交通量确定系统、交通量确定方法及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及交通量确定系统、交通量确定方法和存储交通量确定程序的非暂态计算机可读存储介质。

背景技术：

随着道路-车辆通信技术的进步，由在道路上行驶的车辆的车载设备收集探测数据使得能够以高精度连续累积大量交通数据。因此，通过对每个路段的探测数据进行时间序列分析，可以分析平均交通量和车辆的移动历史。鉴于上述趋势，日本未审查专利申请公开no.2014-241090(jp2014-241090a)公开了用于基于表示车辆的行驶轨迹的探测数据来检测交通限制和道路限制的解除的技术。日本未审查专利申请公开no.2005-284588(jp2005-284588a)公开了用于以下操作的技术：将从探测数据获得的车辆的行驶轨迹与地图数据库上的链路(link)进行匹配；针对多个车辆的每个匹配链路来计数经过的车辆数目；以及确定对经过的车辆数目低于阈值的链路施加了交通限制。日本未审查专利申请公开no.2007-41294(jp2007-41294a)公开了用于以下操作的技术：根据车辆的过去行驶位置数据的分布图(其是使用不同收集时段的探测数据创建的)与车辆的未来行驶位置数据的分布图之间的差异来检测新封闭的道路。

技术实现要素：

然而，在jp2014-241090a、jp2005-284588a和jp2007-41294a中公开的技术中，难以正确地确定给定道路是否对车辆封闭。这是因为：在没有车辆在给定道路上行驶的情形在特定时隙(timeslot)处通常发生的情况下，不能仅仅通过特定时隙处的交通量为零的事实而做出给定道路被封闭的确定。即使在同一道路上，在特定时隙处在给定道路上没有车辆行驶的情形是否可以通常发生仍然可能随着道路和天而变化。给定道路的交通量也受给定道路周围的区域处出现或不出现事件的影响。考虑到上述情况，期望确定给定道路是否对车辆封闭。

本发明提供了一种交通量确定系统、交通量确定方法及存储交通量确定程序的非暂态计算机可读存储介质，其能够正确地确定地图数据库上的链路(以下被称为“链路”)是否对车辆封闭。

本发明的第一方面涉及一种交通量确定系统，该交通量确定系统包括：第一表格，其被配置成存储识别多个链路中的第一链路和第二链路的信息，第一链路和第二链路的交通量具有超过阈值的相关度；第二表格，其被配置成存储指示作为第一链路的过去统计平均交通量的第一参考交通量的信息以及指示作为第二链路的过去统计平均交通量的第二参考交通量的信息；以及确定单元，其被配置成：当第一事件和第二事件同时发生的概率在统计上显著小时，确定第一链路被封闭，第一事件是第一链路的实际交通量显著低于第一参考交通量的事件，第二事件是第二链路的实际交通量显著高于第二参考交通量的事件。

本发明的第二方面涉及一种交通量确定方法，该交通量确定方法包括：由计算机系统准备第一表格，第一表格被配置成存储识别多个链路中的第一链路和第二链路的信息，第一链路和第二链路的交通量具有超过阈值的相关度；由计算机系统准备第二表格，第二表格被配置成存储指示作为第一链路的过去统计平均交通量的第一参考交通量的信息以及指示作为第二链路的过去统计平均交通量的第二参考交通量的信息；以及当第一事件和第二事件同时发生的概率在统计上显著小时，由计算机系统确定第一链路被封闭，第一事件是第一链路的实际交通量显著低于第一参考交通量的事件，第二事件是第二链路的实际交通量显著高于第二参考交通量的事件。

