JP2013518331A - 交通信号制御系統、設計方法及び専用装置 - Google Patents
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Abstract
を計算し、最短青信号間隔に基づき交差点の制御スキームを確認し、制御スキームに従ってリアルタイムで表示するために制御指令を交通信号表示装置に送信することからなる交通信号制御方法。交通信号制御系統及び特別の装置も提供される。
【選択図】図13
Description
2)青信号iによって始動される交通最後尾ユニットの最大完了距離si(m)、及び青信号iと対立する青信号jによって始動される交通先頭部ユニットの最小進入距離sj(m)を決定し、
3)青信号iの交通最後尾ユニットの最長完了時間Max{ti}、及び青信号jの交通先頭部ユニットの最短進入時間Min{tj}を計算し、
4)最短青信号間隔
を計算し、上記の式において、Iijは青信号iの消灯から青信号iと対立する青信号jの点灯までの間に設定される最短青信号間隔であり、Aは黄信号時間であり、tiは青信号iの交通最後尾ユニットの完了時間であり、tjは青信号jの交通先頭部ユニット進入時間であり、
5)最短青信号間隔に基づき交差点の制御スキームを決定し、制御スキームに従ってリアルタイムで表示するために制御指令を交通信号表示装置に送信する。
規範に従い合法的な範囲内でラッシュアワーにおける速度条件パラメータを決定し、速度条件パラメータは、完了最後尾車両iの最小平均完了速度vi(m/s)、進入先頭車両jの最大平均加速度度aj(m2/s)、及び進入速度の上限vj(m/s)を含み、
本実施例の速度条件パラメータは以下を含む。複数の進入経路の各枠車流の最高制限速度が全て60km/hであると仮定し、速度条件パラメータを自動車完了車速vi=12m/s、進入車両平均加速度aj=4m/s2、及び最高進入車速vj=10m/sとして計算すると、非自動車車速vj=4m/s/h、歩行者速度vi=1.5m/s、及び黄信号時間=4秒となる。
最長完了時間は、Max{ti}=si/vi(s)であり、四捨五入し小数点第2位まで秒単位で計算し、
最短進入時間を四捨五入し小数点第2位まで秒単位で計算し、
i.進入先頭部車両が速度上限に達する時間は、t0j=vj/aj(s)であり、
ii.進入先頭部車両が速度上限に達したとき進入先頭部車両が通過する距離は、S0j=ajt0j 2/2(m)であり、
iii.進入距離がSj<S0jであれば、最短進入時間はMin{tj}=[Sj/2]1/2(s)であり、及び、
iv.進入距離が
であれば、最短進入時間はMin{tj}=t0j+(Sj−S0j)/vj(s)である。
完了最後尾車両iと進入先頭部車両jの最短青信号間隔Iij=A+Max{ti}−Min{tj}を計算する。
ここで、Lは系統損失時間の平均値であり、Iiは各車流鎖の青信号間隔であり、mは同一鎖族の車流鎖の数であり、Aは黄信号時間であり、lは起動損失時間であり、nは車流鎖における青信号間隔の数である。
式中、CLは車流鎖の最短鎖長であり、Gは各車流の青信号時間であり、Iは最短青信号間隔である。
1)系統損失時間の最小平均値を有する少なくとも一つの鎖族の基本位相構造及び順序構造を選択し、
2)青信号時間が王の最小青信号時間{Gmi}以上であり、かつ青信号間隔が最短青信号間隔以上であるようにし、鎖族図を作成して、調整可能な青信号間隔、調整可能な青信号時間、及び最小両立スキーム{Ii}を決定し、各車流の車線数{ni}、各車線の飽和流量{Qsi}、各車流の流量要求{Qi}、及び最大飽和度要求qに基づき、鎖族における各車流鎖の流量比の合計を計算し、流量比の最大合計をYと表し、鎖族において流量比の合計が最大となる経路の系統損失時間をL`として表し、
3)各鎖族のL`が0以下の場合、L`<0の鎖族のみについて青信号タイミングスキーム及び鍵経路を決定し、得られたスキームについて系統損失時間を計算し、周期に対する系統損失時間の比が相対的に小さいスキームを選択してこのスキームを実行し、そうでなければ、次のステップに進み、及び
4)青信号タイミングスキーム及び鍵経路を決定し、得られたスキームについて系統損失時間を計算し、周期に対する系統損失時間の比が相対的に小さいスキームを選択してこのスキームを実行する。
1)鎖族図の2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と異なれば、より小さい和を有する2つの最短青信号間隔を最初の時間として記録し、
2)鍵交通鎖において多く現れる、より小さい和を有する2つの最短青信号間隔のうちの1つを第1の青信号間隔として記録し、第2の青信号間隔に所定の値を加えて第1の青信号間隔を調整し、第1の青信号間隔の和と第2の青信号間隔の和を等しくし、
上記鎖族の各交通鎖について、各交通流の王の最小青信号時間Gmkと各交通流間の青信号間隔の合計を、交通鎖の最短鎖長として計算し、鎖族から最短鎖長の最大値を備えた交通鎖を鍵交通鎖として設定し、最短鎖長の最大値を第1の周期時間C0として設定し、
第1の青信号間隔が第1の青信号間隔に対応する最初の時間以下かどうかを判断し、最初の時間以下であれば、3)を実行し、そうでなければ、2)を実行し、
3)第1の青信号間隔が最短青信号間隔であり、他の青信号間隔を調整することにより、鎖族図の2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と等しくなるようにし、最小青信号時間の集合{Gmk}を調整することにより、最小青信号時間の集合と交通流の前後の最短青信号間隔の合計が、前後2つの交通流間の最短青信号間隔より小さくなるようにし、上記により得られた両立スキームの各青信号間隔を制御スキームの設計に使用する。
{Ii}:I1=1s,I2=−2s,I2=−1s,I3=3s,I4=−1s,I4=−1s,I5=1s,I6=−1s,I6=−2s,I7=1s,I8=−1s,I8=−1s,I1,3=11s,I5,7=11s,I7,1=12s,I3,5=12s
