(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両情報、路線情報、並びに列車間の距離に応じて回生電力および消費電力の有効な割合を示す係数を記憶するデータベースと、
列車ごとの列車スジおよび運転曲線を含むダイヤ情報を記憶する記憶部と、
制御部と、を備え、
この制御部は、
前記ダイヤ情報に基づき、所定時刻において回生電力を発生させる第１の列車の位置および力行する第２の列車の位置を特定し、
この特定した第１の列車の位置と第２の列車の位置に基づいて前記データベースから第１の係数を取得し、
この取得した第１の係数と前記データベースに記憶された車両情報と路線情報を利用して求めた前記第２の列車での力行電力に基づいて融通可能電力を求め、
この求めた融通可能電力より前記データベースに記憶された車両情報と路線情報を利用して求めた回生電力が小さい第１の列車を特定し、
前記第２の列車の力行電力から前記特定した第１の列車の回生電力を減算することで消費電力を算出する、
ことを特徴とする消費電力算出装置。
【請求項２】
前記第２の列車は、前記第１の列車との距離が所定距離以下に位置する列車であることを特徴とする請求項１に記載の消費電力算出装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ダイヤ情報に基づいて前記所定時刻において回生電力を発生させる第３の列車の位置を特定し、この特定した第３の列車の位置と前記第２の列車の位置に基づいて前記データベースから第２の係数を取得し、前記第１の係数と前記第２の列車での力行電力および前記第２の係数および前記第３の列車での回生電力に基づいて融通可能電力を求めることを特徴とする請求項１に記載の消費電力算出装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記融通可能電力に第１の値を加算した値より回生電力の小さい第１の列車を、前記融通可能電力より回生電力が小さい第１の列車として特定することを特徴とする請求項１に記載の消費電力算出装置。
【請求項５】
消費電力算出装置によって実行される消費電力算出方法であって、
前記消費電力算出装置は、
車両情報、路線情報、並びに列車間の距離に応じて回生電力および消費電力の有効な割合を示す係数を記憶するデータベースと、
列車ごとの列車スジおよび運転曲線を含むダイヤ情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記消費電力算出方法は、
前記ダイヤ情報に基づき、所定時刻において回生電力を発生させる第１の列車の位置および力行する第２の列車の位置を特定するステップと、
この特定した第１の列車の位置と第２の列車の位置に基づいて、前記データベースから第１の係数を取得するステップと、
この取得した第１の係数と前記データベースに記憶された車両情報と路線情報を利用して求めた前記第２の列車での力行電力に基づいて融通可能電力を求めるステップと、
この求めた融通可能電力より前記データベースに記憶された車両情報と路線情報を利用して求めた回生電力が小さい第１の列車を特定するステップと、
前記第２の列車の力行電力から前記特定した第１の列車の回生電力を減算することで消費電力を算出するステップと、
を有することを特徴とする消費電力算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、消費電力算出装置および消費電力算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイヤ作成装置においては、ダイヤに従って列車が走行した場合に列車で消費される電力が考慮されていないため、回生失効が多発し、回生するはずの電力が無駄になるダイヤが作成される可能性がある。ここで、回生失効とは、回生ブレーキによって架線に戻される電力（回生電力）を消費できる力行中の列車が近くに存在しないために回生ブレーキが効かず、電気エネルギーに変換して他列車で再利用するはずの運動エネルギーが機械ブレーキで熱として消費される現象である。回生ブレーキとは、モータを発電機として利用して列車の運動エネルギーを電気エネルギーに変換し架線に戻す（回生する）ことで列車を減速させるブレーキである。回生失効発生の可能性が低いダイヤを作成するには、回生失効を考慮した消費電力を見ながらダイヤを調整するのが有効である。
【０００３】
ダイヤに従って走行する列車の消費電力を、回生失効を考慮して算出する方法として、列車のダイヤに従った電力シミュレーションを行う方法がある。しかしながら、当該電力シミュレーションにおいては、各時刻において全列車の在線位置での架線電流および架線電圧について収束計算を行うため、消費電力の算出処理に要する処理時間が長く、オペレータが消費電力を確認しながらダイヤを調整する用途には不向きである。
【０００４】
一方、消費電力を算出する簡易な方法として、各時刻における、全ての列車の力行電力の総和と全ての列車の回生電力の総和とを求め、回生電力の総和が力行電力の総和を上回る分が回生失効により機械ブレーキで消費されると判断する方法がある。具体的には、ある時刻における力行電力の総和から回生電力の総和を差し引いた分をこの時刻の消費電力とし、この消費電力がマイナスまたはゼロになる場合には、この時刻の消費電力をゼロとして、各時刻における消費電力を積算する。これにより、あるダイヤの回生失効を考慮した消費電力を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２０１１５３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７０３４号公報
