(57)【要約】【課題】交差点での信号待ち先頭車両が大型車両になるのを抑制することで、交差点における交通流率の低下を防止する信号制御装置を提供する。【解決手段】信号制御装置１は、感知器１１の出力である車両感知信号を用いて、流入リンクにおける車両の平均速度や、その車両が大型車両であるかどうかを判定する。また、信号制御装置１は、感知器１１の感知位置を通過した大型車両が、交差点での信号待ち先頭車両になるかどうかを判定し、先頭車両になると判定した場合に、現サイクルの主現示を延長し、この大型車両を交差点で停止させずに通過させる。これにより、トラックやバス等の大型車両が、交差点での信号待ち停止車両の先頭になるのを抑制する。【選択図】図１
2010205205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定されている信号制御パラメータに基づいて、交差点に設置されている信号機の現示表示を制御する信号制御装置において、
前記交差点のリンク上の感知位置における車両の存在を感知する感知器の車両感知信号に基づいて、このリンク上における車両の走行速度を推定する走行速度推定手段と、
前記走行速度推定手段が推定した走行速度を用いて、前記感知位置を通過した車両の車長を算出し、この車両が大型車両であるかどうかを判定する車両種別判定手段と、
前記走行速度推定手段が推定した走行速度を用いて、前記車両種別判定手段により大型車両であると判定された車両が前記交差点に到達する到達時刻を算出する到達時刻算出手段と、
前記到達時刻算出手段が大型車両について算出した前記交差点の到達時刻に基づいて、この交差点における信号待ちの先頭車両がこの大型車両になるかどうかを判定する先頭車両判定手段と、
前記先頭車両判定手段が前記交差点における信号待ちの先頭車両が大型車両になると判定した場合、この大型車両が前記交差点に到達する到達時刻に応じて、この大型車両の現示を延長する現示延長手段と、を備えた信号制御装置。
【請求項２】
前記走行速度推定手段は、前記信号機のサイクル毎に、その開始タイミングを基準に一定時間間隔で区分した各時間帯で、前記感知位置における車両の占有率、および通過台数を計測し、各時間帯における車両の占有率、および通過台数を統計的に算出し、前記リンク上における車両の走行速度を時間帯毎に推定する手段である、請求項１に記載の信号制御装置。
【請求項３】
前記車両種別判別手段は、前記走行速度推定手段が推定した前記リンク上での車両の走行速度により、現サイクルの現示の終了時刻付近に前記交差点に到達する車両について、大型車両であるかどうかを判定する手段である、請求項１または２に記載の信号制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交差点に設置されている信号機の現示表示を制御する信号制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、信号制御装置は、設定されている信号制御パラメータに基づいて、交差点に設置されている信号機の現示表示を制御している。信号制御パラメータには、サイクル、スプリット、オフセット等がある。サイクルは信号灯器の１周期の時間であり、スプリットは１サイクル（１周期）に占める各現示の割合である。また、オフセットは、交差点間のサイクル開始タイミングの差である。
【０００３】
信号制御パラメータは、設置されている交差点の交通状況に応じて適正に設定する必要がある。具体的に言えば、信号制御パラメータは、交差点において各方向に進行する車両群に対して、赤時間が長すぎず、また、青時間が短すぎないように、交通需要や、飽和交通流率を考慮してバランス良く設定する必要がある。飽和交通流率とは、簡単に言うと、単位時間当たりに、交差点を通過できる車両の最大台数である。この飽和交通流率は、交通条件、道路条件、天候条件等によって異なるほか、通過する車両の大きさと性能、運転手の技量、さらには地域特性によっても異なることが知られている（非特許文献１参照）。このことから、飽和交通流率は、非特許文献１にも記載されているように、実測結果に基づくことが好ましい。また、特許文献１では、プローブ車載機が搭載されている２台の車両との無線通信により、その車両の走行軌跡を取得することによって、これら２台の車両に挟まれた通過車両の台数を実測し、飽和交通流率を含む交通流パラメータを算出することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４１４２９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「改訂 交通信号の手引き」(社)交通工学研究会 編集・発行. 丸善（株）・ 平成 １８年７月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、トラックやバス等の大型車両は、一般車両に比べて、発進時の加速性が悪い（加速度が小さい。）。このため、交差点での信号待ち先頭車両が大型車両になると、青信号に変わり、現示が与えられた車両群の走行速度が安定するまでに要する時間が長くなる。したがって、交差点での信号待ち先頭車両が大型車両になると、交差点の交通流率を低下させてしまう。
