市街地内の信号機の無い小規模交差点での出合頭事故防止のためのITSに関する研究

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本研究は，徳島大学大学院・山中英生研究室および流通科学大学情報学部・三谷哲雄研究室を中心に2001年より取り組んでいる共同研究プロジェクトです．

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　交差点で発生する出合頭事故は，事故全体の約1/4を占めています．その内の大部分(約70%)は，市街地内のいわゆる生活道路の信号機の無い小交差点(無信号小交差点)で発生しています．こうした小交差点は市街地内に多数散在しており，出合頭事故は市街地内の総量としては多発しますが，偶発的に低頻度で散漫に発生します．このため対策として，事故ごとの個別対応では非効率であり，全交差点への対応ではコスト効率が非現実的である．また対象が小規模な交差点であるため，大掛かりな対策は空間的に厳しい．
　簡易な既存対策としては，一時停止規制，道路反射鏡設置，注意喚起看板設置，各種の地区交通安全デバイス設置，等が実施されています．しかし，注意喚起看板の実効性の問題，地区交通安全デバイス等では習慣性や騒音等の問題，がそれぞれ懸念されています．この結果，道路反射鏡や通行規制の設置に留まっているのが現状です．また，それらも不適切な利用があれば，効果低減だけでなく重大事故につながる危険性も指摘されています．
　そこで我々は，空間的，コスト的な制約に配慮した対策が重要となる市街地内の小交差点での出合頭事故防止を目的としたITS技術の開発を目指しています．これまでの研究経緯ならびに研究概要を以下に示します．

研究経緯

導入可能性検討

（「ITS社会に向けた交通事故分析に関する研究小委員会／土木学会・土木計画学研究委員会」からの受託研究予算を一部活用しました）

2001(H13)年度	地区内交差点における出合頭事故削減のためのＩＴＳ技術の効果
2002(H14)年度	地区内交差点における出合頭事故削減のためのＩＴＳ技術の効果分析
2003(H15)年度	地区内交差点における出合頭衝突防止に関する検討

車載型警告システム

（「実践的ITS研究委員会／土木学会・技術推進機構」からの受託研究予算を一部活用しました）

2004(H16)年度 〜2005(H17)年度	無信号交差点での出合頭事故防止のための一時停止支援システムに関する研究 　−道路属性と運転挙動に基づく適切な支援アルゴリズムの開発とその効果分析−
2006(H18)年度	無信号交差点での出合頭事故防止のための一時停止支援システムに関する研究 　−システムによる効果把握とその導入による事故低減施策の展開−

（財団法人日本デジタル道路地図協会からの研究助成による研究成果）

2011(H23)年度

デジタル道路地図の活用による出合頭事故防止のための 　一時停止支援の高度化に関する研究

路上設置型警告システム

（「実践的ITS研究委員会／土木学会・技術推進機構」からの受託研究予算を一部活用しました）

2007(H19)年度	小交差点の出合頭事故防止のための実用的ITS施策の開発
2009(H21)年度	小交差点の出合頭事故防止のための実用的ITS施策の開発 　−公道への実設置を踏まえた路上設置型警告システムの試作とその効果検証−
2010(H22)年度	無信号交差点における出合頭事故削減のための実用的ITSの開発 　−施策展開のための路上設置型警告システムの導入手法−

研究概要

導入可能性検討（2001年度〜2003年度）

　地区内交差点での出合頭事故防止のためのITS技術の導入可能性を検討しました．その結果，以下の成果を得ました．［成果論文：1),2),3)］

[1] 出合頭事故と車両挙動との関連性　：

　交差点進入車両の挙動分析から出合頭事故多発交差点では，事故の少ない交差点と比較して，非優先側から高速で進入する車両挙動が多く，交差側道路の車両が発見できる位置（発見位置といい，交差点形状により異なる）で衝突を回避する停止が困難な車両（停止不能車両という）の割合が多いほど事故件数が多くなることが判明した．

