JP2001014587A

JP2001014587A - バス優先信号制御パラメータ及び制御エリアの設計装置と設計方法

Info

Publication number: JP2001014587A
Application number: JP11183933A
Authority: JP
Inventors: Toru Okita; 亨音喜多; Toshihiko Oda; 利彦織田; Tomomitsu Tsukuya; 智光津久家; Kana Hashiba; 加奈橋場
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】バスの円滑な走行を確保するためのバス優先
信号制御パラメータ及び制御エリアを設計する設計装置
を提供する。【解決手段】処埋部６はバスダイヤグラムデータベー
ス７と道路信号網データベース８を備え、制御エリアと
パラメータを設計する。制御パラメータ・エリア表現手
段９は制御パラメータとエリアを数値化して表現し、制
御パラメータ・エリア変更手段10は制御パラメータとエ
リアを変更する。バス遅れ時間算出手段11はバスダイヤ
グラムのバス走行軌跡と制御パラメータからバスの遅れ
時間を算出する。エリア評価算出手段12はバス運行デー
タと道路信号網データから制御エリアの評価値を算出す
る。制御パラメータ・エリア算出手段13はバス遅れ時
間、エリア評価値を最小とする制御パラメータとエリア
を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バス運行の円滑化
を図るために、交差点の信号を制御する制御パラメータ
や、系統制御信号機群により同期して動作する制御エリ
アの範囲を設計する設計装置とその設計方法に関し、特
に、バスがダイヤ通りに運行するように信号の制御パラ
メータ及び制御エリアを設計するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、公共車両としてのバスを優先して
走行させるため、「交通信号の手引、社団法人交通工学
研究会編、平成６年７月」のｐｐ．６６〜６８に示され
るように、交差点の信号に対して青時間延長制御及び赤
時間短縮制御の方法による制御が行われている。

【０００３】この制御方法は、いずれも交差点直前に設
置したバス感知器によってバスの接近を感知し、前者で
は青時間を延長し、後者では赤時間を短縮するものであ
り、一時的なオフセット（隣接する交差点との青時間開
始時刻のずれ）やスプリット（交差する道路の青信号時
間の比）の変更に相当する。

【０００４】また、通常、信号制御パラメータや、同期
して動作する系統制御信号機群の範囲を示す制御エリア
は、一般車両の交通流や交通需要、道路利用形態等を考
慮して設計される。その設計方法は、前記「交通信号の
手引」に詳しく記述されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の青時間
延長制御及び赤時間短縮制御によるバス優先信号制御
は、実際に走行するバスの交差点を通過する直前の対応
であり、局所的・対処的な制御であるため、この制御だ
けではバスをダイヤ通りに運行させることができない。

【０００６】一方、現在のバスダイヤグラムは、利用者
の需要等を基に、交通状況や路線状況等に対する技術者
の知識を加味して設計されているが、バスダイヤグラム
は交差点の信号制御を考慮して設計されている訳ではな
く、また、交差点の信号制御も、バスダイヤグラムを考
慮して設計されている訳ではない。また、予め信号現示
を考慮してバスダイヤグラムを設計することは実際上難
しい。

【０００７】バスには、運行データに基づく計画的な走
行が課せられており、また、停留所での停発進を伴なう
ため、一般車両とは異なる走行軌跡を描くことになる。
公共車両としてバスを優先する制御を行うには、こうし
た点を考慮することが重要である。

【０００８】また、バス優先システムでは、バスが決ま
った時間に決まった位置に居るという「定時性」が大切
な要素であり、この定時性を確保し、定時性を向上する
ために、バスダイヤグラムに沿って信号制御パラメータ
や制御エリアを計画的に設計する必要がある。

【０００９】本発明は、こうした課題に応えるものであ
り、公共車両としてのバスの定時性や円滑な走行を確保
するためのバス優先信号制御パラメータ及び制御エリア
を設計する設計装置と、その設計方法とを提供すること
を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、バ
スの走行を優先するように、交差点に設置した信号機の
信号現示の制御パラメータや、同期して動作する系統制
御信号機群による制御エリアを設計するバス優先信号制
御パラメータ・エリア設計装置に、バス運行のデータを
含むバスダイヤグラムデータベースと、交差点や接続道
路、設置信号機のデータを含む道路信号網データベース
とを設け、これらのデータベースのデータを用いて、制
御パラメータである、青開始時刻から次の開始時刻まで
の時間を示すサイクル、交差する道路の青信号時間の比
を示すスプリット、及び隣接する交差点との青時間開始
時刻のずれを表すオフセットを設計し、制御エリアであ
るサイクルサブエリアを設計するようにしている。

