(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本交差点に設け、該本交差点に隣接する第１の隣接交差点からの第１の流入路に流入する交通量を計測すると共に、前記第１の流入路と交差し前記本交差点に隣接する第２の隣接交差点からの第２の流入路に流入する交通量を計測する第１、第２の車両感知部と、
前記第１の流入路の上流側の前記第１の隣接交差点の流出路に設けた第３の車両感知部により計測された交通量、及び前記第１、第２の車両感知部により計測された交通量を取得し、前記第１の流入路に対する信号灯器の青信号から黄信号に切替える切替タイミングを抽出する処理部とを備える交通信号制御装置であって、
前記第２の車両感知部による交通量の計測により算出された過去の信号待ち車両の第１の累積待ち行列台数に基づく第１の累積待ち行列台数時間と、前記第３の車両感知部により計測された交通量から、前記本交差点及び前記隣接交差点間の距離を平均車速で除した旅行時間の経過後の交通量の予測により算出された第２の累積待ち行列台数に基づく第２の累積待ち行列台数時間とを合計した合計累積待ち行列台数時間を算出し、
該合計累積待ち行列台数時間は、１サイクルにおける前記第２の流入路に対する赤信号の点灯時に発生した所定単位時間毎の累積待ち行列台数を足し合わせた前記第１の累積待ち行列台数時間と、前記１サイクルにおける前記第１の流入路に対する赤信号の点灯時に発生する所定単位時間毎の累積待ち行列台数を足し合わせた前記第２の累積待ち行列台数時間とを合計することで、前記本交差点における前記１サイクルの信号待ちの車両の累積待ち行列台数時間とし、
前記第１の累積待ち行列台数時間における前記第２の車両感知部の計測に基づく交通量の増減と、前記第２の累積待ち行列台数時間における前記第３の車両感知部の計測に基づく交通量の増減とに差異が生ずる場合に、前記第１の流入路に対する前記信号灯器の青信号から黄信号に切替える切替タイミングを、前記合計累積待ち行列台数時間の時間的な変化に基づいて、前記合計累積待ち行列台数時間が最小となるタイミングとして抽出することを特徴とする交通信号制御装置。
【請求項２】
前記第１の流入路における信号灯器の青信号の最短青点灯時間から最長青点灯時間までの間で、前記合計累積待ち行列台数時間が最小となる前記切替タイミングを抽出することを特徴とする請求項１に記載の交通信号制御装置。
【請求項３】
現時刻の合計累積待ち行列台数時間と、現時刻から所定時間後の前記合計累積待ち行列台数時間との比較を繰り返すことで、前記切替タイミングを抽出することを特徴とする請求項２に記載の交通信号制御装置。
【請求項４】
前記第１の車両感知部の計測に基づく交通量の増減である第１の変化傾向と、前記第３の車両感知部の計測に基づく交通量の増減である第２の変化傾向とを比較して、前記第２の累積待ち行列台数を修正することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の交通信号制御装置。
【請求項５】
前記第１の変化傾向が前記第２の変化傾向より大きい場合には、前記第２の累積待ち行列台数を所定の割合で増加させ、前記第１の変化傾向が前記第２の変化傾向より小さい場合には、前記第２の累積待ち行列台数を所定の割合で減少させることを特徴とする請求項４に記載の交通信号制御装置。
【請求項６】
前記第１の変化傾向及び前記第２の変化傾向の差分に応じて、増減の割合を変更することを特徴とする請求項５に記載の交通信号制御装置。
【請求項７】
前記第１の車両感知部の計測に基づく交通量を連続的に表した第１の交通量関数と、前記第３の車両感知部の計測に基づく交通量を連続的に表した第２の交通量関数とのピーク位置が重なるように第２の交通量関数を時間軸方向に移動して前記旅行時間の修正処理を行うことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の交通信号制御装置。
【請求項８】
前記交通量は、第１〜第３の車両感知部により計測した通過台数に基づいて算出した移動平均交通量であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の交通信号制御装置。
【請求項９】
前記移動平均交通量は、過去の第１の所定時間に計数した通過台数を第２の所定時間間隔毎に記録した場合に、前記計数した通過台数に、前記第２の所定時間／前記第１の所定時間を乗じた値であることを特徴とする請求項８に記載の交通信号制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路の交差点において、交通信号灯器に対して最適な信号制御を行う交通信号制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、信号制御対象の本交差点において、隣接する隣接交差点から到着する交通量をそれぞれ予測して、車両の遅れ時間が最小となるように、青信号灯、赤信号灯の切替タイミングを探索する交通信号制御装置が開示されている。
