JP4753084B2 - 交差点における交通量算出システム - Google Patents

Description

本発明は、安全、円滑、あるいは環境にやさしい地上系での信号制御や情報提供、車載系での安全運転や環境対策を実現するために必要となる、要素技術としての交差点における交通量の推定、予測技術に関するものである。

地上に設置された計測装置で交通量を計測する技術としては、光ビーコン、超音波式車両感知器、ループ式車両感知器、画像感知器、遠赤外センサ等が知られている。特に一般道路では、超音波式感知器が広く利用されている。幹線道路では、交差点からの距離をベースとした設置基準が決められている。
しかし、情報提供や信号制御の高度化という観点からすると、この設置基準は十分ではなく、交通量が十分に把握できるとは言えない。また、細街路には感知器が設置されていないことから、細街路から幹線に流入する車両、又は幹線から細街路に流出する車両は把握できない。

以上より、現状では、交差点に到着する交通量の計測精度又は推定精度は十分とはいえない。
また、地上の計測設備を利用しない方法として、特定の車両（プローブ車両という）で収集されたプローブデータ（アップリンクデータとも言う）を光ビーコンや携帯電話等を通じて交通管制センタに送信し、交通管制センタでリンク旅行時間をより精度良く推定する技術が検討、実験され、一部実用化されている。

ところが、プローブデータを利用して、交差点における交通量を推定する技術は、今まで考えられていなかった。
本発明は、交差点に到着する交通量を精度良く推定することにより、日頃の交通管理に利用したり、実時間での停止待ち行列長の予測に用いて、効果的な信号制御、安全運転支援のための情報提供を実現したりすることのできる、交差点における交通量算出システムを提供することを目的とする。

本発明の交通量算出システムは、交差点に進入する車両に搭載された車載装置によって計測される車両位置データを含むプローブデータを取得するプローブデータ取得手段と、当該交差点に設置された信号機の信号切換タイミング情報を取得する信号切換タイミング取得手段と、前記プローブデータ取得手段から取得された当該車両の車両位置データと、前記信号切換タイミング取得手段から取得された信号切換タイミング情報とに基づいて、交差点の到着交通量を算出する到着交通量算出手段とを有するものである。

このシステムでは、車載装置で計測される車両位置データと信号切換タイミング情報とに基づいて交差点の到着交通量が算出できるため、コスト上、非常に有益である。
この交通量算出システムは、当該交差点の渋滞、非渋滞を判定する渋滞判定手段をさらに有することが望ましい。渋滞判定手段の判定によって、当該交差点が渋滞していない場合、前記到着交通量算出手段は、赤信号開始時刻と、当該車両が赤信号待ち行例の末尾に停止した位置及び停止した時刻と、車載で収集されるプローブデータとを同期して処理することにより、交差点の到着交通量を簡単に算出することができる。

また、当該交差点が渋滞していない場合、前記到着交通量算出手段は、赤信号開始時刻と、青信号開始時刻と、当該車両が赤信号待ち行例の末尾に停止した時刻と、当該車両が青信号で交差点を通過した時刻とを用いて、交差点の到着交通量を簡単に算出することもできる。なお、「交差点を通過」とは、交差点付近の所定位置（停止線など）を通過することをいう（以下同様）。

また、本発明の交通量算出システムは、当該交差点に進入し、車両に搭載された車載装置によって計測される車両位置データを含むプローブデータを取得するプローブデータ取得手段と、前記プローブデータ取得手段から取得された同じ赤信号で停止した少なくとも２台の車両が赤信号待ち行例の末尾に停止した車両位置及び停止した時刻等のデータに基づいて、交差点の到着交通量を算出する到着交通量算出手段とを有するシステムであってもよい。このシステムであれば、当該交差点が渋滞している場合であっても渋滞していない場合であっても、同一停止待ち行列長に少なくとも２つのプローブデータが存在するとき、このデータと信号切り換えタイミング情報のデータとを同期して処理することにより、当該交差点に到着する交通量を簡単に算出することができる。なお、「同じ赤信号で停止する」とは、同じ赤信号の間及びその赤信号の終了後から発進波が伝搬するまでの間に２台が停止する場合をいうものとする（以下同様）。

また交差点上流の車両感知器で計測した交通量と、前記到着交通量算出手段によって算出された到着交通量との相関関係を求めておけば、前記相関関係と、前記車両感知器で計測した交通量とから到着交通量を予測することができる。
また前記相関関係と、プローブデータが得られなかった時間帯に車両感知器で計測した交通量とから、当該プローブデータが得られなかった時間帯の到着交通量を推定することができる。

