(57)【要約】【課題】より適切に物体を認識して列車を制御し得る列車制御システムを提供する。【解決手段】軌道の上を走行する列車を制御する列車制御システムであって、物体の属性ごとに列車の停止制御に係る制御情報を記憶する記憶部と、軌道に係る情報を取得するセンサにより得られたセンサ情報から物体を検知する検知部と、センサにより得られたセンサ情報から検知部により検知された物体の属性を特定する特定部と、記憶部に記憶されている、特定部により特定された物体の属性に対応する制御情報に従って、列車を制御する制御部と、を設けるようにした。【選択図】図１
2020205694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道の上を走行する列車を制御する列車制御システムであって、
物体の属性ごとに前記列車の停止制御に係る制御情報を記憶する記憶部と、
前記軌道に係る情報を取得するセンサにより得られたセンサ情報から物体を検知する検知部と、
前記センサにより得られたセンサ情報から前記検知部により検知された物体の属性を特定する特定部と、
前記記憶部に記憶されている、前記特定部により特定された物体の属性に対応する制御情報に従って、前記列車を制御する制御部と、
を備える列車制御システム。
【請求項２】
前記記憶部は、物体の属性ごとに、かつ、前記軌道からの距離ごとに、前記列車の停止制御に係る制御情報を記憶し、
前記センサにより得られたセンサ情報と前記センサの位置情報とに基づいて、前記検知部により検知された物体と前記軌道との距離を算出する算出部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている、前記特定部により特定された物体の属性と前記算出部により算出された距離とに対応する制御情報に従って、前記列車を制御する、
請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項３】
物体の属性を示す特徴量として、前記物体の色、前記物体の形状、前記物体の仕草、および／または、前記物体の反射率の情報を記憶する第２の記憶部を備え、
前記特定部は、前記第２の記憶部を参照し、前記センサで取得されるセンサ情報の特徴量を用いて前記検知部により検知された物体の属性を特定する、
請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項４】
前記記憶部は、前記列車を認識していない作業員である属性に対応して第１の停止制御に係る制御情報を記憶し、前記列車を認識している作業員である属性に対応して第１の停止制御より減速度が相対的に低い第２の停止制御に係る制御情報を記憶し、
前記特定部は、前記列車が近づいていることを認識していることを示す仕草を前記物体がしていると判定した場合、前記物体の属性を、前記列車を認識している作業員である属性と特定し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている、前記特定部により特定された前記列車を認識している作業員である属性に対応する制御情報に従って、前記列車を制御する、
請求項３に記載の列車制御システム。
【請求項５】
前記センサは、第１のセンサと、第２のセンサとを含み、
前記特定部は、前記第１のセンサのセンサ情報と前記第２のセンサのセンサ情報とから前記検知部により検知された物体の属性を特定する、
請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項６】
物体の属性ごとに前記第１のセンサの特徴量および前記第２のセンサの特徴量を記憶する第３の記憶部を備え、
前記特定部は、前記第１のセンサで取得されたセンサ情報の特徴量と前記第３の記憶部に記憶されている前記第１のセンサの特徴量とを比較して適合度を算出し、前記第２のセンサのセンサ情報の特徴量と前記第３の記憶部に記憶されている前記第２のセンサの特徴量とを比較して適合度を算出し、適合度の高い方のセンサのセンサ情報を用いて前記物体の属性を特定する、
請求項５に記載の列車制御システム。
【請求項７】
前記特定部は、前記第１のセンサのセンサ情報から判断する前記物体の属性と、前記第２のセンサのセンサ情報から判断する前記物体の属性とが異なる場合、前記列車の減速度が高い停止制御となる方の属性を前記物体の属性として特定する、
請求項５に記載の列車制御システム。
【請求項８】
作業員により作業が行われる場所を示す作業情報を記憶する第４の記憶部を備え、
前記制御部は、前記第４の記憶部に記憶されている作業情報を参照し、前記列車の現在の位置が、作業が行われる場所であると判定した場合、前記記憶部に記憶されている、前記特定部により特定された物体の属性に対応する制御情報に従って、前記列車を制御する、
請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項９】
作業員により作業が行われる時間を示す作業情報を記憶する第４の記憶部を備え、
前記制御部は、前記第４の記憶部に記憶されている作業情報を参照し、現在の時間が、作業が行われる時間であると判定した場合、前記記憶部に記憶されている、前記特定部により特定された物体の属性に対応する制御情報に従って、前記列車を制御する、
請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記検知部による検知の結果の確度と前記算出部による算出の結果の確度と前記特定部による特定の結果の確度とのうち１以上がしきい値より低いと判定した場合、前記記憶部に記憶されている、前記特定部により特定された物体の属性と前記算出部により算出された距離とに対応する制御情報よりも減速度の高い制御情報に従って前記列車を制御する、
請求項２に記載の列車制御システム。
【請求項１１】
前記センサは、前記列車に設けられている、
請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項１２】
前記センサは、地上に設けられている、
