(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路線型交通システムの導入をシミュレーションする交通システムシミュレータであって、
地図データと、前記路線型交通システムの設備構成を算出するための基本設備データと、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データとを記録するデータ記録部と、
少なくとも前記路線型交通システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、前記地図データに基づき前記両端駅間に路線を設置し、前記基本設備データに基づき、前記路線上に所定間隔で駅を設置し、前記路線付近に所定間隔で変電所を設置した前記路線型交通システムの設備構成を算出し、前記路線型交通システムで可能となる運行ダイヤを算出する設備構成演算部と、
徒歩と自動車の少なくとも一方の道路型移動手段による移動単位の道路上の移動と前記設備構成および前記運行ダイヤの路線型交通システムによる移動単位の路線上の移動とについて、前記移動需要データに基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出する交通状況演算部と、
前記設備構成に基づいて前記路線型交通システムを導入するために要する導入初期コストを算出する導入効果演算部と、
を有する交通システムシミュレータ。
【請求項２】
前記設備構成演算部は、前記地図データに基づき地図画面を表示し、前記地図画面上に前記路線が描かれると、前記路線の両端を前記両端駅の位置として、前記路線、前記駅、および前記変電所を設置した設備構成を算出する、
請求項１に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項３】
前記設備構成演算部は、前記地図画面上のドラッグアンドドロップにより前記路線が変更されると、前記変更後の路線の両端を前記両端駅の位置として、前記路線、前記駅、および前記変電所を設置した設備構成を算出しなおす、
請求項２に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項４】
前記設備構成演算部は、前記設備構成に基づき設備の運用により消費される第１消費電力を算出し、前記運行ダイヤに基づき運行により消費される第２消費電力を算出し、前記第１消費電力および前記第２消費電力に基づき、前記変電所のそれぞれが担当している範囲で消費される消費電力を算出し、前記変電所が担当する範囲で消費される消費電力を賄えるように、前記変電所の配置あるいは容量を決定する、請求項１に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項５】
前記導入効果演算部は、更に、前記路線型交通システムの利用者が支払う運賃を表わす運賃データを取得し、前記設備構成と前記運行ダイヤと前記運賃データに基づき前記路線型交通システムの運賃収入を算出し、前記設備構成および前記運行ダイヤに基づき前記路線型交通システムのランニングコストを算出する、請求項１に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項６】
前記基本設備データには、駅を自動配置するときの駅の間隔である駅間距離を示す駅間隔データと、変電所を自動配置するときの変電所の間隔である変電所間距離を示す変電所間隔データと、軌道回路長を示す軌道回路長データとを含み、
前記設備構成演算部は、前記両端駅間の前記路線上に前記駅間距離以内の間隔で駅を設置し、前記路線の付近に前記変電所間距離以内の間隔で変電所を設置し、前記路線上に前記軌道回路長の軌道回路を設置する、
請求項１に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項７】
前記基本設備データには、前記路線型交通システムの車両の走行速度を示す走行速度データと、前記路線型交通システムの車両の駅への滞在時間を示す滞在時間データと、を含み、
前記交通状況演算部は、前記走行速度で走行し、前記滞在時間だけ駅に滞在して、ダイヤスジが互いに重ならないように、前記運行ダイヤを作成する、
請求項１に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項８】
前記基本設備データには、駅を設置する費用である駅コストを示す駅コストデータと、変電所を設置する費用である変電所コストを示す変電所コストデータとを含み、
前記導入効果演算部は、前記駅コストに駅数を乗算した値と前記変電所コストに変電所数を乗算した値を前記導入初期コストに含める、
請求項１に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項９】
路線型交通システムのシステム構成をシミュレーションする交通システムシミュレータであって、
地図データと、前記路線型交通システムの設備構成を算出するための基本設備データと、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データとを記録するデータ記録部と、
少なくとも前記路線型交通システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、前記地図データに基づき前記両端駅間に路線を設置し、前記基本設備データに基づき、前記路線上に所定間隔で駅を設置したシステム構成を算出し、前記地図データに基づく地図画面上に前記路線と前記駅を重ねて表示する構成演算部と、
を有する交通システムシミュレータ。
【請求項１０】
前記構成演算部は、
前記地図画面上に前記路線が描かれると、前記路線の両端を前記両端駅の位置として、前記路線および前記駅を設置したシステム構成を算出し、
前記地図画面上のドラッグアンドドロップにより前記路線が変更されると、前記変更後の路線の両端を前記両端駅の位置として、前記路線および前記駅を設置したシステム構成を算出しなおす、
請求項９に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項１１】
前記構成演算部は、少なくとも前記路線型交通システムの路線の両端駅となる位置が指定されたとき、前記基本設備データに基づき前記路線付近に所定間隔で変電所を更に設置したシステム構成を算出し、前記地図データに基づく地図画面上に前記路線と前記駅と前記変電所を重ねて表示する、
請求項９に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項１２】
路線型交通システムの導入コストをシミュレーションする交通システムシミュレータであって、
地図データと、前記路線型交通システムの設備構成を算出するための基本設備データと、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データとを記録するデータ記録部と、
