(57)【要約】【課題】  省エネルギーな列車運行を行い得る自動列車運転システム、列車運転支援システム及び列車運行管理システムを提案する。【解決手段】  停車駅における先行列車の発車時刻に基づいて、当該停車駅における乗客の混雑状況を推定し、推定結果に基づいて、停車駅において乗客が列車に乗降するのに必要な時間を推定し、予め計画されたその停車駅における列車の発車時刻よりも、推定した列車に乗客が乗降するのに必要な時間だけ前の時刻を、当該停車駅に対する列車の目標到着時刻として算出して設定するようにした。【選択図】        図３
2014220859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動運転される列車の運転を制御する自動列車運転システムにおいて、
次の停車駅における先行列車の発車時刻に基づいて、当該次の停車駅における乗客の混雑状況を推定する次停車駅混雑状況推定部と、
前記次停車駅混雑状況推定部の推定結果に基づいて、前記次の停車駅において乗客が自列車に乗降するのに必要な時間を推定する乗降時間推定部と、
予め計画された前記次の停車駅における前記自列車の発車時刻よりも、前記乗降時間推定部により推定された前記自列車に乗客が乗降するのに必要な時間だけ前の時刻を、当該次の停車駅に対する前記自列車の目標到着時刻として算出する目標到着時刻算出部と、
前記目標到着時刻算出部により算出された前記目標到着時刻に到着するように前記自列車の走行を制御する制御部と
を備えることを特徴とする自動列車運転システム。
【請求項２】
上記次停車駅混雑状況推定部は、
前記次の停車駅における前記自列車に乗車する乗客の数を前記混雑状況として推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の自動列車運転システム。
【請求項３】
予め定められた前記次の停車駅における前記自列車の発車時刻、及び、当該次の停車駅における前記先行列車の実際の発車時刻に基づいて、前記次の停車駅において乗客が滞留する時間の最大値を推定する乗客滞留時間推定部と、
前記次の停車駅のホームにおける乗客の流入速度である乗客流入速度を取得する乗客流入速度取得部と
を備え、
前記次停車駅混雑状況推定部は、
前記乗客滞留時間推定部が推定した前記次の停車駅において乗客が滞留する時間の最大値と、前記乗客流入速度取得部が取得した前記乗客流入速度とに基づいて、前記次の停車駅の前記混雑状況を推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の自動列車運転システム。
【請求項４】
前記乗客流入速度取得部は、
外部装置が検出した前記次の停車駅における前記乗客流入速度を当該外部装置から取得する
ことを特徴とする請求項３に記載の自動列車運転システム。
【請求項５】
前記乗客流入速度取得部は、
各停車駅のホームに対する曜日ごと及び時間帯ごとの前記乗客流入速度が格納されたデータベースを保持しており、現在の曜日及び時刻に基づいて、前記乗客流入速度を取得する
ことを特徴とする請求項３に記載の自動列車運転システム。
【請求項６】
前記次停車駅混雑状況推定部は、
予め定められた前記次の停車駅における前記先行列車の発車時刻、及び、当該次の停車駅における前記先行列車の実際の発車時刻に基づいて、前記次の停車駅における前記先行列車の発車に遅れが生じているか否かを判定する先行列車発車遅れ検知部と、
前記先行列車発車遅れ検知部の判定結果に基づいて、前記次の停車駅における前記乗客の混雑状況を推定する混雑状況推定部と
を備え、
前記混雑状況推定部は、
前記前記次の停車駅における前記先行列車の発車に遅れが生じていると前記先行列車発車遅れ検知部が判定した場合には、前記次の停車駅が混雑していると推定し、前記次の停車駅における前記先行列車の発車に遅れが生じていないと前記先行列車発車遅れ検知部が判定した場合には、前記次の停車駅が混雑していないと推定し、
前記乗降時間推定部は、
前記次の停車駅が混雑していると前記混雑状況推定部が推定した場合には、予め定められた基準時間に第１の時間を加算した加算結果を前記次の停車駅において乗客が前記自列車に乗降するのに必要な時間として推定し、前記次の停車駅が混雑していないと前記混雑状況推定部が推定した場合には、前記基準時間から第２の時間を引いた値に前記第１の時間を加算した加算結果を、前記次の停車駅において乗客が前記自列車に乗降するのに必要な時間として推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の自動列車運転システム。
【請求項７】
予め定められた前記次の停車駅における前記自列車の発車時刻、及び、当該次の停車駅における前記先行列車の実際の発車時刻に基づいて、前記次の停車駅において乗客が滞留する時間の最大値を推定する乗客滞留時間推定部と、
前記次の停車駅のホームにおける前記乗客の数を外部装置から取得する人流情報取得部と、
前記人流情報取得部により取得された前記次の停車駅のホームにおける前記乗客の数と、前記次の停車駅における前記先行列車の実際の発車時刻とに基づいて、前記次の停車駅に対する乗客流入速度を推定する乗客流入速度推定部と
を備え、
前記次停車駅混雑状況推定部は、
前記乗客滞留時間推定部が推定した前記次の停車駅において乗客が滞留する時間の最大値と、前記乗客流入速度推定部により推定された前記次の停車駅の前記乗客流入速度とに基づいて、前記次の停車駅の前記混雑状況を推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の自動列車運転システム。
【請求項８】
運転手による列車の運転を支援する列車運転支援システムにおいて、
次の停車駅における先行列車の発車時刻に基づいて、当該次の停車駅における乗客の混雑状況を推定する次停車駅混雑状況推定部と、
前記次停車駅混雑状況推定部の推定結果に基づいて、前記次の停車駅において乗客が自列車に乗降するのに必要な時間を推定する乗降時間推定部と、
予め計画された前記次の停車駅における前記自列車の発車時刻よりも、前記乗降時間推定部により推定された前記自列車に乗客が乗降するのに必要な時間だけ前の時刻を、当該次の停車駅に対する前記自列車の目標到着時刻として算出する目標到着時刻算出部と、
前記目標到着時刻算出部により算出された前記目標到着時刻に当該自列車を到着させるための運転操作を前記運転手に教示する運転操作教示部と
を備えることを特徴とする列車運転支援システム。
【請求項９】
前記運転操作教示システムは、
前記目標到着時刻算出部により算出された前記目標到着時刻に前記自列車を到着させるための運転操作の内容が表示された画面により前記運転手に教示する
ことを特徴とする請求項８に記載の運転操作教示システム。
【請求項１０】
列車の運行を管理する列車運行管理システムにおいて、
各前記列車について、前記列車の次の停車駅における先行列車の発車時刻に基づいて、当該次の停車駅における乗客の混雑状況をそれぞれ推定する次停車駅混雑状況推定部と、
前記次停車駅混雑状況推定部の推定結果に基づいて、前記次の停車駅において乗客が各前記列車に乗降するのに必要な時間をそれぞれ推定する乗降時間推定部と、
各前記列車について、予め計画された前記次の停車駅における前記列車の発車時刻よりも、前記乗降時間推定部により推定された当該列車に乗客が乗降するのに必要な時間だけ前の時刻を、当該次の停車駅に対する当該列車の目標到着時刻としてそれぞれ算出する目標到着時刻算出部と、
各前記列車の計画ダイヤを管理するダイヤ管理部と、
前記目標到着時刻算出部の算出結果に基づいて前記ダイヤ管理部により管理された各前記列車の計画ダイヤを修正するダイヤ修正部と
を備え、
前記前記ダイヤ管理部は、
各前記列車に対して、前記ダイヤ修正部により修正された計画ダイヤ通りに当該列車を走行させるための指令をそれぞれ与える
を備えることを特徴とする列車運行管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動列車運転システム、列車運転支援システム及び列車運行管理システムに関し、例えば、ホームへの乗客流入速度がおおよそ一定で継続性がある路線に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題、資源枯渇問題及び電力の安定供給問題などの各種問題に対応するため、比較的エネルギー使用効率が良い鉄道分野でも、更なる省エネルギー化が求められている。このような要求に対して、鉄道分野では、駅間走行の速度パターンを適正化することで列車の運行の省エネルギー化を図ることができることが知られている。
