JP2015212863A - 交通信号制御装置、交通信号制御方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 中央装置4は、第1交差点Ci−1の流入交通量を取得する計測処理部410と、第1交差点Ci−1の流入交通量と、車両5から得られるプローブ情報のうちの少なくも一方に基づいて第2交差点Ci−2の流入交通量を推定する推定処理部411と、第1交差点Ci−1の流入交通量に基づいて、第1交差点Ci−1の信号制御パラメータを生成し、第2交差点Ci−2の推定流入交通量に基づいて、第2交差点Ci−2の信号制御パラメータを生成する制御処理部412と、生成した第1交差点Ci−1の信号制御パラメータを当該第1交差点Ci−1の交通信号制御機1aに送信し、生成した第2交差点Ci−2の信号制御パラメータを当該第2交差点Ci−2の交通信号制御機1aに送信する通信部403とを備えている。
【選択図】 図4
Description
このうち、後者の交通感応制御は、端末の交通信号制御機ごとに行う端末感応制御と、路線系統制御或いは面制御される複数の交差点を対象に信号制御パラメータを変化させる中央感応制御に分類される。
上記車両感知器は、制御対象となっている複数の交差点の内の全ての交差点に設置されていることが好ましいが、コストや立地条件等の要因によっては、車両感知器が設置されていない交差点が混在している場合がある。
このため、車両感知器が設置されていない交差点については、信号制御が適切に行われないおそれがある。
第1交差点:流入交通量が得られる交差点
第2交差点:流入交通量が得られない交差点
第1制御機:第1交差点に設置された交通信号制御機
第2制御機:第2交差点に設置された交通信号制御機
第1交差点:流入交通量が得られる交差点
第2交差点:流入交通量が得られない交差点
第1制御機:第1交差点に設置された交通信号制御機
第2制御機:第2交差点に設置された交通信号制御機
まず最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
(1)本発明の実施形態に係る交通信号制御装置は、下記に定義する第1交差点の流入交通量を取得する取得部と、取得した前記第1交差点の流入交通量と、走行中の車両から得られるプローブ情報のうちの少なくも一方に基づいて、下記に定義する第2交差点の流入交通量を推定する推定部と、取得した前記第1交差点の流入交通量に基づいて、下記に定義する第1制御機の信号制御パラメータを生成し、推定した前記第2交差点の流入交通量に基づいて、下記に定義する第2制御機の信号制御パラメータを生成する情報処理部と、生成した前記第1制御機の信号制御パラメータを当該第1制御機に送信し、生成した前記第2制御機の信号制御パラメータを当該第2制御機に送信する通信部と、を備えている。
第1交差点:流入交通量が得られる交差点
第2交差点:流入交通量が得られない交差点
第1制御機:第1交差点に設置された交通信号制御機
第2制御機:第2交差点に設置された交通信号制御機
この結果、流入交通量が得られない交差点が存在したとしても、各交差点において信号制御を適切に行うことができ、制御対象とされる複数の交差点を含む制御すべきエリア全体における交通処理の効率化を図ることができる。
感応方式:推定した第2交差点の流入交通量に基づいて、第2制御機の信号制御パラメータを生成する制御方式
非感応方式:予め設定された信号制御パラメータ又は隣接する第1制御機に適用中の信号制御パラメータを、第2制御機の信号制御パラメータとして採用する制御方式
これにより、交通状態に応じて適切な信号制御方式を選択することができる。
これにより、交通状況に応じて、第2交差点を隣接する第1交差点と同じサブエリアに含めることができ、制御すべきエリアの交通処理の効率をより向上させることができる。
第1交差点:流入交通量が得られる交差点
第2交差点:流入交通量が得られない交差点
第1制御機:第1交差点に設置された交通信号制御機
第2制御機:第2交差点に設置された交通信号制御機
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔1.用語の定義〕
本実施形態の詳細を説明するに当たり、まず、本明細書で用いる用語の定義を行う。
「第1交差点」:車両感知器等の路側センサが設置されており、その流入路における交通量である流入交通量を得ることができる交差点のことをいう。
「第2交差点」:車両感知器等の路側センサが設置されていないことから、その流入交通量を得られない交差点のことをいう。
「第1制御機」:第1交差点に設置され当該第1交差点に設置された交通信号機の信号制御を行う交通信号制御機のことをいう。
「第2制御機」:第2交差点に設置され当該第2交差点に設置された交通信号機の信号制御を行う交通信号制御機のことをいう。
「感知信号」:道路の所定位置に設置された車両感知器が、1台の車両を検出した時に出力するパルス信号のことをいう。従って、複数台の車両が車両感知器を通過した場合には、各車両に対応する感知信号が時系列に出力される。
