(57)【要約】      （修正有）【課題】省エネルギー性は高く、運転曲線と乖離しない方法を提供する。【解決手段】予め定められた軌道上の区間における位置と速度の関係を表す運転曲線を記憶する運転曲線記憶部と、車両が前記区間の終点へ到着する時刻を定める時刻指定部と、区間の運転曲線を算出し、運転曲線記憶部に記憶させる第一の運転曲線算出部と、区間の運転曲線を、第一の運転曲線算出部よりも精密に計算する第二の運転曲線算出部と、第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線と、第二の運転曲線算出部が算出した運転曲線との間で位置と速度が予め決められた規定の範囲内で一致する基準点を探索し、基準点を発見した場合に両方の運転曲線を基準点で接合する。車両が前記接合運転曲線に従って区間を走行した場合に、時刻指定部の定める時刻を満足するかどうかを判定し、満足することを判定した場合には、接合運転曲線を運転曲線記憶部に記憶させる。【選択図】図１
2018137930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた軌道上の区間における位置と速度の関係を表す運転曲線を記憶する運転曲線記憶部と、
前記運転曲線記憶部から読み出した前記運転曲線に従って車両に前記区間の走行を指示する走行装置と、
前記車両が前記区間の終点へ到着する時刻を定める時刻指定部と、
前記区間の運転曲線を算出し、前記運転曲線記憶部に記憶させる第一の運転曲線算出部と、
前記区間の運転曲線を、前記第一の運転曲線算出部よりも精密に計算する第二の運転曲線算出部と、
前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線と、前記第二の運転曲線算出部が算出した運転曲線との間で位置と速度が予め決められた規定の範囲内で一致する基準点を探索し、基準点を発見した場合に両方の運転曲線を前記基準点で接合して出来る接合運転曲線を生成する運転曲線接合部と、
前記車両が前記接合運転曲線に従って前記区間を走行した場合に前記時刻指定部の定める時刻を満足するかどうかを判定し、満足することを判定した場合には前記接合運転曲線を前記運転曲線記憶部に記憶させる運転曲線接合判定部と、
を備えることを特徴とする車両制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御システムであって、第二の運転曲線算出部は、前記区間の終点から前記区間の始点の方向に向かって前記運転曲線を計算することを特徴とする車両制御システム。
【請求項３】
予め定められた軌道上の区間における位置と速度の関係を表す運転曲線を記憶する運転曲線記憶部と、
前記運転曲線記憶部から読み出した前記運転曲線に従って車両に前記区間の走行を指示する走行装置と、
前記車両が前記区間の終点へ到着する時刻を定める時刻指定部と、
前記区間の始点と途中の基準点とを含む運転曲線を算出して前記運転曲線記憶部に記憶させる第一の運転曲線算出部と、
前記基準点において前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線の前記基準点における速度を満足し、かつ前記区間の終点を含む運転曲線を第一の運転曲線算出部よりも精密に計算する第二の運転曲線算出部と、
前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線と、前記第二の運転曲線算出部が算出した運転曲線とを前記基準点で接合して出来る接合運転曲線を生成する運転曲線接合部と、
前記車両が前記接合運転曲線に従って前記区間を走行した場合に前記時刻指定部の定める時刻を満足するかどうかを判定し、満足することを判定した場合には前記接合運転曲線を前記運転曲線記憶部に記憶させる運転曲線接合判定部と、
を備えることを特徴とする車両制御システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の車両制御システムを搭載することを特徴とする車両。
【請求項５】
予め定められた軌道上の区間における位置と速度の関係を表す運転曲線を記憶する運転曲線記憶部と、
前記運転曲線記憶部から読み出した前記運転曲線に従って車両に前記区間の走行を指示する走行装置と、
前記車両が前記区間の終点へ到着する時刻を定める時刻指定部と、
