JP3842252B2 - 交通制御システム - Google Patents

Description

この発明は、交差点での交通を制御する交通制御システムに関するものである。

近年、道路を走行する車両の数は増加し、特に交差点では直進車、右折車、左折車、さらには横断する歩行者で混雑する傾向にある。そして、この交差点では信号機が設けられ、信号が赤で車両が停止し、青で前進するようになっている。（例えば、特許文献１，２）
特開２００３−８５６８８公報 特開平１１−２７２９９２号公報

しかし、上記のように、信号が赤で車両が停止すると、運転者は、発車に際して先ず信号が青に替わったことを確認し、次に進発動作に移るため、進発までに微少の時間が必要となる。また、前の車両が発車しなければ、自車は発車できないので、発車が次々に遅れて、遅れが増加してゆく。その結果、車間距離が長くなり、単位時間当たりの通過車両が少なくなる。

また、信号が青から黄または赤に切り替わるまで交差点に車両が進入してくるため、例えば右折車は対向車の進入によりなかなか右折できず、最後に急いで右折する事態も発生し、全体的に交差点での車両の動きは乱雑で安全上も問題があった。

さらに、交差点では直進車と右折車が混在するため、右折車と直進車とが同時に交差しようとする状況の発生は、避けることができないことであり、この点からも、交差点での車両の動きは乱雑となりやすく安全上問題があった。

この発明は上記に鑑み提案されたもので、交差点での車両の動きを円滑で安全のものとすることができ、単位時間当たりの通過車両も増加させることができる交通制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、交差点での交通を制御する交通制御システムにおいて、交差点に進入してくる車両の車道毎に設けられ、その車両の交差点への進入を制御する第１の誘導機と、上記車道上であって第１の誘導機からは、交差点の直径と同等あるいは短く設定された距離だけ手前に設けられた第２の誘導機と、上記第１の誘導機と第２の誘導機との間の車両からなるグループを１単位とし、第１の誘導機が前進許可のとき少なくともその１単位の車両の全体が交差点を通過するように第１の誘導機および第２の誘導機の制御を行う誘導機制御手段と、を備え、上記車道は直進と右折と左折の車線を備え、上記交差点はロータリを備え、上記誘導機制御手段は、第１の誘導機が前進許可のとき第２の誘導機が停止、第１の誘導機が停止のとき第２の誘導機が前進許可となるように制御する、ことを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明の構成に加えて、上記交差点の横断歩道に安全地帯を設ける、ことを特徴としている。

本発明の交通制御システムでは、第１の誘導機と第２の誘導機との間の車両からなるグループを１単位とし、その１単位の車両の全体が交差点を通過するように、第１の誘導機および第２の誘導機の制御を行う。このため、その１単位の車両の全体は交差点の手前でも停止することなく、徐行のスピードで一団となって移動する。したがって、従来発生していた、停止車両の列が発進する際に車列（車間距離）が長くなる現象は生じず、１単位の車両群は一団となって円滑に移動するようになる。

また、車列が長くならないので、信号が青の期間に通過できる車両も増加させることができ、交通渋滞解消に貢献することができる。

また、第１の誘導機は１単位の車両群が通過する時間帯を確保すればよいので、第１の誘導機の停止から前進許可、前進許可から停止への切り替えを短時間に行うことができ、従来のように、長時間（例えば１分間）にわたって交差点で停止し待たされるようなこともなくなる。

さらに、その１単位の車両群以外には交差点を通過させないので、停止になる前にあわてて進入する車両は存在せず、交差点での車両の動き円滑なものとすることができ、安全なものとすることができる。

また、交差点では直進車と右折車が混在するが、１単位の車両群のみが交差点を通過するため、右折車が方向を右に転じる頃には、対向車線の直進車および右折車が通過完了し前方にいないくなり、右折車は停止することなくそのまま徐行のスピードで右折することができ、この点からも、交差点での車両の動き円滑なものとすることができ、安全なものとすることができる。

以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１はこの発明の交通制御システムの全体構成を示す図である。この発明の交通制御システムは、２つの道路１０，２０の交差点Ｃでの交通を制御するシステムである。道路１０の互いに対向する車道１１，１２には、車両の交差点Ｃへの進入を制御する第１の誘導機１１ａ，１２ａと、その車道１１，１２上であって第１の誘導機１１ａ，１２ａの各々からは所定距離手前に設けられた第２の誘導機１１ｂ，１２ｂとがそれぞれ配されている。

