JP2002245586A

JP2002245586A - 交通信号制御方式

Info

Publication number: JP2002245586A
Application number: JP2001041692A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Ito; 隆弘伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2002-08-30

Abstract

(57)【要約】【課題】自交差点における次サイクルの車両流入に対
して最適なスプリットとサイクルタイムを決定するこ
と。【解決手段】自交差点に流入する道路上の車両交通量
情報を計測し、自交差点に隣接する隣接交差点が計測す
る車両交通量情報を自交差点に通信手段により伝送し、
自交差点に流入する道路上の車両交通量情報と、隣接交
差点からの車両交通量情報と、予め与えられた信号制御
制限情報とに基づいて、次回の自交差点の信号機制御パ
ラメータであるサイクルタイムとスプリットタイムを毎
サイクルタイムごとに設定し、その設定された情報に基
づいて自交差点の交通信号を制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は道路上に設置され
た車両検知器、速度検知器を用いた交通信号制御装置に
関するもので、大規模な都市型道路交通網に対しても、
また交通流量の少ない郊外や山間部道路網に対しても適
用できる交通信号制御方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】膨大な車両が通過する道路交通網におい
て、交通流を最適に制御して渋滞を緩和して目的地まで
の旅行時間を短縮することは重要な課題となっている。
特に交差点における信号制御は重要な役割を持つ。従来
の交通信号制御方式について図２を例に説明する。

【０００３】図２において、各交差点近辺に設置された
複数の車両検知器１０１と速度検知器１０２を主体とす
る交通流センサ情報は各交差点に設置された信号制御器
１００へ入力される。図２では道路東側に設置された車
両検知器１０１と速度検知器１０２のみ図示している
が、実際は東西南北全ての流入路に対し設置されてい
る。また車両検知器１０１と速度検知器１０２は図２の
配置とは限らず、道路状況に応じて配置と個数は異なる
組合せとなる。

【０００４】車両検知器１０１と速度検知器１０２から
の情報を元に各交差点では次サイクルに最適なサイクル
タイムとスプリットタイムに代表される信号制御パラメ
ータを算出する。各交差点の信号制御器１００で個別に
得られた交通流情報と信号制御パラメータは、通信路１
１０を介して上位にある監視制御装置２００に伝えられ
る。監視制御装置２００はサブエリア２１０と呼ばれる
複数の交差点群からなるひとつの信号制御単位毎に設け
られている。

【０００５】監視制御装置２００は各交差点からの交通
流情報と信号制御パラメータを元に、当該サブエリア２
１０内で統一的にサイクルタイム、スプリットを設定す
る。この際、必要であれば各交差点間の車両走行をより
円滑にするために青信号変化点を隣接交差点間でずらす
オフセットを設定する。監視制御装置２００で設定した
これらの信号制御パラメータが再度各信号制御装置１０
０へ伝えられ、この情報が実際の交通信号制御パラメー
タとして信号器を制御することになる。

【０００６】信号制御装置１００と監視制御装置２００
における具体的な信号パラメータ設定方法については、
例えば特開平７−１４０９３号公報、特開平７−１５２
９９３号公報、特開平８−１７１６４９号公報などに開
示されている。

【０００７】またサブエリア２１０をまたがる道路にお
いては各サブエリア間で調整が必要となる。この調整に
は各監視制御装置２００同士を通信路２５０を介して接
続される中央監視制御装置３００に対し、各サブエリア
２１０の信号制御情報を通知し、中央監視制御装置３０
０ではこの信号制御情報を使用してサブエリア２１０間
の信号制御パラメータを再度調整し、この結果得られた
信号制御パターンを再度監視制御装置２００を経由して
各信号制御装置１００へ通知する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の交通信号制御方
式は以上の手順で実施されていたため、次のような課題
があった。即ち自交差点が管理している車両検知器１０
１と速度検知器１０２からの交通流情報を元にして次サ
イクルの最適化信号制御パラメータとしてサイクルタイ
ムとスプリットタイム及びオフセットを算出するため、
例えば現在自交差点と隣接交差点間の道路上の交通流は
少ない状況だが、隣接する交差点が収集した情報で次サ
イクルに隣接交差点から大量の交通量が自交差点へ流入
することが予測できても、その情報を知ることができ
ず、自交差点においては当該方向の交通量が少ないとい
う予測のもとに制御パラメータを設定してしまう場合が
考えられる。即ち自交差点情報だけで最初の信号制御パ
ラメータ設定をしてしまうと、現実の交通流に対しての
誤差が大きくなる。

