特許 7408164 交通制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-22

(45)【発行日】2024-01-05

(54)【発明の名称】交通制御システム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/09 20060101AFI20231225BHJP

【ＦＩ】

G08G1/09 P

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021194365

(22)【出願日】2021-11-30

(65)【公開番号】P2023080838

(43)【公開日】2023-06-09

【審査請求日】2022-07-21

(73)【特許権者】

【識別番号】593202025

【氏名又は名称】株式会社エイビット

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】檜山 竹生

(72)【発明者】

【氏名】小林 充生

【審査官】増子 真

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０９９５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１２３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１６３１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６７２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－００９２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１６２５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両通行路の片側車線の工事区間と他側車線の交互通行路を含む個所の両端側にそれぞれ設置される車両認識装置及び表示器と、前記車両認識装置及び前記表示器と無線を介して接続される制御装置、とを備え、
前記制御装置は、具備する表示・入力部より、前記車両認識装置の認識感度調整操作且つ前記交互通行路への進入可否操作が可能であり、
前記車両認識装置はカメラを内蔵し、前記カメラで撮影された画像から前記交互通行路を含む個所へ進入しようとする車両の台数を認識する台数認識と前記交互通行路内に存在する車両を認識する車両存在認識とを行うとともに、前記台数認識に係る認識情報と前記車両存在認識に係る認識情報との二つの認識情報を前記無線を介して前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記送信された二つの認識情報をもとに、前記交互通行路への進入を許可するか否かの判断を行うとともに、前記判断の結果及び前記制御装置による前記交互通行路への進入の可否操作の結果に関する結果信号を、前記無線を介して前記表示器に送信し、
前記表示器は前記送信された結果信号に応じて前記交互通行路への進入可否を表示する、
ことを特徴とする交通制御システム。

【請求項2】

前記制御装置は、車両の進入を許可とされた車線の待機車両列が、工事区間と他側車線の交互通行路を含む個所より車両進入方向後方の交通信号機の設置位置にまで達するときは、前記車線に待機している車両の交互通行路への進入を許可するように制御することを特徴とする請求項１の交通制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

道路工事などにより片側通行とされている車両の通行路への進入管理を電子的に制御し、人による誘導操作作業量を軽減する交通制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

現在、片側通行路の両端には、各々車両の進入を誘導する誘導員が配置され、両端の誘導員が、進入してくる車両の台数を見ながら、相互に連絡を取り、車両の進入の許可、不許可の指示を行っている。この人手による交通誘導をできるだけ自動化すべく、技術開発が行われていて、特許出願も行われている。

【0003】

特許文献１には、車両通過センサを用いて、工事区間に進入してくる車の台数や工事区間から脱出する車の台数をカウントし、円滑に誘導する方法、特許文献２には、カメラで撮影した画像から車両の台数を、より正確に求めるための方法が記述されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－６７２３４

【文献】特開２０１２－３７９６４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

人手による交通誘導をできるだけ自動化するに際し、車両の待ち時間をできるだけ少なくするとともに交通渋滞を生起させないよう配慮した交通制御を行う。

【課題を解決するための手段】

【0006】

相互の通行時間を、タイマを利用した設定とするも、カメラで撮影した画像から、進入してくる車両の台数を推定するとともに、工事中でない平常時の車両の通行量、工事区間両端から交通信号のある交差点までの長さ、タイマ値と通行量との実績を見ながら、タイマ値を、より適した値に修正していくことで、工事区間への車両の進入の許可、不許可を決める。

【発明の効果】

【0007】

停止信号による待ち時間を、実際の交通量により最適な時間に設定することができ、円滑な通行が可能になり、運転者の待ち時間も最小化できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の工事個所の模様を示す図である。

【図2】本発明による車両認識装置の内部構成を示すブロック図である。

【図3】本発明による制御装置の内部構成を示す図である。

【図4】本発明による表示器の内部構成を示す図である。

【図5】本発明による工事個所と工事個所の手前の交通信号機との間が車両で一杯になっている状況を示す図である。

【図6】本発明の第２の実施態様を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下図面を参照して本発明を説明する。