また同様に、道路２０の互いに対向する車道２１，２２には、車両の交差点Ｃへの進入を制御する第１の誘導機２１ａ，２２ａと、その車道２１，２２上であって第１の誘導機２１ａ，２２ａの各々からは所定距離手前に設けられた第２の誘導機２１ｂ，２２ｂとがそれぞれ配されている。

そして、これらの誘導機１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、誘導機制御手段３に電気配線または無線で接続され、相互に信号の授受を行う。すなわち、誘導機制御手段３は、誘導機１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの各々に指令信号を送って制御し、第１の誘導機と第２の誘導機との間の車両（例えば第１の誘導機１１ａと第２の誘導機１１ｂとの間の車両）からなるグループを１単位とし、第１の誘導機が前進許可のとき少なくともその１単位の車両の全体が交差点を通過するように制御を行う。

次に、誘導機制御手段が行う交通制御について、図２〜図１０を用いてより具体的に説明する。

図２〜図１０は誘導機制御手段による交通制御を段階的に示す説明図である。これらの図においては、上記の図１に対してさらに横断歩道３１，３２，３３，３４が要素として追加されている。各横断歩道３１，３２，３３，３４の中程には歩行者が安全に待機可能な安全地帯Ｓが設けられている。また、上記図１の誘導機１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、以下の説明では、赤（停止）、青（前進許可）、黄（注意）のランプが点灯可能な信号機であるとして説明する。さらに、横断歩道３１，３２，３３，３４の各両端には、歩行者専用の信号機３１ｍ，３１ｎ，３２ｍ，３２ｎ，３３ｍ，３３ｎ、３４ｍ，３４ｎが設けられている。

誘導機制御手段３（図１）は、信号機１１ａと信号機１２ａとを対とし、また信号機２１ａと信号機２２ａ、信号機１１ｂと信号機１２ｂ、信号機２１ｂと信号機２２ｂをそれぞれ対として、その対の信号機に同一の動作を行わせる。そして、信号機１１ａ，１２ａが青のとき信号機１１ｂ，１２ｂが赤、信号機１１ａ，１２ａが赤のとき信号機１１ｂ，１２ｂが青となるように制御する。さらに、信号機３１ｍ，３１ｎ，３３ｍ，３３ｎに同一の動作を行わせ、信号機３２ｍ，３２ｎ，３４ｍ，３４ｎに同一の動作を行わせる。

また、車道１１，１２，２１，２２の各々は、交差点Ｃの手前で、左折、直進、右折の３車線に分かれている。信号機１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、赤信号のときはハッチングで、青信号のときは白抜きで、黄信号のときは網掛けで図示している。上記したように、道路１０には互いに対向する車道１１，１２が設けられ、また道路２０には互いに対向する車道２１，２２が設けられ、各車道１１，１２，２１，２２毎に車両が通行しているが、ここでは車道１１の車両の動きを中心に説明を進めることとする。

先ず図２から説明すると、車道１１上を信号機１１ｂから信号機１１ａ方向に交差点Ｃに向かって走行している車両は、信号機１１ａが赤信号であるため、低速で走行し、先頭車両が交差点Ｃに到達する前に、信号機１１ａが赤から青に切り替わる。

図３は信号機１１ａ，１２ａが赤から青に切り替わった時点の状況を示している。この時点で、信号機１１ｂ，１２ｂは青から黄を経て赤に、信号機２１ａ，２２ａも同じく青から黄を経て赤に、信号機２１ｂ，２２ｂは赤から青にそれぞれ切り替わる。また、歩行者専用の信号機３１ｍ，３１ｎ，３４ｍ，３４ｎは、信号機１１ａ，１２ａと同じく赤から青に切り替わり、一方の歩行者専用の信号機３２ｍ，３２ｎ，３４ｍ，３４ｎは、信号機２１ａ，２２ａより例えば２秒ほど早く、青から黄を経て赤に切り替わった状態にある。

