JP4525740B2 - Signal control device - Google Patents
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Description
この発明は、セグメント内の各交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御装置に関する。 The present invention relates to a signal control device for controlling a signal lamp installed at each intersection in a segment.
従来、交差点に設置されている信号灯器を制御する、予測型の信号制御装置が提案されている(特許文献1、2参照)。予測型の信号制御装置は、交差点の流入リンクの上流に設置した車両感知器により検出した流入リンク上流における車両の通過情報を基に、交差点における車両の到着予測情報を生成する。例えば、n秒毎に車両感知器の感知位置を通過した車両の台数を示す時系列情報を生成し、この時系列情報を車両感知器の感知位置から交差点までの車両の旅行時間だけシフトして、交差点における車両の到着予測情報を生成する。また、予測型の信号制御装置は、複数の信号制御パラメータ案を生成する。そして、ここで生成した信号制御パラメータ案毎に到着予測情報を用いて交差点における交通状況をシミュレーションし、青時間利用率、停止回数等の評価指標を算出する。信号制御装置は、ここで算出した評価指標が最適であった信号制御パラメータ案を、交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータに決定し、この信号制御パラメータで交差点に設置されている信号灯器を制御する。
Conventionally, a predictive signal control device that controls a signal lamp installed at an intersection has been proposed (see
信号灯器を制御する信号制御パラメータは、周知のようにサイクル、スプリット、オフセットである。サイクルは信号灯器の1周期の時間であり、スプリットは1サイクルに占める青時間の割合であり、オフセットは交差点間のサイクル開始タイミングの差(相対オフセット)、または基準交差点とのサイクル開始タイミングの差(絶対オフセット)である。セグメント(サブエリアと呼ばれることもある)は、交通状況の似通った交差点の集まりで、信号灯器を共通のサイクル長で動作させる単位である。パタン選択制御は、日本の交通信号制御として一般的な方式であり、あらかじめ設定された複数の信号制御パラメータから車両感知器によって観測された交通需要に対応するものを選択する方式である。また、車両感知器は、CCDカメラで撮像した画像を処理して車両を感知する画像式、超音波センサにより車両を感知する超音波式、光センサにより車両を感知する光学式等を利用している。
ところで、好ましい信号灯器の制御は、交差点で停止する車両の台数を抑え、交差点に到着した車両がスムーズに下流に流出される制御である。 By the way, the preferable control of the signal lamp is a control in which the number of vehicles that stop at the intersection is suppressed, and the vehicles that have arrived at the intersection are smoothly discharged downstream.
しかしながら、いずれかの流入リンクが渋滞している過飽和状態である場合、交差点に到着した車両をスムーズに下流に流出する信号灯器の制御には無理がある。具体的には、過飽和状態である幹線道路の流入リンクについて、交差点で停止する車両の台数を抑えるために(交差点に到着した車両をスムーズに下流に流出するために)、幹線道路側のスプリット(青時間)を増大させると、必然的に従道路側のスプリットが短くなる。その結果、従道路側において交差点で停止する車両の台数が増大し、従道路側における車両の走行を大きく妨げ、従道路側の車両がスムーズに下流に流出されなくなる。また、幹線道路側、および従道路側の両方の流入リンクが同時に過飽和状態になることもある。このような場合には、幹線道路側の車両の走行を優先させると、従道路側の渋滞が延伸し、従道路側において交差点で停止する車両の台数が極端に増大する。その結果、交差点の全ての流入リンクが渋滞していない非飽和状態になるまでに要する時間が長くかかっていた。 However, when one of the inflow links is in a supersaturated state where traffic is congested, it is impossible to control the signal lamp that smoothly flows out the vehicle arriving at the intersection downstream. Specifically, in order to reduce the number of vehicles that stop at the intersection for the inflow link of the oversaturated main road (in order to smoothly flow out vehicles that arrive at the intersection downstream) Increasing the (blue hour) inevitably shortens the split on the secondary road side. As a result, the number of vehicles that stop at the intersection on the side of the secondary road increases, which greatly hinders the travel of the vehicle on the secondary road, and the secondary road side vehicle does not flow smoothly downstream. In addition, the inflow links on both the main road side and the secondary road side may be oversaturated at the same time. In such a case, if priority is given to the travel of the vehicles on the main road side, the congestion on the side of the secondary road will be extended, and the number of vehicles stopping at the intersection on the side of the secondary road will be extremely increased. As a result, it took a long time for all the inflow links at the intersection to become unsaturated and not congested.
一方、流入リンクの過飽和状態が解消されると、幹線道路、および従道路における車両の走行がスムーズになって、交差点で停止する車両の台数が抑えられ、交差点に到着した車両がスムーズに下流に流出されるようになる。したがって、流入リンクが過飽和状態であるときには、この過飽和状態が解消されるまでの時間をできるだけ短くする信号灯器の制御が適正であるが、従来の信号制御装置はこのような信号灯器の制御を行うことができないという問題があった。 On the other hand, when the oversaturated state of the inflow link is resolved, the vehicle travels smoothly on the main road and the secondary road, the number of vehicles that stop at the intersection is suppressed, and the vehicle that arrives at the intersection smoothly goes downstream. It will be leaked. Therefore, when the inflow link is oversaturated, it is appropriate to control the signal lamp so as to minimize the time until the oversaturated state is eliminated. However, the conventional signal control device controls such a signal lamp. There was a problem that I could not.
この発明の目的は、重要交差点の流入リンクの交通状況が過飽和状態、または非飽和状態のどちらであっても、そのときの交通状況に応じて適正な信号灯器の制御が行え、且つ幹線道路または従道路の一方が過飽和状態で他方が過飽和状態が解消されているときに生じる、過飽和状態が解消されている道路側の無駄青時間が抑えられる信号制御装置を提供することにある。 The object of the present invention is to control an appropriate signal lamp according to the traffic situation at the time of traffic situation of an inflowing link at an important intersection, whether it is supersaturated or non-saturated. It is an object of the present invention to provide a signal control device capable of suppressing a wasteful green time on a road side in which a supersaturated state is eliminated, which occurs when one of the secondary roads is oversaturated and the other is oversaturated.
この発明の信号制御装置は、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。 The signal control device of the present invention has the following configuration in order to solve the above problems.
(1)セグメント内の交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御装置において、
予め定めた重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定する過飽和判定手段と、
上記過飽和判定手段が過飽和状態であると判定した場合、複数の信号制御パラメータ案毎に、上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一定時間先まで予測し、その予測結果に対する評価指標が最適であった信号制御パラメータ案を、この重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータとして決定する過飽和信号制御パラメータ決定手段と、を備え、
上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、一定時間先までに過飽和状態が解消される予測結果が得られた場合、重要交差点の幹線道路と従道路とにおける過飽和状態の解消時刻差が最小の信号制御パラメータ案を重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータに決定する。
(1) In a signal control apparatus for determining a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at an intersection in a segment,
Supersaturation determination means for determining whether an inflow link at a predetermined important intersection is supersaturated or nonsaturated;
When the oversaturation determination means determines that the state is oversaturated, the traffic situation on the inflow link at the important intersection is predicted for a predetermined time for each of a plurality of proposed signal control parameters, and the evaluation index for the prediction result is optimal. Supersaturated signal control parameter determining means for determining the proposed signal control parameter as a signal control parameter for controlling the signal lamp installed at the important intersection,
The above-described supersaturated signal control parameter determining means is a signal control parameter that minimizes the time difference of oversaturated state cancellation between the main road and the secondary road at an important intersection when a prediction result that the supersaturated state is resolved by a predetermined time is obtained. The plan is determined as a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at an important intersection.
この構成では、過飽和判定手段がセグメント内の予め定められた重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定する。重要交差点は、幹線道路と比較的交通量の多い従道路とが交差する交差点であり、セグメント内で渋滞が発生しているとき、流入リンクが過飽和状態になっている可能性が極めて高い交差点である。言い換えれば、重要交差点の流入リンクが非飽和状態であるか、過飽和状態であるかを判定することにより、セグメント内で渋滞が発生しているかどうかを判定することができる。 In this configuration, the supersaturation determination means determines whether the inflow link at a predetermined important intersection in the segment is in a supersaturated state or a nonsaturated state. An important intersection is an intersection where a main road and a secondary road with a relatively high traffic volume intersect. When traffic congestion occurs in a segment, the inflow link is very likely to be oversaturated. is there. In other words, by determining whether the inflow link at the important intersection is in a non-saturated state or a super-saturated state, it is possible to determine whether or not there is congestion in the segment.
