JP2008198204A - 走行ルートの走行時間を算出する方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の走行ルートの走行時間を算出する。
【解決手段】 本発明の方法には、走行始点404と走行終点407のある走行ルートを決定する工程と、このルートを走行中の先頭車両の位置で表されるセクション始点とこのルートを走行中の最後尾車両の位置で表されるセクション終点を持ち、第一セクションの最後尾車両が第一セクションに続く第二セクションの先頭車両となるように、このルートを少なくとも第一セクションと第二セクションに分割する工程と、各セクションの先頭車両と最後尾車両の位置502を決定する工程と、決定済の両位置に基いて各セクションの先頭車両と最後尾車両間の距離を各セクション用に決定する工程と、先頭車両および／または最後尾車両関連のパラメータ値を各セクション用に決定する工程と、各セクション用の決定済距離と決定済パラメータ値に基いて走行始点から走行終点までの走行時間を算出する工程、が含まれる。
【選択図】 図8

Description

本発明は走行ルートの走行時間を算出する方法および装置に関する。このような方法および装置は、走行者に予定ルートについての走行時間予測を提供するのに用いられる。

現在、走行時間算出は主に交通運行センターで実行されている。走行データを収集するために路肩や車両内にセンサーが設置されている。データは車載装置や路肩装置から無線網(GSM、GPRS、WiMax、等)、または有線網を経由して交通運行センターへ送信される。交通運行センターには特殊なデータ処理アルゴリズムが提供されており、受信データの妥当性が評価されるとともに、対象交通の特性が抽出される。通常、交通運行センターに蓄積された大量の履歴データが分析され、数学的予測モデルが構成される。このモデルはセンサーから送信された現在の走行時間を入力とし、次の瞬間の走行時間を予測する。予測結果は、ラジオ、可変メッセージ・パネル、等のような広報手段によって、道路走行者に広めることができる。現在、この方法を用いて走行時間予測を実現できる複数のシステムが存在する。車載センサーの場合、通信テクノロジーとしてGSMやGPRSが用いられることが多い。道路内または道路上にあるセンサーの場合、誘導無線装置、カメラ、レーダー、等が用いられる。

上述の方法では、通信インフラだけでなくセンサーも高コストになることがよくある。田舎道のような環境では、通信インフラが利用できないか余りに高価なため、走行時間算出は一般的には利用できない。妥当性を立証し分析するためには、大量のデータを運行センターに送信する必要があるためである。このように、通信帯域と言う観点から、貴重な無線網リソースが浪費されているのである。

Short-Term Travel Time Prediction Using a Time-varying Coefficient Linear Model（Xiaoyan Zhang and John A. Rice from the University of Berkeley, Elsevier Preprint, March 13, 2001） EP 1 484 729 B1公報

走行時間算出用の数学的予測モデルの一例は、Xiaoyan Zhang and John A. Rice from the University of Berkeley, Elsevier Preprint, March 13, 2001による論文「Short-Term Travel Time Prediction Using a Time-varying Coefficient Linear Model」の中で開示されている。論述のシステムにおいては、必要な走行データは路肩のセンサーまたは調査車両を用いて収集される。データは交通運行センターに送信され、そこでは時変係数直線モデルのアルゴリズムが適用される。このシステムでは、データの妥当性を評価するのに交通運行センターでは多大な作業が必要となる。しかも、センサー間の距離が長く、十分なセンサーのデータがないため、結果もかなり不正確である。

もう一つの走行時間算出システムがEP 1 484 729 B1に開示されている。この走行時間予測システムにおいては、路肩装置が道路の近辺に設置されている。通行車両は車両自体の走行情報を無線通信により路肩装置へ送信する。受信データは路肩装置に蓄積されるか、または路肩装置にネットワーク接続機能が付いている場合、交通運行センターに送信される。ネットワーク接続機能が付いていない場合、予測モデルは路肩装置に搭載される。路肩装置に計算要求メッセージを送信した通行車両が実際にこの要求をした場合、予測走行時間は路肩装置の中で計算される。計算結果は今回もまた無線通信により、該当車両に返信される。路肩装置がネットワークを経由して交通運行センターに接続されている場合、予測はセンターで実行されることになる。運行センターが走行時間を算出し終えた時点で、計算結果は要求を出している全車両に返信される。このシステムでは、予測用として路肩装置が必要である。路肩装置の製造と設置は高コストを引き起こす。予測用のアルゴリズムは事前に調整しインストールする必要がある。このアルゴリズムについてと同様に、路肩装置についても定期保守が必要である。路肩装置は路肩に固定されているため、走行時間予測は路肩装置近辺の道路セクションでのみ利用可能である。

本発明は上で概説した従来技術に基づいているが、本発明の目的は、上述の問題点の幾つかを低減しさらに改良した、走行道路の走行時間算出用の方法と装置を提供することである。

この目的は、独立請求項に記載の走行時間算出用の方法、装置、およびコンピュータ・プログラム製品によって達成される。さらに好都合な実施形態の明細が従属請求項に記述されている。

本発明の一つの形態として記載のように、走行ルートの走行時間の算出方法であって、走行始点と走行終点のある走行ルートを決定する工程と、このルートを少なくとも第一セクションと第二セクションに分割する場合に、各セクションはこのルートを走行中の先頭車両の位置で表されるセクション始点とこのルートを走行中の最後尾車両の位置で表されるセクション終点を持ち、第一セクションの最後尾車両が第一セクションに続く第二セクションの先頭車両となるように、このルートを少なくとも第一セクションと第二セクションに分割する工程と、各セクションの先頭車両と最後尾車両の位置を決定する工程と、決定済の両位置に基いて各セクションの先頭車両と最後尾車両間の距離を各セクション用に決定する工程と、先頭車両および／または最後尾車両関連のパラメータ値を各セクション用に決定する工程と、各セクション用の決定済距離と決定済パラメータ値に基いて走行始点から走行終点までの走行時間を算出する工程、を含む走行ルートの走行時間の算出方法、が提供されている。

本発明に記載のように、走行ルートは複数のセクションに分割されるのが好ましく、各セクションは先頭車両と最後尾車両により定義される。各セクションについてセクションの範囲を定める二台の車両間の距離、つまりセクションの長さを決定できる。先頭車両の位置から最後尾車両の位置まで走行するのに必要な時間を算出するには、この距離を、例えば、先頭車両の速度、または最後尾車両の速度、もしくはこれら二つの速度の合成値で割ればよい。算出所要時間の精度をさらに上げる好ましい実施形態としては、他の車両が過去にその距離を走行するのに要した時間を規定する履歴データを採り入れる手がある。走行ルートを構成する全てのセクションについて走行時間算出はできるので、セクションを合成した貫通走行ルートの走行時間も算出できる。

決定された距離、つまりセクションの長さが短い場合、本方法には走行時間算出の精度が高いと言う長所がある。本方法を実行するのに適合する装置を備えた車両を用いて本方法が実行される場合、本方法は顕著な長所を発揮する。

本方法の好ましい実施形態として、要求中車両に搭載された要求信号発生手段により走行時間を算出するための要求信号を発生させる工程と、要求中車両から第一セクションの先頭車両に発生要求信号を送信する工程、をさらに含む方法がある。

この実施形態には、要求中車両が走行時間算出を開始する車両である必要はない、と言う利点がある。このことは要求中車両を運転中のドライバは、要求中車両が未到達の地点で、走行ルートの走行時間算出を開始するよう、走行時間算出用のオンボード装置に指示できることを意味する。

好ましい実施形態として、各セクションの先頭車両と最後尾車両の位置を決定する工程を含み、先頭車両に搭載された位置決め手段により先頭車両の位置を決定する工程と、最後尾車両に搭載された位置決め手段により最後尾車両の位置を決定する工程、を含ませる方法がある。

この場合、本発明による走行時間算出方法を採用しているどの車両も、その車両自体の位置決め手段とその車両自体の位置を持っているので、路肩の位置決めセンサーは必要ない。このように路肩にセンサーを設置し保守する必要がないので、コストを低減できる。

好ましい実施形態として、先頭車両から最後尾車両までの先頭車両の決定済位置を規定する位置データを送信し、および／または最後尾車両から先頭車両までの最後尾車両の決定済位置を規定する位置データを送信する工程、をさらに含む方法がある。この場合、セクションの先頭車両と最後尾車両間の距離が送信済位置データを受信した車両に搭載された距離決定手段により決定されることが好ましい。

位置データの送信により、セクションの範囲を定める二台の車両の内の少なくとも一台は、セクションの範囲を定める二台の車両の位置を知っている。従って、この車両は二台の車両間の距離を計算できる。

