JP2007004541A - 交通制御システムおよび信号制御機 - Google Patents

Abstract

【課題】交通信号を的確に連携させることができる。
【解決手段】信号制御機２４は、ＧＰＳユニット６０と、メモリ６２と、インターフェイス６６と、通信ユニット６８と、ＣＰＵ７０とを含む。ＧＰＳユニット６０は、位置を表わす複数の情報を受信する。メモリ６２は、ＧＰＳユニット６０の位置を記憶する。インターフェイス６６は、信号灯器に対し、信号色の情報を出力する。通信ユニット６８は、他の信号制御機との間で、ＧＰＳユニットの位置と信号色を青色とする情報を出力した時刻とを通信する。ＣＰＵ７０は、ＧＰＳユニット６０の位置を算出し、他の信号制御機との間の距離を算出し、車両が走行するために費やす時間を算出し、信号制御機２４の設置点に車両の到着する時刻を予測し、信号色を青色とする時刻が、自らが予測した時刻に対応するように、インターフェイス６６を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、交通制御システム、交通信号制御機、および信号色制御装置に関し、特に、交通信号を制御する交通制御システム、交通信号制御機、および信号色制御装置に関する。

特許文献１は、渋滞判定部と交通制御パターン部とタイマとを備える交通信号制御機を開示する。渋滞判定部は外部の車両感知器と接続された状態で具備され、車両感知器からのデータを基に渋滞状況の判定を行う。交通制御パターン部は、渋滞判定部からの渋滞状況判定データおよび、タイマからの時刻信号に従って、外部に接続された信号灯器に制御信号を与える。タイマは所定のタイムスケジュールに従った時刻信号を交通制御パターン部に与える。

特許文献１に開示された発明によると、中央交通管制センタからの集中司令によることなく、現場の交通信号制御機によって、交通状況を制御することができる。

特許文献２は、商用電源を受電し、動作電源を供給する電源部と、時間帯ごとの青、黄、赤の表示時間を記憶する定数記憶部と、現在時刻を示す時計と、商用電源の停電直前の時計の時刻、当該時刻における青、黄、赤の点灯表示、および点灯表示の経過時間を記憶する状況記憶部と、時計、定数記憶部および状況記憶部を、商用電源の停電時にバックアップするバックアップ電源と、商用電源の復電時に、時計の現在時刻と状況記憶部に記憶された時刻との差を示す経過時間を求め、当該経過時間に応じて停電直前の点灯状態を継続するか否かを判定する処理部と、処理部が判定した結果と表示時間とに基づき商用電源の供給を制御する制御部と、制御部の制御に応じて青、黄、赤のランプを点灯する信号灯器とを具備する交通信号制御機を開示する。

特許文献２に開示された発明によると、定められた数秒以内の時間の停電に対しては停電直前の点灯状態を継続できる。

特許文献３は、交通管制センタとの通信を行う中央通信部と、複数の交通信号制御機との通信を行う端末通信部と、交通管制センタから複数の交通信号制御機へ送信する指令を交通信号制御機毎に記憶する記憶部と、日種と時刻とを計時する計時部と、記憶部から現在の制御指令を選択する選択部と、交通管制センタとの回線状態を監視する監視部とを備え、中央回線が正常のときには、交通管制センタからの制御指令を中央通信部や端末通信部経由で接続されている複数の交通信号制御機に送信し、交通管制センタとの回線が接続されていないときには、選択部が計時部より現在の日種と時刻を読取り、日種と時刻とが一致する制御指令を記憶部から選択して接続されている複数の交通信号制御機毎に送信する集約装置を開示する。

特許文献３に開示された発明によると、交通管制センタとの回線が接続されていないときでも交通信号制御機を系統的に制御できる。
特開平７−９３６９０号公報 特開２０００−２１５３８５号公報 特開２００２−６３６８９号公報

しかし、特許文献１および特許文献２に開示された発明では、複数の交通信号制御機が連携して動作する場合、信号の制御のタイミングにずれが生じるという問題点がある。特許文献１および特許文献２に開示された発明では、各交通信号制御機が保有するタイマが、互いに独立して制御のタイミングの基準を特定しているためである。