【０００３】
この交通信号制御装置は、隣接交差点からの流出交通量及び隣接交差点から本交差点までの旅行時間に基づいて、本交差点に到達する交通量を予測している。
【０００４】
更に、特許文献１の交通信号制御装置は、隣接交差点からの流出交通量に基づいて予測した本交差点の交通量の変化点と、本交差点の実測流入交通量の変化点とを比較して、旅行時間の補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３４５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の交通信号制御装置は、隣接交差点の所定時間当たりの交通量を維持したまま、本交差点に到達することを前提として流入交通量を予測している。
【０００７】
しかし、実際の隣接交差点から本交差点に走行する車両は、車間距離や車両速度を変動させながら走行するため、多少の交通量に変化が生ずる。このような場合に、特許文献１の交通信号制御装置による交通量の変化点に基づく旅行時間の補正処理を行うと、上述の変動により変化点が変わってしまい、変化点を抽出できなかったり、間違った個所を変化点として抽出する可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の課題を解消し、交通量の予測情報及び実測情報の変化傾向を比較することで、信号待ちの合計累積待ち行列台数時間を精度良く算出することができ、最適な信号制御を行い得る交通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】
上記目的を達成するための本発明に係る交通信号制御装置は、本交差点に設け、該本交差点に隣接する第１の隣接交差点からの第１の流入路に流入する交通量を計測すると共に、前記第１の流入路と交差し前記本交差点に隣接する第２の隣接交差点からの第２の流入路に流入する交通量を計測する第１、第２の車両感知部と、前記第１の流入路の上流側の前記第１の隣接交差点の流出路に設けた第３の車両感知部により計測された交通量、及び前記第１、第２の車両感知部により計測された交通量を取得し、前記第１の流入路に対する信号灯器の青信号から黄信号に切替える切替タイミングを抽出する処理部とを備える交通信号制御装置であって、前記第２の車両感知部による交通量の計測により算出された過去の信号待ち車両の第１の累積待ち行列台数に基づく第１の累積待ち行列台数時間と、前記第３の車両感知部により計測された交通量から、前記本交差点及び前記隣接交差点間の距離を平均車速で除した旅行時間の経過後の交通量の予測により算出された第２の累積待ち行列台数に基づく第２の累積待ち行列台数時間とを合計した合計累積待ち行列台数時間を算出し、該合計累積待ち行列台数時間は、１サイクルにおける前記ぜ第２の流入路に対する赤信号の点灯時に発生した所定単位時間毎の累積待ち行列台数を足し合わせた前記第１の累積待ち行列台数時間と、前記１サイクルにおける前記第１の流入路に対する赤信号の点灯時に発生する所定単位時間毎の累積待ち行列台数を足し合わせた前記第２の累積待ち行列台数時間とを合計することで、前記本交差点における前記１サイクルの信号待ちの車両の累積待ち行列台数時間とし、前記第１の累積待ち行列台数時間における前記第２の車両感知部の計測に基づく交通量の増減と、前記第２の累積待ち行列台数時間における前記第３の車両感知部の計測に基づく交通量の増減とに差異が生ずる場合に、前記第１の流入路に対する前記信号灯器の青信号から黄信号に切替える切替タイミングを、前記合計累積待ち行列台数時間の時間的な変化に基づいて、前記合計累積待ち行列台数時間が最小となるタイミングとして抽出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る交通信号制御装置によれば、青信号を点灯させる最短青点灯時間から最長青点灯時間までの間で、本交差点の１サイクルにおける信号待ちの車両が最小の合計累積待ち行列台数時間となる切替タイミングを算出することで、効率的な交通流制御が可能となり、本交差点における渋滞の発生を予防することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】交通信号システムのブロック構成図である。
【図２】本交差点、隣接交差点の配置図である。
【図３】信号灯器の現示、切替タイミングの説明図である。
【図４】車両感知器のパルスデータ、通過台数の交通量を並記した説明図である。
【図５】隣接交差点の通過台数及び交通量関数と、本交差点で予測される通過台数及び交通量関数との関係の説明図である。
【図６】交差点の信号灯器の赤信号の点灯時に発生する１秒毎の累積待ち行列台数及び累積待ち行列台数時間の説明図である。
【図７】Ｌ１０ａ又はＬ１０ｂの青信号から黄信号に切替える切替タイミングを算出する処理のフローチャート図である。
【図８】合計累積待ち行列台数時間の修正処理のフローチャート図である。
【図９】累積待ち行列台数時間を補正係数を用いて補正するフローチャート図である。
