(57)【要約】【課題】人力による信号機の位置の検討の繰り返しを必要とすることなく、時隔値が最適となる信号機の位置を決定することができる信号機建植位置決定システムを提供する。【解決手段】実施形態によれば、信号機建植位置決定システムは、初期値パターン作成手段が、指定された建植区間内に指定された建植数の信号機を暫定的に配置した互いに異なる２以上の初期値パターンを作成する。建植処理手段は、前記２以上の初期値パターンごとに、予め定められた条件が満たされるまで、信号機ごとに算出される時隔値の最大値を小さくすべく、最も大きい前記時隔値の算出に用いられた続行列車に関する逆引曲線の基点となっている信号機の位置を変更する処理を反復的に実行し、前記２以上の初期値パターンそれぞれから決定された２以上の信号機建植位置の中で前記時隔値の最大値が最も小さい信号機建植位置を選択する。【選択図】図１
2018024277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号機の建植区間および建植数に関する情報を入力する入力手段と、
前記建植区間内に前記建植数の信号機を暫定的に配置した互いに異なる２以上の初期値パターンを作成する初期値パターン作成手段と、
前記２以上の初期値パターンごとに、予め定められた条件が満たされるまで、信号機ごとに算出される、続行列車が減速信号を受けずに走行できる限界地点での先行列車と続行列車との時間的な間隔である時隔値の最大値を小さくすべく、最も大きい前記時隔値の算出に用いられた続行列車に関する逆引曲線の基点となっている信号機の位置を変更する処理を反復的に実行し、前記２以上の初期値パターンそれぞれから決定された２以上の信号機建植位置の中で前記時隔値の最大値が最も小さい信号機建植位置を選択する建植処理手段と、
前記選択された信号機建植位置を画面表示するための情報を出力する出力手段と、
を具備する信号機建植位置決定システム。
【請求項２】
前記初期値パターン作成手段は、信号機を等間隔に配置した初期値パターン、信号機を出発地点側に寄せて配置した初期値パターン、または、信号機を到着地点側に寄せて配置した初期値パターンの中の少なくとも１つが含まれるように、前記２以上の初期値パターンを作成する請求項１に記載の信号機建植位置決定システム。
【請求項３】
前記建植処理手段は、変更対象の信号機の位置を変更可能範囲内において当該信号機および当該信号機の前後の信号機の時隔値の最大値が最も小さくなる位置に変更し、変更後において前記時隔値が最も大きい信号機が、変更前において前記時隔値が最も大きかった信号機と同一の信号機であった場合、前記予め定められた条件が満たされたと判定する請求項１または２に記載の信号機建植位置決定システム。
【請求項４】
前記信号機建植位置の表示画面は、各信号機を表すシンボルと、各信号機に関する前記時隔値とを含み、
前記入力手段は、前記シンボルに対する操作による信号機の位置変更指示に関する情報を入力し、
前記建植処理手段は、前記信号機の位置変更指示に応じて、信号機の位置を変更し、この変更に関係する前記時隔値を再計算し、
前記出力手段は、前記時隔値の再計算に伴って更新された信号機建植位置の表示画面を表示するための情報を出力する、
請求項１、２または３に記載の信号機建植位置決定システム。
【請求項５】
コンピュータによって実行される信号機建植位置決定方法であって、
信号機の建植区間および建植数の指定に関する情報を入力することと、
前記建植区間内に前記建植数の信号機を暫定的に配置した互いに異なる２以上の初期値パターンを作成することと、
前記２以上の初期値パターンごとに、予め定められた条件が満たされるまで、信号機ごとに算出される、続行列車が減速信号を受けずに走行できる限界地点での先行列車と続行列車との時間的な間隔である時隔値の最大値を小さくすべく、最も大きい前記時隔値の算出に用いられた続行列車に関する逆引曲線の基点となっている信号機の位置を変更する処理を反復的に実行し、前記２以上の初期値パターンそれぞれから決定された２以上の信号機建植位置の中で前記時隔値の最大値が最も小さい信号機建植位置を選択することと、
前記選択された信号機建植位置を画面表示するための情報を出力することと、
を具備する信号機建植位置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、信号機建植位置決定システムおよび信号機建植位置決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道会社の列車運行計画を支援するための装置として、信号機の位置の変更、追加、削除といった操作を受け付けて、変更（追加、削除を含む）後の信号機に関する時隔曲線を計算して表示するといった装置がある。信号機の位置を変更したり、追加したり、削除したりすることの目的は、時隔値をより有利なものにすることである。
【０００３】
例えば、信号機データに基づいて時隔曲線を計算して画面に表示する装置がある。この装置では、信号機の位置を変更したり、追加したり、削除したりしたときに、時隔曲線を表示することができる。この装置の利用者は、表示された時隔曲線から信号機の位置の良し悪しを判断し、再検討が必要であると判断した場合、信号機の位置を変更する。信号機の位置を変更すると、時隔値が再計算されて時隔曲線が表示されるので、利用者は、表示された時隔曲線から信号機の位置の良し悪しを改めて判断する。この装置では、このような作業の繰り返しにより、信号機の位置が決定される。
【０００４】
また、例えば、前方の信号機の位置を基点とし、基点となる第１の信号機から次に設置されるべき後方の第２の信号機までの距離を算出して、信号機の位置を決定する装置がある。より詳細には、この装置は、第２の信号機が低速現示へ遷移した場合にその低速現示の制限速度以下に減速するための制動距離を基に、第１の信号機から第２の信号機までの距離を算出して、信号機の位置を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８５７５５７号公報
【特許文献２】特許第３１７９９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、信号機の位置の変更、追加、削除による時隔値への影響は自明なものでない。従って、必ずしも信号機の位置の変更、追加、削除による効果が、時隔値を有利にするばかりではなく、かえって不利な値を生じさせる場合がある。そのため、前述の信号機データに基づいて時隔曲線を計算して画面に表示する装置においては、利用者の経験に基づき、試行錯誤による検討を繰り返す必要があった。この特性から、利用者は、信号機の位置の決定についての知識や経験を有する専門家に限られる。さらに、専門家であっても、保持する知識や経験は人により異なるため、利用者ごとに異なる検討結果が生じたりするという問題があった。また、試行錯誤による検討のため、最良の結果を得ることができる保障がないという問題あった。また、検討のために多大な労力と時間を要するという問題があった。また、予め、信号機の位置を決めておく必要があるため、信号機が存在しない新しい路線では、信号機の位置の検討ができないという問題があった。
【０００７】
一方、前述の第１の信号機の位置からの列車の制動距離を求めて第２の信号機の位置を算出する装置においては、現在のディジタル化された信号機では低速現示という概念がないことから、制動距離を信号機の間隔として信号機の位置を求めた場合に、信号機の間隔が大きくなり、その結果、時隔値が大きくなってしまい、適切な信号機の位置とは言えないものとなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、人力による信号機の位置の検討の繰り返しを必要とすることなく、また、制動距離で信号機の間隔を求めることなく、さらには、検討の基となる信号機がない状態から、時隔値が最適となる信号機の位置を決定することができる信号機建植位置決定システムおよび信号機建植位置決定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、信号機建植位置決定システムは、入力手段と、初期値パターン作成手段と、建植処理手段と、出力手段とを具備する。入力手段は、信号機の建植区間および建植数に関する情報を入力する。初期値パターン作成手段は、前記建植区間内に前記建植数の信号機を暫定的に配置した互いに異なる２以上の初期値パターンを作成する。建植処理手段は、前記２以上の初期値パターンごとに、予め定められた条件が満たされるまで、信号機ごとに算出される、続行列車が減速信号を受けずに走行できる限界地点での先行列車と続行列車との時間的な間隔である時隔値の最大値を小さくすべく、最も大きい前記時隔値の算出に用いられた続行列車に関する逆引曲線の基点となっている信号機の位置を変更する処理を反復的に実行し、前記２以上の初期値パターンそれぞれから決定された２以上の信号機建植位置の中で前記時隔値の最大値が最も小さい信号機建植位置を選択する。出力手段は、前記選択された信号機建植位置を画面表示するための情報を出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の信号機建植位置決定システムの構成を示すブロック図。
【図２】列車の運転曲線（距離−速度曲線）を表した図。
