JP2010228688A - 列車運行制御方法および車上制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】列車運行区間の特性，列車運行乱れ規模，多様な要求に応じ、適切に対応できる運行制御を可能にすること。
【解決手段】列車上に、ダイヤを記憶する装置，他列車の運行状況を獲得する装置，自列車の運行状況を獲得する装置，自列車の走行を決定する装置，自列車の走行を制御する装置，ダイヤを変更する装置，ダイヤの変更内容を受け取る装置，車上のダイヤに変更内容を反映する装置，ダイヤの変更内容を他列車に伝達する装置を備え、当初のダイヤに従う列車走行，列車間で列車間隔を調整する走行，ダイヤ変更後のダイヤに従う列車走行、を選択しながら列車の運行制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、輸送を目的とした移動手段の運行制御に関する。

特に、都市近郊路線，都市環状線など、時間あたりの運行本数が一定であったり、全列車各駅停車など運行形態が均質であったりする路線における、鉄道の列車運行制御に関する。

以下に、本発明に至る技術的な背景を説明する。

従来、列車運行は、一般に、ダイヤに基づいて制御が行われている。このダイヤに基づく運行制御は、基本的に、駅における到着時刻，出発時刻による制御である。駅間における列車の走行制御は、信号・勾配・曲率などの走行上の制約が許容する範囲内において、運転士の裁量に任されている。特に、到着時刻に関しては、予定より早く到着することも、場合によって許容されている。従って、そこでは、最適な列車走行になっている保障は無い。

また、ダイヤに基づく運行制御においては、運行の乱れ時、ダイヤを変更し、その変更後のダイヤに従って、列車を運行することで、運行乱れの解消を図っている。このダイヤ変更は、合理性の確保を要する高度な作業であり、相応の労力と時間を要する。

それに対し、近年、旅客輸送力としての最適な運行，省エネルギーの観点からみた最適な運行，乗客満足度（期待）からみた最適な運行など、社会的に多様な最適運行の要望が出てきている。

また、一方で、現在、情報伝達手段の発達が著しく、列車と保安設備，列車と列車，列車と地上運行管理システム、各々の間の情報伝達方法と設備の確立により、地上システムと車上システムの連携動作，列車間の連携動作が可能な環境が構築できるようになってきている。また、情報処理手段の高性能化が著しく、車上システム，地上システム、それぞれ個々の装置が、個々の裁量の範囲内で、自立した情報処理・制御動作が可能になってきている。また、大量のデータの蓄積と高速な処理が可能になってきている。

以下に、各参考文献とそこに開示されている内容を示す。

特開２００８−００５５８５号公報（以下、特許文献１）には、車上に保有するダイヤ、および、各種条件情報に基づいて、列車上で最適な列車走行制御方法を求め、制御を実施できる方法に関して開示されている。

特開２００６−２３２１０６号公報（以下、特許文献２）には、各列車間，地上設備間で無線による情報伝送を行い、各々の間で情報共有を行うことで、地上設備の占有，排他制御を実施し、列車の運行を制御する方法に関して開示されている。そこでは、すべての列車・設備の間で情報共有を行うことで、列車の運行範囲内全体での協調動作を可能とする方法に関して開示されている。

特開平４−２０１６７４号公報（以下、特許文献３）には、列車間の間隔制御の方法に関して開示されている。しかし、そこでは、続行列車が先行列車との間で衝突を起こさないようにするために、列車間で安全な距離を確保するための間隔制御について開示されているものの、列車の運行を制御するための間隔制御（到着時刻や出発時刻を制御する）方法までは開示されていない。

また、複数の列車間での走行制御に関しては、開示されていない。

論文（(社)日本鉄道サイバネティクス協議会刊「第３４回鉄道におけるサイバネティクス利用国内シンポジウム論文集：乗客の満足度を考慮した列車群制御方式」）（以下、非特許文献１）には、乗客の満足度（期待度）を指標として、列車間の時隔調整を目的としたダイヤの再作成（ダイヤ変更）を行うことにより、ダイヤに基づく運行制御を行う方法に関して開示されている。ダイヤ変更により、列車群全体に対する運行管理を可能にする方法が開示されている。しかし、そこにおける想定は運行の乱れが小さい場合で、大規模乱れ時について想定されていない。従って、実際に起こり得る、大規模な列車運行乱れに対する対応方法に関しては開示されていない。

また、列車の運行区間全体に対する対処として考慮されており、局所的な乱れに対しても、ダイヤ再作成（ダイヤ変更）による全体的な対処を想定している。そこでは局所的な乱れに対する局所的な対応を可能にする方法に関して開示されていない。

特開２００８−００５５８５号公報 特開２００６−２３２１０６号公報 特開平４−２０１６７４号公報

(社)日本鉄道サイバネティクス協議会刊「第３４回鉄道におけるサイバネティクス利用国内シンポジウム論文集：乗客の満足度を考慮した列車群制御方式」

以上の公知例に対し、列車の運行制御においては、通常運行時と事故等による列車運行の乱れ発生時で、異なる対応が必要である。また、列車運行乱れ時には、その規模に応じて適切な対応が必要である。過剰な対応は、時間を要し、結果として列車運行乱れへの対応が遅れ、かえって乱れの拡大を生む可能性すらある。

また、列車の運行制御においては、複数の列車が走行することを想定しなければならない。複数の列車運行において、最適な運行制御がなされることが求められる。一部列車の運行を最適化しても列車群全体の運行に支障が残るような制御は許容されない。

本発明は、ダイヤの乱れ発生時に、複数の列車に対して運行間隔を保ちながらダイヤの乱れを解消することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、自列車の運行時分を取得する自列車運行時分取得装置と、ダイヤを記憶するダイヤ記憶装置と、自列車の走行を制御する列車走行制御装置と、他列車から運行情報を受信する車上伝送装置と、自列車運行時分取得装置からの自列車の運行時分とダイヤ記憶装置からのダイヤとを比較して列車の遅延を検出し、遅延に応じて自列車の走行方法を選択する走行方法決定装置と、走行方法に基づき自列車の走行を制御する列車走行制御装置と、を備え、遅延が第１の所定値以上である場合に走行方法決定装置で選択される走行方法は、車上伝送装置で受信した他列車の運行情報に基づき、他列車と自列車との時間間隔を制御する走行方法を選択する。