【図１０】補正係数を修正するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は交通制御対象である本交差点の交通信号灯器を制御する交通信号制御装置１０を含む交通信号システムのブロック構成図であり、図２は交通信号制御装置１０を設置した本交差点Ｋ１０及び本交差点Ｋ１０の各上流側に隣接する第１、第２の隣接交差点Ｋ１１、Ｋ１２の配置図である。
【００１３】
交通信号システムは、交通流の下流側の本交差点Ｋ１０に設置された交通信号制御装置１０と、本交差点Ｋ１０の南北方向に沿う第１の流入路Ｉ１の上流側に隣接する第１の隣接交差点Ｋ１１に設置された交通信号制御装置１１と、本交差点Ｋ１０の第１の流入路Ｉ１と交差する東西方向に沿う第２の流入路Ｉ２の上流側に隣接する第２の隣接交差点Ｋ１２に設置された交通信号制御装置１２とから構成されている。
【００１４】
交通信号制御装置１０と、交通信号制御装置１１、１２とは無線又は有線により接続されており、各種の交通情報の送受信が可能とされている。なお、交通制御対象となる交通信号制御装置１０は、隣接する隣接交差点が存在すれば、本交差点Ｋ１０の任意の信号灯器Ｌ１０に対して最適な交通信号制御を行うことが可能である。
【００１５】
また、図１に示すブロック図及び図２の配置図では、第１の流入路Ｉ１の反対車線の流入路の上流側隣接交差点、及び第２の流入路Ｉ２の反対車線の流入路の上流側隣接交差点については、図示を省略している。これは本交差点Ｋ１０に対する信号制御は、混雑する方向の流入路、例えば朝では上り方向である第１の流入路Ｉ１を対象に信号制御を行えばよいからである。同様に、第１の流入路Ｉ１と交差する流入路に対しても、混雑する方向である第２の流入路Ｉ２を対象に信号制御を行えばよい。
【００１６】
本交差点Ｋ１０には、処理部１０ａを備えた交通信号制御装置１０と、処理部１０ａに接続され、処理部１０ａからの信号制御指令に基づき、赤色、黄色、青色の信号灯の点灯、滅灯を行う信号灯器Ｌ１０と、第１の隣接交差点Ｋ１１からの第１の流入路Ｉ１の交通量Ｖを計測する車両感知器Ｄ１０ａと、第２の隣接交差点Ｋ１２からの第２の流入路Ｉ２の交通量Ｖを計測する車両感知器Ｄ１０ｂとが設けられている。
【００１７】
車両感知器Ｄ１０ａ、Ｄ１０ｂとしては、例えば画像車両感知器、レーザー式車両感知器、レーダー式車両感知器等が用いられ、本交差点Ｋ１０の近傍にあって、所定距離、例えば数１０ｍ離れた個所で、感知される車両Ｃの通過台数Ｆをリアルタイムに計測可能とされている。計測した通過台数Ｆは交通信号制御装置１０の処理部１０ａに送信され、時系列順に交通量Ｖとして記録される。また、この交通量Ｖに基づいて、後述する通過台数Ｆを所定の秒数でサンプリングし、その台数を所定のサンプリング秒数で除したもの（移動平均交通量ｗ）を１秒毎にプロットし、近似曲線的に表すことができる。ここでは、この近似曲線を交通量関数ｆ（ｔ）と称する。
【００１８】
また交通信号制御装置１１、１２には、第１、第２の隣接交差点Ｋ１１、Ｋ１２から本交差点Ｋ１０への各流出路Ｏ１、Ｏ２に対して、通過する車両Ｃを計測する第２、第３の車両感知器Ｄ１１、Ｄ１２がそれぞれ配置されている。これらの車両感知器Ｄ１１、Ｄ１２としては、例えば超音波式車両感知器を用いることができる。
【００１９】
これらの超音波式車両感知器は、車道に対して上方から照射する超音波の送信してから受信するまでの時間を計測して車両Ｃの通過の有無を判断するもので、車両Ｃの通過をパルスデータＰとして交通信号制御装置へ出力することが可能である。更に、１つのパルスデータＰの感知時間と、車両の平均車長とから通過する車両Ｃの車速Ｓを算出することができ、所定数の車両Ｃの車速Ｓを平均することで、超音波式車両感知器を通過する車両Ｃの平均車速Ｓ０を算出することが可能である。
【００２０】
本交差点Ｋ１０への第１の隣接交差点Ｋ１１からの第１の流入路Ｉ１に対する信号灯器Ｌ１０ａ、及び第２の隣接交差点Ｋ１２からの第２の流入路Ｉ２に対する信号灯器Ｌ１０ｂは、赤信号Ｒ、青信号Ｇ、黄信号Ｙの順で点灯する周期を繰り返している。図３は本交差点Ｋ１０の信号灯器Ｌ１０における２つの方向の信号灯器Ｌ１０ａ、Ｌ１０ｂの現示と、信号灯器Ｌ１０ａ、Ｌ１０ｂの切替タイミングｔ１、ｔ２の説明図である。
【００２１】
信号灯器の１回分の点灯周期に該当する１サイクルの時間は、通常は青信号Ｇの点灯開始から次の青信号Ｇの点灯開始までの時間を指すが、本実施例では、黄信号Ｙの点灯開始から次の黄信号Ｙの点灯開始までの時間として説明する。信号灯器Ｌ１０ｂの切替タイミングｔ２を示す黄信号Ｙ２の点灯開始である現時刻ｔ０から、次の切替タイミングｔ２における黄信号Ｙ２の点灯までの１サイクルの中で、後述する信号灯器Ｌ１０ａの最適な青信号Ｇ１、赤信号Ｒ１の切替タイミングｔ１の探索処理を行う。この切替タイミングｔ１とは、信号灯器Ｌ１０ａの青信号Ｇ１の最終時間である黄信号Ｙ１の開始するタイミングを意味している。
【００２２】
