(57)【要約】      （修正有）【課題】先行列車が次駅に長く停車していることで後続列車が走行途中でＡＴＣ制御によって停止してしまうのを回避し、乗り心地の改善やエネルギ効率の向上を図る列車自動運転システムを提供する。【解決手段】列車自動運転システムは、走行パターンに従って列車を走行させる車上装置と、先行列車の在線位置情報を後続の列車へ送信するＡＴＣ地上装置１６とを備える。車上装置は、ＡＴＣ地上装置１６から受信した先行列車の在線位置情報に基づいて先行列車の同一ブロックの滞在時間を計時し、自列車位置が停止点よりも所定の距離だけ手前の位置に到達したと判断すると、滞在時間に応じてＡＴＣの速度照査パターンを越えない範囲内で、基準となる走行パターンの速度と異なる速度の走行パターンを生成する。車上の自動運転制御装置は、列車速度が生成された走行パターンに従った速度で走行するよう、走行駆動装置およびブレーキ装置を制御する。【選択図】図２
2020010457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行駆動装置およびブレーキ装置を制御することで走行パターンに従って列車を走行させる機能を有する車上装置と、
軌道上を走行している列車の在線位置を把握するとともに、把握した列車の在線位置情報を後続の列車へ送信する地上装置と、を備えた列車自動運転システムであって、
前記車上装置は、
走行区間毎に基準となる走行パターンを記憶する走行パターン記憶手段と、
前記地上装置からの情報を受信可能な情報受信手段と、
自列車の位置を把握する位置把握手段と、
所定の位置を停止点として設定し当該停止点を終点とする走行パターンを生成する走行パターン生成手段と、
前記地上装置から受信したＡＴＣ情報に基づいて生成された速度照査パターンに従って走行速度を制御する制御手段と、
を備え、前記情報受信手段により受信した先行列車の在線位置情報に基づいて先行列車の同一ブロックの滞在時間を計時し、前記位置把握手段により把握した在線位置情報に基づいて自列車位置が前記停止点よりも所定の距離だけ手前の位置に到達したと判断すると、前記滞在時間が標準滞在時間と異なる場合に前記滞在時間に応じて、前記速度照査パターンを越えない範囲内で前記基準となる走行パターンの速度と異なる速度の走行パターンを生成し、当該走行パターンに従った速度となるように走行駆動装置およびブレーキ装置を制御するように構成されていることを特徴とする列車自動運転システム。
【請求項２】
前記車上装置は、走行を開始する前に前記位置把握手段により把握した在線位置情報に基づいて前記走行パターン記憶手段より基準となる走行パターンを読み出し、当該走行パターンに従って走行速度を制御して走行を開始することを特徴とする請求項１に記載の列車自動運転システム。
【請求項３】
前記車上装置は、外部の装置から供給される走行パターンの生成に関するパラメータを読込み可能なパラメータ読込み手段を備え、
前記走行パターン生成手段は、前記パラメータ読込み手段により読み込まれた情報に応じた走行パターンを生成可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の列車自動運転システム。
【請求項４】
前記走行パターン記憶手段には、前記滞在時間に応じた複数の走行パターンが記憶されており、
前記走行パターン生成手段は、前記走行パターン記憶手段に記憶されている前記複数の走行パターンのうち前記滞在時間に応じた走行パターンを読み出して前記基準となる走行パターンと差し替え、前記車上装置は、差し替えられた走行パターンに従って走行速度を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の列車自動運転システム。
【請求項５】
走行駆動装置およびブレーキ装置を制御することで走行パターンに従って走行速度を制御して走行する機能を有する鉄道車両の自動運転装置であって、
走行区間毎に基準となる走行パターンを記憶する走行パターン記憶手段と、
前記地上装置からの情報を受信可能な情報受信手段と、
