JPH06266994A - 交通信号機の自動調整装置 - Google Patents

交通信号機の自動調整装置

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JPH06266994A
JPH06266994A JP5623693A JP5623693A JPH06266994A JP H06266994 A JPH06266994 A JP H06266994A JP 5623693 A JP5623693 A JP 5623693A JP 5623693 A JP5623693 A JP 5623693A JP H06266994 A JPH06266994 A JP H06266994A
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JP
Japan
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signal
traffic
lighting time
fuzzy
time
Prior art date
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Pending
Application number
JP5623693A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Kimura
孝 木村
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 交差点の交通信号機の信号点灯時間をファジ
イ制御することにより、車両の効率的な交差点通行をは
かり、交通渋滞を減少せしめる。 【構成】 道路交差点に、発光器と受光器より成る光電
スイッチSW1〜SW4を設け、車両通行に応じて生ず
るパルス信号を基に算出したしゃ閉率関数を入力変数と
して信号灯の点灯調整時間をファジイ推論する制御部C
の出力により赤・青・矢印信号用タイマ1〜6を自動調
整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、交通信号機の赤信号,
青信号,矢印信号の点灯時間を交通量に応じて自動的に
調整する交通信号機の自動調整装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】現在使用されている交通信号機の赤信
号,青信号,矢印信号の点灯時間は、一旦調整された後
は固定されたままである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】交通信号機の赤信号,
青信号,矢印信号の点灯時間が固定であるため、交通量
の多い交差点では、時間帯により特定の方向において渋
滞が発生し、効率的に車両の交差が行なわれない場合が
生ずる。
【0004】本発明は、以上のような課題にかんがみな
されたものであり、交差点における車両の効率的な通行
を実現させ、交通渋滞を減少させる交通信号機の自動調
整装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】以上に説明した課題を解
決する手段として、交通信号機の自動調整装置を交差点
における各道路の両側に対向して設置された発光器と受
光器とで構成され交通量に応じてしゃ閉動作しパルス信
号を発生する光電スイッチと、そのパルス信号から算出
したしゃ閉率関数を入力変数としファジイルールおよび
メンバーシップ関数に基づいて信号機と信号灯の選択お
よびその点灯時間の調整度合をファジイ推論して出力す
る制御部と、この制御部出力で選択された信号機の信号
灯のタイマを調整する信号灯時間調整部とより構成す
る。
【0006】
【作用】前記交差点に設けられた光電スイッチが車両の
通過に応じてしゃ閉動作して生ずるパルス信号を制御部
へ入力し交通量測定時間内のしゃ閉時間を積算してしゃ
閉率関数を算出し、これを入力変数としてファジイルー
ルおよびメンバーシップ関数に基づき信号機と信号灯を
選出しその点灯時間の調整度合をファジイ推論し、前記
信号灯用のタイマを制御部出力にて調整して交通量の調
整を行なう。
【0007】
【実施例】始めに、交差点における各種交通状況に対応
して行なう交通信号機の制御動作の一実施例(四差路の
場合)の概要を説明する。
【0008】図1は、交差点における交通信号機および
交通量検出器(光電スイッチ)の配置図である。SW1
〜SW4は道路Xと道路Yの交差点に配置された発光器
と受光器で構成される光電スイッチであり、SW1,S
