以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、すべての図面において、同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
(第1の実施形態)
まず、以下の説明で使用される用語及び符号について説明する。
「レーン」は、交差点毎に識別されるものとする。各レーンは、交差点における、車両の進行方向を示す文字(例えば、“N”(北)、“E”(東)、“S”(南)、“W”(西))とセンターラインに近い側より1から始まる数字(“1”、“2”、…)との組(例えば、“N1”、“N2”、…)により識別されるものとする。なお、交差点に進入する側のレーンを「進入レーン」、交差点から退出する側のレーンを「退出レーン」と呼び、単に「レーン」と呼ぶ場合には進入レーンを意味するものとする。
信号機の信号表示のタイミングを「スプリットタイミング」と呼ぶ。「タイミング情報」は、信号機毎のスプリットタイミングを規定する情報である。タイミング情報は、例えば、「サイクル」、「スプリット」、及び「オフセット」の各情報を含む。「サイクル」とは、信号表示の切替周期である。「スプリット」とは、1つのサイクルにおける各信号表示(例えば、“青信号”、“赤信号”、“右折信号”等)のタイミングである。「オフセット」とは、基準時刻(例えば、他の信号機のサイクル開始時刻)に対するサイクル開始時刻の差分である。
信号機の信号表示のタイミング制御を「スプリット制御」と呼ぶ。通常、信号機は、あらかじめ定められたスプリットタイミング(以下、「既定のスプリットタイミング」という)を有する。既定のスプリットタイミングに従うスプリット制御を「既定のスプリット制御」と呼ぶ。しかしながら、信号表示のタイミングは、既定のスプリットタイミングから変更されてもよい。特定の信号の表示が、既定のスプリットタイミングに追加されるように変更される制御を「スプリット追加制御」と呼ぶ。
以上が、用語及び符号についての説明である。
本実施形態における構成について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の信号制御装置100の構成の一例を示すブロック図である。具体的には、図1(a)は、信号制御装置100を含む信号制御システム500のブロック図である。図1(b)は、信号制御システム500の各要素の配置の具体例を示す図である。
まず、信号制御装置100を含む信号制御システム500の構成について説明する。信号制御装置100は、制御対象である外部の信号機201(信号機L)、及び信号制御装置100に隣接する外部の信号制御装置101に接続される。また、信号制御装置101は、制御対象である外部の信号機212(信号機M)に接続される。信号制御装置100は、複数台の信号機、又は複数台の信号制御装置に接続されてもよい。同様に、信号制御装置101は、複数台の信号機、又は複数台の信号制御装置に接続されてもよい。図1では代表として、信号機L、信号機M、及び信号制御装置101が示されている。信号制御装置100は、特定の交差点に設置された隣接する一群の信号機を制御する。なお、「信号制御装置Aと信号制御装置Bとが隣接する」とは、信号制御装置Aが設置された交差点Aと信号制御装置Bが設置された交差点Bとを結ぶ道路上に信号制御装置Cが設置された交差点Cが存在しないことである。同様に、「交差点Aと交差点Bとが隣接する」とは、交差点Aに設置された信号制御装置Aと交差点Bに設置された信号制御装置Bとが隣接することである。また、「信号機Lと信号機Mとが隣接する」とは、信号機Lを制御する信号制御装置Aと信号機Mを制御する信号制御装置Bとが隣接することである。
以下では、信号制御装置が1つの交差点に設置された一群の信号機を制御する場合を例に説明する。この場合には各交差点は1台の信号制御装置に対応するので、各交差点に信号制御装置と同じ符号を付して各交差点を識別する。
信号制御装置100は、特定の進入レーン(レーンL)の「交通量情報」、及び信号制御装置101から取得した信号機Mのタイミング情報に基づいて、信号機Lの信号表示を制御する。信号制御装置100は、交通量検出手段110と、隣接信号情報取得手段120と、信号制御手段130とを含む。なお、レーンLは、交差点101(交差点B)の方向(方向D:例えば、“東”)へ退出可能な、交差点100(交差点A)の進入レーンである。また、レーンMは、交差点Bへ方向Dから進入する交差点Bの進入レーンである。なお、方向Dは、例えば、交差点Aからの退出において渋滞が発生しやすい方向から、あらかじめ選択される。