前記相関関係を用いて到着交通量を求めるシステムは、前記交差点と前記車両感知器との間に、他の道路から車両が流入出する分岐道が存在する場合、特に有効となる。

本発明を用いて算出した到着交通量のデータを、道路・交差点の容量監視、日報、交通量の長期予測等の日頃の交通管理に利用することができる。また、信号制御やＶＩＣＳ等の基礎的情報の一つとして利用することができる。
また、算出した交差点の到着交通量の予測情報を利用して、信号の青時間の延長の必要性を判断し、以て渋滞の開始を遅らせたり、渋滞の発生を抑止したりする予測信号制御を行うことができる。また、交差点の交通需要に比例してスプリットを決定する適応信号制御を行うことができる。

また、路側装置又は交通管制センタで、本発明で算出した到着交通量の予測情報等の交通データを用いて短期的な交通流挙動の予測情報を作成しておき、車両が交差点の上流地点に到達した時、路車間通信で、該車両が交差点を通過するまでの前記交通流挙動の予測情報を提供し、以て該車両が、交差点まで走行の安全（ジレンマ走行制御等）や環境（アイドリングストップ制御等）に配慮した情報提供や走行自動制御を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。まず用語の定義を行う。
「交通量」：単位時間あたりの車両の通過台数。
「占有時間」：単位時間当たりに車両感知器の検出領域に車両が存在する時間の総和。
「占有率」： 占有時間／ （単位時間）
「プローブ車両」：本発明の実施に必要な車両位置、速度、時刻等のデータを送信することのできる特定の車載装置２を搭載した車両。

「プローブデータ」：プローブ車両の車載装置２から入手した車両位置、速度、時刻等のデータ。プローブデータは、所定時間ごと、所定距離走行ごと、所定加減速度ごと、又は所定方位変化ごとの車両の位置、速度、時刻等のデータであり、車両の停止時、車両の発進時の車両の位置、速度、時刻等のデータを含む。
「停止待ち行列」：信号待ちをしている車両の行列。

「信号切換タイミング情報」：交差点の赤、青、黄の切り替え時刻に関する情報。
「信号周期」：信号の赤（青）開始から次の赤（青）開始までの期間。
「到着交通量」：交差点の信号待ちにより停止待ち行列末尾に加わる交通量、いわゆる交差点の需要交通量をいう。
「交差点が渋滞」であるとは、１回の青信号で停止待ち行列が捌けない状況をいう。「交差点が非渋滞」であるとは、１回の青信号で停止待ち行列が捌ける状況をいう。
―到着交通量の求め方―
図１は、到着交通量算出の対象としている交差点及び当該交差点に流入する道路（対象道路ともいう）Ｒを表す地図である。

交差点に流入する道路Ｒの上流の路側位置に、プローブ車両などの車両との間で路車間通信を行う上流側の路側装置５を設置している。また、交差点の出口にも下流側の路側装置５を設置している。これらの路側装置５は、光ビーコン、ＤＳＲＣ等の狭域無線通信を利用するが、無線ＬＡＮ等の中域無線通信を利用しても良い。
路側装置５の設置場所は、狭域無線通信を利用する場合道路Ｒの側が好ましいが、中域無線通信あるいは携帯電話機等の広域無線通信を利用する場合は、車両との間で路車間通信を行うことができればどこに設置してもよい。

また交差点には、信号機の赤信号、黄信号、青信号の点灯タイミングを制御するための信号制御装置４が設置されている。
路側装置５は、後に図１０などを用いて説明するように交通管制センタ３やプローブセンタ３ａと通信回線で接続されている。
路側装置５は、対象道路Ｒを通って交差点に進入するプローブ車両のプローブデータを受信する。

なお、プローブデータの扱いについては、後に図１２，１３の実施例に示すように、路側装置５を経由せずに、プローブ車両から、プローブ車両に搭載され又は持ち込まれた携帯電話機等の広域無線通信を利用して直接プローブセンタ３ａに送信するようにする実施も考えられる（後述）。
図２は、交差点における車両の走行挙動を表すグラフであり、横軸に時刻、縦軸に交差点の停止線からの距離を表している。

プローブ車両から得られた車両識別番号及びプローブデータにより当該プローブ車両の走行軌跡が分かるので、これにより、当該プローブ車両の時刻ごとの交差点の停止線からの距離、速度が把握でき、図２のようなプローブ車両の走行軌跡Ｕが得られる。また、信号制御装置４から得られる信号切り換えタイミング情報に基づいて、赤信号（黄信号を含んでもよいものとする。以下同じ）の開始時刻、青信号の開始時刻も得られるので、これらの時刻もグラフに記入している。

