JPH01185799A - 低交通量時の交通信号制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、交通信号制御方式に係り、特に、夜間等交通
量が少ない時に赤信号で待たされることがなくスムーズ
に通行できるようにした低交通量時の交通信号制御方式
に関するものである。

［従来の技術］ 道路に設置されている交通信号機は、交通事故の防止対
策等にとってはなくてはならないものであり、それ以外
にも排気ガスの減少、騒音防止、旅行時間の短縮、ガソ
リン消費量節約による社会経済的利得等の効果をも生じ
させるものである。

交通信号機の制御方式は種々考えられているが、（１）
単独信号制御、（２）系統信号制御、（３）広域信号制
御、（４）その他、の４種類に大別され、これらの制御
方式が更に細分化されている。それらを説明する前に、
まず信号制御の制御パラメータについて説明する。制御
パラメータには、サイクルタイム、スプリント、オフセ
ットの３つがあり、サイクルタイムは信号が赤になって
いる時間と青になっている時間の合計時間、スプリット
は１サイクルタイムのうち青信号が割当てられる時間、
オフセントは隣接する信号機間の青信号開始時間のずれ
の時間を意味する。尚、以下の議論では黄信号は青信号
の一部として考えている。

さて、（１）の単独信号制御は１つの信号機を単独に制
御するもので、これには■地点定周期式制御、■プログ
ラム多段定周期式制御、■地点感応式制御の３方式があ
る。■の地点定周期式制御は、時間帯毎に青の時間と赤
の時間は信号機によって一義的に定められており、それ
を反復するというものである。現在のこの方式による信
号機は、１日の交通需要の時間変動に対応して第６図の
ように３種類のパターンを設定したものが一般的である
。■のプログラム多段定周期式制御は交通量の変動パタ
ーンが曜日等により異なる場合、制御パラメータを予め
平日、土曜日、休日等に分類して設定し、万年カレンダ
ーとタイマにより指定日時に設定したとおりのパラメー
タを反復するものである。■の地点感応式制御は、交差
点の流入路に設けた車両感知器により自動的に信号サイ
クルを制＜Ｔｊするもので、大きい道路（主道路）に小
さい道路（従道路）が交差している場合などで従道路だ
けに感応機能を持たせた半感応式、交差点の全流入路に
対して感応機能を持たせた全感応式、右折車需要に感応
して右折許可をＭＷする右折感応制御、の３種類がある
。

（２）の系統信号制御は線制御とも呼ばれており、１つ
の路線にある信号を道路−に従って制御するもので、■
単純系統式制御、■プログラム多段系統式側ｍ、■自動
感応系統式制御、の３方式がある。

■の単純系統式制御は、隣接の交差点との間隔が極端に
短く、同一交差点とみなせる場合に、複数の交差点を同
一交差点として制御する方式である。

■のプログラム多段系統式制御は、一つの路線上にある
一連の信号機について、制御パラメータ（主にオフセン
ト）を交通実態に合うように、即ち青信号で通過した車
両は次の信号も青で通過できるように予め設定しておき
、プログラムした時間帯に応じて自動的に制御するもの
である。■の自動感応系統式制御は、路上に設置した複
数の車両感知器の信号から交通量、占有率を算出し、路
線上の複数の信号のサイクルタイム、スプリット、オフ
セットを最適に制御して流れをスムーズにするものであ
る。

（３）の広域信号制御は、都市を縦横に走っている道路
網に設（すられた多数の信号機群を一括して集中制御す
るもので、原理的に上述した系統信号制御を面に゛拡大
したものであるので、面制御とも呼ばれている。

（４）のその他の制御としては、道路を横断する歩行者
が押しボタンを押した場合のみ青信号となる押しボタン
制御、歩行者感知器により青時間の制御を行う歩行者感
応制御、バス感知器により青時間を制御するバス優先信
号制御、踏切の遮断状況と連動して信号表示を切り替え
る列車感知式信号制御、等の制御ｎ方式がある。

