(57)【要約】【課題】データ欠損が生じた場合でも、より適切な制御を実行することを可能にする技術を提供することができる。【解決手段】受信手段は、自然現象値が所定の境界値に達したことと、自然現象値が減少する方向あるいは増加する方向のいずれの方向で境界値に達したかとを示す変化点情報を受信する。変化点情報保持手段は、受信手段で受信された変化点情報を保持する。マトリクス情報保持手段は、前回と今回の変化点情報において自然現象値が達した境界値と自然現象値がいずれの方向で境界値に達したかとに基づいて定まる前回自然現象値範囲と今回自然現象値範囲との組み合わせに対して実行すべき制御内容を設定したマトリクス情報を予め保持する。制御決定手段は、前回の変化点情報と今回の変化点情報とに基づき、マトリクス情報保持手段にて保持されているマトリクス情報を参照することにより、実行すべき制御内容を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然現象の変化に応じて実行すべき制御を決定する制御管理装置であって、
前記自然現象を表す自然現象値が所定の境界値に達したことと、前記自然現象値が減少する方向あるいは増加する方向のいずれの方向で前記境界値に達したかとを示す変化点情報を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された変化点情報を保持する変化点情報保持手段と、
前回の変化点情報において自然現象値が達した境界値と前記自然現象値がいずれの方向で前記境界値に達したかとに基づいて定まる前回自然現象値範囲と、今回の変化点情報において自然現象値が達した境界値と前記自然現象値がいずれの方向で前記境界値に達したかとに基づいて定まる今回自然現象値範囲との組み合わせに対して実行すべき制御内容を設定したマトリクス情報を予め保持するマトリクス情報保持手段と、
前記変化点情報保持手段にて保持されている前回の変化点情報と今回の変化点情報とに基づき、前記マトリクス情報保持手段にて保持されている前記マトリクス情報を参照することにより、実行すべき制御内容を決定する制御決定手段と、
を有する制御管理装置。
【請求項２】
今回自然現象値範囲において実行すべき基本制御内容が決まっており、
前記マトリクス情報に設定される制御は、今回自然現象値範囲に対応する基本制御内容と同じか前記基本制御内容よりも安全な制御内容のいずれかである、請求項１に記載の制御管理装置。
【請求項３】
前記マトリクス情報には、前回の変化点情報と今回の変化点情報の間にデータの欠損があり、かつ前記前回の変化点情報と前記今回の変化点情報の間の自然現象値が単調増加と単調減少のいずれでもない場合に、前記基本制御内容と同じか前記基本制御内容よりも安全な制御内容のいずれかが設定され、それ以外の場合には前記基本制御内容と同じ制御内容が設定される、請求項２に記載の制御管理装置。
【請求項４】
前記受信手段で受信された前回の変化点情報と今回の変化点情報の間に変化点情報の欠損があったか否か判定する欠損判定手段を更に有し、
前記制御決定手段は、前記欠損判定手段で変化点情報の欠損があったと判定されたとき、前記マトリクス情報を参照して、前記実行すべき制御を決定する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の制御管理装置。
【請求項５】
前記自然現象値は風速であり、制御対象が列車の速度である、請求項１から４のいずれか一項に記載の制御管理装置。
【請求項６】
自然現象の変化に応じて実行すべき制御を決定するための制御決定方法であって、
前回の変化点情報において自然現象値が達した境界値と前記自然現象値が減少する方向あるいは増加する方向のいずれの方向で前記境界値に達したかとに基づいて定まる前回自然現象値範囲と、今回の変化点情報において自然現象値が達した境界値と前記自然現象値がいずれの方向で前記境界値に達したかとに基づいて定まる今回自然現象値範囲との組み合わせに対して実行すべき制御内容を設定したマトリクス情報を予め保持するステップと、
前記自然現象を表す自然現象値が所定の境界値に達したことと、前記自然現象値がいずれの方向で前記境界値に達したかとを示す変化点情報を受信するステップと
受信された前記変化点情報を保持するステップと、
