JP2009258919A - 交通信号制御装置、交通パラメータ算出装置、コンピュータプログラム、交通信号制御方法及び交通パラメータ算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像感知器を用いることなく最適な信号制御パラメータで信号灯器を制御することができる交通信号制御装置、交通パラメータ算出装置、コンピュータプログラム、交通信号制御方法及び交通パラメータ算出方法を提供する。
【解決手段】分岐率算出部４６は、各流入路について、直進・左折率αｉ、右折率βｉを算出する。負荷率算出部は、信号灯器の各現示に対する現示負荷率を算出する。現示負荷率は、各現示で通過させたい車両台数の度合いを示すものである。信号制御パラメータ算出部４７は、算出された現示負荷率を用いて、サイクル長、各現示の長さであるスプリットを算出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、交差点に設置された信号灯器を制御する交通信号制御装置、該交通信号制御装置を構成する交通パラメータ算出装置、前記交通信号制御装置及び交通パラメータ算出装置を実現するためのコンピュータプログラム、交通信号制御方法並びに交通パラメータ算出方法に関する。

交差点に設置された信号灯器は、交差点の各流入路の流入交通量に応じて決定された信号制御パラメータにより制御されている。信号制御パラメータとしては、例えば、信号灯器の１周期の時間（例えば、青現示から次の青現示までの時間）であるサイクル長、１サイクル中の各現示が占める時間の割合であるスプリット、交差点間のサイクル開始タイミングの時間差であるオフセットなどがある。

交差点付近の渋滞の発生を抑制し、円滑な交通を実現するためには、信号制御パラメータを最適化する必要があり、種々の技術が開発されている。例えば、交差点を通過する車両をカメラで撮像し、撮像画像から交差点を通過した車両の台数を分岐方向別に計測し、計測結果に基づいて信号制御パラメータを決定して信号灯器を制御する信号制御システムが開示されている（特許文献１参照）。
特開２００６−２５９８３３号公報

しかしながら、特許文献１のシステムでは、交差点毎にカメラを設置する必要があり、システム全体としてのコストが高くなるという問題がある。また、車線の数が多い流入路で構成されるような大きな交差点の場合、１台のカメラで交差点全体を撮像することが困難となり、１つの交差点に複数のカメラを設置する必要がある。この場合、１台の車両の走行状態を複数のカメラで撮像することになり、各カメラで撮像した複数の撮像画像により各車両の分岐方向を判断するためには画像処理が複雑になるとともに、精度が低下する可能性も高い。

また、画像処理は、交差点周辺の明るさ、天候などの周囲の環境に影響され易いため、車両でないものを車両と検出する場合、車両を検出できない場合など、検出精度が低下するおそれもある。また、カメラのレンズ部の汚れなどにより検出精度が低下する。このため、カメラなどのような画像感知器を用いることなく最適な信号制御パラメータを算出す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、画像感知器を用いることなく最適な信号制御パラメータで信号灯器を制御することができる交通信号制御装置、該交通信号制御装置を構成する交通パラメータ算出装置、前記交通信号制御装置及び交通パラメータ算出装置を実現するためのコンピュータプログラム、交通信号制御方法並びに交通パラメータ算出方法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装置は、交差点に設置された信号灯器を制御する交通信号制御装置において、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得する取得手段と、該取得手段で取得した位置情報に基づいて、交差点での車両の通行情報を算出する通行情報算出手段と、該通行情報算出手段で算出した通行情報に基づいて、信号灯器を制御するための信号制御パラメータを算出する信号制御パラメータ算出手段と、該信号制御パラメータ算出手段で算出した信号制御パラメータに応じて信号灯器を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る交通信号制御装置は、第１発明において、前記通行情報算出手段は、前記取得手段で取得した位置情報に基づいて、交差点での流入交通量に対する流出先への流出交通量の割合を示す分岐率を算出する分岐率算出手段を備え、前記信号制御パラメータ算出手段は、該分岐率算出手段で算出した分岐率に基づいて、信号制御パラメータを算出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装置は、第１発明において、前記通行情報算出手段は、同一の流出先に対して複数の現示が存在する場合、前記取得手段で取得した位置情報に基づいて、現示毎の通行台数を算出する通行台数算出手段を備え、前記信号制御パラメータ算出手段は、該通行台数算出手段で算出した通行台数に基づいて、信号制御パラメータを算出するように構成してあることを特徴とする。

第４発明に係る交通パラメータ算出装置は、交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出装置において、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得する取得手段と、該取得手段で取得した位置情報に基づいて、交差点での流入交通量に対する流出先への流出交通量の割合を示す分岐率を算出する分岐率算出手段とを備えることを特徴とする。