W3は道路XのA方向(AΛ)、その逆方向(AV)の
両方向への進行車両の交通量を検出する光電スイッチで
あり、SW2,SW4は道路YのB方向(BΛ)、その
逆方向(BV)の両方向への進行車両の交通状況を検出
する光電スイッチである。この光電スイッチの発光器の
発する光線を車両がよぎると、車両の通過速度と交通量
に応じて光電スイッチがしゃ閉動作しパルス信号を出力
する。なお、交通量測定時間TM中に、前記光電スイッ
チSW1〜SW4がしゃ閉動作する積算時間をTS1〜
TS4とする。
【0009】また、S1〜S4は光差点に配置された信
号機であり、S1は道路XのAΛ方向用、S3はAV方
向用、S2は道路YのBΛ方向用、S4はBV方向用で
ある。
【0010】図2は、信号機の自動調整装置のブロック
図であり、Cは制御部であり、処理部Mとメモリ部Kと
ファジイ推論部Fより構成され、処理部Mは光電スイッ
チSW1〜SW4のしゃ閉動作により生ずるパルス信号
を積算しゃ閉時間TS1〜TS4を求め、所定の交通量
測定時間TMに対応するしゃ閉率関数を算出すると共
に、他方ファジイ推論部Fの出力を前記信号機の信号用
タイマへ送出する。
【0011】メモリ部Kは、信号機の信号点灯時間を調
整するためのファジイルールおよびメンバーシップ関数
を予じめ記憶する。
【0012】ファジイ推論部Fは、前記しゃ閉率関数を
入力変数として、前記ファジイルールおよびメンバーシ
ップ関数に基づき、選定方向の信号機の信号とその点灯
時間の調整指令を推論する。
【0013】STは、信号点灯時間調整部であり、赤・
青信号用タイマ部ST1と矢印信号用タイマ部ST2と
より成り、前記ファジイ推論部Fの推論結果である調整
指令を受け点灯時間の調整を行なう。次に、直進交通が
主体をなす場合および右折・左折交通の多い場合の交差
点信号機の信号点灯時間の調整につき概要を順次説明す
る。
【0014】(1)直進交通が主体をなす場合:対向す
る光電スイッチSW1とSW3の積算しゃ閉時間TS1
とTS3の差、または対向する光電スイッチSW2とS
W4の積算しゃ閉時間TS2とTS4の差が殆んどない
状態 (ア)更に、前記積算しゃ閉時間TS1とTS3の平均
値およびTS2とTS4の平均値が共に小さな値であれ
ば交通量の少ないことに当る。
【0015】従って、この際は直進方向の信号機の赤・
青信号の信号点灯時間を調整する必要はない。
【0016】これを第1・Aルールと称する。
【0017】(イ)しかしながら、前記積算しゃ閉時間
TS1とTS3の平均値と、TS2とTS4の平均値の
何れか一方が大きな値を示す際には、大きな値を示す方
向の交通量が多く、他方向の交通量が少ないことを意味
するので、前者の信号機の青信号点灯時間を増加し、後
者の信号機の青信号点灯時間を減少させる。これを第1
・Bルールと称する。
【0018】(2)右折,左折交通量が多い場合:対向
する光電スイッチSW1とSW3あるいはSW2とSW
4の積算しゃ閉時間TS1とTS3あるいはTS2とT
S4の差が夫々大きな値を示す。
【0019】(ア)但し、前記積算しゃ閉時間TS1〜
TS4の内の最大値がそれ程大きくない際には、右折交
通量が余り多くないことを意味する。
【0020】従って、この際は右折矢印信号の点灯時間
を調整する必要はない。これを第2・Aルールと称す
る。
【0021】(イ)然しながら、前記積算しゃ閉時間T
S1〜TS4の内の最大値が大きな程右折交通量が多い
ことを示す。
【0022】従って、この際は最大積算しゃ閉時間を示
す光電スイッチを選出し、これに対応する信号機の右折
指示をする右折矢印信号の点灯時間を増大させる。これ
を第2・Bルールと称する。
【0023】以上の制御をファジイ推論を用いて実施す
る方法を次に説明する。
【0024】先づ、ファジイ推論に用いる定数を次のよ
うに定義する。光電スイッチSW1,SW2,SW3,
SW4の各積算しゃ閉時間TS1,TS2,TS3,T
S4の所定交通量測定時間TMに対する割合即ちしゃ閉
率を夫々T1,T2,T3,T4とする。
【0025】図3(a)は、AΛ,AV方向の光電スイ
ッチSW1,SW3のしゃ閉率T1,T3の差(T1−
T3)、およびBΛ,BV方向の光電スイッチSW2,
SW4のしゃ閉率T2,T4の差(T2−T4)である
入力変数の成立度合を表わすメンバーシップ関数および
ファジイラベルDZを示す。
【0026】図3bは、前記しゃ閉率T1,T3および
T2,T4の平均値(T1+T3)/2,(T2+T
4)/2である入力変数の成立度合を表わすメンバーシ