【００１１】また、本発明のバス優先信号制御パラメー
タ・エリア設計方法では、バス運行のデータを含むバス
ダイヤグラムデータベースと交差点や接続道路、設置信
号機のデータを含む道路信号網データベースとのデータ
を用いて、定量化した評価指標の値を算出し、評価指標
の算出結果に基づいて、制御パラメータであるサイク
ル、スプリット及びオフセットと、制御エリアであるサ
イクルサブエリアとを設計するようにしている。

【００１２】そのため、バスの運行と道路や信号を勘案
して信号制御パラメータや制御エリアを設計することが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、バスの走行を優先するように、交差点に設置した信
号機の信号現示の制御パラメータや、同期して動作する
系統制御信号機群による制御エリアを設計するバス優先
信号制御パラメータ・エリア設計装置であって、バス運
行のデータを含むバスダイヤグラムデータベースと、交
差点や接続道路、設置信号機のデータを含む道路信号網
データベースとを設け、これらのデータベースのデータ
を用いて、制御パラメータである、青開始時刻から次の
開始時刻までの時間を示すサイクル、交差する道路の青
信号時間の比を示すスプリット、及び隣接する交差点と
の青時間開始時刻のずれを表すオフセットを設計し、制
御エリアであるサイクルサブエリアを設計するようにし
たものであり、バスの運行と道路や信号を勘案して信号
制御パラメータやサイクルサブエリアを設計することが
できる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、このサイクル、
スプリット、オフセット及びサイクルサブエリアを数値
化して表現する制御パラメータ・エリア表現手段を設け
たものであり、異なる性質の信号制御パラメータやサイ
クルサブエリアを等価に扱い、容易に各値を変更するこ
とが可能となる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、この制御パラメ
ータ・エリア表現手段によって数値化された数値を変更
する制御パラメータ・エリア変更手段を設けたものであ
り、信号制御パラメータやサイクルサブエリアの異なる
状態を容易に作り出すことが可能となる。

【００１６】請求項４に記載の発明は、バスダイヤグラ
ムデータ及び道路信号網データから得られるバスの走行
軌跡と、制御パラメータ・エリア表現手段または制御パ
ラメータ・エリア変更手段により数値化された制御パラ
メータ及びサイクルサブエリアから得られる信号現示と
を基に、信号待ちによるバスの遅れ時間を算出するバス
遅れ時間算出手段を設けたものであり、バスの運行デー
タと信号制御の両者を考慮して、制御パラメータの評価
指標を得ることができる。

【００１７】請求項５に記載の発明は、バスダイヤグラ
ムデータ及び道路信号網データを基に、制御パラメータ
・エリア表現手段または制御パラメータ・エリア変更手
段により数値化されたサイクルサブエリアの評価値を算
出するエリア評価値算出手段を設けたものであり、バス
の運行データと道路や信号を考慮した制御エリアの評価
指標を得ることができる。

【００１８】請求項６に記載の発明は、バスの遅れ時間
及びエリア評価値の加重平均値を最小とするサイクル、
スプリット、オフセット及びサイクルサブエリアを求め
る制御パラメータ・エリア算出手段を設けたものであ
り、バス運行データ、信号制御、道路や信号を総合して
考慮し、バスの運行を優先し、走行を円滑にする制御パ
ラメータと制御エリアとを得ることができる。

【００１９】請求項７に記載の発明は、バスの走行を優
先するように、交差点に設置した信号機の信号現示の制
御パラメータや、同期して動作する系統制御信号機群に
よる制御エリアを設計するバス優先信号制御パラメータ
・エリア設計方法であって、バス運行のデータを含むバ
スダイヤグラムデータベースと交差点や接続道路、設置
信号機のデータを含む道路信号網データベースとのデー
タを用いて、定量化した評価指標の値を算出し、評価指
標の算出結果に基づいて、制御パラメータである、青開
始時刻から次の開始時刻までの時間を示すサイクル、交
差する道路の青信号時間の比を示すスプリット、及び隣
接する交差点との青時間開始時刻のずれを表すオフセッ
トと、制御エリアであるサイクルサブエリアとを設計す
るようにしたものであり、バスの運行と道路や信号を勘
案して信号制御パラメータやサイクルサブエリアを設計
することができる。

【００２０】請求項８に記載の発明は、評価指標の１つ
として、信号待ちによるバスの遅れ時間を用いるように
したものであり、バスの信号待ち時間が最短になるよう
に制御パラメータ及び制御エリアを設計することができ
る。

