(57)【要約】【課題】  複数の車両によって伝播された各車両の車両情報を信号機に効率よく伝播し、その車両情報を利用して信号機の制御を行うことにより交通の円滑化および安全化を図る。【解決手段】  複数の車両が有する車両情報通信手段が信号機の設定された交差点へ進入走行中に他の車両からブロードキャストにより順次伝播された車両情報を受信し、この車両情報をブロードキャストし、信号制御機が有する信号制御手段が複数の車両の車両情報通信手段によりブロードキャストされた車両情報の中から車両情報が複数の車両を伝播したホップ数が一番大きい車両情報を選択し、この車両情報に基づいて信号機の信号点滅パターンデータを生成し、この信号点滅パターンデータを基に信号機の点滅制御をする【選択図】        図１
2008102738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号機の設定された交差点へ進入走行中に他の車両からブロードキャストにより順次伝播された車両情報を受信し、この車両情報をブロードキャストする車両情報通信手段を有する複数の車両と、
前記複数の車両の前記車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記車両情報の中から前記車両情報が複数の車両を伝播したホップ数が一番大きい車両情報を選択し、この車両情報に基づいて信号機の信号点滅パターンデータを生成し、この信号点滅パターンデータを基に信号機の点滅制御をする信号制御手段を有する信号制御機と、
を備えたことを特徴とする信号機制御方式。
【請求項２】
前記車両情報は、この車両情報を送信する車両の車両ＩＤと、前記ホップ数と、この車両の進行方向を示す進行ベクトルと、により構成され、
前記車両情報通信手段は、前記車両情報を受信したときに前記車両情報に含まれた前記車両ＩＤを基に一定時間内に同一車両から同一の車両情報を受信していないか判断する第１の車両情報解析手段と、前記車両情報解析手段により同一の車両情報を受信していないと判断されたときに前記車両情報をブロードキャストする無線通信手段と、を備え、
前記信号制御手段は、前記無線通信手段によりブロードキャストされた前記車両情報を蓄積する車両情報蓄積手段と、前記車両情報蓄積手段に蓄積された前記車両情報の中から前記ホップ数が一番大きい車両情報を選択する第２の車両情報解析手段と、前記第２の車両情報解析手段により選択された車両情報に含まれた前記進行ベクトルに対応する信号機とこの信号機の対面信号機との信号点滅パターンデータを生成する信号点滅パターン生成手段と、前記信号点滅パターン生成手段により生成された前記信号点滅パターンデータに基づいて信号機の点滅制御をする信号点滅制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の信号機制御方式。
【請求項３】
前記第１の車両情報解析手段は、前記車両情報を受信しないときには自車両の状態から車両情報を生成し、
前記無線通信手段は、前記第１の車両情報解析手段により生成された前記車両情報をブロードキャストすることを特徴とする請求項２記載の信号機制御方式。
【請求項４】
前記車両情報は、この車両情報を作成した時点での車両の位置情報が付加され、
前記第１の車両情報解析手段は、前記車両情報を受信したときに前記車両情報に含まれた前記進行ベクトルと前記位置情報とに基づいてこの車両情報が後方の他の車両から伝播されたか否か判断し、後方の他の車両から伝播された場合にはこの車両情報に自車両の車両ＩＤと自車両の進行ベクトルと自車両の位置情報とを付加し、前記ホップ数をインクリメントした車両情報を生成し、
前記無線通信手段は、前記第１の車両情報解析手段により生成された前記車両情報をブロードキャストすることを特徴とする請求項２記載の信号機制御方式。
【請求項５】
前記車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記車両情報は、車両のウインカー情報が付加され、
前記信号制御手段は、前記車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記車両情報の前記ウインカー情報に基づいて交差点での右折待機車両台数を把握し、この右折待機車両に対応する信号機の信号点滅パターンデータを生成し、この信号点滅パターンデータに基づいて信号機の点滅制御をする請求項１記載の信号機制御方式。
【請求項６】
前記車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記車両情報は、カーナビゲーションシステムの現在地から目的地までの経路情報が付加され、
前記信号制御手段は、前記車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記車両情報の前記経路情報に基づいて交差点での同一進行方向への進行の多い車両を把握し、この車両に対応する信号機の信号点滅パターンデータを生成し、この信号点滅パターンデータに基づいて信号機の点滅制御をする請求項１記載の信号機制御方式。
【請求項７】
信号機の設定されていない交差点へ進入走行中に車両の進行方向を示す進行ベクトルを含む車両情報をブロードキャストする第１の車両情報通信手段を有する第１の車両と、
前記第1の車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記車両情報を受信し、この車両情報をブロードキャストする第２の車両情報通信手段を有する複数の車両と、