自列車の位置を把握する位置把握手段と、
所定の位置を停止点として設定し当該停止点を終点とする走行パターンを生成する走行パターン生成手段と、
を備え、前記情報受信手段により受信した先行列車の在線位置情報に基づいて先行列車の同一ブロックでの滞在時間を計時し、前記位置把握手段により把握した在線位置情報に基づいて自列車位置が前記停止点よりも所定の距離だけ手前の位置に到達したと判断すると、前記滞在時間が標準滞在時間よりも長い場合に前記滞在時間に応じて前記基準となる走行パターンよりも速度を抑制した走行パターンを生成し、当該走行パターンに従った速度となるように走行駆動装置およびブレーキ装置を制御するように構成されていることを特徴とする鉄道車両の自動運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車自動運転システムおよび自動運転装置に関し、特にデジタルＡＴＣの地上装置からの情報（開通区間情報を含む電文）を利用した鉄道車両の自動運転制御に有用な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現行の自動運転システムは、乗務員行路を記憶したＩＣカードから運転速度条件を自動的に読み込んで、予め車上の記憶装置に保有している走行パターンの中から運転速度条件にあったものを選択し、選択した走行パターンに従って走行するものが一般的である。
また、特許文献１には、ＡＴＣ制御をモニタしながら自動運転を実行するとともに、ダイヤ情報を参照して省エネ運転をするようにした自動運転システムに関する発明が開示されている。
また、特許文献２には、閉塞区間ごとに制限速度を指示して自動運転を行う制御装置において、地上アンテナからの先行列車の位置及び速度情報を後続列車に伝達し、自列車の目標速度を演算して、前方区間へ進入した際に減速制御を受けないようにした発明が開示されている。さらに、特許文献３には、駅手前での過剰な加減速を避け、円滑な運転を実現することのできる自動運転装置に関する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２３６３１０号公報
【特許文献２】特開平３−２９２２５５号公報
【特許文献３】国際公開第２０１１／０８６６２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、現行の自動運転システムは、先行列車が何らかの原因で次駅にダイヤ上の予定時間よりも長く停車している場合、後続の列車はＡＴＣ制御で次駅の手前で停止することはできるものの、次駅の手前で長時間停車してしまうなど、先行列車の運転状況を考慮した運転制御を行うことができない。そのため、走行途中にＡＴＣ制御で停止してしまい乗り心地の低下やエネルギ効率の低下を招くという課題がある。
また、特許文献１に記載されている自動運転システムは、臨時速度制限区間が設定されている場合に、省エネ運転をすることができるものの、先行列車の在線位置情報を受けていないため、先行列車の運転状況を考慮した運転制御を行うことができない。
【０００５】
特許文献２に記載されている発明は、駅間を複数の列車が走行している場合を想定したもので、先行列車が次駅にダイヤ上の予定時間よりも長く停車している場合の制御については開示していないため、そのような場合における適切な運転制御を実行できない。具体的には、列車自動運転システムでは、駅出発時に走行パターンを生成し、その走行パターンに従って運転制御を実行するため、先行列車が次駅に長時間停車していると、前駅に停車した後続列車は出発時に走行パターンを生成できないため発車することができず、ダイヤの遅れが大きくなるという課題がある。
特許文献３に記載されている発明は、駅出発時点で最適運転パターンの演算処理を実行する仕組みを提供するものであり、演算条件としてＡＴＣ情報や他の専用端末の情報を使い先行列車の運行パターンを予測する必要があり、処理が複雑である。また、設備更新毎に複数の走行パターンをシミュレーションし、車載の記憶装置に格納するＡＴＯパターンのデータベースを構築しなければならないという課題がある。