前記区間の運転曲線を算出し、前記運転曲線記憶部に記憶させる第一の運転曲線算出部と、
前記区間の運転曲線を、前記第一の運転曲線算出部よりも精密に計算する第二の運転曲線算出部とを備えた車両制御システムにおいて、
前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線と、前記第二の運転曲線算出部が算出した運転曲線との間で位置と速度が予め決められた規定の範囲内で一致する基準点を探索し、基準点を発見した場合に両方の運転曲線を前記基準点で接合して出来る接合運転曲線を生成し、前記車両が前記接合運転曲線に従って前記区間を走行した場合に前記時刻指定部の定める時刻を満足するかどうかを判定し、満足することを判定した場合には前記接合運転曲線を前記運転曲線記憶部に記憶させることを特徴とする車両制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の車両制御方法であって、第二の運転曲線算出部は、前記区間の終点から前記区間の始点の方向に向かって前記運転曲線を計算することを特徴とする車両制御方法。
【請求項７】
予め定められた軌道上の区間における位置と速度の関係を表す運転曲線を記憶する運転曲線記憶部と、
前記運転曲線記憶部から読み出した前記運転曲線に従って車両に前記区間の走行を指示する走行装置と、
前記車両が前記区間の終点へ到着する時刻を定める時刻指定部と、
前記区間の始点と途中の基準点とを含む運転曲線を算出して前記運転曲線記憶部に記憶させる第一の運転曲線算出部と、
前記基準点において前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線の前記基準点における速度を満足し、かつ前記区間の終点を含む運転曲線を第一の運転曲線算出部よりも精密に計算する第二の運転曲線算出部とを備えた車両制御システムにおいて、
前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線と、前記第二の運転曲線算出部が算出した運転曲線とを前記基準点で接合して出来る接合運転曲線を生成し、前記車両が前記接合運転曲線に従って前記区間を走行した場合に前記時刻指定部の定める時刻を満足するかどうかを判定し、満足することを判定した場合には前記接合運転曲線を前記運転曲線記憶部に記憶させることを特徴とする車両制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、より少ないエネルギーで車両を運行させる車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両がある地点から目標地点までを所与の目標走行時間に従って走行するとき、加速、定速、惰行、ブレーキという操作を行うが、その時の車両の位置と速度の関係は、運転曲線と呼ばれる位置−速度の軌跡によって表すことができる。目標走行時間が同じであっても車両の追従目標とする運転曲線が異なると、走行に掛かるエネルギーも異なるため、消費エネルギーのより小さい運転曲線（省エネルギー運転曲線）を求め、これに従って車両を制御することが、走行に掛かるエネルギーを低減するためには有効である。
省エネルギー運転曲線を算出して車両制御に反映するまでに、計算時間や伝送時間の分、遅れが生じる。この遅れ時間の間に列車が走行していると、算出した省エネ運転曲線と実際の列車の位置と速度が乖離してしまう。この乖離した運転曲線に列車を追従させようと加減速を行うと、その分、省エネルギー性や乗り心地が低下する。
算出した運転曲線と実際の運転曲線との乖離を抑えるため、ｎ秒後の列車の位置と速度を推定し、その位置と速度を起点にｎ秒後以降の運転曲線を算出する方法が特許文献１に記載されている。この特許文献１には、「列車運行制御システム１では、車上装置１０が、現在の列車の走行状態が省エネ効果を有する目標ランカーブ（省エネランカーブ）からずれた場合に、ｎ秒後の自列車の位置・速度を予測し、地上装置２０に対して、設定された時間経過後（例えば、ｎ秒後）の自列車の位置・速度からの省エネランカーブの再生成を要求する。地上装置２０は、列車のｎ秒後の位置・速度からの省エネランカーブを再生成する。」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2015-177695
