JP2003044975A

JP2003044975A - シミュレーション装置およびシミュレーション方法、シミュレーションプログラム

Info

Publication number: JP2003044975A
Application number: JP2001232427A
Authority: JP
Inventors: Masao Kuwabara; 雅夫桑原; Toshio Yoshii; 稔雄吉井
Original assignee: I TRANSPORT LAB CO Ltd
Current assignee: I TRANSPORT LAB CO Ltd
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】交通状況を能率よく再現することができるシ
ミュレーション装置を実現する。【解決手段】道路ネットワーク上を移動する車両の目
的地までの経路についての経路選択確率を、該経路につ
いてのリンク旅行時間に基づいて更新する経路選択処理
部１２と、経路選択確率に基づいて車両を道路ネットワ
ーク上の該当経路に供給する車両発生処理部１１と、こ
の経路に供給された移動対象車両を移動する車両移動処
理部１３と、この移動結果に基づいてリンク旅行時間を
求める車両ローディング処理部１４と、所定のシミュレ
ーション実行単位時間毎に、各処理部１１〜１４に対し
て処理実行を指示するシミュレーション制御処理部３と
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般街路や高速道
路からなる道路ネットワークにおける交通状況を模擬的
に再現するのに用いて好適なシミュレーション装置およ
びシミュレーション方法、シミュレーションプログラム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般街路や高速道路からなる道路
ネットワークにおける交通状況をシミュレーションする
様々なモデルが開発されており、これらモデルを実用化
するためのシミュレーション装置の開発がなされてい
る。

【０００３】高速道路を対象としたシミュレーションモ
デルとしては、例えば、「交通管制における交通状況予
測手法に関する研究」，交通工学研究会報告書，1971
に記載されるモデルが知られている。このモデルによる
シミュレーション方法は、感知器により得られるデータ
をもとに初期状態を設定し、オンラインによる近未来の
渋滞状況の予測をブロック密度法により行うものであ
る。また、交通流を流体に近似して扱うことによって計
算負荷を短縮し、オンラインによる交通状況の再現を目
指している。

【０００４】また、「都市内高速道路を対象とした経路
選択機能を持つネットワークシミュレーションモデルの
開発」，交通工学，Vol.28,1993.7 や「経路選択−シミ
ュレーションモデルの開発」，土木計画学研究講演集，
No.14,1991 に記載されるモデルでは、さらに、車両移
動のロジックを改良し、またさらに経路選択の機能を内
生化している。また、このモデルによるシミュレーショ
ン方法においてもブロック密度法を用いるが、車両に目
的地の情報を持たせるために、各ブロック内の密度を目
的地別に管理している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のシミュレーション方法では、以下のような問題があ
る。従来のシミュレーション方法は、計算負荷を短縮す
るために、交通流を流体に近似して扱うが、この結果と
して、交通状況の再現精度が荒くなるという問題があ
る。

【０００６】また、従来のシミュレーション方法は、ブ
ロック密度法に基づいて交通密度の管理を行う。そし
て、この交通密度の管理のために、各ブロックにおいて
全目的地別の交通密度を記憶し、その交通密度をスキャ
ンインターバル（シミュレーション実行単位時間）毎に
更新する。このために、大規模な道路ネットワークにつ
いてシミュレーションを行う場合には、ブロック数と目
的地の数が多くなるので、交通密度の更新にかかる計算
量がその分増大し、この結果、シミュレーションにかか
る実行時間が長くなるという問題が生じる。

【０００７】このような理由から、交通状況を能率よく
再現することができるシミュレーション装置およびシミ
ュレーション方法の実現が要望されている。

【０００８】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、その目的は、交通状況を能率よく再現する
ことができるシミュレーション装置およびシミュレーシ
ョン方法を提供することにある。また、本発明は、その
シミュレーション装置をコンピュータを利用して実現す
るためのシミュレーションプログラムを提供することも
目的とする。

【０００９】また、本発明は、道路ネットワークにおけ
る交通状況を精度よく再現することができるシミュレー
ション装置およびシミュレーション方法を提供すること
も目的とする。また、本発明は、そのシミュレーション
装置をコンピュータを利用して実現するためのシミュレ
ーションプログラムを提供することも目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、複数の経路からなる道
路ネットワークにおける交通状況を模擬的に再現するシ
ミュレーション装置において、前記道路ネットワーク上
を移動する車両の目的地までの経路についての経路選択
確率を、該経路についてのリンク旅行時間に基づいて更
新する経路選択処理手段と、前記経路選択確率に基づい
て前記車両を前記道路ネットワーク上の該当経路に供給
し、この経路に供給された移動対象車両を移動し、この
移動結果に基づいて前記リンク旅行時間を求める車両移
動処理手段と、所定のシミュレーション実行単位時間毎
に、前記経路選択処理手段および前記車両移動処理手段
に対して処理実行を指示する制御処理手段とを具備する
ことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、前記車両移動処
理手段は、前記移動対象車両を前記経路上を流れる車両
群内の一車両として扱い、この車両群を移動させること
を特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置で
ある。

【００１２】請求項３に記載の発明は、前記車両移動処
理手段は、前記経路の流出側経路接続点において、前記
車両群内の車両を先入れ先出し方式の待ち行列に加え、
流出先経路の流入可能量に応じて、前記待ち行列から流
出させる車両の流出量を調整することを特徴とする請求
項２に記載のシミュレーション装置である。

【００１３】請求項４に記載の発明は、前記経路は、少
なくとも一つの本線車線を有するか、あるいは、少なく
とも一つの本線車線に加えて少なくとも一つの付加車線
を有することを特徴とする請求項３に記載のシミュレー
ション装置である。

【００１４】請求項５に記載の発明は、前記車両移動処
理手段は、流出先経路の先詰まりにより前記待ち行列内
で流出不可能車両が存在する場合には、前記流出不可能
車両より後続の前記待ち行列内の流出可能車両を、前記
先入れ先出し方式を無視して該待ち行列から流出させる
ことを特徴とする請求項４に記載のシミュレーション装
置である。

【００１５】請求項６に記載の発明は、前記車両移動処
理手段は、前記経路上の車両位置に基づいて前記移動対
象車両と前車との車頭間隔距離を求め、この車頭間隔距
離により該経路についての車頭間隔距離と速度の関係に
従って前記移動対象車両の移動速度を求め、この移動速
度によりシミュレーション実行単位時間内の移動距離を
求め、これら求めた移動距離と車頭間隔距離に基づいて
前記移動対象車両についての追従走行を行うことを特徴
とする請求項１に記載のシミュレーション装置である。

【００１６】請求項７に記載の発明は、前記車両移動処
理手段は、複数の合流枝経路の接続点において、前記合
流枝経路からの車両流入量を監視し、この車両流入量に
基づいて、予め設定された渋滞時の合流比率を満たさな
いと判定した場合には、当該合流枝経路から合流先経路
への車両の流入を制限することを特徴とする請求項６に
記載のシミュレーション装置である。

【００１７】請求項８に記載の発明は、前記車両移動処
理手段は、複数の分流枝経路の接続点において、前記分
流枝経路毎に流入する車両の合計数を、該車両の目的地
別に計数し、該分流枝経路の接続点に到達した車両と同
じ目的地行きの過去の車両についての流入車両数の割合
が、該当の前記経路選択確率よりも小さい方の分流枝経
路へ、該到達車両を分岐させることを特徴とする請求項
６に記載のシミュレーション装置である。

【００１８】請求項９に記載の発明は、複数の経路から
なる道路ネットワークにおける交通状況を模擬的に再現
するシミュレーション方法であって、前記道路ネットワ
ーク上を移動する車両の目的地までの経路についての経
路選択確率を、該経路についてのリンク旅行時間に基づ
いて更新する経路選択過程と、前記経路選択確率に基づ
いて前記車両を前記道路ネットワーク上の該当経路に供
給し、この経路に供給された移動対象車両を移動し、こ
の移動結果に基づいて前記リンク旅行時間を求める車両
移動過程と、所定のシミュレーション実行単位時間毎
に、前記経路選択過程および前記車両移動過程の処理実
行を指示する制御過程とを含むことを特徴とする。