【０００６】
本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、先行列車が次駅に長く停車していることで後続列車が走行途中でＡＴＣ制御によって停止してしまうのを回避して乗り心地の改善やエネルギ効率の向上を図ることができる列車自動運転システムおよび自動運転装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、先行列車が次駅に長時間停車していたとしても、後続列車は前駅を出発することができ、それによってダイヤの遅れを最小限にすることができる列車自動運転システムおよび自動運転装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、先行列車の運行パターンを予測する必要がないとともに、設備を更新しても車載の記憶装置に格納するＡＴＯパターンのデータベースを再構築する必要のない列車自動運転システムおよび自動運転装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本出願に係る発明は、
走行駆動装置およびブレーキ装置を制御することで走行パターンに従って列車を走行させる機能を有する車上装置と、
軌道上を走行している列車の在線位置を把握するとともに、把握した列車の在線位置情報を後続の列車へ送信する地上装置と、を備えた列車自動運転システムであって、
前記車上装置は、
走行区間毎に基準となる走行パターンを記憶する走行パターン記憶手段と、
前記地上装置からの情報を受信可能な情報受信手段と、
自列車の位置を把握する位置把握手段と、
所定の位置を停止点として設定し当該停止点を終点とする走行パターンを生成する走行パターン生成手段と、
前記地上装置から受信したＡＴＣ情報に基づいて生成された速度照査パターンに従って走行速度を制御する制御手段と、
を備え、前記情報受信手段により受信した先行列車の在線位置情報に基づいて先行列車の同一ブロックの滞在時間を計時し、前記位置把握手段により把握した在線位置情報に基づいて自列車位置が前記停止点よりも所定の距離だけ手前の位置に到達したと判断すると、前記滞在時間が標準滞在時間と異なる場合に前記滞在時間に応じて、前記速度照査パターンを越えない範囲内で前記基準となる走行パターンの速度と異なる速度の走行パターンを生成し、当該走行パターンに従った速度となるように走行駆動装置およびブレーキ装置を制御するように構成したものである。
【０００８】
上記のように構成された列車自動運転システムによれば、先行列車の同一ブロック滞在時間（次駅停車時間）を計時し、滞在時間に応じて基準走行パターンの速度と異なる速度の走行パターンを生成するので、先行列車が同一ブロック（次駅）に長く停車していることで後続列車が走行途中でＡＴＣ制御によって停止してしまうのを回避して乗り心地やエネルギ効率の向上を図ることができるとともに、自列車が遅延した場合に遅延を回復する走行を行うことができる。また、速度照査パターンを越えない範囲内で基準走行パターンの速度と異なる速度の走行パターンを生成するため、列車の走行の安全性を担保することができる。
【０００９】
ここで、望ましくは、前記車上装置は、走行を開始する前に前記位置把握手段により把握した在線位置情報に基づいて前記走行パターン記憶手段より基準となる走行パターンを読み出し、当該走行パターンに従って走行速度を制御して走行を開始するようにする。
かかる構成によれば、先行列車が次駅に停車していても駅を発車することができため、先行列車の運行パターンを予測する必要がないとともに、列車がダイヤ時刻から遅れるのを回避したり遅れ時間を回復する走行制御を行うことができる。
【００１０】
さらに、望ましくは、前記車上装置は、外部の装置から供給される走行パターンの生成に関するパラメータを読込み可能なパラメータ読込み手段を備え、
前記走行パターン生成手段は、前記パラメータ読込み手段により読み込まれた情報に応じた走行パターンを生成可能に構成する。