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
省エネルギー運転曲線の生成は、一般的に、消費エネルギー最小解を探索するアルゴリズムの実行を伴い、エネルギー最小の運転曲線を精密に求めようとすると探索に時間がかかってしまう。逆に消費エネルギーの少ない運転曲線を粗く求めるのであれば探索を短時間で終えられる。
つまり、消費エネルギー最小の運転曲線を精密に求めれば、その運転曲線に従って列車を走行できる区間での省エネルギー性は高くなるものの、計算が完了した時点の列車の位置と速度が求めた運転曲線と乖離する可能性がある。一方で、消費エネルギーの少ない運転曲線を精密度を落として求めれば、列車は求めた運転曲線の通りに走行することができるが、精密解よりも省エネルギー性は低くなる。このような相反する問題を考慮して省エネルギー運転曲線を生成することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明は、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【０００６】
すなわち、本発明に係る車両制御システムは、予め定められた軌道上の区間における位置と速度の関係を表す運転曲線を記憶する運転曲線記憶部と、前記運転曲線記憶部から読み出した前記運転曲線に従って車両に前記区間の走行を指示する走行装置と、前記車両が前記区間の終点へ到着する時刻を定める時刻指定部と、前記区間の運転曲線を算出し、前記運転曲線記憶部に記憶させる第一の運転曲線算出部と、前記区間の運転曲線を、前記第一の運転曲線算出部よりも精密に計算する第二の運転曲線算出部と、前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線と、前記第二の運転曲線算出部が算出した運転曲線との間で位置と速度が予め決められた規定の範囲内で一致する基準点を探索し、基準点を発見した場合に両方の運転曲線を前記基準点で接合して出来る接合運転曲線を生成する運転曲線接合部と、前記車両が前記接合運転曲線に従って前記区間を走行した場合に前記時刻指定部の定める時刻を満足するかどうかを判定し、満足することを判定した場合には前記接合運転曲線を前記運転曲線記憶部に記憶させる運転曲線接合判定部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る車両制御システムは、予め定められた軌道上の区間における位置と速度の関係を表す運転曲線を記憶する運転曲線記憶部と、前記運転曲線記憶部から読み出した前記運転曲線に従って車両に前記区間の走行を指示する走行装置と、前記車両が前記区間の終点へ到着する時刻を定める時刻指定部と、前記区間の始点と途中の基準点とを含む運転曲線を算出して前記運転曲線記憶部に記憶させる第一の運転曲線算出部と、前記基準点において前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線の前記基準点における速度を満足し、かつ前記区間の終点を含む運転曲線を第一の運転曲線算出部よりも精密に計算する第二の運転曲線算出部と、前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線と、前記第二の運転曲線算出部が算出した運転曲線とを前記基準点で接合して出来る接合運転曲線を生成する運転曲線接合部と、前記車両が前記接合運転曲線に従って前記区間を走行した場合に前記時刻指定部の定める時刻を満足するかどうかを判定し、満足することを判定した場合には前記接合運転曲線を前記運転曲線記憶部に記憶させる運転曲線接合判定部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る車両制御方法は、予め定められた軌道上の区間における位置と速度の関係を表す運転曲線を記憶する運転曲線記憶部と、前記運転曲線記憶部から読み出した前記運転曲線に従って車両に前記区間の走行を指示する走行装置と、前記車両が前記区間の終点へ到着する時刻を定める時刻指定部と、前記区間の運転曲線を算出し、前記運転曲線記憶部に記憶させる第一の運転曲線算出部と、前記区間の運転曲線を、前記第一の運転曲線算出部よりも精密に計算する第二の運転曲線算出部