JP2001109988A - 信号制御方法 - Google Patents
信号制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＴＲＡＮＳＹＴの評価関数として総燃料消費
量を算出するパフォーマンス・インデックスを定義し、
その評価関数に基づいて燃料消費量を最適化する系統制
御パラメータを導いて信号制御を行なう信号制御方法を
提供する。 【解決手段】 本発明で定義した評価関数ＰＩｆを求め
るために、先ずステップ21において流入車両数を計算す
る。次に、ステップ23において、流出車両数および停留
車両数を計算する。ステップ24において、リンク内存在
台数を計算する。さらに、ステップ25において、リンク
走行速度を算出する。また、ステップ25において、上記
で求めたリンク走行速度からリンク走行中１ｋｍあたり
の燃料消費量をｆ(ｖ)を算出する。ステップ26におい
て、上記により求めたｆ(ｖ)とリンク距離ｌからリンク
走行中の燃料消費量ｆ(ｖ)・ｌを算出する。一方、ステ
ップ27において、停止回数及び待ち時間を算出する。最
後にステップ28において、ＰＩｆを求めることができ
る。
量を算出するパフォーマンス・インデックスを定義し、
その評価関数に基づいて燃料消費量を最適化する系統制
御パラメータを導いて信号制御を行なう信号制御方法を
提供する。 【解決手段】 本発明で定義した評価関数ＰＩｆを求め
るために、先ずステップ21において流入車両数を計算す
る。次に、ステップ23において、流出車両数および停留
車両数を計算する。ステップ24において、リンク内存在
台数を計算する。さらに、ステップ25において、リンク
走行速度を算出する。また、ステップ25において、上記
で求めたリンク走行速度からリンク走行中１ｋｍあたり
の燃料消費量をｆ(ｖ)を算出する。ステップ26におい
て、上記により求めたｆ(ｖ)とリンク距離ｌからリンク
走行中の燃料消費量ｆ(ｖ)・ｌを算出する。一方、ステ
ップ27において、停止回数及び待ち時間を算出する。最
後にステップ28において、ＰＩｆを求めることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号制御方法に関
し、特に、ＴＲＡＮＳＹＴの評価関数として総燃料消費
量を算出するパフォーマンス・インデックスを定義し、
その評価関数に基づいて燃料消費量を最適化する系統制
御パラメータを導いて信号制御を行なうようにしたもの
である。
し、特に、ＴＲＡＮＳＹＴの評価関数として総燃料消費
量を算出するパフォーマンス・インデックスを定義し、
その評価関数に基づいて燃料消費量を最適化する系統制
御パラメータを導いて信号制御を行なうようにしたもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、道路を走行する車両の交差点での
停止回数を少なくして円滑な走行を実現するため、所定
地域の交差点の信号現示を関連付けて制御する系統信号
制御が行なわれている。信号現示の制御パラメータに
は、青開始時刻から次の青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信号開始時刻のずれを示
すオフセットがあり、系統信号制御では、車両の信号で
の待ち時間（送れ時間）と停止回数との総和が最小とな
るように、各交差点における信号現示の制御パラメータ
が設定される。
停止回数を少なくして円滑な走行を実現するため、所定
地域の交差点の信号現示を関連付けて制御する系統信号
制御が行なわれている。信号現示の制御パラメータに
は、青開始時刻から次の青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信号開始時刻のずれを示
すオフセットがあり、系統信号制御では、車両の信号で
の待ち時間（送れ時間）と停止回数との総和が最小とな
るように、各交差点における信号現示の制御パラメータ
が設定される。
【０００３】この道路網の信号制御パラメータの決定を
主目的として、街路交通流のシミュレータであるＴＲＡ
ＮＳＹＴ(Ａ Traffic Ｎetwork Study Tool）が１９７
６年に英国のＴＲＲＬ研究所で、ロンドン郊外の道路モ
デルに使って開発されている。
主目的として、街路交通流のシミュレータであるＴＲＡ
ＮＳＹＴ(Ａ Traffic Ｎetwork Study Tool）が１９７
６年に英国のＴＲＲＬ研究所で、ロンドン郊外の道路モ
デルに使って開発されている。
【０００４】ＴＲＡＮＳＹＴは、大きく分けて二つの機
能を有している。一つは信号交差点で発生する遅れと停
止を計算し、制御パラメータを最適化する機能であり、
もう一つは、道路網に交通流を与えて車群をシミュレー
トする機能である。ＴＲＡＮＳＹＴの交通モデルは、車
群の拡散を考慮しながら各リンクの交通流を表現してい
る。
能を有している。一つは信号交差点で発生する遅れと停
