JP2020149091A - 感応制御交差点の交通情報処理装置、交通情報処理方法及び交通情報処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】感応制御交差点に近づく車両に対して、感応制御信号灯器の灯色が切り替わるまでの点灯時間をシミュレートして通知する。【解決手段】交通情報処理装置１は、感応制御交差点に設置された車両感知部４ａから入力される車両感知信号を検出する車両感知信号入力部１２と、車両感知信号に基づいて感応あり又は感応なしを判断する感応信号判定部１３とを備える。また、感応制御の対象となる感応制御信号灯器の点灯時間の最小時間と最大時間を算出する最小・最大時間演算部１４と、感応信号判定部の感応あり又は感応なしに基づいて、最小時間を単位点灯時間で更新する最小時間更新部１５と、を備え、感応制御をシミュレートする。交通情報処理装置は、前記最小時間更新部で更新された更新最小時間を車両に対して出力する無線出力部１６を備える。【選択図】図８

Description

この発明は、感応制御交差点において、確定した情報に基づいて感応制御信号灯器の点灯時間を車両に提供できる交通情報処理装置に関する。

自動運転車両の実用化に関する課題として、ジレンマゾーンへの対応がある。ジレンマゾーンとは青信号から黄信号に変化した場合、車両が黄信号で停止線を通過することができず、かつ停止線手前で急ブレーキをなしで安全に停止することもできない停止線上流のエリアである。 このようなジレンマゾーンにおいて自動運転車両が法令に基づき走行できるようにするために、青信号の残り時間を信号制御機から車両に提供するシステムが開発されている。交差点に近づく車両に対して、信号機（車両用信号灯器）の灯色が赤信号に切り替わるまでの時間を送信する構成の信号情報送信装置がある（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、交通信号灯器が信号情報送信装置を介して管制センタに接続されており、交差点の近傍で移動する車両に対して灯色が赤信号に切り替わるまでの時間を送信する。

特開２０１２−２３３８５４号公報

しかしながら、特許文献１等で示されている信号情報送信装置（信号制御機）は、管制センタに接続されていることを前提にしている。すなわち、特許文献１に記載された信号情報送信装置は、管制センタに接続されていない場合、車両用信号灯器の灯色が切り替わるまでの時間を車両に通知することができなかった。

また、既存の信号制御機から車両用信号灯器の灯色が切り替わるまでの時間を車両に出力させるようにすると、多数の交差点において信号制御機の改造作業が必要となることから実現は困難であった。

この発明の目的は、既存の信号制御機に変更を加えることなく、感応制御交差点に近づく車両に対して、特に感応制御信号灯器の灯色が切り替わるまでの点灯時間をシミュレートして通知する技術を提供することにある。

この発明の交通情報処理装置は、上記目的を達するために、以下のように構成している。

交通情報処理装置は、感応制御交差点に設置された車両感知部から入力される車両感知信号を検出する車両感知信号入力部と、
前記車両感知信号に基づいて感応あり又は感応なしを判断する感応信号判定部と、を備えている。

感応制御交差点に設置されている既存の信号制御機は、感応制御交差点に設置された車両感知部と、車両感知信号に基づいて「感応あり」、又は「感応なし」を判断する感応信号判定部を備えているが、これと同じ動作を行うモジュールを感応信号判定部に備えればよい。

交通情報処理装置は、感応制御の対象となる感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間の最小時間と最大時間を、予め設定されている短縮限度時間、予め設定されている延長限度時間、予め設定されている単位点灯時間に基づいて算出する最小・最大時間演算部と、
前記感応信号判定部の感応あり又は感応なしに基づいて、前記最小・最大時間演算部で演算した前記最小時間を前記単位点灯時間で更新する最小時間更新部と、を備える。

短縮限度時間とは、感応制御の対象となる感応制御信号灯器の点灯時間の短縮可能な限度時間をいう。

延長限度時間とは、感応制御の対象となる感応制御信号灯器の点灯時間の延長可能な限度時間をいう。

単位点灯時間とは、感知エリアで感知した（感応ありとなった）車両が停止線を通過させるに要する時間をいう。単位点灯時間は、感応制御のときに感応制御の対象となる感応制御信号灯器を点灯制御するときの単位時間となる。

信号灯器の点灯状態は１周期ごとに繰り返され、感応制御の対象となる感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間は、「感応あり」「感応なし」の感応信号により変更される。この最小・最大時間演算部では、この感応制御されている状態で、点灯時間が信号制御機内の感応制御によりどの程度の範囲内になったのか算出する。算出は、予め設定されている短縮限度時間、予め設定されている延長限度時間、予め設定されている単位点灯時間に基づいて行われる。

例えば、青矢信号灯器に対して、指令される点灯時間Ｔ２＝５秒、短縮限度時間＝１秒、延長限度時間＝３秒、単位点灯時間＝２秒、と予め設定されている場合、
最小時間（秒数）＝５秒−１秒＝４秒
最大時間（秒数）＝５秒＋３秒＝８秒
となる。

交通情報処理装置は、前記感応信号判定部の「感応あり」「感応なし」に基づいて、前記最小・最大時間演算部で演算した前記最小時間を前記単位点灯時間で更新する最小時間更新部を備える。

