JP6566664B2 - 交通信号制御機 - Google Patents

Description

本発明は、信号制御パラメータを用いて交通信号を制御する交通信号制御機に関する。

交差点における交通信号制御の一つとして、複数の車両で構成される車群を検出し、車群が優先的に交差点を通過できるよう、例えば青時間の延長といった信号制御パラメータの変更を行う車群感応制御が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２２１６９０号公報

ところで、車群の検出方法としては、上述の特許文献１に開示されているように、車両感知器によって感知された車両の車頭間隔及び走行速度から判定する方法が一般的であった。しかし、この方法は車両感知器によって感知された車両１台１台に基づいて車群を判定している。このため、車両感知器に全てを依存する交通信号制御であるともいえた。また、従来の車群判定方法は、前後の車両にのみ着目して車群が続いているかを判定する方法であるため、少しでも条件に満たない車両間隔があるとその瞬間で車群が切れてしまい、全体として１つの車群と捉えることができるにも関わらず、車群がぶつ切りとなり、短い車群が連続していると判定される場合もあった。

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、新たな車群の判定手法を実現する技術を提供することである。

上記課題を解決するための第１の発明は、
所与の信号制御パラメータを用いて交通信号を制御する交通信号制御機であって、
自交差点への時系列の予測到着台数を示す到着交通流予測情報に対して所定時間部分の判定期間をずらしながら設定して各判定期間内での車群の存在を判定し、各判定期間の判定結果を統合することで車群の全容を判定する車群判定部と、
前記車群判定部の判定結果を用いて前記信号制御パラメータを変更するパラメータ変更部と、
を備えた交通信号制御機である。

この第１の発明によれば、自交差点の到着交通流予測情報に基づいて車群を判定することができる。具体的には、到着交通流予測情報に対して、判定期間をずらしながら設定して各判定期間内での車群の存在を判定し、各判定期間の判定結果を統合することで車群の全容を判定する。従って、従来手法とは全く異なる新たな車群の判定手法を実現することができる。

より具体的には、第２の発明として、第１の発明の交通信号制御機であって、
前記車群判定部は、前記判定期間に含まれる単位期間毎に予測到着車両を判定することで、当該判定期間に車群が存在するか否かを判定する、
交通信号制御機を構成しても良い。

更には、第３の発明として、第２の発明の交通信号制御機であって、
前記車群判定部は、前記判定期間に含まれる単位期間のうち、最初に予測到着車両があると判定された単位期間を先頭、最後に予測到着車両があると判定された単位期間を末尾として、先頭から末尾までの単位期間を当該判定期間内の車群の存在位置と判定する、
交通信号制御機を構成しても良い。

従来の車群の判定手法は、感知された車両の前後間隔で車群が継続して形成されているか否かを判定することを感知車両１台ずつ順次行って車群を伸ばしていくという判定手法が一般的であった。これに対して、この第２又は第３の発明によれば、単位期間ごとに車両の存否を判断することで車群を判定するという、全く新しい車群の判定手法を実現することができる。

また、第４の発明として、前記車群判定部が、前記予測到着台数がゼロではない単位期間を先頭とするように前記判定期間を設定する、第２又は第３の交通信号制御機を構成してもよい。

この第４の発明によれば、予測到着台数がゼロの単位期間を先頭する判定期間は設定されないため、処理負荷の低減を図ることができる。

また、第５の発明として、第１〜第４の何れかの発明の交通信号制御機であって、
前記判定期間は、３秒以上１０秒以下の期間である、
交通信号制御機を構成しても良い。

この第５の発明によれば、判定期間を３秒以上１０秒以下の期間とすることができる。判定期間は、ずらしながら設定される。そして、各判定期間内での車群の判定結果が統合されて車群の全容が判定される。したがって、判定期間をどの程度の長さとするかは、車群の判定に重要な要素となる。第５の発明によれば、判定期間を、短過ぎず長過ぎない好適な長さとすることができる。

また、第６の発明として、第１〜第５の何れかの発明の交通信号制御機であって、
近隣交差点からの流出交通流の情報を取得することと、自交差点へ流入する車両を感知する感知器の感知結果を取得することとを実行して、前記到着交通流予測情報を予測する予測部、
を更に備えた交通信号制御機を構成しても良い。

この第６の発明によれば、近隣交差点からの流出交通流の情報と、自交差点へ流入する車両を感知する感知器の感知結果とを取得して到着交通流を予測する、いわゆる自律分散型の交通信号制御機において、自交差点の到着交通流予測情報に基づき車群を判定することができ、第１〜第５の発明と同様の作用効果を奏する新しい車群の判定手法を実現することができる。