【特許文献３】特開２００６−７６４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、消費電力を算出する簡易な方法では、消費電力の算出処理に用いる処理時間を短縮することができるが、回生電力の総和が力行電力の総和を下回る場合でも、力行する列車と回生する列車との間の距離が長いために回生失効するケースが考慮されていないので、ダイヤに従って列車が走行したときの消費電力に対して、算出された消費電力の誤差が大きくなる可能性がある。また、この方法では、いつどの列車で回生失効が発生する可能性が高いかを判断することができない。
【０００７】
そのため、省エネルギー化を図ったダイヤの作成を支援するために、電力シミュレーションよりも短い処理時間で、消費電力を算出する簡易な方法よりも高精度に、回生失効を考慮した列車の消費電力を推定できることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の消費電力算出装置は、データベースと、記憶部と、制御部と、を備える。データベースは、車両情報、路線情報、並びに列車間の距離に応じて回生電力および消費電力の有効な割合を示す係数を記憶する。記憶部は、列車ごとの列車スジおよび運転曲線を含むダイヤ情報を記憶する。制御部は、ダイヤ情報に基づき、所定時刻において回生電力を発生させる第１の列車の位置および力行する第２の列車の位置を特定し、この特定した第１の列車の位置と第２の列車の位置に基づいてデータベースから第１の係数を取得し、この取得した第１の係数と前記データベースに記憶された車両情報と路線情報を利用して求めた第２の列車での力行電力に基づいて融通可能電力を求め、この求めた融通可能電力よりデータベースに記憶された車両情報と路線情報を利用して求めた回生電力が小さい第１の列車を特定し、第２の列車の力行電力から特定した第１の列車の回生電力を減算することで消費電力を算出する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置により作成された列車スジの一例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による消費電力の算出処理を説明するための図である。
【図４】図４は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置により作成されるダイヤ情報の一例を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による列車に対する係数の付与処理を説明するための図である。
【図６】図６は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による消費電力の算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による運転曲線の作成処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置によるダイヤ情報の作成処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による整合性チェック処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による消費エネルギーの算出処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかる消費電力算出装置および消費電力算出方法を適用したダイヤ作成装置について説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置により作成された列車スジの一例を示す図である。本実施形態にかかるダイヤ作成装置１は、図１に示すように、ダイヤ作成装置１全体を制御する制御部１０と、マウスやキーボードやタッチパネル等により構成され各種情報を入力するための入力部１１と、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）や有機ＥＬ（Electro  Luminescence）ディスプレイ等により構成され各種情報を表示可能な表示部１２と、プリンタ等により構成され各種情報を出力可能な出力部１３と、を備えている。
【００１２】
制御部１０は、図１に示すように、入出力インターフェース１０１と、データベース１０２と、運転曲線作成部１０３と、ダイヤ作成部１０４と、ダイヤ情報記憶部１０５と、を有している。入出力インターフェース１０１は、運転曲線作成部１０３およびダイヤ作成部１０４を、入力部１１、表示部１２および出力部１３に接続する。
【００１３】
データベース１０２は、列車のダイヤの作成に必要な種々のデータを記憶する。本実施形態では、データベース１０２は、主に、路線情報、車両情報および運行情報を記憶している。
【００１４】
ここで、路線情報は、例えば、列車が走行する路線内の各駅において列車が通過または停車する位置および番線、列車が走行する路線の勾配やカーブ、閉塞区間の境界、制限速度、信号展開情報、規定の架線電圧など、列車が走行する路線に関する情報である。車両情報は、例えば、列車の車種毎の重量、編成、加減速特性、列車側の電流および電圧の特性、最高速度など、列車に関する情報である。運行情報は、例えば、列車の運行種別、列車の停車駅、当該停車駅における列車の停車時間など、列車の運行に関する情報である。