好ましい実施形態として、セクションの先頭車両および／または最後尾車両関連のパラメータ値がセクションの先頭車両または最後尾車両に搭載されたパラメータ値決定手段により決定されることを含む方法がある。このパラメータ値は、例えば、先頭車両の現在速度、または最後尾車両の現在速度、または両速度の合成値の場合がある。車両は、例えば、その車両に付いた速度センサーを用いて、その車両自体の速度を決定できる。この車両はこの決定された速度を同じセクションの他車両へ送信できる。従って、本発明の方法には、セクションの先頭車両から最後尾車両までの決定済パラメータ値を規定するデータを送信し、および／またはセクションの最後尾車両から先頭車両までの決定済パラメータ値を規定するデータを送信する工程を含むことができる。しかしながら、この送信工程がなくても、セクションのある車両が同じセクションの他車両の速度を決定できることがある。なぜならば、ある車両はやがて異なる地点に移動する他車両の二つの位置を把握できるからである。

好ましい実施形態として本発明の方法には、セクションの先頭車両と最後尾車両間の決定済距離、およびセクションの先頭車両および／または最後尾車両関連のパラメータ値に基づき、セクション走行時間算出手段によりセクションの走行時間を算出する工程を含むことができる。この走行時間算出手段は、セクションの先頭車両または最後尾車両に搭載されるのが好ましい。

この工程には、セクションの先頭車両と最後尾車両間の決定済距離およびパラメータ値が結合され、セクションの算出走行時間が決定されると言う利点がある。この方法では、距離やパラメータ値に関連するデータを他車両に伝達する必要はない。その代わり、これら二つのデータを結合できるので、あるセクションの算出済走行時間を、このセクションに続くもう一つのセクションの先頭車両または最後尾車両へ送信する工程を含ませるこが好ましい。この方法では送信されるデータの量が低減される。その代わりに、一つ以上のセクションの距離やパラメータ値を収集し、一つ以上のセクションの走行時間を決定しようとする他車両に、距離やパラメータ値を伝達できよう。

好ましい実施形態として本発明の方法には、複数のセクションに関連する複数の算出走行時間を、該当するそれぞれのセクションがあるルート上の一つの道路セグメントに対する一つの走行時間を決定するために、合成する工程を含ませる方法がある。

このことは、一つの道路セグメントに属する複数のセクションに関連する算出走行時間は、この道路セグメントの走行時間を算出するために算出走行時間を合成しようとする最後の車両に到達するまで全車両を通して転送されるのが好ましい、と言うことを意味している。この道路セグメントに対する走行時間を算出するように要求信号を送出した要求中車両へ、この道路セグメントに対するこの決定済走行時間を送信できる。

本発明の一実施形態に記載のように、本発明の方法には全車両を通して少なくとも一つの決定された距離に依存し、少なくとも一つのパラメータ値に依存するデータを走行時間算出実行用の走行時間算出手段に送信する工程を含むことができる。

好ましい実施形態として本発明の方法には、セクションの先頭車両および／または最後尾車両に関連するパラメータ値がこのセクションの先頭車両および／または最後尾車両の速度に依存していることを含む方法がある。セクションの先頭車両および／または最後尾車両に関連するパラメータ値が、最後尾車両が先頭車両と最後尾車両間の距離を走行するのに必要な走行時間に依存できるのも好ましい実施形態である。

好ましい実施形態として、走行時間がセクションの履歴パラメータ値を含む履歴データに依存して算出される方法がある。この方法では、例えば車両速度のような現在のパラメータ値だけが走行時間算出用に使われるのではなく、セクションを走行するのに過去に他の車両が必要とした時間を考慮して算出信頼度も向上される。つまり、算出に履歴データを採り入れることで算出の品質を改善できる。

好ましい実施形態として本発明の方法には、要求中車両からの要求信号を、走行始点への既定距離内にある走行ルート上に位置する車両に転送する工程を含む方法がある。

好ましい実施形態として、走行始点への既定距離内にある走行ルート上に位置する車両について、この車両が宣言信号を送出中の車両が予測プロセスを開始すると宣言する宣言信号を受信したかを決定する工程と、宣言信号を既に受信済の場合、要求信号を無視する工程と、この車両が宣言信号を受信未完の場合、この車両は第一セクションの先頭車両であると決定し、宣言信号を広く送信する工程、を含み実行される方法がある。

従って、要求信号は走行始点近辺にある車両へ転送される。この車両は予測プロセスを開始できる。しかしながら、走行始点への既定距離内には一台超の車両が存在する場合もある。この場合、一台超の車両が予測プロセスを開始するのを避ける必要がある。このため、一台超の車両が予測プロセスを開始するのを防ぐように、宣言信号は周辺の全車両に送信される。

好ましい実施形態として本発明の方法には、算出済走行時間の要求信号に規定の地点への既定距離内に位置できる要求中車両に算出済走行時間を転送する工程を含む方法がある。

本発明による上記方法は、本発明提示の方法を実行するのに適合した装置を備えた車両を使用して実行される場合に顕著な利点を発揮する。この目的のため、本発明は走行ルートの走行時間を算出するオンボード装置を提供できる。この装置は車載に適合でき、さらに同一走行ルートを走行中の少なくとももう一台の車両と通信するのに適合できる。この装置はVehicular Ad-Hoc Network(VANET)の通信ノードであるように構成されることが好ましい。

本発明の一実施形態として、走行始点と走行終点がある走行ルートを決定する走行ルート決定手段と、このルートを走行中の車両間の距離に依存するデータ、および／またはこのルートを走行中の車両関連のパラメータ値に依存するデータ、を受信するために要求信号を発生する要求信号発生手段と、発生要求信号をこの装置からもう一台の車両に送信する要求信号送信手段と、要求信号に応答してもう一台の車両からこの装置に送信された要求データを受信するデータ受信手段と、受信データに基づき走行ルートを走行するのにかかる走行時間を算出する走行時間算出手段、を含むオンボード装置が提供されている。

本装置には、外部運行センターや路肩に沿って設置のセンサーなしで、例えば、単にVANETへ送出される要求信号を発生するだけで、走行時間を算出できると言う長所がある。この要求信号に応答して、本装置は本装置の走行時間算出を可能にするデータを受信する。この仕様に関しては、項目要求はデータ受信のために要求中車両が送信するデータに限定されてはならない、と言うことに注意が必要である。その代わり、要求信号には、他車両搭載の装置に走行時間算出を可能にさせると言う少なくとも一点で協調させるために、もう一台の車両に送信されるあらゆるデータが含まれる。

本装置には、要求信号を受信する要求信号受信手段を備えることが好ましい。これによりこの装置は、走行時間算出が可能となるよう実行される工程に加わるよう他の装置からトリガーがかけられるようになる。

実施形態として、本装置には車両の位置を決定する位置決め手段を含むのが好ましい。従って、本装置は搭載された車両の位置決めをできる。このため、車両の位置決めをするのに路肩に外付けセンサーは不要、と言う利点がある。

好ましい実施形態として、もう一台の車両の位置を規定する位置データを受信する位置データ受信手段を含む本装置がある。

好ましい実施形態として、本装置に位置決め手段により決定される車両の位置と位置データ受信手段により受信される他車両の位置間の距離を決定する距離決定手段を含ませる手がある。この方法により、本装置は二台の車両間の距離を決定できる。

好都合な実施形態として、車両および／または他車両関連のパラメータ値を決定するパラメータ値決定手段を含む本装置がある。

好ましい実施形態として、距離決定手段により決定される距離、および／またはパラメータ値決定手段により決定されるパラメータ値に依存してデータを発生するデータ発生手段を含む本装置がある。このデータ発生手段により、車両内でのデータ処理が可能となる。この方法によれば、例えば、他車両に送信の必要があるデータを低減できる。

好ましい実施形態として、本装置はデータ発生手段により発生されるデータを本装置からもう一台の車両へ送信するデータ送信手段を含む。

好ましい実施形態として、本装置は位置決め手段により決定される車両の位置を規定する位置データをもう一台の車両へ送信する位置決めデータ送信手段を含む。

好都合な実施形態として、セクションの走行時間を算出するセクション走行時間算出手段、距離決定手段が車間距離を決定する二台の車両により範囲を定められている走行ルートの一部に関連するセクション、決定済距離とセクションの範囲を定める車両の一台以上に関連するパラメータ値に基づき実行される算出、を含む本装置がある。好ましい実施形態として、本装置はセクションの算出済走行時間を他車両へ送信するセクション走行時間算出結果送信手段、および／またはセクションの算出済走行時間を他車両から受信するセクション走行時間算出結果受信手段、を含む。好ましい実施形態として、本装置はそれぞれのセクションから構成されるルート上にある道路セグメントについて算出された走行時間を決定するために、複数のセクションに関連する複数の算出済走行時間を合成する走行時間合成手段、を含む。好ましい実施形態として、本装置は道路セグメントについての決定済走行時間結果を他車両へ送信するセグメント走行時間算出結果送信手段、を含む。

この方法では、一つのセクションについて走行時間を算出でき、複数の算出済セクション走行時間が一つのセグメント走行時間に合成される。これにより全車両へ送信されるデータの圧縮が可能になる。従って、より少ない通信帯域しか必要とならない。

好ましい実施形態として、本装置は一個以上の決定済距離に依存し、全車両についての一個以上のパラメータ値に依存するデータを走行時間算出を実行する走行時間算出手段へ送信するデータ送信手段、を含む。この方法では、データが決定される車両上でデータ処理が実行される必要はない。さらに、データを転送する車両もデータを処理する必要はない。