図２の縦線で表した三角の部分は、車両の停止待ち行列を表している。三角形の上辺は、停止待ち行列に進入した車両の停止位置を表す。図２の例では、車両は赤信号の停止待ち行列の末尾に加わり停止する。三角形の斜め下辺は、青信号になって交差点から発進する車両の発進位置を表す。青信号になると車両は停止待ち行列の先頭から発進する。停止位置、発進位置は、それぞれ時間とともに上流側へ延びていくので、それぞれ伝搬速度を持っている。それらを「停止波」、「発進波」という。

停止波、発進波の交わる時点は、停止待ち行列中に停止車両が走行しながら、停止待ち行列がだんだんと減っていく境界点を表す。この時点以後に交差点に進入する車両は、移動中の車両の行列の中に加わり走行する。
このように、渋滞の程度、交通量の多さ、信号切り換えタイミング情報との関係で、走行車両は、信号待ちの停止待ち行列末尾に加わり停止したり、青信号で移動中の行列末尾に加わったり、あるいは停止待ち行列長に加わらずスムーズに交差点を通過したりと、色々な走行軌跡が得られることになる。

以下、到着交通量の算出方法を、（１），（２）の場合に分けて説明する。
（１）交差点が非渋滞の場合
図３は、交差点における車両の走行挙動を表すグラフである。横軸に時刻、縦軸に交差点までの距離を表している。赤信号開始時点を時刻ｔr、青信号開始時刻をｔgとする。
対象道路Ｒを通って交差点に進入するプローブ車両のプローブデータが、路側装置５で受信され、路側装置５で蓄積される。この情報は、路側装置５を通して交通管制センタ３にも蓄積される。プローブデータを受信するのは、交差点の上流側の路側装置５でも下流側の路側装置５でもよい。通常はプローブデータ送信の時間的遅れのため、下流側の路側装置５で受信されることが多い。なお、無線ＬＡＮなどの中域無線通信の場合は、交差点通過後でも交差点上流側の路側装置５で受信できることがある。

このデータを解析すると、このプローブ車両が前記流入道路Ｒの各地点を通過する時刻と、その時々の速度が求められる。その走行軌跡Ｕが図３のように得られたとする。
プローブ車両が停止待ち行列に突入し停止した時刻をｔs、プローブ車両が停止待ち行列の先頭から発進した時刻をｔm、交差点の停止線を通過した時刻をｔpとする。プローブ車両が停止中の、交差点の停止線までの距離をＬとする。プローブ車両は、時刻ｔsに、交差点停止線からの距離Ｌの地点で停止待ち行列末尾に到達して停止し、その後、時刻ｔgに信号が青に変わり、時刻ｔmに交差点に向けて動き出し、時刻ｔpに交差点の停止線を通過したことが分かる。

交差点の停止線から距離Ｌに至る停止待ち行列を構成する車両の存在台数Ｅは、この停止待ち行列の停止時の車頭間距離（前後の車両の車頭同士の距離；図４参照）Ｌhが既知だとすると、
Ｅ＝L／Ｌh （１式）
の関係が成り立つ。

また、青信号での、交差点の停止線を通過する交通量（捌け量という）ｑsが定数だとすると、次式が得られる。
Ｅ＝ｑs（ｔp−ｔg） （２式）
（１式）（２式）より、Ｌhとｑsとの関係式として次式が得られる。
Ｌh＝L／｛ｑs（ｔp−ｔg）｝ （３式）
停止待ち行列は、時刻ｔrから時刻ｔsまでに上流から到着した交通量であるから、交差点の到着交通量ｑは、（１式）を利用すれば、信号待ち停止時刻ｔsと赤信号開始時刻ｔrとの差と、信号待ち停止位置Ｌとに基づいて、次式で求められる。

ｑ＝L／｛Ｌh（ｔs−ｔr）｝ （４式）
また、交差点の到着交通量ｑは、（２式）を利用すれば、信号待ち停止時刻ｔsと赤信号の開始時刻ｔrとの差と、交差点通過時刻ｔpと青信号開始時刻ｔgとの差とに基づいて、次式で求められる。
q＝Ｅ／（ｔs−ｔr）＝ｑs（ｔp−ｔg）／（ｔs−ｔr）（５式）
以上の時間の単位が秒であるとすると、良く利用される信号一周期（Ｔ秒）当たりの交通量ＱC、５分間交通量Ｑ300は、それぞれ次式で得られる。

