(57)【要約】【課題】再作成するランカーブに対して列車の位置、速度の乖離を回避可能な列車運行制御システム、車上装置および列車運行制御方法を得ること。【解決手段】列車に搭載された車上装置１０が、現在から設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する列車走行予測部１１と、与えられたランカーブに基づいて自列車の自動運転を行う列車自動運転部１３と、を備え、地上装置２０が、予測された設定時間経過後の列車の位置・速度の情報を用いて、設定時間経過後の時刻からのランカーブを生成するランカーブ生成部２２、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車に搭載された車上装置が、
現在から設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する列車走行予測部と、
与えられたランカーブに基づいて自列車の自動運転を行う自動運転部と、
を備え、
地上装置が、
予測された前記設定時間経過後の列車の位置・速度の情報を用いて、前記設定時間経過後の時刻からのランカーブを生成するランカーブ生成部、
を備えることを特徴とする列車運行制御システム。
【請求項２】
前記自動運転部は、前記設定時間経過後の自列車の予測位置・速度に到達するように列車を自動的に運転する、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車運行制御システム。
【請求項３】
列車に搭載された車上装置が、
請求項１に示すランカーブの情報を用いて自列車の走行を支援する情報を指示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車運行制御システム。
【請求項４】
前記列車走行予測部は、現在の自列車の位置・速度と、現在設定されている既存ランカーブにおける位置・速度とのずれが、規定されたずれ量を超えた場合に、前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の列車運行制御システム。
【請求項５】
前記列車走行予測部は、周期的に前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の列車運行制御システム。
【請求項６】
前記列車走行予測部は、現在の自列車の走行状態を継続することで前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の列車運行制御システム。
【請求項７】
前記列車走行予測部は、現在自列車に設定されている既存ランカーブに復帰する走行を行うことで前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の列車運行制御システム。
【請求項８】
前記列車走行予測部は、設定された固定モードで走行を行うことで前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の列車運行制御システム。
【請求項９】
前記列車走行予測部は、現在の自列車の位置・速度、制限速度情報、勾配情報、着駅までの距離に応じて、走行方式を決定して走行を行うことで前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の列車運行制御システム。
【請求項１０】
現在から設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する列車走行予測部と、
与えられたランカーブに基づいて自列車の自動運転を行う自動運転部と、
予測された前記設定時間経過後の列車の位置・速度の情報を用いて、前記設定時間後の時刻からのランカーブを生成するランカーブ生成部と、
を備えることを特徴とする車上装置。
【請求項１１】
前記自動運転部は、前記設定時間経過後の自列車の予測位置・速度に到達するように列車を自動的に運転する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の車上装置。
【請求項１２】
現在から設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する列車走行予測部と、
予測された前記設定時間経過後の自列車の位置・速度の情報を用いて、前記設定時間経過後の時刻からのランカーブを生成するランカーブ生成部と、
予測された前記設定時間経過後の自列車の位置・速度の情報を用いて自列車の走行を支援する情報を指示し、また、前記ランカーブの情報を用いて自列車の走行を支援する情報を指示する運転支援情報指示部と、
を備えることを特徴とする車上装置。
【請求項１３】
前記列車走行予測部は、現在の自列車の位置・速度と、現在設定されている既存ランカーブにおける位置・速度とのずれが、規定されたずれ量を超えた場合に、前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１つに記載の車上装置。
【請求項１４】
前記列車走行予測部は、周期的に前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１つに記載の車上装置。