好ましい実施形態として、パラメータ値決定手段は対象車両の速度および／または他車両の速度を決定する速度決定手段、を含む。好ましい実施形態として、パラメータ値決定手段は、対象車両または他車両が距離決定手段により与えられた距離を走行するのに必要な走行時間を決定する走行時間決定手段、を含む。これにより、例えば、算出済セクション走行時間を決定するのに車両速度と履歴データを用いることが可能となる。

好ましい実施形態として、本装置は蓄積された履歴データに依存するデータに基づきデータ発生手段がデータを発生するような、履歴パラメータ値を含む履歴データを蓄積する第一のデータ蓄積装置、を含む。

好都合な実施形態として、要求信号を要求中車両から、走行始点への距離が既定値内にある走行ルート上に存在する車両へ転送する要求信号転送手段、を含む本装置がある。好ましい実施形態として、本装置は対象車両が走行始点への既定距離内にあるかを、位置決め手段により与えられる位置データと走行始点データに基づき決定する近接検出手段、を含む。好ましい実施形態として、本装置は宣言信号を送信中の他車両が予測プロセスを開始すると宣言する宣言信号を本装置が受信したかを決定し、宣言信号を受信完了ならば要求信号を無視し、宣言信号を受信未完ならば予測プロセスを開始するとともに宣言信号を広く送信する宣言信号管理手段、を含む。

このことから本装置には、走行始点近くの車両へ要求信号を転送するために他の装置と協調できると言う利点がある。宣言信号を送信することにより、ただ一台の車両だけが予測プロセスを開始すると保証される。

好都合な実施形態として、要求中車両へ算出済走行時間を送信する走行時間通告送信手段、および／または他車両から算出済走行時間を受信する走行時間通告受信手段、を含む本装置がある。好ましい実施形態として、本装置は要求中車両が送信中の要求信号に含まれる位置データに基づき要求中車両を探索する要求中車両探索手段、を含む。

さらに本発明には、上述のようなオンボード装置を備えた車両が含まれる。

さらに本発明には、走行時間を算出するコンピュータ・プログラム製品であって、コンピュータが読み取れる媒体、およびデータ処理手段の中で本発明記載の方法が実行されるか、またはデータ処理手段の中で本発明記載の装置が形成されているような、データ処理装置のデータ処理手段により処理されるのに適合した指示に対応する一連の状態エレメントの形式で、上述の媒体に記録されたコンピュータ・プログラムを備えたコンピュータ・プログラム製品、が含まれる。

走行時間算出には大きな長所がある。走行者の観点からは、実時間交通状況に従って走行ルートを臨機応変に変えられるので、走行者が旅を効率的に計画し時間を節約するのを走行時間算出が手助けしている。例えば、走行者はハイウェーや市内道路網の混雑を回避できる。また、商用走行者にとって算出済走行時間の提供は、重要かつ効率的な交通管理ツールである。商品配達や郵便配達やタクシー・サービスのような商用走行者は、混雑したセクションを避けて輸送コストを低減し、所望時間内に商品を配達して商用配達のサービス品質を向上できる。交通管理の観点からは、大多数の走行者がより効率的な方法で旅を計画する場合、全体の道路網に掛かる負担はより平坦になる。従って、混雑を少なくでき、道路網を使う走行者全員の総遅延時間は減少する。この遅延時間の減少が環境汚染に加えて走行者の経済的負担を減らすのに役立つ。

実施形態によって、本発明には次のような利点がある。本発明による装置は装置自体のセンサーを持ち、および／または車両のセンサーを使うので、路肩のセンサーは不要である。さらに、全車両を通して通信ができる。従って、路肩の通信インフラは不要である。つまり、路肩用にセンサーや通信インフラを購入したり、設置したりする必要はなく、保守をする必要もない。この結果、走行時間算出用コストは低減する。

さらに、本発明による装置の付いた車両の密度が十分な所ならばどんな所でも、本発明による走行時間算出システムを利用できる。本発明による方法を採用している車両間の距離は短いので、本発明による走行時間算出は従来技術による走行時間算出に比べ精確であり得る。システム内で決定されるデータは一台以上の車両により合成されるので、データの量を低減できる。この方法で、通信帯域の消費量が減る。本発明による方法は分散形式で実行されるので、交通運行センターは不要であり、システム全体としてもずっと柔軟性に富んでいる。

走行時間は本発明による非常に短期の履歴データに基づいて算出されるので、本発明により算出される走行時間は、従来技術のシステムで決定される算出走行時間に比べ、ずっと精確に実際の現在交通状況を反映できる。これは、従来技術による集中形方法では一般に5分ないし10分前の交通状況に基づいて算出される走行時間が配信されるからである。

集中形方法では、路肩センサーから必要なデータを収集し、このデータを処理するのに時間がかかるため、より最新のデータは提供されない。従来技術による集中形方法では、一般に1分ないし20分毎にセンサーからデータが収集される。

次に、図1を参照して、本発明を成立させ得る基本シナリオを説明する。図1は第一の方向へ向う二つのレーン101、102があり、反対方向へ向う二つのレーン103、104がある道路100を示す。この道路を走行中の車両は黒点で描かれている。黒点から遠ざかる矢印の方向と長さはそれぞれの車両の方向と速度を示している。図1には、車両間通信システムと位置決めシステムの付いた5台の車両A、B、C、D、Eがある。これらの車両A、B、C、D、Eは一緒になってvehicular ad-hoc network(VANET)を構築する。さらに、車両A、B、C、D、およびEには、走行始点から走行終点へ向う一個以上の走行ルートを決定し、位置データを送信中の車両が受信車両と同じ方向へ運転しているか決定するのを可能にするナビゲーション・システムが付いている。

VANETは車両間または車両と路肩装置間の自立した携帯ネットワークである。VANETを使えば、複数のアプリケーションを提供できる。よく知られた使用例は衝突防止、車両間の交通情報交換および娯楽アプリケーションであり、これらのサービスを旅行中にドライバおよび／または乗客に提供できる。VANETでは、特定の地理的位置にあるドライバおよび／または乗客の目的地へメッセージを送信できる。VANETは自立・分散形式で稼動されているので、ネットワークに新たに加入する車両も、ネットワークを脱退する車両もVANETの機能性には影響を与えない。

VANETに基づいて、車両A、B、C、Eは本発明記載の走行時間算出方法を実行する。交通状況は二つの反する方向で極端に異なる可能性があるので、ある方向の車両は他の方向の走行時間予測に寄与する義務はない。従って、車両Dは車両A、B、C、およびEの走行時間算出方法には加わらない。それにもかかわらず、車両Dを、特にVANETがまばらな場合、メッセージ転送に用いることができる。従って、車両Dもまた、たとえ走行時間算出方法に加わっていなくても、VANETの一部である。

走行時間算出方法にとって、位置データの定期的交換が必要なことがある。この位置データは距離を計算するために特に必要である。以下において、時刻tにおける車両iの距離はD-tiと表されている。時刻tにおける車両iの位置はP-ti(X-ti, Yti, Zti)と表されており、ここにXは車両の経度であり、Yは緯度であり、そしてZは高度である。二台の車両の位置に基づいて、時刻tにおける二台の車両iとj間の距離は次式のように計算できる。

例えば、時刻tにおいて、車両AとC間の距離は次式のように計算できる。

走行時間算出に加わる各車両A、B、C、Eには、位置決め手段が付いている。この位置決め手段により対象車両の地理的位置を定期的に検出することが可能である。GPSシステムは、対象車両の位置を1秒毎に検出する。GPSシステムはまた、対象車両の瞬間速度と走行方向も検出できる。非常に精確な衛星同期時刻がGPSシステムにより提供される。この時刻はVANET内部で、複数の対象車両時刻の同期化用とタイムスタンプ用に使われる。将来の欧州衛星位置決めシステムGALILEOは、互換性を保証するとともに、より精確な位置決め情報さえも提供する。本発明はこれらの、あるいは未公表の位置決めシステムを用いることができる。

VANETはさらに、合図送出機能を提供できる。この合図送出機能により複数の車両が、最大数百メートル（通常300メートル）の通信距離内にある他の複数の車両へ、位置データを定期的に（例えば、0.1秒毎から数秒毎の範囲で可変）送出することが可能である。GPSデータが1秒毎にだけ利用可能な場合、0.1秒毎用の位置データは複数車両の走行センサーを用いて算出できる。図1に示すシナリオの場合、車両A、B、C、Eは全て、お互いの通信距離内にある。これらの車両間で交換される合図メッセージは、対象車両の位置に加え、対象車両のID、タイムスタンプ、それぞれの車両の速度を含むことができる。

