JP5672001B2 - 信号制御装置、コンピュータプログラム及び信号制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、交差点の信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置、該信号制御装置を実現するためのコンピュータプログラム及び信号制御方法に関する。

複数の信号制御パラメータを記憶しておき、時刻に応じて予め指定した信号制御パラメータを選択して交通信号制御を行う交通信号制御機が知られている。この交通信号制御機では、運用開始前に予め交通需要を把握し、時刻別に交通需要をパターン化し、それぞれの交通需要パターンに適用する複数の信号制御パラメータを設定している。

しかし、運用開始後に交通需要そのものが変化した場合には、時刻別の交通需要が変化してしまい交通需要パターンに基づいた信号制御パラメータが交通状況に適合しなくなるおそれがある。そこで、車両の車載装置から取得した走行軌跡情報に基づいて交通管理区間の旅行時間を算出し、算出した旅行時間に応じた信号制御パラメータ（サイクル長、スプリット、オフセットなど）を設定する交通信号制御装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００９−２５２０６６号公報

特許文献１の交通信号制御装置による信号制御パラメータの設定は、車載装置から取得した走行軌跡情報（例えば、プローブ情報）に基づいて旅行時間を算出しているので、旅行時間を算出するためのプローブ情報が、例えば、交通信号の数サイクルに１度程度の頻度で取得することができる場合には、有効である。しかし、プローブ情報を送信することができる車載装置を搭載した車両の普及率は必ずしも高くなく、旅行時間をタイムリーに求めることができる程度にプローブ情報を取得することができない可能性も高い。このため、交通状況に応じて適切な信号制御を実現することが望まれていた。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる信号制御装置、該信号制御装置を実現するためのコンピュータプログラム及び信号制御方法を提供することを目的とする。

第１発明に係る信号制御装置は、車両の走行状態を示す情報を送信する送信手段を有する該車両の通行量に応じて交差点に流入する流入路に対する信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置において、前記通行量に基づいて、任意の時間帯で前記送信手段を有する車両の通行頻度を算出する算出手段と、該算出手段で算出した通行頻度に応じて、前記信号灯器の青時間を制御するために予め定めた複数の信号制御方式の中から一の信号制御方式を選択する選択手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る信号制御装置は、第１発明において、前記複数の信号制御方式は、車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標を用いる信号制御方式と該交通指標を用いない信号制御方式とを含み、前記選択手段は、前記算出手段で算出した通行頻度の大小に応じて前記交通指標を用いる信号制御方式か該交通指標を用いない信号制御方式かを選択するように構成してあることを特徴とする。

第４発明に係る信号制御装置は、第１発明乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記複数の信号制御方式は、車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標に応じて、該交通指標毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から一の信号制御パラメータを決定する第２の信号制御方式を含むことを特徴とする。

第３発明に係る信号制御装置は、第１発明又は第２発明において、前記複数の信号制御方式は、時間帯毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から時刻に応じて一の信号制御パラメータを決定する第１の信号制御方式を含むことを特徴とする。

第５発明に係る信号制御装置は、第１発明又は第２発明において、前記複数の信号制御方式は、時刻及び車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標に応じて、時間帯毎及び該交通指標毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から一の信号制御パラメータを決定する第３の信号制御方式を含むことを特徴とする。

第６発明に係る信号制御装置は、第１発明又は第２発明において、前記選択手段は、前記算出手段で算出した通行頻度が第１閾値より小さい場合、下記の第１の信号制御方式を選択し、前記第１閾値以上である場合、下記の第２又は第３の信号制御方式のいずれかを選択するように構成してあることを特徴とする。第１の信号制御方式：時間帯毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から時刻に応じて一の信号制御パラメータを決定する信号制御方式。第２の信号制御方式：車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標に応じて、該交通指標毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から一の信号制御パラメータを決定する信号制御方式。第３の信号制御方式：時刻及び車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標に応じて、時間帯毎及び該交通指標毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から一の信号制御パラメータを決定する信号制御方式。

第７発明に係る信号制御装置は、第６発明において、前記選択手段は、前記算出手段で算出した通行頻度が前記第１閾値より大きい第２閾値以上である場合、前記第２の信号制御方式を選択するように構成してあることを特徴とする。

第８発明に係る信号制御装置は、第７発明において、前記選択手段は、前記算出手段で算出した通行頻度が前記第１閾値以上であって前記第２閾値より小さい場合、前記第３の信号制御方式を選択するように構成してあることを特徴とする。

第９発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、車両の走行状態を示す情報を送信する送信手段を有する該車両の通行量に応じて交差点に流入する流入路に対する信号灯器の灯色を制御するためのステップを実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータを、前記通行量に基づいて、任意の時間帯で前記送信手段を有する車両の通行頻度を算出する算出手段と、算出した通行頻度に応じて、前記信号灯器の青時間を制御するために予め定めた複数の信号制御方式の中から一の信号制御方式を選択する選択手段として機能させる。

第１０発明に係る信号制御方法は、車両の走行状態を示す情報を送信する送信手段を有する該車両の通行量に応じて交差点に流入する流入路に対する信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置による信号制御方法において、前記通行量に基づいて、任意の時間帯で前記送信手段を有する車両の通行頻度を算出手段が算出するステップと、算出された通行頻度に応じて、前記信号灯器の青時間を制御するために予め定めた複数の信号制御方式の中から一の信号制御方式を選択手段が選択するステップとを含むことを特徴とする。