ＱC＝ｑＴ （６式）
Ｑ300＝300ｑ （７式）
なお、ｔsとｔrとが、時間的に接近している場合には、推定された交通量の精度が落ちるため、（ｔs−ｔr）が十分に大きい場合（例えば信号周期の半分以上の場合）のみ、データとして利用しても良い。

前記Ｌh、ｑsは交差点ごとの定数としてもよい。しかし大型車の交通量の多い交差点、少ない交差点が存在するように、停止車頭間距離Ｌｈは、停止待ち行列内に大型車が混入している比率によって変わることがある。このため、停止車頭間距離Ｌｈを定数としないで、以下に説明する方法によって計測することもできる。
地上に設置された路側装置５により、通過する車両の占有時間Ｔと車両の速度ｖとを計測できる場合、次のような方法で停止車頭間距離Ｌｈを求めることもできる。

平均車長Ｌcは、下式のようにして得られる。
Ｌc＝Ｅ［Ｔ・ｖ］ （８式）
なおここで、Ｅ［＊］は、路側装置５を通過する複数の車両について、＊の平均操作を示す。平均操作する期間は、例えば直近の１又は複数の信号周期の期間とすればよい。
停止待ち行列内の停止車両の平均車間距離（前方車の後尾と後方車の車頭との距離；図４参照）Ｌdは定数と考えて良いため、停止時の停止車頭間距離Ｌｈは、次式で得られる。

Ｌｈ＝Ｌc＋Ｌd （９式）
このようにして、 平均車長Ｌｃと、平均車間距離Ｌdとから、停止車頭間距離Ｌｈ が求まる。
なお、捌け量ｑsは、停止車頭間距離Ｌｈを用いて、前記（３式）に基づいて求めることができる。また、交差点の停止線の近くに車両感知器が設置してある場合は、捌け量ｑsは、停止車頭間距離Ｌｈを用いないで、この車両感知器の計測値から直接求めることもできる。
（２）交差点が渋滞している場合
図５は、交差点が渋滞している場合の車両の走行挙動を表すグラフである。交差点が渋滞しているので、赤信号開始時刻ｔrにおいて、停止波が急激に立ち上がっている。これは前の赤信号の停止待ち行列の捌け残りがあるためである。この時刻ｔrからプローブ車両が停止待ち行列の後尾に到達した時刻ｔs1までの間は、上流からの交通流を反映していないので、（１式）〜（５式）は成り立たない。

この場合には図５に示すように、同一の停止待ち行列に更にもう１つのプローブ車両Ｃ２が入る場合を想定する。
２台のプローブ車両Ｃ１，Ｃ２が同じ赤信号で停止するものとする。プローブ車両Ｃ１は、時刻ｔs1に、交差点停止線からの距離Ｌ1の地点で停止待ち行列末尾に到達して停止し、その後、信号が青に変わり、交差点に向けて動き出し、交差点の停止線を通過したとする。このプローブ車両Ｃ１の軌跡をＵ１とする。

プローブ車両Ｃ２は、時刻ｔs2に、交差点停止線からの距離Ｌ2の地点で、プローブ車両Ｃ１と同じ停止待ち行列の末尾に到達して停止し、その後、信号が青に変わり、交差点に向けて動き出し、交差点を通過することはできないで、次の赤信号の停止待ち行列で停止したとする。このプローブ車両Ｃ２の軌跡をＵ２とする。
このとき、２台のプローブ車両間の距離（Ｌ2−Ｌ1）で規定される停止待ち行列は、時刻ｔs1から時刻ｔs2までに上流から流入してくる交通量である。

交差点の到着交通量qは、この間の存在台数をＥ′とすると次式で求められる。
q＝Ｅ′／（ｔs2−ｔs1）
＝（L2−Ｌ1）／｛Ｌh（ｔs2−ｔs1）｝ （１０式）
この（１０式）は、当該交差点に進入し、同じ赤信号で停止する２台のプローブ車両からプローブデータが入手できるならば、交差点が非渋滞の場合でも利用できる。

以上説明したケースでは、２台のプローブ車両のプローブデータを用いて到着交通量qを求めていたが、到着交通量qの算出精度を向上するため、３つ以上のプローブデータを用いて、（１０式）を複数取得しても良い。式が複数になれば、解も複数求められるので、それらの解の平均をとるなど統計的処理を行えば、算出精度を向上させることができる。さらに、プローブデータが多く得られる場合には、非渋滞部の速度が異常な値を示すものを取り除いてもよく、速度の中央値付近のデータのみを用いても良い。

