(57)【要約】【課題】重要交差点の幹線道路または従道路の一方が過飽和状態で他方が過飽和状態が解消されているときに生じる、過飽和状態が解消されている道路側の無駄青時間が抑えられ、且つ流入リンクの交通状況に応じて適正な信号灯器の制御が行える信号制御装置を提供する。【解決手段】信号制御装置１は、セグメント内の予め定められたボトルネックの交差点Ｂの流入リンクが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定する。交差点Ｂの流入リンクが過飽和状態であると判定すると、複数の信号制御パラメータ案毎に上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況について、一定時間先まで交通状況の変化をシミュレーションする。そして、重要交差点の幹線道路と従道路とにおける過飽和状態の解消時刻差が最小の信号制御パラメータ案を重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータに決定する。【選択図】図１
2008059615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメント内の交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御装置において、
予め定めた重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定する過飽和判定手段と、
上記過飽和判定手段が過飽和状態であると判定した場合、複数の信号制御パラメータ案毎に、上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一定時間先まで予測し、その予測結果に対する評価指標が最適であった信号制御パラメータ案を、この重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータとして決定する過飽和信号制御パラメータ決定手段と、を備え、
上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、一定時間先までに過飽和状態が解消される予測結果が得られた場合、重要交差点の幹線道路と従道路とにおける過飽和状態の解消時刻差が最小の信号制御パラメータ案を重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータに決定する、信号制御装置。
【請求項２】
上記重要交差点の流入リンクについて、捌け残り台数が予め定めた所定台数を超えているかどうかを検出する捌け残り台数検出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記捌け残り台数検出手段により検出された捌け残り台数が、予め定めた所定台数を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する請求項１に記載の信号制御装置。
【請求項３】
上記重要交差点の流入リンクについて、青時間利用率を検出する青時間利用率検出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記捌け残り台数検出手段により検出された捌け残り台数が予め定めた所定台数を超えており、且つ上記青時間利用率検出手段により検出された青時間利用率が予め定めた所定の値を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する請求項２に記載の信号制御装置。
【請求項４】
上記重要交差点の停止線上流の所定位置における車両の停止を検出する停止車両検出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記重要交差点に設置された信号灯器が赤信号に切り換わったときから、予め定めた所定時間内に、上記停止車両検出手段が上記停止線上流の所定位置における車両の停止を検出したとき、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する請求項１に記載の信号制御装置。
【請求項５】
セグメント内における交通状況を示すデマンド値を算出するデマンド値算出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記デマンド値算出手段が算出したデマンド値が予め定めた値を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する請求項１に記載の信号制御装置。
【請求項６】
上記過飽和判定手段が非飽和状態であると判定した場合、上記重要交差点における車両の到着予測情報を生成し、ここで生成した到着予測情報に基づいて、この重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する非飽和信号制御パラメータ決定手段を備えた請求項１〜５のいずれかに記載の信号制御装置。
【請求項７】
上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、セグメント内における交通状況に基づいて上記重要交差点を含む各交差点に対して、共通のサイクルを決定し、ここで決定したサイクルに基づいて交差点毎にオフセットを決定する機能、および重要交差点について先に決定したサイクル、オフセットでスプリットを異ならせた複数の信号制御パラメータ案を生成する機能、を有し、ここで生成した複数の信号制御パラメータ案毎に、上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一定時間先まで予測し、上記重要交差点のスプリットを決定する請求項１〜６のいずれかに記載の信号制御装置。
【請求項８】
上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、セグメント内の重要交差点以外の一般交差点毎に、セグメント内における交通状況に基づいて決定した共通のサイクルに基づいてスプリットを決定する請求項７に記載の信号制御装置。
【請求項９】
上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、重要交差点の流入リンクに対して上流の交差点から流入してくる車両の台数を、この交差点に対して予め定めた分岐率を用いて推定し、重要交差点の流入リンクに滞留している車両の台数の変化を予測する請求項１〜８のいずれかに記載の信号制御装置。
【請求項１０】
上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、複数の信号制御パラメータ案毎に予測結果から、重要交差点の幹線道路と従道路とにおける最大旅行時間、過飽和状態の解消時刻差、または総遅れ時間を評価指標として算出し、ここで算出した評価指標に基づいて重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する請求項１〜９いずれかに記載の信号制御装置。
【請求項１１】
