(57)【要約】      （修正有）【課題】列車の在線位置の精度が悪化した場合にも、定時性の悪化を抑制できる運転支援の技術を提供する。【解決手段】列車の駅間走行中における運転操作を支援する運転支援システム１００であって、列車の在線位置に応じた目標速度を決定する定速支援部１１０と、前記列車の在線位置に応じた惰行位置を決定する惰行支援部１１１と、前記列車の在線位置の精度である在線位置精度を出力する在線位置認識精度検出部１１２と、運転支援情報を決定する支援情報決定部１１３を備える。支援情報決定部は、在線位置精度に応じて目標速度と惰行位置とを組み合わせて運転支援情報を作成する。【選択図】図１
2019122131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の駅間走行中における運転操作を支援する運転支援システムであって、前記列車の在線位置に応じた目標速度を決定する定速支援部と、前記列車の在線位置に応じた惰行位置を決定する惰行支援部と、前記列車の在線位置の精度である在線位置精度を出力する在線位置認識精度検出部と、運転支援情報を決定する支援情報決定部を備え、前記支援情報決定部は、前記在線位置精度に応じて前記目標速度と前記惰行位置から前記運転支援情報を作成することを特徴とする運転支援システム
【請求項２】
請求項１に記載の運転支援システムであって、前記支援情報決定部は、前記在線位置精度が良好である場合に前記目標速度と前記惰行位置から前記運転支援情報を作成し、前記在線位置精度が良好ではない場合に前記目標速度のみで構成される前記運転支援情報を作成すること、を特徴とする運転支援システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれか一つに記載の運転支援システムであって、前記在線位置認識精度検出部は、前記在線位置の変化率に基づいて前記在線位置精度が良好であるかどうか判定することを特徴とする運転支援システム。
【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運転支援システムであって、前記在線位置認識精度検出部は、前記在線位置の変化に基づいて算出される加速度が、前記列車の駆動力により発生しうる最大の加速度以下のとき前記在線位置精度が良好であると判定し、前記在線位置の変化に基づいて算出される加速度が、前記列車の駆動力により発生しうる最大の加速度を超えるとき前記在線位置精度が良好ではないと判定することを特徴とする運転支援システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の運転支援システムであって、前記在線位置認識精度検出部は、走行中の速度軌跡に基づいて前記在線位置精度が良好であるかどうか判定することを特徴とする運転支援システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の運転支援システムであって、前記在線位置認識精度検出部は、複数の位置検知手段による検知結果の照合結果に基づいて前記在線位置精度が良好であるかどうか判定することを特徴とする運転支援システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の運転支援システムであって、前記在線位置認識精度検出部は、空転または滑走の履歴に基づいて前記在線位置精度が良好であるかどうか判定することを特徴とする運転支援システム。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の運転支援システムであって、前記在線位置認識精度検出部は、乗務員からの入力に基づいて前記在線位置精度が良好であるかどうか判定することを特徴とする運転支援システム。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の運転支援システムであって、前記在線位置認識精度検出部は、前記列車の在線位置を補正したとき前記在線位置精度を良好であると判定することを特徴とする運転支援システム。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の運転支援システムであって、前記運転支援情報に基づき、制駆動装置への制駆動指令を計算する制駆動指令演算部を備えることを特徴とする運転支援システム。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の運転支援システムであって、前記運転支援情報に基づき、目標速度と惰行タイミングを表示する表示器を備えることを特徴とする運転支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道をはじめとする軌道輸送を行う移動体の運転支援技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
