JP5321626B2 - 光ビーコン用異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載機との間で双方向通信を行う光ビーコンに生じる故障や機能低下等といった異常の有無を検出するための光ビーコン用異常検出装置に関するものである。

路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。
このうち、光ビーコンは、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向通信が可能となっている。具体的には、車速等の車両に関する情報を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信され、逆に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が光ビーコンから車載機に送信されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２６８９２５号公報

上記光ビーコンでは、その使用に伴って、光通信のための光学系が汚染され通信性能の低下が生じる場合がある。また、光学系の経年劣化や、故障によって、通信性能の低下や通信不能の状態になる場合もある。
光ビーコンに生じる、上記のような光学系の汚染や経年劣化、故障等に起因する通信性能の低下や故障等といった異常は、光ビーコンを直接点検すれば確認することができる。
しかし、一般に、光ビーコンは、道路の上方に設置されており、異常の有無を確認するためだけに、多数の光ビーコンについて直接点検するのは多くの時間や工数を要し、容易ではない。
このため、より簡易に光ビーコンに生じる異常を検出するための方策が望まれていた。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、より簡易に、光ビーコンに生じる異常の有無を検出することができる光ビーコン用異常検出装置を提供することを目的とする。

（１）本発明は、車載機との間で光信号による双方向通信を行う、道路側に設置された光ビーコンに生じる異常の有無を検出するための光ビーコン用異常検出装置であって、前記光ビーコンが所定期間内に通信を行った車載機の通信台数、及び、前記所定期間内に前記光ビーコンが通信可能な通信領域を通過した車両の通過台数であって前記車載機を搭載している車両とそれ以外の車両とを含んだ車両の通過台数を用いて、前記所定期間内におけるアップリンク率を求める演算部と、前記アップリンク率に基づいて、前記光ビーコンの異常の有無を判定する判定部と、を備えていることを特徴としている。

上記のように構成された光ビーコン用異常検出装置によれば、光ビーコンのアップリンク率に基づいて、光ビーコンの異常の有無を判定する判定部を備えているので、光ビーコンに異常が生じることでそのアップリンク率に変化が生じれば、当該光ビーコンに異常が有ると判定し、その異常を検出することができる。このため、光ビーコンを直接点検せずとも、より簡易に光ビーコンに生じる異常の有無を検出することができる。
なお、上記アップリンク率とは、所定期間内に通信領域を通過した車両台数に対する、車載機によるアップリンクを受信し通信を行った車両台数の割合である。

（２）上記光ビーコン用異常検出装置において、前記演算部が過去に求めた過去のアップリンク率を記憶するための記憶部をさらに備え、前記判定部は、前記過去のアップリンク率と、現在のアップリンク率とに基づいて、前記光ビーコンの異常の有無を判定するものであることが好ましい。
この場合、例えば、過去のアップリンク率や過去の平均アップリンク率等といった、過去のアップリンク率に基づく値と、現在のアップリンク率とを比較することで経時的な判定を行うことができ、異常の有無をより精度良く検出することができる。

（３）また、上記光ビーコン用異常検出装置において、前記演算部は、異なる複数の前記光ビーコンのアップリンク率をそれぞれ演算し、前記判定部は、前記過去のアップリンク率に基づいて前記異なる複数の前記光ビーコンの内の一の光ビーコンにおける現在のアップリンク率の良否を判定する第一の判定と、前記異なる複数の前記光ビーコンそれぞれのアップリンク率に基づいて前記一の光ビーコンにおける現在のアップリンク率の良否を判定する第二の判定と、を行い、両判定の判定結果に基づいて前記一の光ビーコンの異常の有無を判定するものであってもよい。
この場合、一の光ビーコンの異常の有無を、過去のアップリンク率に基づく第一の判定と、複数の光ビーコンそれぞれのアップリンク率に基づく第二の判定とによって判定することで、より多面的な判定を行うことができる。

