JPH06259407A - 道路交通管制シミュレーション装置 - Google Patents
道路交通管制シミュレーション装置Info
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Abstract
御方法の評価、検証が高速に行える適応型の道路交通管
制シミュレーション装置を得る。 【構成】 車両走行モデル設定手段で車両走行モデルの
種類や特性を設定し、車両交通データ作成手段で交通パ
ターン設定手段にて設定された交通パターンと車両走行
モデル設定手段にて設定された車両走行モデルを結合し
て交通データを作成し、信号制御モデル設定手段にて設
定された信号制御モデルをもとに、信号制御モデル生成
手段で個々の制御機のモデルを生成し、車両走行モデル
生成手段にて個々の車両走行モデルを生成しながら、信
号制御システムの動作と道路網における車両の走行をシ
ミュレーションする。
Description
の走行、および信号制御システムのシミュレーションを
行う、適応型の道路交通管制シミュレーション装置に関
するものである。
的に流すために信号の制御を行っている。通行権が与え
られている交通流または同時に通行権が与えられた交通
流の一群は現示と呼ばれ、信号を制御するための制御変
数としては、主に以下の3つが上げられる。
またはこれに代わる一連の信号表示が一巡するのに要す
る時間 スプリット ; 1サイクル中に各現示に割り
当てられている時間 オフセット ; 隣接している交差点間の青信
号の開始時間のずれ
御方法の例は、「交通信号の制御技術」(社団法人 交
通工学研究会編 昭和58年)、「海外における『高速
道路交通システム』への動向」(交通管制 No.41,
第59〜69頁 平成4年)などに記載されているよう
な種々の方法が提案されているが、ここではその説明は
割愛する。
ュレーションする道路交通管制シミュレーション装置と
しては、自動車の流れをひとつの流体として捉え、その
流体をいかに効率よく流すかを、交差点の信号制御の面
から解析したり、追従運転する車両にひとつの微分方程
式を当てはめ、それをシミュレーションする車両全体に
わたって解くものがあり、さらには、車両設定、道路網
設定、環境操作、および車両に関するシミュレーション
処理と、車両設定データ処理、道路設定データ処理、信
号設定データ処理、統計処理、ディスプレイ・パラメー
タ変更処理等の補助処理を備え、その環境処理部におい
て、個々の車両はファジィモデル自動車として自車両の
ふるまいをファジィモデルにより決定し、刻々と変化す
る個々の車両を取り巻く環境をダイナミックに各車両に
与えることによって、実際の渋滞道路をシミュレーショ
ンするものなどがある。
ュレーション装置に関連した技術が記載された文献とし
ては、例えば「ファジィ制御による自動車運転操作を取
入れた道路交通シミュレーションモデル」(第7回ファ
ジィシステムシンポジウム講演会論文集 第593〜5
98頁 1991年)、「街路交通のシミュレーション
・モデル(MICSTRAN−IとMACSTRAN−
I)」(科学警察研究所報告交通編 第16巻 第1号
第1〜16頁 1975年)等がある。
ミュレーション装置は、以上のように構成されているの
で、信号制御システムのモデルは固定されており、様々
な信号制御の方法の比較検証を容易に行うことができ
ず、また、シミュレーションを現実に近いものとするた
めに複雑なモデルを使用しているため、かなりの計算時
間を必要とするなどの問題点があった。
な問題点を解消するためになされたもので、様々な制御
方法を容易に実装して比較検証することができ、また、
現実に適応した状況を高速にシミュレーションできる適
応型の道路交通管制シミュレーション装置を得ることを
目的とする。
交通管制官の突発事故への対応を訓練することができる
適応型の道路交通管制シミュレーション装置を得ること
を目的とする。
信号制御方策を検討することができる適応型の道路交通
管制シミュレーション装置を得ることを目的とする。
係る道路交通管制シミュレーション装置は、交通管制シ
ステムにおける信号制御モデルを設定する信号制御モデ
ル設定手段、それによって設定された信号制御モデルに
基づいて信号制御システムの各制御機のモデルを生成す
る信号制御モデル生成手段、道路網を走行する車両の車
