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信号機、交通信号、または停止灯（南アフリカ、[ 1 ] [ 2 ]ザンビア、ナミビアではロボットとも呼ばれる）は、交通の流れを制御するために道路の交差点、横断歩道、その他の場所に設置された信号装置である。[ 3 ]
信号機は通常、3 つの信号で構成され、色や矢印、自転車のシンボルなどの記号を通して道路利用者に意味のある情報を伝えます。信号機の一般的な色は、交通を停止させる赤、変化を知らせる黄、交通を進める緑です。これらは、この順序で垂直または水平に配置されます。これは国際的に標準化されていますが、[ 4 ]信号機の順序や法律には国や地方レベルで違いがあります。[ 5 ]
信号機は、交通整理に警察官が関わる必要性を減らすため、1868年12月にロンドンのパーラメント・スクエアに初めて導入されました。 [ 6 ]それ以来、電気とコンピュータ制御により信号機技術が進歩し、交差点の容量が増加しました。[ 7 ]このシステムは、歩行者の動きの制御、可変車線制御（潮汐流システムやスマート高速道路など）、鉄道踏切など、他の目的にも使用されています。
1868 年 12 月、ロンドンの国会議事堂の外に、夜間に赤または緑のライトを表示する最初の交通信号機が設置されました。 [ 8 ]これはジョン・ピーク・ナイトによって発明されました。[ 8 ]警察官が腕木式信号機の腕を上げ下げし、夜間はレバーを操作して、運転手や歩行者が見るライトを制御しました。[ 9 ]このシステムは 1869 年 1 月 2 日に爆発し、撤去されました。この初期の交通信号機は、世界の他の地域で同様の交通信号システムを導入するきっかけとなりました。20 世紀の最初の 20 年間、ロンドンのものと同じような腕木式交通信号機がアメリカ合衆国全土で使用されていました。これらの交通信号機は、交通を誘導するために信号を調整する交通警察官によって制御されていました。 [ 10 ]
1912年、最初の電気式信号機はユタ州ソルトレイクシティの警察官レスター・ワイヤーによって開発されました。[ 11 ] 1914年8月、アメリカン・トラフィック・シグナル社はそれをオハイオ州クリーブランドのイースト105番街とユークリッド通りの角に設置しました。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 1920年、最初の4方向3色信号機はミシガン州デトロイトのウィリアム・ポッツによって作られました。[ 15 ]彼の設計は赤と緑のライトに加えて琥珀色の「注意」ライトを初めて含んだものでした。[ 16 ]ポッツはデトロイト警察署の信号部長でした。1921年、彼はデトロイト中の15の塔に自動4方向3色信号機を設置しました。[ 17 ] [ 16 ] [ 15 ]
1922年までに、交通管制塔はより広く自動タイマーで制御されるようになった。タイマーを使用する主な利点は、交通警察官を置き換えることで都市の費用を節約できることだった。ニューヨーク市は、交通班で働いていた6,000人の警察官のうち500人を除く全員を再配置することができ、市は1,250万ドルを節約した。[ 18 ] 1923年、ギャレット・モーガンは、可動アームを備えた手動操作の3方向信号機の設計の特許を取得した。[ 19 ]
1950年代にアメリカでコンピュータが普及すると、信号機の制御方法も変化しました。信号機のコンピュータ制御の最も優れた歴史的例の1つは、1952年にコロラド州デンバーで行われたものです。1967年には、カナダのトロントが、車両検知により適したより高度なコンピュータを初めて使用しました。[ 7 ]コンピュータは電話回線を通じてトロントの159の信号機を制御しました。[ 20 ]
信号ヘッドと呼ばれる一連のライト[ 21 ]： 3.2.4は、1つ、2つ、3つ、またはそれ以上のアスペクトを持つ場合があります。最も一般的な信号タイプは、対向車線に面した3つのアスペクトを持ち、上部に赤、下部に琥珀色（北米では「黄色」、オーストラリアでは「オレンジ」）、さらにその下に緑があります。信号には、通常、特定の制限やフィルターの動きを示すために、追加のアスペクトが取り付けられる場合があります。
1968年の道路標識及び信号に関するウィーン条約第3章は、交通信号機の操作の設置に関する国際基準を規定している。すべての国がこの条約を批准しているわけではない。3色信号灯は、点滅しない赤、黄、緑の3つのライトを備えている必要がある。これらは、赤を上にして垂直に配置するか、交通の流れと反対方向に赤を配置して水平に配置する必要がある。[ a ] 2色信号灯は一時的な操作に使用でき、赤と緑の点滅しないライトで構成されている。どちらの場合も、すべてのライトは円形または矢印形である必要がある。[ 4 ]車両交通（公共交通機関以外の車両）を規制するための許容される信号は、第23条に概説されている。[ 4 ]
緑色の矢印は、その方向のメイン信号が赤のときに交通が特定の方向に進むことができること、または交通が特定の方向にのみ進むことができることを示すために信号に追加されます。あるいは、別の緑色の信号と組み合わせると、右左折交通が対向車よりも優先されることを示す場合があります（「フィルター矢印」として知られています）。[ 21 ]： 3.5点滅する黄色の矢印は通常、道路利用者が矢印の方向に移動する前に（他の運転者や歩行者に）道を譲らなければならないことを示します。これらは、より安全で、遅延が少なく、より柔軟であるため使用されます。点滅する黄色の矢印は通常、実線の黄色の下に配置されます。[ 22 ]
矢印表示は、特定の動きを許可したり、道路利用者に他のメッセージを伝えたりするために使用されることがあります。緑色の矢印は、ドライバーに特定の方向にのみ曲がるよう要求したり、信号が赤のときに特定の方向にそのまま進むことを許可したりするために表示される場合があります。[ 21 ]： 3.5一般的に、緑色のフェーズは、緑色フェーズの開始時（「先行ターン」）または緑色フェーズの終了時（「後進ターン」）に点灯します。「指示矢印」は、緑色のライトの横に表示されることがあります。これは、対向車が停止していることをドライバーに示し、ドライバーが対向車線を横切る際に道を譲る必要がないことを意味します。右折車（左側通行）または左折車（右側通行）は通常優先権を持たないため、この矢印は次のフェーズが始まる前に、曲がる車が通過できるようにするために使用されます。[ 21 ]： 3.5