交通量検出手段110は、レーンLの、「交通量情報」を検出する。「交通量情報」は、待ち車両数及び退出車両数を含む情報である。交通量検出手段110は、例えば、レーンLに設置された車両センサから取得した「車両情報」に基づいて、レーンLの、交通量情報を検出する。「車両情報」とは、特定の期間における特定レーンの交通量情報を検出可能な任意の情報である。なお、車両情報が計測されるレーンは、レーンの交差点側の特定の範囲に制限されてもよい。車両情報は、例えば、進入車両の有無を示す信号(侵入信号)と、退出車両の有無を示す信号(退出信号)とを含む。進入信号は、例えば、1台の車両がレーンに進入を開始した際にオフからオンに変化し、1台の車両がレーンに進入を完了した際にオンからオフに変化する信号である。進入信号のオフからオンへの変化の回数が進入車両数を示す。退出信号は、例えば、1台の車両がレーンから退出を開始した際にオフからオンに変化し、1台の車両がレーンから退出を完了した際にオンからオフに変化する信号である。退出信号のオンからオフへの変化の回数が退出車両数を示す。進入車両数及び退出車両数から、待ち車両数を計算することが可能である。待ち車両数は、例えば、特定のレーンについて、1サイクル前の待ち車両数に、最近の1サイクルにおける進入車両数を加算し、最近の1サイクルにおける退出車両数を減算することにより計算される。
または、車両情報は、各レーンへの進入車両の映像、及び各レーンからの退出車両の映像を含んでもよい。映像を分析することにより進入車両数及び退出車両数を計測し、更に待ち車両数を計算することが可能である。あるいは、車両情報は、各レーンの待ち車両全体の映像、及び各レーンからの退出車両の映像を含んでもよい。映像を分析することにより待ち車両数及び退出車両数を計測することが可能である。
隣接信号情報取得手段120は、信号制御装置101から信号機Mのタイミング情報を取得する。
信号制御手段130は、交通量検出手段110により検出された、レーンLの交通量情報、及び隣接信号情報取得手段120により取得されたタイミング情報に基づいて、信号機Lの信号表示を制御する。具体的には、信号制御手段130は、交差点Bにおいて方向Dから進入する進入レーン(レーンM)からの退出が、信号機Mにより許可される期間(許可期間)と重なりを有する期間(追加期間)において、レーンLから方向Dへの退出を禁止から許可に変更するスプリット追加制御を行う。
信号機Lは、交差点Aに設置され、交差点AのレーンLを含む進入レーンの車両に対して信号を表示する。
信号制御装置101は、信号機Mの信号表示を制御する。また、信号制御装置101は、信号制御装置100に信号機Mのタイミング情報を提供する。
信号機Mは、交差点Bに設置され、交差点BのレーンMを含む進入レーンの車両に対して信号を表示する。
次に、本実施形態における動作について説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態の信号制御装置100の動作を示すフローチャートである。具体的には、図2は、信号制御装置100の1回のスプリット追加制御の動作を示すフローチャートである。なお、図2に示すフローチャート及び以下の説明は一例であり、適宜求める処理に応じて、処理順等を入れ替えたり、処理を戻したり、又は処理を繰り返したりしてもよい。
交通量検出手段110は、制御対象の信号機Lが設置された交差点Aにおいて、レーンLの、待ち車両数(待ち車両数L)及び退出車両数を検出する(ステップS110)。なお、交通量検出手段110は、最近のn(nは自然数)サイクルについて、交通量情報を検出する。
隣接信号情報取得手段120は、待ち車両数Lが所定の閾値(閾値L1)より大きく、且つ待ち車両数Lに対する退出車両数の割合が閾値L1とは別の閾値(閾値L2)より小さいか否かの第1の条件を判定する(ステップS120)。なお、隣接信号情報取得手段120は、最近の1サイクルの、待ち車両数L、退出車両数について、第1の条件の判定を行う。または、隣接信号情報取得手段120は、待ち車両数L、退出車両数それぞれの最近のnサイクルの合計(重み付き又は重み無し合計)について、第1の条件の判定を行ってもよい。または、隣接信号情報取得手段120は、最近のnサイクルの、待ち車両数L、退出車両数のそれぞれについて第1の条件の判定を行い、判定結果が所定の回数以上真ならば全体として第1の条件が満たされたものと判定してもよい。
第1の条件が満たされなければ(ステップS120:No)、隣接信号情報取得手段120は、処理を終了する。
第1の条件が満たされれば(ステップS120:Yes)、隣接信号情報取得手段120は、信号制御装置101から信号機Mのタイミング情報を取得し(ステップS150)、ステップS160の処理へ進む。
信号制御手段130は、レーンMからの退出が信号機Mにより許可される許可期間と重なりを有する追加期間において、レーンLから方向Dへの退出を禁止から許可に変更するスプリット追加制御を行う(ステップS160)。
なお、ステップS150の処理は、ステップS110の処理の直前又は直後に実行されてもよい。
スプリット追加制御により、交差点BにおいてレーンMの待ち車両数が減少するタイミングにおいて、交差点AにおいてレーンLから方向Dへの退出が許可されるので、レーンLの車両が方向Dへ退出できる可能性が高まる。なお、第1の条件が満たされなくなった場合には、スプリット制御は、既定のスプリット制御に戻されてもよい。
