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技術 列車群運行管理システム

出願人 株式会社日立製作所
発明者 小熊賢司宮内努中西紘一
出願日 2009年4月3日 (11年9ヶ月経過) 出願番号 2009-090956
公開日 2010年10月28日 (10年2ヶ月経過) 公開番号 2010-241225
状態 特許登録済
技術分野 鉄道交通の監視、制御、保安
主要キーワード 位置速度情報 将来状態 将来時刻 運転目標 進行方向手前 実施頻度 挙動予測 任意時刻
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (16)

課題

列車からの情報が途絶した場合でも他列車に対して、情報が途絶した列車の情報を与えることで円滑な列車運行を継続する方法を提供すること。

解決手段

列車から一定時間周期毎に位置や速度などの列車情報受け取り運行管理装置ダイヤ予測情報とこの列車情報とに基づいて、列車の運転目標を作成し、列車情報及び運転目標を前記列車に配信する列車運行情報管理装置を設置し、この列車情報より列車の位置や速度の情報を走行実績情報として保持させる。そして列車情報が一定時間毎更新されない場合には、運転目標情報及び走行実績情報を用いて、更新されない列車情報の代替情報を作成して列車に配信する。

概要

背景

列車運行を効率よく行う方法として、列車に次駅到着目標とする時刻などの運転目標を与え、列車がこの目標にしたがって走行する列車群管理システム、すなわちATOステムの導入が検討されている。
ATOシステムでは、特定の列車がダイヤ上の時刻よりも遅れたと判断した場合、もしくは、運行管理システムから、いつ(時刻)、どこに(位置)、どのくらいの速さ(速度)で到達するように目標(時刻、位置、速度)を与えられたとき、その列車は、目標ランカーブを再作成し、目標を達するよう速度制御を行う。
このような運行管理システムの例が、特許文献1ないし3に示されている。

一方、特許文献4にみられるようなATC装置もしくはATS装置といった鉄道信号装置も知られている。
すなわち、単一路線上を複数の列車が走行する鉄道のようなシステムでは、追突による事故を防止するために、先行する列車の現在位置に応じて後続する列車の速度を制限する制御システムが列車の安全な運行に重要である。従来、知られている列車制御システムとしては、先行列車との間隔に応じて後続列車許容速度を設定し、後続列車が許容速度を超過すると、自動的にブレーキが作動して減速することにより、列車速度を制限するものがある。
現行の具体的な例として、階段制御連続誘導式ATC自動列車制御)を用いた列車制御システムでは、地上装置軌道に固定して設定された各閉塞区間毎に、列車検知を行ない、先行列車の位置に基づいて当該列車後方の各閉塞区間毎に許容速度を設定し、各閉塞区間にそれぞれの許容速度情報(ATC信号)を連続的に送信する。後続列車が先行列車に近づくにつれて、信号展開に従って地上装置は後続列車に対して低速のATC信号を指示する。そして、後続列車がその列車速度よりも低速のATC信号を受信すると、列車は速度照査から許容速度超過を判断し、自動的にブレーキ指令を発効して減速制御するシステムとなっており、路線内を走行する特定の列車から位置情報等の送受信にかかわりなく、地上制御装置からの列車検知、地上制御装置、そして各列車のATC信号受信及びATC信号に基づく列車速度制御装置に支障がなければ、列車の追突事故は未然に防止されるようになっている。

概要

列車からの情報が途絶した場合でも他列車に対して、情報が途絶した列車の情報を与えることで円滑な列車運行を継続する方法を提供すること。列車から一定時間周期毎に位置や速度などの列車情報受け取り運行管理装置のダイヤ予測情報とこの列車情報とに基づいて、列車の運転目標を作成し、列車情報及び運転目標を前記列車に配信する列車運行情報管理装置を設置し、この列車情報より列車の位置や速度の情報を走行実績情報として保持させる。そして列車情報が一定時間毎更新されない場合には、運転目標情報及び走行実績情報を用いて、更新されない列車情報の代替情報を作成して列車に配信する。

目的

本発明の目的は、地上装置を含めATC装置、ATS装置鉄等の鉄道信号装置が正常に作動し、先行する列車との追突が確実に防止されるよう、最終的な速度制御が確実に行われることを前提に、例えば、特定の列車からの情報が途絶した場合でも、他列車(特に当該特定の列車の後続列車)に対して情報が途絶した列車についての精度の高い情報を与えることで円滑な列車運行を継続する列車群運行管理システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