前記第２の車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記車両情報に基づいて信号機の信号点滅パターンデータを生成し、この信号点滅パターンデータを基に信号機の点滅制御をする信号制御手段を有する信号制御機と、
を備えたことを特徴とする信号機制御方式。
【請求項８】
他の車両からブロードキャストにより順次伝播された信号機の信号点滅パターンデータが自車の進行ベクトルと同一方向か否か確認し、同一方向の場合には他の車両からブロードキャストにより順次伝播された前記信号点滅パターンデータをブロードキャストする車両情報通信手段を有する複数の車両と、
前記複数の車両の前記車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記信号点滅パターンデータに基づいて自らが制御する信号機の点滅パターンを生成し、この点滅パターンを基に信号機の点滅制御をする信号制御手段を有する信号制御機と、
を備えたことを特徴とする信号機制御方式。
【請求項９】
前記他の車両からブロードキャストにより順次伝播された前記信号点滅パターンデータは、信号機の点灯時間を含み、
前記信号制御手段は、前記複数の車両の前記車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記信号点滅パターンデータの前記点灯時間に基づいてどの方角への交通が一番混雑しているかの混雑情報を把握し、この混雑情報を基に信号機の点滅制御をすることを特徴とする請求項８記載の信号機制御方式。
【請求項１０】
複数の車両からブロードキャストにより順次伝播された車両情報を基に信号機の点滅制御をする信号制御手段と、前記複数の車両に搭載された車両情報通信手段とにより構成された信号機制御方式による信号機制御方法であって、
前記車両情報通信手段は、信号機の設定された交差点へ進入走行中に他の車両からブロードキャストによって伝播された車両情報を受信する受信ステップと、この車両情報をブロードキャストするブロードキャストステップと、を備え、
前記信号制御手段は、前記車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記車両情報の中から前記車両情報が複数の車両を伝播したホップ数が一番大きい車両情報を選択する選択ステップと、この車両情報に基づいて信号機の信号点滅パターンデータを生成する生成ステップと、この信号点滅パターンデータを基に信号機の点滅制御をする制御ステップと、を備えたことを特徴とする信号機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車車間通信を利用して信号機の制御を行う信号機制御方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
交通渋滞は一般的に交差点における交通容量の低下によって生じる。この交通容量の低下の防止および交差点における事故防止のため信号機を導入し、交差する車同士の走行を支援している。また、この信号機を最適制御することで慢性的な渋滞を回避することが可能である。
例えばＰＴＰＳ（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｓｙｓｔｅｍ:公共車両優先システム）は、バスなどの公共車両の優先走行を支援するシステムとして導入されている。このシステムは図１３に示すような構成をとっており、バスなどの公共車両1に車載通信装置を用意し、路側に設置した車両感知装置１０１を通過する際に車両情報を車載通信装置から送信する。
【０００３】
受信したバスの車両情報は車両感知装置から信号制御機１０２ａに転送され、さらに信号制御機１０２ａと接続された交通管制センター１０３へと送信される。交通管制センター１０３はバスの進行情報およびバスの通過地点を基に、バスの進行時刻を予測し、バスの進行方向に配置する信号機に対して信号制御を行う。この場合、交通管制センター１０３は信号制御機１０２ｂおよび信号制御機１０２ｃに対してバスの進行方向の信号に対して青信号の時間を長くするように信号制御情報を送信する。信号制御情報を受信した信号制御機１０２ｂは信号機１０４ｅおよび信号機１０４ｗの信号青点灯時間を信号機１０４ｎおよび信号機１０４ｓよりも長くなるように制御を行う。信号制御機１０２ｃについても同様の処理を行う。
これにより、バスの進行方向の信号機について青点灯時間が長くなり、バスの進行方向の交通を円滑化することが可能である。また、定期的な信号の制御と比較してバスの進行時間が短縮することが可能である。
【０００４】
また、車両感知機を利用した右折ポケットあり道路における信号制御について図１４に示す。車両感知装置１１１は直下の右折ポケットを通過する車の数を信号制御機１１２ａを介して交通管制センター１１３に送信する。交通管制センター１１３は右折ポケットに進入した車両数をカウントしている。そして、そのカウント数がある閾値を超えた時点で信号制御機１１２ｂに対してその交差点での信号機１１４ｎに対して青点灯あるいは右折補助信号点灯情報を送信する。これによって右折ポケットでの渋滞を解消することが可能である。
【０００５】
また、特許文献１では、周辺の車両と信号機がネットワークを構築することで、そのネットワークに接続された車両が信号機の情報を取得できる手法が提案されている。