交通情報処理装置は、更新された更新最小時間を交差点に接近している車両に対して無線等によって出力する出力部を備える。

以上の構成により、感応制御交差点において、交通情報処理装置は、既存の信号制御機の構造を変更することなく、交差点に接近している車両に対して、感応制御信号灯器の点灯時間を知らせることができる。

交通情報処理装置は、感応制御交差点に設置された信号灯器の制御を行う信号制御機から入力される各信号灯器の灯色信号を検出する灯色信号検出部と、前記灯色信号検出部で検出した、所定の灯色信号の変化に基づいて、前記感応制御信号灯器の前記点灯時間を演算する点灯時間演算部と、を備えている。

信号制御機からは各信号灯器に対して電源供給線が接続されているため、この電源供給線に例えば電流プローブを設置することで灯色信号を検出できる。

交通情報処理装置は、前記灯色信号検出部で検出した、所定の灯色信号の変化に基づいて、感応制御対象の信号灯器に対して指令される点灯時間を演算する点灯時間演算部を備えている。例えば、歩行者用灯器が赤消灯→赤点灯になったときの赤消灯時間から、車両用信号灯器に対して指令される点灯時間がＴ１として演算される。また、青矢信号灯器については、青矢信号灯器に対して指令される点灯時間がＴ２として演算される。

この発明では、上記短縮限度時間と延長限度時間は、実際に点灯時間を一定時間計測することで推定できる。したがって、予め、上記短縮限度時間と延長限度時間が与えられていない場合に、これらの値を上記計測値から得られる。この場合も、交通情報処理装置は、既存の信号制御機の構造を変更する必要がない。同様に、上記単位点灯時間も推定することが可能である。

この発明によれば、感応制御交差点において、交通情報処理装置は、既存の信号制御機の構造を変更することなく、交差点に接近している車両に対して、感応制御されている特定の灯色（青）の点灯時間を知らせることができる。

感応制御交差点を示す概略図である。 交通情報処理装置と信号制御機と信号灯器と信号感知器との接続関係を示す概略図である。 信号灯器の制御周期の詳細を示す図である。 信号周期に対する各スプリット、各ステップの時間を示す図である。 感応制御シミュレートされた場合の信号情報の変化を示す図である。 感応制御シミュレートがされていない場合の信号情報の変化を示す図である。 単位青時間を学習するときの一例を示す図である。 交通情報処理装置１の主要部の構成図である。 交通情報処理装置１の動作の概略を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施形態について説明する。

＜１．適用例＞
図１は、感応制御交差点を示す概略図である。図２は、実施形態に係る交通情報処理装置１と、信号制御機２と、歩行者用信号灯器３ａと、車両用信号灯器３ｂと、青矢信号灯器３ｂｂと、車両感知器４ａとの接続関係を示す概略図である。

説明を簡単にするため、以下、図１の上下方向を進行方向とする歩行者及び車両を対象とする構成について説明するが、図の左右方向を進行方向とする歩行者及び車両を対象とする構成についても同じものとなる。以下の説明では、次のような意味を持つものとする。

・信号灯器――歩行者用信号灯器３ａ、車両用信号灯器３ｂ、又は青矢信号灯器３ｂｂ
・点灯状態――点灯、点滅、消灯のいずれかの状態
・灯器――「青」、「黄」、「赤」、「青矢」の表示用のいずれかの灯器
・信号灯器の制御周期――信号灯器のオンオフ制御パターンの制御周期
・点灯時間―――指令や演算によって設定された点灯時間や経過時刻にしたがってカウントダウンする点灯時間
また、「時間」を実際の例に合わせるために「秒」と称することがある。

交差点には、図１に示すように、交通情報処理装置１と、信号制御機２と、４つの歩行者用信号灯器３ａと２つの車両用信号灯器３ｂと２つの青矢信号灯器３ｂｂと、が配置され、交差点の停止線から１．２ｍ手前には超音波センサ等からなる２つの車両感知器４ａがそれぞれ設置されている。青矢信号灯器３ｂｂは車両用信号灯器３ｂと一体的に設けられている。

この実施形態では、交差点での信号灯器の制御周期が感応制御されている。感応制御とは、交差点付近における車両の流れに応じて車両用信号灯器３ｂや青矢信号灯器３ｂｂのオンオフ制御時間や周期を変更する制御である。車両感知器４ａは、感応制御を行うための情報として車両感知信号を生成する。車両感知器４ａとしては、超音波センサで構成することができるが、カメラ、高周波センサ等で構成することも可能である。
車両用信号灯器３ｂと車両感知器４ａとは、図１において、上下方向に走行する車両に対して設けられている。

歩行者用信号灯器３ａは、図１において、上下方向に横断する歩行者に対して設けられている。

信号制御機２は、図外の交通管制センタ等から送られてくる信号制御パラメータに基づいて、信号灯器の点灯制御を行う。信号制御機２は、図２に示すように、交流電源（商用電源）１００と接続されている。信号制御機２は、交流電源（商用電源）１００から、歩行者用信号灯器３ａの灯器毎に電源供給ライン２ａ１、２ａ２を介して電力を供給している。また、信号制御機２は、車両用信号灯器３ｂ、青矢信号灯器３ｂｂの各灯器毎に電源供給ライン２ｂ１〜２ｂ４を介して電力を供給している。

