2017 Fiscal Year Annual Research Report

An empirical study on optimization of signal control system design for at-grade intersections

Research Project

Project/Area Number	15H02270
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	大口敬東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90281245)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小根山裕之首都大学東京, 都市環境科学研究科, 教授 (90313105)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords	交通工学・国土計画 / 交通信号 / 最適化問題
Outline of Annual Research Achievements	理論的検討として，昨年度に引続き，複数交差点の系統制御のための隣接交差点間の青表示開始の時間差（オフセット）設計のための知見として，オフセットと遅れ時間の関係の一般化，および系統効果の定量化手法について検討を進めた。具体的には，2016年度に検討した隣接交差点間で青信号表示時間が等しい場合をさらに一般化して，青信号表示時間が等しくない場合で両方向が同じ交通需要で過飽和を生じさせない最大交通需要を前提とした場合の検討を行った。さらに，個別交差点におけるより詳細な実際的な交通信号制御条件として，各流入部の複数車線に対する進行方向の割振り，現示パターン設定，および各現示における各方向別の青信号表示時間を同時に最適化問題を設定し，自動車ユーザと横断歩道を横断する歩行者とを同時に考慮して，利用者個人の期待遅れ時間の総和を最小化する最適化問題と，とくに歩行者の交通事故発生可能性を最小化する最適化問題とを同時に考慮する組合せ最適化問題の構造について考察し，その適切な問題設定方法と解法について検討を行った。実験的検討については，実在しない新たな交差点幾何構造・交通制御条件の有効性を検討するツールとして，昨年度に実験環境を構築したドライビングシミュレータ(DS: Driving Simulator)を用い，信号灯器を仮想的に停止線直近に設置（Near side）した場合と現在日本で一般的な交差道路を越えた先に信号灯器を設置（Far side）の比較シナリオについて，被験者による運転実験データを収集，分析し，Near sideの信号設置の方が，交通行動上より安全上望ましい結果が観測されることが示された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 交通信号制御の最適化問題に関する理論的検討については順調に進展し，系統信号制御におけるオフセットと遅れ時間の関係の一般化，および系統効果の定量化手法の提案などの基礎的知見の体系化，単独交差点における具体的な道路構造条件と交通信号制御条件を対象にした多目的関数型の最適設計問題，など，いずれも困難な多理論的な検討について，一定の進捗を見ることができた。また，ドライビングシミュレータ(DS)を用いた実験的検討に関しても，分担研究者が保有する現有のDSに構築した交差点部における交通安全性評価に使える道路・交通環境を用いて，被験者による体系的な室内実験を行い，Near side設置の有用性を明らかにする事ができた。
Strategy for Future Research Activity	平成30年度は最終年度であり，全体の取りまとめを行う。ただし，理論検討については，系統制御についても，個別交差点についても，まだ検討が終わっていない部分があるため，この理論体系構築を継続して検討し，成果をとりまとめる。また，信号灯器の設置位置の違い（Near side, Far side）による運転挙動の違い分析において，研究代表者が新たに整備した実験用信号灯器システムを活用することとし，DS実験ではなく，実空間における未来的な信号制御環境のもとでの実車両走行実験が可能となってきているので，この実験用信号灯器システム条件における実走行実験を実施し，この設置位置の違いによる分析結果を明らかにする。