JP6955613B1 - 交通信号制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置からの俯瞰画像に基づいて総遅れ台数時間を算出し、最適な切替タイミングの探索、決定を行う。【解決手段】交差点Ｋに停車することなく進入した最初の後続車両Ｖｋ’の直前に、交差点Ｋに進入した後続車両Ｖｋを最後尾車両Ｖｅ２と推定し、後尾車両Ｖｅ１から最後尾車両Ｖｅ２までの後続車両Ｖｋの数を推定滞留台数Ｎｂとする。停車エリア全体の滞留台数Ｎは、実測滞留台数Ｎａと推定滞留台数Ｎｂの合計値となり、累積待ち行列台数時間ＤＴは、実測累積待ち行列台数時間ＤＴａと、予想累積待ち行列台数時間ＤＴｂとの合計値となる。前回のサイクルの合計累積待ち行列台数時間を算出しておき、次のサイクルの青点灯の途中で、現在のサイクルの黄点灯の切替タイミングを決定し、この切替タイミングで青点灯から黄点灯の切り替えを行う。【選択図】図６

Description

本発明は、道路の交差点において、交通信号灯器を対象と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。

特許文献１には、交差点を通過する車両をカメラで撮像し、撮像画像から交差点を通過した車両の台数を分岐方向別に計測する分岐方向別計測手段を有する交通量計測装置と、計測された交差点を通過する車両の台数を用いて、信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定手段と、この信号制御パラメータ決定手段が決定した信号制御パラメータに基づいて、信号灯器を制御する信号灯器制御手段とを有する信号制御装置が開示されている。

ここで決定される信号制御パラメータは、交差点で交差する主道路、従道路の現示毎に、計測手段により計測される流出台数／流出可能台数から成る青時間利用率に基づいて算出されている。

特開２００６−２５９８３３号公報

しかし、上述の青時間利用率からの信号制御パラメータの算出処理では、次の信号制御のサイクルにおける数秒単位での赤時間、青時間の延長、短縮を行うような細かな切替タイミングの信号制御パラメータを算出することができない。過去の所定期間分の車両台数を計測し、信号制御パラメータに反映させた場合には、過去の交通量に最適な信号制御パラメータであっても、現在の交通量に最適な信号制御パラメータとはならないことがある。

そこで、次の信号制御のサイクルにおける数秒単位での赤時間、青時間の延長、短縮を行う最適な切替タイミングを決定するために、直近のサイクルにおける現示毎に赤信号点灯時に交差点に滞留する車両数を計測し、滞留車両数及び滞留時間に基づく信号制御パラメータの算出方法を用いている。

しかし、信号灯器近傍に設置する撮像装置では、設置する高さが路面から５．５ｍ程度であるため、この高さから停止線付近の停車エリアに向けて撮像する俯瞰画像を利用した場合には、大型車が後方の車両を遮蔽する現象等が発生することがあるので、実用上の検出可能な距離は交差点から５０〜７０ｍ程度までに限られる。

従って、これよりも遠い場所に停車した車両については、撮像することができないので、正確な赤信号点灯時の総遅れ台数時間を算出することができず、最適な信号制御パラメータを設定することが困難であるという問題がある。

本発明の目的は、上述の課題を解消し、停止線から所定の距離範囲までしか撮像できない撮像装置からの俯瞰画像であっても、１サイクルにおける赤点灯により滞留する正確な総遅れ台数時間を算出し、最適な切替タイミングの探索、決定を行う交通信号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の本発明に係る交通信号制御装置は、交差点近傍の所定の高さに設置され、交差する第１及び第２の道路の流入路毎の停止線付近の停車エリアを撮像範囲とする複数の撮像部と、前記第１及び第２の道路に設置した信号灯器とに接続し、前記撮像部毎に入力される撮像データに基づいて、青点灯、黄点灯、赤点灯を１サイクルとする現示テーブルにおける前記第１又は第２の道路の前記信号灯器が前記青点灯から黄点灯に切替わる切替タイミングを算出する交通信号制御装置であって、前記撮像データに基づいて、前記流入路における前記信号灯器が黄信号を点灯後に前記停車エリアに最初の停車した先頭車両が停車してから青信号を点灯後に発車するまでの時間である第１の停車時間と、前記信号灯器が黄信号を点灯後に停車エリアに停車し、映像から判定可能な最後尾の車両である後尾車両が停車してから青信号を点灯後に発車するまでの時間である第２の停車時間と、前記先頭車両から前記後尾車両までの実測滞留台数とを測定し、前記第１及び第２の道路毎に測定される前記第１、第２の停車時間及び前記実測滞留台数に基づいて前記第１及び第２の道路毎の累積待ち行列台数時間を算出し、前記第１及び第２の道路の前記累積待ち行列台数時間の合計値である合計累積待ち行列台数時間に基づいて、前記切替タイミングを決定することを特徴とする。