過飽和判定手段により、重要交差点の流入リンクが過飽和であると判定されると、過飽和信号制御パラメータ決定手段が重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する。例えば、複数の信号制御パラメータ案毎に上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況について、一定時間先まで交通状況の変化をシミュレーションする。そして、重要交差点の流入リンクの過飽和状態が解消されるまでに要する時間が最も短かい信号制御パラメータ案を、重要交差点の信号灯器を制御する信号制御パラメータに決定する。したがって、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるとき、この過飽和状態をなるべく早期に解消する適正な信号灯器の制御が行える。 When it is determined by the oversaturation determination means that the inflow link at the important intersection is oversaturated, the oversaturation signal control parameter determination means determines a signal control parameter for controlling the signal lamp installed at the important intersection. For example, for each of a plurality of proposed signal control parameters, a change in the traffic situation is simulated until a certain time ahead for the traffic situation on the inflow link at the important intersection. Then, the signal control parameter plan that takes the shortest time to eliminate the oversaturated state of the inflow link at the important intersection is determined as the signal control parameter for controlling the signal lamp at the important intersection. Therefore, when the inflow link of the important intersection is in a supersaturated state, it is possible to appropriately control the signal lamp that can eliminate this supersaturated state as early as possible.
また、幹線道路と従道路とにおける過飽和状態が解消される時刻差が最短である信号制御パラメータに決定するので、幹線道路または従道路の一方が過飽和状態で他方が過飽和状態が解消されているときに生じる、過飽和状態が解消されている道路側の無駄青時間を抑えることができる。 In addition, since the signal control parameter with the shortest time difference at which the supersaturated state between the main road and the secondary road is resolved is determined, when either the main road or the secondary road is oversaturated and the other is oversaturated. The wasteful green time on the road side where the oversaturated state is eliminated can be suppressed.
(2)上記重要交差点の流入リンクについて、捌け残り台数が予め定めた所定台数を超えているかどうかを検出する捌け残り台数検出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記捌け残り台数検出手段により検出された捌け残り台数が、予め定めた所定台数を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する。
(2) With respect to the inflow links at the important intersections, a remaining remaining number detecting means for detecting whether or not the remaining number of surpluses exceeds a predetermined number,
The oversaturation determining means determines that the inflow link at the important intersection is in a supersaturated state when the remaining remaining number detected by the remaining remaining number detecting means exceeds a predetermined number.
この構成では、青信号の間に重要交差点を通って、下流側交差点の流入リンクに流出できずに、重要交差点の流入リンクに残った車両の台数、すなわち捌け残り台数、が予め定められた所定台数を超えたときにセグメント内が過飽和状態であると判定する。 In this configuration, the number of vehicles remaining on the inflow link at the important intersection without passing through the important intersection during the green light and outflowing to the inflow link at the downstream intersection, that is, the number of remaining cars is predetermined. When the value exceeds, it is determined that the inside of the segment is supersaturated.
(3)上記重要交差点の流入リンクについて、青時間利用率を検出する青時間利用率検出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記捌け残り台数検出手段により検出された捌け残り台数が予め定めた所定台数を超えており、且つ上記青時間利用率検出手段により検出された青時間利用率が予め定めた所定の値を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する。
(3) A blue hour utilization rate detecting means for detecting a blue hour utilization rate is provided for the inflow link at the important intersection.
In the oversaturation determination means, the remaining number of remaining detected by the remaining remaining number detecting means exceeds a predetermined number, and the blue hour utilization rate detected by the blue hour utilization rate detecting means is predetermined. When the predetermined value is exceeded, it is determined that the inflow link at the important intersection is supersaturated.
この構成では、青時間利用率検出手段が検出した青時間利用率、および上記捌け残り台数を用いて、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定するので、隣接する交差点の信号灯器とのオフセットのずれが原因で、捌け残り台数が大きくなったときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると誤判定するのを防止できる。 In this configuration, since the blue hour utilization rate detected by the blue hour utilization rate detection unit and the number of remaining profits are determined, it is determined whether the inflow link at the important intersection is oversaturated or non-saturated. It is possible to prevent erroneous determination that an inflow link at an important intersection is in a supersaturated state when the number of remaining remaining items increases due to a deviation in offset from a signal lamp at an adjacent intersection.
(4)上記重要交差点の停止線上流の所定位置における車両の停止を検出する停止車両検出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記重要交差点に設置された信号灯器が赤信号に切り換わったときから、予め定めた所定時間内に、上記停止車両検出手段が上記停止線上流の所定位置における車両の停止を検出したとき、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する。
(4) comprising stop vehicle detection means for detecting a stop of the vehicle at a predetermined position upstream of the important intersection at the stop line;
The oversaturation determination means is configured to stop the vehicle at a predetermined position upstream of the stop line within a predetermined time after a signal lamp installed at the important intersection is switched to a red signal. Is detected, the inflow link at the important intersection is determined to be supersaturated.
この構成では、重要交差点の停止線上流の所定位置における車両の停止波の到着、すなわち重要交差点の停止線上流の所定位置に車両が停止したタイミング、により重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるかどうかを判定する。 In this configuration, whether the inflow link of the important intersection is oversaturated due to the arrival of the stop wave of the vehicle at a predetermined position upstream of the stop line of the important intersection, that is, the timing when the vehicle stops at a predetermined position upstream of the stop line of the important intersection. Determine if.
(5)セグメント内における交通状況を示すデマンド値を算出するデマンド値算出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記デマンド値算出手段が算出したデマンド値が予め定めた値を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する。
(5) a demand value calculating means for calculating a demand value indicating the traffic situation in the segment;
The supersaturation determination means determines that the inflow link at the important intersection is in a supersaturated state when the demand value calculated by the demand value calculation means exceeds a predetermined value.
この構成では、セグメント内のデマンド値を算出し、ここで算出したデマンド値により重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるかどうかを判定する。 In this configuration, the demand value in the segment is calculated, and it is determined whether the inflow link at the important intersection is supersaturated based on the demand value calculated here.
(6)上記過飽和判定手段が非飽和状態であると判定した場合、上記重要交差点における車両の到着予測情報を生成し、ここで生成した到着予測情報に基づいて、この重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する非飽和信号制御パラメータ決定手段を備えている。 (6) When it is determined that the supersaturation determination means is in a non-saturated state, vehicle arrival prediction information at the important intersection is generated, and installed at the important intersection based on the arrival prediction information generated here. Non-saturated signal control parameter determining means for determining a signal control parameter for controlling the signal lamp is provided.
この構成では、過飽和判定手段が重要交差点の流入リンクが過飽和状態でなく、非飽和状態であると判定したときに、非飽和信号制御パラメータ決定手段が重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する。非飽和信号制御パラメータ決定手段は重要交差点における車両の到着予測情報を生成する。この到着予測情報は、例えば重要交差点の流入リンクの上流に設置した車両感知器により検出された通過車両の検出情報を基に生成される。これにより、重要交差点の流入リンクが非飽和状態であるときには、車両が重要交差点から下流にスムーズに流出される適正な信号灯器の制御が行える。 In this configuration, when the oversaturation determination means determines that the inflow link at the important intersection is not oversaturated and is not saturated, the nonsaturation signal control parameter determination means controls the signal lamp installed at the important intersection. Determine signal control parameters. The non-saturated signal control parameter determining means generates vehicle arrival prediction information at an important intersection. This arrival prediction information is generated based on, for example, detection information of a passing vehicle detected by a vehicle detector installed upstream of an inflow link at an important intersection. Thereby, when the inflow link of the important intersection is in a non-saturated state, it is possible to control an appropriate signal lamp that allows the vehicle to smoothly flow out downstream from the important intersection.
したがって、重要交差点の流入リンクが過飽和状態、または非飽和状態のいずれの状態であっても、そのときの状態に応じた適正な信号灯器の制御が行える。 Therefore, even if the inflow link at the important intersection is in a supersaturated state or a non-saturated state, it is possible to appropriately control the signal lamp according to the state at that time.
(7)上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、セグメント内における交通状況に基づいて上記重要交差点を含む各交差点に対して、共通のサイクルを決定し、ここで決定したサイクルに基づいて交差点毎にオフセットを決定する機能、および重要交差点について先に決定したサイクル、オフセットでスプリットを異ならせた複数の信号制御パラメータ案を生成する機能、を有し、ここで生成した複数の信号制御パラメータ案毎に、上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一定時間先まで予測し、上記重要交差点のスプリットを決定する。 (7) The supersaturation signal control parameter determining means determines a common cycle for each intersection including the important intersection based on traffic conditions in the segment, and offsets for each intersection based on the cycle determined here. And a function for generating a plurality of proposed signal control parameters with different splits at offsets, for each of the plurality of signal control parameter proposals generated here. The traffic situation on the inflow link of the important intersection is predicted until a predetermined time, and the split of the important intersection is determined.