なお、信号制御機２は、交通管制センタと接続されずに、制御機内部の予め用意された信号制御パラメータによって制御される場合もある。

電流プローブ４１は、交通情報処理装置１に接続されている。電流プローブ４１は、歩行者用信号灯器３ａの「青」「赤」灯器の電源供給ライン２ａ（１〜２）を挟みこむように配置されている。電流プローブ４１は、電源供給ライン２ａ（１〜２）に流れる入力電流の大きさ（電流値）を検出する。電流プローブ４１は、検出した電流値を交通情報処理装置１に出力する。

また、電流プローブ４２は、交通情報処理装置１に接続されている。電流プローブ４２は、車両用信号灯器３ｂの「青」「黄」「赤」の各灯器と青矢信号灯器３ｂｂの電源供給ライン２ｂ（１〜４）を挟み込むように配置されている。電流プローブ４２は、電源供給ライン２ｂ（１〜４）に流れる入力電流の大きさ（電流値）を検出する。電流プローブ４２は、検出した電流値を交通情報処理装置１に出力する。

また、車両感知器４ａは信号制御機２と交通情報処理装置１とに接続されている。

以上のように、本実施形態では、信号制御機２から各信号灯器に接続されている電源供給ライン２ａ（１〜２）、電源供給ライン２ｂ（１〜４）に電流プローブを配置することで各信号灯器のオンオフ制御パターンを知ることが可能にしている。また、車両感知器４ａの出力を、信号制御機２と交通情報処理装置１に接続することで、「感応あり」、「感応なし」を、信号制御機２と交通情報処理装置１の両方で判断できるようにしている。

なお、実施形態では、信号制御機２から各信号灯器に接続されている電源供給ライン２ａ、２ｂに電流プローブを配置する構成としているが、信号制御機に前記電源供給ライン２ａ、２ｂに出力される電流に対応する灯器信号端子やそれに類似する端子が設けられている場合は、この端子からの信号を前記電流プローブの信号に代えても良い。

図３は、信号灯器の制御周期の詳細を示す図である。

制御周期の１周期は、スプリット１〜スプリット４に分けられている。

各スプリットは、２〜３のステップに分けられている。

図３において、１Ｇ、１ＲＡ、１Ｐは、上下方向を進行方向とする車両と上下方向を横断方向とする人に対して表示するための信号灯器を示し、それぞれ、図１、図２の車両用信号灯器３ｂ、青矢信号灯器３ｂｂ、歩行者用信号灯器３ａに対応している。また、２Ｇは、左右方向を進行方向とする車両に対して表示するための車両用信号灯器（図１で符号なし）を示している。黒塗り部は「青」、斜線部は「黄」ドット部は「赤」を示す。

図３に示す信号制御は以下の通りである。なお、以下の説明で可変ステップとは、感応制御やその他の信号制御によって、時間が変化する区間であり、固定ステップとは時間が固定の区間である。

（スプリット１）
ステップ１（可変ステップ）→車両用信号灯器１Ｇが「青」、歩行者用信号灯器１Ｐが「青」、車両用信号灯器２Ｇが「赤」。

ステップ２（固定ステップ）→車両用信号灯器１Ｇが「青」、歩行者用信号灯器１Ｐが「青点滅」、車両用信号灯器２Ｇが「赤」。

（スプリット２）
ステップ３（可変ステップ）→車両用信号灯器１Ｇが「青」、歩行者用信号灯器１Ｐが「赤」、車両用信号灯器２Ｇが「赤」。

ステップ４（固定ステップ）→車両用信号灯器１Ｇが「黄」、歩行者用信号灯器１Ｐが「赤」、車両用信号灯器２Ｇが「赤」。

（スプリット３）
ステップ５（可変ステップ）→車両用信号灯器１Ｇが「赤」、青矢信号灯器１ＲＡが「青」、歩行者用信号灯器１Ｐが「赤」、車両用信号灯器２Ｇが「赤」。

ステップ６（固定ステップ）→車両用信号灯器１Ｇが「黄」、歩行者用信号灯器１Ｐが「赤」、車両用信号灯器２Ｇが「赤」。

ステップ７（固定ステップ）→車両用信号灯器１Ｇが「赤」、歩行者用信号灯器１Ｐが「赤」、車両用信号灯器２Ｇが「赤」。

（スプリット４）
ステップ８（可変ステップ）→車両用信号灯器１Ｇが「赤」、歩行者用信号灯器１Ｐが「赤」、車両用信号灯器２Ｇが「青」。

ステップ９（固定ステップ）→車両用信号灯器１Ｇが「赤」、歩行者用信号灯器１Ｐが「赤」、車両用信号灯器２Ｇが「黄」。

ステップ１０（固定ステップ）→車両用信号灯器１Ｇが「赤」、歩行者用信号灯器１Ｐが「赤」、車両用信号灯器２Ｇが「赤」。

図４は、信号周期に対する各スプリット、各ステップの時間を示す。グレー塗で示すステップ１，３，５，８は可変ステップ、それ以外は固定ステップであることを示す。また、図４では、信号制御機２で設定された周期が第１設定周期１００秒と第２設定周期１２０秒の二つの例を示している。各設定周期では、スプリット１〜４の比率は固定とする。比率は同図の右側に示している。各設定周期では、感応制御やその他の制御により、周期とともに、可変ステップの秒数が変動する。したがって、図４では、第１設定周期１００秒から周期が１０３秒に制御されことを示し、第１設定周期１００秒の場合、最大延長時の次の周期では周期が９７秒に制御されていることを示す。

