JP2000322688A - 信号制御サブエリア構成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の道路網について、交通流データ、道路
構造データ、道路設定データから交通流の系統制御に適
する制御エリアを構成する。 【解決手段】 道路情報蓄積手段５に蓄積された道路の
交通流データと道路構造データと道路設定データに基づ
き、処理部６の制御エリア表現手段７が制御エリアを記
号群で表現し、制御エリア構成手段８が制御エリアに変
換する。この制御エリアについて、幅員評価手段９、車
線数評価手段１０、交通容量評価手段１１、道路種別評
価手段１２、交差点種別評価手段１３がそれぞれの内容
について評価し、総合評価手段１４が総合評価する。制
御エリア変更手段１５は、制御エリア表現手段７により
定義された記号群を用い、各評価手段９〜１４と制御エ
リア構成手段８を繰り返し実行し、対象道路網に適する
制御エリアを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交通信号制御を行
う際に複数の信号機を同期して制御するサブエリアを決
定する信号制御サブエリア構成方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】交通管制装置における信号機制御は、制
御エリア（同期して動作する一連の交差点群）毎に、サ
イクル長（信号機の動作周期）、オフセット（基準交差
点に対する動作の遅れ）、およびスプリット（道路の各
方向への青時間の配分比率）という３種の制御パラメー
タを使用して行なわれる。従って、道路交通を円滑かつ
安全に制御するためには、上記制御パラメータと制御エ
リアとを適切に決定する必要がある。

【０００３】現在の信号制御において、制御エリアは、
路線全体で円滑な交通流を形成するために、経験的知識
に基づいて設定されている。その他の理論的な算出方法
についてもいくつか研究されている。理論的に制御エリ
ア構成を決定する方法のひとつとして、あらかじめ各交
差点にサイクル長の初期値を設定し、サイクル長が許容
差以下で類似している隣接交差点を順次結合していき、
最終的に得られた交差点群をそれぞれ制御エリアとする
方法がある。この方法の詳細は、「交通管制装置」（特
公平４―１３７５９号公報）に詳しい。

【０００４】また、制御エリア構成と制御パラメータを
同時に決定する方法として、各信号区間において、複数
のサイクル長、複数のオフセット、および制御エリアの
接続／分離状況の可能な組み合せについての遅れ時間を
求め、動的計画法を適用することにより、遅れ時間を最
小化する制御エリア、サイクル長、およびオフセットを
得る方法がある。この方法では基本的に直線道路を適用
対象としている。この方法の詳細は、「系統制御路線の
サブエリア分割と系統周期の最適化」（土木学会論文報
告集第２８５号１９７９年５月）ｐｐ．１０１〜１０８
に詳しい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、以下の課題が存在する。すなわち、制御エ
リアは、初めに適当に設定されたサイクル長および制御
対象となる信号機の設置された交差点の接続状況に基づ
いて、遅れ時間の縮小、またはサイクル長を指標として
設計されている。また、制御対象として、流入交通量が
一定である直線道路、もしくは小規模な道路網が想定さ
れている。これらの従来技術では、対象道路網について
は交差点の接続情報のみ用いられており、道路や交差点
の性質、道路容量または交通需要などの情報が含まれて
いないため、これらによる影響について考慮した制御エ
リアを構成することができない。

【０００６】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、道路の幅員、車線数、交通容量、道路網
情報を基に制御エリアを評価することにより、交通容量
および交通需要を考慮した、系統制御に適する制御エリ
アを構築することが可能な信号制御サブエリア構成方法
および装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のサブエリア構成装置は、以下に述べる道路
情報蓄積手段、制御エリア表現手段、制御エリア構成手
段、幅員評価手段、車線数評価手段、交通容量評価手
段、道路種別評価手段、交差点種別評価手段、総合誇価
手段、および制御エリア変更手段を備えたものである。
本発明によれば、任意の道路網について、道路や交差点
の性質、交通容量、および交通需要に基づき適切な制御
エリア構成を得られ、評価方法の調整と拡張が容易で、
大規模かつ複雑な道路網に対しても適用可能なサブエリ
ア構成方法および装置が得られる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、道路網における複数の交差点と交差点間に存在する
道路から構成されたエリアであって、交差点に設置され
た信号を同期して制御するエリアであるサブエリアを構
成する信号制御サブエリア構成方法において、道路網の
交通データと構造データを用いてサブエリアを構成し、
測定された交通流データまたは道路の構造データまたは
設定された道路設定データを蓄積するステップを含むこ
とを特徴とする信号制御サブエリア構成方法であり、実
際の交通流や道路構造情報を考慮してサブエリアを構成
できるという作用を有する。

【０００９】本発明の請求項２に記載の発明は、交差点
と道路の物理的接続関係に基づき、サブエリアを構成す
る交差点の接続状況に関する記号を組み合わせた記号群
を用いて、道路網全体または一部のサブエリア構成を表
現するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の
信号制御サブエリア構成方法であり、２次元の領域であ
る制御エリアの構成を、あらかじめ定めた値域と配置を
持つ記号群上に表現できるという作用を有する。

