JPH076292A - 信号機制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、広範囲に亙る複数の交差点におけ
る交通流を常に円滑にし、且つ突発事象にも対応するこ
とができる信号機制御システムを提供することを目的と
している。 【構成】 本発明において、制御部１はタイマ部５、気
象情報受信部４及び交通情報入力部６から入力される現
時点の日時、天候現示毎の制御青時間及び各交差点の流
入、流出交通量を入力して、これら情報をニューラルネ
ットワーク２に与えることにより、各交差点のｎ分後の
流入、流出交通量を予測させる。次に制御部１は前記ｎ
分後の流入、流出交通量に基づいて各交差点の現示毎の
交通遅れ時間を最小にするような青時間制御量を算出
し、この制御量に基づいて信号灯器７の信号明滅間隔を
制御する。これにより、各交差点の交通流の偏りを除去
でき、広範囲に亙る交差点の交通を円滑にできると共
に、前記制御量はサイクリックに算出しているため、突
発事象への対応も行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は交差点等に設置してある
信号機の信号を制御する信号制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から交差点などに設置してある信号
機の信号（赤青黄）を制御する方式として、ある１つの
信号機のみを独立に制御する地点制御方式、信号機が設
置してある交差点の車の増減或いは有無などを検知し、
この検知情報に従って信号機を制御する感応制御方式及
び複数箇所の交差点にある信号機を車の流れが円滑にな
るように連携して制御する系統制御方式等がある。この
系統制御方式は信号の明滅サイクル長が同一の隣接した
図１１に示すような交差点群（制御エリア）に設置され
ている信号機に対する系統的な制御を行うため、前記制
御エリア内の限定された範囲にしか制御効果は現れな
い。従って、制御エリアと制御エリアの境界では、信号
機の制御が連携されていないため、ここで車の渋滞を招
きやすいという欠点があった。又、系統制御方式は予め
設定してあるいくつかのパターンに基づいて前記制御エ
リア内の信号機を制御しているため、突発事象（車の衝
突事故等）に対応することができず、突発事象が生じる
と、やはり大きな渋滞を招いてしまうという欠点があっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の信号機の制御シ
ステムで系統制御方式を採用した場合、信号のサイクル
長が同一の隣接した交差点群（制御エリア）に設置して
ある複数の信号機を車の流れが円滑になるように連携し
て制御しているため、その制御効果は前記制御エリア内
にしか現れず、制御エリアと制御エリアの境界では車の
渋滞を招きやすいという欠点があった。又、系統制御方
式は予め設定してあるいくつかのパターンに基づいて制
御エリア内の信号機を制御しているため、突発事象（車
の衝突事故等）に対応することができず、突発事象が生
じると、やはり大きな渋滞を招いてしまうという欠点が
あった。

【０００４】そこで本発明は上記の欠点を除去し、広範
囲に亙る複数の交差点における交通流を常に円滑にし、
且つ突発事象にも対応することができる信号機制御シス
テムを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は複数の交差点に
設置してある信号機の信号明滅間隔を制御する交通信号
制御システムにおいて、日時を計時する時計手段と、天
候情報を受信する受信手段と、前記各交差点の流入、流
出交通量を実測して収集する交通量収集手段と、これら
時計手段、受信手段、後記の制御手段及び交通量収集手
段から得られる現時点の日時、天候、青時間及び交差点
の流入、流出交通量に基づいて各交差点のｎ分後の流
入、流出交通量を予測して求める交通量予測手段と、こ
の交通量予測手段により予測されたｎ分後の流入、流出
交通量に基づいて各交差点の現示毎の交通遅れ時間を最
小にするような青時間制御量を算出する制御量算出手段
と、この制御量算出手段により算出された制御量に基づ
いて各交差点に設置してある信号機の信号明滅間隔を制
御する制御手段とを具備した構成を有する。