保持されている前記前回の変化点情報と前記今回の変化点情報とに基づき、前記マトリクス情報を参照することにより、実行すべき制御内容を決定するステップと、
を有する制御管理方法。
【請求項７】
コンピュータに、自然現象の変化に応じて実行すべき制御を決定させるための制御決定プログラムであって、
前回の変化点情報において自然現象値が達した境界値と前記自然現象値が減少する方向あるいは増加する方向のいずれの方向で前記境界値に達したかとに基づいて定まる前回自然現象値範囲と、今回の変化点情報において自然現象値が達した境界値と前記自然現象値がいずれの方向で前記境界値に達したかとに基づいて定まる今回自然現象値範囲との組み合わせに対して実行すべき制御内容を設定したマトリクス情報を予め保持した状態で、
前記自然現象を表す自然現象値が所定の境界値に達したことと、前記自然現象値がいずれの方向で前記境界値に達したかとを示す変化点情報を受信する手順と
受信された前記変化点情報を保持する手順と、
保持されている前記前回の変化点情報と前記今回の変化点情報とに基づき、前記マトリクス情報を参照することにより、実行すべき制御内容を決定する手順と、
をコンピュータに実行させるための制御管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然現象の変化に応じて制御を実行する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道の運行においては、風が強いときには列車の運行速度を制限する等の制御が行われる。このように自然現象の変化に応じて制御を実行する技術が様々な分野で利用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、周囲の地形を考慮した風向予測により精度の高い運行規制を実施することが記載されている。特許文献１に記載された技術は、現地で観測された風向風速値を記録したデータベースと風予測値とにより、運行規制等の制御内容を決定するものである。
【０００４】
また、特許文献２には、風速を予測し、交通手段の運行を制御する技術が開示されている。特許文献２では、測定された実際の風速値からトレンドモデルとゆらぎモデルを使って、風速の予測に用いる風速予測モデルを求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８―２７５５６８号公報
【特許文献２】特開平８−１６６４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば特許文献１や特許文献２にあるような風速に応じた制御を実行する装置は、風速の変化を検知する装置から通知される情報に基づいて制御内容を決定している。しかしながら、特許文献１あるいは特許文献２には、風速の情報を通知する装置と制御を実行する装置との間で回線断などによりデータが欠損した場合を考慮した制御方法が開示されていない。そのため、データ欠損が生じたときに適切な制御が選択されない恐れがあった。
【０００７】
本発明の目的は、データ欠損が生じた場合でも、より適切な制御を実行することを可能にする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様による制御管理装置は、自然現象の変化に応じて実行すべき制御を決定する制御管理装置であって、前記自然現象を表す自然現象値が所定の境界値に達したことと、前記自然現象値が減少する方向あるいは増加する方向のいずれの方向で前記境界値に達したかとを示す変化点情報を受信する受信手段と、前記受信手段で受信された変化点情報を保持する変化点情報保持手段と、前回の変化点情報において自然現象値が達した境界値と前記自然現象値がいずれの方向で前記境界値に達したかとに基づいて定まる前回自然現象値範囲と、今回の変化点情報において自然現象値が達した境界値と前記自然現象値がいずれの方向で前記境界値に達したかとに基づいて定まる今回自然現象値範囲との組み合わせに対して実行すべき制御内容を設定したマトリクス情報を予め保持するマトリクス情報保持手段と、前記変化点情報保持手段にて保持されている前回の変化点情報と今回の変化点情報とに基づき、前記マトリクス情報保持手段にて保持されている前記マトリクス情報を参照することにより、実行すべき制御内容を決定する制御決定手段と、を有している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、データ欠損が生じた場合でも、より適切な制御を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態による制御装置のブロック図である。