第1の青信号時間を決定する方法は、
車流鎖における前後2つの交通流の間の最短青信号間隔から交通流の両立青信号間隔の和を除し、第1の青信号時間を求め、
第2の青信号時間は以下の通りであり、
ここで、Gpedestrianは交通流と同一方向の歩行者交通流の最小青信号時間であり、
Gpedestrian flashは、歩行者交通流の完了距離に基づき、一般人が正常の歩行速度で完了距離を通過するために必要な時間と速い人が特定の閾値より速い歩行速度で完了距離を通過するために必要な時間との差であり、
I21は歩行者交通流と交通流の前の交通流との間の最短青信号間隔であり、I22は歩行者交通流と交通流の後の交通流との間の最短青信号間隔であり、I11は交通流と前の交通流との間の最短青信号間隔であり、I12は交通流と後の交通流との間の最短青信号間隔である。
でなければ、流量要求は交差点の通行能力より明らかに大きく、交通が緩和されるまで、最小周期C0を有するスキームのみを最大始動能力を有する車流を始動するために選択することができる。そうでなければ、解がありうるので、実際の交通流量要求{Qi}及び合理的な最大飽和度要求qが最大限まで満足される場合には、不変の非鍵有効青信号時間Geiを有する可能な最小周期から、周期C0及び鍵車流の有効青信号時間Geiは段階的に増加される。その結果、周期C0及び有効青信号時間Geiは青信号比要求{λi}を満たすことができる。設計された信号制御系統の鍵経路における車流の青信号時間Gi及び最小周期C0は早期に満足され、各枠車流の青信号点灯及び消灯時間枠及び他のパラメータが決定される。しかし、小から大への継続的な求解プロセスにおいて可能な周期値が想定される最大周期を超えるときには、臨界飽和に達し、流量要求は交差点の通行能力に接近する。この場合、流量が大きい車流が全て始動されるわけではないが、交通が緩和されるまで、要求に比例して可能な限りの車流を始動するために、得られた最大周期スキームだけを選択することができる。L`<0であれば、解の存在の必要条件の不等式
は、実際には、ある程度まで流量比合計Y>1を許容するので、許容しうる流量比合計の上限は非常に増加し、周期は最大値の上限−L`/(Y−1)を有する。
以下の制御スキーム設計は、選択された鎖族に対して実行される。
1)等飽和度に基づき各枠車流の青信号比要求{λi}を決定し、ここで、λi=Qi/qniQsiであり、
であれば、最大許容周期Cを与え、
2)王の最小青信号時間集合{Gmi}及び最小両立スキーム{Ii}から開始し、次のステップへ進み、
3)鎖族における各車流鎖の最短鎖長を計算し、最短鎖長の最大値を選択される最小周期時間C0として設定し、
4)過飽和を表すY>1−(L`/C0)であれば、{Gi}={Gmi}と設定し、8)に進み、そうでなければ、継続し、
5)全ての枠車流について、以下のC0を用いた式により各整数青信号時間{Gi}を配分し、
ここで、λiは枠車流jの青信号比要求であり、Gjは交通流の青信号時間であり、Aは黄信号時間であり、lは起動損失時間であり、C0は周期であり、Gmjは最小青信号時間であり、
{Gi}が前の{Gi}又は{Gmi}に等しければ、8)に進み、そうでなければ、{Gi}={Gmi}として次のステップに進み、
6)車流鎖の最短鎖長の計算式に青信号時間集合{Gi}を代入し、最短鎖長の最大値を周期時間C1として設定し、
7)周期時間
であれば、次のステップに進み、そうでなければ、C0=C1と設定し、C0が想定される最大周期より大きい、すなわちL`<0かつY>1であるときにC0>−L`/(Y−1)の場合、又は、
であるときにC0が所定の最大許容周期Cより大きい場合には、臨界飽和を意味し、次のステップに移動し、そうでなければ、5)に戻り、
8)最短鎖長の最大値に関連する鍵枠車流の整数青信号時間集合{Gi}及び最小両立スキーム{Ii}を最小枠とすることで、他の枠車流の整数青信号時間を増加させて、鎖族図の空白部(ギャップ)を満たし、鎖族スキームを決定して、各枠車流の青信号点灯及び消灯時間枠を決定し、
9)鎖族スキームに対応する青信号時間{Gi}と青信号間隔{Ii}を比較して、青信号が早期点灯し、遅延消灯し、又は重複することによる各派生位相段階を決定し、位相時間及び位相間隔の各々を決定し、
10)最短青信号間隔を制約することにより、歩行者、非自動車及び右折車両の交通流の青信号早期点灯時間及び遅延消灯時間を決定し、青信号時間を構成し、歩行者、非自動車及び右折車両の交通流の青信号が全て存在するという前提に基づき、より大きい流量を有する交通流に相対的に長い青信号時間を与え、
11)信号灯グループ−位相段階図を描画し、各タイミング・データを検証して実行し、表示のために各表示装置にタイミング・データを送信する。
設計された流量は、それぞれ以下の通りである。東直進Q1=778車両/h、西左折Q2=475車両/h、北直進Q3=835車両/h、南左折Q4=374車両/h、西直進Q5=893車両/h、東左折Q6=432車両/h、南直進Q7=835車両/h、及び北左折Q8=403車両/hである。一車線の飽和流量はQsi=1600車両/h(i∈8)である。全ての流の方向の黄信号時間はA=4sである。全ての流の方向の損失時間はl=1.5sである。最大許容飽和度はq=0.9である。各流の方向の青信号比要求は、以下のように決定することができる。
λ1=0.27、λ2=0.33、λ3=0.29、λ4=0.26、λ5=0.31、λ6=0.30、λ7=0.29、及びλ8=0.28である。
可能な最小周期C0の計算から、可能な鍵車流鎖が調整できない鎖3及び鎖4であることが分かる。王の鎖族の最大流量比の全体の合計Yは以下のように確認される。
L`が流量比の最大合計を有する経路の系統損失時間を表すとき、L`=−10<0であり、