【0010】

本発明の一実施態様として、片側１車線の道路で、片側の道路が工事中で、車は工事中車線の他のひとつの車線しか走行できないケースで、車線が直線的な例を取り上げる。

【0011】

図１において、斜線で描かれている部分が工事区間、１は車両認識装置、２は制御装置、３は表示器である。図１に示す交互通行路では、二つの車線（図１の例では上側車線と下側車線の二つ）を通行する車両が、工事区間と対峙する車線区間では、表示器に示される信号を見ながら交互に通行することになる。車両認識装置１と表示器３は、車線ごとに設置されていて、図１においては、交互通行路の左端側と工事区間の右端側に設置されている例が示されている。実際は、道路幅や道路の形状を考慮しながら、交互通行路を含む車線の車両認識装置１と表示器３が、工事区間の左端側に設置される場合もある。以下の説明においては、図１に示した工事区間と交互通行路を含んだ箇所を、「工事区間」と呼ぶ。これは、「工事区間と交互通行路を含んだ箇所」と記述すべきものを、簡潔に記述するためである。

【0012】

工事区間の両端には、通行可・不可を青、赤で示す表示器３と車両認識装置１が設置されている。表示器３と、車両認識装置１は、物理的に少し離れた位置に別筐体で設置されてもよく、同じ個所で同一筐体に収納されてもよい。この場合、表示器３と車両認識装置１は縦方向あるいは横方向にずらして配置される。図１では工事区間の一部に制御装置２が置かれているが、制御装置２は、後記するが、車両認識装置１の出力にもとづき工事区間の両端から車両の進入を許可するかどうかの判定を行い、判定結果を表示器３に送るもので、タブレット端末のような形状のもので構成可能である。制御装置２を操作するのは人であり、制御装置２を操作する人（工事監督者）が、工事区間の一部に設けた車両の停車部に工事監督車両を停車させ、その中で、制御装置２を見ながら、工事区間の車両の通過状況を観察し、場合によっては、車両から車道に出て、交通整理など必要な処置を行う。人手による交通誘導では、工事区間の両端に誘導員を配置することが必要になるが、本発明においては、２人の誘導員の配置を不要とし、工事監督者１名の配置でよい。なお、工事区間が長い場合は、工事監督者の補佐要員を配置することが望まれる。工事監督車両の停車箇所は図１に示すような工事区間の一部であることは必ずしも必要ではなく、工事区間の一方の端（例えば図１の斜線で示す箇所の隣側）でもよい。制御装置２と、２つの表示器３、車両認識装置１は無線通信で情報交換される。無線通信方式としては各々がLTEや５Gのような公衆無線通信網を用いて接続されてもよく、ローカル５GやLPWAのような自営の無線通信網を用いてもよい。道路工事の箇所として山間部のケースもあり、山間部は一般的に公衆無線通信網の通信の安定性が劣る箇所もあるので、その場合は自営の無線通信網を使用することになろう。

【0013】

図２は車両認識装置１の構成を示すもので、１１はカメラ１、１２はカメラ２、１３はマイク、１４は認識部、１５は台数認識部、１６は緊急車両認識部、１７は照度計、１８は投光器、２３は無線通信部である。１１のカメラ１は工事区間に進入してくる車両を撮影するカメラ、１２のカメラ２は交互通行路を走行する車両を撮影するカメラである。カメラ１、カメラ２は各々が撮像素子を搭載する方法や一つの撮像素子を１８０度回転させ、カメラ１の機能、カメラ２の機能を発揮するようにしてもよい。カメラ１の画像からは、工事区間に進入してくる車両の台数と撮影画像に映った車両の台数が台数認識部１５で検知される。

【0014】

ここで、撮影間隔について説明すると、片側１車線の道路の制限速度は、毎時３０キロメートルや４０キロメートルが多いので、車両の通行速度を３６キロメートル、つまり毎秒１０メートルとすれば、車両長を５メートル、車間距離を１メートルとすると、５＋１＝６メートルの走行時間は、１６７ミリ秒であり、車両の進入を１台ごとに撮影しようとすると撮影間隔は、１６７ミリ秒になる。実際は、数台単位で撮影してもよく、台数認識部の処理速度、認識の正確性（精度）などを考慮し決めればよい。キリのいい数字で言えば１秒ごとの撮影間隔で十分だろう。

【0015】

車両認識装置１は、認識部１４で、１秒間に工事区間に向けて進入してくる車両台数（進入台数）と画像に映った車両台数（画像台数）を認識し、制御装置２に報告する。カメラ２では停止位置から工事区間に進入して走行する車両台数（走行台数）と、車両が工事区間内にいるかどうかが制御装置２に報告される。認識部１４には、図示しないが、セダン車、ハイルーフ車、トラック、バスなどの車両パタンが記憶されていて、それらのパタン情報と対比しながら、車両を１台ずつ認識していく。また、図示しないが、認識部１４には認識感度調整機構があり、車両を１台ずつ認識するのに、完全一致、ほぼ一致のレベルを求めるか、撮影の間隔を１秒から２秒にして認識処理動作を入念に行うかなどが、制御装置２からの指示で必要に応じて調整される。カメラの撮影対象位置は、待機車両の最前列（認識装置手前）から、待機車両の最後部の遠方まで、変化するが、認識部１４は、撮影対象位置に応じて、カメラのズーム比率をカメラに指示する。ズーム比率については、後記するように、制御装置２からも指示される。

