JP5732248B2 - 信号装置及び交通信号システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用信号機及び車両感知器を備えた信号装置等に関する。

交差点には、車両交通の進入を制御するための車両用信号機が設置されるとともに、車両交通量を計測するための車両感知器が設置される。車両用信号機と車両感知器とは別個の設備であり、別々に設置されるのが通常であった。すなわち、車両用信号機は交差点近傍に設置されるが、車両感知器は、交差点への流入交通量を計測するため、交差点から少し離れた位置（例えば、交差点の手前１００ｍの位置）に設置される（例えば、特許文献１）。

特開２００９−３６９９号公報

上述のように、通常、車両用信号機及び車両感知器は別個の設備として扱われ、その設置工事もそれぞれ別に行われる。しかし、車両用信号機と車両感知器とは別個の設備ではあるが、車両感知器は、通常、車両用信号機の信号制御に用いるために設置されるものであり、車両用信号機と車両感知器を結ぶ通信ケーブルの敷設工事が必要であった。また、車両用信号機及び車両感知器は、その動作に電源が必要であるが、互いに離れた位置に設置されるため、電源供給も別々に行われる。更に、信号表示にかかわらず、車両感知器は、常時、車両感知動作を行っているものであった。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両用信号機と、その信号制御に用いられる車両感知器とを別々に設置する手間を省くとともに、省電力化を図ることである。

第１の形態は、
制御機により電源供給が制御されて点灯する複数の信号灯ユニットを有する車両用信号機（例えば、図１の車両用信号機２０）と、
前記車両用信号機の一の信号灯ユニットと電源が共通化され、当該一の信号灯ユニットの点灯時に車両感知動作を行う車両感知器（例えば、図１の車両感知器３０）と、
を備えた感知器兼信号装置（例えば、図１の信号装置１０）である。

この第１の形態によれば、車両用信号機と、この車両用信号機の一の信号灯ユニットと電源が共通化された車両感知器とを備えた感知器兼信号装置が実現される。そして、車両感知器は、常時車両感知動作を行っているのではなく、車両用信号機の一の信号灯ユニットの点灯時にのみ車両感知動作を行っているため、省電力化が図れる。

第２の形態として、第１の形態の感知器兼信号装置であって、
前記車両感知器は、前記車両用信号機と一体又は同一の信号柱に設けられ、前記車両用信号機の下方の道路に流入又は流出する車両を感知する、
感知器兼信号装置を構成しても良い。

この第２の形態によれば、車両感知器は、車両用信号機と一体又は同一の信号柱に設けられ、車両用信号機の下方の道路に流入又は流出する車両を感知する。特に、車両用信号機と車両感知器とを一体に設けた場合、設置工事が一回で済むとともに、設置スペースの省スペース化を図れ、車両用信号機と車両感知器間のケーブル敷設が不要となる。

第３の実施形態として、第１又は第２の実施形態の感知器兼信号装置であって、
前記一の信号灯ユニットは、青灯ユニットであり、
前記車両感知器は、前記車両用信号機が青信号時の交通車両を感知する、
感知器兼信号装置を構成しても良い。

この第３の形態によれば、車両感知器は、車両用信号機の青灯ユニットと電源が共通化され、車両用信号機が青信号時の交通車両を感知する。つまり、青信号時に車両感知動作を行うことになり、青表示期間中の交通量や占有率（いわゆる、サイクル同期感知器情報）を簡易に得ることが可能となる。

第４の形態として、第２の形態の感知器兼信号装置であって、
前記一の信号灯ユニットは、右折矢印灯ユニットであり、
前記車両感知器は、前記車両用信号機が右折矢印表示時に前記車両用信号機の下方の道路から流出する右折交通車両を感知する、
感知器兼信号装置を構成しても良い。

この第４の形態によれば、車両感知器は、車両用信号機の右折矢印灯ユニットと電源が共通化され、車両用信号機が右折矢印表示時に車両用信号機の下方の道路から流出する右折交通車両を感知する。つまり、右折矢印表示時に車両感知動作を行うことになり、例えば、この感知結果を用いたギャップ感応制御が可能となる。