請求項１に記載の列車制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車制御システムに関し、例えば、軌道の上を走行する列車を制御する列車制御システムに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
軌道輸送システムでは、軌道の周辺に物体があった場合、操舵による回避ができないため、物体を検知することは列車の安全性および運用性を向上させるために重要である。
【０００３】
軌道輸送システムの１つである鉄道においては、軌道の周辺の物体を検知する技術として、障害物を検知する装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の障害物検知装置は、列車に搭載されたレーダが電波を発射してその反射波を測定し、事前に記録した基準信号との差分を確認することによって、軌道の上および軌道の周囲に存在する物体を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３４７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鉄道においては、軌道の周辺への一般人の立ち入りは禁止されているものの、保守工事、保守点検等においては、作業員が軌道の周辺で作業することは頻繁に行われる。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、列車は、正常に作業している作業員を障害物であると判定する可能性がある。例えば、列車は、正常に作業している作業員を障害物であると判定した場合、減速が必要ない状況であっても、ブレーキをかけて減速しまう。
【０００６】
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、より適切に物体を認識して列車を制御し得る列車制御システム等を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため本発明においては、軌道の上を走行する列車を制御する列車制御システムであって、物体の属性ごとに前記列車の停止制御に係る制御情報を記憶する記憶部と、前記軌道に係る情報を取得するセンサにより得られたセンサ情報から物体を検知する検知部と、前記センサにより得られたセンサ情報から前記検知部により検知された物体の属性を特定する特定部と、前記記憶部に記憶されている、前記特定部により特定された物体の属性に対応する制御情報に従って、前記列車を制御する制御部と、を設けるようにした。
【０００８】
上記構成によれば、物体の属性に応じて列車を停止制御することができるようになるので、必要なブレーキをかける一方、不要なブレーキを減らすことができる。例えば、上記構成によれば、不要なブレーキを減らすことで、消費エネルギーを削減することができる。また、例えば、上記構成によれば、不要なブレーキを減らすことで、ダイヤの乱れを抑えることができるので、列車を安定して運行することができるようになる。また、例えば、上記構成によれば、作業員の進入が許可されているエリア内に、作業員がいる場合には、ブレーキをかけることなく、または減速度が低いブレーキをかけて走行し、当該エリア内に一般人がいる場合には、減速度が高いブレーキをかけて走行するといったように、列車の速度を制御できるので、安全性を確保することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、信頼性の高い列車制御システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態による列車制御システムに係る構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態による列車制御ルールの一例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態による列車制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態による物体属性特定処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【図５】第２の実施の形態による列車制御システムに係る構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。本実施の形態は、軌道の周辺に存在する物体の属性に基づいて安全かつ安定した列車の制御が可能な技術に関するものである。例えば、本実施の形態に係る列車制御システムは、路線の監視エリア内に侵入する可能性のある物体の属性と、当該属性の物体を検知した場合における制御を規定した制御情報とを予め記録したデータベースを備える。かかる列車制御システムでは、列車の前方に設けられている監視エリア内において物体を検知した場合、当該物体の属性を特定し、当該データベースに基づいて、特定した物体の属性に基づいて列車の制御を行うことを特徴とする。かかる列車制御システムによれば、例えば、路線内の適切な箇所で作業している作業員に対する誤検知を回避することができるので、列車の制御を適切に行うことができる。
【００１２】
以下の説明において、「記憶装置」は、１以上のメモリを含む。記憶装置における少なくとも１つのメモリは、揮発性メモリであってもよいし不揮発性メモリであってもよい。記憶装置は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等である。
【００１３】
また、以下の説明において、「制御装置」は、１以上のプロセッサである。少なくとも１つのプロセッサは、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサであるが、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）のような他種のプロセッサでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、処理の一部または全部を行うハードウェア回路（例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））といった広義のプロセッサでもよい。
