JP2012168716A - 信号制御装置、コンピュータプログラム及び信号制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる信号制御装置、コンピュータプログラム及び信号制御方法を提供する。
【解決手段】車両特定部１０４は、信号灯器が、例えば、赤信号である場合に交差点上流の所定領域で停止した車両を特定する。また、車両特定部１０４は、信号灯器が赤信号である場合に交差点上流の所定領域で停止した車両の信号灯器の次の赤信号での位置を特定する。捌け残り特定部１０５は、捌け残りとして信号制御に使用する車両の位置を特定する。信号時間設定部１０６は、捌け残り特定部１０５で特定した位置が交差点手前にある場合、信号灯器の青信号時間を延長する。
【選択図】図２

Description

本発明は、信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置、該信号制御装置を実現するためのコンピュータプログラム及び信号制御方法に関する。

交通信号制御の目的は、車両や歩行者などの安全な通行を確保しつつ、渋滞を抑制又は緩和して円滑な交通を維持することにあり、種々の交通信号制御方式が考案され、また実現されている。これらの交通信号制御方式は、道路の交通状況に応じた信号制御パラメータ（サイクル長、スプリット、オフセットなど）を決定して信号灯器の灯色の切り替えを行う。

道路の交通状況を把握するには、例えば、交差点の流入路に設置した車両感知器が用いられ、車両感知器で感知した交通量に応じて、青信号時間を予め定められた上限値と下限値との間で設定する交通信号制御方法がある。

また、上限値が固定化されていることによる悪影響を改善する目的で交通量に応じて上限値を柔軟に設定することができる交通信号制御方式も考案されている。例えば、フェーズ毎に、前サイクルにおける青信号時間が上限値であった場合には、信号待ちの車両が存在したとして、信号待ち台数として予め定められた設定値に、過去のサイクルの交通量を加算し、加算した値が大きいほど長い上限値を割り当てる交通信号制御方法が開示されている（特許文献１参照）。

特許第３６８０８１５号公報

しかし、特許文献１の交通信号制御方法にあっては、前サイクルの青信号時間が上限値であった場合には、信号待ち車両が存在するとして、所定の設定値を交通量に加算することにより、交差点に流入する流入交通量(需要交通量)と捌け残り台数との両者を考慮する点で優れているものの、信号待ち台数を予め設定した値として推定しているので、必ずしも捌け残り台数を精度よく把握することができない場合もあり、適切な青信号時間を確保するためには、さらなる改善が望まれていた。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる信号制御装置、該信号制御装置を実現するためのコンピュータプログラム及び信号制御方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る信号制御装置は、交差点の信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置において、前記交差点に向かって走行する複数の車両の位置及び速度を含む走行情報を収集する走行情報収集手段と、該走行情報収集手段で収集した走行情報及び前記信号灯器の信号情報に基づいて、前記信号灯器が青信号（又は赤信号）である場合に前記交差点上流の所定領域で停止した車両の前記信号灯器の次々の（又は次の）赤信号での位置を特定する位置特定手段と、該位置特定手段で特定した位置が前記交差点手前にある場合、前記信号灯器の青信号時間を延長する信号時間設定手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る信号制御装置は、第１発明において、前記信号時間設定手段は、前記位置特定手段で特定した位置と前記交差点との距離に応じて青信号時間の延長量を設定するように構成してあることを特徴とする。

第３発明に係る信号制御装置は、第１発明又は第２発明において、前記信号灯器が赤信号又は赤信号の前後所定時間内である場合に前記交差点上流の所定領域で停止した車両を特定する車両特定手段を備え、前記位置特定手段は、前記車両特定手段で特定した車両が前記信号灯器の前記赤信号の次の赤信号での位置を特定するように構成してあることを特徴とする。

第４発明に係る信号制御装置は、第１発明乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記位置特定手段は、前記走行情報に基づいて、前記交差点を直進若しくは左折、又は右折する車両の進行方向毎に車両の位置を特定するようにしてあり、前記信号時間設定手段は、前記進行方向毎に前記信号灯器の青信号時間を設定するように構成してあることを特徴とする。

