JP2009146148A

JP2009146148A - 交通信号制御システム

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Publication number: JP2009146148A
Application number: JP2007322467A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kato; 健司加藤
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2027-12-13
Also published as: JP4985377B2

Abstract

【課題】交通信号制御機による制御が不能になる事態を防止し、常に円滑な交通信号制御を実現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】交通信号制御機１００は、次の信号サイクルの信号情報を無線通信によりＳＳＵ２００へ送信する。ＳＳＵ２００は、交通信号制御機１００が送信した信号情報を受信した場合、受信した信号情報に基づいた交通信号灯器１０の制御の可否を判定する。制御の可否は、例えば、受信した信号情報の誤り、無線通信の間欠的な遮断による通信品質劣化、無線通信部の故障などに基づいて判定することができる。ＳＳＵ２００は、制御不可と判定した場合、予め定められた信号情報（例えば、現在の信号サイクルの信号情報、直近の信号情報など）に基づいて交通信号灯器１０を駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、交通信号灯器の点灯、消灯又は点滅を制御する交通信号制御機と、交通信号制御機が出力した信号情報に基づいて交通信号灯器を駆動する駆動装置とを備える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交通信号灯器が所定の位置に設置され、各信号灯器の青、黄、赤、青矢印等の点灯、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システムがすでに実用化されている。また、近年の技術進歩に伴い、交通信号システムに関する技術開発が行われている（特許文献１参照）。
特開２００６−１４６２９５号公報

しかしながら、このような交通信号システムでは、交通信号制御機に内蔵したＳＳＵ（ソリッド・ステート・リレー・ユニット、ＳＳＲユニット）を通じて交通信号灯器の各信号灯の点灯、消灯、点滅等を制御するため、交通信号制御機と各交通信号灯器との間に電力供給用の配線を施す必要がある。特に都市部などの大きな交差点においては、設置される交通信号灯器の数が増加するとともに、交通信号制御機と交通信号灯器との距離も長くなり、交通信号制御機と交通信号灯器との間の電力線の設置工事が困難になるという問題が顕著になっていた。また、交通信号システムのフェールセーフの観点から、交通信号制御機による制御が不能に陥った場合には、交通信号灯器を、例えば、主道路側を黄点滅、従道路側を赤点滅させる等の時間により変化しない一定の動作をさせるしかなく、円滑な交通信号制御を維持するためには、このような事態も避けることが望まれていた。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、交通信号制御機による制御が不能になる事態を防止し、常に円滑な交通信号制御を実現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、交通信号灯器の点灯、消灯又は点滅を制御するための信号情報を少なくとも１サイクル分出力する交通信号制御機と、該交通信号制御機が出力した信号情報に基づいて交通信号灯器を駆動する駆動装置とを備える交通信号制御システムにおいて、前記交通信号制御機及び駆動装置は、無線により通信する無線通信部を備え、前記交通信号制御機は、次サイクルの信号情報を無線通信により前記駆動装置へ送信するように構成してあり、前記駆動装置は、前記信号情報に基づいた交通信号灯器の制御の可否を判定する第１判定手段をさらに備え、該第１判定手段で制御不可と判定した場合、予め定められた信号情報に基づいて交通信号灯器を駆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、前記駆動装置は、前記第１判定手段で制御可と判定した場合、その旨を示す第１応答情報を無線通信により前記交通信号制御機へ送信するように構成してあり、前記交通信号制御機は、前記第１応答情報を受信した場合、次サイクルが開始する前に該次サイクルの信号情報で制御する旨の制御指令情報を前記駆動装置へ送信するように構成してあり、前記駆動装置は、前記制御指令情報を受信した場合、前記信号情報に基づいて交通信号灯器を駆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２発明において、前記駆動装置は、前記制御指令情報を受信した場合、その旨を示す第２応答情報を無線通信により前記交通信号制御機へ送信するように構成してあり、前記交通信号制御機は、次サイクルが開始する時点より所定時間前の時点までに、前記第２応答情報を受信していない場合、該次サイクルの信号情報を破棄する旨の破棄指令情報を前記駆動装置へ送信するように構成してあり、前記駆動装置は、前記破棄指令情報を受信した場合、予め定められた信号情報に基づいて交通信号灯器を駆動するように構成してあ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１つにおいて、前記交通信号制御機及び駆動装置は、時計を備え、前記交通信号制御機は、時刻情報を信号情報に含めて送信するように構成してあり、前記駆動装置は、前記交通信号制御機が送信した時刻情報及び自身の時刻情報に基づいて両者の時刻差を算出する算出手段をさらに備え、前記第１判定手段は、前記算出手段で算出した時刻差が所定の閾値より大きい場合、制御不可と判定するように構成してあることを特徴とする。

