交通信号制御システム及び故障判定方法
【課題】交通信号制御システムにおけるＧＧ検出機構の異常を確実に検出し、安全性の向上を図ること。
【解決手段】交通信号制御システム１では、灯器駆動部２０における灯色ピックアップ回路２３０が二重系に構成されるとともに、検出対象の青色灯が点灯時に、灯色ピックアップ回路２３０による灯色ピックアップ信号が交流信号となるように構成される。そして、二つの灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂそれぞれによる灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが一致するか否かによって、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂそれぞれの故障有無が判定される。また、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが交流信号であるか否かによって、青色灯の点灯状態（点灯／滅灯）が判定される。また、青色灯に対応する点灯／滅灯指令と判定された青色灯の点灯状態とから、青色灯に対応するＳＳＲ２１０の異常（オープン／クローズ）が判定される。
【解決手段】交通信号制御システム１では、灯器駆動部２０における灯色ピックアップ回路２３０が二重系に構成されるとともに、検出対象の青色灯が点灯時に、灯色ピックアップ回路２３０による灯色ピックアップ信号が交流信号となるように構成される。そして、二つの灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂそれぞれによる灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが一致するか否かによって、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂそれぞれの故障有無が判定される。また、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが交流信号であるか否かによって、青色灯の点灯状態（点灯／滅灯）が判定される。また、青色灯に対応する点灯／滅灯指令と判定された青色灯の点灯状態とから、青色灯に対応するＳＳＲ２１０の異常（オープン／クローズ）が判定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通信号制御システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
進行方向の異なる複数の道路が交差している交差点では、安全性とスムーズな交通の流れのため、交通信号制御機によって制御される交通信号機が設置されている。交通信号制御では、互いに交差する複数の交通が同時に青信号となったこと（いわゆる、ＧＧ異常）を検出するＧＧ検出機能を有している。このＧＧ検出機能は、信号灯器の各灯色（特に、青色灯）の点灯状態を検出する灯色ピックアップ回路を用いて実現される。
【０００３】
一般的に、信号灯器では、ＳＳＲ（半導体リレー）のオン／オフによって各灯色のＬＥＤへの電圧（ＡＣ１００Ｖ）の供給をオン／オフすることで、各灯色を点灯／滅灯させている。そして、灯色ピックアップ回路は、この各灯色のＬＥＤへの電圧供給の有無を検出し、検出結果を灯色ピックアップ信号として出力している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、灯色ピックアップ回路が故障すると、対応する灯色の点灯状態が検出できなくなるため、ＧＧ異常が発生したのにも関わらずにＧＧ検出がなされない事態が生じ得る。すなわち、青色灯に対応するＳＳＲが短絡故障した場合、点灯／滅灯指令に関わらず、該青色灯は常時“点灯（異常点灯）”した状態となるが、灯色ピックアップ回路が故障していると、この青色灯の“異常点灯”が検出されない。つまり、ＧＧ異常が検出されるべき状態にも関わらずＧＧ検出がなされず、安全な交通の確保といった面で問題となる。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、交通信号制御システムにおけるＧＧ検出機構の異常を検出し、安全性の向上を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の形態は、
信号灯器（例えば、図１の信号灯器１０）の点灯及び滅灯を制御する交通信号制御システム（例えば、図１の交通信号制御システム１）であって、
点灯／滅灯指令に従って前記信号灯器に交流電圧を印加することで、前記信号灯器を点灯／滅灯させる灯器駆動手段（例えば、図２のＳＳＲ２１０）と、
前記信号灯器への印加電圧を検出する電圧検出手段（例えば、図２の灯色ピックアップ回路２３０）と、
前記検出された印加電圧が交流であるか否かによって、前記信号灯器の点灯状態を判定する点灯状態判定手段（例えば、図７の異常判定部３１２）と、
前記点灯／滅灯指令と、前記点灯状態判定手段により判定された点灯状態とから、前記灯器駆動手段の故障を判定する駆動故障判定手段（例えば、図７の異常判定部３１２）と、
を備える交通信号制御システムである。
【０００７】
また、他の形態として、
点灯／滅灯指令に従って信号灯器に交流電圧を印加することで、前記信号灯器を点灯／滅灯させる灯器駆動手段を備えた交通信号制御システムにおける故障判定方法であって、
前記信号灯器への印加電圧が交流であるか否かによって、前記信号灯器の点灯状態を判定する点灯状態判定ステップと、
前記点灯／滅灯指令と前記判定した点灯状態とから、前記灯器駆動手段の故障を判定する駆動故障判定ステップと、
を含む故障判定方法を構成しても良い。
【０００８】
この第１の形態等によれば、信号灯器への印加電圧が検出され、この検出された印加電圧が交流であるか否かによって信号灯器の点灯状態が判定されるとともに、点灯／滅灯指令と判定された信号灯器の点灯状態とから、灯器駆動手段の故障が判定される。
【０００９】
信号灯器は交流電圧が印加されることで点灯するため、信号灯器が点灯しているならば、電圧検出手段によって検出された印加電圧は交流となる。このため、検出された印加電圧が交流であるか否かによって、信号灯器の点灯状態が判定できる。
【００１０】
また、灯器駆動手段が故障すると、その故障状態に応じて、信号灯器は、点灯／滅灯指令に従わずに点灯／滅灯した状態となる。このため、点灯／滅灯指令と、判定した信号灯器の点灯状態とが一致しない場合、灯器駆動手段が故障と判定できる。具体的には、点灯／滅灯指令が滅灯指令のときに信号灯器が“点灯（異常点灯）”している場合や、点灯／滅灯指令が点灯指令のときに信号灯器が“滅灯（異常滅灯）”している場合である。
【００１１】
第２の形態として、第１の形態の交通信号制御システムであって、
前記駆動故障判定手段により故障と判定された場合に、前記信号灯器を強制的に滅灯させる第１の強制滅灯手段（例えば、図２の青灯切り回路２２０）、
を備える交通信号制御システムを構成しても良い。
【００１２】
この第２の形態によれば、信号灯器を点灯／滅灯させる灯器駆動手段の故障が判定された場合に、信号灯器が強制的に滅灯される。灯器駆動手段が故障すると、点灯／滅灯指令が滅灯指令であるにも関わらず信号灯器が点灯してしまう可能性があり、これはＧＧ異常の発生につながる。このため、フェールセーフに鑑みて、灯器駆動手段の故障が判定された場合に信号灯器を強制的に滅灯させることで、ＧＧ異常の発生を防止できる。
【００１３】
第３の形態として、第１又は第２の形態の交通信号制御システムであって、
同一構成の前記電圧検出手段を二つ備えるとともに、
前記二つの電圧検出手段それぞれによって検出された印加電圧の位相の一致を判定する一致判定手段（例えば、図７の異常判定部３１２）、
前記一致判定手段による判定結果をもとに前記二つの電圧検出手段それぞれの故障を判定する検出故障判定手段（例えば、図７の異常判定部３１２）、
を備える交通信号制御システムを構成しても良い。
【００１４】
この第３の形態によれば、同一構成の二つの電圧検出手段それぞれによって検出された印加電圧の位相の一致が判定され、この判定結果をもとに、二つの電圧検出手段それぞれの故障が判定される。このように、同一構成の二つの電圧検出手段を備える二重系とすることで、信号灯器の点灯状態の検出の信頼性が高まる。すなわち、二つの電圧検出手段は同一構成であるので、それぞれによって検出された印加電圧の位相が一致するならば、両方とも正常であると判定できる。一方、二つの電圧検出手段それぞれによって検出された印加電圧の位相が一致しないならば、少なくとも一方が故障していると判定できる。更に、信号灯器が点灯しているならば検出される印加電圧は交流となるので、少なくとも、検出された印加電圧が交流となっている電圧検出手段は正常であると判定できる。
【００１５】
第４の形態として、第３の形態の交通信号制御システムであって、
前記点灯状態判定手段は、前記二つの電圧検出手段によって検出された印加電圧のうち、少なくとも一方が交流のときに点灯と判定する、
交通信号制御システムを構成しても良い。
【００１６】
この第４の形態によれば、二つの電圧検出手段によって検出された印加電圧のうち、少なくとも一方が交流のときに、信号灯器の点灯状態は点灯と判定される。
【００１７】
第５の形態として、第３又は第４の形態の交通信号制御システムであって、