第１発明、第９発明及び第１０発明にあっては、車両の走行状態を示す情報を送信する送信手段（例えば、車載装置）を有する車両（プローブ車両）の通行量に基づいて、任意の時間帯で送信手段を有する車両の通行頻度を算出する。走行状態を示す情報は、例えば、路上装置を介して車載装置から受信することができるプローブ情報であり、所定の周期（例えば、１秒）毎の車両の位置及び時刻、車載装置（車両）の識別コードなどを含む。また、送信手段（車載装置）を有する車両であるか否かは、当該車両が送信したプローブ情報を受信することにより認識することができる。車両の通行量は、例えば、予め設定された時間帯毎に流入路を通行したプローブ車両の台数である。通行頻度は、例えば、１日の任意の時間帯での車両の通行量（プローブ車両の台数）を所定の期間（例えば、１か月、３か月、６か月、１年など）の間収集し、所定の期間が経過する都度、収集した通行量の合計を所定の期間の日数で除算して１日当たりの数値を求め、プローブ車両の台数の任意の時間帯毎の１日当たりの平均として求めることができる。

算出した通行頻度に応じて、信号灯器の青時間を制御するために予め定めた複数の信号制御方式の中から一の信号制御方式を選択する。複数の信号制御方式は、例えば、プローブ車両の台数（プローブ情報が取得される頻度）が少ない場合でも用いることのできる信号制御方式、プローブ車両の台数（プローブ情報が取得される頻度）に依存する傾向がある信号制御方式などである。算出した通行頻度が小さい場合には、プローブ情報が取得される頻度が少ない場合でも用いることのできる信号制御方式を選択し、算出した通行頻度が大きい場合には、プローブ情報に依存する信号制御方式を選択する。これにより、プローブ車両の台数（プローブ情報の取得頻度）の多少に応じて、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる。

第２発明にあっては、複数の信号制御方式は、車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標を用いる信号制御方式と当該交通指標を用いない信号制御方式とを含む。車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標は、例えば、プローブ情報に基づいて得られる道路区間の旅行時間などである。そして、算出した通行頻度が大きい場合には、交通指標を用いる信号制御方式を選択し、算出した通行頻度が小さい場合には、交通指標を用いない信号制御方式を選択する。交通指標を用いる信号制御方式は、例えば、プローブ情報に依存する信号制御方式であり、交通指標を用いない信号制御方式は、プローブ情報にほとんど依存しない信号制御方式である。なお、交通指標を用いない信号制御方式には、交通指標を全く加味しない信号制御方式だけではなく、交通指標によって信号制御パラメータ（サイクル長、スプリット、オフセットなど）がほとんど変化しない信号制御方式も含む。信号制御パラメータがほとんど変化しないとは、例えば、車両の走行状態を示す情報の変動による青信号時間の変動が数秒以内又は数パーセント以内である場合である。算出した通行頻度の大小に応じて交通指標を用いる信号制御方式か交通指標を用いない信号制御方式かを選択するので、プローブ車両の台数（プローブ情報の取得頻度）の多少に応じて、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる。

第４発明にあっては、複数の信号制御方式は、車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標に応じて、交通指標毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から一の信号制御パラメータを決定する第２の信号制御方式を含む。第２の信号制御方式は、例えば、複数の信号制御パラメータ（例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなど）の組を用意しておき、交通指標（例えば、道路の任意の区間の旅行時間など）毎に使用する信号制御パラメータを定めておき、実際に計測された旅行時間に対応する信号制御パラメータを選択する方式である。プローブ情報の取得頻度が比較的高く、旅行時間などの交通指標をタイムリーに求めることができる場合に、有効な信号制御を行うことができる。

第３発明にあっては、複数の信号制御方式は、時間帯毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から時刻に応じて一の信号制御パラメータを決定する第１の信号制御方式を含む。第１の信号制御方式は、例えば、複数の信号制御パラメータ（例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなど）の組を用意しておき、時間帯毎に使用する信号制御パラメータを定めておき、時刻に対応する時間帯の信号制御パラメータを選択する方式である。事前に想定する交通需要に対する変動が少ない地域、時間帯に対して有効な信号制御を行うことができる。

第５発明にあっては、複数の信号制御方式は、時刻及び車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標（例えば、道路の任意の区間の旅行時間など）に応じて、時間帯毎及び交通指標毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から一の信号制御パラメータを決定する第３の信号制御方式を含む。第３の信号制御方式は、例えば、複数の信号制御パラメータ（例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなど）の組を用意しておき、時間帯毎に使用する信号制御パラメータを定めておくとともに、時間帯の中の特定の時間帯毎の交通指標に応じて使用する別の信号制御パラメータを定めておく。時刻に対応する時間帯の信号制御パラメータを選択するとともに、特定の時間帯で実際に計測された旅行時間に対応する信号制御パラメータを選択する方式である。プローブ情報の取得頻度があまり高くなく、かつ事前に想定した交通需要に対する変動が生じやすい場合に、有効な信号制御を行うことができる。

