(57)【要約】【課題】障害物検知処理を簡略化しつつ適切な障害物検知処理を行うことを可能にする。【解決手段】列車制御システム１は、列車１０１に搭載され、列車の外部にある地上装置１０３と通信可能に構成された列車制御装置１０５を有し、列車制御装置１０５は、少なくとも列車１０１の周辺に存在する障害物の存在を検知して障害物に関する第一の障害物情報を取得し、第一の障害物情報を第一の形式で管理するとともに、地上装置１０３から取得した、第一の形式よりも情報量が少ない第二の形式である障害物に関する第二の障害物情報を管理し、第二の形式である第二の障害物情報を第一の形式に変換し、変換した第二の障害物情報と第一の障害物情報とに基づいて障害物を検知する。【選択図】図１
2020199943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車に搭載され、前記列車の外部にある外部装置と通信可能に構成された列車制御装置を有し、
前記列車制御装置は、
少なくとも前記列車の周辺に存在する障害物の存在を検知して前記障害物に関する第一の障害物情報を取得し、
前記第一の障害物情報を第一の形式で管理するとともに、前記外部装置から取得した、前記第一の形式よりも情報量が少ない第二の形式である前記障害物に関する第二の障害物情報を管理し、
前記第二の形式である前記第二の障害物情報を前記第一の形式に変換し、変換した前記第二の障害物情報と前記第一の障害物情報とに基づいて前記障害物を検知する
ことを特徴とする列車制御システム。
【請求項２】
前記列車制御装置は、変換した前記第二の障害物情報と前記第一の障害物情報とに基づく前記障害物の検知結果に基づいて前記列車の走行を制御することを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項３】
前記外部装置は、前記第一の障害物情報を前記第一の形式から前記第二の形式に変換して前記列車制御装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項４】
前記外部装置は、前記第一の障害物情報の重要度を算出し、この重要度が所定の閾値以下の前記第一の障害物情報を前記第一の形式から前記第二の形式に変換して前記列車制御装置に送信することを特徴とする請求項３に記載の列車制御システム。
【請求項５】
前記列車制御装置は、前記列車の走行位置を特定し、この走行位置に基づいて前記第一の障害物情報及び前記第二の障害物情報のうち検知対象の前提となる前記第一の障害物情報及び前記第二の障害物情報を決定することを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項６】
前記第一の形式は二次元の形式であり、前記第二の形式は、前記列車の走行方向に沿った一次元の形式であることを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項７】
前記列車制御装置は、前記第二の障害物情報に基づく前記障害物が前記第一の障害物情報に基づいて前記列車の走行制御に影響しないか否かを判断し、影響しないと判断したら、影響しないと判断された前記障害物に係る前記第二の障害物情報の削除を要求する障害物削除情報を前記外部装置に送出することを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項８】
前記外部装置は他の前記列車制御装置であることを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項９】
列車に搭載され、前記列車の外部にある外部装置と通信可能に構成された列車制御装置と、
を有し、
前記列車制御装置は、
少なくとも前記列車の周辺に存在する障害物の存在を検知して前記障害物に関する第一の障害物情報を取得し、
前記外部装置から取得した前記障害物に関する第二の障害物情報に基づいて前記障害物の存在確率を算出し、前記第一の障害物情報及び前記存在確率に基づいて前記障害物を検知する
ことを特徴とする列車制御システム。
【請求項１０】
列車に搭載され、前記列車の外部にある外部装置と通信可能に構成されたコンピュータにより実行されるコンピュータプログラムであって、
少なくとも前記列車の周辺に存在する障害物の存在を検知して前記障害物に関する第一の障害物情報を取得する機能と、
前記第一の障害物情報を第一の形式で管理するとともに、前記外部装置から取得した、前記第一の形式よりも情報量が少ない第二の形式である前記障害物に関する第二の障害物情報を管理する機能と、
前記第二の形式である前記第二の障害物情報を前記第一の形式に変換し、変換した前記第二の障害物情報と前記第一の障害物情報とに基づいて前記障害物を検知する機能と
を実現させるコンピュータプログラム。
【請求項１１】
列車の外部に設けられ、前記列車と通信可能に構成されたコンピュータにより実行されるコンピュータプログラムであって、
前記列車が検出した前記列車の周辺に存在する障害物に関する第一の障害物情報を受信して第一の形式である第二の障害物情報として管理する機能と、
前記第二の障害物情報を前記第一の形式よりも情報量が少ない第二の形式に変換して前記列車に送信する機能と
を実現させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車制御システム及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
線路上を走行する列車を制御する列車制御システムにおいて、複数の列車に搭載した複数のセンサ装置から得られた検知結果を統合して障害物検知を行うことで、自列車の検知可能外である領域における障害物情報を取得することができる。これにより、事故回避の余裕を生むことができる。このような技術の一例として、特許文献１及び特許文献２に開示された技術がある。