更に、第５の形態として、第１〜第４の何れかの形態の感知器兼信号装置と、
前記感知機兼信号装置の車両感知器の感知結果を用いて信号制御パラメータを制御して、前記感知器兼信号装置の信号灯ユニットへの電源供給を制御する制御機（例えば、図１の信号制御機５０）と
を具備して構成された交通信号システム（例えば、図１の交通信号システム１）を構成しても良い。

交差点における交通信号システムの設置例。 現示例。 現示階梯表の一例。 信号装置の構成例。 信号装置の構成例。 信号装置の他の構成例。

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

［交差点における設置例］
図１は、本実施形態における交通信号システム１の交差点への設置例を示す図である。この交差点は、２本の道路（主道路及び従道路）が交差する十字交差点である。主道路の交差点への流入部は、直進左折レーン及び右折レーンの２つのレーンで構成され、従道路の交差点への流入部は、直進右左折レーンの１つのレーンのみで構成されている。また、この交差点には、交通信号システム１のほか、不図示であるが、歩行者用の横断歩道や歩行者用信号機が設置されている。

図２は、この交差点の現示の一例を示す図である。図２によれば、この交差点では、主道路の車両交通に通行権が与えられる現示１φと、主道路の右折車両に通行権が与えられる現示２φと、従道路の車両交通に通行権が与えられる現示３φとが交互に表示される多現示制御がなされる。

図１に示すように、交通信号システム１は、信号装置（感知器兼信号装置）１０と、信号制御機５０とを備えて構成され、信号装置１０それぞれと信号制御機５０との間は、データ通信及び電力供給が可能に接続されている。

信号装置１０は、交差点へ流入する車両交通に対して設置されている。図１では、主道路の車両交通に対する信号装置１０Ａと、従道路の車両交通に対する信号装置１０Ｂが設置されている。また、信号装置１０は、車両用信号機２０と、車両感知器３０とが一体となって構成されている。

車両用信号機２０は、制御対象の車両から視認しやすい位置に設置される。図１では、停止線の位置に正対する交差点奥側の位置であって、路側に設置された信号柱の上方に取り付けられている。この車両用信号機２０の信号表示は、信号制御機５０によって制御される。

車両用信号機２０のうち、主道路用の信号装置１０Ａを構成する車両用信号機２０Ａは、青色、黄色、赤色、及び、右折矢印の４つの信号灯ユニットを有しており、従道路用の信号装置１０Ｂを形成する車両用信号機２０Ｂは、青色、黄色、及び、赤色の３つの信号灯ユニットを有している。車両用信号機２０では、信号灯ユニットそれぞれに信号制御機５０から電源が供給されることで、対応する灯色が点灯する

そして、車両用信号機２０に車両感知器３０が取り付けられて信号装置１０を構成している。すなわち、主道路用の信号装置１０Ａは、それぞれ、車両用信号機２０Ａに、２つの車両感知器３０ａ，３０ｂが取り付けられて構成され、従道路用の信号装置１０Ｂは、それぞれ、車両用信号機２０Ｂに、１つの車両感知器３０ａが取り付けられて構成されている。

車両感知器３０は、例えば、超音波やレーザ光等の光波を射出し、反射波の受信タイミングや受信レベルに基づいて車両の有無を検知する超音波式或いは光学式であり、車両用信号機２０の下方の感知対象のレーンに向けて取り付けられている。なお、車両感知器３０は、画像式等の他の方式としても良い。

すなわち、車両感知器３０ａは、車両用信号機２０の下部に、該車両信号機の下方の走行レーンを上方から俯瞰するように取り付けられている。つまり、車両感知器３０ａは、車両用信号機２０の制御対象の流入路（当該車両用信号機２０に正対する道路）から交差点に進入する車両のうち、直進車両を検知する。また、車両感知器３０ｂは、車両用信号機２０の下部であって道路中央部寄りの位置に、対向車線の右折レーンを斜め上方から俯瞰するように取り付けられている、つまり、車両感知器３０ｂは、車両用信号機２０の制御対象の流入路（当該車両用信号機２０に正対する道路）に対向する流入路（すなわち、当該車両用信号機２０の下方の道路）から交差点に進入する車両のうち、右折車両を検知する。車両感知器３０それぞれによる感知信号は、随時、信号制御機５０に送信される。