特許文献２では、ベースステーションがその周辺の車両の情報を取得し、ベースステーション同士がネットワークに接続されており、各信号機が取得した車両情報を基に信号制御信号を無線通信によって信号機に送信することで信号機を制御する手法が提案されている。
特許文献３では、自車の車両情報を後方に伝播し、車両台数をインクリメントしながら伝播することによって車両のみで渋滞情報を取得する手法が提案されている。
また、特許文献４では、信号機が通過する車両の経路誘導情報を取得し、個々のカーナビゲーションに対して適切な示唆を与えたり、その経路情報に基づいて自信号機の制御を行う手法が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−４２５５号公報
【特許文献２】特開平０９−１９０５９７号公報
【特許文献３】特開平０５−２６６３９９号公報
【特許文献４】特開２００３−１５１０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＴＰＳを利用した信号制御の場合、渋滞状況は車両感知機を通過あるいは検知した車の状態を収集するものであって、車両感知機間の道路状況を把握することができないため、正確な渋滞情報を取得することが困難である。
また、正確な渋滞情報を取得するためには車両感知機を道路上に大量に設置する必要があるため、高コストとなる傾向がある。
一方、制御する信号機は交通管制センターと接続されていなければならず、すべての信号機を制御することを考えた場合、コストが膨大になるだけでなく、交通管制センターの信号制御負荷が膨大になる。
【０００７】
また、ブロードキャストによって単純に車両情報を伝播した場合、車両の増加に伴い転送頻度が高くなり車両の転送処理負荷が高くなるだけでなく、ブロードキャストストームのように通信容量の増加による輻輳が生じる傾向がある。
さらに、電波は同心円状に広がるため、進行方向とは無関係な方向に車両情報が伝播される可能性があり、車両や信号機は自身に無関係な情報を受信する可能性が高い。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、車両情報の送信制御を行うことによって各車両の車両情報を信号機に効率よく伝播し、その車両情報を利用して信号機の自律制御を行うことによって、交通の円滑化および安全化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る信号機制御方式は、信号機の設定された交差点へ進入走行中に他の車両からブロードキャストにより順次伝播された車両情報を受信し、この車両情報をブロードキャストする車両情報通信手段を有する複数の車両と、
前記複数の車両の前記車両情報通信手段によりブロードキャストされた前記車両情報の中から前記車両情報が複数の車両を伝播したホップ数が一番大きい車両情報を選択し、この車両情報に基づいて信号機の信号点滅パターンデータを生成し、この信号点滅パターンデータを基に信号機の点滅制御をする信号制御手段を有する信号制御機と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、複数の車両が有する車両情報通信手段が、信号機の設定された交差点へ進入走行中に他の車両からブロードキャストにより順次伝播された車両情報を受信し、この車両情報をブロードキャストし、信号制御機が有する信号制御手段が、ある一定の期間に複数の車両の車両情報通信手段によりブロードキャストされた複数の車両情報の中から車両情報が複数の車両を伝播したホップ数が一番大きい車両情報を選択し、この車両情報に基づいて信号機の信号点滅パターンデータを生成し、この信号点滅パターンデータを基に信号機の点滅制御をすることにより、交差点に進入する複数の車両によって伝播された各車両の車両情報を信号機に効率よく伝播することができ、信号機の自律制御を行うことができるので、交通の円滑化および安全化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の各車両が保持する車両情報通信装置の構成図である。図において、車両情報通信装置１０（車両情報通信手段）は、無線通信手段１１と車両情報解析手段１２と車両情報保存手段としての領域車両情報保存領域１３と信号点滅パターンデータ保存手段としての信号点滅パターンデータ保存領域１４と交通情報保存手段としての交通情報保存領域１５とにより構成されている。
【００１１】
無線通信手段１１は、自車の車両情報の送信や他車からの車両情報を受信、送信するための手段である。また、無線通信手段１１は、信号機から発信された信号点滅パターンデータやＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）などから送信された交通情報を受信・送信することが可能である。
車両情報解析手段１２は、他車から受信した車両情報を解析する手段である。
車両情報保存領域１３は、複数の他車から受信した車両情報を保存するためのデータ保存装置であり、ＨＤＤやフラッシュメモリのようなデータストレージを指す。
信号点滅パターンデータ保存領域１４は、複数の信号機から受信した信号点滅パターンデータを保存するためのデータストレージである。
交通情報保存領域１５は、ＶＩＣＳなどから送信された交通情報を保存するためのデータストレージである。
【００１２】
図２は、実施の形態１の各交差点における信号機群とこの信号機群の信号点滅制御を行うための信号制御装置（信号制御手段）との構成図である。図において、２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、・・・２０ｎ）は交通信号機で、信号制御装置３０に接続されており、各信号機の信号点滅間隔が制御されている信号機群である。
