JP5612021B2 - 制御機及び信号灯器 - Google Patents

Description

本発明は、交差点に設置される信号灯器を制御する制御機等に関する。

車両や歩行者用の交通信号制御システムは、交差点に設置された複数の信号灯器と、これらの信号灯器の表示を制御する制御機とで構成される。制御機が、当該交差点に定められた現示階梯に従って、各信号灯器に対して表示（灯色）を指示する制御信号を送信し、信号灯器は、制御機から受信した制御信号に従った表示を行う（特許文献１参照）。

特開２０１０−１５７１４８号公報

１台の制御機が１つの交差点に係る全ての信号灯器を制御する構成が一般的であるが、信号灯器とこれを制御する制御機を一組とし、各制御機が独立して制御を行う分散制御の構成が考えられる。しかしながら、各信号灯器が現示階梯に従った灯色表示を行うための通信制御が必要である。特に、交差する複数の交通が同時に青信号となるいわゆるＧＧ異常の検出及び検出した場合の防護策を用意する必要がある。また、通行車両の無線機等による一時的な通信障害も考慮する必要がある。

本発明は、上記課題を克服し、交差点に設置されるＮ台（Ｎ≧２）の信号灯器をＭ台（Ｎ≧Ｍ≧２）の制御機で分散制御する技術を実現することを目的としてなされたものである。

上記課題を解決するための第１の形態は、
交差点に設置されるＮ台（Ｎ≧２）の信号灯器（例えば、図１の信号灯器２０）をＭ台（Ｎ≧Ｍ≧２）の制御機（例え、図１の制御機３０）で分散制御するための制御機であって、
他の制御機と通信を行って前記Ｍ台の制御機のうちの何れか１台を主機として順次選択し、主機以外を従機として選択することで自機の主従を設定する主従設定手段（例えば、図７の主従設定部１１０）と、
現示階梯のステップを制御するための歩進回数或いは当該ステップ（以下［課題を解決するための手段］において包括して「歩進回数」という。）を管理する手段であって、自機が主機の場合には所定タイミングで当該歩進回数を進めるとともに、各従機に歩進回数を進めるための信号を送信し、自機が従機の場合には主機から受信した当該信号に基づいて当該歩進回数を進める歩進回数管理手段（例えば、図７の信号表示制御部１３０）と、
前記歩進回数管理手段により管理されている歩進回数に基づいて制御対象の信号灯器を制御する灯器制御手段（例えば、図７の信号表示制御部１３０）と、
前記制御機間での相互通信を実行する相互通信実行手段（例えば、図７の相互通信制御部１２０）と、
前記相互通信の実行結果に基づいて前記Ｍ台の制御機同士の通信網上に孤立した制御機が存在する通信異常の発生を検出する通信異常検出手段（例えば、図７の異常検出部１４０）と、
を備えた制御機である。

この第１の形態によれば、交差点に設置されるＮ台の信号灯器を、Ｍ台の制御機で独立して分散制御する制御機が実現される。すなわち、制御機は、他の制御機と通信を行って、Ｍ台の制御機のうちの何れか１台を主機として順次選択し、主機以外を従機として選択することで、自機の主従を設定する。従って、主機が固定ではなく順次選択切り替えされるため、通行車両の無線機等による一時的な通信障害にも耐性を有する。そして、自機が主機である場合には、所定タイミングで歩進回数を進め、従機である場合には、主機から受信した信号にもとづいて歩進回数を進め、この歩進回数に基づいて制御対象の信号灯器を制御する。従って、各信号灯器を現示階梯に従って制御することが可能となる。更に、制御機間での相互通信を実行し、この相互通信の実行結果に基づいて、通信異常の発生を検出する。従って、仮に通信異常が発生した場合には、その対応処理を実行することが可能である。

また、第２の形態として、第１の形態の制御機であって、
前記相互通信実行手段は、主機が変更される毎に前記相互通信を実行する、
制御機を構成しても良い。

この第２の形態によれば、主機が変更される毎に、制御機間での相互通信が実行される。つまり、Ｍ台の制御機が順次主機となりながら、制御機間での相互通信が実行される。従って、一時的な通信障害に対する耐性を一層向上させることができる。

また、第３の形態として、第１又は第２の形態の制御機であって、
前記相互通信実行手段は、
自機が主機の場合に、各従機に従機間での相互通信の実行を指示する相互通信要求手段（例えば、図７の相互通信制御部１２０）と、
自機が従機の場合に、主機からの相互通信の実行指示に従って従機間での相互通信を実行し、実行結果を主機に送信する従機間相互通信実行手段（例えば、図７の相互通信制御部１２０）と、
を有する、
制御機を構成しても良い。

この第３の形態によれば、制御機間での相互通信は、主機が、各従機に従機間での相互通信の実行を指示し、従機が、主機からの相互通信の実行指示に従って従機間での相互通信を実行し、実行結果を主機に送信することで行われる。つまり、各制御機間の通信が正常か否かを網羅的に確認することができる。