本発明に係る交通信号制御装置によれば、第１又は第２の道路における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時の最小の合計累積待ち行列台数時間となる黄点灯の切替タイミングの探索、決定を行うことで、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。

交通信号制御システムのブロック構成図である。 撮像部からの俯瞰映像を簡素化した説明図である。 １流入路の信号灯器の点灯に対する累積待ち行列台数時間の説明図である。 累積待ち行列台数時間の簡易的な算出方法の説明図である。 累積待ち行列台数時間を算出するフローチャート図である。 累積待ち行列台数時間の算出方法の説明図である。 交差点の信号灯器の点灯に対する流入路毎の累積待ち行列台数時間の説明図である。 合計累積待ち行列台数時間と切替タイミングの関係の説明図である。 直近の３サイクル分の評価を示した説明図である。 直近の３サイクル分の評価に基づく切替タイミングを補正するフローチャート図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は交差点Ｋに配置した交通信号制御システムのブロック構成図である。交通信号制御システムは、交差点Ｋの近傍の信号灯器１０を設けた支柱等の所定の高さ、例えば５．５ｍの高さに設置され、主道路である第１の道路Ｓ１の上り下りの流入路Ｓ１１、Ｓ１２を撮像方向とする撮像部２１、２２及び従道路である第２の道路Ｓ２の上り下りの流入路Ｓ２１、Ｓ２２を撮像方向とする撮像部３１、３２と、第１の道路Ｓ１及び第２の道路Ｓ２の車両用の信号灯器１１、１２と、これらの信号灯器１１、１２及び撮像部２１、２２、３１、３２に接続し、信号灯器１１、１２の点灯制御等を行う交通信号制御装置４０とから構成されている。

主道路、従道路に設置された信号灯器１０は、交通信号制御装置４０に記憶されている点灯テーブルに従って点灯制御を繰り返している。交差点Ｋの近傍の電柱等に取り付けられる交通信号制御装置４０は、筐体内に信号灯器１０及び撮像部２０、３０と接続する接続部４１と、この接続部４１と接続し、信号灯器１０の点灯制御や画像処理、演算処理を行う制御部４２とから構成されている。

制御部４２は青点灯Ｇ、黄点灯Ｙ、赤点灯Ｒを１サイクルとする現示テーブルを記憶し、この現示テーブルに従って、接続部４１を介して信号灯器１０の点灯制御を行う。また、制御部４２は第１、第２の道路Ｓ１、Ｓ２に配置された撮像部２０、３０から入力される俯瞰映像Ｆの撮像データに対して、画像処理、演算処理を行い、最適な信号灯器１０の切替タイミングＴを決定する処理を行う。

この信号制御の最適化処理を、制御部４２と別装置の信号制御高度化装置によって行い、この信号制御高度化装置を交通信号制御装置４０の筐体内、又は有線、無線による通信を介して外部に設置するようにしてもよい。

図２は撮像部２０、３０からの俯瞰映像Ｆを簡素化した説明図であり、矩形で示した図形が車両Ｖを表している。この俯瞰映像Ｆから判定可能な撮像範囲は、大型車が後方の普通車を遮蔽する等を考慮すると、停止線Ｌから７０ｍ程度上流の停車エリアＡｒに限定される。

例えば、信号灯器１１が黄点灯Ｙに切り替わると、流入路Ｓ１１には停止線Ｌの後方に先頭車両Ｖｆから順に停車が始まり、撮像部２１の俯瞰映像Ｆから識別できる最後尾の車両Ｖである後尾車両Ｖｅ１までの車両Ｖが、待ち行列を形成する。

