(57)【要約】【課題】駅間で最適な省エネ走行パタンを作成すると、次の駅間の省エネ走行パタンの基点となる先の駅間の省エネ走行パタンの終端速度が次の駅間の省エネ走行パタンとして最適とならない可能性があり、全体の駅間を通して省エネ走行パタンが得られない。【解決手段】走行パタン作成装置として、出発駅と到着駅間との間に１以上の通過駅が存在する区間を駅間ごとに分割して当該駅間ごとに列車の走行パタンを作成する処理部と、前記駅間の内の１つの駅間の走行パタンによる消費電力量および走行時分と前記１つの駅間に続く次の駅間の走行パタンによる消費電力量および走行時分とを評価値とする評価関数に基づいて走行パタンを評価する評価部を備える。【選択図】図１
2020191697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出発駅と到着駅との間に１以上の通過駅が存在する区間を駅間ごとに分割して当該駅間ごとに列車の走行パタンを作成する処理部と、
前記駅間の内の１つの駅間の前記走行パタンによる消費電力量および走行時分と前記１つの駅間に続く次の駅間の前記走行パタンによる消費電力量および走行時分とを評価値とする評価関数に基づいて前記走行パタンを評価する評価部と
を備える走行パタン作成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の走行パタン作成装置であって、
前記処理部は、
前記１つの駅間および当該１つの駅間に続く次の駅間に対する基準走行パタンを作成した後に、当該基準走行パタンに対する第一の調整走行パタンおよび第二の調整走行パタンそれぞれを前記出発駅と前記到着駅との間に存在する前記駅間ごとに作成し、
前記評価部は、
前記第一の調整走行パタンによる前記評価値および前記第二の調整走行パタンによる前記評価値をそれぞれ算出し、
前記第一の調整走行パタンによる前記評価値と前記第二の調整走行パタンによる前記評価値とを前記評価関数に基づいて比較し、
前記評価関数による評価が高い方の調整走行パタンを前記駅間ごとに選択する
ことを特徴とする走行パタン作成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の走行パタン作成装置であって、
前記処理部は、
前記選択した調整走行パタンの走行時分が前記１つの駅間から前記次の駅間までの目標走行時分より小さい場合は、当該選択した調整走行パタンに対して前記第一および前記第二の各調整走行パタンを更新する処理を繰り返し、
前記選択した調整走行パタンの走行時分が前記目標走行時分以上になると、当該選択した調整走行パタンを前記１つの駅間から前記次の駅間までの走行パタンとして決定する
ことを特徴とする走行パタン作成装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の走行パタン作成装置であって、
前記基準走行パタンは、前記１つの駅間を最高速度で走行するパタンであり、
前記第一の調整走行パタンは、前記最高速度から減速した速度で走行するパタンであり、
前記第二の調整走行パタンは、前記最高速度で走行するパタンに惰行走行の区間を含むパタンである
ことを特徴とする走行パタン作成装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の走行パタン作成装置であって、
駅間の終端速度と次に続く駅間の走行時分とに基づいて予め算出した前記評価値をデータベースとして保持する走行データ保持部を備え、
前記評価部は、
前記走行データ保持部から、前記第一または前記第二の調整走行パタンによって定まる前記１つの駅間の終端速度および当該１つの駅間に続く次の駅間の走行時分に対応する前記評価値を参照し、当該次の駅間における前記第一および前記第二の調整走行パタンの前記評価値とする
ことを特徴とする走行パタン作成装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の走行パタン作成装置を搭載する鉄道車両。
【請求項７】
出発駅と到着駅との間に１以上の通過駅が存在する区間を駅間ごとに分割して当該駅間ごとに列車の走行パタンを作成する第１のステップと、
前記駅間の内の１つの駅間の前記走行パタンによる消費電力量および走行時分と前記１つの駅間に続く次の駅間の前記走行パタンによる消費電力量および走行時分とを評価値とする評価関数に基づいて前記走行パタンを評価する第２のステップと
を有する走行パタン作成方法。
【請求項８】
請求項７に記載の走行パタン作成方法であって、
前記第１のステップは、
