JP2009086780A - 交通システム、信号制御装置、および、交通信号制御機 - Google Patents

Abstract

【課題】 各交差点において信号情報の提供を行うか否かを適切に切り替え、当該信号情報の提供に基づく運転支援を受けるドライバが戸惑わない交通システムを提供する。
【解決手段】 信号制御装置５は、道路上に設置された複数の交通信号制御機１に対して、道路上への信号情報の送信を許可あるいは禁止する指示を与える。また、車両が発進してから停止するまでに一度に通過する確率の高い交差点群に設置された交通信号制御機１が同一のグループとなるように、複数の交通信号制御機１を予めグループ分けしておく。そして、同じグループに属する各交通信号制御機１に対しては、統一した指示を与えるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、道路に設置された信号灯器を制御するとともに、車両に対して前記信号灯器の表示に関する信号情報を提供する交通システムに関する。

近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、路上等に設置されたインフラ装置から情報を受信し、当該情報を活用することで、車両の安全性を向上させるシステムが検討されている。
そのようなシステムとして、例えば、信号機の作動情報を無線で車両に送信し、前記作動情報に含まれる青信号の残表示時間に応じて車両がブレーキ制御を行う安全運転支援システムが提案されている（特許文献１参照）。

特許第２８０６８０１号公報

国道のような幹線道路は交通量が非常に多く、交通事故の発生による影響も大きいことから、信号機の作動情報（以下、信号情報という。）を車両側に提供する安全運転支援システムによるドライバへの運転支援が大変有益と考えられる。
この安全運転支援システムは、車両が連続して通過する複数の交差点の全てにおいて実施されることが好ましいが、故障やメンテナンス等により、一部の交差点で信号情報の提供を停止させる場合がある。また、緊急的に警察官が信号機を手動ボタンで操作する場合や現在の表示灯色の状態を無期限に維持させる階梯保持動作を行う場合等があり、これらのケースでは信号機の表示状態の変化を予測できないため、信号情報の提供を停止することがある。

一部の交差点で信号情報の提供を停止すると、ある交差点では信号情報が提供されるのに、次の交差点では提供されず、さらに次の交差点では信号情報が提供されるといったことが起こりうる。すなわち、ある交差点に差し掛かった車両の車載機は、当該交差点接近時には信号情報の提供を受けて安全運転支援動作を行うが、次の交差点では信号情報が提供されないために安全運転支援動作を行わず、さらにその次の交差点では再び安全運転支援動作を行うということが起こりうる。
このように、信号情報の提供が行われる交差点とそうでない交差点が交互に訪れ、安全運転支援を受けられるケースとそうでないケースが頻繁に切り替わると、ドライバは戸惑って運転に集中できなくなり、安全運転支援動作の効果が減殺される可能性がある。

また、幹線道路を走行中に安全運転支援が開始された場合、ドライバは、当該幹線道路を走行する間は必ず運転支援を受けられるものと思い込み（システムに対する過信）、連続する多数の交差点のうち１つの交差点でのみ信号情報の提供を停止しているような場合には、そのことに気がつかず、信号機の注視を怠る可能性もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、各交差点において信号情報の提供を行うか否かを適切に切り替え、当該信号情報の提供に基づく運転支援を受けるドライバが戸惑わない交通システムを提供することを目的とする。

第一の発明にかかる交通システムは、現在及び将来の信号灯器の表示に関する信号情報を作成する信号情報作成手段と、該信号情報を道路上に送信する送信手段とを備えた交通信号制御機を複数含み、前記複数の交通信号制御機を複数のグループにグループ分けするためのグループデータを記憶する記憶手段と、前記複数の交通信号制御機それぞれに対して、作成した信号情報の道路上への送信を許可するか禁止するかに関する指示情報を送信する指示手段とをさらに備え、前記指示情報は前記グループデータに基づいて作成されるものであり、同一のグループに配された全ての交通信号制御機に対する指示の内容が統一されている（請求項１）。

この発明によれば、複数の交通信号制御機をグループ化して、これらが信号情報を提供するかしないかという信号情報の提供状況を統一することができるため、グループ化された交通信号制御機の設置地点を通過する間、車両は、常に信号情報の提供を受けるか受けないかのいずれかの状態となる。
そのため、このグループ化された交通信号制御機の設置地点を通過する間、ドライバは安全運転支援動作による支援を常に受けるか常に受けないか、のいずれかの状態に統一されるため、ドライバが運転に集中できるようになる。

また、第一の発明にかかる交通システムは、前記交通信号制御機が信号情報を道路上へ送信しているか否かを監視する送信状況監視手段をさらに備えても良く、この場合、前記指示手段は、統一的に信号情報の送信を許可するように指示した第一のグループに属する交通信号制御機のうち少なくとも１つが、信号情報の送信を開始しない場合又は信号情報の送信を開始した後に送信を停止した場合に、当該第一のグループに属する全ての交通信号制御機に対して信号情報の送信を禁止する指示を与えると良い（請求項２）。

例えば、信号情報の送信を許可する指示を与えた交通信号制御機のうちの一部の交通信号制御機が手動動作や階梯保持動作をしている場合やメモリ等の異常を自主的に検出している場合等があり、送信許可の指示に従って直ちに信号情報の送信を開始できない状況に陥っているケースがありうる。また、信号情報の送信を開始した後に、手動動作や階梯保持動作に遷移したり、何らかの動作異常を検出したりしたために、交通信号制御機自身の判断で信号情報の送信を停止する場合がありうる。
このような状況を放置すると同一のグループ内における信号情報の提供状況が不一致となってしまう。そこで、本発明のように、同一グループ内に信号情報の送信許可の指示に従って送信を開始しない又は継続しない交通信号制御機がある場合には、全ての交通信号制御機に対して送信を禁止する指示を与えることで、信号情報の提供状況が不一致となることを防止できるようになる。