無線通信手段３１は、複数の車両からの車両情報を受信、送信するための手段である。また、無線通信手段３１は、自信号機が生成した、または他信号機から発信された信号点滅パターンデータやＶＩＣＳなどから送信された交通情報を受信・送信することが可能である。
車両情報解析手段３２は、複数の車両から受信した車両情報を解析する手段である。
信号点滅パターン生成手段３３は、車両情報解析手段３２による車両情報解析結果から、信号機２０ａ〜信号機２０ｎのそれぞれの信号点滅間隔を生成するための手段である。
【００１３】
信号点滅制御手段３４は、信号機２０ａ〜信号機２０ｎに有線で接続されており、信号点滅パターン生成手段３３で生成された信号点滅パターンを基にして各信号機の点滅を制御するための手段である。
車両情報保存領域３５は、車両情報保存手段であり、複数の車両から受信した車両情報を保存するためのデータ保存装置であり、ＨＤＤやフラッシュメモリのようなデータストレージを指す。
信号点滅パターンデータ保存領域３６は、信号点滅パターンデータ保存手段であり、領域自信号機が生成した、または他信号機から受信した信号点滅パターンデータを保存するためのデータストレージである。
交通情報保存領域３７は、交通情報保存手段であり、ＶＩＣＳなどから送信された交通情報を保存するためのデータストレージである。
【００１４】
図３は、実施の形態１において各車両が送信する車両情報の一例を示した図である。
時刻は、自車が車両情報を作成した時点での絶対時刻を指す。
車両ＩＤは、車両ナンバーのように、自車に付加されたユニークなＩＤを指す。
座標は、自車が車両情報を作成した時点での絶対座標を指し、緯度経度を表す。
進行ベクトルは、自車が車両情報を作成した時点での進行方向を指し、電子コンパス等で取得することが可能である。また、電子コンパスがない場合についても任意の時間間隔における座標差分によって進行方向を算出することが可能である。
進行速度は、自車が車両情報を作成した時点での進行速度を指す。
【００１５】
ホップ数は、本車両情報が伝播したホップ数であり、経由した台数を指す。この図の場合、この車両情報を受信するまでに３台経由したことを指す。また、本車両情報を伝播する場合、自車両を1ホップとしてインクリメントしてブロードキャストすることとする。
ウインカーは、自車が車両情報を作成した時点での進入予定方向を指し、各車両に付加されたウインカースイッチと連動しているものとする。
経路情報は、自車があらかじめ設定した目的地への経路情報を指す。ただし、公開範囲についてはプライバシー保護の観点から任意の範囲に変更することが可能である。例えば、現在地より周囲３００メートル以上の経路情報を削除して車両情報に付加することも可能である。
なお、各項目については各車両で任意に付加することが可能である。例えば、車両情報を送信する際にプライバシー保護のため経路情報を付加せずに送信することが可能である。
【００１６】
図４は、実施の形態１において各信号機が送信する信号点滅パターンデータの一例を示した図である。
時刻は、自信号機が信号点滅パターンデータを作成した時点での絶対時刻を指す。
信号機ＩＤは、製造番号のように、自信号機に割り振られたユニークなＩＤである。
座標は、自信号機が位置する絶対座標を指し、緯度経度を表す。
対象道路ベクトルは、自信号機が対象とする道路のベクトル情報を指し、信号機設置時にあらかじめ設定することとする。例えば図のようにＮ１１３°とすれば、Ｎ１１３°で進行する車両を対象とする信号機であるとする。
信号状態は、信号点滅パターンデータを作成した時点での自信号の状態とその状態になってからの経過時間を指す。
信号点滅パターンは、信号点滅パターンデータを作成した時点での自信号の信号の点滅パターンを指す。
【００１７】
本発明では、交通管制センターを利用せず、複数の車両による車両情報のブロードキャスト伝播を利用することによって信号機の制御を行うことが可能である。
図５は、車両情報伝播による信号機の自律制御の基本的な動作説明図である。
図において、４０ａ〜４０ｄは車両で、前記車両情報通信装置１０を保持し、車両や信号機とデータ通信が可能である。
４１ａ〜４１ｄは電波で、車両４０ａ〜車両４０ｄからそれぞれデータをブロードキャスト可能な範囲を指す。
４２ｎは信号機で、交差点北向き車両に対する交通信号機を指す。
４２ｓは信号機で、交差点南向き車両に対する交通信号機を指す。
４２ｅは信号機で、交差点東向き車両に対する交通信号機を指す。
４２ｗは信号機で、交差点西向き車両に対する交通信号機を指す。
４３は信号制御機で、信号制御装置３０を保持し、信号機４２ｎ、信号機４２ｓ、信号機４２ｅ、信号機４２ｗの信号点滅制御を行う。
【００１８】
次に、実施の形態１における、車両４０ａ〜車両４０ｄの車両情報通信装置１０の動作について説明する。
図６は、車両情報通信装置１０の動作手順を示すフローチャートである。
車両４０ａは、ある交差点に進入しようとしており、通常走行状態で走行していると仮定する（ステップＳ１）。交差点に進入するとともに減速し、低速走行が一定時間続くと（ステップＳ４）、この低速走行中に後方他車両からの車両情報を受信していないかどうかを確認する（ステップＳ５）。
【００１９】