第５発明に係る交通パラメータ算出装置は、第４発明において、前記分岐率算出手段で算出した分岐率に基づいて、信号制御パラメータを算出する信号制御パラメータ算出手段を備えることを特徴とする。

第６発明に係る交通パラメータ算出装置は、交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出装置において、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得する取得手段と、同一の流出先に対して複数の現示が存在する場合、前記取得手段で取得した位置情報に基づいて、現示毎の通行台数を算出する通行台数算出手段と、該通行台数算出手段で算出した通行台数に基づいて、信号制御パラメータを算出する信号制御パラメータ算出手段とを備えることを特徴とする。

第７発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、交差点に設置された信号灯器を制御させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータを、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報に基づいて、交差点での車両の通行情報を算出する通行情報算出手段と、算出した通行情報に基づいて、信号灯器を制御するための信号制御パラメータを算出する信号制御パラメータ算出手段と、算出した信号制御パラメータに応じて信号灯器を制御する制御手段として機能させることを特徴とする。

第８発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータを、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報に基づいて、各車両の交差点での流入路及び流出先を特定する特定手段と、特定した流入路及び流出先に基づいて、交差点での流入交通量に対する流出先への流出交通量の割合を示す分岐率を算出する分岐率算出手段として機能させることを特徴とする。

第９発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータを、同一の流出先に対して複数の現示が存在する場合、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報に基づいて、現示毎の通行台数を算出する通行台数算出手段と、算出した通行台数に基づいて、信号制御パラメータを算出する信号制御パラメータ算出手段として機能させることを特徴とする。

第１０発明に係る交通信号制御方法は、交差点に設置された信号灯器を制御する交通信号制御方法において、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得し、取得した位置情報に基づいて、交差点での車両の通行情報を算出し、算出した通行情報に基づいて、信号灯器を制御するための信号制御パラメータを算出し、算出した信号制御パラメータに応じて信号灯器を制御することを特徴とする。

第１１発明に係る交通パラメータ算出方法は、交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出方法において、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得し、取得した位置情報に基づいて、交差点での流入交通量に対する流出先への流出交通量の割合を示す分岐率を算出することを特徴とする。

第１２発明に係る交通パラメータ算出方法は、交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出方法において、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得し、同一の流出先に対して複数の現示が存在する場合、取得した位置情報に基づいて、現示毎の通行台数を算出し、算出した通行台数に基づいて、信号制御パラメータを算出することを特徴とする。

第１発明、第７発明及び第１０発明にあっては、交通信号制御装置は、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得する。例えば、車両に車載機を搭載しておき、車載機は、所定の周期で自車の位置情報を測位し、測位した位置情報と測位時刻とを関連付けて記憶しておき、交差点の流出地点に設置した路上通信装置（例えば、光ビーコンなど）へ記憶した位置情報を送信することができる。交通信号制御装置は、路上通信装置を介して各車両の位置情報を取得する。交通信号制御装置は、取得した位置情報に基づいて、交差点での車両の通行情報を算出する。通行情報は、例えば、各車両がいずれの流入路から交差点に進入し、いずれの流出先へ走行したかを示す走行軌跡とすることができる。

交通信号制御装置は、算出した通行情報に基づいて、信号灯器を制御するための信号制御パラメータ（例えば、サイクル長、スプリットなど）を算出する。例えば、交差点の流入路毎に、時間当たりの通行台数である車両の交通量Ｑ、時間当たりに交差点を通過できずに信号待ちになる車両の台数である待ち行列台数Ｅ、時間当たりの最大流出可能台数である飽和交通流率Ｓを予め定めておき、これらの数値と上述の走行軌跡から求めることができる各車両の分岐状況（例えば、左折、直進又は右折等）により、どの程度の車両がいずれの方向へ分岐するかを求め、分岐量に応じて各流入路に対応する各現示の長さ（すなわち、スプリット）及びサイクル長を算出することができる。交通信号制御装置は、算出した信号制御パラメータに応じて信号灯器を制御する。これにより、画像感知器を用いることなく、交差点での交通量に応じて、最適な信号制御パラメータで信号灯器を制御することができる。