【請求項１５】
前記列車走行予測部は、現在の自列車の走行状態を継続することで前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１つに記載の車上装置。
【請求項１６】
前記列車走行予測部は、現在自列車に設定されている既存ランカーブに復帰する走行を行うことで前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１つに記載の車上装置。
【請求項１７】
前記列車走行予測部は、設定された固定モードで走行を行うことで前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１つに記載の車上装置。
【請求項１８】
前記列車走行予測部は、現在の自列車の位置・速度、制限速度情報、勾配情報、着駅までの距離に応じて、走行方式を決定して走行を行うことで前記設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１つに記載の車上装置。
【請求項１９】
列車走行予測部が、現在から設定時間経過後の列車の位置・速度を予測する予測ステップと、
列車自動運転部が、予測された前記設定時間経過後の列車の位置・速度の情報を用いて列車の自動運転を行う第１の自動運転ステップと、
ランカーブ生成部が、予測された前記設定時間経過後の列車の位置・速度の情報を用いて、前記設定時間経過後の時刻からのランカーブを生成するランカーブ生成ステップと、
列車自動運転部が、前記ランカーブの情報を用いて列車の自動運転を行う第２の自動運転ステップと、
を含むことを特徴とする列車運行制御方法。
【請求項２０】
列車走行予測部が、現在から設定時間経過後の列車の位置・速度を予測する予測ステップと、
運転支援情報指示部が、予測された前記設定時間経過後の列車の位置・速度の情報を用いて列車の走行を支援する情報を指示する第１の運転支援情報指示ステップと、
ランカーブ生成部が、予測された前記設定時間経過後の列車の位置・速度の情報を用いて、前記設定時間経過後の時刻からのランカーブを生成するランカーブ生成ステップと、
運転支援情報指示部が、前記ランカーブの情報を用いて列車の走行を支援する情報を指示する第２の運転支援情報指示ステップと、
を含むことを特徴とする列車運行制御方法。
【請求項２１】
前記予測ステップでは、現在の列車の位置・速度と、現在設定されている既存ランカーブにおける位置・速度とのずれが、規定されたずれ量を超えた場合に、前記設定時間経過後の列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１９または２０に記載の列車運行制御方法。
【請求項２２】
前記予測ステップでは、周期的に前記設定時間経過後の列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１９または２０に記載の列車運行制御方法。
【請求項２３】
前記予測ステップでは、現在の列車の走行状態を継続することで前記設定時間経過後の列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１９から２２のいずれか１つに記載の列車運行制御方法。
【請求項２４】
前記予測ステップでは、現在列車に設定されている既存ランカーブに復帰する走行を行うことで前記設定時間経過後の列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１９から２２のいずれか１つに記載の列車運行制御方法。
【請求項２５】
前記予測ステップでは、設定された固定モードで走行を行うことで前記設定時間経過後の列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１９から２２のいずれか１つに記載の列車運行制御方法。
【請求項２６】
前記予測ステップでは、現在の列車の位置・速度、制限速度情報、勾配情報、着駅までの距離に応じて、走行方式を決定して走行を行うことで前記設定時間経過後の列車の位置・速度を予測する、
ことを特徴とする請求項１９から２２のいずれか１つに記載の列車運行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車運行制御システム、車上装置および列車運行制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、列車の走行中において、列車速度が目標ランカーブからずれた場合、また、列車ダイヤが変更（計画次駅到着時刻が変更）になった場合、走行中の列車に対して、現在の列車位置・速度を基点として、省エネな目標ランカーブを作り直して最適化する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９１９５５３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、上記従来の技術によれば、目標ランカーブ最適化処理は時間がかかり、また、最適化を実行する場所が地上の場合には地車間の通信遅れが発生する。そのため、これらの遅れ時間の間に列車が進むと、目標ランカーブ再生成完了時点で、既に目標ランカーブとその時点の列車の位置・速度が乖離してしまう、という問題があった。