[2] 出合頭事故の発生シナリオ　：

　危険性のある非優先車両が存在していても，優先側車両が存在しない場合や優先側車両が安全措置をすることで事故が回避されており，非優先側の問題挙動車両が優先側車両を発見してからでは対応できなかった結果として出合頭事故が生じていることが明らかとなった．

[3] 出合頭事故防止のためのITS技術の基本コンセプト　：

　非優先側のドライバーが交差点の優先関係を認識しないことや忘失等の原因で速度超過状態で進入し，衝突可能性のある相手側車両を発見してブレーキを開始するが，遅れや速度超過のため交差点までに停止できずに衝突するような車両（停止不能車両）に対して，適切な位置で警告を与え一時停止を促し，こうした停止不能車両を減少させることで交差点の安全性を向上させる，という基本コンセプトを提案した．

[4] 一時停止支援のための警告判断方法　：

　GIS道路情報データベースから入手した進入交差点の一時停止有無や発見位置などの交差点情報を元に，交差道路側の見通しの効かない範囲において，刻一刻と変化する交差点衝突位置までの距離や速度，加速度，ドライバー挙動の車両情報から，当該車両が停止不能車両かどうかを判断する方法を考案した．

など．

車載型警告システム

2004年度〜2005年度

　市街地内に多数存在する小交差点に散漫する出合頭事故に対して，インフラ負担の少ない車載型ITSを想定した一時停止支援システムの開発を目的としました．道路属性と運転挙動に基づく適切な一時停止支援のための警告アルゴリズムを開発し，その効果分析を行いました．その結果，以下の成果を得ました．［成果論文：4),5),6),7),8),9)］

[1] 詳細運転挙動計測装置の開発　：

　ドライブレコーダーに高精度GPS（D-GPS），運転者のフットポジションセンサー（レーザーセンサー）を組み合わせるとともに，D-GPSによる交差点からの位置の補正のため交差点通過時刻を確認できるよう車両側面に取り付けたCCDカメラの映像を記録するデジタルビデオを付加して，公道での詳細なドライバー及び車両挙動を自動収集するシステムを開発した．

[2] ケーススタディ地域の道路網・事故データベースの拡充　：

　ケーススタディのためある地域で既に構築されている道路網および事故の詳細データベースに対して，分析に必要な道路属性や交差点形状などの情報を追加した．その情報に基づき発見距離（交差点端から発見位置までの距離）を算定する方法を考案した．対象地域内の全ての交差点ごとの事故種別別事故件数データを６ヵ年分整備した．

[3] 地区内細街路運転挙動の計測　：

　地区内細街路における出合頭事故多発の無信号交差点での進入挙動を分析するため，詳細運転挙動計測装置を利用して，ある地区内の１周約30分のコースで，初心者・高齢者・主婦・プロの４属性３名ずつの被験者を対象として，公道での運転挙動を収集した．

[4] 長時間巡回ルート運転挙動の計測　：

　細街路や幹線街路を含み多様な事故発生状況の小規模な無信号交差点を比較的長時間にわたる巡回ルート上の様々な無信号交差点での進入挙動を分析するため，詳細運転挙動計測装置を利用して，ある地域内の１周約24km，約1.5時間，のルートで，20歳台から70歳までの30名の男女被験者を対象として，公道での運転挙動を収集した．

[5] 警告判定方式の改良　：

　2003年度までの判別方法をさらに発展，改良し，車両が危険状態となる事前に警告を出すため常時挙動を収集し，警告の必要性を示す指標（警告判定指標といい，３つの停止挙動モデルを考案した）を算定して，この値が閾値を超えると警告を発生する方式を考案した．その指標値による警告判定アルゴリズムを開発した．