本发明的第三方面涉及一种存储交通量确定程序的非暂态计算机可读存储介质，所述交通量确定程序使计算机系统执行以下步骤：准备第一表格，第一表格被配置成存储识别多个链路中的第一链路和第二链路的信息，第一链路和第二链路的交通量具有超过阈值的相关度；准备第二表格，第二表格被配置成存储指示作为第一链路的过去统计平均交通量的第一参考交通量的信息以及指示作为第二链路的过去统计平均交通量的第二参考交通量的信息；以及当第一事件和第二事件同时发生的概率在统计上显著小时，确定第一链路被封闭，第一事件是第一链路的实际交通量显著低于第一参考交通量的事件，第二事件是第二链路的实际交通量显著高于第二参考交通量的事件。

利用本发明的各方面，可以正确地确定链路是否对车辆封闭。

附图说明

下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：

图1是示出了根据本发明的实施方式的多个链路的连接关系的示例的图；

图2是示出了根据本发明的实施方式的交通量确定系统的功能块的说明图；

图3是示出了根据本发明的实施方式的链路之间的相关性的图；以及

图4是示出了根据本发明的实施方式的交通量确定方法的处理的流程的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来描述本发明的实施方式。在以下描述中，相同的附图标记表示相同的元件，并且省略多余的描述。在本实施方式中，网络格式被举例说明为构成道路地图信息的节点和链路的数据格式。网络类型是以下格式：根据图论，从预定交叉点到另一个交叉点的路段被认为是图的链路，交叉点被认为是图的节点。

图1示出了多个链路61、62、63、64的连接关系的示例。在链路61、62、63、64中的任何一个上行驶的车辆可以通过节点71、72、73中的任何一个而流入另一个链路中。

图2是示出了根据本发明的实施方式的交通量确定系统10的功能块的说明图。交通量确定系统10是基于从多个车辆40获取的探测数据来确定道路上的交通量(每单位时间经过的车辆40的数目)的计算机系统。每个车辆40具有用于检测自身车辆的位置的位置检测设备41以及用于将探测数据无线地发送至路上(on-road)设备50的通信设备42。探测数据包含每个车辆40的位置信息、速度信息和时间信息，无线地发送上述探测数据的每个车辆40被称为探测车。位置检测设备41是例如全球定位系统(gps)。通信设备42与路上设备50之间的道路-车辆通信方法是例如光学信标、无线局域网(lan)或专用短程通信(dsrc)。

沿着链路61、62、63、64设置多个路上设备50。交通量确定系统10收集由每个路上设备50从车辆40接收的探测数据，并且获取关于在链路61、62、63、64上行驶的车辆40的交通量的信息。由于路上设备50不是不可缺少的，因此交通量确定系统10可以通过无线通信(例如，移动电话线或专用线)从车辆40接收探测数据。

交通量确定系统10包括通信单元21、提取单元22和确定单元23。交通量确定系统10包括处理器、存储资源和通信接口作为硬件资源。存储资源是计算机可读记录介质(例如，硬盘驱动器、固态驱动器、存储卡、光盘驱动器或半导体存储器)的存储区域。控制交通量确定系统10的操作的交通量确定程序存储在存储资源中。交通量确定程序是使交通量确定系统10执行图4所示的步骤401至406的处理的计算机程序。通信单元21、提取单元22和确定单元23的功能与交通量确定系统10的硬件资源和交通量确定程序协作来实现。可以通过使用专用硬件资源(例如，专用集成电路(asic))或固件来实现与提取单元22和确定单元23的功能类似的功能。

通信单元21接收从车辆40无线地发送的探测数据，并且将接收到的探测数据作为历史数据31存储在存储资源中。历史数据31包括与从过去到现在的某个时间段内在链路61、62、63、64中的每个链路上行驶的车辆40的交通量有关的历史信息。

