(57)【要約】  列車走行管理装置の地上走行制御部は、制御対象列車が影響を与えると判断した列車以外の第三の列車に対して影響を与えると判断した場合には、さらに走行パターンを変更して、制御対象列車が短時間で出発駅を完全に出るように当該制御対象列車に指示する。
2015118671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象列車の走行が他の列車から影響を受けると判断した場合に、制御対象列車の走行パターンを変更することで影響を軽減するような列車運行管理装置において、
制御対象列車が前記他の列車以外の第三の列車に対して影響を与えると判断した場合には、さらに走行パターンを変更して、前記制御対象列車が短時間で出発駅を完全に出るようにすることを特徴とする、列車走行管理装置。
【請求項２】
走行パターンもしくは走行パターンの生成に資する情報を制御対象列車に伝送する地上走行制御部を備えた列車走行管理装置であって、前記地上走行制御部が、前記走行パターンの生成に資する情報として、制限速度情報を前記制御対象列車に伝送することを特徴とする、列車走行管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車走行管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記特許文献１に記載の列車運行管理装置では、先行列車の遅延発生に応じて当該列車の速度制御用の運転曲線を再作成し、その運転曲線に従って当該列車を走行させる技術を開示している。【０００３】
先行列車が遅延すると、当該列車が先行列車に接近して速度制限を受け、結果として当該列車の次の駅への到着が遅れるが、この特許文献１では、予め先行列車の状況に応じて当該列車の速度を調整して走らせることで、次の駅への到着時刻を改善している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１７１５１３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、上記従来の技術では、当該列車（すなわち制御対象列車）に対する後続列車の運転条件の考慮が欠落もしくは不十分であり、路線を走行する他の列車を含めて列車群として見た場合に、制御対象列車の到着時刻は改善されたとしても制御対象列車よりも後方に位置する後続列車群の到着時刻が改善されているとは言い難く、後続列車群に対して連鎖的に生じ得る遅延伝搬に対しては効果的ではなかった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、後続列車群に対して連鎖的に生じ得る列車到着時刻の遅延伝搬を改善し得る列車走行管理装置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】
【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、走行パターンもしくは走行パターンの生成に資する情報を制御対象列車に伝送する地上走行制御部を備えた列車走行管理装置であって、前記地上走行制御部は、前記制御対象列車、前記制御対象列車の前方に位置する先行列車および前記制御対象列車の後方から接近する後続列車を一つのグループとしてグルーピングし、前記制御対象列車が前記後続列車に影響を及ぼすと判断した場合には、前記制御対象列車に指示する走行パターンを変更し、出発直後に高速走行させた後、大きく減速するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、後続列車群に対して連鎖的に生じ得る列車到着時刻の遅延伝搬を改善することが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、実施の形態１に係る列車走行管理装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図２は、先行列車の遅延が制御対象列車に及ぼす影響を説明する図である。
【図３】図３は、先行列車の遅延によって生起した制御対象列車の遅延が後続列車に及ぼす影響を説明する図である。
【図４】図４は、先行列車や後続列車の影響を受けずに走行するときの走行パターンを示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１の列車走行管理装置において演算される走行パターンを従来技術による走行パターンと比較して説明する図である。
