JP2002123894A - プローブカー制御方法及び装置並びにプローブカーを用いた交通制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、プローブカーを適切に制御すること
により、プローブカーを先頭とする車群または該車群を
含む交通流全体を効率性，安全性、及び環境に配慮しつ
つ制御することを目的とする。 【解決手段】道路地図データベースまたは交通データを
基にプローブカーの制御戦略または車群戦略の少なくと
も一方を入力する手段と、該戦略の妥当性を評価して妥
当な戦略を決定する手段と、前記戦略をプローブカーに
送信する手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の挙動を制御
する方法及び装置、並びに該制御方法を用いた交通制御
システムに係り、特に車群または該車群を含む交通流全
体を制御する手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】道路上を走行する車両を効率性，安全
性、及び環境に配慮して制御する従来の技術としては、
「交通工学」pp．２４５−２５６，飯田編著，国民科学
社，1992刊に記載の、信号機を制御する交通制御システ
ムがあった。

【０００３】該システムでは、信号機の現示や制御パラ
メータ（サイクル長，スプリット、及びオフセット）を
制御することにより、交錯する車両を可能な限り分離
し、信号での待ち時間を少なくしていた。特に、路線に
沿って設置された複数の信号機群のタイミングを制御す
る系統制御においては、図２に示すように走行する車両
が赤信号で停止させられることなく連続的に通過できる
時間の幅(スルーバンド)を適切に設計することによっ
て、信号機のオフセットを決定していた。

【０００４】また、走行車両を制御する従来の別の技術
としては、「ＩＴＳ」pp．４２−４７，朝日新聞社，ア
サヒオリジナル編，１９９８刊に記載のように、路上か
らの通信情報や車々間通信情報に基づいて車両の速度等
を適切に制御する自動運転制御の技術があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の信号
制御技術においては、信号機によって走行車両を制御す
るため、信号交差点以外の単路部においては走行車両の
制御が難しかった。従って走行車両は、前記信号機のオ
フセットを決定する際の想定と大きく異なる走行をする
などの、全く自由な走行が可能であった。そのため車両
が不必要な加速，停止をすると、交通流の円滑性・効率
性が損なわれ、さらには円滑性が損なわれることにより
安全性及び環境に対しても悪影響を及ぼすことがあっ
た。

【０００６】また、従来の自動運転制御技術において
は、自動運転車両と一般車両が同一車線上に混在すると
車両の制御が難しくなる。

【０００７】そこで、本発明は、走行車両を先導するプ
ローブカーを設定し、このプローブカーを適切に制御す
ることにより信号交差点以外の単路部においても効率よ
く走行車両を制御することを目的としている。

【０００８】また、本発明は、プローブカーを適切に制
御することによりプローブカーを先頭とする車群または
該車群を含む交通流全体を制御する交通制御システムを
提供することも目的としている。

【０００９】また、本発明は、プローブカーを先頭とす
る車群を赤信号によって分断しないように信号制御を行
うことも目的としている。

【００１０】また、本発明は、プローブカーのドライバ
ーに対してその貢献度に応じたインセンティブを与え、
該プローブカーによって恩恵を受けた者がその度合いに
応じて負担する交通制御システムの運用形態を提供する
ことも目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、道路地図デ
ータベースまたはリアルタイムに収集される交通データ
を基にプローブカーの挙動に関する制御戦略またはプロ
ーブカーを先頭とする車群の挙動に関する車群戦略の少
なくとも一方を入力し、該戦略の妥当性を評価して妥当
な戦略をプローブカーに送信することによって、プロー
ブカーを制御するプローブカー制御方法、あるいは該プ
ローブカー制御方法を実行するためのプログラムを記憶
した記憶媒体により達成される。

【００１２】そして上記目的を達成する本発明のプロー
ブカー制御装置は、道路地図データベースと、該道路デ
ータベースまたはリアルタイムに収集される交通データ
を基に、プローブカーの挙動に関する制御戦略またはプ
ローブカーを先頭とする車群の挙動に関する車群戦略
の、少なくとも一方の戦略を入力する車群制御戦略入力
部と、該戦略の妥当性を評価して妥当な戦略を決定する
車群制御戦略評価決定部と、決定された戦略をプローブ
カーに送信する車群制御戦略送信部とを備えるものであ
る。

【００１３】そして、前記車群制御戦略入力部で入力さ
れるプローブカーの制御戦略は、プローブカーの目標速
度など速度に関する指標、または車線変更などステアリ
ング操作に関する指標の少なくとも一方であるか、また
はトンネル，料金所，ゲート、あるいは霧や路面凍結な
どドライバーが走行速度を低下させる場所において、該
場所に進入する前の目標速度として現在の速度よりも低
い速度であるかあるいは該場所の推奨速度であるか、ま
たはサグや登坂区間など物理的に走行速度が低下する場
所において、該場所に進入する前の目標速度として現在
の速度よりも高い速度であるかあるいは該場所の推奨速
度であるか、または片側多車線道路において、全ての車
線に対してプローブカーを配備し、なおかつ、各車線の
プローブカーを平行して走行させるものである。

【００１４】また、前記プローブカー制御装置の別の特
徴は、前記車群制御戦略入力部で入力されるプローブカ
ーの車群戦略は、交通データを基にプローブカーを適切
な位置に配備することによって車群を形成すること、プ
ローブカーを離脱させるかプローブカーから一般車にす
ることによって車群を解除すること、あるいは複数の車
群を率いる各プローブカーを制御することによって一つ
の車群に統合することのいずれかであることにある。

【００１５】また、前記プローブカー制御装置の別の特
徴は、前記車群制御戦略入力部で入力されるプローブカ
ーの車群戦略におけるプローブカーの配備方法は、交通
データを基に走行している一般車両の中から適切なプロ
ーブカーを選定する方法、または予めプローブカー専用
の車両を配備しておいて一般車の中に割り込むべきプロ
ーブカーの選定と割り込み位置及び方法を選定する方法
のいずれかであることにある。

【００１６】また、前記プローブカー制御装置の別の特
徴は、前記車群制御戦略入力部で入力されるプローブカ
ーの制御戦略または車群戦略の対象車両は、対象区間を
走行する全ての車両に対して与えられるものであること
にある。

【００１７】また、前記プローブカー制御装置の別の特
徴は、前記車群制御戦略評価決定部において前記戦略の
妥当性を評価する評価関数に用いる指標は、効率性に関
する指標としての旅行時間（平均速度），渋滞長，停止
回数，速度の分散(標準偏差)，安全性に関する指標とし
ての急減速度発生回数，車間異常接近回数，衝突回数，
追従運動時の交通流の安定性（局所的安定性または漸近
的安定性），環境に関する評価指標としての炭化水素，
一酸化炭素，窒素酸化物，鉛化合物，粒子状物質など公
害対策基本法や大気汚染防止法で定められた物質の排出
量，道路交通騒音の音響パワーレベル，二酸化炭素の排
出量，燃料消費量，道路交通振動の少なくとも一方であ
ることにある。

【００１８】また、上記目的を達成する本発明のプロー
ブカー制御装置は、道路地図データベースと、該データ
ベースまたはリアルタイムに収集される交通データを基
にプローブカーを先頭とする車群を赤信号で分断しない
ように信号の現示予定データを入力する車群戦略入力部
と、該信号現示予定データの妥当性を評価して妥当な信
号現示予定データを決定する車群制御戦略評価決定部と
を備えるものであってもよい。