（４）（５）また、上記光ビーコン用異常検出装置において、前記演算部は、異なる複数の前記光ビーコンのアップリンク率をそれぞれ演算し、前記判定部は、前記異なる複数の前記光ビーコンそれぞれのアップリンク率に基づいて、前記異なる複数の前記光ビーコンそれぞれの異常の有無を判定するものであってもよい。
この場合、判定部は、異なる複数の光ビーコンそれぞれの間でアップリンク率を相対的に比較判定することで異常の有無を判定することができる。
さらに、前記異なる複数の前記光ビーコンが、互いに同一の路線上に設置されていれば、各光ビーコンの間で、交通環境に極端な差が生じない。従って、この場合、同一の路線上に設置されている異なる複数の光ビーコンの間で、アップリンク率を相対的に比較判定することで、異常の有無をより精度良く検出することができる。

以上の通り、本発明によれば、より簡易に、光ビーコンに生じる異常の有無を検出することができる。

本発明の第一の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。 光ビーコンの通信領域を示す側面図である。 ある光ビーコンのビーコンヘッドにおける、演算部が求めたアップリンク率と、経過日数との関係を示したグラフである。 同一の路線上に路線の沿線方向に並んで設置されている複数の光ビーコンのビーコンヘッドの一例を示す平面図である。 幹線道路の沿線方向に並ぶ各地点に設置された光ビーコンのビーコンヘッドにおける、演算部が求めた、１日間におけるアップリンク率を示したグラフである。 同一の道路に複数のビーコンヘッドが設置される他の態様を示す図である。 第三の実施形態に係る判定部のブロック図である。 ある光ビーコンのビーコンヘッドについて、第一及び第二判定部の判定に対して、包括判定部が行う判定の一例を示す表である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔第一の実施形態〕
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の第一の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する車両Ｃ（図２参照）に搭載された車載機２とを備えている。
交通管制システム１は、管制室に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを有している。光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で双方向通信を行う。

〔光ビーコン及び車載機の構成〕
光ビーコン４は、電話回線等の通信回線５を介して中央装置３と通信可能に接続されている。
光ビーコン４は、各部の制御機能を備えた本体部６と、この本体部６のセンサ用インターフェースに接続されたビーコンヘッド（投受光器）７とを備えている。

本体部６は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、中央装置３との双方向通信を行うための通信部６ａと、ビーコンヘッド７による車載機２との路車間通信を行うための制御部６ｂとを機能的に備えている。
ビーコンヘッド７は、フォトダイオード（ＰＤ）により構成される受光部８と、発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成される投光部９と、感知センサ１０とを備え、これらは筐体等の内部に収納されている。

投光部９は、近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報を構成する光信号）を後述する通信領域Ａに投光（送信）する。
また、受光部８は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報を構成する光信号）を受光（受信）する。
感知センサ１０は、近赤外線又は超音波等の検出波を送信してその反射波を受信する送受信器よりなり、その検出波を自装置直下の路面に向けて間欠的（例えば５０ミリ秒ごと）に照射し、その検出波の反射波が車両からのものか路面からのものかを判定することによって車両の存在を感知する機能を有している。

制御部６ｂは、ビーコンヘッド７の各部を制御することで、車載機２との間で路車間通信の制御を行う機能を有している。また、制御部６ｂは、感知センサ１０の制御を行い感知された車両の台数をカウントする機能を有している。
さらに制御部６ｂは、例えば、１時間単位や１日単位といった所定の単位期間内に路車間通信を行った車載機２の台数を示す情報である通信台数情報、及び、前記単位期間内に感知センサ１０により感知された車両の台数を示す情報である感知台数情報を生成し、通信部６ａを介して中央装置３に随時送信する機能も有している。

なお、制御部６ｂは、ビーコンヘッド７が車載機２からのアップリンク情報を受信した段階で、当該車載機２との間で路車間通信を行ったと判断する。ビーコンヘッド７において、少なくとも、後述の第一のダウンリンク情報の送信と、アップリンク情報の受信とが、正常に行われていると判断できるからである。

本体部６は、道路脇に立設した支柱等に設置される。ビーコンヘッド７は、前記支柱から道路側に架設された架設バー等に取り付けられ、道路の直上に配置される。
各ビーコンヘッド７の投光部９は、道路上、自装置の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域が当該ヘッド７の上流側に設定されている。