かかる構成によれば、設定したパラメータに応じた走行パターンを生成することができるため、設備を更新しても車載の記憶装置に格納するＡＴＯパターンのデータベースを再構築する必要がない。
【００１１】
また、望ましくは、前記走行パターン記憶手段には、前記滞在時間に応じた複数の走行パターンが記憶されており、
前記走行パターン生成手段は、前記走行パターン記憶手段に記憶されている前記複数の走行パターンのうち前記滞在時間に応じた走行パターンを読み出して前記基準となる走行パターンと差し替え、前記車上装置は、差し替えられた走行パターンに従って走行速度を制御するように構成する。
かかる構成によれば、予め走行パターン記憶手段に記憶されている複数の走行パターンの中から滞在時間に応じた走行パターンを読み出して基準となる走行パターンと差し替えて走行する構成であるため、走行パターンを生成するのに要する時間を短縮することができる。
【００１２】
また、本出願に係る他の発明は、
走行駆動装置およびブレーキ装置を制御することで走行パターンに従って走行速度を制御して走行する機能を有する鉄道車両の自動運転装置において、
走行区間毎に基準となる走行パターンを記憶する走行パターン記憶手段と、
前記地上装置からの情報を受信可能な情報受信手段と、
自列車の位置を把握する位置把握手段と、
所定の位置を停止点として設定し当該停止点を終点とする走行パターンを生成する走行パターン生成手段と、
を備え、前記情報受信手段により受信した先行列車の在線位置情報に基づいて先行列車の同一ブロックでの滞在時間を計時し、前記位置把握手段により把握した在線位置情報に基づいて自列車位置が前記停止点よりも所定の距離だけ手前の位置に到達したと判断すると、前記滞在時間が標準滞在時間よりも長い場合に前記滞在時間に応じて前記基準となる走行パターンよりも速度を抑制した走行パターンを生成し、当該走行パターンに従った速度となるように走行駆動装置およびブレーキ装置を制御するように構成したものである。
上記のように構成された自動運転装置によれば、先行列車の長時間停車で走行途中にＡＴＣ制御で停止してしまうのを回避して乗り心地の改善やエネルギ効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る列車自動運転システムおよび自動運転装置によれば、先行列車が次駅にダイヤ上の予定時間よりも長く停車している場合に、後続列車が先行列車の停車時間に応じた運転制御を実行し、走行途中にＡＴＣ制御で停止してしまうのを回避して乗り心地の改善やエネルギ効率の向上を図ることができる。
また、本発明によれば、先行列車が次駅に長時間停車していたとしても、後続列車は複雑な処理をすることなく前駅を出発することができ、それによってダイヤの遅れを最小限にすることができる。さらに、本発明によれば、設備を更新しても車載の記憶装置に格納するＡＴＯパターンのデータベースを再構築する必要がないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る列車自動運転システムを構成する自動運転装置（車上装置）の具体例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る列車自動運転システムの一実施形態を示すシステム構成図である。
【図３】実施形態の列車自動運転システムにおいて次駅先行列車滞在時間の長さに応じて生成される走行パターンの例を示すパターン説明図である。
【図４】列車自動運転システムの構成する車上装置において実行される自動運転制御処理（Ａ）および滞在時間カウント処理（Ｂ）の手順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】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明に係る列車自動運転システムの一実施形態について説明する。図１は本発明に係る列車自動運転システムにおける鉄道車両（列車）に搭載される車上装置２０の構成例を示すブロック図、図２は本発明の列車自動運転システムを適用した場合における鉄道軌道設備（地上側設備）の一実施形態を示すシステム構成図である。