JP5445471B2 - 信号制御装置、コンピュータプログラム及び信号制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置、該信号制御装置を実現するためのコンピュータプログラム及び信号制御方法に関する。

交通信号制御の方式には、いくつかの考え方がある。例えば、定周期制御は、あらかじめ定められた現示構成、サイクル長、スプリット、オフセットなどの信号制御用のパラメータによって運用される制御であり、時刻又は曜日により変動する交通需要に対応するため、複数のプログラム（パラメータのセット）を記憶しておき、時刻等に応じ指定されたプログラムで時刻制御を行うものである。

また、中央感応制御は、交通感応制御の一つの形態であり、中央装置において一定の時間間隔(例えば、１分、２．５分、５分間隔など)でスプリット、サイクル長又はオフセット等のパラメータを決定して各ステップの時間を算出し、中央装置から交通信号制御機を遠隔で制御するものである。

また、別の信号制御の方式として、車両の車載装置から取得した走行軌跡情報に基づいて交通管理区間の旅行時間を算出し、算出した旅行時間に応じたパラメータ（サイクル長、スプリット、オフセットなど）を設定する交通信号制御装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００９−２５２０６６号公報

しかし、定周期制御方式では時刻だけで信号制御用のパラメータを切り替えるため、交通状況の経年変化により、交通量の増加が予想時刻よりも早くなった場合、あるいは交通量の減少が予想時刻よりも遅くなった場合には、交通量の変動に追従し、交通状況に応じた信号制御を行うことができない。このような場合、人間が、記憶しているプログラムが交通状況と乖離していることを見つけ、交通状況に合うように記憶しているプログラムを更新する必要がある。

また、中央感応制御方式では、車両のセンサ情報を得るために、それぞれの交差点の各流入路に車両感知器を設置する必要があり、システムの導入コストが高くなるという欠点がある。

さらに、特許文献１による信号制御方式では、車載装置を搭載した車両からの情報に依存するため、車載装置の搭載率が低い段階では、十分な情報を車両から取得することができず、旅行時間を算出する時間間隔が長くなり、交通状況の変化に対応するためには改善が必要であった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる信号制御装置、該信号制御装置を実現するためのコンピュータプログラム及び信号制御方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る信号制御装置は、パラメータ値が異なる複数の信号制御パターンを使用時間帯毎に記憶しておき、使用時間帯に応じて予め記憶した信号制御パターンのうちの１つを選択して信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置において、任意の時間帯毎に車両の走行状態を示す交通指標を取得する取得手段と、該取得手段で取得した前記任意の時間帯毎の交通指標の統計値を算出する統計値算出手段と、該統計値算出手段で算出した統計値に応じて、記憶した複数の信号制御パターンの中から一の信号制御パターンを選択する選択手段と、所定の期間毎に、前記選択手段で選択した信号制御パターンを前記任意の時間帯で使用すべく、前記選択手段で選択した信号制御パターンの使用時間帯を前記任意の時間帯に更新する更新手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る信号制御装置は、第１発明において、前記統計値算出手段は、少なくとも１か月より長い周期で前記任意の時間帯毎の交通指標の統計値を算出するように構成してあることを特徴とする。

第３発明に係る信号制御装置は、第１発明又は第２発明において、前記更新手段は、前記統計値算出手段で算出した統計値が混雑を示す方向へ変動した場合、青時間が長く設定された信号制御パターンを混雑する時間帯に適用すべく該信号制御パターンの使用時間帯を前記混雑する時間帯に更新するように構成してあることを特徴とする。

第４発明に係る信号制御装置は、第１発明又は第２発明において、前記更新手段は、信号制御パターンの使用時間帯を、記憶した複数の信号制御パターンの中から一の信号制御パターンを選択することにより更新するように構成してあることを特徴とする。

第５発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、使用時間帯に応じてパラメータ値が異なる複数の信号制御パターンのうちの１つを選択して信号灯器の灯色を制御するためのステップを実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、任意の時間帯毎の車両の走行状態を示す交通指標の統計値を算出するステップと、算出した統計値に応じて、記憶した複数の信号制御パターンの中から一の信号制御パターンを選択するステップと、所定の期間毎に、選択した信号制御パターンを前記任意の時間帯で使用すべく、選択した信号制御パターンの使用時間帯を前記任意の時間帯に更新するステップとを実行させることを特徴とする。

第６発明に係る信号制御方法は、パラメータ値が異なる複数の信号制御パターンを使用時間帯毎に記憶しておき、使用時間帯に応じて予め記憶した信号制御パターンのうちの１つを選択して信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置による信号制御方法において、任意の時間帯毎に車両の走行状態を示す交通指標を取得するステップと、取得された前記任意の時間帯毎の交通指標の統計値を算出するステップと、算出された統計値に応じて、記憶した複数の信号制御パターンの中から一の信号制御パターンを選択するステップと、所定の期間毎に、選択された信号制御パターンを前記任意の時間帯で使用すべく、選択された信号制御パターンの使用時間帯を前記任意の時間帯に更新するステップとを含むことを特徴とする。

