JP6274808B2 - Traffic signal control device, traffic signal control method, and traffic signal control program - Google Patents
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Description
本発明は、交通信号制御装置、交通信号制御方法、および交通信号制御プログラムに関する。 The present invention relates to a traffic signal control device, a traffic signal control method, and a traffic signal control program.
道路の交差点などには、例えば、車両と車両、車両と人との衝突を防ぎ、車両を円滑に通行させるために、交通信号機が設置されている。交通信号機の信号表示は、例えば、通行の許可を示す青信号、通行の不許可を示す赤信号、青信号から赤信号への遷移を示す黄信号の3つがある。従来、交通信号機の信号表示の切り替えのタイミングは、当該道路の交通量に係る統計データなどに基づいて設定されてきた。近年では、このような静的な交通信号制御方法以外にも、道路上を移動する車両の列(車列)の特徴量を随時測定し、測定された特徴量に基づいて信号の切り替えを制御する、動的な交通信号制御方法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 At traffic intersections, for example, traffic signals are installed in order to prevent collision between vehicles and between vehicles and people and to allow vehicles to pass smoothly. There are three types of traffic light signal display, for example, a green signal indicating permission of traffic, a red signal indicating non-permission of traffic, and a yellow signal indicating transition from a green signal to a red signal. Conventionally, the timing of switching the signal display of a traffic signal has been set based on statistical data relating to the traffic volume of the road. In recent years, in addition to these static traffic signal control methods, feature values of trains (vehicle trains) moving on the road are measured as needed, and signal switching is controlled based on the measured feature values. A dynamic traffic signal control method has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).
しかしながら、交通量に係る統計データなどに基づく静的な交通信号制御方法では、例えば、偶発的に移動速度の遅い車列が発生したときなど、統計データから外れた状況に応じた交通信号制御を行うことはできなかった。非特許文献1に記載の車列の特徴量の測定に基づく動的な交通信号制御方法では、交通信号機の設置された交差点に接続する道路各々について、車列の特徴量を測定するための検出装置を交差点から等距離の位置に設置しなくてはならない。ただし、このようにすることは現実的には困難である。従って、道路の利用効率を必ずしも向上させることはできなかった。
However, in the static traffic signal control method based on the statistical data related to the traffic volume, traffic signal control according to the situation deviating from the statistical data, for example, when a train with a slow moving speed occurs accidentally, is performed. Could not do. In the dynamic traffic signal control method based on the measurement of the feature amount of the vehicle train described in Non-Patent
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、道路の利用効率を向上させるための交通信号制御装置、交通信号制御方法、および交通信号制御プログラムを提供する。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a traffic signal control device, a traffic signal control method, and a traffic signal control program for improving road use efficiency.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、交通信号機の制御を行う交通信号制御装置において、車道上の少なくとも1台以上の車両を含む車列から特徴量を算出する特徴量演算部と、前記特徴量演算部が算出した特徴量に基づいて、前記車列のうちの1つを選択する選択部と、前記特徴量演算部が算出した特徴量に基づいて、前記交通信号機の設置場所において、前記選択部が選択した車列の待ち時間が少なくなるように前記交通信号機の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する信号制御部と、を備え、前記選択部は、前記車列のうち、前記交通信号機の設置場所から最も遠い車列を選択することを特徴とする交通信号制御装置である。 The present invention has been made to solve the above problems, and one aspect of the present invention is a traffic signal control device that controls a traffic signal, from a train including at least one vehicle on a roadway. A feature quantity computing unit that computes a feature quantity, a selection unit that selects one of the vehicle trains based on the feature quantity computed by the feature quantity computation unit, and a feature quantity computed by the feature quantity computation unit And a signal control unit that generates a control signal for switching the signal display of the traffic signal so that the waiting time of the train selected by the selection unit is reduced at the installation location of the traffic signal. for example, the selection unit, out of the vehicle train, a traffic signal control apparatus according to claim to be selected between the farthest vehicle train from the installation location of the traffic signal.
また、本発明の一態様は、上記の交通信号制御装置において、車列のうち、交通信号機の設置場所から最も遠い車列を選択することを特徴とする。 One embodiment of the present invention is characterized in that, in the traffic signal control device described above, a train row farthest from a traffic signal installation location is selected from the train rows.
また、本発明の一態様は、上記の交通信号制御装置において、信号制御部は、選択部が選択した車列および当該車列に比して交通信号機の設置場所に近い車列の特徴量に基づいて、制御信号を生成する。 In addition, according to one aspect of the present invention, in the traffic signal control device, the signal control unit is configured to select a vehicle row selected by the selection unit and a feature amount of the vehicle row closer to the installation location of the traffic signal than the vehicle row. Based on this, a control signal is generated.
また、本発明の一態様は、上記の交通信号制御装置において、特徴量演算部は、車列の交通信号機の設置場所への到達予定時刻と、車列の流量と、車列を構成する車両の数と、のうちの少なくとも一つを特徴量として算出する。 Further, according to one aspect of the present invention, in the above traffic signal control device, the feature amount calculation unit includes a scheduled arrival time of the traffic signal in the vehicle train, a flow rate of the vehicle train, and a vehicle constituting the vehicle train And at least one of them is calculated as a feature amount.
また、本発明の一態様は、上記の交通信号制御装置において、交通信号制御装置は、複数のタイミング毎に、当該タイミングで交通信号機の信号表示を切り替えた場合、車道上で発生しうる車列の待ち時間を算出し、複数のタイミングのうち、待ち時間の少ないタイミングを判定する切替時間判定部を備え、信号制御部は、切替時間判定部による判定結果に基づいて、交通信号機の信号表示を切り替えるための制御信号を生成することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the above traffic signal control device, the traffic signal control device may generate a train on the roadway when the signal display of the traffic signal device is switched at each timing at a plurality of timings. And a switching time determination unit that determines a timing with less waiting time among a plurality of timings, and the signal control unit displays a traffic signal signal display based on a determination result by the switching time determination unit. A control signal for switching is generated.
また、本発明の一態様は、 交通信号機の制御を行うための交通信号制御方法であって、 特徴量演算部が、車道上の少なくとも1台以上の車両を含む車列から特徴量を算出する特徴量演算過程と、選択部が、前記特徴量演算部が算出した特徴量に基づいて、前記車列のうちの1つを選択する選択過程と、信号制御部が、前記特徴量演算部が算出した特徴量に基づいて、前記交通信号機の設置場所において、前記選択部が選択した車列の待ち時間が少なくなるように前記交通信号機の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する信号制御過程と、を有し、前記選択部は、前記車列のうち、前記交通信号機の設置場所から最も遠い車列を選択することを特徴とする交通信号制御方法である。 Another aspect of the present invention is a traffic signal control method for controlling a traffic signal device, wherein the feature amount calculation unit calculates a feature amount from a train including at least one vehicle on the roadway. A feature amount calculation process, a selection unit that selects one of the vehicle trains based on the feature amount calculated by the feature amount calculation unit, a signal control unit, and the feature amount calculation unit A signal control process for generating a control signal for switching the signal display of the traffic signal so that the waiting time of the vehicle train selected by the selection unit is reduced at the installation location of the traffic signal based on the calculated feature amount If has, the selection unit, out of the vehicle train, a traffic signal control method according to claim to be selected between the farthest vehicle train from the installation location of the traffic signal.
また、本発明の一態様は、交通信号機を制御するコンピュータに、車道上の少なくとも1台以上の車両を含む車列から特徴量を算出する特徴量演算手順、 前記特徴量演算手順において算出された特徴量に基づいて、前記車列のうちの1つを選択する選択手順、前記選択手順において前記車列のうち、前記交通信号機の設置場所から最も遠い車列を選択する手順、前記特徴量演算手順において算出された特徴量に基づいて、前記交通信号機の設置場所において、前記選択手順において選択した車列の待ち時間が少なくなるように前記交通信号機の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する信号制御手順、 を実行させるための交通信号制御プログラム。 According to another aspect of the present invention, a feature amount calculation procedure for calculating a feature amount from a train including at least one vehicle on a roadway is calculated in the feature amount calculation procedure. A selection procedure for selecting one of the vehicle trains based on a feature value, a procedure for selecting a vehicle train farthest from the installation location of the traffic signal among the vehicle trains in the selection procedure , the feature value calculation Based on the feature amount calculated in the procedure, a control signal for switching the signal display of the traffic signal is generated at the installation location of the traffic signal so that the waiting time of the train line selected in the selection procedure is reduced. A traffic signal control program for executing a signal control procedure.
本発明によれば、道路の利用効率を向上させることができる。 According to the present invention, road use efficiency can be improved.