また、第４の形態として、第１〜第３の何れかの形態の制御機であって、
前記歩進回数管理手段は、自機が従機の場合には主機からの相互通信の実行指示の受信に基づいて前記歩進回数を進め、自機が主機の場合には前記相互通信要求手段による指示の後の所定タイミングで前記歩進回数を進める、
制御機を構成しても良い。

この第４の形態によれば、歩進回数は、主機においては、従機への相互通信の実行指示の後の所定のタイミングで進め、従機においては、主機からの相互通信の実行指示の受信に基づいて進める。これにより、主機及び従機のそれぞれにおいて、ほぼ一致するタイミングで歩進回数を進め、各信号灯器の灯色の切り替わりをほぼ一致させることが可能となる。

また、第５の形態として、第１〜第４の何れかの形態の制御機であって、
前記歩進回数管理手段及び前記灯器制御手段を機能させずに前記相互通信実行手段を機能させ、前記通信異常検出手段による通信異常の発生が検出されなかった場合に、当該歩進回数管理手段及び前記灯器制御手段を機能開始させる制御機を構成しても良い。

この第５の形態によれば、例えば制御機の電源投入直後等には、歩進回数を進めずに信号灯器の制御を行わず、通信異常の発生が検出されなかった場合に、歩進回数を進めて信号灯器の制御を開始することができる。つまり、制御機間の通信が正常であることを確認した後に、安全に、信号灯器の制御を開始することができる。

また、第６の形態として、第１〜第５の何れかの形態の制御機であって、
前記相互通信実行手段は、前記相互通信の際に少なくとも自機の歩進回数及び／又は自機の制御対象の信号灯器の表示状態（以下［課題を解決するための手段］において包括して「自機制御状態」という。）を通信情報に含めて送信し、
前記相互通信の際に他機の通信情報に含まれる自機制御状態と自機の自機制御状態の異同に基づいて前記交差点における信号の表示動作異常の発生を判定する動作異常発生判定手段（例えば、図７の異常検出部１４０）を更に備えた、
制御機を構成しても良い。

この第６の形態によれば、制御機間での相互通信の際に、自機制御状態が通信情報に含めて送信される。そして、制御機では、他機の通信情報に含まれる自機制御状態（他機の制御状態である。）と、自機の自機制御状態の異同に基づいて、交差点における信号の表示動作異常の発生が判定される。従って、例えばＧＧ異常等を検出することができる。

また、第７の形態として、第１〜第６の何れかの形態の制御機を内蔵した信号灯器（例えば、図１の信号装置１０）を構成しても良い。

信号装置の設置例。 制御機間の通信手順の説明図。 制御機間の通信手順の説明図。 制御機間の通信手順の説明図。 第１通信電文の構成例。 第２通信電文の構成例。 制御機の機能構成図。 信号制御処理のフローチャート。 図８のフローチャートの続き。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

［全体構成］
図１は、本実施形態の信号装置１０の設置例を示す図である。信号装置１０は、交通信号に係る信号灯器２０と、当該信号灯器２０を制御対象とする制御機３０とを備える。

信号灯器２０は、車両用であり、制御対象の交通車両に対面するよう、交差点の所定位置に設置された柱の上方に取り付けられている。制御機３０は、制御対象の信号灯器２０の近傍に取り付けられ、制御対象の信号灯器２０の灯色の表示制御等を行う。本実施形態では、１つの柱につき１台の信号灯器２０及び１台の制御機３０が取り付けられることとし、各制御機３０の制御対象の信号灯器２０は１台ずつとして説明する。また、制御機３０は無線通信機能を有し、制御機３０間で無線通信を行うことで、当該交差点に設置された信号灯器２０が分散制御される。

なお、図１では、十字交差点を対象として４つの信号装置１０が設置される例を示しているが、交差点の形状や信号装置１０の数はこれに限らないし、更に、歩行者用の信号装置が設置されることにしても良い。

［原理１：通信手順］
制御機３０間の通信手順について説明する。図２，図３は、制御機３０間の通信手順を説明する図である。４台の制御機３０Ａ〜３０Ｄの通信手順について説明するが、これ以外の台数の場合も同様である。

先ず、１台の制御機３０が主機となり、それ以外の制御機３０は従機となる。図２（ａ）では、制御機３０Ａが主機、制御機３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄが従機である。そして、主機から従機それぞれに、従機間の相互通信を指示する通信指示信号が一斉送信（同報通信）される。

すると、図２（ｂ）に示すように、この通信指示信号を受信した従機間の相互通信が行われる。具体的には、従機のうち、１台の従機がマスタとなり、それ以外の従機がスレーブとなる。そして、マスタからスレーブそれぞれに照会信号が順に送信され、この照会信号を受信したスレーブから、応答信号がマスタに送信（返信）される。このマスタ・スレーブ間の通信が、全ての従機を順にマスタとして行われる。

