JP6566179B1 - 通過可否判定装置、通過可否判定方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

本発明の一態様に係る装置は、隊列車両が交差点を通過できるか否かを判定する装置であって、下記の第１距離、第２距離、及び第３距離を算出する算出部と、前記第１距離と前記第２及び第３距離との比較結果に基づいて、前記隊列車両が前記交差点を通過できるか否かを判定する装置を判定する判定部と、を備える。第１距離：交差点の停止線から現時点の先頭車両の位置までの距離第２距離：現時点の車両速度で青残り時間に走行する距離から隊列長を減算した距離第３距離：現時点の車両速度で先頭車両が交差点の停止線の手前で安全に停止するための距離

Description

本発明は、隊列車両による交差点の通過可否を判定する通過可否判定装置、通過可否判定方法、及びコンピュータプログラムに関する。
本出願は、２０１８年２月２３日出願の日本出願第２０１８−０３０９１７号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

特許文献１には、複数の公共車両が列をなして走行する車両群の先頭車両の位置情報及び車両群の長さを取得する取得部と、取得した情報に基づいて、車両群を構成する公共車両全体に対する優先制御である車両群優先制御を実行可能な制御部と、を備える交通信号制御装置が記載されている。
特許文献１の交通信号制御装置によれば、複数の公共車両で構成される車両群を分断させることなく、当該車両群の交差点通過を優先する優先制御を行うことができる。

特開２０１６−１１５１２３号公報

（１） 本発明の一態様に係る装置は、隊列車両が交差点を通過できるか否かを判定する装置であって、下記の第１距離、第２距離、及び第３距離を算出する算出部と、前記第１距離と前記第２及び第３距離との比較結果に基づいて、前記隊列車両が前記交差点を通過できるか否かを判定する判定部と、を備える。
第１距離：交差点の停止線から現時点の先頭車両の位置までの距離
第２距離：現時点の車両速度で青残り時間に走行する距離から隊列長を減算した距離
第３距離：現時点の車両速度で先頭車両が交差点の停止線の手前で安全に停止するための距離

（９） 本発明の一態様に係る方法は、隊列車両が交差点を通過できるか否かを判定する方法であって、上記の第１距離、第２距離、及び第３距離を算出するステップと、前記第１距離と前記第２及び第３距離との比較結果に基づいて、前記隊列車両が前記交差点を通過できるか否かを判定するステップと、を含む。

（１０） 本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、隊列車両が交差点を通過できるか否かを判定する装置として、コンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、上記の第１距離、第２距離、及び第３距離を算出する算出部、及び、前記第１距離と前記第２及び第３距離との比較結果に基づいて、前記隊列車両が前記交差点を通過できるか否かを判定する判定部、として機能させる。

交通信号制御システムの全体構成を示す道路平面図である。 交通信号制御機の内部構成の一例を示すブロック図である。 中央装置の内部構成の一例を示すブロック図である。 通過判定部による通過可否判定処理の概要を示す説明図である。 隊列先頭位置、限界距離、及び安全停止距離の位置関係の一例を示すグラフである。 隊列先頭位置、限界距離、及び安全停止距離の位置関係の一例を示すグラフである。 隊列先頭位置、限界距離、及び安全停止距離の位置関係の一例を示すグラフである。 延長判定部による延長可否判定処理の一例を示すフローチャートである。 通過判定部による通過可否判定処理の一例を示すフローチャートである。

＜本開示が解決しようとする課題＞
特許文献１では、隊列して走行する複数の車両（以下、「隊列車両」という。）の最後尾車両が交差点を通過できる否かを、現時点の最後尾車両の位置、青残り時間及び車両速度に基づいて判定し、その判定結果に応じて青時間延長を行うか否かを決定する。
しかし、例えば、青時間延長の決定時点が黄時間の直前であり、かつ、先頭車両が安全停止距離付近に位置する場合には、いわゆるジレンマゾーンに差し掛かっているため、青残り時間が延長されても、先頭車両の運転者が隊列車両を停止する可能性がある。

従って、最後尾車両の通過可否だけでなく、先頭車両と安全停止距離との位置関係も考慮して、隊列車両に関する交差点の通過可否をより適切に判定できる判定方法を創案することが望まれる。
本開示は、隊列車両による交差点の通過可否を適切に判定できる通過可否判定装置等を提供することを目的とする。

＜本開示の効果＞
本開示によれば、隊列車両による交差点の通過可否を適切に判定することができる。

＜本発明の実施形態の概要＞
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
（１） 本実施形態に係る装置は、隊列車両が交差点を通過できるか否かを判定する装置であって、下記の第１距離、第２距離、及び第３距離を算出する算出部と、前記第１距離と前記第２及び第３距離との比較結果に基づいて、前記隊列車両が前記交差点を通過できるか否かを判定する判定部と、を備える。

第１距離：交差点の停止線から現時点の先頭車両の位置までの距離
第２距離：現時点の車両速度で青残り時間に走行する距離から隊列長を減算した距離
第３距離：現時点の車両速度で先頭車両が交差点の停止線の手前で安全に停止するための距離
第１距離は、例えば後述の「隊列先頭位置Ｘ」に相当する。
第２距離は、例えば後述の「限界距離Ｌｄ」に相当する。
第３距離は、例えば後述の「安全停止距離Ｂｄ」に相当する。

