[0001]【発明の属する技術分野】本発明は、ゾーン構成の移動通信に係り、周波数を有効に利用する車両通信システムおよびその方法に関する。ITS)の開発が推進されている。ITSとは、最先端の情報通信技術を用いて構築される、道路と車が一体となった交通システムである。このシステムは、安全性や輸送効率、さらに快適性の向上を達成し、環境保全にも資することを目指している。System:AHS)である。AHSは、道路と車両の情報のやり取りと車両の自動制御によって、完全な自動運転を可能にし、運転者の負担を軽減するとともに、安全性や円滑性の向上をもたらす。smoothness.【0004】AHSは、道路の情報インフラと自動車に搭載した通信機との間で行う「路車間通信」と、車同士で行う「車車間通信」とによって成り立っている。道路と車の双方向通信、および車と車の双方向通信によって運転を制御し、様々な状況に対応することができる。future,自動運転を実施する際には、次のような問題が生じると考えられる。arises.【0006】AHSは、チャネル有効利用のために、ゾーン構成の移動通信による運転制御で運用されることが予測される。その場合、道路が渋滞すると、1つの無線ゾーン内の車の数が飛躍的に増大する。AHSで利用可能な周波数帯域はあらかじめ決められているため、通信チャネルの不足という事態を招くことになる。case,ビジー状態が通知され、通話が待たされることになるが、AHSでは、走行中の車をリアルタイムで制御しているため、通信がビジー状態に陥ることは避けなければならない。このため、限られた環境の中で、サービスを必要とする車すべてに中断なく制御情報を提供する方式が求められる。demanded.【0008】また、将来、爆発的な普及率の増大により、一時的に予測値からかけ離れたチャネル数が必要となるかもしれない。そのような緊急の場合のオーバフロー回避方法も求められている。required.【0009】本発明の課題は、渋滞等に起因する通信チャネルの不足を防止する車両通信システムおよびその方法を提供することである。[0010]【課題を解決するための手段】図1は、本発明の車両通信システムの原理図である。図1の車両通信システムは、車両の自動走行制御のための通信をゾーン方式で行うシステムであって、監視手段1、検出手段2、および制御手段3を備える。1は、道路上の1つのゾーンに対応して設けられ、それぞれチャネル数またはタイムスロット数が決められた2つ以上のエリアの情報トラフィック量を監視する。value,それらの2つ以上のエリアのうちの他のエリアに配分されたチャネルまたはタイムスロットを、上記1つのエリアに再配分する制御を行う。area.【0012】道路上におけるゾーン方式の通信においては、道路が一定の範囲の通信ゾーン(無線ゾーン)毎に分けられ、各ゾーン内で時分割方式により必要なチャネルが設定される。各ゾーンは、さらに、車線間の境界線などにより複数のエリアに分割され、各エリア毎に使用可能なチャネル数またはタイムスロット数が設定される。area.【0013】監視手段1は、各エリアの情報トラフィック量として、例えば、そのエリアで使用中のチャネル数またはタイムスロット数を監視し、その情報トラフィック量を制御手段3に通知する。3.【0014】次に、制御手段3は、監視手段1から通知された情報トラフィック量があらかじめ設定された規定値を越えたかどうかを判定する。value,例えば、上述の使用可能なチャネル数またはスロット数以下の任意の値が用いられる。3は、同じゾーン内の他のエリアに配分されたチャネルまたはタイムスロットをそのエリアに与えて、オーバフローを回避する。これにより、渋滞等に伴うチャネル不足を防止することができる。road,それぞれチャネル数またはタイムスロット数が決められた2つ以上のエリアの情報トラフィック量を監視する。determined.そして、制御手段3は、上記2つ以上のエリアのうちの1つのエリアの情報トラフィック量が規定値を越えたとき、その1つのエリアにおける車両1台当たりの通信情報量を制限する制御を行う。.【0017】情報トラフィック量が規定値を越えてオーバフローしそうなエリアにおいて、車両1台当たりの通信情報量を制限することで、例えば、画像等の大量の情報の送信を伴うサービスが一時的に中断される。これにより空いたタイムスロットを他のチャネルに配分することで、チャネル不足を防止することができる。road,それぞれチャネル数またはタイムスロット数が決められた2つ以上のエリアのいずれかにおける渋滞を検出する。1つのゾーンにおける車両1台当たりの通信情報量を制限する制御を行う。情報に基づいて、渋滞が発生したかどうかを判定する。