(57)【要約】【課題】交互通行規制対象区間に設置される信号機において、両方向現示が赤となる時間を最低限に抑える。【解決手段】図の左から信号機２ａに接近する車両から第１の車載器ＩＤを読み出し、信号機２ａの現示を赤とする。次に図の左から信号機２ａに接近する車両から第２の車載器ＩＤを読み出し、第１の車載器ＩＤと比較する。両者が一致していれば、交互通行規制対象区間に車両が存在しないものとみなして信号機２ｂの現示を青にする。【選択図】図１
2006163593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順方向から特定区間に進入する車両が備える固有記号を検出する第１の固有記号検出手段と、
順方向へ特定区間から脱出する車両が備える固有記号を検出する第２の固有記号検出手段と、
第１の固有記号検出手段によって検出された固有記号と、第２の固有記号検出手段によって検出された固有記号とを比較する固有記号比較手段と、
第１の固有記号検出手段が固有記号を検出した時点で順方向の進入側において後続車両の進入を禁止するとともに、前記固有記号比較手段による比較の結果が一致であったときに、順方向の脱出側において前記車両とは逆方向からの車両の進入を許可する進入管理手段と
を備える、信号システム。
【請求項２】
前記進入管理手段が、前記固有記号の如何にかかわらず、第１の所定時間だけは進入側において車両の進入を許可するものであることを特徴とする、請求項１に記載の信号システム。
【請求項３】
前記第１の固有記号検出手段が、車両が備える固有記号を第２の所定時間にわたり検出できなかったときには、前記進入管理手段が順方向からの特定区間への進入と逆方向からの特定区間への進入を交互に許可する単純時差式制御を行うことを特徴とする、請求項１もしくは２に記載の信号システム。
【請求項４】
前記進入管理手段が前記単純時差式制御を行っているときに前記第１の固有記号検出手段が前記固有記号を検出したときには、前記第２の固有記号検出手段が前記固有記号を検出したところで固有記号比較手段が前記比較を行い、前記固有記号比較手段による比較の結果が一致であったときに、前記進入管理手段が順方向の脱出側において前記車両とは逆方向からの車両の進入を許可することを特徴とする、請求項３に記載の信号システム。
【請求項５】
前記固有記号として車載器ＩＤを用いることを特徴とする、上記各請求項いずれかに記載の信号システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号機、特に道路工事などで片側交互通行の規制が必要な個所に設置される信号機に適用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路工事などで臨時に片側交互通行の規制が必要な個所には、交互に青色表示になる専用の信号機を設置して、片方向ずつ車両の通行を交互に許可していた。
ここで、まず各方向の青色表示時間、すなわち進入許可の時間は、どちらの方向でも同じ長さの時間、というのが一般的であった。また、片側交互通行が必要な個所を車両が通過し終えるには、距離と速度に応じた或る程度の時間を要するため、この時間に若干の余裕を加えた長さの時間だけは、両方向が赤色表示、すなわち進入禁止になっていた。
【特許文献１】特開２０００−２０８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、両方向を赤色表示とする時間は、交通流をスムーズにする目的のためには、言うまでもなく可能な限り短い方が良い。そのためには、上記の余裕時間を短縮することが、考えられる。しかし、現実には道路環境もそこを通行する車両も千差万別であり、余裕時間の短縮は容易ではない。
しかも、実際の交通流は決して単純なものではなく、方向によって通過車両の数が極端に偏ったり、さらにその偏りが時間帯によって逆転したりすることも、日常的に体験されることである。このような環境において、信号現示の時間を、たとえば青色表示の時間を双方向で同じとするように単純に定めることは、きわめて非効率的と言わざるを得ない。