列車運行ダイヤの過密化やホームドアの整備充実化等を背景に、乗務員の負担低減や人件費の削減を目的として、自動列車運転（ＡＴＯ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）装置が多くの路線で導入されている。近年では、本来の目的である定時運行や省力化に加えて、消費電力量の削減もＡＴＯ装置に要求されるようになってきている。一方、ＡＴＯ装置が導入されていない路線向けには、消費電力量が少ない走行パターンで走行できるように、運転士に運転操作の支援を行う運転支援装置の導入も進められている。
【０００３】
省エネを目的としたＡＴＯ装置や運転支援装置は、予めシミュレーションで導出された消費電力量が少ない走行パターンに基づいて走行制御や運転操作支援を実施する。ところが実際の走行ではシミュレーションの前提条件とは異なる条件（例えば、架線電圧、乗車率）により、シミュレーションにより導出された走行パターン通りに走行できないことが発生する。
【０００４】
公知技術として、特許文献１がある。特許文献１には、走行パターンを実際の走行実績に応じて補正する技術が開示されている。具体的には、駅間を定速走行と惰行を組み合わせて走行する場合において、定速走行を開始するタイミングを決定する定速開始判定部と惰行を開始するタイミングを決定する惰行開始判定部を備え、残走行時分に基づいて、力行指示／定速指示／惰行指示を運転支援装置に出力する運転支援システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−６３５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に代表されるように、省エネ運転の支援は大きく２種類に分けられる。支援ポイントの例を図８に示す。図８において、横軸は列車の位置を示し、縦軸は列車の速度を示す。一つ目は、適切な目標速度での巡航を支援するもので、定時性を考慮したうえで過剰な加速を抑制し、力行電力の低減に寄与する（図８の(1)）。二つ目は、適切な位置での惰行を支援するもので、力行電力を低減しつつ、定時性にも大きな影響を与える（図８の(2)）。前者の目標速度の支援は駅間走行の比較的前半に多く活用される（駅発車後の加速を終えるポイントなど）一方で、後者の惰行位置支援は駅間走行の後半に多く活用される（巡航中の下り坂での惰行活用や、停止ブレーキ前の惰行挿入）傾向にある。
【０００７】
ここで、列車の在線位置の認識には誤差が含まれやすいという課題がある。一般的に列車の在線位置の認識は、速度発電機で検出された車輪回転数に基づく車両速度の積分で算出される。したがって、車輪径誤差や積分誤差、あるいは空転・滑走といった事象により、特に駅間走行の後半では在線位置の認識に誤差が内在し易い。在線位置の認識の精度が悪化した場合に前記の惰行支援を継続すると、適切な位置で惰行ができなくなる。その結果、予定した走行パターンから逸脱して定時性の悪化につながりかねない。
【０００８】
在線位置認識の精度悪化による悪影響の例を図９に示す。この例では、駅発車後の加速後に空転が発生して、列車が認識している在線位置が本来の在線位置よりも進行方向前方に進んだ場合を示している。在線位置の認識が進んでいるため、下り坂前の惰行開始位置が予定よりも手前となっている。その影響で、下り勾配前での速度低下が大きくなりすぎ、惰行後の走行速度が低下している。また、停止ブレーキ前の惰行位置も予定より手前となり、予定よりも長く惰行をしている。このような走り方は駅間全体の走行速度が低下し、遅着につながる。
【０００９】
本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、列車の在線位置認識の精度が悪化した場合にも、定時性の悪化、とくに遅着を抑制できる運転支援の技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、代表的な本発明の運転支援システムは、列車の駅間走行中における運転操作を支援する運転支援システムであって、前記列車の在線位置に応じた目標速度を決定する定速支援部と、前記列車の在線位置に応じた惰行位置を決定する惰行支援部と、前記列車の在線位置認識の精度である在線位置認識精度を出力する在線位置認識精度検出部と、運転支援情報を決定する支援情報決定部を備え、前記支援情報決定部は、前記在線位置認識精度に応じて前記目標速度と前記惰行位置とを組み合わせて前記運転支援情報を作成すること、を特徴とする運転支援システム、である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、省エネな走行を支援しつつ、列車の在線位置認識精度が悪化した場合でも定時性の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の運転支援システムのシステム構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の運転支援システムにおける支援情報決定部の処理フローの一例を示す図である。