【００１４】
また、以下の説明において、「ｋｋｋ部」の表現にて機能を説明することがあるが、機能は、１以上のコンピュータプログラムが制御装置によって実行されることで実現されてもよいし、１以上のハードウェア回路によって実現されてもよい。各機能の説明は、一例である。複数の機能が１つの機能にまとめられたり、１つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。
【００１５】
また、以下の説明において、「列車」は、編成された１以上の鉄道車両（以下、車両）で構成される。
【００１６】
（１）第１の実施の形態
図１において、１００は全体として第１の実施の形態による列車制御システムを示す。
【００１７】
図１は、列車制御システム１００に係る構成の一例を示す図である。
【００１８】
列車制御システム１００は、列車１１０を含んで構成される。列車１１０は、一定の軌道に沿って走行する。列車１１０は、旅客、貨物等を輸送する車両である。列車１１０は、後述の制御部１１７の指示に基づいて、列車１１０の速度（走行速度）を減速するブレーキ装置を備える。
【００１９】
また、列車１１０は、制御装置１１１、記憶装置１１２およびセンサ１１３を含んで構成される。列車１１０の機能（検知部１１４、特定部１１５、算出部１１６、制御部１１７等）は、例えば、制御装置１１１がプログラムを記憶装置１１２に読み出して実行すること（ソフトウェア）により実現されてもよいし、専用の回路等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが組み合わされて実現されてもよい。また、列車１１０の機能の一部は、列車１１０と通信可能な他のコンピュータにより実現されてもよい。
【００２０】
センサ１１３は、列車１１０の前方に搭載され、列車１１０の前方をセンシングした情報（センサ情報）を取得する。センサ１１３としては、例えば、カメラ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、超音波センサ、ビーコン電波受信器等の様々な手段を採用できる。また、センサ１１３としては、複数のセンサ１１３を組み合わせて用いてもよい。
【００２１】
検知部１１４は、センサ１１３を用いて列車１１０の前方の軌道の周辺を監視し、軌道の周辺における物体の有無を判断（検知）する。
【００２２】
検知部１１４は、軌道の周辺に物体が存在すると判断した場合、当該物体より得られたセンサ１１３のセンサ情報を特定部１１５および算出部１１６に送信する。当該センサ情報は、使用するセンサ１１３の種別によって異なり、例えば、カメラを用いた場合は当該物体の画像情報となり、ミリ波レーダまたはＬＩＤＡＲを用いた場合は当該物体からの反射強度および距離の情報となる。また、作業員は、定期的に電波を発するビーコンを保持しておき、検知部１１４は、ビーコン電波受信器を介して当該ビーコンからの電波を受信した場合は、作業員が周囲に存在すると判断してもよい。センサ情報より物体を検知する手段としては、画像認識技術、レーザ検知技術等を使用すればよく、本実施の形態では、その方法は問わない。
【００２３】
また、検知部１１４は、自己位置推定手段で推定された列車１１０の現在の位置に対応する軌道の曲率半径、勾配等の軌道情報を軌道情報データベース（図示は省略）から取得し、列車１１０の前方の軌道の周辺に物体を検知する監視エリアを設定してもよい。列車１１０の現在の位置の算出は、列車１１０の速度の積分に基づいて行われるのが一般的であるが、他の方法を用いてもよい。例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）等を用いてもよい。本実施の形態では、列車１１０の現在の位置が一意に決定できればよく、その方法は問わない。また、監視エリアを設定する別の手段として、画像情報より列車１１０の前方の軌道形状を推定し、当該軌道形状に基づいて監視エリアを導出してもよい。例えば、列車１１０が走行する路線に設定される建築限界から一定の範囲内を監視エリアとして設定することが考えられる。
【００２４】
特定部１１５は、検知部１１４より受信したセンサ情報の特徴量と、属性種別情報記憶部１１８の特徴量との適合度を評価し、検知部１１４により検知された物体の属性を特定する。適合度を評価する手段として、例えば、事前に定めた特徴量（例えば、彩度、反射強度等のしきい値）と検知部１１４より受信したセンサ情報の特徴量とを比較してもよいし、画像認識、データ分類の用途で一般的に用いられる機械学習等を適用してもよい。特定部１１５は、上記にて特定した物体の属性を示す属性情報を制御部１１７に送信する。
【００２５】
ここで、属性種別情報記憶部１１８は、軌道の周辺に存在する可能性がある物体の属性ごとに、センサ情報の特徴量を事前に登録したデータベースである。一例として、作業員を登録する場合について述べる。例えば、センサ情報として画像情報を用いる場合、作業員が着用する服の形状、服の色、列車１１０の接近時における作業員の所定の仕草（挙手、旗挙げ等）等の情報を登録する。また、センサ情報として、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ等の反射強度を用いる場合、作業員が装着する服装の反射率を登録する。例えば、作業員は、高輝度の反射率を備えた反射素材を装着することとし、その反射率を属性種別情報記憶部１１８に登録してもよい。一般的な服装と比べて顕著に強い反射素材を装着することにより、一般人と作業員との識別精度を向上する効果が期待される。
【００２６】
以上、簡単のため、作業員を登録する事例について述べたが、電化柱、器具箱等の沿線設備、対向列車、保守車両等を登録する場合も、同様の登録処理となる。
【００２７】