【００１０】本発明の請求項３に記載の発明は、サブエ
リア構成を表現するステップにより構成された記号群を
交差点と道路の物理的接続関係に基づき、対応する制御
エリア構成に変換するステップを含むことを特徴とする
請求項２記載の信号制御サブエリア構成方法であり、あ
らかじめ決めた値域と配置を持つ記号群の任意のもの
を、道路網全体について２次元の領域である制御エリア
の構成に変換できるという作用を有する。

【００１１】本発明の請求項４に記載の発明は、対象範
囲の交差点に設置された信号群の制御サブエリア構成状
況を、道路の幅員に基づき評価するステップを含むこと
を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の信号制
御サブエリア構成方法であり、道路幅員を考慮した道路
構造におけるサブエリア構成の良好性を一意に評価でき
るという作用を有する。

【００１２】本発明の請求項５に記載の発明は、対象範
囲の交差点に設置された信号群の制御サブエリア構成状
況を、道路の車線数に基づき評価するステップを含むこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の信号
制御サブエリア構成方法であり、車線数を考慮した道路
構造におけるサブエリア構成の良好性を一意に評価でき
るという作用を有する。

【００１３】本発明の請求項６に記載の発明は、対象範
囲の交差点に設置された信号群の制御サブエリア構成状
況を、交通容量または交通流データに基づき評価するス
テップを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれ
かに記載の信号制御サブエリア構成方法であり、交通容
量または交通流データを考慮したサブエリア構成の良好
性を一意に評価できるという作用を有する。

【００１４】本発明の請求項７に記載の発明は、対象範
囲の交差点に設置された信号群の制御サブエリア構成状
況を、道路の種別情報に基づき評価するステップを含む
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の信
号制御サブエリア構成方法であり、道路の種別を考慮し
たサブエリア構成の良好性を一意に評価できるという作
用を有する。

【００１５】本発明の請求項８に記載の発明は、対象範
囲の交差点に設置された信号群の制御サブエリア構成状
況を、交差点の種別情報に基づき評価するステップを含
むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
信号制御サブエリア構成方法であり、交差点の種別を考
慮したサブエリア構成の良好性を一意に評価できるとい
う作用を有する。

【００１６】本発明の請求項９に記載の発明は、幅員評
価、車線数評価、交通容量評価、道路種別評価、交差点
種別評価の全部または任意の組み合わせによる評価方法
を用いて、一括して評価を行なうステップを含むことを
特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の信号制御
サブエリア構成方法であり、道路の幅員、車線数、交通
容量、道路種別、交差点種別を任意の割合で組み合わ
せ、総合的なサブエリア構成の良好性を一意に評価でき
るという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項１０に記載の発明は、サブ
エリアを表現する記号群を操作し、当該記号群を変換し
て得られるサブエリア構成状況の評価において良好なサ
ブエリア構成に変更するステップを含むことを特徴とす
る請求項２から９のいずれかに記載の信号制御サブエリ
ア構成方法であり、良好なサブエリア構成に変更できる
という作用を有する。

【００１８】本発明の請求項１１に記載の発明は、道路
網における複数の交差点と交差点間に存在する道路から
構成されたエリアであって、交差点に設置された信号を
同期して制御するエリアであるサブエリアを構成する信
号制御サブエリア構成装置において、道路の交通データ
と構造データを用いてサブエリアを構成する処理部と、
測定された交通流データまたは道路の構造データまたは
設定された道路設定データを蓄積する道路情報蓄積手段
を備えることを特徴とする信号制御サブエリア構成装置
であり、実際の交通流や道路構造情報を考慮してサブエ
リアを構成できるという作用を有する。

【００１９】本発明の請求項１２に記載の発明は、交差
点と道路の物理的接続関係に基づき、サブエリアを構成
する交差点の接続状況に関する記号を組み合わせた記号
群を用いて、道路網全体または一部のサブエリア構成を
表現する制御エリア表現手段を備えることを特徴とする
請求項１１記載の信号制御サブエリア構成装置であり、
２次元の領域である制御エリアの構成を、あらかじめ定
めた値域と配置を持つ記号群上に表現できるという作用
を有する。

【００２０】本発明の請求項１３に記載の発明は、制御
エリア表現手段により構成された記号群を交差点と道路
の物理的接続関係に基づき、対応する制御エリア構成に
変換する制御エリア構成手段を備えることを特徴とする
請求項１２記載の信号制御サブエリア構成装置であり、
あらかじめ決めた値域と配置を持つ記号群の任意のもの
を、道路網全体について２次元の領域である制御エリア
の構成に変換できるという作用を有する。

【００２１】本発明の請求項１４に記載の発明は、対象
範囲の交差点に設置された信号群の制御サブエリア構成
状況を、道路の幅員に基づき評価する幅員評価手段を備
えることを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに
記載の信号制御サブエリア構成装置であり、道路幅員を
考慮した道路構造におけるサブエリア構成の良好性を一
意に評価できるという作用を有する。

