応用情報技術者 試験情報＆徹底解説

道路交通信号機の状態遷移設計に関する次の記述を読んで，設問1～3に答えよ。

　L社は道路交通信号機(以下，信号機という)のシステム開発を行っている会社である。このたび，交差点Zの信号機制御システムを受注した。
　交差点Zでは東西方向の主道路と南北方向の従道路が交差しており(図1)，主道路，従道路，及び主道路にかかる横断歩道の信号機をそれぞれ，主道路信号，従道路信号，及び歩行者信号という。従道路信号は主道路信号と連動して制御される。
　歩行者信号の表示は"青"，"青点滅"，"赤"の3種類，主道路信号の表示は"青"，"黄"，"赤"，"右"の4種類である。"右"は右折だけ可能な状態であり，このときは，"赤"も同時に点灯する。
　歩行者信号は，昼間は主道路信号と同期するが，夜間は常時"赤"となり，歩行者用押しボタンを押した場合(以下，ボタン押下という)だけ"青"になる。ボタン押下は各信号に通知される。ボタン押下された場合，主道路信号の"青"を短くすることで，歩行者の待ち時間を短くするよう考慮する。
　L社の担当者M君は，各信号の状態遷移の仕様を表で整理した後，状態遷移図で示し，信号機の制御ソフトウェアを作成することにした。〔信号機の仕様と状態遷移図〕
　各信号は，所定の秒数を格納したタイマを使って，状態を変化させる。タイマはセットされた直後からカウントダウンして0になった時点で終了し，次の処理手順へ移行する。また，複数のタイマを同時に処理することができる。
　M君は各信号の状態遷移に関する仕様を表で整理した。そして，L社内で設計レビューに臨み，そこでの指摘事項を反映させて仕様を完成させた。主道路信号(夜間)の通常時とボタン押下時の状態遷移に関する仕様を表1と表2に，歩行者信号(夜間)の状態遷移に関する仕様を表3に，それぞれ示す。　表1，表2，及び表3を基に，M君が作成した各信号の状態遷移図を図2，図3に示す。図2，図3中の(T)は表1～3の遷移条件に示されたタイマの終了を示す。　図2，図3から，主道路信号の状態が C-6(黄) になった直後にボタン押下があったとき，歩行者信号が最初に青になるのはd秒後であることが確認できる。

〔設計のレビュー〕
　M君は当初，表3の R3 の遷移条件を"主道路信号が赤"と記載していた。しかし，L社内でのレビューにおいて，その遷移条件では事故につながりかねない重大な①不具合が発生するという指摘を受け，この遷移条件を"主道路信号が状態 C-1 に遷移"と修正した。また，図2の処理手順 P1(状態 C-1 から状態 B-1 に遷移)がなかった場合に②生じる現象についてレビューで説明を行った。

〔信号機の信頼性設計〕
　信号機の制御システムの故障は，人命に関わる事故を引き起こすおそれがあり，M君には十分な信頼性設計を行うように指示が出た。それを受けてM君は，信号機の信頼性設計を完成させた。その設計の中に，次の二つの仕様を含めた。

• 主道路信号と従道路信号の連動機構が故障した場合，主道路信号を"黄点滅"(注意して進む)に，従道路信号を"赤点滅"(一時停止し，確認後発進)にして，どちらも"青"にはしない。
• 歩行者用押しボタンが故障した場合，その機能を切り離した縮退運転とし，夜間でも昼間と同様に歩行者信号を主道路信号に同期させる。

〔信号機の仕様と状態遷移図〕について，(1)，(2)に答えよ。

• 図2及び図3中のa～cに入れる適切な字句を答えよ。
• 本文中のdに入れる適切な数字を答えよ。

〔設計のレビュー〕について，(1)，(2)に答えよ。

• 本文中の下線①について，どの状態において，どのような不具合につながるのか。具体的に40字以内で述べよ。
• 本文中の下線②に関する適切な説明を解答群の中から選び，記号で答えよ。

〔信号機の信頼性設計〕について，本文中の(1)と(2)の信頼性設計の対応策を表す最も適切な字句を，それぞれ解答群の中から選び，記号で答えよ。