以上説明したように信号制御方式には種々のものがあり
、信号機が設置される道路の状況に応じて適宜制御方式
を組み合わせて採用している。

［発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、従来の信号制御方式は、全体的に滞るこ
とがないように、しかも、できるだけ多くの交通量を流
そうという考えに基ずいているので、例えば、夜間や明
は方といった交通量が極端に少ない時に赤信号で停止せ
ざるをえない、という場合には対応できないものであっ
た。

本発明は、上記の問題点を解決するものであって、交通
量が非常に少ない場合にもスムーズに流れるようにした
低交通量時の交通信号制御方式を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の低交通量時の交
通信号制御方式は、交差点に感知器を設置して車両の進
行方向に対する横断方向進行物体の有無を感知すること
により、交通信号を制御するようにしたこζを特徴とす
る。

［作用］ 本発明では、感知器を配置し、車両の進行方向に対する
横断方向の進行物体を検出することによって信号の制御
を行うので、夜間等の低交通量時においても車両をスム
ーズに通行させることができるものである。

［実施例］ 以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

先ず、交差点における感知器の配置を第１図で説明する
０図で１．２はへ方向の車両感知器、３．４はＹ方向の
車両感知器、５はＡ方向の人間感知器、６はＢ方向の人
間感知器、７はＡ方向の信号機、８はＢ方向の信号機、
９は信号制御器、１０は交通管制センタである。車両感
知器ＤＡＹ２、ＤＩＹ４は横断歩道の直前に設置されて
おり、車両恩知２ＳＤＡＸ１はそれより進行方向手前に
設置されている。その間隔は、法定速度を■、車両の減
速度をα、αで減速した場合に車両が停止するまでの時
間をｔとすると、Ｖｔ＋αｔ”　／２で表すことができ
る。尚、αは路面の摩擦係数と重力加速度で決まる値で
、その道路の路面の摩擦係数の最低値をμ、重力加速度
をｇとするとα−−μｇである。これはＢ方向について
も同様である０人間感知器ＭＡ５、Ｍｌ　６は横断歩道
のところに設置されている。車両感知器としては、例え
ば超音波を発射してその反射波を受信するという従来良
（知られているものでよいし、人間感知器としては例え
ば赤外線検出器あるいはＴＶカメラで盪像して画像処理
により人間を認識するものでよい。信号制御器９は各感
知器からの信号に基ずいて後述する処理を行い、信号機
７ＳｉｇＡ、８ＳｉｇＢの信号状態を制御すると共に、
交通管制センタｌＯに交通量や信号機の信号状態等を送
るものである。

尚、Ａ方向の上りと下り、及びＢ方向の上りと下りは同
等に取り扱われるので、以下の説明においては特に区別
しないものとする。

次に、第２図によりサイクルタイムについて説明する。

サイクルタイムは図のように１０の期間に区分される。

■はＡ方向の信号機７が赤信号から青信号に変わってす
ぐの期間（時間はＭｉｎＡ時間）で、Ａ方向車両が交差
点を発進してから通過するのに要する最低時間であり、
図からも分かるように全赤時間、即ち全ての信号機が赤
信号になる時間をも含んでいる。Ｂ方向の信号機８に対
しても同様な期間が割り当てられており、それが■で示
されるＭ　ｉ　ｎ　Ｂの期間である。■から■の期間及
び■から０の期間は、Ｍ　ｉ　ｎ　ＡとＭ　ｉ　ｎ　Ｂ
の合計時間である。■の期間のＴＡ　、＠の期間のＴ、
はそれぞれＡ信号、Ｂ信号の青を延ばす制御を始めない
時間帯で、これについては後述する。■と■の期間を含
むＳＡはＡ方向車両が法定速度で走行した時に車両感知
器Ｄａｘｌから交差点に進入するのに要する時間であり
、Ｂ方向についても同様な期間Ｓ、が割り当てられてい
る。■及び■の期間は、以上の期間が割り当てられた後
に残った期間である。尚、Ａ方間とＢ方向のそれぞれの
値は、道路の幅員、舗装道路か砂利道か等の条件によっ
て異なってくるものである。