【０００３】
ここで、駅間走行の速度パターンを適正化する技術として、特許文献１には、先行列車の駅出発時刻をドア開時刻と駅における予想乗降者と駅容量から旅客流動の予測を行い、その結果からドア閉時刻を判断し、それによって後続列車の速度補正を行うことが開示されている。この技術によれば、先行列車の駅出発遅れが発生する際に、後続列車が先行列車に接近し過ぎることによる無駄なブレーキや再加速を抑制することができる。
【０００４】
また列車の運行制御に関する他の技術として、特許文献２には、駅の構内混雑度が所定の閾値以上であり、当該駅に接近する接近列車の車内混雑度に余裕がある場合に、接近列車に対してその駅に臨時停車する指令を発信することが開示されている。この技術によれば、イベントなどによって利用客で溢れる駅に関して、その混雑度を緩和することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３４８１３号公報
【特許文献２】特開２００５−２８０６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが引用文献１では、「駅における予想乗降者数と駅容量から旅客流動の予測を行う」こととしているが、これらの情報はあくまでもドア閉時刻を判断するために利用されるだけであり、例えば、先行列車が停車駅を出発後、後続列車がその停車駅に到着するまでの当該停車駅における乗客の混雑状況に応じて駅間走行の速度パターンを適正化することができない。
【０００７】
また引用文献２についても、単に停車駅における乗客の混雑状況に応じて、必要時に接近列車をその停車駅に停車させることが開示されているだけであって、列車運行の省エネルギー化については何らの配慮もされていない。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、停車駅における乗客の混雑状況に応じて駅間走行の速度パターンを適正化することにより、省エネルギーな列車運行を行い得る自動列車運転システム、列車運転支援システム及び列車運行管理システムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明においては、自動運転される列車の運転を制御する自動列車運転システムにおいて、次の停車駅における先行列車の発車時刻に基づいて、当該次の停車駅における乗客の混雑状況を推定する次停車駅混雑状況推定部と、前記次停車駅混雑状況推定部の推定結果に基づいて、前記次の停車駅において乗客が自列車に乗降するのに必要な時間を推定する乗降時間推定部と、予め計画された前記次の停車駅における前記自列車の発車時刻よりも、前記乗降時間推定部により推定された前記自列車に乗客が乗降するのに必要な時間だけ前の時刻を、当該次の停車駅に対する前記自列車の目標到着時刻として算出する目標到着時刻算出部と、前記目標到着時刻算出部により算出された前記目標到着時刻に到着するように前記自列車の走行を制御する制御部とを設けるようにした。
【００１０】
また本発明においては、運転手による列車の運転を支援する列車運転支援システムにおいて、次の停車駅における先行列車の発車時刻に基づいて、当該次の停車駅における乗客の混雑状況を推定する次停車駅混雑状況推定部と、前記次停車駅混雑状況推定部の推定結果に基づいて、前記次の停車駅において乗客が自列車に乗降するのに必要な時間を推定する乗降時間推定部と、予め計画された前記次の停車駅における前記自列車の発車時刻よりも、前記乗降時間推定部により推定された前記自列車に乗客が乗降するのに必要な時間だけ前の時刻を、当該次の停車駅に対する前記自列車の目標到着時刻として算出する目標到着時刻算出部と、前記目標到着時刻算出部により算出された前記目標到着時刻に当該自列車を到着させるための運転操作を前記運転手に教示する運転操作教示部とを設けるようにした。
【００１１】
さらに本発明においては、列車の運行を管理する列車運行管理システムにおいて、各前記列車について、前記列車の次の停車駅における先行列車の発車時刻に基づいて、当該次の停車駅における乗客の混雑状況をそれぞれ推定する次停車駅混雑状況推定部と、前記次停車駅混雑状況推定部の推定結果に基づいて、前記次の停車駅において乗客が各前記列車に乗降するのに必要な時間をそれぞれ推定する乗降時間推定部と、各前記列車について、予め計画された前記次の停車駅における前記列車の発車時刻よりも、前記乗降時間推定部により推定された当該列車に乗客が乗降するのに必要な時間だけ前の時刻を、当該次の停車駅に対する当該列車の目標到着時刻としてそれぞれ算出する目標到着時刻算出部と、各前記列車の計画ダイヤを管理するダイヤ管理部と、前記目標到着時刻算出部の算出結果に基づいて前記ダイヤ管理部により管理された各前記列車の計画ダイヤを修正するダイヤ修正部とを設け、前記前記ダイヤ管理部が、各前記列車に対して、前記ダイヤ修正部により修正された計画ダイヤ通りに当該列車を走行させるための指令をそれぞれ与えるようにした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、次の停車駅の混雑状況に応じてその停車駅に対する列車の目標到着時刻が設定されるため、停車駅における乗客の混雑状況に応じて駅間走行の速度パターンを適正化することができ、省エネルギーな列車運行を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）は、本発明の原理説明に供するダイヤスジであり、（Ｂ）は、本発明の原理説明に供するグラフである。
【図２】第１の実施の形態による自動列車運転システムの全体構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態による列車運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態による列車運転制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】実列車に対する乗客の乗降の観測から得られる近似曲線を示す特性曲線図である。
【図６】第２の実施の形態による列車運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施の形態による列車運転制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態による列車運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第３の実施の形態による列車運転制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第４の実施の形態による列車運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】第４の実施の形態による列車運転制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】次停車駅への到着を遅らせる方法の説明に供する特性曲線図である。
【図１３】第５の実施の形態による列車運転支援システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】運転操作教示画面の画面構成例を示す略線図である。
【図１５】運転操作教示画面の画面構成例を示す略線図である。
【図１６】運転操作教示画面の画面構成例を示す略線図である。
【図１７】第６の実施の形態による列車運転管理システムの構成を示すブロック図である。
【図１８】第６の実施の形態による列車運転制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１５】
（１）第１の実施の形態
（１−１）本実施の形態における省エネルギー運行の仕組み
まず、本実施の形態に代表される本発明による省エネルギー化の仕組みについて、図１を参照して説明する。
【００１６】
図１（Ａ）はいわゆるダイヤスジであり、横軸が時間、縦軸が距離を表す。図１（Ａ）では、計画ダイヤを破線で表し、各列車の実績ダイヤを実線で表している。また、このダイヤスジには、時間軸と平行にＡ駅を表す細線が描かれており、このＡ駅で各列車が停車することが図１（Ａ）に示されている。
【００１７】
また図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のダイヤスジに従って運行される各列車をＡ駅のホームで待つ乗客の滞留人数の推移を示す。図１（Ｂ）において、破線は、図１（Ａ）のダイヤスジに示された計画ダイヤ（破線）に対応し、実線は、図１（Ａ）のダイヤスジに示された実績ダイヤ（実線）に対応している。