【００２２】本発明の請求項１５に記載の発明は、対象
範囲の交差点に設置された信号群の制御サブエリア構成
状況を、道路の車線数に基づき評価する車線数評価手段
を備えることを特徴とする請求項１１から１３のいずれ
かに記載の信号制御サブエリア構成装置であり、車線数
を考慮した道路構造におけるサブエリア構成の良好性を
一意に評価できるという作用を有する。

【００２３】本発明の請求項１６に記載の発明は、対象
範囲の交差点に設置された信号群の制御サブエリア構成
状況を、交通容量または交通流データに基づき評価する
交通容量評価手段を備えることを特徴とする請求項１１
から１３のいずれかに記載の信号制御サブエリア構成装
置であり、交通容量または交通流データを考慮したサブ
エリア構成の良好性を一意に評価できるという作用を有
する。

【００２４】本発明の請求項１７に記載の発明は、対象
範囲の交差点に設置された信号群の制御サブエリア構成
状況を、道路の種別情報に基づき評価する道路種別評価
手段を備えることを特徴とする請求項１１から１３のい
ずれかに記載の信号制御サブエリア構成装置であり、道
路の種別を考慮したサブエリア構成の良好性を一意に評
価できるという作用を有する。

【００２５】本発明の請求項１８に記載の発明は、対象
範囲の交差点に設置された信号群の制御サブエリア構成
状況を、交差点の種別情報に基づき評価する交差点種別
評価手段を備えることを特徴とする請求項１１から１３
のいずれかに記載の信号制御サブエリア構成装置であ
り、交差点の種別を考慮したサブエリア構成の良好性を
一意に評価できるという作用を有する。

【００２６】本発明の請求項１９に記載の発明は、幅員
評価手段、車線数評価手段、交通容量評価手段、道路種
別評価手段、交差点種別評価手段の全部または任意の組
み合わせによる評価手段を用いて、一括して評価を行な
う総合評価手段を備えることを特徴とする請求項１１か
ら１３のいずれかに記載の信号制御サブエリア構成装置
であり、道路の幅員、車線数、交通容量、道路種別、交
差点種別を任意の割合で組み合わせ、総合的なサブエリ
ア構成の良好性を一意に評価できるという作用を有す
る。

【００２７】本発明の請求項２０に記載の発明は、サブ
エリアを表現する記号群を操作し、当該記号群を変換し
て得られるサブエリア構成状況の評価において良好なサ
ブエリア構成に変更する制御エリア変更手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１２から１９のいずれかに記載の
信号制御サブエリア構成装置であり、良好なサブエリア
構成に変更できるという作用を有する。

【００２８】以下、本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）図１は本発明の一実施の形態における信
号制御サブエリア構成装置の全体構成を示す。図１にお
いて、１は道路、２は交差点であり、ここでは説明のた
めに２本の平行する道路とそれに交差する道路による道
路網とする。３は交差点に設置された信号であり、各交
差点に対する道路の流入方向に向け設置されているもの
とする。４は車両感知器であり、道路上の任意地点に設
置され、交差点および道路に対する交通量、占有率の交
通流データを計測可能なものとする。ここでは全道路に
１つずつ設置されているものとする。５は交通流デー
タ、道路構造データおよび道路設定データを蓄積できる
道路情報蓄積手段である。６は本実施の形態における各
手段を実現する処理部であり、マイクロコンピュータに
より構成される。処理部６では、処理部内に存在するプ
ログラムが１、２からなる道路網の道路構成データ、道
路設定データおよび、信号３、車両感知器４の計測値、
信号制御パラメータに基づき処理を実行する。処理部６
において、７は制御エリア表現手段、８は記号化したサ
ブエリア構成データを実際の構成に変換する制御エリア
構成手段、９は幅員評価手段、１０は車線数評価手段、
１１は交通容量評価手段、１２は道路種別評価手段、１
３は交差点種別評価手段、４は総合評価手段、１５は制
御エリア変更手段である。なお、上記各手段はハードウ
ェアで構成しても、ソフトウェアで構成してもよい。

【００２９】次に、図１の大まかな動作を説明する。道
路１の幅員、車線数、交通容量および道路１と交差点２
の接続状況からなる道路構造データや、道路１や交差点
２に設定された国道、県道などの種別からなる道路設定
データは道路情報蓄積手段５に蓄積され、処理部６に送
られる。また、車両が道路上を走行し、各車両感知器設
置地点での交通流データとして、交通量と占有時間が車
両感知器４より計測され、道路情報蓄積手段５に蓄積さ
れ、処理部６に送られるものとする。なお、これらの交
通流データ、道路構造データおよび道路設定データは直
接処理部６に送るようにしてもよい。処理部６は、これ
らの交通流データ、道路構造データおよび道路設定デー
タに基づいて、上記各手段を実行し、信号制御単位とな
るサブエリア構成を決定し、新たなサブエリアとして処
理部６に保持し、かつ、サブエリア構成情報として出力
する。以下、各手段について説明する。