止を計算し、制御パラメータを最適化する機能であり、
もう一つは、道路網に交通流を与えて車群をシミュレー
トする機能である。ＴＲＡＮＳＹＴの交通モデルは、車
群の拡散を考慮しながら各リンクの交通流を表現してい
る。
【０００５】従来、ＴＲＡＮＳＹＴの評価関数であるＰ
Ｉ(Performance Index：パフォーマンス・インデック
ス)は、以下の式（１）にように表される。 ＰＩ＝Σ（ｄｉ＋Ｋ・ｓｉ） （１） （Σはｉについてｎまで加算） ここで、ｄｉ：各交差点における平均遅れ時間(乗用車
換算台数・時間／時間) ｓｉ：各交差点における平均停止回数 Ｋ ：停止回数への重み係数 このＰＩを最小化して、旅行時間を最小化する信号制御
を行なっているにすぎない。
Ｉ(Performance Index：パフォーマンス・インデック
ス)は、以下の式（１）にように表される。 ＰＩ＝Σ（ｄｉ＋Ｋ・ｓｉ） （１） （Σはｉについてｎまで加算） ここで、ｄｉ：各交差点における平均遅れ時間(乗用車
換算台数・時間／時間) ｓｉ：各交差点における平均停止回数 Ｋ ：停止回数への重み係数 このＰＩを最小化して、旅行時間を最小化する信号制御
を行なっているにすぎない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のパフ
ォーマンス・インデックスＰＩでは、ＰＩを最小化し
て、旅行時間を最小化する信号制御を行なっているだけ
で、近年の車両を取巻く環境のうちで重要なファクター
である総燃料消費量を考慮したものとなっていない。
ォーマンス・インデックスＰＩでは、ＰＩを最小化し
て、旅行時間を最小化する信号制御を行なっているだけ
で、近年の車両を取巻く環境のうちで重要なファクター
である総燃料消費量を考慮したものとなっていない。
【０００７】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、ＴＲＡＮＳＹＴの評価関数として総燃料
消費量を算出するパフォーマンス・インデックスを定義
し、その評価関数に基づいて燃料消費量を最適化する系
統制御パラメータを導いて信号制御を行なう信号制御方
法を提供することを目的としている。
るものであり、ＴＲＡＮＳＹＴの評価関数として総燃料
消費量を算出するパフォーマンス・インデックスを定義
し、その評価関数に基づいて燃料消費量を最適化する系
統制御パラメータを導いて信号制御を行なう信号制御方
法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本願の請求項１記載の発明は、ＴＲＡＮＳＹＴの枠組
みの中で、リンク走行速度に基づいた総燃料消費量を算
出するパフォーマンス・インデックスをＴＲＡＮＳＹＴ
の評価関数として定義し、その評価関数に基づいて燃料
消費量を最適化する系統制御パラメータを導いて信号制
御を行なうようにしたことを特徴とする。
に本願の請求項１記載の発明は、ＴＲＡＮＳＹＴの枠組
みの中で、リンク走行速度に基づいた総燃料消費量を算
出するパフォーマンス・インデックスをＴＲＡＮＳＹＴ
の評価関数として定義し、その評価関数に基づいて燃料
消費量を最適化する系統制御パラメータを導いて信号制
御を行なうようにしたことを特徴とする。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１に
おいて、ＴＲＡＮＳＹＴの評価関数として総燃料消費量
を算出する前記パフォーマンス・インデックス（ＰＩ
ｆ）を、 ＰＩｆ＝Σ（ｗ・ｄｉ＋ｋ・ｓｉ＋ｆ（ｖｉ）・ｌｉ） （Σはｉについてｎまで加算） ここで、ｄｉ：各交差点における平均遅れ時間(乗用車
換算台数・時間／時間) ｓｉ：各交差点における平均停止回数 ｗ：アイドリング１秒当たりの燃料消費量 ｋ：1回の停止にかかる加減速により生じる燃料消費量 ｌｉ：リンク距離 ｆ(ｖｉ) :１ｋｍ当たりの燃料消費量 さらに、ｆ(ｖ)は、リンク走行速度ｖを用いて、各リン
ク毎に、 ｆ(ｖ)＝(ａ／ｖ)＋ｂ・ｖ＋ｃ・ｖ×ｖ＋ｄ ｖ＝ｑ×ｌ／Ｍ ここで、ｑ：交差点への流入交通量 ｌ：リンク距離 Ｍ：リンク存在台数 と定義したことを特徴とする。
おいて、ＴＲＡＮＳＹＴの評価関数として総燃料消費量
を算出する前記パフォーマンス・インデックス（ＰＩ
ｆ）を、 ＰＩｆ＝Σ（ｗ・ｄｉ＋ｋ・ｓｉ＋ｆ（ｖｉ）・ｌｉ） （Σはｉについてｎまで加算） ここで、ｄｉ：各交差点における平均遅れ時間(乗用車
換算台数・時間／時間) ｓｉ：各交差点における平均停止回数 ｗ：アイドリング１秒当たりの燃料消費量 ｋ：1回の停止にかかる加減速により生じる燃料消費量 ｌｉ：リンク距離 ｆ(ｖｉ) :１ｋｍ当たりの燃料消費量 さらに、ｆ(ｖ)は、リンク走行速度ｖを用いて、各リン
ク毎に、 ｆ(ｖ)＝(ａ／ｖ)＋ｂ・ｖ＋ｃ・ｖ×ｖ＋ｄ ｖ＝ｑ×ｌ／Ｍ ここで、ｑ：交差点への流入交通量 ｌ：リンク距離 Ｍ：リンク存在台数 と定義したことを特徴とする。