【００１５】
また、データベース１０２は、回生失効を判断するための情報を記憶している。具体的には、データベース１０２は、電力を回生しようとする列車を基準とする、当該列車により回生される電力を供給可能な他の列車との相対距離である所定の負荷分担可能距離（電力の回生が可能な車間距離である所定の電力回生可能距離の）を記憶している。また、データベース１０２は、列車が回生しようとする電力（以下、回生電力と言う）と、当該回生電力を供給可能な他の列車が消費可能な電力との比較により回生失効の発生を判断するための第１の基準値を記憶している。なお、データベース１０２は、第１の基準値に加え、この第１の基準値より小さい値であって、部分的な回生失効（部分失効）の発生を判断するための第２の基準値を記憶している。
【００１６】
運転曲線作成部１０３は、入出力インターフェース１０１を介して、入力部１１を用いてユーザにより入力された情報または表示部１２に表示されたメニューから選択されたメニューを示す情報が入力される。次いで、運転曲線作成部１０３は、入出力インターフェース１０１を介して入力された情報に基づいて、駅間の運転曲線を作成するための条件（以下、運転曲線作成条件と言う）を設定する。ここで、運転曲線作成条件は、例えば、運転曲線を作成する列車の発着駅、当該発着駅において列車が停車する番線、列車の車種、駅間の走行にかけられる所定の最長走行時間（以下、駅間走行時間と言う）、架線電圧、制限速度までのマージンなどである。
【００１７】
そして、運転曲線作成部１０３は、設定された運転曲線作成条件、およびデータベース１０２に記憶された路線情報と車両情報を用いて、駅間の運転曲線（例えば、駅間の各走行位置と当該走行位置における列車の速度と相対時刻との関係）を作成する。また、運転曲線作成部１０３は、駅間走行時間が設定されていない場合、制限速度を超えない範囲で駅間を列車が最も速く走行した場合の運転曲線である最速運転曲線を作成する。さらに、運転曲線作成部１０３は、架線電圧や制限速度までのマージンが設定されていない場合には、予めデータベース１０２に設定されている架線電圧や制限速度までのマージンの標準値を用いて、運転曲線を作成する。
【００１８】
また、運転曲線作成部１０３は、運転曲線の作成に伴って、列車の走行位置や速度や車両特性に基づいて、運転曲線を作成した駅間の各走行位置における、列車の力行電力および理想回生電力を算出する。ここで、力行電力は、列車の力行により消費する電力である。理想回生電力は、回生失効が発生しない場合に列車から架線側に回生される電力である。本実施形態では、運転曲線作成部１０３は、公知の技術を用いて、運転曲線の作成、力行電力および理想回生電力の算出を行う。
【００１９】
そして、運転曲線作成部１０３は、作成した運転曲線と、算出した力行電力や理想回生電力と、を含む運転曲線情報を、入出力インターフェース１０１を介して表示部１２に表示させる。また、運転曲線作成部１０３は、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から運転曲線情報の出力が指示された場合、運転曲線情報を出力部１３から出力する。さらに、運転曲線作成部１０３は、運転曲線情報を、ダイヤ情報記憶部１０５に記憶させる。
【００２０】
さらに、運転曲線作成部１０３は、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から入力されたオペレータの指示に応じて、作成した運転曲線（例えば、最速運転曲線）の走行時間を所定の単位時間で丸めたり、駅間走行時間内において運転曲線の走行時間に余裕時間を追加したりして標準走行時間を設定する。そして、運転曲線作成部１０３は、運転曲線の走行時間が設定した標準走行時間となるように変更した標準運転曲線を含む運転曲線情報をダイヤ情報記憶部１０５に記憶させることも可能である。
【００２１】
ダイヤ作成部１０４は、始発駅と終着駅間を走行する列車のダイヤ情報を作成する。本実施形態では、ダイヤ作成部１０４は、列車スジ作成部１０４ａ、整合性チェック部１０４ｂと、消費電力算出部１０４ｃと、を備えている。列車スジ作成部１０４ａは、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１または表示部１２（タッチパネル）から入力された情報に基づいて、列車スジの作成条件（以下、列車スジ作成条件と言う）を設定する。ここで、列車スジ作成条件は、列車スジを作成する列車の運行種別（例えば、各駅停車、急行など）、列車の車種、走行区間（始発駅および終着駅）、始発駅の出発時刻、終着駅の到着時刻など、列車スジを作成する際の条件である。
【００２２】
そして、列車スジ作成部１０４ａは、設定した列車スジ作成条件と、データベース１０２に記憶された路線情報や運行情報と、ダイヤ情報記憶部１０５に記憶された運転曲線情報と、を用いて、列車スジを作成する。具体的には、列車スジ作成部１０４ａは、設定した列車スジ作成条件（列車の運行種別、走行区間）およびデータベース１０２に記憶された運行情報(列車の停車駅)に基づいて、列車スジを作成する列車の停車駅を抽出する。次いで、列車スジ作成部１０４ａは、ダイヤ情報記憶部１０５に記憶された運転曲線情報のうち、設定した列車スジ作成条件（列車の車種）に対応しかつ当該抽出した停車駅間の運転曲線または標準運転曲線（以下、総称して標準運転曲線と言う）と、データベース１０２に記憶された運行情報に含まれる停車時間とに基づいて、図２に示すように、時刻の経過に伴って変化する列車の走行位置を示す列車スジ（例えば、急行の列車スジ２０１および各駅停車の列車スジ２０２）を作成する。本実施形態では、列車スジ作成部１０４ａは、公知の技術を用いて、列車スジを作成する。