【００１９】請求項１０に記載の発明は、複数の経路か
らなる道路ネットワークにおける交通状況を模擬的に再
現するシミュレーション装置におけるシミュレーション
処理を行うためのシミュレーションプログラムであっ
て、前記道路ネットワーク上を移動する車両の目的地ま
での経路についての経路選択確率を、該経路についての
リンク旅行時間に基づいて更新する経路選択処理と、前
記経路選択確率に基づいて前記車両を前記道路ネットワ
ーク上の該当経路に供給し、この経路に供給された移動
対象車両を移動し、この移動結果に基づいて前記リンク
旅行時間を求める車両移動処理と、所定のシミュレーシ
ョン実行単位時間毎に、前記経路選択処理および前記車
両移動処理の実行を指示する制御処理とをコンピュータ
に実行させることを特徴とする。

【００２０】このシミュレーションプログラムにより、
前述のシミュレーション装置がコンピュータを利用して
実現できるようになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の一
実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形
態によるシミュレーション装置１の構成を示すブロック
図である。この図１に示すシミュレーション装置１は、
実際にシミュレーションを実行するシミュレーション部
２と、このシミュレーション部２が行う処理の実行を制
御するシミュレーション制御処理部３と、シミュレーシ
ョンに係る各種データを記憶する記憶部４とから構成さ
れる。シミュレーション部２およびシミュレーション制
御処理部３は、それぞれ記憶部４にアクセス可能であ
る。

【００２２】シミュレーション部２において、符号１１
は交通流の表現に用いる車両および車両パケットを生成
して、シミュレーション対象の道路ネットワーク（以
下、単に道路ネットワークと称する）に供給する車両発
生処理部である。車両発生処理部１１は、道路ネットワ
ーク内の各経路についての経路選択確率に基づいて、生
成した車両パケットを該当経路へ供給する。上記車両パ
ケットとは、複数の車両をひとまとめにしたグループ
（車両群）のことをいう。シミュレーション実行時に
は、同一の車両パケットに含まれる全車両は、一つの交
通流単位として扱われる。なお、以下の説明において
は、車両パケットを一交通流単位として扱う。また、車
両パケットを単に車両と称する場合がある。また、道路
ネットワーク内の経路をリンクと称する場合がある。

【００２３】符号１２は、道路ネットワークにおいて、
車両パケットが移動する経路の選択条件となる経路選択
確率を求める経路選択処理部である。経路選択処理部１
２は、この経路選択確率を車両発生処理部１１へ供給す
る。経路選択確率の算出は、選択候補の経路に関するリ
ンク旅行時間に基づいて行う。リンク旅行時間とは、当
該経路を移動するのに必要な所要時間のことをいう。

【００２４】符号１３は、道路ネットワークにおいて、
車両パケットを移動してその位置を決定する車両移動処
理部である。符号１４は、車両移動処理部１３で決定さ
れた位置に、車両パケットを道路ネットワーク上で配置
する車両ローディング処理部である。また、車両ローデ
ィング処理部１３は、経路毎のリンク旅行時間を求めて
経路選択処理部１２へ供給する。

【００２５】なお、この上記処理部３、１１〜１４は専
用のハードウェアにより実現されるものであってもよ
く、また、これら処理部３、１１〜１４はメモリおよび
ＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、各処理部３、
１１〜１４の機能を実現するためのプログラムをメモリ
にロードして実行することによりその機能を実現させる
ものであってもよい。

【００２６】また、記憶部４は、ハードディスク装置や
光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性の
メモリや、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出しのみが可能な記録
媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性
のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成され
るものとする。

【００２７】また、記憶部４は、シミュレーション装置
１に内蔵されるものであっても、図示しない他の装置
（データベースサーバ）内にあり、シミュレーション装
置１は、通信によりこの記憶部にアクセスするものであ
ってもよい。

【００２８】次に、シミュレーション装置１に入力され
る入力データを以下に示す。・ノード（経路接続点）位置情報；交差点、合流部、分
流部の位置を示す情報・リンク幾何情報；道路区間長、車線数など・道路ネットワーク構造；ノードとリンクの接続関係を
示す情報・リンク交通流特性；リンク容量、飽和交通流特性、ジ
ャム密度など・セントロイド（起点、終点）位置と道路ネットワーク
接続情報・時間帯別の目的地別交通量・信号制御データ・時間指定交通規制データ・シミュレーションの開始時刻、終了時刻・シミュレーション実行単位時間（スキャン単位時間）・経路情報更新単位時間・車両発生単位時間

【００２９】シミュレーション装置１から出力する出力
データを以下に示す。・リンク方向（右折、左折、直進）別、車種別、時間帯
別の通過交通量・リンク方向（右折、左折、直進）別、車種別、時間帯
別の平均旅行時間・時間帯別リンク上滞留台数あるいは渋滞長・個別車両の移動軌跡これら出力データは、車両ローディング処理部１４によ
り、道路ネットワーク上への車両パケット配置結果に基
づいて求められる。これら出力データによって、道路ネ
ットワーク上における交通状況を再現することが可能で
ある。

【００３０】シミュレーション部２が行うシミュレーシ
ョンの各実行時点で更新される状態値を以下に示す。こ
れら状態値は、シミュレーション実行中において記憶部
４に記録される。・車種別リンク累積流入交通量・車種別方向別リンク累積流出交通量・方向別リンク累積流出旅行時間・リンク上車両台数・各車両の走行位置、走行速度・各車両リンク流入時刻

【００３１】本実施形態によるシミュレーション装置１
が使用するモデルは、シミュレーションモデル（車両移
動モデル）と経路選択モデルの２種類から構成される。
シミュレーション実行時においては、図１１に示すよう
に、この２種類のモデルを繰り返し適用する。

【００３２】なお、シミュレーション装置１において、
車両発生処理部１１と車両移動処理部１３と車両ローデ
ィング処理部１３が、車両移動処理手段に対応してお
り、上記車両移動モデルに対応した処理を行う。また、
経路選択処理部１２が、経路選択処理手段に対応してお
り、上記経路選択モデルに対応した処理を行う。また、
シミュレーション制御処理部３が制御処理手段に対応す
る。

【００３３】車両移動モデルに対応した処理として、車
両発生処理部１１は、入力データとして与えられた目的
地別交通量を車両パケットとして、経路選択処理部１２
により求められた経路選択確率に基づいて、道路ネット
ワークの該当経路に供給する。また、車両移動処理部１
３がその車両パケットを移動して位置を決定し、車両ロ
ーディング処理部１３が、その移動前後の位置に基づい
て、経路毎のリンク旅行時間を求める。

【００３４】また、経路選択モデルに対応した処理とし
て、経路選択処理部１２は、車両ローディング処理部１
３により求められたリンク旅行時間に基づいて、目的地
までの各経路についての各々の経路選択確率を所定時間
ごとに更新する。

【００３５】車両移動処理部１３は、一般街路リンクと
高速道路リンクとで、異なる車両移動処理を実行する。
一般街路リンクについては、広域の街路ネットワークの
シミュレーションを目的としているので、各一般街路リ
ンク内での個々の車両パケットの移動状態（リンク上の
位置や移動速度等）を扱うことは行わず、FIFO（先入れ
先出し）方式を原則とした待ち行列モデルを使用して一
般街路リンクの流入および流出を管理し、これにより、
一般街路リンクの車両移動を実現する。なお、一般街路
リンクが道路ネットワーク内の一般街路についての経路
に対応する。また、高速道路リンクが道路ネットワーク
内の高速道路についての経路に対応する。

【００３６】具体的には、図１２に示すように、ノード
Ｘ（交差点等）で一般街路リンクに流入した車両パケッ
トは、先ず、リンク内走行車両群に到着順に積み上げら
れる。次いで、該車両パケットは、このリンク内走行車
両群内の一車両パケットとしてリンク内を自由流の速度
（自由流速度）で走行する。次いで、流入してからの経
過時間が自由旅行時間Ｔ_Fに達し、流出点のノードＹに
到達した後、該車両パケットは、この流出点において流
出可能車両群へと移動し、そこで到着順に積み上げられ
て流出可能車両群内の一車両パケットとなり待ち行列を
形成する。そして、流出後に、該待ち行列から流出車両
として削除される。