【００２１】請求項９に記載の発明は、評価指標の１つ
として、サイクルサブエリアに含まれる交差点の数、交
差点間の各接続道路の長さ及びサイクルサブエリア内を
通過するバス本数の多さに基づいて評価したエリア評価
値を用いるようにしたものであり、効率的に多数のバス
本数を走行させることができ、また、系統制御信号機群
による信号制御に適する規模の制御エリアを設計するこ
とができる。

【００２２】請求項１０に記載の発明は、このエリア評
価値を、評価が高まる程、値が小さくなるように定量化
し、バスの遅れ時間及びエリア評価値の加重平均値を最
小とするようにサイクル、スプリット、オフセット及び
サイクルサブエリアを設計するようにしたものであり、
バス運行データ、信号制御、道路や信号を総合的に考慮
して、バスの運行を優先し、走行を円滑にする制御パラ
メータと制御エリアとを設計することができる。

【００２３】請求項１１に記載の発明は、サイクル、ス
プリット、オフセット及びサイクルサブエリアを種々の
状態に設定し、それぞれの状態における前記加重平均値
を算出し、最小の加重平均値を齎す状態のサイクル、ス
プリット、オフセット及びサイクルサブエリアに設計す
るようにしたものであり、バスの運行を優先し、走行を
円滑にする制御パラメータと制御エリアとを設計するこ
とができる。

【００２４】請求項１２に記載の発明は、サイクル、ス
プリット、オフセット及びサイクルサブエリアを数値化
して表現し、その数値化した数値を変更することによっ
て、サイクル、スプリット、オフセット及びサイクルサ
ブエリアの種々の状態を設定するようにしたものであ
り、異なる性質の信号制御パラメータやサイクルサブエ
リアを等価に扱い、容易に各値を変更することが可能と
なる。

【００２５】請求項１３に記載の発明は、数値化した数
値を、乱数を用いて変更することにより、サイクル、ス
プリット、オフセット及びサイクルサブエリアの種々の
状態を設定するようにしたものであり、信号制御パラメ
ータやサイクルサブエリアの種々の状態を作成すること
ができる。

【００２６】以下、本発明の実施形態について、図面を
用いて説明する。

【００２７】図１は、実施形態のバス優先信号制御パラ
メータ・制御エリア設計装置の全体構成図を示してい
る。ここで、１は道路、２は交差点、３は信号機、４は
バス、５はバス停留所を各々抽象化して示している。

【００２８】この設計装置の処理部６は、バス運行デー
タが格納されたバスダイヤグラムデータベース７と、交
差点や接続道路、設置信号機のデータが格納された道路
信号網データベース８と、制御パラメータと制御エリア
とを数値化して表す制御パラメータ・エリア表現手段９
と、数値化して表された制御パラメータと制御エリアと
を変更する制御パラメータ・エリア変更手段10と、バス
ダイヤグラムに基づくバス走行軌跡と制御パラメータと
からバスの遅れ時間を算出するバス遅れ時間算出手段11
と、バス運行データと道路信号網データから制御エリア
の評価値を算出するエリア評価算出手段12と、バス遅れ
時間及びエリア評価値を最小にする制御パラメータと制
御エリアとを求める制御パラメータ・エリア算出手段13
とを備えている。また、14はキーボード及びディスプレ
ィを備える端末である。

【００２９】この設計装置の処理部６は、演算装置とプ
ログラムやデータを格納するメモリ等からなるマイクロ
コンピュータ上に構成される。また、バスダイヤグラム
データベース７には、少なくとも、通過する道路である
バス路線、バス停留所位置、通過時刻等のデータが格納
されており、同様に、道路信号網データベース７には、
少なくとも、交差点（以下、表現上、ノードと称する）
の位置データやノード間の道路（表現上、リンクと称す
る）位置や距離、各交差点に設置されている信号機の位
置や制御データ等が格納されている。

【００３０】この設計装置では、制御パラメータ・エリ
ア表現手段９が制御パラメータと制御エリアとを数値化
し、制御パラメータ・エリア変更手段10が、その数値を
変更する。そうすることによって、種々の制御パラメー
タ及び制御エリアのパターンが得られる。

【００３１】バス遅れ時間算出手段11は、バスダイヤグ
ラムに沿ってバスが走行するとき、それぞれのパターン
において、信号待ちの時間の総和がどの程度の長さにな
るかを算出し、各パターンにおけるバス遅れ時間の評価
値Ｅｄを求める。