【００１９】また、前記プローブカー制御装置の別の特
徴は、前記車群制御戦略評価決定部は、前記戦略の妥当
性を評価する交通シミュレータを備えることにある。

【００２０】また、前記プローブカー制御装置の別の特
徴は、前記交通データは、路上のビーコンあるいは携帯
電話・ＰＨＳ等の基地局などの無線通信手段を介して送
信機能付き車載機から送信される車両走行データ，路上
の車両感知器によって計測される定点通過交通データ，
画像センサによって計測される道路画像処理データ、あ
るいは交差点信号の現示予定データの少なくとも一方で
あることにある。

【００２１】さらに、上記目的を達成するために本発明
では、リアルタイムに交通データを収集・保存する交通
データ保存部と、前記プローブカー制御装置と、無線通
信を用いて車載機，プローブカー制御装置，交通データ
保存部、または交差点信号機を結ぶ媒介手段である無線
通信部とを備える交通制御システムにおいて、車載機を
搭載したプローブカーを制御することによってプローブ
カーを先頭とする車群または該車群を含む交通流全体を
効率性，安全性、及び環境に配慮しつつ制御することを
特徴とする。

【００２２】また、前記交通制御システムの別の特徴
は、プローブカーのドライバーに対してその貢献度に応
じたインセンティブを与え、該プローブカーによって恩
恵を受けた者がその度合いに応じて負担する運用形態を
備えることにある。

【００２３】さらに、上記目的を達成するために本発明
では、リアルタイムに交通データを収集・保存する交通
データ保存部と、プローブカー制御装置と、信号機の現
示を制御する信号制御装置と、信号機とを備え、プロー
ブカーを先頭とする車群を赤信号で分断しないように交
差点信号機を制御することによってプローブカーを先頭
とする車群または該車群を含む交通流全体を制御するこ
とを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明によるプローブカー
制御方法及びプローブカー制御装置、並びにプローブカ
ー制御方法を用いた交通制御システムの実施の形態につ
いて図面を参照し説明する。図１は、本発明によるプロ
ーブカー制御装置１１を備える交通制御システムの一実
施形態を示すブロック図である。本実施形態の交通制御
システムは、交通データ保存部１０と、本発明によるプ
ローブカー制御装置１１と、交通シミュレータ１２と、
無線通信手段１３と、プローブカー１４と、及び追従車
両１５から構成される。プローブカー制御装置１１は、
地図データベース（以下、地図ＤＢと記す）１１０と、
車群制御戦略入力部１１５と、車群制御戦略評価決定部
１１３と、及び車群制御戦略送信部１１４から構成さ
れ、車群制御戦略入力部１１５は、制御戦略入力部１１
１または車群戦略入力部１１２の少なくとも一方を備え
る。

【００２５】交通データ保存部１０は、リアルタイムに
収集される交通データ、あるいは過去に収集された交通
データに基づく統計データを格納する。収集される交通
データの例としては、路上のビーコンあるいは携帯電話
・ＰＨＳ等の基地局などの無線通信手段１３を介して受
信される、送信機能付き車載機から送信される車両走行
データがある。図３は、無線通信手段１３が受信する、
車載機から送信された車両走行データの一例である。該
車両走行データは、受信した時刻と基地局のＩＤで管理
され、走行車両の車両ＩＤ，走行位置（緯度，経度），
車速，車種といった自車の走行情報を含む。更に天候な
どの自車周辺の事象など様々な情報を含んでもよい。な
お、前記車両走行データを収集・送信する車載機につい
ては、プローブカー１４のところでも詳述する。

【００２６】交通データ保存部１０で収集される他の交
通データとしては、路上の車両感知器によって計測され
る定点通過交通データ、あるいは人工衛星など上空の画
像センサによって計測される渋滞や事故等の道路画像処
理データなどでもよい。図４は、車両感知器によって計
測される定点通過交通データの一例である。車両感知器
は単位時間当たりの交通量，占有率，平均速度などを計
測する装置である。この計測周期（図４の例では５分間
隔）を短くすることによって、より木目細かく、リアル
タイム性の高い計測をしてもよい。また、計測の周期を
一台の車両が通過する毎にしてもよく、これによって各
車両の通過速度を計測することができる。

【００２７】また、他の交通データとして収集される例
として、現在以降の近未来における信号の時系列現示予
定データでもよい。この時系列現示予定データは、交差
点信号機、あるいはその上位装置である信号制御装置よ
り得られる。図５は、信号機ありの交差点を示す図であ
り、５１及び５３は各方向の歩行者用信号機、５２及び
５４は各方向の車両用信号機である。図６は、図５の信
号機５１〜５４に対応した時系列現示予定データの一例
を示す表であり、信号機５１〜５４毎に階梯番号１〜１
０の各階梯における信号現示や、各階梯の開始時刻と階
梯の持続秒数が設定されている。

【００２８】プローブカー制御装置１１は、地図ＤＢ１
１０，制御戦略入力部１１１，車群戦略入力部１１２，
車群制御戦略評価決定部１１３，車群制御戦略送信部１
１４から構成され、交通データ保存部１０のリアルタイ
ムな情報を基に、プローブカーを適切に制御する制御戦
略あるいは車群形成の戦略を決定し、プローブカー１４
に対してこの決定された戦略を送信する機能を備える。

【００２９】次にプローブカー制御装置１１を構成する
各部の詳細な説明をする。地図ＤＢ１１０は道路地図が
電子化されたデータベースである。例えば、道路の地点
をノードとし、ノード間ではさまれた区間をリンクとし
て道路区間を表現し、ノード座標，リンク長，リンクの
接続関係など道路の線形構造、あるいはトンネル，料金
所，サグ（下り勾配から上り勾配に接続されることによ
ってできる谷），交差点，信号機等の道路構造物やリン
ク属性などコンピュータ上で道路地図として用いる情報
を備えたものである。地図ＤＢ１１０は、電子データで
あるためコンピュータ上のプログラムソフトとともに用
いることにより、検索速度が早くなるなどデータアクセ
スが容易となる。

【００３０】制御戦略入力部１１１は、プローブカー１
４の挙動に関する制御戦略を入力するところであり、予
め設定している複数の制御戦略から交通データ保存部１
０や地図ＤＢ１１０のデータに基づき制御戦略を選択し
て入力してもよいし、マンマシンインタフェース等によ
ってユーザが制御戦略を適宜手動入力してもよい。制御
戦略の指標の例としては、プローブカーの目標速度に関
するものがある。例えば、交通データ保存部１０のデー
タによってプローブカーの進路前方が渋滞していること
がわかっている場合、追突事故の発生を抑止するために
予め目標速度として低速な目標速度を指示する。また、
夜間のように交通量が閑散な状況の下で高速で走行する
車両においては、信号交差点の赤信号によって急減速を
強いられるなど安全性，環境に対して好ましくない場合
がおこる。このような状況では、交通データ保存部１０
からの車両の走行速度と信号機の現示予定データ及び地
図ＤＢ１１０からの該信号交差点までの距離を基に、高
速で走行する車両が交差点で赤信号により停止するか否
かを予測し、停止すると判断される場合には、図２のス
ルーバンドで設計されるような適切な速度または停止で
きるように減速に相当する速度を指示して各交差点をス
ムーズに通過できるようにする。

【００３１】次に、図７及び図８を用いて制御戦略の具
体例を挙げる。図７は、トンネル手前からトンネル部に
かけての車両の走行速度の変化を示した例である。図７
のグラフにおける破線は、プローブカーに対して全く制
御情報を与えない場合、すなわち車両が自由走行をする
場合の挙動を表している。このような場合には、ドライ
バーが視覚的要因等によりトンネル付近において意識的
に急減速することを示しており、安全上または効率上問
題となることがある。一方、グラフの実線は、安全性確
保の観点からトンネル手前での急激な速度低下を防止す
るように、トンネル手前で予め徐々に速度を落とすよう
に、車両（プローブカー）に対して現在の速度よりも低
めの目標速度を指示する制御戦略を与えた場合の、走行
速度の変化を示した例である。なお、トンネル付近を走
行する際の推奨速度を予め設定しておき、トンネルに接
近している走行車両の現在の速度がこの推奨速度以下で
ある場合には、推奨速度を制御戦略として与え、車両の
走行速度を早くするように指示してもよい。これらの制
御戦略は、トンネルに限らず料金所やゲートなどが設置
されている道路、あるいは霧などで見通しが悪い道路や
路面凍結した道路のように、ドライバーが意識的に走行
速度を低下させる道路においても同様に有効である。