また、特定部１１５は、一のセンサ情報より物体の属性を特定してもよいし、複数のセンサ情報より特定してもよい。例えば、夜間、悪天候時等において、カメラによる画像情報が十分得られない場合において、ミリ波レーダにより測定された反射強度が属性種別情報記憶部１１８に登録した作業員の反射強度と適合している場合、検知部１１４により検知された物体の属性を作業員と特定してもよい。また、例えば、画像情報からは作業員と判断されるが、反射強度からは作業員ではないと判断される場合、作業員ではないものと物体の属性を特定してもよい。作業員と類似した服装の一般人を検知した場合でも、反射強度を含めた組み合わせ条件により特定することで、高精度な特定が可能となる。このように、特定のセンサ１１３によるセンサ情報の取得、センサ情報の認識が困難な環境においても、高信頼な物体の属性の特定が可能となる。
【００２８】
また、特定部１１５は、1つの物体が複数の種別の特徴量と一定以上の適合度を示す場合（例えば、当該物体が作業員と一般人とのどちらとも適合した場合）、より適合度が高い属性を選定してもよいし、より安全側の制御となる属性を選定（例えば、当該物体が「作業員」であるか「一般人」であるかを明確に区別できない場合、走行を継続する「作業員」より、減速をする「一般人」を選定）してもよい。
【００２９】
算出部１１６は、検知部１１４より受信したセンサ情報より、検知部１１４により検知された物体が存在する地点（以下、物体地点情報と呼ぶ）を算出する。算出部１１６は、物体地点情報を制御部１１７に送信する。
【００３０】
物体地点情報は、軌道の中心からの距離を示す距離情報を含む情報である。物体地点情報を算出する方法として、例えば、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ等による射出電波または射出光が物体に当たって反射する時間および角度をもとに算出した列車１１０先頭からの距離と列車１１０と物体との角度とから、軌道の中心からの距離を算出してもよいし、ステレオカメラの視差画像を用いて軌道の中心からの距離を算出してもよく、本実施の形態では、その方法は問わない。また、物体地点情報は、列車１１０先頭から物体までの距離を示す距離情報を含むものであってもよい。
【００３１】
なお、物体地点情報は、ＧＰＳ等から算出された現在の位置を示す現在位置情報であってもよい。また、物体地点情報は、現在位置情報と地図情報とから算出されたマップ上の座標情報であってもよい。
【００３２】
制御部１１７は、特定部１１５から受信した属性情報、算出部１１６から受信した物体地点情報に基づいて、制御情報記憶部１１９より対応する列車制御ルールを選定する。制御部１１７は、選定した列車制御ルールに従って、列車１１０の速度を制御する。列車１１０の制駆動手段の具体的装置の例としては、インバータ、モータ、摩擦ブレーキが挙げられる。
【００３３】
ここで、制御情報記憶部１１９は、列車１１０前方で検知した物体の属性情報および物体地点情報に対応する列車制御ルール（制御情報の一例）を事前に登録したデータベースである。なお、列車制御ルールの一例については、図２を用いて後述する。
【００３４】
例えば、制御部１１７は、列車１１０の減速を行う列車制御ルールを選定した場合、減速の制御を開始するタイミング、および適用する減速度は、現在の列車１１０の速度および列車１１０の先頭から物体までの距離に応じて決定してもよい。例えば、物体が遠方に存在している場合、制御部１１７は、低い減速度のブレーキで徐々に減速してもよいし、さらに物体へ接近するまで減速を開始しない制御を行ってもよい。
【００３５】
付言するならば、検知部１１４は、新しく取得したセンサ情報だけでなく、過去のセンサ情報を使用して物体の有無を検知してもよい。また、特定部１１５は、新しく取得したセンサ情報だけでなく、過去のセンサ情報を使用して物体の属性を特定してもよい。また、算出部１１６は、新しく取得したセンサ情報だけでなく、過去のセンサ情報を使用して物体地点情報を算出してもよい。検知部１１４、特定部１１５および算出部１１６の各々は、カルマンフィルタ等の手法を活用し、過去のセンサ情報も用いて当該物体の動作状態を推定してもよい。例えば、検知部１１４は、過去のセンサ情報より直線的に移動してくる物体を検知していた場合、ある瞬間にセンサ情報が取得できなかった場合でも、過去センサ情報から予測される位置に物体が存在するものと推定して以降の処理を実行してもよい。
【００３６】
また、検知部１１４は、検知した物体の有無に対する確度情報を算出して制御部１１７に送信してもよい。特定部１１５は、特定した物体の属性に対する確度情報を算出して制御部１１７に送信してもよい。算出部１１６は、算出した物体地点情報に対する確度情報を算出して制御部１１７に送信してもよい。確度情報としては、特定部１１５が算出した適合度を用いてもよいし、各センサ１１３による取得データの確率分布情報を用いてもよい。例えば、センサ１１３がカメラである場合、昼間は信頼度の分散が小さい確率分布を示し、夜間は信頼度の分散が大きい確率分布を示すものとなるので、検知部１１４がカメラの画像情報を用いて物体の有無を検知したときは、昼間に検知した物体の有無に対する確度情報は第１の値として制御部１１７に送信し、夜間に検知した物体の有無に対する確度情報は第１の値よりも低い第２の値として制御部１１７に送信する。
【００３７】
制御部１１７は、確度情報が所定値より低い場合、より安全な列車制御ルールを採用して列車１１０を制御してもよい。例えば、物体の属性が所定の仕草をしている作業員と特定された場合でも、当該結果の確度が所定値より低い場合、所定の仕草をしていない作業員または一般人が存在するものとして列車１１０の速度を制御する、といった運用が想定される。
【００３８】
また、制御部１１７は、列車１１０の速度を制御する方法として、例えば、生成した制駆動指令をＡＴＯ（Automatic Train Operation）装置（自動列車運転装置）に送信して自動制御してもよいし、運転士に対して警報を提示して手動によるブレーキ制御を促してもよい。自動制御と手動制御とのどちらを適用するかは、列車１１０の走行前に決定しておいてもよいし、列車１１０の走行が開始した後に運転士が手動で決定してもよい。また、制御部１１７は、確度情報を受信する場合、確度情報に基づいて自動制御と手動制御とのどちらを適用するかを決定してもよい。例えば、通常時は、自動制御による列車１１０の制御を行うが、確度情報が所定値より低い場合はシステムによる判断が誤っている可能性があると判断し、システムから運転士に対して手動制御への切替えを促すといった運用が考えられる。