ここで、後方かどうかの判断については車両情報に含まれている「座標」と「進行ベクトル」から判断することが可能である。また、ブロードキャストストームを防止するため、一定時間内に既に車両情報をブロードキャストしている場合は再び通常走行状態に戻るものとする。
このとき、車両４０ａのように後方の他車両からの車両情報受信がない場合は、車両情報通信装置１０の車両情報解析手段１２によって自車の状態から車両情報を生成し、車両情報保存領域１３に生成した車両情報を保存する（ステップＳ７）。そして、その車両情報を無線通信手段１１によって周囲の車両に対してブロードキャストする（ステップＳ８）。
【００２０】
一方、車両４０ａ〜車両４０ｄのように低速走行中に後方他車両から車両情報を受信した場合、車両情報に付加された車両ＩＤから、一定時間内に同一の車両から同一の車両情報を受信していないかを判断する（ステップＳ６）。
このとき、同一車両からの車両情報でなければ、他車の車両情報を車両情報保存領域１３に保存し（ステップＳ９）、伝播するためにその車両情報をブロードキャストする（ステップＳ１０）。ステップＳ８での自車の車両情報のブロードキャスト、あるいはステップＳ１０での他車の車両情報のブロードキャスト、が終了した時点で車両情報保存領域の内容をクリアし（ステップＳ１１）、ステップＳ１の通常走行状態に戻る。
上記の動作を繰り返すことによって、交差点における通信容量を急増させることなく、信号制御装置に対して車両情報を伝播することが可能となる。
【００２１】
次に、実施の形態１における、信号制御機４３内部の信号制御装置３０の動作について説明する。
図７は、信号制御装置３０の動作手順を示すフローチャートである。
まず、信号制御装置が待機状態にある（ステップＳ２１）。そして一定時間待機状態にあるとする。この一定時間とは信号機の無変化状態と考えるとよい。
この一定時間内に受信した車両情報を車両情報保存領域３５に蓄積している。このとき、ある一定時間内に車両情報を受信しなかった場合、信号点滅制御手段３４は信号機元来の信号点滅パターン情報を読み込む（ステップＳ２４）。
【００２２】
一方、一定時間内に車両情報を受信した場合、信号点滅パターン生成手段３３は車両情報保存領域３５に蓄積した車両情報の中からホップ数が一番大きい車両情報を選択し、その車両情報が指すベクトル方向に車が密集していると判断する（ステップＳ２５）。
次に、選択した車両情報から信号点滅パターンデータを作成する（ステップＳ２６）。例えば、選択した車両情報の進行ベクトルからその進行ベクトルに対応した信号機とその対面信号機について青点灯間隔を長くするなどの変更を行う。
【００２３】
上記の処理によって、信号点滅パターンデータを生成した後、その信号点滅パターンデータをもとに信号機の点滅の制御を信号点滅制御手段４３で行う（ステップＳ２７）。制御後は信号点滅パターンデータ保存領域３６をクリアし（ステップＳ２８）、ステップ２１の待機状態に戻る。
以上のように本実施の形態によれば、交差点に進入する複数の車両によって伝播された各車両の車両情報を信号機に効率よく伝播することにより、信号機の自律制御を行うことができるので、交通の円滑化および安全化を図ることが可能である。
【００２４】
実施の形態２．
実施の形態１では、車両情報の伝播による信号機の自律制御について説明したが、本実施の形態では、車両速度を利用した渋滞時の信号機制御について具体的に説明する。
交差点における渋滞の原因の一つとして、信号待ちによる渋滞がある。従来手法によって信号制御を行う場合、交通管制センターに接続された光ビーコンなどの車両感知装置によって車両数をカウントし、車両台数によって交通管制センターが交通管制センターに接続された信号機の制御を行う。この手法では、制御対象となる信号機は何らかの形で交通管制センターと接続されていなければならず、また、車両感知装置間の車両の状態を把握することが困難である。
【００２５】
本発明は、上記の問題を解決するためのもので、例えば、車両の速度を車両伝播閾値として車両情報を伝播し、前方信号機に通知・制御することで解決する。
例えば、図５に示すような状態で、車両４０ａが時速１０Ｋｍで交差点に進入しようとしていると仮定する。車両情報伝播条件として、渋滞の定義として利用される時速２０Ｋｍで一定期間走行している場合、車両４０ａは自車の車両情報を周囲にブロードキャストする。
ブロードキャストされた車両情報は、まず、車両４０ｂにて受信される。車両４０ｂでは受信した車両情報の進行方向ベクトルと位置情報（緯度経度を示す座標）を比較し、後方他車からの車両情報であれば、自車の情報を１台としてホップ数をインクリメントし、同様に周囲にブロードキャストする。
【００２６】
この時点で、電波範囲を考慮すると車両４０ａと車両４０ｃが車両情報を受信するが、位置情報、進行方向ベクトルを比較すると、車両４０ａは自車の前方の車両情報として、また、車両４０ｃは自車の後方の車両情報として認識することが可能である。そのため、車両４０ｃのみがその車両情報の伝播を行う。
以上の動作の繰り返しにより、最終的に車両４０ｄが信号制御機４３に対して車両情報を伝播する。車両情報を受信した信号制御機４３はその車両情報を基に低速車両が信号機４２ｅの前方に４台待機あるいは走行していることを認識し、状況に基づいた信号制御を行うことができる。
【００２７】
