(57)【要約】【課題】自車両の前方に位置する前方車両が運行ダイヤ通りに運行されていない場合でも自車両の停止、再発進、加速、及び減速が発生する頻度を低減できるように自車両の運行を支援できる運行支援システムを提供すること。【解決手段】速度検出手段２１と位置検出手段２２と停止理由検知手段２３とを含むデータ生成手段と、データ生成手段から受信したデータに基づいて第一車両１１−１の上限速度が含まれた上限速度データを生成する制限速度発信手段２７と、第一車両１１−１が走行するために消費するエネルギーが最も小さくなる第一車両１１−１の加速及び減速の組み合わせのパターンを、第一車両１１−１の走行速度が制限速度発信手段２７によって生成された前記上限速度を超えない範囲で生成するパターン生成部２８とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道に沿って走行する複数の車両の運行を支援する運行支援システムであって、
前記軌道に沿って走行する前記車両のうち相対的に走行方向の後方に位置する前記車両を第一車両とし、前記第一車両の直前方に位置する前記車両を第二車両としたときに、
前記第二車両の走行状態を示す車両情報データと、前記車両に対して管制情報を指示する交通信号機の内前記第一車両の直前方に位置する直近交通信号機の動作状態を示す信号状況データと、前記第一車両が停車する予め定められた停車位置のうち前記第一車両の直前方に位置する直近停車位置までの道のりを示す停車位置データとを生成するデータ生成手段と、
前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとを前記データ生成手段から受信して、前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとに基づいて前記第一車両の上限速度が含まれた上限速度データを生成して発信する制限速度発信手段と、
前記制限速度発信手段によって発信された前記上限速度データを受信し、前記第一車両が走行するために消費するエネルギーが最も小さくなる前記第一車両の加速及び減速の組み合わせのパターンを、前記第一車両の走行速度が前記上限速度を超えない範囲で生成するパターン生成部と、
を備えることを特徴とする運行支援システム。
【請求項２】
前記車両情報データは、前記軌道上における前記第二車両の車両位置情報と前記第二車両の走行速度情報とを含み、
前記制限速度発信手段は、前記第一車両が前記第二車両に追いつく時点で前記第二車両に対する前記第一車両の相対速度が０となるように前記上限速度を生成することを特徴とする請求項１に記載の運行支援システム。
【請求項３】
前記信号状況データは、前記直近交通信号機の信号機位置情報及び現示スケジュールを含み、
前記制限速度発信手段は、受信した前記信号状況データに含まれた前記現示スケジュールに基づいて、前記直近交通信号機が前記車両を停止させる信号を発していて且つ前記交通信号機に対応して予め前記軌道上に定められた信号待ち位置に前記第一車両が到達する場合には、前記信号待ち位置に前記第一車両が到達する時点で前記停止位置に対する前記第一車両の速度が０となるように前記上限速度を生成する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の運行支援システム。
【請求項４】
前記制限速度発信手段は、前記第一車両が前記直近停車位置に到達する時点で前記第一車両の走行速度が０となるように前記上限速度を生成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の運行支援システム。
【請求項５】
前記車両が前記軌道上で停止している理由に基づいて停止理由データを生成する停止理由生成手段と、
前記第二車両の停止理由データを受信して記憶する停止理由記憶部と、
をさらに備え、
前記制限速度発信手段は、前記第二車両から受信した停止理由データが前記第二車両が走行不能で停車していることを示すデータである場合には、前記第二車両が停車している位置において前記第一車両の走行速度が０となるように前記上限速度を生成して前記第一車両に通知する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の運行支援システム。
【請求項６】
前記データ生成手段は、前記第一車両の走行方向の前方に位置する前記軌道の形状の種別を示す軌道データを生成し、
前記制限速度発信手段は、前記データ生成部から受信した前記軌道データに含まれた前記軌道の形状の種別がカーブ又は坂を示すデータを示している場合には、前記カーブあるいは前記坂がない場合の仮想上限速度よりも低い速度を前記上限速度として生成する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の運行支援システム。
【請求項７】
軌道に沿って走行する複数の車両の運行を支援する運行支援方法であって、
前記軌道に沿って走行する前記車両のうち相対的に走行方向の後方に位置する前記車両を第一車両とし、前記第一車両の直前方に位置する前記車両を第二車両としたときに、
前記第二車両の走行状態を示す車両情報データと、前記車両に対して管制情報を指示する交通信号機の内前記第一車両の直前方に位置する直近交通信号機の動作状態を示す信号状況データと、前記第一車両が停車する予め定められた停車位置のうち前記第一車両の直前方に位置する直近停車位置までの道のりを示す停車位置データとを生成するデータ生成工程と、
前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとを前記データ生成手段から受信して、前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとに基づいて前記第一車両の上限速度が含まれた上限速度データを生成して発信する制限速度発信工程と、
前記制限速度発信手段によって発信された前記上限速度データを受信し、前記第一車両が走行するために消費するエネルギーが最も小さくなる前記第一車両の加速及び減速の組み合わせのパターンを、前記第一車両の走行速度が前記上限速度を超えない範囲で生成するパターン生成工程と、
を備えることを特徴とする運行支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道を走行する車両の運行を支援する運行支援システム及び運行支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軌道を走行する車両として軽線路交通機関（Light Rail Transit、以下「ＬＲＴ」と称する。）が知られている。ＬＲＴは、例えば自動車などが走行する道路に沿って敷かれた軌道を走行し、自動車などに対する交通管制と一体をなす交通管制の下で運行するものである。
このような車両の運行を支援する装置の例として、特許文献１には、車両の運転ダイヤ情報、車両が走行する走行区間の路線情報、及び交通信号機の位置情報が予め記憶された記憶部と、道路の渋滞情報及び交通信号機の制御情報とを入力する情報入力部と、記憶部に記憶され、あるいは情報入力部に入力されたこれらの情報に基づいて、車両の運転パターンを算出する算出部と、算出部によって算出された運転パターンを出力する出力部とを備えた運行支援装置が記載されている。