また、第一の交通システムは、前記指示手段と前記交通信号制御機との間の通信が正常に行われているか否かを監視する通信監視手段をさらに備えてもよく、前記指示手段は、統一的に信号情報の送信を許可するように指示した第二のグループに属する交通信号制御機のうち少なくとも１つとの間の通信が所定時間以上正常に行われなくなった場合に、当該第二のグループに属する全ての交通信号制御機に対して、信号情報の送信を禁止する指示を与えてもよい（請求項３）。

指示手段と交通信号制御機の間の通信が所定時間以上正常に行われなくなった場合には、交通信号制御機又は通信回線や通信機器等に何らかの異常が発生したと考えられ、そのような交通信号制御機は、信号情報の送信を自身の判断で停止している可能性がある。
そこで、同一グループ内に所定時間以上通信が正常でない交通信号制御機が存在する場合には、そのグループに属する全ての交通信号制御機に対して送信を禁止する指示を与えることで、信号情報の提供状況が不一致となることを防止できる確率が高まる。

また、前記交通信号制御機は、指示手段との間の通信が所定時間以上正常に行われなくなった場合に、前記送信手段による信号情報の送信を停止することが好ましい（請求項４、請求項１３）。
指示手段と交通信号制御機の間の通信が所定時間以上正常に行われなくなった場合には、指示手段又は通信回線や通信機器等に何らかの異常が発生したと考えられ、このような場合には、信号情報の送信を自身の判断で停止する方が良い。
指示手段からの指示が届かない異常状態に陥った場合には、改めて通信が正常な状態に復帰した上で、送信許可の指示を受けるまで、信号情報の送信を停止する方が望ましいためである。

なお、通信が正常な状態でなくなってから指示手段が禁止の指示を与えるまでの時間と、通信が正常な状態でなくなってから交通信号制御機が信号情報の送信を停止するまでの時間は一致していることが望ましい。
そのようにすることで、通信異常が発生して一部の交通信号制御機に対して指示手段の指示が送られない状態になった場合であっても、信号情報の提供状況が同一グループの交通信号制御期間で不一致となることを防止できる。

また、第一の交通システムは、前記交通信号制御機が信号情報を道路上へ送信しているか否かを示すサービス交差点情報を前記道路上に送信するサービス交差点情報送信手段をさらに備えていても良い（請求項５）。
道路上を走行する車両側に、これから通過する予定の道路上における信号情報の提供状況を事前に知らせておくことにより、ドライバは予めどの地点で運転支援を受けられるのかを明確に把握できるようになるため、より一層落ち着いて運転できるようになる。

なお、前記記憶手段に記憶されるグループデータにおけるグループ分けは、オフセット制御によって系統的に制御される複数の交通信号制御機を同一のグループに属するようにしても良いし（請求項６）、隣接して配置され同一のサイクル長で動作する交通信号制御機を同一のグループに属するようにしても良い（請求項７）。
幹線道路等において系統制御される交差点群や同一サイクル長で動作する交差点群のように、その交差点群を車群が通過する間における車両の停止回数を極力少なくするように交通制御がなされている場合、進行を開始してこれらの交差点群にさしかかった車両は、途中で停止することなくこれらの交差点群を通過する可能性が高い。この場合、これらの交差点群を通過する間の信号情報の提供状況が交差点毎に異なっていると、車両進行中に運転支援を受けられるかどうかの状態が切り替わる可能性が高いなるため、ドライバが戸惑って運転に集中できなくなる。そこで、これらの交差点群に設置される交通信号制御機を同一のグループに属するようにして、信号情報の送信についての指示を統一することで、少なくとも進行中に運転支援の状態が切り替わらないようにすることができる。すなわち、ドライバが運転に集中できるようになる。

また、このグループ分けは以下の条件のうち少なくとも１つを満たす交差点を区切りとして行っても良い（請求項８）。
（１）交差点に流入する車両の待ち行列長が第一の閾値以上であること
（２）交差点における信号待ち車両台数が第二の閾値以上であること
（２）交差点に流入する車両の平均走行速度が第三の閾値以下であること
（３）交差点における飽和流率が第四の閾値以下であること
（４）交差点を通過後の車線数が通過前の車線数よりも少ないこと

ここに掲げた条件に合致する交差点では、車両が停止するか低速で通過する確率が高いため、この交差点を区切りとして信号情報の提供状況が切り替わったとしても、通常の速度で進行中に切り替わる場合に比べて、ドライバの運転に与える影響を小さくすることができる。

また、このグループ分けは、隣接する２つの交差点間の距離が所定以上である場合に、当該２つの交差点に設置された２つの交通信号制御機を異なるグループに属するようにする方法でも良い（請求項９）。
このように２つの交差点間の距離が所定以上離れている場合には、仮に、一方の交差点を通過後に信号情報の提供状況が切り替わったとしても、他方の交差点に到着するまでの間に十分な時間的余裕があるため、ドライバは落ち着いてその状況を把握した上で冷静に運転を継続することができる。

また、前記指示手段は、交通信号制御機に対して方路ごとに信号情報の道路上への送信を許可するか禁止するかを指示することが好ましい（請求項１０）。
例えば、幹線道路に連続して配置される交差点群について、車両が途中で停止する確率の高い交差点がその幹線道路の上り方向と下り方向とで異なっている場合があるが、そのような場合、グループ分けに際して区切りとなる交差点を上り方向と下り方向とで異なる交差点とした方が良いこともあるから、方路毎に個別に指示を与えられるようにすることで、より一層きめの細かい運用をすることが可能になる。

