JP2008097416A - 交通信号制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力線の数を削減して、設置工事に要する費用を安価にし、設置に要する工期を短縮することができる交通信号制御システムを提供する。
【解決手段】ＡＣ／ＤＣ電源部２１は、駆動線上の駆動信号を取得し、取得した駆動信号を整流して平滑し、平滑した直流を電源制御部２３へ出力する。電源制御部２３は、バッテリ２２を充電するとともに、バッテリ２２の直流電圧を感知処理部２４、感知信号送出部２５へ供給して車両感知器２０を作動させるための電力を供給する。感知処理部２４は、遠赤外線センサ４０から検知信号を取得して感知信号送出部２５へ出力する。感知信号送出部２５は、例えば、２００ｋＨｚの搬送波を発生し、感知処理部２４から入力された信号に基づいて、数ｋＨｚの周波数変調を加えたトーン信号を生成し、駆動線１Ｒを通じて生成したトーン信号を交通信号制御機１０へ出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両感知器を備えた交通信号制御システムに関する。

交差点又は横断歩道などには、車両、歩行者などの安全な通行を確保するため複数の信号灯器が所定の位置に設置され、各信号灯器の青色灯、黄色灯、赤色灯、青矢印灯などの点灯、消灯、又は点滅などを所定の時間間隔で繰り返すように制御する交通信号制御システムがすでに実用化されており、近年の技術進歩に伴い、交通信号制御システムに関する技術開発が行われている。

このような交通信号制御システムには、道路を走行する車両を検知する車両感知器を備えるものがある。車両感知器で道路を通行する車両を検知し、検知結果に基づいて交通量を判断し、交差点に交差する各道路に対する信号灯器の灯色の点灯時間又は消灯時間を制御して、円滑な交通制御を行うことができる。

車両感知器を設置する場合、車両感知器で検知した車両感知信号を送出するために信号線を空中に張架又は地中に埋設する必要があり、交通信号制御システムを構築するための導入の工期が過大になるという問題があった。そこで、車両感知器に電力を供給する電力線に車両感知信号を重畳させて電力線搬送を行うことにより、信号線を廃止して工事費の削減、導入の工期短縮を実現することができるシステムが提案されている（特許文献１参照）。
特許第３７５３０９７号公報

しかしながら、特許文献１のシステムにあっては、例えば、交差点に設置された各信号灯器の近くに各道路を走行する車両を検知するための車両感知器を設置する場合、信号灯器及び車両感知器それぞれに所要の電力を供給するために、信号灯器への電力線工事に加えて、車両感知器への電力線工事も必要となり、システムを導入するための工事費が高くなるとともに工期も長くなり、又交差点付近に電力線の配管が設置されると美観も損ねるという問題があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、信号灯器を駆動する駆動信号を取得して車両感知器を作動することにより、電力線の数を削減して、設置工事に要する費用を安価にし、設置に要する工期を短縮することができる交通信号制御システムを提供することを目的とする。

第１発明に係る交通信号制御システムは、信号灯器と、該信号灯器に接続された駆動線を通じて該信号灯器を駆動する駆動信号を出力する交通信号制御機と、該交通信号制御機へ車両感知信号を出力する車両感知器とを備える交通信号制御システムにおいて、前記車両感知器は、前記駆動線に接続され、駆動信号を取得する取得部を備え、該取得部で取得した駆動信号で作動するように構成してあることを特徴とする。

第２発明に係る交通信号制御システムは、第１発明において、前記車両感知器は、蓄電部と、前記取得部で取得した駆動信号に基づいて、前記蓄電部を充電する充電部とを備え、前記蓄電部からの電力に基づいて作動するように構成してあることを特徴とする。

第３発明に係る交通信号制御システムは、第１発明又は第２発明において、車両の有無を検知する遠赤外線センサを備え、前記車両感知器は、前記遠赤外線センサで検知した検知結果に基づいて、前記駆動線を通じて車両感知信号を前記交通信号制御機へ出力する出力手段を備えることを特徴とする。