少なくとも前記路線型交通システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、前記地図データに基づき前記両端駅間に路線を設置し、前記基本設備データに基づき、前記路線上に所定間隔で駅を設置し、前記路線付近に所定間隔で変電所を設置した前記路線型交通システムの設備構成を算出する設備構成演算部と、
前記設備構成に基づいて前記路線型交通システムを導入するために要する導入初期コストを算出するコスト演算部と、
を有する交通システムシミュレータ。
【請求項１３】
前記設備構成演算部は、更に、前記路線型交通システムで可能となる運行ダイヤを算出し、
前記コスト演算部は、更に、前記路線型交通システムの利用者が支払う運賃を表わす運賃データを取得し、前記設備構成と前記運行ダイヤと前記運賃データに基づき前記路線型交通システムの運賃収入を算出し、前記設備構成および前記運行ダイヤに基づき前記路線型交通システムのランニングコストを算出する、請求項１２に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項１４】
前記コスト演算部は、前記導入初期コストと前記運賃収入と前記ランニングコストに基づき累積収支の時間推移を算出し、グラフで表した累積収支グラフ画面を表示する、請求項１３に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項１５】
前記コスト演算部は、前記運賃収入と所定の運賃収入割引率に基づき前記運賃収入の現在価値を算出し、前記導入初期コストと前記運賃収入の現在価値と前記ランニングコストとに基づき累積収支の時間推移を算出する、請求項１４に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項１６】
前記地図データは各地点の高さを示す高さ情報を含み、
前記ランニングコストは、前記運行ダイヤにしたがった列車の走行による消費電力の電気料金を含み、
前記コスト演算部は、前記列車の走行による消費電力を前記高さ情報を用いて算出する、
請求項１３に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項１７】
路線型交通システムによる交通状況をシミュレーションする交通システムシミュレータであって、
地図データと、前記路線型交通システムの設備構成を算出するための基本設備データと、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データとを記録するデータ記録部と、
少なくとも前記路線型交通システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、前記地図データに基づき前記両端駅間に路線を設置し、前記基本設備データに基づき、前記路線上に所定間隔で駅を設置した前記路線型交通システムのシステム構成を算出し、前記路線型交通システムで可能となる運行ダイヤを算出する構成演算部と、
前記システム構成および前記運行ダイヤの路線型交通システムによる移動単位の路線上の移動について、前記移動需要データに基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出する交通状況演算部と、
を有する交通システムシミュレータ。
【請求項１８】
前記交通状況演算部は、
前記路線型交通システムが導入されていない状態における、徒歩と自動車の少なくとも一方の道路型移動手段による移動単位の道路上の移動について、前記移動需要データに基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出し、
前記路線型交通システムが導入された状態における、前記道路型移動手段による移動単位の道路上の移動と前記路線型交通システムによる移動単位の路線上の移動とについて、前記移動需要データに基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出する、
請求項１７に記載の交通システムシミュレータ。
【請求項１９】
路線型交通システムの導入をシミュレーションするための交通システムシミュレーション方法であって、
データ記録手段が、地図データと、前記路線型交通システムの設備構成を算出するための基本設備データと、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データとを記録し、
設備構成演算手段が、少なくとも前記路線型交通システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、前記地図データに基づき前記両端駅間に路線を設置し、前記基本設備データに基づき、前記路線上に所定間隔で駅を設置し、前記路線付近に所定間隔で変電所を設置した前記路線型交通システムの設備構成を算出し、前記路線型交通システムで可能となる運行ダイヤを算出し、
交通状況演算手段が、徒歩と自動車の少なくとも一方の道路型移動手段による移動単位の道路上の移動と前記設備構成および前記運行ダイヤの路線型交通システムによる移動単位の路線上の移動とについて、前記移動需要データに基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出し、
導入効果演算手段が、前記設備構成に基づいて前記路線型交通システムを導入するために要する導入初期コストを算出する
交通システムシミュレーション方法。
【請求項２０】
路線型交通システムのシステム構成をシミュレーションするための交通システムシミュレーション方法であって、
データ記録部が、地図データと、前記路線型交通システムの設備構成を算出するための基本設備データと、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データとを記録し、
構成演算手段が、少なくとも前記路線型交通システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、前記地図データに基づき前記両端駅間に路線を設置し、前記基本設備データに基づき、前記路線上に所定間隔で駅を設置したシステム構成を算出し、前記地図データに基づく地図画面上に前記路線と前記駅を重ねて表示する
交通システムシミュレーション方法。
【請求項２１】
路線型交通システムの導入コストをシミュレーションするための交通システムシミュレーション方法であって、
データ記録手段が、地図データと、前記路線型交通システムの設備構成を算出するための基本設備データと、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データとを記録し、