【０００４】
もちろん、信号でなく交通整理員を該当区間の両端に配置し、この交通整理員が相互に連絡を取り合いながら車両の進入を許可したり禁止したりすることもある。このような手法を用いれば、一方の整理員が最後に通行を許可した車両の特徴やナンバープレートなどを確認してもう一方の整理員に通知し、通知を受けた側の整理員は当該車両が該当区間から脱出したことを確認した時点で逆方向の車両の進入を許可するので、該当区間内で両方向の車両が鉢合わせになる危険は無いし、また上記の非効率は大きく改善される。だが、このような人手に頼る手法は、山間部、深夜、年末年始などには常に採用可能とは限らないし、また人手に依存するために、劣悪な労働環境や高い人件費など、道路管理者が採用に二の足を踏む事情も少なくない。
【０００５】
そこで本発明では、無人で動作する片側交互通行規制用の信号システムでありながら、人手による交通整理と同程度の道路利用効率を実現する、利便性に優れた信号システムを提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために本発明においては、片側交互通行規制の対象区間の端に設置される信号機に、個別の車両に特有の情報を読み取る手段と、読み取った情報を反対側の信号機に通知する手段と、反対側の信号機から通知された情報を自信号機で読み取った情報と比較する手段と、比較結果に応じて信号現示を変更する手段とを設けたものである。
【発明の効果】
【０００７】
上記の手段を採用することにより、本発明においては、片側交互通行規制の対象区間を或る方向へ向けて通過しようとする車両が対象区間から脱出したと同時に、逆方向から対象区間への車両の進入を許可できる無人の信号機システムを構築できる。これにより、従来は或る程度余裕を見込む必要があった両方向赤色現示の時間を最低限にまで削減でき、従来の信号機システムと比べて道路の利用効率を飛躍的に向上させることを、人手に依存することなく実現できる。しかも、時間当たり交通量の急激な変化や通過方向による通過台数の極端な偏りなどにも自動的に対処でき、道路の利用効率の低下を未然に且つ効果的に防げる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の最良と思われる実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１に、本発明のシステム構成の概観を示す。図１において、１はコントローラ、２ａならびに２ｂは信号機、３ａならびに３ｂはＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication  狭域通信）用の路側無線機を内蔵したアンテナ、４ａならびに４ｂは車両検知センサである。コントローラ１を除く構成要件は、すべて電気的にコントローラ１に接続されている。コントローラ１はアンテナ３ａないし３ｂが受信した信号を受け取ることができ、また信号機２ａならびに２ｂの信号現示を制御することができる。
【００１０】
信号機２ａならびに２ｂは、交互通行規制対象区間の両端付近に、それぞれ設置される。これら信号機２ａならびに２ｂは、コントローラ１の制御下で、停止あるいは進入許可の信号現示を行う。アンテナ３ａおよび車両検出センサ４ａは信号機２ａに、アンテナ３ｂおよび車両検出センサ４ｂは信号機２ｂに、それぞれ付随するような格好で設置されている。なお、信号現示方向は、信号機２ａ、２ｂのいずれも、図から明らかなように交互通行規制対象区間に進入しようとする車輌から視認容易な向きとなっている。
【００１１】
図２に、コントローラ１の構造の概要を示す。図２において、１１ａないし１１ｂは通信処理部である。