【００３０】最初に、図２を参照して、本実施の形態に
おける表現手段で使用する各構成要素および制御エリア
表現手段の概念について説明する。道路網２１０上の全
ての制御エリアの構成を同一の枠組ｎで表現する。道路
網の構成要素である交差点Ｎ２１１に着目し、表現手段
を説明する。周囲の他の交差点との制御エリアの接続状
況を示す接続フラグ２２１〜２２４の情報を、一定の規
則で１０進数の１次元数値列２３１上に配置し、割り当
てられた属性を識別する識別ラベル２３２を付加して、
その数値列をもって制御エリア構成の表現２３０とす
る。

【００３１】次に、図３のフローチャートを参照して、
制御エリア表現手段７の動作について詳細に説明する。
道路網上の全ての道路について道路構造データを読み込
み（ステップ３０１）、適当な順番で道路をひとつずつ
選択し（ステップ３０２）、以下の処理を行なう道路
の、両端に存在する交差点間の制御エリア接続状況を示
すフラグを数値列の数値１桁に割り当て、割り当てられ
た数値列上の位置に、どの道路の接続フラグが割り当て
られているかを識別するための識別ラベルを付加する
（ステップ３０３）。全ての道路に対して、上記の割り
当てと識別ラベル付加の処理を繰返して行なう（ステッ
プ３０４）。以上により、道路網上の全ての制御エリア
を数値列上に表現することが可能となる。なお、ここで
は１０進数の数値列を用いたが、数値列全体で値域が同
一かつ不変であれば、その他の数値や記号の１次元列や
多次元列を用いても良い。割り当てを行なう交差点の選
択順序や各属性を割り当てる桁数および位置について
も、任意に定めることができる。

【００３２】図４は本実施の形態における制御エリア構
成手段８の機能を示す概念図である。上記制御エリア表
現手段７により識別ラベルが付加された数値列を用意し
（ステップ４１０）、この数値列に任意の数値を設定し
た数値列を作成し（ステップ４２０）、付加されている
全ての識別ラベルの位置と、識別ラベルの内容に基づい
て、それぞれの数値を変換し（ステップ４３０）、これ
を対応する道路に設定する（ステップ４４０）。この
後、設定された接続フラグを用いて、制御エリアを生成
する。以上のようにして、数値列をそれに対応する制御
エリア構成に変換する。

【００３３】次に、図５のフローチャートを参照して、
制御エリア構成手段８の動作について詳細に説明する。
道路網上の全ての道路構造データを読み込み（ステップ
５０１）、適当な順番で道路をひとつずつ選択し（ステ
ップ５０２）、以下の処理を繰返し行なう。数値列に付
加された識別ラベルのうち、当該道路の接続フラグを示
しているものを選択する（ステップ５０３）。その識別
ラベルに対応する１０進数１桁の数値を数値列から読み
込み（ステップ５０４）、０か１のいずれかの値になる
よう適当な変換を施して、接続フラグに変換する（ステ
ップ５０５）。得られた接続フラグを、当該交差点の接
続フラグとして設定する（ステップ５０６）。以上を全
ての道路について繰返し（ステップ５０７）、数値列の
数値に基づいて、全ての道路の接続フラグを設定する。
次いで、全ての交差点について、接続する道路の接続フ
ラグの値を参照しながら、当該交差点と、値が１である
接続フラグに対応する他の交差点とが、同一の制御エリ
アに属するように、制御エリアを生成する（ステップ５
０８）。なお、ここでは１０進数の数値列を用いたが、
表現手段で定義した数値列と値域が同一かつ等長であれ
ば、その他の数値や記号の１次元列や多次元列を用いて
も良い。数値を各属性に変換する方法については、各属
性の値域と制約条件を満たしていれば、任意に定めるこ
とができる。

【００３４】次に、各評価手段９から１４について説明
する。本実施の形態のうち、道路属性による評価手段で
は、制御対象の道路網において、制御エリアを構成する
条件基準を満たす道路を基準道路と称し、基準道路が別
エリアに分断されず、同期して制御されるほど良好であ
るものとして、評価指標を設定する。なお、ここでは基
準道路を設定したが、各道路情報において同条件または
類似条件の道路群により制御エリアを形成しても良い。

