JP2008305299A - 交通信号制御装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の交差点Ciの交通信号機1が連動するように信号制御パラメータを設定する交通感応制御を行う交通信号制御装置4において、制御エリア内の渋滞区間10と、この渋滞区間の代替路となる迂回路12とを記憶しておき、渋滞区間10で渋滞が発生した時に、迂回路12の迂回方向がこれと反対の方向よりも信号待ち時間が小さくなるように、当該迂回路12に含まれる交差点Ciの信号制御パラメータを設定する優先制御を行う。
【選択図】 図1
Description
このうち、後者の交通感応制御は、端末の交通信号制御機ごとに行う端末感応制御と、路線系統制御或いは面制御される複数の交差点を対象に信号制御パラメータを変化させる中央感応制御に分類される。
しかし、このように単に渋滞情報を車両の搭乗者に報知する対策だけでは、渋滞を回避する迂回路を選択するか否かはすべて車両の搭乗者の意思決定に委ねられるので、多くの車両が迂回路を走行するのをそれほど期待することができず、渋滞抑制の効果を余り向上することができなかった。
この場合、制御手段が、流入抑制交差点の上流側を走行する車両が渋滞区間に進入し難くなるように、流入抑制交差点の信号制御パラメータを設定する流入抑制制御を行うので、流入抑制交差点の上流側を走行する車両が迂回路を走行する可能性をより高めることができる。このため、単に渋滞情報を車両の搭乗者に報知する場合に比べて、交通渋滞をより効果的に抑制することができる。
この場合、制御手段が、迂回路を選択した車両の割合(迂回率)に基づいて迂回路に含まれる交差点の信号制御パラメータを設定するので、迂回率の大小に応じて迂回路への選択のし易さを変更することができる。このため、迂回率が比較的小さい場合は迂回路への優先度を増大させるというような、よりきめの細かい優先制御が可能となる。
この場合、制御手段が、迂回路を選択した車両の割合(迂回率)に基づいて流入抑制交差点の信号制御パラメータを設定するので、迂回率の大小に応じて渋滞区間への抑制度合いを変更することができる。このため、迂回率が比較的小さい場合は渋滞区間への抑制度合いを増大させるというような、よりきめの細かい流入抑制制御が可能となる。
この場合、上記制御が実施中である情報が車両に提供されるので、車両の搭乗者は、迂回路への優先制御や流入抑制制御が行われていることを事前に察知することができる。このため、それらの情報を搭乗者が知らない場合に比べて、車両が迂回路を走行する可能性を更に高めることができる。
〔システムの全体構成〕
図1は、本発明を採用した交通信号制御システムの全体構成を示している。
図1に示すように、本実施形態の交通信号制御システムは、交通信号機1、車載装置2(図2参照)、車両感知器3、中央装置4、車載装置2を搭載した車両5などを含む。
従って、中央装置4は、各交通信号機1と双方向通信が可能であり、各交通信号機1は他の交通信号機1とも双方向通信が可能である。なお、中央装置4は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
なお、図1では、図示を簡略化するために、各交差点Ciに信号灯器1bが1つだけ描写されているが、実際の各交差点Ciには、例えば図2に示すように、互いに交差する道路の上り下り用として4つの信号灯器1bが設置されている。
更に、図2に示すように、主道路RMは、北行きの上り線RM1と南行きの下り線RM2とを備え、従道路RSは、東行きの上り線RS1と西行きの下り線RS2とを備えているものとする。
図3は、中央装置4の構成を示すブロック図である。
図3に示すように、中央装置4は、制御部401、表示部402、通信部403、記憶部404及び操作部405を含んでいる。
