JP5982267B2 - 信号制御機 - Google Patents

Description

本発明は、主道路と従道路とが交差する交差点の信号灯器を制御する信号制御機に関する。

近年、交通信号灯器は、電球式から、電球式に比較して低消費電力且つ長寿命のＬＥＤ式に置き換えられている。このＬＥＤ式の交通信号灯器では、各灯色のＬＥＤへの供給電力をＰＷＭ制御によって可変することで輝度を調整する調光が可能である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２９７３９９号公報

ところで、交通信号灯器は１つの交差点に複数設置されており、全国規模で考えた場合は勿論のこと、市区町村単位で考えた場合でも、設置される交通信号灯器の総数は多大である。また、点滅状態を除き、交通信号灯器は終日、赤灯、黄灯、青灯の何れかが必ず点灯しており、全てが消灯することはない。つまり、これらの信号灯器の点灯に要する消費電力の総量は莫大なものとなる。特に近年では、交通信号灯器の点灯に要する消費電力の更なる削減が求められており、例えば上述の調光は消費電力の削減に有効であると考えられる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、信号灯器の点灯に要する消費電力の新たな削減技術の実現にある。特に、従道路の信号灯器に係る消費電力の削減を図る技術に関する。

上記課題を解決するための第１の発明は、
従道路に車両感知器が設置された主道路と従道路とが交差する交差点の信号灯器を制御する信号制御機（例えば、図１の交通信号制御機５０）であって、
調光制御を実行する時間帯であるか否かを判定する時間帯判定手段（例えば、図３の調光実行判定部１２０）と、
前記時間帯判定手段により肯定判定された場合に、前記車両感知器の感知結果を用いて前記従道路用の信号灯器の調光制御を実行する調光制御手段（例えば、図３の調光制御部１３０）と、
を備えた信号制御機である。

この第１の発明によれば、主道路と従道路とが交差する交差点の信号灯器を制御する信号制御機であって、調光制御を実行する時間帯である場合に、従道路に設置された車両感知器の感知結果を用いて従道路用の信号灯器の調光制御を実行する信号制御機が実現される。これにより、例えば夜間といった交通量が少ない時間帯において、実際に従道路が車両無しの場合には従道路用の信号灯器を減光する調光制御を行うといったことが可能になる。これにより、通常点灯を行う必要がない時の従道路要の信号灯器の点灯に要する消費電力を削減できる。

また、第２の発明として、第１の発明の信号制御機であって、
前記調光制御手段は、前記調光制御として、前記従道路用の信号灯器の赤灯を減光するか否かの制御を実行する赤灯減光制御手段（例えば、図３の調光制御部１３０）を有する、
信号制御機を構成しても良い。

この第２の発明によれば、調光制御として、従道路用の信号灯器の赤灯の減光制御が実行される。

また、第３の発明として、第２の発明の信号制御機であって、
前記車両感知器の感知結果に基づく半感応式制御を行う半感応式制御手段（例えば、図３の信号制御部１１０）を更に備え、
前記調光制御手段は、前記半感応式制御手段による前記半感応式制御が実行中であり、且つ、前記時間帯判定手段により肯定判定された場合に、前記赤灯減光制御手段による制御を実行する、
信号制御機を構成しても良い。

この第３の発明によれば、車両感知器の感知結果に基づく半感応式制御が実行中であり、且つ、調光制御を実行する時間帯である場合に、従道路用の信号灯器の赤灯の減光制御が実行される。半感応式制御は、通常は交通量が多い主道路に通行権を与え、車両感知器によって従道路の交通が感知されると従道路に通行権を与える制御方式である。従って、半感応式制御を実行中に、車両無しとなっている従道路用の信号灯器の赤灯を減光制御することで、交通に対して信号現示を表示するといった本来の目的を損なうことなく、交差点全体の信号灯器の消費電力の低減を図ることができる。

また、第４の発明として、第３の発明の信号制御機であって、
前記赤灯減光制御手段は、前記車両感知器による感知無しの継続時間条件を満たした時に前記赤灯を減光させ、減光制御を開始した後に前記車両感知器による感知が有った時に減光制御を中止する、
信号制御機を構成しても良い。