前記検出故障判定手段により故障と判定された場合に、前記信号灯器を強制的に滅灯させる第２の強制滅灯手段（例えば、図２の青灯切り回路２２０）、
を備える交通信号制御システムを構成しても良い。
【００１８】
この第５の形態によれば、信号灯器への印加電圧を検出する電圧検出手段が故障と判定された場合に、信号灯器が強制的に滅灯される。電圧検出手段が故障すると、信号灯器の点灯状態が検出できない。すなわち、点灯／滅灯指令が滅灯指令であるにも関わらず信号灯器が点灯する異常点灯を検出できない可能性があり、これはＧＧ異常の発生につながる。このため、フェールセーフに鑑みて、電圧検出手段の故障が判定された場合に信号灯器を強制的に滅灯させることで、ＧＧ異常の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】交通信号制御システムの設置例。
【図２】灯器駆動部の内部構成図。
【図３】青灯切り回路の回路構成図。
【図４】青灯切り回路における信号波形図。
【図５】灯色ピックアップ回路の回路構成図。
【図６】灯色ピックアップ回路における信号波形図。
【図７】交通信号制御機の内部構成図。
【図８】異常判定テーブルのデータ構成例。
【図９】一致判定回路の回路構成図。
【図１０】一致判定回路における信号波形図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下では、本発明を適用した交通信号制御システムの一例を説明するが、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００２１】
［構成］
図１は、本実施形態における交通信号制御システム１の設置例を示す図である。図１に示すように、交通信号制御システム１は、交差点毎に設置・構成され、複数（図１では、４台）の信号灯器１０と、信号灯器１０それぞれを駆動する灯器駆動部（ＳＳＵ）２０と、交通信号制御機３０とを備えて構成される。灯器駆動部２０それぞれと交通信号制御機３０とは、例えばＳＳ（Spread Spectrum）無線によって通信可能となっているが、ケーブル等による有線接続としても良い。
【００２２】
信号灯器１０は、車両用であり、交差点の所定位置に設置された柱の上方に取り付けられている。灯器駆動部２０は、駆動対象となる信号灯器１０の近傍に取り付けられる。例えば、信号灯器１０に隣接して取り付けられたり、信号灯器１０に内蔵されたり、或いは信号灯器１０が取り付けられた柱の内部に取り付けられる。
【００２３】
交通信号制御機３０は、例えば、信号灯器１０が取り付けられた何れかの柱の下方やその近傍に設置され、自交差点にかかる交通信号全体を制御する。具体的には、交通信号制御機３０は、灯器駆動部２０それぞれに、対応する信号灯器１０の各灯色の点灯及び滅灯を指示する点灯／滅灯指令を送信する。そして、灯器駆動部２０は、交通信号制御機３０から受信した点灯／滅灯指令に従って、駆動対象の信号灯器１０の各灯色の点灯及び滅灯を制御する。
【００２４】
なお、図１では、４つの交通路で構成される十字交差点を対象とし、４つの車両用の信号灯器１０が設置される場合を示しているが、交差点の形状や信号灯器１０の数はこれに限らないし、更に、歩行者用の信号灯器が設置されることにしても良い。
【００２５】
図２は、灯器駆動部２０の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、灯器駆動部２０は、ＳＳＲ（Solid State Relay）２１０と、青灯切り回路２２０と、灯色ピックアップ回路２３０（２３０Ａ，２３０Ｂ）とを有する。
【００２６】
ＳＳＲ２１０は、信号灯器１０の灯色毎に設けられ、商用電源等による交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）の各色灯への供給を、交通信号制御機３０からの点灯／滅灯指令に従ってオン／オフする半導体リレーである。
【００２７】
青灯切り回路２２０は、交通信号制御機３０からの青灯切り指令に従って、商用電源等から信号灯器１０の青色灯への交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）の供給を、点灯／滅灯指令に関わらず強制的にオン／オフする。
【００２８】
図３は、青灯切り回路２２０の回路構成例を示す図である。図３によれば、青灯切り回路２２０は、Ｄ−ＦＦ２２１と、増幅器２２２と、ＢＰＦ・整流器２２３と、青灯切りリレー２２４とを有して構成される。
【００２９】
Ｄ−ＦＦ２２１のデータ端子Ｄには所定電圧Ｖｃが印加され、クロック端子ＣＫには青灯切り指令が入力され、リセット端子Ｒにはリセット信号が入力される。増幅器２２２は、Ｄ−ＦＦ２２１の出力信号Ｑ１を増幅する。ＢＰＦ・整流器２２３は、増幅器２２２からの出力信号に対して、所定帯域の信号を通過させ、帯域外の周波数成分を遮断するとともに、通過させた信号を全波整流する。
【００３０】
青灯切りリレー２２４は、接点構成がａ接点である機械式リレーであり、その接点２２４ａは、ＳＳＲ２１０と青色灯１２との間に設けられている。この青灯切りリレー２２４は、ＢＰＦ・整流器２２３からの出力信号によって接点２２４ａを開閉する。
【００３１】
図４は、青灯切り回路２２０の各部における信号波形を示す図である。図４において、上から順に、Ｄ−ＦＦ２２１のクロック端子ＣＫに入力される青灯切り指令、リセット端子Ｒに入力されるリセット信号、出力端子Ｑ１からの出力信号、ＢＰＦ・整流器２２３のＢＰＦによる信号及び整流された信号、それぞれの信号波形を示している。
【００３２】
先ず、信号灯器１０の青色灯の点灯が許容される通常状態では、図４の左半分（前半部分）の波形で示すように、青灯切り指令は、パルス信号であるリセット信号と同一周期であって位相が略半周期ずれたパルス信号となっており、この信号がＤ−ＦＦ２２１のクロック端子ＣＫに入力される。そして、Ｄ−ＦＦ２２１の出力端子Ｑ１からは、このパルス信号に同期した交流信号（方形波）が出力される。この出力信号Ｑ１が、ＢＰＦ・整流器２２３を介して供給されることで青灯切りリレー２２４が扛上し、青色灯１２には交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）が印加される。
【００３３】
一方、青色灯の点灯が許容されない異常状態では、図４の右半分（後半部分）の波形で示すように、青色切り指令はＬレベル一定の信号となる、このため、Ｄ−ＦＦ２２１の出力信号ＱがＬレベルの信号となり、青灯切りリレー２２４に供給される信号がゼロレベルの信号となって青灯切りリレー２２４が落下し、青色灯１２への交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）の印加がオフとなって青色灯１２が滅灯する。
【００３４】
図２に戻り、二つの灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂは同一構成であり、二重系の構成となっている。この灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂは、それぞれ、信号灯器１０の青色灯の点灯状態（点灯／滅灯）を検出し、検出した点灯状態に応じたピックアップ信号Ａ，Ｂを出力する。
【００３５】
図５は、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂの回路構成例を示す図である。図５によれば、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂそれぞれは、ブリッジ回路である整流回路２３１と、定電圧ダイオード２３２と、発光素子である発光ダイオード２３３ａ及び受光素子であるフォトトランジスタ２３３ｂからなるフォトカプラ２３３とを有して構成される。
【００３６】
灯色ピックアップ回路２３０では、青色灯１２に印加された交流電圧が、直列接続された抵抗Ｒ１〜Ｒ３によって分圧され、更に、整流回路２３１によって全波整流されて発光ダイオード２３３ａに印加される。そして、フォトトランジスタ２３３ｂのスイッチング動作によるパルス信号が、ピックアップ信号Ａ，Ｂとして出力される。
【００３７】
図６は、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂの各部における信号波形を示す図である。図６では、上から順に、青色灯１２に対応するＳＳＲ２１０に対する点灯／滅灯指令、青色灯１２への印加電圧、整流回路２３１からの出力信号、フォトトランジスタ２３３ｂから出力される灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂを示している。
【００３８】
図６に示すように、青色灯１２への点灯／滅灯指令が「点灯」のとき、青色灯１２に対応するＳＳＲ２１０はオン（クローズ）となり、青色灯１２には交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）が印加されて点灯する。そして、青色灯１２に印加された交流電圧が整流回路２３１によって全波整流され、更に、フォトカプラ２３３を介することでパルス信号に変換され、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂとして出力される。
【００３９】
