JP7388242B2 - Road condition prediction weight parameter setting device, road condition prediction weight parameter setting method, and road condition prediction weight parameter setting program - Google Patents
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Description
本発明は、道路状況予測に用いる重みパラメータを作成する技術に関する。 The present invention relates to a technique for creating weight parameters used for road condition prediction.
従来、各種の道路状況予測方法が開示されている。例えば、特許文献1の渋滞予測システムは、交通情報と渋滞の発生したか否かを示す情報とを教師データとして機械学習した渋滞予測モデルを用いる。 Conventionally, various road condition prediction methods have been disclosed. For example, the traffic jam prediction system disclosed in Patent Document 1 uses a traffic jam prediction model that is machine-learned using traffic information and information indicating whether a traffic jam has occurred as training data.
このような従来の渋滞予測システムは、路線毎に渋滞予測モデルを設定する。 Such conventional congestion prediction systems set a congestion prediction model for each route.
従来の渋滞予測システムでは、路線毎に渋滞予測モデルを用いるため、路線が変わる毎に、個別に渋滞予測モデルを設定しなければならない。このため、渋滞予測モデルに用いる重みパラメータも路線毎に個別に設定しなければならなかった。これにより、渋滞予測モデルの設定は、複雑であり、煩雑であった。 Conventional congestion prediction systems use a congestion prediction model for each route, so each time a route changes, a congestion prediction model must be set individually. For this reason, the weighting parameters used in the congestion prediction model had to be set individually for each route. As a result, the setting of the traffic congestion prediction model has been complicated and troublesome.
したがって、本発明の目的は、渋滞予測モデルの設定が容易な重みパラメータの設定技術を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a weight parameter setting technique that allows easy setting of a congestion prediction model.
この発明の渋滞予測用重みパラメータ設定装置は、上述の目的を達成するため、以下のように構成している。 In order to achieve the above-mentioned object, the congestion prediction weight parameter setting device of the present invention is configured as follows.
予測モデル設定部は、路線のつながりの種類に応じた重みパラメータを用い、路線に配置された複数の感知器の繋がりから予測モデルを設定する。畳み込み演算部は、重みパラメータを適用した予測モデルを用いて、複数の感知器毎に感知データの更新を行う。予測誤差算出部は、更新後の感知データの予測誤差を、複数の感知器のそれぞれに対して算出する。最適化処理部は、予測誤差から重みパラメータを最適化する。 The prediction model setting unit sets a prediction model based on the connections between the plurality of sensors arranged on the route, using weight parameters depending on the type of connection between the routes. The convolution calculation unit updates sensing data for each of the plurality of sensors using a prediction model to which weight parameters are applied. The prediction error calculation unit calculates a prediction error of the updated sensing data for each of the plurality of sensors. The optimization processing unit optimizes weight parameters from the prediction error.
この構成では、路線の種類に応じて、1種類の重みパラメータが設定される。これにより、路線の形状が異なっても、重みパラメータを新たに設定する必要はない。すなわち、路線の種類が同じであれば、路線の形状に関係なく、1種類の重みパラメータによって渋滞予測が可能になる。 In this configuration, one type of weight parameter is set depending on the type of route. This eliminates the need to newly set weight parameters even if the shape of the route differs. In other words, if the routes are of the same type, traffic congestion can be predicted using one type of weight parameter regardless of the shape of the route.
また、予測モデル設定部は、重みパラメータに、路線の下流に隣接する感知器へ影響を設定する順方向重みパラメータと、路線の上流に隣接する感知器へ影響を逆方向重みパラメータとを含むとよい。最適化処理部は、順方向重みパラメータと逆方向重みパラメータとを最適化するとよい。 In addition, the prediction model setting unit includes, in the weight parameters, a forward weight parameter that sets an influence on sensors adjacent to the downstream side of the route, and a backward weight parameter that sets an influence on sensors adjacent to the upstream side of the route. good. The optimization processing unit may optimize the forward weight parameter and the backward weight parameter.
また、最適化処理部は、路線の複数の感知器の予測誤差が最小になるように重みパラメータを最適化するとよい。 Further, the optimization processing unit may optimize the weight parameters so that the prediction errors of the plurality of sensors on the route are minimized.
また、感知データは、車両の台数、高車台数、路線の占有率を含むとよい。 Further, the sensing data may include the number of vehicles, the number of high vehicles, and the occupancy rate of the route.
また、予測モデル設定部は、重みパラメータに、路線と異なる種類の道路からの影響を設定する補助重みパラメータを含むとよい。最適化処理部は、補助重みパラメータを最適化するとよい。 Further, the prediction model setting unit may include, in the weight parameters, an auxiliary weight parameter that sets the influence from a type of road different from the route. The optimization processing unit may optimize the auxiliary weight parameters.
