(57)【要約】【課題】運転シミュレーションにおいて列車の走行に係る消費電力をユーザに提示し、消費電力量に基づき運転操作を評価する技術を提供すること。【解決手段】列車運転シミュレータ１０００において、エネルギー情報算出部２１９は、運転シミュレーションの実行中、列車の走行に係る消費電力の算出および消費電力量の積算を行う。エネルギー画面表示制御部２２１は、走行位置毎の走行速度をグラフで表示制御するとともに、走行位置毎の消費電力をグラフ表示制御する。個別評価部２２５は、走行時刻を時刻表に基づき評価するとともに、消費電力量を基準消費電力量に基づき評価する。総合評価部２２７は、個別評価部２２５による評価結果に基づいて、運転シミュレーションの総合評価を行う。【選択図】図１６
2020134757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータに、所与の走行区間を所与の時刻表に沿って所与の列車で運転する運転シナリオについてユーザの運転操作に基づいた運転シミュレーションを実行させるためのプログラムであって、
前記運転シミュレーションの実行中にシミュレーション時刻を計時して表示制御する時刻表示制御手段、
前記運転シミュレーションの実行中に前記列車の走行に係る消費電力の算出および消費電力量の積算を行う消費電力算出手段、
走行位置毎の走行速度をグラフで表示制御する走行速度表示制御手段、
走行位置毎の前記消費電力をグラフで表示制御する消費電力表示制御手段、
前記シミュレーション時刻に基づく走行時刻を前記時刻表に基づいて評価する走行時刻評価手段、
前記消費電力量を前記運転シナリオに対応付けられた基準消費電力量に基づいて評価する消費電力量評価手段、
前記走行時刻評価手段の評価結果および前記消費電力量評価手段の評価結果に基づいて前記運転シミュレーションの総合評価を行う総合評価手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項２】
前記運転シナリオに対応付けられた模範運転操作に基づく走行位置毎の模範走行速度をグラフで表示制御する模範走行速度表示制御手段、
前記運転シナリオに対応付けられた模範運転操作に基づく走行位置毎の模範消費電力をグラフで表示制御する模範消費電力表示制御手段、
として前記コンピュータを更に機能させるための請求項１に記載のプログラム。
【請求項３】
前記模範走行速度表示制御手段は、前記運転シミュレーションの実行中に、走行位置毎の前記模範走行速度をグラフで表示し、
前記模範消費電力表示制御手段は、前記運転シミュレーションの実行中に、走行位置毎の前記模範消費電力をグラフで表示し、
前記走行速度表示制御手段は、走行位置毎の走行速度のグラフを、前記模範走行速度のグラフに重畳させ、前記運転シミュレーションによる走行に従って随時更新表示し、
前記消費電力表示制御手段は、走行位置毎の消費電力のグラフを、前記模範消費電力のグラフに重畳させ、前記運転シミュレーションによる走行に従って随時更新表示する、
請求項２に記載のプログラム。
【請求項４】
前記総合評価が所定の合格条件を満たさない場合に、前記運転シナリオについて再度の運転シミュレーションの実行を制御する再実行制御手段、
として前記コンピュータを更に機能させるための請求項１〜３の何れか一項に記載のプログラム。
【請求項５】
前記運転シナリオに対応付けられた複数の模範運転操作候補があり、
前記総合評価が所定の合格条件を満たさない場合に、前記運転シナリオについて再度の運転シミュレーションの実行を制御する再実行制御手段、
前記複数の模範運転操作候補の中から前記模範運転操作とする模範運転操作候補を選択する模範運転選択手段であって、前記再実行制御手段により再度の運転シミュレーションの実行制御がなされる場合に、過去に模範運転操作とした模範運転操作候補とは異なる模範運転操作候補を新たな模範運転操作として再選択する模範運転選択手段、
として前記コンピュータを更に機能させるための請求項２又は３に記載のプログラム。
【請求項６】
前記模範運転選択手段は、過去に模範運転操作とした模範運転操作候補を除外した残余の模範運転操作候補について、前記ユーザが過去に行った運転操作との類否を判定することで、新たな模範運転操作とする模範運転操作候補の再選択を行う、
請求項５に記載のプログラム。
【請求項７】
前記列車の加速度に基づく乗り心地の指標値を算出することで、前記ユーザの運転操作に対する乗り心地を評価する乗り心地評価手段、
として前記コンピュータを更に機能させ、
前記合否判定手段は、前記乗り心地評価手段の評価結果をさらに用いて前記総合評価を行う、
請求項１〜６の何れか一項に記載のプログラム。
【請求項８】
所与の走行区間を所与の時刻表に沿って所与の列車で運転する運転シナリオについてユーザの運転操作に基づいた運転シミュレーションを実行する列車運転シミュレータであって、
前記運転シミュレーションの実行中にシミュレーション時刻を計時して表示制御する時刻表示制御手段と、
前記運転シミュレーションの実行中に前記列車の走行に係る消費電力の算出および消費電力量の積算を行う消費電力算出手段と、
走行位置毎の走行速度をグラフで表示制御する走行速度表示制御手段と、
走行位置毎の前記消費電力をグラフで表示制御する消費電力表示制御手段と、
前記シミュレーション時刻に基づく走行時刻を前記時刻表に基づいて評価する走行時刻評価手段と、
前記消費電力量を前記運転シナリオに対応付けられた基準消費電力量に基づいて評価する消費電力量評価手段と、
前記走行時刻評価手段の評価結果および前記消費電力量評価手段の評価結果に基づいて前記運転シミュレーションの総合評価を行う総合評価手段と、
を備えた列車運転シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車の運転シミュレーションを実行させるためのプログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、列車（鉄道車両）の模擬運転をシミュレーションして、運転士による運転訓練を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、走行中の視点の位置を検知して、信号機等に対する確認動作を評価する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７１３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年では、列車の運転に、エネルギー消費を低減できるような運転操作の工夫（いわゆる省エネ運転）が求められている。しかし、実際の列車の運転業務中に、省エネ運転のための運転操作について試行錯誤するのは難しい。そこで本発明は、運転シミュレーションにおいて列車の走行に係る消費電力をユーザに提示し、消費電力量に基づき運転操作を評価することができる技術の提供を、解決しようとする課題として考案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するための第１の発明は、
コンピュータに、所与の走行区間を所与の時刻表に沿って所与の列車で運転する運転シナリオについてユーザの運転操作に基づいた運転シミュレーションを実行させるためのプログラムであって、
前記運転シミュレーションの実行中にシミュレーション時刻を計時して表示制御する時刻表示制御手段（例えば、図１６のシミュレーション時刻表示制御部２１５）、
前記運転シミュレーションの実行中に前記列車の走行に係る消費電力の算出および消費電力量の積算を行う消費電力算出手段（例えば、図１６のエネルギー情報算出部２１９）、
走行位置毎の走行速度をグラフで表示制御する走行速度表示制御手段（例えば、図１６のエネルギー画面表示制御部２２１）、
走行位置毎の前記消費電力をグラフで表示制御する消費電力表示制御手段（例えば、図１６のエネルギー画面表示制御部２２１）、