【０００９】もちろん上位の監視制御装置２００にて再
度サブエリア２１０内でエリアとしての信号制御最適化
の調整を実施するのであるが、監視制御装置２００でサ
ブエリア２内の全ての信号制御器１００を調整する操作
は複雑なアルゴリズムを使用することになり、リアルタ
イム処理が難しい。また、従来の交通信号制御方式では
サブエリア２１０内で基本的にはサイクルタイムを統一
しないとオフセットが効果的に作用しないので、せっか
く個々の交差点において最適な信号制御パターンを算出
しても上位の監視制御装置２００によって変更されてし
まい、結果として個々の交差点の信号制御は最適でなく
なってしまう。

【００１０】さらに複雑な問題は、サブエリア２１０間
の調整である。中央監視制御装置３００にてサブエリア
２１０とサブエリア２１０間でもサイクルタイムとスプ
リットタイム、およびオフセットの調整を実施すること
は非常に膨大な演算量を集中して実行しなければなら
ず、また調整の結果として、本来の各信号制御装置１０
０が決定した各交差点に最適な信号制御パラメータから
はかなりかけ離れた制御となる可能性が高い。この問題
は例えばサブエリア２１０を都府県単位に大きくしても
県境での不整合は避けられない。結局各交差点で収集さ
れた交通流情報をうまく生かした信号制御ができていな
いのが現状のサブエリア単位の集中信号制御方式であ
る。

【００１１】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、自交差点における次サイクル
の車両流入に対して最適なスプリットとサイクルタイム
を決定することができ、また渋滞が発生した場合も容易
に渋滞の先頭交差点を自律的に認識でき、渋滞を解消す
るために最良の信号制御パターンを決定することができ
る交通信号制御方式を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る交通信号
制御方式は、自交差点に流入する道路上の車両交通量情
報を計測し、自交差点に隣接する隣接交差点が計測する
車両交通量情報を自交差点に通信手段により伝送し、自
交差点に流入する道路上の車両交通量情報と、隣接交差
点からの車両交通量情報と、予め与えられた信号制御制
限情報とに基づいて、次回の自交差点の信号機制御パラ
メータであるサイクルタイムとスプリットタイムを毎サ
イクルタイムごとに設定し、その設定された情報に基づ
いて自交差点の交通信号を制御するものである。

【００１３】また、自交差点と隣接交差点間の交通流を
最も最適化するサイクルタイムとスプリットタイムを各
交差点が個別に決定するものである。

【００１４】また、次回の自交差点のサイクルタイムと
スプリットタイムを、隣接交差点のサイクルタイムとス
プリットタイムに基づいて決定するものである。

【００１５】また、自交差点が渋滞していることを検出
して、隣接交差点に対して渋滞している方向と交通流情
報を通知するものである。

【００１６】また、自交差点の渋滞情報と隣接交差点の
渋滞情報に基づいて自交差点が渋滞の先頭交差点である
ことを検出するものである。

【００１７】また、自交差点が渋滞の先頭交差点である
場合、その渋滞を早期に解消するために最適となる自交
差点のサイクルタイムとスプリットタイムを決定するも
のである。

【００１８】また、自交差点が渋滞の先頭交差点であ
り、その渋滞方向が東西方向と南北方向のどちらも渋滞
している場合、隣接交差点を経由して東西方向と南北方
向の各渋滞長を計算するものである。

【００１９】また、渋滞長の長い方向もしくは渋滞通過
待ち時間の長い方向に対して優先的に渋滞解消する、も
しくは設定によってどちらか一方の渋滞を優先的に解消
するものである。

【００２０】また、新しく交差点に信号機を設置する場
合に、人手による交通調査や隣接交差点情報を分析して
サイクルタイムとスプリットタイムを設定する作業を実
施することなく、自律的に隣接交差点及び自交差点の交
通流状況から、自動的に最適なサイクルタイムとスプリ
ットタイムを決定するものである。