特許文献１に記載された運行支援装置によれば、車両の停止や再発進を少なくすることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４４４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の路面電車の運行支援装置では、予め自車両に記憶された運行ダイヤに基づいて前方車両の運行状況を予測しているため、前方車両が運行ダイヤと異なる運行状況で運行されている場合に、前方車両の実際の運行状況とかけ離れた運転パターンが出力される場合がある。この場合、特許文献１に記載の運行支援装置では、自車両は本来の停車位置以外における停止および再発進、並びに定時運行には必要でない加速あるいは減速をしなければならない可能性がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、前方車両が運行ダイヤ通りに運行されていない場合に自車両の加速や減速の頻度が少なくなるように自車両の運行を支援する運行支援システム及び運行支援方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の運行支援システムは、軌道に沿って走行する複数の車両の運行を支援する運行支援システムであって、前記軌道に沿って走行する前記車両のうち相対的に走行方向の後方に位置する前記車両を第一車両とし、前記第一車両の直前方に位置する前記車両を第二車両としたときに、前記第二車両の走行状態を示す車両情報データと、前記車両に対して管制情報を指示する交通信号機の内前記第一車両の直前方に位置する直近交通信号機の動作状態を示す信号状況データと、前記第一車両が停車する予め定められた停車位置のうち前記第一車両の直前方に位置する直近停車位置までの道のりを示す停車位置データとを生成するデータ生成手段と、前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとを前記データ生成手段から受信して、前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとに基づいて前記第一車両の上限速度が含まれた上限速度データを生成して発信する制限速度発信手段と、前記制限速度発信手段によって発信された前記上限速度データを受信し、前記第一車両が走行するために消費するエネルギーが最も小さくなる前記第一車両の加速及び減速の組み合わせのパターンを、前記第一車両の走行速度が前記上限速度を超えない範囲で生成するパターン生成部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記車両情報データは、前記軌道上における前記第二車両の車両位置情報と前記第二車両の走行速度情報とを含み、前記制限速度発信手段は、前記第一車両が前記第二車両に追いつく時点で前記第二車両に対する前記第一車両の相対速度が０となるように前記上限速度を生成することが好ましい。
【０００８】
また、前記信号状況データは、前記直近交通信号機の信号機位置情報及び現示スケジュールを含み、前記制限速度発信手段は、受信した前記信号状況データに含まれた前記現示スケジュールに基づいて、前記直近交通信号機が前記車両を停止させる信号を発していて且つ前記交通信号機に対応して予め前記軌道上に定められた信号待ち位置に前記第一車両が到達する場合には、前記停止位置に前記第一車両が到達する時点で前記停止位置に対する前記第一車両の速度が０となるように前記上限速度を生成することが好ましい。
【０００９】
前記制限速度発信手段は、前記第一車両が前記直近停車位置に到達する時点で前記第一車両の走行速度が０となるように前記上限速度を生成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の運行支援システム。
【００１０】
また、本発明の運行支援システムは、前記車両が前記軌道上で停止している理由に基づいて停止理由データを生成する停止理由生成手段と、前記第二車両の停止理由データを受信して記憶する停止理由記憶部と、をさらに備え、前記制限速度発信手段は、前記第二車両から受信した停止理由データが前記第二車両が走行不能で停車していることを示すデータである場合には、前記第二車両が停車している位置において前記第一車両の走行速度が０となるように前記上限速度を生成して前記第一車両に通知することが好ましい。
【００１１】
また、前記データ生成手段は、前記第一車両の走行方向の前方に位置する前記軌道の形状の種別を示す軌道データを生成し、前記制限速度発信手段は、前記データ生成部から受信した前記軌道データに含まれた前記軌道の形状の種別がカーブ又は坂を示すデータを示している場合には、前記カーブあるいは前記坂がない場合の仮想上限速度よりも低い速度を前記上限速度として生成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本実施形態の運行支援システムによれば、第一車両の直前方に位置する第二車両から受信した第二車両の実際の車両情報データに基づいて、第一車両の上限速度が生成されるので、第一車両の前方を走行する第二車両が運行ダイヤ通りに運行されていない場合に第一車両の加速や減速の頻度が少なくなるように第一車両の運行を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の運行支援システムを備える車両運行システムを示す全体構成図である。
【図２】同運行支援システムの構成を示すブロック図である。
【図３】同運行支援システムを用いた複数の車両の間で信号を伝送する流れを説明するためのブロック線図である。
【図４】同運行支援システムに設けられた制限速度発信手段の構成を示すブロック線図である。
【図５】同運行支援システムに設けられた上限速度算出手段の機能を説明するための模式図である。
【図６】同運行支援システムに設けられた上限速度算出手段の機能を説明するための模式図である。
【図７】同運行支援システムに設けられた上限速度算出手段の機能を説明するための模式図である。
【図８】同運行支援システムの使用時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】（Ａ）ないし（Ｃ）は、同運行支援システムの使用時の動作を説明するための模式図、（Ｄ）は同運行支援システムにおける上限速度を算出した結果を模式的に示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態の運行支援システムを備える車両運行システムの一部の構成を示すブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下では、本発明の第１実施形態の運行支援装置（運行支援システム）２０について、運行支援装置２０を備える車両運行システム１とともに説明する。
図１は、本実施形態の運行支援装置２０を備える車両運行システム１を示す全体構成図である。また、図２は、運行支援装置２０の構成を示すブロック図である。図３は、複数の車両の間で信号を伝送する流れを説明するためのブロック線図である。また、図４は、第一車両１１−１に設けられた制限速度発信手段２７−１の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示すように、車両運行システム１は、自動車などが走行する道路１０に、電気を動力源として走行する車両１１が走行するための軌道Ｒの一部が設けられたLRT（Light Rail Transit）である。なお、図１において、道路１０のうち自動車が走行するための区画の図示は省略されている。本実施形態では、車両運行システム１は、道路１０上に沿って設けられた軌道敷Ｒと、軌道敷Ｒ内を走行する複数の車両１１（例えば図１に示す車両１１−１、１１−２、１１−３）と、道路１０を走行する自動車及び車両１１が交差点を通過できるか否かを自動車及び車両１１に示す交通信号機１５と、車両１１が停車する駅１８と、軌道敷Ｒ内を走行する車両１１に対して運行指示を送信する交通管制システム１３と、複数の車両１１のそれぞれに設けられた運行支援装置２０とを備えているものとして説明する。
【００１６】
軌道敷Ｒは、レールＲが道路１０に配置された区画である。本実施形態では、軌道敷Ｒに設けられたレールＲは金属によって形成された一対のレールである。なお、軌道敷Ｒは車両１１に応じて形成された軌道敷を適宜採用することができる。
軌道敷に設けられたレールＲ１によって、車両１１が走行する軌道が決められている。また、軌道敷Ｒには、レールＲ１に対して予め定められた起点からの距離を示すキロポストが設けられている。
【００１７】