この第４の発明によれば、従道路用の信号灯器の赤灯は、車両感知器による感知無しの継続時間条件を満たした時に減光され、減光制御を開始した後に車両感知器による感知が有った時に減光制御が中止される。つまり、従道路の車両無しが所定時間継続された後に、従道路の信号灯器の赤灯が減光され、この減光は従道路の車両有りとなった時点で解除される。従道路を走行する車両の運転手にとっては、当初減光されていた赤灯を視認して運転していたが、車両感知器の感知によって減光が解除されて通常点灯に戻るため、あたかも増光されたかのような印象を受ける。このため、従道路を走行する車両の運転手に対して、停止を強く意識させるという副次的な効果を発揮し得る。

また、第５の発明として、第１の発明の信号制御機であって、
前記調光制御手段は、前記車両感知器の感知結果に基づく交通量が閑散状態を示す条件を満たした時に前記従道路用の信号灯器を減光させ、減光制御を開始した後に当該条件を満たさなくなった時に減光制御を中止する、
信号制御機を構成しても良い。

この第５の発明によれば、従道路用の信号灯器の調光制御として、車両感知器の感知結果に基づく交通量が閑散状態を示す条件を満たした時に、従道路用の信号灯器を減光させ、減光制御を開始した後に当該条件を満たさなくなった時に減光制御が中止される。これにより、例えば従道路の交通量が少ない場合に、従道路用の信号灯器を減光させるといったことができ、信号灯器の点灯に要する消費電力の削減を図ることができる。また、従道路を走行する車両の運転手にとっては、当初減光されていた赤灯を視認して運転していたが、車両感知器の感知によって減光が解除されて通常点灯に戻るため、あたかも増光されたかのような印象を受ける。このため、従道路を走行する車両が、他の車両が停止していない当該交差点に差し掛かったときに、当該車両の運転手に対して、停止を強く意識させるという副次的な効果を発揮し得る。

交通信号制御システムの設置例。 減光のタイミングの説明図。 交通信号制御システムの構成例。 信号制御方式設定テーブルのデータ構成例。 調光制御設定テーブルのデータ構成例。 継続時間条件テーブルのデータ構成例。 信号制御処理のフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。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］
図１は、本実施形態の交通信号制御システム１の設置例である。交通信号制御システム１は、自交差点で独立して交通信号を制御する地点制御方式であり、信号灯器１０と、車両感知器４０と、交通信号制御機５０とを備えて構成される。各信号灯器１０及び各車両感知器４０と交通信号制御機５０との間は、有線通信或いは無線通信によってデータ通信が可能に接続されている。

また、この交通信号制御システム１が設置される交差点は、主道路と従道路とが交差する十字交差点である。そして、信号灯器１０として、主道路の車両交通を対象とする主道路用信号灯器１０Ａと、従道路の車両交通を制御対象とする従道路用信号灯器１０Ｂとが設置されている。また、従道路の車両交通を感知対象とする車両感知器４０が設置されている。なお、図１の交差点では、簡単のため、歩行者用の横断歩道及び信号装置は設置されていないとしている。

信号灯器１０は、交差点へ進入する車両交通を制御対象とする車両用であり、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。

車両感知器４０は、従道路から交差点へ進入する車両交通を感知対象とし、路側に設置された柱の上方に、感知対象の走行レーンを上方から俯瞰するように設置されている。車両感知器４０による感知信号は、随時、交通信号制御機５０に出力される。車両感知器４０は超音波式や光学式等の公知の感知器を利用することができる。

交通信号制御機５０は、例えば、何れかの信号灯器１０が取り付けられた柱の下方やその近傍に設置され、自交差点の交通信号全体を制御する。具体的には、信号制御方式として、定周期制御或いは半感応制御（リコール制御）を、時間帯によって切り替えて実施する。特に、本実施形態では、半感応制御において、従道路に車両無しの状態が所定時間継続された場合に、従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯を減光させる。この減光は、車両感知器４０によって従道路の車両が感知されると解除される。

図２は、半感応制御における赤灯の減光タイミングを説明するタイムチャートである。図２の（１）は半感応制御下におけるバックグラウンドの信号制御のタイムチャートであり、主道路の現示と、従道路の現示とを示している。バックグラウンドの信号制御では、主道路と従道路に交互に通行権を与えるように現示が構成されている。

図２の（２）は、半感応制御下における実際の信号制御のタイムチャートの一例であり、車両感知器４０による従道路の感知結果と、主道路の現示と、従道路の現示とを示している。半感応制御では、従道路が感知無しの場合、バックグラウンドの制御に関わらず、主道路は青現示（１Ｇ）、従道路は赤現示（２Ｒ）となる。そして、従道路の感知無しの状態のまま、従道路が赤現示となった時刻ｔ１からの継続時間が規定時間Ｔａに達した時刻ｔ２において（継続時条件を満たす）、従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯の減光が開始される。

