(57)【要約】【課題】無線列車制御システムの特徴を踏まえた連動制御において、処理負荷を分散可能とする新たな技術を提案すること。【解決手段】線区を境界位置４６で区切って各連動機３０の制御範囲４８とし、連動機３０は、自制御範囲４８内についての列車の進路制御を行う。列車の予定進路が複数の連動機３０の制御範囲４８に跨る場合、これらの連動機３０間で、境界位置４６を介して、予定進路の設定の引き継ぎや、予定進路に基づく走行予測の引き継ぎ、二列車間の競合関係に関する情報の送受信を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各連動装置の制御範囲が境界位置で区切られた線区を走行する各列車の列車位置に基づいて列車制御を行う無線列車制御システムにおける前記連動装置それぞれが行う連動制御方法であって、
自制御範囲内の列車について、当該列車の列車位置を発点とする予定進路を設定することと、
前記予定進路が前記境界位置に達する列車（以下「境界通行列車」という）の識別情報を含む進路設定引継情報を、当該境界位置に隣接する制御範囲に係る連動装置（以下「隣接連動装置」という）に送信することと、
前記進路設定引継情報を受信した場合に、前記境界通行列車について、当該境界位置を発点とする自制御範囲内の予定進路を設定することと、
自制御範囲内の列車について、当該列車の予定進路上の走行位置に対する走行速度を予測した速度曲線（以下「走行予測方程式」という）を算出することと、
前記隣接連動装置へ、前記境界通行列車の識別情報と、前記走行予測方程式に基づく当該境界位置における到達時刻および走行速度と、を含む走行予測引継情報を送信することと、
前記走行予測引継情報を受信した場合に、前記境界通行列車の予定進路に、前記走行予測引継情報に含まれる到達時刻および走行速度で進入するとして、前記境界通行列車の走行予測方程式を算出することと、
自制御範囲において少なくとも転てつ器を含む線路ノードそれぞれに対する進入列車の優先順位を、各列車の前記走行予測方程式を用いて設定することと、
自制御範囲の前記線路ノードそれぞれについて、前記優先順位が最優先に設定された列車の前記走行予測方程式に基づき、当該列車が当該線路ノードに接近したことを示す所定の接近条件を満たし、且つ、当該線路ノードの占有列車設定が占有列車無しの場合に、当該列車を占有列車として当該線路ノードを占有させる占有設定を行うことと、
自制御範囲内の列車および自制御範囲内に進入予定の前記境界通行列車それぞれについて、前記発点から順に当該列車が占有列車として設定された線路ノードに対する進入を許可することで当該列車の進行許可区間を設定することと、
自制御範囲において前記線路ノードを列車が通過した場合に、当該通過した列車を占有列車とする当該線路ノードの占有列車設定を占有列車無しとする占有解除を行うことと、
を含む連動制御方法。
【請求項２】
自制御範囲内に設定した各列車の予定進路に基づいて、自制御範囲内の競合区間を判定すること、
を更に含み、
前記優先順位を設定することは、同一の前記競合区間上の線路ノードに対する進入列車の優先順位を同一に設定することを含む、
請求項１に記載の連動制御方法。
【請求項３】
自制御範囲内に予定進路を設定した二列車間の競合関係を、当該二列車の予定進路に基づいて判定することと、
当該二列車の予定進路が対向し、且つ、同一の境界位置を通る場合に、前記判定した二列車間の競合関係を含む列車間競合情報を、当該境界位置の隣接連動装置へ送信することと、
を更に含み、
前記優先順位を設定することは、
更に、受信した前記列車間競合情報を用いて設定することを含む、
請求項１又は２に記載の連動制御方法。
【請求項４】
前記二列車間の競合関係が当該二列車の列車位置及び予定進路によって優先列車が定まる絶対的優先関係である場合には、当該優先列車を前記列車間競合情報に含めて送信し、
前記二列車間の競合関係が前記絶対的優先関係ではない場合には、当該二列車それぞれの予定進路に基づく競合区間の進出時刻を前記列車間競合情報に含めて送信する、
ことを更に含む、
請求項３に記載の連動制御方法。
【請求項５】
前記優先順位を設定することは、
前記判定した二列車間の競合関係と、受信した前記列車間競合情報に含まれる当該二列車間の競合関係と、の少なくとも一方が前記絶対的優先関係である場合に、当該二列車の競合関係は絶対的優先であるとみなして前記優先順位を設定することを含む、
請求項４に記載の連動制御方法。
【請求項６】
前記走行予測方程式を算出することは、
前記競合関係が絶対的優先関係である他の列車の走行予測方程式に基づいて、前記走行予測方程式を算出すること、
を更に含む、
請求項４又は５に記載の連動制御方法。
【請求項７】
各連動装置の制御範囲が境界位置で区切られた線区を走行する各列車の列車位置に基づいて列車制御を行う無線列車制御システムにおける前記連動装置であって、
自制御範囲内の列車について、当該列車の列車位置を発点とする予定進路を設定する予定進路設定手段と、
前記予定進路が前記境界位置に達する列車（以下「境界通行列車」という）の識別情報を含む進路設定引継情報を、当該境界位置に隣接する制御範囲に係る連動装置（以下「隣接連動装置」という）に送信する進路設定引継情報送信手段と、
前記進路設定引継情報を受信した場合に、前記境界通行列車について、当該境界位置を発点とする自制御範囲内の予定進路を設定する第２の予定進路設定手段と、
自制御範囲内の列車について、当該列車の予定進路上の走行位置に対する走行速度を予測した速度曲線（以下「走行予測方程式」という）を算出する第１の算出手段と、
前記隣接連動装置へ、前記境界通行列車の識別情報と、前記走行予測方程式に基づく当該境界位置における到達時刻および走行速度と、を含む走行予測引継情報を送信する走行予測引継情報送信手段と、
前記走行予測引継情報を受信した場合に、前記境界通行列車の予定進路に、前記走行予測引継情報に含まれる到達時刻および走行速度で進入するとして、前記境界通行列車の走行予測方程式を算出する第２の算出手段と、
自制御範囲において少なくとも転てつ器を含む線路ノードそれぞれに対する進入列車の優先順位を、各列車の前記走行予測方程式を用いて設定する優先順位設定手段と、
自制御範囲の前記線路ノードそれぞれについて、前記優先順位が最優先に設定された列車の前記走行予測方程式に基づき、当該列車が当該線路ノードに接近したことを示す所定の接近条件を満たし、且つ、当該線路ノードの占有列車設定が占有列車無しの場合に、当該列車を占有列車として当該線路ノードを占有させる占有設定を行う占有設定手段と、
自制御範囲内の列車および自制御範囲内に進入予定の前記境界通行列車それぞれについて、前記発点から順に当該列車が占有列車として設定された線路ノードに対する進入を許可することで当該列車の進行許可区間を設定する進行許可区間設定手段と、
自制御範囲において前記線路ノードを列車が通過した場合に、当該通過した列車を占有列車とする当該線路ノードの占有列車設定を占有列車無しとする占有解除を行う占有解除手段と、
を備えた連動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線列車制御システムにおける連動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の列車運行制御は、連動装置、信号装置及び運行管理装置によってなされる。連動装置及び信号装置は、安全性を確保する装置である。連動装置は、信号機、転てつ器、軌道回路、及び連動機から成り、進路の設定と軌道回路の状態に基づき、連動機によって信号機の進行／停止、転てつ器の定位／反位を制御する。信号装置は、連続する進路間の信号機の現示を制御して列車の走行可能速度を指示する。運行管理装置は、列車の運行を効率的に行う装置であり、列車全体の運行状況を把握し、各連動装置に対して進路設定を行う。
【０００３】
近年、地上車上間の通信手段として無線通信を用いた無線列車制御システムの開発が進められている。無線列車制御システムでは、車上側で列車の走行位置や走行速度を計測して地上側へ送信するため、列車位置を検知する地上設備である軌道回路が不要となる。
【０００４】
しかしながら、原理的に無線列車制御システムは列車位置を連続検知可能であるものの、従来の無線列車制御システムは線路を区切った固定区間（従来の軌道回路に相当する区間。仮想的なブロックとも呼ばれる。）を単位とした進路鎖錠を行っていた。このため、無線列車制御システムのメリットを未だ十分に活用できていないと考えられた。例えば、線路を固定区間で区切った場合には、進路の始点は区間境界となるため、列車間隔を短くすることに限界があった。また、列車位置を固定区間単位で判断することになるため、ダイヤ乱れ時等で、必要に応じて列車の進行順序を変更する場合に効率的な対処ができない場合が生じ得た。
【０００５】
そこで、本願発明者は、無線列車制御システムの特徴を踏まえた新たな連動制御として、列車の先頭位置を発点し、この発点から次の到着駅までの１走行を１つの進路として制御することにより、進路制御と運行管理とを同時に効率化する技術を提案した（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１４８２６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１に開示された技術は、連動装置、信号装置及び運行管理装置の機能を１つの装置で実現するものであり、進路の制御範囲が広範囲に亘ることから、いわゆる集中連動方式となる。このため、連動機の処理負荷が一極集中して増大する問題や、連動機から転てつ器や信号機といった現場機器までの距離が遠くなることによる保守コストの問題等が生じ得た。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするとことは、無線列車制御システムの特徴を踏まえた連動制御において処理負荷を分散可能とする新たな技術を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための第１の発明は、
各連動装置の制御範囲が境界位置で区切られた線区を走行する各列車の列車位置に基づいて列車制御を行う無線列車制御システムにおける前記連動装置それぞれが行う連動制御方法であって、
自制御範囲内の列車について、当該列車の列車位置を発点とする予定進路を設定することと、