さらに、図４において「最大延長時」とは、可変ステップ５の時間が感応制御により最大に延長されたときの周期を示す。また、「次の周期」とは、「最大延長時」のときの周期に対し、次の周期を示す。

図４は、第１設定周期内で、歩行者用信号灯器１Ｐのスプリット１の区間を計測し、スプリット２の車両用信号灯器１Ｇの点灯時間Ｔ１（図３参照）を演算で求めることを示している。点灯時間Ｔ１は可変ステップ３の時間である。また、第１設定周期内で、他の可変ステップ５、８の時間を求めることを示している。

すなわち、図４においては、第１設定周期（設定周期が１００秒）では、スプリット１のステップ１とステップ２の歩行者用信号灯器の「赤」消灯の時間を計測し、この「赤」消灯の計測時間に基づいて、他の可変ステップ３、５、８の時間を演算で予測する。このうち可変ステップ３の時間である点灯時間Ｔ１は、時間経過にしたがってカウントダウンして車両に送信される（出力）。これにより、車両は、時刻ｔ１になると、「青」の点灯時間（残時時間）が分かるため、その間で、安全に停止することが可能となる。

同様に、スプリット３の可変ステップ５の開始時刻である青矢信号灯器１ＲＡの点灯時間Ｔ２を演算で求めることも可能である。点灯時間Ｔ２は感応制御により増減するが、最小残秒数、最大残秒数を用いて、車両は交差点を通過できるかどうかの一次判定ができる。なお、感応制御をシミュレートした残秒数については後述する。

そして、時刻ｔ２になったときに、車両は青矢信号灯器１ＲＡの点灯時間Ｔ２が分かるため、その間で、交差点前で安全に停止し、または安全速度で右折することが可能となる。

なお、以上の制御では、点灯時間Ｔ１やＴ２を点灯時間情報として車両に送信（出力）することになるが、さらに、可変ステップ８も演算することで、車両用信号灯器２Ｇの「青」の点灯時間情報も車両に送信（出力）出来る。

以下に、第１設定周期において、可変ステップ１、２の歩行者用信号灯器が「赤」消灯の時間を計測して、他の可変ステップ３、５、８の時間を演算する具体的な方法を説明する。図４に示す例では、第１設定周期（１００秒）において、感応制御によってステップ５の時間が最大延長時間に制御された周期と、その「次の周期」が示されている。「次の周期」において、可変ステップ１、２の歩行者用信号灯器が「赤」消灯の時間を計測する。

まず第１に、歩行者用信号灯器１Ｐが「赤」消灯であるステップ１、２の時間を計測する。図４に示す例では、ステップ１の時間とステップ２の時間の合計の３８．８秒（２８．８＋１０）を計測する。なお、ステップ１の時間とステップ２の時間を、歩行者用信号灯器１Ｐが「青」「青点滅」でも計測可能であるが、ステップ２の計測を、歩行者用信号灯器１Ｐの「青点滅」で行うと不正確となる。「青点滅」では、ステップ２の終了タイミングが正確に分からないからである。

第２に、計測したステップ１の時間とステップ２の時間の合計の３８．８秒（２８．８＋１０）と、各スプリット１〜４の固定比率から次の演算により、「次の周期」と、各可変ステップの時間とを演算する。

・次の周期
スプリット１の計測時間／スプリット１の値（固定比率）＝３８．８秒／４０．０％
＝９７秒
・ステップ３の時間
次の周期×スプリット２の値（固定比率）−ステップ４の値（固定比率）＝９７秒×８％−３秒＝４．７６秒
・ステップ５の時間
次の周期×スプリット３の値（固定比率）−ステップ６の値（固定比率）−ステップ７の値（固定比率）＝９７秒×１２％−５秒＝６．６４秒
・ステップ８の時間
次の周期×スプリット４の値（固定比率）−ステップ９の値（固定比率）−ステップ１０の値（固定比率）＝９７秒×４０％−７秒＝３１．８秒
なお、図４において、最大延長時の周期では周期が１０３秒となったため、「次の周期」では９７秒に設定されるようになる。そのため、スプリット１の計測時間が３８．８秒であることは、次の周期が正しく９７秒に制御されていることが分かる。

以上のようにして、感応制御等により、ステップ５が７秒→１０秒に制御された場合においても、「次の周期」において、車両用信号灯器１Ｇの点灯時間Ｔ１を予測でき、車両側においてはこの情報を点灯時間情報として受信することで、安全な停止制御が可能となる。同様に、青矢信号灯器１ＲＡの点灯時間Ｔ２を予測でき、車両側においてはこの情報を点灯時間情報として受信することで右折時の安全動作が可能となる。なお、各灯器の点灯時間が決まれば、車両側で点灯開始時刻は計算により算出できる。