乖離した場合、再度目標ランカーブを作り直す必要が発生する、また、ずれている目標ランカーブに追随させるために不必要な加減速が生じると乗り心地、消費電力量の悪化を招く、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、再作成するランカーブに対して列車の位置、速度の乖離を回避可能な列車運行制御システム、車上装置および列車運行制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、列車に搭載された車上装置が、現在から設定時間経過後の自列車の位置・速度を予測する列車走行予測部と、与えられたランカーブに基づいて自列車の自動運転を行う自動運転部と、を備え、地上装置が、予測された前記設定時間経過後の列車の位置・速度の情報を用いて、前記設定時間経過後の時刻からのランカーブを生成するランカーブ生成部、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、再作成するランカーブに対して列車の位置、速度の乖離を回避できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１の列車運行制御システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、従来の方法で省エネランカーブを再生成した状態を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１による方法で省エネランカーブを再生成した状態を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の列車運行制御方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施の形態２のｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態３のｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態４のｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態５のｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態６の列車運行制御システムの構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態７の車上装置の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態８の車上装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる列車運行制御システム、車上装置および列車運行制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態の列車運行制御システム１の構成例を示す図である。列車運行制御システム１は、列車に搭載された車上装置１０と、地上に設置された地上装置２０と、を備える。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。
【００１１】
車上装置１０は、列車走行予測部１１と、車上通信処理部１２と、列車自動運転部１３と、車両路線情報記憶部１４と、を備える。
【００１２】
列車走行予測部１１は、自列車の位置・速度・時刻等の情報、および車両路線情報記憶部１４から取得した車両性能および路線データの情報に基づいて、ｎ秒後の自列車の位置・速度を予測し、予測したｎ秒後の自列車の位置・速度、ｎ秒後の時刻の情報を、車上通信処理部１２および列車自動運転部１３へ出力する。
【００１３】
車上通信処理部１２は、列車走行予測部１１で予測されたｎ秒後の自列車の位置・速度、ｎ秒後の時刻の情報を地上装置２０へ出力する。また、車上通信処理部１２は、地上装置２０から取得した省エネランカーブの情報を列車自動運転部１３へ出力する。
【００１４】
列車自動運転部１３は、自列車の位置・速度・時刻等の情報、車両路線情報記憶部１４から取得した車両性能および路線データの情報、および車上通信処理部１２から取得した、地上装置２０で再生成された省エネランカーブの情報に基づいて、列車の自動運転を行う。また、列車自動運転部１３では、自列車の位置・速度・時刻等の情報、車両路線情報記憶部１４から取得した車両性能および路線データの情報、および列車走行予測部１１で予測されたｎ秒後の自列車の位置・速度に基づいて、予測されたｎ秒後の自列車の位置・速度に自列車が到達するための列車の自動運転を行う。
【００１５】
車両路線情報記憶部１４は、自列車の加減速性能、走行抵抗、車重等の車両性能と、路線中の駅位置、制限速度、勾配等の路線データと、を記憶する記憶部である。なお、車両性能と路線データを１つの記憶部に記憶しているが、一例であり、それぞれを異なる記憶部に記憶させてもよい。
【００１６】
地上装置２０は、地上通信処理部２１と、ランカーブ生成部２２と、車両路線情報記憶部２３と、計画ダイヤ記憶部２４と、を備える。
【００１７】