車両位置と時刻が分かれば車両速度を算出できるので、プローブ情報には、所定時間(例えば1秒)ごとに計測された車両位置と時刻が含まれておれば足りる。もっとも、時刻ごとの車両速度がプローブ情報に含まれていてもよい。
本実施形態では、青時間帯に交差点を通過したプローブ車両のプローブ情報をリンク旅行時間の算出に用いるので、信号灯色の切り替えタイミングには、青時間帯の開始と終了を特定できる時間情報(開始時刻と表示時間又は開始時刻と終了時刻)が含まれる。
「スプリット」:各現示に割り当てられる時間(青信号時間や赤信号時間等)のサイクル長に対する割合のことをいう。
「オフセット」:隣接する交差点間の青信号開始時刻のずれのことをいう。1サイクルの時間に対するパーセント又は秒で表される。
「交差点の渋滞」:交差点の手前にできた待ち行列が1回の青信号時間で捌けない状況のことをいう。従って、1回の青信号時間で信号待ち行列が捌ける場合は、当該交差点では「渋滞」が生じていない。
また、予め定めた値以上の待ち行列長が計測されていない場合も「渋滞」が生じていないと判断することがある。
「リンク」:交差点などのノード間を繋ぐ、上り又は下りの方向を有する道路区間のことをいう。
ある交差点から見て、当該交差点に向かって流入する方向のリンクのことを流入リンクといい、ある交差点から見て、当該交差点から流出する方向のリンクのことを流出リンクという。
「ノード」:交差点や、道路種別等の属性が変化する点等、道路表現上の結節点をいう。
「路線」:複数の系統区間を含む道路区間のことをいう。隣接する系統区間の間には、系統制御が行われない境界リンクが含まれる。
「系統区間」:後述する系統制御を行う道路区間のことをいう。系統区間には、概ね3〜5つ程度のリンクが含まれる。
「系統制御」:サブエリア内に設定した一連の系統区間に含まれる交差点間の交通信号機のオフセットを調節することにより、系統区間の特定方向を青信号で通過し易くしたり(優先オフセット)、逆に赤信号で安全に停止し易くしたりする制御のことをいう。
図1は、交通信号制御システムの全体構成を示す図である。また、図2は、交通信号制御システムの構成、及び本システムにおける情報の授受の流れを示すための図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態の交通信号制御システムは、交通信号機1、車載無線装置2、車両感知器等よりなる路側センサ3、中央装置4、車載無線装置2を搭載した車両5、プローブ情報管理装置9、路上に設置された路側無線装置11などを含む。
S4は路側センサ3が計測した路側計測情報(例えば、車両5の通過台数)である。
このルータ7は交通管制センター内の中央装置4に接続され、中央装置4は自装置が管轄する制御エリアに含まれる、各交差点Ciの交通信号制御機1aとLAN(Local Area Network)を構成している。
また、図1では、図示を簡略化するために、各交差点Ciに信号灯器1bが1つだけ描写されているが、実際の交差点Ciには、互いに交差する道路の上り下り用として4つの信号灯器1bが設置されている。
路側センサ3は、図2に示すように、対応する交差点Ciから延びる各方路の上流側に設置されており、交差点Ciに流入する車両台数(流入交通量)や車両速度を計測する目的で、制御エリア内に含まれる交差点の内、一部の交差点Ciを対象に設置されている。
路側無線装置11は、有線又は無線の通信回線を介して交通信号制御機1aと双方向通信が可能である。
路側無線装置11は、交通信号制御機1aを通じて中央装置4から与えられる各種情報を、車載無線装置2に送信する。
なお、この場合、車載無線装置2は、路側無線装置11と無線通信接続することで、リアルタイムで自装置2が生成したプローブ情報S3を当該路側無線装置11に送信することができる。
車載無線装置2が携帯電話によって構成されている場合、路側無線装置11は、携帯電話の通信回線を通じて、プローブ情報S3を収集することができる。
路側無線装置11は、携帯電話によって構成されている車載無線装置2が携帯電話の無線通信回線を通じて送信するプローブ情報S3を収集するためのプローブ情報管理装置9を備えている。このプローブ情報管理装置9は、携帯電話によって構成されている車載無線装置2が携帯電話の通信回線を通じて送信するプローブ情報S3を、例えば車載無線装置2を構成する携帯電話のキャリア経由で取得して中央装置4に与える。
図3は、中央装置4の内部構成を示す機能ブロック図である。
図3に示すように、中央装置4は、制御部401、表示部402、通信部403、記憶部404及び操作部405を含んでいる。
中央装置4の制御部401は、ワークステーション(WS)やパーソナルコンピュータ(PC)等よりなり、交通信号制御機1aや路側センサ3等からの各種の計測情報の収集・処理(演算)・記録、信号制御及び情報提供を統括的に行う。制御部401は、内部バスを介して上記ハードウェア各部と繋がっており、これら各部の動作も制御する。