また、青色灯１２への点灯／滅灯指令が「滅灯」のときには、青色灯１２に対応するＳＳＲ２１０はオフ（オープン）となり、青色灯１２への印加電圧はゼロとなって滅灯する。従って、整流回路２３１からの出力信号はゼロレベルとなり、灯色ピックアップ信号はゼロレベル（Ｌレベル）一定の信号となる。
【００４０】
つまり、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂがともに「正常（故障していない）」のとき、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂは同一の信号波形となる。そして、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂは、青色灯１２が“点灯”しているときには交流信号（パルス信号）となり、“滅灯”のときにはゼロレベル（Ｌレベル）一定の信号となる。一方、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂが故障しているときには、対応するピックアップ信号Ａ，Ｂは、点灯／滅灯指令に関わらず交流信号とならない。
【００４１】
図７は、交通信号制御機３０の機能構成を示すブロック図である。図７によれば、交通信号制御機３０は、機能的には、処理部３１０と、記憶部３２０と、通信部３３０とを有する。
【００４２】
処理部３１０は、例えばＣＰＵで実現され、交通信号制御機３０の全体制御を行う。また、処理部３１０は、点灯／滅灯指令生成部３１１と、異常判定部３１２と、ＧＧ検出部３１３と、青灯切り指令生成部３１４とを有し、交通信号制御プログラム３２１に従って対象交差点の交通信号を制御する。
【００４３】
点灯／滅灯指令生成部３１１は、灯器駆動部２０それぞれに対して、対応する信号灯器１０の各灯色の点灯及び滅灯を指定する点灯／滅灯指令を生成する。この点灯／滅灯指令は、制御対象の交差点に予め定められた現示階梯表を実現するように生成される。
【００４４】
異常判定部３１２は、点灯／滅灯指令生成部３１１によって生成された点灯／滅灯指令と、灯色ピックアップ回路２３０から入力された灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂとから、異常判定テーブル３２２を参照し、灯器駆動部２０におけるＳＳＲ２１０及び灯色ピックアップ回路２３０の異常（故障）の有無を判定する。
【００４５】
ここで、判定対象となる故障の種類及び判定原理について説明する。先ず、ＳＳＲ２１０の故障については、「オン（ショート）」となる「ショート故障」と、「オフ（オープン）」となる「オープン故障」とがある。「ショート故障」では、対応する灯色が常時点灯する“異常点灯”となり、「オープン故障」では、対応する灯色が常時滅灯する“異常滅灯”となる。
【００４６】
従って、青色灯への点灯／滅灯指令とその点灯状態とから、青色灯に対応するＳＳＲ２１０の異常を判定することができる。すなわち、青色灯に対する点灯／滅灯指令が「点灯」のときに該青色灯の点灯状態が“滅灯”ならば、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は故障（オープン）と判定でき、点灯／滅灯指令が「滅灯」のときに点灯状態が“点灯”ならば、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は故障（クローズ）と判定できる。なお、青色灯の点灯状態は、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂから判定される。
【００４７】
また、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂについては、上述のように、ともに「正常」の場合、ビックアップ信号Ａ，Ｂが一致するとともに、このピックアップ信号Ａ，Ｂは、青色灯が“点灯”していると交流信号となり、“滅灯”しているとゼロレベル（Ｌレベル）一定の信号となる。また、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂが「故障」している場合、対応するピックアップ信号Ａ，Ｂが交流信号とならず、所定レベル（Ｈ又はＬレベル）の信号となる。
【００４８】
従って、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが一致するならば、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂはともに「正常」と判定できる。更にこのとき、ピックアップ信号Ａ，Ｂがともに交流信号ならば、青色灯の点灯状態は“点灯”と判定でき、ゼロレベル（Ｌレベル）の信号ならば点灯状態は“滅灯”と判定できる。
【００４９】
一方、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが一致しないならば、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂの少なくとも一方が「異常（故障が発生）」と判定できる。このとき、ピックアップ信号Ａ，Ｂのうち一方が交流信号ならば、この交流信号であるピックアップ信号に対応する灯色ピックアップ回路２３０は「正常」であり、他方の灯色ピックアップ回路２３０が「異常」と判定できるとともに、青色灯の点灯状態を“点灯”と判定できる。このような判定原理に基づいて、異常判定テーブル３２２は定められている。
【００５０】
図８は、異常判定テーブル３２２のデータ構成の一例を示す図である。図８によれば、異常判定テーブル３２２は、灯色ピックアップ信号３２２ａと、青色灯への点灯／滅灯指令３２２ｂとの組合せ毎に、異常判定結果を対応付けて格納している。
【００５１】
すなわち、青色灯への点灯／滅灯指令が「点灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂがともに交流ならば、青色灯は“点灯”しており、ＳＳＲ２１０及び灯色ピックアップ回路２３０はともに「正常」と判定される。
【００５２】
また、青色灯への点灯／滅灯指令が「点灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの一方が交流信号であるならば、青色灯は“点灯”しており、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂのうち、ピックアップ信号が交流信号でないほうの灯色ピックアップ回路２３０が「異常」と判定される。
【００５３】
また、青色灯への点灯／滅灯指令が「点灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，ＢがともにＬレベル一定の信号ならば、青色灯は“異常滅灯”しており、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は「異常（オープン）」と判定されるとともに、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂは「正常」と判定される。
【００５４】
また、青色灯への点灯／滅灯指令が「滅灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂがともに交流ならば、青色灯は“異常点灯”しており、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は「異常（ショート）」と判定されるとともに、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂは「正常」と判定される。
【００５５】
また、青色灯への点灯／滅灯指令が「滅灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの一方が交流信号ならば、青色灯は“異常点灯”しており、青色灯へのＳＳＲ２１０は「異常（ショート）」と判定されるとともに、灯色ピックアップ信号が交流信号でないほうの灯色ピックアップ回路２３０が「故障」と判定される。
【００５６】
また、青色灯への点灯／滅灯指令が「滅灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，ＢがともにＬレベル（ゼロレベル）一定の信号ならば、青色灯は“滅灯”しており、青色灯に対応するＳＳＲ２１０及び灯色ピックアップ回路２３０はともに「正常」と判定される。
【００５７】
なお、異常判定部３１２における灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの一致は、デジタル信号処理によりソフトウェア的に判定しても良いし、例えば図９に一例を示す判定回路を用いても良い。
【００５８】
図９は、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの一致を判定する一致判定回路３４０の回路構成の一例を示す図である。図９によれば、一致判定回路３４０は、直列接続されてシフトレジスタを構成するＤ−ＦＦ３４１ａ，３４１ｂと、遅延回路３４２ａ，３４２ｂと、ＥＸＯＲゲート３４３とを有して構成される。
【００５９】