【００３７】上記流出可能車両群は、交差点での待ち行
列であり、この待ち行列内の車両パケットは、交差点に
続く流出先下流リンクの流入可能量に応じて該待ち行列
から流出される。言い換えると、その前の車両パケット
が流出後、この流出車両パケットとの距離が、予め設定
した流入可能量の逆数である車頭間隔距離以上になった
時に、流出可能車両群の先頭車両パケットを当該一般街
路リンクから流出させる。一般街路リンクの流出可能量
は、左折、直進、右折の方向別に、その方向の飽和交通
流率と信号スプリットの積で与えられ、その流出条件も
各方向別に判定する。すなわち、各車両パケットは、原
則として、下記の（ａ）〜（ｃ）の全ての条件を満たし
たときに次のリンクへと移動する。これにより、一般街
路リンクから下流リンクへ車両パケットを移動する際
に、該下流リンクの流入可能量に応じて流出量を調整す
ることが可能となる。（ａ）一般街路リンクに存在する車両パケットの中で流
入時刻が一番早い。（ｂ）一般街路リンク流入後に自由流旅行時間に相当す
る時間以上経過している。（ｃ）一つ前の車両パケットが流出後、この流出車両パ
ケットとの距離が、予め設定した流入可能量の逆数であ
る車頭間隔距離以上になっている。

【００３８】このように、車両移動処理部１３は、一般
街路リンクに対しては、リンク上を走行する車両パケッ
トについて、個々の車両パケットの移動状態を扱わず、
リンク上を流れる車両群として扱い、この車両群を移動
させる。この結果、個々の車両パケットを移動させる場
合に比して、車両移動処理にかかる計算量を削減するこ
とが可能である。これにより、シミュレーションの実行
時間が短縮されることになる。

【００３９】また、一般街路リンクからその流出先の下
流リンクへ車両パケットを移動する際には、該下流リン
クの流入可能量に応じて流出量を調整する。これによ
り、下流リンクが渋滞により先詰まりしている場合に、
流出可能な車両パケットを該下流リンクへ流入させてし
まうことを防止することができる。この結果として、下
流リンクの車両パケットが該リンク上に存在可能な車両
パケット数を超えてしまうような、異常なシミュレーシ
ョン結果を出力することを未然に防ぎ、現実に即した交
通状況を精度よく再現することができるという効果が得
られる。

【００４０】なお、本実施形態の一般街路リンクは、少
なくとも本線車線を有する。また、一般街路リンクとし
て、本線車線に加えて、右折付加車線または左折付加車
線を有するものもある。右折（左折）付加車線とは、右
折（左折）専用の車線のことをいう。これにより、実際
の一般街路上における車両についての移動状況を精度よ
く再現することができるようになる。

【００４１】例えば、右折に係る流出先経路の先詰まり
により、右折付加車線が渋滞して右折車両が本線車線ま
で溢れると、本線車線を塞いでしまうので直進車両や左
折車両が流出不可能となってしまうが、このような場合
についても再現可能である。また、直進に係る流出先経
路の先詰まりにより本線車線が渋滞したとしても、右折
付加車線により流出可能な右折車両が発生するが、この
ような場合についても再現することができる。

【００４２】一方、車両移動処理部１３が行う高速道路
リンクの車両移動処理の特徴は、渋滞流中の交通密度の
管理を行うことにある。具体的には、ボトルネックの容
量が比較的大きく流率の高い状況（図１３参照）と、ボ
トルネックの容量が小さく流率の低い状況（図１４参
照）とにおける車両移動状態の違いを表現している点で
ある。図１３と図１４は、高速道路上の渋滞状況を示す
簡単な概念図であるが、ボトルネックを通過することの
出来る交通量の大小によって、ボトルネック上流側の渋
滞密度は図１３と図１４に示すのように大きく異なる。

【００４３】そして、上流側に流入ランプがある場合、
その流入地点まで渋滞が延びている状況（図１３の状
況）とそうでない状況（図１４の状況）とでは、本線上
を走行中の車両パケットと流入ランプから流入した車両
パケットの双方のリンク旅行時間に、大きな違いが生じ
ることになる。例えば、本線が渋滞しており、且つ流入
ランプから車両パケットが本線に合流する場合、図１３
の状況では待ち行列のかなり前の方に流入車両パケット
が割り込むのに対し、図１４の状況では流入車両パケッ
トは待ち行列の最後尾につくことになる。

【００４４】このように、図１３と図１４ように異なる
渋滞状況では、リンク旅行時間にすると大きな違いが生
じ、経路選択にも大きな影響を与えるので、特にランプ
やジャンクションが近接する都市内高速道路網において
は、この状況を無視することはできない。このような理
由から、本実施形態では、高速道路リンクの車両移動処
理においては、交通密度を流率と関連づけて管理する。

【００４５】この高速道路リンクの車両移動処理は、各
リンクごとに交通量−交通密度関係（Ｑ−Ｋ関係）を予
め設定しておき、この関係を用いて、車両パケットを各
リンクの下流側より順次移動させる。図１５に示すよう
に、例えば、時刻ｔに、あるリンク上に２台の車両パケ
ットＡ，Ｂが存在していたとする。そして、時則ｔ＋△
ｔにおいて、下流側の車両パケットＡの移動が完了した
場合、車両パケットＢがもし距離Ｌだけ移動したとする
と、時刻（ｔ＋△ｔ）における車両パケットＡ，Ｂ間の
車頭間隔距離はＳとなる。この車両パケットＢの１スキ
ャン単位時間における移動距離Ｌを、車両パケットＢが
仮に距離Ｌだけ動いた後の車頭間隔距離Ｓと速度（Ｌ／
△ｔ）とが予め設定したＱ−Ｋ関係を満たすことを条件
として、求めるようにする。

【００４６】まず、Ｑ−Ｋ関係を（１）式のように表
す。Ｑ＝ｆ（Ｋ）・・・（１）ただし、Ｑ：交通量Ｋ：交通密度次に、車頭間隔距離Ｓは交通密度の逆数であることと、
交通量Ｑが速度Ｖと交通密度Ｋの積で表される関係を
（１）式に代入して整理すると（２）式となり、速度Ｖ
が車頭間隔距離Ｓの関係（Ｓ−Ｖ関係；車頭間隔距離と
速度の関係）として得られる。Ｖ＝Ｓ×ｆ（１／Ｓ）・・・（２）式

【００４７】また、１スキャン単位時間△ｔにおける移
動距離Ｌは、（３）式となる。Ｌ＝Ｖ×△ｔ・・・（３）式したがって、上記（２）、（３）式より、（４）式が得
られる。ｆ（１／Ｓ）×Ｓ＝Ｌ／△ｔ・・・（４）ここで、△ｔと関数形ｆは既知であり、さらに各車両パ
ケットは現在位置を記憶しており、前車両パケットの移
動後の距離（Ｓ＋Ｌ）が与えられるので、Ｌ，Ｓの値を
決定することができる。これら移動距離ＬとＳに基づい
て、個々の車両パケットについての追従走行を実現する
ことができる。このように、高速道路上の車両について
は、個々の車両パケットについての追従走行を実現可能
であるので、高速道路における交通状況を精度よく再現
することができるようになる。

【００４８】次に、上述したシミュレーション装置１が
交通シミュレーションを行う際の動作を説明する。図２
〜図１０は、図１に示すシミュレーション装置１が行う
シミュレーション処理の流れを示す第１〜第９のフロー
チャートである。初めに、図２を参照して、シミュレー
ション処理の全体の流れについて説明する。図２は、図
１に示すシミュレーション制御処理部３が行う制御処理
の流れを示している。

【００４９】シミュレーション制御処理部３は、入力デ
ータを受け取り、シミュレーション実行指示がなされる
と、図２の処理を開始し、先ず、入力データに基づいて
自己の状態を初期化する。また、シミュレーション部２
へ初期化を指示する。この初期化によって、入力データ
に基づいた初期化が各処理部１１〜１４で実行される。
この初期化によって、道路ネットワークが構築される
（図２のステップＳ１）。