【００３９】
図２は、列車制御ルールの一例を示す図である。本例では、物体の属性と軌道の中心からの距離とに応じて列車制御ルールが規定されている。
【００４０】
制御情報記憶部１１９には、例えば、軌道の中心から「２ｍ」以内に人物が存在する場合は人物の属性にかかわらず、列車１１０を減速する列車制御ルールが記憶されている。また、例えば、軌道の中心から「２ｍ」〜「５ｍ」以内に人物が存在する場合、当該人物の属性が作業員であり、かつ、当該作業員が所定の仕草をしているときは、列車１１０の走行を継続し、当該人物の属性が作業員であり、かつ、当該作業員が所定の仕草をしていないときは、列車１１０を減速し、当該人物の属性が一般人であるときは、列車１１０を減速する列車制御ルールが記憶されている。また、例えば、軌道の中心から「５ｍ」より人物が離れている場合、当該人物の属性にかかわらず、列車１１０の走行を継続する列車制御ルールが記憶されている。
【００４１】
また、図２では、人物を例に挙げて説明したが、物についても同様である。図示は省略するが、制御情報記憶部１１９には、例えば、軌道の中心から「５ｍ」以内に物が存在する場合、当該物の属性が作業用の機材であるときは、列車１１０の走行を継続し、当該物の属性が作業用の機材以外の物であるときは、列車１１０を減速する列車制御ルールが記憶されている。また、例えば、軌道の中心から「５ｍ」より物が離れている場合、当該物の属性にかかわらず、列車１１０の走行を継続する列車制御ルールが記憶されている。
【００４２】
本例では、簡単のため、「走行継続」と「減速」との２段階で減速度を示しているが、例えば、列車１１０先頭から物体までの距離、軌道の中心から物体までの距離に応じて減速度が規定されてもよい。
【００４３】
また、制御情報記憶部１１９は、路線内における点検作業、保守工事、建設工事に関する情報（以下、作業情報と呼ぶ）を条件として含む列車制御ルールを記憶してもよい。作業情報は、作業員が作業を行う場所（例えば、区間、作業位置等）、時間（例えば、時刻帯、期間等）のうち、1つ以上の情報を含む。作業情報を用いた列車制御ルールの一例として、例えば、点検作業を行っている区間および時間帯において、作業員を検知した場合は異常がないとして図２に示す列車制御ルールに従って列車１１０の速度を制御するが、当該区間外で作業員を検知した場合は計画外の侵入として減速の制御を行う、といったことが考えられる。
【００４４】
以上が、列車制御システム１００の主な構成と各構成要素の説明である。次に、列車制御システム１００に係る処理を説明する。
【００４５】
図３は、列車１１０が行う列車制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。列車制御処理は、一定の周期で実行される。ステップＳ３００からステップＳ３０３は、検知部１１４により実行される。ステップＳ３０４は、特定部１１５により実行される。ステップＳ３０５は、算出部１１６により実行される。ステップＳ３０６およびステップＳ３０７は、制御部１１７により実行される。
【００４６】
ステップＳ３００では、検知部１１４は、センサ１１３より現時点におけるセンサ情報を取得する。
【００４７】
ステップＳ３０１では、検知部１１４は、センサ情報をもとに、現在の列車１１０の位置（在線地点）における監視エリアを設定する。
【００４８】
ステップＳ３０２では、検知部１１４は、センサ情報をもとに、監視エリア内に物体が存在しているか否かを判断（物体有無判断）する。
【００４９】
ステップＳ３０３では、検知部１１４は、ステップＳ３０２で物体が監視エリア内に存在するか否かを判定した結果に基づいて、次に実行すべき処理を決定する。検知部１１４は、列車１１０の前方に物体が存在すると判定した場合、ステップＳ３０４に処理を移し、列車１１０の前方に物体が存在しないと判定した場合、列車制御処理を終了する。
【００５０】
ステップＳ３０４では、特定部１１５は、物体属性特定処理を行う。特定部１１５は、検知部１１４により検知された物体（制御対象の物体）に対するセンサ情報の特徴量と、属性種別情報記憶部１１８に記憶した各特徴量との適合度を評価する。特定部１１５は、評価した適合度をもとに、制御対象の物体の属性を特定し、当該物体の属性を示す属性情報を制御部１１７に送信する。なお、物体属性特定処理の一例については、図４を用いて後述する。
【００５１】
ステップＳ３０５では、算出部１１６は、制御対象の物体に対するセンサ情報をもとに、当該物体の物体地点情報を算出し、算出した物体地点情報を制御部１１７に送信する。
【００５２】
なお、図３では、ステップＳ３０４の後にステップＳ３０５を実施する例を示すが、これらのステップは、独立に処理してもよい。例えば、ステップＳ３０５をステップＳ３０４の前に処理したり、ステップＳ３０４とステップＳ３０５とを並列処理したりしてもよい。
【００５３】
ステップＳ３０６では、制御部１１７は、制御対象の物体の属性情報および物体地点情報に対応する列車制御ルールを制御情報記憶部１１９より選定する。
【００５４】
ステップＳ３０７では、制御部１１７は、選定した列車制御ルールに基づいて、列車１１０の速度を制御する。
【００５５】
図４は、特定部１１５が行う物体属性特定処理に係るフローチャートの一例を示す図である。物体属性特定処理では、複数のセンサ１１３を用いて制御対象の物体の属性を特定するケースについて説明する。複数のセンサ１１３としては、センサＡ（例えば、カメラ）とセンサＢ（例えば、ミリ波情報）とを例に挙げて説明する。
【００５６】
ステップＳ４００では、特定部１１５は、属性種別情報記憶部１１８より、センサＡに係る物体の属性ごとに特徴量（しきい値）を取得する。
【００５７】
ステップＳ４０１では、特定部１１５は、センサＡの適合度を算出する。例えば、特定部１１５は、センサＡのセンサ情報の特徴量（例えば、形状情報）と、取得したセンサＡに係る特徴量（例えば、形状情報のしきい値）とを用いて、属性ごとに、形状情報と形状情報のしきい値との類似度を算出する。特定部１１５は、算出した類似度のうち最も高い類似度を正規化してセンサＡの適合度とする。
【００５８】