前記１つの駅間および当該１つの駅間に続く次の駅間に対する基準走行パタンを作成するステップと、
前記基準走行パタンに対する第一の調整走行パタンおよび第二の調整走行パタンそれぞれを前記出発駅と前記到着駅との間に存在する前記駅間ごとに作成するステップと
を含み、
前記第２のステップは、
前記第一の調整走行パタンによる前記評価値および前記第二の調整走行パタンによる前記評価値をそれぞれ算出するステップと、
前記第一の調整走行パタンによる前記評価値と前記第二の調整走行パタンによる前記評価値とを前記評価関数に基づいて比較するステップと、
前記評価関数による評価が高い方の調整走行パタンを前記駅間ごとに選択するステップと
を含む
ことを特徴とする走行パタン作成方法。
【請求項９】
請求項８に記載の走行パタン作成方法であって、
前記選択した調整走行パタンの走行時分が前記１つの駅間から前記次の駅間までの目標走行時分より小さい場合は、当該選択した調整走行パタンに対して前記第一および前記第二の各調整走行パタンを更新するステップを繰り返し、
前記選択した調整走行パタンの走行時分が前記目標走行時分以上になると、当該選択した調整走行パタンを前記１つの駅間から前記次の駅間までの走行パタンとして決定するステップ
を更に有する走行パタン作成方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の走行パタン作成方法であって、
前記基準走行パタンは、前記１つの駅間を最高速度で走行するパタンであり、
前記第一の調整走行パタンは、前記最高速度から減速した速度で走行するパタンであり、
前記第二の調整走行パタンは、惰行走行の区間を含めて走行するパタンである
ことを特徴とする走行パタン作成方法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の走行パタン作成方法であって、
前記第２のステップが含む、前記第一の調整走行パタンによる前記評価値および前記第二の調整走行パタンによる前記評価値をそれぞれ算出するステップは、
前記１つの駅間および当該１つの駅間に続く次の駅間のそれぞれについて、前記第一の調整走行パタンによる前記評価値および前記第二の調整走行パタンによる前記評価値を算出する手法で構成されるか、
または、前記１つの駅間については、前記第一の調整走行パタンによる前記評価値および前記第二の調整走行パタンによる前記評価値を算出し、当該１つの駅間に続く次の駅間については、駅間の終端速度と次に続く駅間の走行時分とに基づいて予め算出した前記評価値を保持するデータベースから、前記第一または前記第二の調整走行パタンによって定まる前記１つの駅間の終端速度および当該１つの駅間に続く次の駅間の走行時分に対応する前記評価値を参照して当該次の駅間における前記第一および前記第二の調整走行パタンの前記評価値とする手法で構成される
ことを特徴とする走行パタン作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車の走行パタン作成装置および走行パタン作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道列車が出発駅から到着駅までを所与の目標走行時分に従って走行するとき、加速、定速、惰行およびブレーキという操作を行うが、その時の列車の位置と速度との関係は、走行パタンと呼ばれる位置−速度の軌跡によって表すことができる。
【０００３】
目標走行時分が同じであっても、列車の走行パタンが異なると、走行に係るエネルギーも異なる。そのため、消費エネルギーのより小さい走行パタン（以下、「省エネ走行パタン」という）を求め、これに従って列車を制御することが、走行に係るエネルギーを低減するためには有効である。
【０００４】
非特許文献１には、省エネ走行パタンを作成する手法として、出発駅から到着駅間を最速で走行するパタン（以下、「最速走行パタン」という）を初期値として作成した上で、最速走行パタンの走行時分と予め定められている目標走行時分の差である余裕時分の範囲内で、消費電力量を低減する走行パタンの調整を、山登り法を用いて繰り返す方法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献１には、消費電力量を低減する走行パタンの具体的な調整方法として、最高速度の低減と惰行操作の挿入によって消費電力量を低減する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０５７９６９号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】永田  剛士、「走行抵抗とブレーキ距離の最適化による省エネルギー運転曲線作成方法」、平成８年電気学会電子・情報・システム部門大会、１９９６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