参考历史数据31，交通量确定系统10的处理器准备表格33并且将该表格存储在存储资源中，指示作为链路61、62、63、64中的每个链路的过去统计平均交通量的参考交通量的信息被存储在表格33中。例如，当假设链路61的参考交通量是第一参考交通量并且链路62的参考交通量是第二参考交通量时，指示第一参考交通量的信息和指示第二参考交通量的信息被存储在表格33中。在链路61、62、63、64中的每个链路上行驶的车辆40的参考交通量可能在一周的同一天随着时隙而变化，并且还可能即使在同一时隙处，随着天而变化。因此，期望针对每个时隙并且针对一周的每天对在链路61、62、63、64中的每个链路上行驶的车辆40的参考交通量进行分类并且将其存储在表格33中。例如，期望预先排除由于事故等而增加或减少的交通量的异常波动，以计算链路61、62、63、64中的每个链路的参考交通量。

参考表格33，交通量确定系统10的处理器准备表格32并且将该表格存储在存储资源中，表格32存储识别链路61、62、63、64中具有超过阈值的交通量的相关度的链路的组合的信息(例如，链路的链路号的组合，其中，每个链路具有强相关性，使得参考交通量的相关系数超过0.9)。例如，假设链路61、62、63、64中的链路61、62的交通量之间的相关度超过阈值。在这种情况下，链路61、62的链路号彼此相关联并且被存储在表格32中作为识别具有超过阈值的交通量的相关度的链路的组合的信息。链路号表示每个链路唯一的标识号。

对于链路61、62、63、64中的每个链路，提取单元22将当前实际交通量34和与一周的当前时隙和当前一天相同的一周的时隙和一天的参考交通量(其被存储在表格33中)进行比较，并且提取具有显著低于与一周的当前时隙和当前一天相同的一周的时隙和一天的参考交通量的当前实际交通量34的链路。在此，“显著降低”意味着实际交通量34低于参考交通量的概率在统计误差的范围(例如，标准差的两倍的范围)内，但是此概率是很少的。例如，假设链路61、62、63、64中链路61的当前实际交通量34显著低于与一周的当前时隙和当前一天相同的一周的时隙和一天的第一参考交通量。在这种情况下，提取单元22提取链路61、62、63、64中的链路61。

在此，由于链路61、62具有使得交通量的相关度超过阈值的强相关性，因此链路62的交通量也随着链路61的交通量减少而减少是自然的交通状况。相反，即使当链路61的交通量减少时，在链路62的交通量显著高于第二参考交通量的情况下，链路61被封闭的可能性(具体地，应该已经流过链路61的交通量的部分或全部流入链路62中)是可以想到的。当链路61的实际交通量34显著低于第一参考交通量的事件与链路62的实际交通量34显著高于第二参考交通量的事件同时发生的概率在统计上显著小时，确定单元23确定链路61被封闭。在此，“显著高于”意味着实际交通量34高于参考交通量的概率在统计误差的范围(例如，标准差的两倍的范围)内，但是此概率是很少的。“统计上显著小”意味着在统计误差的范围以外并且小(即，小到统计上的显著差异被观察到的程度)。

图3是示出了链路61、62之间的相关性的图。纵轴表示链路61的交通量，横轴表示链路62的交通量。rt1指示链路61的第一参考交通量，rt2指示链路62的第二参考交通量。由于链路61、62具有使得交通量的相关度超过阈值的强相关性，因此在链路61的交通量是显著低于第一参考交通量rt1的交通量at1的情况下，估计到链路62的交通量也具有接近交通量at2的交通量，交通量at2显著低于第二参考交通量rt2。与上述估计相反，即使当链路61的交通量减少到显著低于第一参考交通量rt1的交通量at1时，在链路62的交通量仍具有显著高于第二参考交通量rt2的交通量at3(这在统计上具有显著小的概率)的情况下，做出链路61被封闭的确定。