【００１８】
まず、図１（Ａ）及び（Ｂ）の破線（計画ダイヤ）を用いて、計画通りの運行状態における、列車発着と停車駅のホームでの乗客滞留人数との関係について説明する。
【００１９】
先行列車がＡ駅を発車して以降、Ａ駅のホームに流入する乗客は後続列車の到着を待つためにそのホームに滞留する。後続列車がＡ駅のホームに到着し、客扱いを行うことで、そのホーム上に溜まっていた乗客がその列車に乗車し、Ａ駅のホーム上の滞留人数は減る。この繰り返しにより、図１（Ｂ）の破線の形状は、列車の発車と同期して鋸状になる。実際には、乗車が一瞬で完了することはなく、また降車客の影響等もあるため、Ａ駅のホーム上の乗客の滞留人数の変化は図１（Ｂ）において破線で示したような綺麗な鋸状とはならないが、本発明の説明図としては模式的に図１（Ｂ）のように表現することとする。
【００２０】
ここで、図１（Ａ）及び（Ｂ）の実線の状況を想定する。図１（Ａ）に示すように、Ａ駅における列車の客扱い時間（時刻Ｔ１〜Ｔ２）が何らかの理由で計画よりも長くなることがある（時刻Ｔ１〜Ｔ３）。例として、車椅子の利用客を列車内外に案内するケースが挙げられる。このような場合、計画よりもドアが長く開いた状態にあるため、その追加時間（時刻Ｔ２〜Ｔ３）の間にＡ駅のホームに流入した乗客もその列車に乗車することが可能となる。この結果、後続列車に乗車する乗客がＡ駅のホームに滞留し始める時刻が計画時刻（時刻Ｔ２）よりも遅れた時刻（時刻Ｔ３）となる。
【００２１】
大幅な先行列車遅延でない限り、後続列車はＡ駅を計画通りの時刻（時刻Ｔ６）に発車すると想定されるため、その想定の下では、その後続列車への乗車人数が計画よりも少なくなる。このため、Ａ駅において乗客が後続列車に乗降するのに要する時間が計画していた時間（時刻Ｔ４〜Ｔ６）よりも短い時間（時刻Ｔ５〜Ｔ６）で済み、Ａ駅における後続列車の停車時間を短縮することができる。従って、その後続列車に関しては、Ａ駅への到着時刻を予定時刻（時刻Ｔ４）よりも遅らせた時刻（時刻Ｔ５）とする運行が可能であり、この結果として走行速度を低下させた省エネルギー運転を行うことができる（時刻Ｔ３〜Ｔ５）。
【００２２】
以上より、乗客流入速度が一定であれば、ある停車駅における先行列車の発車時刻が遅れた場合にはその駅における後続列車の停車時間を短縮可能であり、その後続列車のその停車駅への到着時刻を遅らせる省エネルギー運転が可能となると言える。また、ある停車駅における先行列車の発車時刻が計画ダイヤ通りであったとしても、その後に乗客流入速度が小さくなれば、その停車駅における後続列車の停車時間を短縮可能であり、後続列車について同様の省エネルギー運転を行うことができる。
【００２３】
ここで前提として、ホームに滞留している乗客は、到着した列車に乗るということに注意されたい。従って、首都圏のラッシュ時間帯や、コンサート等のイベント終了時に見られるような超混雑状態は、本発明の適用場面としては相応しくない。なぜならば、そのような超混雑状態では、列車発車後に、積み残された（乗車できなかった）利用客がホームに存在し、乗客のホームへの流入速度と滞留乗客人数の関係が複雑になるからである。また、図１（Ｂ）のように、乗客流入速度がおおよそ一定で継続性がある場合に、後続列車を利用する乗客量は精度よく推定可能である。そのため、運行本数の少ない路線・時間帯（乗客は列車発車時刻に合わせて間欠的に駅に来る）よりも、運行本数が多く、乗客がダイヤをそれほど気にせずに駅に来るような路線・時間帯において、本発明を有効に活用することができる。
【００２４】
（１−２）本実施の形態による自動列車運転システムの構成
本実施の形態では、駅ホームへのリアルタイムな乗客流入速度を用いて停車駅における乗客の混雑状況を推定し、推定結果に基づいてその停車駅に接近する列車の到着目標時刻を設定する自動列車運転システムについて説明する。
【００２５】
図２において、１は全体として本実施の形態による自動列車運転システムを示す。この自動列車運転システム１は、自動運転される列車の運転を制御するシステムであり、地上に配置された人流監視装置２と、列車側に搭載された列車側システム部３とから構成される。
【００２６】
人流監視装置２は、各停車駅について、例えば、ホームや当該ホームに続く通路及び階段などに設置された監視カメラのカメラ画像に対する画像処理や、改札機の入場記録の解析処理などによりその停車駅のホームに流入する乗客の流入速度（以下、これを乗客流入速度と呼ぶ）をそれぞれ検出する。そして人流監視装置２は、列車の列車側システム部３からの要求に応じて、その列車が次に停車する停車駅（以下、これを単に次停車駅と呼ぶ）のホームに対する乗客流入速度を列車側システム部３に通知する。
【００２７】
列車側システム部３は、車上信号装置４、車両情報制御装置５、自動列車運転装置６、車上子７、速度発電機８及び制駆動制御装置９を備えて構成される。
【００２８】
車上信号装置４は、地上に設置された図示しない運行管理装置から通知される、どの位置で停車すべきかといった各種情報に基づいて自列車の速度を制御し、必要時に自列車にブレーキを掛ける機能を有する。そして車上信号装置４は、自列車に掛けたブレーキのブレーキパターンを自列車ブレーキパターン情報として自動列車運転装置６に通知する。
【００２９】
また車両情報制御装置５は、自列車の車両に関する各種情報を収集する機能を有し、収集した各種情報に基づいて例えば次停車駅がどこの駅であるかを検出し、検出結果を次停車駅情報として自動列車運転装置６に通知する。
【００３０】
車上子７は、地上に一定間隔で設置された地上子から送信される位置情報を受信する受信機であり、受信した位置情報を自動列車運転装置６に通知する。また速度発電機８は、例えば車輪に取り付けられたロータリーエンコーダから構成され、車輪が所定角度回転することに立ち上がるパルスをパルス情報として自動列車運転装置６に送信する。
【００３１】
自動列車運転装置６は、車上信号装置４から与えられる自列車ブレーキパターン情報と、車両情報制御装置５から与えられる次停車駅情報と、人流監視装置２から取得した次停車駅の乗客流入速度情報とを列車運転制御装置１０に入力する。
【００３２】
列車運転制御装置１０は、これら自列車ブレーキパターン情報、次停車駅情報及び乗客流入速度情報に基づいて、次停車駅における乗客の混雑状況を推定すると共に、この推定結果に基づいて乗客が自列車に乗降するために必要な時間（以下、これを必要乗降時間と呼ぶ）を推定し、自列車の計画ダイヤ上の次停車駅の出発時刻よりも上述の必要乗降時間分だけ前の時刻を自列車の次停車駅の到着時刻として算出する。また列車運転制御装置１０は、算出した到着時刻を目標到着時刻として速度パターン計画部１１に通知する。
【００３３】
一方、車上子７からの位置情報及び速度発電機８からのパルス情報は、自動列車運転装置６の速度・位置検出部１２に与えられる。そして速度・位置検出部１２は、これら位置情報及びパルス情報に基づいて自列車の現在の速度及び位置を検出し、検出結果を速度・位置情報として速度パターン計画部１１及び走行制御部１３に通知する。
【００３４】
速度パターン計画部１１は、列車運転制御装置１０から与えられる目標到着時刻と、速度・位置検出部１２から与えられる自列車の速度及び位置と、予め自動列車運転装置６が記憶保持しているデータベース１４に登録されている路線や車両及び運行条件に関する情報（路線の勾配やカーブに関する情報、車両の性能に関する情報、及び、急行又は鈍行などの列車の運行種別に関する情報など）とに基づいて、列車運転制御装置１０から与えられた目標到着時刻に自列車を次停車駅に到着させるための自列車の速度パターンを計画し、計画した速度パターンを速度パターン情報として走行制御部１３に通知する。
【００３５】
走行制御部１３は、速度・位置検出部１２から通知される速度・位置情報と、速度パターン計画部１１から通知される速度パターン情報と、データベース１４に登録されている路線、車両及び運行条件に関する情報とに基づいて、現在の自列車の速度及び位置に対して速度パターン計画部１１が計画した速度パターンで自列車を走行させるための制御指令を生成し、生成した制御指令を制駆動制御装置９に与える。
【００３６】
かくして制駆動制御装置９は、走行制御部１３から与えられる制御指令に従って、自列車の走行時の動力源となるモータを駆動制御する。これにより速度パターン計画部１１が計画した速度パターンで走行するようにその列車の走行が制御される。