第５発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、交差点の信号灯器の灯色を制御するためのステップを実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記信号灯器の信号情報並びに前記交差点に向かって走行する複数の車両の位置及び速度を含む走行情報に基づいて、前記信号灯器が青信号（又は赤信号）である場合に前記交差点上流の所定領域で停止した車両の前記信号灯器の次々の（又は次の）赤信号での位置を特定するステップと、特定した位置が前記交差点手前にある場合、前記信号灯器の青信号時間を延長するステップとを実行させることを特徴とする。

第６発明に係る信号制御方法は、交差点の信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置による信号制御方法において、前記交差点に向かって走行する複数の車両の位置及び速度を含む走行情報を収集するステップと、前記走行情報及び前記信号灯器の信号情報に基づいて、前記信号灯器が青信号（又は赤信号）である場合に前記交差点上流の所定領域で停止した車両の前記信号灯器の次々の（又は次の）赤信号での位置を特定するステップと、特定された位置が前記交差点手前にある場合、前記信号灯器の青信号時間を延長するステップとを含むことを特徴とする。

第１発明、第５発明及び第６発明にあっては、交差点に向かって走行する複数の車両の位置及び速度を含む走行情報及び信号灯器の信号情報を収集する。車両の走行情報は、例えば、路上装置を介して車載装置から所定の周期（例えば、１秒周期）毎の車両の位置及び速度、時刻、車両の識別コードなどを含むプローブ情報である。収集した走行情報及び信号情報に基づいて、信号灯器が青信号（又は赤信号）である場合に交差点上流の所定領域で停止した車両の信号灯器の次々の（又は次の）赤信号での位置を特定する。所定領域は、交差点（停止線）から１サイクル当たりで信号待ちなく捌くことができる概ね最大の交通量分の車両が待ち行列を構成しているとした場合に、その待ち行列の末尾の車両が位置する近傍の領域（位置）とすることができ、例えば、交差点の２００〜３００ｍ程度上流側に設けられた領域である。「概ね最大」とすることで、例えば、発進波の若干の遅延による捌け残り（２回停止）の発生を見極めることができる。

所定領域で停止した車両の特定は、例えば、収集したプローブ情報から車両の識別コード毎の走行軌跡を抽出し、所定領域内の走行軌跡上の時刻、車両の速度及び信号情報に基づく灯色の切替時点などを対比することにより行うことができる。また、抽出した走行軌跡上の時刻と信号情報に基づく灯色の切替時点とを対比して、次々の（又は次の）赤信号での車両の位置を特定することができる。特定した位置が交差点手前にある場合、車両が交差点の手前及び所定領域（流入路）で２回信号待ちをした（２回停止した）として信号灯器の青信号時間を延長する。

プローブ情報及び信号情報に基づいて、交差点への流入路において車両が信号待ちで１回停止したと判定した場合には、流入交通量を１サイクルで捌くことができ、信号待ち（捌け残り）車両が存在せず、青信号時間の延長又は短縮は不要である。また、プローブ情報及び信号情報に基づいて、交差点への流入路において車両が信号待ちで２回停止したと判定した場合には、流入交通量を１サイクルで捌くことができず、信号待ち（捌け残り）車両が存在するので、青信号時間の延長を行う。少なくとも２回信号待ちをした車両が存在した場合には、当該車両の信号待ちが１回以下になるように青信号時間を延長するので、同一の交差点の信号で信号待ちを２度強いられる車両が生じにくくなり、その結果として捌け残り台数を減少させて交通渋滞を発生しにくくし、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる。

第２発明にあっては、特定した位置と交差点との距離に応じて青信号時間の延長量を設定する。特定した位置は、例えば、赤信号で２回目に停止した位置であり、特定した位置と交差点との距離が長い場合には、信号待ち台数が多いので青信号時間の延長量を多くし、特定した位置と交差点との距離が短い場合には、信号待ち台数が少ないので青信号時間の延長量を少なくする。すなわち、少なくとも特定された車両の位置までは信号待ち車両が車列を作っているはずなので、それらの車両が２度の信号待ちを強いられることなく通過できたと思われる程度に青時間を延長することができる。特定した位置に応じて青信号時間の延長量を調整することができるので、適切な青信号時間を確保するとともに、無駄な青信号時間の発生を防止することができる。