中央装置4の制御部401は、ワークステーション(WS)やパーソナルコンピュータ(PC)等よりなり、交通信号機1や車両感知器3からの各種の交通情報の収集・処理(演算)・記録、信号制御及び情報提供を統括的に行う。中央装置4の制御部401は、内部バスを介して上記ハードウェア各部と繋がっており、これら各部の動作も制御する。
なお、上記制御種別情報S6で識別される制御種別には、中央装置4が通常時に行う各種の感応制御の他、後述する優先制御と流入抑制制御も含まれる。
また、中央装置4の通信部403は、各交通信号機1の通信部103から、車載装置2が搭載されている車両5の車両ID、位置情報S3及び速度情報S4と、車両感知器3の感知信号S5とをリアルタイム(例えば、0.1〜1.0秒周期)で受信している。
また、中央装置4の記憶部404は、制御部401が生成した前記信号制御指令S1、交通情報S2及び制御種別情報S6と、LAN側から取得した車両ID、位置情報S3、速度情報S5及び感知信号S5を一時的に記憶する。
中央装置4の操作部405は、キーボードやマウス等の入力インタフェースよりなり、この操作部405によって中央オペレータが上記表示部402に対する表示切り替え操作等を行えるようになっている。
図1に示す例では、交差点C6から交差点C5に向かう方向の主道路RMの上り線が渋滞区間10に設定され、この渋滞区間10が始まる交差点C6が流入抑止交差点11となっている。また、交差点C6→交差点C2→交差点C1に至るルートが迂回路12に設定されている。なお、この迂回路12は最小コスト経路探索によって決定してもよい。
図2は、制御エリアに含まれる各交通信号機1の全体構成を示す模式図である。
図2に示すように、本実施形態の交通信号機1は、主道路の上下線RM1,RM2及び従道路の上下線RS1,RS2のそれぞれに設置された4つの信号灯器1bと、この信号灯器1bと通信回線8を介して接続された交通信号制御機1aとを備えている。
交通信号制御機1aは、中央装置4から受信した交通情報S2と自身が記憶している交差点IDを、所定周期(例えば、0.1秒ごと)で車載装置2に送信する。また、交通信号制御機1aは、車載装置2から車両5の位置情報S3及び速度情報S4を受信し、車両感知器5から感知信号S5を受信する。
図4に示すように、交通信号制御機1aは、制御部101、灯器駆動部102、有線通信部103、無線通信部105及び記憶部104を含んでいる。
交通信号制御機1aの制御部101は、一又は複数のマイクロコンピュータから構成されている。制御部101には、内部バスを介して灯器駆動部102、通信部103及び記憶部104が接続されており、制御部101はこれらのハードウェア各部の動作を制御する。
灯器駆動部102は、半導体リレー(図示せず)を備え、上記制御部101から入力された出力指令S1に基づいて、複数の信号灯器1bの青色灯、黄色灯、赤色灯それぞれに対応して各色の信号灯に供給される交流電圧(AC100V)又は直流電圧をオン/オフする。
また、交通信号制御機1aの無線通信部105は、交差点Ciに流入する車両5の車載装置2との間で無線通信を行う通信インタフェースであり、渋滞発生の有無に拘わらず、交通情報S2を車載装置2に送信し、車両5の車両ID、位置情報S3及び速度情報S4を車載装置2から受信する。
図2に示すように、この無線通信部105は、交差点Cに流入するすべての道路RM1,RM2,RS1,RS2上の車両5の車載装置2と通信可能となっている。
交通信号制御機1aの記憶部104は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、有線通信部103が受信した信号制御指令S1、交通情報S2、感知信号S5及び制御種別情報S6や、無線通信部105が受信した車両5の車両ID、位置情報S3及び速度情報S4等を記憶する。
車両5に搭載された車載装置2は、交通信号制御機1aとの間で各種情報を無線通信する通信機能と、搭乗者が設定した目的地に案内するナビゲーション機能を有する。図5は、その車載装置2の構成を示すブロック図である。