【００３７】
図３は、図２について上述した自動列車運転システム１の列車運転制御装置１０の具体的な構成を示す。この図３に示すように、本列車運転制御装置１０では、車両情報制御装置５からの次停車駅情報が計画ダイヤ保持部２０に与えられ、車上信号装置４からの自列車ブレーキパターン情報が先行列車発車時刻推定部２１に与えられる。
【００３８】
計画ダイヤ保持部２０は、予め設定された自列車の計画ダイヤを保持しており、車両情報制御装置５から与えられた次停車駅情報に基づいて計画ダイヤ上での自列車の次停車駅の発車時刻を検索し、かかる検索により検出した発車時刻を自列車発車時刻情報として乗客滞留時間推定部２３及び目標到着時刻設定部２６に通知する。
【００３９】
なお、計画ダイヤ保持部２０が管理する自列車の計画ダイヤは、運行当日の計画ダイヤをオフラインで保持している場合のほか、地上の運行管理システムと連携し、オンラインで最新の情報に更新されるようにしてもよい。前者のようにオフラインの計画ダイヤを使用する場合、ダイヤが大きく乱れている場合には本発明を適用できなくなるが、後者のようにオンラインの最新計画ダイヤ（修正ダイヤ）を保持している場合には、運転整理などでダイヤが当初と大きく変わった場合にも、本発明を適用し続けることができる。
【００４０】
先行列車発車時刻推定部２１は、車上信号装置４から与えられる自列車ブレーキパターン情報に基づき認識される自列車のブレーキパターンの変化に基づいて、１つ前の先行列車の次停車駅の実際の発車時刻（以下、これを実績発車時刻と呼ぶ）を推定し、推定した実績発車時刻を推定実績発車時刻情報として乗客滞留時間推定部２３に通知する。このように自列車に対するブレーキパターンの変化に基づいて先行列車の発車タイミングを推定する構成とすることで、地上側との通信、あるいは、列車間の通信を要することなく、先行列車の発車時刻を推定することができる。
【００４１】
なお、列車運転制御装置１０が地上側との通信が利用できる場合、地上の運行管理システムから、先行車両の発車時刻を取得することが可能である。これら２種類の方法では、駅構内軌道回路を先行列車が抜けたことで、次停車駅を先行列車が発車済みであることを知り、そこから遡って、先行列車の次停車駅の実績発車時刻を推定する。そのため、情報の伝達に遅れが生じるほか、先行列車の車両性能（加速度）の想定によって、発車時刻の推定精度に影響が出る。一方、自列車と先行車両で列車間の通信が可能な場合、先行車両の発車時刻をより精度良く知ることが可能となる。本実施の形態では、自列車上で閉じる簡易な構成を示したが、もちろん、他の方法で先行列車の実績発車時刻を知る構成としてもかまわない。
【００４２】
乗客滞留時間推定部２３は、計画ダイヤ保持部２０から通知される自列車発車時刻情報と、先行列車発車時刻推定部２１から通知される推定実績発車時刻情報とに基づいて、次停車駅のホームにおいて自列車の到着を待つ乗客の滞留時間（待ち時間）の最大値を推定する。そして乗客滞留時間推定部２３は、かかる推定により得られた、次停車駅のホームにおいて自列車の到着を待つ乗客の滞留時間の最大値を、乗客滞留時間推定情報として次停車駅混雑状況推定部２４に通知する。
【００４３】
また人流情報取得部２２は、人流監視装置２から次停車駅の乗客流入速度情報を取得し、取得した乗客流入速度情報を次停車駅混雑状況推定部２４に通知する。
【００４４】
次停車駅混雑状況推定部２４は、乗客滞留時間推定部２３から通知された乗客滞留時間推定情報と、人流情報取得部２２から通知された乗客流入速度情報とに基づいて、次停車駅における乗客の混雑状況を推定する。本実施の形態の場合、かかる「次停車駅における乗客の混雑状況」として、次停車駅において自列車に乗車する乗客の人数を推定する。そして次停車駅混雑状況推定部２４は、推定結果を次停車駅混雑状況推定情報として自列車乗降時間推定部２５に通知する。
【００４５】
自列車乗降時間推定部２５は、次停車駅混雑状況推定部２４から与えられる次停車駅混雑状況推定情報に基づいて、次停車駅において乗客が自列車に乗降するのに必要とする時間（以下、これを必要乗降時間と呼ぶ）を推定し、推定結果を自列車乗降時間推定情報として目標到着時刻設定部２６に通知する。
【００４６】
かくして目標到着時刻設定部２６は、計画ダイヤ保持部２０から通知される自列車発車時刻情報と、自列車乗降時間推定部２５から通知される自列車乗降時間推定情報とに基づいて、自列車が目標とすべき次停車駅への到着時刻（目標到着時刻）を算出し、算出結果を上述の目標到着時刻情報として速度パターン計画部１１に通知する。
【００４７】
次に、かかる列車運転制御装置１０において実行される上述の処理（以下、これを列車運転制御処理と呼ぶ）の流れについて説明する。図４は、本実施の形態による列車運転制御装置１０において実行される列車運転制御処理の流れを示す。
【００４８】
この列車運転制御処理は、ステップＳＰ１において、先行列車発車時刻推定部２１が上述のようにして先行列車の次停車駅の実績発車時刻を推定することにより開始される。そして、先行列車発車時刻推定部２１は、推定した発車時刻を推定発車時刻情報として乗客滞留時間推定部２３に通知する。
【００４９】
続くステップＳＰ２において、乗客滞留時間推定部２３は、計画ダイヤ保持部２０に自列車の次停車駅の計画ダイヤ上の発車時刻を問い合わせる。かくして、この問い合わせに応じて計画ダイヤ保持部２０において計画ダイヤ上での自列車の次停車駅の発車時刻が検索され、この検索により検出された発車時刻が発車時刻情報として乗客滞留時間推定部２３及び目標到着時刻設定部２６に通知される。
【００５０】
ステップＳＰ３では、乗客滞留時間推定部２３が、次停車駅のホームにおいて自列車の到着を待つ乗客の滞留時間の最大値を推定する。具体的に、乗客滞留時間推定部２３は、この最大値を、発車時刻情報に基づき認識される自列車の次停車駅の計画ダイヤ上の発車時刻から、先行列車発車時刻情報に基づき認識される先行列車の次停車駅の実績発車時刻を除算することにより算出する。そして、このとき算出された次停車駅のホームにおいて自列車の到着を待つ乗客の滞留時間の最大値が、上述の乗客滞留時間推定情報として次停車駅混雑状況推定部２４に通知される。
【００５１】
ステップＳＰ４では、人流情報取得部２２が人流監視装置２から次停車駅の乗客流入速度情報を取得する。ここで、乗客流入速度は、先行列車が次停車駅を発車した時刻以前の計測値を処理して用いる。処理の一例として、先行列車の次停車駅の発車時刻までの所定時間における平均流入速度を用いることが考えられる。この所定時間は、短すぎると瞬間的な人流多寡に左右され、長すぎるとリアルタイム性が失われるため、設定に注意を要する。かかる所定時間のオーダとしては、列車着発時隔と同程度が適切であると考えられるが、実測による試験に基づいて決めるのがよい。
【００５２】
ステップＳＰ５では、次停車駅混雑状況推定部２４が、ステップＳＰ３において取得した乗客滞留時間推定情報に基づき認識される次停車駅で自列車の到着を待つ乗客の最大の滞留時間と、ステップＳＰ４において取得した次停車駅客流入速度情報に基づき認識される次停車駅のホームへの乗客の流入速度とを乗算することにより、次停車駅において自列車に乗車する乗客数（次停車駅における乗客の混雑状況）を推定し、推定結果を次停車駅混雑状況推定情報として自列車乗降時間推定部２５に通知する。
【００５３】
ステップＳＰ６では、自列車乗降時間推定部２５が、次停車駅混雑状況推定情報に基づいて、次停車駅において乗客が自列車に乗車するのに要する時間（以下、これを乗車所要時間と呼ぶ）を推定する。この乗車所要時間の推定には、例えば図５に示すような実列車に対する乗客の乗降の観測から得られる近似曲線を用いることができるが、この他、乗客の乗降をモデル化して適切な近似式を作成して用いるようにしてもよい。
【００５４】
また自列車乗降時間推定部２５は、ステップＳＰ６において、上述のように推定した乗車所要時間に、別途用意した、次停車駅において自列車から乗客が降車するのに必要となる時間（降車所要時間）と、予め定められた所定の予備時間とを加算することにより、次停車駅における必要乗降時間を推定する。なお、降車所要時間としては、一定値を用いるほか、時間帯や曜日ごとに集計した観測値のデータベースを用いることも考えられる。さらに自列車の重量に応じて一定値に係数で重み付けする方法も考えられる。また列車（車両）の重量は、台車に配置された、車両の構体を支える空気ばねの空気圧により推定することができる。
【００５５】