前記シミュレーション時刻に基づく走行時刻を前記時刻表に基づいて評価する走行時刻評価手段（例えば、図１６の個別評価部２２５）、
前記消費電力量を前記運転シナリオに対応付けられた基準消費電力量に基づいて評価する消費電力量評価手段（例えば、図１６の個別評価部２２５）、
前記走行時刻評価手段の評価結果および前記消費電力量評価手段の評価結果に基づいて前記運転シミュレーションの総合評価を行う総合評価手段（例えば、図１６の総合評価部２２７）、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。
【０００６】
第１の発明によれば、対象の運転シナリオに係る運転訓練のためにユーザが仮想的に列車の運転操作を行う運転シミュレーションの実行中に、当該運転シミュレーションによる列車の走行に係る消費電力の算出および消費電力量の積算を行うことができる。また、走行位置毎の走行速度のグラフ（走行速度グラフ）を表示するとともに、走行位置毎の消費電力のグラフ（消費電力グラフ）を表示して、ユーザに提示することができる。そして、シミュレーション時刻に基づく走行時刻を時刻表に基づき評価するとともに、消費電力量を基準消費電力量に基づき評価して、それらの評価結果に基づき運転シミュレーションの総合評価を行うことができる。したがって、ユーザは、走行速度グラフや消費電力グラフの表示、或いは走行速度や消費電力量の評価等をもとに省エネ運転のための運転操作について試行錯誤しながら、列車の運転訓練を行うことが可能となる。
【０００７】
また、第２の発明は、
前記運転シナリオに対応付けられた模範運転操作に基づく走行位置毎の模範走行速度をグラフで表示制御する模範走行速度表示制御手段（例えば、図１６のエネルギー画面表示制御部２２１）、
前記運転シナリオに対応付けられた模範運転操作に基づく走行位置毎の模範消費電力をグラフで表示制御する模範消費電力表示制御手段（例えば、図１６のエネルギー画面表示制御部２２１）、
として前記コンピュータを更に機能させるための第１の発明のプログラムである。
【０００８】
第２の発明によれば、運転シミュレーションの実行中や実行後等の所定のタイミングにおいて、当該運転シミュレーションと同じ運転シナリオについての模範運転操作に基づく走行位置毎の模範走行速度のグラフ（模範走行速度グラフ）を表示するとともに、当該模範運転操作に基づく走行位置毎の消費電力のグラフ（模範消費電力グラフ）を表示して、ユーザに提示することができる。これによれば、ユーザは、模範的な運転操作に基づく走行位置毎の走行速度や消費電力を確認しながら、列車の運転訓練を行うことが可能となる。
【０００９】
また、第３の発明は、
前記模範走行速度表示制御手段は、前記運転シミュレーションの実行中に、走行位置毎の前記模範走行速度をグラフで表示し、
前記模範消費電力表示制御手段は、前記運転シミュレーションの実行中に、走行位置毎の前記模範消費電力をグラフで表示し、
前記走行速度表示制御手段は、走行位置毎の走行速度のグラフを、前記模範走行速度のグラフに重畳させ、前記運転シミュレーションによる走行に従って随時更新表示し、
前記消費電力表示制御手段は、走行位置毎の消費電力のグラフを、前記模範消費電力のグラフに重畳させ、前記運転シミュレーションによる走行に従って随時更新表示する、
第２の発明のプログラムである。
【００１０】
第３の発明によれば、実行中の運転シミュレーションによる列車の走行に従って、走行速度グラフを模範走行速度グラフに重畳させて随時更新表示するとともに、消費電力グラフを模範消費電力グラフに重畳させて随時更新表示して、ユーザに提示することができる。これによれば、ユーザは、自身の運転操作に基づく走行位置毎の走行速度や消費電力を、模範的な運転操作に基づく走行位置毎の走行速度や消費電力と見比べながら、列車の運転訓練を行うことが可能となる。
【００１１】
また、第４の発明は、
前記総合評価が所定の合格条件を満たさない場合に、前記運転シナリオについて再度の運転シミュレーションの実行を制御する再実行制御手段（例えば、図１６の再実行制御部２２９）、
として前記コンピュータを更に機能させるための第１〜第３の何れかの発明のプログラムである。
【００１２】
第４の発明によれば、総合評価が合格条件を満たさない場合は同じ運転シナリオについて運転シミュレーションを再実行して、当該運転シミュレーションによる訓練をユーザに繰り返させることが可能となる。これによれば、ユーザは、省エネ運転を意識して運転操作を工夫しながら、同じ走行区間の模擬運転を繰り返し行うことが可能となる。
【００１３】
また、第５の発明は、
前記運転シナリオに対応付けられた複数の模範運転操作候補があり、
前記総合評価が所定の合格条件を満たさない場合に、前記運転シナリオについて再度の運転シミュレーションの実行を制御する再実行制御手段（例えば、図１６の再実行制御部２２９）、
前記複数の模範運転操作候補の中から前記模範運転操作とする模範運転操作候補を選択する模範運転選択手段であって、前記再実行制御手段により再度の運転シミュレーションの実行制御がなされる場合に、過去に模範運転操作とした模範運転操作候補とは異なる模範運転操作候補を新たな模範運転操作として再選択する模範運転選択手段（例えば、図１６の模範運転操作選択部２１３）、
として前記コンピュータを更に機能させるための第２又は第３の発明のプログラムである。
【００１４】
第５の発明によれば、対象の運転シナリオに対応付けられた複数の模範運転操作候補の中から模範運転操作として用いる模範運転操作候補を選択して、模範走行速度グラフおよび模範消費電力グラフの表示に用いることができる。そして、総合評価が合格条件を満たさないことで運転シミュレーションを再実行する際には、過去に選択されたものとは異なる模範運転操作候補を新たな模範運転操作として再選択して、模範走行速度グラフおよび模範消費電力グラフの表示に用いることができる。
【００１５】
また、第６の発明は、
前記模範運転選択手段は、過去に模範運転操作とした模範運転操作候補を除外した残余の模範運転操作候補について、前記ユーザが過去に行った運転操作との類否を判定することで、新たな模範運転操作とする模範運転操作候補の再選択を行う、
第５の発明のプログラムである。
【００１６】
第６の発明によれば、運転シミュレーションの再実行時において、過去に選択済みのもの以外の模範運転操作候補の中から、例えば、ユーザの過去の運転操作と類似する模範運転操作候補を、模範運転操作として再選択することができる。
【００１７】
また、第７の発明は、
前記列車の加速度に基づく乗り心地の指標値を算出することで、前記ユーザの運転操作に対する乗り心地を評価する乗り心地評価手段（例えば、図１６の乗り心地指標値算出部２２３および個別評価部２２５）、
として前記コンピュータを更に機能させ、
前記合否判定手段は、前記乗り心地評価手段の評価結果をさらに用いて前記総合評価を行う、
第１〜第６の何れかの発明のプログラムである。
【００１８】
第７の発明によれば、列車の加速度に基づく乗り心地を加味して、運転シミュレーションの総合評価を行うことができる。
【００１９】
また、第８の発明は、
所与の走行区間を所与の時刻表に沿って所与の列車で運転する運転シナリオについてユーザの運転操作に基づいた運転シミュレーションを実行する列車運転シミュレータ（例えば、図１の列車運転シミュレータ１０００）であって、
前記運転シミュレーションの実行中にシミュレーション時刻を計時して表示制御する時刻表示制御手段と、
前記運転シミュレーションの実行中に前記列車の走行に係る消費電力の算出および消費電力量の積算を行う消費電力算出手段と、
走行位置毎の走行速度をグラフで表示制御する走行速度表示制御手段と、
走行位置毎の前記消費電力をグラフで表示制御する消費電力表示制御手段と、