軌道敷Ｒには、レールＲ１が交差された交差点が設けられている。本実施形態では、交差点には信号待ち位置Ｐが設けられている。信号待ち位置Ｐは、車両１１を停止させる位置である。交差点に設けられた信号待ち位置Ｐは、車両１１を交差点の中で停止させないようにするためのものである。信号待ち位置Ｐの位置は、例えば自動車の停止線の延長線上の位置に予め定められている。
また、本実施形態では、軌道敷Ｒ内には信号待ち位置Ｐに車両１１を停止させるために車両１１を減速させ始める減速開始位置Ｂが定められている。減速開始位置Ｂの位置は、レールＲ１に沿う軌道の方向で車両１１の走行方向の後方側に信号待ち位置Ｐから離れた位置である。減速開始位置Ｂと信号待ち位置Ｐとの間の軌道に沿う道のりの大きさは、車両１１が信号待ち位置Ｐに安全に停止できる安全距離Ｌａと略等しい。安全距離Ｌａは、レールＲ１の購買などに基づいて予め定められた距離とすることができる。
【００１８】
車両１１は、電気を動力源として軌道敷ＲのレールＲ１上を走行する車両である。本実施形態の車両１１は、交通管制システム１３から送信される運行指示に基づいて運転者が運転操作を行なうものである。なお、車両１１は、交通管制システム１３から送信される運行指示に基づいて自動的に車両１１を走行させる自動走行装置を備えているものであってもよい。
【００１９】
また、本実施形態では、車両１１は、車輪を回転させてレールＲ１上で車両１１を走行させる走行手段１１ａと、車両１１の運転者が車両１１を操作するための運転台１１ｂと、交通管制システム１３と交信するための管制交信装置１１ｃとを備えている。
管制交信装置１１ｃによって、車両１１は交通管制システム１３の管制サーバ１４から交通信号機１５の現示の状態及び現示が切り替わる時刻を示す情報（以下、この情報を「現示スケジュール」と称する。）を入手できるようになっている。
【００２０】
交通信号機１５は、軌道敷Ｒ内にある信号待ち位置Ｐの近傍に立てられている。交通信号機１５は、車両１１が信号待ち位置Ｐを通過できるか否かを示す信号を発するものである。交通信号機１５は、レールＲ１上を走行する車両１１の運転者に対して、信号待ち位置Ｐを車両１１が通過できるか否かを示すことができるようになっている。
【００２１】
交通信号機１５としては、例えば自動車に対する交通管制を行うための交通信号機と一体に形成されたものを採用することができる。
交通信号機１５は、交通信号機１５の動作を制御するための信号制御機１６と電気的に接続されている。信号制御機１６は、交通管制システム１３から発信された指示信号を受信できるようになっている。交通管制システム１３から発信された指示信号に基づいて、信号制御機１６は、交通信号機１５を制御できるようになっている。
【００２２】
駅１８は、車両１１に搭乗する旅客が車両１１に乗り降りするための施設である。駅１８は、軌道敷Ｒ上に複数設けられている。また、駅１８には、軌道敷Ｒの路面よりも高い位置に形成されたプラットホーム１９が設けられており、車両１１は、プラットホーム１９に隣接した位置に停車できるようになっている。
【００２３】
交通管制システム１３は、複数の車両１１のそれぞれから送信される後述する車両位置情報、停止理由データなどを受信し、複数の運行支援装置２０に対して運行指示を送信する管制サーバ１４を備えている。管制サーバ１４は、自動車に対する交通管制を行うための図示しない交通管制センターに設置された信号制御系及び交通情報系のコンピュータシステムの一部である。
【００２４】
管制サーバ１４は、交通信号機１５の現示（交通信号機１５による表示状況）を制御するための指示信号を後述する信号制御機１６へ送信できるようになっている。また、管制サーバ１４は、交通信号機１５に向かって走行する車両１１へ、交通信号機１５のうち車両１１の走行方向の直前方に位置する交通信号機（以下、「直近交通信号機１５ａ」と称する。）の、上述のキロポストの起点からの道のりの長さの情報（以下、「信号機位置情報」と称する。）と、交通信号機１５の現示スケジュールとを送信できるようになっている。
【００２５】
管制サーバ１４が信号機位置情報及び現示スケジュールを車両１１に送信するタイミングは、後述する信号待ち位置Ｐから車両１１側の走行方向の後方へ離れた位置に設けられた制動位置Ｂを車両１１が通過する前である。制動位置Ｂは、車両１１が信号待ち位置Ｐに停止するために急制動をかけることなく安全に停止できる安全距離Ｌａだけ離れた位置として、レールＲ１の勾配などに基づいて予め定められた位置である。
【００２６】
なお、管制サーバ１４は、自動車に対する交通管制を行うコンピュータシステムから独立したコンピュータシステムであってもかまわない。
【００２７】
図２に示すように、運行支援装置２０は、速度検出手段２１と、位置検出手段２２と、車両間交信手段２６と、停止理由検知手段２３と、交通信号機スケジュール入手手段２４と、目的地位置・到達予定時刻記憶手段２５と、制限速度発信手段２７と、パターン生成部２８と、交通管制システム１３における現在時刻と同期された時刻情報を生成するタイマ２９と、を備えている。
【００２８】
速度検出手段２１は、車両１１が軌道敷Ｒ上を走行する速度を検出するものである。速度検出手段２１は、車両間交信手段２６とパターン生成部２８とのそれぞれ電気的に接続されている。本実施形態では、速度検出手段２１は、車両１１の車軸における単位時間当たりの回転数に基づいて車両１１の速度を検知する図示しない速度検知機構から発せられた例えばパルス信号などに基づいて車両１１の走行速度を算出し、車両の走行速度を示す走行速度信号を車両間交信手段２６およびパターン生成部２８へ送信できるようになっている。
【００２９】
位置検出手段２２は、レールＲ１上における車両１１の位置を検出するデータ生成手段である。位置検出手段２２は、車両間交信手段２６とパターン生成部２８とのそれぞれに電気的に接続されている。本実施形態では、位置検出手段２２は、全地球測位システム（GPS：Global Positioning System)の衛星（たとえば図１に示す衛星１７）から発信された電波を受信する図示しないＧＰＳ受信機によって検知された車両１１の座標情報から、上述のキロポストの起点と車両１１との間の道のりの長さを示す車両位置情報を生成できるようになっている。
【００３０】
本実施形態では、速度検出手段２１によって検出された走行速度情報と、位置検出手段２２によって検出された車両位置情報とによって、車両情報データが構成されている。
【００３１】
停止理由検知手段２３は、車両１１がレールＲ１上で停止している理由を示す自車両停止理由データを生成するとともに、車両１１の直前方に位置する車両１１がレールＲ１上で停止している理由を示す前方車両停止理由データを記憶するものである。
本実施形態では、車両１１がレールＲ１上で停止している理由としては、ア）交通信号機１５によって車両１１が停止している。イ）車両１１が駅１８に停車している。ウ）車両１１の走行方向の前方が渋滞している。エ）車両１１が故障などによって走行不能になっている。等がある。
【００３２】
停止理由検知手段２３は、車両間交信手段２６と電気的に接続されている。
停止理由検知手段２３は、自車両停止理由データとして、信号停止データと、駅停車データと、渋滞停止データと、故障停止データとのうち少なくともひとつのデータを生成できるようになっている。
【００３３】
信号停止データは、車両１１が停止している理由が上記ア）であるときに生成されるデータである。
駅停車データは、車両１１が停止している理由が上記イ）であるときに生成されるデータである。
渋滞停止データは、車両１１が停止している理由が上記ウ）であるときに生成されるデータである。
故障停止データは、車両１１が停止している理由が上記エ）であるときに生成されるデータである。
【００３４】
また、停止理由検知手段２３は、車両間交信手段２６と電気的に接続された停止理由記憶部２３ａを有している。停止理由記憶部２３ａは、第一車両１１−１の直前方に位置する第二車両１１−２の停止理由検知手段２３によって生成された第二車両１１−２の自車両停止理由データ（第一車両における前方車両停止理由データ）を記憶するものである。
