JP4736922B2 - 交差点交通管制システム - Google Patents

Description

本発明は、概して、交差点に進入する車両に対して優先度を設定し、この設定された優先度に応じて交差点を通過するように交差点に進入する車両の速度を制御する交差点交通管制システムに係り、特に、車両速度制御範囲が適切に設定された交差点交通管制システムに関する。

従来、交差点に進入する車両に対して優先度を設定し、この設定された優先度に応じて交差点を通過するように交差点に進入する車両の速度を制御する交差点交通管制システムが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許文献１には、交差点のサービスエリア内に入り、優先道に車両が存在する場合は減速して出会い頭衝突を防止するシステムが開示されている。

特許文献２には、交差点での衝突可能性を判断し、必要に応じて警報又は減速制御を与える衝突防止支援方法が開示されている。

特許文献３には、交差点に設置され、交差点に接近する台車の情報（緊急車等）から優先度を設定して台車に進入許可や停止を命じる装置が開示されている。
特開２００１−１２６１９８号公報 特開２００２−１４０７９９号公報 特開２００３−２８８１１９号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３記載の従来装置／システムによれば、各交差点での交通管制内容が画一的であると共に、それぞれの交差点での交通管制が互いに独立して行われているため、従来装置／システムにより交通管制される交差点が隣接して存在する場合に、不都合が生じる可能性がある。

交通管制対象交差点が隣接している様子の一例を図１に示す。ここでは、交差点１に進入しようとしている車両の速度を交差点１に設置された路側装置Ｂ１が、交差点１に隣接する交差点２に進入しようとしている車両の速度を交差点２に設置された路側装置Ｂ２が、それぞれ独立に制御しているものとする。

また、各路側装置Ｂは、それぞれの交差点の中心から所定半径Ｒの円形領域（以下、「制御エリアＡ」と呼ぶ）内に位置する車両を速度制御の対象とするように設定されているものとする。

このように、各路側装置が独立して、すなわち周辺に存在する他の路側装置とは無関係に、自装置による制御エリアＡを固定的に決定するものとすると、例えば、図２に示すように、隣接する交差点の中心間距離が２Ｒより小さいときに、隣接する交差点の制御エリアＡ同士が重なってしまい、重複した領域において車両に対する速度制御が混乱する可能性がある。

また、このような制御エリアの重複を回避するために半径Ｒを小さくして制御エリアＡの範囲を狭めると、例えば、図３に示すように、隣接する交差点の一方を形成する道路のうちの一本の道路幅が比較的広く、通行する車両の平均速度が比較的高い場合に、制御エリアＡ’の大きさが適切でなくなる可能性がある。

なぜなら、通行する車両の平均速度が高い道路ほど、当該道路を走行している車両が非優先車両となったときに交差点手前で急激に減速が掛らないように、交差点の十分に手前から徐々に減速が行われるべきであり、制御エリアが広い方が好ましいと考えられるためである。

このように、従来装置／システムによれば、各交差点での交通管制範囲が交差点の規模に関わらず画一的であると共に、周辺交差点との位置関係によらずそれぞれ独立して交通管制範囲が設定されているため、特に交通管制対象交差点が隣接している場合に、適切な交差点交通管制が実現できない可能性がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両速度制御範囲が適切に設定された交差点交通管制システムを提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、交差点に進入する車両に対して優先度を設定し、この設定された優先度に応じて交差点を通過するように交差点に進入する車両の速度を制御する交差点交通管制システムであって、各交通管制対象交差点について、当該交差点を含む所定領域内の車両を速度制御の対象とし、交通管制対象交差点が互いに隣接している場合、これら隣接し合う交差点の上記所定領域は互いに干渉しないように設定される、交差点交通管制システムである。

上記一態様によれば、交通管制対象交差点が隣接する場合であっても、各交差点について車両速度制御を実施する範囲が互いに干渉しないため、車両に対する速度制御が混乱する事態が適切に回避される。

なお、上記一態様において、上記隣接し合う交差点の上記所定領域の各々の大きさは、各交差点における車両の平均通過速度が高い交差点ほど上記所定領域が広いことが好ましいとの観点及び道路幅が広い交差点ほど通過車両の平均車速が高いであろうとの洞察に基づき、上記隣接し合う交差点を形成する道路の道路幅に基づいて、具体的には該道路幅が広いほど前記所定領域が大きくなるように、設定されることが好ましい。

これは、より具体的には、上記所定領域を各交通管制対象交差点の中心位置を中心とした円形領域とし、上記隣接し合う交差点の上記所定領域の各々の大きさを、これら隣接し合う交差点の上記所定領域の半径比が上記道路幅の比と等しくなるように設定することにより実現される。