つまり、中央装置4は、信号制御指令S1を各交通信号制御機1aに送信することで、各交通信号制御機1aを制御する交通信号制御装置を構成している。
信号制御指令S1は、信号制御パラメータの演算周期(例えば、1.0〜2.5分)ごとに送信される。
なお、通信部403は、信号制御指令S1として、信号制御パラメータを各交通信号制御機1aに送信することがある。この場合、各交通信号制御機1aは、与えられた信号制御パラメータに基づいて信号制御を行う。
さらに、記憶部404は、当該記憶部404が記憶する流入交通量や、プローブ情報S3から求められる、第2交差点Ci−2の推定流入交通量(後に説明する)や、推定待ち行列長(後に説明する)を対応する第2交差点Ci−2と関連付けて記憶している。
また、記憶部404は、制御部401が生成した信号制御指令S1等も各交通信号機1に与えるために一時的に記憶する。
中央装置4の操作部405は、キーボードやマウス等の入力インタフェースよりなり、この操作部405によって中央オペレータが上記表示部402に対する表示切り替え操作等を行えるようになっている。
図に示すように、制御部401は、計測処理部410と、推定処理部411と、制御処理部412とを備えている。
なお、流入交通量とは、路側センサ3によって計測された路側計測情報S4に基づく値であって、交差点Ciに流入する流入量を表した値であり、本実施形態では、車両5の1時間当たりの通過台数で表している。
待ち行列長とは、路側センサ3によって計測された路側計測情報S4に基づく値であって、赤信号による信号待ちなどのために、交差点の手前で停止している車両の行列長さを表した値であり、本実施形態では、車両5の台数で表した値である。
また、計測処理部410は、各交通信号制御機1aやプローブ情報管理装置9から与えられるプローブ情報S3を受け付け、記憶部404に記憶管理する機能も有している。
また、推定処理部411は、第1交差点Ci−1における流入交通量と、プローブ情報S3のうちの少なくとも一方に基づいて、第2交差点Ci−2の待ち行列長を求める機能も有している。
MODERATO制御は、ネットワークに属する交通信号機1をマクロ制御するものであり、近飽和の交通状態に対応するために、需要率という交通指標を用いて各交通信号機1に最適な信号制御パラメータをサイクルごとに生成する。
制御処理部412は、記憶部404に記憶された流入交通量と、待ち行列長とに基づいて需要率を求め、この需要率から信号制御パラメータを生成する。
制御処理部412は、各交通信号制御機1aに対する信号制御パラメータを生成し、信号制御指令S1に含めて各交通信号制御機1aに送信する。
制御処理部412は、この信号制御パラメータを各交通信号制御機1aに与えることで各交通信号制御機1aを制御することができる。
なお、上記推定処理部411及び制御処理部412の処理内容については後に詳述する。
図5は、上記交通信号制御機1aの内部構成を示す機能ブロック図である。
交通信号制御機1aは、中央装置4から信号制御指令S1を受信し、当該信号制御指令S1に基づいて、各信号灯器1bの青、黄、赤及び右折矢等の各信号灯の点灯、消灯及び点滅を制御する。
図5に示すように、交通信号制御機1aは、制御部101、灯器駆動部102、通信部103及び記憶部104を含んでいる。
制御部101は、中央装置4が系統制御や広域制御を行った結果の出力である信号制御指令S1に従って各信号灯器1bを駆動し、その指令S1に基づく所定のタイミングで各信号灯器1bの信号灯色を切り替える。
通信部103は、中央装置4から信号制御指令S1を受信して自装置の制御部101に与える。
また、通信部103は、路側センサ3から路側計測情報S4を受信し、中央装置4に転送する。
交通信号制御機1aの記憶部104は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、信号制御指令S1に基づいて信号灯色の切り替え制御を行うプログラムを記憶しているとともに、通信部103が受信した信号制御指令S1等の各種情報を一時的に記憶する。
図6は、車載無線装置2の内部構成を示す機能ブロック図である。
この車載無線装置2は、プローブ車両5に設置される装置であり、路側無線装置11との間でWi−Fi(登録商標)による無線通信を行う無線通信機能と、搭乗者が設定した目的地に案内するナビゲーション機能を有する。
図6に示すように、車載無線装置2は、GPS処理部201、方位センサ202、車速取得部203、無線通信部204、記憶部205、操作部206、表示部207、音声出力部208及び制御部209等を含む。
方位センサ202は、光ファイバジャイロなどで構成されており、プローブ車両5の方位及び角速度を計測する。車速取得部203は、プローブ車両5の車速センサの出力を取得したり、GPS信号から得られるプローブ車両5の位置と時間との関係を求めることで、プローブ車両5の速度データを取得する。