この従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯の減光は、その後、従道路が感知有りとなった時刻ｔ３において解除される。そして、感知直後のサイクルは、バックグランドで進行しているステップに合わせて信号現示を変化させる（半感応制御）。すなわち、主道路を青現示（１Ｇ）から黄現示（１Ｙ）、赤現示（１Ｒ）そして青現示（１Ｇ）に変化させる階梯に合わせて、従道路を赤現示（２Ｒ）から青現示（２Ｇ）、黄現示（２Ｙ）そして赤現示（２Ｒ）へと変化させる。

ここで、従道路用信号灯器Ｂの赤灯の減光を開始するための規定時間Ｔａは、任意に設定可能であるが、例えば、バックグラウンドにおける主道路の青現示（１Ｇ）の階梯に定められた時間Ｔｇ以上とすることが望ましい。勿論、時間Ｔａ＝時間Ｔｇとしてもよい。

［交通信号制御システムの構成］
図３は、交通信号制御システム１の構成図である。図３によれば、交通信号制御機５０は、機能的には、灯器駆動部２０と、操作部５２と、計時部５４と、処理部１００と、記憶部２００とを備える。

灯器駆動部２０は、信号灯器１０それぞれに対応して設けられ、主道路用信号灯器１０Ａを駆動対象とする主道路用灯器駆動部２０Ａと、従道路用信号灯器１０Ｂを駆動対象とする従道路用灯器駆動部２０Ｂとがある。

灯器駆動部２０は、電源部２２と、リレー部２４とを有する。電源部２２は、商用電源を用いて信号灯器１０の各灯器に供給する直流電力を生成する。具体的には、通常は、商用電源（交流１００Ｖ）を全波整流することで直流電力を生成する。また、調光制御部１３０から減光指令が入力された場合には、商用電源を半波整流して直流電力に変換することで、信号灯器１０への供給電力（電流）を減少させる。そして、減光解除指令が入力されると、半波整流から全波整流に変更する。減光制御の方式はこの方式に限らず、ＰＷＭ方式とし、パルス幅を変更することで減光及び省電力を実現することとしてもよい。

リレー部２４は、信号灯器１０が有する３つの灯器（赤灯１２、黄灯１４及び青灯１６）それぞれに対応して設けられ、信号制御部１１０からの点灯／滅灯指令に従って、電源部２２から対応する灯色に供給される直流電力をオン／オフする。

信号灯器１０は、ＬＥＤ素子からなる赤灯１２、黄灯１４及び青灯１６の３つの灯器を有する。

操作部５２は、例えばボタンスイッチやタッチパネル等の入力装置で実現され、交通信号制御システム１の管理者の操作に応じた操作信号を処理部１００に出力する。計時部５４は、現在時刻や、指定タイミングからの経過時間を計時し、計時した現在時刻や経過時間を処理部１００に出力する。

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、車両感知器４０からの感知信号等に基づいて、交通信号制御機５０を構成する各部への指示やデータ転送を行い、交通信号制御機５０の全体制御を行う。また、処理部１００は、信号制御部１１０と、調光実行判定部１２０と、調光制御部１３０と、車両有無判定部１４０とを有し、信号制御プログラム２１０に従った信号制御処理（図７参照）を行う。

信号制御部１１０は、信号灯器１０の点灯／滅灯を制御する。このとき、信号制御方式設定テーブル２３０を参照し、現在時刻に応じて定周期制御及び半感応制御の何れかの信号制御方式を用いる。

図４は、信号制御方式設定テーブル２３０のデータ構成の一例を示す図である。図４によれば、信号制御方式設定テーブル２３０は、１日を区切った時間帯と、信号制御方式の種類とを対応付けて格納している。

調光実行判定部１２０は、調光制御を実行するか否かを判定する。具体的には、現在時刻が調光制御設定テーブル２４０において調光制御を実行するとして定められている時間帯であり、且つ、信号制御部１１０によってなされている現在の信号制御方式が半感応制御である場合に、調光制御を実行すると判定する。

図５は、調光制御設定テーブル２４０のデータ構成の一例を示す図である。図５によれば、調光制御設定テーブル２４０は、１日を区切った時間帯に、調光制御の実行有無を対応付けて格納している。本実施形態では、半感応制御が実行される時間帯と調光制御を行う時間帯とが一致するとして定めているが、双方の時間帯が一致していなくとも良い。