1−(L`/C0)=1+10/42=1.238>Yであることが確認され、したがって、解が存在しうる。
周期C0=42<−L`/(Y−1)=10/0.19=52.6であり、これが解析法を用いず、C0=52を直接設定する理由である。検索は最小可能周期C0=42から開始し、最小周期の解を得ることが可能である。
式(12)により、それぞれ以下のように青信号時間を配分する。
G1=9、G2=12、G3=10、G4=9、G5=11、G6=11、G7=10、及びG8=10である。
であれば、ステップ6)を実行し、そうでなければ、C0=C1と設定して、ステップ3に戻る。
G1=10、G2=12、G3=10、G4=9、G5=11、G6=11、G7=10、及びG8=10であり、
各枠車流の飽和度qiは、それぞれ以下の通りである。
q1=C0Q1/(G1+2.5)n1Qs1=0.817、q2=0.860、q3=0.877、q4=0.854、q5=0.868、q6=0.840、q7=0.877、及びq8=0.846であり、合理的に許容しうる最大飽和度はq=0.9である。
1)位相段階時間は、存在可能な早期点灯時間及び遅延消灯時間を各青信号時間から減ずることによって得られ、
2)斜め方向の青信号間隔制約がない位相間隔は、
であり、
位相間隔は、
であり、
Ti2>I(i+4)1又はT(i+4)1>Iiであれば、重複位相段階があり、重複位相段階の時間の長さは、
であり、
重複位相間隔の前後の位相間隔Ti及びT`iは、それぞれIi及びI(i+4)1であり、
3)斜め方向の青信号間隔制約がある位相間隔は、
であり、位相間隔の前後の位相間隔は、
である。
10)図8に示すように、信号灯グループ−位相段階図を描画する。上記の方法で、本実施例の交通信号制御スキームの設計は完了する。各タイミング・データは検証され、実行され、表示のために各表示装置に送信される。
少なくとも最後の5秒又は6秒の間に、灯信号に対応する信号により決定された剰余時間を、秒単位で同期的、連続的かつ漸減的に表示するためにカウントダウン表示器を使用する。
交差点の情報に基づき、第1の青信号によって始動される交通流と第2の青信号によって始動される交通流が重畳する区域を決定し、第1の青信号により始動された交通流が第1の青信号が消灯したときから区域を通過するのにかかる第1の時間と第2の青信号により始動された交通流が第2の青信号が点灯したときから区域を通過するためにかかる第2の時間を決定し、
交差点の情報に基づき、第1の青信号によって始動された交通流の車両が制動を終了させるのにかかる第3の時間を決定し、
第1の時間と第2の時間の差に、信号変化を見てから制動反応を実行するまでに運転者に必要とされる予め設定された反応時間である第3の時間を加えることによって、第1の青信号から第2の青信号までの最小青信号間隔を決定し、
第1の青信号から第2の青信号までの最小青信号間隔に基づき交差点の制御スキームを決定し、制御スキームにより交通信号を表示する交通信号表示装置に指令を送信する。
1つのグループに少なくとも一つの非衝突交通流を配分し、各交通流の始動順序を表す多数の鎖族を得るために、異なる順序で各グループを配置し、異なるグループ化方式に基づき鎖族の全てをリスト化し、
各鎖族の系統損失時間の平均値
を計算し、
各鎖族において、交通流は各グループごとに交通鎖を形成するために用いられる鍵流(キー・フロー)として選択され、Iiは各交通鎖における2つの隣接した鍵流のグループ間の最小青信号間隔であり、mは鎖族における異なる交通鎖の数であり、Aは第3の時間と反応時間の和であり、lは予め設定された交通流の起動損失時間であり、nは鎖族のグループ数であり、
系統損失時間の最小平均値を有する少なくとも一つの鎖族に基づき、制御スキームにおける各交通流の通行順序を決定する。
3秒、第1の青信号時間、及び第2の青信号時間のみからなるグループから最大の1つを交通流の最小青信号時間として選択し、
青信号時間を決定するための方法は、
鎖族における各交通流の青信号時間をノードとして設定し、鎖族のグループ化方式及び通行順序に従ってノードを配列し、隣接したグループに属する2つの交通流の間の最短青信号間隔を数字を付した矢印で表して循環構造を備えた鎖族図を形成し、2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と異なれば、一方の最短青信号間隔を増加させ、2つの最短青信号間隔の和が等しくなるようにし、
交通流の前後の最小青信号間隔の和が交通流の前後2つの交通流の間の最短青信号間隔よりも小であれば、交通流の前後2つの交通流の間の最短青信号間隔から交通流の前後の最小青信号間隔の和を減じて第1の青信号時間を設定し、
第2の青信号時間は、
であり、Gpedestrianは交通流と同一方向の歩行者交通流の最小青信号時間であり、Gpedestrian flashは、正常の歩行速度で完了距離を通過するために必要な時間と歩行者交通流のための完了距離に基づき走行速度で完了距離を通過するために必要な時間との差であり、I21は歩行者交通流と交通流の前の交通流との間の最短青信号間隔であり、I22は歩行者交通流と交通流の後の交通流との間の最短青信号間隔であり、I11は交通流と前の交通流との間の最短青信号間隔であり、I12は交通流と後の交通流との間の最短青信号間隔である。
鎖族の各交通鎖について、各交通流の最小青信号時間と各交通流間の最短青信号間隔の和を交通鎖の最短鎖長として計算し、鎖族から最短鎖長の最大値を有する交通鎖を選択し、最短鎖長の最大値を第1の周期時間として設定し、
第1の周期時間に基づき各交通鎖における各交通流に青信号時間を配分し、各交通鎖の最短鎖長を計算し、最短鎖長の最大値を第2の周期時間として設定し、
第2の周期時間が第1の周期時間以下であれば、第2の周期時間に対応する交通鎖を選択し、第2の周期時間が第1の周期時間より大きければ、第1の周期時間を第2の周期時間と等しくなるように設定し、青信号時間を配分する。