第１発明、第５発明及び第６発明にあっては、パラメータ値（例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなど）が異なる複数の信号制御パターンを記憶しておく。任意の時間帯毎に車両の走行状態を示す交通指標を取得し、取得した当該時間帯毎の交通指標の統計値を算出する。任意の時間帯は、例えば、５分、１０分などの時間帯である。車両の走行状態を示す交通指標とは、例えば、道路の任意の区間の旅行時間などである。

取得する旅行時間（交通指標）は、以下のようにして求めることができる。所定の期間（例えば、１か月、３か月、６か月、１年など）に亘って、路上装置を介して車載装置から所定の周期（例えば、１秒周期）毎の車両の位置及び時刻、車両の識別コードなどを含むプローブ情報を収集し、収集したプローブ情報に基づいて車両毎の旅行時間を算出し、算出した旅行時間を蓄積しておく。蓄積した旅行時間を任意の時間帯毎に分類し、時間帯毎の各車両の旅行時間の合計値を車両台数で除算した平均値を旅行時間の統計値とする。

算出した統計値に基づいて、記憶した信号制御パターンのパラメータ値又は信号制御パターンを選択する時間帯の少なくとも一方を所定の期間毎に更新する。所定の期間は、例えば、１か月、３か月、６か月、１年などである。算出した旅行時間の任意の時間帯での統計値（交通指標の統計値）が増加した場合（すなわち、混雑を示す方向へ変動した場合）、当該時間帯のパラメータ値を青時間が長くなるように設定したパラメータ値に更新する。あるいは、算出した旅行時間の任意の時間帯での統計値が増加した場合、旅行時間が増加したときに選択される信号制御パターンを当該任意の時間帯で使用（適用）すべく当該信号制御パターンを選択する時間帯を更新する。車載装置が送信するプローブ情報を所定期間収集し、平均値などの統計処理した交通指標を用いることにより、車載装置の搭載率が低い場合でも交通状況に応じた適切な信号制御を行うことができる。また、統計処理した交通指標に応じた信号制御パラメータに更新することにより、交通状況の変化に応じた信号制御を行うことができる。

第２発明にあっては、少なくとも１か月より長い周期で時間帯毎の交通指標の統計値を算出する。例えば、１か月以上の期間に亘って、路上装置などを介して車載装置から所定の周期（例えば、１秒周期）毎の車両の位置及び時刻、車両の識別コードなどを含むプローブ情報を収集するとともに、１か月以上の期間に亘って収集されたプローブ情報を統計処理して旅行時間などの交通指標の統計値を算出する。これにより、車載装置の搭載率が低い場合でも交通状況の変化を把握することが可能となる。また、１か月以上の周期で更新することにより、交通状況の経年変化に応じた信号制御を行うことができる。

第３発明にあっては、算出した統計値が混雑を示す方向へ変動した場合、青時間が長く設定された信号制御パターンを混雑する時間帯に適用すべく信号制御パターンを選択する時間帯を更新する。例えば、任意の時間帯での旅行時間（交通指標）が混雑を示す方向に変動し、増加して大きくなった場合、青時間が長く設定された信号制御パターン（例えば、旅行時間が増加したときに選択される信号制御パターン）の元々の使用時間帯（例えば、使用開始時点など適用時点）を当該任意の時間帯に更新する。また、任意の時間帯での旅行時間（交通指標）が混雑を解消する方向に変動し、減少して小さくなった場合、青時間が短く設定された信号制御パターン例えば、旅行時間が減少したときに選択される信号制御パターン）の元々の使用時間帯を当該任意の時間帯に更新する。これにより、交通状況に応じた適切な信号制御を行うことができる。

第４発明にあっては、信号制御パターンを選択する時間帯を、記憶した複数の信号制御パターンの中から一の信号制御パターンを選択することにより更新する。例えば、旅行時間の過去の実績値などに基づいて、適宜の時間帯における旅行時間の大小に応じて区分けされた複数の信号制御パターンを準備しておき、時間制御により信号制御パターンの１つを選択する場合、元々の信号制御パターンを選択する代わりに、取得した旅行時間の統計値に応じた別の信号制御パターンを選択することにより、信号制御パターンを選択する時間帯を更新する。これにより、交通状況の変化に応じた信号制御を行うことができる。

本発明によれば、車載装置の搭載率が低い場合でも交通状況に応じた適切な信号制御を行うことができる。

本実施の形態の信号制御装置を含む信号制御システムの概要を示す模式図である。 本実施の形態の信号制御装置の構成の一例を示す説明図である。 本実施の形態の信号制御装置の記憶部に記憶した複数の信号制御パターンの一例を示す説明図である。 更新前の信号制御パターンテーブルの一例を示す説明図である。 本実施の形態の信号制御装置による更新処理に使用する統計処理された旅行時間の一例を示す説明図である。 更新後の信号制御パターンテーブルの一例を示す説明図である。 本実施の形態の信号制御装置の記憶部に記憶した複数の信号制御パターンの他の例を示す説明図である。 更新前の信号制御パターンテーブルの他の例を示す説明図である。 更新後の信号制御パターンテーブルの他の例を示す説明図である。 本実施の形態の信号制御装置による旅行時間の統計値算出の処理手順を示すフローチャートである。 本実施の形態の信号制御装置による更新処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る信号制御装置の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の信号制御装置を含む信号制御システムの概要を示す模式図である。図１に示すように、信号制御システムは、信号制御装置１００、交通信号制御機１、信号灯器２、路上装置３などを備える。