【００３５】
なお、停止理由検知手段２３によって生成されたり記憶されたりする停止理由データはこれらのデータに限られるものではない。たとえば、停止理由データは、交通管制システム１３から管制交信装置１１ｄへ送信された運行指示に車両１１を停止させる停止命令が含まれている場合に生成される管制停止データを含んでいてもよい。
【００３６】
交通信号機スケジュール入手手段２４は、交通信号機１５の信号機位置情報及び現示スケジュールを、交通管制システム１３の管制サーバ１４から管制交信装置１１ｄを通じて受信して記憶するものである。交通信号機スケジュール入手手段２４は、管制サーバ１４から交通信号機１５の信号機位置情報と現示スケジュールとが送信されるたびに、新たに受信した信号機位置情報及び現示スケジュールを上書できるようになっている。
【００３７】
交通信号機スケジュール入手手段２４に記憶されている信号機位置情報及び現示スケジュールは、交通信号機１５のうちレールＲ１上で車両１１の直前方に位置する直近交通信号機１５ａの信号機位置情報及び現示スケジュールになっている。
【００３８】
目的地位置・到達予定時刻記憶手段２５は、軌道敷Ｒ内に設けられた駅１８のレールＲ１に沿う軌道上での位置を示す駅位置情報データと、車両１１が駅１８に到達する予定時刻とが記憶されたものである。なお、車両１１が駅１８に到達する予定時刻は、車両１１の運行ダイヤに基づいて予め定められた時刻である。本実施形態では、車両１１は、駅位置情報データに含まれた駅１８に、車両１１の進行方向に順番に停車するようになっている。なお、車両１１の運行ダイヤに基づいて停車せずに通過する駅１８がある場合には、目的地位置・到達予定時刻記憶手段２５は、駅１８のうち車両１１が停車する必要がある駅を示す停車駅データをさらに記憶できるようになっていることが好ましい。
【００３９】
図３に示すように、車両間交信手段２６は、複数の車両１１の間で信号を送受信するものである。車両間交信手段２６は、速度検出手段２１、位置検出手段２２、停止理由検知手段２３、および制限速度発信手段２７と電気的に接続されている。
【００４０】
図２に示すように、車両間交信手段２６は、速度検出手段２１から、車両１１の走行速度信号を受信できるようになっている。また、車両間交信手段２６は、位置検出手段２２から、車両１１の車両位置情報を受信できるようになっている。さらに、車両間交信手段２６は停止理由検知手段２３から、自車両停止理由データを受信できるようになっている。
【００４１】
また、車両間交信手段２６は、無線通信機能を有し、走行速度信号、車両位置情報、および自車両停止理由データを、レールＲ１上を走行する別の車両１１に対して送信できるようになっている。具体的には、車両間交信手段２６は、走行速度信号、車両位置情報、および自車両停止理由データを、予め定められた間隔で、例えば５秒おきに発信できるようになっている。
【００４２】
なお、車両間交信手段２６が走行速度信号、車両位置情報、および自車両停止理由データを発信する間隔は、５秒間隔に限られるものではない。たとえば、車両間交信手段２６は、走行速度信号、車両位置情報、および自車両停止理由データを、例えば５秒よりも短い間隔おきに発信できるようになっていてもよく、例えば車両１１の走行方向の後方に別の車両１１が近接しているときに発信頻度を高めるように間隔が調整できるようになっていてもよい。
【００４３】
図３では、車両１１を、第一車両１１−１、第二車両１１−２として枝番を付加して区別して図示し、第一車両１１−１および第二車両１１−２に搭載された運行支援装置２０および運行支援装置２０に設けられた各構成要素に対しても対応する枝番を付加して区別して図示している。また、図３では、運行支援装置２０の一部の構成の図示を省略している。
【００４４】
図３に示すように、第二車両１１−２の進行方向の後方に位置する第一車両１１−１の車両間交信手段２６−１は、第二車両１１−２の車両間交信手段２６−２が発信した走行速度信号、車両位置情報、および自車両停止理由データを受信できるようになっている。
【００４５】
制限速度発信手段２７は、車両１１がレールＲ１を走行できる速度の上限値（以下、「上限速度」と称する。）を示す上限速度データを生成し、パターン生成部２８へ送信するものである。
【００４６】
図２に示すように、制限速度発信手段２７は、車両間交信手段２６、交通信号機スケジュール入手手段２４、および目的地位置・到達予定時刻記憶手段２５と電気的に接続されている。また、制限速度発信手段２７は、目的地位置・到達予定時刻記憶手段２５から、車両１１の直前方に位置する駅１８の位置情報を受信できるようになっている。さらに、制限速度発信手段２７は、交通信号機スケジュール入手手段２４から、車両１１の直前方に位置する交通信号の現示スケジュールを受信できるようになっている。
【００４７】
また、制限速度発信手段２７は、車両１１を安全に走行させる目的であらかじめ設定された安全速度を示す安全速度データが記憶された図示しない安全速度記憶部２７ａを有している。なお、本実施形態では、安全速度は、車両１１の走行性能に基づく最高速度を超えない範囲の一定の速度である。
【００４８】
また、安全速度は、車両運行システム１に自動列車制御装置（ＡＴＣ）が設けられている場合には、ＡＴＣにおいてレールＲ１上の車両１１の安全速度を動的に定めることができる。例えばレールＲ１を一定の閉塞区間に分割してこの閉塞区間内に在線可能な車両１１を１つに制限する方式のＡＴＣでは、各閉塞区間にそれぞれ安全速度を定めることができる。また、例えば第二車両１１−２と第一車両１１−１との間の道のりの長さに基づいて車両１１−１の安全速度を定めるいわゆるＤｉｇｉｔａｌ ＡＴＣを採用することもできる。
【００４９】
図３に示すように、制限速度発信手段２７は、第一車両１１−１の車両間交信手段２６−１から、第二車両１１−２の停止理由データと、第二車両１１−２の車両位置情報とを受信できるようになっている。
【００５０】
図４に示すように、制限速度発信手段２７−１は、車両間隔算出部２７１−１と、駅距離算出部２７２−１と、信号機距離算出部２７３−１と、信号機指示判定部２７４−１と、上限速度算出部２７５−１と、上限速度発信部２７６−１とを有している。なお、車両間隔算出部、駅距離算出部、信号機距離算出部、信号機指示判定部、上限速度算出部、および上限速度発信部は、車両１１のすべてに設けられている。以下では、第一車両１１−１についてのみ説明し、他の車両１１について重複する説明を省略する。
【００５１】
車両間隔算出部２７１−１は、第一車両１１−１に対する第二車両１１−２の間隔をレールＲ１に沿った道のりの長さとして算出するものである。車両間隔算出部２７１−１は、車両間交信手段２６−１によって制限速度発信手段２７−１へ送信された第一車両１１−１の車両位置情報および第二車両１１−２の車両位置情報に含まれたそれぞれのキロポストの起点からの道のりの差分を大きさ算出できるようになっている。
【００５２】
駅距離算出部２７２−１は、駅１８のうち第一車両１１−１の走行方向の直前方に位置する直近停車駅１８ａ（図１参照）までの第一車両１１−１からの道のりの長さを算出するものである。駅距離算出部２７２−１は、目的地位置・到達予定時刻記憶手段に記憶された駅１８の位置情報と、第一車両１１−１の車両位置情報に基づいて、駅１８の一覧から第一車両１１−１の直前方に位置する直近停車駅１８ａを選択し、選択された直近停車駅１８ａまでの道のりの長さを算出できるようになっている。
【００５３】
信号機距離算出部２７３−１は、直近交通信号機１５ａ（図１参照）までの第一車両１１−１からの道のりの長さを算出するものである。信号機距離算出部２７３−１は、直近交通信号機１５ａの信号機位置情報を交通信号機スケジュール入手手段２４−１から受信でき、第一車両１１−１の車両位置情報を、車両間交信手段２６−１を通じて受信できるようになっている。信号機距離算出部２７３−１は、直近交通信号機１５ａの信号機位置情報と第一車両１１−１の車両位置情報とに基づいて、信号待ち位置Ｐのうち直近交通信号機１５ａに対応してあらかじめ定められた信号待ち位置Ｐａ（図１参照）と第一車両１１−１との間のレールＲ１に沿った道のりの長さを算出できるようになっている。