同一軌道走行する先行列車の位置する閉塞区間に基づいて,後続列車に対する制限速度パターンを設定し,この制限速度パターンを後続列車の速度が超えると後続列車にブレーキをかけるATC装置もしくはATS装置などの鉄道信号装置と、ダイヤ情報に基づいて、前記各列車ダイヤ予測情報を作成するダイヤ予測部を備えた運行管理装置と、前記ダイヤ予測部からのダイヤ予測情報と、各列車から一定時間毎に受信した現在位置と速度を含む列車情報とに基づいて、各列車の運転目標情報を作成し、前記列車情報及び運転目標情報を各列車に配信する運行状態管理装置とを備え、前記列車情報に基づいて、各列車の位置、速度及び時刻の情報を走行実績データとして保持するとともに、前記列車情報の少なくともひとつが更新されない場合には、前記運転目標情報及び前記走行実績情報を用いて、更新されない列車情報の代替情報を作成して他の列車に配信することを特徴とする列車群運行管理システム

請求項2

請求項1記載の列車群管理システムにおいて、前記代替情報の作成において、前記走行実績情報と併せて基準運転曲線情報を用いることを特徴とする列車群運行管理システム。

請求項3

請求項1記載の列車群管理システムにおいて、前記走行実績情報として、前記列車の位置と速度と時刻の情報より前記列車毎の位置と速度と時刻の平均値を作成して保持することを特徴とする列車群運行管理システム。

請求項4

請求項3記載の列車群運行管理システムにおいて、前記列車毎の位置と速度と時刻の平均値を、前記列車の走行状態に応じて複数に設定した集合について作成し保持することを特徴とする列車群運行管理システム。

請求項5

請求項1記載の列車群運行管理システムにおいて、前記列車情報より列車の位置と速度と時刻の情報を走行実績情報として保持し、前記走行実績情報を用いて前記列車の未来の時刻に対応する位置と速度を計算して前記列車に配信することを特徴とする列車群運行管理システム。

請求項6

請求項1記載の列車群運行管理システムにおいて、前記列車情報の位置情報として、信号装置軌道回路に対する列車の進入及び進出の位置を用い、前記列車情報の時刻情報として、信号装置の軌道回路に対する列車の進入及び進出の時刻を用いることを特徴とする列車群運行管理システム。

請求項7

請求項5記載の列車群運行管理システムにおいて、前記列車情報の速度情報として、信号装置の軌道回路に対する列車の進入の時刻及び進出の時刻と列車の長さから平均速度を計算し用いることを特徴とする列車群運行管理システム。

請求項8

請求項1記載の列車群運行管理システムにおいて、前記列車と前記列車運行状態管理装置との間で情報伝送を行う複数の情報伝送装置を配置し、前記複数の情報伝送装置について、情報伝送の実施頻度を個別に設定することを特徴とする列車群運行管理システム。

請求項9

請求項1記載の列車群運行管理システムにおいて、前記列車と前記列車運行状態管理装置との間で情報伝送を行う複数の情報伝送装置を配置し、前記軌道の一部に前記情報伝送装置の範囲外区間を有することを特徴とする列車群運行管理システム。

技術分野

0001

運行管理装置及び列車の間で運行情報を管理配信する装置に関するもので、特に特定の列車からの位置情報速度情報が得られない場合の正確な情報作成方法に関する。

背景技術

0002

列車の運行を効率よく行う方法として、列車に次駅到着目標とする時刻などの運転目標を与え、列車がこの目標にしたがって走行する列車群管理システム、すなわちATOステムの導入が検討されている。
ATOシステムでは、特定の列車がダイヤ上の時刻よりも遅れたと判断した場合、もしくは、運行管理システムから、いつ(時刻)、どこに(位置)、どのくらいの速さ(速度)で到達するように目標(時刻、位置、速度)を与えられたとき、その列車は、目標ランカーブを再作成し、目標を達するよう速度制御を行う。
このような運行管理システムの例が、特許文献1ないし3に示されている。

0003

一方、特許文献4にみられるようなATC装置もしくはATS装置といった鉄道信号装置も知られている。
すなわち、単一路線上を複数の列車が走行する鉄道のようなシステムでは、追突による事故を防止するために、先行する列車の現在位置に応じて後続する列車の速度を制限する制御システムが列車の安全な運行に重要である。従来、知られている列車制御システムとしては、先行列車との間隔に応じて後続列車許容速度を設定し、後続列車が許容速度を超過すると、自動的にブレーキが作動して減速することにより、列車速度を制限するものがある。
現行の具体的な例として、階段制御連続誘導式ATC自動列車制御)を用いた列車制御システムでは、地上装置軌道に固定して設定された各閉塞区間毎に、列車検知を行ない、先行列車の位置に基づいて当該列車後方の各閉塞区間毎に許容速度を設定し、各閉塞区間にそれぞれの許容速度情報(ATC信号)を連続的に送信する。後続列車が先行列車に近づくにつれて、信号展開に従って地上装置は後続列車に対して低速のATC信号を指示する。そして、後続列車がその列車速度よりも低速のATC信号を受信すると、列車は速度照査から許容速度超過を判断し、自動的にブレーキ指令を発効して減速制御するシステムとなっており、路線内を走行する特定の列車から位置情報等の送受信にかかわりなく、地上制御装置からの列車検知、地上制御装置、そして各列車のATC信号受信及びATC信号に基づく列車速度制御装置に支障がなければ、列車の追突事故は未然に防止されるようになっている。