車載機２は、制御部と、車載ヘッドと呼ばれる投受光器とを備えている（いずれも図示せず）。
前記車載ヘッドは、光ビーコンのビーコンヘッド７と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる投光部とフォトダイオードからなる受光部とを備えている（図示せず）。
投光部は、近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報）を送信し、受光部は、通信領域Ａに発光された近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報）を受光する。前記制御部は、車載ヘッドによる光ビーコン４との路車間通信の制御処理を行う。また、制御部は、所定の各機能を実行するプログラムを自装置の記憶装置に格納しており、このプログラムが実行する機能として、ドライバに対して必要な情報を提供したり、距離認識及び安全運転支援等の機能を備えている。

〔光ビーコンと車載機との通信領域について〕
図２は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図２に示すように、光ビーコン４が路車間通信可能な通信領域Ａは、車載機２がダウンリンク情報を受信できるダウンリンク領域（図２において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、光ビーコン４のビーコンヘッド７が車載機２からのアップリンク情報を受信できるアップリンク領域（図２において破線のハッチングを設けた領域）ＵＡとからなる。

図２において、ダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド７の投受光位置ｄ、道路面から１．０ｍレベルの位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲であり、アップリンク領域ＵＡは、投受光位置ｄ、道路面から１．０ｍレベルの位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲である。
従って、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは互いに一致し、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図２の右側部分）と重複している。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは通信領域Ａ全体の同方向長さと一致している。

光ビーコン４の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、ダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡの正式な領域寸法が規定されている。
一般道向けの光ビーコン４の場合には、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃは、路面から１ｍの高さ位置においてヘッド直下から約６．０４ｍとされ、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂは、同高さ位置に置いてヘッド直下から３．４ｍとされている。従って、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ｂｃ間の長さ）は約３．６ｍとなる。

また、図２に示すように、ビーコンヘッド７の感知センサ１０は、その検出波を当該ビーコンヘッド７の直下の路面に向けて照射し、道路Ｒ上の通信領域Ａの下流側の直近に照射面Ｋを形成している。従って、感知センサ１０は、照射面Ｋを通過する車両を感知することで、ビーコンヘッド７による通信領域Ａを通過した車両を感知することができる。
また、制御部６ｂがカウントする感知センサ１０により感知された車両の台数は、通信領域Ａを通過した通過台数を示している。

〔路車間通信の内容〕
光ビーコン４の制御部６ｂは、ビーコンヘッド７から、ダウンリンクの切り替え前の第一情報として、車線通知情報等を含む第一のダウンリンク情報を、ダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常に送信し続けている。

車載機２を搭載した車両Ｃが実際のダウンリンク領域ＤＡに進入すると、車載機２が第一のダウンリンク情報（車両ＩＤ無し）を受信する。
これにより、車載機２は、当該車両Ｃが実際の通信領域Ａ内に存在していることを認識する。その後、車載機２は、アップリンク情報の送信を開始し、このアップリンク情報をビーコンヘッド７に対して所定の送信周期で送信する。
車載機２は、車両Ｃに割り当てられている特定の車両ＩＤを上記アップリンク情報に格納して当該アップリンク情報を送信する。

一方、光ビーコン４のビーコンヘッド７が前記アップリンク情報受信すると、光ビーコン４の制御部６ｂは、ダウンリンクの切り替えを行い、第二情報として、第二のダウンリンク情報の送信を開始し、この第二のダウンリンク情報の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す。

第二のダウンリンク情報には、前記車載機２に送信していることを示すための前記車両ＩＤの他、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、及び、ドライバに対する安全運転支援のための支援情報等が含まれている。

車載機２は、第二のダウンリンク情報を受信した時点で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報の送信を停止する。

車載機２は、受信した前記第二のダウンリンク情報から、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、及び、支援情報等を取得し、これらを利用して車両Ｃのドライバに対して、必要な情報を提供したり、安全運転支援を行う。

〔中央装置の機能について〕
図１に戻って、中央装置３は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）等を有するプログラマブルなマイコンよりなり、各光ビーコン４から送信される情報を取得するとともに、各光ビーコン４に必要な情報の送信を行い、各光ビーコン４を包括的に制御する通信制御部３１を機能的に有している。
また、通信制御部３１は、各光ビーコン４から送信される、各ビーコンヘッド７ごとの前記単位期間内に路車間通信を行った車載機２の台数を示す情報である通信台数情報、及び、前記単位期間内に感知センサ１０により感知された車両の台数を示す情報である感知台数情報を随時取得する。