第５発明に係る交通信号制御システムは、第４発明において、前記交通信号制御機及び駆動装置は、時計を補正するための補正手段を備えることを特徴とする。

第１発明にあっては、交通信号灯器の点灯、消灯又は点滅を制御するための信号情報を少なくとも１サイクル分出力する交通信号制御機と、交通信号制御機が出力した信号情報に基づいて交通信号灯器を駆動する駆動装置とは、無線により通信する無線通信部を備えている。交通信号制御機は、次サイクルの信号情報を無線通信により駆動装置へ送信する。信号情報は、例えば、信号周期、各信号灯の点灯時間などの情報を含む。駆動装置は、交通信号制御機が送信した信号情報を受信した場合、受信した信号情報に基づいた交通信号灯器の制御の可否を判定する。制御の可否は、例えば、受信した信号情報の誤り、無線通信の間欠的な遮断による通信品質劣化、無線通信部の故障などに基づいて判定することができる。

駆動装置は、制御不可と判定した場合、予め定められた信号情報（例えば、現在のサイクルの信号情報、直近の信号情報など）に基づいて交通信号灯器を駆動する。これにより、交通信号制御機による制御が不能になる事態を防止し、交通信号灯器を、例えば、主道路側を黄点滅、従道路側を赤点滅させる等の時間により変化しない一定の動作をさせるのではなく、各信号灯を順次点灯させることができ、従来に比べて円滑な交通信号制御を維持することが可能となる。また、駆動装置に直接電源を供給できる場合には、交通信号制御機と駆動装置との間で電力線及び信号線のいずれの配線工事も行う必要がなく、設置工事を容易にすることができるとともに、配線の断線など災害時の影響を少なくすることができる。

第２発明にあっては、駆動装置は、制御可と判定した場合、その旨を示す第１応答情報を無線通信により交通信号制御機へ送信する。交通信号制御機は、第１応答情報を受信した場合、次サイクルが開始する前に、次サイクルの信号情報で制御する旨の制御指令情報を駆動装置へ送信する。なお、駆動装置が複数存在する場合には、交通信号制御機は、すべての駆動装置から第１応答情報を受信したときに、次サイクルが開始する前に、次サイクルの信号情報で制御する旨の制御指令情報をすべての駆動装置へ送信することができる。駆動装置は、制御指令情報を受信した場合、次サイクルの信号情報に基づいて交通信号灯器を駆動する。

これにより、交通信号制御機と駆動装置との間では、次サイクルが開始する前に、次サイクルの信号情報を用いた交通信号灯器の制御を確立することができるとともに、サイクル毎の信号情報を確実に伝達することができる。また、各信号灯の点灯時間又は信号周期などを交通状況に応じて変化させる必要が生じた場合でも、交通状況に合わせた交通信号制御を実現することができる。また、制御指令情報の伝送量を少なくすることで、短い時間で指令を行うことができ、無線通信の品質劣化の影響を最小限に抑えることが可能となる。

第３発明にあっては、駆動装置は、制御指令情報を受信した場合、その旨を示す第２応答情報を無線通信により交通信号制御機へ送信する。交通信号制御機は、次サイクルが開始する時点より所定時間前の時点までに、第２応答情報を受信していない場合、次サイクルの信号情報を破棄する旨の破棄指令情報を駆動装置へ送信する。なお、駆動装置が複数存在する場合には、交通信号制御機は、次サイクルが開始する時点より所定時間前の時点までに、いずれかの駆動装置から第２応答情報を受信していない場合、次サイクルの信号情報を破棄する旨の破棄指令情報をすべての駆動装置へ送信する。駆動装置は、破棄指令情報を受信した場合、予め定められた信号情報（例えば、現在のサイクルの信号情報、直近の信号情報など）に基づいて交通信号灯器を駆動する。

これにより、交通信号制御機と駆動装置との間では、次サイクルが開始する前に、次サイクルの信号情報を用いることができるか否かを確実に判断することができる。また、次サイクルの信号情報を用いることができない場合には、交通信号灯器を、例えば、主道路側を黄点滅、従道路側を赤点滅させる等の時間により変化しない一定の動作をさせるのではなく、現在又は直近のサイクルと同じ動作を行なわせることができる。また、破棄指令情報の伝送量を少なくすることで、短い時間で指令を行うことができ、無線通信の品質劣化の影響を最小限に抑えることが可能となる。

