JP2012033111A - 交通信号制御機 - Google Patents

Abstract

【課題】信号灯器の灯色の組み合わせが禁止されている状態を検出する検出機能が正常であるか否かを判定することができる交通信号制御機を提供する。
【解決手段】灯色出力回路４０は、各信号灯器１の青灯を駆動するＡＣ１００Ｖが各信号灯器１へ出力されているか否かを示す信号である青出力状態を論理和回路２０へ出力する。生成部１１は、各信号灯器１の灯色の組み合わせが禁止された状態を模擬するための模擬信号を生成して論理和回路２０へ出力する。論理和回路２０は、模擬信号及び／又は青出力状態を取得して、青出力モニタを青青検出回路３０へ出力する。判定部１２は、生成部１１で生成した模擬信号と、青青検出回路３０が出力した青青異常信号とに基づいて、青青検出回路３０の正常／異常を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の信号灯器の灯色を切り替える交通信号制御機に関する。

交通信号制御機は、ステップ（階梯）毎に各信号灯器の灯色を定めた灯色情報、各灯色の表示時間などを含むステップ情報に基づいて、各信号灯器の灯色を切り替える（特許文献１参照）。そして、交通信号制御機は、自身の状態が正常であるか否かを監視している。交通信号制御機は、予め定められたステップ情報に基づいて、信号灯器の正常な３色灯色（赤、黄、青）での灯色制御ができないと判定した場合、例えば、交差する道路の信号灯器の灯色が同時に青になった場合には、閃光回路からの閃光信号に基づいて、信号灯器を閃光表示（例えば、黄点滅と赤点滅の組み合わせ、赤点滅など）することにより、車両又は歩行者に対して注意を促し、交通事故を未然に防止している。

図１２は従来の交通信号制御機２００の構成例を示すブロック図である。図１２に示すように、交通信号制御機２００は、現示データ２０３に基づいて各信号灯器１の灯色を制御するため灯色信号を出力する制御部２０１、外部の管制センタにある上位装置３００との間の通信機能を有するインタフェース部２０２、制御部２０１が出力した灯色信号に基づいて、灯色出力状態(例えば、ＡＣ１００Ｖ又は所定の電圧)を各信号灯器１へ出力する灯色出力回路２０５、灯色出力回路２０５が出力する電圧を検出して、各信号灯器１の灯色の青状態を取得し、例えば、交差する道路それぞれに対する信号灯器１が同時に青になっている青青状態を検出して制御部２０１へ出力する青青検出回路２０４などを備えている。

青青検出回路２０４で青青状態が検出された場合、不図示の閃光回路からの閃光信号を灯色出力回路２０５へ出力して、交通事故を誘発しかねない危険な青青状態を回避する。

特開昭６２−１１１３９５号公報

しかしながら、従来の交通信号制御機２００では、青青検出回路２０４が何らかの原因で故障した場合、青青検出回路２０４の異常を検出することができない。このため、例えば、交差する道路それぞれに対する信号灯器１が、同時に青となる青青状態に現実になった場合に、青青状態を確実に検出することができない可能性があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、信号灯器の灯色の組み合わせが禁止されている状態を検出する検出機能が正常であるか否かを判定することができる交通信号制御機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機は、複数の信号灯器の灯色を切り替える交通信号制御機において、各信号灯器の灯色の組み合わせが禁止された状態を模擬するための模擬信号を生成する生成部と、各信号灯器の灯色出力状態及び又は前記生成部で生成した模擬信号に応じて、灯色の組み合わせが禁止された状態であるか否かを示す禁止状態信号を出力する禁止状態検出部と、前記生成部で生成した模擬信号及び／又は前記禁止状態検出部が出力した禁止状態信号に基づいて、該禁止状態検出部の正常／異常を判定する判定部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機は、第１発明において、前記生成部で生成した模擬信号及び／又は各信号灯器の灯色出力状態を取得し、取得した灯色出力状態が青である場合、該灯色出力状態及び／又は取得した模擬信号を前記禁止状態検出部へ出力する青色監視部を備え、前記禁止状態検出部は、前記青色監視部から取得した模擬信号及び／又は灯色出力状態が、少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青であることを示す場合、灯色の組み合わせが禁止された状態である旨の禁止状態信号を出力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機は、第２発明において、前記生成部は、各信号灯器のいずれの灯色も青でない場合、該信号灯器のうち少なくとも２つの信号灯器の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成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機は、第２発明又は第３発明において、前記生成部は、前記信号灯器のいずれか一の信号灯器の灯色が青の場合、該一の信号灯器とは別の信号灯器の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成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機は、第２発明又は第４発明において、前記生成部は、前記信号灯器のいずれか一の信号灯器の灯色が切り替わった時点から所定時間経過後に、該一の信号灯器とは別の信号灯器の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成するように構成してあることを特徴とする。

第６発明に係る交通信号制御機は、第４発明又は第５発明において、前記青色監視部から取得した模擬信号及び／又は灯色出力状態に基づいて、少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青となる時間に基づいて、灯色が同時に青となる要因が模擬信号によるものか否かを判定する要因判定部を備えることを特徴とする。

第７発明に係る交通信号制御機は、第２発明乃至第６発明のいずれか１つにおいて、前記判定部は、前記青色監視部が出力する模擬信号及び／又は灯色出力状態である青監視信号と、前記禁止状態検出部が出力する禁止状態信号とに基づいて、該禁止状態検出部の正常／異常を判定するように構成してあることを特徴とする。

第８発明に係る交通信号制御機は、第２発明乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記生成部で少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青になる模擬信号を生成した場合に、前記青色監視部が出力する模擬信号及び／又は灯色出力状態が、少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青でないことを示すとき、異常と診断する自己診断部を備えることを特徴とする。

第９発明に係る交通信号制御機は、第１発明乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記禁止状態検出部の異常を示す異常情報を外部へ通知する通知部を備えることを特徴とする。