【００１０】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載において、前記アイドリング１秒当たりの燃料消費量
ｗ、前記1回の停止にかかる加減速により生じる燃料消
費量ｋ、および、前記１ｋｍ当たりの燃料消費量ｆ(ｖ)
として、2000ｃｃの乗用車が消費する係数を導入したこ
とを特徴とする。
載において、前記アイドリング１秒当たりの燃料消費量
ｗ、前記1回の停止にかかる加減速により生じる燃料消
費量ｋ、および、前記１ｋｍ当たりの燃料消費量ｆ(ｖ)
として、2000ｃｃの乗用車が消費する係数を導入したこ
とを特徴とする。
【００１１】また、請求項４記載の発明は、請求項２記
載において、前記ｗとして0.345、前記ｋとして17.98、
前記ａとして539.0、前記ｂとして−11.03、前記ｃとし
て0.7858、および、前記ｄとして587.6をそれぞれ係数
値としたことを特徴とする。
載において、前記ｗとして0.345、前記ｋとして17.98、
前記ａとして539.0、前記ｂとして−11.03、前記ｃとし
て0.7858、および、前記ｄとして587.6をそれぞれ係数
値としたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。
て、図面を用いて説明する。
【００１３】本発明の信号制御方法を導き出すための基
礎データとして、本発明では図１に示すような１×10の
ネットワークを対象路線とし、各交差点の出口付近に車
両感知器det１〜det10を配置して車両台数データを取得
した。なお、６番と７番のノードは、東西方向ばかりで
なく南北方向にもかなりの交通量があり重要交差点とし
て定義している。
礎データとして、本発明では図１に示すような１×10の
ネットワークを対象路線とし、各交差点の出口付近に車
両感知器det１〜det10を配置して車両台数データを取得
した。なお、６番と７番のノードは、東西方向ばかりで
なく南北方向にもかなりの交通量があり重要交差点とし
て定義している。
【００１４】対象路線は実際には、横浜市内の国道１号
線の一部であり、リンク長は、実測して交差点距離とな
っている。また交通量も３つの時間帯（ピーク時、オフ
ピーク時、閑散時）における実データを抽出したもので
ある。
線の一部であり、リンク長は、実測して交差点距離とな
っている。また交通量も３つの時間帯（ピーク時、オフ
ピーク時、閑散時）における実データを抽出したもので
ある。
【００１５】その結果、次の表１に示すような流入交通
量および直進・右左折率のデータが得られた。
量および直進・右左折率のデータが得られた。
【００１６】
【表１】
【００１７】さて本発明では、総燃料消費量を考慮した
パフォーマンス・インデックスＰＩｆを以下のように定
義するものであり、このＰＩｆを最適化（最小化）する
ことにより、総燃料消費量を考慮した評価値が得られ
る。すなわち、 ＰＩｆ＝Σ（ｗ・ｄｉ＋ｋ・ｓｉ＋ｆ（ｖｉ）・ｌｉ） （２） （Σはｉについてｎまで加算） ここで、ｄｉ：各交差点における平均遅れ時間(乗用車
換算台数・時間／時間) ｓｉ：各交差点における平均停止回数 ｗ：アイドリング１秒当たりの燃料消費量 ｋ：1回の停止にかかる加減速により生じる燃料消費量 ｌｉ：リンク距離 ｆ(ｖｉ) :１ｋｍ当たりの燃料消費量 さらに、ｆ(ｖ)は、リンク走行速度ｖを用いて、各リン
ク毎に、 ｆ(ｖ)＝(ａ／ｖ)＋ｂ・ｖ＋ｃ・ｖ×ｖ＋ｄ （３） ｖ＝ｑ×ｌ／Ｍ （４） ここで、ｑ：交差点への流入交通量 ｌ：リンク距離 Ｍ：リンク存在台数 と定義する。また、上記式を理解するために、従来から
使用されているＴＲＡＮＳＹＴ(Ａ Traffic Ｎetwork S
tudy Tool）シミュレータおよび交通工学において知ら
れている式を以下のように示す。
パフォーマンス・インデックスＰＩｆを以下のように定
義するものであり、このＰＩｆを最適化（最小化）する
ことにより、総燃料消費量を考慮した評価値が得られ
る。すなわち、 ＰＩｆ＝Σ（ｗ・ｄｉ＋ｋ・ｓｉ＋ｆ（ｖｉ）・ｌｉ） （２） （Σはｉについてｎまで加算） ここで、ｄｉ：各交差点における平均遅れ時間(乗用車
換算台数・時間／時間) ｓｉ：各交差点における平均停止回数 ｗ：アイドリング１秒当たりの燃料消費量 ｋ：1回の停止にかかる加減速により生じる燃料消費量 ｌｉ：リンク距離 ｆ(ｖｉ) :１ｋｍ当たりの燃料消費量 さらに、ｆ(ｖ)は、リンク走行速度ｖを用いて、各リン
ク毎に、 ｆ(ｖ)＝(ａ／ｖ)＋ｂ・ｖ＋ｃ・ｖ×ｖ＋ｄ （３） ｖ＝ｑ×ｌ／Ｍ （４） ここで、ｑ：交差点への流入交通量 ｌ：リンク距離 Ｍ：リンク存在台数 と定義する。また、上記式を理解するために、従来から
使用されているＴＲＡＮＳＹＴ(Ａ Traffic Ｎetwork S
tudy Tool）シミュレータおよび交通工学において知ら
れている式を以下のように示す。
【００１８】１． 上流リンクそれぞれの流出パターン