図１に示すように、道路Ｒ１、道路Ｒ２は交差点２０で交差し、交差点２０には４つの流入路が流入する構造をなす。道路Ｒ１の交差点２０の上流側の適宜の地点（始端）と交差点２０の流出地点（終端）との間で道路区間１１、１２を設けてある。同様に、道路Ｒ２の交差点２０の上流側の適宜の地点（始端）と交差点２０の流出地点（終端）との間で道路区間２１、２２を設けてある。道路区間１１、１２、２１、２２の始端は、旅行時間を算出することができる程度に適宜設定することができる。交差点２０には、道路Ｒ１、Ｒ２に対する信号灯器２を設置してある。交通信号制御機１は、各信号灯器２の灯色の切り替えを制御する。路上装置３は、交差点２０の各流出地点近傍に設置してある。

なお、図１の例では、交差点付近に設定した旅行時間の計測対象区間としての道路区間を、交差点を含む区間としているが、交差点の上流側の地点から交差点の手前までの区間としてもよい。すなわち、交差点に流入する各流入路の交通需要を知る上で適切と思われる区間であれば、どのように設定されていても構わない。

車両１０には、車載装置５が搭載されている。車載装置５は、所定の周期（例えば、１秒毎）に時刻、車両１０の位置を走行軌跡情報として蓄積する。車載装置５を搭載したプローブ車両１０が路上装置３の通信領域を通過する際、車載装置５は、蓄積した走行軌跡情報及び車載装置５（プローブ車両１０）を識別する識別コードなどをプローブ情報（車両の走行状態を示す情報）として路上装置３へ送信する。

路上装置３は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：専用狭域通信）などの局所通信装置であり、プローブ車両１０の車載装置５との間で情報の送受信を行う。路上装置３は、車載装置５との間で通信を行うための通信部３ａ、通信部３ａを制御する通信制御部３ｂなどを備える。路上装置３は、車載装置５からプローブ情報（アップリンク情報）を受信し、受信したプローブ情報を信号制御装置１００へ送信する。路上装置３は、携帯電話網を利用した通信装置でもよく、その場合、交差点の流出地点近傍に設置する必要はない。

信号制御装置１００は、路上装置３から受信したプローブ情報を収集し、収集したプローブ情報に基づいて、道路区間１１、１２、２１、２２の統計処理された交通指標としての旅行時間を任意の時間帯毎に算出し、算出した旅行時間（交通指標の統計値）に基づいて、予め記憶した信号制御パターンのパラメータ値又は信号制御パターンを選択する時間帯の少なくとも一方を所定の期間毎に更新する。以下、信号制御装置１００について説明する。

図２は本実施の形態の信号制御装置１００の構成の一例を示す説明図である。図２に示すように、信号制御装置１００は、制御部１０１、通信部１０２、記憶部１０３、統計値算出部１０４、更新部１０５、決定部１０６などを備える。

通信部１０２は、路上装置３及び交通信号制御機１との間で情報の送受信（通信）を行う。例えば、通信部１０２は、路上装置３からプローブ車両１０の走行状態を示す情報であるプローブ情報を受信する。

記憶部１０３は、取得したプローブ情報、パラメータ値（例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなど）が異なる複数の信号制御パターンなどの所要の情報を記憶する。

統計値算出部１０４は、収集したプローブ情報に基づいて、道路区間１１、１２、２１、２２の統計処理された交通指標としての旅行時間を算出する。

より具体的には、統計値算出部１０４は、車両（プローブ車両１０）の走行状態を示す情報（プローブ情報）に基づく交通指標の一例としての旅行時間の統計値を任意の時間帯毎に算出する。統計値算出部１０４は、路上装置３を介して取得したプローブ情報からプローブ車両１０の識別コード毎の走行軌跡情報を抽出し、予め記憶してある道路地図データの道路区間データに基づいてマップマッチング処理を行って、それぞれのプローブ車両１０（車載装置５）が走行した道路区間を求める。統計値算出部１０４は、道路区間の始端及び終端に最も接近している位置及びその位置での時刻を抽出し、終端に最も接近している位置における時刻から始端に最も接近している位置における時刻を差し引いて、当該道路区間の旅行時間を算出する。

そして、統計値算出部１０４は、上述の旅行時間の算出を所定の期間に亘って継続して行う。すなわち、統計値算出部１０４は、少なくとも１か月より長い所定の期間（例えば、１か月、３か月、６か月、１年など）に亘って、路上装置３を介して車載装置５から所定の周期（例えば、１秒周期）毎の車両の位置及び時刻、車両の識別コードなどを含むプローブ情報を収集し、収集したプローブ情報に基づいて車両毎の旅行時間を算出し、算出した旅行時間を蓄積しておく。蓄積した旅行時間を任意の時間帯毎（例えば、５分毎、１０分毎）に分類し、時間帯毎の各車両の旅行時間の合計値を車両台数で除算した平均値を統計処理された旅行時間として算出する。なお、統計処理は、平均化に限定されるものではなく、所定のパーセンタイル値でもよい。また、任意の時間帯は、１日にうち一部の時間帯でもよく、１日２４時間すべてを含んでもよい。また、任意の時間帯には、ある任意の時刻も含むものとする。