以上のように本実施の形態は、車両情報にこの車両情報を作成した時点での車両の位置情報が付加され、車両情報通信装置１０の車両情報解析手段１２は、前記車両情報を受信したときに車両情報に含まれた進行ベクトルと位置情報とに基づいてこの車両情報が後方の他の車両から伝播されたか否か判断し、後方の他の車両から伝播された場合にはこの車両情報に自車両の車両ＩＤと自車両の進行ベクトルと自車両の位置情報とを付加し、ホップ数をインクリメントした車両情報を生成し、無線通信手段１１は、車両情報解析手段１２により生成された車両情報をブロードキャストするようにしたものである。
以上のように本実施の形態によれば、車両感知装置が存在しない道路における交差点信号渋滞の解消をすることが可能である。
【００２８】
実施の形態３．
本実施の形態では、ウインカー情報を利用した右折信号渋滞時の信号機制御について具体的に説明する。
交差点には右折ポケットと呼ばれる、右折車両の待機レーンが存在する。ただし、交差点直前３０ｍ以内のポケットが多く、右折ポケットに停車した複数の車両の渋滞によって後方の左折あるいは直進車両に影響を与えることが多い。
本発明により、交差点の信号機を制御することにより、右折ポケットに待機した車両を円滑に処理することが可能である。
【００２９】
図８は、右折信号渋滞の解消時の動作説明図である。
図のように、右折ポケットにおいて車両５０ａ〜車両５０ｄが信号待ちをしており、その交差点に配置された信号機５２ｎ、信号機５２ｅ、信号機５２ｗを信号制御機５３が制御しているものとする。このとき、信号機５２ｎは右折補助信号機として補助信号機５２ｘを保持するものとする。
車両情報の伝播については、実施の形態２で説明したのと同様に行われる。
【００３０】
車両５０ａ〜車両５０ｄによって伝播された車両情報は信号制御機５３に伝播され、信号制御機５３は車両情報からウインカー情報および車両速度情報から周辺の交差点における待機車両台数およびそれらの状態について把握することが可能である。
この図の場合、信号機５２ｎの前方に右折ポケットで待機している車両が少なくとも４台あることが分かる。例えば、この右折ポケットの交通容量が４台とすると既に右折ポケットは交通容量限界であり、右折車両による渋滞が起こる可能性が高い。そのため、車両情報から信号制御機５３は信号機５２ｎの青点灯時間の延長と補助信号機５２ｘの右折青点灯時間の延長を行い、右折ポケットの交通容量を減らす。
【００３１】
以上のように本実施の形態は、車両情報通信装置１０がブロードキャストした車両情報には車両のウインカー情報が付加され、信号制御装置３０は車両情報通信装置１０がブロードキャストした車両情報のウインカー情報に基づいて交差点での右折待機車両台数を把握し、この右折待機車両に対応する信号機の信号点滅パターンデータを生成し、この信号点滅パターンデータに基づいて信号機の点滅制御をするようにしたものである。
【００３２】
以上のように本実施の形態によれば、右折ポケットにおける右折車両による渋滞を解消することにより、右折ポケットに待機した右折車両だけでなく、後続する車両の交通を円滑にすることが可能である。また、右折ポケットにおける車両のアイドリング時間を短縮することにより環境保全へ貢献することが可能である。
【００３３】
実施の形態４．
本実施の形態では、信号無し交差点における渋滞回避について具体的に説明する。
国道における信号無しの交差点では国道に進入予定の車両によって渋滞が起こっていることがある。
図９は、信号無し交差点での渋滞回避の説明図である。
図のように、車両６０ａ〜車両６０ｃが信号無し交差点において国道に進入するために待機しており、渋滞となっているとする。このとき、国道には東方向へ車両６０ｆ、車両６０ｇ、車両６０ｈが走行し、また、西方向へ車両６１ｄ、車両６１ｅが走行しているとする。このとき、車両６０ａ〜車両６０ｃが国道に侵入しやすいように信号制御機６４ａおよび信号制御機６４ｂが自律制御することにより国道の車両の通行を一旦止めることを考える。
【００３４】
車両６０ａ〜車両６０ｃは自車の位置情報およびウインカー情報をブロードキャストするとする。ここで、ブロードキャストする進行方向ベクトルについてはウインカーの情報とし、伝播を行う。例えば、車両６０ａが右折、車両６０ｂ、車両６０ｃが左折進入しようとしているとすると、車両６０ａの車両情報は車両６０ｅ、車両６０ｄを経由して信号制御機６４ａへ伝播させ、車両６０ｂ、車両６０ｃの車両情報は車両６０ｆ、車両６０ｇ、車両６０ｈを経由して信号制御機６４ｂへと伝わる。受信した車両情報はそれぞれの信号制御機６４によって解析され、それぞれ、信号機６２ｗと信号機６２ｅ、信号機６３ｗと信号機６３ｅの赤点灯時間を延長することで、国道の交通を一旦止め、進入車両６０ａ〜６０ｃを進入させることができる。
このとき、各信号制御機は進入台数および進入方向について把握することができ、その交通容量に従って自身に接続された信号機の点灯時間の調整を柔軟に行うことが可能である。
【００３５】
以上のように本実施の形態は、信号機の設定されていない交差点へ進入走行中に車両の進行方向を示す進行ベクトルを含む車両情報をブロードキャストする車両情報通信装置を有する第１の車両と、第１の車両の車両情報通信装置がブロードキャストした車両情報を受信し、この車両情報をブロードキャストする車両情報通信装置を有する複数の車両と、複数の車両の車両情報通信装置により順次伝播された車両情報に基づいて信号機の信号点滅パターンデータを生成し、この信号点滅パターンデータを基に信号機の点滅制御をする信号制御装置を有する信号制御機と、を備えた構成としたものである。
【００３６】
以上のように本実施の形態によれば、信号機のない交差点における渋滞を解消することが可能である。また、以下で説明する実施の形態６と組み合わせることにより、国道の交通をできるだけ妨げないように信号の点灯時間を調整することが可能である。