また、中央装置３は、各光ビーコン４のビーコンヘッド７において生じる異常の有無を検出するための異常検出部４０を機能的に有している。
異常検出部４０は、通信制御部３１が各光ビーコン４から取得した前記情報（通信台数情報、感知台数情報）を記憶する記憶部４１と、前記情報に基づいて所定期間内におけるアップリンク率を求める演算部４２と、演算部４２が求めたアップリンク率に基づいて、各光ビーコン４の異常の有無を判定する判定部４３と、出力部４４とを備えている。

記憶部４１には、前記単位時間ごとの通信台数情報、及び、感知台数情報が記憶される。これら両情報は、各光ビーコン４のビーコンヘッド７ごとに、その情報が取得された日時と対応付けたデータベース４１ａに随時登録されて記憶される。

演算部４２は、記憶部４１のデータベース４１ａから、各光ビーコン４ごとに、所定期間としての１日（２４時間）の間に路車間通信を行った車載機２の台数を示す通信台数を取得するとともに、１日間の間に感知センサ１０により感知された車両の台数、すなわち、通信領域Ａを通過した通過台数を取得する。
さらに、演算部４２は、記憶部４１から取得した前記通信台数を、前記通過台数で除算することで、１日の間に通信領域Ａを通過した車両台数に対する、路車間通信を行った車両台数の割合であるアップリンク率を求める。
演算部４２は、求めたアップリンク率を判定部４３に与えるとともに、記憶部４１のデータベース４１ａに日時と対応付けて随時登録する。従って、記憶部４１には、演算部４２が過去に求めた過去のアップリンク率が記憶されている。

判定部４３は、演算部４２から与えられるアップリンク率に基づいて、各光ビーコン４のビーコンヘッド７ごとに、異常の有無を判定する機能を有している。
より具体的に、演算部４２は、アップリンク率を１日単位で求める。判定部４３は、記憶部４１のデータベース４１ａに登録されている過去のアップリンク率（直近の１日を除く過去一定期間内に求めたアップリンク率）に基づいて、光ビーコン４のビーコンヘッド７に異常が生じているか否かを判定するための第一閾値を各ビーコンヘッド７ごとに設定し、現在のアップリンク率（直近の１日のアップリンク率）が前記第一閾値以上であればそのビーコンヘッド７に異常はないと判定し、前記第一閾値より小さければ、異常が有ると判定する。
本実施形態の判定部４３は、過去一定期間内におけるアップリンク率の平均値を、各光ビーコン４ごとに求め、この平均値から所定の誤差マージンを差し引いた値を各光ビーコン４ごとの第一閾値として設定する。なお、第一閾値は、本実施形態のように過去のアップリンク率に基づいて設定される値だけでなく、例えば、車両の通行量やその他の各光ビーコンの立地条件等で定まる値に基づいて計算により求められる値も採用することができる。

図３は、ある光ビーコン４のビーコンヘッド７における、演算部４２が求めたアップリンク率と、経過日数との関係を示したグラフである。図中、横軸は、経過日数を示しており、縦軸は、アップリンク率及び車両台数を示している。また、図中、棒グラフは、前記光ビーコン４の１日間の通信台数及び通過台数を示しており、折れ線グラフは、前記光ビーコン４のアップリンク率を示している。

この光ビーコン４は、経過日数１日目から７日目の範囲では、アップリンク率が通常５．５％〜６％程度であるが、図中、経過日数８日目で、２％程度と急激に減少し、その後、アップリンク率が２〜４％の範囲を上下している。
ここで、第一閾値が、図に示すように、４％よりやや大きい値に設定されているとすると、判定部４３は、経過日数８日目以降において、当該光ビーコン４には異常が有ると判定する。

つまり、ある光ビーコン４のビーコンヘッド７における通過台数の内、車載機２を搭載している車両が含まれる確率が一定であるとすると、ビーコンヘッド７が正常に稼働していれば、図３中の経過日数１日目〜７日目に示すように、通過台数に変動があったとしても、アップリンク率は、ほぼ一定の値を示すと考えられる。