次に、本実施形態における処理の具体例について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態の信号制御装置100のスプリット制御の具体例における前提を説明するための図である。具体的には、図3は、具体例における交差点、道路、レーン、及び信号機の配置等を示す。なお、図3では、道路が2車線道路である場合を例に説明するが、本実施形態の道路は、2車線道路には限定されない。
信号制御装置100は、交差点100(交差点A)に設置される。信号機201(信号機L)、信号機202、信号機203、信号機204は、交差点Aに設置され、それぞれ、レーン“N1”、レーン“E1”、レーン“S1”、レーン“W1”の交通を制御する。レーン“N1”、レーン“E1”、レーン“S1”、レーン“W1”の待ち車両数の上限は、それぞれ、5台、6台、3台、5台である。
信号制御装置101は、交差点Aの東方向に隣接する交差点101(交差点B)に設置される。信号機211、信号機212(信号機M)、信号機213、信号機214は、交差点Bに設置され、それぞれ、レーン“N1”、レーン“E1”、レーン“S1”、レーン“W1”の交通を制御する。レーン“E1”の待ち車両数の上限は、5台である。
信号制御装置102は、交差点Aの北方向に隣接する交差点102に設置される。信号機221、信号機222、信号機223、信号機224は、交差点102に設置され、それぞれ、レーン“N1”、レーン“E1”、レーン“S1”、レーン“W1”の交通を制御する。レーン“N1”の待ち車両数の上限は、3台である。
信号制御装置103は、交差点Bの北方向に隣接し、交差点102の東方向に隣接する交差点103に設置される。信号機231、信号機232、信号機233、信号機234は、交差点103に設置され、それぞれ、レーン“N1”、レーン“E1”、レーン“S1”、レーン“W1”の交通を制御する。
図4は、本発明の第1の実施形態の信号制御装置100の既定のスプリット制御の具体例を説明するための図である。具体的には、図4(a)は、信号制御装置100の既定のスプリット制御の具体例を示す。図4(b)は、信号制御装置100の既定のスプリット制御が行われた際のデッドロック発生の具体例を示す。
図4(a)では、“交差点”列に交差点及び信号制御装置を示す符号が、“信号機”列に信号制御装置により制御される信号機を示す符号が、各“スプリット”列にサイクル0の後半からサイクル3の前半に各信号機により表示される信号を示す符号が示される。なお、信号機を示す符号には、制御対象の交通の進行方向が、“N”(北)、“E”(東)、“S”(南)、“W”(西)で示される。また、信号を示す符号には、交差点からの退出の許可または禁止が、“青”(許可)、“赤”(禁止)で示される。
図4(a)に示されるように、交差点Aの信号機“N”と信号機“S”のスプリットタイミングは一致しており、交差点Aの信号機“E”と信号機“W”のスプリットタイミングは一致している。交差点Aの信号機“N”と信号機“E”のスプリットタイミングは反転している。交差点Aの信号機“E”と交差点Bの信号機“E”のスプリットタイミングは一致している。つまり、信号制御装置101の信号制御装置100に対するスプリットタイミングのオフセットは0秒である。
図4(b)では、“交差点”列に交差点及び信号制御装置を示す符号が、“レーン”列に信号機により交通制御されるレーンを示す符号が示される。また、各“退出車両数/待ち車両数”列に、対応する信号が許可ならば各スプリットの退出車両数が、対応する信号が禁止ならば各スプリットの待ち車両数が示される。
図4(a)に示されるように、交差点Bの信号機“E”と交差点Aの信号機“E”のスプリットタイミングでは許可期間と禁止期間が一致している。一方、交差点Bの信号機“E”と交差点Aの信号機“N”のスプリットタイミングでは許可期間と禁止期間が反転している。従って、交差点Aのレーン“N1”に進入した車両は、交差点Bのレーン“E1”に空きがある場合にのみ、交差点Aから方向“E”へ退出できる。ところが、図4(b)に示されるように、交差点Bのレーン“E1”の待ち車両数は5台で、待ち車両数の容量(5台)に等しく、空きがない。したがって、交差点Aのレーン“N1”の先頭車両が右折車両であるならば、交差点Aのレーン“N1”の退出車両数は0台であり、交差点Aのレーン“N1”から方向“E”への退出のデッドロックが発生する。すなわち、図4(b)のサイクル1、2、3でレーン“N1”の退出車両数が0であることが、デッドロックの発生を示している。
図5は、本発明の第1の実施形態の信号制御装置100のスプリット追加制御の具体例を説明するための図である。具体的には、図5(a)は、信号制御装置100のスプリット追加制御の具体例を示す。図5(b)は、信号制御装置100のスプリット追加制御が行われた際のデッドロック解消の具体例を示す。図5(a)、図5(b)の表記方法はそれぞれ、図4(a)、図4(b)の表記方法と同じである。
サイクル1において、信号制御装置100は、交差点Aにおいて、レーン“N1”の、待ち車両数L(5台)及び退出車両数(0台)を検出する(ステップS110)。