両走行モデルを設定する車両走行モデル設定手段、設定
された車両走行モデルと交通パターンとを結びつけて各
車両の交通データを作成する車両交通データ作成手段、
およびこの各車両の交通データと前記車両走行モデルに
基づいて各車両の走行モデルを生成する車両走行モデル
生成手段を設け、設定された道路網をもとに道路網モデ
ル生成手段が生成する道路網モデルと、前記信号制御シ
ステムの各制御機のモデル、および各車両の走行モデル
より道路網における車両の走行と信号制御システムのシ
ミュレーションを実行するものである。
通管制シミュレーション装置は、予め用意された車両走
行モデルの中から複数の車両走行モデルを設定するよう
に車両走行モデル設定手段を構成したものである。
通管制シミュレーション装置は、新たに定義した車両走
行モデルを、予め用意された車両走行モデルに追加する
ように車両走行モデル設定手段を構成したものである。
通管制シミュレーション装置は、予め用意された信号制
御モデルの中から信号制御モデルを設定するように信号
制御モデル設定手段を構成したものである。
通管制シミュレーション装置は、新たに定義した信号制
御モデルを、予め用意された信号制御モデルに追加する
ように信号制御モデル設定手段を構成したものである。
通管制シミュレーション装置は、個々の車両走行のシミ
ュレーションを複数のプロセッサで分散して並列的に処
理するようにしたものである。
通管制シミュレーション装置は、さらに、工事や事故等
による車線の減少や通行止め、さらには催事などによる
突発的イベントを設定するイベント設定手段を設けたも
のである。
通管制シミュレーション装置は、さらに、実際の交通流
計測装置や車両感知器の測定データより、交通パターン
設定手段への交通パターンを生成する交通パターン生成
手段を設けたものである。
ン実行手段は、信号制御モデル設定手段にて設定された
交通管制システムにおける信号制御モデルをもとに、信
号制御モデル生成手段の生成した信号制御システムの各
制御機のモデルと、車両交通データ作成手段が道路網を
走行する車両の車両走行モデルおよび交通パターンを結
びつけて作成した各車両の交通データと車両走行モデル
をもとに車両走行モデル生成手段の生成した各車両の走
行モデルと、設定された道路網をもとに道路網モデル生
成手段が生成する道路網モデルとに基づいて、道路網に
おける車両の走行と信号制御システムのシミュレーショ
ンを実行することにより、様々な制御方法を容易に実装
して比較検討することができ、また現実に適応した状況
を高速にシミュレーションできる道路交通管制シミュレ
ーション装置を実現する。
走行モデル設定手段は、予め用意された車両走行モデル
の中から複数の車両走行モデルを設定する。
走行モデル設定手段は、新しい車両走行モデルについて
はそれを新たに定義して、予め用意された車両走行モデ
ルに追加する。
制御モデル設定手段は、予め用意された信号制御モデル
の中から信号制御モデルを設定する。
制御モデル設定手段は、新しい信号制御モデルについて
はそれを新たに定義して、予め用意された信号制御モデ
ルに追加する。
ュレーション実行手段は、個々の車両走行のシミュレー
ションを複数のプロセッサで分散して並列的に処理す
る。
ント設定手段は、工事や事故等による車線の減少や通行
止め、さらには催事などによる突発的イベントを設定す
ることにより、それに応じて道路網および交通パターン
を修正する。
パターン生成手段は、実際の交通流計測装置や車両感知
器の測定データより交通パターン設定手段への交通パタ
ーンを生成することにより、現実の状況に対して適切な
信号制御方策の検討を可能とする。
明する。図1は請求項1〜6に記載の発明による適応型
道路交通管制シミュレーション装置の一実施例の構成を
示すブロック図である。図において、1は様々な信号制
御方法に応じて交通管制システムにおける信号制御モデ
ルを設定する信号制御モデル設定手段であり、2は道路
交通システムにおける任意の道路網を設定する道路網設
定手段である。3は道路交通システムにおける道路網の
交通パターンを設定する交通パターン設定手段であり、
4は道路網を走行する車両の現実に適応した車両走行モ
デルを設定する車両走行モデル設定手段である。
れた信号制御モデルをもとに、信号制御システムの個々
の信号制御機のモデルを生成する信号制御モデル生成手