しかし、ビーコンヘッド７の光学系に汚れが付着して汚染されたり、経年劣化、あるいは故障が生じると、正常に路車間通信が行われる確率が低下するので、図３中の経過日数８日目のように、アップリンク率に急激な低下が現れる。
本実施形態の判定部４３は、上記のようなアップリンク率に生じる値の低下を各ビーコンヘッド７ごとに経時判定（絶対判定）することで、各ビーコンヘッド７の異常の有無を検出することができる。

判定部４３は、判定結果を出力部４４に出力する。出力部４４は、前記判定結果をディスプレイ等に表示することで、管制室のオペレータ等に、各ビーコンヘッド７の異常の有無を認識させる。

〔効果について〕
上記のように、本実施形態の中央装置３は、車両Ｃに搭載された車載機２との間で光信号による双方向通信を行う、道路Ｒ側に設置された光ビーコン４に生じる異常の有無を検出する異常検出部４０を有しており、光ビーコン用異常検出装置を構成している。
本実施形態の中央装置３の異常検出部４０は、光ビーコン４のビーコンヘッド７が所定期間内に通信を行った車載機２の通信台数、及び、前記所定期間内に光ビーコン４のビーコンヘッド７の通信領域Ａを通過した車両Ｃの通過台数を用いて、前記所定期間内におけるアップリンク率を求める演算部４２と、前記アップリンク率に基づいて、光ビーコン４のビーコンヘッド７の異常の有無を判定する判定部４３と、を備えていることを特徴としている。

このような異常検出部４０を備えた中央装置３によれば、光ビーコン４のビーコンヘッド７のアップリンク率に基づいて、光ビーコン４のビーコンヘッド７の異常の有無を判定する判定部４３を備えているので、光ビーコン４のビーコンヘッド７に異常が生じることでそのアップリンク率に変化が生じれば、当該光ビーコン４のビーコンヘッド７に異常が有ると判定し、その異常を検出することができる。このため、光ビーコン４のビーコンヘッド７を直接点検せずとも、より簡易に光ビーコン４のビーコンヘッド７に生じる異常の有無を検出することができる。

また、異常検出部４０は、演算部４２が過去に求めた過去のアップリンク率を記憶する記憶部４１をさらに備え、判定部４３は、アップリンク率の平均値等を用いることで前記過去のアップリンク率と、現在のアップリンク率とに基づいて、光ビーコン４のビーコンヘッド７の異常の有無を判定するように構成されている。
このため、本実施形態の判定部４３は、アップリンク率の平均値といった、過去のアップリンク率に基づく値と、現在のアップリンク率とを比較することで経時的な判定を行うことができ、異常の有無をより精度良く検出することができる。

なお、上記説明では、判定部４３は、求めたアップリンク率が第一閾値を下回れば、その光ビーコン４には異常があると判定する場合を示したが、例えば、第一閾値を下回ってから、予め定めた待機日数はそのまま異常が無いと判定し、前記待機日数（例えば、３日程度）が経過した段階で異常が有ると判定するように構成してもよい。この場合、異常によるアップリンク率の低下ではなく、他の要因によって突発的にアップリンク率が低下した場合に、誤って異常があると判定するのを防止できる。

〔第二の実施形態について〕
上記実施形態では、光ビーコン４のビーコンヘッド７ごと個別に、アップリンク率の平均値といった過去のアップリンク率の値に基づいて経時的に判定（絶対判定）を行う場合を示したが、例えば、同一の路線上に並んで設置されている複数の光ビーコン４のビーコンヘッド７同士であれば、そのアップリンク率がほぼ同じであることが考えられる。同一路線上においては、異なる地点であっても、交通環境が類似していると考えられるからである。
従って、同一の路線上に設置されている複数の異なる光ビーコン４のビーコンヘッド７同士間で、相対的に比較し判定（相対判定）することもできる。
以下、本発明の第二の実施形態に係る異常検出部４０の判定部４３が相対判定を行う態様について説明する。