第４発明にあっては、交通信号制御機は、時刻情報を信号情報に含めて送信する。駆動装置は、交通信号制御機が送信した時刻情報及び自身の時刻情報に基づいて両者の時刻差を算出し、算出した時刻差が所定の閾値より大きい場合、制御不可と判定する。これにより、交通信号灯器の各灯色の点灯開示時刻、点灯時間、消灯開始時刻、消灯時間などが不正確になる事態を防止することができる。

第５発明にあっては、交通信号制御機及び駆動装置は、時計を補正するための補正手段を備える。例えば、電波時計、ＧＰＳなどを利用して交通信号制御機及び駆動装置の時計を同時刻に補正する。これにより、仮に交通信号制御機と駆動装置との間の通信を確立させることができない事態に陥ったとしても、補正された時計に基づいて定周期動作を行なうことができ、交通信号制御の安全性を確保することができる。

本発明によれば、交通信号制御機による制御が不能になる事態を防止し、交通信号灯器を、例えば、主道路側を黄点滅、従道路側を赤点滅させる等の時間により変化しない一定の動作をさせるのではなく、各信号灯を順次点灯させることができ、従来に比べて円滑な交通信号制御を維持することが可能となる。また、駆動装置に直接電源を供給できる場合には、交通信号制御機と駆動装置との間で電力線及び信号線のいずれの配線工事も行う必要がなく、設置工事を容易にすることができるとともに、配線の断線など災害時の影響を少なくすることができる。

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、例えば、４つの交通路で構成される十字交差点の四隅の所定位置に設置された柱（不図示）に据え付けられた交通信号灯器１０、…、各交通信号灯器１０の近傍に設置されたＳＳＵ（ソリッド・ステート・リレー・ユニット、ＳＳＲユニット）２００、…、各交通信号灯器１０の点灯、消灯、又は点滅等の制御を行う交通信号制御機１００などを備えている。

各ＳＳＵ２００の設置場所は、駆動対象の交通信号灯器１０の近傍であり、例えば、駆動対象の交通信号灯器１０が据え付けられた柱の付近、柱の下部、柱の内部などに設けることができる。また、交通信号灯器１０に隣接するように設けるか、あるいは交通信号灯器１０に内蔵するように設けてもよい。

交通信号制御機１００は、例えば、交通信号灯器１０が据え付けられた柱のうち１つの柱の近傍に設置され、制御部１０１、外部インタフェース部１０２、電源部１０３、無線通信部１０４、時刻補正部１０５などを備えている。また、交通信号制御機１００には、商用電源１（例えば、ＡＣ１００Ｖ）を接続してある。

電源部１０３は、整流回路、あるいは整流回路及び定電圧回路などにより構成され、商用電源１から供給されたＡＣ１００Ｖを所定の直流電圧に変換し、交通信号制御機１００内の各部が作動するために必要な所要の直流電圧を供給する。

外部インタフェース部１０２は、外部（例えば、交通管制装置、中央監視装置など）との間で情報の送受信を行うための通信インタフェース機能を備えている。例えば、交通信号制御機１００は、交通管制センター等に設置された交通管制装置（不図示）から、交通信号制御に関する指令計画を受信するとともに、交通信号制御機１００で取得した各交通信号灯器１０の情報を交通管制装置へ送信する。

制御部１０１は、交通信号制御機１００全体の動作を制御するとともに、無線通信部１０４を介して各交通信号灯器１０の点灯、消灯、点滅等の制御を行うための信号情報を各ＳＳＵ２００へ出力する。また、各ＳＳＵ２００には、交差点の四隅において接続可能な商用電源２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを接続してある。なお、交通信号灯器１０が据え付けられた柱のうち１つの柱の近傍に交通信号制御機１００が設置されている場合（例えば、図１中交差点の右下）、商用電源２ｄに代えて、商用電源１をＳＳＵ２００に接続することもできる。また、この場合、交通信号灯器１０と交通信号制御機１００との離隔距離が短いため、ＳＳＵ２００を交通信号制御機１００に内蔵する構成であってもよい。

無線通信部１０４は、送信側では、各ＳＳＵ２００へ送信するデータ（例えば、交通信号灯器１０の点灯、消灯、点滅等の制御を行うための信号情報など）を符号化する符号化回路、符号化されたデータを変調する変調回路、変調回路で変調された信号を所定の通信帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯）で送信するためのフィルタなどを備え、受信側では、各ＳＳＵ２００から受信した信号から所定の通信帯域の信号を取り出すためのフィルタ、受信した信号を復調する復調回路、復調回路で復調されたデータを復号化する復号化回路などを備えている。