なお、第２距離の算出に用いる「青残り時間」は、黄信号での交差点通行を考慮しない場合は、現時点の青残り時間のみとし、黄信号での交差点通行を考慮に入れる場合は、現時点の青残り時間に次階梯の黄時間（例えば３秒）を加算した時間とすればよい。

本実施形態の通過可否判定装置によれば、判定部が、第１距離と第２及び第３距離との比較結果に基づいて、隊列車両が交差点を通過できるか否かを判定するので、第１距離と第２距離の比較結果のみから通過可否を判定する場合に比べて、隊列車両による交差点の通過可否（隊列車両が交差点を通過すべきか停止線の手前で停止すべきか）を適切に判定することができる。

（２） 本実施形態の通過可否判定装置において、前記判定部は、前記第１距離が前記第２距離以下である場合（Ｘ≦Ｌｄ）に、前記隊列車両が前記交差点を通過可能と判定することが好ましい。
その理由は、第１距離が第２距離以下である場合は、現時点の青残り時間をこれ以上延長しなくても、最後尾車両が交差点を通過できるため、隊列車両が交差点を通過可能であると判断しても差し支えないからである。

（３） 本実施形態の通過可否判定装置において、前記判定部は、前記第１距離が前記第３距離と等しい場合（Ｘ＝Ｂｄ）に、前記隊列車両が前記交差点を通過できるか否かを、前記交差点の青残り時間の延長可否に応じて判定することが好ましい。
その理由は、第１距離が第３距離と等しい場合は、先頭車両が交差点の手前で安全に停止できる位置にあるので、青残り時間の延長が可能であれば交差点を通過すればよいし、青残り時間の延長が不可能であれば停止すればよいからである。

（４） 従って、前記第１距離が前記第３距離と等しい時（Ｘ＝Ｂｄ）には、前記判定部は、前記交差点の青残り時間の延長が可能である場合は、前記隊列車両が前記交差点を通過可能と判定し、前記交差点の青残り時間の延長が不可能である場合は、前記隊列車両が前記交差点を通過不可能と判定すればよい。

（５） 本実施形態の通過可否判定装置において、前記判定部は、前記第１距離が前記第２距離よりも大きく（Ｘ＞Ｌｄ）、かつ、前記第１距離が第３距離よりも大きい場合（Ｘ＞Ｂｄ）に、前記第１距離と隊列長の合計を現時点の車両速度で除した時間を、前記交差点に適用する青残り時間の延長時間とする延長要求を生成することが好ましい。

その理由は、第１距離が第３距離よりも大きい場合は、先頭車両が交差点から十分に離れた位置にあり、先頭車両の運転者が減速する可能性が少ないので、最後尾車両が交差点の停止線を通過可能となる分だけ青時間を延長すれば足りるからである。

（６） 本実施形態の通過可否判定装置において、前記判定部は、前記第１距離が前記第２距離よりも大きく（Ｘ＞Ｌｄ）、かつ、前記第１距離が第３距離と等しい場合（Ｘ＝Ｂｄ）に、前記第３距離と隊列長の合計を現時点の車両速度で除した時間を、前記交差点に適用する青残り時間の延長時間とする延長要求を生成することが好ましい。

その理由は、第１距離が第３距離と等しい場合は、先頭車両が交差点に近接した位置にあり、先頭車両の運転者が減速する可能性が少なくないので、最後尾車両が交差点の停止線を通過可能となる分以上の青時間を延長して、最後尾車両による交差点通過をより確実にすべきだからである。

（７） 本実施形態の通過可否判定装置において、前記算出部は、例えば、次式で算出されるＢｄを前記第３距離とすればよい。
Ｂｄ＝τ×Ｖｅ＋Ｖｅ^２／（２×Ｄｅ）
τ：運転者の反応時間、Ｄｅ：隊列車両の設定減速度、Ｖｅ：現時点の車両速度

（８） 前記判定部による判定結果を前記先頭車両に通知する通信部を、更に備えることが好ましい。
このようにすれば、先頭車両の運転者が、隊列車両の最後尾車両が交差点を通過可能であること、或いは、停止線で停止すべきであることを、交差点の手前で事前に察知することができる。

（９） 本実施形態に係る通過可否判定方法は、上述の（１）〜（８）の通過可否判定装置が実行する判定方法である。
従って、本実施形態に係る通過可否判定方法は、上述の（１）〜（８）の通過可否判定装置と同様の作用効果を奏する。

（１０） 本実施形態に係る第１のコンピュータプログラムは、上述の（１）〜（８）の通過可否判定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
従って、本実施形態に係るコンピュータプログラムは、上述の（１）〜（８）の通過可否判定装置と同様の作用効果を奏する。

＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

本実施形態では、信号灯器の灯色は、日本の法令に準拠している。従って、信号灯器の灯色には、青色（実際には青緑色）、黄色及び赤色が含まれる。
青色は、車両が交差点を直進、左折又は右折できることを示す。黄色は、車両が停止位置を超えて進行してはならない（ただし、停止位置で安全に停止できない場合を除く。）ことを示す。赤色は、車両が停止位置を超えて進行してはならないことを示す。

