(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象列車を先行列車に後続する列車とし、前記対象列車が発車した手前の駅の次の停車駅を次駅とする場合に、前記対象列車の手前の駅発時刻と前記先行列車の次駅発時刻との発時刻差と、前記対象列車の現在時刻から前記次駅までの所要時間との関係を示す、駅間毎に予め作成された所要時間表を記録する所要時間記憶部と、
列車ダイヤおよび列車の発着実績に基づく前記発時刻差の情報を用いて、前記所要時間表を参照して前記対象列車について所要時間の情報を取得し、取得した前記所要時間の情報を用いて前記対象列車の前記次駅の駅着時刻を予測した予測ダイヤを作成する運行予測部と、
を備えることを特徴とする列車走行予測装置。
【請求項２】
前記運行予測部は、予測した前記次駅の駅着時刻に駅停車時間を加えた時刻を次駅発時刻とし、列車ダイヤおよび前記対象列車の次駅発時刻と前記先行列車の次駅の次の駅である次次駅での次次駅発時刻との発時刻差の情報を用いて、前記対象列車の前記次次駅の駅着時刻を予測した予測ダイヤを作成し、次次駅以降に前記対象列車の停車駅がある場合、予測ダイヤを作成する処理を継続する、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車走行予測装置。
【請求項３】
前記所要時間記憶部は、駅間毎の所要時間表として、異なる速度制限を用いた場合の所要時間表を複数記録する、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車走行予測装置。
【請求項４】
前記所要時間記憶部は、駅間毎の所要時間表として、異なる走行パターンを用いた場合の所要時間表を複数記録する、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車走行予測装置。
【請求項５】
前記所要時間記憶部は、駅間毎の所要時間表として、列車の車種別の所要時間表を複数記録する、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車走行予測装置。
【請求項６】
さらに、前記所要時間表における前記所要時間を計算する所要時間計算部、
を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の列車走行予測装置。
【請求項７】
対象列車を先行列車に後続する列車とし、前記対象列車が発車した手前の駅の次の停車駅を次駅とする場合に、前記対象列車の手前の駅発時刻と前記先行列車の次駅発時刻との発時刻差と、前記対象列車の現在時刻から前記次駅までの所要時間との関係を示す、駅間毎に予め作成された所要時間表を記録する所要時間記憶部を備えた列車走行予測装置における列車走行予測方法であって、
列車ダイヤおよび列車の発着実績の情報を取得する情報取得ステップと、
前記列車ダイヤおよび前記列車の発着実績に基づく前記発時刻差の情報を用いて、前記所要時間表を参照して前記対象列車について所要時間の情報を取得する所要時間取得ステップと、
取得した前記所要時間の情報を用いて前記対象列車の前記次駅の駅着時刻を予測した予測ダイヤを作成する予測ダイヤ作成ステップと、
を含むことを特徴とする列車走行予測方法。
【請求項８】
前記予測ダイヤ作成ステップでは、予測した前記次駅の駅着時刻に駅停車時間を加えた時刻を次駅発時刻とし、列車ダイヤおよび前記対象列車の次駅発時刻と前記先行列車の次駅の次の駅である次次駅での次次駅発時刻との発時刻差の情報を用いて、前記対象列車の前記次次駅の駅着時刻を予測した予測ダイヤを作成し、次次駅以降に前記対象列車の停車駅がある場合、予測ダイヤを作成する処理を継続する、
ことを特徴とする請求項７に記載の列車走行予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車走行予測装置および列車走行予測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、列車の今後の運行状況を予測する技術として、信号条件を基に列車の運動計算を行って精密に予測を行う方式と、駅間の所要時間、発着時隔の値を単純に足し合わせて予測を行う方式がある。前者は予測精度が高いが計算時間が長く、後者（駅単位予測）は予測精度が低いが計算時間が短いという特徴がある。