第２発明、第４発明、第５発明、第８発明及び第１１発明にあっては、交通信号制御装置又は交通パラメータ算出装置は、取得した位置情報に基づいて、交差点での流入交通量に対する流出先への流出交通量の割合を示す分岐率を算出し、算出した分岐率に基づいて、信号制御パラメータを算出する。例えば、流入路から進入した車両のうち直進又は左折した割合を示す直進・左折率α（分岐率）を流入路毎に算出する。算出した直進・左折率αにより、負荷率ρをρ＝α×（Ｑ＋Ｅ）／Ｓにより算出し、負荷率の大小に応じてサイクル長及びスプリットを算出することができる。ここで、Ｑは交通量、Ｅは待ち行列台数、Ｓは飽和交通流率である。これにより、交差点での車両の進行方向に応じて、最適な信号制御パラメータで信号灯器を制御することができる。

第３発明、第６発明、第９発明及び第１２発明にあっては、交通信号制御装置又は交通パラメータ算出装置は、同一の流出先に対して複数の現示（例えば、右折方向に対して青現示及び右折青矢印現示）が存在する場合、取得した位置情報に基づいて、現示毎の通行台数を算出し、算出した通行台数に基づいて、信号制御パラメータを算出する。例えば、流入路から進入した車両のうち右折した割合を示す右折率β（分岐率）を流入路毎に算出する。さらに、右折した車両のうち青で右折した車両の台数及び右折青矢印で右折した車両の台数を求め、右折した車両のうち右折青矢印で右折した車両の割合を示す比率γ（分岐率）を算出する。算出した右折率β及び比率γにより、右折青矢印現示の負荷率ρをρ＝β×γ×（Ｑ＋Ｅ）／Ｓにより算出し、負荷率の大小に応じてサイクル長及びスプリットを算出することができる。ここで、Ｑは交通量、Ｅは待ち行列台数、Ｓは飽和交通流率である。これにより、交差点での車両の進行方向に応じて、最適な信号制御パラメータで信号灯器を制御することができる。

本発明にあっては、画像感知器を用いることなく、交差点での交通量に応じて、最適な信号制御パラメータで信号灯器を制御することができる。

実施の形態１
以下、本発明を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装置を用いた信号灯器の制御の概要を示す模式図である。図１に示すように、流入路Ｒ１〜Ｒ４で構成される交差点Ｃに信号灯器３、…を設置してあり、各信号灯器３は、交通信号制御機４により制御するようにしてある。なお、流入路の数など交差点Ｃの構成は一例であって、これに限定されるものではない。

交差点Ｃの各流出地点付近には、光ビーコン２１〜２４を設置してある。光ビーコン２１〜２４は、車両に搭載された車載機５との間で通信機能を有し、車両が光ビーコン２１〜２４との通信可能領域を通過する際に、車載機５から所定の情報を受信する。これにより、いずれかの流入路を交差点Ｃに向かって走行する車両が交差点Ｃで左折、直進又は右折して交差点Ｃを通過した時点で、車載機５は光ビーコン２１〜２４へ所定の情報を送信する。所定の情報は、例えば、車載機５で所定の周期で測位（計測）した自車の位置（経度及び緯度等の絶対位置でもよく、予め定められた地点からの相対位置でもよい）と測位時刻とを関連付けた時系列情報（プローブデータ）、これらの情報に基づいて処理された旅行時間などの加工情報等である。

なお、車載機５との通信機能を有するものであれば、光ビーコン２１〜２４に代えて、電波ビーコン、ＲＦＩＤ若しくはＤＳＲＣ等の狭域通信機能を有する路上通信装置、ＵＨＦ帯若しくはＶＨＦ帯などの無線ＬＡＮ等の中域通信機能、又は携帯電話、ＰＨＳ、多重ＦＭ放送若しくはインターネット通信などの広域通信機能を備える通信装置であってもよい。該通信装置が中域通信機能を有する場合、車載機５は、例えば、１００ｍｓｅｃ経過の都度、自車の位置、測位時刻及び車両ＩＤを含む情報（リアルタイムプローブデータ）を送信し、通信装置はその情報を受信して、交通信号制御機４に送信する。交通信号制御機４はリアルタイムプローブデータを受信し、車両ＩＤ毎に位置及び測位時刻を時系列に関連付けた時系列情報（プローブデータ）を作成する。

交差点Ｃの上流側の所定地点には、車両感知器１、…を設置してある。各車両感知器１は、例えば、車両を感知できる超音波式感知器、ループコイル式感知器、遠赤外線式感知器などであり、流入路Ｒ１〜Ｒ４の上流地点を通過する車両を検出し、検出結果（車両検出データ）を交通信号制御機４へ出力する。なお、図１の例では、各流入路に１つの車両感知器１を設置しているが、車両感知器１を設置する地点は、１箇所に限定されるものではなく、隣接する交差点との距離が長い場合、あるいは、途中に信号灯器を設置していない分岐道路又は交差道路がある場合には、隣接する交差点との間で車両感知器１を複数設置してもよい。