すなわち、車載無線装置2の無線通信部204は、路側無線装置11との間で無線通信可能な通信領域に入ると、当該路側無線装置11との間で無線通信を確立し、自身のプローブ情報S3をリアルタイムで路側無線装置11に送信する。
記憶部205は、道路地図データも記憶している。この道路地図データには、交差点IDと交差点の位置とを対応付けた交差点データが含まれている。
車載無線装置2の表示部207は、車両5のダッシュボード部分に取り付けられたモニタ装置(図示せず)よりなり、制御部209が後述する感応要求処理において作成した画像データを搭乗者に表示する。また、音声出力部208は、制御部209が作成した音声データをスピーカー(図示せず)から出力する。
また、車載無線装置2の制御部209は、GPS処理部201が計測した位置、方位センサ202が計測した方位及び角速度、車速取得部203が取得した速度に対して、道路地図データに基づいてマップマッチング処理を行うことにより、道路地図データのリンク上における車両5の位置、方位及び速度等を算出可能である。
車載無線装置2は、インフラ側へのプローブ情報S3の送信手段として路側無線装置11との間の無線通信を利用しており、路側無線装置11との間で通信接続している間は、リアルタイムでプローブ情報S3を中央装置4に与える。
一方、路側無線装置11との間で通信接続していないとき、車載無線装置2は、随時生成するプローブ情報S3を記憶部205に蓄積し、再度、路側無線装置11との間で通信接続したときに、現状のプローブ情報S3とともに、記憶部205に蓄積している過去のプローブ情報S3も中央装置4に与える。
この場合、上記操作部206及び表示部207は、スマートフォンが有するタッチパネル等の表示部によって実現される。目的地までの案内表示をさせることができる。
また、車載無線装置2が携帯電話端末によって構成されている場合、当該携帯電話端末がWi−Fiによる無線通信が可能である場合、携帯電話の無線通信回線によってプローブ情報S3を送信できる他、交通信号制御機1aとの間でWi−Fiによる無線通信を行ってプローブ情報S3を送信することができる。
図7は、中央装置4の制御処理部412が行う信号制御処理の内容を示す図である。
図中、紙面左端には、複数の交差点Ciを含む制御エリアの一部を示している。この制御エリアの一部には、図に示すように、路側センサ3が設置されることで流入交通量(路側計測情報S4)が得られる第1交差点Ci−1(ハッチングが付された丸印)と、路側センサ3が設置されていないことで流入交通量(路側計測情報S4)が得られない第2交差点Ci−2(白抜きの丸印)とが示されている。
以下、第1交差点Ci−1に関する信号制御について説明する。
中央装置4(の制御処理部412)は、上述したように、需要率を用いて最適な信号制御パラメータを生成して信号制御を行うMODERATO制御を実行する。
中央装置4は、まず、需要率を求めるために、交通信号制御機1aを介して送信される路側センサ3からの路側計測情報S4(ステップS101)を受信すると、この路側計測情報S4に基づいて、制御対象である交差点Ci−1の流入交通量(台数/時間)と、待ち行列長(台数)とを求める(ステップS102)。
図8は、待ち行列長を求めるための方法の一例を説明するための図である。
図に示すように、中央装置4は、対象の交差点Ciの停止線から上流側の所定位置に位置する複数の路側センサ3によって得られる路側計測情報S4から、道路を走行する車両の速度を求め、その速度から待ち行列波及度を求める。なお、図例では、交差点Ciの停止線から150m、300m、500mの位置に路側センサ3が設置されている場合を示している。これら路側センサ3の位置は、例示であって、100mから500mm程度の範囲で、複数の路側センサ3が設置されていればよい。
中央装置4は、各路側センサ3の待ち行列波及度を求め、図に示すように、求めた各路側センサ3の待ち行列波及度を、横軸が停止線までの距離、縦軸が待ち行列波及度としたグラフ上にプロットする。
このとき、中央装置4は、プロットした各測定点を結ぶ線分Lが予め設定された閾値に対して交差する交点Pを求め、この交点Pに対応する距離を待ち行列長として求める。さらに、中央装置4は、得られた待ち行列長を車両5の台数に換算する。
なお、前記閾値は、事前に調査することで、待ち行列波及度と待ち行列長との関係を把握することで設定される。
このような場合、上述の方法では、待ち行列長を求めることができないので、計測処理部410は、例えば、プローブ情報を用いて待ち行列長を推定したり、与えられた路側計測情報S4の中から待ち行列長を推定したりすることができる。
また、上述の方法によって待ち行列長を求めることができない場合や、プローブ情報等に基づいて待ち行列長を推定することも困難な場合、計測処理部410は、待ち行列長の値を「0」とすることもできる。
中央装置4は、この記憶部404に記憶した流入交通量と、待ち行列長とを用いて、制御対象の第1交差点Ci−1に対する信号制御パラメータを生成する(ステップS103)。