第１発明にあっては、生成部は、各信号灯器の灯色の組み合わせが禁止された状態を模擬するための模擬信号（模擬青信号とも称する）を生成して出力する。各信号灯器の灯色の組み合わせが禁止された状態とは、例えば、交差する道路それぞれに対する信号灯器の灯色が同時に青になっている青青状態などをいう。禁止状態検出部は、各信号灯器の灯色出力状態（例えば、信号灯器を駆動するＡＣ１００Ｖなどの所定の電圧が信号灯器へ出力されているか否かを示す信号であり、青出力状態とも称する）及び／又は生成部で生成した模擬信号に応じて（すなわち、灯色出力状態のみ、模擬信号のみ、あるいは灯色出力状態と模擬信号との組み合わせに応じて）、灯色の組み合わせが禁止された状態であるか否かを示す禁止状態信号（青青異常信号とも称する）を出力する。判定部は、生成部で生成した模擬信号と、禁止状態検出部が出力した禁止状態信号とに基づいて、禁止状態検出部の正常／異常を判定する。

すなわち、禁止状態検出部が灯色の組み合わせが禁止された状態であることを示す禁止状態信号を出力するように、生成部が模擬信号を生成して出力した場合に、禁止状態検出部が正常であれば、禁止状態検出部は、灯色の組み合わせが禁止された状態であることを示す禁止状態信号を出力するはずである。したがって、生成部が生成して出力した模擬信号と禁止状態検出部が出力した禁止状態信号とを比較することにより、信号灯器の灯色の組み合わせが禁止されている状態を検出するための禁止状態検出部の正常／異常を判定することができる。

第２発明にあっては、青色監視部は、生成部で生成した模擬信号及び／又は各信号灯器の灯色出力状態を取得し、取得した灯色出力状態が青である場合、該灯色出力状態及び／又は取得した模擬信号を禁止状態検出部へ出力する。青色監視部が禁止状態検出部へ出力する青の灯色出力状態及び模擬信号を青出力モニタとも称する。すなわち、青色監視部は、信号灯器の灯色を青に模擬する模擬信号、信号灯器の灯色が青である灯色出力状態を取得して、青出力モニタとして禁止状態検出部へ出力する。禁止状態検出部は、青色監視部から取得した模擬信号及び／又は灯色出力状態が、少なくとも２つの信号灯器の灯色が禁止された組み合わせの青であることを示す場合、灯色の組み合わせが禁止された状態である旨の禁止状態信号（青青異常信号）を出力する。

生成部で生成した模擬信号を信号灯器の灯色表示には反映されないように青色監視部へ出力するので、交通信号制御機で信号灯器の灯色を切り替える通常の運用中であっても、模擬信号を用いて、信号灯器の灯色が禁止された組み合わせの青となる青青状態を疑似的に作り出すことができ、交通信号制御機の通常の運用と同時並行に禁止状態検出部の正常／異常を判定することができる。

第３発明にあっては、生成部は、各信号灯器のいずれの灯色も青でない場合、信号灯器のうち少なくとも２つの信号灯器の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成する。各信号灯器のいずれの灯色も青でないので、青色監視部は、信号灯器の灯色が青である信号としては模擬信号だけを取得することになり、禁止状態検出部へ模擬信号だけを出力する。例えば、禁止状態検出部へ灯色が禁止された組み合わせの青となる模擬信号を出力した場合に、禁止状態検出部が禁止された組み合わせの青である状態の禁止状態信号を出力しないときは、禁止状態検出が異常であると判定することができる。模擬信号のみを用いることにより、灯色出力状態が伝送される信号線などの状態を除いて、禁止状態検出部だけの正常／異常を判定することができる。

第４発明にあっては、生成部は、信号灯器のいずれか一の信号灯器の灯色が青の場合、当該一の信号灯器とは別の信号灯器の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成する。例えば、青色監視部が、信号灯器の灯色が青である灯色出力状態と、別の信号灯器の灯色を青に模擬する模擬信号とを禁止状態検出部へ出力した場合において、禁止状態検出部が禁止された組み合わせの青である状態の禁止状態信号を出力したときには、禁止状態検出部は正常であると判定することができ、また、禁止状態検出部が禁止状態信号を出力しないときには、禁止状態検出部の異常だけでなく、灯色出力状態を伝送する信号線の異常も同時に判定することができ、故障していると推定される箇所を漏れなく抽出することができる。

第５発明にあっては、生成部は、信号灯器のいずれか一の信号灯器の灯色が切り替わった時点から所定時間経過後に、当該一の信号灯器とは別の信号灯器の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成する。所定時間は、例えば、２〜３０ｍｓ程度とすることができる。交通信号制御機が信号灯器の灯色を制御すべく生成する灯色信号は、信号灯器を駆動するためＡＣ１００Ｖ等の所定の電圧に変換されるが、当該電圧の有無を判定して出力される灯色出力状態の切り替わりは、灯色信号の灯色の切り替わり時点に比べて遅延する。このため、信号灯器の灯色が切り替わった時点に模擬信号を生成した場合、灯色出力状態は、灯色信号が切り替わる前の灯色となっているため、意図しない灯色の組み合わせを用いることになる。模擬信号を生成して出力する時点を遅延させることにより、意図通りの灯色の組み合わせを用いて禁止状態検出部の正常／異常を判定することができる。

第６発明にあっては、要因判定部は、青色監視部から取得した模擬信号及び／又は灯色出力状態に基づいて、少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青（禁止された組み合わせの青）となる時間に基づいて、灯色が同時に青となる要因が模擬信号によるものか否かを判定する。

例えば、灯色出力状態と模擬信号とにより同時青と判定した場合は、禁止状態信号（青青異常信号）の信号長は、模擬信号の長さで決定され、例えば、１０ｍｓ程度である。一方、灯色出力状態同士で同時青と判定した場合は、模擬ではなく現実の故障による異常であるので、禁止状態信号（青青異常信号）の信号長は長くなる。そこで、禁止状態信号が短い場合には、模擬信号によるものと判定することができ、禁止状態信号が長い場合には、現実の故障によるものと判定することができる。これにより、同時青の要因が模擬信号によるものが現実の故障によるものかを任意の時点で判定することができるので、例えば、交通信号制御機の通常の運用中に、模擬信号による正常／異常判定を行うための占有時間などを設ける必要がなく、現実の青青異常検出を行いながら禁止状態検出部の正常／異常を判定することができる。

