JP5317947B2 - 交通流計測システム、車載器及び路側通信装置 - Google Patents

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による交通流計測システムの構成を示すブロック図である。また、図２は、図１の交通流計測システムの設置例を示す図であり、片側２車線の道路と片側１車線の道路が交差する交差点に設置した場合を示している。図１に示すように、実施の形態１による交通流計測システムは、路側あるいは路上の固定局側の構成として、路側光ビーコン装置１００，１１０，１２０，１３０及び路側ＤＳＲＣ通信装置２００を備え、車載の移動局側の構成として車載器３００を備える。

路側光ビーコン装置（第１の無線通信装置）１００は、片側２車線の道路に対応して、図２に示すように、車両４００が交差点に進入する側の各車線のほぼ真上に設置される、第１車線（左側車線）用光ビーコン通信装置１０１及び第２車線（右側車線）用光ビーコン通信装置１０２と、光ビーコン制御装置１０３を備える。

第１車線用光ビーコン通信装置１０１及び第２車線用光ビーコン通信装置１０２は、光ビーコンヘッダ及びこれを用いた通信処理を実行する通信部から構成され、自身の光ビーコン通信エリア（５ｍ四方未満の極狭域）１０５を通過した車両に対して通知データを、光通信で送信する。
光ビーコン制御装置１０３は、ネットワーク２１０に接続して、情報のやり取りを行う構成部であり、路側光ビーコン装置１００が搭載する不図示の路側記憶部から読み出したデータや自身が計測した時刻データから、光ビーコン通信装置１０１，１０２のそれぞれに対応する通知データ（後述する車載器３００への通知データ）を構築して光ビーコン通信装置１０１，１０２に与える。なお、光ビーコン制御装置１０３は、路上に設置された光ビーコン通信装置１０１，１０２に個別に内蔵されて、それぞれネットワーク２１０に接続してもよい。

図２において、第１車線用光ビーコン通信装置１０１及び第２車線用光ビーコン通信装置１０２は、交差点に進入する車両４００が走行する道路の左側車線と右側車線とにそれぞれ対応して設置される。同様に、交差点に進入する車両４１０が走行する道路には、路側光ビーコン装置１２０が設置され、交差点に進入する車両４２０が走行する道路には、路側光ビーコン装置１１０が設置され、右側から交差点に進入する走行方向の道路には、路側光ビーコン装置１３０が設置される。
なお、光ビーコン通信装置１０１，１０２は、路上ＤＳＲＣ通信装置２０１のＤＳＲＣ電波アンテナが設置された位置から所定の道程（道なりの距離）だけ離間した位置であって、ＤＳＲＣ電波アンテナに向かって走行する車両の進行方向手前の道路上に少なくとも設置される。

路側光ビーコン装置１００は、既に実用化されて路上又は路側に設置されている光ビーコン装置と基本的に同様な構成及び機能を有するが、この路側光ビーコン装置１００から車載器３００へ送信される通知データ（ダウンリンクデータ）は、既設の光ビーコン装置と異なり、道路ＩＤ情報、タイムスタンプ情報及び交差点通過距離値を含んでいる。
道路ＩＤ情報は、路側光ビーコン装置１００を設置した道路に付与されたＩＤであり、この道路ＩＤ情報によって、路側光ビーコン装置１００が設置された道路及び車線を特定できる。タイムスタンプ情報は、路側光ビーコン装置１００と車載器３００とが通信した時点の時刻を示す情報であって、ＧＰＳ受信時刻のような標準時刻を用いて規定される。

路側光ビーコン装置（第１の無線通信装置）１１０，１３０は、路側光ビーコン装置１００と同様の機能及び構成を有する光ビーコン装置である。図２では、１つの交差点に対して４方向から道路が接続しており、路側光ビーコン装置１１０，１３０は、これら複数の道路のうち、交差点に車両が進入する側の車線であって、路側光ビーコン装置１００，１２０を設置した道路と異なる道路に設置される。

第１車線（左側車線）用光ビーコン通信装置１１１は、第１車線用光ビーコン通信装置１０１及び第２車線用光ビーコン通信装置１０２と同様の機能及び構成を有しており、光ビーコン制御装置１１３は、光ビーコン制御装置１０３と同様の機能及び構成を有している。この路側光ビーコン装置１１０と同様の路側光ビーコン装置１３０が、交差点に接続する道路の交差点へ進入する側の車線（左側車線）に設置される。

路側ＤＳＲＣ通信装置（第２の無線通信装置）２００は、信号機５００，５０１などが設けられた交差点内の道路上あるいは交差点内の道路の路側に設置され、自身の通信エリア内の車両から送信される車両アップリンクデータを受信するとともに、そのデータから進路方向別の交差点の交通流データを算出して出力する装置であり、路上ＤＳＲＣ通信装置２０１、ＤＳＲＣ通信制御装置２０２及び交通流データ処理装置２０３を備える。

路上ＤＳＲＣ通信装置２０１は、路上ＤＳＲＣ電波アンテナを介して車載器３００から車両アップリンクデータを受信する装置である。路上ＤＳＲＣ通信装置２０１の路上ＤＳＲＣ電波アンテナは、交差点のほぼ中央の路上数ｍの設置ポールに取り付けられ、ＤＳＲＣ無線通信エリア２２０は、図２に示すように交差点を含む円状の領域となる。具体的には、ＤＳＲＣ無線通信エリア２２０は２０ｍ〜５０ｍ四方の狭域であり、ＥＴＣ（登録商標）（自動料金収集システム）で使用されている５．８ＧＨｚ帯のＤＳＲＣ電波ビーコンが用いられる。より望ましいものとしては、交差点などで発生するシャドーイングやマルチパスの悪影響を受けにくい７００ＭＨｚ帯のＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を利用したＤＳＲＣ電波ビーコンや、普及が進んで低価格化した無線ＬＡＮ（Local Area Network）等を利用することも可能である。路上ＤＳＲＣ通信装置２０１は、路上ＤＳＲＣ電波アンテナを介して、ＤＳＲＣ無線通信エリア２２０内の車両に搭載された車載器３００と個別通信チャネル（交差点通過前と交差点通過後に通信開始される通信チャネル）を確立し、車載器３００から車両アップリンクデータを受信する。