この構成にはいくつかのバリエーションが存在する。1つのバージョンは、5つのライトを備えた水平バーで 、緑と琥珀色の矢印は標準の緑と琥珀色のライトの間に配置されている。垂直の5つのライトバーでは、矢印は標準の緑色のライトの下に配置されている。この構成では、琥珀色の矢印が省略され、緑色の常時点灯ライトの下に緑色の矢印だけが残る場合や、1つのランプハウジング内に緑色と琥珀色の矢印の両方を表示できるLEDベースのデバイスが使用される場合もある。 [ 23 ]
3つ目のタイプは「ドッグハウス」または「クラスターヘッド」と呼ばれ 、信号の右側に2つの通常のライトが付いた垂直の柱があり、左側に2つの矢印が付いた垂直の柱があり、2つの柱の上の中央に通常の赤信号があります。オーストラリアとニュージーランドのクラスター信号は6つの信号を使用しており、6つ目は標準の赤信号とは別に動作できる赤矢印です。
4番目のタイプは、カナダのオンタリオ州とケベック州の交差点で見られることがありますが、左折専用のランプは特にありません。[ 24 ] [ 25 ]代わりに、通常の緑色のランプが高速で点滅し、直進と、点灯している赤色のランプで停止している対向車線の前での左折の許可を示します。この「アドバンスグリーン」、つまり点滅する緑色は、このシステムに慣れていないドライバーにとってはやや驚きと混乱を招く可能性があります。これは、点滅する緑色の信号が歩行者制御の横断歩道を示すブリティッシュコロンビア州を訪れる人々を混乱させる可能性があります。[ 26 ]このため、オンタリオ州は点滅する緑色の信号の使用を段階的に廃止し、代わりに矢印に置き換えています。[ 27 ] [ 28 ]
ベトナムや中国でよく見られるカウントダウンライトは、メイン信号灯の隣または内部に設置される補助ライトです。カウントダウンライトは、点灯中のライトの色に合わせて、赤、黄、緑などの異なる色でカウントダウンの数字を表示します。カウントダウンが「0」（または「1」）になると、メインライトの色がすぐに変わります。
カウントダウンライトには、十の位にゼロがある場合とない場合があり、ゼロになる準備が整うと点滅するものもあります。黄色のライトにはカウントダウンライトが付いている場合もありますが、ほとんどのライトには付いていません。通常、カウントダウンライトは2桁で、メインライト（通常は赤色ライト、まれに緑色ライト）の時間が100秒を超える場合、ライトの種類に応じて、次のようなことが起こる可能性があります。
フィリピンでは、カウントダウンライトは車両信号と歩行者信号の両方に使用されています。しかし、2025年以降、メトロマニラ開発局はメトロマニラでカウントダウンタイマーの使用を段階的に廃止し、交通量ベースの交通信号システムを採用しました。その結果、次の段階へのカウントダウンタイマーの代わりに、緑信号が黄色に変わる前に5回点滅します。[ 29 ]
韓国では、黄信号（オレンジ信号）のジレンマゾーンは法的に認められていません。つまり、黄信号が点灯している間は、たとえ安全に停止できない場合でも、車両は停止線を越えたり、交差点に進入したりすることはできません。
2024年5月、韓国最高裁判所は、制限速度40km/hの道路で運転手が62km/hで走行し、許容速度の55 %増しであった事例において、このことを再確認した[ 30 ] [ 31] [ 32 ] 。
韓国の批評家たちは、これは非現実的で不合理だと指摘している。急ブレーキによって多重衝突事故を引き起こす可能性があるからだ。
2016年に速度制限が60km /hまで引き上げられた際、この種の衝突に対する代替案として提案されたのは、ロータリー交差点、速度遵守率の向上、速度制限の実施のみであり、高齢者専用区域も解決策として提案された。[ 33 ]
全赤フェーズがない場合、交差点で右左折する車両は「イエロートラップ」に陥る可能性があります。信号が黄色（琥珀色）に変わると、右左折するドライバーは対向車が停止すると考え、衝突事故が発生する可能性があります。このため、米国ではイエロートラップを引き起こす可能性のあるシーケンスを禁止しています。[ 34 ] これは、緊急車両や鉄道が通常の信号操作を優先する場合にも発生する可能性があります。 [ 35 ]米国では、「対向車は延長青信号」または「対向車は延長青信号になる可能性があります」と書かれた標識を、「イエロートラップ」状態が存在する交差点に掲示する必要があります。[ 36 ] [ 37 ]
米国はウィーン条約の締約国ではありません。米国では、統一交通制御装置マニュアル（MUTCD）が正しい操作方法を規定しています。米国では、1つの信号灯に3つ、4つ、または5つの表示があります。連続進行を示すために、単一表示の緑色の矢印を表示できます。信号は、赤、黄、緑の順に、垂直方向（上から下）または水平方向（左から右）に配置する必要があります。[ 38 ]米国では、単一表示の点滅する黄信号を使用して警告標識に注意を促すことができ、単一表示の点滅する赤信号を使用して「停止」、「進入禁止」、「逆走」の標識に注意を促すことができます。[ 38 ]交差点制御ビーコンとして知られる点滅する赤または黄色のライトは、交差点の停止標識を補強するために使用されます。[ 39 ] MUTCD では、次の車両信号が規定されています。[ 38 ]
カナダのケベック州と沿海州では、信号機は水平に配置されることが多く、信号機には異なる形状のアスペクトがあります。赤は正方形で、通常は器具の両端にペアで配置され、琥珀色はひし形、緑は円形です。米国南部および南西部の多くの州では、嵐やハリケーン時の風の抵抗を減らすために、ほとんどの交通信号機が水平に配置されています。[ 40 ]
日本の交通信号は、緑色の「進め」信号が「青（あお）」と呼ばれ、通常は「青」と訳されるという点を除いて、ほとんど同じ規則に従っている。これは日本語の歴史的な変化を反映している。その結果、1973年に日本の当局は、「進め」信号を可能な限り青みがかった緑色に変更することを布告し、国際的な「緑は進め」規則に違反することなく、名称を色により近づけた。[ 41 ]