先行技術

0004

特開平11−255126号公報
特許第3854071号明細書
特開2005−138710号公報
特許第3303106号明細書

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1ないし3に示された方式は、特定の路線を走行する各列車と運行管理装置との情報伝送が正常に行われていることを前提にしており、例えば、特定の列車からの位置情報、速度情報がなんらかの原因により途絶し、運行管理装置に正常に伝送されなかった場合について、なんら記載されていない。
一般に情報伝送において通信が途絶すると、受信側は最後に更新された情報に従った制御、あるいは一定時間の間に情報更新が無いことを検知して通信途絶時の特例制御を行うことが知られている。
この考え方を用いた場合、列車からの情報が途絶して更新されないと、他列車は最後に更新した当該列車の古い情報を用いた走行、あるいは当該情報無しとして安全のために速度を低下するなど余裕を設けた走行を行うことになり、列車運行全体での効率が低下する可能性がある。
本発明の目的は、地上装置を含めATC装置、ATS装置鉄等の鉄道信号装置が正常に作動し、先行する列車との追突が確実に防止されるよう、最終的な速度制御が確実に行われることを前提に、例えば、特定の列車からの情報が途絶した場合でも、他列車(特に当該特定の列車の後続列車)に対して情報が途絶した列車についての精度の高い情報を与えることで円滑な列車運行を継続する列車群運行管理システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

この目的を達成するために、本発明の列車群運行管理システムでは、同一軌道を走行する先行列車の位置する閉塞区間に基づいて、後続列車に対する制限速度パターンを設定し、この制限速度パターンを後続列車の速度が超えると後続列車にブレーキをかけるATC装置と、ダイヤ情報に基づいて、前記各列車のダイヤ予測情報を作成するダイヤ予測部を備えた運行管理装置と、前記ダイヤ予測部からのダイヤ予測情報と、各列車から一定時間毎に受信した現在位置と速度を含む列車情報とに基づいて、各列車の運転目標情報を作成し、前記列車情報及び運転目標情報を各列車に配信する運行状態管理装置とを備え、前記列車情報に基づいて、各列車の位置、速度及び時刻の情報を走行実績情報として保持するとともに、前記列車情報の少なくともひとつが更新されない場合には、前記運転目標情報及び前記走行実績情報を用いて、更新されない列車情報の代替情報を作成して他の列車に配信するようにした。

発明の効果

0007

本発明に係る列車群運行管理システムによれば、列車情報が更新されない場合には、運転目標情報及び走行実績情報を用いて、更新されない列車情報の代替情報を作成して他の列車に配信することで、後続列車が先行列車の情報を用いて速度の制御を実施する場合において、列車からの情報が途絶した場合でも他列車に適切な情報を与えることで円滑な列車運行を継続することができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明に係る運行状態管理装置の一実施例を示した図である。
本発明の運行状態管理装置で列車状態管理部11が保持する情報の内容を示した図である。
本発明の運行状態管理装置より列車4Aが受ける情報の内容を示した図である。
本発明の運行状態管理装置より走行実績データ12が保持する情報の内容を示した図である。
本発明の運行状態管理装置で列車状態管理部11が行う処理の手順を示した図である。
本発明の運行状態管理装置で列車挙動予測部13が行う処理の手順を示した図である。
本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で列車の将来状態を配信する構成を示した図である。
本発明の運行状態管理装置で列車将来状態管理部16が保持する情報の内容を示した図である。
本発明の運行状態管理装置で列車将来状態管理部16が行う処理の手順を示した図である。
本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で運行状態管理装置1を列車に持つ構成を示した図である。
本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で運行状態管理装置1及び運行管理装置2を列車に持つ構成を示した図である。
本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で信号装置より列車位置情報を受ける構成を示した図である。
本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で軌道5の一部に情報伝送範囲外区間7を有する構成を示した図である。
本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で情報伝送装置3を複数有する構成を示した図である。
本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で複数の情報伝送装置3について情報伝送頻度をそれぞれに設定する構成を示した図である。

実施例

0009

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る列車群運行管理システムの一実施例を図1に示す。
運行状態管理装置1は、運行管理装置2より列車ダイヤの予測情報を受け、接続する情報伝送装置3を介して軌道5を走行する列車4A及び列車4Bと情報の送受を行う。ここで列車4Bは列車4Aの前を走行する列車である。なお列車4Bの前を走行する列車4Cは、図1に記載していない。また、本発明に係る列車群運行管理システムは、運行状態管理装置1とは別に信号装置として、公知のATC制御部等の鉄道信号装置6を備えている。
運行管理装置2は列車ダイヤの予測情報をダイヤ予測実施部21で作成し、運行状態管理装置1に送る。列車ダイヤの予測情報とは、列車の各駅における到着や出発の時刻を予想したものである。またこの列車ダイヤより列車4A及び列車4Bの走行順序を得て、運行状態管理装置1に送る。更に実際にに到着した時刻や駅を出発した時刻の情報を、実績情報として運行状態管理装置1に送る。
前記鉄道信号装置6は前記ダイヤ予測実施部21が作成した前記列車ダイヤの予測情報に従い制御を行う。