ＤＳＲＣ通信制御装置２０２は、ネットワーク２１０に接続して情報をやり取りするとともに、路上ＤＳＲＣ通信装置２０１で受信した車両アップリンクデータを、交通流データ処理装置２０３に与える。交通流データ処理装置２０３は、ＤＳＲＣ通信制御装置２０２を介して入力した車両アップリンクデータに基づいて、当該車両アップリンクデータを送信した車載器３００が搭載された車両の進行方向別の交差点の交通流データを算出する装置である。

なお、車載器３００からの車両アップリンクデータは、道路ＩＤ情報、タイムスタンプ情報、運転操作情報及び道程距離データを含むデータである。
道路ＩＤ情報は、路側光ビーコン装置１００から通知データ（ダウンリンクデータ）として車載器３００が受信する道路ＩＤ情報であり、車載器３００を搭載する車両が現在走行している道路及び車線を特定するための情報である。タイムスタンプ情報も、道路ＩＤ情報と同様に、路側光ビーコン装置１００から通知データ（ダウンリンクデータ）として車載器３００が受信するタイムスタンプ情報であり、車載器３００と路側光ビーコン装置１００とが通信した時点の時刻を示す情報である。運転操作情報は、車載器３００を搭載する車両の方向指示器の右左折操作を示す情報である。この運転操作情報から、車載器３００を搭載した車両が右折する状況にあるか、直進するか、左折する状況にあるかを特定することができる。道程距離データは、車載器３００が、路側光ビーコン装置１００から通知データを受信した時点から、当該車載器３００を搭載した車両が走行した道程を示すデータである。

車載器３００は、実施の形態１による交通流計測システムに対して交通流計測で用いる車両毎の情報を提供する車載器であり、光送受信素子３０１、光通信部３０２、車載ＤＳＲＣアンテナ３０３、ＤＳＲＣ通信部３０４、車輪回転パルス検出器３０５、運転状況検出部３０６及び車載データ処理部３０７を備える。なお、図１の例では、車載器３００の各構成部を一体化した構成を示したが、構成部が別筐体に分離されていても構わない。

光通信部（第１の無線通信部）３０２は、光送受信素子３０１を介して、路上に設置された光ビーコン通信装置１０１，１０２と光波による無線通信を行う構成部である。光送受信素子３０１及び光通信部３０２によって、路側光ビーコン装置１００（１１０，１２０，１３０）から、通知データ（ダウンリンクデータ）を受信する。つまり、光送受信素子３０１及び光通信部３０２は、自車両が交差点に進入する手前で路側光ビーコン装置１００との間で１対１の個別通信を行う。光送受信素子３０１及び光通信部３０２が、第１の無線通信部に相当する。

車輪回転パルス検出器３０５は、車両の車輪の回転速度に比例した周波数のパルス（以下、車輪速パルスと呼ぶ）を検出する。この車輪回転パルス検出器３０５は、スピードメータ表示用に使用されている検出器と基本的に同じ構成であり、それを流用してもよい。なお、通常は、車輪１回転あたり４パルスである。このパルス数をカウントすることで、車両速度（車速）や車両の移動距離を算出できる。
運転状況検出部３０６は、運転者による方向指示器（ターンシグナル）の操作や、ブレーキ・アクセルペダルの踏み込んだ際の操作信号を検出することにより、自車両の運転状況を示す状況信号を生成する構成部である。ここでは、方向指示器における右左折のオン信号又はオフ信号を状況信号として出力する。

車載データ処理部３０７は、路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信する車両アップリンクデータを生成したり、車載ＤＳＲＣアンテナ３０３及びＤＳＲＣ通信部３０４による通信動作を制限する構成部であり、記憶部３０８、道程算出部３０９、通信制限部３１０及び情報処理部３１１を備える。
記憶部３０８は、光送受信素子３０１及び光通信部３０２によって路側光ビーコン装置１００（１１０，１２０，１３０）から受信された通知データを格納する記憶部である。道程算出部３０９は、光送受信素子３０１及び光通信部３０２によって通知データが受信された時点から自車両が走行した道程を算出する構成部である。例えば、車載器３００への通知データの受信を契機に車輪回転パルス検出器３０５が検出するパルス数をカウントすることにより、通知データの受信時点からの道程距離を算出する。

また、車載データ処理部３０７は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、記憶手段、時間計測手段、及びインタフェース手段を備えた情報処理装置（コンピュータ）において、この発明の趣旨に従う処理プログラムをＣＰＵが実行することにより、この情報処理装置上でソフトウェアとハードウェアが協働した具体的な手段として実現することができる。
なお、この情報処理装置自体の構成及びその基本的な機能については、当業者が当該技術分野の技術常識に基づいて容易に認識できるものであり、この発明の本質に直接関わるものでないので詳細な記載を省略する。

次に動作について説明する。
図３は、実施の形態１による交通流計測システムの車載器の動作を示すフローチャートである。この図３に沿って、図２に示す道路上に交通流計測システムを展開した場合における車載器３００の動作を詳細に説明する。なお、図２において、車載器３００は、車両４００に搭載されているものとする。また、車両位置４０１〜４０４は、車両４００が、交差点で右折するか、左折するか、直進するかに応じた車両位置である。つまり、車両４００が交差点で右折する場合、車両位置４０１で右折待ちを行い、車両位置４０４が右折した後の車両位置である。車両４００が左折する場合は、左折後に車両位置４０２に移動する。一方、車両位置４０３は、車両４００が直進して交差点を抜けた後の位置である。
以降では、車両４００の走行に伴った車載器３００の動作を例に挙げる。

車両４００が交差点に向かって第１車線（左側車線）を走行している間、車載器３００の光通信部３０２は、光波による通知データの受信待ち状態にある。つまり、光波による通知データの受信有無によって路側光ビーコン装置１００の下を通過したか否かが判断される（ステップＳＴ１）。ここで、光波による通知データの受信がなければ、路側光ビーコン装置１００，１１０の下を通過していないため（ステップＳＴ１；ＮＯ）、車両４００は、そのまま走行を継続する（ステップＳＴ５）。