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る交通信号制御装置について説明する。本実施形態に係る交通信号制御装置は、車両の通行を許可したり、制限したりする交通信号機の信号表示の切り替えを制御する装置である。図1は、本発明の第1の実施形態に係る交通信号制御装置の適用環境の概要を示す図である。図1において、2本の道路11、12が示されている。道路11、12は、それぞれ片側1車線の2車線道路である。道路11と道路12との各車線は、それぞれ車線11Aおよび車線11Bと、車線12Aおよび車線12Bとである。本例では、車線11A上を走行する車両は、矢印21に示すように、図1の右から左へと進む。例えば、車線12A上を走行する車両は、矢印22に示すように、図1の下から上へと進む。
Hereinafter, a traffic signal control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The traffic signal control device according to the present embodiment is a device that controls switching of signal display of a traffic signal device that permits or restricts passage of a vehicle. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an application environment of the traffic signal control device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, two
本例において、横方向に延びる道路11と縦方向に延びる道路12とが交差している。道路11と道路12との交差領域には、交差点30が存在する。交差点30には3つの表示態様を持つ交通信号機100が設置されている。交通信号機100の表示態様のうち、緑色(青信号)は、通行の許可を示す。赤色(赤信号)は、通行の不許可を示す。黄色(黄信号)は、青信号と赤信号との遷移状態を示し、間もなく通行が不許可となることを示す。
In this example, the
交差点30には、交通信号機100A、100B、100C、100Dの4台の交通信号機が設置されている。すなわち、この一例において、交差点は、交通信号機の設置場所である。各交通信号機100A〜100Dは、交差点30に接続された道路の車線の上を走行する車両の通行を、表示する信号を切り替えることにより制御する。交差点30に設置された4台の交通信号機100A〜100Dの信号表示の切り替えは、交差点毎に同期して制御されている。例えば、道路12の車線12A上の車両の通行を制御する交通信号機100Aの信号表示は、道路11の車線12B上の車両の通行を制御する交通信号機100Cの信号表示と、同一の表示を行う。
At the
交通信号機100A、100Cの信号表示に対して、交通信号機100B、100Dは反対の信号表示を行う。例えば、交通信号機100Aが青信号のとき、交通信号機100Bは赤信号である。例えば、交通信号機100Bが青信号の時、交通信号機100Aは赤信号である。ただし、急な信号表示の切り替えによる事故を予防するため、黄信号が表示される時間や、4台の交通信号機100A〜100Dの全てが赤信号を表示する時間も存在する。また、例外的に交通信号機100A、100B、100Cが赤信号のときに、交通信号機100Dのみが青信号である状態や、交通信号機100A、100Cが赤信号のときに、交通信号機100B、100Dが右折(または左折)のみ許可する状態など、一時的に特殊な状態を取る時間も存在する。
The
図1において、9台の車両40A〜Iが示されている。本例において、車両40A、40Bは、道路12上に存在し、交通信号機100Aが赤信号であるため、交差点30の手前で停車している。車両40C〜40Iは、道路11を走行している。これら車両の走行や停止といった情報は、車両検出システムによって検出される。車両検出システムは、交差点情報検出装置210と車両検出装置220とを備える。図1において、4組の車両検出システムを構成する、交差点情報検出装置210Aおよび車両検出装置220A、交差点情報検出装置210Bおよび車両検出装置220B、交差点情報検出装置210Cおよび車両検出装置220C、交差点情報検出装置210Dおよび車両検出装置220Dが示されている。交差点情報検出装置210は、交差点の近傍に設置される。車両検出装置220は、交差点に接続する道路沿いの交差点から離れた地点に設置される。
In FIG. 1, nine
4組の車両検出システム各々は、交通信号機100と同様、道路の各車線と対応付けられている。これら4組の車両検出システム各々は、それぞれ同様の処理を行う。具体的には、交差点情報検出装置210は、例えば、図1における車両40Aや40Bのように、交差点の手前で停止している車両や、交差点を通過した車両を検出する。車両検出装置220は、例えば、自装置近傍の車線上に車両の検出領域を持ち、図1における車両40Hのように当該検出領域を通過する車両を検出する。
Each of the four sets of vehicle detection systems is associated with each lane of the road, like the traffic signal 100. Each of these four sets of vehicle detection systems performs the same processing. Specifically, the intersection information detection device 210 detects, for example, a vehicle that has stopped before the intersection or a vehicle that has passed through the intersection, such as the
交通信号制御装置300は、車両検出システムが検出した車両情報に基づいて交通信号機100の信号表示の切替時刻の制御を行う。図1において、交通信号制御装置300は、4台の交通信号機100A〜100Dと、4台の交差点情報検出装置210A〜210Dと、4台の車両検出装置220A〜200Dと通信を行う。交通信号制御装置300は、車両検出システムが検出した車両情報から1台以上の車両の列である車列を検出する。交通信号制御装置300によって検出された車列は、図1において、破線の枠線51、52、53、54により示されている。車列の検出方法の詳細は、後述する。
The traffic
交通信号制御装置300は、検出した車列の中から、交差点からの遠さ、車列に含まれる車両の数、流量などに基づいて、車列を選択する。ここで、「交差点からの遠さ」とは、距離が遠いという距離的な遠さに加えて、交差点到着までに時間を要するという時間的な遠さも含む。交通信号制御装置300は、選択した車列が交差点で極力停止しないように交通信号機100を制御する。また、交通信号制御装置300は、選択した車列よりも前に交差点に到着する他の車列に含まれる車両の赤信号による待ち時間や青信号による交差点の通過を考慮して、交通信号機100の信号表示の切替時刻を算出する。このように、交差点から遠い車列を選択し、選択した車列よりも前に交差点に到着する車両の待ち時間(損失)や通過台数(利得)を考慮して信号表示の切替時刻を算出することにより、交通信号制御装置300は、選択した車列を含む、広い範囲に含まれる車両を考慮して、交差点での待ち時間が少ない信号表示の切替時刻を算出することができる。その結果、交通信号制御装置300は、交差点で停止する車両の数や待ち時間を減らすことができる。例えば、交通信号制御装置300は、各車両の交差点での待ち時間の合計を小さくすることができる。また、例えば、交通信号制御装置300は、少数の車両のために大きな車列が停止する状態の発生確率を抑えることができる。従って、交通信号制御装置300は、道路全体の利用効率を向上させることができる。
The traffic
図2は、本実施形態に係る交通信号制御装置300を備える交通制御システム1の機能構成の一例を示す図である。交通制御システム1は、複数の交通信号機100と、複数の車両検出システム200と、交通信号制御装置300と、を有する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the
本例では、複数の交通信号機100各々を100A、100B、…とする。図2では、交通信号機100Aおよび100Bを示し、以降は省略している。複数の交通信号機100各々は、信号表示部110を備える。信号表示部110は、交通信号制御装置300から受信する信号表示の状態を示す信号情報に基づいて信号表示を行う。信号情報は、例えば、上述の通り、青信号、黄信号、赤信号のいずれかを示す。
In this example, each of the plurality of traffic lights 100 is assumed to be 100A, 100B,. In FIG. 2,
本例では、複数の車両検出システム各々を200A、200B、…とする。図2では、車両検出システム200Aおよび200Bを示し、以降は省略している。複数の車両検出システム200各々は、交差点情報検出装置210と、車両検出装置220と、を有する。これらの検出装置は、例えば、撮像装置を備え、画像を解析することにより、車両の通行や車両の数を検出する。また、例えば、放射する赤外線の遮断を検出することにより、車両の通行や車両の数を検出する。交差点情報検出装置210は、交通信号機100が赤信号のとき、交差点の手前で停止している車両の数を検出し、検出した停止車両数の情報と自システムの識別情報とを交通信号制御装置300に送信する。交差点情報検出装置210は、交差点を通過した車両を検出し、検出した通過車両の情報と自システムの識別情報とを交通信号制御装置300に送信する。車両検出装置220は、自装置の近傍の車線上を通行する車両を検出し、通行車両を検出した時刻を示す検出時刻情報と自システムの識別情報とを交通信号制御装置300に送信する。
In this example, each of the plurality of vehicle detection systems is assumed to be 200A, 200B,. In FIG. 2,
交通信号制御装置300は、送信部310と、受信部320と、記憶部330と、特徴量演算部340と、選択部350と、切替時間判定部360と、管理部370と、信号制御部380と、を備える。
The traffic
