JP2009018679A - 列車運行管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両故障の発生直後に乗務員や指令が正確に行うべき報告や指示等を自動的に行うことで、乗務員や指令の負担を軽減するとともに、これらを確実かつ迅速に行うことが可能な列車運行管理システムを提供すること。
【解決手段】列車情報サーバ４は、地上側の情報送受信装置１０を介して受信した車両の状態情報に基づき、車両故障等を判断して、必要に応じて列車のダイヤ変更を自動的に行う。また、列車情報サーバ４は、受信した車両の状態情報に基づき、旅客案内に関する情報を自動的に作成して、駅や車両に送信し表示させることで情報提供を行う。これにより、人間系の作業に委ねられる部分の多かった車両故障発生時の報告、その判断およびダイヤ変更作業を、自動化した確実な情報に置き換えることができ、迅速でかつ正確な作業が期待できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、列車の車両状態に応じて運行制御を行う列車運行管理システムに関する。

従来、多くの車両には、車両の状態を集中的に監視するモニタ装置が搭載されている。モニタ装置を用いることにより、編成中の各種機器の動作状態や故障を、列車乗務員が知ることができるため、その状態把握や故障処置に有用である。

一方、列車運行管理システムは、計算機の性能向上の結果、信号機の制御にとどまらず、そのダイヤの予測や、保有するダイヤ情報を旅客案内装置に送信し、旅客サービスの分野までをその制御範囲とできるものがある。

近年では、車両のモニタ装置と地上の運行管理システムとを無線通信手段により結合し、乗客向けに列車の運行情報（不通区間や開通見通し等）を提供する方法が実施されている。また、列車乗務員向けとして、指令による指示の一部を列車無線や携帯電話を用いて鉄道車両に伝送し、車両内に設置した表示装置に表示する方式も利用されている。一方、信号機や列車の在線情報を集中して制御する列車運行管理システムと車両との間で通信を行うことで、車両の位置を取得する方法が特許文献１に提案されている。また、列車運行中に車両故障が発生した場合、運転士に復旧操作手順を指示して故障回復を支援する方法が特許文献２に提案されている。

特開平１−２１７５９７号公報 特開平１０−７６９５２号公報（[００５８]）

列車運行中に車両故障が発生した場合、軽微なものでは、乗務員が確認後自動復旧可能であるが、重大なものでは、列車を一旦停止させて例えば特許文献２のように、乗務員へ復旧操作の指示を何回か繰り返すことにより、乗務員が応急処置を行う必要がある。この場合、列車ダイヤに与える影響が大きいため、乗務員は直ちに指令への報告を行うほか、車両故障の応急処置や、乗客の安全確保を行う必要がある。一方、指令は後続の列車を抑止する必要や、他の駅や列車に対して、情報を伝達する必要があり、また、場合によっては車両検修部門に対して、緊急出動を要請するなど、多数の業務を正確に、かつ、迅速に行わなければならないため、その負担は相当なものであった。

さらには、これらの報告や指示は原則として、乗務員と指令間の無線通話に委ねられていたため、通話内容の聞き取りに間違いが発生する場合があり、また、通話そのものに時間を要していた。

このように、従来の列車運行管理システムでは、車両故障の発生直後に乗務員や指令の作業負担は大きく、また、乗務員と指令間の通信の信頼性や迅速性の確保も十分になされていない、という問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両故障の発生直後に乗務員や指令が正確に行うべき報告や指示等を自動的に行うことで、乗務員や指令の負担を軽減するとともに、これらを確実かつ迅速に行うことが可能な列車運行管理システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる列車運行管理システムは、列車の車両に搭載されそのモニタ部により車両状態の監視を行うことで車両状態情報を取得する車上装置と、運行情報および前記車上装置から受信された前記車両状態情報に基づいて列車の運行制御を自動的に行うことができる列車情報サーバを有する地上運行管理システムと、前記車上装置と前記地上運行管理システムとの間の情報の送受信を実現する通信装置と、を備え、前記列車情報サーバは、前記車両状態情報をもとに予め登録した前記車両の故障情報に応じて、運行ダイヤの変更案を自動的に作成することを特徴とする。