この発明によれば、渋滞予測モデルの設定が容易な重みパラメータを設定できる。 According to this invention, it is possible to set weight parameters that are easy to set for a congestion prediction model.
以下、本発明の実施形態を、図を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
・適用例
図3は、本発明の実施形態に係る渋滞予測用の重みパラメータの設定方法を示すフローチャートである。
- Application Example FIG. 3 is a flowchart showing a method for setting weight parameters for traffic congestion prediction according to an embodiment of the present invention.
渋滞予測用重みパラメータ設定装置(以下、重みパラメータ設定装置と称する。)は、路線に設置された複数の感知器毎の感知データを取得する(S21)。重みパラメータ設定装置は、複数の感知器の感知データに対して所定の演算、一例として畳み込み演算を行い、感知データを更新する(S22)。この際、重みパラメータ設定装置は、GraphCNNの概念を利用し、路線上に配置された複数の感知器は、同じ関係性を有しているものとし、複数の感知器間に設定される重みパラメータを共通(例えば、3種類)にする(重みパラメータW)。 The traffic congestion prediction weight parameter setting device (hereinafter referred to as weight parameter setting device) acquires sensing data for each of a plurality of sensors installed on the route (S21). The weight parameter setting device performs a predetermined calculation, for example a convolution calculation, on the sensing data of the plurality of sensors, and updates the sensing data (S22). At this time, the weight parameter setting device uses the concept of GraphCNN, assumes that the plurality of sensors arranged on the route have the same relationship, and sets the weight parameter between the plurality of sensors. are common (for example, three types) (weight parameter W).
重みパラメータ設定装置は、更新した感知データの予測誤差を、複数の感知器のそれぞれに対して算出する(S23)。重みパラメータ設定装置は、予測誤差から重みパラメータWを最適化する(S24)。 The weight parameter setting device calculates a prediction error of the updated sensing data for each of the plurality of sensors (S23). The weight parameter setting device optimizes the weight parameter W from the prediction error (S24).
このような構成によって、渋滞予測の際には、路線の形状に関係なく、路線の種類が同じであれば、最適化された重みパラメータWを用いることができる。これにより、渋滞予測モデルの設定は、容易になり、所定の精度で渋滞予測が行われる。 With such a configuration, when predicting traffic jams, it is possible to use the optimized weight parameter W, regardless of the shape of the route, as long as the type of route is the same. This makes it easy to set up a traffic congestion prediction model, and traffic congestion prediction is performed with a predetermined accuracy.
・構成例
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る渋滞予測用重みパラメータ設定技術について、図を参照して説明する。図1は、重みパラメータ設定装置の構成を示す機能ブロック図である。図2は、本発明の技術を用いて行われる渋滞予測のフローチャートである。
・Configuration example (first embodiment)
A congestion prediction weight parameter setting technique according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a weight parameter setting device. FIG. 2 is a flowchart of traffic jam prediction performed using the technology of the present invention.
(渋滞予測までの簡単な処理の流れ)
図2に示すように、重みパラメータ設定装置は、まず、路線の種類に応じた重みパラメータWを設定する(S11)。この際、重みパラメータ設定装置は、複数の感知器をノードとし、感知データを各ノードの特徴量とし、複数の感知器間の路線による繋がりをエッジとして、GraphCNNの技術を用いる。この際、重みパラメータWは、路線の種類によって設定される。すなわち、重みパラメータWは、路線がどのような構成であっても、路線の種類に変化がなければ(例えば、自動車専用道路から一般道への変化、もしくは、一般道から自動車専用道路への変化がなければ)、1種類のものが設定される。すなわち、重みパラメータWは、各路線のつながり毎に共通である。
(Simple processing flow up to traffic congestion prediction)
As shown in FIG. 2, the weight parameter setting device first sets a weight parameter W according to the type of route (S11). At this time, the weight parameter setting device uses the GraphCNN technology, with the plurality of sensors as nodes, the sensing data as the feature amount of each node, and the connections between the plurality of sensors by lines as edges. At this time, the weight parameter W is set depending on the type of route. In other words, the weight parameter W is determined regardless of the configuration of the route, as long as there is no change in the type of the route (for example, a change from an automobile-only road to a general road, or a change from a general road to an automobile-only road). ), one type is set. That is, the weight parameter W is common to each route connection.