次に、感応制御について説明する。以下の説明では、指令時間を指令秒、短縮限度時間を短縮限度秒、延長限度時間を延長限度秒、と称するなど、時間を秒と称することがある。

既存の信号制御機２は、車両感知器４ａが接続されていて、車両感知器４ａの出力に基づいて「感応あり」か「感応なし」の信号を生成している。「感応あり」は、車両用信号灯器３ｂや青矢信号灯器３ｂｂの「青」点灯時間を延長する。「感応なし」は、「感応あり」の制御を停止する。交差点上流の車両感知器４ａによる感知エリアに車両が存在する場合、感知信号あり（「感応あり」）となり、存在しない場合、感知信号なし（「感応なし」）となる。

なお、感知器が存在型感知器の場合は、感知エリアは、１．２ｍ程度である。この感知エリアに車両が存在すると感知信号が短い時間だけＯＮとなる。後述するように、この場合の単位青時間は、一定時間感知信号がＯＮにならなければ、次の車両が来ていないと判断するための時間である。

本実施形態では、交通情報処理装置１内に、「感応あり」か「感応なし」の感応信号を使って、上記の信号制御機２に設けられている感応制御のためのプログラムをシミュレートする。

以下、図４の例で、青矢信号灯器３ｂｂが感応制御されている場合のシミュレートについて説明する。

青矢信号灯器３ｂｂに対する感応制御は右折感応制御である。この制御では、短縮限度秒、延長限度秒、単位青時間が予め設定されている。

以下の説明において、指令秒（時間）とは、青矢信号灯器３ｂｂに対して指令される点灯時間をいう。上記の推定動作により得られる、ステップ５の青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間Ｔ２を指令秒（時間）とすることができる。

短縮限度秒（時間）とは、青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間の短縮可能な限度秒（時間）をいう。

延長限度秒（時間）とは、青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間の延長可能な限度秒（時間）をいう。

単位青時間（単位点灯時間）とは、感知エリアで感知した（感応ありとなった）車両が停止線を通過させるに要する秒（時間）をいう。単位点灯秒（時間）は、感応制御のときに青矢信号灯器３ｂｂを点灯制御するときの単位秒（時間）となる。

一例として、短縮限度秒、延長限度秒、単位青時間が、それぞれ、１秒、３秒、２秒であるとする。また、上記の推定動作により、指令秒（ステップ５の青矢信号灯器３ｂｂに対して指令される点灯時間Ｔ２）が５秒であったとする。

したがって、ステップ５の最小秒数、最大秒数は以下の通りとなる。

最小秒数＝５秒−１秒＝４秒
最大秒数＝５秒＋３秒＝８秒
また、上記のように得られた最小秒数は、「感応あり」の信号があった場合、図５のように更新される。

図５は、感応制御シミュレートされた場合の信号情報の変化を示している。この例では次のような感応動作となる。

図５では、後続車両に対して「感応あり」と「感応なし」を繰り返している例を示す。１２時０７分３０秒に、最小秒数の４秒が最小秒数更新秒として設定される。図５では、この最小秒数更新秒を最小青残秒数として示している。１２時０７分３０秒から１２時０７分３２秒までは、最小秒数更新秒が減算されていく。１２時０７分３２秒では、後続車両（１）が感知エリアで検知されて「感応あり」となっている。また、最小秒数更新秒（最小青残秒数）が２秒となっている。単位青時間は２秒であるため、１２時０７分３３秒では、後続車両（１）の交差点での通過を可能にするため、最小秒数更新秒（最小青残秒数）を２秒とする。２秒後の１２時０７分３４秒では、後続車両（１）が交差点を通過しているが、後続車両（２）が感知エリアで検知されて「感応あり」となっている。このため、この後続車両（２）も交差点を通過させるため、最小秒数更新秒（最小青残秒数）を２秒とする。２秒後の１２時０７分３６秒では、後続車両（２）が交差点を通過しているが、さらなる後続車両は検出していない。そこで、最小秒数更新秒（最小青残秒数）を２秒から減算し、１２時０７分３７秒で最小秒数更新秒（最小青残秒数）を０秒とする。

結果として、１２時０７分３０秒から７秒後の１２時０７分３７秒の時刻で青矢信号灯器３ｂｂが消灯し、青矢信号灯器３ｂｂの青表示の延長が行われている。この動作は、青矢信号灯器３ｂｂに対する信号制御機２における感応制御をシミュレートしている。

車両に対しては、上記シミュレート動作の最小秒数更新秒（最小青残秒数）が無線で出力されることにより、車両でも、青矢信号灯器３ｂｂの残秒数が延長されていることが分かる。なお、図５では１秒単位の動作として示したが、０．１秒単位等のより短い時間を単位とした動作でも良い。

参考のため、図６に感応制御シミュレートがされていない場合の信号情報の変化を示す。この例では、１２時０７分３０秒から１２時０７分３３秒まで最小秒数更新秒（最小青残秒数）が出力され、１２時０７分３４秒で最小秒数更新秒（最小青残秒数）がゼロとなる。