英国では、通常の信号機は次の順序に従います。[ 42 ]
速度標識は、次の信号機が青信号の間に進入し、赤信号で交差点に進入して停止することを避けるために推奨される速度をドライバーに知らせる特別な信号機、可変交通標識、または可変メッセージ標識です[ 43 ] 。 [ 44 ] [ b ]
歩行者信号は、歩行者に道路を横断するタイミングを知らせるために使用されます。ほとんどの歩行者信号灯には、「歩行可」のライト（通常は歩いている人の形をしており、一般的には緑または白）と「歩行禁止」のライト（通常は赤またはオレンジの人の形、または手の形）の2つのライトがありますが、他のバリエーションも存在します。[ 45 ]
歩行者が交差点間で道路を横断する必要がある場合、信号制御式横断歩道が、横断歩道や信号のない横断歩道の代替として設置されることがあります。信号機は通常、車両速度が高い場所、車両または歩行者の交通量が多い場所、または信号機のある交差点付近の横断歩道で使用されます。[ 21 ]： c.18英国では、このタイプの横断歩道はペリカン横断歩道と呼ばれています。より現代的なものとしては、パフィン横断歩道やペデックス横断歩道があります。英国では、これらの横断歩道には通常、少なくとも4つの信号機が必要で、それらは通常のタイプ（赤、黄、緑）で、各方向に2つずつ設置されます。歩行者には押しボタンと歩行者信号機（赤と緑の人型）が備えられています。横断歩道の向こう側には信号機の反対側に信号機があり、信号機の下には信号機の下側に設置され、対向車線に面しています。[ 21 ]： c.18
HAWKビーコンは、米国で横断歩道の中間地点で使用される特殊な交通信号です。これは、1つの黄色の信号の上に2つの赤色の信号が配置されています。歩行者が横断ボタンを押すまでビーコンは点灯しません。ボタンを押すと黄色の信号が表示され、続いて両方の赤色の信号が表示され、その時点で歩行者用の「歩行可」シンボルが点灯します。横断フェーズの最後に、「歩行禁止」シンボルと黄色の信号が点滅します。[ 51 ]
歩行者は通常、都市部の信号交差点に、施設なし、並行歩行、車道との同時歩行、全赤信号のいずれかの方法で組み込まれます。歩行者の需要が低い場合、歩行者の通行が許可されていない区域、または地下鉄や高架橋が存在する場所では、施設は提供されない場合があります。正式な施設がないということは、歩行者は安全に横断できるかどうかを自分で判断しなければならず、それが不安感につながる可能性があります。[ 21 ]： 71
「並行歩行」設計では、歩行者は交通の流れに沿って歩きます。歩行者優先期間が設けられる場合があり、歩行者は交通が青信号になる前に「歩行者」信号を受け取り、車両が曲がる前に横断歩道に立つことができ、運転手に道を譲るよう促されます。[ 52 ]
「歩行者と交通が共存する」施設は、歩行者が他の交通の流れと同時に移動でき、衝突することがないように設計されています。これは、一方通行の道路、右左折が禁止されている道路、または直進と右左折の段階が異なる道路で特に有効です。分離帯を設けることも可能です。分離帯の両側に交通が流れ、歩行者は他の交通の流れの間を安全に横断できます。[ 21 ]： 72
全赤信号ステージ（歩行者専用ステージ、歩行者スクランブル、またはバーンズダンスとも呼ばれる）[ c ]は、歩行者が車両と衝突することなく安全に横断できるよう、交差点で全ての車両交通を一時停止させる。斜め横断も可能となる。これにより、サイクルタイムが長くなり、歩行者の待ち時間も長くなる可能性があるが、後者は歩行者専用ステージを2つ設けることで緩和できる。[ 21 ]： 71-72
歩行者用カウントダウンタイマーは、都市部の信号制御横断歩道で一般的になりつつあります。歩行者用カウントダウンが表示される場合、通常は点滅する手信号（米国とカナダ）または消灯期間（英国）と併用され、点滅する手信号または消灯期間が終了するまでの残り時間を秒単位で示します。[ 21 ] [ 53 ]歩行者用カウントダウンタイマーは、赤信号や黄信号を無視して走行するドライバーの数を大幅に増減させるものではありません。歩行者用カウントダウンタイマーは、従来の歩行者用信号と比較して歩行者の遵守率を大幅に向上させることが研究で明らかになっていますが、結果はまちまちです。[ 53 ] [ 54 ]
歩行者の「注意散漫」による歩行者死亡事故の 12 ～ 45% が携帯電話の使用に関連していることから[ 55 ] 、シドニー、ソウル、アウグスブルク、ボーデグラーフェン、テルアビブ、シンガポールなどの一部の都市では、注意散漫な歩行者に横断歩道が近づいていることを警告するために、横断歩道の手前の歩道に埋め込まれた LED ストリップを設置しています。[ 56 ]従来の信号と同期したこの追加信号は、注意散漫な歩行者に頭を上げなくても安全に道路を横断できるタイミングを知らせることで、負傷率を低下させることを目的としています。
オーストラリアなどの一部の地域では、歩行者信号機に音装置が付いており、視覚障害のある歩行者に役立てられています。歩行者信号機が赤のときはゆっくりとしたビープ音が鳴り、青のときは連続したブザー音または速いビープ音が鳴ります。オーストラリアのクイーンズランド州、ニューサウスウェールズ州、ビクトリア州、西オーストラリア州では、音は押しボタンと同じユニットで発生します。PB /5 横断歩道のボタンの上にある円の中で音が鳴り、歩く方向を示す矢印とともに感じることができます。[ 57 ]
この支援技術システムは、カナダの都市の交通量の多い交差点でも広く使用されています。イギリスでは、パフィン横断歩道とその前身であるペリカン横断歩道が、道路を安全に横断できることを示すために速いビープ音を発します。近隣住民の迷惑にならないように、夜間はビープ音は無効になります。[ 58 ]