上記過飽和信号制御パラメータ決定手段が重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定するときに使用する制御目標として、重要交差点における幹線道路と従道路とにおける最大旅行時間の均等化、幹線道路の最大旅行時間の最小化、または総遅れ時間の最小化のいずれかを指定する制御目標指定手段を備えた請求項１０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、セグメント内の各交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交差点に設置されている信号灯器を制御する、予測型の信号制御装置が提案されている（特許文献１、２参照）。予測型の信号制御装置は、交差点の流入リンクの上流に設置した車両感知器により検出した流入リンク上流における車両の通過情報を基に、交差点における車両の到着予測情報を生成する。例えば、ｎ秒毎に車両感知器の感知位置を通過した車両の台数を示す時系列情報を生成し、この時系列情報を車両感知器の感知位置から交差点までの車両の旅行時間だけシフトして、交差点における車両の到着予測情報を生成する。また、予測型の信号制御装置は、複数の信号制御パラメータ案を生成する。そして、ここで生成した信号制御パラメータ案毎に到着予測情報を用いて交差点における交通状況をシミュレーションし、青時間利用率、停止回数等の評価指標を算出する。信号制御装置は、ここで算出した評価指標が最適であった信号制御パラメータ案を、交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータに決定し、この信号制御パラメータで交差点に設置されている信号灯器を制御する。
【０００３】
信号灯器を制御する信号制御パラメータは、周知のようにサイクル、スプリット、オフセットである。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サイクルに占める青時間の割合であり、オフセットは交差点間のサイクル開始タイミングの差（相対オフセット）、または基準交差点とのサイクル開始タイミングの差（絶対オフセット）である。セグメント（サブエリアと呼ばれることもある）は、交通状況の似通った交差点の集まりで、信号灯器を共通のサイクル長で動作させる単位である。パタン選択制御は、日本の交通信号制御として一般的な方式であり、あらかじめ設定された複数の信号制御パラメータから車両感知器によって観測された交通需要に対応するものを選択する方式である。また、車両感知器は、ＣＣＤカメラで撮像した画像を処理して車両を感知する画像式、超音波センサにより車両を感知する超音波式、光センサにより車両を感知する光学式等を利用している。
【特許文献１】特許第３３８０８８２号公報
【特許文献２】特開２００２−２４５５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、好ましい信号灯器の制御は、交差点で停止する車両の台数を抑え、交差点に到着した車両がスムーズに下流に流出される制御である。
【０００５】
しかしながら、いずれかの流入リンクが渋滞している過飽和状態である場合、交差点に到着した車両をスムーズに下流に流出する信号灯器の制御には無理がある。具体的には、過飽和状態である幹線道路の流入リンクについて、交差点で停止する車両の台数を抑えるために（交差点に到着した車両をスムーズに下流に流出するために）、幹線道路側のスプリット（青時間）を増大させると、必然的に従道路側のスプリットが短くなる。その結果、従道路側において交差点で停止する車両の台数が増大し、従道路側における車両の走行を大きく妨げ、従道路側の車両がスムーズに下流に流出されなくなる。また、幹線道路側、および従道路側の両方の流入リンクが同時に過飽和状態になることもある。このような場合には、幹線道路側の車両の走行を優先させると、従道路側の渋滞が延伸し、従道路側において交差点で停止する車両の台数が極端に増大する。その結果、交差点の全ての流入リンクが渋滞していない非飽和状態になるまでに要する時間が長くかかっていた。
【０００６】
一方、流入リンクの過飽和状態が解消されると、幹線道路、および従道路における車両の走行がスムーズになって、交差点で停止する車両の台数が抑えられ、交差点に到着した車両がスムーズに下流に流出されるようになる。したがって、流入リンクが過飽和状態であるときには、この過飽和状態が解消されるまでの時間をできるだけ短くする信号灯器の制御が適正であるが、従来の信号制御装置はこのような信号灯器の制御を行うことができないという問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、重要交差点の流入リンクの交通状況が過飽和状態、または非飽和状態のどちらであっても、そのときの交通状況に応じて適正な信号灯器の制御が行え、且つ幹線道路または従道路の一方が過飽和状態で他方が過飽和状態が解消されているときに生じる、過飽和状態が解消されている道路側の無駄青時間が抑えられ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】
【０００８】
この発明の信号制御装置は、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【０００９】
（１）セグメント内の交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御装置において、
予め定めた重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定する過飽和判定手段と、
上記過飽和判定手段が過飽和状態であると判定した場合、複数の信号制御パラメータ案毎に、上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一定時間先まで予測し、その予測結果に対する評価指標が最適であった信号制御パラメータ案を、この重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータとして決定する過飽和信号制御パラメータ決定手段と、を備え、
上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、一定時間先までに過飽和状態が解消される予測結果が得られた場合、重要交差点の幹線道路と従道路とにおける過飽和状態の解消時刻差が最小の信号制御パラメータ案を重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータに決定する。
【００１０】
この構成では、過飽和判定手段がセグメント内の予め定められた重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定する。重要交差点は、幹線道路と比較的交通量の多い従道路とが交差する交差点であり、セグメント内で渋滞が発生しているとき、流入リンクが過飽和状態になっている可能性が極めて高い交差点である。言い換えれば、重要交差点の流入リンクが非飽和状態であるか、過飽和状態であるかを判定することにより、セグメント内で渋滞が発生しているかどうかを判定することができる。
【００１１】
過飽和判定手段により、重要交差点の流入リンクが過飽和であると判定されると、過飽和信号制御パラメータ決定手段が重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する。例えば、複数の信号制御パラメータ案毎に上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況について、一定時間先まで交通状況の変化をシミュレーションする。そして、重要交差点の流入リンクの過飽和状態が解消されるまでに要する時間が最も短かい信号制御パラメータ案を、重要交差点の信号灯器を制御する信号制御パラメータに決定する。したがって、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるとき、この過飽和状態をなるべく早期に解消する適正な信号灯器の制御が行える。
【００１２】
また、幹線道路と従道路とにおける過飽和状態が解消される時刻差が最短である信号制御パラメータに決定するので、幹線道路または従道路の一方が過飽和状態で他方が過飽和状態が解消されているときに生じる、過飽和状態が解消されている道路側の無駄青時間を抑えることができる。
【００１３】