なお、図２においては、列車が図面の左側から右側へ向かって走行することを表わしている。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態における車上装置２０は、走行速度および走行距離を算出するために車輪の回転数を検出する速度発電機２１、ブレーキディスクやブレーキパッドおよび駆動手段などを有するブレーキ装置２２、軌道回路を介して送信される情報（ＡＴＣ情報）を受信するＡＴＣ受信装置２３、受信したＡＴＣ情報に基づいてＡＴＣパターンを生成しＡＴＣパターンに従ってブレーキ装置２２を制御するＡＴＣ制御装置２４、軌道に沿って設けられているＡＴＣトランスポンダからの情報を受信するＡＴＣトランスポンダ車上子２５、車輪を回転駆動するモータなどからなる走行駆動装置２６、走行速度を見ながら走行駆動装置２６およびブレーキ装置２２を制御するノッチ指令を出力して自動運転を行う自動運転制御装置２７を備える。
【００１７】
自動運転制御装置２７は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）とＭＰＵが実行するプログラムや速度照査パターンを記憶するＲＯＭのような不揮発性記憶装置と、ＲＡＭのような読み出し書き込み可能な記憶装置とから構成される。記憶装置には、走行区間の各駅間ごとに基準となる走行パターンが記憶されており、自動運転制御装置２７は、記憶装置から基準となる駅間走行パターンを読み出し、当該走行パターンとそのときの列車の位置や走行速度に基づいて力行に必要なノッチ指令を走行駆動装置２６へ出力したり最適なブレーキ力を算出してブレーキ装置２２へノッチ指令を出力したりするとともに、先行列車の在線位置に応じて走行パターンを切り替えることができるように構成されている。
【００１８】
軌道回路を介して車上装置２０へ送信する情報（デジタル情報）を生成する地上装置は、軌道回路の在線情報を収集したり分岐器や信号機の現示を制御したりする連動装置に接続され連動装置からの信号に基づいて先行列車の位置等の情報を生成する駅装置などにより構成される。この場合、先行列車の在線位置情報は先行列車が在線する軌道回路の終端位置（軌道回路の境界）となる。
ＡＴＣ制御装置２４によるＡＴＣ制御では、列車の車上装置２０は、ＡＴＣ受信装置２３により列車が停止すべき軌道回路の情報を受けるとＡＴＣパターンと呼ばれる速度照査パターンを生成して、自己の速度と該パターンとを比較しながらブレーキ装置２２を作動させて車両速度を落とし停止する制御が実行される。
【００１９】
本実施形態においては、ＡＴＣ受信装置２３により受信した情報は、ＡＴＣ制御装置２４および自動運転制御装置２７へ供給され、自動運転制御に反映される。なお、ＡＴＣ受信装置２３を設ける代わりに、車上装置２０および地上装置に無線通信機能を持たせ、各列車の車上装置２０は無線により地上装置へ自列車の位置情報を送信し、地上装置は後続列車の車上装置２０へ先行列車の位置情報等を送信するように構成しても良い。ここで、各列車から送信される位置情報は、例えば当該列車の車上装置２０が速度発電機等からの信号に基づいて把握している位置情報である。この位置情報は、ＡＴＣトランスポンダ車上子２５により受信した情報により補正される。
【００２０】
次に、本実施形態の列車自動運転システムにおける自動運転制御の特徴について、図２を用いて説明する。図２は、図１に示すような構成を有する車上装置２０が走行する軌道側に設けられる設備（地上側設備）の構成例を示す。
図２において、符号１０が付されているのは鉄道車両が走行する軌道、符号１１は軌道１０上を走行する列車、符号１２は駅のプラットホームであり、軌道１０に沿って所定の間隔をおいて付されている符号Ｒ１〜Ｒ９，Ｒ１１〜Ｒ１４は軌道回路（ブロック）である。なお、図２において、軌道回路Ｒ６上の列車は先行列車、軌道回路Ｒ２上の列車は後続列車（自列車）を示すものとして、説明する。
【００２１】