時刻補正部１０５は、電波時計、ＧＰＳ受信機などを備え、交通信号制御機１００が認識する時刻を絶対時刻に補正する。これにより、仮に、交通信号制御機１００とＳＳＵ２００との間の通信を確立させることができない事態に陥ったとしても、補正された時計に基づいて定周期動作を行なうことができ、交通信号制御の安全性を確保することが可能となる。

図２はＳＳＵ２００の構成の一例を示すブロック図である。ＳＳＵ２００は、無線通信部２０１、電圧検出部２０２、半導体リレー２０３、…、時刻補正部２０４、記憶部２０５などを備えている。各半導体リレー２０３は、商用電源２ａから供給されたＡＣ１００Ｖをオン／オフするためのものである。各半導体リレー２０３は、無線通信部２０１で取得した信号情報に基づいて、交通信号灯器１０の赤色灯、青色灯、黄色灯それぞれに供給されるＡＣ１００Ｖをオン／オフする。

電圧検出部２０２は、交通信号灯器１０の赤色灯、青色灯、黄色灯それぞれに供給されるＡＣ１００Ｖの有無を検出し、無線通信部２０１を介して検出結果（灯器状態信号）を制御部１０１へ出力する。

制御部１０１は、例えば、２つの交通信号灯器１０、１０で同時に青色灯が点灯することを防止するため、電圧検出部２０２で検出された検出結果を監視する。なお、電圧検出部２０２で検出する電圧は、青色灯に供給されるＡＣ１００Ｖの有無のみを検出する構成であってもよい。

無線通信部２０１は、送信側では、交通信号制御機１００へ送信するデータを符号化する符号化回路、符号化されたデータを変調する変調回路、変調回路で変調された信号を所定の通信帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯）で送信するためのフィルタなどを備え、受信側では、交通信号制御機１００から受信した信号から所定の通信帯域の信号を取り出すためのフィルタ、受信した信号を復調する復調回路、復調回路で復調されたデータを復号化する復号化回路などを備えている。

時刻補正部２０４は、時刻補正部１０５と同様の構成を有し、電波時計、ＧＰＳ受信機などを備え、ＳＳＵ２００が認識する時刻を絶対時刻に補正する。これにより、交通信号制御機１００及びＳＳＵ２００の時計を同時刻に補正することができる。

記憶部２０５は、無線通信部２０１を通じて交通信号制御機１００から送信された信号情報などを記憶する。

図３は交通信号制御機１００とＳＳＵ２００との間の無線通信のデータフォーマットの一例を示す説明図である。図３（ａ）に示すように、データフォーマットは、ヘッダ部、送信元、ＳＳＵ番号、データ種別、データ部、ステータス部、時刻部、フッタ部などで構成されるシリアルデータ形式である。また、図３（ｂ）に示すように、データ種別としては、例えば、次信号サイクル情報、情報応答、採用指令、指令応答、採用中止指令、現信号サイクル変更、変更応答などがある。

ヘッダ部は、例えば、通信の開始又はデータの始まりを示す情報などを格納してある。送信元は、データの送信元を示す情報を格納してある。ＳＳＵ番号は、交通信号制御機１００からＳＳＵ２００へデータを送信する場合には、いずれのＳＳＵ２００へ送信するデータであるかを識別するためのＳＳＵ番号を格納し、ＳＳＵ２００から交通信号制御機１００へデータを送信する場合には、いずれのＳＳＵから送信したデータであるかを識別するためのＳＳＵ番号を格納してある。

データ種別は、データの属性を示し、交通信号制御機１００からＳＳＵ２００へ送信する場合には、次信号サイクル情報、採用指令（制御指令情報）、採用中止指令（破棄指令情報）、現信号サイクル変更などが用いられ、ＳＳＵ２００から交通信号制御機１００へ送信する場合には、情報応答（第１応答情報）、指令応答（第２応答情報）、変更応答（第１応答情報）などが用いられる。

データ部は、通信内容に関するデータが格納される。例えば、交通信号灯器１０の点灯、消灯又は点滅などの制御を行うための信号情報が格納される。ステータス部は、交通信号制御機１００からの情報又は指令に対して、ＳＳＵ２００でその情報又は指令を正常に受信したか、あるいは何か異常があったかの状態を示す。時刻部は、データを送信した際の時刻が格納される。フッタ部は、例えば、通信の終了又はデータの終了を示す情報などが格納されている。なお、データフォーマットは一例であって、これに限定されるものではない。