車両感知器１、光ビーコン２１〜２４、信号灯器３及び交通信号制御機４の間の通信は、有線通信でもよく、無線通信でもよい。

図２は車載機５の構成の一例を示すブロック図である。車載機５は、全体を制御する制御部５１、通信部５２、測位部５３、操作部５４、表示部５５、音声出力部５６、記憶部５７などを備えている。また、測位部５３は、ＧＰＳ５３１、距離センサ５３２、方位センサ５３３などを備えている。

通信部５２は、光ビーコン２１〜２４との間で通信を行う狭域通信機能を備え、車載機５を搭載した車両が光ビーコン２１〜２４との通信可能領域を通過する際に、半導体メモリ又はハードディスク等で構成された記憶部５７に記憶された所定の情報（例えば、プローブデータなど）を光ビーコン２１〜２４へ送信する。なお、通信部５２に、ＵＨＦ帯若しくはＶＨＦ帯などの無線ＬＡＮ等の中域通信機能、又は携帯電話、ＰＨＳ、多重ＦＭ放送若しくはインターネット通信などの広域通信機能を備える構成とすることもできる。

測位部５３は、車両の位置を時々刻々（例えば、０．５秒、１秒等の経過の都度、５ｍ、１０ｍ等の移動の都度など）測位し（測位位置を求め）、測位位置と測位時刻とを関連付けた走行軌跡である時系列情報（プローブデータ）として記憶部５７に記憶する。

ＧＰＳ５３１は、複数のＧＰＳ衛星から電波を受信し、車両の位置を測位する。なお、ＧＰＳ５３１に加えて、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）を搭載することもできる。ＤＧＰＳは、予め位置が分かっている基準局から発信されるＦＭ放送又は中波を受信し、ＧＰＳ５３１で求めた測位位置のずれを補正することができ、車両の位置の精度を向上させることができる。

距離センサ５３２は、車両が走行した走行距離を計測する。計測結果は、制御部５１へ出力されるとともに記憶部５７に記憶される。

方位センサ５３３は、角速度センサ又は角加速度センサ（相対方位センサ）、２次元又は３次元の地磁気センサ（絶対方位センサ）などを備え、車両の走行方位を計測する。計測結果は、制御部５１へ出力されるとともに記憶部５７に記憶される。

操作部５４は、各種操作ボタンを備え、車両の搭乗者と車載機５とのユーザインタフェースとして機能する。例えば、操作部５４は、運転者の操作により車載機５に備えられた機能の動作開始又は動作停止の操作を受け付ける。

表示部５５は、例えば、液晶表示パネルであって、車載機５で処理した処理結果などを表示する。

音声出力部５６は、車載機５で処理した処理結果などを運転者へ通知するために、通知内容を音声又は音響を出力する。

図３は本発明に係る交通信号制御装置としての交通信号制御機４の構成の一例を示すブロック図である。交通信号制御機４は、全体の処理を制御する制御部４１、通信部４２、記憶部４３、灯器駆動部４４、車両プロファイル生成部４５、分岐率算出部４６、信号制御パラメータ算出部４７などを備えている。

通信部４２は、有線通信機能又は無線通信機能を備え、車両感知器１及び光ビーコン２１〜２４との間で所定の情報の授受を行うことができる。例えば、通信部４２は、交差点Ｃの上流地点を通過する各車両の検出結果を車両感知器１から取得する。また、通信部４２は、交差点Ｃを通過する各車両の走行軌跡である時系列情報（プローブデータ）を光ビーコン２１〜２４から取得する。

記憶部４３は、半導体メモリ又はハードディスク等で構成され、信号灯器３の点灯、消灯などを制御するための信号制御パラメータ、交通信号制御機４で処理した処理結果、通信部４２を通じて取得した情報などを記憶する。

信号制御パラメータは、例えば、信号灯器３の１周期の時間（例えば、青現示から次の青現示までの時間）であるサイクル長、１サイクル中の各現示が占める時間の割合であるスプリット、交差点間のサイクル開始タイミングの時間差である相対オフセット、基準交差点とのサイクル開始タイミングの時間差である絶対オフセットなどである。なお、信号制御パラメータは、後述するように交差点Ｃの交通量に応じて算出された最適な値で随時更新される。