特許文献３に開示された発明では、複数の交通信号制御機が連携しない場合に比べ、各交通信号制御機や交通管制センタに設置されたコンピュータ（以下、「センタ装置」と称する）のコストが高くなるという問題点がある。コストが高くなる原因は、次の２点にある。第１点は、各交通信号制御機の制御のタイミングを同期させるため、各交通信号制御機がセンタ装置との間で頻繁に時刻情報を通信する必要がある点である。第２点は、複数の交通信号制御機が連携するためにセンタ装置が処理する情報量が膨大な量となる点である。情報量が膨大になればコストが高くなる理由は、膨大な情報を通信するために必要な、図１０に示す専用回線１１４の設置に膨大なコストを必要とする点である。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、交通信号を的確に連携させることができる交通制御システム、交通信号制御機、および信号色制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある局面にしたがうと、交通制御システムは、信号灯器と、交通信号制御機と、センタ装置とを含む。交通信号制御機は、受信手段と、第１の算出手段と、第２の算出手段と、記憶手段と、送信手段と、検知手段と、補正手段と、出力手段と、制御手段とを含む。受信手段は、時刻を表わす情報と位置を表わす複数の情報とを受信する。第１の算出手段は、時刻を表わす情報に基づいて、時刻の補正値を算出する。第２の算出手段は、位置を表わす複数の情報に基づいて、受信手段の位置を算出する。記憶手段は、時刻の補正値と、点灯させる信号色の情報と、受信手段の位置とを記憶する。送信手段は、受信手段の位置を、センタ装置に送信する。検知手段は、時刻を検知する。補正手段は、時刻の補正値を用いて、検知手段が検知する時刻を補正する。出力手段は、信号灯器に対し、点灯させる信号色の情報を出力する。制御手段は、点灯させる信号色の情報が、補正手段が補正した時刻に対応するように、出力手段を制御する。センタ装置は、受信手段と、記憶手段とを含む。受信手段は、交通信号制御機から、交通信号制御機の受信手段の位置を受信する。記憶手段は、受信手段が受信した、複数の交通信号制御機の受信手段の位置を記憶する。

また、上述の受信手段は、複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と共に位置を受信するための手段を含むことが望ましい。

また、上述の時刻を表わす情報と共に位置を受信するための手段は、複数の人工衛星それぞれが搭載する送信機から、時刻を表わす情報と共に位置を受信するための手段を含むことが望ましい。

本発明の他の局面にしたがうと、交通信号制御機は、受信手段と、第１の算出手段と、記憶手段と、検知手段と、補正手段と、出力手段と、制御手段とを含む。受信手段は、複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と位置とを受信する。第１の算出手段は、時刻を表わす情報に基づいて、時刻の補正値を算出する。記憶手段は、時刻の補正値と点灯させる信号色の情報とを記憶する。検知手段は、時刻を検知する。補正手段は、時刻の補正値を用いて、検知手段が検知する時刻を補正する。出力手段は、信号灯器に対し、点灯させる信号色の情報を出力する。制御手段は、点灯させる信号色の情報が、補正手段が補正した時刻に対応するように、出力手段を制御する。

また、上述の交通信号制御機は、第２の算出手段と、情報を記憶するための手段と、通信手段と、第２の算出手段と、第３の算出手段と、予測手段とをさらに含むことが望ましい。第２の算出手段は、複数の位置を表わす情報に基づいて、受信手段の位置を算出する。情報を記憶するための手段は、受信手段の位置を表わす情報を記憶する。通信手段は、交通信号制御機同士で、受信手段の位置と出力手段が青信号の情報を出力した時刻とを通信する。第２の算出手段は、通信手段が受信した位置から、交通信号制御機間の距離を算出する。第３の算出手段は、交通信号制御機間の距離に対応するように、受信手段の位置を送信した交通信号制御機の設置点から受信手段の位置を受信した交通信号制御機の設置点までの、車両の走行に費やす時間を算出する。予測手段は、出力手段が青信号の情報を出力した時刻に、車両が走行するために費やす時間を加算することで、受信手段の位置を受信した交通信号制御機の設置点に車両の到着する時刻を予測する。あわせて、制御手段は、点灯させる信号色の情報のうち、青信号の情報が、補正手段が補正した時刻のうち、予測手段が予測した車両の到着する時刻に対応するように、出力手段を制御するための手段を含むことが望ましい。

本発明の他の局面にしたがうと、信号色制御装置は、受信手段と、第１の算出手段と、記憶手段と、第１の受付手段と、補正手段と、第２の受付手段と、出力手段と、制御手段とを含む。受信手段は、複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と位置とを受信する。第１の算出手段は、時刻を表わす情報のうち少なくとも１つに基づいて、時刻の補正値を算出する。記憶手段は、時刻の補正値と点灯させる信号色の情報とを記憶する。第１の受付手段は、時刻を受付ける。補正手段は、時刻の補正値を用いて、第１の受付手段が受付けた時刻を補正する。第２の受付手段は、交通信号制御機から、点灯させる信号色の情報を受付ける。出力手段は、信号灯器に対し、点灯させる信号色の情報を出力する。制御手段は、点灯させる信号色の情報が、補正手段が補正した時刻に対応するように、出力手段を制御する。

本発明に係る交通制御システム、交通信号制御機、および信号色制御装置は、交通信号を的確に連携させることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る交通制御システム２０は、複数の信号機２１と、センタ装置２２とを含む。信号機２１は青色、黄色、および赤色のいずれかの電灯が点灯することにより、車両の通行を制御する装置である。信号機２１は、センタ装置２２から受信した制御用の信号に基づいて、車両の通行を制御する装置である。