具体的には、従機である３台の制御機３０Ｂ〜３０Ｄが、制御機３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの順にマスタとなる。すなわち、先ずは、図２（ｂ）に示すように、制御機３０Ｂがマスタとなり、スレーブである制御機３０Ｃ，３０Ｄそれぞれに対して照会信号が送信され、スレーブである制御機３０Ｃ，３０Ｄそれぞれから、応答信号がマスタである制御機３０Ｂに送信（返信）される。次いで、図２（ｃ）に示すように、制御機３０Ｃがマスタとなり、スレーブである制御機３０Ｂ，３０Ｄそれぞれとの間で、同様に、照会信号、及び、応答信号の送受信が行われる。その後、制御機３０Ｄがマスタとなり、スレーブである制御機３０Ｂ，３０Ｃそれぞれの間で、同様に、照会信号、及び、応答信号の送受信が行われる。

全ての従機を順にマスタとした従機間の通信が終了すると、図３（ａ）に示すように、各従機から主機に、従機間の相互通信の完了を通知する通信完了信号が送信（返信）される。

その後、図３（ｂ）に示すように、主機から、次に主機となる従機に、主機の変更を指示する主機変更信号が送信される。この主機変更信号を受信した従機は、新たな主機となり、同様の通信が行われる。図３（ｂ）では、制御機３０Ａから制御機３０Ｂに主機変更信号が送信され、次はこの制御機３０Ｂが新たな主機となり、従機である制御機３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄそれぞれと、同様な通信が行われる。

［原理２：通信期間］
この制御機３０間の通信は、予め定められた所定の時間間隔（タイムスロット）で実行される。図４は、制御機間の相互通信に定められる時間間隔（タイムスロット）を示すタイムチャートである。図４では、縦軸を時刻ｔとして、制御機それぞれの送受信のタイミングを示している。また、図４では、図２，図３の例と同様に、制御機３０Ａが主機、制御機３０Ｂ〜３０Ｄが従機の例を示している。

先ず、ある１台の制御機３０が主機である主機設定期間Ｔｓは、固定に定められている。この主機設定期間Ｔｓは、主機による通信指示信号の送信時点から、次の主機による通信指示信号の送信時点までの間隔であり、図４では、制御機３０Ａによる通信指示信号の送信時点から、次の主機である制御機３０Ｂによる通信指示信号の送信時点までの間隔となる。

また、この主機設定期間Ｔｓは、制御機３０間の相互通信を行う相互通信期間Ｔ１と、主機の変更を行うための主機変更期間Ｔ２とから構成される。相互通信期間Ｔ１は、更に、主機が従機に通信指示信号を送信するための期間Ｔａと、従機それぞれが他の従機との相互通信を行う従機の数に等しい複数の期間Ｔｂと、従機が主機に通信完了信号を送信する期間Ｔｃとから構成される。

なお、これらの期間Ｔ（Ｔｓ，Ｔ１，Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔ２）は、制御機３０の台数や制御機３０間の標準的な通信時間をもとに通信（送受信）が可能な期間として、交差点毎に定められる。

［原理３：信号制御］
制御機３０による信号灯器２０の表示制御は、歩進制御によって実現される。すなわち、制御機３０それぞれにおいて、所定のタイミングで階梯（ステップ）を進めるが、この階梯を進めるタイミング（歩進タイミング）は、全ての制御機３０がほぼ同時となるように定められる。

具体的には、同一の交差点に設置された制御機３０間の通信時間は、ほぼ等しいとみなせる。このため、主機においては、送信した通信指示信号が従機にて受信されたとみなせるタイミング、詳細には、通信指示信号の送信時点から、制御機３０間の標準的な通信時間Δｔだけ経過後の時刻を、歩進タイミングとする。また、従機については、主機から通信指示信号の受信時点を、歩進タイミングとする。

［原理４：異常検出］
上述した制御機３０間の相互通信によって、各制御機３０は、当該交差点に設置されている全ての信号装置１０の制御状態に関するデータを取得することができる。そして、各制御機３０は、この取得した制御状態データをもとに、制御機３０間の通信異常の検出、及び、信号灯器２０の表示動作異常の検出、を行う。

制御機３０間の通信異常とは、他の全ての制御機３０との通信が不可能な、制御機３０同士の通信網に“孤立”した制御機３０が存在する状態のことである。制御機３０は、他の制御機３０との相互通信の結果、全ての信号装置１０についての制御状態データを取得されたか否かによって、制御機３０間の通信異常の発生を検出する。これは、例えばある２台の制御機３０間の通信が、通行車両の無線機等による一時的な通信障害によって断絶されたとしても、この２台の制御機３０は、他の制御機３０を経由することで互いに制御状態データを取得することが可能だからである。