【００３２】また、エリア評価算出手段12は、サイクル
サブエリア（複数の交差点と道路からなる領域において
同期して動作する系続制御信号群による制御エリア）に
含まれるノード数が適正値に近く、リンク長は短く揃っ
ており、また、サイクルサブエリア内を極力多数のバス
本数が通過し、エリア内の各リンクのバス本数が均等で
あることが良いとする観点から、各パターンにおけるサ
イクルサブエリア評価値Ｅｓ（値が小さい程良い）を算
出する。

【００３３】制御パラメータ・エリア算出手段13は、各
パターンのＥｄとＥｓとの加重平均Ｅを求め、その加重
平均Ｅが最小となるパターンの制御パラメータ及び制御
エリアを求める。

【００３４】この設計装置では次のような動作手順が採
られる。制御パラメータ・エリア表現手段９が制御パラ
メータと制御エリアとを数値化すると、バス遅れ時間算
出手段11は、その場合のバス遅れ時間評価値Ｅｄを求
め、エリア評価算出手段12は、その場合のサイクルサブ
エリア評価値Ｅｓを求め、制御パラメータ・エリア算出
手段13は加重平均Ｅを求めて、算出結果を保存する。

【００３５】次に、制御パラメータ・エリア変更手段10
は、制御パラメータ・エリア表現手段９によって設定さ
れた数値を変更し、バス遅れ時間算出手段11は、その場
合のバス遅れ時間評価値Ｅｄを求め、エリア評価算出手
段12は、その場合のサイクルサブエリア評価値Ｅｓを求
める。制御パラメータ・エリア算出手段13は、その場合
の加重平均Ｅを算出し、算出結果を、保存している加重
平均Ｅと比較して、小さい方の値を保存する。

【００３６】続いて、制御パラメータ・エリア変更手段
10は、制御パラメータ・エリア表現手段９によって設定
された数値をさらに変更し、バス遅れ時間算出手段11、
エリア評価算出手段12、及び制御パラメータ・エリア算
出手段13は前回と同様の動作を行う。

【００３７】この手順を設定された回数だけ繰り返し、
最終的に保存された最小の加重平均Ｅをもたらす制御パ
ラメータとサイクルサブエリアとを求める。

【００３８】以下、各手段の動作について詳しく説明す
る。ここでは、簡単にするために、道路は１つ、また、
１方向のみの通行を対象とする。

【００３９】制御パラメータ・エリア表現手段９は、制
御パラメータと制御エリアとを数値化し表現する。図２
に制御パラメータ・エリア表現手段９の動作フローを示
している。

【００４０】ステップ201：まず、道路信号網データベ
ースよりデータを読み込む。

【００４１】ステップ202：対象道路信号網上の各交差
点、つまりノードにおける信号機データに基づいて、青
開始時刻から次の開始時刻までの時間であるサイクル、
交差する道路の青信号時間の比であるスプリット、隣接
する交差点との青時間開始時刻のずれを表すオフセット
の各制御パラメータを数値化する。

【００４２】この実施形態では、この数値化を次のよう
に行う。まず、任意の範囲から選択した整数の乱数値を
用いて一次元の数値列を構成する。ここではｎ＝０，
‥，９９の範囲から整数乱数値を選択し、選択した整数
を桁ごとに（選択した整数が６３であれば６、３と云う
ように）並べて数値列を構成する（但し、０の場合は０
を二つ並べて００とする）。

【００４３】この数値列を構成する数値は、以下の規則
により実際の制御パラメータの値に変換される。従っ
て、これらの数値は、制御パラメータを数値化した数値
として意味を持つことになる。なお、次式において、Ｎ
＝１００である。また、図３には、制御パラメータと、
その制御パラメータの算出に用いる数値列の数値との関
係を示している。

【００４４】サイクルは、初期値をＣ0、探索範囲（可
変範囲）をΔＣとして、次式（１）によって変換され
る。Ｃ＝Ｃ0＋ΔＣ×２×（ｎ／Ｎ−０．５）（１）

【００４５】オフセットは、次式（２）で変換される。Ｏ＝Ｃ×（ｎ／Ｎ）（２）

【００４６】スプリットは、信号現示に固定部と可変部
とがあるために、可変部の数をＭ、固定部の総秒数を
Ｓ、可変部ｉの秒数をｖi、可変部ｉの下限秒数をｓi、
可変部ｉに対応する整数値をｎiとするとき、次式
（３）によって変換される。なお、Σｎｊ＝０（Σはｊ
＝１からＭまで加算）の場合にはｎｊ＝１とする。ｖi＝ｓi＋（Ｃ−Ｓ−Σｓj）×ｎi／Σｎj （３）（Σはｊ＝１からＭまで加算）