また、Eiは、待ち行列長、qiは、流入交通量、siは、飽和交通流率(台数/時間)である。
飽和交通流率は、制御対象の第1交差点Ci−1において予め設定される値が用いられる。流入交通量及び待ち行列長は、記憶部404に記憶された値が用いられる。
式(1)に示すように、需要率λiは、交差点から延びる各道路ごとに求められる。需要率λiは、一の道路に含まれる車線ごとに、待ち行列長Eiと、流入交通量qiの和を飽和交通流率siで除算した値を求め、これら車線ごとに求めた値の最大値が、前記一の道路の需要率λiとして採用される。
次いで、中央装置4の制御処理部412は、下記式(3)に基づいて、スプリットφを求める。
なおjは、2現示制御の4枝交差点における、いずれかの現示を示す数であり、2現示制御の場合、1又は2で表される。
青時間(j) = φj × (C − L) ・・・(4)
以上のようにして、中央装置4は、信号制御パラメータである、サイクル長、スプリット、及びオフセットを求めることができる(ステップS103)。
これにより、中央装置4は、第1交差点Ci−1の交通信号制御機1aに、自装置4の信号制御に基づいた動作を実行させることができ、MODERATO制御による、第1交差点Ci−1に関する信号制御を行うことができる。
次に、第2交差点Ci−2に関する信号制御について説明する。
中央装置4(の制御処理部412)は、記憶部404に記憶されている、制御対象の第2交差点Ci−2周辺の第1交差点の流入交通量を参照し(ステップS200)、この流入交通量に基づいて第2交差点Ci−2に対する信号制御方式を選択する(ステップS201)。
中央装置4は、制御対象の第2交差点Ci−2の推定流入交通量が推定可能か否かを判断した上で、制御対象の第2交差点Ci−2の周辺の第1交差点における流入交通量に基づいて、第1交差点Ci−1と同様に需要率を用いたMODERATO制御による信号制御を行うか、予め設定された信号制御パラメータによる固定制御を行うかを選択し、制御方式を切り替えることができる。
これにより、中央装置4は、第2交差点Ci−2の交通信号制御機1aに、固定制御による信号制御を行わせることができる。
なお、交通信号制御機1aは、固定制御の開始命令を含む信号制御指令S1が与えられた後、固定制御の終了命令を含む信号制御指令S1が与えられるまで、固定制御を実行する。
ここでは、図9(a)に示すように、第2交差点Ci−2の上流側と下流側のそれぞれに、第1交差点Ci−1が存在している場合を考える。
以下、第2交差点Ci−2の上流側の第1交差点Ci−1を上流側第1交差点Ci−1、第2交差点Ci−2の下流側の第1交差点Ci−1を下流側第1交差点Ci−1ともいう。
また、Q2(t)は、第2交差点Ci−2への流入交通量、Qc(t)は、第2交差点Ci−2において左折した交通量、Qd(t)は、第2交差点Ci−2において右折した交通量である。
また、Q3(t)は、下流側第1交差点Ci−1への流入交通量である。
なお、tは、単位時間を示している。
よって、第2交差点Ci−2への流入交通量Q2(t)は、図9(b)中、式(6)のように変形することができ、さらに、上流側第1交差点Ci−1への流入交通量Q1(t−1)に係数k(t)を乗算した値に近似することができる。
つまり、上流側第1交差点Ci−1への流入交通量Q1(t)は路側センサ3によって取得することができるので、式(6)を用いることで、第2交差点Ci−2への流入交通量Q2(t)の流入交通量の推定値を求めることができる。
なお、係数k(t)は、上流側第1交差点Ci−1と、第2交差点Ci−2との間の相関を事前に調査することで、図に示すように時間帯ごとに異なる値に設定される。
よって、第2交差点Ci−2への流入交通量Q2(t)は、下流側第1交差点Ci−1への流入交通量Q3(t−1)に係数h(t)を乗算した値に近似することができる。
この場合も、下流側第1交差点Ci−1への流入交通量Q3(t)は路側センサ3によって取得することができるので、式(7)を用いることで、第2交差点Ci−2への流入交通量Q2(t)の流入交通量の推定値を求めることができる。
なお、係数h(t)は、下流側第1交差点Ci−1と、第2交差点Ci−2との間の相関を事前に調査することで、図に示すように時間帯ごとに異なる値に設定される。
このように、第2交差点Ci−2への推定流入交通量は、隣接する上流側第1交差点Ci−1の流入交通量、及び下流側第1交差点Ci−1の流入交通量のいずれを用いても求めることができる。
ここで、制御対象の第2交差点Ci−2の上流側には、流入交通量を得るための路側センサ3が設置されてないので、例えば、図8に示したような路側センサ3からの路側計測情報S4に基づいて待ち行列長を求めることはできない。
そこで、中央装置4は、プローブ情報S3を用いた方法によって制御対象の第2交差点Ci−2における待ち行列長を推定処理部411に推定させる(ステップS206)。