灯器駆動部４４は、信号灯器３の各灯色に対応した半導体リレーを備えており、信号制御パラメータに基づいて、商用電源（不図示）から供給されたＡＣ１００Ｖ（あるいは、直流電圧でもよい）をオン／オフすることにより、信号灯器３の各灯色を点灯、消灯する。

車両プロファイル生成部４５は、通信部４２を通じて各車両感知器１から取得した各車両の検出結果に基づいて、あるいは、他の装置（不図示）から取得した上流隣接交差点における流出予測交通量（隣接交差点から交差点Ｃに向かって流出する交通量）などに基づいて、車両プロファイル（停止線到着プロファイル）を所定の時間間隔（例えば、６秒）で生成する。

図４は車両プロファイルの生成例を示す説明図である。図４に示すように、車両プロファイル（停止線到着プロファイル）は、現時点を始点として、例えば、１秒単位で集計した車両の到着状況の見積もりを示す。例えば、車両プロファイルは、交差点Ｃの停止線より上流側の地点Ｂ１、Ｂ２（図４の例では、車両感知器１を地点Ｂ１、Ｂ２の２箇所に設置した場合で説明する）における観測交通量、上流隣接交差点から交差点Ｃへ流出する流出予測交通量などに基づいて、作成される。なお、観測地点の数等は一例であって、図４で示される状況に限定されるものではない。

より具体的には、車両プロファイルは、リンク（交差点における直進車線、右折車線、左折車線などを独立してリンクとして扱う）の上流側に設置された車両感知器と上流隣接交差点から入手される予測流出交通量を用いて、現在から数分先の未来の交通量が交差点Ｃの停止線に到着するタイミングを流入路毎に予測するものである。

これは、流入した車両が設定した速度で走行するという仮定に基づいて、停止線到着予想時間順に車両感知器１によるデータを並べるものである。そして、１秒単位の時間ステップごとに集計を行なう。なお、車両感知器１の設置位置より上流から到着する交通量は、上流隣接交差点と交換される上流交差点の予測流出交通量情報より与えられる。車両プロファイルの生成は、車両感知器１の検出結果（観測交通量）及び上流交差点の予測流出交通量情報を推定分岐率により進行方向別に振り分け、進行方向別に停止線到着プロファイルを生成することにより行われ、車両感知器１が設置されていないリンクでは、上流の推定予想流出プロファイルより行われる。

分岐率算出部４６は、交差点Ｃを通過する各車両の走行軌跡である時系列情報（プローブデータ）に基づいて、流入路毎に各車両の分岐状況（例えば、直進・左折、又は右折等）により、どの程度の車両がいずれの方向へ分岐するかを求める。すなわち、分岐率算出部４６は、通信部４２により取得したプローブデータに基づいて、各車両がいずれの流入路から交差点に進入し、いずれの流出先へ走行したかを示す走行軌跡（通行情報）を求める。

図５は分岐率の一例を示す説明図であり、図６は信号灯器３の１サイクル中の各現示の一例を示す説明図である。なお、図６では、説明を簡略化できるように黄現示を省略している。また、各現示は、これに限定されるものではなく、他の現示の場合でも、以下に説明する処理と同様に処理することができる。

図５に示すように、各流入路Ｒ１〜Ｒ４について（図５では流入路Ｒ１についてのみ図示）、直進・左折率αｉ、右折率βｉ（ｉ＝１〜４、流入路に対応）を算出する。なお、βｉ＝１−αｉとなる。

例えば、光ビーコン２１で車両のプローブデータを受信した場合に、走行軌跡から該車両が流入路Ｒ１を走行していたときは、流入路１の直進車両であると計数する。また、光ビーコン２４で車両のプローブデータを受信した場合に、走行軌跡から該車両が流入路Ｒ１を走行していたときは、流入路１の左折車両であると計数する。また、光ビーコン２２で車両のプローブデータを受信した場合に、走行軌跡から該車両が流入路Ｒ１を走行していたときは、流入路１の右折車両であると計数する。信号灯器３の１サイクルの間に各光ビーコン２１〜２４を通過した車両のプローブデータに基づいて、同様の処理を行うことにより、直進・左折率αｉ、右折率βｉを算出することができる。