【図６】図６は、制限速度情報を列車側に伝送することにより実施の形態１で説明した走行パターンを車上側で得る手法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係る列車走行管理装置について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る列車走行管理装置の構成を示す機能ブロック図である。実施の形態１に係る列車走行管理装置１は、図示のように、地上走行制御部１０および通信装置１９を有する。地上走行制御部１０は、互いの運行に影響する３つの列車（典型的な例としては、先行列車、制御対象列車および後続列車）間における列車間隔、すなわち先行列車と制御対象列車との間隔および、制御対象列車と後続列車との間隔に応じて、制御対象列車の走行パターン（「走行曲線」もしくは「ランカーブ」とも称される）を適切に修正し、修正した走行パターンもしくは、当該走行パターンの生成に資する情報を、通信装置１９を通じて、制御対象列車に搭載される自動列車運転装置(Automatic Train Operation：以下「ＡＴＯ」と略す)に指示する機能を有する。
【００１２】
先行列車、制御対象列車および後続列車という３列車の関係は、列車群全体から見れば、一つずつシフトする形でグルーピングされる。例えば、進行方向に向かって列車Ａ、列車Ｂ、列車Ｃおよび列車Ｄの順に走行している場合、列車Ｂが制御対象列車であれば、列車Ａが先行列車、列車Ｃが後続列車である。また、列車Ｃが制御対象列車であれば、列車Ｂが先行列車、列車Ｄが後続列車である。なお、本実施の形態においては、これらの関係のみならず、例えば分岐器を横切って分岐路線に進入してくる列車（列車Ｅとする）がある場合など、つまり支障関係にある列車Ｅも含めるものとする。列車Ｅは、列車Ａの走行に影響を及ぼす列車であり、列車Ａから見れば先行列車に相当する。
【００１３】
図１に戻り、地上走行制御部１０の内部の構成について説明する。地上走行制御部１０は、図示のように、走行実績入力部１１、ダイヤ入力部１２、通常走行可否判断部１３、後続列車接近判断部１４、走行パターン演算部１５、走行パターン出力部１６および記憶部１７を備えて構成される。
【００１４】
走行実績入力部１１は、列車位置、速度などに関する走行実績の情報の入力を受け付ける。この走行実績には、ある駅を停車したときの時刻とか、いまどの駅に停車しているとかの情報のみならず、何時何分にどのあたりを走行しているのか、そのときの速度はどのくらいなのか、といった詳細な位置速度情報を含めてもよい。さらに、それらを元に作られる未来の位置や速度、発着時刻などの予測を含めてもよい。ダイヤ入力部１２は、計画ダイヤ、変更ダイヤを含むダイヤ情報の入力を受け付ける。変更ダイヤは、計画ダイヤの乱れ等により修正されたダイヤである。これら走行実績入力部１１およびダイヤ入力部１２への入力情報は、走行パターン演算部１５などの他の処理部で参照できるように記憶部１７に保持される。なお、この実施の形態では、走行実績入力部１１およびダイヤ入力部１２という二つの入力部を備えているが、これらの入力部を一つに纏めて構成してもよい。
【００１５】
走行実績入力部１１およびダイヤ入力部１２への入力情報は、それぞれ通常走行可否判断部１３および後続列車接近判断部１４に入力される。通常走行可否判断部１３は、制御対象列車が通常走行できるか否か、つまり通常走行時の走行パターンに従って走行できるか否かを判断し、その判断結果を走行パターン演算部１５に入力する。なお、先行列車の影響を受けるか否かを判断し、その判断結果に従って、走行曲線を修正する手法については、上述した特許文献１などを含め、多数の公知文献が存在しており、詳細な説明は省略する。
【００１６】
一方、後続列車接近判断部１４は、後続列車の接近を判断し、その判断結果を走行パターン演算部１５に入力する。ここで、後続列車が接近しているか否かの判断は、制御対象列車と後続列車との位置関係の情報、制御対象列車および後続列車の速度情報などを利用することが一般的である。これらに関するリアルタイムの情報が得られない場合には、走行実績および未来の予測情報を利用することでも実現することができる。なお、この実施の形態では、通常走行可否判断部１３および後続列車接近判断部１４という二つの判断部を備えているが、これらの判断部を一つに纏めて構成してもよい。
【００１７】
走行パターン演算部１５は、通常走行可否判断部１３および後続列車接近判断部１４の判断結果に基づいて、走行パターンを演算する。なお、走行パターンの生成手法については後述する。
【００１８】
走行パターン出力部１６は、走行パターン演算部１５が生成した走行パターンもしくは走行パターンの生成に資する情報を通信装置１９に出力する。通信装置１９は、前述したように、制御対象列車に搭載されるＡＴＯに当該走行パターンもしくは走行パターンの生成に資する情報を送信する。なお、ＡＴＯを用いる代わりに、走行パターンを運転台に表示し、運転士に追随操作させても同等の効果を得られる。
【００１９】
なお、後述する実施の形態２のように、速度制限の情報を利用する場合には、速度制限情報の列車への伝達に自動列車制御装置（Automatic Train Control：ＡＴＣ）を利用してもよい。