0010

列車4Aは列車情報伝送装置31Aと列車制御装置32Aを持つ。列車情報伝送装置31Aは情報伝送装置3との間で情報の送受を行う。
列車制御装置32Aは列車情報伝送装置31A及び情報伝送装置3を介して運行状態管理装置1に列車4Aの情報を送り記運行状態管理装置1より列車4Aに対する情報を得る。列車制御装置32Aが運行状態管理装置1に送る情報は、例えば列車4Aの一定時間周期ごとの位置及び速度の値である。また列車制御装置32Aが運行状態管理装置1より受ける情報は、例えば列車4Aの駅到着予想時刻と、列車4Aの前を走行する列車である列車4Bの駅到着予想時刻と、列車4Bの一定時間周期ごとの位置及び速度の値である。これにより列車制御装置32Aは列車4Aに対する駅到着予想時刻の情報だけでなく、列車4Bに対する駅到着予想時刻や記列車4Bの一定時間周期ごとの位置及び速度の値を用いた走行制御を行う。
なお列車4Bは、列車4Aと同じ構成である。列車4Aにおける前を走る列車4Bの一定時間周期ごとの位置及び速度の値と同様に、列車4Bは更に前を走行する列車4Cの情報を運行情報管理装置1より受ける。
このとき運行状態管理装置1は、運行管理装置2より受けた列車ダイヤの予測情報及び実績情報と、情報伝送装置3を介して受けた列車4A及び列車4Bの一定時間周期ごとの位置及び速度の値を、列車状態管理部11に持つ。

0011

列車状態管理部11の持つ情報の内容を図2に示す。列車4A及び列車4Bそれぞれについて、各列車の現在情報として情報伝送装置3を介して受けた列車4A及び列車4Bの一定時間周期ごとの位置及び速度の値と、情報伝送装置3を介して受けた際の通信状態として情報を伝送した際の時刻を持つ。また実績情報として、運行管理装置2より受けた実績情報の駅名、発あるいは着の種別、発あるいは着の時刻を持つ。また目標情報として、運行管理装置2より受けた列車ダイヤの予測情報の駅名、発あるいは着の種別、発あるいは着の時刻、当該列車の先行列車となる列車名の情報を持つ。
これにより列車4Aについては、現在情報の位置情報としてL_4Aを、速度情報としてV_4Aを、これらの情報を伝送した際の時刻情報としてT_4Aを、実績情報の駅情報としてYを、発あるいは着の種別情報として発を、発あるいは着の時刻情報としてT_Y_4Aを、目標情報の駅情報としてZを、発あるいは着の種別情報として着を、発あるいは着の時刻情報としてT_Z_4Aを、先行列車の情報として4Bをそれぞれ持つことになる。

0012

同様に列車4Bについては、各列車の現在情報の位置情報としてL_4Bを、速度情報としてV_4Bを、情報を伝送した際の時刻情報としてT_4Bを、実績情報の駅情報としてYを、発あるいは着の種別情報として発を、発あるいは着の時刻情報としてT_Y_4Bを、目標情報の駅情報としてZを、発あるいは着の種別情報として着を、発あるいは着の時刻情報としてT_Z_4Bを、先行列車の情報として4Cをそれぞれ持つことになる。

0013

図2に示す情報を用いて、列車状態管理部11は列車4A及び列車4Bに送る情報を作成する。列車4Aについては、列車4Aの目標情報の駅情報よりZと、発あるいは着の種別情報より着と、発あるいは着の時刻情報よりT_Z_4Aに加えて、先行列車の情報である4Bより記列車4Bの情報として列車4Bについての各列車の現在情報より位置情報のL_4Bと、速度情報のV_4Bと、情報を伝送した際の時刻情報のT_4Bと、実績情報の駅情報のYと、発あるいは着の種別情報の発と、発あるいは着の時刻情報のT_Y_4Bと、目標情報より駅情報のZと、発あるいは着の種別情報の着と、発あるいは着の時刻情報のT_Z_4Bを送る。列車4Bについても同様である。