（２）上記重要交差点の流入リンクについて、捌け残り台数が予め定めた所定台数を超えているかどうかを検出する捌け残り台数検出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記捌け残り台数検出手段により検出された捌け残り台数が、予め定めた所定台数を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する。
【００１４】
この構成では、青信号の間に重要交差点を通って、下流側交差点の流入リンクに流出できずに、重要交差点の流入リンクに残った車両の台数、すなわち捌け残り台数、が予め定められた所定台数を超えたときにセグメント内が過飽和状態であると判定する。
【００１５】
（３）上記重要交差点の流入リンクについて、青時間利用率を検出する青時間利用率検出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記捌け残り台数検出手段により検出された捌け残り台数が予め定めた所定台数を超えており、且つ上記青時間利用率検出手段により検出された青時間利用率が予め定めた所定の値を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する。
【００１６】
この構成では、青時間利用率検出手段が検出した青時間利用率、および上記捌け残り台数を用いて、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定するので、隣接する交差点の信号灯器とのオフセットのずれが原因で、捌け残り台数が大きくなったときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると誤判定するのを防止できる。
【００１７】
（４）上記重要交差点の停止線上流の所定位置における車両の停止を検出する停止車両検出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記重要交差点に設置された信号灯器が赤信号に切り換わったときから、予め定めた所定時間内に、上記停止車両検出手段が上記停止線上流の所定位置における車両の停止を検出したとき、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する。
【００１８】
この構成では、重要交差点の停止線上流の所定位置における車両の停止波の到着、すなわち重要交差点の停止線上流の所定位置に車両が停止したタイミング、により重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるかどうかを判定する。
【００１９】
（５）セグメント内における交通状況を示すデマンド値を算出するデマンド値算出手段を備え、
上記過飽和判定手段は、上記デマンド値算出手段が算出したデマンド値が予め定めた値を超えているときに、重要交差点の流入リンクが過飽和状態であると判定する。
【００２０】
この構成では、セグメント内のデマンド値を算出し、ここで算出したデマンド値により重要交差点の流入リンクが過飽和状態であるかどうかを判定する。
【００２１】
（６）上記過飽和判定手段が非飽和状態であると判定した場合、上記重要交差点における車両の到着予測情報を生成し、ここで生成した到着予測情報に基づいて、この重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する非飽和信号制御パラメータ決定手段を備えている。
【００２２】
この構成では、過飽和判定手段が重要交差点の流入リンクが過飽和状態でなく、非飽和状態であると判定したときに、非飽和信号制御パラメータ決定手段が重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する。非飽和信号制御パラメータ決定手段は重要交差点における車両の到着予測情報を生成する。この到着予測情報は、例えば重要交差点の流入リンクの上流に設置した車両感知器により検出された通過車両の検出情報を基に生成される。これにより、重要交差点の流入リンクが非飽和状態であるときには、車両が重要交差点から下流にスムーズに流出される適正な信号灯器の制御が行える。
【００２３】
したがって、重要交差点の流入リンクが過飽和状態、または非飽和状態のいずれの状態であっても、そのときの状態に応じた適正な信号灯器の制御が行える。
【００２４】
（７）上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、セグメント内における交通状況に基づいて上記重要交差点を含む各交差点に対して、共通のサイクルを決定し、ここで決定したサイクルに基づいて交差点毎にオフセットを決定する機能、および重要交差点について先に決定したサイクル、オフセットでスプリットを異ならせた複数の信号制御パラメータ案を生成する機能、を有し、ここで生成した複数の信号制御パラメータ案毎に、上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一定時間先まで予測し、上記重要交差点のスプリットを決定する。
【００２５】
この構成では、過飽和信号制御パラメータ決定手段が、セグメント内における交通状況に基づいて上記重要交差点を含む各交差点に対して共通のサイクルを決定する。上記重要交差点を含む各交差点に対する共通のサイクルは、例えばセグメント内における交通状況を示すデマンド値に基づいて決定する。また、この共通のサイクルに基づいて、交差点毎にオフセットを決定する。オフセットは、例えば交差点毎に複数のサイクル長に対してそれぞれオフセットを登録しておき、先に決定されたサイクルに応じたオフセットを選択するパタン選択制御により決定する。このようにして決定したサイクル、オフセットでスプリットのみを異ならせた、重要交差点に対する複数の信号制御パラメータ案を生成し、これらの信号制御パラメータ案毎に、上記重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一定時間先まで予測し、上記重要交差点のスプリットを決定する。
【００２６】
（８）上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、セグメント内の重要交差点以外の一般交差点毎に、セグメント内における交通状況に基づいて決定した共通のサイクルに基づいてスプリットを決定する。
【００２７】
この構成では、上記過飽和信号制御パラメータ決定手段が、セグメント内の重要交差点以外の一般交差点については、先に決定した共通のサイクルに基づいてスプリットを決定する。例えば、パタン選択制御により、一般交差点毎にスプリットを決定する。
【００２８】
（９）上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、重要交差点の流入リンクに対して上流の交差点から流入してくる車両の台数を、この交差点に対して予め定めた分岐率を用いて推定し、重要交差点の流入リンクに滞留している車両の台数の変化を予測する。
【００２９】
この構成では、重要交差点の流入リンクに、上流の交差点から流入してくる車両の台数を、分岐率を用いて予測するので、重要交差点の流入リンクにおける交通状況を一層精度良く予測できる。
【００３０】
（１０）上記過飽和信号制御パラメータ決定手段は、複数の信号制御パラメータ案毎に予測結果から、重要交差点の幹線道路と従道路とにおける最大旅行時間、過飽和状態の解消時刻差、または総遅れ時間を評価指標として算出し、ここで算出した評価指標に基づいて重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する。
【００３１】
この構成では、重要交差点における幹線道路と従道路との最大旅行時間、過飽和状態の解消時刻差、または総遅れ時間を評価指標として信号制御パラメータを決定するので、従道路と、幹線道路とを均等に制御したり、一方の優先制御が行える。
【００３２】