車両４００が路側光ビーコン装置１００の下に達して、第１車線用光ビーコン通信装置１０１の光ビーコン通信エリア１０５に進入すると（ステップＳＴ１；ＹＥＳ）、車載器３００の光通信部３０２は、光波による無線通信を介して、車線情報と同時に、道路ＩＤ情報、タイムスタンプ情報及び交差点通過距離値を含む通知データを、第１車線用光ビーコン通信装置１０１から受信する（ステップＳＴ２）。ここで、車線情報とは、車両４００が走行する車線位置、つまり車両４００が第１車線を走行中であることを示す情報である。この発明の路側光ビーコン通信装置１００，１１０，１２０，１３０においても同様に送信される。

車載器３００の道程算出部３０９は、光送受信素子３０１及び光通信部３０２によって路側光ビーコン通信装置１００から通知データが受信されると、これを契機に、当該通知データを受信した時点から車両４００が走行した道程の距離データ（道程距離データＬ）の積算を開始する（ステップＳＴ３）。ここでは、Ｌ＝０から、車輪回転パルス検出器３０５の出力信号に基づいて算出した走行距離を積算し、道程距離データＬとする。また、情報処理部３１１は、光送受信素子３０１及び光通信部３０２によって受信された通知データを記憶部３０８に格納する。

次に、通信制限部３１０が、路側ＤＳＲＣ通信装置２００の路上ＤＳＲＣ電波アンテナによるＤＳＲＣ通信エリア内に、自身を搭載する車両４００が入ったか否かを判定する（ステップＳＴ４）。ここで、車両４００がＤＳＲＣ通信エリア内に入っていない場合（ステップＳＴ４；ＮＯ）、通信制限部３１０は、ＤＳＲＣ通信部３０４から“受信有り”を示す信号が出力されるまで、上述の判定処理を繰り返す。

ＤＳＲＣ通信部３０４は、車両アップリンクデータを路側ＤＳＲＣ通信装置２００が受信したことを確認し、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との交信が終了すると、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信チャネルを遮断する（ステップＳＴ８）。
この後、通信制限部３１０は、記憶部３０８から読み出した通知データに含まれる交差点通過距離値と、道程算出部３０９により当該通知データ取得後に時々刻々と算出される道程距離データＬとを比較して、道程距離データＬが、交差点通過後の距離値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ９）。ここで、道程距離データＬが交差点通過後の距離値を超えていない場合（ステップＳＴ９；ＮＯ）、通信制限部３１０は、道程算出部３０９により時々刻々と算出される道程距離データＬを用いて、上述の判定処理を繰り返す。

道程距離データＬが交差点通過後の距離値を超えた場合（ステップＳＴ９；ＹＥＳ）、通信制限部３１０は、その旨及びこの時点での道程距離データＬを情報処理部３１１へ通知するとともに、ＤＳＲＣ通信部３０４を制御して路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信チャネルを確立する（ステップＳＴ１０）。このとき、情報処理部３１１は、現時点の状況信号を運転状況検出部３０６から入力して自車両の運転操作情報とするとともに、記憶部３０８から通知データに含まれる道路ＩＤ情報及びタイムスタンプ情報を読み出し、これら道路ＩＤ情報及びタイムスタンプ情報、現時点の道程距離データＬ及び運転操作情報を含む車両アップリンクデータを生成してＤＳＲＣ通信部３０４へ出力する。

ＤＳＲＣ通信部３０４は、車載ＤＳＲＣアンテナ３０３を介して、車両アップリンクデータを路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信する。ＤＳＲＣ通信部３０４は、車両アップリンクデータを路側ＤＳＲＣ通信装置２００が受信したことを確認し、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との交信が終了すると、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信チャネルを遮断する（ステップＳＴ１１）。

路側ＤＳＲＣ通信装置２００の交通流データ処理装置２０３は、路上ＤＳＲＣ通信装置２０１及びＤＳＲＣ通信制御装置２０２を介して車両アップリンクデータを受信すると、当該車両アップリンクデータから車両の進行方向別の交差点の交通流データとして、下記のような交通流パラメータを算出する。なお、交通流データ処理装置２０３は、車両アップリンクデータに含まれる運転操作情報から車両の進行方向を特定することができる。
（１）交通量Ｑ、フローレートＦＱ
交通量Ｑは、単位時間（通常は１時間、昼間、夜間等の比較的長い時間）あたりの通過車両台数である。また、フローレートＦＱは、交通管制や信号制御に利用する比較的短時間（１分〜３０分程度の分単位）の交通量Ｑである。
交差点での車両の通過台数は、後述するトラフィックカウンタで求めてもよいが、例えば、車載器３００からの車両アップリンクデータを、通信制限エリアの進入時及び離脱時もしくは交差点入り口及び交差点出口で受信したことをもって通過車両を特定し、通過台数のカウントを行うようにしてもよい。
（２）平均速度Ｖ
平均速度Ｖは、交差点を通過する車両の平均速度であり、車両の走行速度を流れとして見たもので交通流の速度といえる値である。通常は、時間平均した時間平均速度もしくは空間で平均した空間平均速度を用いる。なお、平均速度Ｖは流れの速さはわかるが、交通流の大きさをそのままでは表していない。

この発明では、信号制御等に寄与する交差点での交通流パラメータを生成するのが目的であるため、交通流データ処理装置２０３が、交差点における交通流データとして、例えばフローレートＦＱを演算し出力する。交差点のフローレートＦＱとして、当該交差点に設置された各方向の信号の灯火が、緑・黄・赤（矢印青があればそれを含む）と１回ずつ変化する合計時間を１サイクルとしたときの、例えば、３サイクル〜３０サイクルぐらいを単位時間としたものが適切である。