本発明の一実施形態に記載のように、各車両は各車両自体のメモリーの中に二つのテーブル、つまり自己履歴データ・テーブルと合図送出履歴データ・テーブル、を保持している。自己履歴データ・テーブルに、対象車両はその車両自体の履歴位置データを保持している。このことは、対象車両が1秒毎にこのテーブルに、その車両自体の位置を蓄積することを意味する。さらに、対象車両は合図送出履歴データ・テーブルに、合図送出メッセージを受信した他車両の受信位置データを蓄積する。車両自体の履歴位置データ蓄積用と他車両の位置データ蓄積用の二つのテーブルを持っているので、定期的インターバルはこれらの二つのテーブル間で異なりうると言う利点がある。例えば、その車両自体のGPSデータを1秒毎に蓄積し、他車両の位置データを1秒より多いまたは少ない頻度で蓄積するのは好ましいことである。

図2は合図送出履歴データ・テーブルと自己履歴データ・テーブルを更新するプロセスについての一実施形態のフローチャートを示す。ステップ201において、このプロセスは位置決めメッセージの着信を待っている。これらの位置決めメッセージは、ホスト車両の位置決め手段からのGPSメッセージであるか、または他車両からの合図送出メッセージであるか、のいずれかである。ステップ201で位置メッセージが受信完了となった場合、この位置メッセージはステップ202でメモリーに蓄積される。ステップ203で、位置決めメッセージにホスト車両のGPSデータ、つまりホスト車両の位置決め手段により発生されたGPSデータが収容されているか、が検証される。位置決めメッセージにホスト車両のGPSデータが収容されている場合、自己履歴データ・テーブル内の失効メッセージはステップ204で廃棄される。ステップ205で、自己履歴データ・テーブルは受信した位置決めメッセージに含まれていたホスト車両のGPSデータにより更新される。ステップ205の後で、このプロセスはステップ201を再開する。

位置決めメッセージがホスト車両のGPSデータを収容していない場合、ステップ203の後にステップ206が続く。ステップ206で、対象位置決めメッセージはホスト車両と同じ方向へ走行する車両から受信されたか、が検証される。上に説明したように、ホスト車両の方向と反対方向へ向う道路レーンに関する交通情報は、走行時間算出の対象にしてはならない。なぜならば、上り方向と下り方向間では交通状況に大きな違いのある可能性があるからである。位置決めメッセージを送信した車両がホスト車両と同一方向には走行していない場合、この位置決めメッセージはステップ207で廃棄され、プロセスはステップ201から再開される。しかしながら、位置決めメッセージを送信した車両がホスト車両と同一方向に走行している場合、プロセスはステップ208として継続される。ステップ208で、合図送出履歴データ・テーブル内の失効メッセージは廃棄される。ステップ209で、合図送出履歴データ・テーブルは、受信した位置決めメッセージに含まれたデータにより更新される。その後で、プロセスはステップ201から再開される。

自己履歴データ・テーブルに蓄積されたデータ、および合図送出履歴データ・テーブルに蓄積されたデータの有効時間は、実施エンジニアにより選択される。この有効時間を長く設定すればするほど、より多くのデータ蓄積用メモリー容量が必要となる。しかしながら一方で、より多くの履歴データが存在することになり、走行時間予測の精度をさらに向上できる。従って、有効時間の最適値を選択するには、較正作業が必要な場合もある。

図3は、例えば、車両Aに蓄積されていそうな、合図送出履歴データ・テーブルの一実施形態を示す。列300はテーブルのタイプを含む。例えば、合図送出履歴データ・テーブルは1で識別でき、一方自己履歴データ・テーブルは0で識別できる。列301は車両IDを収容する。この車両IDはGPSデータを送信した車両のIDである。この車両IDは、例えば、アルファベット・数値の文字列、IPアドレス（Version 4またはVersion 6）、世界共通シリアル製造番号、MACアドレス、車両の位置、等を用いて特定できる。このIDはネットワークにより割り振られた永久的IDまたは一時的IDである。列302はタイムスタンプを収容する。このタイムスタンプは対象位置が測定された時のGPSタイムスタンプ、つまりUTCタイムである。列303は該当タイムスタンプの時刻に測定された、送信中車両の速度を含む。単位は、例えば、m／sである。列304には、送信中車両の方向が蓄積される。この方向は、タイムスタンプの時刻における車両の走行方向である。この方向は北緯何度として表される。列305は、タイムスタンプの時刻における送信中車両の地理的位置を示す該当位置を含む。この位置は経度、緯度、および高度を含む。緯度はXxxx.xxx,N、例えば、1234.567,N（北緯12度34.567分を意味する）のように表される。経度はXxxx.xxx,E、例えば、1234.567,E（東経12度34.567分を意味する）のように表される。高度は、メートルを単位とした平均海面上の高さである。列306は失効する時刻を収容する。この失効する時刻は、データが失効すると考えられる時刻である。この失効時刻の後で、データは対象テーブルから削除される。自己履歴データ・テーブルについても、構造は同じである。

本発明記載の走行ルートの走行時間算出用の方法に関する最初の実施形態として記載のように、本発明の方法は四つの主要プロセスを含む。要求プロセス、宣言プロセス、予測プロセス、および走行時間通報プロセスである。この最初の実施形態の内の要求プロセスと宣言プロセスについて、ここでは図4を参照しながら説明することにする。

図4は、複数の車両4A、4B、4C、4D、4E、4Fが走行中の道路401を示す。示された例では、車両4Aのドライバは自分のナビゲーション・システムを用い、走行始点と走行終点に入り、どのルートが最も速いか見付けるようにナビゲーション・システムに指示する。車両4Aには、図4に示されている全ての他車両と同様に、本発明記載の最初の実施形態である走行時間算出用オンボード装置が付いている。この車両4A搭載の走行時間算出装置は、走行始点404で始まり走行終点407で終わる走行ルートの走行にかかる走行時間の予測を要求する要求メッセージ402を発生するように、装置の走行ルート決定手段1202および要求メッセージ発生手段1203を用いる。走行ルート決定手段1202がたまたま、走行始点404と走行終点407間で、合理的なルートを一個超見付ける場合がある。この場合、走行ルート決定手段1202は、一個超の候補ルートを要求メッセージ402に組み込むか、または各候補ルート向けに一通の要求メッセージ402を送信するように、要求メッセージ発生手段1203に指示する。一実施形態として、要求メッセージ402内で対象ルートは、交差点がなく、総合的には貫通ルートと呼べる、順序付きリストにある接続されたセグメントとして表現されることが好ましい。一実施形態として、各セグメントはセグメント終点とセグメントIDにより特定されることが好ましい。セグメント始点は、先行セグメントのセグメント終点と同一点のため除去できる。

要求メッセージは、要求送信手段1204を用いてVANETへ走行時間算出装置により送信される。この要求メッセージ402はその後、走行始点404近辺の車両へ到達するまで、VANET経由のダウンストリーム形式で転送される。本発明の仕様の中では、用語「ダウンストリーム」は一般転送駆動方向でホスト車両の前方と定義され、一方、用語「アップストリーム」は一般転送駆動方向でホスト車両の後方と定義される。このことは、ホスト車両から見れば、ダウンストリームはホスト車両が未だ通過していない道路部であり、一方、アップストリームはホスト車両が既に通過した道路部であることを意味している。

図4のシナリオから分かるように、要求中車両4Aは車両4Bへ要求メッセージ402を送信する。鎖線の円は車両4Aの通信範囲を図示している。車両4Bは車両4Aの通行方向と反対方向へ進行している。車両4Bは走行時間算出に加わってはならないが、それにもかかわらず車両4Bは要求メッセージの転送プロセスには加わることができる。反対通行方向へ進行中の車両も用いれば、VANETが市場に導入された初期のように、VANETがまばらな場合、要求メッセージをより効率的に転送できる。

一実施形態として、要求メッセージはVANETの中で位置情報ルーティング機能を用いて転送されるのが好ましい。geo-anycastルーティング・アルゴリズムは、要求メッセージを転送するのに特によく適合していると言えよう。要求発生地点の通信範囲にある全車両（例えば、その要求メッセージを受信する最初の車両）が、送信要求メッセージの着信地でもあると期待できる。要求メッセージ402は、VANETの中で位置情報ルーティング機能を用いて走行始点404へ向けて転送される。図4に図示するように、車両4Bは要求メッセージ402を車両4Cへ転送する。車両4Cは、その要求メッセージ402を再転送する。ジグザグ線403は道路の一部が図4には示されていないことを表している。この除外された道路部は、走行始点404への既定距離内にある車両4Dに、要求メッセージ402が着信するまでの任意長である。

要求メッセージ402を最初に受信し、走行始点404への既定距離内にある車両は、走行時間予測プロセスを開始しなければならない。しかしながら、複数の車両が走行始点404への既定距離内にある可能性がある。従って、一個超の走行時間予測プロセスが開始されるのを避ける必要がある。この目的のために、宣言プロセスが用いられる。この宣言プロセスに従って、要求メッセージ402を最初に受信し、走行始点404への既定距離内にある車両は、宣言メッセージ405を送信する。この宣言メッセージ405は、近辺車両に広く送信される。宣言メッセージ送信車両は、要求メッセージを既に受信し、予測プロセスを開始予定である、と宣言メッセージに記述する。宣言メッセージ405を受信した他複数車両は、他の一台の車両が予測プロセスを既に担当し始めたと知っているので、予測プロセスを開始しない。従って、宣言メッセージ405を受信し、この宣言メッセージ405に対応する要求メッセージ402を受信した複数車両は、要求メッセージを単純に廃棄することになる。この方法により、ただ一台の車両だけが予測プロセスを開始すると保証される。結果として、貴重なネットワーク・リソースが節約される。図4に示したシナリオでは、車両4Dが宣言メッセージ405を車両4Eと4Fへ送信する。