段であり、6は道路網設定手段2にて設定された道路網
をもとに道路網モデルを生成する道路網モデルを生成す
る道路網モデル生成手段である。7は交通パターン設定
手段3にて設定された交通パターンと車両走行モデル設
定手段4にて設定された車両走行モデルとを結び付け
て、個々の車両の交通データを作成する車両交通データ
作成手段であり、8はこの車両交通データ作成手段にて
作成された車両交通データと、前記車両走行モデル設定
手段4によって設定された車両走行モデルから個々の車
両走行モデルを生成する車両走行モデル生成手段であ
る。
られた信号制御システムと道路網モデル生成手段6によ
って得られた道路網上を、車両走行モデル生成手段8に
よって得られた車両が走行するのをシミュレートするシ
ミュレーション実行手段である。10はシミュレーショ
ン実行手段9によって得られたシミュレーションのアニ
メーションを表示する出力手段としてのアニメーション
表示部、11はシミュレーション実行手段9によって得
られた車両の軌跡をダイアグラム上に表示する、出力手
段としてのダイアグラム表示部であり、12はシミュレ
ーション実行手段9によって得られたシミュレーション
の結果を統計処理する統計処理手段である。
生成される信号制御システムの一例を示すブロック図で
ある。図において、13は制御エリア内の地域制御機を
制御する系統制御機、14は各交差点の信号機を制御す
る地域制御機、15は地域制御機に制御される信号機、
16は車両感知器を示している。信号制御モデル生成手
段5は信号制御モデル設定手段1に設定された信号制御
方法に応じて、この系統制御機13、地域制御機14の
モデルを生成するものである。
め用意されている信号制御モデルの中から信号制御モデ
ルを設定することができる。例えば多段定周期系統制御
を設定した場合、系統制御機13が時刻に基づいて各地
域制御機14の制御変数を設定し、地域制御機14は与
えられた制御変数にしたがって信号機15を制御するよ
うなモデルを設定する。また、新たな信号制御モデルを
定義して、それを予め用意されている信号制御モデルに
追加することもできる。
生成される車両走行モデルの一例を示すブロック図であ
る。図において、17は運転手モデル、18は車両モデ
ルを示している。運転手モデル17は車両の周囲の状況
に応じて車両を操作する。また、車両モデル18は運転
手モデル17の操作と物理的な法則に従って車両の状態
を変更する。
転手モデル17の特性(熟練、性質)と車両モデル18
の特性(大きさ、種類、定格加減速度、最高速度等)を
設定するとともに、運転手モデル17の特性に応じて車
両走行シミュレーションの判断部(障害物認定、車線変
更判断、右折可能判断、停止判断、加減速判断)に用い
るパラメータを作成する。車両走行モデル設定手段4
は、予め一般乗用車、大型トラックなどの特徴的な車両
走行モデルなどを用意しており、この中から車両走行モ
デルを設定することができる。また新たな車両走行モデ
ルを定義して、それを上記用意されている車両走行モデ
ルの中に追加することもできる。
はこの実施例に係る適応型の道路交通管制シミュレーシ
ョン装置の動作を示すフローチャートであり、図5はシ
ミュレーション実行手段9で行われる車両走行シミュレ
ーションの動作を示すフローチャートである。
を起動した後、まず、ステップST2にて信号制御モデ
ル設定手段1、道路網設定手段2、交通パターン設定手
段3、および車両走行モデル設定手段4によって、シミ
ュレーションしようとする道路網、交通パターン、信号
制御システム、車両の種類や特性などを設定する。その
道路網設定手段2によって設定される道路網の構成を図
6に、交通パターン設定手段3によって設定される交通
パターンを図7にそれぞれ示す。この図6および図7の
例では、4つの交差点が格子状に存在する道路網のもと
で、各流入口から1000〔台/時間〕の交通があるこ
とを示している。この図6,図7に示したデータを変更
することによって、道路網および交通流を変更すること
ができる。
デル生成手段6は道路網設定手段2にて設定された図6
に示すデータより道路網を生成し、信号制御モデル生成
手段5は信号制御モデル設定手段1によって設定された
情報をもとに信号制御モデルを生成する。また、ステッ
プST4で車両交通データ作成手段7は交通パターン設