なお、図５、図６内の最大青残秒数は本発明の最大時間（秒数）に対応し、最小秒数更新秒（最小青残秒数）がその最大青残秒数を超えないようにするための値である。

次に、感応制御シミュレート時に使用する、上記の短縮限度秒、延長限度秒、単位青時間について説明する。

上記の短縮限度秒、延長限度秒、単位青時間が予め所定値として設定されている場合は、その値を使用する。

上記の短縮限度秒、延長限度秒、単位青時間が予め所定値として設定されていない場合は、学習によって求める。以下、学習の方法を説明する。対象は感応制御対象となっている青矢信号灯器３ｂｂであり、青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間に対して指令されている指令秒は、図４の可変ステップ５の点灯時間Ｔ２とする。

（１）短縮秒＝点灯時間Ｔ２に対して設定されている指令秒−点灯時間Ｔ２の計測値
（２）延長秒＝点灯時間Ｔ２の計測値−点灯時間Ｔ２に対して設定されている指令秒
（３）上記（１）（２）を信号灯器制御の複数周期分測定し、（１）の最大値を前記短縮限度秒とし、（２）の最大値を前記延長限度秒として設定する。

（３）において、複数周期分測定するのは、精度を高めるためである。

単位青時間については、以下のようにして学習する。単位青時間とは、上述したように、感知エリアで感知した車両が停止線を通過させるに要する時間である。つまり、車両が感知エリアで検知されて「感応あり」となったときに、その車両が停止線を通過するのに要する時間である。単位青時間を使って、後続車両が停止線を通過できるように青時間が延長される。つまり、先行車両が感知エリアで検知されて「感応あり」となった場合に、後続車両が先行車両に近い場合は、この後続車両も交差点を通過できるよう、青時間が延長される。

（４）点灯時間Ｔ２が、（前記感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間−前記短縮限度時間）で計算される最小時間を越えた後に、感応なしでカウントアップする単位青時間カウンタの最大値を単位青時間とする。

上記の式において、単位青時間カウンタは、単位青時間の経過を判定するためのカウンタである。感応制御対象信号灯器（青矢信号灯器３ｂｂ）が青表示されて車両が通過してから計時を開始する。感知エリアで車両が検知されて「感応あり」となればカウントリセットとなり、「感応なし」となればカウントアップされる。青矢信号灯器３ｂｂが消灯した時点で計時を終了する。

最小秒数までは、単位青時間カウンタが単位青時間を超えても青矢信号が表示されるため、単位青時間を学習する（推定する）対象外となる。

図７を参照して具体的に説明すると以下のようになる。ただし、青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間Ｔ２（青矢信号継続時間）に対して予め設定されている指令秒は５秒とする。また、延長限度秒は３秒であるとする。

１２時０７分３０秒において、「感応なし」なので、１２時０７分３１秒で単位青時間カウンタがカウントアップとなる。１２時０７分３１秒では、「感応あり」なので、１２時０７分３２秒でカウンタリセットとなる。同様に、以下、「感応なし」でカウントアップ、「感応あり」でカウンタリセットが繰り返される。青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間Ｔ２（青矢信号継続時間）に対して予め設定されている指令秒は５秒なので、図７の前半の単位青時間カウンタの値は無視される。

１２時０７分３６秒では、「感応なし」なので、１２時０７分３７秒でカウンタアップとなり、１２時０７分３７秒でも、「感応なし」なので、１２時０７分３８秒でカウンタアップとなる（カウント値は２）。１２時０７分３８では、（点灯時間Ｔ２に対して予め設定されている指令秒＋前記延長限度秒）＝５＋３＝８秒を超える手前の時間となるため、この時間でカウントを停止する。

以上から、図７に示す例では、単位青時間カウンタの値が２となるため、この段階で単位青時間を２秒であると学習（推定）する。

＜２．構成例＞
図８は、交通情報処理装置１の主要部の構成図である。

交通情報処理装置１は、以下の機能部を備えている。これらの機能部は、ＣＰＵ、メモリを中心としたハードウエアとメモリに記憶されているプログラムモジュールで構成されている。

・灯色信号検出部１０
制御部によって信号灯器３の電源供給ラインに設置された電流プローブ４１からの信号が入力される。この信号をデータ化するＡＤ変換部を含む。

・点灯時間演算部１１
灯色信号検出部１０で検出した、歩行者用信号灯器３ａの赤色消灯から赤色点灯になるタイミングに基づいて、車両用信号灯器３ｂの前記点灯時間Ｔ１を含む点灯時間情報を演算する。この点灯時間Ｔ１は図３の可変ステップ３の時間である。また、感応制御対象とされている後述の青矢信号灯器の点灯時間Ｔ２を含む点灯時間情報を演算する。この点灯時間Ｔ２は図３の可変ステップ５の時間である。さらに、図３の可変ステップ５、８の点灯時間情報を演算する。

・車両感知信号入力部１２
感応制御交差点に設置された車両感知器４ａから入力される車両感知信号を検出する。この検出した信号をデータ化するＡＤ変換部を含む。

・感応信号判定部１３
車両感知信号に基づいて感応あり又は感応なしを判断する。感知エリアに車両を検知すると「感応あり」となり、それ以外では「感応なし」と判断する。このプログラムモジュールは、感応制御交差点に設置された信号制御機２に内蔵されているものと同一である。