第３発明にあっては、信号灯器が赤信号又は赤信号の前後所定時間内である場合に交差点上流の所定領域で停止した車両を特定する。赤信号の前後所定時間とは、赤信号の前の黄信号又は青信号の終了時点前の所定時間、または赤信号の後の青信号の開始時点後の所定時間である。所定時間は、例えば、１秒、２秒、３秒などとすることができる。所定領域で停止した車両を赤信号又は赤信号の前後所定時間内に限定することにより、２回目の赤信号（次々の赤信号又は次の赤信号）で停止する可能性がある車両に絞ることができるとともに、全サイクルに亘って所定領域で停止した車両を特定する必要がないので、処理時間を低減することができる。

第４発明にあっては、走行情報に基づいて、交差点を直進若しくは左折、又は右折する車両の進行方向毎に車両の位置を特定し、進行方向毎に信号灯器の青信号時間を設定する。車両の進行方向は、交差点手前での位置（例えば、直進車線、左折車線、右折車線の別）、交差点通過後の位置の他、ウィンカーなどの情報に基づいて判定することができる。直進又は左折方向の車両が２回目の赤信号で停止しておらず、右折方向の車両が２回目の赤信号で停止している場合には、直進及び左折用の青信号ではなく右折用青信号の時間を延長する。これにより、直進、左折、右折の青信号時間を最適な値に設定することができる。

本発明によれば、信号待ち台数を精度よく求めることができ、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる。

本実施の形態の信号制御装置を含む信号制御システムの概要を示す模式図である。 本実施の形態の信号制御装置の構成の一例を示す説明図である。 車両の走行軌跡の一例を示す模式図である。 青信号時間を設定する前の車両の走行軌跡の一例を示す模式図である。 本実施の形態の信号制御装置により青信号時間を設定した後の車両の走行軌跡の一例を示す模式図である。 車両の進行方向を考慮した場合の車両の停止位置の特定方法の一例を示す説明図である。 本実施の形態の信号制御装置による青信号時間設定処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る信号制御装置の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の信号制御装置を含む信号制御システムの概要を示す模式図である。図１に示すように、信号制御システムは、信号制御装置１００、交通信号制御機１、信号灯器２、路側機３などを備える。

図１に示すように、交差点２０に流入する流入路２１の上流側に所定領域３０を設けてある。所定領域３０は、交差点２０（停止線）から信号灯器２の１サイクル当たりで信号待ちなく捌くことができる概ね最大の交通量分の車両が待ち行列を構成しているとした場合に、その待ち行列の末尾の車両が位置する近傍の領域（位置）とすることができ、例えば、交差点２０の２００〜３００ｍ程度上流側に設けられた領域である。「概ね最大」とすることで、例えば、発進波の若干の遅延による捌け残り（２回停止）の発生を見極めることができる。なお、交差点２０の流入路（例えば、交差点２０から１５０ｍ程度の地点）に流入交通量を計測するための車両感知器（不図示）を設ける場合には、車両感知器のさらに上流側に所定領域３０を設けることができる。

交通信号制御機１は、信号制御装置１００で設定した信号制御パラメータ（サイクル長、スプリット、オフセットなど）に基づいて各信号灯器２の灯色の切り替えを制御する。

車両１０には、車載装置５が搭載されている。車載装置５を搭載した車両１０が路側機３の通信領域４０を通過する際に、車載装置５は、所定の周期（例えば、１秒毎）毎に走行情報としてのプローブ情報（車両情報）を路側機３へ送信する。車両情報には、車両識別番号、時刻、位置座標情報、速度、方位角、車両操作情報（例えば、ブレーキ、アクセル、ウィンカー、ワイパーなどの操作情報）などが含まれる。