[6] 警告判定方式の評価　：

　運転挙動データベースを用いて警告判定方式による警告効率を分析した結果，(0) 警告判定方式は，停止位置余裕距離が最も望ましいこと，(1) 個人のブレーキ特性考慮で適正警告率が20%程度向上すること，(2) 走行位置や地図精度は1m以内の精度があれば警告効率への影響は少ないこと，(3) 出合頭が平均件数以上発生している事故多発一時停止交差点への非優先側進入に対して，通過する96%〜98%の危険車両に対して，5%未満の偽警告率で警告を生成できること，が分かった．

＝＝＞　これらの成果の概要は，こちら(PDFファイル：435KB)，の資料で閲覧できます（出典：第5回ITSシンポジウム2006，オーガナイズドセッション�X「生活道路ITS事始」での発表資料）．

2006年度

　引き続き，車載型の一時停止支援システムを想定した取り組みを進め，お節介でない適切な警告のための挙動判定方式の開発を目的としました．実際の車載時の警告発生状況の把握，その警告やシステムに対する利用者の評価，により導入効果を推定すると共に，そこで得られた知見に基づく出合頭事故防止に向けた施策展開について検討を試みました．以下に，研究項目と得られた成果の一部を示します．［成果論文：10),12)］

[1] 実稼動する警告システムの開発　：

　本年度の実験や分析上必要となる，これまでに考案した警告判定方式を実装した実際に車載可能な警告システムを開発した．

[2] 警告システム搭載車両の公道走行シミュレーション　：

　実際の公道走行挙動データを使って，警告システム搭載車両を想定した走行シミュレーションにより公道走行時の警告発生状況の分析を行った．車載されていた場合を想定した警告発生数や位置，頻度について明らかにするとともに，公道走行時の警告システムによる警告生成の適正度を検討した．

[3] 警告システム搭載車両による体感評価走行実験　：

　警告システムを搭載した車両による路外実験場での交差点の走行実験を行った．実走行時の警告状況をドライバーに体感評価させることで，警告に対する煩わしさや適切性そしてその受忍性，さらにシステムに対する有効性や必要性について検証した．
＝＝＞　この成果の概要は，こちら(PDFファイル：739KB)，の資料で閲覧できます．

[4] 事故低減効果の予測　：

　警告実験から警告による運転者挙動の改善効果を把握し，出合頭事故多発地点の長期ビデオ観測の分析による一時停止不履行率や事故発生率を推定し，事故低減効果を予測した．

[5] 出合頭事故低減の施策展開の検討　：

　出合頭事故防止の施策をの特徴を整理し，普及に伴う事故低減効果の視点から施策展開に向けた提言をまとめた．

＝＝＞　これらの成果の概要は，こちら(PDFファイル：680KB)，の資料で閲覧できます（出典：第6回ITSシンポジウム2007，セッション「01 事故を減らすITS」での発表資料）．

2011年度

　本研究は，車載器性能や空間データ整備の課題に対して，将来の技術やデータ整備の動向を踏まえた一時停止支援の高度化に関する研究の一環として，デジタル道路地図の活用に向けた知見を明らかにすることを目的としています．我々が考案した簡易の動的な車載型警告システムを想定した一時停止支援におけるデジタル道路地図情報の活用法を検討しました．将来的な準天頂衛星の実用化に伴う「接近車両の高精度な位置情報の簡便な取得」と「地図データの改善」を想定した幾つかのデータ取得環境下で，シミュレーション分析により警告判定性能(警告判定の適切さ)を把握しました．これにより，デジタル道路地図の活用による一時停止支援の高度化の可能性と共に，デジタル道路地図に求められる仕様を明らかにしました．