交通信号制御機の設置例。 個別車群判定の説明図。 車群判定の説明図。 信号制御パラメータの一例。 停止台数の算出の説明図。 交通信号制御機の機能構成図。 交通信号制御処理のフローチャート。

［システム構成］
図１は、本実施形態の交通信号制御機１０の設置例である。図１において、交通信号制御機１０が制御対象とする交差点１は、主道路と従道路とが交差して４つの流入路Ａ〜Ｄを有する十字交差点である。流入路Ａ〜Ｄそれぞれには、該流入路から交差点１へ進入する車両交通を対象とする車両用信号灯器２０が設置されている。また、流入路Ａ，Ｃそれぞれには、車両感知３０が設置されている。なお、図１は交差点１の一例であり、十字交差点に限らず、例えば三叉路交差点やＴ字交差点といった他の形状の交差点についても本実施形態を同様に適用可能である。

車両用信号灯器２０は、交差点１近傍の路側に設置された柱等の上部に、対象の車両交通に対面するように設置されている。車両用信号灯器２０の表示灯色は、交通信号制御機１０によって制御される。

車両感知器３０は、路側に設置された柱等の上部に、対象の流入路を上方から俯瞰する位置に設置されており、対象の流入路における所定位置を通過する車両の有無を感知する。車両感知器３０は、超音波式や光学式、画像式等の公知の感知器を利用できる。車両感知器３０の感知結果は、随時、交通信号制御機１０に送信される。

交通信号制御機１０は、何れかの車両用信号灯器２０が取り付けられた柱の下方やその近傍に設置され、車両用信号灯器２０、及び、車両感知器３０それぞれと有線又は無線によって通信接続されている。また、交通信号制御機１０は、自律分散型の交通信号制御機であり、隣接交差点１Ｂ，１Ｂ，１Ｂ，１Ｂの交通信号制御機１０Ｂ，１０Ｂ，１０Ｂ，１０Ｂから受信した流出交通流予測情報をもとに、例えば５分以内といった近い将来の自交差点１の到着交通流を予測し、予測した到着交通流をもとに自交差点１の信号制御パラメータを変更する。また、本実施形態の交通信号制御機１０は、到着交通流の予測情報を用いて車群を判定する。そして、判定した車群の情報を参照して、交差点１における車両の停止台数を少なくするように信号制御パラメータを変更する。したがって、交通信号制御機１０は、信号制御パラメータ設定装置を具備した装置であるといえる。交通信号制御機１０の制御対象の交差点１のことを以下適宜「自交差点」という。

［原理］
具体的に説明する。先ず、自交差点に到着する車群を流入路ごとに判定する。図２は、車群判定を説明する図であり、ある一つの流入路についての車群判定を示している。車群は、当該流入路の到着交通流予測情報をもとに判定する。到着交通流予測情報は、当該流入路から自交差点へ流入する到着交通流を予測した情報であり、停止線の位置を０秒目（図中の「０〜１ｓ」に対応）として、単位時間である１秒毎に区切った単位期間毎の到着車両台数を時系列に示して構成される。この到着交通流予測情報は、上流交差点から自交差点への流出交通流予測情報を、交差点間の旅行時間分だけオフセットした上で、各単位期間内での到着車両台数の和として得られる。また、単位期間内の到着車両台数は、流出交通流予測情報に基づくため、直進右左折といった流出方向別の確率が乗算されて表される。そのため、小数を取り得る。したがって、到着交通流予測情報は、例えば、「０．０」，「０．８」，「０．０」，「０．５」・・・といった単位期間ごとの数値情報となる。但し、当該流入路に車両感知器３０が設置されており、車両感知器３０の感知結果を取得できた場合には、その感知結果に基づく実数の車両台数に補正することができる。この場合、例えば、到着交通流予測情報は、「０」，「１」，「０」，「０」・・・といった単位期間ごとの整数となる。

また、本実施形態の特徴の１つとして、到着交通流予測情報に対して判定期間という概念を導入する。具体的には、到着交通流予測情報に対して所定時間であるＮ秒間の判定期間をＭ秒（Ｎ＞Ｍ）ずつずらしながら設定して、各判定期間内での車群の存在を判定し、各判定期間の判定結果を統合することで車群の全容を判定する。判定期間は、長過ぎず短過ぎない、有る程度の長さの車群と判断できる長さとして、３秒以上１０秒以下とする。本実施形態では、判定期間の長さを５秒（＝Ｎ）、すなわち５つの単位期間で１つの判定期間を構成することとする。また、Ｍ秒を１秒、すなわち単位期間１つ分とする。また、各判定期間に係る車群が存在するかの判定を「個別車群判定」と称する。最終的な車群判定の結果は、車群判定テーブルとして生成される。