この場合、上記隣接し合う交差点の上記所定領域の各々の半径の長さを、これら隣接し合う交差点の中心位置間の距離を上記道路幅の比で案分した長さに設定すると、円形としたことにより簡易に上記所定領域を設定できると共に、隣接交差点と干渉しない限度で可能な限り上記所定領域を広くすることができるため、より好ましい。

本発明によれば、車両速度制御範囲が適切に設定された交差点交通管制システムを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

なお、以下の実施例の説明においては、典型的な交差点の一例として、十字路交差点を例に挙げて説明する。

以下、図４〜８を用いて、本発明の一実施例に係る交差点交通管制システムについて説明する。本実施例に係る交差点交通管制システムは、概して、車両用信号機が設置されていない交差点において交錯可能性を有する各車両に優先順位を付け、各車両がこの優先順位に従って順に当該交差点を通過するように最優先車両以外の車両を減速させるシステムである。

図４に、本実施例に係る交差点交通管制システム４００の概略を示す。交差点交通管制システム４００は、車両用信号機の設置されていない交差点に設置され、車両Ｖとの路車間通信を実現するための通信機能を備えた路側装置４０１と、当該交差点に進入しようとしている各車両Ｖに搭載され、路側装置４０１との路車間通信を実現するための通信機能を備えると共に、車両の走行を制御する機能を備えた車両用走行制御装置４０２と、から構成される。

ここで、図４では、便宜上、路側装置４０１があたかも十字路交差点の１つの角に設置されているかのように図示しているが、路側装置４０１の設置位置は、当該交差点に進入する各車両Ｖとの間で路車間通信を実現できる限り任意でよい。

また、路車間通信の具体的な仕様については、様々な通信方式や装置構成が既に提案されており、当業者には既知であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

さらに、当業者には明らかなように、路側装置４０１と車両用走行制御装置４０２との間の路車間通信は、直接的な無線通信接続に限られず、車車間通信や衛星通信を経由した間接的な通信接続であってもよい。

各車両Ｖに搭載された車両用走行制御装置４０２は、路車間通信を利用して、自車両の現在位置及び移動速度（車速）を路側装置４０１へ送信する。

路側装置４０１は、交差点に進入しようとする各車両Ｖから受信した各車両Ｖの位置及び車速に基づいて各車両Ｖの交差点通過優先順位を決定し、路車間通信を利用して、最優先車両へ交差点通過上限速度まで加速して交差点を通過するように速度制御指示を送信すると共に、最優先車両以外の車両には減速するように速度制御指示を送信して最優先車両の交差点通過を待機させる。この点については、後に詳述する。

図５は、本実施例に係る路側装置４０１の概略構成図である。

路側装置４０１は、車両用走行制御装置４０２と通信する通信部５０１を有する。通信部５０１が備えるアンテナの性能や形状並びに通信に利用する方式や周波数帯域などについては、特段の制限はなく、任意でよい。

路側装置４０１は、更に、後に詳述する各車両の交差点通過優先順位や各車両への速度制御量などを演算する際に用いられる各種アルゴリズムと、交通管制対象交差点ごとに予め設定された制御エリアに関する地理的データとを予め記憶保持する記憶部５０２を有する。記憶部５０２は、任意の記憶媒体でよい。また、記憶部５０２に記憶保持されたアルゴリズムは、例えば通信を利用して、最新のバージョンに適宜更新されることが好ましい。

路側装置４０１は、更に、各種の演算を実行すると共に、路側装置４０１の各構成要素を統括的に制御する主制御部５０３を有する。主制御部５０３は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；電子制御装置）である。

ここで、路側装置４０１の記憶部５０２に予め記憶保持された制御エリアの設定方法について、図６を参照して説明する。

本実施例において、各交通管制対象交差点の制御エリアＡの地理的領域は、簡便のため、交差点中心位置Ｏを中心とした円形の領域として設定される。

そして、周辺に存在する同システムにより交通管制された交差点との位置関係を考慮して、隣接する交通管制対象交差点の制御エリアＡ同士が干渉しないように、各交差点の制御エリアＡの半径Ｒが決定される。

一方で、制御エリアＡは、車速の高い車両に対応するためにできる限り交差点から離れたところまでを制御対象とすることが好ましいとの観点から、各交差点の制御エリアＡは、隣接する交差点の制御エリアＡと干渉しない限度で、できる限りその半径Ｒが大きく設定される。すなわち、本実施例においては、図６に示すように、隣接する交通管制対象交差点の制御エリアＡ同士は接することになる。