続くステップＳＰ７では、目標到着時刻設定部２６が、ステップＳＰ２において計画ダイヤ保持部２０から取得した自列車の次停車駅の計画ダイヤ上の発車時刻から、ステップＳＰ６において自列車乗降時間推定部２５から取得した乗降時間を差し引くようにして、自列車の次停車駅の目標到着時刻を算出する。そして目標到着時刻設定部２６は、このようにして取得した自列車の次停車駅の目標到着時刻を速度パターン計画部１１に通知する。
【００５６】
以上により、列車運転制御装置１０における一連の処理が終了する。
【００５７】
（１−３）効果
以上のように、本実施の形態の自動列車運転システム１では、次停車駅の混雑状況に応じて当該次停車駅に対する自列車の目標到着時刻が設定されるため、次停車駅が混雑していない（次停車駅において自列車に乗車する乗客数が少ない）と推定された場合には、自列車の次停車駅の目標到着時刻が計画ダイヤよりも遅い時間に設定される。従って、このような場合には、次停車駅までの自列車の走行速度が抑えられ、省エネルギー運転が行われる。
【００５８】
このように本実施の形態の自動列車運転システム１によれば、次停車駅における乗客の混雑状況に応じて駅間走行の速度パターンを適正化することができ、省エネルギーな列車運行を行うことができる。
【００５９】
（２）第２の実施の形態
本実施の形態は、駅ホームに対する乗客流入速度を、事前に収集したデータベースから取得し、取得した乗客流入速度に基づいて次停車駅における乗客の混雑状況を推定することを特徴とする。
【００６０】
図３との対応部分に同一符号を付した図６は、第１の実施の形態による列車運転制御装置１０（図２）に代えて図２について上述した自動列車運転システム１に適用される、第２の実施の形態による列車運転制御装置３０を示す。この列車運転制御装置３０は、人流情報取得部２２（図３）に代えて、乗客流入速度データベース部３１を備えている点を除いて第１の実施の形態による列車運転制御装置１０と同様に構成されている。以下、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
乗客流入速度データベース部３１は、各停車駅のホームに対する曜日ごと及び時間帯ごとの乗客流入速度を集計及び蓄積したデータベース（以下、これを乗客流入速度データベースと呼ぶ）３２を備える。そして乗客流入速度データベース部３１は、列車内に設置された図示しない時計などから逐次与えられる、本日の曜日及び現在時刻を表す曜日及び時刻情報に基づいて、次停車駅のホームに対する現在の乗客流入速度を乗客流入速度データベース３２上で検索し、当該検索により検出した乗客流入速度を乗客流入速度情報として次停車駅混雑状況推定部２４に通知する。なお、乗客流入速度データベース３２の軸は、曜日及び時間帯だけでなく、その他、各停車駅のホームに対する乗客流入速度の変化を特徴づけるパラメータを用いることが望ましい。
【００６２】
そして次停車駅混雑状況推定部２４は、乗客流入速度データベース部３１から与えられる乗客流入速度情報と、乗客滞留時間推定部２３から与えられる上述の乗客滞留時間推定情報とに基づいて、次停車駅において自列車に乗車する乗客数（次停車駅における乗客の混雑状況）を推定し、推定結果を次停車駅混雑状況情報として自列車乗降時間推定部２５に通知する。
【００６３】
図７は、本実施の形態による列車運転制御装置３０において実行される列車運転制御処理の流れを示す。この図７において、ステップＳＰ１０〜ステップＳＰ１２は、図４について上述した第１の実施の形態の列車運転制御処理のステップＳＰ１〜ステップＳＰ３と同様に処理される。
【００６４】
続くステップＳＰ１３では、乗客流入速度データベース部３１により次停車駅のホームに対する現在の乗客流入速度が乗客流入速度データベース３２上で検索される。そして、乗客流入速度データベース部３１は、かかる検索により検出した乗客流入速度を次停車駅客流入速度情報として次停車駅混雑状況推定部２４に通知する。
【００６５】
この後、ステップＳＰ１４〜ステップＳＰ１６が第１の実施の形態の列車運転制御処理（図４）のステップＳＰ５〜ステップＳＰ７と同様に処理される。これにより自列車の次停車駅に対する目標到着時刻が算出され、これが速度パターン計画部１１に通知される。
【００６６】
以上の本実施の形態によれば、予め用意した乗客流入速度データベース３２を利用するため、自動列車運転システム１における人流監視装置２は不要であり、自動列車運転システム１を列車内に設けられた列車側システム部３内で閉じた形態とすることができる。従って、本実施の形態によれば、第１の実施の形態により得られる効果に加えて、導入を容易化させることができるという効果をも得ることができる。
【００６７】
（３）第３の実施の形態
本実施の形態は、駅ホームにおける乗客流入速度を一定とみなして次の停車駅の目標到着時刻を算出する点を特徴とする。
【００６８】
図３との対応部分に同一符号を付して示す図８は、第１の実施の形態による列車運転制御装置１０（図３）に代えて図２について上述した自動列車運転システム１に適用される、第３の実施の形態による列車運転制御装置４０を示す。
【００６９】
本列車運転制御装置４０の場合、計画ダイヤ保持部４１は、予め設定された先行列車及び自列車の計画ダイヤを保持している。そして計画ダイヤ保持部４１は、車両情報制御装置５から与えられた次停車駅情報に基づいて計画ダイヤ上での先行列車及び自列車の次停車駅の発車時刻をそれぞれ検索する。また計画ダイヤ保持部４１は、かかる検索により検出した先行列車の計画ダイヤ上の次停車駅の発車時刻を先行列車発車時刻情報として先行列車発車遅れ検知部４２に通知する一方、かかる検索により検出した自列車の計画ダイヤ上の次停車駅の発車時刻を自列車発車時刻情報として目標到着時刻設定部２６に通知する。
【００７０】
先行列車発車時刻推定部２１は、車上信号装置４から与えられる自列車ブレーキパターン情報に基づき認識される自列車のブレーキパターンの変化に基づいて、先行列車の次停車駅の実績発車時刻を推定し、推定した実績発車時刻を推定実績発車時刻情報として先行列車発車遅れ検知部４２に通知する。
【００７１】
先行列車発車遅れ検知部４２は、計画ダイヤ保持部４１から通知される先行列車発車時刻情報と、先行列車発車時刻推定部２１から通知される推定実績発車時刻情報とに基づいて、先行列車の計画ダイヤ上の次停車駅の発車時刻に対して実績発車時刻に遅れが生じているか否かを判定し、判定結果を先行列車発車遅れ検知情報として混雑状況推定部４３に通知する。
【００７２】
混雑状況推定部４３は、先行列車発車遅れ検知部４２から通知された先行列車発車遅れ検知情報に基づいて、次停車駅における乗客の混雑状況を推定し、推定結果を次停車駅混雑状況推定情報として自列車乗降時間推定部４４に通知する。
【００７３】
自列車乗降時間推定部４４は、混雑状況推定部４３から通知された先次停車駅混雑状況推定情報に基づいて、次停車駅において乗客が自列車に乗降するのに必要な時間（必要乗降時間）を推定し、推定した必要乗降時間を自列車乗降時間推定情報として目標到着時刻設定部２６に通知する。
【００７４】
かくして目標到着時刻設定部２６は、計画ダイヤ保持部４１から与えられる自列車発車時刻情報と、自列車乗降時間推定部４４から与えられる自列車乗降時間推定情報とに基づいて、第１の実施の形態と同様にして自列車が目標とすべき次停車駅への到着時刻（目標到着時刻）を算出し、算出結果を上述の目標到着時刻情報として速度パターン計画部１１に通知する。
【００７５】
図９は、本実施の形態による列車運転制御装置４０において実行される列車運転制御処理の流れを示す。この図９において、ステップＳＰ２０及びステップＳＰ２１は、図４について上述した第１の実施の形態の列車運転制御処理のステップＳＰ１及びステップＳＰ２と同様に処理される。
【００７６】
ステップＳＰ２２では、先行列車発車遅れ検知部４２が、次停車駅における先行列車の計画ダイヤ上の発車時刻を計画ダイヤ保持部４１から取得する。また、先行列車発車遅れ検知部４２は、次のステップＳＰ２３において、ステップＳＰ２０で取得した先行列車の次停車駅の実績発車時刻と、ステップＳＰ２２で取得した先行列車の計画ダイヤ上の次停車駅の発車時刻とを比較し、先行列車の次停車駅における実績発車時刻が、計画ダイヤ上の次停車駅の発車時刻に対して予め定められた所定時間（以下、これを遅れ時間閾値と呼ぶ）以上遅れているか否かを判定し、検知結果を混雑状況推定部４３に通知する。
【００７７】