前記予定進路が前記境界位置に達する列車（以下「境界通行列車」という）の識別情報を含む進路設定引継情報を、当該境界位置に隣接する制御範囲に係る連動装置（以下「隣接連動装置」という）に送信することと、
前記進路設定引継情報を受信した場合に、前記境界通行列車について、当該境界位置を発点とする自制御範囲内の予定進路を設定することと、
自制御範囲内の列車について、当該列車の予定進路上の走行位置に対する走行速度を予測した速度曲線（以下「走行予測方程式」という）を算出することと、
前記隣接連動装置へ、前記境界通行列車の識別情報と、前記走行予測方程式に基づく当該境界位置における到達時刻および走行速度と、を含む走行予測引継情報を送信することと、
前記走行予測引継情報を受信した場合に、前記境界通行列車の予定進路に、前記走行予測引継情報に含まれる到達時刻および走行速度で進入するとして、前記境界通行列車の走行予測方程式を算出することと、
自制御範囲において少なくとも転てつ器を含む線路ノードそれぞれに対する進入列車の優先順位を、各列車の前記走行予測方程式を用いて設定することと、
自制御範囲の前記線路ノードそれぞれについて、前記優先順位が最優先に設定された列車の前記走行予測方程式に基づき、当該列車が当該線路ノードに接近したことを示す所定の接近条件を満たし、且つ、当該線路ノードの占有列車設定が占有列車無しの場合に、当該列車を占有列車として当該線路ノードを占有させる占有設定を行うことと、
自制御範囲内の列車および自制御範囲内に進入予定の前記境界通行列車それぞれについて、前記発点から順に当該列車が占有列車として設定された線路ノードに対する進入を許可することで当該列車の進行許可区間を設定することと、
自制御範囲において前記線路ノードを列車が通過した場合に、当該通過した列車を占有列車とする当該線路ノードの占有列車設定を占有列車無しとする占有解除を行うことと、
を含む連動制御方法である。
【００１０】
また、他の発明として、
各連動装置の制御範囲が境界位置で区切られた線区を走行する各列車の列車位置に基づいて列車制御を行う無線列車制御システムにおける前記連動装置であって、
自制御範囲内の列車について、当該列車の列車位置を発点とする予定進路を設定する予定進路設定手段と、
前記予定進路が前記境界位置に達する列車（以下「境界通行列車」という）の識別情報を含む進路設定引継情報を、当該境界位置に隣接する制御範囲に係る連動装置（以下「隣接連動装置」という）に送信する進路設定引継情報送信手段と、
前記進路設定引継情報を受信した場合に、前記境界通行列車について、当該境界位置を発点とする自制御範囲内の予定進路を設定する第２の予定進路設定手段と、
自制御範囲内の列車について、当該列車の予定進路上の走行位置に対する走行速度を予測した速度曲線（以下「走行予測方程式」という）を算出する第１の算出手段と、
前記隣接連動装置へ、前記境界通行列車の識別情報と、前記走行予測方程式に基づく当該境界位置における到達時刻および走行速度と、を含む走行予測引継情報を送信する走行予測引継情報送信手段と、
前記走行予測引継情報を受信した場合に、前記境界通行列車の予定進路に、前記走行予測引継情報に含まれる到達時刻および走行速度で進入するとして、前記境界通行列車の走行予測方程式を算出する第２の算出手段と、
自制御範囲において少なくとも転てつ器を含む線路ノードそれぞれに対する進入列車の優先順位を、各列車の前記走行予測方程式を用いて設定する優先順位設定手段と、
自制御範囲の前記線路ノードそれぞれについて、前記優先順位が最優先に設定された列車の前記走行予測方程式に基づき、当該列車が当該線路ノードに接近したことを示す所定の接近条件を満たし、且つ、当該線路ノードの占有列車設定が占有列車無しの場合に、当該列車を占有列車として当該線路ノードを占有させる占有設定を行う占有設定手段と、
自制御範囲内の列車および自制御範囲内に進入予定の前記境界通行列車それぞれについて、前記発点から順に当該列車が占有列車として設定された線路ノードに対する進入を許可することで当該列車の進行許可区間を設定する進行許可区間設定手段と、
自制御範囲において前記線路ノードを列車が通過した場合に、当該通過した列車を占有列車とする当該線路ノードの占有列車設定を占有列車無しとする占有解除を行う占有解除手段と、
を備えた連動装置を構成しても良い。
【００１１】
この第１の発明によれば、線区を境界位置で区切って各連動装置の制御範囲とし、連動装置間で情報の送受信を行うことで、線区に対する進路制御の処理負荷を各連動装置に分散させることができ、複数の連動装置全体で広範囲の線区に対する進路制御を行うことができる。
【００１２】
具体的には、複数の連動装置の制御範囲に跨るような予定進路を設定することができる。すなわち、ある連動装置が、自制御範囲内に設定した予定進路が境界位置に達する境界通行列車についての進路設定引継情報を隣接連動装置へ送信することで、隣接連動装置が、その境界通行列車の自制御範囲内の予定進路を境界位置から引き継いで設定することができる。
【００１３】
また、予定進路が複数の連動装置の制御範囲に跨って設定された境界通行列車についての走行予測方程式を算出することができる。すなわち、境界通行列車について、ある連動装置が、自制御範囲内に設定した予定進路に基づく走行予測方程式を算出し、境界位置の到達時刻及び走行速度を含む走行予測引継情報を隣接連動装置へ送信することで、隣接連動装置が、その境界通行列車について、自制御範囲に設定した予定進路に基づく走行予測定式を境界位置から引き継いで算出することができる。
【００１４】
更に、各連動機を、自制御範囲内或いはその近辺に設置することで、連動機と制御対象の現場機器との距離を短くすることができる。
【００１５】
第２の発明として、第１の発明の連動制御方法であって、
自制御範囲内に設定した各列車の予定進路に基づいて、自制御範囲内の競合区間を判定すること、
を更に含み、
前記優先順位を設定することは、同一の前記競合区間上の線路ノードに対する進入列車の優先順位を同一に設定することを含む、
連動制御方法を構成しても良い。
【００１６】
この第２の発明によれば、自制御範囲内に設定した各列車の予定進路に基づく競合区間を単位として、線路ノードに対する進入列車の優先順位が設定される。これにより、競合する複数の列車が競合区間に進入して、いわゆるデッドロックとなるといったことが防止される。
【００１７】
第３の発明として、第１又は第２の発明の連動制御方法であって、
自制御範囲内に予定進路を設定した二列車間の競合関係を、当該二列車の予定進路に基づいて判定することと、
当該二列車の予定進路が対向し、且つ、同一の境界位置を通る場合に、前記判定した二列車間の競合関係を含む列車間競合情報を、当該境界位置の隣接連動装置へ送信することと、
を更に含み、
前記優先順位を設定することは、
更に、受信した前記列車間競合情報を用いて設定することを含む、
連動制御方法を構成しても良い。
【００１８】
この第３の発明によれば、二列車の予定進路が複数の制御範囲に跨る場合、連動装置単独では、その二列車間の競合関係を判定できないことがある。このような場合に、連動装置間で、自制御範囲内に設定した予定進路に基づいて判断した二列車間の競合関係を含む列車間競合情報を送信することで、その二列車間の競合関係を正しく判定することができる。
【００１９】
第４の発明として、第３の発明の連動制御方法であって、
前記二列車間の競合関係が当該二列車の列車位置及び予定進路によって優先列車が定まる絶対的優先関係である場合には、当該優先列車を前記列車間競合情報に含めて送信し、
前記二列車間の競合関係が前記絶対的優先関係ではない場合には、当該二列車それぞれの予定進路に基づく競合区間の進出時刻を前記列車間競合情報に含めて送信する、
ことを更に含む、
連動制御方法を構成しても良い。
【００２０】
この第４の発明によれば、二列車の競合関係が絶対的優先であるか否かに応じた内容の列車間競合情報が送信される。すなわち、二列車の競合関係が絶対的優先である場合には、優先列車が列車間競合情報に含めて送信され、二列車の競合関係が絶対的優先でない場合には、競合区間の進出時刻が列車間競合情報に含めて送信される。
【００２１】
第５の発明として、第４の発明の連動制御方法であって、
前記優先順位を設定することは、
前記判定した二列車間の競合関係と、受信した前記列車間競合情報に含まれる当該二列車間の競合関係と、の少なくとも一方が前記絶対的優先関係である場合に、当該二列車の競合関係は絶対的優先であるとみなして前記優先順位を設定することを含む、
連動制御方法を構成しても良い。
【００２２】
この第５の発明によれば、複数の連動装置それぞれによる同一の二列車に対する競合関係の判定結果が異なる場合であっても、その二列車間の競合関係を正しく判定することができる。
【００２３】
第６の発明として、第４又は第５の発明の連動制御方法であって、
前記走行予測方程式を算出することは、
前記競合関係が絶対的優先関係である他の列車の走行予測方程式に基づいて、前記走行予測方程式を算出すること、
を更に含む、
連動制御方法を構成しても良い。
【００２４】
この第６の発明によれば、予定進路上の線路ノードを、競合関係が絶対的優先である他の列車が通過した後に占有するとして、走行予測方程式を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】列車制御システムの全体構成図。
【図２】ネットワーク連動機による列車制御の概要図。
【図３】単線の場合の境界位置の一例。
【図４】複線の場合の境界位置の一例。
【図５】進路制御の手順の概要図。
【図６】予定進路の設定の説明図。
【図７】予定進路の設定の引き継ぎの説明図。
【図８】転てつ器の占有開始時刻の説明図。
【図９】ニ列車間の競合関係が絶対的優先である一例。
【図１０】ニ列車間の競合関係が絶対的優先である一例。
【図１１】ニ列車間の競合関係が絶対的優先である一例。
【図１２】ニ列車間の競合関係が絶対的優先である一例。
【図１３】ニ列車間の競合関係が相対的優先である一例。
【図１４】連動機間で列車間競合情報の送信が不要な一例。
【図１５】連動機間で列車間競合情報の送信が不要な一例。
【図１６】連動機間で列車間競合情報の送信が必要な一例。
【図１７】連動機間で列車間競合情報の送信が必要な一例。
【図１８】走行予測方程式の作成の説明図。
【図１９】走行予測方程式の作成の引き継ぎの説明図。