0014

列車4Aが受ける情報を図3に示す。
列車4Aは図3に示す情報を情報伝送装置3及び列車情報伝送装置31Aを介して車上制御装置32Aで受ける。列車4Aは図3に示す情報を用いることで、列車4Aの目標情報である駅Zの着時刻がT_Z_4Aであることに加え、先行列車の目標情報である駅Zの着時刻がT_Z_4Bであること、先行列車の時刻T_4Bにおける位置L_4Bと速度V_4Bの関係、先行列車の実績情報として駅Yの発時刻がT_Y_4Bであることを得て、走行することができる。
この際に運行状態管理装置1は、図2に示す各列車の現在情報より位置の情報と、速度の情報と、時刻の情報を、実績データ12に保持する。これにより走行実績データ12は、図4に示す列車と位置と速度と時刻の情報を保持する。各列車の現在情報は一定時間周期ごとの情報であるため、図4に示す走行実績データ12の列車と位置と速度と時刻の情報は一定時間周期毎に追加を行う。
これにより走行実績データ12が保持する時刻の情報を用いることで、一回の走行における任意の位置を通過した時刻、任意の速度に到達した時刻、各駅に到着あるいは出発した時刻、駅出発より任意の地点に到達するまでの所要時間、任意の年月日の走行における任意の駅出発から任意の駅到着までの所要時間を得ることが出来る。
なお図4には列車4Aについて時刻の情報T_4A0〜T_4A3まで4組、列車4Bについて時刻の情報T_4B0〜T_4B3まで4組のデータが示されているが、走行実績データ12に保持する数を制限しない。

0015

ここで列車4Bよりこの列車の現在情報が得られなくなった場合について示す。
例えば、列車情報伝送装置31Bの故障、あるいは列車情報伝送装置31Bと情報伝送装置3との間での情報伝送エラーが発生した場合、図2に示す列車4Bについての各列車の現在情報である位置L_4Bと速度V_4Bと時刻T_4Bの一部あるいはすべてが、一定時間周期ごとの情報伝送の一部あるいは連続して得られない状態になる。
この状態で列車4Bを先行列車とする列車4Aは、図3に示す情報のうち列車4Bの現在情報である位置L_4Bと速度V_4Bと時刻T_4Bを正しく得ることができない。
そこで列車状態管理部11は、図2に示す各列車の現在情報より時刻の情報について、まず更新周期が一定時間周期と合致することを確認する。列車状態管理部11が行う判断手順図5に示す。

0016

開始101に続いて、各列車よりその現在情報を受け取る処理102を行う。次に判断処理103で、各列車の現在情報が正しく得られていれば、更新周期は一定時間周期と合致するので、受信情報ありと判断する。
そして対象全列車について実施したかの判断処理104を行い、全列車について実施したならば各列車に図3に示す情報を配信する処理106を行い、終了107となる。

0017

判断処理103で更新周期が前記一定時間周期と合致しない場合、各列車の現在情報が正しく得られていないと判断し、処理105の列車情報推定処理を行う。そして処理104より先に述べた手順を行う。

0018

列車情報推定処理105について説明する。
列車情報推定処理105は列車挙動予測部13が行う。図5の列車情報推定処理105の前段処理である前期判断処理103にて、各列車の現在情報より時刻の情報の更新周期が一定時間周期と合致していないことが得られているので、列車情報推定処理105は各列車の現在情報より時刻の情報の更新周期が一定時間周期と合致する時刻を計算対象時刻とし、計算対象時刻における計算対象の列車の位置と速度の情報を作成する処理である。

0019

列車挙動予測部13が行う処理手順図6に示す。
開始201に続いて、処理202で目標情報を得、処理203で実績情報を得る。処理204にて、走行実績データ12より最も新しい列車の現在情報として位置と速度と時刻の情報を得る。そして判断処理205では、処理203で得た実績情報の時刻と、処理204で得た最も新しい列車の現在情報の時刻情報を比較する。
そして処理203で得た実績情報の時刻より処理204で得た最も新しい列車の現在情報の時刻情報が新しい場合、具体的には時刻情報は経過と共に増加するので大きい値となる場合、処理206を行う。
処理206は処理202で得た目標情報と、処理203で得た実績情報と、処理204で得た最も新しい列車の現在情報と、走行実績データ12より得た列車の現在情報を用いて、計算対象時刻における列車4Bの位置及び速度の情報を求め、処理208で終了する。

0020

判断処理205において、処理203で得た実績情報の時刻より処理204で得た最も新しい列車の現在情報の時刻情報が古い場合、具体的には時刻情報は経過と共に増加するので小さい値となる場合、処理207を行う。
処理207は処理202で得た目標情報と、処理203で得た実績情報を用いて、計算対象時刻における列車の位置及び速度の情報を求め、処理208で終了する。

