。中央装置４は、特定した車両Ｖ，Ｖ，…の車載器へ送信すべく、第２交差点Ｃ２への複数の経路と、各経路に対して得られた配分率とを含む交通情報を、通信装置７，７，…へ送信する（ステップＳ３０２）。また中央装置４はステップＳ３０１及びＳ３０２の処理によって得られた配分率に交通流が配分されることが期待されるので、その場合に遅れ時間及び停止回数が最も小さくなる信号制御パラメータにて各信号灯器１，１，…が制御されるべく、信号制御機２，２，…へ得られた信号制御パラメータを送信し（ステップＳ３０３）、処理を終了する。

この場合、各車両Ｖ，Ｖ，…の車載器は、通信装置７，７，…から経路の情報及び配分率を受信した場合、例えばナビゲーション装置へ送信する。ナビゲーション装置は、受信した経路の情報と目的の地点までの設定経路の情報とを比較する。そして、ナビゲーション装置は、目的の地点までの経路が受信した情報に含まれる経路上にあり、且つ当該経路の現状の配分率が交通流を円滑にする配分率よりも高い場合に、他の経路へ向かうべくディスプレイへ他の経路の情報を表示させる。これにより、混雑が予想されるので他の経路を選択すべく運転者へ促すことができる。

なお、ステップＳ３０２で送信する交通情報は、第１交差点Ｃ１から第２交差点Ｃ２までの経路と、配分率とを含まなくともよい。例えば中央装置４は、現状の配分率と、交通パラメータ算出装置５の処理によって得られた交通流を円滑とする配分率とを比較する。そして、現状の配分率の内、交通流を円滑とする配分率よりも高く、低下されるべき配分率に相当する経路は混雑が予想される旨の交通情報を送信するのみでもよい。

更に、中央装置４は、第１交差点Ｃ１へ進入しようとする車両Ｖ，Ｖ，…を第２交差点Ｃ２までの複数の経路への配分率でグループ分けし、夫々のグループの車両へ対応する経路を選択すべく通知するため、経路の情報を送信するようにしてもよい。

実際に各車両Ｖ，Ｖ，…へ、配分率に応じて他の経路を選択すべく通知がなされることにより、最も交通流を円滑とする配分率に交通流が配分されることが期待できる。また、最も交通流を円滑とするとして探索された信号制御パラメータが信号制御機２，２，…へ送信され、各信号制御機２，２，…にて実際に信号制御がなされるので、交通シミュレーションの通りに車両の遅れ時間及び停止回数が最も小さくなることが更に期待される。

このように、信号制御のみでは本質的に実現することができない交通流を円滑化させる交通管制を、複数の経路への配分率を求めて用いることによって実現することができる。

本実施の形態では中央装置４、交通パラメータ算出装置５及び位置情報収集装置６は夫々別々の装置として構成した。しかしながら、中央装置４、交通パラメータ算出装置５及び位置情報収集装置６の機能を全て有する一の装置にて実現される構成としてもよい。

なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態における交通パラメータ算出装置を含む交通管制システムの構成を示す模式図である。 本実施の形態における交通パラメータ算出装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態における交通パラメータ算出装置の制御部が行なう交通パラメータ算出処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態における交通パラメータ算出装置の制御部が行なう配分率の探索処理の詳細を示すフローチャートである。 本実施の形態における交通パラメータ算出装置の制御部が行なう配分率の探索処理の詳細を示すフローチャートである。 配分率の増減に応じた分岐率の修正の概要を示す説明図である。 最適な評価指標値となるリンク及びオフセット値を探索する処理の概要を示す説明図である。 交通パラメータを用いて行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

３ 車両感知器
５ 交通パラメータ算出装置
５０ 制御部
５１ 記憶部
５Ｐ 制御プログラム
６Ｐ 制御プログラム

Claims (10)