さらに、このように接する２つの円形領域として設定される互いに隣接した２つの交通管制対象交差点の制御エリアＡのそれぞれの半径Ｒは、道路幅が大きい交差点ほど通過車両の通過速度が高く、交差点中心位置のより手前から速度制御が開始されるべきであるとの観点から、各交差点を形成する道路の道路幅Ｗの大きさに比例するように決定される。

図６に示した例では、交差点２の道路幅Ｗ２の方が交差点１の道路幅Ｗ１よりも広いことから、交差点２の制御エリアＡ２の方が交差点１の制御エリアＡ１よりも大きくなるようにそれぞれの制御エリアＡ１及びＡ２の半径Ｒ１及びＲ２が決定される。

より具体的には、交差点１の中心位置Ｏ１から交差点２の中心位置Ｏ２までの中心間距離を道路幅Ｗ１及びＷ２の比で案分した値をそれぞれの半径Ｒ１及びＲ２とする。すなわち、（Ｏ１〜Ｏ２間距離）＝Ｒ１＋Ｒ２であり、Ｒ１：Ｒ２＝Ｗ１：Ｗ２である。

このように、各交通管制対象交差点の制御エリアＡの半径Ｒは、隣接する交差点の形状や位置関係に応じて予め固定的に設定され、各交差点の路側装置４０１の記憶部５０２に予め記憶保持されているものとする。

図７は、本実施例に係る車両用走行制御装置４０２の概略構成図である。

車両用走行制御装置４０２は、路側装置４０１と通信する通信部７０１を有する。通信部７０１が備えるアンテナの性能や形状並びに通信に利用する方式や周波数帯域などについては、特段の制限はなく、任意でよい。

車両用走行制御装置４０２は、更に、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）を利用して自車両の位置を検出する自車両位置検出部７０２を有する。自車両位置検出部７０２の検出精度（分解能）は高い（細かい）ほど好ましく、例えばＲＴＫ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）−ＧＰＳなどの高精度ＧＰＳが利用されることが好ましい。

車両用走行制御装置７０２は、更に、自車両の車速を検出する車速検出部７０３を有する。車速検出部７０３は、例えば車輪速センサを利用して、自車両の車速を検出する。代替例として、自車両位置検出部７０２によって検出された自車両位置の時間変化から自車両の車速を算出してもよい。

車両用走行制御装置４０２は、更に、例えばスロットル弁開度を制御してエンジン出力を調整するなどして、運転者によるアクセルペダル操作とは独立して、自車両において発生する駆動力の大きさを制御する駆動力制御部７０４を有する。

車両用走行制御装置４０２は、更に、例えばブレーキ油圧を制御するなどして、運転者によるブレーキペダル操作とは独立して、自車両において発生する制動力の大きさを制御する制動力制御部７０５を有する。

車両用走行制御装置４０２は、更に、車両用走行制御装置４０２の各構成要素を統括的に制御する主制御部７０６を有する。主制御部７０７は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；電子制御装置）である。

次いで、図８のフローチャートを参照して、本実施例における交差点通過制御処理の流れを説明する。

まず、路側装置４０１の主制御部５０３は、通信部５０１を通じて車両用走行制御装置４０２から取得された各車両の位置及び速度を記憶部５０２に記憶保持された制御エリアデータに照らして、自装置が制御対象とする交差点の制御エリア内に当該交差点に向かって走行している（すなわち、当該交差点に進入しようとしている）車両が複数台存在するか否かを判定する（Ｓ８０１）。

制御エリア内に交差点に進入しようとしている車両が複数台存在すると判定されたとき（Ｓ８０１の「ＹＥＳ」）、路側装置４０１の主制御部５０３は、次いで、制御エリア内に位置する複数の交差点に進入しようとしている車両に対していずれの車両をどのような順序で交差点通過させるかを表す優先順位を決定する（Ｓ８０２）。

次いで、路側装置４０１の主制御部５０３は、記憶部５０２に記憶保持された速度制御量を決定するためのアルゴリズムに基づいて、決定された優先順位に従って、制御エリアの交差点に進入しようとしている各車両が、それぞれ極力停止せず、減速を最小限に留めて、高効率且つ高密度に、優先順位が最も高い車両から順に交差点を通過するように、制御エリア内の交差点に進入しようとしている各車両に対して速度制御を実行する（Ｓ８０３）。

より具体的には、路側装置４０１の主制御部５０３は、通信部５０１を通じて、最優先車両には、予め設定されている交差点通過上限速度まで加速して直ちに交差点を通過するように指示し、最優先車両以外の非優先車両には、最優先車両が交差点を通過するまでに交差点内に進入しないようにしつつ、当該車両の減速を最小限に留めるように演算された減速量及びその後の定速走行速度を指示する。最優先車両が交差点を通過すると、各車両の優先順位が１つずつ繰り上がり、同様の処理が繰り返される。