【０００７】
なお、光ビーコンを用いて、バスが交差点に近づいたときに、このバスの現示を延長し、交差点を通過させる信号制御（バス優先制御）がすでに行われている。しかし、この信号制御は、公共交通であるバスの定時運行を確保するための制御であり、また、光ビーコン用の車載機を搭載している車両を対象にしている。
【０００８】
この発明の目的は、交差点での信号待ち先頭車両が大型車両になるのを抑制することで、交差点における交通流率の低下を防止する信号制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の信号制御装置は、上記目的を達するために、以下のように構成している。
【００１０】
この信号制御装置では、走行速度推定手段が交差点のリンク上の感知位置における車両の存在を感知する感知器の車両感知信号に基づいて、このリンク上における車両の走行速度を推定する。また、車両種別判定手段が、推定した走行速度を用いて、感知位置を通過した車両の車長を算出し、この車両が大型車両であるかどうかを判定する。さらに、到達時刻算出手段が、推定した走行速度を用いて、大型車両であると判定された車両が交差点に到達する到達時刻を算出する。
【００１１】
そして、先頭車両判定手段が、大型車両について算出した交差点の到達時刻に基づいて、この交差点における信号待ちの先頭車両が、大型車両になるかどうかを判定する。現示延長手段は、先頭車両が大型車両になる場合、この大型車両が交差点に到達する到達時刻に応じて、この大型車両の現示を延長し、現サイクルの現示で交差点を通過させる。これにより、大型車両が交差点での信号待ち先頭車両になるのを抑制し、交差点における交通流率の低下を防止することができる。
【００１２】
リンク上における車両の走行速度は、例えば、感知位置における車両の占有率や、通過台数を計測し、推定すればよい。また、信号機のサイクル毎に、その開始タイミングを基準に一定時間間隔で区分した各時間帯で、感知位置における車両の占有率、および通過台数を計測し、各時間帯における車両の占有率、および通過台数を統計的に算出し、リンク上における車両の走行速度を時間帯毎に推定してもよい。
【００１３】
さらに、現サイクルの現示の終了時刻付近に交差点に到達する車両が感知位置を通過する通過タイミングを推定し、ここで推定した通過タイミングに感知位置を通過した車両についてのみ、大型車両であるかどうかを判定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、大型車両が交差点での信号待ち先頭車両になるのを抑制し、交差点における交通流率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施形態である信号制御装置が適用した道路網を示す概略図である。
【図２】信号制御装置の主要部の構成を示す図である。
【図３】信号制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】車両感知信号を示す図である。
【図５】サイクリック・フロー・プロファイルを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施形態である信号制御装置について説明する。
【００１７】
まず、最初に、この発明の実施形態にかかる信号制御装置を適用した道路網について説明する。図１は、この発明の実施形態である信号制御装置が適用した道路網を示す概略図である。交差点には、車両の進行方向毎に、信号機１０（図では、１つしか示していない。）が設置されている。信号制御装置１は、この交差点に設置されている各信号機１０の現示表示を制御する。また、交差点の流入リンクには、車両の通過を感知する感知器１１が設けられている。感知器１１は、感知位置に車両が存在しているかどうか（車両の有無）を示す車両感知信号を、接続されている信号制御装置１に入力する。感知器１１としては、金属感応型（ループ式、磁気式等）、固体感応型（超音波式、レーダ式等）等が公知である。
【００１８】
図２は、この信号制御装置の主要部の構成を示す図である。この信号制御装置１は、制御部２と、感知信号入力部３と、表示制御部４、記憶部５と、通信部６と、を備えている。信号制御装置１は、上述したように、交差点に設置されている各信号機１０の現示表示を制御する。ここでは、図１に示す流入リンクを走行している車両群の現示を主現示と言い、交差側の車両群の現示を交差側現示と言う。制御部２は、信号制御装置１本体各部の動作を制御する。
【００１９】
感知信号入力部３は、接続されている感知器１１から車両感知信号が入力される。車両感知信号は、感知位置における車両の有無を示す信号である。信号制御装置１は、この車両感知信号により、感知位置を通過した車両の台数等を得ることができる。表示制御部４は、交差点に設置されている各信号機１０の現示表示を制御する。記憶部５は、信号機１０の現示表示に用いる信号制御パラメータや、動作時に使用する各種データを記憶する。通信部６は、図示していない交通管制センタとの間におけるデータ通信を行う。