つまり、指示手段による指示が統一されていることの趣旨は、同一グループに属する交通信号制御機に対して送られる指示情報の情報内容が完全に同一である場合のみならず、指示情報に含まれる指示内容の一部が全て同一である場合をも含むものである。
例えば、道路の方路毎に信号情報の送信を行うか否かを切り替えることができる場合には、幹線道路の方向については全ての交通信号制御機に対して信号情報の提供を許可するが、幹線道路と交差する方向については、一部の交通信号制御機に対してのみ信号情報の提供を許可する、といった場合があっても良い。また、幹線道路の上り方向に進行する車両については、全ての交通信号制御機に対して信号情報の提供を許可するが、下り方向については必ずしも同一の指示を与えない、という場合があっても良い。

また、方路毎に指示を統一するグループを独立して形成するようにしても良く、上り方向に関する指示を統一する場合のグループ分けと下り方向に関する指示を統一する場合のグループ分けの仕方が同じでなくても良い。
また、例えば緊急車両が頻繁に通過する順路が予め分かっているような場合には、その順路上の各道路への信号情報の提供についての指示を統一するという方法でも良い。
このように、システム運用者の意図に基づく同一内容のコマンドが各交通信号制御機に対して送られる指示情報の全部又は一部に含まれていれば良い。

さらに、前記指示手段による送信禁止の指示は通常か緊急かを示す種別情報を含ませておくと良く、前記送信手段は、受信した指示の種別が通常の場合には、当該指示を受信した時点において実行していたサイクルの次のサイクルから信号情報の送信を停止し、受信した指示の種別が緊急の場合には、当該指示を受信した時点において即座に信号情報の送信を停止するように動作することが望ましい（請求項１１）。
ある地点の交通信号制御機の電源が遮断された場合や故障した場合、あるいは交通信号制御機が誤った信号情報を送信している異常状態時などには、緊急的に直ちに信号情報の送信を禁止したいケースがある一方で、単に、時間帯などに応じて信号情報の提供状況を切り替えるような場合には、サイクル毎の切替で十分なケースもあるから、指示の種別を２つにしておくことで柔軟で高度なシステムを構築することが可能となる。

なお、前記指示手段は、交通管制センターに設置される信号制御装置に備えさせておくと良い（請求項１２）。
信号制御装置は、通信回線を介して道路上の複数の交通信号制御機と接続されており、信号制御に関する指令を与える機能を有しているから、この信号制御装置に前記指示手段を持たせるシステム構成が最も合理的なためである。
なお、信号制御装置以外の路上装置などに指示手段を持たせても良いし、複数の交通信号制御機の中の１つに指示手段を持たせてマスター機とし、他の交通信号制御機をスレーブ機としてその指示に従わせるようなシステムを構築することも可能である。

以上のように、本発明の交通システムによれば、車両が連続して通過する一連の交差点における信号情報の提供状態を同一のものとすることができるため、安全運転支援を受けようとするドライバがとまどうことがなくなる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る交通システムの機器配置の概要を示す模式図であり、各交差点に設置された信号灯器２とこれを制御する交通信号制御機１、前記各信号灯器２についての信号情報を道路上に送信するための通信アンテナ１Ａ、道路上を走行する車両Ｃ及びこの車両Ｃに搭載される車載機６を含むものである。

〔システムの全体構成〕
各交差点には複数の信号灯器２と該信号灯器２を制御するための交通信号制御機１が設置されている。これらの交通信号制御機１は、制御する信号灯器２の現在及び将来の表示に関する信号情報を作成する機能を有し、該信号情報は交差点近傍に設置された通信アンテナ１Ａを介して交差点に接続される道路Ｒ上の所定の領域（図中の斜線で示す領域）に無線で送信されている。道路Ｒ上を交差点に向かって進行する車両Ｃに搭載された車載機６は、その信号情報を受信する機能を有し、当該信号情報に基づいて前方の信号灯器２の表示状態を予測することができる。
なお、図１には道路Ｒ上の一方向のみに信号情報が送信される様子を示しているが、本システムでは、必要な全ての方向に対して、当該方向から接近する車両の通行権を表示する信号灯器２に関する信号情報を送信することができる。
また、通信アンテナ１Ａは、例えば信号灯器２などに内蔵するようにしても良い。

各交差点に設置された交通信号制御機１は、通信回線を介して交通管制センターに設置された各種中央装置と接続されている。中央装置のうち信号制御装置５（図５）は、複数の交通信号制御機１との間で情報をやりとりしている。
信号制御装置５から各交通信号制御機１に対しては、通常、１サイクル毎に１サイクルにおける信号灯器２の制御方法を指示する信号制御指令情報が送信されており、各交通信号制御機１は当該信号制御指令情報に従って１サイクルの信号制御プランを作成し、当該信号制御プランに従って信号灯器２を制御している。
また、各交通信号制御機１は信号制御装置５に対し、随時、実行履歴情報や動作状態情報などを送信しており、信号制御装置５は、その実行履歴情報や動作状態情報に基づいて各交通信号制御機１が正しく動作しているか否か等を監視している。

また、信号制御装置５は、各交通信号制御機１に対して信号情報の提供の開始及び停止を指示する機能を有し、各交通信号制御機１は当該指示に応じて、道路Ｒ上への信号情報の提供を開始又は停止する。なお、提供を停止する場合、信号情報の作成自体を中止するようにしても良いし、信号情報は作成するが通信アンテナ１Ａから道路Ｒ上への送信情報の中に信号情報を含めないようにする方法でもよい。

