JP2010100182A - 列車制御システム、車上設備、および地上設備 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、列車内乗客数を正確に推定することによって適切な列車制御を行うことが可能な列車制御システムを提供することを目的としている。
【解決手段】本発明による列車制御システムは、列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムであって、制御対象である列車（以下、制御対象列車１０１ａ）が停車中の駅（以下、当駅）にて制御対象列車１０１ａの車重を測定することにより、制御対象列車１０１ａの乗客量と当駅での乗客増減量とを推定する手段と、当駅より１つ手前の駅である手前駅での制御対象列車１０１ａの後続列車の乗客量と、当駅での制御対象列車１０１ａの先行列車の乗客増減量とに基づいた所定の扉開時間計算方法を用いて、制御対象列車１０１ａの乗客量と後続列車の乗客量とを均等化するように、制御対象列車１０１ａの当駅での扉開時間を計算し出力する手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗客量推定による列車制御システムに関し、特に鉄道混雑時に特定の列車への乗客の集中を防ぐ列車制御システム、車上設備、および地上設備に関する。

従来の列車制御システムでは、単位時間当たりの乗客数を出発駅と目的駅との組み合わせごとに分類した発着駅別乗客数データを用いて各列車内乗客数と駅乗客数とを推定し、推定結果に基づいて各列車に対する運転指示を判断することによって運転整理を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１４３０８８号公報（第４頁、第６頁）

特許文献１に記載の列車制御システムでは、予め作成された運行計画データに含まれる発着駅別乗客数データと、列車の発着実績とに基づいて列車内乗客数を推定している。しかし、発着駅別乗客数データを作成するためには、各駅から乗車した乗客がどの駅で降車したのかを予め実測する必要があり、作成に非常な手間と経費が必要になるという問題があった。

また、発着駅別乗客数は、日々の天気や路線周辺におけるイベントなどによって変化する。従って、列車内乗客数の推定結果と実際の列車内乗客数との間で誤差が生じるため、適切な列車制御ができないという問題があった。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、列車内乗客数を正確に推定することによって適切な列車制御を行うことが可能な列車制御システムを提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明による列車制御システムは、列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムであって、制御対象である列車（以下、制御対象列車）が停車中の駅（以下、当駅）にて制御対象列車の車重を測定することにより、制御対象列車の乗客量と当駅での乗客増減量とを推定する手段と、当駅より１つ手前の駅である手前駅での制御対象列車の後続列車の乗客量と、当駅での制御対象列車の先行列車の乗客増減量とに基づいた所定の扉開時間計算方法を用いて、制御対象列車の乗客量と後続列車の乗客量とを均等化するように、制御対象列車の当駅での扉開時間を計算し出力する手段とを備えることを特徴とする。

本発明によると、制御対象である列車（以下、制御対象列車）が停車中の駅（以下、当駅）にて制御対象列車の車重を測定することにより、制御対象列車の乗客量と当駅での乗客増減量とを推定する手段と、当駅より１つ手前の駅である手前駅での制御対象列車の後続列車の乗客量と、当駅での制御対象列車の先行列車の乗客増減量とに基づいた所定の扉開時間計算方法を用いて、制御対象列車の乗客量と後続列車の乗客量とを均等化するように、制御対象列車の当駅での扉開時間を計算し出力する手段とを備えるため、列車内乗客数を正確に推定することによって適切な列車制御を行うことが可能である。

本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。

なお、本文中において、制御対象列車が現在停車している駅をＳ１駅（当駅）、列車進行方向に対してＳ１駅より１つ手前の駅をＳ０駅（手前駅）、列車進行方向に対してＳ１駅より１つ先の駅をＳ２駅（次駅）とする。

〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１による列車制御システムのブロック図である。図１に示すように、制御対象列車１ａに設置された車上設備１０１および地上に設置された地上設備１０２は、車上設備１０１に設置された地車間データ伝送車上装置１０３と、駅設備１１２に設置された地車間データ伝送地上装置１０４とによって、列車が駅に停車したときに互いにデータの送受信が可能となっている。また、本実施形態による列車制御システムは、後続列車の当駅着時刻を予測し、制御対象列車１０１ａの当駅での停車時間が後続列車の当駅到着に支障しない時間とすることを特徴としている。

本実施形態では、列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムであって、制御対象である列車（以下、制御対象列車１０１ａ）が停車中の駅（以下、当駅（Ｓ１駅））にて制御対象列車１０１ａの車重を測定することにより、制御対象列車１０１ａの乗客量と当駅での乗客増減量とを推定する手段と、当駅より１つ手前の駅である手前駅（Ｓ０駅）での制御対象列車１０１ａの後続列車の乗客量と、当駅での制御対象列車１０１ａの先行列車の乗客増減量とに基づいた所定の扉開時間計算方法を用いて、制御対象列車１０１ａの乗客量と後続列車の乗客量とを均等化するように、制御対象列車１０１ａの当駅での扉開時間を計算し出力する手段とを備えることを特徴としており、列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムにおいて、車上設備１０１は、列車（制御対象列車１０１ａ）の車重を測定する車重測定装置１０５と、制御対象列車１０１ａの扉開閉状態を検知する扉開閉検知装置１０７と、制御対象列車１０１ａの扉開閉動作を制御する扉開閉制御装置１０６と、地上設備１０２と情報の送受信を行う地車間データ伝送車上装置１０３とを備えている。なお、列車内乗客推定装置１０８は、乗客推定量を記録する乗客推定量記憶データ１１７を保持するメモリーを有している。

