(57)【要約】【課題】混雑に伴う乗降時間の増加やかけこみ乗車などにより、列車の出発時刻に遅延が発生した場合に、後続列車が先行列車に過剰に接近することで起こる駅中間での停止を防止し、消費エネルギーおよび遅延の増大を低減する。【解決手段】列車の前方を走行する先行列車による占有区間の手前に当該列車を停止させるためのブレーキパターンから、目標駅における先行列車の出発時刻に基づいて、当該ブレーキパターンが消失するとした場合に該消失が最も早い時刻である最短解放時刻を計算し、ブレーキパターンから列車が目標駅へ進入することを防止するための駅進入限界位置を求め、列車の駅進入限界位置、現在位置、減速度および最短解放時刻から列車の目標速度を算出し、列車の目標速度および現在速度並びにブレーキパターンに基づいて列車の走行を制御するための走行指令を決定する。【選択図】図６
2018144676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上側が備える最短解放時刻計算部と、
列車の車上側または前記地上側が備える目標速度算出部と、
前記車上側が備える走行制御装置と
を有し、
前記最短解放時刻計算部は、前記列車の前方を走行する先行列車による占有区間の手前に前記列車を停止させるためのブレーキパターンから、目標駅における前記先行列車の出発時刻に基づいて、当該ブレーキパターンが消失するとした場合に該消失に至る最も早い時刻である最短解放時刻を計算し、
前記目標速度算出部は、前記ブレーキパターンから前記列車が前記目標駅へ進入することを防止するための駅進入限界位置を求め、前記列車の前記駅進入限界位置、現在位置、減速度および前記最短解放時刻から前記列車の目標速度を算出し、
前記走行制御装置は、前記列車の前記目標速度および現在速度並びに前記ブレーキパターンに基づいて、前記列車の走行を制御するための走行指令を決定する走行決定部または前記列車の運転者に対して自列車の運転支援情報を提供する運転支援部を備え、
前記列車の走行を、前記走行制御装置により制御する
ことを特徴とする列車制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の列車制御システムであって、
前記走行制御装置が前記走行決定部を備える場合に、
前記走行決定部は、目標走行パターンから前記列車の現在位置および現在速度に基づいて第１の走行指令を求め、前記ブレーキパターンから前記列車の現在位置に基づいて算出したブレーキパターン速度と前記目標速度とから小さい方の速度を第２の目標速度とし、前記列車の速度を前記第２の目標速度とするための走行指令を第２の走行指令とし、前記第１の走行指令および前記第２の走行指令から小さい方を前記列車の走行指令として決定する
ことを特徴とする列車制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の列車制御システムであって、
前記走行制御装置が前記運転支援部を備える場合に、
前記運転支援部は、前記列車の前記目標速度、現在速度、前記最短解放時刻および現在時刻を表示する表示部を有する
ことを特徴とする列車制御システム。
【請求項４】
列車のブレーキパターンを作成して当該ブレーキパターンによって列車の速度を制御する列車制御方法であって、
前記ブレーキパターンとして、前記列車の前方を走行する先行列車による占有区間の手前に前記列車を停止させるためのブレーキパターンを作成し、
目標駅における前記先行列車の出発時刻に基づいて、当該ブレーキパターンが消失するとした場合に該消失に至る最も早い時刻である最短解放時刻を計算し、
前記列車の速度を逐次制御して、前記最短解放時刻に前記列車を前記ブレーキパターンに沿った走行に到達させる
ことを特徴とする列車制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の列車制御方法であって、
前記ブレーキパターンから前記列車が前記目標駅へ進入することを防止するための駅進入限界位置を求め、
前記列車の前記駅進入限界位置、現在位置、減速度および前記最短解放時刻から前記列車の目標速度を算出し、
前記目標速度に基づいて前記列車の走行指令を決定する
ことを特徴とする列車制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の列車制御方法であって、
前記列車の走行指令は、
目標走行パターンから前記列車の現在位置および現在速度に基づいて第１の走行指令を求め、前記ブレーキパターンから前記列車の現在位置に基づいて算出したブレーキパターン速度と前記目標速度とから小さい方の速度を第２の目標速度とし、前記列車の速度を前記第２の目標速度とするための走行指令として第２の走行指令を求め、前記第１の走行指令および前記第２の走行指令から小さい方に決定される
ことを特徴とする列車制御方法。
【請求項７】
列車の車上装置であって、
受信部と、
目標速度算出部と、
走行決定部または運転支援部と
を備え、
前記受信部は、地上装置が、自列車の前方を走行する先行列車による占有区間の手前に自列車を停止させるためのブレーキパターンから、目標駅における前記先行列車の出発時刻に基づいて、当該ブレーキパターンが消失するとした場合に該消失に至る最も早い時刻として計算した最短解放時刻を、当該地上装置から受信し、
前記目標速度算出部は、前記ブレーキパターンから自列車が前記目標駅へ進入することを防止するための駅進入限界位置を求め、自列車の前記駅進入限界位置、現在位置、減速度および前記最短解放時刻から自列車の目標速度を算出し、
前記走行決定部は、目標走行パターンから自列車の現在位置および現在速度に基づいて第１の走行指令を求め、前記ブレーキパターンから自列車の現在位置に基づいて算出したブレーキパターン速度と前記目標速度とから小さい方の速度を第２の目標速度とし、自列車の速度を前記第２の目標速度とするための走行指令を第２の走行指令とし、前記第１の走行指令および前記第２の走行指令から小さい方を自列車の走行指令として決定し、