図３において、信号機１１ｂは赤になるため、信号機１１ａと信号機１１ｂとの間の車両はその後は増減することなく、グループ化され１単位となって動作し、上記したように、信号機１１ａに向かって徐行しながら一団となって前進することになる。そして、先頭車両が交差点Ｃ手前の横断歩道３４に差し掛かる頃に、信号機１１ａが赤から青に切り替わる。したがって、先頭車両は停止することなく、そのまま徐行のスピードで交差点Ｃに進入し、後続車も停止することなく徐行のスピードでそのまま前進する。

すなわち、信号機１１ａが存在していても、この信号機１１ａで車両が停止するわけではなく、信号機１１ａは前進してくる１単位の車両群を徐行させる機能を果たしている。

図４は信号機１１ａ，１２ａが青になって１秒後の状況を、図５は３秒後の状況を、図６は５秒後の状況を、図７は６秒後の状況を、図８は８秒後の状況を、図９は９秒後の状況を、また図１０は１０秒後の状況をそれぞれ示している。

交差点Ｃは、同心円状の３車線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と、中央の円状の中央安全地帯Ｃ０とに分けられており、交差点Ｃ内を通過する際には、左折車は車線Ｃ３とコーナ車線Ｃ４を、直進車は車線Ｃ２，Ｃ３を、右折車は車線Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ選択して走行する。

なお、信号機１１ａ，１２ａ，２１ｂ，２２ｂは８秒後に青から黄に切り替わり（図８）、１０秒後に黄から赤に切り替わる（図１０）。また、信号機２１ａ，２２ａ，１１ｂ，１２ｂは、１０秒後に赤から青に切り替わる（図１０）。

信号機１１ａを通過した車両のうち、左折車は歩行者が横断歩道３１を渡り終えるのを待って、コーナ車線Ｃ４から横断歩道３１を通過し車道２１の左車線に、または車線Ｃ３から横断歩道３１を通過し車道２１の中央車線に入る。直進車は車道Ｃ３に沿って走行し、横断歩道３２を通過後、車道１１の中央車線に入る。右折車は、車線Ｃ１，Ｃ２に沿って方向を右に転じ、その頃には丁度対向車線１２の直進車および右折車が通過完了し前方にいないくなるので、停止することなくそのまま徐行のスピードで横断歩道３３に向かい、横断歩道３３を通過後、車道２２の中央車線または左車線に入る。

なお、交差点Ｃの中央安全地帯Ｃ０は、通常は進入が禁止されているが、交差点Ｃ内で故障した車両や事故車を一時的に待避させる待避場所として使用可能になっており、故障や事故の発生時に交差点Ｃに待避させることで、交差点Ｃでの交通渋滞を回避することができる。

一方、車道２１，２２では、信号機２１ａと信号機２１ｂとの間、また信号機２２ａと信号機２２ｂとの間は、一旦車両が出払って存在しなくなるが（図２、図３）、信号機２１ｂ，２２ｂが青に切り替わるので、その手前の車両が進入してくる（図４）。その場合、前方の信号機２１ａ，２２ａが赤信号であるため、徐行しつつ前進するようになる。先頭車両が交差点Ｃ手前の横断歩道３１，３３に差し掛かる頃に、信号機２１ａ，２２ａが赤から青に切り替わる（図１０）。したがって、先頭車両は停止することなく、そのまま徐行のスピードで交差点Ｃに進入し、後続車も停止することなく徐行のスピードでそのまま前進する。また、その時点までには信号機２１ｂ，２２ｂは赤になっているため、信号機２１ａと信号機２１ｂとの間の車両、また信号機２２ａと信号機２２ｂとの間の車両はその後は増減することなく、グループ化され１単位となって動作する。すなわち、上記の信号機１１ａ，１２ａと同様に、信号機２１ａ，２２ａは前進してくる１単位の車両群を徐行させる機能を果たしている。

この交通制御システムでは、１単位の車両群が交差点Ｃを通過すると、速やかに信号機が切り替わり、例えばこの実施例では信号機１１ａ，１２ａは１０秒で赤から青に、あるいは青から黄を経て赤に切り替わるようになっているので、横断歩道を渡る時間もそれに応じて短くなる。したがって、各横断歩道３１，３２，３３，３４の中程には歩行者が安全に待機可能な安全地帯Ｓが設けられ、横断歩道を渡りきらないうちに途中で信号が切り替わった場合に、安全に待機できるようにしている。そして、安全地帯Ｓへの待機時間もこの実施例では１０秒程度と短いので、安全地帯Ｓに待機したとしても、１０秒経過後には再び歩行可能となり、速やかに横断することができる。