1. 任意の第１交差点から第２交差点までの複数の経路を走行する車両の交通管制のための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出装置において、
   前記複数の経路への交通流の配分率を設定する配分率設定手段と、
   設定した配分率で各経路へ交通流を配分した場合の、各経路上の交差点での信号制御パラメータを算出するパラメータ算出手段と、
   設定した配分率及び該配分率に基づき算出された信号制御パラメータを用い、第１交差点から第２交差点までの複数の経路における交通流に対する評価指標値を算出する評価指標値算出手段と、
   配分率を変更して前記パラメータ算出手段による信号制御パラメータの算出、及び前記評価値算出手段による評価指標値の算出を繰り返すことにより、前記評価指標値が所定条件を満たす配分率及び信号制御パラメータを探索する探索手段と
   を備えることを特徴とする交通パラメータ算出装置。
2. 前記探索手段は、各経路上の一又は複数の交差点での分岐における分岐率を変更することにより前記配分率を変更するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の交通パラメータ算出装置。
3. 第１交差点から第２交差点までの複数の経路から任意の第１経路及び第２経路を選択する手段と、
   選択された第１経路への配分率を所定値増加させると共に、第２経路への配分率を前記所定値減少させることにより配分率を変更する変更手段と
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の交通パラメータ算出装置。
4. 前記変更手段は、
   選択された経路上の各交差点の分岐における選択された経路に沿った流出先への分岐率を、
   第１交差点から第２交差点までの複数の経路を通過する車両の内の、選択された経路を通過する車両の比率である選択経路利用率、選択された経路への配分率、及び配分率の増減分を用いて変更するようにしてあること
   を特徴とする請求項３に記載の交通パラメータ算出装置。
5. 前記算出手段は、
   選択された経路上の各交差点の分岐における選択された経路に沿った流入路の負荷率を、
   第１交差点から第２交差点までの複数の経路を通過する車両の内の、選択された経路を通過する車両の比率である選択経路利用率、選択された経路への配分率、及び配分率の増減分を用いて算出する手段を備え、
   算出した負荷率に基づいて信号制御パラメータを算出するようにしてあること
   を特徴とする請求項３又は４に記載の交通パラメータ算出装置。
6. 各車両の複数の時点における位置情報を取得する手段と、
   取得した位置情報に基づき、前記選択経路利用率を算出する手段と
   を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の交通パラメータ算出装置。
7. 第１交差点に流入する車両を特定する手段と、
   特定した車両へ、第２交差点までの各経路を示す情報を出力する出力手段と
   を更に備え、
   前記出力手段は、前記探索手段が探索した配分率に応じた割合で各経路へ向かわせるべく経路の情報を出力するようにしてあること
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の交通パラメータ算出装置。
8. 前記探索手段が探索した信号制御パラメータを、第１交差点から第２交差点までの複数の経路上の各交差点の信号制御機へ出力する手段を更に備えること
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の交通パラメータ算出装置。
9. コンピュータに、任意の第１交差点から第２交差点までの複数の経路を走行する車両の交通管制のための交通パラメータを算出させるコンピュータプログラムにおいて、
   コンピュータに、
   前記複数の経路への交通流の配分率を設定するステップ、
   設定した配分率で各経路へ交通流を配分した場合の、各経路上の交差点での信号制御パラメータを算出するパラメータ算出ステップ、
   設定した配分率及び該配分率に基づき算出された信号制御パラメータを用い、第１交差点から第２交差点までの複数の経路における交通流に対する評価指標値を算出する評価指標値算出ステップ、及び
   前記配分率を変更するステップ
   を実行させ、
   配分率を変更して、前記パラメータ算出ステップによる信号制御パラメータの算出、及び前記評価指標値算出ステップによる評価指標値の算出を繰り返すことにより、前記評価指標値が所定条件を満たす配分率及び信号制御パラメータを探索させるようにしてあること
   を特徴とするコンピュータプログラム。
10. 任意の第１交差点から第２交差点までの複数の経路を走行する車両の交通管制のための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出方法において、
    前記複数の経路への交通流の配分率を設定し、
    設定した配分率で各経路へ交通流を配分した場合の、各経路上の交差点での信号制御パラメータを算出し、
    設定した配分率及び該配分率に基づき算出された信号制御パラメータを用い、第１交差点から第２交差点までの複数の経路における交通流に対する評価指標値を算出し、
    前記配分率を変更して信号制御パラメータを算出する処理、評価指標値を算出する処理を繰り返すことにより前記評価指標値が所定条件を満たす配分率及び信号制御パラメータを探索する
    ことを特徴とする交通パラメータ算出方法。

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