なお、道路Ｒを走行する車両Ｃに対しては、前記信号情報以外にも道路Ｒの車線数や勾配、路面状態などの情報を含む道路形状情報やシステムの運用状況や時刻に関する情報等が送信されており、車載機６はこれらの情報を受信して安全運転支援動作を行う機能を有する。
ここにいう安全運転支援動作とは、前記信号情報や道路形状情報等に基づいて、車両Ｃが交差点手前の停止線に到達する際の信号灯器２の表示状態を予測した上で、交差点を安全に通過できるか停止すべきか否かを判断し、自動的にブレーキやアクセルを制御する動作のことを指す。この場合、車両によっては完全に車両が自動運転を実施しても良いが、ドライバの運転を支援する（例えばブレーキアシストやドライバへの情報提供等の）制御方法であっても良い。
なお、道路Ｒを走行する全ての車両が前記安全運転支援動作の機能を有する必要はなく、また、前記機能を有する車両であっても当該機能を停止していても良い。

また、前記道路形状情報とは、道路Ｒ上に仮想的に複数のサンプル点Ｓ１、Ｓ２、・・・を置き、当該サンプル点Ｓｎの位置に関連する情報、及びサンプル点間Ｓｎ〜Ｓｎ＋１の距離、勾配や車線数等に関する情報をサンプル点毎やサンプル点間毎に示したものである。この場合、サンプル点Ｓｎは、主に道路の形状が変化する箇所、例えば、道路の勾配や曲率などが変化する地点や車線数が増減する地点などに配置される。特に、カーブなどのような曲線形状の区間においては短い間隔で配置することが好ましい。また、路上通信装置と車両が路車間通信する地点や交差点などにも配置することが望ましい。
前記道路情報を受信した車載機６は、この一連のサンプル点に基づいて、交差点手前の停止線までの道のりを正確に把握することができるため、前記信号情報に基づいて停止線到達時の信号灯器２の表示状態を正確に予測することが可能になる。

〔交通信号制御機１の基本的動作〕
以下、交通信号制御機１の基本的動作を、図２を用いて説明する。

交通信号制御機１は、通信回線やルータ等を通じて信号制御装置５と情報をやりとりする。中央送受信手段１０１は、信号制御装置５との間でデータを送受信する機能を有し、信号制御装置５の送信する信号制御指令情報や信号情報提供指示情報を受け取ると共に、交通信号制御機１の実行履歴情報や動作状態情報を信号制御装置５宛に送信する。なお、信号制御装置５等から受け取った情報は、記憶部１２１に格納される。

信号制御プラン作成手段１１１は、受信した前記信号制御指令情報に基づいて、１サイクル分の信号制御プランを作成する。図３は該信号制御プランの一例を示す図である。そして、信号灯器制御手段１４１は、前記信号制御プランの状態１乃至７の順番で信号灯器２を制御し、各信号灯色の点灯や消灯等を行う。

信号情報作成手段１３１は、前記信号制御プランに基づいて、信号灯器２の現在の表示状態および将来の表示状態についての信号情報を作成する。図４は信号情報の一例を示す図である。（ａ）は信号情報の基本構造の一例であり、ヘッダ部、データ部、及びフッタ部によって構成されることを示す。（ｂ）は情報の詳細を示す一例である。

ヘッダ部には、交通信号制御機１が車両に対して情報提供する対象となる灯色数（０３）がまず格納されており、後続の領域に各表示灯色の表示予定秒数が、前記灯色数分格納されている。
そして、フッタ部にはＣＲＣやＳＵＭ値等が格納される。

そして、データ部には、ヘッダ部に格納された前記灯色数分の灯色の表示予定秒数が格納される。この例では、現在表示している信号灯色は青信号（コード「０１」）で、その表示予定秒数は２２秒（１６進数で「１６」）であり、青信号の次に表示するのは黄信号（コード「０２」）で、その表示予定秒数は８秒（１６進数で「０８」）であり、黄信号の次に表示するのは青矢印信号（コード「１３」）で、その表示予定秒数は不明（１６進数で「ＦＦ」）であることを示している。なお、表示予定秒数は、１００ｍｓや１０ｍｓ単位で表現しても良いし、表示予定秒数が不明の場合の表現方法もこれ以外の方法でも良い。

そして、作成された信号情報は送信機３によって通信アンテナ１Ａを介して道路Ｒ上の所定の領域に送信される。
なお、ここでは、送信機３を交通信号制御機１に内蔵するようにしたが、送信機３を独立した装置として別途交通信号制御機１の近傍に設置するようにしてもよい。この場合、送信機３は、光ビーコン等のように路車間通信機能を有しているものであればどのような装置であってもよい。なお、前記道路形状情報等も、この送信機３が送信するようにしてもよいし、別途送信機を設けるようにしてもよい。

また、交通信号制御機１は、信号制御装置５から受信した前記信号情報提供指示情報に応じて前記信号情報を道路Ｒ上に提供するか否かを切り換える機能を有する。
すなわち、信号制御装置１から信号情報の提供を許可する旨の指示を受けた場合には、作成した信号情報の道路Ｒ上への送信を開始し、情報の提供を禁止する旨の指示を受けた場合には信号情報の道路Ｒ上への送信を停止する。
この場合、信号情報を停止するに当たっては、信号情報の作成自体を停止しても良いし、作成した信号情報を送信機３に引き渡す動作を停止しても良いし、送信機３が引き渡された信号情報を道路Ｒ上への送信情報に含めないようにしても良い。

なお、交通信号制御機１は、前記信号情報提供指示情報による指示の有無にかかわらず、例えば交通信号制御機１が手動ボタンによる手動動作を開始した場合には、自動的に信号情報の提供を停止するようにしても良い。手動動作を開始した交通信号制御機１は、操作者がボタンを押下した時点で信号灯器２の表示状態を順次切り替える動作を行なうから、現在の信号灯色の継続時間等が一切不明となるため、何ら確定的な情報を車載機６に対して提供できなくなるためである。
この他にも、交通信号制御機１が階梯保持動作を開始した場合、信号制御装置５との通信が所定時間以上途切れた場合や交通信号制御機１に何らかの異常が発生した場合（メモリの読み書きを正常に行えなくなった場合等）などにも、前記信号情報提供指示情報による指示の有無にかかわらず、信号情報の送信を停止することが好ましい。