第７発明にあっては、判定部は、青色監視部が出力する模擬信号及び／又は灯色出力状態である青監視信号と、禁止状態検出部が出力する禁止状態信号とに基づいて、禁止状態検出部の正常／異常を判定する。例えば、青監視信号が同時青（禁止された組み合わせの青）である場合に、禁止状態信号が同時青（禁止された組み合わせの青）でないときは、禁止状態検出部が異常であると判定する。また、青監視信号が同時青でない場合に、禁止状態信号が同時青であるときも、禁止状態検出部が異常であると判定する。これにより、禁止状態検出部の異常を正確に特定することができる。

第８発明にあっては、自己診断部は、生成部で少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青（禁止された組み合わせの青）になる模擬信号を生成した場合に、青色監視部が出力する模擬信号及び／又は灯色出力状態（青出力モニタ）が、少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青（禁止された組み合わせの青）でないことを示すとき、異常と診断する。例えば、生成部が一の信号灯器の灯色出力状態が青のタイミングで、別の信号灯器の灯色を青に模擬する模擬信号を生成して出力した場合、青色監視部は、同時青を示す青出力モニタを出力すべきであるが、青色監視部が出力する模擬信号又は灯色出力状態が、少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青でない場合には、青色監視部の異常、あるいは青色監視部が取得した灯色出力状態の異常、すなわち、灯色出力状態を伝送する信号線又は灯色出力状態を出力する回路（例えば、灯色出力回路と称する）などの異常と診断することができる。

第９発明にあっては、通知部は、禁止状態検出部の異常を示す異常情報を外部へ通知する。通知部は、例えば、通信回線を使用して外部の上位装置へ禁止状態検出部の異常を通知することができ、あるいは交通信号制御機に備えられた表示灯などを点灯又は点滅させて異常を通知することができる。これにより、禁止状態検出部の異常が発生した場合、速やかに異常を伝えることができる。

本発明によれば、生成部が生成して出力した模擬信号と禁止状態検出部が出力した禁止状態信号とを比較することにより、信号灯器の灯色の組み合わせが禁止されている状態を検出するための禁止状態検出部の正常／異常を判定することができる。

本実施の形態に係る交通信号制御機の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態に係る交通信号制御機により制御される信号灯器が設置された交差点の一例を示す模式図である。 各信号灯器の灯色の組み合わせが禁止された同時青の状態を示す説明図である。 各信号灯器の灯色のステップと模擬信号出力との関係を示す説明図である。 青青検出回路３０の正常異常を判定する一例を示す説明図である。 模擬信号を使用する場合の判定例を示す説明図である。 模擬信号を使用しない場合の判定例を示す説明図である。 青青異常信号がオンとなる要因の判定方法の一例を示す説明図である。 模擬信号の生成時点の一例を示す説明図である。 模擬信号を使用する場合の正常／異常の判定処理の手順を示すフローチャートである。 模擬信号を使用しない場合の正常／異常の判定処理の手順を示すフローチャートである。 従来の交通信号制御機の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明に係る交通信号制御機の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係る交通信号制御機１００の構成の一例を示すブロック図である。交通信号制御機１００は、制御部１０、論理和回路２０、青青検出回路３０、灯色出力回路４０、インタフェース部５０、通知部６０、現示データ７０などを備える。また、制御部１０は、生成部１１、判定部１２などを備える。

制御部１０は、現示データ７０に基づいて、各信号灯器１の灯色を切り替えるための灯色信号を灯色出力回路４０へ出力する。

現示データ７０は、例えば、ステップ毎の各灯色の状態（点灯又は消灯）を示す灯色情報、灯色の順序、各ステップの基準表示秒数（基準表示時間）、最短表示秒数（最短表示時間）、最長表示秒数（最長表示時間）、階梯種別（例えば、長階梯、中階梯、短階梯などの区分を示す）、保安秒数、動作設定などの各情報を含む。

灯色出力回路４０は、制御部１０が出力した灯色信号を、信号灯器１を駆動するためのＡＣ１００Ｖ又は所定の電圧に変換し、信号灯器１のランプ又はＬＥＤ（発光ダイオード）を点灯させる。また、灯色出力回路４０は、各信号灯器１の青灯を駆動するＡＣ１００Ｖ等の所定の電圧が各信号灯器１へ出力されているか否かを示す信号である青出力状態（灯色出力状態）を論理和回路２０へ出力する。すなわち、信号灯器１の青灯を駆動する駆動線（電源線）にＡＣ１００Ｖ等が出力されている場合、当該信号灯器１の青出力状態はオン（又はあり）となる。したがって、図２の場合、青出力状態は、主道路側で３つ、従道路側で３つの合計６つの情報量を有する。

生成部１１は、各信号灯器１の灯色の組み合わせが禁止された状態を模擬するための模擬信号（模擬青信号とも称する）を生成して論理和回路２０へ出力する。模擬信号も青出力状態と同じ情報量を有する。各信号灯器１の灯色の組み合わせが禁止された状態とは、例えば、交差する道路それぞれに対する信号灯器１の灯色が同時に青（禁止された組み合わせの青）になっている青青状態をいう。以下、各信号灯器１の灯色の組み合わせが禁止された状態について説明する。本実施の形態で同時青とは、灯色が禁止された組み合わせの青であることを意味するものとする。