サイクル1が終わった瞬間において、信号制御装置100は、交差点Aのレーン“N1”の、待ち車両数L(5台)が閾値L1(4台とする)より大きく、且つ待ち車両数L(5台)に対する退出車両数(0台)の割合が閾値L2(0.2とする)より小さいか否かの第1の条件を判定する(ステップS120)。
第1の条件が満たされるので(ステップS120:Yes)、信号制御装置100は、信号制御装置101から信号機M(交差点Bの信号機“E”)のタイミング情報を取得する(ステップS150)。なお、取得されたタイミング情報により、交差点Bの信号機“E”のサイクル2以降のスプリットタイミングが規定される。
続いて、信号制御装置100は、交差点Bのレーン“E1”からの退出が、交差点Bの信号機“E”により許可される許可期間(サイクル2の後半)と重なりを有する追加期間(サイクル2の後半の頭部及び尾部)を設定する(ステップS160前半)。なお、追加期間は、許可期間と重なりを有すればよく、許可期間の長さ以下の任意の長さであってよい。追加期間の長さは、例えば、許可期間の長さ以下の固定の長さであってよい。
続いて、信号制御装置100は、設定した追加期間において、既定のスプリット制御に対して、レーン“N1”から方向“E”への退出(右折)を禁止(“赤”)から許可(“青”)に変更するスプリット追加制御を行う(ステップS160後半)。つまり、信号制御装置100は、レーン“N1”から右折可能な時間を長くする。なお、追加期間において、交差点Aの信号機“N”以外の信号機については、信号機“N”の信号に矛盾しない(車両同士の衝突を引き起こさない)スプリット制御が行われればよい。具体的には、例えば、交差点Aの信号機“S”については、信号機“N”と同じスプリット追加制御が行われ、交差点Aの信号機“E”および信号機“W”については、信号機“N”と許可期間と禁止期間が反転したスプリット追加制御が行われる。
上述のスプリット追加制御により、交差点Bにおいてレーン“E1”の待ち車両数が減少するタイミングにおいて、交差点Aにおいてレーン“N1”から方向“E”への退出が許可されるので、レーン“N1”の車両が方向“E”へ退出できる可能性が高まる。図5(b)を見ると、追加期間に4台の車両が交差点Aのレーン“N1”から退出していることが分かる。すなわち、図5(b)のサイクル2でレーン“N1”の退出車両数が0より大きいことが、デッドロックの解消を示している。
次に、信号制御装置101の信号制御装置100に対するスプリットタイミングのオフセットが0秒でない場合の、スプリット追加制御の具体例について説明する。
図6は、本発明の第1の実施形態の信号制御装置100のオフセットが有る場合のスプリット追加制御の具体例を説明するための図である。具体的には、図6(a)は、信号制御装置100と信号制御装置101との間で1/2サイクルより小さいオフセットが有る場合のスプリット追加制御の具体例を示す。図6(b)は、信号制御装置100と信号制御装置101との間で1/2サイクルより大きいオフセットが有る場合のスプリット追加制御の具体例を示す。図6(a)、図6(b)の表記方法は、図4(a)の表記方法と同じである。
信号制御装置100は、許可期間と重なりを有する追加期間を設定する(ステップS160前半)。なお、図6(a)に示されるように、オフセットが1/2サイクルより小さい場合には、信号制御装置100は、例えば、サイクル2の後半途中から末尾までの許可期間と重なりを有するように、サイクル2の後半の尾部を追加期間に設定する。一方、図6(b)に示されるように、オフセットが1/2サイクルより大きい場合には、信号制御装置100は、例えば、サイクル2の前半途中からサイクル2の後半頭部までの許可期間と重なりを有するように、サイクル2の前半の頭部を追加期間に設定する。
なお、交差点Bのレーン“E1”の待ち車両の収容可能数が多い場合等、スプリット追加制御により交差点Bのレーン“E1”の待ち車両数が減少した効果が、待ち車両の先頭から末尾に伝播するまでに無視できない遅延時間が生じることがある。遅延時間が無視できないほど大きい場合には、信号制御装置100は、遅延時間だけ遅延させられた許可期間と重なりを有するように、追加期間を設定する。具体的には、信号制御装置100は、遅延時間に相当するオフセットがある場合と同様のスプリット追加制御を行う。
また、信号制御装置101がスプリット追加制御を行うことができる場合には、信号制御装置100と信号制御装置101の両方が同時にスプリット追加制御を行うと、スプリット追加制御の効果が得られないことがある。その理由は、信号制御装置101がスプリット追加制御を行った場合には、信号制御装置100が参照する許可時間が変更される可能性があるからである。信号制御装置101がスプリット追加制御を行うことができる場合には、信号制御装置100は、スプリット追加制御を行う際に、信号機Mに対するスプリット追加制御の禁止を信号制御装置101に指示する。