【００２３】
列車スジ作成部１０４ａは、設定した列車スジ作成条件（列車の車種）に対応しかつ当該抽出した停車駅間の標準運転曲線が、ダイヤ情報記憶部１０５に記憶されていない場合、入出力インターフェース１０１を介して、列車スジ作成条件を満たす運転曲線情報がダイヤ情報記憶部１０５に記憶されていないことを表示部１２に表示させる。
【００２４】
また、列車スジ作成部１０４ａは、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から入力されたオペレータの指示に応じて、始発駅と終着駅間を走行する複数の列車それぞれの列車スジを、移動、追加または削除することにより、列車の運行計画であるダイヤ情報を作成する。本実施形態では、ダイヤ情報は、始発駅と終着駅間を走行する複数の列車それぞれの列車スジ、当該列車スジを識別可能とする列車スジの番号である列番、列車スジを作成した列車の車種、列車スジを作成した列車の停車駅、列車スジに従って列車を走行させる時刻であるダイヤ上の時刻、列車スジに従って駅間を走行する列車の運転曲線を含む運転曲線情報を含む。列車スジ作成部１０４ａは、入出力インターフェース１０１を介して、入力部１１から入力されたオペレータの指示に応じて、作成したダイヤ情報を出力部１３から出力したり、ダイヤ情報記憶部１０５に記憶させたりする。
【００２５】
整合性チェック部１０４ｂは、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から入力されたオペレータの指示に応じて、ダイヤ情報と、データベース１０２に記憶された路線情報（閉塞区間の境界、信号展開情報）とに基づいて、作成したダイヤ情報に従って走行する列車同士の間隔が所定間隔以上離れているか否かを判断する整合性チェック処理を実行する。本実施形態では、整合性チェック部１０４ｂは、公知の技術を用いて、整合性チェック処理を実行する。
【００２６】
消費電力算出部１０４ｃは、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から入力されたオペレータの指示に応じて、ダイヤ情報記憶部１０５に記憶されたダイヤ情報（すなわち、作成したダイヤ情報）に従って列車が走行した場合に、ダイヤの開始時刻から終了時刻までに消費される電力（消費エネルギー）を算出する。また、消費電力算出部１０４ｃは、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から時間帯の開始時刻および終了時刻が入力された場合は、当該時間帯の消費エネルギーを算出する。消費エネルギーを算出する際、消費電力算出部１０４ｃは、各時刻において、電力を回生しようとする各列車に関して、その周辺の列車により消費可能な電力である融通可能電力を算出し、当該融通可能電力と、電力を回生しようとする列車の回生電力とを比較することにより、回生失効が発生したか否かを判断する。
【００２７】
そして、消費電力算出部１０４ｃは、入出力インターフェース１０１を介して、ダイヤの消費エネルギーの算出結果および回生失効が発生したか否かの判断結果（回生失効がいつどの列車に発生する可能性が高いかを示す情報など）を表示部１２に表示させる。ダイヤ作成装置１のオペレータは、表示部１２に表示された、ダイヤの消費エネルギーの算出結果および回生失効が発生したか否かの判断結果（回生失効がいつどの列車に発生する可能性が高いかを示す情報など）を参照しながら、列車スジの移動，追加，削除、列車の停車時間の延長、ダイヤ情報に含める列車スジに対応する列車の車種の変更などを、入力部１１から指示可能である。
【００２８】
次に、図３〜６を用いて、本実施形態にかかるダイヤ作成装置１の消費電力算出部１０４ｃによる消費電力の算出処理について説明する。図３は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による消費電力の算出処理を説明するための図である。図４は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置により作成されるダイヤ情報の一例を示す図である。図５は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による列車に対する係数の付与処理を説明するための図である。図６は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による消費電力の算出処理の流れを示すフローチャートである。
【００２９】
消費電力算出部１０４ｃは、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から消費エネルギーを算出する時間帯が入力されると、図３に示すように、入力された時間帯の各時刻ｔ（所定時刻の）において、始発駅と終着駅間を走行している全ての列車Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４（以下、列車Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を区別する必要がない場合には、単に、列車Ｐと記載する）を抽出する（ステップＳ６０１）。