【図２０】連動機の機能構成図。
【図２１】駅ダイヤ情報のデータ構成例。
【図２２】線路ノード構成データのデータ構成例。
【図２３】線路ノード進路状態データのデータ構成例。
【図２４】境界位置データのデータ構成例。
【図２５】列車情報のデータ構成例。
【図２６】予定進路データのデータ構成例。
【図２７】競合関係データのデータ構成例。
【図２８】進路制御処理のフローチャート。
【図２９】予定進路設定処理のフローチャート。
【図３０】競合関係判定処理のフローチャート。
【図３１】進路占有・鎖錠処理のフローチャート。
【図３２】進路占有解除処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［システム構成］
図１は、本発明を適用した列車制御システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、列車制御システム１は、軌道Ｒを走行する列車１０に搭載される車上装置１２と、複数の連動機３０を有するネットワーク連動機２０とを備えて構成される。車上装置１２と連動機３０とは、所定の無線通信網を介した無線通信が可能となっている。無線通信網は、軌道Ｒ上の各位置が何れかの通信エリア内となるように通信エリアが連続して軌道Ｒを含むように複数の無線基地局４４を設置して構成しても良いし、或いは、軌道Ｒに沿ってループアンテナやＬＣＸ（同軸漏洩ケーブル）を敷設して構成しても良い。
【００２７】
連動機３０は、制御対象の現場機器である転てつ器４２や運転台に設置した信号機（不図示）とともに連動装置を構成する。連動装置は、無線基地局４４を介した無線通信や軌道Ｒに設置した地点情報などを基準として算出した列車１０の在線情報などをもとに、連動機３０によって転てつ器４２と信号機との間の鎖錠関係を制御する。そのため、本実施形態では、無線基地局４４や車上装置１２の一部機能も、連動装置を構成するということもできる。
【００２８】
車上装置１２は、自列車１０の列車ＩＤや走行位置、走行速度を含む車上情報をネットワーク連動機２０へ送信する。走行位置及び走行速度は、例えば速度発電機が検出する車軸の回転数の計数値をもとに算出する。位置は、例えばキロ程として算出される。そして、車上装置１２は、ネットワーク連動機２０から受信した制御情報に従った自列車の速度制御を行う。
【００２９】
（Ａ）ネットワーク連動機
図２は、ネットワーク連動機２０による列車制御の概要図である。図２に示すように、ネットワーク連動機２０は複数の連動機３０を有して構成され、これらの連動機３０は、通信回線Ｎを介して相互通信が可能となっている。制御対象となる線区は、駅間に定められた境界位置４６を境界とした複数の区間に区切られており、これらの区間それぞれが、連動機３０の制御範囲４８として対応付けられている。なお、理解を容易にするために、便宜上、図面では境界位置４６を表す四角形を示しているが、これは仮想的に定めるものであり、実際の境界位置４６に何らかの装置が配置されるわけではない。連動機３０は、自制御範囲４８（その連動機３０自身が制御対象とする制御範囲４８のことを「自制御範囲」という。以下同じ。）の駅構内或いはその近傍に設置され、車上装置１２と無線通信を行うことで、自制御範囲４８内の各列車１０について、走行位置及び走行速度を管理する在線管理や、進路の設定や占有、鎖錠、占有解除を含む進路制御を行う。
【００３０】
（Ｂ）境界位置
制御範囲４８の境界位置４６は、線路毎に定められる。図３は、駅間が単線の場合の境界位置の一例である。図３では、Ａ駅〜Ｂ駅間は単線であり、Ａ駅を含む制御範囲４８ａと、Ｂ駅を含む制御範囲４８ｂとが隣接しており、その境界位置４６として、１つの境界位置４６ａが定められている。また、図４は、駅間が複線の場合の境界位置の一例である。図４では、Ｆ駅〜Ｇ駅間は複線であり、Ｆ駅を含む制御範囲４８ｆと、Ｇ駅を含む制御範囲４８ｇとが隣接しており、その境界位置４６として、上り方向及び下り方向の方向別に２つの境界位置４６ｆ，４６ｇが定められている。
【００３１】
（Ｃ）進路制御の手順
図５は、本実施形態の進路制御の手順を示す概要図である。列車１０に対する進路制御は、（１）進路設定、（２）進路占有、（３）進路鎖錠、の順に行う。
【００３２】
（Ｄ）進路設定
進路設定は、列車１０の列車位置（詳細には、先頭位置）を発点とし、この発点から、停止目標として指定された着点５０までの経路を、予定進路として設定する。本実施形態では、着点５０は駅の停止位置とし、停止目標として指定され得る着点５０として複数の着点５０が存在する。図５においては、列車１０の予定進路として、着点５０ｃまでの経路が設定されている。予定進路は、列車１０が駅を出発する前に、次の停車駅の停止位置に該当する着点５０が停止目標として設定される。つまり、予定進路は、停車駅間を単位として設定される。
【００３３】
図６は、進路設定の具体例を示す図である。図６においては、Ａ駅に在線する列車１０ａについては、次の停車駅であるＢ駅に定められた着点５０ｂ１までの予定進路が設定される。また、同じくＡ駅に在線する他の列車１０ｂについては、次駅であるＢ駅を通過するため、次の停車駅であるＣ駅に定められた着点５０ｃ２までの予定進路が設定される。
【００３４】
連動機３０は、進路設定を含む進路制御を、自制御範囲についてのみ行う。つまり、連動機３０の制御範囲に、列車１０の予定進路の発点となる列車位置と、停止目標となる列車１０の次の停止位置に相当する着点５０とが存在する場合には、その連動機３０が、発点から停止目標までの予定進路全体の設定を行うことができる。しかし、予定進路が複数の連動機３０の制御範囲に跨る場合、つまり、列車位置と停止目標となる着点５０とが異なる連動機３０の制御範囲内に存在する場合には、１つの連動機３０では、予定進路全体の設定を行うことができない。このような場合、境界位置４６を介して、連動機３０間で進路設定を引き継ぐことになる。
【００３５】
図７は、予定進路が複数の連動機３０の制御範囲４８に跨る場合の進路設定を説明する図である。図７では、Ａ駅を含む制御範囲４８ａと、その隣駅であるＢ駅を含む制御範囲４８ｂとが、境界位置４６ａを介して隣り合っており、制御範囲４８ａ，４８ｂそれぞれに、連動機３０ａ，３０ｂが対応付けられている。Ａ駅に停車中の列車１０に係る予定進路は、最終的に、境界位置４６ａを経由して次の停車駅であるＢ駅までの予定進路として設定される。予定進路が複数の制御範囲４８に跨る場合の停止目標を指定する方法として、直接隣接駅の停止目標着点を指定する方法と、境界位置４６まで進路設定し、境界位置４６以降については隣接駅において境界位置４６を発点として進路設定する方法と、がある。前者は、単純で分かりやすいが自制御範囲外の着点まで管理する必要がある。後者は、自制御範囲内に留めることができるが、着点の指定を連動機毎に行わなければならない。通常は、駅毎にダイヤを作成するので、駅単位で完結する後者のほうが扱い易い。
【００３６】
後者の進路設定を境界位置４６で区分する方法を具体的に説明する。この例では、先ず、列車１０が在線するＡ駅を制御範囲４８ａとする連動機３０ａが、列車１０の列車位置を発点とし、境界位置４６ａを着点とした予定進路を設定する。但し、予定進路は仮設定として、隣接駅の進路設定の完了を受信した後に本設定となる。次いで、連動機３０ａは、境界位置４６ａで隣接する制御範囲４８ｂの連動機３０ｂへ、列車１０や境界位置４６ａの識別情報を含み、進路設定の引き継ぎを要求する進路設定引継情報を送信する。この進路設定引継情報を受信した連動機３０ｂは、当該情報で指定された列車１０について、指定された境界位置４６ａを発点とした停止目標着点までの予定進路を設定する。停止目標着点までの進路設定完了情報を進路設定の引き継ぎ元の連動機３０ａに返信することにより、連動機３０ａにおける仮設定状態の進路設定が本設定となる。進路設定が失敗したならば、進路設定取消情報を返信することにより連動機３０ａにおける仮進路設定を取り消す。連動機３０ｂの予定進路の停止目標は、Ｂ駅の駅ダイヤを参照することで、その列車１０の停止位置に相当する着点として判断することができる。なお、前者の直接隣接駅の停止目標着点を指定する方法では、進路設定引継情報に停止目標着点を含めることにより、隣接駅の連動機３０は駅ダイヤを参照して取得する必要はない。
【００３７】
（Ｅ）進路占有
進路設定を行うと、続いて、進路占有を行う。線路占有とは、各線路ノードに対して１つの列車のみに制御権を与えることである。制御権とは、転てつ器であれば転換許可のことである。具体的には、予定進路上の線路ノードについて、発点から近い順に、占有可能か否かを判断し、占有可能な線路ノードまでを、当該列車１０で占有する。本実施形態において、線路ノードとは、転てつ器４２、及び、着点５０のことである。
【００３８】
（Ｆ）進路鎖錠
続いて、占有した線路ノードを鎖錠する。すなわち、転てつ器４２については、予定進路に沿った所定方向（開通方向）に転換させ、転換が完了すると鎖錠として扱う。着点５０については、直ちに鎖錠とすることができる。そして、予定進路のうち、鎖錠した線路ノードまでを、列車１０が進行可能な進行許可区間として設定する（図５参照）。詳細には、鎖錠した線路ノードと、その次の未鎖錠の線路ノードとの間に先行列車が存在しなければ、その未鎖錠の線路ノードの外方に定められた停止位置までが進行許可区間となり、先行列車が存在するならば、その先行列車から所定距離だけ外方の位置までが進行許可区間となる。図５では、転てつ器４２ａは鎖錠されているが、転てつ器４２ｂは鎖錠されておらず、従って、転てつ器４２ｂの外方（手前）所定距離までの区間が、列車１０の進行許可区間となっている。
【００３９】
（Ｇ）占有及び鎖錠のタイミング
予定進路の占有及び鎖錠は、予定進路上に存在する線路ノード１つ１つに対して行う。線路ノードの占有は、列車１０が線路ノードに接近したことを示す所定の接近条件を満たすことでなされる。本実施形態においては、列車１０の線路ノードへの接近条件は、当該列車１０が当該線路ノードを占有開始する占有開始時刻に達したこと、である。線路ノードの占有開始時刻は、列車１０が走行予測曲線に沿って走行してきた場合に減速することなく当該線路ノードを通過して良いとの判断を下せる限界の時刻として定められる。
【００４０】