【００２０】
信号制御装置１は、トラックやバス等の大型車両が、交差点での信号待ち停止車両の先頭になった場合、交差点の交通流率が低下するので、交差点での信号待ち先頭車両が大型車両になるのを抑制する信号機１０の現示表示を制御する。交差点の交通流率の低下は、渋滞を発生させる大きな要因であることから、交差点での信号待ち先頭車両が大型車両になるのを抑制することにより、渋滞の発生が抑えられる。
【００２１】
なお、交差点での信号待ち先頭車両が大型車両になった場合に、交差点の交通流率が低下する原因は、大型車両が一般車両に比べて、発進時の加速性が悪い（加速度が小さい。）ことである。すなわち、交差点での信号待ち先頭車両が大型車両である場合、この大型車両が交差点を通過するときの速度が比較的低速度であることが原因である。
【００２２】
この信号制御装置１は、感知器１１の感知位置を通過した大型車両が、交差点での信号待ち先頭車両になるかどうかを判定し、先頭車両になると判定した場合に、現サイクルの主現示を延長し、この大型車両を交差点で停止させずに通過させる。すなわち、交差点での信号待ち先頭車両が大型車両になるのを抑制する。これにより、交差点における交通流率の低下を抑える。
【００２３】
以下、この信号制御装置１の動作について詳細に説明する。
【００２４】
図３は、この信号制御装置の動作を示すフローチャートである。信号制御装置１は、交差点に設置されている各信号機１０の現示表示を、設定されている信号制御パラメータに基づいて制御している。信号制御装置１は、信号機１０のサイクルの開始時に、図１に示す交差点の流入リンクにおける車両の平均速度を設定する（ｓ１）。ここで設定する平均速度は、前回までのサイクルで推定されている。この平均速度を推定する処理については、後述する。
【００２５】
信号制御装置１は、感知位置を車両が通過する毎に、その車両がトラックやバス等の大型車両であるかどうかを判定する（ｓ２、ｓ３）。車両感知信号は、図４に示すように、車両が感知位置を通過している間、車両の存在を示す。すなわち、車両感知信号が、時間的に連続して車両の存在を示している期間が１台の車両の通過を示し、また、この期間の長さが通過した車両の長さに比例する。信号制御装置１は、感知信号入力部３に入力されている車両感知信号を、例えば５０ｍｓｅｃ毎に検知し、時間的に連続して車両の存在を示している期間、およびその長さを計測する（検知パルスの数をカウントする。）。信号制御装置１は、カウントした検知パルス数、およびｓ１で設定した平均速度を用いて、今回感知位置を通過した車両の車長を算出する。車長は、
車長＝（今回カウントした検知パルス数）×（パルス間隔［ｓｅｃ］）×（車両の平均速度［ｍ／ｓｅｃ］）
により算出できる。
【００２６】
信号制御装置１は、ここで算出した車長が予め定めた長さ、例えば８ｍ、以上であれば、大型車両であると判定する。信号制御装置１は、ｓ３で大型車両であると判定すると、この大型車両が交差点に到達する到達予測時刻を算出する（ｓ４）。この到達予測時刻は、
到達予測時刻＝（感知位置における車両の感知時刻）
＋（感知位置と交差点の停止線との距離［ｍ］）／（車両の平均速度［ｍ／ｓｅｃ］）
により算出できる。
【００２７】
信号制御装置１は、現サイクルの主現示の終了時刻と、ｓ４で算出した到達予測時刻とに基づいて、今回検知した大型車両が、交差点における信号待ちの先頭車両になるかどうかを判定する（ｓ５）。ｓ５では、ｓ４で算出した到達予測時刻が、現サイクルの主現示の終了時刻よりも遅く、且つ、その時間差が予め定めた時間以内（例えば、２〜５秒以内）であれば、交差点における信号待ちの先頭車両になると判定する。
【００２８】
信号制御装置１は、ｓ５で今回検知した大型車両が交差点における信号待ちの先頭車両になると判定すると、現サイクルにおける主現示の終了タイミングを遅らせる延長処理を行う（ｓ６）。ｓ６では、現サイクルの主現示の終了時刻を、ｓ４で算出した到達予測時刻、またはこの到達予測時刻よりも１秒程度遅らせた時刻に設定する延長処理を行う。
【００２９】
これにより、交差点における信号待ちの先頭車両になると判定した大型車両を、停止させることなく、交差点を通過させることができる。すなわち、大型車両が交差点における信号待ちの先頭車両になるのを抑制できる。
【００３０】
なお、上述した処理で、大型処理を通過させるために、主現示の時間を延長した場合、この延長した時間だけ、次サイクルの時間を短縮し、周辺交差点とのオフセットを維持するのが好ましい。この場合、次サイクルの主現示の時間を延長した時間だけ短縮してもよいし、スプリットを維持して、主現示、および交差側現示で延長した時間を短縮してもよい。
【００３１】
次に、ｓ１で設定する車両の平均速度を推定する処理について説明する。ここでは、感知器１１の感知位置における交通流率により、この流入リンクにおける車両の平均速度を推定する。信号制御装置１は、信号機１０のサイクル毎に、感知器１１の感知位置における交通流率を計測する。感知器１１の感知位置における車両の通過台数は、感知器１１の車両感知信号によって計測できる。