また、車上設備１０１は、列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムに用いられ、制御対象列車１０１ａの車重を測定する車重測定装置１０５と、車重を用いて制御対象列車１０１ａの乗客量を推定する列車内乗客推定装置１０８と、制御対象列車１０１ａから少なくとも車重測定装置１０５によって得られた観測値または列車内乗客推定装置１０８によって推定された乗客量を送信し、地上設備１０２と情報の送受信を行う地車間データ伝送車上装置１０３と、制御対象列車１０１ａが停車中の当駅での制御対象列車１０１ａの先行列車の乗客増減量と、地車間データ伝送車上装置１０３にて受信した当駅より１つ手前の駅である手前駅での制御対象列車１０１ａの後続列車の乗客量とを用いて、当駅での制御対象列車１０１ａの扉開時間を計算する駅発車時刻調整装置１０９と、扉開閉検知装置１０７が検知する扉開閉状態に基づいて扉の開閉時間を計測する扉開閉時間計測装置１１０と、制御対象列車１０１ａが当駅より１つ先の駅である次駅に到着する時刻を予測する次駅着時刻予測装置１１１をさらに備え、車上設備１０１は、次駅着時刻予測装置１１１にて予測した予測次駅着時刻を地車間データ伝送車上装置１０３を介して地上設備１０２に送信するとともに、後続列車の当駅への予測到着時刻を地車間データ伝送車上装置１０３を介して受信している。

列車内乗客推定装置１０８は、扉開閉検知装置１０７から入力された扉開閉状態と、車重測定装置１０５から入力された車重とを用いて、Ｓ１駅において制御対象列車１０１ａの出発前に扉が閉じた時点での車内客推定量（Ｓ１駅車内客推定量）、前停車駅（Ｓ０駅）での車内客推定量（Ｓ０駅車内客推定量）からの車内客増減量（Ｓ１駅車内客増減量）を計算する。

次駅着時刻予測装置１１１は、扉開閉時間計測装置１１０から入力されるＳ１駅扉開時刻から制御対象列車１０１ａが出発したとして、これに少なくとも駅間および列車の進行方向ごとに準備される制御対象列車１０１ａの扉が閉じてから次駅に到着するまでの駅間における走行時間を記録した駅間走行時間データの値を加算し、Ｓ２駅への予測上の到着時刻である予測Ｓ２駅着時刻を計算する。

列車内乗客推定装置１０８から出力されたＳ１駅車内客推定量およびＳ１駅車内客増減量、扉開閉時間計測装置１１０から出力されたＳ１駅扉開閉時刻、次駅着時刻予測装置１１１から出力された予測Ｓ２駅着時刻の各々は、地車間データ伝送車上装置１０３を介して地車間データ伝送地上装置１０４に送信される。一方、地車間データ伝送車上装置１０３は、地車間データ伝送地上装置１０４から、Ｓ１駅に制御対象列車１０１ａの前に停車していた先行列車の扉開閉時刻である先行列車Ｓ１駅扉開閉時刻および先行列車のＳ１駅における車内客増減量である先行列車Ｓ１駅車内客増減量、Ｓ０駅を出発した後続列車がＳ１駅に到着する予測時刻である予測Ｓ１駅着時刻（後続列車予測Ｓ１駅着時刻）および後続列車のＳ０駅出発時の車内客推定量（後続列車Ｓ０駅車内客推定量）を受信し、駅発車時刻調整装置１０９に入力する。

駅発車時刻調整装置１０９は、上記の入力の他に、列車内乗客推定装置１０８の乗客推定量記憶データ１１７に記憶されているＳ０駅における車内客推定量（Ｓ０駅車内客推定量）と、Ｓ１駅扉開時刻が入力される。駅発車時刻調整装置１０９では、これらの入力に基づいて、後続列車と制御対象列車１０１ａとの列車内乗客数が均等化するように制御対象列車１０１ａの出発時刻を計算し、出発時刻になると扉開閉制御装置１０６に対して扉閉制御を入力する。なお、図示していない扉開閉制御装置１０６に対する扉開閉制御入力装置は、列車の駅到着を自動的に検知することによって入力する制御装置、運転台や車掌室に設置された扉開閉釦によって制御する装置などがある。

駅発車時刻調整装置１０９からの扉閉制御に基づいて扉開閉制御装置１０６によって扉が閉じられると、扉開閉検知装置１０７によって扉が閉じたことが検知されて扉開閉時間計測装置１１０に入力される。この入力によって扉開閉時間計測装置１１０にてＳ１駅扉閉時刻が決定し、Ｓ１駅扉開閉時刻を次駅着時刻予測装置１１１に入力することによって予測Ｓ２駅着時刻が計算される。

また、扉開閉検知装置１０７が扉が閉じたことを検知すると、その旨が列車内乗客推定装置１０８に入力される。列車内乗客推定装置１０８では、Ｓ１駅にて制御対象列車１０１ａが出発する前に扉が閉じた時点における車内客推定量（Ｓ１駅車内客推定量）と、前停車駅（Ｓ０駅）における車内客推定量からの車内客増減量（Ｓ１駅車内客増減量）とを計算する。計算によって求められたＳ１駅車内客推定量およびＳ１駅車内客増減量は、制御対象列車１０１ａの扉が閉まってから駅を出発するまでの間に地車間データ伝送車上装置１０３を介して地車間データ伝送地上装置１０４に送信される。

地上設備１０２は、駅（Ｓ１駅）に設置される駅設備１１２と隣接する駅（Ｓ０駅、Ｓ２駅）間においてデータ伝送を行うために、Ｓ０駅とＳ１駅との間に駅間データ伝送装置１１３を、Ｓ１駅とＳ２駅との間に駅間データ伝送装置１１４を設置している。