とを備えた車両制御システムにおいて、前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線と、前記第二の運転曲線算出部が算出した運転曲線との間で位置と速度が予め決められた規定の範囲内で一致する基準点を探索し、基準点を発見した場合に両方の運転曲線を前記基準点で接合して出来る接合運転曲線を生成し、前記車両が前記接合運転曲線に従って前記区間を走行した場合に前記時刻指定部の定める時刻を満足するかどうかを判定し、満足することを判定した場合には前記接合運転曲線を前記運転曲線記憶部に記憶させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る車両制御方法は、予め定められた軌道上の区間における位置と速度の関係を表す運転曲線を記憶する運転曲線記憶部と、
前記運転曲線記憶部から読み出した前記運転曲線に従って車両に前記区間の走行を指示する走行装置と、前記車両が前記区間の終点へ到着する時刻を定める時刻指定部と、前記区間の始点と途中の基準点とを含む運転曲線を算出して前記運転曲線記憶部に記憶させる第一の運転曲線算出部と、前記基準点において前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線の前記基準点における速度を満足し、かつ前記区間の終点を含む運転曲線を第一の運転曲線算出部よりも精密に計算する第二の運転曲線算出部とを備えた車両制御システムにおいて、前記第一の運転曲線算出部が算出した運転曲線と、前記第二の運転曲線算出部が算出した運転曲線とを前記基準点で接合して出来る接合運転曲線を生成し、前記車両が前記接合運転曲線に従って前記区間を走行した場合に前記時刻指定部の定める時刻を満足するかどうかを判定し、満足することを判定した場合には前記接合運転曲線を前記運転曲線記憶部に記憶させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車両を消費エネルギーの少ない運転曲線に従って走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一の実施の形態における運転曲線算出部の機能構成例を示す図である。
【図２】先行技術文献におけるn秒決定の課題の例を示した図である。
【図３】第一の実施の形態において、第一の運転曲線と第二の運転曲線とを切替える場合の、車両速度と位置の関係の例を示す図である。
【図４】第一の実施の形態における走行装置へ出力する運転曲線生成の例を示すフローチャートである。
【図５】第一と第二の運転曲線における位置・速度が一致する点において残走行時分が一致しない状態の例を示した図である。
【図６】第二の実施の形態において、第一の運転曲線と第二の運転曲線とを切替える場合の、車両速度と位置の関係の例を示す図である。
【図７】第二の実施の形態における運転曲線算出部の機能構成例を示す図である。
【図８】第二の実施の形態における運転曲線決定の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
本実施の形態では、鉄道車両が駅間を、二つの精度の異なる省エネルギー運転曲線をある地点で接合してできる運転曲線に沿って走行する場合について述べる。
【００１４】
（1）運転曲線算出部の構成
図1は、第一の実施の形態の車両制御システムの構成例を示す図である。
【００１５】
運転曲線記憶部101は走行装置105が列車を走行させる際に目標とする運転曲線を出力する。
【００１６】
第一の運転曲線算出部102および第二の運転曲線算出部103は、車両（以下、自車）に搭載された走行装置105や車上記憶装置108から、消費エネルギーの少ない運転曲線（以下、省エネ運転曲線）を算出するために必要な情報である自車の現在位置や速度、自車の列車重量や車両の加速・減速特性、路線情報を取得する。さらに、時刻指定部106から、次駅の目標到着時間に対する残走行時分を取得する。
【００１７】
ここで、自車の現在位置や速度を取得する方法は鉄道車両が通常備える方法で良く、例えば車輪の回転数・角速度を計測して車輪系との積算から車両の走行距離・速度をそれぞれ算出する方法により実現できる。また、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）により列車の位置を取得し、その位置の時間による変化により車両の走行距離・速度を求めてもよい。