次に信号制御器９で行われる処理を説明するが、車両に
関する制御と人間に関する制御は第２図のサイクルタイ
ムに割り当てられる期間の時間が異なるだけで制御のＢ
様は同様であるから、以下は車両に関する信号ｆｄＪ　
４Ｂについてのみを説明する。

第３図は信号制御器９で行われるメインルーチンであり
、まず、プロセス１１で時刻により内部メモリに予め格
納されているサイクルタイム、オフセット、スプリント
の設定値の読み込み及び交通管制センタｌＯからの入力
があればそれを受は入れる。プロセス１２で時刻、車両
感知器からの入力により交通量の大小を判断する。交通
量が大であればプロセス１３により通常の交通制御、例
えば、前述した系統式制御が行われ、交通量が小さけれ
ばプロセス１４により低交通量制御を行う。

このプロセス１４による処理が本発明の特徴とするもの
であり、その具体的なフローチャートを第４図に示す、
第４図でｔｏからｔｏ。の時刻、及び■から［相］の期
間は第２図中のそれと同じである。

以下に第４図のフローチャートについて説明するが、そ
の前に理解が容易になるように先ず本発明による低交通
量制御、即ち交通量が極めて少ない時の制御の態様がど
のようなものであるか述べることにする０本発明ではサ
イクルタイムのどの時点で車両が交差点に進入してきた
かによって次の３つの態様に大別される。（イ）一つは
、例えばＡ方向から赤信号時に車両が交差点に進入して
きた時に、青になるまでまだ間があり、かつＢ方向に車
両及び横断しようとする人間がなければ一時的に赤信号
を青信号にかえてやるというもの、（ロ）一つは、例え
ばＡ方向の信号機が青から赤に変わろうとする時にＡ方
向から車両が進入してきたような場合、Ｂ方向に車両が
なければＡ方向の青信号を保持して青信号の時間を延ば
してやろうというもの、（ハ）もう一つは、その逆に例
えば六方向の信号機が赤から青に変わろうとする時にＡ
方向から車両が進入してきた場合、Ｂ方向に車両がなけ
ればＡ方向の信号機を早く青にしてやり正規に青信号に
変わるまでその状態を保持しようとすものである。

さて、第４図に戻って、プロセス２０では現在の時刻が
サイクルタイムの中でどの時刻であるかの判別をおこな
う。サイクルタイムの■、■、■及び■の期間は低交通
量制御は行わなず、メインルーチンに戻る。それは次の
理由による。今、例えば■の期間にＢ方向（第１図）か
ら車両が交差点に進入してきたとする。しかし、この期
間はＡ方向車両が交差点を発進してから通過するまでに
要する時間内にあるから、Ｂ方向に車両があるからとい
ってＢ方向の信号機を青にすると、Ａ方向から進入する
車両があった場合には衝突事故になることが考えられる
からである。Ｂ方向についても同様であり、従って■の
期間も低交通量制御は行わない、■の期間で低交通量制
御を行わない理由は、この期間でＡ方向の信号を青から
赤に変えても■から■の期間では青信号と赤信号の必要
最低限の時間（Ｍ　ｉ　ｎＡ＋Ｍ　ｉ　ｎＢ）が確保で
きないかあである。■の期間も同様である。プロセス２
０で■の期間であることが判別されるとプロセス２１以
下が実行される。この制御の流れが上述した（イ）の制
御態様である。この流れにおいてＬＡは道路によって決
まる所定値で、Ａ方向の上りと下りの車両感知器ＤＡＸ
Ｉの間に車両が有るか否かを推定できる値である。この
値は例えば第２図のＳＡと同じ値とすることができる。