また、図２において、符号１３が付されている三角形「▲」の記号は軌道１０に沿って設けられているＡＴＣ（自動列車制御）のためのトランスポンダと呼ばれるデータ送信機能を有する地上子（以下、ＡＴＣトランスポンダと称する）であり、本実施形態においては、列車が自己の位置を補正するための情報を受信して位置補正に使用する位置補正用地上子として機能する。
【００２２】
本実施形態においては、各駅に軌道回路を介して車上装置２０との間で情報の送受信を行う送受信部１４が設けられており、送受信部１４は先行列車の在線位置（停止ブロック）や経路、前方開通などの情報をデジタル情報として車上装置２０へ送信する機能を有する。送受信部１４は、ＬＡＮなどの伝送手段１５を介してＡＴＣ地上装置１６と接続されている。ＡＴＣ地上装置１６には、軌道回路に接続され軌道回路から列車在線情報を収集する機能を有する連動装置１７からの情報が伝送される。上記送受信部１４、ＡＴＣ地上装置１６、連動装置１７によって地上装置が構成される。
【００２３】
本実施形態においては、車上装置２０の自動運転制御装置２７は、ダイヤ上の出発時刻になるか列車運行管理システム等からの発車許可を受けると、記憶装置から基準となる駅間走行パターン（ＡＴＯパターン）を読み出して、当該走行パターンに従って走行制御を開始する。そして、次駅よりも距離Ｌｍだけ手前の位置に到達すると、ＡＴＣ受信装置２３により受信した先行列車の位置情報や開通情報等に基づいて次駅に先行列車がダイヤ上の滞在時間（以下、標準滞在時間と称する）よりも長い時間滞在していると判断すると、延長分の滞在時間ΔＴに応じた最適走行パターンを生成もしくは選択して切り替えて走行制御を実行するように構成されている。
【００２４】
具体的には、図３に示すように、次駅よりも距離Ｌｍだけ手前の位置Ｘにおいて、先行列車の滞在時間がＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４）であるとすると、滞在時間が大きいほど低い速度でゆっくりと走行するとともに長い時間をかけて減速する一点鎖線で示すようなＡＴＯパターンＰｏ１〜Ｐｏ４を生成して切り替え、切り替えたＡＴＯパターンに従って走行するように走行駆動装置２６とブレーキ装置２２を制御する。なお、図３において、破線で示すパターンＰｃ１〜Ｐｃ４はＡＴＣ制御装置２４によって生成される速度照査パターン（ＡＴＣパターン）、Ｔ０は標準停車時間である。
【００２５】
上記のように次駅の手前でＡＴＯパターンを切り替えることにより、次駅に先行列車が滞在しているにも関わらず、基準となる走行パターンで走行することで車両速度がＡＴＣパターンに衝突して急ブレーキがかかって乗り心地やエネルギ効率が低下したり、駅直前で長時間停車することで乗客を不愉快にさせたりするのを回避することができる。
次に、本実施形態の列車自動運転システムにおける駅間の自動運転制御の具体的な手順について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図４に示すフローチャートに従った処理は、車上装置２０の自動運転制御装置２７によって実行される。
【００２６】
また、図４には示されていないが、自動運転制御装置２７は、走行中に速度発電機２１からの回転数信号を読み込んで回転数と車輪径とから自列車の速度および走行距離を演算し、出発点の在線位置情報に走行距離を加算することで常時自列車の位置（キロ程）を把握しつつ、ＡＴＣトランスポンダから受信した情報に基づいて位置を補正するとともに、ＡＴＣ制御装置２４により生成された速度照査パターン（ＡＴＣパターン）等を監視する処理を実行しており、走行速度がＡＴＣパターンで規制される速度に達するとブレーキ装置２２を作動させて減速を行う。
【００２７】
図４の制御処理が開始されると、自動運転制御装置２７は、例えば駅出発時に自列車の在線位置に基づいて車載記憶装置のデータベースから次停車駅もしくは地点に関する情報および運転台に設けられている運転モードスイッチの状態などの外部条件および設定パラメータを読み込む（ステップＳ１）。ここで、設定パラメータとは、パラメータ設定用のＰＣ（パーソナルコンピュータ）など外部接続された端末装置によって設定されたパラメータを指す。
