応用情報技術者 2019年 秋期 午後 問08

解答の導き方

1. 図2の該当箇所を見るとB-2に [ a ] があり、ここに入るときの表示を問われています。
2. 表2の処理を確認すると、P2に「信号を青にし、タイマ６（10秒）をセット。」と明記されています。P2はB-1 → B-2の遷移で実行される処理です。
3. 一方、表2のQ1はC-2 → B-2のボタン押下時の遷移で処理内容が「タイマ６（10秒）をセット。」のみであり、灯色変更の指示はありません。
4. したがって、B-2に入ったときの表示はP2によって設定される「青」であり、Q1によって遷移しても灯色は変わらないためB-2は青のままです。以上よりa＝青 です。

1. 図3のW-3に [ b ] があり、W系の遷移は表3に対応します。
2. 表3のR1で開始時に「信号を赤にする。」とあり、初期表示は赤です。R2（ボタン押下）は「主道路信号の状態監視を開始する。」であり灯色変更は行いません。R3（主道路信号が状態C-1に遷移）の処理は「主道路信号の状態監視を終了して、タイマ7（3秒）をセット。」であり、やはり灯色変更は指示していません。
3. つまりW-3に入った時点では以前に設定された赤の表示が維持され、R4で初めて「信号を青にし、タイマ8（8秒）をセット。」となります。以上よりb＝赤 です。

1. 図3のW-5に [ c ] があり、その後の処理R5を表3で確認するとR5は「信号を青点滅にし、タイマ9（3秒）をセット。」と明記されています。
2. したがってW-5の表示は青点滅です。以上よりc＝青点滅 です。

誤りやすいポイント

• 表の「処理内容」を正確に読むこと：同じB-2という状態に遷移する経路（P2とQ1）があっても、灯色を変更するのは明示された遷移処理だけです。Q1の「タイマ６（10秒）をセット。」を見落として「青にする」と誤読しないよう注意してください。
• 遷移条件と状態表示を混同しないこと：「主道路信号が状態C-1に遷移」などのイベント（遷移発生）と、その結果として状態が「赤」になることは別扱いです。遷移時に灯色を明示的に設定しているかどうかを確認してください。
• 状態遷移図での順序を確認すること：ある状態で灯色が変わるのはどの遷移（どの処理手順）かを見落とすと、W-3が青か赤かのような誤答につながります。
• タイマと表示は独立に扱われる点：タイマ設定だけの処理（例：Q1）は表示を変えないため、タイマの有無だけで灯色を判断しないようにしてください。

FAQ

解答の論理構成

1. ボタン押下の前提
   • 設問は「主道路信号の状態がC-6（黄）になった直後にボタン押下」と指示しています。
   • 表1のS6には「信号を黄にし、タイマ3（3秒）をセット。」とあります。つまりC-6に遷移した瞬間に 3秒のカウントダウンが開始されます。
2. 歩行者信号側の動き
   • 表3のR2では「ボタン押下」を契機にW-1→W-2へ遷移し、「主道路信号の状態監視を開始する。」とあります。
   • 続くR3の遷移条件は「主道路信号が状態C-1に遷移」です。したがって、歩行者信号は C-1 が現れるまで待機します。
3. 主道路信号がC-1になるまでの時間
   • C-6から次にC-1へ移るのは表1のS7「タイマ3終了」で、ここでもタイマ3（3秒）を消費します。
   • よってC-1に至るまで 3秒 かかります。
4. C-1到達後から歩行者信号が青になるまで
   • C-1に遷移した瞬間、歩行者側はR3を満たしW-2→W-3に遷移し、「タイマ7（3秒）をセット。」します。
   • 表3のR4「タイマ7終了」でW-3→W-4へ進み、「信号を青にし…」と明記されています。タイマ7は 3秒 です。
5. 合計時間
   • C-6からC-1までの 3秒
   • W-3からW-4（青表示）までの 3秒
   • したがって合計は $3+3=6$ 秒
   • 問題文の d には 6 が入ります。

誤りやすいポイント

• 「C-6の黄表示は3秒だけ」と気付かず、C-1の15秒（タイマ1）まで待つと勘違いする。
• 歩行者信号のタイマ7（3秒）を見落として「3秒後にすぐ青」と短絡しやすい。
• 表示が青になるのはW-4であり、W-3ではまだ赤のままという点を取り違える。