ここで、交差点における車両の道程距離データＬの時間変化について説明する。
図４は、交差点における車両の道程距離データの時間変化を示す図であり、図２の下方から交差点に進入する車両４００の交差点通過前後における道程距離データＬの時間変化を示しており、上段のグラフは車両４００が交差点を直進して通過した場合であり、下段のグラフは車両４００が交差点を右折して通過した場合を示している。また、横軸は時間軸であり、信号の１サイクル時間のほぼ１．５倍の長さ分の期間を記載している。なお、縦軸のスケールは、図をわかりやすくするために交差点入り口の地点から上と下で同じではなく、交差点入り口の手前では、スケールを小さく（縮めて）表記している。

縦軸の０点では、車両４００が交差点手前の路側光ビーコン装置１００の下を通過（図４の地点ａ）すると、車載器３００の道程距離データＬが“０”にリセットされ、路側光ビーコン装置１００から通知データを受信したことを契機に、車載器３００の道程算出部３０９が、車両４００の走行に従って道程距離データＬをアップカウントする。
次に、車両４００が交差点の入り口地点（図４の地点ｂ）を通過する。地点ｂに車両４００が達したとき、道程算出部３０９が積算している道程距離データＬは、路側光ビーコン装置１００の下の位置から交差点の入り口までの道程距離となる。地点ｂから通信制限エリアが始まるように交差点通過距離値が設定されている場合や、交差点入り口（地点ｂ）から通信制限する設定されている場合（実施の形態４で後述する）には、車載器３００が路側ＤＳＲＣ通信装置２００と交信して、上述の車両アップリンクデータが車載器３００から路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信される。

車両４００がさらに走行すると、交差点の出口付近の地点ｃに到達する。この地点ｃにおいても、上記と同様に、地点ｃで通信制限エリアが終わるように交差点通過距離値が設定されている場合や、交差点出口（地点ｃ）で通信制限を解除する設定されている場合（実施の形態４で後述する）は、車載器３００が路側ＤＳＲＣ通信装置２００と交信して、上述の車両アップリンクデータが車載器３００から路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信される。

図４において、車両４００が交差点を通過して離脱した後も路側光ビーコン装置が設置されており、車両４００がさらに走行してその路側光ビーコン装置の下を通過することを横軸に沿った実線で示している。なお、実線は、路側光ビーコン装置の設置場所で決まる地点を示しており、交差点入り口及び交差点出口の各地点をそれぞれ破線で示している。

また、図４上段のグラフにおいて、符号Ａを付した曲線部分は、車両４００が、交差点の信号機が“赤”の期間に交差点手前まで走行し、交差点入り口（地点ｂ）付近で停車（信号待ち）し、その後に信号機が“緑”になってから交差点を直進通過した場合の道程距離データＬの時間変化を示している。
符号Ｂを付した曲線部分は、車両４００が、信号機が“緑”の期間に交差点に進入し、そのまま交差点を直進通過した場合の道程距離データＬの時間変化である。
符号Ｃを付した曲線部分は、車両４００が、信号機が“緑”から“右折緑矢印”に変化する期間に交差点手前まで走行した後、交差点入り口（地点ｂ）付近で停車（信号待ち）し、その後に信号機が“緑”になってから交差点を直進通過した場合の道程距離データＬの時間変化を示している。

さらに、交差点を右折する車両については、信号機の灯色だけでなく、対向直進車両や右折後の横断歩道上の歩行者や自転車も一種の走行障害になり、考慮する条件が増える。
図４下段のグラフにおいて、符号Ｄを付した曲線部分は、信号機が“緑”であっても、対向直進車両４１０が通行するため、車両４００が交差点内で一時待機し、さらに交差点出口（地点ｃ）手前で横断歩行者があるために、車両４００が、途中で低速走行した場合の道程距離データＬの時間変化を示している。
また、符号Ｅを付した曲線部分は、車両４００が、対向直進車両の通行のため、信号機が“緑”の期間内に交差点を右折できず、信号機が“右折緑矢印”の現示になって交差点を右折した場合の道程距離データＬの時間変化である。

次に、図４を用いて交通流データ処理装置２０３による交通流データの演算処理を説明する。ここでは、交差点の交通流データとして、フローレートＦＱの算出方法を詳細に述べる。
先ず、交差点を通過した各車両の交差点入り口（地点ｂ）から交差点出口（地点ｃ）までの平均車速は、車両アップリンクデータに含まれる各車両の地点ｂから地点ｃまでの道程距離データＬを、この道程距離データＬを積算した経過時間で除算することにより算出される。ここで、各車両の交差点通過における平均車速をＣＶｉとする。平均車速ＣＶｉは、直進車両も右折車両も同様に上述のように演算することができる。

次に、信号の１サイクル時間Ｔｓの間における直進車両の通過台数（図４上段のグラフでは、６台）に関して、その平均車速ＡＣＶを下記式（１）に従って演算する。従って、この信号サイクル（例えば、ｋ番目とする）において、直進通過車両のフローレートＦＱ（ｋ）は、下記式（２）から算出できる。
ＡＣＶ＝ΣＣＶｉ／６ ・・・（１）
ＦＱ（ｋ）＝（６（台）＋α）＊ＡＣＶ ・・・（２）

右折通過車両についても、地点ｂから地点ｃまでの間で同様の計算が可能であり、図４下段のグラフの例では、信号の１サイクル時間Ｔｓでの右折車両の通過台数が５台であることから、この信号サイクルでの右折通過車両のＦＱ（ｋ）は、下記式（３）から算出できる。なお、上記式（２）及び下記式（３）における＋α、＋βについては、後述する。また、最終的な交差点での進行方向別の交通流データは、複数の信号サイクル分（例えば１０サイクル〜３０サイクル）で平均化した量を用いればよい。
ＦＱ（ｋ）＝（５（台）＋β）＊ＡＣＶ ・・・（３）

このように、交通流データ処理装置２０３は、交差点の信号機の信号サイクルに同期して進行方向別の車両アップリンクデータを収集して、アップリンクされたデータを用いて交通流データを算出する。また、車両アップリンクデータに含まれるタイムスタンプ情報を用いることで、進行方向別の交通流データを時間帯別に算出することも可能である。