以上説明したように、本実施形態の信号制御装置100は、レーンMからの退出が信号機Mにより許可される許可期間と重なりを有する追加期間において、レーンLから方向Dへの退出を禁止から許可に変更するスプリット追加制御を行う。スプリット追加制御により、交差点BにおいてレーンMの待ち車両数が減少するタイミングにおいて、交差点AにおいてレーンLから方向Dへの退出が許可されるので、レーンLの車両が方向Dへ退出できる可能性が高まる。従って、本実施形態の信号制御装置100では、隣接する複数の信号機の制御タイミングの相互作用によって生じる、特定の方向におけるデッドロック発生の可能性を低減することができるという効果がある。
また、本実施形態の信号制御装置100では、大規模な信号制御装置による制御を必要とすることなく、小規模な信号制御装置間の協調動作が可能であるという効果がある。
なお、信号制御装置100は、スプリット追加制御において、レーンL以外の進入レーンから方向Dへの退出を禁止してもよい。レーンL以外の進入レーンから方向Dへの退出が禁止されることにより、レーンLの車両のレーンMへの退出がレーンL以外の進入レーンの車両により妨害されることがなくなる。その結果、レーンLの車両が方向Dへ退出できる可能性が高まる。
また、本実施形態の信号制御装置100は、方向Dについてのスプリット追加制御を行うので、レーンLの退出車両数のうち方向Dへ退出した車両数のみを退出車両数として検出してもよい。例えば、信号制御装置100は、各レーンからの退出車両の映像においてウインカー表示の向きを分析することにより、特定の方向への退出車両数を計測する。あるいは、例えば、信号制御装置100は、退出レーンに設置された車両センサを用いて、特定の方向への退出車両数を計測する。あるいは、例えば、信号制御装置100は、各レーンからの退出車両のウインカー操作を示す無線信号を受信することにより、特定の方向への退出車両数を計測する。その結果、信号制御装置100により効果が低いスプリット追加制御が行われる可能性が低減される。
また、本実施形態の信号制御装置100は、方向Dについてのスプリット追加制御を行うので、レーンLの待ち車両数Lのうち方向Dへ退出する待ち車両数のみを待ち車両数Lとして検出し、レーンLの退出車両数のうち方向Dへ退出した車両数のみを退出車両数として検出してもよい。例えば、信号制御装置100は、各レーンの待ち車両の映像においてウインカー表示の向きを分析することにより、特定の方向へ退出する待ち車両数Lを計測する。あるいは、例えば、信号制御装置100は、各レーンの待ち車両のウインカー操作を示す無線信号を受信することにより、特定の方向へ退出する待ち車両数Lを計測する。その結果、信号制御装置100により効果が低いスプリット追加制御が行われる可能性が低減される。
また、レーンMの待ち車両数が収容可能数に比べて少ない場合には、スプリット追加制御の効果が低い場合がある。そこで、信号制御手段130は、レーンMの待ち車両数が収容可能数に近い場合にのみ、スプリット追加制御を行ってもよい。その結果、信号制御装置101により効果が低いスプリット追加制御が行われる可能性が低減される。
(第2の実施形態)
次に、上述した第1の実施形態の信号制御装置を基本とする、本発明の第2の実施形態の信号制御装置について説明する。本実施形態の信号制御装置は、スプリット追加制御において、レーンL以外の進入レーンから方向Dへの退出を禁止する。以下の説明において、第1の実施形態と同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施形態における構成について説明する。
本実施形態の信号制御装置105は、第1の実施形態の信号制御装置100と、構成が同じであるが、動作が異なる。特に、本実施形態の信号制御装置105の信号制御手段135は、第1の実施形態の信号制御装置100の信号制御手段130と動作が異なる。
次に、本実施形態における動作について説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態の信号制御装置105の動作を示すフローチャートである。具体的には、図7は、信号制御装置105の1回のスプリット追加制御の動作を示すフローチャートである。図7では、図2のステップS160の動作が、ステップS165の動作に置き換えられている。なお、図7に示すフローチャート及び以下の説明は一例であり、適宜求める処理に応じて、処理順等を入れ替えたり、処理を戻したり、又は処理を繰り返したりしてもよい。
信号制御手段135は、レーンMからの退出が信号機Mにより許可される許可期間と重なりを有する追加期間において、レーンLから方向Dへの退出を禁止から許可に変更し、レーンL以外の進入レーンから方向Dへの退出を禁止する、スプリット追加制御を行う(ステップS165)。
スプリット追加制御により、交差点BにおいてレーンMの待ち車両数が減少するタイミングにおいて、交差点AにおいてレーンLのみから方向Dへの退出が許可されるので、レーンLの車両が方向Dへ退出できる可能性がさらに高まる。なお、信号制御装置105が設置される交差点は、第1の実施形態と同じ「交差点A」で示されるものとする。
上記以外の信号制御装置105の動作は、第1の実施形態の信号制御装置100の動作と同じである。