【００５０】次いで、シミュレーション制御処理部３
は、経路情報の更新時刻になると、経路選択処理部１２
に対して経路選択確率の更新を指示する。この指示によ
って、経路選択処理部１２は経路選択確率を更新して車
両発生処理部１１へ供給する（図２のステップＳ２、Ｓ
３）。

【００５１】次いで、シミュレーション制御処理部３
は、車両発生時刻になると、車両発生処理部１１に対し
て車両発生処理の実行を指示する。この指示によって、
車両発生処理部１１は、入力データとして与えられた目
的地別交通量に応じた車両パケットを生成する。また、
この生成した車両パケットを経路選択処理部１２により
求められた経路選択確率に基づいて、道路ネットワーク
の該当経路に供給する。（図２のステップＳ４、Ｓ
５）。

【００５２】次いで、シミュレーション制御処理部３
は、車両移動処理部１３に対して車両移動処理の実行を
指示する。この指示によって、車両移動処理部１３は、
全車両パケットについての車両移動処理を行い、この処
理によって決定された各車両パケットの位置を車両ロー
ディング処理部１４へ供給する（図２のステップＳ
６）。

【００５３】次いで、シミュレーション制御処理部３
は、車両ローディング処理部１４に対して車両ローディ
ング処理の実行を指示する。この指示によって、車両ロ
ーディング処理部１４は、道路ネットワーク上におい
て、車両移動処理部１３から供給されたそれぞれの位置
に全車両パケットを移動し配置する。そして、この移動
前後の位置に基づいて、経路毎のリンク旅行時間を求め
る。また、その配置結果に基づいて上記出力データを生
成して出力する（図２のステップＳ７）。

【００５４】次いで、シミュレーション制御処理部３
は、シミュレーションの終了時刻にまだ達していなけれ
ば、時刻を１スキャン単位時間分進めて、上記ステップ
Ｓ２へその処理を戻す。一方、終了時刻に達していた場
合には、シミュレーションを終了する（図２のステップ
Ｓ８、Ｓ９）。

【００５５】次に、図３〜図１０を参照して、上記ステ
ップＳ６の指示により車両移動処理部１３が行う車両移
動処理について詳細に説明する。初めに、図３を参照し
て、車両移動処理の全体の流れを説明する。図３は、図
１に示す車両移動処理部１３が行う車両移動処理の全体
の流れを示すフローチャートである。先ず、車両移動処
理部１３は、シミュレーション制御処理部３から車両移
動処理の実行指示を受けると、一般街路リンク移動準備
計算処理を全ての一般街路リンクについて行う。この一
般街路リンク移動計算処理の完了後、車両移動処理部１
３は、高速道路リンク移動準備計算処理を全ての高速道
路リンクについて行う（図３のステップＳ１１〜Ｓ１
４）。

【００５６】次いで、車両移動処理部１３は、高速道路
リンク移動準備計算処理の完了後、高速道路合流ノード
の合流可否判定準備処理を全ての高速道路合流ノードに
ついて行う。また、この合流可否判定準備処理の完了
後、一般街路リンク上車両移動処理を全ての一般街路リ
ンクについて行う（図３のステップＳ１５〜Ｓ１８）。

【００５７】次いで、車両移動処理部１３は、一般街路
リンク上車両移動処理完了後、高速道路合流枝リンクの
高速道路合流部処理を全ての高速道路合流枝リンクにつ
いて行う。また、この高速道路合流部処理完了後、合流
枝リンク以外の高速道路リンク上車両移動処理を合流枝
リンク以外の全ての高速道路リンクについて行う。この
高速道路リンク上車両移動処理が完了すると、車両移動
処理部１３は、その処理を終了する（図３のステップＳ
１９〜Ｓ２２）。

【００５８】上記ステップＳ１１〜Ｓ１６の車両移動準
備計算処理では、現時点での交通状態に基づいて今回の
スキャンでの移動予定量を求めるが、この過程では実際
に車両を移動する処理は行わない。そして、全てのリン
クについて車両移動準備計算を施した後に、上記ステッ
プＳ１７〜Ｓ２２の車両移動処理において、その移動予
定量に従って、実際に車両を移動する処理を行う。その
際、リンクの接続部や合分流部では、移動準備計算で予
定した交通量の全てを移動することができるわけではな
く、上下流リンクの容量や流入出可能量、渋滞時の合流
比などの、自リンク以外の状態量が制約条件となり、実
際の移動量が決定される。

【００５９】このように、車両移動準備計算処理後、実
際の車両移動処理を行うという２段階の過程にわたって
車両移動の計算を行うことで、道路ネットワークがルー
プをなすような形状であっても、リンクをスキャンする
順番によらず、一意に、次のスキャン時点での交通状態
を逐次的に計算することが可能となる。仮に、上記２段
階の過程を経ない場合には、リンクがスキャンされる順
番によっては、渋滞区間で設定された容量以上に交通量
が流れる現象が起こりうる。このために、適切なリンク
を「カット」として設定し、リンクをスキャンする順番
を外生的にユーザが設定してやる必要があるので、実用
面での問題が生じてしまうが、本実施形態によれば、渋
滞区間で設定された容量以上に交通量が流れる現象を未
然に防ぐことができるので、そのような問題も発生しな
い。

【００６０】次に、上記図３の各処理について順次、説
明する。図４は、上記図３に示すステップＳ１１の一般
街路リンク移動準備計算処理の流れを示すフローチャー
トである。この図４を参照して、車両移動処理部１３が
行う一般街路リンク移動準備計算処理について説明す
る。先ず、車両移動処理部１３は、計算対象の一般街路
リンクに流入可能な交通量を計算する（図４のステップ
Ｓ３１）。次いで、自由走行車両リスト中の車両パケッ
トについて、そのリンク滞在時間が自由流走行時間以上
であった場合には、当該車両パケットを計算対象一般街
路リンクの流出可能車両リストへ移す。この流出可能車
両リストへの移動処理が自由走行車両リスト中の全車両
パケットについて完了後、計算対象一般街路リンクから
流出可能な交通量を計算する（図４のステップＳ３２〜
Ｓ３５）。

【００６１】次いで、車両移動処理部１３は、計算対象
一般街路リンクの待ち行列長Ｑを０に設定する。また、
計算対象一般街路リンクの右折付加車線の待ち行列長Ｑ
_Rおよび左折付加車線の待ち行列長Ｑ_Lを０に設定する。
また、計算対象一般街路リンクの本線車線をブロックす
る右折付加車線数Ｂ_Rおよび左折付加車線数Ｂ_Lを０に設
定する。また、ジャム密度に右折付加車線長を乗じた値
Ｋ_jRと、ジャム密度に左折付加車線長を乗じた値Ｋ_jLを
求める（図４のステップＳ３６）。

【００６２】次いで、流出可能車両リスト中の車両パケ
ットについて、その移動方向（右折、左折、直進）を判
定する。この判定の結果が左折である車両パケットにつ
いては、左折付加車線の待ち行列長Ｑ_Lが値Ｋ_jLを超え
ている場合、左折付加車線の待ち車両が本線車線を塞ぐ
ことになるので、計算対象一般街路リンクの本線車線を
ブロックする左折付加車線数Ｂ_Lを１に設定し、また、
当該車両パケットの乗用車換算等量ｑを計算対象一般街
路リンクの待ち行列長Ｑに加算する。一方、値Ｋ_jLを超
えていない場合には、当該車両パケットの乗用車換算等
量ｑを左折付加車線の待ち行列長Ｑ_Lに加算する（図４
のステップＳ３７〜Ｓ４０）。

【００６３】また、移動方向が右折である車両パケット
については、右折付加車線の待ち行列長Ｑ_Rが値Ｋ_jRを
超えている場合、右折付加車線の待ち車両が本線車線を
塞ぐことになるので、計算対象一般街路リンクの本線車
線をブロックする右折付加車線数Ｂ_Rを１に設定し、ま
た、当該車両パケットの乗用車換算等量ｑを計算対象一
般街路リンクの待ち行列長Ｑに加算する。一方、値Ｋ_jR
を超えていない場合には、当該車両パケットの乗用車換
算等量ｑを右折付加車線の待ち行列長Ｑ_Rに加算する
（図４のステップＳ４１〜Ｓ４３）。

