JP2003272093A - 自律分散型信号制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 一の装置の計算負荷が過重になることなく、
信号の制御パラメータの最適な決定を可能にする技術を
提供する。 【解決手段】 制御エリア１０内にある交差点１に設け
られたローカルステーション２と、基軸交差点決定手段
とを備えている。基軸ローカルステーションは、基軸交
差点と隣接交差点とを制御する基軸／隣接交差点制御パ
ラメータ案を複数定めたうえ、基軸交差点での平均遅れ
の予想値と隣接交差点での平均遅れの予想値との和を最
小にするものに基づいて、基軸交差点に設けられた信号
灯器を制御する。一方、ローカルステーション２のう
ち、基軸交差点以外である協調ローカルステーションの
それぞれは、自交差点に隣接する交差点の制御パラメー
タに協調しながら、且つ、前記自交差点の交通状態に基
づいて、信号灯器を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自律分散型信号制
御システムに関する。本発明は、特に、各交差点に対応
して設けられたローカルステーションが、自律的に自己
が対応する自交差点の信号制御パラメータを決定する自
律分散型信号制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】交通信号の制御パラメータの最適化は、
道路交通を円滑にする上で重要である。一般に、制御パ
ラメータは、サイクル長さ、スプリット、オフセットの
３つから構成される。サイクル長さは、信号の信号表示
シーケンスが一巡するのに要する時間である。スプリッ
トは、各現示（phase）に割り当てられる時間の長さを
表すパラメータであり、時間、或いは、サイクル長に対
する比率で表される。オフセットとは、ある系統の上
に、隣接して存在する２つの交差点の青表示が開始され
る時刻の差である。信号制御システムは、これら３つか
らなる制御パラメータを最適化し、交差点で発生する信
号遅れをより小さくすることが求められている。

【０００３】信号制御方法の一つとして、地域制御方式
が知られている。地域制御方式を実行する信号制御シス
テムでは、制御地域内の交差点に設けられた全ての信号
機と、交通量を計測する全ての感知器とが中央装置に接
続される。その中央装置が、計測された交通量を基に各
交差点の制御パラメータを決定する。地域制御方式は、
理論的には、制御地域全体についての制御パラメータの
最適化が可能である。

【０００４】しかし、地域制御方式を採用する信号制御
システムでは、信号機の数が増えるに従い、中央装置の
計算量が増大し、中央装置の計算負荷が過重になるとい
う問題がある。

【０００５】一の装置の計算負荷が過重になることな
く、制御パラメータの最適な決定を可能にする技術の提
供が求められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一の
装置の計算負荷が過重になることなく、制御パラメータ
の最適な決定を可能にする技術を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、制御パラメータの決
定に必要な計算量を減少するための技術を提供すること
にある。

【０００８】本発明の更に他の目的は、信号制御システ
ムの動作の安定性を高めるための技術を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下に、［発明の実施の
形態］で使用される番号・符号を用いて、課題を解決す
るための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特
許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載と
の対応関係を明らかにするために付加されている。但
し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記
載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならな
い。

【００１０】本発明による自律分散型信号制御システム
は、制御エリア（１０）内にある交差点（１）に一対一
に対応して設けられたローカルステーション（２）と、
前記交差点（１）のうちから交通状態に応じて基軸交差
点（１_ｐ）を選択する基軸交差点決定手段（２_ｏ、４）
とを備えている。ローカルステーション（２）のうち、
基軸交差点（１_ｐ）に対応して設けられた基軸ローカル
ステーション（２_ｐ）は、基軸交差点（１_ｐ）と基軸交
差点（１_ｐ）に隣接する隣接交差点（１_α）とを制御す
る制御パラメータの案である基軸／隣接交差点制御パラ
メータ案（Ｘ_１〜Ｘ_ｍ）を複数定める。更に、基軸ロー
カルステーション（２_ｐ）は、基軸／隣接交差点制御パ
ラメータ案（Ｘ_１〜Ｘ_ｍ）のそれぞれについて、基軸交
差点（１ _ｐ）での平均遅れ（Ｗ^ｊ _ｐ）の予想値と、隣接
交差点（１_α）での平均遅れの予想値（Ｗ^ｐ _α）とを算
出する。更に基軸ローカルステーション（２_ｐ）は、基
軸／隣接交差点制御パラメータ案（Ｘ_１〜Ｘ_ｍ）のう
ち、基軸交差点（１_ｐ）での平均遅れの予想値
（Ｗ^ｊ _ｐ）と隣接交差点での平均遅れの予想値
（Ｗ^ｐ _α）との和を最小にするものに基づいて、基軸交
差点（１_ｐ）の基軸交差点制御パラメータ（Ｘ^＊）を決
定し、基軸交差点制御パラメータ（Ｘ^＊）に基づいて、
基軸交差点（１_ｐ）に設けられた信号灯器（６）を制御
する。一方、ローカルステーション（２）のうち、基軸
交差点（１_ｐ）以外である協調交差点に対応して設けら
れた協調ローカルステーションのそれぞれは、それぞれ
が対応する自交差点（１_ａ）の自交差点制御パラメータ
（Ｙ^＊）を、自交差点（１_ａ）に隣接する隣接交差点
（１_β）を制御するための隣接交差点制御パラメータに
協調しながら、且つ、前記自交差点（１_ａ）の交通状態
に基づいて順次に作成し、作成した自交差点制御パラメ
ータ（Ｙ^＊）に基づいて、自交差点（１_ａ）に設けられ
た信号灯器（６）を制御する。

【００１１】基軸／隣接交差点制御パラメータ案（Ｘ_１
〜Ｘ_ｍ）のそれぞれが、基軸交差点（１_ｐ）と隣接交差
点（１_α）とのサイクル長の候補である候補サイクル長
（Ｃ _ｉ）と、隣接交差点（１_α）のそれぞれと基軸交差
点（１_ｐ）とのオフセットの候補である候補オフセット
（Ｏ^ｐ→α _ｉ）とを含む場合、候補オフセット（Ｏ^ｐ
→α _ｉ）は、隣接交差点（１_α）と基軸交差点（１_ｐ）
との距離（ｌ_α⇔ｐ）と、候補サイクル長（Ｃ_ｉ）とか
ら、一意に定められることが好ましい。このような一意
的な候補オフセット（Ｏ^ｐ→α _ｉ）の決定は、基軸ロー
カルステーション（２_ｐ）における演算量を減少させ
る。

【００１２】また、協調ローカルステーションのそれぞ
れは、制御パラメータ決定時間の直前に定められている
前記自交差点の制御パラメータ（Ｙ^＊ _ｏｌｄ）に基づい
て、複数の協調交差点制御パラメータ案（Ｙ_１〜
Ｙ_２７）を作成し、前記協調交差点制御パラメータ案
（Ｙ_１〜Ｙ_２７）のうち、所定の条件を満足しないもの
を除いて条件満足制御パラメータ案を作成し、自交差点
（１_ａ）での平均遅れの予測値（Ｗ^ｊ _ａ）と、自交差点
（１_ａ）に隣接する隣接交差点（１_β）での平均遅れの
予測値（Ｗ^ａ _β）との関数である評価関数（Ｆ’
（Ｙ_ｉ））の関数値に基づいて、前記条件満足制御パラ
メータ案のうちの一を前記自交差点の制御パラメータ
（Ｙ^＊）として採用し、前記制御パラメータ決定時間以
降、採用された自交差点（１_ａ）の制御パラメータ（Ｙ
_＊）に基づいて、自交差点（１_ａ）に設けられた信号灯
器（６）を制御することが好ましい。

【００１３】前記条件は、前記協調交差点制御パラメー
タ案（Ｙ_ｉ）に示されている各現示の現示時間（ｔ^Ｐ１
_ｉ，ｔ^Ｐ２ _ｉ）のそれぞれが、所定の最小現示時間（ｔ
_{ＭＩ Ｎ}）以上であるという第１条件を含むことが好まし
い。

【００１４】前記条件は、前記協調交差点制御パラメー
タ案（Ｙ_ｉ）に示されたサイクル長（ｔ^Ｐ１ _ｉ＋ｔ^Ｐ２
_ｉ）が、所定の最大サイクル長（Ｃ_ｍａｘ）以下である
という第２条件を含むことが好ましい。

【００１５】前記条件は、自交差点（１_ａ）への全ての
流入リンク（Ｌ_ｊ→ａ）について、 （Ｇ−Ｙ）・Ｓ≧Ｑ・Ｃ， Ｇ：流入リンク（Ｌ_ｊ→ａ）に対して与えられる青時間
の長さ Ｙ：所定の余裕時間 Ｓ：流入リンク（Ｌ_ｊ→ａ）に設けられた。前記自交差
点（１_ａ）の停止線（５^ｊ _ａ）の飽和交通流率
（Ｓ^ｊ _ａ） Ｑ：流入リンク（Ｌ_ｊ→ａ）の交通量（Ｑ_ｊ→ａ） Ｃ：協調交差点制御パラメータ案（Ｙ_ｉ）に示されたサ
イクル長（ｔ^Ｐ１ _ｉ＋ｔ^Ｐ２ _ｉ） を満足するという第３条件を含むことが好ましい。

【００１６】前記協調ローカルステーションのそれぞれ
は、制御パラメータ決定時間の直前に定められている自
交差点（１_ａ）の制御パラメータ（Ｙ^＊ _ｏｌｄ）に基づ
いて、複数の制御パラメータ案を作成し、前記制御パラ
メータ案のそれぞれについて、自交差点（１_ａ）での平
均遅れの予想値（Ｗ^ｊ _ａ）と自交差点（１_ａ）に隣接す
る隣接交差点（１_β）での平均遅れの予想値（Ｗ^ａ _β）
とを算出し、自交差点（１_ａ）での平均遅れの予想値
（Ｗ^ｊ _ａ）と前記隣接交差点での平均遅れの予想値（Ｗ
^ａ _β）との関数である評価関数（Ｆ’（Ｙ_ｉ））の関数
値に基づいて、前記制御パラメータ案のうちの一を自交
差点（１_ａ）の制御パラメータ（Ｙ^＊）として採用し、
前記制御パラメータ決定時間以降、採用された自交差点
（１_ａ）の制御パラメータ（Ｙ^＊）に基づいて、自交差
点（１_ａ）に設けられた信号灯器（６）を制御すること
がある。この場合、前記制御パラメータ案は、前記制御
パラメータ決定時間の直前に定められている前記自交差
点（１_ａ）の制御パラメータ（Ｙ^＊ _ｏｌｄ）と同一であ
る直前同一制御パラメータ案（Ｙ_１）を含み、且つ、評
価関数（Ｆ’（Ｙ_ｉ））は、制御パラメータ案（Ｙ_ｉ）
が直前同一制御パラメータ案（Ｙ_１）であるか否かに応
じて値が定められるペナルティー項（Ｐ（Ｙ_ｉ））を有
することが好ましい。

【００１７】また、前記協調ローカルステーションのそ
れぞれは、制御パラメータ決定時間の直前に定められて
いる自交差点（１_ａ）の制御パラメータ（Ｙ^＊）に基づ
いて、複数の制御パラメータ案を作成し、前記制御パラ
メータ案のそれぞれについて、自交差点（１_ａ）の平均
遅れの予想値（Ｗ^ｊ _ａ）と自交差点（１_ａ）に隣接する
隣接交差点（１_β）の平均遅れの予想値（Ｗ^ａ _β）とを
算出し、自交差点（１ _ａ）の平均遅れの予想値
（Ｗ^ｊ _ａ）と隣接交差点（１_β）の平均遅れの予想値
（Ｗ^ａ _β）との関数である評価関数（Ｆ’（Ｙ_ｉ））の
関数値に基づいて、前記制御パラメータ案のうちの一を
自交差点（１_ａ）の制御パラメータ（Ｙ^＊）として採用
し、前記制御パラメータ決定時間以降、採用された自交
差点（１_ａ）の制御パラメータ（Ｙ^＊）に基づいて、自
交差点（１_ａ）に設けられた信号灯器（６）を制御する
ことがある。このとき、自交差点（１_ａ）の平均遅れの
予想値（Ｗ^ｊ _ａ）は、前記自交差点と前記基軸交差点と
を結ぶ最短経路上にある基軸交差点側隣接交差点
（１_ｂ）から自交差点（１_ａ）に向かう基軸交差点側流
入リンクでの平均遅れの予想値である基軸交差点側流入
リンク平均遅れ予想値（Ｗ^ｂ _ａ）を含み、評価関数
（Ｆ’（Ｙ_ｉ））には、自交差点（１_ａ）での平均遅れ
の予想値（Ｗ^ｊ _ａ）のそれぞれについて、重み係数（ａ
^ｊ _ａ）が与えられ、自交差点（１_ａ）での平均遅れの予
想値（Ｗ^ｊ _ａ）のうち、基軸交差点側流入リンク平均遅
れ予想値（Ｗ^ｂ _ａ）に与えられている重み係数
（ａ^ｂ _ａ）と、他に与えられている重み係数とは異なる
ことが好ましい。

【００１８】また、隣接交差点（１_β）の平均遅れの予
想値（Ｗ^ａ _β）は、自交差点（１_ａ）と基軸交差点とを
結ぶ最短経路の上にある基軸交差点側隣接交差点
（１_ｂ）への流出リンク（Ｌ_ａ→ｂ）での平均遅れの予
想値である基軸交差点側流出リンク平均遅れ予想値（Ｗ
^ａ _ｂ）を含み、評価関数（Ｆ’（Ｙ_ｉ））には、隣接交
差点（１_β）での平均遅れの予想値（Ｗ^ａ _β）のそれぞ
れについて、重み係数（ａ^ａ _β）が与えられ、隣接交差
点（１_β）での平均遅れの予想値（Ｗ^ａ _β）のうち、前
記基軸交差点側流出リンク平均遅れ予想値（Ｗ^ａ _ｂ）に
与えられている重み係数（ａ^ａ _ｂ）と、他に与えられて
いる重み係数（Ｗ^ａ _ｃ）とは異なることが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明による自律分散型信号制御システムの実施の一形
態を説明する。

【００２０】本発明による自律分散型信号制御システム
の実施の一形態では、図１に示されているように、制御
エリア１０の内部にある交差点１のそれぞれに対応して
ローカルステーション（ＬＳ）２が設けられている。ロ
ーカルステーション２は、対応する交差点１に設けられ
た信号灯器を制御する計算機である。ローカルステーシ
ョン２のそれぞれは、通信回線３に接続されている。

【００２１】通信回線３は、ローカルステーション２相
互の通信に使用される。ローカルステーション２は、通
信回線３を使用して、信号灯器の制御に必要な情報を交
換する。通信回線３には、センターステーション４が接
続されている。

【００２２】センターステーション４は、各ローカルス
テーション２の動作状態を監視する。更にセンターステ
ーション４は、当該自律分散型信号制御システムの管理
者により与えられた指示に応じて各ローカルステーショ
ン２を個別に制御する。このような個別制御は、事故や
イベントのような非定常的な事態が発生しているとき
に、発生した事態に円滑に対処するために行われる。こ
のような動作をするセンターステーション４としては、
例えば、パーソナルコンピュータのような比較的小規模
の計算機が使用される。