図２は、個別車群判定を説明する図である。個別車群判定では、対象とする判定期間内の到着車両台数の合計が所定の判定閾値台数（本実施形態では、３台（より正確には３．０台）とする。）以上である場合に、当該判定期間内に車群が存在する（車群在り）と判定する。ここで、到着交通流予測情報における各単位期間の到着車両台数は、上流交差点の流出方向別の確率に基づく「０．８台」といった小数値、或いは、車両感知器３０の感知結果に基づく「１台」といった整数値で表されている。

そして、車群在りと判定した判定期間については、当該判定期間内の単位期間のうち、到着車両台数が所定の台数条件（本実施形態では、０台を超えることを本条件とする。）を満たす最初の単位期間を先頭とし、台数条件を満たす最後の単位期間を末尾として先頭から末尾までの連続する単位期間を当該判定期間内の車群と判定する。

図２（ａ）では、３〜７秒目の判定期間について個別車群判定を行った例を示している。３〜７秒目の判定期間内の到着車両台数の合計は３．２台であるため、判定閾値台数である３．０台以上の条件を満たし、車群在りと判定する。また、到着車両台数が所定の台数条件を満たした最初の単位期間は３秒目（図中の「３〜４ｓ」）であり、所定の台数条件を満たした最後の単位期間は６秒目（図中の「６〜７ｓ」）であるため、３〜６秒目の期間を車群と判定する。同様に、図２（ｂ）では、７〜１１秒目の判定期間について個別車群判定を行った例を示している。７〜１１秒目の判定期間内は、到着車両台数の合計が１．１台であり、判定閾値台数である３．０台以上の条件を満たさないため、この判定期間は車群無しと判定する。

このような判定期間毎の個別車群判定を行った後、判定結果を統合し、最終的な車群判定結果とする。その例を図３に示す。図中の左側に到着交通流予測情報を示し、その到着交通流予測情報に対してずらして設定した各判定期間の個別車群判定の結果を図の中央に示す。各個別車群判定の結果を、対応する単位期間ごとに通算（ＯＲ条件で統計結合処理）し、いずれかの個別車群判定で“車群在り”と判定されていれば、当該単位期間を“車群在り”と判定する。図の右側に最終的な車群判定結果である車群判定テーブルを示す。図２（ａ）で車群在りと判定された３〜７秒目の期間を含めて、１秒目〜６秒目までが車群在りと判定されている。

本実施形態の車群判定では、単位期間ずつずらした複数の判定期間それぞれに対する個別車群判定を行う。つまり、判定期間を一部重複させながらずらして設定しているため、最初の０秒目の単位期間などの例外はあるが、基本的に、各単位期間について複数回の個別車群判定が行われることとなる。したがって、ある判定期間では車群在りと判定されない単位期間であっても、別の判定期間では同じ単位期間が車群在りと判定される場合が起こり得る。走行中の車両は、当然、車間をとって走行しているため、その車間の長さを車群が続いていると捉えるか、車群が切れたと捉えるかは判定基準次第となる。しかし、従来の車群判定手法では、その車間のスペースに対して僅か１回しか判定しなかった。これに対して、本実施形態では、各単位期間に対して複数の個別車群判定が行われる。このため、車群と判断される可能性が高まり、全体的に車群と捉える尤度（適合性ともいえる）を向上させることができる。

車群判定テーブルは、単位期間それぞれについて、各個別車群判定の判定結果を統合した集計結果となるため、停止線の位置を０秒目とした、単位期間である１秒毎に車群が在るか否かを時系列に示す情報となる。

次に、自交差点の交通信号制御機１０は、車群判定結果を用いて、信号制御パラメータを変更する。具体的には、複数の信号制御パラメータ候補（仮の信号制御パラメータ）それぞれに従った簡易的な信号制御シミュレーションを行う。そして、１サイクルにおける自交差点の停止台数を選択基準の一つとして、所定の最良条件を満たす信号制御パラメータ候補を選択し、選択した信号制御パラメータ候補に従った信号制御パラメータに変更して自交差点の交通信号を実際に制御する。