に流入率を積算したものと、定常流入量との和として、
流入パターンを計算することができる。 ｉ(ｔ)=Σ（上流リンクパターン×流入率）＋定常流入量 （５） ここで、ｉ(ｔ)：時間ｔの流入車両台数
に流入率を積算したものと、定常流入量との和として、
流入パターンを計算することができる。 ｉ(ｔ)=Σ（上流リンクパターン×流入率）＋定常流入量 （５） ここで、ｉ(ｔ)：時間ｔの流入車両台数
【００１９】２．ノードの信号現示と青時間遅延を考慮
し、各時間毎の青時間実行通過率を計算することができ
る。 実行通過率：Ｇ(ｔ)=Σ(１／lag+1)・g(t+j) （６） （Σはｊについてlag+1まで加算） g(ｔ)=１(青信号現示)又は０(それ以外)：青フラグ lag：青時間遅延
し、各時間毎の青時間実行通過率を計算することができ
る。 実行通過率：Ｇ(ｔ)=Σ(１／lag+1)・g(t+j) （６） （Σはｊについてlag+1まで加算） g(ｔ)=１(青信号現示)又は０(それ以外)：青フラグ lag：青時間遅延
【００２０】３．各時間の流出車両数・停留車両数を次
式で求め、流出パターンとする。 o(ｔ)=min(m(t-1),sat)×Ｇ(ｔ) (７) m(ｔ)=m(t-1)-o(ｔ)＋q(ｔ) (８) ここで、sat：飽和交通量 m(ｔ)：時間ｔのリンクの停留車両 q(ｔ)：時間ｔ間にリンクに到着する車両数 o(ｔ)：時間ｔ間にリンクから流出する車両数
式で求め、流出パターンとする。 o(ｔ)=min(m(t-1),sat)×Ｇ(ｔ) (７) m(ｔ)=m(t-1)-o(ｔ)＋q(ｔ) (８) ここで、sat：飽和交通量 m(ｔ)：時間ｔのリンクの停留車両 q(ｔ)：時間ｔ間にリンクに到着する車両数 o(ｔ)：時間ｔ間にリンクから流出する車両数
【００２１】４．各リンクの評価値を計算し、道路網全
体の評価値を求める際の要素として、 ・停止回数： Ｓ＝ΣＳｉ (９) Ｓｉ＝Σ(q(ｔ)×Ｍ(ｔ))・3600／cyc (１０) ここで、cyc：サイクル長（秒）、3600：１時間の秒表
示 Ｍ(ｔ)：停留車両の存在を示し、１（ｍ(ｔ)＞０）でそ
れ以外は０
体の評価値を求める際の要素として、 ・停止回数： Ｓ＝ΣＳｉ (９) Ｓｉ＝Σ(q(ｔ)×Ｍ(ｔ))・3600／cyc (１０) ここで、cyc：サイクル長（秒）、3600：１時間の秒表
示 Ｍ(ｔ)：停留車両の存在を示し、１（ｍ(ｔ)＞０）でそ
れ以外は０
【００２２】５．各リンクの評価値を計算し、道路網全
体の評価値を求める際の要素として、 ・待ち時間： ｄ＝Σｄｉ (１１) ｄｉ＝{Σｍ(ｔ)／(3600・cyc)}＋{Xi・Xi／4(1-Xi・Xi)} (１２) ここで、Xi：リンクｉにおける飽和度、cyc：サイクル
長（秒）
体の評価値を求める際の要素として、 ・待ち時間： ｄ＝Σｄｉ (１１) ｄｉ＝{Σｍ(ｔ)／(3600・cyc)}＋{Xi・Xi／4(1-Xi・Xi)} (１２) ここで、Xi：リンクｉにおける飽和度、cyc：サイクル
長（秒）
【００２３】６．各リンクの評価値を計算し、道路網全
体の評価値を求める際の要素として、 ・リンク内存在台数： ｎ(ｔ)＝Σｉ(ｔ)＋ｍ(ｔ) (１３) （Σはｔ−Ｔｉからｔまでの加算） ここで、Ｔｉ＝Ｖｉ×ｌｉ：自由走行時の旅行時間 Ｖｉ：リンクｉにおける自由走行速度
体の評価値を求める際の要素として、 ・リンク内存在台数： ｎ(ｔ)＝Σｉ(ｔ)＋ｍ(ｔ) (１３) （Σはｔ−Ｔｉからｔまでの加算） ここで、Ｔｉ＝Ｖｉ×ｌｉ：自由走行時の旅行時間 Ｖｉ：リンクｉにおける自由走行速度
【００２４】７．各リンクの評価値を計算し、道路網全
体の評価値を求める際の要素として、 ・リンク走行速度： ｖｉ＝ｌｉ×q(ｔ)／ｎ(ｔ) (１４)
体の評価値を求める際の要素として、 ・リンク走行速度： ｖｉ＝ｌｉ×q(ｔ)／ｎ(ｔ) (１４)
【００２５】以上のような式の下で、上記式（２）を如
何に求めるかについて、図２のフローチャートにより説
明する。
何に求めるかについて、図２のフローチャートにより説
明する。
【００２６】図２において、先ずステップ（図２ではS
t．と略記している。）21において流入車両数を上記式
（５）に基づいて計算する。次に、ステップ23におい
て、流出車両数および停留車両数を上記式（７）及び式
（８）により計算する。
t．と略記している。）21において流入車両数を上記式
（５）に基づいて計算する。次に、ステップ23におい
て、流出車両数および停留車両数を上記式（７）及び式
（８）により計算する。
【００２７】ステップ24において、リンク内存在台数を
上記式（１３）により計算する。さらに、ステップ25に
おいて、リンク走行速度を上記式（１４）により算出す
る。
上記式（１３）により計算する。さらに、ステップ25に
おいて、リンク走行速度を上記式（１４）により算出す
る。
【００２８】また、ステップ25において、上記で求めた
リンク走行速度からリンク走行中１ｋｍあたりの燃料消