ここで、数値例を挙げて説明する。１車線の幅を３ｍ、信号機１１ａと信号機１１ｂとの間の距離を２４ｍ（車両の長さを４ｍ、車間距離を１ｍとして５台分）、また両側の横断歩道を含めた交差点Ｃ（コーナＣ４を含む）の直径（ロータリーの直径）を３６ｍとする。信号機１１ａと信号機１１ｂとの間に各車線５台ずつで合計１５台の車両が存在し、この車両群が１単位となって、時速１８ｋｍ（秒速５ｍ）の徐行スピードで信号機１１ａに向かい、その後直進車は交差点Ｃを出る頃に時速３０ｋｍ弱（秒速８ｍ）になるとする。

このとき、信号機１１ａが赤から次に再度赤になるまでの、車両群が前進可能な１０秒間で車道１１，１２の各１５台（合計３０台）が交差点Ｃを通過し、次の１０秒間では今度は車道２１，２２の各１５台（合計３０台）が交差点Ｃを通過する。すなわち、２０秒間で６０台（＝３０×２）が通過し、１分間では１８０台が通過することになる。

一方、従来の交通制御の場合、この実施例におけるような、交差する道路が双方とも交差点前で片側３車線の場合、赤から次に再度赤になるまでの時間は略６０秒程度であり、その間の１分間当たりの通過車両は９８車両であるとのデータがある。そして、この場合、交差する他方の道路ではその６０秒に渡って停止し待機させられることになる。

このように、本発明の交通制御システムでは、信号機１１ａと信号機１１ｂとの間の車両からなるグループを１単位とし、その１単位の車両の全体が交差点Ｃを通過するように、信号機１１ａおよび信号機１１ｂの制御を行う。このため、その１単位の車両の全体は交差点Ｃの手前でも停止することなく、徐行のスピードで一団となって移動する。したがって、従来発生していた、停止車両の列が発進する際に車列（車間距離）が長くなる現象は生じず、１単位の車両群は一団となって円滑に移動するようになる。

また、車列が長くならないので、信号が青の期間に通過できる車両も増加させることができ、交通渋滞解消に貢献することができる。

また、信号機は１単位の車両群が通過する時間帯を確保すればよいので、信号機の赤から青、青から赤への切り替えを短時間に行うことができ、従来のように、長時間（例えば１分間）にわたって交差点で停止し待たされるようなこともなくなる。

さらに、その１単位の車両群以外には交差点Ｃを通過させないので、赤信号になる前にあわてて進入する車両は存在せず、したがって、交差点Ｃでの車両の動き円滑なものとすることができ、安全なものとすることができる。

また、交差点では直進車と右折車が混在するが、１単位の車両群のみが交差点Ｃを通過するため、右折車が方向を右に転じる頃には、対向車線の直進車および右折車が通過完了し前方にいないくなり、右折車は停止することなくそのまま徐行のスピードで右折することができ、この点からも、交差点Ｃでの車両の動き円滑なものとすることができ、安全なものとすることができる。

上記の説明では、交差点の態様として、交差する道路が双方とも交差点前で片側３車線となる場合について説明したが、交差点が他の態様であっても同様に本発明を適用することができる。例えば、交差する道路が双方とも交差点前で片側４車線である交差点や、交差する道路が双方とも交差点前で片側２車線である交差点や、交差する道路が双方とも交差点前で片側１車線である交差点や、交差する道路の一方が交差点前で片側３車線で、他方が交差点前で片側２車線または１車線といった様々な態様の交差点に本発明を適用することができ、同様の作用効果を発揮させることができる。

また、上記の説明では、第１、第２の誘導機として、赤、青、黄を点灯する信号機を用いるようにしたが、他のタイプの誘導機、例えばバーが動作する遮断機や昇降機を用いるようにしてもよい。