【００２０】
図２は、先行列車の遅延が制御対象列車に及ぼす影響を説明する図であり、その状況をダイヤ図（先行列車：Ｍ１、制御対象列車：Ｍ２）を用いて示している。図２に示すように、Ｂ駅での停車時間ｔ２が、Ａ駅での停車時間ｔ１（通常時の停車時間）よりも延びた場合（ｔ２＞ｔ１）、制御対象列車は、先行列車のＢ駅での停車遅延時間（ｔ２−ｔ１）の影響を受け、先行列車がＢ駅を出ていくまで、Ｂ駅の手前で待つ必要が生じ、通常時には必要のない減速を行ったり、極端な場合ではＢ駅手前で停止することになる（以下、駅間で停止する事を「機外停止」と称する）。Ａ駅とＢ駅の区間では、機外停止を避けるため、予め速度を落として走行することが行われる場合がある。上述した特許文献１でも、基本的にはこの手法を採用して、制御対象列車の速度制御を行っている。
【００２１】
図３は、先行列車の遅延によって生起した制御対象列車の遅延が後続列車に及ぼす影響を説明する図であり、図２に示した列車走行軌跡Ｍ１，Ｍ２に加え、影響を受けた後続列車の走行軌跡Ｍ３を追加して示している。
【００２２】
先行列車のＢ駅での遅延により、制御対象列車の走行軌跡Ｍ２は、Ａ駅とＢ駅との間で速度制限を受ける。その影響で、制御対象列車Ｍ２がＡ駅を完全に抜けて、後続列車Ｍ３がＡ駅に進入可能となる時刻ｔ３は遅くなる。さらにその影響で、後続列車Ｍ３は機外停止を避けるため、速度をさらに落として走行せざるを得ない状況（走行軌跡Ｍ３）が想定される。
【００２３】
上述のように、従来技術による制御対象列車の走行パターン制御では、列車の遅延が連鎖的に生起される状況に陥り、列車群全体に遅延伝搬が生じてしまう可能性が大であった。
【００２４】
図４は、先行列車や後続列車の影響を受けずに走行するときの走行パターンを示す図である。走行パターンは、図示のように、横軸を距離（もしくは位置）、縦軸を速度として表すことが一般的であり、本願においても、この関係で表される曲線を走行パターンと称する。
【００２５】
走行パターンＫ０は、便宜的に、列車が加速する加速区間、列車が減速する減速区間、加速区間と減速区間に挟まれた中間区間という３つの区間に区分することができる。
【００２６】
図５は、実施の形態１の列車走行管理装置において演算される走行パターンを従来技術による走行パターンと比較して説明する図である。図５において、実線で示す走行パターンＫ１は、先行列車遅延時に、先行列車や後続列車の影響を考慮せずに走行したときのパターンである。Ｂ駅に先行列車が残っている間は、その手前が当該列車の停止位置である。この停止位置に止まれるようにブレーキ性能に応じた速度−位置曲線をブレーキパターンと称し、図５中に破線で示す。当該列車の位置、速度がこのブレーキパターンを越えると、自動的にブレーキがかかる。また、先行列車がＢ駅から完全に出ていくと、そのブレーキパターンは前方に移動し、当該列車がＢ駅に進入できるようになる。走行パターンＫ１では、ブレーキパターンにあたって一度停止し、ブレーキパターンが消えてから、改めてＢ駅に向けて加速している。
【００２７】
二点鎖線で示す走行パターンＫ２は、先行列車遅延による影響を避けるが、後続列車への影響を考慮しない場合の走行パターンであり、ブレーキパターンに当たらないように予めゆっくり走っている。
【００２８】
一点鎖線で示す走行パターンＫ３は、先行列車の影響を避け、且つ、後続列車が接近しつつあるときに後続列車への影響を抑える走行パターンである。この走行パターンＫ３の特徴は、図示のような、出発直後が高速で、その後大きく速度を下げるような形状（逆Ｓ字形状）の曲線になる点である。
【００２９】
走行パターンＫ３の特徴を走行パターンＫ２との比較で見ると、加速区間から中間区間の前半部にかけては、走行パターンＫ３における速度の方が、走行パターンＫ２における速度よりも大きくなっている。これとは逆に、中間区間の後半部から減速区間にかけては、走行パターンＫ３における速度よりも、走行パターンＫ２における速度の方が大きくなっている。
【００３０】
走行パターンＫ３を使用した場合、可能な限り速く出発駅から離れることができるので、後続列車への影響を小さくすることができ、ひいては後続列車群全体への遅延伝搬を抑制することが可能となる。
【００３１】
逆Ｓ字形状の走行パターンの特徴は、先行列車と後続列車の双方に影響がある場合において、先行列車による影響を避けるだけでなく、後続列車への影響を小さくすることを考慮する手法であり、従来手法には見られないオリジナルな手法である。なお、本手法を用いることにより、先行列車からの影響が大きくなるようにも考えられるが、先行列車、制御対象列車および後続列車を一つのグループとして見たときに、後方側の隣接するグループでは、先行列車が制御対象列車であり、制御対象列車よりも後方に位置する後続列車群への影響を小さくするように走行制御されるので、後続列車群全体に遅延伝搬が波及するのを抑制することが可能となる。
