(57)【要約】      （修正有）【課題】現地装置の動作と模擬装置の動作が乖離する可能性がある作業を省き、現地装置の動作と同一となるような、列車走行シミュレータを作成する。【解決手段】信号操作装置配線/信号機配線図２０２を読みこみ、ｎ分木に変換した信号結線データを信号結線データ部１５１に登録する信号結線図解析処理部と、鉄道運行管理システムからの制御指示と連動データを参照して連動装置の動作を模擬する連動装置模擬部１０２と、信号機配線データを参照して信号結線処理を実行する信号結線処理部１０３と、軌道回路データと列車データを参照して列車走行を行う列車走行部１０４と、処理部の処理結果を鉄道運行管理システムへ送信する状態出力部１０５とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道運行管理システムに接続された列車走行シミュレータは、
信号操作装置配線/信号機配線図を読みこみ、ｎ分木に変換した信号結線データを信号結線データ部に登録する信号結線図解析処理部と、
前記鉄道運行管理システムからの制御指示と連動データを参照して連動装置の動作を模擬する連動装置模擬部と、
信号機配線データを参照して信号結線処理を実行する信号結線処理部と、
軌道回路データと列車データを参照して列車走行を模擬する列車走行部と、
前記模擬による処理結果を前記鉄道運行管理システムへ送信する状態出力部と
を有することを特徴とする列車走行シミュレータ。
【請求項２】
鉄道運行管理システムに接続された列車走行シミュレータにおける列車シミュレーション方法であって、
信号操作装置配線/信号機配線図を読みこみ、ｎ分木に変換した信号結線データを信号結線データ部に登録する信号結線図解析処理ステップ、
前記鉄道運行管理システムからの制御指示と連動データを参照して連動装置の動作を模擬する連動装置模擬ステップ、
信号機配線データを参照して信号結線処理を実行する信号結線処理ステップ、
軌道回路データと列車データを参照して列車走行を模擬する列車走行ステップ、
前記模擬による処理結果を前記鉄道運行管理システムへ送信する状態出力ステップ、
を有することを特徴とする列車走行シミュレーション方法。
【請求項３】
鉄道運行管理システムに接続された列車走行シミュレータにおける列車シミュレーション方法を実行するためのプログラムを格納した、計算機で読み取り可能な記憶媒体であって、前記方法は、
信号操作装置配線/信号機配線図を読みこみ、ｎ分木に変換した信号結線データを信号結線データ部に登録し、
前記鉄道運行管理システムからの制御指示と連動データを参照して連動装置の動作を模擬し、
信号機配線データを参照して信号結線処理を実行し、
軌道回路データと列車データを参照して列車走行を模擬し、
前記模擬による処理結果を前記鉄道運行管理システムへ送信する、
ことを特徴とする記憶媒体。
【請求項４】
前記連動装置模擬部は、
前記鉄道運行管理システムからの制御指示に基づいて検索した前記連動データに基づいて、鎖錠処理を行い、
進路鎖錠の軌道回路における列車の存在の有無、及び信号機の停止現示かどうかに基づいて、列車の進行に対する制御を行うことを特徴とする請求項１記載の列車走行シミュレータ。
【請求項５】
前記信号結線処理部は、
複数のリレーノードの接続関係が二分木構造で保持されている前記信号結線データを検索し、当該ノードが、終点であるかどうか、リレーの接点がＯＮかどうか、に基づいて、リレーのＯＮ又はＯＦＦに制御することを特徴とする請求項１記載の列車走行シミュレータ。
【請求項６】
前記列車走行部は、
軌道回路毎に、条件と前記条件が満たされ時の動作からなる軌道回路データと、列車毎に時刻と前記時刻における動作を保持する列車データに基づいて、現在時刻が前記時刻になったときに、前記列車の在線、あるいは、軌道回路状態を変更して前記列車を移動させること特徴とする請求項１記載の列車走行シミュレータ。
【請求項７】
前記連動装置模擬ステップは、
前記鉄道運行管理システムからの制御指示に基づいて検索した前記連動データに基づいて、鎖錠処理を行い、
進路鎖錠の軌道回路における列車の存在の有無、及び信号機の停止現示かどうかに基づいて、列車の進行に対する制御を行うことを特徴とする請求項２記載の列車走行シミュレーション方法。
【請求項８】
前記信号結線処理ステップは、