また、本発明は、プライバシの問題を避けるため、車両個別のＩＤを利用せず、道路ＩＤ情報のみを用いるため、進行方向の車線が複数ある場合、交差点通過中に車両の追い越しが発生すると、車両アップリンクデータから特定する地点ｂと地点ｃが、同一の車両の走行に起因したものであるかどうか判別できない。この場合は、各車両の平均車速に誤差が含まれる可能性がある。
そこで、本発明では、上述したように各車両の平均車速をさらに所定回数の信号サイクルにわたって平均化する。これにより、各車両の平均車速における誤差を相殺することができる。

上記式（２）及び（３）で示したように、交通流データ処理装置２０３は、複数の信号サイクルでの平均車速（ＡＣＶ）に比例定数（通過車両台数Ｑに相当する値）を乗じた値を、交差点の交通流パラメータとして算出する。この通過台数は、交差点の信号機の信号サイクルの整数倍の期間（例えば、１信号サイクルの期間）における進行方向別の車両の通過台数である。
なお、交差点手前に設置した路側光ビーコン装置１００が、トラフィックカウンタ（路側光ビーコン装置１００下を通過する車両からの光の反射信号を検出して各車両の通過をカウントするカウンタ）の機能を有している場合は、このカウント情報（通過）をネットワーク２１０を経由して交通流データ処理装置２０３へ通知する。交通流データ処理装置２０３では、受信したカウント情報から通過台数を算出することができる。
このようにすることで、本発明による車載器３００を搭載していない車両についても、通過台数に相当する比例定数を、精度良く見積もることができる。上記式（２）及び（３）で示した＋α及び＋βは、本発明による車載器３００を搭載していない車両の台数も含めた通過台数の補正値である。

次に、車両アップリンクデータから交差点手前及び交差点通過直後における渋滞情報の算出処理について説明する。
図４に示す交差点入り口（地点ｂ）及び交差点出口（地点ｃ）において、路側ＤＳＲＣ通信装置２００の交通流データ処理装置２０３は、車両の車載器３００から受信した車両アップリンクデータから、路側光ビーコン装置１００下（地点ａ）からの車両の道程距離データＬを取得する。また、交通流データ処理装置２０３は、車両アップリンクデータに含まれるタイムスタンプ情報から、地点ａから地点ｂへ車両が到達するまでの経過時間を算出し、上記の道程距離データＬを上記経過時間で除算することにより、地点ａから地点ｂまでの各車両の平均車速を算出することができる。
なお、車載器３００が、タイマ（実施の形態３で後述する時間算出部）を有している場合は、このタイマで計測した各地点間の経過時間を、車両アップリンクデータとしたものを利用してもよい。

上記式（１）を用いて、地点ａから地点ｂまでの区間及び地点ｂから地点ｃまでの区間における１信号サイクルでの平均車速ＡＣＶを算出し、これら平均車速データから交差点手前及び交差点通過後における渋滞情報が得られる。
例えば、一般道路における直進での平均車速は、通常時、４０ｋｍ／ｈ〜６０ｋｍ／ｈであるが、交差点付近では、これより少し低速になるため、ここで得られた平均車速が、２０ｋｍ／ｈ〜３０ｋｍ／ｈならやや混雑気味、１０ｋｍ／ｈ〜２０ｋｍ／ｈならばやや渋滞、１０ｋｍ／ｈ以下なら渋滞という、渋滞状況を表すデータを進路方向別に得ることができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、路側ＤＳＲＣ通信装置２００の通信制限エリア内にあるとき、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信を制限するとともに、交差点手前に設置された路側光ビーコン装置１００からの通知データに含まれる道路ＩＤ情報及びタイムスタンプ情報、自身で検出した自車両の運転操作情報、自車両が通信制限エリアに達した地点まで又は通信制限エリアを抜けた地点までの道程距離データＬを含む車両アップリンクデータを、路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信する車載器３００を備え、路側ＤＳＲＣ通信装置２００が、自身の通信エリア内の車両に搭載された車載器から受信した車両アップリンクデータを用いて、交差点における車両の交通流データを進路方向別に算出する。交差点での路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信負荷を増加させることなく、簡易で安価な構成で交差点を通過する車両の交通流を精度良く計測することができる。

実施の形態２．
この実施の形態２は、上記実施の形態１とシステム構成及び動作の基本的な内容は同様であるが、路側ＤＳＲＣ通信装置２００が、交差点に交差する道路ごとに通信エリア（分割通信エリア）を分割することにより、車載器３００から運転操作情報を取得することなく、進行方向別に各車両の交差点通過時の情報を得ることができる点で異なる。
図５は、この発明の実施の形態２による交通流計測システムの設置例を示す図であり、路側ＤＳＲＣ通信装置２００が、路上ＤＳＲＣ電波アンテナから、交差点に交差する道路ごとに通信エリア２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂを分割している。
また、図６は、実施の形態２による車載器の構成を示すブロック図である。図６において、実施の形態２による車載器３００は、上記実施の形態１と異なって、運転状況検出部３０６が省略されている。
実施の形態２による交通流計測システムの構成は、車載器３００が図６に示す構成であり、路側ＤＳＲＣ通信装置２００が分割通信エリアで車両アップリンクデータを受信すること以外は、上記実施の形態１と同様である。従って、車載器３００以外のシステム構成については、図１を参照する。

図５に示すように、路側光ビーコン装置（第１の無線通信装置）１００は、片側２車線の道路に対応して車両４００が交差点に進入する側の各車線のほぼ真上に設置される、第１車線（左側車線）用光ビーコン通信装置１０１及び第２車線（右側車線）用光ビーコン通信装置１０２と、光ビーコン制御装置１０３を備える。第１車線用光ビーコン通信装置１０１及び第２車線用光ビーコン通信装置１０２は、上記実施の形態１と同様に、光ビーコンヘッダ及びこれを用いた通信処理を実行する通信部から構成され、自身の光ビーコン通信エリア（５ｍ四方未満の極狭域）１０５を通過した車両に対して通知データを、光通信で送信する。また、車載器３００へ送信される通知データ（ダウンリンクデータ）は、上記実施の形態１と同様に、道路ＩＤ情報、タイムスタンプ情報及び交差点通過距離値を含んでいる。