【００１８】
また、路線情報は消費エネ運転曲線を算出するための情報であり、例えば路線上の位置と標高や制限速度の関係、勾配等の情報を含む。
【００１９】
運転曲線算出部102は省エネ運転曲線の生成を開始する地点での位置・速度を始点として、残走行時分を満たす運転曲線を算出する。この際、制限速度を超過しないような制約を運転曲線の生成アルゴリズムに含む。また各位置における車両の力行・定速・惰行・ブレーキ時の加減速度を計算するために、車上記憶装置108から取得した列車重量・車両の加速・減速特性と路線情報を用いる。この運転曲線算出部102では、省エネ運転曲線生成アルゴリズムの時間粒度や条件を粗く設定し、省エネ運転曲線を数秒程度で計算し、生成した第一の運転曲線を運転曲線記接合部104へ出力し、運転曲線記憶部101へ記憶させる。
【００２０】
運転曲線算出部103も運転曲線算出部102と同様に、車上記憶装置108から読み出した省エネ運転曲線の生成を開始する地点での自車の位置・速度を始点として、残走行時分を満たす運転曲線を算出する。ただし運転曲線算出部103の省エネ運転曲線生成アルゴリズムは運転曲線算出部102と異なり、省エネ運転曲線生成アルゴリズムの時間粒度や条件を精密に設定し、消費エネルギー最小の運転曲線を計算し、生成した第二の運転曲線を運転曲線記接合部104へ記憶させる。
【００２１】
運転曲線接合部104は第一の運転曲線と第二の運転曲線の各位置において、速度がある規定範囲で一致する地点（基準点）を探索する。この探索は、第二の運転曲線の計算が途中まででも開始する。計算が途中の場合は、その時点で計算が完了している地点までの区間で基準点を探索することになる。この後、第二の運転曲線の計算完了区間が増加する度に、この探索を逐次行う。
【００２２】
また、第二の運転曲線の計算は、省エネ運転曲線の生成を終了する地点である終点から初めて始点の方向に進めてもよい。この場合、第二の運転曲線の計算完了区間が増加する度に基準点を探索するが、速度がある規定範囲で一致する地点（基準点）が見つかったときに、運転曲線の生成する区間における運転曲線の生成を完了させることができる。これにより、基準点が見つかったが基準点より終点側の運転曲線の計算が完了しておらず、車両が従うべき運転曲線が無いという事態を回避することができる。もちろん、一つの基準点が見つかったときに第二の運転曲線の計算を止める必要はなく、始点に到達するまで計算し、複数の基準点を見つけることが可能にしてもよい。この場合、自車より終点側にある基準点の内、最も近い基準点で第一の運転曲線と第二の運転曲線を接合することにより、車両が第二の運転曲線に沿って走る区間をより多く確保でき、結果としてトータルの走行に掛かる消費エネルギーを低減できる。
【００２３】
もし基準点が存在する場合は、運転曲線接合部104は基準点以降で第一の運転曲線から第二の運転曲線に切替える接合運転曲線を算出し、運転曲線接合判定部107へ出力する。また時刻指定部106は到着時刻を運転曲線接合判定部107へ出力する。運転曲線接合判定部107は、運転曲線接合部104から出力された接合運転曲線に従って走行した場合に、時刻指定部106から出力された到着時刻を満足するかを判定し、満足している場合には接合運転曲線を運転曲線記憶部101へ記憶させる。
【００２４】
運転曲線記憶部101は記憶した運転曲線を走行装置105へ出力し、走行装置105は運転曲線に従って列車を走行させる。
【００２５】
図2は、運転曲線を時間粒度や条件を粗く計算した場合(a)と、運転曲線を時間粒度や条件を精密に計算した場合(b)において、地点Aから着駅までの省エネ運転曲線を生成した状態を示す図である。この時、図2（a）のように時間粒度や条件を粗くして即座に（実際には1秒程度など車両の駆動系の応答速度に対して十分小さく）計算すると、車両の位置と速度が求めた運転曲線と乖離することなく車両を走行させられる。一方で、図2（b）のように時間粒度や条件を精密にして計算すると、運転曲線の生成に要する時間n秒が大きくなり、n秒以降における運転曲線は精緻で(a)の場合よりも省エネ性が高くなるが、n秒の時点で列車の位置と速度が求めた運転曲線と乖離する可能性が高まる。この結果、ｎ秒間とｎ秒後に乖離から復帰するまでの間は走行に余分なエネルギーが掛かることになり、図2(b)の場合の方が、運転曲線の計算精度とは裏腹に、発駅から着駅までに掛かるトータルの消費エネルギーが大きくなる可能性がある。
