JP2014191728A

JP2014191728A - 交通信号制御装置

Info

Publication number: JP2014191728A
Application number: JP2013068600A
Authority: JP
Inventors: 俊一郎 ▲高▼島; Shunichiro Takashima
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: JP6145290B2

Abstract

【課題】交差点の各流入路の車群に応じた信号制御において、青時間の最適化を図ること。
【解決手段】交通信号制御システム１では、交差点の信号制御を行う信号制御機５０が、交通量や占有率、時間帯に応じて制御パターンを変更するといった交通感応制御を行うとともに、各流入路の車両及び歩行者がともに青現示となる所定の青延長階梯において、車群の有無に応じて、制御パターンで定められる各階梯の表示時間（標準時間）を延長する。
【選択図】図１

Description

本発明は、交差点の信号階梯を歩進制御する交通信号制御装置に関する。

交差点における交通信号制御の１つとして、交通量の変動に対応するため、車両用や歩行者用の感知器を設置し、その感知結果に応じて各現示の表示時間を変更する感応制御がある。この感応制御の一種として、複数の車両で構成される車群を検出し、車群の検出に応じて青時間を延長する車群感応制御が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３４１２７７９号公報

しかしながら、上述の特許文献１に示すような従来の車群感応制御は、主道路のみの車群を対象とした制御であり、従道路の車群については考慮していない。また、主道路の信号が青表示となる前に車群を検出して延長する時間を決定する必要があり、決定した時間は固定であった。また、車群を構成しない車両については考慮されていなかった。本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。

上記課題を解決するための第１の発明は、
一の流入路を走行する車群の先頭及び末尾が所定の検出位置を通過したことを示す検出情報（例えば、図３の車群感知器４０による車群感知信号）に基づいて、当該交差点の信号階梯を歩進制御する交通信号制御装置（例えば、図３の信号制御機５０）であって、
前記一の流入路に係る信号が青表示となる一の階梯中に前記車群が当該交差点に差し掛かるか否かを前記検出情報に基づいて判定する判定手段（例えば、図３の車群感応制御部２４１）と、
前記判定手段により差し掛かると判定された場合に、前記一の階梯を延長する延長制御手段（例えば、図３の車群感応制御部２４１）と、
を備え、
前記延長制御手段は、
前記一の階梯の延長中に、前記検出情報に基づく前記車群の予想通過時刻が経過した場合に当該延長を打ち切る第１の打ち切り手段（例えば、図３の車群感応制御部２４１；図５のステップＢ７：ＹＥＳ）と、
前記一の階梯の延長中に、当該一の階梯の限度時間に達した場合に当該延長を打ち切る第２の打ち切り手段（例えば、図３の車群感応制御部２４１；図５のステップＢ１１：ＹＥＳ）と、
を有する、
交通信号制御装置である。

この第１の発明によれば、交差点の信号階梯を歩進制御する交通信号制御装置では、一の流入路に係る信号が青表示となる一の階梯中に車群が交差点に差し掛かると判定された場合、この一の階梯が延長される。またこの一の階梯の延長中に、車群の予想通過時刻が経過した場合、或いは、一の階梯の限度時間に達した場合には、青の延長が打ち切られる。これにより、交差点を構成する主道路や従道路などの流入路それぞれについて、当該流入路の車群に応じて青表示となる階梯を延長することができる。また、一旦延長した後に、当該階梯の延長を打ち切ることもできる。

また、第２の発明として、第１の発明の交通信号制御装置であって、
前記一の流入路を走行する車両を感知する感知器の感知結果に基づいて、当該一の流入路における滞留台数を推定する滞留台数推定手段（例えば、図３の滞留台数計測部２１０）を更に備え、
前記延長制御手段は、前記滞留台数が所定台数以上の場合に、前記第１の打ち切り手段による前記一の階梯の延長の打ち切りを抑止する手段（例えば、図３の車群感応制御部２４１；図５のステップＢ９：ＮＯ）を有する、
交通信号制御装置を構成しても良い。

この第２の発明によれば、一の流入路を走行する車両を感知する感知器の感知結果に基づいて推定された当該一の流入路における滞留台数が所定台数以上の場合には、車群の予測通過時刻が経過したことによる一の階梯の延長の打ち切りが抑止される。つまり、車群に含まれない所定台数以上の車両が存在する場合には、車群が予測通りに通過できない場合が考えられるので、一の階梯の延長を打ち切らない。