【図３】列車の時間−距離曲線を表した図。
【図４】続行列車が運転曲線通りに走行できる限界の地点の求め方を説明するための図。
【図５】図４の２列車の位置関係を時間曲線（時間−距離曲線）で表した図。
【図６】時隔を説明するための図（時間−距離曲線図）。
【図７】図６（時間−距離曲線図）とは別の表現方法で時隔を表した図（距離−時間曲線図）。
【図８】第１実施形態の信号機建植位置決定システムが処理する信号機情報を記号的に表した図。
【図９】第１実施形態の信号機建植位置決定システムの処理の流れを示すフローチャート。
【図１０】第１実施形態の信号機建植位置決定システムが処理する信号機情報の初期状態を表した図。
【図１１】図１０の状態を運転曲線図で表した図。
【図１２】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて用いられる１つめの初期値パターン（均等パターン）を表した図。
【図１３】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて用いられる２つめの初期値パターン（出発側寄せパターン）を表した図。
【図１４】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて用いられる３つめの初期値パターン（到着側寄せパターン）を表した図。
【図１５】速度が低い場合に信号機の間隔による時隔値への影響が大きいことを示す図。
【図１６】速度が高い場合に信号機の間隔による時隔値への影響が小さいことを示す図。
【図１７】第１実施形態の信号機建植位置決定システムが時隔計算において信号機位置からの逆引曲線と運転曲線との交点を求めた状態を表した図。
【図１８】第１実施形態の信号機建植位置決定システムが暫定信号機情報格納部へ格納する信号機情報および時隔値の一例を示す図。
【図１９】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機を特定した状態を表した図。
【図２０】図１９の状態を表形式で表した図。
【図２１】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（１つめ）を特定した例を表した図。
【図２２】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおける信号機Ｓ（ｋ）の変更可能範囲を表す図。
【図２３】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいてＳ（ｋ）がｐｍｉｎ（ｋ）の位置にある状態を表した図。
【図２４】図２３の状態を表形式で表した図。
【図２５】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいてＳ（ｋ）の位置がｐｍｉｎ（ｋ）とｐｍａｘ（ｋ）の間にある状態を表した図。
【図２６】図２５の状態を表形式で表した図。
【図２７】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいてＳ（ｋ）の位置がｐｍｉｎ（ｋ）とｐｍａｘ（ｋ）の間にあり、かつ、図２３よりもｐｍａｘ（ｋ）寄りにある状態を表した図。
【図２８】図２７の状態を表形式で表した図。
【図２９】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいてＳ（ｋ）がｐｍａｘ（ｋ）の位置にある状態を表した図。
【図３０】図２９の状態を表形式で表した図。
【図３１】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて用いられる局所時隔を示す図。
【図３２】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（１つめ）の位置を変更して局所時隔を求めた状態を表した第１の図。
【図３３】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（１つめ）の位置を変更して局所時隔を求めた状態を表した第２の図。
【図３４】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（１つめ）の位置を変更して局所時隔を求めた状態を表した第３の図。
【図３５】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（１つめ）の位置を変更して局所時隔を求めた状態を表した第４の図。
【図３６】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（１つめ）の位置を変更して局所時隔を求めた状態を表した第５の図。
【図３７】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（１つめ）の位置を変更して局所時隔を求めた状態を表した第６の図。
【図３８】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（１つめ）の位置を変更して局所時隔を求めた状態を表した第７の図。
【図３９】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（１つめ）の局所最小信号機位置を特定した状態を表した図。
【図４０】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（２つめ）を特定した状態を表した図。
【図４１】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（２つめ）の局所最小信号機位置を特定した状態を表した図。
【図４２】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（３つめ）を特定した状態を表した図。
【図４３】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（３つめ）の局所最小信号機位置を特定した状態を表した図。
【図４４】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（４つめ）を特定した状態を表した図。
【図４５】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（４つめ）の局所最小信号機位置を特定した状態を表した図。
【図４６】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（５つめ）を特定した状態を表した図。
【図４７】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（５つめ）の局所最小信号機位置を特定した状態を表した図。
【図４８】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて変更対象信号機（６つめ）を特定した状態を表した図。
【図４９】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて１つ目の初期値パターンから決定された信号機の位置を示す図。
【図５０】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて２つ目の初期値パターンから決定された信号機の位置を示す図。
【図５１】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて３つ目の初期値パターンから決定された信号機の位置を示す図。
【図５２】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて利用者により選択された先行列車の運転曲線と続行列車の運転曲線とを表示した状態を表した図。
【図５３】図５２の画面が表示された状態において利用者により両端の信号機が指定された状態を表した図。
【図５４】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて作成する信号機数を指定する画面を表示し、個数が入力された状態を表した図。
【図５５】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて信号機建植処理が実行中である旨を表示した状態を表した図。
【図５６】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて運転曲線と決定した信号機の配置とを表示した状態を表した図。
【図５７】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて時隔曲線と決定した信号機の配置とを表示した状態を表した図。
【図５８】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて時隔曲線と決定した信号機の配置とを距離−時間曲線図の表示形式で表示した状態を表した図。
【図５９】第１実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて運転曲線と時隔曲線（距離−時間曲線図）とを縦に並べて表示した状態を表した図。