図２は本実施の形態に係る交通信号制御機１００により制御される信号灯器１が設置された交差点の一例を示す模式図である。図２に示すように、交差点は、主道路と従道路とが交差している。主道路に対する信号灯器１の灯色は、１Ｇ（青）、１Ａ（右折の青矢）である。また、従道路に対する信号灯器１の灯色は、２Ｇ（青）、２Ａ（右折の青矢）である。従道路を横断する横断歩道に対する歩行者用の信号灯器１は、１ＰＧ（歩青）であり、主道路を横断する横断歩道に対する歩行者用の信号灯器１は、２ＰＧ（歩青）である。なお、交差点に交差する道路の数、信号灯器１の灯色は、一例であって、図２の例に限定されない。また、本実施の形態で信号灯器１は、車両用の信号灯器、歩行者用の信号灯器も含む。また、灯色の青とは、直進の青、左折の青矢、右折の青矢、歩行者の青などを含む。

図３は各信号灯器の灯色の組み合わせが禁止された同時青の状態を示す説明図である。図３において、符号Ｏは、灯色の組み合わせが許可された状態を示し、符号Ｎは禁止された状態を示す。また、図３の例は、図２で示す信号灯器１の灯色の組み合わせを示す。図３に示すように、主道路の灯色１Ｇ（青）は、主道路の灯色１ＰＧ（歩青）と同時に点灯することは許可される。しかし、主道路の灯色１Ｇ（青）は、主道路の灯色１Ａ（青矢）、従道路の２Ｇ（青）、２ＰＧ（歩青）又は２Ａ（青矢）のいずれとも同時に点灯することは禁止されている。

同様に、主道路の灯色１ＰＧ（歩青）は、主道路の灯色１Ｇ（青）と同時に点灯することは許容されるが、主道路の灯色１Ａ（青矢）、従道路の２Ｇ（青）、２ＰＧ（歩青）又は２Ａ（青矢）のいずれとも同時に点灯することは禁止されている。

同様に、主道路の灯色１Ａ（青矢）は、主道路の灯色１Ｇ（青）、１ＰＧ（歩青）、従道路の２Ｇ（青）、２ＰＧ（歩青）又は２Ａ（青矢）のいずれとも同時に点灯することは禁止されている。また、従道路の灯色２Ｇ（青）、２ＰＧ（歩青）、２Ａ（青矢）についても同様である。

また、主道路の灯色と従道路の灯色の組み合わせに関し、図３に示すようにＣ１〜Ｃ６の区分に分けてある。区分Ｃ１〜Ｃ６で示す灯色の組み合わせを、どのタイミングで判定するかは後述する。

生成部１１は、模擬信号（模擬青信号）と、灯色出力回路４０が出力する青出力状態とで灯色の組み合わせが禁止された同時青を模擬するとともに、模擬信号のみで灯色の組み合わせが禁止された同時青を模擬する。なお、生成部１１が模擬信号を生成して論理和回路２０へ出力しない場合でも、灯色出力回路４０が出力する青出力状態のみで灯色の組み合わせが禁止された同時青となる。この場合には、現実に交通信号制御機１００に故障が発生しており、模擬ではなく実際の故障状態を示すものである。

論理和回路２０は、生成部１１で生成した模擬信号及び／又は灯色出力回路４０が出力した灯色出力状態を取得し、取得した灯色出力状態が青（青出力状態）である場合、当該灯色出力状態（すなわち、青出力状態）及び／又は取得した模擬信号を青青検出回路３０へ出力する青色監視部としての機能を有する。すなわち、図２の場合には、灯色出力回路４０の１Ｇ、１ＰＧ、１Ａ、２Ｇ、２ＰＧ、２Ａの６本の信号線と、模擬信号の１Ｇ、１ＰＧ、１Ａ、２Ｇ、２ＰＧ、２Ａの６本の信号線とが論理和回路２０に入力され、１Ｇ、１ＰＧ、１Ａ、２Ｇ、２ＰＧ、２Ａのそれぞれについて、灯色出力回路４０の信号線の信号と模擬信号の信号線の信号とが論理和される。

論理和回路２０が青青検出回路３０へ出力する青の灯色出力状態（青出力状態）及び模擬信号を青出力モニタ（青監視信号）とも称する。すなわち、論理和回路２０は、信号灯器１の灯色が青である状態を模擬する模擬信号及び／又は信号灯器１の灯色が青である灯色出力状態（青出力状態）を取得して、青出力モニタとして青青検出回路３０へ出力する。また、論理和回路２０は、青出力モニタを制御部１０へ出力する。

なお、図１の例で、論理和回路２０を省略することもできる。この場合には、生成部１１で生成した模擬信号を青青検出回路３０へ出力するとともに、灯色出力回路４０が出力する青出力状態を青青検出回路３０へ出力すればよい。また、模擬信号と青出力状態とを青出力モニタとして制御部１０へ出力すればよい。

青青検出回路３０は、各信号灯器１の灯色出力状態又は生成部１１で生成した模擬信号に応じて、灯色の組み合わせが禁止された状態であるか否かを示す青青異常信号（禁止状態信号）を出力する禁止状態検出部としての機能を有する。

青青検出回路３０は、各信号灯器１の灯色出力状態（例えば、信号灯器を駆動するＡＣ１００Ｖなどの所定の電圧が信号灯器へ出力されているか否かを示す信号であり、青出力状態とも称する）及び／又は生成部１１で生成した模擬信号に応じて（すなわち、灯色出力状態のみ、模擬信号のみ、あるいは灯色出力状態と模擬信号との組み合わせに応じて）、灯色の組み合わせが禁止された状態であるか否かを示す禁止状態信号（青青異常信号とも称する）を出力する。

より具体的には、青青検出回路３０は、論理和回路２０が出力する青出力モニタを取得し、同時青の状態であるか否かを判定し、同時青の状態であれば、青青異常信号を制御部１０へ出力する。

判定部１２は、生成部１１で生成した模擬信号、灯色出力回路４０が出力した灯色出力状態、青青検出回路３０が出力した青青異常信号（禁止状態信号）、論理和回路２０が出力する青出力モニタなどに基づいて、青青検出回路３０などの正常／異常を判定する。例えば、青青検出回路３０が、灯色の組み合わせが禁止された状態であることを示す青青異常信号（禁止状態信号）を出力するように、生成部１１が模擬信号を生成し、論理和回路２０を介して模擬信号のみを青青検出回路３０へ出力した場合に、青青検出回路３０が正常であれば、青青検出回路３０は、灯色の組み合わせが禁止された状態であることを示す青青異常信号を出力し、青青検出回路３０が青青異常信号を出力しない場合には、青青検出回路３０は異常であると判定することができる。したがって、青青検出回路３０の異常を正確に特定することができる。