Ｄ−ＦＦ３４１ａのデータ端子Ｄには、後段のＤ−ＦＦ３４１ｂの出力信号Ｑ２が遅延回路３４２ｂを介して入力され、クロック端子ＣＫには、灯色ピックアップ信号Ａが入力される。Ｄ−ＦＦ３４１ｂのデータ端子Ｄには、前段のＤ−ＦＦ３４１ａの出力信号Ｑ１が遅延回路３４２ａを介して入力され、クロック端子ＣＫ２は灯色ピックアップ信号Ｂが入力される。また、Ｄ−ＦＦ３４１ａのセット端子Ｐ、及び、Ｄ−ＦＦ３４１ｂのリセット端子Ｒには、共通の初期化パルスが入力される。遅延回路３４２ａ，３４２ｂは、その遅延時間が、ピックアップ信号Ａ，Ｂの位相が一致するとみなす時間誤差Ｔｗを保証するように構成されている。
【００６０】
ＥＸＯＲゲート３４３には、Ｄ−ＦＦ３４１ａ，３４１ｂそれぞれの反転出力信号Ｑ１，Ｑ２が入力される。
【００６１】
図１０は、一致判定回路３４０の各部における信号波形を示す図である。図１０では、上から順に、初期化パルス、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂ、Ｄ−ＦＦ３４１ａ，３４１ｂの出力信号Ｑ１，Ｑ２、を示している。
【００６２】
図１０によれば、Ｄ−ＦＦ３４１ａ，３４１ｂには、初期化パルスとして、点灯／滅灯指令の変化タイミングに同期したパルス信号が入力される。この初期化パルスの入力タイミングで、Ｄ−ＦＦ３４１ａの出力信号Ｑ１が「１」にセットされ、Ｄ−ＦＦ３４１ｂの出力信号Ｑ２が「０」にリセットされる。そして、Ｄ−ＦＦ３４１ａは、灯色ピックアップ信号Ａの立ち上がりタイミングで、遅延回路３４２ｂを通したＤ−ＦＦ３４１ｂの出力信号Ｑ２を取り込んで出力信号Ｑ１として出力し、Ｄ−ＦＦ３４１ｂは、灯色ピックアップ信号Ｂの立ち上がりタイミングで、遅延回路３４２ａを通したＤ−ＦＦ３４１ａの出力信号Ｑ１を取り込んで出力信号Ｑ２として出力する。
【００６３】
従って、出力信号Ｑ１，Ｑ２は初期化パルスによって互いに一致しない値に初期化されているため、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの位相が略一致するならば、出力信号Ｑ１，Ｑ２は、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの立ち上がりタイミングで略同時に反転する。つまり、出力信号Ｑ１，Ｑ２は一致せず、ＥＸＯＲゲート３４３の出力は「１」となる。
【００６４】
ところが、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが一致しないと、出力信号Ｑ１，Ｑ２が一致することになり、ＥＸＯＲゲート３４３の出力が「０」となる。例えば、図１０では、タイミングｔ１において、灯色ピックアップ信号Ｂの位相が遅れ、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが不一致となっている。このタイミングｔ１において、Ｄ−ＦＦ３４１ａの出力信号Ｑ１は反転するが、Ｄ−ＦＦ３４１ｂでは出力信号Ｑ１の取り込みが行われないために出力信号Ｑ２は変化しない。このため、出力信号Ｑ１，Ｑ２がともに「０」となって一致し、ＥＸＯＲゲート３４３の出力が「０」に変化する。
【００６５】
出力信号Ｑ１，Ｑ２が一旦一致すると、以降は、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの位相が再度一致しても、出力信号Ｑ１，Ｑ２は変化せずにそのままとなり、ＥＸＯＲゲート３４３の出力は「０」のままである。
【００６６】
図７に戻り、ＧＧ検出部３１３は、各灯器駆動部２０の異常判定部３１２によって判定される各信号灯器１０の青色灯の点灯状態をもとに、互いに交差する交通路が同時に青信号となるＧＧ異常の発生有無を検出する。
【００６７】
青灯切り指令生成部３１４は、異常判定部３１２によってＳＳＲ２１０或いは灯色ピックアップ回路２３０の異常が判定された場合、或いは、ＧＧ検出部３１３によってＧＧ検出がなされた場合に、青灯切り回路２２０に出力する青灯切り指令をゼロレベル（Ｌレベル）一定の信号とすることで、信号灯器１０の青色灯を強制的に滅灯させる。
【００６８】
記憶部３２０は、例えばＩＣメモリやハードディスク等で実現され、処理部３１０に交通信号制御機３０を統合的に制御させるためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶するとともに、処理部３１０の作業領域として用いられる。本実施形態では、プログラムとして交通信号制御プログラム３２１が記憶されるとともに、データとして、異常判定テーブル３２２が記憶される。
【００６９】
通信部３３０は、例えばＳＳ無線通信を行う無線通信装置であり、外部装置（主に、灯器駆動部２０）との間の無線通信を制御する。
【００７０】
［作用・効果］
このように、本実施形態の交通信号制御システム１では、灯器駆動部２０における灯色ピックアップ回路２３０が二重系に構成されるとともに、検出対象の青色灯が点灯時に灯色ピックアップ回路２３０による灯色ピックアップ信号が交流信号となるように構成される。つまり、二つの灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂそれぞれによる灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが一致するか否かによって、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂそれぞれの故障有無を判定できる。これにより、灯色ピックアップ回路２３０の信頼性が向上する。また、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが交流信号であるか否かによって、青色灯の点灯状態（点灯／滅灯）が判定できる。
【００７１】
また、なされた点灯／滅灯指令と判定された青色灯の点灯状態とから、青色灯に対応するＳＳＲ２１０の異常を判定することができる。すなわち、青色灯に対する点灯／滅灯指令が「点灯」のときに該青色灯の点灯状態が“滅灯”ならば、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は故障（オープン）と判定でき、「滅灯」のときに点灯状態が“点灯”ならば、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は故障（クローズ）と判定できる。これにより、特に、青色灯に対応するＳＳＲ２１０のショート故障と、灯色ピックアップ回路２３０の故障とが同時に発生した場合を検出することができる。つまり、ＧＧ異常の可能性を確実に検出でき、安全性の向上が図れる。
【００７２】
［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００７３】
（Ａ）異常判定
例えば、交通信号制御機３０で行っていた異常判定は、灯器駆動部２０で行っても良い。すなわち、交通信号制御機３０が有する異常判定部３１２の機能を、灯器駆動部２０が有することにする。
【００７４】
（Ｂ）異常判定の対象
また、上述の実施形態では、信号灯器１０の青色灯を対象とし、青色灯に対応するＳＳＲ２１０及び青色灯の点灯状態を検出する灯色ピックアップ回路２３０の故障検出について説明したが、信号灯器１０の他の色灯（赤色灯や黄色灯）についても同様に適用可能である。
【００７５】
（Ｃ）異常判定結果を報知
また、異常判定部３１２による判定結果を報知することにしても良い。具体的には、異常判定部３１２によってＳＳＲ２１０や灯色ピックアップ回路２３０の異常が判定された場合や、ＧＧ検出部３１３によってＧＧ異常が検出された場合に、発生した異常の内容を報知する。報知の方法としては、交通信号制御機３０に設けられた表示装置に所定のエラーコードを表示したり、或いは、交通信号制御機３０に接続された交通制御センタ等の上位システムに所定の報知信号を通知させたりする。
【符号の説明】
【００７６】
１ 交通信号制御システム
１０ 信号灯器
２０ 灯器駆動部
２１０ ＳＳＲ、２２０ 青灯切り回路
２３０（２３０Ａ，２３０Ｂ） 灯色ピックアップ回路
３０ 交通信号制御機
３１０ 処理部
３１１ 点灯／滅灯指令生成部、３１２ 異常判定部
３１３ ＧＧ検出部、３１４ 青灯切り指令生成部
３２０ 記憶部
３２１ 交通信号制御プログラム、３２２ 異常判定テーブル
３３０ 通信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通信号制御システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
進行方向の異なる複数の道路が交差している交差点では、安全性とスムーズな交通の流れのため、交通信号制御機によって制御される交通信号機が設置されている。交通信号制御では、互いに交差する複数の交通が同時に青信号となったこと（いわゆる、ＧＧ異常）を検出するＧＧ検出機能を有している。このＧＧ検出機能は、信号灯器の各灯色（特に、青色灯）の点灯状態を検出する灯色ピックアップ回路を用いて実現される。
【０００３】