【００２３】図２は、交差点１の詳細図を示す。交差点
１には、ローカルステーション２、停止線５、信号灯器
６、停止線感知器７、上流感知器８、及び流出部感知器
９が設けられている。

【００２４】停止線５は、交差点１の交差点流入部のそ
れぞれに設けられている。信号灯器６が赤を表示してい
る場合、交差点１に流入する車両は、停止線５の直前で
停止する義務がある。

【００２５】信号灯器６は、交差点１の制御シーケンス
に含まれる現示のそれぞれに対応して設けられている。
交差点１は、少なくとも２つの現示を含む制御シーケン
スにより制御される。本実施の形態では、制御シーケン
スに含まれる現示のうち、従現示については考慮せず、
全ての交差点１が２現示制御によって制御されているも
のとして記載する。即ち、交差点１の制御シーケンス
は、交差点１の横方向に流入する交通流に通行権を与え
る現示（以下、「現示Ｐ１」という。）と、交差点１の
縦方向に流入する交通流に通行権を与える現示（以下、
「現示Ｐ２」という。）とから構成されるとする。信号
灯器６のうちの信号灯器６ａは、現示Ｐ１の間、青を表
示し、信号灯器６のうちの信号灯器６ｂは、現示Ｐ２の
間、青を表示する。

【００２６】停止線感知器７、上流感知器８、及び流出
部感知器９は、交通状態の取得に使用される。

【００２７】停止線感知器７は、停止線５の近傍に設け
られ、停止線５の位置での車両の存在の有無を検知す
る。停止線感知器７は、停止線５の位置での車両の存在
の有無を示す停止線感知器信号を生成する。

【００２８】上流感知器８は、交差点１へ車両を流入さ
せる流入リンク１ａに、停止線５から所定の距離だけ離
れて設けられている。上流感知器８は、上流感知器８が
設けられた位置での車両の存在の有無を検知し、その位
置での車両の存在の有無を示す上流感知器信号を生成す
る。

【００２９】流出部感知器９は、交差点１の交差点流出
部１１のそれぞれに設けられ、交差点１の交差点流出部
１１における車両の存在の有無を検知する。流出部感知
器９は、交差点１の交差点流出部１１における車両の存
在の有無を示す流出部感知器信号を生成する。

【００３０】停止線感知器７、上流感知器８、及び流出
部感知器９は、ローカルステーション２に接続されてい
る。停止線感知器７、上流感知器８、及び流出部感知器
９は、それらがそれぞれ生成した停止線感知器信号、上
流感知器信号及び流出部感知器信号をローカルステーシ
ョン２に送信する。ローカルステーション２は、他のロ
ーカルステーション２から受け取った情報と、停止線感
知器信号、上流感知器信号及び流出部感知器信号とに基
づいて、信号灯器６を制御する制御パラメータを決定す
る。ローカルステーション２は、決定した制御パラメー
タに従って、信号灯器６を制御する。

【００３１】続いて、ローカルステーション２が制御パ
ラメータを決定するときに実施する制御パラメータ決定
方法について説明する。

【００３２】当該制御パラメータ決定方法では、制御エ
リア１０の内部にある交差点１のうち、最も混雑してい
ると推定される一の交差点が、基軸交差点と定められ、
他は協調交差点と定められる。基軸交差点の制御パラメ
ータと、協調交差点の制御パラメータとは、異なるアル
ゴリズムを使用して決定される。

【００３３】基軸交差点の制御パラメータは、基軸交差
点及び基軸交差点に隣接する隣接交差点の交通状態に基
づいて決定される。基軸交差点の制御パラメータは、基
軸交差点及びその隣接交差点での信号遅れを最小化する
ように決定され、基軸交差点及びその隣接交差点での混
雑の解消が図られている。

【００３４】一方、協調交差点のそれぞれの制御パラメ
ータは、それが隣接する隣接交差点の制御パラメータに
協調しながら決定される。基軸交差点に隣接する協調交
差点（以下、「第１次協調交差点」という。）の制御パ
ラメータは、基軸交差点の制御パラメータに協調して決
定される。第１次協調交差点に隣接する協調交差点（以
下、「第２次協調交差点」という。）の制御パラメータ
は、第１次協調交差点の制御パラメータに協調して決定
されるから、結果として、基軸交差点の制御パラメータ
に協調して決定されることになる。以下同様に考えれ
ば、全ての協調交差点の制御パラメータは、基軸交差点
の制御パラメータに協調して決定されることが理解され
る。このように、全ての協調交差点の制御パラメータ
が、基軸交差点の制御パラメータに協調して決定される
ことにより、当該自律分散型信号制御システム全体の安
定性の確保が図られている。

【００３５】基軸交差点は、交通状態に応じて変更さ
れ、その時点で最も混雑していると推定される交差点
が、基軸交差点と定められる。これにより、制御エリア
１０の内部での交通量が平準化され、結果として、制御
エリア１０全体の渋滞の緩和が実現される。

【００３６】以下、制御パラメータ決定方法をより具体
的に説明する。制御パラメータ決定方法の説明のため
に、以下のような定義を用いることとする。交差点１に
は、互いに異なる交差点番号１〜ｎが与えられていると
する。図３に示された例では、交差点１の数は１１であ
るから、ｎ＝１１である。交差点番号ｉが与えられた交
差点１は、以下、交差点１_ｉと記載する。更に、交差点
１_ｉに対応して設けられたローカルステーション２は、
以下、ローカルステーション２_ｉと記載する。ローカル
ステーション２_ｉが対応する交差点１_ｉは、ローカルス
テーション２_ｉの自交差点１_ｉと記載することがある。

【００３７】更に、図４に示されているように、交差点
１_ｉから交差点１_ｊに向かうリンクをリンクＬ_ｉ→ｊと
記載する。このとき、交差点１_ｉについて考えれば、リ
ンクＬ_ｉ→ｊは交差点１_ｉから車両を流出させる流出リ
ンクであり、リンクＬ_ｉ→ｊを交差点１_ｉからの流出リ
ンクＬ_ｉ→ｊと記載することがある。同様に、交差点１
_ｊについて考えれば、リンクＬ_ｉ→ｊは交差点１_ｊに車
両を流入させる流入リンクであり、リンクＬ_ｉ→ｊを、
交差点１_ｊへの流入リンクＬ_ｉ→ｊと記載することがあ
る。

【００３８】また、制御エリア１０の外部から交差点１
_ｉに向かうリンクをリンクＬ_{Ｅｋ→ ｉ}と定義する。ここ
で、ｋは、自然数である。制御エリア１０の外部から複
数のリンクが交差点１_ｉに接続する場合には、それら
を、リンクＬ_Ｅ１→ｉ、Ｌ_{Ｅ２ →ｉ}、…として区別す
る。

【００３９】更に、交差点１_ｉに設けられている停止線
５のうち、流入リンクＬ_ｊ→ｉに設けられたものを、停
止線５^ｊ _ｉと記載する。制御エリア１０の外部から交差
点１ _ｉへの流入リンクＬ_Ｅｋ→ｉに設けられた停止線５
も同様に、停止線５^Ｅｋ _ｉと記載する。以下では、上述
の定義を用いて、制御パラメータ決定方法を説明する。

【００４０】また、初期条件として、交差点１のうちの
交差点１_ｏ（ｏは、１以上ｎ以下の整数）が、基軸交差
点に指定されているとする。以下では、交差点１_ｏを、
基軸交差点１_ｏと記述することがある。交差点１のう
ち、交差点１_ｏ以外の交差点は、協調交差点と定められ
ていることになる。

【００４１】ローカルステーション２の動作は、それが
基軸交差点に設けられている場合と、協調交差点に設け
られている場合とで異なる。まず、基軸交差点に設けら
れているローカルステーション２の動作を説明する。

【００４２】図５は、基軸交差点に設けられたローカル
ステーション２の動作を示すフローチャートである。基
軸交差点１_ｏに設けられているローカルステーション２
_ｏは、交差点１_ｏを含む全ての交差点１の交差点負荷率
を収集し、交差点負荷率が最も高い交差点を、新たな基
軸交差点として決定する（ステップＳ０１）。交差点負
荷率とは、交差点の混雑度を示す数であり、ある交差点
の交差点負荷率が大きいことは、その交差点の混雑の程
度が高いことを示している。以下では、交差点１_ｉの交
差点負荷率は、交差点負荷率λ_ｉと記載される。交差点
負荷率が最も高い交差点が基軸交差点に選ばれること
は、交差点の混雑の程度が高い交差点が、基軸交差点に
選ばれることを意味している。

【００４３】新たな基軸交差点を決定するために、基軸
交差点１_ｏに設けられているローカルステーション２_ｏ
は、交差点１_ｏを含む全ての交差点１の交差点負荷率を
収集する。ローカルステーション２_ｏは、自交差点１_ｏ
の交差点負荷率λ_ｏを同定するとともに、他のローカル
ステーション２のそれぞれに、それぞれが設けられた交
差点の交差点負荷率を同定し、同定した交差点負荷率を
送信するように要求する。他のローカルステーション２
は、その要求に応じて、自己が設けられた自交差点の交
差点負荷率を同定し、基軸交差点１_ｏに設けられたロー
カルステーション２_ｏに送信する。

【００４４】図６を参照して、ローカルステーション２
_ｏを含む全てのローカルステーション２_ｉは、自交差点
１_ｉの交差点負荷率λ_ｉを同定するために、自交差点１
_ｉへの流入リンクのそれぞれについて、流入リンクの交
通量（台／ｓ）を算出する。図６に示されているよう
に、交差点１_ｉが、隣接交差点１_ａ、１_ｂ、１_ｃからの
リンクＬ_ａ→ｉ、Ｌ_ｂ→ｉ、Ｌ_ｃ→ｉと、制御エリア１
０の外部からのリンクＬ _Ｅ１→ｉとに接続されている場
合、ローカルステーション２_ｉは、交差点１_ｉへの流入
リンクＬ_ａ→ｉ、Ｌ_ｂ→ｉ、Ｌ_ｃ→ｉ、及びＬ_Ｅ１→ｉ
のそれぞれの交通量Ｑ_ａ→ｉ、Ｑ_ｂ→ｉ、Ｑ_ｃ→ｉ、及
びＱ_Ｅ１→ｉを算出する。

【００４５】流入リンクＬ_ｊ→ｉの交通量Ｑ_ｊ→ｉは、
過去の所定の計測期間の間に、流入リンクＬ_ｊ→ｉを介
して交差点１_ｉに流入した車両の台数ｎ
^ｉｎ _ｊ→ｉ（台）を、その計測時間の長さＴで割ること
により算出される。即ち、交差点１_ｉへの流入リンクＬ
_ｊ→ｉの交通量Ｑ_ｊ→ｉは、 Ｑ_ｊ→ｉ＝ｎ^ｉｎ _ｊ→ｉ／Ｔ， …式（１） で算出される。車両の台数ｎ^ｉｎ _ｊ→ｉが計測される計
測期間は、典型的には、図７に示されているように、交
差点１_ｉに対して行われた制御シーケンスのうち、直前
の４サイクルが実行されている期間である。このとき、
計測時間の長さＴは、その４サイクルのサイクル長の合
計である。交差点１_ｉへの流入リンクＬ_{ｊ →ｉ}の交通量
Ｑ_ｊ→ｉは、リンクＬ_ｊ→ｉに設けられた停止線感知器
７、上流感知器８、及び流出部感知器９によって取得さ
れた交通状態に基づいて算出される。

【００４６】更に、全てのローカルステーション２
_ｉは、自交差点１_ｉに設けられた停止線５の捌け残り台
数を計算する。ここで、ある停止線の捌け残り台数と
は、その停止線が設けられた流入リンクに対して、最も
直前になされた青表示が終了した時点で、その停止線に
捌け残された車両の台数（台）をいう。図６を参照し
て、交差点１_ｉの、流入リンクＬ_ｊ→ｉに設けられた停
止線５^ｊ _ｉの捌け残り台数は、Ｒ^ｊ _ｉと記載される。捌
け残り台数Ｒ^ｊ _ｉの算出は、流入リンクＬ_ｊ→ｉに設け
られた停止線感知器７、及び上流感知器８を利用して取
得された交通状態に基づいて行われる。

【００４７】全てのローカルステーション２_ｉは、自交
差点１_ｉに設けられた停止線５のそれぞれについて停止
線負荷率を求める。停止線５^ｊ _ｉの停止線負荷率λ^ｊ _ｉ
は、下記式：

【数１】 …式（２） によって求められる。ここで、Ｓ^ｊ _ｉは、停止線５^ｊ _ｉ
の飽和交通流率（台／ｓ）である。Ｔは、停止線５での
捌け残りを解消する目標となる時間（ｓ）であり、当該
信号制御システムの管理者によって定められる定数であ
る。

【００４８】続いて、全てのローカルステーション２_ｉ
は、自交差点１_ｉの制御シーケンスに含まれる現示のそ
れぞれについて、現示負荷率を求める。交差点１_ｉの現
示Ｐｋ（ｋは１又は２）の現示負荷率λ^Ｐｋ _ｉは、下記
式：

【数２】 …式（３） で与えられる。ここで、ｍａｘは、交差点１_ｉへの流入
リンクのうちの現示Ｐｋにおいて通行権が与えられる流
入リンクに設けられた停止線の停止線負荷率λ^ｊ _ｉの最
大値を意味する。例えば、図６に示されているように、
交差点１_ｉの制御シーケンスが、流入リンクＬ_Ｅ１→ｉ
と流入リンクＬ_ｃ→ｉとに通行権が割り当てられている
現示Ｐ１と、流入リンクＬ_ａ→ｉと流入リンクＬ_ｂ→ｉ
とに通行権が割り当てられている現示Ｐ２とからなると
する。この場合、交差点１_ｉの現示Ｐ１の現示負荷率λ
^Ｐ１ _ｉは、停止線５^Ｅ１ _ｉの停止線負荷率λ^Ｅ１ _ｉと、
停止線５^ｃ _ｉの停止線負荷率λ^ｃ _ｉとのうちの大きい方
である。同様に、交差点１_ｉの現示Ｐ２の現示負荷率λ
^Ｐ２ _ｉは、停止線５^ａ _ｉの停止線負荷率λ^ａ _ｉと、停止
線５^ｂ _ｉの停止線負荷率λ^ｂ _ｉとのうちの大きい方であ
る。

【００４９】全てのローカルステーション２_ｉは、自交
差点１_ｉの制御シーケンスに含まれる全ての現示の現示
負荷率の和を、交差点１_ｉの交差点負荷率λ_ｉとして算
出する。即ち、交差点負荷率λ_ｉは、下記式：

【数３】 …式（４） により求められる。ここでΣは、全てのｋについての和
を意味する。

【００５０】基軸交差点１_ｏに設けられたローカルステ
ーション２_ｏは、全ての交差点１のうち、交差点負荷率
が最も高い交差点を、以降の基軸交差点として決定す
る。基軸交差点は、交差点負荷率が最も高い交差点に変
更される。以下では、基軸交差点が交差点１_ｐに変更さ
れたとする。交差点１_ｐは、以後、基軸交差点１_ｐと記
載されることがある。もともと基軸交差点であった交差
点１_ｏに設けられているローカルステーション２_ｏは、
新たに基軸交差点とされる交差点１_ｐに設けられたロー
カルステーション２_ｐに、交差点１_ｐが基軸交差点に決
定されたことを通知する。更に、ローカルステーション
２_ｏは、ローカルステーション２_ｐ以外のローカルステ
ーション２のそれぞれに、それぞれが設けられた交差点
が協調交差点に決定されたことを通知する。