また、論理和回路２０を具備することにより、生成部１１で生成した模擬信号を信号灯器の灯色表示には反映されないように論理和回路２０へ出力するので、交通信号制御機１００で信号灯器の灯色を切り替える通常の運用中であっても、模擬信号を用いて、信号灯器１の灯色が同時に青となる青青状態を疑似的に作り出すことができ、交通信号制御機１００の通常の運用と同時並行に青青検出回路３０の正常／異常を判定することができる。

次に、模擬信号（模擬青信号）による灯色の同時青の状態を模擬する方法について説明する。模擬信号（模擬青信号）による灯色の同時青の状態を模擬する方法には、２通りの方法（パターン）がある。第１の方法（第１のパターン）は、任意の信号灯器１の灯色が青であるタイミングに、別の信号灯器１の灯色が青である状態を模擬すべく模擬信号を生成する場合であり、実際の灯色信号と模擬信号により同時青を模擬する。

第２の方法（第２パターン）は、各信号灯器１の灯色のいずれもが青でないタイミングで、同時青の状態を模擬する模擬信号を生成する場合であり、模擬信号のみで同時青を模擬する。以下、それぞれの場合について説明する。

図４は各信号灯器１の灯色のステップと模擬信号出力との関係を示す説明図である。図４は、ステップ（階梯）毎の各信号灯器１の灯色（信号灯）の切り替わりの様子を示す。図中、横線は青を表し、丸印の中の矢印は青矢を表し、丸印の中のＦはフラッシュ（点滅）を表し、二重線は赤を表し、折れ線は黄を示す。なお、灯色１Ｇ、１ＰＧ、２Ｇ、２ＰＧは、本来は青であるが、便宜上黄（Ｙ）及び赤（Ｒ）を含めて記載している。また、模擬信号出力において、Ｐ１は上述の第１のパターンを表し、Ｐ２は第２のパターンを表し、横線は模擬信号を出力しないことを表す。また、図３で示した灯色の組み合わせＣ１〜Ｃ６を、どのステップ（階梯）で判定するかを示す。また、ステップ１〜１４において、灯色の表示時間はステップに応じて異なるが、図４では簡略化のため表示時間は考慮していない。

図４に示すように、ステップ３では、図３で示す灯色の組み合わせＣ１を用いる。すなわち、ステップ３では、灯色１Ｇは青であり、灯色１ＰＧ、２Ｇ、２ＰＧの信号灯器の灯色は赤、１Ａ、２Ａは消灯している。そこで、灯色１Ｇとともに同時青の状態を模擬するため、模擬信号を出力する。すなわち、ステップ３の期間において、生成部１１は、順次灯色１ＰＧ、２Ｇ、２ＰＧ、１Ａ、２Ａが青であるかのような模擬信号を生成して出力する。例えば、ステップ３の時間が、２秒であり、模擬信号の信号長（パルス幅）が１０ｍｓとすると、ステップ３の期間中に、灯色１ＰＧ、２Ｇ、２ＰＧ、１Ａ、２Ａそれぞれが青である状態を複数回繰り返して模擬することができる。

ステップ５、１０、１２もステップ３と同様に第１のパターンを用いる。また、ステップ５、１０、１２では、灯色の組み合わせＣ３、Ｃ４、Ｃ６を用いる。すなわち、１つの灯色が青であるので、当該青の灯色とともに同時青の状態を模擬するため、模擬信号を出力する。

また、ステップ４では、図３で示す灯色の組み合わせＣ２を用いる。灯色の組み合わせがＣ２の場合、１ＰＧ（歩青）だけが単独で青になることはないので、模擬信号のみにより同時青の状態を模擬するため、ステップ４のタイミングを用いる。ステップ６、７についても同様である。ステップ４では、灯色１Ｇの信号灯器の灯色は黄であり、灯色１ＰＧ、２Ｇ、２ＰＧの信号灯器の灯色は赤、１Ａ、２Ａは消灯している。すなわち、各信号灯器の灯色のいずれもが青ではない。そこで、同時青の状態が禁止されている２つの灯色が同時に青になる状態を模擬するため、模擬信号を出力する。すなわち、ステップ４の期間において、生成部１１は、図３に示すような、禁止されている灯色の組み合わせを模擬する模擬信号を生成して出力する。例えば、１Ｇと２Ｇとが青になるような模擬信号を生成して出力する。

ステップ６、７もステップ４と同様に第２のパターンを用いる。すなわち、いずれの灯色も青でないので、模擬信号のみで同時青の状態を模擬する。

また、灯色の組み合わせがＣ５の場合、２ＰＧ（歩青）だけが単独で青になることはないので、模擬信号のみにより同時青の状態を模擬するため、ステップ１１のタイミングを用いる。ステップ１３、１４についても同様である。ステップ１１、１３、１４もステップ４と同様に第２のパターンを用いる。すなわち、いずれの灯色も青でないので、模擬信号のみで同時青の状態を模擬する。

前述の第２のパターンのように、各信号灯器１のいずれの灯色も青でない場合、生成部１１は、信号灯器１のうち少なくとも２つの信号灯器の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成する。各信号灯器１のいずれの灯色も青でないので、論理和回路２０は、信号灯器の灯色が青である信号としては模擬信号だけを取得することになり、青出力モニタは、模擬信号だけで構成される。

図４の例では、第１パターンＰ１及び第２パターンＰの両方を用いる場合について説明したが、第１パターンＰ１を用いずに第２のパターンＰ２のみを用いて正常／異常の判定を行ってもよい。