前記運転支援部は、自列車の前記目標速度、現在速度、前記最短解放時刻および現在時刻を表示する表示部を有する
ことを特徴とする列車の車上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行列車の遅延により、その後ろを走行する後続列車に対して発生する遅延波及を抑制する列車制御システム、列車制御方法および列車の車上装置に関し、先行列車の出発時刻の遅れの予測が困難な状況において、後続列車の駅間停止を抑制することでエネルギー増大を防止するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道システムにおいて、同一走行路を走行する列車は、列車同士が衝突しないように信号によって制御されていることから、信号を考慮して設計されているダイヤの通りに列車が走行をしている場合には、信号によって後続列車にブレーキがかかる状況はあまり発生しない。
【０００３】
しかしながら、ある列車が遅延しダイヤ上の余裕を無くした場合には、その後ろを走行する後続列車に対して、先行列車との衝突を回避するためにブレーキがかかる現象が頻繁に起こり得る。特に、都市部のように高密度に列車が走行している場合には、その更に後ろを走行している後続列車に対してもこの現象が波及することになる。これによって、加減速の増大による消費エネルギーの増加を招くとともに、更に遅延が波及する事態を招くことになる。
【０００４】
このような事態を解決するための技術として、特許文献１には、地上装置と、地上装置が管理する領域内のすべての列車上にある車上装置とをネットワークにより結んだ地上車上連携システムにおいて、地上装置は、各列車上にある車上装置から列車走行情報を入手し、内部にある処理装置によって該当する後続列車に対する目標情報を作成し、この目標情報を各列車上にある車上装置に送付することにより、当該車上装置は、送付された目標情報に従い走行する方法が記述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−００６００９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、特許文献１に記述されている方法は、列車が到着した時刻情報を基に処理をするため、混雑に伴う乗降時間の増加や駆け込み乗車などにより出発時刻に遅延が発生するなど、乗客の動態に依存する出発時刻の遅延に対してまで対応を図ることは、不可能である。このような状況下では、後続列車が先行列車に過剰に接近することとなり、信号によって後続列車にブレーキがかかり駅中間で停車することになる。さらに、その後続列車も同じように過剰に接近することになるため、連鎖的に駅中間で停車することになる。
【０００７】
このように、先行列車の出発の遅れがその後ろを走行する後続列車に影響を与え、さらに後続する列車へと波及することが起こる。その結果として、平常運転時と比較して消費エネルギーが増大するとともに、列車遅延の波及を招くことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る列車制御システムは、上記課題を解決するために、地上側が備える最短解放時刻計算部と、列車の車上側または地上側が備える目標速度算出部と、車上側が備える走行制御装置とを有し、最短解放時刻計算部は、列車の前方を走行する先行列車による占有区間の手前に当該列車を停止させるためのブレーキパターンから、目標駅における先行列車の出発時刻に基づいて、当該ブレーキパターンが消失するとした場合に該消失に至る最も早い時刻である最短解放時刻を計算し、目標速度算出部は、ブレーキパターンから列車が目標駅へ進入することを防止するための駅進入限界位置を求め、列車の駅進入限界位置、現在位置、減速度および最短解放時刻から列車の目標速度を算出し、走行制御装置は、列車の目標速度および現在速度並びにブレーキパターンに基づいて、列車の走行を制御するための走行指令を決定する走行決定部または列車の運転者に対して自列車の運転支援情報を提供する運転支援部を備え、列車の走行を、走行制御装置により制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、列車の駅間停止を最小限に抑制して回避することが可能となり、平常運転時と比較して消費エネルギーの増大を防ぐとともに、列車遅延の増大や波及を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るシステム構成の一例およびデータフローを示す図である。
【図２】図２は、最短解放時刻計算装置が実行する処理のフローチャートを示す図である。
【図３】図３は、自動列車走行装置の内部構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、目標速度算出装置が実行する処理のフローチャートを示す図である。
【図５】図５は、走行決定装置の内部構成の一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明に係る列車制御を実施した場合の効果を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施例２に係るシステム構成の一例およびデータフローを示す図である。
【図８】図８は、列車走行装置の内部構成の一例を示す図である。
【図９】図９は、運転支援装置によって表示される運転支援画面の一構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例３に係るシステム構成の一例およびデータフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態として、実施例１〜３について、図面を用いて以下に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１に係るシステム構成の一例およびデータフローを示す図である。