第４発明に係る交通信号制御システムは、第１発明乃至第３発明のいずれかにおいて、前記車両感知器を信号灯器に内蔵していることを特徴とする。

第１発明にあっては、車両感知器は、信号灯器を駆動する駆動線に接続してある。取得部は、駆動線を通じて信号灯器を駆動する駆動信号を取得する。この場合、駆動信号は、商用電源の交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）を所定のタイミングでオン／オフしたもの、あるいは所定の直流電圧を所定のタイミングでオン／オフしたものである。車両感知器は、取得部で取得した駆動信号に基づいて作動する。これにより、車両感知器を作動させるために必要な電力を供給するために固有の電力線を車両感知器に接続する必要がなく、信号灯器を駆動する駆動線のみで車両感知器を作動させることができ、電力線の数を削減して、設置工事に要する費用を安価にし、電力線の設置に要する工期を短縮することができるとともに、電力線を配置するための配管も不要となり、美観を向上させることができる。

第２発明にあっては、車両感知器は、蓄電部（例えば、二次電池など）を備える。充電部は、取得部で取得した駆動信号に基づいて蓄電部を充電し、蓄電部からの電力に基づいて作動する。これにより、仮に、駆動信号に基づいて車両感知器を作動させるのに十分な電力を取得することができない事態が生じた場合でも、蓄電部からの電力で車両感知器を継続して作動させることができ、システム全体の信頼性を向上させることができる。

第３発明にあっては、車両感知器は、車両の有無を検知する遠赤外線センサで検知した検知結果に基づいて、駆動線を通じて車両感知信号を交通信号制御機へ出力する。交通信号制御機と信号灯器とを接続する駆動線を利用して、車両感知信号を交通信号制御機へ出力することで、交通信号制御機と各車両感知器との間に信号線を設置する必要がなく、さらに設置工事に要する費用を安価にし、設置に要する工期を短縮することができる。また、遠赤外線センサを用いることにより、超音波方式などのアクティブセンサではなく、パッシブ（受動的）に遠赤外線を検知して車両感知器で消費される電力を少なくすることができ、信号灯器を駆動する駆動信号に影響を与えることなく駆動線を通じて所要の電力を取得することができる。

第４発明にあっては、車両感知器を信号灯器に内蔵する。これにより、美観にも優れ、設置工事を容易にすることができ、工事費用を低減することができる。

本発明にあっては、車両感知器を作動させるために必要な電力を供給するための固有の電力線を車両感知器に配線する必要がなく、信号灯器を駆動する駆動線のみで車両感知器を作動させることができ、電力線の数を削減して、設置工事に要する費用を安価にし、電力線の設置に要する工期を短縮することができるとともに、電力線を配置するための配管も不要となり美観を向上させることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る交通信号制御システムの構成の一例を示す模式図である。本発明の交通信号制御システムは、交差点の所定位置に設置された柱に据え付けられた信号灯器３０、３０、…、各信号灯器３０の近傍（例えば、各信号灯器３０を据え付けている柱に設けられた支柱）に配置された遠赤外線センサ４０、４０、…、各遠赤外線センサ４０で車両が発する遠赤外線を電圧に変換し増幅した検知信号を各遠赤外線センサ４０から取得する車両感知器２０、２０、…、各信号灯器３０の点灯、消灯、又は点滅等の制御を行う交通信号制御機１０などを備えている。交通信号制御機１０は、駆動線１を通じて各信号灯器３０に接続されているとともに、各車両感知器２０に接続されている。

交通信号制御機１０は、例えば、信号灯器３０が据え付けられた柱のうち１つの柱の近傍に設置されている。交通信号制御機１０は、制御部１１、電源部１２、灯器駆動部１３、感知信号検出部１４などを備えている。