【図３】本発明の運転支援システムにおける在線位置認識精度検出部の検出方法の一例を示す図である。
【図４】本発明の運転支援システムにおける在線位置認識精度検出部の検出方法の一例を示す図である。
【図５】本発明の運転支援システムにおける在線位置認識精度検出部の検出方法の一例を示す図である。
【図６】本発明の運転支援システムにおける在線位置認識精度検出部の検出方法の一例を示す図である。
【図７】本発明の運転支援システムにおける在線位置認識精度検出部の検出方法の一例を示す図である。
【図８】在線位置認識精度が良好な場合の走行パターンの例を示す図である。
【図９】本発明の運転支援システムを適用しない状況で、在線位置認識精度が悪化した場合の走行パターンの例を示す図である。
【図１０】本発明の運転支援システムを適用した状況で、在線位置認識精度が悪化した場合の走行パターンの例を示す図である。
【図１１】本発明の運転支援システムのシステム構成の別の例を示す図である。
【図１２】本発明の運転支援システムにおける表示器の表示内容遷移の一例（在線位置認識精度が良好な場合）を示す図である。
【図１３】本発明の運転支援システムにおける表示器の表示内容遷移の別の例（在線位置認識精度が悪化した場合）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施例について説明する。
【実施例１】
【００１４】
本実施例では、本発明の運転支援システムによって自動で列車を運転する例を示す。本実施例に示す自動列車運転の方法によれば、列車の在線位置認識精度が悪化した場合にも、定時性悪化を抑制した列車運行が可能となる。
【００１５】
はじめに、本実施例の運転支援システムのシステム構成を説明する。図１は、本実施例の運転支援システムのシステム構成を示す図である。
【００１６】
運転支援システム１００は、車両情報制御装置１０１から取得する情報と、保安装置１０２から取得する情報に基づいて、制駆動装置１０３への指令を決定し、列車を自動運転
する。前記運転支援システム１００が前記車両情報制御装置１０１から取得する情報は、残走行時分１５０と車両速度１５１と在線位置情報１５２と制駆動力情報１５３と想定走行パターン１５４と空転／滑走検知結果１５５である。また、前記運転支援システム１００が前記保安装置１０２から取得する情報は、制限速度１７１である。
【００１７】
前記残走行時分１５０は、前記車両情報制御装置１０１の内部で算出される値であり、算出方法の一例として、次駅の到着目標時刻から現在時刻を減じる方法が挙げられる。
【００１８】
前記車両速度１５１は、前記車両情報制御装置１０１が、速度発電機（図示しない）の回転数情報などから生成し・管理している。例えば、速度発電機が生成する単位時間当たりの車輪の回転数情報に車輪の円周長をかけることにより単位時間当たりの走行距離、すなわち速度が求められ、これを用いて車両速度１５１を生成する。
【００１９】
前記在線位置情報１５２は、前記車両情報制御装置１０１が保持しており、トランスポンダ等を利用した地上側との通信による絶対位置検出結果を初期値とし、当該通信ができない区間において前記車両速度１５１を積分した値、すなわち走行距離を加算することで求める。
【００２０】
前記制駆動力情報１５３は、前記車両情報制御装置１０１が前記制駆動力装置１０３から取得しており（経路は図示しない）、発生した制駆動力の実績値または指令値である。
【００２１】
前記想定走行パターン１５４は、それぞれの駅間における計画済の速度パターンであり、少なくとも、それぞれの駅間における惰行予定区間の速度軌跡が前記車両情報制御装置１０１に保持されている。
【００２２】
前記空転／滑走検知結果１５５は、前記車両情報制御装置１０１が前記制駆動力装置１０３から車両内の情報伝送を経て取得しており（経路は図示しない）、力行中の空転、制動中の滑走の発生履歴である。
【００２３】
前記制限速度１７１は、駅間の位置に応じた許容最高速度が定義されている。
【００２４】
前記運転支援システム１００は、定速支援部１１０と、惰行支援部１１１と在線位置認識精度検出部１１２と、支援情報決定部１１３と制駆動指令演算部１１４とから構成される。
【００２５】
前記定速支援部１１０は、前記残走行時分１５０と前記車両速度１５１と前記在線位置情報１５２とを入力として目標速度１６０を算出し、前記支援情報決定部１１３へ出力する。前記目標速度１６０の算出方法については後述する。