各交通流の青信号比要求及び第1の最小の周期時間に基づき、交通鎖における各交通流に青信号時間を配分し、配分の結果に基づき少なくとも一つの交通鎖において各交通鎖の最短鎖長を計算し、ここで、青信号比は周期時間に対する有効青信号時間の比である。
A.鎖族における各交通流の青信号時間をノードとして設定し、鎖族のグループ化方式及び通行順序に従ってノードを配列し、隣接したグループに属する2つの交通流の間の最短青信号間隔を数字を付した矢印で表して循環構造を備えた鎖族図を形成し、2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と異なれば、一方の最短青信号間隔を増加させ、2つの最短青信号間隔の合計が等しくなるようにし、
B.車流の飽和度要求に基づき各交通流kの青信号比要求λkを決定し、
鎖族における各交通鎖について、交通鎖の各交通流の青信号比要求の和を計算し、和の最大値を流量比の最大合計Yとして設定し、和の最大値を有する交通鎖の系統損失時間
を計算し、ここで、Iiは交通鎖における2つの隣接したグループの鍵流の間の最短青信号間隔であり、lは予め設定された交通流の起動損失時間であり、nは鎖族におけるグループの数であり、
C.鎖族における各交通鎖について、各交通流の最小青信号時間Gmkと各交通流間の最短青信号間隔の和を交通鎖の最短鎖長として計算し、鎖族における最短鎖長の最大値を有する交通鎖を選択し、最短鎖長の最大値を第1の周期C0とし、L<0であればステップDを実行し、
であればステップFを実行し、
D.
であればステップHを実行し、
E.各交通鎖について、各交通流kの青信号時間
を配分し、GmkにGkが等しくなければ、{Gmk}={Gk}を設定してステップEを再度実行し、そうでなければ、得られた青信号時間集合{Gmk}に基づき各交通鎖の最短鎖長を計算し、最短鎖長の最大値を周期時間C1として設定し、C1>C0であれば、C0=C1を設定してステップDに戻り、そうでなければ、C0=C1を設定してステップHを実行し、
F.予め設定された最大周期閾値Cに基づき、第1の周期時間C0がCより小か否かを判断し、C0>Cであれば、ステップHを実行し、
G.各交通鎖に対して、各交通流kの青信号時間
を配分し、GmkにGkが等しくなければ、{Gmk}={Gk}を設定してステップGを実行し、そうでなければ、得られた青信号時間集合{Gmk}に基づき各交通鎖の最短鎖長を計算し、最短鎖長の最大値を周期時間C1として設定し、C1>C0であれば、C0=C1を設定してステップFに戻り、そうでなければC0=C1を設定してステップHを実行し、
H.周期時間C0に対応する交通鎖の青信号時間集合{Gmk}に基づいて、各グループの他の交通流の最小青信号時間を増加させ、鎖族図の空白部を満たし、各交通流の青信号点灯及び消灯時間を決定し、得られた各交通流の青信号時間及び青信号間隔を制御スキームとして使用し、
I.予め設定されたパラメータに基づき対立(衝突)交通流の青信号が同時に点灯できるか否かを判断し、対立交通流の青信号が同時に点灯できない場合に対立車流の青信号が同時に点灯されているかどうかを検査し、そのような場合には、青信号時間を短縮させて、減少した青信号時間を黄信号時間に配分する。
J.鎖族における各交通流の青信号時間をノードとして設定し、鎖族のグループ化方式及び通行順序に従ってノードを配列し、隣接したグループに属する2つの交通流の間の最短青信号間隔を数字を付した矢印で表して循環構造を備えた鎖族図を形成し、
K.2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と異なれば、より小さい和を有する2つの最短青信号間隔を初期時間として記録し、
L.より小さい和を有する2つの最短青信号間隔の第1の最短青信号間隔を予め設定された値で増加させ、第2の最短青信号間隔を調整し、2つの最短青信号間隔の和が等しくなるようにし、
鎖族における各交通鎖について、各交通流の最小青信号時間Gmkと各交通流間の最短青信号間隔の和を交通鎖の最短鎖長として計算し、鎖族における最短鎖長の最大値を有する交通鎖を選択して鍵交通鎖とし、最短鎖長の最大値を第1の周期時間C0として設定し、
第2の最短青信号間隔が第2の最短青信号間隔に対応する初期時間以下か否かを判断し、第2の青信号間隔が初期時間以下であれば、ステップMを実行し、そうでなければステップLを実行し、
M.鍵交通鎖において多く起こる最小青信号間隔の最小値を設定し、他の最小青信号間隔を調整して、2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と等しくなるようにし、最小青信号時間集合{Gmk}を調整して、各交通流の前後の最小青信号間隔の合計が交通流の前後2つの交通流の間の最短青信号間隔より小さくなるようにし、
N.車流の飽和度要求に基づき各交通流kの青信号比要求λkを決定し、
O.各交通鎖に対して、青信号比要求λkに基づき各交通流kの青信号時間
を配分し、GmkにGkが等しくなければ、{Gmk}={Gk}を設定して再度ステップOを実行し、そうでなければ、得られた青信号時間集合{Gmk}に基づき各交通鎖の最短鎖長を計算し、最短鎖長の最大値を周期時間C1として設定し、C1>C0であれば、C0=C1を設定してステップOを実行し、そうでなければC0=C1を設定してステップPを実行し、
P.周期時間C0に対応する交通鎖の青信号時間集合{Gmk}に基づいて、各グループの他の交通流の最小青信号時間を増加させ、鎖族図の空白部を満たし、各交通流の青信号点灯及び消灯時間を決定し、各交通流の青信号時間及び各青信号時間を制御スキームとして使用し、
I.対立交通流の青信号が同時に点灯できるか否かを判断し、対立交通流の青信号が同時に点灯できない場合に対立交通流の青信号が同時に点灯されているかを検査し、そのような場合には、青信号時間を短縮させて、減少した青信号時間を黄信号時間に配分する。