まず、中央装置4の推定処理部411は、各交差点Ciの交通信号制御機1aを介してリアルタイムで与えられる車両5のプローブ情報S3に含まれる車両速度を十分に小さい閾値ε(例えば、ε=2km/時)と比較し、この閾値εよりも小さくなった時点を車両速度が実質的にゼロとなった停止時点t0とみなし、この停止時点t0における車両5の位置をプローブ情報S3に含まれる車両位置によって特定し、この停止時点t0における車両5の位置を当該車両5の停止位置x0と判定する。
具体的には、図10に示すように、停止位置x0から停止線Hまでの長さLgを演算し、その長さLgを、予め設定された有効車両長さVLで割ることにより、停止時点t0における待ち行列長とする。
また、上記方法によって待ち行列長を求めることができない場合には、推定処理部411は、待ち行列長の値を「0」とすることもできる。
図7に戻って、中央装置4は、生成した推定流入交通量、及び待ち行列長とを記憶部404に記憶する。
中央装置4は、この記憶部404に記憶した推定流入交通量と、待ち行列長とを用いて、制御対象の第2交差点Ci−2に対する信号制御パラメータを生成する(ステップS202)。
これにより、中央装置4は、第2交差点Ci−2の交通信号制御機1aに、固定制御による信号制御を終了させるとともに、推定流入交通量に基づいたMODERATO制御による信号制御を行わせることができる。
また、固定制御に代えて、時間制御(多段定周期制御)を選択するように構成することもできる。
感応方式:第2交差点Ci−2の推定流入交通量に基づいて、第2交差点Ci−2に設置された交通信号制御機1aの信号制御パラメータを生成する制御方式であり、本実施形態では、MODERATO制御によって本方式を実現している。
非感応方式:予め設定された信号制御パラメータ又は隣接する第1制御機に適用中の信号制御パラメータを、第2制御機の信号制御パラメータとして採用する制御方式であり、本実施形態では、固定制御又は連動制御によって本方式を実現している。
図11は、中央装置4による信号制御の一例を示す図であり、図12は、図11における処理手順を示すフローチャートである。
図11に示すように、ここでは、格子状に延びる道路において9つの交差点Ciを含んでいる制御エリアに着目して説明する。
図11(a)に示すように、この制御エリアには、路側センサ3が設置された第1交差点Ci−1(黒塗りの丸印)と、路側センサ3が設置されていない第2交差点Ci−2(白抜きの丸印)とが混在している。
また、中央装置4は、第1交差点Ci−1の信号制御方式については、渋滞が発生しているか否かに関わらず、MODERATO制御に設定する。
また、渋滞が発生していない状態では、第1交差点Ci−1の信号制御方式は、MODERATO制御に設定されている。
例えば、中央装置4は、現段階において推定流入交通量が推定可能な第2交差点Ci−2を特定し、推定流入交通量が推定可能な第2交差点Ci−2を、信号制御方式を切り替える第2交差点Ci−2として特定する。
図11(b)に示すように、中央装置4は、破線50で囲まれた4つの第2交差点Ci−2の信号制御方式を固定制御からMODERATO制御に切り替える(図12中、ステップS504)。
また、第1交差点Ci−1の信号制御方式については、MODERATO制御を維持する。
これにより、各交差点Ciの信号制御方式は、図11(a)にて示した状態に戻る。
その一方、渋滞が発生していない場合においては、第2交差点Ci−2の信号制御方式を固定制御等、通常の制御に切り替えるので、交通状態に応じて適切な信号制御方式を選択することができる。
本実施形態の中央装置4は、第1交差点Ci−1の流入交通量を取得する取得部としての計測処理部410と、取得した第1交差点Ci−1の流入交通量と、走行中の車両5から得られるプローブ情報のうちの少なくも一方に基づいて、第2交差点Ci−2の流入交通量を推定する推定部としての推定処理部411と、取得した第1交差点Ci−1の流入交通量に基づいて、第1交差点Ci−1の交通信号制御機1aの信号制御パラメータを生成し、推定した第2交差点Ci−2の流入交通量に基づいて、第2交差点Ci−2の交通信号制御機1aの信号制御パラメータを生成する情報処理部としての制御処理部412と、生成した第1交差点Ci−1の交通信号制御機1aの信号制御パラメータを当該第1交差点Ci−1の交通信号制御機1aに送信し、生成した第2交差点Ci−2の交通信号制御機1aの信号制御パラメータを当該第2交差点Ci−2の交通信号制御機1aに送信する通信部403と、を備えている。
この結果、流入交通量が得られない交差点Ciが存在したとしても、各交差点Ciにおいて信号制御を適切に行うことができ、制御対象とされる複数の交差点Ciを含む制御エリア全体における交通処理の効率化を図ることができる。
図13は、変形例にかかる各交差点の信号制御に関する制御態様を説明するための図である。