【００３２】図８は、サグ手前からサグ部を通過したと
ころにかけてのサグ部付近における車両の走行速度変化
を示した例である。図８に示すグラフの破線は、プロー
ブカーに対して全く制御情報を与えない場合、すなわち
車両が自由走行をする場合の走行速度の変化を表してい
る。このグラフに示すように、勾配が下りから登りに変
化するサグの所で無意識に速度を急減速させることを示
しており、安全上または効率上問題となることがある。
一方、図の実線のグラフは、安全性及び効率性確保の観
点からサグ手前での急激な速度低下を防止するため、車
両に指示する目標速度を予め現在の速度よりも高めにし
ておくことによって、サグの通過前より加速体制に入ら
せ、その結果としてサグ近辺の速度低下を抑えるような
制御戦略を車両（プローブカー）に対して与えた場合の
走行速度変化の一例を示したものである。なお、サグ付
近を走行する際の推奨速度を予め設定しておき、前記現
在の速度が該推奨速度以上である場合にも、該推奨速度
を制御戦略として与えてもよい。該制御戦略は、サグに
限らず登坂区間など物理的に必ず速度低下が発生し、結
果として交通容量が急に低下する場所や追突の危険性が
高い道路においても同様に有効である。

【００３３】これらの制御戦略を適用する場所は、地図
ＤＢ１１０の道路線形や道路構造物等を参照することに
よって決定することができ、また、これまでの交通事故
や交通渋滞等の統計データから予めわかっている場所と
してもよい。

【００３４】制御戦略の指標として目標速度以外のもの
では、目標アクセル開度や目標ブレーキ強さなどの目標
速度に関連する指標、車線変更などのステアリング操作
に関連する指標、あるいはＡ車とＢ車の間に速度６０ｋ
ｍ／ｈで割り込むなど目標速度及びステアリング操作の
両方を組み合わせた指標でもよい。

【００３５】車群戦略入力部１１２は、交通データ保存
部１０及び地図ＤＢ１１０のデータより車両の走行状況
を把握し、車群を形成，解除、または統合することを目
的として、走行車両の一部であるプローブカーの挙動に
関する制御情報を入力するところである。例えば、走行
車両の適切な位置にプローブカーを配備してプローブカ
ーを先頭とする車群を形成したり、プローブカーを車群
から離脱させるかあるいは制御指示を与えずに一般車と
して扱うことによって車群を解除したり、あるいは複数
の車群の各プローブカーを適切に制御することによって
車群を一つに統合するというような制御情報を入力す
る。ここでも予め設定している複数の車群戦略の中から
制御情報を選択して入力してもよいし、マンマシンイン
タフェース等によってユーザが車群戦略を適宜手動入力
してもよい。

【００３６】次に、車群形成・解除・統合の具体的な方
法についていくつかの例を挙げ説明する。まず最初に、
車群を形成する場合の例についてフローチャート（図１
０）とともに説明する。

【００３７】図９は、車両９０〜９６の走行状況を示す
図である。車両の走行状況は、ある時刻における交通デ
ータ保存部１０及び地図ＤＢ１１０のデータにより把握
される。具体的な交通状況としては、対象道路区間を走
行している車両の台数，各車の位置，速度，車種，目的
地、及び前方車両との車間距離等のデータを用いる（１
００）。そして、対象区間の全車両のデータを参照して
把握された連なっている一般車の台数等の走行状況に基
づいて、プローブカーにより車群を形成するか否かの判
定を行う（１０１）。車群を形成するか否かの判定に
は、例えば、対象道路区間を走行している車両のうちプ
ローブカーではない車両（以下、一般車と記す）の台
数，平均速度，車種、あるいは車間距離等の関係に基づ
いて定めた判定基準を用いればよい。判定基準の具体例
としては、図１１や図１２に示すように、一般車の台数
とその平均速度に基づき車群の形成を行うか否かを決め
るか、または一般車の台数とその平均車間距離に基づき
車群の形成を行うか否かを決める。図１１の例で言え
ば、平均速度が大きい（つまりある程度スムーズに流れ
ている）ならば車群の規模を大きくする（小さな車群に
はしない）という判断基準を意味している。ここで車両
台数は前述のように連なっている一般車の台数である。
図１２の例も同様で、車間距離が大きいと小さな車群に
し、車間距離が小さいと車群規模を大きくする判断基準
を表している。また、車群を構成する車両台数を所定の
台数にする、大型，小型などの車種に関して複数の車種
が同一車群内に混在しないように構成する、あるいは車
間距離が所定値以上に離れた場合には車群にしないなど
の判定基準がある。

【００３８】次に、プローブカーを配備するにあたって
次の２方法のいずれかを利用する（１０２）。第一の方
法は、車載器を搭載した走行車両の中から適切な車両を
プローブカーとして選定し（１０３）、無線通信手段１
３を介して該当車両に制御情報を送信する（１０５）こ
とによって達成されるものである。制御情報の一例とし
ては、プローブカーとして選定された車両を一般車から
プローブカーにするとともに後続車両が追従できるよう
に適切な目標速度を送信する。例えば、図９における７
台の一般車のうち、車両９０及び車両９３の２台をプロ
ーブカーとして選定した場合には、該２台を先頭とする
２つの車群(車両９０〜９２と車両９３〜９６)が形成さ
れることになる。どの車両をプローブカーに選定するか
は、例えば車群を構成する予定車両台数や車種，目的
地，各車両の車間距離、あるいは交差点信号機の現示予
定データなど交通データ保存部１０のデータを基に判断
する。

【００３９】第二の方法は、プローブカーとして用いる
専用の車両を予め対象道路の複数地点に配備しておくも
のである。プローブカー制御装置は、配備地点で待機し
ているプローブカーの中から、一般車の中に割り込むべ
きプローブカーの選定と割り込み位置及び方法を選定し
（１０４）、該プローブカーに対して無線通信手段１３
を介して挙動指令として制御情報を送信する（１０５）
ものである。割り込み位置及び方法の例としては、例え
ば図９の車両９２と車両９３の間に速度６０ｋｍ／ｈで
割り込む、というようなものでもよい。どのプローブカ
ーをどこに割り込ませるかについては、プローブカーの
待機位置及び車群を構成する予定車両台数や車種，各車
両の車間距離，目的地、あるいは交差点信号機の現示予
定データなど交通データ保存部１０のデータを基に判断
する。なお、多くの大型車が連なって走行しているよう
な場合には、各車の制動挙動が小型車等に比べて劣り危
険性が増大することがある。この対応策として専用のプ
ローブカーを用いる第二の方法を適用し、小型車のプロ
ーブカーを大型車の車群中の適切な位置に割り込ませる
ように制御すれば安全性が向上する。