複数のリレーノードの接続関係が二分木構造で保持されている前記信号結線データを検索し、当該ノードが、終点であるかどうか、リレーの接点がＯＮかどうか、に基づいて、リレーのＯＮ又はＯＦＦに制御することを特徴とする請求項２記載の列車走行シミュレーション方法。
【請求項９】
前記列車走行ステップは、
軌道回路毎に、条件と前記条件が満たされ時の動作からなる軌道回路データと、列車毎に時刻と前記時刻における動作を保持する列車データに基づいて、現在時刻が前記時刻になったときに、前記列車の在線、あるいは、軌道回路状態を変更して前記列車を移動させること特徴とする請求項２記載の列車走行シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道運行管理システムにおける、列車走行および連動装置シミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００２−３７０７７号公報（特許文献１）がある。この公報には、
「模擬プログラムの無駄な記述を省き、実行時間の短縮および 計算精度の向上を図り、開発効率、保守性を向上する。  
列車の動きの計算のように連続系の処理を前提としたプログラム部分２と、軌道に沿って配置された信号のように変化する事象の変化時点で計算する離散系の処理を前提としたプログラムの部分３とを振り分けて記述する。管理プログラム４は、時間間隔Δｔ毎に連続系処理プログラム２を実行させて、列車に関する連続して変化するデータを演算して列車運行の模擬を行う。管理プログラム４はまた、連続系処理プログラム２で演算された状態を監視して、事象発生条件が満たされると、離散系処理プログラム３を実行させて、離散的に発生する列車に関する事象による列車運行の模擬を行う。離散系処理プログラム３はまた、要すれば新たな事象発生条件を登録する。」
と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鉄道運行管理システムはテストを実施する際、その都度現地装置と接続することが事実上困難であるため、特許文献１や本発明のように現地装置を模擬する装置と接続して場内テストを実施する。
【０００５】
特許文献１には、「軌道に沿って配置された信号のように変化する事象の変化時点で計算する離散系の処理を前提としたプログラムの部分３」という記述のように、軌道に沿って配置された信号のような動作をプログラムで再現しているため、新たな前記信号のような動作を再現する際にプログラムを作成しないといけない。
【０００６】
このとき、前記プログラムの動作と現地装置の動作が異なる場合、鉄道運行管理システムの場内テストでは正常動作をしても、現地では異常動作をする可能性があり、鉄道運行管理システムの品質に影響を及ぼす。
【０００７】
そのため、特許文献１のような列車運行の模擬装置においては、プログラムを作成するなど、現地装置の動作と模擬装置の動作が乖離する可能性がある作業を省き、現地装置の動作と同一となるような、列車走行シミュレータを作成する必要がある。そのために現地装置の結線図（電気機器の接続関係を示した図）をもとに論理式を作成し、現地装置の動作と同一にする方法がある。しかし論理式を直接編集する場合、改修が難しくなる課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、現地装置の動作が記載されている信号結線図を読み込み、木構造で再現した結線を編集し、現地装置の動作を模擬する機能を有する。即ち、本発明の列車走行シミュレータは、信号操作装置配線/信号機配線図を読みこみ、ｎ分木に変換した信号結線データを信号結線データ部に登録する信号結線図解析処理部と、鉄道運行管理システムからの制御指示と連動データを参照して連動装置の動作を模擬する連動装置模擬部と、信号機配線データを参照して信号結線処理を実行する信号結線処理部と、軌道回路データと列車データを参照して列車走行を行う列車走行部と、処理部の処理結果を鉄道運行管理システムへ送信する状態出力部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、現地装置の動作と同一である列車走行シミュレータを提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】列車走行シミュレータの構成図の例である。
【図２】路線の例である。
【図３】連動データの例である。
【図４】信号操作装置配線/信号機結線図の例である。
【図５】信号結線解析部のフローチャートの例である。