地上通信処理部２１は、車上装置１０から、予測されたｎ秒後の列車の位置・速度、ｎ秒後の時刻の情報を取得し、ランカーブ生成部２２へ出力する。また、地上通信処理部２１は、ランカーブ生成部２２で再生成された省エネランカーブの情報を車上装置１０へ出力する。
【００１８】
ランカーブ生成部２２は、地上通信処理部２１から取得した予測されたｎ秒後の列車の位置・速度、ｎ秒後の時刻の情報、車両路線情報記憶部２３から取得した車両性能および路線データの情報、および計画ダイヤ記憶部２４から取得した次駅計画到着時刻の情報に基づいて、ｎ秒後の時刻からの省エネランカーブを再生成する。なお、省エネランカーブの再生成方法については、特に限定するものではなく、従来同様の方法でよい（例えば、国際公開第２０１３／０５７９６９号に記載の方法による）。
【００１９】
車両路線情報記憶部２３は、各列車の加減速性能、走行抵抗、車重等の車両性能と、路線中の駅位置、制限速度、勾配等の路線データと、を記憶する記憶部である。なお、車両性能と路線データを１つの記憶部に記憶しているが、一例であり、それぞれを異なる記憶部に記憶させてもよい。
【００２０】
計画ダイヤ記憶部２４は、省エネランカーブの対象路線の計画ダイヤを記憶し、次駅計画到着時刻を記憶する記憶部である。
【００２１】
ここで、従来の問題点と、本実施の形態で得られる効果について、図面を用いて簡単に説明する。
【００２２】
図２は、従来の方法で省エネランカーブを再生成した状態を示す図である。従来では、現在時刻（最適化開始時点）における列車の位置・速度に基づいて省エネランカーブを再生成するため、再生成される省エネランカーブと走行実績（既存ランカーブ）との接点は現在時刻となる。この場合、最適化処理として省エネランカーブの再生成処理にｎ秒の時間がかかるとすると、列車はｎ秒間走行してしまうため、ｎ秒後の列車の位置・速度と再生成された省エネランカーブとの間でずれが生じることがある（図中ａ）。
【００２３】
図３は、本実施の形態による方法で省エネランカーブを再生成した状態を示す図である。本実施の形態では、車上装置１０が、現在時刻（最適化開始時点）から、最適化処理として省エネランカーブの再生成処理に必要なｎ秒の時間経過後の列車の位置・速度を予測し（図中ａ）、ｎ秒後に予測した位置・速度に到達する走行を行う（図中ｂ）。地上装置２０では、予測されたｎ秒後の列車の位置・速度を基点に省エネランカーブを再生成する（図中ｃ）。これにより、ｎ秒後の列車の位置・速度と再生成された省エネランカーブとの間のずれを回避することができる。
【００２４】
つづいて、列車運行制御システム１において、ｎ秒後の自列車の位置・速度を予測し、ｎ秒後の時刻からの省エネランカーブを再生成する列車運行制御方法について説明する。図４は、本実施の形態の列車運行制御方法を示すフローチャートである。
【００２５】
まず、車上装置１０では、列車走行予測部１１が、自列車の位置・速度を予測するために必要な情報として、列車情報（自列車の位置・速度、現在時刻）、車両性能、路線データの情報を取得する。つぎに、列車走行予測部１１は、省エネランカーブの再生成に必要な時間としてｎ秒を設定し、ｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する（ステップＳ１）。列車走行予測部１１は、予測したｎ秒後の自列車の位置・速度の情報を、車上通信処理部１２経由で地上装置２０へ出力する。
【００２６】
ｎ秒の設定方法としては、ランカーブ生成部２２での省エネランカーブの再生成時間、および車上装置１０と地上装置２０間での通信遅延時間を考慮して行う。例えば、ｎ＝５（５秒）と設定できるが、これに限定するものではない。
【００２７】
また、車上装置１０では、列車自動運転部１３が、列車走行予測部１１で予測されたｎ秒後の自列車の位置・速度に対して、ｎ秒後に自列車が到達するための列車の自動運転を行う（ステップＳ２）。
【００２８】
車上装置１０における上記ステップＳ２の処理と並行して、地上装置２０では、ランカーブ生成部２２が、省エネランカーブの再生成に必要な情報として、地上通信処理部２１経由で、車上装置１０で予測されたｎ秒後の列車の位置・速度の情報を取得し、あわせて、車両路線情報記憶部２３から車両性能と路線データ、計画ダイヤ記憶部２４から次駅計画到着時刻の情報を取得する。つぎに、ランカーブ生成部２２は、予測されたｎ秒後の列車の位置と速度から次駅までの省エネランカーブを再生成する（ステップＳ３）。ランカーブ生成部２２は、再生成した省エネランカーブの情報を、地上通信処理部２１経由で車上装置１０へ出力する。
【００２９】
車上装置１０では、列車自動運転部１３が、車上通信処理部１２経由で、地上装置２０で再生成された省エネランカーブの情報を取得し、取得した省エネランカーブに従って列車自動運転の制御を行う（ステップＳ４）。具体的に、列車自動運転部１３は、省エネランカーブの情報に基づいて、ノッチ情報を出力する。
【００３０】
なお、列車自動運転部１３では、列車自動運転の制御ができればよいので、省エネランカーブの情報とは、図３に示すグラフのカーブ形状そのものの情報ではなく、そのカーブ形状を再現可能なパラメータの情報であってもよい。この場合、ランカーブ生成部２２は、パラメータの情報を再生成して出力する。