さらに、遅延が第２の所定値以上である場合に、車上伝送装置は、地上システムから第２のダイヤを取得し、走行方法決定装置は、第２のダイヤに応じた走行方法を選択する。

さらに、走行方法決定装置は、遅延に応じて、ダイヤに応じた走行方法と、他列車と自列車との時間間隔を制御する走行方法と、第２のダイヤに応じた走行方法と、のいずれかの走行方法を選択する。

本発明によれば、ダイヤの乱れ発生時に、複数の列車に対して運行間隔を保ちながらダイヤの乱れを解消することが可能となる。

列車運行制御装置の一実施形態の説明図。 列車運行制御方法の切り替え伝達方法の説明図（ダイヤ制御→間隔制御）。 列車間の情報伝達方法の説明図。 列車運行制御方法の遷移の説明図。 列車運行制御装置の地上システムの構成図。 列車運行制御装置の車上システムの構成図。 ダイヤに従う列車走行に対する走行方法決定装置の構成図。 乗客数平準化装置の一実施形態の説明図。 乗客数平準化に対する走行方法決定装置の構成図。 駅待合乗客要求反映装置の一実施形態の説明図。 駅待合乗客の要求反映に対する走行方法決定装置の構成図。 消費エネルギー最適化装置の一実施形態の説明図。 消費エネルギー最適化に対する走行方法決定装置の構成図。 運行制御の処理フロー。 乗客数平準化の処理フロー。 駅待合乗客要求反映の処理フロー。 消費エネルギー最適化の処理フロー。 ダイヤと走行パターンの例の説明図。 ダイヤと走行パターンの例の説明図。 乗客数平準化の際の運行制御の例の説明図。 駅待合乗客要求反映の際の運行制御の例の説明図。 消費エネルギー最適化の際の走行制御の例の説明図。 ダイヤと走行パターンの例の説明図。 ダイヤと走行パターンの例の説明図。 列車運行制御方法の切り替え伝達方法の説明図（間隔制御→ダイヤ制御：逐次）。 列車運行制御方法の切り替え伝達方法の説明図（間隔制御→ダイヤ制御：一斉）。 列車運行制御方法の比較説明図。 走行パターンを決定する装置の構成図。 ダイヤと走行パターンの例の説明図。 走行方法を選択する装置の構成図。

まず、最初に、本実施例で用いる用語を説明しておく。

「列車の走行」とは、列車の加速，減速，定速移動，滑走など、列車の物理的動作のことをいう。

「列車の走行制御」とは、列車の動力，列車の制動力を用いて、列車を、加速，減速，あるいは、速度の維持など、列車の物理的動作を決定することをいう。

「列車の運行」とは、旅客・貨物・回送など、用務をもった列車の走行をいい、時刻表（あるいは、ダイヤ）、時間あたりの運転本数（あるいは、運転間隔）、あるいは、臨時の旅客案内等で公示されている予定に従い、列車を所定の出発駅（始発出発時刻）から所定の到着駅（終着到着時刻）まで、列車の走行を実施させることをいう。

「列車の運行制御」とは、各列車の予定に従って、あるいは、各列車の予定を変更の上で、その変更後の予定に従って、あるいは、列車間の間隔を調整することで、列車の運行を実施することをいう。また、信号機や標識，転てつ器等の設備により、列車の運行に変化をもたらすこともいう。

「ダイヤ」とは、列車の運行の計画をいい、各列車についての始発駅・始発駅出発時刻・始発駅出発番線・終着駅・終着駅到着時刻・終着駅到着番線・途中駅出発駅・途中駅出発時刻・途中駅出発番線・途中駅到着駅・途中駅到着時刻・途中駅到着番線などの情報からなる。

「ダイヤの変更」とは、列車の運行の計画変更をいい、各列車についての各種情報の変更，運行計画からの削除（列車の運転休止），運行計画への追加（臨時列車の設定）等の情報操作を有する。

「ダイヤの変更情報」とは、ダイヤに対して施した、変更の内容を表す情報をいい、変更の種別や変更の量・方向などを表す情報をいう。

「余裕時分」とは、駅間の最短の走行時分に対し、前駅の出発時刻から当駅の到着時刻との間に含ませる余分な時間のことをいう。一般にダイヤ上の出発時刻−到着時刻間には余裕時分を持たせており、微小な遅れ等は、最適な走行（回復運転）により自然回復可能になっている。

「回復運転」とは、軽微な遅延に対して、可能な限り最速な走行を行うことにより、ダイヤに含まれる余裕時分を消化することで、遅延を回復していくことをいう。

「列車の運行状況」とは、ダイヤと比較した場合の、実際の列車の運行状態をいい、ダイヤとの乖離（遅れ、早過ぎ）とその大きさに応じて、状態の値が決まる。

「運行実績」とは、ダイヤに対して、実際に、列車が運行した結果の情報をいい、少なくともダイヤに対応した情報項目を有し、駅間のある特定地点、駅間のある特定区間を観測点とした、列車の運行結果の情報を含む場合もある。

「運行予測」とは、運行実績に基づき、標準の駅停車時分，標準の駅間走行時分，駅間のある特定地点間の標準走行時分，駅間のある特定区間の標準走行時分など、規定の値を加味することにより、今後の列車の運行を予測すること、および、その予測した結果の情報をいい、少なくともダイヤに対応した情報項目を有し、駅間のある特定地点，駅間のある特定区間を目標点として、列車の運行を予測した結果の情報を含む場合もある。