図5に示すように、車載装置2は、GPS処理部201、方位センサ202、車速取得部203、通信部204、記憶部205、操作部206、表示部207、音声出力部208及び処理部209等を含んでいる。
方位センサ202は、光ファイバジャイロなどで構成されており、車両5の方位及び角速度を計測する。車速取得部203は、車速センサ(図示せず)が車輪の角速度を検出することにより計測した車両5の速度データを取得する。
車載装置2の記憶部205は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、通信部204が受信した交通情報S2等を記憶する。また、記憶部205は、道路地図データを記憶している。
リンクコストは、例えば、リンクとその終点に接続するリンクの組み合わせの数だけ用意されており、リンクの始点に進入してから当該リンクの終点を退出し、次に接続するリンクの始点に進入するまでに要する時間が設定されている。すなわち、リンクコストには、リンクの始点から終点までを走行するのに要するコスト(時間)と、リンクの終点から次のリンクの始点までを走行するのに要するコスト(時間)、つまり、交差点を通過するのに要するコストが含まれている。
車載装置2の表示部207は、車両5のダッシュボード部分に取り付けられたモニタ装置(図示せず)よりなり、処理部209が作成した画像データを搭乗者に表示する。また、音声出力部208は、処理部209が作成した音声データをスピーカー(図示せず)から出力する。
また、処理部209は、GPS処理部201が計測した車両5の位置、方位センサ202が計測した車両5の方位及び角速度、車速取得部203が取得した車両5の速度の各データ、記憶部205に記憶している道路地図データに基づいてマップマッチング処理を行い、道路地図データのリンク上における車両5の位置を求める。
次に、図1及び図6を参照しつつ、中央装置4の制御部401が実行する優先制御及び流入抑制制御を説明する。
前記した通り、中央装置4は、制御エリア内で経験的に渋滞が多発する渋滞区間10と、この渋滞区間10の上流側に位置する流入抑止交差点12と、その渋滞区間10で実際に渋滞が発生した場合の迂回路12とを、記憶部404において記憶している。
そこで、中央装置4の制御部401は、渋滞区間10に設置された車両感知器3からの感知信号S5や、渋滞区間10を走行する車両5からのアップリンク情報等から、渋滞区間10での待ち行列長さを常時検出しており、この待ち行列長さを所定の閾値と比較することにより、当該渋滞区間10で渋滞が発生したか否かを判定する(図6のST1)。
次に、中央装置4の制御部401は、上記判定によって渋滞区間10における渋滞発生を検出すると、流入抑制交差点11の上流側を走行する車両5が迂回路12を選択し易くなるように、当該迂回路12に含まれる交差点Ciの信号制御パラメータを設定する優先制御を行う(図6のST2)。
具体的には、中央装置4の制御部401は、迂回路12に含まれる交差点Ciに関して当該迂回路12の迂回方向がこれと反対の方向よりも優先されるオフセットを演算し、このように演算したオフセットを実行するための信号制御指令S1を、迂回路12に含まれる各交差点Ciの交通信号制御機1aに配信する。
中央装置4の制御部401は、上り方向と下り方向の交通量を用いてシミュレーションを行い、各リンクの上り下り方向別のリンク指標の加重和である評価指標を最小化するオフセットを検索する。リンク指標は、各リンクにおいて車両の信号待ち時間に停止回数や赤開始前後に交差点に到着する車両台数である事故危険度を重み付きで加えた値である。
この場合、中央装置4の制御部401は、交差点C6と交差点C2を通る従道路RSに関して、迂回路12の進行方向である上り方向(東行き)がこれと反対の下り方向(西行き)よりも信号待ち時間が小さくなるように、上り方向のリンク指標に大きな優先度(重み)を付けたオフセットを演算する。
そして、中央装置4の制御部401は、上記のように演算したオフセットを実行するための信号制御指令S1を、交差点C6、交差点C2及び交差点C1の交通信号制御機1aに配信する。