なお、交差点が渋滞しているかいないかの判定、すなわち交差点での信号待ちが２回以上となるような車両があるほど渋滞しているかどうかの判断は、次のようにして行える。
図６（ａ）に示すように、この位置まで信号停止待ち行列が伸びると経験的に赤信号が２回待ち以上となるという距離Ｌj（例えば交差点から上流１５０ｍ程度）を設定し、この地点の近くに、別途渋滞感知用の車両感知器６を設置する。車両感知器６の設置位置は、交差点の停止線からＬsの距離であるとする。車両感知器６の例として、超音波式車両感知器、ループ式車両感知器、画像感知器、遠赤外センサ等があげられる。この車両感知器６で計測される占有時間又は占有率が所定閾値よりも高ければ、渋滞がこの地点まで波及していると判定できる。

占有率をOcと表記すると、時間占有率Ocは、計測時間(単位時間)Ｔの間に通過した通過車両の平均車長をＬc、平均速度をｖとすると、
Oc＝(1/T)Σ(Ｌc／ｖ) （１１式）
で表される。この（１１式）からわかるように、速度が小さくなると占有率は大きくなる。占有率が大きくなってくれば、車両の速度が低下していることがわかるので、渋滞が車両感知器６付近まで延びてきていると推定することができる。

したがって、占有率の大きさに応じて渋滞を判定することができる。例えば、図６（ｂ）に示すように、占有率が０％以上３０％未満のときは渋滞度１、占有率が３０％以上５５％未満のときは渋滞度２、占有率が５５％以上のときは渋滞度３として、地点の交通条件に応じて、渋滞度の大きさとしきい値との比較により渋滞を判定してもよい。
また、プローブデータを用いて渋滞、非渋滞の判定を行うこともできる。図７は、交差点における車両の走行挙動を表すグラフであり、プローブ車両の軌跡を描いている。当該プローブ車両が、停止待ち行列待ちで停止した時点から、交差点を通過するまでに、一信号周期未満であれば、信号１回待ちと判定し非渋滞と判定する。一信号周期以上かかれば、信号２回待ちと判定し、渋滞と判定すれば良い。

今までの説明では、プローブ車両の軌跡を利用して到着交通量を求めていたが、交差点には常時、プローブ車両が通過するとは限らない。
この場合、交差点に流入する道路Ｒを走行する車両の交通量、占有時間、車両速度等を計測するため設置された、超音波感知器、ループ式感知器、画像感知器、遠赤外線感知器などの車両感知器７を利用する（図８参照）。車両感知器７の設置位置は対象道路Ｒの側であれば特に限定されない。路側装置５の設置位置との関係も任意である。例えば、路側装置５と車両感知器７とは接近していてもよく（路側装置５が光ビーコンの場合には、路車間通信と交通量計測が共用となる）、互いに離れて設置され回線で結ばれていてもよい。

車両感知器７で計測した交通量（地点交通量という）と、前記プローブ車両の軌跡を利用して算出された到着交通量との相関関係を解析する。そして当該車両感知器７で計測した時々刻々の地点交通量と、この相関関係を用いて、プローブデータが得られなかった時間帯の到着交通量を推定することができる。また、近い未来の時点の到着交通量を予測することもできる。

実際に、交差点に流入する道路Ｒには、交差点と車両感知器７との間に、図８のように、他の道路Ｒから車両が流入出する分岐道がある場合がある。
この相関関係を用いる手法は、車両感知器７を交差点の近くに設置することができないで、交差点と車両感知器７との間に他の道路Ｒから車両が流入出する分岐道がある場合にも有効である。細街路から流入する交通量又は細街路に流出する交通量があるので、車両感知器７で計測された地点交通量をそのまま利用することはできないからである。

そこで、車両感知器７で計測された地点交通量と到着交通量との相関を解析し、相関パラメータを算出する。すなわち、（４式），（５式）又は（１０式）で得られた交差点の到着交通量をＱ、車両感知器７で計測された地点交通量をＱup、集計時間をｓ秒、車両感知器７の設置地点から交差点までの自由走行時間Ｔ秒とする。ここでＱ(t1,t2)は、時刻t1から時刻t2までの交通量を表す。