一般的に、信号灯器では、ＳＳＲ（半導体リレー）のオン／オフによって各灯色のＬＥＤへの電圧（ＡＣ１００Ｖ）の供給をオン／オフすることで、各灯色を点灯／滅灯させている。そして、灯色ピックアップ回路は、この各灯色のＬＥＤへの電圧供給の有無を検出し、検出結果を灯色ピックアップ信号として出力している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、灯色ピックアップ回路が故障すると、対応する灯色の点灯状態が検出できなくなるため、ＧＧ異常が発生したのにも関わらずにＧＧ検出がなされない事態が生じ得る。すなわち、青色灯に対応するＳＳＲが短絡故障した場合、点灯／滅灯指令に関わらず、該青色灯は常時“点灯（異常点灯）”した状態となるが、灯色ピックアップ回路が故障していると、この青色灯の“異常点灯”が検出されない。つまり、ＧＧ異常が検出されるべき状態にも関わらずＧＧ検出がなされず、安全な交通の確保といった面で問題となる。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、交通信号制御システムにおけるＧＧ検出機構の異常を検出し、安全性の向上を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の形態は、
信号灯器（例えば、図１の信号灯器１０）の点灯及び滅灯を制御する交通信号制御システム（例えば、図１の交通信号制御システム１）であって、
点灯／滅灯指令に従って前記信号灯器に交流電圧を印加することで、前記信号灯器を点灯／滅灯させる灯器駆動手段（例えば、図２のＳＳＲ２１０）と、
前記信号灯器への印加電圧を検出する電圧検出手段（例えば、図２の灯色ピックアップ回路２３０）と、
前記検出された印加電圧が交流であるか否かによって、前記信号灯器の点灯状態を判定する点灯状態判定手段（例えば、図７の異常判定部３１２）と、
前記点灯／滅灯指令と、前記点灯状態判定手段により判定された点灯状態とから、前記灯器駆動手段の故障を判定する駆動故障判定手段（例えば、図７の異常判定部３１２）と、
を備える交通信号制御システムである。
【０００７】
また、他の形態として、
点灯／滅灯指令に従って信号灯器に交流電圧を印加することで、前記信号灯器を点灯／滅灯させる灯器駆動手段を備えた交通信号制御システムにおける故障判定方法であって、
前記信号灯器への印加電圧が交流であるか否かによって、前記信号灯器の点灯状態を判定する点灯状態判定ステップと、
前記点灯／滅灯指令と前記判定した点灯状態とから、前記灯器駆動手段の故障を判定する駆動故障判定ステップと、
を含む故障判定方法を構成しても良い。
【０００８】
この第１の形態等によれば、信号灯器への印加電圧が検出され、この検出された印加電圧が交流であるか否かによって信号灯器の点灯状態が判定されるとともに、点灯／滅灯指令と判定された信号灯器の点灯状態とから、灯器駆動手段の故障が判定される。
【０００９】
信号灯器は交流電圧が印加されることで点灯するため、信号灯器が点灯しているならば、電圧検出手段によって検出された印加電圧は交流となる。このため、検出された印加電圧が交流であるか否かによって、信号灯器の点灯状態が判定できる。
【００１０】
また、灯器駆動手段が故障すると、その故障状態に応じて、信号灯器は、点灯／滅灯指令に従わずに点灯／滅灯した状態となる。このため、点灯／滅灯指令と、判定した信号灯器の点灯状態とが一致しない場合、灯器駆動手段が故障と判定できる。具体的には、点灯／滅灯指令が滅灯指令のときに信号灯器が“点灯（異常点灯）”している場合や、点灯／滅灯指令が点灯指令のときに信号灯器が“滅灯（異常滅灯）”している場合である。
【００１１】
第２の形態として、第１の形態の交通信号制御システムであって、
前記駆動故障判定手段により故障と判定された場合に、前記信号灯器を強制的に滅灯させる第１の強制滅灯手段（例えば、図２の青灯切り回路２２０）、
を備える交通信号制御システムを構成しても良い。
【００１２】
この第２の形態によれば、信号灯器を点灯／滅灯させる灯器駆動手段の故障が判定された場合に、信号灯器が強制的に滅灯される。灯器駆動手段が故障すると、点灯／滅灯指令が滅灯指令であるにも関わらず信号灯器が点灯してしまう可能性があり、これはＧＧ異常の発生につながる。このため、フェールセーフに鑑みて、灯器駆動手段の故障が判定された場合に信号灯器を強制的に滅灯させることで、ＧＧ異常の発生を防止できる。
【００１３】
第３の形態として、第１又は第２の形態の交通信号制御システムであって、
同一構成の前記電圧検出手段を二つ備えるとともに、
前記二つの電圧検出手段それぞれによって検出された印加電圧の位相の一致を判定する一致判定手段（例えば、図７の異常判定部３１２）、
前記一致判定手段による判定結果をもとに前記二つの電圧検出手段それぞれの故障を判定する検出故障判定手段（例えば、図７の異常判定部３１２）、
を備える交通信号制御システムを構成しても良い。
【００１４】
この第３の形態によれば、同一構成の二つの電圧検出手段それぞれによって検出された印加電圧の位相の一致が判定され、この判定結果をもとに、二つの電圧検出手段それぞれの故障が判定される。このように、同一構成の二つの電圧検出手段を備える二重系とすることで、信号灯器の点灯状態の検出の信頼性が高まる。すなわち、二つの電圧検出手段は同一構成であるので、それぞれによって検出された印加電圧の位相が一致するならば、両方とも正常であると判定できる。一方、二つの電圧検出手段それぞれによって検出された印加電圧の位相が一致しないならば、少なくとも一方が故障していると判定できる。更に、信号灯器が点灯しているならば検出される印加電圧は交流となるので、少なくとも、検出された印加電圧が交流となっている電圧検出手段は正常であると判定できる。
【００１５】
第４の形態として、第３の形態の交通信号制御システムであって、
前記点灯状態判定手段は、前記二つの電圧検出手段によって検出された印加電圧のうち、少なくとも一方が交流のときに点灯と判定する、
交通信号制御システムを構成しても良い。
【００１６】
この第４の形態によれば、二つの電圧検出手段によって検出された印加電圧のうち、少なくとも一方が交流のときに、信号灯器の点灯状態は点灯と判定される。
【００１７】
第５の形態として、第３又は第４の形態の交通信号制御システムであって、
前記検出故障判定手段により故障と判定された場合に、前記信号灯器を強制的に滅灯させる第２の強制滅灯手段（例えば、図２の青灯切り回路２２０）、
を備える交通信号制御システムを構成しても良い。
【００１８】
この第５の形態によれば、信号灯器への印加電圧を検出する電圧検出手段が故障と判定された場合に、信号灯器が強制的に滅灯される。電圧検出手段が故障すると、信号灯器の点灯状態が検出できない。すなわち、点灯／滅灯指令が滅灯指令であるにも関わらず信号灯器が点灯する異常点灯を検出できない可能性があり、これはＧＧ異常の発生につながる。このため、フェールセーフに鑑みて、電圧検出手段の故障が判定された場合に信号灯器を強制的に滅灯させることで、ＧＧ異常の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】交通信号制御システムの設置例。
【図２】灯器駆動部の内部構成図。
【図３】青灯切り回路の回路構成図。
【図４】青灯切り回路における信号波形図。
【図５】灯色ピックアップ回路の回路構成図。
【図６】灯色ピックアップ回路における信号波形図。
【図７】交通信号制御機の内部構成図。
【図８】異常判定テーブルのデータ構成例。
【図９】一致判定回路の回路構成図。
【図１０】一致判定回路における信号波形図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下では、本発明を適用した交通信号制御システムの一例を説明するが、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００２１】
［構成］
図１は、本実施形態における交通信号制御システム１の設置例を示す図である。図１に示すように、交通信号制御システム１は、交差点毎に設置・構成され、複数（図１では、４台）の信号灯器１０と、信号灯器１０それぞれを駆動する灯器駆動部（ＳＳＵ）２０と、交通信号制御機３０とを備えて構成される。灯器駆動部２０それぞれと交通信号制御機３０とは、例えばＳＳ（Spread Spectrum）無線によって通信可能となっているが、ケーブル等による有線接続としても良い。
【００２２】
信号灯器１０は、車両用であり、交差点の所定位置に設置された柱の上方に取り付けられている。灯器駆動部２０は、駆動対象となる信号灯器１０の近傍に取り付けられる。例えば、信号灯器１０に隣接して取り付けられたり、信号灯器１０に内蔵されたり、或いは信号灯器１０が取り付けられた柱の内部に取り付けられる。
【００２３】
交通信号制御機３０は、例えば、信号灯器１０が取り付けられた何れかの柱の下方やその近傍に設置され、自交差点にかかる交通信号全体を制御する。具体的には、交通信号制御機３０は、灯器駆動部２０それぞれに、対応する信号灯器１０の各灯色の点灯及び滅灯を指示する点灯／滅灯指令を送信する。そして、灯器駆動部２０は、交通信号制御機３０から受信した点灯／滅灯指令に従って、駆動対象の信号灯器１０の各灯色の点灯及び滅灯を制御する。
【００２４】
なお、図１では、４つの交通路で構成される十字交差点を対象とし、４つの車両用の信号灯器１０が設置される場合を示しているが、交差点の形状や信号灯器１０の数はこれに限らないし、更に、歩行者用の信号灯器が設置されることにしても良い。
【００２５】
図２は、灯器駆動部２０の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、灯器駆動部２０は、ＳＳＲ（Solid State Relay）２１０と、青灯切り回路２２０と、灯色ピックアップ回路２３０（２３０Ａ，２３０Ｂ）とを有する。