・最小・最大時間演算部１４
感応制御の対象となっている青矢信号灯器３ｂｂに対して指令される点灯時間Ｔ２の最小秒数と最大秒数を、予め設定されている短縮限度時間、予め設定されている延長限度時間、予め設定されている単位点灯時間に基づいて算出する。

上述のように、短縮限度秒、延長限度秒、単位青時間が予め設定されている。一例として、短縮限度秒、延長限度秒、単位青時間が、それぞれ、１秒、３秒、２秒であるとする。また、点灯時間演算部１１の演算により、ステップ５の青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間Ｔ２が５秒であったとする。

したがって、ステップ５の最小秒数、最大秒数は以下の通りとなる。

最小秒数＝５秒−１秒＝４秒
最大秒数＝５秒＋３秒＝８秒
・最小時間更新部１５
感応信号判定部１３の感応あり又は感応なしに基づいて、前記最小・最大時間演算部１４で演算した前記最小時間を前記単位点灯時間で更新する。

上述のように得られた最小秒数（図５において最小青残秒数）は、感応あり又は感応なしに基づいて、図５のように更新される。

以上の例では、短縮限度秒、延長限度秒、単位青時間が予め設定されているとしたが、これらの値は既に述べたように学習することも可能である。この場合、学習機能は、例えば最小・最大時間演算部１４に設けることができる。学習に必要な単位青時間カウンタは、この感応信号判定部１３内に配置される。

・無線出力部１６
最小時間更新部１５で更新された更新最小時間（図５で最小青残秒数）を、感応制御交差点付近で車両用信号灯器３ｂと青矢信号灯器３ｂｂによって走行規制される車両に無線出力する。

なお、交通情報処理装置１は、ハードウエア（ＣＰＵ、メモリ、ＡＤ変換器等）により構成されている。ＣＰＵがメモリに記憶されているプログラムモジュールを実行する。プログラムモジュールは、図８に示す点灯時間演算部１１、感応信号判定部１３、最小・最大時間演算部１４、最小時間更新部１５の各機能部である。

＜３．動作例＞
交通情報処理装置１の動作について図４、図５、図７、図９を参照して説明する。図９は、交通情報処理装置１の動作の概略を示すフローチャートである。

灯色信号検出部１０と車両感知信号入力部１２は、それぞれ、信号灯器３と車両感知器４ａからの信号を常時検出している（Ｓ１）。

点灯時間演算部１１は、灯色信号検出部１０から入力されている歩行者用信号灯器３ａからの信号から、「赤」の消灯時間であるステップ１、２の時間を計測する。次に、可変ステップ３、５、８の点灯時間を演算する。演算には、各スプリット１〜４の固定比率が使用される。固定比率は図４の右側に示されているように予め設定されている（Ｓ２）。

無線出力部１６は、車両５に対して、可変ステップ３の点灯時間Ｔ１を出力する。このとき、時間が経過する毎に、点灯時間Ｔ１が減算され、その減算された時間Ｔ１が車両５に対して連続的に送信される（Ｓ３）。

続いて感応制御処理を行う。感応信号判定部１３は、車両感知器４ａからの感知信号に基づき「感応あり」「感応なし」に基づいて、感応制御シミュレートを行う（Ｓ４）。図４において、感応制御対象灯器が青矢信号灯器３ｂｂである場合、この青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間Ｔ２が、「感応あり」か「感応なし」かによって変動する。つまり、信号制御機２においての感応制御をシミュレートする。

感応制御シミュレートでは、最小・最大時間演算部１４において、青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間の最小時間と最大時間を、予め設定されている短縮限度秒、予め設定されている延長限度秒、予め設定されている単位点灯時間に基づいて算出する。また、図５に示すように、感応信号に基づいて、青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間Ｔ２（最小青残秒数）が算出される。

また、短縮限度秒、延長限度秒、単位点灯時間（単位青時間）が予め設定されていない場合は、これらの値が上述の学習によって推測される。図７に示すように、単位点灯時間（単位青時間）を算出するには単位青時間カウンタが使用される。

無線出力部１６は、上記の感応制御シミュレートによって推測された青矢信号灯器３ｂｂの最小秒数更新秒（最小青残秒数）（図５）を、車両５に対して無線出力する（Ｓ５）。最小秒数更新秒（最小青残秒数）が２秒を維持している状態で「感応なし」となると、単位青時間２秒が経過するのを待って打ち切りとなる（Ｓ６）。

なお、上記動作例では、感応制御信号灯器を青矢信号灯器３ｂｂとして、可変ステップ５の点灯時間Ｔ２を感応制御シミュレートするようにしたが、それ以外の点灯時間を感応制御シミュレートすることも出来る。例えば、車両用信号灯器３ｂも感応制御信号灯器の対象であれば、可変ステップ３の点灯時間Ｔ１を感応制御シミュレートできる。

以上の動作によって、交通情報処理装置１は、信号制御機２において行われている感応制御動作をシミュレートすることができ、感応制御交差点に接近しつつ車両は感応動作をしている車両用信号灯器３ｂや青矢信号灯器３ｂｂの点灯時間を知ることができる。また、交通情報処理装置１は、信号灯器の制御周期が変更された場合でも、歩行者用信号灯器３ａ等の所定の信号灯器の点灯時間を計測することで、周期内の可変ステップの時間を推定できる。