【００５１】新たに基軸交差点に指定された交差点１_ｐ
に設けられたローカルステーション２_ｐは、基軸交差点
１_ｐの制御パラメータを決定する。

【００５２】より詳細には、図５に示されているよう
に、基軸交差点１_ｐの制御パラメータの決定のために、
ローカルステーション２_ｐは、基軸交差点１_ｐ、及び基
軸交差点１_ｐに隣接する全ての隣接交差点の交通状態を
取得する（ステップＳ０２）。ここでいう隣接交差点に
は、制御エリア１０の内部にない交差点は含まれない。
２現示制御が行われる基軸交差点１_ｐの隣接交差点は、
最大で４つである。以下では、基軸交差点１_ｐの隣接交
差点を、隣接交差点１_ｑ、１_ｒ、…と記述することがあ
る。また、αを、ｐ、ｑ、…として、隣接交差点１_ｑ、
１_ｒ、…を総称して隣接交差点１_ｘと記載することがあ
る。図８に示されているように、隣接交差点が２つのみ
であれば、その２つの隣接交差点は、隣接交差点１_ｑ、
１_ｒと記載される。

【００５３】より詳細には、ローカルステーション２_ｐ
は、 （１）基軸交差点１_ｐへの全ての流入リンクの交通量
（台／ｓ） （２）基軸交差点１_ｐに設けられた全ての停止線の捌け
残り台数（台）、 （３）基軸交差点１_ｐに設けられた全ての停止線の飽和
交通流率（台／ｓ） （４）基軸交差点１_ｐに隣接する全ての隣接交差点１_α
について、隣接交差点１ _αへの全ての流入リンクの交通
量（台／ｓ）、 （５）基軸交差点１_ｐに隣接する全ての隣接交差点１_α
について、隣接交差点１ _αに設けられた全ての停止線の
捌け残り台数（台）、 （６）基軸交差点１_ｐに隣接する全ての隣接交差点１_α
について、隣接交差点１ _αに設けられた全ての停止線の
飽和交通流率（台）を算出する。

【００５４】基軸交差点１_ｐへの流入リンクＬ_ｊ→ｐの
交通量Ｑ_ｊ→ｐは、 Ｑ_ｊ→ｐ＝ｎ^ｉｎ _ｊ→ｐ／Ｔ，…式（１）’ で算出される。図８で示されている例では、ｊは、ｑ、
ｒ、Ｅ１、Ｅ２である。ここで、ｎ^ｉｎ _ｊ→ｐは、基軸
交差点１_ｐに対して過去に行われた制御シーケンスの直
前の４サイクルが実行されている期間に基軸交差点１_ｐ
に流入した車両の台数である。このとき、計測時間の長
さＴは、基軸交差点１_ｐに対して行われた制御シーケン
スの、直前の４サイクルのそれぞれのサイクル長の合計
である。

【００５５】同様に、隣接交差点１_αへの流入リンクＬ
_ｊ’→αの交通量Ｑ_ｊ’→αは、 Ｑ_ｊ’→α＝ｎ^ｉｎ _ｊ’→α／Ｔ，…式（１）” で算出される。図８で示されている例では、α＝ｑのと
き、ｊはａ、ｂ、ｃ、ｐであり、α＝ｒのとき、ｊ’は
ｐ、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３である。

【００５６】ここに列挙された交通量、捌け残り台数、
及び飽和交通流率は、基軸交差点１ _ｐ及びその隣接交差
点１_αに設けられた停止線感知器７、上流感知器８、及
び、流出部感知器９がそれぞれ生成する停止線感知器信
号、上流感知器信号、及び流出部感知器信号に基づいて
算出される。

【００５７】続いて、図５に示されているように、ロー
カルステーション２_ｐは、基軸交差点１_ｐ及び隣接交差
点１_αの青時間比を求める（ステップＳ０３）。青時間
比とは、交差点１の制御シーケンスに含まれる現示のそ
れぞれの青時間の比である。全ての交差点１の制御シー
ケンスは、現示Ｐ１と現示Ｐ２とで構成されると仮定さ
れているから、基軸交差点１_ｐの青時間比は、
Ｇ^Ｐ１ _ｐ：Ｇ^Ｐ２ _ｐである。ここで、Ｇ^Ｐ１ _ｐは、交差
点１_ｐの現示Ｐ１における青時間であり、Ｇ^Ｐ２ _ｐは、
交差点１_ｐの現示Ｐ２における青時間である。同様に、
基軸交差点１_ｐに隣接する隣接交差点１_αの青時間比
は、Ｇ^Ｐ１ _α：Ｇ^Ｐ２ _αである。

【００５８】基軸交差点１_ｐ及び隣接交差点１_αの青時
間比の算出のために、ローカルステーション２_ｐは、ま
ず、基軸交差点１_ｐ及び隣接交差点１_αに設けられた各
停止線の停止線負荷率を、上述の交通量に基づいて算出
する。例えば、図８を参照して、基軸交差点１_ｐに設け
られた停止線５^ｊ _ｐの停止線負荷率λ^ｊ _ｐは、下記式：

【数４】 …式（５） によって算出される。但し、ｊは、ｑ、ｒ、Ｅ１、Ｅ２
のいずれかである。同様に、隣接交差点１_αに設けられ
た停止線５^ｊ’ _αの停止線負荷率λ^ｊ’ _αは、下記式：

【数５】 …式（５）’ によって算出される。但し、α＝ｑであるとき、ｊ’
は、ａ、ｂ、ｃ、ｐであり、α＝ｒであるとき、ｊ’
は、ｐ、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３である。

【００５９】続いて、ローカルステーション２_ｐは、基
軸交差点１_ｐ及び隣接交差点１_αの制御シーケンスに含
まれる各現示の現示負荷率を、停止線負荷率に基づいて
算出する。基軸交差点１_ｐの現示Ｐｋの現示負荷率λ
^Ｐｋ _ｐは、基軸交差点１_ｐへの流入リンクのうちの現示
Ｐｋにおいて通行権が与えられる流入リンクに設けられ
た停止線の停止線負荷率λ^ｊ _ｐの最大値として定められ
る。即ち、基軸交差点１ _ｐの現示Ｐｋの現示負荷率λ
^Ｐｋ _ｐは、下記式：

【数６】 …式（６） によって算出される。同様に、隣接交差点１_αの現示Ｐ
ｋの現示負荷率λ^Ｐｋ _αは、下記式：

【数７】 …式（６）’ によって算出される。

【００６０】基軸交差点１_ｐの青時間比は、基軸交差点
１_ｐの現示Ｐｋの現示負荷率λ^Ｐｋ _ｐの比に一致され
る。即ち、基軸交差点１_ｐの青時間比Ｇ^Ｐ１ _ｐ：Ｇ^Ｐ２
_ｐは、下記式： Ｇ^Ｐ１ _ｐ：Ｇ^Ｐ２ _ｐ＝λ^Ｐ１ _ｐ：λ^Ｐ２ _ｐ， …式（７） により算出される。

【００６１】同様に、隣接交差点１_αの青時間比Ｇ^Ｐ１
_α：Ｇ^Ｐ２ _αは、下記式： Ｇ^Ｐ１ _α：Ｇ^Ｐ２ _α＝λ^Ｐ１ _α：λ^Ｐ２ _α， …式（７）’ により算出される。

【００６２】続いて、ローカルステーション２_ｐは、基
軸交差点１_ｐの制御パラメータ案を決定する（ステップ
Ｓ０４、ステップＳ０５）。後述されるように、ローカ
ルステーション２_ｐは、複数の制御パラメータ案を作成
し、作成された制御パラメータ案のうち最適であるもの
を、基軸交差点１_ｐの制御パラメータとして採用する。

【００６３】制御パラメータ案の決定のために、ローカ
ルステーション２_ｐは、まず、最小サイクル長Ｃ_ｍｉｎ
を決定する（ステップＳ０４）。最小サイクル長Ｃ
_ｍｉｎとは、制御パラメータ案に定められたサイクル長
（以下、「候補サイクル長」という。）の許容される最
小値である。ローカルステーション２_ｐは、下記の条件
（１）〜（３）を満足する最小のサイクル長Ｃを、最小
サイクル長Ｃ_ｍｉｎとして決定する。

【００６４】条件（１）：基軸交差点１_ｐの全ての流入
リンクＬ_ｊ→ｐについて、サイクル長Ｃが、下記不等式
を満足すること。 （Ｇ^ｊ _ｐ−Ｙ）・Ｓ^ｊ _ｐ≧（Ｑ_ｊ→ｐ＋Ｒ^ｊ _ｐ／Ｔ）・Ｃ， …式（８）

【００６５】ここで、式（８）の左辺のＧ^ｊ _ｐは、流入
リンクＬ_ｊ→ｐに対して与えられる青時間の長さであ
る。流入リンクＬ_ｊ→ｐが、現示Ｐｋにおいて通行権が
与えられる流入リンクである場合、Ｇ^ｊ _ｐは、

【数８】 …式（９） である。

【００６６】また、式（８）の左辺のＹは、制御シーケ
ンスの１サイクルあたりの余裕時間（損失時間）であ
り、所定の一定値である。Ｙは、典型的には、２．５
（ｓ）である。Ｓ^ｊ _ｐは、上述の通り、基軸交差点１_ｐ
への流入リンクＬ_ｊ→ｐに設けられた停止線５^ｊ _ｐの飽
和交通流率（台／ｓ）である。

【００６７】一方、式（８）の右辺のＱ_ｊ→ｐは、上述
の通り、流入リンクＬ_ｊ→ｐの交通量であり、Ｒ
^ｊ _ｐは、停止線５^ｊ _ｐの捌け残り台数である。

【００６８】条件（２）：基軸交差点１_ｐの全ての流入
リンクＬ_ｊ→ｐについて、サイクル長Ｃが、上述の青時
間Ｇ^ｊ _ｐに下記式： Ｇ^ｊ _ｐ≧Ｇ_ｍｉｎ， …式（１０） を満足させること。ここで、Ｇ_ｍｉｎは、安全上定めら
れている最小青時間であり、典型的には、１５（ｓ）で
ある。既述の通り、青時間Ｇ^ｊ _ｐは、サイクル長Ｃに依
存する量であり、上述の式（９）によって定められる。

【００６９】条件（３）：サイクル長Ｃが、所定のサイ
クル長下限設定値Ｃ^ｐｒｅ _ｍｉｎ以上であること。ここ
でサイクル長下限設定値Ｃ^ｐｒｅ _ｍｉｎは、安全上定め
られている最小のサイクル長である。

【００７０】以上の条件（１）〜（３）を満足する最小
のサイクル長Ｃが、最小サイクル長Ｃ_ｍｉｎと定められ
る。

【００７１】続いて、ローカルステーション２_ｐは、図
５に示されているように、複数の制御パラメータ案Ｘ_１
〜Ｘ_ｍを作成する（ステップＳ０５）。制御パラメータ
案Ｘ _１〜Ｘ_ｍは、それぞれ （１）候補サイクル長（単位：ｓ）、 （２）隣接交差点１_αのそれぞれについて、隣接交差点
１_αと基軸交差点１_ｐとの候補オフセット（単位：％） （３）基軸交差点１_ｐの青時間比Ｇ^Ｐ１ _ｐ：Ｇ^Ｐ２ _ｐ及
びその隣接交差点１_αそれぞれの青時間比Ｇ^Ｐ１ _α：Ｇ
^Ｐ２ _α から構成される。以下、制御パラメータ案Ｘ_ｉの候補サ
イクル長をＣ_ｉと記載する。また、制御パラメータ案Ｘ
_ｉに含まれる、基軸交差点１_ｐとその隣接交差点１_ｑ、
１_ｒ…との候補オフセットを、それぞれ、Ｏ^ｐ→ｑ _ｉ、
Ｏ^ｐ→ｒ _ｉ、…と記載する。一の制御パラメータ案に含
まれる候補オフセットの数は、隣接交差点１_ｑ、１_ｒ…
の数に一致する。

【００７２】まず、ローカルステーション２_ｐは、制御
パラメータ案Ｘ_１〜Ｘ_ｍのそれぞれに含まれる候補サイ
クル長Ｃ_１〜Ｃ_ｍを、 Ｃ_ｍｉｎ≦Ｃ_１＜Ｃ_２＜…＜Ｃ_ｍ≦Ｃ_ｍａｘ， …式（１１） Ｃ_ｉ−Ｃ_ｉ−１＝ΔＣ， …式（１２） となるように定める。Ｃ_ｍｉｎは、上述のステップＳ０
４で定められた最小サイクル長である。最大サイクル長
Ｃ_ｍａｘは、当該信号制御システムの管理者によって定
められる所定の値であり、典型的には、１８０（ｓ）で
ある。ΔＣは、候補サイクル長Ｃ_１〜Ｃ_ｍの間隔であ
り、典型的には５（ｓ）である。

【００７３】続いて、ローカルステーション２_ｐは、制
御パラメータ案Ｘ_１〜Ｘ_ｍのそれぞれに含まれる候補オ
フセットを定める。ローカルステーション２_ｐは、制御
パラメータ案Ｘ_ｉの基軸交差点１_ｐと隣接交差点１
_α（αは、ｑ、ｒ、…）との候補オフセットＯ^ｐ→α _ｉ
を、基軸交差点１_ｐと隣接交差点１_αとの距離
ｌ_ｐ⇔α、及び候補サイクル長Ｃ_ｉから一意に決定す
る。即ち、ローカルステーション２_ｐは、隣接交差点１
_ｑ、１_ｒ、…のそれぞれについて、下記式： Ｏ^ｐ→α _ｉ＝ｆ_ＯＦＦ（Ｃ_ｉ、ｌ_ｐ⇔α）， …式（１３） により候補オフセットＯ^ｐ→α _ｉを決定する。ここで、
ｆ_ＯＦＦは、所定の関数である。

【００７４】図９は、候補オフセットＯ^ｐ→α _ｉを決定
する関数ｆ_ＯＦＦの一例を示すグラフである。ｖを所定
の系統速度（既定値）、ｔ_ｐ⇔α（＝ｌ_ｐ⇔α／ｖ）を
リンクＬ_ｐ→α（及びリンクＬ_α→ｐ）の走行時間とし
て、 （１）０≦Ｃ_ｉ≦（４／３）・ｔ_ｐ⇔αの場合、候補オ
フセットＯ^ｐ→α _ｉは、同時オフセットとされる。即
ち、この場合、ｆ_ＯＦＦ＝０（％）である。 （２）（４／３）・ｔ_ｐ⇔α＜Ｃ_ｉ≦４ｔ_ｐ⇔α＋１０
の場合、候補オフセットＯ^ｐ→α _ｉは、交互オフセット
とされる。即ち、この場合、ｆ_ＯＦＦ＝５０（％）であ
る。 （３）Ｃ_ｉ＞４ｔ_ｐ⇔α＋１０の場合、候補オフセット
Ｏ^ｐ→α _ｉは、同時オフセットとされる。即ち、この場
合、ｆ_ＯＦＦ＝０（％）である。