図２を参照して、センタ装置２２は、ディスプレイ３０と、プリンタ３２と、キーボード３４と、マウス３６と、ハードディスク４２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４６と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４８と、バス５０と、インターフェイス５１とを含む。ディスプレイ３０は、センタ装置２２の管理者に対し、表示により、情報を出力する。プリンタ３２は、センタ装置２２の管理者に対し、印字により、情報を出力する。キーボード３４は、センタ装置２２の管理者から情報を受付ける装置である。マウス３６は、センタ装置２２の管理者から、ディスプレイ３０に表示されたポインタの移動量などを受付ける装置である。ハードディスク４２は、本実施の形態に係るセンタ装置２２を実現するためのプログラムを記憶する装置である。ＣＰＵ４４は、センタ装置２２の各部を制御するために演算を実施する装置である。ＲＡＭ４８は、ＣＰＵ４４が演算を実施するために必要な情報を一時的に記憶する装置である。ＲＯＭ４６は、ＣＰＵ４４が実行するオペレーティングシステムを記憶する装置である。バス５０は、センタ装置２２を構成する各部の間の、情報の経路である。インターフェイス５１は、無線通信によりセンタ装置１１２と通信する装置である。

図１を参照して、信号機２１は、信号制御機２４と、信号灯器２６とを含む。信号制御機は、信号灯器２６が点灯させる電灯を制御する装置である。信号灯器２６は、電灯が点灯することにより、青色、黄色、および赤色のいずれかの光を発する装置である。

図３を参照して、信号制御機２４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット６０と、メモリ６２と、時計６４と、インターフェイス６６と、通信ユニット６８と、ＣＰＵ７０とを含む。ＧＰＳユニット６０は、時刻を表わす情報と位置を表わす複数の情報とを受信する装置である。本実施の形態の場合、ＧＰＳユニット６０は、複数の人工衛星それぞれが搭載する複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と位置を表わす情報とを受信する。本実施の形態の場合、ＧＰＳユニット６０は、市販のＧＰＳユニットと同等の機能を有することとする。メモリ６２は、信号制御機２４が信号灯器２６を制御するために必要な情報などを記憶する装置である。時計６４は、時刻を検知する装置である。インターフェイス６６は、信号灯器２６との間で通信する装置である。通信ユニット６８は、センタ装置２２および他の信号機２１と（具体的には他の信号機２１の信号制御機２４と）通信する装置である。ＣＰＵ７０は、信号制御機２４の各部を制御する装置である。ＣＰＵ７０は、信号灯器２６を制御するために必要な演算を実施する装置でもある。ＣＰＵ７０は、後述する時刻の補正値（時刻の補正値はメモリ６２の時刻エリアに記憶されている）を用いて、時計６４が検知する時刻を補正する装置でもある。

メモリ６２の記憶エリアは、信号パターンエリアと、位置エリアと、時刻エリアと、配置エリアと、一般エリアとを含む。信号パターンエリアは、後述する信号パターン情報などを記憶するエリアである。位置エリアは、ＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報などを記憶するエリアである。時刻エリアは、時刻や時刻の補正値を表わす情報を記憶するエリアである。配置エリアは、他の信号機２１の配置を表わす情報を記憶するエリアである。一般エリアは、上述した各エリアに記憶されない情報を記憶するアリアである。

図４を参照して、センタ装置２２で実行されるプログラムは、位置情報の更新に関し、以下のような制御を実行する。

ステップ２００（以下、ステップをＳと略す。）にて、センタ装置２２のＣＰＵ４４はＲＡＭ４８が記憶した更新フラグを参照する。Ｓ２０２にて、センタ装置１１２のインターフェイス５１は、信号機２１の信号制御機２４に対して更新フラグの値を送信する。Ｓ２０４にて、センタ装置１１２のインターフェイス５１は、信号機２１の信号制御機２４から、返信として交通信号制御機２４のＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報を受信する。

Ｓ２０６にて、センタ装置１１２のＣＰＵ４４は、信号制御機２４の返信がＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報（位置情報）を含むか否かを判断する。位置情報を含むと判断した場合（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８へと移される。もしそうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理は終了する。

Ｓ２０８にて、センタ装置１１２のＣＰＵ４４は、ハードディスク４２が記憶した各信号機２１の（具体的にはＧＰＳユニット６０の）位置情報と、信号制御機２４からの返信に含まれ、かつＲＡＭ４８が記憶した位置情報とを照合する。

Ｓ２１０にて、センタ装置１１２のＣＰＵ４４は、ハードディスク４２が記憶した信号機２１の位置情報のうち、ＲＡＭ４８が記憶した位置情報とは内容が異なる情報を更新する。これにより、センタ装置１１２のハードディスク４２は、センタ装置１１２のインターフェイス５１が受信した、複数の交通信号制御機２４のＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報を記憶することとなる。

図５を参照して、信号機２１の信号制御機２４で実行されるプログラムは、位置情報の通信に関し、以下のような制御を実行する。

Ｓ２２０にて、信号制御機２４の時計６４は、ＣＰＵ７０の制御により、時刻を計測する。これにより、時計６４は、時刻を検知することとなる。時計６４は、計測した時刻をＣＰＵ７０に時刻情報として出力する。

Ｓ２２２にて、信号制御機２４のＣＰＵ７０は、時刻情報の内容に基づき、時刻を補正するか否かを判断する。本実施の形態の場合、ＣＰＵ７０は、所定の時刻が到来すれば、時刻を補正することとする。時刻を補正すると判断した場合（Ｓ２２２にてＹＥＳ）、処理Ｓ２２４へと移される。もしそうでないと（Ｓ２２２にてＮＯ）、処理はＳ２３２へと移される。