【００４７】つまり、前記数値列は、これらの変換規則
との関係をもって制御パラメータを正規化及び数値化し
たものとなる。

【００４８】ステップ203：続いて、道路信号網データ
から、サイクルサブエリアを構成するための、交差点
（ノード）の間の接続道路であるリンク（ノード間リン
ク、以下、単純にリンク）を数値化する。

【００４９】この実施形態では、制御パラメータと同様
に、数値として０〜９の整数値を用い、この中の数値を
乱数により設定する。この数値は、２で除した剰余が１
のとき、ノード間がリンクにより接続されている状態、
つまり同一のサイクルサブエリアであることを示し、剰
余が０のとき、その他のサイクルサブエリアとなること
を示している。サイクルサブエリアはこのノード間リン
クの接続状況から構成される。

【００５０】ステップ204：以上にように制御パラメー
タとリンクとを数値化し、接続して一次元の数値列を構
成し、構成した数値列を処理部６に書き込む。

【００５１】図３には、こうして作成された数値列構成
と数値化の概念とを示している。なお、この実施形態で
は、数値列表現としたが、他の表現でも構わない。

【００５２】次に、制御パラメータ・エリア変更手段10
は、制御パラメータと制御エリアとを変更する。この実
施形態では、構成された数値列を確率的な方法により変
更する。

【００５３】図４は、制御パラメータ・エリア変更手段
10の動作フローを示している。

【００５４】ステップ401：制御パラメータ・エリア変
更手段10は、構成された数値列を処理部６より読み込
み、ステップ402：数値列上の変更個所を乱数により選択す
る。この変更個所数は予め任意数に設定する。

【００５５】ステップ403：次に、選択された変更個所
の数値を乱数で変更する。構成された数値列は、０から
９の整数値の並びであるから、０から９の整数の乱数に
より変更する。

【００５６】ステップ404：変更終了後、数値列を処理
部６に書き込む。

【００５７】なお、前述するように、初期時に、制御パ
ラメータ・エリア表現手段が生成した数値列を用いて以
降の処理を実行する場合には、制御パラメータ・エリア
変更手段10をスキップすることが可能である。また、変
更は確率的な方法以外を用いても良い。

【００５８】次に、バス遅れ時間算出手段11は、バスダ
イヤグラムに基づくバス走行軌跡と、数値列で表された
制御パラメータ及び制御エリアから、バスの遅れ時間、
即ち、信号待ち時間を算出する。図５は、バス遅れ時間
算出手段11の動作フローを示している。

【００５９】ステップ501：まず、バス遅れ時間算出手
段11は、道路信号網データベース８よりデータを読み込
む。ここでは、信号設置交差点であるノードの位置や道
路であるリンクの距離データが読み込まれる。

【００６０】ステップ502：読み込み後、作業者は、端
末14から制御パラメータを設計する時間帯を設定する。

【００６１】ステップ503：バス遅れ時間算出手段11
は、この時間帯内の該当道路信号網上の全バスダイヤグ
ラムデータを読み込む。例えば、８：００〜９：００を
対象とする場合、その時間において道路信号網上を通過
予定のバスの運行データを読み込むことになる。

【００６２】ステップ504：次に、処理部６から数値列
を読み込む。

【００６３】ステップ505：読み込んだ道路信号網、バ
スダイヤグラム、数値列の各データから、バスの予定走
行軌跡に基づいて、バス遅れ時間を算出する。

【００６４】算出方法は、以下のとおりである。

【００６５】対象の道路信号網が前記数値列で表される
制御パラメータ及び制御エリアによって動作していると
き、対象時間帯のバスダイヤグラムに従って各バス停留
所を規定された通過時刻に通過するバス走行軌跡ｊを辿
るバスが、交差点ｉで信号現示上の黄〜赤信号にさしか
かり、次の青信号開始時刻まで待つ必要がある時間ｄi,
jを求める。これを各交差点について求め、また、各走
行軌跡について求め、それらの総和を遅れ時間の評価値
Ｅｄ＝ΣiΣj ｄi,jとして算出する。

【００６６】図６にはバスの走行軌跡と遅れ時間算出の
概念を示す。なお、本図においてはバス停留所での停発
進は特に考慮していない。

【００６７】この遅れ時間の算出は、サイクルの異なる
サイクルサブエリア間を跨ぐ場合を含めて、対象の道路
信号網の対象時間帯における全バス路線について処理を
行なう。

【００６８】ステップ506：算出した遅れ時間の評価値
Ｅｄを処理部６に書き込む。

【００６９】次に、エリア評価算出手段12は、バス運行
データと道路信号網データから制御エリアの評価値を算
出する。図７はエリア評価算出手段12の動作フローを示
している。