【００３５】まず、図６のフローチャートを参照して、
幅員評価手段９の動作について説明する。処理部６から
対象道路網の幅員情報を読み込む（ステップ６０１）。
読み込んだ幅員情報を参照し、道路網上の全ての交差点
間に存在する道路の幅員のうち、最も大きい値を基準道
路の基準Ｗとして設定する（ステップ６０２）。道路網
上の全ての交差点間に存在する道路について、適当な順
番で道路をひとつずつ選択し（ステップ６０３）、以下
の処理を繰返し行なう。選択した道路ｉの幅員情報を基
準Ｗと比較し（ステップ６０４）、同じまたは近似値で
あれば基準道路であるとして、接続フラグを参照し、エ
リアが分断されていない場合良好とし、評価値Ｐｗｉを
設定する（ステップ６０５）。一例として同じエリアの
場合にはＰｗｉ＝０、エリアが分断されている場合には
Ｐｗｉ＝１を設定する。以上を全ての道路について繰返
し（ステップ６０６）、全基準道路の評価値より道路網
全体の幅員情報評価Ｐｗを算出し（ステップ６０７）、
処理部６に保持する（ステップ６０８）。一例として、
Ｐｗは各基準道路の評価値Ｐｗｉの和として求める。こ
の評価値は、値が小さいほど良好である。なお、ここで
は各基準道路単位に評価値を設定し、これを結合して道
路網全体の幅員評価値を算出したが、道路網全体の幅員
情報に基づく任意の評価関数を設定して算出しても良
い。

【００３６】次に、図７のフローチャートを参照して、
車線数評価手段１０の動作について説明する。処理部６
から対象道路網の車線数情報を読み込む（ステップ７０
１）。読み込んだ車線数情報を参照し、道路網上の全て
の交差点間に存在する道路の車線数のうち、最も大きい
値を基準道路の基準Ｌとして設定する（ステップ７０
２）。道路網上の全ての交差点間に存在する道路につい
て、適当な順番で道路をひとつずつ選択し（ステップ７
０３）、以下の処理を繰返し行なう。選択した道路ｉの
車線数情報を基準Ｌと比較し（ステップ７０４）、同じ
または近似値であれば基準道路であるとして、接続フラ
グを参照し、エリアが分断されていない場合良好とし、
評価値Ｐｌｉ設定する（ステップ７０５）。一例として
同じエリアの場合には評価値Ｐｌｉ＝０、エリアが分断
されている場合にはＰｌｉ＝１を設定する。以上を全て
の道路について繰返し（ステップ７０６）、全基準道路
の評価値より道路網全体の車線数情報評価Ｐｌを算出し
（ステップ７０７）、処理部６に保持する（ステップ７
０８）。一例として、Ｐｌは各基準道路の車線数評価値
Ｐｌｉの和として求める。この評価値は、値が小さいほ
ど良好である。なお、ここでは各基準道路単位に評価値
を設定し、これを結合して道路網全体の車線数評価値を
算出したが、道路網全体の車線数情報に基づく任意の評
価関数を設定して算出しても良い。

【００３７】次に、図８のフローチャートを参照して、
交通容量評価手段１１の動作について説明する。処理部
６から対象道路網の交通容量情報を読み込む（ステップ
８０１）。道路網上の全ての交差点間に存在する道路の
交通容量のうち、最も大きい値を基準道路の基準Ｃとし
て設定する（ステップ８０２）。道路網上の全ての交差
点間に存在する道路について、適当な順番で道路をひと
つずつ選択し（ステップ８０３）、以下の処理を繰返し
行なう。選択した道路ｉの交通容量情報を基準Ｃと比較
し（ステップ８０４）、同じまたは近似値であれば基準
道路であるとして、リンク接続フラグを参照し、エリア
が分断されていない場合良好とし、評価値Ｐｃｉを設定
する（ステップ８０５）。一例として同じエリアの場合
には評価値Ｐｃｉ＝０、エリアが分断されている場合に
はＰｃｉ＝１を設定する。以上を全ての道路について繰
返し（ステップ８０６）、全基準道路の評価値より、道
路網全体の交通容量情報評価Ｐｃを算出し（ステップ８
０７）、処理部６に保持する（ステップ８０８）。一例
として、Ｐｃは各基準道路の交通容量評価値Ｐｃｉの和
として求める。この評価値は、値が小さいほど良好であ
る。なお、ここでは各基準道路単位に評価値を設定し、
これを結合して道路網全体の車線数評価値を算出した
が、道路網全体の車線数情報に基づく任意の評価関数を
設定して算出しても良い。また、交通容量情報により評
価したが、交通流データより交通量を算出し、交通量に
基づいて評価値を算出しても良い。

【００３８】次に、図９のフローチャートを参照して、
道路種別評価手段１２の動作について説明する。処理部
６から対象道路網の道路設定情報を読み込む（ステップ
９０１）。本実施の形態では道路の種別として国道、県
道およびその他の３つが設定されているものとする。読
み込んだ道路設定情報を参照し、道路網上の全ての交差
点間に存在する道路の種別のうち、最も需要の大きいと
思われる種別を基準Ｋとして設定する（ステップ９０
２）。道路網上の全ての交差点間に存在する道路につい
て、適当な順番で道路をひとつずつ選択し（ステップ９
０３）、以下の処理を繰返し行なう。選択した道路ｉの
種別情報を基準Ｋと比較し（ステップ９０４）、同じで
あれば基準道路であるとして、リンク接続フラグを参照
し、エリアが分断されていない場合良好とし、評価値Ｐ
ｋｉを設定する（ステップ９０５）。一例として、同じ
エリアの場合には評価値Ｐｋｉ＝０、エリアが分断され
ている場合にはＰｋｉ＝１を設定する。以上を全ての道
路について繰返し（ステップ９０６）、全基準道路の評
価値より、道路網全体の道路種別評価Ｐｋを算出し（ス
テップ９０７）、処理部６に保持する（ステップ９０
８）。一例として、Ｐｋは各基準道路の道路種別評価値
Ｐｋｉの和として求める。この評価値は、値が小さいほ
ど良好である。なお、ここでは各基準道路単位に評価値
を設定し、これを結合して道路網全体の道路種別評価値
を算出したが道路網全体の道路種別情報に基づく任意の
評価関数を設定して算出しても良い。