Ｑup(t-T-s,t-T)とＱ(t-s,t)との相関パラメータを求める。例えば、次のような式を用いて相関パラメータａを算出する。
Ｑ＝ａＱup （１２）
又は、次の式を用いて相関パラメータａ，ｂを算出する。
Ｑ＝ａＱup＋ｂ （１３）
これらの相関パラメータを用いて、時刻ｔに得られる車両感知器７の地点交通量Ｑup(t-s,t)から、時刻ｔ＋Ｔの交差点の到着交通量Ｑ(t+T-s,t+T)を予測することができる。また、プローブデータが得られなかった時間帯においては、これらの相関パラメータを用いて、時刻ｔ−Ｔに得られる車両感知器７の地点交通量Ｑup(t-T-s,t-T)から、時刻ｔの交差点の到着交通量Ｑ(t-s,t)を推定することができる。

以上の解析から分かるように、算出された相関パラメータと、実時間で得られた車両感知器７の地点交通量とから、車両が交差点に到達する時間後（Ｔ秒後）に、下流の交差点に流入する到着交通量を予測することができる。したがって、車両感知器７で計測した地点交通量に基づいて近い未来の時点の到着交通量を予測することができる。
なお相関パラメータは、短時間には大きく変化しないため、過去に算出したデータを考慮して、平均したり平滑したりしても良い。

なお前記手法では、線形（一次式）の相関関係の定式化の例を示したが、２つの直線からなる関係や２次式等の非線形の定式化を用いても良い。また前記では、時刻によらないで相関関係を算出する例を示したが、時刻単位で算出しても良い。
以上は、上流の地点交通量として１つの車両感知器７の計測値のみを用いたが、複数地点の車両感知器７を設置し、それらの地点交通量を利用して、その重み付き累計交通量を用いたり、重相関関係のような定式化を用いたりしても良い。

また、上で得られた相関パラメータと、車両感知器７で計測された地点交通量とから、交差点における到着交通量の時刻ごとのデータを統計解析してメモリに記憶し、日頃の交通管理に役立てることもできる。ここで到着交通量の時刻ごとのデータとしては、その時間帯のデータが存在すれば（４式），（５式）又は（１０式）を用いて直接算出された到着交通量としても良く、車両感知器７の地点交通量と前記相関パラメータとを用いて得られた到着交通量としてもよい。

なお到着交通量の集計の時刻単位は、信号の一周期ごと、５分ごと、１５分ごと、１時間ごと、１日ごと等、何れでも良い。またこのデータは、曜日や休日・平日ごと、五・十日の有無、盆や連休の有無、催物の有無、天候ごと等に算出しても良い。
図９は、今まで説明した本発明の到着交通量算出処理の全体手順を示すフローチャートである。

以下に説明する処理の全部又は一部は、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、システムの処理装置が実行することにより実現される。なお、システムの処理装置の設置場所は任意であり、後述するように、路側装置５に設置される場合もあり、交通管制センタ３に設置される場合もあり、プローブセンタ３ａに設置される場合もある。

まず、処理装置は、プローブ車両のプローブデータ、信号切り換えタイミング情報、車両感知器７の地点交通量の情報を取得する（ステップＳ１）。
次に、プローブ車両の停止位置と、赤信号、青信号の開始時刻とから、交差点の到着交通量を算出する（ステップＳ２）。
次に、到着交通量を日頃の交通管理に利用するかどうかを判定し（ステップＳ３）、利用するのであれば前述したように到着交通量の時刻ごとのデータを統計解析してメモリに記憶する（ステップＳ８）。

次に、算出した交差点の到着交通量と車両感知器７で計測した上流の地点交通量との相関パラメータ（例えば前述したａ，ｂ）を算出する（ステップＳ４）。
相関パラメータと時々刻々の地点交通量とから、交差点の到着交通量を予測・推定する（ステップＳ５）。
次に、到着交通量を効果的な信号制御に利用するかどうかを判断し（ステップＳ６）、利用するのであれば、到着交通量を予測信号制御での青延長の有無や、適応信号制御での交通需要の判定に利用する（ステップＳ９）。

次に、到着交通量を車両への情報提供や走行自動制御に利用するかどうかを判定し（ステップＳ７）、利用するのであれば、交信中の車両が交差点に到着するまでの交通流挙動を予測し、当該車両に情報提供する（ステップＳ１０）。そして、交通流挙動を利用し、車両に、安全、環境に配慮した情報提供又は走行自動制御を行う（ステップＳ１１）。
−システム構成の例−
以下、本発明の交通量算出システムの構成例を説明する。

まず、プローブデータはプローブ車両Ｃから路側装置５に送信され、信号切り換えタイミング情報は信号制御装置４から路側装置５に送信され、路側装置５で交差点の到着交通量を算出する場合のシステム構成を説明する。
図１０は、本発明の交通量算出システムの全体構成を示すブロック図である。
交通量算出システムは、プローブ車両Ｃの車載装置２と、交通管制センタ３と、信号制御装置４と、路側装置５とを備える。