【００５４】
信号機指示判定部２７４−１は、直近交通信号機１５ａに対応付けられた信号待ち位置Ｐａを車両１１−１が通過できるか否かを判定するものである。信号機指示判定部２７４−１は、交通信号機スケジュール入手手段２４−１に記憶された直近交通信号機１５ａの現示スケジュールと、タイマ２９によって生成された現在時刻と、信号機距離算出部２７３−１によって算出された第一車両１１−１と直近交通信号機１５ａとの間の道のりの長さとを受信し、現示スケジュールと、現在時刻と、第一車両１１−１と直近交通信号機１５ａとの間の道のりの長さとに基づいて、車両１１−１が現在位置から信号待ち位置Ｐａまで上述の安全速度で走行した場合に第一車両１１−１が信号待ち位置Ｐａを通過できるか否かを判定できるようになっている。
【００５５】
また、信号機指示判定部２７４−１は、第一車両１１−１が上述の安全速度で走行した場合に信号待ち位置Ｐａを通過できないと判定した場合には、直近交通信号機１５ａに対応する信号待ち位置Ｐａから第一車両１１−１側へ予め定められた一定の道のりだけ離れた制動位置Ｂａ（図１参照）において第一車両１１−１の上限速度を安全速度よりも低い速度に変更することを上限速度算出部２７５−１へ通知する制動フラグを生成できるようになっている。
【００５６】
上限速度算出部２７５−１は、第一車両１１−１がレールＲ１を走行する上限速度を算出するものである。
【００５７】
上限速度算出部２７５−１は、予め設定された再計算間隔で第一車両１１−１の上限速度を再計算して上限速度を算出できるようになっている。たとえば、本実施形態では、上限速度算出部２７５−１における再計算間隔は５秒である。なお、再計算間隔は５秒に限定されるものではなく、５秒以上、あるいは５秒以下など、どのような間隔であってもよい。ただし、再計算間隔が短いほうが車両１１の運行状況に追従して上限速度を精度よく算出できるので好ましい。
【００５８】
また、上限速度算出部２７５−１は、第一車両１１−１の停止理由検知手段２３の停止理由記憶部２３ａ−１に記憶された停止理由データ（第二車両１１−２の停止理由データである）が車両間交信手段２６−１を通じて参照できるようになっている。これにより、上限速度算出部２７５−１は、第二車両１１−２の車両間交信手段２６−２から送信された停止理由データが信号停止データと、駅停車データと、渋滞停止データと、故障停止データとのうちいずれのデータであるかを判定できるようになっている。
【００５９】
上限速度算出部２７５−１は、時刻ｔ、位置ｘにおける第一車両１１−１の上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)を算出できるようになっている。
上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)は、車両１１−１の乗り心地を損なわない範囲で最も強い制動力をかけた場合に第二車両１１−２の位置、信号待ち位置Ｐａ、あるいは駅停車位置Ｐｂを越えない位置で第一車両１１−１の相対速度が０となる条件を満たす速度の最大値である。また、上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)は、安全速度を超えない速度とされている。
【００６０】
上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)の算出方法について説明する。
例えば、上限速度算出部２７５−１において上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)の算出を開始した時間をｔ０として、５秒ごとにｔ１、ｔ２、・・・ｔＮを定める。
また、時間ｔ０における第一車両１１−１の位置を基準位置Ｘ０＝０とし、基準位置ｘ０から次の停車位置（例えば駅１８など）までの間で所定間隔（本実施形態では５メートル）おきにｘ１、ｘ２、・・・、ｘｍａｘまでの値を定める。
続いて、時間ｔｋ（ｋ＝０、１、・・・、Ｎ）について、Ｖｌｉｍ(ｔｋ，ｘｋ)をそれぞれ算出する。
第一車両１１−１が次に停車する駅１８などまでの距離ｘｍａｘにおいて第一車両１１−１の速度は０であるので、
Ｖｌｉｍ(ｔｋ，ｘｍａｘ)＝０
である。
また、距離ｘｋにおいて第二車両１１−２が停車している場合には、
Ｖｌｉｍ(ｔｋ，ｘｔ)＝０
である。
第一車両１１−１が次に停車する位置までの間に第二車両１１−２あるいは停止信号を発する交通信号機がない場合には、次の式１に基づいてＶｌｉｍ(ｔ，ｘ)を算出する。
【００６１】
【数１】
2011168217.tif 000003
【００６２】
上記式１において、ｆは、第一車両１１−１におけるブレーキの制動力の最大値、ｍは第一車両１１−１の質量である。
上記式１によって、第一車両１１−１がブレーキをかけることで減少する運動エネルギー（ｆ×（ｘｋ＋１−ｘｋ−１））に基づいて、ｘｋ＋１における速度からｘｋにおける上限速度を算出することができる。
【００６３】
以下では、第一車両１１−１の走行方向の前方の状況に応じて上限速度算出部２７５−１が第一車両１１−１の上限速度を算出する機能をそれぞれ詳述する。
図５ないし図７は、上限速度算出手段２７５−１の機能を説明するための模式図である。
【００６４】
（第一態様）
以下では、第一態様として、第一車両１１−１の直前方の第二車両１１−２がレールＲ１上を走行しており、かつ第一車両１１−１と第二車両１１−２との間に交通信号機１５及び駅１８がない場合について図５を参照して説明する。なお、図５には交通信号機１５及び駅１８は図示されていないが、第一車両１１−１の走行方向の前方において遠方には交通信号機１５及び駅１８があるものとして説明する。
【００６５】
上限速度算出部２７５−１は、直近交通信号機１５ａあるいは直近停車駅１８ａまでの第一車両１１−１からの道のりの長さと、第二車両１１−２と第一車両１１−１との間の道のりの長さとを比較できるようになっている。第一態様では、直近交通信号機１５ａあるいは直近停車駅１８ａまでの第一車両１１−１からの道のりの長さが、第二車両１１−２と第一車両１１−１との間の道のりの長さよりも長い。このため、上限速度算出部２７５−１は、第一車両１１−１の直前方の第二車両１１−２がレールＲ１上を走行しており、かつ第一車両１１−１と第二車両１１−２との間に交通信号機１５及び駅１８がないことが検知できる。
【００６６】
第一態様では、第一車両１１−１の制限速度発信手段２７−１は、直近交通信号機１５ａに基づいて第一車両１１−１の上限速度をパターン生成部２８へ送信する動作に優先して、第二車両１１−２との間の距離に基づいて第一車両１１−１の上限速度をパターン生成部２８へ送信するようになっている。これは、たとえ第一車両１１−１が単独では直近交通信号機１５ａを通過できる状況であったとしても、第二車両１１−２が減速したり停止したりした場合には第二車両１１−２の後端位置Ｐ１に第一車両１１−１が接触しないように第一車両１１−１を減速させたり停止させたりする必要があるからである。
【００６７】
上限速度算出部２７５−１は、信号機指示判定部２７４−１による制動フラグが生成されていない場合（以下、この場合を「第一運行状況」と称する。）には、第二車両１２−１に追いつくことなく、かつ直近停車駅１８ａの駅停車位置Ｐｂ（図１参照）で停車できる第一車両１１−１の上限速度を算出するようになっている。
【００６８】
また、上限速度算出部２７５−１は、信号機指示判定部２７４−１による制動フラグが生成されている場合であって、且つ直近停車駅１８ａが直近交通信号機１５ａよりも第一車両１１−１から測って遠方に位置している場合（以下、この場合を「第二運行状況」と称する。）には、上述の第一運行状況における上限速度を超えない範囲の速度で、直近交通信号機１５ａに対応して設けられた信号待ち位置Ｐａにおいて第一車両１１−１の相対速度が０になるように第一車両１１−１の上限速度を算出できるようになっている。