【0016】

車両認識装置１は、照度計１７と投光器１８を具備していて、照度計１７は、外光の照度を測定する。曇天や夕方さらに夜間など、撮影画像の画質が劣化し、台数認識精度が低下するのを防ぐため、照度計出力を見ながら投光器１８を点灯する。投光器１８は車両認識装置１の頭部より棒状に伸びた取付棒で高い位置に設置され、進入してくる車両全体に向けて投光されるようにするが、車両認識装置１と別筐体にしてもよい。

【0017】

車両認識装置１はマイク１３を具備していて、救急車や消防自動車やパトカーなど警報を鳴らしながら接近してくる緊急車両を認識する。緊急車種認識部１６は警報音とともに赤いランプの回転を検出しながら、緊急車両が接近してきたことを認識する。

【0018】

図３は制御装置２の内部構成を示す。

【0019】

図において、２１は接続端子、２２は通行可否決定部、２３は無線通信部、２４は表示入力部である。制御装置２の通行可否決定部２２で工事区間の両端（片方をＡ端、他の片方をＢ端と呼ぶ）の表示器３に通行可否の連絡をするが、通行可のときは表示器３を青に点灯、通行不可の時は赤に点灯する。当然のことであるが、Ａ端の表示器３が青の時は、Ｂ端の表示器３は赤になる。Ａ端が青から赤に変わった後、工事区間の通行路に車両がなくなったことを確認できるまではＢ端は赤であり、この期間は両端とも赤である。

【0020】

工事開始前に、工事道路の定常的な交通量（１秒に通過する台数、あるいは何秒に１台通過するかを数字で管理）を、曜日、時間（２４時間で３０分毎）、天候（雨かどうか）、月末、および業務車両が増える５日、１０日を考慮した上で平常時の交通量データとして把握されていてパソコンなどに保管・管理されており、制御装置２の接続端子２１からパソコンから平常時交通量データとして、通行可否決定部２２にロードされる。

【0021】

通行可否決定部２２は、図示しないが４つのタイマ（Ａ端での青色信号タイマ１、赤色信号タイマ２、Ｂ端での青色信号タイマ３、赤色信号タイマ４）を内蔵している。前記した平常時交通量データで工事区間Ａ端からＢ端への交通量とＢ端からＡ端への交通量をもとに、Ａ端での青信号タイマ１とＢ端での青信号タイマ３の点灯時間（秒）をタイマ値として設定する。交通制御は、このタイマ値を基本に行うが、後記するようにタイマ値は適宜更新される。

【0022】

Ａ端の表示器３が赤になると、Ａ端の車両認識装置１から、前記した進入台数と画像台数が制御装置２に報告されるが、制御装置２は、毎秒報告されるこれらの情報を見ながら、進入台数の積算値が車両の待機台数になるはずと認識しながらも画像台数と比較しながら、赤信号期間の１/２時点や３/４時点でカメラのズーム機構を、より遠方が見られるように変化させ、待機中の車両台数をより正確に把握できるよう制御する。また、把握された交通量が平常時交通量と著しい差がないかも確認し、著しい差があるときは、表示・入力部２４にそのことを表示する。工事監督者は、その表示をみて、車両認識装置１の台数認識部１５から報告された前記進入台数を現場で確認し、現場で目視確認した進入台数と、台数認識部１５から報告された進入台数が著しく異なるときで、進入台数が多すぎるときは前記した認識部１４の認識感度を低く変更してみる指示を、逆に進入台数が少なすぎるときは認識部１４の認識感度を高く変更してみる指示を、制御装置２の表示・入力部２４より入力することで行う。その後、しばらくの間、台数認識部１５の報告に著しい差がなくなるまで、観察を続ける。

【0023】

通行可否決定の制御は、前記したように、青時間、赤時間についてのタイマ値を設定した上で行うが、実際の車両の通行量を見ながら、タイマ値に拘らない制御を行う。

【0024】

タイマ値に拘らない制御を行う例を２つ示すと、１つは、車両の待機台数が増えて、図５に示すように、手前の交通信号交差点までに、待ち車両が並ぶときである。図５に示す工事領域とは図１そのものを示す。