【図６０】第１実施形態の信号機建植位置決定システムの構成の第１の変形例を示すブロック図。
【図６１】第１実施形態の信号機建植位置決定システムの構成の第２の変形例を示すブロック図。
【図６２】第２実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて表示される画面の一例を示す図。
【図６３】図６２の画面の信号機４をマウスでドラッグした状態を表した図。
【図６４】図６２の画面の信号機４をマウスでドラッグしたまま、マウスを画面の左方向に移動させ、ドロップ操作をした状態を表した図。
【図６５】図６４で表された操作により信号機４からの逆引曲線が計算された状態を表した図。
【図６６】図６４で表された操作により、信号機４に関する時隔値が計算され、最大時隔が求められた状態を表した図。
【図６７】第３実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて手動で初期値パターンを設定した状態を表した図。
【図６８】図６７の初期値パターンに対して信号建植処理を実行した結果を表示している画面を表した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態の信号機建植位置決定システムの構成を示すブロック図である。
【００１４】
この信号機建植位置決定システムは、指定された信号機の建植区間および建植数に応じて、信号機を暫定的に配置し、かつ、与えられた運転曲線、線路情報および列車性能情報に基づき、信号機の位置を変更可能な範囲で変動させ、それぞれの位置に関する時隔値を計算し、その中から時隔値が最小となる信号機位置を求めることで、時隔値が最適となる信号機位置を決定することを可能としたシステムである。
【００１５】
図１に示されるように、この信号機建植位置決定システムは、サーバ１００へネットワークＮ経由で操作端末２００が接続されるネットワークシステムとして構築される。図１では、操作端末２００を１台のみ示しているが、操作端末２００は、例えば、複数の鉄道会社に設置され得るコンピュータであって、また、各鉄道会社に複数台設置され得る。サーバ１００は、例えば、鉄道会社向けに信号機建植位置決定の支援サービスを提供するサービス提供会社に設置され得るコンピュータである。サーバ１００も１台のみ示しているが、複数台のサーバ１００で機能や負荷を分担するようにしてもよい。サーバ１００と操作端末２００との間の通信は、例えば、ＨＴＴＰ（HyperText Transfer Protocol）規格に準じて行われる。
【００１６】
操作端末２００は、入力部２０１、表示部２０２、端末側データ送信部２０３および端末側データ受信部２０４を有している。操作端末２００には、キーボード２１１、ポインティング装置２１２および表示装置２１３が外部接続されている。
【００１７】
入力部２０１は、キーボード２１１またはポインティング装置２１２による利用者からの情報入力処理を実行する。表示部２０２は、表示装置２１３による利用者への情報出力処理を実行する。また、端末側データ送信部２０３は、入力部２０１により入力された情報をネットワークＮ経由でサーバ１００へ送信するための通信を実行する。端末側データ受信部２０４は、サーバ１００から操作端末２００へ送信される、表示部２０２が表示装置２１３へ画面を表示するための情報をネットワークＮ経由で受信するための通信を実行する。端末側データ受信部２０４により受信される情報は、例えば、ＨＴＭＬ（HyperText Markup Language）ファイルである。または、この情報は、表示画面用の画像データであってもよい。表示部２０２が表示画面を作成する機能を有する場合には、例えばＣＳＶ（Comma-separated value）ファイルを受信して、ＣＳＶファイルに含まれる情報を用いて表示画面を作成するようにしてもよい。
【００１８】
一方、サーバ１００は、建植処理部１０１、初期値パターン作成部１０２、時隔計算部１０３、逆引曲線計算部１０４、信号機位置変更部１０５、サーバ側データ受信部１０６およびサーバ側データ送信部１０７の各種データ処理部と、線路情報格納部１１１、列車性能情報格納部１１２、信号機情報格納部１１３、逆引曲線格納部１１４、運転曲線情報格納部１１５および暫定信号機情報格納部１１６の各種データ格納部とを有している。各種データ処理部の一部または全部は、ソフトウェア（プログラム）として構成され、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の外部記憶装置からメインメモリにロードされてＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行されることで具現化される。各種データ部は、外部記憶装置上に構成され、メインメモリを介して、ＣＰＵ、即ち各種データ処理部からアクセスされる。
【００１９】
まず、各種データ格納部が格納する情報について説明する。
【００２０】
線路情報格納部１１１は、駅情報（駅の位置等）、勾配情報（勾配の位置、勾配の大きさ等）、曲線情報（曲線の位置、曲線の半径、方向等）、トンネル情報（トンネルの位置等）、速度制限情報等を含む線路情報を格納する。線路情報は、運転曲線や逆引曲線を計算する際に参照される情報である。
【００２１】
列車性能情報格納部１１２は、重量、列車長、加速性能、減速性能、走行抵抗等を含む列車情報を格納する。列車情報は、運転曲線や逆引曲線を計算する際に参照される情報である。
【００２２】
信号機情報格納部１１３は、信号機の名称、位置等を含む信号機情報を格納する。信号機情報は、逆引曲線や時隔値を計算する際に参照される情報である。また、信号機情報格納部１１３は、後述する、建植処理部１０１により求められた信号機情報を格納する。さらに、信号機情報格納部１１３は、後述する、時隔計算部１０３により計算された時隔値を信号機ごとに格納する。
【００２３】
逆引曲線格納部１１４は、後述する、逆引曲線計算部１０４により計算された逆引曲線を格納する。
【００２４】
運転曲線情報格納部１１５は、運転曲線（距離−速度曲線）および時間曲線（距離−時間曲線を含む運転曲線情報を格納する。運転曲線情報は、時隔値を計算する際に参照される情報である。
【００２５】
暫定信号機情報格納部１１６は、後述する、初期値パターン作成部１０２により作成された信号機情報と、時隔計算部１０３により求められた時隔値とを格納する。また、暫定信号機情報格納部１１６は、後述する、建植処理部１０１により変更された信号機情報および当該変更された信号機情報に関して時隔計算部１０３により求められた時隔値を格納する。
【００２６】
次に、各種データ処理部の概要について説明する。
【００２７】
建植処理部１０１は、後述する自身の個別的な処理の実行に加えて、この信号機建植位置決定システムの全体的な制御を実行する。換言すると、他のデータ処理部は、建植処理部１０１の制御下で動作する。また、建植処理部１０１は、操作端末２００が画面表示を行うための情報、例えばＨＴＭＬファイルを作成する機能を有している。操作端末２００の表示部２０２によっては、建植処理部１０１は、表示画面用の画像データを作成するようにしてもよいし、表示画面の作成に必要な情報を含むＣＳＶファイルを作成するようにしてもよい。
【００２８】
初期値パターン作成部１０２は、信号機情報格納部１１３に格納されている信号機情報に基づき、信号建植を行う範囲の信号機情報の初期値パターンを複数作成し、暫定信号機情報格納部１１６に格納する。信号機の建植区間および建植数は、操作端末２００側の表示装置２１３に表示される画面に応じた利用者によるキーボード２１１およびポインティング装置２１２の操作により指定される。この信号機の建植区間および建植数の指定を含むユーザインタフェース全般については後述する。
【００２９】
時隔計算部１０３は、信号機情報格納部１１３に格納されている信号機情報と逆引曲線格納部１１４に格納されている逆引曲線とから時隔値を計算し、その時隔値を信号機情報とともに暫定信号機情報格納部１１６へ格納する。
【００３０】
逆引曲線計算部１０４は、暫定信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報に対応する逆引曲線が逆引曲線格納部１１４に存在するか確認し、存在しない場合、線路情報格納部１１１に格納されている線路情報と、列車性能情報格納部１１２に格納されている列車情報とを参照して逆引曲線を作成し、逆引曲線格納部１１４へ格納する。
【００３１】
信号機位置変更部１０５は、暫定信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報に基づき、信号機の位置を変更した信号機情報を作成し、暫定信号機情報格納部１１６へ格納する。
【００３２】
建植処理部１０１は、暫定信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報および時隔値から、位置を変更する信号機を判定し、信号機位置変更部１０５に対して、その信号機の位置の変更を指示する。また、この時、建植処理部１０１は、逆引曲線計算部１０４に対して、逆引曲線の計算を指示するとともに、時隔計算部１０３に対して、逆引曲線計算部１０４により計算された逆引曲線に基づく時隔値の計算を指示する。建植処理部１０１は、時隔計算部１０３により計算された時隔値から、別の信号機の位置を変更するか終了処理を行うかを判断する。終了処理を行う場合、建植処理部１０１は、暫定信号機情報格納部１１６に格納されている、信号機の位置の最後の変更時に得られた信号機情報および時隔値を、信号機情報格納部１１３に格納する。