【００２１】また、各交差点に設置された速度検知器か
ら得られた車両通行速度から、走行速度を減速させるべ
き条件に達し、隣接交差点にて安全に停止できる余裕が
ある場合は、隣接交差点に対して当該通行方向を青から
黄、赤に変更するような速度抑制に効果的なサイクルタ
イムとスプリットタイムを通知するものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。実施の形態１．図１は実施の形態１を示す図で、交通信
号制御方式を示す図である。自交差点１０が監視してい
る東西南北４方向の流入路に設置された複数の車両検知
器１０１と速度検知器１０２からの情報により現在自交
差点に進入してくる車両数とその進入速度を求める。ま
た、東西南北４箇所の隣接交差点２０から自交差点１０
へ向かう経路を通過した車両数情報と、隣接交差点２０
を通過した時の車両速度情報を、自交差点１０と隣接交
差点２０間の通信路１１０を介して情報を取得する。こ
れらの合計車両数が今後自交差点１０に流入すると予測
される推定車両数である。もちろん交差点間のわき道や
駐車場における車両の出入りがあるので、確定した数値
であることはここでは期待していない。

【００２３】本実施の形態では流入路として東西南北計
４方向が存在し、それぞれの方向における前記推定車両
数が決定される。自交差点１０の信号制御装置１００で
は、これら４方向の車両数と車両速度を元に、次のサイ
クルで東西方向、南北方向それぞれに与えるスプリット
を決定する。本発明ではこのスプリットタイムを決定す
る具体的手順については言及しない。

【００２４】本実施の形態で例えば東西方向の車両数が
南北方向より多い場合、青時間スプリットタイムは東西
方向に多く割り当てる。また青時間スプリットの開始時
刻は各地点における車両速度から計算される自交差点へ
の推定到着時刻から、車両速度変化を最小限に押えられ
るように決定する。この際、本発明では従来から定義さ
れている共通的に設定されるサイクルタイムという考え
方ではなく、基本は東西方向と南北方向の車両流量情報
により決定する。即ち、少なくとも現在自交差点１０と
隣接交差点２０間にある車両が最大限通過できる青時間
を東西方向と南北方向に交代に与えることが基本であ
る。

【００２５】しかし一般的に交差点では歩行者用信号制
御を同時に実行している。よって例えば単一方向の青ス
プリットが極端に長くなったり極端に短くて歩行者が横
断することが難しくなることは好ましくない。この観点
から最大青スプリット時間と最小青スプリットについて
は各交差点毎に制約時間を設ける。例えば片方の青時間
を最小ｘ分以上、最大ｙ分以内という制約を与えること
とする。この場合でも前述のようにこれでサイクルタイ
ムを一意に決めてしまうわけではなく、ｘ分からｙ分の
範囲であれば各交差点は個別に自交差点１０にとって最
適なスプリットを設定して信号制御を実施することがで
きる。

【００２６】さらに、本発明では自交差点１０の次回ス
プリットとサイクルタイムを決定する上で隣接交差点２
０のスプリットとサイクルタイム情報を使用することも
でき、それにより、次回隣接交差点２０が青になってか
ら発進する車両群が自交差点１０に流入する時刻が予測
でき、この予測結果を元に当該車両群が速度を落とすこ
となく自交差点１０を通過するために最適な青スプリッ
ト開始時刻を設定できる。これは従来の方式におけるオ
フセットと同様の効果をもたらすものであるが、オフセ
ットのように、一定期間固有の値を使用するのではな
く、各サイクルタイム毎に自交差点１０と隣接交差点２
０の間で交通量情報交換して、毎回設定することができ
る方式である。

【００２７】上述の実施の形態によれば、自交差点にお
ける車両数量情報と速度情報、及び隣接交差点における
自交差点への車両数量情報と速度情報を使用することに
より、自交差点における次サイクルの車両流入に対して
最適なスプリットとサイクルタイムを決定することがで
きる。

【００２８】実施の形態２．次に、交通量が増加して渋
滞が発生した場合の渋滞解消方式について図１を用いて
説明する。自交差点１０及び隣接交差点２０における信
号制御装置１００では、交差点への流入車両数と流出車
両数を常に計測している。自交差点で前回計測した流入
側車両数に比べ、今回計測した車両数が増加していた場
合、これは渋滞の兆候であると判断できる。また交差点
で青スプリットになっている進行方向において、流入車
両が存在するのに流出車両数が少ない場合や車両速度が
徐行速度まで落ちている場合、これはこの進行方向の流
出方向前方で渋滞が発生していると判断できる。渋滞を
検出した交差点は、その隣接交差点２０に対し、渋滞進
行方向とその渋滞度合いについての情報を通知する。

【００２９】渋滞通知を受けた隣接交差点２０では渋滞
方向における自交差点１０の流入車両数と流出車両数を
比較する。この比較結果によって自交差点１０が渋滞の
先頭であるか、渋滞の中間にあるのかを検出できる。渋
滞区間の中間にある交差点は前記に記述したように自交
差点１０及びその前段の交差点が渋滞していることを隣
接交差点２０に通知する。全ての交差点がこのように動
作することで、渋滞の先頭となっている交差点を特定す
ることができる。