あるエリアで渋滞の発生が検出されると、制御手段3は、そのエリアを含むゾーンにおいて、車両1台当たりの通信情報量を制限する。これにより空いたタイムスロットを他のチャネルに配分することで、チャネル不足を防止することができる。2,および制御手段3は、後述する図2の集中局11に備えられた情報処理装置に対応する。[0021]【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明のシステムでは、上下車線や分岐等の道路形状を利用して、車両通信シの単位ゾーンを2つ以上のエリアに分割し、各エリア内の車両数と通信情報量を比較する。その時々の需要に合わせて、チャネル配分および情報量の調整をダイナミックに行うことにより、すべてのチャネルでタイムスロットを効率よく利用する。AHSの概要を説明する。out,もしくはユーザからサービスアウトの要求が発生するまで、制御系と車両の間で、制御情報および走行情報を中断なくやり取りしなければ、車両を正確に制御することができない。resource,移動通信においては、これを効率的かつ有益に利用することが望まれる。そこで、道路を一定の範囲のゾーン毎に分けて、十分に離れたゾーン同士では同じ周波数を繰り返し利用する方式が適している。同じゾーン内の各チャネルには、時分割により、決められた数のタイムスロットが割り当てられる。slots.【0024】図2は、このようなAHSの構成図である。図2において、道路側の制御系は、それぞれ情報処理装置を備えた1つの集中局11と複数の基地局12を含み、道路14上を走行する車13の動作を制御する。11に回線を通じて接続されるとともに、隣接する他の基地局12にも回線を通じて接続される。11,各車13、各基地局12へ制御指示を出す路側の制御系の上部層に位置する。LCX)(不図示)や通信アンテナ(不図示)が道路14に沿って設置され、車13はLCXや通信アンテナとの間で路車間通信を行う。以下では、LCXを用いた場合を想定している。)カメラ等(不図示)が設置される。センサ、CCDカメラ等を搭載し、さらに道路14から受け取った信号をもとに車両を制御する各種アクチュエータを内蔵している。14.【0027】図2のAHSにおいて、例えば、車13の速度は次のようにして制御される。前方を走行している車13は、LCXからの指示速度に基づき、発進・停止を含め、速度制御を行う。他の車13の後方を走行している車13は、LCXからの指示速度と先行車13との間の車間距離情報等から、先行車13との距離を一定に空けるように、速度を増減する。the.【0028】このAHSにおいて、道路14上には、例えば、次のような路上センサ設備が設置されている。・気象センサ:気象条件等を検出する。like.【0029】・路面センサ:路面とタイヤの摩擦係数を表す路面μを含む路面状態を検出する。・走行速度センサ:通過する車13の平均速度を検出する。pass.【0030】・位置検出センサ:車13の位置を検出する。・路上カメラ:路上の映像を捉らえる。移動局(車13)からLCXへは、次のような車両発生データが送られる。これらの情報を受け取った基地局12は、次のような機能を有する。having.【0032】・データの集約:路上センサからの情報および車から送信される情報を、送信できる状態にまとめて集中局11へ送信する。・集中局11から車13への情報送信の仲介:通常走行時は、集中局11が移動局を制御し、基地局12は中継局としての機能しか持たない。13,通過時刻等を送信する。集中局11は、次のような機能を有する。ところで、道路14は、図14に示すように、上り車線と下り車線とに別れていることが多く、同じゾーン内であっても、2つの車線の車13の進行方向は互いに逆向きである。したがって、両方の車線が渋滞することはまれで、片方の車線が渋滞していても、他方はスムーズに流れていることが多い。言い換えれば、単位ゾーン内には、常に、異なる2つのグループの移動局が存在することになる。present.【0035】そこで、このようなAHSのゾーン固有の特徴に着目して、道路14上に比較可能な2つ以上のエリアを設け、あらかじめ各エリアに配分するチャネル数とタイムスロット数を設定しておく。各エリア内の交通量や伝送される情報量の変化を監視し、必要に応じて各エリア内のチャネル数を変化させたり、1チャネル当たりのスロット数を変化させたりする。これにより、周波数の配分が臨機応変に変化し、チャネル不足にも対処することができるようになる。shortage.【0036】図3、4、5は、単位ゾーンに対応する道路14上の領域を車線毎に分割して配置されたエリアの例を示している。図3の単位ゾーン15は、上り車線のエリアAと下り車線のエリアBの2つに分割されている。