【０００３】
駅単位予測では、時間的に前の方から順に、駅間走行時間、駅停車時間を発時刻、着時刻に足し合わせていくことで、次の駅の着時刻、発時刻を計算する。例えば、先行列車の発時刻が遅延している場合には、後続列車の手前の駅発時刻に駅間の最小走行時間を足し合わせた時刻と、先行列車の次駅発時刻に最小発着時隔を足し合わせた時刻とを比較し、どちらか遅い方を後続列車の次駅到着時刻として計算する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７１５６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術によれば、列車の運動状態を正確に考慮していない。そのため、最小発着時隔を一定の値に定めており、実際の列車の運行によっては誤差が生じる、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、計算時間を増大することなく駅単位予測による運行予測精度を向上可能な列車走行予測装置および列車走行予測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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、対象列車を先行列車に後続する列車とし、前記対象列車が発車した手前の駅の次の停車駅を次駅とする場合に、前記対象列車の手前の駅発時刻と前記先行列車の次駅発時刻との発時刻差と、前記対象列車の現在時刻から前記次駅までの所要時間との関係を示す、駅間毎に予め作成された所要時間表を記録する所要時間記憶部と、列車ダイヤおよび列車の発着実績に基づく前記発時刻差の情報を用いて、前記所要時間表を参照して前記対象列車について所要時間の情報を取得し、取得した前記所要時間の情報を用いて前記対象列車の前記次駅の駅着時刻を予測した予測ダイヤを作成する運行予測部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明は、対象列車を先行列車に後続する列車とし、前記対象列車が発車した手前の駅の次の停車駅を次駅とする場合に、前記対象列車の手前の駅発時刻と前記先行列車の次駅発時刻との発時刻差と、前記対象列車の現在時刻から前記次駅までの所要時間との関係を示す、駅間毎に予め作成された所要時間表を記録する所要時間記憶部を備えた列車走行予測装置における列車走行予測方法であって、列車ダイヤおよび列車の発着実績の情報を取得する情報取得ステップと、前記列車ダイヤおよび前記列車の発着実績に基づく前記発時刻差の情報を用いて、前記所要時間表を参照して前記対象列車について所要時間の情報を取得する所要時間取得ステップと、取得した前記所要時間の情報を用いて前記対象列車の前記次駅の駅着時刻を予測した予測ダイヤを作成する予測ダイヤ作成ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、計算時間を増大することなく駅単位予測による運行予測精度を向上できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、列車走行予測装置を利用した列車運行システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、従来の駅単位予測を示す図である。
【図３】図３は、本実施の形態の駅単位予測の原理を示す図である。
【図４】図４は、所要時間表の構成例を示す図である。
【図５】図５は、所要時間表に記す所要時間の計算方法のイメージを示す図である。
【図６】図６は、駅単位予測による列車走行予測方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、予測ダイヤの作成方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる列車走行予測装置および列車走行予測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。