図８は、転てつ器４２の占有開始時刻を説明する図であり、列車１０の走行予測曲線と、時間軸とを、進路上の位置と対応付けて併せて示している。図８に示すように、転てつ器４２については、列車１０の走行予測曲線が、転てつ器４２の外方に定められる停止位置に停止するための減速パターンに当たって減速を開始する減速開始位置の到達時刻（減速開始時刻ｔａ）より、更に、転てつ器４２の転換及び鎖錠に要する転換余裕時間ＭＴだけ以前の時刻が、占有開始時刻ｔｏとなる。占有開始時刻ｔｏの時点で列車１０が転てつ器４２を通過して良いとの判断を下すことができれば、転てつ器４２の手前で停止する必要がなくなり（この時点で走行予測曲線が書き換えられて減速パターンの曲線部分が無くなる）、減速せずに転てつ器４２を通過することができる。
【００４１】
線路ノードが転てつ器４２ではなく停止目標着点５０であった場合には、列車１０の走行予測曲線が、着点５０の外方に定められる停止位置に停止するための減速パターンに当たって減速を開始する減速開始時刻が、占有開始時刻となる。
【００４２】
そして、占有開始時刻に達したと判断した線路ノードは、占有開始時刻に達したと判断した列車１０によって占有したとして設定する。
【００４３】
占有した後は、続いて鎖錠を行う。つまり、転てつ器４２については、開通方向への転換を行って転換が完了すると、鎖錠したことになる。また、着点５０については、直ちに鎖錠することができる。そして、列車１０が線路ノードを通過すると、当該列車１０による当該線路ノードの鎖錠が解除され、続いて占有が解除される。つまり、予定進路上の線路ノードを一度に占有・鎖錠するのではなく、列車１０の走行に応じて、順次、線路ノードを占有・鎖錠してゆき、順次、占有・鎖錠を解除してゆく。
【００４４】
（Ｈ）走行予測曲線
列車１０の走行予測曲線は、予定進路上の走行位置に対する走行速度を表した曲線であり、列車１０が予定進路を最短で走行したとする列車走行予測を行うことで得られる。以下、この走行予測曲線のことを走行予測方程式という。線路ノードに対する減速開始時刻や予測到達時刻は、この走行予測方程式から求めることができる。列車走行予測については後述する。
【００４５】
（Ｉ）予定進路の競合
線路ノードを占有可能か否かの判断は、当該線路ノードの占有状態が未占有であるか否かだけではなく、他の列車１０の予定進路との競合関係を判断して行う。ある１つの線路ノードの占有は、ある一列車のみに与えられるからである。ある二列車の競合関係の有無は、二列車それぞれの予定進路上の線路ノードのうち、共通の線路ノードの有無によって判断する。つまり、共通する線路ノードが無い場合には、二列車に「競合関係が無い」と判断し、共通する線路ノードが有る場合には、二列車に「競合関係が有る」と判断する。そして、競合関係が有る場合には、競合する線路ノードに対する優先関係を判断する。優先関係を判断するに当たって、競合する線路ノードを含む区間を二列車の競合区間とし、この競合区間における全ての線路ノードに対する優先関係を判断する。優先関係には、絶対的優先、及び、相対的優先、の二種類がある。絶対的優先は、二列車の位置関係などによって絶対的に決まる優先関係である、
【００４６】
図９〜図１２は、絶対的優先の一例である。図９は、二列車が対向する場合であって、一方の列車１０の予定進路上に他方の列車１０が存在する場合の一例である。図９では、列車１０ｃ，１０ｃが対向しており、一方の列車１０ｃの予定進路上に他方の列車１０ｄが存在している。また、競合する線路ノードは、転てつ器４２ｆである。この場合、例えば、競合する転てつ器４２ｆについて一方の列車１０ａｃ優先とすると、この一方の列車１０ｃが転てつ器４２ｆを通過した後は、他方の列車１０ｄの存在によってそれ以上進行することができず、いわゆるデッドロックの状態となる。このため、競合する転てつ器４２ｆについては、他方の列車１０ｄを優先とする。つまり、対向する二列車のうち、一方の列車１０の予定進路上に他方の列車１０が存在する場合には、当該二列車で競合する線路ノードについては、他方の列車１０を優先とする。
【００４７】
図１０は、二列車が対向する場合であって、２つ以上の競合する線路ノードのうち、１つの線路ノードを一方の列車が占有している場合の一例である。図１０では、列車１０ｅ，１０ｆが対向しており、競合する線路ノードである２つの転てつ器４２ｆ，４２ｇのうち、一方の転てつ器４２ｇが一方の列車１０ｆによって占有されている。この場合、例えば、占有されていない他方の転てつ器４２ｆについて他方の列車１０ｅを優先とすると、この他方の列車１０ｅは、一方の転てつ器４２ｇを占有できないためにそれ以上進行することができず、いわゆるデッドロックの状態となる。このため、転てつ器４２ｆ，４２ｇについては、一方の列車１０ｆを優先とする。つまり、対向する二列車が競合する線路ノードのうち、一部の線路ノードを一方の列車１０が占有している場合には、それ以外の競合する全ての線路ノードについても、一方の列車１０を優先とする。
【００４８】
図１１は、二列車が同一駅の同一番線に到着する場合の一例であり、二列車の競合する線路ノードに、同一駅の同一番線に係る着点が含まれている場合の一例である。図１１では、列車１０ｇ，１０ｈの競合する線路ノードに、Ｆ駅の同一番線に定められた着点５０ｆａ１，５０ｆ２が含まれている。この場合、列車１０ｇ，１０ｈのＦ駅での着発時刻を定めた駅ダイヤを参照し、Ｆ駅への着時刻が早いほうの列車１０を優先とする。つまり、図１１の例では、列車が競合する線路ノードである転てつ器４２ｊ，４２ｋ、及び、着点５０ｆ１，５０ｆ２の全てについて、Ｆ駅の着時刻が早い列車１０を優先とする。
【００４９】
図１２は、同一駅を出発する順向する二列車が同一進路を進行する場合の一例である。図１２では、順向する列車１０ｉ，１０ｊの予定進路は、同一駅の異なる番線を発車後、転てつ器４２ｈによって同一の線路に合流するように定められている。この場合、当該駅の駅ダイヤを参照し、発時刻が早いほうの列車１０を優先とする。つまり、図１２の例では、列車１０ｉ，１０ｊが競合する線路ノードである転てつ器４２ｈ，４２ｉの全てについて、当該駅の発時刻が早い列車を優先とする。
【００５０】
相対的優先は、二列車の走行状態に応じて決まる優先関係であり、上述の絶対的優先が当てはまらない場合である。図１３は、相対的優先の一例である。相対的優先では、競合区間の進出時刻が早いほうの列車が優先となる。図１３の例では、列車１０ｋ，１０ｌが対向しており、競合する線路ノードは転てつ器４２ｆ，４２ｇである。この場合、一方の列車１０ｋが転てつ器４２ｇを進出する時刻と、他方の列車１０ｌが転てつ器４２ｆを進出する時刻とを比較する。線路ノードの進出時刻は、列車走行予測によって得られる走行予測方程式に基づいて算出され、この走行予測方程式から得られる当該線路ノードの占有終止時刻とする。
【００５１】
二列車の競合区間が１つの連動機３０の制御範囲に含まれる場合には、その連動機３０において優先関係を判断することができる。しかし、二列車の競合区間が複数の連動機３０の制御範囲に跨る場合、それぞれの連動機３０のみでは優先関係を判断することができないことがある。このような場合、境界位置４６を介して、連動機３０間で列車間競合情報の送受信を行うことで、優先関係を判断することになる。すなわち、連動機３０は、自制御範囲に設定した各列車１０の予定進路から列車１０間の競合関係を判断し、その判断結果を列車間競合情報として他の連動機３０へ送信するととともに、自装置での競合関係の判断結果と、他の連動機３０から受信した当該他の連動機による当該列車１０間の競合関係の判断結果である列車間競合情報とに基づいて、列車間の競合関係を判断する。
【００５２】
図１４，図１５は、二列車の競合区間が複数の連動機３０の制御範囲に跨るが、連動機３０間の列車間競合情報の送受信が不要な場合の例である。図１４は、二列車の予定進路が異なる境界位置４６を経由する例である。図１４では、Ｈ駅を含む制御範囲４８ｈと、その隣駅であるＩ駅を含む制御範囲４８ｉとが、境界位置４６ｈ，４６ｉを介して隣り合っており、制御範囲４８ｈ，４８ｉそれぞれに、連動機３０ｈ，３０ｉが対応付けられている。そして、Ｈ駅に停車中の列車１０ｍについては、境界位置４６ｈを経由してＩ駅に至る予定進路が設定され、Ｉ駅に停車中の列車１０ｎについては、境界位置４６ｉを経由してＨ駅に至る予定進路が設定されている。つまり、列車１０ｍ，１０ｎの競合区間は、境界位置４６ｈ，４６ｉを含む区間であり、制御範囲４８ｈ，４８ｉに跨っている。しかしこの場合、連動機３０ｈ，３０ｉそれぞれが単独で列車１０ｍ，１０ｎ間の競合関係を判断することができるとともに、境界位置４６ｈ，４６ｉで列車がすれ違うことができるため、連動機３０ｈと連動機３０ｉとで競合関係の判断結果が異なっても問題がない。
【００５３】
図１５は、二列車の予定進路が同一の境界位置を経由するとともに順向である例である。図１５では、Ａ駅を含む制御範囲４８ａと、その隣駅であるＢ駅を含む制御範囲４８ｂとが、境界位置４６ａを介して隣り合っており、制御範囲４８ａ，４８ｂそれぞれに、連動機３０ａ，３０ｂが対応付けられている。そして、Ａ駅に停車中の列車１０ｏについては、境界位置４６ａを経由してＢ駅までの予定進路が設定されており、Ａ駅の異なる番線に停車中の列車１０ｐについては、境界位置４６ａを経由してＢ駅までの予定進路が設定されている。つまり、列車１０ｏ，１０ｐの競合区間は、転てつ器４２ｈ，４２ｉ、及び、境界位置４６ａを含む範囲であり、制御範囲４８ａ，４８ｂに跨っている。しかしこの場合、列車１０ｏ，１０ｐが存在する制御範囲４８ａの連動機３０ａは、駅ダイヤを参照し、Ａ駅の発時刻によって列車１０ｏ，１０ｐ間の優先関係を判断することができる。そして、この優先関係に従った順序で列車１０ｏ，１０ｐが境界位置４６ａを経由して制御範囲４８ｂに進入するため、連動機３０ｂは、列車１０ｏ，１０ｐについての列車走行予測によって競合区間の進出時刻（つまり、転てつ器４２ｉの占有終止時刻）を算出することで、列車１０ｏ，１０ｐの優先関係を判断することができる。
【００５４】