【図２】マトリクス情報の一例を示す図である。
【図３】時間経過に伴って変化点情報が制御装置１０によって受信される様子を示す図である。
【図４】本実施形態の制御装置１０による、図３に対応した制御内容の遷移を示す図である。
【図５】図４に示した本実施形態と比較するための比較例として、今回受信した変化点情報のみに基づいて決定した場合の制御内容の遷移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態による制御装置のブロック図である。図１を参照すると、制御装置１０は、通信部１１、変化点情報保持部１２、制御決定部１３、およびマトリクス情報保持部１４を有している。
【００１３】
本実施形態による制御装置１０は風速の変化に応じて列車に対する制御を決定し、実行する装置であり、制御内容を決定する等の制御管理機能と、制御を実際に指示する制御実行機能を備えている。ただしそれら制御管理機能と制御実行機能が別個の装置によって実現されていてもよい。また、本実施形態では自然現象の一例として風を取り上げているが、広く他の自然現象に対しても同様の仕組みを適用可能である。風速は、自然現象である風の速さを表する値（自然現象値）である。また、本実施形態では列車の速度を制御対象にしているが、これは一例であり、これによって制御対象が限定されるものではない。
【００１４】
通信部１１は、風速が所定の境界値に達したことと、風速が減少する方向あるいは増加する方向のいずれの方向で前記境界値に達したかとを示す変化点情報を受信する。
【００１５】
変化点情報保持部１２は、通信部１１で受信された変化点情報を保持する。変化点情報保持部１２では、今回受信された変化点情報と前回受信された変化点情報の両方を同時に処理に利用できるように、前回受信された変化点情報をその次の変化点情報が受信されるまでは少なくとも保持されている。
【００１６】
マトリクス情報保持部１４は、前回の変化点情報において風速が達した境界値と風速がいずれの方向で境界値に達したかとに基づいて定まる前回風速範囲（前回自然現象値範囲）と、今回の変化点情報において風速が達した境界値と風速がいずれの方向で境界値に達したかとに基づいて定まる今回風速範囲（今回自然現象値範囲）との組み合わせに対して実行すべき制御内容を設定したマトリクス情報を予め保持している。
【００１７】
図２は、マトリクス情報の一例を示す図である。図２を参照すると、縦軸が前回値を示し、縦軸が今回値を示している。各軸は、風速が減少する方向か増加する方向のいずれの方向で境界値に達したかを正負の極性とし、一定間隔で区切られた風速範囲の各々に対応して、実行すべき制御内容が設定されている。縦軸および横軸のいずれにおいても風速範囲は境界値で区切られている。境界値としては、０ｍ／ｓ、１０ｍ／ｓ、２０ｍ／ｓ、３０ｍ／ｓが設定されている。風速範囲としては、０〜１０ｍ／ｓの風速範囲、１０〜２０ｍ／ｓの風速範囲、２０〜３０ｍ／ｓの風速範囲、３０ｍ／ｓを超える風速範囲が定められている。
【００１８】
縦軸に示された前回風速範囲と横軸に示された今回風速範囲との組み合わせに対して、実行すべき制御内容が設定されている。具体的な制御内容としては、今回風速範囲において基本的に実行すべき制御内容（基本制御内容）と同じ制御内容か、基本制御内容よりも安全な制御内容である。
【００１９】
図２のマトリクス情報において、制御内容は、今回風速範囲に対応した基本制御内容である速度制限の制限速度の値によって示されている。例えば、図２の右上の領域（第１象限）を参照すると、前回風速範囲が０〜１０ｍ／ｓで今回風速範囲が０〜１０ｍ／ｓである部分には“０”（制御内容２１）が設定されている。この“０”は、風速が風速範囲０〜１０ｍ／ｓ内のときに実行すべき基本的な速度制限（基本制御内容）を表している。また、前回風速範囲が２０〜３０ｍ／ｓの風速範囲で今回風速範囲が０〜１０ｍ／ｓの風速範囲である部分には“１０”が設定されている。この“１０”は、風速が風速範囲１０〜２０ｍ／ｓ内のときに実行すべき基本的な速度制限を表している。
【００２０】