【００４０】なお、上記のプローブカー配備方法は、車
群戦略入力部１１２だけでなく、制御戦略入力部１１１
においても同様に利用してもよい。

【００４１】次に、車群を解除する場合の例について説
明する。はじめに、図９において、２台のプローブカー
９０及び９３によって２つの車群（車両９０〜９２と車
両９３〜９６）が形成されているとする。次に、解除す
べき車群を率いているプローブカー９０及び９３に対し
て無線通信手段１３を介して、プローブカーから一般車
として振る舞うように制御情報を送信する。これによっ
て車両９０〜９６の全車両が一般車になるため、制御情
報によらず自由走行をすることになり車群が自然に解除
される。また、解除すべき車群を率いているプローブカ
ー９０及び９３に対して無線通信手段１３を介して路肩
に停止するなど車群を離脱するような制御情報を送信す
ることによって車群を強制解除する方法であってもよ
い。

【００４２】最後に、複数の車群を統合する場合の例に
ついて説明する。はじめに、図９において、２台のプロ
ーブカー９０及び９３によって２つの車群（車両９０〜
９２と車両９３〜９６）が形成されているとする。次
に、先頭の車群ではない後続の車群を率いているプロー
ブカー９３に対して、無線通信手段１３を介して、先頭
車群の最後尾車両９２に追従することによって先頭車群
に加わるとともにプローブカーから一般車になるように
制御情報を送信する。また、後続車群の残りの一般車９
３〜９６が先頭車群に追いつかず車群が統合されない場
合には、先頭車群のプローブカー９０に対して後続車群
が追いつけるように目標速度を低くするような制御情報
を送信する。

【００４３】なお、車群を形成，解除、または統合のい
ずれを行うかは、車群を構成する予定車両台数や車種，
目的地，各車両の車間距離、あるいは交差点信号機の現
示予定データなど交通データ保存部１０のデータを用い
て判断される。例えば、車群には一台のプローブカーと
自由走行の可能な一般車両が含まれるため、該車群が維
持できるか否かはその構成台数（規模）に依存する。し
たがって、車群を構成する予定車両台数（所定値）に基
づいて車群の形成，解除、または統合を行うことによっ
て、プローブカーによる車群制御が可能となるような適
切な車群規模を維持することができるようになる。ま
た、交差点信号機の現示予定データに基づいて車群の形
成，解除、または統合を行うことによって、赤信号によ
って分断されないように車群を形成することができるよ
うになる。

【００４４】車群制御戦略評価決定部１１３は、制御戦
略入力部１１１または車群戦略入力部１１２の少なくと
も一方で入力された戦略情報の妥当性について評価し、
無線通信手段１３を介してプローブカー１４に対して送
信すべき戦略情報を決定するところである。

【００４５】車群制御戦略評価決定部１１３の処理の流
れを図１３のフローチャートとともに以下説明する。ま
ず、制御戦略入力部１１１からの制御戦略情報または車
群戦略入力部１１２からの車群戦略情報の少なくとも一
方を取得する（１３０）。

【００４６】次に、上記の入力された戦略情報の妥当性
について評価するために、次のようにして戦略の評価値
を算出する（１３１）。例えば効率性，安全性，環境の
観点から次式のような形の評価関数を定義しておくこと
によって、評価値Ｅを算出する。

【００４７】

【数１】

【００４８】ここに、ｉは評価対象とする車両の数を表
し、変数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，…は、交通データ保存部１０
や地図ＤＢ１１０のデータから得られる効率性，安全
性、または環境に関する評価指標である。効率性に関す
る評価指標としては、旅行時間（平均速度），渋滞長，
停止回数，速度の分散（標準偏差）等がある。安全性に
関する評価指標としては、急減速度発生回数，車間異常
接近回数，衝突回数，追従運動時の交通流の安定性（局
所的安定性／漸近的安定性）等がある。また、環境に関
する評価指標としては、炭化水素（ＨＣ），一酸化炭素
（ＣＯ），窒素酸化物（ＮＯｘ），鉛化合物，粒子状物
質など公害対策基本法や大気汚染防止法で定められた物
質の排出量，道路交通騒音の音響パワーレベル，二酸化
炭素排出量と燃料消費量あるいは道路交通振動等があ
る。これらの指標に基づき、各車両毎に求めた戦略の評
価値ｆｉを加算することにより戦略情報の評価値Ｅが求
められる。

【００４９】また、入力された戦略情報の評価値を算出
するには、上記のような評価式に基づいて車群制御戦略
評価決定部１１３で算出する方法以外に、各車両の運動
を詳細に再現する交通シミュレータ１２などのツールを
用いる方法を採用してもよい。なお、交通シミュレータ
１２の詳細な機能等については後述する。

【００５０】次に、上記の評価関数によって求まった評
価値Ｅに基づいて上記の入力戦略情報が妥当であるかを
判定する（１３２）。戦略情報が妥当であるか否かの判
定方法としては、例えば上記の評価値に関して予めしき
い値を設定しておき、該しきい値と評価値とを比較して
妥当性を判定する方法がある。この方法で評価値を算出
した戦略情報が妥当でないと判定された場合には、再度
制御戦略入力部１１１または車群戦略入力部１１２の処
理に戻って新たな戦略情報を入力し（１３０）、ステッ
プ１３２で妥当と判定されるまでステップ１３０〜１３
２を繰り返す。

【００５１】戦略情報が妥当性であるか否かを判定する
別の方法としては、制御戦略入力部１１１または車群戦
略入力部１１２により複数の戦略情報を入力しておき、
入力されたこれらの戦略情報についてそれぞれ評価値を
算出する。そして算出された評価値の中で最適な評価値
を出力した戦略情報を採用する方法でもよい。あるいは
制御戦略入力部１１１または車群戦略入力部１１２で戦
略情報を初期値として仮入力しておき、最適な評価値が
得られるまで最急降下法やニュートン法などの数値解法
によって最適な戦略情報を得る方法でもよい。

【００５２】ステップ１３２で入力戦略情報が妥当であ
ると判定された場合には、該戦略情報をプローブカーに
送信する制御情報として車群制御戦略送信部１１４に送
信し、そこから無線通信手段１３を介してプローブカー
１４に対しこの戦略情報を送信する（１３３）。

【００５３】車群制御戦略送信部１１４は、無線通信手
段１３を介してプローブカー１４に対して車群制御戦略
評価決定部１１３で決定された戦略情報を情報送信する
ところである。具体的なハードウェアとしては、ローカ
ルエリアネットワーク(LAN)対応のネットワークカー
ド，モデム，ターミナルアダプタ，ダイアルアップルー
タなど有線または無線を媒体とする通信装置、あるいは
同等機能を備える他の装置でもよい。

【００５４】交通シミュレータ１２は、車群制御戦略評
価決定部１１３において入力戦略情報の評価値を算出す
るために利用され、交通データ保存部１０のデータを基
に各車両の運動を自然法則等に基づいて推定計算するこ
とにより対象道路の交通状況を再現する。また入力戦略
情報に従ってプローブカーを制御した場合に、プローブ
カーの挙動によってその周辺車両の交通流がどのように
なるかをシミュレートすることができる。このシミュレ
ーション結果を基に前記入力戦略情報の評価値を算出す
る。評価値を算出した後の処理は、上記の図１３のフロ
ーチャートにおけるステップ１３２以降と同様である。

【００５５】この交通シミュレータ１２は、多数の車両
に関して同時に戦略評価する必要がある場合や、特に道
路ネットワーク全体を評価する場合に有効である。ま
た、ディスプレイ等の表示装置にシミュレート結果を表
示することによって、車両の挙動について視覚的に理解
することができる点でも有効である。したがって、図１
３のステップ１３２で戦略が妥当であるかを判断する場
合には、ユーザが前記表示装置の画面を見て主観的に判
断することも可能である。

【００５６】図１４及び図１５はそれぞれ、先頭の一台
がプローブカーで残りの車両４台は自由走行を行う５台
の車両からなる車群の、トンネル及びサグ付近における
各走行状態を、交通シミュレータ１２を用いて再現しグ
ラフ化したものである。