設備構成演算手段が、少なくとも前記路線型交通システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、前記地図データに基づき前記両端駅間に路線を設置し、前記基本設備データに基づき、前記路線上に所定間隔で駅を設置し、前記路線付近に所定間隔で変電所を設置した前記路線型交通システムの設備構成を算出し、
コスト演算手段が、前記設備構成に基づいて前記路線型交通システムを導入するために要する導入初期コストを算出する
交通システムシミュレーション方法。
【請求項２２】
路線型交通システムによる交通状況をシミュレーションするための交通システムシミュレーション方法であって、
データ記録手段が、地図データと、前記路線型交通システムの設備構成を算出するための基本設備データと、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データとを記録し、
構成演算手段が、少なくとも前記路線型交通システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、前記地図データに基づき前記両端駅間に路線を設置し、前記基本設備データに基づき、前記路線上に所定間隔で駅を設置した前記路線型交通システムのシステム構成を算出し、前記路線型交通システムで可能となる運行ダイヤを算出し、
交通状況演算手段が、前記システム構成および前記運行ダイヤの路線型交通システムによる移動単位の路線上の移動について、前記移動需要データに基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出する
交通システムシミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通システムの導入を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、道路網モデルにおける自動車モデルの走行と、路線網モデルにおける軌道系交通機関モデルの走行を模擬する交通量シミュレーション装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４６２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
交通システムの導入検討においては、交通量その他のシミュレーション結果に基づき交通システム導入のメリットを評価しながら、システムを導入するか否か、どのようなシステム構成とするかなどを決めていく場合がある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の交通量シミュレーション装置は、そのような作業に必ずしも好適なものではなかった。特許文献１の交通量シミュレーション装置では、上述の道路網モデル、自動車モデル、路線網モデル、および軌道系交通機関モデルといった各モデルを予め作成しておくことにより交通量シミュレーションが可能になる。しかし、これら各モデルは、相互に複雑に関連する様々な要素で構成されるので、それらを作成するのは容易なことではない。
【０００６】
本発明の目的は、交通システム導入の検討に好適なシミュレーションを可能にする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様による交通システムシミュレータは、路線型交通システムの導入をシミュレーションする交通システムシミュレータであって、地図データと、前記路線型交通システムの設備構成を算出するための基本設備データと、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データとを記録するデータ記録部と、少なくとも前記路線型交通システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、前記地図データに基づき前記両端駅間に路線を設置し、前記基本設備データに基づき、前記路線上に所定間隔で駅を設置し、前記路線付近に所定間隔で変電所を設置した前記路線型交通システムの設備構成を算出し、前記路線型交通システムで可能となる運行ダイヤを算出する設備構成演算部と、徒歩と自動車の少なくとも一方の道路型移動手段による移動単位の道路上の移動と前記設備構成および前記運行ダイヤの路線型交通システムによる移動単位の路線上の移動とについて、前記移動需要データに基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出する交通状況演算部と、前記設備構成に基づいて前記路線型交通システムを導入するために要する導入初期コストを算出する導入効果演算部と、を有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、両端駅の位置を指定するだけで、その両端駅間に導入される路線型交通システムの設備構成と、導入後の交通の状況と、導入に要する導入初期コストとが算出されるので、路線型交通システムの導入効果を容易に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態による交通システムシミュレータのブロック図である。
【図２Ａ】本実施形態による鉄道システムの導入シミュレーションの一連の様子を示す図である。
【図２Ｂ】本実施形態による鉄道システムの導入シミュレーションの一連の様子を示す図である。
【図２Ｃ】本実施形態による鉄道システムの導入シミュレーションの一連の様子を示す図である。
【図２Ｄ】本実施形態による鉄道システムの導入シミュレーションの一連の様子を示す図である。
【図３】本実施形態による鉄道システムシミュレータの全体処理を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態による鉄道システムシミュレータの設備構成演算処理を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態による鉄道システムシミュレータの交通状況演算処理を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態による鉄道システムシミュレータの導入効果演算処理を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態による鉄道システムシミュレータの駅設置処理を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態による鉄道システムシミュレータの変電所設置処理を示すフローチャートである。
【図９Ａ】本実施形態の鉄道システムシミュレータによって一連のシミュレーションを行ったときの画面表示例を示す図である。
【図９Ｂ】本実施形態の鉄道システムシミュレータによって一連のシミュレーションを行ったときの画面表示例を示す図である。
【図９Ｃ】本実施形態の鉄道システムシミュレータによって一連のシミュレーションを行ったときの画面表示例を示す図である。