（１１）上記過飽和信号制御パラメータ決定手段が重要交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定するときに使用する制御目標として、重要交差点における幹線道路と従道路とにおける最大旅行時間の均等化（所謂平等制御）、幹線道路の最大旅行時間の最小化（所謂優先制御）、または総遅れ時間の最小化のいずれかを指定する制御目標指定手段を備えている。
【００３３】
この構成では、信号制御パラメータを決定するときに使用する制御目標を指定することができるので、交通管制官が政策的な観点や交通事情の変化に応じて制御目標を簡単に変更できる。
【発明の効果】
【００３４】
この発明によれば、セグメント内の重要交差点の流入リンクが過飽和状態であれば、この過飽和状態が解消されるまでに要する時間をなるべく短くする適正な信号灯器の制御が行え、反対にセグメント内が非飽和状態であれば、交差点における車両の走行をスムーズにする適正な信号灯器の制御が行えるので、セグメント内の重要交差点の流入リンクが過飽和状態、または非飽和状態のどちらの状態であっても、その時の状態に応じた適正な信号灯器の制御が行える。また、幹線道路と従道路とにおける過飽和状態が解消される時刻差が最短である信号制御パラメータに決定するので、幹線道路または従道路の一方が過飽和状態で他方が過飽和状態が解消されているときに生じる、過飽和状態が解消されている道路側の無駄青時間を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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。
【００３６】
図１は、この発明の実施形態である信号制御装置を適用した信号制御システムの構成を示す図である。図１において、１がこの発明の実施形態である信号制御装置であり、制御対象エリアであるセグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに設置されている信号灯器３を制御する信号制御パラメータを決定する。セグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに設置されている信号灯器３は、系統制御を行うため共通サイクル長で制御される。言い換えれば、信号制御装置１は、各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの信号制御パラメータを決定するときに、共通サイクル長を元に目標オフセットを算出し、目標オフセットとなるように各交差点のサイクル長を決定する。図１では横方向に延びる道路が幹線道路であり、縦方向に延びる道路が従道路である。幹線道路、および従道路は、対向車線を有する道路であり、各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの流入リンクは４つである。また、交差点Ｂがボトルネックの交差点（重要交差点）であり、交差点Ａ、Ｃ、Ｄがボトルネックでない一般交差点である。ボトルネックの交差点Ｂは幹線道路と比較的交通量の多い従道路とが交差する交差点であり、セグメント内で渋滞が発生しているとき、多くの場合いずれかの流入リンクが過飽和状態になっている（渋滞している）交差点である。言い換えれば、ボトルネックの交差点Ｂの４つの流入リンクのいずれかが過飽和状態であれば、セグメント内で渋滞が発生しており、反対にボトルネックの交差点Ｂの４つの流入リンクのいずれもが非飽和状態であれば、セグメント内で渋滞が発生していない。
【００３７】
２は、各交差点に設置されている信号灯器３を制御するコントローラである。コントローラ２は、交差点毎に設けられており、信号制御装置１から指示された信号制御パラメータで信号灯器３を制御する。４は各交差点の流入リンクの上流（上流交差点の出口付近）に設置された第１の車両感知器である。また、５はボトルネックの交差点Ｂの流入リンクの下流側（交差点から５０ｍ程度上流）に設置された第２の車両感知器である。第１の車両感知器４、および第２の車両感知器５の出力は、コントローラ２を介して信号制御装置１に送られる。
【００３８】
なお、第１の車両感知器４、および第２の車両感知器５の出力が、直接信号制御装置１に送られるように構成してもよい。
【００３９】
信号制御装置１は、第１の車両感知器４毎に出力（感知領域における通過車両の検出信号）を処理し、各流入リンクについてｎ秒毎（例えば、５秒毎）に第１の車両感知器４の感知領域を通過した車両の台数を示す時系列情報の作成と、各流入リンクにおける車両の走行速度の算出を行う。また、信号制御装置１は、第２の車両感知器５毎に出力を処理し、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンク毎に、赤信号に切り換わってから一定時間経過するまでに、交差点Ｂで停止した車両の台数、所謂捌け残り台数、を検出する。第１の車両感知器４、および第２の車両感知器５は、超音波センサにより車両を感知する超音波式、光センサにより車両を感知する光学式、ＣＣＤカメラで撮像した画像を処理して車両を感知する画像式のいずれであってもよい。
【００４０】
また、信号制御装置１は、一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄ毎にスプリット、およびオフセットをサイクル長に対応づけて記憶している。また、重要交差点Ｂについては、オフセットをサイクル長に対応づけて記憶している。信号制御装置１は、第１の車両感知器４、および第２の車両感知器５の出力を基に、ボトルネックの交差点Ｂに設置されている信号灯器３を制御する信号制御パラメータを決定する。また、信号制御装置１は、一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄに設置されている信号灯器３についても信号制御パラメータを決定する。一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄに設置されている信号灯器３のサイクルはボトルネックの交差点Ｂと同じにする。信号制御装置１は、セグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのコントローラ２に、決定した信号制御パラメータを送信する。各コントローラ２は、信号制御装置１から送られてきた信号制御パラメータに基づいて、信号灯器３を制御する。
【００４１】
次に、この発明の実施形態である信号制御装置１について説明する。この実施形態の信号制御装置１のハードウェア構成は、各コントローラ２との間で情報を入出力する入出力部、コントローラ２から送られてきた情報を処理する演算処理部、動作時に利用する情報や動作時に発生した情報等を記憶する記憶部、および入力操作を行う操作部を備えた、一般的な情報処理装置であり、このような情報処理装置のハードウェア構成については周知であるので、ここでは特に図示を省略する。
【００４２】
図２は、この発明の実施形態である信号制御装置の機能構成を示すブロック図である。信号制御装置１は、コントローラ２を介して送られてきた、第１の車両感知器４、および第２の車両感知器５による車両感知信号を処理する感知器情報処理部１１と、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンクが過飽和状態であるかどうかを判定する過飽和判定部１２と、セグメント内が非飽和状態である場合に交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ毎に信号灯器３を制御する信号制御パラメータを決定する非飽和制御部１３と、セグメント内が過飽和状態である場合に交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ毎に信号灯器３を制御する信号制御パラメータを決定する過飽和制御部１４と、非飽和制御部１３、または過飽和制御部１４で決定された信号制御パラメータを各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのコントローラ２へ送信する信号制御パラメータ出力部１５と、を備えている。