Ｓ２２４にて、信号制御機２４のＧＰＳユニット６０は、ＧＰＳ衛星２８からの信号の受信を開始する。ＧＰＳ衛星２８からの信号の受信には、所定の乱数表を用いた解読が必要である。ＣＰＵ７０は、メモリ６２の一般エリアから解読に必要な乱数表を読出す。ＧＰＳユニット６０はＧＰＳ衛星２８が送信する信号を解析することにより、情報の取得を開始するタイミングを特定する。ＧＰＳユニット６０が情報の取得を開始する際、時計６４は、時刻を検知する。ＣＰＵ７０は、時計６４が出力した、情報の取得を開始する時刻をメモリ６２の時刻エリアに予め記憶させておく。

Ｓ２２６にて、ＧＰＳ衛星２８からの信号が受信されると、ＧＰＳユニット６０は、取得した信号が表わす時刻情報（時刻を表わす情報）をＣＰＵ７０に出力する。ＣＰＵ７０は、ＧＰＳユニット６０が出力した時刻を表わす情報に基づいて、ＧＰＳユニット６０が信号を受信した時刻を算出する。ＧＰＳユニット６０が信号を受信した時刻が算出されると、ＣＰＵ７０は、時計６４が出力し、メモリ６２の時刻エリアが予め記憶した、情報の取得を開始する時刻を参照する。時刻が参照されると、ＣＰＵ７０は、自らが算出した、ＧＰＳユニット６０が信号を受信した時刻と、メモリ６２の時刻エリアが予め記憶した、情報の取得を開始する時刻との差を算出することにより、時刻の補正値を算出する。これにより、ＣＰＵ７０は、ＧＰＳユニット６０が出力した時刻を表わす情報に基づいて、時刻の補正値を算出することとなる。

Ｓ２２８にて、ＧＰＳ衛星２８からの信号が受信されると、ＧＰＳユニット６０は、取得した信号が表わす複数の位置情報をＣＰＵ７０に出力する。ＣＰＵ７０は、ＧＰＳユニット６０が出力した位置を表わす複数の情報に基づいて、地球上におけるＧＰＳユニット６０の位置を算出する。ＧＰＳ衛星２８から受信した情報に基づきＧＰＳユニット６０の位置を算出する方法は周知なので、ここでは繰返さない。

Ｓ２３０にて、ＣＰＵ７０は、Ｓ２２６にて算出した時刻の補正値を表わす情報をメモリ６２の時刻エリアに記憶させる。ＣＰＵ７０は、Ｓ２２８にて算出したＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報をメモリ６２の位置エリアに記憶させる。これにより、メモリ６２の位置エリアに記憶された情報と時刻エリアに記憶された情報とは更新される。

Ｓ２３２にて、信号制御機２４のＣＰＵ７０は、メモリ６２の一般エリアが記憶した更新フラグの値を参照することにより、センタ装置１１２から位置情報の要求があったか否かを判断する。位置情報の要求があったと判断した場合（Ｓ２３２にてＹＥＳ）、処理はＳ２３４へと移される。もしそうでないと（Ｓ２３２にてＮＯ）、処理はＳ２２０へと移される。

Ｓ２３４にて、信号制御機２４のＣＰＵ４４は、通信ユニット６８にメモリ６２から読出したＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報を出力する。これにより、通信ユニット６８にＧＰＳユニット６０の位置情報が設定される。Ｓ２３６にて、信号制御機２４の通信ユニット６８は、センタ装置２２に、ＣＰＵ７０が出力したＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報を送信する。

図６を参照して、信号機２１が実行するプログラムは、車両の制御に関し、以下のような制御を実行する。

Ｓ２４０にて、信号制御機２４のＣＰＵ７０は、メモリ６２の配置エリアと信号パターンエリアとを参照する。これにより、メモリ６２の配置エリアと信号パターンエリアとがそれぞれ記憶した、信号機２１の位置を表わす位置情報と信号機２１が実施中の信号灯器２６の点灯のパターンを表わすパターン情報とが読出される。本実施の形態において、「信号灯器２６の点灯のパターン」とは、点灯させる信号色の情報を、点灯の順序に対応づけてグループ化した情報のことである。

Ｓ２４２にて、信号制御機２４のＣＰＵ７０は、メモリ６２が出力した情報に基づき、メモリ６２の配置エリアと信号パターンエリアとに、他の信号機２１の位置情報と、信号色が青色になった時刻の情報（厳密には、他の信号機２１のインターフェイス６６が、点灯させる信号色を青色にする情報を出力した時刻を表わす情報）とが記憶されているか否かを判断する。位置情報と信号色が青色になった時刻の情報とが記憶されていると判断した場合（Ｓ２４２にてＹＥＳ）、処理はＳ２４４へと移される。もしそうでないと（Ｓ２４２にてＮＯ）、処理は終了する。

Ｓ２４４にて、信号制御機２４のＣＰＵ７０は、メモリ６２から読出した位置情報（通信ユニット６８が受信した情報が表わす、他の信号制御機２４のＧＰＳユニット６０の位置）から、自らに位置情報を送信した信号制御機２４と自らとの距離（すなわち、信号制御機２４の間の距離）を算出する。