【００２６】
ＳＳＲ２１０は、信号灯器１０の灯色毎に設けられ、商用電源等による交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）の各色灯への供給を、交通信号制御機３０からの点灯／滅灯指令に従ってオン／オフする半導体リレーである。
【００２７】
青灯切り回路２２０は、交通信号制御機３０からの青灯切り指令に従って、商用電源等から信号灯器１０の青色灯への交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）の供給を、点灯／滅灯指令に関わらず強制的にオン／オフする。
【００２８】
図３は、青灯切り回路２２０の回路構成例を示す図である。図３によれば、青灯切り回路２２０は、Ｄ−ＦＦ２２１と、増幅器２２２と、ＢＰＦ・整流器２２３と、青灯切りリレー２２４とを有して構成される。
【００２９】
Ｄ−ＦＦ２２１のデータ端子Ｄには所定電圧Ｖｃが印加され、クロック端子ＣＫには青灯切り指令が入力され、リセット端子Ｒにはリセット信号が入力される。増幅器２２２は、Ｄ−ＦＦ２２１の出力信号Ｑ１を増幅する。ＢＰＦ・整流器２２３は、増幅器２２２からの出力信号に対して、所定帯域の信号を通過させ、帯域外の周波数成分を遮断するとともに、通過させた信号を全波整流する。
【００３０】
青灯切りリレー２２４は、接点構成がａ接点である機械式リレーであり、その接点２２４ａは、ＳＳＲ２１０と青色灯１２との間に設けられている。この青灯切りリレー２２４は、ＢＰＦ・整流器２２３からの出力信号によって接点２２４ａを開閉する。
【００３１】
図４は、青灯切り回路２２０の各部における信号波形を示す図である。図４において、上から順に、Ｄ−ＦＦ２２１のクロック端子ＣＫに入力される青灯切り指令、リセット端子Ｒに入力されるリセット信号、出力端子Ｑ１からの出力信号、ＢＰＦ・整流器２２３のＢＰＦによる信号及び整流された信号、それぞれの信号波形を示している。
【００３２】
先ず、信号灯器１０の青色灯の点灯が許容される通常状態では、図４の左半分（前半部分）の波形で示すように、青灯切り指令は、パルス信号であるリセット信号と同一周期であって位相が略半周期ずれたパルス信号となっており、この信号がＤ−ＦＦ２２１のクロック端子ＣＫに入力される。そして、Ｄ−ＦＦ２２１の出力端子Ｑ１からは、このパルス信号に同期した交流信号（方形波）が出力される。この出力信号Ｑ１が、ＢＰＦ・整流器２２３を介して供給されることで青灯切りリレー２２４が扛上し、青色灯１２には交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）が印加される。
【００３３】
一方、青色灯の点灯が許容されない異常状態では、図４の右半分（後半部分）の波形で示すように、青色切り指令はＬレベル一定の信号となる、このため、Ｄ−ＦＦ２２１の出力信号ＱがＬレベルの信号となり、青灯切りリレー２２４に供給される信号がゼロレベルの信号となって青灯切りリレー２２４が落下し、青色灯１２への交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）の印加がオフとなって青色灯１２が滅灯する。
【００３４】
図２に戻り、二つの灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂは同一構成であり、二重系の構成となっている。この灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂは、それぞれ、信号灯器１０の青色灯の点灯状態（点灯／滅灯）を検出し、検出した点灯状態に応じたピックアップ信号Ａ，Ｂを出力する。
【００３５】
図５は、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂの回路構成例を示す図である。図５によれば、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂそれぞれは、ブリッジ回路である整流回路２３１と、定電圧ダイオード２３２と、発光素子である発光ダイオード２３３ａ及び受光素子であるフォトトランジスタ２３３ｂからなるフォトカプラ２３３とを有して構成される。
【００３６】
灯色ピックアップ回路２３０では、青色灯１２に印加された交流電圧が、直列接続された抵抗Ｒ１〜Ｒ３によって分圧され、更に、整流回路２３１によって全波整流されて発光ダイオード２３３ａに印加される。そして、フォトトランジスタ２３３ｂのスイッチング動作によるパルス信号が、ピックアップ信号Ａ，Ｂとして出力される。
【００３７】
図６は、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂの各部における信号波形を示す図である。図６では、上から順に、青色灯１２に対応するＳＳＲ２１０に対する点灯／滅灯指令、青色灯１２への印加電圧、整流回路２３１からの出力信号、フォトトランジスタ２３３ｂから出力される灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂを示している。
【００３８】
図６に示すように、青色灯１２への点灯／滅灯指令が「点灯」のとき、青色灯１２に対応するＳＳＲ２１０はオン（クローズ）となり、青色灯１２には交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）が印加されて点灯する。そして、青色灯１２に印加された交流電圧が整流回路２３１によって全波整流され、更に、フォトカプラ２３３を介することでパルス信号に変換され、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂとして出力される。
【００３９】
また、青色灯１２への点灯／滅灯指令が「滅灯」のときには、青色灯１２に対応するＳＳＲ２１０はオフ（オープン）となり、青色灯１２への印加電圧はゼロとなって滅灯する。従って、整流回路２３１からの出力信号はゼロレベルとなり、灯色ピックアップ信号はゼロレベル（Ｌレベル）一定の信号となる。
【００４０】
つまり、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂがともに「正常（故障していない）」のとき、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂは同一の信号波形となる。そして、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂは、青色灯１２が“点灯”しているときには交流信号（パルス信号）となり、“滅灯”のときにはゼロレベル（Ｌレベル）一定の信号となる。一方、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂが故障しているときには、対応するピックアップ信号Ａ，Ｂは、点灯／滅灯指令に関わらず交流信号とならない。
【００４１】
図７は、交通信号制御機３０の機能構成を示すブロック図である。図７によれば、交通信号制御機３０は、機能的には、処理部３１０と、記憶部３２０と、通信部３３０とを有する。
【００４２】
処理部３１０は、例えばＣＰＵで実現され、交通信号制御機３０の全体制御を行う。また、処理部３１０は、点灯／滅灯指令生成部３１１と、異常判定部３１２と、ＧＧ検出部３１３と、青灯切り指令生成部３１４とを有し、交通信号制御プログラム３２１に従って対象交差点の交通信号を制御する。
【００４３】
点灯／滅灯指令生成部３１１は、灯器駆動部２０それぞれに対して、対応する信号灯器１０の各灯色の点灯及び滅灯を指定する点灯／滅灯指令を生成する。この点灯／滅灯指令は、制御対象の交差点に予め定められた現示階梯表を実現するように生成される。
【００４４】
異常判定部３１２は、点灯／滅灯指令生成部３１１によって生成された点灯／滅灯指令と、灯色ピックアップ回路２３０から入力された灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂとから、異常判定テーブル３２２を参照し、灯器駆動部２０におけるＳＳＲ２１０及び灯色ピックアップ回路２３０の異常（故障）の有無を判定する。
【００４５】
ここで、判定対象となる故障の種類及び判定原理について説明する。先ず、ＳＳＲ２１０の故障については、「オン（ショート）」となる「ショート故障」と、「オフ（オープン）」となる「オープン故障」とがある。「ショート故障」では、対応する灯色が常時点灯する“異常点灯”となり、「オープン故障」では、対応する灯色が常時滅灯する“異常滅灯”となる。
【００４６】
従って、青色灯への点灯／滅灯指令とその点灯状態とから、青色灯に対応するＳＳＲ２１０の異常を判定することができる。すなわち、青色灯に対する点灯／滅灯指令が「点灯」のときに該青色灯の点灯状態が“滅灯”ならば、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は故障（オープン）と判定でき、点灯／滅灯指令が「滅灯」のときに点灯状態が“点灯”ならば、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は故障（クローズ）と判定できる。なお、青色灯の点灯状態は、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂから判定される。