路側機３は、例えば、ＵＨＦ帯の周波数帯域を使用するＩＴＳ(Intelligent Transport Systems：高度道路交通システム)用の無線通信機能を備えた路上通信装置（基地局）であり、車両１０の車載装置５との間で情報の送受信を行う。路側機３は、車載装置５からプローブ情報を受信し、受信したプローブ情報を信号制御装置１００へ送信する。

なお、路側機３は、携帯電話網を利用した通信装置でもよく、あるいは、路側機３に代えて、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：専用狭域通信）などの局所通信装置を流入路の適宜の箇所に１又は複数設置してもよい。

信号制御装置１００は、自身が記憶した信号灯器２の信号情報、あるいは不図示の管制センタに設置された中央装置から取得した信号灯器２の信号情報及び路側機３から受信したプローブ情報に基づいて、流入路２１の所定領域３０及び交差点２０手前において停止した車両のうち、赤信号等で２回停止した車両を特定し、２回目の赤信号で停止した位置と交差点２０との距離を、信号待ち台数（捌け残り台数又は待ち行列長など）に相当するものとして信号灯器２の青信号時間を延長する。なお、車両の停止位置は、プローブ情報から取得することができる。以下、信号制御装置１００について具体的に説明する。

図２は本実施の形態の信号制御装置１００の構成の一例を示す説明図である。図２に示すように、信号制御装置１００は、制御部１０１、通信部１０２、記憶部１０３、車両特定部１０４、捌け残り特定部１０５、信号時間設定部１０６などを備える。

通信部１０２は、車両１０の位置及び速度を含む走行情報（プローブ情報）を収集する走行情報収集手段としての機能を備える。通信部１０２は、路側機３及び交通信号制御機１との間で情報の送受信（通信）を行う。例えば、通信部１０２は、路側機３から車両１０のプローブ情報（車両情報）を受信する。また、通信部１０２は、信号情報（信号制御パラメータ、信号ステップ情報など）、感知器情報、周辺交通情報なども受信する。

記憶部１０３は、信号灯器２の信号制御パラメータ（例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなど）を含む信号情報、通信部１０２を介して収集した複数の車両１０のプローブ情報などの所要の情報を記憶する。

車両特定部１０４は、信号灯器２が赤信号又は赤信号の前後所定時間内である場合に交差点２０上流の所定領域３０で停止した車両を特定する車両特定手段としての機能を備える。また、車両特定部１０４は、信号灯器２が青信号である場合に交差点２０上流の所定領域３０で停止した車両を特定する。

また、車両特定部１０４は、信号灯器２が青信号（又は赤信号）である場合に交差点２０上流の所定領域３０で停止した車両の信号灯器２の次々の（又は次の）赤信号での位置を特定する位置特定手段としての機能を有する。すなわち、車両特定部１０４は、信号灯器２が青信号である場合に交差点２０上流の所定領域３０で停止した車両１０を特定し、さらに信号灯器２０の次々の赤信号において交差点２０上流で停止した車両のうち、前述の青信号時に所定領域３０で停止していた車両１０を２回停止車両として特定する。また、車両特定部１０４は、信号灯器２が赤信号である場合に交差点２０上流の所定領域３０で停止した車両１０を特定し、さらに信号灯器２０の次の赤信号において交差点２０上流で停止した車両のうち、１サイクル前の赤信号時に所定領域３０で停止していた車両１０を２回停止車両として特定する。

所定領域３０で停止した車両の特定は、例えば、収集した（記憶した）プローブ情報から車両の識別コード毎の走行軌跡を抽出し、所定領域３０内の走行軌跡上の時刻、車両の速度及び信号情報に基づく灯色の切替時点などを対比することにより行うことができる。例えば、車両の速度が５ｋｍ／ｈ以下の場合、車両が停止したと判定することができる。あるいは、所定の時間（例えば、２〜５秒など）、位置情報の値が所定の閾値の範囲内に収まっている場合に停止と判定することができる。

また、赤信号の前後所定時間とは、赤信号の前の黄信号又は青信号の終了時点前の所定時間、または赤信号の後の青信号の開始時点後の所定時間である。所定時間は、例えば、１秒、２秒、３秒などとすることができる。