次に、図３（ｂ）に示すデータ種別について説明する。次信号サイクル情報は、交通信号制御機１００が、次の信号サイクル（次サイクル）が開始する前に、次の信号サイクルで使用する信号情報を各ＳＳＵ２００へ送信する際に使用される。これにより、交通信号制御機１００は、次の信号サイクルが始まる前に次の信号サイクルで使用する信号情報を各ＳＳＵ２００に通知し、使用する信号情報を確定し、各ＳＳＵ２００は、確定した信号情報に基づいて各交通信号灯器１０を制御（駆動）する。

図４は次信号サイクル情報のデータ構成の一例を示す説明図である。次信号サイクル情報は、信号サイクル開始時刻（例えば、ｘｘ年ｘｘ月ｘｘ日ｘｘ時ｘｘ分ｘｘ秒など）、信号灯色の数（例えば、信号灯が青色、黄色、赤色の場合には３である。なお、この場合、第１灯色が青、第２灯色が黄、第３灯色が赤とすることができる）、第１灯色継続時間（例えば、ｘｘ秒）、第１灯色内容、例えば、青（オン）、黄（オフ）、赤（オフ）、第２灯色継続時間（例えば、ｘｘ秒）、第２灯色内容、例えば、青（オフ）、黄（オン）、赤（オフ）、第３灯色継続時間（例えば、ｘｘ秒）、第３灯色内容、例えば、青（オフ）、黄（オフ）、赤（オン）などで構成されている。次信号サイクル情報のデータは、データ部に格納される。

なお、信号灯色の数は３に限定されるものではなく、設置される交通信号灯器に応じて所要の数にすることができる。例えば、信号灯が、車両用青、車両用黄、車両用赤、歩行者用青、歩行者用赤、青矢印などの場合には、信号灯色は６とすることができる。また、データ種別が次信号サイクル情報である場合、そのデータ部には、上述のデータだけでなく、通信の誤りを訂正するために必要な情報を付加することもできる。

情報応答は、各ＳＳＵ２００が、次信号サイクル情報を受信した場合に、受信した次信号サイクル情報の応答として交通信号制御機１００へ送信する場合に使用される。各ＳＳＵ２００は、情報応答を送信する場合に、ステータス部に交通信号灯器１０を正常に制御することができるか否かを示す判定フラグ（例えば、正常又は異常）を格納する。

交通信号灯器１０の制御の可否は、例えば、データのパリティチェック、巡回冗長符号（ＣＲＣ）などによる通信誤りの有無を判定し、誤りが訂正できない場合には、制御不可とし、誤りがない場合には、制御可とすることができる。また、交通信号制御機１００から送信されたデータに付加された送信時刻と受信した際の時刻との時刻差を算出し、算出した時刻差が所定の閾値以内であるか否かを判定し、時刻差が閾値以内であれば制御可とし、時刻差が閾値を越える場合には、制御不可とすることができる。これにより、交通信号灯器１０の各灯色の点灯開示時刻、点灯時間、消灯開始時刻、消灯時間などが不正確になる事態を防止することができる。

また、ＳＳＵ２００で自己診断を行い、異常がなければ制御可とし、異常が検知された場合には制御不可とすることもできる。自己診断としては、例えば、無線通信部２０１の故障診断、電圧検出部２０１で検出した電圧異常（赤色灯の点灯時に青色灯用の電圧が検出されるような場合）の有無などである。なお、上述の制御の可否の判定は一例であって、これに限定されるものではない。制御の可否は、受信した信号情報の誤り、無線通信の間欠的な遮断による通信品質劣化、無線通信部の故障などに基づいて判定することができる。また、データ種別が情報応答である場合、そのデータ部には、通信の誤りを訂正するために必要な情報を付加することもできる。

採用指令は、すべてのＳＳＵ２００からの応答情報が正常である場合、交通信号制御機１００が次信号サイクル情報で送信した信号情報を採用すべく各ＳＳＵ２００へ指示するためのものである。

指令応答は、ＳＳＵ２００が交通信号制御機１００から採用指令を正常に受信したことを示す応答である。交通信号制御機１００は、次信号サイクルが開始する時刻より所定時間（例えば、３秒、５秒など）前までに、すべてのＳＳＵ２００から指令応答を受信した場合には、採用指令完了とし、各ＳＳＵ２００は、次の信号サイクルの信号情報に基づいて、次の信号サイクルでの交通信号灯器１０を制御する。なお、交通信号制御機１００は、ＳＳＵ２００から指令応答を受信しない場合、採用指令を繰り返し送信する。