【００５７】図１４において、破線のグラフは車群先頭
のプローブカーに対して全く制御情報を与えない場合、
すなわち全車両が自由走行をする場合の挙動を表してい
る。また実線のグラフは、安全性を考慮してトンネルに
進入しても急減速を行わないように、トンネルの手前
（上流）で予め若干減速するような目標速度を、プロー
ブカーに対して指示する制御情報を与えた場合の、車群
の挙動を表す。本例でのプローブカーは先頭の一台のみ
で残りの追従車両４台は自由走行を行うが、プローブカ
ーに先導されることで速度を落としつつ追従するもので
ある。

【００５８】図１５においても、破線のグラフはプロー
ブカーに対して全く制御情報を与えない場合、すなわち
全車両が自由走行をする場合の挙動を表す。また実線の
グラフは、安全性・効率性を考慮してサグに進入するこ
とによる減速を軽減するため、サグの手前（上流）で予
め若干加速するような目標速度を制御情報としてプロー
ブカーに与えた場合の車群の挙動を表す。本例でもプロ
ーブカーは先頭の一台のみで残りの追従車両４台は自由
走行を行うが、プローブカーに先導されることで速度を
上げつつ追従し、結果的にサグによる速度低下を軽減す
るものである。

【００５９】なお、交通シミュレータ１２で扱うモデル
は、前述したように車両一台一台の詳細な挙動を再現す
るミクロモデルと、流体モデルなどのように交通流を巨
視的にとらえるマクロモデルの２種類に大別することが
できる。本発明における交通シミュレータ１２は、前記
評価値を算出できるモデルであればいずれを用いたもの
でも差し支えない。また、交通シミュレータ以外でも前
記評価値を算出できる機能を備えていれば同様に利用し
てもよい。

【００６０】無線通信手段１３は、路上のビーコンある
いは携帯電話・ＰＨＳやＦＭ多重放送等の基地局など無
線通信技術を用いることにより、プローブカー１４の車
載機と、プローブカー制御装置１１、及び交通データ保
存部１０を結ぶ媒介手段である。通常、ビーコンは路上
に設置され、車載機を搭載した車両が付近を通過する時
に双方向で情報通信される、いわゆる狭域通信に用いら
れる。携帯電話・PHSやＦＭ多重放送等の基地局など
は、ビル，塔、あるいは公衆電話ボックス等に設置さ
れ、車載機を搭載した車両が電波到達エリアに存在する
場合に情報通信をおこなう、いわゆる広域通信に用いら
れる。これらは用途が異なるが、本発明のプローブカー
制御方法を用いた交通制御システムにおいてはいずれの
無線通信手段も利用することができる。

【００６１】プローブカー１４は、専用の車載機を備え
た車両であり、プローブカー制御装置１１からの戦略情
報に従って運転が行われる車両である。与えられる戦略
情報によっては、一般車からプローブカーになったり、
逆にプローブカーから一般車になったりすることもあ
る。車載機は、無線通信手段１３を介してプローブカー
制御装置１１からの戦略情報を受信し、該戦略情報を次
の２通りの戦略情報受信手段のうちいずれかによって利
用する。

【００６２】第一の戦略情報受信手段は、図１６に示す
ように、無線通信手段１３から受信した戦略情報が、車
載機１４０に接続されるディスプレイ１４１あるいはス
ピーカ１４２によって文字・アイコン情報あるいは音声
情報として出力され、ドライバーはこの情報に従って運
転するものである。車載機１４０のディスプレイ141に
よる出力例を図２１に、スピーカ１４２による出力例を
図２２にそれぞれ示す。また、運転者の認知をより確実
にするために、ディスプレイ１４１とスピーカ１４２の
出力を同時に行ってもよい。この第一の戦略情報受信手
段の場合には、ドライバーが受信した戦略情報に従うか
どうかを自らの意志で判断する。

【００６３】第二の戦略情報受信手段は、図１７に示す
ように、無線通信手段１３から受信した戦略情報を車載
機１４０が車両の制御ユニット１４３に対して送信され
る。そして制御ユニット１４３によって、車両の挙動に
影響するエンジン１４４，ステアリング１４５，ブレー
キ１４６，スロットル１４７等が戦略情報に基づいて制
御される。この第二の戦略情報受信手段の場合には、車
両の運転操作に関して一部あるいは全てが自動化され、
プローブカー制御装置１１から送信される戦略情報に従
って走行するため、交通シミュレータ１２を用いて事前
に評価した現象を再現できる。すなわち事前に意図した
理想的な交通状況にできる可能性がより高くなる。

【００６４】車載機１４０は、図３のような車両走行と
ともに得られる各種交通状況のデータを計測し、無線通
信手段１３を介して交通データ保存部１０に対して送信
する機能を備える。車載機１４０の一例を図２３に示
す。車載機１４０は、ディスクドライブ２４０，メモリ
２４１，ＣＰＵ２４２，外部装置制御部２４３，無線ユ
ニット２４４，時計２４５、及びＧＰＳ２４６から構成
され、無線ユニット244は、送受信制御部２４４０及び
アンテナ２４４１から構成される。ディスクドライブ１
４０は、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ハードディス
クなど主として地図データが格納されるディスクの読み
取り装置である。メモリ２４１は、ＣＰＵ２４２が各種
処理，演算等を行う際に使う記憶装置である。また、無
線ユニット２４４による送受信情報を格納する記憶装置
である。ＣＰＵ２４２は、各種処理，演算等を行うメイ
ンプロセッサである。外部装置制御部２４３は、図１６
及び図１７のディスプレイ１４１，スピーカ１４２、ま
たは制御ユニット１４３に対して、戦略情報をそれぞれ
のフォーマットに変換して送信する。

【００６５】無線ユニット１４４の送受信制御部２４４
０は、アンテナ２４４１を介して外部の無線通信手段１
３と双方向で情報通信する機能を備える。無線通信手段
１３へ送信する情報は、図３のような車両走行データで
あり、受信する情報としてはプローブカー制御装置１１
からの戦略情報である。時計２４５は、送受信情報の時
刻管理や旅行時間計測等に用いられるものである。ＧＰ
Ｓ２４６は、地球上を回っている複数の測位用衛星から
の情報を受信するアンテナであり、該情報を処理するこ
とによりＧＰＳ（車両）の絶対位置を得ることができ
る。

【００６６】また、後続の追従車両に自車がプローブカ
ーであることを認知させた方が、プローブカー及び後続
車両にとってより安全・円滑な走行ができると期待でき
る。自車がプローブカーであることを後続車に認知させ
る手段として、図２４に示すように、後続車から容易に
視認できるように後部に、プローブカーとして走行して
いることを示す電光掲示板２５０を備える。この電光掲
示板の代わりに、回転灯，ランプ、あるいはＬＥＤなど
予め定められるプローブカーの目印を備えてもよい。ま
た、これらの目印は一般車である間は提示せず、プロー
ブカーとしてふるまうような戦略情報を車載機がプロー
ブカー制御装置１１から受信した時に提示し、プローブ
カー制御装置１１の戦略情報またはプローブカーのドラ
イバーの意志によってプローブカーをやめる（プローブ
カーから一般車になる）時まで提示し続ける。また、目
印の提示，非提示の操作自体は、ドライバーによる手動
操作か、プローブカー制御装置１１から受信した戦略情
報に応じた自動操作のいずれかによる。

【００６７】車群の先頭を走行しているプローブカー１
４が、追従車両１５ａ〜１５ｃとは目的地が異なるなど
の理由で途中から経路を外れる場合がある。その際に
は、プローブカーの無線通信手段１３を介して車載機よ
り交通データ保存部１０に対して、プローブカーから一
般車になり車群を離脱するという情報を送信する。プロ
ーブカー制御装置１１ではこれを受けて、制御戦略入力
部１１１または車群戦略入力部１１２からの制御戦略に
よって採用する制御戦略を更新したり、あるいは新しい
プローブカーを選定することによって車群戦略を更新す
ればよい。

