(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラトーンを成して走行可能な車両と、
この車両の専用路線を有する路線と、
この路線上における前記車両の初期ダイヤをその時間密度が前記路線上の所定区間内で最も高くなる条件で設定する初期ダイヤ設定手段と、
このダイヤ設定手段により設定された初期ダイヤに基づいて前記プラトーンを組んで走行させるプラトーン運用手段とを備え、
前記車両の専用路線は、車両の双方向走行が可能な本線を成す単路部と、この単路部上の所定位置に設置され且つ前記車両のすれ違いが可能な複路部とを備え、
前記初期ダイヤ設定手段は、前記単路部上の一定区間内で隣接する２つの複路部間の距離が全て同一又は所定の許容誤差範囲内にあり且つ前記車両が一定時間毎に同一速度で走行する場合、前記車両が前記復路部上で常にすれ違うようにその初期ダイヤを設定する手段を備え、
前記複路部は、駅部及びすれ違い部を備え、
前記プラトーン運用手段は、前記路線内の一般路線から前記駅部を介して前記単路部内に進入してくる車両がその予定進入時刻よりも遅れる場合、この遅れてきた車両のみのダイヤを変更し、遅れてきた車両を次のダイヤでプラトーンを組んで走行中のプラトーンに一体化するように進行させると共に、
前記車両の遅れが単路部内にて解消可能と判断される場合、この遅れてきた車両を前記単路部内で通常速度よりも加速させ、これによりその車両を本来のダイヤで運用中のプラトーンに一体化するように進行させる手段を備えたことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の発明において、前記車両の一般路線から駅部への進入を、予め作成された進入順序テーブルに基づいてそのテーブル上で規定された順番で許可するように制御する走行制御手段をさらに備えたことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の発明において、前記車両の一般路線から駅部への進入を、その駅部から進行方向の少なくとも単路部内に車両が存在するか否かによって制御する走行制御手段をさらに備えたことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の発明において、前記車両の一般路線から駅部への進入を、その駅部から進行方向に進む他の車両との間で一定の間隔を開けるように制御する走行制御手段をさらに備えたことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の発明において、前記車両の一般路線から駅部への進入を、その進行方向の単路部及びすれ違い部内に車両が存在するか否かで定めた複数の進入ルールによって制御する走行制御手段を備えたことを特徴とする車両走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の車両が隊列を組んでプラトーンとして自動走行する場合に好適な車両走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、路面に設けられた磁気マーカを車両の磁気センサで検出し、これにより磁気マーカに沿って車両を誘導走行するシステムが知られている。特に近年では、複数の車両が互いに隊列を組んでプラトーンとして自動走行するシステムも提案されている（特開平８−３１４５４１号公報、特開平１０−２６１１９４号公報など）。
【０００３】
例えば、特開平８−３１４５４１号公報によれば、多数の車両が自動走行レーンに沿って自動走行する場合の利用効率を向上させることを目的として、プラトーンを形成する車両群の内の先頭車両が路面に設けた磁気ネイルからの変位を検出し、修正操舵制御量を演算し、その演算した制御量で自車両を制御すると共にその制御量データを後続車両に送信し、この後続車両が自車両では磁気ネイルとの変位量は検出せずに先頭車両からの制御量データに基づいて操舵制御し、その後続車両がさらにその制御量データを次の後続車両に送信し、以後の後続車両で同様の操舵制御を行う車両走行誘導システムが提案されている。
【０００４】
また、特開平１０−２６１１９４号公報によれば、車両群形成による隊列走行を円滑に行うことを目的として、道路を走行する複数の車両が車両群を形成し、この群内の各車両間で互いに制御情報を伝送する構成で、車両群の規模を算出し、その算出された規模が予め定めた制限値内となるように群形成車両を制限する車両群形成装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した車両をプラトーン走行は、一定の路線上をダイヤに基づいて運行するバス等の交通システムを特に意図したものではない。従って、この種の交通システムにプラトーンを組んで走行させれば、ダイヤ作成、プラトーン走行、走行制御などを具体化する必要がある。
【０００６】