【００３１】
また、列車走行予測部１１において、ｎ秒後の自列車の位置・速度を予測するタイミング、すなわち、省エネランカーブの再生成を必要とするタイミングは、現在自列車に設定されている既存の省エネランカーブと現在時刻の位置・速度との間で予め規定されたずれ（乖離）が発生した場合とする方法があるが、一例であり、これに限定するものではない。例えば、列車走行予測部１１では、周期的にｎ秒後の自列車の位置・速度の予測を行い、省エネランカーブの再生成処理を開始してもよい。
【００３２】
また、列車走行予測部１１では、さらに、自列車の乗車率の情報を取得してｎ秒後の自列車の位置・速度を予測することも可能である。列車の総重量によって加速・減速・惰行の列車走行特性が異なることから、乗客を含む現在の列車の重量をランカーブ生成部２２に送信することで、より正確なランカーブを生成可能である。
【００３３】
また、ランカーブ生成部２２では、ダイヤ乱れ等でダイヤが変更された場合には、図示しない運行管理システムから、変更後のダイヤ情報を取得する。これにより、ランカーブ生成部２２は、次駅到着時刻が変更される場合においても、実際の運行状態に適した省エネランカーブを再生成することができる。
【００３４】
また、図２，３等の省エネランカーブの図に示す一般的な制限速度に対して、列車は、制限速度の始端までに減速を完了する必要がある。ただし、信号システムとして多段式ＡＴＣ（Automatic  Train  Control）を用いる路線では、列車が現在在線している区間の制限速度をレール経由で現示速度として与えられ、現示速度情報を取得してから減速開始してもよい。このため、一時的に現示速度を超過する場合も許容される。
【００３５】
また、図２，３等の省エネランカーブの図では、駅間の走行を示しているが、目標停止位置は着駅での停止位置の他、信号システムから与えられる保安上の停止位置も含むものとする。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、列車運行制御システム１では、車上装置１０において、列車走行予測部１１が、ｎ秒後の自列車の位置・速度を予測し、列車自動運転部１３が、予測された位置・速度に対してｎ秒後に自列車が到達するための列車の自動運転を行う。地上装置２０において、ランカーブ生成部２２が、予測されたｎ秒後の列車の位置から次駅までの省エネランカーブを再生成する。車上装置１０では、列車自動運転部１３が、再生成された省エネランカーブに従って列車自動運転の制御を行う。これにより、省エネランカーブの再生成と車上装置１０と地上装置２０間の通信遅延時間にかかる時間（ｎ秒）を予め想定して、現在の位置・速度からｎ秒後の位置・速度を基点としてランカーブを作成でき、また、ｎ秒後の位置・速度に到達するための列車の自動運転を行うため、再作成する省エネランカーブに対して、列車の位置、速度の乖離を回避することができる。
【００３７】
実施の形態２．
本実施の形態では、列車走行予測部１１がｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法として、現在入力しているノッチ、走行モード（惰行、等速）を、制限速度（またはＡＴＣ現示速度）、目標停止位置が守れる範囲内で、ｎ秒間継続するものと仮定して予測する方法について説明する。
【００３８】
図５は、本実施の形態の列車走行予測部１１におけるｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法を示す図である。例えば、図５（ａ）は、列車が現在時刻の速度をｎ秒間継続する状態を示す。現在時刻と等速のため、等速キープとなる。図５（ｂ）は、列車が現在時刻の加速度をｎ秒間継続する状態を示す。現在加速走行のため、加速キープとなる。図５（ｃ）は、列車が現在時刻の加速度を継続するが制限速度の手前で等速に速度変更する状態を示す。現在加速走行のため加速キープとなるが、制限速度を超えそうな場合には、以降は等速とする。図５（ｄ）は、列車が現在時刻の速度を継続するが、制限速度の手前で減速する状態を示す。現在時刻と等速のため等速キープとなるが、制限速度を超えそうな場合にはブレーキで減速する。
【００３９】
これにより、列車走行予測部１１では、簡単な計算で、ｎ秒後の自列車の位置・速度を予測することができる。
【００４０】
実施の形態３．
本実施の形態では、列車走行予測部１１がｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法として、現時点で設定されている既存の省エネランカーブに復帰するための走行を行うものと仮定して予測する方法について説明する。
【００４１】
図６は、本実施の形態の列車走行予測部１１におけるｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法を示す図である。例えば、図６（ａ）は、既存の省エネランカーブより低速で走行しているため加速する状態を示す。既存の省エネランカーブに復帰した後は、既存の省エネランカーブに追随する。図６（ｂ）は、既存の省エネランカーブより低速で走行しているため加速する状態を示す。ただし、ｎ秒後の時点で既存の省エネランカーブに復帰している必要はない。ｎ秒後に無理に既存ランカーブへ復帰させる場合、全力（フルブレーキ、フル加速）になり、乗り心地、消費電力量の悪化を招く可能性がある。そのため、無理に復帰させようとせず、ゆっくり戻るようにしてもよい。図６（ｃ）は、既存の省エネランカーブより高速で走行しているため減速する状態を示す。図６（ｂ）と同様、ｎ秒後の時点で既存の省エネランカーブに復帰している必要はない。