従って、青色は、交差点の流入路を走行中の車両に、当該交差点の通行権があることを示す灯色である。赤色は、交差点の流入路を走行中の車両に、当該交差点の通行権がないことを示す灯色である。黄色は、原則として、通行権がないことを示す灯色であるが、停止位置で安全に停止できない場合は、通行権があることを示す灯色である。

〔システムの全体構成）
図１は、本実施形態に係る交通信号制御システムの全体構成を示す道路平面図である。
図１に示すように、本実施形態の交通信号制御システムは、交通信号制御機１、信号灯器２、路側通信機３、中央装置４、及び車両５に搭載された車載装置６などを備える。

車両５には、近接した車間距離で隊列を組んで走行する、複数（図１の例では４台）の車両５Ａ〜５Ｄよりなる隊列車両５Ｐが含まれる。
車両５Ａ〜５Ｄは、例えば、トラック及びバスなどの大型車両よりなるが、タクシーなどの乗用車でもよい。また、隊列車両５Ｐは、異なる種類の車両５Ａ〜５Ｄの組み合わせであってもよい。

後続車両５Ｂ〜５Ｃは、ＣＡＣＣ（Cooperative Adaptive Cruise Control）により厳密な車間距離で前方車に追従可能である。
本実施形態では、隊列車両５Ｐの先頭車両５Ａが有人車であり、後続車両５Ｂ〜５Ｄが無人車である場合を想定する。もっとも、後続車両５Ｂ〜５Ｄは有人車でもよい。

交通信号制御機１は、交差点Ｊに設置された複数の信号灯器２と電力線を介して接続されている。交通信号制御機１は、交通管制センターなどに設置された中央装置４と専用の通信回線を介して接続されている。
中央装置４は、自身の管轄エリア内にある複数の交差点Ｊの交通信号制御機１とローカルエリアネットワークを構成する。従って、中央装置４は、複数の交通信号制御機１と通信可能であり、交通信号制御機１は、他の交差点Ｊの制御機１と通信可能である。

中央装置４は、車両感知器及び画像感知器（図示せず）などの路側センサが計測するセンサ情報を所定周期（例えば１分）ごと受信し、受信したセンサ情報に基づいてリンク旅行時間などの交通指標を所定周期（例えば２．５分）ごとに算出する。
中央装置４は、算出した交通指標に基づいて各交差点Ｊの信号制御パラメータ（スプリット、サイクル長及びオフセット等）を調整する交通感応制御を行うことができる。

例えば、中央装置４は、自身の管轄エリアに属する交通信号制御機１に対して、系統区間に含まれる複数の交差点Ｊのオフセットを調整する系統制御や、系統制御を道路網に拡張した広域制御（面制御）を実行可能である。
中央装置４は、特定の交差点Ｊにおける端末感応制御の許否を含む制御種別情報を、管轄エリア内の交通信号制御機に通知することもできる。

交通信号制御機１は、中央装置４から受信した制御種別情報に、端末感応制御を許容する識別情報が含まれる場合には、自機が担当する交差点Ｊについて、ＰＴＰＳ（Public Transportation Priority System）などの所定の端末感応制御を実行する。
交通信号制御機１は、中央装置４から受信した信号制御パラメータに基づいて、信号灯器２の点灯、消灯及び点滅などを制御する。交通信号制御機１は、端末感応制御を実行する場合には、その制御結果に応じて信号灯器２の灯色を切り替えることもできる。

交通信号制御機１は、路側通信機３と所定の通信回線で繋がっている。従って、交通信号制御機１は、中央装置４と路側通信機３との通信の中継装置としても機能する。
路側通信機３は、ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）無線システム、無線ＬＡＮ、或いはＬＴＥ（Long Term Evolution）などの、所定の通信規格に準拠した中・広域の無線通信機である。従って、路側通信機３は、道路を通行中の車両５の車載装置６との無線通信が可能である。

路側通信機３は、ダウンリンク情報を車載装置６に無線送信する。路側通信機３は、中央装置４が生成した渋滞情報や、交通信号制御機１が生成した信号情報（信号灯色の切り替え情報）などをダウンリンク情報に含めることができる。
車載装置６は、路側通信機３の通信領域（例えば交差点Ｊから上流側に約３００ｍ以内の領域）に入ると、路側通信機３からダウンリンク情報を受信する。

車載装置６は、所定の送信周期（例えば、１００ｍ秒）でアップリンク情報を路側通信機３に送信する。アップリンク情報には、車両５の走行軌跡を表すプローブデータなどが含まれる。プローブデータには、車両ＩＤ、データ生成時刻、車両位置、車両速度、及び車両方位などが含まれる。

路側通信機３は、隊列車両５Ｐ向けの提供情報として、隊列車両５Ｐの交差点Ｊの通行可否に関するメッセージを、ダウンリンク情報に含めることもできる。本実施形態では、中央装置４が通行可否に関するメッセージを生成する。
隊列車両５Ｐの車載装置６が送信するプローブデータには、先頭車両５Ａの車両ＩＤ、車両速度、車両方位、隊列先頭位置（先頭車両５Ａの前端位置）、隊列長、走行予定方路、及び設定減速度（定数）などが含まれる。