図１６，図１７は、二列車の競合区間が複数の連動機３０の制御範囲に跨るため、連動機３０間の列車間競合情報の送受信が必要な場合の例である。図１６は、二列車の競合関係が絶対的優先である例である。図１６では、Ａ駅を含む制御範囲４８ａと、その隣駅であるＢ駅を含む制御範囲４８ｂとが、境界位置４６ａを介して隣り合っており、制御範囲４８ａ，４８ｂそれぞれに、連動機３０ａ，３０ｂが対応付けられている。そして、Ａ駅に停車中の列車１０ｑについては、境界位置４６ａを経由してＢ駅に至る予定進路が設定され、Ｂ駅に停車中の列車１０ｒについては、境界位置４６ａを経由してＡ駅に至る予定進路が設定されている。つまり、列車１０ｑ，１０ｒ間の競合区間は、転てつ器４２ｈ，４２ｉ、及び、境界位置４６ａを含む区間であり、制御範囲４８ａ，４８ｂに跨っている。この場合、一方の列車１０ｒの予定進路上に他方の列車１０ｑが存在しているため、列車１０ｑ，１０ｒ間の競合関係は絶対的優先であり、列車１０ｑが優先である（図９参照）。
【００５５】
連動機３０ａは、制御範囲４８ａの列車１０ｑ，１０ｒそれぞれの予定進路から、転てつ器４２ｈ、及び、境界位置４６ａを含む区間を競合区間とみなし、列車１０ｒの予定進路上に列車１０ｑが存在することから、競合関係は絶対的優先であり、列車１０ｑが優先と判断する。そして、この判断結果を、列車間競合情報として、連動機３０ｂへ送信する。一方、連動機３０ｂは、制御範囲４８ｂの列車１０ｑ，１０ｒそれぞれの予定進路から、境界位置４６ａ、及び、転てつ器４２ｉを含む区間を競合区間とみなし、競合関係は相対的優先と判断する。しかし、連動機３０ａから、列車１０ｑを絶対的優先とする列車間競合情報を受信することで、最終的に、列車１０ｑ，１０ｒ間の競合関係は絶対的優先であり、列車１０ａが優先と判断する。
【００５６】
図１７は、二列車の競合関係が相対的優先である例である。図１７では、Ａ駅を含む制御範囲４８ａと、その隣駅であるＢ駅を含む制御範囲４８ｂとが、境界位置４６ａを介して隣り合っており、制御範囲４８ａ，４８ｂそれぞれに、連動機３０ａ，３０ｂが対応付けられている。そして、Ａ駅に停車中の列車１０ｓについては、境界位置４６ａを経由してＢ駅に至る予定進路が設定され、Ｂ駅に停車中の列車１０ｔについては、境界位置４６ａを経由してＡ駅に至る予定進路が設定されている。つまり、列車１０ｓ，１０ｔの競合区間は、転てつ器４２ｈ，４２ｉ、及び、境界位置４６ａを含む区間であり、制御範囲４８ａ，４８ｂに跨っている。この場合、列車１０ｓ，１０ｔの競合関係は相対的優先であり、競合区間の進出時刻によって優先列車が決まる（図１３参照）。
【００５７】
連動機３０ａは、制御範囲４８ａ内の列車１０ｓ，１０ｔそれぞれの予定進路から、転てつ器４２ｈ、及び、境界位置４６ａを含む区間を競合区間とみなして、競合関係は相対的優先であると判断する。そして、列車走行予測によって算出した列車１０ｔの競合区間の進出時刻（つまり、転てつ器４２ｈの占有終止時刻）を、列車間競合情報として、連動機３０ｂへ送信する。このとき、列車１０ｓ，１０ｔの予定進路が同一の境界位置４６ａを通ることから、この境界位置４６ａを越えた隣接の制御範囲４８ｂまで列車１０ｓ，１０ｔの競合区間が続いていると判断することができる。このため、列車１０ｔの競合区間の進出時刻である転てつ器４２ｈの占有終止時刻を算出することはできるが、列車１０ｓの競合区間の進出時刻は算出することができない。
【００５８】
連動機３０ｂについても同様に、制御範囲４８ｂ内の列車１０ｓ，１０ｔそれぞれの予定進路から、境界位置４６ａ、及び、転てつ器４２ｉを含む区間を競合区間とみなして、競合関係は相対的優先であると判断する。そして、列車走行予測によって算出した列車１０ｓの競合区間の進出時刻（つまり、転てつ器４２ｉの占有終止時刻）を、列車間競合情報として連動機３０ａへ送信する。このとき、列車１０ｓ，１０ｔの予定進路が同一の境界位置４６ａを通ることから、この境界位置４６ａを越えた隣接の制御範囲４８ａまで列車１０ｓ，１０ｔの競合区間が続いていると判断することができる。このため、列車１０ｓの競合区間の進出時刻である転てつ器４２ｉの占有終止時刻を算出することはできるが、列車１０ｔの競合区間の進出時刻は算出することができない。
【００５９】
この結果、連動機３０ａは、算出した列車１０ｔの競合区間の進出時刻（つまり、転てつ器４２ｈの占有終止時刻）と、連動機３０ｂから受信した列車間競合情報に含まれる列車１０ｓの競合区間の進出時刻とを比較して、列車１０ｓ，１０ｔの何れが優先であるかを判断する。連動機３０ｂについても同様に、算出した列車１０ａの競合区間の進出時刻（つまり、転てつ器４２ｉの占有終止時刻）と、連動機３０ａから受信した列車間競合情報に含まれる列車１０ｔの競合区間の進出時刻とを比較して、列車１０ｓ，１０ｔの何れが優先であるかを判断する。
【００６０】
（Ｊ）列車走行予測
列車走行予測では、列車１０の予定進路上の最短時分での走行を表す走行予測方程式を作成する。この走行予測方程式から、線路ノードの占有開始時刻や、占有終止時刻を求めることができる。
【００６１】
図１８は、列車１０の走行予測方程式の作成を説明する図である。図１８では、列車１０ｕの現在の列車位置から着点５０ｇに至る予定進路上に、転てつ器４２ｊ，４２ｋが存在する例を示している。転てつ器４２ｊは、何れの列車１０とも競合しておらず、転てつ器４２ｋは、対向する列車１０ｖと競合している。転てつ器４２ｋについての競合関係は絶対的優先であり、対向列車１０ｖが優先である。
【００６２】
走行予測方程式の作成では、先ず、予定進路上の線路ノードのうち、他列車１０に占有されている線路ノード、他列車１０の絶対的優先である線路ノード、停止目標である着点５０のそれぞれに、防護方程式６０を設定する。防護方程式６０は、線路ノードに係る停止位置に停止させるため（停止制御のため）の減速方程式であり、停止位置で走行速度をゼロとする終了点を定め、この終点から進行方向の逆方向に延長した、減速度βで減速する減速方程式として設定する。減速度βは、列車１０の性能として定められる減速度を、当該線路ノードの外方（進行方向の逆方向であり手前方）に定められた勾配に応じて補正して決定される。図１８では、転てつ器４２ｋ、及び、停止目標着点５０ｇそれぞれに、防護方程式６０ａ，６０ｂが設定されている。転てつ器４２ｊについては、他列車１０と競合していないため、防護方程式６０は設定されない。
【００６３】
停止目標着点を除く線路ノードに設定した防護方程式６０については、減速解除点を設定する。減速解除点は、線路ノードについての停止制御が解除される時点の走行位置であり、競合列車による占有が解除される占有終止時刻に相当する位置に設定する。図１８では、転てつ器４２ｋが列車１０ｖと競合しており、この競合列車１０ｖが絶対的優先となっているため、競合列車１０ｖによる転てつ器４２ｋの占有終止時刻に相当する防護方程式６０ａ上の位置に、減速解除点６２ａが設定される。
【００６４】
そして、列車１０ｕの現在の列車位置、及び、走行速度を開始点６４として、防護方程式６０を加速方程式６６で繋ぐようにして、停止目標着点５０に速度ゼロで到達するような走行予測方程式を作成する。すなわち、開始点６４から加速度αで加速する加速方程式６６ａを作成し、この加速方程式６６ａのうち、最初の防護方程式６０ａとの交点６８ａまでの方程式部分を、走行予測方程式として採用する。加速度αは、列車１０ｕの性能として定められる加速度である。
【００６５】
次いで、加速方程式６６ａと防護方程式６０ａとの交点６８ａから減速解除点６２ａまでの方程式部分を走行予測方程式として採用し、その減速解除点６２ａから、再度、加速度αで加速する加速方程式６６ｂを作成する。このように、加速方程式６６と防護方程式６０とが交差した順に、走行予測方程式として採用してゆく。このとき、加速方程式６６が線区に定められた制限速度に達した場合には、以降はその制限速度での走行を表す定速方程式を採用する。そして、停止目標着点５０に定められた防護方程式６０ｂと交差し、この交点以降の減速方程式を採用することで、列車走行予測方程式の作成が完了する。
【００６６】
列車走行予測を行う列車１０の予定進路が１つの連動機３０の制御範囲４８内に存在する場合には、その連動機３０がその予定進路全体に対する列車走行予測を行うことができる。しかし、予定進路が複数の連動機３０の制御範囲４８に跨る場合には、１つの連動機３０では予定進路全体についての列車走行予測を行うことができない。このような場合、境界位置４６を介して、連動機３０間で列車走行予測を引き継ぐことになる。
【００６７】
図１９は、予定進路が複数の連動機３０の制御範囲に跨る場合の列車走行予測を説明する図である。図１９では、Ａ駅を含む制御範囲４８ａと、その隣駅であるＢ駅を含む制御範囲４８ｂとが、境界位置４６を介して隣り合っており、制御範囲４８ａ，４８ｂそれぞれに、連動機３０ａ，３０ｂが対応付けられている。そして、Ａ駅に停車中の列車１０について、境界位置４６ａを経由してＢ駅に至る予定進路が設定されている。
【００６８】
この列車１０についての列車走行予測を行う場合、先ず、列車１０が在線する制御範囲４８ａの連動機３０ａが、制御範囲４８ａ内の予定進路、つまり、列車１０の列車位置から境界位置４６ａに至る予定進路についての列車走行予測を行って走行予測方程式を作成する。このとき、列車１０の予定進路の着点である境界位置４６ａには防護方程式を設定せず、列車１０が通過するように走行予測方程式を作成する。
【００６９】
そして、作成した走行予測方程式から、列車１０の境界位置４６ａへの到達時刻、及び、到達時の走行速度を算出し、列車１０や境界位置４６ａの識別情報、算出した境界位置４６ａの到達時刻、及び、走行速度を含む走行予測引継情報を、境界位置４６ａで隣接する連動機３０ｂへ送信する。すると、走行予測引継情報を受信した連動機３０ｂは、列車１０が、境界位置４６ａに到達時刻に走行速度で進入するとして、制御範囲４８ｂ内の予定進路、つまり、境界位置４６ａからＢ駅に至る予定進路についての列車走行予測を行って走行予測方程式を算出する。
【００７０】
［機能構成］
図２０は、連動機３０の機能構成図である。図２０によれば、連動機３０は、入力部１０２と、表示部１０４と、時計部１０６と、通信部１０８と、処理部２００と、記憶部３００とを備えて構成される一種のコンピュータである。
【００７１】
入力部１０２は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置で実現され、操作入力に応じた操作信号を処理部２００に出力する。表示部１０４は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示装置で実現され、処理部２００からの表示信号に基づく各種表示を行う。時計部１０６は、水晶発振器等を有する発振回路によって構成され、現在時刻や、指定タイミングからの経過時間を計時する。通信部１０８は、例えば通信モジュールやルータ、モデム等で実現される通信装置であり、無線基地局４４を介した車上装置１２との間のデータ通信や、転てつ器４２、他の連動機３０との間の制御信号の通信を実現する。