更に、図示するように撮像部２１の俯瞰映像Ｆに表示し切れない後尾車両Ｖｅ１よりも以遠の停車エリアＡｒには、最後尾車両Ｖｅ２までの車両Ｖが待ち行列を成し、これらが実際に赤点灯Ｒ時に滞留する滞留台数Ｎとなる。

そして、後述する累積待ち行列台数時間ＤＴで表される交通情報の算出方法を用いることで、図２に示すように撮像範囲が限られる撮像部２０、３０であっても、交差点Ｋの最適な信号制御に必要とされる、交差点Ｋから上流１５０〜２００ｍまでの連続する交通情報、つまり、最後尾車両Ｖｅ２までの停車エリアＡｒの交通情報を算出することが可能となる。

更に、第１、第２の道路Ｓ１、Ｓ２の流入路Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２の停止線Ｌから上流１５０〜２００ｍの各停車エリアＡｒにおいて算出される累積待ち行列台数時間ＤＴに基づいて、第１、第２の道路Ｓ１、Ｓ２の累積待ち行列台数時間ＤＴ１、ＤＴ２を算出することができる。

そして、交差点Ｋの１サイクルにおける総遅れ台数時間に相当する、第１、第２の道路Ｓ１、Ｓ２の累積待ち行列台数時間ＤＴ１、ＤＴ２の合計値である合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴに基づいて、第１の道路Ｓ１の信号灯器１１又は第２の道路Ｓ２の信号灯器１２の青点灯Ｇから黄点灯Ｙに切り替える切替タイミングＴの探索、決定を行う。

なお、第１、第２の道路Ｓ１、Ｓ２の累積待ち行列台数時間ＤＴ１、ＤＴ２の算出は、流入路Ｓ１１及び流入路Ｓ１２、流入路Ｓ２１及び流入路Ｓ２２の累積待ち行列台数時間ＤＴの合算により算出するが、必ずしも上下方向の流入路を合算する必要はなく、第１、第２の道路における混雑する方向の流入路Ｓ１０、Ｓ２０のみを用いて、合計累積待ち行列台数ΣＤＴを算出するようにしてもよい。

これは、朝夕ラッシュ時には、第１、第２の道路において、混雑する流入路が決まっていることがあり、例えば混雑する第１の道路Ｓ１の流入路Ｓ１１の累積待ち行列台数時間ＤＴ１と、混雑する第２の道路Ｓ２の流入路Ｓ２２との累積待ち行列台数時間ＤＴ２とから合計累積待ち行列台数ΣＤＴを算出するようにしてもよい。

図３は、例えば信号灯器１１の点灯に対応する流入路Ｓ１１の累積待ち行列台数時間ＤＴの説明図である。横軸である時間軸は、現示テーブルに対応しており、白抜きは青点灯Ｇ、縦線は黄点灯Ｙ、黒塗りは赤点灯Ｒを示している。

縦軸は流入路Ｓ１１の停止線Ｌからの距離を表しており、各斜線は、各車両Ｖの走行軌跡を表している。信号灯器１１が黄点灯Ｙに切り替わると、停止線Ｌを起点として車両Ｖの停車が始まり、赤点灯Ｒの点灯時間に渡って行列を成して滞留する。

斜線で表した各車両Ｖは、赤点灯Ｒ時に先行する車両Ｖの後に停車することで水平状態となり、信号灯器１１が青点灯Ｇに切り替わると共に、停車していた先頭車両Ｖｆから順に発車する。そして、図示する下向きの三角形の面積が累積待ち行列台数時間ＤＴとなる。なお、停止線から７０ｍまでは前述の通り、撮像部２０、３０から測定可能であるが、７０ｍよりも以遠の停車エリアＡｒについては撮像部２０、３０から直接、測定することはできない。

図４は、例えば撮像部２１からの俯瞰映像Ｆに基づき、交通信号制御装置４０の制御部４２によって算出される流入路Ｓ１１の累積待ち行列台数時間ＤＴの簡易的な算出方法を説明した説明図である。この算出方法は相似形を利用して累積待ち行列台数時間ＤＴの近似値を算出するものである。