【００３３】
サーバ側データ受信部１０６は、操作端末２００からサーバ１００へ送信される、操作端末２００側のキーボード２１１またはポインティング装置２１２の操作により入力された情報をネットワークＮ経由で受信するための通信を実行する。
【００３４】
サーバ側データ送信部１０７は、画面表示用の情報（例えば建植処理部１０１により作成されるＨＴＭＬファイル）をネットワークＮ経由で操作端末２００へ送信するための通信を実行する。
【００３５】
この信号機建植位置決定システムは、信号機を初期配置して時隔値を求め、時隔値の大きい信号機について時隔値が小さくなる位置を探索することを繰り返し行うことで、信号機の位置を決定する。そこで、まず、時隔値の求め方について説明する。
【００３６】
時隔値の求め方を説明するにあたり、まず、運転曲線について説明する。
【００３７】
図２は、列車の運転曲線（距離−速度曲線）を表した図である。
【００３８】
図２では、横軸が距離を表し、縦軸が速度を表す。図２の左側が出発駅側で、右側が到着駅側となる。以下、出発駅を前の駅、到着駅を後の駅と称することがある。
【００３９】
図２中、２１は、列車の運転曲線（距離−速度曲線）である。運転曲線は、線路条件および列車性能を基に計算することが可能である。本実施形態の信号機建植位置決定システムでは、運転曲線は、予め計算されて運転曲線情報格納部１１５に格納されていることを想定する。
【００４０】
また、２２は、信号機を表す図形である。図２では、出発駅から到着駅の間に９個の信号機が設置された状態を表している。信号機は、図形が配置されている位置に存在するものとする。なお、信号機の位置は、等間隔に限られず、隣接する２つの信号機の間隔の最小値と最大値との制約の下、任意の位置に設置することができる。
【００４１】
次に、時間−距離曲線について説明する。
【００４２】
運転曲線は、距離に対して速度が対応する情報であるが、同時に、距離に対して時間を対応づけることができる。図３は、１列車についての時間−距離曲線を表している。
【００４３】
図３では、横軸が時間を表し、縦軸が距離を表す。図３の下側が出発駅側で、上側が到着駅側となる。
【００４４】
図３中、３１は、列車の先頭位置を基準とした時間−距離曲線を表す。３２は、列車の後尾位置を基準とした時間−距離曲線を表す。図２で横方向の距離軸に沿って並んでいた信号機は、図３では縦方向の距離軸に沿って並ぶ。時間−距離曲線のことを、単に時間曲線と呼ぶこともある。
【００４５】
次に、運転曲線を用いて、後方を走行している列車（続行列車）が運転曲線通りに走行できる限界の地点の求め方について説明する。
【００４６】
図４は、続行列車が運転曲線通りに走行できる限界の地点の求め方を説明するための図である。
【００４７】
図４中、４１は、続行列車の運転曲線（距離−速度曲線）である。４２は、先行列車を表し、４３は、続行列車を表す。また、４４は、ある信号機（信号機Ａとする）を表し、４５は、信号機Ａ４４の１つ出発駅側の信号機（信号機Ｂとする）を表す。
【００４８】
図４では、先行列車４２が、信号機Ａ４４を過ぎて、列車後尾が信号機Ａ４４の位置にある状態が表されている。
【００４９】
隣接する２つの信号機間を１単位として先行列車と続行列車との間に１単位以上の間隔が確保されていることが求められる１へいそくを前提とすると、先行列車４２が信号機Ａ４４の位置にある場合、続行列車４３は、信号機Ｂ４５の位置までに、決められた速度に減速しなければならない。ここでは、この速度を０ｋｍ／ｈとして説明する。なお、本実施形態の信号機建植位置決定システムは、１へいそくに限定されず、０へいそくの場合においても適用可能である。０へいそくの場合、先行列車と続行列車との間に１つ以上の信号機が介在していることが求められる。
【００５０】
４６は、続行列車４３に関する逆引曲線を表しており、信号機Ｂ４５の位置からの逆引曲線となっている。逆引曲線も距離−速度曲線で表すことができる。
【００５１】
４７は、逆引曲線４６と（続行列車４３の）運転曲線４１との交点を表す。この交点４７が、先行列車４２の列車後尾が信号機Ａ４４に位置する場合において続行列車４３が運転曲線通りに走行できる限界の地点であり、図４の先行列車４２と続行列車４３との位置関係が、２列車が近づくことのできる限界を表している。
【００５２】
仮に、先行列車４２が信号機Ａ４４の位置にある場合に、続行列車４３が交点４７よりも前方（図４では右側）に位置する場合、信号機による速度制御により、信号機Ｂ４５からの逆引曲線４６に従って減速した状態となっていなければならないことになる。そうなると、続行列車４３の速度は、（続行列車４３の）運転曲線４１の速度よりも低い速度となってしまい、計画された運転曲線通りの走行ができなくなる。そのため、交点４７が、続行列車４３が先行列車４２に近づくことのできる限界の地点となる。
【００５３】
先行列車の位置に対して、続行列車が、信号機によるブレーキをかけることなく、計画された運転曲線で走行できる限界を、図４のように求めることができるが、これを、ある駅における先行列車と続行列車との時間の差で表すことができる。この時間の差を時隔と呼び、その値を時隔値と呼ぶ。
【００５４】
図５は、図４の２列車の位置関係を時間曲線（時間−距離曲線）で表した図である。
【００５５】
図５中、５１は、先行列車の先頭位置の時間曲線を表し、５２は、先行列車の列車後尾位置の時間曲線を表す。５３は、続行列車の先頭位置の時間曲線を表し、５４は、先行列車の列車後尾位置の時間曲線を表す。
【００５６】
５５は、図４の状態の時刻における先行列車を表し、５６は、同じ時刻の続行列車を表す。５７は、信号機Ａを表し、５８は、信号機Ｂを表す。また、５９は、続行列車の運転曲線と信号機Ｂの位置からの逆引曲線との交点（続行列車が運転曲線通りに走行できる限界の地点）を表す。
【００５７】
先行列車５５の後尾が信号機Ａ５７の位置にあるとき、続行列車５６の先頭は、交点５９の位置にある。つまり、その２つの列車がこれらの位置にあるとき、同一の時刻上（同じ縦線上）にある。
【００５８】
６０は、図５で示される先行列車５５と続行列車５６との位置関係において、最も接近できる２列車の間隔を表す線分である。これを縦棒と呼ぶ。
【００５９】
６１は、後の駅において、先行列車５５と続行列車５６とが満たさなければならない時間の間隔を表す。即ち、前述の時隔値である。信号機ごとに時隔値を区別する場合、信号機Ａの時隔値というように呼ぶ。
【００６０】
図４および図５を用いて、駅の途中の２個の信号機（信号機Ａ、信号機Ｂ）による時隔値を説明したが、駅間の信号機の個数は実際には２個よりも多い。各々の信号機による時隔値を求めて、その中の最も大きい時隔値を２列車の時隔または単に時隔と呼ぶ。
【００６１】
図６は、時隔を説明するための図（時間−距離曲線図）である。
【００６２】
図６に示されるように、２列車の時間曲線の位置関係は、駅間の全ての信号機の時隔値を求めて、２列車の間隔が最大の時隔値となるように決められる。
【００６３】
先行列車、続行列車とも、時間−距離曲線は、先頭と後尾とを表す２本ずつが表示されている。
【００６４】
先行列車の後尾を表す時間−距離曲線から、先行列車の後尾が位置する信号機位置での縦棒がそれぞれ表示されている。信号機６２に対応する縦棒を６５、信号機６３に対応する縦棒を６６、信号機６４に対応する縦棒を６７で表示している。このうち、信号機６３に対応する縦棒６６の続行列車側が、続行列車の先頭を表す時間−距離曲線と接した状態である。続行列車が運転曲線通りに走行するためには、２列車はこれよりも近づくことはできない。
【００６５】
この位置関係にあるとき、後の駅での先行列車と続行列車との時間の差を最大時隔と呼び、図６では、６８で示された時間となる。
【００６６】
また、図７は、図６（時間−距離曲線図）とは別の表現方法で時隔を表した図（距離−時間曲線図）である。
【００６７】
図６では、横軸を時間、縦軸を距離とした、時間−距離曲線図を使用した。時隔の表現方法としては、時間−距離曲線図以外に、図７に示されるように、横軸を距離、縦軸を時間とした、距離―時間曲線図も使用され得る。
【００６８】
なお、信号機ごとに最も接近できる２列車の間隔を、時間−距離曲線図では縦棒で表現していたが、距離−時間曲線図では横棒となる。
【００６９】
図７中、６９は、先行列車の列車先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）であり、７０は、先行列車の列車後尾位置の時間曲線（距離−時間曲線）である。また、７１は、続行列車の列車先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）であり、７２は、続行列車の列車後尾位置の時間曲線（距離−時間曲線）である。
【００７０】
以上で、時隔値の求め方を説明した。
【００７１】
次に、この信号機建植位置決定システムの処理の詳細について説明する。