信号灯器２０の表示動作異常とは、信号灯器２０における表示動作の異常であり、具体的には、全ての信号灯器２０の階梯が同一でない状態、信号灯器２０の灯色が当該交差点の現示階梯表にて定められる階梯に対応する灯色となっていない状態、或いは、各信号灯器２０の灯色の組み合わせが禁止されている組み合わせ（例えば、交差する道路それぞれに対応する信号灯器が同時に「青色」（いわゆるＧＧ異常））となっている状態である。

制御機３０は、制御機３０間の相互通信によって取得された制御状態データに含まれる信号灯器２０の点灯状態に基づいて、信号灯器２０の表示動作状態の異常を検出する。すなわち、各制御機３０における歩進回数及びステップ番号（階梯番号）が全て一致しているか、各信号灯器２０の灯色が、ステップ番号（階梯番号）に応じた灯色となっているか、信号灯器２０の灯色の組み合わせが禁止された組み合わせになっていないかによって、信号灯器２０の表示動作異常の発生を検出する。

［原理５：通信電文］
制御機３０間で通信される通信電文は、次のように構成される。

図５は、相互通信期間Ｔ１における第１通信電文４０の構成例である。図５によれば、第１通信電文４０は、信号種別４１と、送信先の制御機番号４２と、送信元の制御機番号４３と、主機の制御機番号４４と、灯色許可フラグ４５と、閃光指示フラグ４６と、自機制御状態データ４７と、他機制御状態データ４８とを含んで構成される。

信号種別４１は、当該電文が、通信指示信号、照会信号、応答信号、及び、通信完了信号の何れに該当するかを示すデータである。灯色許可フラグ４５は、他の制御機３０に対して、現示階梯表に従った信号灯器２０の点灯を許可するフラグである。閃光指示フラグ４６は、他の制御機３０に対して閃光表示を指示するフラグである。

自機制御状態データ４７は、送信元の制御機３０の制御状態データであり、他機制御状態データ４８は、それ以外の制御機３０それぞれの制御状態データである。自機制御状態データ４７及び他機制御状態データ４８は、同一構成であり、該当する制御機番号と、制御対象の信号灯器２０の灯色の点灯状態と、ステップ番号（階梯番号）と、歩進回数と、他機との通信時間データとを含んでいる。通信時間データは、該当する制御機３０と他の制御機３０それぞれとの通信時間のデータであり、他機との通信時間は、例えば、照会信号の送信からこれに対する応答時間の受信までの時間間隔から求められる。

図６は、主機変更期間Ｔ２における第２通信電文５０の構成例である。図６によれば、第２通信電文５０は、信号種別５１と、送信先の制御機番号５２と、送信元の制御機番号５３と、各制御機の主機の設定有無データ５４と、リトライ回数５５と、制御機間の通信時間データ５６と、主機設定時間５７とを含んで構成される。

信号種別５１は、当該電文が、主機変更信号に該当することを示すデータである。主機の設定有無データ５４は、全ての制御機３０それぞれについて、主機として設定済みであるか否かを対応付けたデータである。

リトライ回数５５は、当該電文のリトライ回数である。主機は、主機変更信号を、所定時間間隔で繰り返し送信（リトライ）する。このリトライ回数である。主機変更信号を受信した制御機３０は、当該信号の受信タイミングと、リトライ回数と、リトライの間隔とから、自機が主機となって通信指示信号の開始タイミングを求めることができる。

［機能構成］
図７は、制御機３０の機能構成を示すブロック図である。図７に示すように、制御機３０は、機能的には、処理部１００と、記憶部２００と、電源部３１０と、リレー部３２０と、無線通信部３３０と、外部Ｉ／Ｆ部３４０とを備えて構成される。

処理部１００は、例えばＣＰＵ等の演算装置で実現され、記憶部２００に記憶されたプログラムやデータ等に基づいて、制御機３０の全体制御を行う。本実施形態では、処理部１００は、主従設定部１１０と、相互通信制御部１２０と、信号表示制御部１３０と、異常検出部１４０とを有している。

主従設定部１１０は、自機が主機であるか従機であるかを設定する。具体的には、主機変更信号を受信すると、自機を主機として設定する。そして、通信指示信号の送信から所定の相互通信機期間Ｔ１が経過すると、次に主機となる他の制御機に主機変更信号を送信する。更に、この主機変更信号の送信から所定の主機変更期間Ｔ２が経過すると、自機を従機として設定を更新する。ここで、自機が主機であるか従機であるかは、主機フラグ２３０の設定値にて示される。

相互通信制御部１２０は、通信手順設定データ２２４にて定められた相互通信手順に従って、他の制御機３０との間の相互通信を制御する。具体的には、自機が主機である場合には、従機である他の制御機３０それぞれに対して通信指示信号を送信し、この通信指示信号に応答して、これらの従機それぞれから送信されてくる通信完了信号を受信する。