また、本実施形態の交通情報処理装置は、既存の信号制御機２を改造しなくても交差点に設置が可能であるため、多数の交差点に容易に設置することが可能である。

＜５．付記＞
感応制御交差点に設置された車両感知部（４ａ）から入力される車両感知信号を検出する車両感知信号入力部（１２）と、
前記車両感知信号に基づいて感応あり又は感応なしを判断する感応信号判定部（１３）と、
感応制御の対象となる感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間の最小時間と最大時間を、予め設定されている短縮限度時間、予め設定されている延長限度時間、予め設定されている単位点灯時間に基づいて算出する最小・最大時間演算部（１４）と、
前記感応信号判定部（１３）の感応あり又は感応なしに基づいて、前記最小・最大時間演算部（１４）で演算した前記最小時間を前記単位点灯時間で更新する最小時間更新部（１５）と、
前記最小時間更新部（１５）で更新された更新最小時間を出力する出力部（１６）と、
を備えてなる、感応制御交差点での交通情報処理装置（１）。

１…交通情報処理装置
３ａ…歩行者用信号灯器
３ｂ…車両用信号灯器
３ｂｂ…青矢信号灯器
１０…灯色信号検出部
１１…点灯時間演算部
１２…車両感知信号入力部
１３…感応信号判定部
１４…最小・最大時間演算部
１５…最小時間更新部
１６…無線出力部

Claims (7)

1. 感応制御交差点に設置された車両感知部から入力される車両感知信号を検出する車両感知信号入力部と、
   前記車両感知信号に基づいて感応あり又は感応なしを判断する感応信号判定部と、
   感応制御の対象となる感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間の最小時間と最大時間を、予め設定されている短縮限度時間、予め設定されている延長限度時間、予め設定されている単位点灯時間に基づいて算出する最小・最大時間演算部と、
   前記感応信号判定部の感応あり又は感応なしに基づいて、前記最小・最大時間演算部で演算した前記最小時間を前記単位点灯時間で更新する最小時間更新部と、
   前記最小時間更新部で更新された更新最小時間を出力する出力部と、
   を備えてなる、感応制御交差点の交通情報処理装置。
2. 前記感応制御交差点に設置された信号灯器の制御を行う信号制御機から入力される各信号灯器の灯色信号を検出する灯色信号検出部と、
   前記灯色信号検出部で検出した、所定の灯色信号の変化に基づいて前記感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間を演算する点灯時間演算部と、
   を備える、請求項１記載の感応制御交差点の交通情報処理装置。
3. 前記短縮限度時間と前記延長限度時間は、以下の（１）〜（３）式で推定して設定する、請求項１または２記載の感応制御交差点の交通情報処理装置。
   （１）短縮時間＝前記感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間−前記点灯時間の計測値
   （２）延長時間＝前記点灯時間の計測値−前記感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間
   （３）上記（１）（２）を信号灯器制御の複数周期分測定し、（１）の最大値を前記短縮限度時間、（２）の最大値を前記延長限度時間として設定する。
4. 前記単位点灯時間は、以下の（４）式で推定して設定する、請求項３記載の感応制御交差点の交通情報処理装置。
   （４）点灯時間Ｔ２が、（前記感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間−前記短縮限度時間）で計算される最小時間を越えた後に、感応なしでカウントアップする単位青時間カウンタの最大値を単位青時間とする。
5. 前記灯色信号検出部は、前記各信号灯器への電源供給ラインに配置した電流プローブから出力された電流値を検出する、請求項２に記載の感応制御交差点の交通情報処理装置。
6. 感応制御交差点に設置された信号灯器の制御を行う信号制御機から入力される各信号灯器の灯色信号を検出し、
   前記感応制御交差点に設置された車両感知部から入力される車両感知信号を検出し、
   前記車両感知信号に基づいて感応あり又は感応なしを判断し、
   所定の灯色信号の変化に基づいて感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間を演算し、
   前記点灯時間の最小時間と最大時間を、予め設定されている短縮限度時間、予め設定されている延長限度時間、予め設定されている単位点灯時間に基づいて算出し、
   前記感応あり又は感応なしに基づいて、前記最小時間を前記単位点灯時間で更新し、
   前記更新された更新最小時間を出する、
   感応制御交差点の交通情報処理方法。
7. 感応制御交差点に設置された信号灯器の制御を行う信号制御機から入力される各信号灯器の灯色信号を検出するステップと、
   前記交差点に設置された車両感知部から入力される車両感知信号を検出するステップと、
   前記車両感知信号に基づいて感応あり又は感応なしを判断するステップと、
   所定の灯色信号の変化に基づいて感応制御信号灯器に対して指令される点灯時間を演算ステップと、
   前記点灯時間の最小時間と最大時間を、予め設定されている短縮限度時間、予め設定されている延長限度時間、予め設定されている単位点灯時間に基づいて算出するステップと、
   前記感応あり又は感応なしに基づいて、前記最小時間を前記単位点灯時間で更新し、
   前記更新された更新最小時間を出力するステップと、
   をコンピュータに実行させる、感応制御交差点の交通情報処理プログラム。

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