【００７２】
ここでは、この信号機建植位置決定システムにおける信号機の位置の変更を説明するために、次のように、記号を定義する。
【００７３】
ｎ：位置を決める信号機の個数
Ｓ（ｊ）：信号機の名称（ｊ＝０，１，２，…，ｎ，ｎ＋１）
ｐ（ｊ）：信号機の位置（ｊ＝０，１，２，…，ｎ，ｎ＋１）
ｄｍｉｎ：隣接する信号機の間隔の最小値の制約
ｄｍａｘ：隣接する信号機の間隔の最大値の制約
（ｄｍｉｎ≦信号機の間隔≦ｄｍａｘ）
ｄａ：信号機の平均間隔
ｄ０：信号機Ｓ（０）とＳ（１）との間隔が最も小さくなる値
Ｄ０：信号機Ｓ（０）とＳ（１）との間隔が最も大きくなる値
ｍｉｎ（ａ，ｂ）：ａとｂの小さい方の値を返す関数
ｍａｘ（ａ，ｂ）：ａとｂの大きい方の値を返す関数
まず、図８を参照して、信号機情報格納部１１３および暫定信号機情報格納部１１６に格納される信号機情報について説明する。
【００７４】
図８は、この信号機建植位置決定システムが処理する信号機情報を記号的に表したものであり、信号機の位置には縦線を表示して、信号機を表すものとする。ここで、Ｓ（０）とＳ（ｎ＋１）の信号機は、位置を変更しない固定されたものとして扱う。これは、駅近辺の信号機の位置は、駅のホームの位置に合わせる等、決められた地点から移動することができず、信号機位置の検討の対象外であるためである。この信号機建植位置決定システムにおいても、駅間の範囲を、信号機建植位置の対象とする。
【００７５】
以降の説明では、信号機の名称および位置について、特に、両端のＳ（０）とＳ（ｎ＋１）とを除いたＳ（１）からＳ（ｎ）についての信号機を意味する場合は、Ｓ（ｊ）と区別するために、以下のように、Ｓ（ｋ）と表すものとする。
【００７６】
Ｓ（ｋ）：信号機の名称（ｋ＝１，２，…，ｎ）
ｐ（ｋ）：信号機の位置（ｋ＝１，２，…，ｎ）
図９は、この信号機建植位置決定システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【００７７】
ステップＳ１において、初期値パターン作成部１０２は、信号機情報格納部１１３に格納されている信号機情報から信号機位置の初期値パターンを作成し、暫定信号機情報格納部１１６に格納する。初期値パターンを作成する際、初期値パターン作成部１０２は、駅近辺の処理対象外の信号機を残し、駅間の信号機を削除し、初期値パターンの信号機を追加する。
【００７８】
図１０は、信号機情報の初期状態を表している。初期状態では、駅間の信号機情報は存在せず、出発駅側と到着駅側の信号機のみが存在する。
【００７９】
図１１は、図１０の状態を運転曲線図で表したものである。
【００８０】
駅間の信号機情報が存在しない状態で、初期値パターン作成部１０２は、複数個の初期値パターンを作成する。この信号機建植位置決定システムは、初期値パターン作成部１０２により作成したそれぞれの初期値パターンごとに、以降で説明する処理を経て時隔値を小さくするように信号機の配置を決め、さらに、その中から時隔値が最小となるような最適な配置を選択する。
【００８１】
初期値パターン作成部１０２は、初期値パターンを作成する際、信号建植を行う区間の範囲内で、両端の信号機位置、信号機間隔の最小値と最大値、および、与えられた信号機の個数とから、信号機の配置の初期値を決定する。
【００８２】
初期値パターンとして、ここでは、以下の３つの例を示す。
【００８３】
１つめの初期値パターンは、均等パターンであり、図１２に示される配置である。
【００８４】
均等パターンは、信号機位置を求める際に、最も妥当な初期値である。
【００８５】
均等パターンは、境界の信号機（Ｓ（０）とＳ（ｎ＋１））も含めて、信号機を等間隔に配置するパターンである。以下に配置の計算手順を示す。
【００８６】
均等に配置するため、信号機の平均間隔（ｄａ）を求める。割り切れない場合は切り捨てる。
【００８７】
ｄａ＝（ｐ（ｎ＋１）−ｐ（０））／（ｎ＋１）
求めたｄａにより、信号機間を平均間隔ごとに設置する。（余りは最後の信号機側に寄せる。寄せた余りの合計をαと表す。）
ｐ（ｋ）＝ｐ（０）＋ｄａ×ｋ  （ｋ＝１，２，…，ｎ）
２つめの初期値パターンは、出発側寄せパターンであり、図１３に示される配置である。
【００８８】
出発側寄せパターンは、出発側の信号機に関して時隔値への影響が大きく、出発駅側に寄せた配置により、有利な時隔値を得られる可能性がある初期値である。
【００８９】
出発側寄せパターンは、作成する信号機を出発駅側に寄せた状態（図１３では左側に寄せた状態）で、等間隔（ｄａ）で配置するパターンである。以下に、配置の計算手順を示す。
【００９０】
まず、出発側に寄せる距離を求める。
【００９１】
均等パターンに対して、Ｓ（１）からＳ（ｎ）を信号機間隔の制約（信号機の間隔がｄｍｉｎからｄｍａｘの間でなければならない）を満たす範囲で、極限まで出発側（左側）に平行移動する。Ｓ（０）とＳ（１）の間隔がｄｍｉｎか、Ｓ（ｎ）とＳ（ｎ＋１）の間隔がｄｍａｘのいずれかである。
【００９２】
ｄ０＝ｄａ−ｍｉｎ（ｄａ−ｄｍｉｎ，ｄｍａｘ−（ｄａ＋α））…（１）式
上記（１）式のｍｉｎ（）の第１項は、Ｓ（０）とＳ（１）との間隔をｄｍｉｎとするための出発側（左側）への移動量、第２項は、Ｓ（ｎ）とＳ（ｎ＋１）との間隔をｄｍａｘとするための出発側（左側）への移動量であるが、両方の移動量のうち、小さい方が信号機間隔の制約を満たす極限の移動量である。求めたｄ０により、信号機間を以下のように平均間隔ごとに設置する。
【００９３】
ｐ（ｋ）＝ｐ（０）＋ｄ０＋ｄａ×（ｋ−１）  （ｋ＝１，２，…，ｎ）
３つめの初期値パターンは、到着側寄せパターンであり、図１４に示される配置である。
【００９４】
到着側寄せパターンは、到着側の信号機に関して時隔値への影響が大きく、到着駅側に寄せた配置により、有利な時隔値を得られる可能性がある初期値である。
【００９５】
到着側寄せパターンは、作成する信号機を到着駅側に寄せた状態（図１４では右側に寄せた状態）で、等間隔（ｄａ）で配置するパターンである。以下に、配置の計算手順を示す。
【００９６】
まず、到着側に寄せる距離を求める。
【００９７】
均等パターンに対して、Ｓ（１）からＳ（ｎ）を信号機間隔の制約を満たす範囲で、極限まで到着側（右側）に平行移動する。Ｓ（０）とＳ（１）との間隔がｄｍａｘか、Ｓ（ｎ）とＳ（ｎ＋１）との間隔がｄｍｉｎのいずれかである。
【００９８】
Ｄ０＝ｄａ＋ｍｉｎ（ｄｍａｘ−ｄａ，ｄａ＋α−ｄｍｉｎ）…（２）式
上記（２）式のｍｉｎ（）の第１項は、Ｓ（０）とＳ（１）との間隔をｄｍａｘとするための到着側（右側）への移動量、第２項は、Ｓ（ｎ）とＳ（ｎ＋１）との間隔をｄｍｉｎとするときの到着側（右側）への移動量であるが、両方の移動量のうち、小さい方が信号機間隔の制約を満たす極限の移動量である。求めたＤ０により、信号機間を以下のように平均間隔ごとに設置する。
【００９９】
ｐ（ｋ）＝ｐ（０）＋Ｄ０＋ｄａ×（ｋ−１）  （ｋ＝１，２，…，ｎ）
ここで、最も妥当な初期値であると述べた一般的ともいえる均等パターンに加えて、出発側寄せパターンと到着側寄せパターンとを含めた３つの初期パターンを用意する意義について説明する。
【０１００】
運転曲線において、ある距離を進むためには、高い速度よりも低い速度の方が多くの時間がかかる。信号機の間隔が狭い方が時隔値は小さくなるが、速度が高い位置よりも速度が低い位置の方が、信号機の間隔による影響は顕著に表れる。図１５は、速度が低い場合に信号機の間隔による時隔値への影響が大きいことを示す図であり、図１６は、速度が高い場合に信号機の間隔による時隔値への影響が小さいことを示す図である。
【０１０１】
運転曲線では、地形（上り勾配、下り勾配、カーブ）や環境（住宅地、郊外）等に伴う制約により、速度制限がかかる場合がある。速度制限のかかる場所は、駅出発付近であったり、駅到着付近であったり等、運転曲線に与えられた条件に依存する。
【０１０２】
そこで、この信号機建植位置決定システムでは、特に低速の部分の位置を考慮しない初期値パターン（均等パターン）、駅出発側に低い制限速度が継続する場合を想定した初期値パターン（出発側寄せパターン）、および、駅到着側に低い制限速度が継続する場合を想定した初期値パターン（到着側寄せパターン）を用意する。
【０１０３】
続いて、図９のステップＳ２の判定について説明する。
【０１０４】
ステップＳ１で、未処理の初期値パターンが存在する場合、初期値パターン作成部１０２が初期値パターンを作成し、ステップＳ２の判定をＮＯとしてステップＳ３に進む。未処理の初期値パターンが存在しない場合は、ステップＳ２の判定をＹＥＳとしてステップＳ１０に進む。
【０１０５】
ステップＳ３では、時隔計算部１０３が、運転曲線情報格納部１１５に格納されている運転曲線情報と、暫定信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報と、逆引曲線格納部１１４に格納されている逆引曲線とを用いた時隔計算を実行する。逆引曲線は、信号機の位置を起点として計算されるため、信号機に関連づけられて格納されているのではなく、逆引曲線の起点の位置に関連づけられて格納されている。
【０１０６】
時隔計算では、各信号機について、それぞれ、続行列車の運転曲線と信号機の位置からの逆引曲線の交点を求める。
【０１０７】