「運行予定」とは、現在時刻に対して、今後の列車の運行計画をいい、現在時刻におけるダイヤと一致する。

「走行実績」とは、時刻あたりの列車位置，時刻あたりの列車速度、ある位置における列車の速度など、物理的な列車走行の結果をいう。

「先行列車」とは、ある列車に対して、進行方向において前方を運行している列車のことをいい、特段の断りが無い場合は、１つ前方を運行している１列車をいう。

「続行列車」とは、ある列車に対して、進行方向において後方を運行している列車のことをいい、特段の断りが無い場合は、１つ後方を運行している１列車をいう。

「列車の運行の乱れ」とは、ダイヤと運行実績の間に、ある規定値以上の差が生じることをいう。また、その差の量をいい、各個別の差の大小，差の総和の大小，差の最大値の大小、など、種々の評価指標により大きさの評価値が規定される。

「ダイヤに従う列車走行」とは、ダイヤに規定されている、各駅の出発時刻・到着時刻と、運行実績が一致するように列車の走行を行うことをいう。

「ダイヤ制御」とは、ダイヤに従う列車走行制御のことをいう。

「列車の時間間隔制御」とは、ある規定の地点、あるいは、任意の地点における、先行列車、あるいは、続行列車との時間間隔を規定の値になるように、列車の走行を制御することをいう。単に「間隔制御」ともいう。

「乗客出現数」とは、駅（ホーム）に、列車への搭乗を目的として現れる乗客の出現数をいう。時間帯ごとに、単位時間あたりの平均的な出現数で表したりする。

「乗客数平準化」とは、単位時間当たりの乗客出現数に対して、列車間の出発時刻を調整（出発を遅らせるなど）することで、結果として各列車に搭乗させる乗客数を増減調整し、均等化することをいう。

「駅待合乗客」とは、駅（ホーム）において、列車への搭乗を目的として、列車の到着を待つ乗客をいう。

「駅待合乗客の要求」とは、駅（ホーム）において、列車への搭乗を目的として、列車の到着を待つ乗客の、列車の運行（到着時刻，到着・出発の待ち時刻など）に対する期待や目論見をいう。

「走行パターン」とは、列車の走行制御を目的として、時刻あたりの列車速度，地点あたりの列車速度を規定した情報をいう。特に、それら情報をグラフ表現した場合の曲線をいう場合もある。

「列車走行に要するエネルギー」とは、列車の走行に際し、地形条件（線路の勾配・曲率など）、保安条件（列車間の排他制御，設備的な限界距離・限界速度、など）などの条件下において、動力による消費エネルギーと、制動などから逆に発生するエネルギー（回生エネルギー）との相殺によって、結果として消費されるエネルギーのことをいう。

「消費エネルギー最適化」とは、列車運行の定時性や定間隔性，列車運行の安全性など、列車の運行として許容される範囲内において、列車走行に要するエネルギーを最小化することをいう。

次に、本発明の技術分野における課題と問題点を示す。

課題１．自由度の高い制御を可能にすることである。
駅間における走行制御をしないと、駅へ早く到着し過ぎたり、列車間隔が詰まり過ぎたりし、結果として、不必要な減速や停止を行うことになる。その場合、無駄な加速や減速が発生し、走行の効率の面、あるいは、乗り心地の面で、悪化することになる。それらを回避する方法として、駅の停車時間を延ばし（出発時刻を遅らせることにより）、先行列車との間隔を制御するなどがあるが、駅単位での制御（１地点での制御）では、制御の自由度は小さく、適切な制御はできない。従って、駅間での制御も含めた、自由度の高い制御を可能にする必要がある。

課題２．運行線区の特性に応じた運行制御を可能にすることである。
一般に、列車の運行が乱れた場合、ダイヤを変更し、列車の運行を変更することで、列車の運行を当初のダイヤに従うものに復帰させる作業が行われる。こうすることで、列車の運行の定時性（所定の時刻に到着・出発する）を回復し、乗客への輸送サービスを確保・提供する方法がとられる。これらは、比較的、運転本数が少なく、列車運行の定時性の持つ重要度が高い、地方閑散線区あるいは長距離線区において有用な方法である。

一方で、高密度線区，各駅停車区間などでは、列車運行の定時性よりも定時隔性（一定の間隔で到着・出発する、単位時間当たりの運転本数を一定にする）の方が重要な場合が多い。そこにおける乗客は、明確な到着・出発時刻の認識をもって列車を利用するのではなく、列車の運転間隔などを基に、目的駅へのおおよその移動時間を意識して列車を利用する。このため、列車が定刻で出発・到着することよりも、思惑の（所望の）運転間隔で運行されていることの方を重要視（要望）する。そこにおいて、運行乱れに対し、ダイヤ変更作業による運行制御では、ダイヤ変更作業に時間を要し過ぎるため、結果として、運行の乱れ解消に時間を過剰に要することになりかねない。むしろ、ダイヤに従う列車走行によらず、個々の列車間の間隔制御により対応する方が、乗客へ、適切な輸送サービスを確保・提供できる可能性がある。従って、運行線区の特性に応じた制御を可能にする必要がある。

課題３．運行乱れの規模に応じた適切な制御を可能にすることである。
全列車について、ダイヤを再変更し、かつ、合理性を保つのは、相当な検証作業を必要とし、結果として、相当な時間を必要とする。前述のような、高密度線区などにおいて、乗客の要求を満たすために、許容される時間は、そう大きくない。そこで、列車運行の一部においてダイヤに従う列車走行，列車運行の一部において列車間の間隔制御による走行制御を、必要に応じて実施する方が効率の良い場合がある。一方で、全線に影響するような運行の変更に関しては、運行区間内に存在する列車のダイヤを変更することによって、大局的に実施される必要がある場合もある。従って、運行乱れの規模に応じて、適切な制御が実施できる必要がある。

課題４．多様な要求への対応を可能にすることである。
混雑の平準化，旅客の要求（期待度）への対応，省エネルギー走行への対応、などが時代の要求として挙がってきている。従って、多様な要求への対応を可能にする必要がある。

