JP2006058918A

JP2006058918A - 交差点および交差点通過車両走行制御方法

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Publication number: JP2006058918A
Application number: JP2004236905A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Watanabe; 渡辺　　雅弘
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-17
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】
交差点での直進車対右折車の衝突事故、右左折車による横断歩行者への衝突事故、の大幅削減と、車両のスムースな交差点通過の実現。
【解決手段】
交差点での直進車用および横断歩行者用青信号時間帯と右左折車用青信号時間帯を分離して時間的重複をなくするとともに、前記交差点の手前一定距離の地点Ｐにおいて車両が交差点をノンストップで通過するための走行条件あるいは前記走行条件算出のための算出条件を路側から車両に通報し、車両は通報されたあるいは算出した走行条件で前記地点Ｐから交差点までの間を走行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、交通信号制御の最適化およびそれに対応する形での交差点に向かう車両の走行状態の最適化を図ることによって、車両の交差点通過をスムースに、また歩行者の道路横断を安全に、行なわしめようとするものである。

交差点での交通事故、中でも直進車両と右折車両の衝突、右左折車両と横断歩行者の事故の発生頻度は高い。これらは直進車両用青信号と右折車両用青信号が、また右左折車両用青信号と横断歩行者用青信号が時間的に重複していることがその大きな要因である。
この重複を解消することによって前記事故の大幅な削減は可能であるが、新たな問題としての交差点での渋滞とそれに起因する事故の発生が予測される。

交差点内事故の解決方策として、交通信号機の状態をあらかじめ知ってそれに対応した最適な交差点通過方法を提供しようとする試みもなされている。しかしこれらはいずれも交差点の交通信号制御は現状のものとしての車両の走行状態の最適化であることから本質的解決策としては不十分である。

特開２００２− ２４９９２公報特開２００２−３７３３９６公報特願２００４−２１２４４０

本発明は、交差点での直進車両と右折車両の衝突事故、右左折車両と横断歩行者の事故、の発生を大幅に削減し、且つその対策によって発生する新たな問題を極力抑えた交通信号および交差点通過車両走行制御方法を提供しようとするものである。

課題解決のための基本的考え方を図１、図２を用いて説明する。
直進車両と右左折車両の青信号時間帯を図１の如く分離する。また直進車両と同一方向への横断歩行者用青信号時間帯も前記直進車両青信号時間帯に合わせて右左折車両青信号時間帯と分離する。
これによって、直進車両と右折車両の衝突、および右左折車両と横断歩行者の事故が、各々両者の青信号時間帯が重複しないことから、防止できる。

一方、交差点から一定距離Ｄ手前の地点Ｐ、あるいは通過対象の交差点の一つ手前の交差点、を通過する全車両に対して、交差点を青信号で通過するための前記地点Ｐから交差点までの走行速度等の走行条件を、あるいは前記走行条件を車側で演算するための演算条件を、路側から車側に提示する。

車側では提示された走行条件あるいは演算条件から交差点での行動予定、即ち直進するか右折するか左折するか等、にしたがって車両の走行条件あるいは演算条件を選択する。この選択に際しては車両の方向指示器の状態によって選択するのが一般的であるが、車両がカーナビゲーションシステムを搭載している場合には、同システムの目的地への経路誘導情報を用いて選択することもできる。

前記地点Ｐを通過する車両は前記提示された走行条件、あるいは提示された演算条件で演算された結果の走行条件、で交差点までの間を走行することによって直進車両、右左折車両とも赤信号で停止することなく交差点を通過できる。
即ち図１において地点Ｐを時間間隔ＴＰの間に通過する車両に対して、直進車両に対しては時間間隔ＴＳＧの間に、右左折車両にに対しては時間間隔ＴＴＧの間に、それぞれ交差点に到着するように走行速度制御することによって、全車両は交差点をノンストップで通過できることになる。