次に、本実施形態における処理の具体例について説明する。まず図8で本実施形態における処理の具体例の前提となる、信号制御装置105の既定のスプリット制御の具体例を説明し、次に図9で本実施形態における処理の具体例を説明する。
図8は、本発明の第2の実施形態の信号制御装置105の既定のスプリット制御の具体例を説明するための図である。具体的には、図8(a)は、信号制御装置105の既定のスプリット制御の具体例を示す。図8(b)は、信号制御装置105の既定のスプリット制御が行われた際のデッドロック発生の具体例を示す。
図8(a)では、信号を示す符号には、交差点からの右折のみによる退出の許可が、“右”で示される。それ以外については、図8(a)、図8(b)の表記方法はそれぞれ、図4(a)、図4(b)の表記方法と同じである。
図8(a)に示されるように、交差点Aの信号機“N”と信号機“S”の退出の許可期間が、前半の“青”(許可)と後半の“右”(右折のみ許可)とに分割されている。それ以外については、図8(a)に示される既定のスプリット制御は、図4(a)に示される既定のスプリット制御と同じである。
図8(b)に示されるように、交差点Aの信号機“N”と信号機“S”の退出の許可期間における退出車両数又は待ち車両数が、“青”(許可)のスプリットと“右”(右折のみ許可)のスプリットとに分割されている。それ以外については、図8(b)に示される既定のスプリット制御における退出車両数、待ち車両数のそれぞれは、図4(b)に示される既定のスプリット制御における退出車両数、待ち車両数と同じである。
図8(a)に示されるように、交差点Bの信号機“E”と交差点Aの信号機“N”のスプリットタイミングでは許可期間と禁止期間が反転している。従って、交差点Aのレーン“N1”に進入した車両は、交差点Bのレーン“E1”に空きがある場合にのみ、交差点Aから方向“E”へ退出できる。ところが、図8(b)に示されるように、交差点Bのレーン“E1”の待ち車両数は5台で、待ち車両数の容量(5台)に等しく、空きがない。したがって、交差点Aのレーン“N1”の先頭車両が右折車両であるならば、交差点Aのレーン“N1”の退出車両数は0台であり、交差点Aのレーン“N1”から方向“E”への退出のデッドロックが発生する。すなわち、図8(b)のサイクル1、2、3で、交差点Bのレーン“E1”に空きがなく、交差点Aのレーン“N1”の退出車両数が0であることが、交差点Aのレーン“N1”から方向“E”への退出のデッドロックの発生を示している。つまり、右折のみ許可の期間を入れただけでは、右折のデッドロックが発生する可能性がある。
図9は、本発明の第2の実施形態の信号制御装置105のスプリット追加制御の具体例を説明するための図である。具体的には、図9(a)は、信号制御装置105のスプリット追加制御の具体例を示す。図9(b)は、信号制御装置105のスプリット追加制御が行われた際のデッドロック解消の具体例を示す。図9(a)、図9(b)の表記方法はそれぞれ、図8(a)、図8(b)の表記方法と同じである。
ステップS110からステップS160前半までの処理に関する信号制御装置105の動作は、第1の実施形態における図5に示された信号制御装置100の動作と同じである。
続いて、信号制御装置105は、設定した追加期間において、既定のスプリット制御に対して、レーン“N1”から方向“E”への退出(右折)を禁止(“赤”)から許可(“右”)に変更するスプリット追加制御を行う(ステップS160後半)。なお、追加期間において、交差点Aの信号機“N”以外の信号機については、交差点Aにおいてレーン“N1”のみから方向“E”への退出が許可されるスプリット制御が行われる。具体的には、例えば、交差点Aの信号機“S”については、信号機“N”と同じスプリット追加制御が行われ、交差点Aの信号機“E”および信号機“W”については、信号機“N”と許可期間と禁止期間が反転したスプリット追加制御が行われる。つまり、信号制御装置105は、信号機Aのレーン“N1”からのみ、交差点Bのレーン“E1”へ退出可能な時間を長くする。
上述のスプリット追加制御により、交差点Bにおいてレーン“E1”の待ち車両数が減少するタイミングにおいて、交差点Aにおいてレーン“N1”のみから方向“E”への退出が許可されるので、レーン“N1”の車両が方向“E”へ退出できる可能性が高まる。図9(b)を見ると、追加期間に4台の車両が交差点Aのレーン“N1”から退出していることが分かる。すなわち、図9(b)のサイクル2でレーン“N1”の退出車両数が0より大きいことが、デッドロックの解消を示している。
次に、道路が4車線道路である場合における処理の具体例について説明する。
図10は、本発明の第2の実施形態の信号制御装置105のスプリット制御の具体例における前提を説明するための図である。具体的には、図10は、具体例における交差点、道路、レーン、及び信号機の配置等を示す。なお、図10では、道路が4車線道路である場合を例に説明するが、本実施形態の道路は、4車線道路には限定されない。