第６発明にあっては、算出した通行頻度（例えば、任意の時間帯毎のプローブ車両の台数、プローブ情報の取得頻度など）が第１閾値ＴＨ１より小さい場合、第１の信号制御方式を選択し、算出した通行頻度が第１閾値ＴＨ１以上である場合、第２又は第３の信号制御方式のいずれかを選択する。第１閾値ＴＨ１は、プローブ情報の取得頻度が少ないか否かを判定するための閾値であり、例えば、３０分、１時間当たり１個などの値である。プローブ情報の取得頻度が低い場合には、第１の信号制御方式を選択することにより、事前に想定した交通需要に対する変動が少ない地域、時間帯に対して有効な信号制御を行うことができる。また、プローブ情報の取得頻度が低くない場合には、第２又は第３の信号制御方式を選択することにより、旅行時間などの交通指標をタイムリーに求めることができる場合、または事前に想定した交通需要に対する変動が生じやすい場合に、有効な信号制御を行うことができる。

第７発明にあっては、算出した通行頻度（例えば、任意の時間帯毎のプローブ車両の台数、プローブ情報の取得頻度など）が第１閾値ＴＨ１より大きい第２閾値ＴＨ２以上である場合、第２の信号制御方式を選択する。第２閾値ＴＨ２は、プローブ情報の取得頻度が高いか否かを判定するための閾値であり、例えば、５分、１０分、１５分当たり１個などの値である。プローブ情報の取得頻度が高い場合には、第２の信号制御方式を選択することにより、旅行時間などの交通指標をタイムリーに求めて有効な信号制御を行うことができる。

第８発明にあっては、算出した通行頻度（例えば、任意の時間帯毎のプローブ車両の台数、プローブ情報の取得頻度など）が第１閾値ＴＨ１以上であって第２閾値ＴＨ２より小さい場合、第３の信号制御方式を選択する。これにより、プローブ情報の取得頻度があまり高くなく、かつ事前に想定した交通需要に対する変動が生じやすい場合に、有効な信号制御を行うことができる。

本発明によれば、プローブ車両の台数（プローブ情報の取得頻度）の多少に応じて、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる。

本実施の形態の信号制御装置を含む信号制御システムの概要を示す模式図である。 本実施の形態の信号制御装置の構成の一例を示す説明図である。 本実施の形態の信号制御装置による信号制御方式の選択方法の一例を示す説明図である。 第１及び第３の信号制御方式に用いる信号制御パラメータテーブルの一例を示す説明図である。 第１の信号制御方式の一例を示す説明図である。 第３の信号制御方式の一例を示す説明図である。 第２の信号制御方式に用いる信号制御パラメータテーブルの一例を示す説明図である。 第２の信号制御方式の一例を示す説明図である。 本実施の形態の信号制御装置の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る信号制御装置の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の信号制御装置を含む信号制御システムの概要を示す模式図である。図１に示すように、信号制御システムは、信号制御装置１００、交通信号制御機１、信号灯器２、路上装置３などを備える。

図１に示すように、道路Ｒ１、道路Ｒ２は交差点２０で交差し、交差点２０には４つの流入路が流入する構造をなす。道路Ｒ１の交差点２０の上流側の適宜の地点（始端）と交差点２０の流出地点（終端）との間で道路区間１１、１２を設けてある。同様に、道路Ｒ２の交差点２０の上流側の適宜の地点（始端）と交差点２０の流出地点（終端）との間で道路区間２１、２２を設けてある。道路区間１１、１２、２１、２２の始端は、旅行時間を算出することができる程度に適宜設定することができる。交差点２０には、道路Ｒ１、Ｒ２に対する信号灯器２を設置してある。交通信号制御機１は、各信号灯器２の灯色の切り替えを制御する。路上装置３は、交差点２０の各流出地点近傍に設置してある。

車両１０には、車両１０の走行状態を示す情報を送信する送信手段としての車載装置５が搭載されている。車載装置５は、所定の周期（例えば、１秒毎）に時刻、車両１０の位置を走行軌跡情報として蓄積する。車載装置５を搭載したプローブ車両１０が路上装置３の通信領域を通過する際、車載装置５は、蓄積した走行軌跡情報及び車載装置５（プローブ車両１０）を識別する識別コードなどをプローブ情報（車両の走行状態を示す情報）として路上装置３へ送信する。車両走行軌跡として、所定の周期毎の時刻、車両の位置の代わりに、車両の速度が所定の閾値（例えば、時速５ｋｍ／ｈ）以下になった停止、あるいは車両の向きが所定の閾値（例えば、５度）以上変化した方向変動などのイベントが発生した時刻と位置とを蓄積してもよい。

路上装置３は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：専用狭域通信）などの局所通信装置であり、プローブ車両１０の車載装置５との間で情報の送受信を行う。路上装置３は、車載装置５との間で通信を行うための通信部３ａ、通信部３ａを制御する通信制御部３ｂなどを備える。路上装置３は、車載装置５からプローブ情報（アップリンク情報）を受信し、受信したプローブ情報を信号制御装置１００へ送信する。路上装置３は、携帯電話の通信装置でもよく、その場合、交差点の流出地点近傍に設置する必要は無い。また、路上装置３は、車載装置から所定の周期毎の時刻及び車両の位置をアップリンク情報として受信し、受信したアップリンク情報を停止又は変動などのイベントが発生した時刻と位置との情報に加工した上で、信号制御装置１００へ送信してもよい。