本発明によれば、車両事故の発生直後に、従来は乗務員や地上側の指令が行っていた報告や指示を予め登録した車両の故障情報に応じて地上運行管理システムが自動的に行うことができるので、乗務員や指令の作業負担が軽減されるとともに、これらの作業を確実かつ迅速に行うことが可能となる。例えば、車両故障の際にダイヤ変更を必要とする場合、地上運行管理システムがダイヤ変更案を自動的に作成するように構成することで、車両故障発生からダイヤ変更完了までの時間が大幅に短縮でき、しいては、ダイヤの乱れを最小限とすることが可能になる。また、乗務員や地上側の指令にとっては、従来のように無線通話によりその故障の状態を把握した後に作業を行う必要がないので、通話による車両故障の報告やその経過を聴取するための時間を、乗客に対する安全確保や適切な案内に充当することができる。

以下に、本発明にかかる列車運行管理システム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。

実施の形態．
図１は、本実施の形態にかかる列車運行管理システムの構成を示すブロック図であり、特に、地上側の構成を示すブロック図である。図２は、本実施の形態にかかる列車運行管理システムの構成を示すブロック図であり、特に、車上側の構成を示すブロック図である。また、図３は、図１における情報の流れを詳細に説明するためのブロック図である。

図１において、１〜１０は本実施の形態における地上側の構成である地上運行管理システムの構成を示している。地上運行管理システムからは、種々の指令が行われる。１は運行管理装置であり、予め入力されたダイヤ情報に従い信号機等を制御し、列車の運行管理を行う。２は在線表示・手動制御卓であり、列車の在線情報の表示や信号機等の手動制御入力を行う。３はダイヤ表示・操作卓であり、ダイヤの表示やダイヤの変更入力を行う。４は列車情報サーバであり、全列車の在線情報や信号機の制御状態を示す情報等のシステムが管理する各情報から、鉄道車両に対して送信すべき情報内容を編集・整理する。列車情報サーバ４は、列車運行管理を行うための必要なソフトウェアの搭載された計算機等により構成される。５は列車情報サーバ４に接続された列車情報送受信インタフェース、１０は列車情報送受信インタフェース５に接続された地上側の情報送受信装置である。

また、６はＣＴＣ（Centralized Traffic Control：列車集中制御）装置であり、９に示すＣＴＣ回線を介して、７に示す信号機・軌道回路等の状態を示す情報を集約し、これらの情報を１〜４の各装置に送信する。８はネットワーク伝送路であり、例えばイーサネット（登録商標）などの通信回線である。１〜４および６の各装置は、ネットワーク伝送路８により相互に接続されている。

図２において、２１は鉄道車両である。２２は鉄道車両２１に搭載されたモニタ装置であり、車両状態を示す各種機器の動作状態等を監視・管理するほか、車両故障の判断も行うモニタ部として機能する。２３は鉄道車両２１に搭載されたモニタ表示器であり、乗務員に対して、モニタ装置２２で扱う情報を表示する。２４は車上側の情報送受信装置であり、地上側の情報送受信装置１０との間で情報の送受信を実現する。本実施の形態における車上側の構成である車上装置は、モニタ装置２２、モニタ表示器２３、および車上側の情報送受信装置２４を備えている。

なお、以上に示したシステム構成は一例であり、必要とする伝送能力等に応じて適宜変更可能である。

次に、本実施の形態にかかる列車運行管理システムの動作について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。まず、本実施の形態にかかる列車情報管理システムにおける情報の流れを、図３を参照して詳細に説明する。

ＣＴＣ装置６は、信号機や軌道回路等の状態を示す情報を集約しており、集約した情報はＣＴＣ表示情報として、運行管理装置１に送られる。

運行管理装置１の内部には、列車追跡機能を有する列車追跡モジュール１５、ダイヤ情報が格納されたダイヤ情報格納部１６、および列車の進路を制御する進路制御モジュール１７が設けられている。列車追跡モジュール１では、ＣＴＣ表示情報をもとに、ダイヤ情報等を参照して、列車の追跡を行う。列車追跡モジュール１５による列車の追跡情報は、列車在線情報として、運行管理装置１から列車情報サーバ４に送られる。また、運行管理装置１では、上記の列車在線情報に基づき、ダイヤ情報等を参照して、列車進路制御情報を進路制御モジュール１７にて生成し、この生成された列車進路制御情報はＣＴＣ制御情報としてＣＴＣ装置６に送られる。また、上記の列車在線情報は在線表示・手動制御卓２にて表示される。