【図９Ｄ】本実施形態の鉄道システムシミュレータによって一連のシミュレーションを行ったときの画面表示例を示す図である。
【図９Ｅ】本実施形態の鉄道システムシミュレータによって一連のシミュレーションを行ったときの画面表示例を示す図である。
【図９Ｆ】本実施形態の鉄道システムシミュレータによって一連のシミュレーションを行ったときの画面表示例を示す図である。
【図９Ｇ】本実施形態の鉄道システムシミュレータによって一連のシミュレーションを行ったときの画面表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
【００１２】
図１は、第１の実施形態による交通システムシミュレータ１０のブロック図である。
【００１３】
交通システムシミュレータ１０は、入出力装置、記憶装置、および演算装置を備えたコンピュータがソフトウェアプログラムを実行することにより実現されるシステムであり、路線型交通システムの導入に関するシミュレーションに利用される。路線型交通システムは、鉄道、路線バス、水上交通、航空交通など、所定の路線で列車、車両、船、航空機等の乗物が乗客を乗せて運行する交通システムである。本実施形態では路線型交通システムの一例として鉄道システムを例示する。
【００１４】
鉄道システムは駅間に線路が敷設され、そこを利用者を乗せた列車が走行する。駅や線路には信号機、転轍機、軌道回路など付帯する設備が設置される。また、線路の付近に、ある程度の間隔で変電所を設置し、そこから各設備に電力を供給する。
【００１５】
交通システムシミュレータ１０は入力装置および表示装置を備えたコンピュータで構成され、画面に表示された地図上に線を描くと、その線に沿って線路を敷設した鉄道システムを自動的に構成し、更に設備構成と運行ダイヤを自動生成する。設備構成には鉄道システムの構成要素に関する情報が含まれる。例えば、設備構成は、鉄道システムがどのような構成要素で構成され、各構成要素が、どのように配置され、どのように接続され、どのような相互関係を持つかを示す情報である。さらに、交通システムシミュレータ１０は、その設備構成および運行ダイヤに基づき道路上を徒歩または自動車で移動する人と鉄道システムで移動する人の予想されるトラフィックの状況を算出する。また、交通システムシミュレータ１０は、設備構成に基づき鉄道システムの導入収支を算出する。
【００１６】
例えば、土木工事、軌道回路敷設、変電設備設置、車両設備など各設備を導入するための標準的な構成を予め設定しておき、それら各設備を組み合わせてシステム構成を構築すればよい。
【００１７】
図１を参照すると、交通システムシミュレータ１０は、データ記録部１１、入力部１２、表示部１３、および演算部１４を有している。データ記録部１１には、地図データ１１１、移動需要データ１１２、公共交通データ１１３、および基本設備データ１１４が記録される。公共交通データ１１３には、運行経路データ１１３１と設備構成データ１１３２が含まれている。
【００１８】
演算部１４は、設備構成演算部１４２、交通状況演算部１４３、および導入効果演算部１４４を有し、路線データ１４１が入力される。
【００１９】
地図データ１１１は、シミュレーションの対象となる地域の実際の地図データである。
【００２０】
基本設備データ１１４は、導入する鉄道システムのシステム構成や設備構成、鉄道システムの導入初期費用、ランニングコスト、および収益を算出するための基本データである。
【００２１】
鉄道システムを構築するための構成要素について、それを設置するための費用（設置費用）と、運用維持するための費用（運用維持費用）とがこの基本設備データに含まれる。例えば、鉄道システムの構成要素である車両、駅、変電所、線路、信号機などについて、設置費用と運用維持費用とがそれぞれ予め定められ、基本設備データ１１４として設定されている。また、車両については運搬できる乗客数（例えば定員）や駅間の走行時間を算出するために必要な駆動装置の性能などもこの基本設備データ１１４として設定される。また、対象地域における電気料金体系の情報も基本設備データ１１４に含まれる。
【００２２】
移動需要データ１１２は、対象地域において、どの程度の人がどのような移動行動を行うという需要があるかを示すデータである。個々の利用者を移動単位としてもよいし、数十人から１００人をまとめた仮想的な移動単位を用いてもよい。その移動単位の移動における出発地と目的地の情報が設定されている。また例えば、実際に計測した結果を用いてもよいし、実際の計測結果を扱いやすいようにまとめてもよい。あるいは、仮定によって定めた移動需要データを用いてもよい。
【００２３】
公共交通データ１１３は、交通システムシミュレータ１０が生成するデータである。運行経路データ１１３１は、交通システムシミュレータ１０が生成する鉄道システムの列車が運行する経路を表わすデータである。設備構成データ１１３２は、交通システムシミュレータ１０が生成する鉄道システムのシステム構成および各構成要素についてのデータである。
【００２４】
実際は更に、鉄道システムの列車が運行するためのダイヤデータ、鉄道システムの収支についてのデータが交通システムシミュレータ１０によって生成される。
【００２５】
入力部１２は、鉄道システム導入のシミュレーションを行うオペレータがデータを設定したり、投入したりする入力装置である。
【００２６】
表示部１３は、交通システムシミュレータ１０が取得、参照、あるいは生成する情報あるいは画像を画面表示する出力装置である。
【００２７】
設備構成演算部１４２は、少なくとも鉄道システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、地図データに基づき両端駅間に路線を設置し、基本設備データ１１４に基づき、路線上に所定間隔で駅を設置し、路線付近に所定間隔で変電所を設置した鉄道システムの設備構成を算出し、その鉄道システムで可能となる運行ダイヤを算出する。鉄道システムで可能となる運行ダイヤとは、車両の走行特性や、信号システムの特性を考慮し、駅間の走行可能な時間および前後を走行する列車間の運行間隔の最小値の制約を満たすように算出する。ダイヤの作成方法として、基本設備データ１１４に実現したい運行間隔を定義しておき、運行間隔に基づき、ダイヤを算出する方法、または、基本設備データ１１４に車両数および車両編成数を定義しておき、物理的な車両数および車両編成数を越えないようにダイヤを算出する方法などがある。
【００２８】
基本設備データ１１４には、車両数および車両編成数は予め含まれていなくてもよい。その場合、前記算出した運行ダイヤから、運行に必要な数を算出する。
例えば、オペレータが表示部１３に表示された対象地域の地図を見て、入力部１２からの入力により地図上に線を描くと、鉄道システムの路線の両端と、その両端間の経路が定まる。その両端が鉄道システムの両端駅の設置位置となる。両端間の経路にそって路線が設置される。
【００２９】