その後、車両4Dは予測メッセージ801をダウンストリームで送信して予測プロセスを開始する。この予測メッセージは、走行終点407に到達するまで、ダウンストリームでVANET内を転送できる。ジグザグ線406は、走行始点404と走行終点407間に任意長がある可能性を図示している。

図５は要求・宣言プロセスに関する一実施形態のフローチャートを示す。車両がステップ501で要求メッセージを受信した場合、ステップ502では先ず車両は現時刻におけるその車両自体の位置をチェックする。その位置と送信中車両の走行方向、およびその位置と受信中車両の走行方向に基づき、受信中車両はステップ503で、受信中車両は送信中車両のダウンストリームにあるかを決定する。受信中車両が送信中車両のアップストリームにある場合、要求メッセージを転送する必要はなく、受信中車両はステップ510で要求メッセージを単純に廃棄する。受信中車両が送信中車両のダウンストリームにある場合、受信中車両はステップ504で、受信中車両が受信した要求メッセージ内で特定されている走行始点への既定距離内に位置するかをチェックする。受信中車両が走行始点への既定距離内に位置しない場合、受信中車両は要求中車両と走行始点の中間のどこかに位置している。従って、要求メッセージはステップ505で単純に転送される。受信中車両が走行始点への既定距離内に位置する場合、受信中車両はステップ506で要求中車両と同一走行方向へ走行中かをチェックする。受信中車両が要求中車両と同一走行方向へ走行していない場合、受信中車両はステップ505で要求メッセージを単純に廃棄する。しかしながら、受信中車両が要求中車両と同一走行方向へ走行している場合、受信中車両はステップ507で受信した要求メッセージ関連の宣言メッセージを既に受信しているかをチェックする。受信中車両が既に宣言メッセージを受信済の場合、受信中車両はステップ510で要求メッセージを単純に廃棄する。受信中車両が未だ宣言メッセージを受信未完了の場合、この受信中車両は予測プロセスの開始を担当できる。従って、この受信中車両はステップ508で周辺車両へ宣言メッセージを広く送信し、ステップ509で予測プロセスを開始する。その後、この受信中車両はステップ510で要求メッセージを廃棄する。

図6は要求メッセージに関する一実施形態の中身を図示する。要求メッセージの列601は、メッセージのタイプを表示するヘッダーを収容する。列602に含まれる要求IDは、要求メッセージのIDである。車両のIDは列603に含まれる。列604のタイムスタンプは、要求が要求中車両により送信された時刻を特定する。列605で特定された位置はタイムスタンプの時刻における要求中車両の位置である。要求中車両が走行時間を算出するよう要求したルートの走行始点を含むのは列606であり、走行終点を含むのは列607である。走行始点と走行終点間のルートはセグメントを用いて特定される。各セグメントはセグメントID（列608）とセグメント終点（列609）により識別される。上述のように、走行始点と走行終点の組合せが同じでも、異なった別のルートが存在する場合もある。ルートが異なれば、要求IDも異ならなければならない。対象ルートを記述するセグメントの要点は、一実施形態としては、交差点、曲り角の始点、等のように通行状況の変化する点にできる。一実施形態として、ルートのセグメントへの分割は、独自のデジタル・マップに基づいた要求中車両のナビゲーション・システムにより行われる。セグメントIDとともにセグメント終点の位置を与えることにより、セグメントID符号化に異なった方法を用いている異なったタイプのナビゲーション・システムが付いた車両間の相互運用性が改善される。このセグメント終点位置の御蔭で、異なったナビゲーション・システムが付いた車両でも、たとえセグメントIDを異なった方法で符号化していても、相互運用して走行時間算出プロセスに加わることができる。

一個の長いメッセージの中で、対象ルートの全セグメントを収容する一個の要求メッセージを特定することは可能である。この場合、続きのセグメントのセグメントIDとセグメント終点が列609に続くことになろう。その代わり対象ルートを、同一のセグメントIDが付いてはいるが、異なったセグメントについての走行時間予測を要求する複数の分離した短い要求メッセージに分割することも可能である。もちろん、これらの分離した短い要求メッセージは、要求ID、車両ID、走行始点と走行終点に関しては同一の値を共有しなければならない。この場合、列610は、受信中車両がおそらく今後受信することになる短い要求メッセージに関しての、残りのセグメントの数を含む。

図７は宣言メッセージに関する一実施形態を図示する。宣言メッセージの機能は、走行始点へ既定距離内にある複数の車両が、同一時刻に同一要求ID用の予測プロセスを開始するのを防ぐことである。例えば図4で、車両4Dは、周辺車両も予測プロセスを開始するのを避けるため、周辺車両へ宣言メッセージ405を送信し終わった後で予測プロセスを開始する。

図7に示す宣言メッセージに関する一実施形態として列701には、このメッセージが宣言メッセージであると宣言するためのメッセージのタイプを含む。列702で、要求IDつまり受信した要求メッセージのIDが特定される。列703は要求中車両のIDを含む。列704で、宣言メッセージを送信する車両のIDが特定される。列705と706は、車両IDのある車両が宣言メッセージ（705）を何時送信するか、および宣言メッセージ送信した時、車両は何処の位置にあるか（706）、等の情報を含む。宣言メッセージはVANETの中でブロードキャスト・ルーティング機能を使って送信される。

図8は予測・走行時間通報プロセスに関する一実施形態を図示する。予測・走行時間通報プロセスは、二つのセグメント、セグメントnとセグメントn+1について図示されている。図8は二つのセグメント終点、つまりセグメント終点n‐1とセグメント終点nを示す。セグメントnは、セグメント終点n‐1とセグメント終点n間のセグメントである。セグメントn+1は、セグメント終点nの後に続く。以下において、走行時間予測プロセスに加わる車両はリレー車両と呼ばれる。図8に示すシナリオで、全リレー車両は同一通行方向へ走行している。

セグメントn内の第一リレー車両はリレー車両1.nと命名する。このリレー車両はセグメント終点n‐1の近辺にある。リレー車両1.nが予測プロセスを開始する第一リレー車両（図4の車両4D）だとすれば、この車両は車両1.0と命名されよう。リレー車両1.nは、予測メッセージ801をリレー車両2.nと命名されるセグメントn内の第二リレー車両へ送信することにより、セグメントn内で予測プロセスを開始する。リレー車両2.nはリレー車両1.nのダウンストリームにある。要求メッセージの全データは予測メッセージの中に含まれる。この実施形態では、リレー車両2.nがリレー車両1.nの位置とリレー車両2.n自体の位置間の算出走行時間を計算する。この算出結果は、セグメントn内の第三リレー車両（図示無し）へ予測メッセージが送信される前に、予測メッセージに付加される。算出計算はその後、リレー車両3.nとリレー車両2.n間で実行される。この結果は、予測メッセージがセグメントn内の第四リレー車両（リレー車両4.nの図示無し）へ転送される前に、予測メッセージに再度、付加される。予測メッセージがセグメント内の最終リレー車両に受信されるまで、同じ手順が継続する。この最終リレー車両がアップストリームにある全先行リレー車両の算出結果を合計する。この方法で、対象セグメントの合計算出走行時間が得られる。その後、セグメント内の最終リレー車両は走行時間通報プロセスを開始する、つまりセグメント内の最終リレー車両は走行時間メッセージ802を発生し、この走行時間メッセージをセグメントの算出走行時間とともに要求中車両へ返信する。

図8に示すように、セグメントn内の最終車両は車両i.nである。この最終車両はセグメントnに対する合計算出結果を計算する。その後、この最終車両はセグメントnのこの走行時間算出結果を走行時間メッセージ802の形で要求中車両へ送信する。この結果を送信した後でリレー車両i.nは、走行時間算出が必要なもっと多くのダウンストリームのセグメントがあるかをチェックする。この目的のために、図6に示す要求メッセージに含まれる情報の内の少なくとも一個以上の部分が予測メッセージに含まれる。セグメント・フィールド610の残りの数をチェックすることにより、走行時間を算出しなければならないダウンストリームの中にセグメントがあるかを見付けることができる。算出要セグメントがさらにある場合、リレー車両i.nが次のセグメントの第一リレー車両となる、つまりリレー車両i.n+1となる。リレー車両1.n+1の役目として、このリレー車両1.n+1は新しい予測メッセージを発生し、この予測メッセージを第二リレー車両、つまりセグメントn+1内のリレー車両2.n+1へ送信する。この新しい予測メッセージは、セグメントnを参照して説明したのと同様な原理に従ってセグメントn+1内で転送される。予測プロセス全体は、走行終点への既定距離内にある、最後で最後のリレー車両に到達するまで継続する。この最後のリレー車両も走行時間メッセージ802を要求中車両へ送信し、予測プロセスが終了する。