Ｓ２４６にて、信号制御機２４のＣＰＵ７０は、Ｓ２４４にて算出した距離とメモリ６２から読出した信号パターンとに基づき、信号パターンを変更するタイミングを算出する。信号制御機２４のＣＰＵ７０は、次の各ステップに従って、信号パターンを変更するタイミングを算出する。第１のステップは、信号制御機２４のＣＰＵ７０が、信号制御機２４の間の距離に対応するように、ＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報を送信した信号制御機２４の設置点からＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報を受信した信号制御機２４（すなわち自分自身）の設置点まで、車両が走行するために費やす時間を算出するステップである。第２のステップは、ＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報を送信した信号制御機２４のインターフェイス６６が情報（点灯させる信号色を青色とする情報）を出力した時刻に、車両が走行するために費やす時間を加算することで、ＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報を受信した信号制御機２４（すなわち自分自身）の設置点に車両の到着する時刻を予測するステップである。信号パターンを変更するタイミングを算出するＣＰＵ７０自身の設置点に車両が到着する時刻が、信号パターンを変更するタイミングとなる。

Ｓ２４８にて、信号制御機２４のＣＰＵ７０は時計６４が出力する時刻を参照する。
Ｓ２５０にて、信号制御機２４のＣＰＵ７０は、信号パターンを変更する時刻が到来したか否かを判断する。信号パターンを変更する時刻が到来したと判断した場合（Ｓ２５０にてＹＥＳ）、処理はＳ２５２へと移される。もしそうでないと（Ｓ２５０にてＮＯ）、処理はＳ２４８へと移される。これにより、ＣＰＵ７０は、信号パターンの情報（点灯させる信号色の情報）のうち、点灯させる信号色を青色とする情報が、ＣＰＵ７０自身が補正した時刻のうち、ＣＰＵ７０自身が予測した車両の到着する時刻に対応するように、インターフェイス６６を制御することとなる。

Ｓ２５２にて、信号制御機２４のＣＰＵ７０は、変更後の信号パターンの情報をインターフェイス６６に出力する。インターフェイス６６は、信号灯器２６にに対し、信号パターンの情報（点灯させる信号色の情報）を出力する。信号灯器２６の図示しない制御装置は、インターフェイス６６が出力した情報に基づき、リレーを制御することによって、信号灯器２６が発する光の色を制御する。

Ｓ２５４にて、信号制御機２４の通信ユニット６８は、信号制御機同士で、信号機２１の位置情報（本実施の形態の場合、実際にはＧＰＳユニット６０の位置を表わす情報）と信号色が青色になった時刻の情報（厳密には、各信号機２１のインターフェイス６６が、点灯させる信号色を青色にする情報を出力した時刻を表わす情報）とを通信する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、交通制御システム２０の動作について説明する。

センタ装置１１２のＣＰＵ４４は、ＲＡＭ４８が記憶した更新フラグを参照する（Ｓ２００）。センタ装置１１２のインターフェイス５１は、更新フラグの値を、各信号機２１の信号制御機２４に送信する（Ｓ２０２）。

図７を参照して、センタ装置１１２から信号制御機２４へ送信される信号のフォーマットは、ヘッダ８０と、更新フラグの値８６とを含む。図７に示すフォーマットは、センタ装置１１２から信号制御機２４へ送信される情報の内容をデータや情報の配列として表わした図である。ヘッダ８０は、情報の先頭を表わすデータである。更新フラグの値８６は、ＲＡＭ４８からＣＰＵ４４が読出した更新フラグの値である。

更新フラグの値が送信されると、各信号機２１の信号制御機２４において、時計６４は時刻を計測する（Ｓ２２０）。時刻が計測されると、信号制御機２４のＣＰＵ７０は、時刻を補正するか否かを判断する（Ｓ２２２）。この場合、たまたま時刻を補正すると判断した場合（Ｓ２２２にてＹＥＳ）、信号制御機２４のＧＰＳユニット６０はＧＰＳ衛星２８との通信を開始する（Ｓ２２４）。通信が開始されると、ＧＰＳユニット６０は時刻情報を取得する（Ｓ２２６）。時刻情報が取得されると、ＧＰＳユニット６０は、位置情報を取得する（Ｓ２２８）。

図８を参照して、ＧＰＳユニット６０がＧＰＳ衛星２８から受信する信号のフォーマットは、ヘッダ９０と、位置情報９２と、時刻情報９４と、電離層補正データ９６と、他の衛星の位置情報９８とを含む。ＧＰＳ衛星２８は所定の情報を電波による信号として繰返し送信する。図８に示すフォーマットは、ＧＰＳ衛星２８が送信する情報の内容をデータや情報の配列として表わした図である。ヘッダ９０は、情報の区切りを表わす。位置情報９２は、送信元となったＧＰＳ衛星２８の位置を表わす情報である。時刻情報９４は、ＧＰＳ衛星２８が情報を送信した時刻を表わす。ＧＰＳ衛星２８は、原子時計を内蔵する。時刻情報９４が表わす時刻は、原子時計が出力した精度が高い時刻を表わす。電離層補正データ９６は、ＧＰＳ衛星２８からの電波が電離層を通過することによって生じる時刻や位置についての誤差を補正するためのデータである。信号制御機２４のＣＰＵ７０は、電離層補正データ９６を用いて、自らの位置と正確な時刻とを特定するための手がかりを得る。その他の衛星の位置情報９８は、図７に示す信号の送信元の衛星とは別の衛星の位置を表わす。