出発駅と到着駅の途中に１駅乃至複数の駅が存在し、それらの駅を通過する時刻が指定されている場合には、各駅間の目標走行時分を満たした走行パタンを作成する必要がある。そのため、出発駅から通過駅間、通過駅から通過駅間、通過駅から到着駅間と順番に、駅間ごとの省エネ走行パタンを作成する必要がある。
【０００９】
すなわち、まず１駅間目で省エネ走行パタンを作成した後に、その省エネ走行パタンの終端速度を基点として２駅間目の省エネ走行パタンを作成し、以下、この処理を到着駅までの各駅間で順番に行う、という方法となる。
【００１０】
しかし、この方法では、まず１駅間目のみで最適な省エネ走行パタンを作成するため、２駅間目の省エネ走行パタンの基点となる１駅間目の省エネ走行パタンの終端速度が、２駅間目の省エネ走行パタンにおいては最適とならない可能性がある。例えば、１駅間目で終端速度が下がり過ぎた省エネ走行パタンが作成された結果、２駅間目では無駄な加速を行なう走行パタンが作成されるなど、２駅間目で作成された走行パタンが省エネにならない、という課題がある。
【００１１】
また、このような課題は、到着駅までの各駅間にも同様に発生することから、全体の駅間を通しては走行パタンが省エネとならない、という課題にもつながることとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る走行パタン作成装置は、出発駅と到着駅との間に１以上の通過駅が存在する区間を駅間ごとに分割して当該駅間ごとに列車の走行パタンを作成する処理部と、前記駅間の内の１つの駅間の走行パタンによる消費電力量および走行時分と前記１つの駅間に続く次の駅間の走行パタンによる消費電力量および走行時分とを評価値とする評価関数に基づいて走行パタンを評価する評価部とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、初期値とする基準走行パタンに対して、山登り法を用いて走行パタンの調整を繰り返して省エネ走行パタンを作成する際に、省エネ走行パタンを作成する対象となる二駅間だけでなく、この二駅間に続く次の対象となる二駅間における消費電力量および走行時分の変化量も評価関数に加えて最適化を行うことによって、出発駅から到着駅間でより省エネとなる走行パタンを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係る走行パタン作成装置の構成を示す図である。
【図２】３通りの駅間における基準走行パタンの一例を示す図である。
【図３】第一の調整部が作成する第一の調整走行パタンの一例を示す図である。
【図４】第二の調整部が作成する第二の調整走行パタンの一例を示す図である。
【図５】対象区間に降り勾配が存在する場合の調整走行パタンの一例を示す図である。
【図６】対象区間が出発駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−通過駅間の場合の第一の次区間調整パタンおよび第二の次区間調整パタンの一例を示す図である。
【図７】対象区間が出発駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−到着駅間の場合の第一の次区間調整パタンおよび第二の次区間調整パタンの一例を示す図である。
【図８】対象区間が通過駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−通過駅間の場合の第一の次区間調整パタンおよび第二の次区間調整パタンの一例を示す図である。
【図９】対象区間が通過駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−到着駅間の場合の第一の次区間調整パタンおよび第二の次区間調整パタンの一例を示す図である。
【図１０】走行パタン選択部が算出した評価関数値の一例を示す図である。
【図１１】実施例１に係る走行パタン作成装置が実行する処理手順（フローチャート）を示す図である。
【図１２】実施例２に係る走行パタン作成装置の構成を示す図である。
【図１３】走行データ保持部を構成するデータベースの一例を示す図である。