次に、本実施例の概要を説明する。本実施例の概要は以下の通りである。
１．基本はダイヤに従った列車運行を行う
２．軽微な運行乱れ時には、必要な列車間で列車の間隔を調整するように運行する
３．大きく乱れた場合には、ダイヤを変更し、その変更後ダイヤに従って、列車運行を行 う
上記方法を実施するにあたり、
（１）地上に存在するシステム内に、各列車の運行状況を獲得する装置，ダイヤを記憶す
る装置，ダイヤを変更する装置，ダイヤの変更内容を各列車に伝達する装置，列車
上に、ダイヤを記憶する装置，他列車の運行状況を獲得する装置，自列車の運行状
況を獲得する装置，自列車の走行を決定する装置，自列車の走行を制御する手段ダ
イヤの変更内容を受け取る装置，車上のダイヤに変更内容を反映する装置
（２）列車上に、ダイヤを記憶する装置，他列車の運行状況を獲得する装置，自列車の運
行状況を獲得する装置，自列車の走行を決定する装置，自列車の走行を制御する装
置，ダイヤを変更する装置，ダイヤの変更内容を受け取る装置，車上のダイヤに変
更内容を反映する装置，ダイヤの変更内容を他列車に伝達する装置
のいずれかを備えることにより、
１．当初のダイヤと実際走行の差（遅れ）が無い場合には、ダイヤに従うように列車の走
行を決定し、
２．当初ダイヤと実際走行の差（遅れ）が小さい場合には、関係する列車間で各々の列車
運行情報を伝達し、列車間隔を調整するように、列車の走行を決定し、
３．当初ダイヤと実際走行の差（遅れ）が大きい場合には、列車上のダイヤを変更し、そ
の変更後のダイヤに従うように、列車の走行を決定する、ように列車の走行方法を選
択して、列車の運行を行う。なお、各列車の走行を決定する装置において、
４．各種要求に対応する走行方法を決定しながら、
列車の運行を行う。

次に、本発明の実施の形態の詳細を、以下、図を用いて説明する。

図１に、本発明にかかる列車運行制御装置の一実施形態を示す。

図１において、１００および１０５は駅、１１０および１１５は列車、１２６は地上システムの全体、１２０は地上の伝送制御装置、１２１は地上の運行制御装置、１２５は地上ダイヤ記憶装置、１２７は地上ダイヤ変更入力装置、１３０は地上伝送装置、１４０は列車１１５の伝送装置、１５０は列車１１０の伝送装置、１３５，１４５、および、１５５は、情報の伝送経路を表している。また、１６０は列車１１５と列車１１０の間の間隔、１７０は列車１１５の伝送制御装置、１７１は列車１１５の列車走行制御装置、１７２は列車１１５の車上ダイヤ記憶装置、１７３は列車１１５の列車走行モニタ装置、１７４は列車１１５の列車の走行方法決定装置、１８０は列車１１０の伝送制御装置、１８１は列車１１０の列車走行制御装置、１８２は列車１１０の車上ダイヤ記憶装置、１８３は列車１１０の列車走行モニタ装置、１８４は列車１１０の列車の走行方法決定装置を、それぞれ表している。

通常、列車１１０および列車１１５は、それぞれ、車上ダイヤ記憶装置１７２および車上ダイヤ記憶装置１８２に記憶されているダイヤに従って、列車を運行している。ここでは、列車１１５が先行列車、列車１１０が続行列車で運行している。

なお、当初車上ダイヤ記憶装置１７２あるいは車上ダイヤ記憶装置１８２に記憶されているダイヤは、
（１）列車の運行開始前から保有している場合
（２）列車の運行開始時に、地上システム１２６の保有する地上ダイヤ記憶装置１２５の
内容を、地上伝送装置１３０から伝送経路１３５あるいは伝送経路１４５を介し、
伝送制御装置１７０あるいは伝送制御装置１８０を介して受信し、獲得した場合
（３）列車の運行途中において、地上システム１２６において、地上ダイヤ記憶装置１２
５に保有するダイヤに変更を行い、その変更内容の情報を、地上伝送装置１３０か
ら伝送経路１３５あるいは伝送経路１４５を介し、伝送制御装置１７０あるいは伝
送制御装置１８０を介して受信し、その変更内容を反映した場合
がある。

続いて、本発明の実施形態を、以下の２つの事例に対する動きで説明する。

「事例１」
いま、ここで、運行中の続行の列車１１０が、駅１００において軽微な障害により、小さな出発遅延が発生するものとする。

走行方法決定装置１８４は、列車走行モニタ装置１８３から走行実績情報，車上ダイヤ記憶装置１８２からダイヤ情報を獲得する。そして、それら情報を比較し、当該列車の遅延の大きさを検出する。ここでは、小規模な遅延を検出する。その比較結果を基に、走行方法決定装置１８４は、ダイヤに従う走行を中止し、間隔制御による走行に移行することを決定する。その決定内容を車上の伝送制御装置１８０，車上の伝送装置１５０，伝送経路１５５を介して、列車１１５へ伝達する。先行の列車１１５は、伝達内容を、車上の伝送装置１４０，車上の伝送制御装置１７０を介して走行方法決定装置１７４へ送る。ここで、走行方法決定装置は、車上ダイヤ記憶装置１７２のダイヤ情報，列車走行モニタ装置１７３の走行実績情報から、続行の列車１１０との間で間隔制御による走行に移行することを決定するものとする。先行の列車１１５は、前記の伝送経路を介し、続行の列車１１０の走行実績情報および運行実績情報を獲得する。先行の列車１１５の走行方法決定装置１７４は、その続行の列車１１０の運行実績情報（遅延時分）に基づき（第１の規定値）、適切な運行間隔１６０となるように走行方法を決定し、列車走行制御装置１７１を制御する。例えば、ここでは、続行の列車１１０の遅延時分ｔに対し、先行の列車１１５の駅１０５の出発をｔ／２遅らせる走行方法を決定する。これにより、当初のダイヤに対して、続行の列車１１０がｔ遅延、先行の列車１１５がｔ／２遅延、運行間隔に対してｔ／２の拡大で運行することになる。なお、ここで、続行の列車１１０は回復運転により遅延ｔを縮小していく。先行の列車１１５は、続行の列車１１０の走行実績情報に基づき、駅地点によらず、逐次、走行方法を再決定しながら、列車走行制御装置１７１を制御する。これにより、逐次、適切な運行間隔１６０となる（続行の列車１１０の回復運転分縮小していく）。