Ｂ方向についても同様にり、を定義する。

■はＡ方向が青信号である期間の中間の部分であるから
、この期間にプロセス２１で車両感知器ＤＡＸ１が現在
からし１時間の間オフであること、即ちＡ方向に車両が
ないことが判別されればプロセス２２が実行される。プ
ロセス２１でＡ方向に車両があることが判別されれば、
制御を行う必要がないのでメインルーチンに戻る。プロ
セス２２では車両感知器Ｄ□４がオフか否か、即ちＢ方
向に車両があるか否かが判別される。プロセス２２でＢ
方向に車両がないと判別されるとへ方向にもＢ方向にも
車両がないことになるからメインルーチンに戻るが、Ｂ
方向に車両があると判別されると、次にプロセス２３で
人間感知器Ｍａ５がオフか否か、つまりＡ方向に人間が
いるか否かが判別される。Ａ方向に車両がなくとも人間
が横断しようとしていれば信号を変えてはならないから
である。

プロセス２３でＡ方向に人間がいると判別されるとメイ
ンルーチンに戻るが、人間がいないと判別されるとプロ
セス２４でＡ方向の信号機７を青から赤に、Ｂ方向の信
号８１８を赤から青に変え、プロセス２５でＭ　ｉ　ｎ
　８時間だけその状態を保持する。ＭｉｎＢ時間経過す
るとプロセス２６でＡ方向の信号を赤から青に、Ｂ方向
の信号を青から赤に変え、元の状態に戻す。プロセス２
６が終了するとメインルーチンに戻る。

Ｂ方向の■の期間についても同様で、その時は括弧の中
の量が採用される。以下、同様である。

つまりこの制御の流れは、青信号の方向に車両がなく、
赤信号の方向に車両がある場合、スプリットは約３０秒
程度はあるのであるし、車両は５．６秒程度で交差点を
渡りきるのであるから、スプリットの中間部分であれば
その程度の時間信号を変えてやってもさしつかえないと
いう考えに基ずいている。

プロセス２０で■の期間であることが判別されるとプロ
セス２７以下が実行される。プロセス２７．２８．２９
及び３０の流れが上述した（口）の制御態様である。ま
ず、プロセス２７で車両感知器ＤＡＸＩが現在からＬＡ
待時間間オフ状態にあるか否か、つまりＡ方向に車両が
あるか否か判別される。車両がないと判別されるとプロ
セス３２以下が実行される。車両があると判別されると
、プロセス２８が実行される。これは車両感知器ＤＢＸ
３が現在からし１時間の間オフ状態にあるか否か、つま
りＢ方向の車両の有無を判断するプロセスで、Ｂ方向に
車両があると判断されるとＡ、Ｂの両方向に車両がある
ことになるから、信号の制御は行わずメインルーチンに
戻る。Ｂ方向に車両がないと判別されるとプロセス２９
で人間感知器Ｍｍ６がオフか否か、即ちＢ方向に人間が
いるか否かを判別する。人間がいると判別されると信号
を変えてはいけないので、メインノリ−チンに戻るが、
人間がいないと判別されると、プロセス３０でＳＡ待時
間即ち車両が車両感知器Ｄａｘｌの位置から交差点に進
入できる時間だけＡ信号は青のまま、Ｂ信号は赤のまま
の状態を保持する。この時間が経過すればメインルーチ
ンに戻る。

Ｂ方向の■の期間についても括弧の中の量を用いて同様
に制御が行われる。

尚、■の期間のみでなく■の期間でも同様に青信号を延
長する制御が可能であるように思われるかもしれないが
、それは無理である。つまり、後述するように■の期間
には、■の期間における信号制御とは別の態様の信号制
御を行うからである。