【図１４】実施例２に係る走行パタン作成装置が実行する処理手順（フローチャート）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態として、実施例１および２について説明するが、それに先立ち、本発明が特徴点とする走行パタンを作成する方法について説明する。
すなわち、初期値とする基準パタンに対して、山登り法を用いて走行パタンの調整を繰り返して省エネ走行パタンを作成する際に、省エネ走行パタンを作成する対象となる二駅間だけでなく、この二駅間に続く次の対象となる二駅間における消費電力量および走行時分の変化量も評価関数に加えて最適化を行なうことによって、出発駅から到着駅間でより省エネとなる走行パタンを作成する方法について説明する。以下では、省エネ走行パタンを作成する対象となる二駅間を「対象区間」といい、この二駅間に続く次の対象となる二駅間を「次対象区間」という。
【００１６】
出発駅と到着駅の途中に１駅乃至複数駅が存在する路線では、駅間の種類として、出発駅−通過駅間、通過駅−通過駅間および通過駅間−到着駅間、の３種類に分類できる。
この内で、通過駅間−到着駅間については、次対象区間が存在しないため、従来の手法と同様に、対象区間における消費電力量および走行時分の変化量のみを評価関数に設定する。そして、初期値とする基準走行パタンに対して、山登り法を用いて走行パタンの調整を繰り返すことによって、省エネ走行パタンを作成できる。このため、通過駅間−到着駅間は、対象区間の設定対象外となり、対象区間とするのは、出発駅−通過駅間および通過駅−通過駅間の２種類となる。
【００１７】
また、出発駅−通過駅間は、最初の駅間であり、次対象区間となることはないため、次対象区間とするのは、通過駅−通過駅間および通過駅間−到着駅間の２種類となる。
【００１８】
以上のことから、対象区間および次対象区間の全組み合わせは、以下の全４種類である。
・対象区間が出発駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−通過駅間
・対象区間が出発駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−到着駅間
・対象区間が通過駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−通過駅間
・対象区間が通過駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−到着駅間
次に、本発明を実施するための形態として、実施例１および２に係る走行パタン作成装置の構成と各構成要素の役割について説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１に係る走行パタン作成装置の構成を示す図である。
ここにおいて、走行パタン作成装置は、鉄道車両の車上もしくは地上のどちら側に設置しても構わない。地上側に設置した場合は、走行パタン作成装置が計算した結果を、無線により車上側（列車側）へ送信する。これによって、列車は、作成した走行パタンに沿って運転する。
【００２０】
データ保持部１０１は、走行パタンを算出するために必要な情報として、各位置での勾配値、曲線値および制限速度である路線条件、車両の重量および加減速性能である車両条件、出発駅−通過駅間、通過駅−通過駅間および通過駅−到着駅間それぞれの駅間での目標走行時分であるダイヤ条件、を保持する機能を有する。
【００２１】
初期条件設定部１１０は、対象区間および次対象区間の初期設定として、対象区間を出発駅側の駅間に、次対象区間を対象区間の次の駅間に設定する機能を有する。
【００２２】
基準走行パタン作成部１０２は、データ保持部１０１からの路線条件、車両条件およびダイヤ条件を用いて、走行パタン調整の初期値となる基準走行パタンを対象区間および次対象区間において作成し、基準走行パタンで走行した時の走行時分と消費電力量を算出する機能を有する。
【００２３】
図２は、出発駅−通過駅間、通過駅−通過駅間および通過駅−到着駅間における、それぞれの基準走行パタンの一例を示す図である。図中において、（ａ）は出発駅−通過駅間、（ｂ）は通過駅−通過駅間および（ｃ）は通過駅−到着駅間に対応する。
【００２４】
基準走行パタンは、例えば、制限速度の範囲内で最速に走行する最速走行パタンが挙げられる。なお、基準走行パタンは、最速走行パタンに限るものではなく、最速走行パタンよりも低い速度で走行するパタンを用いてもよい。
また、基準走行パタンを作成するタイミングは、リアルタイムに限定されるものではなく、データベースとして基準走行パタンを保持する形として事前に作成してもよい。
【００２５】