電源部１２は、商用電源（不図示）に接続され、商用電源から供給される交流電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ）を灯器駆動部１３へ供給する。なお、灯器駆動部１３へ供給する電圧は、交流に限らず、電源部１２に整流回路、低電圧回路などを設け、交流を整流し、整流した直流を所定の電圧に変換して灯器駆動部１３へ供給するようにすることもできる。

制御部１１は、信号制御パラメータ（例えば、サイクル、スプリット、オフセット等）などの情報を含む指令計画を予め記憶してあり、指令計画に基づいて、各信号灯器３０の点灯、消灯、又は点滅等の制御を行うための信号灯器出力指令を灯器駆動部１３へ出力する。また、制御部１１は、感知信号検出部１４で取得した車両感知信号に基づいて、交通量を判定するとともに、記憶してある指令計画を更新し、各信号灯器３０の信号灯色の表示時間を調整して、円滑な交通制御を行うことができる。

灯器駆動部１３は、信号灯器３０毎に各灯色に対応した半導体リレー（不図示）を備え、電源部１２から供給されるＡＣ１００Ｖを各信号灯器３０へ供給するとともに、制御部１１から入力された信号灯器出力指令に基づいて、各信号灯器３０の赤色灯、青色灯、黄色灯それぞれに対応して各色の信号灯に供給されるＡＣ１００Ｖをオン／オフした駆動信号を、駆動線１を通じて各信号灯器３０へ出力する。

感知信号検出部１４は、フィルタ部、周波数復調部などを備え、各車両感知器２０が駆動線１を通じて送出したトーン信号（車両感知信号）をフィルタ部で駆動信号と分離し、分離したトーン信号を周波数復調部で復調して元の車両感知信号を抽出し、抽出した車両感知信号を制御部１１へ出力する。なお、車両感知信号は、電源部１２から灯器駆動部１３へＡＣ１００Ｖを供給するための電源線から抽出する構成であってもよい。

遠赤外線センサ４０は、サーモパイル素子、増幅器などを備え、車両が発する赤外線をサーモパイル素子で検出し、サーモパイル素子で生じた起電力を増幅器で増幅した検知信号を車両感知器２０へ出力する。車両感知する方式には、超音波方式などのアクティブセンサを用いるものもあるが、遠赤外線センサ４０の如くパッシブ（受動的）に遠赤外線を検知する構成とすることにより、車両感知器２０で消費される電力を少なくすることができる。また、遠赤外線センサ４０を用いる車両感知器２０は、画像処理方式の車両感知器と比較しても、画像処理方式のように画像処理を行う必要もなく、消費電力を少なくすることができる。

図２は車両感知器２０の構成を示すブロック図である。車両感知器２０は、ＡＣ／ＤＣ電源部２１、バッテリ２２、電源制御部２３、感知処理部２４、感知信号送出部２５などを備えている。

ＡＣ／ＤＣ電源部２１は、交通信号制御機１０と信号灯器３０とを接続する駆動線１を構成する駆動線（赤）１Ｒ、駆動線（黄色）１Ｙ、駆動線（青）１Ｂ、駆動線（共通）１ＣＯＭそれぞれに接続され、駆動線１上の駆動信号（ＡＣ１００Ｖのオン／オフ信号）を取得する。ＡＣ／ＤＣ電源部２１は、整流回路、平滑回路などを備え、取得した駆動信号を整流して平滑し、平滑した直流を電源制御部２３へ出力する。

電源制御部２３は、バッテリ２２の充電回路を備え、ＡＣ／ＤＣ電源部２１から入力された直流に基づいて、バッテリ２２を充電するとともに、バッテリ２２の直流電圧を感知処理部２４、感知信号送出部２５へ供給して車両感知器２０を作動させるための電力を供給する。