アメリカの一部の州では、交通量の多い交差点で、視覚障害者向けにボタンからビープ音が鳴るようになっています。信号が変わると、ボタンに内蔵されたスピーカーから録音音声が流れ、安全に横断できることを視覚障害者に知らせます。信号が赤に点滅すると、録音音声がカウントダウンタイマーを開始します。ニュージーランドなどいくつかの国では、聴覚障害者や視覚障害者が信号が変わったことを感じ取って安全に横断できる技術も導入されています。ボタン機構を収めたボックスの底にあるくぼみに収められた小さなパッドが、信号が変わって横断できるようになったときに下に移動します。これは、視覚や聴覚による合図を感知する能力が限られている横断待ちの人が、信号が変わったことを感じ取れるように設計されています。
日本では、信号機が視覚障害者の便宜を図るため、鳥のさえずりを模した電子音を発します。信号機によっては、青信号がどの方向にあるかを判別できるように、音の順番や種類を固定しているものもあります。一般的に、このシステムでは、小鳥の鳴き声である「ピーッ」や「ピーピーッ」、カッコウの鳴き声である「カッコウ」や「カカッコウ」などが使われています。[ 59 ]リトアニアの一部の横断歩道では、信号が消える直前にゆっくりとしたビープ音が鳴ります。
信号制御交差点への進入路に自転車レーンや自転車道が存在する場合、自動車と自転車の衝突を減らすために、自転車利用者を安全に交差点に組み込む方法を検討する必要がある。
信号機の停止線の後に先行停止線を設けることができます。これにより、自転車利用者は赤信号で交通の前に位置して先行することができます。[ 60 ]
米国では、設計ガイドラインでは通常、自転車レーンは交差点を右折レーンの左側まで続くように推奨されていますが、これは右車線に入ろうとする自動車にとって、自転車レーンを不適切な角度で横断しなければならないため、衝突を引き起こします。[ 61 ]
オランダの工学原理では、自転車は交差点の右側に保護された縁石で囲まれています。これにより、停止線で自転車が自動車の視線に入るため、自転車が右折車よりも先にスタートできるため、安全性が向上します。この設計により、自転車は交差点の中央で待つことなく反対側に曲がることができます。[ 61 ]英国のエンジニアは、例えばマンチェスターで、サイクル最適化保護信号（CYCLOPS）交差点を通じてこの設計を革新しました。これにより、自転車道が信号交差点の端に配置され、自転車と歩行者に自動車交通とは完全に分離された単一の全赤フェーズが与えられ、歩行者の横断時間が短縮されます。[ 62 ]
あるいは、自転車は交差点に近づく際や自転車道が道路を横断する場所では歩行者とみなされ、歩行者と自転車が一緒になった信号機（英国ではトゥーカン横断歩道として知られている）が設置されることもある。 [ 63 ]
公共交通機関用の信号機は、自家用車用の信号機とは異なる信号を使用することがよくあります。それらは、文字、矢印、または白色または（通常）色のLEDライト（100ワット）のバーです。
MUTCDは、黒色の背景に白色の線を表示する、2枚または3枚のレンズを備えた標準的な垂直方向の信号機を規定している。[ 64 ]：図8C-3
バスにはB、路面電車にはTの文字を使用するシステムもあります。ミネソタ州ミネアポリスのMETROライトレールシステムや、アリゾナ州フェニックスのバレーメトロレールなどがその例です。ニューオーリンズのRTA路面電車システムは、市の中心業務地区でベルギー/フランスのシステムを簡略化した方式を採用しており、「進む」と「止まる」の構成のみを使用しています。3つ目の信号である黄色は、「進む」信号を点滅させることで実現されます。
ヨーロッパの一部の国やロシアでは、公共交通機関（路面電車、および専用レーンを使用するすべての交通機関）専用の信号機に、 T字型に配置された4つの白色ライトが備えられています。上部の3つのライトが点灯している場合は「停止」を意味します。下部のライトと上部のいくつかのライトが点灯している場合は、表示された方向に進んでよいことを示します。路面電車の信号機では、交差点に路面電車の分岐点や方向転換がない場合は、T字型の単一の黄色信号というよりシンプルなシステムが代わりに用いられます。路面電車は、この信号が点灯しているときのみ進行しなければなりません。
北欧諸国では、路面電車の信号はさまざまな形の白色ライトを使用しています。「S」は「停止」、「—」は「注意」、矢印は特定の方向への通行許可を示しています。[ 65 ]スウェーデンでは、すべての信号が白色照明と特別な記号（「S」、「–」、矢印）を使用して、通常の信号と区別しています。
オランダでは、図の上段に示されている特徴的な「ネゲヌーグ」（9つの目）のデザインが使用されています。[ 66 ]下段の信号は、ベルギー、ルクセンブルク、フランス、ドイツで使用されています。信号の意味は（左から右へ）、「直進」、「左折」、「右折」、「任意の方向へ進む」（通常の信号機の「緑」と同じ）、「緊急ブレーキが必要な場合を除き停止」（「黄」と同じ）、「停止」（「赤」と同じ）です。
日本では、路面電車の信号は通常の車両信号の下にありますが、路面電車用の信号の色はオレンジ色（「黄色」）です。上部の小さなライトは、信号機が車両のトランスポンダー信号を受信したことを運転手に知らせます。香港では、緑信号の代わりに、路面電車用に琥珀色のT信号が使用されています。路面電車の分岐点には、線路の方向を示す別の信号セットが用意されています。オーストラリアとニュージーランドでは、バスまたは路面電車（それぞれ）に優先権があることを示すために、緑色のライトの代わりに白色の「B」または「T」が使用されることがあります。
一部の地域では、消防車、救急車、パトカーなどの緊急車両などの特別な交通を優先する割り込み可能な信号があります。[ 67 ] [ 68 ]ほとんどのシステムは、信号機の上またはその近くにあるセンサーによって受信される電波、赤外線信号、またはストロボライト信号を送信する小型送信機で動作します。一部のシステムでは音声検出を使用しており、特定の種類のサイレンを使用し、信号機構造の受信機で検出する必要があります。
作動すると、通常の信号サイクルは中断され、「優先制御シーケンス」に切り替わります。優先制御シーケンスを作動させた車両の信号を除き、交差点へのすべての進入路の信号が「赤」に切り替わります。場合によっては、優先制御シーケンスが作動したことを優先制御車両に知らせ、他のドライバーに接近する緊急車両を警告するために、近くに追加の信号灯が設置されます。優先制御を作動させた車両がセンサーを通過すると、通常の信号サイクルが再開されます。