続くステップＳＰ２４では、混雑状況推定部４３が、ステップＳＰ２３における先行列車発車遅れ検知部４２の判定結果に基づいて次停車駅における乗客の混雑状況を推定する。ただし、本実施の形態では、乗客流入速度を参照しない簡略化したシステム構成となっているため、次停車駅における乗客の混雑状況の推定は厳密なものではない。具体的に、混雑状況推定部４３は、次停車駅における先行列車の発車時刻の遅れが上述の遅れ時間閾値以上であると先行列車発車遅れ検知部４２が判定した場合には、混雑していないと推定し、次停車駅における先行列車の発車時刻の遅れが上述の遅れ時間閾値未満であると先行列車発車遅れ検知部４２が判定した場合には、混雑していると推定する。
【００７８】
次のステップＳＰ２５では、自列車乗降時間推定部４４が、次停車駅における乗車所要時間を推定する。具体的に、自列車乗降時間推定部４４は、ステップＳＰ２４において混雑状況推定部４３が次停車駅は混雑していると推定した場合には、乗車所要時間として予め定められた所定の基準乗車所要時間を乗車所要時間と推定する。また自列車乗降時間推定部４４は、ステップＳＰ２４において混雑状況推定部４３が次停車駅は混雑していないと推定した場合には、上述の基準乗車所要時間から予め定められた所定時間を差し引いた残りの時間を乗車所要時間として推定する。
【００７９】
そして自列車乗降時間推定部４４は、上述のように推定した乗車所要時間に、別途用意した、次停車駅において自列車から乗客が降車するのに必要となる時間（降車所要時間）と、予め定められた所定の予備時間とを加算することにより、次停車駅における必要乗降時間を推定し、推定した必要乗降時間を目標到着時刻設定部２６に通知する。
【００８０】
この後、ステップＳＰ２６が第１の実施の形態の列車運転制御処理（図４）のステップＳＰ７と同様に処理される。これにより自列車の次停車駅に対する目標到着時刻が算出され、これが速度パターン計画部１１に通知される。
【００８１】
以上の本実施の形態によれば、駅ホームの乗客流入速度を一定と仮定することでシステムの簡易化を図ることができる。ただし、該仮定が成立する条件でのみ本発明を適用可能であり、適用可能な場面（駅、日時など）は第１及び第２の実施の形態に比べて限定されることに注意が必要である。
【００８２】
（４）第４の実施の形態
本実施の形態は、次停車駅のホームに滞留する乗客の人数から当該ホームに対する乗客流入速度を算出する点を特徴とする。
【００８３】
図３との対応部分に同一符号を付して示す図１０は、第１の実施の形態による列車運転制御装置１０（図３）に代えて図２について上述した自動列車運転システム１に適用される、第４の実施の形態による列車運転制御装置５０を示す。この列車運転制御装置５０は、人流情報取得部２２（図３）に代えて、人流情報取得部５１及び乗客流入速度推定部５２が設けられている点を除いて第１の実施の形態による列車運転制御装置１０と同様に構成されている。以下、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８４】
本実施の形態の場合、地上には、図２について上述した人流監視装置２に代えて、次停車駅のホームに滞留する乗客の人数を検出する人数監視装置５３が設置される。人数監視装置５３は、例えば、ホームや当該ホームに続く通路及び階段などに設置された監視カメラのカメラ画像に対する画像処理や、改札機の入場記録の解析処理などにより次停車駅のホームにおいて列車の到着を待つ乗客の人数を逐次検出する。
【００８５】
そして人流情報取得部５１は、所定のタイミングで人数監視装置５３にアクセスして次停車駅のホームに滞留する乗客数を取得し、取得した乗客数を乗客数情報として乗客流入速度推定部５２に通知する。また乗客流入速度推定部５２には、先行列車の次停車駅の実績発車時刻を表す推定実績発車時刻情報が先行列車発車時刻推定部２１から通知される。
【００８６】
かくして乗客流入速度推定部５２は、人流情報取得部５１から通知される乗客数情報と、先行列車発車時刻推定部２１から通知される推定実績発車時刻情報とに基づいて、次停車駅のホームへの乗客流入速度を計算し、算出した乗客流入速度を次停車駅混雑状況推定部２４に通知する。
【００８７】
そして次停車駅混雑状況推定部２４は、乗客滞留時間推定部２３から通知された乗客滞留時間推定情報と、乗客流入速度推定部５２から通知された乗客流入速度情報とに基づいて、第１の実施の形態と同様にして次停車駅において自列車に乗車する乗客数（次停止駅における乗客の混雑状況）を推定し、推定結果を次停車駅混雑状況推定情報として自列車乗降時間推定部２５に通知する。
【００８８】
図１１は、本実施の形態による列車運転制御装置５０において実行される列車運転制御処理の流れを示す。この図１１において、ステップＳＰ３０〜ステップＳＰ３２は、図４について上述した第１の実施の形態の列車運転制御処理のステップＳＰ１〜ステップＳＰ３と同様に処理される。
【００８９】
続くステップＳＰ３３では、人流情報取得部５１が、地上に設置された上述の人数監視装置５３から次停車駅のホーム上の現在の乗客数を表す上述の乗客数情報を取得する。この乗客数情報を人流情報取得部５１が取得するタイミングは、先行列車の実績発車時刻から所定時間後である。この所定時間を長く設定した場合、後に計算する乗客流入速度の推定精度が高くなる一方で、自列車への速度パターン指令タイミングが遅くなる。またこの所定時間を短く設定した場合には、後に計算する乗客流入速度の推定精度が低くなるおそれがある。従って、この所定時間については、実測によるテストを繰り返すなどして適切な値を把握し設定する必要がある。
【００９０】
続くステップＳＰ３４では、乗客流入速度推定部５２が次停車駅のホームへの乗客流入速度を推定する。この乗客流入速度は、ステップＳＰ３３において取得した乗客数情報から認識される次停車駅のホーム上の現在の乗客数を、先行列車の実績発車時刻から人流情報取得部５１が当該乗客数情報を取得するまでの時間で除算することにより算出することができる。
【００９１】
この後、ステップＳＰ３５〜ステップＳＰ３７が第１の実施の形態の列車運転制御処理（図４）のステップＳＰ５〜ステップＳＰ７と同様に処理される。これにより自列車の次の停車駅に対する目標到着時刻が算出され、これが速度パターン計画部１１に通知される。
【００９２】
以上の本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、次停車駅における乗客の混雑状況に応じて駅間走行の速度パターンを適正化することができ、省エネルギーな列車運行を行うことができる。
【００９３】
（５）第５の実施の形態
上述の第１〜第４の実施の形態においては、本発明を自動列車運転システム１に適用することにより省エネルギーな列車運行を実現しているが、例えば、運転手が列車を運転する路線において、第１〜第４の実施の形態の速度パターン計画部１１において作成された速度パターンで列車を走行させるための運転操作を運転手に教示することによっても、第１〜第４の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
ここで、図１２において、実線Ｋ１は計画ダイヤに従った駅間走行の速度パターンを示すものとする。この場合、次停車駅への到着を遅らせる（駅間走行速度を下げる）方法としては、加速を緩やかにする（曲線Ｋ２）、最高速度を下げる（曲線Ｋ３）、惰行開始位置を早める（曲線Ｋ４）、及び又は、減速を緩やかにする（曲線Ｋ５）などの手法が考えられる。
【００９５】
これらを運転操作で実現するためには、曲線Ｋ２のように加速を緩やかにするという手法の場合には低い力行ノッチを使用する、曲線Ｋ３のように最高速度を下げるという手法の場合には定速に入る速度を低くする、曲線Ｋ４のように惰行開始位置を早めるという手法の場合には力行ノッチのオフタイミングを早くする、曲線Ｋ５のように減速を緩やかにするという手法の場合にはブレーキ開始を早めて低いブレーキノッチを使用するという運転操作がそれぞれ考えられ、これらの運転操作を画面や音声によって運転手に教示すればよい。
【００９６】
図２との対応部分に同一符号を付した図１３は、このような機能を有する本実施の形態による列車運転支援システム６０の構成例を示す。この列車運転支援システム６０は、運転手による列車の運転を支援するシステムであり、列車側システム部６１に列車運転支援装置６２が設けられている。また列車運転支援装置６２は、走行制御部１３（図２）に代えて運転操作教示部６３が設けられている点を除いて図２について上述した自動列車運転装置６と同様に構成されている。
【００９７】