地上設備１０２は、列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムに用いられ、少なくとも車上設備１０１に備えられた制御対象である制御対象列車１０１ａの車重を測定する車重測定装置１０５によって得られた観測値または観測値を用いて導出された値を含む情報を受信し、車上設備１０１と情報の送受信を行う地車間データ伝送地上装置１０４と、車上設備１０１から伝送された情報を記録する駅列車実績管理装置１１５とを備え、駅列車実績管理装置１１５に記録された情報を駅間で伝送する駅間伝送データ装置１１３、１１４によって、少なくとも、制御対象列車１０１ａが停車中の当駅での制御対象列車１０１ａの乗客量を当駅より１つ先の駅である次駅に送信し、また、当駅より１つ手前の駅である手前駅での制御対象列車１０１ａの後続列車の乗客量を当駅で受信し、地車間データ伝送地上装置１０４により、少なくとも、手前駅での後続列車の乗客量と当駅での制御対象列車１０１ａの先行列車の乗客増減量とを制御対象列車１０１ａの車上設備１０１に送信している。

地車間データ伝送地上装置１０４は、現在駅（Ｓ１駅）に停車中の制御対象列車１０１ａから地車間データ伝送車上装置１０３を介して、Ｓ１駅車内客推定量、Ｓ１駅車内客増減量、Ｓ１駅扉開閉時刻、およびＳ２駅への予測到着時刻である予測Ｓ２駅着時刻を受信する。Ｓ１駅扉開閉時刻およびＳ１駅車内客増減量は、駅列車実績管理装置１１５によって駅列車実績データ１１６として記憶され、Ｓ１駅に到着する後続列車に対して、先行列車Ｓ１駅扉開閉時刻および先行列車Ｓ１駅車内客増減量として送信される。また、予測Ｓ２駅着時刻およびＳ１駅車内客推定量は、駅間データ伝送装置１１４を介してＳ２駅の駅設備に送信され、Ｓ２駅の駅設備はＳ２駅に到着する先行列車に対して、後続列車Ｓ１駅車内客推定量および後続列車予測Ｓ２駅着時刻として送信する。駅列車実績管理装置１１５は、Ｓ０駅から駅間データ伝送装置１１３を介して後続列車予測Ｓ１駅着時刻および後続列車Ｓ０駅車内客推定量を受信し、制御対象列車１０１ａに送信する情報として駅列車実績データ１１６に記憶する。

図２は、本発明の実施形態１による列車内乗客推定装置１０８のフローチャートである。図２に示すように、まず、扉開閉検知装置１０７によって制御対象列車１０１ａの扉の開状態を検知するまで待機する（ステップＳ２０９）。扉の開状態を検知すると、乗客推定量記憶データ１１７からＳ０駅車内客推定量を読み込み、駅発車時刻調整装置１０９に入力する（ステップＳ２１０）。その後、扉開閉検知装置１０７によって制御対象列車１０１ａの扉の閉状態を検知するため待機する（ステップＳ２０１）。扉の閉状態を検知すると、車重測定装置１０５にて検知した車重Ｍが列車内乗客推定装置１０８に入力される（ステップＳ２０２）。このとき、列車の扉が閉状態となるまで処理を待機するのは、乗客が乗降中では車両が揺れるため正確に車重を計測することが困難となるからである。従って、扉が閉状態となってから処理を行なうことによって、正確な車重で列車内乗客推定をすることができる。

次に、車重Ｍから予め記憶している列車の車体重量を引くことによって乗客量ＭＰを算出する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３にて求められた乗客量ＭＰを、予め記憶している乗客の平均体重で割ることによってＳ１駅乗客推定量が算出される（ステップＳ２０４）。次に、乗客推定量記憶データ１１７からＳ０駅車内客推定量を読み込む（ステップＳ２０５）。Ｓ１駅車内客推定量からＳ０駅車内客推定量を引いた値をＳ１駅車内客増減量として算出する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６にて算出されたＳ１駅車内客推定量は、乗客推定量記憶データ１１７に書き込まれる（ステップＳ２０７）。ステップＳ２０７にて算出されたＳ１駅車内客推定量は、Ｓ２駅にてＳ２駅車内客増減量を計算するために用いられる。Ｓ１駅車内客推定量およびＳ１駅車内客増減量は、地車間データ伝送車上装置１０３に出力される。

以上の処理を行なうことによって、従来のように予め作成された発着駅別乗客数データを使用することなく列車内の乗客数を推定することができ、また、列車の扉が閉じた時点における車重に基づいて車内乗客数を推定するため、精度の高い車内乗客数の推定結果を得ることができる。

図３は、本発明の実施形態１による駅発車時刻調整装置１０９のフローチャートである。本実施形態における駅発車時刻調整装置１０９では、扉開時間計算方法として、手前駅での後続列車の乗客量が手前駅での制御対象列車１０１ａの乗客量よりも大きく、かつ、当駅での先行列車の乗客増減量が増加を示す正の値である場合に、当駅での制御対象列車１０１ａの扉開時間を当駅での通常の停車時間における扉開時間よりも長くする方法を用いており、また、当駅での先行列車の乗客増減量および扉開時間によって求められる単位時間当たりの当駅での先行列車の乗客増減量と、手前駅での後続列車の乗客量と手前駅での制御対象列車１０１ａの乗客量との差とを用いて、当駅での制御対象列車１０１ａの扉開時間を当駅での通常の停車時間における扉開時間よりも長くすることを特徴としている。

まず、図３に示すように、扉開閉時間計測装置１１０からＳ１駅扉開時刻が入力されると処理を開始する（ステップＳ３０１）。

駅発車時刻調整装置１０９は、後続列車と制御対象列車１０１ａとの列車内乗客数が均等化するように、制御対象列車１０１ａの出発時刻を計算している。列車内乗客数の均等化処理は、先行列車の先行列車Ｓ１駅車内客増減量および先行列車Ｓ１駅扉開閉時刻に基づいて、Ｓ１駅における扉が開いている間の単位時間当たりの列車内の乗客増減量Δｐを式１を用いて計算する（ステップＳ３０２）。