隊列長は、例えば、隊列先頭位置（先頭車両５Ａの前端位置）から隊列末端位置（最後尾車両５Ｄの後端位置）までの長さである。隊列長は、隊列先頭位置から最後尾車両５Ｄの前端位置までの長さでもよい。
先頭車両５Ａの車載装置６は、自車両５Ａと車車間通信する後続車両５Ｂ〜５Ｄの台数から、隊列車両５Ｐを構成する車両台数（図例では４台）を特定し、特定した台数、車長及び車間距離に基づいて隊列長を算出する。車載装置６は、算出した隊列長の値をプローブデータに含める。

走行予定方路とは、隊列車両５Ｐが交差点Ｊの通過後にどの方路に進行するかを表す情報である。走行予定方路は、例えば、交差点Ｊに繋がる道路リンクの識別情報よりなる。
先頭車両５Ａの車載装置６は、自車両のナビゲーション装置（図示せず）が算出した走行予定経路を道路地図データとマップマッチングすることにより、交差点Ｊを通過後の道路リンクを割り出し、当該道路リンクの識別情報をプローブデータに含める。

設定減速度は、ブレーキが効き始めてから安全に停止するまでの減速度の代表値（例えば平均値）である。一般に、車両５は重量が大きいほど停止し難い。
このため、隊列車両５Ｐの構成車両がトラックなどの運搬車両である場合には、積載量に応じて異なる設定減速度の値を採用してもよい。この場合、例えば、積載量が多いほど設定減速度の値を段階的に小さくすればよい。

〔交通信号制御機の構成〕
図２は、交通信号制御機１の内部構成の一例を示すブロック図である。
図２に示すように、交通信号制御機１は、制御部１０１、灯器駆動部１０２、通信部１０３、及び記憶部１０４を備える。

制御部１０１は、１又は複数のマイクロコンピュータから構成され、内部バスを介して灯器駆動部１０２、通信部１０３及び記憶部１０４と接続されている。制御部１０１はこれらのハードウェア各部の動作を制御する。

制御部１０１は、通常、中央装置４が交通感応制御に基づいて決定した信号制御パラメータに従って信号灯器２の灯色切り替えタイミングを決定する。
制御部１０１は、中央装置４からの制御種別情報により端末感応制御が許可されている場合には、自装置で行う端末感応制御の結果に従って、信号灯器２の灯色切り替えタイミングを決定することもできる。

灯器駆動部１０２は、半導体リレー（図示省略）を備え、制御部１０１が決定した信号切り替えタイミングに基づいて、信号灯器２の各信号灯に供給する交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）又は直流電圧をオン／オフする。

通信部１０３は、中央装置４や路側通信機３との間で有線通信を行う通信インタフェースである。通信部１０３は、中央装置４から信号制御パラメータを受信すると、当該パラメータを制御部１０１に送る。通信部１０３は、中央装置４から車両向けの提供情報を受信すると、当該提供情報を路側通信機３に送信する。
通信部１０３は、隊列車両５Ｐを含む車両５のプローブデータを、路側通信機３からほぼリアルタイム（例えば、０．１〜１．０秒周期）で受信する。

記憶部１０４は、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体から構成されている。記憶部１０４は、通信部１０３が受信した各種の情報（信号制御パラメータやプローブデータなど）を一時的に記憶する。
記憶部１０４は、制御部１０１が端末感応制御などを実現するためのコンピュータプログラムも記憶している。

〔中央装置の構成〕
図３は、中央装置４の内部構成の一例を示すブロック図である。
図３に示すように、中央装置４は、制御部４０１、通信部（取得部）４０２、及び記憶部４０３を備える。

制御部４０１は、ワークステーション（ＷＳ）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等よりなる。制御部４０１は、交通信号制御機１や路側通信機３から各種の情報を収集、処理（演算）及び記録し、信号制御及び情報提供などを統括的に行う。
制御部４０１は、内部バスを介して上記のハードウェア各部と繋がっており、これら各部の動作も制御する。

通信部４０２は、通信回線を介してＬＡＮ側と接続された通信インタフェースである。通信部４０２は、交差点Ｊの信号灯器２の信号制御パラメータを所定周期（例えば、１．０〜２．５分）ごとに交通信号制御機１に送信する。
通信部４０２は、自装置が行う交通感応制御（中央感応制御）に必要な、路側通信機３が取得したプローブデータを交通信号制御機１から受信し、信号制御パラメータや制御種別情報などを交通信号制御機１に送信する。

図１の例では、中央装置４の通信部４０２は、路側通信機３からアップリンク送信されたプローブデータを、交通信号制御機１を介して受信する。もっとも、通信部４０２は、路側通信機３と直接通信を行うことによりプローブデータを受信してもよい。
通信部４０２は、隊列車両５Ｐに対する提供情報を生成するのに必要な情報（隊列長及び走行予定方路など）を取得するための取得部として機能する。

記憶部４０３は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、後述する判定処理（図８及び図９）を実行するコンピュータプログラムを記憶している。
記憶部４０３は、階梯（ステップ）ごとの信号灯色及び階梯秒数を含む階梯情報や、交差点Ｊの位置など、隊列優先制御の実行に必要な情報を記憶している。
記憶部４０３は、制御部４０１が生成した信号制御パラメータ、路側通信機３から受信したプローブデータなどを一時的に記憶する。