第一の調整部１０３は、基準走行パタン作成部１０２から出力された基準走行パタン、もしくは、走行パタン選択部１０７から出力された選択走行パタンに対して、最高速度を低減させた走行パタンである第一の調整走行パタンを作成する機能を有する。
【００２６】
第一の調整走行パタンの作成に用いる走行パタンは、対象区間の選択走行パタンが未作成の場合は基準走行パタンとし、対象区間の選択走行パタンが作成されている場合は選択走行パタンとする。なお、選択走行パタンについては、走行パタン選択部１０７にて後述する。
【００２７】
図３は、対象区間が、出発駅−通過駅間および通過駅−通過駅間のそれぞれの場合に、第一の調整部１０３が作成する第一の調整走行パタンの一例を示す図である。図中において、（ａ）は出発駅−通過駅間、（ｂ）は通過駅−通過駅間に対応する。
【００２８】
第一の調整走行パタンは、最高速度が低くなるため、一般的に、基準走行パタンと比べて、走行時分が増える代わりに消費電力量が小さくなる。
また、最高速度を低減する際の速度幅の値は固定値に限るものではなく、調整したい走行時分に応じて動的に変えてもよい。
【００２９】
第二の調整部１０４は、基準走行パタン作成部１０２から出力された基準走行パタン、もしくは、走行パタン選択部１０７から出力された選択走行パタンに対して、惰行で走行する区間（以下、「惰行走行区間」という）を次駅到着の直前の区間に挿入した走行パタンとして第二の調整走行パタンを作成する機能を有する。
【００３０】
第二の調整走行パタンの作成に用いる走行パタンは、対象区間の選択走行パタンが未作成の場合は基準走行パタンとし、対象区間の選択走行パタンが作成されている場合は選択走行パタンとする。なお、選択走行パタンについては、走行パタン選択部１０７にて後述する。
【００３１】
図４は、対象区間が、出発駅−通過駅間および通過駅−通過駅間のそれぞれの場合に、第二の調整部１０４が作成する第二の調整走行パタンの一例を示す図である。図中において、（ａ）は出発駅−通過駅間、（ｂ）は通過駅−通過駅間に対応する。
【００３２】
第二の調整走行パタンは、惰行走行区間の挿入によって走行パタンの速度が下がるため、一般的に、基準走行パタンと比べて、走行時分が増える代わりに消費電力量が小さくなる。
また、惰行走行区間を挿入する際に、区間の距離幅の値は固定値に限るものではなく、調整したい走行時分に応じて動的に変えてもよい。
【００３３】
そしてまた、本実施例１では、最高速度の低減および惰行走行区間の挿入の２つの調整方法を示したが、調整方法はこの２つに限定されるものではない。例えば、対象区間に降り勾配が存在し惰行で加速できる場合には、図５に示す、（ａ）出発駅−通過駅間および（ｂ）通過駅−通過駅間のそれぞれの場合の調整方法（調整走行パタン）を追加してもよい。
【００３４】
対象区間の評価部１０５は、第一の調整部１０３から出力された第一の調整走行パタンと、第二の調整部１０４から出力された第二の調整走行パタンのそれぞれについて、対象区間における基準走行パタン作成部１０２から出力された基準走行パタン、もしくは、走行パタン選択部１０７から出力された選択走行パタン、に対する評価値の変化量を算出する機能を有する。
【００３５】
評価値の変化量の算出に用いる走行パタンは、対象区間の選択走行パタンが未作成の場合は基準走行パタンとし、対象区間の選択走行パタンが作成されている場合は選択走行パタンとする。
【００３６】
評価値として、走行時分の変化量（以下、「対象区間のΔＴ」という）および消費電力量の変化量（以下、「対象区間のΔＥ」という）が挙げられる。例えば、基準走行パタンの、走行時分が１００秒、消費電力量が３０ｋＷｈで、第一の調整走行パタンの、走行時分が１１０秒、消費電力量が２５ｋＷｈで、第二の調整走行パタンの、走行時分が１０５秒、消費電力量が２６ｋＷｈであった場合、第一の調整走行パタンにおける対象区間のΔＴは＋１０秒、対象区間のΔＥは−５ｋＷｈ、第二の調整パタンにおける対象区間のΔＴは＋５秒、対象区間のΔＥは−４ｋＷｈとなる。
【００３７】
ここで、評価値としては、消費電力量の変化量、走行時分の変化量に限定されるものではない。例えば、乗り心地を示す指標の一つである加速度の変化量や、運転操作の容易性を示す指標の一つであるノッチの変化量などを用いてもよい。
【００３８】
次対象区間の評価部１０６は、第一の調整部１０３から出力された第一の調整走行パタンの終端速度を基点として、次の駅間を所定の時分で走行した時の走行パタン（以下、「第一の次区間調整走行パタン」という）と、第二の調整部１０４から出力された第二の調整走行パタンの終端速度を基点として、次の駅間を所定の時分で走行した時の走行パタン（以下、「第二の次区間調整走行パタン」という）、それぞれについて、基準走行パタン作成部１０２から出力された次対象区間における基準走行パタンに対する評価値の変化量を算出する機能を有する。