【００７０】ステップ701：エリア評価算出手段12は、
処理部６の道路信号網データベース８より、信号設置交
差点のノード位置と道路距離のデータとを読み込む。

【００７１】ステップ702：バス遅れ時間算出手段11の
動作時と同じ時間帯を設定し、ステップ703：該当道路信号網上のバスダイヤグラムデ
ータを読み込む。例えば、８：００〜９：００を対象と
して、その時間において道路信号網上を通過予定のバス
の運行データを読み込むことになる。

【００７２】ステップ704：次に、処理部６より数値列
を読み込み、ステップ705：サイクルサブエリア評価値を算出する。

【００７３】この実施形態では、サイクルサブエリアに
含まれるノード数、サイクルサブエリアに含まれるリン
ク長、及び、サイクルサブエリアを通過するバス本数を
評価項目とし、それらを次の方法で定量化して評価値を
算出する。

【００７４】ノード数は、所定個数程度であることが良
いものとして、次式（４）により定量化する。Ｅ1＝ｍａｘk（｜Ｎk−α｜／α）（４）

【００７５】ここで、ｋはサイクルサブエリア、Ｎkは
サイクルサブエリアｋにおける交差点数（つまりノード
数）、αは適切なノード数であり、例えば５とする。

【００７６】また、リンク長は、短いものの組合せが良
く、従って、最大リンク長と最小リンク長との差は小さ
い方が良いものとして、次式（５）に基づいて定量化す
る。Ｅ2＝ｍａｘk｛（ｍａｘl Ｄk,l−Ｄmin）／（Ｄmax−Ｄmin）｝（５）

【００７７】ここで、ｋはサイクルサブエリア、ｌはサ
イクルサブエリア内のリンク、ｍａｘl Ｄk,lはサイク
ルサブエリアｋのリンクの最大リンク長、Ｄmaxは道路
信号網における最大リンク長、Ｄminは道路信号網にお
ける最小リンク長である。

【００７８】また、サイクルサブエリア内を通過するバ
ス本数は、多い程基本的に良いものとして、定量化す
る。

【００７９】この実施形態では、エリア内を極力多数の
バス本数が通過し、エリア内リンク間のバス本数が均等
である程良いと評価する。任意時間帯の対象道路信号網
における全バス通過本数をＢall、サイクルサブエリア
ｋ内に位置するリンクｌでの同任意時間帯のバス通過本
数をＢk,lとし、また、サイクルサブエリアｋ内のリン
クでの同任意時間帯における最少バス通過本数をＢk,mi
n、サイクルサブエリアｋ内のリンクでの同任意時間帯
における最大バス通過本数をＢk,maxとするとき、全バ
ス通過本数ＢallとＢk,minとの差、及びＢk,maxとＢk,m
inとの差が小さいものほど良好なエリア構成として評価
する。但し、バス路線のリンクとバス路線ではないリン
クとが混在するエリアは∞とする。この関係を次式
（６）〜（９）によって定量化する。なお、次式（８）
において、β１，β２は任意の結合加重であり、例え
ば、０．５、０．５である。Ｂk,min＝ｍｉｎl Ｂk,l （６）Ｂk,max＝ｍａｘl Ｂk,l （７）Ｊk＝β1（Ｂall−Ｂk,min）＋β2（Ｂk,max−Ｂk,min）（８）Ｅ3＝（ｍａｘk Ｊk−ｍｉｎk Ｊk）／Ｂall （９）

【００８０】以上の各評価値Ｅ1、Ｅ2、Ｅ3を、任意の
定数Ｗmを用いた加重平均により統合し、一つのサイク
ルサブエリア評価値Ｅｓ＝ΣＷmＥm（Σはｍ＝１から３
まで加算）を求める。

【００８１】ステップ706：こうして求めた評価値を処
理部６に書き込む。

【００８２】なお、上記評価項目以外に、サイクルサブ
エリアの形状や交通容量等、他の項目を含めてもよい。

【００８３】次に、制御パラメータ・エリア算出手段13
は、バス遅れ時間評価値、エリア評価値を最小とする制
御パラメータと制御エリアとを求める。図８は、制御パ
ラメータ・エリア算出手段13の動作フローを示してい
る。