定手段3にて設定された図7に示すデータをもとに車両
交通データを作成し、シミュレーション実行中の出力手
段(アニメーション表示部10かダイヤグラム表示部1
1)をステップST5にて設定する。次に、ステップS
T6において、車両走行モデル生成手段8により車両走
行モデルを1台1台、設定された発生時刻に生成すると
ともに、シミュレーション実行手段9によって道路網に
おける車両の走行と信号制御システムの動作がシミュレ
ーションされる。このシミュレーションをシミュレーシ
ョン実行手段9がシミュレーション中止の命令を受け取
るまで繰り返す。シミュレーションの状態は、ステップ
ST7およびステップST8でアニメーション表示部1
0やダイヤグラム表示部11を通して表示出力される。
最後にステップST9において、統計処理手段12によ
りシミュレーション結果を統計処理し、信号制御方法の
評価を行う。
1シミュレーションロックの車両走行モデルの動作を図
5を参照しながら説明する。まず、ステップST10に
おいて、運転手モデル17が走行車線前方の障害物を1
つ認定する。障害物には、すぐ前の車両や車線終了地点
などの物理的なものの他に、停止線や右折待機地点など
の仮想的なものがあり、それらは越えられないものとし
て認識される。次に、ステップST11において周囲の
状況と自らの動機により車線変更判断を行う。その後、
ステップST12において、右折車について交差点を通
過するのに要する予測時間と対向交通流が交差点に到達
するまでの予測時間を比較し、対向車両が妨害するかど
うか判断して右折可能か判断する。次に、ステップST
13において、障害物までの距離に基づいて即座に停止
すべきかどうか判断する。「停止」と判断した場合に
は、ステップST15に進む。
でなければステップST14に進み、前方障害物までの
距離と相対速度により、加速/減速/速度維持の中から
いずれかを選択する。障害物より遅い場合は安全追従距
離Df、障害物より速い場合は安全停止距離Dsを保つ
ように加減速を決める。ここで、安全追従距離Df、安
全停止距離Dsは、自身の速度をV、定格減速度をβ、
障害物のそれらをV’,β’とするとし、k1,k2を
運転手モデル17の性質に依存する係数とすると、以下
の式(1)および式(2)で示される。
なものの場合、障害物の速度V’は“0”、定格減速度
β’は“−∞”として処理する。以上のステップST1
0からST14までは運転手モデル17において実行さ
れる。
度、速度、位置の更新を車両モデル18にて実行する。
加速度a(t)は、定格加減速度α,βを用いて以下の
式(3)〜式(5)に示すように更新する。
〔m/s〕は、シミュレーションクロック間(シミュレ
ーション間隔T〔s〕)は速度と加速度が一定であると
した、以下の式(6)および式(7)のような物理式に
よって更新する。
と判断された場合には、v(t),a(t)はともにゼ
ロとする。
命令を受けるまで繰り返す。また、各車両走行の処理を
複数のプロセッサに分散させ並列的に動作させることも
可能である。
制御モデル設定手段1は予め用意された信号制御モデル
に中から評価すべき信号制御モデルを設定し、信号制御
モデル生成手段5は信号制御モデル設定手段1において
設定された信号制御モデルに基づいて個々の信号制御機
のモデルを生成するため、様々な信号制御方法を評価、
検証することができる。また、新しい制御モデルについ
ても、信号制御モデル設定手段1においてその新たな信
号制御モデルを定義することによって対応できる。
用意してある特徴的な車両走行モデルからだけでなく、
新たな車両走行モデルを定義して、上記用意されている
車両走行モデルの中に追加設定することもでき、車両走
行モデル生成手段8は車両走行モデル設定手段4からの
情報により様々な種類の車両走行モデルを生成すること
ができるため、多種多様な車両及び個性化された運転手
を混在させることにより現実に適応させることができ
る。また以上のように個々の車両走行モデルは比較的簡
単であり、前述のように複数のプロセッサに分散させ並
列的に処理することにより、より高速にシミュレーショ
ンすることができる。
について説明する。図8は請求項7に記載した発明の一
実施例を示すブロック図で、相当部分には図1と同一符
号を付してその説明を省略する。図において、19は工
事や事故などによる車線の減少や通行止め、さらには催