また、信号装置１０では、車両感知器３０の電源は、車両用信号機２０の何れかの信号灯ユニットと共通化されている（図４参照）。すなわち、主道路用の信号装置１０Ａでは、車両用信号機２０Ａの青灯ユニット２１と車両感知器３０ａとの電源が共通化され、右折矢灯ユニット２４と車両感知器３０ｂとの電源が共通化されている。つまり、主道路用の信号装置１０Ａでは、車両用信号機２０Ａが「青」の点灯期間だけ、車両感知器３０ａが感知動作を行って主道路の直進車両が検知され、「右折矢印」の点灯期間だけ車両感知器３０ｂが感知動作を行って主道路の右折車両が検知される。また、従道路用の信号装置１０Ｂでは、車両用信号機２０Ｂの青灯ユニット２１と、車両感知器３０ａとの電源が共通化されている（図５参照）。つまり、車両用信号機２０Ｂが「青点灯」の期間、車両感知器３０ａが感知動作を行う。

信号制御機５０は、信号装置１０が取り付けられた何れかの信号柱の下方やその近傍に設置されている。また、信号制御機５０は、信号装置１０それぞれの車両用信号機２０と電力供給線で接続されているとともに、車両感知器３０とデータ通信線で接続されている。そして、信号制御機５０は、例えば、予め定められた現時階梯表や各車両感知器３０からの感知信号をもとに、各車両用信号機２０の信号表示を制御して、交差点の交通信号の全体制御を行う。

図３に、現示階梯表の一例を示す。図３に示すように、現示階梯表は、図２に示した現示制御を実現するよう、交差点における全ての車両用信号機２０の表示状態の組み合わせを規定している。

［構成］
図４，図５は、信号制御機５０及び信号装置１０の内部構成を示すブロック図である。図４は、主道路用の信号装置１０Ａであり、図５は、従道路用の信号装置１０Ｂである。

図４によれば、主道路用の信号装置１０Ａは、車両用信号機２０Ａと、車両感知器３０ａ，３０ｂとを備えて構成される。

車両用信号機２０Ａは、信号灯ユニットとして、青灯ユニット２１と、黄灯ユニット２２と、赤灯ユニット２３と、右折矢灯ユニット２４とを有する。信号灯ユニットは、ＡＣ／ＤＣコンバータやＬＥＤユニット等から構成される。また、信号灯ユニットそれぞれと信号制御機５０との間には電力供給線が設けられており、信号灯ユニットは、信号制御機５０から電源（例えば、ＡＣ１００Ｖ）が供給されることで点灯する。

車両感知器３０ａ，３０ｂは、ともに同一構成であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１と、送受信部３２と、車両有無判定部３３とを有する。

ＡＣ／ＤＣコンバータ３１は、信号制御機５０から供給される交流電力を直流電力に変換する。ここで、２つの車両感知器３０ａ，３０ｂのうち、一方の車両感知器３０ａのＡＣ／ＤＣコンバータ３１には、車両用信号機２０の青灯ユニット２１に接続されている電力供給線と共通の電力供給線が接続され、他方の車両感知器３０ｂのＡＣ／ＤＣコンバータ３１には、車両用信号機２０の右折矢灯ユニット２４に接続されている電力供給線と共通の電力供給線が接続されている。つまり、車両感知器３０ａは、青灯ユニット２１の点灯時に電力が供給されて感知動作を行い、車両感知器３０ｂは、右折矢灯ユニット２４の点灯時に電力が供給されて感知動作を行う。

送受信部３２は、レーザダイオード等の発光素子やフォトダイオード等の受光素子を有して構成され、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１から直流電力を供給されることで、送信波を生成して送信するとともに、その反射波を受信する。

車両有無判定部３３は、送受信部３２からの送信波及び受信波との位相差等から距離を算出し、算出した距離をもとに車両の有無を判定する。この車両有無の判定結果は、検知信号として信号制御機５０に出力される。