重みパラメータWが設定されると、渋滞予測装置は、設定した重みパラメータWを用いて、渋滞を予測する(S12)。より具体的には、渋滞予測装置は、路線と複数の感知器の配置を反映させたグラフによる渋滞予測モデルを設定し、上述のように設定された重みパラメータWを、この渋滞予測モデルに適用する。渋滞予測装置は、GraphCNNの概念を用いて、この渋滞予測モデルから複数の感知器での感知データの予測値を推定し、渋滞予測を行う。 Once the weight parameter W is set, the traffic jam prediction device predicts traffic jam using the set weight parameter W (S12). More specifically, the congestion prediction device sets a congestion prediction model using a graph that reflects the route and the arrangement of multiple sensors, and applies the weight parameter W set as described above to this congestion prediction model. do. The traffic congestion prediction device uses the concept of GraphCNN to estimate predicted values of sensing data from a plurality of sensors from this traffic congestion prediction model, and performs traffic congestion prediction.
このような渋滞予測を行うことによって、路線の構成によることなく、重みパラメータWは共通なものとなり、渋滞予測を管理しやすい単一モデルで実現できる。 By performing such congestion prediction, the weighting parameter W becomes common regardless of the route configuration, and congestion prediction can be realized with a single model that is easy to manage.
このような渋滞予測モデルを用いる場合、重みパラメータWの設定精度が、渋滞予測の精度に影響する。このため、重みパラメータ設定装置10は、以下に示す構成を備え、以下に示す方法を用いることで、重みパラメータWを設定する。
When using such a traffic congestion prediction model, the setting accuracy of the weight parameter W affects the accuracy of traffic congestion prediction. For this reason, the weight
(重みパラメータ設定装置の構成)
重みパラメータ設定装置10は、例えば、コンピュータ等の演算処理装置によって実現される。図1に示すように、重みパラメータ設定装置10は、CPU11、メモリ12、記憶部13、操作部14、表示部15、IF16、GPU17、および、データバス100を備える。CPU11、メモリ12、記憶部13、操作部14、表示部15、および、IF16は、データバス100を介して、接続される。
(Configuration of weight parameter setting device)
The weight
CPU11およびGPU17は、重みパラメータ設定プログラムを読み出し、例えば、メモリ12を用いて、重みパラメータWを設定する。なお、重みパラメータWの具体的な設定方法は、後述する。
The
メモリ12は、例えば、揮発性メモリ等からなり、一時記憶領域であり、CPU11が重みパラメータ設定プログラムを実行する際に利用される。記憶部13は、磁気記憶装置(HDD)、半導体記憶装置(SSD)等によって実現される。記憶部13は、重みパラメータ設定プログラムを記憶する。重みパラメータ設定プログラムには、予測モデルの設定、畳み込み演算、予測誤差の算出、重みパラメータの最適化等が含まれている。
The
操作部14は、キーボードやマウス等によって実現され、操作者の操作入力を受け付ける。表示部15は、例えば、操作内容、重みパラメータ設定プログラムの実行状況、設定された重みパラメータを表示する。IF16は、重みパラメータ設定装置10と外部の装置とのデータ通信を行うインターフェースである。
The
(重みパラメータの設定方法)
重みパラメータ設定装置10は、上述の構成を備えることによって、次に示すように、重みパラメータWを設定する。上述のように、図3は、本発明の実施形態に係る渋滞予測用の重みパラメータの設定方法を示すフローチャートである。図4(A)は、路線の概略図であり、図4(B)は、図4(A)に示す路線から設定される渋滞予測モデルのグラフを示す図である。
(How to set weight parameters)
The weight
重みパラメータ設定装置10は、予測対象の路線90と同種類の路線(例えば、同様の仕様の自動車専用道路)に設置された複数の感知器(例えば、図4(A)の感知器910-915)から、感知データを取得する(S21)。なお、重みパラメータWの設定に用いる路線は、予測対象の路線90そのものでなくてもよい。
The weight
感知データは、例えば、台数、高車台数、および、占有率を含む。台数は、感知データで感知した車両の数であり、高車台数は、感知器で感知した大型車両の数である。占有率は、感知器で感知した領域における路面上における車の占有率(面積比)である。なお、感知データ(特徴量)は、これらに限るものではなく、渋滞の予測に利用可能なものであれば、他のものであってもよい。ただし、台数、高車台数、および、占有率は、渋滞に大きく関係するので、感知データに台数、高車台数、および、占有率を含むことによって、重みパラメータWの精度向上につながり、ひいては、渋滞予測の精度向上につながる。 The sensed data includes, for example, number of vehicles, high number of vehicles, and occupancy rate. The number of vehicles is the number of vehicles detected by the sensing data, and the number of large vehicles is the number of large vehicles detected by the sensor. The occupancy rate is the occupancy rate (area ratio) of cars on the road surface in the area detected by the sensor. Note that the sensing data (feature amount) is not limited to these, and may be other data as long as it can be used to predict traffic jams. However, since the number of vehicles, the high number of vehicles, and the occupancy rate are greatly related to traffic congestion, including the number of vehicles, the high number of vehicles, and the occupancy rate in the sensing data leads to an improvement in the accuracy of the weighting parameter W, and as a result, This will lead to improved accuracy in predicting traffic congestion.