送信部310は、複数の交通信号機100各々と通信を行い、信号制御部380から入力される信号情報を、同じく信号制御部380から入力され、交通信号機100各々を示す識別情報である信号ID(IDentifier)に基づいて、交通信号機100各々に送信する。ここで、信号IDとは、交通信号機100各々を識別する識別情報の一例である。以後、識別情報を示す一例として信号IDを用いて説明する。
The
受信部320は、複数の車両検出システム200各々と通信を行う。受信部320は、複数の交差点情報検出装置210各々から停止車両数の情報と送信元の車両検出システムの識別情報とを受信し、受信した停止車両数の情報と識別情報とを特徴量演算部340に出力する。受信部320は、複数の交差点情報検出装置210各々から交差点の通過車両の情報と送信元の車両検出システムの識別情報とを受信し、受信した通過車両の情報と識別情報とを特徴量演算部340に出力する。受信部320は、複数の車両検出装置220各々から通行車両の検出時刻情報と送信元の車両検出システムの識別情報とを受信し、受信した検出時刻情報と識別情報とを特徴量演算部340に出力する。
The receiving
記憶部330は、例えば、HDD(Hard Disc Drive;ハードディスク記憶装置)、SSD(Solid State Drive;半導体記憶装置)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory;書き換え可能不揮発性メモリ)、ROM(Read Only Memory)、またはRAM(Random Access Memory)などを備え、交通信号制御装置300の備えるCPU(Central Processing Unit;中央演算装置)が実行する各種プログラム(ファームウェアやアプリケーションプログラムなど)やCPUが行った各種の処理結果などを格納する。特徴量演算部340、選択部350、切替時間判定部360、管理部370、信号制御部380は、例えば、記憶部330に格納されたプログラムをCPUが実行することにより機能する。
The
記憶部330は、交通信号機のデータを格納する交差点信号情報記憶部331と、車列のデータを格納する車列情報記憶部332と、を備える。また、記憶部330は、信号IDと、道路各々を示す道路IDと、車両検出システム各々の識別情報と、を対応付ける対応表を格納する。図3は、交差点信号情報記憶部331に格納されるデータの一例を示す表である。表T1の各列には、左から信号ID、ステータス、信号待ち車両数、残り時間、青信号最短時間、青信号最長時間、黄信号時間が記録される。信号IDは、交通信号制御装置300に接続され、制御を受ける複数の交通信号機100各々の識別情報を示す。
The
ステータスは、現在の交通信号機100の信号表示の態様を示す。ステータスには、例えば、青信号を示す青、黄信号を示す黄、赤信号を示す赤、がある。信号待ち車両数は、交通信号機100の信号表示により停車している車両の数を示す。信号待ち車両は、赤信号により増加し、青信号により減少する。残り時間は、ステータスが維持される残り時間を示す。すなわち、残り時間は信号表示の切り替えまでの時間を示す。表T1の例では、信号IDがtl1の信号のステータスは赤であるが、時間u1後にステータスが青に切り替わる。信号IDがtl2の信号のステータスは青であるが、時間u2後にステータスが黄に切り替わる。 The status indicates a signal display mode of the current traffic signal device 100. The status includes, for example, blue indicating a blue signal, yellow indicating a yellow signal, and red indicating a red signal. The number of vehicles waiting for a signal indicates the number of vehicles that are stopped by the traffic signal 100 signal display. The number of vehicles waiting for traffic lights increases due to red light and decreases due to green light. The remaining time indicates the remaining time during which the status is maintained. That is, the remaining time indicates the time until the signal display is switched. In the example of Table T1, the status of the signal with the signal ID tl 1 is red, but the status changes to blue after time u 1 . The status of the signal whose signal ID is tl 2 is blue, but the status changes to yellow after time u 2 .
青信号最短時間は、青信号を維持する時間の下限の基準値を示す。上述のように交通信号制御装置300は、選択した車列を優先的に通行させるように交通信号機100の信号表示の切替時刻を動的に制御する。この動的な信号表示の制御において、青信号最短時間は、切替時刻の算出に使用される基準値の1つである。青信号最長時間は、青信号を維持する時間の上限の基準値を示す。青信号最短時間と同様に、青信号最長時間は、信号表示の切替時刻の算出に使用される基準値の1つである。黄信号時間は、黄信号の持続時間を示す。青信号最短時間、赤信号最長時間、黄信号時間は、例えば、交通信号機100が制御する道路の交通量の統計データなどに基づいて、予め設定される。
The green light shortest time indicates a reference value of the lower limit of the time for maintaining the green light. As described above, the traffic
図4は、車列情報記憶部332に格納されるデータの一例を示す表である。表T2の各列には、左から車列ID、道路ID、先頭車両交差点到達予定時刻、最後尾車両交差点到達予定時刻、車両数、流量、プラトーンフラグが記録されている。車列IDは、道路上に存在する車列各々の識別情報を示す。道路IDは、道路の車線各々の識別情報を示す。先頭車両交差点到達予定時刻は、車列を構成する車両のうちの先頭の車両が、交通信号機100の設置場所である交差点に到達する予定時刻を示す。最後尾車両交差点到達予定時刻は、車列を構成する車両のうちの最後尾の車両が、交通信号機100の設置場所である交差点に到達する予定時刻を示す。
FIG. 4 is a table showing an example of data stored in the vehicle train
車両数は、車列を構成する車両の数を示す。流量は、いわゆるflowである。具体的には、単位時間内に定点を通過する車列中の車両の数を示す。プラトーンフラグは、車列がプラトーンであるか否かを示す。本例において、プラトーンとは、道路の利用効率への負荷の高い車列を指す。プラトーンであるか否かの判定の詳細は、後述する。以下では、各行が記録する車列毎の情報を指して車列情報と呼ぶことがある。 The number of vehicles indicates the number of vehicles constituting the vehicle train. The flow rate is so-called flow. Specifically, the number of vehicles in a train that passes through a fixed point within a unit time is shown. The platone flag indicates whether or not the vehicle train is a platone. In the present example, the platoon refers to a vehicle train having a high load on road use efficiency. Details of the determination of whether or not it is a platone will be described later. Hereinafter, the information for each vehicle column recorded by each row may be referred to as vehicle column information.
図2の説明に戻る。特徴量演算部340は、待ち車両数演算部341と、到達時刻算出部342と、車列情報演算部343と、流量算出部344と、車列判定部345と、を備える。特徴量演算部340は、交差点情報検出装置210や車両検出装置220が検出する車両情報に基づいて、車列に関する様々な特徴量を算出する。本例では、特徴量演算部340は、車両数、先頭車両交差点到達予定時刻、最後尾車両交差点到達予定時刻、流量などを特徴量として算出する。また、特徴量演算部340は、例えば、車列の移動速度や車列の交差点からの距離などを算出してよい。すなわち、この一例において、特徴量演算部340は、車道上の少なくとも1台以上の車両を含む車列から少なくとも1つの特徴量を算出する。
Returning to the description of FIG. The
待ち車両数演算部341は、受信部320から入力された停止車両数の情報に基づいて、信号待ち状態にある車両の数を演算する。待ち車両数演算部341は、算出した信号待ち車両数を、受信部320から入力された車両検出システム200の識別情報に応じた交通信号機100の信号IDに対応付け、交差点信号情報記憶部331に記憶させる。本例では、記憶部330が識別情報の対応表を格納するので、車両検出システム200の識別情報と、信号IDと、道路IDとは、相互に参照可能である。
The waiting vehicle
到達時刻算出部342は、受信部320から入力された検出時刻情報に基づいて、通行車両の交差点への到達予定時刻を算出する。すなわち、この一例において、特徴量演算部340が算出する少なくとも1つの特徴量とは、交通信号機100の設置場所である交差点への車列の到達予定時刻を含む。具体的な算出方法を示すと、例えば、到達時刻算出部342は、車両検出装置220と交差点との距離を、車両検出装置220の設置されている道路の法定速度で除算することで、車両が交差点に到達するまでに要する予定時間を算出する。到達時刻算出部342は、当該算出した時間を通行車両の検出時刻に加算することで、車両の交差点への到達予定時刻を算出する。到達時刻算出部342は、算出した通行車両の到達予定時刻の情報と受信部320から入力された車両検出システム200の識別情報に対応する道路の道路IDとを車列情報演算部343に出力する。