【００３０】
次いで、消費電力算出部１０４ｃは、図４に示すように、ダイヤ情報記憶部１０５に記憶されたダイヤ情報に基づいて、所定時刻ｔにおける各列車Ｐの走行位置（例えば、列車Ｐ０の走行位置Ｘ０、列車Ｐ１の走行位置Ｘ１、列車Ｐ２の走行位置Ｘ２、列車Ｐ３の走行位置Ｘ３、列車Ｐ４の走行位置Ｘ４）を特定する（ステップＳ６０２）。さらに、消費電力算出部１０４ｃは、図４に示すように、ダイヤ情報記憶部１０５に記憶されたダイヤ情報が含む運転曲線情報から、特定した走行位置における各列車Ｐの力行電力（例えば、列車Ｐ０の力行電力Ｂ０、列車Ｐ１の力行電力Ｂ１、列車Ｐ２の力行電力Ｂ２、列車Ｐ３の力行電力Ｂ３、列車Ｐ４の力行電力Ｂ４）および理想回生電力（例えば、列車Ｐ０の理想回生電力Ｒ０、列車Ｐ１の理想回生電力Ｒ１、列車Ｐ２の理想回生電力Ｒ２、列車Ｐ３の理想回生電力Ｒ３、列車Ｐ４の理想回生電力Ｒ４）を読み出す（ステップＳ６０２）。そして、消費電力算出部１０４ｃは、図４に示すように、読み出した理想回生電力を、列車Ｐの回生電力に設定する（ステップＳ６０２）。
【００３１】
次に、消費電力算出部１０４ｃは、回生電力が「０」でない列車Ｐである回生車Ｐｉ（例えば、列車Ｐ２）が存在するか否かを判断する（ステップＳ６０３）。消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉが存在すると判断した場合（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）、各回生車Ｐｉについて以下の処理を実行する。
【００３２】
まず、消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉ（例えば、回生車Ｐｉである列車Ｐ２）から、架線を介して他の列車Ｐ（例えば、列車Ｐ０，Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４)に融通して消費してもらうことが可能な電力である融通可能電力を「０」に設定する（ステップＳ６０４）。さらに、消費電力算出部１０４ｃは、特定した各列車Ｐの走行位置に基づいて、回生車Ｐｉとの相対距離が、データベース１０２に記憶された負荷分担可能距離以下の列車Ｐｋが存在するか否かを判断する（ステップＳ６０５）。すなわち、消費電力算出部１０４ｃは、ダイヤ情報に基づき、回生車Ｐｉの位置および力行する列車Ｐｋの位置を特定する。
【００３３】
消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉとの相対距離が負荷分担可能距離以下の列車Ｐである列車Ｐｋ（例えば、列車Ｐ１，Ｐ３）が存在すると判断した場合（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、回生車Ｐｉとの相対距離が負荷分担可能距離以下の列車Ｐｋに対して係数（以下、電力融通容易度と言う）の付与を行う（ステップＳ６０６）。その際、消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉとの相対距離が長くなるに従って小さくなる電力融通容易度を列車Ｐｋに付与する。本実施形態では、消費電力算出部１０４ｃは、列車Ｐｋに対する電力融通容易度を求める処理を行っているが、これに限定するものではない。例えば、データベース１０２が、列車間の距離に応じた回生電力および消費電力の有効な割合を示す係数である電力融通容易度を記憶しておく。そして、消費電力算出部１０４ｃは、所定時刻において回生電力を発生させる回生車Ｐｉの位置と列車Ｐｋとの位置に基づいて、データベース１０２から電力融通容易度を取得しても良い。
【００３４】
本実施形態では、消費電力算出部１０４ｃは、図３および図５に示すように、回生車Ｐｉとの相対距離が「０」の列車Ｐｋに対して電力融通容易度：「１」を付与する。消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉとの相対距離が長くなるに従い小さくなる電力融通容易度を列車Ｐｋに付与する。そして、消費電力算出部１０４ｃは、相対距離が負荷分担可能距離以上の列車Ｐｋに対して電力融通容易度：「０」を付与する。具体的には、消費電力算出部１０４ｃは、下記式（１）を用いて、列車Ｐｋに付与する電力融通容易度を求める。
電力融通容易度＝（Ｘ−｜ｘｋ−ｘｉ｜）／Ｘ・・・（１）
ここで、Ｘは、負荷分担可能距離である。ｘｋは、列車Ｐｋの走行位置である。ｘｉは、回生車Ｐｉの走行位置である。
【００３５】
本実施形態では、消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉとの相対距離が負荷分担可能距離より長い列車Ｐについては電力融通容易度を付与する処理を実行しないことにより、電力融通容易度を付与する処理による処理負荷を軽減しているが、これに限定するものではなく、回生車Ｐｉ以外の全ての列車Ｐに対して電力融通容易度を付与する処理を実行することも可能である。
【００３６】