費量をｆ(ｖ)を算出する。
リンク走行速度からリンク走行中１ｋｍあたりの燃料消
費量をｆ(ｖ)を算出する。
【００２９】ステップ26において、上記により求めたｆ
(ｖ)とリンク距離ｌからリンク走行中の燃料消費量ｆ
(ｖ)・ｌ、すなわち上記式（２）の第３項を算出する。
(ｖ)とリンク距離ｌからリンク走行中の燃料消費量ｆ
(ｖ)・ｌ、すなわち上記式（２）の第３項を算出する。
【００３０】一方、ステップ27において、上記式
（９）、(１０)および上記式(１１)から停止回数及び待
ち時間を算出する。最後にステップ28において、上記式
（２）のＰＩｆを求めることができる。
（９）、(１０)および上記式(１１)から停止回数及び待
ち時間を算出する。最後にステップ28において、上記式
（２）のＰＩｆを求めることができる。
【００３１】以上の説明から分かるように、本発明によ
り定義した総燃料消費量を考慮したパフォーマンス・イ
ンデックスＰＩｆを求めることができる。一方、従来か
ら使用されているパフォーマンス・インデックスＰＩに
基づいて評価値を求めることができるので、ここでは、
実測して得られた交通量において、ＰＩとＰＩｆそれぞ
れを最小にする信号制御パラメータをランダム探索法
（探索回数１万回）を求める。また、２つの評価関数の
パラメータ値は、例として2000ｃｃクラスの普通乗用車
の燃料消費量の実測値により、以下のように定めてい
る。 ＰＩ＝Σ（ｄｉ＋25・ｓｉ） （１５） （Σはｉについてｎまで加算） ＰＩｆ＝Σ（0.345・ｄｉ＋17.98・ｓｉ＋ｆ（ｖｉ）・ｌｉ） （１６） （Σはｉについてｎまで加算） ｆ(ｖ)＝(539.0／ｖ)−11.03・ｖ＋0.7858・ｖ２＋587.6 （１７）
り定義した総燃料消費量を考慮したパフォーマンス・イ
ンデックスＰＩｆを求めることができる。一方、従来か
ら使用されているパフォーマンス・インデックスＰＩに
基づいて評価値を求めることができるので、ここでは、
実測して得られた交通量において、ＰＩとＰＩｆそれぞ
れを最小にする信号制御パラメータをランダム探索法
（探索回数１万回）を求める。また、２つの評価関数の
パラメータ値は、例として2000ｃｃクラスの普通乗用車
の燃料消費量の実測値により、以下のように定めてい
る。 ＰＩ＝Σ（ｄｉ＋25・ｓｉ） （１５） （Σはｉについてｎまで加算） ＰＩｆ＝Σ（0.345・ｄｉ＋17.98・ｓｉ＋ｆ（ｖｉ）・ｌｉ） （１６） （Σはｉについてｎまで加算） ｆ(ｖ)＝(539.0／ｖ)−11.03・ｖ＋0.7858・ｖ２＋587.6 （１７）
【００３２】このようにパラメータ値を設定すると共に
上記した実測データを基にＰＩ及びＰＩｆそれぞれの評
価関数についてランダム探索法（探索回数１万回）で、
最適化実験を20回試行した際の最良のものについて比較
した結果を次に表２に示す。
上記した実測データを基にＰＩ及びＰＩｆそれぞれの評
価関数についてランダム探索法（探索回数１万回）で、
最適化実験を20回試行した際の最良のものについて比較
した結果を次に表２に示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】表２の結果において燃料消費量を比較する
と、どの交通量の場合でもＰＩでの最適化信号制御より
もＰＩｆで最適化信号制御した場合の総燃料消費量は、
2.4％〜11.1％の削減効果があることが分かった。
と、どの交通量の場合でもＰＩでの最適化信号制御より
もＰＩｆで最適化信号制御した場合の総燃料消費量は、
2.4％〜11.1％の削減効果があることが分かった。
【００３５】従来のＰＩの式でのＫの値にＰＩｆでのｗ
／ｋを代入してみても、交通量が大きくなるほどＫの値
の変化による効果は少なかったが、リンク走行速度を考
慮することによりより大きな効果が生じることが分かっ
た。
／ｋを代入してみても、交通量が大きくなるほどＫの値
の変化による効果は少なかったが、リンク走行速度を考
慮することによりより大きな効果が生じることが分かっ
た。
【００３６】つまり交通量が大きくなるにつれて、リン
ク走行速度を考慮したＰＩｆを用いる効果は大きく、信
号制御により走行速度を上昇させることも可能である。
ク走行速度を考慮したＰＩｆを用いる効果は大きく、信
号制御により走行速度を上昇させることも可能である。
【００３７】これより、従来のＰＩでの最適制御は、環
境の面からみた燃料消費量の評価では、最適な制御にな
らない。特に過飽和時は、交差点のみに着目するだけで
は燃料消費量をより少なくすることは不可能で、リンク
全体の速度を考慮しなければならない。
境の面からみた燃料消費量の評価では、最適な制御にな
らない。特に過飽和時は、交差点のみに着目するだけで
は燃料消費量をより少なくすることは不可能で、リンク
全体の速度を考慮しなければならない。
【００３８】次に、表２において、従来のＰＩと本発明
のＰＩｆそれぞれで最適化した場合の全交差点における
遅れ時間と停止回数を比較してみる。