先ず、信号灯器１１が黄点灯Ｙに切り替わった後に、最初に停車する先頭車両Ｖｆが停車してから青点灯Ｇにより発車するまでの停止時間ＳＴａを測定する。続いて、信号灯器１１が黄点灯Ｙに切り替わった後に、順次に先頭車両Ｖｆの後に後続する車両Ｖが滞留し、映像から判定可能な後尾車両Ｖｅ１が停車してから青点灯Ｇにより発車するまでの停止時間ＳＴｂを測定する。

先頭車両Ｖｆから後尾車両Ｖｅ１までに滞留した累積台数である実測滞留台数Ｎａと、停止時間ＳＴａ及び停止時間ＳＴｂとに基づいて、停車エリアＡｒ全体の滞留台数Ｎを予測することができる。

そして、以下の式１により第１の道路Ｓ１の一方の流入路である流入路Ｓ１１の累積待ち行列台数時間ＤＴを算出することが可能である。
累積待ち行列台数時間ＤＴ＝停止時間ＳＴａ×Ｎ／２…（式１）

このように、相似形を利用することで、撮像範囲よりも以遠も含めた滞留台数Ｎの近似値を推測することができる。この滞留台数Ｎの推測は、実測滞留台数Ｎａよりも後方に停車する車両Ｖの交差点Ｋへの到着頻度が一定、つまり傾きである累積待ち行列台数Ｄが一定の割合で増加することを前提としている。実際の後尾車両Ｖｅ１以遠の停車エリアＡｒでは、累積待ち行列台数Ｄが一定の割合で増加するとは限らない。

図５は車両Ｖの到着頻度が異なる場合にも、より精度良く滞留台数Ｎを推測し、累積待ち行列台数時間ＤＴを算出するために、制御部４２が行う演算処理のフローチャート図であり、図６はその際の累積待ち行列台数時間ＤＴの算出方法を説明した説明図である。

ステップＳＴ０１では、前述の通りに先頭車両Ｖｆ、後尾車両Ｖｅ１の停止時間ＳＴａ、ＳＴｂを測定する。続いてステップＳＴ０２では、図６に示すように青点灯Ｇの切り替え後に先頭車両Ｖｆから後尾車両Ｖｅ１までの実測滞留台数Ｎａに対応する車両Ｖが交差点Ｋに進入する際に、連続する各車両Ｖ間の車両間時間ＧＴｓを計測する。更に、これらの車両間時間ＧＴｓを平均した平均車両間時間ＧＴｓ’を算出する。

ステップＳＴ０３では、後尾車両Ｖｅ１に後続する後続車両Ｖｋが交差点Ｋに進入する際の連続する後続車両Ｖｋ間の後続車両間時間ＧＴを測定する。そして、ステップＳＴ０４では、測定した後続車両間時間ＧＴと平均車両間時間ＧＴｓ’とを比較して、差分が設定値Ｍ以上であるか否かを判定する。

差分が設定値Ｍ未満である場合は、ステップＳＴ０３に戻り、次に交差点Ｋに進入する後続車両Ｖｋの後続車両間時間ＧＴを計測する計測処理及びステップＳＴ０４の比較処理を繰り返す。

ステップＳＴ０４において、差分が設定値Ｍ以上となった場合は、ステップＳＴ０５に移行する。ステップＳＴ０５に移行時の後続車両間時間ＧＴを後続車両間時間ＧＴ’とし、図６に示すように交差点Ｋに進入した後続車両Ｖｋ’は、青点灯Ｇの切り替え後に滞留台数Ｎが信号待ちによる過密走行状態で交差点Ｋへの進入が終了した後に、交差点Ｋに停車することなく進入した最初の車両Ｖであると推測することができる。

ステップＳＴ０５では、交差点Ｋに進入した後続車両Ｖｋ’の直前に、交差点Ｋに進入した後続車両Ｖｋ、つまり後続車つまり後続車両間時間ＧＴ’の先頭側の後続車両Ｖｋを最後尾車両Ｖｅ２と推定する。

ステップＳＴ０６では、後尾車両Ｖｅ１から最後尾車両Ｖｅ２までの後続車両Ｖｋの数を推定滞留台数Ｎｂとし、停車エリアＡｒ全体の滞留台数Ｎは、実測滞留台数Ｎａと推定滞留台数Ｎｂの合計値となる。