地上装置１０１は、管轄する路線の情報を管理し、管轄する路線を走行する列車１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、…（以下、全てを総称して「列車１０２」とする）に対して情報を送信する。列車１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、…）は、送信された情報を基に自列車を制御する。
【００１３】
また、地上装置１０１は、管轄する路線を走行する列車の発着状況を管理する発着状況管理装置１０３、各駅の時隔データ（列車到着の時間間隔を示すデータ）を管理する時隔データベース１０４、管轄する路線のダイヤを記録しておくダイヤデータベース１０５、発着状況管理装置１０３と時隔データベース１０４とダイヤデータベース１０５とからの各情報を入力とする最短解放時刻計算装置１０６および列車１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、…）に情報を送信する地上側送信装置１０７から構成される。
【００１４】
ここで、最短解放時刻計算装置１０６は、発着状況管理装置１０３、時隔データベース１０４およびダイヤデータベース１０５からの各入力情報を基にして、各列車１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、…が進入しようとする駅への進入防止を図るブレーキパターンの最短解放時刻１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、…（以下、全てを総称して「最短解放時刻１５１」とする）および各列車の駅進入限界位置１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃ、…（以下、全てを総称して「駅進入限界位置１５２」とする）を計算する。ここで、この最短解放時刻とは、上記ブレーキパターンが消失するとした場合に、この消失することに至る最も早い時刻を示している。
【００１５】
地上側送信装置１０７は、最短解放時刻１５１（１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、…）および駅進入限界位置１５２（１５２Ａ、１５２Ｂ、１５２Ｃ、…）の各情報を列車１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、…）に送信する。
【００１６】
列車１０２（図１の下図、参照）は、地上装置１０１から情報を受信する車上側受信装置１０８、列車の加減速特性を記録するデータベース１０９、現在の列車速度１５４および現在の列車位置１５５を計測する速度計測装置１１０および列車の走行方法を決定する自動列車走行装置１１１から構成される。
【００１７】
ここで、車上側受信装置１０８は、地上装置１０１から最短解放時刻１５１および駅進入限界位置１５２を受信するとともに、信号装置（図示せず）から自列車の前方を走行する先行列車との関係で定まる自列車進入限界位置１５３を受信する。
【００１８】
速度計測装置１１０は、現在の列車速度１５４および現在の列車速度１５４を積分することで得られる現在の列車位置１５５を計測する。速度計測装置１１０としては、速度発電機やＧＰＳなどを用いてもよい。
【００１９】
自動列車走行装置１１１は、最短解放時刻１５１、駅進入限界位置１５２、自列車進入限界位置１５３、現在の列車速度１５４、現在の列車位置１５５およびデータベース１０９に記録された加減速特性１５６を基にして、列車の走行方法を決定する。自動列車走行装置１１１が決定した走行方法に従って、列車１０２は自動運転を行う。
【００２０】
図２は、最短解放時刻計算装置１０６が実行する処理のフローチャートを示す図である。以下、このフローチャートに沿って処理内容を説明する。なお、以下の各ステップでは、最短解放時刻計算装置１０６を「計算装置１０６」と簡略して記す。
【００２１】
ステップ２０１で、計算装置１０６は、管轄する路線上に存在する列車のリストを抽出し、ステップ２０２に進む。このリストの抽出に際し、ダイヤデータベース１０５を参酌して、発着状況管理装置１０１により発着状況に応じた適宜の補正を加える。
【００２２】
ステップ２０２で、計算装置１０６は、ステップ２０１で抽出した列車のリストの中から駅間に存在する１列車を抽出し、ステップ２０３に進む。
【００２３】
ステップ２０３で、計算装置１０６は、ステップ２０２で抽出した列車が向かっている駅までの間に、自列車より前に停車している列車数Ｎを算出し（抽出した列車が向かっている駅に停車している列車も含む）、ステップ２０４に進む。この算出には、ダイヤデータベース１０５および発着状況管理装置１０１を用いる。
【００２４】
ステップ２０４で、計算装置１０６は、ステップ２０２で抽出した列車が向かっている駅に停車している他列車が出発遅延しているか否かをチェックする。他列車が停車しかつ出発遅延している場合（Ｙ）には、ステップ２０５に進む。他方、他列車が停車していない、あるいは他列車が停車していても出発遅延していない場合（Ｎ）には、ステップ２０６に進む。
【００２５】
ステップ２０５で、計算装置１０６は、ステップ２０３で抽出した列車数Ｎを基に、以下の計算式により最短解放時刻を算出し、ステップ２０７に進む。ここで、時隔のデータは、時隔データベース１０４により得る。
最短解放時刻＝現在時刻＋時隔×列車数Ｎ
【００２６】
ステップ２０６で、計算装置１０６は、抽出した列車が向かっている駅に到着するまでに、最短解放時刻が一度でも出されている場合には、その中で最も直近に出された最短解放時刻を指令し、ステップ２０７に進む。一度も出されていない場合には、最短解放時刻を指定しない。
【００２７】