また、このとき、場合によっては、先行の列車１１５の更に先行列車、あるいは、続行の列車１１０の更に続行の列車との間でと、さらに多列車間で間隔制御を実施することもあり得る。

なお、この後、続行の列車１１０の回復運転（および先行の列車１１５との間隔制御）の結果、当初のダイヤに戻る場合と、当初ダイヤに対して一定時分遅れたまま、間隔制御の状態で列車運行が安定する場合がある。後者の場合、次の事例のように、当初のダイヤを変更し、その変更後のダイヤに従う列車走行による運行制御に復帰する。

「事例２」
いま、ここで、運行中の続行の列車１１０が、駅１００において重度の障害により、大規模な出発遅延が発生するものとする。

走行方法決定装置１８４は、列車走行モニタ装置１８３から走行実績情報，車上ダイヤ記憶装置１８２からダイヤ情報を獲得する。そして、それら情報を比較し、当該列車の遅延の大きさを検出する。ここでは、大規模な遅延を検出する。その比較結果を基に（第２の規定値）、走行方法決定装置１８４は、ダイヤを変更することを決定する。その決定内容を車上の伝送制御装置１８０，車上の伝送装置１５０，伝送経路１４５を介して、地上システム１２６へ伝達する。地上システム１２６は、地上伝送装置１３０を介して、地上の伝送制御装置１２０を介して、地上運行制御装置１２１に伝達する。ここで、地上システムにおいて人間系により、続行の列車１１０の遅延が大きいため、更に続行の列車を先行させる順序変更の実施を決定するものとする。その旨、ダイヤ変更入力装置１２７を介して入力し、地上ダイヤ記憶装置１２５を変更する。その変更内容は、地上の伝送制御装置１２０，地上伝送装置１３０，伝送経路１３５および伝送経路１４５を介して列車１１０および列車１１５に伝達される。列車１１０は、ダイヤの変更内容を、車上の伝送装置１５０，車上の伝送制御装置１８０を介して、車上ダイヤ記憶装置１８２に送り、車上のダイヤを変更する。同様に、列車１１５は、ダイヤの変更内容を、車上の伝送装置１４０，車上の伝送制御装置１７０を介して、車上ダイヤ記憶装置１７２に送り、車上のダイヤを変更する。その後、列車１１０および列車１１５は、変更後のダイヤに従って、列車走行制御装置１８１および列車走行制御装置１７１により列車の走行を制御することにより、列車の運行を制御する。このようにして、ダイヤの変更、および、変更後のダイヤに従う列車運行を実施する。

以上の２事例のように、本発明により、
・ダイヤに従う列車走行制御による運行制御
・列車走行の間隔制御による運行制御
・ダイヤ変更の後、その変更後のダイヤに従う列車走行制御による運行制御
を実施することができ、本発明にかかる運行制御装置を実現することができる。

なお、当初からダイヤ情報を有せずに、間隔制御による列車走行で運行制御を実施しても良い。その場合、ダイヤによる制御の介入が必要な場合以外は、間隔制御による列車走行で、ダイヤによる制御の介入が必要な場合には、地上ダイヤ変更を実施し、ダイヤに従う列車走行による運行制御に移行しても良い。その場合、平常時は、地上システムを要しない簡素な構成で運行制御を実施でき、また、必要に応じては、大掛かりな介入（運転の休止，折り返しの変更、など）も実施できる。

また、ダイヤ変更を、地上システムによらず、ある規定の列車（例えば、重度の障害を発生した列車）上で実施してもよい。その場合、地上システムを要しない簡素な構成で運行制御が実施できる。

また、車上における列車運行の切り替え判断（ダイヤ制御から間隔制御、あるいは、間隔制御からダイヤ制御）を仮判断とし、最終的な実施判断を、地上システム側で行ってもよい。その場合、統括的な制御判断，制御が実施できる。

図２７に、本発明にかかる列車運行方法の比較説明を示す。

図２７において、（ａ）は各列車に関する運行計画（ダイヤ）を図式したものであり、（ｂ）は各列車に関する運行計画（ダイヤ）を表形式で示したものである。（ｃ）は各列車に関する時刻−位置の曲線を図示したものであり、（ｄ）は（ｃ）の駅１における到着・出発時刻情報を表形式で表したものである。

（ａ），（ｂ）がダイヤに基づく運行制御を表しており、（ｃ），（ｄ）が間隔制御による運行制御を表している。

（ｃ）において、列車２の運行は、列車１の運行実績に基づいて、規定の時間間隔を確保する範囲内で運行することにより規定されている。（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）から、列車１の運行は、
（１）所定の運行計画（ダイヤ）に基づいて運行する場合
（２）更に先行の列車の運行実績に基づいて規定の時間間隔を確保する範囲内で運行する
場合
（３）規定の制約（駅停車時分，制限速度，車両性能など）の範囲内で、時刻を決めずに
運行する場合
のいずれかが考えられる。（２），（３）の場合、最も先行の列車（例えば、始発列車）から間隔制御による運行制御も考えられる。その場合、運行制御上、明確な計画時刻（ダイヤ）は存在しないこと（ダイヤレス）になるとも言える。

また、列車１と列車２の間の距離（Ｄ１など）で、間隔を規定する場合もあり得る。それは、列車間で安全に停止できる距離の確保など、主に保安に関わる部分で実施されることがある。

図２に、本発明にかかる、列車運行制御方法の切り替えについて、その伝達方法を示す。

ここでは、ダイヤ制御から間隔制御への切り替え、の伝達方法について示す。

図２において、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）、および、（ｅ）は、それぞれ、伝達方法の、第１段階，第２段階，第３段階，第４段階、および、第５段階を表している。２００，２０１，２０２，２０３、および、２０４は列車を表している。２１０，２１５，２２０，２２５，２３０，２３５，２４０，２４５，２５０、および、２５５は、それぞれ、列車間の情報伝達、および、その方向を表している。また、ここでは、全列車がダイヤ制御であるものとする。また、ここでは、全列車が、互いに、先行列車，続行列車の関係を認識し、かつ、情報の伝達手段を確立しているものとする。