また、中央装置4の制御部401は、前記渋滞判定によって渋滞区間10における渋滞発生を検出すると、更に、流入抑制交差点11の上流側を走行する車両5が渋滞区間10に進入し難くなるように、流入抑制交差点11の信号制御パラメータを設定する流入抑制制御を行う(図6のST3)。
すなわち、図6に示す流入抑制交差点11(交差点C6)を例に取ると、主道路の上り線RM1の直進青時間を所定時間(例えば、10秒程度)だけ短縮するとともに、従道路の下り線RS2の右折矢時間を所定時間(例えば、5秒程度)だけ短縮し、このように短縮した信号現示を実行するための信号制御指令S1を、当該流入抑制交差点11の交通信号制御機1aに配信する。
なお、渋滞区間10に進入しようとする交通流に対する現示長さを短縮する代わりに、渋滞区間10の交差道路(図1では、道路RS1,RS2)の交通流に対する現示長さを長くすることにしてもよい。
中央装置4の制御部401は、優先制御や流入抑制制御を行う場合、流入抑制交差点11の上流側を走行していた車両5のうち、迂回路12を選択した当該車両5の割合(以下、迂回率という。)を実測する。
この迂回率の実測は、例えば、流入抑止交差点11の交通信号制御機1aと通信した車両5の台数に対する、迂回路12に含まれる交差点Ciの交通信号制御機1aと通信した車両5の台数の比で求めることができる。また、右折車両の台数をカウントする車両感知器がある交差点Ciの場合には、一定方向への通行台数に対する右折台数の比で迂回率を実測することもできる。
具体的には、中央装置4の制御部401は、優先制御や流入抑制制御を実施中であるのに迂回率が比較的小さいと判断した場合には、迂回路12の進行方向の優先度(重み)を更に増大させてオフセットを演算し、このオフセットを実行するための信号制御指令S1を、交差点C6、交差点C2及び交差点C1の交通信号制御機1aに配信する。
このように、本実施形態の中央装置4によれば、迂回率に基づいて優先制御や流入抑制制御で使用する信号制御パラメータを変更するので、よりきめの細かい優先制御及び流入抑制制御を行うことができる。
中央装置4の制御部401は、優先制御や流入抑制制御を行う場合、制御種別がその優先制御や流入抑制制御である制御種別情報S6を生成する。中央装置4の通信部403は、その制御種別情報S6を流入抑止交差点11の交通信号制御機1aに送信する。
また、中央装置4の制御部104は、優先制御を行う場合、渋滞区間10と迂回路12の経路情報S7と、迂回路12での信号切り替えタイミングに関する信号情報S8を生成する。中央装置4の通信部403は、その経路情報S7と信号情報S8を流入抑止交差点11の交通信号制御機1aに送信し、信号情報S8については、迂回路12に含まれる交差点Ci(図例では交差点C2及びC1)の交通信号制御機1aに対しても送信する。
上記制御種別情報S6を受信した車載装置2は、その表示部207や音声出力部208によって当該情報S6を搭乗者に報知する。このため、流入抑制交差点11に向かって走行する車両5の搭乗者は、優先制御又は流入抑制制御若しくはこれらの双方が実施中であることを予め察知することができる。
上記経路情報S7と信号情報S8を受信した車載装置2は、その表示部207や音声出力部208によって当該情報S7,S8を搭乗者に報知する。このため、流入抑制交差点11に向かって走行する車両5の搭乗者や、迂回路12を走行中の車両の搭乗者は、迂回路12への道順と、その迂回路12を走行する際の信号切り替えタイミングを事前に察知することができ、迂回路12をより安全かつ確実に走行することができる。
このため、単に渋滞情報を車両の搭乗者に報知する場合に比べて、交通渋滞をより効果的に抑制することができる。
例えば、本発明は、中央装置4が広域制御を行う場合に限らず、LANに含まれる複数の交通信号機1が、中央装置4による制御とは別個のグループ単位での系統制御又は広域制御を行う場合にも適用することができる。