【００３９】次に、図１０のフローチャートを参照し
て、交差点種別評価手段１３の動作について説明する。
処理部６から対象道路網の道路設定情報を読み込む（ス
テップ１００１）。読み込んだ道路設定情報を参照し、
道路網上にある全交差点の種別のうち、制御エリア構成
条件となる種別Ｎを基準属性として設定する（ステップ
１００２）。本実施の形態では交差点の種別として重要
交差点と一般交差点を設定する。ここで重要交差点は渋
滞時にボトルネックとなる交差点であり、重要交差点を
１つだけ含む制御エリアが良好となる。そのため重要交
差点を基準となる種別Ｎとして選択し、エリア内の重要
交差点数として適切な値１を、属性Ｎ交差点数の基準数
Ｎｎとして設定する。道路網上の全てのリンク接続フラ
グを参照し、制御エリアを構成する（ステップ１００
３）。各制御エリアを適当な順番で選択し（ステップ１
００４）、以下の処理を繰返し行う。選択した制御エリ
アａ内において、種別Ｎである交差点数を算出し、交差
点基準数Ｎｎとを比較し、差分の絶対値を評価値Ｐｎａ
とする（ステップ１００５）。以上を全ての制御エリア
について繰返し（ステップ１００６）、全制御エリアの
評価値より、道路網全体の交差点種別評価Ｐｎを算出し
（ステップ１００７）、処理部６に保持する（ステップ
１００８）。一例として、Ｐｎは各制御エリアの交差点
種別評価値Ｐｎａの和として求める。この評価値は、値
が小さいほど良好である。なお、ここでは各制御エリア
単位に評価値を設定し、これを結合して道路網全体の交
差点種別評価値を算出したが、道路網全体の交差点種別
情報に基づく任意の評価関数を設定して算出しても良
い。また、基準属性を設定せず、複数の交差点種別に対
し任意の評価関数を設定しても良い。

【００４０】次に、図１１のフローチャートを参照し
て、総合評価手段１４の動作について説明する。以上で
算出した５つの評価値を読み込み（ステップ１１０１、
１１０２、１１０３、１１０４、１１０５）、適当な方
法で結合し、総合評価値Ｐとする（ステップ１１０
６）。本実施の形態では以下のようにして求める。 Ｐ＝Ｐｗ＋Ｐｌ＋Ｐｃ＋Ｐｋ＋Ｐｎ この評価関数を用いて、幅員評価、車線数評価、交通容
量評価、道路属性評価、および交差点属性評価の良好性
を同時に評価することができる。この評価関数を構成す
る５つの評価値とも、値が小さいほど良好であるので評
価関数の値が小さいほど、道路網全体の制御エリア構成
が良好であることを示す。なお、ここでは５つの評価値
を組合せて評価関数を構成したが、より少ない評価値の
組合せで評価関数を構成しても良い。逆に、交通流デー
タまたは道路構造データに基づく他の評価値を組合せて
評価関数を構成しても良い。また、各評価値の算出方
法、定量化方法、定数、および評価関数の結合方法につ
いては、任意に定めることができる。