【００２６】
図3は、本実施の形態による方法で、地点Aから着駅までの運転曲線を２つの算出部で計算した状態を示す図である。本実施の形態では、時間粒度や条件を粗く計算した省エネ運転曲線である第一の運転曲線と、時間粒度や条件を精密に計算した省エネ運転曲線である第二の運転曲線の計算を生成開始し、まずは第一の運転曲線に従って走行し、第一と第二の運転曲線における位置と速度が一致する点（図中a1〜a3）の中で、車両の追従先をそれまでの運転曲線から他方の運転曲線へ切替可能な基準点を探索し、基準点が存在する場合はその位置から第二の運転曲線に従って走行する。これにより、車両は基準点までを第一の運転曲線から乖離なく走行し、基準点より先は第一の運転曲線よりも省エネになる第二の運転曲線に沿って走行することができ、結果として発駅から着駅までに掛かるトータルの消費エネルギーを、第一の運転曲線と第二の運転曲線のどちらか一方だけに追従する場合よりも小さくできる。
【００２７】
（２）フローチャート
つづいて、本実施例の車両制御システムにおいて、第一の運転曲線と第二の運転曲線の計算を開始し、まずは第一の運転曲線に従って走行し、第二の運転曲線の計算後には第一と第二の運転曲線が切替可能な点から第二の運転曲線に従って走行する処理の流れを説明する。
【００２８】
図4は、本実施の形態の列車制御システムの処理の手順を示すフローチャートである。
【００２９】
ステップS101：第一の運転曲線算出部102と第二の運転曲線算出部103は、走行装置105や車上記憶装置108から運転曲線の生成に必要な情報である自車の現在の位置や速度を、時刻指定部106から次駅までの残走行時分を取得し、現在の位置・速度を始点として、残走行時分の条件を満たす運転曲線の生成を開始する。
【００３０】
ステップS102：まず、第一の運転曲線算出部102は、求めた第一の運転曲線を運転曲線記憶部101へ記憶させ、同時に運転曲線接合部104へ出力しておく。次に、第二の運転曲線算出部103も、第二の運転曲線の一部もしくは全部を計算できた時点で、求めた第二の運転曲線を運転曲線接合部104へ出力する。
【００３１】
ステップS103：運転曲線接合部104は、第一と第二の運転曲線との間で位置と速度が予め決められた規定の範囲内で一致する基準点が存在するかを判定する。ここで、一致の判定に係る規定の範囲は、少なくとも処理を計算機で実装した場合に生じる計算誤差を許容するための値域の幅のことを指している。実用上は、車両の駆動特性を考慮して、乗り心地が悪化するほどの急激な加速や減速が起こらない程度の追従目標速度のギャップまでを許容できるように設定すれば十分である。
【００３２】
ステップS103の判断で否定結果(No)を得た場合はステップS107に進み、肯定結果(Yes)を得た場合にはステップS104に進む。
【００３３】
ステップS104：第一と第二の運転曲線とを基準点で接合して出来る接合運転曲線を生成し、運転曲線接合判定部107へ出力する。
【００３４】
ステップS105：運転曲線接合判定部107は、入力された接合運転曲線が時刻指定部から出力された到着時刻を満たすかどうかを判定する。
【００３５】
ステップS105の判断で否定結果を得た場合はステップS107に進み、肯定結果を得た場合には、運転曲線接合判定部107は、接合運転曲線を運転曲線記憶部101に出力し、ステップS106に進む。
【００３６】
ステップS106：運転曲線記憶部101は、ステップS102で運転曲線記憶部101に記憶された第一の運転曲線を、接合運転曲線に書き換える。
【００３７】
ステップS107：走行装置105は、運転曲線記憶部101に記憶された運転曲線に従って列車を走行させる。
【００３８】
この処理の流れにおいて、ステップS103で基準点が複数ある場合は、それらそれぞれにステップS104の処理及びステップS105の判定を適用したときにステップS105の判定で肯定結果を得られるもののうち、最も手前（車両に近い側）にある基準点を使ってステップS106の処理を適用する。こうすることで、車両が第二の運転曲線に沿って走る区間をより多く確保でき、結果としてトータルの走行に掛かる消費エネルギーを低減できる。