上述の、次々の赤信号又は次の赤信号（すなわち、２回目の赤信号）での車両の特定は、抽出した走行軌跡上の時刻と信号情報に基づく灯色の切替時点とを対比することにより行うことができる。

捌け残り特定部１０５は、車両特定部１０４で特定した２回停止車両の位置に基づいて、捌け残りとして信号制御に使用する車両の位置を特定する。例えば、捌け残り特定部１０５は、同一の交差点２０の上流で２回停止した車両が複数存在する場合には、最後尾の車両の位置を捌け残りとして信号制御に使用する車両の位置として特定する。

信号時間設定部１０６は、車両特定部１０４で特定した車両が存在する場合、信号灯器２の青信号時間を延長する信号時間設定手段としての機能を備える。なお、交差点２０手前で停止した車両が複数存在する場合には、捌け残り特定部１０５により、最後尾の車両の停止位置を使用することができる。

プローブ情報及び信号情報に基づいて、交差点２０への流入路において車両１０が信号待ちで１回停止したと判定した場合には、流入交通量を１サイクルで捌くことができ、信号待ち（捌け残り）車両が存在せず、青信号時間の延長又は短縮は不要である。また、プローブ情報及び信号情報に基づいて、交差点２０への流入路において車両１０が信号待ちで２回停止したと判定した場合には、流入交通量を１サイクルで捌くことができず、信号待ち（捌け残り）車両が存在するので、青信号時間の延長を行う。少なくとも２回信号待ちをした車両が存在した場合には、当該車両の信号待ちが１回以下になるように青信号時間を延長するので、同一の交差点の信号で信号待ちを２度強いられる車両が生じにくくなり、その結果として捌け残り台数を減少させて交通渋滞を発生しにくくし、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる。また、信号制御で使用する情報の精度を向上させることができる。

信号時間設定部１０６は、捌け残り特定部１０５で特定した位置と交差点２０との距離に応じて青信号時間の延長量を設定する。同一交差点２０の上流で２回目の停止位置をＬｔ（交差点２からの距離）、平均車間距離をＨ（定数）とすると信号待ち台数（捌け残り台数）は、Ｌｔ／Ｈで求めることができる。捌け残り特定部１０５で特定した位置は、例えば、赤信号で２回目に停止した位置であり、特定した位置と交差点との距離が長い場合には、信号待ち台数が多いので青信号時間の延長量を多くし、特定した位置と交差点との距離が短い場合には、信号待ち台数が少ないので青信号時間の延長量を少なくする。すなわち、少なくとも特定された車両の位置までは信号待ち車両が車列を作っているはずなので、それらの車両が２度の信号待ちを強いられることなく通過できたと思われる程度に青時間を延長することができる。捌け残り特定部１０５で特定した位置と交差点２０との距離は、捌け残った台数に対応するので、当該捌け残った台数が交差点２０を通過することができる程度の時間分だけ、青信号時間を延長する。

青信号時間の延長は、スプリットを増やす、サイクル長を増やす、あるいはスプリットとサイクル長の両方を変更することにより行うことができる。上述のように２回目の停止位置Ｌｔと平均車間距離Ｈから捌け残り台数Ｌｔ／Ｈを求めることができ、捌け残り台数に応じて青信号時間を延長することができる。そして、青信号時間を延長した後のスプリットは、一例として以下のように２回停止車両の２回目に停止した位置までの車列長を負荷率を算出する際の待ち行列長に上積みして求めることができる。すなわち、負荷率の計算式の捌け残り台数に上述で求めたＬｔ／Ｈを代入し、延長前の青信号時間Ｔｇにα×Ｌｔ／Ｈ（秒）を加算して延長後の青信号時間とする。ここで、αは、車頭間隔時間（１第が通過した後次の車両が通過するまでの間隔）とすることができ、例えば、２（秒）である。特定した位置に応じて青信号時間の延長量を調整することができるので、適切な青信号時間を確保するとともに、無駄な青信号時間の発生を防止することができる。

また、車両特定部１０４で特定する車両を、所定領域３０で停止した時刻が赤信号又は赤信号の前後所定時間内に限定することにより、２回目の赤信号（次々の赤信号又は次の赤信号）で停止する可能性がある車両に絞ることができるとともに、全サイクルに亘って所定領域３０で停止した車両を特定する必要がないので、処理時間を低減することができる。