【００３９】
上述した対象区間および次対象区間の全組み合わせとして、以下のそれぞれの場合における、第一の次区間調整走行パタンおよび第二の次区間調整走行パタンの一例を、図６〜図９に示す。
・図６；対象区間が出発駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−通過駅間
・図７；対象区間が出発駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−到着駅間
・図８；対象区間が通過駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−通過駅間
・図９；対象区間が通過駅−通過駅間、次対象区間が通過駅−到着駅間
ここで、所定の時分で走行した時の走行パタンは、例えば、基準走行パタンから最高速度を低減する方法によって作成してもよい。
【００４０】
また、第二の調整走行パタンを用いた場合には、図６〜９のそれぞれ下側の図に示すように、通過駅前で惰行、通過駅後再力行となる走行パタンの場合に対して、乗り心地を考慮しかつ省エネ性を損なわない範囲で、惰行−再力行となる走行パタンを整形し、速度変化を抑制した定速の走行パタンになる変換処理を組み入れてもよい。
【００４１】
評価値として、走行時分の変化量（以下、「次対象区間のΔＴ」という）や消費電力量の変化量（以下「次対象区間のΔＥ」という）が挙げられる。ここで、所定の時分としては、例えば次の駅間の目標走行時分が挙げられるが、これに限定されるものではなく、運行状況によっては、目標走行時分よりも小さい時分または大きい時分を用いてもよい。
【００４２】
次対象区間のΔＴおよび次対象区間のΔＥは、第一の次区間調整走行パタンおよび第二の次区間調整走行パタンにおける走行時分および消費電力量を算出した上で、次対象区間の基準走行パタンにおける走行時分および消費電力量との差を求めることによって算出する。
【００４３】
例えば、次対象区間の基準走行パタンの、走行時分が２００秒、消費電力量が５０ｋＷｈ、第一の次区間調整走行パタンの、走行時分が２０２秒、消費電力量が５２ｋＷｈ、第二の次区間調整走行パタンの走行時分が２０５秒、消費電力量が５３ｋＷｈであった場合、第一の次区間調整パタンにおける次対象区間のΔＴは＋２秒、次対象区間のΔＥは＋２ｋＷｈとなり、第二の次区間調整パタンにおける次対象区間のΔＴは＋５秒、次対象区間のΔＥは＋３ｋＷｈとなる。
【００４４】
走行パタン選択部１０７は、対象区間の評価部１０５から出力された各調整走行パタンにおける対象区間のΔＴおよび対象区間のΔＥと、次対象区間の評価部１０６から出力された各調整走行パタンにおける次対象区間のΔＴおよび次対象区間のΔＥとにおける合計値を算出した上で、各調整走行パタンの中で単位時間に対する消費電力量の削減量（以下、「評価関数値」とする場合がある）が最も高い調整走行パタンを、選択走行パタンとして決定する機能を有する。
【００４５】
また、走行パタン選択部１０７は、選択走行パタンを決定後に、選択走行パタンの走行時分と対象区間の目標走行時分とを比較して選択走行パタンを出力する機能を有する。比較により、選択走行パタンの走行時分が目標走行時分より小さい場合は、選択走行パタンを第一の調整部１０３および第二の調整部１０４に出力する。また、選択走行パタンの走行時分が目標の走行時分以上の場合は、現在の選択走行パタンを対象区間の省エネ走行パタンとして駅間更新部１０８へ出力する。
【００４６】
図１０は、評価関数値の算出の一例を示す図である。
例えば、第一の調整走行パタンにおいて、対象区間のΔＴは＋１０秒、対象区間のΔＥは−５ｋＷｈ、次対象区間のΔＴは＋２秒、次対象区間のΔＥは＋２ｋＷｈである場合には、ΔＴの合計値は＋１２秒、ΔＥの合計値は−３ｋＷｈとなり、評価関数値は−０．２５ｋＷｈ／秒となる。
【００４７】
一方、第二の調整走行パタンにおいて、対象区間のΔＴは＋５秒、対象区間のΔＥは−４ｋＷｈ、次対象区間のΔＴは＋５秒、次対象区間のΔＥは＋３ｋＷｈである場合、ΔＴの合計値は＋１０秒、ΔＥの合計値は−１ｋＷｈとなり、評価関数値は−０．１０ｋＷｈ／秒となる。
【００４８】
駅間更新部１０８は、通過駅−到着駅間を除く駅間全ての省エネ走行パタンの作成が完了したかを判定し出力する機能を有する。具体的に、判定の結果、完了していない場合は、対象区間を現在の対象区間の次の駅間に、次対象区間を現在の次対象区間の次の駅間に、それぞれ更新する。完了した場合は、通過駅−到着駅間を除く各駅間の省エネ走行パタンを、列車の実際に走行する省エネ走行パタンとして出力する。