ップ関数およびファジイラベルASを示す。
【0027】図3Cは、前記2つのしゃ閉率平均値(T
1+T3)/2と(T2+T4)/2の差の絶対値 │(T1+T3)/2−(T2+T4)/2│=ADな
る入力変数の成立度合 を表わすメンバーシップ関数およびファジイラベルAD
S,ADSM,ADM,ADLM,ADLを示す。
【0028】図3dは、第1ルールにおける信号機の信
号用タイマの調整時間Tなる出力変数の成立度合を表わ
すメンバーシップ関数およびファジイラベルTZ,TS
SM,TM,TLM,TLを示す。
【0029】図4aは、前記しゃ閉率T1,T2,T
3,T4の中の最大しゃ閉率である入力変数の成立度合
を表わすメンバーシップ関数およびファジイラベル
TS,STSM,STM,STLM,STLを示す。
【0030】図4bは、第2ルールにおける信号機の信
号用タイマの調整時間TAである出力変数の成立度合を
表わすメンバーシップ関数およびファジイラベルTAZ
AS,TASM,TAM,TALM,TALを示す。
【0031】次に、前記第1・A,第1・Bルールおよ
び第2・A・第2Bルールを遂行するためのフジイ・ル
ールを示す。
【0032】 第1・Aルール: IF(T1−T3)+(T2−T4)=DZ *(T1+T3)/2+(T2+T4)/2=AS THEN T=TZ 第1・Bルール: IF(T1−T3)+(T2−T4)=DZ *(T1+T3)/2+(T2+T4)/2=¥AS *AD=ADS THEN T=TS IF(T1−T3)+(T2−T4)=DZ *(T1+T3)/2+(T2+T4)/2=¥AS *AD=ADSM THEN T=TSM IF(T1−T3)+(T2−T4)=DZ *(T1+T3)/2+(T2+T4)/2=¥AS *AD=ADM THEN T=TM IF(T1−T3)+(T2−T4)=DZ *(T1+T3)/2+(T2+T4)/2=¥AS *AD=ADLM THEN T=TLM IF(T1−T3)+(T2−T4)=DZ *(T1+T3)/2+(T2+T4)/2=¥AS *AD=ADL THEN T=TL 第2・Aルール: (1)IF(T1−T3)+(T2−T4)=¥DZ *TMAX(T1T4)=STS THEN TA=TAZ 第2・Bルール: (1)IF(T1−T3)+(T2−T4)=¥DZ *TMAX(T1T4)=STSM THEN TA=TASM (2)IF(T1−T3)+(T2−T4)=¥DZ *TMAX(T1T4)=STM THEN TA=TAM (3)IF(T1−T3)+(T2−T4)=¥DZ *TMAX(T1T4)=STLM THEN TA=TALM (4)IF(T1−T3)+(T2−T4)=¥DZ *TMAX(T1T4)=STL THEN TA=TAL これらファジイルールのIF部分は条件部THEN部分
は結論部であり、推論法としては、例えばMIN−MA
X法を適用する。
【0033】一実施例として図1のような4差路におけ
る信号機の信号の点灯時間の調整を図2の自動調整装置
ブロック図と前記ルールによって動作の説明とする。
【0034】信号点灯時間調整部STには、初期値ある
いは使用中の赤・青・矢印信号のタイマ時間が設定され
ている。
【0035】交差点に設けられた光電スイッチSW1,
SW2,SW3,SW4は車両の通過に応じてしゃ閉動
作を行なうか、その際生ずるパルス信号を制御部Cへ送
信する。制御部Cでは、処理部Mにおいて前記パルス信
号を積算して、所定の交通量測定時間TM内における各
光電スイッチSW1,SW2,SW3,SW4の積算し
ゃ閉時間TS1,TS2,TS3,TS4を算出した
後、前記測定時間TMに対する比率即ちしゃ閉率T1,
T2,T3,T4を求める。
【0036】更に、しゃ閉率の差(T1−T3),(T
2−T4)、前記しゃ閉率の平均値(T1+T3)/
2,(T2+T4)/2、前記しゃ閉率の差の絶対値│
(T1+T3)/2−(T2+T4)/2│等のしゃ閉
率関数を算出する。
【0037】予じめメモリ部Kに記憶されたファジイル
ールおよびメンバーシップ関数をファジイ推論部へとり
込み、第1・A,第1・Bルールおよび第2・A,第2
・Bルールに前記しゃ閉率関数を入力変数として与える
ことによって、直進交通の多い場合で、第1・Aルール
に該当する際には、道路XのAΛ,AV両方向の各信号
機および道路YのBΛ,BV両方向の各信号機の赤・青
・信号に対する点灯時間調整はTZ即ち非調整と推論さ
れ、従って点灯時間調整部ST内の赤・青信号用タイマ
は調整されない。
【0038】第1・Bルールに該当する際は、一方の道
路X(あるいはY)のAΛ,AV(あるいはBΛ,B