【００６４】また、移動方向が直進である車両パケット
については、計算対象一般街路リンクの本線車線をブロ
ックする右折付加車線数Ｂ_Rと左折付加車線数Ｂ_Lを加算
した値が本線車線数以上であった場合、本線車線が全て
ブロックされて、当該車両パケットは当該リンクから流
出不可能なので、当該車両パケットの乗用車換算等量ｑ
を計算対象一般街路リンクの待ち行列長Ｑに加算する
（図４のステップＳ４４、Ｓ４５）。

【００６５】次いで、車両移動処理部１３は、計算対象
一般街路リンクの待ち行列長Ｑが当該リンクの流出可能
量以上となった場合には、その処理を終了するが、流出
可能量未満である間は、流出可能車両リスト中の全車両
パケットについて完了するまで、上記ステップＳ３７〜
Ｓ４５の処理を行う（図４のステップＳ４６、Ｓ４
７）。

【００６６】上述した一般街路リンク移動準備計算処理
においては、リンク上の車両パケットを一つのFIFO（先
入れ先出し）形式の流出可能車両リストで表現する。こ
こで、右(左)折付加車線上を走行している車両パケット
については、右(左)折方向の下流リンクが先詰まりをお
こしているために流出不可能となり、この結果、流出可
能車両リスト上でその車両パケットより後に位置する流
出可能な車両パケットをブロックしてしまい、該流出可
能な車両パケットが流出不可能となってしまうことがあ
る。同様に、本線車線上の車両パケットが直進方向の先
詰まりによって流出できず、右(左)折付加車線上の流出
可能な車両パケットを流出不可能としてしまうことがあ
る。

【００６７】例えば、図１６に示すように、右折方向の
下流リンクが渋滞しているために、右折付加車線上の車
両パケットＡ〜Ｃは右折できず流出不可能であるが、こ
の影響により、直進可能な本線車線上の車両パケットＤ
〜Ｆについては、流出可能であるにも関わらず、流出可
能車両リスト上でそれら車両パケットＤ〜Ｆより前に位
置する車両パケットＡ〜Ｃがブロックされているため
に、流出不可能となる。

【００６８】このような現象を防ぐために、本実施形態
においては、一時的にFIFOの原則を無視する（ステップ
Ｓ３８、Ｓ４１、ステップＳ４４において判定が「Ｎ
Ｏ」の場合）。これにより、左右付加車線上の車両パケ
ットがジャム密度を超えて存在した場合に、本線車線を
ブロックして、流出可能車両リスト上で後続の直進可能
な本線車線上車両パケットの車両移動を阻害することを
防止している。また、同様に、左右付加車線上の車両移
動が妨げられることを防止する。この結果として、交差
点における現実に即した交通状況を精度よく再現するこ
とができるようになる。

【００６９】次に、図５を参照して、車両移動処理部１
３が行う高速道路リンク移動準備計算処理について説明
する。図５は、上記図３に示すステップＳ１３の高速道
路リンク移動準備計算処理の流れを示すフローチャート
である。先ず、車両移動処理部１３は、計算対象高速道
路リンクｉ上の車両パケットについて、先頭の車両パケ
ット以外に対しては、直前に位置する車両パケットと自
身との車頭間隔距離を求める。次いで、計算対象高速道
路リンクｉのＳ−Ｖ関係（車頭間隔距離と速度の関係）
から、その車頭間隔距離に対応する移動速度を求める
（図５のステップＳ５１〜Ｓ５３）。

【００７０】一方、先頭の車両パケットに対しては、車
両移動処理部１３は、計算対象高速道路リンクｉが分流
部ではないならば、下流リンクの最後尾の車両パケット
と自身との車頭間隔距離を求める。さらに、計算対象高
速道路リンクｉが合流枝である場合には、下流リンクの
Ｓ−Ｖ関係から、その車頭間隔距離に対応する移動速度
を求める。ただし、計算対象高速道路リンクｉが合流枝
ではない場合は、上記ステップＳ５３により、計算対象
高速道路リンクｉのＳ−Ｖ関係から、その車頭間隔距離
に対応する移動速度を求める（図５のステップＳ５４〜
Ｓ５７）。

【００７１】また、計算対象高速道路リンクｉが分流部
である場合、先頭の車両パケットに対しては、先ず、下
流の分流枝リンクにおける最後尾の車両パケットの内、
いずれかが直前のスキャンにおいて計算対象高速道路リ
ンクｉ上で前方に位置していたか否かを確認する。この
確認の結果が「ＹＥＳ」であった場合は、その前方に位
置していた車両パケットと自身との車頭間隔距離を求
め、計算対象高速道路リンクｉのＳ−Ｖ関係から、その
車頭間隔距離に対応する移動速度を求める（図５のステ
ップＳ５８〜Ｓ６０）。

【００７２】上記ステップＳ５８の確認の結果が「Ｎ
Ｏ」であった場合には、自分が進む分流枝の最後尾車両
パケットと自身との車頭間隔距離を求め（図５のステッ
プＳ６１）、計算対象高速道路リンクｉのＳ−Ｖ関係か
ら、その車頭間隔距離に対応する移動速度を求める。

【００７３】次いで、車両移動処理部１３は、計算対象
高速道路リンクｉ上の全車両パケットについて完了する
まで、上記ステップＳ５１〜Ｓ６１の処理を行う（図５
のステップＳ６２）。

【００７４】上述したように、高速道路リンク移動準備
計算処理においては、今回のスキャンまでに既に求めら
れている車両位置に基づいて、移動対象車両パケットと
前車との車頭間隔距離を求める。そして、この車頭間隔
距離に対応する移動対象車両パケットの移動速度を、計
算対象高速道路リンクのＳ−Ｖ関係に従って求める。

【００７５】ただし、移動対象車両パケットが計算対象
高速道路リンク上での先頭車両パケットであった場合に
は、下流リンクの末尾に位置する車両パケットとの車頭
間隔距離を求める。さらに、当該計算対象高速道路リン
クが合流枝リンクの場合は、下流の合流部リンクに設定
されているＳ−Ｖ関係を用いて、当該移動対象車両パケ
ットの移動速度を求める。また、計算対象高速道路リン
クが分流部リンクであった場合には、下流の合流枝上の
最後尾車両パケットが直前スキャンでは自リンクを走行
していたならば、その車両パケットと移動対象車両パケ
ットとの車頭間隔距離を求め、計算対象高速道路リンク
のＳ−Ｖ関係により、当該移動対象車両パケットの移動
速度を求める。そうでない場合は、移動対象車両パケッ
トが進行する分流枝リンクの最後尾車両との車頭間隔距
離を元に移動速度を求める。

【００７６】このようにして求められた移動対象車両パ
ケットの移動速度から、今回のスキャンでの当該移動対
象車両パケットについての移動距離が求められることに
なる。なお、実際の移動は、この後の「移動処理」の過
程で実施される。

【００７７】次に、図６を参照して、車両移動処理部１
３が行う高速道路合流ノードの合流可否判定準備処理に
ついて説明する。図６は、上記図３に示すステップＳ１
５の合流可否判定準備処理の流れを示すフローチャート
である。先ず、車両移動処理部１３は、判定対象高速道
路合流ノードの各合流枝における先頭車両パケットの移
動速度が、全て自由流速度以下であるか否かを確認す
る。この確認の結果が「ＹＥＳ」であった場合には、直
前のスキャンでも同じ状態であったならば、そのまま処
理を終了する。しかし、直前のスキャンとは異なる状態
であったならば、各合流枝の車両流入量をリセット後、
それぞれの車両流入量のカウントを開始し、これらカウ
ント値を各合流枝の車両流入量として記憶部４に記録す
る（図６のステップＳ７１〜Ｓ７３）。

【００７８】一方、上記ステップＳ７１の確認の結果が
「ＮＯ」であった場合には、車両移動処理部１３は、各
合流枝の車両流入量のカウントを停止してその処理を終
了する。