【００３２】
また、信号制御装置１は、この交差点の流入リンクを走行している車両の速度が安定している期間において、感知器１１の感知位置における交通流率を計測する。すなわち、上述した占有率の計測と同様に、この交差点の流入リンクにおける車両群が信号待ちで停止している期間、停止状態から発進を開始した加速期間、さらには、走行状態から停止するための減速期間の車両感知信号を用いない。この車両感知信号を用いない期間は、信号機１０における主現示の開始タイミングを基準にして設定すればよい。
【００３３】
信号制御装置１は、上記計測期間において、感知器１１の感知位置を通過した車両の台数、および車両の存在を検知していた期間の検知パルス数をカウントする。信号制御装置１は、ここで計測した台数、および車両の存在を検知していた期間のパルス数を用いて、車両の平均速度を算出する。具体的には、
車両の平均速度＝（平均車長）／（（パルス間隔）×（検知パルス数の総和）／（通過した車両台数））
により算出する。
【００３４】
一般的な道路では、大型車両の混入率は、多くとも３０％程度であり、大半が自家用車等の一般車両である。このことから、感知器１１の感知位置を通過した車両の平均車長については、６ｍ程度に設定すればよい。
【００３５】
信号制御装置１は、上述したｓ１で、車両の平均速度を、前回のサイクルで推定された値に設定する。また、最近１０サイクルや、５サイクルで推定された車両の平均速度を設定する構成としてもよい。
【００３６】
この場合も、上述した占有率から車両の平均速度を推定する場合と同様に、光ビーコン用の車載機を搭載していないトラック等の大型車両も対象にした信号制御が行える。また、大型車両が交差点に到達する時刻の予測が、この流入リンクにおける交通状況に応じて行えるので、検知した大型車両が交差点を通過してから、現サイクルの主現示が終了するまでの時間が無駄に長くなるのを防止できる。
【００３７】
また、信号制御装置１は、サイクリック・フロー・プロファイルを作成し、交差点の流入リンクにおける車両の平均速度の推定する構成としてもよい。サイクリック・フロー・プロファイルは、信号機１０のサイクル開始タイミングを基準にした一定時間毎（例えば５秒毎）の交通流率を計測し、統計的に処理したものである。例えば、図６に示すように、信号機１０のサイクル開始タイミングを基準にした一定時間毎に、感知位置を通過した車両の台数、および検知パルス数を計数する。そして、この信号機１０のサイクル開始タイミングを基準にした一定時間毎に、感知位置を通過した車両の台数、および検知パルス数を、上記の計測結果に基づいて統計的に処理した値とするものである。例えば、信号機１０のサイクル開始タイミングを基準にした一定時間毎に、感知位置を通過した車両の台数、および検知パルス数を、過去１０サイクルの平均値とする。また、以下に示す指数平滑法で、信号機１０のサイクル開始タイミングを基準にした一定時間毎に、感知位置を通過した車両の台数、および検知パルス数を、求めてもよい。
【００３８】
指数平滑法では、
通過車両の台数＝今回通過を計測した台数×α＋現時点の台数×（１−α）
検知パルス数＝現時点の検知パルス数×β＋今回計測した検知パルス数×（１−β）
β＝α×（今回通過を計測した台数）／（現時点の台数）
により、感知位置を通過した車両の台数、および検知パルス数を、算出する。
【００３９】
なお、αは、平滑化係数であり、０＜α＜１である。αは、例えば、0.2である。また、βは、計測台数の重みを考慮した平滑化係数である。
【００４０】
上述の説明から明らかなように、このサイクリック・フロー・プロファイルでは、信号機１０のサイクル開始タイミングを基準にした一定時間毎に、車両の平均速度を得ることができる。また、感知器１１の感知位置を通過した直後に、通過した車両の平均速度を得ることができる。したがって、この車両が交差点に到達する到達予測時刻の算出精度を一層向上させることができる。
【００４１】
また、上記の説明では、感知位置を通過した全ての車両に対して、その車長を算出し、大型車両であるかどうかを推定するとしたが、交差点の流入リンクにおける車両の平均速度、および現サイクルにおける主現示の終了時刻が先に得られることから、交差点における信号待ちの先頭車両になると判定される車両についてのみ、その車長を算出し、大型車両であるかどうかを判定するようにしてもよい。言い換えれば、交差点における信号待ちの先頭車両にならない車両については、大型車両であるかどうかを判定しない構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１−信号制御装置
２−制御部
３−感知信号入力部
４−表示制御部
５−記憶部
１０−信号機
１１−感知器
【図１】
2010205205.tif 000003
【図２】
2010205205.tif 000004
【図３】
2010205205.tif 000005
【図４】
2010205205.tif 000006
【図５】
2010205205.tif 000007