この変形例では、中央装置4の制御処理部412は、交通状況としての第1交差点Ci−1の流入交通量に応じて、隣接する複数の交差点を同じサブエリアに含めるか否かを判定するサブエリア結合の判定処理を実行し、その判定処理の結果に応じてサブエリア結合を実行する。
以下、第2交差点Ci−2の上流側の第1交差点Ci−1を上流側第1交差点Ci−1、第2交差点Ci−2の下流側の第1交差点Ci−1を下流側第1交差点Ci−1ともいう。
この場合、図に示すように、各交差点Ciは、互いに同じサブエリアには含まれていない。
第2交差点Ci−2の信号制御方式は、固定制御方式又は両第1交差点Ci−1のいずれかに連動する連動制御方式に設定されている。
中央装置4は、判定処理を以下のように行う。すなわち、中央装置4は、まず、判定対象の交差点Ciと、これに隣接する隣接交差点Ciとを特定する。
次いで、中央装置4は、判定対象の交差点Ciのサイクル長と、隣接交差点Ciのサイクル長との差が所定値(例えば、5〜10秒)以内である場合に、下記の評価値の演算を行う。
また、中央装置4は、隣接するサブエリア(判定対象の交差点Ciと、隣接交差点Ciと)を結合した(両交差点を同じサブエリアに含めた)場合(パターン2)の評価値Bを算出する。
また、中央装置4は、パターン2では、隣接するサブエリアのサイクル長を、共に同じサイクル長に設定した場合の評価値(B)を算出する。なお、パターン2の場合、演算に用いられるサイクル長は、予め定められた設定方法(後に説明する)によって特定されるサイクル長が採用される。
評価値PI=D+(25/3600)×S ・・・(8)
ここで、Dは遅れ時間(台・時/時)であり、いわゆる信号待ち時間である。遅れ時間Dは、例えば、サイクル長が大きくなると大きくなり、評価値PIが大きくなり、指標が悪化する。評価値PIは小さいほど良い状態であることを示す。また、サイクル長が必要以上に小さくなると、交差点での車両を捌く(通過させる)ことができなくなり、遅れ時間が大きくなる。
なお、評価式は上記式(8)に限定されるものではない。本願では、評価値が小さくなるほど、望ましい交通状況であることを示し、評価値には、例えば、交差点での遅れ時間、停止時間などの円滑に関わるもののほか、事故危険度など安全に関わるもの、大型車混入率や二酸化炭素の排出量など環境に関わるものを加えてもよい。
例えば、設定方法としては、以下の方法とすることができる。
すなわち、隣接するサブエリア(交差点Ci)が共に第1交差点Ci−1である場合は、中央装置4は、いずれか長い方のサイクル長を、演算に用いるサイクル長として採用する。
隣接するサブエリア(交差点Ci)の内、一方が第1交差点Ci−1、他方が第2交差点Ci−2である場合、中央装置4は、第2交差点Ci−2における信号制御パラメータの信頼度に基づいて演算に用いるサイクル長を定める。
また、隣接するサブエリア(交差点Ci)が共に第2交差点Ci−2である場合、中央装置4は、両信号制御パラメータの信頼度に基づいて演算に用いるサイクル長を定める。
第2交差点Ci−2における信号制御パラメータの信頼度が、予め設定された所定の値よりも小さい場合、中央装置4は、第1交差点Ci−1のサイクル長を、演算に用いるサイクル長として採用する。
このとき、仮に、上流側第1交差点Ci−1のサイクル長と、第2交差点Ci−2のサイクル長との差が所定値より大きければ、中央装置4は、第2交差点Ci−2をサブエリア結合の対象とせず、上述の評価値を求めることなく、サブエリア結合を実行しない。
なお、この場合の評価値Bの演算に用いられたサイクル長の設定方法については、上述した通りである。
つまり、中央装置4は、判定対象として下流側第1交差点Ci−1、隣接交差点として第2交差点Ci−2を特定し、これらについてサブエリア結合の判定処理を実行する。
このとき、仮に、第2交差点Ci−2のサイクル長と、下流側第1交差点Ci−1のサイクル長との差が所定値より大きければ、中央装置4は、下流側第1交差点Ci−1をサブエリア結合の対象とせず、上述の評価値を求めることはなく、サブエリア結合を実行しない。
この場合、サブエリア結合を実行する場合と、サブエリア結合を実行しない場合とで評価を行った上で判定するので、より適切に判定することができる。
この場合、第1交差点Ci−1の信号制御パラメータの信頼度は、第2交差点Ci−2の信号制御パラメータの信頼度と同様、当該信号制御パラメータを得るための過程に基づいて求められる。
一方、第1交差点Ci−1において渋滞が発生すれば、中央装置4は、第2交差点Ci−2を第1交差点Ci−1と同等に扱い、第2交差点Ci−2をサブエリア結合の対象とする。
なお、上記実施形態では、中央装置4が、第2交差点Ci−2の交通信号制御機1aに、固定制御による信号制御と、MODERATO制御による信号制御とを選択して切り替えさせるように構成した場合を例示したが、中央装置4は、第2交差点Ci−2の交通信号制御機1aに、常時MODERATO制御による信号制御を行わせてもよい。
1a 交通信号制御機
1b 信号灯器
2 車載無線装置
3 路側センサ
4 中央装置