【００３０】渋滞の先頭となっていることを認識した交
差点の信号制御装置１００は、その渋滞方向の交通量を
増加させるようにスプリットを最大限まで長くして、当
該個所での渋滞長を短くするように制御する。この際、
渋滞の先頭交差点から流出する車両がどの方向に一番多
いかを統計的に計測する。その結果、直進と左折方向へ
の流出量が多い場合は単純に青スプリットを長くすれば
良いが、もし右折方向への流出が多い場合は青スプリッ
トだけではなく、右折矢印信号時間を長くすることで、
効率的に車両を流出させる。

【００３１】また渋滞の先頭交差点において、例えば図
１の東西方向と南北方向が同時に渋滞の先頭となる場合
もありうる。その場合、東西方向と南北方向はそれぞれ
の隣接交差点２０から通知された渋滞情報を渋滞の最後
尾までたどることによって各方向の渋滞長を算出する。
この算出結果によって東西方向と南北方向の渋滞長を比
較し、より渋滞長の長い方向、もしくは渋滞待ち時間が
より長くなると予測される方向に対して優先的により長
いスプリットを与えることで、当該交差点における渋滞
待ち時間が極端に長くなる車両を減らすことができる。
または、上位の監視制御装置２００から予め優先的に渋
滞解消すべき方向を設定するような制御も可能である。

【００３２】上述の実施の形態によれば、渋滞が発生し
た場合も容易に渋滞の先頭交差点を自律的に認識でき、
渋滞を解消するために最良の信号制御パターンを決定す
ることができる。

【００３３】実施の形態３．また、道路状況の変化によ
り交差点に新規信号機を設置する場合、従来の信号制御
装置１００を設置する場合は予め隣接交差点２０のスプ
リットとサイクルタイムを元に自交差点１０のスプリッ
トとサイクルタイムを設定するとともに、上位の監視制
御装置２００でもサブエリア２１０内の調整を実施する
必要があった。

【００３４】それに対し本発明では、隣接交差点２０に
おける設定や交通量調査などの事前準備を行う必要がな
く、新規に交差点信号制御装置を起動することができ
る。何故なら、実施の形態１で説明したとおり、隣接交
差点２０とは無関係にある適当な初期値としてのスプリ
ットとサイクルタイムを与えておいて立ち上げると、そ
の後、新規交差点は自交差点１０へ流入する車両数量と
速度及び隣接交差点２０からの車両数量と速度情報を得
ることによって、自律的に周囲の交通流状況に最適な信
号制御を実施するからである。

【００３５】また、本発明ではサブエリアという概念が
なくなる。即ち従来の方式では複雑な調整が必要であっ
たサブエリア間の調整という作業が本発明では不要であ
る。全ての交差点が自律的に最適な信号制御パターンを
生成するので、例えば東京都と神奈川県で信号制御の管
轄エリアが異なる場合でも、その境にある個々の信号制
御装置１００は自律的に最適なスプリットとサイクルタ
イムを決定できる。

【００３６】さらに、本発明の応用例としては速度超過
車両に対する速度抑制機能がある。即ちある交差点の速
度検知器情報から、予め設定されていた上限速度をオー
バする車両を検出した場合、当該交差点はその車両が次
に進入するであろう隣接交差点２０もしくは全ての隣接
交差点２０に対し速度超過車両の進入通知を送る。この
通知を受けた隣接交差点２０では通知してきた交差点と
自交差点１０の距離と車両速度、及び自交差点１０の現
在の信号状況から自交差点１０で安全停止できる制御の
可否を判定する。安全停止できる場合は速度超過車両が
自交差点１０で赤信号停止するよう信号制御を実施す
る。もし、安全停止が無理な場合は前述と同様に隣接交
差点２０に対し速度超過車両の進入を通知し、前述の手
順により速度超過車両の赤信号停止を計る。