ステップＳ４０２では、特定部１１５は、属性種別情報記憶部１１８より、センサＢに係る物体の属性ごとに特徴量（しきい値）を取得する。
【００５９】
ステップＳ４０３では、特定部１１５は、センサＢの適合度を算出する。例えば、特定部１１５は、センサＢのセンサ情報の特徴量（例えば、反射率）と、取得したセンサＢに係る特徴量（反射率のしきい値）とを用いて、属性ごとに、反射率と反射率のしきい値との差分を算出する。特定部１１５は、算出した差分のうち最も小さい差分を正規化してセンサＢの適合度とする。
【００６０】
ステップＳ４０４では、特定部１１５は、制御対象の物体の属性を特定する。例えば、特定部１１５は、センサＡの適合度とセンサＢの適合度とを比較し、属性種別情報記憶部１１８を参照し、適合度が高い方のセンサ情報の特徴量を用いて、制御対象の物体の属性を特定する。なお、例えば、特定部１１５は、センサＡのセンサ情報から判断する制御対象の物体の属性と、センサＢのセンサ情報から判断する制御対象の物体の属性とが異なる場合、列車１１０の減速度が高い停止制御となる方の属性を制御対象の物体の属性として特定してもよい。
【００６１】
ステップＳ４０５では、特定部１１５は、制御対象の物体の属性が人であるか否かを判定する。特定部１１５は、人であると判定した場合、ステップＳ４０７に処理を移し、人でないと判定した場合、ステップＳ４０６に処理を移す。
【００６２】
ステップＳ４０６では、特定部１１５は、制御対象の物体の属性を「物」として制御部１１７に出力する。
【００６３】
ステップＳ４０７では、特定部１１５は、制御対象の物体の属性が作業員であるか否かを判定する。特定部１１５は、作業員であると判定した場合、ステップＳ４０９に処理を移し、作業員でないと判定した場合、ステップＳ４０８に処理を移す。
【００６４】
ステップＳ４０８では、特定部１１５は、制御対象の物体の属性を「一般人」として制御部１１７に出力する。
【００６５】
ステップＳ４０９では、特定部１１５は、制御対象の物体の属性が挙手している作業員であるか否かを判定する。特定部１１５は、挙手している作業員であると判定した場合、ステップＳ４１１に処理を移し、挙手している作業員でないと判定した場合、ステップＳ４１０に処理を移す。
【００６６】
ステップＳ４１０では、特定部１１５は、制御対象の物体の属性を「作業員（挙手なし）」として制御部１１７に出力する。
【００６７】
ステップＳ４１１では、特定部１１５は、制御対象の物体の属性を「作業員（挙手あり）」として制御部１１７に出力する。
【００６８】
以上が、列車制御システム１００により実行される列車制御処理の説明である。
【００６９】
以上、本実施の形態に示す列車制御システムは、路線の監視エリア内に侵入する可能性のある物体の属性を示す属性情報と、当該属性の物体を検知した場合における列車制御ルールとを予め記憶したデータベースを備える。かかる列車制御システムは、監視エリア内において物体を検知した場合、当該データベースに基づいて物体の属性を特定し、当該属性に対応する列車制御ルールに基づいて列車の制御を行うことを特徴とする。当該物体の属性に基づいて列車の制御を行うことにより、例えば、正常な工事、点検作業等を行う作業員に対しては不要な減速、警報等による運転の乱れを回避することができる。また、例えば、一般人、計画外の作業員等が軌道の周辺へ立ち入った場合は減速することで衝突を避ける制御が可能となる。
【００７０】
なお、簡単のため作業員を登録する事例を主に述べたが、上述の通り、電化柱、器具箱等の沿線設備、対向列車、保守車両等、人以外の物体を登録した場合も、同様の効果が得られる。
【００７１】
（２）第２の実施の形態
第１の実施の形態の列車制御システム１００では、列車１１０上（車上）に搭載したセンサ１１３が取得したセンサ情報を用いて物体を検知していたが、第２の実施の形態の列車制御システム５００では、沿線に設置したセンサ５１３が取得したセンサ情報を用いて物体を検知することを特徴とする。本実施の形態では、第１の実施の形態と異なる構成について主に説明する。
【００７２】
図５は、列車制御システム５００に係る構成の一例を示す図である。
【００７３】
列車制御システム５００は、地上装置５１０を備える。地上装置５１０は、制御装置５１１と、記憶装置５１２と、センサ５１３と、通信装置５１４とを備える。
【００７４】
センサ５１３は、設置されている箇所の周辺をセンシングしてセンサ情報を取得する。センサ５１３については、例えば、踏切の障害物を検知する装置、駅の構内に設けられた監視カメラ等、既設の設備を用いて構成してもよい。また、例えば、センサ５１３については、新たにセンサ５１３（例えば、カメラ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ、超音波センサ等）を沿線に設置してもよい。
【００７５】
通信装置５１４は、列車１１０が備える通信装置５２１と無線通信を行うためのインターフェース装置である。
【００７６】
地上装置５１０の機能（例えば、地上監視部５１５、情報送信部５１６等）は、例えば、制御装置５１１がプログラムを記憶装置５１２に読み出して実行すること（ソフトウェア）により実現されてもよいし、専用の回路等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが組み合わされて実現されてもよい。また、地上装置５１０の機能の一部は、地上装置５１０と通信可能な他のコンピュータにより実現されてもよい。
【００７７】
地上監視部５１５は、センサ５１３により取得されたセンサ情報を情報送信部５１６を介して列車１１０に送信する。情報送信部５１６は、通信装置５１４を制御し、センサ情報を、列車１１０が備える通信装置５２１を制御する情報受信部５２２に送信する。
【００７８】
なお、列車制御システム５００における処理については、第１の実施の形態と基本的に同様であるため、その説明は省略する。
【００７９】
本実施の形態では、沿線にセンサ５１３を備えることを特徴とするが、車上に備えたセンサ１１３によるセンサ情報を併用してもよいし、車上にはセンサ１１３を備えない構成としてもよい。
【００８０】