ほとんどの管轄区域では、優先メカニズムがない場合、緊急車両は信号機に従う必要はありません。緊急車両は、信号無視で交差点を横断する際に、減速し、慎重に進み、緊急灯を点灯させて、対向車のドライバーに優先権を知らせなければなりません。[ 69 ] [ 70 ]
優先権設定は、優先車両のために信号の通常の動作を即座に中断し、通常は緊急時のみに使用されるのに対し、「優先権設定」は、特定の車両、特にバスなどの公共交通機関の遅延を減らすことを目的とした一連の戦略です。公共交通機関に優先権を与えるための戦略は多岐にわたりますが、一般的には接近する公共交通機関を検知し、信号のタイミングを微調整することで機能します。これらの調整は、公共交通機関が赤信号の間に到着する可能性を低くするか、停止している車両の赤信号時間を短縮するように設計されています。優先権設定は、優先権設定のように、公共交通機関が到着した瞬間に必ず青信号になることを保証するものではありません。
信号サイクルをスムーズに動作させるために、単純な時計仕掛けの機構から高度なコンピュータ制御システムまで、さまざまな制御システムが使用されています。コンピュータ制御システムは通常、交差点の進入路にあるループ検出器やその他のセンサーによって作動、つまり制御されます。エリア全体の協調により、車両や自転車道にグリーンウェーブシステムを設定できます。[ 71 ]スマート信号システムは、従来の作動、より広範囲のセンサー、および人工知能を組み合わせて、信号システムの性能をさらに向上させます。[ 72 ]交通信号交差点または横断路は、通常、近くのキャビネット内に設置されたコントローラによって制御されます。 [ 73 ]
「フェーズ」（オーストラリアとニュージーランドでは「信号グループ」）は、同じ交通進入を制御する複数の青信号など、同時に表示される表示です。「ムーブメント」とは、車両または歩行者が交差点を通過することが許可されている経路のことで、これらの経路が交差する場合は「競合」となります。ステージ（ANZでは「フェーズ」）は、同時に移動する競合しないフェーズのグループです。ステージはまとめて「サイクル」と呼ばれます。[ 74 ]
2 つの相反する青信号フェーズ間の時間は「インターグリーン期間」と呼ばれ、特に交差点の中央で待機している可能性のある右左折車両のために、交差点が安全に空くように適切な長さに設定されます。これにより、多くの場合、すべての進入路が赤信号となり、どの車両も進むことができないオールレッド段階になります。このオールレッドは、歩行者が空いている交差点をどの方向にも一斉に横断できるように、歩行者スクランブルを可能にするために延長されることがあります。 [ 75 ]一部の信号には「オールレッド」フェーズがありません。他の信号が赤に変わった瞬間に、交差する交通のために信号が青に変わります。[ d ]
多くの信号機設備には、交通の流れの変化に対応するための交通システムの柔軟性を向上させるために、車両作動、つまり検出機能が備えられています。検出器は、信号ヘッドに取り付けられたデジタルセンサー、または路面に埋め込まれた誘導ループの形をとります。誘導ループは故障の可能性が低いという利点がありますが、その単純さゆえに、特にオートバイや自転車などの軽量車両が関係する特定の状況への対応能力が制限される可能性があります。 [ 76 ]このような状況は、他の交通量が少ない時間帯や、小型車両が交通量の少ない方向から来る場合に最もよく発生します。[ 77 ]
インターグリーンのタイミングは通常、交差点の規模に基づいており、2秒から5秒の範囲になります。モデリングプログラムには、インターグリーン時間を自動的に計算する機能が含まれています。インターグリーン期間は、交差点内のすべての衝突点への経路距離を計算することによって決定されます。経路距離とは、優先権を失う動きが衝突点まで移動した距離から、考えられる衝突点（歩行者との衝突を含む）を使用して優先権を得る動きが同じ衝突点まで移動した距離を差し引いたものです。また、最後の車両が最も遠い衝突点を通過するのにかかる時間と、次の段階の最初の車両が衝突点に到着するのにかかる時間の両方を計算します。アクチュエータ付き交差点では、交通状況に合わせてインターグリーンを調整できます。[ 21 ]
エンジニアは、通常交通当局によって標準化される黄信号のタイミング（および必要に応じて赤から黄への切り替え）も設定する必要があります。たとえば、英国では、黄信号の時間は全国的に3秒、赤から黄への切り替え時間は2秒に固定されており、これにより最低5秒のインターグリーン時間（さらに赤信号時間）となります。[ 21 ]米国でも最低3秒を使用していますが、地方交通当局は、特に郊外の広い道路では、タイミングを長くすることができます。この違いは、黄信号の時間が短い自治体が赤信号カメラを使用する際に論争を引き起こしています。[ 78 ]歩行者信号を使用する場合は、「横断の誘い」のタイミング（歩行者信号が点灯している期間）とクリアランス期間（歩行者信号が点滅するか信号が表示されない時間）を計算する必要があります。これは通常、設計速度（たとえば1.2 m/s（3.9 ft/s））に対して設定されます。同様に、これらはセンサーを使用して拡張可能になり、動きの遅い歩行者が道路を横断する時間を長くすることができる。[ 21 ]
国または地方の道路管理当局は、国または地方の規制に従って、交通信号の仕様や信号交差点の設計に関するガイダンス文書を発行することがよくあります。たとえば、米国では、連邦道路管理局が「統一交通制御装置マニュアル」と「信号交差点情報ガイド」を発行しており、これは実務者が情報に基づいた意思決定を行うのに役立つベストプラクティスと対策をまとめたものです。[ 79 ]
可変車線制御は、通常車道上部のガントリーに設置された車線使用制御信号を使用するインテリジェント交通システムの一種です。これらの信号は潮汐流システムで使用され、緑色の信号または矢印（許可）または赤色の信号または十字（禁止）を使用して、利用可能な車線のうち 1 つまたは複数の使用を許可または禁止します。[ 80 ]可変車線制御は、料金所でブースの開閉を示すため、また交通量が多いときにスリップロードからの合流を容易にするために使用されることがあります。[ 80 ]