信号制御装置１００は、路上装置３から送信されたプローブ情報を受信（取得）する。信号制御装置１００は、プローブ情報を取得することにより、任意の時間帯（例えば、１５分、３０分、１時間など）毎のプローブ車両１０（プローブ情報を送信する送信手段としての車載装置５を搭載した車両１０）の台数（すなわち、プローブ情報の取得頻度）を算出し、算出したプローブ車両１０の台数（プローブ情報の取得頻度）に応じて、信号灯器２の青時間を制御するために予め定めた複数の信号制御方式の中から一の信号制御方式を選択する。なお、送信手段を有する車両の通行頻度とは、送信手段（車載装置）を有する車両が必ずプローブ情報を送信するとは限らないので、車載装置（送信手段）を有する多くの車両の中から、実際に路上装置３がプローブ情報を車両から受信し、路上装置３で受信したプローブ情報を信号制御装置１００が取得することにより、信号制御装置１００は、車両に車載装置（送信手段）が設けられていることを認識し、その頻度でプローブ車両１０の台数（プローブ情報の取得頻度）を求めることができる。以下、信号制御装置１００について説明する。

図２は本実施の形態の信号制御装置１００の構成の一例を示す説明図である。図２に示すように、信号制御装置１００は、制御部１０１、通信部１０２、通行頻度算出部１０３、記憶部１０４、選択部１０５、旅行時間算出部１０６などを備える。

通信部１０２は、路上装置３及び交通信号制御機１との間で情報の送受信（通信）を行う。例えば、通信部１０２は、路上装置３からプローブ車両１０の走行状態を示す情報であるプローブ情報を受信する。

通信部１０２は、プローブ情報を受信することにより、道路Ｒ１、Ｒ２でのプローブ車両１０の通行量を取得することができる。プローブ車両１０の通行量は、例えば、予め設定された時間帯（例えば、１５分、３０分、１時間など）毎に道路Ｒ１、Ｒ２（流入路）を通行したプローブ車両１０の台数である。

通行頻度算出部１０３は、プローブ車両１０の通行量に基づいて、任意の時間帯でのプローブ車両１０の通行頻度を算出する算出手段としての機能を備える。

通行頻度算出部１０３は、通信部１０２で取得した通行量に基づいて、任意の時間帯でのプローブ車両１０の通行頻度を算出する。通行頻度は、例えば、１日の任意の時間帯でのプローブ車両１０の通行量（プローブ車両１０の台数）を所定の期間（例えば、１か月、３か月、６か月、１年など）の間収集し、所定の期間が経過する都度、収集した通行量の合計を所定の期間の日数で除算して１日当たりの数値を求め、プローブ車両１０の台数の任意の時間帯毎の１日当たりの平均として求めることができる。

選択部１０５は、信号灯器２の青時間を制御するために予め定めた複数の信号制御方式の中から一の信号制御方式を選択する選択手段としての機能を備える。

選択部１０５は、通行頻度算出部１０３で算出した通行頻度に応じて、信号灯器２の青時間を制御するために予め定めた複数の信号制御方式の中から一の信号制御方式を選択する。複数の信号制御方式は、例えば、プローブ車両１０の台数（プローブ情報が取得される頻度）が少ない場合でも用いることのできる信号制御方式、プローブ車両１０の台数（プローブ情報が取得される頻度）に依存する傾向がある信号制御方式などである。

また、選択部１０５は、通行頻度算出部１０３で算出した通行頻度の大小に応じて、車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標を用いる信号制御方式か交通指標を用いない信号制御方式かを選択する。交通指標は、例えば、プローブ情報に基づいて後述の旅行時間算出部１０６が算出する旅行時間などである。選択部１０５は、通行頻度算出部１０３で算出した通行頻度が大きい場合には、交通指標を用いる信号制御方式を選択し、通行頻度算出部１０３で算出した通行頻度が小さい場合には、交通指標を用いない信号制御方式を選択する。交通指標を用いる信号制御方式は、例えば、プローブ情報に依存する信号制御方式であり、交通指標を用いない信号制御方式は、プローブ情報にほとんど依存しない信号制御方式である。なお、交通指標を用いない信号制御方式には、交通指標を全く加味しない信号制御方式だけではなく、交通指標によって信号制御パラメータ（サイクル長、スプリット、オフセットなど）がほとんど変化しない信号制御方式も含む。信号制御パラメータがほとんど変化しないとは、例えば、車両の走行状態を示す情報の変動による青信号時間の変動が数秒以内又は数パーセント以内である場合である。算出した通行頻度の大小に応じて交通指標を用いる信号制御方式か交通指標を用いない信号制御方式かを選択するので、プローブ車両の台数（プローブ情報の取得頻度）の多少に応じて、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる。