青信号Ｇ１を点灯させる最低限の時間である最短青点灯時間ｔ１０から、青信号Ｇ１を点灯させる最大限の延長可能時間である最長青点灯時間ｔ１１までの間で、本交差点Ｋ１０の１サイクルにおける信号待ちの車両Ｃが最小台数となる切替タイミングｔ１を算出する。
【００２３】
続いて、青信号Ｇ２を点灯させる最低限の時間である最短青点灯時間ｔ２０から、青信号Ｇ２を点灯させる最大限の延長可能時間である最長青点灯時間ｔ２１までの間で、本交差点Ｋ１０の１サイクルにおける信号待ちの車両Ｃが最小台数となる切替タイミングｔ２を算出する。
【００２４】
つまり、本交差点Ｋ１０における１秒毎の累積待ち行列台数Ｗが減少する切替タイミングｔ１の採用後は、本交差点Ｋ１０の信号灯器Ｌ１０ｂの最短青点灯時間ｔ２０から、最長青点灯時間ｔ２１までの間で、本交差点Ｋ１０で信号待ちとなる累積待ち行列の車両Ｃが最も少なくなる切替タイミングｔ２を抽出する。
【００２５】
このように、本交差点Ｋ１０の信号灯器Ｌ１０ａ、Ｌ１０ｂに対して、黄色信号の点灯を開始する切替タイミングｔ１、ｔ２の探索処理を交互に繰り返す。なお、図３に示す１サイクルは、時間帯や曜日に応じて設定された定数となっているが、上述のように切替タイミングｔ２の短縮、延長に応じて変動することになる。
【００２６】
そこで、設定されている定数を、例えば時間帯毎に短縮、延長した１サイクル秒数を記録し、各時間帯における平均した１サイクル秒数を算出し、この秒数を各時間帯の１サイクル秒数として更新する。このように設定することで、切替タイミングｔ１、ｔ２の延長幅、短縮幅は平滑化されることになり、サイクル秒数の短縮又は延長を連続して繰り返すようなことはなくなる。
【００２７】
図４は第１の隣接交差点Ｋ１１の車両感知器Ｄ１１又は第２の隣接交差点Ｋ１２の車両感知器Ｄ１２で感知されたパルスデータＰと、これらのパルスデータＰに対して過去の第１の所定時間ｔａ、例えば５秒間に計数した通過台数Ｆを、例えば１秒毎にヒストグラム化した移動平均交通量ｖとを、時間軸に対して並記した説明図である。なお、車両感知器Ｄ１２で感知されるパルスデータＰの幅は、車両ｃの速度や車長により異なるが、移動平均交通量ｖでは感知した台数のみを対象とする。また、第１の所定時間ｔａを例えば１秒間とする短時間で計測すると感知有りと無しの状態判定となってしまうので、第１の所定時間ｔａは通常は５〜１０秒間と設定することが好ましい。
【００２８】
また、移動平均交通量ｖは、過去の第１の所定時間ｔａ、例えば５秒間に計数した通過台数Ｆを、第２の所定時間ｔｂ、例えば１秒毎にパルスデータＰを計数することによって求めた数値であり、移動平均交通量ｖの増減の変化傾向ｗ’（ｔ）＝ΔＶ／Δｔを時間軸に対して連続的に表した交通量関数ｗ（ｔ）として表すことが可能である。なお、移動平均交通量ｖは第１、第２の所定時間ｔａ、ｔｂの時間差によって、重複して車両Ｃを計数することを防止するために、計数した通過台数Ｆに対して、ｔｂ／ｔａの乗算を行う。つまり第１の所定時間ｔａを5秒間とし、第２の所定時間ｔｂを１秒間とした場合に、、例えば1台の通過台数Ｆを計数した場合には、１台×１／５＝０．２を移動平均交通量ｖとして記録する。
【００２９】
更に、移動平均交通量ｖを時系列にプロットし、近似曲線化することが可能であり、近似曲線化したものを交通量関数ｆ（ｔ）として表す。なお、交通量の変化傾向を交通量関数の微分値ｆ’（ｔ）＝ｄｖ／ｄｔとして捉えることが可能である。
【００３０】
図５は第１の隣接交差点Ｋ１１の車両感知器Ｄ１１で計測した通過台数Ｆに基づいて算出した移動平均交通量ｖ及び交通量関数ｆ（ｔ）０と、本交差点Ｋ１０で予測される移動平均交通量ｖ及び交通量関数ｆ（ｔ）１との関係を示す説明図である。第１の隣接交差点Ｋ１１の車両感知器Ｄ１１で計測した通過台数Ｆに基づいて算出した移動平均交通量ｖ及び交通量関数ｆ（ｔ）０は、固定値である本交差点Ｋ１０−第１の隣接交差点Ｋ１１間の距離Ｍを、前述の平均車速Ｓ０で除した旅行時間ｔｃの経過後に、本交差点Ｋ１０に到達すると予測することができる。同様な予測は、第２の隣接交差点Ｋ１２の車両感知器Ｄ１２により感知した通過台数Ｆに基づいて算出した移動平均交通量ｖ及び交通量関数ｆ（ｔ）０を用いた本交差点Ｋ１０−第２の隣接交差点Ｋ１２間の予測にも適用できる。
【００３１】
また、本交差点Ｋ１０においては、現時刻ｔ０とした場合に、旅行時間ｔｃと同時間である予測可能時間ｔｄ分の通過台数Ｆに基づいて算出した移動平均交通量ｖ及び交通量関数ｆ（ｔ）０を蓄積することが可能である。これらの蓄積した予測可能時間ｔｄの通過台数Ｆに基づいて算出した移動平均交通量ｖ及び交通量関数ｆ（ｔ）０に基づいて、切替タイミングｔ１、ｔ２の抽出処理を行うことができる。
【００３２】
また、本交差点Ｋ１０に設置した車両感知器Ｄ１０ａ、Ｄ１０ｂに対しても、同様に予測可能時間ｔｄにおける通過台数Ｆに基づいて算出した移動平均交通量ｖ及び交通量関数ｆ（ｔ）を取得することが可能である。しかし、車両感知器Ｄ１０ａ、Ｄ１０ｂの設置場所は、本交差点Ｋ１０から数１０ｍ程度しか離れていないため、予測可能時間ｔｄは数秒間程度となってしまう。これらの車両感知器Ｄ１０ａ、Ｄ１０ｂからの予測可能時間ｔｄ分の通過台数Ｆに基づいて算出した移動平均交通量ｖ及び交通量関数ｆ（ｔ）は、第１、第２の隣接交差点Ｋ１１、Ｋ１２の車両感知器Ｄ１１、Ｄ１２からの予測可能時間ｔｄ分の通過台数Fに基づいて算出した移動平均交通量ｖ及び交通量関数ｆ（ｔ）に比べて予測精度が高くなる。
