「赤なげーな！」とかイラつかないで！　信号は「３つの方式」でスムースな交通を実現するようめちゃくちゃ緻密に運用されていた
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WEB CARTOP より

見た目は同じでも動作の仕組みはまったく異なる

　日本全国の交差点で、私たちの交通を安全に導いてくれる信号機。だが、じつは運用方式によっていくつかの種類にわけられることをご存じだろうか。単純に赤・青・黄色の3色で交通を制御しているように見える信号機も、その背後では定周期式、感応式、時差式という異なる制御方式が採用されている。これらの違いを理解することで、日常のドライブがより興味深いものになるはずだ。

＜もっとも一般的な定周期式信号機＞

　もっとも一般的で歴史の長い信号機が定周期式信号機だ。この方式は、あらかじめ設定された一定の時間間隔で赤・青・黄色の信号が切り替わる。たとえば赤信号が57秒、青が60秒、黄が3秒といったサイクルが24時間継続して繰り返される。

　この方式の特徴は、交通量の多少に関係なく常に同じタイミングで信号が変わること。朝の通勤ラッシュ時も、深夜の交通量が少ない時間帯も、まったく同じサイクルで動作する。そのため、ドライバーにとっては信号のタイミングが予測しやすく、慣れた道では「あの信号は長いから」「ここは短い青だから急いで」といった感覚で通過できる。その反面、深夜の交通量が少ない時間でも赤信号で長く待たされるという事態も発生する。

　設置コストが比較的安価で、メンテナンスも簡単であることから、現在でも多くの地方都市や交通量の少ない道路など多くの交差点で採用されている。とくに交通量が比較的安定している住宅街や、複雑な制御が不要な単純な交差点では、定周期式が最適解となることが多い。

＜賢く交通をさばく感応式信号機＞

　感応式信号機は、定周期式とは対照的に、リアルタイムの交通状況に応じて信号のタイミングを調整して動作する仕組みである。車両感知器や信号機に設置されたカメラやセンサーが、接近する車両や歩行者を検知し、その情報に基づいて最適な信号制御を行う。

　この方式の大きなメリットは、無駄な待ち時間を削減できることである。たとえば、交通量の少ない深夜の交差点で、車両が来ない限り赤信号を維持し、検知したら即座に青に切り替わる。また、歩行者用の押しボタン信号も感応式の一種で、歩行者が横断ボタンを押したときのみ歩行者用信号が青になる仕組みだ。

　感応式信号機は、とくに幹線道路と支線道路が交差する場所や、時間帯によって交通量が大きく変動する交差点で威力を発揮する。主要道路の交通流を優先しつつ、支線道路から車両が来たときにだけ信号を切り替えることで、全体的な交通の流れを最適化している。これにより無駄な待ち時間を減らし、全体の交通効率を向上させることができる。

　最近の感応式信号機はAIやディープラーニングを活用し、より高精度に交通量を予測・制御するものも一部自治体で導入が進められている。ただし、センサーやコンピュータシステムが必要なため、設置・維持コストは定周期式よりも高くなる傾向がある。

さまざまな種類の信号によって交通システムが成り立っている

＜効率的な右左折を実現する時差式信号機＞

　時差式信号機は、交差点内での車両の動きをより細かく制御するために開発された方式だ。従来の信号では、対向する方向の車両が同時に青信号となるため、右折車と対向直進車が交差点内で交錯し、交通渋滞や事故の原因となることがあった。時差式信号機は、この問題を解決するため、方向別に時間差をつけて信号を制御する。

　たとえば、片側2車線の交差点で、右折車線が1車線しかない場合を想像してみよう。直進車と右折車が同時に青信号になると、右折車が対向車の通過を待つ間に後続の直進車を塞いでしまい、渋滞が発生しやすい。しかし、時差式信号機では、対向車線側の信号を先に赤にして、右折車だけを先に流す。この「右折時差式」信号により、右折車がスムースに交差点を抜けられるため、後続の直進車が滞ることなく進むことが可能になる。

　時差式信号機は、とくに交通量が多く、右折車が多い幹線道路の交差点で効果を発揮する。ショッピングセンターや駅前など、さまざまな方向への交通需要がある場所では、時差式制御により交通の流れが劇的に改善されることがある。近年では、AIやビッグデータを活用してより精密な時差制御をおこなう「スマート信号機」の実証実験も各地で進められており、将来的にはさらに高度な交通制御が期待されている。

　これらの信号機は、それぞれの道路環境に適した形で交通の安全と効率を高めている。定周期式の安定性、感応式の柔軟性、時差式の効率性が組み合わさることで、日本独特のきめ細やかな交通システムが成り立っている。

　また、このシステムで渋滞や無駄なアイドリングが減り、結果的に燃費や電費にも良い影響を与える可能性がある。ドライバーとして、これらの違いを理解し、賢く道路を利用することが、よりよいカーライフにつながるのだ。