この場合、迂回路12への優先制御や渋滞区間10への流入抑制制御を、中央装置4の制御部401ではなく、同じ制御グループ内の一つの交通信号制御機1aの制御部101に行わせることもできる。
1a 交通信号制御機
1b 信号灯器
101 制御部
102 灯器駆動部
103 有線通信部
104 記憶部
105 無線通信部
2 車載装置
201 GPS処理部
202 方位センサ
203 車速取得部
204 通信部(送信手段)
205 記憶部
206 操作部
207 表示部
208 音声出力部
209 処理部
3 車両感知器
4 中央装置(交通信号制御装置)
401 制御部(制御手段)
402 表示部
403 通信部(提供手段)
404 記憶部(記憶手段)
405 操作部
5 車両
10 渋滞区間
11 流入抑制交差点
12 迂回路
Ci 交差点
S1 信号制御指令
S2 交通情報
S3 位置情報
S4 速度情報
S5 感知信号
S6 制御種別情報
S7 経路情報
S8 信号情報
Claims (7)
- 複数の交差点の交通信号機が連動するように信号制御パラメータを設定する交通感応制御を行う交通信号制御装置であって、
制御エリア内の渋滞区間と、この渋滞区間の代替路となる迂回路とを記憶する記憶手段と、
前記渋滞区間で渋滞が発生した時に、前記迂回路の迂回方向がこれと反対の方向よりも信号待ち時間が小さくなるように、当該迂回路に含まれる前記交差点の信号制御パラメータを設定する優先制御を行う制御手段と、を備えていることを特徴とする交通信号制御装置。 - 複数の交差点の交通信号機が連動するように信号制御パラメータを設定する交通感応制御を行う交通信号制御装置であって、
制御エリア内の渋滞区間と、この渋滞区間に対する流入抑制交差点とを記憶する記憶手段と、
前記渋滞区間で渋滞が発生した時に、前記流入抑制交差点の上流側を走行する前記車両が前記渋滞区間に進入し難くなるように、前記流入抑制交差点の信号制御パラメータを設定する流入抑制制御を行う制御手段と、を備えていることを特徴とする交通信号制御装置。 - 前記記憶手段は、前記渋滞区間に対する流入抑制交差点を更に記憶しており、
前記制御手段は、前記流入抑制交差点の上流側を走行していた前記車両のうち、前記迂回路を選択した当該車両の割合に基づいて、前記迂回路に含まれる前記交差点の信号制御パラメータを設定する請求項1に記載の交通信号制御装置。 - 前記記憶手段は、前記渋滞区間の代替路となる迂回路を更に記憶しており、
前記制御手段は、前記流入抑制交差点の上流側を走行していた前記車両のうち、前記迂回路を選択した当該車両の割合に基づいて、前記流入抑制交差点の信号制御パラメータを設定する請求項2に記載の交通信号制御装置。 - 前記優先制御又は前記流入抑制制御若しくはこれらの双方が実施中であることを示す情報を前記車両に提供するための提供手段を更に備えている請求項1〜4のいずれか1項に記載の交通信号制御装置。
- 複数の交差点の交通信号機が連動するように信号制御パラメータを設定する交通感応制御を行う交通信号制御方法であって、
制御エリア内の渋滞区間と、この渋滞区間の代替路となる迂回路とを記憶しておき、前記渋滞区間で渋滞が発生した時に、前記迂回路の迂回方向がこれと反対の方向よりも信号待ち時間が小さくなるように、当該迂回路に含まれる前記交差点の信号制御パラメータを設定する優先制御を行うことを特徴とする交通信号制御方法。 - 複数の交差点の交通信号機が連動するように信号制御パラメータを設定する交通感応制御を行う交通信号制御方法であって、
制御エリア内の渋滞区間と、この渋滞区間に対する流入抑制交差点とを記憶しておき、前記渋滞区間で渋滞が発生した時に、前記流入抑制交差点の上流側を走行する前記車両が前記渋滞区間に進入し難くなるように、前記流入抑制交差点の信号制御パラメータを設定する流入抑制制御を行うことを特徴とする交通信号制御方法。
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