重みパラメータ設定装置10は、図4(B)に示す渋滞予測モデルを設定する。具体的には、重みパラメータ設定装置10は、複数の感知器910-915をノードとし、路線90における複数の感知器910-915を順次繋ぐ部分をエッジとして、図4(B)に示す渋滞予測モデルを設定する。
The weight
具体的に、図4(B)の例であれば、重みパラメータ設定装置10は、感知器910をノードN0として、感知器910の感知データを、ノードN0の特徴量h0に設定する。同様に、重みパラメータ設定装置10は、感知器911、感知器912、感知器913、感知器914、および、感知器915を、それぞれノードN1、ノードN2、ノードN3、ノードN4、および、ノードN5とする。重みパラメータ設定装置10は、感知器910、感知器911の感知データ、感知器912の感知データ、感知器913の感知データ、感知器914の感知データ、および、感知器915の感知データを、それぞれノードN0の特徴量h0、ノードN1の特徴量h1、ノードN2の特徴量h2、ノードN3の特徴量h3、ノードN4の特徴量h4、および、ノードN5の特徴量h5に設定する。例えば、感知器910(ノードN0)の特徴量h0は、感知器910が感知した5分間の通過車両台数、5分間の通過高車台数、5分間の車両占有率であり、これらを6時点(30分)分を1グループとしたものである。なお、この特徴量は、一例であり、データの種類、時点数は適宜設定できる。
Specifically, in the example of FIG. 4B, the weight
重みパラメータ設定装置10は、路線90の上流から下流に影響を与える指数として、順方向重みパラメータW1を設定する。この順方向重みパラメータW1は、路線90に対するエッジの全てに対して共通である。
The weight
重みパラメータ設定装置10は、路線90の下流から上流に影響を与える指数として、逆方向重みパラメータW2を設定する。この逆方向重みパラメータW2は、路線90に対するエッジの全てに対して共通である。
The weight
このように、重みパラメータ設定装置10は、複数の感知器(ノード)の繋がり(関係性)のみに依存して、順方向重みパラメータW1および逆方向重みパラメータW2を設定する。すなわち、順方向重みパラメータW1および逆方向重みパラメータW2は、関係性が同じであれば、複数の感知器(ノード)の間隔、路線90上での位置に関係なく、一意のパラメータに設定される。
In this way, the weight
重みパラメータ設定装置10は、各ノードN0-N5による自分への畳み込みのための自己重みパラメータW0を設定する。自己重みパラメータW0も、全てのノードN0-N5に共通である。また、隣接しない感知器同士を仮想的にエッジでつなぎ、つながれた感知器の特徴量を用いて更新を行ってもよい。
The weight
なお、順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0の初期値は、任意の値に設定されている。 Note that the initial values of the forward weighting parameter W1, the backward weighting parameter W2, and the self-weighting parameter W0 are set to arbitrary values.
重みパラメータ設定装置10は、このような渋滞予測モデルに対してGraphCNNの技術を用いて、各感知器910-915(各ノードN0-N5)の感知データの更新(畳み込み)を行う(S22)。具体的には、重みパラメータ設定装置10は、更新対象の感知器に隣接する感知器の特徴量と、自身の特徴量とを用いて、感知データの更新を行う。例えば、図4(A)に示す感知器913であれば、上流側に隣接する感知器912と、下流側に隣接する感知器914とを用いて、感知データの更新を行う。更新方法は、既知のGraphCNNの技術を用いており、説明は省略する。
The weight
重みパラメータ設定装置10は、各感知器910-915(各ノードN0-N5)における更新された感知データの予測誤差を算出する(S23)。具体的には、重みパラメータ設定装置10は、更新された感知データと、更新後の感知データに対応する時間の実測の感知データとの差を、予測誤差として算出する。
The weight
重みパラメータ設定装置10は、予測誤差から順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0を最適化する(S24)。具体的には、重みパラメータ設定装置10は、感知器910-915の予測誤差の総和が最小になるように、順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0を最適化する。
The weight
このような処理を行うことによって、順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0は、感知器910-915の配置パターン、感知器910-915の隣接する感知器間の距離によることなく、路線90のつながりの種類に依存するものとなる。したがって、路線90のつながりの種類が変化しなければ、順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0を使って、渋滞予測を精度よく行うことができる。すなわち、路線90のつながりの種類が変わらなければ、路線90の構成が変化しても、順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0を用いて、渋滞予測を精度よく行うことができる。
By performing such processing, the forward weighting parameter W1, the backward weighting parameter W2, and the self-weighting parameter W0 are determined based on the arrangement pattern of the sensors 910-915 and the distance between adjacent sensors of the sensors 910-915. It depends on the type of connection of the
例えば、図4(A)、図4(B)に構成から、順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0を設定しても、これらのパラメータは、図5(A)、図5(B)に示す構成の路線の渋滞予測に用いることができる。図5(A)は、路線の概略図であり、図5(B)は、図5(A)に示す路線から設定される渋滞予測モデルのグラフを示す図である。 For example, even if the forward weight parameter W1, backward weight parameter W2, and self-weight parameter W0 are set from the configuration in FIGS. 4(A) and 4(B), these parameters are ), it can be used to predict traffic congestion on a route configured as shown in FIG. 5(B). FIG. 5(A) is a schematic diagram of a route, and FIG. 5(B) is a diagram showing a graph of a congestion prediction model set from the route shown in FIG. 5(A).