図３に示すように、制御部４０１は、コンピュータプログラムを実行することにより実現される機能部として、「延長判定部４１」及び「通過判定部４２」を備える。
延長判定部４１は、隊列車両５Ｐに対する青時間延長の実行可否を決定する機能部である。通過判定部４２は、現時点の先頭車両の位置、車両速度及び青残り時間などに基づいて、隊列車両５Ｐによる交差点Ｊの通過可否を判定する機能部である。以下、これら各部４１，４２が実行する制御の内容を説明する。

〔通過可否判定処理の概要〕
図４は、通過判定部４２による通過可否判定処理の概要を示す説明図である。
図４に示すように、本実施形態では、交差点Ｊの停止線を原点としかつ上流方向を正とする距離座標により、流入路における隊列車両５Ｐの位置を定義する。以下、図４に記載のパラメータの意味を列挙する。

Ｘ：隊列先頭位置（先頭車両５Ａの前端）に対応する距離座標の値である。隊列先頭位置Ｘは、交差点Ｊの停止線から現時点の先頭車両５Ａの前端までの距離を表す。
Ｘｐ：隊列車両５Ｐの隊列長である。本実施形態では、最後尾車両５Ｄの車両長を除く３台分の隊列の長さを隊列長とする。従って、Ｘｐは、隊列先頭位置Ｘから最後尾車両５Ｄの前端までの距離のことである。隊列長は、実際の長さＸｐに所定のマージンα（＜１）を乗じたα×Ｘｐで定義することにしてもよい。

Ｔｐ：現在時刻である。
Ｇ：現時点の青残り時間を表す変数である。
Ｇｍａ：延長可能な青時間の最大値である。
Ｇｅｘ：青残り時間の延長時間である。以下、Ｇｅｘを「青延長時間」ともいう。
Ｖｅ：現時点の隊列車両５Ｐの車両速度である。

Ｌｄ：現時点の車両速度Ｖｅで青残り時間Ｇに走行する距離（＝Ｇ×Ｖｅ）から、隊列長Ｘｐを減算した距離である。すなわち、Ｌｄの算出式は次の通りである。以下、Ｌｄを「限界距離」ともいう。
Ｌｄ＝Ｇ×Ｖｅ−Ｘｐ
限界距離Ｌｄは、現時点の車両速度Ｖｅを継続した場合に、青残り時間Ｇの経過時に最後尾車両５Ｄの前端が到達する位置を表す。

Ｂｄ：安全停止距離である。安全停止距離Ｂｄとは、隊列車両５Ｐの先頭車両５Ａが停止線の手前で安全に停止できる距離のことをいう。安全停止距離Ｂｄは、例えば次式で算出される。
Ｂｄ＝τ×Ｖｅ＋Ｖｅ^２／（２×Ｄｅ）
ただし、τは運転者の反応時間であり、Ｄｅは隊列車両５Ｐの設定減速度である。

図４に示すように、通過判定部４２の通過可否判定処理では、Ｘｍ＝Ｍａｘ｛Ｂｄ，Ｘ｝を導入し、青延長時間Ｇｅｘの算出式を次式で定義する。
Ｇｅｘ＝（Ｘｍ＋Ｘｐ）／Ｖｅ
すなわち、Ｘ＞Ｂｄの場合は、青延長時間Ｇｅｘの算出式は、Ｇｅｘ＝（Ｘ＋Ｘｐ）／Ｖｅとなり、Ｘ＝Ｂｄの場合は、青延長時間Ｇｅｘの算出式は、Ｇｅｘ＝（Ｂｄ＋Ｘｐ）／Ｖｅとなる。

Ｘ≦Ｌｄの場合は、現状の青残り時間Ｇでも、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊを通過可能である。従って、通過判定部４２は、延長判定部４１に青時間延長を要求せずに、通過可能（Pass）と判定する。
Ｘ＞Ｌｄの場合は、現状の青残り時間Ｇでは、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊを通過できないが、青残り時間Ｇが延長されれば通過できる。従って、通過判定部４２は、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊを通過可能となる青時間の延長を延長判定部４１に要求し、その判定結果に応じて通過可否を決定する。

通過判定部４２は、Ｘ＝Ｂｄとなった時点において、Ｔｐ＋Ｇｅｘ≦Ｇｍａであるために、延長判定部４１が青延長を許可した場合は、青延長により最後尾車両５Ｄが交差点Ｊを通過可能となるため、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊを通過可能（Pass）と判定する。
通過判定部４２は、Ｘ＝Ｂｄとなった時点において、Ｇｍａ＜Ｔｐ＋Ｇｅｘであるために、延長判定部４１が青延長を拒絶した場合は、青延長が実行されず最後尾車両５Ｄが交差点Ｊを通過不能となるため、隊列車両５Ｐの停止（Stop）を決定する。

〔隊列先頭位置、限界距離、及び安全停止距離の位置関係〕
図５〜図７は、隊列先端位置Ｘ、限界距離Ｌｄ、及び安全停止距離Ｂｄの位置関係の一例を示すグラフである。
図５〜図７において、横軸は交差点Ｊの停止線からの距離であり、縦軸は隊列車両５Ｐの車両速度である。

図５では、隊列車両５Ｐの車両速度が６０ｋ／ｍであり、隊列先頭位置Ｘが約１５５ｍであり、Ｘ＞Ｂｄである。
図５において、Ｇ＝２０の場合はＸ≦Ｌｄとなり、交差点Ｊを通過可能（Pass）となる。従って、青時間を延長せずに最後尾車両５Ｄが交差点Ｊの停止線を通過できる。
Ｇ＝５の場合はＸ＞Ｌｄとなり、交差点Ｊを通過不可（Stop）となる。従って、青残り時間Ｇを延長しなければ、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊの停止線を通過できない。