【００１１】
実施の形態．
図１は、本実施の形態の列車走行予測装置を利用した列車運行システムの構成例を示す図である。列車運行システムは、列車走行予測装置１０と、運行管理システム２０と、列車ダイヤデータベース（ＤＢ）３０と、位置検知装置４０と、を備える。列車走行予測装置１０は、運行予測部１１と、所要時間データベース（ＤＢ）１２と、を備える。
【００１２】
列車走行予測装置１０では、運行予測部１１が、運行管理システム２０から取得した列車ダイヤと、現時点までの各駅への列車の発着実績とに基づいて、所要時間ＤＢ１２を参照し、所要時間ＤＢ１２に記憶されている所要時間表から対象の列車、駅における発時刻差に該当する所要時間を取得し、現時点以降の列車の運行を予測し、予測結果（予測ダイヤ）を作成して運行管理システム２０へ出力する。
【００１３】
運行管理システム２０は、位置検知装置４０で検出された位置情報を追跡し、列車の駅への発着実績を作成する。運行管理システム２０では、列車ダイヤＤＢ３０から、あらかじめ作成されている列車ダイヤを受け取り、必要に応じて発着順序の変更などの修正を行う。
【００１４】
列車ダイヤＤＢ３０は、運行管理システム２０で対象とする路線の列車ダイヤを格納するデータベースである。
【００１５】
位置検知装置４０は、実在の鉄道システムから軌道回路等によって列車位置を検出し、列車の位置情報を運行管理システム２０に通知する。
【００１６】
つづいて、列車走行予測装置１０での駅単位予測による列車走行予測方法について説明する。まず、従来との差異を明確にするため、従来の駅単位予測について説明し、つぎに、本実施の形態の駅単位予測の原理について説明する。
【００１７】
図２は、従来の駅単位予測を示す図である。列車１を先行列車、列車２を後続列車とし、各列車が駅Ａから駅Ｂの方向へ走行している状態を示す。背景技術で説明したように、駅Ｂにおいて先行列車の列車１の発時刻が遅延している場合、後続列車の列車２の駅Ａ発時刻に駅Ａ−駅Ｂ間の最小走行時間を足し合わせた時刻と、先行列車の発時刻に最小発着時隔を足し合わせた時刻とを比較し、どちらか遅い方を後続列車の列車２の駅Ｂ到着時刻として計算する。しかしながら、この方法では、最小発着時隔が一定のため、実際の列車の運行によっては誤差が生じることになる。
【００１８】
図３は、本実施の形態の駅単位予測の原理を示す図である。駅Ｂにおける最小発着時隔は、列車１と列車２の走り方に依存して決まる。列車１が駅Ｂを出発するときの走り方が一定とすると、駅Ｂにおける最小発着時隔は、列車２の駅Ａ−駅Ｂ間の走り方だけに依存して決まる。列車２の駅間の走り方も、実際にはほとんど一定であり、変化するのは先行列車である列車１との間隔に基づく信号条件によってのみである。列車１と列車２の間隔は、列車１の駅Ｂの発時刻と列車２の駅Ａの発時刻の差によって決まることから、発時刻の差から実際の駅Ｂにおける最小発着時隔を求めることができる。
【００１９】
本実施の形態では、あらかじめ、列車の運動条件、信号条件等を考慮して、より精密な列車運行計算を行って、発時刻の差と最小発着時隔の関係を示す表（所要時間表）を作成しておく。これにより、後に駅単位予測を行う際に、駅の発時刻の差から適切な最小発着時隔を求めて、より正確な列車運行予測結果を得ることができる。また、駅単位予測の際には、事前に作成した表（所要時間表）を参照するだけでよく、計算時間の増大を招くこともない。
【００２０】
図４は、所要時間ＤＢ１２に格納されている所要時間表の構成例を示す図である。発時刻差と所要時間の関係を示すものである。先行列車（図２，３では列車１）の次駅（図２，３では駅Ｂ）発時刻と当該列車（後続列車：図２，３では列車２）の手前の駅（図２，３では駅Ａ）発時刻との差から、当該列車の次駅までの所要時間を参照できる構造となっている。ここでは、一例として、駅Ａ−駅Ｂ間の所要時間表を示すが、所要時間ＤＢ１２では、最低限、同様の表を運行予測する対象の路線の駅間毎に用意する。