【００７９】上述したように、高速道路合流ノードの合
流可否判定準備処理においては、各合流枝の先頭車両パ
ケットの走行速度（移動速度）がすべて自由流速度以下
になった場合、そのスキャン時点以降、各合流枝からの
車両流入量をカウントする。

【００８０】次に、図７を参照して、車両移動処理部１
３が行う一般街路リンク上車両移動処理について説明す
る。図７は、上記図３に示すステップＳ１７の一般街路
リンク上車両移動処理の流れを示すフローチャートであ
る。車両移動処理部１３は、移動処理対象一般街路リン
クｉの流入可能量が０ではない場合に、以下の処理を行
う。もし、０であった場合には、その処理を終了する
(図７のステップＳ８１)。

【００８１】先ず、車両移動処理部１３は、移動処理対
象一般街路リンクｉと上流で接続する他のリンクｊにつ
いて、そのリンクペア（ｉ，ｊ）における流出可能な車
両パケットをリンクｊから移動処理対象一般街路リンク
ｉへ移動する。ここで、車両移動処理部１３は、リンク
ペア（ｉ，ｊ）間の移動可能量の範囲内で、車両パケッ
トを移動させる。このリンクペア（ｉ，ｊ）間の移動可
能量は、上流リンクであるリンクｊの流出可能量および
右左折直進方向別の飽和交通流率から求める(図７のス
テップＳ８２)。次いで、移動処理対象一般街路リンク
ｉについての車両の累積流入量とリンクｊについての車
両の累積流出量を更新する(図７のステップＳ８３)。

【００８２】次いで、車両移動処理部１３は、移動処理
対象一般街路リンクｉと上流で接続する全リンクｊにつ
いて完了するまで、上記ステップＳ８２、Ｓ８３の処理
を行う（図７のステップＳ８４）。

【００８３】上述したように、一般街路リンク上車両移
動処理においては、上記車両移動準備計算処理で求めら
れた下流リンクの流入可能量が０より大きい場合、リン
クペア間の移動可能量の範囲内で、車両パケットを上流
リンクから移動させる。そして、上流リンクの累積流出
交通量と、下流リンクの累積流入交通量を更新する。上
流リンクが複数ある場合には、下流リンクは、それぞれ
の上流リンクから車両パケットを取り込んで、一時的に
累積流入交通量が累積流入可能交通量を上回る状態にな
ることがあるが、この超過分は次回のスキャン以降で処
理される。

【００８４】次に、図８を参照して、車両移動処理部１
３が行う高速道路合流部における高速道路合流枝リンク
上車両移動処理（高速道路合流部処理）について説明す
る。図８は、上記図３に示すステップＳ１９の高速道路
合流部処理の流れを示すフローチャートである。先ず、
車両移動処理部１３は、処理対象高速道路合流枝リンク
ｉの車両パケットであって、同じスキャン時間内に上流
から移動してきた車両パケット以外の車両パケット（移
動対象車両パケット）について、上記車両移動準備計算
処理で求められた移動対象車両パケットの移動速度とス
キャン単位時間から、今回のスキャンにおける走行距離
ｄを求める（図８のステップＳ９１）。

【００８５】次いで、移動対象車両パケット自身から処
理対象高速道路合流枝リンクｉの下流端までの距離ｌが
その走行距離ｄよりも短いか否かを判定する。この判定
の結果、短くない場合には、今回のスキャンにおける当
該移動対象車両パケットの位置を、処理対象高速道路合
流枝リンクｉ上において走行距離ｄだけ進めた位置に決
定する（図８のステップＳ９２、Ｓ９３）。

【００８６】一方、上記ステップＳ９２の判定の結果が
「ＹＥＳ」であった場合には、処理対象高速道路合流枝
リンクｉとその合流対象リンクについて、合流可否判定
処理を行う。この合流可否判定処理については後述す
る。合流可否判定処理の結果、合流部において、処理対
象高速道路合流枝リンクｉからの流入が制限されている
場合には、合流することができないので、この処理対象
高速道路合流枝リンクｉの下流端まで移動対象車両パケ
ットを移動させて、当該移動対象車両パケットの位置を
決定する（図８のステップＳ９４〜Ｓ９６）。

【００８７】また、合流可否判定処理の結果、合流部に
おいて、処理対象高速道路合流枝リンクｉからの流入が
制限されていない場合には、合流可能であるので、次の
リンクの末尾に移動対象車両パケットを加える。さら
に、上記走行距離ｄから上記距離ｌを差し引いた距離だ
け、その移動対象車両パケットを該次リンクの上流端か
ら移動させて、当該移動対象車両パケットの位置を決定
する（図８のステップＳ９７）。

【００８８】次いで、車両移動処理部１３は、処理対象
高速道路合流枝リンクｉの全移動対象車両パケットにつ
いて完了するまで、上記ステップＳ９１〜Ｓ９７の処理
を行う（図８のステップＳ９８）。

【００８９】上述したように、高速道路合流部における
高速道路合流枝リンク上車両移動処理（高速道路合流部
処理）においては、処理対象の高速道路合流枝リンクの
先頭車両パケットが予定する走行距離で次のリンクに進
入できる場合、今回のスキャンにおいて自高速道路合流
枝リンクから合流部ノードに流出可能な状態であるか否
かを確認する。この確認の結果、流出が制限されておら
ず可能である場合には、下流の合流リンクに該車両パケ
ットを移動させる。一方、流出が制限されている場合に
は、合流枝リンクの下流端まで該車両パケット移動させ
る。

【００９０】次に、図９を参照して、車両移動処理部１
３が行う上記合流可否判定処理について説明する。図９
は、上記図８に示すステップＳ９４の合流可否判定処理
の流れを示すフローチャートである。この図９において
は、合流枝ａが上記図８の処理対象高速道路合流枝リン
クｉに対応し、また、合流枝ｂが合流対象リンクに対応
している。

【００９１】先ず、車両移動処理部１３は、合流部の状
態を把握するために、合流枝ａと合流枝ｂの合流比率
（Ｍ_a：Ｍ_b）、合流枝ａの合流マージンｎ_a、合流枝ｂ
の合流マージンｎ_b、合流枝ａの車両流入量Ｎ_a、および
合流枝ａの車両流入量Ｎ_bを記憶部４から読み込む（図
９のステップＳ１０１）。次いで、下記（５）式が成立
する場合に、合流枝ａからの流入を制限する。一方、
（５）式が不成立の場合には、合流枝ｂからの流入を制
限する（図９のステップＳ１０２〜Ｓ１０４）。（Ｎ_a−ｎ_a）／（Ｎ_b−ｎ_b）＞Ｍ_a／Ｍ_b ・・・（５）

【００９２】上述したように、合流可否判定処理におい
ては、合流枝リンクａ，ｂから合流先リンクに流入した
車両パケット数（車両流入量Ｎ_a，車両流入量Ｎ_b）の比
率が合流比率（Ｍ_a：Ｍ_b）と比較して大きい場合には、
その大きい方の合流枝リンクからの流入に制限を加え
る。この結果、上記図６の合流可否判定準備処理で監視
している各合流枝からの車両流入量に基づいて、渋滞時
の合流比率を満たさないと判定した場合、その合流枝か
らの流入が制限されることになる。

【００９３】なお、上記ｎ_a、ｎ_bは合流マージンであ
り、通常、合流比率の大きい方には１を設定し、また小
さい方には０を設定することが望ましい。合流マージン
がいずれも０の場合には、合流比率の大きい方の合流枝
リンクからの流出が制限されることが多くなり、合流部
リンクの容量が達成されないことがある。

【００９４】このように、高速道路リンクの二つの合流
枝リンクの接続点（合流部）における車両移動におい
て、渋滞の発生していない状況では、両方の合流枝リン
クからの車両パケットを、互いに相手側の合流枝リンク
の交通状況に影響されずに、前方下流の合流先リンクの
状況のみに基づいて移動することができる。また、合流
するリンクのうち、いずれかまたは両方のリンクが渋滞
している場合には、渋滞している合流枝リンク側の合流
量の割合が、予め設定した合流比率以下にならないよう
に、車両パケットを合流させる。

