制御装置および制御方法
【課題】オフセット追従において、追従中の交通状況やオフセットの影響を考慮した制御装置を提供する。
【解決手段】オフセット・サブエリアトリー生成装置１０は、隣接する信号機５間の青開始の時間差を示すオフセットを制御する。隣接する信号機間を結合するリンクを探索し（１６）、オフセット情報に基づいて、前記リンクにおける複数のオフセット候補を所定の範囲で生成し（１７）、前記リンクにおける交通状況およびオフセット候補に基づいて、前記リンクにおける遅れ時間を複数算出し（１８）、複数の遅れ時間のうち最小の遅れ時間が算出されたオフセット候補を新たなオフセットとして選択する（１９）。これにより、適切なオフセットが設定される。
【解決手段】オフセット・サブエリアトリー生成装置１０は、隣接する信号機５間の青開始の時間差を示すオフセットを制御する。隣接する信号機間を結合するリンクを探索し（１６）、オフセット情報に基づいて、前記リンクにおける複数のオフセット候補を所定の範囲で生成し（１７）、前記リンクにおける交通状況およびオフセット候補に基づいて、前記リンクにおける遅れ時間を複数算出し（１８）、複数の遅れ時間のうち最小の遅れ時間が算出されたオフセット候補を新たなオフセットとして選択する（１９）。これにより、適切なオフセットが設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置および制御方法に関し、特に、信号の青開始時刻差であるオフセットと、オフセットを伝播させるトリー状の経路であるサブエリアトリーを得る制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車による交通渋滞の問題が顕著となり、道路を効率良く利用することが一層求められている。効率良く道路を利用する方法として、個々の信号を独立に扱い、他の信号の影響は考慮しない単独制御や、同一道路や道路網における信号群を制御する系統制御などが行われている。
【０００３】
系統制御では、主に、信号が各方向の交通流に与える青信号時間の比を示すスプリットや、隣接する信号同士の青信号開始時刻の差を示すオフセットや、信号の周期を示すサイクル長が調整されている。
【０００４】
系統制御の方法の一例として、オンライン・リアルタイム信号制御において、オフセットが５、１５分といった制御周期で目標値が与えられ、それに向けて値の変更がなされる方法が知れている（例えば、非特許文献１参照）。この際、１回の変更で可能な調整量が決められており、目標値がこれを超える場合は、複数サイクルに渡って段階的な調整をするオフセット追従と呼ばれる処理が行われる。また、隣接ノード（交差点）にオフセットを与える方向と順番は、予め交通調査等の結果に基づいて設定されたリンクによって決められている。
【０００５】
以下、このリンクによって構成する最小単位の領域をサブエリア、１つ以上のサブエリアを結合してできるリンクの集合をサブエリアトリーと呼ぶ。サブエリア内では、信号機を同一周期で動作させる。
【０００６】
また、系統制御の方法の他の一例として、オフセットの変更方向をプラス（サイクル長を徐々にのばす）とマイナス（サイクル長を徐々に縮める）に分け、目標となるオフセットに対して追従の回数とその過程の反転数を最小化し、線形計画法に帰着させて追従方向の組合せを求める方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、系統制御の方法の他の一例として、隣接する２つのサブエリアをそれぞれのサイクル長で系統制御した場合と、長い方のサイクル長で結合した場合の評価値を比較し、評価値が小さいほど良いものとして、結合した場合の評価値が小さければ結合する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
図１４は従来のオフセット追従の概念図であり、従来のオフセット追従過程における時刻と到着車両の累積台数の関係（図１４（ａ）参照）、およびオフセットと遅れ時間の関係（図１４（ｂ）参照）を示している。ｉは追従に伴うオフセットの変更回数であり、追従発生時には、目標値に向けて追従幅ΔＯｓずつオフセットを増加（プラス追従）または減少（マイナス追従）させる。図１４は、追従前の状態(ｉ＝０)から２回プラス追従した場合の累積台数を表している。この累積台数の面積が到着車両の延べ停止時間、つまり遅れ時間ＰＩに相当する。
【０００９】
制御パラメータには、サイクルＣ（信号の周期）、スプリットＳ（信号が各方向の交通流に与える青信号時間の比）、オフセットＯ（隣接する信号同士の青信号開始時刻の差）が存在するが、Ｃ、Ｓを固定してＰＩとOの関係をＰＩｉ＝ｆ（Ｏｉ）と単純化すると、オフセット変更後のＰＩｉ＋１が取り得る値はｆ(Ｏｉ＋ΔＯｓ)またはｆ(Ｏｉ−ΔＯｓ)となる。
【００１０】
【非特許文献１】「改訂交通信号の手引き」、社団法人交通工学研究会、平成１８年７月、ｐ．５７−６０
【特許文献１】特開２０００−２５９９８５号公報
【特許文献２】特開２０００−２０８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図１４に示したオフセット追従では、オフセット変更後のＰＩｉ＋１の値は、追従幅と追従方向によって決定するため、必ずしも追従前のＰＩ０よりも小さくなるとは限らなかった。
【００１２】
また、非特許文献１の方法では、追従過程のオフセットは過渡的なものである。このため、追従が収まるまでの間は意図したオフセットが運用されず、交通流を妨げる可能性があった。また、結合したサブエリア間では系統制御が行われるが、結合の判定はサイクル長の大きさのみによって行われる。与えられるオフセットの影響を考慮しているわけではなく、必ずしも適切なオフセットが設定されるとは限らない。
【００１３】
また、特許文献１の方法では、できるだけ早く追従が完了するようにオフセットの変更がなされるが、追従中の交通状況を考慮しているわけではない。追従中も、何らかの手段によって適切にオフセットを制御することが望ましい。
【００１４】
また、特許文献２の方法では、評価値に基づいて結合の判定を行い、サブエリアトリーを構成するが、オフセットを与える方向や結合先のノードを変えることはできない。交通状況は常に変化しており、車群の流れに適した系統制御を行うためには、任意の方向や相手先とのオフセットを与えることが望ましい。
【００１５】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、オフセット追従において、追従中の交通状況やオフセットの影響を考慮した制御装置、制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の制御装置は、隣接する信号機間の青開始の時間差を示すオフセットを制御する制御装置であって、前記隣接する信号機間を結合するリンクを探索する対象リンク探索部と、前記オフセットに関するオフセット情報に基づいて、前記リンクにおける複数のオフセット候補を所定の範囲で生成するオフセット候補生成部と、前記リンクにおける交通状況および前記オフセット候補に基づいて、前記リンクにおける車両全体の停止時間に相当する遅れ時間を複数算出する遅れ時間算出部と、複数の遅れ時間のうち最小の遅れ時間が算出されたオフセット候補を新たなオフセットとして選択するオフセット選択部とを有する構成としている。
【００１７】
上記構成によれば、実際の交通流を再現しながらオフセットを変更していくので、伝播過程の交通状況への影響を考慮したオフセットを得ることができる。また、任意の調整範囲でオフセットを調整するので、目標値に向けた段階的なオフセットを与える必要が無く、追従可能な範囲で遅れ時間を最小化するオフセットが得られる。