通信処理部１１ａはアンテナ３ａに、通信処理部１１ｂはアンテナ３ｂに、それぞれ接続されており、各アンテナを介して後述するＥＴＣ車載器との通信を行い、電文内容を後述する制御部１６において処理可能な信号に変換する。
【００１２】
１２は車載器ＩＤ抽出部である。通信処理部１１ａないし１１ｂの出力信号から、車載器ＩＤ（一例として、Wireless Call Number）を取り出して、後述する車載器ＩＤ記憶メモリに転送して記憶させる。ここで、車載器ＩＤは個別の車載器ごとに特定の値を採るものとし、車載器ＩＤを以って個別の車両を特定できるものとする。１３はタイマである。後述する処理のために計時を行う。１４ａならびに１４ｂは車載器ＩＤ記憶メモリである。この車載器ＩＤ記憶メモリ１４ａならびに１４ｂは、車両が対象区間に進入する際と対象区間から脱出する際に、それぞれ後述する車載器から送られてきた車載器ＩＤを、一時記憶する。
１５は車載器ＩＤ比較部である。後述するように、車載器ＩＤ記憶メモリ１４ａならびに１４ｂに記憶された２つの車載器ＩＤを比較して、両者が一致するか否かを判断する。１６は制御部である。後述するように、コントローラ１全体の動作を制御する。１７ａならびに１７ｂは信号現示制御部である。制御部１６の制御の下で、信号機２ａならびに信号機２ｂに対して、信号現示のための信号を生成して送出する。
【００１３】
次に、図３を用いて、本実施例のシステムの動作を、時間を追って説明する。また、図３における時系列と関連付けて、図４、図５、ならびに他の図面の内容も、適宜引用して説明する。
図３において、５は道路上を走行する車両を示す。この車両５には、アンテナ３ａならびに３ｂに対して車載器ＩＤを含む無線信号を送出可能な車載器（図示せず）を搭載している。このような車載器としては、本発明の出願時点で既に実用化されているＥＴＣ、すなわち自動料金収受システムに用いられる車載器（以下、これを単にＥＴＣ車載器と称する）などが、考えられる。本例では、以下、車載器の例としてＥＴＣ車載器を用いて説明する。
また、図３において、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の順で、時間が経過していくものとする。
【００１４】
まず、図３（ａ）において、図における左から右へ（以下、この方向を順方向と称し、右から左への方向を逆方向と称する）、片側交互通行規制の対象区間への車両の進入を許可する信号現示になっている状態を想定する。ここで、逆方向の車両の進入は信号現示によって禁止されている。この状態で、ＥＴＣ車載器を搭載した車両５が対象区間へ進入し、この車両５が対象区間から脱出した時点で、信号機２ａの現示を順方向の進入を許可する表示から逆方向の進入を許可する表示に切り替える過程について、説明する。
【００１５】
図３（ａ）に示すように、ＥＴＣ車載器を搭載した車両５が信号機２ａの傍を通過する。このとき、図４に示すステップＳ１において、コントローラ１からアンテナ３ａを介して、質問信号をＤＳＲＣ通信の電波に載せて送信している。この質問信号は、常時送信の形態でも良いし、または車輌検知器４ａが車輌５の通過を検知したときに送信するようにしても良い。この電波を、車両５に搭載されたＥＴＣ車載器が受信すると、ＥＴＣ車載器は質問信号を検出し、これに対する応答として、車載器ＩＤを含む無線信号を電波に載せて送信する。
【００１６】
この電波をアンテナ３ａを介してコントローラ１が受信すると、図４に示すステップＳ２において、通信処理部１１ａが無線信号を内部処理可能な形式に変換して、制御部１６に送る。制御部１６では、受け取った信号を車載器ＩＤ抽出部１２に転送する。車載器ＩＤ抽出部１２では、ステップＳ３において、転送されてきた信号から車載器ＩＤを取り出し、制御部１６に送り返す。制御部１６では、ステップＳ４において、送り返されてきた車載器ＩＤを車載器ＩＤ記憶メモリ１４ａに記憶させる。このとき、制御部１６がステップＳ５において、タイマ１３で計時を開始する。
【００１７】