【００２６】
前記惰行支援部１１１は、前記残走行時分１５０と前記車両速度１５１と前記在線位置情報１５２とを入力として惰行位置１６１を算出し、前記支援情報決定部１１３へ出力する。前記惰行位置１６１の算出方法については後述する。
【００２７】
前記在線位置認識精度検出部１１２は、前記車両速度１５１と前記在線位置情報１５２と前記制駆動力情報１５３と前記想定走行パターン１５４と前記空転／滑走検知結果１５５とを入力として在線位置精度１６２を算出し、前記支援情報決定部１１３へ出力する。
【００２８】
前記在線位置精度１６２は良好・悪化の２値とし、駅停止時などの有電源地上子との通信で絶対位置が補正されるタイミングで「良好」にセットされる。前記在線位置精度１６２の算出方法については後述する。
【００２９】
前記支援情報決定部１１３は、前記目標速度１６０と前記惰行位置１６１と前記在線位置精度１６２とを入力として、運転支援情報１７０を算出し、前記制駆動指令演算部１１４へ出力する。前記運転支援情報１７０の算出方法については後述する。
【００３０】
前記制駆動指令演算部１１４は、前記運転支援情報１７０と前記車両速度１５１と前記在線位置情報１５２と前記制限速度１７１とを入力として前記制駆動指令１８０を算出し、前記制駆動装置１０３へ出力する。前記制駆動指令１８０の算出方法については後述する。
【００３１】
以上が、本実施例の運転支援システム１００のシステム構成の説明である。
【００３２】
次に、本実施例の運転支援システム１００に含まれる、前記定速支援部１１０と前記惰行支援部１１１と前記在線位置認識精度検出部１１２と前記支援情報決定部１１３と前記制駆動指令演算部１１４における各出力の算出方法を説明する。
【００３３】
前記定速支援部１１０は、列車が定速運転に移行するべき速度を算出して、前記目標速度１６０として出力する。前記目標速度１６０の算出方法の一例として、駅間の位置と速度ごとに残走行時分が定義されている、定速開始判定テーブルを使用する方法がある。
【００３４】
定速開始判定テーブルには、駅間のある位置からある速度で走行したとき、次駅に到着するのにかかる時間として残走行時分が定義されており、速度が速い、または次駅に近いとき次駅に到着するまでにかかる時間が短くなるので、残走行時分が短くなる。
【００３５】
前記残走行時分１５０は次駅に到着するまでの時間の目標値であり、大きい値の方が時間的に余裕があることになる。
【００３６】
当該テーブルに格納されている残走行時分と前記残走行時分１５０を比較することで、現在の位置と速度から定速運転をした方がよいか、あるいは力行を継続したほうがよいかが判定できる仕組みである。
【００３７】
当該テーブルに格納されている残走行時分は、定時性を守りつつ、より省エネになるような値が、予めシミュレーションベースで決められている（もちろん、実際に列車を走行させて実測により値を定めても良い）。
【００３８】
前記残走行時分１５０が定速開始判定テーブルにおける現在の位置と速度に対応する残走行時分の値以上である場合は、その時点での前記車両速度１５１を前記目標速度１６０として出力する。
【００３９】
一方、前記残走行時分１５０の方が定速開始判定テーブルにおける現在の位置と速度に対応する残走行時分の値よりも小さい場合は、力行を続ける必要があるため前記目標速度１６０に値を設定しない。
【００４０】
なお、前記目標速度１６０の算出方法は、前記定速開始判定テーブルを用いた方法に限らないことは言うまでもなく、定時性と省エネ性が考慮された目標速度の算出方法であればよい。
【００４１】
前記惰行支援部１１１は、列車が惰行運転に移行するべき位置を算出して、前記惰行位置１６１として出力する。前記惰行位置１６１の算出方法の一例として、駅間の位置と速度ごとに残走行時分が定義されている、惰行開始判定テーブルを使用する方法がある。
【００４２】
惰行開始判定テーブルには、駅間のある位置からある速度で惰行を開始したとき、次駅に到着するのにかかる時間として残走行時分が定義されており、速度が速い、または次駅に近いとき次駅に到着するまでにかかる時間が短くなるので、残走行時分が短くなる。
【００４３】
当該テーブルに格納されている残走行時分と前記残走行時分１５０を比較することで、現在の位置と速度から惰行運転をした方がよいか、あるいは現在の運転操作を継続したほうがよいかが判定できる仕組みである。
【００４４】
当該テーブルに格納されている残走行時分は、定時性を守りつつ、より省エネになるような値が、予めシミュレーションベースで決められている（もちろん、実際に列車を走行させて実測により値を定めても良い）。
【００４５】