図10では、図3の2車線道路が4車線道路に変更されている。具体的には、各道路にレーン“N2”、レーン“E2”、レーン“S2”、レーン“W2”が追加されている。レーン“N1”、レーン“E1”、レーン“S1”、レーン“W1”は右折が許可された進入レーンであり、レーン“N2”、レーン“E2”、レーン“S2”、レーン“W2”は右折が禁止された進入レーンである。その他については、レーン“N2”、レーン“E2”、レーン“S2”、レーン“W2”はそれぞれ、レーン“N1”、レーン“E1”、レーン“S1”、レーン“W1”と同等である。
図11は、本発明の第2の実施形態の信号制御装置105の4車線道路のスプリット追加制御の具体例を説明するための図である。具体的には、図11(a)は、信号制御装置105のスプリット追加制御の具体例を示す。図11(a)は、図9(a)と同じである。図11(b)は、信号制御装置105のスプリット追加制御が行われた際のデッドロック解消の具体例を示す。図11(b)の表記方法は、図9(b)の表記方法と同じである。
上述のスプリット追加制御により、交差点Bにおいてレーン“E1”及びレーン“E2”の待ち車両数が減少するタイミングにおいて、交差点Aにおいてレーン“N1”から方向“E”への退出が許可されるので、レーン“N1”の車両が方向“E”へ退出できる可能性が高まる。図11(b)を見ると、追加期間に4台の車両が交差点Aのレーン“N1”から退出していることが分かる。すなわち、図11(b)のサイクル2でレーン“N1”の退出車両数が0より大きいことが、デッドロックの解消を示している。
以上説明したように、本実施形態の信号制御装置105は、レーンMからの退出が信号機Mにより許可される許可期間と重なりを有する追加期間において、レーンLから方向Dへの退出を禁止から許可に変更するスプリット追加制御を行う。スプリット追加制御により、交差点BにおいてレーンMの待ち車両数が減少するタイミングにおいて、交差点AにおいてレーンLから方向Dへの退出が許可されるので、レーンLの車両が方向Dへ退出できる可能性が高まる。従って、本実施形態の信号制御装置では、隣接する複数の信号機の制御タイミングの相互作用によって生じる、特定の方向におけるデッドロック発生の可能性を低減することができるという効果がある。
また、本実施形態の信号制御装置105は、レーンMからの退出が信号機Mにより許可される許可期間と重なりを有する追加期間において、レーンL以外の進入レーンから方向Dへの退出を禁止するスプリット追加制御を行う。スプリット追加制御により、交差点BにおいてレーンMの待ち車両数が減少するタイミングにおいて、交差点AにおいてレーンLのみから方向Dへの退出が許可されるので、レーンLの車両が方向Dへ退出できる可能性が更に高まる。従って、本実施形態の信号制御装置では、隣接する複数の信号機の制御タイミングの相互作用によって生じる、特定の方向におけるデッドロック発生の可能性を、第1の実施形態の信号制御装置に比べて更に低減することができるという効果がある。
(第3の実施形態)
次に、上述した第1の実施形態の信号制御装置を基本とする、本発明の第3の実施形態の信号制御装置について説明する。本実施形態の信号制御装置は、レーンMの待ち車両数が収容可能数に近い場合にのみ、スプリット追加制御を行う。以下の説明において、第1の実施形態と同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施形態における構成について説明する。
本実施形態の信号制御装置106は、第1の実施形態の信号制御装置100と、構成が同じであるが、動作が異なる。特に、本実施形態の信号制御装置106の信号制御手段136は、第1の実施形態の信号制御装置100の信号制御手段130と動作が異なる。なお、信号制御装置106が設置される交差点は、第1の実施形態と同じ「交差点A」で示されるものとする。
次に、本実施形態における動作について説明する。
図12は、本発明の第3の実施形態の信号制御装置106の動作を示すフローチャートである。具体的には、図12は、信号制御装置106の1回のスプリット追加制御の動作を示すフローチャートである。図12では、図2の動作に、ステップS130及びステップS140の動作が追加されている。なお、図12に示すフローチャート及び以下の説明は一例であり、適宜求める処理に応じて、処理順等を入れ替えたり、処理を戻したり、又は処理を繰り返したりしてもよい。
信号制御手段136は、レーンMの待ち車両数(待ち車両数M)を取得する(ステップS130)。なお、信号制御手段136は、信号機Mが設置された交差点Bにおいて信号制御装置101により検出された待ち車両数を、信号制御装置101から待ち車両数Mとして取得してもよい。
信号制御手段136は、待ち車両数Mが所定の閾値(閾値M)より大きいか否かの第2の条件を判定する(ステップS140)。第2の条件が満たされなければ(ステップS140:No)、信号制御手段136は、処理を終了する。第2の条件が満たされれば(ステップS140:Yes)、ステップS150の処理へ進む。なお、閾値Mには、レーンMの空きが十分か否かを判定するために適切な値が選択される。