そのために、Ａ信号の青の延長制御を始めない時間帯Ｔ
Ａ　　（■の期間）、及びＢ信号の青の延長制御を始め
ない時間帯Ｔ、（０の期間）が設定されている。

以上の制御は、■のような青からもうじき赤に変わろう
とする期間に車両が進入してきた時には、赤信号で待た
せることなく、もう一方の方向に車両がなければ車両が
交差点に進入できるまでの時間だけ青の時間を延長して
スムーズに通行させてやろうという考えに基すいている
。

次に上述した（ハ）の制ｇＢ様について説明する。プロ
セス２０で■の期間であることが判別されると、プロセ
ス３１でＡ方向に車両があるか否かが判別される。車両
があると判別されるとメインルーチンに戻る。これは■
の期間ではへ方向に車両があっても青信号の時間を延長
するなどの制御は行わないことを意味するが、なぜこの
ようにするかといえば、Ａ方向に車両があるからといっ
て青信号の期間をあまり延長しすぎると、Ｂ方向の青信
号の時間が短くなり、Ｂ方向の青信号として必要な最小
限の時間ＭｉｎＢを確保できなくなってしまうからであ
る。プロセス３１及びプロセス２７でＡ方向に車両がな
いと判別された場合には、プロセス３２で車両感知器Ｄ
ｍｖ４がオフか否か、即ちＢ方向に車両があるか否かが
判別される。

車両がなければ制御を行う必要はないのでメインルーチ
ンに戻り、車両があれば更にプロセス３３で人間感知器
Ｍａ５がオフか否か、つまり入方向に横断しようとして
いる人間がいるかいないか判別する。Ａ方向に横断しよ
うとしている人間がいる場合には制御をしてはならない
からメインルーチンに戻り、Ａ方向に横断しようとして
いる人間がいない場合にはプロセス３４でＡ方向の信号
を青から赤に、Ｂ方向の信号を赤から青に変える。

信号を変えた後はプロセス３５でＡ方向の信号が正規に
赤に変わる時刻までその状態を保持し、メインルーチン
に戻る。

Ｂ方向の０の期間についても同様な制御が行われること
は明かであろう。

この制御は、赤信号から青信号に変わろうとする時に車
両が進入してきた場合には、もう一方の方向に車両がな
ければ信号を早く青に変えてやることにより、車両を停
止させることなく通行させてやろうという考えに基すい
ている。

以上の制御を行う信号制御器９は例えば第５図のように
構成することができる。第５図で４０はＣＰＵ、４１は
ＲＡＭ、４２はＲＯＭ、４３はＯＲ回路である。ＣＰＵ
４０は、各感知器からの信号、交通管制センタ１０から
の信号及びタイマからの信号を入力して上述したフロー
チャートを実行し、Ａ方向の信号機Ｓ　ｉ　ｇＡ７及び
Ｂ方向の信号機ＳｉｇＢ８のそれぞれのアクチエエータ
に対して信号切り替えあるいは信号状態を保持するため
の出力を送出するものである。また、ＣＰＵ４０は交通
管制センタ１０に対して所定の信号を送出する。

ＲＡＭ４１は入力される信号や演算途中のデータ等を一
時的に格納するものである。ＲＯＭ４２は第３図のプロ
セス１３の通常の交通量制御のプログラム、プロセス１
４の低交通量制御のプログラム及び予め定められた所定
値等を格納しているものである。ＯＲ回路４３の一方の
入力は上り方向の感知器からのもの、もう一方の入力は
下り方向の感知器からのものである。このことにより上
り方向と下り方向を同等に扱うことができる。