また、検知部１１４、特定部１１５、算出部１１６、制御部１１７、属性種別情報記憶部１１８および制御情報記憶部１１９を列車１１０に搭載する構成としているが、これらの一部もしくは全部の機能を地上の設備（例えば、地上装置５１０、サーバ装置等）に設置してもよい。例えば、全部の機能を地上の設備に設置した場合、地上の設備がセンサ情報を取得して物体を検知した後、列車１１０は、地上の設備から列車１１０の制御指示を受け取り、制御指示に基づいて列車１１０を制御する運用が考えられる。
【００８１】
以上、本実施の形態によれば、地上に設置したセンサを活用することにより、遠方、曲線区間等、列車からは見通し外の範囲においても物体の検知が可能となり、列車の運行の安全性向上へ寄与できる。
【００８２】
（３）他の実施の形態
なお、上述の実施の形態においては、本発明を列車制御システムに適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のシステム、装置、方法、プログラム、記録媒体等に広く適用することができる。
【００８３】
また、上述の実施の形態においては、算出部１１６は、軌道からの距離として、軌道の中心からの距離を算出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、算出部１１６は、軌道からの距離として、建築限界からの距離を算出するようにしてもよい。
【００８４】
また、上述の実施の形態において、各テーブルの構成は一例であり、１つのテーブルは、２以上のテーブルに分割されてもよいし、２以上のテーブルの全部または一部が１つのテーブルであってもよい。
【００８５】
また、上記の説明において、各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００８６】
上述した実施の形態は、例えば、以下の特徴的な構成を有する。
【００８７】
軌道の上を走行する列車（例えば、列車１１０）を制御する列車制御システム（例えば、列車制御システム１００、列車制御システム５００）は、物体（例えば、人物、物等）の属性（例えば、人、一般人、作業員、列車１１０を認識している作業員、列車１１０を認識していない作業員、物、沿線設備、対向列車、保守車両、作業にかかる機材、作業にかかわらない機材等）ごとに上記列車の停止制御に係る制御情報（例えば、列車制御ルール）を記憶する記憶部（例えば、記憶装置１１２、制御情報記憶部１１９）と、上記軌道に係る情報（例えば、画像情報、物体からの反射強度および距離の情報、ビーコンからの電波等）を取得するセンサ（例えば、センサ１１３、センサ５１３、カメラ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ、超音波センサ、ビーコン電波受信器等）により得られたセンサ情報から物体を検知する検知部（例えば、検知部１１４）と、上記センサにより得られたセンサ情報から上記検知部により検知された物体の属性を特定する特定部（例えば、特定部１１５）と、上記記憶部に記憶されている、上記特定部により特定された物体の属性に対応する制御情報に従って、上記列車を制御（例えば、列車１１０の速度に応じたブレーキ制御、列車１１０と物体との距離に応じたブレーキ制御、駆動指令をＡＴＯ装置に送信、運転士に対して警報を提示して手動によるブレーキ制御等）する制御部（例えば、制御部１１７）と、を備える。
【００８８】
上記構成によれば、物体の属性に応じて列車を停止制御することができるようになるので、必要なブレーキをかける一方、不要なブレーキを減らすことができる。例えば、上記構成によれば、不要なブレーキを減らすことで、消費エネルギーを削減することができる。また、例えば、上記構成によれば、不要なブレーキを減らすことで、ダイヤの乱れを抑えることができるので、列車を安定して運行することができるようになる。また、例えば、上記構成によれば、作業員の進入が許可されているエリア内に、作業員がいる場合には、ブレーキをかけることなく、または減速度が低いブレーキをかけて走行し、当該エリア内に一般人がいる場合には、減速度が高いブレーキをかけて走行するといったように、列車の速度を制御できるので、安全性を確保することができる。
【００８９】
上記記憶部は、物体の属性ごとに、かつ、上記軌道からの距離ごとに、上記列車の停止制御に係る制御情報を記憶し（例えば、図２参照）、上記センサにより得られたセンサ情報と上記センサの位置情報（例えば、列車１１０の先頭の位置情報、地上に設置されたセンサの位置情報等）とに基づいて、上記検知部により検知された物体と上記軌道との距離（例えば、軌道の中心からの距離、建築限界からの距離等）を算出する算出部（例えば、算出部１１６）を備え、上記制御部は、上記記憶部に記憶されている、上記特定部により特定された物体の属性と上記算出部により算出された距離とに対応する制御情報に従って、上記列車を制御する。
【００９０】
上記構成によれば、物体の属性と軌道からの物体の距離とに応じて列車を停止制御することができる。例えば、物体が軌道に遠い場所に位置する場合（例えば、物体が軌道の中心から所定値以上、離れている場合）、減速度が低いブレーキをかけて走行し、物体が軌道に近い場所に位置する場合（例えば、物体が軌道の中心から所定値の範囲内に所在する場合）、減速度が高いブレーキをかけて走行するといったように、より適切にブレーキをかけることができるようになる。よって、上記構成によれば、消費エネルギーをより削減すること、列車をより安定して運行すること等ができるようになる。
【００９１】
物体の属性を示す特徴量として、上記物体の色、上記物体の形状、上記物体の仕草、および／または、上記物体の反射率の情報を記憶する第２の記憶部（例えば、記憶装置１１２、属性種別情報記憶部１１８）を備え、上記特定部は、上記第２の記憶部を参照し、上記センサで取得されるセンサ情報の特徴量を用いて上記検知部により検知された物体の属性を特定（例えば、第２の記憶部に記憶されている特徴量とセンサ情報の特徴量との適合度を算出して最も適合度の高い特徴量の属性を物体の属性として特定）する。
【００９２】
上記構成によれば、例えば、物体の色、形状、仕草、反射率、これらの任意の組合せから物体の属性を特定することができる。例えば、複数種類の特徴量を用いることで、より正確に物体の属性を特定することができる。