【００７２】
処理部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の演算装置・演算回路を有して構成され、処理部２００に記憶されたプログラムやデータ、通信部１０８を介した車上装置１２や他の連動機３０等の外部装置からの受信データ等に基づいて、連動機３０の全体制御を行う。また、処理部２００は、在線管理部２０２と、進路設定部２０４と、競合関係判定部２０６と、列車走行予測部２０８と、占有開始・終止時刻算出部２１０と、優先順位設定部２１２と、占有・鎖錠部２１４と、進行許可区間設定部２１６と、占有解除部２１８と、転てつ器制御部２２０と、を有する。処理部２００が有する各機能部は、それぞれの機能を実現するための演算回路で実現されるものとしてもよいし、１つの演算装置・演算回路によるプログラムの実行によりソフトウェア的に実現されるものとしてもよい。
【００７３】
在線管理部２０２は、車上装置１２から受信した車上情報をもとに、自制御範囲４８の各列車１０の列車位置及び走行速度を管理する。列車位置及び走行速度は、該当する列車情報３３０の位置速度データ３３６（図２５参照）として記憶される。
【００７４】
進路設定部２０４は、自制御範囲内の列車について、当該列車の列車位置を発点とする予定進路を設定する。また、予定進路が境界位置に達する列車（境界通行列車）の識別情報を含む進路設定引継情報を、当該境界位置に隣接する制御装置に係る連動機に送信する。また、進路設定情報を受信した場合に、境界通行列車について、当該境界位置を発点とする自制御範囲内の予定進路を設定する。
【００７５】
具体的には、駅ダイヤ情報３０８を参照し、自制御範囲４８の駅での列車１０の発時刻の所定時間前となると、当該列車１０の予定進路として、列車位置から指定された着点までの進路を設定する。そして、設定した予定進路の着点が境界位置４６の場合、すなわち、当該列車１０が境界通行列車である場合には、当該列車１０や当該境界位置４６の識別情報を含む進路設定引継情報を、その境界位置４６での隣接連動機３０へ送信する。また、他の連動機３０から進路設定引継情報を受信すると、当該情報に含まれる列車１０を自制御範囲に進入予定の列車として、境界位置４６からの予定進路を設定する。
【００７６】
予定進路の設定は、線路ノード構成データ３１０を参照して行うことができる。また、進路設定部２０４は、設定する予定進路上に存在する転てつ器４２の開通方向についても判断する。設定した予定進路は、該当する列車情報３３０の予定進路データ３３８（図２５参照）として記憶される。
【００７７】
図２１は、駅ダイヤ情報３０８のデータ構成の一例を示す図である。図２１によれば、駅ダイヤ情報３０８は、自制御範囲の駅３０８ａ毎に、当該駅３０８ａを着発する全ての列車１０について、列車ＩＤ３０８ｂと、着発番線３０８ｃと、到着時刻３０８ｄと、出発時刻３０８ｅと、走行条件３０８ｆと、着点３０８ｇと、を対応付けて格納している。走行条件３０８ｆは、例えば始発や停車、通過、終点といった、列車１０の駅に対する走行形態である着点３０８ｇは、対応する列車に設定する予定進路の着点であり、次の停車駅が自制御範囲内ならば、その停車駅の停車番線に対応する着点５０であり、自制御範囲外ならば、次の停車駅まで走行する際に経由する境界位置４６である。
【００７８】
図２２は、線路ノード構成データ３１０のデータ構成の一例である。図２２によれば、線路ノード構成データ３１０は、線路ノードである転てつ器４２に関する転てつ器構成データ３１２と、着点５０に関する着点構成データ３１６と、を含む。
【００７９】
転てつ器構成データ３１２は、転てつ器４２それぞれについて、識別情報である転てつ器ＩＤ３１２ａと、設置位置３１２ｂと、転換余裕時間３１２ｃと、共通側車両接触限界３１２ｄと、定位側車両接触限界３１２ｅと、反位側車両接触限界３１２ｆと、隣接ノードデータ３１４とを格納している。設置位置３１２ｂは、例えばキロ程で表現された絶対位置が格納される。車両接触限界３１２ｄ〜３１２ｆは、設置位置３１２ｂからの軌道Ｒに沿った距離が格納される。この車両接触限界３１２ｄ〜３１２ｆで定められる設置位置３１２ｂからの位置が、当該転てつ器４２の停止位置となる。隣接ノードデータ３１４は、当該転てつ器４２にとって軌道Ｒに沿って隣接する線路ノードに関するデータであり、方向別に、隣接する線路ノード３１４ａと、隣接する線路ノード３１４ａまでの距離３１４ｂと、隣接する線路ノード３１４ａとの間の勾配３１４ｃとを対応付けて格納している。方向は、列車の進行方向を示す起点側及び終点側に区別される。勾配３１４ｃは、隣接線路ノードまでが下り勾配である場合に、その勾配の大きさを示す値である。
【００８０】
着点構成データ３１６は、着点５０それぞれについて、識別情報である着点ＩＤ３１６ａと、設置位置３１６ｂと、隣接ノードデータ３１８とを格納している。隣接ノードデータ３１８は、当該着点５０にとって軌道Ｒに沿って隣接する線路ノードに関するデータであり、起点側及び終点側の方向別に、隣接する線路ノード３１８ａと、隣接する線路ノード３１８ａまでの距離３１８ｂと、隣接する線路ノード３１８ａとの間の勾配３１８ｃとを対応付けて格納している。
【００８１】
競合関係判定部２０６は、自制御範囲に予定進路を設定した二列車間の競合関係を判定する。具体的には、対象の二列車それぞれに設定された予定進路上の線路ノードのうち、共通の線路ノードの有無を判断し、共通する線路ノードが無い場合には、当該二列車間に競合関係が無いと判断し、共通する線路ノードが有る場合には、当該二列車に競合関係が有ると判断する。そして、競合関係がある場合には、競合する線路ノードを全て含めた１つの区間を当該二列車の競合区間とし、この競合区間内に存在する線路ノード全体に対する優先関係を判断する。
【００８２】
優先関係の判断としては、まず、二列車の競合区間の競合形態が絶対的優先関係であるかを判断する。絶対的優先関係は次の（ア）〜（エ）の四種類であり、優先となる列車は一意に決まる。
（ア）一方の列車１０の予定進路上に他方の列車１０が存在する場合。この場合、予定進路上に存在する他方の列車１０を優先とする（図９参照）。
（イ）競合区間の線路ノードの何れかを一方の列車１０が占有している場合。この場合、競合区間の線路ノードを占有している一方の列車１０を優先とする（図１０参照）。
（ウ）競合区間上に停止目標着点５０が存在する場合。この場合、駅ダイヤ情報３０８を参照し、停止目標着点５０の到着時刻が早いほうの列車を優先とする（図１１参照）。
（エ）同一駅を出発する二列車が順向であり、同一線路を進行する場合（図１２参照）。この場合、駅ダイヤ情報３０８を参照し、出発時刻が早いほうの列車を優先とする。
競合区間の競合形態が絶対的優先関係でない場合には、相対的優先関係であると判断する。
【００８３】
そして、当該二列車が対向し、且つ、当該二列車それぞれの予定進路が同一の境界位置４６を通る場合には、当該二列車についての競合関係の判断結果を、当該二列車や境界位置４６の識別情報ととともに、列車間競合情報として、当該境界位置で制御範囲が隣接する他の連動機３０へ送信する。すなわち、判断した競合関係が絶対的優先ならば、優先列車を列車間競合情報として送信し（図１６参照）、相対的優先ならば、競合区間の進出時刻を列車間競合情報として送信する（図１７参照）。この競合区間の進出時刻となる線路ノードの占有終止時刻は、列車走行予測部２０８によって作成された走行予測方程式から算出することができる。
【００８４】
また、他の連動機３０から列車間競合情報を受信した場合には、当該情報に含まれる二列車の競合関係に基づいて、当該二列車の競合関係の判断結果を更新する。すなわち、自制御範囲の予定進路に基づいて判断した二列車の競合関係と、当該情報に含まれる競合関係と、の少なくとも一方が絶対的優先ならば、当該二列車の競合関係を絶対的優先として判断を更新し、両方が相対的優先ならば、相対的優先として判断を更新して、二列車それぞれの競合区間の進出時刻から優先列車を判断する。判断した二列車間の競合関係は、該当する列車情報３３０の競合関係データ３４０（図２５参照）として記憶される。
【００８５】
列車走行予測部２０８は、自制御範囲内の列車について、当該列車の予定進路上の走行位置に対する走行速度を予測した速度曲線である走行予測方程式を算出する。また、境界位置４６を通行する列車（境界通行列車）１０に関して、当該境界位置４６で制御範囲４８が隣接する隣接連動機へ、境界通行列車１０の識別情報と、走行予測方程式に基づく当該境界位置における到達時刻及び走行速度と、を含む走行予測引継情報を送信する。また、走行予測引継情報を受信した場合に、境界通行列車１０の予定進路に、走行予測引継情報に含まれる到達時刻及び走行速度で進入するとして、境界通行列車１０の走行予測方程式を算出する。
【００８６】
具体的には、列車１０の予定進路上の線路ノードのうち、他列車１０の占有或いは絶対的優先である線路ノード、停止目標となる着点５０のそれぞれに防護方程式６０を設定し、列車１０の現在の列車位置を現在の走行速度で通過するとし、防護方程式６０を加速方程式６６で繋ぐようにして、当該列車１０が予定進路を最短時間で走行して停止目標に到着するような走行予測方程式を作成する（図１８参照）。
【００８７】
そして、列車１０の予定進路が境界位置４６を通る場合、すなわち、当該列車１０が境界通行列車である場合には、作成した走行予測方程式に基づいて、その境界位置４６への到達時刻、及び、到達時の走行速度を算出し、列車１０や境界位置４６の識別情報や、算出した境界位置４６の到達時刻及び走行速度を含む走行予測引継情報を、当該境界位置４６での隣接連動機３０へ送信する。また、他の連動機３０から走行予測引継情報を受信した場合には、当該情報に含まれる列車１０について、境界位置４６を到達時刻に走行速度で進入するとして、走行予測方程式を作成する（図１９参照）。
【００８８】