【0025】

例えば、工事区間の手前の交差点までの距離が、６０メートルとする。１車両の長さが、６メートル（車両長＋車間距離）とすると、１０台が待機することで、手前の交差点に達する。車両の通行量が５秒に１台とすると、赤信号期間が５０秒になると、待機車列が手前の交差点に達する。このようなケースは避けるべきで、タイマ値が６０秒に設定されていたとするとき、赤信号は、５０秒以下の例えば４５秒で、工事区間に車両が残存していないことを確認した後、青信号にすることが必要になる。

【0026】

他の１つの例は緊急車両の接近時である。

【0027】

赤信号の時、緊急車両の接近を検知したら反対側の青信号を、タイマに関わらず即赤に変化させ、工事区間に車両が残っていないことを確認した後、赤を青に変化させることが必要である。このような制御操作は自動的に行われるが、人（工事監督者）が制御装置２の表示入出力部２４から、Ａ端を赤にする、Ｂ端を青にする操作も可能である。

【0028】

図４は表示器３の内部構成を示す。３１は青色点灯部、３２は赤色点灯部、３３は文字表示部、３４はスピーカ部、３５は表示等駆動部、３６は無線受信部である。制御装置２からの指示で表示器３は動作制御されるが、緊急車両が接近したため、本来は通行可で青が点灯されるべきであったものが赤に変わるときは、文字表示部３３やスピーカ部３４に、表示等駆動部３５を介して「緊急車両が通過するのでお待ちください」などの表示や発音を行う。

【0029】

次に通行可否決定部２２（青、赤決定）の制御について、表１とともに説明する。

【0030】

表１の台数は青信号の時は通過台数、赤信号の時は待機台数を示す。時間の示す数字は秒である。時間列にT1、T2、T3、・・・とあるのは、時間幅を示すもので、実際は、開始時刻が、Ａ年Ｂ月Ｃ日Ｄ時Ｅ分Ｆ秒、終了時刻が、Ａ年Ｂ月Ｃ日Ｄ時Ｅ分Ｇ秒となっている。

【0031】

【表1】

ここでは、表１のT1、T2に示すようにＡ端の青信号タイマ１は４０秒、Ｂ端の青信号タイマ３は２０秒の値でスタートする。T1で４０秒が経過しタイムアップしたら、工事区間の通行路に車両が存在するかどうかを確認し（確認する方法は後記する）、車両が存在しないことが確認出来たら、制御装置２に、「車両なし」を伝える。同時にＢ端の表示器３は制御装置２から青に変えるよう指示を受け、青信号タイマ３を起動する。T1において、Ｂ端の赤時間に４０＋２とあるが、この＋２は車両がなくなるまでの時間が２秒であったことを示す。Ｂ端が＋２秒の間、Ａ端は赤であるので、T1の赤時間に２秒が書かれている。T2の開始時刻は、T1の開始時刻の４２秒後となる。

【0032】

工事区間の両端の車両認識装置１は、赤信号期間中は、工事区間に向かってくる車両の台数（進入台数）をカウントしながら停止している車両の台数（画像台数）を認識していて、前記したように待機車両の長さが次の交差点まで達しそうになったら、制御装置２にそのことを伝える。表１では、T4で、Ａ端での画像台数が３３台になっていて、別途管理している交差点までの待機車両最大数の３５台に近づいたので、制御装置２は、その時、Ａ端の表示器３を青にするよう指示を出し、工事区間に車両の存在しないことが確認できるまで、Ｂ端の表示器を赤にする指示を出す。T4の時間に２０－２＋３ とあるのは、本来ならば２０秒の赤時間を上記した理由で２秒短くしたことと、車両がなくなるまでの時間が３秒であったことを示す。この時、Ｂ端青時間は、２秒短縮される。T5の開始時刻は、T4の開始時刻より２１秒（２０－２＋３）後になる。

【0033】

T3のＢ端では、待機台数が９台あり、T4でＢ端を青にしたときの通過台数は９台で、これは、T3での待機台数が通過しただけで、T4期間では、新規に進入通行した台数は０であったことを示す。T5においては、Ａ端の赤時間が０になっているが、タイムアップした時、工事区間内に車両が存在しなかったので即赤に切り替わったことを示す。つまりT6の始まり時刻はタイマ値と同じになる。T6においては、Ｂ端の赤信号タイマ４は２０秒から１５秒に、T7のＡ端での青信号タイマ１は４０秒から４５秒に変更されている。それは、T3からT5までの通過台数、待機台数の実績をみて、Ｂ端の赤を長く、Ａ端の青を長くしてみようとする試みである。このような試みは随時行われ、より適切な、タイマ値が設定されていくが、タイマ値の最大値を６０秒とか運転手の心理に配慮した設定も必要である。