また、図５によれば、従道路用の信号装置１０Ｂは、車両用信号機２０Ｂと、車両感知器３０ａとを備えて構成される。

車両用信号機２０Ｂは、信号灯ユニットとして、青灯ユニット２１と、黄灯ユニット２２と、赤灯ユニット２３とを有する。信号灯ユニットそれぞれと信号制御機５０との間には電源供給線が設けられており、信号灯ユニットは、信号制御機５０から電源（例えば、ＡＣ１００Ｖ）が供給されることで点灯する。

車両感知器３０ａは、ＡＣ／ＤＣコンバータ３１と、送受信部３２と、車両有無判定部３３とを有する。

ＡＣ／ＤＣコンバータ３１には、車両用信号機２０Ｂの青灯ユニット２１に接続されている電力供給線が接続されている。つまり、車両感知器３０ａは、青灯ユニット２１の点灯時に電力が供給されて感知動作を行う。

信号制御機５０は、予め定められた現示階梯表（図３参照）を実現するように、車両用信号機２０の各灯色を点灯及び滅灯させるための点灯／滅灯指令を生成し、この点灯／滅灯指令に従って、車両用信号機２０の対応する信号灯ユニットへの電力の供給／遮断を制御する。ここで、電力は、例えば、電力会社から供給される交流電力である。

また、信号制御機５０は、車両感知器３０の感知結果に基づいて、交差点の信号制御パラメータを変更制御する。

具体的には、直進車両に応じて、該当する車両用信号機２０の青表示期間を変更する。すなわち、主道路用の車両用信号機２０Ａの青表示期間（図３の階梯番号１の期間）では、信号装置１０Ａの車両感知器３０ａによって、主道路の車両交通のうち、交差点を直進する車両（直進車両）が感知される。そこで、車両感知器３０ａによって感知される直進車両の交通量（直進交通量）が多い場合には、車両用信号機２０Ａの青期間を延長する。また、直進車両の占有率が高い場合には、いわゆる先詰まりが発生していると判断して、車両用信号機２０Ａの青表示期間を短縮する（先詰まり感応制御）。例えば、信号制御機５０は、図３に示した現示階梯表に従った信号制御を行う場合には、主道路に対する青表示の期間である階梯番号１の期間を延長／短縮させるようにスプリットを変更する。

同様に、従道路用の車両用信号機２０Ｂの青表示期間（図３の階梯番号６の期間）では、信号装置１０Ｂの車両感知器３０ａによって、従道路の車両交通のうち、直進車両が感知される。そして、感知される直進交通量が多い場合には、車両用信号機２０Ｂの青表示期間を延長する。例えば、信号制御機５０は、図３に示した現示階梯表に従った信号制御を行う場合には、従道路に対する青表示の期間である階梯番号６の期間を延長するようにスプリットを変更する。

また、右折車両に応じて、該当する車両用信号機２０の右折矢灯の表示時間を変更制御する。すなわち、主道路用の車両用信号機２０Ａの右折矢灯の表示期間（図３の階梯番号３の期間）では、信号装置１０Ａの車両感知器３０ｂによって、主道路の交通のうち、右折車両が検知される。そこで、車両感知器３０ｂによって検知される右折車両の有無に応じて、車両用信号機２０Ａの右折矢灯の点灯時間を変更する、いわゆる「ギャップ感応」を行う。例えば、信号制御機５０は、図３に示した現示階梯表に従った信号制御を行う場合には、主道路に対する右折矢印表示の期間である階梯番号３の期間を延長／短縮するようにスプリットを変更する。

［作用・効果］
このように、本実施形態によれば、信号装置１０は、車両用信号機２０及び車両感知器３０が一体となって構成されているので、従来のように、車両用信号機と車両感知器とを別々に設置する必要がなく、設置工事が簡易で済む。また、車両用信号機２０と車両感知器３０間のケーブル敷設工事自体が不要となる。

また、一体的に構成された車両用信号機２０の何れかの信号灯ユニットと車両感知器３０との電源が共通化されている、すなわち、車両感知器３０ａは、車両用信号機２０の青灯ユニット２１と電源が共通化されて青表示期間のみ感知動作を行い、車両感知器３０ｂは、車両用信号機の右折矢灯ユニット２４と電源が共通化されて右折矢灯の表示期間のみ感知動作を行う。これにより、車両感知器３０の省電力化が図れる。また特に、青灯ユニット２１と電源が共通化された車両感知器３０ａは、車両用信号機２０の青灯の点灯期間のみ感知動作を行う。すなわち、１サイクル期間のうち、青表示期間中の交通量及び占有率を計測することができ、このことより、車両用信号機のサイクルに同期して１サイクル毎の交通量及び占有率を計測する、いわゆるサイクル同期計測を簡易に行うことが可能となる。