【００６８】プローブカーから一般車になり車群を離脱
する場合、車載機を通じて交通データ保存部１０にプロ
ーブカーから一般車になるという制御信号を送信する。
操作方法としては、図示していないリモコンやタッチパ
ネルからの入力、あるいは音声入力（音声認識）等を用
いる。この操作によって図２４の表示板の表示が変わ
る。そして、自らの運転挙動としては、路肩に停止した
り、駐車場に入ったり、あるいは減速して後続車に追い
越してもらう等後続車が追従しないような速度で走行す
るか、前方の車群の最後尾に追従するなどして他の車群
に合流するか、ドライバーの意志による自由走行を開始
し既存の車群に配慮しない走行に努める。この場合はプ
ローブカー制御装置の（最後の）指令により挙動しても
かまわない。

【００６９】追従車両１５ａ〜１５ｃは、専用車載機の
有無にかかわらずドライバーの意志で自由走行する一般
車であるが、前方を走行するプローブカー１４に行く手
を遮られるため追い越さない限りプローブカーに追従し
て走行せざるを得ない場合が多い。また、追従車両１５
は、ドライバーが運転する一般車ではなくプローブカー
に追従して自動的に運転する自動運転車であってもよ
く、その場合にはより円滑性，安全性が向上することが
期待できる。

【００７０】以上のように、プローブカーを適切に制御
することによって、プローブカーを先頭とする車群また
は該車群を含む交通流全体に対して、効率性，安全性、
及び環境に配慮して適切に制御することができるように
なる。

【００７１】次に、プローブカー制御方法及びプローブ
カー制御装置、並びにプローブカー制御方法を用いた交
通制御システムに関する別の実施の形態について説明す
る。道路の車線が片側２車線以上ある多車線道路におい
ては、一つの車線だけにプローブカーを配備しても、追
従の一般車が車線変更することによって自由走行を行わ
れてしまう。このため交通状況が、プローブカー制御装
置で事前に予測した結果と大きく異なってしまい、効率
性，安全性，環境の点で悪化することが考えられる。こ
のような状況への対応策としては、全ての車線に対して
プローブカーを配備し、なおかつ、各車線のプローブカ
ーを平行して走行させればよい。

【００７２】図１８は、片側２車線から１車線に減少す
るなどの合流部におけるプローブカーを含む車両の走行
状況の例である。図において、１９０〜１９２はプロー
ブカーであり、１９３〜１９５はそれぞれのプローブカ
ーを先頭とする車群を示す。車線数が減少する場所(合
流部)では、図のように第一車線を走行する車群１９３
及び１９５と第二車線を走行する車群１９４とが、例え
ば交互に車線減少地点へ進入するなど各車群が協調して
走行するように、プローブカーに対して戦略情報を送信
すればよい。そこで、まず適切な長さの車群を形成する
ように、プローブカーを選定して車群１９３〜１９５を
形成し、車線減少地点先の車群に対しては速度を上げ、
あるいは車線減少地点手前の車群に対しては速度を低下
するようにプローブカーに対して指示を与えるものとす
る。そして、車線減少地点手までには、第二車線を走行
する車群１９４が進入できる程度に第一車線を走行する
車群１９３及び１９５の間隔が空くように制御し、車線
減少地点先では各々の車線から交互に車線減少地点へ進
入するように制御する。このようにすればプローブカー
以外の一般車においても安全性と効率性が向上する。

【００７３】以上のように、プローブカーを適切に制御
することによって、プローブカーを先頭とする車群また
は該車群を含む交通流全体に対して、効率性，安全性、
及び環境に配慮した交通流の交通流制御をすることがで
きるようになる。

【００７４】さらに、プローブカー制御方法及びプロー
ブカー制御装置、並びにプローブカー制御方法を用いた
交通制御システムに関する別の実施の形態について説明
する。プローブカー制御装置１１の制御戦略入力部１１
１または車群戦略入力部112において、プローブカーを
選定して戦略を送信する際に、特定の車両を選定するの
ではなく対象区間を走行する全ての車両を対象とし、該
車両の全てに対して同じ車群制御戦略を与えるというこ
とを入力情報とし、該入力情報の妥当性を車群制御戦略
評価決定部１１３で評価決定し、前記車両の全てに対し
て前記車群制御戦略を送信するようにしてもよい。

【００７５】以上のようにすると、対象区間の全車両の
うち専用車載機を搭載したプローブカーとなり得る全て
の車両に対して車群制御戦略情報を与えることができる
ため、自由挙動が可能な一般車を含みながら車群制御戦
略評価決定部１１３で評価した状況をより再現しやすく
なり、その結果、プローブカーまたは車群を含む交通流
全体に対して、効率性，安全性、及び環境に配慮して適
切に制御することができるようになる。

【００７６】さらに、プローブカー制御方法及びプロー
ブカー制御装置、並びにプローブカー制御方法を用いた
交通制御システムに関する別の実施の形態について説明
する。図１９は、本発明によるプローブカー制御装置１
１を備える交通制御システムの別の実施形態を示すブロ
ック図である。本実施形態の交通制御システムは、交通
データ保存部１０と、本発明による前記プローブカー制
御装置１１と、交通シミュレータ１２と、信号制御装置
１６、及び信号機１７から構成され、リアルタイムの車
群に関する情報より現行の車群を赤信号で分断しないよ
うに信号機１７の現示を適切に制御するものである。

【００７７】ただし本実施例においては、プローブカー
を制御するよりもむしろ信号機を制御することを目的と
しており、プローブカーに対して戦略情報を送信する必
要がないため、プローブカー制御装置１１の制御戦略入
力部１１１及び車群制御戦略送信部１１４は必ずしも必
要ではない。交通データ保存部１０は、先の実施例で述
べたのと同じ機能を有し、リアルタイムに収集される交
通データ、あるいは過去の交通データを統計データとし
て格納するところである。プローブカー制御装置１１
は、地図ＤＢ１１０，車群戦略入力部１１２、及び車群
制御戦略評価決定部１１３から構成され、リアルタイム
の交通データ保存部１０の情報を基に信号機１７の現示
を適切に制御する信号制御戦略を決定し、信号制御装置
１６に対して該戦略を送信する機能を備えるものであ
る。

【００７８】次にプローブカー制御装置１１を構成する
各部の詳細な説明をする。地図ＤＢ１１０は、先の実施
例で述べたものと同様に、道路地図が電子化されたデー
タベースである。車群戦略入力部１１２は、交通データ
保存部１０及び地図ＤＢ１１０のデータに基づいて車両
の走行状況を把握し、現行の車群を赤信号によって分断
しないように適切な信号制御戦略(図６のような信号現
示予定データ)を入力するところである。現行の信号制
御戦略で車群が分断されるかどうかを評価する場合に
は、信号制御戦略を入力する。車群を分断しないような
信号制御戦略としては、車群が交差点に進入する時刻を
予測し該時刻において信号となるように、青信号の時間
を延長したり、あるいはオフセットを修正したものがあ
る。

【００７９】車群制御戦略評価決定部１１３は、車群戦
略入力部１１２で入力された信号制御戦略の妥当性につ
いて評価し、信号機１７の信号制御戦略を現行のものか
ら更新するか否かを決定したり、あるいは信号制御装置
１６に対して最適な信号制御戦略を送信する。信号制御
戦略の妥当性を評価するための評価関数では、車群の分
断回数（率）など車群の分断を定量化した指標を用い
る。評価関数で用いる評価指標としては、さらに（数
１）のように効率性，安全性、あるいは環境を加味して
もよい。なお、戦略情報が妥当であるか否かの判定方法
としては、例えば上記の評価関数による評価値に対して
予めしきい値を設定しておくことにより、該しきい値と
評価値とを比較することによって妥当性を判定する方法
がある。