【００４３】
感知器情報処理部１１は、第１の車両感知器４毎にその出力を処理し、ｎ秒（例えば５秒）毎に感知領域を通過した車両の台数を示す時系列情報を生成する。また、この時系列情報を基にセグメント内の各交差点の流入リンク毎に交差点における車両の到着予測情報等を生成する。また、感知器情報処理部１１は、第１の車両感知器４の出力を処理し、各交差点の流入リンクにおける最近５分間の交通量、占有率、平均速度等を算出する。さらに、第２の車両感知器５の車両感知信号を処理して、ボトルネックの交差点Ｂにおける捌け残り台数を推定する。
【００４４】
過飽和判定部１２は、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンク毎に、渋滞している過飽和状態であるかどうかを判定する。この判定は、感知器情報処理部１１の処理結果に基づいて行われる。
【００４５】
非飽和制御部１３は、過飽和判定部１２がボトルネックの交差点Ｂの全ての流入リンクが非飽和状態であると判定したときに、セグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに設置されている信号灯器３を制御する信号制御パラメータを決定する。また、過飽和制御部１４は、過飽和判定部１２がボトルネックの交差点Ｂのいずれかの流入リンクが過飽和状態であると判定したときに、セグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに設置されている信号灯器３を制御する信号制御パラメータを決定する。過飽和制御部１４には、複数の信号制御パラメータ案毎に交通状況の変化を予測するシミュレーションを行う交通状況シミュレーション部２１、および交通状況シミュレーション部２１のシミュレーション結果を基に各信号制御パラメータ案を評価し、実際に使用する信号制御パラメータ案を決定する信号制御パラメータ決定部２２が設けられている。また、図示していないが、非飽和制御部１３にも交通状況シミュレーション部２１、および信号制御パラメータ決定部２２に相当する構成が設けられている。信号制御パラメータ出力部１５は、非飽和制御部１３、または過飽和制御部１４で決定された各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの信号灯器３に対する信号制御パラメータを各コントローラ２に送信する。または、決定された信号制御パラメータに従って、公知の歩進制御により各コントローラ２を制御する。
【００４６】
この発明の実施形態である信号制御装置１は、以下に示す信号制御パラメータ決定処理により、セグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの信号灯器３に対する信号制御パラメータを決定する。図３は、この信号制御パラメータ決定処理を示すフローチャートである。この処理は、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３が次サイクルを開始する一定時間前に実行される。この処理では、セグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの信号灯器３に対する次のサイクルの信号制御パラメータを決定する。信号制御装置１は、セグメント内のボトルネックの交差点Ｂの流入リンク毎に過飽和状態であるかどうかを判定する（ｓ１）。過飽和判定部１２が、感知器情報処理部１１における第１の車両感知器４、および第２の車両感知器５の出力の処理結果に基づいて、このｓ１にかかる判定を行う。
【００４７】
感知器情報処理部１１は、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンク毎に、第２の車両感知器５の出力を処理して、捌け残り台数を推定している。捌け残り台数とは、赤信号に切り換わってから一定時間Ｔ１（例えば、１０秒）経過するまでに、赤信号のために交差点Ｂの手前で停止した車両の台数であり、言い換えれば青時間で捌き切れなかった車両（交差点を通って下流に流出できなかった車両）の台数である。流入リンクが過飽和状態である場合、この捌け残り台数が多くなる。
【００４８】
第２の車両感知器５は、超音波式、または光学式である場合、過飽和状態であると判定する捌け残り台数に応じた位置が感知領域になるように設置されている。具体的には、過飽和状態であるとする捌け残り台数がＮ台以上、普通車の停止時の車頭間隔をＭ（ｍ）とした場合、交差点Ｂの停止線からＮ×Ｍ（ｍ）の上流の位置が感知領域になるように設置されている。例えば、過飽和状態であると判定する捌け残り台数が７台、普通車の停止時の車頭間隔を７ｍとした場合、停止線から約５０ｍの上流の位置が感知領域になるように第２の車両感知器５が設置されている。上流から交差点Ｂへ向かって走行している車両は、赤信号であると減速を始め、停止時の車頭間隔で前車に並んで停止するので、停止している車両が増加するにつれて、図４に示すように車両の減速位置が流入リンクの上流に上がってくる。図４において、横軸は流入リンクの横方向の位置を示しており、縦軸は時間軸である。また、図４に示す各ラインは車両の軌跡である。ここで、車両の速度が一定の速度に低下した点をつないだラインが一般に停止波と呼ばれている。第２の車両感知器５の感知領域における車両の通過速度は、
車両の通過速度
＝平均車長／感知領域における感知時間（感知領域に車両が存在していた時間）
により算出できる。感知器情報処理部１１が、この停止波を検出することにより、捌け残り台数を推定し、過飽和判定部１２に通知する。
【００４９】
また、第２の車両感知器５が画像式である場合、図５に示すように、先頭の車両（停止線で停止している車両）から過飽和状態であると判定する捌け残り台数の車両の停止位置が撮像エリア（感知エリア）に含まれるように設置される。感知器情報処理部１１は、赤信号に切り換わってから一定時間後Ｔ１後に、第２の車両感知器５で撮像されている画像を処理し、停止している車両（すなわち捌け残り車両）の台数を検出し、過飽和判定部１２に通知する。第２の車両感知器５を画像式とした場合、捌け残り台数を直接検出することができるので、光学式や超音波式のものを使用するよりも、捌け残り台数の検出精度を高めることができる。
【００５０】
ｓ１において、上記捌け残り台数だけでボトルネックの交差点Ｂが過飽和状態であるか、非飽和状態であるかを判定してもよいが、この場合隣接する上流側の交差点とのオフセットのずれによっては、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンクが過飽和状態でないときでも、青信号で上流側交差点から流出してきた殆どの車両が、ボトルネックの交差点Ｂで赤信号で停止することもある。この場合、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンクは過飽和状態でないが、捌け残り台数が過飽和状態であると判定する所定の台数よりも多くなって、過飽和状態であると誤判定する可能性がある。そこで、この実施形態の信号制御装置は、ｓ１にかかる過飽和状態であるかどうかの判定に青時間利用率を利用している。
【００５１】
図６は、この青時間利用率を利用した過飽和判定にかかる処理を示すフローチャートである。信号制御装置１は、上述したようにボトルネックの交差点Ｂの流入リンク毎に捌け残り台数を推定するとともに、先の青時間における青時間利用率を算出する（ｓ１１、ｓ１２）。青時間利用率は、青時間の間に交差点Ｂを通過した車両の台数と、この青時間に交差点Ｂを通過することができる車両の最大台数の比である。具体的には、飽和交通流率がｎ台／秒で、青時間がＮ秒である場合、青時間利用率は、