【００７５】制御パラメータ案Ｘ_１〜Ｘ_ｍに含まれる基
軸交差点１_ｐの青時間比Ｇ^Ｐ１ _ｐ：Ｇ^Ｐ２ _ｐ及びその隣
接交差点１_αそれぞれの青時間比Ｇ^Ｐ１ _α：Ｇ
^Ｐ２ _αは、上述のステップＳ０３で求められた青時間比
に一致する。基軸交差点１_ｐの青時間比Ｇ^Ｐ１ _ｐ：Ｇ
^Ｐ２ _ｐ及びその隣接交差点１_αそれぞれの青時間比Ｇ
^Ｐ１ _α：Ｇ ^Ｐ２ _αは、全ての制御パラメータ案Ｘ_１〜Ｘ
_ｍで共通である。

【００７６】続いて、図５に示されているように、制御
パラメータ案Ｘ_１〜Ｘ_ｍのそれぞれについて、その制御
パラメータ案に従って基軸交差点１_ｐと隣接交差点１_α
とが制御されたと仮定したときに、基軸交差点１_ｐと隣
接交差点１_αとで発生する信号遅れの平均（平均遅れ）
の予想値が算出される（ステップＳ０６）。より詳細に
は、基軸交差点１_ｐに設けられた全ての停止線５^ｊ _ｐで
の平均遅れの予想値Ｗ ^ｊ _ｐ（ｓ）と、隣接交差点１_αに
設けられた停止線５^ｊ’ _αのうち、基軸交差点１_ｐから
の流出リンクＬ_ｐ→αにある停止線５^ｐ _αでの平均遅れ
の予想値Ｗ^ｐ _α（ｓ）とが算出される。図８に示されて
いる例では、基軸交差点１_ｐに設けられた停止線
５^ｑ _ｐ、５^ｒ _ｐ、５^Ｅ１ _ｐ、及び５^Ｅ２ _ｐそれぞれでの
平均遅れの予想値Ｗ^ｑ _ｐ、Ｗ^ｒ _ｐ、Ｗ^Ｅ１ _ｐ、及びＷ
^Ｅ２ _ｐと、隣接交差点１_ｑに設けられた停止線５^ｐ _ｑで
の平均遅れの予想値Ｗ^ｐ _ｑと、隣接交差点１_ｒに設けら
れた停止線５^ｐ _ｒでの平均遅れの予想値Ｗ^ｐ _ｒとが算出
される。

【００７７】図１０を参照して、基軸交差点１_ｐに設け
られた停止線５^ｊ _ｐでの平均遅れの予想値Ｗ^ｊ _ｐは、以
下のようにして算出される。平均遅れの予想値Ｗ^ｊ _ｐの
算出では、基軸交差点１_ｐのサイクル長、青時間比が、
それぞれ、制御パラメータ案Ｘ_ｉに含まれる候補サイク
ル長Ｃ_ｉ、青時間比Ｇ^Ｐ１ _ｐ：Ｇ^Ｐ２ _ｐであると仮定さ
れる。更に、隣接交差点１_αのサイクル長、青時間比
が、それぞれ、制御パラメータ案Ｘ_ｉに含まれる候補サ
イクル長Ｃ_ｉ、青時間比Ｇ^Ｐ１ _α：Ｇ^Ｐ２ _αであると仮
定される。更に、基軸交差点１_ｐを基準とした隣接交差
点１_αのオフセットが、候補オフセットＯ^ｐ→α _ｉであ
ると仮定される。

【００７８】これらの仮定の下、まず、時刻ｔにおけ
る、基軸交差点１_ｐへの流入リンクＬ _ｊ→ｐの、停止線
５^ｊ _ｐでの予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _α→ｐ ^ｐ（ｔ）が求めら
れる。

【００７９】基軸交差点１_ｐへの流入リンクＬ_ｊ→ｐの
うち、隣接交差点１_αから基軸交差点１_ｐへの流入リン
クＬ_α→ｐについての、停止線５^α _ｐでの予想交通量Ｑ
^{ｅｓ ｔ} _α→ｐ ^ｐ（ｔ）は、以下のようにして求められ
る。まず、隣接交差点１_αから基軸交差点１_ｐに向かう
リンクＬ_α→ｐの、隣接交差点１_αの交差点流出部１１
_αでの予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _α→ｐ ^α（ｔ）が算出され
る。隣接交差点１_αの交差点流出部１１_αでの予想交通
量Ｑ^ｅｓｔ _α→ｐ ^α（ｔ）は、図１０に示されているよ
うに、隣接交差点１_αへの流入リンクＬ_ｊ’→αの交通
量が、今後、上述の交通量Ｑ_ｊ’→αで一定であるとい
う仮定の下で算出される。隣接交差点１_αの交差点流出
部１１_αでの予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _α→ｐ ^α（ｔ）は、隣
接交差点１_αへの流入リンクＬ_ｊ’→αの交通量Ｑ
_ｊ’→αと、制御パラメータ案Ｘ_ｉに示された隣接交差
点１_αのサイクル長、及び青時間比、並びに、基軸交差
点１_ｐを基準とした隣接交差点１_αのオフセットとに基
づいて算出される。

【００８０】続いて、リンクＬ_α→ｐの交差点流出部１
１_αでの予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _α→ｐ ^α（ｔ）を走行時間
ｔ_α⇔ｐ（＝ｌ_α⇔ｐ／ｖ）だけシフトすることによ
り、時刻ｔにおける、リンクＬ_α→ｐの停止線５^α _ｐで
の予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _α→ｐ ^ｐ（ｔ）が算出される。即
ち、停止線５^α _ｐでの予想交通量Ｑ
^ｅｓｔ _α→ｐ ^ｐ（ｔ）は、 Ｑ^ｅｓｔ _α→ｐ ^ｐ（ｔ）＝Ｑ^ｅｓｔ _α→ｐ ^α（ｔ−ｔ_α⇔ｐ）， …式（ １４） で求められる。

【００８１】一方、基軸交差点１_ｐに設けられた停止線
５^ｊ _ｐのうち、制御エリア１０の外部から基軸交差点１
_ｐに向かう流入リンクＬ_Ｅｋ→ｐの、停止線５^Ｅｋ _ｐで
の予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _Ｅｋ→ｐ ^ｐ（ｔ）は、ステップＳ
０２で算出された交通量Ｑ_{Ｅ ｋ→ｐ}で一定とされる。即
ち、リンクＬ_Ｅｋ→ｐの、停止線５^Ｅｋ _ｐでの予想交通
量Ｑ^ｅｓｔ _Ｅｋ→ｐ ^ｐ（ｔ）は、 Ｑ^ｅｓｔ _Ｅｋ→ｐ ^ｐ（ｔ）＝Ｑ_Ｅｋ→ｐ（一定）， …式（１５） とされる。

【００８２】続いて、リンクＬ_ｊ→ｐの停止線５^ｊ _ｐで
の予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _ｊ→ｐ ^ｐ（ｔ）から、停止線５^ｊ
_ｐへの到着累加台数Ｎ_ｉｎ ^ｊ _ｐ（ｔ）が求められる。停
止線５^ｊ _ｐへの到着累加台数Ｎ_ｉｎ ^ｊ _ｐ（ｔ）とは、現
時点（ｔ＝０）から時刻ｔまでの間に、停止線５^ｊ _ｐに
到着した車両の台数の総和である。

【００８３】更に、リンクＬ_ｊ→ｐの停止線５^ｊ _ｐでの
予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _ｊ→ｐ ^ｐ（ｔ）と、制御パラメータ
案Ｘ_ｉに示された基軸交差点１_ｐのサイクル長、及び青
時間比とから、停止線５^ｊ _ｐからの出発累加台数Ｎ
_ｏｕｔ ^ｊ _ｐ（ｔ）が求められる。停止線５^ｊ _ｐからの出
発累加台数Ｎ_ｏｕｔ ^ｊ _ｐ（ｔ）とは、現時点（ｔ＝０）
から時刻ｔまでの間に、停止線５^ｊ _ｐから出発した車両
の台数の総和である。

【００８４】図１０には、リンクＬ_α→ｐに設けられた
停止線５^α _ｐへの到着累加台数Ｎ_{ｉ ｎ} ^α _ｐ（ｔ）と、出
発累加台数Ｎ_ｏｕｔ ^α _ｐ（ｔ）とが示されている。

【００８５】続いて、停止線５^ｊ _ｐの次の赤表示が始ま
る時刻ｔ_ｒから始まる１サイクルの間に、停止線５^ｊ _ｐ
で発生する遅れの総和（総遅れ）Ｄ^ｊ _ｐが算出される。
総遅れＤ^ｊ _ｐは、上述の到着累加台数Ｎ_ｉｎ ^ｊ _ｐ（ｔ）
と出発累加台数Ｎ_ｏｕｔ ^ｊ _ｐ（ｔ）とを用いて、

【数９】 …式（１６） により算出される。

【００８６】続いて、停止線５^ｊ _ｐの平均遅れの予想値
Ｗ^ｊ _ｐが算出される。停止線５^ｊ _ｐの平均遅れの予想値
Ｗ^ｊ _ｐは、総遅れＤ^ｊ _ｐを用いて、下記式：

【数１０】 …式（１７） により算出される。

【００８７】一方、図１１を参照して、基軸交差点１_ｐ
から隣接交差点１_αへのリンクＬ_{ｐ →α}に設けられた停
止線５^ｐ _αでの平均遅れの予想値Ｗ^ｐ _αは、以下のよう
にして算出される。まず、既に求められている、停止線
５^ｊ _ｐでの予想交通量Ｑ^{ｅｓ ｔ} _ｊ→ｐ ^ｐ（ｔ）と、制御
パラメータ案Ｘ_ｉに示された基軸交差点１_ｐのサイクル
長、及び青時間比とから、基軸交差点１_ｐから隣接交差
点１_αへのリンクＬ_{ｐ →α}の、交差点流出部１１_ｐでの
予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _ｐ→α ^ｐ（ｔ）が算出される。

【００８８】続いて、リンクＬ_ｐ→αの交差点流出部１
１_ｐでの予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _ｐ→α ^ｐ（ｔ）を走行時間
ｔ_α⇔ｐ（＝ｌ_α⇔ｐ／ｖ）だけシフトすることによ
り、時刻ｔにおける、リンクＬ_ｐ→αの停止線５^ｐ _αで
の予想交通量Ｑ^ｅｓｔ _ｐ→α ^α（ｔ）が算出される。

【００８９】リンクＬ_ｐ→αの停止線５^ｐ _αでの予想交
通量Ｑ^ｅｓｔ _ｐ→α ^α（ｔ）から、停止線５^ｐ _αへの到
着累加台数Ｎ_ｉｎ ^ｐ _α（ｔ）が求められる。更に、予想
交通量Ｑ^ｅｓｔ _ｐ→α ^α（ｔ）と制御パラメータ案Ｘ_ｉ
に示された隣接交差点１_αのサイクル長、及び青時間比
とから、停止線５^ｐ _αからの出発累加台数Ｎ_ｏｕｔ ^ｐ _α
（ｔ）が求められる。

【００９０】続いて、停止線５^ｐ _αの次の赤表示が始ま
る時刻ｔ_ｒ’から始まる１サイクルの間に、停止線５^ｐ
_αで発生する遅れの総和（総遅れ）Ｄ^ｐ _αが算出され
る。総遅れＤ^ｐ _αは、上述の到着累加台数Ｎ
_ｉｎ ^ｐ _α（ｔ）と出発累加台数Ｎ_ｏｕｔ ^ｐ _α（ｔ）とを
用いて、

【数１１】 …式（１８） により算出される。

【００９１】更に、停止線５^ｐ _αの平均遅れの予想値Ｗ
^ｐ _αが下記式：

【数１２】 …式（１９） により算出される。

【００９２】続いて、図５に示されているように、基軸
交差点１_ｐに設けられたローカルステーション２_ｐは、
基軸交差点１_ｐの制御パラメータの実行解Ｘ^＊を定める
（ステップ０７）。基軸交差点１_ｐの制御パラメータの
実行解Ｘ^＊は、制御パラメータ案Ｘ_１〜Ｘ_ｍのそれぞれ
について、基軸交差点１_ｐの停止線５^ｊ _ｐでの平均遅れ
の予想値Ｗ^ｊ _ｐと、隣接交差点１_αの停止線のうち、基
軸交差点１_ｐから隣接交差点１_αへのリンクＬ_ｐ→αに
設けられた停止線５^ｐ _αでの平均遅れの予想値Ｗ^ｐ _αと
の和で定義される評価関数Ｆを用いて決定される。この
ような評価関数Ｆは、下記の式：

【数１３】 …式（２０） により表現される。評価関数Ｆの第１項のΣは、基軸交
差点１_ｐの全ての流入リンクについての和であり、評価
関数Ｆの第２項のΣは、全ての隣接交差点１_αについて
の和である。

【００９３】制御パラメータ案Ｘ_１〜Ｘ_ｍのうちから、
評価関数Ｆを最小にするものが最適制御パラメータ案と
して選択される。最適制御パラメータ案に選択された制
御パラメータ案の候補サイクル長が最適サイクル長Ｃ
_ｏｐｔと定められる。即ち、制御パラメータ案Ｘ_ｔ（ｔ
は、１以上ｍ以下の整数のいずれか）が最適制御パラメ
ータ案であるとき、候補サイクル長Ｃ_ｔが最適サイクル
長Ｃ_ｏｐｔと定められる。

【００９４】続いて、基軸交差点１_ｐに設けられたロー
カルステーション２_ｐは、基軸交差点１_ｐの制御パラメ
ータの実行解Ｘ^＊を定める。実行解Ｘ^＊は、基軸交差点
１_ｐのサイクル長の実行解Ｃ^＊と、青時間比の実行解Ｇ
^Ｐ１＊：Ｇ^Ｐ２＊とで構成される。

【００９５】基軸交差点１_ｐのサイクル長の実行解Ｃ^＊
としては、原則的に、上述の最適サイクル長Ｃ_ｏｐｔが
使用される。

【００９６】但し、実行解Ｃ^＊がその直前の基軸交差点
１_ｐのサイクル長Ｃ^＊ _ｏｌｄから大きく変動し過ぎない
ように、基軸交差点１_ｐのサイクル長の実行解Ｃ^＊の、
Ｃ^＊ _ｏｌｄからの変動は、ΔＣ_ｍａｘ以下に制限され
る。ここで、ΔＣ_ｍａｘは、サイクル長の変動の許容最
大値であり、０より大きい値である。ΔＣ_ｍａｘは、典
型的には、１０（ｓ）である。より詳細には、サイクル
長の実行解Ｃ^＊は、以下のようにして定められる。