一方、自機が従機である場合には、主機である他の制御機３０から通信指示信号を受信すると、他の従機との間の相互通信を行う。すなわち、自機がマスタとなるために定められた所定時間が経過した後、他の従機それぞれに照会信号を送信し、この照会信号に応答して他の従機から送信されてくる応答信号を受信する。また、他の従機から照会信号を受信したならば、当該従機に応答信号を送信（返信）する。

他の制御機３０との相互通信において、送受信する信号の種別に応じた第１通信電文４０を送受信するが、受信した第１通信電文４０にもとづいて、自機のデータを更新する。すなわち、受信した第１通信電文４０に含まれる自機制御状態データ４７（当該第１通信電文４０の送信元の制御機３０の制御状態データを意味する）、及び、他機制御状態データ４８（当該第１通信電文４０の送信元の制御機３０にとっての他機の制御状態データを意味する）を、受信他機制御状態データ２３８として蓄積記憶する。また、灯色許可フラグ４５が「１」に設定されているならば、自機の灯色許可フラグ２２６を「１」に設定し、閃光指示フラグ４６が「１」に設定されているならば、自機の閃光指示フラグ２２８を「１」に設定する。

また、第１通信電文４０の送信時に自機の灯色許可フラグ２２６が「１」に設定されているならば、第１通信電文４０の灯色許可フラグ４５を「１」に設定し、自機の閃光指示フラグ２２８が「１」に設定されているならば、閃光指示フラグ４６を「１」に設定する。また、自機の受信他機制御状態データ２３８を、第１通信電文４０の他機制御状態データ４８に設定し、自機のステップ番号２３２、歩進回数２３４、及び、灯色の点灯状態データ２３６を、自機制御状態データ４７に設定する。

信号表示制御部１３０は、制御対象の信号灯器２０の表示を制御する。具体的には、自機が主機である場合には、従機への通信指示信号の送信から所定時間経過後のタイミングで歩進回数２３４を進める。一方、自機が従機である場合には、主機から通信指示信号を受信したタイミングで、歩進回数２３４を進める。歩進回数２３４が次のステップ番号に進めるべき数値に達した場合には、ステップ番号を進める。そして、灯色許可フラグ２２６が「１」に設定され、且つ、閃光指示フラグ２２８が「０」に設定されている場合に、現示階梯表２２２に従って、現在のステップ番号に対応する信号灯器２０の灯色を点灯させる。それ以外の場合には、信号灯器２０を閃光表示させる。

異常検出部１４０は、他の制御機３０との相互通信によって受信した第１通信電文４０に含まれる各制御機３０の制御状態データをもとに、制御機３０間の通信異常の検出と、各信号灯器２０の表示動作異常の検出とを行う。

具体的には、通信異常は、次のように判断する。すなわち、他の全ての制御機３０に関する制御状態データが取得されているか否かを判定し、取得されていないならば制御機３０間の通信異常が発生したと判断する。例えば、自機が従機の場合に着目すると、主機からの通信指示信号には主機の制御状態データ（この場合は主機からの自機制御状態データ４７）が含まれている。また、図２や図４を参照して説明した通り、従機間の相互通信が網羅的に行われる。そのため、例えばある従機間の通信や、主機とある従機間の通信が一時的に不通であったとしても他の従機を経由した通信が可能であれば、最終的に全ての制御機３０の制御状態データが取得されることとなる。また、自機が主機である場合には、更に、相互通信期間Ｔ１において、従機である全ての他機から通信完了信号が受信されたか否かを判定し、受信されないならば、通信異常が発生したと判断する。なお、自機が主機の場合にこの判断を行わず、全ての制御機３０に関する制御状態データが取得されていない場合に、通信異常が発生したと判断してもよい。

また、信号灯器２０の表示動作異常は、次のように判断する。すなわち、全ての制御機３０におけるステップ番号が一致しているか否かを判定し、一致しないならば、表示動作異常と判断する。また、全ての信号灯器２０の灯色が、現示階梯表２２２で定められるステップ番号に対応する灯色であるか否かを判定し、定められた灯色でないならば、表示動作異常と判断する。更に、全ての信号灯器２０の灯色の組み合わせが、禁止された組み合わせに一致するか否かを判定し、一致するならば、表示動作異常と判断する。

そして、異常検出部１４０は、通信異常、及び、表示動作異常の一方でも判断したならば、制御対象の信号灯器２０を閃光表示させるとともに、閃光指示フラグを「１」に設定し、灯色許可フラグを「０」に設定する。ここで、信号灯器２０の閃光表示としては、例えば、主道路に対する信号灯器２０を黄色点滅するとともに、従道路に対する信号灯器２０を赤色点滅したり、或いは、全ての信号灯器２０を赤色点滅にする。