【００８０】交通シミュレータ１２は、車群制御戦略評
価決定部１１３において信号現示予定データの評価値を
算出するために利用されるもので、前述の実施例で述べ
たものと同様の機能を備える。信号制御装置１６は、プ
ローブカー制御装置１１の車群制御戦略評価決定部１１
３で決定した戦略情報としての信号の現示予定データに
対応して信号機１７の現示を制御する機能を備え、また
信号機に対して該現示予定データを送信する機能も備え
る。信号機１７は、車両用または歩行者用に青，赤，
黄，矢印などの灯機を備え、信号制御装置１６からの上
記現示予定データを受信し、この現示予定データに対応
して灯機の点灯，消灯、あるいは点滅点灯等を行う機能
を備える。

【００８１】次に、本実施例の具体的な処理について図
２０のフローチャートとともに一例を挙げ説明する。ま
ず、ある時刻における交通データ保存部１０及び地図DB
110のデータを参照することにより交通状況を把握する
（２１０）。具体的には、対象道路区間を走行している
車両の台数，各車の位置，速度，車種，目的地，前方車
両との車間距離、及び現行の信号現示予定データ等のデ
ータが得られる。このデータを元に交通シミュレータ１
２によって現行の交通状況を再現し、現行の信号制御戦
略の評価値を算出する（２１１）。この信号制御戦略の
評価値と予め定めたしきい値とを比較することにより、
該信号制御戦略が妥当であるかを判定する（２１２）。
このステップ２１２によって評価した信号制御戦略が妥
当でないと判定された場合には、車群戦略入力部から新
しい信号制御戦略が入力される（２１３）。そしてステ
ップ２１２によって入力された信号制御戦略が妥当であ
ると判定されるまでステップ２１１〜２１３を繰り返
す。ステップ２１２によって信号制御戦略が妥当である
と判定されると、この妥当と判定された信号制御戦略を
信号制御装置１６に送信する（２１４）。そして、信号
制御装置１６はこの信号制御戦略を信号機１７に対して
送信し、信号機１７は受信した信号制御戦略に従って動
作する（２１５）。

【００８２】以上のようにすれば、現行の車群を赤信号
で分断しないように適切な信号制御を行うことができる
ようになり、すでにプローブカーに対して戦略情報を与
えて走行している場合に制御戦略や車群戦略の再入力・
再評価など戦略情報の見直しをする必要性が少なくな
る。

【００８３】次に、本発明のプローブカー制御方法を用
いた交通制御システムの運用形態について説明する。本
システムの運用初期段階においては、車載機の普及率が
多くないことが予想されるためプローブカーになれる車
両は一部に限られ、同一車線において車載機を搭載しな
い一般車とプローブカーが混在することになる。車載機
の普及率が高いほど交通データ保存部１０に収集される
データが多くなり交通状況をより正確に把握でき、本シ
ステムの制御効果も向上するため、ドライバーに車載機
の普及を促す施策が必要となる。一方、プローブカーの
ドライバーにとっては、後続の一般ドライバーの心理的
負担を軽減したり交通流全体の効率・安全・環境の向上
等に貢献するのみで、上記の制御戦略情報にしたがって
走行せざるを得ないなど利点がほとんどない。

【００８４】したがって、車載機の普及を促し本システ
ムの運用をより有効なものにするためには、プローブカ
ーになった車両のドライバーに対して何らかのインセン
ティブを与えるという方策が考えられる。インセンティ
ブの具体例としては、プローブカーになったことによる
貢献度に応じて、現金の支払い（電子支払いを含む）、
有料道路利用料の割引き、交通情報など情報サービスの
無料提供などが挙げられる。プローブカーとしての貢献
度を定量化する具体例としては、車両がプローブカーと
して振る舞った累積時間，累積回数や、（数１）による
評価値に基づいて、交通シミュレータ１２を用いてプロ
ーブカーにならなかった場合の評価値（Ｅ₁ ）とプロー
ブカーになった場合の評価値（Ｅ₂ ）とを比較した、次
式で表される貢献度Ｅｃなどが挙げられる。

【００８５】

【数２】

【００８６】ここにαは係数、ｊはプローブカーとして
振る舞う回数である。ただし、

【００８７】

【数３】

【００８８】を満たす。

【００８９】また、上記インセンティブを支払うために
は何らかの収入が得られなければならないが、これはプ
ローブカーによって恩恵を受ける個人，法人等の団体，
道路管理者、あるいは国が負担すればよい。その負担額
を定量化する方法としても、上記の貢献度と同様の算出
法を用いることができる。

【００９０】以上のようにすれば、車載機の普及を促す
ことができ、その結果交通状況をより正確に把握するこ
とができるとともに、より適切なプローブカー制御によ
って交通流全体を効率性，安全性、及び環境に配慮して
より適切に制御することができるようになる。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、プローブカー用い、該
プローブカーを交通データまたは地図ＤＢに基づいて適
切に制御することにより信号交差点以外の単路部におい
ても効率性，安全性、及び環境に配慮して走行車両を制
御でき、なおかつ自動運転制御技術に依存することなく
それを容易に実現できるプローブカー制御方法及び装
置、並びに該方法を実行するためのプログラムを記憶し
た記憶媒体を提供することが達成できる。

【００９２】また、本発明によれば、該プローブカー制
御方法またはプローブカー制御装置を用いてプローブカ
ーを適切に制御することによってプローブカーを先頭と
する車群または該車群を含む交通流全体を制御する交通
制御システムを提供することも達成できる。

【００９３】また、本発明によれば、プローブカーを先
頭とする車群を赤信号によって分断しないように信号制
御を行うことも達成できる。

【００９４】また、本発明によれば、プローブカーのド
ライバーに対してその貢献度に応じたインセンティブを
与え、該プローブカーによって恩恵を受けた者がその度
合いに応じて負担する交通制御システムの運用形態を提
供することも達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプローブカー制御装置を備える交
通制御システムの一実施形態を示すブロック図である。

【図２】従来の交通制御技術である信号機の系統制御設
計の例を示す図である。

【図３】車載機から送信される車両走行データを示す表
である。

【図４】車両感知器によって計測される定点通過交通デ
ータを示す図である。

【図５】信号機ありの交差点を示す図である。

【図６】図５の信号機に対応した時系列現示予定データ
を示す表である。

【図７】トンネル部を通過する車両の走行軌跡を示す図
である。

【図８】サグ部を通過する車両の走行軌跡を示す図であ
る。

【図９】車両の走行状況を示す一例としての図である。

【図１０】車群を形成する場合の処理のフローチャート
である。

【図１１】車群形成の判断基準を車両台数と平均速度に
基づく場合の例を示す図である。

【図１２】車群形成の判断基準を車両台数と車間距離に
基づく場合の例を示す図である。

【図１３】車群制御戦略評価決定部の処理の流れを説明
するフローチャートである。

【図１４】トンネル部を通過する車両の走行軌跡を交通
シミュレータで再現した例を示す図である。

【図１５】サグ部を通過する車両の走行軌跡を交通シミ
ュレータで再現した例を示す図である。

【図１６】戦略情報を受信して文字・アイコン、あるい
は音声として出力する車載機搭載のプローブカーの例を
示す図である。

【図１７】戦略情報を受信して車両挙動を自動で制御す
る車載機搭載のプローブカーの例を示す図である。

【図１８】車線が減少する道路における車両の走行状況
を示す図である。

【図１９】本発明によるプローブカー制御装置を備える
交通制御システムの別の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図２０】車群を赤信号で分断しないように信号を制御
する処理のフローチャートである。