図9は予測メッセージ801に関する一実施形態を示す。タイプ・フィールド901において、このメッセージが予測メッセージであると特定される。関連要求メッセージの情報の内の全部または一個以上の部分が予測メッセージのフィールド902に挿入され、予測の実行を可能にしている。要求が全セグメント含むただ一個の長いメッセージの形で送信される場合、関連要求メッセージの一部分が含まれるだけで十分である。この場合、走行時間が算出されるべき唯一のセグメント、およびこのセグメントのダウンストリームにある複数のセグメントが必要である。アップストリームのセグメントについては、走行時間算出は既に実行され済である。従って、走行時間が既に算出され終ったセグメントに関する要求メッセージの部分は、メッセージ長を短くし、ネットワーク帯域を節約するために予測メッセージの中で廃棄できる。

送信中車両のIDや送信中車両の現在位置、つまり予測メッセージを転送し、あるいは発生する（あるセグメント内の第一リレー車両の場合）リレー車両のIDと現在位置は、フィールド903と904に含まれる。フィールド905と906は、受信中車両つまり送信中車両が次のリレー車両に選んだ車両のIDと現在位置を含む。

送信中車両は、図2を参照して説明した合図送出履歴データ・テーブルに蓄積されたデータに基づき受信中車両を選ぶ。既に説明したように、合図送出履歴データ・テーブルに収容された全車両は、要求中車両と同一方向へ走行中で、送信中車両の直接通信範囲内にある、またはあった車両である。合図送出履歴データ・テーブルに収容されたリレー車両の中で、比較的若いタイムスタンプまたは実施形態では最も若いタイムスタンプを持った合図送出履歴データ・テーブルのエントリーに従った、送信中リレー車両から最遠のリレー車両が選ばれる。最遠の車両は、予測距離を延ばし、一つのセグメント内の一つのセクションについて走行時間を予測する必要のある車両組合せの数をそれにより減らすために選ばれる。比較的若いタイムスタンプまたは実施形態では最も若いタイムスタンプが選ばれる理由は、予測メッセージが送信された時、選ばれた車両がその時点でも必ず、送信中リレー車両の直接通信範囲内にあるようにするためである。もっと古いタイムスタンプを持ったエントリーに基づいて受信中リレー車両が選ばれた場合、この選ばれた車両は予測が実行されるための道路セグメントから既に走り去り、または送信中リレー車両の直接通信範囲内にはもはやいない、可能性があろう。

走行時間フィールド907は、対象セグメント内の一セクションについての走行時間が既に算出されたリレー車両の全組合せについて蓄積された走行時間を含む。ステータス・フィールド908は予測のステータスを示す。送信中車両がセグメントの最終リレー車両である場合、ステータスは0である。この場合、走行時間メッセージ802が発生され、要求中車両へ返信される。セグメントIDとこのセグメントについてのセグメント・ポイント情報は、列902から廃棄される。この情報は、このセグメントの走行時間算出が既に終っているので、もはや必要ない。同時に、列902の残りのセグメント数は1だけ減少される。送信中車両が対象セグメントの中間にあるリレー車両である場合、ステータス・フィールド908は1にセットされる。この場合、予測メッセージ801は対象セグメント内で、さらに転送される。このステータス・フィールド908にどんな数値を挿入すべきかは、送信中車両の現在位置と合図送出履歴データ・テーブルに蓄積されたデータに基づいて、送信中車両によって決定される。送信中車両が現在位置と次のセグメント・ポイントの位置を比較し、この送信中車両は次のセグメント・ポイントの通信範囲内にはあるが合図送出履歴データ・テーブルの中に同じセグメントにある他のリレー車両を一切見付けられない場合、この送信中車両が対象セグメント内でセグメント・ポイントへ最も近いリレー車両であることは確かである。この場合、ステータス・フラッグは0にセットされる。送信中車両が次のセグメント・ポイントの通信範囲内にいないか、またはセグメント・ポイントへより近い可能性のある他のリレー車両が存在しそうな場合、予測メッセージは転送される。この場合、ステータス・フィールド908は1にセットされる。現在のセグメントIDのフィールド909は、走行時間が算出される現在のセグメントのIDを含む。

図10は予測・走行時間通報プロセスに関する一実施形態のフローチャートを示す。ステップ1001で予測メッセージが受信されるか、または発生された場合に、予測は開始される。ステップ1002で、送信中車両と受信中車両間のセクションに対する予測走行時間Tが計算される。図10に示すプロセスが実行される車両がセグメントの第一リレー車両である場合、新しい予測メッセージが発生され送信される。この場合、走行時間Tは0である。走行時間Tの計算後、リレー車両はステップ1003で、予測メッセージに規定されたセグメント・ポイントの位置とリレー車両の現在位置を比較する。このステップでこのリレー車両は、現在のセグメント内に、セグメント・ポイントへより近いリレー車両が他にもいるかをチェックする。そう言う車両がいない場合、ステップ1004でステータスは0にセットされ、ステップ1007の結果に予測走行時間Tを加えることにより予測メッセージは更新される（例えば、列907において）。現在のセグメントにほかにも他の車両がいる場合、ステータス・フィールド908はステップ1005で1にセットされ、次のリレー車両つまり次の受信中車両は、合図送出履歴データ・テーブルをチェックすることにより決定される。その後、予測メッセージは計算済走行時間T（例えば、列907の）を使って更新される。この予測メッセージの更新の後、ステータス値はステップ1008で検証される。このリレー車両自体がセグメント・ポイントへ近く、対象セグメントの最終リレー車両であることを意味するステータス値0の場合、ステップ1010で走行時間メッセージが発生され、この走行時間メッセージは要求中車両へ返信される。現在のセグメントIDとセグメント・ポイントは予測メッセージから削除され、残ったセグメントの数は1だけ減らされる。その後車両はステップ1011で、予測メッセージの列902に含まれる残ったセグメントのフィールド610の数に基づき、走行時間算出要のダウンストリームに他のセグメントがあるかをチェックする。この場合、次のセグメント用の新しい予測メッセージがステップ1012で発生され、ステップ1009で次のセグメントにいる次のリレー車両へ転送される。一方、ステップ1008でステータス・フラッグ値が1であると判明した場合、このリレー車両自体が現セグメントの中間にいると決定される。この場合、対象リレー車両はステップ1009で、選択された次のリレー車両へ予測メッセージを転送する。プロセス全体はステップ1013で、走行終点への既定距離内にある最終リレー車両により、最終セグメントの最終走行時間メッセージが要求中車両へ送信された時に終了する。

以下で、本発明の一実施形態に従って、一セクションに対する走行時間が算出される方法を説明する。説明の便宜上、ある時刻tにおけるリレー車両i-1から他のリレー車両iへの走行時間を算出する場合、この走行時間算出は車両i-1から車両iへ予測メッセージを送信することにより始まると仮定する。車両iと車両i-1は、お互いに直接通信範囲内にある。算出された走行時間は

と命名する。この実施形態において、走行時間算出の計算はダウンストリームの車両、つまり車両iによって実現される。しかしながら、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。この実施形態では、走行時間算出用に時変係数直線モデル（TVLモデル）が用いられる。現在走行時間パラメータ（T*とする）と履歴走行時間パラメータ（T'とする）、と言う二つのパラメータが計算される。T*は、車両は車両i-1の位置から車両iの位置へ車両i-1と同じ速度で走行すると言う仮定で求めた現在時刻における走行時間の算出結果である。このパラメータが計算される時刻は、車両i-1の位置からの退去開始時刻である。これは、例えば、予測メッセージが送信される時刻である。現在走行時間は、次式のように計算される。

合図送出プロセスおよび図2と図3を参照して上で説明したように、車両iはその合図送出履歴データ・テーブルに車両i-1のデータを保持している。従って、必要なデータは全て、車両iの合図送出履歴データ・テーブルで見付けることができる。

算出走行時間の信頼度を向上させるために、本発明の好ましい実施形態に従って、現在走行時間を履歴データと結合できる。この履歴データは、リレー車両i-1の現在位置からリレー車両iの現在位置へ走行するのに他の車両が必要とした時間を規定する情報を含む。この履歴走行時間をT'とする。この履歴走行時間は、車両i-1の現在位置から車両iの現在位置へ既に通過した車両がかかった全利用走行時間の加重平均値を計算することにより求められる。例えば、予測メッセージが受信された時に車両iは、車両i-1の現在位置から車両iの現在位置へ既に通過完了している。従って、車両iは車両iの自己履歴データ・テーブルの中で、車両iが車両i-1の現在位置にいたタイムスタンプの時刻（t’(i)とする）は何時かをチェックする。このことと現在時刻に基づいて、車両iが車両i-1の現在位置から車両iの現在位置へ走行する車両iの履歴走行時間を計算でき、これを