次いで、制御部１６がステップＳ６において、信号現示制御部１７ａを介して信号機２ａの現示を進入許可を示す青から進入禁止を示す赤に切り替える。
【００１８】
その後、車両５が図３（ｂ）に示すように対象区間を走行して、図３（ｃ）に示すように信号２ｂの傍を通過する。このとき、図４に示すステップＳ７において、コントローラ１からアンテナ３ｂを介して、質問信号をＤＳＲＣ通信の電波に載せて送信している。この質問信号も、常時送信の形態でも良いし、または車輌検知器４ｂが車輌５の通過を検知したときに送信するようにしても良い。この電波を、車両５に搭載されたＥＴＣ車載器が受信すると、ＥＴＣ車載器は質問信号を検出し、これに対する応答として、車載器ＩＤを含む無線信号を電波に載せて送信する。
【００１９】
この電波をアンテナ３ｂを介してコントローラ１が受信すると、図４に示すステップＳ８において、通信処理部１１ｂが無線信号を内部処理可能な形式に変換して、制御部１６に送る。制御部１６では、受け取った信号を車載器ＩＤ抽出部１２に転送する。車載器ＩＤ抽出部１２では、ステップＳ９において、転送されてきた信号から車載器ＩＤを取り出し、制御部１６に送り返す。制御部１６では、ステップＳ１０において、送り返されてきた車載器ＩＤを車載器ＩＤ記憶メモリ１４ｂに記憶させる。
【００２０】
その後、制御部１６が車載器ＩＤ記憶メモリ１４ａならびに１４ｂから、ステップＳ１１において、それぞれに記憶された２つの車載器ＩＤを読み出して車載器ＩＤ比較部１５へ送る。車載器ＩＤ比較部１５ではこれら２つの車載器ＩＤを比較し、両者が一致するか否かを判断して、判断の結果を制御部１６へ送り返す。車載器ＩＤはＥＴＣ車載器ごとに固有の値を持つので、両者が一致すれば、信号機２ａの現示が青から赤に切り替わる寸前に対象区間に進入した車両５が、対象区間を脱出した、ということになる。当該車両５以降に、順方向の後続車両は対象区間に進入していないはずだから、対象区間には車両が存在しない、と判断される。
【００２１】
そこで、制御部１６がステップＳ１２において、タイマ１３を参照してステップＳ５の計時開始から所定時間を経過したか否かを判断する。このステップＳ１２で時間の経過をチェックするのは、現示が頻繁に切り替わるのを防ぐ目的である。たとえば、順方向、逆方向ともにＥＴＣ車載器を搭載した車両ばかりが連続して進入する状態では、ステップＳ１２の処理を行わないと、車両が１台通過する毎に信号機の現示が入れ替わり、結果として順方向、逆方向を交互に１台ずつ通過させることになる。
【００２２】
ただし、上記の処理過程では、アンテナ３ａならびに３ｂが車両５からの応答の無線信号を受信したときに、その車両５が順方向から接近したものか、あるいは逆方向から接近したものかについては、コントローラ１では区別していない。このような場合、特にアンテナ３ａならびに３ｂからの質問信号が常時送信であるような場合には、たとえば車両がアンテナ３ａの傍を通過する以前に、アンテナ３ｂが車両５からの応答を受信するようなケースも、考えられなくはない。たとえば、道路沿いに電波を強く反射する物体が存在するような場合が、これに該当する。
【００２３】
そこで、たとえば前述の車両検知センサ４ａならびに４ｂが車両５の存在を検知した際に、車両検知の信号をコントローラ１に向けて送信し、コントローラ１では車両検知センサ４ａならびに４ｂが車両５の存在を検知した時刻を記憶するようにしてもよい。このようにすれば、車両検知センサ４ａならびに４ｂが検知した車両と実際に応答の信号を送信した車両とを、時刻を基準として対応づけることは、ＥＴＣ車載器を搭載していない車両の存在を考慮しても可能と思われるので、車両検知センサ４ａあるいは４ｂのいずれが実際に応答の信号を送信した車両を検知したかを、コントローラ１において判断するように構成すれば、車両の走行方向を比較的容易に特定でき、システムが誤動作する危険性を減らせる。
【００２４】