順を追って信号制御パラメータの変更手法について説明する。図４（ａ）は、交通信号制御機１０の制御対象である自交差点における現示階梯表の一例を、図４（ｂ）は図４（ａ）の現示階梯を実現するための制御パラメータの変更範囲の一例を示す。図４（ａ）によれば、自交差点の交通信号制御として、主道路に通行権を与える現示１φと、従道路に通行権を与える現示２φとを交互に表示するように定められている。現示１φは、主道路青（階梯１）、主道路黄（階梯２）、全赤（階梯３）の３つの階梯（ステップ）で構成され、現示２φは、従道路青（階梯４）、従道路黄（階梯５）、全赤（階梯６）の３つの階梯で構成される。つまり、１サイクルは６つの階梯で構成される。本実施形態では、信号制御パラメータは、サイクル長を固定とし、スプリットを変更可能とする。すなわち、スプリットに係るパラメータを変更することで、信号制御パラメータを変更するとして説明する。スプリットは、青信号である階梯１，４の表示秒数を変更することで変更される。階梯１，４の表示秒数は所定秒数の範囲内で１秒単位で変更することができる。但し、サイクル長を一定とするため、階梯１の表示秒数を長くする場合には、階梯４の表示秒数を短くする。複数の信号制御パラメータ候補は、このようなスプリットに係るパラメータを変更した信号制御パラメータである。

次に、信号制御パラメータ候補それぞれに基づく簡易的な信号制御シミュレーションを行う。信号制御シミュレーションは、自交差点への各流入路について、到着交通流予測情報及び車群判定結果を用いて時系列の滞留台数を予測して行う。但し、車群に係る滞留台数については加重算出する。そして、時系列の滞留台数のうち、通行権が付与される信号になる直前の滞留台数を停止台数として、少なくとも信号サイクル１回分の全流入路の全停止台数を算出する。

車群に係る滞留台数について加重算出する理由は、環境負荷を軽減するためである。ガソリン自動車の排出ガス量は、定速走行時よりも加速走行時の方が多いことが知られている。また、電気自動車やハイブリッド自動車、停止時にアイドリングストップする自動車であったとしても、停止から発進して一定速度に至るまでには、停止せずに通過するよりも多くのエネルギーを消費する必要があるため、環境負荷が高くなる。そこで、総合的な環境負荷を低減させるために、本実施形態では、車群に係る滞留台数については加重することとする。

具体例を挙げて説明する。図５は、停止台数の算出までの処理手順を説明する図である。図５では、ある一つの流入路についての停止台数の算出を示している。到着交通流予測情報と、流出可否テーブルと、車群判定テーブルとに基づいて、単位期間毎に滞留台数を算出する。

流出可否テーブルは、当該流入路に通行権（自交差点への進入権）が与えられている場合を「可」、与えられていない場合を「不可」として、単位期間毎に通行権が付与されているか否かを時系列に示した情報である。流出可否は、信号制御パラメータ候補によって定められ、対応する時刻の現示が青信号ならば流出が可能で「可」、それ以外ならば流出が不可能で「流不可」と設定される。

そして、単位期間毎に、流出可否が「可」ならば、直前の単位期間の滞留台数に処理対象の単位期間の到着車両台数を加算するとともに、単位時間当たりの所定の流出台数（本実施形態では、１．０台とする）を減算して、処理対象の単位期間の滞留台数を算出する。また、流出可否が「不可」ならば、直前の単位期間の滞留台数に処理対象の単位期間の到着車両台数を加算して、滞留台数を算出する。また、処理対象の単位期間の到着車両台数を加算する際、車群判定テーブルにおいて「車群在り」と判定されている単位期間については、到着車両台数に所定の重み係数ｋ（本実施形態では、ｋ＝２とする）を乗じて加重した台数を加算する。重み係数ｋを“２”としたが、これは一例であり、１より大きい数であれば“１．５”や“３”などでもよい。

そして、単位期間毎の滞留台数を算出すると、通行権が付与される信号になる直前、すなわち、流出可否が「不可」から「可」に遷移する直前の単位期間の滞留台数を、停止台数とする。図５では、流出可否は、１１秒目までは「不可」であり、１２秒目に「流出可」に遷移しているので、１１秒目（図５の「１１〜１２ｓ」）の単位期間の滞留台数が停止台数となる。

この停止台数の算出を全ての流入路それぞれについて行う。そして、流入路別の停止台数の合計を、その１つの信号制御パラメータ候補に係る自交差点の全停止台数とする。これを信号制御パラメータ候補それぞれについて実行する。そして、信号制御パラメータ候補のうち、全停止台数が最小となる信号制御パラメータ候補を、交通信号制御に用いるパラメータとして選択する。

なお、停止台数の算出は、信号サイクル１回分の間の停止台数として説明するが、信号サイクル複数回分の停止台数を求めることとしてもよいことは勿論である。

このように、信号サイクルの整数回数分の全ての流入路に係る停止台数の合計が最も小さくなる信号制御パラメータ候補を、実際の交通信号制御に用いるパラメータとするため、総合的に環境負荷が小さくなる信号制御を実現することができる。車群を途切れさせることなく通過できるような信号制御としたり、主道路に優先的に通行権を付与するような信号制御とするといった、部分的・断片的な信号制御技術とは異なり、交差点に係る交通を総合的に勘案した特異な信号制御を実現することができる。