【００１８】
また、本発明の第２の制御装置は、前記新たなオフセットに対応するリンクを結合し、前記新たなオフセットを伝搬させるトリー状の経路であるサブエリアトリーを生成するサブエリアトリー生成部を有する構成としている。
【００１９】
上記構成によれば、各リンクにおける遅れ時間を最小とした最適な信号制御を行うことが可能なサブエリアトリーを生成することができる。
【００２０】
また、本発明の第３の制御装置は、前記サブエリアトリー生成部が、信号機を同一周期で動作させる領域を示すサブエリア同士が隣接し、かつ、サイクル長の差が所定範囲である場合、サブエリア間に存在するリンクを含めて１つのサブエリアトリーを生成する構成としている。
【００２１】
上記構成によれば、信号機が同一周期のサブエリア同士が所定の条件を満たした場合に、１つのサブエリアトリーとして生成することが可能である。
【００２２】
また、本発明の第１の制御方法は、隣接する信号機間の青開始の時間差を示すオフセットを制御する制御方法であって、制御装置において、前記隣接する信号機間を結合するリンクを探索する工程と、前記オフセットに関するオフセット情報に基づいて、前記リンクにおける複数のオフセット候補を所定の範囲で生成する工程と、前記リンクにおける交通状況および前記オフセット候補に基づいて、前記リンクにおける車両全体の停止時間に相当する遅れ時間を複数算出する工程と、複数の遅れ時間のうち最小の遅れ時間が算出されたオフセット候補を新たなオフセットとして選択する工程とを有する方法としている。
【００２３】
上記方法によれば、実際の交通流を再現しながらオフセットを変更していくので、伝播過程の交通状況への影響を考慮したオフセットを得ることができる。また、任意の調整範囲でオフセットを調整するので、目標値に向けた段階的なオフセットを与える必要が無く、追従可能な範囲で遅れ時間を最小化するオフセットが得られる。
【００２４】
また、本発明の第２の制御方法は、前記新たなオフセットに対応するリンクを結合し、前記新たなオフセットを伝搬させるトリー状の経路であるサブエリアトリーを生成するサブエリアトリー生成工程を有する方法としている。
【００２５】
上記方法によれば、各リンクにおける遅れ時間を最小とした最適な信号制御を行うことが可能なサブエリアトリーを生成することができる。
【００２６】
また、本発明の第３の制御方法は、前記サブエリアトリー生成工程において、信号機を同一周期で動作させる領域を示すサブエリア同士が隣接し、かつ、サイクル長の差が所定範囲である場合、サブエリア間に存在するリンクを含めて１つのサブエリアトリーを生成する方法としている。
【００２７】
上記方法によれば、信号機が同一周期のサブエリア同士が所定の条件を満たした場合に、１つのサブエリアトリーとして生成することが可能である。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明は、サブエリアトリーに従って交通流を再現しながらオフセットを変更していくので、伝播過程の交通状況への影響を考慮したオフセットを得ることができる。
【００２９】
また、伝播過程において任意の調整範囲でオフセットを調整するので、目標値に向けた段階的なオフセットを与える必要が無く、追従可能な範囲で遅れ時間を最小化するオフセットが得られる。
【００３０】
また、遅れ時間を最小化するようにリンクを探索し、サブエリアトリーを構成していくので、交通調査等を行うことなく、交通状況に応じた適切なリンクの向きと結合の有無を設定することができる。
【００３１】
また、交通流シミュレーションを用いて、任意の交通流データに対するサブエリアトリーとオフセットを生成する。このため、交通状況の変化に対して、動的にサブエリアトリーとオフセットを変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態にかかるオフセット・サブエリアトリー生成装置および方法について説明する。まず、本実施形態おけるオフセット追従の概念について説明する。
【００３３】
図１３は本発明の実施形態におけるオフセット追従の一例の概要を示す図である。オフセット追従動作の過程において、変更可能な範囲で遅れ時間を最小化するオフセットを求める。
【００３４】
図１３では、ｉは追従に伴うオフセットの変更回数を示している。また、図１３（ａ）累積台数軸と時刻軸からなるグラフにおいて、三角形の面積（ＰＩ０、ＰＩ１、ＰＩ２）が到着車両の延べ停止時間、つまり遅れ時間ＰＩに相当する。ここでは、i＝０、１、２の場合を例示している。
【００３５】
オフセットＯｉから追従幅ΔＯｓ以内を変更可能範囲(Ｏｉ−ΔＯｓ〜Ｏｉ＋ΔＯｓ)として、この中で複数のオフセット侯補を生成する。図１３（ｂ）の棒ブラフは、各侯補に対する遅れ時間ＰＩを表している。この中で最小の遅れ時間となるオフセット変更量ΔＯｉを採用し、追従過程のオフセット（Ｏｉ＋１＝Ｏｉ+ΔＯｉ）を決定する。ここでは、i＝０、１の場合を例示している。
【００３６】
次に、上記のようなオフセット追従を行うための道路システム１００の構成の一例について説明する。
【００３７】
図１は本発明の実施形態における道路システム１００の概略構成の一例を示すブロック図である。道路システム１００は、道路網１、信号制御装置７、オフセット・サブエリアトリー生成装置１０を有して構成される。尚、オフセット・サブエリアトリー生成装置１０は「制御装置」の一例である。
【００３８】
道路網１において、交差点（ノード）２、道路３はそれぞれ交差点、道路を模式化したものである。サブエリア４は、複数のノードを含み、それらを同一のサイクル長で動作させる領域である。信号機５は道路網１内の交差点２に設置され、交通制御を行う。感知器６は道路３に設置され、超音波、マイクロ波、光学、ループコイルなどの方式により車両の断面交通量や占有率、速度を計測可能なものとする。
【００３９】
信号制御装置７は、道路網１上の信号機５等を制御可能であり、オンライン・リアルタイムで交通情報の収集と信号制御パラメータの生成を行う装置である。信号制御装置７は、感知器情報計測部８および信号制御情報算出部９を有して構成される。
【００４０】
感知器情報計測部８は、感知器６が計測した交通量、速度を含む感知器情報を５分、あるいは２．５分毎などに集計する。
【００４１】
信号制御情報算出部９は、時間帯や曜日属性毎に設定されたパターンから選択されたパラメータ、あるいは感知器情報計測部８の感知器情報に基づいて生成した信号制御パラメータを道路網１の各信号機に送出する。ここでは、信号制御パラメータであるサイクル長（信号の周期）、スプリット（信号が各方向の交通流に与える青信号時間の比）を既存の方法で算出し、オフセット（隣接する信号同士の青信号開始時刻の差）のみを本実施形態の方法で算出する。
【００４２】
オフセット・サブエリアトリー生成装置１０は、図示しない通信手段によって信号制御装置７に接続されており、相互にデータの送受が行えるものとする。オフセット・サブエリアトリー生成装置１０は、対象リンク探索探索手段１６、オフセット候補生成手段１７、遅れ時間算出手段１８、オフセット選択手段１９、サブエリアトリー生成手段２０、メモリ３０を有して構成される。
【００４３】
メモリ３０は、リンク情報蓄積手段１１、現行パラメータ蓄積手段１２、交通流データ蓄積手段１３、生成オフセット蓄積手段１４、トリー情報蓄積手段１５を有して構成され、リンク情報やトリー情報、その他各種情報を記憶する。
【００４４】