交差点の情報に基づき、第1の青信号によって始動される交通流と第2の青信号によって始動される交通流が重畳する区域を決定し、
第1の青信号により始動された交通流が第1の青信号が消灯したときから区域を通過するためにかかる第1の時間と第2の青信号により始動された交通流が第2の青信号が点灯したときから区域を通過するためにかかる第2の時間を決定し、
交差点の情報に基づき、第1の青信号によって始動された交通流の車両が制動を終了させるために必要な第3の時間を決定し、
第1の時間と第2の時間の差に、信号変化を見てから制動反応を実行するまでに運転者に必要とされる予め設定された反応時間である第3の時間を加えることによって、第1の青信号から第2の青信号までの最小青信号間隔を決定し、
第1の青信号から第2の青信号までの最小青信号間隔に基づき交差点の制御スキームを決定し、信号機の制御スキームを提供するように構成される。
1つのグループに少なくとも一つの非対立(衝突)交通流を配分し、各交通流の始動順序を表す多数の鎖族を得るために、異なる順序で各グループを配置し、異なるグループ化方式に基づき鎖族の全てをリスト化し、
各鎖族の系統損失時間の平均値
を計算し、
ここで、各鎖族において、交通流は各グループごとに交通鎖を形成するために用いられる鍵流として選択され、Iiは各交通鎖における2つの隣接した鍵流のグループ間の最小青信号間隔であり、mは鎖族における異なる交通鎖の数であり、Aは第3の時間と反応時間の和であり、lは予め設定された交通流の起動損失時間であり、nは鎖族のグループ数であり、
系統損失時間の最小平均値を有する少なくとも一つの鎖族に基づき、制御スキームにおける各交通流の通行順序を決定する。
交差点の少なくとも2つの道路導流化スキームの各系統損失時間の最小平均値を決定し、系統損失時間の最小平均値の最小値を有する道路導流化スキームを交差点の道路導流化スキームとして選択し、選択された道路導流化スキームの情報を出力するように構成された導流化スキーム選択装置を含んでもよい。
各交通流の最小青信号時間を計算し、最小青信号時間、系統損失時間の最小平均値を有する鎖族、及び予め設定された設計パラメータに基づき、制御スキームの各青信号の時間配分スキームを決定するように構成されてもよい。
3秒、第1の青信号時間、及び第2の青信号時間のみからなるグループから1つを交通流の最小青信号時間として選択するように構成されてもよい。
鎖族における各交通流の青信号時間をノードとして設定し、鎖族のグループ化方式及び通行順序に従ってノードを配列し、隣接したグループに属する2つの交通流の間の最短青信号間隔を数字を付した矢印で表して循環構造を備えた鎖族図を形成し、
2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と異なれば、一方の最短青信号間隔を増加させ、2つの最短青信号間隔の和が等しくなるようにし、
交通流の前後の最小青信号間隔の合計が交通流の前後2つの交通流の間の最短青信号間隔よりも小であれば、交通流の前後2つの交通流の間の最短青信号間隔から交通流の前後の最小青信号間隔の和を減じて第1の青信号時間を設定し、
第2の青信号時間は、
であり、Gpedestrianは交通流と同一方向の歩行者交通流の最小青信号時間であり、Gpedestrian flashは、正常の歩行速度で完了距離を通過するために必要な時間と歩行者交通流のための完了距離に基づき走行速度で完了距離を通過するために必要な時間との差であり、I21は歩行者交通流と交通流の前の交通流との間の最短青信号間隔であり、I22は歩行者交通流と交通流の後の交通流との間の最短青信号間隔であり、I11は交通流と前の交通流との間の最短青信号間隔であり、I12は交通流と後の交通流との間の最短青信号間隔である。
鎖族の各交通鎖について、各交通流の最小青信号時間と各交通流間の最短青信号間隔の和を交通鎖の最短鎖長として計算し、鎖族から最短鎖長の最大値を有する交通鎖を選択し、最短鎖長の最大値を第1の周期時間として設定し、
第1の周期時間に基づき各交通鎖における各交通流に青信号時間を配分し、各交通鎖の最短鎖長を計算し、最短鎖長の最大値を第2の周期時間として設定し、
第2の周期時間が第1の周期時間以下であれば、第2の周期時間に対応する交通鎖を選択し、第2の周期時間が第1の周期時間より大きければ、第1の周期時間を第2の周期時間と等しくなるように設定し、青信号時間を配分するように構成されてもよい。
各交通流の青信号比要求及び第1の最小の周期時間に基づき、交通鎖における各交通流に青信号時間を配分し、配分の結果に基づき少なくとも一つの交通鎖において各交通鎖の最短鎖長を計算し、青信号比は周期時間に対する有効青信号時間の比であるように構成されてもよい。
A.鎖族における各交通流の青信号時間をノードとして設定し、鎖族のグループ化方式及び通行順序に従ってノードを配列し、隣接したグループに属する2つの交通流の間の最短青信号間隔を数字を付した矢印で表して循環構造を備えた鎖族図を形成し、2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と異なれば、一方の最短青信号間隔を増加させ、2つの最短青信号間隔の合計が等しくなるようにし、
B.車流の飽和度要求に基づき各交通流kの青信号比要求λkを決定し、
鎖族における各交通鎖について、交通鎖の各交通流の青信号比要求の和を計算し、和の最大値を流量比の最大合計Yとして設定し、和の最大値を有する交通鎖の系統損失時間
を計算し、ここで、Iiは交通鎖における2つの隣接したグループの鍵流の間の最短青信号間隔であり、lは予め設定された交通流の起動損失時間であり、nは鎖族におけるグループの数であり、
C.鎖族における各交通鎖について、各交通流の最小青信号時間Gmkと各交通流間の最短青信号間隔の和を交通鎖の最短鎖長として計算し、鎖族における最短鎖長の最大値を有する交通鎖を選択し、最短鎖長の最大値を第1の周期C0とし、L<0であればステップDを実行し、
であればステップFを実行し、
D.