［機能構成］
図６は、交通信号制御機１０の機能構成を示すブロック図である。図６によれば、交通信号制御機１０は、機能的に、操作部１０２と、表示部１０４と、時計部１０６と、通信部１０８と、処理部２００と、記憶部３００とを備えて構成される。交通信号制御機１０は、信号制御パラメータを設定する装置でもあるため、信号制御パラメータ設定装置を具備した装置ともいえる。

操作部１０２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、交通信号制御機１０の管理者の操作に応じた操作信号を処理部２００に出力する。表示部１０４は、例えばＬＣＤやタッチパネル等の表示装置で実現され、処理部２００からの表示信号に従った各種表示を行う。なお、操作部１０２や表示部１０４は、交通信号制御機１０の筐体内に収められており、歩行者等の一般人が操作・視認することはできない。

時計部１０６は、現在時刻や、指定タイミングからの経過時間の計時を行う。通信部１０８は、有線或いは無線の通信装置で実現され、外部装置（主に、隣接交差点の交通信号制御機１０Ｂや車両感知器３０）との間で有線通信又は無線通信を行う。

処理部２００は、例えばＣＰＵ等の演算装置で実現され、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ、隣接交差点の交通信号制御機１０Ｂからの受信情報、車両感知器３０からの感知結果情報等に基づいて、交通信号制御機１０の全体制御を行う。また、処理部２００は、到着交通流予測部２０２と、流出交通流予測部２０４と、車群判定部２０６と、パラメータ変更部２０８と、信号制御部２１０と、を有する。

到着交通流予測部２０２は、隣接交差点の交通信号制御機１０Ｂから受信した隣接交差点の流出交通流予測情報３０４をもとに、自交差点の流入路それぞれについて到着交通流を予測して到着交通流予測情報３０６を生成する。具体的には、流入路それぞれについて、対応する上流交差点からの流出交通流を交差点間の旅行時間だけ遅らせて到着交通流とする。また、当該流入路に車両感知器３０が設置されている場合には、車両感知器３０の感知結果に基づく実数の車両台数に、当該流入路の到着交通流予測情報３０６を補正する。

流出交通流予測部２０４は、到着交通流予測部２０２によって予測された到着交通流（到着交通流予測情報３０６）と、パラメータ変更部２０８により変更・設定された信号制御パラメータ（設定信号制御パラメータ３２８）とをもとに、自交差点から各方路への流出交通流を予測して、流出交通流予測情報３０８を生成する。具体的には、流出可能な各方路それぞれについて、所定の時間範囲内の単位期間毎に、信号制御パラメータから通行権が与えられているか否かを判断して滞留台数を算出するとともに、予め定められた進行方向別（右左折・直進など）の進行率に従って進行方向別の流出交通流を算出する。生成した流出路別の流出交通流予測情報３０８は、下流交差点の交通信号制御機１０へ送信される。

車群判定部２０６は、流入路それぞれについて、到着交通流予測部２０２によって予測された到着交通流（到着交通流予測情報３０６）に基づいて車群を判定する。具体的には、到着交通流予測情報３０６に対して、判定期間内に車群が存在するかを判定する個別車群判定を、判定期間を単位期間である１秒ずつずらしながら繰り返し、これらの個別車群判定の判定結果を統合して、最終的な車群判定である車群判定テーブル３１０を生成する。個別車群判定では、判定期間における到着車両台数の合計が所定の判定閾値台数以上であるか否かによって、当該判定期間内の車群の在り／無しを判定し、車群在りと判定した場合には、判定期間内の単位期間のうち、到着車両台数が所定の台数条件を満たす最初の単位期間から、所定の台数条件を満たす最後の単位期間までの期間を、車群と判定する（図２，３参照）。

パラメータ変更部２０８は、流入路別の到着交通流予測情報３０６、及び、車群判定テーブル３１０に基づいて、自交差点に係る交通信号制御パラメータを変更する。具体的には、先ず、信号制御パラメータの値を所定範囲内で変更して、複数の信号制御パラメータ候補を生成する。信号制御パラメータのうち、変更可能なパラメータの種類やその変更範囲は、パラメータ設定範囲情報３１４として記憶されている。本実施形態では、サイクル長を固定とし、青信号の表示時間を変更してスプリットを変更することとする（図４参照）。