判定部１２は、論理和回路２０が出力する青出力モニタ（青監視信号）と、青青検出回路３０が出力する青青異常信号とに基づいて、青青検出回路３０の正常／異常を判定する。

図５は青青検出回路３０の正常異常を判定する一例を示す説明図である。図５に示すように、青出力モニタが同時青である場合に、青青異常信号がオンのときには青青検出回路３０は正常であると判定し、青青異常信号がオフのときには青青検出回路３０は異常であると判定する。また、青出力モニタが同時青でない場合に、青青異常信号がオンのときには青青検出回路３０は異常であると判定し、青青異常信号がオフのときには青青検出回路３０は正常であると判定する。これにより、青青検出回路３０の異常を正確に特定することができる。

同時青を模擬すべく、論理和回路２０を介して、模擬信号のみを青青検出回路３０へ出力した場合に、青青検出回路３０が青青異常信号（同時青である状態の禁止状態信号）を出力しないときは、青青検出回路３０が異常であると判定することができる。一方、模擬信号と灯色出力状態の両方を青青検出回路３０へ出力した場合に、青青検出回路３０が青青異常信号（同時青である状態の禁止状態信号）を出力しないときは、青青検出回路３０の他に灯色出力回路４０の異常も検出することができる。

すなわち、前述の第１のパターンのように、一の信号灯器１の灯色が青の場合、生成部１１は、当該一の信号灯器１とは別の信号灯器１の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成する。例えば、論理和回路２０が、信号灯器１の灯色が青である青出力状態（灯色出力状態）と、別の信号灯器１の灯色を青に模擬する模擬信号とを取得して青出力モニタとして青青検出回路３０へ出力した場合において、青青検出回路３０が青青異常信号（同時青である状態の禁止状態信号）を出力したときには、青青検出回路３０は正常であると判定することができ、また、青青検出回路３０が青青異常信号を出力しないときには、青青検出回路３０の異常だけでなく、灯色出力状態が伝送される信号線（例えば、灯色出力回路４０と論理和回路２０との間の伝送線）の異常も同時に判定することができ、故障していると推定される箇所を漏れなく抽出することができる。

次に、判定部１２による判定例について説明する。判定部１２による判定は、模擬信号を用いた場合の判定、すなわち模擬的に同時青の状態を作り出して故障診断する場合と、模擬信号を用いない場合の判定、すなわち実際の同時青の有無を判定する場合とがある。

図６は模擬信号を使用する場合の判定例を示す説明図である。図６に示すように、判定の場合分けは、青出力モニタが同時青か否かと、青青異常信号がオンかオフかで場合分けされる。例えば、青出力モニタが同時青であり、青青異常信号がオンの場合、青青検出回路３０は正常であると判定することができ、信号灯器１の閃光表示はしない。

また、青出力モニタが同時青であり、青青異常信号がオフの場合、青青検出回路３０は異常であると判定することができ、信号灯器１の閃光表示を行う。

また、青出力モニタが同時青でなく、青青異常信号がオン又はオフの場合、生成部１１から同時青を模擬すべく模擬信号が論理和回路２０へ出力されているにもかかわらず、青出力モニタが同時青でないのは、論理和回路２０を含む前段の回路又は伝送線が故障していると考えられるので、交通信号制御機１００の異常と判定し、信号灯器１の閃光表示を行う。

すなわち、判定部１２は、生成部１１で少なくとも２つの信号灯器１の灯色が同時に青になる模擬信号を生成した場合に、論理和回路２０が出力する青出力モニタが、少なくとも２つの信号灯器１の灯色が同時に青でないことを示すとき、異常と診断する。例えば、生成部１１が一の信号灯器１の青出力状態（灯色出力状態が青の）が出力されているタイミングで、別の信号灯器１の灯色を青に模擬する模擬信号を生成して出力した場合、論理和回路２０は、同時青を示す青出力モニタを出力すべきであるが、論理和回路２０が出力する青出力モニタが同時青でない場合には、論理和回路２０の異常、あるいは論理和回路２０が取得した青出力状態の異常、すなわち、青出力状態を伝送する信号線又は青出力状態を出力する灯色出力回路などの異常と診断することができる。

図７は模擬信号を使用しない場合の判定例を示す説明図である。図７に示すように、判定の場合分けは、青出力モニタが同時青か否かと、青青異常信号がオンかオフかで場合分けされる。例えば、青出力モニタが同時青であり、青青異常信号がオンの場合、青青検出回路３０は正常であると判定することができ、さらに実際の灯色が同時青の状態（模擬ではなく現実の同時青の状態）になっているので、信号灯器１の閃光表示を行う。

また、青出力モニタが同時青であり、青青異常信号がオフの場合、青青検出回路３０は異常であると判定することができ、さらに実際の灯色が同時青の状態（模擬ではなく現実の同時青の状態）になっているので、信号灯器１の閃光表示を行う。

また、青出力モニタが同時青でなく、青青異常信号がオンの場合、青青検出回路３０は異常であると判定することができ、信号灯器１の閃光表示を行う。この場合には、模擬信号を用いることなく、未然に青青検出回路３０の故障を見つけることができる。

また、青出力モニタが同時青でなく、青青異常信号がオフの場合、青青検出回路３０は正常であると判定することができ、さらに実際の灯色が同時青の状態ではないので、信号灯器１を閃光表示しない。

次に、青青異常信号がオンとなる要因について説明する。青青異常信号がオンとなる要因には、例えば２通りあり、一方は模擬信号により灯色の同時青を模擬した場合であり、他方は実際に故障が発生して同時青になった場合である。そこで、青青異常信号がオンになる要因を判定する方法について説明する。

図８は青青異常信号がオンとなる要因の判定方法の一例を示す説明図である。図８に示すように、信号灯器１の青灯が点灯している場合に、灯色出力回路４０は、青出力状態である青（１Ｇ）を論理和回路２０へ出力する。なお、青出力状態である青（１Ｇ）は、灯色１Ｇが点灯している間出力される。生成部１１は、灯色の同時青の状態を模擬すべく模擬信号２Ｇ、２ＰＧ、２Ａ、１Ａを適当な時間を空けて生成して論理和回路２０へ出力する。各模擬信号の信号長は、例えば、１０ｍｓ程度である。