消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉの融通可能電力に対して、力行する各列車Ｐｋの力行電力に電力融通容易度を乗算した値を加算しかつ回生する各列車Ｐｋの回生電力に電力融通容易度を乗算した値を減算した値を、回生車Ｐｉから他の列車Ｐｋに融通して消費してもらうことが可能な電力である融通可能電力として算出する（ステップＳ６０７）。すなわち、消費電力算出部１０４ｃは、求めた融通可能電力と、データベース１０２に記憶された車両情報と路線情報を利用して求めた列車Ｐｋでの力行電力に基づいて融通可能電力を求める。回生車Ｐｉとの相対距離が負荷分担可能距離以下の列車Ｐｋが存在しないと判断した場合（ステップＳ６０５：Ｎｏ）、消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉについての融通可能電力は０のままとする。
【００３７】
消費電力算出部１０４ｃは、全ての回生車Ｐｉについて融通可能電力が算出されると、回生電力が融通可能電力を上回る回生車Ｐｉが存在するか否かを判断する(ステップＳ６０８)。そして、消費電力算出部１０４ｃは、回生電力が融通可能電力を上回る回生車Ｐｉが存在すると判断した場合（ステップＳ６０８：Ｙｅｓ）、すなわち、融通可能電力が回生電力を下回る場合、列車Ｐｉについて回生絞り込みが発生して回生失効すると推定できる。この場合、消費電力算出部１０４ｃは、回生電力が融通可能電力を上回った回生車Ｐｉの回生電力を「０」に更新する。言い換えると、消費電力算出部１０４ｃは、求めた融通可能電力より回生電力が小さい回生車Ｐｉを特定する。
【００３８】
消費電力算出部１０４ｃは、回生電力が融通可能電力を上回る回生車Ｐｉが複数存在する場合、当該複数の回生車Ｐｉのうち、回生電力が融通可能電力を最も大きく上回る回生車Ｐｉの回生電力を「０」に設定する。そして、消費電力算出部１０４ｃは、ステップＳ６０３に戻り、回生電力が「０」でない回生車Ｐｉについて融通可能電力を算出する処理を、回生電力が融通可能電力を上回る回生車Ｐｉが無くなるまで繰り返す。消費電力算出部１０４ｃは、ダイヤ情報に基づいて所定時刻において回生電力を発生させる複数の回生車Ｐｉの位置を特定し、この特定した回生車Ｐｉそれぞれの位置と列車Ｐｋの位置に基づいてデータベース１０２から電力融通容易度を取得し、ある回生車Ｐｉについての電力融通容易度と列車Ｐｋでの力行電力、および他の回生車Ｐｉについての電力融通容易度と当該他の回生車Ｐｉでの回生電力に基づいて、融通可能電力を求める。
【００３９】
一方、消費電力算出部１０４ｃは、回生電力が融通可能電力を上回る回生車Ｐｉが存在しない場合（ステップＳ６０８：Ｎｏ）、すなわち、回生車Ｐｉの融通可能電力が回生電力を上回る場合、後述するステップＳ６１０に進む。この場合、回生車Ｐｉの回生電力は他の列車Ｐｋの力行で全て消費され、回生失効は発生しないと推定できる。
【００４０】
本実施形態では、消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉの回生電力が融通可能電力を上回った場合に（言い換えると、融通可能電力が回生車Ｐｉの回生電力を下回った場合に）、回生車Ｐｉが回生失効すると判断しているが、これに限定するものではなく、例えば、回生車Ｐｉの回生電力が融通可能電力を上回る大きさが、データベース１０２に記憶された第１の基準値を超えた場合に、回生車Ｐｉが回生失効すると判断しても良い。これにより、回生車Ｐｉが部分失効（回生絞込みにより回生したい電力の一部しか回生できない）するケースをある程度考慮することができる。言い換えると、消費電力算出部１０４ｃは、融通可能電力に所定の第１の値を加算した値より回生電力の小さい回生車Ｐｉを、融通可能電力より回生電力が小さい部分失効する回生車Ｐｉとして特定する。
【００４１】
一方、第１の基準値と第２の基準値とがデータベース１０２に記憶されている場合、消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉの回生電力が融通可能電力を上回る大きさが、データベース１０２に記憶された第１の基準値を超えた場合に、回生車Ｐｉが完全失効すると判断し、データベース１０２に記憶された第１の基準値より小さくかつ第２の基準値以上である場合に、回生車Ｐｉが部分失効したと判断し、回生車Ｐｉの回生電力が融通可能電力を上回る大きさが、第２の基準値を上回る値に応じて、回生車Ｐｉの回生電力を求める。具体的には、消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉが部分失効したと判断した場合、回生車Ｐｉの回生電力が融通可能電力を上回る値に応じて、回生車Ｐｉの回生電力を減らす。消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉの回生電力が融通可能電力を上回る大きさが、第１の基準値を上回る場合には、完全失効と判断して回生電力を０とする。これにより、回生車Ｐｉが部分失効するケースを考慮することができる。第１の基準値と第２の基準値は、過去の回生失効の判断結果や電力シミュレーションの結果等に基づいて予め設定し、データベース１０２に記憶させておくものとする。
【００４２】
そして、消費電力算出部１０４ｃは、時刻ｔにおいて力行する列車Ｐの力行電力の総和から、時刻ｔにおいて回生する列車Ｐの回生電力の総和を差し引いた値を、時刻ｔにおける消費電力として算出する（ステップＳ６１０）。回生失効すると判断された列車の回生電力が０になっているので、消費電力算出部１０４ｃは、回生失効を考慮した消費電力を算出することができる。