【００９７】直前の基軸交差点１_ｐのサイクル長Ｃ^＊
_ｏｌｄと最適サイクル長Ｃ_ｏｐｔとが、下記関係： ｜Ｃ_ｏｐｔ−Ｃ^＊ _ｏｌｄ｜≦ΔＣ_ｍａｘ， …式（２１） を満足するとき、基軸交差点１_ｐのサイクル長の実行解
Ｃ^＊は、最適サイクル長Ｃ_ｏｐｔに一致される。

【００９８】一方、 Ｃ_ｏｐｔ−Ｃ^＊ _ｏｌｄ＞ΔＣ_ｍａｘ， …式（２２） であるとき、基軸交差点１_ｐのサイクル長の実行解Ｃ^＊は、 Ｃ^＊＝Ｃ^＊ _ｏｌｄ＋ΔＣ_ｍａｘ， により定められる。

【００９９】更に、 Ｃ^＊ _ｏｌｄ−Ｃ_ｏｐｔ＞ΔＣ_ｍａｘ， …式（２３） であるとき、基軸交差点１_ｐのサイクル長の実行解Ｃ^＊は、 Ｃ^＊＝Ｃ^＊ _ｏｌｄ−ΔＣ_ｍａｘ， …式（２４） により定められる。

【０１００】このようにして基軸交差点１_ｐのサイクル
長の実行解Ｃ^＊が定められることにより、直前の基軸交
差点１_ｐのサイクル長Ｃ^＊ _ｏｌｄからの実行解Ｃ^＊の変
動は、ΔＣ_ｍａｘ以下に制限される。このように、実行
解Ｃ^＊の変動が抑えられていることにより、当該信号制
御システムの安定性が向上されている。

【０１０１】一方、基軸交差点１_ｐの青時間比の実行解
Ｇ^Ｐ１＊：Ｇ^Ｐ２＊としては、制御パラメータ案Ｘ_ｉに
含まれる青時間比Ｇ^Ｐ１ _ｐ：Ｇ^Ｐ２ _ｐが使用される。既
述のように、青時間比Ｇ^Ｐ１ _ｐ：Ｇ^Ｐ２ _ｐは、基軸交差
点１_ｐの現示Ｐｋの現示負荷率λ^Ｐｋ _ｐの比に一致し、 Ｇ^Ｐ１ _ｐ：Ｇ^Ｐ２ _ｐ＝λ^Ｐ１ _ｐ：λ^Ｐ２ _ｐ， …式（７） である。

【０１０２】以後、基軸交差点１_ｐに設けられたローカ
ルステーション２_ｐは、サイクル長の実行解Ｃ^＊を基軸
交差点１_ｐのサイクル長として、且つ、青時間比の実行
解Ｇ ^Ｐ１＊：Ｇ^Ｐ２＊を基軸交差点１_ｐの青時間比とし
て、基軸交差点１_ｐに設けられた信号灯器６の１サイク
ルの制御を実行する。

【０１０３】図５に示されているように、その１サイク
ルの制御が終了するまで、基軸交差点１_ｐに設けられた
ローカルステーション２_ｐは、基軸交差点１_ｐから隣接
交差点１_αへの流入予測プロファイルと、リンクＬ
_α→ｐについての基軸交差点１_ｐの流出可能プロファイ
ルとを逐次に作成して、隣接交差点１_αのそれぞれに送
信する（ステップＳ０８、Ｓ０９）。

【０１０４】基軸交差点１_ｐから隣接交差点１_αへの流
入予測プロファイルとは、基軸交差点１_ｐから隣接交差
点１_αに向かうリンクＬ_ｐ→αの予測交通量である。図
１２は、流入予測プロファイルの一例を示してている。
基軸交差点１_ｐから隣接交差点１_αへの流入予測プロフ
ァイルとしては、基軸交差点１_ｐから隣接交差点１_αに
向かうリンクＬ_ｐ→αの、基軸交差点１_ｐの交差点流出
部１１_ｐでの予測交通量Ｑ^ｅｓｔ _ｐ→α ^ｐ（ｔ）が使用
される。基軸交差点１_ｐの制御パラメータの実行解Ｘ^＊
に対応する予測交通量Ｑ^ｅｓｔ _ｐ→α ^ｐ（ｔ）が算出さ
れ、算出された予測交通量Ｑ^ｅｓｔ _ｐ→α ^ｐ（ｔ）が、
流入予測プロファイルとして使用される。制御パラメー
タの実行解Ｘ^＊に対応する予測交通量Ｑ^ｅｓｔ _ｐ→α ^ｐ
（ｔ）の算出方法は、基軸交差点１_ｐでの平均遅れＷ^ｊ
_ｐの算出方法において、記述された通りである。基軸交
差点１_ｐに設けられたローカルステーション２_ｐは、制
御パラメータの実行解Ｘ^＊に対応する予想交通量Ｑ
^ｅｓｔ _ｐ→α ^ｐ（ｔ）を流入予測プロファイルとして、
隣接交差点１_αに設けられたローカルステーション２_α
に送信する。

【０１０５】一方、流出可能プロファイルＱ_ｏｕｔ ^α _ｐ
（ｔ）とは、隣接交差点１_αから基軸交差点１_ｐへのリ
ンクＬ_α→ｐに設けられた停止線５^α _ｐから車両が流出
可能な台数のプロファイルである。流出可能プロファイ
ルＱ_ｏｕｔ ^α _ｐ（ｔ）は、図１３を参照して、以下のよ
うにして求められる。基軸交差点１_ｐにおいて、リンク
Ｌ_α→ｐに対して通行権が与えられる時刻ｔでは、Ｑ
_ｏｕｔ ^α _ｐ（ｔ）は、 Ｑ_ｏｕｔ ^α _ｐ（ｔ）＝Ｓ^α _ｐ， …式（２５） とされる。ここで、Ｓ^α _ｐとは、既述の通り、基軸交差
点１_ｐに設けられた停止線５^α _ｐの飽和交通流率であ
る。基軸交差点１_ｐにおいて、時刻ｔにおいてリンクＬ
_α→ｐに対して通行権が与えられるか否かは、制御パラ
メータの実行解Ｘ^＊に基づいて決定される。

【０１０６】一方、基軸交差点１_ｐにおいて、リンクＬ
_α→ｐに対して通行権が与えられない時刻ｔでは、Ｑ
_ｏｕｔ ^α _ｐ（ｔ）は、 Ｑ_ｏｕｔ ^α _ｐ（ｔ）＝０， …式（２６） とされる。

【０１０７】基軸交差点１_ｐに設けられたローカルステ
ーション２_ｐは、このようにして求められた流出可能プ
ロファイルＱ_ｏｕｔ ^α _ｐ（ｔ）を隣接交差点１_αに送信
する。

【０１０８】基軸交差点１_ｐに設けられたローカルステ
ーション２_ｐは、上述のステップＳ０２〜Ｓ０９までの
シーケンスをＮ回繰り返す（ステップＳ１０：ＮＯ）。
Ｎは、２以上の自然数である。即ち、Ｎサイクルの間、
上述のステップＳ０２〜Ｓ０９に記述された制御が行わ
れる。Ｎサイクルの制御が完了した後、再度、基軸交差
点１_ｐに設けられたローカルステーション２_ｐは、上述
のステップＳ０１と同一の過程により、新たに基軸交差
点１_ｐを選定する。基軸交差点は、Ｎサイクル毎に変更
されることになる。

【０１０９】続いて、基軸交差点以外の協調交差点に設
けられたローカルステーション２の動作を説明する。以
下では、協調交差点のうち、動作の説明の対象である協
調交差点を、対象交差点１_ａと記載し、その対象交差点
１_ａに隣接する隣接交差点を隣接交差点１_ｂ、１_ｃ、…
と記載する。ａ、ｂ、ｃ…は、１以上ｎ以下の整数であ
る。更に、対象交差点１_ａ、及び隣接交差点１_ｂ、
１_ｃ、…に設けられているローカルステーション２をロ
ーカルステーション２_ａ、２_ｂ、２_ｃ、…と記載する。
また、隣接交差点１_ｂ、１_ｃ、…を総称して、隣接交差
点１_βと記載し、ローカルステーション２_ａ、２_ｂ、２
_ｃ、…を総称してローカルステーション２_βと記載す
る。図１５に示されている例では、βは、ｂとｃとうち
の任意の一方である。以下では、ローカルステーション
２_ａの動作のみを説明するが、協調交差点に設けられた
全てのローカルステーション２の動作は、対象交差点１
_ａに設けられたローカルステーション２_ａの動作と同一
である。

【０１１０】図１４は、協調交差点に設けられたローカ
ルステーション２の動作を示すフローチャートである。
図１４に示されているように、対象交差点１_ａに設けら
れたローカルステーション２_ａは、その隣接交差点１_β
に設けられた全てのローカルステーション２_βから、流
入予測プロファイルＱ^ｅｓｔ _β→ａ ^β（ｔ）と、流出可
能プロファイルＱ_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）とを受信する（ステ
ップＳ１１）。

【０１１１】図１５を参照して、流入予測プロファイル
Ｑ^ｅｓｔ _β→ａ ^β（ｔ）とは、隣接交差点１_βから対象
交差点１_ａに向かうリンクＬ_β→ａの、隣接交差点１_β
の交差点流出部１１_βでの予測交通量である。図１６
は、流入予測プロファイルＱ^{ｅ ｓｔ} _β→ａ ^β（ｔ）の一
例を示す。流入予測プロファイルＱ
^ｅｓｔ _β→ａ ^β（ｔ）は、各隣接交差点１_βによって算
出される。隣接交差点１_βが基軸交差点１_ｐである場合
には、既述の、ローカルステーション２_ｐによって算出
された流入予測プロファイルが、流入予測プロファイル
Ｑ^ｅｓｔ _β→ａ ^β（ｔ）として隣接交差点１_βから送信
される。

【０１１２】一方、流出可能プロファイルＱ_ｏｕｔ ^ａ _β
（ｔ）とは、対象交差点１_ａから隣接交差点１_βに向か
うリンクＬ_ａ→βに設けられた、隣接交差点１_βの停止
線５ ^ａ _βから車両が流出可能な台数のプロファイルであ
る。図１７は、流出可能プロファイルＱ
_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）を示す。隣接交差点１_βにおいて、リ
ンクＬ_ａ→βに対して通行権が与えられる時刻ｔでは、
Ｑ_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）は、 Ｑ_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）＝Ｓ^ａ _β，， …式（２７） であり、隣接交差点１_βにおいて、リンクＬ_ａ→βに対
して通行権が与えられない時刻ｔでは、Ｑ
_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）は、 Ｑ_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）＝０， …式（２８） である。ここでＳ^ａ _βは、隣接交差点１_βに設けられた
停止線５^ａ _βの飽和交通流率である。隣接交差点１_βが
基軸交差点１_ｐである場合には、既述の、ローカルステ
ーション２_ｐによって算出された流出可能プロファイル
が、流出可能プロファイルＱ_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）としてロ
ーカルステーション２_ｐから送信される。

【０１１３】隣接交差点１_βから受信した流入予測プロ
ファイルＱ^ｅｓｔ _β→ａ ^β（ｔ）と、流出可能プロファ
イルＱ_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）とは、対象交差点１_ａの制御パ
ラメータの実行解Ｙ^＊の決定に使用される。この流入予
測プロファイルＱ^ｅｓｔ _{β→ ａ} ^β（ｔ）と、流出可能プ
ロファイルＱ_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）とは、隣接交差点１_βの
制御パラメータを反映している。従って、流入予測プロ
ファイルＱ^ｅｓｔ _{β→ ａ} ^β（ｔ）と、流出可能プロファ
イルＱ_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）とに基づいて対象交差点１_ａの
制御パラメータの実行解Ｙ^＊が決定されることにより、
対象交差点１_ａの制御パラメータの実行解Ｙ^＊は、隣接
交差点１_βの制御パラメータに協調して決定されること
になる。

【０１１４】続いて、ローカルステーション２_ａは、対
象交差点１_ａの制御パラメータ案を２７個作成する（ス
テップＳ１２）。制御パラメータ案は、互いに異なる。
以下、作成された制御パラメータ案は、Ｙ_１〜Ｙ_２７と
記載される。制御パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ_２７は、それぞ
れ、現示Ｐ１の長さである第１現示時間ｔ^Ｐ１、現示Ｐ
２の長さである第２現示時間ｔ^Ｐ２、及びデルタ時間Δ
ｔから構成されている。対象交差点１_ａのサイクル長
は、ｔ^Ｐ１＋ｔ^Ｐ２となり、対象交差点１_ａの青時間比
は、ｔ^Ｐ１：ｔ^Ｐ２になる。デルタ時間Δｔとは、オフ
セットの調整のために現時点の現示に付加される時間で
ある。図１８に示されているように、現時点が、現示Ｐ
２である場合、現示Ｐ２の長さがｔ^Ｐ２＋Δｔに延長さ
れる。同様に、現時点が、現示Ｐ１である場合、現示Ｐ
１の長さがｔ^Ｐ１＋Δｔに延長される。以下では、制御
パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ_２７のうちの制御パラメータ案Ｙ
_ｉの第１現示時間ｔ^Ｐ１、第２現示時間ｔ^Ｐ２、及びデ
ルタ時間Δｔは、それぞれ、ｔ^Ｐ１ _ｉ、ｔ^Ｐ２ _ｉ、Δｔ
_ｉと記載される。

【０１１５】制御パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ_２７は、直前に
対象交差点１_ａの制御のために使用されている制御パラ
メータの実行解Ｙ^＊ _ｏｌｄをベースとして作成される。
より詳細には、制御パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ_２７の第１現
示時間ｔ^Ｐ１、第２現示時間ｔ^Ｐ２、及びデルタ時間Δ
ｔは、それぞれ、制御パラメータの実行解Ｙ^＊ _ｏｌｄの
第１現示時間ｔ^Ｐ１＊ _ｏｌｄ、第２現示時間ｔ^Ｐ２＊
_ｏｌｄ、及びデルタ時間Δｔ^＊ _ｏｌｄに基づいて定めら
れる。図１９に示されているように、制御パラメータ案
Ｙ_１〜Ｙ_２７の第１現示時間ｔ^Ｐ１は、
ｔ^Ｐ１＊ _ｏｌｄ、ｔ^Ｐ１＊ _ｏｌｄ＋δ、及びｔ^Ｐ１＊
_ｏｌｄ−δのいずれかである。制御パラメータ案Ｙ_１〜
Ｙ_{２ ７}の第２現示時間ｔ^Ｐ２は、ｔ^Ｐ２＊ _ｏｌｄ、ｔ
^Ｐ２＊ _ｏｌｄ＋δ、及びｔ^{Ｐ２ ＊} _ｏｌｄ−δ（ｓ）のい
ずれかである。制御パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ_２７のデルタ
時間Δｔは、Δｔ^＊ _ｏｌｄ（ｓ）、Δｔ^＊ _ｏｌｄ＋δ
（ｓ）、及びΔｔ^＊ _ｏｌｄ−δ（ｓ）のいずれかであ
る。制御パラメータ案の第１現示時間ｔ^Ｐ１、第２現示
時間ｔ^Ｐ２、及びデルタ時間Δｔの決定に使用されるδ
は、当該信号制御システムの管理者によって与えられる
値であり、典型的には、５（ｓ）である。第１現示時間
ｔ^Ｐ１、第２現示時間ｔ^Ｐ２、及びデルタ時間Δｔの互
いに異なる組み合わせが、制御パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ
_２７に定められる。