青時間利用率＝（実際に交差点Ｂを通過した車両の台数）／（Ｎ×ｎ）
により算出される。実際に交差点を通過した車両の台数は、第２の車両感知５の感知信号を処理することにより算出できる。この青時間利用率の算出は、感知器情報処理部１１において行われる。
【００５２】
過飽和判定部１２は、捌け残り台数が所定の台数を超えており、且つ青時間利用率が所定の値、例えば０．９、よりも大きければ（ｓ１３、ｓ１４）、ｓ１５でこの流入リンクについて過飽和状態であると判定し、これ以外の場合にはｓ１６で非飽和状態であると判定する。
【００５３】
過飽和判定部１２は、上述したようにボトルネックの交差点Ｂの流入リンク毎に、過飽和状態であるかどうかを判定する。そして、いずれかの流入リンクで過飽和状態であると判定した場合、ｓ１では過飽和状態であると判定する。
【００５４】
信号制御装置１は、ｓ１で過飽和状態でないと判定すると、非飽和制御部１３において、ボトルネックの交差点Ｂに対する信号制御パラメータを決定する（ｓ８）。ｓ８では、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンク毎に、第１の車両感知器４による感知信号を基に交差点Ｂにおける車両の到着予測情報を生成する。また、交差点Ｂの信号灯器３に対する複数種類の信号制御パラメータ案を生成する。そして、ここで生成した信号制御パラメータ案毎に、上記到着予測情報を用いて交通状況をシミュレーションし、青時間利用率、停止回数、遅れ時間等の評価指標を算出する。そして、評価指標が最適であった信号制御パラメータ案、例えば各流入リンクの青時間利用率が０．９以下で、停止回数、遅れ時間が最小である信号制御パラメータ案、をボトルネックの交差点Ｂに設置されている信号灯器３を制御する信号制御パラメータに決定する。また、非飽和制御部１３は、セグメント内の他の交差点Ａ、Ｃ、Ｄについても、それぞれ車両の到着予測情報に基づいて、信号制御パラメータを決定する（ｓ９）。
【００５５】
なお、ｓ８、ｓ９にかかる処理において、信号制御パラメータを決定する交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順番については、どのような順番であってもよい。
【００５６】
信号制御装置１は、非飽和制御部１３において決定されたセグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの信号灯器３に対する信号制御パラメータを、信号制御パラメータ出力部１５から該当するコントローラ２に送信する（ｓ６）。各コントローラ２は、信号制御装置１から送信されてきた信号制御パラメータに基づいて、信号灯器３を制御する。
【００５７】
次に、ｓ１で過飽和状態であると判定した場合の動作について説明する。信号制御装置１は、過飽和制御部１４でボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータを決定する。信号制御パラメータ決定部２２が複数種類の信号制御パラメータ案を生成し、交通状況シミュレーション部２１がこれらの信号制御パラメータ案毎に一定時間先まで、例えば１５分〜１時間程度先まで、交通状況をシミュレーションする（ｓ２）。ｓ２では、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する現在の信号制御パラメータについて、サイクル、およびオフセットを変化させずに、幹線道路側のスプリットを−３秒、−２秒、−１秒、変化させず、＋１秒、＋２秒、＋３秒とした７通りの信号制御パラメータ案を作成する。
【００５８】
なお、セグメント内が過飽和状態であるとき、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３のサイクルは、一定時間毎（例えば、５分毎）にセグメント内の交通状況に応じて決定される。ここで決定されるサイクルは、セグメント内の他の一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄに対する共通サイクルである。また、ここで決定された共通サイクルに基づいて、交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ毎にオフセットが決定される。この処理の詳細については、後述する。
【００５９】
交通状況シミュレーション部２１は、信号制御パラメータ決定部２２から指示された信号制御パラメータ案毎に交通状況を一定時間先までシミュレーションする。このシミュレーションについて説明する。交通状況シミュレーション部２１は、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンク毎に渋滞台数、および流入交通量を推定する。このとき、交通状況シミュレーション部２１は、上流の渋滞台数と分岐率とを考慮して、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンクの渋滞台数を、
渋滞台数＝流入リンクの渋滞台数＋Σ（上流の渋滞台数）×（流入リンクへの分岐率）
により算出する。
【００６０】
また、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンク毎に流入交通量を、分岐率を考慮して算出する。このとき、流入率は当該流入リンク（ボトルネックの交差点Ｂの流入リンク）までの各流入リンクの分岐率の積とし、
流入交通量＝Σ（上流の流入リンクの交通量）×（当該流入リンクまでの分岐率の積）
により算出する。上流の流入リンクの交通量は、その流入リンクの上流に設置されている第２の車両感知器５により検出された５分間の車両台数である。例えばセグメント内における交通状況が図７に示す状況である場合、交差点ＢとＣをつなぐ流入リンクの渋滞台数は、
渋滞台数＝５０＋３０×９５％＋２０×３０％＝８４．５（台）
と算出する。また、交差点ＢとＣをつなぐ流入リンクの流入交通量は、
流入交通量＝（１００×９５％＋２０×３０％＋２０×３０％）×９５％
＋（２０×３０％）＋（２０×３０％）＝１１３．６５（台）
と算出する。
【００６１】
交通状況シミュレーション部２１は、上記処理で作成した渋滞台数、および流入交通量の和を、当該流入リンクの交通需要として算出する（交通需要＝渋滞台数＋流入交通量）。また、交通状況シミュレーション部２１は、予測による最適化を行うために、信号制御パラメータ案毎に、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンク毎に渋滞台数の推移をシミュレーションする。渋滞台数の推移の予測は、１５分〜１時間程度先まで行う。このシミュレーションでは、一定時間（ここでは、ＴｉｍｅＳｔｅｐと言う。）毎、例えば５分、毎にボトルネックの交差点Ｂの流入リンクの渋滞台数を予測する。
【００６２】
このシミュレーションでは、時刻Ｔｎ＋１における渋滞台数（Ｑｕｅｕｅ（Ｔｎ＋１））を、流入予測する交通量と、流出する交通量と、を用いて、
Ｑｕｅｕｅ（Ｔｎ＋１）＝Ｑｕｅｕｅ（Ｔｎ）＋Σ（Ｑｋ（Ｔｎ＋１）×Ｔｋ）−Ｓ×Ｇ
とする。但し、Ｑｕｅｕｅ（Ｔｎ＋１）＜０となる場合は、Ｑｕｅｕｅ（Ｔｎ＋１）＝０とする。また、
Ｑｕｅｕｅ（Ｔｎ）：時刻Ｔｎにおける渋滞台数
Ｑｋ（Ｔｎ＋１）  ：最上流リンクｋで時刻Ｔｎ〜Ｔｎ＋１に流入する予測交通量
Ｔｋ              ：最上流リンクからボトルネック交差点の流入リンクへの流入率
Ｓ                ：当該流入リンクの飽和交通流率
Ｇ                ：時刻Ｔｎ〜Ｔｎ＋１の間での当該流入リンクの青時間
である。
【００６３】
上記シミュレーションにおいて、予測交通量Ｑｋ（Ｔｎ＋１）は、過去に第１の車両感知器４により収集した交通量を統計処理した値を用いてもよいし、周知の過去平均パタン法により算出した値を用いてもよい。この過去平均パタン法は、過去の交通流推移パタン（交通流時刻推移パタン）と現状の交通流推移パタンと、を比較し、現状の近未来の交通流推移パタンを予測する方法である。現状の交通流推移パタンは、第１の車両感知器４の感知信号から得られる。