ここで、まず、列車２０２がダイヤ制御から間隔制御への移行を決定する。そこで、先行列車２０３，続行列車２０１に対し、それぞれ情報伝達２１５および情報伝達２１０で、間隔制御へ移行することを伝達する。…（ａ）
伝達を受けた先行列車２０３および続行列車２０１は、自列車が間隔制御に移行するか否かを判断する。ここでは、両列車とも間隔制御への移行を決定するものとする。そこで、両列車の更に先行の列車２０４、更に続行の列車２００に対し、それぞれ情報伝達２２５および情報伝達２２０で、間隔制御へ移行することを伝達する。…（ｂ）
伝達を受けた先々行列車２０４および続々行列車２００は、自列車が間隔制御に移行するか否かを判断する。ここでは、両列車ともダイヤ制御継続を決定するものとする。そこで、両列車の続行列車２０３および先行列車２０１に対し、それぞれ情報伝達２３５および情報伝達２３０で、ダイヤ制御を継続することを伝達する。…（ｃ）
伝達を受けた先行列車２０３および続行列車２０１は、当該列車２０２に対し、それぞれ情報伝達２４５および情報伝達２４０で、間隔制御へ移行すること伝達する。…（ｄ）
伝達を受けた当該列車２０２は、間隔制御に移行し、間隔制御に移行したことを、先行列車２０３および続行列車２０１へ、情報伝達２３５および情報伝達２５０で、伝達し、それを受けた、先行列車２０３および続行列車２０１も間隔制御へ移行する。…（ｅ）

以上により、ダイヤ制御から間隔制御への切り替えの伝達方法を実施できる。

図２５に、本発明にかかる、列車運行制御方法の切り替えについて、その伝達方法を示す。

ここでは、２つある間隔制御からダイヤ制御への切り替え伝達方法のうちの１つを示す。

図２５において、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）、および、（ｅ）は、それぞれ、伝達方法の、第１段階，第２段階，第３段階，第４段階、および、第５段階を表している。２００，２０１，２０２，２０３、および、２０４は列車を表している。３００５，３００６，３０１５，３０１６，３０２５，３０２６，３０３５，３０４５、および、３０４６は、それぞれ、列車間の情報伝達、および、その方向を表している。ここでは、列車２００および列車２０４がダイヤ制御、列車２０１，列車２０２、および、列車２０３が間隔制御であるものとする。また、ここでも同じく、全列車が、互いに、先行列車，続行列車の関係を認識し、かつ、情報の伝達手段を確立しているものとする。

ここで、まず、列車２０２が間隔制御からダイヤ制御への移行を決定する。そこで、先行列車２０３，続行列車２０１に対し、それぞれ情報伝達３００６および情報伝達３００５で、ダイヤ制御へ移行することを伝達する。…（ａ）
伝達を受けた先行列車２０３および続行列車２０１は、自列車がダイヤ制御に移行するか否かを判断する。ここでは、両列車ともダイヤ制御への移行を決定するものとする。そこで、両列車の更に先行の列車２０４、更に続行の列車２００に対し、それぞれ情報伝達３０１６および情報伝達３０１５で、ダイヤ制御へ移行することを伝達する。…（ｂ）
伝達を受けた先々行列車２０４および続々行列車２００は、そのままダイヤ制御を継続することを、両列車の続行列車２０３および先行列車２０１に対し、それぞれ情報伝達３０２６および情報伝達３０２５で伝達する。…（ｃ）
伝達を受けた先行列車２０３および続行列車２０１は、当該列車２０２に対し、それぞれ情報伝達３０２６および情報伝達３０２５で、ダイヤ制御へ移行すること伝達する。…（ｄ）
伝達を受けた当該列車２０２は、ダイヤ制御に移行し、ダイヤ制御に移行したことを、先行列車２０３および続行列車２０１へ、情報伝達２０４６および情報伝達２０４５で伝達し、それを受けた、先行列車２０３および続行列車２０１もダイヤ制御へ移行する。…（ｅ）

以上により、間隔制御からダイヤ制御への切り替えの伝達方法を実施できる。

図２６に、本発明にかかる、列車運行制御方法の切り替えについて、その伝達方法を示す。

ここでは、２つある間隔制御からダイヤ制御への切り替え伝達方法の内の、もう１つを示す。

図２６において、（ａ）および（ｂ）は、伝達方法の第１段階および第２段階を表している。２００，２０１，２０２，２０３、および、２０４は列車を表している。３１００，３１２０，３１３０，３１４０、および、３１５０は、それぞれ、地上システムと列車間の情報伝達、および、その方向を表している。また、１２６が地上システム全体、１２７がダイヤ変更入力装置、１２１が地上運行制御装置、１２５が地上ダイヤ記憶装置を、それぞれ表している、ここでは、列車２００および列車２０４がダイヤ制御、列車２０１，列車２０２、および、列車２０３が間隔制御であるものとする。

ここで、ダイヤ変更入力装置１２７，地上運行制御装置を介し、地上ダイヤ記憶装置１２５のダイヤを変更するものとする。変更内容は、情報伝達３１００，情報伝達３１２０，情報伝達３１３０，情報伝達３１４０、および、情報伝達３１５０を介して、それぞれ、列車２０４，列車２０３，列車２０２，列車２０１，列車２００に伝達される。…（ａ）
伝達を受けた各列車は変更後のダイヤに従う列車制御に移行する。従って、列車２０１，列車２０２、および、列車２０３は間隔制御からダイヤ制御へ移行し、列車２００および列車２０４はダイヤ制御のまま、変更後のダイヤに従うよう制御する。…（ｂ）

以上により、間隔制御からダイヤ制御への切り替えの伝達方法を実施できる。

図３に、本発明にかかる、列車間の情報伝達方法を示す。

図３において、（ａ）は続行列車との情報伝達、（ｂ）は先行列車との情報伝達を、それぞれ表している。

また、３００，３１０、および、３２０は、それぞれ列車を表していて、列車３２０が列車３１０の先行列車、列車３１０が列車３２０の続行列車、列車３００が列車３１０の続行列車、列車３１０が列車３００の先行列車となっている。また、３０７は列車３００の伝送装置、３０５は列車３００の列車走行モニタ装置、３３０は情報伝達の経路を、それぞれを表している。また、３１７は列車３１０の伝送装置、３１５は列車３１０の列車走行モニタ装置を、それぞれを表している。また、３２７は列車３２０の伝送装置、３２５は列車３２０の列車走行モニタ装置、３４０は情報伝達の経路、それぞれを表している。また、３０６，３１６、および、３２６は、それぞれ、列車３００，列車３１０、および、列車３２０の走行方法決定装置を表している。