のＰＩｆそれぞれで最適化した場合の全交差点における
遅れ時間と停止回数を比較してみる。
【００３９】すべての交通量で燃料消費量を考慮したＰ
Ｉｆで最適化すると、停止回数は減少する傾向にある
が、その分遅れ時間が増加する傾向がある。
Ｉｆで最適化すると、停止回数は減少する傾向にある
が、その分遅れ時間が増加する傾向がある。
【００４０】これは、ＰＩｆにおける遅れ時間の重み係
数ｗに対する停止回数の重み係数ｋの比（すなわち、ｗ
／ｋ）がＰＩでの停止回数の重み係数Ｋよりも大きいこ
とから、燃料消費量を考慮すると遅れ時間よりも停止回
数が重視されているためである。
数ｗに対する停止回数の重み係数ｋの比（すなわち、ｗ
／ｋ）がＰＩでの停止回数の重み係数Ｋよりも大きいこ
とから、燃料消費量を考慮すると遅れ時間よりも停止回
数が重視されているためである。
【００４１】アイドリングの燃料消費量も加減速による
燃料消費量のほうが大きいので、燃料消費量を考慮した
信号制御は、遅れ時間が長くなっても停止回数を少なく
するようなものでなければならないのである。
燃料消費量のほうが大きいので、燃料消費量を考慮した
信号制御は、遅れ時間が長くなっても停止回数を少なく
するようなものでなければならないのである。
【００４２】遅れ時間の増加は、そのまま旅行時間の増
加につながるので、環境を考慮すると必ずしも旅行時間
も短くなるわけではない。環境のための制御が今現在採
用されている旅行時間を最短にする制御とは一致しない
のである。
加につながるので、環境を考慮すると必ずしも旅行時間
も短くなるわけではない。環境のための制御が今現在採
用されている旅行時間を最短にする制御とは一致しない
のである。
【００４３】従来のＰＩと本発明のＰＩｆそれぞれで評
価関数として計算された最適な信号制御パラメータは、
以下の表３に示すとおりとなる。
価関数として計算された最適な信号制御パラメータは、
以下の表３に示すとおりとなる。
【００４４】
【表３】
【００４５】表３において交通量が比較的大きい(High)
場合には、ＰＩ及びＰＩｆにおいて共通サイクル長・オ
フセット共に評価関数による違いは殆どなかった。交通
量が多い状態で流入しているので共通サイクル長及びオ
フセットで制御効果を上げるのには限界がある。
場合には、ＰＩ及びＰＩｆにおいて共通サイクル長・オ
フセット共に評価関数による違いは殆どなかった。交通
量が多い状態で流入しているので共通サイクル長及びオ
フセットで制御効果を上げるのには限界がある。
【００４６】しかしながら、交通量が中程度(Middle)の
場合には、ＰＩ及びＰＩｆにおいて共通サイクル長(cyc
le)に違いが見えるなど、ＰＩｆの燃料消費量の削減効
果が大きい場合には、共通サイクル長・オフセットも変
化しているのが分かる。
場合には、ＰＩ及びＰＩｆにおいて共通サイクル長(cyc
le)に違いが見えるなど、ＰＩｆの燃料消費量の削減効
果が大きい場合には、共通サイクル長・オフセットも変
化しているのが分かる。
【００４７】一方で、スプリットに関しては、ＰＩ及び
ＰＩｆの評価関数によって違う値を取っていることが分
かる。ＰＩで最適化した場合、交差点への流入量に比例
してスプリットが割り当てられているが、ＰＩｆで最適
化した場合は、主道路側へのスプリットが流入率よりも
小さい値を取っている。
ＰＩｆの評価関数によって違う値を取っていることが分
かる。ＰＩで最適化した場合、交差点への流入量に比例
してスプリットが割り当てられているが、ＰＩｆで最適
化した場合は、主道路側へのスプリットが流入率よりも
小さい値を取っている。
【００４８】主道路へのスプリットの少なさが遅れ時間
の大幅な増加の理由の１つと考えられる。特に一般従道
路との交差点でのスプリットが主道路側に少ない。一
方、重要交差点である６番・７番の交差点では、従道路
側からの流入交通量が大きいために主道路に割り当てら
れる青時間は必ず小さく設定されてしまう。
の大幅な増加の理由の１つと考えられる。特に一般従道
路との交差点でのスプリットが主道路側に少ない。一
方、重要交差点である６番・７番の交差点では、従道路
側からの流入交通量が大きいために主道路に割り当てら
れる青時間は必ず小さく設定されてしまう。
【００４９】それ故、他の交差点よりも重要交差点で停
止する確率が高いため、交通量が大きいときは、この２
つの交差点がボトルネックとなり、渋滞が発生し、周辺
リンクの走行速度が低くなってしまう。
止する確率が高いため、交通量が大きいときは、この２
つの交差点がボトルネックとなり、渋滞が発生し、周辺
リンクの走行速度が低くなってしまう。
【００５０】更に、上流リンクより数多く車両が流入し
てしまうとリンクの車両密度が著しく低下し、より一層
車両の走行速度は低くなってしまう。走行速度が下がる
と１ｋｍあたりの燃料消費量が増加し、渋滞時に上流リ
ンクからの流入交通量が大きいのは好ましくない。
てしまうとリンクの車両密度が著しく低下し、より一層