ステップ２０７で、計算装置１０６は、管轄する路線上に存在する列車のリストから現在の列車を削除し、ステップ２０８に進む。
【００２８】
ステップ２０８で、計算装置１０６は、管轄する路線上に存在する列車のリストにまだ列車が存在するか否かをチェックし、存在する（Ｙ）場合にはステップ２０２に戻り、存在しない（Ｎ）場合には処理を終了する。
【００２９】
図３は、車上装置１０２が搭載する自動列車走行装置１１１の内部構成の一例を示す図である。
自動列車走行装置１１１は、目標速度３５１を算出する目標速度算出装置３０１、目標走行パターン３５２を格納する走行パターンデータベース３０２および走行指令３５３を決定する走行決定装置３０３から構成される。
【００３０】
目標速度算出装置３０１は、最短解放時刻１５１、駅進入限界位置１５２、現在の列車位置１５５および加減速特性１５６を基にして、自列車の目標速度３５１を算出する。
走行パターンデータベース３０２は、（位置、速度）の集合で構成される自列車の目標走行パターン３５２を記憶している。その際には、走行パターンデータベース３０２には、あらかじめ作成した走行パターンおよび走行中に作成した走行パターンの少なくとも一方を格納する。
【００３１】
走行決定装置３０３は、自列車進入限界位置１５３、現在の列車速度１５４、現在の列車位置１５５、加減速特性１５６、目標速度３５１および自列車の目標走行パターン３５２を基にして、自列車の走行指令３５３を決定する。
【００３２】
図４は、自動列車走行装置１１１に設ける目標速度算出装置３０１が実行する処理のフローチャートを示す図である。以下に、このフローチャートに沿って処理内容を説明する。なお、以下の各ステップでは、目標速度算出装置３０１を「算出装置３０１」と簡略して記す。
【００３３】
ステップ４０１で、算出装置３０１は、最短解放時刻１５１（Ｔ＿Ｒｅｌｅａｓｅ）があるかどうかをチェックし、それがある（Ｙ）場合にはステップ４０２に進み、それがない（Ｎ）場合には、ステップ４０５に進む。
【００３４】
ステップ４０２で、算出装置３０１は、駅進入限界位置１５２（Ｘ＿ＬＭＡ）を取得し、ステップ４０３に進む。
【００３５】
ステップ４０３で、算出装置３０１は、加減速特性１５６を基にして列車の減速度（β［ｍ／ｓ／ｓ］）を取得し、ステップ４０４に進む。
【００３６】
ステップ４０４で、算出装置３０１は、列車の現在位置１５５（Ｘ［ｍ］）、ステップ４０２で取得した駅進入限界位置１５２（Ｘ＿ＬＭＡ［ｍ］）、ステップ４０３で取得した列車の減速度（β［ｍ／ｓ／ｓ］）および最短解放時刻１５１（Ｔ＿Ｒｅｌｅａｓｅ）と現在時刻Ｔとの差分値（ΔＴ［ｓ］）から、以下の式を用いて目標速度３５１（Ｖ［ｋｍ／ｈ］）を算出し、処理を終了する。
Ｖ＝｛−ΔＴ＋（ΔＴ２＋２／β×｜Ｘ＿ＬＭＡ−Ｘ｜）１／２｝×β×３．６
【００３７】
他方、ステップ４０５で、算出装置３０１は、列車の最高速度を目標速度３５１に設定し、処理を終了する。
【００３８】
図５は、自動列車走行装置１１１に設ける走行決定装置３０３の内部構成の一例を示す図である。
走行決定装置３０３は、第１の走行指令５５１を決定する走行追従制御部５０１、信号速度５５２を算出する信号速度算出部５０２、第２の走行指令５５４を決定する目標速度制御部５０４および比較処理部５０３並びに５０５から構成される。
【００３９】
走行追従制御部５０１は、現在の列車速度１５４、現在の列車位置１５５および目標走行パターン３５２を基にして、現在の列車速度１５４および現在の列車位置１５５を目標走行パターン３５２に近づけるように、第１の走行指令５５１を決定する。
【００４０】
信号速度算出部５０２は、自列車進入限界位置１５３、現在の列車位置１５５および加減速特性１５６を基にして、現在の列車位置における自列車のブレーキパターン速度に相当する信号速度５５２を算出する。
【００４１】
比較処理部５０３は、信号速度５５２と目標速度３５１の小さい方の数値を追従目標速度５５３として出力する。
目標速度制御部５０４は、現在の列車速度１５４を追従目標速度５５３に近づけるように、第２の走行指令５５４を決定する。
【００４２】
比較処理部５０５は、第１の走行指令５５１と第２の走行指令５５４の小さい方の指令値を自列車の走行指令３５３として出力する。
【００４３】
なお、走行追従制御部５０１からの第１の走行指令５５１の決定方法および目標速度制御機能５０４からの第２の走行指令５５４の決定方法は、公知の手法を用いてもよく、例えば、目標速度と現在速度の偏差による比例制御などを用いればよい。
【００４４】
また、信号速度算出部５０２の信号速度５５２の算出方法には、信号速度５５２をＶ＿ＡＴＰ［ｋｍ／ｈ］、自列車進入限界位置１５３をＹ＿ＬＭＡ［ｍ］、現在の列車位置１５５をＸ［ｍ］、加減速特性１５６で定まる列車の減速度をβ［ｍ／ｓ／ｓ］とした場合に、以下の式を用いる。
Ｖ＿ＡＴＰ＝（２×β×｜Ｙ＿ＬＭＡ−Ｘ｜）１／２×３．６
【００４５】
図６は、本発明に係る列車制御を実施した場合の効果を示す図である。
時刻Ｔ０の時点で、駅Ｂに列車１が停車し、駅Ａから駅Ｂに向かって列車２、その後を列車３が走行している状態を想定する。この後、列車１が駅Ｂで出発遅延した際に、本発明に係る制御を適用した場合に得られる効果を説明する。
【００４６】
図６において、左側の図（以下、「図６左図」という）は、横軸を速度、縦軸を位置とし、列車３に対して、本発明に係る制御を適用した場合の走行の軌跡（速度変化）を示している。右側の図（以下、「図６右図」という）は、横軸を時刻、縦軸を位置とし、列車１、列車２および列車３それぞれの時々刻々の位置を示している。
【００４７】
以下では、図２および図４に示す処理フロー並びに図５に示す構成による走行指令を決定する制御態様に沿って、図６右図を中心にして効果を説明する。
【００４８】
（１）時刻Ｔ０まで