〔信号制御装置５の基本的動作〕
次に、信号制御装置５の基本的動作を、図５を用いて説明する。

信号制御装置５は、複数の交通信号制御機１との間で、送信手段５０１及び受信手段５０２により、通信回線を通じて情報を送受信している。
そして、個々の交通信号制御機１に対して、随時、信号制御指令作成手段５２１が作成した信号制御指令情報を作成して送信することで、各交通信号制御機１の信号制御に関する指令を与える。当該信号制御指令情報を受信した各交通信号制御機１は、前述の方法等でそれぞれ信号制御プランを作成し、信号灯器２を制御する。

ここで、道路Ｒ等の道路上には所定の間隔で車両感知器（図示せず）が設置され、道路Ｒ等の交通流を計測しており、車両の通過台数や占有時間等の感知器情報が信号制御装置５に随時送信されている。交通状況取得手段５３１は、その感知器情報を収集して交通情報データベース５３２に格納しており、これらの感知器情報を用いて交差点における各方路の飽和度や負荷率等を算出する。
信号制御指令作成手段５２１は、算出された前記負荷率等に応じて各交差点の各方路に対して与えるべきスプリット（青時間）やサイクル長等を決定した上で、当該決定事項に基づいて信号制御指令情報を作成する。

また、信号情報提供指示手段５４１は、前記信号情報提供指示情報を作成する機能を有し、各交差点に設置された交通信号制御機１のそれぞれに対して、信号情報の提供を開始するか停止するかの指示を与える。この場合、その内容に変化がなくても例えば１サイクル毎のように定期的に指示を与えるようにしても良いし、内容に変化がある場合にのみ指示を与えるようにしても良い。
なお、前記信号情報提供指示情報を受信した交通信号制御機１は即座にその指示に従うようにしても良いし、次サイクルの開始時点からその指示に従うように、すなわち１サイクル毎に信号情報提供の開始・停止を切り替えるように動作しても良い。
また、緊急的に信号情報提供の動作を切り替えたい場合には即座に従うべき強制的な指示を与える一方、単に時間帯などに応じて動作を遷移させたい場合にはサイクル毎に動作切り替えを行うようにさせる指示を与えるという具合に、２種類の指示を使い分けても良い。
また、指示は、信号情報を提供する方路ごとに与えるようにしても良い。例えば、交差点において一の道路については提供を許可するがその一の道路と交差する道路については禁止する、または、ある道路の上り方向については提供を許可するが下り方向は禁止する、といったように、同一の交通信号制御機１が通行権の有無を表示する複数の方路について、信号情報の提供状況が異なるものとなるような指示を行なっても良い。

ここで、信号制御指令作成手段５２１は、複数の交通信号制御機１をエリア分けし、同一エリアに属する交通信号制御機１に対しては同一のサイクル長を与えるようにする。具体的には、車両が１サイクルの間に連続して通過するであろう一連の交差点に設置された交通信号制御機１を同一エリアとし、これらの交通信号制御機１に対しては同一のサイクル長で動作するように指令する。

そして、同一のサイクル長を与えた同一エリアの交通信号制御機１の１サイクルの開始時点（１サイクルの先頭で表示する青信号の開始時点）に所定のオフセットを持たせるようにする（オフセット制御）。図６は連続する５つの交差点（第１交差点〜第５交差点）の各交通信号制御機１を同一エリアとしてオフセット制御した場合の概念図である。

この概念図では、縦軸を時間、横軸を距離とし、実際の交差点間の距離に応じて、横軸上に順番に第１交差点〜第５交差点までを割り付ける。そして、各交差点の信号機の表示状態を各交差点の縦軸方向に描画する。この図では、赤信号の時間帯を太線で表示してある（太線以外の空白の時間帯は青信号または黄信号）。
この場合、左端の第１交差点において赤信号で停止していた車群は、第１交差点が青信号になった時点で第５交差点に向かって進行を開始する（図の左下から右上に向かう点線の方向であり、この方向を下り方向とする。）。同様に、右端の第５交差点において赤信号で停止していた車群は、第５交差点が青信号になったと同時に第１交差点の方に向かって進行を開始する（図の右下から左上に向かう点線の方向であり、この方向を上り方向とする）。
なお、この点線の傾きは上り下りの車両の平均走行速度に相当し、時間帯等に応じて変動する。

この概念図において、下り方向に進む車群のうち１度も停止することなくこの５つの交差点を通過しうるのは、図に示す下り先頭車の点線と下り後尾車の点線とで示されるスルーバンドの間に第１交差点を発進した車両である。上り方向についても同様である。
この概念図（オフセット図）を用いたシミュレーション演算により、信号制御装置５は第１交差点や第５交差点への流入交通量から、必要なスルーバンドの幅を決定した上で、平均走行速度で走行する上り下りの車群が停止しないような（平均停止回数が最小となるような）オフセットを決定し、各交通信号制御機１に対して指令する。

このようなオフセット制御により、この一連の交差点を停止することなく通過し終える車両の台数を増大させる（第１交差点から第５交差点までの平均停止回数を少なくする）ことができるようになる。その結果、特に幹線道路上の連続する交差点間の交通流が円滑なものとなり、交通量の多い幹線道路における交通渋滞を極力発生させないようにすることができる。

このようにオフセット制御が実施される幹線道路等では、同一のサイクル長を与えた同一エリアに属する複数の交差点については、車群が赤信号で停止することなく一度に通過する可能性が非常に高くなる。
そこで、信号情報提供指示手段５４１は、この同一のサイクル長で動作する交差点群に設置された交通信号制御機１に対しては、同一内容の指示を与えるようにする。つまり、これらの交差点群の交通信号制御機１に対する、信号情報の提供を開始するか停止するかの指示を統一的なものとする。