更新部１０５は、統計値算出部１０４で算出した旅行時間の統計値に基づいて、記憶部１０３に記憶した信号制御パターンのパラメータ値又は信号制御パターンを選択する時間帯の少なくとも一方を所定の期間毎に更新する更新手段としての機能を備える。所定の期間は、例えば、１か月、３か月、６か月、１年などである。

更新部１０５は、統計値算出部１０４で算出した旅行時間の任意の時間帯での統計値（交通指標の統計値）が増加した場合（すなわち、混雑を示す方向へ変動した場合）、当該時間帯のパラメータ値を青時間が長くなるように設定したパラメータ値に更新する。また、更新部１０５は、統計値算出部１０４で算出した旅行時間の任意の時間帯での統計値が増加した場合、旅行時間が増加したときに選択される信号制御パターンを当該任意の時間帯で使用（適用）すべく当該信号制御パターンを選択する時間帯を更新する。

車載装置５が送信するプローブ情報を所定の期間（例えば、１か月、３か月、６か月、１年など）の間収集し、統計処理した旅行時間（交通指標）を用いることにより、車載装置５の搭載率が低い場合でも交通状況に応じた適切な信号制御を行うことができる。また、統計処理した交通指標に応じた信号制御パターンに更新することにより、交通状況の変化に応じた信号制御を行うことができる。

決定部１０６は、統計値算出部１０４で算出した旅行時間の任意の時間帯での統計値に基づいて、当該時間帯に選択する信号制御パターンを決定する決定手段としての機能を備える。例えば、旅行時間の大小に応じて区分けされた複数の信号制御パターンを準備しておき、複数の信号制御パターンの中から任意の時間帯での旅行時間の統計値に対応する信号制御パターンを選択して、当該任意の時間帯で使用する信号制御パターンとして決定する。なお、更新部１０５と決定部１０６とは、いずれか一方のみを具備すればよい。

以下、信号制御パターンの更新方法について説明する。図３は本実施の形態の信号制御装置１００の記憶部１０３に記憶した複数の信号制御パターンの一例を示す説明図である。図３の例では、パラメータ値（例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなど）が異なる複数の信号制御パターンとして、パターン番号１〜４で示す４通りの信号制御パターンが予め準備されているとする。

図３に示すように、パターン番号１の信号制御パターンは、サイクル長が６０秒、道路Ｒ１側（道路Ｒ２に対する）のスプリットが０．５（すなわち、道路Ｒ１：Ｒ２のスプリットは０．５：０．５）であり、道路Ｒ１側の青時間は３０秒である。パターン番号１の信号制御パターンを選択する条件は、道路Ｒ１側の旅行時間Ｔ１が１２０秒未満である。なお、道路Ｒ１の旅行時間は、区間１１、１２の旅行時間の大きい方とすることができる。また、オフセットは省略している。

また、パターン番号２の信号制御パターンは、サイクル長が９０秒、道路Ｒ１側（道路Ｒ２に対する）のスプリットが０．５（すなわち、道路Ｒ１：Ｒ２のスプリットは０．５：０．５）であり、道路Ｒ１側の青時間は４５秒である。パターン番号２の信号制御パターンを選択する条件は、道路Ｒ１側の旅行時間Ｔ１が１２０秒以上であって２４０秒未満である。

また、パターン番号３の信号制御パターンは、サイクル長が１２０秒、道路Ｒ１側（道路Ｒ２に対する）のスプリットが０．５（すなわち、道路Ｒ１：Ｒ２のスプリットは０．５：０．５）であり、道路Ｒ１側の青時間は６０秒である。パターン番号３の信号制御パターンを選択する条件は、道路Ｒ１側の旅行時間Ｔ１が２４０秒以上であって３６０秒未満である。

また、パターン番号４の信号制御パターンは、サイクル長が１２０秒、道路Ｒ１側（道路Ｒ２に対する）のスプリットが０．６（すなわち、道路Ｒ１：Ｒ２のスプリットは０．６：０．４）であり、道路Ｒ１側の青時間は７２秒である。パターン番号４の信号制御パターンを選択する条件は、道路Ｒ１側の旅行時間Ｔ１が３６０秒以上である。なお、信号制御パターンの各パラメータ値、信号制御パターンの種類（パターン番号）、信号制御パターンを選択する旅行時間に関する条件は一例であって、図３の例に限定されるものではない。

次に更新前の信号制御パターンテーブルについて説明する。図４は更新前の信号制御パターンテーブルの一例を示す説明図である。図４に示すように、本実施の形態の信号制御装置１００による信号制御方式の一つは、複数の信号制御パターンの組を用意しておき、時間帯毎に使用する信号制御パターンを定めておき、時刻に対応する時間帯の信号制御パターンを選択するものである。

図４に示すように、更新前では、複数の信号制御パターンの使用時間帯（例えば、開始時刻と終了時刻など）を記憶部１０３に記憶しておく。例えば、時刻０：００から６：００までの間は、図３のパターン番号１の信号制御パターンを選択して使用する。また、時刻６：００から７：００までの間は、図３のパターン番号２の信号制御パターンを選択して使用する。他の使用時間帯も図４に示すとおりである。図４に示すように、１日２４時間に亘って、選択して使用する信号制御パターンが決められており、更新部１０５による更新前では、図４に示す信号制御パターンテーブルに基づいて信号灯器２の信号制御が行われる。