論理和回路２０は、青（１Ｇ）と模擬信号２Ｇとが入力された場合に同時青を示す青出力モニタを青青検出回路３０へ出力し、青青出力検出回路３０は、青青異常信号をオンとする（青青異常信号を出力する）。青青異常信号の信号長Ｔ１は、青（１Ｇ）と模擬信号２Ｇの両方が入力されている時間長であり、模擬信号の信号長が１０ｍｓ程度であれば、信号長Ｔ１も１０ｍｓ程度である。同様に、青（１Ｇ）と模擬信号２ＰＧの両方が入力されている時間では、青青異常信号（信号長Ｔ２）が出力される。なお、信号長Ｔ１、Ｔ２は同一値でも異なる値でもよく、模擬信号長に依存する。

一方、灯色出力回路４０が、青出力状態である青（１Ｇ）を論理和回路２０へ出力しているときに、実際に何らかの原因で故障が発生して、上述の信号灯器１とは別の信号灯器１の青灯（例えば、２Ｇ）が誤って点灯したときには、灯色出力回路４０は、模擬信号の有無にかかわらず、青出力状態である青（２Ｇ）を出力する。

論理和回路２０は、青（１Ｇ）と青（２Ｇ）とが入力された場合に同時青を示す青出力モニタを青青検出回路３０へ出力し、青青出力検出回路３０は、青青異常信号をオンとする（青青異常信号を出力する）。この場合、青青異常信号の信号長は、模擬ではなく現実の故障による異常であるので、模擬信号による場合の信号長Ｔ１、Ｔ２に比べて長くなり、例えば、２００ｍｓを超える時間となる。

青青検出回路３０は、論理和回路２０から青出力モニタを取得して青青異常信号を判定部１２へ出力する。判定部１２は、青青出力回路３０から出力された青青異常信号がオンの時間（少なくとも２つの信号灯器の灯色が禁止された組み合わせの青となる時間）に基づいて、灯色が同時に青となる要因が模擬信号によるものか否かを判定する。例えば、青青異常信号がオンの時間及び所定の閾値Ｔ３に基づいて、灯色が同時に青となる要因が模擬信号によるものか否かを判定する。例えば、所定の閾値Ｔ３は、２００ｍｓ程度とすることができる。

例えば、青出力状態（灯色出力状態）と模擬信号とにより同時青と判定した場合は、青青異常信号の信号長は、模擬信号の長さで決定され、例えば、１０ｍｓ程度である。一方、青出力状態同士で同時青と判定した場合は、模擬ではなく現実の故障による異常であるので、青青異常信号の信号長は長くなる。そこで、青青異常信号の信号長を予め定めた閾値と比較し、青青異常信号が閾値より短い場合には、模擬信号によるものと判定することができ、青青異常信号が閾値よりも長い場合には、現実の故障によるものと判定することができる。図８の例では、模擬信号による青青異常信号の信号長は、Ｔ１、Ｔ２であり、いずれも閾値Ｔ３より短い。一方、現実の故障による青青異常信号は、閾値Ｔ３よりも長くなる。これにより、同時青の要因が模擬信号によるものが現実の故障によるものかを任意の時点で判定することができるので、例えば、交通信号制御機１００の通常の運用中に、模擬信号による正常／異常判定を行うための占有時間などを設ける必要がなく、現実の青青異常検出を行いながら青青検出回路３０の正常／異常を判定することができる。

次に、模擬信号の生成及び出力タイミングについて説明する。図９は模擬信号の生成時点の一例を示す説明図である。図９は、例えば、信号灯器１の灯色がステップ４、ステップ５、ステップ６と切り替わる様子を示す。図９に示すように、例えば、ステップ５において、交通信号制御機１００が信号灯器１の灯色を制御すべく生成する灯色信号、青矢（１Ａ）により青矢が点灯し、ステップ６に切り替わったときに消灯するとする。

交通信号制御機１００が信号灯器１の灯色を制御すべく生成する灯色信号は、信号灯器１を駆動するためＡＣ１００Ｖ等の所定の電圧に変換されるが、当該電圧の有無を判定して出力される青出力状態（灯色出力状態）の切り替わりは、灯色信号の灯色の切り替わり時点に比べて遅延時間ΔＴだけ遅延する。遅延時間ΔＴは、例えば、２〜３０ｍｓ程度である。

このため、図９に示すように、信号灯器の灯色が切り替わった時点ｔ１に模擬信号２Ｇを生成した場合、青出力状態（灯色出力状態）は、灯色信号が切り替わる前の灯色（ステップ５の灯色）となっているため、意図しない灯色の組み合わせを用いることになり、誤って青青異常信号が出力される。

生成部１１が、信号灯器１の灯色が切り替わった時点から所定時間（遅延時間ΔＴ）経過後に、当該一の信号灯器１とは別の信号灯器１の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成する。所定時間は、例えば、２〜３０ｍｓ程度とすることができる。模擬信号を生成して出力する時点を遅延させることにより、意図通りの灯色の組み合わせを用い、誤って青青異常信号が出力されることを防止して青青検出回路３０の正常／異常を判定することができる。

インタフェース部５０は、外部の管制センタにある上位装置３００との間の通信機能を有する。

通知部６０は、ＬＥＤなどの表示部を備え、青青検出回路３０などの異常を示す異常情報を外部へ通知する。通知部６０は、例えば、インタフェース部５０を介して、通信回線を使用して外部の上位装置３００へ青青検出回路３０の異常を通知することができる。また、通知部６０は、表示灯などを点灯又は点滅させて異常を通知することができる。これにより、青青検出回路３０の異常が発生した場合、速やかに異常を伝えることができる。

次に、本実施の形態の交通信号制御機１００による正常／異常の判定方法について説明する。図１０は模擬信号を使用する場合の正常／異常の判定処理の手順を示すフローチャートである。制御部１０は、灯色が同時青となる状態を模擬する模擬信号を出力し（Ｓ１１）、論理和回路２０が出力する青出力モニタが同時青を示すか否かを判定する（Ｓ１２）。