この構成では、過飽和信号制御パラメータ決定手段が、セグメント内における交通状況に基づいて上記重要交差点を含む各交差点に対して共通のサイクルを決定する。上記重要交差点を含む各交差点に対する共通のサイクルは、例えばセグメント内における交通状況を示すデマンド値に基づいて決定する。また、この共通のサイクルに基づいて、交差点毎にオフセットを決定する。オフセットは、例えば交差点毎に複数のサイクル長に対してそれぞれオフセットを登録しておき、先に決定されたサイクルに応じたオフセットを選択するパタン選択制御により決定する。このようにして決定したサイクル、オフセットでスプリットのみを異ならせた、重要交差点に対する複数の信号制御パラメータ案を生成し、これらの信号制御パラメータ案毎に、上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一定時間先まで予測し、上記重要交差点のスプリットを決定する。 In this configuration, the supersaturation signal control parameter determining means determines a common cycle for each intersection including the important intersection based on the traffic situation in the segment. A common cycle for each intersection including the important intersection is determined based on, for example, a demand value indicating a traffic situation in the segment. Also, an offset is determined for each intersection based on this common cycle. The offset is determined, for example, by pattern selection control in which offsets are registered for a plurality of cycle lengths for each intersection and an offset corresponding to the previously determined cycle is selected. A plurality of signal control parameter proposals for important intersections that differ only in the split at the cycle and offset determined in this way are generated, and for each of these signal control parameter proposals, the traffic situation on the inflow link at the important intersection is constant. Predict until the time ahead and determine the split at the important intersection.
(8)上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、セグメント内の重要交差点以外の一般交差点毎に、セグメント内における交通状況に基づいて決定した共通のサイクルに基づいてスプリットを決定する。 (8) The supersaturation signal control parameter determining means determines a split for each general intersection other than the important intersection in the segment based on a common cycle determined based on the traffic situation in the segment.
この構成では、上記過飽和信号制御パラメータ決定手段が、セグメント内の重要交差点以外の一般交差点については、先に決定した共通のサイクルに基づいてスプリットを決定する。例えば、パタン選択制御により、一般交差点毎にスプリットを決定する。 In this configuration, the supersaturation signal control parameter determination means determines the split based on the previously determined common cycle for general intersections other than important intersections in the segment. For example, the split is determined for each general intersection by pattern selection control.
(9)上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、重要交差点の流入リンクに対して上流の交差点から流入してくる車両の台数を、この交差点に対して予め定めた分岐率を用いて推定し、重要交差点の流入リンクに滞留している車両の台数の変化を予測する。 (9) The supersaturation signal control parameter determination means estimates the number of vehicles flowing from the upstream intersection with respect to the inflow link of the important intersection by using a branching rate determined in advance for this intersection. Predict changes in the number of vehicles staying at the inflow link at the intersection.
この構成では、重要交差点の流入リンクに、上流の交差点から流入してくる車両の台数を、分岐率を用いて予測するので、重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一層精度良く予測できる。 In this configuration, since the number of vehicles flowing into the inflow link at the important intersection from the upstream intersection is predicted using the branching rate, the traffic situation at the inflow link at the important intersection can be predicted with higher accuracy.
(10)上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、複数の信号制御パラメータ案毎に予測結果から、重要交差点の幹線道路と従道路とにおける最大旅行時間、過飽和状態の解消時刻差、または総遅れ時間を評価指標として算出し、ここで算出した評価指標に基づいて重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する。 (10) The supersaturated signal control parameter determining means determines, based on the prediction results for each of the plurality of signal control parameter plans, a maximum travel time, a supersaturated elimination time difference, or a total delay time on the main road and the secondary road at the important intersection. Calculated as an evaluation index, a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at an important intersection is determined based on the calculated evaluation index.
この構成では、重要交差点における幹線道路と従道路との最大旅行時間、過飽和状態の解消時刻差、または総遅れ時間を評価指標として信号制御パラメータを決定するので、従道路と、幹線道路とを均等に制御したり、一方の優先制御が行える。 In this configuration, the signal control parameters are determined using the maximum travel time between the main road and the secondary road at an important intersection, the difference in oversaturated state cancellation time, or the total delay time as an evaluation index, so the secondary road and the main road are equally distributed. Or priority control on one side.
(11)上記過飽和信号制御パラメータ決定手段が重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定するときに使用する制御目標として、重要交差点における幹線道路と従道路とにおける最大旅行時間の均等化(所謂平等制御)、幹線道路の最大旅行時間の最小化(所謂優先制御)、または総遅れ時間の最小化のいずれかを指定する制御目標指定手段を備えている。 (11) As a control target used when the supersaturated signal control parameter determination means determines a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at an important intersection, the maximum travel time on the main road and the secondary road at the important intersection Is provided with control target designation means for designating any of equalization (so-called equality control), minimization of the maximum travel time of the main road (so-called priority control), or minimization of the total delay time.
この構成では、信号制御パラメータを決定するときに使用する制御目標を指定することができるので、交通管制官が政策的な観点や交通事情の変化に応じて制御目標を簡単に変更できる。 In this configuration, it is possible to specify a control target to be used when determining the signal control parameter, so that the traffic controller can easily change the control target in accordance with a policy viewpoint or a change in traffic conditions.
この発明によれば、セグメント内の重要交差点の流入リンクが過飽和状態であれば、この過飽和状態が解消されるまでに要する時間をなるべく短くする適正な信号灯器の制御が行え、反対にセグメント内が非飽和状態であれば、交差点における車両の走行をスムーズにする適正な信号灯器の制御が行えるので、セグメント内の重要交差点の流入リンクが過飽和状態、または非飽和状態のどちらの状態であっても、その時の状態に応じた適正な信号灯器の制御が行える。また、幹線道路と従道路とにおける過飽和状態が解消される時刻差が最短である信号制御パラメータに決定するので、幹線道路または従道路の一方が過飽和状態で他方が過飽和状態が解消されているときに生じる、過飽和状態が解消されている道路側の無駄青時間を抑えることができる。 According to the present invention, if the inflow link at the important intersection in the segment is oversaturated, it is possible to control the appropriate signal lamp to shorten the time required until the oversaturated state is eliminated. If it is non-saturated, it is possible to control the appropriate signal lights that make the vehicle run smoothly at the intersection, so the inflow link at the important intersection in the segment is either over-saturated or non-saturated. Therefore, it is possible to appropriately control the signal lamp according to the state at that time. In addition, since the signal control parameter with the shortest time difference at which the supersaturated state between the main road and the secondary road is resolved is determined, when either the main road or the secondary road is oversaturated and the other is oversaturated. The wasteful green time on the road side where the oversaturated state is eliminated can be suppressed.