つまり、レーンMの待ち車両数が収容可能数に近い場合にのみ、スプリット追加制御が行われるので、スプリット追加制御が有効に働く可能性が高まる。
上記以外の信号制御装置106の動作は、第1の実施形態の信号制御装置100の動作と同じである。
なお、ステップS140の処理は、ステップS130の処理の後に実行されればよい。また、ステップS140の処理は、ステップS110又はステップS120の処理の前に実行されてもよい。
次に、本実施形態における処理の具体例について説明する。
図13は、本発明の第3の実施形態の信号制御装置106のスプリット追加制御の具体例を説明するための図である。具体的には、図13(a)は、信号制御装置106のスプリット追加制御が有効に働かなかった具体例を示す。図13(a)の表記方法は、図5(b)の表記方法と同じである。図13(b)は、信号制御装置106のスプリット追加制御が行われた際のデッドロック解消の具体例を示す。図13(b)は、図5(b)と同じである。
図13(b)に示されるように、交差点Bのレーン“E1”の待ち車両数は5台で、待ち車両数の容量(5台)に等しく、空きがない。したがって、交差点Aのレーン“N1”から方向“E”への退出のデッドロックが発生する可能性が高く、スプリット追加制御が有効に働く可能性が高い。図13(b)を見ると、追加期間に4台の車両が交差点Aのレーン“N1”から退出していることが分かる。すなわち、図13(b)のサイクル2でレーン“N1”の退出車両数が0より大きいことが、デッドロックの解消を示している。
一方、図13(a)に示されるように、交差点Bのレーン“E1”の待ち車両数は2台で、待ち車両数の容量(5台)に比べて小さく、空きがある。つまり、交差点Aのレーン“N1”から方向“E”への退出のデッドロックが発生している可能性は低く、別の原因による交差点Aのレーン“N1”のデッドロックが発生している可能性が高い。別の原因とは、例えば、交差点Aのレーン“N1”から方向“N”への退出のデッドロックの発生である。したがって、交差点Bのレーン“E1”の待ち車両数に十分な空きがある場合には、交差点Aのレーン“N1”から方向“E”への退出のスプリット追加制御が行われても、デッドロックが解消する可能性は低い。図13(a)では、追加期間に交差点Aのレーン“N1”から退出している車両は0台である。すなわち、図13(a)のサイクル2でレーン“N1”の退出車両数が0であることが、デッドロックが解消されなかったことを示している。つまり、レーンMの待ち車両数に十分な空きがある場合には、スプリット追加制御が有効に働かない可能性が高い。
従って、図12のステップS130からステップS140の処理により、レーンMの待ち車両数が収容可能数に近い場合にのみスプリット追加制御を実行することにより、スプリット追加制御が有効に働く可能性が高まる。
以上説明したように、本実施形態の信号制御装置106は、レーンMの待ち車両数が収容可能数に近い場合にのみスプリット追加制御を実行する。従って、本実施形態の信号制御装置では、第1の実施形態の信号制御装置の有する効果に加えて、無駄なスプリット追加制御が行われる可能性が低減されるという効果がある。
なお、上述した本発明の各実施形態の動作例では、左側通行道路の右折における動作について説明した。しかしながら、本発明の各実施形態における、道路は左側通行道路には限定されず、退出方向は右折には限定されない。本発明の各実施形態の信号制御装置は、右側通行道路についても、また左折や直進についても、左側通行道路の右折の場合と同様に動作する。
また、上述した本発明の各実施形態の信号制御装置は、専用の装置によって実現してもよいが、コンピュータ(情報処理装置)によっても実現可能である。この場合、係るコンピュータは、メモリ(不図示)に格納されたソフトウェア・プログラムをCPU(Central_Processing_Unit、不図示)に読み出し、読み出したソフトウェア・プログラムをCPUにおいて実行することにより、実行結果を、例えば、ユーザ・インタフェースに出力する。上述した各実施形態の場合、係るソフトウェア・プログラムには、上述したところの、図1に示した信号制御装置100の各手段、図示しない信号制御装置105及び信号制御装置106の各手段の機能を実現可能な記述がなされていればよい。ただし、信号制御装置100、信号制御装置105、及び信号制御装置106の各手段には、適宜ハードウェアを含むことも想定される。そして、このような場合、係るソフトウェア・プログラム(コンピュータ・プログラム)は、本発明を構成すると捉えることができる。更に、係るソフトウェア・プログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体も、本発明を構成すると捉えることができる。
以上、本発明を、上述した各実施形態およびその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態およびその変形例に記載した範囲には限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項から明らかである。