であればステップHを実行し、
E.各交通鎖について、各交通流kの青信号時間
を配分し、GmkにGkが等しくなければ、{Gmk}={Gk}を設定してステップEを再度実行し、そうでなければ、得られた青信号時間集合{Gmk}に基づき各交通鎖の最短鎖長を計算し、最短鎖長の最大値を周期時間C1として設定し、C1>C0であれば、C0=C1を設定してステップDに戻り、そうでなければ、C0=C1を設定してステップHを実行し、
F.予め設定された最大周期閾値Cに基づき、第1の周期時間C0がCより小か否かを判断し、C0>Cであれば、ステップHを実行し、
G.各交通鎖に対して、各交通流kの青信号時間
を配分し、GmkにGkが等しくなければ、{Gmk}={Gk}を設定してステップGを実行し、そうでなければ、得られた青信号時間集合{Gmk}に基づき各交通鎖の最短鎖長を計算し、最短鎖長の最大値を周期時間C1として設定し、C1>C0であれば、C0=C1を設定してステップFに戻り、そうでなければC0=C1を設定してステップHを実行し、
H.周期時間C0に対応する交通鎖の青信号時間集合{Gmk}に基づいて、各グループの他の交通流の最小青信号時間を増加させ、鎖族図の空白部を満たし、各交通流の青信号点灯及び消灯時間を決定し、得られた各交通流の青信号時間及び青信号間隔を制御スキームとして使用し、
I.予め設定されたパラメータに基づき対立(衝突)交通流の青信号が同時に点灯できるか否かを判断し、対立交通流の青信号が同時に点灯できない場合に対立車流の青信号が同時に点灯されているかどうかを検査し、そのような場合には、青信号時間を短縮させて、減少した青信号時間を黄信号時間に配分するように構成されてもよい。
J.鎖族における各交通流の青信号時間をノードとして設定し、鎖族のグループ化方式及び通行順序に従ってノードを配列し、隣接したグループに属する2つの交通流の間の最短青信号間隔を数字を付した矢印で表して循環構造を備えた鎖族図を形成し、
K.2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と異なれば、より小さい和を有する2つの最短青信号間隔を初期時間として記録し、
L.より小さい和を有する2つの最短青信号間隔の第1の最短青信号間隔を予め設定された値で増加させ、第2の最短青信号間隔を調整し、2つの最短青信号間隔の和が等しくなるようにし、
鎖族における各交通鎖について、各交通流の最小青信号時間Gmkと各交通流間の最短青信号間隔の和を交通鎖の最短鎖長として計算し、鎖族における最短鎖長の最大値を有する交通鎖を選択して鍵交通鎖とし、最短鎖長の最大値を第1の周期時間C0として設定し、
第2の最短青信号間隔が第2の最短青信号間隔に対応する初期時間以下か否かを判断し、第2の青信号間隔が初期時間以下であれば、ステップMを実行し、そうでなければステップLを実行し、
M.鍵交通鎖において多く起こる最小青信号間隔の最小値を設定し、他の最小青信号間隔を調整して、2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と等しくなるようにし、最小青信号時間集合{Gmk}を調整して、各交通流の前後の最小青信号間隔の合計が交通流の前後2つの交通流の間の最短青信号間隔より小さくなるようにし、
N.車流の飽和度要求に基づき各交通流kの青信号比要求λkを決定し、
O.各交通鎖に対して、青信号比要求λkに基づき各交通流kの青信号時間
を配分し、GmkにGkが等しくなければ、{Gmk}={Gk}を設定して再度ステップOを実行し、そうでなければ、得られた青信号時間集合{Gmk}に基づき各交通鎖の最短鎖長を計算し、最短鎖長の最大値を周期時間C1として設定し、C1>C0であれば、C0=C1を設定してステップOを実行し、そうでなければC0=C1を設定してステップPを実行し、
P.周期時間C0に対応する交通鎖の青信号時間集合{Gmk}に基づいて、各グループの他の交通流の最小青信号時間を増加させ、鎖族図の空白部を満たし、各交通流の青信号点灯及び消灯時間を決定し、各交通流の青信号時間及び各青信号時間を制御スキームとして使用し、
I.対立交通流の青信号が同時に点灯できるか否かを判断し、対立交通流の青信号が同時に点灯できない場合に対立交通流の青信号が同時に点灯されているかを検査し、そのような場合には、青信号時間を短縮させて、減少した青信号時間を黄信号時間に配分するように構成されてもよい。
Claims (14)
- 最短青信号間隔を決定することからなる交通信号制御方法であって、
1)道路導流化の工程設計に基づき、異なる交通流について衝突区域及び鍵衝突点位置を決定し、
2)青信号iによって始動される交通最後尾ユニットの最大完了距離si(m)、及び青信号iと対立する青信号jによって始動される交通先頭部ユニットの最小進入距離sj(m)を決定し、
3)青信号iの交通最後尾ユニットの最長完了時間Max{ti}、及び青信号jの交通先頭部ユニットの最短進入時間Min{tj}を計算し、
4)最短青信号間隔
を計算し、
5)前記最短青信号間隔に基づき前記交差点の制御スキームを決定し、該制御スキームに従ってリアルタイムで表示するために制御指令を交通信号表示装置に送信することを含むことを特徴とする交通信号制御方法。 - 基本位相構造及び順序構造の制御スキームを選択し決定することを含む交通信号制御方法であって、