逆引曲線が存在しない場合は、逆引曲線計算部１０４が、線路情報格納部１１１に格納されている線路情報と、列車性能情報格納部１１２に格納されている列車性能情報とを基に逆引曲線を計算して逆引曲線格納部１１４に格納する。時隔計算部１０３は、その逆引曲線を使用する。
【０１０８】
図１７は、時隔計算において信号機位置からの逆引曲線と運転曲線との交点を求めた状態を表した図である。
【０１０９】
時隔計算部１０３は、それぞれの信号機について、運転曲線と信号機位置からの逆引曲線との交点から時隔値を求めて、その時隔値を信号機情報とともに暫定信号機情報格納部１１６へ格納する。
【０１１０】
図１８は、暫定信号機情報格納部１１６へ格納される信号機情報および時隔値の一例を示している。
【０１１１】
図１８に示されるように、信号機ごとの時隔値は、信号機の名称Ｓ（ｋ）の上に「分’秒”」の形式で表示されている。例えば、信号機Ｓ（３）の時隔値は２’１０”（２分１０秒）である。
【０１１２】
図９のステップＳ４では、建植処理部１０１が、暫定信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報および時隔値について、時隔値が最大となる信号機を検索し、その時隔を求めるために使用した続行列車の逆引曲線の立ち上げ地点である信号機を変更対象信号機とする。
【０１１３】
図１９は、変更対象信号機を特定した状態を表した図であり、最大時隔がＳ（ｋ＋１）に関する時隔値の２’３０”であるため、この時隔値を算出した逆引曲線を立ち上げる信号機として、Ｓ（ｋ＋１）の１つ手前の信号機Ｓ（ｋ）を変更対象と特定したことを表している。前述したように、ここでは、１へいそくを前提としているので、１つ手前の信号機を変更対象と特定している。０へいそくの場合、最大時隔の信号機が変更対象と特定される。
【０１１４】
図２０は、図１９の状態を表形式で表した図である。信号機Ｓ（ｋ＋１）の時隔値が最大時隔の２’３０”となっており、変更対象の信号機Ｓ（ｋ）の位置がｐ（ｋ）であることを表している。
【０１１５】
図２１は、変更対象信号機（１つめ）を特定した例を表している。
【０１１６】
図２１に示されるように、信号機Ｓ（５）の時隔値２’４０”が全ての信号機の中の時隔値が最大であるため、信号機Ｓ（５）の１つ手前の信号機Ｓ（４）が変更対象の信号機と特定されたことを表している。
【０１１７】
続いて、図９のステップＳ５の判定について説明する。
【０１１８】
ステップＳ４において、変更対象信号機が特定されると、以降のステップＳ６〜Ｓ９の処理で、その変更対象信号機の位置が変更されて、変更後の時隔値が求められ、ステップＳ４に戻ってくるという繰り返し処理となっている。このステップＳ４では、変更対象信号機を特定した際に、直前の繰り返し処理での変更対象信号機と同一信号機かどうかの確認を行う。同一の信号機が変更対象信号機である場合は、初期値パターンごとの終了条件が成立したとし、ステップＳ５の判定をＹＥＳとしてステップＳ１に進む。同一でない場合は、ステップＳ５の判定をＮＯとしてステップＳ６に進む。
【０１１９】
ステップＳ６では、信号機位置変更部１０５が、暫定信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報に基づき、変更対象信号機の位置を、変更可能範囲における始端から終端まで順次変更して、暫定信号機情報格納部１１６に格納する処理を行う。変更可能範囲は、変更対象信号機の前後の信号機の位置と、前後の信号機との最小間隔および最大間隔の制約とから求められる。
【０１２０】
図２２は、信号機Ｓ（ｋ）の変更可能範囲を表す図である。ｐ（ｋ）の変更可能範囲の最小値をｐｍｉｎ（ｋ）、最大値をｐｍａｘ（ｋ）と表したとき、それらは以下の（３）式および（４）式から求められる。
【０１２１】
ｐｍｉｎ（ｋ）＝ｍａｘ（ｐ（ｋ−１）＋ｄｍｉｎ，ｐ（ｋ＋１）−ｄｍａｘ）
…（３）式
ｐｍａｘ（ｋ）＝ｍｉｎ（ｐ（ｋ−１）＋ｄｍａｘ，ｐ（ｋ＋１）−ｄｍｉｎ）
…（４）式
続いて、図９のステップＳ７の判定について説明する。
【０１２２】
ステップＳ６では、変更対象信号機の位置を変更可能範囲内で、順次変更する。変更可能範囲の境界まで達して、これ以上変更ができない状態となったときに、ステップＳ７の判定をＹＥＳとしてステップＳ９に進む。変更可能範囲の境界まで達しておらず変更可能である場合は、信号機の位置を変更して、ステップＳ７の判定をＮＯとしてステップＳ８に進む。
【０１２３】
図２３は、Ｓ（ｋ）がｐｍｉｎ（ｋ）の位置にある状態を表した図である。図２４は、図２３の状態を表形式で表した図である。
【０１２４】
図２５は、Ｓ（ｋ）の位置がｐｍｉｎ（ｋ）とｐｍａｘ（ｋ）の間にある状態を表した図である。図２６は、図２５の状態を表形式で表した図である。
【０１２５】
図２７は、Ｓ（ｋ）の位置がｐｍｉｎ（ｋ）とｐｍａｘ（ｋ）の間にあり、かつ、図２５よりもｐｍａｘ（ｋ）寄りにある状態を表した図である。図２８は、図２７の状態を表形式で表した図である。
【０１２６】
図２９は、Ｓ（ｋ）がｐｍａｘ（ｋ）の位置にある状態を表した図である。図３０は、図２９の状態を表形式で表した図である。
【０１２７】
なお、変更対象信号機Ｓ（ｋ）の位置ｐ（ｋ）を変更する量は、一定値やランダム値を使用する。
【０１２８】
図９のステップＳ８では、時隔計算部１０３が、運転曲線情報格納部１１５に格納されている運転曲線情報と、暫定信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報と、逆引曲線格納部１１４に格納されている逆引曲線とを用いた時隔計算を実行し、その結果を暫定信号機情報格納部１１６に格納する。このとき、変更対象信号機と、その前後の２つの信号機との合わせて３つの信号機について、それぞれ、時隔値を求める。この３つの信号機の時隔値で最も大きい時隔値を局所時隔と呼ぶこととする。
【０１２９】
局所時隔を図で示したものが図３１である。
【０１３０】
局所時隔は、変更対象の信号機の位置を変更するごとに求める。
【０１３１】
例えば、図２３および図２４における局所時隔は、信号機Ｓ（ｋ＋１）の時隔値２’４０”である。図２５および図２６における局所時隔は、信号機Ｓ（ｋ＋１）の時隔値２’５５”である。図２７および図２８における局所時隔は、信号機Ｓ（ｋ）の時隔値２’２０”である。そして、図２９および図３０における局所時隔は、信号機Ｓ（ｋ）の時隔値２’５０”である。
【０１３２】
以下では、信号機位置を決めていく処理を具体的に説明する。
【０１３３】
前述したように、駅間に作成された初期値パターンにおける最大時隔がＳ（５）の２’４０”であるため、変更対象信号機がＳ（４）であると特定された（図２１参照）。ステップＳ８を処理したら、ステップＳ６へ戻り、変更対象信号機Ｓ（ｋ）の位置を変更する処理を行う。
【０１３４】
図３２から図３８は、変更対象信号機Ｓ（４）の位置を、最小値２．７００から最大値３．３００まで変更した例を表している。時隔計算部１０３は、信号機位置変更部１０５により位置が変更された信号機Ｓ（４）に関する局所時隔をそれぞれ求める。
【０１３５】
図３２に示されるように、変更対象信号機Ｓ（４）の位置を２．７００へ変更した場合における局所時隔は、信号機Ｓ（５）の時隔値３’２０”である。
【０１３６】
図３３に示されるように、変更対象信号機Ｓ（４）の位置を２．７２０へ変更した場合における局所時隔は、信号機Ｓ（５）の時隔値３’１０”である。
【０１３７】
図３４に示されるように、変更対象信号機Ｓ（４）の位置を２．７４０へ変更した場合における局所時隔は、信号機Ｓ（５）の時隔値２’５５”である。
【０１３８】
図３５に示されるように、変更対象信号機Ｓ（４）の位置を３．１００へ変更した場合における局所時隔は、信号機Ｓ（４）の時隔値２’２０”である。
【０１３９】
図３６に示されるように、変更対象信号機Ｓ（４）の位置を３．２６０へ変更した場合における局所時隔は、信号機Ｓ（４）の時隔値２’３０”である。
【０１４０】
図３７に示されるように、変更対象信号機Ｓ（４）の位置を３．２８０へ変更した場合における局所時隔は、信号機Ｓ（４）の時隔値２’４０”である。
【０１４１】
図３８に示されるように、変更対象信号機Ｓ（４）の位置を３．３００へ変更した場合における局所時隔は、信号機Ｓ（５）の時隔値２’５０”である。
【０１４２】
ここで、局所時隔が最も小さいのは、図３５に示される、変更対象信号機Ｓ（４）の位置を３．１００へ変更した場合である。
【０１４３】
図９のステップＳ９では、建植処理部１０１が、暫定信号機情報格納部１１６に格納されている変更対象信号機の各位置に関する局所時隔が最小のものを検索する。局所時隔が最小となる信号機の位置を局所最小信号機位置と呼ぶ。
【０１４４】
図３９は、局所最小信号機位置を３．１００ｋｍと特定した状態（図３５の位置）を表している。
【０１４５】
ステップＳ９を処理したら、建植処理部１０１は、局所最小信号機位置を変更対象信号機の信号機位置に決定して暫定信号機情報格納部１１６に格納する。そして、建植処理部１０１は、ステップＳ４に戻り、改めて、変更対象信号機を決めるために、時隔値が最大となる信号機を検索し、その１つ手前の信号機を逆引曲線立ち上げ地点の信号機とする特定処理を行う。
【０１４６】