The arrival
車列情報演算部343は、到達時刻算出部342から入力された交差点への到達予定時刻に基づいて、当該車両を新しい車列とするか、別の車列に取り入れるかを演算する。具体的には、車列情報演算部343は、車列情報記憶部332を参照し、到達時刻算出部342から入力された道路IDを含む車列情報を抽出する。車列情報演算部343は、抽出した車列情報のうち最後尾車両交差点到達予定時刻が最も遅い車列の車列情報を取得する。車列情報演算部343は、到達時刻算出部342から入力された車両の交差点への到達予定時刻と、車列情報記憶部332から取得した車列情報の含む最後尾車両交差点到達予定時刻と、を比較し、車列情報記憶部332に記録されている車列と車両検出システム200によって新たに検出された車両とが接近しているか否かを判定する。接近の判定は、例えば、2つの到達予定時刻の差が予め設定された閾値以下か否かを判定することで行う。
The vehicle train
車列と車両とが接近していると判定した場合、車列情報演算部343は、検出された車両を当該車列の最後尾車両とする。車列情報演算部343は、到達時刻算出部342から入力された到達予定時刻を当該車列の車列情報の最後尾車両交差点到達予定時刻とする。車列情報演算部343は、当該車列情報の車両数に1を加算し、車列情報記憶部332に記憶させる。すなわち、この一例において、特徴量演算部340が算出する少なくとも1つの特徴量とは、車列を構成する車両の数を含む。
When it is determined that the vehicle train and the vehicle are approaching, the vehicle train
車列と車両とが接近していないと判定した場合、車列情報演算部343は、検出された車両を新たな車列として、当該車列に対し新たな車列IDを割当て、車列情報記憶部332に当該車列IDを含む車列情報を記憶させる。車列情報演算部343は、到達時刻算出部342から入力された道路IDを、当該車列情報の道路IDとして、車列情報記憶部332に記憶させる。車列情報演算部343は、到達時刻算出部342から入力された到達予定時刻を、当該車列情報の先頭車両交差点到達予定時刻および最後尾車両交差点到達予定時刻として、車列情報記憶部332に記憶させる。車列情報演算部343は、当該車列情報の車両数を1とし、プラトーンフラグをFALSEとし、車列情報記憶部332に記憶させる。すなわち、この一例において、特徴量演算部340が算出する少なくとも1つの特徴量とは、車列を構成する車両の数を含む。
When it is determined that the vehicle train is not close to the vehicle, the vehicle train
車列情報演算部343は、受信部320から交差点の通過車両の情報を入力されると、車列情報記憶部332を参照し、受信部320から入力された車両検出システムの識別情報に応じた道路IDを含む車列情報を抽出する。車列情報記憶部332は、抽出された車列情報のうち、先頭車両交差点予想到達予定時刻の最も早い車列情報の車両数から1を減ずる。この減算により車両数が0になった場合は、当該車列情報を車列情報記憶部332が格納するデータから削除する。
When the information on the passing vehicle at the intersection is input from the
流量算出部344は、車列情報記憶部332が格納する車列情報の更新が車列情報演算部343により行われると、当該車列情報が示す車列の流量を算出する。すなわち、この一例において、特徴量演算部340が算出する少なくとも1つの特徴量とは、車列の流量を含む。具体的な流量の算出処理の一例を示すと、流量算出部344は、車列情報から最後尾車両交差点到達予定時刻、先頭車両交差点到達予定時刻、車両数を取得する。流量算出部344は、最後尾車両交差点到達予定時刻から先頭車両交差点到達予定時刻を減算し、車列が交差点に差し掛かってから通過し終えるまでにかかる時間を算出する。流量算出部344は、算出した時間で車両数を除算することにより車列の流量を算出する。流量算出部344は、算出した流量を車列情報記憶部332に記憶させる。
When the vehicle train information stored in the vehicle train
例えば、最後尾車両交差点到達予定時刻が12時00分00秒であり、先頭車両交差点到達予定時刻11時59分00秒であり、車両数が25台である場合を例に取る。この場合、車列が交差点に差し掛かってから通過し終えるまでにかかる時間は、12時00分00秒と11時59分10秒との差の50秒である。そして、流量は、車両数の25台を50秒により除算した商の0.5台/秒となる。例えば、車列を構成する車両と車両との間隔が広ければ、流量は小さくなり、車両と車両との間隔が狭ければ、流量は大きくなる。また、例えば、車列を構成する車両の移動速度が早ければ流量は大きくなり、車両の移動速度が遅ければ流量は小さくなる。 For example, the case where the scheduled arrival time at the last vehicle intersection is 12:00:00, the scheduled arrival time at the first vehicle intersection is 11:55:00, and the number of vehicles is 25 is taken as an example. In this case, the time taken for the train to reach the intersection and finish passing is 50 seconds, which is the difference between 12:00:11 and 11:59:10. The flow rate is 0.5 vehicles / second, which is a quotient obtained by dividing 25 vehicles by 50 seconds. For example, if the distance between the vehicles constituting the vehicle train is wide, the flow rate is small, and if the distance between the vehicles is narrow, the flow rate is large. Further, for example, the flow rate increases when the moving speed of the vehicles constituting the vehicle train is fast, and the flow rate decreases when the moving speed of the vehicle is slow.
車列判定部345は、車列情報記憶部332が格納する車列情報の更新が車列情報演算部343により行われると、当該車列情報が示す車列がプラトーンか否かを判定する。本実施形態では、一例として、プラトーンか否かの判定を、車両数と流量とに基づいて行う。具体的には、車列の車両数が閾値を超えており、かつ、流量が閾値より小さい場合、当該車列をプラトーンであると判定する。車列をプラトーンであると判定した場合、車列判定部345は、車列情報記憶部332が格納する当該車列の車列情報のプラトーンフラグをTRUEにする。車列判定部345は、新たにプラトーンが検出されたことを選択部350に通知する。車列がプラトーンではないと判定した場合、車列判定部345は、車列情報記憶部332が格納する当該車列の車列情報のプラトーンフラグを更新しない。
When the vehicle train information stored in the vehicle train
選択部350は、車列判定部345によって新たにプラトーンが検出されると、車列情報記憶部332を参照し、プラトーンフラグがTRUEである車列情報を抽出する。選択部350は、抽出した車列情報が示す車列のうち優先的に交差点を通過させる車列(優先車列)を、特徴量演算部340が算出した特徴量に基づいて選択する。すなわち、この一例において、選択部350は、特徴量演算部340が算出した特徴量に基づいて、車列のうちの1つを選択する。本実施形態において、選択部350は、車列のうち、交通信号機100の設置場所である交差点から最も遠い車列を選択する。ここでは、選択部350は、時間的に遠い、交差点までの到達予定時刻が最も遅い車列を選択する。別の選択方法として、選択部350は、例えば、位置が遠い、交差点までの距離が最も離れている車列を選択してもよい。選択部350は、選択した優先車列の車列情報を切替時間判定部360に出力する。
When the platoon is newly detected by the
切替時間判定部360は、特徴量演算部340が算出した特徴量に基づいて、交差点において、選択部350が選択した車列の待ち時間が少なくなるように、信号表示の切替時刻を算出する。切替時刻の算出方法には、例えば、先行技術文献の非特許文献1に記載のPBE(Platoon-Based Extension)アルゴリズムやPBS(Platoon-Based Squeezing)アルゴリズムを適用することができる。これらのアルゴリズムでは、複数のタイミング毎に、当該タイミングで交通信号機の信号表示を切り替えた場合の、車道上で発生しうる車列の待ち時間が算出され、複数のタイミングのうち、待ち時間の少ないタイミングが判定される。切替時間判定部360は、判定結果のタイミングに基づく信号表示の切替時刻を管理部370に出力する。ここで、タイミングとは、時刻であってもよいし、時間であってもよい。また、待ち時間は、例えば、赤信号により停車する車両各々の待ち時間の合計である。また、待ち時間は、青信号により交差点を通過する車両の数が考慮されたものであってもよい。例えば、待ち時間は、車両の停車時間の合計から、交差点を通過する車両の数に基づく時間を減算したものであってもよい。
Based on the feature amount calculated by the feature
管理部370は、交差点信号情報記憶部331の格納するデータを監視し、更新を行う。例えば、管理部370は、1秒経過する毎に、信号表示の切り替えまでの残り時間を1秒ずつ減ずる。管理部370は、切替時間判定部360から入力された信号表示の切替時刻に基づいて、交差点信号情報記憶部331が格納するデータのうち、例えば、残り時間の項目やステータスの項目を更新する。管理部370は、信号表示の切り替えまでの残り時間が0になったときは、ステータスを次の状態に遷移させ、残り時間を予め定められた値に設定し直すとともに、当該ステータスを示す状態情報と信号IDとを対応付けて信号制御部380に出力する。例えば、ステータスが青の信号の残り時間が0になった場合、管理部370は、当該ステータスを黄に遷移させ、黄信号を示す状態情報と信号IDとを対応付けて信号制御部380に出力する。そして、管理部370は、黄信号時間に設定されている時間を残り時間として設定する。