記憶部２００は、例えばＩＣメモリやハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部１００が制御装置を統合的に制御するためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。また、処理部１００の作業領域として用いられ、処理部１００が各種プログラムに従って実行した演算結果や、無線通信部３３０を介して受信したデータ等が一時的に格納される。本実施形態では、記憶部２００には、信号灯器制御プログラム２１０と、信号装置設定データ２２０と、現示階梯表２２２と、通信手順設定データ２２４と、灯色許可フラグ２２６と、閃光指示フラグ２２８と、主機フラグ２３０と、ステップ番号２３２と、歩進回数２３４と、制御対象の信号灯器２０の点灯状態データ２３６と、受信他機制御状態データ２３８と、制御機間通信時間データ２４０とが記憶される。

信号装置設定データ２２０は、当該交差点に設置された全ての信号装置１０に関するデータであり、制御機３０と信号灯器２０との対応関係や、信号灯器２０と、制御対象の交通路との対応関係等を定めている。

制御機間通信時間データ２４０は、交差点に設置された全ての制御機３０の組み合わせ毎に、通信時間を対応付けたデータである。制御機３０間の通信時間は、受信他機制御状態データ２３８に含まれる他機との通信時間から求められる。

電源部３１０は、商用電源及び太陽電池を併用した直流電源であり、制御機３０の各部が作動するために必要な直流電力を生成・供給する。

リレー部３２０は、電源部３１０から信号灯器２０の各灯色（赤、黄、青）のＬＥＤに供給される直流電圧をオン／オフする半導体リレーを有する。この半導体リレーのオン／オフは、処理部１００によって制御される。

無線通信部３３０は、例えばＳＳ無線通信を行う無線通信装置で実現され、外部装置（主に、他の制御機３０）との間の無線通信を行う。

外部Ｉ／Ｆ（インターフェース）部３４０は、制御機３０に対する外部からの指示信号の入力や、外部への指示信号の出力を行う機能部であり、当該交差点の信号制御を開始する際のリセット信号や初期設定値の入力、異常検出時の信号を外部システムに出力する機能等を有する。例えば、操作ボタンや、外部システムと通信接続するＩ／Ｆ（インターフェース）機能等を有して構成される。

［処理の流れ］
図８，図９は、処理部１００が実行する信号制御処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、処理部１００が信号灯器制御プログラム２１０を実行することで実現される処理である。

図８によれば、自機の電源が投入されると、処理部１００は、先ず閃光指示フラグを「１」に設定し、信号表示制御部１３０が、信号灯器２０の閃光表示を開始する（ステップＡ１）。また、灯色許可フラグを「０」に設定し、信号灯器２０の灯色表示を不許可とする（ステップＡ３）。

次いで、外部から主機変更信号を受信したならば（ステップＡ５：ＹＥＳ）、主従設定部１１０が、自機を主機として設定し、相互通信制御部１２０が、自機を主機とした他の制御機３０との相互通信を行う（ステップＡ７）。一方、主機変更信号を受信せず（ステップＡ５：ＮＯ）、通信指示信号を受信したならば（ステップＡ９：ＹＥＳ）、主従設定部１１０が、自機を従機として設定し、相互通信制御部１２０が、自機を従機とした他の制御機３０との相互通信を行う（ステップＡ１１）。

相互通信を行うと、続いて、相互通信における各信号の送受信に要した時間をもとに、制御機間の通信時間を算出する（ステップＡ１３）。

また、異常検出部１４０が、通信異常の判定を行う（ステップＡ１５）。すなわち、他の全ての制御機３０の制御状態データを受信しているか否かを判断し、受信されていないならば、通信異常と判定する。更に、自機が主機ならば、所定の相互通信時間Ｔ１内に、全ての従機から通信完了信号を受信しているか否かを判断し、受信していないならば、通信異常と判定する。

続いて、自機が主機ならば（ステップＡ１７：ＹＥＳ）、次の主機として定められた他の制御機３０に、主機変更信号を送信する（ステップＡ１９）。

また、全ての制御機３０が、通信異常が無く、且つ、連続して主機として設定済みであるか（主機の設定が一巡したか）を判断し、一巡していないならば（ステップＡ２１：ＮＯ）、ステップＡ５に戻る。

一方、通信異常が無く、且つ、主機の設定が一巡しているならば（ステップＡ２１：ＹＥＳ）、灯色許可フラグ２２６を「１」に設定し、信号灯器２０の灯色の表示を許可とする（ステップＡ２３）。また、閃光指示フラグ２２８を「０」に設定する（ステップＡ２５）。これにより、現示階梯表２２２に従った信号灯器２０の信号表示が開始される。

続いて、図９によれば、主機変更信号を受信したならば（ステップＢ１：ＹＥＳ）、主従設定部１１０が、自機を主機として設定し、相互通信制御部１２０が、自機を主機とした他の制御機３０との相互通信を行う（ステップＢ３）。この相互通信において、信号表示制御部１３０が、所定のタイミングで歩進制御を行う。一方、主機変更信号を受信せず（ステップＢ１：ＮＯ）、通信指示信号を受信したならば（ステップＢ５：ＹＥＳ）、主従設定部１１０が、自機を従機として設定し、相互通信制御部１２０が、自機を従機とした相互通信を行う（ステップＢ７）。この相互通信において、信号表示制御部１３０が、所定のタイミングで歩進制御を行う。