【００６４】
過飽和制御部２１は、このシミュレーションにより図８（Ａ）、（Ｂ）に示す渋滞台数の推移を信号制御パラメータ案毎に得る。図８において、縦軸は渋滞台数であり、横軸は時間軸である。また、図８では幹線道路側、および従道路側の流入リンクについて渋滞台数の推移を示しており、図８（Ａ）は渋滞が解消しない場合の例であり、図８（Ｂ）は渋滞が解消する場合の例である。
【００６５】
信号制御パラメータ決定部２２は、交通状況シミュレーション部２１でシミュレーションが行われた信号制御パラメータ案毎に、そのシミュレーション結果から図９（Ａ）、
（Ｂ）示す評価指標を算出する。評価指標は、幹線道路と従道路とで過飽和状態（渋滞）が解消する時刻差（渋滞解消時刻差）、総遅れ時間、幹線最大旅行時間、従道路最大旅行時間、最大旅行時間差である。図９（Ａ）は渋滞が解消しない場合の例であり、図９（Ｂ）は渋滞が解消する場合の例である。
【００６６】
渋滞解消時刻差は、幹線道路と従道路とで渋滞が解消した時刻、すなわちＱｕｅｕｅ
（Ｔｎ）＝０となった時刻、の差であり、渋滞が解消しない場合には「解消しない」とする。また、総遅れ時間は
総遅れ時間＝Σ（Ｑｕｅｕｅ（Ｔｎ）×ＴｉｍｅＳｔｅｐ）
により算出する。幹線最大旅行時間、および従道路最大旅行時間は、それぞれ当該流入リンクのシミュレーション結果における
Ｍａｘ（Ｑｕｅｕｅ）×ＴｉｍｅＳｔｅｐ／（Ｓ×Ｇ）
により算出する。Ｍａｘ（Ｑｕｅｕｅ）は、上記のシミュレーションで得られた渋滞台数の最大値である。最大旅行時間差は、ここで算出した、幹線最大旅行時間、および従道路最大旅行時間の差である。
【００６７】
信号制御パラメータ決定部２２は、複数の信号制御パラメータ案でのシミュレーション結果において、渋滞が解消する（過飽和状態が解消する）ものがあるかどうかを判定する（ｓ３）。信号制御パラメータ決定部２２は、渋滞が解消する信号制御パラメータ案があれば、その中で渋滞解消時刻差が最小である信号制御パラメータ案をボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータに決定する（ｓ４）。例えば、図９（Ｂ）に示すシミュレーション結果が得られた場合、Ｎｏ６の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータに決定する。
【００６８】
なお、ここでは、Ｎｏ７の信号制御パラメータ案も渋滞解消時刻差が０であり、Ｎｏ６の信号制御パラメータ案と同じであるが、総遅れ時間がより小さいＮｏ６の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータに決定する。すなわち、渋滞解消時刻差が同じ信号制御パラメータ案があれば、その中で総遅れ時間が最小の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータに決定する。
【００６９】
また、信号制御パラメータ決定部２２は、ｓ４でボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータを決定すると、セグメント内の一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄに対する信号制御パラメータを決定する。このとき、信号制御パラメータ決定部２２は、パタン選択制御により、一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄの信号灯器３を制御する信号制御パラメータを決定する（ｓ５）。
【００７０】
信号制御装置１は、セグメント内の交通状況を示すデマンド値に対応づけて、セグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに共通のサイクル長を記憶している。デマンド値は、交通需要を表す指標の１つで、予め定めた基準値により正規化した交通量と、同様に正規化した占有率の大きい方をとったものであり、
デマンド値＝Ｍａｘ（一定時間交通量／基準交通量，一定時間占有率／基準占有率）
により算出される。基準交通量、基準占有率は、地点毎に交通状況に応じて定められる。
【００７１】
信号制御装置１は、一定時間毎にセグメント内の交通状況を示すデマンド値を算出し、ここで算出したデマンド値に対応づけられているサイクル長をセグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの共通サイクルに決定する。また、信号制御装置１は、ボトルネックの交差点Ｂについては共通サイクル長に対応づけてオフセットを記憶しており、ボトルネックの交差点Ｂ以外の一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄについては共通サイクル長に対応づけてオフセットおよびスプリットを記憶している。信号制御装置１は、ボトルネックの交差点Ｂについては先に決定した共通サイクル長に対応づけて記憶しているオフセットに決定し、ボトルネックの交差点Ｂ以外の一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄについては共通サイクル長に対応づけて記憶しているオフセットおよびスプリットに決定する。
【００７２】
このように、信号制御装置１は、ボトルネックの交差点Ｂの共通サイクル、オフセットを、所謂パタン選択制御で決定している（上記ｓ２で説明したように、ボトルネックの交差点Ｂの共通サイクル、オフセットを一定時間毎に決定している。）。また、一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄについては、信号制御パラメータのサイクル、オフセット、スプリットの全てをパタン選択制御により決定している。
【００７３】
信号制御装置１は、信号制御パラメータ決定部２２において決定されたセグメント内の各交差点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの信号灯器３に対する信号制御パラメータを、信号制御パラメータ出力部１５から該当するコントローラ２に送信する（ｓ６）。各コントローラ２は、信号制御装置１から送信されてきた信号制御パラメータに基づいて、信号灯器３を制御する。
【００７４】
また、信号制御パラメータ決定部２２は、渋滞が解消する信号制御パラメータ案がなければ、その時点において指定されている制御目標に基づいて、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータに決定する（ｓ７）。例えば、図９（Ａ）に示すシミュレーション結果が得られた場合、指定されている制御目標が総遅れ時間の最小化であればＮｏ６の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータに決定する。また、指定されている制御目標が平等制御であれば、最大旅行時間差が最小であるＮｏ１の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータに決定する。さらに、指定されている制御目標が優先制御であれば、幹線道路の最大旅行時間が最小であるＮｏ７の信号制御パラメータ案を、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータに決定する。
【００７５】
このｓ７で信号制御パラメータを決定するときに用いる制御目標は、管理者である交通管制官等が任意に設定できる。
【００７６】