Δｐ＝先行列車Ｓ１駅車内客増減量／（先行列車Ｓ１駅扉閉時刻
−先行列車Ｓ１駅扉開時刻） ・・・ （１）

単位時間当たりの列車内の乗客増減量は、時刻ごとに駅構内の待ち客状況や列車からの降車客状況によって変化するが、本実施形態の処理によれば、単位時間当たりの列車内の乗客増減量は、最も新しい乗客の乗降実績である先行列車の先行列車Ｓ１駅車内客増減量および先行列車Ｓ１駅扉開閉時刻に基づいて算出される。従って、駅構内の待ち客状態の監視装置や、改札口での客の通過状態の監視装置などの駅設備を設置する必要がなく、現在の単位時間当たりの列車内の乗客増減量として精度の高い値を得ることができる。

次に、ステップＳ３０２にて算出された乗客増減量Δｐが既定の閾値ε１以上であるかどうかの判定を行う（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３において、Δｐがε１以下である場合は、Ｓ１駅における乗客増減量による乗客数均等化は不効率であると判断して発車時刻調整を行わない（ステップＳ３０４）。一方、ステップＳ３０３において、制御対象列車１０１ａの乗客が十分に増加すると判断された場合、すなわちΔｐがε１よりも大きい場合は、制御対象列車１０１ａと後続列車との列車内乗客数を均等化する必要がある。均等化するために、制御対象列車１０１ａの扉開時間増分Δｔを式２から算出する。

Δｔ＝（後続列車Ｓ０駅車内客推定量−制御対象列車Ｓ０駅車内客推定量）
／Δｐ ・・・ （２）

このとき、各列車がＳ１駅で停車する通常の停車時間が列車ダイヤによって一定に定められている場合は、Δｔは制御対象列車１０１ａの列車ダイヤよりも長く停車させる時間（発車調整時間）となる。

Δｐがε１よりも大きい場合は、後続列車Ｓ０駅車内客推定量と制御対象列車Ｓ０駅車内客推定量との差（後続列車Ｓ０駅車内客推定量−制御対象列車Ｓ０駅車内客推定量）が、既定の閾値ε２以上であるかどうかの判定を行う（ステップＳ３０５）。

ステップＳ３０５において、閾値ε２以下の場合は、制御対象列車１０１ａと後続列車との間で列車内乗客数の均等化処理は不要であると判断して発車時刻調整を行わない（ステップＳ３０４）。一方、閾値ε２以上の場合は、式２に基づいて発車調整時間Δｔを計算する（ステップＳ３０６）。その後、現在時刻に対して以下に示す式３の不等式が成立するかどうかを判定し（ステップＳ３０７）、成立すれば扉閉制御を行う（ステップＳ３０８）。

現在時刻≧扉開時刻＋Ｓ１駅での通常の停車時間＋Δｔ ・・・ （３）

ステップＳ３０７において、式３が成立しない場合は、制御対象列車１０１ａの出発時刻を列車ダイヤより遅らせることによって後続列車のＳ１駅への到着時刻に影響がないのかどうかを式４に従って判定する（ステップＳ３０９）。

現在時刻≧後続列車予測Ｓ１駅着時刻−Ｓ１駅での列車到着時隔 ・・・（４）

ここで、Ｓ１駅での列車到着時隔とは、出発列車の影響を受けることなく次の列車が駅に到着できる最小時間間隔であり、予め線路の線形や列車の性能などから計算されている。

ステップＳ３０９において、式４が成立した後も制御対象列車１０１ａをＳ１駅に停車させ続けると、後続列車がＳ１駅に到着することができずに遅延させることになる。従って、式４が成立したら直ちに扉閉制御を行い（ステップＳ３０８）、Ｓ１駅に停車中の制御対象列車１０１ａの出発準備を行う。

以上の処理を行なうことによって、後続列車の予測Ｓ１駅着時刻に基づいて、発車調整時間Δｔの時間だけ待つことなく扉を閉じて発車させることができるため、後続列車のＳ１駅到着に影響を与えることはない。また、後続列車のＳ１駅到着時刻に遅延が生じると予測される場合には、発車調整時間Δｔまで扉閉制御をしないため制御対象列車１０１ａに十分に乗客を乗せることができる。

なお、式（１）において、先行列車Ｓ１駅扉開閉時刻を用いたが、扉開閉時刻を予め定めた一定時間として、扉開閉時間計測装置を用いない構成としてもよい。

また、扉開時間増分Δｔは、後続列車Ｓ０駅車内客推定量と制御対象列車Ｓ０駅車内客推定量との差によって定まる時間増分を予めテーブルとして作成し、これを用いてもよい。

図４は、本発明の実施形態１による扉開閉時間計測装置１１０のフローチャートである。図４に示すように、まず、扉開閉検知装置１０７から現在の扉開閉状態を入力する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１にて入力された扉開閉状態が、前回の入力状態と異なるかどうかを判定する（ステップＳ４０２）。判定の結果、前回の状態と異なる場合は、扉開閉状態が開状態かどうかを判定する（ステップＳ４０３）。開状態の場合は、現在時刻を扉開時刻とし（ステップＳ４０４）、駅発車時刻調整装置１０９へ入力する（ステップＳ４０５）。一方、ステップＳ４０３において閉状態であると判定された場合は、現在時刻を扉閉時刻とし（ステップＳ４０６）、次駅着時刻予測装置１１１へ入力する（ステップＳ４０７）とともに、扉開閉時刻を地車間データ伝送車上装置１０３へ入力する（ステップＳ４０８）。