次に、流入路２１を交差点２０に向かって走行する車両１０の走行状態について説明する。図３は車両１０の走行軌跡の一例を示す模式図である。図３において、横軸は時間を示し、交差点２０の信号灯器２の灯色の切り替わりの様子も示す。縦軸は交差点２０（停止線）からの距離を示す。図３において、符号Ａを付した破線は、流入路２１において、赤信号により１回だけ停止した車両の走行軌跡を示し、符号Ｂ、Ｃを付した実線は、流入路２１において、赤信号により２回停止した車両の走行軌跡を示す。

図３に示すように、符号Ａの破線で示す車両は、流入路２１を交差点２０に向かって走行し、赤信号Ｒ２で停止（１回目の停止）し、青信号Ｇ３で交差点２０を通過している。

一方、符号Ｂの実線で示す車両は、流入路２１を交差点２０に向かって走行し、赤信号Ｒ１、又は赤信号Ｒ１の前後所定時間Δｔ内のときに所定領域３０内で停止し（１回目の停止）、その後赤信号Ｒ２のときに交差点２０の手前で停止（２回目の停止）し、青信号Ｇ３で交差点２０を通過している。なお、所定時間Δｔは、例えば、１秒、２秒、３秒などである。

また、符号Ｃの実線で示す車両は、流入路２１を交差点２０に向かって走行し、青信号Ｇ１のときに所定領域３０内で停止し（１回目の停止）、その後赤信号Ｒ２のときに交差点２０の手前で停止（２回目の停止）し、青信号Ｇ３で交差点２０を通過している。

本実施の形態の信号制御装置１００は、符号Ｂ、Ｃの実線で示す車両を特定するとともに、特定した車両が交差点２０の手前で２回目に停止した位置を特定して、特定した位置（交差点との距離）に応じて青信号時間を延長し、車両が流入路２１で２回停止することを防止して、適切な信号制御を実現する。

次に、青信号時間を延長することにより、車両が２回の赤信号で停止する状態が解消される点について説明する。図４は青信号時間を設定する前の車両の走行軌跡の一例を示す模式図であり、図５は本実施の形態の信号制御装置１００により青信号時間を設定した後の車両の走行軌跡の一例を示す模式図である。図４、図５において、横軸は時間を示し、交差点２０の信号灯器２の灯色の切り替わりの様子も示す。縦軸は交差点２０（停止線）からの距離を示す。なお、図４、図５においては、簡略化のため赤信号と青信号だけを図示している。

図４に示すように、赤信号Ｒ１で停止した車両に追従して走行していた車両が次々と停止し、交差点と末尾の停止車両の位置との距離が時間の経過とともに増加する。図４の破線で示す停止波は、末尾の停止車両の位置の変化を示す。そして、実線で示す注目している車両は、停止波に当たり停止することになる。

次に、青信号Ｇ２に切り替わると、停止していた車両が発進し始めるので、停止車両の発進を示す発進波が、時間の経過とともに交差点の上流側へ伝わり、注目車両の位置に到達すると、注目車両も発進して交差点に向かって走行する。

青信号Ｇ２で交差点を通過することができなかった捌け残り車両が存在する場合、図４に示すように、２回目の赤信号Ｒ２で停止した車両に追従して走行していた車両が次々と停止し、交差点と末尾の停止車両の位置との距離が時間の経過とともに増加する。そして、実線で示す注目車両は、再び２回目の赤信号Ｒ２により交差点手前で停止する。

赤信号Ｒ２から青信号Ｇ３に切り替わる時点で信号待ちをした２回停止車両（捌け残り）と、青信号Ｇ３の間に交差点へ流入する交通量（Ｇ３に対する流入交通量）との合計が、青信号Ｇ３の需要交通量（青信号Ｇ３の間に処理すべき車両）となる。