とする。さらに、車両iはその合図送出履歴データ・テーブルに、車両i-1の現在位置から車両iの現在位置へ既に通過したダウンストリームである他車両の情報（インデックスjの付いたラベル付き）を蓄積する。これらの車両が車両i-1の現在位置を通過したタイムスタンプ、と複数の車両が車両iの現在位置を通過したタイムスタンプ、の両方を合図送出履歴データ・テーブルで見付けることができる。これらのデータにより、複数車両の履歴走行時間を計算できる。

GPSデータは1秒毎にだけ受信されるので、合図送出履歴データ・テーブルで見付けられる位置が車両i-1や車両iの必要位置に正確には一致しない場合もある。この問題に対処するために、測定完了した二つの位置間に推定手法を用いることが可能である。さらに、合図送出プロセスで既に述べたように、車両自体の位置を送信する車両は、速度計測手段のような車載センサーから抽出したデータを用いて、位置決め手段により測定される二つの位置間で位置を推定できる。さらに、精度を一層向上させるためにデジタル・マップ・データを用いられる。履歴走行時間の合計値がmである（つまり、合図送出履歴データ・テーブルに含まれる他車両の履歴走行時間はm）と仮定すれば、履歴走行時間データ・セットは次式から得られる。

時変係数直線モデル（TVLモデル）は、次式に示すように履歴データ付きの現在走行時間を結合することにより構築される。

αとβはTVLモデルの係数である。αとβは、次の関数を最小化して得られる。

F(α, β)を最小化して、αとβが得られる。w(t-t’)は標準ガウス分布の確率関数から得られる加重関数である。この加重関数は、より若い履歴走行時間の影響度を増加させ、より古い履歴走行時間の影響度を低下させるために導入されている。このことは、履歴走行時間が新しいほどT'により大きな比重が与えられることを意味している。

最小化は次式のように計算される。

これらの二つの式を用いて、αとβの値を計算できる。

εは定数の補正パラメータであり、システムのテスト段階で決定される。

図11は走行時間通報メッセージに関する一実施形態を示す。列1101はタイプを含み、メッセージを走行時間通報メッセージとして認識する。列1102は送信中車両のIDを含む。列1103は、送信中車両が走行時間通報メッセージを送信する時刻を含む。列1104は、車両IDで規定される送信中車両の位置を含む。オリジナル要求の要求IDは、列1105に含まれる。要求中車両のIDは、列1106に含まれる。列1107は、要求中車両が要求メッセージを送信した時の要求中車両の位置を含む。この位置は、位置情報ルーティング・プロトコルを用いて要求中車両を見付けるのを助けられる。最後の三つの列1108〜1110は、予測済走行時間の情報を含む。走行時間自体は列1110に含まれる。列1108は、走行時間が予測されたセグメントのIDを含む。列1109は、セグメントIDで規定されたセグメントの走行時間を予測するのに加わった車両数についての情報を含む。

図12は、走行ルートの走行時間を算出するオンボード装置の一実施形態を示す。この装置は車両搭載に適合している。この装置1201は、走行始点と走行終点のある走行ルートを決定するための走行ルート決定手段1202を含む。決定済走行ルートに基づいて、装置1201に含まれる要求信号発生手段1203は、決定済ルートを走行中の車両間の距離に依存するデータ、および／またはこのルートを走行中の前記車両関連のパラメータ値に依存する データを受信するための要求信号を発生する。この装置1201は、要求信号発生手段1203により発生された要求信号をこの装置から他の車両へ送信するための要求信号送信手段を含む。要求信号送信手段1204は、データ送信手段1205に含まれる。

他の車両は、装置1201に含まれた要求信号受信手段1206を用いて要求信号を受信する。要求信号受信手段1206は、装置1201に備えられたデータ信号受信手段1207に含まれる。要求信号受信手段を用いて要求信号を受信する車両は、装置に含まれた近傍検出手段1218を用いて、走行始点の近傍にいるかを検証する。受信中車両が走行始点への既定距離内にない場合、受信中車両は要求信号送信手段1204を用いて、単純に要求信号を他車両へ転送する。しかしながら、受信中車両が走行始点への既定距離内にあることを検出した場合、装置1201に含まれる宣言信号管理手段1219は、宣言信号を送信中の他車両が予測プロセスを開始すると宣言する宣言信号を、装置が既に受信したか、検証する。宣言信号を既に受信済の場合、宣言信号管理手段は要求信号を無視する。しかしながら、宣言信号を受信未完の場合、宣言信号管理手段は予測プロセスを開始し、データ送信手段1205を用いて宣言信号を広く送信する。

予測プロセスの間、装置1201に含まれた位置決め手段1208を用いて、車両は車両自体の位置決めをする。決定済位置は、データ送信手段1205に含まれた位置データ送信手段1209を用いて、他車両へ送信される。他車両により送信された位置データは、データ受信手段1207に含まれた位置データ受信手段1210により受信される。

装置1201はさらに、距離決定手段1211を含む。この距離決定手段は、位置決め手段1208により決定される位置と、距離が計算されるべきセクションに属する他車両の位置、間の距離を決定する。この位置は位置データ受信手段1210により受信される。

装置1201はさらに、セクションの対象車両関連および／または他車両関連のパラメータ値を決定するためのパラメータ値決定手段1212を含む。このパラメータ値決定手段1212は、セクションの対象車両または他車両の速度を決定するための速度決定手段1213を含む。さらに、このパラメータ値決定手段1212は、距離決定手段1211により決定された二台の車両間の距離の走行が必要な、セクションの対象車両または他車両の走行時間を決定するための走行時間決定手段1214を含む。

装置1201はさらに、第一のデータ蓄積装置1215を含む。この第一のデータ蓄積装置に、パラメータ値決定手段1212により決定されたパラメータ値、または例えばデータ受信手段1207により受信された他の履歴データ、を蓄積できる。

装置1201に含まれたデータ発生手段1216は、距離決定手段1211により決定された距離に依存するデータ、および／またはパラメータ値決定手段1212により決定されたパラメータ値に依存するデータ、を発生する。さらに、データ発生手段1216は、第一のデータ蓄積装置1215に蓄積されているデータを、このデータ発生手段1216が発生するデータに組み込むことができる。

データ発生手段1216によりデータが発生した後で、発生データはデータ送信手段1205により他車両へ送信される。一実施形態としては、発生されるデータは対象セクション用に算出される走行時間である。発生データは、要求中車両へ送信されるか、または一実施形態として現在車両のダウンストリームにあるもう一台の車両へ送信されるか、である。対象他車両は、要求信号受信手段1206を用いて、より離れたセクションの走行時間を算出するための要求信号とともに、発生データを受信する。この方法では、このより離れた車両が次のセクションの走行時間を算出する。より離れたセクションの走行時間を算出するために発生されたデータは、既に発生したデータとともに、他車両へ転送できる。チェーンの何処かで、この算出済走行時間は、データが既に発生完了のそれぞれのセクションを含むルートの道路セグメントの走行時間を決定するために、合成できる。

装置1201はさらに、走行時間算出手段を含む。この走行時間算出手段1217は、対象ルートを走行中の車両間の距離に依存するデータ、および／またはこのルートを走行中の対象車両関連のパラメータ値に依存するデータを、データ受信手段1207を用いて受信する。このデータに基づいて、走行時間算出手段1217は走行ルートを走行するための走行時間を算出する。

装置1201はさらに、セグメントの最終リレー車両から、要求信号発生手段1203を用いて要求メッセージを既に発生完了した要求中車両へ、算出済走行時間を送信するための走行時間通報送信手段1220（データ送信手段1205に備えられている）を含む。

装置1201はさらに、セグメントの最終リレー車両から、算出済走行時間を受信するための走行時間通報受信手段1221（データ受信手段1207に備えられている）を含む。

仕様と図面の目的は、限定ではなく説明便宜にある。請求項記載の本発明の精神や範囲から逸脱することなく、本発明の各種修正や各種変更は明らかに可能である。例えば、テーブルやメッセージのコンテンツに加えてテーブルやメッセージの構造の当業者が、請求項記載の本発明の精神や範囲から逸脱することなく、変更できるのは明白である。さらに、走行時間算出用に記載した方法に、セクションの走行時間算出用として異なる数学的モデルを、当業者が使用できるのも明白である。例えば、履歴データだけ、または現在の走行時間だけを用いる違う実施形態も可能である。当業者にとって容易で簡単な修正である限り、これらの修正は上述の実施形態で暗に開示されたものと見なされる。

図1は本発明を成立させ得る基本シナリオを示す。 図2は位置データ収容テーブルの更新手順に関する一実施形態のフローチャートを示す。 図3は位置データ収容の合図送出履歴データ・テーブルの一例を示す。 図4は要求・宣言プロセスに関する一実施形態を図示するシナリオを示す。 図５は要求・宣言プロセスに関する一実施形態のフローチャートを示す。 図6は要求メッセージに関する一実施形態の中身を図示する。 図７は宣言メッセージに関する一実施形態の中身を示す。 図8は宣言プロセスに関する一実施形態が実行されるシナリオを図示する。 図9は予測メッセージに関する一実施形態の中身を示す。 図10は予測・走行時間通報プロセスに関する一実施形態のフローチャートを示す。 図11は走行時間通報メッセージに関する一実施形態の中身を示す。 図12は走行時間算出用装置の一実施形態を示す。