感知処理部２４は、遠赤外線センサ４０から検知信号を取得し、取得した検知信号のレベルを予め設定された閾値と比較することにより、車両の有無の判定を行う。より具体的には、感知処理部２４は、入力された検知信号のレベルが閾値より大きい場合、車両ありと判定し、判定した車両数を計数する。一方、感知処理部２４は、入力された検知信号のレベルが閾値より小さい場合、車両なしと判定する。感知処理部２４は、判定した結果を示す信号（例えば、所定の時間に計数された車両数）を感知信号送出部２５へ出力する。

感知信号送出部２５は、駆動線１Ｒに接続されるとともに、搬送波発生部、周波数変調部（いずれも不図示）などを備えている。感知信号送出部２５は、搬送波発生部で、例えば、２００ｋＨｚの搬送波を発生し、感知処理部２４から入力された信号に基づいて、数ｋＨｚの周波数変調を加えたトーン信号を生成し、駆動線１Ｒを通じて生成したトーン信号（車両感知信号）を交通信号制御機１０へ出力する。なお、感知信号送出部２５を駆動線１Ｒに接続する構成に代えて、他の駆動線１Ｙ、１Ｂ、１ＣＯＭに接続することもできる。

各車両感知器２０は、周波数の異なるトーン信号を駆動線１Ｒに送出するように構成してある。この場合、交通信号制御機１０の感知信号検出部１４で予め増設される予定の車両感知器が送出するトーン信号を取得可能に構成しておくことで、道路状況に応じて、車両感知器を増設する必要が生じた場合であっても、車両感知器を駆動線に接続するだけで、車両感知器を作動させ、かつ車両感知器からの車両感知信号を取得することができ、柔軟性に富んだ交通信号制御システムを構築することが可能になる。

図３は車両感知器２０への電力供給を説明するタイムチャートである。図３に示すように、各駆動線１Ｒ、１Ｙ、１Ｂには、信号灯色の点灯時間に応じてオン／オフされた交流電圧が印加される。車両感知器２０は、各駆動線１Ｒ、１Ｙ、１Ｂに接続してあり、各駆動線１Ｒ、１Ｙ、１Ｂを通じて交流電力を取得することができる。車両感知器２０は、取得した交流を整流することにより、ほとんど休止期間がない整流波形を得ることができる。この整流波形をキャパシタ等で平滑して直流を得ることができる。このように、例えば、この整流波形をキャパシタ等で平滑化して得た直流電圧は、前記休止期間以外の期間は車両感知器２０に供給されることになるから、バッテリ２２の容量を極めて小さくすることができる。

なお、上述の例では、車両感知器２０は、各駆動線１Ｒ、１Ｙ、１Ｂから交流電力を取得する構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、駆動線１Ｒのみから電力を取得する構成とすることもできる。これにより、車両感知器２０のＡＣ／ＤＣ電源部２１の構成を簡単にして車両感知器２０の構成を一層簡略化することができる。この場合、赤色灯が消灯している間、交流電力を供給することができず、整流波形には、休止期間が生ずるが、前記休止期間は最大でも４分未満であること（日本国内における信号機の灯色表示が一巡するサイクル時間は最大４分）、遠赤外線センサ４０と車両感知器２０の消費電力は４ＶＡ程度であることから（信号灯器３０を駆動する際の消費電力に比べて数十分の１程度）、バッテリ２２はたかだか０．２７Ｗｈ程度の容量があれば十分である。

以上説明したように、本発明にあっては、信号灯器を駆動する駆動線に車両感知器を接続し、駆動信号を取得して車両感知器を作動させるための電力とすることで、車両感知器に電力を供給するために固有の電力線が不要になり、電力線の数を削減して、設置工事に要する費用を安価にし、電力線の設置に要する工期を短縮することができるとともに、電力線を配置するための配管も不要となり美観を向上させることができる。また、交通信号制御機に接続された駆動線を通じて車両感知信号を送出する構成とすることにより、車両感知器用の信号線が不要になり、さらに設置工事に要する費用を安価にし、設置に要する工期を短縮することができる。また、遠赤外線センサを用いることにより、超音波方式などのアクティブセンサを用いる場合、あるいは画像処理方式の車両感知器を用いる場合に比べて、車両感知器で消費される電力を低減することができ、信号灯器を駆動する駆動信号から電力を分岐給電する構成としても、信号灯器の制御に全く影響を与えることがなく、車両感知器を備えた柔軟性の高い交通信号制御システムを構築することができる。