事などによる突発的イベントを設定するためのイベント
設定手段である。このイベント設定手段19にて突発的
なイベントを設定し、道路網設定手段2からの道路網、
および交通パターン設定手段3からの交通データを修正
することにより、交通管制官の突発的イベントに対する
対応を訓練することができる。
について説明する。図9は請求項8に記載した発明の一
実施例を示すブロック図であり、この場合も相当部分に
は図1と同一符号を付してその説明を省略している。図
において、20は交通パターン設定手段3への交通パタ
ーンを、実際の交通流計測装置や車両感知器の測定デー
タをもとに生成する交通パターン生成手段である。この
交通パターン生成手段20が実際の交通流計測装置や車
両感知器の測定データより生成した交通パターンを交通
パターン設定手段3に設定することによって、現実の状
況に対して適切な信号制御方策を検討することができ
る。
よれば、信号制御モデル設定手段で設定された交通管制
システムにおける信号制御モデルをもとに、信号制御モ
デル生成手段の生成した信号制御システムの各制御機の
モデルと、車両交通データ作成手段が道路網を走行する
車両の車両走行モデルおよび交通パターンを結びつけて
作成した各車両の交通データと車両走行モデルをもとに
車両走行モデル生成手段の生成した各車両の走行モデル
と、設定された道路網をもとに道路網モデル生成手段が
生成する道路網モデルとに基づいて、シミュレーション
実行手段が道路網における車両の走行と信号制御システ
ムのシミュレーションを行うように構成したので、様々
な制御方法を容易に実装して比較検討することが可能と
なり、また現実に適応した状況を高速にシミュレーショ
ンできる道路交通管制シミュレーション装置が得られる
効果がある。
両走行モデル設定手段が予め用意された車両走行モデル
の中から複数の車両走行モデルを設定するように構成し
たので、多様な車両および個性的な運転者を混在させた
現実の状況に適応させることができる効果がある。
両走行モデル設定手段が新たな車両走行モデルを定義し
て予め用意された車両走行モデルに追加するように構成
したので、新しい車両走行モデルに対しても容易に対応
できる効果がある。
号制御モデル設定手段が予め用意された信号制御モデル
の中から信号制御モデルを設定するように構成したの
で、様々な信号制御方法を評価、検証することができる
効果がある。
号制御モデル設定手段が新たな信号制御モデルを定義し
て予め用意された信号制御モデルに追加するように構成
したので、新しい信号制御モデルに対しても容易に対応
できる効果がある。
ミュレーションを実行するプロセッサを複数用意して、
個々の車両走行のシミュレーションを分散して並列的に
処理するように構成したので、シミュレーションの処理
をより高速に実行できる効果がある。
ベント設定手段を設けて、工事や事故等による車線の減
少や通行止め、さらには催事などによる突発的イベント
を設定するように構成したので、交通管制官の突発的な
イベントに対する対応を訓練することが可能となる効果
がある。
通パターン生成手段を設けて、実際の交通流計測装置や
車両感知器の測定データより交通パターン設定手段への
交通パターンを生成するように構成したので、現実の状
況に対して適切な信号制御方策の検討することが可能と
なる効果がある。
レーション装置を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
示すブロック図である。
である。
の動作の流れを示すフローチャートである。
説明図である。
説明図である。
レーション装置を示すブロック図である。
レーション装置を示すブロック図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 道路網の設定を行う道路網設定手段と、
前記道路網設定手段にて設定された道路網をもとに道路
網モデルを生成する道路網モデル生成手段と、前記道路
網における様々な信号制御方法に応じて交通管制システ
ムにおける信号制御モデルを設定する信号制御モデル設
定手段と、前記信号制御モデル設定手段にて設定された
信号制御モデルに基づいて信号制御システムの個々の制
御機のモデルを生成する信号制御モデル生成手段と、前
記道路網における交通パターンを設定する交通パターン