次に更新部１０５による更新処理に使用する統計処理された旅行時間について説明する。図５は本実施の形態の信号制御装置１００による更新処理に使用する統計処理された旅行時間の一例を示す説明図である。図５において、横軸は１日の時刻を示し、縦軸は統計処理された旅行時間（例えば、道路Ｒ１の旅行時間）である。上述のとおり、旅行時間は、任意の時間帯（例えば、５分間）毎に所定の期間（少なくとも１か月以上、３か月、６か月、１年等）に亘って収集されたプローブ情報に基づいて算出した旅行時間を、収集した数で除算して平均化したものである。すなわち、図５に示す旅行時間は、所定の期間に亘って収集して各時間帯に得られた旅行時間の平均値である。なお、統計処理は平均化に限定されるものではなく、平均値に代えてＮパーセンタイル値でもよい。また、図５では、簡略化のため時刻６：００から１０：００過ぎまでの時間について説明する。

次に、旅行時間に基づいて信号制御パターンの更新方法について説明する。図６は更新後の信号制御パターンテーブルの一例を示す説明図である。図５において、時刻６：００から６：４０までの間の各時間帯では、旅行時間は１２０秒以上２４０秒未満であるので、図３のパターン番号２の信号制御パターンを選択する条件を充足する。すなわち、図６に示すように、時刻６：００から６：４０までの間は、更新前の図４と同様のパターン番号２の信号制御パターンを使用するので、信号制御パターンの更新はない。

図５に示すように、時刻６：４０以降、旅行時間は２４０秒を超え、時刻６：４０から７：３０までの間の各時間帯では、旅行時間は２４０秒以上３６０秒未満であるので、図３のパターン番号３の信号制御パターンを選択する条件を充足する。すなわち、図６に示すように、時刻６：４０から７：３０までの間は、更新前の図４のパターン番号２ではなく、青時間が長いパターン番号３の信号制御パターンを選択し、パターン番号２の信号制御パターンをパターン番号３の信号制御パターンに更新する。

この場合、図４と図６を比較すると、更新前の図４では、青時間が６０秒となるパターン番号３の信号制御パターンを使用開始する時刻が７：００であるのに対し、更新後の図６では、使用開始する時刻が６：４０となり、２０分早く開始される。このように、時刻７：００よりも２０分早い時刻６：４０、すなわち、通常よりも早い段階で時刻７：００以降に使用される予定のパターン番号３の信号制御パターンを使用することができるので、交通状況が事前の交通需要の予想よりも早く変化した場合でも柔軟に対応することができる。

また、図５に示すように、時刻７：３０以降、旅行時間は３６０秒を超え、時刻７：３０から９：３０までの間の各時間帯では、旅行時間は３６０秒以上であるので、図３のパターン番号４の信号制御パターンを選択する条件を充足する。すなわち、図６に示すように、時刻７：３０から９：３０までの間は、更新前の図４のパターン番号３ではなく、青時間が長いパターン番号４の信号制御パターンを選択し、パターン番号３の信号制御パターンをパターン番号４の信号制御パターンに更新する。

この場合、図４と図６を比較すると、更新前の図４では、青時間が７２秒となるパターン番号４の信号制御パターンを使用開始する時刻が８：００であるのに対し、更新後の図６では、使用開始する時刻が７：３０となり、３０分早く開始される。このように、時刻８：００よりも３０分早い時刻７：３０、すなわち、通常よりも早い段階で時刻８：００以降に使用される予定のパターン番号４の信号制御パターンを使用することができるので、交通状況が事前の交通需要の予想よりも早く変化した場合でも柔軟に対応することができる。

また、図４と図６を比較すると、更新前の図４では、青時間が７２秒となるパターン番号４の信号制御パターンの使用を終了する時刻が９：００であるのに対し、更新後の図６では、終了する時刻が９：３０となり、３０分遅く終了する。このように、時刻が９：００から９：３０までの間で旅行時間が３６０秒以上となっている場合には、引き続きパターン番号４の信号制御パターンを延長して使用するので、交通状況が事前の交通需要の予想よりも遅く変化した場合でも柔軟に対応することができる。

また、図５に示すように、時刻９：３０以降、旅行時間は３６０秒を下回り、時刻９：３０から９：５０までの間の各時間帯の旅行時間は、２４０秒以上３６０秒未満であるので、図３のパターン番号３の信号制御パターンを選択する条件を充足する。すなわち、図６に示すように、時刻９：３０から９：５０までの間は、更新前の図４のパターン番号２ではなく、青時間が長いパターン番号３の信号制御パターンを選択し、パターン番号２の信号制御パターンをパターン番号３の信号制御パターンに更新する。