米国、特に南東部地域では、「連続流車線」がよく見られます。この車線は、下向きに点灯する単一の緑色の矢印で保護されており、他の車線や交差点の信号の状態に関係なく、交通の流れが途切れることなく続きます。連続流車線では、側道から右折する車両は二重白線を越えて連続流車線に入ることはできません。二重白線を通過するまでは、隣接する車線から連続流車線へ、または連続流車線から隣接する車線への車線変更は許可されません。一部の連続流車線は、連続流車線と通常の車線の間に設置された隆起した縁石によって保護されており、白または琥珀色の反射塗料やテープで縁石が覆われ、右折車両や隣接車両が車線に入ることを禁止しています。
連続交通車線は、主要道路の右側に側道や私道入口がないT字路交差点にのみ設置されています。連続交通車線のある交差点では、歩行者は主要道路を横断することはできませんが、側道での横断は許可される場合があります。
連続通行車線のある交差点には、交差点の約150メートル手前に「右車線連続通行」またはそれに類する文言が記載された白色の規制標識が設置されます。何らかの理由（故障または設計上の理由）で矢印が消灯した場合、連続通行車線を通る交通は隣接する車線の通常の交通パターンに戻りますが、制限車線への進入または退出は引き続き禁止されます。
3段階表示方式は、ミシシッピ川上流の閘門でも採用されています。赤色は、別の船舶が通過中であることを示します。琥珀色は、接近する船舶の水位に合わせて閘室の水位を調整していることを示します。ゲートが開いた後、緑色は船舶が進入できることを示します。
鉄道信号は、列車を自らの線路内で停止させるために、一般的に色の配置を逆にしています。つまり、運転士の視線より上にある信号では、緑が上、赤が下が線路上の信号色の標準的な配置です。この違いには 3 つの理由があります。運転士と信号の間に背の高い車両があっても鉄道信号が見えなくなる心配がないこと。霧の中での列車の速度は道路車両よりもはるかに速いため、最も制限の厳しい信号が運転士の視線に最も近い位置にある必要があること。そして、鉄道信号はしばしば開けた田舎の場所に設置されているため、一番下の信号以外の信号は、下の信号のフードに積もった雪で見えなくなる危険性があることです。
信号機は、社会規範と法的規則を使用して交通の流れを制御します。ほとんどの管轄区域では、信号や警察に従わないことは違法であり、赤信号カメラなどの装置は、これらの法律を破ったドライバーに罰金やその他の罰則を科したり、場合によっては起訴したりすることができます。[ 81 ]米国で行われた調査では、大多数のドライバーが高速で赤信号を無視するのは危険だと考えており、赤信号無視の最も一般的な理由には、不注意運転、大型車両の追従、悪天候などがあることがわかっています。[ 82 ] [ 83 ]
信号機のある交差点における車両の通行規則は、管轄区域によって異なります。たとえば、北米では、赤信号が点灯している場合でも、ドライバーが縁石に沿って右折（つまり、ほとんどの交差点で右折）するのが一般的です。[ 84 ] [ 85 ]この赤信号での右折規則は、矢印信号や交通標識で特に許可されている場合を除き、ヨーロッパでは一般的ではありません。[ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] [ 89 ]
従来型の交通信号照明は、一部の地域では依然として一般的で、標準的な電球を使用しています。光は鏡面ガラスまたは研磨アルミニウム製の反射板で反射され、ポリカーボネートプラスチックまたはガラス製の信号レンズを通して照射されます。一部の信号では、これらのレンズは特定の屈折パターンを含むようにカットされています。従来は、白熱電球やハロゲン電球が使用されていました。光出力効率が低く、故障箇所が1箇所（フィラメントの焼損）であることから、一部の交通当局は、消費電力が少なく、光出力が高く、寿命が大幅に長いLEDアレイで交通信号を交換することを選択しています。
個々のLEDが故障した場合でも、照明器具は動作しますが、光出力は低下します。LEDアレイの配光パターンは、プリズムレンズを取り付けた白熱電球やハロゲン電球の配光パターンに匹敵します。
LEDライトの低エネルギー消費は、冬季には一部の地域で運転上のリスクとなる可能性がある。一般的に、個々のライトに積もった雪を溶かすほど高温になる白熱電球やハロゲン電球とは異なり、LEDディスプレイは エネルギー消費量がごくわずかである ため、雪が溶けるほど高温にはならない。[ 90 ] [ 91 ]安全上の懸念に対応するため、レンズに加熱素子が開発された。[ 92 ] [ 93 ]
3Mの高視認性信号機などの信号機は、光拡散光学系とフレネルレンズを利用して信号表示を行います。これらの「プログラム可能な視認性」信号機では、150WのPAR46密閉型ビームランプからの光が、信号機の背面にある2つのガラスレンズを通過します。最初のレンズは曇りガラスの拡散レンズで、光を直径約5インチの均一な光の球に拡散します。次に、光は、光学リミッター（3Mによるレンズ自体の定義）または「プログラミングレンズ」とも呼ばれる、ほぼ同じ形状の直径5インチのレンズを通過します。
特殊なアルミ箔ベースの粘着テープを使用することで、これらの信号はプログラミングレンズによって「マスキング」またはプログラムされ、特定の車線のみが表示を確認できるようになっています。これらのプログラム可能な視認性信号の前面には12インチのフレネルレンズがあり、各レンズは米国運輸技術者協会（ITE）の色度および輝度基準を満たすように着色されています。フレネルレンズはランプから出力される光を平行光にし、意図された車線に均一な光を表示します。
信号機は、それぞれの交通にとって望ましい視認性を確保するために配置および設置されるだけでなく、他の車線からの誤解釈を最小限に抑えるために、方向調整、ルーバー、または遮光が施されている場合もあります。たとえば、隣接する直進車線信号機のフレネルレンズは、左折車が自分の青矢印を予測しないように方向調整されている場合があります。Intelight Inc. は、ソフトウェア制御の LED アレイと電子機器を使用して光線を目的の進入方向に向けるプログラム可能な信号機を製造しています。[ 94 ]