走行中の列車３１０は、続行列車３００との間で、伝送装置３１７，伝送経路３３０，続行列車の伝送装置３０７を介して情報の伝達を行っている。伝達する情報は、車上走行モニタ装置３０５により獲得する列車３００の、
・現在位置
・現在速度
・運行状況（遅延の有無，障害の有無、など）
また、運行方法決定装置３０６により導出する、
・制御方法の変更の有無
などからなっている。

また、走行中の列車３１０は、同様に、先行列車３２０との間で、伝送装置３１７，伝送経路３４０，先行列車の伝送装置３２７を介して情報の伝達を行っている。

また、同様に、先行列車３２０，続行列車３００も、当該列車３００との間で情報の伝送を行っている。

情報の伝送は、
・一定周期
・状態の変化時
・情報の要求時
などのタイミングで実施する。

以上により、列車間の情報伝達方法を実施できる。

図４に、本発明にかかる、列車の運行制御方法の遷移を示す。

図４において、４００はダイヤに従う列車運行状態、４１０は間隔制御による列車運行状態、４２０はダイヤ変更を実施する状態、４３０はダイヤ制御から間隔制御への状態遷移、４４０は間隔制御からダイヤ制御への状態遷移、４５０、および、４６０は間隔制御からダイヤ変更への状態遷移、４７０はダイヤ制御からダイヤ変更への状態遷移、４８０はダイヤ変更からダイヤ制御への状態遷移を、それぞれ表している。

通常、ダイヤ制御４００の状態にあり、列車はダイヤに従って走行することによって、列車の運行を行っている。

ここで、軽微な運行の乱れが発生した場合、遷移４３０を進み、間隔制御４１０の状態に移行し、列車は列車間の間隔を制御するよう走行することによって、列車の運行を制御するように遷移する。間隔制御４１０の状態を実施している間に、回復運転により当初のダイヤで計画されていた状態を回復した場合、遷移４４０を進み、再びダイヤに従う列車運行状態に遷移する。

一方、ダイヤ制御４００の状態にあるときに、大規模な運行の乱れが発生した場合、遷移４７０を進み、ダイヤを変更する状態４２０に遷移する。そこで、運行の正常化に必要なダイヤ変更を実施する。その後、経路４８０を進み、その変更後のダイヤに従って走行するダイヤ制御状態４００に遷移する。

また、間隔制御４１０の状態を実施している間に、
（１）当初のダイヤとは異なるものの、運行間隔が一定になるなどの安定化がみられる
（２）間隔制御を実施しているものの、運行間隔が安定せず乱れたままの状態が続いてい
る
場合、遷移４５０（上記（１）の場合）、あるいは、遷移４６０（上記（２）の場合）を進み、ダイヤを変更する状態４２０に遷移し、ダイヤ変更を実施して運行の正常化を図る。上記（１）の場合は、各列車の出発時刻を一斉に調整する等の比較的簡易なダイヤ変更での運行の正常化が考えられる。上記（２）の場合は、大規模な運行の乱れが発生したときと同様なダイヤ変更の実施が考えられる。

このようにして、状況に応じて、ダイヤ制御，間隔制御，ダイヤ変更、を実施し、運行制御を行うことができる。

なお、運行間隔が一定に保たれていれば路線の要求として十分な場合、初期状態が間隔制御状態４１０で、運行間隔が一定の場合状態遷移せず、間隔制御状態４１０を継続するようにしてもよい。その場合、平常時は、比較的簡素な構成で運行制御を実施でき、また、必要に応じては、大掛かりな介入も実施できるようになる。

図５に、本発明にかかる、列車の運行制御装置の、地上システムの構成を示す。

図５において、１２６は地上システムの全体、１３０は地上伝送装置、１２０は地上の伝送制御装置、１２１は地上の運行制御装置、１２５は地上ダイヤ記憶装置、５１０は列車ごとのダイヤ情報を抽出する装置、５３０はダイヤ情報を変更する装置、１２７はダイヤの変更を入力する装置、５５０は伝送情報の伝達経路、５６０はダイヤ情報の伝達経路、５７０はダイヤ変更情報の伝達経路、５８０はダイヤ情報伝達経路、５４０は車上システムへの情報伝送経路を、それぞれ表している。

地上ダイヤ記憶装置１２５は、例えば、ハードディスク，メモリ，磁気テープ，光ディスク等の情報を記憶する装置、および、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報を処理する装置により構成され、ダイヤ情報を格納する機能に加え、内部に保有する情報の変更，検索，抽出する機能を有する。

ダイヤ情報変更装置５３０は、例えば、前述のような情報を処理する装置により構成され、地上ダイヤ記憶装置１２５に対し、その保有するダイヤ情報の変更を指示する機能を有する。

列車ごとのダイヤ情報を抽出する装置５１０は、例えば、前述のような情報を処理する装置により構成され、地上ダイヤ記憶装置１２５に対し、その保有するダイヤ情報の中から、指定の列車に関する情報を抽出する機能を有する。

地上において運行を制御する装置１２１は、列車ごとのダイヤ情報を抽出する装置５１０およびダイヤ情報を変更する装置５３０により構成され、地上ダイヤ記憶装置１２５に対し、ダイヤの変更および車上システムへ伝達するダイヤ情報の抽出の機能を有する。

なお、地上の運行制御システム１２１を構成する各装置は、プログラミング等で、その処理を分担することにより、１つの装置により構成されてもよい。

地上の伝送制御装置１２０は、例えば、前述のような情報を処理する装置により構成され、情報の伝送装置を制御する機能を有する。

地上伝送装置１３０は、例えば、駅スポット伝送（近距離大容量通信），沿線漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ），地上波無線通信，衛星無線通信等の情報を伝達する装置により構成され、車上システムとの間で情報の送信および受信を実施する機能を有する。