採用中止指令は、交通信号制御機１００が、次信号サイクルが開始する時刻より所定時間（例えば、３秒、５秒など）前までに、いずれかのＳＳＵ２００から指令応答を受信しない場合に、各ＳＳＵ２００に対して送信される。

ＳＳＵ２００は、交通信号制御機１００から採用中止指令を受信した場合、すなわち、現在の信号サイクルが終了した時点で、次の信号サイクル情報が確定していない場合、次信号サイクルの信号情報を使用せず、現在の信号サイクル又は直近の信号サイクルの信号情報に基づいて、交通信号灯器１０を制御する。これにより、交通信号制御機１００による制御が不能になる事態を防止し、交通信号灯器１０を、例えば、主道路側を黄点滅、従道路側を赤点滅させる等の時間により変化しない一定の動作をさせるのではなく、各信号灯を順次点灯させることができ、従来に比べて円滑な交通信号制御を維持することが可能となる。

現信号サイクル情報は、感応動作を行うような場合に、現信号サイクルの一部の変更が生じたときに、信号情報の差分のみを送信する場合に使用することができる。

図５は現信号サイクル変更のデータ構成の一例を示す説明図である。現信号サイクル変更は、変更信号灯色の数（例えば、変更する信号灯が、黄色、赤色の場合には２である。なお、この場合、第１灯色が青、第２灯色が黄、第３灯色が赤とする）、第２灯色継続時間（例えば、ｘｘ秒短縮又は延長）、第３灯色継続時間（例えば、ｘｘ秒短縮又は延長）などで構成されている。現信号サイクル情報のデータは、データ部に格納される。

変更応答は、各ＳＳＵ２００が、現信号サイクル変更を受信した場合に、受信した現信号サイクル変更の応答として交通信号制御機１００へ送信する場合に使用される。各ＳＳＵ２００は、変更応答を送信する場合に、情報応答の場合と同様にステータス部に交通信号灯器１０を正常に制御することができるか否かを示す判定フラグ（例えば、正常又は異常）を格納する。

次に本発明に係る交通信号制御システムの動作について説明する。図６は交通信号制御機１００とＳＳＵ２００との通信手順の一例を示す説明図である。図６の例では、次信号サイクルの信号情報に基づいて交通信号灯器１０を制御することができる場合を示す。交通信号制御機１００は、各ＳＳＵ２００に対して次信号サイクル情報を送信する。ＳＳＵ２００は、交通信号灯器１０の制御の可否（正常又は異常）を判定し、情報応答を交通信号制御機１００へ送信する。

交通信号制御機１００は、情報応答を受信し、すべてのＳＳＵ２００が正常（交通信号灯器１０の制御可）である場合、採用指令を各ＳＳＵ２００へ送信する。なお、受信した情報応答により、いずれかのＳＳＵ２００が異常（交通信号灯器１０の制御不可）である場合、交通信号制御機１００は、再度、次信号サイクル情報を送信してもよく、あるいは、上述の採用中止指令を送信してもよい。ＳＳＵ２００は、採用指令を受信した場合、指令応答を交通信号制御機１００へ送信する。

交通信号制御機１００は、すべてのＳＳＵ２００から指令応答を受信した場合、一連の通信手順が完了したものとし、ＳＳＵ２００は、次の信号サイクルにおいて、確定した次信号サイクルの信号情報に基づいて交通信号灯器を駆動（制御）する。

これにより、交通信号制御機１００とＳＳＵ２００との間では、次の信号サイクルが開始する前に、その信号サイクルの信号情報を用いた交通信号灯器１０の制御を確立することができるとともに、信号サイクル毎の信号情報を確実に伝達することができる。また、各信号灯の点灯時間又は信号周期などを交通状況に応じて変化させる必要が生じた場合でも、交通状況に合わせた交通信号制御を実現することができる。また、採用指令又は指令応答の伝送量を少なくすることで、短い時間で指令を行うことができ、無線通信の品質劣化の影響を最小限に抑えることが可能となる。

図７は交通信号制御機１００とＳＳＵ２００との通信手順の他の例を示す説明図である。図７の例では、次信号サイクルの信号情報を使用できない場合であり、所定の信号情報に基づいて交通信号灯器１０を制御する場合を示す。交通信号制御機１００は、各ＳＳＵ２００に対して次信号サイクル情報を送信する。ＳＳＵ２００は、交通信号灯器１０の制御の可否（正常又は異常）を判定し、情報応答を交通信号制御機１００へ送信する。