この信号は、3MやMcCainのモデルとは異なり、プログラムされています。メーカーのソフトウェアを実行しているラップトップまたはスマートフォンに接続する必要があります。接続は、ダイレクトシリアルインターフェースキットを使用して直接行うか、Wi-Fi経由で無線キットを使用して信号にワイヤレスで接続できます。フレネルレンズ、ルーバー、バイザー、バックパネルは、日光によって信号面のコントラストと視認性が低下する場所でも、照準調整に加えて役立ちます。これらの信号の典型的な用途は、斜め交差点、特定の複数車線制御、左折ポケット信号、または複雑な交通状況のあるその他の場所でした。
米国では現在、信号機は直径約12インチ（300mm ）のライトで設計されています。以前は8インチ（200mm）が標準でしたが、より大きく視認性の高い12インチのライトに徐々に置き換えられつつあります。また、12インチのライトを1つ以上、 8インチ（200mm ）のライトを1つ以上同じ信号機に組み合わせたハイブリッド設計も採用されています。
英国では、12インチの信号灯は、デイビッド・メラーが設計したメラー・デザイン・シグナルヘッドのみを使用して導入されました。これらは、シンボルによる光量損失を補償するためのシンボル光学系として設計されていました。英国高速道路庁の資金提供を受け、英国バーミンガムのアストン大学が実施した調査に基づき、1990年代半ばに改良された光学設計が導入されました。
太陽光による信号機の視認性低下（太陽光が当たって点灯している信号機が見えなくなる）や、太陽光による信号機の視認性低下（低い太陽光角度で放物面鏡から反射した太陽光によって、実際には点灯していない信号機が点灯しているように見える）といった問題が指摘されたことを受け、従来の白熱電球からの光をレンズレットを用いて集光し、つや消し黒の前面マスクの開口部を通して光を照射する信号機が設計されました。これにより、両方の問題が容易に製造可能な形で解決されました。この設計は成功を収め、マーク・アストン博士のエンジニアリング設計に基づき、複数の交通信号機メーカーで製品化されました。アストン博士は当初、ケント州のSIRA Ltd.に勤務し、その後は独立した光学設計者として活躍しました。
メーカーは高速道路庁から汎用設計のライセンスを取得し、アストン博士は各メーカー向けに独自のソリューションを設計しました。電球とLEDバージョンの両方の信号機を製造しており、これらの信号機は今でも英国の道路で最も一般的なタイプの交通信号機です。アンチファントム、高視認性のアストンレンズの発明により、8インチ（200 mm）のライトはプレーンレンズと同じ出力を実現するように設計でき、より大きな表面積は不要になりました。その結果、12インチ（300 mm）のライトは英国での使用が承認されなくなり、TSRGD（交通標識規則および一般指示）に従って、新規設置に設置されるすべてのライトは200 mm（8インチ）でなければなりません。一時的な信号機または交換信号機には例外が適用されます。
MUTCD では、信号機の取り付け方法を 5 種類に分類しています。台座では、信号ヘッドは 1 本のポールに取り付けられます。これは英国で一般的な設置方法です。[ 96 ] [ 21 ]マストアームでは、信号ヘッドは道路上に突き出たポールから伸びる剛性のアームに取り付けられます。張力ポールでは、信号機は道路上にワイヤーで吊り下げられ、反対側の縁石にあるポールに取り付けられます。これは米国で最も一般的な設置方法です。ユニポールは張力ポールに似ていますが、ワイヤーで連結された 2 本のポールではなく、道路上に 1 つの構造物があります。信号機は、高架橋などの既存の構造物に取り付けることができます。[ 96 ]ダミーライトは、交差点の中央に設置され、固定サイクルで動作する交通標識です。これらは一般的に安全上の懸念から廃止されています。歴史的価値があるため、いくつか残っています。[ 97 ]
信号は、交差点の停止線と縁石線の間のニアサイド、または交差点の反対側のファーサイドのいずれかに設置できます。ヨーロッパ諸国では、信号はニアサイドに設置されることが多いです。[ 98 ]英国では、プライマリーヘッドとセカンダリーヘッドと呼ばれる少なくとも2つの信号灯が必要で、そのうちの1つは通常ニアサイドにあり、もう1つはニアサイドまたはファーサイドに設置できます。[ 21 ]米国では、信号は通常ファーサイドに設置されますが、一部の州ではニアサイド信号も使用されています。ニアサイド信号は、ドライバーが赤信号を見る時間が長くなり、歩行者横断帯に侵入する可能性が低くなるため、道路の安全性に有益です。[ 98 ]
ドライバーは平均して、移動時間の約2%を信号機のある交差点の通過に費やしています。[ 99 ]信号機は交差点の交通容量を増やし、側道交通の遅延を減らすことができますが、幹線道路交通の遅延を増やす可能性もあります。[ 100 ] 革新的なオランダの交通技術者であり、共有空間計画の先駆者であるハンス・モンダーマンは、信号機の役割に懐疑的で、次のように述べたと伝えられています。「信号機は役に立つ場所にのみ設置したいが、私はまだ役に立つ場所を見つけていない。」[ 101 ]
世界経済フォーラムの調査によると、信号交差点は局所的な大気汚染レベルの上昇と関連していることがわかった。ドライバーは信号で頻繁に加速と停止を繰り返すため、粒子状物質のピーク濃度は自由流時の約29倍にもなる可能性がある。WEFは、交通当局に対し、交通信号の同期化、代替交通管理システムの検討、住宅地、学校、病院から離れた場所に信号機を設置することを検討するよう勧告している。[ 99 ]