人の移動手段として、決まった路線を車両等が走行する路線型の交通システムである鉄道システムと、徒歩や自動車のように各人が自ら道路を通って移動する道路型の移動手段とがある。
【００３０】
交通状況演算部１４３は、徒歩と自動車の両方あるいは一方の道路型移動手段による移動単位の道路上の移動と、設備構成演算部１４２が算出した設備構成および運行ダイヤの鉄道システムによる移動単位の路線上の移動とについて、移動需要データ１１２に基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出する。
【００３１】
導入効果演算部１４４は、その設備構成に基づいて鉄道システムを導入するために要する導入初期コストを算出する。
【００３２】
本実施形態によれば、オペレータが両端駅の位置やその間の経路を指定するだけで、両端駅間に導入される鉄道システムの設備構成と、導入後の交通の状況と、導入に要する導入初期コストとが算出されるので、鉄道システムの導入効果を容易に予測することができる。例えば、算出された交通の状況から、鉄道システムを導入することにより、道路の混雑がどの程度緩和されるかを予測することができる。
【００３３】
その際、設備構成演算部１４２は、地図データに基づき地図画面を表示し、地図画面上に路線が描かれると、路線の両端を両端駅の位置として、路線、駅、および変電所を設置した設備構成を算出する。これによれば、オペレータが地図画面上に路線を描くだけで鉄道システムの設備構成が算出されるので、鉄道システムの導入効果を容易に知ることができる。
【００３４】
また、設備構成演算部１４２は、地図画面上のドラッグアンドドロップにより路線が変更されると、変更後の路線の両端を両端駅の位置として、路線、駅、および変電所を設置した設備構成を算出しなおす。これによれば、地図画面上での直感的な操作により路線の形状を変更しながら、導入する鉄道システムの構成を検討することができる。
【００３５】
また、設備構成演算部１４２は、算出した設備構成に基づき設備の運用により消費される第１消費電力を算出し、また、算出した運行ダイヤに基づく運行により消費される第２消費電力を算出してもよい。さらに、設備構成演算部１４２は、第１消費電力および第２消費電力に基づき、変電所のそれぞれが担当している範囲で消費される消費電力を算出し、変電所が担当する範囲で消費される消費電力を賄えるように、変電所の配置あるいは容量を決定してもよい。これによれば、設備構成と変電所の容量とを容易に整合させることができる。
【００３６】
例えば、第１の消費電力は、鉄道システムの構成要素となる設備毎に消費電力を一定値として予め定めておけばよい。一方、列車の運行による消費電力は主に列車の加速時と減速時に生じる。そのため、加速時と減速時の電力消費に関する情報を予め定めておき、運行ダイヤから加速と減速がいつ発生するかを算出し、保持しておいた情報に基づき、加速時および減速時の消費電力をすることにすればよい。
【００３７】
また、導入効果演算部１４４は、更に、鉄道システムの利用者が支払う運賃を表わす運賃データを取得し、設備構成と運行ダイヤと運賃データに基づき鉄道システムの運賃収入を算出し、設備構成および運行ダイヤに基づき鉄道システムのランニングコストを算出することにしてもよい。
【００３８】
設備構成を基に鉄道システムの設備の運用と維持にかかるランニングコストを算出し、運行ダイヤを基に列車運行にかかるランニングコストを算出し、それらを合計すれば鉄道システムのランニングコストを求めることができる。列車運行にかかるランニングコストには、列車を走行させるために消費する電力にかかる電気料金と、列車のメンテナンスにかかる費用が含まれる。また、運賃データは例えば基本設備データの一部として予め設定しておいてもよい。これによれば、導入初期コストだけでなく、その後の運賃収入とランニングコストも算出されるので、鉄道システムの導入後の収支の推移を知ることができる。
【００３９】
なお、基本設備データには、駅を自動配置するときの駅同士の間隔である駅間距離を示す駅間隔データと、変電所を自動配置するときの変電所同士の間隔である変電所間距離を示す変電所間隔データと、軌道回路長を示す軌道回路長データとを含んでみてもよい。その場合、設備構成演算部１４２は、両端駅間の路線上に、上記駅間距離以内の間隔で駅を設置し、路線の付近に、上記変電所間距離以内の間隔で変電所を設置し、路線上に上記軌道回路長の軌道回路を設置することにしてもよい。これによれば、単純なデータに基づく簡単な計算で設備構成を算出することができるので、鉄道システムの導入のための概略的なシミュレーションを容易に実行することができる。
【００４０】
例えば、駅間隔データとして駅間距離の上限値を予め設定しておくことにしてもよい。また、駅間距離の上限値と下限値を予め設定しておくことにしてもよい。
【００４１】
あるいはまた、基本設備データには、鉄道システムの車両の走行速度を示す走行速度データと、鉄道システムの車両の駅への滞在時間を示す滞在時間データと、を含んでもよい。そして、交通状況演算部１４３は、その走行速度で走行し、その滞在時間だけ駅に滞在して、ダイヤスジが互いに重ならないように、運行ダイヤを作成する。これによれば、単純なデータに基づく簡単な計算で交通状況を算出することができるので、鉄道システムの導入のための概略的なシミュレーションを容易に実行することができる。
【００４２】
また、基本設備データには、鉄道軌道を設置する単位距離あたりの費用である軌道初期コストを示す軌道初期コストデータと駅を設置する費用である駅初期コストを示す駅初期コストデータと、変電所を設置する費用である変電所初期コストを示す変電所初期コストデータと車両および編成を購入する費用である車両初期コストを示す車両初期コストデータを含んでいてもよい。そして、導入効果演算部１４４は、軌道初期コストに軌道の距離を乗算した値とその駅初期コストに駅数を乗算した値と変電所初期コストに変電所数を乗算した値と車両初期コストと車両数を乗算した値を導入初期コストに含める。これによれば、単純なデータに基づく簡単な計算で導入費用を算出することができるので、鉄道システムの導入のための概略的なシミュレーションを容易に実行することができる。
【００４３】
また、基本設備データには、鉄道軌道を維持保守する単位距離あたりの費用である軌道ランニングコストを示す軌道ランニングコストデータと、駅を年間あたり維持保守する費用である駅ランニングコストを示す駅ランニングコストデータと、変電所を年間あたり維持保守する費用である変電所ランニングコストを示す変電所ランニングコストデータと車両および編成を年間あたり維持保守する費用である車両ランニングコストを示す車両ランニングコストデータを含んでいてもよい。そして、導入効果演算部１４４は、軌道ランニングコストに軌道の距離を乗算した値と、その駅ランニングコストに駅数を乗算した値と変電所ランニングコストに変電所数を乗算した値と、車両ランニングコストと車両数を乗算した値をランニングコストに含める。これによれば、単純なデータに基づく簡単な計算でランニング費用を算出することができるので、鉄道システムの導入のための概略的なシミュレーションを容易に実行することができる。