【００６９】
また、上限速度算出部２７５−１は、信号機指示判定部２７４−１による制動フラグが生成されている場合であって、且つ直近交通信号機１５ａが直近停車駅１８ａよりも第一車両１１−１から測って遠方に位置している場合（以下、この場合を「第三運行状況」と称する。）には、上述の第一運行状況における上限速度を超えない範囲の速度で、直近停車駅１８ａにおいて第一車両１１−１の走行速度（レールＲ１上での絶対速度）が０になるように第一車両１１−１の上限速度を算出できるようになっている。
【００７０】
（第二態様）
以下では、第一車両１１−１の直前方の第二車両１１−２が、直近交通信号機１５ａ及び直近停車駅１８ａよりも第一車両１１−１に近い位置のレールＲ１上で、故障によって停止している場合について説明する。
【００７１】
第二態様では、第二車両１１−２の停止理由検知手段２３−２は故障停止データを生成して、車両間交信手段２６−２は故障停止データを発している。このとき、第一車両１１−１は第二車両１１−２が発している故障停止データを車両間交信手段２６−１によって受信して停止理由検知手段２３−１の停止理由記憶部２３ａ−１に記憶している。この場合、上限速度算出部２７５−１は、第二車両１１−２の車両間交信手段２６−２から送信された停止理由データが故障停止データであることを判定できるようになっている。
【００７２】
このとき、上限速度算出部２７５−１は、第二車両１１−２が走行している場合と同様に、第二車両１１−２の位置において第二車両１１−２に対する第一車両１１−１の相対速度が０になるように第一車両１１−１の上限速度を算出できるようになっている。
なお、第二態様では、第二車両１１−２が停止しているので、第二車両１１−２による故障停止データが解消されるまでは、第二車両１１−２の位置で第一車両１１−１の絶対速度が０となるように上限速度を算出するようになっている。
第二車両１１−２による故障停止データが解消された後は、第一車両１１−１が第二車両１１−２に追いつくと予測される予測位置で第一車両１１−１の上限速度が第二車両１１−２の走行速度と等しくなるように上限速度が算出される。
【００７３】
（第三態様）
以下では、第一車両１１−１の直前方に直近交通信号機１５ａがある場合について図６を参照して説明する。なお、図６には第二車両１１−２が図示されていないが、第二車両１１−２が交通信号機１５よりも第一車両１１−１の走行方向の前方で遠方に位置している場合も本態様に含まれる。
第三態様では、第一車両１１−１は、直近交通信号機１５ａの現示スケジュールのみに基づいて上限速度算出部２７５−１によって上限速度が算出される。これにより、信号機指示判定部２７４−１による制動フラグが生成されている場合には直近交通信号機１５ａに対応して設けられた信号待ち位置Ｐａにおいて上限速度が０となるように、制動位置Ｂａから信号待ち位置Ｐａに至るまでの各地点における上限速度が算出される。
【００７４】
（第四態様）
以下では、第一車両１１−１と第二車両１１−２との間に直近停車駅１８ａがある場合について図７を参照して説明する。
第四態様では、第一車両１１−１の上限速度算出部２７５−１は、直近停車駅１８ａの停車位置Ｐｂから安全距離Ｌａだけ第一車両１１−１の走行方向の後方側に離れた制動位置Ｂｂまでは、安全速度を上限速度として上限速度データを生成する。さらに、第一車両１１−１の上限速度算出部２７５−１は、制動位置Ｂａ１と直近停車駅１８ａとの間では、安全速度から上述の第一制動力で車両１１−１に一定の制動力をかけて直近停車駅１８ａで第一車両１１−１を停止させる場合の第一車両１１−１の速度を算出して、制動位置Ｂａ１から直近停車駅１８ａまでの各地点における第一車両１１−１の上限速度を算出する。
【００７５】
上限速度発信部２７６−１は、上限速度算出部２７５−１によって算出された上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)を含んだ上限速度データを発信するものである。上限速度発信部２７６−１によって発信された上限速度データは、パターン生成部２８で受信されるようになっている。
【００７６】
パターン生成部２８は、車両１１を走行させる走行パターンを、最適化計算を用いて算出し、省エネ走行パターンに基づく速度ガイダンス情報を車両１１−１の運転者に提示するものである。本実施形態では、走行パターンとは、車両１１において力行（車両１１の車輪１１ａに対して駆動力を伝達して車両１１を加速させること、あるいは上り坂において一定速度で車両１１を走行させること）、惰行（車両１１の慣性によって車両１１を走行させること）、および制動の組み合わせによって生成されるパターンである。また、省エネ走行パターンとは、第一車両１１−１が直近の目的地（例えば車両１１−１の直前方に位置する直近停車駅１８ａ）に到達するまでの間に、制動をかける時間及び回数が最も少ない走行パターンである。
【００７７】
パターン生成部２８は、速度検出手段２１、位置検出手段２２、目的位置・到達予定時刻記憶手段２５、および制限速度発信手段２７と電気的に接続されている。
【００７８】
パターン生成部２８は、速度検出手段２１から、車両１１の走行速度を示す走行速度データを受信できるようになっている。また、パターン生成部２８は、位置検出手段２２から、レールＲ１上における第一車両１１−１の位置（上述のキロポストの起点からの道のりの長さ）を示す車両位置情報を受信できるようになっている。
さらに、パターン生成部２８は、目的位置・到達予定時刻記憶手段２５から、車両１１の走行方向の直前方に位置する直近停車駅１８ａに到達する予定時刻を受信できるようになっている。さらに、パターン生成部２８は、制限速度発信手段２７から、制限速度発信手段２７によって生成された上限速度データを受信できるようになっている。
パターン生成部２８は、制限速度発信手段２７の上限速度発信部２７６−１から上限速度データが発信されることで省エネ走行パターンの生成を開始できるようになっている。すなわち、本実施形態では、パターン生成部２８は、５秒に１度最適化計算を行うようになっている。
【００７９】
パターン生成部２８は、制限速度発信手段２７から送信された上限速度データに含まれた第一車両１１−１の上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)以下の速度範囲で、第一車両１１−１が直近停車駅１８ａに到達するまでに消費する消費エネルギーが最も少ない走行パターンを算出できるようになっている。
【００８０】
以下では、パターン生成部２８における省エネ走行パターンの算出機能について説明する。
パターン生成部２８は、式２に示す判定式に基づいて車両１１が直近停車駅１８ａまで走行するときに消費する消費エネルギーＪ（ｖｈ（ｘｈ）)を算出する。
【００８１】
【数２】
2011168217.tif 000004
【００８２】
式２において、ａｈ(ｘｈ)は車両１１の加速度である。また、上記式２のうち下記の式３に示した項は、車両１１を加速させたり減速させたりする頻度が増加するにしたがって増加する関数である。
【００８３】
【数３】
2011168217.tif 000005
【００８４】
また、上記式２においてｖｈ(ｘｈ)は位置ｘｈにおける車両１１の速度である。
また、Ｗ１は正の重み係数であり、上記式２のうち上記式３に示した項にかかる係数である。またＷ２は正の重み係数であり、上記式２のうち(ｖｈ(ｘｈ))にかかる係数である。また、ｘ０は、車両１１の現在位置である。また、ｘｔは、車両１１の直近の目的地（直近停車駅１８ａ）の位置である。
【００８５】
上記式２におけるＷ１とＷ２との比率は、車両１１の加速及び減速の頻度を最小化するか、車両１１が目的地に到達するまでにかかる時間を最小化するかが予め定められることによって決められている。