前記残走行時分１５０の方が前記惰行開始判定テーブルにおける現在の位置と速度に対応する残走行時分の値よりも小さい間は、その時点で惰行開始すると定時性が確保できない（＝遅着する）ため、前記惰行位置１６１に値を設定しない。
【００４６】
一方、前記残走行時分１５０が前記惰行開始判定テーブルにおける現在の位置と速度に対応する残走行時分の値の近辺（例えば±５秒以内）となった時点で、その時点での前記在線位置情報１５２を前記惰行位置１６１として出力する。
【００４７】
なお、前記惰行位置１６１の算出方法は、前記惰行開始判定テーブルを用いた方法に限らないことは言うまでもなく、定時性と省エネ性が考慮された惰行位置の算出方法であればよい。
【００４８】
前記在線位置認識精度検出部１１２が出力する前記在線位置精度１６２とは、列車の真の位置と前記在線位置情報１５２との整合性に関する検出結果である。以下に示すように様々な検出方法があり、複数の検出方法を組み合わせることで、より正確に前記在線位置精度１６２が検出できる。
【００４９】
前記在線位置精度１６２の検出方法の一例として、前記在線位置情報１５２の連続性に基づく方法がある。通常、前記在線位置情報１５２は時間とともに連続的に変化する。しかしながら、車輪の空転現象が発生すると、車輪の回転数が急増するために、当該回転数の積分で算出される走行距離が急変、すなわち短時間の内に走行距離が大幅に変化する。
【００５０】
例を図３に示す。図３では、時間Ｔ０に位置Ｌ０に存在し、時間Ｔ１まで加速して位置Ｌ１に到達した列車が、空転によりわずかな時間ΔＴ後に、Ｌ１’まで移動したかのように見える。このようなケースでは、Ｔ１＋ΔＴ以降の前記在線位置精度１６２は悪化、という判定をする。判定方法の例として、（Ｌ１’−Ｌ１）÷ΔＴが列車の最高速度を超えているか否かで判定する方法や、走行距離の変化から求められる加速度が対象列車の駆動力により発生しうる最大の加速度を超えているか否かで判定する方法が挙げられる。
【００５１】
前記在線位置精度１６２の検出方法の他の例として、走行中の速度軌跡を想定される速度軌跡と比較し、その差分に基づく方法がある。これは、前記在線位置精度１６２が悪化した場合には、路線条件に起因する走行抵抗が想定と異なるため、同じ運転操作中であっても速度の軌跡が想定と異なる、という考え方に基づく。
【００５２】
当該方法の一例として、惰行中の速度軌跡に関し、前記想定走行パターン１５４に含まれる予め想定される速度軌跡と、前記車両速度１５１の蓄積で得られた速度軌跡を比較する方法が挙げられる。
【００５３】
概念図を図４に示す。ここで、列車が惰行中であるか否かは前記制駆動力情報１５３から判断する。前記想定走行パターン１５４から、位置ｘ＝Ｌ２から惰行した場合の速度軌跡を抽出したものが、図４の破線（Ｖｐｌａｎ（ｘ））である。一方、前記車両速度１５１の蓄積で得られた速度軌跡が図４の一点破線（Ｖｒｅａｌ（ｘ））である。
【００５４】
各位置ｘにおける速度偏差を「ΔＶ（ｘ）＝Ｖｒｅａｌ（ｘ）−Ｖｐｌａｎ（ｘ）」と定義し、ΔＶ（ｘ）の絶対値が所定の閾値（例えば５ｋｍ／ｈ）を超えているような場合に、前記在線位置精度１６２は悪化、という判定をする。図４ではＶｐｌａｎ（ｘ）が惰行しながら速度回復しているのに対し、Ｖｒｅａｌ（ｘ）は惰行で速度回復できていない。
【００５５】
ここで惰行中を例として挙げたのは、力行中や制動中に存在するような、架線電圧変動による加減速度への外乱影響が無く、速度軌跡の比較がし易いためである。ただし、力行中や制動中の速度軌跡比較も可能であり、当該方法の適用は惰行時に限定されない。
【００５６】
前記在線位置精度１６２の検出方法の他の例として、複数の位置検知手段による検知結果の照合結果に基づく方法がある。列車の自列車位置検知は、速度発電機による車輪回転数積分による方法以外にも、ミリ波レーダによる速度検知結果をベースとする方法や、センサを用いた外界の特徴点認識による方法、あるいはＧＰＳを用いる方法など、複数の方法を併用することが可能である。
【００５７】
前記在線位置情報１５２に含まれる、これら複数の位置検知手段による検知結果を比較して、位置の偏差が大きい場合には、少なくともいずれかの在線位置精度が悪化していると考えることができるため、前記在線位置精度１６２が悪化した状態と言える。
【００５８】
図５に示す例では、時間Ｔ２において、２種類の位置検知手段による在線位置検出結果の偏差が閾値（たとえば、駅から現在位置までの走行距離の５％）を超えており、この時点で、前記在線位置精度１６２は悪化、という判定をする。
【００５９】