また、図６に示すように、流入路Ｒ１、Ｒ３に対して、現示Ｄ１が青、現示Ｄ２が右折青矢印、現示Ｄ３が赤である場合、すなわち、同一の流出先に対して複数の現示（例えば、右折方向に対して青現示及び右折青矢印現示）が存在する場合には、例えば、図５に示すように、各流入路Ｒ１〜Ｒ４について（図５では流入路Ｒ１についてのみ図示）右折した車両のうち青現示で右折した車両の台数及び右折青矢印現示で右折した車両の台数を求め、右折した車両のうち右折青矢印現示で右折した車両の割合を示す比率γｉ（ｉ＝１〜４、流入路に対応）を算出する。なお、（１−γｉ）は、青現示で右折した車両の割合となる。

信号制御パラメータ算出部４７は、単位秒ごとに青時間の最小／最大制約条件に基づいて信号制御パラメータ（例えば、各現示Ｄ１〜Ｄ３それぞれの時間Ｔ１〜Ｔ３）を算出する。各信号制御パラメータを実行したときの交通状況の変動をシミュレートし、そのコストを算出する。コスト最小となる最適な信号制御パラメータを選定し、それに基づいて信号制御パラメータの更新を行なう。

制御部４１は、算出した信号制御パラメータに基づいて、制御信号を灯器駆動部４４へ出力し、信号灯器の点灯、消灯を制御する。なお、制御部４１は、専用のハードウエア回路で実現する構成でもよく、あるいは、ＣＰＵ、ＲＡＭなどで構成しておき、予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行することにより実現することもできる。

次に、交通信号制御機４の動作について説明する。図７は交通信号制御機４の処理手順を示すフローチャートである。制御部４１は、車両感知器１から車両検出データを取得し（Ｓ１１）、流入路毎の車両プロファイルを生成する（Ｓ１２）。

制御部４１は、光ビーコンから車両のプローブデータを受信したか否かを判定し（Ｓ１３）、プローブデータを受信していない場合（Ｓ１３でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を続ける。プローブデータを受信した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、制御部４１は、受信したプローブデータを記憶し（Ｓ１４）、各車両の走行軌跡を特定する（Ｓ１５）。すなわち、制御部４１は、どの車両がいずれの流入路から交差点に進入し、いずれの流出先を通って交差点を通過したかを特定する。

制御部４１は、各流入路について、分岐率を算出し（Ｓ１６）、算出した分岐率を用いて、信号制御パラメータを算出する（Ｓ１７）。

制御部４１は、処理を終了するか否かを判定し（Ｓ１８）、処理を終了しない場合（Ｓ１８でＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理を続け、処理を終了する場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、処理を終了する。

実施の形態２
上述の実施の形態１では、いわゆるプロファイル制御による交通信号の制御方式であったが、これに限定されるものではなく、ＭＯＤＥＲＡＴＯ（Management by Origin-DEstination Related Adaptation for Traffic Optimization）制御を用いることもできる。以下、ＭＯＤＥＲＡＴＯ制御について説明する。なお、実施の形態１と同様の箇所は説明を省略する。

図８は実施の形態２の交通信号制御機４の構成の一例を示すブロック図である。実施の形態１の場合との違いは、車両プロファイル生成部４５がなく、代わりに負荷率算出部４８を備える点である。

負荷率算出部４８は、交差点Ｃを通過する各車両の走行軌跡である時系列情報（プローブデータ）に基づいて、各車両がいずれの流入路から交差点に進入し、いずれの流出先へ走行したかを示す走行軌跡（通行情報）を求め、図６に例示する各現示Ｄ１〜Ｄ３それぞれに対する現示負荷率ρ１〜ρ３を式（１）〜（３）により算出する。ここで、Ｑｉ（ｉ＝１〜４）は、流入路Ｒｉにおける時間当たりの通行台数である車両の交通量、Ｅｉ（ｉ＝１〜４）は、流入路Ｒｉにおける時間当たりに交差点を通過できずに信号待ちになる車両の台数である待ち行列台数、Ｓｊｉ（ｊ＝１〜３で現示Ｄ１〜Ｄ３に対応、ｉ＝１〜４）は、流入路Ｒｉにおける時間当たりの最大流出可能台数である飽和交通流率である。すなわち、現示負荷率ρ１〜ρ３は、各現示で通過させたい車両台数の度合いを示すものである。また、飽和交通流率Ｓｊｉは、車両の走行速度、車両長などにより決定することができ、例えば、０．５台／秒とすることができる。なお、Ｑｉ、Ｅｉの各値は信号制御パラメータを算出するタイミングに近い時点での車両感知器による車両検出データを用いて決定する。なお、現示負荷率ρ１〜ρ３を算出するための式は一例であって、他の形式で表される式を用いることもできる。