パターン生成部２８は、上限速度通知手段２７から送信された上限速度データに含まれた上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)に対して、車両１１の走行速度が上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)以下となる条件の下で、車両１１の直近の目的地である例えば直近停車駅１８ａに停車するため以外に制動をする頻度が最小となる走行速度、すなわちＪ(ｖｈ(ｘｈ))が最小となる走行速度を算出できるようになっている。具体的には、パターン生成部２８は、消費エネルギーＪ(ｖｈ(ｘｈ))の最小値を、例えばｖｈ(ｘｈ)及びａｈ(ｘｈ)を状態空白にとって、ｘｈの方向に対して動的計画法を用いた計算プログラムによって求めることができるようになっている。
【００８６】
また、パターン生成部２８は、車両１１の運転台１１ｃに設けられた図示しないモニタへ、消費エネルギーＪ(ｖｈ(ｘｈ))が最小値となる走行パターンを表示して速度ガイダンス情報として運転者へ提示できるようになっている。
【００８７】
なお、車両１１の運転者は省エネ走行パターンに基づくことなく制動操作をできるようになっている。この場合、パターン生成部２８によって生成された消費エネルギーＪ(ｖｈ(ｘｈ))が最小化される走行パターンとは異なる運行状況になることがある。例えば第一車両１１−１の前方の状況に基づいて第一車両１１−１の運転者が急制動をかけたことによって省エネ走行パターンと異なる運行状況になった場合には、
パターン生成部２８は、当該状況が解消された後、省エネ走行パターンを新たに生成し、新たに生成された省エネ走行パターンに基づく速度ガイダンス情報を運転者に提示できるようになっている。
【００８８】
以上に説明した構成の、本実施形態の運行支援装置（運行支援システム）２０の使用時の動作及び本実施形態の運行支援方法について、シミュレーションデータに基づいて説明する。図８は、運行支援装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。また、図９（Ａ）、図９（Ｂ）、及び図９（Ｃ）は、運行支援装置２０の使用時の動作を説明するための模式図である。また、図９（Ｄ）は、運行支援装置２０によって生成される上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)のシミュレーションデータを示すグラフである。
【００８９】
図９（Ｄ）では、時刻（秒）で示した軸は、ある時刻を基準時刻０として示した５秒単位の時間軸である。また、位置（ｍ）で示した軸は、基準時刻０における第一車両１１−１を０ｍ（起点）としたときのレールＲ１に沿った第一車両１１−１走行方向の前方への道のりの長さを示す軸である。また、速度（ｍ／ｓ）で示した軸は、第一車両１１−１の上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)の大きさを示す軸である。
【００９０】
第一車両１１−１は、第一車両１１−１の運転者が携行している時刻表（運転ダイヤ）に従って第一車両１１−１の運転者によって制御されている。図９（Ａ）に示すように、第一車両１１−１の走行方向の前方には、第二車両１１−２が位置している。
【００９１】
第二車両１１−１の制限速度発信手段２７−１は、車両位置情報、走行速度信号及び停止理由データを車両間更新手段２６−１を通じて受信する（図８のステップＳ１）。ステップＳ１が終了したら、ステップＳ２へ移行する。
【００９２】
ステップＳ２は、信号機スケジュールを受信する工程である。
ステップＳ２では、制限速度発信手段２７−１は、交通信号機スケジュール入手手段２４−１から信号機スケジュール（直近交通信号機１５ａの信号機位置情報及び現示スケジュール）を受信する。
これでステップＳ２は終了し、ステップＳ３へ移行する。
上述のステップＳ１及びステップＳ２が、本実施形態におけるデータ生成工程である。
【００９３】
ステップＳ３は、制限速度発信手段２７−１によって上限速度データを生成し、パターン生成部へ上限速度データを送信する工程である。
ステップＳ３では、例えば図９（Ａ）に示すように、直近交通信号機１５ａの現示が、直近交通信号機１５ａを通過可能であることを指示したものである場合には、第一車両１１−１は、第二車両１１−２の走行状態に基づいて上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)を上限速度算出部２７５−１が生成する。上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)が生成されたら、上限速度発信部２７６−１が上限速度データをパターン生成部２８へ送信する。
これでステップＳ３は終了し、ステップＳ４へ移行する。
上述のステップＳ３が、本実施形態における制限速度発信工程である。
【００９４】
ステップＳ４は、目的地の位置と時刻を入手する工程である。
ステップＳ４では、制限速度発信手段２７−１は、目的地位置・到達予定時刻記憶手段２５−１から目的地である直近停車駅１８ａの位置と到達予定時刻とを受信する。例えば図９（Ａ）に示す運行状況は、直近停車駅１８ａよりも第一車両１１−１に近い側に第二車両１１−２が在線しているので、直近停車駅１８ａがあることに基づく上限速度の生成は行われない。
これでステップＳ４は終了し、ステップＳ５へ移行する。
【００９５】
ステップＳ５は、パターン生成部２８における最適化計算によって速度ガイダンス情報を算出する工程である。
ステップＳ５では、パターン生成部２８は、上限速度データに含まれた上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)を超えない速度の範囲で省エネ走行パターンを生成する。ステップＳ５において生成された省エネ走行パターンは、上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)を超えない範囲の速度で第一車両１１−１を走行させる走行パターンであるので、第一車両１１−１の運転者は、省エネ走行パターンに基づいて運転操作を行うことで、第二車両１１−２に追いつかないように第一車両１１−１を走行させることができる。
このとき、例えば第一車両１１−１と第二車両１１−２とが等しい速度で走行している場合には、図９（Ｄ）の0秒から25秒の間に示すように、５秒ごとに生成される上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)は、第一車両１１−１から一定距離（例えば60m）先で第一車両１１−１の速度が０となるようになっている。
これでステップＳ５は終了する。
上述のステップＳ５が、本実施形態におけるパターン生成工程である。
【００９６】
運行支援装置２０−１は、上述のステップＳ１からステップＳ５までを順次繰り返して実行し、車両１１−１が走行している各地点において速度ガイダンス情報を車両１１−１の運転者に提示する。
【００９７】
ここで、例えば図９（Ｂ）に示すように、直近交通信号機１５ａの現示が第一車両１１−１を信号待ち位置Ｐａで停止させるように切り替えられた場合には、このとき、図９（Ｄ）の２５秒から５０秒までの間に示すように、第一車両１１−１の上限速度算出部２７５−１によって５秒ごとに生成される上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)は、信号待ち位置Ｐａの位置（例えば起点から４０ｍ）で走行速度（絶対速度）が０となるようになっている。
【００９８】