【００４７】
また、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂについては、上述のように、ともに「正常」の場合、ビックアップ信号Ａ，Ｂが一致するとともに、このピックアップ信号Ａ，Ｂは、青色灯が“点灯”していると交流信号となり、“滅灯”しているとゼロレベル（Ｌレベル）一定の信号となる。また、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂが「故障」している場合、対応するピックアップ信号Ａ，Ｂが交流信号とならず、所定レベル（Ｈ又はＬレベル）の信号となる。
【００４８】
従って、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが一致するならば、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂはともに「正常」と判定できる。更にこのとき、ピックアップ信号Ａ，Ｂがともに交流信号ならば、青色灯の点灯状態は“点灯”と判定でき、ゼロレベル（Ｌレベル）の信号ならば点灯状態は“滅灯”と判定できる。
【００４９】
一方、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが一致しないならば、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂの少なくとも一方が「異常（故障が発生）」と判定できる。このとき、ピックアップ信号Ａ，Ｂのうち一方が交流信号ならば、この交流信号であるピックアップ信号に対応する灯色ピックアップ回路２３０は「正常」であり、他方の灯色ピックアップ回路２３０が「異常」と判定できるとともに、青色灯の点灯状態を“点灯”と判定できる。このような判定原理に基づいて、異常判定テーブル３２２は定められている。
【００５０】
図８は、異常判定テーブル３２２のデータ構成の一例を示す図である。図８によれば、異常判定テーブル３２２は、灯色ピックアップ信号３２２ａと、青色灯への点灯／滅灯指令３２２ｂとの組合せ毎に、異常判定結果を対応付けて格納している。
【００５１】
すなわち、青色灯への点灯／滅灯指令が「点灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂがともに交流ならば、青色灯は“点灯”しており、ＳＳＲ２１０及び灯色ピックアップ回路２３０はともに「正常」と判定される。
【００５２】
また、青色灯への点灯／滅灯指令が「点灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの一方が交流信号であるならば、青色灯は“点灯”しており、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂのうち、ピックアップ信号が交流信号でないほうの灯色ピックアップ回路２３０が「異常」と判定される。
【００５３】
また、青色灯への点灯／滅灯指令が「点灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，ＢがともにＬレベル一定の信号ならば、青色灯は“異常滅灯”しており、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は「異常（オープン）」と判定されるとともに、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂは「正常」と判定される。
【００５４】
また、青色灯への点灯／滅灯指令が「滅灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂがともに交流ならば、青色灯は“異常点灯”しており、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は「異常（ショート）」と判定されるとともに、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂは「正常」と判定される。
【００５５】
また、青色灯への点灯／滅灯指令が「滅灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの一方が交流信号ならば、青色灯は“異常点灯”しており、青色灯へのＳＳＲ２１０は「異常（ショート）」と判定されるとともに、灯色ピックアップ信号が交流信号でないほうの灯色ピックアップ回路２３０が「故障」と判定される。
【００５６】
また、青色灯への点灯／滅灯指令が「滅灯」であり、且つ、灯色ピックアップ信号Ａ，ＢがともにＬレベル（ゼロレベル）一定の信号ならば、青色灯は“滅灯”しており、青色灯に対応するＳＳＲ２１０及び灯色ピックアップ回路２３０はともに「正常」と判定される。
【００５７】
なお、異常判定部３１２における灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの一致は、デジタル信号処理によりソフトウェア的に判定しても良いし、例えば図９に一例を示す判定回路を用いても良い。
【００５８】
図９は、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの一致を判定する一致判定回路３４０の回路構成の一例を示す図である。図９によれば、一致判定回路３４０は、直列接続されてシフトレジスタを構成するＤ−ＦＦ３４１ａ，３４１ｂと、遅延回路３４２ａ，３４２ｂと、ＥＸＯＲゲート３４３とを有して構成される。
【００５９】
Ｄ−ＦＦ３４１ａのデータ端子Ｄには、後段のＤ−ＦＦ３４１ｂの出力信号Ｑ２が遅延回路３４２ｂを介して入力され、クロック端子ＣＫには、灯色ピックアップ信号Ａが入力される。Ｄ−ＦＦ３４１ｂのデータ端子Ｄには、前段のＤ−ＦＦ３４１ａの出力信号Ｑ１が遅延回路３４２ａを介して入力され、クロック端子ＣＫ２は灯色ピックアップ信号Ｂが入力される。また、Ｄ−ＦＦ３４１ａのセット端子Ｐ、及び、Ｄ−ＦＦ３４１ｂのリセット端子Ｒには、共通の初期化パルスが入力される。遅延回路３４２ａ，３４２ｂは、その遅延時間が、ピックアップ信号Ａ，Ｂの位相が一致するとみなす時間誤差Ｔｗを保証するように構成されている。
【００６０】
ＥＸＯＲゲート３４３には、Ｄ−ＦＦ３４１ａ，３４１ｂそれぞれの反転出力信号Ｑ１，Ｑ２が入力される。
【００６１】
図１０は、一致判定回路３４０の各部における信号波形を示す図である。図１０では、上から順に、初期化パルス、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂ、Ｄ−ＦＦ３４１ａ，３４１ｂの出力信号Ｑ１，Ｑ２、を示している。
【００６２】
図１０によれば、Ｄ−ＦＦ３４１ａ，３４１ｂには、初期化パルスとして、点灯／滅灯指令の変化タイミングに同期したパルス信号が入力される。この初期化パルスの入力タイミングで、Ｄ−ＦＦ３４１ａの出力信号Ｑ１が「１」にセットされ、Ｄ−ＦＦ３４１ｂの出力信号Ｑ２が「０」にリセットされる。そして、Ｄ−ＦＦ３４１ａは、灯色ピックアップ信号Ａの立ち上がりタイミングで、遅延回路３４２ｂを通したＤ−ＦＦ３４１ｂの出力信号Ｑ２を取り込んで出力信号Ｑ１として出力し、Ｄ−ＦＦ３４１ｂは、灯色ピックアップ信号Ｂの立ち上がりタイミングで、遅延回路３４２ａを通したＤ−ＦＦ３４１ａの出力信号Ｑ１を取り込んで出力信号Ｑ２として出力する。
【００６３】
従って、出力信号Ｑ１，Ｑ２は初期化パルスによって互いに一致しない値に初期化されているため、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの位相が略一致するならば、出力信号Ｑ１，Ｑ２は、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの立ち上がりタイミングで略同時に反転する。つまり、出力信号Ｑ１，Ｑ２は一致せず、ＥＸＯＲゲート３４３の出力は「１」となる。
【００６４】
ところが、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが一致しないと、出力信号Ｑ１，Ｑ２が一致することになり、ＥＸＯＲゲート３４３の出力が「０」となる。例えば、図１０では、タイミングｔ１において、灯色ピックアップ信号Ｂの位相が遅れ、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが不一致となっている。このタイミングｔ１において、Ｄ−ＦＦ３４１ａの出力信号Ｑ１は反転するが、Ｄ−ＦＦ３４１ｂでは出力信号Ｑ１の取り込みが行われないために出力信号Ｑ２は変化しない。このため、出力信号Ｑ１，Ｑ２がともに「０」となって一致し、ＥＸＯＲゲート３４３の出力が「０」に変化する。
【００６５】
出力信号Ｑ１，Ｑ２が一旦一致すると、以降は、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂの位相が再度一致しても、出力信号Ｑ１，Ｑ２は変化せずにそのままとなり、ＥＸＯＲゲート３４３の出力は「０」のままである。
【００６６】
図７に戻り、ＧＧ検出部３１３は、各灯器駆動部２０の異常判定部３１２によって判定される各信号灯器１０の青色灯の点灯状態をもとに、互いに交差する交通路が同時に青信号となるＧＧ異常の発生有無を検出する。