また、運転モードスイッチの状態としては、例えば次駅の停車または通過の設定情報、ダイヤ遅れが生じている場合の回復運転または平常運転の実施に関する設定情報、天候などがある。次停車駅もしくは地点に関する情報は、駅停止位置にＡＴＯトランスポンダが設けられている場合にはトランスポンダから受信しても良いし、無線通信装置が搭載されている場合には無線通信により受信しても良い。
【００２８】
続いて、自動運転制御装置２７は、ステップＳ１で読み込んだ次停車駅の情報に基づいて車載データベースを検索して次停車駅までの駅間の基準となる走行パターンを読み込む（ステップＳ２）。ここで、走行パターンは、駅出発直後の加速走行期間における速度、駅間走行期間における速度および次停車駅到着前の減速走行期間における速度を、時間軸に対して表した台形状のパターンである。次に、自列車の在線位置が次停車駅より所定距離（Ｌｍ）の手前の位置Ｘ以内であるか否か判定する（ステップＳ３）。
ここで、次停車駅より所定距離（Ｌｍ）の手前の位置Ｘ以内でない（Ｎｏ）と判定するとステップＳ９へ移行して、ステップＳ２で読み込んだ基準走行パターンを駅間走行パターンとして自動運転プログラムに移し、基準走行パターンに従った速度制御（力行／ブレーキ・ノッチ制御）を実行して自動運転走行を実施する（ステップＳ１０）。
【００２９】
一方、ステップＳ３で次停車駅より所定距離（Ｌｍ）の手前の位置Ｘ以内である（Ｙｅｓ）と判定するとステップＳ４へ進んで、ＡＴＣ受信装置２３により受信したＡＴＣ情報（経路情報、開通情報等）を読み込み、次駅のホームトラックに先行列車が在線しているか否か判定する（ステップＳ５）。そして、先行列車が在線していない（Ｎｏ）と判定するとステップＳ９へ進んで、上記処理を実行する。また、ステップＳ５で、次駅のホームトラックに先行列車が在線している（Ｙｅｓ）と判定すると最適パターン生成処理（Ｓ６〜Ｓ８）へ移行する。
一方、最適パターン生成処理と並行して、先行列車の次駅ホームトラック滞在時間カウント処理（ステップＳ１１〜Ｓ１５）が実行されており、最適パターン生成処理（Ｓ６〜Ｓ８）においては、滞在時間カウント処理により得られた滞在時間情報を用いて走行パターンの生成、差し替えが実行される。
【００３０】
ここで、先ず滞在時間カウント処理（Ｓ１１〜Ｓ１５）の具体的な内容について説明し、その後、最適パターン生成処理（Ｓ６〜Ｓ８）の具体的な内容について説明する。
滞在時間カウント処理においては、先ず外部のパラメータ設定端末３０により設定されたカウント処理に必要なパラメータを読み込む（ステップＳ１１）。ここで、「パラメータ」には、駅ごとの在線カウント開始ブロック（軌道回路）と在線カウント停止ブロック、駅ごとの標準停車時間、タイムアウト時間（滞在時間情報の演算上の最大値）、演算補正係数などが含まれる。ステップＳ１１では、これらのパラメータのうち、在線カウント開始ブロック（軌道回路）と在線カウント停止ブロックとタイムアウト時間が読み込まれる。
【００３１】
その後、ステップＳ４で読み込んだＡＴＣ情報に基づいて、指定された在線カウント開始ブロックへの先行列車の在線が検知されたか判定し、在線が検知された判定するとこれをカウント開始のトリガーとして、滞在時間カウンタによる計時を開始する（ステップＳ１２）。続いて、カウント時間がタイムアウト時間を越えていないか監視するタイマー処理を実行し、タイムアウト時間を越えたときはタイムアウトを示す情報を生成し（ステップＳ１３）、滞在カウンタによる計時を停止するとともに、最適パターン処理（Ｓ６〜Ｓ８）へ移行する。
【００３２】
また、ＡＴＣ情報に基づいて、指定された在線カウント停止ブロックへの先行列車の在線なしが検知されたか判定し、在線なしが検知されたと判定するとこれをカウント停止のトリガーとして、滞在時間カウンタによる計時を停止する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４で、在線なしが検知されていないつまり在線ありのときはステップＳ１２へ戻って滞在時間カウンタによる計時を繰り返す。また、在線なしが検知されたときはステップＳ１５へ進んで、滞在時間カウンタにより計時された滞在時間情報を生成し、最適パターン生成処理（Ｓ６〜Ｓ８）へ渡すとともに、滞在時間カウンタをリセットする。