1)周期経路となりうる枠車流の青信号時間と青信号間隔を前後の順で連続的に接続して、車流鎖を形成し、その開始及び終了とは関係なく、同一の基本位相段階及びシーケンスを有する車流鎖を同一の鎖族に分類し、交通流の最短青信号間隔を計算し、段階横断車流鎖を除き、同一の鎖族の各車流鎖の系統損失時間の平均値
を計算し、ここで、最小のLを有する鎖族は王の鎖族であり、Lより下位の鎖族は王の下位鎖族であり、
2)系統損失時間の平均値が最小である少なくとも1つの鎖族の基本位相構造及び順序構造を分別して採用し、
3)各青信号時間が王の最小青信号時間{Gmi}以上であり、かつ最短青信号間隔以上であることを達成し、鎖族図を作成して、調整可能な青信号間隔、調整可能な青信号時間、及び最小両立スキーム{Ii}を決定し、各車流の車線数{ni}、各車線の飽和流量{Qsi}、各車流の流量要求{Qi}、及び最大飽和度要求qに基づき、鎖族における各車流鎖の流量比の合計を計算し、そのうちの最大合計をYと表し、該鎖族において流量比の最大合計を有する経路の系統損失時間をL`として表し、
4)各鎖族のL`が0以下の場合、L`<0の鎖族のみについて青信号タイミングスキーム及び鍵経路を決定し、得られたスキームの系統損失時間を計算し、周期に対する系統損失時間の比が相対的に小さいスキームを選択して、選択されたスキームを実行し、そうでなければ係属し、
5)各鎖族の青信号タイミングスキーム及び鍵経路を決定し、得られたスキームの系統損失時間を計算し、周期に対する系統損失時間の比が相対的に小さいスキームを選択して、選択されたスキームを実行することを含む請求項1に記載の交通信号制御方法。 - 前記交通信号制御方法は最小両立スキームを調整することを含み、最小両立スキームの調整は、
1)前記鎖族における各交通流の青信号時間をノードとして設定し、前記鎖族のグループ化方式及び通行順序に従ってノードを配列し、隣接したグループに属する2つの交通流の間の最短青信号間隔を数字を付した矢印で表して循環構造を備えた鎖族図を形成し、
2)2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と異なれば、より小さい和を有する2つの最短青信号間隔を初期時間として記録し、
3)鍵交通鎖において多く現れる、より小さい和を有する2つの最短青信号間隔のうちの1つを第1の青信号間隔として記録し、第2の青信号間隔に予め設定された値を加えて第1の青信号間隔を調整し、2組のノード間で、前記2つの最短青信号間隔の和が等しくなるようにし、
前記鎖族における各交通鎖について、各交通流の王の最小青信号時間Gmkと各交通流間の最短青信号間隔の和を前記交通鎖の最短鎖長として計算し、前記鎖族において最短鎖長の最大値を有する交通鎖を鍵交通鎖として選択し、前記最短鎖長の最大値を第1の周期時間C0として設定し、
前記第1の青信号間隔が第1の青信号間隔に対応する初期時間以下か否かを判断し、前記初期時間以下であればステップ4)を実行し、そうでなければステップ3)を実行し、
4)第1の青信号間隔を最短青信号間隔として設定し、他の青信号間隔を調整することにより、2組のノード間で、平行な直線の矢印によって示される最短青信号間隔の和が、交差斜線によって示される最短青信号間隔の和と等しくなるようにし、最小青信号時間集合{Gmk}を調整することにより、前記交通流の前後の最短青信号間隔の合計が、前記交通流の前後2つの交通流間の最短青信号間隔より小さくなるようにし、
得られた両立スキームの青信号間隔を制御スキームの設計に使用することを含む請求項1又は2に記載の交通信号制御方法。 - 前記交通信号制御方法は、3秒、第1の青信号時間、及び第2の青信号時間のみからなるグループから最大の1つを交通流の最小青信号時間として選択し、王の最小青信号時間を決定することを含み、
前記第1の青信号時間を決定する方法は、
交通流の前後2つの交通流の間の最短青信号間隔から前記交通流の前後の最小青信号間隔の和を減じて前記第1の青信号時間を設定し、
前記第2の青信号時間は、
であり、Gpedestrianは前記交通流と同一方向の歩行者交通流の最小青信号時間であり、Gpedestrian flashは、正常の歩行速度で完了距離を通過するために必要な時間と前記歩行者交通流のための前記完了距離に基づき走行速度で前記完了距離を通過するために必要な時間との差であり、I21は前記歩行者交通流と前記交通流の前の交通流との間の最短青信号間隔であり、I22は前記歩行者交通流と前記交通流の後の交通流との間の最短青信号間隔であり、I11は前記交通流と前の交通流との間の最短青信号間隔であり、I12は前記交通流と後の交通流との間の最短青信号間隔である請求項1又は2に記載の交通信号制御方法。 - 前記交通信号制御方法は、
1)等飽和度に基づき各枠車流の青信号比要求{λi}を決定し、ここで、λi=Qi/qniQsiであり、
であれば、最大許容周期Cを与え、
2)王の最小青信号時間集合{Gmi}及び最小両立スキーム{Ii}から開始し、次のステップへ進み、
3)鎖族における各車流鎖の最短鎖長を計算し、最短鎖長の最大値を選択される最小周期時間C0として設定し、