以下、この発明の実施形態である信号制御装置について説明する。 Hereinafter, a signal control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、この発明の実施形態である信号制御装置を適用した信号制御システムの構成を示す図である。図1において、1がこの発明の実施形態である信号制御装置であり、制御対象エリアであるセグメント内の各交差点A、B、C、Dに設置されている信号灯器3を制御する信号制御パラメータを決定する。セグメント内の各交差点A、B、C、Dに設置されている信号灯器3は、系統制御を行うため共通サイクル長で制御される。言い換えれば、信号制御装置1は、各交差点A、B、C、Dの信号制御パラメータを決定するときに、共通サイクル長を元に目標オフセットを算出し、目標オフセットとなるように各交差点のサイクル長を決定する。図1では横方向に延びる道路が幹線道路であり、縦方向に延びる道路が従道路である。幹線道路、および従道路は、対向車線を有する道路であり、各交差点A、B、C、Dの流入リンクは4つである。また、交差点Bがボトルネックの交差点(重要交差点)であり、交差点A、C、Dがボトルネックでない一般交差点である。ボトルネックの交差点Bは幹線道路と比較的交通量の多い従道路とが交差する交差点であり、セグメント内で渋滞が発生しているとき、多くの場合いずれかの流入リンクが過飽和状態になっている(渋滞している)交差点である。言い換えれば、ボトルネックの交差点Bの4つの流入リンクのいずれかが過飽和状態であれば、セグメント内で渋滞が発生しており、反対にボトルネックの交差点Bの4つの流入リンクのいずれもが非飽和状態であれば、セグメント内で渋滞が発生していない。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a signal control system to which a signal control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1,
2は、各交差点に設置されている信号灯器3を制御するコントローラである。コントローラ2は、交差点毎に設けられており、信号制御装置1から指示された信号制御パラメータで信号灯器3を制御する。4は各交差点の流入リンクの上流(上流交差点の出口付近)に設置された第1の車両感知器である。また、5はボトルネックの交差点Bの流入リンクの下流側(交差点から50m程度上流)に設置された第2の車両感知器である。第1の車両感知器4、および第2の車両感知器5の出力は、コントローラ2を介して信号制御装置1に送られる。
2 is a controller which controls the
なお、第1の車両感知器4、および第2の車両感知器5の出力が、直接信号制御装置1に送られるように構成してもよい。
In addition, you may comprise so that the output of the
信号制御装置1は、第1の車両感知器4毎に出力(感知領域における通過車両の検出信号)を処理し、各流入リンクについてn秒毎(例えば、5秒毎)に第1の車両感知器4の感知領域を通過した車両の台数を示す時系列情報の作成と、各流入リンクにおける車両の走行速度の算出を行う。また、信号制御装置1は、第2の車両感知器5毎に出力を処理し、ボトルネックの交差点Bの流入リンク毎に、赤信号に切り換わってから一定時間経過するまでに、交差点Bで停止した車両の台数、所謂捌け残り台数、を検出する。第1の車両感知器4、および第2の車両感知器5は、超音波センサにより車両を感知する超音波式、光センサにより車両を感知する光学式、CCDカメラで撮像した画像を処理して車両を感知する画像式のいずれであってもよい。
The
また、信号制御装置1は、一般交差点A、C、D毎にスプリット、およびオフセットをサイクル長に対応づけて記憶している。また、重要交差点Bについては、オフセットをサイクル長に対応づけて記憶している。信号制御装置1は、第1の車両感知器4、および第2の車両感知器5の出力を基に、ボトルネックの交差点Bに設置されている信号灯器3を制御する信号制御パラメータを決定する。また、信号制御装置1は、一般交差点A、C、Dに設置されている信号灯器3についても信号制御パラメータを決定する。一般交差点A、C、Dに設置されている信号灯器3のサイクルはボトルネックの交差点Bと同じにする。信号制御装置1は、セグメント内の各交差点A、B、C、Dのコントローラ2に、決定した信号制御パラメータを送信する。各コントローラ2は、信号制御装置1から送られてきた信号制御パラメータに基づいて、信号灯器3を制御する。
Further, the
次に、この発明の実施形態である信号制御装置1について説明する。この実施形態の信号制御装置1のハードウェア構成は、各コントローラ2との間で情報を入出力する入出力部、コントローラ2から送られてきた情報を処理する演算処理部、動作時に利用する情報や動作時に発生した情報等を記憶する記憶部、および入力操作を行う操作部を備えた、一般的な情報処理装置であり、このような情報処理装置のハードウェア構成については周知であるので、ここでは特に図示を省略する。
Next, the
図2は、この発明の実施形態である信号制御装置の機能構成を示すブロック図である。信号制御装置1は、コントローラ2を介して送られてきた、第1の車両感知器4、および第2の車両感知器5による車両感知信号を処理する感知器情報処理部11と、ボトルネックの交差点Bの流入リンクが過飽和状態であるかどうかを判定する過飽和判定部12と、セグメント内が非飽和状態である場合に交差点A、B、C、D毎に信号灯器3を制御する信号制御パラメータを決定する非飽和制御部13と、セグメント内が過飽和状態である場合に交差点A、B、C、D毎に信号灯器3を制御する信号制御パラメータを決定する過飽和制御部14と、非飽和制御部13、または過飽和制御部14で決定された信号制御パラメータを各交差点A、B、C、Dのコントローラ2へ送信する信号制御パラメータ出力部15と、を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the signal control apparatus according to the embodiment of the present invention. The
感知器情報処理部11は、第1の車両感知器4毎にその出力を処理し、n秒(例えば5秒)毎に感知領域を通過した車両の台数を示す時系列情報を生成する。また、この時系列情報を基にセグメント内の各交差点の流入リンク毎に交差点における車両の到着予測情報等を生成する。また、感知器情報処理部11は、第1の車両感知器4の出力を処理し、各交差点の流入リンクにおける最近5分間の交通量、占有率、平均速度等を算出する。さらに、第2の車両感知器5の車両感知信号を処理して、ボトルネックの交差点Bにおける捌け残り台数を推定する。
The sensor
過飽和判定部12は、ボトルネックの交差点Bの流入リンク毎に、渋滞している過飽和状態であるかどうかを判定する。この判定は、感知器情報処理部11の処理結果に基づいて行われる。
The
非飽和制御部13は、過飽和判定部12がボトルネックの交差点Bの全ての流入リンクが非飽和状態であると判定したときに、セグメント内の各交差点A、B、C、Dに設置されている信号灯器3を制御する信号制御パラメータを決定する。また、過飽和制御部14は、過飽和判定部12がボトルネックの交差点Bのいずれかの流入リンクが過飽和状態であると判定したときに、セグメント内の各交差点A、B、C、Dに設置されている信号灯器3を制御する信号制御パラメータを決定する。過飽和制御部14には、複数の信号制御パラメータ案毎に交通状況の変化を予測するシミュレーションを行う交通状況シミュレーション部21、および交通状況シミュレーション部21のシミュレーション結果を基に各信号制御パラメータ案を評価し、実際に使用する信号制御パラメータ案を決定する信号制御パラメータ決定部22が設けられている。また、図示していないが、非飽和制御部13にも交通状況シミュレーション部21、および信号制御パラメータ決定部22に相当する構成が設けられている。信号制御パラメータ出力部15は、非飽和制御部13、または過飽和制御部14で決定された各交差点A、B、C、Dの信号灯器3に対する信号制御パラメータを各コントローラ2に送信する。または、決定された信号制御パラメータに従って、公知の歩進制御により各コントローラ2を制御する。
The
この発明の実施形態である信号制御装置1は、以下に示す信号制御パラメータ決定処理により、セグメント内の各交差点A、B、C、Dの信号灯器3に対する信号制御パラメータを決定する。図3は、この信号制御パラメータ決定処理を示すフローチャートである。この処理は、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3が次サイクルを開始する一定時間前に実行される。この処理では、セグメント内の各交差点A、B、C、Dの信号灯器3に対する次のサイクルの信号制御パラメータを決定する。信号制御装置1は、セグメント内のボトルネックの交差点Bの流入リンク毎に過飽和状態であるかどうかを判定する(s1)。過飽和判定部12が、感知器情報処理部11における第1の車両感知器4、および第2の車両感知器5の出力の処理結果に基づいて、このs1にかかる判定を行う。
The
感知器情報処理部11は、ボトルネックの交差点Bの流入リンク毎に、第2の車両感知器5の出力を処理して、捌け残り台数を推定している。捌け残り台数とは、赤信号に切り換わってから一定時間T1(例えば、10秒)経過するまでに、赤信号のために交差点Bの手前で停止した車両の台数であり、言い換えれば青時間で捌き切れなかった車両(交差点を通って下流に流出できなかった車両)の台数である。流入リンクが過飽和状態である場合、この捌け残り台数が多くなる。
The sensor
第2の車両感知器5は、超音波式、または光学式である場合、過飽和状態であると判定する捌け残り台数に応じた位置が感知領域になるように設置されている。具体的には、過飽和状態であるとする捌け残り台数がN台以上、普通車の停止時の車頭間隔をM(m)とした場合、交差点Bの停止線からN×M(m)の上流の位置が感知領域になるように設置されている。例えば、過飽和状態であると判定する捌け残り台数が7台、普通車の停止時の車頭間隔を7mとした場合、停止線から約50mの上流の位置が感知領域になるように第2の車両感知器5が設置されている。上流から交差点Bへ向かって走行している車両は、赤信号であると減速を始め、停止時の車頭間隔で前車に並んで停止するので、停止している車両が増加するにつれて、図4に示すように車両の減速位置が流入リンクの上流に上がってくる。図4において、横軸は流入リンクの横方向の位置を示しており、縦軸は時間軸である。また、図4に示す各ラインは車両の軌跡である。ここで、車両の速度が一定の速度に低下した点をつないだラインが一般に停止波と呼ばれている。第2の車両感知器5の感知領域における車両の通過速度は、
車両の通過速度
=平均車長/感知領域における感知時間(感知領域に車両が存在していた時間)
により算出できる。感知器情報処理部11が、この停止波を検出することにより、捌け残り台数を推定し、過飽和判定部12に通知する。
When the
Passing speed of vehicle = average vehicle length / sensing time in sensing area (time when vehicle was in sensing area)
Can be calculated. By detecting this stop wave, the sensor
また、第2の車両感知器5が画像式である場合、図5に示すように、先頭の車両(停止線で停止している車両)から過飽和状態であると判定する捌け残り台数の車両の停止位置が撮像エリア(感知エリア)に含まれるように設置される。感知器情報処理部11は、赤信号に切り換わってから一定時間後T1後に、第2の車両感知器5で撮像されている画像を処理し、停止している車両(すなわち捌け残り車両)の台数を検出し、過飽和判定部12に通知する。第2の車両感知器5を画像式とした場合、捌け残り台数を直接検出することができるので、光学式や超音波式のものを使用するよりも、捌け残り台数の検出精度を高めることができる。
Further, when the
s1において、上記捌け残り台数だけでボトルネックの交差点Bが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定してもよいが、この場合隣接する上流側の交差点とのオフセットのずれによっては、ボトルネックの交差点Bの流入リンクが過飽和状態でないときでも、青信号で上流側交差点から流出してきた殆どの車両が、ボトルネックの交差点Bで赤信号で停止することもある。この場合、ボトルネックの交差点Bの流入リンクは過飽和状態でないが、捌け残り台数が過飽和状態であると判定する所定の台数よりも多くなって、過飽和状態であると誤判定する可能性がある。そこで、この実施形態の信号制御装置は、s1にかかる過飽和状態であるかどうかの判定に青時間利用率を利用している。 In s1, it may be determined whether the bottleneck intersection B is in a supersaturated state or a non-saturated state only by the number of remaining profits. In this case, depending on the offset deviation from the adjacent upstream intersection, Even when the inflow link at the bottleneck intersection B is not supersaturated, most vehicles that have flowed out of the upstream intersection at the green light may stop at the red light at the bottleneck intersection B. In this case, although the inflow link at the intersection B of the bottleneck is not oversaturated, there is a possibility that the remaining number of profits exceeds the predetermined number that is determined to be oversaturated and erroneously determined to be oversaturated. Therefore, the signal control apparatus according to this embodiment uses the blue time utilization factor for determining whether or not the state is a supersaturated state related to s1.