【図２１】戦略情報をプローブカーのディスプレイに出
力する場合の例を示す図である。

【図２２】戦略情報をプローブカーのスピーカに出力す
る場合の例を示す図である。

【図２３】プローブカーの車載機の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２４】車両後部に電光掲示板を備えたプローブカー
を示す図である。

【符号の説明】

１０…交通データ保存部、１１…プローブカー制御装
置、１２…交通シミュレータ、１３…無線通信手段、１
４，１９０，１９１，１９２…プローブカー、１５…一
般車、１６…信号制御装置、１７…信号機、５１，５３
…歩行者用信号機、５２，５４…車両用信号機、１１０
…地図ＤＢ、１１１…制御戦略入力部、１１２…車群戦
略入力部、１１３…車群制御戦略評価決定部、１１４…
車群制御戦略送信部、１１５…車群制御戦略入力部、１
４０…車載機、１４１…ディスプレイ、１４２…スピー
カ、１４３…制御ユニット、１４４…エンジン、１４５
…ステアリング、１４６…ブレーキ、１４７…スロット
ル、１９３,１９４,１９５…車群、２４０…ディスクド
ライブ、２４１…メモリ、２４２…ＣＰＵ、２４３…外
部装置制御部、２４４…無線ユニット、２４５…時計、
２４６…ＧＰＳ、２５０…電光掲示板、２４４０…送受
信制御部、２４４１…アンテナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伏木 匠 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 3D044 AA01 AA17 AA21 AA45 AB01 AC26 AC28 AC56 AC58 AC59 AC62 5H180 AA01 BB04 BB05 BB13 BB15 DD01 EE12 EE18 FF05 FF25 FF32 5K067 BB03 BB04 BB21 BB37 EE02 EE10 FF02 GG01 GG11

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の挙動を制御する方法であって、道路
   地図データベースまたはリアルタイムに収集される交通
   データを基にプローブカーの挙動に関する制御戦略また
   はプローブカーを先頭とする車群の挙動に関する車群戦
   略の少なくとも一方を入力し、該戦略の妥当性を評価し
   て妥当な戦略をプローブカーに送信することによって、
   プローブカーを制御することを特徴とするプローブカー
   制御方法。
2. 【請求項２】車両の挙動を制御する装置であって、道路
   地図データベースと、該データベースまたはリアルタイ
   ムに収集される交通データを基にプローブカーの挙動に
   関する制御戦略またはプローブカーを先頭とする車群の
   挙動に関する車群戦略の少なくとも一方を入力する車群
   制御戦略入力部と、該戦略の妥当性を評価して妥当な戦
   略を決定する車群制御戦略評価決定部と、前記戦略をプ
   ローブカーに送信する車群制御戦略送信部とを備えるこ
   とを特徴とするプローブカー制御装置。
3. 【請求項３】前記車群制御戦略入力部で入力されるプロ
   ーブカーの制御戦略は、プローブカーの目標速度など速
   度に関する指標、または車線変更などステアリング操作
   に関する指標の少なくとも一方であることを特徴とする
   請求項２に記載のプローブカー制御装置。
4. 【請求項４】前記車群制御戦略入力部で入力されるプロ
   ーブカーの車群戦略は、交通データを基にプローブカー
   を適切な位置に配備することによって車群を形成するこ
   と、プローブカーを離脱させるかプローブカーから一般
   車にすることによって車群を解除すること、あるいは複
   数の車群を率いる各プローブカーを制御することによっ
   て一つの車群に統合することのいずれかであることを特
   徴とする請求項２に記載のプローブカー制御装置。
5. 【請求項５】前記車群制御戦略入力部で入力されるプロ
   ーブカーの制御戦略または車群戦略におけるプローブカ
   ーの配備方法は、交通データを基に走行している一般車
   の中から適切なプローブカーを選定する方法、または予
   めプローブカー専用の車両を配備しておいて一般車の中
   に割り込むべきプローブカーの選定と割り込み位置及び
   方法を選定する方法のいずれかであることを特徴とする
   請求項４に記載のプローブカー制御装置。
6. 【請求項６】前記車群制御戦略入力部で入力されるプロ
   ーブカーの制御戦略または車群戦略の対象車両は、対象
   区間を走行する全ての車両に対して与えられるものであ
   ることを特徴とする請求項２に記載のプローブカー制御
   装置。
7. 【請求項７】前記車群制御戦略評価決定部において前記
   戦略の妥当性を評価する評価関数に用いる指標は、効率
   性に関する指標としての旅行時間（平均速度），渋滞
   長，停止回数，速度の分散（標準偏差），安全性に関す
   る指標としての急減速度発生回数，車間異常接近回数，
   衝突回数，追従運動時の交通流の安定性（局所的安定性
   または漸近的安定性），環境に関する評価指標としての
   炭化水素，一酸化炭素，窒素酸化物，鉛化合物，粒子状
   物質など公害対策基本法や大気汚染防止法で定められた
   物質の排出量，道路交通騒音の音響パワーレベル，二酸
   化炭素の排出量，燃料消費量，道路交通振動の少なくと
   も一方であることを特徴とする請求項２に記載のプロー
   ブカー制御装置。
8. 【請求項８】交差点信号機を制御する装置であって、道
   路地図データベースと、該データベースまたはリアルタ
   イムに収集される交通データを基にプローブカーを先頭
   とする車群を赤信号で分断しないように信号の現示予定
   データを入力する車群戦略入力部と、該信号現示予定デ
   ータの妥当性を評価して妥当な信号現示予定データを決
   定する車群制御戦略評価決定部とを備えることを特徴と
   するプローブカー制御装置。
9. 【請求項９】前記車群制御戦略評価決定部は、前記戦略
   の妥当性を評価する交通シミュレータを備えることを特
   徴とする請求項２または８に記載のプローブカー制御装
   置。
10. 【請求項１０】前記交通データは、路上のビーコンある
    いは携帯電話・ＰＨＳ等の基地局などの無線通信手段を
    介して送信機能付き車載機から送信される車両走行デー
    タ，路上の車両感知器によって計測される定点通過交通
    データ，画像センサによって計測される道路画像処理デ
    ータ、あるいは交差点信号の現示予定データの少なくと
    も一方であることを特徴とする請求項２または８に記載
    のプローブカー制御装置
11. 【請求項１１】リアルタイムに交通データを収集・保存
    する交通データ保存部と、請求項２または８に記載のプ
    ローブカー制御装置と、無線通信を用いて車載機，プロ
    ーブカー制御装置，交通データ保存部、または交差点信
    号機を結ぶ媒介手段である無線通信部とを備え、車載機
    を搭載したプローブカーを制御することによってプロー
    ブカーを先頭とする車群または該車群を含む交通流全体
    を制御することを特徴とする交通制御システム。
12. 【請求項１２】前記車群制御戦略評価決定部は、前記戦
    略の妥当性を評価する交通シミュレータを備え、プロー
    ブカーのドライバーに対してその貢献度を該交通シミュ
    レータによる評価値の差分に基づき求めることを特徴と
    する請求項１１に記載の交通制御システム。
13. 【請求項１３】リアルタイムに交通データを収集・保存
    する交通データ保存部と、請求項８に記載のプローブカ
    ー制御装置と、信号機の現示を制御する信号制御装置
    と、信号機とを備え、プローブカーを先頭とする車群を
    赤信号で分断しないように交差点信号機を制御すること
    によってプローブカーを先頭とする車群または該車群を
    含む交通流全体を制御することを特徴とする交通制御シ
    ステム。