路側ＤＳＲＣ通信装置（第３の無線通信装置）２００は、交差点内の道路上あるいは交差点内の道路の路側に設置され、交差点を交差する道路ごとに分割された通信エリア２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂを形成し、各通信エリア内の車両から送信される車両アップリンクデータを受信するとともに、そのデータから進路方向別の交差点の交通流データを算出して出力する装置である。

実施の形態２において、車載器３００は、図６に示すように運転状況検出部３０６を有さないため、車載器３００から路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信する車両アップリンクデータには、道路ＩＤ情報、タイムスタンプ情報及び道程距離データが含まれる。
路側ＤＳＲＣ通信装置２００の交通流データ処理装置２０３は、車載器３００からのアップリンクデータを通信エリア２２１ａで受信した後、さらに通信エリア２２１ｂでアップリンクデータを受信すれば、当該車載器３００を搭載した車両は、交差点を直進通過したものと判断することができる。同様に、車載器３００からのアップリンクデータを通信エリア２２１ａで受信した後、通信エリア２２２ａでアップリンクデータを受信すれば、当該車載器３００を搭載した車両は交差点を左折しており、通信エリア２２２ｂでアップリンクデータを受信すれば、当該車両は交差点を右折したと判断する。

車両の道程距離データＬの算出や車両進行方向以外の車両アップリンクデータを用いた交通流データの演算内容については、上記実施の形態１と同様であるので詳細な説明を省略する。

以上のように、この実施の形態２によれば、路側ＤＳＲＣ通信装置２００の通信制限エリア内にあるとき、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信を制限するとともに、交差点手前に設置された路側光ビーコン装置１００からの通知データに含まれる道路ＩＤ情報及びタイムスタンプ情報、自車両が通信制限エリアに達した地点まで又は通信制限エリアを抜けた地点までの道程距離データＬを含む車両アップリンクデータを、路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信する車載器３００を備え、路側ＤＳＲＣ通信装置２００が、交差点に繋がる道路ごとの通信エリア２２１ａ，２２１ｂ，２２２ａ，２２２ｂを形成するとともに、道路ごとの通信エリア内の車両に搭載された車載器３００から受信した車両アップリンクデータを用いて、交差点における車両の交通流データを進路方向別に算出する。このようにすることで、車載器３００が車両の右左折の操作情報を収集する必要がないため、車載器３００の構成を簡易化することができる。また、交通流データ処理装置２０３へのアップリンクデータを低容量化できるので、車載器３００と路側ＤＳＲＣ通信装置２００との間の通信負荷を低減することが可能である。

実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による車載器の構成を示すブロック図である。図７において、実施の形態３による車載器３００は、上記実施の形態２で図６を用いて説明した構成に時間算出部３１２を追加している。時間算出部３１２は、光送受信素子３０１及び光通信部３０２によって通知データが受信された時点からの経過時間を算出する構成部である。なお、その他の構成部については、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

実施の形態３の車載器３００は、上記実施の形態１及び上記実施の形態２における車載器の代わりに用いることができる。
なお、実施の形態３の車載器３００は、交通流データ処理装置２０３へのアップリンクデータとして、上記実施の形態１及び上記実施の形態２で示した内容に加え、時間算出部３１２が算出した上記経過時間を含める。
このため、路側光ビーコン装置１００（第１の無線通信装置）から車載器３００へ送信する通知データに、車両がビーコン下を通過した時点のタイムスタンプ情報を含めなくてもよい。つまり、路側ＤＳＲＣ通信装置２００の交通流データ処理装置２０３は、車両アップリンクデータから得た道程距離データＬと上記経過時間から車速を算出する。

以上のように、この実施の形態３によれば、車載器３００が、通知データが受信された時点からの経過時間を算出する時間算出部３１２を備えたので、路側光ビーコン装置１００が時間計測をする必要がなく、本発明を既存の路側光ビーコン装置１００へ適用する際に付加すべき構成を簡易化することができる。

実施の形態４．
この実施の形態４は、上記実施の形態１とシステム構成及び動作の基本的な内容は同様であり、車載器は上記実施の形態３で図７を用いて説明した構成と同様であるので、システム及び車載器の構成については図１及び図７を参照する。また、以降では、図２に示す設置例で実施の形態４に特有な内容について説明する。

先ず、実施の形態４の路側光ビーコン装置（第４の無線通信装置）１００，１１０，１２０，１３０は、上記実施の形態１と同様、図２に示すように車両４００が交差点に進入する側の各車線のほぼ真上に設置される、第１車線用光ビーコン通信装置１０１及び第２車線用光ビーコン通信装置１０２を備え、また光ビーコン制御装置１０３を備える。
ただし、この実施の形態４による路側光ビーコン装置１００は、上記実施の形態１と異なり、交差点のかなり手前（例えば、交差点入り口から１００ｍ程度離れた位置）に設置される。

第１車線用光ビーコン通信装置１０１及び第２車線用光ビーコン通信装置１０２は、光ビーコンヘッダ及びこれを用いた通信処理を実行する通信部から構成され、自身の光ビーコン通信エリア（５ｍ四方未満の極狭域）１０５を通過した車両に対して通知データを、光通信で送信する。

実施の形態４において、路側光ビーコン装置１００から車載器３００へ送信される通知データ（ダウンリンクデータ）は、道路ＩＤ情報、路側光ビーコン装置１００の位置から交差点入り口までの道程距離値及び路側光ビーコン装置１００から交差点出口までの道程距離値を含んでいる。道路ＩＤ情報は、上記実施の形態１で示したものと同様である。また、路側光ビーコン装置１００の位置から交差点出口までの道程距離値は、車両の進行方向別の値（右左折、直進に応じた道程距離）が設定される。

路側ＤＳＲＣ通信装置（第５の無線通信装置）２００は、上記実施の形態１と同様に、交差点内の道路上あるいは交差点内の道路の路側に設置され、自身の通信エリア内の車両から送信される車両アップリンクデータを受信するとともに、そのデータから進路方向別の交差点の交通流データを算出する。
ただし、実施の形態４による路側ＤＳＲＣ通信装置２００は、例えば、主要道路が交差する大規模な交差点に設置することを想定しており、さらに交差点通過前で車載器３００と個別通信チャネルを確立して車両アップリンクデータを受信できるように、路側光ビーコン装置１００から交差点入り口までの間を通信エリアに含む。