【００３３】
最適パターン生成処理においては、先ず外部のパラメータ設定端末３０により設定された演算に必要なパラメータを読み込む（ステップＳ６）。ステップＳ６では、前記パラメータのうち駅ごとの標準停車時間や演算補正係数が読み込まれる。
次に、ステップＳ６で読み込まれた標準停車時間Ｔ０と滞在時間カウント処理のステップＳ１５で生成された先行列車の次駅滞在時間との差分を算出する（ステップＳ７）。なお、この差分は、自列車の次駅までの走行時間の増加分ΔＴとみなすことができる。そこで、次のステップＳ８では、先行列車の駅停車中におけるＡＴＣパターン（図３のＰｃ１〜Ｐｃ４）を基準にして、残距離Ｌｍの基準走行パターンに走行時間の増加分を反映して走行速度を下げる方向に調整した走行パターン（図３のＰｃ１〜Ｐｃ４）を生成する。
【００３４】
それから、ステップＳ９へ移行して、生成した差し替え用の補正走行パターンを自動運転プログラムに移し、補正走行パターンに従った速度制御（力行／ブレーキ・ノッチ制御）を実行して自動運転走行を実施する。
なお、図４の実施例の最適パターン生成処理（Ｓ６〜Ｓ８）では最適走行パターンを演算により生成しているが、予め生成した複数の最適走行パターンをパラメータ設定端末３０により設定して、それらの中から条件に合ったものを選択するように構成しても良い。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、パラメータ設定端末３０によりパラメータを設定すると説明したが、端末装置を使用せずに、無線通信機能を利用して運行管理システム等から無線でパラメータを送信し、車上装置２０へ遠隔設定するようにしても良い。これにより、リアルタイムでパラメータを変更して柔軟性の高いシステムを構築することができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、車上装置２０は、列車の車軸に設けられている速度発電機からの信号に基づいて演算した走行距離情報から自身の位置を算出しているが、列車に搭載したＧＰＳ信号の受信装置からの情報に基づいて自列車位置を把握するようにしても良い。
また、上記実施形態では、先行列車が遅延して次駅の滞在時間が長くなった場合の運転制御を例にとって説明したが、本発明は、自列車が遅延し先行列車が次駅を出発し滞在していない場合に、ＡＴＣ制御の速度照査パターンを越えない範囲内で基準となる走行パターンの速度よりも速い速度で走行して遅延を回復する回復運転制御を行う場合にも利用することができる。
【００３７】
さらに、本発明は、自動運転装置を備えた列車における駅間を走行する際の運転制御に限定されず、臨時速度制限区間が設定されている区間等を走行する際の自動運転制御にも利用することができる。
加えて、上記実施形態では、軌道回路を使ったデジタルＡＴＣのシステム構成を例として示したが、無線式ＡＴＣのシステム構成であっても、地上装置が在線情報を収集するまでの仕組みと通信手段が異なるのみで、車上装置における先行車の在線位置情報とＡＴＣ制御に大きな違いはない。このため、本課題解決の手段は、無線式ＡＴＣを対象として構築した場合にも利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  軌道
１１  列車（車両）
１２  駅プラットホーム
１３  ＡＴＣトランスポンダ（ＡＴＣ地上子）
２０  車上装置
２１  速度発電機
２２  ブレーキ装置
２３  ＡＴＣ受信装置
２４  ＡＴＣ制御装置
２５  ＡＴＣトランスポンダ車上子
２６  走行駆動装置
２７  自動運転制御装置
【図１】
2020010457.tif 000003
【図２】
2020010457.tif 000004
【図３】
2020010457.tif 000005
【図４】
2020010457.tif 000006