設定手段と、前記道路網を走行する車両の現実に適応し
た車両走行モデルを設定する車両走行モデル設定手段
と、前記車両走行モデル設定手段にて設定された車両走
行モデルと前記交通パターン設定手段にて設定された交
通パターンとを結びつけて個々の車両の交通データを作
成する車両交通データ作成手段と、前記車両交通データ
作成手段の作成した個々の車両の交通データと前記車両
走行モデル設定手段にて設定された車両走行モデルに基
づいて個々の車両の走行モデルを生成する車両走行モデ
ル生成手段と、前記道路網モデル生成手段からの道路網
モデル、前記信号制御モデル生成手段からの個々の制御
機のモデル、および前記車両走行モデル生成手段からの
個々の車両の走行モデルに基づいて、前記道路網におけ
る車両の走行と信号制御システムのシミュレーションを
実行するシミュレーション実行手段と、前記シミュレー
ション実行手段によるシミュレーションの結果を出力す
る出力手段とを備えた道路交通管制シミュレーション装
置。 - 【請求項2】 前記車両走行モデル設定手段が、予め用
意された車両走行モデルの中から複数の車両走行モデル
を設定するものであることを特徴とする請求項1に記載
の道路交通管制シミュレーション装置。 - 【請求項3】 前記車両走行モデル設定手段が、新しい
車両走行モデルについてはそれを新たに定義して、予め
用意された車両走行モデルに追加することを特徴とする
請求項2に記載の道路交通管制シミュレーション装置。 - 【請求項4】 前記信号制御モデル設定手段が、予め用
意された信号制御モデルの中から信号制御モデルを設定
するものであることを特徴とする請求項1に記載の道路
交通管制シミュレーション装置。 - 【請求項5】 前記信号制御モデル設定手段が、新しい
信号制御モデルについてはそれを新たに定義して、予め
用意された信号制御モデルに追加することを特徴とする
請求項4に記載の道路交通管制シミュレーション装置。 - 【請求項6】 前記シミュレーション実行手段が、個々
の車両走行のシミュレーションを複数のプロセッサで分
散して並列的に処理することを特徴とする請求項1に記
載の道路交通管制シミュレーション装置。 - 【請求項7】 前記道路網における、工事や事故等によ
る車線の減少や通行止め、さらには催事などによる突発
的イベントを設定するイベント設定手段を設けたことを
特徴とする請求項1に記載の道路交通管制シミュレーシ
ョン装置。 - 【請求項8】 前記交通パターン設定手段への交通パタ
ーンを、実際の交通流計測装置や車両感知器の測定デー
タより生成する交通パターン生成手段を設けたことを特
徴とする請求項1に記載の道路交通管制シミュレーショ
ン装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7279493A JP3316919B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 道路交通管制シミュレーション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7279493A JP3316919B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 道路交通管制シミュレーション装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06259407A true JPH06259407A (ja) | 1994-09-16 |
JP3316919B2 JP3316919B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=13499658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7279493A Expired - Lifetime JP3316919B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 道路交通管制シミュレーション装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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