図5(A)では、路線90に対して、路線91が合流し、路線92が分流している。路線91と路線92とは、路線90と同じ種類の路線である。例えば、路線90が、自動車専用道路であれば、路線91および路線92も自動車専用道路である。
In FIG. 5A, a
このような場合、路線の構成が変化するので、従来では、再度、個々の感知器(ノード)間の重みパラメータを設定しなければならなかった。具体的には、図4(A)、図4(B)から図5(A)、図5(B)に変化する場合、感知器916(ノードN6)、および、感知器917(ノードN7)が増加したため、これらの感知器(ノード)を加味して、個々の感知器(ノード)間の重みパラメータを設定しなければならなかった。 In such a case, since the route configuration changes, conventionally it was necessary to set the weight parameters between individual sensors (nodes) again. Specifically, when changing from FIG. 4(A) and FIG. 4(B) to FIG. 5(A) and FIG. 5(B), the sensor 916 (node N6) and the sensor 917 (node N7) has increased, so it was necessary to take these sensors (nodes) into consideration when setting weight parameters between individual sensors (nodes).
しかしながら、本発明の重みパラメータ設定装置10は、感知器の個数、配置に、重みパラメータは依存しないので、既に設定されている重みパラメータ(順方向重みパラメータW1、および、逆方向重みパラメータW2)を用いることができ、渋滞予測を精度よく行うことができる。例えば、図5(A)、図5(B)の場合にも、感知器910-915に対応するノードN0-N5および各エッジに対して、順方向重みパラメータW1および逆方向重みパラメータW2を設定でき、変化箇所である感知器913に対応するノードN3と感知器916に対応するノードN6との間のエッジ、および、感知器914に対応するノードN4と感知器917に対応するノードN7との間のエッジに対しても、順方向重みパラメータW1および逆方向重みパラメータW2を設定できる。したがって、渋滞予測モデルは、容易に設定できる。
However, the weight
(渋滞予測装置の構成)
上述のように設定された重みパラメータを用いて、渋滞予測は、例えば、次のように実現される。
(Configuration of traffic jam prediction device)
Using the weight parameters set as described above, congestion prediction is achieved, for example, as follows.
渋滞予測装置20は、例えば、PC等の演算処理装置によって実現される。図6は、渋滞予測装置の構成を示す機能ブロック図である。図6に示すように、渋滞予測装置20は、CPU21、GPU27、メモリ22、記憶部23、操作部24、表示部25、IF26、および、データバス200を備える。CPU21、メモリ22、記憶部23、操作部24、表示部25、および、IF26は、データバス200を介して、接続される。
The traffic
CPU21およびGPU27は、渋滞予測プログラムを読み出し、例えば、メモリ22を用いて、渋滞予測を行う。なお、渋滞予測の具体的な設定方法は、後述する。
The
メモリ22は、例えば、揮発性メモリ等からなり、一時記憶領域であり、CPU21が渋滞予測プログラムを実行する際に利用される。記憶部23は、磁気記憶装置(HDD)、半導体記憶装置(SSD)等によって実現される。記憶部23は、渋滞予測プログラムを記憶する。
The
渋滞予測プログラムには、渋滞予測モデルの設定、重みパラメータの設定、感知データの入力、畳み込み演算による渋滞予測等が含まれている。 The congestion prediction program includes settings for a congestion prediction model, weight parameter settings, input of sensed data, congestion prediction using convolution calculations, and the like.