前記シミュレーション時刻に基づく走行時刻を前記時刻表に基づいて評価する走行時刻評価手段と、
前記消費電力量を前記運転シナリオに対応付けられた基準消費電力量に基づいて評価する消費電力量評価手段と、
前記走行時刻評価手段の評価結果および前記消費電力量評価手段の評価結果に基づいて前記運転シミュレーションの総合評価を行う総合評価手段と、
を備えた列車運転シミュレータである。
【００２０】
第８の発明によれば、第１の発明と同様の効果を奏する列車運転シミュレータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】列車運転シミュレータの構成例を示す図。
【図２】シナリオ情報のデータ構成例を示す図。
【図３】時刻表データのデータ構成例を示す図。
【図４】運転情報のデータ構成例を示す図。
【図５】エネルギー情報のデータ構成例を示す図。
【図６】サブモニタの表示画面例を示す図。
【図７】運転シミュレーションの実行中におけるエネルギー画面の表示例を示す図。
【図８】シミュレーション結果として表示されるエネルギー画面の表示例を示す図。
【図９】電力量評価式をグラフ化した図。
【図１０】通過時分評価式をグラフ化した図。
【図１１】終着時分評価式をグラフ化した図。
【図１２】乗り心地評価式をグラフ化した図。
【図１３】シミュレーションデータのデータ構成例を示す図。
【図１４】模範運転操作選択処理の手順を示すフローチャート。
【図１５】模範運転操作再選択処理の手順を示すフローチャート。
【図１６】列車運転シミュレータの機能構成例を示すブロック図。
【図１７】記憶部が記憶するプログラムやデータの例を示す図。
【図１８】列車運転シミュレータにおける処理の流れを説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。
【００２３】
［全体構成］
図１は、本実施形態における列車運転シミュレータ１０００の構成例を示す図である。本実施形態の列車運転シミュレータ１０００は、列車の運転を訓練するための装置であり、ネットワーク９により通信可能に接続されたコンピュータ１１００と、運転画面を表示するためのメインモニタ１２０２と、エネルギー画面を表示するためのサブモニタ１２０４と、運転台模擬コントローラ１２０６と、を含むコンピュータシステムである。図１の例では、一人用の列車運転シミュレータ１０００を想定しているので、メインモニタ１２０２、サブモニタ１２０４、および運転台模擬コントローラ１２０６のセットを１セットのみ図示しているが、複数人が同時に訓練できるようにする場合には、当該セットを複数設けるものとする。また、図示していないが、運転台模擬コントローラ１２０６付近には、ダイヤ（各駅の到着・出発時刻が記載された運転士が携帯する時刻表）や運転士手帳等が配置される。また、運転台模擬コントローラ１２０６と一体または別体として、速度計等の計器やスイッチ類が配置される。すなわち、列車運転シミュレータ１０００にて運転訓練を行うユーザ（以下、「訓練ユーザ」ともいう）の使用において、その形態が、運転台ないし乗務員室を模擬した態様となっている。
【００２４】
ネットワーク９は、データ通信が可能な通信路を意味する。すなわち、ネットワーク９とは、直接接続のための専用線（専用ケーブル）やイーサネット（登録商標）等によるＬＡＮ（Local Area Network）の他、電話通信網やケーブル網、インターネット等の通信網を含む意味であり、また、通信方法については有線／無線を問わない。
【００２５】
コンピュータ１１００は、本体装置１１０２と、キーボード１１０４と、タッチパネル１１０６と、ストレージ１１０８とを備え、本体装置１１０２は制御基板１１５０を内蔵している。
【００２６】
制御基板１１５０には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１５１やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の各種マイクロプロセッサ、ＶＲＡＭやＲＡＭ，ＲＯＭ等の各種ＩＣメモリ１１５２、通信装置１１５３が搭載される。なお、制御基板１１５０の一部又は全部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、ＳｏＣ（System on a Chip）により実現するとしてもよい。
【００２７】
そして、コンピュータ１１００は、制御基板１１５０が所定のプログラムおよびデータに基づいて演算処理することにより、列車運転シミュレータ１０００を統合的に制御する。
【００２８】
なお、コンピュータ１１００は、図１に示す単体の構成に限らず、各種機能を分担する複数のコンピュータを相互に内部バスを介してデータ通信可能に接続した構成であってもよい。或いは、離れた場所に設置された独立した複数のコンピュータを、ネットワーク９を介してデータ通信させることで、全体としてコンピュータ１１００として機能させる構成であってもよい。
【００２９】
メインモニタ１２０２は、運転シミュレーションにおける運転席から見た仮想景観画像を、運転画面として表示する。具体的には、据置型のフラットパネルディスプレイや、ヘッドマウントディスプレイ、ビデオプロジェクタ等を適宜利用して実現できる。
【００３０】
このメインモニタ１２０２に表示される運転画面は、所定位置に鉄道信号が設置された実際の走行区間を走行する列車の運転台の様子や運転台の車窓から見える風景・景観を再現した画像に、各種情報表示を含めたシミュレーション画面である。鉄道信号とは、列車に対して現示や表示により運転条件を示すもののことであり、信号機等の信号の他、合図や標識等を含む。
【００３１】
サブモニタ１２０４は、後述するエネルギー画面を表示する。例えば、画像表示デバイス兼接触位置入力デバイスとして機能するタッチパネルを用いることができる。
【００３２】
運転台模擬コントローラ１２０６は、訓練対象とする実際の電車の運転席を模擬する操作入力装置であって、例えばマスコンに相当する入力レバー等を備えて、操作入力信号をコンピュータ１１００へ送信することができる。
【００３３】
［原理］
本実施形態の列車運転シミュレータ１０００は、所与の走行区間を所与の時刻表に沿って所与の列車で運転する運転シナリオについて、訓練ユーザの運転操作に基づいた運転シミュレーションを実行する。そして、運転シミュレーションの実行中は、当該実行中の運転シミュレーション（以下、「対象シミュレーション」ともいう）による列車の走行に従って運転計算を行い、運転情報５５０（図４を参照）を随時生成するとともに、当該列車の走行に係る消費電力の算出および消費電力量の積算をエネルギー計算として行い、エネルギー情報５７０（図５を参照）を随時生成する。そして、生成した運転情報５５０やエネルギー情報５７０を用いて、サブモニタ１２０４へのエネルギー画面の表示を制御する。
【００３４】
また、対象シミュレーションの実行を終了したら、当該対象シミュレーションにおける訓練ユーザの運転操作を評価する。本実施形態では、そのシミュレーション時刻に基づく走行時刻および消費電力量に関する項目を含む複数の評価項目について個別評価を行い（個別評価処理）、評価項目毎の評価結果に基づいて、対象シミュレーションの総合評価を行う（総合評価処理）。そして、総合評価処理の結果、対象シミュレーションを「不合格」と判定した場合は当該対象シミュレーションの再度の実行を制御する。すなわち訓練ユーザは当該対象シミュレーションに係る運転シナリオについて、再度の運転シミュレーションを行って訓練を継続する必要がある。対象シミュレーションを「合格」と判定したならば、当該対象シミュレーションに係る運転訓練を終える。
【００３５】
１．運転シナリオについて