図4の単位ゾーン16は、道路14が2つに分岐する場所に対応し、分岐車線別にエリアAとエリアBの2つに分割されている。17は、道路14が3つに分岐する場所に対応し、分岐車線別にエリアA、エリアB、エリアCの3つに分割されている。インターチェンジ、高速道路のサービスエリア(SA)やパーキングエリア(PA)の入口/出口、ジャンクション等の道路形状に応じて、単位ゾーン内に2種類以上のエリアが配置される。located.【0038】単位ゾーンで使用可能なタイムスロットの数をnとすると、図3および図4のようなエリア配置の場合、n個のタイムスロットは、例えば図6に示すように、2つのグループに分割される。13に対して割り当てられ、スロット(n/2+1)からスロットnまではエリアBの車13に対して割り当てられている。3つのグループに分割される。(2n/3)まではエリアBの車13に対して割り当てられ、スロット(2n/3+1)からスロットnまではエリアCの車13に対して割り当てられている。C.【0040】複数の道路が合流して1本の道路になる場合も、分岐の場合と同様にしてエリアが設定され、各エリア毎にチャネル数とタイムスロット数が割り当てられる。集中局11は、あるゾーン内の通信情報量が急増した場合に、車両通信サービスの平均化処理を行う。この処理において、ゾーン内の各エリアの情報量が規定値を超えたかどうかを調べ、規定値を超えたエリアにおいては、他のエリアの空きスロットを流用してチャネル数を確保する。車両一台あたりの使用スロット数を調査して、それを調節する。it.【0041】また、集中局11は、上述の路上センサ値や車両発生データを解析して、渋滞が発生したかどうかを判断し、渋滞時には制御信号の送信回数を減らす。渋滞が発生した時点で、今後そのゾーンを通過予定の車(そのゾーンより後ろの車)13に対して、隊列走行をするように強制指示を出す。)を組んで走行するようになる。communication,基地局12経由で集中局11からの制御を受ける。communication,一定の車間距離を保ちながら前方の車13についていく。distance.【0043】基地局12は、集中局11から隊列走行の開始指示を受信すると、車車間通信制御を開始し、一番前を走行する車13に対してのみ、集中局11からの制御情報を転送する。その情報は、車車間通信により、後ろを走行している車13にも順次転送される。behind.【0044】このように、隊列内の車13の路車間通信を車車間通信に切り換えることで、制御に必要なチャネル数が大幅に削減される。したがって、チャネルが一時的にスロット解放状態となり、全車制御が効率的に行われる。どの範囲の車13を1つの隊列に含めるかは、集中局11により決定される。隊列が組めない車13については、それまでと同様に集中局11が制御し、基地局12はその中継局の役割を果たす。stations.【0045】また、基地局12は、集中局11へ定期的に路上状況を報告し、集中局11は渋滞が解消したかどうかを判定する。渋滞が解消した場合、集中局11は隊列走行解除の指示を基地局12に送る。this,基地局12は、後ろの車13のためのチャネル取得の依頼を集中局11に送り、それらのチャネル情報を受け取る。隊列走行の終了信号を車13に送って、車車間通信を路車間通信に切り換え、隊列を解除する。このようにして、渋滞時の通信がダイナミックに制御される。controlled.【0046】隊列走行は、もともと、同じ目的地に向かう貨物運搬車等を制御するために考案された方式であるが、高速道路上では、同じゾーン内を同じ進行方向に向かって走行する車13は、一時的に同じ目的地に向かうものとみなすことができる。したがって、このような隊列走行制御は十分に実現可能であり、チャネル数不足の解消に効果があるものと考えられる。channels.【0047】サービスの平均化処理においては、集中局11は、あらかじめ決められた複数の制御ランクの1つを各車両毎に選んで、それを適用する。制御ランクとしては、例えば次のようなものが考えられる。follows.【0048】・通常制御ランク:ユーザが要望しているサービスを全て利用できる状態。画像情報やゲームを含むマルチメディア・サービスを受けることも可能である。games.【0049】・情報制限制御ランク:ユーザが要望しているサービスの情報提供が一部受けられない状態。チャネルの帯域幅が狭くなり、マルチメディア・サービスはカットされて、自動走行に必要な情報のみがやり取りされる。exchanged.【0050】・渋滞制御ランク:1つのエリア内の車両数が爆発的に多くなり、使用チャネル数が急増する状態。チャネルの帯域幅はさらに狭くなり、マルチメディア・サービスがカットされた上に、やり取りされる情報は低速走行に必要な情報のみに限定される。