5 車両
6 通信回線
7 ルータ
9 プローブ情報管理装置
10 無線端末
11 路側無線装置
50 破線
101 制御部
102 灯器駆動部
103 通信部
104 記憶部
201 処理部
202 方位センサ
203 車速取得部
204 無線通信部
205 記憶部
206 操作部
207 表示部
208 音声出力部
209 制御部
401 制御部
402 表示部
403 通信部
404 記憶部
405 操作部
410 計測処理部
411 推定処理部
412 制御処理部
S1 信号制御指令
S3 プローブ情報
S4 路側計測情報
Claims (8)
- 下記に定義する第1交差点の流入交通量を取得する取得部と、
取得した前記第1交差点の流入交通量と、走行中の車両から得られるプローブ情報のうちの少なくも一方に基づいて、下記に定義する第2交差点の流入交通量を推定する推定部と、
取得した前記第1交差点の流入交通量に基づいて、下記に定義する第1制御機の信号制御パラメータを生成し、推定した前記第2交差点の流入交通量に基づいて、下記に定義する第2制御機の信号制御パラメータを生成する情報処理部と、
生成した前記第1制御機の信号制御パラメータを当該第1制御機に送信し、生成した前記第2制御機の信号制御パラメータを当該第2制御機に送信する通信部と、
を備えている交通信号制御装置。
第1交差点:流入交通量が得られる交差点
第2交差点:流入交通量が得られない交差点
第1制御機:第1交差点に設置された交通信号制御機
第2制御機:第2交差点に設置された交通信号制御機 - 前記情報処理部が前記第2制御機について行う切り替え可能な制御方式として、下記に定義する2つの制御方式が含まれる請求項1に記載の交通信号制御装置。
感応方式:推定した第2交差点の流入交通量に基づいて、第2制御機の信号制御パラメータを生成する制御方式
非感応方式:予め設定された信号制御パラメータ又は隣接する第1制御機に適用中の信号制御パラメータを、第2制御機の信号制御パラメータとして採用する制御方式 - 前記情報処理部は、前記第1交差点の流入交通量に基づいて、当該第1交差点が渋滞中であるか否かを判定可能であり、
前記第1交差点が渋滞中の場合は、前記第2制御機の制御方式として前記感応方式を採用し、前記第1交差点が渋滞中でない場合は、前記第2制御機の制御方式として前記非感応方式を採用する請求項2に記載の交通信号制御装置。 - 前記情報処理部は、隣接する複数の交差点を同じサブエリアに含めるか否かを交通状況に応じて判定するサブエリア結合の判定処理を実行可能であり、
前記判定処理において、所定の条件を満たす場合、前記第2交差点を前記第1交差点と同等に扱い、前記所定の条件を満たさない場合、前記第2交差点をサブエリア結合の対象としない請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の交通信号制御装置。 - 前記所定の条件は、前記第1交差点が渋滞中である請求項4に記載の交通信号制御装置。
- 前記情報処理部は、隣接する複数の交差点を同じサブエリアに含めるか否かを交通状況に応じて判定するサブエリア結合の判定処理を実行可能であり、
前記判定処理は、
隣接する複数の交差点それぞれに設定されているサイクル長で信号制御した場合に所定の評価条件から求められる第1評価値と、
隣接する複数の交差点それぞれのサイクル長を、各交差点における信号制御パラメータを得るための過程に基づいて求められる信頼の度合を示す信頼度によって得られるサイクル長で同じ値となるように設定して信号制御した場合に前記所定の評価条件から求められる第2評価値と、を算出し、
前記第1評価値と前記第2評価値との比較に基づいて、隣接する複数の交差点を同じサブエリアに含めるか否かを判定する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の交通信号制御装置。 - 下記に定義する第1交差点の流入交通量を取得し、
取得した前記第1交差点の流入交通量と、走行中の車両から得られるプローブ情報のうちの少なくも一方に基づいて、下記に定義する第2交差点の流入交通量を推定し、
取得した前記第1交差点の流入交通量に基づいて、下記に定義する第1制御機の信号制御パラメータを生成し、推定した前記第2交差点の流入交通量に基づいて、下記に定義する第2制御機の信号制御パラメータを生成し、
生成した前記第1制御機の信号制御パラメータを当該第1制御機に送信し、生成した前記第2制御機の信号制御パラメータを当該第2制御機に送信する
交通信号制御方法。
第1交差点:流入交通量が得られる交差点
第2交差点:流入交通量が得られない交差点
第1制御機:第1交差点に設置された交通信号制御機
第2制御機:第2交差点に設置された交通信号制御機 - コンピュータを、請求項1に記載の交通信号制御装置として機能させるためのコンピュータプログラム。
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