図４は、同一の路線上に路線の沿線方向に並んで設置されている複数の光ビーコン４のビーコンヘッド７の一例を示す平面図である。
図４において、各光ビーコン４のビーコンヘッド７は、多数の支線Ｒ２が交差する幹線道路Ｒ１の沿線方向に並ぶ所定の地点Ａ〜Ｏに設置されている。
異常検出部４０は、これら各地点Ａ〜Ｏに設置されている各光ビーコン４のビーコンヘッド７それぞれの１日間におけるアップリンク率を求め、各地点に設置された光ビーコン４のビーコンヘッド７同士の間で、アップリンク率を相対的に比較判定を行う。

より具体的に、判定部４３は、記憶部４１のデータベース４１ａに登録されている各地点のビーコンヘッド７の現在のアップリンク率（直近に求めたアップリンク率）に基づいて、ビーコンヘッド７に異常が生じているか否かを判定するための第二閾値を設定する。この場合、判定部４３は、各地点Ａ〜Ｏのビーコンヘッド７に対して、共通の第二閾値を設定し、各ビーコンヘッド７の判定を行う。判定部４３は、各ビーコンヘッド７ごとに、現在のアップリンク率が前記第二閾値以上であればそのビーコンヘッド７に異常はないと判定し、前記第二閾値より小さければ、異常が有ると判定する。

判定部４３は、過去一定期間内における各地点のビーコンヘッド７のアップリンク率（直近の１日を除く過去一定期間内に求めたアップリンク率）の平均値を合計しその合計値をビーコンヘッド７の台数で除算して得られる平均値を求め、この平均値から所定の誤差マージンを差し引いた値を第二閾値として設定する。
また、判定部４３は、現在における各地点のビーコンヘッド７のアップリンク率（直近の１日のアップリンク率）の平均値を合計しその合計値をビーコンヘッド７の台数で除算して得られる平均値を求め、これに基づいて第二閾値を設定してもよい。

図５は、幹線道路Ｒの沿線方向に並ぶ地点Ａ〜Ｏに設置された光ビーコン４のビーコンヘッド７における、演算部４２が求めた、１日間におけるアップリンク率を示したグラフである。図中、横軸は、各地点Ａ〜Ｏを示している。縦軸は、１日間におけるアップリンク率及び車両台数を示している。また、図中、棒グラフは、各ビーコンヘッド７の１日間の通信台数及び通過台数を示しており、折れ線グラフは、各ビーコンヘッド７のアップリンク率を示している。

地点Ａ〜Ｆ，Ｈ，Ｉ，Ｍ〜Ｏに設置されたビーコンヘッド７のアップリンク率は、図中、約５．６％に設定された第二閾値よりも大きい値となっている。このため、判定部４３は、これら地点Ａ〜Ｆ，Ｈ，Ｉ，Ｍ〜Ｏに設置されたビーコンヘッド７については、異常が無いと判定する。

一方、地点Ｇ，Ｊ〜Ｌに設置されたビーコンヘッド７のアップリンク率は、第二閾値よりも小さい値となっている。このため、判定部４３は、地点Ｇ，Ｊ〜Ｌに設置されたビーコンヘッド７については、異常が有ると判定する。

つまり、上述したように、同一の幹線道路Ｒ上に並んで設置されている複数の光ビーコン４のビーコンヘッド７同士であれば、そのアップリンク率がほぼ同じであることが考えられる。
しかし、ビーコンヘッド７の光学系に汚れが付着して汚染されたり、経年劣化、あるいは故障が生じると、正常に路車間通信が行われる確率が低下するので、自装置とは異なる他のビーコンヘッド７と相対的に比較したときに、アップリンク率の低下が現れる。
本実施形態の判定部４３は、上記のようなアップリンク率に生じる値の低下を位置関係に基づいて相対的に判定（相対判定）することで、ビーコンヘッド７の異常の有無を検出することができる。

上記の場合、各ビーコンヘッド７が、互いに同一の幹線道路Ｒの沿線方向に並ぶ各地点Ａ〜Ｏに設置されているので、各ビーコンヘッド７間で、交通環境に極端な差が生じない。従って、この場合、判定部４３が、各ビーコンヘッド７の間で、アップリンク率を比較判定することで、異常の有無をより精度よく検出することができる。