この発明は、このような従来の技術を背景になされたものであり、自動で隊列走行可能な車両をダイヤで運行させる場合により実用的で好適な車両走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明に係る車両走行制御装置は、プラトーンを成して走行可能な車両と、この車両の専用路線を有する路線と、この路線上における前記車両の初期ダイヤをその時間密度が前記路線上の所定区間内で最も高くなる条件で設定する初期ダイヤ設定手段と、このダイヤ設定手段により設定された初期ダイヤに基づいて前記プラトーンを組んで走行させるプラトーン運用手段とを備え、前記車両の専用路線は、車両の双方向走行が可能な本線を成す単路部と、この単路部上の所定位置に設置され且つ前記車両のすれ違いが可能な複路部とを備え、前記初期ダイヤ設定手段は、前記単路部上の一定区間内で隣接する２つの複路部間の距離が全て同一又は所定の許容誤差範囲内にあり且つ前記車両が一定時間毎に同一速度で走行する場合、前記車両が前記復路部上で常にすれ違うようにその初期ダイヤを設定する手段を備え、前記複路部は、駅部及びすれ違い部を備え、前記プラトーン運用手段は、前記路線内の一般路線から前記駅部を介して前記単路部内に進入してくる車両がその予定進入時刻よりも遅れる場合、この遅れてきた車両のみのダイヤを変更し、遅れてきた車両を次のダイヤでプラトーンを組んで走行中のプラトーンに一体化するように進行させると共に、前記車両の遅れが単路部内にて解消可能と判断される場合、この遅れてきた車両を前記単路部内で通常速度よりも加速させ、これによりその車両を本来のダイヤで運用中のプラトーンに一体化するように進行させる手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記車両の一般路線から駅部への進入を、予め作成された進入順序テーブルに基づいてそのテーブル上で規定された順番で許可するように制御する走行制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記車両の一般路線から駅部への進入を、その駅部から進行方向の少なくとも単路部内に車両が存在するか否かによって制御する走行制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記車両の一般路線から駅部への進入を、その駅部から進行方向に進む他の車両との間で一定の間隔を開けるように制御する走行制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記車両の一般路線から駅部への進入を、その進行方向の単路部及びすれ違い部内に車両が存在するか否かで定めた複数の進入ルールによって制御する走行制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る車両走行制御装置の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、この発明を成す車両走行制御装置が適用される「ＩＭＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄｅ  Ｔｒａｎｓｉｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）」と呼ばれる交通システム（「新世代交通システム」とも呼ぶ）の概要を説明するものである。
【００１６】
この交通システムは、例えば図示のように車両交通用の主要なインフラ施設として市、町、村、郡等の各都市間を結ぶ専用路線（専用線）Ｒ１と、この専用路線Ｒ１上を自動運転でプラトーン走行すると共に各都市１〜４内の一般路線（一般道）Ｒ２上を手動運転で走行するバス等の車両２０とを備えている。
【００１７】
専用路線Ｒ１は、図１中の例では単線方式で構成され、その本線を成す単線部（単路部）１０と、この単線部１０上の途中の所定区間で互いに逆方向に進む車両２０がすれ違い可能な複線（又は複々線）を成す駅部１３（端駅１３ａ、中間駅１３ｂ）及びすれ違い部１４とを備えている。この内、駅部１３においては、車両２０のすれ違い、待機のほか、一般道Ｒ２から専用路線Ｒ１への車両２０の合流、専用路線Ｒ１から一般道Ｒ２への流出等が行われる。
【００１８】
車両２０は、図２及び図３に示すように例えば所定数の乗客を乗せる車体ボディ内に車両制御装置、車両保安装置、路車間通信機、車車間通信機、及びレーン検知用の磁気センサ等を搭載し、磁気センサで専用路線Ｒ１内に埋設されたレーン検知用磁気ネイル１０ａからの磁場を検知すると共に、路車間通信機で専用路線Ｒ１内に埋設された後述の路側設備３１内の通信／路上センサ（通信用ループコイル）３１ａを介して地上との間で路車間通信を行い、車車間通信機で他の車車間通信を行うことにより、停止・出発制御、プラトーン等の走行制御、速度制御等が可能となっている。
【００１９】
上述の交通システムには、図１〜図３に示すように車両２０の走行全般を制御する、この発明を成す車両走行制御装置ＳＳが装備されている。
【００２０】
この車両走行制御装置ＳＳは、図３に示すように運行ダイヤ計画、動的ダイヤ計画、及びプラトーン走行、全路線Ｒ１、Ｒ２上の在線管理等を行うための管制センタ（以下、便宜上「上位系」と呼ぶ）３０と、この上位系３０からの初期ダイヤ、動的ダイヤ、プラトーン走行に関する管理の元で一定区間単位の信号・保安制御、車両追跡、及び進路制御等を行う路側設備（以下、便宜上「下位系」と呼ぶ）３１とを備えている。下位系３１には、図１に示すように通信／路上センサ３１ａが駅部１３及びすれ違い部１４の単線部１０への車両流入側の所定位置に設置されている。
【００２１】
上位系３０は、例えばコンピュータ等を搭載してなり、予め設定された動的ダイヤ及びプラトーン走行等に関するアルゴリズムを実行する。例えば、この上位系３０が実行すべきアルゴリズムとしては、次の例を挙げることができる。
【００２２】
例えば、ここでの動的ダイヤ作成アルゴリズムは、まず初期ダイヤとして最も密度の高くなるダイヤを作成するものである。また、車両に遅れが生じた場合には、車両が円滑にすれ違えるダイヤを再計算する機能も有する。
【００２３】