【００９３】
上記記憶部は、上記列車を認識していない作業員である属性に対応して第１の停止制御に係る制御情報を記憶し、上記列車を認識している作業員である属性に対応して第１の停止制御より減速度が相対的に低い第２の停止制御に係る制御情報を記憶し（例えば、図２参照）、上記特定部は、上記列車が近づいていることを認識していることを示す仕草を上記物体がしていると判定した場合、上記物体の属性を、上記列車を認識している作業員である属性と特定し（例えば、図４参照）、上記制御部は、上記記憶部に記憶されている、上記特定部により特定された上記列車を認識している作業員である属性に対応する制御情報（例えば、挙手ありに対応する列車制御ルール）に従って、上記列車を制御する。
【００９４】
上記構成によれば、例えば、作業員が列車を認識しているか否かに応じて列車を制御することができるようになるので、より適切にブレーキをかけることができるようになる。
【００９５】
上記センサは、第１のセンサ（例えば、センサＡ）と、第２のセンサ（例えば、センサＢ）とを含み、上記特定部は、上記第１のセンサのセンサ情報と上記第２のセンサのセンサ情報とから上記検知部により検知された物体の属性を特定する（例えば、図４参照）。
【００９６】
上記構成によれば、例えば、第１のセンサのセンサ情報と第２のセンサのセンサ情報とを用いて物体の属性を特定するので、物体の属性をより正確に特定することができる。
【００９７】
物体の属性ごとに上記第１のセンサの特徴量および上記第２のセンサの特徴量を記憶する第３の記憶部（例えば、記憶装置１１２、属性種別情報記憶部１１８）を備え、上記特定部は、上記第１のセンサで取得されたセンサ情報の特徴量と上記第３の記憶部に記憶されている上記第１のセンサの特徴量とを比較して適合度を算出し、上記第２のセンサのセンサ情報の特徴量と上記第３の記憶部に記憶されている上記第２のセンサの特徴量とを比較して適合度を算出し、適合度の高い方のセンサのセンサ情報を用いて上記物体の属性を特定する（例えば、図４参照）。
【００９８】
上記構成では、例えば、適合度の高い方のセンサのセンサ情報を用いて物体の属性を特定するので、物体の属性をより正確に特定することができる。
【００９９】
上記特定部は、上記第１のセンサのセンサ情報から判断する上記物体の属性と、上記第２のセンサのセンサ情報から判断する上記物体の属性とが異なる場合、上記列車の減速度が高い停止制御となる方の属性を上記物体の属性として特定する。
【０１００】
上記構成では、例えば、物体の属性を一意に特定できない場合であっても、列車の減速度が高い停止制御となる方の属性を物体の属性として特定することで、列車を安全に運行することができる。
【０１０１】
作業員により作業が行われる場所を示す作業情報（例えば、作業情報）を記憶する第４の記憶部（例えば、記憶装置１１２）を備え、上記制御部は、上記第４の記憶部に記憶されている作業情報を参照し、上記列車の現在の位置が、作業が行われる場所であると判定した場合、上記記憶部に記憶されている、上記特定部により特定された物体の属性に対応する制御情報に従って、上記列車を制御する。
【０１０２】
上記構成では、例えば、作業が予定されている場所を加味して列車を停止制御することができるようになるので、より適切にブレーキをかけることができるようになる。
【０１０３】
作業員により作業が行われる時間を示す作業情報（例えば、作業情報）を記憶する第４の記憶部（例えば、記憶装置１１２）を備え、上記制御部は、上記第４の記憶部に記憶されている作業情報を参照し、現在の時間が、作業が行われる時間であると判定した場合、上記記憶部に記憶されている、上記特定部により特定された物体の属性に対応する制御情報に従って、上記列車を制御する。
【０１０４】
上記構成では、例えば、作業が予定されている時間を加味して列車を停止制御することができるようになるので、より適切にブレーキをかけることができるようになる。
【０１０５】
上記制御部は、上記検知部による検知の結果の確度（例えば、検知した物体の有無に対する確度情報）と上記算出部による算出の結果の確度（例えば、算出した物体地点情報に対する確度情報）と上記特定部による特定の結果の確度（例えば、特定した物体の属性に対する確度情報）とのうち１以上がしきい値より低いと判定した場合、上記記憶部に記憶されている、上記特定部により特定された物体の属性と上記算出部により算出された距離とに対応する制御情報よりも減速度の高い制御情報に従って上記列車を制御する。
【０１０６】
上記構成では、例えば、物体の検知、物体の位置の算出、物体の属性の特定の何れかの確度が低い場合、列車の減速度がより高い停止制御にすることで、列車を安全に運行することができる。
【０１０７】
上記センサは、上記列車に設けられている。
【０１０８】
上記構成によれば、例えば、列車が物体に近づくごとに、物体の検知の精度および物体の属性の特定の精度が向上するので、より適切にブレーキをかけることができるようになる。
【０１０９】
上記センサは、地上に設けられている。
【０１１０】
上記構成によれば、例えば、遠方、曲線区間等、列車からは見通しが悪い範囲においても物体の検知が可能となるので、より適切にブレーキをかけることができるようになる。
【０１１１】
また上述した構成については、本発明の要旨を超えない範囲において、適宜に、変更したり、組み替えたり、組み合わせたり、省略したりしてもよい。
【０１１２】
本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施の形態は、本発明で分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１００……列車制御システム、１１０……列車。
【図１】
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【図２】
2020205694.tif 000004
【図３】
2020205694.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020205694.tif 000007