このように、図３９は、局所最小信号機位置を特定した状態であり、一旦、暫定信号機情報格納部１１６に格納されるが、ステップＳ４に戻って、建植処理部１０１により、変更対象信号機を決める処理が行われる。その状態を表したものが図４０である。
【０１４７】
図４０に示されるように、最大の時隔値が信号機Ｓ（８）の２’３０”である。そのため、信号機Ｓ（７）を変更対象信号機（２つめ）として、再び、繰り返し処理として、信号機の位置を変更して局所時隔を求める処理が行われる。この結果、信号機Ｓ（７）の位置を変更して局所最小信号機位置が決定された状態が図４１であり、この状態も、暫定信号機情報格納部１１６に格納される。
【０１４８】
この、変更対象信号機を特定し、局所最小信号機位置を決定するという処理は、ステップＳ５の判定がＹＥＳとなるまで繰り返される。
【０１４９】
前述したように、図２１に示された状態における変更対象の信号機はＳ（４）であり、局所最小信号機位置を決定した状態が図３９である。また、図３９の状態において変更対象の信号機をＳ（７）と特定したことを表すのが図４０であり、局所最小信号機位置を決定した状態が図４１である。
【０１５０】
同様に、図４１の状態において変更対象の信号機（３つめ）をＳ（３）と特定したことを表すのが図４２であり、局所最小信号機位置を決定した状態が図４３である。
【０１５１】
図４３の状態において変更対象の信号機（４つめ）をＳ（５）と特定したことを表すのが図４４であり、局所最小信号機位置を決定した状態が図４５である。
【０１５２】
図４５の状態において変更対象の信号機（５つめ）をＳ（２）と特定したことを表すのが図４６であり、局所最小信号機位置を決定した状態が図４７である。
【０１５３】
図４７の状態において変更対象の信号機（６つめ）をＳ（２）と特定したことを表すのが図４８である。
【０１５４】
この時点で、図４６における変更対象信号機がＳ（２）であったが、図４７における変更対象信号機が同じくＳ（２）と、同一の信号機となる。これにより、ステップＳ５の判定がＹＥＳとなる。その結果、処理はステップＳ１に戻り、次の初期値パターンの処理へ移行する。
【０１５５】
ステップＳ１０では、建植処理部１０１が、暫定信号機情報格納部１１６に格納されている初期値パターンごとの最終的な信号機位置について時隔値が最も小さいものを特定し、信号機情報格納部１１３に格納し、処理を終了する。
【０１５６】
図４９から図５１は、初期値パターンごとの信号機の位置の決定例を表すものであり、１つ目の初期値パターンから決定された信号機の位置、図５０は、２つ目の初期値パターンから決定された信号機の位置、図５１は、３つ目の初期値パターンから決定された信号機の位置を表す。図４９の状態での時隔値は１’５０”、図５０の状態での時隔値は２’００”、図５１の状態での時隔値は１’４５”である。従って、３つの初期値パターンから得られた信号機の位置の中で時隔値が最も小さいのは図５１で表される信号機の位置となる。これにより、図５１で表される信号機の位置が最適な信号機位置と特定される。建植処理部１０１は、この信号機の位置を信号機情報格納部１１３に格納し、処理を終了する。
【０１５７】
次に、操作端末２００に外部接続されるキーボード２１１、ポインティング装置２１２および表示装置２１３を介して本実施形態の信号機建植位置決定システムが提供するユーザインタフェースについて説明する。
【０１５８】
信号建植処理では、まず、先行列車および続行列車の運転曲線を指定する。この運転曲線の指定のために、建植処理部１０１は、サーバ側データ送信部１０７に対して、運転曲線情報格納部１１５に格納されている運転曲線情報を表示するための情報（例えば、自身が作成したＨＴＭＬファイル）をネットワークＮ経由で操作端末２００へ送信することを指示する。この情報は、操作端末２００において、端末側データ受信部２０４により受信され、表示部２０２により、表示装置２１３上に表示される。この表示に対して、利用者が、例えばポインティング装置２１２により先行列車および続行列車の運転曲線を選択すると、この選択を示す情報が入力部２０１により入力され、端末側データ送信部２０３によりネットワークＮ経由でサーバ１００へ送信される。この選択を示す情報は、サーバ１００において、サーバ側データ受信部１０６により受信され、建植処理部１０１へ供給される。この情報を受けた建植処理部１０１は、サーバ側データ送信部１０７に対して、選択された先行列車および続行列車の運転曲線を表示するための情報をネットワークＮ経由で操作端末２００へ送信することを指示する。以下、キーボード２１１またはポインティング装置２１２の操作に伴う操作端末２００からサーバ１００への情報伝達の流れと、表示装置２１３による画面表示のためのサーバ１００から操作端末２００への情報伝達の流れとについては、その記載を一部簡略化する。
【０１５９】
図５２は、選択された先行列車の運転曲線と続行列車の運転曲線とを表示装置２１３に表示した状態を表している。図５２中、８１は、先行列車の運転曲線であり、８２は、続行列車の運転曲線である。
【０１６０】
次に、信号建植処理では、信号機の建植を行う範囲の両端の信号機を指定する。信号機を指定するために、建植処理部１０１は、運転曲線情報格納部１１５に格納されている運転曲線情報と、信号機情報格納部１１３に格納されている信号機情報とを表示するための情報を操作端末２００へ送信する。この情報による表示装置２１３上の表示に対して、利用者が、例えばポインティング装置２１２により両端の信号機を選択すると、この選択を示す情報がサーバ１００へ送信され、建植処理部１０１へ供給される。
【０１６１】
図５３は、表示装置２１３に先行列車および続行列車の運転曲線が表示された状態において、ポインティング装置２１２により、両端の信号機が指定された状態を表している。
【０１６２】
利用者は、両端の信号機の指定後、建植する信号機の個数を指定する。建植処理部１０１は、信号機個数を入力する画面を表示するための情報を操作端末２００へ送信する。利用者は、信号機の個数を指定するために、例えばキーボード２１１を使用する。キーボード２１１により信号機の個数を入力すると、その個数を示す情報がサーバ１００へ送信され、建植処理部１０１へ供給される。
【０１６３】
図５４は、建植する信号機数を指定する画面を表示装置２１３に表示し、キーボード２１１により個数が入力された状態を表した図である。
【０１６４】
利用者により、先行列車および続行列車の運転曲線と、両端の信号機と、建植する信号機の個数とが指定されたら、建植処理部１０１は、信号機建植処理を実行し、信号機の配置を決定する。信号機建植処理が実行中である状態を利用者に示すため、建植処理部１０１は、計算途中である旨を表示するための情報を操作端末２００へ送信する。建植処理部１０１は、信号機の配置を決定したら、その結果を表示するための情報を操作端末２００へ送信する。作成される結果は、信号機情報および時隔計算結果、運転曲線情報、逆引曲線情報である。これらの情報は、信号機情報格納部１１３、逆引曲線格納部１１４、運転曲線情報格納部１１５に格納されているので、建植処理部１０１は、信号機情報格納部１１３、逆引曲線格納部１１４、運転曲線情報格納部１１５からこれらの情報を取得し、操作端末２００へ送信する、画像表示のための情報を作成する。
【０１６５】
図５５は、信号機建植処理が実行中である旨を表示装置２１３に表示した状態を表した図である。図５５中のキャンセルボタンは、信号機建植処理の途中で処理の中断を指示するためのボタンである。
【０１６６】
図５６は、運転曲線と決定した信号機の配置とを表示装置２１３に表示した状態を表した図である。
【０１６７】
図５７は、時隔曲線と決定した信号機の配置とを表示装置２１３に表示した状態を表した図である。
【０１６８】
また、前述したように、時隔曲線を表示する形式は、時間−距離曲線図と、距離−時間曲線図とのいずれにおいても可能である。図５８は、時隔曲線と決定した信号機とを距離−時間曲線図の表示形式で表示装置２１３に表示した状態を表した図である。
【０１６９】
また、表示装置２１３上に、運転曲線と時隔曲線（距離−時間曲線図）とを縦に並べて表示する方法も考えられる。横軸は距離で同一であるため、信号機位置も運転曲線と時隔曲線で同じ位置になり、運転曲線と時隔の関係がわかりやすい表示方法である。運転曲線と時隔曲線（距離−時間曲線図）とを縦に並べて表示装置２１３に表示した状態を図５９に表す。
【０１７０】
以上のように、本実施形態の信号機建植位置決定システムにおいては、与えられた運転曲線図、線路情報、列車性能情報、両端の信号機、信号機数に基づき、均等パターン、出発側寄せパターン、到着側寄せパターンの３つの初期値パターンを作成し、初期値パターンごとに、初期配置された信号機の位置を変更可能な範囲で変動させて、それぞれの位置に関する時隔値を計算する。そして、それらの中から時隔値が最小となる信号機の位置を求める。これにより、制動距離によらず、また、信号機がない状態からでも、時隔値が最適となる信号機の位置を決定することが可能となる。さらに、均等パターン、出発側寄せパターン、到着側寄せパターンの３つの初期値パターンを用いることで、速度制限がかかる場所等への考慮が不要となり、人力による信号機の位置の検討の繰り返しを必要とすることなく、時隔値が最適となる信号機の位置を決定することが可能となる。
【０１７１】