路上設置型警告システム

　車載型警告システムについては，警告効率良好で体感的に煩わしくなく良好なタイミングでの発報が可能な警告判定方式を得ました．しかし，車載器性能(特に自車位置や速度の取得精度)や，交差点位置や一時停止規制などの空間データ整備が課題となっています．一方，類似システムとして，車車間・路車間の通信技術を利用した注意喚起システムの研究開発が進められています．路車間通信を利用したカーナビと連携するシステムでは，路側装置が一部地域の少数の交差点に整備され運用が開始され，対応装置の搭載車両による効果発現が期待されています．しかし，車載型ではいずれにしても，効果発現には車載装置の普及が前提となる為，多発箇所対策など緊急を要する短期施策には不向きといえます．また，路車間通信を伴う場合，比較的大規模な路側装置設置が不可欠であり，生活道路などの小規模交差点対策としては実施が難しい．従って現状，車載型システムの出合頭事故削減効果は限定的となっています．
　このため，著者らは多発箇所や危険箇所などの出合頭事故の問題を抱える交差点への短期的効果発現を狙って，コスト的，空間的な制約を考慮した路上設置型の警告システムの開発を進めています．以下に，現時点までの主要な成果を列挙します．

[1] 路上観測挙動による停止不能車両の判定可能性の検証＜14)＞

　小交差点における車両進入挙動分析に基づき，路上観測可能な位置と速度のみによる停止不能車両判別可能性を明らかにした．

[2] 速度および速度変化に基づく制動距離推定法＜13)＞

　路側観測可能な挙動指標を用いて車両の制動距離を推定する方法を考案した．

[3] 路側警告のための挙動判別アルゴリズム＜18)＞

　車載型警告システムの判定方式に加え，速度および速度変化に基づく制動距離推定法を援用することで，路上観測可能な位置と速度のみから停止不能車両への路側警告のための挙動判別アルゴリズムを考案した．

[4] 路上設置型警告システムの基本概念＜21)＞

　路上観測可能な挙動に基づき停止不能車両を交差点手前で事前判定し，路上からの警告により挙動改善を促すことで出合頭事故防止を図る動的注意喚起システムの基本概念を整理した．
　本システムは，接近物体センサ・判定装置・警告発光装置が一体となった独立集約型の小型で低コストな簡易警告装置である．特徴は以下の３点である． [1] 路上施設に付帯設置：一時停止標識や道路反射鏡など既存道路施設に付帯させるなどして簡易設置することで，警告発光のメッセージ性を高めるとともに，設置性を高め，関係者協議が少なく，道路への負担も小さい．[2] 停止不能車両にのみ警告：システムは，接近物体センサで計測された位置と速度から停止不能車両かどうかを事前予測判定し，停止不能車両の場合にのみ警告することで，習慣性による効果低下防止を図る．安全車両の場合は何もせず付属物として振舞う．このため，仮に警告漏れが生じた場合，本来の道路施設として振舞うだけで通行にはなんら影響を与えず，また偽警告が生じた場合，本来安全な接近車両に対する警告となるのでより安全側の警告となり，原理的に安全を損なう警告エラーが出ない．[3] 発光による警告：発光警告により無騒音である．一方，警告発光が優先側でも視認できる場合，危険車両の存在認知による注意喚起による身構え挙動も期待できる．

[5] 路上施設からの一時停止警告のドライバーへの効果＜21),23)＞

　実験場の模擬交差点でのドライバーへの路側警告の体感走行実験の結果，道路施設に付帯した小型ライトの発光で挙動改善や注意喚起の効果が見られることを明らかにした．

[6] 公道交差点における路上設置型警告システムの効果＜24),26)＞

　公道試行実験から路上設置型警告システムの設置効果を検証した．
　その結果，効果検証を優先するため実用化を想定せず入手可能な既製品の組合せで試作したシステムではあったものの，生活道路小交差点だけでなく，歩道上の自転車との衝突の多い幹線道路と生活道路との小交差点でも挙動改善効果が見られ，それによる事故件数削減効果は推計値で約60%程度見られることを明らかにした．