運転操作教示部６３は、液晶モニタやスピーカなどの出力装置を備えて構成され、速度・位置検出部１２から通知される速度・位置情報と、速度パターン計画部１１から通知される速度パターン情報と、データベース１４に登録されている路線、車両及び運行条件に関する情報とに基づいて、速度パターン計画部１１が計画した速度パターンで自列車を走行させるための運転操作を、当該運転操作の内容が表示された画面や、適当なタイミングで出力される音声により運転手に教示する。
【００９８】
図１４は、このような運転操作教示部６３の液晶モニタに表示される画面（以下、これを運転操作教示画面と呼ぶ）７０の構成例を示す。この運転操作教示画面７０は、自列車の現在速度と、速度パターン計画部１１において作成された速度パターンに従って自列車を走行させるために行うべき運転操作の内容とを並べて表示する場合の構成例である。
【００９９】
実際上、この運転操作教示画面７０は、現在速度表示フィールド７０Ａと、運転操作教示フィールド７０Ｂとから構成される。そして現在速度表示フィールド７０Ａには、自列車の現在の速度を指した円形状の速度メータ７１が表示される。また速度メータ７１の周囲には環状の目標速度範囲表示部７２が表示され、この目標速度範囲表示部７２のうち、そのとき自列車が目標とすべき速度範囲と対応する箇所７２Ａが所定色で強調表示される。
【０１００】
また運転操作教示フィールド７０Ｂには、速度パターン計画部１１が計画した速度パターンで自列車を走行させるために、運転手が行うべき運転操作の操作内容が表示される。例えば図１４の例では、まず「80km/hまで加速（Accelerate 80km/h）」し、その後「ＡからＢまで80km/hの速度を維持（Keep 80 km/h from A to B）」した後、「60km/hで惰行運転（Coast to 60 km/h）」すべきことが示されている。そして、これら操作内容のうち、現在、運転手が行うべき運転操作の操作内容を表示した部分が所定色で強調表示される。
【０１０１】
従って、運転操作教示部６３にこのような運転操作教示画面７０が表示される場合、運転手は、現在速度表示フィールド７０Ａに表示された速度メータ７１を参照しながら、運転操作教示フィールド７０Ｂに表示された各操作内容に従って運転操作を行うことによって、速度パターン計画部１１が作成した速度パターンに追従するよう自列車を走行させることができる。
【０１０２】
また図１５は、運転操作教示部６３に表示される他の運転操作教示画面８０の構成例を示す。この運転操作教示画面８０は、自列車の現在の出力と、目標とすべき出力（以下、これを目標出力と呼ぶ）とを重ねて表示することにより、出力のコントロールを運転手に促す場合の構成例である。
【０１０３】
この運転操作教示画面８０では、画面の上下方向の中央部に帯状の出力表示部８１が表示される。出力表示部８１は、基準位置Ｐ１を境に、基準位置Ｐ１よりも右側に行くほど力行運転のための出力が大きいことを表し、基準位置Ｐ１よりも左側に行くほど制動のための出力が大きいことを表す。
【０１０４】
そしてこの運転操作教示画面８０では、出力表示部８１内の対応する箇所８１Ａが目標出力の範囲を表す所定色で強調表示されると共に、出力表示部８１の現在の出力の大きさに対応する位置にこれを表す逆三角形状のマーク８２が表示される。なお出力表示部８１における目標出力の範囲を表す箇所８１Ａは、速度パターン計画部１１において作成された速度パターンに従って出力表示部８１内を左右方向に移動するように表示される。
【０１０５】
従って、運転操作教示部６３にこのような運転操作教示画面８０が表示される場合、運転手は、自列車の現在の出力を表すマーク８２が出力表示部８１内に表示された目標出力の範囲内に位置するように自列車の出力をコントロールすることによって、速度パターン計画部１１が作成した速度パターンに追従するよう自列車を走行させることができる。
【０１０６】
さらに図１６は、運転操作教示部６３に表示される他の運転操作教示画面９０の構成例を示す。この運転操作教示画面９０は、自列車が目標とすべき速度（以下、これを目標速度と呼ぶ）の範囲に現在の自列車の速度を重ねて表示することにより、速度のコントロールを運転手に促す場合の構成例である。
【０１０７】
この運転操作教示画面９０では、画面の縦方向と平行に時間軸９１が表示され、画面の横方向と平行に速度を表す速度軸９２が表示される。この速度軸９２は、自列車が前の停車駅を出発してからの経過時間に応じて画面の下側から上側に移動してゆくように表示される。またこの速度軸９２上のそのときの自列車の速度に応じた位置には、これを表すマーク９３が表示される。
【０１０８】
さらに運転操作教示画面９０には、速度パターン計画部１１が作成した速度パターンに従って走行するために、自列車が目標とすべき経過時間ごとの速度範囲を表す帯状の模様９４が表示される。
【０１０９】
従って、運転操作教示部６３にこのような運転操作教示画面９０が表示される場合、運転手は、自列車の速度を表すマーク９３が目標速度の範囲を表す模様９４内に位置するように自列車の速度をコントロールすることによって、速度パターン計画部１１が作成した速度パターンに追従するよう自列車を走行させることができる。
【０１１０】
以上のように本実施の形態の列車運転支援システム６０では、列車運転制御装置１０により算出された次停車駅の目標到着時刻に従って速度パターン計画部１１が計画した速度パターンで自列車を走行させるための運転操作を運転手に教示する。従って、運転手が列車を運転する路線に本列車運転支援システム６０を適用することによって、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
（６）第６の実施の形態
上述の第１〜第４の実施の形態においては、本発明を自動列車運転システム１に適用することにより省エネルギーな列車運行を実現しているが、本発明を列車運行管理システムに適用しても、第１〜第４の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
図２との対応部分に同一符号を付した図１７は、このような列車運行管理システム１００の構成例を示す。この列車運行管理システム１００は、いずれも地上に設置された人流監視装置１０１、信号システム１０２及び列車運行管理装置１０３を備えて構成される。
【０１１３】
人流監視装置１０１は、路線上のすべての駅について、第１の実施の形態の人流監視装置２と同様にして、その駅のホームに対する乗客の流入速度（乗客流入速度）をそれぞれ検出する。そして人流監視装置２は、列車運行管理装置１０３からの要求に応じて、要求された駅のホームに対する乗客流入速度を列車運行管理装置１０３に通知する。
【０１１４】
信号システム１０２は、後述のように列車運行管理装置１０３から与えられる進路制御情報に基づいて、線路に沿って複数設置された図示しない信号機を管理する機能を有するシステムである。また信号システムは、線路を走行する各列車の位置をそれぞれ検出し、検出結果を列車位置情報として列車運行管理装置１０３に通知すると共に、その列車の次停車駅に１つ前に停車する先行列車の位置を先行列車位置情報として列車運行管理装置１０３に通知する。
【０１１５】
列車運行管理装置１０３は、列車運転制御装置１０７、ダイヤ修正部１０８、ダイヤ管理部１０９及び進路制御装置１１０を備える。
【０１１６】
このうちダイヤ管理部１０９は、予め定められた各列車の計画ダイヤを管理しており、管理している計画ダイヤを計画ダイヤ情報として列車運転制御装置１０７に通知すると共に、当該計画ダイヤに基づくダイヤ情報を進路制御装置１１０に通知する。
【０１１７】
またダイヤ管理部１０９は、管理している計画ダイヤに基づいて、現在の各列車の運行状況を駅員室内のモニタに表示させるなどして駅係員１０４に通知し、各列車の乗務員１０５に対してその列車を計画ダイヤ通りに運転するための指令でなる運転指令を与え、電光掲示板に直近の列車に関する計画ダイヤを掲載するなどして利用客１０６に列車運行に関する案内情報を提供する。
【０１１８】
進路制御装置１１０は、ダイヤ管理部１０９から与えられるダイヤ情報に基づいて、ポイントの切替え制御を実行する。そして進路制御装置１１０は、かかる切替え制御の結果を進路制御情報として信号システム１０２に送出する。
【０１１９】
列車運転制御装置１０７は、人流監視装置１０１から与えられる駅ごとの乗客流入速度情報と、信号システム１０２から与えられる各列車の位置をそれぞれ表す列車位置情報及び先行列車位置情報と、ダイヤ管理部１０９から与えられる計画ダイヤ情報とに基づいて、各駅における乗客の混雑状況を推定すると共に、この推定結果に基づいて各駅における必要乗降時間それぞれを推定し、推定結果に基づいて列車ごとの次停車駅の目標到着時刻をそれぞれ算出する。そして列車運転制御装置１０は、算出した列車ごとの次停車駅の目標到着時刻をそれぞれ目標到着時刻情報としてダイヤ修正部１０８に通知する。