Claims (29)

1. 走行ルートの走行時間の算出方法であって、
   走行始点(404)と走行終点(407)のある走行ルートを決定する工程と、
   前記ルートを少なくとも第一セクションと第二セクションに分割する場合に、各セクションには前記ルートを走行中の先頭車両の位置で表されるセクション始点と前記ルートを走行中の最後尾車両の位置で表されるセクション終点があり、該第一セクションの該最後尾車両が該第一セクションに続く該第二セクションの先頭車両となるように、前記ルートを少なくとも第一セクションと第二セクションに分割する工程と、
   各セクションの該先頭車両と該最後尾車両の位置(502)を決定する工程と、
   該決定済の両位置に基いて各セクションの該先頭車両と該最後尾車両間の距離を各セクション用に決定する工程と、
   該先頭車両および／または該最後尾車両関連のパラメータ値を各セクション用に決定する工程と、
   各セクション用の該決定済距離と該決定済パラメータ値に基いて該走行始点から該走行終点までの該走行時間を算出する工程、
   を含む走行ルートの走行時間の算出方法。
2. 請求項1に記載の方法であって、
   要求中車両に搭載された要求信号発生手段により走行時間を算出するための要求信号を発生させる工程と、
   該要求中車両から該第一セクションの該先頭車両に該発生要求信号を送信する工程、
   を含む方法。
3. 請求項1または2に記載の方法であって、
   各セクションの該先頭車両と該最後尾車両の位置(502)を決定する工程を含み、
   該先頭車両に搭載された位置決め手段により該先頭車両の位置(502)を決定する工程と、
   該最後尾車両に搭載された位置決め手段により該最後尾車両の位置(502)を決定する工程、
   を含む方法。
4. 請求項3に記載の方法であって、
   該先頭車両から該最後尾車両までの該先頭車両の該決定済位置を規定する位置データを送信し、および／または該最後尾車両から該先頭車両までの該最後尾車両の該決定済位置を規定する位置データを送信する工程、をさらに含む方法。
5. 請求項4に記載の方法であって、セクションの該先頭車両と該最後尾車両間の該距離が該送信済位置データを受信した該車両に搭載された距離決定手段により決定されることを含む方法。
6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の方法であって、
   セクションの該先頭車両および／または該最後尾車両関連の該パラメータ値が該セクションの該先頭車両または該最後尾車両に搭載されたパラメータ値決定手段により決定されることを含む方法。
7. 請求項6に記載の方法であって、
   該セクションの該先頭車両から該最後尾車両までの該決定済パラメータ値を規定するデータを送信し、および／または該セクションの該最後尾車両から該先頭車両までの該決定済パラメータ値を規定するデータを送信する工程を含む方法。
8. 請求項1から7のいずれか一項に記載の方法であって、
   該セクションの該先頭車両と該最後尾車両間の該決定済距離、および該セクションの該先頭車両および／または該最後尾車両関連の該パラメータ値に基づき、セクション走行時間算出手段によりセクション(1002)の走行時間を算出する工程、を含む方法。
9. 請求項8に記載の方法であって、
   該セクション走行時間算出手段が該セクションの該先頭車両または該最後尾車両に搭載されることを含む方法。
10. 請求項9に記載の方法であって、
    該セクションの該算出済走行時間(1007、1009)を、該セクションに続くもう一つのセクションの該先頭車両または該最後尾車両へ送信する工程を含む方法。
11. 請求項10に記載の方法であって、
    複数のセクションに関連する複数の算出走行時間(1010)を、該当するそれぞれのセクションがある該ルート上の一つの道路セグメントに対する一つの走行時間を決定するために、合成する工程を含む方法。
12. 請求項11に記載の方法であって、
    該道路セグメントに対する走行時間を算出するように要求信号を送出した該要求中車両へ、該道路セグメントに対する該決定済走行時間(1010)を送信する工程を含む方法。
13. 請求項1から12のいずれか一項に記載の方法であって、
    全車両を通して少なくとも一つの決定された距離に依存し、少なくとも一つのパラメータ値に依存するデータ(1009)を該走行時間算出を実行する走行時間算出手段に送信する工程を含む方法。
14. 請求項1から13のいずれか一項に記載の方法であって、
    セクションの該先頭車両および／または該最後尾車両に関連する該パラメータ値が前記セクションの該先頭車両および／または該最後尾車両の速度に依存していることを含む方法。
15. 請求項1から14のいずれか一項に記載の方法であって、
    セクションの該先頭車両および／または該最後尾車両に関連する該パラメータ値が、該最後尾車両が該先頭車両と該最後尾車両間の距離を走行するのに必要な該走行時間に依存していることを含む方法。
16. 請求項1から15のいずれか一項に記載の方法であって、
    該走行時間がセクションの履歴パラメータ値を含む履歴データに依存して算出されることを含む方法。
17. 請求項1から16のいずれか一項に記載の方法であって、
    該要求中車両(4A)からの該要求信号(505)を、該走行始点への既定距離内にある該走行ルート上に位置する車両(4D)に転送する工程を含む方法。
18. 請求項17に記載の方法であって、
    該走行始点への既定距離内にある該走行ルート上に位置する車両について、
    前記車両が宣言信号を送出中の該車両が予測プロセスを開始すると宣言する宣言信号(507)を受信したかを決定する工程と、
    宣言信号を既に受信済の場合、該要求信号(510)を無視する工程と、
    前記車両が宣言信号を受信未完の場合、前記車両は該第一セクションの該先頭車両であると決定し、宣言信号(508)を広く送信する工程、
    を含み実行される方法。
19. 車載に適合し、さらに同一走行ルートを走行中の少なくとももう一台の車両と通信するのに適合する、走行ルートの走行時間を算出するオンボード装置(1201)であって、
    走行始点(404)と走行終点(407)がある走行ルートを決定する走行ルート決定手段(1202)と、
    前記ルートを走行中の車両間の距離に依存するデータ、および／または前記ルートを走行中の前記車両関連のパラメータ値に依存するデータ、を受信するために要求信号を発生する要求信号発生手段(1203)と、
    該発生要求信号を該装置からもう一台の車両に送信する要求信号送信手段(1204)と、
    該要求信号に応答してもう一台の車両から前記装置に送信された該要求データを受信するデータ受信手段(1207)と、
    該受信データに基づき該走行ルートを走行するのにかかる走行時間を算出する走行時間算出手段(1217)、
    を含む走行ルートの走行時間を算出するオンボード装置(1201)。
20. 請求項19に記載のオンボード装置であって、
    前記要求信号を受信する要求信号受信手段(1206)を含むオンボード装置。
21. 請求項19または20に記載のオンボード装置であって、
    該車両の位置を決定する位置決め手段(1208)を含むオンボード装置。
22. 請求項19から21のいずれか一項に記載のオンボード装置であって、
    もう一台の車両の位置を規定する位置データを受信する位置データ受信手段(1210)を含むオンボード装置。
23. 請求項19から22のいずれか一項に記載のオンボード装置であって、
    該位置決め手段(1208)により決定される該車両の前記位置と位置データ受信手段(1210)により受信される該他車両の前記位置間の距離を決定する距離決定手段(1211)を含むオンボード装置。
24. 請求項19から23のいずれか一項に記載のオンボード装置であって、
    該車両および／または該他車両関連のパラメータ値を決定するパラメータ値決定手段(1212)を含むオンボード装置。
25. 請求項19から24のいずれか一項に記載のオンボード装置であって、
    該距離決定手段(1211)により決定される該距離、および／または該パラメータ値決定手段(1212)により決定される該パラメータ値に依存してデータを発生するデータ発生手段(1216)を含むオンボード装置。
26. 請求項19から25のいずれか一項に記載のオンボード装置であって、
    該データ発生手段(1216)により発生されるデータを該装置からもう一台の車両へ送信するデータ送信手段(1205)を含むオンボード装置。
27. 請求項19から26のいずれか一項に記載のオンボード装置であって、
    該位置決め手段により決定される該車両の該位置を規定する位置データをもう一台の車両へ送信する位置決めデータ送信手段(1209) を含むオンボード装置。
28. 請求項19から27のいずれか一項に記載のオンボード装置を備える車両。
29. 走行時間を算出するコンピュータ・プログラム製品であって、コンピュータが読み取れる媒体、および該データ処理手段の中で請求項1から18のいずれか一項に記載の方法が実行されるか、または該データ処理手段の中で請求項19から27のいずれか一項に記載の装置が形成されているような、データ処理装置のデータ処理手段により処理されるのに適合した指示に対応する一連の状態エレメントの形式で、前記媒体に記録されたコンピュータ・プログラム、を含むコンピュータ・プログラム製品。

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