【００３９】
なお、運転曲線接合部104において、接合可能位置が存在するかを探索する時、各位置において、速度および残走行時分を予め決められた規定の範囲内で一致することを条件としたが、この条件は、その列車に要求される定時性によって決めればよい。
【００４０】
例えば、図5は、第一と第二の運転曲線における位置・速度が一致する点において残走行時分が一致しない状態を示す図である。第一と第二の運転曲線はそれぞれ位置X1と速度V1で一致しているが、残走行時分はそれぞれt1、t2と一致していない。この際、その差（t1-t2）秒が定時性の観点から許容される場合には、この点を接合可能位置とする。先行列車の遅延により、自車の駅到着時刻を遅らせることができるような場合には、遅らせてもよい時間を許容値とすればよい。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、時間粒度や条件を粗く計算した第一の運転曲線と時間粒度や条件を精密に計算した第二の運転曲線の計算を生成し、まずは第一の運転曲線に従って走行し、第一と第二の運転曲線が切替可能な点が存在する場合には、切替可能な点からは第二の運転曲線に従って走行することにより、列車を消費エネルギーの少ない運転曲線に従って走行させることができる。
【実施例２】
【００４２】
本実施の形態では、消費エネルギーに関して時間粒度や条件を粗く計算した第一の運転曲線における途中の基準点の位置と速度を始点にして、消費エネルギーに関して時間粒度や条件を精密に計算した第二の運転曲線を生成する方法について述べる。なお第一の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
第一の実施の形態では、第二の運転曲線の始点を、自車の現在の位置と速度としたのに対し、第二の実施の形態では第一の運転曲線の途中の基準点の位置と速度にするという点が第一の実施の形態と異なる。
【００４４】
図6は本実施の形態による方法で、第一の運転曲線の途中の基準点の位置と速度（点b）を始点にし、第二の運転曲線を生成した状態を示す図である。本実施の形態では、第一の運転曲線のある位置と速度を始点にして、第二の運転曲線を生成することで、この二つの運転曲線を確実に接続することができる。
【００４５】
（1）運転曲線算出部の構成
図7は、第二の実施の形態における列車制御システムの構成例を示す図である。
【００４６】
運転曲線記憶部201は車両が走行する際に追従する運転曲線を出力する。
【００４７】
第一の運転曲線算出部202は、第一の実施の形態と同様に自車の走行装置や車上記憶装置から運転曲線の算出に必要な情報である自車の現在位置・速度を、車上記憶装置から自車の列車重量や車両の加速・減速特性、路線情報を、時刻指定部206から到着時刻を取得する。また次駅までの残走行時分は現在時刻と到着時刻の差からを計算できる。
【００４８】
第一の運転曲線算出部202は省エネ運転曲線の生成を開始する地点での位置・速度を始点として、残走行時分を満たす運転曲線を算出する。この第一の運転曲線算出部202では、省エネ運転曲線生成アルゴリズムの時間粒度や条件を粗く設定し、省エネ運転曲線を数秒程度で計算し、生成した第一の運転曲線を第二の運転曲線算出部203と運転曲線接合部204へ出力し、運転曲線記憶部201へ記憶させる。
【００４９】
第二の運転曲線算出部203は第一の運転曲線算出部202から出力された第一の運転曲線における区間途中の基準点の位置と速度を始点とする第二の運転曲線を生成する。第二の運転曲線算出部203の省エネ運転曲線生成アルゴリズムは第一の運転曲線算出部202のアルゴリズムよりも時間粒度や条件を精密に設定したものである。第二の運転曲線算出部203はまた、生成した第二の運転曲線を運転曲線接合部204へ記憶させる。
【００５０】
ここで、区間途中の基準点は、まず第一の運転曲線算出部202が第一の運転曲線を算出し、次に第二の運転曲線算出部203が第二の運転曲線を算出し終えたときに、車両が到達している地点とする。基準点の決め方はこの限りではなく、この方法で決まる地点よりも向こう（終着駅側）の地点であれば実施例を実施できる。第二の運転曲線を算出し終えるまでの時間は、計算機の負荷状況などによって変動することを考えると精確には分からないため、変動分を見込んだ余裕として少し終点側に設定しておくのが、実用上は望ましい。