そして、ステップＳＴ０７において、所定の流入路の累積待ち行列台数時間ＤＴを算出する。この累積待ち行列台数時間ＤＴは、実測累積待ち行列台数時間ＤＴａと、予想累積待ち行列台数時間ＤＴｂとの合計値となり、以下の式２により算出することが可能である。
累積待ち行列台数時間ＤＴ＝（ＳＴａ＋ＳＴｂ）×Ｎａ／２＋ＳＴｂ×Ｎｂ／２…（式２）

このように、式１又は式２を用いて、１サイクルにおける全ての流入路に対して累積待ち行列台数時間ＤＴの算出を行い、合計累積待ち行列台数ΣＤＴを算出する。

図７は交差点Ｋにおける信号灯器１１、１２の点灯に対応する第１、第２の道路Ｓ１、Ｓ２の上り下りの流入路Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２に対応する累積待ち行列台数時間ＤＴ１１、ＤＴ１２、ＤＴ２１、ＤＴ２２の説明図である。なお、図３、図４、図６では、累積待ち行列台数Ｄである傾きｄ１１、ｄ１２、ｄ２１、ｄ２２は、理解し易いように直線的に示しているが、実際には、図７に示すように階段状の累積待ち行列台数Ｄが生成されることになる。

横軸である信号灯器１１、１２の現示テーブルに示すように、青点灯Ｇ、赤点灯Ｒは第１、第２の道路Ｓ１、Ｓ２に対して交互に切り替わるので、第１の道路Ｓ１の累積待ち行列台数時間ＤＴ１１、ＤＴ１２が示す三角形と、第２の道路Ｓ２のＤＴ２１、ＤＴ２２が示す三角形とは、時間軸に対して交互に発生することになる。なお、図７においては、累積待ち行列台数時間ＤＴを示す三角形を縦軸の停止線Ｌを示す０ｍを起点として、第１、第２の道路Ｓ１、Ｓ２別に上下対称に表れるように図示している。

図示するように信号灯器１２の黄点灯Ｙ２から始まり、青点灯Ｇ２が終わるまでを１サイクルとして表している。そして、最初のサイクルＣｙ１が経過し、累積待ち行列台数時間ＤＴ１の算出が完了するのは、次のサイクルＣｙ２の信号灯器１１の青点灯Ｇ１時の図４に示す停止時間ＳＴｂが測定できた時点、又は図６に示す後続車両間時間ＧＴ’が測定できた時点となる。これらの時点に達したときに、最初のサイクルＣｙ１の累積待ち行列台数時間ＤＴ１１、ＤＴ１２、ＤＴ２１、ＤＴ２２の合計値である合計累積待ち行列台数ΣＤＴを算出することが可能となる。

図８はサイクルＣｙ１の合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴと黄点灯Ｙ１の切替タイミングＴの関係を示した説明図である。第１の道路Ｓ１の累積待ち行列台数時間ＤＴ１は、流入路Ｓ１１、Ｓ１２の累積待ち行列台数時間ＤＴ１１、ＤＴ１２を合計したものを三角形として示し、第２の道路Ｓ２の累積待ち行列台数時間ＤＴ２は、流入路Ｓ２１、Ｓ２２の累積待ち行列台数時間ＤＴ２１、ＤＴ２２を合計したものを三角形として示したものである。

上述のように次のサイクルＣｙ２に入ってから算出した合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴに対して、図７の黄点灯Ｙ１の切替タイミングＴを標準切替タイミングＴ０に設定した場合には、図８に示すように標準切替タイミングＴ０を中央値として、青点灯Ｇ１を短縮する最短の短縮切替タイミングＴｓから青点灯Ｇ１を延長する最長の延長切替タイミングＴｅまでの間で切替タイミングＴを探索することができる。そして、短縮切替タイミングＴｓから延長切替タイミングＴｅまでの間の任意の切替タイミングＴに対して、累積待ち行列台数時間ＤＴ１、ＤＴ２を予測することが可能である。

例えば、短縮切替タイミングＴｓを黄点灯Ｙ１の切替タイミングＴとした場合には、ドットで示した最大の三角形である累積待ち行列台数時間ＤＴ１と、ドットで示した最小の三角形である累積待ち行列台数時間ＤＴ２の合計値が、合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴとなる。