時刻Ｔ０までは、列車１に出発遅延がない状態である。このため、時刻Ｔ０までは、列車２および列車３に対して、図２に示す最短解放時刻計算装置１０６の処理フローでは、いずれもステップ２０１→２０２→２０３→２０４（Ｎ）→２０６→２０７→２０８と処理は進み、最短解放時刻は指定されない（ステップ２０６では、直近に出された最短解放時刻がないため、指定されない）。なお、ステップ２０３で抽出されるＮは、列車２に対してはＮ＝１、列車３に対してはＮ＝２となる。
【００４９】
また、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローでは、列車２および列車３に対して、いずれもステップ４０１（Ｎ）→４０５と処理は進み、目標速度は列車最高速度の設定となる。
【００５０】
さらに、図５に示す制御態様を実施することにより、列車２および列車３の走行指令が確定する。列車２（走行パターンを図示せず）については、図６右図に示す時刻−位置の軌跡から、時刻Ｔ０の時点で向かっている駅の進入限界位置近くまで到達している。しかし、時刻Ｔ０の時点では駅の進入限界位置から発生するブレーキパターンに抵触することなく、かつ先行する列車１に出発遅延が発生していないことから、駅Ｂへの停車に向けて走行する。列車２に後続する列車３は、目標速度に向けて加速する。
【００５１】
（２）時刻Ｔ１
時刻Ｔ１の時点で、列車１には出発遅延が発生する。この時、列車２および列車３に対して、図２に示す最短解放時刻計算装置１０６の処理フローでは、いずれもステップ２０１→２０２→２０３→２０４（Ｙ）→２０５→２０７→２０８と進み、それぞれの最短開放時刻ＴＯ２１およびＴＯ３１が算出される。なお、ステップ２０３で抽出されるＮは、列車２に対してはＮ＝１、列車３に対してはＮ＝２となる。
【００５２】
また、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローでは、列車２および列車３に対して、いずれもステップ４０１（Ｙ）→４０２→４０３→４０４と進み、それぞれの目標速度ＶＯ２１およびＶＯ３１が算出される。
【００５３】
この目標速度ＶＯ２１およびＶＯ３１に従って、列車２および列車３は、図５に示す制御態様を行う。列車２（走行パターンを図示せず）については、図６右図に示す時刻−位置の軌跡から、時刻Ｔ１の時点で、向かっている駅の進入限界位置から発生するブレーキパターンＰＴ３に抵触することになり、制動状態となる。
【００５４】
一方、列車３については、向かっている駅の進入限界および先行する列車２によって定まる自列車の進入限界Ｐ１で定まるブレーキパターンＰＴ１までは距離があることから、目標速度ＶＯ３１に応じて制御することになる。なお、目標速度ＶＯ３１が現在速度よりも大きいため、列車３は加速状態（図６左図）となる。
【００５５】
（３）時刻Ｔ１〜Ｔ２
時刻Ｔ１からＴ２へ進むと、列車２は駅進入限界位置に停車することになる。目標速度ＶＯ２１は、列車２が進入限界位置に到達したため０となる。このため、制動の指令が出されたままとなる。以下、列車２については、時刻Ｔ４までは同じ挙動となるため、時刻Ｔ４までは触れない。
【００５６】
一方、列車３の目標速度ＶＯ３１は、現在速度に近づく方向ではあるが、現在速度よりも高い値となっている。また、先行する列車２によって定まる自列車の進入限界Ｐ２で定まるブレーキパターンＰＴ２までは距離があることから、目標速度ＶＯ３１に応じて制御することになる。このため、列車３は引き続き加速する（図６左図）。
【００５７】
（４）時刻Ｔ２
時刻Ｔ２の時点で、列車３は、Ｘ２の位置に到達し、速度Ｖ２となる。列車３に対して、図２に示す最短解放時刻計算装置１０６の処理フローでは、ステップ２０１→２０２→２０３→２０４（Ｙ）→２０５→２０７→２０８と進み、最短開放時刻ＴＯ３２が算出される。なお、ステップ２０３で抽出されるＮは、列車２に対してはＮ＝１、列車３に対してはＮ＝２となる。
【００５８】
また、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローでは、ステップ４０１（Ｙ）→４０２→４０３→４０４と進み、目標速度ＶＯ３２が算出される。また、先行する列車２によって定まる自列車の進入限界Ｐ２で定まるブレーキパターンＰＴ２までは距離があることから、目標速度ＶＯ３２に応じて制御することになる。この目標速度ＶＯ３２が、現在の速度Ｖ２と一致するため、列車３は現在の速度Ｖ２を保つように動作する。
【００５９】
（５）時刻Ｔ３
時刻Ｔ３の時点で、列車３は、Ｘ３の位置に到達し、速度Ｖ３となる。列車３に対して、図２に示す最短解放時刻計算装置１０６の処理フローでは、ステップ２０１→２０２→２０３→２０４（Ｙ）→２０５→２０７→２０８と進み、最短開放時刻ＴＯ３３が算出される。なお、ステップ２０３で抽出されるＮは、列車２に対してはＮ＝１、列車３に対してはＮ＝２となる。
【００６０】
また、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローでは、ステップ４０１（Ｙ）→４０２→４０３→４０４と進み、目標速度ＶＯ３３が算出される。また、先行する列車２によって定まる自列車の進入限界Ｐ２で定まるブレーキパターンＰＴ２までは距離があることから、目標速度ＶＯ３３に応じて制御することになる。目標速度ＶＯ３３は、現在速度Ｖ３よりも低いため、列車３は目標速度ＶＯ３３となるように減速する（図６左図）。
【００６１】
（６）時刻Ｔ３〜Ｔ４
時刻Ｔ３からＴ４へと進むに従い、列車３の目標速度ＶＯ３３は、現在の速度よりも低くなる値が算出される。また、先行する列車２によって定まる自列車の進入限界Ｐ２で定まるブレーキパターンＰＴ２までは依然距離があることから、目標速度ＶＯ３３に応じて制御することになる。すなわち、列車３は目標速度ＶＯ３３になるように減速する（図６左図）。
【００６２】
（７）時刻Ｔ４
時刻Ｔ４になると、駅Ｂに停車していた列車１が出発する。列車２および列車３に対して、図２に示す最短解放時刻計算装置１０６の処理フローでは、いずれもステップ２０１→２０２→２０３→２０４（Ｙ）→２０５→２０７→２０８と進み、それぞれの最短開放時刻ＴＯ２４およびＴＯ３４が算出される。なお、ステップ２０３で抽出されるＮは、列車２に対してはＮ＝１、列車３に対してはＮ＝２となる。