The
信号制御部380は、管理部370から入力された状態情報に基づいて信号情報を生成する。信号制御部380は、生成した信号情報と信号IDとを送信部310に出力する。ここで、管理部370から状態情報が入力されるタイミングは、切替時間判定部360による判定結果のタイミングに基づいている。すなわち、この一例において、信号制御部380は、切替時間判定部360による判定結果に基づいて、交通信号機100の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する。また、当該タイミングは、交差点において、選択部350が選択した車列の待ち時間が少なくなるように算出されている。すなわち、この一例において、信号制御部380は、交差点において、選択部350が選択した車列の待ち時間が少なくなるように交通信号機の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する。
The signal control unit 380 generates signal information based on the state information input from the
図5は、交通信号制御装置300による車列の判定処理の流れの一例を示す図である。まず、受信部320は、複数の車両検出装置220各々から通行車両の検出時刻情報と送信元の車両検出システムの識別情報とを受信し、受信した検出時刻情報と識別情報とを特徴量演算部340に出力する。(ステップS101)。次に、到達時刻算出部342は、受信部320から入力された検出時刻情報に基づいて、通行車両の交差点への到達予定時刻を算出する(ステップS102)。次に、到達時刻算出部342は、算出した通行車両の到達予定時刻の情報と、受信部320から入力された車両検出システム200の識別情報に対応する道路の道路IDと、を車列情報演算部343に出力する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the flow of vehicle train determination processing by the traffic
次に、車列情報演算部343は、車列情報記憶部332を参照し、到達時刻算出部342から入力された道路IDを含む車列情報を抽出する。次に、車列情報演算部343は、抽出した車列情報のうち最後尾車両交差点到達予定時刻が最も遅い車列情報を取得する(ステップS103)。当該車列情報が示す車列は、新たに検出された車両を除き、道路上の最後尾に位置する車列である。次に、車列情報演算部343は、到達時刻算出部342から入力された検出車両の到達予定時刻と、車列情報記憶部332から取得した車列情報の最後尾車両交差点到達予定時刻と、を比較し、車列情報記憶部332に記録されている車列と車両検出システム200によって新たに検出された車両とが接近しているか否かを判定する(ステップS104)。
Next, the vehicle train
車列と車両とが接近していないと判定した場合(ステップS104;NO)、車列情報演算部343は、検出された車両を新たな車列とし、当該車両に対して新たな車列の車列IDを割当て、車列情報記憶部332に当該車列IDを含む車列情報を記憶させる(ステップS105)。次に、車列情報演算部343は、到達時刻算出部342から入力された道路IDを、当該車列情報の道路IDとして、車列情報記憶部332に記憶させる。次に、車列情報演算部343は、到達時刻算出部342から入力された到達予定時刻を、当該車列情報の先頭車両交差点到達予定時刻および最後尾車両交差点到達予定時刻として、車列情報記憶部332に記憶させる。そして、車列情報演算部343は、当該新しく作成した車列情報の車両数を1とし、車列情報記憶部332に記憶させる。その後、処理を終了する。
When it is determined that the vehicle train and the vehicle are not approaching (step S104; NO), the vehicle train
車列と車両とが接近していると判定した場合(ステップS104;YES)、車列情報演算部343は、検出された車両を当該車両の最後尾車両とする(ステップS106)。次に、車列情報演算部343は、到達時刻算出部342から入力された到達予定時刻を車列情報の最後尾車両交差点到達予定時刻とする。そして、車列情報演算部343は、当該車列情報の車両数に1を加算し、車列情報記憶部332に記憶させる。次に、車列判定部345は、ステップS106において、車列情報が更新された車列がプラトーンか否かを判定する(ステップS107)。プラトーンではないと判定した場合(ステップS107;NO)、処理を終了する。プラトーンであると判定した場合(ステップS107;YES)、車列判定部345は、車列情報記憶部332が格納する当該車列の車列情報のプラトーンフラグをTRUEにする(ステップS108)。次に、車列判定部345は、新たにプラトーンが検出されたことを選択部350に通知する(ステップS109)。その後、処理を終了する。
When it is determined that the vehicle train is close to the vehicle (step S104; YES), the vehicle train
以上により、交通信号制御装置300は、道路上に新たに車両が検出された場合、当該車両が1台から構成される車列か、すでに検出された車列の一部か、を判定することができる。また、当該車両を含む車列について、特徴量演算部340が算出した特徴量に基づいて、当該車列が道路の利用効率への負荷の高いプラトーンであるか否かを判定することができる。
As described above, when a new vehicle is detected on the road, the traffic
図6は、交通信号制御装置300による交通信号制御処理の流れの一例を示す図である。まず、選択部350は、車列判定部345によって新たにプラトーンが検出されると、車列情報記憶部332を参照し、プラトーンフラグがTRUEである車列情報を抽出する(ステップS201)。次に、選択部350は、抽出した車列情報が示す車列のうち、時間的に遠い、交差点までの到達予定時刻が最も遅い車列を優先車列として選択する(ステップS202)。次に、選択部350は、選択した優先車列の車列情報を切替時間判定部360に出力する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the flow of traffic signal control processing by the traffic
次に、切替時間判定部360は、交差点信号情報記憶部331を参照し、優先車列が存在する道路の交通を制御する交通信号機の信号表示が青信号か否かを判定する(ステップS203)。青信号の場合(ステップS203;YES)、切替時間判定部360は、PBEアルゴリズムにより信号表示の切替時刻を算出し(ステップS204)、算出した時刻を管理部370に出力する。青信号でない場合(ステップS203;NO)、切替時間判定部360は、PBSアルゴリズムにより信号表示の切替時刻を算出し(ステップS205)、算出した時刻を管理部370に出力する。次に、管理部370は、切替時間判定部360から入力された信号表示の切替時刻に基づいて、交差点信号情報記憶部331の格納するデータのうち、信号表示の切り替えまでの残り時間等の項目を更新する。
Next, the switching
次に、当該データの示す信号表示の切替時刻までの残り時間が0になった場合、管理部370は、ステータスを次の状態に遷移させ、残り時間を予め定められた値に設定し直す。そして、当該ステータスを示す状態情報と信号IDとを対応付けて信号制御部380に出力する。次に、信号制御部380は、管理部370から入力された状態情報に基づいて信号情報を生成する。信号制御部380は、生成した信号情報と信号IDとを送信部310に出力する。そして、送信部310は、信号制御部380から入力される信号情報を、同じく信号制御部380から入力される信号IDに基づいて、交通信号機100各々に送信する(ステップS206)。
Next, when the remaining time until the signal display switching time indicated by the data becomes 0, the
以下、図7と図8とを用いて、切替時間判定部360による信号表示の切替時刻算出処理の流れを説明する。上述の通り、本実施形態ではPBEアルゴリズムとPBSアルゴリズムにより信号表示の切替時刻を算出する。これらのアルゴリズムは既に公知となっているものであり、以下では説明を簡略化して示す。
Hereinafter, the flow of the signal display switching time calculation process by the switching
優先車列の存在する道路の交通信号機100が青信号のときに採用されるPBEアルゴリズムの基本戦略は2つある。第1の戦略は、直ちに信号表示を切り替え、それまで赤信号となっていた道路で停車していた車両を通過させる。そして、優先車列が交差点に到達する前に信号表示を再度切り替え、当該優先車列を通過させる。第2の戦略は、信号表示を切り替えず、優先車列が通過するのを待つ。 There are two basic strategies of the PBE algorithm adopted when the traffic signal 100 on the road where the priority train is present is green. The first strategy is to immediately switch the signal display and pass a vehicle that has been parked on the road that was previously red. Then, before the priority train reaches the intersection, the signal display is switched again to pass the priority train. The second strategy waits for the priority train to pass without switching the signal display.