【０００３】
特許文献１に開示された技術では、軌道上を走行する列車が他の軌道上の安全監視を実施し、列車が他の軌道上に障害物を検知した場合に障害物に関する異常情報を指令センターに送信し、指令センターは、送信された異常情報に基づき、他の軌道のうち障害物が存在する危険区間を次に通過する列車を危険列車として特定し、この危険列車に警報を送信している。
【０００４】
また、特許文献２に開示された技術は、線路内障害物情報を検知する線路内障害物検出装置と、自らの列車状態を検知する自列車状態検知装置と、線路沿線に関する情報を収集する線路沿線に関する情報収集装置と、先行列車からの情報を収集する先行列車からの情報収集装置とを取り込み処理する車上制御装置を搭載する後続列車とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２００６−２７３１２３号公報
【特許文献２】特開２０１１−４５２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１では、他列車が検出した障害物情報により軌道上の異常を特定し、列車制御を実施している。そのため、他列車が検出した障害物情報を取得した時間と実際に次列車がその障害物に接近する時間との間にタイムラグが生じ、実際にはその障害物が列車の走行に支障がない場合でもこの障害物情報に基づいて列車走行の制御を行ってしまう可能性があった。つまり、他列車が検出した障害物情報は時間経過とともに信頼度または重要度が低下する可能性があり、かかる障害物情報を適用することで、不要な列車制御が発生する可能性があった。
【０００７】
また、特許文献２では、障害物の検知精度を向上させるためには、多数の線路内障害物検出装置を線路周辺に設置し、これら線路内障害物検出装置が検知した線路内障害物情報を車上制御装置において処理する必要がある。そのため、適用される線路長が長ければ長いほど、後続列車の車上制御装置における処理手順が膨大になる可能性があった。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、障害物検知処理を簡略化しつつ適切な障害物検知処理を行うことが可能な列車制御システム及びコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべく、本発明の一つの観点に従う列車制御システムは、列車に搭載され、列車の外部にある外部装置と通信可能に構成された列車制御装置を有し、この列車制御装置は、少なくとも列車の周辺に存在する障害物の存在を検知して障害物に関する第一の障害物情報を取得し、第一の障害物情報を第一の形式で管理するとともに、外部装置から取得した、第一の形式よりも情報量が少ない第二の形式である障害物に関する第二の障害物情報を管理し、第二の形式である第二の障害物情報を第一の形式に変換し、変換した第二の障害物情報と第一の障害物情報とに基づいて障害物を検知する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、障害物検知処理を簡略化しつつ適切な障害物検知処理を行うことが可能な列車制御システム及びコンピュータプログラムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る列車制御システムの機能構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る列車制御装置の要部の機能構成を示す図である。
【図３】実施例１における車上管理オブジェクト情報の一例を示す図である。
【図４】実施例１に係る地上装置の要部の機能構成を示す図である。
【図５】実施例１における全エリアオブジェクト情報の一例を示す図である。
【図６】実施例１に係る列車制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施例１に係る地上装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】実施例１に係る列車制御装置における障害物情報の抽出処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】実施例１における簡易障害物情報の変換処理及びフュージョン処理の一例を示す図である。
【図１０】実施例１に係る地上装置における障害物情報変換処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施例１における障害物情報変換処理の一例を示す図である。
【図１２】実施例２に係る列車制御システムの機能構成を示す図である。
【図１３】実施例２に係る列車制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１３】
本実施例の列車制御システムは、一例として次のような構成を有する。外部装置の一例である地上装置が保有する、全列車の障害物検知情報である第二の障害物情報について、列車上での前処理時間を抑制するために、重要度に応じて運行管理情報に基づく障害物座標近似（たとえば二次元から一次元に）化し、かつ一定区間（例えば、閉塞区間や駅区間）にある複数の第二の障害物情報を統合して、簡易化した第二の障害物情報を各列車に提供する。各列車に搭載された列車制御装置は、提供された第二の障害物情報と自身の走行位置から適用すべき障害物情報を特定し、必要な列車制御を行う。また、第二の障害物情報のノイズ・誤差を除去するために、この第二の障害物情報を、列車に搭載された検知部であるセンサが検知した第一の障害物情報と確率的に統合できるデータ形式に変換して、障害物情報のフュージョン処理を実施する。
【００１４】
ここに、センサフュージョンとは、一般的には複数のセンサ、好ましくはそれぞれ独自形式の検知結果を出力する複数のセンサの検知結果を組み合わせて各種検知処理を行うことであるが、本明細書では、これに加えて、複数のセンサの検知結果を確率的に統合することでもある。このような統合処理を、以下、フュージョン処理と呼ぶ。