信号制御パラメータ算出部４７は、サイクル長Ｃを式（４）により算出する。ここで、Ｌは現示Ｄ２と現示Ｄ３、現示Ｄ３と現示Ｄ１との間のすべての灯色が赤となる時間である。また、ａ、ｂは、所定値であり、求められるサイクル長Ｃに余裕を加味するものである。

信号制御パラメータ算出部４７は、各現示Ｄ１〜Ｄ３それぞれの長さ（スプリット）Ｔ１〜Ｔ３を式（５）〜（７）により算出する。

制御部４１は、算出した信号制御パラメータ（サイクル長Ｃ、現示時間Ｔ１〜Ｔ３）に基づいて、制御信号を灯器駆動部４４へ出力し、信号灯器の点灯、消灯を制御する。なお、制御部４１は、専用のハードウエア回路で実現する構成でもよく、あるいは、ＣＰＵ、ＲＡＭなどで構成しておき、予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行することにより実現することもできる。

次に、交通信号制御機４の動作について説明する。図９は実施の形態２の交通信号制御機４の処理手順を示すフローチャートである。制御部４１は、車両感知器１から車両検出データを取得し（Ｓ２１）、取得したデータを用いて、それぞれの流入路の交通量、待ち行列台数を算出する（Ｓ２２）。

制御部４１は、光ビーコンから車両のプローブデータを受信したか否かを判定し（Ｓ２３）、プローブデータを受信していない場合（Ｓ２３でＮＯ）、ステップＳ２１以降の処理を続ける。プローブデータを受信した場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、制御部４１は、受信したプローブデータを記憶し（Ｓ２４）、各車両の走行軌跡を特定する（Ｓ２５）。すなわち、制御部４１は、どの車両がいずれの流入路から交差点に進入し、いずれの流出先を通って交差点を通過したかを特定する。

制御部４１は、各流入路について、分岐率を算出し（Ｓ２６）、信号灯器の各現示に対する現示負荷率を算出する（Ｓ２７）。制御部４１は、算出した分岐率、現示負荷率を用いて、信号制御パラメータを算出する（Ｓ２８）。

制御部４１は、処理を終了するか否かを判定し（Ｓ２９）、処理を終了しない場合（Ｓ２９でＮＯ）、ステップＳ２１以降の処理を続け、処理を終了する場合（Ｓ２９でＹＥＳ）、処理を終了する。

以上説明したように、本発明にあっては、交差点を通過する車両のプローブデータを用いることにより、画像感知器を用いることなく、交差点での交通量に応じて、最適な信号制御パラメータで信号灯器を制御することができる。また、交差点での車両の進行方向に応じて、最適な信号制御パラメータで信号灯器を制御することができる。

上述したように本発明では、画像感知器による画像処理が不要であるため、交差点毎にカメラを設置する場合のようにシステム全体としてのコストが高くなるという問題がなく、また、画像処理に特有な複雑な処理も必要ない。また、車線の数が多い流入路で構成されるような大きな交差点の場合であっても、各車両の交差点での進行方向を高精度に求めることができるので、交通量、分岐状況などに応じた最適な信号制御パラメータを精度良く求めることができる。さらに、交差点周辺の明るさ、天候などの周囲の環境に影響されることがなく、カメラのレンズ部の汚れなどによる影響も無視することができる。

上述の実施の形態では、交通信号制御機４は、車両プロファイル生成部４５、分岐率算出部４６、負荷率算出部４８、信号制御パラメータ算出部４７などを備える構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、車両プロファイル生成部４５を別個の装置として分離し、該装置から有線又は無線により車両プロファイルを取得するように構成することもできる。また、分岐率算出部４６、負荷率算出部４８、信号制御パラメータ算出部４７などを別個の装置（例えば、交通パラメータ算出装置）として分離し、該装置で信号制御パラメータを算出して、交通信号制御機へ出力する構成でもよい。

上述の実施の形態では、交通信号制御機４は、交差点Ｃに設置された信号灯器３を制御する構成であったが、これに限定されるものではなく、１つの交通信号制御機で複数の交差点に設置された信号灯器を同時に制御することもできる。

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装置を用いた信号灯器の制御の概要を示す模式図である。 車載機の構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る交通信号制御装置としての交通信号制御機の構成の一例を示すブロック図である。 車両プロファイルの生成例を示す説明図である。 分岐率の一例を示す説明図である。 信号灯器の１サイクル中の各現示の一例を示す説明図である。 交通信号制御機の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態２の交通信号制御機の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態２の交通信号制御機の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両感知器
３ 信号灯器
４ 交通信号制御機
５ 車載機
２１、２２、２３、２４ 光ビーコン
４１ 制御部
４２ 通信部
４３ 記憶部
４４ 灯器駆動部
４５ 車両プロファイル生成部
４６ 分岐率算出部
４７ 信号制御パラメータ算出部
４８ 負荷率算出部