【００８４】ステップ801：制御パラメータ・エリア算
出手段13は、処理部６より、現在の数値列を読み込む。

【００８５】ステップ802：同様に、処理部６より、算
出した遅れ時間評価値とサイクルサブエリア評価値とを
読み込む。

【００８６】ステップ803：遅れ時間評価値とエリア評
価値とから総合評価値Ｅを求める。

【００８７】この実施形態では、この二つの評価値の任
意定数γを用いた加重平均により、Ｅ＝γ1Ｅd＋γ2Ｅｓ（１０）として算出する。

【００８８】ステップ804：算出後、処理部６に保存さ
れている現在までの最小の総合評価値Ｅを読み込み、こ
の総合評価値と算出した総合評価値とを比較し、これま
でのＥの最小値Ｅminを求める。

【００８９】ステップ805：この制御パラメータ・エリ
ア算出13の最初の動作時は、比較すべき最小値がないた
め、算出した総合評価値を最小値として設定する。それ
以外のときは、前回までの最小値と比較し、新たに算出
した最小値の方が小さい場合には最小値を入れ換えて処
理部６に保存し、かつ、この値に該当する数値列を最小
値の数値列として処理部６に保存する。

【００９０】ステップ806：保存後、実行回数をチェッ
クする。この実施形態では、動作時に予め処理部６にお
いて、現在実行回数は０に、指定実行回数は任意値に設
定される。これらの値を読み込み、ステップ807：現在実行回数と指定実行回数とを比較
し、設定した実行回数より現在の実行回数の方が小さい
場合には、ステップ808：現在実行回数を１増加し、制御パラメー
タ・エリア変換手段10に戻り、次の実行を繰り返す。

【００９１】ステップ807において、現在実行回数と指
定実行回数とが一致している場合は、得られた最小値の
数値列を各信号機におけるサイクル、スプリット、オフ
セットの各制御パラメータ及びサイクルサブエリアに変
換する。

【００９２】ステップ810：各パラメータとサイクルサ
ブエリアとを処理部６に書き込み、ステップ811：同時に、端末14に表示する。

【００９３】こうして、この設計装置では、バスの定時
性の確保が可能なバス優先信号制御パラメータ及び制御
エリアを設計することができる。

【００９４】なお、実施形態では、１道路上の１方向の
バス運行のみについて説明したが、対象道路信号網の任
意時間帯における全方向の全バス路線が対象となる。

【００９５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、バスの運行を考慮した信号制御パラメータと
制御エリアとの設計が可能であり、バスダイヤグラムと
信号制御との連係を図り、ダイヤグラムに基づく円滑な
バス運行を可能にする。

【００９６】同時に、これらのパラメータとエリアによ
る制御によって、公共車両としてのバス運行の定時性を
向上させ、移動に要する時間の見積りを容易にし、バス
利用者の利便性を高めることができる。

【００９７】また、ダイヤグラムに基づくバス運行と信
号制御とにより、バスの交差点での停留や頻繁な加減速
が減少し、燃料の消費量を減らし、汚染物質の発生を減
少させることができ、経済性を高め、環境の保護にも役
立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるバス優先信号制御パ
ラメータ・エリア設計装置の全体構成図、

【図２】前記装置の制御パラメータ・エリア表現手段の
動作フロー図、

【図３】制御パラメータと制御エリアの数値列構成と数
値化の概念を表す模式図、

【図４】前記装置の制御パラメータ・エリア変更手段の
動作フロー図、

【図５】前記装置のバス遅れ時間算出手段の処理フロー
図、

【図６】バスの走行軌跡と遅れ時間算出の概念を表す模
式図、

【図７】前記装置のエリア評価算出手段の処理フロー
図、．

【図８】前記装置の制御パラメータ・エリア算出手段の
処理フローである。

【符号の説明】

１道路２交差点３信号機４バス５バス停留所６処理部７バスダイヤグラムデータベース８道路信号網データベース９制御パラメータ・エリア表現手段 10 制御パラメータ・エリア変更手段 11 バス遅れ時間算出手段 12 エリア評価算出手段 13 制御パラメータ・エリア算出手段 14 端末