リンク情報蓄積手段１１は、交差点２間にオフセットを与える方向を表すリンクの情報を管理する。
【００４５】
現行パラメータ蓄積手段１２は、信号制御情報算出部９にて計算した制御パラメータを格納する。
【００４６】
交通流データ蓄積手段１３は、感知器情報計測部８が集計した交通量、速度を含む交通流データを格納する。ここでは、制御周期あるいは任意のタイミングで時系列の交通流データを図示しない通信手段で受信し、交通流データ蓄積手段１３に保存するものとする。
【００４７】
生成オフセット蓄積手段１４は、生成された各リンクのオフセット情報を格納する。リンクとは、隣接する交差点２を結合したものである。また、オフセット情報には、オフセット選択手段１９に選択されたオフセットの情報が含まれる。
【００４８】
トリー情報蓄積手段１５は、生成されたサブエリアトリーの結合関係を示すトリー情報を保持する。サブエリアトリーとは、１つ以上のサブエリア４を結合してできるリンクの集合である。
【００４９】
対象リンク探索手段１６、オフセット侯補生成手段１７、遅れ時間算出手段１８、オフセット選択手段１９、サブエリアトリー生成手段２０は、道路網１の各リンクにおけるオフセットの調整量を生成し、信号制御装置７に送出する。
【００５０】
対象リンク探索手段１６は、任意のリンクについて、リンク情報蓄積手段１１の保持する情報に基づき、オフセットを伝達可能なリンクを探索して抽出する。
【００５１】
オフセット侯補生成手段１７は、現行パラメータ蓄積手段１２で抽出したリンクについて、現行のオフセットから調整可能な範囲で新たなオフセットを生成する。
【００５２】
遅れ時間算出手段１８は、交通流データ蓄積手段１３から当該リンクの交通量および速度を取得し、上流側交差点から出発して拡散を伴い下流側へ到達する車群を推計する。さらに、下流側に到着する車両の停止時間および停止回数から遅れ時間を算出する。
【００５３】
オフセット選択手段１９は、遅れ時間算出手段１８で算出した各オフセットに対する遅れ時間を比較し、遅れ時間のより小さいオフセットを選択する。
【００５４】
サブエリアトリー生成手段２０は、オフセット選択手段１９で選択されたオフセットが与えられたリンクをサブエリアトリーに加える。
【００５５】
次に、道路網１におけるサブエリア構成の一例について説明する。図２（ａ）は道路網１におけるサブエリア構成の一例を示す図である。
【００５６】
サブエリア２０２にトリーの根となるキーノード２０３とそれ以外の一般交差点２０４が含まれ、リンク２０５を介して互いに結合されている。また、各交差点にはユニークな識別記号（図中Ａ〜Ｋ）が付与されており、これらの接続関係であるリンクを、たとえばＡＢ、ＡＣのように始終端ノードの記号列として表現する。接続関係を表す全ての要素をリストＬＡＬＬに格納する。尚、リストＬＡＬＬは以下のように表せる。
【００５７】
ＬＡＬＬ＝｛ＡＢ、ＡＣ、ＢＤ、ＢＥ、ＣＤ、ＣＪ、・・・、ＧＩ｝
【００５８】
また、ＬＧＥＴおよびＬＳＥＴをＬＡＬＬのサブセットとし、探索対象のリンクをＬＧＥＴ、オフセット設定済みのリンクをＬＳＥＴに格納する。ＬＧＥＴ、ＬＳＥＴ、ＬＡＬＬはメモリ３０に格納される。尚、ＬＧＥＴ、ＬＳＥＴ、ＬＡＬＬは以下のような関係を満たす。
【００５９】
ＬＳＥＴ⊆ＬＡＬＬ
ＬＧＥＴ⊆ＬＡＬＬ
【００６０】
また、図２（ｂ）はサブエリアトリーの構成例を示す図である。このような構成は、例えば、キーノードＡ２０３を起点として、ノードＡと接続されるノードＢ、Ｃ、ノードＢに接続されるノードＡ以外のノードＤ、Ｅ・・・をトリー状に連結させることで作成される。サブエリアトリーの生成においては、トリー情報が参照される。
【００６１】
次に、オフセット・サブエリアトリー生成装置１０の動作の一例について説明する。図３にオフセット・サブエリアトリー生成装置１０の全体処理フローの一例を示すフローチャートである。
【００６２】
まず、対象リンク探索手段１６が処理を行う（ステップＳ３０１）。主に、オフセットを伝達可能なリンクを探索して抽出したリンクをリストＬＧＥＴに追加する。
【００６３】
続いて、オフセット侯補生成手段１７が処理を行う（ステップＳ３０２）。主に、ＬＧＥＴに格納された各リンクの終端ノードについて各リンクのオフセット侯補を得る。
【００６４】
続いて、遅れ時間算出手段１８が処理を行う（ステップＳ３０３）。主に、感知器データと生成したオフセット侯補に基づいて交通流を再現し、遅れ時間を算出する。
【００６５】
続いて、オフセット選択手段１９が処理を行う（ステップＳ３０４）。主に、ＬＧＥＴの中で最も遅れ時間の小さいノードとオフセット侯補の組を抽出し、オフセットを設定する。そして、設定したリンクをＬＧＥＴから除き、設定済みリンクのリストＬＳＥＴに追加する。
【００６６】
続いて、図示しない制御部が、未探索のリンクが存在するか否かを判定する（ステップＳ３０５）。存在する場合は、ステップＳ３０１の直前に戻る。存在しない場合は、サブエリアトリー生成手段２０が処理を行う（ステップＳ３０６）。主に、トリー構成の情報を得る。
【００６７】
次に、対象リンク探索手段１６について説明する。
図４は対象リンク探索手段１６の動作の一例を示すフローチャートである。図５〜図７は対象リンク探索手段１６による探索の一例の概念図である
【００６８】
まず、メモリ３０から全てのリンク情報が納められたリストＬＡＬＬと、オフセット設定済みリンクのリンク情報が収められたリストＬＳＥＴを呼び出す（ステップＳ４０１）。
【００６９】
続いて、探索対象リンクのリストＬＧＥＴが空か否かを判定する（ステップＳ４０２）。空の場合は、トリーの根（キーノード、図２ではＡのキーノード２０３に相当）を始端とするリンクをＬＧＥＴに格納して処理を終了する（図５参照）（ステップＳ４０３）。
【００７０】
空でない場合は、設定済みのリンクに接続関係を持ち、オフセットが未設定かつ閉ループとならないリンクを探索し（ステップＳ４０４）、このようなリンクが存在するか否かを判定する（ステップＳ４０５）。
【００７１】
条件を満たすリンクが存在する場合は、ＬＧＥＴに追加して処理を終了し（図６（ａ）、（ｂ）参照）（ステップＳ４０６）、存在しない場合はＬＧＥＴに空集合を設定して処理を終了する（図７参照）（ステップＳ４０７）。
【００７２】
次に、オフセット生成手段１７について説明する。図８はオフセット候補生成手段１７の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７３】
まず、未設定リンクのリストＬＧＥＴの先頭から要素を取り出し、終端ノードの記号ｉを取り出す（ステップＳ８０１）。
【００７４】
続いて、現行パラメータ蓄積手段１２からノードｉ（＝１、２、・・・、Ｎ）のオフセット現在値Ｏｉを得る（ステップＳ８０２）。続いて、現在値Ｏｉに基づいて、任意の範囲でＭ個のオフセット侯補Ｏｉｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｍ）を生成し（ステップＳ８０３）、メモリ３０に保存して終了する（ステップＳ８０４）。尚、上記任意の範囲は、オフセット候補生成手段１７が設定することが可能である。
【００７５】
次に、遅れ時間算出手段１８について説明する。図９は遅れ時間算出手段１８の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、メモリ３０から始端ノードのオフセット候補Ｏｉｊを読み込み（ステップＳ９０１）、交通流データ蓄積手段１３から当該リンクの交通量と速度データを読み込む（ステップＳ９０２）。
【００７７】