図6は、この青時間利用率を利用した過飽和判定にかかる処理を示すフローチャートである。信号制御装置1は、上述したようにボトルネックの交差点Bの流入リンク毎に捌け残り台数を推定するとともに、先の青時間における青時間利用率を算出する(s11、s12)。青時間利用率は、青時間の間に交差点Bを通過した車両の台数と、この青時間に交差点Bを通過することができる車両の最大台数の比である。具体的には、飽和交通流率がn台/秒で、青時間がN秒である場合、青時間利用率は、
青時間利用率=(実際に交差点Bを通過した車両の台数)/(N×n)
により算出される。実際に交差点を通過した車両の台数は、第2の車両感知5の感知信号を処理することにより算出できる。この青時間利用率の算出は、感知器情報処理部11において行われる。
FIG. 6 is a flowchart showing a process related to the supersaturation determination using the blue hour utilization rate. As described above, the
Blue hour utilization rate = (number of vehicles actually passing through intersection B) / (N x n)
Is calculated by The number of vehicles actually passing the intersection can be calculated by processing the detection signal of the
過飽和判定部12は、捌け残り台数が所定の台数を超えており、且つ青時間利用率が所定の値、例えば0.9、よりも大きければ(s13、s14)、s15でこの流入リンクについて過飽和状態であると判定し、これ以外の場合にはs16で非飽和状態であると判定する。
The
過飽和判定部12は、上述したようにボトルネックの交差点Bの流入リンク毎に、過飽和状態であるかどうかを判定する。そして、いずれかの流入リンクで過飽和状態であると判定した場合、s1では過飽和状態であると判定する。
As described above, the
信号制御装置1は、s1で過飽和状態でないと判定すると、非飽和制御部13において、ボトルネックの交差点Bに対する信号制御パラメータを決定する(s8)。s8では、ボトルネックの交差点Bの流入リンク毎に、第1の車両感知器4による感知信号を基に交差点Bにおける車両の到着予測情報を生成する。また、交差点Bの信号灯器3に対する複数種類の信号制御パラメータ案を生成する。そして、ここで生成した信号制御パラメータ案毎に、上記到着予測情報を用いて交通状況をシミュレーションし、青時間利用率、停止回数、遅れ時間等の評価指標を算出する。そして、評価指標が最適であった信号制御パラメータ案、例えば各流入リンクの青時間利用率が0.9以下で、停止回数、遅れ時間が最小である信号制御パラメータ案、をボトルネックの交差点Bに設置されている信号灯器3を制御する信号制御パラメータに決定する。また、非飽和制御部13は、セグメント内の他の交差点A、C、Dについても、それぞれ車両の到着予測情報に基づいて、信号制御パラメータを決定する(s9)。
When the
なお、s8、s9にかかる処理において、信号制御パラメータを決定する交差点A、B、C、Dの順番については、どのような順番であってもよい。 In the processing relating to s8 and s9, the order of the intersections A, B, C, and D for determining the signal control parameter may be any order.
信号制御装置1は、非飽和制御部13において決定されたセグメント内の各交差点A、B、C、Dの信号灯器3に対する信号制御パラメータを、信号制御パラメータ出力部15から該当するコントローラ2に送信する(s6)。各コントローラ2は、信号制御装置1から送信されてきた信号制御パラメータに基づいて、信号灯器3を制御する。
The
次に、s1で過飽和状態であると判定した場合の動作について説明する。信号制御装置1は、過飽和制御部14でボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータを決定する。信号制御パラメータ決定部22が複数種類の信号制御パラメータ案を生成し、交通状況シミュレーション部21がこれらの信号制御パラメータ案毎に一定時間先まで、例えば15分〜1時間程度先まで、交通状況をシミュレーションする(s2)。s2では、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する現在の信号制御パラメータについて、サイクル、およびオフセットを変化させずに、幹線道路側のスプリットを−3秒、−2秒、−1秒、変化させず、+1秒、+2秒、+3秒とした7通りの信号制御パラメータ案を作成する。
Next, the operation when it is determined in s1 that the state is supersaturated will be described. In the
なお、セグメント内が過飽和状態であるとき、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3のサイクルは、一定時間毎(例えば、5分毎)にセグメント内の交通状況に応じて決定される。ここで決定されるサイクルは、セグメント内の他の一般交差点A、C、Dに対する共通サイクルである。また、ここで決定された共通サイクルに基づいて、交差点A、B、C、D毎にオフセットが決定される。この処理の詳細については、後述する。
When the inside of the segment is supersaturated, the cycle of the
交通状況シミュレーション部21は、信号制御パラメータ決定部22から指示された信号制御パラメータ案毎に交通状況を一定時間先までシミュレーションする。このシミュレーションについて説明する。交通状況シミュレーション部21は、ボトルネックの交差点Bの流入リンク毎に渋滞台数、および流入交通量を推定する。このとき、交通状況シミュレーション部21は、上流の渋滞台数と分岐率とを考慮して、ボトルネックの交差点Bの流入リンクの渋滞台数を、
渋滞台数=流入リンクの渋滞台数+Σ(上流の渋滞台数)×(流入リンクへの分岐率)
により算出する。
The traffic situation simulation unit 21 simulates the traffic situation for a predetermined time ahead for each proposed signal control parameter specified by the signal control
Number of traffic jams = Number of traffic jams on inflow links + Σ (number of traffic jams upstream) x (branch rate to inflow links)
Calculated by
また、ボトルネックの交差点Bの流入リンク毎に流入交通量を、分岐率を考慮して算出する。このとき、流入率は当該流入リンク(ボトルネックの交差点Bの流入リンク)までの各流入リンクの分岐率の積とし、
流入交通量=Σ(上流の流入リンクの交通量)×(当該流入リンクまでの分岐率の積)
により算出する。上流の流入リンクの交通量は、その流入リンクの上流に設置されている第2の車両感知器5により検出された5分間の車両台数である。例えばセグメント内における交通状況が図7に示す状況である場合、交差点BとCをつなぐ流入リンクの渋滞台数は、
渋滞台数=50+30×95%+20×30%=84.5(台)
と算出する。また、交差点BとCをつなぐ流入リンクの流入交通量は、
流入交通量=(100×95%+20×30%+20×30%)×95%
+(20×30%)+(20×30%)=113.65(台)
と算出する。
Further, the inflow traffic is calculated for each inflow link at the intersection B of the bottleneck in consideration of the branching rate. At this time, the inflow rate is the product of the branching rate of each inflow link up to the inflow link (inflow link at the intersection B of the bottleneck)
Inflow traffic = Σ (traffic volume of upstream inflow link) x (product of branch rate to the inflow link)
Calculated by The traffic volume of the upstream inflow link is the number of vehicles for 5 minutes detected by the
Number of traffic jams = 50 + 30 x 95% + 20 x 30% = 84.5 (units)
And calculate. The inflow traffic of the inflow link connecting intersections B and C is
Inflow traffic = (100 x 95% + 20 x 30% + 20 x 30%) x 95%
+ (20 × 30%) + (20 × 30%) = 113.65 (unit)
And calculate.