一方、ダイヤ監視・変更卓３にて実施される列車ダイヤの変更は、ダイヤ変更情報として、要求指示に応じて列車情報サーバ４に送られる。また、在線表示・手動制御卓２にて実施される列車進路制御への手動介入は、手動介入情報として、要求指示に応じて列車情報サーバ４に送られる。また、列車情報サーバ４は、列車情報送受信インタフェース５および地上側の情報送受信装置１０を介して、車上装置と情報の送受信を行う。例えば、モニタ装置２２にて監視された車両状態情報は列車情報サーバ４に送られる。また、列車情報サーバ４から車両へ指示等の情報が送られる。列車情報サーバ４は、列車在線情報、ダイヤ変更情報、手動介入情報、および車上装置からの情報等に基づいて、列車の運行制御を行うための情報内容を作成し、必要な情報を車両へ送信する。さらに、列車情報サーバ４は、上記の情報等に基づいて、ダイヤの変更案や列車情報等をダイヤ監視・変更卓３に送る。

次に、列車運行管理システムの動作は、列車の運行状況に依存して異なるため、以下では、３つの典型的な状況を例に説明を行う。

まず１つは、列車が駅間に停止し、起動が不可能となるような車両故障が発生した例を考える。このような例としては、電気系の重大故障やブレーキ系の故障（例えば、不緩解）が考えられる。車両故障が発生すると、モニタ装置２２は車両故障に関する情報をモニタ表示器２３により乗務員に表示するが、本実施の形態では、同じ情報を車上側の情報送受信装置２４を介して地上運行管理システムにも送信する。地上運行管理システムは、車両故障情報を列車情報送受信インタフェース５経由で受信して列車情報サーバ４にて保持する。

列車情報サーバ４は、その車両故障の情報から列車が停止し起動が不可能であることを判断し、ダイヤ変更案を作成してダイヤ変更作業を自動的に開始する。具体的には、車両故障の発生した線区の列車を最寄り駅に停止させ、また、車両基地からの新しい列車の出区も抑止する。次に、これらの情報を関連する駅や車内の案内表示器に表示するための動作を行い、駅や車内の混乱を最小限とするための動作を行う。これらの動作は、原則として、指令員の承認を求めてもよいし、すべて自動で行ってもよい。自動で行う場合は、例えば、予め「重度故障情報」として列車情報サーバ４に登録しておき、地上運行管理システムが該当する情報を受信した場合に、上記動作を自動で行うよう設定しておく。なお、作成されたダイヤ変更案はダイヤ監視・変更卓３に送られ、ダイヤ監視・変更卓３はダイヤ変更案に従いダイヤ情報格納部１６のダイヤ情報を更新する。

次に、列車の運行は可能であるものの遅れが見込まれる場合を考える。具体的には特定の車両故障によるユニットカットが考えられる。この場合にも、列車情報サーバ４は、モニタ装置２２より受信した車両故障の情報から、列車が遅れ運行となることを判断し、ダイヤ変更案を作成し、ダイヤ変更作業を自動的に開始する。具体的には、車両故障の発生した列車の各駅到着時刻を遅らせるダイヤに変更する一方、可能な限り早く車両交換を行うために、車両基地から交換可能駅までの代替車両の回送ダイヤを設定するほか、車両故障の発生した列車の後続の各列車のダイヤも遅らせる。また、これらの情報を駅や車内の案内表示器に表示するのは前述の重度故障事故の場合と同じである。一方、車両交換後の復旧に備えたダイヤも自動的に作成する。地上運行管理システムと、車両基地システムとが接続されている場合、車両交換に対応する代替車両の出動を自動的に準備させてもよいし、そのための乗務員の手配を自動的に行ってもよい。自動で行う場合は、例えば、予め「中度故障情報」として列車情報サーバ４に登録しておき、地上運行管理システムが該当する情報を受信した場合に、上記動作を自動で行うよう設定しておく。

次に、列車の運行に支障がなく、かつ遅れも見込まれない軽微な車両故障の例を考える。具体的には、空調や案内表示といったサービス機器故障の例が考えられる。列車情報サーバ４は、モニタ装置２２より受信した車両故障の情報から、列車の正常運行が可能であることを判断する。しかし、乗客へのサービス確保の観点から、車両交換が必要と判断した場合、前述の車両交換の例と同じく、車両基地から交換可能駅までの代替車両の回送ダイヤを設定する。回送ダイヤが、他の営業列車運行に支障を与えないようにする必要があることはいうまでもない。同様に、車両交換後の故障車両を車両基地に回送するダイヤも設定する。さらには、特定の車両のサービス機器故障の場合は、駅の案内表示や車両内の表示器にその旨を表示して、乗客を他の車両に分散させるような案内を行ってもよい。これらの動作を自動的に行うように設定してもよいし、指令員の承認を求めた後に実行または変更を行うように設定してもよい。自動で行う場合は、例えば、予め「軽度故障情報」として列車情報サーバ４に登録しておき、地上運行管理システムが該当する情報を受信した場合に、上記動作を自動で行うよう設定しておく。