【００４４】
図２Ａ〜２Ｄは、本実施形態による鉄道システムの導入シミュレーションの一連の様子を示す図である。
【００４５】
図２Ａの地図画面２０１を見ると道路２０２は整備されているが鉄道は整備されていない地域が表示されている。この地域を対象地域として鉄道システムの導入をシミュレーションする。人の移動状況のシミュレーションを実行すると、図２Ｂに示すように、道路２０２に人の移動状況を示すトラフィック表示２０３が現れる。その後、地図画面２０１上に線を描くと、図２Ｃのように、地図画面２０１にはその線に沿って路線２０４が表示される。その状態で人の移動状況のシミュレーションを実行すると、鉄道システムの導入により、図２Ｄに示すように人の移動状況を示すトラフィック表示２０３が変化する。図２Ｂ〜２Ｄの例では、トラフィック表示２０３として太線を道路に沿って描いている。その太線は、人の移動の多さに応じて線の色、濃さ、太さ、あるいは塗りつぶしパターンが異なる線であってよい。
【００４６】
図３は、本実施形態による鉄道システムシミュレータの全体処理を示すフローチャートである。
【００４７】
入力部１２より、始点、終点およびその間の経路を含む路線データ１４１が入力されると（ステップＳ１０１）、設備構成演算部１４２が、路線データ１４１に基づき鉄道システムのシステム構成を決定し、設備構成と運行ダイヤを算出する。（ステップＳ１０２）。次に、交通状況演算部１４３が設備構成と運行ダイヤと移動需要データ１１２に基づいて移動状況を算出する（ステップＳ１０３）。さらに、導入効果演算部１４４が、設備構成および運行ダイヤに基づいて導入初期コストおよびランニングコストを含む収支を算出する（ステップＳ１０４）。
【００４８】
図４は、本実施形態による鉄道システムシミュレータの設備構成演算処理を示すフローチャートである。設備構成演算処理は図３のステップＳ１０２の処理である。
【００４９】
設備構成演算部１４２は、路線データ１４１を取得すると（ステップＳ２０１）、路線データ１４１に含まれる経路の情報に従って地図上に路線を設置する（ステップＳ２０２）。続いて、設備構成演算部１４２は、線路上に、基本設備データ１１４に設定された駅間距離に基づき駅を、変電所間距離に基づき変電所を設置し、システム構成を決定する（ステップＳ２０３）。さらに、設備構成演算部１４２は、決定したシステム構成に基づき設備構成を算出し（ステップＳ２０４）、さらに運行ダイヤを算出する（ステップＳ２０５）。設備構成および運行ダイヤは適宜画面に表示される。
【００５０】
図５は、本実施形態による鉄道システムシミュレータの交通状況演算処理を示すフローチャートである。交通状況演算処理は図３のステップＳ１０３の処理である。
【００５１】
交通状況演算部１４３は、設備構成演算部１４２が、移動需要データ１１２の人の移動需要を、徒歩、自動車、鉄道システムの各移動手段、あるいはそれらの組み合わせに所定の選択規則にしたがって分配する（ステップＳ３０１）。選択規則は、移動に要する所要時間、距離、および料金などのパラメータに基づいて定まる効用から、人がどの移動手段を選択するかを定めた規則情報である。例えば、選択規則は移動手段の選択確率によって定められる。また、選択規則はオペレータが任意に設定可能である。
【００５２】
各移動手段による各経路の選択確率は式（１）により算出することができる。
【００５３】
【数１】
0006263142.tif 000002
【００５４】
式（１）において、Ｐｊは経路ｊの選択確率である。Ｖｊは経路ｊの効用であり、一例として所要時間をパラメータとする関数である。経路はＮ個あるとする。
【００５５】
つぎに、交通状況演算部１４３は、徒歩、自動車、および鉄道システムの各経路について、分配された移動需要に基づき、人の移動状況を算出し、適宜画面に表示する（ステップＳ３０２）。
【００５６】
図６は、本実施形態による鉄道システムシミュレータの導入効果演算処理を示すフローチャートである。導入効果演算処理は図３のステップＳ１０４の処理である。
【００５７】
導入効果演算部１４４は、算出された設備構成に含まれる構成要素についての設置費用を積算することにより、鉄道システムを導入するために要する導入初期コストを算出する（ステップＳ４０１）。
【００５８】
さらに、導入効果演算部１４４は、算出された設備構成に含まれる構成要素についての運用維持費用を積算することにより、鉄道システムを運用し維持するために要するランニングコストを算出する（ステップＳ４０２）。
【００５９】
図７は、本実施形態による鉄道システムシミュレータの駅設置処理を示すフローチャートである。駅設置処理は、図４のステップＳ２０３の一部の処理である。
【００６０】
設備構成演算部１４２は、基本設備データ１１４から駅間距離の情報を取得し（ステップＳ５０１）、その駅間距離毎に路線上に駅を設置する（ステップＳ５０２）。
【００６１】
一旦、設置された始点、終点、経路、経路上の駅の位置もオペレータは入力部１２からの入力により変更することができる。設備構成演算部１４２は、路線データ１４１の路線の始点、終点、経路、駅などに変化があると（ステップＳ５０３のＹｅｓ）、駅の設置位置を変更する（ステップＳ５０４）。例えば、始点または終点をドラッグアンドドロップすることにおり、経路が延びたら、設備構成演算部１４２は、延びた経路上に駅を追加配置する。線路のドラッグアンドドロップにより経路が変更されると、設備構成演算部１４２は変更後の経路上に駅を配置しなおす。駅をドラッグアンドドロップすると、設備構成演算部１４２は駅の位置を変更し、それに伴う線路の位置も必要に応じて変更する。
【００６２】
図８は、本実施形態による鉄道システムシミュレータの変電所設置処理を示すフローチャートである。変電所設置処理は、図４のステップＳ２０３の一部の処理である。
【００６３】
設備構成演算部１４２は、基本設備データ１１４から変電所間距離の情報を取得し（ステップＳ６０１）、設備構成演算部１４２は、その変電所間距離毎に路線上に駅を設置する（ステップＳ６０２）。
【００６４】
設備構成演算部１４２は、路線データ１４１の路線の始点、終点、経路、駅などに変化があると（ステップＳ６０３のＹｅｓ）、変電所の設置位置を変更する（ステップＳ６０４）。例えば、始点または終点をドラッグアンドドロップすることにおり、経路が延びたら、設備構成演算部１４２は、延びた経路に合わせて変電所を追加配置する。線路のドラッグアンドドロップにより経路が変更されると、設備構成演算部１４２は変更後の経路上に変電所を配置しなおす。変電所をドラッグアンドドロップすると、設備構成演算部１４２は変電所の位置を変更し、変電所の担当する範囲で消費される消費電力を変電所が賄えるか否かチェックし、必要に応じて変電所の容量あるいは変電所の配置を修正する（ステップＳ６０５）。