0021

次に、処理206について説明する。
処理206は計算対象とする列車4Bの実績情報と目標情報と最も新しい列車4Bの現在情報に対して、走行実績データ12が保持する列車と位置と速度と時刻の情報より、列車4Bと、位置、速度及び時刻が合致する情報を検索する。
そして合致する走行実績データ12が保持する列車の位置、速度及び時刻の情報より、今回の計算対象時刻における列車4Bの位置及び速度の情報を得る。
ここで時刻の合致は、年月日時分秒のうち、時分秒を対象とする。あるいは列車の現在情報の時刻情報について、実績情報の時刻情報からの差分を用い、走行実績データ12が保持する時刻の情報についても、実績情報の駅と発あるいは着情報が合致する地点における時刻情報からの差分を用いる方法がある。これらの合致は完全な合致の場合、あるいは任意の差分以内であることを合致とする場合がある。
なお前記処理207については、先に述べた前記処理206より前記列車の現在情報を除いた手順と同じである。

0022

以上述べた走行実績データ12に保持する列車の現在情報に加えて、あるいは代わりに、列車の標準的な走行データからなる走行標準データ14を使う場合もある。
列車の標準的な走行データは軌道5の各位置における列車の速度を示した情報であり、一般に基準運転曲線と呼ばれる。前記走行標準データ14が示す位置と速度の対応から駅出発あるいは駅到着を基準とする時間情報を計算することができる。
このため列車の標準的な走行データは、走行実績データ12に保持する列車の現在情報を用いる場合と同じ手順で用いることができる。

0023

また走行実績データ12が保持する列車と位置と速度と時刻の情報について、列車ごとに平均値を作成して保持し、先に述べた処理に用いる方法がある。
平均値の作成は、例えば列車と時刻に対する複数の位置情報と複数の速度情報について平均値を求めて保持する方法がある。列車毎に位置の平均値及び速度の平均値を作成し保持することにより、例えば処理206で計算対象とする列車の情報及び計算対象時刻に対応する位置及び速度を、走行実績データ12が保持する列車の位置の平均値と速度の平均値より得ることが出来る。

0024

更に平均値の作成について、列車と位置と速度と時刻の情報を列車の走行状態に応じた複数の集合を設定し、集合毎に位置と速度と時刻の情報の平均値を作成する方法がある。例えば列車がダイヤどおりに走行した場合と、ダイヤどおりに走行できなかった場合の位置と速度と時刻の情報を別の集合と扱って、それぞれについて平均値を求めることで、走行実績データ12にダイヤどおりの場合の平均値と、ダイヤどおりでない場合の平均値を保持することになる。

0025

列車の走行がダイヤどおりでない場合、ダイヤどおりの走行の場合と比較して位置と速度と時刻の関係が変化するが、走行実績データ12に保持するダイヤどおりの場合の平均値と、前記ダイヤどおりでない場合の平均値を保持することで、ダイヤどおりでない走行の位置と速度と時刻の情報に合致するダイヤどおりでない場合の平均値を得ることができる。
なお記時刻情報として、手前駅を出発した時刻など任意時刻からの差分時間を用いることで、位置と速度と時刻の情報における時刻情報を、位置までの所要時間で扱うことができる。

0026

これにより集合毎に位置と速度と時刻の情報の平均値を作成する場合に、時刻情報の代わりに所要時間を用いることで、例えば走行時間が同じ列車を同じ集合として扱うことができる。
これにより列車状態管理部11は列車4Bからの情報伝送がなされない場合について、列車4Bから受ける位置速度情報の代わりとなる位置速度情報を、列車挙動予測部13より得て、列車4Bを先行とする列車4Aに与えることができる。
列車4Aは、列車4Bと運行状態管理装置1との情報伝送の状態にかかわらず、先行列車4Bの位置速度情報を正確に得ることができる。

0027

以上述べた列車挙動予測処理13は、計算対象とする列車4Bの計算対象時刻における位置及び速度を計算するものである。これにより、例えば図1において列車4Bが存在していない場合においても、走行実績データ12あるいは走行標準データ14を用いることで、列車4Bが走行している状態を列車4Aに与えることができる。ここで列車が走行していない場合には、図2に示す実績情報が得られないので、走行実績データ12より、実績情報の駅における発あるいは着に対応する時刻情報を得て、実績情報の代わりに使う。これにより先に述べた手順で各列車の現在情報を配信することができる。

0028

また図5に示す列車挙動予測処理13の手順において、計算対象時刻の代わりに任意の時刻値を指定することにより、例えば任意の時刻値に対応する将来の列車の位置及び速度を計算することができる。任意の時刻値における列車の位置や速度を求める場合を、図7を用いて説明する。図7は各列車に対して将来時刻における位置及び速度を作成して配信する構成を示す。

0029

まず列車将来状態管理部16は図2に示す各列車の現在情報の時刻情報より、計算対象とする時刻情報を作成する。そして列車将来挙動予測部15は、計算対象とする時刻情報に対応する列車の位置及び速度を計算して、列車将来状態管理部16に送る。ここで列車将来状態管理部16は先に述べた図1の列車状態管理部11の処理に加えて、図8に示す各列車の将来情報を各列車に配信する。