图4是示出了根据本发明的实施方式的交通量确定方法的处理的流程的流程图。交通量确定系统10的处理器参考历史数据31来准备表格32、33(步骤401和402)。在链路61、62、63、64中的链路61、62的交通量的相关度超过阈值的情况下，链路61、62的链路号彼此相关联并且被存储在表格32中作为识别具有超过阈值的交通量的相关度的链路的组合的信息。指示作为链路61的过去统计平均交通量的第一参考交通量的信息和指示作为链路62的过去统计平均交通量的第二参考交通量的信息被存储在表格33中。链路61、62、63、64中的链路61的当前实际交通量34显著低于与一周的当前时隙和当前一天相同的一周的时隙和一天的第一参考交通量。在这种情况下，提取单元22提取链路61、62、63、64中的链路61(步骤403)。当链路61的实际交通量34显著低于第一参考交通量的事件与链路62的实际交通量34显著高于第二参考交通量的事件同时发生的概率在统计上显著小时(步骤404：是)，确定单元23确定链路61被封闭(步骤405)。除了链路61的实际交通量34显著低于第一参考交通量的事件与链路62的实际交通量34显著高于第二参考交通量的事件同时发生的概率在统计上显著小的情况以外(步骤404：否)，确定单元23确定链路61未被封闭(步骤406)。

在此，将描述确定链路61的封闭的具体示例。例如，假设链路61在一周的预定一天的预定时隙中的参考交通量是10个车辆，并且链路62在一周的同一天的同一时隙中的参考交通量是8个车辆。另外，假设链路61、62的交通量的相关系数是0.95并且链路61的交通量与链路62的交通量的比率是10:8。在上述前提条件下，在链路61的实际交通量34显著低于参考交通量的10个车辆并且是0个车辆并且链路62的实际交通量34显著高于参考交通量的8个车辆并且是18个车辆的情况是可以想到的。在这种情况下，仅关注链路61的交通量而不考虑链路61、62之间的交通量的相关性，链路61的实际交通量34是0个车辆的概率很少，但是此概率在统计误差的范围内。因此，忽略了链路61处于与平常时间的交通状况不同的异常交通状况(即，被封闭)的事实。类似地，仅关注链路62的交通量而不考虑链路61、62之间的交通量的相关性，链路62的实际交通量34是18个车辆的概率很少，但是此概率在统计误差的范围内。因此，即使在这种情况下，也忽略了链路61处于与平常时间的交通状况不同的异常交通状况(即，被封闭)的事实。相反，在根据本实施方式的交通量确定方法中，考虑链路61、62之间的交通量的相关性，链路61的实际交通量34显著低于参考交通量的10个车辆并且是0个车辆的事件与链路62的实际交通量34显著高于参考交通量的8个车辆并且是18个车辆的事件同时发生的概率在统计上显著小，因此，可以检测到链路61处于与平常时间的交通状况不同的异常交通状况(即，被封闭)。

利用本实施方式，通过关注链路61、62、63、64中具有超过阈值的交通量的相关度的链路61、62并且通过确定链路61的实际交通量34显著低于参考交通量的事件与链路62的实际交通量34显著高于参考交通量的事件同时发生的概率是否在统计上显著小，可以正确地确定链路61是否被封闭。

测量链路61、62、63、64的交通量的方法不限于从车辆40获取探测数据的方法，并且可以使用测量经过链路的车辆40的数目的已知方法(例如，使用相机(用于通过图像识别来检测车辆40)、激光物位传感器(用于使用激光来检测车辆40)、超声传感器(用于使用超声波来检测车辆40)或者环形线圈(用于使用电磁场来检测车辆40)的方法)。因此，在说明书中，“车辆”是指道路交通法下的车辆，并且不限于探测车。道路交通法下的车辆的示例包括汽车、机动自行车、轻型车辆和无轨电车。

上述实施方式是为了便于理解本发明，而不意在被解释为限制本发明。在不脱离本发明的精神的情况下，可以修改或改进本发明，并且本发明包括其等同物。也就是说，本领域技术人员对实施方式进行适当的设计修改的那些也包括在本发明的范围内，只要它们具有本发明的特征即可。只要技术上可以，就能够对包括在实施方式中的每个元件进行组合，并且只要包括本发明的特征，这些元件的组合也在本发明的范围内。