【００６５】
本実施形態による鉄道システムシミュレータにより鉄道システム導入の一連のシミュレーションを行ったときの画面表示例について説明する。
【００６６】
図９Ａ〜９Ｇは本実施形態の鉄道システムシミュレータによって一連のシミュレーションを行ったときの画面表示例を示す図である。
【００６７】
図９Ａには対象地域の地図画面２０１が示されている対象地域には道路２０２が張り巡らされている。人は道路２０２を使って徒歩あるいは自動車によって移動する。この対象地域への鉄道システムの導入が計画されており、そのシミュレーションを行うものとする。
【００６８】
図９Ｂは、鉄道システム導入前の状態での交通状況のシミュレーションの結果を表示した地図画面２０１が示されている。道路２０２上に、人の移動状況を示すトラフィック表示２０３が現れ、どの道路２０２がどの程度の混雑状況かが視覚的に分かるようになっている。例えば、混雑の程度によってトラフィック表示２０３の色を変えるなどが考えられる。
【００６９】
また、トラフィック表示２０３の一例として、人あるいは所定人数分の人を模擬する点を用い、その点の時間経過に伴う移動を計算してもよい。トラフィック表示２０３を小さな点の集まりで表わし、点の密度あるいは大きさで混雑の程度を表現することができる。また、模擬された人の移動の様子を動画で見ることができる。
【００７０】
図９Ｃには、対象地域の地図画面２０１に線を描くことで現れる路線２０４が示されている。路線２０４上には駅２０５が配置されている。このような鉄道システムの導入により人の移動に変化が現れることが予想される。
【００７１】
図９Ｄでは、鉄道システムの設備構成２０６と運行ダイヤ２０７のシミュエーション結果が表示された分析画面２０８が示されている。設備構成２０６として変電所の配置が示されおり、運行ダイヤ２０７としてダイヤスジがしめされている。
【００７２】
図９Ｅでは、対象地域の地図画面２０１に３つの路線２０４が示されている。これにより更に人の移動に変化が現れることが予想される。
【００７３】
図９Ｆは、図９Ｅの鉄道システムを導入した場合の交通状況のシミュレーションを実行して表示される画面が示されている。地図画面２０１に道路２０２および路線２０４の上にトラフィック表示２０３が現れている。
【００７４】
図９Ｇでは、収支画面２０９の中に、交通割合画面２１０、コスト画面２１１、および累積収支画面２１２が表示されている。交通割合画面２１０には、３０分間隔の各時刻における、各移動手段による移動の割合が示されている。ここでは移動手段として自動車と鉄道がある。コスト画面２１１には、導入初期コスト（図中では「初期」）およびランニングコスト(図中では「稼働」)についての内訳がグラフで示されている。累積収支画面２１２には、鉄道システム導入後の年単位での累積収支が示されている。ここでは鉄道へ乗車するときに支払う運賃をパラメータとして３つのグラフが示されている。運賃の値は一回の乗車で１ＵＳドル、３ＵＳドル、５ＵＳドルの３つが示されている。
【００７５】
（第２の実施形態）
【００７６】
第１の実施形態では、鉄道システム導入のために、システム構成、設備構成、運行ダイヤ、交通状況、コスト、収支といった各種項目の演算を行なうことが可能な交通システムシミュレータを例示したが、本発明がこれに限定されることはない。
【００７７】
第２の実施形態では、システム構成の演算に特化した交通システムシミュレータを例示する。第２の実施形態の交通システムシミュレータは、図１に示した構成から、交通状況演算ぶ１４３および導入効果演算部１４４を省いた構成を有する。
【００７８】
データ記録部１１は、地図データ１１１と、鉄道システムの設備構成を算出するための基本設備データ１１４と、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データ１１２とを予め記録している。
【００７９】
設備構成演算部１４２は、路線データ１４１として、少なくとも鉄道システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、地図データ１１１に基づき両端駅間に路線を設置し、基本設備データ１１４に基づき、路線上に所定間隔で駅を設置したシステム構成を算出し、地図データ１１１に基づく地図画面上に路線と駅を重ねて表示する。
【００８０】
これによれば、両端駅の位置を指定するだけで、その両端駅間に導入される鉄道システムの構成を容易に予測することができる。鉄道システムの導入を検討する場合にまず概略的にシステムを配置してみることができる。
【００８１】
本実施形態においては、その際、設備構成演算部１４２は、地図画面上に路線が描かれると、路線の両端を両端駅の位置として、路線および駅を設置したシステム構成を算出する。更に、設備構成演算部１４２は、地図画面上のドラッグアンドドロップにより路線が変更されると、変更後の路線の両端を両端駅の位置として、路線および駅を設置したシステム構成を算出しなおす。これによれば、地図画面上での直感的な操作により路線を設置し変更しながら、導入する鉄道システムの構成を検討することができる。
【００８２】
また、設備構成演算部１４２は、少なくとも鉄道システムの路線の両端駅となる位置が指定されたとき、基本設備データ１１４に基づき路線付近に所定間隔で変電所を更に設置したシステム構成を算出し、地図データ１１１に基づく地図画面上に路線と駅と変電所を重ねて表示してもよい。これによれば、地図画面上での直感的な操作により変電所も設置し、導入する鉄道システムの構成を検討することができる。
【００８３】
（第３の実施形態）
【００８４】
第３の実施形態では、導入コストの演算に特化した交通システムシミュレータを例示する。第３の実施形態の交通システムシミュレータは、図１に示した構成から、交通状況演算部１４３を省いた構成を有する。
【００８５】
データ記録部１１は、地図データ１１１と、鉄道システムの設備構成を算出するための基本設備データ１１４と、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データ１１２とを予め記録している。
【００８６】
設備構成演算部１４２は、少なくとも鉄道システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、地図データ１１１に基づき両端駅間に路線を設置し、基本設備データ１１４に基づき、路線上に所定間隔で駅を設置し、路線付近に所定間隔で変電所を設置した鉄道システムの設備構成を算出する。
【００８７】
導入効果演算部１４４は、算出された設備構成に基づいて鉄道システムを導入するために要する導入初期コストを算出する。
【００８８】