さらに、本実施形態にかかる列車運行管理システムに列車走行予測機能を付加し、この列車走行予測機能を利用して、列車の運行の乱れを予測し運行障害からの復旧見込みダイヤを提供することが可能で、列車乗務員のさらなる負荷低減に寄与する。この列車走行予測機能は、例えば、列車情報サーバ４の機能として実現することができる。

本実施の形態によれば、車両故障発生からダイヤ変更完了までの時間が大幅に短縮でき、しいては、ダイヤの乱れを最小限とすることが可能である。また、軽微な故障の場合でも、車両交換を行うことや、サービス機器に故障がある車両に関して、旅客案内で他の車両に分散させる案内を自動的に行えることにより、従来と比して、車両故障による乗客への影響を最小限にすることができる。

また、乗務員や指令にとっては、通話による車両故障の報告やその経過を聴取するための時間を、乗客に対する安全確保や適切な案内に充当することができる。

さらには、マニュアル化することが困難であった車両故障対応ダイヤとその復旧ダイヤの設定を自動化することができるため、その訓練を容易に実施することができ、その発生に備えることができるようになる。

また、本実施の形態は、既存の列車運行管理システムに本実施の形態で提案する機能を追加することで実現できるため、新たなシステムを構築する必要がなく、コストの低減が可能である。また、列車運行管理システムの機能を拡張することにより列車乗務員に提供する情報の拡張も可能であり、列車運行管理システムの機能は主に計算機のソフトウェアで構成されているため、将来の拡張が容易に実施可能である。

以上のように、車両故障の発生によるダイヤ乱れを防止するのみならず、適切な案内を行うことにより駅における乗客の混乱を未然に防止でき、また、これらの動作が迅速にかつ自動的に行えることから、本発明は輸送サービスの向上に大きく寄与するものである。

本発明にかかる列車運行管理システムは、鉄道における列車乗務員の負荷軽減、および人為操作・扱いの削減による安全の確保、ならびに現場と指令間での相互の正確な情報提供による列車運行管理業務の正確な遂行および計画に適している。

本発明の実施の形態にかかる列車運行管理システムの構成を示すブロック図であり、特に、地上側の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態にかかる列車運行管理システムの構成を示すブロック図であり、特に、車上側の構成を示すブロック図である。 図１における情報の流れを詳細に説明するためのブロック図である。

符号の説明

１ 列車運行管理装置
１ 在線表示・手動制御卓
３ ダイヤ監視・変更卓
４ 列車情報サーバ
５ 列車情報送受信インタフェース
６ ＣＴＣ装置
７ 信号機・軌道回路
８ ネットワーク伝送路
９ ＣＴＣ回線
１０ 地上側の情報送受信装置
１５ 列車追跡モジュール
１６ ダイヤ情報格納部
１７ 進路追跡モジュール
２１ 鉄道車両
２２ モニタ装置
２３ モニタ表示器
２４ 車上側の情報送受信装置

Claims (3)

1. 列車の車両に搭載されそのモニタ部により車両状態の監視を行うことで車両状態情報を取得する車上装置と、
   運行情報および前記車上装置から受信された前記車両状態情報に基づいて列車の運行制御を自動的に行うことができる列車情報サーバを有する地上運行管理システムと、
   前記車上装置と前記地上運行管理システムとの間の情報の送受信を実現する通信装置と、
   を備え、
   前記列車情報サーバは、前記車両状態情報をもとに予め登録した前記車両の故障情報に応じて、運行ダイヤの変更案を自動的に作成することを特徴とする列車運行管理システム。
2. 前記列車情報サーバは、車両故障の影響による列車の運行の乱れを考慮して列車走行予測を行うとともに、復旧見込みダイヤを提供することを特徴とする請求項１に記載の列車運行管理システム。
3. 前記列車情報サーバは、前記車両状態情報をもとに、旅客案内情報を駅および車両に送信し乗客に提供することを特徴とする請求項１または２に記載の列車運行管理システム。

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