また、第３の発明として、第１又は第２の発明の交通信号制御装置であって、
前記感知器の感知結果に基づいて渋滞の発生を検出する渋滞発生検出手段（例えば、図３の飽和判定部２２０）と、
前記渋滞発生検出手段により渋滞の発生が検出された場合に、前記延長制御手段による前記一の階梯の延長制御を抑止する延長制御抑止手段（例えば、図３の車群感応制御部２４１；図４のステップＡ７：ＹＥＳ）と、
を更に備えた交通信号制御装置を構成しても良い。

この第３の発明によれば、感知器の感知結果に基づいて渋滞の発生が検出された場合には、一の階梯の延長制御が抑止される。つまり、当該交差点における渋滞の発生が検出された場合には、車群感応制御が行われない。

交通信号制御システムの全体構成図。現示階梯表の一例。信号制御機の機能構成図。信号制御処理のフローチャート。信号制御処理中に実行される青延長処理のフローチャート。

［全体構成］
図１は、本実施形態の交通信号制御システム１の設置例である。図１によれば、交通信号制御システム１は、車両用信号灯器１０と、歩行者用信号灯器２０と、車両感知器３０と、車群感知器４０と、信号制御機５０とを備えて構成される。車両用信号灯器１０、歩行者用信号灯器２０、車両感知器３０及び車群感知器４０それぞれと、信号制御機５０とは、無線通信或いは有線通信によって通信可能に接続されている。

また、この交通信号制御システム１が設置される交差点は、２つの流入路を有する主道路と、２つの流入路を有する従道路とが交差する十字交差点であり、主道路及び従道路を横切るように横断歩道３が設置されている。

車両用信号灯器１０は、路側に設置された柱等の上部に、各流入路の車両交通に対面するように設置されている。歩行者用信号灯器２０は、横断歩道３の両端の路側に設置された柱等の上部に、各流入路の歩行者交通に対面するように設置されている。これらの車両用信号灯器１０及び歩行者用信号灯器２０それぞれの灯色の表示は、信号制御機５０によって制御される。

車両感知器３０は、路側に設置された柱の上部に、各流入路を上方から俯瞰する位置に設置されており、感知対象の流入路における所定の検出位置を通過する車両の有無を感知する。この車両感知器３０は、超音波式や光学式、画像式等の公知の感知器を利用できる。

車群感知器４０は、路側に設置された柱の上部に、流入路を上方から俯瞰するように設置されており、感知対象の流入路における所定の検出位置を通過する車群の有無を感知する。この車群感知器４０は、所定の検出位置を通過する車両の有無を感知する車両感知器を有しており、この車両感知器の感知信号から、車両間隔或いは車頭間隔が所定値以下の車両の集合を１つの車群として検出する。車群感知器４０の感知信号は、例えば、車群が存在しない場合をＬレベル（感知無し）、車群が存在する場合、車群の先頭車両から最後尾車両までをＨレベル（感知有り）とする信号とすることができる。すなわち、先頭車両が検出位置に位置してから最後尾車両が通過するまでの間がＨレベルの信号となる。

これらの車両感知器３０及び車群感知器４０それぞれの感知信号は、随時、信号制御機５０へ出力される。なお、車両感知器３０と車群感知器４０とは別体の装置であるとするが、一体の装置として構成しても良い。この場合、車両感知器を有し、この車両感知器からの車両感知信号を出力するとともに、この車両感知信号をもとに車群を判定して車群感知信号を出力する。

信号制御機５０は、例えば、何れかの車両用信号灯器１０が取り付けられた柱の下方やその近傍に設置され、自交差点の交通信号全体を制御する。本実施形態では、例えば図２に示す現示階梯表に従って、主道路と従道路とに交互に通行権を与える２現示方式の信号制御を行う。

図２は、本実施形態における現示階梯表である。この現示階梯表によれば、交差点の交通信号制御として、主道路の交通（車両及び歩行者）に通行権を与える主道路現示１φと、従道路の交通（車両及び歩行者）に通行権を与える従道路現示２φとを交互に表示するように定められている。詳細には、主道路現示１φは、主道路車両青（階梯１）、主道路歩行者青点滅（階梯２）、主道路歩行者赤（階梯３）、主道路車両黄（階梯４）、全赤（階梯５）の５つの階梯で構成され、従道路現示２φは、従道路車両青（階梯６）、従道路歩行者青点滅（階梯７）、従道路歩行者赤（階梯８）、従道路車両黄（階梯９）、全赤（階梯１０）の５つの階梯で構成される。

［機能構成］
図３は、信号制御機５０の機能構成図である。図３によれば、信号制御機５０は、操作部１１０と、表示部１２０と、通信部１３０と、計時部１４０と、処理部２００と、記憶部３００とを備えて構成される。