【図６】信号結線データ部の例である。
【図７】軌道回路データの例である。
【図８】列車データの例である。
【図９】運行管理システムから送信される指示データの例である。
【図１０Ａ】状態テーブル部の例である。
【図１０Ｂ】状態テーブル部の例である。
【図１１】連動装置模擬部のフローチャートの例である。
【図１２】信号結線部のフローチャートの例である。
【図１３】列車走行部のフローチャートの例である。
【図１４】状態出力部のフローチャートの例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて実施例を説明する。  
本実施例では、列車走行シミュレータ及び列車シミュレーション方法の動作例を説明する。
【００１２】
図１は、本実施例の列車走行シミュレータの構成図の例である。図１に示す列車走行シミュレータ１００は、ＣＰＵ、メモリ、入力機器、出力装置及び記憶装置を有する処理装置を用いて実現される。また、本発明の列車シミュレーション方法を実行するためのプログラムを計算機で読み取り可能な記憶媒体に格納し、メモリに読み込んでＣＰＵで実行することもできる。
【００１３】
列車走行シミュレータ１００は、信号結線解析部１０１と、連動装置模擬部１０２と、信号結線処理部１０３と、列車走行部１０４と、状態出力部１０５と、信号結線データ部１５１と、状態テーブル部１５２と、を有する。
【００１４】
列車走行シミュレータ１００は図２に記載されるような設備（例えば１００１〜１００８は軌道回路、１０２１、１０３１は信号機を意味している）および列車（１０４１、１０４２は列車を意味している）の動作をシミュレートし、鉄道運行管理システム２００と通信を行うものである。
【００１５】
以下、図１に基づいて実施例を述べる。  
信号結線解析部１０１は信号操作装置配線/信号機結線図２０２を読込む。  
信号操作装置配線/信号機結線図２０２は図４で示すように、リレー２００１、反位接点２００２、定位接点２００３、直線２００４で構成される。反位接点２００２、定位接点２００３は単に接点と呼ぶ。「反位」は装置の通常でない状態であり、「定位」は装置の通常の状態である。
【００１６】
反位接点２００２内の軌道回路１００３がＯＦＦ（列車不在時）の場合、反位接点２００２はＯＮとなる。逆に軌道回路１００３がＯＮ（列車在線時）の場合、反位接点２００２はＯＦＦとなる。
【００１７】
定位接点２００３内の信号機１０２１がＯＮ（信号機が進行現示）の場合、定位接点２００３はＯＮとなる。逆に信号機１０２１がＯＦＦ（信号機が停止現示）の場合、定位接点２００３はＯＦＦとなる。リレー２００１から終点２００４までのすべての接点がＯＮの場合、リレー２００１はＯＮとなる。図４に示す状態の場合、信号機１０２１がＯＮ且つ軌道回路１００３がＯＦＦの場合にリレー２００１がＯＮとなり、それ以外の場合はＯＦＦとなる。
【００１８】
信号結線解析部１０１の処理を図５に示す。
【００１９】
信号結線解析部１０１は処理５０１１で前記信号結線図２０２である画像データを読込み、図３に示す連動データ２０１として登録する。連動データ２０１の中の信号結線データ部の例を図６に示す。処理５０１２ではリレーである２００１の図形と座標を取得しリレーノード３００１とし、信号結線データ部１５１に登録する。処理５０１３では定位接点２００２の図形と座標を取得し、定位接点ノード３００２として信号結線データ部１５１に登録する。処理５０１４では反位接点２００３の図形と座標を取得し反位接点ノード３００３として信号結線データ部１５１に登録する。処理５０１５では直線２００４の図形と座標を取得する。処理５０１６では直線２００４上にあるすべてのリレーと接点をノードに変換し終えた場合、終点が分かるように登録したノードの末尾に終点ノード３００４を信号結線データ部１５１登録する。登録が完了した信号結線データ部１５１の例を図６に記す。信号結線データ部１５１は後述の信号結線処理部１０３で使用される。
【００２０】
連動装置模擬部１０２は連動データ２０１を読込む。  
連動データ２０１は図３で示すように、番号２０１ａ、鎖錠２０１ｂ、信号制御２０１ｃ、進路鎖錠２０１ｄで構成される（図３の各番号は、図２の番号と一致する）。
【００２１】
信号機や転轍器などを電気的、又は機械的に操作できないようにすることを「鎖錠」という。列車や車両が信号等の指示によって開通表示されている進路に進入したときに関係転轍器を含む軌道回路を通過し終わるまでその転轍器を転換できないように鎖錠することを進路鎖錠という。