制御決定部１３は、変化点情報保持部１２にて保持されている前回の変化点情報と今回の変化点情報とに基づき、マトリクス情報保持部１４にて保持されているマトリクス情報を参照することにより、実行すべき制御内容を決定する。
【００２１】
例えば、前回の変化点情報において風速が減少しながら１０ｍ／ｓという境界値に達したことが示されており、今回の変化点情報において風速が増加しながら２０ｍ／ｓに達したことが示されていれば、前回風速範囲がＤＯＷＮ側の０〜１０ｍ／ｓであり、今回風速範囲がＵＰ側の２０〜３０ｍ／ｓである。そこで図２における該当する制御内容２３を参照すると“２０”が設定されている。そのため、風速が風速範囲２０〜３０ｍ／ｓ内のときに実行すべき基本的な速度制限をこのときに実行すればよいことが分かる。
【００２２】
本実施形態によれば、前回風速範囲と今回風速範囲との関係に基づいて実行すべき制御内容を決定する仕組みとなっているので、前回受信した変化点情報と今回受信した変化点情報の間にデータの欠損があったとしても、今回風速範囲だけでなく、前回風速範囲も考慮したフェールセーフの制御が実行されるようにすることが可能である。
【００２３】
また、本実施形態では、実際にマトリクス情報には基本制御内容と同じかあるいはそれよりも安全な制御内容が設定されているので、フェールセーフの制御を実行することができる。
【００２４】
また、本実施形態では、風速に応じた列車の制限速度の制御においてフェールセーフの適切な制御が可能となる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、マトリクス情報には、前回の変化点情報と今回の変化点情報の間にデータの欠損があり、かつ前回の変化点情報と今回の変化点情報の間の自然現象値が単調増加と単調減少のいずれでもない場合にのみ、基本制御内容と同じか基本制御内容よりも安全な制御内容のいずれかが設定されうることにしてもよい。それ以外の場合には、マトリクス情報には基本制御内容と同じ制御内容が設定されることにすればよい。
【００２６】
これによれば、前回の変化点情報と今回の変化点情報との関係から、それらの間に単調増加あるいは単調減少でない風速変化のデータが欠損しているという、風速の大きな変化が捉えられていない場合にも安全な制御内容を選択することができる。
【００２７】
例えば、前回の変化点情報が増加によって風速が２０ｍ／ｓに達し、今回の変化点情報が増加によって風速が１０ｍ／ｓに達した場合、前回と今回の間で少なくとも風速が減少する状態があったはずであり、その部分の変化点情報が欠損していることが考えられる。そのため、制御内容２４として、基本制御内容が“１０”であるところに制御内容“２０”が設定されている。
【００２８】
次に、本実施形態の制御装置１０の動作例について説明する。
【００２９】
図３は、時間経過に伴って変化点情報が制御装置１０によって受信される様子を示す図である。図３において、矢印は、制御装置１０によって受信された変化点情報を示し、点線の四角形は欠損して制御装置１０によって受信されなかった変化点情報があったことを示している。これには複数の変化点情報が欠損している場合も含まれる。
【００３０】
１０ｍ／ｓ、２０ｍ／ｓ、３０ｍ／ｓは境界値である。上向き（ＵＰ）の矢印は、風速が増加して境界値に達したときに発せられる変化点情報を表し、下向き（ＤＯＷＮ）の矢印は、風速が減少しながら境界値に達したときに発せられる変化点情報を表している。
【００３１】
図４は、本実施形態の制御装置１０による、図３に対応した制御内容の遷移を示す図である。
【００３２】
図５は、図４に示した本実施形態と比較するための比較例として、今回受信した変化点情報のみに基づいて決定した場合の制御内容の遷移を示す図である。
【００３３】
以下、図３〜５を参照しながら制御内容の遷移を見ていく。
【００３４】
図３を参照すると、制御装置１０は、時刻ｔ０とｔ１の間に風速が上昇して１０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信し、続いて、時刻ｔ１とｔ２の間に風速が上昇して２０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信している。時刻ｔ２においては、前回の変化点情報によって示される風速範囲がＵＰ側の１０〜２０ｍ／ｓであり、今回の変化点情報によって示される風速範囲がＵＰ側の２０〜３０ｍ／ｓである。この条件で図２のマトリクス情報を参照すると、制御内容として“２０”が得られる。そのため、図４に示すように、時刻ｔ２における制御内容は“２０”（つまり２０〜３０ｍ／ｓの風速範囲の基本制御内容）となっている。