【００５１】
運転曲線接合部204は基準点を境に、第一の運転曲線から第二の運転曲線に切替える接合運転曲線を算出し、運転曲線接合判定部207へ出力する。また時刻指定部206は到着時刻を運転曲線接合判定部207へ出力する。運転曲線接合判定部207は、運転曲線接合部204から出力された接合運転曲線に従って走行した場合に、時刻指定部206から出力された到着時刻を満足するかを判定し、満足している場合には接合運転曲線を運転曲線記憶部201へ記憶させる。
【００５２】
運転曲線記憶部201は記憶した運転曲線を走行装置205へ出力し、走行装置205は運転曲線に従って列車を走行させる。
【００５３】
（２）フローチャート
図8は、本実施の形態の列車制御システムの処理の手順を示すフローチャートである。
【００５４】
ステップS201：第一の運転曲線算出部202は、走行装置205や車上記憶装置から運転曲線の生成に必要な情報である自車の現在の位置や速度を、時刻指定部206から次駅までの残走行時分を取得し、現在の位置・速度を始点として、残走行時分の条件を満たす第一の運転曲線を生成する。
【００５５】
ステップS202：第一の運転曲線算出部202は、求めた第一の運転曲線を運転曲線記憶部201へ記憶させ、同時に運転曲線接合部204、第二の運転曲線算出部203へ出力する。
【００５６】
ステップS203：第二の運転曲線算出部203は、第一の運転曲線の途中の基準点の位置と速度を始点とする第二の運転曲線の生成を開始する。
【００５７】
ステップS204：運転曲線接合部204は、基準点以降で第一の運転曲線から第二の運転曲線に切替える接合運転曲線を生成し、運転曲線接合判定部207に出力する。
【００５８】
ステップS205：運転曲線接合判定部207は、入力された接合運転曲線が時刻指定部から出力された到着時刻を満たすかどうかを判定する。
【００５９】
ステップS205の判断で否定結果(No)を得た場合はステップS207に進み、肯定結果(Yes)を得た場合にはステップS206に進む。
【００６０】
ステップS206：運転曲線記憶部201は、ステップS202で運転曲線記憶部201に記憶された第一の運転曲線を、接合運転曲線に書き換えて記憶させる。
【００６１】
ステップS207：走行装置205は、運転曲線記憶部201に記憶された運転曲線に従って車両を走行させる。
【００６２】
以上のように第二の実施の形態によれば、第一の運転曲線の途中の基準点における位置と速度を始点にし、第二の運転曲線を生成することで、第一の運転曲線から確実に第二の運転曲線に切替えて、列車を消費エネルギーの少ない運転曲線に従って走行させることができる。
【符号の説明】
【００６３】
101                  車両曲線記憶部
102                  第一の運転曲線算出部
103                  第二の運転曲線算出部
104                  運転曲線接合部
105                  走行装置
106                  時刻指定部
107                  運転曲線接合判定部
108                  車上記憶装置
201                  車両曲線記憶部
202                  第一の運転曲線算出部
203                  第二の運転曲線算出部
204                  運転曲線接合部
205                  走行装置
206                  時刻指定部
207                  運転曲線接合判定部
208                  車上記憶装置
【図１】
2018137930.tif 000003
【図２】
2018137930.tif 000004
【図３】
2018137930.tif 000005
【図４】
2018137930.tif 000006
【図５】
2018137930.tif 000007
【図６】
2018137930.tif 000008
【図７】
2018137930.tif 000009
【図８】
2018137930.tif 000010