位置情報が取得されると、ＣＰＵ７０は、時刻情報と位置情報とを更新する（Ｓ２３０）。時刻情報と位置情報とが更新されると、ＣＰＵ７０はメモリ６２が記憶した更新フラグの値を元に、位置情報の要求があったか否かを判断する（Ｓ２３２）。この場合、位置情報の要求があったとすると（Ｓ２３２にてＹＥＳ）、信号制御機２４のＣＰＵ７０は、通信ユニット６８に位置情報を設定する（Ｓ２３４）。位置情報が設定されると、通信ユニット６８はセンタ装置１１２に位置情報を送信する（Ｓ２３６）。

位置情報が送信されると、センタ装置１１２のインターフェイス５１は各信号制御機２４から返信を受信する（Ｓ２０４）。返信が受信されると、センタ装置１１２のＣＰＵ４４は、返信が位置情報を含むか否かを判断する（Ｓ２０６）。この場合、位置情報が含まれるので（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、センタ装置１１２のＣＰＵ４４は各信号機２１の位置情報をハードディスク４２が記憶した情報と照合する（Ｓ２０８）。情報が照合されると、ＣＰＵ４４は、位置情報を更新する（Ｓ２１０）。

図９を参照して、信号制御機２４からセンタ装置１１２への信号のフォーマットは、ヘッダ８０と、ＩＤ１００と、位置情報１０２と、時刻情報１０４とを含む。ＩＤ１０は、各信号機２１を識別するためのＩＤを表わす。位置情報１０２は、各信号制御機２４のメモリ６２が記憶した位置情報を表わす。時刻情報１０４は、各信号制御機２４が図９に示す情報を送信した時刻を表わす。

信号制御機２４の通信ユニット６８がセンタ装置１１２に位置情報を送信すると、ＣＰＵ７０はメモリ６２の配置エリアと信号パターンエリアとを参照する（Ｓ２４０）。メモリ６２が参照されると、ＣＰＵ７０は、配置エリアと信号パターンエリアとに他の信号機２１の位置情報と信号色が青色になった時刻の情報とが記憶されているか否かを判断する（Ｓ２４２）。本実施の形態の場合、通信ユニット６８が、予め他の信号機２１から位置情報と信号色が青色になった時刻の情報とを受信していれば、メモリ６２は、他の信号機２１の位置情報と信号色が青色になった時刻の情報とを記憶していることとする。この場合、位置情報と信号色が青色になった時刻の情報とが記憶されていないとすると（Ｓ２４２にてＮＯ）、信号制御機２４の通信ユニット６８は、信号制御機同士で、信号機２１の位置情報と信号色が青色になった時刻の情報とを通信する（Ｓ２５４）。

位置情報と信号色が青色になった時刻の情報とが通信されると、ＣＰＵ７０は位置情報を送信した信号制御機２４までの距離を算出する（Ｓ２４４）。距離が算出されると、ＣＰＵ７０は信号パターンを変更するタイミングを算出する（Ｓ２４６）。タイミングが算出されると、ＣＰＵ７０は時計６４が出力する時刻を参照する（Ｓ２４８）。時刻が参照されると、ＣＰＵ７０は信号パターンを変更する時刻か否かを判断する（Ｓ２５０）。この場合、信号パターンを変更する時刻であるとすると（Ｓ２５０にてＹＥＳ）、ＣＰＵ７０は変更後の信号パターンの情報をインターフェイス６６に出力する（Ｓ２５２）。インターフェイス６６は、信号灯器２６に信号パターンの情報を出力する。これにより、信号灯器２６は、信号パターンを変更することとなる。

以上のようにして、本実施の形態に係る信号制御機は、複数のＧＰＳ衛星それぞれから、時刻情報を取得することにより、極めて正確な時刻を取得できる。極めて正確な時刻を取得できるので、極めて正確に信号色を制御できる。極めて正確な時刻が取得されるので、本実施の形態に係る交通制御システムにおいて、各信号制御機は、センタ装置の制御によることなく自律的に交通を制御できる。センタ装置の制御を必要としないので、センタ装置との通信のためのコストやセンタ装置の性能に起因するコストを削減できる。コストが減少するので、交通量の少ない交差点であっても、本実施の形態に係る信号制御機を設置できる。その結果、交通量の少ない交差点であっても設置でき、極めて正確に信号色を制御する交通制御システムおよび交通信号制御機を提供することができる。

また、本実施の形態に係る信号制御機は、互いの位置と信号色の制御のタイミングとを通信する。互いの位置と極めて正確な時刻に基づいて定められた信号色の制御のタイミングとが通信されるので、本実施の形態に係る信号制御機は、極めて的確に連携して動作できる。極めて的確に連携して動作できるので、本実施の形態に係る交通制御システムに含まれる信号制御機は、極めて的確に車両の通行を制御できる。その結果、交通信号を極めて的確に連携させる交通制御システムおよび交通信号制御機を提供することができる。