本実施の形態の信号制御装置１００は、図４に示すように、車両が２回目で停止したときの需要交通量（捌け残り台数と今回の信号サイクルで流入してきた台数との合計）を捌ききるように青信号時間の延長量を決定する。

図５に示すように、青信号Ｇ３の時間をΔＧだけ延長する。延長時間ΔＧは、例えば、２回目の停止位置をＬｔ、平均車間距離をＨ、車頭間隔時間をαとして、ΔＧ＝α×Ｌｔ／Ｈ（秒）で求めることができる。

青信号Ｇ３での捌け残り台数を特定して延長時間ΔＧを求めるので、青信号Ｇ３の需要交通量をすべて捌くことができ、次の信号サイクルでは、捌け残りが無くなり渋滞を緩和することができる。

このように、２回目の赤信号における車両の停止位置を特定することにより、捌け残り台数を求め、青信号時間の最適な延長時間を算出することができ、青信号時間に対する需要交通量をすべて捌くことができ、少なくとも２回信号待ちをしていた車両がいた場合には、当該車両の信号待ちを１回以下にすることができ、交通渋滞が発生しにくくすることができる。なお、図４、図５の例では、サイクル長を変更せずにスプリットを変更して青信号時間を延長しているが、サイクル長のみを変更して青信号時間を延長してもよく、あるいはサイクル長とスプリットの両方を変更して青信号時間を延長してもよい。

交差点を通過する際の車両の進行方向を考慮することもできる。図６は車両の進行方向を考慮した場合の車両の停止位置の特定方法の一例を示す説明図である。図６Ａは、１回目の赤信号Ｒ１での流入路の様子を示し、図６Ｂは２回目の赤信号Ｒ２での流入路の様子を示す。

信号制御装置１００は、プローブ情報に基づいて、交差点２０を直進若しくは左折、又は右折する車両の進行方向毎に車両の位置を特定し、進行方向毎に信号灯器２の青信号時間を設定する。車両の進行方向は、交差点２０手前での位置（例えば、直進車線、左折車線、右折車線の別）、交差点２０通過後の位置の他、ウィンカーなどの情報に基づいて判定することができる。

図６Ａに示すように、１回目の赤信号Ｒ１で車両１０ａ、１０ｂが停止しているとする。そして、図６Ｂに示すように、２回目の赤信号Ｒ２で車両１０ａが交差点２０手前で停止し、車両１０ｂは、交差点２０を通過したとする。また、車両１０ａが右折車両であり、車両１０ｂが直進車両であることがプローブ情報等から判明したとする。このような場合には、直進又は左折方向の車両が２回目の赤信号で停止しておらず、右折方向の車両が２回目の赤信号で停止していることが分かるので、直進及び左折用の青信号ではなく右折用青信号の時間を延長する。これにより、直進、左折、右折の青信号時間を最適な値に設定することができる。

次に、本実施の形態の信号制御装置１００の動作について説明する。図７は本実施の形態の信号制御装置１００による青信号時間設定処理の手順を示すフローチャートである。なお、図７の処理では、制御部１０１が、信号制御装置１００の各部を制御するので、処理の主体を制御部１０１として説明する。

制御部１０１は、車両から送信されるプローブ情報を毎周期受信する（Ｓ１１）。制御部１０１は、赤信号時に所定領域３０で停止した車両を特定する（Ｓ１２）。なお、所定領域３０で停止した車両を特定する場合、赤信号時に限定する必要はなく、青信号、黄信号でもよい。所定領域３０での停止時の灯色に応じて、２回目に停止する赤信号が何サイクル目かを変えればよい。

制御部１０１は、特定した車両の次の赤信号での位置を特定し（Ｓ１３）、特定した位置が交差点手前であるか否かを判定する（Ｓ１４）。なお、ステップ１２で赤信号時ではなく、例えば、青信号時に所定領域３０で停止した車両を特定した場合には、次の赤信号に代えて、次々の赤信号とすればよい。

特定した位置が交差点手前である場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、制御部１０１は、当該次の赤信号で車両が停止したと判定し（Ｓ１５）、交差点から停止位置までの距離を算出する（Ｓ１６）。制御部１０１は、算出した距離に応じて青信号時間を延長し（Ｓ１７）、処理を終了する。なお、実際に青信号を延長するのは、交通信号制御機１が行う。