【０００６】

【作用】本発明の信号機制御システムにおいて、時計手
段は日時を計時する。受信手段は天候情報を受信する。
交通量収集手段は各交差点の流入、流出交通量を実測し
て収集する。交通量予測手段は前記時計手段、受信手段
及び交通量収集手段、並びに後記制御手段から得られる
現時点の日時、天候、青時間及び交差点の流入、流出交
通量に基づいて各交差点のｎ分後の流入、流出交通量を
予測して求める。制御量算出手段は前記交通量予測手段
により予測されたｎ分後の流入、流出交通量に基づいて
各交差点の現示毎の交通遅れ時間を最小にするような青
時間制御量を算出する。制御手段は前記制御量算出手段
により算出された制御量に基づいて各交差点に設置して
ある信号機の信号明滅間隔を制御する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明の信号機制御システムの一実施例
を示したブロック図である。１は信号灯器７の青赤黄色
の信号表示部７０１〜７０３を制御するための各種処理
を行う制御部、２はｎ分後に交差点へ流入、流出する交
通量を予測するニユーラルネットワーク、３は制御部１
が動作する上で必要な各種情報を記憶するメモリ、４は
気象情報を受信する気象情報受信部、５は時刻を計時す
るタイマ部、６は信号灯器７が設置されている交差点の
実測交通量を入力する交通情報入力部で、交差点近傍の
複数地点の交通量を検出するセンサ６１〜６８を接続し
ている。７は青赤黄色の信号表示部７０１、７０２、７
０３を備えた信号灯器で、実際は本システムが管理する
複数の交差点毎に複数台設置されているが、ここでは代
表として１台のみを図示している。又、交通情報入力部
６に接続されているセンサ６１〜６８は複数の交差点の
近傍に設置されており、ここでは１交差点のみ図示して
ある。

【０００８】次に図２を用いて本実施例の動作について
説明する。制御部１はステップ２０１にてタイマ部５か
ら現在の日時を読み込んで、これをメモリ３内の図３
（Ａ）に示した日時格納領域３１に格納すると共に、気
象情報受信部４から得た現在の天候情報をメモリ３内の
図３（Ａ）に示した天候格納領域３２に格納する。次に
制御部１はステップ２０２にて交通情報入力部６から図
４の例えば（１）で示した交差点近傍の地点１〜地点８
の実測交通量及び現示毎の現状の青時間を入力して、こ
れをメモリ３内の図３（Ａ）の３３で示す交差点（１）
の交通量格納領域及び青時間格納領域に記憶する。図３
（Ｂ）は上記した交差点（１）の交通量格納領域及び青
時間格納領域の詳細を示した図で、地点１〜地点８にお
ける実測交通量及び現示毎の現状の青時間が区分けされ
て格納されるようになっている。しかも、各地点の交通
量格納領域は図３（Ｃ）で示した実測交通量格納領域３
４とｎ分後の予測交通量格納領域３５に分れており、実
測交通量格納領域３４に前記した交通量が書き込まれる
ことになる。制御部１はステップ２０３にてメモリ３か
ら読み出した例えば交差点（１）の現状の青時間、流
入、流出交通量及び天候、日時をニューラルネットワー
ク２に与えて、ｎ分後の交差点（１）の予測流入、流出
交通量を地点毎に算出させ、算出させた交差点（１）の
ｎ分後の予測流入、流出交通量をステップ２０４にてメ
モリ３内の図３（Ｃ）に示したｎ分後の予測交通量格納
領域３５に地点毎に書き込む。その後、制御部１はステ
ップ２０５にて上記した交差点（１）の予測流入、流出
交通量に基づいて、交差点（１）に設置してある信号灯
器７の最適制御青時間を算出する。