前記在線位置精度１６２の検出方法の他の例として、空転／滑走の発生履歴に基づく方法がある。空転や滑走が発生すると、速度発電機の車輪回転数情報の積分に基づく位置検知精度は悪化するため、前記空転／滑走検知結果１５５の積算回数に応じて、前記在線位置精度１６２の良し悪しを判定する方法が考えられる。図６に示す例では、時間Ｔ３において４回目の空転／滑走が発生し、かつこのケースでは判定基準が４回以上となっているため、この時点で前記在線位置精度１６２は悪化、という判定をする。また、当該方法においては、空転／滑走の継続時間の積分結果を判定値とするバリエーションも可能である。
【００６０】
以上が、前記在線位置認識精度検出部１１２における前記在線位置精度１６２の検出方法の例であるが、前記在線位置精度１６２の検出方法はこれらに限らないことは言うまでもない。なお、前記在線位置情報１５２は次駅到着時などにトランスポンダ等によって補正されるため、補正されたタイミングにおいて、前記在線位置精度１６２は良好側にリセットされる。
【００６１】
前記支援情報決定部１１３における前記運転支援情報１７０の算出方法を、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００６２】
ステップ２０１では、前記惰行位置１６１に値が設定されたか否かを判定する。前記惰行位置１６１に値が設定されている場合はステップ２０２へ、設定されていない場合はステップ２０４へ遷移する。
【００６３】
ステップ２０２では、前記在線位置精度１６２を確認し、在線位置精度が良好な場合はステップ２０３へ、在線位置精度が悪化している場合は本フローを抜ける。
【００６４】
ステップ２０３では、前記惰行位置１６１を前記運転支援情報１７０として設定し、前記制駆動指令演算部１１４に送出する。
【００６５】
ステップ２０４では、前記目標速度１６０に値が設定されたか否かを判定する。前記目標速度１６０に値が設定されている場合はステップ２０５へ、設定されていない場合は、本処理フローを抜ける。
【００６６】
ステップ２０５では、前記目標速度１６１を前記運転支援情報１７０として設定し、前記制駆動指令演算部１１４に送出する。
【００６７】
本フローチャートによれば、一旦、在線位置精度が悪化して惰行位置の支援を中断した場合でも、再度、在線位置精度が良好な状態に戻った後は、本来の惰行位置の支援を再開することが可能であり、省エネ性の向上に寄与する。
【００６８】
以上が、前記支援情報決定部１１３における前記運転支援情報１７０の算出方法の説明である。
【００６９】
前記制駆動指令演算部１１４における前記制駆動指令１８０の算出方法を説明する。
【００７０】
まず基本的に、前記制駆動指令演算部１１４は、前記車両速度１５１が、前記保安装置１０２から取得する前記制限速度１７１を超過しないように前記制駆動指令１８０を演算・出力する。また、図１には図示しないが、次駅の目標停止位置に向けて予め用意されているブレーキパターン（位置と速度で定義される）に沿って停止するように、前記制駆動指令１８０を演算・出力する。上記の前記制限速度１７１と前記ブレーキパターンを前記車両速度１５１が超過しない範囲において、前記制駆動指令演算部１１４は、前記運転支援情報１７０に基づいた前記制駆動指令１８０の算出を行う。
【００７１】
列車が駅を発車した後、前記制駆動指令演算部１１４は、前記運転支援情報１７０の内容を周期的に確認しながら力行し、列車を加速する。前記運転支援情報１７０に前記目標速度１６０が設定された場合には当該速度に前記車両速度１５１が追従するように前記制駆動指令１８０を演算する。その後、前記運転支援情報１７０に前記惰行位置１６１が設定された場合には、その時点から惰行を始める。場合によっては、力行・加速中に前記目標速度１６０の設定がないまま、前記運転支援情報１７０に前記惰行位置１６１が設定されることもあり、その場合は当該地点から惰行を開始する。
【００７２】
前記制限速度１７１によって、駅間に低い速度制限が存在する場合には、前記制駆動指令演算部１１４は、前記車両速度１５１が当該速度制限を超過しないように、前記制駆動指令１８０を算出する。速度制限が無くなったあとは、駅発車後と同様の流れである。
【００７３】
停止駅に近づいた際には、列車が定速走行中か惰行中かに関わらず、前記制駆動指令演算部１１４は、前記車両速度１５１が前記ブレーキパターンの速度を超過しないよう、前記制駆動指令１８０を算出する。
【００７４】
前記制駆動指令演算部１１４において、目標とする速度（前記目標速度１６０や前記制限速度１７１）に前記車両速度１５１を追従させるための制御は、比例制御やファジー制御などの例が挙げられるが、本実施例においてその制御方式は問わない。
【００７５】
以上が、前記制駆動指令演算部１１４における前記制駆動指令１８０の算出方法の説明である。
【００７６】