0030

列車将来状態管理部16は図8の各列車の将来情報について、図2に示す各列車の現在情報の時刻情報よりt1時間経過後の位置と速度、t2時間経過後の位置と速度を各列車の将来情報として各列車に配信する。
図8に示す各列車の将来情報のうち、時刻情報は図2に示す各列車の現在情報の時刻情報T_4A及びT_4Bに対してt1時間及びt2時間を加算することで、時刻T_4A+t1、時刻T_4A+t2、時刻T_4B+t1、時刻T_4B+t2として定まる。各時刻に対応する位置及び速度を計算する手順を図9に示す。

0031

開始301に続いて処理302で計算対象列車を指定し、処理303で計算対象時刻を指定する。ここでは図2に示す各列車の現在情報の時刻情報T_4A及びT_4Bに対してt1時間及びt2時間を加算し、計算対象時刻として時刻T_4A+t1、時刻T_4A+t2、時刻T_4B+t1、時刻T_4B+t2を得る。
そして計算対象列車及び計算対象時刻に対して、処理304で列車情報推定処理を行う。この処理304は、図5に示す処理105と同じである。そして判断処理305で計算対象時刻すべてについて計算したことを判定し、判断処理306で全列車について計算したことを判定し、処理307で作成した各列車の将来情報を配信し、終了308となる。

0032

図9に示す処理のうち、処理304は処理105と同じであることより、処理304を行う列車将来挙動予測部15と、処理105を行う列車挙動予測部13は同じである。これにより、処理304の内容は、先に図6を用いて説明した列車挙動予測部13と同じであるため、ここでの説明は省略する。

0033

列車状態管理装置1は、列車に保持してもよい。図10に構成を示す。各装置の機能は図1を用いて説明した内容と同じである。
列車状態管理装置1は一部の列車に保持しても、すべての列車に保持してもよい。更にダイヤ予測実施部を含む運行管理装置2も、列車に保持してもよい。

0034

図11に構成を示す。各装置の機能は図1を用いて説明した上記内容と同じである。前記鉄道信号装置6は、前記情報伝送装置3及び前記列車情報伝送装置31Aを介して前記ダイヤ予測実施部21が作成した前記列車ダイヤの予測情報に従い制御を行う。
以上述べた予想時刻設定部15は、列車状態管理部11より現在の時刻情報を得て列車挙動予測処理13に与える計算対象とする時刻情報を作成しているが、予想時刻設定部15は、例えばタイマーを用いて計算対象とする時刻情報を列車状態管理部11からの情報を用いずに作成し列車挙動予測処理13に与えてもよい。

0035

ここまで述べた情報伝送装置3は、運行状態管理装置1と列車4A及び4Bの間で情報伝送を行うものであり、説明した手順において数及び配置を制約しない。

0036

次に前記情報伝送装置3の別の構成として、図1に示す装置構成において情報伝送装置3を複数設置し、更に軌道5の一部区間については情報伝送装置3の制御範囲外とする場合について説明する。
図13に構成を示す。軌道5において情報伝送装置3A及び3Bの間に、情報伝送範囲外区間7が存在する。情報伝送範囲外区間7以外では、列車4A及び4Bは、情報伝送装置3Aあるいは3Bと情報伝送を行い、先に述べた手順で制御を行う。

0037

列車4Bが情報伝送範囲外区間7に進入すると、情報伝送装置3Aあるいは3Bとの間で情報伝送を行うことができないため、列車4Aは先行列車である列車4Bの情報を、先に述べた列車状態管理装置1の列車挙動予測部13より得て走行を行う。これにより情報伝送が出来ない範囲が存在する場合でも、各列車に目標を与えて走行を行うことができる。

0038

また情報伝送装置3の別の構成として、図1に示す装置構成において情報伝送装置3を複数設置し、複数の情報伝送装置3それぞれについて情報伝送頻度を個別に設定する場合について説明する。
図14に構成を示す。軌道5において情報伝送装置3A〜3Cが存在する。各情報伝送装置3A〜3Cは、それぞれの情報伝送範囲に存在する列車との間で情報伝送を行う。ここで各情報伝送装置3A〜3Cの情報伝送頻度を、図15に示すように条件に応じてそれぞれに設定する。図15より例えば通常時は情報伝送装置3A及び3Cが高頻度、情報伝送装置3Bが低頻度で情報伝送を行い、ラッシュ時は各情報伝送装置3A〜3Cすべてが高頻度で情報伝送を行う。

0039

そして休日は情報伝送装置3A及び3Cが低頻度で情報伝送を行い、情報伝送装置3Bは動作を停止する。
高頻度とは、例えば一定時間周期による情報伝送処理タイミングすべてについて、列車との間で情報伝送処理を行う場合である。また低頻度とは、高頻度より間引いた処理を行う場合であり、例えば一定時間周期による情報伝送処理タイミング10回の情報伝送処理タイミングのうち9回を行わずに1回だけ処理を行う場合である。そして停止とは情報伝送処理をまったく行わない場合である。
高頻度で処理を行う場合、前記列車4A及び4Bは本来の情報伝送処理タイミング全てについて運行状態管理装置1との間で情報伝送を行う。これは先に述べた手順どおりである。
停止の場合、列車4A及び4Bは図13を用いて説明した情報伝送範囲外区間7に存在する状態と同じ手順で処理を行う。