青出力モニタが同時青である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御部１０は、青青検出回路３０が出力する青青異常信号がオンであるか否かを判定し（Ｓ１３）、青青異常信号がオンでない場合（Ｓ１３でＮＯ）、青青検出回路が異常であると判定し（Ｓ１４）、信号灯器１を閃光表示させて（Ｓ１５）、処理を終了する。

青青異常信号がオンである場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、制御部１０は、青青検出回路３０が正常であると判定し（Ｓ１６）、処理を終了する。なお、青青検出回路３０が正常であると判定された場合、制御部１０は、所定の時間が経過した後に、ステップＳ１１以降の処理を繰り返すこともできる。すなわち、１つのステップ（階梯）の間に複数回模擬信号を生成して出力し、青青検出回路３０の正常／異常を繰り返し判定することができる。

青出力モニタが同時青でない場合（Ｓ１２でＮＯ）、制御部１０は、例えば、論理和回路２０又は論理和回路２０の前段の回路等に異常があると自己診断し（Ｓ１７）、ステップＳ１５の処理を行う。

図１１は模擬信号を使用しない場合の正常／異常の判定処理の手順を示すフローチャートである。制御部１０は、論理和回路２０が出力する青出力モニタが同時青を示すか否かを判定し（Ｓ２１）、青出力モニタが同時青である場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、青青検出回路３０が出力する青青異常信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ２２）。

青青異常信号がオンである場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、制御部１０は、青青検出回路３０が正常であると判定し（Ｓ２３）、灯色が同時青状態であると判定し（Ｓ２４）、すなわち、実際に交通信号制御機１００に故障が発生して、本来禁止されている同時青の状態が生じているとして信号灯器１を閃光表示させ（Ｓ２５）、処理を終了する。

青青異常信号がオンでない場合（Ｓ２２でＮＯ）、制御部１０は、青青検出回路が異常であると判定し（Ｓ２６）、信号灯器１を閃光表示させて（Ｓ２７）、処理を終了する。

青出力モニタが同時青でない場合（Ｓ２１でＮＯ）、制御部１０は、青青検出回路３０が出力する青青異常信号がオンであるか否かを判定し（Ｓ２８）、青青異常信号がオンである場合（Ｓ２８でＹＥＳ）、ステップＳ２６の処理を行う。

青青異常信号がオンでない場合（Ｓ２８でＮＯ）、制御部１０は、青青検出回路が正常であると判定し（Ｓ２９）、信号灯器１の灯色が同時青状態ではないと判定し（Ｓ３０）、処理を終了する。

上述の実施の形態において、青青検出回路等が異常と判定された場合、異常と判定した日時等を記録することもできる。また、青青検出回路等が正常であると判定した日時を記録してもよい。青青検出回路等の正常又は異常を記録することにより、青青検出回路などの故障の要因を特定する情報として活用することができる。

上述の実施の形態では、主道路と従道路とが交差する交差点を例として説明したが、主道路と従道路が交差する交差点に限定されるものではなく、どのような形態の交差点でも、本実施の形態の交通信号制御機１００を適用することができる。

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。

１０ 制御部
１１ 生成部
１２ 判定部（判定部、要因判定部、自己診断部）
２０ 論理和回路（青色監視部）
３０ 青青検出回路（禁止状態検出部）
４０ 灯色出力回路
５０ インタフェース部
６０ 通知部
７０ 現示データ

Claims (9)

1. 複数の信号灯器の灯色を切り替える交通信号制御機において、
   各信号灯器の灯色の組み合わせが禁止された状態を模擬するための模擬信号を生成する生成部と、
   各信号灯器の灯色出力状態及び又は前記生成部で生成した模擬信号に応じて、灯色の組み合わせが禁止された状態であるか否かを示す禁止状態信号を出力する禁止状態検出部と、
   前記生成部で生成した模擬信号及び／又は前記禁止状態検出部が出力した禁止状態信号に基づいて、該禁止状態検出部の正常／異常を判定する判定部と
   を備えることを特徴とする交通信号制御機。
2. 前記生成部で生成した模擬信号及び／又は各信号灯器の灯色出力状態を取得し、取得した灯色出力状態が青である場合、該灯色出力状態及び／又は取得した模擬信号を前記禁止状態検出部へ出力する青色監視部を備え、
   前記禁止状態検出部は、
   前記青色監視部から取得した模擬信号及び／又は灯色出力状態が、少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青であることを示す場合、灯色の組み合わせが禁止された状態である旨の禁止状態信号を出力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機。
3. 前記生成部は、
   各信号灯器のいずれの灯色も青でない場合、該信号灯器のうち少なくとも２つの信号灯器の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成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機。
4. 前記生成部は、
   前記信号灯器のいずれか一の信号灯器の灯色が青の場合、該一の信号灯器とは別の信号灯器の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成するように構成してあることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の交通信号制御機。
5. 前記生成部は、
   前記信号灯器のいずれか一の信号灯器の灯色が切り替わった時点から所定時間経過後に、該一の信号灯器とは別の信号灯器の灯色が青である状態を模擬する模擬信号を生成するように構成してあることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の交通信号制御機。
6. 前記青色監視部から取得した模擬信号及び／又は灯色出力状態に基づいて、少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青となる時間に基づいて、灯色が同時に青となる要因が模擬信号によるものか否かを判定する要因判定部を備えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の交通信号制御機。
7. 前記判定部は、
   前記青色監視部が出力する模擬信号及び／又は灯色出力状態である青監視信号と、前記禁止状態検出部が出力する禁止状態信号とに基づいて、該禁止状態検出部の正常／異常を判定するように構成してあることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
8. 前記生成部で少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青になる模擬信号を生成した場合に、前記青色監視部が出力する模擬信号及び／又は灯色出力状態が、少なくとも２つの信号灯器の灯色が同時に青でないことを示すとき、異常と診断する自己診断部を備えることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載の交通信号制御機。
9. 前記禁止状態検出部の異常を示す異常情報を外部へ通知する通知部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の交通信号制御機。

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