【００３７】以上の実施の形態では従来の上位の監視制
御装置２００や中央監視装置３００に相当する機能がな
くても各交差点にある信号制御装置１００が互いに情報
交換することで最適な信号制御を実現する自律分散型の
交通信号制御装置である。しかし実運用にあたっては災
害時の緊急道路制御や工事、マラソン大会による強制的
な信号制御管理は必要であり、本発明の方式と併せて従
来の上位の監視制御装置からの集中制御方式を併用する
ことで実用的な交通信号制御システムが構築される。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明による交通信号制
御方式では、自交差点における車両数量情報と速度情
報、及び隣接交差点における自交差点への車両数量情報
と速度情報を使用することにより、自交差点における次
サイクルの車両流入に対して最適なスプリットとサイク
ルタイムを決定することができる。

【００３９】また渋滞が発生した場合も容易に渋滞の先
頭交差点を自律的に認識でき、渋滞を解消するために最
良の信号制御パターンを決定することができる。

【００４０】さらに、従来方式では難しかったサブエリ
ア間の信号制御パターン調整作業も不要であり、都市型
の道路網でも郊外型の道路網でも規模の増大による上位
監視制御装置の性能を気にすることなく交通信号制御方
式を構築することができる。

【００４１】本発明は、信号制御器が普及する前の時
代、警察官が各交差点に常駐して、各方向の交通流量に
応じて手旗信号により各方向のスプリットを決定してい
た方法を、信号制御システムにて実現したものである。
人手を介することなく手旗信号と同等の細やかな信号制
御をサブエリア境界を意識することなく実現することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１を示す図で、交通信号制御方式
を示す図である。

【図２】従来の交通信号制御方式を示す図である。

【符号の説明】

１０自交差点、２０隣接交差点、１００信号制御
装置、１０１車両検知器、１０２速度検知器、１１
０通信路、２００監視制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自交差点に流入する道路上の車両交通量
情報を計測し、自交差点に隣接する隣接交差点が計測す
る前記車両交通量情報を自交差点に通信手段により伝送
し、自交差点に流入する道路上の車両交通量情報と、隣
接交差点からの車両交通量情報と、予め与えられた信号
制御制限情報とに基づいて、次回の自交差点の信号機制
御パラメータであるサイクルタイムとスプリットタイム
を毎サイクルタイムごとに設定し、その設定された情報
に基づいて自交差点の交通信号を制御することを特徴と
する交通信号制御方式。
【請求項２】自交差点と隣接交差点間の交通量を最も
最適化するサイクルタイムとスプリットタイムを各交差
点が個別に決定することを特徴とする請求項１記載の交
通信号制御方式。
【請求項３】次回の自交差点のサイクルタイムとスプ
リットタイムを、隣接交差点のサイクルタイムとスプリ
ットタイムに基づいて決定することを特徴とする請求項
１記載の交通信号制御方式。
【請求項４】自交差点が渋滞していることを検出し
て、隣接交差点に対して渋滞している方向と交通流情報
を通知することを特徴とする請求項１記載の交通信号制
御方式。
【請求項５】自交差点の渋滞情報と隣接交差点の渋滞
情報に基づいて自交差点が渋滞の先頭交差点であること
を検出することを特徴とする請求項１記載の交通信号制
御方式。
【請求項６】自交差点が渋滞の先頭交差点である場
合、その渋滞を早期に解消するために最適となる自交差
点のサイクルタイムとスプリットタイムを決定すること
を特徴とする請求項５記載の交通信号制御方式。
【請求項７】自交差点が渋滞の先頭交差点であり、そ
の渋滞方向が東西方向と南北方向のどちらも渋滞してい
る場合、隣接交差点を経由して東西方向と南北方向の各
渋滞長を計算することを特徴とする請求項５記載の交通
信号制御方式。
【請求項８】渋滞長の長い方向もしくは渋滞通過待ち
時間の長い方向に対して優先的に渋滞解消する、もしく
は設定によってどちらか一方の渋滞を優先的に解消する
ことを特徴とする請求項７記載の交通信号制御方式。
【請求項９】新しく交差点に信号機を設置する場合
に、人手による交通調査や隣接交差点情報を分析してサ
イクルタイムとスプリットタイムを設定する作業を実施
することなく、自律的に隣接交差点及び自交差点の交通
流状況から、自動的に最適なサイクルタイムとスプリッ
トタイムを決定することを特徴とする請求項１記載の交
通信号制御方式。
【請求項１０】各交差点に設置された速度検知器から
得られた車両通行速度から、走行速度を減速させるべき
条件に達し、隣接交差点にて安全に停止できる余裕があ
る場合は、隣接交差点に対して当該通行方向を青から
黄、赤へ変更するような速度抑制に効果的なサイクルタ
イムとスプリットタイムを通知することを特徴とする請
求項１記載の交通信号制御方式。