図６では、隊列車両５Ｐの車両速度は６０ｋ／ｍであり、隊列先頭位置Ｘが約５５ｍであり、Ｘ＝Ｂｄである。
図６では、Ｇ＝７の場合にＸ＞Ｌｄとなっているので、青残り時間Ｇを延長しなければ、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊの停止線を通過できない。また、Ｘ＝Ｂｄであるから、青残り時間Ｇが延長できなければ、図６の隊列先頭位置Ｘは、交差点Ｊの停止線の手前で安全に停止できる限界位置となる。

図７では、隊列車両５Ｐの車両速度は６０ｋ／ｍであり、隊列先頭位置Ｘが約１０５ｍであり、Ｘ＞Ｂｄである。
図７では、２種類の限界距離Ｌｄ_（Ｇ）及びＬｄ_（Ｙ）が例示されている。このように、限界距離Ｌｄは、青残り時間Ｇのみを考慮するＬｄ_（Ｇ）（＝Ｇ×Ｖｅ−Ｘｐ）だけでなく、黄時間Ｙも考慮に入れるＬｄ_（Ｇ）（＝（Ｇ＋Ｙ）×Ｖｅ−Ｘｐ）を用いてもよい。

図７の例では、Ｘ≦Ｌｄ_（Ｙ）となっているので、Ｌｄ_（Ｙ）を採用する場合は、現状の青残り時間Ｇでも、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊの停止線を通過可能（Pass by Yellow）となる。
逆に、Ｘ＞Ｌｄ_（Ｇ）となっているので、Ｌｄ_（Ｇ）を採用する場合は、現状の青残り時間では、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊの停止線を通過できない。このため、隊列車両５Ｐを停止線の手前で停止させる必要がある（Stop）。

〔延長可否判定処理の具体例〕
図８は、延長判定部４１による延長可否判定処理の一例を示すフローチャートである。
図８に示すように、延長判定部４１は、青信号が開始したことを条件として（ステップＳＴ１０）、現在時刻Ｔｐをゼロに設定し、青残り時間Ｇを延長しない場合の通常値Ｇｓｔに設定する（ステップＳＴ１１）。
延長判定部４１は、設定された青残り時間Ｇを通過判定部４２に送信する（ステップＳＴ１２：（Ａ））。

延長判定部４１は、通過判定部４２から青延長時間Ｇｅｘを含む延長要求を受信すると（（Ｂ）：ステップＳＴ１３）、次の２つの不等式の双方が成立するか否かを判定する。
Ｇ＜Ｇｅｘ
Ｔｐ＋Ｇｅｘ≦Ｇｍａ

ステップＳ１３の判定結果が肯定的である場合は、延長判定部４１は、青残り時間Ｇを青延長時間Ｇｅｘに設定し、延長許可（Accept）を含む応答を通過判定部４２に送信する（ステップＳＴ１５，ＳＴ１７：（Ｃ））。
ステップＳ１３の判定結果が否定的である場合は、延長判定部４１は、青残り時間Ｇを青延長時間Ｇｅｘに設定せず、延長拒絶（Reject）を含む応答メッセージを通過判定部４２に送信する（ステップＳＴ１６，ＳＴ１７：（Ｃ））。

次に、延長判定部４１は、青延長時間Ｇｅｘを０に戻し（ステップＳＴ１８）、次の２つの不等式のいずれかが成立するかを判定する（ステップＳＴ１９）。
Ｇ≦０
Ｇｍａ≦Ｔｐ

ステップＳ１３の判定結果が否定的である場合は、延長判定部４１は、所定の単位時間Ｔuniを現在時刻Ｔｐに加算するとともに、青残り時間Ｇから当該単位時間Ｔuniを減算し（ステップＳＴ１２０）、処理をステップＳＴ１２に戻す。
ステップＳ１３の判定結果が肯定的である場合は、青残り時間Ｇがなくなった、或いは、現時点が最大青時間Ｇｍａに到達したため、青信号を打ち切る（ステップＳＴ２１）。

〔通過可否判定処理の具体例〕
図９は、通過判定部４２による通過可否判定処理の一例を示すフローチャートである。
図９に示すように、通過判定部４２は、延長判定部４１から青残り時間Ｇを受信すると（（Ａ）：ステップＳＴ３０）、次のいずれかの式に基づく限界距離Ｌｄを算出する（ステップＳＴ３１）。
Ｌｄ_（Ｇ）＝Ｇ×Ｖｅ−Ｘｐ
Ｌｄ_（Ｙ）＝（Ｇ＋Ｙ）×Ｖｅ−Ｘｐ

次に、通過判定部４２は、現時点の隊列先頭位置Ｘが限界距離Ｌｄ_（Ｇ）（或いはＬｄ_（Ｙ））以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。
ステップＳＴ３２の判定結果が肯定的である場合は、通過判定部４２は、延長判定部４１に対する青時間の延長要求を行わずに、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊの停止線を通過可能と判定する（ステップＳＴ３３）。