図7は、交通信号制御装置300のPBEアルゴリズムによる信号表示の切替時刻算出処理の流れの一例を示す図である。まず、切替時間判定部360は、選択部350によって選択された車列が存在する道路を制御し、青信号を示している交通信号機100に対して反対の制御を受けている交通信号機100であって、赤信号を示している交通信号機100により交差点に停車している赤信号待ち車列の車両数を、交差点信号情報記憶部331から取得する。次に、切替時間判定部360は、取得した赤信号待ち車列の車両数に基づいて、赤信号待ち車列が交差点の通過に要する予定時間t1を算出する(ステップS301)。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a flow of signal display switching time calculation processing by the traffic
次に、切替時間判定部360は、車列情報記憶部332を参照し、優先車列が存在する道路において、交差点と当該車列との間に存在する車両の数を算出する(ステップS302)。次に、切替時間判定部360は、ステップS302において算出された車両が交差点の手前で停車した場合を仮定し、優先車列が、当該停車中の車列と接触するまでの時間t2を、優先車列の先頭車両交差点到達予定時刻に基づいて算出する(ステップS303)。
Next, the switching
次に、切替時間判定部360は、時間t1が時間t2よりも大きいか否かを判定する(ステップS304)。時間t1が時間t2よりも大きくない場合(つまり、時間t2が時間t1以下の場合)(ステップS304;NO)、上述の第1の戦略を採用する。切替時間判定部360は、管理部370に現在の時刻を信号切替時刻として出力する(ステップS305)。そして、切替時間判定部360は、管理部370に現在の時刻から時間t2経過後の時刻を、次の信号切替時刻として再度出力する(ステップS306)。上述のステップS305、S306における、交差点信号情報記憶部331の格納するデータ内容の更新を表T1を用いてより具体的に説明する。例えば、表T1に示す例の場合、信号IDがtl1の交通信号機のステータスは「赤」である。第1の戦略を採用する場合、管理部370は、信号IDがtl1の交通信号機のステータスを「赤」から「青」に切り替える。また、管理部370は、例えば、信号IDがtl1の交通信号機の残り時間u1と青信号最長時間G1maxとを「t2−t1−Y」により算出される時間とする。これにより、優先車列の存在しない車道を制御する交通信号機であって、赤信号を表示している交通信号機の信号表示は直ちに青信号に変更される。そしてその後、優先車列が交差点に到着する前に、優先車列が存在する車道を制御する交通信号機の信号表示を青信号とすることができる。
Next, the switching
時間t1が時間t2よりも大きい場合(ステップS304;YES)、切替時間判定部360は、信号表示を切り替えず、優先車列を通過させた場合に、優先車列が存在していない道路側で発生する待ち時間を損失として算出する(つまり、第2の戦略を取った場合の損失を算出する)(ステップS307)。次に、切替時間判定部360は、信号表示を切り替えず、優先車列を通過させることによって、優先車列が存在する道路側で解消される待ち時間を利得として算出する(つまり、第2の戦略を取った場合の利得を算出する)(ステップS308)。すなわち、この一例において、切替時間判定部360は、第1の戦略と第2の戦略との複数のタイミング毎に、当該タイミングで交通信号機100の信号制御を切り替えた場合、車道上で発生しうる車列の待ち時間を算出する。
Road; (YES step S304), the switching
次に、切替時間判定部360は、ステップS307およびS308において算出された損失に比して利得が大きいか否かを判定する(つまり、第2の戦略を取った場合の損失と利得を比較する)(ステップS309)。すなわち、この一例において、切替時間判定部360は、複数のタイミングの内、待ち時間の少ないタイミングを判定する。利得が損失よりも大きくない場合(つまり、第2の戦略を取った場合の損失が利得以上の場合)(ステップS309;NO)、上述の第1の戦略を採用し、ステップS305に遷移する。利得が損失よりも大きい場合(ステップS309;YES)、上述の第2の戦略を採用する。切替時間判定部360は、次の信号切替時刻を優先車列の最後尾車両交差点到達予定時刻とし、管理部370に出力する(ステップS310)。そして、処理を終了する。
Next, the switching
優先車列の存在する道路の交通信号機100が赤信号のときに採用されるPBSアルゴリズムの基本戦略(第3の戦略)は、優先車列が交差点で停車している車列に合流するタイミングで、信号表示を青信号に切り替え、優先車列を通過させることである。この第3の戦略により、速度の速い、大きな車列を作ることができるため、結果として、道路全体における待ち時間を低減することができる。しかしながら、信号表示を過度に短い時間で切り替えることは、交通の安全性確保の観点から望ましくない。また、同一の信号表示を過度に長時間持続させることは、渋滞の原因になりうる。従って、本例では、これらの例に該当しない場合、第3の戦略を採用し、該当する場合、既に設定されている信号表示の切替時刻を更新しないこととする。 The basic strategy (third strategy) of the PBS algorithm adopted when the traffic signal 100 on the road where the priority train is present is red light is the timing at which the priority train joins the train that stops at the intersection. The signal display is switched to the green light and the priority train is allowed to pass. This third strategy makes it possible to create a large vehicle train with a high speed, and as a result, the waiting time on the entire road can be reduced. However, switching the signal display in an excessively short time is not desirable from the viewpoint of ensuring traffic safety. Further, if the same signal display is maintained for an excessively long time, it may cause a traffic jam. Therefore, in this example, when it does not correspond to these examples, the third strategy is adopted, and when it corresponds, the switching time of the already set signal display is not updated.
以下、交通信号機の青信号を保持する時間の長さが時間Gminに設定されている場合を例として、第3の戦略について説明する。図8は、交通信号制御装置300のPBSアルゴリズムによる信号表示の切替時刻算出処理の流れの例を示す図である。まず、切替時間判定部360は、車列情報記憶部332を参照し、交差点と優先車列との間に存在する車両の数を算出する(ステップS401)。次に、切替時間判定部360は、ステップS401において算出された車両が交差点の手前で停車した場合を仮定し、当該車列が交差点の通過に要する予定時間t3を算出する(ステップS402)。
Hereinafter, the third strategy will be described by taking as an example a case in which the length of time for holding the traffic light green light is set to time G min . FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a flow of signal display switching time calculation processing by the traffic
次に、切替時間判定部360は、優先車列の先頭車両交差点到達予定時刻から時間t3を減算することで、優先車列が前方車両に合流するまでの時間t4を算出する(ステップS403)。次に、切替時間判定部360は、交差点信号情報記憶部331を参照し、優先車列の存在していない道路を制御する交通信号機100であって、青信号を表示している交通信号機100の、信号表示の切替までの残り時間uと青信号最短時間Gminとを取得する。次に、切替時間判定部360は、ステップS403において算出された時間t4が、時間u以上か否かを判定する(ステップS404)。時間t4が時間u以上ではない場合(つまり、時間t4が時間u未満の場合)(ステップS404;NO)、切替時間判定部360は、第3の戦略を採用せず、処理を終了する。
Next, the switching
時間t4が時間u以上の場合(ステップS404;YES)、切替時間判定部360は、時間t4が時間Gmin未満か否かを判定する(ステップS405)。時間t4が時間Gmin未満の場合(ステップS405;YES)、上述の第3の戦略を採用する。切替時間判定部360は、信号表示の切替時刻を現在の時刻から時間t4後とし、管理部370に出力する(ステップS406)。その後、処理を終了する。時間t4が時間Gmin未満ではない場合(つまり、時間t4が時間Gmin以上の場合)(ステップS405;NO)、切替時間判定部360は、上述の第3の戦略を採用せず、処理を終了する。
If the time t 4 is greater than or equal time u (step S404; YES), the switching
以下、図9、図10、図11、図12を用いて、交通信号制御装置300を仮想環境において模擬したシミュレーション実験について説明する。比較対象は、非特許文献1に係る交通信号制御装置であり、当該交通信号制御装置は、交通信号機の信号表示の切替時刻の算出について、本実施形態に係る交通信号制御装置300と同様の制御を行う。ただし、非特許文献1に係る車両検出装置は、プラトーンを検出する度に当該検出されたプラトーンを優先的に通行させるが、本実施形態に係る交通信号制御装置300は、上述のように、これまでに検出されたプラトーンのうちの最も遠い車列を優先車列として選択し、優先的に通行させる。
Hereinafter, simulation experiments simulating the traffic
また、非特許文献1に係る交通信号制御装置に接続される車両検出装置は、交差点から等距離の位置に設置され、本実施形態に係る交通信号制御装置300に接続される車両検出装置220は、交差点からの距離が異なる位置に設置される。非特許文献1では、交差点からの距離が異なる位置に車両検出装置が設置されることを想定していない。仮に、交差点からの距離が異なる位置に車両検出装置が設置される場合、非特許文献1に係る交通信号制御装置は、プラトーンを検出する度に検出したプラトーンを優先的に通行させるため、道路間で不公平が発生する。例えば、交差点から遠い位置でプラトーンが検出されても、その後、交差点から近い位置に設置された検出装置によりプラトーンが検出された場合には、制御情報が上書きされてしまう。これにより、遠い距離に検出装置が設置されている道路では、効果的な制御が行えない。従って、一般的に、交差点からの等距離の位置に車両検出装置が設置される場合に比して、車両の待ち時間が増大し、結果が悪くなる。
Further, the vehicle detection device connected to the traffic signal control device according to
図9は、シミュレーションの条件設定の一例を説明するための図である。図9において、円は交差点を示す。円に包含されるアルファベットA〜Oは交差点の識別情報を示す。図9において、矢印は道路と道路上の車両の進行方向とを示す。当該矢印近傍の数字r1〜r20は、道路IDを示す。図9の矢印で示すように、本例において、道路全体はL字型に交差点を接続し、車両は、右から左へ、或いは上から下へと進行する。道路r1〜r4は道路の長さがXメートルであり、法定速度が60km/hである。その他の道路は、道路の長さが200メートルであり、法定速度が40km/hである。交差点Eからは、交差点Dに進行する車両が平均5秒間隔で発生し、車両の発生間隔は指数分布に従う。交差点F、G、H、M、N、O各々からは、交差点B、C、D、I、J、K各々に進行する車両が平均50秒間隔で発生し、車両の発生間隔は指数分布に従う。 FIG. 9 is a diagram for explaining an example of simulation condition setting. In FIG. 9, circles indicate intersections. Alphabets A to O included in the circles indicate intersection identification information. In FIG. 9, the arrows indicate the road and the traveling direction of the vehicle on the road. Numbers r1 to r20 in the vicinity of the arrow indicate a road ID. As shown by the arrows in FIG. 9, in this example, the entire road connects the intersections in an L shape, and the vehicle travels from right to left or from top to bottom. The roads r1 to r4 have a road length of X meters and a legal speed of 60 km / h. Other roads have a road length of 200 meters and a legal speed of 40 km / h. From the intersection E, vehicles traveling to the intersection D occur at an average interval of 5 seconds, and the generation interval of the vehicles follows an exponential distribution. From each of the intersections F, G, H, M, N, and O, vehicles traveling to the intersections B, C, D, I, J, and K are generated at an average interval of 50 seconds, and the generation intervals of the vehicles follow an exponential distribution. .