続いて、オフセット侯補Ｏｉｊと交通流データに基づいて、当該リンクを走行する車群の時系列データ（車群プロファイル）を生成する（ステップＳ９０３）。この車群プロファイルと下流交差点のパラメータに基づいて、停止回数Ｓと停止時間Ｄを算出する（ステップＳ９０４）。これらを加重結合した値である遅れ時間ＰＩｉｊをメモリ３０へ保存する（ステップＳ９０５）。
【００７８】
次に、オフセット選択手段１９について説明する。図１０はオフセット選択手段１９の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、対象リンクＬＧＥＴ、オフセット侯補Ｏｉｊ、遅れ時間ＰＩｉｊをメモリ３０から読み込む（ステップＳ１００１）。
【００８０】
続いて、遅れ時間の最も小さいオフセットとリンクの組合せを抽出する（ステップＳ１００２）。抽出したリンクを探索済のリストＬＳＥＴに追加し（ステップＳ１００３）、抽出したオフセットをオフセット蓄積手段１４に蓄積して終了する（ステップＳ１００４）。
【００８１】
次に、サブエリアトリー生成手段２０について説明する。図１１はサブエリアトリー生成手段２０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００８２】
まず、メモリ３０から探索済リンクのリストＬＳＥＴを読み込む（ステップＳ１１０１）。リストＬＳＥＴの先頭から要素（リンク）を取りだし（ステップＳ１１０２）、その始終端ノードの接続関係をトリー情報に追加する（ステップＳ１１０３）。
【００８３】
続いて、ＬＳＥＴが空かどうか判定する（ステップＳ１１０４）。空でなければ、Ｓ１１０２の直前に戻る。空の場合は、得られた結合関係を示すトリー情報をトリー情報蓄積手段１５に保存し、終了する（Ｓ１１０５）。
【００８４】
例えば、探索によって図７の探索済リストが得られた場合、生成されるサブエリアトリーの形状を示す生成サブエリア１２０１は図１２のようになる。図１２はオフセット・サブエリアトリー生成装置１０が生成したサブエリアトリーの形状の一例を示す図である。
【００８５】
尚、サブエリアトリーを生成する際には、サイクル長の差が所定範囲のサブエリア４同士が隣接する場合に、サブエリア間に存在するリンクを含めて１つのサブエリアトリーを構成するように、トリー情報が生成される。
【００８６】
このような道路システム１００によれば、信号の青開始時刻差であるオフセットを、伝播過程の遅れ時間が小さくなるように設定することができる。したがって、このオフセットを交通管制システムに適用すれば、追従中においても円滑な交通流を得ることができる。
【００８７】
さらに、交差点間にオフセットを与えるリンクを探索して、トリー状の経路であるサブエリアトリーを生成することができる。したがって、交通管制システムに対して、交通状況に応じたリンクの向きや結合先を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、オフセット追従において、追従中の交通状況やオフセットの影響を考慮した制御装置および制御方法ならびに交通管制システム等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施形態におけるシステム構成の一例を示す図
【図２】本発明の実施形態におけるサブエリア構成の一例を示す概念図
【図３】本発明の実施形態におけるオフセット・サブエリアトリー生成装置の動作の一例を示すフローチャート
【図４】本発明の実施形態における対象リンク探索手段の動作の一例を示すフローチャート
【図５】本発明の実施形態における対象リンク探索手段による探索の一例を示す概念図
【図６】本発明の実施形態における対象リンク探索手段による探索の一例を示す概念図
【図７】本発明の実施形態における対象リンク探索手段による探索の一例を示す概念図
【図８】本発明の実施形態におけるオフセット侯補生成手段の動作の一例を示すフローチャート
【図９】本発明の実施形態における遅れ時間算出手段の動作の一例を示すフローチャート
【図１０】本発明の実施形態におけるオフセット選択手段の動作の一例を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施形態におけるサブエリアトリー生成手段の動作の一例を示すフローチャート
【図１２】本発明の実施形態におけるサブエリアトリー生成手段によって生成されたサブエリアトリーの一例を示す概念図
【図１３】本発明の実施形態におけるオフセット追従の一例を示す概念図
【図１４】従来のオフセット追従の概念図
【符号の説明】
【００９０】
１００ 道路システム
１、２０１ 道路網
２ 交差点（ノード）
３ 道路
４、２０２ サブエリア
５ 信号機
６ 感知器
７ 信号制御装置
８ 感知器情報計側部
９ 信号制御情報算出部
１０ オフセット・サブエリアトリー生成装置
１１ リンク情報蓄積手段
１２ 現行パラメータ蓄積手段
１３ 交通流データ蓄積手段
１４ 生成オフセット蓄積手段
１５ トリー情報蓄積手段
１６ 対象リンク探索手段
１７ オフセット侯補生成手段
１８ 遅れ時間算出手段
１９ リンク・オフセット選択手段
２０ サブエリアトリー生成手段
２０３ キーノード
２０４ 一般ノード
２０５ リンク
２０６ グラフ
１２０１ 生成サブエリア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置および制御方法に関し、特に、信号の青開始時刻差であるオフセットと、オフセットを伝播させるトリー状の経路であるサブエリアトリーを得る制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車による交通渋滞の問題が顕著となり、道路を効率良く利用することが一層求められている。効率良く道路を利用する方法として、個々の信号を独立に扱い、他の信号の影響は考慮しない単独制御や、同一道路や道路網における信号群を制御する系統制御などが行われている。
【０００３】
系統制御では、主に、信号が各方向の交通流に与える青信号時間の比を示すスプリットや、隣接する信号同士の青信号開始時刻の差を示すオフセットや、信号の周期を示すサイクル長が調整されている。
【０００４】
系統制御の方法の一例として、オンライン・リアルタイム信号制御において、オフセットが５、１５分といった制御周期で目標値が与えられ、それに向けて値の変更がなされる方法が知れている（例えば、非特許文献１参照）。この際、１回の変更で可能な調整量が決められており、目標値がこれを超える場合は、複数サイクルに渡って段階的な調整をするオフセット追従と呼ばれる処理が行われる。また、隣接ノード（交差点）にオフセットを与える方向と順番は、予め交通調査等の結果に基づいて設定されたリンクによって決められている。
【０００５】
以下、このリンクによって構成する最小単位の領域をサブエリア、１つ以上のサブエリアを結合してできるリンクの集合をサブエリアトリーと呼ぶ。サブエリア内では、信号機を同一周期で動作させる。
【０００６】
また、系統制御の方法の他の一例として、オフセットの変更方向をプラス（サイクル長を徐々にのばす）とマイナス（サイクル長を徐々に縮める）に分け、目標となるオフセットに対して追従の回数とその過程の反転数を最小化し、線形計画法に帰着させて追従方向の組合せを求める方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、系統制御の方法の他の一例として、隣接する２つのサブエリアをそれぞれのサイクル長で系統制御した場合と、長い方のサイクル長で結合した場合の評価値を比較し、評価値が小さいほど良いものとして、結合した場合の評価値が小さければ結合する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