車載器３００は、上記実施の形態２と同様に、光送受信素子３０１、光通信部３０２、車載ＤＳＲＣアンテナ３０３、ＤＳＲＣ通信部３０４、車輪回転パルス検出器３０５、車載データ処理部３０７及び時間算出部３１２を備える。また、車載データ処理部３０７は、記憶部３０８、道程算出部３０９、通信制限部３１０及び情報処理部３１１を備える。
実施の形態４による車載器３００では、路側光ビーコン装置１００からの通知データとして、道路ＩＤ情報、路側光ビーコン装置１００の位置から交差点入り口までの道程距離値及び路側光ビーコン装置１００から交差点出口までの道程距離値が通知される。

情報処理部３１１は、記憶部３０８に格納した通知データ、道程算出部３０９により算出された道程距離データ及び時間算出部３１２から入力した経過時間を用いて、路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信する車両アップリンクデータを生成する。
例えば、車両アップリンクデータとして、路側光ビーコン装置１００の通知データから抽出した道路ＩＤ情報、道程算出部３０９が算出した道程距離データＬ、時間算出部３１２が算出した、上記通知データが受信された時点からの経過時間、交差点入り口に達するまでの経過時間、交差点出口に達するまでの経過時間、及び自車両の車速を含める。
なお、交差点入り口に達するまでの経過時間は、通知データに含まれる路側光ビーコン装置１００の位置から交差点入り口までの道程距離値に自車両が達した時点で時間算出部３１２が算出した値を用いる。同様に、交差点出口に達するまでの経過時間についても、通知データに含まれる路側光ビーコン装置１００の位置から交差点出口までの道程距離値に自車両が達した時点で時間算出部３１２が算出した値を用いることができる。
さらに、自車両の車速は、通知データに含まれる上記交差点出口までの道程距離値から上記交差点入り口までの道程距離値を減算した値を、上記交差点出口までの経過時間から上記交差点入り口までの経過時間を減算した値で除算して求める。

次に動作について説明する。
図８は、実施の形態４による交通流計測システムの車載器の動作を示すフローチャートである。この図８に沿って、図２に示す道路上に交通流計測システムを展開した場合における車載器３００の動作を詳細に説明する。なお、図２において、車載器３００は、車両４００に搭載されているものとする。また、車両位置４０１〜４０４は、車両４００が、交差点で右折するか、左折するか、直進するかに応じた車両位置である。つまり、車両４００が交差点で右折する場合、車両位置４０１で右折待ちを行い、車両位置４０４が右折した後の車両位置である。車両４００が左折する場合は、左折後に車両位置４０２に移動する。一方、車両位置４０３は、車両４００が直進して交差点を抜けた後の位置である。
以降では、車両４００の走行に伴った車載器３００の動作を例に挙げる。

車両４００が交差点に向かって第１車線（左側車線）を走行している間、車載器３００の光通信部３０２は、光波による通知データの受信待ち状態にある。つまり、光波による通知データの受信有無によって路側光ビーコン装置１００の下を通過したか否かが判断される（ステップＳＴ１ａ）。ここで、光波による通知データの受信がなければ、路側光ビーコン装置１００，１１０の下を通過していないため（ステップＳＴ１ａ；ＮＯ）、車両４００は、そのまま走行を継続する（ステップＳＴ５ａ）。

車両４００が路側光ビーコン装置１００の下に達して、第１車線用光ビーコン通信装置１０１の光ビーコン通信エリア１０５に進入すると（ステップＳＴ１ａ；ＹＥＳ）、車載器３００の光通信部３０２は、光波による無線通信を介して、車線情報と同時に、道路ＩＤ情報、タイムスタンプ情報、路側光ビーコン装置１００の位置から交差点入り口までの道程距離値及び路側光ビーコン装置１００から交差点出口までの道程距離値を含む通知データを、第１車線用光ビーコン通信装置１０１から受信する（ステップＳＴ２ａ）。ここで、車線情報とは、車両４００が走行する車線位置、つまり車両４００が第１車線を走行中であることを示す情報である。この発明の路側光ビーコン通信装置１００，１１０，１２０，１３０においても同様に送信される。

車載器３００の道程算出部３０９は、光送受信素子３０１及び光通信部３０２によって路側光ビーコン通信装置１００から通知データが受信されると、これを契機に、当該通知データを受信した時点から車両４００が走行した道程の距離データ（道程距離データＬ）の積算を開始する（ステップＳＴ３ａ）。ここでは、Ｌ＝０から、車輪回転パルス検出器３０５の出力信号に基づいて算出した走行距離を積算して道程距離データＬとする。
また、情報処理部３１１は、光送受信素子３０１及び光通信部３０２によって受信された通知データを記憶部３０８に格納する。

次に、通信制限部３１０が、路側ＤＳＲＣ通信装置２００の路上ＤＳＲＣ電波アンテナによるＤＳＲＣ通信エリア内に、自身を搭載する車両４００が入ったか否かを判定する（ステップＳＴ４ａ）。ここで、車両４００がＤＳＲＣ通信エリア内に入っていない場合（ステップＳＴ４ａ；ＮＯ）、通信制限部３１０は、ＤＳＲＣ通信部３０４から“受信有り”を示す信号が出力されるまで、上述の判定処理を繰り返す。

一方、車両４００がＤＳＲＣ通信エリアに入った場合（ステップＳＴ４ａ；ＹＥＳ）、通信制限部３１０は、記憶部３０８から読み出した通知データに含まれる上記交差点入り口までの道程距離値と、道程算出部３０９により当該通知データ取得後に時々刻々と算出される道程距離データＬとを比較して、道程距離データＬが、交差点入り口までの距離値に達したか否かを判定する（ステップＳＴ６ａ）。ここで、車両４００が交差点入り口に達していない場合（ステップＳＴ６ａ；ＮＯ）、通信制限部３１０は、道程算出部３０９により時々刻々と算出される道程距離データＬを用いて、上述の判定処理を繰り返す。