【００４３】
また、消費電力算出部１０４ｃは、回生車Ｐｉが存在しないと判断した場合（ステップＳ６０３：Ｎｏ）、時刻ｔにおいて力行する列車Ｐの力行電力の総和から、時刻ｔにおいて回生する列車Ｐの回生電力の総和（この場合、回生電力の総和は０である。）を差し引いた値を、時刻ｔにおける消費電力として算出する（ステップＳ６１０）。消費電力算出部１０４ｃは、入力された時間帯の全ての時刻ｔについて、上述した処理を繰り返す。
【００４４】
その後、消費電力算出部１０４ｃは、入力された時間帯の全ての時刻ｔについて算出した消費電力を積算して、当該入力された時間帯の列車のダイヤにおいて消費される消費エネルギーとする（ステップＳ６１１）。
【００４５】
次に、図７を用いて、本実施形態にかかるダイヤ作成装置１による運転曲線の作成処理の流れについて説明する。図７は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による運転曲線の作成処理の流れを示すフローチャートである。
【００４６】
運転曲線作成部１０３は、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から、運転曲線を作成する列車の発着駅、当該発着駅において列車が停車する番線、列車の車種、規定の架線電圧、制限速度までのマージン等が入力されると、運転曲線作成条件を設定する（ステップＳ７０１）。
【００４７】
運転曲線作成部１０３は、設定した運転曲線作成条件、およびデータベース１０２に記憶された路線情報と車両情報を用いて、発着駅間において列車が停車する駅間毎に、運転曲線を作成する（ステップＳ７０２）。運転曲線作成部１０３は、駅間走行時間が運転曲線作成条件として設定されていない場合、制限速度を超えない範囲で駅間を列車が最も速く走行させた場合の最速運転曲線を作成する。さらに、運転曲線作成部１０３は、作成した運転曲線を、入出力インターフェース１０１を介して表示部１２に表示させる。
【００４８】
運転曲線作成部１０３は、作成した運転曲線を表示部１２に表示させた後、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から走行時間が入力されると、当該入力された走行時間を標準走行時間とする（ステップＳ７０３）。そして、運転曲線作成部１０３は、駅間の列車の走行時間が標準走行時間となるように、作成した運転曲線を変更する（ステップＳ７０４）。さらに、運転曲線作成部１０３は、変更した運転曲線を、入出力インターフェース１０１を介して表示部１２に表示させる。
【００４９】
運転曲線作成部１０３は、変更した運転曲線を表示部１２に表示させた後、再び、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から走行時間が入力されて、運転曲線の変更が指示された場合には（ステップＳ７０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ７０４に戻る。一方、運転曲線作成部１０３は、運転曲線の変更が指示されなかった場合には（ステップＳ７０５：Ｎｏ）、変更した運転曲線を含む運転曲線情報をダイヤ情報記憶部１０５に記憶させる（ステップＳ７０６）。運転曲線作成部１０３は、発着駅間の上り方向および下り方向の両方向について、発着駅間において列車が停車する全ての駅間の運転曲線を含む運転曲線情報の作成を繰り返す。
【００５０】
次に、図８を用いて、本実施形態にかかるダイヤ作成装置１によるダイヤ情報の作成処理の流れについて説明する。図８は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置によるダイヤ情報の作成処理の流れを示すフローチャートである。
【００５１】
列車スジ作成部１０４ａは、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から、運行種別、車種、出発時刻、到着時刻等の情報が入力されると、入力された情報に基づいて列車スジ作成条件を設定する（ステップＳ８０１）。次いで、列車スジ作成部１０４ａは、設定した列車スジ作成条件と、データベース１０２に記憶された路線情報や運行情報と、ダイヤ情報記憶部１０５に記憶された運転曲線情報とを用いて、列車スジを作成する（ステップＳ８０２）。そして、列車スジ作成部１０４ａは、作成した列車スジを、入出力インターフェース１０１を介して表示部１２に表示させる。
【００５２】
また、列車スジ作成部１０４ａは、表示部１２に列車スジを表示させた後、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から入力されたオペレータの指示に応じて、始発駅と終着駅間を走行する複数の列車それぞれの列車スジを、移動、追加または削除することによってダイヤ情報を作成する（ステップＳ８０３）。
【００５３】
次に、図９を用いて、本実施形態にかかるダイヤ作成装置１による整合性チェック処理の流れについて説明する。図９は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による整合性チェック処理の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