一般に、低速走行に必要な情報は、高速走行に比べてかなり少なくて済むと考えられる。running.【0051】・入場制限ランク:サービスイン時に、あらかじめサービスが制限されることを掲示する状態。この場合、ユーザは、途中でサービスが切断されてもやむを得ないということを理解する。cut.【0052】次に、図9のフローチャートを参照しながら、集中局11による平均化処理を説明する。ここでは、1台の車両には1つのチャネルが割り当てられ、各チャネルのスロット数は可変であることを前提としている。variable.【0053】処理が開始されると、集中局11は、各基地局12からのデータに基づいて、対応する各ゾーンの情報トラフィック量を監視し(ステップS1)、それが規定値を越えるかどうかを判定する(ステップS2)。S2).【0054】情報トラフィック量とは、例えば、ゾーンに対応して配置された各エリアにおける使用チャネル数または使用スロット数を意味する。これらの規定値としては、あらかじめ各エリアに配分されたチャネル数およびスロット数以下の任意の値が用いられる。各エリアに配分された数値の80%程度の値を規定値として用いてもよい。value.【0055】いずれのエリアの情報トラフィック量も規定値を越えない場合は、ステップS1の監視を続ける。value,次に、同じゾーン内で比較対象となる他のエリアのデータを取得し(ステップS3)、そのエリアにチャネルの空きがあるかどうかを調べる(ステップS4)。S4).【0056】チャネルの空きがあれば、それに対応する空きスロットを利用してゾーン内のチャネルを再配分する制御を行い(ステップS5)、ステップS1の監視を続ける。S1.【0057】例えば、図6のエリアA用のスロットのほとんどが使用されて、エリアAで情報トラフィック量が規定値を越えた場合、エリアB用の空きスロットがエリアA用に再配分されて、エリアAのチャネル数またはスロット数が一時的に増やされる。Aにおけるチャネル不足に対応することが可能になる。areas,次に、各エリア内の車13の台数を確認して(ステップS6)、渋滞が発生しているかどうかを判定する(ステップS7)。車13の台数は、そのエリアの使用チャネル数に一致すると考えられるが、基地局12から送られる各種データに基づいて別途算出してもよい。ステップS7においては、車13の台数が一定値を越える場合に渋滞が発生したものと判定される。value.【0059】あるいはまた、各エリア内の車13の台数の代わりに、そのエリア内の車13の平均走行速度や平均車間距離を確認して、渋滞が発生しているかどうかを判定することもできる。平均車間距離が一定値以下になると、渋滞が発生したものと判定される。occurred.【0060】渋滞が発生していない場合は、情報トラフィック量が規定値を越えているエリアにおいて、1台当たりの通信情報量を制限し(ステップS8)、ステップS1の監視を続ける。ステップS8では、例えば、そのエリア内のすべてのチャネルが情報制限制御ランクに設定され、1チャネル当たりの配分スロット数が削減される。その結果、占有帯域の大きいユーザに対するサービスの一部が中断される。band.【0061】また、渋滞が発生している場合は、そのエリアを含むゾーン内のすべての車13の通信情報量を制限し(ステップS9)、ステップS1の監視を続ける。S1.ステップS9では、例えば、そのゾーン内のすべてのチャネルが渋滞制御ランクに設定され、1チャネル当たりの配分スロット数が削減される。そのゾーンに向かいつつある車13には隊列走行が指示され、これ以後にサービスインしてそのゾーンに向かう車13のチャネルは、入場制限ランクに設定される。rank.【0062】そして、集中局11は、渋滞が解消すると、隊列走行を解除するとともに、渋滞制御ランクおよび入場制限ランクのチャネルを情報制限制御ランクに再設定する。情報トラフィック量が規定値以下になると、情報制限制御ランクのチャネルを通常制御ランクに戻す。rank.【0063】このように、ゾーン内の各エリア毎に通信量を管理し、一時的にオーバフローしそうなエリアに他のエリアのチャネル(またはスロット)を与えることで、より柔軟な通信制御が可能となる。これにより、渋滞等に伴う通信チャネルの不足が防止できる。prevented.【0064】以上説明した実施形態においては、集中局11が平均化処理を行ってチャネルを制御するものとしているが、代わりに各基地局12が対応するゾーン内のチャネルを制御する構成にしてもよい。good.【0065】また、図2においては、AHSの制御系は集中局11と基地局12の2つの階層から成っているが、複数の集中局11に指令を出す制御センターを集中局11の上位に設けて、3階層以上の階層構造にしてもよい。