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)発明者橋場加奈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Ｆターム(参考） 5H180 AA06 AA16 BB15 FF18 JJ01 JJ12 JJ16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バスの走行を優先するように、交差点に
設置した信号機の信号現示の制御パラメータや、同期し
て動作する系統制御信号機群による制御エリアを設計す
るバス優先信号制御パラメータ・エリア設計装置であっ
て、バス運行のデータを含むバスダイヤグラムデータベース
と、交差点や接続道路、設置信号機のデータを含む道路信号
網データベースとを備え、これらのデータベースのデー
タを用いて、制御パラメータである、青開始時刻から次
の開始時刻までの時間を示すサイクル、交差する道路の
青信号時間の比を示すスプリット、及び隣接する交差点
との青時間開始時刻のずれを表すオフセットを設計し、
制御エリアであるサイクルサブエリアを設計することを
特徴とするバス優先信号制御パラメータ・エリア設計装
置。
【請求項２】前記サイクル、スプリット、オフセット
及びサイクルサブエリアを数値化して表現する制御パラ
メータ・エリア表現手段を備えることを特徴とする請求
項１に記載のバス優先信号制御パラメータ・エリア設計
装置。
【請求項３】前記制御パラメータ・エリア表現手段に
よって数値化された数値を変更する制御パラメータ・エ
リア変更手段を備えることを特徴とする請求項２に記載
のバス優先信号制御パラメータ・エリア設計装置。
【請求項４】前記バスダイヤグラムデータ及び道路信
号網データから得られるバスの走行軌跡と、前記制御パ
ラメータ・エリア表現手段または制御パラメータ・エリ
ア変更手段により数値化された前記制御パラメータ及び
サイクルサブエリアから得られる信号現示とを基に、信
号待ちによるバスの遅れ時間を算出するバス遅れ時間算
出手段を備えることを特徴とする請求項２または３に記
載のバス優先信号制御パラメータ・エリア設計装置。
【請求項５】前記バスダイヤグラムデータ及び道路信
号網データを基に、前記制御パラメータ・エリア表現手
段または制御パラメータ・エリア変更手段により数値化
された前記サイクルサブエリアの評価値を算出するエリ
ア評価値算出手段を備えることを特徴とする請求項２、
３または４に記載のバス優先信号制御パラメータ・エリ
ア設計装置。
【請求項６】前記バスの遅れ時間及びエリア評価値の
加重平均値を最小とする前記サイクル、スプリット、オ
フセット及びサイクルサブエリアを求める制御パラメー
タ・エリア算出手段を備えることを特徴とする請求項５
に記載のバス優先信号制御パラメータ・エリア設計装
置。
【請求項７】バスの走行を優先するように、交差点に
設置した信号機の信号現示の制御パラメータや、同期し
て動作する系統制御信号機群による制御エリアを設計す
るバス優先信号制御パラメータ・エリア設計方法であっ
て、バス運行のデータを含むバスダイヤグラムデータベース
と交差点や接続道路、設置信号機のデータを含む道路信
号網データベースとのデータを用いて、定量化した評価
指標の値を算出し、評価指標の算出結果に基づいて、制
御パラメータである、青開始時刻から次の開始時刻まで
の時間を示すサイクル、交差する道路の青信号時間の比
を示すスプリット、及び隣接する交差点との青時間開始
時刻のずれを表すオフセットと、制御エリアであるサイ
クルサブエリアとを設計することを特徴とするバス優先
信号制御パラメータ・エリア設計方法。
【請求項８】前記評価指標の１つとして、信号待ちに
よるバスの遅れ時間を用いることを特徴とする請求項７
に記載のバス優先信号制御パラメータ・エリア設計方
法。
【請求項９】前記評価指標の１つとして、サイクルサ
ブエリアに含まれる交差点の数、交差点間の各接続道路
の長さ及びサイクルサブエリア内を通過するバス本数の
多さに基づいて評価したエリア評価値を用いることを特
徴とする請求項７または８に記載のバス優先信号制御パ
ラメータ・エリア設計方法。
【請求項１０】前記エリア評価値を、評価が高まる
程、値が小さくなるように定量化し、前記バスの遅れ時
間及びエリア評価値の加重平均値を最小とするように前
記サイクル、スプリット、オフセット及びサイクルサブ
エリアを設計することを特徴とする請求項９に記載のバ
ス優先信号制御パラメータ・エリア設計方法。
【請求項１１】前記サイクル、スプリット、オフセッ
ト及びサイクルサブエリアを種々の状態に設定し、それ
ぞれの状態における前記加重平均値を算出し、最小の前
記加重平均値を齎す状態の前記サイクル、スプリット、
オフセット及びサイクルサブエリアに設計することを特
徴とする請求項１０に記載のバス優先信号制御パラメー
タ・エリア設計方法。
【請求項１２】前記サイクル、スプリット、オフセッ
ト及びサイクルサブエリアを数値化して表現し、その数
値化した数値を変更することによって、前記サイクル、
スプリット、オフセット及びサイクルサブエリアの種々
の状態を設定することを特徴とする請求項１１に記載の
バス優先信号制御パラメータ・エリア設計方法。
【請求項１３】前記数値化した数値を、乱数を用いて
変更することにより、前記サイクル、スプリット、オフ
セット及びサイクルサブエリアの種々の状態を設定する
ことを特徴とする請求項１２に記載のバス優先信号制御
パラメータ・エリア設計方法。