【００２１】
図４に示すように、先行列車の次駅（駅Ｂ）発時刻が早いときには発時刻差はマイナスとなる。一方、先行列車の次駅（駅Ｂ）発時刻が遅くなるにつれて、すなわち、プラスの方向になるにつれて、次第に当該列車（後続列車）の所要時間は長くなり、当該列車（後続列車）の次駅（駅Ｂ）着時刻は遅くなる。これは、先行列車の次駅出発時刻が遅れるにつれて、当該列車が信号条件に制約されて速度を落とさなければならなくなるからである。
【００２２】
なお、所要時間ＤＢ１２では、最低限、同様の表を駅間毎に用意することとしたが、例えば、駅間の速度制限の設定状況、走行パターン、列車の車種別の性能等に応じて、同じ駅間に対して、複数個の表を用意しておくことも可能である。運行予測部１１では、複数ある駅間毎の表の中から、駅間の速度制限の設定状況、走行パターン、列車の車種別の性能等に応じて、適切なものを選んで参照することができる。
【００２３】
また、所要時間ＤＢ１２では、駅Ａを出発し駅Ｂを通過して駅Ｃに到着するという列車がある場合には、駅Ａ−駅Ｃ間の所要時間表を用意してもよく、または、駅Ａを出発し駅Ｂを通過するまでの所要時間表と、駅Ｂを通過し駅Ｃに到着するまでの所要時間表を用意してもよい。この場合、運行予測部１１では、駅Ａを出発し駅Ｂを通過するまでの所要時間表と、駅Ｂを通過し駅Ｃに到着するまでの所要時間表を組み合わせて利用する。
【００２４】
図５は、所要時間表に記す所要時間の計算方法のイメージを示す図である。一般的に、先行列車の走り方により、後続列車には、速度制限を受け、進入を禁止される範囲が設定される（図５では見易いように１ヶ所のみ示しているが、背景と異なる色彩部分が該当する）。先行列車の走り方を一定とすると、所要時間を計算する対象列車（後続列車、図５では自列車）の運動を正確に計算することで、駅間の走行軌跡を得ることができ、そこから所要時間を得ることができる。列車が駅間において特別な走り方をする場合、例えば、速度制限が設定されている場合、また、信号開通時刻を予測して適切に速度を制限して走る予測制御による最適走行を行う場合でも、図５に示すように走行軌跡を計算することができる。このような事前計算の結果から、あらかじめ、所要時間表を作成することができる。
【００２５】
本実施の形態では、あらかじめ、駅間毎の所要時間表を作成して所要時間ＤＢ１２に格納しておく。運行予測部１１が、運行管理システム２０から取得した列車ダイヤ、発着実績に基づいて、所要時間ＤＢ１２から該当する所要時間の情報を取得することで、対象列車（後続列車）の次駅までの所要時間の情報を高精度で得ることができる。
【００２６】
所要時間表を作成する構成（所要時間計算部）については、図１において図示していないが、列車走行予測装置１０内に設けてもよく、また、列車走行予測装置１０以外の装置で所要時間表を作成し、作成した所要時間表のデータを所要時間ＤＢ１２に格納するようにしてもよい。
【００２７】
図６は、列車走行予測装置１０での駅単位予測による列車走行予測方法を示すフローチャートである。まず、列車走行予測装置１０では、運行予測部１１が、運行管理システム２０から、列車ダイヤおよび発着実績の情報を取得する（ステップＳ１）。運行予測部１１は、列車ダイヤおよび発着実績に基づいて、所要時間ＤＢ１２を参照し、対象の駅間の所要時間表の発時刻差に対応する所要時間の情報を得る（ステップＳ２）。運行予測部１１は、対象の列車および予測する期間について所要時間の情報を得ると、予測結果（予測ダイヤ）を作成し、予測結果を運行管理システム２０へ出力する（ステップＳ３）。運行予測部１１では、予測ダイヤを作成する場合に、各列車が本来のダイヤで予定されている時刻よりも早く駅を出発しない予測ダイヤを作成する。
【００２８】
なお、運行予測部１１は、予測開始する時点の現在時刻での対象の列車の駅発着時刻を用いて予測を開始するが、予測期間が長い場合には、自装置で予測した各列車の所要時間の情報を用いて予測を継続して行う。
【００２９】