【００９５】上記合流比率とは、合流する二つのリンク
がどちらも渋滞している場合における合流量の比率を言
い、合流部の道路構造から決定される値である。従っ
て、図１７に示すような合流部においては、合流先リン
クｋの流入可能量に、合流枝リンクｉ，ｊにそれぞれ割
りふられた合流比率を乗じて得られる量を、流出可能量
として合流枝リンクｉ，ｊに対してそれぞれ保障するこ
とが可能となる。

【００９６】また、合流枝リンクｉ，ｊからの流出需要
がその流出可能量よりも小さければ、自由流状態で、合
流先リンクｋの状態のみに依存して車両パケットの移動
が行われる。また、両方の合流枝リンクｉ，ｊの流出需
要が共に流出可能量を上まわった場合には、予め設定し
た合流比率で流出量を制御しながら合流させるが、いず
れか一方の合流枝リンクの流出需要のみが流出可能量を
上まわり、流出可能量が不足する場合には、流出可能量
に余裕のある他方の合流枝リンクの余剰な流出可能量分
を、不足している合流枝リンクに振り替えることにな
る。このように、本実施形態の高速道路リンクの合流部
における車両移動処理によれば、実際の高速道路上にお
ける車両の合流状況を精度よく再現することができると
いう効果が得られる。

【００９７】次に、図１０を参照して、車両移動処理部
１３が行う合流枝リンク以外の高速道路リンク上車両移
動処理について説明する。図１０は、上記図３に示すス
テップＳ２１の高速道路リンク上車両移動処理の流れを
示すフローチャートである。先ず、車両移動処理部１３
は、合流枝リンクとは異なる処理対象高速道路リンクｉ
の車両パケットであって、同じスキャン時間内に上流か
ら移動してきた車両パケット以外の車両パケット（移動
対象車両パケット）について、上記車両移動準備計算処
理で求められた移動対象車両パケットの移動速度とスキ
ャン単位時間から、今回のスキャンにおける走行距離ｄ
を求める（図１０のステップＳ１１１）。

【００９８】次いで、移動対象車両パケット自身から処
理対象高速道路リンクｉの下流端までの距離ｌがその走
行距離ｄよりも短いか否かを判定する。この判定の結
果、短い場合には、次のリンクの末尾に移動対象車両パ
ケットを加える。さらに、上記走行距離ｄから上記距離
ｌを差し引いた距離だけ、その移動対象車両パケットを
該次リンクの上流端から移動させて、当該移動対象車両
パケットの位置を決定する（図１０のステップＳ１１
２、Ｓ１１３）。

【００９９】一方、上記ステップＳ１１２の判定の結果
が「ＮＯ」であった場合には、今回のスキャンにおける
当該移動対象車両パケットの位置を、処理対象高速道路
リンクｉ上において走行距離ｄだけ進めた位置に決定す
る（図１０のステップＳ１１４）。

【０１００】次いで、車両移動処理部１３は、処理対象
高速道路リンクｉの全移動対象車両パケットについて完
了するまで、上記ステップＳ１１１〜Ｓ１１４の処理を
行う（図１０のステップＳ１１５）。

【０１０１】上述したように、合流枝リンク以外の高速
道路リンク上車両移動処理においては、上記車両移動準
備計算処理で求められた走行速度（移動速度）で、今回
のスキャン時間内で進む走行距離を求める。そして、こ
の走行距離の分だけ、移動対象車両パケット移動させ
る。なお、少なくとも先頭車両パケットについては、移
動距離とリンク下流端までの距離を比較し、次のリンク
に進むことが可能か否かを判定する。このように、本実
施形態によれば、高速道路上における個々の車両につい
て、追従走行によりその移動状況を精度よく再現するこ
とができるという効果が得られる。

【０１０２】なお、分流部の高速道路リンク上の車両移
動処理においては、車両移動処理部１３は、経路選択処
理部１２よって求められた分流ノードにおける目的地別
の経路選択確率（分流比率）を取得する。また、それぞ
れの方向に分岐する車両パケットの合計数を、目的地別
にカウントしておく。次いで、ある目的地行きの車両パ
ケットが分流ノードに到達した場合には、それ以前に分
岐した同じ目的地行きの車両パケットの割合が、該分流
比率よりも小さい方向に分岐させる。これにより、実際
の高速道路上での分岐路選択状況を精度よく再現するこ
とができるという効果が得られる。

【０１０３】また、図１に示すシミュレーション装置１
が行う各処理を実現するためのプログラムをコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に
記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込
ませ、実行することによりシミュレーション処理を行っ
てもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」
とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであ
ってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷ
Ｗシステムを利用している場合であれば、ホームページ
提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。ま
た、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フ
レキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−
ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵され
るハードディスク等の記憶装置のことをいう。

【０１０４】さらに「コンピュータ読み取り可能な記録
媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回
線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合の
サーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部
の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラ
ムを保持しているものも含むものとする。また、上記プ
ログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコ
ンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるい
は、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステ
ムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する
「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通
信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報
を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記
プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのも
のであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュー
タシステムにすでに記録されているプログラムとの組み
合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分
プログラム）であっても良い。

【０１０５】以上、本発明の実施形態を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
変更等も含まれる。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の経路からなる道路ネットワーク上を移動する車両
の目的地までの経路についての経路選択確率をリンク旅
行時間に基づいて更新する経路選択処理と、経路選択確
率に基づいて車両を該当経路に供給し、この移動対象車
両を移動し、この移動結果に基づいてリンク旅行時間を
求める車両移動処理とを、所定のシミュレーション実行
単位時間毎に実行するようにしたので、交通状況を能率
よく再現することができる。この結果、シミュレーショ
ンにかかる実行時間を短縮することが可能となる。

【０１０７】さらに、移動対象車両を経路上を流れる車
両群内の一車両として扱い、この車両群を移動させるよ
うにすれば、個々の車両を移動させる場合に比して、車
両移動処理にかかる計算量を削減することが可能であ
る。この結果として、シミュレーションにかかる実行時
間をさらに短縮することができるという効果が得られ
る。

【０１０８】さらに、経路の流出側経路接続点におい
て、車両群内の車両を先入れ先出し方式の待ち行列に加
え、流出先経路の流入可能量に応じて、該待ち行列から
流出させる車両の流出量を調整するようにすれば、流出
先の下流リンクが渋滞により先詰まりしている場合に、
流出可能な車両を該下流リンクへ流入させてしまうこと
を防止することができる。この結果として、下流リンク
の車両が該リンク上に存在可能な車両数を超えてしまう
ような、異常なシミュレーション結果を出力することを
未然に防ぎ、現実に即した交通状況を精度よく再現する
ことができるという効果が得られる。

【０１０９】さらに、経路が、少なくとも一つの本線車
線を有するか、あるいは、少なくとも一つの本線車線に
加えて少なくとも一つの付加車線を有するようにすれ
ば、実際の一般街路や高速道路上における車両について
の移動状況を精度よく再現することができるという効果
が得られる。なお、付加車線とは、右折付加車線（右折
専用車線）、左折付加車線（左折専用車線）、インター
チェンジ流出専用車線等のことを指す。

【０１１０】さらに、流出先経路の先詰まりにより待ち
行列内で流出不可能車両が存在する場合には、該流出不
可能車両より後続の待ち行列内の流出可能車両を、先入
れ先出し方式を無視して該待ち行列から流出させるよう
にすれば、左右付加車線上の車両が本線車線をブロック
してしまい、待ち行列内で後続の直進可能な本線車線上
車両の車両移動を阻害してしまうことを防止可能であ
る。また、同様に、左右付加車線上の車両移動が妨げら
れることも防止できる。この結果として、交差点におけ
る現実に即した交通状況を精度よく再現することができ
るという効果が得られる。

【０１１１】また、経路上の車両位置に基づいて移動対
象車両と前車との車頭間隔距離を求め、この車頭間隔距
離により該経路についての車頭間隔距離と速度の関係に
従って該移動対象車両の移動速度を求め、この移動速度
によりシミュレーション実行単位時間内の移動距離を求
め、これら求めた移動距離と車頭間隔距離に基づいて該
移動対象車両についての追従走行を行う。これにより、
例えば、高速道路上の車両について、個々の車両につい
ての追従走行を実現可能であるので、高速道路における
交通状況を精度よく再現することができるという効果が
得られる。