さらに、例えば図９（Ｃ）に示すように、直近交通信号機１５ａの現示が、第一車両１１−１が信号待ち位置Ｐａを通過可能であるように切り替えられた場合には、上限速度算出部２７５−１では、直近交通信号機１５ａに対応した信号待ち位置Ｐａの位置で上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)を０にする動作から、第二車両１１−２に追いつかないように上限速度を定める動作に切り替わる。例えば第一車両１１−１よりも第二車両１１−２が高速に走行している場合には、図９（Ｄ）の５０秒から１２５秒に示すように、第二車両１１−２との間の道のりの長さに基づいて第一車両１１−１の上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)が徐々に大きくなる。なお、上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)は安全速度（図９（Ｄ）においては８ｍ／ｓ）を超えないようになっている。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態の運行支援装置（運行支援システム）２０及び運行支援方法によれば、第一車両１１−１の車両間交信手段２６−１が受信した第二車両１１−２から受信したデータに基づいて、第二車両１１−２の実際の走行情報データと、第二車両１１−２の停止理由データとに基づいて、第一車両１１−１の上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)が生成されるので、第二車両１１−２が運行ダイヤ通りに運行されていない場合に第一車両１１−１の加速や減速の頻度が少なくなるように第一車両１１−１の運行を支援することができる。
【０１００】
（第２実施形態）
以下では、本発明の第２実施形態の運行支援システムについて、運行支援システムを備える車両運行システム２とともに図１０を参照して説明する。
図１０は、車両運行システム２の一部の構成及び情報の流れを示すブロック線図である。
【０１０１】
図１０に示すように、車両運行システム２は、車両１１に代えて設けられた車両１１Ａと、車両１１Ａに搭載された運行支援装置３０と、第１実施形態で説明した交通管制システム１３に設けられた運行支援サーバ４０とを備えている点で第１実施形態の運行支援装置２０を備える車両運行システム１と構成が異なっている。
【０１０２】
本実施形態では、運行支援装置３０と、運行支援サーバ４０とによって運行支援システムが構成されている。
【０１０３】
運行支援装置３０は、第１実施形態で説明した速度検出手段２１と同様に車両１１Ａの走行速度を検出する速度検出手段３１と、第１実施形態で説明した位置検出手段２２と同様に車両１１Ａの車両位置情報を検出する位置検出手段３２と、第１実施形態で説明した停止理由検知手段２３と同様に停止理由データを生成し、あるいは停止理由データを記憶する停止理由検知手段３３と、第１実施形態で説明した車両間交信手段２６に代えて設けられた車両情報送信手段３６と、第１実施形態で説明したパターン生成部２８に代えて設けられたパターン受信手段３８とを備えている。
【０１０４】
本実施形態は、速度検出手段３１と、位置検出手段３２と、停止理由検知手段３３とはそれぞれ車両情報送信手段３６と電気的に接続されている。
【０１０５】
車両情報送信手段３６は、運行支援サーバ４０へ信号を送信する点において第１実施形態で説明した車両間交信手段２６と構成が異なっている。
【０１０６】
パターン受信手段３８は、第１実施形態で説明したパターン生成部２８とは異なり、走行パターンを生成する機能を有しておらず、後述するパターン生成部４８から送信された省エネ走行パターンを受信して車両１１Ａの運転者に速度ガイダンス情報を提示するものである。
【０１０７】
運行支援サーバ４０は、交通管制システム１３の一部として設けられた地上設備である。運行支援サーバ４０は、第１実施形態において車両１１に設けられていた交通信号機スケジュール入手手段２４に代えて設けられた交通信号機スケジュール入手手段４４と、第１実施形態において車両１１に設けられていた目的地位置・到達予定時刻記憶手段２５に変えて設けられた目的地位置・到達予定時刻記憶手段４５と、第１実施形態において車両１１に設けられていた制限速度発信手段２７に代えて設けられた制限速度発信手段４７と、第１実施形態において車両１１に設けられていたパターン生成部２８に代えて設けられたパターン生成部４８とを備えている。
【０１０８】
交通信号機スケジュール入手手段４４は、第１実施形態で説明した交通信号機スケジュール入手手段４４と同様に動作できるようになっているものであるが、管制サーバ１４とは有線通信によって通信できるようになっている。
【０１０９】
目的地位置・到達予定時刻記憶手段４５は、車両運行システム２によって制御されるすべての車両１１Ａにおける目的地の位置情報と、目的地への到達予定時刻が記憶されたものである。
制限速度発信手段４７は、第１実施形態で説明した制限速度発信手段２７と同様に上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)を含んだ上限速度データを生成し、パターン生成部４８へ送信するものである。
このような構成であっても、第１実施形態で説明したのと同様に、車両１１Ａの運転者に対して省エネ走行パターンに基づく速度ガイダンス情報を提示することができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、第１実施形態において車両１１に搭載されていた構成要素の一部を交通管制システム１３の一部として備えており、車両１１Ａに共通する情報を処理するための構成要素が運行支援サーバ４０に集約されている。このため、車両１１Ａに搭載される運行支援装置３０を簡略化することができるという効果を奏する。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、パターン生成部２８は、生成する省エネ走行パターンとして、上限速度の範囲内で、第一車両１１−１において電力を走行手段の駆動力に変換する効率が最も高い速度に第一車両１１−１の速度を近づけるように力行、惰行、及び制動が組み合わせられた組み合わせであり、かつ制動をかける時間及び回数が最も少なくなる組み合わせを生成できるようになっていてもよい。
【０１１２】
また、上述の各実施形態で説明した運行支援システムは、第一車両の走行方向の前方に位置するレールＲ１の形状の種別を示す軌道データを、交通管制システム１３から受信して生成できるようになっていてもよい。この場合には、制限速度発信手段２７、４７は、軌道データに含まれたレールＲ１の形状の種別に基づいて、上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)を生成できる。例えば、軌道データがレールＲ１の形状としてカーブ又は坂を示している場合には、上限速度通知手段２７、４７はカーブあるいは坂がない場合の上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)よりも低い速度を上限速度Ｖｌｉｍ(ｔ，ｘ)として算出することができるようになっていてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１、２  車両運行システム
１０  道路
１１、１１Ａ  車両
１１−１、１１Ａ−１  第一車両
１１−２、１１Ａ−２  第二車両
１５  交通信号機
１５ａ  直近交通信号機
１８  駅（停車位置）
１８ａ  直近停車駅
２０、３０  運行支援装置（運行支援システム）
２１  速度検出手段
２２  位置検出手段
２３  停止理由検知手段
２３ａ  停止理由記憶部
２６  車両間交信手段
２７  制限速度発信手段
２８  パターン生成部
４０  運行支援サーバ（運行支援システム）
Ｒ  軌道敷
Ｒ１  レール
２７１−１  車両間隔算出部
２７２−１  駅距離算出部
２７３−１  信号機距離算出部
２７４−１  信号機指示判定部
２７５−１  上限速度算出部
２７６−１  上限速度発信部
【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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