図１４は従来のオフセット追従の概念図であり、従来のオフセット追従過程における時刻と到着車両の累積台数の関係（図１４（ａ）参照）、およびオフセットと遅れ時間の関係（図１４（ｂ）参照）を示している。ｉは追従に伴うオフセットの変更回数であり、追従発生時には、目標値に向けて追従幅ΔＯｓずつオフセットを増加（プラス追従）または減少（マイナス追従）させる。図１４は、追従前の状態(ｉ＝０)から２回プラス追従した場合の累積台数を表している。この累積台数の面積が到着車両の延べ停止時間、つまり遅れ時間ＰＩに相当する。
【０００９】
制御パラメータには、サイクルＣ（信号の周期）、スプリットＳ（信号が各方向の交通流に与える青信号時間の比）、オフセットＯ（隣接する信号同士の青信号開始時刻の差）が存在するが、Ｃ、Ｓを固定してＰＩとOの関係をＰＩｉ＝ｆ（Ｏｉ）と単純化すると、オフセット変更後のＰＩｉ＋１が取り得る値はｆ(Ｏｉ＋ΔＯｓ)またはｆ(Ｏｉ−ΔＯｓ)となる。
【００１０】
【非特許文献１】「改訂交通信号の手引き」、社団法人交通工学研究会、平成１８年７月、ｐ．５７−６０
【特許文献１】特開２０００−２５９９８５号公報
【特許文献２】特開２０００−２０８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図１４に示したオフセット追従では、オフセット変更後のＰＩｉ＋１の値は、追従幅と追従方向によって決定するため、必ずしも追従前のＰＩ０よりも小さくなるとは限らなかった。
【００１２】
また、非特許文献１の方法では、追従過程のオフセットは過渡的なものである。このため、追従が収まるまでの間は意図したオフセットが運用されず、交通流を妨げる可能性があった。また、結合したサブエリア間では系統制御が行われるが、結合の判定はサイクル長の大きさのみによって行われる。与えられるオフセットの影響を考慮しているわけではなく、必ずしも適切なオフセットが設定されるとは限らない。
【００１３】
また、特許文献１の方法では、できるだけ早く追従が完了するようにオフセットの変更がなされるが、追従中の交通状況を考慮しているわけではない。追従中も、何らかの手段によって適切にオフセットを制御することが望ましい。
【００１４】
また、特許文献２の方法では、評価値に基づいて結合の判定を行い、サブエリアトリーを構成するが、オフセットを与える方向や結合先のノードを変えることはできない。交通状況は常に変化しており、車群の流れに適した系統制御を行うためには、任意の方向や相手先とのオフセットを与えることが望ましい。
【００１５】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、オフセット追従において、追従中の交通状況やオフセットの影響を考慮した制御装置、制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の制御装置は、隣接する信号機間の青開始の時間差を示すオフセットを制御する制御装置であって、前記隣接する信号機間を結合するリンクを探索する対象リンク探索部と、前記オフセットに関するオフセット情報に基づいて、前記リンクにおける複数のオフセット候補を所定の範囲で生成するオフセット候補生成部と、前記リンクにおける交通状況および前記オフセット候補に基づいて、前記リンクにおける車両全体の停止時間に相当する遅れ時間を複数算出する遅れ時間算出部と、複数の遅れ時間のうち最小の遅れ時間が算出されたオフセット候補を新たなオフセットとして選択するオフセット選択部とを有する構成としている。
【００１７】
上記構成によれば、実際の交通流を再現しながらオフセットを変更していくので、伝播過程の交通状況への影響を考慮したオフセットを得ることができる。また、任意の調整範囲でオフセットを調整するので、目標値に向けた段階的なオフセットを与える必要が無く、追従可能な範囲で遅れ時間を最小化するオフセットが得られる。
【００１８】
また、本発明の第２の制御装置は、前記新たなオフセットに対応するリンクを結合し、前記新たなオフセットを伝搬させるトリー状の経路であるサブエリアトリーを生成するサブエリアトリー生成部を有する構成としている。
【００１９】
上記構成によれば、各リンクにおける遅れ時間を最小とした最適な信号制御を行うことが可能なサブエリアトリーを生成することができる。
【００２０】
また、本発明の第３の制御装置は、前記サブエリアトリー生成部が、信号機を同一周期で動作させる領域を示すサブエリア同士が隣接し、かつ、サイクル長の差が所定範囲である場合、サブエリア間に存在するリンクを含めて１つのサブエリアトリーを生成する構成としている。
【００２１】
上記構成によれば、信号機が同一周期のサブエリア同士が所定の条件を満たした場合に、１つのサブエリアトリーとして生成することが可能である。
【００２２】
また、本発明の第１の制御方法は、隣接する信号機間の青開始の時間差を示すオフセットを制御する制御方法であって、制御装置において、前記隣接する信号機間を結合するリンクを探索する工程と、前記オフセットに関するオフセット情報に基づいて、前記リンクにおける複数のオフセット候補を所定の範囲で生成する工程と、前記リンクにおける交通状況および前記オフセット候補に基づいて、前記リンクにおける車両全体の停止時間に相当する遅れ時間を複数算出する工程と、複数の遅れ時間のうち最小の遅れ時間が算出されたオフセット候補を新たなオフセットとして選択する工程とを有する方法としている。
【００２３】
上記方法によれば、実際の交通流を再現しながらオフセットを変更していくので、伝播過程の交通状況への影響を考慮したオフセットを得ることができる。また、任意の調整範囲でオフセットを調整するので、目標値に向けた段階的なオフセットを与える必要が無く、追従可能な範囲で遅れ時間を最小化するオフセットが得られる。
【００２４】
また、本発明の第２の制御方法は、前記新たなオフセットに対応するリンクを結合し、前記新たなオフセットを伝搬させるトリー状の経路であるサブエリアトリーを生成するサブエリアトリー生成工程を有する方法としている。
【００２５】
上記方法によれば、各リンクにおける遅れ時間を最小とした最適な信号制御を行うことが可能なサブエリアトリーを生成することができる。
【００２６】
また、本発明の第３の制御方法は、前記サブエリアトリー生成工程において、信号機を同一周期で動作させる領域を示すサブエリア同士が隣接し、かつ、サイクル長の差が所定範囲である場合、サブエリア間に存在するリンクを含めて１つのサブエリアトリーを生成する方法としている。
【００２７】
上記方法によれば、信号機が同一周期のサブエリア同士が所定の条件を満たした場合に、１つのサブエリアトリーとして生成することが可能である。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明は、サブエリアトリーに従って交通流を再現しながらオフセットを変更していくので、伝播過程の交通状況への影響を考慮したオフセットを得ることができる。
【００２９】
また、伝播過程において任意の調整範囲でオフセットを調整するので、目標値に向けた段階的なオフセットを与える必要が無く、追従可能な範囲で遅れ時間を最小化するオフセットが得られる。
【００３０】
また、遅れ時間を最小化するようにリンクを探索し、サブエリアトリーを構成していくので、交通調査等を行うことなく、交通状況に応じた適切なリンクの向きと結合の有無を設定することができる。
【００３１】