【０１１６】図１９に示されているように、制御パラメ
ータ案Ｙ_１〜Ｙ_２７のうちの制御パラメータ案Ｙ_１は、
直前に対象交差点１_ａの制御のために使用されている制
御パラメータの実行解Ｙ^＊ _ｏｌｄに一致している。一
方、制御パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ _２７のうちの制御パラメ
ータ案Ｙ_１以外のものは、第１現示時間ｔ^Ｐ１、第２現
示時間ｔ^Ｐ２及びデルタ時間Δｔのいずれかにおいて、
制御パラメータの実行解Ｙ^＊ _ｏｌｄと異なっている。

【０１１７】続いて、図１４に示されているように、制
御パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ_２７のうち、下記の条件（ａ）
〜（ｃ）のいずれか一つでも満足しないものが廃棄され
る（ステップＳ１３）。 条件（ａ）：下記不等式： ｔ^Ｐ１ _ｉ≧ｔ_ＭＩＮ、且つ、ｔ^Ｐ２ _ｉ≧ｔ_ＭＩＮ，， …式（２９） を満足すること。ここで、ｔ_ＭＩＮは、所定の最小現示
時間であり、典型的には、２０（ｓ）である。

【０１１８】条件（ｂ）：下記不等式： ｔ^Ｐ１ _ｉ＋ｔ^Ｐ２ _ｉ≦Ｃ_ｍａｘ，， …式（３０） を満足すること。ここで、Ｃ_ｍａｘは、既述の最大サイ
クル長であり、典型的には、１８０（ｓ）である。

【０１１９】条件（ｃ）：対象交差点１_ａの全ての流入
リンクＬ_ｊ→ａについて、下記不等式を満足すること。 （Ｇ^ｊ _ａ−Ｙ）・Ｓ^ｊ _ａ≧Ｑ_ｊ→ａ・Ｃ， …式（３１）

【０１２０】ここで、式（３１）の左辺のＧ^ｊ _ａは、流
入リンクＬ_ｊ→ｐに対して与えられる青時間の長さであ
り、流入リンクＬ_ｊ→ａが、現示Ｐｋにおいて通行権が
与えられる流入リンクである場合、 Ｇ^ｊ _ａ＝ｔ^Ｐｋ _ｉ， である。また、式（３１）のＹは、制御シーケンスの１
サイクルあたりの余裕時間（損失時間）であり、所定の
一定値である。Ｙは、典型的には、２．５（ｓ）であ
る。Ｓ^ｊ _ａは、上述の通り、対象交差点１_ａへの流入リ
ンクＬ_ｊ→ａに設けられた停止線５^ｊ _ａの飽和交通流率
（台／ｓ）である。

【０１２１】また、式（３１）の右辺のＱ_ｊ→ａは、流
入リンクＬ_ｊ→ａの交通量である。交通量Ｑ_ｊ→ａは、
過去の所定の計測期間の間に、流入リンクＬ_ｊ→ａを介
して対象交差点１_ａに流入した車両の台数ｎ^ｉｎ _ｊ→ａ
（台）を、その計測時間の長さＴで割ることにより算出
される。即ち、交差点１_ａへの流入リンクＬ_ｊ→ａの交
通量Ｑ_ｊ→ａは、 Ｑ_ｊ→ａ＝ｎ^ｉｎ _ｊ→ａ／Ｔ， …式（３２） で算出される。

【０１２２】式（３１）は、対象交差点１_ａの停止線５
^ｊ _ａに捌け残りが発生しない条件である。なぜなら、式
（３１）の左辺は、対象交差点１_ａの停止線５^ｊ _ａから
流出可能な車両の台数を意味し、右辺は対象交差点１_ａ
の停止線５^ｊ _ａに到着する車両の台数を意味するからで
ある。従って、式（３１）を満足しない制御パラメータ
案が廃棄されることにより、対象交差点１_ａの停止線５
^ｊ _ａに捌け残りが発生しないような制御パラメータ案の
みが、制御パラメータの実行解Ｙ^＊の決定に使用される
ことになる。

【０１２３】続いて、ローカルステーション２_ａは、制
御パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ_２７のうち、条件（ａ）〜
（ｃ）の全てを満足したもの（以下、「条件満足制御パ
ラメータ案」という。）のそれぞれについて、その条件
満足制御パラメータ案に従って対象交差点１_ａが制御さ
れたと仮定したときの、対象交差点１_ａへの全ての流入
リンクＬ_ｊ→ａに設けられた停止線５^ｊ _ａでの平均遅れ
の予想値Ｗ^ｊ _ａを算出する（ステップＳ１４）。図１５
に示されている例では、対象交差点１ａに設けられた停
止線５^ｂ _ａ、５^ｃ _ａ、５^Ｅ１ _ａ、及び５^Ｅ２ _ａでの平均
遅れの予想値Ｗ^ｂ _ａ、Ｗ^ｃ _ａ、Ｗ^Ｅ１ _ａ、及びＷ^Ｅ２ _ａ
が算出される。

【０１２４】図２０を参照して、対象交差点１_ａの全て
の停止線５^ｊ _ａのうち、隣接交差点１_βから対象交差点
１_ａへの流入リンクＬ_β→ａに設けられた停止線５^β _ａ
での平均遅れの予想値Ｗ^β _ａの算出は、以下のようにし
て行われる。まず、対象交差点１_ａに設けられたローカ
ルステーション２_ａは、隣接交差点１_βのリンクＬ_β
→ａへの交差点流出部１１_βに設けられた流出部感知器
９_βにより測定された、リンクＬ_β→ａの交差点流出部
１１_βでの交通量の実測値Ｑ^ｄｅｔ _β→ａ ^β（ｔ）を、
隣接交差点１_βに設けられたローカルステーション２_β
から取得する。

【０１２５】続いて、ローカルステーション２_ａは、交
差点流出部１１_βでの交通量の実測値Ｑ^ｄｅｔ _β→ａ ^β
（ｔ）と、流入予測プロファイルＱ
^ｅｓｔ _β→ａ ^β（ｔ）とを組み合せて、リンクＬ_β→ａ
の交差点流出部１１_βでの実測／予測交通量プロファイ
ルＱ^ｄ／ｅ _β→ａ ^β（ｔ）を作成する。現時点をｔ＝０
として、実測／予測交通量プロファイルＱ^ｄ／ｅ _β→ａ
^β（ｔ）は、 Ｑ^ｄ／ｅ _β→ａ ^β（ｔ）＝Ｑ^ｄｅｔ _β→ａ ^β（ｔ）， （ｔ＜０） …式 （３３） Ｑ^ｄ／ｅ _β→ａ ^β（ｔ）＝Ｑ^ｅｓｔ _β→ａ ^β（ｔ）， （ｔ≧０） …式 （３４） である。

【０１２６】続いて、ローカルステーション２_ａは、交
差点流出部１１_βでの実測／予測交通量プロファイルＱ
^ｄ／ｅ _β→ａ ^β（ｔ）を走行時間ｔ_β⇔ａ（＝ｌ_β⇔ａ
／ｖ，ｖは、所定の系統速度）だけシフトして、リンク
Ｌ_β→ａの停止線５^β _ａでの実測／予測交通量プロファ
イルＱ^ｄ／ｅ _β→ａ ^ａ（ｔ）を算出する。即ち、停止線
５^β _ａでの実測／予測交通量プロファイルＱ^ｄ／ｅ
_β→ａ ^ａ（ｔ）は、 Ｑ^ｄ／ｅ _β→ａ ^ａ（ｔ）＝Ｑ^ｄ／ｅ _β→ａ ^β（ｔ−ｔ_β⇔ａ）， …式（ ３５） で求められる。

【０１２７】更に、リンクＬ_β→ａの停止線５^β _ａでの
実測／予測交通量プロファイルＱ^{ｄ ／ｅ} _β→ａ ^ａ（ｔ）
を時間について積分して、停止線５^β _ａへの到着累加台
数Ｎ _ｉｎ ^β _ａ（ｔ）が求められる。更に、実測／予測交
通量プロファイルＱ^ｄ／ｅ _{β →ａ} ^ａ（ｔ）の時間につい
ての積分と、制御パラメータ案Ｙ_ｉに示された対象交差
点１_ａのサイクル長、及び青時間比とから、停止線５^β
_ａからの出発累加台数Ｎ_ｏｕｔ ^β _ａ（ｔ）が求められ
る。

【０１２８】続いて、現時点（ｔ＝０）から、将来の所
定の時刻（ｔ＝ｔ_ｅｓｔ）までの流入予測期間内に、停
止線５^β _ａで発生する遅れの総和（総遅れ）Ｄ^β _ａが算
出される。総遅れＤ^β _ａは、上述の到着累加台数Ｎ_ｉｎ
^β _ａ（ｔ）と出発累加台数Ｎ _ｏｕｔ ^β _ａ（ｔ）とを用い
て、

【数１４】 …式（３６） により算出される。

【０１２９】更に、停止線５^β _ａの平均遅れの予想値Ｗ
^β _ａが下記式：

【数１５】 …式（３７） により算出される。

【０１３０】一方、対象交差点１_ａの全ての停止線５^ｊ
_ａのうち、制御エリア１０の外部から対象交差点１_ａへ
の流入リンクＬ_Ｅｋ→ａに設けられた停止線５^Ｅｋ _ａで
の平均遅れの予想値Ｗ^Ｅｋ _ａの算出には、制御エリア１
０の外部にローカルステーションが存在しないため、流
入予測プロファイルは使用できない。そこで、リンクＬ
_β→ａの停止線５^β _ａでの実測／予測交通量プロファイ
ルＱ^ｄ／ｅ _β→ａ ^ａ（ｔ）は、流入予測プロファイルを
使用せず、以下のようにして行われる。

【０１３１】停止線５^Ｅｋ _ａでの平均遅れの予想値Ｗ
^Ｅｋ _ａの算出では、図２１に示されているように、停止
線５^Ｅｋ _ａに、一様な交通量Ｑ_Ｅｋ→ａで車両が到着す
ると仮定される。即ち、停止線５^Ｅｋ _ａでの実測／予測
交通量プロファイルＱ^ｄ／ｅ _{Ｅ ｋ→ａ} ^Ｅ１（ｔ）が Ｑ^ｄ／ｅ _Ｅｋ→ａ ^Ｅｋ（ｔ）＝Ｑ_Ｅｋ→ａ， …式（３８） であると仮定される。ここで、交通量Ｑ_Ｅｋ→ａは、過
去の所定の計測期間の間に、流入リンクＬ_Ｅｋ→ａを介
して対象交差点１_ａに流入した車両の台数ｎ^ｉｎ
_Ｅｋ→ａ（台）を、その計測時間の長さＴで割ることに
より算出されたものである。即ち、交通量Ｑ
_Ｅｋ→ａは、 Ｑ_Ｅｋ→ａ＝ｎ^ｉｎ _Ｅｋ→ａ／Ｔ， …式（３９） で算出される。流入リンクＬ_Ｅｋ→ａを介して対象交差
点１_ａに流入した車両の台数ｎ^ｉｎ _Ｅｋ→ａは、流入リ
ンクＬ_Ｅｋ→ａに設けられた上流感知器８によって測定
される。

【０１３２】以下、停止線５^Ｅｋ _ａでの実測／予測交通
量プロファイルＱ^ｄ／ｅ _Ｅｋ→ａ ^{Ｅ ｋ}（ｔ）を用いて、
上述と同様にして停止線５^Ｅｋ _ａでの総遅れＤ^Ｅｋ _ａ、
及び平均遅れの予想値Ｗ^Ｅｋ _ａが算出される。即ち、リ
ンクＬ_Ｅｋ→ａの停止線５^{Ｅ ｋ} _ａでの実測／予測交通量
プロファイルＱ^ｄ／ｅ _Ｅｋ→ａ ^ａ（ｔ）を時間について
積分して、停止線５^Ｅｋ _ａへの到着累加台数Ｎ_ｉｎ ^Ｅｋ
_ａ（ｔ）が求められ、実測／予測交通量プロファイルＱ
^ｄ／ｅ _Ｅｋ→ａ ^ａ（ｔ）の時間についての積分と、制御
パラメータ案Ｙ_ｉに示された対象交差点１_ａのサイクル
長、及び青時間比とから、停止線５^Ｅｋ _ａからの出発累
加台数Ｎ_ｏｕｔ ^Ｅｋ _ａ（ｔ）が求められる。更に、停止
線５^Ｅｋ _ａでの総遅れＤ^Ｅｋ _ａが

【数１６】 …式（４０） により算出され、停止線５^Ｅｋ _ａの平均遅れの予想値Ｗ
^Ｅｋ _ａが下記式：

【数１７】 …式（４１） により算出される。

【０１３３】以上の過程により、対象交差点１_ａの全て
の停止線５^ｊ _ａについて、平均遅れＷ^ｊ _ａが算出され
る。

【０１３４】続いて、ローカルステーション２_ａは、上
述の条件満足制御パラメータ案のそれぞれについて、そ
の条件満足制御パラメータ案に従って対象交差点１_ａが
制御されたと仮定したときの、対象交差点１_ａから隣接
交差点１_βへの流出リンクＬ _ａ→βに設けられた、隣接
交差点１_βの停止線５^ａ _βでの平均遅れの予想値Ｗ^ａ _β
を算出する（ステップＳ１５）。図１５に示されている
例では、隣接交差点１ _ｂに設けられた停止線５^ａ _ｂでの
平均遅れの予想値Ｗ^ａ _ｂと、隣接交差点１_ｃに設けられ
た停止線５^ａ _ｃでの平均遅れの予想値Ｗ^ａ _ｃが算出され
る。

【０１３５】隣接交差点１_βの、流出リンクＬ_ａ→βに
設けられた停止線５^ａ _βでの平均遅れの予想値Ｗ^ａ _βの
算出は、以下のようにして行われる。

【０１３６】図２２を参照して、ローカルステーション
２_ａは、隣接交差点１_βへの流出リンクＬ_ａ→βの、交
差点流出部１１_ａでの交通量の実測値Ｑ^ｄｅｔ _ａ→β ^ａ
（ｔ）を、対象交差点１_ａのリンクＬ_ａ→βへの交差点
流出部１１_ａに設けられた流出部感知器９を用いて測定
する。現時点を時刻ｔ＝０としているから、交差点流出
部１１_ａでの交通量の実測値Ｑ^ｄｅｔ _ａ→β ^ａ（ｔ）
は、ｔ＜０でのみ値を有している。

【０１３７】更に、ローカルステーション２_ａは、上述
された、停止線５^β _ａでの実測／予測交通量プロファイ
ルＱ^ｄ／ｅ _β→ａ ^ａ（ｔ）と、制御パラメータ案Ｙ_ｉに
示された対象交差点１_ａのサイクル長、及び青時間比と
から、将来における交差点流出部１１_ａでの予測交通量
Ｑ^ｅｓｔ _β→ａ ^ａ（ｔ）を算出する。予測交通量Ｑ^ｅ
ｓｔ _β→ａ ^ａ（ｔ）は、ｔ≧０でのみ定義されている。