【００１５】
なお、本明細書において「情報」と「データ」とは同義であるとし、特に区別せずに用いる。また、「情報」「データ」と記されている場合、その個数についての限定はない。さらに、その形式に限定はない。加えて言えば、いわゆるテーブル形式で記憶媒体に保管、格納されているデータ等もここにいう「情報」「データ」である。
【実施例１】
【００１６】
図１は、実施例１に係る列車制御システムの機能構成を示す図である。
【００１７】
本実施例の列車制御システム１は、軌道１０２を走行する列車１０１に搭載された列車制御装置１０５と、列車１０１の外部に設けられた地上装置（外部装置）１０３と、これら列車制御装置１０５及び地上装置１０３とを相互に通信可能に構成する地上車上インターフェース１０４とを少なくとも有する。なお、図１では列車１０１及び列車制御装置１０５はそれぞれ１台のみ図示しているが、その台数に制限はない。
【００１８】
これら列車制御装置１０５及び地上装置１０３は、いずれも各種情報処理が可能な装置、一例としてコンピュータ等の情報処理装置から構成される。情報処理装置は、演算素子、記憶媒体及び通信インターフェースを有し、さらに、必要に応じてマウス、キーボード等の入力装置、ディスプレイ等の表示装置を有する。
【００１９】
演算素子は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等である。記憶媒体は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの磁気記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの半導体記憶媒体等を有する。また、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の光ディスク及び光ディスクドライブの組み合わせも記憶媒体として用いられる。その他、磁気テープメディアなどの公知の記憶媒体も記憶媒体として用いられる。
【００２０】
記憶媒体には、ファームウェアなどのプログラムが格納されている。列車制御装置１０５等の動作開始時（例えば電源投入時）にファームウェア等のプログラムをこの記憶媒体から読み出して実行し、列車制御装置１０５等の全体制御を行う。また、記憶媒体には、プログラム以外にも、列車制御装置１０５等の各処理に必要なデータ等が格納されている。
【００２１】
列車制御装置１０５は、センサ部１１１、障害物検知部１１２、車上障害物情報受信部１１３、障害物情報管理部１１４、障害物情報抽出部１１５、車上障害物情報統合部１１６、車上障害物情報送信部１１７、車両制御装置１１８、及び車上管理オブジェクト情報１１９を有する。
【００２２】
センサ部１１１は、列車１０１の進行方向に位置する軌道１０２及びその周辺における障害物検知を実施し、この障害物に関する第一の障害物情報を出力する。障害物検知部１１２は、センサ部１１１が出力した第一の障害物情報を受信し、この第一の障害物情報に対して障害物解析処理結果を出力する。
【００２３】
車上障害物情報受信部１１３は、地上装置１０３が管理する第二の障害物情報を第一の形式から第二の形式に変換した結果を地上車上インターフェース１０４を経由して受信する。障害物情報管理部１１４は、障害物検知部１１２が出力する障害物解析処理結果及び車上障害物情報受信部１１３が受信した第二の形式の第二の障害物情報を管理し、障害物情報を障害物情報抽出部１１５に提供する
【００２４】
障害物情報抽出部１１５は、障害物情報管理部１１４から受信した障害物情報から、列車１０１の走行位置に基づいて適用する障害物情報を選定し、走行制御命令及び障害物情報をフュージョン可能な形式に変換する。車上障害物情報統合部１１６は、障害物情報抽出部１１５で選定された障害物情報に基づいて、障害物情報のフュージョン処理を実施する。車上障害物情報送信部１１７は、車上障害物情報統合部１１６のフュージョン処理によって出力された統合障害物情報を地上車上インターフェース１０４を経由して地上装置１０３に送信する。
【００２５】
車両制御装置１１８は、障害物情報抽出部１１５により出力される走行制御命令を受信し、列車１０１の制御処理を実施する。通常、車両制御装置１１８は列車１０１の走行速度を制御することで列車１０１の走行を制御するが、加速度を制御することで列車１０１の走行を制御してもよい。
【００２６】
車上管理オブジェクト情報１１９は、列車制御装置１０５自らが特定した第一の障害物情報と、地上装置１０３から受信した第二の障害物情報とを保持する。車上管理オブジェクト情報１１９の詳細については後述する。
【００２７】
地上装置１０３は、現在走行中であり、列車制御装置１０５を有する全ての列車１０１の障害物情報を管理する。地上装置１０３は、サーバ障害物情報受信部１３１、サーバ障害物情報統合部１３２、障害物情報算出部１３３、サーバ障害物情報送信部１３４、運行管理情報１３５及び全エリアオブジェクト情報１３６を有する。
【００２８】
サーバ障害物情報受信部１３１は、列車１０１から出力される統合障害物情報を、地上車上インターフェース１０４を経由して受信する。サーバ障害物情報統合部１３２は、サーバ障害物情報受信部１３１が受信した、担当エリアを走行する列車１０１からの障害物情報のフュージョン処理を実施し、処理の結果出力された統合障害物情報を、全エリアオブジェクト情報１３６を使用して管理する。
【００２９】
障害物情報算出部１３３は、運行管理情報１３５及び全エリアオブジェクト情報１３６が保持するデータを使用して、送信先の列車１０１に必要とされる障害物情報を第一の形式から第二の形式に変換する処理を実施する。サーバ障害物情報送信部１３４は、障害物情報算出部１３３が出力した第二の形式の第二の障害物情報を、列車１０１などのエリアを走行するすべての車両に送信する。