占有開始・終止時刻算出部２１０は、自制御範囲内の各列車１０について、列車走行予測部２０８によって作成された当該列車１０の走行予測方程式に基づいて、予定進路上の線路ノードのうち、未鎖錠の線路ノードについての占有開始時刻、及び、占有終止時刻を算出する。すなわち、転てつ器４２については、走行方程式から求められる、当該転てつ器４２についての減速パターンの減速開始点の位置を列車１０（詳細には、列車１０の先頭位置）が通過する時刻から、転てつ器４２の転換余裕時間だけ以前の時刻を、占有開始時刻とする。また、走行方程式から求められる、転てつ器４２の設置位置を列車１０（詳細には、列車１０の最後尾位置）が通過する時刻を、占有終止時刻とする。
【００８９】
着点５０については、走行方程式から求められる、当該着点５０についての減速パターンの減速開始点の位置を列車１０（詳細には、列車１０の先頭位置）が通過する時刻を、占有開始時刻とする。また、走行方程式から求められる、当該着点５０の設置位置を列車１０（詳細には、列車１０の最後尾位置）が通過する時刻を、占有終止時刻とする。
【００９０】
優先順位設定部２１２は、自制御範囲内において少なくとも転てつ器４２を含む線路ノードそれぞれに対する進入列車１０の優先順位を、各列車１０の走行予測方程式を用いて設定する。具体的には、自制御範囲４８内に設定した各列車１０の予定進路に基づいて、自制御範囲４８内の競合区間を判断し、競合区間毎に、列車１０間の競合関係から優先順位が最優先の列車（優先列車）を判断し、判断した優先列車による占有開始時刻を、当該競合区間内の各線路ノードの占有開始時刻として設定する。
【００９１】
占有・鎖錠部２１４は、自制御範囲内の線路ノードそれぞれについて、優先順位が最優先に設定された列車１０の走行予測方程式に基づき、当該列車１０が当該線路ノードに接近したことを示す所定の接近所条件を満たし、且つ、当該線路ノードの占有列車設定が占有列車無しの場合に、当該列車１０を占有列車として当該線路ノードを占有させる占有設定を行う。具体的には、線路ノード進路状態データ３２０を参照し、線路ノードそれぞれについて、何れかの列車１０の占有開始時刻となると、当該線路ノードをその列車１０で占有する。次いで、線路ノードが転てつ器４２ならば、転てつ器制御部２２０を介して、当該転てつ器４２を占有した列車１０の開通方向へ転換させ、転換が完了すると鎖錠とする。また、着点５０ならば、占有すると直ちに鎖錠とする。
【００９２】
図２３は、線路ノード進路状態データ３２０のデータ構成の一例である、図２３によれば、線路ノード進路状態データ３２０は、転てつ器４２に関する転てつ器進路状態データ３２２と、着点５０に関する着点進路状態データ３２４と、を含む。
【００９３】
転てつ器進路状態データ３２２は、自制御範囲内の転てつ器４２それぞれについて、転てつ器ＩＤ３２２ａと、現在の転換方向３２２ｂとともに、当該転てつ器４２を予定進路に含む列車１０それぞれについて、列車ＩＤ３２２ｃと、進入側停止目標３２２ｄと、開通方向３２２ｅと、占有状態３２２ｆと、鎖錠状態３２２ｇと、占有開始時刻３２２ｈと、占有終止時刻３２２ｉと、停止減速度３２２ｊと、を対応付けて格納している。進入側停止目標３２２ｄは、対応する列車１０に設定された予定進路の停止目標である。占有開始時刻３２２ｈ、及び、占有終止時刻３２２ｉは、絶対時刻を格納しているが、それぞれ、現在時刻から占有開始時刻までの時間間隔すなわち占有開始時分、及び、現在時刻から占有終止時刻までの時間間隔すなわち占有終止時分を格納することとしても良い。停止減速度３２２ｊは、当該転てつ器４２についての停止制御を行う場合の減速度であり、対応する列車１０の性能である減速度を、当該転てつ器４２の外方の勾配によって補正した値となる。
【００９４】
着点進路状態データ３２４は、自制御範囲内の着点５０それぞれについて、着点ＩＤ３２４ａとともに、当該着点５０を予定進路に含む列車１０それぞれについて、列車ＩＤ３２４ｂと、進入側停止目標３２４ｃと、進出側停止目標３２４ｄと、占有状態３２４ｅと、鎖錠状態３２４ｆと、占有開始時刻３２４ｇと、占有終止時刻３２４ｈと、停止減速度３２４ｉと、を対応付けて格納している。進入側停止目標３２４ｃは、対応する列車１０が当該着点５０に進入する際の予定進路の停止目標であり、進出側停止目標３２４ｄは、対応する列車１０が当該着点５０から進出する際の予定進路の停止目標である。占有開始時刻３２４ｇ、及び、占有終止時刻３２４ｈは、絶対時刻ではなく、それぞれ、占有開始時分、及び、占有終止時分を格納することとしても良い。
【００９５】
進行許可区間設定部２１６は、自制御範囲内の列車及び自制御範囲内に進入予定の境界通行列車それぞれについて、発点から順に当該列車が占有列車として設定された線路ノードに対する進入を許可することで当該列車の進行許可区間を設定する。具体的には、自制御範囲４８内に予定進路を設定した各列車１０について、当該列車１０の予定進路のうち、発点から順に鎖錠した線路ノードまでを、当該列車１０が進行可能な進行許可区間として設定し、この進行許可区間を含む制御情報を、当該列車１０の車上装置１２へ送信する。
【００９６】
占有解除部２１８は、自制御範囲において線路ノードを列車が通過した場合に、当該通過した列車を占有列車とする当該線路ノードの占有列車設定を占有列車無しとする占有解除を行う。すなわち、自制御範囲４８内の線路ノードそれぞれについて、当該線路ノードの設置位置を、当該線路ノードが占有している列車１０（詳細には、当該列車１０の最後尾位置）が通過すると、鎖錠及び占有を解除する。
【００９７】
転てつ器制御部２２０は、自制御範囲内の転てつ器４２の動作制御を行う。すなわち、進路占有・鎖錠部２１４の転換指示に従って、転てつ器４２に指示された転換方向への転換動作を行わせる。また、随時、各転てつ器４２の現在の転換状態（定位／反位／転換中）を取得・管理する。
【００９８】
記憶部３００は、ＲＯＭやＲＯＭ等のＩＣメモリや、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部２００が連動機３０を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が実行した演算結果や、通信部１０８を介して送受するデータ等が一時的に格納される。また、記憶部３００には、進路制御プログラム３０２と、制御範囲データ３０４と、境界位置データ３０６と、駅ダイヤ情報３０８と、線路ノード構成データ３１０と、線路ノード進路状態データ３２０と、列車情報３３０と、が記憶される。
【００９９】
制御範囲データ３０４は、自制御範囲４８に関するデータであり、自制御範囲４８の端部となる境界位置４６の識別情報やその設置位置、自制御範囲４８内の駅名などを含んでいる。
【０１００】
境界位置データ３０６は、自制御範囲の端部となる境界位置４６に関するデータである。図２４は、境界位置データ３０６のデータ構成の一例を示す図である。図２４によれば、境界位置データ３０６は、自制御範囲４８の端部となる境界位置４６それぞれについて、識別情報である境界位置ＩＤ３０６ａと、当該境界位置４６で隣接する他の連動機３０の連動機ＩＤ３０６ｂと、設定位置３０６ｃと、隣接ノードデータ３０６ｄとを格納している。隣接ノードデータ３０６ｄは、当該境界位置４６にとって軌道Ｒに沿って隣接する線路ノードに関するデータであり、起点側及び終点側のうち、自制御範囲４８となる方向について、隣接する線路ノード３０６ｅと、隣接する線路ノード３０６ｅまでの距離３０６ｆと、隣接する線路ノード３０６ｅとの間の勾配３０６ｇとを対応付けて格納している。
【０１０１】
列車情報３３０は、自制御範囲４８に進入した列車１０や、進入予定の列車１０に関する情報である。図２５は、列車情報３３０のデータ構成の一例を示す図である。図２５によれば、列車情報３３０は、列車１０それぞれについて、識別情報である列車ＩＤ３３２に対応付けて、性能データ３３４と、位置速度データ３３６と、予定進路データ３３８と、競合関係データ３４０と、走行予測データ３４２とを記憶している。性能データ３３４は、走行性能に関するデータであり、列車長３３４ａと、加速度３３４ｂと、減速度３３４ｃと、最高速度３３４ｄとを格納している。位置速度データ３３６は、現在の列車位置及び走行速度に関するデータであり、先頭列車の先端部の位置３３６ａと、最後尾車両の後端部の位置３３６ｂと、走行速度３３６ｃと、を格納している。
【０１０２】
予定進路データ３３８は、自制御範囲４８において当該列車１０に設定した予定進路に関するデータであり、図２６に示すように、設定した予定進路毎に、当該予定進路の着点３３８ａと、当該予定進路上の線路ノード３３８ｂと、その線路ノードが転てつ器４２である場合の開通方向３３８ｃと、進路状態３３８ｄとを対応付けて格納している。進路状態３３８ｄは、占有状態と、鎖錠状態と、占有開始時刻と、占有終止時刻とを含む。
【０１０３】
競合関係データ３４０は、予定進路が競合する列車に関するデータであり、図２７に示すように、予定進路が競合する列車３４０ａそれぞれについて、競合する線路ノード３４０ｂと、競合する線路ノード３４０ｂについての競合関係３４０ｃと、競合関係３４０ｃが絶対的優先である場合の優先列車３４０ｄと、競合関係４５０ｃが相対的優先である場合の当該列車及び競合列車それぞれの競合区間の進出時刻３４０ｅと、を対応付けて格納している。
【０１０４】
走行予測データ３４２は、当該列車１０に対して行った列車走行予測に関するデータであり、作成した走行予測方程式を格納している。
【０１０５】
［処理の流れ］
図２８は、連動機３０が行う進路制御処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、処理部２００が進路制御プログラム３０２を実行することで実現される。進路制御処理では、進路設定部２０４が、予定進路設定処理（図２９参照）を行って、自制御範囲４８に各列車１０の予定進路を設定する（ステップＡ１）。続いて、競合関係判定部２０６が、競合関係判定処理（図３０参照）を行って、自制御範囲内で予定進路が競合する列車間の競合関係を判定する（ステップＡ３）。
【０１０６】
続いて、自制御範囲４８に予定進路を設定した全ての列車１０を順に対象としたループＡの繰り返し処理を行う。ループＡでは、列車走行予測部２０８が、対象列車１０の予定進路の発点が列車位置ならば（ステップＡ５：ＹＥＳ）、対象列車１０についての列車走行予測を行って、対象列車１０の走行予測方程式を作成する（ステップＡ７）。一方、対象列車の予定進路の発点が列車位置でない、すなわち境界位置４６ならば（ステップＡ５：ＮＯ）、当該境界位置４６での隣接連動機３０から走行予測引継情報を受信したかを判断する。走行予測引継情報を受信したならば（ステップＡ９：ＹＥＳ）、その走行予測引継情報に含まれる境界位置４６の到達時刻及び走行速度をもとに、当該境界位置４６からの列車走行予測を引き継いで行って、対象列車１０の走行予測方程式を作成する（ステップＡ１１）。