なお、本発明は、実施例に限定されるものではない。例えば、遠赤外線センサは、車両感知器の外部に配置する構成に限定されるものではなく、車両感知器に内蔵する構成としてもよい。また、遠赤外線センサを車両感知器に内蔵するか否かに拘わらず、車両感知器を信号灯器に内蔵する構成とすることもできる。これにより、美観にも優れ、車両感知器２０の設置工事を容易にすることができ、工事費用を低減することができる。

上述の実施の形態において、車両感知器の構成は、一例であって、これに限定されるものではない。例えば、遠赤外線センサで検知された信号に基づいて判定された所定時間内の車両数を示す信号に代えて、車両の有無を示す信号（例えば、車両検知した場合にオン、車両を検出していない場合にオフ）を送出する構成であってもよい。これにより、車両感知器の構成をさらに簡略化することができる。

上述の実施の形態においては、車両感知器にバッテリを内蔵する構成であったが、信号灯器の消費電力に比べて車両感知器の消費電力を小さくすることができるため、バッテリを備えることなく、赤灯用、黄灯用、青灯用の各駆動線の駆動信号を取得し、比較的容量の大きなキャパシタで整流した電圧を平滑することにより、車両感知器を作動させるための電力を供給することも可能である。また、例えば、赤色灯用の駆動信号のみを取得して車両感知器を動作させる場合であっても、バッテリを備えることなく、０．２７Ｗｈ程度もしくはそれよりも大きな容量のキャパシタによって電力を供給する構成とすることも可能である。

上述の実施の形態では、駆動線を通じて車両感知信号を交通信号制御機へ送出する構成であったが、これに限定されるものではなく、無線通信を用いて車両感知信号を交通信号制御機へ送信する構成であってもよい。

本発明に係る交通信号制御システムの構成の一例を示す模式図である。 車両感知器の構成を示すブロック図である。 車両感知器への電力供給を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１ 駆動線
１Ｒ 駆動線（赤）
１Ｙ 駆動線（黄）
１Ｂ 駆動線（青）
１ＣＯＭ 駆動線（共通）
１０ 交通信号制御機
１１ 制御部
１２ 電源部
１３ 灯器駆動部
１４ 感知信号検出部
２０ 車両感知器
２１ ＡＣ／ＤＣ電源部
２２ バッテリ
２３ 電源制御部
２４ 感知処理部
２５ 感知信号送出部
３０ 信号灯器
４０ 遠赤外線センサ

Claims (4)

1. 信号灯器と、該信号灯器に接続された駆動線を通じて該信号灯器を駆動する駆動信号を出力する交通信号制御機と、該交通信号制御機へ車両感知信号を出力する車両感知器とを備える交通信号制御システムにおいて、
   前記車両感知器は、
   前記駆動線に接続され、駆動信号を取得する取得部を備え、
   該取得部で取得した駆動信号で作動するように構成してあることを特徴とする交通信号制御システム。
2. 前記車両感知器は、
   蓄電部と、
   前記取得部で取得した駆動信号に基づいて、前記蓄電部を充電する充電部と
   を備え、
   前記蓄電部からの電力に基づいて作動するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の交通信号制御システム。
3. 車両の有無を検知する遠赤外線センサを備え、
   前記車両感知器は、
   前記遠赤外線センサで検知した検知結果に基づいて、前記駆動線を通じて車両感知信号を前記交通信号制御機へ出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の交通信号制御システム。
4. 前記車両感知器を信号灯器に内蔵していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の交通信号制御システム。

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