この場合、図４と図６を比較すると、更新前の図４では、時刻９：３０以降では、青時間が４５秒となるパターン番号２の信号制御パターンを使用するのに対し、更新後の図６では、時刻９：３０から９：５０までの間は、引き続き青時間の長いパターン番号３の信号制御パターンを使用する。別言すれば、時刻９：００から使用開始されるパターン番号２の信号制御パターンの使用開始時点を時刻９：５０まで遅らせるので、交通状況が事前の交通需要の予想よりも遅く変化した場合でも柔軟に対応することができる。

上述のように、本実施の形態の信号制御装置１００は、任意の時間帯の旅行時間の統計値（交通指標の統計値）が増加した場合（すなわち、混雑を示す方向へ変動した場合）、当該時間帯のパラメータ値を青時間が長くなるように設定したパラメータ値に更新する。あるいは、本実施の形態の信号制御装置１００は、任意の時間帯の旅行時間の統計値が増加した場合、旅行時間が増加したときに選択される信号制御パターンを当該任意の時間帯で使用（適用）すべく当該信号制御パターンを選択する時間帯を更新することにより、交通状況の変化に応じた信号制御を行うことができる。

また、本実施の形態の信号制御装置１００は、旅行時間の統計値が混雑を示す方向へ変動した場合、青時間を長くすべくパラメータ値を更新する。例えば、任意の時間帯での旅行時間（交通指標）が混雑を示す方向に変動し、増加して大きくなった場合、青時間が長く設定されたパラメータ値に更新する。また、任意の時間帯での旅行時間（交通指標）が混雑を解消する方向に変動し、減少して小さくなった場合、青時間が短く設定されたパラメータ値に更新する。これにより、交通状況に応じた適切な信号制御を行うことができる。

また、本実施の形態の信号制御装置１００は、旅行時間の統計値が混雑を示す方向へ変動した場合、青時間が長く設定された信号制御パターンを混雑する時間帯に適用すべく信号制御パターンを選択する時間帯を更新する。例えば、任意の時間帯での旅行時間（交通指標）が混雑を示す方向に変動し、増加して大きくなった場合、青時間が長く設定された信号制御パターン（例えば、旅行時間が増加したときに選択される信号制御パターン）の元々の使用時間帯（例えば、使用開始時点など適用時点）を当該任意の時間帯に更新する。また、任意の時間帯での旅行時間（交通指標）が混雑を解消する方向に変動し、減少して小さくなった場合、青時間が短く設定された信号制御パターン例えば、旅行時間が減少したときに選択される信号制御パターン）の元々の使用時間帯を当該任意の時間帯に更新する。これにより、交通状況に応じた適切な信号制御を行うことができる。

また、本実施の形態の信号制御装置１００は、信号制御パターンのパラメータ値又は信号制御パターンを選択する時間帯を、記憶した複数の信号制御パターンの中から一の信号制御パターンを選択することにより更新する。例えば、旅行時間の過去の実績値などに基づいて、適宜の時間帯における旅行時間の大小に応じて区分けされた複数の信号制御パターンを準備しておき、時間制御により信号制御パターンの１つを選択する場合、元々の信号制御パターンを選択する代わりに、取得した旅行時間の統計値に応じた別の信号制御パターンを選択することにより、信号制御パターンのパラメータ値又は信号制御パターンを選択する時間帯を更新する。これにより、交通状況の変化に応じた信号制御を行うことができる。

なお、図３〜図６の例では、道路Ｒ１について説明したが、道路Ｒ１と交差点で交差する道路Ｒ２についても同様に信号制御パターンの更新処理を行うことができる。すなわち、道路Ｒ１の旅行時間に基づいて信号制御パターンを更新してもよく、道路Ｒ２の旅行時間に基づいて信号制御パターンを更新してもよく、道路Ｒ１及び道路Ｒ２両方の旅行時間に基づいて信号制御パターンを更新してもよい。

次に、更新部１０５に代えて、決定部１０６を用いて信号制御パターンを更新する方法について説明する。図７は本実施の形態の信号制御装置１００の記憶部１０３に記憶した複数の信号制御パターンの他の例を示す説明図である。図７の例では、パターン番号１１〜２２で分類される１２種類の信号制御パターンを用いる。例えば、パターン番号１１の信号制御パターンは、サイクル長が６０秒、道路Ｒ１と道路Ｒ２とのスプリットが０．５：０．５、オフセットが０秒である。他のパターン番号の信号制御パターンも図示のとおりである。なお、信号制御パターンは、一例であって、図７の例に限定されるものではなく、信号制御パターンの数（パターン番号）も図７の例に限定されるものではない。

次に更新前の信号制御パターンテーブルについて説明する。図８は更新前の信号制御パターンテーブルの他の例を示す説明図である。図８に示すように、道路Ｒ１の旅行時間Ｔ１が１２０秒より短く、道路Ｒ２の旅行時間Ｔ２が１２０秒より小さい場合、パターン番号１１の信号制御パターンを使用する。図７に示すように、パターン番号１１の信号制御パターンは、サイクル長が６０秒であり、道路Ｒ１、Ｒ２のスプリットが０．５：０．５である。