【００４９】
最終走行パタン作成部１０９は、通過駅−到着駅間における省エネ走行パタンを、従来の手法と同様に、対象区間における消費電力量および走行時分の変化量を評価関数に設定して、初期値とする基準走行パタンに対して、山登り法を用いて走行パタンの調整を繰り返すことによって、省エネ走行パタンを作成し、列車の実際に走行する省エネ走行パタンとして出力する機能を要する。
【００５０】
更に、最終走行パタン作成部１０９は、出発駅から到着駅に到る各駅間の省エネ走行パタンを、列車を追従させる走行パタンとして決定および出力する機能を有する。
以上が、実施例１に係る走行パタン作成装置の構成と各構成要素の役割に関する説明である。
【００５１】
次に、実施例１に係る走行パタン作成装置が実行する省エネ走行パタンを作成する処理の手順について説明する。図１１は、実施例１に係る走行パタン作成装置が実行する処理手順（フローチャート）を示す図である。
【００５２】
ステップ１０（Ｓ１０）で、初期条件設定部１１０は、対象区間を出発駅側の駅間に、次対象区間を対象区間の次の駅間に設定する。
【００５３】
ステップ１１（Ｓ１１）で、基準走行パタン作成部１０２は、データ保持部１０１からの路線条件、車両条件およびダイヤ条件を用いて、対象区間および次対象区間における基準走行パタンを作成し、基準走行パタンで走行した時の走行時分および消費電力量を算出する。
【００５４】
ステップ１２（Ｓ１２）で、第一の調整部１０３は、基準走行パタン作成部１０２から出力された基準走行パタン、もしくは、走行パタン選択部１０７から出力された選択走行パタンに対して、最高速度を低減させた走行パタンである第一の調整走行パタンを作成する。また、第二の調整部１０４は、基準走行パタン作成部１０２から出力された基準走行パタン、もしくは、走行パタン選択部１０７から出力された選択走行パタンに対して、次駅到着の直前に惰行走行区間を挿入した走行パタンである第二の調整走行パタンを作成する。
【００５５】
ステップ１３（Ｓ１３）で、対象区間の評価部１０５は、第一の調整部１０３が出力する第一の調整走行パタンにおける対象区間の評価値として、対象区間のΔＴおよび対象区間のΔＥを算出する。また、第二の調整部１０４が出力する第二の調整走行パタンにおける対象区間の評価値として、対象区間のΔＴおよび対象区間のΔＥを算出する。
【００５６】
ステップ１４（Ｓ１４）で、次対象区間の評価部１０６は、第一の次区間調整パタンおよび第二の次区間調整パタンを作成し、第一の次区間調整パタンにおける次対象区間の評価値として、次対象区間のΔＴおよび次対象区間のΔＥを算出する。また、第二の次区間調整パタンにおける次対象区間の評価値として、次対象区間のΔＴおよび次対象区間のΔＥを算出する。
【００５７】
ステップ１５（Ｓ１５）で、走行パタン選択部１０７は、対象区間の評価部１０５が出力する各調整走行パタンにおける対象区間の評価値（対象区間のΔＴおよび対象区間のΔＥ）と、次対象区間の評価部１０６が出力する各調整走行パタンにおける次対象区間の評価値（次対象区間のΔＴおよび次対象区間のΔＥ）とを用いて、評価関数値をそれぞれ算出する。
【００５８】
ステップ１６（Ｓ１６）で、走行パタン選択部１０７は、評価関数値が最も高い調整走行パタンを選択走行パタンに決定する。
【００５９】
ステップ１７（Ｓ１７）で、走行パタン選択部１０７は、選択走行パタンの走行時分と目標の走行時分を比較する。
比較により、選択走行パタンの走行時分が目標の走行時分より小さい場合は（Ｎｏ）、選択走行パタンを第一の調整部１０３および第二の調整部１０４に出力し、ステップ１２（Ｓ１２）に戻る。
一方、選択パタンの走行時分が目標の走行時分以上の場合は（Ｙｅｓ）、現在の選択走行パタンを対象区間の省エネ走行パタンに決定し、ステップ１８（Ｓ１８）に進む。
【００６０】
ステップ１８（Ｓ１８）で、駅間更新部１０８は、通過駅−到着駅間を除く、到着駅までの各駅間全ての省エネ走行パタンの作成が完了したかを判定する。
判定により、完了していない場合は（Ｎｏ）、ステップ１９（Ｓ１９）へ進み、完了した場合は（Ｙｅｓ）、ステップ２０（Ｓ２０）へ進む。
【００６１】
ステップ１９（Ｓ１９）では、駅間更新部１０８は、対象区間を現在の対象区間の次の駅間に、次対象区間を現在の次対象区間の次の駅間に更新し、ステップ１１（Ｓ１１）に戻る。
【００６２】