上記実施形態では、互いに同一の幹線道路Ｒの沿線方向に並ぶ各地点Ａ〜Ｏに設置された光ビーコン４のビーコンヘッド７間で、アップリンク率の相対比較を行った。
これに対して、例えば、図６に示すように、同一の道路に異なる複数のビーコンヘッド７が設置される態様として、幹線道路Ｒが４つの車線Ｒ１１〜Ｒ１４を有する片側４車線の道路であって、各車線Ｒ１１〜Ｒ１４の上方それぞれに、支柱１３から架設された架設バー１４によって光ビーコン４のビーコンヘッド７が幹線道路Ｒの幅方向に沿って並べて設置されているものが考えられる。

この場合においても、各車線Ｒ１１〜Ｒ１４に設置された各ビーコンヘッド７は、同一の幹線道路Ｒに設置されているので、各ビーコンヘッド７間で、交通環境に極端な差が生じない。従って、判定部４３は、上記同様、異常の有無をより精度よく検出することができる。

なお、図６の例では、本体部６の制御部６ｂは、各ビーコンヘッド７を個々に制御する。また、制御部６ｂは、各ビーコンヘッド７ごとに、前記通信台数情報、及び、前記感知台数情報を、通信部６ａを介して中央装置３に随時送信する。

〔第三の実施形態〕
図７は、第三の実施形態に係る判定部４３のブロック図である。本実施形態の判定部４３は、上述の絶対判定によって判定を行う機能を有している第一判定部４３ａと、上述の相対判定によって判定を行う機能を有している第二判定部４３ｂと、これら両判定部４３ａ，４３ｂの判定結果に基づいて各光ビーコン４のビーコンヘッド７の異常の有無を包括的に判定する包括判定部４３ｃとを備えている。

第一判定部４３ａは、前記第一の実施形態にて示したように、光ビーコン４のビーコンヘッド７ごと個別に、平均値等の自装置の過去のアップリンク率の値に基づいて、現在のビーコンヘッド７のアップリンク率の良否を経時的に判定（絶対判定）する（第一の判定）。第一判定部４３ａは、判定した各ビーコンヘッド７についての判定結果を包括判定部４３ｃに与える。

第二判定部４３ｂは、前記第二の実施形態にて示したように、同一の幹線道路Ｒ上に並んで設置されている、互いに異なる複数の光ビーコン４のビーコンヘッド７同士間で、相対的にアップリンク率を比較し、現在のビーコンヘッド７のアップリンク率の良否を位置関係に基づいて相対的に判定（相対判定）する（第二の判定）。第二判定部４３ｂは、判定した各ビーコンヘッド７についての判定結果を包括判定部４３ｃに与える。

包括判定部４３ｃは、両判定結果に基づいて各ビーコンヘッド７の異常の有無を判定する。
図８は、一の光ビーコン４のビーコンヘッド７について、第一及び第二判定部４３ａ，４３ｂの判定に対して、包括判定部４３ｃが行う判定の一例を示す表である。
なお、図中、丸印は、良判定であり、異常無しと判定することを示している。三角印は、要注意判定であり、異常がある可能性があると判定することを示している。ばつ印は、異常判定であり、異常があると判定することを示している。

包括判定部４３ｃは、図８に示すように、第一の判定と第二の判定が、共に良判定である場合、前記一のビーコンヘッド７に異常がなく問題なしと判定する。前記一のビーコンヘッド７の状況としては、問題なしと判断することができる。
第一の判定が良判定、第二の判定が異常判定である場合、包括判定部４３ｃは、前記一のビーコンヘッド７に異常がある可能性があるため、要注意と判定する。前記一のビーコンヘッド７の状況としては、アップリンク率の値としては問題ないが、位置関係においては相対的に低下していると判断することができる。

第一の判定が異常判定、第二の判定が良判定である場合も、包括判定部４３ｃは、前記一のビーコンヘッド７に異常がある可能性があるため、要注意と判定する。前記一のビーコンヘッド７の状況としては、アップリンク率の値として低いが、位置関係においては相対的に問題ないと判断できる。
第一の判定と第二の判定が、共に異常判定である場合、包括判定部４３ｃは、前記一のビーコンヘッド７に異常があると判定する。前記一のビーコンヘッド７の状況としては、アップリンク率の値として低く、かつ、相対的にも低下していると判断できる。