調光制御部１３０は、調光実行判定部１２０によって調光制御を実行すると判定されている場合に、従道路用信号灯器１０Ｂの調光制御を行う。具体的には、信号制御部１１０によって従道路用信号灯器１０Ｂが赤現示に制御されており、且つ、車両感知器４０によって従道路の車両無しが感知されている状態の継続時間が所定の継続時間条件を満たす場合に、従道路用灯器駆動部２０Ｂの電源部２２に減光指令を出力して従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯１２を減光させる（図２参照）。

そして、従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯１２を減光させた後は、車両有無判定部１４０によって従道路の車両有りと判定された時点で、従道路用灯器駆動部２０Ｂの電源部２２に減光解除指令を出力して従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯１２の減光を解除させる。

ここで、継続時間条件は、継続時間条件テーブル２５０に設定されている。調光制御部１３０は、現在時刻を含む時間帯に対応する継続時間条件を採用する。図６は、継続時間条件テーブル２５０のデータ構成の一例を示す図である。図６によれば、継続時間条件テーブル２５０は、１日を区切った時間帯それぞれに、継続時間条件を対応付けて格納している。図６に示す例では、交通量が最も少ないと想定される深夜〜早朝の時間帯の継続時間条件Ｔ３が、主導路の青現示（１Ｇ）の階梯に定められた時間Ｔｇと同じ長さに設定され、当該時間帯から離れる時間帯ほど（より早い時間帯ほど）、徐々に長い時間になるように継続時間条件が設定されている。

車両有無判定部１４０は、車両感知器４０の感知信号をもとに、従道路から交差点へ進入しようとする車両の有無を検知する。

記憶部２００は、ＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部１００が交通信号制御機５０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しているとともに、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、信号制御プログラム２１０と、信号制御パラメータ２２０と、信号制御方式設定テーブル２３０と、調光制御設定テーブル２４０と、継続時間条件テーブル２５０とが記憶される。

［処理の流れ］
図７は、信号制御処理を説明するフローチャートである。なお、図７では、本実施形態の特徴である信号灯器１０の調光に関する処理のみを示している。

先ず、信号制御部１１０が、現在時刻に応じて信号制御方式を決定する。すなわち、現在時刻が半感応制御の実行時間帯でないならば（ステップＡ１：ＮＯ）、信号制御部１１０は、定周期制御での信号制御を行う（ステップＡ３）。

一方、半感応制御の実行時間帯であるならば（ステップＡ１：ＹＥＳ）、信号制御部１１０は、半感応制御での信号制御を行う（ステップＡ５）。次いで、調光実行判定部１２０が、現在時刻が調光制御の実行時間帯であるか否かを判定し、調光制御の実行時間帯でないならば（ステップＡ７：ＮＯ）、従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯１２を通常点灯させる。すなわち、減光されているならば、従道路用灯器駆動部２０Ｂに減光解除指令を出力して、従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯の減光を解除する（ステップＡ９）。

一方、調光制御の実行時間帯ならば（ステップＡ７：ＹＥＳ）、更に、車両有無判定部１４０による従道路の車両有無の判定結果を判断し、車両有りが判定されたならば（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、調光制御部１３０が、従道路用灯器駆動部２０Ｂに減光解除指令を出力して、従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯１２の減光を解除する（ステップＡ１３）。

また、車両有無判定部１４０によって従道路の車両無しが判定されたならば（ステップＡ１１：ＮＯ）、調光制御部１３０が、従道路用信号灯器１０Ｂが赤現示である状態での車両無しの判定の継続時間が、継続時間条件を満たすか否かを判定する。その結果、継続時間条件を満たすならば（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、従道路用灯器駆動部２０Ｂに減光指令を出力して、従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯１２を減光させる（ステップＡ１７）。その後、ステップＡ１に戻り、同様の処理を繰り返す。

［作用効果］
このように、本実施形態の交通信号制御システム１では、主道路と従道路とが交差する交差点において半感応制御（リコール制御）を行っている場合に、車両感知器４０による従道路の車両無しが所定時間継続されると、従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯１２を減光する。この減光は、車両感知器４０によって従道路の車両有りが感知された場合に解除する。これにより、信号灯器１０の点灯に要する消費電力を削減することができる。また、この減光は、交通量が少ない従道路の信号灯器１０を対象として行うものであるとともに、従道路に車両無しのときに行うため、車両に対して信号現示を表示するといった信号灯器１０の本来の目的を損なうことがない。また、従道路を走行する車両の運転手にとっては、当初減光されていた赤灯を視認して運転していたが、車両感知器の感知によって減光が解除されて通常点灯に戻るため、あたかも増光されたかのような印象を受ける。このため、従道路を走行する車両が、他の車両が停止していない当該交差点に差し掛かったときに、当該車両の運転手に対して、停止を強く意識させるという副次的な効果を生む。