運転訓練の開始にあたっては、先ず、運転シナリオを選択する。図２は、運転シナリオを定義するシナリオ情報５１０のデータ構成例を示す図である。このシナリオ情報５１０は、例えば、走行区間毎に予め用意される。具体的には、図２に示すように、１つのシナリオ情報５１０は、シナリオＩＤ５１１と、シナリオ名５１２と、走行路線５１３と、起点５１５および終点５１６によって定義される走行区間５１４と、編成列車質量５１７と、高低差データ５１８と、制限速度データ５１９と、信号現示データ５２０と、時刻表データ５２１とを含む。
【００３６】
時刻表データ５２１は、当該運転シナリオにおける走行区間５１４の時刻表を格納する。例えば、図３に示すように、時刻表データ５２１には、その起点５１５から終点５１６までの間の停車場名と、対応する運転時分と、着時刻と、発時刻とが設定される。該当する停車場が採時通過駅である場合は、その通過時刻が設定される。
【００３７】
そして、運転シナリオの選択は、各シナリオ情報５１０に設定されるシナリオ名５１２を選択肢としてサブモニタ１２０４に一覧表示し、ユーザ（例えば訓練ユーザ）の選択操作を受け付けることで行う。シナリオ名５１２だけでなく、編成列車質量５１７等の他の情報を併せて表示してもよい。運転シナリオが選択されたならば、その起点５１５から終点５１６までを、その時刻表データ５２１に沿って、その編成列車質量５１７の列車で運転する運転シミュレーション（対象シミュレーション）を、訓練ユーザの運転操作に基づき実行する。
【００３８】
２．シミュレーション時刻について
運転シミュレーションの実行中は、当該シミュレーション上の仮想的な時刻（シミュレーション時刻）を計時し、サブモニタ１２０４において、シミュレーション時刻ウィンドウＷ１３（図６を参照）に表示制御する。
【００３９】
３．運転計算について
列車運転シミュレータ１０００は、訓練ユーザが運転台模擬コントローラ１２０６で入力した運転操作をもとに、走行区間の線路情報と、編成列車質量等の列車の車両情報と、を参照して運転計算を行う。線路情報は、ストレージ１１０８等に格納された線路ＤＢ（不図示）から、該当する走行区間のものを読み出して用いる。
【００４０】
図４は、運転計算の結果生成される運転情報５５０のデータ構成例を示す図である。この運転情報５５０は、所定の時間周期で行われる運転計算のたびに生成される。具体的には、図４に示すように、１つの運転情報５５０は、走行路線５５１と、走行区間５５２と、編成列車質量５５３と、走行時刻５５４と、走行位置５５５と、高低差５５６と、走行速度５５７と、制限速度５５８と、ノッチ情報５５９と、加速度５６０と、引張力５６１と、ブレーキ力５６２と、走行抵抗５６３とを含む。走行路線５５１、走行区間５５２、編成列車質量５５３、高低差５５６、および制限速度５５８は、対象シミュレーションに係る運転シナリオのシナリオ情報５１０に基づいて設定される。走行時刻５５４は、シミュレーション時刻に基づいて設定される。ノッチ情報５５９は、運転台模擬コントローラ１２０６での訓練ユーザの運転操作に基づいて設定される。走行位置５５５、走行速度５５７、加速度５６０、引張力５６１、ブレーキ力５６２、走行抵抗５６３の各値は、運転計算によって算出・設定される。
【００４１】
４．エネルギー計算について
列車運転シミュレータ１０００は、運転計算で得られた運転情報５５０に従って、当該列車の走行地点や走行状態等に基づくエネルギー計算を行い、消費電力の瞬時値を算出するとともに、対象シミュレーションの実行開始からの消費電力の積算値を算出する。
【００４２】
図５は、エネルギー計算の結果生成されるエネルギー情報５７０のデータ構成例を示す図である。このエネルギー情報５７０は、エネルギー計算のたびに生成される。具体的には、図５に示すように、１つのエネルギー情報５７０は、走行時刻５７１と、走行位置５７３と、消費電力５７５と、消費電力量５７７とを含む。走行時刻５７１および走行位置５７３は、消費電力５７５の算出に用いた運転情報５５０の値が設定される。エネルギー計算では、編成列車質量５５３および高低差５５６等に基づく位置エネルギーの変化や、編成列車質量５５３や走行速度５５７、ノッチ情報５５９、加速度５６０等に基づく運動エネルギーの変化などの計算をした上で、計算タイミングにおける消費電力５７５が計算される。回生電力の計算を含める場合には、ブレーキ時の回生電力を計算して、マイナスの値として消費電力５７５を求めることとすればよい。
【００４３】
５．エネルギー画面について
図６は、運転シミュレーションの実行中においてサブモニタ１２０４に表示される表示画面例を示す図である。図６に示すように、サブモニタ１２０４には、メインウィンドウＷ１１と、シミュレーション時刻ウィンドウＷ１３と、チャートウィンドウＷ１５とが表示される。メインウィンドウＷ１１は、各種メニューボタンを配置して備える。このメインウィンドウＷ１１には、実行中の対象シミュレーションにおける現在のノッチの状態、消費電力や消費電力量の現在値等が随時更新表示される。シミュレーション時刻ウィンドウＷ１３は、シミュレーション時刻を時計表示する。チャートウィンドウＷ１５は、走行速度および消費電力のグラフ表示を含むエネルギー画面を表示する。
【００４４】
図７は、チャートウィンドウＷ１５に表示されるエネルギー画面の表示例を示す図である。図７に示すように、エネルギー画面は、走行位置を共通の横軸として、走行位置毎のノッチの状態遷移Ｇ２１１と、走行速度グラフ（ランカーブ）Ｇ２２１と、消費電力グラフＧ２３１と、走行位置毎の高低差変化Ｇ２４とを上下に並べて表示する。より詳細には、このエネルギー画面では、対象シミュレーションと同じ走行区間に係る模範運転操作に基づく走行位置毎の模範ノッチ状態遷移Ｇ２１３と、当該模範運転操作に基づく走行位置毎の模範走行速度グラフＧ２２３と、当該模範運転操作に基づく走行位置毎の模範消費電力グラフＧ２３３と、を対象シミュレーションの実行開始に先立ち表示する。そして、対象シミュレーションの実行中は、訓練ユーザの運転操作に基づく走行速度グラフＧ２２１を模範走行速度グラフＧ２２３に重畳させ、対象シミュレーションによる列車の走行に従って走行速度グラフＧ２２１を随時更新表示するとともに、当該運転操作に基づく消費電力グラフＧ２３１を模範消費電力グラフＧ２３３に重畳させ、対象シミュレーションによる列車の走行に従って消費電力グラフＧ２３１を随時更新表示する。同様に、訓練ユーザの運転操作に基づくノッチの状態遷移Ｇ２１１を模範ノッチ状態遷移Ｇ２１３に重畳させ、対象シミュレーションによる列車の走行に従ってノッチ状態遷移Ｇ２１１を随時更新表示する。
【００４５】
このエネルギー画面の表示のため、列車運転シミュレータ１０００は、対象シミュレーションの実行中に、エネルギー画面表示制御処理を行う。このエネルギー画面表示制御処理は、後述する模範運転結果に従ってその走行位置毎の模範走行速度のグラフ（模範走行速度グラフ）を表示制御する処理と、当該模範運転結果に従ってその走行位置毎の模範消費電力のグラフ（模範消費電力グラフ）を表示制御する処理と、運転情報５５０として随時算出される走行位置５５５毎の走行速度５５７のグラフ（走行速度グラフ）を模範走行速度グラフに重畳させて表示制御する処理と、エネルギー情報５７０として随時算出される走行位置５７３毎の消費電力５７５のグラフ（消費電力グラフ）を模範消費電力グラフに重畳させて表示制御する処理と、を含む。
【００４６】
ここでの処理により、訓練ユーザは、自身の運転操作に基づく走行速度グラフや消費電力グラフを模範運転操作に基づく模範走行速度グラフや模範消費電力グラフと見比べて、省エネ運転のための運転操作について試行錯誤しながら列車の運転訓練を行うことが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態では、対象シミュレーションの実行終了時において、当該実行終了時におけるエネルギー画面を、シミュレーション結果としてサブモニタ１２０４に表示制御する（シミュレーション結果表示制御処理）。図８に、シミュレーション結果として表示されるエネルギー画面の表示例を示す。ここでの処理により、訓練ユーザは、実行終了した対象シミュレーションにおける自身の運転操作に基づく走行速度グラフや消費電力グラフを、模範走行速度グラフおよび模範消費電力グラフと見比べて確認することができる。