このように、オフセット制御によって系統的に制御される複数の交差点に設置された交通信号制御機１について、信号情報の提供の状況を統一することで、車群が進行を開始してから次に赤信号で停止するまでの間に通過する全ての交差点における信号情報の提供の状況を同じにすることができる。
すなわち、車両側からみると、一旦進行を開始してから赤信号で停止するまでの間に通過する全ての交差点では、安全運転支援を常に受け続けるか、全く支援を受けずにドライバのみの判断で運転するのか、のいずれかに統一されることになる。従って、車両進行中に運転支援動作の開始・停止が切り替わることがなくなり、ドライバは、より一層運転に集中することができるようになる。

なお、このようなオフセット制御によると、例えば下り方向に進行する車両は第５交差点の次の第６交差点（図示せず）において赤信号で停止する可能性が高いため、進行中の車両が次に停止するであろう第６交差点の信号情報の提供状況も第５交差点と同じであることが望ましい場合がある。
従って、第１交差点から第５交差点までの５つの交差点に加えて、これら一群の交差点と隣接する他の交差点（例えば、第６交差点）に対しても同じ指示を与えることが望ましい。
このように、一旦赤信号で停止させた車群が進行を開始してから赤信号で停止するまでの間に通過及び到着する交差点における信号情報の提供状況が統一的であることが好ましく、信号制御装置５は、道路に設置した車両感知器等から得られる実際の交通状況又はシミュレーション等に基づいて、車両が停止する確率の高い交差点を特定し、その交差点と１つ手前の交差点間の道路区間を区切りとして交差点をグループ化した上で、当該グループに対して統一的な指示を与えるようにすると良い。この場合、車両が停止する確率が高いか否かは、前記交差点間の道路区間における平均的な車両の待ち行列長や信号待ち車両台数が所定の閾値以上か否か、もしくは、平均走行速度が所定の閾値以下か否か等を基準として判断しても良いし、車両から送信される走行軌跡を示すプローブ情報等に基づいて各交差点における停止回数を勘定するようにしても良い。また、交通調査などにより、各交差点における車両の停止台数を統計的に調査し、その調査結果に基づいてグループ分けするようにしても良い。また、ある交差点の飽和流率が所定の閾値以下か否か、ある交差点を通過する前後で車線数が増減するか否か等、を基準としてグループ分けする際の境界となる交差点を決定しても良い。
なお、実際の交通状況や時間帯等に応じて随時グループ分けの仕方を変動させることが好ましい。

また、前記区切りとなる交差点は、上り方向と下り方向で異なるケースもあるから、上り方向に進行する車両への信号情報の提供状況と下り方向へ進行する車両への信号情報の提供状況が異なる交差点があっても良い。すなわち、ある交差点に設置された交通信号制御機１に対して、上り方向に進行する車両が接近してくる方路へは信号情報を提供しても良いが、下り方向に進行する車両が接近してくる方路へは信号情報を提供しない、といった運用をするように指示しても良い。
この場合、方路毎に、例えば、上り方向の指示を統一するグループと下り方向の指示を統一するグループをそれぞれ別個に設けるようにグループ分けしても良い。
このように方路毎に個別に指示を与えるようにすることで、柔軟で高度なシステムを構築することが可能となる。
なお、これらのグループ分けに関するグループデータは、信号制御装置５のメモリ等に格納しておき、信号情報提供指示手段５４１が随時当該メモリ等から読み出して使用するようにすれば良い。

なお、この実施形態では、オフセット制御によって系統的に制御される同一エリアの交差点群について、信号情報の提供の状況を統一するようにしたが、この他にも、同一の幹線道路上の交差点の信号情報提供状況を全て統一する方法でも良いし、地理的に近接する交差点に対する信号情報提供状況を統一する方法、すなわち、交差点間の距離が所定以上となる区間に着目し、当該区間を形成する２つの交差点を区切りとして交差点をグループ分けする方法でも良い。
交差点間の距離が所定以上であれば走行所要時間も所定以上であるから、その区間を走行する車両のドライバは、その区間の走行中に運転支援を受けられるか否かについての状態が切り替わったとしても、次の交差点に到着するまでの間に十分な時間的余裕を与えられ、冷静に運転を継続することができると考えられるためである。
すなわち、走行中にドライバが戸惑わずに冷静に運転を継続できるのであれば、どのようなグループ分けをしても良い。

ここで、ある統一的に信号情報の提供を開始するように指示した交差点群のうち、１又は複数の交差点に設置した交通信号制御機１が何らかの理由で信号情報の提供を開始しない場合や一旦開始した後で自律的に停止してしまった場合は、当該状況を知った時点で、統一的に信号情報の提供を開始するように指示した同一グループの他の全ての交通信号制御機１に対して、信号情報の提供を停止するように指示する。この場合、即座に提供を停止するような指示を与えることが望ましい。
また、交通信号制御機１が手動動作を開始した場合や単独動作を開始した場合、交通信号制御機１に内蔵される機器に何らかの異常が発生したと判断される場合等（メモリへの読み書きが正常に行えない場合や搭載されたコンピュータの一部が再起動を行った場合など）にも、同様に同一グループの全ての交差点に対して統一的に信号情報の提供を停止するように指示することが好ましい。
なお、各交通信号制御機１の信号情報の提供状況や機器の動作状況等は、随時交通信号制御機１から通知されてくる動作状況情報によって把握することができる。
このようにすることで、信号制御装置５が信号情報提供状況を統一したいと意図する交差点の信号情報提供状況を同じ状況に保つことができるようになる。