【００４２】
なお、本実施の形態では、車上装置１０で既存の省エネランカーブを記憶し、列車走行予測部１１への入力とする。既存の省エネランカーブを記憶する構成としては、車上装置１０に、既存の省エネランカーブ用の記憶部を追加してよいし、列車走行予測部１１内に省エネランカーブ用の記憶部を設けてもよい。
【００４３】
これにより、列車走行予測部１１では、実施の形態２と同様、簡単な計算で、ｎ秒後の自列車の位置・速度を予測することができる。
【００４４】
実施の形態４．
本実施の形態では、列車走行予測部１１がｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法として、現在の走行状態、既存の省エネランカーブに依らず、単純に設定された固定モードで走行を行うものと仮定して予測する方法について説明する。
【００４５】
図７は、本実施の形態の列車走行予測部１１におけるｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法を示す図である。例えば、図７（ａ）は、列車が現在時刻の速度から惰行で走行する状態を示す。現在時刻より減速し、惰行キープとなる。図７（ｂ）は、列車が現在時刻の速度をｎ秒間継続する状態を示す。現在加速走行中であっても、等速キープとなる。図７（ｃ）は、列車が現在時刻の速度を継続するが、制限速度の手前で減速する状態を示す。図７（ｂ）で等速キープする場合でも、制限速度を超えそうな場合にはブレーキで減速する。図７（ａ）で惰行キープする場合も同様である。
【００４６】
これにより、列車走行予測部１１では、実施の形態２，３と同様、簡単な計算で、ｎ秒後の自列車の位置・速度を予測することができる。
【００４７】
実施の形態５．
本実施の形態では、列車走行予測部１１がｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法として、現在の列車の位置・速度、その地点および前方（着駅側）の制限速度情報、勾配情報、着駅までの距離に応じて、既存の省エネランカーブに依らず、局所的に適切な走行方式を決定して走行を行うものと仮定して予測する方法について説明する。
【００４８】
図８は、本実施の形態の列車走行予測部１１におけるｎ秒後の自列車の位置・速度を予測する方法を示す図である。例えば、図８（ａ）は、現在、列車が制限速度に沿って走行しているので現在時刻の速度をｎ秒間継続する状態を示す。制限速度をキープして等速走行を行う。図８（ｂ）は、現在、列車が制限速度より十分低速なので、加速を継続する状態を示す。現在加速走行のため、加速キープとなる。図８（ｃ）は、現在、列車が制限速度より低速であるが、前方（着駅側）に低い制限速度の区間があるため惰行に移行する。現在加速中であるが、低い制限速度の区間を考慮して惰行を選択する。図８（ｄ）は、現在、列車が制限速度より低速であるが、着駅に近いため惰行に移行する。現在加速中であるが、着駅までの距離を考慮して惰行を選択する。
【００４９】
これにより、列車走行予測部１１では、実施の形態２〜４と同様、簡単な計算で、ｎ秒後の自列車の位置・速度を予測することができる。
【００５０】
実施の形態６．
実施の形態１では、車上装置１０において、列車自動運転部１３が、地上装置２０で再生成された省エネランカーブに基づいて、列車自動運転の制御を行っていたが、これに替えて、地上装置２０で再生成された省エネランカーブに基づいて、運転手に対して支援情報を指示する構成としてもよい。
【００５１】
図９は、本実施の形態の列車運行制御システム１ａの構成例を示す図である。列車運行制御システム１ａは、車上装置１０ａと、地上装置２０と、を備える。車上装置１０ａは、地上装置２０から取得した省エネランカーブに従って、運転手に対して走行を支援する情報を提供する。
【００５２】
車上装置１０ａは、列車走行予測部１１と、車上通信処理部１２と、運転支援情報指示部１５と、車両路線情報記憶部１４と、を備える。運転支援情報指示部１５は、自列車の位置・速度・時刻等の情報、および車上通信処理部１２から取得した、地上装置２０で再生成された省エネランカーブの情報に基づいて、運転手に対して、省エネランカーブに基づく走行を支援する情報を指示する。また、運転支援情報指示部１５では、自列車の位置・速度・時刻等の情報、および列車走行予測部１１で予測されたｎ秒後の自列車の位置・速度に基づいて、運転手に対して、予測されたｎ秒後の自列車の位置・速度に自列車が到達するための走行を支援する情報を指示する。なお、運転支援情報指示部１５において、運転手に対して情報を指示する方法とは、画面に表示する方法、音声で案内する方法等があるが、これらに限定するものではない。
【００５３】
運転支援情報指示部１５としては、既存の運転台を利用してもよいし、別途、専用機器（画面、スピーカ）を設けてもよい。また、専用機器とする場合には、この専用機器の内部に、列車走行予測部１１、車上通信処理部１２等の構成を含ませてもよい。