プローブ車両Ｃは、路側装置５と路車間通信を行うための通信装置と、プローブデータの収集を行うための位置検出装置と、ドライバに安全・環境を考慮した情報提供を行う情報提供部と、車両走行制御を行う車両走行制御部とを含む車載装置２を搭載している。
前記位置検出装置は、ＧＰＳ受信機などを備えていて、時刻ごとの自車両の位置を検出することができる。取得された位置データ等は、プローブデータとして、通信装置から送信される。送信されたデータは、路側装置５で受信される。

車両感知器７は、それが設置された地点交通量の計測を行う。路側装置５が光ビーコンの場合は、車両感知器７は路側装置５に含まれていてもよい。
路側装置５には、車載装置２と通信するための通信装置と、処理装置とが設けられている。処理装置は、図１０に示したように、路側装置５内に設置されているが、この必要は必ずしもなく、路側装置５とは別の場所に設置されていてもよい。処理装置は、プローブデータを取得し、信号制御装置４から信号切換タイミング情報を取得し、車両感知器７から地点交通量の情報を取得すると、到着交通量ｑを算出する。そして、交通量の相関解析、到着交通量の予測、交通流挙動の予測を行う。

信号制御装置４は、到着交通量の予測結果を用いて予測信号制御、適応信号制御を行う。
また、交通管制センタ３は、路側装置５と通信して、路側装置５から到着交通量のデータを得る。交通管制センタ３は、統計解析を行って日頃の交通管理に利用する。
なお、プローブデータの受信と交通流挙動の予測情報の送信は、異なる路側装置５で行っても良い。

次に、プローブデータはプローブ車両Ｃから路側装置５を経由して交通管制センタ３に送信され、地点交通量の情報は車両感知器７から交通管制センタ３に送信され、信号切り換えタイミング情報は信号制御装置４から交通管制センタ３に送信され、交通管制センタ３で交差点の到着交通量を算出する場合のシステム構成を説明する。
図１１は、この交通量算出システムの全体構成を示すブロック図である。

図１１と図１０の構成との異なるところを説明すると、信号制御装置４から信号切り換えタイミング情報が交通管制センタ３に直接送信され、地点交通量の情報が車両感知器７から交通管制センタ３に直接送信され、路側装置５からプローブデータが交通管制センタ３に転送されている。
交通管制センタ３の処理装置は、到着交通量の算出、交通量の相関解析、到着交通量の統計解析などを行う。

次に、プローブデータがプローブ車両Ｃからプローブセンタ３ａを経由して交通管制センタ３に送信され、信号切り換えタイミング情報は信号制御装置４から交通管制センタ３に直接送信され、地点交通量の情報は車両感知器７から交通管制センタ３に直接送信され、交通管制センタ３で交差点の到着交通量を推定する場合のシステム構成を説明する。
図１２は、この交通量算出システムの全体構成を示すブロック図である。

図１２と図１１の構成との異なるところを説明すると、プローブ車両Ｃと携帯電話等で広域通信を行ってプローブデータを蓄積するプローブセンタ３ａが存在することである。このプローブセンタ３ａから交通管制センタ３にプローブデータが供給される。
交通管制センタ３の処理装置は、このプローブデータを用いて、前述したのと同様、到着交通量の算出、交通量の相関解析、到着交通量の統計解析などを行う。

次に、プローブデータはプローブ車両Ｃからプローブセンタ３ａに送信され、信号切り換えタイミング情報は信号制御装置４から路側装置５、プローブ車両Ｃを経由して車載装置２２からプローブセンタ３ａに送信され、プローブセンタ３ａで交差点の到着交通量を推定する場合のシステム構成を説明する。
図１３は、この交通量算出システムの全体構成を示すブロック図である。

図１２と異なるところを説明すると、信号制御装置４から出力される信号切り換えタイミング情報は、路側装置５に送信され、路側装置５から路車間通信を通してプローブ車両Ｃの車載装置２に送信される。そして、この車載装置２を経由してプローブセンタ３ａに送信されることである。
プローブセンタ３ａは、プローブデータ、信号切り換えタイミング情報を用いて、前述したのと同様、到着交通量の算出を行い、その情報をプローブセンタ３ａから交通管制センタ３に送る。