【００６３】
また、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローでは、列車２および列車３に対していずれもステップ４０１（Ｙ）→４０２→４０３→４０４と進み、目標速度ＶＯ２４およびＶＯ３４が算出される。この目標速度ＶＯ２４およびＶＯ３４に従って、列車２および列車３は走行制御を行う。但し、列車２に対する目標速度ＶＯ２４はまだ０であるため、列車２は停車状態を維持する。
【００６４】
一方、列車３は、Ｘ４の位置に到達しているものの、先行する列車２によって定まる自列車の進入限界Ｐ２で定まるブレーキパターンＰＴ２までは依然距離があることから、目標速度ＶＯ３４に応じて制御することになる。列車３は、現在の速度がＶ４となっているが、目標速度ＶＯ３４は現在の速度Ｖ４よりも低いため、目標速度ＶＯ３４となるように減速する（図６左図）。
【００６５】
（８）時刻Ｔ５
時刻Ｔ５は、列車１が駅Ｂから出発し終えた時刻である。列車２および列車３に対して、図２に示す最短解放時刻計算装置１０６の処理フローでは、いずれもステップ２０１→２０２→２０３→２０４（Ｙ）→２０６→２０７→２０８と進み、それぞれの最短開放時刻は、この直近に出力されていたＴＯ２４およびＴＯ３４が算出される。なお、ステップ２０３で抽出されるＮは、列車２に対してはＮ＝０、列車３に対してはＮ＝１となる。
【００６６】
また、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローでは、列車２および列車３に対していずれもステップ４０１（Ｙ）→４０２→４０３→４０４と進み、最短開放時刻のＴＯ２４およびＴＯ３４並びにそれぞれの駅進入限界位置も変化していないことから、目標速度ＶＯ２４およびＶＯ３４が算出される。この目標速度ＶＯ２４およびＶＯ３４に従って、列車２および列車３は走行制御を行う。但し、列車２に対する目標速度ＶＯ２４はまだ０であるため、列車２は停車状態を維持する。
【００６７】
一方、列車３は、Ｘ５の位置に到達しているものの、先行する列車２によって定まる自列車の進入限界Ｐ２で定まるブレーキパターンＰＴ２までは依然距離があることから、目標速度ＶＯ３４に応じて制御することになる。列車３は、現在の速度Ｖ５（＝目標速度ＶＯ３４）となっているため、目標速度ＶＯ３４を維持するように走行する（図６左図）。
【００６８】
（９）時刻Ｔ５〜Ｔ６
時刻Ｔ５からＴ６へと進んでいる間、列車２および列車３の目標速度は、それぞれの最短開放時刻および駅進入限界位置が変動しないことから、それぞれの目標速度は、時刻Ｔ５で算出したＶＯ２４（＝０）およびＶＯ３４から変動しない。すなわち、列車２は停車状態を維持する。
【００６９】
また、列車３は、Ｘ５からＸ６の位置に移動するが、先行する列車２によって定まる自列車の進入限界Ｐ２で定まるブレーキパターンＰＴ２までは依然距離があることから、目標速度ＶＯ３４に応じて制御することになる。すなわち、列車３は、速度Ｖ５（＝目標速度ＶＯ３４）となっているため、目標速度ＶＯ３４を維持するように走行する（図６左図）。
【００７０】
（１０）時刻Ｔ６
時刻Ｔ６は、列車１による駅進入防止が解除された時刻である。列車２および列車３に対して、図２に示す最短解放時刻計算装置１０６の処理フローでは、いずれもステップ２０１→２０２→２０３→２０４（Ｙ）→２０６→２０７→２０８と進み、それぞれの最短開放時刻は、この直近に出力されていたＴＯ２４およびＴＯ３４が算出される。なお、ステップ２０３で抽出されるＮは、列車２に対してはＮ＝０、列車３に対してはＮ＝１となる。
【００７１】
また、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローでは、列車２および列車３に対していずれもステップ４０１（Ｙ）→４０２→４０３→４０４と進み、列車２については最短開放時刻がＴＯ２４であるところ、駅Ｂまで進入可能となったため、０を超える目標速度ＶＯ２６が算出され、列車２は再加速を始め駅Ｂに向かう。後続する列車３については、最短開放時刻がＴＯ３４であり駅進入限界位置は変化しないため、目標速度はＶＯ３４のまま変化しない。
【００７２】
また、列車３は、Ｘ６の位置に到達しているものの、先行する列車２によって定まる自列車の進入限界Ｐ２で定まるブレーキパターンＰＴ２までは依然距離があることから、目標速度ＶＯ３４に応じて制御することになる。すなわち、列車３は、速度Ｖ５（＝目標速度ＶＯ３４）となっているため、目標速度ＶＯ３４を維持するように走行する（図６左図）。
【００７３】
（１１）時刻Ｔ６〜Ｔ７
時刻Ｔ６からＴ７へと進んでいる間、列車２および列車３に対して、図２に示す最短解放時刻計算装置１０６の処理フローでは、いずれもステップ２０１→２０２→２０３→２０４（Ｙ）→２０６→２０７→２０８と進む。その結果、列車２および列車３の最短開放時刻は、この直近に出力されていたＴＯ２４およびＴＯ３４が算出される。なお、ステップ２０３で抽出されるＮは、列車２に対してはＮ＝０、列車３に対してはＮ＝１となる。
【００７４】
また、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローでは、列車２および列車３に対して、いずれもステップ４０１（Ｙ）→４０２→４０３→４０４と進む。列車２については、最短開放時刻がＴＯ２４であるところ、駅進入限界位置が駅Ｂに変化しているため、０を超える目標速度ＶＯ２７が算出されるとともに、駅Ｂに近づいているため停車に向けた制御を行う。列車３については、最短開放時刻がＴＯ３４であり、進入限界は変化しないため、目標速度はＶＯ３４のまま変化しない。
【００７５】