【００３７】
実施の形態５．
本実施の形態では、経路情報を利用した渋滞回避について具体的に説明する。
実施の形態３におけるウインカー情報の代替として、カーナビゲーションシステムにおける現在地から目的地までの経路情報を車両情報として信号制御機に伝播することで渋滞を回避することが可能である。
信号制御機は、自身が管理する交差点において、ある一定期間に複数の車両情報を受信したと仮定する。このとき、車両情報に上記経路情報が添付されていた場合、自交差点における車両の経路の集計を把握することが可能である。例えば、集計した結果、交差点を北向きに進む車両が一番多いとすれば、南北向きの信号機の青点灯時間を延長したり、西向き車両対象信号機の右折補助信号機の補助青点灯時間を延長したりすることにより、できるだけ北向きの車両を走行させるように制御することが可能である。
【００３８】
以上のように本実施の形態は、車両情報通信装置１０がブロードキャストした車両情報はカーナビゲーションシステムの現在地から目的地までの経路情報が付加され、信号制御装置３０は、車両情報通信装置１０がブロードキャストした車両情報の経路情報に基づいて交差点での同一進行方向への進行の多い車両を把握し、この車両に対応する信号機の信号点滅パターンデータを生成し、この信号点滅パターンデータに基づいて信号機の点滅制御をするようにしたものである。
以上のように本実施の形態によれば、経路情報を利用することにより、交差点におけるそれぞれの車両の進行方向を把握し、交差点での交通を円滑にすることが可能である。
【００３９】
実施の形態６．
本実施の形態では、交通管制センターを利用せず、複数の車両による信号点滅パターンデータのブロードキャスト伝播を利用することによって、直接通信できない信号機間の信号点滅制御を行う場合について説明する。
図１０は、信号点滅パターンデータ伝播による信号機間の信号点滅制御の動作説明図である。
図において、７０ａ〜７０ｃは車両で、前記車両情報通信装置を保持し、車両や信号機とデータ通信が可能である。
電波７１ａ〜電波７１ｃは電波で、車両７０ａ〜車両７０ｃからそれぞれデータをブロードキャスト可能な範囲を指す。
７２ｎ、７３ｎは信号機で、交差点北向き車両に対する交通信号機を指す。
７２ｓ、７３ｓは信号機で、交差点南向き車両に対する交通信号機を指す。
７２ｅ、７３ｅは信号機で、交差点東向き車両に対する交通信号機を指す。
７２ｗ、７３ｗは信号機で、交差点西向き車両に対する交通信号機を指す。
７４ａは信号制御機で、信号制御装置３０を保持し、信号機７２ｎ、信号機７２ｓ、信号機７２ｅ、信号機７２ｗの信号点滅制御を行う。
７４ｂは信号制御機で、信号制御装置３０を保持し、信号機７３ｎ、信号機７３ｓ、信号機７３ｅ、信号機７３ｗの信号点滅制御を行う。
【００４０】
次に、実施の形態６における、車両７０ａ〜車両７０ｃの車両情報通信装置１０の動作について説明する。
図１１は、車両情報通信装置１０の動作手順を示すフローチャートである。
まず、車両７０ａについて、通常走行状態にあるとする（ステップＳ３１）。通常走行時にある一定時間内に自車が信号点滅パターンデータを既にブロードキャストしたかどうかを確認する（ステップＳ３２）。
既にブロードキャスト済みであれば、自車の信号点滅パターンデータ保存領域をクリアし（ステップＳ３３）、通常走行状態に戻る。
【００４１】
もし、ステップ３２で一定時間内に信号点滅パターンデータをブロードキャストしていない場合は、受信した信号点滅パターンデータの対象道路ベクトルを参照し、自車の進行ベクトルと同一方向かどうかを確認する（ステップＳ３３）。
別方向であれば、信号点滅パターンデータ領域をクリアするが（ステップＳ３４）、同一方向であれば、その方向に信号点滅パターンデータを伝播するために信号点滅パターンデータを信号点滅パターンデータ領域に格納し（ステップＳ３５）、その信号点滅パターンデータをブロードキャストする（ステップＳ３６）。
車両７０ｂ、車両７０ｃについても同様の処理を行うことで、信号制御機７４ａから発信された信号点滅パターンデータは信号制御機７４ｂに伝播される。
【００４２】
次に、実施の形態６における、信号制御機７４内部の信号制御装置の動作について説明する。
図１２は、信号制御装置３０の動作手順を示すフローチャートである。
まず、信号制御装置３０が待機状態にある（ステップＳ４１）。そして一定時間待機状態にあるとする。この一定時間とは信号機の無変化状態と考えるとよい。
この一定時間内に、他信号点滅パターンデータを受信したかどうかを確認する（ステップＳ４３）。このとき、未受信の場合は、その信号機本来の固定の信号点滅パターンデータを読み込むか、あるいは実施の形態１によって生成した信号点滅パターンデータを読み込む（ステップＳ４４）。
【００４３】
一方、他信号機から信号点滅パターンデータを受信した場合は、受信した信号点滅パターンデータから自信号の点滅パターンを生成し、保存する（ステップＳ４５）。例えば、選択した信号点滅パターンデータの青信号の時間が長い場合、同方向の信号機の青信号の時間を長くするなどして、同一方向の車両の流れを円滑にするなどがある。
上記の処理によって、信号点滅パターンデータを生成した後、その信号点滅パターンデータをもとに信号機の点滅の制御を信号点滅制御手段で行う（ステップＳ４６）。制御後は信号点滅パターンデータ保存領域をクリアし（ステップＳ４７）、ステップ４１の待機状態に戻る。
【００４４】
