日本の交通信号機
本項では、日本における交通信号機(こうつうしんごうき)について記述する。 日本では道路の安全と円滑な交通を守り、また交通公害などの障害を防ぐために交通信号機が設置される。主に車両用と歩行者用に分けられるが、必要に応じて自転車用や路面電車用のものも設置される。国内で初めて機械式交通信号機が設置されたのは1930年(昭和5年)であり、その後は歩行者用信号機の誕生、電球式からLED式への光源の変更を経て現在に至る。
交通信号機には交通信号制御機や信号柱などが付属しており、制御機で予め定められたパラメータに従って自動的に信号機の表示を変えている。
なお、この記事で取り扱う単位については「m」=メートル、「cm」=センチメートル、「mm」=ミリメートルとする。
制御器は制御方法によって以下の通り分類される。
地域制御 集中制御用信号制御器
系統制御 集中制御用信号制御器 多段系統制御用信号制御器
地点制御 感応制御用信号制御器 押ボタン制御用信号制御器 多段制御用信号制御器
集中制御用信号制御器はマイクロプロセッサと交通信号制御専用LSIの階層構成を用いることで信頼性の向上を図っている。マイクロプロセッサによって、車両感知器などからの感応制御を行うほか、交通管制センターからの遠隔操作時のサイクル・スプリット・現示の切り替えなどの制御内容について学習して交通管制センターとの回線が断線しても信号制御が乱れないようになっている。交通信号制御専用LSIは、マイクロプロセッサが異常状態になっても信号制御が安全に行えるよう構成されている。多段制御用信号制御器は万年カレンダーを内蔵しており、曜日・時刻に応じて信号制御のパターンを設定することができる。
よって、磁気や打音などによる非破壊検査を踏まえた維持管理も行われている。
現在新設する信号柱は溶融亜鉛メッキ鋼管柱・根入式・長さ9 m・直径165 mmが標準となっている。柱の長寿命化を施すため、地際部を二重構造として防錆塗装を施したものが高い耐久性を持つ。信号柱の設置予定地に埋設物が存在し、根入式の信号柱が設置困難な場合は根本がベース式の信号柱が設置され、この場合は柱の長さは7.5 mが標準となる。道路構造の制約により標準的な長さの柱を設置することが困難な場合は短い柱(短尺柱)を設置する。また、狭隘な歩道上に設置する場合は外径の細い柱を設置の検討を行う。幅員が広い道路で信号用のケーブルを上空に架設する場合や、長いアームに車両用灯器を取り付ける場合は太径の信号柱が検討され、場合によっては長い柱(長尺柱)の設置も検討される。信号ケーブルが地下に敷設されたときに灯器・制御器と結線するためケーブルを入れたパイプが信号柱に取り付けることがあるが、通行の支障や景観の破壊が懸念される場合は柱内部に信号ケーブルを通せる中通し柱が使用されることがある。柱頭式で歩行者用灯器を取り付ける場合、直径101 mmで灯器の下面高さが3 mの柱頭式柱が設置される。一般的な柱が設置できない場合はクランク式の柱を設置し、柱に荷重が大きくかかる場合は杭式の柱を用いる。
交差点での交通制御方式の一種であり、他の交通制御方式として「一時停止制御」「ラウンドアバウト」による環道優先制御」がある。ライフサイクルコストは信号灯器や制御器を作動させるために高くなるため、限られた財政状況の中で持続可能な交通安全施設を維持するためには必要性の十分な検討が欠かせない。
交通信号機の制御は以下の点を目標として検討される。
交差点内の交通流の交錯を最小限にする。
道路上に安全な横断路を確保する。
車両の速度を適正な値にする。
これらの目標を達成するために、最も一般的な指標として「遅れ時間」が挙げられる。車両の実際の旅行時間と信号制御の影響を受けないで走行する旅行時間の差であり、交差点を通過する全車両の遅れ時間の総和(総遅れ時間)の最小化が信号制御の最適化の基本である。なお、交差点を通過する交通量が少ない場合は遅れ時間が他の制御方式と比べ大きくなるが、交通量が多い場合は遅れ時間が小さくなる。また、他の指標として「信号待ち行列長」「交差点通過に要する停止・発進回数」「信号待ち回数」および「捌け量」(一定時間内に流入路の停止線を通過できる車両の最大の数)が挙げられる。
信号機が表示(現示)する信号の意味は、「赤色の灯火の×印」を除いて、道路交通法施行令第2条に定めがある。歩行者用信号機に自転車も対象に含む旨の標示板(以下、標示板)がある場合、その歩行者用信号機の示す信号の意味は道路交通法施行令第2条第4項に定めがある。「赤色の灯火の×印」は軌道運転規則が根拠となる。ここでは、下表で信号機の意味を概説する。
「左折可」の標示板がある交差点では、車両は黄色または赤色の灯火の信号にかかわらず、左折できる。この場合において他の交差する交通を妨げてはならない。
「特定の交通に対する標示板」(例「側道専用」など)が取り付けられた信号機がある場合、その信号機はその特定の交通だけに対し表示するものとされ、その信号機以外の信号機は、その特定の交通に対しては表示しないものとされる。
停電などにより信号機が消灯している場合には、交通整理の行われていない交差点または横断歩道としての注意義務が生じる。また信号機が故障していることが何人が見ても明らかな場合は、仮に信号機が何らかの表示をしていてもこれに従う義務は無いと解されている。1つのサイクルに則って信号機が作動している以上、3色の内1色でも故障が生じた場合は信号機の表示の効力は失うと解するのが妥当とされている。この場合も、信号機の効力が失われている以上は、交通整理の行われていない交差点または横断歩道としての注意義務が生じる。
歩行者用信号機が消灯した場合でも、その信号機による横断歩道は適法のものとされる。
青色の灯火
黄色の灯火の点滅
赤色の灯火の点滅