また、運転曲線や両端の信号機を指定する場合に、表示装置およびポインティング装置を使用することができる。作成した結果も運転曲線や時隔曲線と合わせて表示装置に表示することで、作成した信号機の位置による時隔値への影響を即座に確認することが可能となる。
【０１７２】
さらに、信号機の位置を決めるにあたり、基となる信号機が事前に存在する必要がないため、今後計画されるような新しい路線の信号機がない状態においても、時隔値が適切となる信号機の位置を決めることが可能となる。
【０１７３】
即ち、本実施形態の信号機建植位置決定システムは、人力による信号機の位置の検討の繰り返しを必要とすることなく、また、制動距離で信号機の間隔を求めることなく、さらには、検討の基となる信号機がない状態から、時隔値が最適となる信号機の位置を決定することができる。
【０１７４】
ところで、以上の説明では、この信号機建植位置決定システムの各種データ処理部をサーバ１００に搭載する例を示したが、その一部を操作端末２００に搭載するようにしてもよい。例えば、図６０に示されるように、逆引曲線を計算する機能、即ち、逆引曲線計算部１０４は操作端末２００に搭載し、サーバ１００は、指定された建植区間に指定された建植数の信号機の配置を決定するための機能のみを搭載するようにしてもよい。
【０１７５】
この場合、操作端末２００の逆引曲線計算部１０４は、逆引曲線の有無を判定するためや、逆引曲線を計算するために必要な、線路情報、列車性能情報、信号機情報、暫定信号機情報を、ネットワークＮを介した通信により、サーバ１００から取得する。操作端末２００の逆引曲線計算部１０４により計算された逆引曲線は、ネットワークＮを介した通信により、サーバ１００へ送信され、逆引曲線格納部１１４へ格納されて、時隔計算部１０３の時隔計算に利用される。
【０１７６】
また、言うまでもなく、図６１に示されるように、信号機建植位置決定システムを単独の情報処理装置３００上において構築することも可能である。
【０１７７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の動作をする構成や処理には共通の符号を付して、重複する説明は省略する。
【０１７８】
第１実施形態では、均等パターン、出発側寄せパターン、到着側寄せパターンの３つの初期値パターンを作成する。また、初期値パターンを作成する際、駅近辺の処理対象外の信号機を残し、駅間の信号機を削除し、初期値パターンの信号機を追加する。そして、この初期値パターンに対して、時隔値を小さくすべく、信号機の位置を変更する処理を反復的に実行する。
【０１７９】
これに加えて、本実施形態の信号機建植位置決定システムでは、利用者が、手動で、信号機の位置を変更することを支援するユーザインタフェースを提供する。
【０１８０】
図６２は、本実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて表示装置２１３に表示される画面の一例を示す図である。操作端末２００が画面表示を行うための情報は、第１実施形態と同様、サーバ１００の建植処理部１０１により作成され、ネットワークＮ経由で操作端末２００へ送信されるものとする。また、その画面表示に対するキーボード２１１またはポインティング装置２１２による操作を示す情報も、第１実施形態と同様、ネットワークＮ経由でサーバ１００へ送信され、建植処理部１０１へ供給されるものとする。後述する他の画面に関しても同様である。
【０１８１】
図６２に示されるように、画面上部に、Ａ駅とＢ駅との駅間の時隔曲線図（距離−時間曲線）を表示している。画面下部には、Ａ駅とＢ駅との駅間の運転曲線図（距離−速度曲線）を表示している。
【０１８２】
また、運転曲線の下に、信号機の位置に信号機を表す図形を表示している。この信号機の位置は、例えば、第１実施形態で説明したように決定された信号機の位置である。または、第１実施形態では初期値パターンの作成時に削除されていた駅間の信号機の位置であってもよい。運転曲線図には、逆引曲線を表示している。
【０１８３】
さらに、運転曲線図と時隔曲線図との両方に、信号機の位置を示す縦線、および、逆引曲線との交点の位置を示す縦線を表示している。時隔曲線図には、最大時隔の数値を強調して表示している（１’１５”）。最大時隔となる逆引曲線の信号機の図形は、太字で表示している（信号機３）。
【０１８４】
画面の信号機の図形をマウス（ポインティング装置２１２）でドラッグすることで、信号機を選択した状態となり、移動したい位置までマウスを動かし、ドラッグした位置に信号機の位置を変更することができる。
【０１８５】
図６３は、信号機４をマウスでドラッグした状態を表している。
【０１８６】
また、図６４は、信号機４をドラッグしたまま、マウスを画面の左方向に移動させ、ドロップ操作をした状態を表している。
【０１８７】
本実施形態では、この操作により、信号機４の位置が変更される。そして、本実施形態の信号機建植位置決定システムは、このように信号機４の位置が変更されたときに、図６４に示されるように、信号機４からの逆引曲線を同時に削除し、信号機４に関連する横棒および時隔値を削除する。この画面の更新は、建植処理部１０１が実行する。
【０１８８】
次に、この信号機建植位置決定システムは、信号機４からの逆引曲線を計算する。図６５は、信号機４からの逆引曲線が計算された状態を表している。逆引曲線の計算は、逆引曲線計算部１０４が実行する。
【０１８９】
次に、この信号機建植位置決定システムは、信号機４に関する時隔値を計算し、最大時隔を求める。図６６は、時隔値を求め、最大時隔の値を強調して表示した状態を表している。時隔値の計算は、時隔計算部１０３が実行する。また、画面の更新は、建植処理部１０１が実行する。
【０１９０】
このように、本実施形態の信号機建植位置決定システムは、信号機位置をシンボルの操作で変更可能とする。また、シンボルの操作による信号機位置変更に対して、時隔計算を実施して表示を更新する。即ち、利用者が、手動で、信号機の位置を変更することを支援するユーザインタフェースを提供することを実現する。
【０１９１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の動作をする構成や処理には共通の符号を付して、重複する説明は省略する。
【０１９２】
第１実施形態では、均等パターン、出発側寄せパターン、到着側寄せパターンの３つの初期値パターンを作成する。また、初期値パターンを作成する際、駅近辺の処理対象外の信号機を残し、駅間の信号機を削除し、初期値パターンの信号機を追加する。そして、この初期値パターンに対して、時隔値を小さくすべく、信号機の位置を変更する処理を反復的に実行する。
【０１９３】
これに加えて、本実施形態の信号機建植位置決定システムでは、利用者が、手動で、初期値パターンを作成することのできるユーザインタフェースを提供する。
【０１９４】
図６７は、手動で各々の信号機の位置を変更した状態を表している。この信号機の位置は、例えば、第１実施形態では削除されていた駅間の信号機の位置を基に、画面の信号機の図形をマウス（ポインティング装置２１２）でドラッグすることで、信号機の位置を任意に移動させたものである。図６７の状態での最大時隔は１’１５”である。操作端末２００が画面表示を行うための情報は、第１実施形態と同様、サーバ１００の建植処理部１０１により作成され、ネットワークＮ経由で操作端末２００へ送信されるものとする。また、その画面表示に対するキーボード２１１またはポインティング装置２１２による操作を示す情報も、第１実施形態と同様、ネットワークＮ経由でサーバ１００へ送信され、建植処理部１０１へ供給されるものとする。後述する他の画面に関しても同様である。
【０１９５】
そして、本実施形態の信号機建植位置決定システムは、図６７に示される状態を初期値パターンとして、第１実施形態にて説明した信号建植処理を実行することができる。
【０１９６】
図６８は、手動で設定した初期値パターンに対して信号建植処理を実行した結果を表示している画面を表している。図６８に示されるように、最大時隔が０’５５”と小さくなっている。
【０１９７】
このように、本実施形態の信号機建植位置決定システムは、利用者が、手動で、初期値パターンを作成することのできるユーザインタフェースを提供することを実現する。
【０１９８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１９９】
１００…サーバ、１０１…建植処理部、１０２…初期値パターン作成部、１０３…時隔計算部、１０４…逆引曲線計算部、１０５…信号機位置変更部、１０６…サーバ側データ受信部、１０７…サーバ側データ送信部、１１１…線路情報格納部、１１２…列車性能情報格納部、１１３…信号機情報格納部、１１４…逆引曲線格納部、１１５…運転曲線情報格納部、１１６…暫定信号機情報格納部、２００…操作端末、２０１…入力部、２０２…表示部、２０３…端末側データ送信部、２０４…端末側データ受信部、２１１…キーボード、２１２…ポインティング装置、２１３…表示装置、３００…情報処理装置、Ｎ…ネットワーク。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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