【００３０】
運行管理情報１３５は、地上装置１０３自身が担当するエリアの列車１０１などの車両運行情報を保持する。全エリアオブジェクト情報１３６は、エリアを走行する全ての列車１０１から受信した障害物情報のフュージョン処理結果及び障害物情報に対する重要度定義を保持する。全エリアオブジェクト情報１３６の詳細については後述する。
【００３１】
地上車上インターフェース１０４は、列車制御装置１０５と地上装置１０３との間で相互に情報の通信を可能とするインターフェースである。地上車上インターフェース１０４には、インターネットに代表されるＷＡＮ（Wide Area Network）などの地上通信システムと、移動体通信システム、列車無線システムなどの移動中の列車１０１との間の通信を行う無線通信システムとの組み合わせが例として挙げられる。
【００３２】
ここで、列車１０１が備えるセンサ部１１１は複数のセンサ（単眼カメラ、ミリ波レーダなど）から構成されていてもよい。また、本実施例では全列車１０１の障害物情報は地上装置１０３が管理することを想定しているが、特定の列車１０１の列車制御装置１０５がこの役割を実施してもよいし、障害物情報の提供を列車制御装置１０５間で実施してもよい。
【００３３】
図２は、実施例１に係る列車制御装置１０５の要部の機能構成を示す図である。
【００３４】
より詳細には、図２は、列車１０１内の障害物情報抽出部１１５における、車上管理オブジェクト情報１１９が保持している障害物情報１１９１及び簡易障害物情報１１９２を使用して、本発明のフュージョン処理に適用する障害物情報を特定し、簡易障害物情報のデータ形式を変換するための構成図である。
【００３５】
障害物情報抽出部１１５は、軌道上走行位置特定部１１２１、適用障害物情報抽出部１１２２、走行切替判定部１１２３、及び障害物情報形式変換部１１２４を有する。また、車上管理オブジェクト情報１１９は、第一の障害物情報である障害物情報１１９１、及び第二の障害物情報である簡易障害物情報１１９２を有する。
【００３６】
軌道上走行位置特定部１１２１は、車上管理オブジェクト情報１１９の障害物情報１１９１、いずれも図略の自列車１０１のダイヤ情報及び自列車１０１の走行情報から自列車１０１の走行位置を特定する。また、軌道上走行位置特定部１１２１は、車上管理オブジェクト情報１１９が保持する障害物情報１１９１及び簡易障害物情報１１９２、及び特定した走行位置情報を適用障害物情報抽出部１１２２に送信する。
【００３７】
適用障害物情報抽出部１１２２は、軌道上走行位置特定部１１２１から受信した走行位置情報に基づき、適用する障害物情報を抽出する。そして、適用障害物情報抽出部１１２２は、抽出した障害物情報の中に走行制御が必要となる情報が存在する場合、走行切替判定部１１２３に走行位置情報及び該当する障害物情報を送信する。また、適用障害物情報抽出部１１２２は、抽出したすべての障害物情報を障害物情報形式変換部１１２４に送信する。
【００３８】
走行切替判定部１１２３は、適用障害物情報抽出部１１２２から走行位置情報及び障害物情報を受信した際に、それらの情報から列車１０１の走行制御の要否を判定し、走行制御が必要と判定された場合、走行制御命令を車両制御装置１１８に送信する。
【００３９】
障害物情報形式変換部１１２４は、適用障害物情報抽出部１１２２から受信したすべての障害物情報のうち、簡易障害物情報１１９２に対して確率分布によるフュージョン処理が可能となるデータ形式に変換する。その後、すべての障害物情報１１９１及びフュージョン処理可能な形式に変換した簡易障害物情報１１９２を車上障害物情報統合部１１６に送信する。
【００４０】
図３は、実施例１における車上管理オブジェクト情報１１９の一例を示す図である。
【００４１】
図２及び図３に示すように、車上管理オブジェクト情報１１９は、障害物情報１１９１及び簡易障害物情報１１９２を有する。
【００４２】
障害物情報１１９１は、列車１０１のセンサ部１１１及び障害物検知部１１２によって検出された障害物種別、検知時刻、二次元の障害物位置情報からなる障害物情報である。簡易障害物情報１１９２は、地上装置１０３から受信する、他列車が検知した第二の障害物情報を一次元（第二の形式）の検知位置情報に簡易化した情報である。
【００４３】
なお、本実施例では、車上管理オブジェクト情報１１９はこれらの障害物情報１１９１、１１９２を保有する例を記載しているが、二次元の障害物位置情報である障害物情報１１９１以外は、保有するデータを任意に変更してもよい。また、簡易障害物情報１１９２は建築限界内外フラグを保有しており、障害物が建築限界の中に存在するか外に存在するかを1ビット情報で管理しているが、この識別は必ずしも1ビット情報である必要はなく、範囲で管理してもよい。
【００４４】
図４は、実施例１に係る地上装置１０３の要部の機能構成を示す図である。
【００４５】
障害物情報算出部１３３は、全エリアオブジェクト情報１３６が保持している全エリア障害物情報１３６１及び重要度情報１３６２を使用して、簡易障害物情報１１９２に変換する障害物情報を特定し、特定した障害物情報を一次元のデータ形式に変換する。
【００４６】
障害物情報算出部１３３は、障害物情報変換要否判定部１３３１、路線情報特定部１３３２及び一次元情報変換部１３３３を有する。
【００４７】
障害物情報変換要否判定部１３３１は、サーバ障害物情報統合部１３２によって全エリアオブジェクト情報１３６が最新状態に更新された後、全エリアオブジェクト情報１３６が保有する全エリア障害物情報１３６１に対して、重要度情報１３６２に基づいて全障害物情報の重要度を算出し、設定されたある一定の閾値以下の重要度を持つ障害物情報を特定する。また、障害物情報変換要否判定部１３３１は、すべての障害物情報を一次元情報変換部１３３３に送信する。
【００４８】