そして、これらの信号制御パラメータ候補それぞれについて、自交差点での１サイクルにおける全停止台数を算出する。すなわち、流入路それぞれについて、信号制御パラメータ候補に従って単位期間ごとに流出可否を判定して流出可否テーブル３２０を生成し、到着交通流予測情報３０６と、車群判定テーブル３１０と、この流出可否テーブル３２０とをもとに、単位期間毎の滞留台数を算出する。このとき、車群と判定されている単位期間については、到着車両台数に所定の重み係数ｋを乗じて滞留台数に加算する。そして、全ての流入路それぞれの停止台数の合計を、自交差点の全停止台数とする。全ての信号制御パラメータ候補について全停止台数を算出すると、全停止台数が最小となる信号制御パラメータ候補を、交通信号制御に用いる信号制御パラメータとして選択・設定する。設定した信号制御パラメータは、設定信号制御パラメータ３２８として記憶される。

信号制御部２１０は、パラメータ変更部２０８によって変更・設定された信号制御パラメータに従って、自交差点の車両用信号灯器２０を制御する。

記憶部３００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２００が交通信号制御機１０を統合的に制御するためのシステムプログラムや、各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。また、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が各種プログラムに従って実行した演算結果や、通信部１０８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３００には、交通信号制御プログラム３０２と、隣接交差点の流出交通流予測情報３０４と、到着交通流予測情報３０６と、流出交通流予測情報３０８と、車群判定テーブル３１０と、現示階梯表３１２と、パラメータ設定範囲情報３１４と、パラメータ候補情報３１６と、設定信号制御パラメータ３２８と、が記憶される。

パラメータ候補情報３１６は、パラメータ変更部２０８が生成した信号制御パラメータ候補に関する情報であり、信号制御パラメータ候補３１８それぞれについて、流出可否テーブル３２０と、滞留台数情報３２２と、停止台数３２４と、全停止台数３２６と、を対応付けて格納している。

［処理の流れ］
図７は、交通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２００が交通信号制御プログラム３０２に従って実行する処理であり、所定時間毎（例えば、５秒毎でもよいし、１０秒毎でもよい）に、繰り返し実行される。

先ず、到着交通流予測部２０２が、自交差点の流入路それぞれについて、隣接交差点の流出交通流予測情報３０４に基づいて到着交通流を予測して到着交通流予測情報３０６を生成する（ステップＳ１）。次いで、車群判定部２０６が、流入路それぞれについて、到着交通流予測情報３０６をもとに、車群を判定して車群判定テーブル３１０を生成する（ステップＳ３）。続いて、パラメータ変更部２０８が、青時間を変更して、複数の信号制御パラメータ候補を生成する（ステップＳ５）。そして、これらの信号制御パラメータ候補それぞれを対象としたループＡの処理を行う。

ループＡでは、自交差点の流入路それぞれを対象としたループＢの処理を行う、ループＢでは、対象の信号制御パラメータ候補に従って、対象の流入路の単位期間毎の流出可否を判定して流出可否テーブル３２０を生成する（ステップＳ７）。次いで、対象の流入路の到着交通流予測情報３０６、及び、車群判定テーブル３１０をもとに、単位期間毎に、到着車両台数に車群在り／無しに応じた重み係数ｋを乗じて滞留台数を算出して、滞留台数情報３２２を生成する（ステップＳ９）。またこのとき、流出可否テーブル３２０に従って、流出が「可」の単位期間については、流出台数分減算して滞留台数を算出する。そして、生成した滞留台数情報３２２において通行権が付与される直前の滞留台数を、停止台数として算出する（ステップＳ１１）。

全ての流入路を対象としたループＢの処理を行うと、算出した流入路それぞれの停止台数の合計を、自交差点の全停止台数として算出する（ステップＳ１３）。全ての信号制御パラメータ候補を対象としたループＡの処理を行うと、全停止台数が最小となる信号制御パラメータ候補を選択し、交通信号制御に用いる信号制御パラメータとして設定する（ステップＳ１５）。以上の処理を行うと、交通信号制御処理は終了となる。

［作用効果］
このように、本実施形態の交通信号制御機１０は、自交差点の流入路それぞれについて、到着交通流予測情報に対して、判定期間内に車群が存在するかの個別車群判定を判定期間を１秒ずつずらしながら繰り返し、これらの個別車群判定の判定結果を統合して車群の全容を判定する。次いで、信号制御パラメータ候補に従った信号制御を行った場合の１サイクルにおける自交差点の全停止台数を算出することを全ての信号制御パラメータ候補について実行する。そして、全停止台数が最小となる信号制御パラメータ候補を選択し、交通信号制御に用いる信号制御パラメータとして設定する。全停止台数は、流入路それぞれの停止台数の合計であり、流入路それぞれの停止台数は、到着予測交通流をもとに、車群の在り／無しに応じた到着車両台数に所定の重み付けを行って滞留台数を算出し、通行権が付与される信号になる直前の滞留台数を、当該流入路の停止台数として算出する。