ステップＳＴ３２の判定結果が肯定的である場合は、通過判定部４２は、前述の算出式により、現時点の車両速度における安全停止距離Ｂｄを算出する（ステップＳＴ３４）。
次に、通過判定部４２は、算出した安全停止距離Ｂｄが現時点の隊列先頭位置Ｘよりも小さいか否かを判定する（ステップＳＴ３５）。

ステップＳＴ３５の判定結果が肯定的である場合（Ｘ＞Ｂｄ）は、通過判定部４２は、次式により青延長時間Ｇｅｘを算出し（ステップＳＴ３６）、算出したＧｅｘを含む延長要求を延長判定部４１に送信する（ステップＳＴ３８：（Ｂ））。
Ｇｅｘ＝（Ｘ＋Ｘｐ）／Ｖｅ

その理由は、Ｘ＞Ｂｄの場合は、先頭車両５Ａが交差点Ｊから十分に離れた位置にあり、先頭車両５Ａの運転者が減速する可能性が少ないので、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊの停止線を通過可能となる分だけ青時間を延長すれば足りるからである。

ステップＳＴ３５の判定結果が否定的である場合（Ｘ≦Ｂｄ）は、通過判定部４２は、更に、安全停止距離Ｂｄが現時点の隊列先頭位置Ｘと等しいか否かを判定する（ステップＳＴ４２）。なお、「等しい」とは厳密に等しいことを意味するのではなく、両者の差分が所定の誤差範囲（例えば±３０ｃｍ）以内の場合も等しいと判定される。
ステップＳＴ４２の判定結果が肯定的である場合（Ｘ＝Ｂｄ）は、通過判定部４２は、次式により青延長時間Ｇｅｘを算出し（ステップＳＴ３７）、算出したＧｅｘを含む最終の延長要求を延長判定部４１に送信する（ステップＳＴ３８：（Ｂ））。
Ｇｅｘ＝（Ｂｄ＋Ｘｐ）／Ｖｅ

その理由は、Ｘ＝Ｂｄの場合は、先頭車両５Ａが交差点Ｊに近接した位置にあり、先頭車両５Ａの運転者が減速する可能性が少なくないので、最後尾車両５Ｄが交差点Ｊの停止線を通過可能となる分以上の青時間を延長して、最後尾車両５Ｄによる交差点通過をより確実にすべきだからである。

ステップＳＴ４２の判定結果が否定的である場合（Ｘ＜Ｂｄ）は、通過判定部４２は、延長判定部４１に対する青時間の延長要求を行わずに処理を終了する（ステップＳＴ４３）。
その理由は、本実施形態では、後述の通り、隊列先頭位置Ｘが安全停止距離Ｂｄよりも小さくなる前の期間（Ｘ≧Ｂｄの期間）に延長判定部４１への延長要求が行われ（ステップＳＴ３８）、Ｘ＝Ｂｄにおける延長可否の結果に応じて、通過可能（Pass）か停止（Stop）が判定されるからである（ステップＳＴ３９〜ＳＴ４１）。

通過判定部４２は、延長判定部４１から応答メッセージを受信すると（（Ｃ）：ステップＳＴ３９）、安全停止距離Ｂｄが現時点の隊列先頭位置Ｘと等しいか否かを判定する（ステップＳＴ４０）。なお、「等しい」とは厳密に等しいことを意味するのではなく、両者の差分が所定の誤差範囲（例えば±３０ｃｍ）以内の場合も等しいと判定される。
ステップＳＴ４０の判定結果が否定的である場合（Ｘ≠Ｂｄ）は、通過判定部４２は、処理をステップＳＴ３１に戻す。
ステップＳＴ４０の判定結果が肯定的である場合（Ｘ＝Ｂｄ）は、通過判定部４２は、応答メッセージの種別に応じた所定の処理を実行する（ステップＳＴ４１）。

具体的には、応答メッセージの種別が延長許可（Accept）である場合は、通過判定部４２は、交差点Ｊへの通行可能を先頭車両５Ａに通知する。応答メッセージの種別が延長拒絶（Reject）である場合は、通過判定部４２は、交差点Ｊの停止線での停止を先頭車両５Ａに通知する。
先頭車両５Ａに対する上記の通知は、通行可能（Pass）又は停止線での停止（Stop）のいずれかを含む通信フレームを、路側通信機３に送信することによって実行される。

路側通信機３は、受信した通信フレームをダウンリンク送信する。通過フレームを受信した先頭車両５Ａの車載装置６は、通信フレームの内容を車内の表示装置又は音声出力装置などから運転者に報知する。
これにより、先頭車両５Ａの運転者は、隊列車両５Ｐの最後尾車両５Ｄが交差点Ｊを通過可能であること、或いは、停止線で停止すべきであることを、交差点Ｊの手前で事前に察知することができる。

〔その他の変形例〕
今回開示した実施形態（変形例を含む。）はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

上述の実施形態では、中央装置４の制御部４０１が、延長判定部４１及び通過判定部４２（図３）を有するが、交通信号制御機１や路側通信機３などのその他の路側装置に、延長判定部４１及び通過判定部４２を設けてもよい。
すなわち、延長判定部４１及び通過判定部４２を含む本実施形態の「通過可否判定装置」は、中央装置４，交通信号制御機１及び路側通信機３のうちのいずれの装置にも構成することができる。