そして、標準切替タイミングＴ０を基点として、前後の短縮切替タイミングＴｓ、延長切替タイミングＴｅに移動させた際に、合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴが最も小さくなる切替タイミングＴを探索する。

なお、短縮切替タイミングＴｓ及び延長切替タイミングＴｅの探索可能な時間幅は予め決まっており、青点灯Ｇの最短青点灯時間Ｇｓから最長青点灯時間Ｇｅまでの間で切替タイミングＴを決定することになる。

このような直近の１サイクルＣｙ１の合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴに基づく次回のサイクルＣｙ２における切替タイミングＴの決定処理の他に、直近の複数のサイクルＣｙ分の合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴに基づく切替タイミングＴの決定処理を採用することもできる。

時間経過と共に蓄積される過去の第１の道路Ｓ１の累積待ち行列台数時間ＤＴ１と、計測される第２の道路Ｓ２の実測累積待ち行列台数時間ＤＴ２とから、直近の複数回、例えば３サイクルＣｙ分の累積待ち行列台数時間ＤＴ１、ＤＴ２の傾きｄ１、ｄ２の平均値である平均傾きｄ１’、ｄ２’を算出する。

これらの平均傾きｄ１’、ｄ２’を用いて、標準切替タイミングＴ０を基点として、前後の短縮切替タイミングＴｓ、延長切替タイミングＴｅに移動させた際に、合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴが最も小さくなる切替タイミングＴを探索して、現在のサイクルＣｙである次回のサイクルＣｙ２における切替タイミングＴを決定することができる。

また、計測された過去のサイクルＣｙの傾きｄ１、ｄ２から青点灯Ｇ１の延長、短縮を判定することも可能であり、傾きｄ１の方が傾きｄ２より大きい場合は青点灯Ｇ１の延長処理に該当し、傾きｄ２の方が傾きｄ１より大きい場合は青点灯Ｇ１の短縮処理に該当することになる。更に、傾きｄ１、ｄ２が所定の範囲内で近似する場合には、青点灯Ｇ１の延長、短縮処理を行わない標準処理と判定する。

これらの延長処理、短縮処理、標準処理の判定を、サイクルＣｙの合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴが計測される毎に行い、直近の複数サイクルＣｙ分の判定に対する評価を行う。

図９は直近の複数のサイクルＣｙ分、例えば３サイクルＣｙ分の評価を示した説明図であり、ケース１〜ケース７に分類することができる。

ケース１は３回連続で延長と判定され、ケース２は直近２回が延長で、最初が標準と判定され、ケース３は中間が標準で前後が延長と判定されたものである。ケース４は３回連続で短縮と判定され、ケース５は直近２回が短縮で、最初が標準と判定され、ケース６は中間が標準で前後が短縮と判定されたものである。そして、ケース７はケース１〜ケース６に該当しないと判定されたものである。

図１０は、図９に示した直近の３サイクル分の評価であるケース１〜ケース７を利用して、次回のサイクルＣｙの切替タイミングＴを補正する処理のフローチャート図である。

図８に示すように例えば、次のサイクルＣｙ２に入ってから測定した１つ前のサイクルＣｙ１時の第１の道路Ｓ１の累積待ち行列台数時間ＤＴ１の傾きｄ１−１及び第２の道路Ｓ２の累積待ち行列台数時間ＤＴ２の傾きｄ２−１と、２つ前のサイクルＣｙ０時の累積待ち行列台数時間ＤＴ１の傾きｄ１−２及び累積待ち行列台数時間ＤＴ２の傾きｄ２−２と、３つ前のサイクルＣｙ−１の累積待ち行列台数時間ＤＴ１の傾きｄ１−３及び累積待ち行列台数時間ＤＴ２の傾きｄ２−３とを評価する。

ステップＳＴ１１では、このような直近の３サイクルＣｙ分の評価から、ケース１〜ケース７の何れかの選定を行い、ステップＳＴ１２では、選定されたケースがケース１〜３に該当するか否かの判定を行う。