車両の走行速度は低くなってしまう。走行速度が下がる
と１ｋｍあたりの燃料消費量が増加し、渋滞時に上流リ
ンクからの流入交通量が大きいのは好ましくない。
【００５１】そこで、飽和に達していない上流の交差点
であっても重要交差点への流入を抑制すべく、流入交通
率より小さいスプリットしか、主道路側に配分されない
のである。
であっても重要交差点への流入を抑制すべく、流入交通
率より小さいスプリットしか、主道路側に配分されない
のである。
【００５２】しかし、１つの交差点での待ち時間が長く
ても信号で停止した車両は、現示が変われば、下流リン
クでは走行速度が高い状態で走行できるようにオフセッ
トが調整されているのでＰＩｆによる信号制御に盲点は
ないものとなる。
ても信号で停止した車両は、現示が変われば、下流リン
クでは走行速度が高い状態で走行できるようにオフセッ
トが調整されているのでＰＩｆによる信号制御に盲点は
ないものとなる。
【００５３】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
による総燃料消費量を考慮した評価関数ＰＩｆの使用に
よって、従来の旅行時間短縮のために使用してきた評価
関数ＰＩとは違う信号制御方法を導入できることが分か
った。
による総燃料消費量を考慮した評価関数ＰＩｆの使用に
よって、従来の旅行時間短縮のために使用してきた評価
関数ＰＩとは違う信号制御方法を導入できることが分か
った。
【００５４】燃料消費量を考慮すると停止回数が減少す
るが、交差点における遅れ時間が大幅に増加する。その
原因として挙げられるのが、重要交差点より上流の交差
点においてスプリットによる交通量の流入抑制が行なわ
れていることが大きい。
るが、交差点における遅れ時間が大幅に増加する。その
原因として挙げられるのが、重要交差点より上流の交差
点においてスプリットによる交通量の流入抑制が行なわ
れていることが大きい。
【００５５】しかし、そのスプリットによる交通量の流
入抑制によりリンク走行速度が大きくなり、結果として
燃焼消費量を約５％削減することが可能となるのであ
る。
入抑制によりリンク走行速度が大きくなり、結果として
燃焼消費量を約５％削減することが可能となるのであ
る。
【００５６】今後はさらにＩＴＳ技術の発達により、普
通乗用者以外のｗ、ｋ、ｆ(ｖ)の実測値が観測されるこ
とにより、実際の道路の車種構成に応じたこれらの値を
使用してさらに適切な信号制御方法が取れるものと確信
している。
通乗用者以外のｗ、ｋ、ｆ(ｖ)の実測値が観測されるこ
とにより、実際の道路の車種構成に応じたこれらの値を
使用してさらに適切な信号制御方法が取れるものと確信
している。
【００５７】また、現在では燃料消費量だけではなく、
大気汚染物質の排出・騒音などの道路環境なども考慮に
入れ、地域に応じた総合的な環境評価を作成することに
より、地域環境も最適化する信号制御パラメータを求め
ることも可能である。
大気汚染物質の排出・騒音などの道路環境なども考慮に
入れ、地域に応じた総合的な環境評価を作成することに
より、地域環境も最適化する信号制御パラメータを求め
ることも可能である。
【図１】交通量を測定するために設置した車両感知器の
設置位置を示す図、
設置位置を示す図、
【図２】本発明で定義した評価関数の算出手順を示すフ
ロー図である。
ロー図である。
【符号の説明】 det１〜det10 車両検知器
Claims (4)
- 【請求項１】 ＴＲＡＮＳＹＴの枠組みの中で、リンク
走行速度に基づいた総燃料消費量を計算するパフォーマ
ンス・インデックスをＴＲＡＮＳＹＴの評価関数として
定義し、その評価関数に基づいて燃料消費量を算出して
最適化した系統制御パラメータを導いて信号制御を行な
うようにしたことを特徴とする信号制御方法。 - 【請求項２】 ＴＲＡＮＳＹＴの評価関数として総燃料
消費量を算出する前記パフォーマンス・インデックス
（ＰＩｆ）を、 ＰＩｆ＝Σ（ｗ・ｄｉ＋ｋ・ｓｉ＋ｆ（ｖｉ）・ｌｉ） （Σはｉについてｎまで加算） ここで、ｄｉ：各交差点における平均遅れ時間(乗用車
換算台数・時間／時間) ｓｉ：各交差点における平均停止回数 ｗ：アイドリング１秒当たりの燃料消費量 ｋ：1回の停止にかかる加減速により生じる燃料消費量 ｌｉ：リンク距離 ｆ(ｖｉ) :１ｋｍ当たりの燃料消費量 さらに、ｆ(ｖ)は、リンク走行速度ｖを用いて、各リン
ク毎に、 ｆ(ｖ)＝(ａ／ｖ)＋ｂ・ｖ＋ｃ・ｖ×ｖ＋ｄ ｖ＝ｑ×ｌ／Ｍ ここで、ｑ：交差点への流入交通量 ｌ：リンク距離 Ｍ：リンク存在台数 と定義したことを特徴とする請求項１に記載の信号制御
方法。 - 【請求項３】 前記アイドリング１秒当たりの燃料消費
量ｗ、前記1回の停止にかかる加減速により生じる燃料
消費量ｋ、および、前記１ｋｍ当たりの燃料消費量ｆ
(ｖ)として、2000ｃｃの乗用車が消費する係数を導入し
たことを特徴とする請求項２に記載の信号制御方法。 - 【請求項４】 前記ｗとして0.345、前記ｋとして17.9