また、本実施の形態に係る信号制御機は、複数のＧＰＳ衛星それぞれから、位置を表わす情報を取得し、送信された情報を比較することにより、自らの正確な位置を特定できる。本実施の形態に係る信号制御機は、ＧＰＳ衛星から取得した位置情報をセンタ装置に送信できる。位置情報をセンタ装置に送信できるので、本実施の形態に係る信号制御機は、次の利点を得ることができる。第１の利点は、センタ装置において信号制御機の位置や信号制御機間の距離を登録するための労力およびコストを省くことができる点である。第２の利点は、信号制御機の位置を誤って登録する可能性を軽減できる点である。センタ装置との通信のためのコスト、信号制御機の位置や信号制御機間の距離を登録するための労力およびコスト、センタ装置の性能に起因するコストが減少するので、交通量の少ない交差点であっても、本実施の形態に係る信号制御機を設置できる。その結果、交通量の少ない交差点であっても設置でき、信号制御機の位置を的確に登録させる交通制御システムおよび交通信号制御機を提供することができる。

なお、信号制御機２４は、ＧＰＳユニット６０に代えて、複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と位置を表わす情報とを受信する装置を含んでもよい。複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と位置を表わす情報とを受信する装置には、ＧＰＳの衛星の代わりに、携帯電話の基地局それぞれから、時刻を表わす情報と位置を表わす情報とを受信する装置が含まれる。複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と位置を表わす情報とを受信した場合も、信号制御機の位置を誤って登録する可能性を軽減できる。複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と位置を表わす情報とが受信されるので、送信された情報を比較することにより、交通信号の動作のタイミングを的確に決定することができる。これにより、信号制御機は、的確に連係して車両の通行を制御できる。時刻を表わす情報が取得されるので、各信号制御機は、センタ装置の制御によることなく自律的に交通を制御できる。センタ装置の制御を必要としないので、センタ装置との通信のためのコストやセンタ装置の性能に起因するコストを削減できる。その結果、交通量の少ない交差点であっても設置でき、交通信号を的確に連携させることができ、信号制御機の位置を的確に登録させる交通制御システムおよび交通信号制御機を提供することができる。

また、信号制御機２４は、ＧＰＳユニット６０に代えて、時刻を表わす情報と位置を表わす複数の情報とを受信する装置を含んでもよい。時刻を表わす情報と位置を表わす複数の情報とを受信する装置には、複数の標準電波送信所から、それぞれの標準電波送信所に固有の周波数で標準電波を受信する装置が含まれる。標準電波送信所に固有の周波数で送信される標準電波は、周波数が標準電波送信所の位置に対応するので、標準電波送信所の位置を表わす信号が含まれていなくても、標準電波送信所の位置を表わす情報を含むこととなる。これにより、時刻を表わす情報が受信されるので、交通信号の動作のタイミングを比較的的確に決定することができる。時刻を表わす情報が取得されるので、各信号制御機は、センタ装置の制御によることなく自律的に交通を制御できる。センタ装置の制御を必要としないので、センタ装置との通信のためのコストやセンタ装置の性能に起因するコストを削減できる。その結果、交通信号を比較的的確に連携させることができる交通制御システムおよび交通信号制御機を提供することができる。

また、本実施の形態の係る信号制御機２４の一部は、独立した信号色制御装置であってもよい。その信号色制御装置は、ＧＰＳユニット６０と、ＣＰＵ７０と、メモリ６２と、図示しない第１の受付端子と、図示しない第２の受付端子と、インターフェイス６６とを含む。ＧＰＳユニット６０は、複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と位置を表わす情報とを受信する。ＣＰＵ７０は、時刻を表わす情報のうち少なくとも１つに基づいて、時刻の補正値を算出し、時刻の補正値を用いて、第１の受付端子が受付けた時刻を補正し、点灯させる信号色の情報が、自らが補正した時刻に対応するように、インターフェイス６６を制御する。メモリ６２は、時刻の補正値を表わす情報と点灯させる信号色の情報とを記憶する。第１の受付端子は、信号制御機が内蔵する時計から時刻を受付ける。第２の受付端子は、信号制御機から、点灯させる信号色の情報を受付ける。インターフェイス６６は、信号灯器に対し、点灯させる信号色の情報を出力する。その結果、交通信号を比較的的確に連携させることができる信号色制御装置を提供することができる。

今回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およ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。

本発明の実施の形態に係る交通制御システムの構成を表す図である。 本発明の実施の形態に係るセンタ装置の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る信号制御機の制御ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るセンタ装置の位置情報の更新処理の制御の手順を表わすフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る信号制御機の位置情報の更新処理の制御の手順を表わすフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両の制御の手順を表わすフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るセンタ装置から信号制御機へ送信する情報のフォーマットを表わす図である。 本発明の実施の形態に係る信号制御機がＧＰＳ衛星から受信する情報のフォーマットを表わす図である。 本発明の実施の形態に係る信号制御機からセンタ装置へ送信する情報のフォーマットを表わす図である。 従来例に係る交通制御システムの構成を表わす図である。