また、ＤＳＲＣの通信可能距離が短いことを考慮すると、アンテナ３ａならびに３ｂがそれぞれ車両５からの応答を受信する順序は、車両５の走行方向を正しく反映しているものと考えて差し支えない。そこで別のやり方として、車両検知センサ４ａならびに４ｂが車両５の存在を検知した時刻に代えて、コントローラ１が車両５からの応答の信号を受信した時刻を用いるようにしてもよい。
【００２５】
但し上述の説明のような状態では、対象区間内には常に１台の車両しか存在しないことになり、道路の利用効率が低い。この状態を予防するために、ステップＳ１２の処理で信号が青色現示になる時間を或る程度連続して設け、その間に片方向に複数台の車両をまとめて通過させるようにする狙いである。このステップＳ１２でチェックする所定時間としては、状況に依存するものの、たとえば最大で３分程度が適切であろうと思われる。一般には、交通量の多い道路ほど、この時間を長めに設定することが望ましい。
所定時間を経過していれば、制御部１６がステップＳ１３において、図３（ｄ）に示すように信号現示制御部１７ｂを介して信号機２ｂの現示を進入禁止を示す赤から進入許可を示す青に切り替える。
【００２６】
以上、車両５が順方向から対象区間に進入する場合の信号現示の制御について説明したが、車両５が逆方向から対象区間に進入する場合にも、順方向と逆方向を入れ替えるだけで、同様の制御により対処可能である。この場合については、当業者にとっては上記の説明から容易に理解可能と思われるため、詳細な説明については割愛する。
【００２７】
以上に、信号現示を切り替える過程について説明したが、このシステムを現実の道路工事個所などに設置して運用する際には、なお若干の工夫を追加することが望ましい。そこで、かかる工夫について、以下に追記する。
【００２８】
上記の実施例では、ＥＴＣ車載器を搭載した車両が片側交互通行規制の対象区間を通過することを前提として説明したが、実際にはＥＴＣ車載器を搭載していない、いわゆる非ＥＴＣ車両の数も少なくない。そこで、通過する車両が偶々非ＥＴＣ車両ばかりであり、上記の過程での現示切り替えを行えない場合に備えて、単純時差式制御の機能を追加することが、考えられる。
この単純時差式制御の機能は、一定時間ごとに信号の現示を切り替え、順方向と逆方向とを相互に進入許可するもので、基本的な考え方としては、従来の交互通行用信号機と同じである。
【００２９】
この場合、非ＥＴＣ車両が片側交互通行規制の対象区間に存在するか否かは、上述の車載器ＩＤを用いた手法では検出不可能である。そこで、この単純時差式制御を行うときに限っては、本実施例のシステムにおいても、片側交互通行が必要な個所を車両が通過し終えるために必要な時間に若干の余裕を加えた長さの時間だけは、両方向を赤色表示、すなわち進入禁止とすることが必要である。
【００３０】
具体的には、図４に示したフローチャートの一部を、図５のように変更することになる。
図５において、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３は、それぞれ図４と全く同じである。また、ステップＳ３より後については図５には示していないが、図４における該当部分と全く同じである。
図５において、ステップＳ２においてＥＴＣ車載器を搭載した車両からの車載器ＩＤを受信しないままステップＳ２ａにおいて所定時間、たとえば約１分を経過すると、タイマ１３における計時の結果、制御部１６においてタイムアウトとみなしてステップＳ２ｂで単純時差式制御に制御を変更する。一旦単純時差式制御に制御を変更したのちにも、適宜ステップＳ１に戻って上記の車載器ＩＤ受信に基づく制御に戻るようにすることが望ましい。
【００３１】
ここで、ステップＳ２ｂからステップＳ１に戻るための条件としては、ステップＳ２ｂの単純時差式制御への変更から所定時間を経過することとしてもよいし、またステップＳ２ｂ以降で単純時差式制御を行っている間にも、並行してステップＳ１以降の処理を行うようにしてもよい。後者の場合には、ＥＴＣ車載器を搭載した車両から車載器ＩＤを受信すると、即時ステップＳ２において上記の車載器ＩＤ受信に基づく制御に戻ることになる。