【００３２】
また、走行パターンＫ０，Ｋ２，Ｋ３を併用することにより、後続列車が接近していない場合は、先行列車との関係だけを考慮して走行パターンを作成することで、省エネ・乗り心地などを高いレベルで調整できるという効果が得られる。また、後続列車が接近している場合には、列車群全体に遅延伝搬が波及するのを抑制できるという効果が得られる。すなわち、実施の形態１の列車走行管理装置によれば、後続列車群に対する遅延伝搬を抑制しつつ、無駄な加減速や機外停止を抑えることで、省エネ、乗り心地向上を改善または維持することが可能となる。
【００３３】
以上説明したように、実施の形態１の列車走行管理装置によれば、制御対象列車、制御対象列車の前方に位置する先行列車および制御対象列車の後方から接近する後続列車を一つのグループとしてグルーピングすると共に、このような先行列車、制御対象列車および後続列車という関係を一つずつシフトする形で管理し、制御対象列車が後続列車の影響を受けると判断した場合には、制御対象列車の加速区間および中間区間における走行パターンを変更し、出発直後を高速とし、その後大きく減速させるように当該制御対象列車に指示することとしたので、後続列車群に対して連鎖的に生じ得る列車到着時刻の遅延伝搬を改善することができるという効果が得られる。
【００３４】
なお、実施の形態１では、走行パターン演算部１５が演算処理によって生成することとして説明したが、先行列車および後続列車との接近具合と、制御対象列車の目標走行時分に応じた様々な走行パターンをオフラインで事前計算したものをＤＢ化して記憶部１７に記憶するようにしてもよい。このようにすれば、演算処理の時間を短縮化することができ、迅速かつタイムリーな列車制御が可能になるという効果が得られる。
【００３５】
実施の形態２．
地上で作成した詳細な走行パターンを列車の車上装置（ＡＴＯ）に送信し、それに沿って列車を走行させるには、通信手順および車上装置の機能として複雑なものが必要となる。実施の形態１では、走行パターンを伝送することが前提であったが、この実施の形態２では、詳細な走行パターンを伝送する代わりに、制限速度情報を制御対象列車に伝送する実施の形態について説明する。なお、実施の形態２に係る列車走行管理装置の構成は図１と同一または同等である。
【００３６】
信号システムとして、デジタルＡＴＣを利用している場合には、ＡＴＣの伝文中に制限速度情報を付加することができる。また、既存のＡＴＯ装置は、ＡＴＣから与えられる制限速度を守るように自動的に減速するため、制限速度情報を付与することにより、走行パターンを制御することが可能である。
【００３７】
図６は、制限速度情報を制御対象列車に伝送することにより実施の形態１で説明した走行パターンを車上側で得る手法を説明する図である。図６において、実線で示す走行パターンＫ４は、図５に示す走行パターンＫ３と同等のものである。また、一点鎖線で示す直線は、走行路線における最高速度（駅間最高速度：Ｖ１）を表している。
【００３８】
図６では、ハッチングされた２つの領域（Ｌ１，Ｌ２）が示されている。領域Ｌ１は、制限速度がＶ１−ΔＶ１であり、この制限速度を受ける距離がＤ１であることを示している。また領域Ｌ２は、制限速度がＶ１−ΔＶ２であり、この制限速度を受ける距離がＤ２であることを示している。
【００３９】
領域Ｌ１，Ｌ２の概念で示される２つの制限速度の情報を制御対象列車に伝送することにより、列車側にて走行パターンＫ４を引くことができる。より詳細に説明すると、制限速度がＶ１−ΔＶ１であることにより、制御対象列車は、この制限速度Ｖ１−ΔＶ１に向かって加速する。制御対象列車は、制限速度Ｖ１−ΔＶ１を守りながら走行した後、制限速度Ｖ１−ΔＶ２を受けて減速する。制限速度Ｖ１−ΔＶ２の解除地点以降、制御対象列車は再度加速する。このようにして、図５に示した走行パターンＫ３と同等な走行パターンＫ４を得ることができる。
【００４０】
なお、図６では、図５に示す逆Ｓ字形状の走行パターンＫ３を２つの制限速度情報を用いて得る手法について説明したが、１つ或いは３つ以上の制限速度情報を用いて得るようにしてもよい。制限速度情報を増やすことにより、より滑らかな走行パターンを得ることができ、省エネ効果を高め、乗り心地向上を改善することが可能となる。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態２の列車走行管理装置によれば、走行パターンの生成に資する情報として、少なくとも二つの制限速度情報を制御対象列車に伝送することとしたので、新たな通信手段を設けることなく、また、ＡＴＯ装置を改修することなくシステムを構築することが可能になるという効果が得られる。
【００４２】