また、交通流シミュレーションを用いて、任意の交通流データに対するサブエリアトリーとオフセットを生成する。このため、交通状況の変化に対して、動的にサブエリアトリーとオフセットを変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態にかかるオフセット・サブエリアトリー生成装置および方法について説明する。まず、本実施形態おけるオフセット追従の概念について説明する。
【００３３】
図１３は本発明の実施形態におけるオフセット追従の一例の概要を示す図である。オフセット追従動作の過程において、変更可能な範囲で遅れ時間を最小化するオフセットを求める。
【００３４】
図１３では、ｉは追従に伴うオフセットの変更回数を示している。また、図１３（ａ）累積台数軸と時刻軸からなるグラフにおいて、三角形の面積（ＰＩ０、ＰＩ１、ＰＩ２）が到着車両の延べ停止時間、つまり遅れ時間ＰＩに相当する。ここでは、i＝０、１、２の場合を例示している。
【００３５】
オフセットＯｉから追従幅ΔＯｓ以内を変更可能範囲(Ｏｉ−ΔＯｓ〜Ｏｉ＋ΔＯｓ)として、この中で複数のオフセット侯補を生成する。図１３（ｂ）の棒ブラフは、各侯補に対する遅れ時間ＰＩを表している。この中で最小の遅れ時間となるオフセット変更量ΔＯｉを採用し、追従過程のオフセット（Ｏｉ＋１＝Ｏｉ+ΔＯｉ）を決定する。ここでは、i＝０、１の場合を例示している。
【００３６】
次に、上記のようなオフセット追従を行うための道路システム１００の構成の一例について説明する。
【００３７】
図１は本発明の実施形態における道路システム１００の概略構成の一例を示すブロック図である。道路システム１００は、道路網１、信号制御装置７、オフセット・サブエリアトリー生成装置１０を有して構成される。尚、オフセット・サブエリアトリー生成装置１０は「制御装置」の一例である。
【００３８】
道路網１において、交差点（ノード）２、道路３はそれぞれ交差点、道路を模式化したものである。サブエリア４は、複数のノードを含み、それらを同一のサイクル長で動作させる領域である。信号機５は道路網１内の交差点２に設置され、交通制御を行う。感知器６は道路３に設置され、超音波、マイクロ波、光学、ループコイルなどの方式により車両の断面交通量や占有率、速度を計測可能なものとする。
【００３９】
信号制御装置７は、道路網１上の信号機５等を制御可能であり、オンライン・リアルタイムで交通情報の収集と信号制御パラメータの生成を行う装置である。信号制御装置７は、感知器情報計測部８および信号制御情報算出部９を有して構成される。
【００４０】
感知器情報計測部８は、感知器６が計測した交通量、速度を含む感知器情報を５分、あるいは２．５分毎などに集計する。
【００４１】
信号制御情報算出部９は、時間帯や曜日属性毎に設定されたパターンから選択されたパラメータ、あるいは感知器情報計測部８の感知器情報に基づいて生成した信号制御パラメータを道路網１の各信号機に送出する。ここでは、信号制御パラメータであるサイクル長（信号の周期）、スプリット（信号が各方向の交通流に与える青信号時間の比）を既存の方法で算出し、オフセット（隣接する信号同士の青信号開始時刻の差）のみを本実施形態の方法で算出する。
【００４２】
オフセット・サブエリアトリー生成装置１０は、図示しない通信手段によって信号制御装置７に接続されており、相互にデータの送受が行えるものとする。オフセット・サブエリアトリー生成装置１０は、対象リンク探索探索手段１６、オフセット候補生成手段１７、遅れ時間算出手段１８、オフセット選択手段１９、サブエリアトリー生成手段２０、メモリ３０を有して構成される。
【００４３】
メモリ３０は、リンク情報蓄積手段１１、現行パラメータ蓄積手段１２、交通流データ蓄積手段１３、生成オフセット蓄積手段１４、トリー情報蓄積手段１５を有して構成され、リンク情報やトリー情報、その他各種情報を記憶する。
【００４４】
リンク情報蓄積手段１１は、交差点２間にオフセットを与える方向を表すリンクの情報を管理する。
【００４５】
現行パラメータ蓄積手段１２は、信号制御情報算出部９にて計算した制御パラメータを格納する。
【００４６】
交通流データ蓄積手段１３は、感知器情報計測部８が集計した交通量、速度を含む交通流データを格納する。ここでは、制御周期あるいは任意のタイミングで時系列の交通流データを図示しない通信手段で受信し、交通流データ蓄積手段１３に保存するものとする。
【００４７】
生成オフセット蓄積手段１４は、生成された各リンクのオフセット情報を格納する。リンクとは、隣接する交差点２を結合したものである。また、オフセット情報には、オフセット選択手段１９に選択されたオフセットの情報が含まれる。
【００４８】
トリー情報蓄積手段１５は、生成されたサブエリアトリーの結合関係を示すトリー情報を保持する。サブエリアトリーとは、１つ以上のサブエリア４を結合してできるリンクの集合である。
【００４９】
対象リンク探索手段１６、オフセット侯補生成手段１７、遅れ時間算出手段１８、オフセット選択手段１９、サブエリアトリー生成手段２０は、道路網１の各リンクにおけるオフセットの調整量を生成し、信号制御装置７に送出する。
【００５０】
対象リンク探索手段１６は、任意のリンクについて、リンク情報蓄積手段１１の保持する情報に基づき、オフセットを伝達可能なリンクを探索して抽出する。
【００５１】
オフセット侯補生成手段１７は、現行パラメータ蓄積手段１２で抽出したリンクについて、現行のオフセットから調整可能な範囲で新たなオフセットを生成する。
【００５２】
遅れ時間算出手段１８は、交通流データ蓄積手段１３から当該リンクの交通量および速度を取得し、上流側交差点から出発して拡散を伴い下流側へ到達する車群を推計する。さらに、下流側に到着する車両の停止時間および停止回数から遅れ時間を算出する。
【００５３】
オフセット選択手段１９は、遅れ時間算出手段１８で算出した各オフセットに対する遅れ時間を比較し、遅れ時間のより小さいオフセットを選択する。
【００５４】
サブエリアトリー生成手段２０は、オフセット選択手段１９で選択されたオフセットが与えられたリンクをサブエリアトリーに加える。
【００５５】
次に、道路網１におけるサブエリア構成の一例について説明する。図２（ａ）は道路網１におけるサブエリア構成の一例を示す図である。
【００５６】
サブエリア２０２にトリーの根となるキーノード２０３とそれ以外の一般交差点２０４が含まれ、リンク２０５を介して互いに結合されている。また、各交差点にはユニークな識別記号（図中Ａ〜Ｋ）が付与されており、これらの接続関係であるリンクを、たとえばＡＢ、ＡＣのように始終端ノードの記号列として表現する。接続関係を表す全ての要素をリストＬＡＬＬに格納する。尚、リストＬＡＬＬは以下のように表せる。
【００５７】
ＬＡＬＬ＝｛ＡＢ、ＡＣ、ＢＤ、ＢＥ、ＣＤ、ＣＪ、・・・、ＧＩ｝
【００５８】
また、ＬＧＥＴおよびＬＳＥＴをＬＡＬＬのサブセットとし、探索対象のリンクをＬＧＥＴ、オフセット設定済みのリンクをＬＳＥＴに格納する。ＬＧＥＴ、ＬＳＥＴ、ＬＡＬＬはメモリ３０に格納される。尚、ＬＧＥＴ、ＬＳＥＴ、ＬＡＬＬは以下のような関係を満たす。
【００５９】
ＬＳＥＴ⊆ＬＡＬＬ
ＬＧＥＴ⊆ＬＡＬＬ
【００６０】
また、図２（ｂ）はサブエリアトリーの構成例を示す図である。このような構成は、例えば、キーノードＡ２０３を起点として、ノードＡと接続されるノードＢ、Ｃ、ノードＢに接続されるノードＡ以外のノードＤ、Ｅ・・・をトリー状に連結させることで作成される。サブエリアトリーの生成においては、トリー情報が参照される。
【００６１】