また、信号制御装置５と１又は複数の交通信号制御機１との通信が所定時間以上途切れた場合にも、同様に当該状況を知った時点で、統一的に信号情報の提供を開始するように指示した交差点群の他の全ての交通信号制御機１に対して、信号情報の提供を停止するように指示しても良い。
この場合、交通信号制御機１も同様に、信号制御装置５との通信が所定時間以上途切れた場合には、自律的に信号情報の提供を中止するようにしておくことが好ましい。
このようにすることで、制御不能となった交通信号制御機１が１台以上含まれる同一グループの全ての交通信号制御機１の信号情報提供状況を統一することができるようになる。
この方法を用いる場合、通信が途切れたと判断してから信号情報の提供を停止するまでの前記所定時間は、交通信号制御機１と信号制御装置５とで統一しておくことが好ましく、それぞれが予め同じ時間を記憶しておくと良い。

〔サービス交差点情報の提供〕
また、道路Ｒの路側からは、車載機６に対してサービス交差点情報を送信するようにしても良い。
ここにいうサービス交差点情報とは、車載機６が走行する地域に設置された複数の交通信号制御機１が信号情報の提供を行っているか否かを示す情報である。
具体的には、各交差点に設置された交通信号制御機１を示す識別番号とその交通信号制御機１における信号情報の提供状況を示す情報とが組み合わされた情報である。
このサービス交差点情報を受信した車載機６は、進行方向の１又は複数の通過予定交差点における信号情報の提供状況を予め把握することができるようになるため、事前にどの地点で安全運転支援動作を実行可能かについて知ることができるようになる。
つまり、サービス交差点情報によれば、安全運転支援動作を実行できない交差点がどこであるかを、カーナビゲーション装置の画面や音声等により、事前にドライバに認識させることができるようになるため、ドライバがより一層運転に集中しやすくなる。

なお、交通信号制御機１が交差点の方路毎に信号情報の提供情報を切り替えられるのであれば、サービス交差点情報に信号情報の提供方路（提供されている道路のリンク番号等）の情報も付け加えることができる。
また、そもそも信号情報の提供を行う機能を備えていないのか、該機能を備えてはいるが提供を停止しているだけなのかを区別する情報を付け加えても良いし、停止しているのであれば、その停止理由などを付け加えることもできる。
また、当該交差点において地点感応制御を実施しているか否かやどの種類の地点感応制御を実施しているか（ギャップ感応制御やジレンマ感応制御等）などについての情報を付け加えるようにしても良い。
これらの情報により、車載機６は、例えば地点感応制御を実行している交差点では青信号の長さ（右折感応であれば右折矢印灯の長さ）が随時変動する可能性があること等を知ることができるため、安全運転支援動作をより一層高度化することが可能となる。

〔車載機の基本的動作〕
図７は、車載機６と車載機６を搭載した車両Ｃの機能ブロックの概略図である。
車両Ｃには車載機６の他に、車両Ｃを進行させるためのエンジンと制動するためのブレーキが備えられている。前記エンジンやブレーキは、ドライバがアクセルペダルやブレーキペダル等を操作することによって制御できるが、この他にも、車載機６からの指示等に基づいて自動的に制御することができる。
また、車両Ｃには、車載機６からの情報等に基づいて、搭乗者に対して画像や音声等によって各種情報を報知するためのディスプレイ（ヘッドアップディスプレイやカーナビゲーション装置の表示機等）やスピーカが備えられている。

路側情報取得手段６０１は、路車間通信領域において、所定の通信方式で送出される前記信号情報や道路形状情報等を、車両Ｃに搭載した受信アンテナ（図示せず）等を介して受信して取得する。この場合、路上から提供されるこれらの情報がそれぞれ異なる路上装置から送信される場合には、情報毎に受信手段を備えていても良い。

車載機６による安全運転支援動作は以下のようにして行われる。
なお、報知情報作成手段６１１は、スピーカやディスプレイなどを通じて音声や図柄等により、ドライバに対して安全運転支援動作が開始されることを通知しておくことが好ましい。安全運転支援動作が行われるか否かをドライバに知らせることで、ドライバが運転に集中できるようにするためである。

まず、車載機６は、自身に搭載したＧＰＳ受信機（図示せず）や前記道路形状情報等に基づいて自車位置を認識した後、前方の交差点手前の停止線までの道のりを把握する。そして、受信した前記信号情報に基づいて、当該停止線に到達する時点における信号灯器２の状態を予測した上で、停止線手前で停止すべきか安全に通過可能かを判断する。
そして、停止すべきと判断した場合には、速度制御手段６２１が自動的にブレーキやエンジンを制御し、車両を安全に停止線手前に停止させるようにする。
このとき、報知情報作成手段６１１は、スピーカやディスプレイなどを通じて音声や図柄等により、停止する旨を事前にドライバに対して報知することが好ましい。
また、安全に交差点を通過可能と判断した場合は、現在の走行速度を維持するように速度制御手段６２１が自動的にブレーキやエンジンを制御する。この場合も、報知情報作成手段６１１が、スピーカやディスプレイなどを通じて音声や図柄等により、通過する旨を事前にドライバに対して報知することが好ましい。

また、速度制御手段６２１による自動的な制御ではなく、停止すべきと判断される場合にブレーキアシスト動作のみを実行する方法でもよいし、ブレーキやエンジンの制御は行わずにドライバに対して停止するように（減速するように）報知するのみでもよい。
なお、報知するのは停止する場合のみで通過する場合には報知しないようにしても良く、ドライバへの報知は安全運転に効果的と思われる時点でのみ行えばよい。