【００３３】
図５において、第１の隣接交差点Ｋ１１の車両感知器Ｄ１１で計測した通過台数Ｆに基づいて算出した移動平均交通量ｖ及び交通量関数ｆ（ｔ）は、隣接交差点Ｋ１１−本交差点Ｋ１０間を走行する車両Ｃの加減速等の影響により変化しながら本交差点Ｋ１０に到達する。従って、図示のように移動平均交通量ｖがそのまま移動することは少ないが、交通量関数ｆ（ｔ）の起伏は多少変化するものの、おおよその波形状は維持されながら本交差点Ｋ１０に達することが分かっている。
【００３４】
図６は本交差点Ｋ１０の信号灯器Ｌ１０ａ、Ｌ１０ｂの赤信号Ｒ１、Ｒ２の点灯時に発生する１秒毎の累積待ち行列台数Ｗ及びそれらを足し合わせた累積待ち行列台数時間Ｗｔの説明図である。１秒毎ではなく、更に、時間を細分化し、近似曲線的に見れば、累積待ち行列台数Ｗを時間で積分した値として捉えることも可能である。
【００３５】
累積待ち行列台数Ｗは、赤信号Ｒ１、Ｒ２により信号待ちとなった移動平均交通量ｖの累積台数であり、例えば前回の切替タイミングｔ２を始点とした場合に、本交差点Ｋ１０の車両感知器Ｄ１０ｂによる計測に基づいて、信号灯器Ｌ１０ｂの赤信号Ｒ２により信号待ちとなった車両Ｃを累積待ち行列台数Ｗ１と表すことができる。
【００３６】
なお、図６では累積待ち行列台数Ｗ１は理解し易いように直線的に示しているが、実際には図示するように移動平均交通量ｖに応じて階段状等の累積待ち行列台数Ｗ１が生成されることになる。同時に、累積待ち行列台数Ｗ１の積分値であり、赤信号Ｒ１による信号待ちの車両Ｃの総遅れ時間に相当する累積待ち行列台数時間Ｗｔ１１も算出することが可能である。
【００３７】
また、信号灯器Ｌ１０ａの青信号Ｇ１の切替タイミングｔ１に合わせて、赤信号Ｒ２の最終時点も変動することになり、累積待ち行列台数Ｗ１及び累積待ち行列台数時間Ｗｔ１１も変動することになる。
【００３８】
また、本交差点Ｋ１０の信号灯器Ｌ１０ｂが赤信号Ｒ２を点灯しており、かつ信号灯器Ｌ１０ａが青信号Ｇ１を点灯している場合には、累積待ち行列台数Ｗが信号灯器Ｌ１０ａによって発生することはない。
【００３９】
そして、図６に示す信号灯器Ｌ１０ａにおいては、第１の隣接交差点Ｋ１１の車両感知器Ｄ１１の計測に基づく交通量関数ｆ（ｔ）１と同様にして、車両感知器Ｄ１０ａの計測に基づく交通量関数ｆ（ｔ）２を表すことができる。
【００４０】
前述のように本交差点Ｋ１０−第１の隣接交差点Ｋ１１間の車両Ｃの移動に応じて交通量関数ｆ（ｔ）１と交通量関数ｆ（ｔ）２との間にはずれが生ずる。しかし、本交差点Ｋ１０−第１の隣接交差点Ｋ１１間の走行により車間距離等が多少変化して、交通量関数ｆ（ｔ）の波形状の上下のピークである起伏に変化が生じても、おおよその上下のピーク位置は大きく変化せずに維持される。
【００４１】
そこで、交通量関数ｆ（ｔ）２に交通量関数ｆ（ｔ）１の上下のピーク位置が重なるように、交通量関数ｆ（ｔ）１を時間軸方向に移動して旅行時間ｔｃの修正を行うことができる。この旅行時間ｔｃの修正処理により、累積待ち行列台数Ｗ２の予測精度を更に上げることが可能である。
【００４２】
現時刻ｔ０が本交差点Ｋ１０の信号灯器Ｌ１０ａの最短青点灯時間ｔ１０になった場合に、点線で示す交通量関数ｆ（ｔ）１の予測情報に基づいて、信号灯器Ｌ１０ａが赤信号Ｒ１に切替えた後の累積待ち行列台数Ｗを予測することが可能である。なお、点線で示す交通量関数ｆ（ｔ）２も現時刻ｔ０から数秒間は予測可能であり、この交通量関数ｆ（ｔ）２の累積待ち行列台数Ｗと、それ以降の交通量関数ｆ（ｔ）１の累積待ち行列台数Ｗとを併せたものを信号灯器Ｌ１０ａが赤信号Ｒ１に切替えた後の累積待ち行列台数Ｗとして予測することが好ましい。
【００４３】
図７は交通信号制御装置１０の処理部１０ａによる青信号Ｇ１、Ｇ２から黄信号Ｙ１、Ｙ２に切替える切替タイミングｔ１、ｔ２の抽出処理に関するフローチャート図である。なお、この切替タイミングｔ１、ｔ２の抽出処理は、現時刻ｔ０が本交差点Ｋ１０の信号灯器Ｌ１０ａの最長青点灯時間ｔ１１又は信号灯器Ｌ１０ｂの最長青点灯時間ｔ２１になった場合に、強制的に青信号Ｇ１から黄信号Ｙ１又は青信号Ｇ２から黄信号Ｙ２に切替えた後のステップＳＴ１から開始される。
【００４４】
処理のスタート後に、ステップＳＴ１において、現時刻ｔ０が信号灯器Ｌ１０ａの最短青点灯時間ｔ１０なったか、或いは信号灯器Ｌ１０ｂの最短青点灯時間ｔ２０になったかを判定する。最短青点灯時間ｔ１０或いはｔ２０になっていない場合には、ステップＳＴ１の処理を繰り返す。
【００４５】