相互通信を行うと、続いて、相互通信における各信号の送受信に要した時間をもとに、制御機間の通信時間を算出する（ステップＢ９）。続いて、自機が主機ならば（ステップＢ１１：ＹＥＳ）、次の主機として定められた他の制御機３０に、主機変更信号を送信する（ステップＢ１３）。

また、異常検出部１４０が、通信異常の判定を行う（ステップＢ１５）。すなわち、他の全ての制御機３０の制御状態データを受信しているか否かを判断し、受信されていないならば、通信異常と判定する。更に、自機が主機ならば、所定の相互通信時間Ｔ１内に、全ての従機から通信完了信号を受信しているか否かを判断し、受信していないならば、通信異常と判定する。

また、異常検出部１４０が、表示動作異常の判定を行う（ステップＢ１７）。すなわち、各制御機３０のステップ番号が一致しているか否かを判断し、一致していないならば、表示動作異常と判定する。また、各信号灯器２０の灯色が、現示階梯表２２２で定められる現在のステップ番号の灯色に一致しているか否かを判断し、一致していないならば、表示動作異常と判定する。また、各信号灯器２０の灯色の組み合わせが、禁止された組み合わせに一致するか否かを判断し、一致するならば、表示動作異常と判定する。

そして、通信異常、表示動作異常の何れも無いならば（ステップＢ１９：ＮＯ）、ステップＢ１に戻る。通信異常、或いは、表示動作異常が判定されたならば（ステップＢ１９：ＹＥＳ）、閃光指示フラグ２２８を「１」に設定し、信号表示制御部１３０が、信号灯器２０の閃光表示を開始する（ステップＢ２１）。更に、判定された異常が通信異常のみならば（ステップＢ２３：ＹＥＳ）、ステップＢ１に戻る。一方、表示動作異常が判定されたならば（ステップＢ２３：ＮＯ）、外部操作による所定の復旧処理に移行する（ステップＢ２５）。

［作用効果］
このように、本実施形態によれば、制御機３０間で相互通信を行って、各制御機３０が独立して信号灯器２０を制御する制御機３０が実現される。また、制御機３０間での相互通信では、各制御機３０の制御状態データを含む通信電文が送受信され、各制御機３０では、自機の制御データや受信した他の制御機３０の制御データをもとに、通信網上に制御機３０が“孤立”した通信異常の検出や、信号灯器２０の表示動作異常の検出を行っている。そして、通信異常や表示動作異常が検出されると、信号灯器２０は閃光表示を開始する。

［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

（Ａ）台数
例えば、上述の実施形態では、１台の信号灯器２０が１台の制御機３０を制御する構成としたが、これを、１台の制御機３０が複数台の信号灯器２０を制御する構成としても良い。すなわち、１つの交差点に、Ｎ台の信号灯器２０と、Ｍ（≦Ｎ）台の制御機３０とを設置する構成とする。この場合、制御機３０間の相互通信については、上述の実施形態と同様に行い、制御対象となる複数台の信号灯器２０それぞれに対しては、当該制御機３０内で共通のステップ番号を用いて制御対象の信号灯器２０それぞれを並列的に制御すればよい。

（Ｂ）制御機３０の信号灯器２０への内蔵
信号灯器２０内に制御機３０を内蔵させることとしてもよい。この場合、原則的に、制御機３０は、当該制御機３０を内蔵している１台の信号灯器を制御対象とするとよい。例外的に、例えば、２つの信号灯器２０を背中合わせに一対として柱に設置する場合に、２つの信号灯器２０の一方の信号灯器２０に内蔵された制御機３０が、他方の信号灯器２０を制御するように配線等してもよい。この場合、他方の信号灯器２０への制御機３０の内蔵を省略してもよいし、内蔵しておいて待機系として、一方の信号灯器２０に内蔵された制御機３０が故障した場合に起動・作動する２重系を構成してもよい。

（Ｃ）通信方式
また、制御機３０間の通信を無線通信としたが、有線通信としても良い。制御機３０間に通信ケーブルを配線するための費用及び工期等が問題となるが、有線通信は、無線通信に比較して通信障害の発生が少なく信頼性が高い。なお、各制御機３０間の組み合わせ全てを配線するのではなく、例えば、リング状に配線する等、全ての制御機３０が一つの通信経路で接続されるように配線することとしても良い。そして、制御機３０間の相互通信では、配線されている制御機間での相互通信を行う。