8、前記ａとして539.0、前記ｂとして−11.03、前記ｃ
として0.7858、および、前記ｄとして587.6をそれぞれ
係数値として用いたことを特徴とする請求項２に記載の
信号制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28346699A JP2001109988A (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 信号制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28346699A JP2001109988A (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 信号制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001109988A true JP2001109988A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17665920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28346699A Withdrawn JP2001109988A (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 信号制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001109988A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009042894A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Panasonic Corp | 制御装置および制御方法 |
| JP2010170259A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Mazda Motor Corp | 車両用運転支援装置 |
| WO2013007075A1 (zh) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | 北京世纪高通科技有限公司 | 交通信号灯分配时长的获取方法及装置 |
| JP2016038826A (ja) * | 2014-08-11 | 2016-03-22 | 日産自動車株式会社 | 信号制御パラメータ演算装置 |
| JP2019527422A (ja) * | 2016-07-15 | 2019-09-26 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 大気汚染を低減するために交通を制御するための方法及び装置 |
-
1999
- 1999-10-04 JP JP28346699A patent/JP2001109988A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009042894A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Panasonic Corp | 制御装置および制御方法 |
| JP2010170259A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Mazda Motor Corp | 車両用運転支援装置 |
| WO2013007075A1 (zh) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | 北京世纪高通科技有限公司 | 交通信号灯分配时长的获取方法及装置 |
| JP2016038826A (ja) * | 2014-08-11 | 2016-03-22 | 日産自動車株式会社 | 信号制御パラメータ演算装置 |
| JP2019527422A (ja) * | 2016-07-15 | 2019-09-26 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 大気汚染を低減するために交通を制御するための方法及び装置 |
| JP7059246B2 (ja) | 2016-07-15 | 2022-04-25 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 大気汚染を低減するために交通を制御するための方法及び装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060908 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080722 |