本実施例に記載の前記運転支援システム１００によれば、列車の在線位置検知精度が悪化した場合であっても、定時性の悪化を抑制することができる。例を図１０に示す。この例では、駅発車後の定速走行中に空転が発生し、在線位置の検知精度が悪化している。具体的には在線位置を進行方向前方に間違えて認識している状態である。この状態で駅中間での惰行を開始したため駅間後半の巡航速度が低下してしまっている。ここで、図４に示した、速度軌跡のずれに基づく方法で在線位置検知精度の悪化を検知している。その結果、以降の惰行支援が中止されて停止ブレーキ前の惰行は挿入されず、次駅への遅着の影響を抑制できている。
【００７７】
以上が実施例１の説明である。
【実施例２】
【００７８】
本実施例では、本発明の運転支援システムによって手動での列車運転を支援する例を示す。本実施例に示す運転支援の方法によれば、列車の在線位置検知精度が悪化した場合にも、省エネ性と定時性の悪化を抑制した列車運行が可能となる。
【００７９】
はじめに、本実施例の運転支援システムのシステム構成を説明する。図１１は、本実施例の運転支援システムのシステム構成を示す図である。
【００８０】
運転支援システム１１００は、車両情報制御装置１０１から取得する情報に基づいて、運転支援を行う。前記運転支援システム１１００が前記車両情報制御装置１０１から取得する情報は、残走行時分１５０と車両速度１５１と在線位置情報１５２と制駆動力情報１５３と想定走行パターン１５４と空転／滑走検知結果１５５である。
【００８１】
前記残走行時分１５０、前記車両速度１５１、前記在線位置情報１５２、前記制駆動力情報１５３、前記想定走行パターン１５４、前記空転／滑走検知結果１５５は実施例１に記載の通りである。
【００８２】
前記運転支援システム１１００は、位置・速度予測部１１１５と、定速支援部１１０と、惰行支援部１１１と在線位置認識精度検出部１１２と、支援情報決定部１１３と表示器１１１４とから構成される。
【００８３】
前記位置・速度予測部１１１５は、前記車両速度１５１と前記在線位置情報１５２と前記制駆動力情報１５３とを入力として、予測速度１１６３と予測位置１１６４を算出し、前記定速支援部１１０と前記惰行支援部１１１へ出力する。前記予測速度１１６３と前記予測位置１１６４の算出方法については後述する。
【００８４】
前記定速支援部１１０は、前記残走行時分１５０と前記予測速度１１６３と前記予測位置１１６４とを入力として目標速度１６０を算出し、前記支援情報決定部１１３へ出力する。前記目標速度１６０の算出方法については後述する。
【００８５】
前記惰行支援部１１１は、前記残走行時分１５０と前記予測速度１１６３と前記予測位置１１６４とを入力として惰行位置１６１を算出し、前記支援情報決定部１１３へ出力する。前記惰行位置１６１の算出方法については後述する。
【００８６】
前記在線位置認識精度検出部１１２は、前記車両速度１５１と前記在線位置情報１５２と前記制駆動力情報１５３と前記想定走行パターン１５４と前記空転／滑走検知結果１５５と乗務員入力結果１１７１を入力として在線位置精度１６２を算出し、前記支援情報決定部１１３へ出力する。前記在線位置精度１６２の算出方法については後述する。
【００８７】
前記支援情報決定部１１３は、前記目標速度１６０と前記惰行位置１６１と前記在線位置精度１６２とを入力として、運転支援情報１７０を算出し、前記表示器１１１４へ出力する。前記運転支援情報１７０の算出方法については後述する。
【００８８】
前記表示器１１１４は、前記運転支援情報１７０を入力として、運転士に対する運転支援内容を画面表示あるいは音声鳴動、もしくはその両方で教示する。運転支援内容教示の具体例は後述する。
【００８９】
以上が、本実施例の運転支援システム１１００のシステム構成の説明である。
【００９０】
次に、本実施例の運転支援システム１１００に含まれる、前記位置・速度予測部１１１５と前記定速支援部１１０と前記惰行支援部１１１と前記在線位置認識精度検出部１１２と前記支援情報決定部１１３と前記表示器１１１４における各出力データの算出方法を説明する。
【００９１】
前記位置・速度予測部１１１５は、当該列車の所定時間後の速度と位置を予測する。これは、手動運転における運転支援という機能の特性上、乗務員に対して実際に必要となる運転操作タイミングよりも早いタイミングで運転操作内容を教示する必要があるからである。
【００９２】
速度と位置の予測方法の一例として、前記位置・速度予測部１１１５は、前記車両速度１５１と前記在線位置情報１５２を基準に、それから先の所定時間後まで前記制駆動力情報１５３が続いたと仮定して、前記予測速度１１６３と前記予測位置１１６４を計算する。
【００９３】
予測の計算過程では、車両の制駆動特性や路線条件、あるいは制限速度情報を加味することで、より精度の良い予測が可能となる（これらの付加情報は図示しない）。また、予測用の前記所定時間は乗務員が支援内容を知覚してから余裕を持って操作に移ることができるように決められるものである。
【００９４】