上記のように、本実施形態の判定部４３は、平均値等の過去のアップリンク率の値に基づいて、複数の光ビーコン４のビーコンヘッド７の内の一のビーコンヘッド７における現在のアップリンク率の良否を判定する第一の判定と、同一の幹線道路Ｒ上に並んで設置されている複数の光ビーコン４のビーコンヘッド７それぞれのアップリンク率に基づいて、前記一のビーコンヘッド７における現在のアップリンク率の良否を判定する第二の判定とを行い、両判定の結果に基づいて前記一のビーコンヘッド７の異常の有無を判定する。
この場合、光ビーコン４のビーコンヘッド７の異常の有無を、過去のアップリンク率に基づく判定と、他の光ビーコン４のビーコンヘッド７のアップリンク率に基づく判定とによって判定することができるので、より多面的な判定を行うことができる。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上記実施形態ではなく、特許請求の範囲と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上記各実施形態では、ビーコンヘッド７の通信領域Ａを通過する車両を感知するための感知センサ１０を設けたが、ビーコンヘッド７と別個独立した、通信領域Ａを通過する車両を感知するための感知器を道路上に設置してもよい。

また、上記各実施形態では、中央装置３に異常検出部４０を設けることで、中央装置３が光ビーコン用の異常検出装置を構成する場合を示したが、中央装置３とは独立した異常検出装置として、交通管制システムに設けることもできる。この場合、当該異常検出装置を管制室に設置してもよいが、各光ビーコン４のビーコンヘッド７が出力する必要な情報を取得することができれば、システム中のどの場所に設置してもよい。

また、上記各実施形態では、演算部４２は、アップリンク率を１日単位で求めたが、例えば１２時間単位や１時間単位といったようにより短い期間で求めることもできるし、２日単位や１週間単位といったようにより長い期間で求めることもできる。

２ 車載機
３ 中央装置
４ 光ビーコン
４０ 異常検出部
４１ 記憶部
４２ 演算部
４３ 判定部
４３ａ 第一判定部
４３ｂ 第二判定部
４３ｃ 包括判定部
Ｃ 車両

Claims (5)

1. 車載機との間で光信号による双方向通信を行う、道路側に設置された光ビーコンに生じる異常の有無を検出するための光ビーコン用異常検出装置であって、
   前記光ビーコンが所定期間内に通信を行った車載機の通信台数、及び、前記所定期間内に前記光ビーコンが通信可能な通信領域を通過した車両の通過台数であって前記車載機を搭載している車両とそれ以外の車両とを含んだ車両の通過台数を用いて、前記所定期間内におけるアップリンク率を求める演算部と、
   前記アップリンク率に基づいて、前記光ビーコンの異常の有無を判定する判定部と、
   を備えていることを特徴とする異常検出装置。
2. 前記演算部が過去に求めた過去のアップリンク率を記憶するための記憶部をさらに備え、
   前記判定部は、前記過去のアップリンク率と、現在のアップリンク率とに基づいて、前記光ビーコンの異常の有無を判定する請求項１に記載の異常検出装置。
3. 前記演算部は、異なる複数の前記光ビーコンのアップリンク率をそれぞれ演算し、
   前記判定部は、前記過去のアップリンク率に基づいて前記異なる複数の前記光ビーコンの内の一の光ビーコンにおける現在のアップリンク率の良否を判定する第一の判定と、前記異なる複数の前記光ビーコンそれぞれのアップリンク率に基づいて前記一の光ビーコンにおける現在のアップリンク率の良否を判定する第二の判定と、を行い、両判定の判定結果に基づいて前記一の光ビーコンの異常の有無を判定する請求項２に記載の異常検出装置。
4. 前記演算部は、異なる複数の前記光ビーコンのアップリンク率をそれぞれ演算し、
   前記判定部は、前記異なる複数の前記光ビーコンそれぞれのアップリンク率に基づいて、前記異なる複数の前記光ビーコンそれぞれの異常の有無を判定する請求項１に記載の異常検出装置。
5. 前記異なる複数の前記光ビーコンは、互いに同一の路線上に設置されている請求項４に記載の異常検出装置。

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