【００２２】
番号１０２１は他の信号機が軌道回路１００５を鎖錠していない場合、軌道回路１００５を鎖錠でき、かつ軌道回路１００４、１００５、１００６に列車不在時は進行とする。番号１０２１は軌道回路１００４、１００５、１００６に列車在線時は停止とする。番号１０２１は軌道回路１００４、１００５に列車不在時は軌道回路１００５を解錠（鎖錠を解く）する。
【００２３】
番号１０２２は他の信号機が軌道回路１００５を鎖錠していない場合、軌道回路１００５を鎖錠でき、かつ軌道回路１００８、１００５、１００６に列車不在時は進行とする。番号１０２２は軌道回路１００８、１００５、１００６に列車在線時は停止とする。番号１０２２は軌道回路１００８、１００５に列車不在時は軌道回路１００５を解錠する。
【００２４】
連動装置模擬部１０２の処理を図１１で示す。  
分岐処理５０２１で鉄道運行管理システム２００より受信する指示データ（図９）の有無を判定する。指示がある場合は処理５０２２に進み、指示がない場合は処理５０２２を省略する。
【００２５】
処理５０２２は前記指示データに対応する番号を連動データ２０１から検索し、鎖錠処理を実行する。分岐処理５０２３は全信号機に対し鎖錠要な信号機を検索し、前述したように鎖錠対象である設備が他の信号機により鎖錠されていないかを判断し、鎖錠できるかどうか判定する。鎖錠できる場合は処理５０２４に進み、鎖錠できない場合は処理５０２４を省略する。
【００２６】
処理５０２４は鎖錠対象である設備を鎖錠する。
【００２７】
分岐処理５０２５は図３の進路鎖錠の軌道回路に列車が不在であるかを判断する。列車不在の場合、分岐処理５０２６に進み、列車が在線している場合分岐処理５０２８に進む。
【００２８】
分岐処理５０２６は当該信号機が停止現示（信号機の表示が赤）であるか判定する。停止現示の場合処理５０２７に進み、停止現示では無い場合、処理を終了する。  
処理５０２７は当該信号機を停止現示から進行現示（信号機の表示が青）に変更する。
【００２９】
分岐処理５０２８は当該信号機が進行現示であるか判定する。進行現示の場合処理５０２９に進み、進行現示では無い場合、処理５０３０に進む。  
処理５０２９は当該信号機を停止現示に変更する。  
処理５０３０は当該信号機が鎖錠している軌道回路の解錠する処理を実行する。
【００３０】
信号結線処理部１０３は前述信号結線データ部１５１を読込む。  
信号結線処理部１０３の処理を図１２に示す。信号結線データは、複数のリレーノードの接続関係が二分木構造で保持されている
処理５０３１はリレーノードに移動する。  
処理５０３２は当該ノードより直近である終点側のノードに移動する。
【００３１】
分岐処理５０３３は前記処理５０３２の際、分岐があるかどうか判定する。分岐がある場合処理５０３４に進み、分岐が無い場合は処理５０３４を省略する。  
処理５０３４は分岐部を分岐ノードとして登録する。
【００３２】
分岐処理５０３５は現在位置するノードが終点である場合処理５０３６に進み、終点では無い場合分岐処理５０３７に進む。  
処理５０３６は当該信号結線データ部のリレーをＯＮにする処理を実行する。
【００３３】
分岐処理５０３７は現在位置するノードに対し、接点がＯＮかどうかを判定する。接点がＯＮの場合処理５０３２に戻り、接点がＯＦＦの場合は分岐処理５０３８に進む。  
分岐処理５０３８は分岐ノードが登録されているか判定し、分岐ノードが無い場合は処理５０３９に進み、分岐ノードがある場合は処理５０４０に進む。  
処理５０３９は当該信号結線データ部のリレーをＯＦＦにする処理を実行する。  
処理５０４０は分岐ノードとして登録した位置に戻る。
【００３４】
列車走行部１０４はあらかじめ軌道回路データ２０３を読込んでいるものとする。軌道回路データ２０３は図７のように、軌道回路２０３ａ、条件２０３ｂ、動作２０３ｃで構成される。
【００３５】
また、列車走行部１０４はあらかじめ列車データ２０４を読込んでいるものとする。列車データ２０４は図８のように、列車２０４ａ、時刻２０４ｂ、動作２０４ｃで構成される。１つの列車に対して、時刻とその時の動作の組が複数存在する。
【００３６】
列車走行部１０４の処理を図１３に記す。
【００３７】
分岐処理５０４１は前記列車データ２０４の時刻２０４ｂを参照し、現在時刻が時刻２０４ｂの場合分岐処理５０４２に進み、現在時刻が時刻２０４ｂでは無い場合は処理を終了する。