【０１１２】さらに、複数の合流枝経路の接続点におい
て、合流枝経路からの車両流入量を監視し、この車両流
入量に基づいて、予め設定された渋滞時の合流比率を満
たさないと判定した場合には、当該合流枝経路から合流
先経路への車両の流入を制限するようにすれば、例え
ば、実際の高速道路上における車両の合流状況を精度よ
く再現することができるという効果が得られる。

【０１１３】また、複数の分流枝経路の接続点におい
て、分流枝経路毎に流入する車両の合計数を、該車両の
目的地別に計数し、該分流枝経路の接続点に到達した車
両と同じ目的地行きの過去の車両についての流入車両数
の割合が、該当の経路選択確率よりも小さい方の分流枝
経路へ、該到達車両を分岐させるようにすれば、例え
ば、実際の高速道路上での分岐路選択状況を精度よく再
現することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるシミュレーション
装置１の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示すシミュレーション装置１が行うシ
ミュレーション処理の流れを示す第１のフローチャート
である。

【図３】図１に示すシミュレーション装置１が行うシ
ミュレーション処理の流れを示す第２のフローチャート
である。

【図４】図１に示すシミュレーション装置１が行うシ
ミュレーション処理の流れを示す第３のフローチャート
である。

【図５】図１に示すシミュレーション装置１が行うシ
ミュレーション処理の流れを示す第４のフローチャート
である。

【図６】図１に示すシミュレーション装置１が行うシ
ミュレーション処理の流れを示す第５のフローチャート
である。

【図７】図１に示すシミュレーション装置１が行うシ
ミュレーション処理の流れを示す第６のフローチャート
である。

【図８】図１に示すシミュレーション装置１が行うシ
ミュレーション処理の流れを示す第７のフローチャート
である。

【図９】図１に示すシミュレーション装置１が行うシ
ミュレーション処理の流れを示す第８のフローチャート
である。

【図１０】図１に示すシミュレーション装置１が行う
シミュレーション処理の流れを示す第９のフローチャー
トである。

【図１１】図１に示すシミュレーション装置１が使用
するモデルの構成を示す図である。

【図１２】図１に示す車両移動処理部１３が行う一般
街路リンクの車両移動処理を説明するための第１の図で
ある。

【図１３】図１に示す車両移動処理部１３が行う高速
道路リンクの車両移動処理を説明するための第１の図で
ある。

【図１４】図１に示す車両移動処理部１３が行う高速
道路リンクの車両移動処理を説明するための第２の図で
ある。

【図１５】図１に示す車両移動処理部１３が行う高速
道路リンクの車両移動処理を説明するための第３の図で
ある。

【図１６】図１に示す車両移動処理部１３が行う一般
街路リンクの車両移動処理を説明するための第２の図で
ある。

【図１７】図１に示す車両移動処理部１３が行う高速
道路リンクの車両移動処理を説明するための第４の図で
ある。

【符号の説明】

１シミュレーション装置２シミュレーション部３シミュレーション制御処理部４記憶部１１車両発生処理部１２経路選択処理部１３車両移動処理部１４車両ローディング処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501303921 吉井稔雄高知県高知市大川筋２丁目６番８号エレガンテ大川筋602 (72)発明者桑原雅夫千葉県千葉市花見川区瑞穂２丁目１番地１ガーデンプラザ新検見川４番館306号 (72)発明者吉井稔雄高知県高知市大川筋２丁目６番８号エレガンテ大川筋602 Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB13 BB15 EE03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の経路からなる道路ネットワークに
おける交通状況を模擬的に再現するシミュレーション装
置において、前記道路ネットワーク上を移動する車両の目的地までの
経路についての経路選択確率を、該経路についてのリン
ク旅行時間に基づいて更新する経路選択処理手段と、前記経路選択確率に基づいて前記車両を前記道路ネット
ワーク上の該当経路に供給し、この経路に供給された移
動対象車両を移動し、この移動結果に基づいて前記リン
ク旅行時間を求める車両移動処理手段と、所定のシミュレーション実行単位時間毎に、前記経路選
択処理手段および前記車両移動処理手段に対して処理実
行を指示する制御処理手段と、を具備することを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】前記車両移動処理手段は、前記移動対象車両を前記経路上を流れる車両群内の一車
両として扱い、この車両群を移動させることを特徴とす
る請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項３】前記車両移動処理手段は、前記経路の流出側経路接続点において、前記車両群内の
車両を先入れ先出し方式の待ち行列に加え、流出先経路の流入可能量に応じて、前記待ち行列から流
出させる車両の流出量を調整することを特徴とする請求
項２に記載のシミュレーション装置。
【請求項４】前記経路は、少なくとも一つの本線車線を有するか、あるいは、少なくとも一つの本線車線に加えて少なくとも一つの付
加車線を有することを特徴とする請求項３に記載のシミ
ュレーション装置。
【請求項５】前記車両移動処理手段は、流出先経路の先詰まりにより前記待ち行列内で流出不可
能車両が存在する場合には、前記流出不可能車両より後
続の前記待ち行列内の流出可能車両を、前記先入れ先出
し方式を無視して該待ち行列から流出させることを特徴
とする請求項４に記載のシミュレーション装置。
【請求項６】前記車両移動処理手段は、前記経路上の車両位置に基づいて前記移動対象車両と前
車との車頭間隔距離を求め、この車頭間隔距離により該経路についての車頭間隔距離
と速度の関係に従って前記移動対象車両の移動速度を求
め、この移動速度によりシミュレーション実行単位時間内の
移動距離を求め、これら求めた移動距離と車頭間隔距離に基づいて前記移
動対象車両についての追従走行を行うことを特徴とする
請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項７】前記車両移動処理手段は、複数の合流枝経路の接続点において、前記合流枝経路か
らの車両流入量を監視し、この車両流入量に基づいて、予め設定された渋滞時の合
流比率を満たさないと判定した場合には、当該合流枝経
路から合流先経路への車両の流入を制限することを特徴
とする請求項６に記載のシミュレーション装置。
【請求項８】前記車両移動処理手段は、複数の分流枝経路の接続点において、前記分流枝経路毎
に流入する車両の合計数を、該車両の目的地別に計数
し、該分流枝経路の接続点に到達した車両と同じ目的地行き
の過去の車両についての流入車両数の割合が、該当の前
記経路選択確率よりも小さい方の分流枝経路へ、該到達
車両を分岐させることを特徴とする請求項６に記載のシ
ミュレーション装置。
【請求項９】複数の経路からなる道路ネットワークに
おける交通状況を模擬的に再現するシミュレーション方
法であって、前記道路ネットワーク上を移動する車両の目的地までの
経路についての経路選択確率を、該経路についてのリン
ク旅行時間に基づいて更新する経路選択過程と、前記経路選択確率に基づいて前記車両を前記道路ネット
ワーク上の該当経路に供給し、この経路に供給された移
動対象車両を移動し、この移動結果に基づいて前記リン
ク旅行時間を求める車両移動過程と、所定のシミュレーション実行単位時間毎に、前記経路選
択過程および前記車両移動過程の処理実行を指示する制
御過程と、を含むことを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項１０】複数の経路からなる道路ネットワーク
における交通状況を模擬的に再現するシミュレーション
装置におけるシミュレーション処理を行うためのシミュ
レーションプログラムであって、前記道路ネットワーク上を移動する車両の目的地までの
経路についての経路選択確率を、該経路についてのリン
ク旅行時間に基づいて更新する経路選択処理と、前記経路選択確率に基づいて前記車両を前記道路ネット
ワーク上の該当経路に供給し、この経路に供給された移
動対象車両を移動し、この移動結果に基づいて前記リン
ク旅行時間を求める車両移動処理と、所定のシミュレーション実行単位時間毎に、前記経路選
択処理および前記車両移動処理の実行を指示する制御処
理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするシミュレ
ーションプログラム。