以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、安全運転支援での車両への情報提供では、非渋滞時の情報提供が重要である。この場合には、交通流の相関パラメータを用いると、図１４に示すように、自由走行速度を仮定して、情報提供対象車両の前に路側装置５を通過した車両のうち、交差点の信号が赤になってから停止する車両の台数が予測できる。また、直前までのプローブデータから、停止待ち行列の停止時の車頭間距離（最小車頭間距離）の平均値や発進波速度（Ｌ／（ｔｍ−ｔｇ）の平均値）が算出でき、これらを用いると情報提供対象車両が停止待ち行列に停止する停止位置、停止時刻、青信号後の発進時刻、交差点通過時刻等が予測できる。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

交差点と当該交差点に進入する対象道路Ｒとを描いた地図である。 停止待ち行列の時間変化と交差点に進入する車両の挙動を表すグラフである。 交差点における１台のプローブ車両の走行挙動を表すグラフである。 停止車頭間距離Ｌｈを説明するための模式図である。 交差点が渋滞している場合、同じ信号待ち時間内に２台のプローブ車両が進入した場合の、車両の走行挙動を表すグラフである。 交差点の渋滞判断手法を説明するための模式図であり、図６（ａ）は地図、図６（ｂ）は渋滞度判定グラフである。 渋滞交差点における１台のプローブ車両の走行挙動を表すグラフである。 交差点及び当該交差点に流入する分岐道を持つ道路Ｒを示す地図である。 本発明の到着交通量算出処理の全体手順を示すフローチャートである 本発明の一実施形態に係る交通量算出システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態の係る交通量算出システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態の係る交通量算出システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態の係る交通量算出システムの全体構成を示すブロック図である。 交差点における交通流の予測手法を説明するためのグラフである。

符号の説明

２ 車載装置
３ 交通管制センタ
４ 信号制御装置
５ 路側装置
６ 車両感知器
７ 車両感知器

Claims (8)

1. 交差点に車両が進入する交通量である到着交通量を算出するシステムであって、
   当該交差点に進入する車両に搭載された車載装置によって計測される車両位置データを含むプローブデータを取得するプローブデータ取得手段と、
   当該交差点に設置された信号機の信号切換タイミング情報を取得する信号切換タイミング取得手段と、
   前記プローブデータ取得手段から取得された当該車両の車両位置データと、前記信号切換タイミング取得手段から取得された信号切換タイミング情報とに基づいて、交差点の到着交通量を算出する到着交通量算出手段とを有する、交差点における交通量算出システム。
2. 当該交差点の渋滞、非渋滞を判定する渋滞判定手段をさらに有する請求項１記載の交差点における交通量算出システム。
3. 当該交差点が渋滞していない場合、前記到着交通量算出手段は、赤信号開始時刻と、当該車両が赤信号待ち行例の末尾に停止した位置及び停止した時刻等のデータとを用いて、交差点の到着交通量を算出するものである請求項２記載の交差点における交通量算出システム。
4. 当該交差点が渋滞していない場合、前記到着交通量算出手段は、赤信号開始時刻と、青信号開始時刻と、当該車両が赤信号待ち行例の末尾に停止した時刻と、当該車両が青信号で交差点を通過した時刻とのデータを用いて、交差点の到着交通量を算出するものである請求項２記載の交差点における交通量算出システム。
5. 交差点に車両が進入する交通量である到着交通量を算出するシステムであって、
   当該交差点に進入し、車両に搭載された車載装置によって計測される車両位置データを含むプローブデータを取得するプローブデータ取得手段と、
   前記プローブデータ取得手段から取得された同じ赤信号で停止した少なくとも２台の車両が赤信号待ち行例の末尾に停止した車両位置及び停止した時刻等のデータに基づいて、交差点の到着交通量を算出する到着交通量算出手段とを有する、交差点における交通量算出システム。
6. 交差点上流の車両感知器で計測した交通量を取得する手段と、
   前記車両感知器で計測された交通量と、前記到着交通量算出手段によって算出された到着交通量との相関関係を求める手段とをさらに有し、
   前記相関関係と、前記車両感知器で計測した交通量とから到着交通量を予測する請求項１又は請求項５記載の交差点における交通量算出システム。
7. 交差点上流の車両感知器で計測した交通量を取得する手段と、
   前記車両感知器で計測された交通量と、前記到着交通量算出手段によって算出された到着交通量との相関関係を求める手段とをさらに有し、
   前記相関関係と、プローブデータが得られなかった時間帯に車両感知器で計測した交通量とから、当該プローブデータが得られなかった時間帯の到着交通量を推定する、請求項１又は請求項５記載の交差点における交通量算出システム。
8. 前記交差点と前記車両感知器との間の道路に、他の道路から車両が流入出する分岐道が存在する、請求項６又は請求項７記載の交差点における交通量算出システム。

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