【００４１】次に、図１２のフローチヤートを参照し
て、制御エリア変更手段１５の動作について説明する。
まず、上記制御エリア表現手段７を実行し、道路網上の
全ての制御エリア構成を、数値列上に表現する（ステッ
プ１２０１）。最適化に用いる数値列を用意し、その各
数値に初期値を設定する（ステップ１２０２）。ここ
で、初期値の設定については任意の定数を用いても良い
し、乱数を用いても良い。また、数値列はひとつでも良
いし、複数用意しても良い。次に、以下の４つの処理を
終了条件を満たすまで繰返し実行する（ステップ１２０
３）。終了条件は、繰返し回数でも良いし、評価関数の
値または値の推移に基づく条件でも良く任意に定めるこ
とができる。まず、制御エリア構成手段８を実行し、各
数値列を、それに対応する制御エリア構成に変換する
（１２０４）。この制御エリア構成を用いて、上記各評
価手段を実行し、各数値列に対応する評価関数の値を算
出する（ステップ１２０５）。算出した評価関数の値に
基づき、良好な数値列を選択する（ステップ１２０
６）。ここで、選択の対象とする数値列は、過去の時点
で得られたものであっても良いし、現時点の複数の数値
列であっても良い。また選択の方法は任意に定めること
ができる。次に、数値列の数値を適当な方法で操作する
（ステップ１２０７）。操作を行なう数値列の選択方法
や数値の操作方法は、任意に定めることができる。終了
条件を満たした時点で、制御エリア構成手段８と各評価
手段を更に実行し（ステップ１２０８、１２０９）、最
終時点での数値列の評価を行なう。算出した評価関数の
値に基づき、最も良好な数値列をひとつ選択する（ステ
ップ１２１０）。ここで、選択の対象とする数値列は、
過去の時点で得られたものであっても良いし、現時点の
複数の数値列であっても良い。こうして得られた数値列
について、制御エリア構成手段８を実行し（ステップ１
２１１）、適切な道路網全体の制御エリア構成を得るこ
とができる。なお、制御エリア変更手段１５における数
値列の操作方法として、値域が同一であらかじめ決めた
個数の数値により構成される固定長の数値列と、数値列
の数値の任意の組合せに対して、評価値を算出する評価
関数とを扱い、評価関数を最小化する数値列を得ること
ができる任意の最適化方法または準最適化方法を用いる
ことができる。例えば、全探索法、山登り法、ランダム
探索法、焼き鈍し法、タブー探索法、または、遺伝的ア
ルゴリズムに基づく方法を適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明による信号制御サブエリア構成方
法および装置は、以上の説明から明らかなように、任意
の道路網について、幅員等の道路性質、交通容量、交通
需要および利用状況に応じた制御エリア構成が得られ、
道路交通を円滑にし、交通流を容易に制御することが可
能となり、渋滞による経済的損失の低減や社会資本であ
る道路の有効利用を図ることができる。また、道路交通
の円滑化により、交通全体における燃料消費量や汚染物
質排出を低減させることができるので、エネルギーの有
効活用や大気汚染の防止にも役立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における信号制御サブエ
リア構成装置の構成概略を示すブロック図

【図２】実施の形態における交差点の属性からそれらを
示す記号群を表現する制御エリア表現手段の概念図

【図３】実施の形態における制御エリア表現手段の動作
を示すフロー図

【図４】実施の形態における制御エリア構成手段の動作
の概念図

【図５】実施の形態における制御エリア構成手段の動作
を示すフロー図

【図６】実施の形態における幅員評価手段の動作を示す
フロー図

【図７】実施の形態における車線数評価手段の動作を示
すフロー図

【図８】実施の形態における交通容量評価手段の動作を
示すフロー図

【図９】実施の形態における道路種別評価手段の動作を
示すフロー図

【図１０】実施の形態における交差点種別評価手段の動
作を示すフロー図

【図１１】実施の形態における総合評価手段の動作を示
すフロー図

【図１２】実施の形態における制御エリア変更手段の動
作を示すフロー図

【符号の説明】

１ 道路 ２ 交差点 ３ 信号 ４ 車両感知器 ５ 道路情報蓄積手段 ６ 処理部 ７ 制御エリア表現手段 ８ 制御エリア構成手段 ９ 幅員評価手段 １０ 車線数評価手段 １１ 交通容量評価手段 １２ 道路種別評価手段 １３ 交差点種別評価手段 １４ 総合評価手段 １５ 制御エリア変更手段 ２１０ 道路網 ２１１ 道路網内の交差点Ｎ ２２０ 交差点Ｎの制御エリア接続内容 ２２１〜２２４ 交差点Ｎに接続する道路の接続フラグ ２３０ 制御エリア構成の表現 ２３１ 数値列 ２３２ 数値列に付加された識別ラベル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津久家 智光 宮城県仙台市泉区明通二丁目五番地 株式 会社松下通信仙台研究所内 (72)発明者 織田 利彦 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H180 CC27 DD01 EE03 GG01 JJ02 JJ06 JJ11