信号制御パラメータ決定部２２は、ｓ７でボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３に対する信号制御パラメータを決定した場合も、上述したｓ５の処理を行って、セグメント内の一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄの信号灯器３に対する信号制御パラメータを決定し、ｓ６で各コントローラ２に信号制御パラメータを送信する。
【００７７】
このように、この実施形態の信号制御装置１は、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンクが過飽和状態である場合（渋滞している場合）、一定時間先まで行った交通状況のシミュレーション結果において、この過飽和状態が解消されたときには、この過飽和状態がより早く解消される信号制御パラメータで、ボトルネックの交差点Ｂの信号灯器３を制御するので、過飽和状態を早期に解消する信号灯器３の制御が行える。また、幹線道路と従道路とにおける過飽和状態が解消される時刻差が最短である信号制御パラメータに決定するので、幹線道路または従道路の一方が過飽和状態で他方が過飽和状態が解消されているときに生じる、過飽和状態が解消されている道路側の無駄青時間を抑えることができる。通常、渋滞が先に解消した幹線道路、または従道路側の青時間利用率が低下する。
【００７８】
また、一定時間先まで行った交通状況のシミュレーション結果において、この過飽和状態が解消されないときには、その時点において指定されている制御目標に基づいて信号制御パラメータを決定するので、この場合においても、その時点における交通状況と管理者の要求に応じた信号灯器３の制御が行える。
【００７９】
また、過飽和状態が解消されない場合、従道路の最大旅行時間を、評価指標として追加的に設定できるようにしてもよい。例えば、３００秒のように設定する。渋滞長が３００ｍの場合に、ある青時間で従道路の最大旅行時間が２５０秒であるとする。この場合、制御目標が幹線優先で、幹線の旅行時間が最小であるシミュレーション結果が得られた信号制御パラメータ案において、従道路側の最大旅行時間が３００秒を越えるときには、このシミュレーション結果が得られた信号制御パラメータ案をボトルネックの交差点Ｂの信号制御パラメータ案としない。
【００８０】
また、幹線と従道路の待ち時間差許容範囲を評価指標として追加的に設定できるようにしてもよい。 例えば、幹線と従道路の待ち時間差許容範囲を１５０秒の様に設定する。 ある時間で幹線の待ち時間が１００秒、従道路の待ち時間が２００秒とする。この場合、制御目標が幹線優先で、幹線の旅行時間が最小であるシミュレーション結果が得られた信号制御パラメータ案において、従道路の待ち時間が２５０秒を超えるときには、このシミュレーション結果が得られた信号制御パラメータ案をボトルネックの交差点Ｂの信号制御パラメータ案としない。
【００８１】
このようにすれば、従道路側への影響や幹線・従道路のサービス差が極端に大きくならない信号灯器３の制御が行える。
【００８２】
また、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンクが過飽和状態であるかどうかを、捌け残り台数と青時間利用率とで判定するので、ボトルネックの交差点Ｂにおける過飽和状態の発生を早期に検出することができ、渋滞に対する制御遅れを抑えることができる。
【００８３】
また、信号制御パラメータ案を現在の信号制御パラメータに基づいて生成するので、現在の信号制御パラメータから大きく異なる信号制御パラメータが生成されることがなくノイズ的な交通需要の変動の影響を抑えることができ、安定した信号灯器３の制御が行える。
【００８４】
また、一定時間先まで行った交通状況のシミュレーション結果において、この過飽和状態が解消されないときに、信号制御パラメータを決定するときに用いる制御目標を、管理者が任意に設定できるようにしたので、政策的な観点や交通事情の変化に応じた制御目標の変更が簡単に行える。
【００８５】
また、一般交差点Ａ、Ｃ、Ｄの信号制御パラメータを、パタン選択制御で決定するので車両感知器を従道路に設置することなく制御でき、実質的にはボトルネックの交差点Ｂの信号制御パラメータでセグメント内の制御が行える。
【００８６】
さらに、ボトルネックの交差点Ｂの流入リンクが過飽和状態でなく、非飽和状態であるときには、車両が交差点Ｂから下流にスムーズに流出される適正な信号灯器の制御が行えるので、非飽和状態であっても適正な信号灯器３の制御が行える。
【００８７】
また、上記実施形態では、ｓ２におけるボトルネックの交差点Ｂの流入リンクが過飽和状態であるかどうかの判定を、捌け残り台数、および青時間利用率を用いて行うとしたが、セグメント内のデマンド値を用いて判定してもよい。具体的には、セグメント内の予め定めた地点毎に、デマンド値を算出し、ここで算出したデマンド値の最大が設定値を超えている場合に、過飽和状態であると判定する。デマンド値は、上述したように交通需要を表す指標の１つで、予め定めた基準値により正規化した交通量と、同様に正規化した占有率の大きい方をとったものであり、
デマンド値＝Ｍａｘ（一定時間交通量／基準交通量，一定時間占有率／基準占有率）
により算出される。基準交通量、基準占有率は、地点毎に交通状況に応じて定められる。
【００８８】
この場合、信号制御装置１は、一定時間毎に、例えば５分毎に、車両感知器４による車両感知信号を基に、流入リンク毎に交通量を、占有率、車両の走行速度を取得する。そして、流入リンク毎にデマンド値を算出し、セグメント全体で過飽和状態であるかどうかを判定する。これにより、過飽和検知が若干遅れるものの車両感知器５を設置しなくとも、過飽和判定を行うことができる。
【００８９】
また、ｓ２におけるボトルネックの交差点Ｂの流入リンクが過飽和状態であるかどうかの判定を、上述した捌け残り台数、および青時間利用率と、このデマンド値の双方を用いて総合的に判定してもよい。具体的には、図１０に示すように、ｓ２０を追加し、上記捌け残り台数、またはデマンド値のいずれかの判定で過飽和状態であると判定されたときに、過飽和状態であると判定するようにすればよい。これにより、過飽和状態であるのに、非飽和状態であると誤判定するのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明の実施形態である信号制御システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施形態である信号制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施形態である信号制御装置における信号制御パラメータ決定処理を示すフローチャートである。
【図４】停止波の伝播を説明する図である。
【図５】画像式の車両感知器における車両感知領域を説明する図である。
【図６】この発明の実施形態である信号制御装置における過飽和判定処理を示すフローチャートである。
【図７】セグメント内における交通状況を示す図である。
【図８】この発明の実施形態である信号制御装置によるシミュレーションで得られた渋滞台数の推移を示す図である。
【図９】この発明の実施形態である信号制御装置によるシミュレーション結果から得られた評価指標を示す図である。
【図１０】この発明の別の実施形態である信号制御装置における過飽和判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１−信号制御装置
２−コントローラ
３−信号灯器
４−第１の車両感知器
５−第２の車両感知器
１１−感知器情報処理部
１２−過飽和判定部
１３−非飽和制御部
１４−過飽和制御部
１５−信号制御パラメータ出力部
２１−交通状況シミュレーション部
２２−信号制御パラメータ決定部
【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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