車両４００が交差点入り口に達した場合（ステップＳＴ６ａ；ＹＥＳ）、通信制限部３１０は、その旨及びこの時点での道程距離データＬを情報処理部３１１へ通知するとともに、ＤＳＲＣ通信部３０４を制御して路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信チャネルを確立する（ステップＳＴ７ａ）。このとき、情報処理部３１１は、道程算出部３０９から自車両が交差点入り口に達するまでの道程距離データＬを入力し、時間算出部３１２から交差点入り口に達するまでの経過時間を入力するとともに、記憶部３０８から通知データに含まれる道路ＩＤ情報を読み出し、道路ＩＤ情報、交差点入り口に達するまでの道程距離データＬ及び経過時間を含む車両アップリンクデータを生成してＤＳＲＣ通信部３０４へ出力する。ＤＳＲＣ通信部３０４は、車載ＤＳＲＣアンテナ３０３を介して、車両アップリンクデータを路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信する。

ＤＳＲＣ通信部３０４は、車両アップリンクデータを路側ＤＳＲＣ通信装置２００が受信したことを確認し、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との交信が終了すると、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信チャネルを遮断する（ステップＳＴ８ａ）。

この後、通信制限部３１０は、記憶部３０８から読み出した通知データに含まれる交差点出口までの道程距離値と、道程算出部３０９により当該通知データ取得後に時々刻々と算出される道程距離データＬとを比較して、道程距離データＬが、交差点通過後の距離値（交差点入り口までの距離値＋交差点内通過距離値）を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ９ａ）。ここで、道程距離データＬが交差点通過後の距離値を超えていない場合（ステップＳＴ９ａ；ＮＯ）、通信制限部３１０は、道程算出部３０９により時々刻々と算出される道程距離データＬを用いて、上述の判定処理を繰り返す。

道程距離データＬが交差点通過後の距離値を超えた場合（ステップＳＴ９ａ；ＹＥＳ）には、通信制限部３１０が、その旨及びこの時点での道程距離データＬを情報処理部３１１へ通知するとともに、ＤＳＲＣ通信部３０４を制御して路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信チャネルを確立する（ステップＳＴ１０ａ）。このとき、情報処理部３１１は、道程算出部３０９から自車両が交差点出口に達するまでの道程距離データＬを入力し、時間算出部３１２から交差点出口に達するまでの経過時間を入力するとともに、記憶部３０８から通知データに含まれる道路ＩＤ情報を読み出し、道路ＩＤ情報、交差点出口に達するまでの道程距離データＬ及び経過時間を含む車両アップリンクデータを生成してＤＳＲＣ通信部３０４へ出力する。

ＤＳＲＣ通信部３０４は、車載ＤＳＲＣアンテナ３０３を介して、車両アップリンクデータを路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信する。ＤＳＲＣ通信部３０４は、車両アップリンクデータを路側ＤＳＲＣ通信装置２００が受信したことを確認し、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との交信が終了すると、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信チャネルを遮断する（ステップＳＴ１１ａ）。

路側ＤＳＲＣ通信装置２００の交通流データ処理装置２０３は、路上ＤＳＲＣ通信装置２０１及びＤＳＲＣ通信制御装置２０２を介して車両アップリンクデータを受信すると、上記実施の形態１と同様にして、当該車両アップリンクデータから車両の進行方向別の交差点の交通流データを算出する。
なお、この実施の形態４では、路側光ビーコン装置１００（第４の無線通信装置）が、交差点のかなり手前（例えば、１００ｍ程度手前）に設置される。このため、上記実施の形態１で示した図４のグラフにおける交差点手前のビーコン下（地点ａ）から交差点入り口（地点ｂ）までの距離は長くなるが、地点ａから地点ｂまでの各車両の平均車速を算出する方法自体は、上記実施の形態１と同様である。
また、地点ａから地点ｂまでの経過時間は、交差点手前のビーコン下（１００ｍ手前）から交差点までの待ち時間に相当し、交差点へ進入する車両の渋滞状況を示すデータとなり得る。

以上のように、この実施の形態４によれば、路側ＤＳＲＣ通信装置２００の通信制限エリア内にあるとき、路側ＤＳＲＣ通信装置２００との通信を制限するとともに、交差点手前に設置された路側光ビーコン装置１００からの通知データに含まれる道路ＩＤ情報、自車両が通信制限エリアに達した地点まで又は通信制限エリアを抜けた地点までの道程距離データＬ、及び通知データを受信した時点から当該道程距離データＬが得られるまでの経過時間を含む車両アップリンクデータを、路側ＤＳＲＣ通信装置２００へ送信する車載器３００を備え、路側ＤＳＲＣ通信装置２００が、自身の通信エリア内の車両に搭載された車載器３００から受信した車両アップリンクデータを用いて、交差点における車両の交通流データを進路方向別に算出するとともに、交差点への進入方向手前の道路における車両の交通流データを算出する。このように、交差点の手前（かなり手前、１００ｍ程度）に設置される路側光ビーコン装置１００から、交差点入り口、交差点出口までのそれぞれの道程距離が通知されるので、交差点入り口に至るまでの待ち時間や平均車速を示すデータが計測可能であるため、交差点手前における渋滞状況等を示す交通流データを得ることができる。

なお、上記実施の形態４では、車載器３００として、上記実施の形態３で図７を用いて示した車載器を使用する場合を説明したが、上記実施の形態２で図６を用いて示した車載器を使用しても構わない。この場合には、路側光ビーコン装置１００から、通知データとして、道路ＩＤ情報、タイムスタンプ情報、路側光ビーコン装置１００の位置から交差点入り口までの道程距離値及び路側光ビーコン装置１００から交差点出口までの道程距離値を通知する。これにより、車載器３００の情報処理部３１１は、通知データに含まれるタイムスタンプ情報から、通知データが受信された時点からの経過時間、交差点入り口に達するまでの経過時間、交差点出口に達するまでの経過時間を算出することができる。