【００４８】
なお、エネルギー画面における模範ノッチ状態遷移Ｇ２１３、模範走行速度グラフＧ２２３、および模範消費電力グラフＧ２３３の表示は必須ではなく、それらを全て表示しない構成としてもよい。また、模範ノッチ状態遷移Ｇ２１３および模範走行速度グラフＧ２２３については表示を行わず、模範消費電力グラフＧ２３３のみを表示するようにしてもよい。
【００４９】
６．個別評価処理について
個別評価処理では、例えば、消費電力量、通過時分、終着時分、および乗り心地の４つを評価項目として、各評価項目を評価する。
【００５０】
６−１．消費電力量の評価
ここでは、対象シミュレーションの実行中にエネルギー計算によって積算された消費電力量５７７を、基準消費電力量に基づいて評価する。本実施形態では、基準消費電力量に基づき予め定められた電力量評価式を用い、消費電力量を電力量得点に換算する。図９は、電力量評価式をグラフ化した図である。例えば、図９に示すように、電力量評価式は、基準消費電力量（図９では３０［ｋＷｈ］）以下に対応する電力量得点を満点（１００点）とし、消費電力量が基準消費電力量よりも大きくなるにつれて電力量得点が低くなるように、消費電力量に対応する電力量得点を出力する。より詳細には、この電力量得点式は、走行区間や編成列車質量等の消費電力量に影響する走行条件毎に用意され、評価にあたって対象シミュレーションの走行条件に合致するものが選択されて用いられる。なお、電力量評価式にかえて、消費電力量と電力量得点との対応関係をテーブル形式で定めておいてもよい。
【００５１】
６−２．通過時分の評価
対象シミュレーションの走行区間が採時通過駅を含む場合は、当該採時通過駅を定刻通りに通過したかどうかの評価を行う。本実施形態では、先ず、対象シミュレーションにおいて当該採時通過駅を通過した時刻（シミュレーション時刻）から、時刻表データ５２１に設定された採時通過駅の通過時刻を差し引いて通過時間差を算出する。そして、予め定められた通過時分評価式を用い、算出した通過時間差を通過時分得点に換算する。走行区間が複数の採時通過駅を含む場合は採時通過駅毎に通過時分得点を求め、例えばその平均値を対象シミュレーションの通過時分得点とする。図１０は、通過時分評価式をグラフ化した図である。例えば、図１０に示すように、通過時分評価式は、通過時間差が「０」のときに対応する通過時分得点を満点（１００点）とし、通過時間差が大きくなるにつれて通過時分得点が低くなるように、通過時間差に対応する通過時分得点を出力する。なお、通過時分評価式にかえて、通過時間差と通過時分得点との対応関係をテーブル形式で定めておいてもよい。
【００５２】
６−３．終着時分の評価
ここでは、走行区間の終点へ定刻通りに到着したかどうかの評価を行う。本実施形態では、先ず、対象シミュレーションにおいて終点の停車場に到着した時刻（シミュレーション時刻）から、時刻表データ５２１に設定された終着時刻（時刻表データ５２１における終点の停車場の着時刻）を差し引いて終着時間差として算出する。そして、予め定められた終着時分評価式を用い、算出した終着時間差を終着時分得点に換算する。図１１は、終着時分評価式をグラフ化した図である。例えば、図１１に示すように、終着時分評価式は、終着時間差が「０」のときに対応する終着時分得点を満点（１００点）として、終着時間差が大きくなるにつれて終着時分得点が低くなるように、終着時間差に対応する終着時分得点を出力する。なお、終着時分評価式にかえて、終着時間差と終着時分得点との対応関係をテーブル形式で定めておいてもよい。
【００５３】
６−４．乗り心地の評価
乗り心地の評価にあたっては、先ず、列車の加速度に基づく乗り心地の指標値（乗り心地指標値）を算出する。手順としては、先ず、対象シミュレーションで得られた運転情報５５０を参照し、加速度５６０をそれぞれ閾値判定する。そして、その加速度５６０が、予め定められる所定の閾値を超えている運転情報５５０の数を計数し、運転情報５５０の総数に対する割合を求めて、乗り心地指標値とする。その後、予め定められた乗り心地評価式を用い、算出した乗り心地指標値を乗り心地得点に換算する。図１２は、乗り心地評価式をグラフ化した図である。例えば、図１２に示すように、乗り心地評価式は、基準乗り心地指標値（図１２では０．３［％］）以下に対応する乗り心地得点を満点（１００点）として、乗り心地指標値が基準乗り心地指標値よりも大きくなるにつれて乗り心地得点が低くなるように、乗り心地指標値に対応する乗り心地得点を出力する。なお、乗り心地評価式にかえて、乗り心地指標値と乗り心地得点との対応関係をテーブル形式で定めておいてもよい。また、乗り心地指標値は、割合ではなく、加速度５６０が予め定められる所定の閾値を超えている運転情報５５０の数としてもよい。
【００５４】
７．総合評価処理について
総合評価処理では、個別評価処理での４つの評価項目の評価結果に基づいて、対象シミュレーションの総合評価を行う。本実施形態では先ず、次式（１）に従い、電力量得点、通過時分得点、終着時分得点、および乗り心地得点の合計値を総合得点として算出する。
総合得点＝電力量得点＋通過時分得点＋終着時分得点＋乗り心地得点  ・・・（１）
【００５５】
そして、求めた総合得点が予め定められる所定の合格条件を満たすか否かによって、対象シミュレーションの合否を判定する。合格条件は、例えば、「総合得点が所定の基準得点に達していること」等として定めておくことができる。その場合は、総合得点が基準点以上であれば「合格」、基準点未満であれば「不合格」と判定する。本実施形態では、個別評価処理において消費電力量について評価するため、その評価結果を加味して合否を判定することが可能となる。
【００５６】
８．運転シミュレーションの再実行制御について
本実施形態では、総合評価処理の結果「不合格」と判定された場合に、対象シミュレーションの再実行を制御する。総合評価処理で「合格」と判定されれば、当該対象シミュレーションに係る運転訓練を終了する。ここでの処理により、訓練ユーザは、基準得点以上の総合得点を獲得できるまで対象シミュレーションを繰り返すこととなる。したがって、訓練ユーザは、省エネ運転を意識して運転操作を工夫しながら、同じ走行区間の模擬運転を繰り返し行うことができる。
【００５７】
９．模範運転結果の選択について
本実施形態では、実行した運転シミュレーションの結果をストレージ１１０８の結果ＤＢ５９０（図１を参照）に登録・蓄積する。具体的には、運転訓練単位で生成される実行中シミュレーションデータ５４０（図１７を参照）を、シミュレーションデータ６００（図１３を参照）として結果ＤＢ５９０に保存しておく。
【００５８】
そして、列車運転シミュレータ１０００は、運転訓練を開始するにあたり、結果ＤＢ５９０に保存されたシミュレーションデータ６００のうち、その走行区間が対象シミュレーションと同じものを模範運転操作候補として、その中から模範運転操作に係るシミュレーションデータ６００を「模範運転結果」として選択する（模範運転操作選択処理）。運転シミュレーションの実行中は、選択した模範運転結果を、模範走行速度グラフや模範消費電力グラフ等の表示に用いる。
【００５９】
この模範運転操作選択処理を実現するために、本実施形態では、対象シミュレーションの実行開始前に慣らし運転シミュレーション（以下、単に「慣らし運転」という）を行い、その後、対象シミュレーション（以下、「慣らし運転」に対応して「本運転」ともいう）を実行する。
【００６０】
そして、慣らし運転で得た運転情報６１１等のデータ（慣らし運転データ）６１０と、本運転（対象シミュレーション）で得たデータ（本運転データ）６２０とを含めたシミュレーションデータ６００が、結果ＤＢ５９０に保存される。