旅行時間算出部１０６は、車両（プローブ車両１０）の走行状態を示す情報（プローブ情報）に基づく交通指標の一例としての旅行時間を算出する。旅行時間算出部１０６は、通信部１０２を介して取得したプローブ情報からプローブ車両１０の識別コード毎の走行軌跡情報を抽出し、記憶部１０４に記憶してある道路地図データの道路区間データに基づいてマップマッチング処理を行って、それぞれのプローブ車両１０（車載装置５）が走行した道路区間を求める。そして、旅行時間算出部１０６は、道路区間の始端及び終端に最も接近している位置及びその位置での時刻を抽出し、終端に最も接近している位置における時刻から始端に最も接近している位置における時刻を差し引いて、当該道路区間の旅行時間を算出する。なお、旅行時間算出部１０６は必須の構成ではなく、信号制御装置１００の外部の装置、例えば、車載装置５又は路上装置３に設ける構成であってもよい。その場合には、信号制御装置１００は、車載装置５又は路上装置３から旅行時間を取得すればよい。

記憶部１０４は、取得したプローブ情報、信号制御パラメータ、道路地図データなどの所定の情報を記憶する。

次に、選択部１０５で信号制御方式を選択する選択方法の一例について説明する。図３は本実施の形態の信号制御装置１００による信号制御方式の選択方法の一例を示す説明図である。図３において、横軸は１日の時刻を示し、縦軸は通行頻度であるプローブ情報の取得頻度、すなわち、プローブ車両１０の通行台数を示す。

図３に示すプローブ情報の取得頻度は、例えば、１日を１時間毎の時間帯で区切り、各時間帯でのプローブ車両１０の通行量（プローブ車両１０の台数）を所定の期間（例えば３か月）の間収集し、所定の期間が経過した時点で収集した通行量の合計を所定の期間（３か月）の日数で除算して１日当たりの数値を求めたものであり、プローブ車両１０の台数の１時間毎の１日当たりの平均として求めることができる。例えば、時刻が８：００から９：００の間のプローブ情報の取得頻度は、３か月間の間、毎日取得した通行量を合計し、合計した値を３か月に相当する日数で除算して１日当たりの平均値として求めたものである。なお、所定の期間は、３か月に限定されるものではなく、１か月、２か月、６か月、１年など適宜の期間を用いることができる。また、時間帯も１時間毎に限定されるものではなく、５分毎、１０分毎、１５分毎、３０分毎、２時間毎など適宜の時間帯を用いることができる。

プローブ情報の取得頻度（通行頻度）による信号制御方式の選択は、予め定めた第１閾値ＴＨ１及び第１閾値ＴＨ１より大きい第２閾値ＴＨ２とプローブ情報の取得頻度とを比較して行う。第１閾値ＴＨ１は、プローブ情報の取得頻度が少ないか否かを判定するための閾値であり、例えば、３０分、１時間当たり１個などの値である。また、第２閾値ＴＨ２は、プローブ情報の取得頻度が高いか否かを判定するための閾値であり、例えば、５分、１０分、１５分当たり１個などの値である。

例えば、ある時間帯でプローブ情報の取得頻度（通行頻度）が第１閾値ＴＨ１より小さい場合、当該時間帯では第１の信号制御方式を選択する。第１の信号制御方式は、例えば、複数の信号制御パラメータ（例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなど）の組を用意しておき、時間帯毎に使用する信号制御パラメータを定めておき、時刻に対応する時間帯の信号制御パラメータを選択する方式である。第１の信号制御方式は、交通指標を用いない信号制御方式に該当する。

また、ある時間帯でプローブ情報の取得頻度（通行頻度）が第２閾値以上である場合、当該時間帯では第２の信号制御方式を選択する。第２の信号制御方式は、例えば、複数の信号制御パラメータ（例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなど）の組を用意しておき、交通指標（例えば、道路の任意の区間の旅行時間など）毎に使用する信号制御パラメータを定めておき、実際に計測された交通指標に対応する信号制御パラメータを選択する方式である。

さらに、ある時間帯でプローブ情報の取得頻度（通行頻度）が第１閾値以上であり、かつ第２閾値より小さい場合、当該時間帯では第３の信号制御方式を選択する。第３の信号制御方式は、例えば、複数の信号制御パラメータ（例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなど）の組を用意しておき、時間帯毎に使用する信号制御パラメータを定めておくとともに、時間帯の中の特定の時間帯毎の交通指標（例えば、旅行時間など）に応じて使用する別の信号制御パラメータを定めておく。時刻に対応する時間帯の信号制御パラメータを選択するとともに、特定の時間帯で実際に計測された交通指標に対応する信号制御パラメータを選択する方式である。第２及び第３の信号制御方式は、交通指標を用いる信号制御方式に該当する。

図３で示したように、選択部１０５は、通行頻度算出部１０３で算出した通行頻度が小さい場合には、プローブ情報が取得される頻度が少ない場合でも用いることのできる第１の信号制御方式を選択し、算出した通行頻度が大きい場合には、プローブ情報に依存する第２又は第３の信号制御方式を選択する。これにより、プローブ車両１０の台数（プローブ情報の取得頻度）の多少に応じて、交通状況に応じた適切な信号制御を実現することができる。以下では、各信号制御方式について説明する。

図４は第１及び第３の信号制御方式に用いる信号制御パラメータテーブルの一例を示す説明図である。図４の例では、パターン番号１〜７で分類される７種類の信号制御パラメータを用いる。例えば、パターン番号１の信号制御パラメータは、サイクル長が６０秒、道路Ｒ１と道路Ｒ２とのスプリットが０．５：０．５、オフセットが０秒である。他のパターン番号の信号制御パラメータも図示のとおりである。なお、信号制御パラメータは、一例であって、図４の例に限定されるものではなく、また、信号制御パラメータの数（パターン番号）も図４の例に限定されるものではない。