【００６７】
青灯切り指令生成部３１４は、異常判定部３１２によってＳＳＲ２１０或いは灯色ピックアップ回路２３０の異常が判定された場合、或いは、ＧＧ検出部３１３によってＧＧ検出がなされた場合に、青灯切り回路２２０に出力する青灯切り指令をゼロレベル（Ｌレベル）一定の信号とすることで、信号灯器１０の青色灯を強制的に滅灯させる。
【００６８】
記憶部３２０は、例えばＩＣメモリやハードディスク等で実現され、処理部３１０に交通信号制御機３０を統合的に制御させるためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶するとともに、処理部３１０の作業領域として用いられる。本実施形態では、プログラムとして交通信号制御プログラム３２１が記憶されるとともに、データとして、異常判定テーブル３２２が記憶される。
【００６９】
通信部３３０は、例えばＳＳ無線通信を行う無線通信装置であり、外部装置（主に、灯器駆動部２０）との間の無線通信を制御する。
【００７０】
［作用・効果］
このように、本実施形態の交通信号制御システム１では、灯器駆動部２０における灯色ピックアップ回路２３０が二重系に構成されるとともに、検出対象の青色灯が点灯時に灯色ピックアップ回路２３０による灯色ピックアップ信号が交流信号となるように構成される。つまり、二つの灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂそれぞれによる灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが一致するか否かによって、灯色ピックアップ回路２３０Ａ，２３０Ｂそれぞれの故障有無を判定できる。これにより、灯色ピックアップ回路２３０の信頼性が向上する。また、灯色ピックアップ信号Ａ，Ｂが交流信号であるか否かによって、青色灯の点灯状態（点灯／滅灯）が判定できる。
【００７１】
また、なされた点灯／滅灯指令と判定された青色灯の点灯状態とから、青色灯に対応するＳＳＲ２１０の異常を判定することができる。すなわち、青色灯に対する点灯／滅灯指令が「点灯」のときに該青色灯の点灯状態が“滅灯”ならば、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は故障（オープン）と判定でき、「滅灯」のときに点灯状態が“点灯”ならば、青色灯に対応するＳＳＲ２１０は故障（クローズ）と判定できる。これにより、特に、青色灯に対応するＳＳＲ２１０のショート故障と、灯色ピックアップ回路２３０の故障とが同時に発生した場合を検出することができる。つまり、ＧＧ異常の可能性を確実に検出でき、安全性の向上が図れる。
【００７２】
［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００７３】
（Ａ）異常判定
例えば、交通信号制御機３０で行っていた異常判定は、灯器駆動部２０で行っても良い。すなわち、交通信号制御機３０が有する異常判定部３１２の機能を、灯器駆動部２０が有することにする。
【００７４】
（Ｂ）異常判定の対象
また、上述の実施形態では、信号灯器１０の青色灯を対象とし、青色灯に対応するＳＳＲ２１０及び青色灯の点灯状態を検出する灯色ピックアップ回路２３０の故障検出について説明したが、信号灯器１０の他の色灯（赤色灯や黄色灯）についても同様に適用可能である。
【００７５】
（Ｃ）異常判定結果を報知
また、異常判定部３１２による判定結果を報知することにしても良い。具体的には、異常判定部３１２によってＳＳＲ２１０や灯色ピックアップ回路２３０の異常が判定された場合や、ＧＧ検出部３１３によってＧＧ異常が検出された場合に、発生した異常の内容を報知する。報知の方法としては、交通信号制御機３０に設けられた表示装置に所定のエラーコードを表示したり、或いは、交通信号制御機３０に接続された交通制御センタ等の上位システムに所定の報知信号を通知させたりする。
【符号の説明】
【００７６】
１ 交通信号制御システム
１０ 信号灯器
２０ 灯器駆動部
２１０ ＳＳＲ、２２０ 青灯切り回路
２３０（２３０Ａ，２３０Ｂ） 灯色ピックアップ回路
３０ 交通信号制御機
３１０ 処理部
３１１ 点灯／滅灯指令生成部、３１２ 異常判定部
３１３ ＧＧ検出部、３１４ 青灯切り指令生成部
３２０ 記憶部
３２１ 交通信号制御プログラム、３２２ 異常判定テーブル
３３０ 通信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号灯器の点灯及び滅灯を制御する交通信号制御システムであって、
点灯／滅灯指令に従って前記信号灯器に交流電圧を印加することで、前記信号灯器を点灯／滅灯させる灯器駆動手段と、
前記信号灯器への印加電圧を検出する電圧検出手段と、
前記検出された印加電圧が交流であるか否かによって、前記信号灯器の点灯状態を判定する点灯状態判定手段と、
前記点灯／滅灯指令と、前記点灯状態判定手段により判定された点灯状態とから、前記灯器駆動手段の故障を判定する駆動故障判定手段と、
を備える交通信号制御システム。
【請求項２】
前記駆動故障判定手段により故障と判定された場合に、前記信号灯器を強制的に滅灯させる第１の強制滅灯手段、
を備える請求項１に記載の交通信号制御システム。
【請求項３】
同一構成の前記電圧検出手段を二つ備えるとともに、
前記二つの電圧検出手段それぞれによって検出された印加電圧の位相の一致を判定する一致判定手段、
前記一致判定手段による判定結果をもとに前記二つの電圧検出手段それぞれの故障を判定する検出故障判定手段、
を備える請求項１又は２に記載の交通信号制御システム。
【請求項４】
前記点灯状態判定手段は、前記二つの電圧検出手段によって検出された印加電圧のうち、少なくとも一方が交流のときに点灯と判定する、
請求項３に記載の交通信号制御システム。
【請求項５】
前記検出故障判定手段により故障と判定された場合に、前記信号灯器を強制的に滅灯させる第２の強制滅灯手段、
を備える請求項３又は４に記載の交通信号制御システム。
【請求項６】
点灯／滅灯指令に従って信号灯器に交流電圧を印加することで、前記信号灯器を点灯／滅灯させる灯器駆動手段を備えた交通信号制御システムにおける故障判定方法であって、
前記信号灯器への印加電圧が交流であるか否かによって、前記信号灯器の点灯状態を判定する点灯状態判定ステップと、
前記点灯／滅灯指令と前記判定した点灯状態とから、前記灯器駆動手段の故障を判定する駆動故障判定ステップと、
を含む故障判定方法。
【請求項１】
信号灯器の点灯及び滅灯を制御する交通信号制御システムであって、
点灯／滅灯指令に従って前記信号灯器に交流電圧を印加することで、前記信号灯器を点灯／滅灯させる灯器駆動手段と、
前記信号灯器への印加電圧を検出する電圧検出手段と、
前記検出された印加電圧が交流であるか否かによって、前記信号灯器の点灯状態を判定する点灯状態判定手段と、
前記点灯／滅灯指令と、前記点灯状態判定手段により判定された点灯状態とから、前記灯器駆動手段の故障を判定する駆動故障判定手段と、
を備える交通信号制御システム。
【請求項２】
前記駆動故障判定手段により故障と判定された場合に、前記信号灯器を強制的に滅灯させる第１の強制滅灯手段、
を備える請求項１に記載の交通信号制御システム。
【請求項３】
同一構成の前記電圧検出手段を二つ備えるとともに、
前記二つの電圧検出手段それぞれによって検出された印加電圧の位相の一致を判定する一致判定手段、
前記一致判定手段による判定結果をもとに前記二つの電圧検出手段それぞれの故障を判定する検出故障判定手段、
を備える請求項１又は２に記載の交通信号制御システム。
【請求項４】
前記点灯状態判定手段は、前記二つの電圧検出手段によって検出された印加電圧のうち、少なくとも一方が交流のときに点灯と判定する、
請求項３に記載の交通信号制御システム。
【請求項５】
前記検出故障判定手段により故障と判定された場合に、前記信号灯器を強制的に滅灯させる第２の強制滅灯手段、
を備える請求項３又は４に記載の交通信号制御システム。
【請求項６】
点灯／滅灯指令に従って信号灯器に交流電圧を印加することで、前記信号灯器を点灯／滅灯させる灯器駆動手段を備えた交通信号制御システムにおける故障判定方法であって、
前記信号灯器への印加電圧が交流であるか否かによって、前記信号灯器の点灯状態を判定する点灯状態判定ステップと、
前記点灯／滅灯指令と前記判定した点灯状態とから、前記灯器駆動手段の故障を判定する駆動故障判定ステップと、
を含む故障判定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−９６００６（Ｐ２０１１−９６００６Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９２７５（Ｐ２００９−２４９２７５）
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００００１２９２）株式会社京三製作所 (324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００００１２９２）株式会社京三製作所 (324)
【Ｆターム（参考）】
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