延長判定部４１と通過判定部４２を別の装置に分けて搭載してもよい。例えば、延長判定部４１については、路側装置である中央装置４，交通信号制御機１及び路側通信機３のうちのいずれかに搭載し、通過判定部４２については、車載装置６に搭載してもよい。
この場合、流入路を通行中の隊列車両５Ｐの車載装置６と路側装置が、無線通信により必要な情報を交換し、上述の延長可否判定処理（図８）と通過可否判定処理（図９）を分担して行うことになる。

上述の実施形態において、交通信号制御機１、中央装置４及び車載装置６は、第５世代移動体通信システム（５Ｇ）に則った通信機能を有する装置であってもよい。
この場合、中央装置４をコアサーバよりも低遅延のエッジサーバとすれば、中央装置４と車載装置６との間の通信遅延を短縮できる。このため、中央装置４が、よりリアルタイム性の高い交通信号制御をプローブデータに基づいて実行できるようになる。

１ 交通信号制御機（通過可否判定装置）
２ 信号灯器
３ 路側通信機（通過可否判定装置）
４ 中央装置（通過可否判定装置）
５ 車両
５Ａ 先頭車両
５Ｂ〜５Ｄ 後続車両
５Ｐ 隊列車両
６ 車載装置（通過可否判定装置）
４１ 延長判定部
４２ 通過判定部（算出部、判定部）
１０１ 制御部
１０２ 灯器駆動部
１０３ 通信部
１０４ 記憶部
４０１ 制御部
４０２ 通信部
４０３ 記憶部
Ｘ 隊列先頭位置（第１距離）
Ｌｄ 限界距離（第２距離）
Ｂｄ 安全停止距離（第３距離）

Claims (10)

1. 隊列車両が交差点を通過できるか否かを判定する装置であって、
   下記の第１距離、第２距離、及び第３距離を算出する算出部と、
   前記第１距離と前記第２及び第３距離との比較結果に基づいて、前記隊列車両が前記交差点を通過できるか否かを判定する判定部と、を備える通過可否判定装置。
   第１距離：交差点の停止線から現時点の先頭車両の位置までの距離
   第２距離：現時点の車両速度で青残り時間に走行する距離から隊列長を減算した距離
   第３距離：現時点の車両速度で先頭車両が交差点の停止線の手前で安全に停止するための距離
2. 前記判定部は、
   前記第１距離が前記第２距離以下である場合に、前記隊列車両が前記交差点を通過可能と判定する請求項１に記載の通過可否判定装置。
3. 前記判定部は、
   前記第１距離が前記第３距離と等しい場合に、前記隊列車両が前記交差点を通過できるか否かを、前記交差点の青残り時間の延長可否に応じて判定する請求項１又は請求項２に記載の通過可否判定装置。
4. 前記判定部は、
   前記交差点の青残り時間の延長が可能である場合は、前記隊列車両が前記交差点を通過可能と判定し、前記交差点の青残り時間の延長が不可能である場合は、前記隊列車両が前記交差点を通過不可能と判定する請求項３に記載の通過可否判定装置。
5. 前記判定部は、
   前記第１距離が前記第２距離よりも大きく、かつ、前記第１距離が第３距離よりも大きい場合に、前記第１距離と隊列長の合計を現時点の車両速度で除した時間を、前記交差点に適用する青残り時間の延長時間とする延長要求を生成する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の通過可否判定装置。
6. 前記判定部は、
   前記第１距離が前記第２距離よりも大きく、かつ、前記第１距離が第３距離と等しい場合に、前記第３距離と隊列長の合計を現時点の車両速度で除した時間を、前記交差点に適用する青残り時間の延長時間とする延長要求を生成する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の通過可否判定装置。
7. 前記算出部は、次式で算出されるＢｄを前記第３距離とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の通過可否判定装置。
   Ｂｄ＝τ×Ｖｅ＋Ｖｅ^２／（２×Ｄｅ）
   τ：運転者の反応時間、Ｄｅ：隊列車両の設定減速度、Ｖｅ：現時点の車両速度
8. 前記判定部による判定結果を前記先頭車両に通知する通信部を、更に備える請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の通過可否判定装置。
9. 隊列車両が交差点を通過できるか否かを判定する方法であって、
   下記の第１距離、第２距離、及び第３距離を算出するステップと、
   前記第１距離と前記第２及び第３距離との比較結果に基づいて、前記隊列車両が前記交差点を通過できるか否かを判定するステップと、を含む通過可否判定方法。
   第１距離：交差点の停止線から現時点の先頭車両の位置までの距離
   第２距離：現時点の車両速度で青残り時間に走行する距離から隊列長を減算した距離
   第３距離：現時点の車両速度で先頭車両が交差点の停止線の手前で安全に停止するための距離
10. 隊列車両が交差点を通過できるか否かを判定する装置として、コンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、
    下記の第１距離、第２距離、及び第３距離を算出する算出部、及び、
    前記第１距離と前記第２及び第３距離との比較結果に基づいて、前記隊列車両が前記交差点を通過できるか否かを判定する判定部、として機能させるコンピュータプログラム。
    第１距離：交差点の停止線から現時点の先頭車両の位置までの距離
    第２距離：現時点の車両速度で青残り時間に走行する距離から隊列長を減算した距離
    第３距離：現時点の車両速度で先頭車両が交差点の停止線の手前で安全に停止するための距離

Images