図５は第１の信号制御方式の一例を示す説明図である。上述のとおり、第１の信号制御方式は、複数の信号制御パラメータの組を用意しておき、時間帯毎に使用する信号制御パラメータを定めておき、時刻に対応する時間帯の信号制御パラメータを選択する方式である。

図５に示すように、時刻が０：００から６：００までの間は、パターン番号１の信号制御パラメータを使用するように定めてある。また、時刻が６：００から７：００までの間は、パターン番号２の信号制御パラメータを使用するように定めてある。他の時刻についても図５に例示のとおりである。第１の信号制御方式は、事前に想定した交通需要に対する変動が少ない地域、時間帯に対して有効な信号制御を行うことができる。

選択部１０５は、通行頻度算出部１０３で算出した通行頻度（例えば、任意の時間帯毎のプローブ車両の台数、プローブ情報の取得頻度など）が第１閾値ＴＨ１より小さい場合、第１の信号制御方式を選択する。プローブ情報の取得頻度が低い場合には、第１の信号制御方式を選択することにより、事前に想定した交通需要に対する変動が少ない地域、時間帯に対して有効な信号制御を行うことができる。

図６は第３の信号制御方式の一例を示す説明図である。上述のとおり、第３の信号制御方式は、複数の信号制御パラメータの組を用意しておき、図５に示すような時間帯毎に使用する信号制御パラメータを定めておくとともに、図６に示すような時間帯の中の特定の時間帯毎の交通指標(例えば、旅行時間など)に応じて使用する別の信号制御パラメータを定めておく。時刻に対応する時間帯の信号制御パラメータを選択するとともに、特定の時間帯で実際に計測された交通指標に対応する信号制御パラメータを選択する方式である。

図６に示すように、第３の信号制御方式は、特定の時間帯（例えば、６：３０から７：００まで等）毎に呼出条件、呼出パターン、実行時間が定められている。第３の信号制御方式では、特定の時間帯において、呼出条件を充足するか否かを判定し、呼出条件を充足する場合、実行時間で特定される時間の間、呼出パターンの信号制御パラメータを使用する。

特定の時間帯として６：３０から７：００までの間においては、呼出条件は、道路Ｒ１の旅行時間Ｔ１が３００秒以上である。なお、道路Ｒ１の旅行時間は、道路区間１１、１２それぞれの旅行時間のうち大きい方の旅行時間とすることができる。

また、特定の時間帯として１６：３０から１７：００までの間においては、呼出条件は、道路Ｒ２の旅行時間Ｔ２が３００秒以上である。なお、道路Ｒ２の旅行時間は、道路区間２１、２２それぞれの旅行時間のうち大きい方の旅行時間とすることができる。他の特定時間帯についても同様である。

次に、第３の信号制御方式について、さらに具体的に説明する。例えば、図５に示すように、時刻が６：００になった時点ではパターン番号２の信号制御パラメータを使用する。図４に示すように、パターン番号２の信号制御パラメータは、サイクル長が９０秒であり、道路Ｒ１とＲ２とのスプリットが０．６：０．４である。

図６に示すように、時刻が６：３０になった時点では、道路Ｒ１の旅行時間Ｔ１が３００秒以上であるか否かの呼出条件の判定が行われる。この呼出条件は、道路Ｒ１が非渋滞時に比べて道路Ｒ１が混雑しているか否かを判定することができるものである。そして、呼出条件を充足する場合、すなわち道路Ｒ１が混雑している場合、パターン番号３の信号制御パラメータを使用する。図４に示すように、パターン番号３の信号制御パラメータは、サイクル長が１２０秒であり、道路Ｒ１とＲ２とのスプリットが０．６：０．４である。パターン番号３の信号制御パラメータを呼び出して使用することにより、道路Ｒ１に対する信号灯器２の青時間は、５４秒から７２秒に延長され、道路Ｒ１の渋滞を解消する方向へ交通信号制御が行われる。

図５に示すように、第１の信号制御方式では、６：００から７：００までの間ではパターン番号２の信号制御パラメータを使用し、７：００から９：００までの間では、道路Ｒ１の交通需要が増大するという経験則からパターン番号３の信号制御パラメータに切り替える。しかし、道路Ｒ１が混雑し始めると予想された時刻７：００よりも実際に混雑し始める時刻が早くなった場合、本来であればサイクル長を１２０秒程度の長さにしなければ捌ききれない程度の交通量になっているにも関わらず、サイクル長を９０秒のままにしているため、１サイクルの間に交差点２０を通過できる車両の台数が限定され、信号待ちの車両が増加し渋滞が発生する。

第３の信号制御方式を採用することにより、時刻７：００よりも３０分早い時刻６：３０から７：００までの間に、旅行時間に応じて通常よりも早い段階で時刻７：００以降に使用される予定のパターン番号３の信号制御パラメータを使用することができるので、交通状況が事前の交通需要の予想よりも早く変化した場合でも柔軟に対応することができる。