【０１０７】
走行予測方程式を作成すると、次いで、対象列車１０の予定進路の着点が境界位置４６ならば（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、作成した走行予測方程式をもとに、当該境界位置４６への到達時刻、及び、到達時の走行速度を算出し、対象列車１０や境界位置４６の識別情報や、算出した到達時刻及び走行速度を含む走行予測引継情報を、当該境界位置４６での隣接連動機３０へ送信する（ステップＡ１５）。
【０１０８】
続いて、占有開始・終止時刻算出部２１０が、作成された走行予測方程式に基づき、対象列車１０の予定進路上の線路ノードそれぞれについて、占有開始時刻及び占有終止時刻を算出する（ステップＡ１７）。その後、対象列車との競合関係が相対的優先であって、互いの予定進路が同一の境界位置を経由し、且つ、対向する列車１０が存在するかを判断する。存在するならば（ステップＡ１９：ＹＥＳ）、対象列車とその競合列車との競合区間を判断し、それぞれの競合区間の進出時刻を算出して、対象列車や競合列車の識別情報や、算出した進出時刻を含む列車間競合情報を、当該境界位置４６での隣接連動機３０へ送信する（ステップＡ２１）。ループＡはこのように行われる。
【０１０９】
自制御範囲４８内に予定進路を設定した全ての列車１０を対象としたループＡの処理を終了すると、続いて、占有・鎖錠部２１４が、進路占有・鎖錠処理（図３１参照）を行う（ステップＡ２３）。次いで、進路占有解除部２１８が、進路占有解除処理（図３２参照）を行う（ステップＡ２５）。以上の処理を行うと、ステップＡ１に戻り、同様の処理を繰り返す。
【０１１０】
図２９は、予定進路設定処理の流れを説明するフローチャートである。予定進路設定処理では、進路設定部２０４は、自制御範囲４８内の駅それぞれを順に対象としたループＢの繰り返し処理を行う。ループＢでは、駅ダイヤ情報３０８を参照して、何れかの列車１０の対象駅における発時刻の所定時間前となったならば（ステップＢ１：ＹＥＳ）、その列車１０について、現在の列車位置を発点とした予定進路を設定する（ステップＢ３）。このとき、着点が境界位置ならば予定進路を仮設定とし、着点が境界位置でないならば予定進路を本設定とする。次いで、設定した予定進路の着点が境界位置ならば（ステップＢ５：ＹＥＳ）、当該列車１０や境界位置４６の情報を含む進路設定引継情報を、当該境界位置での隣接連動機３０へ送信する（ステップＢ７）。そして、隣接連動機３０から、進路設定完了情報を受信したならば、仮設定した予定進路を本設定とし、進路設定取消情報を受信したならば、仮設定した予定進路を取り消す（ステップＢ８）。ループＢはこのように行われる。
【０１１１】
全ての駅を対象としたループＢの処理を終了すると、続いて、他の連動機３０から進路設定引継情報を受信したかを判断する。進路設定引継情報を受信したならば（ステップＢ９：ＹＥＳ）、その進路設定引継情報に含まれる列車１０について、境界位置４６を発点とする予定進路を引き継いで設定する（ステップＢ１１）。そして、進路設定を成功したならば進路設定完了情報を、進路設定を失敗したならば進路設定取消情報を、進路設定の引き継ぎ元である他の連動機３０へ送信する（ステップＢ１３）。以上の処理を行うと、予定進路設定処理は終了となる。
【０１１２】
図３０は、競合関係判定処理の流れを説明するフローチャートである。競合関係判定処理では、先ず、自制御範囲内に予定進路を設定した全ての列車１０を順に対象としたループＣの繰り返し処理を行う。ループＣでは、競合関係判定部２０６が、対象列車１０と、予定進路が競合する他の列車１０（競合列車）を抽出する（ステップＣ１）。予定進路が競合するか否かは、それぞれの予定進路に共通の線路ノードが含まれるか否かによって判断する。
【０１１３】
次いで、抽出した競合列車１０を順に対象としたループＤの繰り返し処理を行う。ループＤでは、対象列車１０と競合列車１０との競合する線路ノードについての競合関係を、それぞれの予定進路や走行位置等から判定する（ステップＣ３）。そして、判定した競合関係が絶対的優先ならば（ステップＣ５：ＹＥＳ）、競合形態から、対象列車１０と競合列車１０のうち、競合区間を優先とする列車を判定する（ステップＣ７）。続いて、対象列車１０、及び、競合列車１０それぞれの予定進路が、同一の境界位置４６を経由し、且つ、対向するならば（ステップＣ９：ＹＥＳ）、判定した優先列車を含む列車間競合情報を、当該境界位置４６での隣接連動機３０へ送信する（ステップＣ１１）。ループＤはこのように行われる。全ての競合列車に対するループＤの処理を行うと、ループＣの処理は終了となる。全ての列車を対象としたループＣの処理を行うと、競合関係判定処理は終了となる。
【０１１４】
図３１は、進路占有・鎖錠処理の流れを説明するフローチャートである。進路占有・鎖錠処理では、占有・鎖錠部２１４が、自制御範囲４８内の全ての線路ノードを順に対象としたループＥの繰り返し処理を行う。ループＥでは、対象の線路ノードの進路状態を判断し、何れの列車１０にも鎖錠されていないならば（ステップＤ１：ＮＯ）、何れかの列車１０によって占有されているかを判断する。対象の線路ノードが何れかの列車１０によって占有されており（ステップＤ３：ＹＥＳ）、且つ、対象の線路ノードが転てつ器４２ならば（ステップＤ５：ＹＥＳ）、対象の線路ノードの占有列車１０による開通方向を取得し、開通方向への転換が完了しているかを判断する。開通方向への転換が完了しているならば（ステップＤ７：ＹＥＳ）、対象の線路ノードを、占有列車で鎖錠する（ステップＤ９）。また、対象の線路ノードが着点ならば（ステップＤ５：ＮＯ）、対象の線路ノードを、占有列車１０で鎖錠する（ステップＤ９）。
【０１１５】
一方、対象の線路ノードが何れの列車１０にも占有されていないならば（ステップＤ３：ＮＯ）、対象の線路ノードを予定進路に含む列車１０のうち、占有開始時刻が現在時刻に達している列車を抽出する（ステップＤ１１）。列車１０が抽出されたならば（ステップＤ１３：ＹＥＳ）、対象の線路ノードを、抽出した列車１０で占有する（ステップＤ１５）。次いで、対象の線路ノードが転てつ器４２ならば（ステップＤ１７：ＹＥＳ）、抽出した列車１０による開通方向を取得し（ステップＤ１９）、対象の線路ノードである転てつ器４２に対して、取得した開通方向への転換を指示する（ステップＤ２１）。ループＥはこのように行われる。全ての線路ノードを対象としたループＨの処理を行うと、進路占有・鎖錠処理は終了となる。
【０１１６】
図３２は、進路占有解除処理の流れを説明するフローチャートである。進路占有解除処理では、占有解除部２１８が、自制御範囲４８内の全ての線路ノードを順に対象としたループＦの繰り返し処理を行う。ループＦでは、対象の線路ノードの進路状態が鎖錠ならば（ステップＥ１：ＹＥＳ）、対象の線路ノードの占有列車が、対象の線路ノードを通過したかを判断する。通過したならば（ステップＥ３：ＹＥＳ）、対象の線路ノードの占有を解除する（ステップＥ５）。ループＦはこのように行われる。全ての線路ノードを対象としたループＦの処理を終了すると、進路占有解除処理は終了となる。
【０１１７】
［作用効果］
このように、本実施形態によれば、線区を境界位置４６で区切って各連動機３０の制御範囲４８とし、連動機３０間で情報の送受信を行うことで、線区に対する進路制御の処理負荷を各連動機に分散させることができ、複数の連動機３０全体で広範囲の線区に対する進路制御を行うことができる。
【０１１８】
すなわち、連動機３０が、自制御範囲４８内に設定した予定進路が境界位置４６に達する境界通行列車についての進路設定引継情報を隣接連動機３０へ送信することで、隣接連動機３０が、その境界通行列車の自制御範囲４８内の予定進路を境界位置から引き継いで設定することができる。これにより、複数の連動機３０の制御範囲４８に跨るような予定進路を設定することができる。
【０１１９】
また、連動機３０が、境界通行列車について、自制御範囲４８内に設定した予定進路に基づく走行予測方程式を算出し、境界位置４６の到達時刻及び走行速度を含む走行予測引継情報を隣接連動機３０へ送信することで、隣接連動機３０が、その境界通行列車について、自制御範囲４８に設定した予定進路に基づく走行予測定式を境界位置４６から引き継いで算出することができる。これにより、予定進路が複数の連動機３０の制御範囲４８に跨って設定された境界通行列車についての走行予測方程式を算出することができる。
【０１２０】
更に、二列車それぞれの予定進路が複数の連動機３０の制御範囲４８に跨る場合、これらの連動機３０それぞれが、自制御範囲４８内に設定した予定進路に基づいて判断した二列車間の競合関係を含む列車間競合情報を互いに送信することで、その二列車間の競合関係を正しく判定することができる。
【０１２１】
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【符号の説明】
【０１２２】
１  列車制御システム
１０  列車、１２  車上装置
２０  ネットワーク連動機
３０  連動機
１０２  入力部、１０４  表示部、１０６  時計部、１０８  通信部
２００  処理部
２０２  在線管理部、２０４  進路設定部
２０６  競合関係判定部、２０８  列車走行予測部
２１０  占有開始・終止時刻算出部、２１２  優先順位設定部
２１４  占有・鎖錠部、２１６  進行許可区間設定部
２１８  占有解除部、２２０  転てつ器制御部
３００  記憶部
３０２  進路制御プログラム
３０４  制御範囲データ、３０６  境界位置データ
３１０  線路ノード構成データ、３１２  線路ノード進路状態データ
３０８  駅ダイヤ情報、３３０  列車情報
４２  転てつ器、４４  無線基地局、４６  境界位置、４８  制御範囲、５０  着点
Ｒ  軌道
【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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