非特許文献1に係る交通信号制御装置に接続される車両検出装置は全ての道路において交差点の上流150メートルの位置に設置される。本実施形態に係る交通信号制御装置300に接続される車両検出装置220は、道路r1〜r4については、交差点の上流X×0.75メートルの位置に設置される。その他の道路については、当該車両検出装置220は、交差点の上流150メートルの位置に設置される。
The vehicle detection apparatus connected to the traffic signal control apparatus according to
図10は、交通信号制御装置300の効果を確認するためのシミュレーションの条件設定の一例を説明するための別図である。交差点A〜Dおよび交差点I〜Kは、車両の流出先として2つの道路が接続されており、車両はそれぞれの道路へ一定の確率で分岐して進む。図10は、当該分岐確率を示す表である。表T3の各列は、左から流入元道路ID、流入先道路ID、分岐確率を示す。流入元道路IDは、図9において説明した道路のうち、交差点に対して車両が進入する道路の道路IDを示す。流入先道路IDは、図9において説明した道路のうち、交差点から車両が脱する道路の道路IDを示す。分岐確率は、流入元道路から流出先道路へと進行する確率を示す。
FIG. 10 is another diagram for explaining an example of simulation condition setting for confirming the effect of the traffic
例えば、交差点Dには流入元道路として道路r4と道路r7とが接続され、流出先道路として道路r3と道路r10とが接続されている。表T3を参照すると、流入元道路が道路r4である場合、交差点Dを通過する車両が道路r3に進行する確率は0.8であり、道路r10に進行する確率は0.2である。同様に、流入元道路が道路r7である場合、交差点Dを通過する車両が道路r3に進行する確率は0.5であり、道路r10に進行する確率は0.5である。 For example, road r4 and road r7 are connected to intersection D as an inflow source road, and road r3 and road r10 are connected as an outflow destination road. Referring to Table T3, when the inflow source road is the road r4, the probability that a vehicle passing through the intersection D will travel to the road r3 is 0.8, and the probability that the vehicle will travel to the road r10 is 0.2. Similarly, when the inflow source road is the road r7, the probability that the vehicle passing through the intersection D travels to the road r3 is 0.5, and the probability that the vehicle travels to the road r10 is 0.5.
本シミュレーションにおいて、変数は、道路r1〜r4の長さであり、当該道路長を示すXの値を変更したときの交差点Aにおける平均待ち時間を評価した。平均待ち時間は、交差点Aの流入元道路である道路r1と道路r11とで車両が停止した時間を、交差点Aを通過した車両数で除算することで算出した。図11は、シミュレーションの実験結果の一例を示すグラフである。図12は、シミュレーションの実験結果の数値例を示す表である。 In this simulation, the variable is the length of the roads r1 to r4, and the average waiting time at the intersection A when the value of X indicating the road length is changed was evaluated. The average waiting time was calculated by dividing the time when the vehicle stopped on the road r1 and the road r11, which are the inflow source roads of the intersection A, by the number of vehicles passing the intersection A. FIG. 11 is a graph showing an example of simulation experimental results. FIG. 12 is a table showing numerical examples of simulation experimental results.
図11に示すグラフG1は、図12に示す表T4をグラフ化して示したものである。図11において、グラフG1の縦軸は平均待ち時間を示す。グラフG1の横軸は、道路長Xの設定値を示す。グラフG1および表T4において、非特許文献1に係る交通信号制御装置を適用した場合、幹線道路の長さに関わらず6秒程度の平均待ち時間が発生している。グラフG1および表T4において、本実施形態に係る交通信号制御装置300を適用した場合、道路長Xが200のときは、6秒程度の平均待ち時間が発生しているが、道路長Xが400、600、800、1000のときは、平均待ち時間が3−4秒程度に短縮されている。以上のシミュレーション実験により、本実施形態に係る交通信号制御装置300により、車両の平均待ち時間が大幅に短縮され、道路の利用効率が向上することが示された。
A graph G1 shown in FIG. 11 is a graph of the table T4 shown in FIG. In FIG. 11, the vertical axis of the graph G1 indicates the average waiting time. The horizontal axis of the graph G1 indicates the set value of the road length X. In the graph G1 and the table T4, when the traffic signal control device according to
以上のように、本実施形態に係る交通信号制御装置300は、交通信号機100の制御を行う。交通信号制御装置300は、特徴量演算部340と、選択部350と、切替時間判定部360と、を備える。特徴量演算部340は、車道上の少なくとも1台以上の車両を含む車列から特徴量を算出する。選択部350は、特徴量演算部340が算出した特徴量に基づいて、車列のうちの1つを選択する。信号制御部380は、特徴量演算部340が算出した特徴量に基づいて、交通信号機100の設置場所において、選択部350が選択した車列の待ち時間が少なくなるように交通信号機100の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する。
As described above, the traffic
これにより、交通信号制御装置300は、交差点から遠い車列を選択し、その車列よりも前に交差点に到着する車両の待ち時間や通過台数に基づいて、選択した車列が交差点で極力止まることのない信号表示の切替時刻を算出することで、当該車列を優先的に通行させる。その結果、交通信号制御装置300は、当該車列を速やかに通過させ、道路全体の利用効率を向上させることができる。従って、交通信号制御装置300は、同一の交通網における通行可能な車両数を増加させることができ、例えば、交通需要が増加した場合であっても、新たな道路を敷設するコストを抑えることができる。また、交通信号制御装置300により渋滞が緩和されるため、輸送、移動に係るエネルギー効率を向上させることができ、例えば、二酸化炭素などの有害物質の排出を抑制することができる。
As a result, the traffic
また、実際の道路における交差点間の間隔は統一されておらず、検出装置を交差点から等距離に設置することは難しい。しかしながら、本実施形態に係る交通信号制御装置300は、特徴量演算部340が算出する特徴量に基づいて、車列のうちの1つを選択するため、道路上を通行する車両を検出する車両検出装置220を、例えば、交差点から等距離に設置しなくてもよい。交通信号制御装置300は、様々な道路に適用することが可能であり、より広範囲の交通網の交通容量を増加させることができる。
Further, the intervals between the intersections on the actual road are not unified, and it is difficult to install the detection device at an equal distance from the intersection. However, the traffic
また、本実施形態に係る交通信号制御装置300の選択部350は、車列のうち、交通信号機100の設置場所から最も遠い車列を選択する。また、信号制御部380は、選択部350が選択した車列および当該車列に比して交通信号機の設置場所に近い車列の特徴量に基づいて、制御信号を生成する。これにより、切替時間判定部360は、例えば、当該車列よりも交差点側に存在する車列の待ち時間を計算に入れて、信号表示の切替時刻を算出することができる。従って、道路の利用効率をさらに向上させることができる。
In addition, the
また、本実施形態に係る交通信号制御装置300の特徴量演算部340は、車列の交通信号機100の設置場所への到達予定時刻と、車列の流量と、車列を構成する車両の数と、のうちの少なくとも一つを特徴量として算出する。これにより、選択部350は、例えば、交差点から最も遠い車列をより正確に選択することができる。また、選択部350は、車列そのもの道路への負荷をより正確に判定し、選択を行うことができる。従って、道路の利用効率をさらに向上させることができる。
In addition, the feature
また、本実施形態に係る交通信号制御装置300は、複数のタイミング毎に、当該タイミングで交通信号機の信号制御を切り替えた場合、車道上で発生しうる車列の待ち時間を算出し、複数のタイミングのうち、待ち時間の少ないタイミングを判定する切替時間判定部を備える。また、信号制御部380は、切替時間判定部360による判定結果に基づいて、交通信号機の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する。これにより、交通信号制御装置300は、選択部350が選択した優先車列を優先的に交差点を通過させつつ、その他の車列の待ち時間が少なくなるようなタイミングで交通信号機100の信号表示を切り替えることができる。従って、道路の利用効率をさらに向上させることができる。
In addition, the traffic
なお、交通信号制御装置300によって制御される交通信号機100の設置場所は交差点でなくてもよい。例えば、車道上に歩行者横断用の交通信号機100が設置されている環境に、交通信号制御装置300を適用してもよい。また、交差点は、十字路でなくてもよく、T字路や5つ以上の道路が接続される交差点であってもよい。
The installation location of the traffic signal 100 controlled by the traffic
なお、上述の説明において、車列判定部345は、車両検出装置によって検出された車両の交差点到着時刻と車列の最後尾車両交差点到達予定時刻とを比較することにより、車列と車両とが接近しているか否かを判定した。車列判定部345は、例えば、車両各々の検出時刻を記憶部330に記憶しておき、それぞれを比較することにより、車列に車両が接近しているか否かを判定してもよい。
In the above description, the vehicle
なお、選択部350が行う車列の選択は、上述した到達予定時刻や距離以外の特徴量に基づいてもよい。選択部350は、例えば、最も車両数の最も大きな車列を選択してよい。また、選択部350は、例えば、流量の最も小さい車列を選択してよい。また、選択部350は、最も移動速度の遅い車列を選択してよい。また、選択部350は、例えば、これら複数の特徴量それぞれを重み付けするなどし、複数の特徴量に基づいて車両の選択を行ってもよい。
Note that the selection of the vehicle train performed by the
なお、上述では、信号表示の切替時刻の算出は、公知の技術に基づいているため説明を簡略化したが、より正確な切替時刻を算出するために、公知の技術を幅広く利用して信号表示の切替時刻を算出してよい。切替時間判定部360は、例えば、停車している車両が動き出すまでの時間の損失や信号表示の切り替えに伴う時間の損失などに基づいて信号表示の切替時刻の算出してよい。また、切替時間判定部360、例えば、図8のステップS404における判定において、時間uが時間Gminよりも大きい場合は、時間t4が時間Gmin以上か否かを判定してもよい。また、切替時間判定部360は、例えば、図8のステップS405における判定において、交差点信号情報記憶部331から黄信号時間Yを取得し、例えば、時間t4が、時間Gminに時間Yの2倍を加算した時間(Gmin+2×Y)未満か否かを判定してもよい。
In the above description, the calculation of the switching time of the signal display is based on a known technique, and thus the description is simplified. However, in order to calculate a more accurate switching time, the signal display is widely used by using a known technique. May be calculated. The switching
なお、切替時間判定部360は、例えば、損失と利得とに基づいて信号表示の切替時刻の判定を行ってよい。ここでいう、損失とは、例えば、赤信号により停車する車両各々の待ち時間の合計値などの統計量、赤信号により停車する車両の数であり、また、これらに基づく値である。また、利得とは、例えば、青信号により交差点で停止する必要のなくなった車両について解消された待ち時間の合計値などの統計量、交差点を通過する車両の数であり、また、これらに基づく値である。また、切替時間判定部360は、上述した損失や利得のいずれかに基づいて信号表示の切替時刻の判定を行ってもよい。
Note that the switching
なお、信号表示の切替時刻の制御は、従来手法を併用してよい。例えば、プラトーンが検出されない場合は、交通量の統計データに基づく静的な制御を行ってよい。また、制御の態様は上述したものに限られず、例えば、優先車列の車両数が非常に大きく、全体を通過させるには時間が掛かり過ぎる場合などは、交差点信号情報記憶部331に記憶される青信号最大時間に基づいて信号表示を切り替えるなどしてもよい。