操作部１１０は、例えばボタンスイッチやタッチパネル等の入力装置で実現され、信号制御機５０の管理者の操作に応じた操作信号を処理部２００に出力する。表示部１２０は、例えばＬＣＤ等の表示装置で実現され、処理部２００からの表示信号に従った各種表示を行う。なお、操作部１１０や表示部１２０は、信号制御機５０の筐体内に収められており、歩行者等の一般人が操作・視認することはできない。

通信部１３０は、例えば有線或いは無線通信装置で実現され、外部装置（主に、他の信号制御機５０）との間で有線通信或いは無線通信を行う。計時部１４０は、現在時刻や、指定タイミングからの経過時間を計時し、計時した現在時刻や経過時間を処理部２００に出力する。

処理部２００は、例えばＣＰＵ等の演算装置で実現され、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ、車両感知器３０や車群感知器４０からの感知信号等に基づいて、信号制御機５０を構成する各部への指示やデータ転送を行い、信号制御機５０の全体制御を行う。本実施形態では、処理部２００は、滞留台数計測部２１０と、飽和判定部２２０と、交通感応制御部２３０と、信号表示制御部２４０とを有し、信号制御プログラム３１０に従った交通信号制御処理（図４参照）を行う。

滞留台数計測部２１０は、車両感知器３０からの感知信号に基づいて、自交差点の滞留台数を計測する。具体的には、自交差点への各流入路について、当該流入路に設置された車両感知器３０の感知信号が「感知有り」となる毎に、車両が１台到着したとして滞留台数を「１台」増加させ、当該流入路の車両青の表示期間では、所定秒数（例えば、２秒）が経過する毎に、車両が１台流出したと推定して滞留台数を「１台」減少させる。

飽和判定部２２０は、滞留台数計測部２１０によって計測された滞留台数をもとに、自交差点における飽和（渋滞）の発生を判定する。例えば、各流入路それぞれの滞留台数の合計台数が飽和とみなす所定台数以上である場合に、自交差点に飽和が発生したと判定する。

交通感応制御部２３０は、自交差点における車両の交通量や占有率に応じて制御パターンを選択する。制御パターンは、信号制御サイクル長や、現示階梯における各階梯（ステップ）の表示時間（スプリット）、オフセット等を定めたデータであり、交通量や占有率、曜日、時間帯等の選択条件と対応付けて、制御パターン群３３０として格納されている。交通量や占有率は、車両感知器３０の感知結果から求めることができる。また、制御パターンの選択は、例えば、朝や夕方といった時刻として定められる所定の変更タイミングにおいて行う。

信号表示制御部２４０は、図２に一例を示す現示階梯表３２０に従って、交通感応制御部２３０によって選択された制御パターンにて定められた表示秒数（標準秒数）が経過する毎に階梯を進める歩進制御を行って、車両用信号灯器１０及び歩行者用信号灯器２０の点灯／滅灯を制御する。

また、信号表示制御部２４０は、車群感応制御部２４１を有する。車群感応制御部２４１は、青時間の延長対象として定められた階梯（青延長階梯）について、自交差点に接近する車群に応じて、交通感応制御部２３０によって選択された制御パターンで定められる表示時間（以下、「標準時間」という）を延長する青延長制御を行う。青延長階梯は、車両及び歩行者がともに青表示となる階梯である。例えば、図２に示す現示階梯表では、主道路の車両及び歩行者がともに青表示となる「階梯１」と、従道路の車両及び歩行者がともに青表示となる「階梯６」とが青延長階梯となる。

具体的には、当該青延長階梯において青表示となる流入路に設置された車群感知器４０の感知信号から、自交差点に接近している車群の有無を判定する。車群が有る場合には、その車群の予測到着時刻Ｔａ、及び、予測通過時刻Ｔｐを算出する。すなわち、車両が車群感知器４０の検出位置から停止線まで走行するのに要する所要時間ｔｖを、車群感知器４０の検出位置から停止線までの距離Ｌと想定する車両速度Ｖとから求める。そして、車群感知信号が「感知有り」となった時点から、所要時間ｔｖ経過後の時刻を、予測到着時刻Ｔａとし、車群感知信号が「感知有り」から「感知無し」に変化した時点から、所要時間ｔｖ経過後の時刻を、予測通過時刻Ｔｐとする。

次いで、算出した予測到着時刻Ｔａと、当該階梯の開始から標準時間が経過時点の時刻（標準時刻）Ｔｂとを比較することで、この車群が当該階梯の表示中に交差点に差し掛かるか否かを判定する。すなわち、予測到着時刻Ｔａが標準時刻Ｔｂ以前ならば、差し掛かると判定し、予測到着時刻Ｔａが標準時刻Ｔｂ以降ならば、差し掛からないと判定する。