【００６１】
慣らし運転は、予めテスト走行区間を設定しておき、当該テスト走行区間について運転シミュレーションを実行することで実現できる。その際、対象シミュレーションと同様の要領で走行位置毎に運転情報を生成する。なお、テスト走行区間は固定としてもよいし、例えば対象シミュレーション区間に係る走行区間の一部区間をテスト走行区間とする等、対象シミュレーションに応じて設定する構成としてもよい。また、慣らし運転は、訓練ユーザを運転操作に慣れさせるため、複数回行う構成としてもよい。その場合は、最後の慣らし運転で得た慣らし運転データ６１０を保存しておく。
【００６２】
図１３は、シミュレーションデータ６００のデータ構成例を示す図である。図１３に示すように、シミュレーションデータ６００は、実行日時６０１と、シミュレーションＩＤ６０２と、シナリオＩＤ６０３と、訓練ユーザＩＤ６０４と、慣らし運転データ６１０と、本運転データ６２０と、模範運転操作選択情報６３０とを含む。
【００６３】
慣らし運転データ６１０は、少なくとも運転情報６１１を含む。なお、慣らし運転の際、エネルギー情報についても対象シミュレーションと同様の要領で走行位置毎に生成し、慣らし運転データ６１０に含める構成としてもよい。
【００６４】
本運転データ６２０は、繰り返し番号６２１毎に用意され、運転情報６２２と、エネルギー情報６２３と、評価結果データ６２４とを含む。
【００６５】
本実施形態では、上記したように、総合評価処理の結果「合格」と判定されるまで対象シミュレーションを再実行して繰り返す。繰り返し番号６２１は、当該繰り返される対象シミュレーションを識別するための通し番号である。すなわち、１回目の対象シミュレーションが「合格」と判定された場合であれば、そのシミュレーションデータ６００には、繰り返し番号６２１が「１」である本運転データ６２０が１つ設定される。一方、繰り返し４回目で「合格」と判定された場合には、図１３に例示するように、そのシミュレーションデータ６００には、繰り返し番号６２１に「１」〜「４」がそれぞれ設定された４つの本運転データ６２０が設定される。
【００６６】
評価結果データ６２４は、乗り心地指標値６２５と、得点データ６２６と、合否判定結果６２７とを格納する。得点データ６２６は、個別評価処理で評価項目毎に求めた電力量得点、通過時分得点、終着時分得点、および乗り心地得点と、総合評価処理で求めた総合得点とを格納する。
【００６７】
模範運転操作選択情報６３０は、繰り返し番号と対応付けて、当該繰り返し番号で識別される対象シミュレーションにおいて用いた模範運転結果のシミュレーションＩＤを格納する。
【００６８】
ここで、本実施形態では、再選択条件を満たした場合に模範運転再選択処理を行い、今回の運転訓練で既に選択された模範運転結果とは異なる新たな模範運転結果を再選択する。再選択条件は、例えば、「対象シミュレーションを所定回数（例えば３回）繰り返したこと」等として定めておくことができる。対象シミュレーションを所定回数繰り返しても総合得点が基準得点に達しない場合に、訓練ユーザに提示する模範走行速度グラフや模範消費電力グラフ等を変更するためである。そのため、図１３の例では、模範運転操作選択情報６３０において、繰り返し回数が１回目〜３回目に対応する模範運転結果のシミュレーションＩＤと、４回目に対応する模範運転結果のシミュレーションＩＤとが異なる。
【００６９】
９−１．模範運転操作選択処理について
図１４は、模範運転操作選択処理の手順を示すフローチャートである。図１４に示すように、列車運転シミュレータ１０００は、先ず、慣らし運転を実行し、今回の運転訓練に係る慣らし運転データを取得する（ステップＳ１０１）。慣らし運転を実行したら、続いて、結果ＤＢ５９０に保存されているシミュレーションデータ６００のうち、その走行区間が対象シミュレーションと同じものの慣らし運転データ６１０を読み出す（ステップＳ１０３）。そして、読み出した各慣らし運転データ６１０を、運転操作の似ているグループ（クラスタ）にグループ分け（クラスタリング）する（ステップＳ１０５）。本実施形態では、慣らし運転データ６１０の運転情報６１１を参照し、例えば、その走行位置毎の走行速度を特徴空間に写像してクラスタリングを行う。クラスタリングの手法については、公知の手法を適宜採用できる。
【００７０】
そして、ステップＳ１０１で取得した慣らし運転データ（詳細には、各運転情報の走行速度）をもとに、特徴空間において当該慣らし運転データとの距離が最も近いクラスタを判定対象として選択する（ステップＳ１０７）。
【００７１】
続いて、判定対象のクラスタに属するシミュレーションデータ６００のそれぞれについて、所定の高得点条件を満たすか否かを判定する。高得点条件は、例えば、「その本運転データ６２０において評価結果データ６２４の総合得点が所定の基準得点以上であること」等として予め定めておくことができる。そのシミュレーションデータ６００に複数の本運転データ６２０が設定されている場合は、合格時の本運転データ（繰り返し番号６２１が最大の本運転データ）６２０を参照する。そして、高得点条件を満たすシミュレーションデータ６００があれば（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、そのうちの１つを模範運転結果として選択する（ステップＳ１１１）。高得点条件を満たすものが複数ある場合は、総合得点が最も高いものを選ぶ構成でもよいし、ランダムに１つを選ぶのでもよい。
【００７２】
一方、高得点条件を満たすシミュレーションデータ６００がない場合には（ステップＳ１０９：ＮＯ）、まだ判定対象としていないクラスタの中から、ステップＳ１０１で取得した慣らし運転データとの距離が最も近いクラスタを判定対象として選択する（ステップＳ１１３）。その後高得点条件を満たすか否かを判定し、ステップＳ１０９に移行して上記処理を繰り返す。
【００７３】
９−２．模範運転操作再選択処理について
図１５は、模範運転操作再選択処理の手順を示すフローチャートである。模範運転操作再選択処理は、模範運転操作選択処理と同様の要領で行うことができるが、クラスタリングの対象とするデータが異なる。
【００７４】
具体的には、図１５に示すように、先ず、直前の対象シミュレーションで取得した本運転データ（詳細には、各運転情報の走行速度）を入力する（ステップＳ２０１）。続いて、結果ＤＢ５９０に保存されているシミュレーションデータ６００のうち、その走行区間が対象シミュレーションと同じ本運転データ６２０を読み出す（ステップＳ２０３）。１つのシミュレーションデータ６００に複数の本運転データ６２０が設定されている場合は、合格時の本運転データ６２０のみを読み出す。そして、読み出した各本運転データ６２０の運転情報６２２を参照し、その走行位置毎の走行速度を用いてクラスタリングを行う（ステップＳ２０５）。
【００７５】
そして、ステップＳ２０１で入力した本運転データ（詳細には、各運転情報の走行速度）をもとに、特徴空間において当該本運転データとの距離が最も近いクラスタを判定対象として選択する（ステップＳ２０７）。
【００７６】
続いて、判定対象のクラスタに属する本運転データのそれぞれについて、所定の高得点条件を満たすか否かを判定する。そして、高得点条件を満たす本運転データがあれば（ステップＳ２０９：ＹＥＳ）、そのうちの１つを模範運転結果として再選択する（ステップＳ２１１）。高得点条件を満たす本運転データがない場合には（ステップＳ２０９：ＮＯ）、まだ判定対象としていないクラスタの中から、ステップＳ２０１で入力した本運転データとの距離が最も近いクラスタを判定対象として選択する（ステップＳ２１３）。その後高得点条件を満たすか否かを判定し、ステップＳ２０９に移行して、上記処理を繰り返す。
【００７７】