交通信号制御機１００は、いずれかのＳＳＵ２００から指令応答を受信できない場合、再度採用指令をＳＳＵ２００へ送信する。この場合、指令応答を受信していないＳＳＵ２００に対してのみ採用指令を送信することができる。交通信号制御機１００は、次の信号サイクルが開始する時刻の所定時間前までに指令応答を受信できない場合、すべてのＳＳＵ２００に対して採用中止指令を送信する。

ＳＳＵ２００は、採用中止指令を受信した場合、次の信号サイクルにおいて、次信号サイクルの信号情報に基づいた交通信号灯器の駆動（制御）を行わず、所定の信号情報（例えば、現信号サイクルの信号情報又は直近の信号情報など）に基づいて交通信号灯器１０を駆動（制御）する。

これにより、交通信号制御機１００とＳＳＵ２００との間では、次の信号サイクルが開始する前に、その信号サイクルの信号情報を用いることができるか否かを確実に判断することができる。また、次の信号サイクルの信号情報を用いることができない場合には、交通信号灯器１０を、例えば、主道路側を黄点滅、従道路側を赤点滅させる等の時間により変化しない一定の動作をさせるのではなく、現在又は直近の信号サイクルと同じ動作を行なわせることができる。また、採用中止指令の伝送量を少なくすることで、短い時間で指令を行うことができ、無線通信の品質劣化の影響を最小限に抑えることが可能となる。

交通信号制御機１００は、信号サイクル単位で信号情報を各ＳＳＵ２００へ送信する。この場合、次の信号サイクルの信号情報に変更がない場合には、交通信号制御機１００が各ＳＳＵ２００に対して、信号情報の変更がなく現在の信号情報を用いて交通信号灯器１０を駆動する旨を指令することができる。あるいは、交通信号制御機１００は、次の信号サイクルの信号情報の変更がない場合、次信号サイクル情報を送信しないように構成しておき、各ＳＳＵ２００で、次信号サイクル情報を受信しない場合、現在の信号情報に基づいて交通信号灯器１０を駆動するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、交通信号制御機１００による制御が不能になる事態を防止し、交通信号灯器１０を単純にフェールセーフの観点から、例えば、主道路側を黄点滅、従道路側を赤点滅させる等の時間により変化しない一定の動作をさせるのではなく、各信号灯を順次点灯させることができ、時間により変化しない一定の動作をさせる場合に比べて円滑な交通信号制御を維持することが可能となる。また、ＳＳＵ２００に直接電源を供給できる場合には、交通信号制御機１００とＳＳＵ２００とは無線通信機能を備えているので、交通信号制御機１００とＳＳＵ２００との間で電力線及び信号線のいずれの配線工事も行う必要がなく、設置工事を容易にすることができるとともに、配線の断線など災害時の影響を少なくすることができる。

上述の実施の形態において、次の信号サイクルの信号情報は、次の信号サイクルの信号情報の変更の有無に関わらず、信号サイクル毎に送信するように構成することもでき、あるいは、次の信号サイクルの信号情報に変更がある都度、信号サイクル毎に送信するように構成することもできる。なお、この場合、信号情報の変更が一部であれば、現信号サイクル変更を送信することもできる。

上述の実施の形態において、ＳＳＵ２００が、交通信号灯器１０の制御の可否（正常又は異常）を判定し、制御不可と判定した場合、ＳＳＵ２００は、次の信号サイクルの信号情報を用いることなく、所定の信号情報（例えば、現信号サイクルの信号情報又は直近の信号情報など）に基づいて交通信号灯器１０を駆動（制御）することもできる。これにより、交通信号制御機１００による制御が不能になる事態を防止し、交通信号灯器１０を単純に閃光動作等させるのではなく、各信号灯を順次点灯させることができ、単に閃光動作等させる場合に比べて、円滑な交通信号制御を維持することが可能となる。

上述の実施の形態では、ＳＳＵは交通信号灯器の近傍に設ける構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、ＳＳＵを交通信号灯器に組み込むことにより一体化して交通信号灯器駆動装置（駆動装置）を構成することもできる。この場合、ＳＳＵを構成する部品を基板に実装し、実装基板を交通信号灯器内に配置することもでき、また、ＳＳＵを構成する部品を筐体に内蔵し、該筐体を収容するための収容部を交通信号灯器に設けることにより、ＳＳＵを交通信号灯器に組み込むことができる。