また横断歩行者は、原則的に直進車両と同一青信号時間帯、即ち右左折車両に対しては赤信号の時間帯間に横断道路を通行することになり右左折車による歩行者への事故は大幅に減少する。

また地点Ｐ通過車両に対する車両走行制御によって原則的には交差点での停止車両はなくなることから前記本発明による青信号時間間隔短縮に起因する交通容量の減少即ち交通渋滞は最小限に抑えられる。
ここで本発明実現のためには基本的には交差点付近において交差点進入路での直進車両用、右折車両用、左折車両用、の片側３車線の確保が理想的である。しかし、直進車両用、右左折車両用の片側２車線の場合でも本発明の実現は可能である。

ここで、交差点を青信号の間に通過するための地点Ｐから交差点までの推奨走行速度算出は、特許出願２００４−２１２４４０に示す方法によるものとする。
即ち、車両が交差点をノンストップで通過するための地点Ｐから交差点までの直進車推奨所要時間 tsopt、右左折車推奨所要時間 ttopt は各々数１Ｓ、数１Ｔで、また直進車推奨走行速度 vsopt 右左折車推奨走行速度 vtopt は各々数２Ｓ、数２Ｔで求める。ただし数１Ｓ、数１Ｔ、数２Ｓ、数２Ｔにおける tp は数３を満足しなければならない。

(数１Ｓ）
tsopt＝Ｄ／ＶＳＭＡＸ＋（１−ｔｐ／ＴＰ）・ＴＳＮ

(数１Ｔ）
ttopt＝Ｄ／ＶＴＭＡＸ＋（１−ｔｐ／ＴＰ）・ＴＴＮ

(数２Ｓ)
vsopt＝Ｄ／tsopt
＝Ｌ／｛Ｄ／ＶＳＭＡＸ＋（１−ｔｐ／ＴＰ）・ＴＳＮ｝

(数２Ｔ)
vtopt＝Ｄ／ttopt
＝Ｌ／｛Ｄ／ＶＴＭＡＸ＋（１−ｔｐ／ＴＰ）・ＴＴＮ｝

(数３)
０ ≦ tp ＜ＴＰ

但し、上記数１Ｓ、数１Ｔ、数２Ｓ、数２Ｔ、数３、において、
tsopt：直進車が交差点を青信号で通過するための、地点Ｐから交差点までの推奨所要時間
ttopt：右左折車が交差点を青信号で通過するための、地点Ｐから交差点までの推奨所要時間
vsopt：直進車が交差点を青信号で通過するための、地点Ｐから交差点までの推奨走行速度
vtopt：右左折車が交差点を青信号で通過するための、地点Ｐから交差点までの推奨走行速度
Ｄ：地点Ｐから交差点までの距離
ＶＳＭＡＸ：直進車の地点Ｐから交差点まで間の許容最高走行速度
ＶＴＭＡＸ：右左折車の地点Ｐから交差点まで間の許容最高走行速度
ＴＰ：交通信号周期（＝ＴＳＮ＋ＴＳＧ＝ＴＴＮ＋ＴＴＧ）
ＴＳＮ：直進車用信号の黄信号および赤信号の時間間隔
ＴＴＮ：右左折車用信号の黄信号および赤信号の時間間隔
ＴＳＧ：直進車用信号の青信号時間間隔
ＴＴＧ：右左折車用信号の青信号時間間隔
tp ：交通信号周期ＴＰ中の相対時間（図１参照）
tn ：現時刻
である。

上記基本的な考え方に基づいての交差点通過車両走行制御システムは、信号状態検知手段、路側演算手段、および路側から車側への情報伝達手段で構成される路側手段と、車側での情報受信手段、受信した情報の演算手段、および情報の出力手段で構成される車側手段、から構成される。