ステップＳＴ１２において、選定されたケースがケース１〜３に該当する場合は、ステップＳＴ１３に移行し、次のサイクルのサイクルＣｙ２の青点灯Ｇ１を延長する延長補正を行う。この延長補正とは、直近のサイクルＣｙ１の切替タイミングＴから所定秒数、例えば２秒間、切替タイミングＴを延長する補正のことである。サイクルＣｙ２の切替タイミングＴを所定時間延長する補正を行った後は、ステップＳＴ１１に戻る。

ステップＳＴ１２において、選定されたケースがケース１〜３に該当しない場合は、ステップＳＴ１４に移行し、選定されたケースがケース４〜６に該当するか否かの判定を行う。

ステップＳＴ１４において、選定されたケースがケース４〜６に該当する場合は、ステップＳＴ１５に移行し、次のサイクルのサイクルＣｙ２の青点灯Ｇ１を短縮する短縮補正を行う。この短縮補正とは、直近のサイクルＣｙ１の切替タイミングＴから所定秒数、例えば２秒間、切替タイミングＴを短縮する補正のことである。サイクルＣｙ２の切替タイミングＴを所定時間短縮する補正を行った後は、ステップＳＴ１１に戻る。

ステップＳＴ１４において、選定されたケースがケース４〜６に該当しない場合には、ステップＳＴ１６に移行し、ケース７が選定されているとして切替タイミングＴの延長補正又は短縮補正を行わず、ステップＳＴ１１に戻る。

このようなステップＳＴ１１〜ＳＴ１６の処理を、１つ前のサイクルＣｙの第１の道路Ｓ１の累積待ち行列台数時間ＤＴ１の傾きｄ１及び第２の道路Ｓ２の累積待ち行列台数時間ＤＴ２の傾きｄ２を測定する毎に繰り返すことになる。

なお、次回の切替タイミングＴを直近の切替タイミングＴから所定時間だけ延長又は短縮する補正処理は、上述のように直近の複数のサイクルＣｙ分の延長処理、短縮処理、標準処理の評価に基づいて行われることを説明したが、直近の１サイクルＣｙのみによる延長処理、短縮処理、標準処理の判定に基づいて、図１０のステップＳＴ１１〜ＳＴ１６の処理を同様に行い、次回の切替タイミングＴに対して所定時間を延長又は短縮する補正を行うこともできる。

更には、直近の複数回の累積待ち行列台数時間ＤＴ１、ＤＴ２の平均傾きｄ１’、ｄ２’に対して、延長処理、短縮処理、標準処理の判定を行い、この判定に基づいて、図１０のステップＳＴ１１〜ＳＴ１６の処理を同様に行い、次回の切替タイミングＴに対して所定時間を延長又は短縮する補正を行うことも可能である。

このようにして、直近である前回のサイクルＣｙ１、又は前回のサイクルＣｙ１を含む複数の直近のサイクルＣｙの合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴを算出しておき、次のサイクルＣｙ２の青点灯Ｇ１の途中で、現在のサイクルＣｙであるサイクルＣｙ２の黄点灯Ｙ１の切替タイミングＴを決定し、この切替タイミングＴでサイクルＣｙ２の青点灯Ｇ１から黄点灯Ｙ１への切り替えを行う。

直近の１回又は複数回のサイクルＣｙの合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴに基づく切替タイミングＴの算出結果を、現在のサイクルＣｙであるサイクルＣｙ２の黄点灯Ｙ１の切替タイミングＴに採用することで、最適な信号制御を維持することが可能である。そして、この切替タイミングＴの探索、決定処理は、次のサイクルＣｙでの信号制御を開始する度に繰り返し実行される。

なお、上述の実施例では、探索する切替タイミングＴを、第１の道路Ｓ１の信号灯器１１の黄点灯Ｙ１の切替タイミングＴ１に設定しているが、切替タイミングＴを第２の道路Ｓ２の信号灯器１２の黄点灯Ｙ２の切替タイミングＴ２に設定することもできる。

このように、交通信号制御装置４０を用いることで、１サイクルＣｙの青点灯Ｇ１又はＧ２の最短青点灯時間Ｇｓから最長青点灯時間Ｇｅまでの間で、交差点Ｋの１サイクルにおける信号待ちの車両Ｖが最小の合計累積待ち行列台数時間ΣＤＴとなる黄点灯の切替タイミングＴ１又はＴ２の探索、決定を行うことができる。