4)Y>1−(L`/C0)であれば、過飽和であり、{Gi}={Gmi}と設定し、8)に進み、そうでなければ、継続し、
5)全ての枠車流について、以下のC0を用いた式により各整数青信号時間{Gi}を配分し、
ここで、λiは枠車流jの青信号比要求であり、Gjは該交通流の青信号時間であり、Aは黄信号時間であり、lは起動損失時間であり、C0は周期であり、Gmjは最小青信号時間であり、
{Gi}が前の{Gi}又は{Gmi}に等しければ、8)に進み、そうでなければ、{Gi}={Gmi}と設定して継続し、
6)各車流鎖の最短鎖長の計算式に青信号時間集合{Gi}を代入し、最短鎖長の最大値を周期時間C1として設定し、
7)周期時間
であれば、次のステップに進み、そうでなければ、C0=C1と設定し、C0が想定される最大周期より大きい、すなわちL`<0かつY>1であるときにC0>−L`/(Y−1)の場合、又は、
であるときにC0が所定の最大許容周期Cより大きい場合には、臨界飽和を意味し、次のステップに移動し、そうでなければ、7)に戻り、
8)最短鎖長の最大値に関連する鍵枠車流の整数青信号時間集合{Gi}及び最小両立スキーム{Ii}を最小枠とすることで、他の枠車流の整数青信号時間を増加させて、鎖族図の空白部を満たし、鎖族スキームを決定して、各枠車流の青信号点灯及び消灯時間枠を決定し、
9)鎖族スキームに対応する青信号時間{Gi}と青信号間隔{Ii}を比較して、青信号が早期点灯し、遅延消灯し、又は重複することによる各派生位相段階を決定し、位相時間及び位相間隔の各々を決定し、
10)最短青信号間隔を制約することにより、歩行者、非自動車及び右折車両の交通流の青信号早期点灯時間及び遅延消灯時間を決定し、青信号時間を構成し、歩行者、非自動車及び右折車両の交通流の青信号が全て存在するという前提に基づき、より大きい流量を有する交通流に相対的に長い青信号時間を与え、
11)信号灯グループ−位相段階図を描画し、各タイミング・データを検証して実行し、表示のために前記各表示装置にタイミング・データを送信することを含む請求項1、2、3又は4に記載の交通信号制方法。 - 前記交差点の道路導流化スキームの選別は、
前記交差点の少なくとも2つの道路導流化スキームの各々について、系統損失時間の最小平均値を決定し、系統損失時間の最小平均値を有する道路導流化スキームを前記交差点の道路導流化スキームとして選択し、前記選択された道路導流化スキームの情報を出力することを更に含む、請求項1に記載の交通信号制御方法。 - 少なくとも最後の5秒又は6秒の間に、灯信号に対応する信号により決定された剰余時間を、秒単位で同期的、連続的かつ漸減的に表示するためにカウントダウン表示器を使用することを更に含む、請求項1に記載の交通信号制御方法。
- 信号機と交通信号表示装置を含み、前記信号機は請求項1、2、3、4、5、6又は7に記載の前記方法で決定された前記交差点の制御スキームを実行し、前記交通信号表示装置にリアルタイムで交通信号を表示するための指令を送信するために用いられることを特徴とする交差点の交通信号制御系統。
- 少なくとも1つの情報計測装置を更に含み、完了車速を計測するための情報計測装置は横断歩道の出口付近の区域に設置され、該区域の車両の法定車速の全てを完了車速とし、進入車速及び加速度を計測するための情報計測装置は前記横断歩道の入口付近の区域に設置され、該区域の青信号の度に始動される先頭部車両の法定車速及び加速度を進入車速及び加速度とし、これらの情報計測装置は更に、異なる流の方向の車流量を計測し、前記信号機に提供することができる、請求項8に記載の交差点の交通信号制御系統。
- 前記表示装置はカウントダウン表示器を含む請求項8又は9に記載の交通信号制御系統。
- 前記カウントダウン表示器はCPU計時装置と表示装置を含み、一桁のカウントダウン表示器と前記信号機との間にはデジタル通信及び専用デジタル通信線がなく、前記カウントダウン表示器は、前記交通信号表示装置に接続され、前記カウントダウン表示器は、前記信号機から送信され前記カウントダウン表示器で受信された信号から第2の制御信号を抽出し、前記第2の制御信号により予め設定された数から開始するカウントダウンを表示し、カウントダウンが終了するときに表示を終了する請求項10に記載の交通信号制御系統。
- 前記信号機は、前記交通信号表示装置に送信された第1の制御信号に前記第2の制御信号を適時に重畳し、前記第1の制御信号は前記第2の制御信号と異なる周波数を有する請求項10に記載の交通信号制御系統。
- 前記交差点に用いられる道路導流化スキームは環状道路及び環状道路と交差する道路を含み、前記環状道路は直進車両及び非自動車の走行に用いられ、前記環状道路内の中心区域は、直進車両通行禁止区域であり、前記環状道路及び中心区域と交差する道路は左折車両の走行に用いられ、直進自動車のための環状道路とともに平面交差を形成する請求項8、9、又は10に記載の交通信号制御系統。
- 制御スキームの動的設計は請求項1、2、3、4、5、6又は7に記載の前記方法を用いて王の鎖族のみのために実行され、他のいかなる鎖族も考慮しない請求項8、9、10又は13に記載の交通信号制御系統。
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