同様に、図５に示すように、第１の信号制御方式では、７：００から９：００までの間ではパターン番号３の信号制御パラメータを使用し、９：００から１７：００までの間では、道路Ｒ１の交通需要が減少するという経験則からパターン番号４の信号制御パラメータに切り替える。しかし、道路Ｒ１の混雑がなくなると予想された時刻９：００を過ぎても混雑した状況が変化しなかった場合、本来であればパターン番号３の信号制御パラメータを継続して使用しなければならないところ、パターン番号４の信号制御パラメータを使用することによりサイクル長を９０秒に短縮するため、混雑した交通状況がさらに深刻になる可能性がある。

第３の信号制御方式を採用することにより、時刻が９：００から１０：００までの間で旅行時間Ｔ１が３００秒以上となっている場合には、引き続きパターン番号３の信号制御パラメータを延長して使用するので、交通状況が事前の交通需要の予想よりも遅く変化した場合でも柔軟に対応することができる。

上述のように、第３の信号制御方式を選択することにより、プローブ情報の取得頻度があまり高くなく、かつ事前に想定した交通需要に対する変動が生じやすい場合に、有効な信号制御を行うことができる。

図７は第２の信号制御方式に用いる信号制御パラメータテーブルの一例を示す説明図である。図７の例では、パターン番号１１〜２２で分類される１２種類の信号制御パラメータを用いる。例えば、パターン番号１１の信号制御パラメータは、サイクル長が６０秒、道路Ｒ１と道路Ｒ２とのスプリットが０．５：０．５、オフセットが０秒である。他のパターン番号の信号制御パラメータも図示のとおりである。なお、信号制御パラメータは、一例であって、図７の例に限定されるものではなく、信号制御パラメータの数（パターン番号）も図７の例に限定されるものではない。また、図７と図４とで同じ信号制御パラメータは同一のパターン番号に纏めることもできる。

図８は第２の信号制御方式の一例を示す説明図である。上述のとおり、第２の信号制御方式は、複数の信号制御パラメータの組を用意しておき、交通指標（例えば、道路の任意の区間の旅行時間など）毎に使用する信号制御パラメータを定めておき、実際に計測された交通指標に対応する信号制御パラメータを選択する方式である。

図８に示すように、道路Ｒ１の旅行時間Ｔ１が１２０秒より短く、道路Ｒ２の旅行時間Ｔ２が１２０秒より小さい場合、パターン番号１１の信号制御パラメータを使用する。図７に示すように、パターン番号１１の信号制御パラメータは、サイクル長が６０秒であり、道路Ｒ１、Ｒ２のスプリットが０．５：０．５である。

そして、道路Ｒ２の旅行時間Ｔ２が１２０秒より短い状態のまま道路Ｒ１の旅行時間Ｔ１が増加して、２４０秒以上３６０未満となった場合、パターン番号１５の信号制御パラメータを使用する。図７に示すように、パターン番号１５の信号制御パラメータは、サイクル長が９０秒であり、道路Ｒ１、Ｒ２のスプリットが０．６：０．４である。パターン番号１５の信号制御パラメータに切り替えることにより、道路Ｒ１に対する信号灯器２の青時間は、３０秒から５４秒に延長され、道路Ｒ１の渋滞を緩和することができる。

上述のように、第２の信号制御方式を選択することにより、プローブ情報の取得頻度が比較的高く、旅行時間などの交通指標をタイムリーに求めることができる場合に、有効な信号制御を行うことができる。また、プローブ情報の取得頻度が低くない場合には、第２又は第３の信号制御方式を選択することにより、旅行時間などの交通指標をタイムリーに求めることができる場合、または事前に想定した交通需要に対する変動が生じやすい場合に、有効な信号制御を行うことができる。

次に、本実施の形態の信号制御装置１００の動作について説明する。図９は本実施の形態の信号制御装置１００の処理手順を示すフローチャートである。制御部１０１は、予め収集したプローブ情報に基づいて、時間帯毎のプローブ情報の取得頻度を算出する（Ｓ１１）。

制御部１０１は、算出した取得頻度が第１閾値ＴＨ１より小さいか否かを判定し（Ｓ１２）、取得頻度が第１閾値ＴＨ１より小さい場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、第１の信号制御方式を選択し（Ｓ１３）、時刻に応じた信号制御パラメータを選択し（Ｓ１４）、処理を終了する。

算出した取得頻度が第１閾値ＴＨ１より小さくない場合（Ｓ１２でＮＯ）、制御部１０１は、算出した取得頻度が第２閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する（Ｓ１５）。算出した取得頻度が第２閾値ＴＨ２以上である場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、制御部１０１は、第２の信号制御方式を選択し（Ｓ１６）、道路Ｒ１、Ｒ２の旅行時間を算出し（Ｓ１７）、各道路の旅行時間に応じた信号制御パラメータを選択し（Ｓ１８）、処理を終了する。

算出した取得頻度が第２閾値ＴＨ２以上でない場合、すなわち算出した取得頻度が第１閾値ＴＨ１以上であって第２閾値より小さい場合（Ｓ１５でＮＯ）、制御部１０１は、第３の信号制御方式を選択し（Ｓ１９）、道路Ｒ１、Ｒ２の旅行時間を算出し（Ｓ２０）、時刻及び各道路の旅行時間に応じた信号制御パラメータを選択し（Ｓ２１）、処理を終了する。