これにより、自交差点の到着交通流予測情報に対して、判定期間を一部が重なるようにずらしながら設定して各判定期間内での車群の存在を判定し、各判定期間の判定結果を統合することで車群の全容を判定するといった、新しい車群の判定手法が実現される。

また、車群に係る滞留台数を加重算出して交差点における全停止台数を算出し、この全停止台数が最小となる信号制御パラメータを選択・設定することで、自交差点に係る全ての方路の交通において自動車の停止発進回数が総合的に少なくなるような信号制御、すなわち、環境負荷を低減することができる信号制御を実現することができる。

［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）個別車群判定
上述の実施形態では、到着交通流予測情報に対して判定期間を１秒ずつずらしながら個別車群判定を行うこととしたが（図３参照）、これを、到着車両台数が所定の台数条件（本実施形態では、０台を超えること、すなわちゼロでないことを条件とする。）を満たす単位期間を先頭する場合にのみ判定期間を設定して、個別車群判定を行うこととしても良い。例えば、図２（ｂ）に示す７〜１１秒目の判定期間は、先頭の単位期間である７秒目の単位期間の到着車両台数が０台で台数条件を満たさないため、判定期間を設定せず、個別車群判定を行わない。これにより、処理負荷の軽減が図れる。ただし、到着車両台数が台数条件を満たす単位期期間については必ず１回以上個別車群判定が行われるとともに、車両が連なっている部分についてはより多くの回数の個別車群判定が行われるため、全体として車群判定の精度を高く保つことができる。

（Ｂ）選択基準
上述の実施形態では、複数の信号制御パラメータ候補のうちから、交通信号制御に用いる信号制御パラメータを選択する基準として、全停止台数を用いることにしたが、この選択基準として、更に遅れコストを導入することにしても良い。遅れコストとは、交差点において停止した各車両の停止時間（滞留時間）と台数との積の総和である。例えば、２台の車両が１０秒停止した場合、遅れコストは２０［台・秒］となる。この場合、全停止台数が所定条件を満たし、且つ、遅れコストが所定条件を満たすことを最良条件として信号制御パラメータを選択・設定することとなる。

具体的には、車群の在り／無しに応じて重み付けを行って算出した滞留台数情報（図５参照）をもとに、１信号サイクル期間における流入路別の遅れコストを算出し、これらを合計して自交差点の全体の遅れコスト（「第１の遅れコスト」という）を算出する。また、同様に、信号制御パラメータ候補それぞれについて、車群の在り／無しによる重み付けを行わない場合の滞留台数を算出し、この滞留台数をもとに、１信号サイクル期間における自交差点の全体の遅れコスト（「第２の遅れコスト」という）を算出する。車群の在り／無しに応じて重み付けしているため、第１の遅れコストは第２の遅れコスト以上となる。

そして、複数の信号制御パラメータ候補のうちから、全停止台数が最小となる信号制御パラメータ候補を選択した後、選択した信号制御パラメータ候補の第１の遅れコストと第２の遅れコストとの差を算出する。このコスト差が所定値以下ならば、選択した信号制御パラメータ候補を、交通信号制御に用いるとして設定する。一方、コスト差が所定値を超えるならば、信号制御パラメータ候補のうちから、第２の遅れコストが最小となる信号制御パラメータ候補を選択し、これを、交通信号制御に用いるとして設定する。

（Ｃ）信号制御パラメータ設定装置
上述した実施形態では、交通信号制御機１０が信号制御パラメータを変更・設定するため、交通信号制御機１０が信号制御パラメータ設定装置でもあるとして説明した。この信号制御パラメータ設定装置を中央管理装置が担う構成としてもよい。

つまり、上述した交通信号制御機１０の処理部２００が行う処理のうち、信号制御部２１０が行う処理以外を、管制センタに設置され、各交差点に設けられた複数の交通信号制御機と通信回線を介して接続された中央管理装置が行うこととしても良い。より具体的には、中央管理装置が、到着交通流予測部２０２と、流出交通流予測部２０４と、車群判定部２０６と、パラメータ変更部２０８とを有し、交差点ごとに機能させることとすればよい。この場合、中央管理装置は、各車両感知器の感知信号等をもとに、交差点それぞれについての到着交通流及び流出交通流の予測を行い、予測した到着交通流をもとに車群を判定して、各交差点の信号制御パラメータを変更・設定し、対応する交通信号制御機に送信する。そして、交通信号制御機は、中央管理装置から受信した信号制御パラメータに従った交通信号制御を行う。