このダイヤ作成の最も簡単な方法としては、単路部上を互いに逆方向に進行中の車両がすれ違えることが可能な隣接する２つの復路部（駅部１３及びすれ違い部１４）間の距離が同一又は所定の許容誤差範囲内で設定された場合、ある一定時間度に同一速度で走行する場合のダイヤを交互に作成しておくものがある。この一例を図４に示す。
【００２４】
図４は、上りの車両と下りの車両とが互いにすれ違い部にて必ずすれ違うようにダイヤを作成するダイヤ設定例を説明するものである。この場合、隣接する駅部１３ａ（１３ｂ）及びすれ違い部１４間の距離（図中の例ではｘ１〜ｘ８）は、全て同一又は所定の許容誤差範囲内で設定されている。この条件で、ある一定時間度に同一速度で互いに逆方向（上り／下り）に走行する２つの車両のすれ違いを考えると、ダイヤをある一定時刻ごとに繰り返すこと、すなわち、互いに逆方向（上り／下り）に走行中の２つの車両をそのすれ違い部１４内で停止することなくそのまま進行させてすれ違えるようにすることにより、最も密度の高い効率のよいダイヤをが作成可能となる。
【００２５】
ここでのプラトーンは、最大数に対し常に１台または数台の余裕を持つようにすることが望ましい。
【００２６】
また、プラトーン運用アルゴリズムは、駅部進入車両２０が予定していた時刻よりある程度遅れたら、基本的に次のダイヤのプラトーンに追従するように遅れてきた車両２０に対してのみダイヤを上記動的ダイヤアルゴリズムにより再計算し、単路部１０にて解消可能な遅れの場合はそのまま進行させ、また単路部１０にて通常速度より加速することで本来（初期ダイヤ）のプラトーンに一体化するように進行させるものである。
【００２７】
下位系３１は、例えばコンピュータ等を搭載してなり、上位系３０からの管理の元で予め設定された走行制御（保安、進路、閉塞）に関するアルゴリズムを実行する。この下位系３１が実行すべき走行制御用アルゴリズムとしては、次の例を挙げることができる。
【００２８】
第１の走行制御用アルゴリズムは、各リンク（道路）に進入順序のテーブルを作成し、このテーブルに基づいて順番になるまでは車両を進行させないように走行制御を行うものである。
【００２９】
第２の走行制御アルゴリズムは、通信コイル３１ａにて通信した位置より、進行方向の単路部１０に進行方向に対し反対に進む車両２０が存在するか否かをチェックし、反対に進む車両２０がいる場合は、すれ違い部１４または駅部１３にて停車し、反対方向の車両２０が通過するまで待つ走行制御を行うものである。
【００３０】
第３の走行制御アルゴリズムは、効率があまり重要でない場合、車両２０の進入を必ずリンクに間隔が開くように走行制御を行うものである。例えば、図５のように進行方向が同じ場合、１つのプラトーン形成が無理であると判断されたとき、必ず単線部１０を１区間開けるように車両の進入を制御する。こうすれば、上記第２の走行制御アルゴリズムを実施しても必ず１台または１プラトーン通過すれば進入可能である。
【００３１】
第４の走行制御アルゴリズムは、車両２０の走行に関して数パターンの進入ルールを作成し、これをもとに走行制御を行うものである。この場合の数パターンの例として、車両２０が駅部１３に進入する場合を列挙する。
【００３２】
第１の進入ルールは、進行方向の単線部１０内に反対方向に進む車両２０が存在する場合には停車し、その車両が通過するまで待つように走行制御を行うものである。
【００３３】
第２の進入ルールは、進行方向の単線部１０内に同一進行方向に進む車両２０が存在する場合で、最初の単線部で追いつける場合はそのまま進行させて追いつくように走行制御を行うものである。
【００３４】
第３の進入ルールは、進行方向の単線部１０に車両２０が存在せず、先のすれ違い部１４、単線部１０に車両２０が存在しない場合は進行するように走行制御を行うものである。
【００３５】
第４の進入ルールは、進行方向の単線部１０に車両２０がなく、先のすれ違い部１４に同一方向あるいは反対方向に進む車両２０が存在する場合は停車して、次の進行判定まで待つように走行制御を行うものである。
【００３６】
従って、この実施の形態によれば、プラトーンを成して自動走行可能な車両をダイヤで運行させる場合、ダイヤ計画、プラトーン走行、走行制御等、より実用的で好適な走行制御装置を提供できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、プラトーンを成して走行可能な車両と、この車両の専用路線を有する路線と、この路線上における車両の初期ダイヤをその時間密度が路線上の所定区間内で最も高くなる条件で設定する初期ダイヤ設定手段と、このダイヤ設定手段により設定された初期ダイヤに基づいて前記プラトーンを組んで走行させるプラトーン運用手段とを備えたため、自動で隊列走行可能な車両をダイヤで運行させる場合、ダイヤ計画、プラトーン走行、走行制御等、より実用的で好適な走行制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る車両走行制御装置を適用した交通システム（ＩＭＴＳ）の概要図。
【図２】車両及びその専用路線の要部構成を示す概念図。
【図３】車両走行制御装置の要部構成を示す概略ブロック図。
【図４】初期ダイヤの設定例を示す概要図。
【図５】駅部（合流部）での車両の進入ルールを説明する概要図。
【符号の説明】
１０  専用路線
１１  一般路線
１３  駅部
１３ａ  端駅
１３ｂ  中間駅
１４  すれ違い部
２０  車両
３０  管制センタ
３１  路側設備
３１ａ  通信／路上センサ
【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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