FAQ

解答の論理構成

1. 仕様原文の確認
   • 主道路信号の表示について【問題文】
     「“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。」
     すなわち状態「C-5」は “右” ＋ “赤” が同時点灯し、車両は右折だけ可能です。
2. 当初の遷移条件
   • M君が最初に記述した条件は【問題文】
     「表3のR3の遷移条件を“主道路信号が赤”と記載していた。」
     ここで “赤” に該当するのは「C-4（赤）」だけでなく「C-5（右＋赤）」も含まれます。
3. 歩行者信号の動き
   • R3が成立すると【表3】
     「タイマ7（3秒）をセット」→ R4「信号を青にし、タイマ8（8秒）をセット。」
     つまり歩行者信号は青になります。
4. 不具合が起きる状態
   • 状態「C-5」は車両右折可で赤灯も点灯しているため、当初条件では
     「C-5」でもR3が成立し歩行者青になる。
5. 結果として生じる危険
   • 車両が右折進行中に歩行者が渡り始めるため、衝突事故が発生し得ます。

誤りやすいポイント

• “赤” の判定範囲を「C-4」だけと早合点し、「C-5」で赤灯も点く事実を見落とす。
• 「右」が点灯すると直進・左折不可と考えて歩行者と競合しないと思い込む。
• 歩行者信号側のR3条件が “遷移” であることに注意せず、単なる状態監視と混同する。

FAQ

解答の論理構成

1. 表2の仕様
   • 「P1」の遷移条件は“ボタン押下”、処理前状態は“C-1”、処理後状態は“B-1”、処理内容は“何もしない。”と定義されています。
   • これにより、C-1でボタンが押されたことを検知したという情報だけをB系列に引き継ぎます。
2. ボタン押下後の青信号短縮ロジック
   • “B-1”から“B-2”へは「P2」で“タイマ1終了”が条件となり、処理内容に“タイマ6（10秒）をセット。”が含まれます。
   • さらに“B-2”では「Q2」で“タイマ2とタイマ6のいずれかが終了”すると“C-3（黄）”へ遷移し、“終了していないタイマを0にする。”とあります。
   • つまり、青信号を最長でも“タイマ6（10秒）”で打ち切り、歩行者を早く渡らせる仕組みです。
3. 「P1」が存在しない場合の流れ
   • C-1でボタンが押されても遷移先がなく、状態はそのままC-1。
   • 次に定義されているのは表1の「S2」：“タイマ1終了”で“C-2”へ遷移し、“タイマ2（60秒）をセット。”です。
   • よって青信号は通常の“60秒”間継続します。
4. 以上より、「P1」が無いと
   “C-1でボタン押下されても、主道路信号の青が短くならない。”
   という現象が発生し、解答群「イ」が正しいと判断できます。

誤りやすいポイント

• 「P1」は“何もしない。”と書かれているため、無くても同じと見落としやすいですが、実際はB系列への入口として極めて重要です。
• 青の短縮は“B-2”でセットされる“タイマ6（10秒）”が鍵であり、“C-2”に直接遷移した場合は短縮が起きません。
• 「ボタン押下＝即青点灯」と混同し、W系列（歩行者信号）の挙動と主道路信号の挙動を取り違えるケースも頻発します。

FAQ

解答の論理構成

1. 本文では、交差点Zの制御ソフトウェア設計とは別に「〔信号機の信頼性設計〕」として二つの対策 (1) と (2) が示されています。
2. (1) は「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」という仕様です。故障したときに、両方向が同時に青になる危険な状態を避け、安全側の状態に倒しています。この考え方は「フェールセーフ」です。解答群の記号はイです。
3. (2) は「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」という仕様です。故障した押しボタンの機能だけをあきらめ、信号機としての動作は縮退して継続しています。この考え方は「フェールソフト」です。解答群の記号はウです。
4. したがって、(1)：イ、(2)：ウ が正答となります。

誤りやすいポイント

• フェールセーフとフールプルーフの混同
  異常時に安全側へ倒すのがフェールセーフ（イ）、誤操作そのものを起こさせない工夫がフールプルーフ（ア）です。
• フェールソフトとフォールトトレランスの混同
  フェールソフト（ウ）は“機能縮退で継続”に焦点を当て、フォールトトレランス（オ）は“冗長構成で完全機能を維持”する点が異なります。
• 「安全」と「継続」の優先順位
  交通信号のように人命が直接関わる装置では、まず安全確保（フェールセーフ）を行い、その後サービス継続策（フェールソフト）を組み合わせる順序になることを押さえておきましょう。

FAQ