特定した位置が交差点手前でない場合（Ｓ１４でＮＯ）、制御部１０１は、車両が交差点を通過したと判定し（Ｓ１８）、青時間の延長を行わずに処理を終了する。

本実施の形態の信号制装置１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭなどを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図７に示すような、各処理手順を定めたプログラムコードをコンピュータに備えられたＲＡＭにロードし、プログラムコードをＣＰＵで実行することにより、コンピュータ上で信号制装置１００を実現することができる。

なお、信号制御装置１００を交通信号制御機１に組み込む構成とすることもできる。

上述の実施の形態では、同一交差点の上流で２回停止車両を特定する構成であったが、２回停止に限定されるものではなく、３回停止車両を特定することもできる。３回停止車両の特定方法は、例えば、無線端末を増設するなどすることによって、通信領域４０を広げることができる。この場合、交差点２０のさらに上流域での車両情報を収集することができるので、交差点２０を通過するまでに、３回以上停止する車両を特定することができ、２回停止車両に加えて、３回停止車両の情報を用いてもよい。

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。

１ 交通信号制御機
２ 信号灯器
３ 路側機
５ 車載装置
１０１ 制御部
１０２ 通信部（走行情報収集手段）
１０３ 記憶部
１０４ 車両特定部（車両特定手段、位置特定手段）
１０５ 捌け残り特定部
１０６ 信号時間設定部（信号時間設定手段）

Claims (6)

1. 交差点の信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置において、
   前記交差点に向かって走行する複数の車両の位置及び速度を含む走行情報を収集する走行情報収集手段と、
   該走行情報収集手段で収集した走行情報及び前記信号灯器の信号情報に基づいて、前記信号灯器が青信号（又は赤信号）である場合に前記交差点上流の所定領域で停止した車両の前記信号灯器の次々の（又は次の）赤信号での位置を特定する位置特定手段と、
   該位置特定手段で特定した位置が前記交差点手前にある場合、前記信号灯器の青信号時間を延長する信号時間設定手段と
   を備えることを特徴とする信号制御装置。
2. 前記信号時間設定手段は、
   前記位置特定手段で特定した位置と前記交差点との距離に応じて青信号時間の延長量を設定するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の信号制御装置。
3. 前記信号灯器が赤信号又は赤信号の前後所定時間内である場合に前記交差点上流の所定領域で停止した車両を特定する車両特定手段を備え、
   前記位置特定手段は、
   前記車両特定手段で特定した車両が前記信号灯器の前記赤信号の次の赤信号での位置を特定するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号制御装置。
4. 前記位置特定手段は、
   前記走行情報に基づいて、前記交差点を直進若しくは左折、又は右折する車両の進行方向毎に車両の位置を特定するようにしてあり、
   前記信号時間設定手段は、
   前記進行方向毎に前記信号灯器の青信号時間を設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項に記載の信号制御装置。
5. コンピュータに、交差点の信号灯器の灯色を制御するためのステップを実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、
   コンピュータに、
   前記信号灯器の信号情報並びに前記交差点に向かって走行する複数の車両の位置及び速度を含む走行情報に基づいて、前記信号灯器が青信号（又は赤信号）である場合に前記交差点上流の所定領域で停止した車両の前記信号灯器の次々の（又は次の）赤信号での位置を特定するステップと、
   特定した位置が前記交差点手前にある場合、前記信号灯器の青信号時間を延長するステップと
   を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
6. 交差点の信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置による信号制御方法において、
   前記交差点に向かって走行する複数の車両の位置及び速度を含む走行情報を収集するステップと、
   前記走行情報及び前記信号灯器の信号情報に基づいて、前記信号灯器が青信号（又は赤信号）である場合に前記交差点上流の所定領域で停止した車両の前記信号灯器の次々の（又は次の）赤信号での位置を特定するステップと、
   特定された位置が前記交差点手前にある場合、前記信号灯器の青信号時間を延長するステップと
   を含むことを特徴とする信号制御方法。

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