この模範運転操作選択処理および模範運転操作再選択処理によれば、訓練ユーザの運転スタイルに合った模範運転結果を選んで、模範走行速度グラフや模範消費電力グラフ等の表示に用いることができる。
【００７８】
なお、過去の運転訓練に係るシミュレーションデータ６００の中から模範運転操作に係るシミュレーションデータ６００（より正確にはシミュレーションデータ６００内の合格時の本運転データ）を選択する構成に限らず、別途教官等の熟練者が運転シミュレーションを行うことで模範運転操作に係るシミュレーションデータを取得し、それを模範走行速度グラフや模範消費電力グラフ等の表示に用いるとしてもよい。
【００７９】
［機能構成］
図１６は、本実施形態における列車運転シミュレータ１０００の機能構成例を示すブロック図である。図１６に示すように、列車運転シミュレータ１０００は、管理操作入力部１００と、運転操作入力部１０２と、演算部２００と、画像表示部３９０と、音出力部３９２と、記憶部５００とを備える。
【００８０】
管理操作入力部１００は、列車運転シミュレータ１０００の管理のための各種操作を入力するための手段である。例えば、キーボード、タッチパネル、マウス、タッチパッド、レバー、スイッチ等の操作入力デバイスにより実現され、操作入力信号を演算部２００へ出力する。図１の例では、キーボード１１０４やタッチパネル１１０６、サブモニタ１２０４として用いられるタッチパネルがこれに該当する。
【００８１】
運転操作入力部１０２は、訓練ユーザ等のユーザが運転操作を入力する手段である。例えば、スイッチ、レバー、ダイヤル、タッチパネル、ペダル、ハンドル等により実現され、操作入力信号を演算部２００へ出力する。図１の例では、運転台模擬コントローラ１２０６の入力レバー等がこれに該当する。
【００８２】
演算部２００は、例えばＣＰＵやＧＰＵ等のマイクロプロセッサや、ＡＳＩＣ、ＩＣメモリ等の電子部品によって実現され、各機能部との間でデータの入出力制御を行う。そして、所定のプログラムや、各種設定データ、管理操作入力部１００や運転操作入力部１０２からの操作入力信号等に基づいて各種の演算処理を行い、列車運転シミュレータ１０００の動作を統合的に制御する。図１の例では、制御基板１１５０がこれに該当する。
【００８３】
そして、本実施形態の演算部２００は、シミュレーション制御部２１０を含む。勿論、これら以外の機能部も適宜含めることができる。
【００８４】
シミュレーション制御部２１０は、運転シナリオ選択部２１１と、模範運転操作選択部２１３と、シミュレーション時刻表示制御部２１５と、運転情報算出部２１７と、エネルギー情報算出部２１９と、エネルギー画面表示制御部２２１と、乗り心地指標値算出部２２３と、個別評価部２２５と、総合評価部２２７と、再実行制御部２２９と、を含み、運転シミュレーションの実行に係る各種演算処理を実行する。
【００８５】
運転シナリオ選択部２１１は、シナリオ情報５１０からシナリオ名５１２を読み出して一覧表示し、ユーザの選択操作に従って運転シナリオを選択する。
【００８６】
模範運転操作選択部２１３は、模範運転操作選択処理を行って、結果ＤＢ５９０の中から模範運転結果とするシミュレーションデータ６００を選択する。また、再選択条件を満たした場合に模範運転操作再選択処理を行い、模範運転結果とするシミュレーションデータ６００を再選択する。
【００８７】
シミュレーション時刻表示制御部２１５は、対象シミュレーションに係るシミュレーション時刻５８０を計時し、画像表示部３９０（サブモニタ１２０４のシミュレーション時刻ウィンドウＷ１３；図６を参照）に表示する制御を行う。
【００８８】
運転情報算出部２１７は、対象シミュレーションの実行中に、運転計算を繰り返し行って運転情報５５０を随時生成する。
【００８９】
エネルギー情報算出部２１９は、対象シミュレーションの実行中に、エネルギー計算を繰り返し行ってエネルギー情報５７０を随時生成する。
【００９０】
エネルギー画面表示制御部２２１は、対象シミュレーションの実行中にエネルギー画面表示制御処理を行い、画像表示部３９０（サブモニタ１２０４のチャートウィンドウＷ１５；図６を参照）にエネルギー画面を表示制御する。本実施形態では、対象シミュレーションの実行中、走行速度グラフを模範走行速度グラフに重畳させて随時更新表示するとともに、消費電力グラフを模範消費電力グラフに重畳させて随時更新表示する。また、エネルギー画面表示制御部２２１は、対象シミュレーションの実行終了後にシミュレーション結果表示制御処理を行い、当該実行終了時のエネルギー画面をシミュレーション結果として画像表示部３９０に表示制御して、ユーザ（訓練ユーザ）に提示する。
【００９１】
乗り心地指標値算出部２２３は、運転計算で随時算出される加速度５６０に基づいて、乗り心地指標値を算出する。
【００９２】
個別評価部２２５は、個別評価処理を行って、例えば消費電力量、通過時分、終着時分、および乗り心地の４つの評価項目を評価する。
【００９３】
総合評価部２２７は、総合評価処理を行って、個別評価処理で評価項目毎に求めた電力量得点、通過時分得点、終着時分得点、および乗り心地得点の合計値を総合得点として算出する（式（１）を参照）。そして、総合得点が合格条件を満たすか否かの合否判定を行う。
【００９４】
再実行制御部２２９は、総合評価部２２７が「不合格」と判定した場合に、対象シミュレーションの再実行を制御する。
【００９５】
画像表示部３９０は、演算部２００から入力される画像信号に基づいて、システム管理のための各種画像、運転画面、メインウィンドウやシミュレーション時刻を表示するシミュレーション時刻ウィンドウ、エネルギー画面を表示するチャートウィンドウ等を表示する。例えば、フラットパネルディスプレイ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイといった画像表示装置によって実現できる。図１の例では、システム管理に関する画像はタッチパネル１１０６に表示され、運転画面はメインモニタ１２０２に表示され、図６のメインウィンドウＷ１１、シミュレーション時刻ウィンドウＷ１３、およびチャートウィンドウＷ１５（図７等のエネルギー画面）はサブモニタ１２０４に表示される。
【００９６】
音出力部３９２は、演算部２００から入力される音声信号に基づいて、運転シミュレーションに係る操作音や環境音等の音声信号を放音する。図１の例では、本体装置１１０２やタッチパネル１１０６が備えるスピーカ（不図示）がこれに該当する。
【００９７】
記憶部５００には、列車運転シミュレータ１０００を動作させ、列車運転シミュレータ１０００が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等が予め格納され、或いは処理の都度一時的に格納される。例えば、ＲＡＭやＲＯＭ等のＩＣメモリ、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の光学ディスク、オンラインストレージ等によって実現される。図１の例では、ストレージ１１０８や、本体装置１１０２が搭載するＩＣメモリ１１５２がこれに該当する。
【００９８】
図１７は、記憶部５００が記憶するプログラムやデータの例を示す図である。図１７に示すように、記憶部５００は、シミュレーションプログラム５０１と、シナリオ情報５１０と、シナリオ別環境設定データ５３０と、実行中シミュレーションデータ５４０と、シミュレーション時刻５８０と、結果ＤＢ５９０とを記憶する。その他、タイマーや、カウンタ、各種フラグ等の情報を適宜記憶できる。
【００９９】
シミュレーションプログラム５０１は、演算部２００が読み出して実行することで、シミュレーション制御部２１０としての機能を実現させるためのプログラムである。
【０１００】
シナリオ情報５１０は、運転シナリオ別に用意されて、その運転シナリオを定義する各種データを格納する（図２を参照）。