現時刻ｔ０が信号灯器Ｌ１０ａの最短青点灯時間ｔ１０になった場合には、ステップＳＴ２に移行し、信号灯器Ｌ１０ｂの黄信号Ｙ２及び赤信号Ｒ２の点灯時の本交差点Ｋ１０の車両感知器Ｄ１０ｂの計測により算出された過去の累積待ち行列台数Ｗ１に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ１と、現時刻ｔ０を切替タイミングｔ１とする信号灯器Ｌ１０ａの黄信号Ｙ１及び赤信号Ｒ１の点灯時の車両感知器Ｄ１０ａ、Ｄ１１の計測により予測した累積待ち行列台数Ｗ２に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ２とを合計した合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ３を算出する。
【００４６】
また、現時刻ｔ０からａ秒、例えば１秒後の信号灯器Ｌ１０ｂの赤信号Ｒ２の点灯時の本交差点Ｋ１０の車両感知器Ｄ１０ｂの計測により算出された過去の累積待ち行列台数Ｗ１’に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ１’と、現時刻ｔ０＋ａ秒を切替タイミングｔ１とする信号灯器Ｌ１０ａの黄信号Ｙ１及び赤信号Ｒ１の点灯時の車両感知器Ｄ１０ａ、Ｄ１１の計測により予測した累積待ち行列台数Ｗ２’に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ２’とを合計した合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４を算出する。なお、合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ３及び合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４は、固定値である標準サイクル長を越えて、算出されることはない。
【００４７】
同様に、ステップＳＴ１の現時刻ｔ０が信号灯器Ｌ１０ｂの最短青点灯時間ｔ２０になった場合には、ステップＳＴ２に移行し、信号灯器Ｌ１０ａの黄信号Ｙ１及び赤信号Ｒ１の点灯時の本交差点Ｋ１０の車両感知器Ｄ１０ａの計測により算出された過去の累積待ち行列台数Ｗ２に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ２と、現時刻ｔ０を切替タイミングｔ２とする信号灯器Ｌ１０ｂの黄信号Ｙ２及び赤信号Ｒ２の点灯時の車両感知器Ｄ１０ｂ、Ｄ１２の計測により予測した累積待ち行列台数Ｗ１に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ１とを合計した合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ３を算出する。
【００４８】
また、現時刻ｔ０からａ秒後の信号灯器Ｌ１０ａの黄信号Ｙ２及び赤信号Ｒ２の点灯時の本交差点Ｋ１０の車両感知器Ｄ１０ａの計測により算出された過去の累積待ち行列台数Ｗ２’に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ２’と、現時刻ｔ０＋ａ秒を切替タイミングｔ２とする信号灯器Ｌ１０ｂの黄信号Ｙ２及び赤信号Ｒ２の点灯時の車両感知器Ｄ１０ｂ、Ｄ１２の計測により予測した累積待ち行列台数Ｗ１’に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ１’とを合計した合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４を算出する。
【００４９】
続いて、ステップＳＴ３に移行し、１サイクル分の現時刻ｔ０時の合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ３と、現時刻ｔ０＋ａ秒時の合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４との比較を行う。現時刻ｔ０＋ａ秒時の合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４の方が小さい場合には、ステップＳＴ４に移行する。ステップＳＴ４で現時刻ｔ０が１秒経過したか判定し、経過した場合にステップＳＴ２に戻る。
【００５０】
これらのステップＳＴ４、ＳＴ２、ＳＴ３のループ処理により、現時刻ｔ０における青信号Ｇ１、Ｇ２から黄信号Ｙ１、Ｙ２への切替えよりも未来である＋ａ秒後における青信号Ｇ１、Ｇ２から黄信号Ｙ１、Ｙ２への切替えの方が、１サイクルにおける本交差点Ｋ１０で信号待ちをする車両Ｃがより少なくなり、結果的に青信号Ｇ１、Ｇ２の点灯により通過する車両Ｃを増やすことになる。１サイクルにおいて本交差点Ｋ１０で信号待ちをする車両Ｃの台数を少なくすることで、本交差点Ｋ１０での渋滞の発生を予防することができる。
【００５１】
なお、この切替タイミングｔ１、ｔ２を延長するステップＳＴ４、ＳＴ２、ＳＴ３のループ処理は、現時刻ｔ０が最長青点灯時間ｔ１１、ｔ２１を越えて延長させることは不可能であり、現時刻ｔ０が最長青点灯時間ｔ１１、ｔ２１に達した時点で、強制的に青信号Ｇ１、Ｇ２からそれぞれ黄信号Ｙ１、Ｙ２に切替処理が行われる。