【００３８】
分岐処理５０４２は前記列車データ２０４の動作２０４ｃを参照し、生成の場合処理５０４３に進み、生成では無い場合分岐処理５０４４に進む。
【００３９】
処理５０４３は動作２０４ｃに定義されている軌道回路位置に列車を在線させる。例えば図８の場合、列車１０４１は現在時刻が１０：１０になった場合、軌道回路１００３に生成される。
【００４０】
分岐処理５０４４は列車が移動可能かどうか判定し、移動可能である場合処理５０４５に進み、移動できない場合は処理を終了する。
【００４１】
処理５０４５は前記軌道回路データ２０３の動作２０３ｃを参照し、後述の状態テーブル部１５２内の軌道回路の列車在線情報を変更する。例えば図７の場合、軌道回路１００１に列車が在線している場合、条件である「（指示）１０３１がＯＮ」を満たした場合、動作である「（軌道回路）１００２へ行く」を実行し、列車を軌道回路１００２へ移動させる。
【００４２】
信号結線処理部１０３および列車走行部１０４は処理に使用する状態を、状態テーブル部１５２に保持する。状態テーブル部１５２は各設備の状態を保持する。
【００４３】
例えば、図１０は状態テーブル部１５２が保持している各設備の状態の遷移が分かるよう、時刻の経過にともなって各設備の状態の遷移を記載している。図１０Ａは、時刻が１０：００から１０：１４までの情報を示し、図１０Ｂは、時刻が１０：１５から１０：２０までの情報を示す。以下、図１０の時系列順に処理を記載する。
（時刻１０：１０）
列車走行部１０４は図８で示す列車データを参照し、軌道回路１００１（以下図２で記載している番号と同一）および軌道回路１００３に列車１０４２、１０４１を生成する。
（時刻１０：１１）
連動装置模擬部１０２が鉄道運行管理システム２００より図９で示す指示１を受信したものとする。指示１は信号機１０２１を進行定位制御であり、連動装置模擬部１０２は図３で示す連動データ２０１内の信号機１０２１を参照し、信号制御である軌道回路１００４、１００５、１００６上が列車不在であるか判定する。この時刻の場合、列車不在であるため、信号機１０２１を進行現示とする。
（時刻１０：１２〜１０：１６）
列車走行部１０４は図７で示す軌道回路データ２０３を参照し、列車１０４１の走行を模擬する。
（時刻１０：１７）
連動装置模擬部１０２が鉄道運行管理システム２００より図９で示す指示２を受信したものとする。指示２は信号機１０３１を進行定位制御である。
【００４４】
この時信号結線処理部１０３は図６で示す信号結線データ部１５１を参照し、定位接点２００３（ＯＮ条件：信号機１０２１がＯＮ）と反位接点２０２１（ＯＮ条件：軌道回路１００３がＯＦＦ(列車不在)）が共にＯＮであるので、リレーである信号機１０３１をＯＮとする。
（時刻１０：１８〜１０：２０）
列車走行部１０４は図７で示す軌道回路データ２０３を参照し、列車１０４２の走行をシミュレートする。
【００４５】
そして最後に、状態出力部１０５は状態テーブル１５１の情報を連動装置模擬部１０２および鉄道運行管理システム２００に送信する（図１４の処理５０５１）。
【００４６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、実施例の構成の一部において、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４７】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアを実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００４８】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えても良い。
【符号の説明】
【００４９】
１００：列車走行シミュレータ、１０１：信号結線解析部、１０２：連動装置模擬部、１０３：信号結線処理部、１０４：列車走行部、１０５：状態出力部、１５１：信号結線データ部、１５２：状態テーブル部、２００：鉄道運行管理システム、２０１：連動データ、２０２：信号操作装置配線／信号機結線図、２０３：軌道回路データ、２０４：列車データ
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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