（Ｄ）歩進制御
上記の実施形態においては、自機が主機である場合には、従機への通信指示信号の送信から所定時間経過後のタイミングで歩進回数２３４を進める。一方、自機が従機である場合には、主機から通信指示信号を受信したタイミングで、歩進回数２３４を進める。そして、歩進回数２３４が次のステップ番号２３２に進めるべき数値に達した場合に、ステップ番号２３２を進めることとして説明した。すなわち、歩進回数２３４を、現示階梯のステップを制御するための数値として扱うこととして説明した。しかし、歩進回数２３４を進めるのではなく、現示階梯の番号１つ当たりのステップ番号２３２を細かく定めて、ステップ番号２３２を進めることとし、歩進回数２３４とステップ番号２３２とを統一化してもよい。

１０ 信号装置
２０ 信号灯器
３０ 制御機
１００ 処理部
１１０ 主従設定部、１２０ 相互通信制御部
１３０ 信号表示制御部、１４０ 異常検出部
２００ 記憶部
２１０ 信号灯器制御プログラム
２２０ 信号装置設定データ、２２２ 現示階梯表
２２４ 通信手順設定データ、２２６ 灯色許可フラグ
２２８ 閃光フラグ、２３０ 主機フラグ
２３２ ステップ番号、２３４ 歩進回数
２３６ 灯色の点灯状態、２３８ 受信他機制御状態データ
２４０ 制御機間通信時間データ
３１０ 電源部、３２０ リレー部、３３０ 無線通信部

Claims (6)

1. 交差点に設置されるＮ台（Ｎ≧２）の信号灯器をＭ台（Ｎ≧Ｍ≧２）の制御機で分散制御するための制御機であって、
   他の制御機と通信を行って前記Ｍ台の制御機のうちの何れか１台を主機として順次選択し、主機以外を従機として選択することで自機の主従を設定する主従設定手段と、
   現示階梯のステップを制御するための歩進回数或いは当該ステップ（以下包括して「歩進回数」という。）を管理する手段であって、自機が主機の場合には所定タイミングで当該歩進回数を進めるとともに、各従機に歩進回数を進めるための信号を送信し、自機が従機の場合には主機から受信した当該信号に基づいて当該歩進回数を進める歩進回数管理手段と、
   前記歩進回数管理手段により管理されている歩進回数に基づいて制御対象の信号灯器を制御する灯器制御手段と、
   主機が変更される毎に前記制御機間での相互通信を実行する相互通信実行手段と、
   前記相互通信の実行結果に基づいて前記Ｍ台の制御機同士の通信網上に孤立した制御機が存在する通信異常の発生を検出する通信異常検出手段と、
   を備えた制御機。
2. 交差点に設置されるＮ台（Ｎ≧２）の信号灯器をＭ台（Ｎ≧Ｍ≧２）の制御機で分散制御するための制御機であって、
   他の制御機と通信を行って前記Ｍ台の制御機のうちの何れか１台を主機として順次選択し、主機以外を従機として選択することで自機の主従を設定する主従設定手段と、
   現示階梯のステップを制御するための歩進回数或いは当該ステップ（以下包括して「歩進回数」という。）を管理する手段であって、自機が主機の場合には所定タイミングで当該歩進回数を進めるとともに、各従機に歩進回数を進めるための信号を送信し、自機が従機の場合には主機から受信した当該信号に基づいて当該歩進回数を進める歩進回数管理手段と、
   前記歩進回数管理手段により管理されている歩進回数に基づいて制御対象の信号灯器を制御する灯器制御手段と、
   前記制御機間での相互通信を実行する相互通信実行手段と、
   前記相互通信の実行結果に基づいて前記Ｍ台の制御機同士の通信網上に孤立した制御機が存在する通信異常の発生を検出する通信異常検出手段と、
   を備え、
   前記歩進回数管理手段は、自機が従機の場合には主機からの相互通信の実行指示の受信に基づいて前記歩進回数を進め、自機が主機の場合には前記相互通信要求手段による指示の後の所定タイミングで前記歩進回数を進める、
   制御機。
3. 前記相互通信実行手段は、
   自機が主機の場合に、各従機に従機間での相互通信の実行を指示する相互通信要求手段と、
   自機が従機の場合に、主機からの相互通信の実行指示に従って従機間での相互通信を実行し、実行結果を主機に送信する従機間相互通信実行手段と、
   を有する、
   請求項１又は２に記載の制御機。
4. 前記歩進回数管理手段は、自機が従機の場合には主機からの相互通信の実行指示の受信に基づいて前記歩進回数を進め、自機が主機の場合には前記相互通信要求手段による指示の後の所定タイミングで前記歩進回数を進める、
   請求項１に記載の制御機。
5. 前記相互通信実行手段は、前記相互通信の際に少なくとも自機の歩進回数及び／又は自機の制御対象の信号灯器の表示状態（以下包括して「自機制御状態」という。）を通信情報に含めて送信し、
   前記相互通信の際に他機の通信情報に含まれる自機制御状態と自機の自機制御状態の異同に基づいて前記交差点における信号の表示動作異常の発生を判定する動作異常発生判定手段を更に備えた、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の制御機。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の制御機を内蔵した信号灯器。