その場合、集中局11に代わって、制御センターが平均化処理を行うことになる。process.【0066】また、隊列走行においては、必ずしも先頭の車13が基地局12と通信する必要はなく、隊列に属する任意の車13が基地局12と通信し、他の車13が車車間通信により制御されるようにしてもよい。[0067]【発明の効果】本発明によれば、道路形状に応じて配置されたエリア単位でチャネル配分や通信情報量の調節が行われるので、AHSに適した柔軟な通信制御が実現される。これにより、渋滞に伴うチャネル不足を防止することができ、渋滞が発生しても自動走行制御が滞りなく行われる。DRAWINGS【図1】本発明の車両通信システムの原理図である。invention.【図2】AHSの構成図である。AHS.【図3】単位ゾーン内の第1のエリア配置を示す図である。zone.【図4】単位ゾーン内の第2のエリア配置を示す図である。zone.【図5】単位ゾーン内の第3のエリア配置を示す図である。zone.【図6】2つに分割されたスロット群を示す図である。two.【図7】3つに分割されたスロット群を示す図である。three.【図8】隊列走行を示す図である。travel.【図9】平均化処理のフローチャートである。前記2つ以上のエリアのうちの1つのエリアの情報トラフィック量が規定値を越えたとき、該2つ以上のエリアのうちの他のエリアに配分されたチャネルまたはタイムスロットを、該1つのエリアに再配分する制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする車両通信システム。road1記載の車両通信システム。前記監視手段は、前記2つ以上のエリアのそれぞれの使用チャネル数を前記情報トラフィック量として監視し、前記制御手段は、前記1つのエリアの使用チャネル数が前記規定値を越えたとき、前記他のエリアに配分されたチャネルを該1つのエリアに再配分することを特徴とする請求項1記載の車両通信システム。exceeds,前記他のエリアに配分されたタイムスロットを該1つのエリアに再配分することを特徴とする請求項1記載の車両通信システム。前記2つ以上のエリアのうちの1つのエリアの情報トラフィック量が規定値を越えたとき、該1つのエリアにおける車両1台当たりの通信情報量を制限する制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする車両通信システム。前記2つ以上のエリアのうちの1つのエリアにおいて渋滞が発生したとき、前記1つのゾーンにおける車両1台当たりの通信情報量を制限する制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする車両通信システム。前記検出手段は、前記2つ以上のエリアのそれぞれにおける車両数、車両の走行速度、および車間距離のうち少なくとも1つの情報に基づいて、渋滞を検出することを特徴とする請求項6記載の車両通信システム。前記制御手段は、前記1つのエリアにおいて渋滞が発生したとき、前記1つのゾーンを通過する予定の複数の車両を隊列走行させる制御を行うことを特徴とする請求項6記載の車両通信システム。前記2つ以上のエリアのうちの1つのエリアの情報トラフィック量が規定値を越えたかどうか、および、該2つ以上のエリアのうちの1つのエリアにおいて渋滞が発生したかどうかに基づいて、通信制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする車両通信システム。前記車両が属するエリアの情報トラフィック量が規定値を越えたとき、前記2つ以上のエリアのうちの他のエリアに配分されたチャネルまたはタイムスロットの再配分を受ける手段とを備えることを特徴とする車両。前記車両が属するエリアの情報トラフィック量が規定値を越えたとき、該車両の通信情報量の制限を受ける手段とを備えることを特徴とする車両。前記2つ以上のエリアのいずれかにおいて渋滞が発生したとき、該車両の通信情報量の制限を受ける手段とを備えることを特徴とする車両。前記2つ以上のエリアのうちの1つのエリアの情報トラフィック量が規定値を越えたとき、該2つ以上のエリアのうちの他のエリアに配分されたチャネルまたはタイムスロットを、該1つのエリアに再配分することを特徴とする車両通信方法。前記2つ以上のエリアのうちの1つのエリアの情報トラフィック量が規定値を越えたとき、該1つのエリアにおける車両1台当たりの通信情報量を制限することを特徴とする車両通信方法。前記2つ以上のエリアのいずれかにおいて渋滞が発生したとき、前記1つのゾーンにおける車両1台当たりの通信情報量を制限することを特徴とする車両通信方法。