Note that the conventional method may be used in combination for the control of the signal display switching time. For example, if a platone is not detected, static control based on traffic statistics data may be performed. Further, the control mode is not limited to the above-described one. For example, when the number of vehicles in the priority train is very large and it takes too much time to pass through the entire vehicle, it is stored in the intersection signal
なお、車両検出装置220は、車両の速度を検出し、交通信号制御装置300は当該車両の速度を処理に利用してよい。例えば、到達時刻算出部342は、車両検出装置と交差点との距離を、車両の速度で除算することにより、交差点への到達予定時刻を算出してよい。また、待ち車両数演算部341は、当該到達予定時刻に基づいて、赤信号で停車している車両の数の予想値を算出してよい。また、特徴量演算部340は、検出された車両の速度に基づいて、例えば、車列を構成する車両の平均速度など、車列の速度を算出してもよい。そして、選択部350は、特徴量演算部340が算出した車列の速度に基づいて、速度の遅い車列などを選択してもよい。
The vehicle detection device 220 may detect the speed of the vehicle, and the traffic
なお、上述した実施形態における交通信号制御装置300の一部、例えば、特徴量演算部340、選択部350、および切替時間判定部360をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、交通信号制御装置300に内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
In addition, you may make it implement | achieve a part of the traffic
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。 The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” is a medium that dynamically holds a program for a short time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, In this case, a volatile memory inside a computer system that serves as a server or a client may be included that holds a program for a certain period of time. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
また、上述した実施形態における交通信号制御装置300の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。交通信号制御装置300の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
Moreover, you may implement | achieve part or all of the traffic
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to
1…交通制御システム、100…交通信号機、110…信号表示部、200…車両検出システム、210…交差点情報検出装置、220…車両検出装置、300…交通信号制御装置、310…送信部、320…受信部、330…記憶部、331…交差点信号情報記憶部、332…車列情報記憶部、340…特徴量演算部、341…待ち車両数演算部、342…到達時刻算出部、343…車列情報演算部、344…流量算出部、345…車列判定部、350…選択部、360…切替時間判定部、370…管理部、380…信号制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
車道上の少なくとも1台以上の車両を含む車列から特徴量を算出する特徴量演算部と、
前記特徴量演算部が算出した特徴量に基づいて、前記車列のうちの1つを選択する選択部と、
前記特徴量演算部が算出した特徴量に基づいて、前記交通信号機の設置場所において、前記選択部が選択した車列の待ち時間が少なくなるように前記交通信号機の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する信号制御部と、
を備え、
前記選択部は、前記車列のうち、前記交通信号機の設置場所から最も遠い車列を選択する
ことを特徴とする交通信号制御装置。 In a traffic signal control device that controls traffic signals,
A feature amount calculation unit that calculates a feature amount from a train including at least one vehicle on the roadway;
A selection unit that selects one of the vehicle trains based on the feature amount calculated by the feature amount calculation unit;
Based on the feature amount calculated by the feature amount calculation unit, a control signal for switching the signal display of the traffic signal so that the waiting time of the vehicle train selected by the selection unit is reduced at the installation location of the traffic signal A signal control unit for generating
Bei to give a,
The selection unit selects a vehicle row farthest from the installation location of the traffic signal among the vehicle rows.
Traffic signal control apparatus according to claim and this.
ことを特徴とする請求項1に記載の交通信号制御装置。 The signal control unit generates the control signal based on a vehicle train selected by the selection unit and a feature amount of a vehicle train closer to a place where the traffic signal is installed than the vehicle train. The traffic signal control device according to claim 1 .
ことを特徴とする請求項1または2に記載の交通信号制御装置。 The feature amount calculation unit calculates at least one of the estimated time of arrival of the vehicle train to the installation location of the traffic signal, the flow rate of the vehicle train, and the number of vehicles constituting the vehicle train. traffic signal control apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that calculated as the feature amount.
複数のタイミング毎に、当該タイミングで前記交通信号機の信号表示を切り替えた場合、前記車道上で発生しうる前記車列の待ち時間を算出し、前記複数のタイミングのうち、待ち時間の少ないタイミングを判定する切替時間判定部
を備え、
前記信号制御部は、前記切替時間判定部による判定結果に基づいて、前記交通信号機の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の交通信号制御装置。 The traffic signal control device comprises:
When the signal display of the traffic signal is switched at each timing at a plurality of timings, the waiting time of the vehicle train that can occur on the roadway is calculated, and among the plurality of timings, a timing with less waiting time is calculated A switching time determination unit for determining,
The signal controller is based on a determination result of the switching time determination unit, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for generating a control signal for switching the signal representation of the traffic signal Traffic signal control device.
特徴量演算部が、車道上の少なくとも1台以上の車両を含む車列から特徴量を算出する特徴量演算過程と、
選択部が、前記特徴量演算部が算出した特徴量に基づいて、前記車列のうちの1つを選択する選択過程と、
信号制御部が、前記特徴量演算部が算出した特徴量に基づいて、前記交通信号機の設置場所において、前記選択部が選択した車列の待ち時間が少なくなるように前記交通信号機の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する信号制御過程と、
を有し、
前記選択部は、前記車列のうち、前記交通信号機の設置場所から最も遠い車列を選択する
ことを特徴とする交通信号制御方法。 A traffic signal control method for controlling a traffic signal,
A feature quantity computing section in which a feature quantity computing unit computes a feature quantity from a train including at least one vehicle on the roadway;
A selection process in which the selection unit selects one of the vehicle trains based on the feature amount calculated by the feature amount calculation unit;
Based on the feature amount calculated by the feature amount calculation unit, the signal control unit displays the signal of the traffic signal so that the waiting time of the train line selected by the selection unit is reduced at the installation location of the traffic signal. A signal control process for generating a control signal for switching;
Have
The selection unit selects a vehicle row farthest from the installation location of the traffic signal among the vehicle rows.
Traffic signal control method comprising a call.
車道上の少なくとも1台以上の車両を含む車列から特徴量を算出する特徴量演算手順、
前記特徴量演算手順において算出された特徴量に基づいて、前記車列のうちの1つを選択する選択手順、
前記選択手順において前記車列のうち、前記交通信号機の設置場所から最も遠い車列を選択する手順、
前記特徴量演算手順において算出された特徴量に基づいて、前記交通信号機の設置場所において、前記選択手順において選択した車列の待ち時間が少なくなるように前記交通信号機の信号表示を切り替えるための制御信号を生成する信号制御手順、
を実行させるための交通信号制御プログラム。 To the computer that controls the traffic signal,
A feature amount calculation procedure for calculating a feature amount from a train including at least one vehicle on the roadway;
A selection procedure for selecting one of the vehicle trains based on the feature value calculated in the feature value calculation procedure;
In the selection procedure, a procedure for selecting a train row farthest from the installation location of the traffic signal among the train rows ,
Control for switching the signal display of the traffic signal so that the waiting time of the train line selected in the selection procedure is reduced at the installation location of the traffic signal based on the feature value calculated in the feature value calculation procedure A signal control procedure for generating a signal,
A traffic signal control program for running.
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