【０１３８】ローカルステーション２_ａは、交差点流出
部１１_ａでの交通量の実測値Ｑ^{ｄｅ ｔ} _ａ→β ^ａ（ｔ）
と、交差点流出部１１_ａでの予測交通量Ｑ^ｅｓｔ _β→ａ
^ａ（ｔ）とを組み合せて、流出リンクＬ_ａ→βの交差点
流出部１１_ａでの実測／予測交通量プロファイルＱ
^ｄ／ｅ _ａ→β ^ａ（ｔ）を作成する。現時点をｔ＝０とし
て、流出リンクＬ_ａ→βの交差点流出部１１_ａでの実測
／予測交通量プロファイルＱ ^ｄ／ｅ _ａ→β ^ａ（ｔ）は、 Ｑ^ｄ／ｅ _ａ→β ^ａ（ｔ）＝Ｑ^ｄｅｔ _ａ→β ^ａ（ｔ）， （ｔ＜０） …式 （４２） Ｑ^ｄ／ｅ _ａ→β ^ａ（ｔ）＝Ｑ^ｅｓｔ _ａ→β ^ａ（ｔ）， （ｔ≧０） …式 （４３） である。

【０１３９】続いて、ローカルステーション２_ａは、交
差点流出部１１_ａでの実測／予測交通量プロファイルＱ
^ｄ／ｅ _ａ→β ^ａ（ｔ）を、走行時間ｔ_β⇔ａ（＝ｌ
_β⇔ａ／ｖ，ｖは、所定の系統速度）だけシフトして、
リンクＬ_ａ→βの停止線５^ａ _βでの実測／予測交通量プ
ロファイルＱ^ｄ／ｅ _ａ→β ^β（ｔ）を算出する。即ち、
停止線５^ａ _βでの実測／予測交通量プロファイルＱ
^ｄ／ｅ _ａ→β ^β（ｔ）は、 Ｑ^ｄ／ｅ _ａ→β ^ａ（ｔ）＝Ｑ^ｄ／ｅ _ａ→β ^ａ（ｔ−ｔ_β⇔ａ）， …式（ ４４） で求められる。

【０１４０】更に、ローカルステーション２_ａは、リン
クＬ_ａ→βの停止線５^ａ _βでの実測／予測交通量プロフ
ァイルＱ^ｄ／ｅ _ａ→β ^β（ｔ）を時間について積分し
て、停止線５^ａ _βへの到着累加台数Ｎ_ｉｎ ^ａ _β（ｔ）を
求める。更に、ローカルステーション２_ａは、実測／予
測交通量プロファイルＱ^ｄ／ｅ _ａ→β ^β（ｔ）の時間に
ついての積分と、上述の流出可能プロファイルＱ_ｏｕｔ
^ａ _β（ｔ）とから、停止線５^ａ _βからの出発累加台数Ｎ
_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）を求める。

【０１４１】続いて、ローカルステーション２_ａは、現
時点（ｔ＝０）から、将来の所定の時刻（ｔ＝
ｔ_ｅｓｔ）までの流入予測期間内に、隣接交差点１_βの
停止線５^ａ _βで発生する総遅れＤ^ａ _βを算出する。総遅
れＤ^ａ _βは、上述の到着累加台数Ｎ_{ｉ ｎ} ^ａ _β（ｔ）と出
発累加台数Ｎ_ｏｕｔ ^ａ _β（ｔ）とを用いて、

【数１８】 …式（４５） により算出される。

【０１４２】更に、ローカルステーション２_ａは、隣接
交差点１_βの停止線５^ａ _βの平均遅れの予想値Ｗ
^ａ _βを、下記式：

【数１９】 …式（４６） により算出する。

【０１４３】続いて、図１４に示されているように、ロ
ーカルステーション２_ａは、上述の条件満足制御パラメ
ータ案から、一の制御パラメータ案を選択し、新たな制
御パラメータ案の実行解とする。制御パラメータ案の選
択は、下記式：

【数２０】 …式（４７） で定義される評価関数Ｆ’（Ｙ_ｉ）に基づいて行われ
る。ここで、評価関数Ｆ’（Ｙ_ｉ）の第１項のΣは、対
象交差点１_ａの全ての流入リンクについての和であり、
評価関数Ｆ’（Ｙ_ｉ）の第２項のΣは、対象交差点１_ａ
から隣接交差点１_βに向かう全ての流出リンクＬ_ａ→β
についての和である。条件満足制御パラメータ案のう
ち、評価関数Ｆ’（Ｙ_ｉ）を最小とするものが、新たな
制御パラメータ案の実行解Ｙ^＊とされる。

【０１４４】評価関数Ｆ’（Ｙ_ｉ）の第１項のａ
^ｊ _ａは、対象交差点１_ａの停止線５^ｊ _ａでの平均遅れＷ
^ｊ _ａのそれぞれについて、与えられた重み係数である。
重み係数ａ ^ｊ _ａは、停止線５^ｊ _ａが設けられるリンクＬ
_ｊ→ａの種類に応じて異なる値が与えられる。より詳細
には、停止線５^ｊ _ａが設けられているリンクＬ
_ｊ→ａが、隣接交差点１_βから対象交差点１_ａに向かう
リンクであり、且つ、その隣接交差点１_βが、対象交差
点１_ａから基軸交差点への距離を最短にする最短経路の
上にある場合、重み係数ａ^ｊ _ａはａ１（＞０）とされ、
その他の場合、重み係数ａ^ｊ _ａは、ａ１より小さいａ２
（＞０）とされる。その他の場合とは、停止線５^ｊ _ａが
設けられているリンクＬ_ｊ→ａが、隣接交差点１_βから
対象交差点１_ａに向かうリンクであるが、その隣接交差
点１_βが、対象交差点１_ａから基軸交差点への距離を最
短にする最短経路の上にない場合と、リンクＬ_ｊ→ａが
制御エリア１０の外部からのリンクＬ_Ｅｋ→ａである場
合の２つの場合がある。ａ１は、典型的には、１．０で
あり、ａ２は、典型的には、０．５である。対象交差点
１_ａから基軸交差点への距離を最短にする最短経路の上
にある隣接交差点１_βから対象交差点１_ａに向かうリン
クＬ^β _ａに設けられた停止線５^β _ａに対しては、より大
きな重み係数ａ^ｊ _ａが与えられる。

【０１４５】例えば、図１５に示されているように、隣
接交差点１_ｂが、対象交差点１_ａから基軸交差点への距
離を最短にする最短経路の上にある場合、隣接交差点１
_ｂから対象交差点１_ａに向かうリンクＬ_ｂ→ａに設けら
れた停止線５^ｂ _ａでの平均遅れＷ^ｂ _ａの重み係数ａ^ｂ _ａ
は、ａ１と定められ、他の停止線５^ｃ _ａ、５^Ｅ１ａ、及
び５^Ｅ２ _ａそれぞれでの平均遅れＷ^ｃ _ａ、Ｗ^Ｅ１ａ、及
びＷ^Ｅ２ _ａの重み係数ａ^ｂ _ａは、ａ２と定められる。

【０１４６】このように、対象交差点１_ａから基軸交差
点への距離を最短にする最短経路の上にある隣接交差点
１_βから対象交差点１_ａに向かうリンクＬ^β _ａに設けら
れた停止線５^β _ａに対しては、より大きな重み係数ａ^ｊ
_ａが与えられることにより、対象交差点１_ａの制御パラ
メータと、基軸交差点の制御パラメータとの連携が強化
され、安定的な信号制御が実現される。

【０１４７】第１項のａ^ｊ _ａと同様に、評価関数Ｆ’
（Ｙ_ｉ）の第２項のａ^ａ _βは、隣接交差点１_βの停止線
５^ａ _βでの平均遅れＷ^ａ _βのそれぞれについて、与えら
れた重み係数である。重み係数ａ^ｊ _ａと同様に、重み係
数ａ^ａ _βは、停止線５^ａ _βが設けられるリンクＬ_β→ａ
の種類に応じて異なる値が与えられる。隣接交差点１_β
が、対象交差点１_ａから基軸交差点への距離を最短にす
る最短経路の上にある場合、重み係数ａ^β _ａはａ１（＞
０）とされ、そうでない場合、重み係数ａ^β _ａは、ａ１
より小さいａ２（＞０）とされる。

【０１４８】例えば、図１５に示されているように、隣
接交差点１_ｂが、対象交差点１_ａから基軸交差点への距
離を最短にする最短経路の上にある場合、対象交差点１
_ａから隣接交差点１_ｂに向かうリンクＬ_ａ→ｂに設けら
れた隣接交差点１_ｂの停止線５^ａ _ｂでの平均遅れＷ^ａ _ｂ
の重み係数ａ^ａ _ｂは、ａ１と定められ、隣接交差点１ _ｃ
の停止線５^ａ _ｃでの平均遅れＷ^ａ _ｃの重み係数ａ
^ａ _ｃは、ａ２と定められる。

【０１４９】このように、隣接交差点１_βが対象交差点
１_ａから基軸交差点への距離を最短にする最短経路の上
にある場合に、重み係数ａ^ａ _βが大きな値に定められる
ことにより、対象交差点１_ａの制御パラメータと、基軸
交差点の制御パラメータとの連携が強化され、安定的な
信号制御が実現される。

【０１５０】評価関数Ｆ’（Ｙ_ｉ）の第３項のＰ
（Ｙ_ｉ）は、制御パラメータ案Ｙ_ｉが、直前に対象交差
点１_ａの制御に使用されている制御パラメータの実行解
Ｙ^＊ _ｏｌｄに一致するか否かに応じて定められるペナル
ティー項である。制御パラメータ案Ｙ_ｉが、直前に対象
交差点１_ａの制御に使用されている制御パラメータの実
行解Ｙ^＊ _ｏｌｄに一致する場合、Ｐ（Ｙ_ｉ）は０をと
り、制御パラメータ案Ｙ_ｉが、直前の制御パラメータの
実行解Ｙ^＊に一致しない場合、Ｐ（Ｙ_ｉ）は、所定値Ｐ
_ｐｒｅ（＞０）をとる。

【０１５１】このようなペナルティー項Ｐ（Ｙ_ｉ）が、
評価関数Ｆ’（Ｙ_ｉ）に付加されていることにより、制
御パラメータの実行解Ｙ^＊が頻繁に変更されることが防
がれ、より安定的な信号制御が実現されている。

【０１５２】ローカルステーション２_ａは、評価関数
Ｆ’（Ｙ_ｉ）を最小とする制御パラメータ案を新たな制
御パラメータ案の実行解Ｙ^＊と定め、定められた制御パ
ラメータの実行解Ｙ^＊に従って、対象交差点１_ａに設け
られた信号灯器６を制御する。新たな制御パラメータの
実行解Ｙ^＊に基づく信号灯器６の制御は、５秒間継続さ
れる。

【０１５３】続いて、図１４に示されているように、ロ
ーカルステーション２_ａは、制御パラメータ案の実行解
Ｙ^＊から、対象交差点１_ａから隣接交差点１_βへの流入
予測プロファイルと、リンクＬ_β→ａについての対象交
差点１_ａの流出可能プロファイルとを作成する（ステッ
プＳ１７）。作成された流入予測プロファイルと流出可
能プロファイルとは、隣接交差点１_βからの要求（ステ
ップＳ１１）に応じて、隣接交差点１_βに送られる。

【０１５４】図２２を参照して、対象交差点１_ａから隣
接交差点１_βへの流入予測プロファイルとしては、対象
交差点１_ａから隣接交差点１_βに向かうリンクＬ_ａ→β
の、交差点流出部１１_ａでの実測／予測交通量プロファ
イルＱ^ｄ／ｅ _ａ→β ^ａ（ｔ）が使用される。対象交差点
１_ａに設けられたローカルステーション２_ａは、対象交
差点１_ａの制御パラメータの実行解Ｘ^＊に対応する実測
／予測交通量プロファイルＱ^ｄ／ｅ _ａ→β ^ａ（ｔ）を算
出し、算出した実測／予測交通量プロファイルＱ^ｄ／ｅ
_ａ→β ^ａ（ｔ）を、流入予測プロファイルとして使用す
る。制御パラメータの実行解Ｙ^＊に対応する実測／予測
交通量プロファイルＱ^ｄ／ｅ _ａ→β ^ａ（ｔ）の算出方法
は、隣接交差点１_βでの平均遅れＷ^ａ _βの算出方法にお
いて既述された通りである。。

【０１５５】一方、リンクＬ_β→ａについての対象交差
点１_ａの流出可能プロファイルＱ_{ｏ ｕｔ} ^β _ａ（ｔ）は、
図１７を参照して、以下のようにして求められる。ま
ず、制御パラメータの実行解Ｙ^＊に基づいて、対象交差
点１_ａにおいてリンクＬ_β→ａに対して通行権が与えら
れる時間が求められる。流出可能プロファイルＱ_ｏｕｔ
^β _ａ（ｔ）は、対象交差点１_ａにおいてリンクＬ_β→ａ
に対して通行権が与えられる時刻ｔにおいて、 Ｑ_ｏｕｔ ^β _ａ（ｔ）＝Ｓ^β _ａ， …式（４８） と定められ、対象交差点１_ａにおいて、リンクＬ_β→ａ
に対して通行権が与えられない時刻ｔでは、Ｑ_ｏｕｔ ^β
_ａ（ｔ）は、 Ｑ_ｏｕｔ ^β _ａ（ｔ）＝０， …式（４９） と定められる。ここで、Ｓ^β _ａは、既述の通り、対象交
差点１_ａに設けられた停止線５^β _ａの飽和交通流率であ
る。

【０１５６】対象交差点１_ａに設けられたローカルステ
ーション２_ａは、このようにして求められた流入予測プ
ロファイルと流出可能プロファイルとを、隣接交差点１
_βの要求に応じて隣接交差点１_βに送信する。

【０１５７】上述のステップＳ１１〜Ｓ１７は、対象交
差点１_ａが協調交差点である限り継続して実行される。

【０１５８】本実施の形態の自律分散型信号制御システ
ムでは、各交差点１に設けられたローカルステーション
２が、自律的に自交差点の制御パラメータを決定し、こ
れにより、一の装置の計算負荷が過重にならない自律分
散型信号制御システムが実現されている。このとき、制
御エリア１０の内部にある交差点１のうち、最も混雑し
ていると推定される一の交差点が、基軸交差点と定めら
れ、その基軸交差点の制御パラメータは、基軸交差点及
びその隣接交差点での信号遅れを最小化するように決定
される。これにより、最も混雑しているエリアの混雑の
解消が図られている。一方、基軸交差点以外の協調交差
点の制御パラメータが、基軸交差点の制御パラメータに
直接的に、又は、間接的に協調して決定され、これによ
って当該自律分散型信号制御システム全体の安定性の確
保が図られている。

【０１５９】更に、本実施の形態の自律分散型信号制御
システムでは、基軸交差点１_ｐの制御パラメータの実行
解Ｘ^＊を決定する際に、制御パラメータ案Ｘ_ｉに含まれ
る候補オフセットＯ^ｐ→α _ｉが、基軸交差点１_ｐと隣接
交差点１_αとの距離ｌ_ｐ⇔α、及び候補サイクル長Ｃ_ｉ
から一意に決定されている。これにより、基軸交差点１
_ｐの制御パラメータ案の数が削減され、基軸交差点１_ｐ
に設けられたローカルステーション２_ｐの演算の負荷が
軽減されている。