道路Ｒ２の旅行時間Ｔ２が１２０秒より短い状態であって、道路Ｒ１の旅行時間Ｔ１が増加して、２４０秒以上３６０未満となった場合、パターン番号１５の信号制御パターンを使用する。図７に示すように、パターン番号１５の信号制御パターンは、サイクル長が９０秒であり、道路Ｒ１、Ｒ２のスプリットが０．６：０．４である。パターン番号１５の信号制御パターンに切り替えることにより、道路Ｒ１に対する信号灯器２の青時間は、３０秒から５４秒に延長され、道路Ｒ１の渋滞を緩和することができる。

次に、旅行時間の統計値に基づいて信号制御パターンの更新方法について説明する。図９は更新後の信号制御パターンテーブルの他の例を示す説明図である。図９に示すように、時間帯毎に取得した統計処理された旅行時間（交通指標）が、例えば、時刻６：００から６：２０までの間において、道路Ｒ１の旅行時間Ｔ１が１２０秒未満であり、道路Ｒ２の旅行時間Ｔ２も１２０秒未満であるとすると、決定部１０６は、両方の旅行時間Ｔ１、Ｔ２の条件に対応する信号制御パターンとして、図８で示すパターン番号１１の信号制御パターンを選択すべく決定し、時刻６：００から６：２０までの各時間帯においては、パターン番号１１の信号制御パターンを使用する。

また、図９に示すように、時間帯毎に取得した統計処理された旅行時間（交通指標）が、例えば、時刻６：２０から６：３０までの間において、道路Ｒ１の旅行時間Ｔ１が１２０秒以上であって２４０秒未満であり、道路Ｒ２の旅行時間Ｔ２が１２０秒未満であるとすると、決定部１０６は、両方の旅行時間Ｔ１、Ｔ２の条件に対応する信号制御パターンとして、図８で示すパターン番号１２の信号制御パターンを選択すべく決定し、時刻６：２０から６：３０までの各時間帯においては、パターン番号１２の信号制御パターンを使用する。６：３０以降の時刻についても同様である。

上述のように、本実施の形態の信号制御装置１００は、任意の時間帯毎に車両の走行状態を示す交通指標を取得し、取得した当該時間帯毎の交通指標の少なくとも１か月より長い周期での統計値を算出する。信号制御装置１００は、算出した統計値に基づいて、当該時間帯に選択する信号制御パターンを決定する。例えば、旅行時間の大小に応じて区分けされた複数の信号制御パターンを準備しておき、複数の信号制御パターンの中から任意の時間帯での旅行時間の統計値に対応する信号制御パターンを選択して、当該任意の時間帯で使用する信号制御パターンとして決定する。これにより、交通状況の変化に応じた信号制御を行うことができる。

本実施の形態の信号制御装置１００では、１か月以上の期間に亘って収集された車両の走行状態を示す情報を統計処理して得られた交通指標を取得し、信号制御パターンの更新処理の周期を１か月以上の期間の周期とする。例えば、１か月以上の期間に亘って、路上装置３などを介して車載装置５から所定の周期（例えば、１秒周期）毎の車両の位置及び時刻、車両の識別コードなどを含むプローブ情報を収集するとともに、１か月以上の期間に亘って収集されたプローブ情報を統計処理して旅行時間などの交通指標を算出するので、車載装置５の搭載率が低い場合でも交通状況の変化を把握することが可能となる。また、１か月以上の周期で更新することにより、交通状況の経年変化に応じた信号制御を行うことができる。

また、本実施の形態の信号制御装置１００では、例えば、旅行時間の過去の実績値などに基づいて、適宜の時間帯における旅行時間の大小に応じて区分けされた図８に示すような複数の信号制御パターンを準備しておき、時間制御により信号制御パターンの１つを選択する場合、元々の信号制御パターンを選択する代わりに、取得した旅行時間の統計値に応じた別の信号制御パターンを選択することができ、交通状況の変化に応じた信号制御を行うことができる。

次に、本実施の形態の信号制御装置１００の動作について説明する。図１０は本実施の形態の信号制御装置１００による旅行時間の統計値算出の処理手順を示すフローチャートである。制御部１０１は、プローブ情報を収集し（Ｓ１１）、所定期間（例えば、１か月）を経過したか否かを判定し（Ｓ１２）、所定期間経過していない場合（Ｓ１２でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を続ける。

所定期間経過した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御部１０１は、任意の時間帯毎にプローブ情報を分類し（Ｓ１３）、任意の時間帯毎の旅行時間の統計値（例えば、平均値、パーセンタイル値など）を算出し（Ｓ１４）、処理を終了する。信号制御装置１００は、図１０に示す処理を所定期間の周期で行う。

図１１は本実施の形態の信号制御装置１００による更新処理の手順を示すフローチャートである。制御部１０１は、時間帯毎に統計処理された旅行時間を取得し（Ｓ２１）、最初の時間帯を決定する（Ｓ２２）。例えば、旅行時間が時刻６：００から２２：００までの間で取得されている場合、最初の時間帯を、時刻６：００から６：０５までの時間帯とすることができる。

制御部１０１は、決定した時間帯の旅行時間が当該時間帯の更新前の信号制御パターンを選択する条件を充足するか否かを判定し（Ｓ２３）、条件を充足しない場合（Ｓ２３でＮＯ）、決定した時間帯の更新前の信号制御パターンを当該時間帯の旅行時間に応じた信号制御パターンに更新する（Ｓ２４）。