交通状況シミュレーション部21は、上記処理で作成した渋滞台数、および流入交通量の和を、当該流入リンクの交通需要として算出する(交通需要=渋滞台数+流入交通量)。また、交通状況シミュレーション部21は、予測による最適化を行うために、信号制御パラメータ案毎に、ボトルネックの交差点Bの流入リンク毎に渋滞台数の推移をシミュレーションする。渋滞台数の推移の予測は、15分〜1時間程度先まで行う。このシミュレーションでは、一定時間(ここでは、TimeStepと言う。)毎、例えば5分、毎にボトルネックの交差点Bの流入リンクの渋滞台数を予測する。 The traffic situation simulation unit 21 calculates the number of traffic jams created in the above process and the sum of the inflow traffic as traffic demand of the inflow link (traffic demand = number of traffic jams + inflow traffic). In addition, the traffic situation simulation unit 21 simulates the change in the number of traffic jams for each inflow link at the intersection B of the bottleneck for each signal control parameter plan in order to perform optimization by prediction. The prediction of the number of traffic jams will be made 15 minutes to 1 hour ahead. In this simulation, the number of traffic jams on the inflow link at the intersection B of the bottleneck is predicted every certain time (here, referred to as TimeStep), for example, every 5 minutes.
このシミュレーションでは、時刻Tn+1における渋滞台数(Queue(Tn+1))を、流入予測する交通量と、流出する交通量と、を用いて、
Queue(Tn+1)=Queue(Tn)+Σ(Qk(Tn+1)×Tk)−S×G
とする。但し、Queue(Tn+1)<0となる場合は、Queue(Tn+1)=0とする。また、
Queue(Tn):時刻Tnにおける渋滞台数
Qk(Tn+1) :最上流リンクkで時刻Tn〜Tn+1に流入する予測交通量
Tk :最上流リンクからボトルネック交差点の流入リンクへの流入率
S :当該流入リンクの飽和交通流率
G :時刻Tn〜Tn+1の間での当該流入リンクの青時間
である。
In this simulation, the number of traffic jams at time Tn + 1 (Queue (Tn + 1)) is calculated using the traffic volume predicted to flow in and the traffic volume flowing out.
Queue (Tn + 1) = Queue (Tn) + Σ (Qk (Tn + 1) × Tk) −S × G
And However, when Queue (Tn + 1) <0, Queue (Tn + 1) = 0. Also,
Queue (Tn): Number of traffic jams at time Tn Qk (Tn + 1): Predicted traffic volume flowing from time Tn to Tn + 1 at the most upstream link k Tk: Inflow rate from the most upstream link to the inflow link at the bottleneck intersection S: Inflow Saturated traffic flow rate G of link: Blue time of the inflow link between times Tn and Tn + 1.
上記シミュレーションにおいて、予測交通量Qk(Tn+1)は、過去に第1の車両感知器4により収集した交通量を統計処理した値を用いてもよいし、周知の過去平均パタン法により算出した値を用いてもよい。この過去平均パタン法は、過去の交通流推移パタン(交通流時刻推移パタン)と現状の交通流推移パタンと、を比較し、現状の近未来の交通流推移パタンを予測する方法である。現状の交通流推移パタンは、第1の車両感知器4の感知信号から得られる。
In the above simulation, the predicted traffic volume Qk (Tn + 1) may be a value obtained by statistically processing the traffic volume collected by the
過飽和制御部21は、このシミュレーションにより図8(A)、(B)に示す渋滞台数の推移を信号制御パラメータ案毎に得る。図8において、縦軸は渋滞台数であり、横軸は時間軸である。また、図8では幹線道路側、および従道路側の流入リンクについて渋滞台数の推移を示しており、図8(A)は渋滞が解消しない場合の例であり、図8(B)は渋滞が解消する場合の例である。 The supersaturation control unit 21 obtains the change in the number of traffic jams shown in FIGS. 8A and 8B for each signal control parameter plan by this simulation. In FIG. 8, the vertical axis is the number of traffic jams, and the horizontal axis is the time axis. In addition, FIG. 8 shows the change in the number of traffic jams on the inflow links on the main road side and the secondary road side. FIG. 8A shows an example in which the traffic jams are not resolved, and FIG. 8B shows the traffic jams. It is an example in the case of eliminating.
信号制御パラメータ決定部22は、交通状況シミュレーション部21でシミュレーションが行われた信号制御パラメータ案毎に、そのシミュレーション結果から図9(A)、
(B)示す評価指標を算出する。評価指標は、幹線道路と従道路とで過飽和状態(渋滞)が解消する時刻差(渋滞解消時刻差)、総遅れ時間、幹線最大旅行時間、従道路最大旅行時間、最大旅行時間差である。図9(A)は渋滞が解消しない場合の例であり、図9(B)は渋滞が解消する場合の例である。
The signal control
(B) The evaluation index shown is calculated. The evaluation index is a time difference (congestion elimination time difference) at which the supersaturated state (congestion) is resolved between the main road and the subordinate road, a total delay time, a main trunk maximum travel time, a subordinate maximum travel time, and a maximum travel time difference. FIG. 9A is an example in the case where the traffic jam is not eliminated, and FIG. 9B is an example in which the traffic jam is eliminated.
渋滞解消時刻差は、幹線道路と従道路とで渋滞が解消した時刻、すなわちQueue
(Tn)=0となった時刻、の差であり、渋滞が解消しない場合には「解消しない」とする。また、総遅れ時間は
総遅れ時間=Σ(Queue(Tn)×TimeStep)
により算出する。幹線最大旅行時間、および従道路最大旅行時間は、それぞれ当該流入リンクのシミュレーション結果における
Max(Queue)×TimeStep/(S×G)
により算出する。Max(Queue)は、上記のシミュレーションで得られた渋滞台数の最大値である。最大旅行時間差は、ここで算出した、幹線最大旅行時間、および従道路最大旅行時間の差である。
The difference in the time for canceling the traffic jam is the time when the traffic jam is resolved between the main road and the secondary road, that is, Queue.
(Tn) = 0 is the difference between the time and 0, and when the traffic jam is not resolved, “not resolved” is set. The total delay time is: Total delay time = Σ (Queue (Tn) × TimeStep)
Calculated by The maximum travel time of the main line and the maximum travel time of the secondary road are Max (Queue) × TimeStep / (S × G) in the simulation result of the inflow link, respectively.
Calculated by Max (Queue) is the maximum value of the number of traffic jams obtained by the above simulation. The maximum travel time difference is a difference between the maximum travel time of the main line and the maximum travel time of the secondary road calculated here.
信号制御パラメータ決定部22は、複数の信号制御パラメータ案でのシミュレーション結果において、渋滞が解消する(過飽和状態が解消する)ものがあるかどうかを判定する(s3)。信号制御パラメータ決定部22は、渋滞が解消する信号制御パラメータ案があれば、その中で渋滞解消時刻差が最小である信号制御パラメータ案をボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータに決定する(s4)。例えば、図9(B)に示すシミュレーション結果が得られた場合、No6の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータに決定する。
The signal control
なお、ここでは、No7の信号制御パラメータ案も渋滞解消時刻差が0であり、No6の信号制御パラメータ案と同じであるが、総遅れ時間がより小さいNo6の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータに決定する。すなわち、渋滞解消時刻差が同じ信号制御パラメータ案があれば、その中で総遅れ時間が最小の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータに決定する。
Here, the No. 7 signal control parameter proposal is also the same as the No. 6 signal control parameter proposal with a traffic jam resolution time difference of 0, but the No. 6 signal control parameter proposal with a smaller total delay time is the bottleneck. The signal control parameter for the
また、信号制御パラメータ決定部22は、s4でボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータを決定すると、セグメント内の一般交差点A、C、Dに対する信号制御パラメータを決定する。このとき、信号制御パラメータ決定部22は、パタン選択制御により、一般交差点A、C、Dの信号灯器3を制御する信号制御パラメータを決定する(s5)。
In addition, when the signal control
信号制御装置1は、セグメント内の交通状況を示すデマンド値に対応づけて、セグメント内の各交差点A、B、C、Dに共通のサイクル長を記憶している。デマンド値は、交通需要を表す指標の1つで、予め定めた基準値により正規化した交通量と、同様に正規化した占有率の大きい方をとったものであり、
デマンド値=Max(一定時間交通量/基準交通量,一定時間占有率/基準占有率)
により算出される。基準交通量、基準占有率は、地点毎に交通状況に応じて定められる。
The
Demand value = Max (fixed time traffic volume / reference traffic volume, fixed time occupancy rate / reference occupancy rate)
Is calculated by The reference traffic volume and the reference occupancy rate are determined according to the traffic situation for each point.