図５は、本発明の実施形態１による次駅着時刻予測装置１１１のフローチャートである。図５に示すように、扉開閉時間計測装置１１０からＳ１駅扉閉時刻が入力されると（ステップＳ５０１）、駅間走行時間データ１１９からＳ１駅からＳ２駅までに要する駅間走行時間を取得する（ステップＳ５０２）。ステップＳ５０２にて駅間走行時間を取得後、以下の式５に基づいて予測Ｓ２駅着時刻を計算する（ステップＳ５０３）。

予測Ｓ２駅着時刻＝Ｓ１駅扉閉時刻入力＋Ｓ１駅からＳ２駅への駅間走行時間 ・・・（５）

ステップＳ５０３にて算出した予測Ｓ２駅着時刻は、地車間データ伝送車上装置１０３に入力される（ステップＳ５０４）。

図６は、本発明の実施形態１による地車間データ伝送車上装置１０３と地車間データ伝送地上装置１０４との間におけるフローチャートである。図６において、奇数番号を付したステップは地車間データ伝送車上装置１０３での処理を示し、偶数番号を付したステップは地車間データ伝送地上装置１０４での処理を示す。

図６に示すように、地車間データ伝送車上装置１０３は、制御対象列車１０１ａがＳ１駅に停車すると（ステップＳ６０１）、制御対象列車１０１ａの列車番号を地上間データ伝送地上装置１０４に送信する（ステップＳ６０３）。ここで、列車番号とは、列車を一意に特定する番号のことである。一方、地車間データ伝送地上装置１０４では、地車間データ伝送車上装置１０３から列車番号が送信されるまで待機する（ステップＳ６０２）。列車番号を受信すると、受信した列車番号をキーとして、駅列車実績管理装置１１５から先行列車Ｓ１駅扉開閉時刻、先行列車Ｓ１駅車内客増減量、後続列車予測Ｓ１駅着時刻、後続列車Ｓ０駅車内客推定量を読み出す（ステップＳ６０４）。ステップＳ６０４にて読み出された情報は、読み出し結果として地車間データ伝送車上装置１０３に送信される（ステップＳ６０６）。読み出し結果を受信した地車間データ伝送車上装置１０３は（ステップＳ６０５）、駅発車時刻調整装置１０９に入力する（ステップＳ６０７）。その後、扉が閉状態となれば（ステップＳ６０９）、制御対象列車１０１ａのＳ１駅車内客推定量、Ｓ１駅車内客増減量、Ｓ１駅扉開閉時刻、予測Ｓ２駅着時刻を地車間データ伝送地上装置１０４に送信する（ステップＳ６１１）。地車間データ伝送地上装置１０４は、ステップＳ６１１にて送信された情報を受信し（ステップＳ６０８）、受信結果を列車番号をキーとして駅列車実績管理装置１１５に入力する（ステップＳ６１１）。

図７は、本発明の実施形態１による駅列車実績管理装置１１５のフローチャートである。図７に示すように、地車間データ伝送車上装置１０４から読み出し要求があるのかどうかを判定する（ステップＳ７０１）。読み出し要求があった場合は、制御対象列車１０１ａの列車番号をキーに、駅列車ダイヤ１１８から先行列車および後続列車の列車番号を検索する（ステップＳ７０２）。次に、検索した先行列車および後続列車の各々から、先行列車Ｓ１駅扉開閉時刻、先行列車Ｓ１駅車内客増減量、後続列車予測Ｓ１駅着時刻、後続列車Ｓ０駅車内客推定量を駅列車実績データ１１６から読み出す（ステップＳ７０３）。読み出した結果は、地車間データ伝送地上装置１０４に出力される（ステップＳ７０４）。

次に、地車間データ伝送地上装置１０４からの書き込み要求があるのかどうかの判定を行う（ステップＳ７０５）。書き込み要求がある場合は、制御対象列車１０１ａの列車番号をキーとして、制御対象列車１０１ａのＳ１駅車内客推定量、Ｓ１駅車内客増減量、Ｓ１駅扉開閉時刻、予測Ｓ２駅着時刻の各々を駅列車実績データ１１６に記録する（ステップＳ７０６）。そして、制御対象列車１０１ａのＳ１駅車内客推定量および予測Ｓ２駅着時刻を、Ｓ１駅とＳ２駅との間に設置されている駅間データ伝送装置１１４に入力する（ステップＳ７０７）。

その後、Ｓ０駅とＳ１駅との間に設置されている駅間データ伝送装置１１３から、後続列車予測Ｓ１駅着時刻および後続列車Ｓ０駅車内客推定量の入力があるのかどうかの判定を行う（ステップＳ７０８）。駅間データ伝送装置１１３からの入力があると判定されると、後続列車の列車番号をキーとして、駅列車実績データ１１６に記録する（ステップＳ７０９）。

図８は、本発明の実施形態１による駅列車実績データ１１６の一例を示す図である。図８に示すように、列車番号８０１は、データの検索または記録時のキーとして用いられている。駅列車実績管理装置１１５での処理（図７、ステップＳ７０９）において、キーとなる列車番号が駅列車実績データ１１６にないときには、該当列車番号に対応する新たなレコードが作成される。Ｓ０駅車内客推定量８０２および予測Ｓ１駅着時刻８０３は、該当列車がＳ０駅停車時に駅間データ伝送装置１１３から入力される値である。Ｓ１駅車内客推定量８０４、Ｓ１駅扉開時刻８０５、Ｓ１駅扉閉時刻８０６、Ｓ１駅車内客増減量８０７、予測Ｓ２駅着時刻８０８は、該当列車がＳ１駅停車時に地車間データ伝送地上装置１０４から入力される値である。