【００５２】
ステップＳＴ３において、現時刻ｔ０の合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ３と現時刻ｔ０＋ａ秒の合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４との比較を行い、合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ３が合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４よりも小さい場合には、ステップＳＴ５に移行する。ステップＳＴ５では、現時刻ｔ０を切替タイミングｔ１、ｔ２として青信号Ｇ１、Ｇ２から黄信号Ｙ１、Ｙ２への切替えた後に処理は終了する。
【００５３】
図８は、図７に示すステップＳＴ２で算出される１サイクルに本交差点Ｋ１０で信号待ちをする車両Ｃの現時刻ｔ０での合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ３、現時刻ｔ０＋ａ秒での合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４の修正処理のフローチャート図である。この修正処理を行うことでより合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ３及び合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４の予測精度を向上させることが可能である。なお、予測精度を向上させられるのは、第１、第２の隣接交差点Ｋ１１、Ｋ１２の車両感知器Ｄ１１、Ｄ１２により計測される交通量Ｖに対してであり、これらの交通量Ｖに基づいて算出される本交差点Ｋ１０で発生する累積待ち行列台数Ｗに対して、修正を行うことになる。
【００５４】
図７に示すステップＳＴ１の処理後に、例えば現時刻ｔ０が最短青点灯時間ｔ１０となった場合のステップＳＴ２１では、図６に示すように現時刻ｔ０の交通量関数ｆ（ｔ）１の変化傾向ｆ’（ｔ）１と交通量関数ｆ（ｔ）２の変化傾向ｆ’（ｔ）２との比較を行う。そして、本交差点Ｋ１０の実測値に近い変化傾向ｆ’（ｔ）２が、予測値である変化傾向ｆ’（ｔ）１の所定範囲内に含まれて、変化傾向ｆ’（ｔ）１によって近似できる場合には、交通量関数ｆ（ｔ）１及び交通量関数ｆ（ｔ）２が略一致するものと考えて、ステップＳＴ２２に移行する。
【００５５】
そして、ステップＳＴ２２では修正処理を行わず、前述のように交通量関数ｆ（ｔ）２及び交通量関数ｆ（ｔ）１に基づく累積待ち行列台数Ｗ２１を算出する。なお、行列台数Ｗ２１は図６では分かり易いように直線で示しているが、実際には交通量関数ｆ（ｔ）２及び交通量関数ｆ（ｔ）１の形状に依存して、階段状の形状を取ることになる。
【００５６】
ステップＳＴ２１において、変化傾向ｆ’（ｔ）２が変化傾向ｆ’（ｔ）１の所定範囲内に含まれず、変化傾向ｆ’（ｔ）１によって近似できない場合には、ステップＳＴ２３に移行する。予測値である変化傾向ｆ’（ｔ）１が実測値に近い変化傾向ｆ’（ｔ）２よりも小さい場合は、ステップＳＴ２４に移行し、予測値を実測値に近付けるように修正するために、累積待ち行列台数Ｗ２１に対してプラス側に移動した累積待ち行列台数Ｗ２２を算出する。
【００５７】
また、予測値である変化傾向ｆ’（ｔ）１が実測値に近い変化傾向ｆ’（ｔ）２よりも大きい場合には、ステップＳＴ２５に移行し、予測値を実測値に近付けるように修正するために、累積待ち行列台数Ｗ２１に対してマイナス側に移動した累積待ち行列台数Ｗ２３を算出する。
【００５８】
このようにして、ステップＳＴ２２、ＳＴ２４、ＳＴ２５において、本交差点Ｋ１０の信号灯器Ｌ１０ａの黄信号Ｙ２及び赤信号Ｒ２の点灯時の何れかの累積待ち行列台数Ｗ２１〜２３を選択して、ステップＳＴ２６に移行する。
【００５９】
ステップＳＴ２６では、累積待ち行列台数Ｗ２１〜２３の何れかに基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ２と、信号灯器Ｌ１０ｂの黄信号Ｙ２及び赤信号Ｒ２の点灯時の累積待ち行列台数時間Ｗｔ１とを合計して、合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ３を算出する。
【００６０】
これらのステップＳＴ２１〜ＳＴ２６の処理は、現時刻ｔ０＋ａ秒時に対しても行われ、現時刻ｔ０＋ａ秒における累積待ち行列台数Ｗ２１〜２３の何れかに基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ２’と、累積待ち行列台数Ｗ１に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ１’とを合計した合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４を算出する。また、現時刻ｔ０が最短青点灯時間ｔ２０となった場合も、同様な合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ３、合計累積待ち行列台数時間Ｗｔ４の算出処理が行われることになる。