本実施例において、上記のように非優先車両の各々へ指示される最小限の減速量は、非優先車両を優先車両と同じ道路／車線を同じ方向へ走行する車両となる仮想位置へ座標変換（射影）し、座標変換（射影）後の非優先車両が優先車両に対して所定の車間距離（余裕／マージン距離）を保って追従走行するものとした場合にまず上記所定の車間距離を確保するのに必要な減速量として算出される。

以上、説明してきたように、本実施例によれば、各交通管制対象交差点の制御エリアが隣接する交通管制対象交差点の制御エリアと干渉しない限度でできる限り大きくなるように交差点ごとに予め設定されているため、制御エリアが干渉する領域において車両に対する速度制御が混乱する事態の発生を適切に回避しつつ、制御エリアを拡大することができる。

また、本実施例によれば、各交通管制対象交差点の制御エリアの大きさは、当該交差点の道路幅と隣接する交差点の道路幅との比に基づいて設定されるため、各交通管制対象交差点の制御エリアの大きさを道路幅に応じた適切な大きさとすることができる。

なお、上記一実施例においては、一例として、各車両の車速はそれぞれ車両ローカルにおいて測定され、路側装置へ送信されるものとしたが、本発明はこの形態に限定されず、例えば、車両から路側装置へは位置情報のみが送信され、路側装置側で受信された車両位置情報の時間変化から各車両の移動速度を算出するものとしてもよい。

また、上記一実施例の説明においては、一例として、十字路交差点を例に挙げたが、当業者には明らかなように、本発明に係る交差点交通管制システムはあらゆる形状の交差点に適用可能である。

本発明は、交差点に進入する車両の速度を制御する交差点交通管制システムに利用できる。制御対象となる車両の動力源種類、燃料種類、外観デザイン、重量、サイズ、走行性能等はいずれも不問である。また、交差点の形状も不問である。

交差点交通管制システムの概略全体図である。 隣接する交差点同士で制御エリアが干渉し合う場合の一例を示す図である。 道路幅に照らして不適切な大きさの制御エリアが設定された場合の一例を示す図である。 本発明の一実施例に係る交差点交通管制システムの概略全体図である。 本発明の一実施例に係る交差点交通管制システムにおいて用いられる路側装置の概略構成図である。 本発明の一実施例に係る交差点交通管制システムにより互いに隣接する交差点に設定された制御エリアの一例を示す図である。 本発明の一実施例に係る交差点交通管制システムにおいて用いられる車両用走行制御装置の概略構成図である。 本発明の一実施例に係る交差点交通管制システムにおける交差点通過制御処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

４００ 交差点交通管制システム
４０１ 路側装置
４０２ 車両用走行制御装置
５０１ 通信部
５０２ 記憶部
５０３ 主制御部
７０１ 通信部
７０２ 自車両位置検出部
７０３ 車速検出部
７０４ 駆動力制御部
７０５ 制動力制御部
７０６ 主制御部

Claims (4)

1. 交差点に進入する車両に対して優先度を設定し、路車間通信を用いて前記交差点に進入する車両に対して速度制御指示を送信することによって、前記設定された優先度に応じて交差点を通過するように前記交差点に進入する車両の速度を制御する交差点交通管制システムであって、
   各交通管制対象交差点について、当該交差点を含む所定領域内の車両を速度制御の対象とし、
   交通管制対象交差点が互いに隣接している場合、これら隣接し合う交差点の前記所定領域は重複しないように設定され、且つ、
   前記隣接し合う交差点の前記所定領域の各々の大きさは、これら隣接し合う交差点を形成する道路の道路幅に基づいて設定されることを特徴とする、
   交差点交通管制システム。
2. 請求項１記載の交差点交通管制システムであって、
   前記隣接し合う交差点の前記所定領域の各々の大きさは、これら隣接し合う交差点を形成する道路の道路幅に基づいて、該道路幅が広いほど前記所定領域が大きくなるように設定される、ことを特徴とする交差点交通管制システム。
3. 請求項２記載の交差点交通管制システムであって、
   前記所定領域は、各交通管制対象交差点の中心位置を中心とした円形領域であり、
   前記隣接し合う交差点の前記所定領域の各々の大きさは、これら隣接し合う交差点の前記所定領域の半径比が前記道路幅の比と等しくなるように設定される、ことを特徴とする交差点交通管制システム。
4. 請求項３記載の交差点交通管制システムであって、
   前記隣接し合う交差点の前記所定領域の各々の半径の長さは、これら隣接し合う交差点の中心位置間の距離を前記道路幅の比で案分した長さに設定される、ことを特徴とする交差点交通管制システム。
   

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