次に、オフセット・サブエリアトリー生成装置１０の動作の一例について説明する。図３にオフセット・サブエリアトリー生成装置１０の全体処理フローの一例を示すフローチャートである。
【００６２】
まず、対象リンク探索手段１６が処理を行う（ステップＳ３０１）。主に、オフセットを伝達可能なリンクを探索して抽出したリンクをリストＬＧＥＴに追加する。
【００６３】
続いて、オフセット侯補生成手段１７が処理を行う（ステップＳ３０２）。主に、ＬＧＥＴに格納された各リンクの終端ノードについて各リンクのオフセット侯補を得る。
【００６４】
続いて、遅れ時間算出手段１８が処理を行う（ステップＳ３０３）。主に、感知器データと生成したオフセット侯補に基づいて交通流を再現し、遅れ時間を算出する。
【００６５】
続いて、オフセット選択手段１９が処理を行う（ステップＳ３０４）。主に、ＬＧＥＴの中で最も遅れ時間の小さいノードとオフセット侯補の組を抽出し、オフセットを設定する。そして、設定したリンクをＬＧＥＴから除き、設定済みリンクのリストＬＳＥＴに追加する。
【００６６】
続いて、図示しない制御部が、未探索のリンクが存在するか否かを判定する（ステップＳ３０５）。存在する場合は、ステップＳ３０１の直前に戻る。存在しない場合は、サブエリアトリー生成手段２０が処理を行う（ステップＳ３０６）。主に、トリー構成の情報を得る。
【００６７】
次に、対象リンク探索手段１６について説明する。
図４は対象リンク探索手段１６の動作の一例を示すフローチャートである。図５〜図７は対象リンク探索手段１６による探索の一例の概念図である
【００６８】
まず、メモリ３０から全てのリンク情報が納められたリストＬＡＬＬと、オフセット設定済みリンクのリンク情報が収められたリストＬＳＥＴを呼び出す（ステップＳ４０１）。
【００６９】
続いて、探索対象リンクのリストＬＧＥＴが空か否かを判定する（ステップＳ４０２）。空の場合は、トリーの根（キーノード、図２ではＡのキーノード２０３に相当）を始端とするリンクをＬＧＥＴに格納して処理を終了する（図５参照）（ステップＳ４０３）。
【００７０】
空でない場合は、設定済みのリンクに接続関係を持ち、オフセットが未設定かつ閉ループとならないリンクを探索し（ステップＳ４０４）、このようなリンクが存在するか否かを判定する（ステップＳ４０５）。
【００７１】
条件を満たすリンクが存在する場合は、ＬＧＥＴに追加して処理を終了し（図６（ａ）、（ｂ）参照）（ステップＳ４０６）、存在しない場合はＬＧＥＴに空集合を設定して処理を終了する（図７参照）（ステップＳ４０７）。
【００７２】
次に、オフセット生成手段１７について説明する。図８はオフセット候補生成手段１７の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７３】
まず、未設定リンクのリストＬＧＥＴの先頭から要素を取り出し、終端ノードの記号ｉを取り出す（ステップＳ８０１）。
【００７４】
続いて、現行パラメータ蓄積手段１２からノードｉ（＝１、２、・・・、Ｎ）のオフセット現在値Ｏｉを得る（ステップＳ８０２）。続いて、現在値Ｏｉに基づいて、任意の範囲でＭ個のオフセット侯補Ｏｉｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｍ）を生成し（ステップＳ８０３）、メモリ３０に保存して終了する（ステップＳ８０４）。尚、上記任意の範囲は、オフセット候補生成手段１７が設定することが可能である。
【００７５】
次に、遅れ時間算出手段１８について説明する。図９は遅れ時間算出手段１８の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７６】
まず、メモリ３０から始端ノードのオフセット候補Ｏｉｊを読み込み（ステップＳ９０１）、交通流データ蓄積手段１３から当該リンクの交通量と速度データを読み込む（ステップＳ９０２）。
【００７７】
続いて、オフセット侯補Ｏｉｊと交通流データに基づいて、当該リンクを走行する車群の時系列データ（車群プロファイル）を生成する（ステップＳ９０３）。この車群プロファイルと下流交差点のパラメータに基づいて、停止回数Ｓと停止時間Ｄを算出する（ステップＳ９０４）。これらを加重結合した値である遅れ時間ＰＩｉｊをメモリ３０へ保存する（ステップＳ９０５）。
【００７８】
次に、オフセット選択手段１９について説明する。図１０はオフセット選択手段１９の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、対象リンクＬＧＥＴ、オフセット侯補Ｏｉｊ、遅れ時間ＰＩｉｊをメモリ３０から読み込む（ステップＳ１００１）。
【００８０】
続いて、遅れ時間の最も小さいオフセットとリンクの組合せを抽出する（ステップＳ１００２）。抽出したリンクを探索済のリストＬＳＥＴに追加し（ステップＳ１００３）、抽出したオフセットをオフセット蓄積手段１４に蓄積して終了する（ステップＳ１００４）。
【００８１】
次に、サブエリアトリー生成手段２０について説明する。図１１はサブエリアトリー生成手段２０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００８２】
まず、メモリ３０から探索済リンクのリストＬＳＥＴを読み込む（ステップＳ１１０１）。リストＬＳＥＴの先頭から要素（リンク）を取りだし（ステップＳ１１０２）、その始終端ノードの接続関係をトリー情報に追加する（ステップＳ１１０３）。
【００８３】
続いて、ＬＳＥＴが空かどうか判定する（ステップＳ１１０４）。空でなければ、Ｓ１１０２の直前に戻る。空の場合は、得られた結合関係を示すトリー情報をトリー情報蓄積手段１５に保存し、終了する（Ｓ１１０５）。
【００８４】
例えば、探索によって図７の探索済リストが得られた場合、生成されるサブエリアトリーの形状を示す生成サブエリア１２０１は図１２のようになる。図１２はオフセット・サブエリアトリー生成装置１０が生成したサブエリアトリーの形状の一例を示す図である。
【００８５】
尚、サブエリアトリーを生成する際には、サイクル長の差が所定範囲のサブエリア４同士が隣接する場合に、サブエリア間に存在するリンクを含めて１つのサブエリアトリーを構成するように、トリー情報が生成される。
【００８６】
このような道路システム１００によれば、信号の青開始時刻差であるオフセットを、伝播過程の遅れ時間が小さくなるように設定することができる。したがって、このオフセットを交通管制システムに適用すれば、追従中においても円滑な交通流を得ることができる。
【００８７】
さらに、交差点間にオフセットを与えるリンクを探索して、トリー状の経路であるサブエリアトリーを生成することができる。したがって、交通管制システムに対して、交通状況に応じたリンクの向きや結合先を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、オフセット追従において、追従中の交通状況やオフセットの影響を考慮した制御装置および制御方法ならびに交通管制システム等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施形態におけるシステム構成の一例を示す図
【図２】本発明の実施形態におけるサブエリア構成の一例を示す概念図
【図３】本発明の実施形態におけるオフセット・サブエリアトリー生成装置の動作の一例を示すフローチャート
【図４】本発明の実施形態における対象リンク探索手段の動作の一例を示すフローチャート
【図５】本発明の実施形態における対象リンク探索手段による探索の一例を示す概念図
【図６】本発明の実施形態における対象リンク探索手段による探索の一例を示す概念図