Claims (12)

1. 交差点に設置された信号灯器を制御する交通信号制御装置において、
   交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得する取得手段と、
   該取得手段で取得した位置情報に基づいて、交差点での車両の通行情報を算出する通行情報算出手段と、
   該通行情報算出手段で算出した通行情報に基づいて、信号灯器を制御するための信号制御パラメータを算出する信号制御パラメータ算出手段と、
   該信号制御パラメータ算出手段で算出した信号制御パラメータに応じて信号灯器を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする交通信号制御装置。
2. 前記通行情報算出手段は、
   前記取得手段で取得した位置情報に基づいて、交差点での流入交通量に対する流出先への流出交通量の割合を示す分岐率を算出する分岐率算出手段を備え、
   前記信号制御パラメータ算出手段は、
   該分岐率算出手段で算出した分岐率に基づいて、信号制御パラメータを算出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装置。
3. 前記通行情報算出手段は、
   同一の流出先に対して複数の現示が存在する場合、前記取得手段で取得した位置情報に基づいて、現示毎の通行台数を算出する通行台数算出手段を備え、
   前記信号制御パラメータ算出手段は、
   該通行台数算出手段で算出した通行台数に基づいて、信号制御パラメータを算出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装置。
4. 交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出装置において、
   交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得する取得手段と、
   該取得手段で取得した位置情報に基づいて、交差点での流入交通量に対する流出先への流出交通量の割合を示す分岐率を算出する分岐率算出手段と
   を備えることを特徴とする交通パラメータ算出装置。
5. 前記分岐率算出手段で算出した分岐率に基づいて、信号制御パラメータを算出する信号制御パラメータ算出手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の交通パラメータ算出装置。
6. 交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出装置において、
   交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得する取得手段と、
   同一の流出先に対して複数の現示が存在する場合、前記取得手段で取得した位置情報に基づいて、現示毎の通行台数を算出する通行台数算出手段と、
   該通行台数算出手段で算出した通行台数に基づいて、信号制御パラメータを算出する信号制御パラメータ算出手段と
   を備えることを特徴とする交通パラメータ算出装置。
7. コンピュータに、交差点に設置された信号灯器を制御させるためのコンピュータプログラムにおいて、
   コンピュータを、
   交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報に基づいて、交差点での車両の通行情報を算出する通行情報算出手段と、
   算出した通行情報に基づいて、信号灯器を制御するための信号制御パラメータを算出する信号制御パラメータ算出手段と、
   算出した信号制御パラメータに応じて信号灯器を制御する制御手段と
   して機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
8. コンピュータに、交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出させるためのコンピュータプログラムにおいて、
   コンピュータを、
   交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報に基づいて、各車両の交差点での流入路及び流出先を特定する特定手段と、
   特定した流入路及び流出先に基づいて、交差点での流入交通量に対する流出先への流出交通量の割合を示す分岐率を算出する分岐率算出手段と
   して機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
9. コンピュータに、交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出させるためのコンピュータプログラムにおいて、
   コンピュータを、
   同一の流出先に対して複数の現示が存在する場合、交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報に基づいて、現示毎の通行台数を算出する通行台数算出手段と、
   算出した通行台数に基づいて、信号制御パラメータを算出する信号制御パラメータ算出手段と
   して機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
10. 交差点に設置された信号灯器を制御する交通信号制御方法において、
    交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得し、
    取得した位置情報に基づいて、交差点での車両の通行情報を算出し、
    算出した通行情報に基づいて、信号灯器を制御するための信号制御パラメータを算出し、
    算出した信号制御パラメータに応じて信号灯器を制御することを特徴とする交通信号制御方法。
11. 交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出方法において、
    交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得し、
    取得した位置情報に基づいて、交差点での流入交通量に対する流出先への流出交通量の割合を示す分岐率を算出することを特徴とする交通パラメータ算出方法。
12. 交差点に設置された信号灯器を制御するための交通パラメータを算出する交通パラメータ算出方法において、
    交差点を走行する複数の車両それぞれの異なる時点での位置情報を該車両から取得し、
    同一の流出先に対して複数の現示が存在する場合、取得した位置情報に基づいて、現示毎の通行台数を算出し、
    算出した通行台数に基づいて、信号制御パラメータを算出することを特徴とする交通パラメータ算出方法。

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