車群が当該階梯の表示中に交差点に差し掛かると判定したならば、続いて、車群の予測通過時刻Ｔｐと標準時刻Ｔｂとを比較することで、車群が当該階梯の表示中に交差点を通過し終えるか否かを判定する。すなわち、予測通過時刻Ｔｐが標準時刻Ｔｂ以前ならば、通過し終えると判定し、予測通過時刻Ｔｐが標準時刻Ｔｂ以降ならば、通過し終えないと判定する。そして、通過し終えないと判定した場合には、予測通過時刻Ｔｐと、当該階梯の開始から所定の限度青時間が経過時点の時刻（限度青時刻）とを比較し、早いほうの時刻まで当該階梯の表示時間を延長する。

なお、車群が無い場合には、滞留台数に応じて、当該階梯の表示時間を変更する。すなわち、滞留台数がゼロの場合には、当該階梯の表示時間を所定の初期青時間とし、滞留台数がゼロでない場合には標準時間とする。なお、この標準時間とするための滞留台数の閾値台数は１台以上ではなく、２台以上など、適宜設定できる。

ここで、初期青時間及び限度青時間は、標準時間に応じて定められる。例えば、初期青時間は、標準時間から第１の所定時間だけ短い時間とし、限度青時間は、標準時間から第２の所定時間だけ長い時間とする。なお、初期青時間及び限度青時間は、初期青時間≦標準時間≦限度青時間の大小関係に従って適宜定めることができる。

記憶部３００は、ＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部２００が信号制御機５０を統合的に制御するためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、記憶部３００の作業領域として用いられ、処理部２００が各種プログラムに従って実行した演算結果が一時的に格納される。本実施形態では、信号制御プログラム３１０と、現示階梯表３２０と、制御パターン群３３０とが記憶される。

［処理の流れ］
図４は、信号制御処理の流れを説明するフローチャートである。信号制御処理では、交通感応制御部２３０が、制御パターンの変更タイミングであるか否かを判断し、変更タイミングならば（ステップＡ１：ＹＥＳ）、現在の交通量や占有率等に応じて制御パターンを選択する（ステップＡ３）。そして、信号表示制御部２４０が、選択された制御パターンに従った信号制御を行う（ステップＡ５）。

信号制御では、現示階梯表３２０に従って、選択された制御パターンにて定められた表示秒数（標準秒数）が経過する毎に階梯を進める歩進制御を行うが、飽和判定部２２０によって、自交差点の飽和（近飽和或いは過飽和）が判定されておらず（ステップＡ７：ＮＯ）、且つ、実行する階梯が定められた青延長階梯となったならば（ステップＡ９：ＹＥＳ）、車群感応制御部２４１が青延長処理を行う（ステップＡ１１）。以上の処理を行うと、ステップＡ１に戻り、同様の処理を繰り返す。自交差点の飽和が判定されている場合には（ステップＡ７：ＹＥＳ）、青延長階梯であったとしても青延長処理の実行は抑止される。

図５は、青延長処理の流れを説明するフローチャートである。図５によれば、車群感応制御部２４１は、先ず、車群感知器４０からの車群感知信号をもとに、自交差点に接近している車群の有無を判定する。その結果、車群が有るならば（ステップＢ１：ＹＥＳ）、車群感知信号をもとに、その車群の予測到着時刻Ｔａ、及び、予測通過時刻Ｔｐを算出する（ステップＢ３）。次いで、当該階梯の開始から所定の初期青時間の経過を待機し、初期青時間が経過したならば（ステップＢ５：ＹＥＳ）、続いて、算出した予測通過時刻Ｔｐの経過を待機する。

そして、予測通過時刻Ｔｐが経過したならば（ステップＢ７：ＹＥＳ）、自交差点の現在の滞留台数を判定し、滞留台数がゼロならば（ステップＢ９：ＹＥＳ）、当該階梯を終了して次の階梯に進める（ステップＢ１９）。一方、滞留台数がゼロでないならば（ステップＢ９：ＮＯ）、当該階梯の開始から限度青時間が経過するまでステップＢ７〜Ｂ１１を繰り返し、限度青時間を経過した時点で（ステップＢ１１：ＹＥＳ）、当該階梯を終了して次の階梯に進める（ステップＢ１９）。

また、予測通過時刻Ｔｐが経過する前に（ステップＢ７：ＮＯ）、限度青時間が経過したならば（ステップＢ１１：ＹＥＳ）、その時点で当該階梯を終了して次の階梯に進める（ステップＢ１９）。