V)両方向の各信号機の青信号に対し点灯時間調整の増
大が、他方の道路Y(あるいはX)のBΛ,BV(ある
いはAΛ,AV)両方向の各信号機の青信号に対し点灯
時間調整の減少がファジイ推論され、点灯時間調整部S
T内の所定の信号機の青信号用タイマが調整される。
【0039】右折,左折交通量の多い場合で第2・Aル
ールに該当する際は、右折矢印信号に対する点灯時間の
調整は不要と推論され、従って、点灯時間調整部ST内
の右折矢印信号用タイマは調整されない。
【0040】第2・Bルールに該当する際は、しゃ閉時
間の最も長い光電スイッチに対応する信号機を選択し当
該信号機の右折を指示する右折矢印信号の点灯時間を増
大するよう推論され、点灯時間調整部ST内の所定信号
機の右折矢印信号用タイマが調整される。
【0041】なお交通量検出器については、光電スイッ
チの利用を記載しましたが、レーザやマイクロ波および
道路埋込み形の交通量計などの利用も当然可能である。
【0042】
【発明の効果】以上の説明のように、この発明によるフ
ァジイ推論を活用した交通信号機の信号点灯時間のオン
ライン・リアルタイム自動調整を行えば、交通量の多い
交差点における時々刻々の交通量変化に対応して効率的
な交差点通行が実現されることとなり、交差点における
交通渋滞を減少させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】交差点における交通信号機および交通量検出器
(光電スイッチ)の配置図。
【図2】交通信号機の自動調整装置のブロック図。
【図3】第1ルールのメンバーシップ関数およびファジ
イラベル説明図。
【図4】第2ルールのメンバーシップ関数およびファジ
イラベル説明図。
【符号の説明】 SW1〜SW4…光電スイッチ S1〜S4…信号機 C…制御部 M…処理部 K…メモリ部 F…ファジイ推論部 ST…信号点灯時間調整部 ST1…赤・青信号調整部 ST2…矢印信号調整部 1〜4…A方向とその逆方向,B方向とその逆方向青信
号用タイマ 5〜6…A方向とその逆方向およびB方向とその逆方向
右折信号用タイマ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交差点における各道路の両側に対向設置
    された発光器と受光器とより成り交通量に応じてしゃ閉
    動作しパルス信号を発生する複数の光電スイッチと、前
    記パルス信号より算出したしゃ閉率関数を入力変数とし
    ファジイ・ルールおよびメンバーシップ関数に基づき信
    号機と信号灯の選択および該信号灯の点灯時間の調整度
    合をファジイ推論し出力する制御部と、前記制御部出力
    で前記被選択信号機の信号用タイマを調整する信号点灯
    時間調整部と、より構成されたことを特徴とする交通信
    号機の自動調整装置。
JP5623693A 1993-03-17 1993-03-17 交通信号機の自動調整装置 Pending JPH06266994A (ja)

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JP5623693A JPH06266994A (ja) 1993-03-17 1993-03-17 交通信号機の自動調整装置

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JP5623693A JPH06266994A (ja) 1993-03-17 1993-03-17 交通信号機の自動調整装置

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JP (1) JPH06266994A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004013199A (ja) * 2002-06-03 2004-01-15 Denso Corp 交通管制方法管制センタおよび車載通信機
JP2006113701A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 交通信号制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004013199A (ja) * 2002-06-03 2004-01-15 Denso Corp 交通管制方法管制センタおよび車載通信機
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