以上のことから、車重測定装置１０５を列車に設置することにより、従来のように予め作成された発着駅別乗客数データや列車の着発実績によらずに列車内の乗客推定ができる。従って、列車内の乗客推定値と実際の列車内の乗客数との誤差を小さくできるため適切な列車制御が可能となる。

〈実施形態２〉
図９は、本発明の実施形態２による列車制御システムのブロック図である。本実施形態２は、図９に示すように、車上設備９０１は、列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムに用いられ、制御対象である制御対象列車９０１ａの車重を測定する車重測定装置９０５と、地上設備９０２との間で情報の送受信を行う地車間データ伝送車上装置９０３とを備え、地車間データ伝送車上装置９０３により、制御対象列車９０１ａから少なくとも車重測定装置９０５によって得られた観測値を送信し、地車間データ伝送車上装置９０３にて地上設備９０２から制御対象列車９０１ａの扉閉制御の情報を受信することを特徴としている。

地上設備９０２は、列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムに用いられ、少なくとも車上設備９０１に備えられた制御対象である制御対象列車９０１ａの車重を測定する車重測定装置９０５によって得られた観測値または観測値を用いて導出された値を含む情報を受信し、車上設備９０１と情報の送受信を行う地車間データ伝送地上装置９０４と、受信した情報から制御対象列車９０１ａの乗客量を推定する列車内乗客推定装置９０８と、車上設備９０１から伝送された情報および乗客量を記録する駅列車実績管理装置９１５と、少なくとも制御対象列車９０１ａが停車中の当駅での制御対象列車９０１ａの乗客量を当駅より１つ先の駅である次駅に送信し、また、当駅より１つ手前の駅である手前駅での制御対象列車９０１ａの後続列車の乗客量を当駅で受信し、駅列車実績管理装置９１５に記録された情報を駅間で伝送する駅間伝送データ装置９１３、９１４と、少なくとも手前駅での後続列車の乗客量と、当駅での制御対象列車９０１ａの先行列車の乗客増減量とを用いて制御対象列車９０１ａの扉開時間を計算する駅発車時刻調整装置９０９とを備え、地車間データ伝送地上装置９０４にて車上設備９０１へ制御対象列車９０１ａの扉閉制御の情報を送信することを特徴としている。

また、地上設備９０２は、制御対象列車９０１ａが当駅より１つ先の駅である次駅に到着する時刻を予測する次駅着時刻予測装置９１１をさらに備え、地上設備９０２は、次駅着時刻予測装置９１１にて予測した予測次駅着時刻を駅間データ伝送装置９１４を介して次駅に送信するとともに、後続列車の当駅への予測到着時刻を駅間データ伝送装置９１３を介して受信し、地車間データ伝送地上装置９０４を介して扉閉制御の情報を車上設備に送信することを特徴としている。

扉開閉検知装置９０７および車重測定装置９０５は、検知結果を地車間データ伝送車上装置９０３に入力する。扉開閉制御装置９０６は、地車間データ伝送車上装置９０３から扉閉制御命令が入力される。地車間データ伝送車上装置９０３は、地車間データ伝送地上装置９０４に対して扉開閉状態および車重を送信する。一方、地車間データ伝送地上装置９０４からは扉閉制御命令を受信し、受信した扉閉制御命令を扉開閉制御装置９０６に入力する。

地車間データ伝送地上装置９０４は、受信した扉開閉状態を扉開閉時間計測装置９１０に入力し、受信した車重を列車内乗客推定装置９０８に入力する。扉開閉時間計測装置９１０は、扉開閉状態の入力が地車間データ伝送地上装置９０４からである以外は実施形態１と同様である。

列車内乗客推定装置９０８は、乗客推定量を記録する乗客推定量記憶データを持たず、制御対象列車９０１のＳ０駅車内客推定量は、駅列車実績データ９１６の情報を駅列車実績管理装置９１５から入力される。また、Ｓ１駅車内客推定量およびＳ１駅車内客増減量は、駅列車実績管理装置９１５に入力される。次駅着時刻予測装置９１１は、予測Ｓ２駅着時刻を駅列車実績管理装置９１５へ入力する以外は実施形態１と同様である。

駅発車時刻調整装置９０９には、Ｓ０駅車内客推定量、先行列車Ｓ１駅扉開閉時刻、先行列車Ｓ１駅車内客増減量、後続列車予測Ｓ１駅着時刻、後続列車Ｓ０駅車内客推定量を、駅列車実績データ９１６の情報として駅列車実績管理装置９１５から入力される。また、駅発車時刻調整装置９０９は、扉閉制御命令を地車間データ伝送地上装置９０４に出力する。

以上のことから、各列車の車上設備が簡略化されるため、列車制御システム全体の経費が安くなる。

〈実施形態３〉
図１０は、本発明の実施形態３による列車制御システムの構成図である。本実施形態３は、地上設備が無線通信が可能な特定の一箇所の中央装置１００１であることを特徴としている。実施形態３における車上設備は、実施形態１または実施形態２に記載の車上設備のいずれかであるものとする。

実施形態１および実施形態２では、地上設備として各駅に駅設備を設置していた。しかし、本実施形態３では、各車上設備には車上無線装置が設けられており、車上無線装置と中央装置１００１に設置された地上無線装置とが無線通信を行う。