信号制御装置1は、一定時間毎にセグメント内の交通状況を示すデマンド値を算出し、ここで算出したデマンド値に対応づけられているサイクル長をセグメント内の各交差点A、B、C、Dの共通サイクルに決定する。また、信号制御装置1は、ボトルネックの交差点Bについては共通サイクル長に対応づけてオフセットを記憶しており、ボトルネックの交差点B以外の一般交差点A、C、Dについては共通サイクル長に対応づけてオフセットおよびスプリットを記憶している。信号制御装置1は、ボトルネックの交差点Bについては先に決定した共通サイクル長に対応づけて記憶しているオフセットに決定し、ボトルネックの交差点B以外の一般交差点A、C、Dについては共通サイクル長に対応づけて記憶しているオフセットおよびスプリットに決定する。
The
このように、信号制御装置1は、ボトルネックの交差点Bの共通サイクル、オフセットを、所謂パタン選択制御で決定している(上記s2で説明したように、ボトルネックの交差点Bの共通サイクル、オフセットを一定時間毎に決定している。)。また、一般交差点A、C、Dについては、信号制御パラメータのサイクル、オフセット、スプリットの全てをパタン選択制御により決定している。
Thus, the
信号制御装置1は、信号制御パラメータ決定部22において決定されたセグメント内の各交差点A、B、C、Dの信号灯器3に対する信号制御パラメータを、信号制御パラメータ出力部15から該当するコントローラ2に送信する(s6)。各コントローラ2は、信号制御装置1から送信されてきた信号制御パラメータに基づいて、信号灯器3を制御する。
The
また、信号制御パラメータ決定部22は、渋滞が解消する信号制御パラメータ案がなければ、その時点において指定されている制御目標に基づいて、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータに決定する(s7)。例えば、図9(A)に示すシミュレーション結果が得られた場合、指定されている制御目標が総遅れ時間の最小化であればNo6の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータに決定する。また、指定されている制御目標が平等制御であれば、最大旅行時間差が最小であるNo1の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータに決定する。さらに、指定されている制御目標が優先制御であれば、幹線道路の最大旅行時間が最小であるNo7の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータに決定する。
Further, if there is no signal control parameter proposal that eliminates the traffic jam, the signal control
このs7で信号制御パラメータを決定するときに用いる制御目標は、管理者である交通管制官等が任意に設定できる。 The control target used when determining the signal control parameter in s7 can be arbitrarily set by a traffic controller or the like who is an administrator.
信号制御パラメータ決定部22は、s7でボトルネックの交差点Bの信号灯器3に対する信号制御パラメータを決定した場合も、上述したs5の処理を行って、セグメント内の一般交差点A、C、Dの信号灯器3に対する信号制御パラメータを決定し、s6で各コントローラ2に信号制御パラメータを送信する。
Even when the signal control
このように、この実施形態の信号制御装置1は、ボトルネックの交差点Bの流入リンクが過飽和状態である場合(渋滞している場合)、一定時間先まで行った交通状況のシミュレーション結果において、この過飽和状態が解消されたときには、この過飽和状態がより早く解消される信号制御パラメータで、ボトルネックの交差点Bの信号灯器3を制御するので、過飽和状態を早期に解消する信号灯器3の制御が行える。また、幹線道路と従道路とにおける過飽和状態が解消される時刻差が最短である信号制御パラメータに決定するので、幹線道路または従道路の一方が過飽和状態で他方が過飽和状態が解消されているときに生じる、過飽和状態が解消されている道路側の無駄青時間を抑えることができる。通常、渋滞が先に解消した幹線道路、または従道路側の青時間利用率が低下する。
As described above, when the inflow link at the intersection B of the bottleneck is in a supersaturated state (when traffic is congested), the
また、一定時間先まで行った交通状況のシミュレーション結果において、この過飽和状態が解消されないときには、その時点において指定されている制御目標に基づいて信号制御パラメータを決定するので、この場合においても、その時点における交通状況と管理者の要求に応じた信号灯器3の制御が行える。
In addition, in the simulation result of the traffic situation conducted for a certain time ahead, when this oversaturated state is not resolved, the signal control parameter is determined based on the control target specified at that time. It is possible to control the
また、過飽和状態が解消されない場合、従道路の最大旅行時間を、評価指標として追加的に設定できるようにしてもよい。例えば、300秒のように設定する。渋滞長が300mの場合に、ある青時間で従道路の最大旅行時間が250秒であるとする。この場合、制御目標が幹線優先で、幹線の旅行時間が最小であるシミュレーション結果が得られた信号制御パラメータ案において、従道路側の最大旅行時間が300秒を越えるときには、このシミュレーション結果が得られた信号制御パラメータ案をボトルネックの交差点Bの信号制御パラメータ案としない。 Further, when the supersaturated state is not eliminated, the maximum travel time of the secondary road may be additionally set as an evaluation index. For example, it is set to 300 seconds. It is assumed that the maximum travel time of a secondary road is 250 seconds at a certain blue hour when the traffic jam length is 300 m. In this case, in the proposed signal control parameter in which a simulation result in which the control target is the main line priority and the travel time of the main line is minimum is obtained, this simulation result is obtained when the maximum travel time on the secondary road exceeds 300 seconds. The proposed signal control parameter is not used as the proposed signal control parameter at the intersection B of the bottleneck.
また、幹線と従道路の待ち時間差許容範囲を評価指標として追加的に設定できるようにしてもよい。 例えば、幹線と従道路の待ち時間差許容範囲を150秒の様に設定する。 ある時間で幹線の待ち時間が100秒、従道路の待ち時間が200秒とする。この場合、制御目標が幹線優先で、幹線の旅行時間が最小であるシミュレーション結果が得られた信号制御パラメータ案において、従道路の待ち時間が250秒を超えるときには、このシミュレーション結果が得られた信号制御パラメータ案をボトルネックの交差点Bの信号制御パラメータ案としない。 Further, the waiting time difference allowable range between the main line and the secondary road may be additionally set as an evaluation index. For example, the waiting time difference allowable range between the main line and the secondary road is set to 150 seconds. At a certain time, the waiting time of the main line is 100 seconds, and the waiting time of the secondary road is 200 seconds. In this case, in the signal control parameter plan in which the simulation result is obtained in which the control target is the main line priority and the travel time of the main line is the minimum, when the waiting time of the secondary road exceeds 250 seconds, the signal from which the simulation result is obtained The proposed control parameter is not the proposed signal control parameter at the intersection B of the bottleneck.
このようにすれば、従道路側への影響や幹線・従道路のサービス差が極端に大きくならない信号灯器3の制御が行える。
In this way, it is possible to control the
また、ボトルネックの交差点Bの流入リンクが過飽和状態であるかどうかを、捌け残り台数と青時間利用率とで判定するので、ボトルネックの交差点Bにおける過飽和状態の発生を早期に検出することができ、渋滞に対する制御遅れを抑えることができる。 In addition, since whether the inflow link of the bottleneck intersection B is oversaturated is determined based on the number of remaining profits and the green time utilization rate, it is possible to detect the occurrence of the oversaturated state at the bottleneck intersection B at an early stage. It is possible to suppress the control delay due to the traffic jam.
また、信号制御パラメータ案を現在の信号制御パラメータに基づいて生成するので、現在の信号制御パラメータから大きく異なる信号制御パラメータが生成されることがなくノイズ的な交通需要の変動の影響を抑えることができ、安定した信号灯器3の制御が行える。
In addition, since the proposed signal control parameter is generated based on the current signal control parameter, a signal control parameter that is significantly different from the current signal control parameter is not generated, thereby suppressing the influence of noise-like traffic demand fluctuation. The
また、一定時間先まで行った交通状況のシミュレーション結果において、この過飽和状態が解消されないときに、信号制御パラメータを決定するときに用いる制御目標を、管理者が任意に設定できるようにしたので、政策的な観点や交通事情の変化に応じた制御目標の変更が簡単に行える。 In addition, in the simulation results of the traffic situation conducted for a certain period of time, the administrator can arbitrarily set the control target used when determining the signal control parameter when this oversaturated state is not resolved. The control target can be easily changed according to changes in the general viewpoint and traffic conditions.