そして、現在のサイクルＣｙにおいて、探索、決定した切替タイミングＴ１又はＴ２を実行することで、最適な信号制御が可能となる。従って、交差点Ｋ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。

１０、１１、１２ 信号灯器
２０、２１、２２、３０、３１、３２ 撮像部
４０ 交通信号制御装置
Ａｒ 停車エリア
Ｃｙ、Ｃｙ１、Ｃｙ２ サイクル
ＤＴ、ＤＴ１、ＤＴ２、ＤＴａ、ＤＴｂ 累積待ち行列台数時間
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２ 青点灯
Ｇｅ 最長青点灯時間
Ｇｓ 最短青点灯時間
ＧＴｓ’ 平均車両間時間
ＧＴ、ＧＴ’ 後続車両間時間
Ｋ 交差点
Ｌ 停止線
Ｍ 設定値
Ｎ 滞留台数
Ｎａ 実測滞留台数
Ｎｂ 推定滞留台数
Ｓ１ 第１の道路
Ｓ２ 第２の道路
Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２ 流入路

Claims (6)

1. 交差点近傍の所定の高さに設置され、交差する第１及び第２の道路の流入路毎の停止線付近の停車エリアを撮像範囲とする複数の撮像部と、前記第１及び第２の道路に設置した信号灯器とに接続し、前記撮像部毎に入力される撮像データに基づいて、青点灯、黄点灯、赤点灯を１サイクルとする現示テーブルにおける前記第１又は第２の道路の前記信号灯器が前記青点灯から黄点灯に切替わる切替タイミングを算出する交通信号制御装置であって、
   前記撮像データに基づいて、前記流入路における前記信号灯器が黄信号を点灯後に前記停車エリアに最初の停車した先頭車両が停車してから青信号を点灯後に発車するまでの時間である第１の停車時間と、前記信号灯器が黄信号を点灯後に停車エリアに停車し、映像から判定可能な最後尾の車両である後尾車両が停車してから青信号を点灯後に発車するまでの時間である第２の停車時間と、前記先頭車両から前記後尾車両までの実測滞留台数とを測定し、
   前記第１及び第２の道路毎に測定される前記第１、第２の停車時間及び前記実測滞留台数に基づいて前記第１及び第２の道路毎の累積待ち行列台数時間を算出し、
   前記第１及び第２の道路の前記累積待ち行列台数時間の合計値である合計累積待ち行列台数時間に基づいて、前記切替タイミングを決定することを特徴とする交通信号制御装置。
2. 前記撮像データに基づいて、前記実測滞留台数に対応する車両が前記交差点に進入する際に測定される各車両間の車両間時間と、前記後尾車両に後続する後続車両が前記交差点に進入する際に測定される各後続車両間の後続車両間時間とに基づいて、前記停車エリアの最後尾車両を推定し、
   前記累積待ち行列台数時間は、前記第１、第２の停車時間、前記実測滞留台数、及び前記後尾車両から前記最後尾車両までの推定滞留台数に基づいて、算出され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。
3. 前記車両間時間に基づいて平均車両間時間を算出し、該平均車両間時間と、前記後続車両間時間とを比較し、差分が設定値以上の場合には、前記差分が設定値以上であった前記後続車両間時間の先頭側の前記後続車両を、前記最後尾車両であると推定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。
4. 前記第１及び第２の道路の前記累積待ち行列台数時間は、前記第１及び第２の道路の上下方向の前記流入路毎に算出した前記累積待ち行列台数時間の合計値であ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。
5. 前記第１又は第２の道路の前記信号灯器の前記青点灯が最短青点灯時間から最長青点灯時間までの間で、直近の１サイクル又は直近の複数のサイクルの前記第１及び第２の道路毎の前記累積待ち行列台数時間に基づく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探索し、次のサイクルである現在のサイクルに対する前記切替タイミングとして、決定することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の交通信号制御装置。
6. 直近の１サイクル又は直近の複数のサイクルの前記第１及び第２の道路毎の前記累積待ち行列台数時間に対して延長処理、短縮処理、標準処理の判定をサイクル毎に行い、該判定に基づいて次のサイクルである現在のサイクルの前記切替タイミングを、前記直近の１サイクルの前記切替タイミングから補正して決定することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の交通信号制御装置。

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