なお、以上の実施の形態１，２に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明は、後続列車群に対して連鎖的に生じ得る列車到着時刻の遅延伝搬を改善することができる列車走行管理装置として有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１  列車走行管理装置、１０  地上走行制御部、１１  走行実績入力部、１２  ダイヤ入力部、１３  通常走行可否判断部、１４  後続列車接近判断部、１５  走行パターン演算部、１６  走行パターン出力部、１７  記憶部、１９  通信装置。
【図１】
2015118671.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年1月18日(2016.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行パターンもしくは走行パターンの生成に資する情報を制御対象列車に伝送する地上走行制御部を備えた列車走行管理装置であって、
前記地上走行制御部は、前記制御対象列車が後続列車に影響を及ぼすと判断した場合には、前記制御対象列車の加速区間および惰行区間における走行パターンが逆Ｓ次形状となるように当該制御対象列車に指示することを特徴とする列車走行管理装置。
【請求項２】
前記地上走行制御部は、前記走行パターンの生成に資する情報として、少なくとも二つの制限速度情報を前記制御対象列車に伝送することを特徴とする請求項１に記載の列車走行管理装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月1日(2016.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行パターンもしくは走行パターンの生成に資する情報を制御対象列車に伝送する地上走行制御部を備えた列車走行管理装置であって、
前記制御対象列車が先行列車および後続列車の影響を受けずに走行するときの第１の走行パターンを、列車が加速する加速区間、列車が減速する減速区間、および前記加速区間と前記減速区間との間の中間区間に区分し、前記中間区間での速度を第１の速度とするときに、
前記地上走行制御部は、前記制御対象列車が後続列車に影響を及ぼすと判断した場合には、前記制御対象列車に指示する前記第１の走行パターンを変更し、前記加速区間では、前記制御対象列車の速度が前記第１の速度よりも大きくなるように走行制御し、前記中間区間では、前記制御対象列車の速度が前記第１の速度よりも小さくなるように走行制御する
ことを特徴とする列車走行管理装置。
【請求項２】
前記地上走行制御部は、前記中間区間において前記制御対象列車の速度が前記第１の速度よりも小さくなるように走行制御した後に、前記中間区間または前記減速区間において前記制御対象列車の速度が前記第１の速度よりも大きくなるように前記制御対象列車を走行制御することで、前記加速区間、前記中間区間および前記減速区間に渡る前記制御対象列車の走行パターンが逆Ｓ字形状となる
ことを特徴とする請求項１に記載の列車走行管理装置。
【請求項３】
前記地上走行制御部は、前記走行パターンの生成に資する情報として、少なくとも二つの制限速度情報を前記制御対象列車に伝送することを特徴とする請求項１または２に記載の列車走行管理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図２は、先行列車の遅延が制御対象列車に及ぼす影響を説明する図であり、その状況をダイヤ図（先行列車の走行軌跡：Ｍ１、制御対象列車の走行軌跡：Ｍ２）を用いて示している。図２に示すように、Ｂ駅での停車時間ｔ２が、Ａ駅での停車時間ｔ１（通常時の停車時間）よりも延びた場合（ｔ２＞ｔ１）、制御対象列車は、先行列車のＢ駅での停車遅延時間（ｔ２−ｔ１）の影響を受け、先行列車がＢ駅を出ていくまで、Ｂ駅の手前で待つ必要が生じ、通常時には必要のない減速を行ったり、極端な場合ではＢ駅手前で停止することになる（以下、駅間で停止する事を「機外停止」と称する）。Ａ駅とＢ駅の区間では、機外停止を避けるため、予め速度を落として走行することが行われる場合がある。上述した特許文献１でも、基本的にはこの手法を採用して、制御対象列車の速度制御を行っている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
先行列車のＢ駅での遅延により、制御対象列車の走行軌跡Ｍ２は、Ａ駅とＢ駅との間で速度制限を受ける。その影響で、制御対象列車がＡ駅を完全に抜けて、後続列車がＡ駅に進入可能となる時刻ｔ３は遅くなる。さらにその影響で、後続列車は機外停止を避けるため、速度をさらに落として走行せざるを得ない状況（走行軌跡Ｍ３）が想定される。
【国際調査報告】
2015118671.tif 000009
2015118671.tif 000010