前記定速支援部１１０における前記目標速度１６０の算出過程は、実施例１における前記車両速度１５１と前記在線位置情報１５２の代わりに、本実施例の前記予測速度１１６３と前記予測位置１１６４を用いることで算出される。具体的な算出方法については実施例１に記載の通りである。
【００９５】
前記惰行支援部１１１における前記惰行位置１６１の算出過程は、実施例１における前記車両速度１５１と前記在線位置情報１５２の代わりに、本実施例の前記予測速度１１６３と前記予測位置１１６４を用いることで算出される。具体的な算出方法については実施例１に記載の通りである。
【００９６】
前記在線位置認識精度検出部１１２が出力する前記在線位置精度１６２とは、列車の真の位置と前記在線位置情報１５２との整合性に関する検出結果である。様々な検出方法があり、複数の検出方法を組み合わせることで、より正確に前記在線位置精度１６２が検出できる。
【００９７】
実施例１の図３、図４、図５、図６で説明した検出方法は本実施例でも適用可能である。
【００９８】
前記在線位置精度１６２の検出方法の他の例として、前記乗務員入力結果１１７１に基づく方法を説明する。この方法では、乗務員が自列車の在線位置検出結果に疑問を持った際に、ユーザインタフェースを通して、その旨をシステム側に通知する。具体的には図７に示すように運転支援用画面に専用のボタンを設けて通知を可能にすることが考えられる。
【００９９】
乗務員からの通知の方法はこれに限らない。これらの通知が有った場合に、前記在線位置精度１６２が悪化したという判定がなされる。なお、同様のユーザインタフェースを用いて、在線位置認識の精度が回復したことを乗務員から入力可能としてもよい。
【０１００】
以上が、前記在線位置認識精度検出部１１２における前記在線位置精度１６２の検出方法の例であるが、前記在線位置精度１６２の検出方法はこれらに限らないことは言うまでもない。
【０１０１】
前記支援情報決定部１１３における前記運転支援情報１７０の算出方法は実施例１に記載の通りである。
【０１０２】
前記表示器１１１４では、前記運転支援情報１７０に従って、乗務員に対する支援内容を教示する。具体例として、運転操作内容を教示する方法が挙げられる。
【０１０３】
図１２は、運転台に設置された前記表示器１１１４に、運転操作内容が表示されている例を示す。前記運転支援情報１７０に前記目標速度１６０が設定されている場合に「８７ｋｍ／ｈ定速」、前記惰行位置１６１が設定されている場合に「あと●ｍでノッチオフ」といった運転操作内容が表示される。画面表示以外に音声鳴動での教示も可能であり、両者を併用することも考えられる。
【０１０４】
また、図１２の前記表示器１１１４には、惰行支援中止を指示するボタンが用意されており、これを扱った結果が前記乗務員入力結果１１７１に反映される。当該ボタンが扱われた例を図１３に示す。図１３では前記乗務員入力結果１１７１の入力に基づいて、惰行支援がなされない状態へと遷移している。
【０１０５】
なお、次駅到着時には、トランスポンダ等によって前記在線位置情報１５２は補正されることが一般的であり、そのタイミングで惰行支援中止モードからは抜けることが望ましい。
【０１０６】
本実施例に記載の前記運転支援システム１１００によれば、列車の在線位置検知精度が悪化した場合であっても、定時性および省エネ性の悪化を抑制することができる。定時性の悪化抑制については実施例１で記載したとおりであるが、本実施例に記載した手動運転の支援に関しては、定時性の悪化抑制がシステム側で担保されることにより、乗務員による遅れ回復を目的とした過剰な力行操作を抑制することができ、省エネ性の悪化を抑制することができる。
【０１０７】
以上が実施例２の説明である。
【符号の説明】
【０１０８】
１００・・・運転支援システム
１０１・・・車両情報制御装置
１０２・・・保安装置
１０３・・・制駆動装置
１１０・・・定速支援部
１１１・・・惰行支援部
１１２・・・在線位置認識精度検出部
１１３・・・支援情報決定部
１１４・・・制駆動指令演算部
１５０・・・残走行時分
１５１・・・車両速度
１５２・・・在線位置情報
１５３・・・制駆動力情報
１５４・・・想定走行パターン
１５５・・・空転／滑走検知結果
１６０・・・目標速度
１６１・・・惰行位置
１６２・・・在線位置精度
１７０・・・運転支援情報
１７１・・・制限速度
１８０・・・制駆動指令
１１００・・・運転支援システム
１１１４・・・表示器
１１１５・・・位置・速度予測部
１１６３・・・予測速度
１１６４・・・予測位置
１１７１・・・乗務員入力結果
【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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