路線情報特定部１３３２は、地上装置１０３が有する管理エリアを走行する全列車１０１の運行管理情報を保有する運行管理情報１３５に基づき、全列車１０１の走行エリアを特定し、特定した走行エリア情報を一次元情報変換部１３３３に送信する。
【００４９】
一次元情報変換部１３３３は、障害物情報変換要否判定部１３３１から受信した障害物情報と路線情報特定部１３３２から受信した全列車１０１の走行エリア情報に基づき、全列車１０１に送信すべき障害物情報を特定し、また障害物情報変換要否判定部１３３１で特定された、一定の閾値以下の重要度を持つ一次元情報に変換した後、特定された送信すべきすべての障害物情報をサーバ障害物情報送信部１３４に送信する。
【００５０】
図５は、全エリアオブジェクト情報１３６が有するデータの構造である。
【００５１】
図４及び図５に示すように、全エリアオブジェクト情報１３６は、全エリア障害物情報１３６１及び重要度情報１３６２を有する。
【００５２】
全エリア障害物情報１３６１は、列車１０１などの全エリアを走行する車両から受信した障害物情報を統合した統合障害物情報にエリア情報を付与した情報である。
【００５３】
重要度情報１３６２は、障害物情報算出部１３３が有する障害物情報変換要否判定部１３３１における変換要否判定に用いるための、オブジェクト種別、地点、検知カウント、経過時間に対する重要度定義情報である。
【００５４】
なお、本実施例では、重要度情報１３６２としてオブジェクト種別、地点、検知カウント、経過時間を含むものとしているが、重要度情報１３６２に含まれる情報として、例えば速度ベクトルの大小（ベクトルが大きいと信頼性（重要度）が低下）など、図５に示すものに加えて他の指標を採用してもよい。また、重要度情報１３６２は全エリアに対する静的なデータとしているが、エリア毎に重要度情報を変更してもよいし、動的に再設定してもよい。
【００５５】
図６は、実施例１に係る列車制御装置１０５の動作の一例を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、列車制御装置１０５における障害物検知のための全体処理手順を示す。
【００５６】
まず、列車１０１に設置されたセンサ部１１１は障害物検知処理を実施し、検出された障害物情報を障害物検知部１１２へ送信する（Ｓ１０１）。障害物情報を受信した障害物検知部１１２は、すべての障害物情報に対して障害物判定を実施し、障害物判定された障害物情報を障害物情報管理部１１４へ送信する（Ｓ１０２）。
【００５７】
障害物情報管理部１１４は、地上装置１０３から送信される簡易障害物情報を取得し（Ｓ１０３）、取得した障害物情報及び簡易障害物情報を車上管理オブジェクト情報１１９が保持する障害物情報１１９１及び簡易障害物情報１１９２へ記録する（Ｓ１０４）。次いで、障害物情報管理部１１４は、車上管理オブジェクト情報１１９から障害物情報１１９１及び簡易障害物情報１１９２を取得し、障害物情報抽出部１１５に送信する（Ｓ１０５）。
【００５８】
障害物情報１１９１及び簡易障害物情報１１９２を受信した障害物情報抽出部１１５は、自列車１０１の走行位置に基づいて、フュージョン処理対象の障害物情報を抽出し（Ｓ１０６）、抽出された障害物情報において、走行制御を実施する必要がある障害物情報があるか否かを判定する（Ｓ１０７）。
【００５９】
走行制御を実施する必要がある障害物情報が存在すると判定した場合（Ｓ１０７において有）、障害物情報抽出部１１５は、車両制御装置１１８へ走行制御命令を発行し、車両制御装置１１８は車両制御処理を実施する（Ｓ１０８）。
【００６０】
走行制御が必要な障害物情報が存在しないと判定した場合、または車両制御装置１１８へ走行制御命令を発行した後、障害物情報抽出部１１５は車上障害物情報統合部１１６へ抽出された障害物情報を送信する。抽出された障害物情報を受信した車上障害物情報統合部１１６は、障害物情報に対してフュージョン処理を実施し、統合障害物情報を作成し（Ｓ１０９）、作成された統合障害物情報を地上装置へ送信する（Ｓ１１０）。
【００６１】
図６のフローチャートに示す処理は、列車１０１が走行中には一定周期で繰り返し実施される。
【００６２】
図７は、実施例１に係る地上装置１０３の動作の一例を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートは、地上装置１０３の障害物情報管理のための全体処理手順を示す。
【００６３】
まず、サーバ障害物情報受信部１３１は、管理エリアを走行する全列車１０１からの障害物情報を受信し、サーバ障害物情報統合部１３２に送信する（Ｓ２０１）。
【００６４】
全列車１０１からの障害物情報を受信したサーバ障害物情報統合部１３２は、障害物情報に対してフュージョン処理を実施して統合障害物情報を作成し（Ｓ２０２）、作成した統合障害物情報を全エリアオブジェクト情報１３６が保持する全エリア障害物情報１３６１へ記録し、全エリア障害物情報１３６１を更新したことを障害物情報算出部１３３に通知する（Ｓ２０３）。
【００６５】
更新通知を受信した障害物情報算出部１３３は、全エリアオブジェクト情報１３６が保持する重要度情報１３６２及び運行管理情報１３５に基づき、全エリア障害物情報１３６１から全列車１０１に送信する障害物情報を抽出し、障害物情報を一次元情報に変換する（Ｓ２０４）。サーバ障害物情報送信部１３４は，一次元情報に変換された障害物情報を受信し、管理エリアを走行する全列車１０１に一次元情報に変換された障害物情報を送信する（Ｓ２０５）。
【００６６】
図７のフローチャートに示す処理は、地上装置１０３が稼働中には一定周期で繰り返し実施される。
【００６７】
図８は、実施例１に係る列車制御装置１０５における障害物情報の抽出処理の一例を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、図６のフローチャートにおけるＳ１０６の処理である、障害物情報抽出部１１５による詳細な適用障害物抽出手順を示す。