さらに、列車３は、位置がＸ６からＸ７に移動するものの、走行中の先行する列車２によって定まる自列車の進入限界Ｐ２で定まるブレーキパターンＰＴ２まで、また、先行する列車２が駅Ｂに停車後は駅進入限界位置で定まるブレーキパターンＰＴ３までは、距離があることから、目標速度ＶＯ３４に応じて制御することになる。すなわち、列車３は、速度Ｖ５（＝目標速度ＶＯ３４）となっているため、目標速度ＶＯ３４を維持するように走行する（図６左図）。
【００７６】
（１２）時刻Ｔ７
時刻Ｔ７は、列車２が出発する時刻である。列車３に対して、図２に示す最短解放時刻計算装置１０６の処理フローでは、ステップ２０１→２０２→２０３→２０４（Ｙ）→２０６→２０７→２０８と進み、最短開放時刻は直近で出力されたＴＯ３４が算出される。なお、ステップ２０３で抽出されるＮは、列車３に対してＮ＝０となる。
【００７７】
また、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローでは、列車３に対してステップ４０１（Ｙ）→４０２→４０３→４０４と進み、最短開放時刻がＴＯ３４であり進入限界は変化しないため、目標速度はＶＯ３４のまま変化しない。
【００７８】
一方、列車３は、Ｘ７の位置に到達するものの、先行する列車２によって定まる自列車の進入限界が駅進入限界位置と同値であり、駅進入限界位置で定まるブレーキパターンＰＴ３までは距離があることから、目標速度ＶＯ３４に応じて制御することになる。すなわち、列車３は、速度Ｖ５（＝目標速度ＶＯ３４）となっているため、目標速度ＶＯ３４を維持するように走行する（図６左図）。
【００７９】
（１３）時刻Ｔ８
時刻Ｔ８は、列車３に対して先行する列車２による駅進入防止が解除された時刻である。列車３に対して、図２に示す最短解放時刻計算装置１０６の処理フローでは、ステップ２０１→２０２→２０３→２０４（Ｙ）→２０６→２０７→２０８と進み、その結果、最短開放時刻は、この直近に出力されていたＴＯ３４が算出される。なお、ステップ２０３で抽出されるＮは、列車３に対してはＮ＝０となる。
【００８０】
また、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローでは、ステップ４０１（Ｙ）→４０２→４０３→４０４と進み、最短開放時刻はＴＯ３４であるところ、駅Ｂまで進入可能となったため、これまでの目標速度ＶＯ３４を超える目標速度ＶＯ３８が算出される。このため、列車３は再加速を始め、駅Ｂに向かう。なお、この時点で、列車３はちょうど駅進入限界位置に到達し、無駄な制動をかけることなく走行できていることが理解できる。
【００８１】
時刻Ｔ８以降となれば、列車３は、駅Ｂに向かって、図６左図に示すような速度パターンによって運行を行う。
【００８２】
以上のとおり、本発明に係る制御を実施することにより、先行列車の出発遅延で起こる後続列車の駅間停止を最小限に抑制することが可能となり、消費エネルギーの増大を防ぐことができる。また、進入限界が解除される時点に当該進入限界に到達するように制御することで、遅延の増大や波及を防ぐことが可能となる。
【実施例２】
【００８３】
図７は、本発明の実施例２に係るシステム構成の一例およびデータフローを示す図である。実施例２では、図７に示すとおり、図１に示す列車１０２および自動列車走行装置１１１を、それぞれ列車７０１および列車走行装置７０２に置き換えたシステム構成になっている。なお、図１と同じ番号の構成要素については実施例１と同じ内容であるため、以下ではその説明を省略する。
【００８４】
図７の下図に示す列車７０１は、車上側受信装置１０８、列車の加減速特性を記録するデータベース１０９、現在の列車速度および速度位置に関する計測装置１１０および走行方法を決定する列車走行装置７０２とから構成される。
【００８５】
車上側受信装置１０８は、地上装置１０１から、最短解放時刻１５１および駅進入限界位置１５２を受信するとともに、信号装置（図示せず）から自列車の前方を走行している列車との関係で定まる自列車進入限界位置１５３を受信する。
【００８６】
速度計測装置１１０は、現在の列車速度１５４および現在の列車速度１５４を積分することで得られる現在の列車位置１５５を計測する。
【００８７】
列車走行装置７０２は、最短解放時刻１５１、駅進入限界位置１５２、自列車進入限界位置１５３、現在の列車速度１５４、現在の列車位置１５５および加減速特性１５６を基にして、走行方法を決定する。
【００８８】
図８は、列車走行装置７０２の構成の一例を示す図である。列車走行装置７０２は、図３に示す実施例１の自動列車走行装置１１１から、走行パターンデータベース３０２を除くとともに、走行決定装置３０３を運転支援装置８０１に置き換えた構成であり、それ以外（目標速度算出装置３０１）には変更はない。
【００８９】
運転支援装置８０１は、最短解放時刻１５１、自列車進入限界位置１５３、現在の列車速度１５４、現在の列車位置１５５および目標速度３５１を基にして、運転支援情報を決定する。運転支援装置８０１は、表示部を有する構成としてもよい。
図９は、運転支援装置８０１によって表示される運転支援画面の一構成例を示す図である。
【００９０】
図示のように、画面の左上部分に、現在時刻、最短解放時刻１５１、最短解放時刻１５１と現在時刻との差分である残時間を表示し、画面左側部分に、速度計を表示し、この速度計上に目標速度３５１および現在の列車速度１５４を表示する。また、画面右側部分に、横軸を時刻、縦軸を位置とした運転履歴情報および運転目標情報を表示する。これらの情報に関しては、現在の列車位置１５５と現在時刻を組み合わせることで運転履歴情報を、また、最短解放時刻１５１と自列車進入限界位置１５３を組み合わせることで運転目標情報を、それぞれ生成することが可能である。
【００９１】
以上のとおり、運転支援装置８０１が生成する運転支援情報に基づいて運転士が運転することによって、先の図６に示すような列車制御を行うことが可能となる。その結果、実施例２によっても、前述した実施例１と同様の効果を奏することができる。