関連論文

1) 池上宜伸・山中英生・中田博之：実車両挙動分析による小交差点出合頭事故防止ITSシステムのリクワイアメント分析，土木計画学研究・講演集，Vol.23，No.1，pp.735-738，2000年，土木学会
2) 山中英生・入谷将光・三谷哲雄・日野泰雄：無信号小交差点における交通挙動分析に基づく出合頭事故防止ＩＴＳの可能性分析，土木計画学シンポジウム，Vol.37，pp.171-178，2001年，土木学会
3) Hideo YAMANAKA・Tetsuo MITANI：ANALYSIS OF VEHICLE APPROACHING BEHAVIOR TO SMALL JUNCTIONS FOR THE DEVELOPMENT OF ADAVANCED INTELLIGENT SPEED ADAPTATION, IS05-3256（CD-ROM）, 11th World Congress on ITS NAGOYA AICHI 2004
4) 山中英生・河津孝典・三谷哲雄：無信号交差点における一時停止支援ITS の警告アルゴリズムの研究，土木計画学研究・講演集，Vol.31(CD-ROM)，No.225，2005年，土木学会
5) Tetsuo MITANI・Hideo YAMANAKA：An analysis of the crossing-crash factor from the view point of the feature of intersection，Journal of The Eastern Asia Society of Transportation Studies，Vol.6(CD-ROM)，No.260，2005，The 6th International Conference of EASTS2005
6) Hideo YAMANAKA, Tetsuo MITANI：Safety assessment for unsignalized small intersections using vehicle behavior video analysis and evaluation of collision avoidance system，Journal of The Eastern Asia Society of Transportation Studies，Vol.6(CD-ROM)，No.195，2005，The 6th International Conference of EASTS2005
7) 山中英生・三谷哲雄・秀浦　光：無信号交差点一時停止支援ITSの警告判定アルゴリズムに関する分析，第26回交通工学研究発表会論文報告集，pp.177-180，2006年，交通工学研究会
8) 三谷哲雄・山中英生：無信号交差点における一時停止支援システムの警告判定法の開発，第5回ITSシンポジウム論文集，pp.391-398，2006年12月，ITS Japan
9) Hideo Yamanaka，Tetsuo Mitani，Makoto UEDA：WARNING TIMING ALGORITHM FOR A STOP SIGN CONTROL ASSISTANCE SYSTEM AT SMALL JUNCTIONS，14th WORLD CONGRESS ON ITS CD-ROM，No.3120（14th WORLD CONGRESS ON ITS，Beijing Exhibition Center，Oct. 9-13 2007）
10) 秀浦　光，三谷哲雄，山中英生：一時停止支援警告に対する走行体感評価実験，第27回交通工学研究発表会論文報告集，pp.13-16，2007年11月，交通工学研究会
11) 須藤晃成，秀浦　光，鈴江宗大，三谷哲雄，山中英生：小交差点における停止不能車両の路上からの判別を目的とした車両進入挙動分析，土木計画学研究・講演集（CD-ROM），Vol.36，149，2007年，土木学会土木計画学委員会
12) 三谷哲雄，山中英生，上田　誠，須藤晃成，鈴江宗大：無信号交差点一時停止支援システムの警告判定法の評価分析，第6回ITSシンポジウム論文集（CD-ROM），No.O1-1，2007年12月，ITS Japan
13) 須藤晃成・入谷忠光・山中英生・三谷哲雄：路側観測可能な挙動指標を用いて車両の制動距離を推定する方法，電子情報通信学会論文誌，Vol.J61-A，No.8，pp.798-807，2008年08月，電子情報通信学会