ステップ２０（Ｓ２０）では、最終走行パタン作成部１０９は、通過駅−到着駅間における省エネ走行パタンを、従来の手法と同様に、対象区間における消費電力量および走行時分の変化量を評価関数に設定して、初期値とする基準走行パタンに対して、山登り法を用いて走行パタンの調整を繰り返すことによって、省エネ走行パタンを作成する。
【００６３】
ステップ２１（Ｓ２１）では、最終走行パタン作成部１０９は、出発駅から到着駅に到る各駅間の省エネ走行パタンを、列車を追従させる走行パタンとして採用して処理を終える。
以上が、省エネ走行パタンを作成する処理の流れ（フローチャート）の説明である。
【００６４】
以上で説明したとおり、実施例１によれば、初期値とする基準走行パタンに対して、山登り法を用いて走行パタンの調整を繰り返して省エネ走行パタンを作成する際に、省エネ走行パタンを作成する対象区間だけでなく、次対象区間おける消費電力量および走行時分の変化量も評価関数に加えて最適化を行なうことによって、出発駅から到着駅に到る各駅間でより省エネとなる走行パタンを作成することができる。
【実施例２】
【００６５】
実施例２は、実施例１に係る走行パタン作成装置の構成に対して、新たに、走行データ保持部を追加した走行パタン作成装置である。以下に、追加した走行データ保持部を中心に説明する。
【００６６】
実施例１では、次対象区間の評価部１０６において、第一の調整部１０３が出力する第一の調整走行パタンおよび第二の調整部１０４が出力する第二の調整走行パタンの各終端速度を基点として、次の駅間を所定の時分で走行した時の走行パタンをリアルタイムに作成する。しかし、計算負荷の低減を目的として、各終端速度および次の駅間の走行時分に対する走行パタンを事前に作成し、データベースとして保持する手法を採用してもよい。
【００６７】
図１２は、本発明の実施例２に係る走行パタン作成装置の構成を示す図である。ただし、実施例２に係る走行パタン作成装置の中で実施例１と同一の構成要素は、同一の符号を付してあり、その説明については先に記したとおりであるので省略する。
実施例２は、実施例１に対して、走行データ保持部２０８を追加したものである。この走行データ保持部２０８は、次の駅間において、その一つ前の駅間での終端速度を基点として種々の駅間の走行時分で走行した場合に対応する次対象区間のΔＥの値を、データベースとして保持する機能を有する。
【００６８】
図１３は、走行データ保持部２０８を構成するデータベースの一例を示す図である。
例えば、終端速度が８０ｋｍ／ｈで、次の駅間の走行時分が１００秒の場合は、次対象区間のΔＥは１３［ｋＷｈ］であることが、図に示すデータベースから参照することができ、次対象区間のΔＥの算出が不要となる。
【００６９】
次に、実施例２に係る走行パタン作成装置が実行する省エネ走行パタンを作成する処理の手順について説明する。
図１４は、実施例２に係る走行パタン作成装置が実行する処理手順（フローチャート）を示す図である。なお、ステップ３１（Ｓ３１）〜３３（Ｓ３３）、３５（Ｓ３５）〜４１（Ｓ４１）の各処理は、先に図１１を用いて説明した、実施例１におけるステップ１１（Ｓ１１）〜１３（Ｓ１３）、１５（Ｓ１５）〜２１（Ｓ２１）と同様であるので、ここでの説明は省略し、異なる処理部分について示す。
【００７０】
ステップ３４（Ｓ３４）では、次対象区間の評価部１０６は、第一の調整部１０３が出力する第一の調整走行パタンおよび第二の調整部１０４が出力する第二の調整走行パタンにおける各終端速度と、次の駅間の走行時分とを引数として、走行データ保持部２０８を構成するデータベースを参照し、第一の調整走行パタンおよび第二の調整走行パタンにおける次対象区間のΔＥとしてそれぞれ採用する。
【００７１】
以上で説明したとおり、実施例２によれば、第一の調整走行パタンおよび第二の調整走行パタンの各終端速度および次の駅間の走行時分に対する走行パタンを事前に作成し、データベースとして保持することによって、走行パタンの計算負荷を低減することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０１…データ保持部、１０２…基準走行パタン作成部、１０３…第一の調整部、
１０４…第二の調整部、１０５…対象区間の評価部、１０６…次対象区間の評価部、
１０７…走行パタン選択部、１０８…駅間更新部、１０９…最終走行パタン作成部、
１１０…初期条件設定部、２０８…走行データ保持部
【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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