衝突する交通の流れを時間的に分離することで、右折車や交差車による直角衝突の可能性を減らすことができますが、追突事故の頻度を最大 50% 増加させる可能性があります。[ 102 ]直角衝突や逆方向への右折衝突は負傷につながる可能性が高いため、これは多くの場合許容できるトレードオフです。また、自転車や歩行者の交通の安全にも悪影響を与える可能性があります。1979 年と 1988 年の間に、ペンシルベニア州フィラデルフィア市は、必要のない 199 か所の交差点から信号機を撤去しました。平均して、必要のない信号機が撤去された後、交差点での衝突事故は 24% 減少しました。[ 102 ]信号機は、交通に関する抗議活動が解決されたため、1960 年代に設置されました。1992 年までに、426 か所の交差点から 800 台以上の信号機が撤去され、これらの交差点での衝突事故の数は 60% 減少しました。[ 103 ]
新しい信号機は、害よりも益をもたらす場所にのみ設置され、既存の信号機は撤去が正当化されない場合に撤去されることを保証するための基準が策定されている。信号機は、幹線道路と他の幹線道路または集散道路との交差点、あるいはインターチェンジが不要な高速道路に設置されることが最も多い。状況によっては、交通量の多い集散道路にも信号機が設置されることがある。
国際地方信号協会は、交通信号機および制御装置の規格に関する意見を提供しています。その一例として、同協会が統一交通制御装置マニュアル（MUTCD）に提供した意見が挙げられます。MUTCDは、米国運輸省（USDOT）の連邦道路局（FHWA）によって発行されています。[ 104 ]
米国では、交通管制信号の設置基準は統一交通管制装置マニュアル（MUTCD）で規定されており、その基準は9つの条項で定義されています。[ 105 ]
米国では、信号機を設置する前に、交差点がこれらの条件のうち1つ以上を満たすことが通常求められます。しかし、条件を1つ以上満たしたからといって、必ずしも信号機を設置する必要はなく、信号機が適している可能性があることを示唆するだけです。ロータリーの方が適している場合もあります。交通技術者が信号機の設置が望ましくないと結論付ける、考慮されていないその他の条件が存在する可能性もあります。例えば、信号機によって停止した交通が渋滞し、より交通量の多い別の交差点を塞いでしまう場合、その交差点に信号機を設置しないことが決定されるかもしれません。また、信号機がピーク時の条件のみを満たす場合、その時間帯のメリットが、それ以外の時間帯のデメリットを上回らない可能性もあります。
中国では、交通信号機の設置基準は、 2016年に発行され2017年に施行されたGB 14886-2016:道路交通信号機の設置および設置に関する仕様で定義されています。信号機は、次の基準を満たす交差点に設置する必要があります。[ 106 ]
さらに、この規格では、信号機を設置できる状況として、協調信号制御システム内の交差点など、いくつかの状況が推奨されている。[ 106 ]
信号機の象徴性（および信号機で使用される3つの原色の意味）は、他の多くの場面でも頻繁に見られます。しかし、信号機は垂直方向の位置関係を考慮せずに単色の点として使用されることが多いため、色覚異常のある男性の10人に1人は、その意味を理解できない場合があります。
信号機は、macOSのユーザーインターフェースなどのコンピュータソフトウェアや、特に英国ロンドンの「信号機の木」などの芸術作品にも使用されている。
自動車レースサーキットでは、標準的な交通信号を使ってレーシングカーのドライバーにレースの状況を知らせることもできます。オーバルトラックでは、4組の信号機が使用されることがあり、2組は直線部分に、残りの2組は直線部分の間の180度カーブの中央部分に向けられます。緑色はレースが進行中であることを示し、黄色は減速またはペースカーに追従していることを示し、赤色は停止（おそらく緊急事態）を示します。
フォーミュラワンのレーシングチームであるスクーデリア・フェラーリは、かつてピットストップ中に信号機システムを使用して、ドライバーにピットを出るタイミングを知らせていた。タイヤ交換中は赤信号が点灯し、燃料補給中は黄色信号が点灯、タイヤ交換中は黄色信号が点灯、すべての作業が完了すると緑信号が点灯する仕組みだった。このシステムは（通常）完全に自動化されている。しかし、2008年のシンガポールグランプリ以降、このシステムは廃止された。レース中にフェリペ・マッサが首位を走っていた際に、このシステムによって彼の走行が大幅に遅れたためである。
通常、このシステムは自動で行われるが、ピットレーンの混雑により、チームは手動で操作せざるを得なかった。整備士が誤って燃料ホースがまだ車に取り付けられている状態で緑色のライトボタンを押したため、マッサは燃料ホースを引きずりながら発進してしまった。さらに、マッサはエイドリアン・スーティルの進路に入り込み、ペナルティを受けた。最終的にピットレーンの端で停止したため、フェラーリの整備士はホースを取り外すためにピットレーン全体を全力疾走しなければならなかった。このことと、自身に科せられたペナルティの結果、マッサは13位でフィニッシュした。フェラーリは2008年シーズンの残りの期間、伝統的な「ロリポップ」を使用することを決定した。
レースで使用されるもう1つのタイプの信号機は、ドラッグレースで使用されるクリスマスツリーです。クリスマスツリーには、青色のステージングライト、3つの琥珀色のライト、緑色のライト、赤色のライトの6つのライトがあります。青色のステージングライトは、プレステージとステージの2つの部分に分かれています。場合によっては、これらを表すために2組の電球が上下に重ねて設置されています。ドライバーがスタートラインにステージングされると、スターターがライトを点灯させてレースを開始します。これには2つの方法があります。プロツリーを使用する場合は、3つの琥珀色のライトが同時に点滅します。スポーツマンツリーの場合は、琥珀色のライトが上から下へ点滅します。緑色のライトが点灯するとレースが正式に開始されますが、ドライバーがそれより前にラインを越えると、赤色のライトが点灯し、反則となります。
赤、琥珀色、緑は、製品やプロセスの分かりやすい評価システムとしてよく使われます。類推によって、赤と緑を両極端とする中間色のより広い範囲を提供するように拡張することもできます。[ 107 ]
UnicodeにはU+1F6A5 🚥水平信号機とU+1F6A6 🚦垂直信号機があります。
{{cite journal}}: CS1メンテナンス: DOIは2025年7月現在非アクティブです（リンク）2444 — あなたの命を救ってください