交差点から一定距離Ｄ手前の地点Ｐに前記路側から車側への情報伝達手段を設ける。
前記信号状態検知手段によって前記交差点の信号機の信号状態情報即ち前記数１Ｓ、数１Ｔ、数２Ｓ、数２Ｔを用いて前記直進車推奨所要時間 tsopt 、右左折車推奨所要時間 ttopt 、直進車推奨走行速度 vsopt 、右左折車推奨走行速度 vtopt 、を算出するに必要な信号機情報を検知する。

前記路側演算手段においては、あらかじめ入力されている前記距離Ｄ情報および前記地点Ｐから前記交差点までの直進車許容最高速度ＶＳＭＡＸ情報、右左折車許容最高速度ＶＴＭＡＸ情報と、前記信号状態検知手段で検知された前記信号状態情報から、前記交差点をノンストップで通過するための条件即ち前記地点Ｐから前記交差点までの直進車推奨所要時間 tsopt 、右左折車推奨所要時間 ttopt 、直進車推奨走行速度 vsopt 、右左折車推奨走行速度 vtopt 、を各々前記数１Ｓ、数１Ｔ、数２Ｓ、数２Ｔを用いて算出する。

具体的な直進車推奨所要時間 tsopt 、右左折車推奨所要時間 ttopt 、直進車推奨走行速度 vsopt 、右左折車推奨走行速度 vtopt 、の求め方として、車両が地点Ｐをする毎に前記数１Ｓ、数１Ｔ、数２Ｓ、数２Ｔを用いその時の tp で演算する方法もあるが、あらかじめ例えば tp １秒ごとに直進車推奨所要時間 tsopt 、右左折車推奨所要時間 ttopt 、直進車推奨走行速度 vsopt 、右左折車推奨走行速度 vtopt 、の値を求めて表を作成しておき、地点Ｐを車両が通過したときの tp に対応する各値を前記表から取り出す方法が合理的である。

また、前記直進車推奨所要時間 tsopt 、右左折車推奨所要時間 ttopt 、直進車推奨走行速度 vsopt 、右左折車推奨走行速度 vtopt 、の演算結果に対して地点Ｐ通過後の経過時間ｔ、走行距離ｄ、による補正を車側演算装置で行うことによって前記交差点でのノンストップ走行の精度を上げることが出来る。

即ち、前記地点Ｐにおける演算結果である直進車推奨所要時間 tsopt 、右左折車推奨所要時間 ttopt 、直進車推奨走行速度 vsopt 、右左折車推奨走行速度 vtopt と、前記路車間通信によって前記車側での情報受信手段で得られた前記距離Ｄおよび許容最高速度ＶＳＭＡＸ、ＶＴＭＡＸから、前記地点Ｐ通過ｔ時間経過後の直進車推奨所要時間補正値 tsoptt 、右左折車推奨所要時間補正値 ttoptt 、直進車推奨走行速度補正値 vsoptt 、右左折車推奨走行速度補正値 vtoptt を各々数４Ｓ、数４Ｔ、数５Ｓ、数５Ｔを用いて算出する。

(数４Ｓ)
tsoptt＝ tsopt −ｔ

(数４Ｔ)
ttoptt＝ ttsopt −ｔ

(数５Ｓ)
vsoptt＝（Ｄ−ｄ）／tsoptt
＝（Ｄ−ｄ）／（ tsopt−ｔ）≦ＶＳＭＡＸ

(数５Ｔ)
vtoptt＝（Ｄ−ｄ）／ttoptt
＝（Ｄ−ｄ）／（ ttopt−ｔ）≦ＶＴＭＡＸ

但し、上記数４Ｓ、数４Ｔ、数５Ｓ、数５Ｔにおいて、
tsoptt :直進車推奨所要時間補正値
ttoptt :右左折車推奨所要時間補正値
vsoptt :直進車推奨走行速度補正値
vtoptt :右左折車推奨走行速度補正値
ｔ：Ｐ点通過後の経過時間であって、前記車側演算装置内にタイマーを設けて計数する。
ｄ：Ｐ点通過後の走行距離であって、前記車側演算装置に入力される自車速度情報ｖのＰ点通過後の時間積分値として前記車側演算装置内で求める。