なお、交通信号制御部１０の処理部２００が行う処理に、到着交通流予測部２０２と、流出交通流予測部２０４とを残し、各交差点についての到着交通流、及び、流出交通流の予測を、当該交差点の交通信号制御機にて行うこととしても良い。この場合、各交通信号制御機が、予測した到着交通流や流出交通流の情報を中央管理装置へ送信し、中央管理装置は、各交通信号制御機から受信した各交差点の到着交通流予測情報をもとに、車群を判定し、信号制御パラメータを変更・設定し、対応する交通信号制御機に送信する。

（Ｄ）信号制御パラメータ候補
また、上述した実施形態では、信号制御パラメータ候補３１８を生成することとして説明したが、予め信号制御パラメータ候補３１８を記憶しておくこととしてもよい。その場合、図７のステップＳ５を省略することができる。

（Ｅ）単位期間及び判定期間
また、上述した実施形態では、単位期間の長さを１秒とし、判定期間の長さを単位期間５つ分、すなわち５秒として説明したが、これは一例であり、他の長さとしてよいことは勿論である。但し、判定期間を一部重複させつつずらして設定するためには、Ｎ秒間の判定期間をＭ秒（Ｎ＞Ｍ。Ｎ，Ｍは０より大きく、小数を含んでもよい。）ずつずらして設定できる必要がある。

１０ 交通信号制御機
１０２ 操作部、１０４ 表示部、１０６ 時計部、１０８ 通信部
２００ 処理部
２０２ 到着交通流予測部、２０４ 流出交通流予測部
２０６ 車群判定部、２０８ パラメータ変更部、２１０ 信号制御部
３００ 記憶部
３０２ 交通信号制御プログラム
３０４ 隣接交差点の流出交通流予測情報
３０６ 到着交通流予測情報、３０８ 流出交通流予測情報
３１０ 車群判定テーブル
３１２ 現示階梯表、３１４ パラメータ設定範囲情報、
３１６ パラメータ候補情報
３１８ 信号制御パラメータ候補、３２０ 流出可否テーブル
３２２ 滞留台数情報、３２４ 停止台数、３２６ 全停止台数
３２８ 設定信号制御パラメータ
２０ 車両用信号灯器
３０ 車両感知器

Claims (6)

1. 所与の信号制御パラメータを用いて交通信号を制御する交通信号制御機であって、
   自交差点への時系列の予測到着台数を示す到着交通流予測情報に対して所定時間分の判定期間を一部重複させつつずらしながら設定し、各判定期間について当該判定期間内での車群の存在判定期間を個別判定する個別車群判定を行い、前記個別車群判定により判定された車群の存在判定期間同士を統合することで車群の全容を判定する車群判定部と、
   前記車群判定部の判定結果を用いて前記信号制御パラメータを変更するパラメータ変更部と、
   を備えた交通信号制御機。
2. 前記判定期間は、Ｍ秒の単位期間を複数含むＮ秒の期間であり（Ｎ＞Ｍ）、
   前記車群判定部は、各判定期間について当該判定期間に含まれる各単位期間に車群が存在するか否かを判定することで前記個別車群判定を行い、各個別車群判定の結果を、対応する単位期間ごとに統合することで車群の全容を判定する、
   請求項１に記載の交通信号制御機。
3. 前記車群判定部は、前記判定期間に含まれる単位期間毎に予測到着車両を判定して各単位期間に所定の台数条件を満たす車両が存在するか否かを判定することで、当該判定期間内での車群の存在判定期間を個別判定する前記個別車群判定を行う、
   請求項２に記載の交通信号制御機。
4. 前記車群判定部は、前記判定期間に含まれる単位期間のうち、最初に予測到着車両があると判定された単位期間を先頭、最後に予測到着車両があると判定された単位期間を末尾として、先頭から末尾までの単位期間を当該判定期間内の車群の存在判定期間と判定する、
   請求項３に記載の交通信号制御機
5. 前記車群判定部は、前記予測到着台数がゼロではない単位期間を先頭とするように前記判定期間を設定する、
   請求項３又は４に記載の交通信号制御機。
6. 近隣交差点からの流出交通流の情報を取得することと、自交差点へ流入する車両を感知する感知器の感知結果を取得することとを実行して、前記到着交通流予測情報を予測する予測部、
   を更に備えた請求項１〜５の何れか一項に記載の交通信号制御機。

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