14) 須藤晃成・秀浦　光・鈴江宗大 ・三谷哲雄・山中英生：小交差点における停止不能車両の路上からの判別を目的とした車両進入挙動分析，土木計画学研究・論文集，Vol.25，No.4，pp.823-828，2008年09月，土木学会
15) 三谷哲雄，須藤晃成，入谷忠光，山中英生：小交差点出会い頭事故防止のための路上設置型ITSシステム，土木計画学研究・講演集（CD-ROM），Vol.37，85，2008年06月，土木学会・土木計画学研究委員会（第37回土木計画学研究発表会（春大会），北海道大学工学部，2008年06月06日〜07日）
16) 鈴江宗大，秀浦　光，須藤晃成，三谷哲雄，山中英生：小交差点における危険進入車両に対する路側警告アルゴリズムの分析，土木計画学研究・講演集（CD-ROM），Vol.37，252，2008年06月，土木学会・土木計画学研究委員会（第37回土木計画学研究発表会（春大会），北海道大学工学部，2008年06月06日〜07日）
17) 明　陽，鈴江宗大，入谷忠光，三谷哲雄，山中英生：小交差点での路上設置型装置による一時停止警告に対する運転挙動の実験分析，土木計画学研究・講演集（CD-ROM），Vol.38，No.202，2008年11月，土木学会・土木計画学研究委員会（第38回土木計画学研究発表会（秋大会），和歌山大学栄谷キャンパス，2008年11月01日〜03日）
18) 三谷哲雄・山中英生・明　楊・入谷忠光・須藤晃成：小交差点における危険進入車両への路側警告のための挙動判別アルゴリズムの分析，第7回ITSシンポジウム論文集（CD-ROM），2-C-08，2008年12月，ITS Japan（第8回ITSシンポジウム2008，日本大学津田沼キャンパス，2008年12月04日〜05日）
19) 三谷哲雄，辰野雄輝，鈴江宗大，山中英生：路上観測データによる小交差点出合頭事故防止システムの警告精度に関する分析，土木計画学研究・講演集（CD-ROM），Vol.39，90，2009年06月，土木学会・土木計画学研究委員会（第39回土木計画学研究発表会（春大会），徳島大学工学部，2009年06月13日〜14日）
20) 明 揚，三谷哲雄，鈴江宗大，山中英生：小交差点での路上設置型装置による実地配備を想定した警告シミュレーション分析，土木計画学研究・講演集（CD-ROM），Vol.40，183，2009年11月，土木学会・土木計画学研究委員会（第40回土木計画学研究発表会（秋大会），金沢大学，2009年11月21日〜23日）
21) 三谷哲雄，山中英生，須藤晃成，明 楊：小交差点出合い頭事故防止のための路上設置型警告システム，第8回ITSシンポジウム2009論文集（CD-ROM），No.1-A-04，2009年12月，ITS Japan（第8回ITSシンポジウム2009，広島市立大学 講堂，2009年12月10日〜11日）
22) 三谷哲雄・須藤晃成・明　楊・山中英生：公道小交差点での路上設置型警告システムの効果分析，土木計画学研究・講演集（CD-ROM），Vol.41，2010年06月，土木学会・土木計画学研究委員会（第41回土木計画学研究発表会（春大会），名古屋工業大学，2010年06月05日〜06日）
23) 明　陽，三谷哲雄，山中英生：小交差点での路上設置型装置による一時停止警告に対する運転挙動の実験分析，土木計画学研究・論文集，Vol.27，No.5，pp.1007-1016，2010年09月，土木学会
24) 三谷哲雄・須藤晃成・山中英生・明　陽：公道小交差点での路上設置型警告システムの効果分析，土木学会論文集D3(土木計画学)[CD-ROM]，Vol.67，No.5，2011年12月，土木学会
25) 三谷哲雄・須藤晃成・山中英生・綾　貴穂・草野優太：路上設置型一時停止支援システムの効果に関する現地実験分析−幹線道路小交差点，バイパス側道小交差点への適用−，土木計画学研究・講演集（CD-ROM），Vol.43，No.48，2011年06月，土木学会・土木計画学研究委員会（第43回土木計画学研究発表会（春大会），筑波大学，2011年05月28日〜29日）
26) 三谷哲雄・山中英生・須藤晃成・綾　貴穂・草野優太：路上設置型一時停止支援システムの効果に関する現地実験分析，第10回ITSシンポジウム2011論文集（CD-ROM），No.1-C-05，2011年12月，ITS Japan，三谷哲雄・山中英生・須藤晃成・綾　貴穂・草野優太（第10回ITSシンポジウム2011，東京大学生産技術研究所 総合研究実験棟，2011年11月04日〜05日）【優秀論文賞】