また、サービス交差点情報を受信できている場合には、これから通過する予定のどの交差点において安全運転支援を受けられるのか等についての情報をカーナビゲーション装置等の地図上に表示させても良く、目的地までの誘導経路が決定されて表示されている場合であれば、当該経路上の情報のみを表示すると良い。ドライバは、停車中などにその情報を事前に把握して記憶することができるため、より一層落ち着いて運転することが可能となる。
また、運転支援を受けられるかどうかを音声で報知するようにしても良い。例えば、「これから通過する複数の交差点では当面の間運転支援を受けることができないので、特に信号機を注視して運転して下さい。」といったことを音声で知らせておけば、ドライバはより一層冷静に運転することができるようになる。

なお、本発明における信号制御装置５、交通信号制御装置１、送信機３や車載機６等は、１の筐体によって実現されていても良いし、複数の筐体の組み合わせによって実現されても良い。また、これらは、それぞれ１つのコンピュータによって実現されていても良いし、複数のコンピュータを組み合わせて実現されていても良い。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る交通システムの機器配置の概要を示す模式図である。 交通信号制御機１の機能構成の一例を示す図である。 信号制御プランの一例を示す図である。 （ａ）は信号情報のデータフォーマットの一例を示す図、（ｂ）は信号情報のデータ部等の詳細の一例を示す図である。 信号制御装置５の機能構成の一例を示す図である。 オフセット制御の概念を示す図である。 車載機６の機能ブロック構成の一例を示す図である。

符号の説明

１ 交通信号制御機
１Ａ 通信アンテナ
２ 信号灯器
３ 送信機
５ 信号制御装置
６ 車載機
１０１ 中央送受信手段
１１１ 信号制御プラン作成手段
１２１ 記憶部
１３１ 信号情報作成手段
１４１ 信号灯器制御手段
５１１ 端末装置通信手段
５０１ 送信手段
５０２ 受信手段
５２１ 信号制御指令作成手段
５３１ 交通状況取得手段
５３２ 交通情報データベース
５４１ 信号情報提供指示手段
６０１ 路側情報等取得手段
６１１ 報知情報作成手段
６２１ 速度制御手段

Claims (13)

1. 現在及び将来の信号灯器の表示に関する信号情報を作成する信号情報作成手段と、
   該信号情報を道路上に送信する送信手段とを備えた交通信号制御機を複数含む交通システムであって、
   前記複数の交通信号制御機を複数のグループにグループ分けするためのグループデータを記憶する記憶手段と、
   前記複数の交通信号制御機それぞれに対して、作成した信号情報の道路上への送信を許可するか禁止するかに関する指示情報を送信する指示手段とをさらに備え、
   前記指示情報は前記グループデータに基づいて作成されるものであり、同一のグループに配された全ての交通信号制御機に対する指示の内容が統一されていること
   を特徴とする交通システム。
2. 前記交通信号制御機が信号情報を道路上へ送信しているか否かを監視する送信状況監視手段をさらに備え、
   前記指示手段は、統一的に信号情報の送信を許可するように指示した第一のグループに属する交通信号制御機のうち少なくとも１つが、信号情報の送信を開始しない場合又は信号情報の送信を開始した後に送信を停止した場合に、当該第一のグループに属する全ての交通信号制御機に対して信号情報の送信を禁止する指示情報を送ること
   を特徴とする請求項１に記載の交通システム。
3. 前記指示手段と前記交通信号制御機との間の通信が正常に行われているか否かを監視する通信監視手段をさらに備え、
   前記指示手段は、統一的に信号情報の送信を許可するように指示した第二のグループに属する交通信号制御機のうち少なくとも１つとの間の通信が所定時間以上正常に行われなくなった場合に、当該第二のグループに属する全ての交通信号制御機に対して、信号情報の送信を禁止する指示情報を送ること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の交通システム。
4. 前記交通信号制御機は、指示手段との間の通信が所定時間以上正常に行われなくなった場合に、前記送信手段による信号情報の送信を停止すること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の交通システム。
5. 前記交通信号制御機が信号情報を道路上へ送信しているか否かを示すサービス交差点情報を前記道路上に送信するサービス交差点情報送信手段をさらに備えること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の交通システム。
6. 前記グループデータは、オフセット制御によって系統的に制御される複数の交通信号制御機が同一のグループに属するように構成されていること
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の交通システム。
7. 前記グループデータは、隣接して配置され、同一のサイクル長で動作する交通信号制御機を同一のグループに属するように構成されていること
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の交通システム。
8. 前記グループデータは、以下の条件のうち少なくとも１つを満たす交差点に設置された交通信号制御機を区切りとして交通信号制御機をグループ分けするように構成されていること
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の交通システム。
   （１）交差点に流入する車両の待ち行列長が第一の閾値以上であること
   （２）交差点における信号待ち車両台数が第二の閾値以上であること
   （２）交差点に流入する車両の平均走行速度が第三の閾値以下であること
   （３）交差点における飽和流率が第四の閾値以下であること
   （４）交差点を通過後の車線数が通過前の車線数よりも少ないこと
9. 前記グループデータは、隣接する２つの交差点間の距離が所定以上である場合に、当該２つの交差点に設置された２つの交通信号制御機を異なるグループに属するように構成されていること
   を特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の交通システム。
10. 前記指示手段は、交通信号制御機に対して方路ごとに信号情報の道路上への送信を許可するか禁止するかを指示することが可能な指示情報を送ること
    を特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の交通システム。
11. 前記指示手段による送信禁止の指示情報は通常か緊急かを示す種別情報を含んでおり、
    前記送信手段は、
    受信した指示の種別が通常の場合には、当該指示を受信した時点において実行していたサイクルの次のサイクルから信号情報の送信を停止し、
    受信した指示の種別が緊急の場合には、当該指示情報を受信した時点において即座に信号情報の送信を停止すること
    を特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の交通システム。
12. 交通管制センターに設置され、請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の指示手段を備えることを特徴とする信号制御装置。
13. 請求項４に記載の交通システムに用いられることを特徴とする交通信号制御機。

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