一方、車群が無いならば（ステップＢ１：ＮＯ）、当該階梯の開始から初期青時間の経過を待機する。そして、車群が無いまま（ステップＢ１：ＮＯ）、初期青時間が経過したならば（ステップＢ１３：ＹＥＳ）、自交差点の現在の滞留台数を判定する。滞留台数がゼロならば（ステップＢ１５：ＹＥＳ）、当該階梯を終了して次の階梯に進める（ステップＢ１９）。また、滞留台数がゼロでない場合には（ステップＢ１５：ＮＯ）、当該階梯の開始からの標準時間の経過を待機し、標準時間が経過したならば（ステップＢ１７：ＹＥＳ）、当該階梯を終了して次の階梯に進める（ステップＢ１９）。

［作用効果］
このように、本実施形態の交通信号制御システム１では、交差点の信号制御を行う信号制御機５０が、交通量や占有率、時間帯に応じて制御パターンを変更するといった交通感応制御を行うとともに、各流入路の車両及び歩行者がともに青表示となる所定の青延長階梯（階梯１，６）において、車群の有無に応じて、制御パターンで定められる当該階梯の表示時間（標準時間）を延長する。これにより、交差点を構成する各流入路（主道路及び従道路）について、車群の有無に応じた青時間の延長を行うことができる。また、交通感応制御を行うとともに、滞留台数や飽和（渋滞）の発生有無に応じて青延長を抑止するため、よりきめ細かな感応制御が実現される。

［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

（Ａ）車群感知
例えば、車群感知器４０を設置せず、信号制御機５０において車群感知を行うこととしても良い。すなわち、車両感知器３０の感知信号から、各車両車間距離或いは車頭距離が所定距離以下となる複数の車両を１つの車群と判定し、先頭車両の通過から末尾車両の通過までを車群有りと判定する。

（Ｂ）交差点
また、上述の実施形態では十字交差点としたが、丁字交差点など、これ以外の形状の交差点についても同様に適用可能である。

（Ｃ）滞留台数に応じた青時間延長
また、上述の実施形態では、滞留台数が１台以上あれば青時間を延長することとしたが（図５のステップＢ９）、この滞留台数に応じた青時間の延長をしないこととしてもよい。また、車群が無く且つ滞留台数が１台以上有る場合には青時間を標準時間とすることとしたが（図５のステップＢ１５，Ｂ１７）この滞留台数の判定をせず、車群が無い場合には初期青時間の経過で直ちに歩進することとしてもよい。

１交通信号制御システム
１０車両用信号灯器、２０歩行者用信号灯器
３０車両感知器、４０車群感知器
５０信号制御機
１１０操作部、１２０表示部、１３０通信部、１４０計時部
２００処理部
２１０滞留台数計測部、２２０飽和判定部、２３０交通感応制御部
２４０信号表示制御部、２４１車群感応制御部
３００記憶部
３１０信号制御プログラム
３２０現示階梯表、３３０制御パターン群

Claims

一の流入路を走行する車群の先頭及び末尾が所定の検出位置を通過したことを示す検出情報に基づいて、当該交差点の信号階梯を歩進制御する交通信号制御装置であって、
前記一の流入路に係る信号が青表示となる一の階梯中に前記車群が当該交差点に差し掛かるか否かを前記検出情報に基づいて判定する判定手段と、
前記判定手段により差し掛かると判定された場合に、前記一の階梯を延長する延長制御手段と、
を備え、
前記延長制御手段は、
前記一の階梯の延長中に、前記検出情報に基づく前記車群の予想通過時刻が経過した場合に当該延長を打ち切る第１の打ち切り手段と、
前記一の階梯の延長中に、当該一の階梯の限度時間に達した場合に当該延長を打ち切る第２の打ち切り手段と、
を有する、
交通信号制御装置。
前記一の流入路を走行する車両を感知する感知器の感知結果に基づいて、当該一の流入路における滞留台数を推定する滞留台数推定手段を更に備え、
前記延長制御手段は、前記滞留台数が所定台数以上の場合に、前記第１の打ち切り手段による前記一の階梯の延長の打ち切りを抑止する手段を有する、
請求項１に記載の交通信号制御装置。
前記感知器の感知結果に基づいて渋滞の発生を検出する渋滞発生検出手段と、
前記渋滞発生検出手段により渋滞の発生が検出された場合に、前記延長制御手段による前記一の階梯の延長制御を抑止する延長制御抑止手段と、
を更に備えた請求項１又は２に記載の交通信号制御装置。