【０１０１】
シナリオ別環境設定データ５３０は、運転シナリオ別に用意されて、その運転シミュレーションの内容を定義する各種データを格納する。例えば、１つのシナリオ別環境設定データ５３０は、対応するシナリオ情報５１０のシナリオＩＤ５３１と、環境オブジェクト設定データ５３３と、鉄道信号設定データ５３５とを含む。勿論、これら以外のデータも適宜含めることができる。
【０１０２】
環境オブジェクト設定データ５３３は、運転訓練を行う走行区間のシミュレーション空間を設定するためのデータであり、背景や環境を構成するオブジェクト（駅やビル等の建物のオブジェクト、景色等の景観を構成するオブジェクト）毎に用意され、当該オブジェクトのモデルデータ、テクスチャデータ、配置データ、モーションデータ等を定義する。
【０１０３】
鉄道信号設定データ５３５は、シミュレーション空間に配置される鉄道信号別に用意され、当該鉄道信号のモデルデータ、テクスチャデータ、配置位置データ、動作する鉄道信号の場合の動作パターンデータ等を定義する。
【０１０４】
実行中シミュレーションデータ５４０は、結果ＤＢ５９０に保存されるシミュレーションデータ６００（図１３を参照）と同様のデータ構成を有し、対象シミュレーションの実行を制御するための各種データを格納する。対象シミュレーションによる運転訓練を終了した時点での実行中シミュレーションデータ５４０の内容が、シミュレーションデータ６００として結果ＤＢ５９０に登録・保存されることとなる。
【０１０５】
シミュレーション時刻５８０は、シミュレーション時刻表示制御部２１５によって計時される現在のシミュレーション時刻を格納する。
【０１０６】
結果ＤＢ５９０は、過去の運転訓練に係るシミュレーションデータ６００（図１３を参照）を蓄積したデータベースである。
【０１０７】
［処理の流れ］
図１８は、本実施形態の列車運転シミュレータ１０００における処理の流れを説明するためのフローチャートである。ここで説明する処理は、演算部２００がシミュレーションプログラム５０１を読み出して実行することにより実現される。
【０１０８】
本実施形態では、運転シナリオ選択部２１１が先ず、シナリオ情報５１０に従ってシナリオ名５１２を一覧表示し、ユーザによる運転シナリオの選択操作を受け付ける（ステップＳ３０１）。
【０１０９】
続いて、模範運転操作選択部２１３が模範運転操作選択処理を行い、模範運転結果とするシミュレーションデータ６００を結果ＤＢ５９０から選択する（ステップＳ３０３）。
【０１１０】
その後、ユーザ（訓練ユーザ）が運転操作を入力し、その入力に応じてその列車を運転する運転士の視界を運転画面として表示制御する運転シミュレーションを開始する（ステップＳ３０５）。この運転シミュレーションの開始に従い、シミュレーション時刻表示制御部２１５がシミュレーション時刻５８０の時計表示を開始し、運転情報算出部２１７が運転計算を開始し、エネルギー情報算出部２１９がエネルギー計算を開始する。
【０１１１】
また、運転シミュレーションを開始すると、エネルギー画面表示制御部２２１がエネルギー画面表示制御処理を開始して、当該運転シミュレーション（対象シミュレーション）が終了するまでの間、エネルギー画面において模範走行速度グラフや模範消費電力グラフ等を表示し、走行速度グラフや消費電力グラフ等を随時更新表示する（ステップＳ３０７）。
【０１１２】
その後は、対象シミュレーションの実行終了条件を監視する。そして、実行終了条件が満たされて対象シミュレーションの実行を終了した場合には（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）、エネルギー画面表示制御部２２１がシミュレーション結果表示制御処理を行い、実行終了時のエネルギー画面をシミュレーション結果として表示する制御を行う（ステップＳ３１１）。また、個別評価部２２５が個別評価処理を行い（ステップＳ３１３）、その後総合評価部２２７が総合評価処理を行って、対象シミュレーションの合否判定を行う（ステップＳ３１５）。そして、総合得点が基準得点に達しており合格と判定されれば（ステップＳ３１７：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。
【０１１３】
一方、総合評価処理の結果が不合格の場合は（ステップＳ３１７：ＮＯ）、模範運転操作選択部２１３が、再選択条件を判定する。そして、再選択条件を満たす場合には（ステップＳ３１９：ＹＥＳ）、模範運転操作再選択処理を行って、模範運転結果とするシミュレーションデータ６００を再選択する（ステップＳ３２１）。その後、再実行制御部２２９が、対象シミュレーションの再実行を制御して対象シミュレーションを開始し（ステップＳ３２３）、ステップＳ３０９に戻って上記した処理を繰り返す。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態によれば、対象の運転シナリオに係る運転訓練のためにユーザが仮想的に列車の運転操作を行う運転シミュレーション（対象シミュレーション）の実行中に、当該対象シミュレーションによる列車の走行に係る消費電力の算出および消費電力量の積算を行うことができる。そして、対象シミュレーションによる列車の走行に従って、ユーザの運転操作に基づく走行速度グラフを模範運転操作（模範運転結果）に基づく模範走行速度グラフに重畳させて随時更新表示するとともに、ユーザの運転操作に基づく消費電力グラフを模範運転操作に基づく模範消費電力グラフに重畳させて随時更新表示して、ユーザに提示することができる。また、対象シミュレーションの実行を終了したならば消費電力量、通過時分、終着時分、および乗り心地の４つの評価項目について評価して対象シミュレーションの総合評価を行い、合格条件を満たさない場合に対象シミュレーションを繰り返すことができる。その際、適宜模範運転結果を再選択して、模範走行速度グラフおよび模範消費電力グラフ等の表示に用いることができる。したがって、ユーザは、省エネ運転のための運転操作について試行錯誤しながら、列車の運転訓練を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【０１１５】
１００…管理操作入力部
１０２…運転操作入力部
２００…演算部
２１０…シミュレーション制御部
２１１…運転シナリオ選択部
２１３…模範運転操作選択部
２１５…シミュレーション時刻表示制御部
２１７…運転情報算出部
２１９…エネルギー情報算出部
２２１…エネルギー画面表示制御部
２２３…乗り心地指標値算出部
２２５…個別評価部
２２７…総合評価部
２２９…再実行制御部
５００…記憶部
５０１…シミュレーションプログラム
５１０…シナリオ情報
５１２…シナリオ名
５１４…走行区間
５２１…時刻表データ
５３０…シナリオ別環境設定データ
５４０…実行中シミュレーションデータ
５５０…運転情報
５５４…走行時刻
５５５…走行位置
５５７…走行速度
５５９…ノッチ情報
５６０…加速度
５７０…エネルギー情報
５７５…消費電力
５７７…消費電力量
５８０…シミュレーション時刻
５９０…結果ＤＢ
６００…シミュレーションデータ
６１０…慣らし運転データ
６１１…運転情報
６２０…本運転データ
６２２…運転情報
６２３…エネルギー情報
６２４…評価結果データ
１０００…列車運転シミュレータ
１１００…コンピュータ
１１０８…ストレージ
１１５０…制御基板
１２０２…メインモニタ
１２０４…サブモニタ
１２０６…運転台模擬コントローラ
９…ネットワーク
Ｇ２２１…走行速度グラフ
Ｇ２２３…模範走行速度グラフ
Ｇ２３１…消費電力グラフ
Ｇ２３３…模範消費電力グラフ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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