上記の如く獲得した推奨走行速度あるいは推奨走行速度補正値に従って車両を前記地点Ｐ−交差点間を走行させることにより、道路の交通容量に不足が無い限り、全車両を交差点の赤信号で停止させることなく青信号の間に通過させることができる。

但し前記地点Ｐの設定は、前記地点Ｐから交差点までの間に横断歩道等の車両の一旦停止が義務付けられている道路施設等が無いことが前提となる。

また前記車側での情報出力手段による推奨走行速度、推奨走行速度補正値等の音声あるいは表示によるドライバーへの伝達は、車側装置で現行自車速度 v との比較を行った結果に対して運転者の取るべき処置を簡潔に伝達する等、運転者が安全に且つ正確に対応できるよう工夫する必要がある。

以上本発明による交差点および交差点通過車両走行制御方法によって、実質的な交差点交通容量の低下無しに交差点での車両対車両,車両対歩行者の事故を大幅に削減することができる。

少なくとも交差点付近の交差点進入路においては直進路、左折路、右折路、の３車線を確保する。可能であれば交差点から一定距離Ｄの地点Ｐの地点から交差点までの間の３車線以上の確保が望ましい。また車両はカーナビゲーションシステムを有し同システムの経路誘導情報から交差点での直進あるいは右左折情報を得るとともに、ＡＳＣ（自動速度制御装置）等の車両制御装置を有し、通報あるいは演算された推奨走行速度あるいは推奨走行速度補正値を前記車両制御装置の目標速度として自動設定する。

図３に本発明による交差点および交差点通過車両制御方法によるシステム実施例１の構成を示す。

図３において、
１１１は、交通信号機あるいは前記交通信号機を制御する交通管制センター（図示せず）に接続して交通信号機の信号状態情報を検知する信号状態検知装置、

１１２は、信号状態検知装置１１１から前記交通信号機の信号状態情報を得て、あらかじめ入力されている交差点−通信領域間距離Ｄ情報（図２参照）、前記通信領域から交差点までの走行に許容される直進車許容最高走行速度ＶＳＭＡＸ、右左折車許容最高走行速度ＶＴＭＡＸから前記数１Ｓ、数１Ｔ、数２Ｓ、数２Ｔによって前記直進車推奨所要時間 tsopt 、右左折車推奨所要時間 ttopt、直進車推奨走行速度 tsopt 、右左折車推奨走行速度 ttopt 、を算出する路側演算装置。

１１３は、交差点から距離Ｄの地点Ｐにおいて通信領域（図２参照）を形成し、路側演算装置１１２出力である直進車推奨所要時間 tsopt 、右左折車推奨所要時間 ttopt 、直進車推奨走行速度 vsopt 、右左折車推奨走行速度 vtopt 、および前記距離Ｄ、前記直進車許容最高走行速度ＶＳＭＡＸ、右左折車許容最高走行速度ＶＴＭＡＸ等を後述の路車間通信車側装置１２１に送信する路車間通信路側装置、である。

以上信号状態検知装置１１１、路側演算装置１１２、路車間通信路側装置１１３で路側装置１１０を構成する。
また図２に示す通信領域は路車間通信路側装置１１３の一部を構成するアンテナ（図示せず）の指向性・取り付け位置等を最適に設定して道路上に形成する。

１２１は、路車間通信路側装置１１３から送信される前記各種情報を受信する路車間通信車側装置、

１２２は、路車間通信車側装置１２１で受信した前記各種情報と、車両の自車速センサー出力である自車速度情報ｖ、カーナビゲーションシステムの経路誘導情報から得られる交差点での直進／右左折情報を入力して、前記数４Ｓ、数５Ｓ、あるいは数４Ｔ、数５Ｔから、各々前記通信領域通過後時間ｔ経過した現時点の直進車推奨所要時間補正値 tsoptt、直進車推奨走行速度補正値 vsoptt、あるいは右左折車推奨所要時間補正値 ttoptt 、右左折車推奨走行速度補正値 vtoptt を演算する車側演算装置、である。