操作部24は、キーボードやマウス等によって実現され、操作者の操作入力を受け付ける。表示部25は、例えば、操作内容に表示、渋滞予測プログラムの実行状況、渋滞予測結果を表示する。IF26は、渋滞予測装置20と外部の装置とのデータ通信を行うインターフェースである。
The
(渋滞予測方法)
渋滞予測装置20は、上述の構成を備えることによって、次に示すように、渋滞予測を行う。図7は、渋滞予測方法を示すフローチャートである。
(Congestion prediction method)
The traffic
渋滞予測装置20は、操作部24を介した操作入力によって、渋滞予測モデルを設定する(S31)。例えば、上述の図4(B)や図5(B)に示す渋滞予測モデルを設定する。
The traffic
渋滞予測装置20は、重みパラメータ設定装置10で設定された順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0を受け付け、渋滞予測モデルに設定する(S32)。
The traffic
渋滞予測装置20は、感知データの入力を受け付け、感知データを、渋滞予測モデルのノードの特徴量として、渋滞予測モデルに設定する(S33)。
The traffic
渋滞予測装置20は、渋滞予測モデルを用いて、各感知器(ノード)での予測値を推定し、この推定値から渋滞予測を行う(S34)。
The traffic
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る渋滞予測用重みパラメータ設定技術について、図を参照して説明する。
(Second embodiment)
A congestion prediction weight parameter setting technique according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図8(A)は、路線の概略図であり、図8(B)は、図8(A)に示す路線から設定される渋滞予測モデルのグラフを示す図である。 FIG. 8(A) is a schematic diagram of a route, and FIG. 8(B) is a diagram showing a graph of a congestion prediction model set from the route shown in FIG. 8(A).
図8(A)、図8(B)に示すように、第2の実施形態に係る重みパラメータの設定方法では、路線901および路線902が路線90に接続する場合について示す。路線901と路線902とは、路線90と異なる種類の路線である。例えば、路線90が自動車専用道路であるのに対して、路線901および路線902は一般道である。例えば、図8(A)に示すように、路線901と路線90との接続部(合流部)には、ゲートG1があり、路線902と路線90との接続部(分流部)には、ゲートG2がある。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the weight parameter setting method according to the second embodiment shows a case where a
このような場合、重みパラメータ設定装置は、順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0とともに、合流重みパラメータW3、W5と分流重みパラメータW4、W6とを設定し、これらを最適化する。 In such a case, the weight parameter setting device sets the confluence weight parameters W3, W5 and the branch weight parameters W4, W6, as well as the forward weight parameter W1, the backward weight parameter W2, and the self weight parameter W0, and sets these. Optimize.
このような方法を用いることで、路線901および路線902が接続していても、路線90に対する順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0は、感知器910-915の位置関係等に関係なく、隣接する各感知器間(エッジ)に共通するパラメータに設定できる。これにより、渋滞予測モデルを容易に設定できる。
By using such a method, even if
さらに、この方法では、路線90への合流、路線90からの分流を、それぞれ1つの重みパラメータ(合流重みパラメータW3および分流重みパラメータW4)で設定できる。したがって、種類の異なる路線からの合流、種類の異なる路線への分流があり、この態様が異なっていても、これら合流重みパラメータW3および分流重みパラメータW4を用いて、渋滞予測を行うことができる。これにより、種類の異なる路線からの合流、種類の異なる路線への分流がある場合でも、合流や分流の態様によらず、渋滞予測モデルを容易に設定できる。
Furthermore, with this method, merging to the
このような場合、渋滞予測は、次のように行えばよい。図9は、渋滞予測方法を示すフローチャートである。 In such a case, traffic congestion prediction may be performed as follows. FIG. 9 is a flowchart showing a congestion prediction method.
渋滞予測装置20は、操作部24を介した操作入力によって、渋滞予測モデルを設定する(S31A)。例えば、上述の図8(B)に示す渋滞予測モデルを設定する。
The traffic
渋滞予測装置20は、重みパラメータ設定装置10で設定された順方向重みパラメータW1、逆方向重みパラメータW2、および、自己重みパラメータW0を受け付け、渋滞予測モデルに設定する(S32)。
The traffic
渋滞予測装置20は、重みパラメータ設定装置10で設定された合流重みパラメータW3、および、分流重みパラメータW4を受け付け、渋滞予測モデルに設定する(S41)。
The traffic
渋滞予測装置20は、感知データの入力を受け付け、感知データを、渋滞予測モデルのノードの特徴量として、渋滞予測モデルに設定する(S33)。
The traffic
渋滞予測装置20は、渋滞予測モデルを用いて、各感知器(ノード)での予測値を推定し、この推定値から渋滞予測を行う(S34)。
The traffic
なお、上述の説明では、順方向重みパラメータW1と逆方向重みパラメータW2とを用いる態様を示したが、順方向重みパラメータW1のみを用いることも可能である。この場合、重みパラメータをより容易に設定でき、渋滞予測モデルもより容易に設定できる。 Note that, although the above description shows a mode in which the forward weighting parameter W1 and the backward weighting parameter W2 are used, it is also possible to use only the forward weighting parameter W1. In this case, the weight parameters can be more easily set, and the congestion prediction model can also be more easily set.