以上、１実施例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではない。例えば、車両でな（人間や自転
車を対象にすることもできる。また、低交通量制御の態
様として３種類説明したが、これらを全て採用する必要
はなく、信号機の設置状況に応じてどれか一つでも、あ
るいは二つでもよいものである。更に、通常の交通量制
御として系統式制御の例を挙げたが、信号機の設置状況
に応じて適当な制御方式を採用できることはいうまでも
ない。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、夜間
等の交通量が少ない場合には赤信号を青信号に変えたり
、青信号の時間を延長したり、青信号になるタイミング
を早めたりするので、他に車両がいないのに赤信号で待
たされるということが少なくなり、車両の通行をより一
層スムーズにすることができる。また、本発明に係る信
号制御は交通量が少ない時にのみ行うので、従来の信号
制御に与える影響はほとんどな（、従って本発明は従来
の信号制御方式と適宜組み合わせることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は交差点における感知器の配置例を示す図、第２
図は信号機のサイクルタイムを示す図、第３図は信号制
御器におけるメインルーチンを示す図、第４図は本発明
に係る低交通量制御のフローチャートを示す図、第５図
は信号制御器の１構成例を示す図、第６図は交通制御の
制御パターン例を示す図である。 １．２．３．４・・・車両感知器、５，６・・・人間感
知器、７．８・・・信号機、９・・・信号制御器、１０
・・・交通管制センタ、４０・・・ＣＰＵ、４１・・・
ＲＡＭ。 ４２−・・ＲＯＭ、４３・ＯＲ回路。 出　願　人　アイシン・ワーナー株式会社代理人　弁理
士　菅　井　英　ａ（外４名）倍率袖葡 第５図・

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）交差点に感知器を設置して車両の進行方向に対す
   る横断方向進行物体の有無を感知することにより、交通
   信号を制御するようにしたことを特徴とする低交通量時
   の交通信号制御方式。
2. （２）前記感知器は車両感知器で、横断路沿いの上り方
   向と下り方向のそれぞれに２つずつ設置されていること
   を特徴とする請求項１記載の低交通量時の交通信号制御
   方式。
3. （３）前記感知器が横断歩道用物体感知器であることを
   特徴とする請求項１記載の低交通量時の交通信号制御方
   式。
4. （４）前記感知器は車両感知器と横断歩道用物体感知器
   で、車両感知器は横断路沿いの上り方向と下り方向のそ
   れぞれに２つずつ設置されていることを特徴とする請求
   項１記載の低交通量時の交通信号制御方式。
5. （５）前記交通信号の制御が、車両の交差点への接近が
   赤信号の中間部である時には現在青信号になっている他
   方向に車両がない場合に限り所定時間青信号に変える制
   御であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載
   の低交通量時の交通信号制御方式。
6. （６）前記交通信号の制御が、車両の交差点への接近が
   青信号から赤信号に間もなく変わろうとする時には現在
   赤信号となっている他方向に車両がない場合に限り所定
   時間だけ青信号の状態を延長する制御であることを特徴
   とする請求項１、２、３又は４記載の低交通量時の交通
   信号制御方式。
7. （７）前記交通信号の制御が、車両の交差点への接近が
   赤信号から青信号に間もなく変わろうとする時には現在
   青信号となっている他方向に車両がない場合に限り赤信
   号を青信号に変える制御であることを特徴とする請求項
   １、２、３又は４記載の低交通量時の交通信号制御方式
   。
8. （８）前記交通信号の制御が、車両の交差点への接近が
   赤信号の中間部である時には現在青信号になっている他
   方向に車両がない場合に限り所定時間青信号に変え、車
   両の交差点への接近が青信号から赤信号に間もなく変わ
   ろうとする時には現在赤信号となっている他方向に車両
   がない場合に限り所定時間だけ青信号の状態を延長し、
   車両の交差点への接近が赤信号から青信号に間もなく変
   わろうとする時には現在青信号となっている他方向に車
   両がない場合に限り赤信号を青信号に変える制御である
   ことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の低交通
   量時の交通信号制御方式。
9. （９）交通量が多い時には単純信号制御を行うことを特
   徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載
   の低交通量時の交通信号制御方式。
10. （１０）交通量が多い時には系統信号制御を行うことを
    特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記
    載の低交通量時の交通信号制御方式。
11. （１１）交通量が多い時には広域信号制御を行うことを
    特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記
    載の低交通量時の交通信号制御方式。