【０１６０】更に、本実施の形態の自律分散型信号制御
システムでは、協調交差点の制御パラメータの実行解Ｙ
^＊を決定する際に、制御パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ_２７のう
ち、上述の条件（ａ）〜（ｃ）のうちいずれか一つでも
満足しないものが廃棄され、制御パラメータの実行解Ｙ
^＊の決定に使用されない。これにより、対象交差点１ _ａ
に設けられたローカルステーション２_ａの演算の負荷が
軽減されている。

【０１６１】このとき、条件（ｃ）を既定する不等式： （Ｇ^ｊ _ａ−Ｙ）・Ｓ^ｊ _ａ≧Ｑ_ｊ→ａ・Ｃ， …式（３１） を満足しない制御パラメータ案Ｙ_ｉが廃棄されることに
より、対象交差点１_ａの停止線５^ｊ _ａにおける捌け残り
の発生が抑制されている。

【０１６２】更に、本実施の形態の自律分散型信号制御
システムでは、協調交差点の制御パラメータの実行解Ｙ
^＊を決定する際に、重み係数ａ^ｊ _ａ、ａ^β _ａを有する評
価関数Ｆ’（Ｙ_ｉ）が使用される。重み係数ａ^ｊ _ａは、
リンクＬ_ｊ→ａが対象交差点１_ａから基軸交差点への距
離を最短にする最短経路の上にあるときに大きな値に設
定され、且つ、重み係数ａ^ａ _βは、リンクＬ_ａ→βが対
象交差点１_ａから基軸交差点への距離を最短にする最短
経路の上にあるときに大きな値に設定される。これによ
り、対象交差点１_ａの制御パラメータと、基軸交差点の
制御パラメータとの連携が強化され、安定的な信号制御
が実現されている。

【０１６３】更に、本実施の形態の自律分散型信号制御
システムでは、協調交差点の制御パラメータの実行解Ｙ
^＊を決定する際に、ペナルティー項Ｐ（Ｙ_ｉ）を含む評
価関数Ｆ’（Ｙ_ｉ）が使用されている。ペナルティー項
Ｐ（Ｙ_ｉ）により、制御パラメータの実行解Ｙ^＊の頻繁
な変更が防止され、これによって安定的な信号制御が実
現されている。

【０１６４】本実施の形態の自律分散型信号制御システ
ムにおいては、上述されているように、基軸交差点に設
けられているローカルステーション２が、新たな基軸交
差点を選定するが、基軸交差点の選定は、上述のセンタ
ーステーション４によって実行されることも可能であ
る。この場合、センターステーション４は、各交差点１
_ｉの交差点負荷率λ_ｉを収集し、最も交差点負荷率λ_ｉ
が高い交差点を基軸交差点と選定する。センターステー
ション４は、基軸交差点に設けられたローカルステーシ
ョン２_ｐに、自交差点１_ｐが基軸交差点に選定された旨
を通知し、更に、他のローカルステーション２に、自交
差点が協調交差点に定められた旨を通知する。

【０１６５】

【発明の効果】本発明により、一の装置の計算負荷が過
重になることなく、制御パラメータの最適な決定を可能
にする技術が提供される。

【０１６６】また、本発明により、制御パラメータの決
定に必要な計算量を減少するための技術が提供される。

【０１６７】また、本発明により、信号制御システムの
動作の安定性を高めるための技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による自律分散型信号制御シス
テムの実施の第１形態を示す。

【図２】図２は、交差点１を示す。

【図３】図３は、交差点番号が与えられた交差点１_１〜
１_１１を示す。

【図４】図４は、リンクＬ_ｉ→ｊ、及び停止線５^ｊ _ｉの
定義を示す。

【図５】図５は、基軸交差点に設けられたローカルステ
ーションの動作を示す。

【図６】図６は、現示負荷率λ^Ｐｋ _ｉを示す。

【図７】図７は、車両台数ｎ^ｉｎ _ｊ→ｉの計測期間を示
す。

【図８】図８は、基軸交差点及び隣接交差点での平均遅
れの算出方法を説明するための図である。

【図９】図９は、候補オフセットを決定する関数ｆ
_ＯＦＦを示す。

【図１０】図１０は、基軸交差点１_ｐの停止線５^ｊ _ｐで
の平均遅れの予想値Ｗ^ｊ _ｐの算出方法を説明するための
図である。

【図１１】図１１は、隣接交差点１_αの停止線５^ｐ _αで
の平均遅れの予想値Ｗ^ｐ _αの算出方法を説明するための
図である。

【図１２】図１２は、流入予測プロファイルＱ^ｅｓｔ
_ｐ→α ^ｐ（ｔ）を示す。

【図１３】図１３は、流出予測プロファイルＱ_ｏｕｔ ^α
_ｐ（ｔ）を示す。

【図１４】図１４は、協調交差点に設けられたローカル
ステーションの動作を示すフローチャートである。

【図１５】図１５は、対象交差点及びその隣接交差点で
の平均遅れの算出方法を説明するための図である。

【図１６】図１６は、流入予測プロファイルＱ^ｅｓｔ
_β→ａ ^ａ（ｔ）を示す。

【図１７】図１７は、流出可能プロファイルＱ_ｏｕｔ ^ａ
_β（ｔ）を示す。

【図１８】図１８は、制御パラメータ案Ｙ_ｉに含まれる
第１現示時間、第２現示時間、及びデルタ時間の内容を
説明する図である。

【図１９】図１９は、制御パラメータ案Ｙ_１〜Ｙ_２７を
説明する図である。

【図２０】図２０は、対象交差点１_ａの、隣接交差点１
_βからの流入リンクＬ_β→ａにある停止線５^β _ａでの平
均遅れの予測値Ｗ^β _ａの算出方法を示す図である。

【図２１】図２１は、対象交差点１_ａの、制御エリア１
０の外部からの流入リンクＬ_{Ｅｋ →ａ}にある停止線５
^Ｅｋ _ａでの平均遅れの予測値Ｗ^Ｅｋ _ａの算出方法を示す
図である。

【図２２】図２２は、隣接交差点１_βの停止線５^ａ _βで
の平均遅れの予測値Ｗ^ａ _βの算出方法を示す図である。

【符号の説明】

１：交差点 ２：ローカルステーション ３：通信回線 ４：センターステーション ５：停止線 ６：信号灯器 ７：停止線感知器 ８：上流感知器 ９：流出部感知器 １０：制御エリア １１：交差点流出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 久治 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 5H180 AA01 DD02 JJ02 JJ05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御エリア内にある交差点に一対一に対
   応して設けられたローカルステーションと、 前記交差点のうちから交通状態に応じて基軸交差点を選
   択する基軸交差点決定手段とを備え、 前記ローカルステーションのうち、前記基軸交差点に対
   応して設けられた基軸ローカルステーションは、 （ａ）前記基軸交差点と前記基軸交差点に隣接する隣接
   交差点とを制御する制御パラメータの案である基軸／隣
   接交差点制御パラメータ案を複数定め、 （ｂ）前記基軸／隣接交差点制御パラメータ案のそれぞ
   れについて、前記基軸交差点での平均遅れの予想値と、
   前記隣接交差点での平均遅れの予想値とを算出し、 （ｃ）前記基軸／隣接交差点制御パラメータ案のうち、
   前記基軸交差点での平均遅れの予想値と前記隣接交差点
   での平均遅れの予想値との和を最小にするものに基づい
   て、前記基軸交差点の基軸交差点制御パラメータを決定
   し、且つ、 （ｄ）前記基軸交差点制御パラメータに基づいて、前記
   基軸交差点に設けられた信号灯器を制御し、 前記ローカルステーションのうち、前記基軸交差点以外
   である協調交差点に対応して設けられた協調ローカルス
   テーションのそれぞれは、 （ｅ）それぞれが対応する自交差点の自交差点制御パラ
   メータを、前記自交差点に隣接する隣接交差点を制御す
   るための隣接交差点制御パラメータに協調しながら前記
   自交差点の交通状態に基づいて順次に作成し、且つ、 （ｆ）作成した前記自交差点制御パラメータに基づい
   て、前記自交差点に設けられた信号灯器を制御する自律
   分散型信号制御システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の自律分散型信号制御シ
   ステムにおいて、 前記基軸／隣接交差点制御パラメータ案のそれぞれは、 前記基軸交差点と前記隣接交差点とのサイクル長の候補
   である候補サイクル長と、 前記隣接交差点のそれぞれと前記基軸交差点とのオフセ
   ットの候補である候補オフセットとを含み、 前記候補オフセットは、前記隣接交差点と前記基軸交差
   点との距離と、前記候補サイクル長とから、一意に定め
   られた自律分散型信号制御システム。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の自律分散型信号制御シ
   ステムにおいて、 前記協調ローカルステーションのそれぞれは、 （ｇ）制御パラメータ決定時間の直前に定められている
   前記自交差点の制御パラメータに基づいて、複数の協調
   交差点制御パラメータ案を作成し、 （ｈ）前記協調交差点制御パラメータ案のうち、所定の
   条件を満足しないものを除いて条件満足制御パラメータ
   案を作成し、 （ｉ）前記自交差点での平均遅れの予測値と、前記自交
   差点に隣接する隣接交差点での平均遅れの予測値との関
   数である評価関数の関数値に基づいて、前記条件満足制
   御パラメータ案のうちの一を前記自交差点の制御パラメ
   ータとして採用し、 （ｊ）前記制御パラメータ決定時間以降、採用された前
   記自交差点の制御パラメータに基づいて、前記自交差点
   に設けられた信号灯器を制御する自律分散型信号制御シ
   ステム。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の自律分散型信号制御シ
   ステムにおいて、 前記条件は、前記協調交差点制御パラメータ案に示され
   ている現示時間のそれぞれが、所定の最小現示時間以上
   であるという第１条件を含む自律分散型信号制御システ
   ム。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の自律分散型信号制御シ
   ステムにおいて、 前記条件は、前記協調交差点制御パラメータ案に示され
   たサイクル長が、所定の最大サイクル長以下であるとい
   う第２条件を含む自律分散型信号制御システム。
6. 【請求項６】 請求項３に記載の自律分散型信号制御シ
   ステムにおいて、 前記条件は、前記自交差点への全ての流入リンクについ
   て、 （Ｇ−Ｙ）・Ｓ≧Ｑ・Ｃ， Ｇ：前記流入リンクに対して与えられる青時間の長さ Ｙ：所定の余裕時間 Ｓ：前記流入リンクに設けられた。前記自交差点の停止
   線の飽和交通流率 Ｑ：前記流入リンクの交通量 Ｃ：前記協調交差点制御パラメータ案に示されたサイク
   ル長 を満足するという第３条件を含む自律分散型信号制御シ
   ステム。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の自律分散型信号制御シ
   ステムにおいて、前記協調ローカルステーションのそれ
   ぞれは、 （ｋ）制御パラメータ決定時間の直前に定められている
   前記自交差点の制御パラメータに基づいて、複数の制御
   パラメータ案を作成し、 （ｌ）前記制御パラメータ案のそれぞれについて、前記
   自交差点の平均遅れの予想値と前記自交差点に隣接する
   隣接交差点の平均遅れの予想値とを算出し、 （ｍ）前記自交差点での平均遅れの予想値と前記隣接交
   差点での平均遅れの予想値との関数である評価関数の関
   数値に基づいて、前記制御パラメータ案のうちの一を前
   記自交差点の制御パラメータとして採用し、 （ｎ）前記制御パラメータ決定時間以降、採用された前
   記自交差点の制御パラメータに基づいて、前記自交差点
   に設けられた信号灯器を制御し、 前記制御パラメータ案は、前記制御パラメータ決定時間
   の直前に定められている前記自交差点の制御パラメータ
   と同一である直前同一制御パラメータ案を含み、 前記評価関数は、前記制御パラメータ案が直前同一制御
   パラメータ案であるか否かに応じて値が定められるペナ
   ルティー項を有する自律分散型信号制御システム。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の自律分散型信号制御シ
   ステムにおいて、 前記協調ローカルステーションのそれぞれは、 （ｋ）制御パラメータ決定時間の直前に定められている
   前記自交差点の制御パラメータに基づいて、複数の制御
   パラメータ案を作成し、 （ｌ）前記制御パラメータ案のそれぞれについて、前記
   自交差点の平均遅れの予想値と前記自交差点に隣接する
   隣接交差点の平均遅れの予想値とを算出し、 （ｍ）前記自交差点の平均遅れの予想値と前記隣接交差
   点の平均遅れの予想値との関数である評価関数の関数値
   に基づいて、前記制御パラメータ案のうちの一を前記自
   交差点の制御パラメータとして採用し、 （ｎ）前記制御パラメータ決定時間以降、採用された前
   記自交差点の制御パラメータに基づいて、前記自交差点
   に設けられた信号灯器を制御し、 前記自交差点の平均遅れの予想値は、前記自交差点と前
   記基軸交差点とを結ぶ最短経路上にある基軸交差点側隣
   接交差点から前記自交差点に向かう基軸交差点側流入リ
   ンクでの平均遅れの予想値である基軸交差点側流入リン
   ク平均遅れ予想値を含み、 前記評価関数には、前記自交差点での平均遅れの予想値
   のそれぞれについて、重み係数が与えられ、 前記自交差点での平均遅れの予想値のうち、前記基軸交
   差点側流入リンク平均遅れ予想値に与えられている重み
   係数と、他に与えられている重み係数とは異なる自律分
   散型信号制御システム。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の自律分散型信号制御シ
   ステムにおいて、前記協調ローカルステーションのそれ
   ぞれは、 （ｊ）制御パラメータ決定時間の直前に定められている
   前記自交差点の制御パラメータに基づいて、複数の制御
   パラメータ案を作成し、 （ｋ）前記制御パラメータ案のそれぞれについて、前記
   自交差点の平均遅れの予想値と前記自交差点に隣接する
   隣接交差点の平均遅れの予想値とを算出し、 （ｌ）前記自交差点の平均遅れの予想値と前記隣接交差
   点の平均遅れの予想値との関数である評価関数の関数値
   に基づいて、前記制御パラメータ案のうちの一を前記自
   交差点の制御パラメータとして採用し、 （ｍ）前記制御パラメータ決定時間以降、採用された前
   記自交差点の制御パラメータに基づいて、前記自交差点
   に設けられた信号灯器を制御し、 前記隣接交差点の平均遅れの予想値は、前記自交差点と
   前記基軸交差点とを結ぶ最短経路の上にある基軸交差点
   側隣接交差点への流出リンクでの平均遅れの予想値であ
   る基軸交差点側流出リンク平均遅れ予想値を含み、 前記評価関数には、前記隣接交差点での平均遅れの予想
   値のそれぞれについて、重み係数が与えられ、 前記隣接交差点での平均遅れの予想値のうち、前記基軸
   交差点側流出リンク平均遅れ予想値に与えられている重
   み係数と、他に与えられている重み係数とは異なる自律
   分散型信号制御システム。