但し前記数４Ｓ、数５Ｓ、あるいは数４Ｔ、数５Ｔにおいて、ｔは車両が通信領域である地点Ｐ通過後の経過時間、ｄは車両が地点Ｐを通過してからの走行距離であり、ｔは車側演算装置１２２内にタイマーを設けて、またｄは車側演算装置内で前記車両からの自車速度情報ｖを時間積分して、各々得られる。

１２３は、車側演算装置１２２の演算結果である直進車推奨走行速度補正値 vsoptt 、あるいは右左折車推奨走行速度補正値 vtoptt を入力して、それを車両の運転者に音声あるいは表示出力によって伝達する音声／表示出力装置である。
以上路車間通信車側装置１２１、車側演算装置１２２、音声／表示出力装置１２３で車側装置１２０を構成する。

前記車両の運転者は前記地点Ｐ即ち通信領域通過以降交差点までの間、上記音声／表示出力装置１２３で指示される直進車推奨走行速度補正値 vsoptt あるいは右左折車推奨走行走行速度補正値 vtoptt で車両を走行させることにより、交差点をノンストップで通過することができる。

また、前記直進車推奨走行速度補正値 vsoptt あるいは右左折車推奨走行速度補正値 vtoptt を車両の走行速度制御を行うＡＳＣ（自動速度制御装置）等の走行制御装置の設定速度として入力することによって、より正確に速度制御が可能となる。

本発明による交差点の交通信号制御および交差点通過車両の走行制御によって、交差点における車両対車両および車両対横断歩行者の事故を大幅に削減することができる。

本発明の基本的考え方の説明図本発明による交差点、地点Ｐ即ち通信領域、の位置関係等を示す説明図本発明による交差点通過車両走行制御システムの構成例である。

符号の説明

図１、図２において、
Ｄ：交差点−通信領域（地点Ｐ）間距離
ＴＰ：交通信号周期
ＴＳＧ：直進車用信号の青信号時間間隔
ＴＴＧ：右左折車用信号の青信号時間間隔
ＴＳＮ：直進車用信号の黄および赤信号時間間隔
ＴＴＮ：右左折車用信号の黄および赤信号時間間隔
tp:交通信号周期ＴＰ中の相対時間
tn:現時刻

図２、図３において、
１１０：路側装置
１１１：信号状態検知装置
１１２：路側演算装置
１１３：路車間通信路側装置
１２０：車側装置
１２１：路車間通信車側装置
１２２：車側演算装置
１２３：音声／表示出力装置
である。

Claims

交差点の交通信号において、直進車両用青信号時間帯および前記直進車両と同一方向の横断歩行者用青信号時間帯を右左折車両用青信号時間帯と分離し、かつ前記交差点手前一定距離の地点を通過する車両に対し、直進車両用、右左折車両用に各々交差点を青信号で通過するための走行条件あるいは前記車両内で前記走行条件を算出するための算出条件を路側から通報すること、を特徴とする交通信号および交差点通過車両走行制御方法。
路側から車側へ通報される走行条件あるいは車両内で前記走行条件を算出するための算出条件中からの直進車両用情報あるいは右左折車両用情報の弁別は、車両に搭載されているカーナビゲーションシステムの有する経路情報を用いて行うことを特徴とする請求項１記載の交通信号および交差点通過車両走行制御方法。
路側から車側への走行条件あるいは車両内で前記走行条件を算出するための算出条件の通報は、前記通過対象とする交差点の手前の交差点で、あるいは前記手前の交差点通過直後に、行うことを特徴とする請求項１記載の交通信号および交差点通過車両走行制御方法。