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路網における複数の交差点と交差点間
   に存在する道路から構成されたエリアであって、交差点
   に設置された信号を同期して制御するエリアであるサブ
   エリアを構成する信号制御サブエリア構成方法におい
   て、道路網の交通データと構造データを用いてサブエリ
   アを構成し、測定された交通流データまたは道路の構造
   データまたは設定された道路設定データを蓄積するステ
   ップを含むことを特徴とする信号制御サブエリア構成方
   法。
2. 【請求項２】 交差点と道路の物理的接続関係に基づ
   き、サブエリアを構成する交差点の接続状況に関する記
   号を組み合わせた記号群を用いて、道路網全体または一
   部のサブエリア構成を表現するステップを含むことを特
   徴とする請求項１記載の信号制御サブエリア構成方法。
3. 【請求項３】 サブエリア構成を表現するステップによ
   り構成された記号群を交差点と道路の物理的接続関係に
   基づき、対応する制御エリア構成に変換するステップを
   含むことを特徴とする請求項２記載の信号制御サブエリ
   ア構成方法。
4. 【請求項４】 対象範囲の交差点に設置された信号群の
   制御サブエリア構成状況を、道路の幅員に基づき評価す
   るステップを含むことを特徴とする請求項１から３のい
   ずれかに記載の信号制御サブエリア構成方法。
5. 【請求項５】 対象範囲の交差点に設置された信号群の
   制御サブエリア構成状況を、道路の車線数に基づき評価
   するステップを含むことを特徴とする請求項１から３の
   いずれかに記載の信号制御サブエリア構成方法。
6. 【請求項６】 対象範囲の交差点に設置された信号群の
   制御サブエリア構成状況を、交通容量または交通流デー
   タに基づき評価するステップを含むことを特徴とする請
   求項１から３のいずれかに記載の信号制御サブエリア構
   成方法。
7. 【請求項７】 対象範囲の交差点に設置された信号群の
   制御サブエリア構成状況を、道路の種別情報に基づき評
   価するステップを含むことを特徴とする請求項１から３
   のいずれかに記載の信号制御サブエリア構成方法。
8. 【請求項８】 対象範囲の交差点に設置された信号群の
   制御サブエリア構成状況を、交差点の種別情報に基づき
   評価するステップを含むことを特徴とする請求項１から
   ３のいずれかに記載の信号制御サブエリア構成方法。
9. 【請求項９】 幅員評価、車線数評価、交通容量評価、
   道路種別評価、交差点種別評価の全部または任意の組み
   合わせによる評価方法を用いて、一括して評価を行なう
   ステップを含むことを特徴とする請求項４から８のいず
   れかに記載の信号制御サブエリア構成方法。
10. 【請求項１０】 サブエリアを表現する記号群を操作
    し、当該記号群を変換して得られるサブエリア構成状況
    の評価において良好なサブエリア構成に変更するステッ
    プを含むことを特徴とする請求項２から９のいずれかに
    記載の信号制御サブエリア構成方法。
11. 【請求項１１】 道路網における複数の交差点と交差点
    間に存在する道路から構成されたエリアであって、交差
    点に設置された信号を同期して制御するエリアであるサ
    ブエリアを構成する信号制御サブエリア構成装置におい
    て、道路の交通データと構造データを用いてサブエリア
    を構成する処理部と、測定された交通流データまたは道
    路の構造データまたは設定された道路設定データを蓄積
    する道路情報蓄積手段を備えることを特徴とする信号制
    御サブエリア構成装置。
12. 【請求項１２】 交差点と道路の物理的接続関係に基づ
    き、サブエリアを構成する交差点の接続状況に関する記
    号を組み合わせた記号群を用いて、道路網全体または一
    部のサブエリア構成を表現する制御エリア表現手段を備
    えることを特徴とする請求項１１記載の信号制御サブエ
    リア構成装置。
13. 【請求項１３】 制御エリア表現手段により構成された
    記号群を交差点と道路の物理的接続関係に基づき、対応
    する制御エリア構成に変換する制御エリア構成手段を備
    えることを特徴とする請求項１２記載の信号制御サブエ
    リア構成装置。
14. 【請求項１４】 対象範囲の交差点に設置された信号群
    の制御サブエリア構成状況を、道路の幅員に基づき評価
    する幅員評価手段を備えることを特徴とする請求項１１
    から１３のいずれかに記載の信号制御サブエリア構成装
    置。
15. 【請求項１５】 対象範囲の交差点に設置された信号群
    の制御サブエリア構成状況を、道路の車線数に基づき評
    価する車線数評価手段を備えることを特徴とする請求項
    １１から１３のいずれかに記載の信号制御サブエリア構
    成装置。
16. 【請求項１６】 対象範囲の交差点に設置された信号群
    の制御サブエリア構成状況を、交通容量または交通流デ
    ータに基づき評価する交通容量評価手段を備えることを
    特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の信号
    制御サブエリア構成装置。
17. 【請求項１７】 対象範囲の交差点に設置された信号群
    の制御サブエリア構成状況を、道路の種別情報に基づき
    評価する道路種別評価手段を備えることを特徴とする請
    求項１１から１３のいずれかに記載の信号制御サブエリ
    ア構成装置。
18. 【請求項１８】 対象範囲の交差点に設置された信号群
    の制御サブエリア構成状況を、交差点の種別情報に基づ
    き評価する交差点種別評価手段を備えることを特徴とす
    る請求項１１から１３のいずれかに記載の信号制御サブ
    エリア構成装置。
19. 【請求項１９】 幅員評価手段、車線数評価手段、交通
    容量評価手段、道路種別評価手段、交差点種別評価手段
    の全部または任意の組み合わせによる評価手段を用い
    て、一括して評価を行なう総合評価手段を備えることを
    特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の信号
    制御サブエリア構成装置。
20. 【請求項２０】 サブエリアを表現する記号群を操作
    し、当該記号群を変換して得られるサブエリア構成状況
    の評価において良好なサブエリア構成に変更する制御エ
    リア変更手段を備えることを特徴とする請求項１２から
    １９のいずれかに記載の信号制御サブエリア構成装置。