また、上述の説明では、渋滞予測を例に説明したが、渋滞予測に限らず、例えば道路の交通量含む道路状況予測にも、本願発明の構成および方法は適用できる。 Further, in the above description, traffic congestion prediction was explained as an example, but the configuration and method of the present invention can be applied not only to traffic congestion prediction but also to road condition prediction including road traffic volume, for example.
<付記>
・路線の渋滞予測に用いる重みパラメータを設定する渋滞予測用重みパラメータ設定装置であって、路線の種類に応じた重みパラメータを用い、路線に配置された複数の感知器の繋がりから予測モデルを設定する予測モデル設定部と、重みパラメータを適用した予測モデルを用いて、複数の感知器毎に感知データの更新を行う畳み込み演算部と、更新後の感知データの予測誤差を、複数の感知器のそれぞれに対して算出する予測誤差算出部と、予測誤差から重みパラメータを最適化する最適化処理部と、を備える、渋滞予測用重みパラメータ設定装置。
<Additional notes>
・A weight parameter setting device for traffic congestion prediction that sets weight parameters for predicting traffic congestion on a route, and uses weight parameters according to the type of route to set a prediction model from the connection of multiple sensors placed on the route. a convolution calculation unit that updates sensing data for each of multiple sensors using a prediction model to which weight parameters are applied; A weight parameter setting device for traffic congestion prediction, comprising a prediction error calculation unit that calculates each prediction error, and an optimization processing unit that optimizes weight parameters from the prediction errors.
・予測モデル設定部は、重みパラメータに、路線の下流に隣接する感知器へ影響を設定する順方向重みパラメータと、路線の上流に隣接する感知器へ影響を逆方向重みパラメータと、を含み、最適化処理部は、順方向重みパラメータと逆方向重みパラメータとを最適化する。 - The prediction model setting unit includes, as weight parameters, a forward weight parameter that sets an influence on a sensor adjacent to the downstream side of the route, and a reverse weight parameter that sets an influence on a sensor adjacent to the upstream side of the route, The optimization processing unit optimizes forward weight parameters and backward weight parameters.
・最適化処理部は、路線の複数の感知器の予測誤差が最小になるように重みパラメータを最適化する。 - The optimization processing unit optimizes the weight parameters so that the prediction errors of the plurality of sensors on the route are minimized.
・感知データは、車両の台数、高車台数、路線の占有率を含む。 ・Sensed data includes the number of vehicles, high number of vehicles, and route occupancy rate.
・予測モデル設定部は、重みパラメータに、路線と異なる種類の道路からの影響を設定する補助重みパラメータを含み、最適化処理部は、補助重みパラメータを最適化する。
- The prediction model setting unit includes an auxiliary weight parameter for setting the influence from a type of road different from the route in the weight parameter, and the optimization processing unit optimizes the auxiliary weight parameter.
10:パラメータ設定装置
11、21:CPU
12、22:メモリ
13、23:記憶部
14、24:操作部
15、25:表示部
16、26:IF
17、27:GPU
20:渋滞予測装置
90、91、92、901、902:路線
100、200:データバス
910、911、912、913、914、915、916、917:感知器
G1、G2:ゲート
h0、h1、h2、h3、h4、h5:特徴量
N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7:ノード
10:
12, 22:
17, 27: GPU
20: Traffic
Claims (6)
前記路線に配置された複数の感知器を前記路線に配置されている並びにしたがって繋ぎ、前記複数の感知器毎に、その感知器が配置されている前記路線の種類に応じた設定前重みパラメータを設定した予測モデルを設定する予測モデル設定部と、
前記予測モデル設定部が設定した予測モデルを用いて、前記複数の感知器毎に感知データの更新を行う畳み込み演算部と、
更新後の前記感知データの予測誤差を、前記複数の感知器のそれぞれに対して算出する予測誤差算出部と、
前記路線の種類別に、最適化された重みパラメータとして、前記複数の感知器のそれぞれに対して算出した前記予測誤差の総和が最小になる重みパラメータを得る最適化処理部と、
を備える、道路状況予測用重みパラメータ設定装置。 A weight parameter setting device for road condition prediction that sets weight parameters for predicting road conditions for each type of route, the device comprising:
A plurality of sensors arranged on the route are connected according to the arrangement arranged on the route, and for each of the plurality of sensors, a pre-setting weight parameter according to the type of the route on which the sensor is arranged. a prediction model setting section that sets a prediction model in which the
a convolution calculation unit that updates sensing data for each of the plurality of sensors using the prediction model set by the prediction model setting unit ;
a prediction error calculation unit that calculates a prediction error of the updated sensing data for each of the plurality of sensors;
an optimization processing unit that obtains a weight parameter that minimizes the sum of the prediction errors calculated for each of the plurality of sensors as an optimized weight parameter for each type of route;
A weight parameter setting device for road condition prediction, comprising:
前記設定前重みパラメータに、
前記路線の下流に隣接する感知器への影響を設定する順方向重みパラメータと、
前記路線の上流に隣接する感知器への影響を設定する逆方向重みパラメータと、
を含み、
前記最適化処理部は、
最適化された前記順方向重みパラメータと最適化された前記逆方向重みパラメータとを得る、
請求項1に記載の道路状況予測用重みパラメータ設定装置。 The prediction model setting section includes:
In the pre- setting weight parameter,
a forward weight parameter that sets an influence on downstream adjacent sensors of the line;
a reverse weight parameter that sets an influence on a sensor adjacent upstream of the route;
including;
The optimization processing unit includes:
obtaining the optimized forward weight parameters and the optimized backward weight parameters;
The weight parameter setting device for road condition prediction according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の道路状況予測用重みパラメータ設定装置。 The sensed data includes the number of vehicles, the number of high vehicles, and the occupancy rate of the route;
The weight parameter setting device for road condition prediction according to claim 1 or 2 .