符号の説明

２０ 交通制御システム、２１ 信号機、２２，１１２ センタ装置、２４，１１０ 信号制御機、２６ 信号灯器、２８ ＧＰＳ衛星、３０ ディスプレイ、３２ プリンタ、３４ キーボード、３６ マウス、４２ ハードディスク、４４，７０ ＣＰＵ、４６ ＲＯＭ、４８ ＲＡＭ、５０ バス、５１，６６ インターフェイス、６０ ＧＰＳユニット、６２ メモリ、６４ 時計、６８ 通信ユニット、８０，９０ ヘッダ、８２ 事故情報、８４ 渋滞情報、８６ 更新フラグの値、９２，１０２ 位置情報、９４，１０４ 時刻情報、９６ 電離層補正データ、９８ 他の衛星の位置情報、１００ ＩＤ、１１４ 専用回線。

Claims (6)

1. 信号灯器と、交通信号制御機と、センタ装置とを含む交通制御システムであって、
   前記交通信号制御機は、
   時刻を表わす情報と位置を表わす複数の情報とを受信するための受信手段と、
   前記時刻を表わす情報に基づいて、時刻の補正値を算出するための第１の算出手段と、
   前記位置を表わす複数の情報に基づいて、前記受信手段の位置を算出するための第２の算出手段と、
   前記時刻の補正値と、点灯させる信号色の情報と、前記受信手段の位置とを記憶するための記憶手段と、
   前記受信手段の位置を、前記センタ装置に送信するための送信手段と、
   時刻を検知するための検知手段と、
   前記時刻の補正値を用いて、前記検知手段が検知する時刻を補正するための補正手段と、
   前記信号灯器に対し、点灯させる信号色の情報を出力するための出力手段と、
   前記点灯させる信号色の情報が、前記補正手段が補正した時刻に対応するように、前記出力手段を制御するための制御手段とを含み、
   前記センタ装置は、
   前記交通信号制御機から、前記交通信号制御機の受信手段の位置を受信するための受信手段と、
   前記受信手段が受信した、複数の前記交通信号制御機の受信手段の位置を記憶するための記憶手段とを含む、交通制御システム。
2. 前記受信手段は、複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と共に位置を受信するための手段を含む、請求項１に記載の交通制御システム。
3. 前記時刻を表わす情報と共に位置を受信するための手段は、複数の人工衛星それぞれが搭載する送信機から、時刻を表わす情報と共に位置を受信するための手段を含む、請求項２に記載の交通制御システム。
4. 複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と位置とを受信するための受信手段と、
   前記時刻を表わす情報に基づいて、時刻の補正値を算出するための第１の算出手段と、
   前記時刻の補正値と点灯させる信号色の情報とを記憶するための記憶手段と、
   時刻を検知するための検知手段と、
   前記時刻の補正値を用いて、前記検知手段が検知する時刻を補正するための補正手段と、
   信号灯器に対し、点灯させる信号色の情報を出力するための出力手段と、
   前記点灯させる信号色の情報が、前記補正手段が補正した時刻に対応するように、前記出力手段を制御するための制御手段とを含む、交通信号制御機。
5. 前記交通信号制御機は、
   複数の前記位置を表わす情報に基づいて、前記受信手段の位置を算出するための第２の算出手段と、
   前記受信手段の位置を表わす情報を記憶するための手段と、
   交通信号制御機同士で、受信手段の位置と出力手段が青信号の情報を出力した時刻とを通信するための通信手段と、
   前記通信手段が受信した位置から、交通信号制御機間の距離を算出するための第２の算出手段と、
   前記交通信号制御機間の距離に対応するように、受信手段の位置を送信した交通信号制御機の設置点から前記受信手段の位置を受信した交通信号制御機の設置点までの、車両の走行に費やす時間を算出するための第３の算出手段と、
   前記出力手段が青信号の情報を出力した時刻に、前記車両が走行するために費やす時間を加算することで、前記受信手段の位置を受信した交通信号制御機の設置点に車両の到着する時刻を予測するための予測手段とをさらに含み、
   前記制御手段は、前記点灯させる信号色の情報のうち、青信号の情報が、前記補正手段が補正した時刻のうち、前記予測手段が予測した車両の到着する時刻に対応するように、前記出力手段を制御するための手段を含む、請求項４に記載の交通信号制御機。
6. 複数の送信機それぞれから、時刻を表わす情報と位置とを受信するための受信手段と、
   前記時刻を表わす情報のうち少なくとも１つに基づいて、時刻の補正値を算出するための第１の算出手段と、
   前記時刻の補正値と点灯させる信号色の情報とを記憶するための記憶手段と、
   時刻を受付けるための第１の受付手段と、
   前記時刻の補正値を用いて、前記第１の受付手段が受付けた時刻を補正するための補正手段と、
   交通信号制御機から、点灯させる信号色の情報を受付けるための第２の受付手段と、
   信号灯器に対し、前記点灯させる信号色の情報を出力するための出力手段と、
   前記点灯させる信号色の情報が、前記補正手段が補正した時刻に対応するように、前記出力手段を制御するための制御手段とを含む、信号色制御装置。

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