また、信号機の信号切り替えを１０秒として説明したが、交差点の大きさに応じて任意の時間を設定すればよく、例えば６秒であってもよいし、１５秒であってもよい。要するに１単位の車両群が無理なく通過できる時間幅を設定すればよい。

さらに、第１の誘導機と第２の誘導機との間の距離と、交差点の直径との関係については、上記の説明で第１の誘導機と第２の誘導機との間の距離は３０ｍ、交差点の直径は３６ｍとしたが、これらは交差点の大きさ、交通量等を考慮して適宜最適な距離に設定すればよい。但し、１単位の車両群の交差点での速やかな移動を考慮すると、第１の誘導機と第２の誘導機との間の距離を、交差点の直径と同等、もしくは短く設定するのが好ましい。

この発明の交通制御システムの全体構成を示す図である。 誘導機制御手段による交通制御を段階的に示す説明図で、信号機１１ａ，１２ａが赤から青に切り替わる前の状況を示している。 誘導機制御手段による交通制御を段階的に示す説明図で、信号機１１ａ，１２ａが赤から青に切り替わった時点の状況を示している。 誘導機制御手段による交通制御を段階的に示す説明図で、信号機１１ａ，１２ａが青になって１秒後の状況を示している。信号機１１ａ，１２ａが青になって１秒後の状況を、図５は３秒後の状況を、図６は５秒後の状況を、図７は６秒後の状況を、図８は８秒後の状況を、図９は９秒後の状況を、また図１０は１０秒後の状況をそれぞれ示している。 誘導機制御手段による交通制御を段階的に示す説明図で、信号機１１ａ，１２ａが青になって３秒後の状況を示している。 誘導機制御手段による交通制御を段階的に示す説明図で、信号機１１ａ，１２ａが青になって５秒後の状況を示している。 誘導機制御手段による交通制御を段階的に示す説明図で、信号機１１ａ，１２ａが青になって６秒後の状況を示している。 誘導機制御手段による交通制御を段階的に示す説明図で、信号機１１ａ，１２ａが青になって８秒後の状況を示している。 誘導機制御手段による交通制御を段階的に示す説明図で、信号機１１ａ，１２ａが青になって９秒後の状況を示している。 誘導機制御手段による交通制御を段階的に示す説明図で、信号機１１ａ，１２ａが青になって１０秒後の状況を示している。

符号の説明

３ 誘導機制御手段
１０ 道路
１１ 車道
１１ａ 信号機(第１の誘導機）
１１ｂ 信号機(第２の誘導機）
１２ 車道
１２ａ 信号機(第１の誘導機）
１２ｂ 信号機(第２の誘導機）
２０ 道路
２１ 車道
２１ａ 信号機(第１の誘導機）
２１ｂ 信号機(第２の誘導機）
２２ 車道
２２ａ 信号機(第１の誘導機）
２２ｂ 信号機(第２の誘導機）
３１，３２，３３，３４ 横断歩道
３１ｍ，３１ｎ，３２ｍ，３２ｎ，３３ｍ，３３ｎ、３４ｍ，３４ｎ 信号機
Ｃ 交差点
Ｃ０ 中央安全地帯
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 車線
Ｃ４ コーナ車線
Ｓ 安全地帯

Claims (2)

1. 交差点での交通を制御する交通制御システムにおいて、
   交差点に進入してくる車両の車道毎に設けられ、その車両の交差点への進入を制御する第１の誘導機と、
   上記車道上であって第１の誘導機からは、交差点の直径と同等あるいは短く設定された距離だけ手前に設けられた第２の誘導機と、
   上記第１の誘導機と第２の誘導機との間の車両からなるグループを１単位とし、第１の誘導機が前進許可のとき少なくともその１単位の車両の全体が交差点を通過するように第１の誘導機および第２の誘導機の制御を行う誘導機制御手段と、
   を備え、
   上記車道は直進と右折と左折の車線を備え、
   上記交差点はロータリを備え、
   上記誘導機制御手段は、第１の誘導機が前進許可のとき第２の誘導機が停止、第１の誘導機が停止のとき第２の誘導機が前進許可となるように制御する、
   ことを特徴とする交通制御システム。
2. 上記交差点の横断歩道に安全地帯を設ける、請求項１に記載の交通制御システム。