【０００９】図５は上記した制御部１が上記ステップ２
０５にて算出する最適制御青時間の算出手順を詳細に示
したフローチャートである。メモリ３内には図６（Ａ）
に示すように各交差点毎の最大、最小青時間設定エリア
が設けられ、この最小青時間設定エリアは図６（Ｂ）に
示すように現示１と現示２に分かれており、各現示毎に
図６（Ｃ）に示すように最大、最小青時間格納エリア６
１、６２が設けられている。この処理の前提として、各
交差点の信号灯器７の最大、最小青時間は図示されない
操作部からオペレータによって制御部１を介してメモリ
３内の上記最大、最小青時間格納エリア６１、６２に設
定されるものとする。制御部１はステップ５０１にてメ
モリ３内の図６（Ｃ）に示した最小青時間格納エリア６
２から最小青時間を読み出して、図７（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）に示すように各交差点の各地点毎に現示
１、２に区分されて設けられている青時間格納エリア７
１に、現示１の最小青時間を設定することにより、算出
青時間格納エリアの初期設定を行う。次にステップ５０
２にて、制御部１は交差点の現示１のｎ分後の予測流
入、流出交通量をメモリ３の図３（Ｃ）に示したｎ分後
の予測交通量格納領域３５から読み出し、この予測流
入、流出交通量に基づいて現示１の遅れ時間を算出し、
この算出した遅れ時間を上りと下りに分けて、メモリ３
内の図７（Ｄ）に示した遅れ時間格納エリア７２、７３
にステップ５０４にて記憶すると共に、エリア７４にこ
の時の現示１の青時間を記憶する。

【００１０】次に制御部１はステップ５０５にて現示１
の青時間が現示１の最大青時間より小さいか否かを判定
し、小さい場合はステップ５０９に進んで現示１の青時
間をΔｔ時間インクリメントした後、ステップ５０２に
戻る。ステップ５０５にて現示１の青時間が現示１の最
大青時間と同じか、或いはそれ以上の場合はステップ５
０６に進んで現示を２とした後、ステップ５０７経由で
ステップ５０１に戻る。制御部１はステップ５０１にて
メモリ３内の図６（Ｃ）に示した最小青時間格納エリア
に現示２の最小青時間を設定した後、ステップ５０２以
下を実行する。但し、制御部１はステップ５０７にて現
示２まで上記処理を行ったことを判定すると、ステップ
５０８へ進む。制御部１はステップ５０８にて図７
（Ｄ）に示したメモリ３内の遅れ時間格納エリア７２、
７３内に書き込まれている遅れ時間と、エリア７４に書
き込まれているその時の青時間とをチェックし、現示１
と現示２でそれぞれ遅れ時間が最も短い青時間（最適制
御青時間）を抽出し、この最適制御青時間をメモリ３内
の図８に示したテーブルの（Ｃ）で示すエリア８１に格
納すると共に、この最適制御青時間を用いた際の上り、
下り車線の最小遅れ時間を同テーブル（Ｃ）のエリア８
２、８３に格納して処理を終了する。

【００１１】制御部１は次に図２のステップ２０６にて
上記した最適制御青時間を図４に示した全交差点につい
て全て算出したか否かを判定し、算出していない場合は
ステップ２０２〜２０５の処理を繰り返し行い、全交差
点の最適制御青時間を算出してしまうと、ステップ２０
７へ進んでその最適制御青時間で各交差点の信号灯器７
の信号表示部７０１〜７０３の明滅間隔を制御する。

【００１２】次に図２に示したニューラルネットワーク
２の学習動作について図９のフローチャートに従って説
明する。制御部１はステップ９０１にてタイマ部５及び
気象情報受信部４から現在の日時及び天候情報を入力し
て、これをメモリ３の図１０（Ａ）に示すエリア１０
１、１０２に記憶した後、ステップ９０２にて信号灯器
７から現示毎の現在の青時間並びに交通情報入力部６か
ら各交差点の現在時点の流入、流出交通量を入力して、
これをメモリ３内の図１０（Ｂ）に示すようなエリア１
０７、１０８及び（Ｃ）に示すようなエリア１０４に記
憶する。この流入、流出交通量の記憶は図１０（Ｂ）に
示すように、ある交差点の地点１〜地点８について全て
行う。次に制御部１はステップ９０３へ進み、上記ステ
ップ９０１、９０２にてメモリ３に記憶した日時、天
候、青時間及び流入、流出交通量をニューラルネットワ
ーク２に与えて、ｎ分後の流入、流出交通量を地点毎に
算出させ、これら予測流入、流出交通量をステップ９０
４にてメモリ３内の図１０（Ｃ）のエリア１０６に地点
毎に記憶しておく。次にステップ９０５にて制御部１は
交通情報入力部６からｎ分後の交差点の各地点の実測流
入、流出交通量を入力して、これを図１０のエリア１０
５に記憶する。その後、制御部１はステップ９０６にて
メモリ３内のｎ分後の予測流入、流出交通量とｎ分後の
実測流入、流出交通量を比較し、双方がほぼ同じである
か否かを判定し、同じ場合は処理を終了し、同じでない
場合はステップ９０７に進んで、ｎ分後の実測流入、流
出交通量を教師信号としてニューラルネットワーク２に
与えた後、ステップ９０３に戻る。このようなニューラ
ルネットワーク２の学習は図４に示した全交差点につい
て行う。