［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）継続時間条件
例えば、上述の実施形態においては、継続時間条件は現在時刻をもとに決定することにしたが（図６の継続時間条件テーブル２５０）、車両感知器４０による感知履歴にもとづいて決定することにしても良い。

具体的には、直前の所定期間（複数サイクル期間）における車両有りの感知回数を計数し、この感知回数に応じて継続時間条件を決定する。例えば、交通量が閑散状態を示す閾値を定め、感知回数がこの閾値以下の場合に、継続時間条件を満たす（減光を開始する）こととする。この場合、更に次のようにしてもよい。すなわち、感知回数が少ないほど、従道路の交通量が少ないとみなせるので、感知回数が少ないほど、より短い時間を継続時間条件として設定する。

（Ｂ）減光制御の実施
また、上述の実施形態では、半感応制御において、従道路用信号灯器１０Ｂの赤灯の減光を実施することにしたが、定周期制御において、従道路用信号灯器１０Ｂの減光を実施することにしても良い。

具体的には、車両感知器４０の感知結果をもとに従道路の交通量を算出する。そして、算出した交通量が、閑散状態とみなす所定の交通量を下回る状態が所定時間以上継続された場合に、従道路用信号灯器１０Ｂを減光する。この減光の解除は、従道路の交通量が上述の所定の交通量以上となった時点で行う。また、この減光は、赤灯１２のみを対象として行っても良いし、全ての灯色を対象として行っても良い。

（Ｃ）灯器駆動部２０
また、上述の実施形態では、信号灯器１０それぞれの灯器駆動部２０を交通信号制御機５０に内蔵する構成としたが、灯器駆動部２０それぞれを、その駆動対象の信号灯器１０に内蔵させたり、或いは、駆動対象の信号灯器１０が設けられた柱に単体の装置として設置することにしても良い。

１ 交通信号制御システム
１０ 信号灯器、１２ 赤灯、１４ 黄灯、１６ 青灯
４０ 車両感知器
５０ 交通信号制御機
２０ 灯器駆動部、２２ 電源部、２４ リレー部
５２ 操作部、５４ 計時部
１００ 処理部
１１０ 信号制御部、１２０ 調光実行判定部
１３０ 調光制御部、１４０ 車両有無判定部
２００ 記憶部
２１０ 信号制御プログラム
２２０ 信号制御パラメータ、２３０ 信号制御方式設定テーブル
２４０ 調光制御設定テーブル、２５０ 継続時間条件テーブル

Claims (5)

1. 従道路に車両感知器が設置された主道路と従道路とが交差する交差点の信号灯器を制御する信号制御機であって、
   調光制御を実行する時間帯であるか否かを判定する時間帯判定手段と、
   前記時間帯判定手段により肯定判定された場合に、前記車両感知器の感知結果を用いて前記従道路用の信号灯器の調光制御を実行する調光制御手段と、
   を備えた信号制御機。
2. 前記調光制御手段は、前記調光制御として、前記従道路用の信号灯器の赤灯を減光するか否かの制御を実行する赤灯減光制御手段を有する、
   請求項１に記載の信号制御機。
3. 前記車両感知器の感知結果に基づく半感応式制御を行う半感応式制御手段を更に備え、
   前記調光制御手段は、前記半感応式制御手段による前記半感応式制御が実行中であり、且つ、前記時間帯判定手段により肯定判定された場合に、前記赤灯減光制御手段による制御を実行する、
   請求項２に記載の信号制御機。
4. 前記赤灯減光制御手段は、前記車両感知器による感知無しの継続時間条件を満たした時に前記赤灯を減光させ、減光制御を開始した後に前記車両感知器による感知が有った時に減光制御を中止する、
   請求項３に記載の信号制御機。
5. 前記調光制御手段は、前記車両感知器の感知結果に基づく交通量が閑散状態を示す条件を満たした時に前記従道路用の信号灯器を減光させ、減光制御を開始した後に当該条件を満たさなくなった時に減光制御を中止する、
   請求項１に記載の信号制御機。

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