以上のことから、地上設備が中央に集約されるため、メンテナンスが容易となる。また、地上装置の数を減らすことができるため、経費が安くなる。

〈実施形態４〉
図１１は、本発明の実施形態４による列車制御システムの構成図である。本実施形態４では、車上設備１１０１に、列車の加速性能、減速性能などの情報を記録した車両性能データ（車両性能データ記録部）１１２０と、列車が走行する路線の制限速度、勾配、曲線、トンネルなどの情報を記録した路線データ（路線データ記録部）１１０３と、列車の現在位置および速度を検知する現在列車走行状態検知装置１１０５とを備え、実施形態１および実施形態２における次駅着時刻予測装置が、駅と駅との間において、現在の列車走行状態から次駅に到着する時刻を、車両性能データ１１０２、路線データ１１０３、および現在列車走行状態検知装置１１０５から算出する列車走行予測型次駅着時刻予測装置１１０４であることを特徴とする。ここで、列車走行予測とは、複数の駅が設けられた線区を列車ダイヤに基づく進路設定と信号現示に従って列車が運行される鉄道で、各列車の最新の位置や速度から将来の列車の運行を予測する列車運行予測であり、公知例として例えば特許第３３５９４４０号公報がある。また、実施形態４における車上設備１１０１は、実施形態３に記載の車上設備に加えて車両性能データ１１０２、路線データ１１０３、列車走行予測型次着駅時刻予測装置１１０４、現在列車走行状態検知装置１１０５をさらに備えている。

Ｓ１駅とＳ２駅との間で走行中に計算した予測次駅着時刻は、車上無線装置によって地上無線装置１１０８を備える中央装置１１０７に送信され、中央装置１１０７からＳ２駅に停車中の列車１１０６に送信される。この予測次駅着時刻は、Ｓ２駅停車中の列車１１０６によって後続列車予測Ｓ２駅着時刻として用いられる。

以上のことから、駅と駅との間を走行中の列車の走行状態に応じて予測次駅着時刻を更新できるため、より正確な予測結果を得ることができる。従って、列車１１０６は、上記の実施形態１から実施形態３よりも、後続列車の走行に影響を与える恐れのすくない発車時刻調整が可能となる。

本発明の実施形態１による列車制御システムのブロック図である。 本発明の実施形態１による列車内乗客推定装置のフローチャートである。 本発明の実施形態１による駅発車時刻調整装置のフローチャートである。 本発明の実施形態１による扉開閉時間計測装置のフローチャートである。 本発明の実施形態１による次駅着時刻予測装置のフローチャートである。 本発明の実施形態１による地車間データ伝送車上装置と地車間データ伝送地上装置との間におけるフローチャートである。 本発明の実施形態１による駅列車実績管理装置のフローチャートである。 本発明の実施形態１による駅列車実績データの一例を示す図である。 本発明の実施形態２による列車制御システムのブロック図である。 本発明の実施形態３による列車制御システムの構成図である。 本発明の実施形態４による列車制御システムの構成図である。

符号の説明

１０１ 車上設備、１０２ 地上設備、１０３ 地車間データ伝送車上装置、１０４ 地車間データ伝送地上装置、１０５ 車重測定装置、１０６ 扉開閉制御装置、１０７ 扉開閉検知装置、１０８ 列車内乗客推定装置、１０９ 駅発車時刻調整装置、１１０ 扉開閉時間計測装置、１１１ 次駅着時刻予測装置、１１２ 駅設備、１１３ 駅間データ伝送装置、１１４ 駅間データ伝送装置、１１５ 駅列車実績管理装置、１１６ 駅列車実績データ、１１７ 乗客推定量記憶データ、１１８ 駅列車ダイヤ、１１９ 駅間走行時間データ、９０１ 車上設備、９０２ 地上設備、９０３ 地車間データ伝送車上装置、９０４ 地車間データ伝送地上装置、９０５ 車重測定装置、９０６ 扉開閉制御装置、９０７ 扉開閉検知装置、９０８ 列車内乗客推定装置、９０９ 駅発車時刻調整装置、９１０ 扉開閉時間計測装置、９１１ 次駅着時刻予測装置、９１２ 駅設備、９１３ 駅間データ伝送装置、９１４ 駅間データ伝送装置、９１５ 駅列車実績管理装置、９１６ 駅列車実績データ、９１７ 駅間走行時間データ、９１８ 駅列車ダイヤ、１００１ 地上無線装置、１００２ 地上無線装置、１００３ 中央装置、１００４ 地上無線装置、１１０１ 車上設備、１１０２ 車両性能データ、１１０３ 路線データ、１１０４ 列車走行予測型次駅着時刻予測装置、１１０５ 現在列車走行状態検知装置、１１０６ 列車、１１０７ 中央装置、１１０８ 地上無線装置。

Claims (11)