整合性チェック部１０４ｂは、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から整合性チェック処理の実行が指示されると（ステップＳ９０１：Ｙｅｓ）、整合性チェック処理を実行する（ステップＳ９０２）。そして、整合性チェック部１０４ｂは、整合性チェック処理の実行結果を、入出力インターフェース１０１を介して表示部１２に表示させる。
【００５５】
列車スジ作成部１０４ａは、整合性チェック処理によって、列車同士の間隔が所定間隔以上離れていないと判断した場合（ステップＳ９０３：Ｎｏ）、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から入力されたオペレータの指示に応じて、始発駅と終着駅間を走行する複数の列車それぞれの列車スジを、移動、追加または削除することによってダイヤ情報を作成しなおし、ステップＳ９０２に戻る（ステップＳ９０４）。
【００５６】
次に、図１０を用いて、本実施形態にかかるダイヤ作成装置１による消費エネルギーの算出処理の流れについて説明する。図１０は、本実施形態にかかるダイヤ作成装置による消費エネルギーの算出処理の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
消費電力算出部１０４ｃは、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１から消費エネルギーの算出処理の実行が指示されると（ステップＳ１００１：Ｙｅｓ）、図６に示す消費エネルギーの算出処理を実行する（ステップＳ１００２）。そして、消費電力算出部１０４ｃは、算出した消費エネルギー、回生失効が発生する列車および当該回生失効の発生時刻を、入出力インターフェース１０１を介して表示部１２に表示させる。
【００５８】
列車スジ作成部１０４ａは、算出した消費エネルギーが表示部１２に表示された後、入出力インターフェース１０１を介して入力部１１からオペレータの指示が入力された場合（ステップＳ１００３：Ｙｅｓ）、始発駅と終着駅間を走行する複数の列車それぞれの列車スジを、移動、追加または削除することによってダイヤ情報を作成しなおし、ステップＳ１００３に戻る（ステップＳ１００４）。
【００５９】
一方、列車スジ作成部１０４ａは、算出した消費エネルギーが表示部１２に表示された後、入力部１１からオペレータの指示が入力されなかった場合（ステップＳ１００３：Ｎｏ）、列車スジ作成部１０４ａにより作成されたダイヤ情報をダイヤ情報記憶部１０５に記憶させる（ステップＳ１００５）。
【００６０】
このように本実施形態のダイヤ作成装置１によれば、電力シミュレーションを行うことなく回生失効を考慮した消費電力を算出することができるので、電力シミュレーションよりも短い処理時間で、かつ回生電力の総和と力行電力の総和の比較により消費電力を算出する簡易な方法よりも高精度に回生失効を考慮して列車の消費電力を算出することができる。また、本実施形態のダイヤ作成装置１によれば、オペレータは、作成したダイヤに従って列車を走行させた場合の消費エネルギーや回生失効の状況を参照しながら、ダイヤを調整することができる。
【００６１】
本実施形態のダイヤ作成装置１で実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等に予め組み込まれて提供される。本実施形態のダイヤ作成装置１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００６２】
さらに、本実施形態のダイヤ作成装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のダイヤ作成装置１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００６３】
本実施形態のダイヤ作成装置１で実行されるプログラムは、上述した各部（運転曲線作成部１０３、ダイヤ作成部１０４）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（Central  Processing  Unit）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、運転曲線作成部１０３、ダイヤ作成部１０４が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００６４】
本実施形態では、上述した各処理（例えば、消費エネルギーの算出処理）を１つのダイヤ作成装置１で実行する例について説明したが、入出力インターフェース１０１を、インターネット等のネットワークと通信可能な通信インターフェースとし、上述した各処理を、ネットワークを介して接続された複数の情報処理装置で分担して実行しても良い。
【００６５】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１  ダイヤ作成装置
１０  制御部
１１  入力部
１２  表示部
１３  出力部
１０１  入出力インターフェース
１０２  データベース
１０３  運転曲線作成部
１０４  ダイヤ作成部
１０４ａ  列車スジ作成部
１０４ｂ  整合性チェック部
１０４ｃ  消費電力算出部
１０５  ダイヤ情報記憶部
【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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