［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）車両用信号機２０と車両感知器３０との電源の共通化
例えば、車両感知器３０ｂを、右折矢灯ユニット２４に加えて、青灯ユニット２１とも電源を共通化しても良い。

（Ｂ）信号装置１０の構成
また、上述の実施形態では、車両用信号機２０に車両感知器３０を取り付けることで一体的に信号装置１０を構成することとしたが、一体的に構成せず、車両感知器３０を車両用信号機２０の近傍に設置することにしても良い。具体的には、例えば、図６に示すように、車両用信号機２０が取り付けられた信号柱に、車両感知器３０を別に取り付ける。この場合でも、車両用信号機２０の何れかの信号灯ユニットと車両感知器３０との電源を共通化できるため、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる。

（Ｃ）補助灯器を設置
また、車両用信号機２０として、主信号機と補助信号機とが設置される場合には、車両感知器３０は、何れか一方又は両方に設置することができる。

１ 交通信号システム
１０（１０Ａ，１０Ｂ） 信号装置
２０（２０Ａ，２０Ｂ） 車両用信号機
２１ 青灯ユニット、２２ 黄灯ユニット、２３ 赤灯ユニット
２４ 右折矢灯ユニット
３０（３０ａ，３０ｂ） 車両感知器
３１ ＡＣ／ＤＣコンバータ、３２ 送受信部、３３ 車両有無判定部
５０ 信号制御機

Claims (5)

1. 制御機により電源供給が制御されて点灯する青灯ユニットを含む複数の信号灯ユニットを有する車両用信号機と、
   前記青灯ユニットと電源が共通化され、当該青灯ユニットの点灯時にのみ、前記車両用信号機の下方の感知対象レーンを通行する車両を感知する車両感知動作を行うように前記車両用信号機の下部又は近傍に設けられた車両感知器と、
   を備えた信号装置。
2. 前記車両用信号機は、第１の流入路からの流入車両に向けて、前記第１の流入路に対向する第２の流入路側に設置され、
   前記車両感知器は、前記第２の流入路側に流出する走行レーンを対象に前記車両感知動作を行い、
   前記車両感知器の車両感知動作によって、前記第１の流入路から直進して前記第２の流入路側に流出する車両を感知することができる請求項１に記載の信号装置。
3. 右折レーンを有する第１の流入路からの流入車両に向けて、前記第１の流入路に対向する右折レーンを有する第２の流入路側に設置され、制御機により電源供給が制御されて点灯する右折矢印灯ユニットを含む複数の信号灯ユニットを有する車両用信号機と、
   前記右折矢印灯ユニットと電源が共通化され、当該右折矢印灯ユニットの点灯時にのみ、前記第２の流入路の前記右折レーンを通行する車両を感知する車両感知動作を行うように前記車両用信号機の下部又は近傍に設けられた車両感知器と、
   を備えた信号装置。
4. 右折レーンを有する第１の流入路からの流入車両に向けて、前記第１の流入路に対向する右折レーンを有する第２の流入路側に設置され、制御機により電源供給が制御されて点灯する青灯ユニット及び右折矢印灯ユニットを含む複数の信号灯ユニットを有する車両用信号機と、
   前記青灯ユニット及び前記右折矢印灯ユニットと電源が共通化され、前記青灯ユニット及び前記右折矢印灯ユニットの何れかの点灯時にのみ、前記第２の流入路の前記右折レーンを通行する車両を感知する車両感知動作を行うように前記車両用信号機の下部又は近傍に設けられた車両感知器と、
   を備えた信号装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の信号装置と、
   前記信号装置の車両感知器の感知結果を用いて信号制御パラメータを制御して、前記信号装置の信号灯ユニットへの電源供給を制御する制御機と
   を具備して構成された交通信号システム。

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