制御部１０１は、更新した信号制御パターンの使用時間帯を当該時間帯に更新する（Ｓ２５）。条件を充足する場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、制御部１０１は、信号制御パターンの更新を行わず（Ｓ２６）、後述のステップＳ２７の処理を行う。

制御部１０１は、次の時間帯があるか否かを判定し（Ｓ２７）、次の時間帯がある場合（Ｓ２７でＹＥＳ）、次の時間帯を決定し（Ｓ２８）、ステップＳ２３以降の処理を行う。次の時間帯がない場合（Ｓ２７でＮＯ）、制御部１０１は、処理を終了する。

信号制御装置１００は、図１１に示す処理を所定期間（例えば、１か月、３か月、６か月、１年等）の周期で行う。すなわち、信号制御装置１００は、一旦信号制御パターンの更新を行った後は、所定期間の間、信号制御パターンの更新を行わない。

本実施の形態の信号制装置１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭなどを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図１０及び図１１に示すような、各処理手順を定めたプログラムコードをコンピュータに備えられたＲＡＭにロードし、プログラムコードをＣＰＵで実行することにより、コンピュータ上で信号制装置１００を実現することができる。

上述の実施の形態において、信号制御装置１００は、選択した信号制御パターンを交通信号制御機１へ出力する。交通信号制御機１は、選択された信号制御パターンを用いて信号灯器２を制御する。なお、信号制御装置１００を交通信号制御機１に組み込む構成とすることもできる。

上述の実施の形態では、プローブ情報を使って得られる交通指標として旅行時間を用いる構成であったが、交通指標は旅行時間に限定されるものではなく、プローブ車両の交差点上流側の停止位置を用いることもできる。交差点から停止位置までの距離と旅行時間とは、相関関係があるからである。旅行時間に代えてプローブ車両の停止位置を用いる場合には、道路Ｒ１、Ｒ２それぞれでの停止位置に応じて信号制御パターンを選択すればよい。

上述の実施の形態では、信号制御パターンの組を定めた信号制御パターンテーブルを記憶する構成であったが、これに限定されるものではなく、ＣＰＵなどの演算部によりリアルタイムで算出するようにしてもよい。

開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 交通信号制御機
２ 信号灯器
３ 路上装置
５ 車載装置
１０１ 制御部
１０２ 通信部（取得手段）
１０３ 記憶部
１０４ 統計値算出部（統計値算出手段）
１０５ 更新部（更新手段）
１０６ 決定部（決定手段）

Claims (6)

1. パラメータ値が異なる複数の信号制御パターンを使用時間帯毎に記憶しておき、使用時間帯に応じて予め記憶した信号制御パターンのうちの１つを選択して信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置において、
   任意の時間帯毎に車両の走行状態を示す交通指標を取得する取得手段と、
   該取得手段で取得した前記任意の時間帯毎の交通指標の統計値を算出する統計値算出手段と、
   該統計値算出手段で算出した統計値に応じて、記憶した複数の信号制御パターンの中から一の信号制御パターンを選択する選択手段と、
   所定の期間毎に、前記選択手段で選択した信号制御パターンを前記任意の時間帯で使用すべく、前記選択手段で選択した信号制御パターンの使用時間帯を前記任意の時間帯に更新する更新手段と
   を備えることを特徴とする信号制御装置。
2. 前記統計値算出手段は、
   少なくとも１か月より長い周期で前記任意の時間帯毎の交通指標の統計値を算出するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の信号制御装置。
3. 前記更新手段は、
   前記統計値算出手段で算出した統計値が混雑を示す方向へ変動した場合、青時間が長く設定された信号制御パターンを混雑する時間帯に適用すべく該信号制御パターンの使用時間帯を前記混雑する時間帯に更新するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号制御装置。
4. 前記更新手段は、
   信号制御パターンの使用時間帯を、記憶した複数の信号制御パターンの中から一の信号制御パターンを選択することにより更新するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号制御装置。
5. コンピュータに、使用時間帯に応じてパラメータ値が異なる複数の信号制御パターンのうちの１つを選択して信号灯器の灯色を制御するためのステップを実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、
   コンピュータに、
   任意の時間帯毎の車両の走行状態を示す交通指標の統計値を算出するステップと、
   算出した統計値に応じて、記憶した複数の信号制御パターンの中から一の信号制御パターンを選択するステップと、
   所定の期間毎に、選択した信号制御パターンを前記任意の時間帯で使用すべく、選択した信号制御パターンの使用時間帯を前記任意の時間帯に更新するステップと
   を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
6. パラメータ値が異なる複数の信号制御パターンを使用時間帯毎に記憶しておき、使用時間帯に応じて予め記憶した信号制御パターンのうちの１つを選択して信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置による信号制御方法において、
   任意の時間帯毎に車両の走行状態を示す交通指標を取得するステップと、
   取得された前記任意の時間帯毎の交通指標の統計値を算出するステップと、
   算出された統計値に応じて、記憶した複数の信号制御パターンの中から一の信号制御パターンを選択するステップと、
   所定の期間毎に、選択された信号制御パターンを前記任意の時間帯で使用すべく、選択された信号制御パターンの使用時間帯を前記任意の時間帯に更新するステップと
   を含むことを特徴とする信号制御方法。

Images