【0034】

表１の工事区間の通行履歴を示す表は、１日単位あるいは所定の時間ごとに、工事区
間の住所、道路名、天候（雨か晴れなど）などの属性情報とともに管理しておくこと
で、毎日の工事制御（通行可否の決定判断）や他の工事におおいに参考になろう。

【0035】

青から赤に変えたとき、通行路に車両が存在するかどうかを確認する方法をカメラのズーム比率とともに説明する。

【0036】

Ａ端が青から赤に変ったときＡ端のカメラ２は通行路に車両が存在しているかを確認するため、ズーム比率を工事区間の通行路全体が見渡せるように設定する。カメラ２は通行路に進入する車両の台数を認識するため、赤から青に変化すると、青が赤に変化するまで、カメラ２の設置位置の近辺の画像が認識できるズーム比率に設定されているが、赤に変化した後は通行路に進入した車両が、通行路を走り終えるのを確認するため、ズーム比率は通行路全体を見渡せるように設定される。同時にＢ端のカメラ２は、Ｂ端近辺での車両の存在を確認できるようなズーム比率に設定される。Ａ端でのカメラ２の情報とＢ端でのカメラ２の情報とにより通行路に車両が存在しないことを確認して、Ｂ端を赤から青に変化する。

【0037】

Ａ端とＢ端のカメラ２で工事区間の通行路の車両の存在確認は、通行路が途中で曲がっている時は必須となる。この時、両端のカメラのズーム比率は、曲がっている地点までが見渡せるように設定する必要がある。

【0038】

なお、Ａ端が青から赤に変化後、車両が工事区間の通行路を走り終えるまでの時間は、通行路長を５０メートル、車両の速度を毎秒１０メートルとすれば、高々５秒なので、上記したカメラによる車両の存在を確認しないで、両端の表示器を同時に赤にする時間を５秒に設定する方法も採れるが、Ａ端が、青から赤に変わるとき、通行路に、実際に走行車両がない時は、無駄な５秒となるので好ましくない。

【0039】

通行可否決定部２２は、タイマ値の更新決定判断のため、平常時交通量、待機車両最大数、表１のタイマ値、台数履歴を常時観察管理している。

【0040】

以上に説明した制御装置２、車両認識装置１、表示器３の間に行き交う信号をまとめると表２のようになる。

【0041】

【表2】

表２における信号は、工事区間のＡ、Ｂ両端の車両認識装置と表示器に対して存在する。例えば、信号１には、「Ａ端の表示器を青表示にする」という信号と「Ｂ端の表示器を青表示にする」という信号がある。

【0042】

次に本発明の第２の実施例として、図６に示すように、制御装置２の通行可否決定部２２の動作を管理サーバ４で行う。このため、車両認識部１、表示器３も無線通信網５を介して管理サーバ４に接続し、管理サーバ４が車両認識装置１より情報受信し、管理サーバ４から表示部３に指示を送るという構成である。制御装置２も管理サーバ４に無線接続されるが、この時は、図３で示す制御装置２から通行可否決定部２２と接続端子２１が省かれた構成となり、制御装置２は、管理サーバ４にある通行可否決定部の動作が表示されるともに、工事監督者が必要に応じて入力する入出力装置になる。無線通信網が公衆無線通信網の時は、画像・映像の伝送が可能であり、車両認識機能を管理サーバにおく構成も可能である。

【産業上の利用可能性】

【0043】

デジタル社会実現の一例として車両認識装置は人工知能を活用するなど有効な方法を提供している。車両認識装置、表示器の生産が活性化され、交通誘導員の人員削減も可能で、社会のＤＸ化に貢献できる。

【符号の説明】

【0044】

１．車両認識装置
１１．カメラ１
１２．カメラ２
１３．マイク
１４．認識部
１５．台数認識部
１６．緊急車両認識部
１７．照度計
１８．投光器
２３．無線通信部
２．制御装置
２１．接続端子
２２．通行可否決定部
２４．表示入力部
３．表示器
３１．青色点灯部
３２．赤色点灯部
３３．文字表示部
３４．スピーカ部
３５．表示等駆動部
３６．無線受信部
４．管理サーバ
５．無線通信網

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】