上述の実施の形態においては、交差点に４つの交通信号灯器を設ける構成であったが、交通信号灯器の数はこれに限定されるものではなく、交通路毎に１つではなく２つの車両用交通信号灯器を設ける構成であってもよい。また、交通信号灯器は、車両用に限定されるものではなく、歩行者用の交通信号灯器を備える構成でもよい。例えば、十字交差点では、横断歩道毎に２つの歩行者用交通信号灯器を備える場合、全部で８つの歩行者用交通信号灯器を備えることになる。また、交差点の構成は、十字交差点に限定されるものではなく、３つの交通路が交差するような交差点、５つの交通路が交差するような交差点であってもよい。

上述の実施の形態では、交通信号灯器とＳＳＵとを１対１に設ける構成であったが、これに限定されるものではなく、２つの交通信号灯器を１つのＳＳＵで駆動する構成であってもよい。

上述の実施の形態では、交流である商用電源の供給を受ける構成であったが、これに限定されるものではなく、直流電源の供給を受ける構成でもよく、また、直流電源は電池により供給される構成であってもよい。

上述の実施の形態では、半導体リレーを用いる構成であったが、これに限定されるものではなく、交流又は直流のオン／オフを制御できるものであれば、半導体スイッチング素子を用いることもできる。また、直流をオン／オフする場合にはＦＥＴを用いてもよい。

上述の実施の形態において、交通信号制御機と各ＳＳＵとの間の通信帯域は、２．４ＧＨｚ帯に限定されるものではなく、５ＧＨｚ帯など他の周波数帯域を用いることができる。

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て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及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。

本発明に係る交通信号制御システムの構成の一例を示す模式図である。ＳＳＵの構成の一例を示すブロック図である。交通信号制御機とＳＳＵとの間の無線通信のデータフォーマットの一例を示す説明図である。次信号サイクル情報のデータ構成の一例を示す説明図である。現信号サイクル変更のデータ構成の一例を示す説明図である。交通信号制御機とＳＳＵとの通信手順の一例を示す説明図である。交通信号制御機とＳＳＵとの通信手順の他の例を示す説明図である。

符号の説明

１、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ商用電源
１０交通信号灯器
１００交通信号制御機
１０１制御部
１０２外部インタフェース部
１０３電源部
１０４無線通信部
１０５時刻補正部
２００ＳＳＵ
２０１無線通信部
２０２電圧検出部
２０３半導体リレー
２０４時刻補正部
２０５記憶部

Claims

交通信号灯器の点灯、消灯又は点滅を制御するための信号情報を少なくとも１サイクル分出力する交通信号制御機と、該交通信号制御機が出力した信号情報に基づいて交通信号灯器を駆動する駆動装置とを備える交通信号制御システムにおいて、
前記交通信号制御機及び駆動装置は、
無線により通信する無線通信部を備え、
前記交通信号制御機は、
次サイクルの信号情報を無線通信により前記駆動装置へ送信するように構成してあり、
前記駆動装置は、
前記信号情報に基づいた交通信号灯器の制御の可否を判定する第１判定手段をさらに備え、
該第１判定手段で制御不可と判定した場合、予め定められた信号情報に基づいて交通信号灯器を駆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。
前記駆動装置は、
前記第１判定手段で制御可と判定した場合、その旨を示す第１応答情報を無線通信により前記交通信号制御機へ送信するように構成してあり、
前記交通信号制御機は、
前記第１応答情報を受信した場合、次サイクルが開始する前に該次サイクルの信号情報で制御する旨の制御指令情報を前記駆動装置へ送信するように構成してあり、
前記駆動装置は、
前記制御指令情報を受信した場合、前記信号情報に基づいて交通信号灯器を駆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。
前記駆動装置は、
前記制御指令情報を受信した場合、その旨を示す第２応答情報を無線通信により前記交通信号制御機へ送信するように構成してあり、
前記交通信号制御機は、
次サイクルが開始する時点より所定時間前の時点までに、前記第２応答情報を受信していない場合、該次サイクルの信号情報を破棄する旨の破棄指令情報を前記駆動装置へ送信するように構成してあり、
前記駆動装置は、
前記破棄指令情報を受信した場合、予め定められた信号情報に基づいて交通信号灯器を駆動するように構成してあることを特徴とする請求項２に記載の交通信号制御システム。
前記交通信号制御機及び駆動装置は、
時計を備え、
前記交通信号制御機は、
時刻情報を信号情報に含めて送信するように構成してあり、
前記駆動装置は、
前記交通信号制御機が送信した時刻情報及び自身の時刻情報に基づいて両者の時刻差を算出する算出手段をさらに備え、
前記第１判定手段は、
前記算出手段で算出した時刻差が所定の閾値より大きい場合、制御不可と判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の交通信号制御システム。
前記交通信号制御機及び駆動装置は、
時計を補正するための補正手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の交通信号制御システム。