【図７】本発明の実施形態における対象リンク探索手段による探索の一例を示す概念図
【図８】本発明の実施形態におけるオフセット侯補生成手段の動作の一例を示すフローチャート
【図９】本発明の実施形態における遅れ時間算出手段の動作の一例を示すフローチャート
【図１０】本発明の実施形態におけるオフセット選択手段の動作の一例を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施形態におけるサブエリアトリー生成手段の動作の一例を示すフローチャート
【図１２】本発明の実施形態におけるサブエリアトリー生成手段によって生成されたサブエリアトリーの一例を示す概念図
【図１３】本発明の実施形態におけるオフセット追従の一例を示す概念図
【図１４】従来のオフセット追従の概念図
【符号の説明】
【００９０】
１００ 道路システム
１、２０１ 道路網
２ 交差点（ノード）
３ 道路
４、２０２ サブエリア
５ 信号機
６ 感知器
７ 信号制御装置
８ 感知器情報計側部
９ 信号制御情報算出部
１０ オフセット・サブエリアトリー生成装置
１１ リンク情報蓄積手段
１２ 現行パラメータ蓄積手段
１３ 交通流データ蓄積手段
１４ 生成オフセット蓄積手段
１５ トリー情報蓄積手段
１６ 対象リンク探索手段
１７ オフセット侯補生成手段
１８ 遅れ時間算出手段
１９ リンク・オフセット選択手段
２０ サブエリアトリー生成手段
２０３ キーノード
２０４ 一般ノード
２０５ リンク
２０６ グラフ
１２０１ 生成サブエリア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する信号機間の青開始の時間差を示すオフセットを制御する制御装置であって、
前記隣接する信号機間を結合するリンクを探索する対象リンク探索部と、
前記オフセットに関するオフセット情報に基づいて、前記リンクにおける複数のオフセット候補を所定の範囲で生成するオフセット候補生成部と、
前記リンクにおける交通状況および前記オフセット候補に基づいて、前記リンクにおける車両全体の停止時間に相当する遅れ時間を複数算出する遅れ時間算出部と、
複数の遅れ時間のうち最小の遅れ時間が算出されたオフセット候補を新たなオフセットとして選択するオフセット選択部と
を有する制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、更に、
前記新たなオフセットに対応するリンクを結合し、前記新たなオフセットを伝搬させるトリー状の経路であるサブエリアトリーを生成するサブエリアトリー生成部を有する制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置であって、
前記サブエリアトリー生成部は、信号機を同一周期で動作させる領域を示すサブエリア同士が隣接し、かつ、サイクル長の差が所定範囲である場合、サブエリア間に存在するリンクを含めて１つのサブエリアトリーを生成する制御装置。
【請求項４】
隣接する信号機間の青開始の時間差を示すオフセットを制御するための制御方法であって、
制御装置において、
前記隣接する信号機間を結合するリンクを探索する工程と、
前記オフセットに関するオフセット情報に基づいて、前記リンクにおける複数のオフセット候補を所定の範囲で生成する工程と、
前記リンクにおける交通状況および前記オフセット候補に基づいて、前記リンクにおける車両全体の停止時間に相当する遅れ時間を複数算出する工程と、
複数の遅れ時間のうち最小の遅れ時間が算出されたオフセット候補を新たなオフセットとして選択する工程と
を有する制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の制御方法であって、更に、
前記新たなオフセットに対応するリンクを結合し、前記新たなオフセットを伝搬させるトリー状の経路であるサブエリアトリーを生成するサブエリアトリー生成工程を有する制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の制御方法であって、
前記サブエリアトリー生成工程において、信号機を同一周期で動作させる領域を示すサブエリア同士が隣接し、かつ、サイクル長の差が所定範囲である場合、サブエリア間に存在するリンクを含めて１つのサブエリアトリーを生成する制御方法。
【請求項１】
隣接する信号機間の青開始の時間差を示すオフセットを制御する制御装置であって、
前記隣接する信号機間を結合するリンクを探索する対象リンク探索部と、
前記オフセットに関するオフセット情報に基づいて、前記リンクにおける複数のオフセット候補を所定の範囲で生成するオフセット候補生成部と、
前記リンクにおける交通状況および前記オフセット候補に基づいて、前記リンクにおける車両全体の停止時間に相当する遅れ時間を複数算出する遅れ時間算出部と、
複数の遅れ時間のうち最小の遅れ時間が算出されたオフセット候補を新たなオフセットとして選択するオフセット選択部と
を有する制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、更に、
前記新たなオフセットに対応するリンクを結合し、前記新たなオフセットを伝搬させるトリー状の経路であるサブエリアトリーを生成するサブエリアトリー生成部を有する制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置であって、
前記サブエリアトリー生成部は、信号機を同一周期で動作させる領域を示すサブエリア同士が隣接し、かつ、サイクル長の差が所定範囲である場合、サブエリア間に存在するリンクを含めて１つのサブエリアトリーを生成する制御装置。
【請求項４】
隣接する信号機間の青開始の時間差を示すオフセットを制御するための制御方法であって、
制御装置において、
前記隣接する信号機間を結合するリンクを探索する工程と、
前記オフセットに関するオフセット情報に基づいて、前記リンクにおける複数のオフセット候補を所定の範囲で生成する工程と、
前記リンクにおける交通状況および前記オフセット候補に基づいて、前記リンクにおける車両全体の停止時間に相当する遅れ時間を複数算出する工程と、
複数の遅れ時間のうち最小の遅れ時間が算出されたオフセット候補を新たなオフセットとして選択する工程と
を有する制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の制御方法であって、更に、
前記新たなオフセットに対応するリンクを結合し、前記新たなオフセットを伝搬させるトリー状の経路であるサブエリアトリーを生成するサブエリアトリー生成工程を有する制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の制御方法であって、
前記サブエリアトリー生成工程において、信号機を同一周期で動作させる領域を示すサブエリア同士が隣接し、かつ、サイクル長の差が所定範囲である場合、サブエリア間に存在するリンクを含めて１つのサブエリアトリーを生成する制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−４２８９４（Ｐ２００９−４２８９４Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０５３７１（Ｐ２００７−２０５３７１）
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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