【００６８】
まず、軌道上走行位置特定部１１２１は、車上管理オブジェクト情報１１９が保持する障害物情報１１９１と列車１０１が保持する自身の走行記録情報とに基づき、自列車１０１の走行位置を特定するための処理を実施する（Ｓ１０６１）。そして、軌道上走行位置特定部１１２１は、特定した走行位置情報を適用障害物情報抽出部１１２２に送出する。
【００６９】
走行位置情報を受信した適用障害物情報抽出部１１２２は、受信した自列車１０１の走行位置に基づき、車上管理オブジェクト情報１１９に格納されている障害物情報１１９１及び簡易障害物情報１１９２に対して、適用する障害物情報を決定する判断処理を実施する（Ｓ１０６２）。
【００７０】
そして、適用障害物情報抽出部１１２２は、Ｓ１０６２における判断処理を実施すべき障害物情報及び簡易障害物情報があるか否かを確認し（Ｓ１０６３）、判断処理を実施すべき障害物情報がある場合（Ｓ１０６３において有）、判断処理を実施すべき障害物情報が無くなるまで（Ｓ１０６３において無）Ｓ１０６２の処理を繰り返し実行する。
【００７１】
判断処理を実施すべき障害物情報がない場合、適用障害物情報抽出部１１２２は適用判定されたすべての障害物情報及び簡易障害物情報を抽出する（Ｓ１０６４）。そして、適用障害物情報抽出部１１２２は、抽出された障害物情報に信頼性の高い緊急に対処すべき障害物情報があるか否かを確認する（Ｓ１０６５）。
【００７２】
緊急に対応すべき障害物情報がある場合（Ｓ１０６５において有）、適用障害物情報抽出部１１２２は、緊急に対応すべき障害物情報を走行切替判定部１１２３に送信し、走行切替判定部１１２３は受信した障害物情報に基づいて走行制御を決定し、車両制御装置１１８へ走行制御命令を送信する（Ｓ１０６６）。
【００７３】
緊急に対応すべき障害物情報がない場合（Ｓ１０６５において無）、あるいはＳ１０６６の処理が完了後、適用障害物情報抽出部１１２２は、抽出した障害物情報及び簡易障害物情報を障害物情報形式変換部１１２４へ送信する。障害物情報及び簡易障害物情報を受信した障害物情報形式変換部１１２４は、すべての簡易障害物情報を特定する（Ｓ１０６７）。
【００７４】
そして、障害物情報形式変換部１１２４は、特定した簡易障害物情報に対して、確率分布から算出される情報を簡易障害物情報の補完情報として適用し、障害物情報とフュージョン可能な二次元情報を持つデータ形式に変換する（Ｓ１０６８）。
【００７５】
障害物情報形式変換部１１２４は、変換処理を実施すべき簡易障害物情報があるか否かを確認し（Ｓ１０６９）、変換処理を実施すべき簡易障害物情報がある場合（Ｓ１０６９において有）、障害物情報形式変換部１１２４は、変換処理を実施すべき障害物情報が無くなるまでＳ１０６８を繰り返し実行する。変換処理を実施すべき障害物情報がない場合（Ｓ１０６９において無）、障害物情報形式変換部１１２４は、二次元変換されたすべての障害物情報を車上障害物情報統合部１１６へ送信する（Ｓ１０６１０）。
【００７６】
図９は、実施例１における簡易障害物情報の変換処理及びフュージョン処理の一例を示す図である。より詳細には、図９は、障害物情報形式変換部１１２４及び車上障害物情報統合部１１６が実施する、確率分布を用いた簡易障害物情報の二次元変換処理及びフュージョン処理結果の一例である。
【００７７】
センサ部１１１によって障害物検知を実施しながら軌道１０２を走行している列車１０１において、地上装置１０３から受信した簡易障害物情報に対して確率分布を適用することにより、自列車１０１の検出範囲外に存在する障害物の一次元情報から、障害物が存在する範囲を算出することで、二次元の近似障害物情報に変換することができる。
【００７８】
この変換は、時間経過とともに信頼性が低下する障害物情報に対応するため信頼度の閾値を設定し、障害物検知処理の周期ごとに実施し、時間が経つ度に変換時の分散を大きくしていく。これにより、信頼性が低い情報をフュージョン処理から除外することができる。
【００７９】
また、一定時間経過後に、車両が受信した簡易障害物情報に近い領域において障害物を検知した場合，前記の変換処理によって変換された簡易障害物情報と自車両が検知した障害物情報の確率分布を統合することで、障害物情報のノイズや誤差を除去することが可能であり、結果として障害物の検知精度が向上する。
【００８０】
ここに、確率分布の与え方は周知のものであってよいが、一例として、カルマンフィルタを用いた確率分布を与えることが好ましい。
【００８１】
図１０は、実施例１に係る地上装置１０３における障害物情報変換処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、図７のフローチャートにおけるＳ２０４の処理である、障害物情報算出部１３３による詳細な適用障害物抽出手順を示す。
【００８２】
まず、障害物情報変換要否判定部１３３１は、サーバ障害物情報統合部１３２から全エリアオブジェクト情報１３６の更新通知を受信した際、全エリアオブジェクト情報１３６が保持する全エリア障害物情報１３６１及び重要度情報１３６２を取得する（Ｓ２０８１）。
【００８３】
次いで、障害物情報変換要否判定部１３３１は、取得した全エリア障害物情報１３６１及び重要度情報１３６２において、すべての障害物情報に対する重要度を算出し、設定した一定の重要度閾値に基づき、障害物情報変換要否を判定する（Ｓ２０８２）。
【００８４】
この結果、障害物情報変換要否判定部１３３１は、算出した各障害物情報の重要度が重要度閾値を超える障害物情報があるか否かを確認し（Ｓ２０８３）、重要度閾値を超える障害物情報が存在する場合（Ｓ２０８３において有）、障害物情報変換要否判定部１３３１は重要度閾値を超えるすべての障害物情報を一次元情報変換部１３３３に送信する。一方、重要度閾値を超える障害物情報が存在しない場合（Ｓ２０８３において無）、本抽出処理を終了する。