図７は、予測ダイヤの作成方法を示す図である。運行予測部１１から運行管理システム２０へ出力する予測結果である。現在時刻までは、列車の実績の各駅発着時刻が記録されている。運行予測部１１は、前を走っている列車について、時刻的に前の方から、次の駅への到着時刻を、先行列車の実績または予測上の発時刻と、自列車の実績または予測上の発時刻と、を用いて所要時間を参照して予測する。運行予測部１１は、この予測計算を繰り返して積み重ねていくことで、現在時刻以降の列車ダイヤを予測する。運行予測部１１は、列車ダイヤの予測（作成）において、駅の停車時間として、駅毎に定めた一定値またはダイヤ上の停車時間等を利用する。運行予測部１１は、この予測を、１日の終電まで、または現在時刻から一定時間後までの範囲で実行し、求める予測ダイヤを得る。
【００３０】
運行予測部１１において、図７に示すように（１）は列車１の駅Ｄ実績発時刻と列車２の駅Ｃ実績発時刻との差から予測、（２）は列車２の駅Ｃ実績発時刻と列車３の駅Ｂ実績発時刻との差から予測、（３）は列車３の駅Ｂ実績発時刻と列車４の駅Ａ実績発時刻との差から予測、（４）は列車２の駅Ｄ予測発時刻と列車３の駅Ｃ予測発時刻との差から予測、（５）は列車３の駅Ｃ予測発時刻と列車４の駅Ｂ予測発時刻との差から予測したものである。
【００３１】
運行管理システム２０では、運行予測部１１から予測結果（予測ダイヤ）を得ることで、運行管理システム２０を扱うオペレータに対して、列車ダイヤが乱れた場合に、ダイヤ乱れがどのように波及するのか、また、どのように回復していくのか、を示すことができる。オペレータでは、短い時間で、かつ、高い精度で予測された予測ダイヤを得ることで、ダイヤ乱れに対して対策をとることが可能となる。
【００３２】
なお、運行管理システム２０から運行予測部１１へ列車ダイヤの情報を出力する場合に、例えば、故意にある列車の運行順番を入れ替えた情報を出力してもよい。これにより、運行予測部１１は、運行管理システム２０からの要望に応じた予測ダイヤを作成し、出力することができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、列車走行予測装置１０は、列車の運動条件に基づく列車シミュレーションを利用して、対象列車の手前の駅発時刻と先行列車の次駅発時刻との時刻差と、対象列車の次駅までの所要時間との関係を示す、駅間毎に予め作成された所要時間表を記録する所要時間ＤＢ１２を備え、運行予測部１１は、運行管理システム２０から取得した列車ダイヤおよび列車の発着時刻の情報に基づいて、所要時間ＤＢ１２に記録された所要時間表を参照し、所要時間表から対象の列車、駅における発時刻差に該当する所要時間を取得し、予測期間における各対象列車について取得した所要時間の情報に基づいて予測ダイヤを作成することとした。これにより、列車の駅単位予測において、高速かつ高い精度で予測を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明にかかる列車走行予測装置および列車走行予測方法は、列車の運行管理に有用であり、特に、列車ダイヤが乱れた場合に適している。
【符号の説明】
【００３５】
１０  列車走行予測装置、１１  運行予測部、１２  所要時間データベース（ＤＢ）、２０  運行管理システム、３０  列車ダイヤデータベース（ＤＢ）、４０  位置検知装置。
【要約】
計算時間を増大することなく駅単位予測による運行予測精度を向上可能な列車走行予測装置および列車走行予測方法を得ること。列車の運動条件に基づく列車シミュレーションを利用して、対象列車の手前の駅発時刻と先行列車の次駅発時刻との時刻差と、対象列車の次駅までの所要時間との関係を示す、駅間毎に予め作成された駅間所要時間表を記録する所要時間データベース１２と、列車ダイヤおよび列車の発着時刻の情報に基づいて、所要時間データベース１２に記録された駅間所要時間表を参照し、予測期間における各対象列車について取得した所要時間の情報に基づいて予測ダイヤを作成する運行予測部１１と、を備える。【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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