【０１２０】
ダイヤ修正部１０８は、列車運転制御装置１０７から与えられる列車ごとの目標到着時刻情報に基づいて各列車の計画ダイヤの修正案を作成し、作成した修正案に従ってダイヤ管理部１０９が管理する計画ダイヤを修正する。
【０１２１】
かくしてダイヤ管理部１０９は、この後、修正された計画ダイヤに基づいて、現在の各列車の運行状況を駅員室内のモニタに表示させるなどして駅係員１０４に通知し、各列車の乗務員１０５に対してその列車を修正された計画ダイヤ通りに運転するための運転指令を与え、電光掲示板に直近の列車に関する修正された計画ダイヤを掲載するなどして利用客１０６に列車運行に関する案内情報を提供する。
【０１２２】
図１８は、列車運転制御装置１０７の具体的な構成を示す。この図１８に示すように、本列車運転制御装置１０７では、信号システム１０２から送信される各列車の位置情報でなる上述の列車位置情報が列車発車時刻取得部１２１に与えられると共に、その列車の次停車駅にその列車よりも１つ前に停車する先行列車の位置情報でなる先行列車位置情報がそれぞれ先行列車発車時刻推定部１２２に与えられる。
【０１２３】
列車発車時刻取得部１２１は、列車置情報から認識される各列車の在線位置と、計画ダイヤ保持部１２０が記憶保持する各列車の計画ダイヤとに基づいて、各列車の次停車駅の計画ダイヤ上の発車時刻を検索する。そして列車発車時刻取得部１２１は、この検索により取得した各列車の次停車駅の計画ダイヤ上の発車時刻を列車発車時刻情報として乗客滞留時間推定部１２３及び目標到着時刻設定部１２７に通知する。
【０１２４】
また先行列車発車時刻推定部１２２は、先行列車位置情報から認識される各先行列車の位置に基づいて、先行列車ごとの直前に発車した停車駅の実績発車時刻をそれぞれ推定し、推定した先行列車ごとの実績発車時刻を推定実績発車時刻情報として乗客滞留時間推定部１２３に通知する。
【０１２５】
乗客滞留時間推定部１２３は、列車発車時刻取得部１２１から通知される列車発車時刻情報と、先行列車発車時刻推定部１２２から通知される推定実績発車時刻情報とに基づいて、第１の実施の形態の乗客滞留時間推定部２３（図３）と同様にして、列車ごとに、次停車駅のホームにおいてその列車の到着を待つ乗客の滞留時間（待ち時間）の最大値を推定する。そして乗客滞留時間推定部１２３は、かかる推定により得られた、次停車駅のホームにおいて各列車の到着を待つ乗客の滞留時間の最大値を、乗客滞留時間推定情報として混雑状況推定部１２５に通知する。
【０１２６】
一方、人流情報取得部１２４は、人流監視装置１０１から各駅の乗客流入速度情報をそれぞれ取得し、取得した駅ごとの乗客流入速度情報を混雑状況推定部１２５に通知する。
【０１２７】
混雑状況推定部１２５は、乗客滞留時間推定部１２３から与えられる駅ごとの乗客滞留時間推定情報と、人流情報取得部１２４から与えられる駅ごとの乗客流入速度情報とに基づいて、第１の実施の形態の次停車駅混雑状況推定部２４（図３）と同様にして、各駅において次に到着した列車にそれぞれ乗車する乗客の数（各駅の混雑状況）をそれぞれ推定する。そして混雑状況推定部１２５は、推定結果を混雑状況推定情報として列車乗降時間推定部１２６に通知する。
【０１２８】
列車乗降時間推定部１２６は、混雑状況推定部１２５から与えられる駅ごとの混雑状況推定情報に基づいて、第１の実施の形態の自列車乗降時間推定部２５（図３）と同様にして、各駅において次に到着した列車に乗客が乗降するのに必要とする時間（必要乗降時間）をそれぞれ推定し、推定結果を乗降時間推定情報として目標到着時刻設定部１２７に通知する。
【０１２９】
かくして目標到着時刻設定部１２７は、列車発車時刻取得部１２１から通知される列車ごとの列車発車時刻情報と、列車乗降時間推定部１２６から通知される乗降時間推定情報とに基づいて、第１の実施の形態の目標到着時刻設定部２６（図３）と同様にして、各列車がそれぞれ目標とすべき次停車駅への到着時刻（目標到着時刻）をそれぞれ算出し、算出結果を上述の目標到着時刻情報としてダイヤ修正部１０８に通知する。
【０１３０】
以上のように本実施の形態の列車運行管理システム１００では、各列車について、次停車駅の混雑状況に応じて当該次停車駅に対するその列車の目標到着時刻が設定される。従って、本列車運行管理システム１００によれば、第１の実施の形態と同様に、次停車駅における乗客の混雑状況に応じて各列車の駅間走行の速度パターンを適正化することができ、省エネルギーな列車運行を行うことができる。
【０１３１】
（７）他の実施の形態
なお上述の第１〜第６の実施の形態においては、自動列車運転装置６（図２）及び列車運転支援装置６２（図１３）の列車運転制御装置１０，３０，４０，５０，１０７や、速度・位置検出部１２、速度パターン計画部１１、走行制御部１３及び運転操作教示部６３や、列車運行管理装置１０３（図１７）のダイヤをハードウェア構成とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これら列車運転制御装置１０，３０，４０，５０，１０７、速度・位置検出部１２、速度パターン計画部１１及び走行制御部１３と、運転操作教示部６３の出力装置以外の部分とをソフトウェア構成とするようにしてもよい。
【０１３２】
また上述の第５及び第６の実施の形態においては、列車運転支援システム６０の列車運転制御装置１０及び列車運行管理システム１００の列車運転制御装置１０７を図３について上述した第１の実施の形態の列車運転制御装置１０と同様又はほぼ同様に構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これら列車運転支援システム６０の列車運転制御装置１０及び列車運行管理システム１００の列車運転制御装置１０７を図６について上述した第２の実施の形態の列車運転制御装置３０や、図８について上述した第３の実施の形態の列車運転制御装置４０、又は、図１０について上述した第４の実施の形態の列車運転制御装置５０と同様又はほぼ同様に構成するようにしてもよい。
【０１３３】
さらに上述の第６の実施の形態においては、ダイヤ管理部１０９が、管理している計画ダイヤに基づいて、各列車の乗務員１０５に対してその列車を計画ダイヤ通りに運転するための指令でなる運転指令を与えるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、列車を自動運転する路線に本列車運行管理システム１００を適用する場合には、かかる運転指令に基づいて各列車が自動運転するようにしてもよい。また列車を運転手が運転する路線に本列車運行管理システム１００を適用する場合には、かかる運転指令に基づいて、各列車側において第５の実施の形態と同様にして運転操作を運転手に教示するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明は、例えばホームへの乗客流入速度がおおよそ一定で継続性がある路線の自動列車運転システム、列車運転支援システム及び列車運行管理システムとして適用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１……自動列車運転システム、２，１０１……人流監視装置、３……列車側運転システム部、６……自動列車運転装置、１０，３０，４０，５０，１０７……列車運転制御装置、１１……速度パターン計画部、１３……走行制御部、９……制駆動制御装置、２０，４１……計画ダイヤ保持部、２１，１２２……先行列車発車時刻推定部、２２，１２４……人流情報取得部、２３，１２３……乗客滞留時間推定部、２４……次停車駅混雑状況推定部、２５，４４……自列車乗降時間推定部、２６，１２７……目標到着時刻設定部、３１……乗客流入速度データベース部、３２……乗客流入速度データベース、４２……先行列車発車遅れ検知部、４３，１２５……混雑状況推定部、６０……列車運転支援システム、６２……列車運転支援装置、６３……運転操作教示部、７０，８０，９０……運転操作教示画面、１００……列車運転管理システム、１０３……列車運転管理装置、１０８……ダイヤ修正部、１０９……ダイヤ管理部、１２１……列車発車時刻取得部、１２６……列車乗降時間推定部。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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