1. 列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムであって、
   制御対象である前記列車（以下、制御対象列車）が停車中の駅（以下、当駅）にて前記制御対象列車の車重を測定することにより、前記制御対象列車の乗客量と前記当駅での乗客増減量とを推定する手段と、
   前記当駅より１つ手前の駅である手前駅での前記制御対象列車の後続列車の乗客量と、前記当駅での前記制御対象列車の先行列車の乗客増減量とに基づいた所定の扉開時間計算方法を用いて、前記制御対象列車の乗客量と前記後続列車の乗客量とを均等化するように、前記制御対象列車の前記当駅での扉開時間を計算し出力する手段と、
   を備えることを特徴とする、列車制御システム。
2. 請求項１に記載の列車制御システムであって、
   前記扉開時間計算方法は、
   前記手前駅での前記後続列車の乗客量が前記手前駅での前記制御対象列車の乗客量よりも大きく、かつ、前記当駅での前記先行列車の乗客増減量が増加を示す正の値である場合に、前記当駅での前記制御対象列車の前記扉開時間を前記当駅での通常の停車時間における前記扉開時間よりも長くする方法であることを特徴とする、列車制御システム。
3. 請求項１に記載の列車制御システムであって、
   前記扉開時間計算方法は、
   前記当駅での前記先行列車の乗客増減量および扉開時間によって求められる単位時間当たりの前記当駅での前記先行列車の乗客増減量と、前記手前駅での前記後続列車の乗客量と前記手前駅での前記制御対象列車の乗客量との差とを用いて、前記当駅での前記制御対象列車の前記扉開時間を前記当駅での通常の停車時間における前記扉開時間よりも長くすることを特徴とする、列車制御システム。
4. 列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムに用いられる車上設備であって、
   制御対象である前記列車（以下、制御対象列車）の車重を測定する車重測定装置と、
   前記車重を用いて前記制御対象列車の乗客量を推定する列車内乗客推定装置と、
   前記制御対象列車から少なくとも前記車重測定装置によって得られた観測値または前記列車内乗客推定装置によって推定された乗客量を送信し、地上設備と情報の送受信を行う地車間データ伝送車上装置と、
   前記制御対象列車が停車中の駅（以下、当駅）での前記制御対象列車の先行列車の乗客増減量と、前記地車間データ伝送車上装置にて受信した前記当駅より１つ手前の駅である手前駅での前記制御対象列車の後続列車の乗客量とを用いて、前記当駅での前記制御対象列車の扉開時間を計算する駅発車時刻調整装置と、
   を備えることを特徴とする、車上設備。
5. 列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムに用いられる地上設備であって、
   少なくとも車上設備に備えられた制御対象である前記列車（以下、制御対象列車）の車重を測定する車重測定装置によって得られた観測値または前記観測値を用いて導出された値を含む情報を受信し、前記車上設備と情報の送受信を行う地車間データ伝送地上装置と、
   前記車上設備から伝送された前記情報を記録する駅列車実績管理装置と、
   を備え、
   前記駅列車実績管理装置に記録された前記情報を駅間で伝送する駅間伝送データ装置によって、少なくとも、前記制御対象列車が停車中の駅（以下、当駅）での前記制御対象列車の乗客量を前記当駅より１つ先の駅である次駅に送信し、また、前記当駅より１つ手前の駅である手前駅での前記制御対象列車の後続列車の乗客量を前記当駅で受信し、前記地車間データ伝送地上装置により、少なくとも、前記手前駅での前記後続列車の乗客量と前記当駅での前記制御対象列車の先行列車の乗客増減量とを前記制御対象列車の前記車上設備に送信することを特徴とする、地上設備。
6. 列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムに用いられる車上設備であって、
   制御対象である前記列車（以下、制御対象列車）の車重を測定する車重測定装置と、
   地上設備との間で情報の送受信を行う地車間データ伝送車上装置と、
   を備え、
   前記地車間データ伝送車上装置により、前記制御対象列車から少なくとも前記車重測定装置によって得られた観測値を送信し、前記地車間データ伝送車上装置にて前記地上設備から前記制御対象列車の扉閉制御の情報を受信することを特徴とする、車上設備。
7. 列車の駅発車時刻を制御する列車制御システムに用いられる地上設備であって、
   少なくとも車上設備に備えられた制御対象である前記列車（以下、制御対象列車）の車重を測定する車重測定装置によって得られた観測値または前記観測値を用いて導出された値を含む情報を受信し、前記車上設備と情報の送受信を行う地車間データ伝送地上装置と、
   受信した前記情報から前記制御対象列車の乗客量を推定する列車内乗客推定装置と、
   前記車上設備から伝送された前記情報および乗客量を記録する駅列車実績管理装置と、
   少なくとも前記制御対象列車が停車中の駅（以下、当駅）での前記制御対象列車の乗客量を前記当駅より１つ先の駅である次駅に送信し、また、前記当駅より１つ手前の駅である手前駅での前記制御対象列車の後続列車の乗客量を前記当駅で受信し、前記駅列車実績管理装置に記録された前記情報を駅間で伝送する駅間伝送データ装置と、
   少なくとも前記手前駅での前記後続列車の乗客量と、前記当駅での前記制御対象列車の先行列車の乗客増減量とを用いて前記制御対象列車の扉開時間を計算する駅発車時刻調整装置と、
   を備え、
   前記地車間データ伝送地上装置にて前記車上設備へ前記制御対象列車の扉閉制御の情報を送信することを特徴とする、地上設備。
8. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の列車制御システムであって、
   前記当駅における前記制御対象列車の停車時間は、前記手前駅から受信した前記後続列車の前記当駅への予測到着時刻から、前記当駅から出発する前記制御対象列車の影響を受けずに前記後続列車が前記当駅に到着可能な最小時間間隔である列車到着時隔を差し引いた時刻までとすることを特徴とする、列車制御システム。
9. 請求項４に記載の車上設備であって、
   前記車上設備は、請求項８に記載の列車制御システムに用いられ、
   前記制御対象列車が前記当駅より１つ先の駅である次駅に到着する時刻を予測する次駅着時刻予測装置をさらに備え、
   前記車上設備は、前記次駅着時刻予測装置にて予測した予測次駅着時刻を前記地車間データ伝送車上装置を介して地上設備に送信するとともに、前記後続列車の前記当駅への予測到着時刻を前記地車間データ伝送車上装置を介して受信することを特徴とする、車上設備。
10. 請求項７に記載の地上設備であって、
    前記地上設備は、請求項８に記載の列車制御システムに用いられ、
    前記制御対象列車が前記当駅より１つ先の駅である次駅に到着する時刻を予測する次駅着時刻予測装置をさらに備え、
    前記地上設備は、前記次駅着時刻予測装置にて予測した予測次駅着時刻を前記駅間データ伝送装置を介して前記次駅に送信するとともに、前記後続列車の前記当駅への予測到着時刻を前記駅間データ伝送装置を介して受信し、前記地車間データ伝送地上装置を介して扉閉制御の情報を車上設備に送信することを特徴とする、地上設備。
11. 前記地上設備は、無線通信が可能な特定の一箇所の中央装置であることを特徴とする、請求項５、請求項７、または請求項１０のいずれかに記載の地上設備。

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