【００３２】
なお、上記の実施形態の説明においては、ＥＴＣ車載器を搭載した車両が対象区間に接近したときに信号機２ａが青色現示であることを前提に説明したが、実際に何時もこのような状態とは限らず、ＥＴＣ車載器を搭載した車両が対象区間に接近したときに信号機２ａが赤色現示、という事態も起こり得る。
この状態では、反対側の信号機２ｂが青色現示なので、上記の実施形態に基づけば、上記の過程を経て信号機２ａが青色現示に変わることになる。そののち上記の処理が実行される。
【００３３】
ただし、対象区間の逆方向の交通量が少ない場合には、図３（ａ）に示すような状態で信号機２ａが赤色現示であった場合には、図４のステップＳ２において応答信号を受信した際に、まず信号機２ｂを青色現示から赤色現示に切り替え、そののち所定の時間を経て信号機２ａを赤色現示から青色現示に切り替えるようにして、待ち時間の削減を図ることも考えられる。ここでいう所定の時間は、両方向の信号現示を赤色とすべき時間であり、この時間の長さについては、上記の単純時差式制御の場合と同じにすれば良い。
【００３４】
ここで、特に対象区間の逆方向の交通量が少ない場合としたのは、上記のようにして順方向の車両の待ち時間を少なくしても、逆方向の車両の通行に与える悪影響が少ない場合の例としてである。もちろん、このような制御を順方向もしくは逆方向のいずれか片方向のみについて行う形態だけでなく、たとえば午前中は順方向優先、午後には逆方向優先、というように、優先対象となる方向を入れ替えることも可能である。
【００３５】
さらに、このシステムを応用した交通渋滞の検出も、考えられる。
渋滞検出のための具体的な条件設定としては種々考えられるが、たとえば
１．ＥＴＣ車載器を搭載した車両が対象区間を通過するために、通常よりも長い時間を要する
２．１．の現象が、連続した複数の車両についてみられる
ことが、考えられる。このような条件に基づく検出動作については、当業者には容易に想到可能と思われるため、詳細な説明については省略する。また言うまでもなく、これは検出条件設定の一例であり、他の適切な検出条件設定を本発明の範囲から排除するものではない。
このように設定された条件の下で交通渋滞が検出された場合には、たとえば無線通信を介して道路管理者に対して渋滞情報を提供してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、道路工事などにより片側交互通行の規制を実施する区間に設置される信号機に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ハードウェア構成
【図２】コントローラの内部
【図３】車両の通過過程
【図４】コントローラの動作フローチャート
【図５】単純時差式制御を加えた動作フローチャート
【符号の説明】
【００３８】
１  コントローラ
２ａ  信号機
２ｂ  信号機
３ａ  路側無線機を内蔵したアンテナ
３ｂ  路側無線機を内蔵したアンテナ
４ａ  車両検知センサ
４ｂ  車両検知センサ
５    車両
１１ａ  アンテナ３ａとの通信処理部
１１ｂ  アンテナ３ｂとの通信処理部
１１ｃ  アンテナ３ｃとの通信処理部
１１ｄ  アンテナ３ｄとの通信処理部
１２    車載器ＩＤ抽出部
１３    タイマ（車載器ＩＤ更新タイムアウト監視用）
１４ａ  ２ａ側車載器ＩＤ記憶メモリ
１４ｂ  ２ｂ側車載器ＩＤ記憶メモリ
１５    車載器ＩＤ比較部
１６    制御部
１７ａ  ２ａ側信号現示制御部
１７ｂ  ２ｂ側信号現示制御部
【図１】
2006163593.tif 000003
【図２】
2006163593.tif 000004
【図３】
2006163593.tif 000005
【図４】
2006163593.tif 000006
【図５】
2006163593.tif 000007