なお、図９に示す処理は、所定の周期で繰り返し行うことができる。

本実施の形態の信号制装置１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭなどを備えた汎用コンピュータを用いて実現することもできる。すなわち、図９に示すような、各処理手順を定めたプログラムコードをコンピュータに備えられたＲＡＭにロードし、プログラムコードをＣＰＵで実行することにより、コンピュータ上で信号制装置１００を実現することができる。

上述の実施の形態において、信号制御装置１００は、選択した信号制御パラメータを交通信号制御機１へ出力する。交通信号制御機１は、選択された信号制御パラメータを用いて信号灯器２を制御する。なお、信号制御装置１００を交通信号制御機１に組み込む構成とすることもできる。

上述の実施の形態では、プローブ情報を使って得られる交通指標として旅行時間を用いる構成であったが、交通指標は旅行時間に限定されるものではなく、プローブ車両の交差点上流側の停止位置を用いることもできる。交差点から停止位置までの距離と旅行時間とは、相関関係があるからである。旅行時間に代えてプローブ車両の停止位置を用いる場合には、道路Ｒ１、Ｒ２それぞれでの停止位置に応じて信号制御パラメータを選択すればよい。

上述の実施の形態では、信号制御パラメータの組を定めた信号制御パラメータテーブルを記憶する構成であったが、これに限定されるものではなく、ＣＰＵなどの演算部によりリアルタイムで算出するようにしてもよい。

開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 交通信号制御機
２ 信号灯器
３ 路上装置
５ 車載装置
１０１ 制御部
１０２ 通信部
１０３ 通行頻度算出部（算出手段）
１０４ 記憶部
１０５ 選択部（選択手段）
１０６ 旅行時間算出部

Claims (10)

1. 車両の走行状態を示す情報を送信する送信手段を有する該車両の通行量に応じて交差点に流入する流入路に対する信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置において、
   前記通行量に基づいて、任意の時間帯で前記送信手段を有する車両の通行頻度を算出する算出手段と、
   該算出手段で算出した通行頻度に応じて、前記信号灯器の青時間を制御するために予め定めた複数の信号制御方式の中から一の信号制御方式を選択する選択手段と
   を備えることを特徴とする信号制御装置。
2. 前記複数の信号制御方式は、
   車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標を用いる信号制御方式と該交通指標を用いない信号制御方式とを含み、
   前記選択手段は、
   前記算出手段で算出した通行頻度の大小に応じて前記交通指標を用いる信号制御方式か該交通指標を用いない信号制御方式かを選択するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の信号制御装置。
3. 前記複数の信号制御方式は、
   時間帯毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から時刻に応じて一の信号制御パラメータを決定する第１の信号制御方式を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号制御装置。
4. 前記複数の信号制御方式は、
   車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標に応じて、該交通指標毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から一の信号制御パラメータを決定する第２の信号制御方式を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の信号制御装置。
5. 前記複数の信号制御方式は、
   時刻及び車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標に応じて、時間帯毎及び該交通指標毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から一の信号制御パラメータを決定する第３の信号制御方式を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号制御装置。
6. 前記選択手段は、
   前記算出手段で算出した通行頻度が第１閾値より小さい場合、下記の第１の信号制御方式を選択し、前記第１閾値以上である場合、下記の第２又は第３の信号制御方式のいずれかを選択するように構成してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号制御装置。
   第１の信号制御方式：時間帯毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から時刻に応じて一の信号制御パラメータを決定する信号制御方式。
   第２の信号制御方式：車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標に応じて、該交通指標毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から一の信号制御パラメータを決定する信号制御方式。
   第３の信号制御方式：時刻及び車両の走行状態を示す情報に基づく交通指標に応じて、時間帯毎及び該交通指標毎に定めた複数の信号制御パラメータの中から一の信号制御パラメータを決定する信号制御方式。
7. 前記選択手段は、
   前記算出手段で算出した通行頻度が前記第１閾値より大きい第２閾値以上である場合、前記第２の信号制御方式を選択するように構成してあることを特徴とする請求項６に記載の信号制御装置。
8. 前記選択手段は、
   前記算出手段で算出した通行頻度が前記第１閾値以上であって前記第２閾値より小さい場合、前記第３の信号制御方式を選択するように構成してあることを特徴とする請求項７に記載の信号制御装置。
9. コンピュータに、車両の走行状態を示す情報を送信する送信手段を有する該車両の通行量に応じて交差点に流入する流入路に対する信号灯器の灯色を制御するためのステップを実行させるためのコンピュータプログラムにおいて、
   コンピュータを、
   前記通行量に基づいて、任意の時間帯で前記送信手段を有する車両の通行頻度を算出する算出手段と、
   算出した通行頻度に応じて、前記信号灯器の青時間を制御するために予め定めた複数の信号制御方式の中から一の信号制御方式を選択する選択手段と
   して機能させるためのコンピュータプログラム。
10. 車両の走行状態を示す情報を送信する送信手段を有する該車両の通行量に応じて交差点に流入する流入路に対する信号灯器の灯色を制御するための信号制御装置による信号制御方法において、
    前記通行量に基づいて、任意の時間帯で前記送信手段を有する車両の通行頻度を算出手段が算出するステップと、
    算出された通行頻度に応じて、前記信号灯器の青時間を制御するために予め定めた複数の信号制御方式の中から一の信号制御方式を選択手段が選択するステップと
    を含むことを特徴とする信号制御方法。

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