【００１３】本実施例によれば、信号灯器７が設置して
ある各交差点の現在時点の流入、流出交通量、日時、天
候及び現示毎の現在の青時間等から各交差点のｎ分後の
流入、流出交通量を予測し、この予測した流入、流出交
通量に基づいて各交差点の交通遅れ時間を最小とするよ
うな最適青信号時間を求め、この最適青信号時間に従っ
て各交差点に設置してある信号灯器７の信号明滅時間を
制御しているため、交通渋滞の原因の１つである交通流
の偏りを除去でき、このシステムが管轄している全エリ
アにおける交通流を円滑にすることができる。又、本シ
ステムでは制御エリアという概念がないため、制御エリ
ア間の境界などで起こる交通渋滞を解消でき、広範囲に
亙って円滑な交通流を得ることができる。更に、上記し
た各交差点の最適青信号時間を一定時間間隔で算出し、
これに基づいて信号灯器７を制御しているため、突発事
象への対応もでき、生じた事象の悪影響を最小限にする
ように各交差点の信号機を制御することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上記述した如く本発明の信号機制御シ
ステムによれば、広範囲に亙る複数の交差点における交
通流を常に円滑にし、且つ突発事象にも対応することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の信号機制御システムの一実施例を示し
たブロック図。

【図２】図１に示した制御部１の制御量算出動作を示し
たフローチャート。

【図３】図１に示したメモリ内に設定されている情報格
納テーブル例を示した図。

【図４】図１に示したシステムが管轄している交差点の
一部を示した図。

【図５】図２に示したステップ２０５の最適制御青時間
算出動作の詳細手順を示したフローチャート。

【図６】図１に示したメモリ内に設定されている他の情
報格納テーブル例を示した図。

【図７】図１に示したメモリ内に設定されている他の情
報格納テーブル例を示した図。

【図８】図１に示したメモリ内に設定されている他の報
格納テーブル例を示した図。

【図９】図１に示したニューラルネットワークの学習動
作を示したフローチャート。

【図１０】図１に示したメモリ内に設定されているニュ
ーラルネットワーク学習用情報格納テーブル例を示した
図。

【図１１】従来の系統制御方式で用いられる制御エリア
の概念を説明する図。

【符号の説明】

１…制御部 ２…ニューラル
ネットワーク ３…メモリ ４…気象情報受
信部 ５…タイマ部 ６…交通情報入
力部 ７…信号灯器 ６１〜６８…セ
ンサ ７１〜７３…信号表示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の交差点に設置してある信号機の信
   号明滅間隔を制御する交通信号制御システムにおいて、
   日時を計時する時計手段と、天候情報を受信する受信手
   段と、前記各交差点の流入、流出交通量を実測して収集
   する交通量収集手段と、これら時計手段、受信手段及び
   交通量収集手段並びに後記制御手段から得られる現時点
   の日時、天候、交差点の流入、流出交通量及び現示毎の
   青時間に基づいて各交差点のｎ分後の流入、流出交通量
   を予測して求める交通量予測手段と、この交通量予測手
   段により予測されたｎ分後の流入、流出交通量に基づい
   て各交差点の現示毎の交通遅れ時間を最小にするような
   青時間制御量を算出する制御量算出手段と、この制御量
   算出手段により算出された制御量に基づいて各交差点に
   設置してある信号機の信号明滅間隔を制御する制御手段
   とを具備したことを特徴とする信号機制御システム。