これによれば、両端駅の位置を指定するだけで、その両端駅間に導入される鉄道システムの設備構成と、導入に要する導入初期コストとが算出されるので、鉄道システムの導入コストを容易に予測することができる。
【００８９】
なお、設備構成演算部１４２は、更に、鉄道システムで可能となる運行ダイヤを算出してもよい。その場合、導入効果演算部１４４は、更に、鉄道システムの利用者が支払う運賃を表わす運賃データを取得し、設備構成と運行ダイヤと運賃データに基づき鉄道システムの運賃収入を算出し、設備構成に基づき鉄道システムのランニングコストを算出してもよい。これによれば、導入初期コストだけでなく、その後の運賃収入とランニングコストも算出されるので、鉄道システムの導入後の収支の推移を知ることができる。
【００９０】
その場合、導入効果演算部１４４は、導入初期コストと運賃収入とランニングコストに基づき累積収支の時間推移を算出し、図９Ｇにてグラフを例示した累積収支画面２１２を表示してもよい。これによれば、鉄道システムの導入後の累積収支の推移を視覚的に確認することができる。
【００９１】
その際、導入効果演算部１４４は、運賃収入と所定の運賃収入割引率に基づき、運賃収入の現在価値を算出し、導入初期コストと運賃収入の現在価値とランニングコストとに基づき、割引率を考慮した累積収支の時間推移を算出してもよい。これによれば、運賃収入の現在価値により現実に近い累積収支の推移を知ることができる。
【００９２】
（第４の実施形態）
【００９３】
第４の実施形態では、交通状況の演算に特化した交通システムシミュレータを例示する。第４の実施形態の交通システムシミュレータは、図１に示した構成から、導入効果演算部１４４を省いた構成を有する。
【００９４】
データ記録部１１は、地図データ１１１と、鉄道システムの設備構成を算出するための基本設備データ１１４と、移動単位の出発地から目的地への移動を表わす移動需要データ１１２とを予め記録しておく。
【００９５】
設備構成演算部１４２は、少なくとも鉄道システムの路線の両端駅となる位置が指定されると、地図データ１１１に基づき両端駅間に路線を設置し、基本設備データ１１４に基づき、路線上に所定間隔で駅を設置した鉄道システムのシステム構成を算出し、その鉄道システムで可能となる運行ダイヤを算出する。
【００９６】
交通状況演算部１４３は、算出されたシステム構成および運行ダイヤの鉄道システムによる移動単位の路線上の移動について、移動需要データ１１２に基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出する。
【００９７】
これによれば、両端駅の位置を指定するだけで、その両端駅間に導入される鉄道システムの設備構成と、導入後の交通の状況とが算出されるので、鉄道システムの導入効果を容易に予測することができる。
【００９８】
なお、交通状況演算部１４３は、鉄道システムが導入されていない状態における移動単位の道路上の移動と、鉄道システムが導入された状態における、移動単位の道路上の移動と鉄道インフラである鉄道システムによる移動単位の路線上の移動とについて、時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出してもよい。
【００９９】
その際、交通状況演算部１４３は、鉄道システムが導入されていない状態における、徒歩と自動車の少なくとも一方の道路型移動手段による移動単位の道路上の移動について、移動需要データ１１２に基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出する。また、交通状況演算部１４３は、鉄道システムが導入された状態における、道路型移動手段による移動単位の道路上の移動と路線型移動手段である鉄道システムによる移動単位の路線上の移動とについて、移動需要データ１１２に基づき時間経過に伴って変化する移動単位の移動状況を算出してもよい。これによれば、路線型交通システムの導入前と導入後の交通状況を比較することができる。
【０１００】
以上、本発明の各種実施形態について説明してきた。上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【０１０１】
例えば、地図データには、各地点の標高等の高さ情報が含まれているとよい。ランニングコストには、運行ダイヤにしたがった列車の走行による消費電力の電気料金が含まれている。その場合、導入効果演算部１４４は、列車の走行による消費電力を、地図データにおける高さ情報を用いて算出する。高さ情報から路線の勾配（上り、下り）が分かるので、その勾配を考慮して、消費電力を算出するとよい。例えば、走行距離に対する消費電力として、上り勾配と下り勾配とで異なる値を設定しておくとよい。これによれば列車走行による消費電力によるランニングコストを高い精度で算出できる。
【０１０２】
また、各実施形態では、各設備の導入に要する費用は予め固定値として設定されるものとしたが、本発明がこれに限定されることはない。過去に導入された鉄道システムの実績データを蓄積し、蓄積したデータに基づいて各設備の費用を算出することにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…交通システムシミュレータ、１１…データ記録部、１１１…地図データ、１１２…移動需要データ、１１３…公共交通データ、１１３１…運行経路データ、１１３２…設備構成データ、１１４…基本設備データ、１２…入力部、１３…表示部、１４…演算部、１４１…路線データ、１４２…設備構成演算部、１４３…交通状況演算部、１４４…導入効果演算部、２０１…地図画面、２０２…道路、２０３…トラフィック表示、２０４…路線、２０５…駅、２０６…設備構成、２０７…運行ダイヤ、２０８…分析画面、２０９…収支画面、２１０…交通割合画面、２１１…コスト画面、２１２…累積収支画面
【図１】
0006263142.tif 000003
【図２Ａ】
0006263142.tif 000004
【図２Ｂ】
0006263142.tif 000005
【図２Ｃ】
0006263142.tif 000006
【図２Ｄ】
0006263142.tif 000007
【図３】
0006263142.tif 000008
【図４】
0006263142.tif 000009
【図５】
0006263142.tif 000010
【図６】
0006263142.tif 000011
【図７】
0006263142.tif 000012
【図８】
0006263142.tif 000013
【図９Ａ】
0006263142.tif 000014
【図９Ｂ】
0006263142.tif 000015
【図９Ｃ】
0006263142.tif 000016
【図９Ｄ】
0006263142.tif 000017
【図９Ｅ】
0006263142.tif 000018
【図９Ｆ】
0006263142.tif 000019
【図９Ｇ】
0006263142.tif 000020