【００８５】
障害物情報を受信した一次元情報変換部１３３３は、路線情報特定部１３３２に管理エリアを走行するすべての車両の走行位置の特定を要請し、要請を受けた路線情報特定部１３３２は、運行管理情報１３５から各列車１０１の運行情報を取得し（Ｓ２０８４）、取得した運行情報から各列車１０１の走行位置情報を特定し、走行位置情報を一次元情報変換部１３３３に送信する（Ｓ２０８５）。
【００８６】
一次元情報変換部１３３３は、Ｓ２０８３及びＳ２０８５により受信した障害物情報及び各列車１０１の走行位置情報の位置関係に基づき、列車１０１に提供すべき障害物情報があるか否かを確認する（Ｓ２０８６）。車両に提供すべき障害物情報が存在しない場合（Ｓ２０８６において無）、本抽出処理を終了する。
【００８７】
列車１０１に提供すべき障害物情報が存在する場合（Ｓ２０８６において有）、一次元情報変換部１３３３は、該当する二次元情報を持つ障害物情報を一次元情報のみを持つ簡易障害物情報に変換する（Ｓ２０８７）。
【００８８】
次いで、一次元情報変換部１３３３は、一次元情報への変換処理を実施すべき障害物情報があるか否かを確認し（Ｓ２０８８）、変換処理を実施すべき障害物情報がある場合（Ｓ２０８８において有）、一次元情報変換部１３３３は変換処理を実施すべき障害物情報が無くなるまでＳ２０８７を繰り返し実行する。そして、変換処理を実施すべき障害物情報がない場合（Ｓ２０８８において無）、一次元情報変換部１３３３は、一次元情報へ変換されたすべての簡易障害物情報をサーバ障害物情報送信部１３４へ送信する（Ｓ１０６４）。
【００８９】
図１１は、実施例１における障害物情報変換処理の一例を示す図である。より詳細には、図１１は、一次元情報変換部１３３３が実施する、二次元障害物情報の一次元変換処理の一例である。
【００９０】
センサ部１１１によって障害物検知を実施しながら軌道１０２を走行している列車１０１において、障害物と判定された３つの障害物の位置情報をそれぞれ（x1, y1）、（x2, y2）、（x3, y3）とする。ここに、Ｙ軸は軌道１０２が延びる方向、すなわち列車１０１の走行方向に沿う軸に設定され、列車１０１の走行方向前方を正方向とする。同様に、Ｘ軸は軌道１０２を直交する方向に設定され、列車１０１の右方向を正方向とする。
【００９１】
３つの障害物に関する障害物情報は列車１０１から地上装置１０３に送信され、全エリアオブジェクト情報１３６が保持する全エリア障害物情報１３６１に格納される。これらの情報を一次元情報変換部１３３３が一次元情報に変換する場合、それぞれのＹ座標に関する情報が削除され、代わりに建築限界内外を示す１ビットフラグが付与され、情報が軽量化された簡易障害物情報が作成される。
【００９２】
なお、本実施例では、建築限界内外を示す１ビットフラグを付与しているが、必ずしも付与する必要はない。また建築限界内外を示す１ビットフラグ以外の情報を付与することも可能である。
【００９３】
このように構成される本実施例によれば、列車制御装置１０５は、少なくとも列車の周辺に存在する障害物の存在を検知して障害物に関する第一の障害物情報を取得し、第一の障害物情報を第一の形式である二次元形式で管理するとともに、地上装置１０３から取得した、第一の形式よりも情報量が少ない第二の形式である一次元形式の第二の障害物情報（簡易障害物情報）を管理し、第二の障害物情報を二次元形式に変換し、変換した第二の障害物情報と第一の障害物情報とに基づいて障害物を検知している。
【００９４】
従って、本実施例によれば、障害物検知処理を簡略化しつつ適切な障害物検知処理を行うことが可能となる。
【００９５】
より詳細には、本実施例では、全エリアオブジェクト情報１３６が保持する、全列車１０１が検出した第二の障害物情報を、地上装置１０３が各列車１０１に提供する際に、障害物情報算出部１３３が、第二の障害物情報を一次元情報である第二の形式に変換して、各列車１０１が必要な情報を提供している。これにより、他の列車１０１で検出された第二の障害物情報に対して、各列車１０１が自列車１０１に必要な情報の特定に要する時間を低減することができる。
【００９６】
また、地上装置１０３の障害物情報算出部１３３が、第二の障害物情報に対する重要度定義を設定し、重要度の高い第二の障害物情報のみを各列車１０１に提供することで、列車１０１に提供する情報量を削減し、かつ検知精度を向上することができる。これにより、列車の安全性向上が期待できる。
【００９７】
また、列車１０１が車上障害物情報統合部１１６でフュージョン処理を実施する際に、障害物情報抽出部１１５が、車上管理オブジェクト情報１１９が保持する簡易障害物情報（第二の障害物情報）１１９２を確率分布を用いてフュージョン処理が可能な近似二次元障害物情報に変換し、変換した障害物情報を含めてフュージョン処理を実施することで、障害物情報のノイズや誤差を除去し、障害物検知精度を向上できる。
【実施例２】
【００９８】
実施例２では、列車１０１がフュージョン処理を実施して出力した統合障害物情報に基づいて、障害物情報に更新（特に削除）が必要か否かを判定し、更新が必要な障害物情報に対する更新情報を地上装置１０３へ送信している。そして、更新情報を受信した地上装置１０３は、受信した更新情報に基づいて、自身が保有する全エリアの障害物情報を更新（削除）する。以下、本実施例において、実施例１と同様の構成には同じ番号を付与して説明を省略する。
【００９９】
図１２は、実施例２に係る列車制御システム１の機能構成を示す図である。
【０１００】
本実施例の列車制御装置１０５は、上述した実施例１の構成に加えて、障害物情報更新判定部２２０及び障害物更新情報送信部２２１を有する。
【０１０１】