前記重みパラメータに、
前記感知器自体への影響を設定する自己重みパラメータを含み、
前記最適化処理部は、
最適化された前記自己重みパラメータを得る、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の道路状況予測用重みパラメータ設定装置。 The prediction model setting section includes:
In the weight parameter,
including a self-weighting parameter that sets the influence on the sensor itself;
The optimization processing unit includes:
obtaining the optimized self-weight parameters;
The weight parameter setting device for road condition prediction according to any one of claims 1 to 3 .
前記路線に配置された複数の感知器を前記路線に配置されている並びにしたがって繋ぎ、前記複数の感知器毎に、その感知器が配置されている前記路線の種類に応じた設定前重みパラメータを設定した予測モデルを設定する予測モデル設定ステップと、
前記予測モデル設定ステップで設定した予測モデルを用いて、前記複数の感知器毎に感知データの更新を行う畳み込み演算ステップと、
更新後の前記感知データの予測誤差を、前記複数の感知器のそれぞれに対して算出する予測誤差算出ステップと、
前記路線の種類別に、最適化された重みパラメータとして、前記複数の感知器のそれぞれに対して算出した前記予測誤差の総和が最小になる重みパラメータを得る最適化処理ステップと、
をコンピュータが実行する、道路状況予測用重みパラメータ設定方法。 A method for setting weight parameters for road condition prediction, which sets weight parameters for each route type, the method comprising:
A plurality of sensors arranged on the route are connected according to the arrangement arranged on the route, and for each of the plurality of sensors, a pre-setting weight parameter according to the type of the route on which the sensor is arranged. a prediction model setting step of setting a prediction model with the
a convolution calculation step of updating sensing data for each of the plurality of sensors using the prediction model set in the prediction model setting step ;
a prediction error calculation step of calculating a prediction error of the updated sensing data for each of the plurality of sensors;
an optimization processing step of obtaining a weight parameter that minimizes the sum of the prediction errors calculated for each of the plurality of sensors as an optimized weight parameter for each type of route;
A method for setting weight parameters for road condition prediction that is performed by a computer .
前記路線に配置された複数の感知器を前記路線に配置されている並びにしたがって繋ぎ、前記複数の感知器毎に、その感知器が配置されている前記路線の種類に応じた設定前重みパラメータを設定した予測モデルを設定する予測モデル設定ステップと、
前記予測モデル設定ステップで設定した予測モデルを用いて、前記複数の感知器毎に感知データの更新を行う畳み込み演算ステップと、
更新後の前記感知データの予測誤差を、前記複数の感知器のそれぞれに対して算出する予測誤差算出ステップと、
前記路線の種類別に、最適化された重みパラメータとして、前記複数の感知器のそれぞれに対して算出した前記予測誤差の総和が最小になる重みパラメータを得る最適化処理ステップと、
をコンピュータに実行させる、道路状況予測用重みパラメータ設定プログラム。 A weight parameter setting program for road condition prediction that sets weight parameters used for predicting road conditions for each type of route, the program comprising:
A plurality of sensors arranged on the route are connected according to the arrangement arranged on the route, and for each of the plurality of sensors, a pre-setting weight parameter according to the type of the route on which the sensor is arranged. a prediction model setting step of setting a prediction model with the
a convolution calculation step of updating sensing data for each of the plurality of sensors using the prediction model set in the prediction model setting step ;
a prediction error calculation step of calculating a prediction error of the updated sensing data for each of the plurality of sensors;
an optimization processing step of obtaining a weight parameter that minimizes the sum of the prediction errors calculated for each of the plurality of sensors as an optimized weight parameter for each type of route;
A weight parameter setting program for road condition prediction that allows a computer to execute the following.
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