以上のように本実施の形態は、他の車両からブロードキャストによって伝播された信号機の信号点滅パターンデータが自車の進行ベクトルと同一方向か否か確認し、同一方向の場合には他の車両からブロードキャストによって伝播された前記信号点滅パターンデータをブロードキャストする車両情報通信装置を有する複数の車両と、複数の車両の車両情報通信装置１０により順次ブロードキャストによって伝播された信号点滅パターンデータに基づいて自らが制御する信号機の点滅パターンを生成し、この点滅パターンを基に信号機の点滅制御をする信号制御装置３０を有する信号制御機と、を備えた構成としたものである。
以上のように本実施の形態によれば、交差点に進入する複数の車両によって伝播された他信号機の信号制御パターンデータを基に信号機の自律制御を行うことが可能である。
【００４５】
実施の形態７．
実施の形態６では、信号機間の信号点滅制御について説明したが、本実施の形態では、隣接する信号機間通信による広域交通制御について具体的に説明する。
従来は、交通管制センターを利用した広域交通制御が一般的である。この場合、対象となる信号機はすべて交通管制センターと接続する必要があり、導入コストが問題となる。
図１０に示すように、信号制御機７４ａは周囲の車両によって伝播された車両情報によって信号点滅の自律制御を行っていると仮定する。
ここで、信号制御機７４ａが生成した信号点滅パターンデータにおける各信号機の点灯時間を参照すれば、どの方角への交通が一番混雑しているかを把握することが可能である。
このとき、信号制御機７４ａが東西向きの青信号の点灯時間を南北方向のそれより長めに設定していると仮定する。
【００４６】
この信号点滅パターンデータが、車両７１ａ〜車両７１ｃを経由して信号制御機７４ｂに伝播したと仮定する。受信した信号制御機７４ｂはその信号点滅パターンデータより東西向きの青信号の点灯時間を長めに設定していることを認識し、自信号についても東西向きの信号の青信号点灯時間を延長することにより、東西方向の車両の交通を円滑にすることが可能である。
このとき、信号制御機７４ｂは、自身が複数の車両を経由して受信した車両情報についても同時に解析し、自身の交差点の交通と他信号点滅パターンによる広域交通制御をバランスよく行うことが可能である。
【００４７】
以上のように本実施の形態は、他の車両からブロードキャストによって伝播された前記信号点滅パターンデータは信号機の点灯時間を含み、信号制御装置３０は、複数の車両の車両情報通信装置１０により順次ブロードキャストによって伝播された信号点滅パターンデータの点灯時間に基づいて、どの方角への交通が一番混雑しているかの混雑情報を把握し、この混雑情報を基に信号機の点滅制御をするようにしたものである。
以上のように本実施の形態によれば、交通管制センターのインフラを利用することなく、信号同士がバランスよく信号の点灯間隔を制御することで広域交通制御を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態１の各車両が保持する車両情報通信装置の構成図。
【図２】実施の形態１の各交差点における信号機群と信号機群を制御する信号制御装置との構成図。
【図３】実施の形態１において各車両が送信する車両情報の一例を示した図。
【図４】実施の形態１において各信号機が送信する信号点滅パターンデータの一例を示した図。
【図５】実施の形態１における車両情報伝播による信号機の自律制御の基本的な動作説明図。
【図６】実施の形態１における車両情報通信装置１０の動作手順を示すフローチャート。
【図７】実施の形態１における信号制御装置３０の動作手順を示すフローチャート。
【図８】実施の形態３における右折信号渋滞の解消時の動作説明図。
【図９】実施の形態４における信号無し交差点での渋滞回避の説明図。
【図１０】実施の形態６における信号点滅パターンデータ伝播による信号機間の信号点滅制御の動作説明図。
【図１１】実施の形態６における車両情報通信装置１０の動作手順を示すフローチャート。
【図１２】実施の形態６における信号制御装置３０の動作手順を示すフローチャート。
【図１３】従来の公共車両優先システムの構成図。
【図１４】従来の車両感知機を利用した信号制御システムの構成図。
【符号の説明】
【００４９】
１０  車両情報通信装置、１１  無線通信手段、１２  車両情報解析手段、１３  車両情報保存領域、１４  信号点滅パターンデータ保存領域、１５  交通情報保存領域、２０  信号機、３０  信号制御装置、３１  無線通信手段、３２  車両情報解析手段、３３  信号点滅パターン生成手段、３４  信号点滅制御手段、３５  車両情報保存領域、３６  信号点滅パターンデータ保存領域、３７  交通情報保存領域、４０  車両、４１  電波、４２  信号機、４３  信号制御機、５０  車両、５１  電波、５２  信号機、５３  信号制御機、６０  車両、６１  電波、６２  信号機、６３  信号機、６４  信号制御機、７０  車両、７１  電波、７２  信号機、７３  信号機、７４  信号制御機、１０１  車両感知装置、１０２  信号制御機、１０３  交通管制センター、１０４  信号機、１０５  信号機、１１１  車両感知装置、１１２  信号制御機、１１３  交通管制センター、１１４  信号機、１１５  車両。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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