また、一般交差点A、C、Dの信号制御パラメータを、パタン選択制御で決定するので車両感知器を従道路に設置することなく制御でき、実質的にはボトルネックの交差点Bの信号制御パラメータでセグメント内の制御が行える。 In addition, since the signal control parameters of general intersections A, C, and D are determined by pattern selection control, the vehicle detector can be controlled without being installed on the secondary road, and substantially by the signal control parameters of intersection B of the bottleneck. Control within the segment is possible.
さらに、ボトルネックの交差点Bの流入リンクが過飽和状態でなく、非飽和状態であるときには、車両が交差点Bから下流にスムーズに流出される適正な信号灯器の制御が行えるので、非飽和状態であっても適正な信号灯器3の制御が行える。
In addition, when the inflow link at the intersection B of the bottleneck is not oversaturated and is not saturated, it is possible to control an appropriate signal lamp that allows the vehicle to smoothly flow downstream from the intersection B. However, it is possible to control the
また、上記実施形態では、s2におけるボトルネックの交差点Bの流入リンクが過飽和状態であるかどうかの判定を、捌け残り台数、および青時間利用率を用いて行うとしたが、セグメント内のデマンド値を用いて判定してもよい。具体的には、セグメント内の予め定めた地点毎に、デマンド値を算出し、ここで算出したデマンド値の最大が設定値を超えている場合に、過飽和状態であると判定する。デマンド値は、上述したように交通需要を表す指標の1つで、予め定めた基準値により正規化した交通量と、同様に正規化した占有率の大きい方をとったものであり、
デマンド値=Max(一定時間交通量/基準交通量,一定時間占有率/基準占有率)
により算出される。基準交通量、基準占有率は、地点毎に交通状況に応じて定められる。
In the above embodiment, whether the inflow link at the intersection B of the bottleneck at s2 is oversaturated is determined using the remaining number of remaining profits and the green hour utilization rate. You may determine using. Specifically, a demand value is calculated for each predetermined point in the segment, and when the calculated demand value exceeds the set value, it is determined that the state is supersaturated. The demand value is one of the indexes representing traffic demand as described above, and is the traffic volume normalized by a predetermined reference value and the normalized occupancy rate which is larger.
Demand value = Max (fixed time traffic volume / reference traffic volume, fixed time occupancy rate / reference occupancy rate)
Is calculated by The reference traffic volume and the reference occupancy rate are determined according to the traffic situation for each point.
この場合、信号制御装置1は、一定時間毎に、例えば5分毎に、車両感知器4による車両感知信号を基に、流入リンク毎に交通量を、占有率、車両の走行速度を取得する。そして、流入リンク毎にデマンド値を算出し、セグメント全体で過飽和状態であるかどうかを判定する。これにより、過飽和検知が若干遅れるものの車両感知器5を設置しなくとも、過飽和判定を行うことができる。
In this case, the
また、s2におけるボトルネックの交差点Bの流入リンクが過飽和状態であるかどうかの判定を、上述した捌け残り台数、および青時間利用率と、このデマンド値の双方を用いて総合的に判定してもよい。具体的には、図10に示すように、s20を追加し、上記捌け残り台数、またはデマンド値のいずれかの判定で過飽和状態であると判定されたときに、過飽和状態であると判定するようにすればよい。これにより、過飽和状態であるのに、非飽和状態であると誤判定するのを抑えることができる。 In addition, whether or not the inflow link of the bottleneck intersection B in s2 is in a supersaturated state is comprehensively determined using both the above-mentioned number of remaining earnings, the green hour utilization rate, and this demand value. Also good. Specifically, as shown in FIG. 10, s20 is added, and when it is determined that there is a supersaturated state in the determination of either the number of remaining profits or the demand value, it is determined that the state is supersaturated. You can do it. Thereby, although it is a supersaturated state, it can suppress misjudging that it is a non-saturated state.
1−信号制御装置
2−コントローラ
3−信号灯器
4−第1の車両感知器
5−第2の車両感知器
11−感知器情報処理部
12−過飽和判定部
13−非飽和制御部
14−過飽和制御部
15−信号制御パラメータ出力部
21−交通状況シミュレーション部
22−信号制御パラメータ決定部
1-signal control device 2-controller 3-signal lamp 4-first vehicle sensor 5-second vehicle sensor 11-sensor information processing unit 12-supersaturation determination unit 13-unsaturation control unit 14-supersaturation control 15-Signal control parameter output unit 21-Traffic condition simulation unit 22-Signal control parameter determination unit
Claims (11)
予め定めた重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定する過飽和判定手段と、
上記過飽和判定手段が過飽和状態であると判定した場合、複数の信号制御パラメータ案毎に、上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一定時間先まで予測し、その予測結果に対する評価指標が最適であった信号制御パラメータ案を、この重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータとして決定する過飽和信号制御パラメータ決定手段と、を備え、
上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、一定時間先までに過飽和状態が解消される予測結果が得られた場合、重要交差点の幹線道路と従道路とにおける過飽和状態の解消時刻差が最小の信号制御パラメータ案を重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータに決定する、信号制御装置。 In a signal control device for determining a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at an intersection in a segment,
Supersaturation determination means for determining whether an inflow link at a predetermined important intersection is supersaturated or nonsaturated;
When the oversaturation determination means determines that the state is oversaturated, the traffic situation on the inflow link at the important intersection is predicted for a predetermined time for each of a plurality of proposed signal control parameters, and the evaluation index for the prediction result is optimal. Supersaturated signal control parameter determining means for determining the proposed signal control parameter as a signal control parameter for controlling the signal lamp installed at the important intersection,
The above-described supersaturated signal control parameter determining means is a signal control parameter that minimizes the time difference of oversaturated state cancellation between the main road and the secondary road at an important intersection when a prediction result that the supersaturated state is resolved by a predetermined time is obtained. A signal control device that determines a plan as a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at an important intersection.
上記過飽和判定手段は、上記捌け残り台数検出手段により検出された捌け残り台数が、予め定めた所定台数を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する請求項1に記載の信号制御装置。 With respect to the inflow link at the important intersection, a remaining remaining number detecting means for detecting whether or not the remaining remaining number exceeds a predetermined number,
The oversaturation determining means determines that the inflow link at the important intersection is in a supersaturated state when the remaining remaining number detected by the remaining remaining number detecting means exceeds a predetermined number. The signal control apparatus as described.
上記過飽和判定手段は、上記捌け残り台数検出手段により検出された捌け残り台数が予め定めた所定台数を超えており、且つ上記青時間利用率検出手段により検出された青時間利用率が予め定めた所定の値を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する請求項2に記載の信号制御装置。 A blue hour utilization rate detecting means for detecting a utilization time of a blue hour is provided for the inflow link at the important intersection,
In the oversaturation determination means, the remaining number of remaining detected by the remaining remaining number detecting means exceeds a predetermined number, and the blue hour utilization rate detected by the blue hour utilization rate detecting means is predetermined. The signal control device according to claim 2, wherein when the predetermined value is exceeded, the inflow link at the important intersection is determined to be in a supersaturated state.
上記過飽和判定手段は、上記重要交差点に設置された信号灯器が赤信号に切り換わったときから、予め定めた所定時間内に、上記停止車両検出手段が上記停止線上流の所定位置における車両の停止を検出したとき、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する請求項1に記載の信号制御装置。 Stop vehicle detection means for detecting stop of the vehicle at a predetermined position upstream of the stop line of the important intersection,
The oversaturation determination means is configured to stop the vehicle at a predetermined position upstream of the stop line within a predetermined time after a signal lamp installed at the important intersection is switched to a red signal. The signal control device according to claim 1, wherein when it is detected, the inflow link at the important intersection is determined to be in a supersaturated state.
上記過飽和判定手段は、上記デマンド値算出手段が算出したデマンド値が予め定めた値を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する請求項1に記載の信号制御装置。 Demand value calculation means for calculating the demand value indicating the traffic situation in the segment,
2. The signal control device according to claim 1, wherein the supersaturation determination unit determines that the inflow link of the important intersection is in a supersaturated state when the demand value calculated by the demand value calculation unit exceeds a predetermined value. .
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