【００３５】
その後、制御装置１０は、時刻ｔ２とｔ３の間に風速が更に上昇して３０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信している。よって、時刻ｔ３においては、前回の変化点情報によって示される風速範囲がＵＰ側の２０〜３０ｍ／ｓであり、今回の変化点情報によって示される風速範囲がＵＰ側の３０ｍ／ｓを超える風速範囲である。なお、実際には、図３に示す要に、前回の変化点情報と今回の変化点情報の間に変化点情報の欠損が起こっている。この条件で図２のマトリクス情報を参照すると、制御内容として“３０”が得られる。そのため、図４に示すように、時刻ｔ３における制御内容は“３０”となっている。
【００３６】
その後、制御装置１０は、時刻ｔ３とｔ４の間に風速が減少して１０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信している。よって、時刻ｔ４においては、前回の変化点情報に示される風速範囲がＵＰ側の３０ｍ／ｓを超える風速範囲であり、今回の変化点情報によって示される風速範囲がＤＯＷＮ側の０〜１０ｍ／ｓである。なお、実際には、図３に示すように、前回の変化点情報と今回の変化点情報の間に変化点情報の欠損が起こっている。この条件で図２のマトリクス情報を参照すると、制御内容として、図５と比べるとフェールセーフ側に調整された“２０”が得られる。そのため、図４に示すように、時刻ｔ４における制御内容は“２０”となっている。
【００３７】
その後、制御装置１０は、時刻ｔ４とｔ５の間に風速が減少して３０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信している。よって、時刻ｔ５においては、前回の変化点情報で示される風速範囲がＤＯＷＮ側の０〜１０ｍ／ｓであり、今回の変化点情報で示される風速範囲がＤＯＷＮ側の２０〜３０ｍ／ｓである。なお、実際には、図３に示すように、前回の変化点情報と今回の変化点情報の間に変化点情報の欠損が起こっている。この条件で図２のマトリクス情報を参照すると、制御内容として“２０”が得られる。そのため、図４に示すように、時刻ｔ５における制御内容は“２０”となっている。
【００３８】
その後、制御装置１０は、時刻ｔ５とｔ６の間に風速が上昇して１０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信している。よって、時刻ｔ６においては、前回の変化点情報で示される風速範囲がＤＯＷＮ側の２０〜３０ｍ／ｓであり、今回の変化点情報で示される風速範囲がＵＰ側の１０〜２０ｍ／ｓである。なお、実際には、図３に示すように、前回の変化点情報と今回の変化点情報の間に変化点情報の欠損が起こっている。この条件で図２のマトリクス情報を参照すると、制御内容として“１０”が得られる。そのため、図４に示すように、時刻ｔ６における制御内容は“１０”となっている。
【００３９】
その後、制御装置１０は、時刻ｔ６とｔ７の間に風速が上昇して３０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信している。よって、時刻ｔ７においては、前回の変化点情報で示される風速範囲がＵＰ側の１０〜２０ｍ／ｓであり、今回の変化点情報で示される風速範囲がＵＰ側の３０ｍ／ｓを超える風速範囲である。なお、実際には、図３に示すように、前回の変化点情報と今回の変化点情報の間には変化点情報の欠損が起こっている。この条件で図２のマトリクス情報を参照すると、制御内容として“３０”が得られる。そのため、図４に示すように、時刻ｔ７における制御内容は“３０”となっている。
【００４０】