【００５４】
なお、列車走行予測部１１における自列車のｎ秒後の位置・速度の予測方法、ランカーブ生成部２２における省エネランカーブの再生成方法は、前述と同様である。
【００５５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、列車運行制御システム１ａでは、車上装置１０ａにおいて、運転支援情報指示部１５が、運転手に対して、予測されたｎ秒後の自列車の位置・速度に対して自列車が到達するための走行を支援する情報を指示し、また、地上装置２０で再生成された省エネランカーブの情報に基づいて省エネランカーブに基づく走行を支援する情報を指示する。この場合においても、運転手が指示された情報に従って運転することにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
実施の形態７．
実施の形態１，６では、地上装置２０で省エネランカーブを再生成する方法について説明した。本実施の形態では、車上装置側で省エネランカーブを再生成する方法について説明する。
【００５７】
図１０は、本実施の形態の車上装置１０ｂの構成例を示す図である。車上装置１０ｂは、列車走行予測部１１と、列車自動運転部１３と、車両路線情報記憶部１４と、ダイヤ情報取得部１６と、ランカーブ生成部１７と、を備える。
【００５８】
ダイヤ情報取得部１６は、次駅到着予定時刻の情報を取得し、ランカーブ生成部１７へ出力する。ダイヤ情報取得部１６は、次駅到着予定時刻の情報については、図示しない車上装置１０ｂ内の記憶部に保持してもよいし、列車内の別の情報機器から取得してもよいし、図示しない通信処理部を介して地上側から取得してもよい。
【００５９】
ランカーブ生成部１７は、列車走行予測部１１で予測されたｎ秒後の自列車の位置・速度、ｎ秒後の時刻の情報、車両路線情報記憶部１４から取得した車両性能および路線データの情報、およびダイヤ情報取得部１６から取得した次駅到着予定時刻の情報に基づいて、ｎ秒後の時刻からの省エネランカーブを再生成する。なお、省エネランカーブの再生成方法については、ランカーブ生成部２２と同様の方法でよい。
【００６０】
このように、車上装置１０ｂ内で省エネランカーブを再生成することによって、地上装置側との通信による遅延時間を解消できる。ただし、地上装置側の装置よりも、車上装置１０ｂ側の装置の方が処理速度は遅い傾向にある。そのため、ｎ秒の設定方法としては、ランカーブ生成部１７での省エネランカーブの再生成時間だけを考慮して行えばよい。この場合、ｎの値が実施の形態１と異なってもよい。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、車上装置１０ｂ内で省エネランカーブの再生成を行うこととした。これにより、地上装置側を変更することなく、車上装置１０ｂのみで、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
実施の形態８．
本実施の形態では、車上装置側で省エネランカーブを再生成する場合に、実施の形態６と同様に、再生成された省エネランカーブに基づいて、運転手に対して支援情報を指示する。
【００６３】
図１１は、本実施の形態の車上装置１０ｃの構成例を示す図である。車上装置１０ｃは、列車走行予測部１１と、運転支援情報指示部１５と、車両路線情報記憶部１４と、ダイヤ情報取得部１６と、ランカーブ生成部１７と、を備える。各構成の動作は前述のとおりである。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、車上装置１０ｃ内で省エネランカーブの再生成を行う場合に、運転支援情報指示部１５が、ランカーブ生成部１７で再生成された省エネランカーブの情報に基づいて、運転手に対して、省エネランカーブに基づく走行を支援する情報を指示する。これにより、地上装置側を変更することなく、車上装置１０ｃのみで、実施の形態６と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明にかかる列車運行制御システム、車上装置および列車運行制御方法は、列車の運行制御に有用であり、特に、ランカーブを用いる場合に適している。
【符号の説明】
【００６６】
１，１ａ  列車運行制御システム、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  車上装置、１１  列車走行予測部、１２  車上通信処理部、１３  列車自動運転部、１４  車両路線情報記憶部、１５  運転支援情報指示部、１６  ダイヤ情報取得部、１７  ランカーブ生成部、２０  地上装置、２１  地上通信処理部、２２  ランカーブ生成部、２３  車両路線情報記憶部、２４  計画ダイヤ記憶部。
【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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【図１１】
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