【実施例３】
【００９２】
図１０は、本発明の実施例３に係るシステム構成の一例およびデータフローを示す図である。先の実施例１と異なる点は、実施例１の列車１０２の自動列車走行装置１１１が有する目標速度算出装置３０１の機能を、実施例３の地上装置１００１側に持たせるために、地上装置１００１が、実施例１の地上装置１０１が備える構成に加えて、列車データベース１００３、列車位置管理装置１００４および目標速度算出装置１００５を設けた点である。ただし、実施例３も先の実施例１と同様に、管轄する路線の情報を管理する地上装置１００１から、管轄する路線を走行する列車１００２Ａ、１００２Ｂ、１００２Ｃ、…（以下、全てを総称して「列車１００２」とする）に対して情報を送信し、列車１００２（１００２Ａ、１００２Ｂ、１００２Ｃ、…）は、送信された情報を基に自らを制御する形態である。
【００９３】
地上装置１００１が、実施例１の地上装置１０１から追加した構成要素について、以下に説明する。
列車データベース１００３は、管轄する路線を走行する列車に関する加減速特性を記録格納している。
【００９４】
列車位置管理装置１００４は、管轄する路線を走行する列車に関する列車位置１０５１をリアルタイムで管理する。
【００９５】
目標速度算出装置１００５は、最短解放時刻１５１、駅進入限界位置１５２、ダイヤデータベース１０５からの情報、列車データベース１００３に記録された列車の加減速特性および列車位置管理装置１００４からの列車位置１０５１に基づいて、列車１００２（１００２Ａ、１００２Ｂ、１００２Ｃ、…）の目標速度１０５２Ａ、１０５２Ｂ、１０５２Ｃ、…（以下、全てを総称して「目標速度１０５２」とする）を計算する。目標速度算出装置１００５からの目標速度１０５２（１０５２Ａ、１０５２Ｂ、１０５２Ｃ、…）は、地上側送信装置１００６から列車１００２（１００２Ａ、１００２Ｂ、１００２Ｃ、…）に送信される。
【００９６】
一方、図１０の下図に示す列車１００２は、前述のとおり実施例１の目標速度算出装置３０１を有さない。車上側受信装置１０８は、地上装置１００１から目標速度１０５２を受信するとともに、信号装置（図示せず）から自列車の前方を走行している列車との関係で定まる自列車進入限界位置１５３を受信する。
【００９７】
列車の加減速特性を記録するデータベース１０９、現在の列車速度１５４および現在の列車速度１５４を積分することで得られる現在の列車位置１５５を計測する速度計測装置１１０および（位置、速度）の集合で構成される自列車の目標走行パターン３５２を記憶する走行パターンデータベース３０２に関しては、実施例１と同様である。
【００９８】
走行決定装置１００７は、目標走行パターン３５２、目標速度１０５２、自列車進入限界位置１５３、現在の列車速度１５４、現在の列車位置１５５および加減速特性１５６を基にして、走行方法を決定する。
【００９９】
列車１００２は、走行決定装置１００７が決定した走行方法に従って、自動運転により運転を行う。
【０１００】
ここで、地上装置１００１に設けた目標速度計算機能１００５は、図４に示す目標速度算出装置３０１の処理フローと同じであり、ステップ４０４で使用する列車の現在位置１５５（Ｘ［ｍ］）を列車位置管理装置１００４からの列車位置１０５１に変更すればよい。
【０１０１】
一方、列車１００２が有する走行決定装置１００７の内部構成は、図５に示す走行決定装置３０３の目標速度３５１を、地上装置１００１から受信する目標速度１０５２に変更することとなる。また、自動列車走行装置１００７を、実施例２に係る運転支援装置８０１で代用してもよい。
【０１０２】
以上のとおり、実施例３においても、先の図６に示すような列車制御を行うことが可能となる。その結果、実施例３によっても、前述した実施例１および実施例２と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０１：地上装置、１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ：列車、
１０３：発着状況管理装置、１０４：時隔データベース、１０５：ダイヤデータベース、
１０６：最短解放時刻計算装置、１０７：地上側送信装置、１０８：車上側受信装置、
１０９：列車の加減速特性を記録するデータベース、１１０：速度計測装置、
１１１：列車走行装置、１５１：最短解放時刻、１５２：駅進入限界位置、
１５３：自列車進入限界位置、１５４：現在の列車速度、１５５：現在の列車位置、
１５６：加減速特性、３０１：目標速度算出装置、３０２：走行パターンデータベース、
３０３：走行決定装置、３５１：目標速度、３５２：自列車の目標走行パターン、
３５３：自列車の走行指令、５０１：走行追従制御部、５０２：信号速度算出部、
５０３，５０５：比較処理部、５０４：目標速度制御部、
５５１：第１の走行指令、５５２：信号速度、５５３：追従目標速度、５５４：第２の走行指令、
７０１，７０１Ａ，７０１Ｂ，７０１Ｃ：列車、７０２：列車走行装置、８０１：運転支援装置、
１００１：地上装置、１００２，１００２Ａ，１００２Ｂ，１００２Ｃ：列車、
１００３：列車データベース、１００４：列車位置管理装置、１００５：目標速度算出装置、１００６：地上側送信装置、１００７：走行決定装置、
１０５１：列車位置、１０５２，１０５２Ａ，１０５２Ｂ，１０５２Ｃ：目標速度、
【図１】
2018144676.tif 000003
【図２】
2018144676.tif 000004
【図３】
2018144676.tif 000005
【図４】
2018144676.tif 000006
【図５】
2018144676.tif 000007
【図６】
2018144676.tif 000008
【図７】
2018144676.tif 000009
【図８】
2018144676.tif 000010
【図９】
2018144676.tif 000011
【図１０】
2018144676.tif 000012