障害物情報更新判定部２２０は、車上障害物情報統合部１１６が出力する障害物情報を受信し、各障害物情報に基づいて、地上装置１０３が保有する全エリアオブジェクト情報１３６が保持する全エリア障害物情報に対する更新有無を判定する。障害物更新情報送信部２２１は、障害物情報更新判定部２２０から受信した各障害物情報に対する更新情報を地上装置１０３に送信する。
【０１０２】
また、本実施例の地上装置１０３は、障害物更新情報受信部２３１及びサーバ障害物情報統合／更新部２３２を有する。
【０１０３】
障害物更新情報受信部２３１は、列車１０１から受信した全エリア障害物情報に対する更新情報を受信し、その更新情報をサーバ障害物情報統合／更新部２３２に送信する。サーバ障害物情報統合／更新部２３２は、受信した全エリア障害物情報に対する更新情報に基づいて、全エリアオブジェクト情報１３６が保持する全エリア障害物情報１３６１を更新する処理を実施する。
【０１０４】
図１３は、実施例２に係る列車制御システム１の動作の一例を示すフローチャートである。図１３に示すフローチャートは、実施例２における、列車制御装置１０５及び地上装置１０３が実施する全エリア障害物情報の更新処理手順を示す。
【０１０５】
まず、障害物情報更新判定部２２０は、車上障害物情報統合部１１６から障害物情報を受信し（Ｓ３０１）、また、車上管理オブジェクト情報１１９が保有する、地上装置１０３から受信した簡易障害物情報を取得する（Ｓ３０２）。
【０１０６】
障害物情報と簡易障害物情報を受信した障害物情報更新判定部２２０は、障害物情報と簡易障害物情報を比較し、簡易障害物情報に係る障害物が障害物情報に基づいて列車１０１が識別できたと判断できる場合、該当する簡易障害物情報は削除可能情報と判定し、障害物削除情報を作成する（Ｓ３０３）。
【０１０７】
そして、障害物情報更新判定部２２０は、削除可能と判定された簡易障害物情報があるか否かを確認し（Ｓ３０４）、削除可能と判定された簡易障害物情報が存在する場合（Ｓ３０３において有）、障害物更新情報送信部２２１はＳ３０３で作成した障害物削除情報を地上装置１０３へ送信する（Ｓ３０５）。
【０１０８】
障害物更新情報受信部２３１を経由して障害物削除情報を受信したサーバ障害物情報統合／更新部２３２は、障害物削除情報に基づいて、全エリアオブジェクト情報１３６が保持する全エリア障害物情報１３６１から障害物情報を削除し（Ｓ３０６）、また、経過時間に基づき、全エリア障害物情報１３６１の分布情報を更新する。
【０１０９】
一方、削除可能と判定された簡易障害物情報が存在しない場合（Ｓ３０４において無）、本処理を終了する。
【０１１０】
従って、本実施例の列車制御システム１によっても、上述の実施例１の列車制御システム１と同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
加えて、地上装置１０３から受信した簡易障害物情報が、自列車１０１の列車制御装置１０５によって走行に影響がないと判断された場合、走行を継続し、併せてその障害物情報を更新する（信頼度を落とす（分散値を大きくする）、情報を最新のものに更新する）ためのリクエストを地上装置１０３へ送信することで、フュージョン処理に適用する障害物情報の信頼性を向上できるため、障害物検知精度を向上できる。
【０１１２】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１１３】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。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等の記録装置、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。
【０１１４】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１…列車制御システム  １０１…列車  １０３…地上装置  １０５…列車制御装置  １１１…センサ部  １１２…障害物検知部  １１３…車上障害物情報受信部  １１４…障害物情報管理部  １１５…障害物情報抽出部  １１６…車上障害物情報統合部  １１７…車上障害物情報送信部  １１８…車両制御装置  １１９…車上管理オブジェクト情報  １３１…サーバ障害物情報受信部  １３２…サーバ障害物情報統合部  １３３…障害物情報算出部  １３４…サーバ障害物情報送信部  １３５…運行管理情報  １３６…全エリアオブジェクト情報  ２２０…障害物情報更新判定部  ２２１…障害物更新情報送信部  ２３１…障害物更新情報受信部  ２３２…サーバ障害物情報統合／更新部  １１２１…軌道上走行位置特定部  １１２２…適用障害物情報抽出部  １１２３…走行切替判定部  １１２４…障害物情報形式変換部  １１９１…障害物情報（第一の障害物情報）  １１９２…簡易障害物情報（第二の障害物情報）  １３３１…障害物情報変換要否判定部  １３３２…路線情報特定部  １３３３…一次元情報変換部  １３６１…全エリア障害物情報  １３６２…重要度情報  
【図１】
2020199943.tif 000003
【図２】
2020199943.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020199943.tif 000006
【図５】
2020199943.tif 000007
【図６】
2020199943.tif 000008
【図７】
2020199943.tif 000009
【図８】
2020199943.tif 000010
【図９】
2020199943.tif 000011
【図１０】
2020199943.tif 000012
【図１１】
2020199943.tif 000013
【図１２】
2020199943.tif 000014
【図１３】
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