【００６１】
累積待ち行列台数Ｗ２２、２３を累積待ち行列台数Ｗ２１に対してプラス側又はマイナス側に増減させる割合は、累積待ち行列台数Ｗ２１の数％程度にすることが好ましい。また、変化傾向ｆ’（ｔ）１と変化傾向ｆ’（ｔ）２を比較した際の差分に応じて、プラス側又はマイナス側に増減させる割合を変更するようにしてもよい。
【００６２】
また、累積待ち行列台数時間Ｗｔの予測精度を更に向上させる方法として、上述の予測した累積待ち行列台数Ｗ１、Ｗ２に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ１、Ｗｔ２と、本交差点Ｋ１０において実測した累積待ち行列台数Ｗ１’、Ｗ２’に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ１’、Ｗｔ２’とを利用した補正方法を採用することも可能である。図９は、予測値である累積待ち行列台数時間Ｗｔと実測値である累積待ち行列台数時間Ｗｔ’との差異から補正係数τを算定し、この補正係数τを用いて予測値を補正する処理のフローチャート図である。
【００６３】
交通信号制御装置１０内の図示しない記憶手段には、処理部１０ａで予測した累積待ち行列台数Ｗ１、Ｗ２に基づく累積待ち行列台数時間Ｗｔ１、Ｗｔ２と、車両感知器Ｄ１０ａ、Ｄ１０ｂで感知された感知データから算出された実際の本交差点Ｋ１０に到着した際の累積待ち行列台数時間Ｗｔ１’、Ｗｔ２’とが蓄積されている。
【００６４】
図９のフローチャートのスタート後にステップＳＴ３１において、所定の流入路における所定時刻に対応した累積待ち行列台数時間Ｗｔと、同じ時刻の実測値である累積待ち行列台数時間Ｗｔ’とを、記録手段から読み込む。
【００６５】
ステップＳＴ３２に移行して、累積待ち行列台数時間Ｗｔと累積待ち行列台数時間Ｗｔ’との差異を求め、ステップＳＴ３３において、差異に応じた補正係数τを算定し、記憶手段に記憶する。なお、上述の差異は、交差点間で予測する旅行時間ｔｃの誤差等によって発生する。
【００６６】
補正係数τは割合を示す値であり、予測値である累積待ち行列台数時間Ｗｔに補正係数τを乗じることで実測値である累積待ち行列台数時間Ｗｔ’となる。この補正係数τは、通常０．９５〜１．０５程度の範囲に収まり、補正係数τを算定後は、補正係数τを用いて、予測される累積待ち行列台数時間Ｗｔの補正を行うことになる。補正係数τは時間経過とともに徐々に変化するため、現時刻から直近の時間帯で算定した補正係数τを使用することが好ましい。
【００６７】
また、交通状況の変化により、交差点間の旅行時間ｔｃも変化するため補正係数τを定期的に修正する必要がある。図１０は算定した補正係数τを修正するフローチャート図である。
【００６８】
スタート後、ステップＳＴ４１で現在の補正係数τを記憶手段から読込み、ステップＳＴ４２に移行する。ステップＳＴ４２では、読込んだ補正係数τを用いて予測される累積待ち行列台数時間Ｗｔの補正を行う。
【００６９】
ステップＳＴ４３では、補正した累積待ち行列台数時間Ｗｔと、同じ時刻の実測した累積待ち行列台数時間Ｗｔ’との差異を求め、差異に応じて補正係数τを修正し、記憶手段に記憶する。
【００７０】
ステップＳＴ４４では、次のサイクルにおいても補正計数τの修正するか否かの設定に従って、継続して修正する場合は、ステップＳＴ４１に戻り、継続して修正を行わない場合は、終了する。補正係数τを定期的に修正することで、累積待ち行列台数時間Ｗｔの予測精度を更に向上させることが可能である。
【００７１】
このように交通信号制御装置１０を用いることで、青信号Ｇ１、Ｇ２を点灯させる最短青点灯時間ｔ１０、ｔ２０から、最長青点灯時間ｔ１１、ｔ２１までの間で、本交差点Ｋ１０の１サイクルにおける信号待ちの車両Ｃが最小の合計累積待ち行列台数時間Ｗｔとなる切替タイミングｔ１、ｔ２を探索し、抽出することが可能である。従って、本交差点Ｋ１０における効率的な交通流制御が可能となり、渋滞の発生を予防することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０、１１、１２  交通信号制御装置
１０ａ  処理部
Ｉ１、Ｉ２  流入路
Ｃ  車両
Ｄ１０ａ、Ｄ１０ｂ、Ｄ１１、Ｄ１２  車両感知器
Ｆ  通過台数
ｆ（ｔ）  交通量関数
ｆ’（ｔ）  変化傾向
Ｋ１０、Ｋ１１、Ｋ１２  交差点
Ｌ１０、Ｌ１０ａ、Ｌ１０ｂ  信号灯器
Ｏ１、Ｏ２  流出路
ｖ  移動平均交通量
Ｗ  累積待ち行列台数
Ｗｔ  累積待ち行列台数時間
【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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