その後、制御装置１０は、時刻ｔ７とｔ８の間に風速が上昇して１０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信している。よって、時刻ｔ８においては、前回の変化点情報で示される風速範囲がＵＰ側で３０ｍ／ｓを超える風速範囲であり、今回の変化点情報で示される風速範囲がＵＰ側で１０〜２０ｍ／ｓである。なお、実際には、図３に示すように、前回の変化点情報と今回の変化点情報の間には変化点情報の欠損が起こっている。この条件で、図２のマトリクス情報を参照すると、制御内容として、図５と比べるとフェールセーフ側に調整された“２０”が得られる。そのため、図４に示すように、時刻ｔ８における制御内容は“２０”となっている。
【００４１】
その後、制御装置１０は、時刻ｔ８とｔ９の間に風速が減少して２０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信している。よって、時刻ｔ９においては、前回の変化点情報で示される風速範囲がＵＰ側で１０〜２０ｍ／ｓであり、今回の変化点情報で示される風速範囲がＤＯＷＮ側で１０〜２０ｍ／ｓである。なお、実際には、図３に示すように、前回の変化点情報と今回の変化点情報の間には変化点情報の欠損が起こっている。この条件で、図２のマトリクス情報を参照すると、制御内容として“１０”が得られる。そのため、図４に示すように、時刻ｔ９における制御内容は“１０”となっている。
【００４２】
その後、制御装置１０は、時刻ｔ９とｔ１０の間に風速が減少して１０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信している。よって、時刻ｔ１０においては、前回の変化点情報で示される風速範囲がＤＯＷＮ側で１０〜２０ｍ／ｓであり、今回の変化点情報で示される風速範囲がＤＯＷＮ側で０〜１０ｍ／ｓである。この条件で、図２のマトリクス情報を参照すると、制御内容として“０”が得られる。そのため、図４に示すように、時刻ｔ１０における制御内容は“０”となっている。
【００４３】
その後、制御装置１０は、時刻ｔ１０とｔ１１の間に風速が減少して１０ｍ／ｓに達したことを示す変化点情報を受信している。よって、時刻ｔ１１においては、前回の変化点情報で示される風速範囲がＤＯＷＮ側で０〜１０ｍ／ｓであり、今回の変化点情報で示される風速範囲がＤＯＷＮ側で０〜１０ｍ／ｓである。なお、実際には、図３に示すように、前回の変化点情報と今回の変化点情報の間には変化点情報の欠損が起こっている。この条件で、図２のマトリクス情報を参照すると、制御内容として“０”が得られる。そのため、図４に示すように、時刻ｔ１１における制御内容は“０”となっている。
【００４４】
なお、上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【００４５】
上述した本実施形態においては、制御装置１０は、データの欠損があったか否かにかかわらず、前回の変化点情報と今回の変化点情報とを基に、マトリクス情報を参照して、実行すべき制御内容を決定したが、本発明がこれに限定されることはない。
【００４６】
他の例として、制御装置１０は、受信される変化点情報のデータの欠損があったか否かを判定する欠損判定部（不図示）を更に有してもよい。そして、制御決定部１３は、欠損判定部が変化点情報のデータが欠損したことを検出したときにマトリクス情報を参照して、実行すべき制御内容を決定すればよい。これによればデータ欠損の有無に応じて適切な制御を選択することが可能となる。なお、欠損の判定方法として、例えば変化点情報にシーケンス番号を付与しておき、欠損判定部は、シーケンス番号が不連続の変化点情報を受信したときに、変化点情報の欠損があったことを検出することにすればよい。ただし、この判定方法は単なる一例であり、他のどのような方法で変化点情報の欠損を検出することにしてもよい。
【００４７】
また、本実施形態では、風速の変化に応じて列車の制限速度を制御する例を示したが、本発明がこれに限定されることはない。他の例として、風速の変化に応じて自動車の高速道路の制限速度を制御する場合に本発明を適用することもできる。また、気温の変化に応じて、圧力制御装置の調整量を制御する場合にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０…制御装置、１１…通信部、１２…変化点情報保持部、１３…制御決定部、１４…マトリクス情報保持部
【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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