0040

低頻度で処理を行う場合、列車4A及び4Bは高頻度の場合で10回の情報伝送を行う間に1回の情報伝送を行うため、情報を伝送する間隔が増加する。このため1回の情報伝送を行ってから次の1回の情報伝送を行う間の9回の情報伝送を行わない状態では、列車4A及び4Bは自列車の情報を運行状態管理装置1に送ることができず、また運行状態管理装置1より他列車の情報を受けることができない。
この状態は先に述べた停止の場合と同じであるため、9回の情報伝送を行わない状態では、停止の場合と同じ手順で処理を行うことで、他列車に対して情報を与えることを継続できる。

0041

これら情報伝送制御範囲外区間7に存在する列車、あるいは停止した情報伝送装置3の範囲に存在する列車、低頻度の情報伝送装置3において情報伝送処理タイミングの間にいる列車は、情報伝送対象外の列車であるが、運行状態管理装置1が列車の状態を作成して配信することで、情報伝送対象外の列車以外の列車に対して情報を与えることを継続できる。
このため情報伝送対象外の列車は実際に存在していない場合でも、運行状態管理装置1が情報伝送対象外の列車の情報を作成することで、情報伝送対象外の列車以外の列車に対して情報を与えることを継続できる。これは情報伝送対象外の列車の走行する範囲の一部あるいは全部について実際には走行していない場合、情報伝送対象外の列車とは列車情報伝送装置31を持たない場合、情報伝送対象外の列車とは列車制御装置32を持たない場合について同じである。また情報伝送対象外の列車の数は一列車に限らず、少なくとも一列車を除く全列車が前報伝送対象外の列車であっても処理手順は同じである。

0042

列車4A及び4Bの位置情報を信号装置から得る場合について説明する。
装置構成を図12に示す。信号装置6は列車の位置を、軌道回路7A〜7Dを用いて検知する。検知した結果は運行状態管理装置1の列車状態管理部11にて先に述べた手順の処理を行う。前出の図3に示す情報は、列車4A及び4Bに対して情報伝送装置3を用いて与える。

0043

列車の位置情報を軌道回路の状態から得るため、前出の図2及び図3及び図4に示す位置情報は、各軌道回路に列車が進入した時点の位置、あるいは軌道回路を列車が進出した時点の位置となる。また前出の図2及び図3及び図4に示す時刻情報は、各軌道回路に列車が進入した時点の時刻、あるいは軌道回路を列車が進出した時点の時刻となる。前出の図2及び図3及び図4に示す速度情報は、各軌道回路に列車が進入した時点の位置から軌道回路を列車が進出した時点の位置までの距離L1と、各軌道回路に列車が進入した時点の時刻から軌道回路を列車が進出した時点の時刻までの差分時間Tから、列車の長さL2を考慮して計算する平均速度Vとなる。前記平均速度Vは次の式(1)で計算する。
V = (L1+L2)/T …(1)

0044

また平均速度は、先に述べたひとつの軌道回路における進入から進出について計算する方法の他に、軌道回路に進入した時点と、列車の進行方向手前側に隣接する軌道回路を進出した時点との差分時間T2から、列車の長さL2を考慮して計算する方法もある。
この場合、前記平均速度Vは次の式(2)で計算する。
V = (L2)/T2 …(2)

0045

また平均速度は連続する複数の軌道回路について求めてもよい。計算手法は先に述べた方法と同じである。
以上述べた軌道回路に対する進入や進出の位置や時刻、平均速度を用いることで、運行状態管理装置1は図1に示す情報伝送装置3を用いて列車4A及び4Bから位置、時刻、速度の情報を受ける場合と同様に、各列車に対して情報を与えることができる。
以上述べた方法により、本発明は、列車から位置及び速度の情報が得られない場合において、列車以外に対して与える位置及び速度の情報を作成して配信することにより、列車に対して他列車の位置及び速度の情報を継続して配信することができる。

0046

1…運行状態管理装置
2…運行管理装置
3…情報伝送装置
4…列車(4B先行列車、4A後続列車)
5…軌道
6…鉄道信号装置
7…情報伝送範囲外区間
11…列車状態管理部
12…走行実績データ
13…列車挙動予測部
14…走行標準データ
15…列車将来挙動予測部
16…列車将来状態管理部
21…ダイヤ予測実施部
31…列車情報伝送装置
32…列車制御装置
101〜107…列車状態管理部11における処理
201〜208…列車挙動予測部13における処理
301〜308…列車将来状態管理部16における処理

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