車上システムへ情報を伝送する経路５４０は、例えば、近距離無線通信の電波，同軸漏洩電波，地上波無線通信の電波，衛星無線通信の電波等，地上伝送装置１３０により使用される伝達媒体により構成され、情報の伝達機能を有する。

地上システムの全体１２６は、地上伝送装置１３０，地上の伝送制御装置１２０，地上の運行制御装置１２１、および、地上ダイヤ記憶装置１２５により構成され、ダイヤの管理機能，車上システムとの情報交換機能を有する。

なお、地上システムの全体１２６を構成する各処理装置は、プログラミング等で、その処理を分担することにより、１つの装置で構成されてもよい。

いま、列車の運行の乱れから、ダイヤの変更の必要が生じたものとする。そこで、ダイヤ変更入力装置１２７を介して、人間系により、ダイヤの変更が入力される。例えば、
・列車１（本来先行）と列車２（本来続行）の駅１における出発順序変更
・駅１において、列車１の出発時刻変更
を入力したものとする。変更内容を受け取ったダイヤ情報変更装置５３０は、その内容をダイヤに反映するため、経路５７０を介して該当する情報の変更を指示する。ダイヤ変更の指示を受けた、地上ダイヤ記憶装置１２５は、該当する
・列車１の駅１における出発順序
・列車２の駅２における出発順序
・列車１の駅１における出発時刻
に関する情報を変更する。ダイヤの変更があった場合、地上の運行制御装置１２１は、列車ごとのダイヤ情報を抽出する装置５１０に対し、変更に関係する列車に関するダイヤ情報の抽出を指示する。列車ごとのダイヤ情報を抽出する装置５１０は、地上におけるダイヤ情報を記憶する装置１２５に対し、該当するダイヤ情報を要求し、受け取る。一方、地上における運行を制御する装置１２１は、列車ごとのダイヤ情報を抽出する装置５１０が抽出したダイヤ変更情報に関連する列車に対する当該情報の伝送を、地上の伝送制御装置１２０に指示する。地上の伝送制御装置１２０は、抽出されたダイヤ変更情報を、関連する列車に対して、車上システムへ情報を伝送する経路５４０を介して伝送する。ここでは、例えば、列車１との間で確保されている電波チャンネル１，列車２との間で確保されている電波チャンネル２を用い、列車１および列車２の車上システムに伝送する。なお、場合によっては、それら、列車１，列車２の先行列車あるいは続行列車、あるいは、路線内に存在する全列車に対して情報を伝送する。例えば、全列車に伝送する場合、各列車共通のチャンネルを使用した一斉放送形態による伝送でもよい。その場合、伝送のために必要なチャンネル数を少なくすることができる。

なお、本例においては、列車の順序変更に伴い、列車間の順序関係・情報の伝達経路の再構成も行うことになる。当該列車の先行列車を当該列車の続行列車に、当該列車の続行列車を当該列車の先行列車に、それぞれ伝達経路情報を伝達し、先行列車，続行列車、それぞれ、伝達経路を切り替える。

以上により、本発明にかかる、列車の運行制御装置の、地上システムを構成することができる。

図６に、本発明にかかる、列車運行制御装置の、車上システムの構成を示す。

図６において、６００は列車、６１０は車上のダイヤ記憶装置、６２０は列車走行モニタ装置、６３０は車上の情報伝送制御装置、６４０は列車走行制御装置、６５０は列車走行方法決定装置、６６０および６７０は列車の動力および制動装置および動輪、６８０は車上の情報伝送装置、６１５，６１６、および、６１７はダイヤ情報伝達経路、６２５は列車走行実績情報伝達経路、６２６は列車走行情報伝達経路、６３５は列車間の情報伝達経路、６３６は伝送情報の伝達経路、６４５は列車走行制御情報の伝達経路、６５５は列車の走行方法（走行パターン）情報伝達経路、６８５は地上システム間あるいは車上システム間の情報伝達経路を、それぞれ表している。

車上のダイヤ記憶装置６１０は、例えば、ハードディスク，メモリ，磁気テープ，光ディスク等の情報を記憶する装置、および、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報を処理する装置により構成され、ダイヤ情報を格納する機能、および、内部に保有するダイヤ情報の変更，検索，抽出する機能を有する。

列車走行モニタ装置６２０は、例えば、速度計，トルク計，加速度計，走行距離計，時計等の列車の走行情報を計測する装置、および、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等により制御に必要な信号情報に変換する装置により構成され、列車の走行情報獲得する機能，制御に必要な信号情報に変換する機能、および、列車走行実績情報から列車運行実績情報に変換する機能を有する。

列車走行方法決定装置６５０は、例えば、前述のような情報を記憶する装置，コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報を処理する装置により構成され、各種入力情報，各種状態情報から判断処理を行い、出力情報を決定する機能を有する。

車上の情報伝送制御装置６３０は、例えば、前述のような情報を処理する装置により構成され、情報の伝送装置を制御する機能を有する。

列車走行制御装置６４０は、例えば、前述のような情報を処理する装置により構成され、制御の信号情報を、列車の動力および制動を制御する情報に変換する機能を有する。

車上の情報伝送装置６８０は、例えば、駅スポット伝送（近距離大容量伝送），沿線漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ），地上波無線通信，衛星無線通信等の情報を伝達する装置により構成され、地上システムあるいは車上システムとの間で情報の送信および受信を実施する機能を有する。

なお、各装置における、情報を記憶する装置は、その記憶する領域を分担することにより、１つの装置で構成されてもよい。また、各装置における、情報を処理する装置，情報を変換する装置、あるいは、情報を判断・決定する装置は、プログラミング等で、その処理を分担することにより、１つの装置で構成されてもよい。

通常、列車６００の走行は、車上のダイヤ記憶装置６１０に記憶されているダイヤ情報に基づき、列車の走行方法を、列車走行決定装置６５０が決定し、その結果（走行パターン）に基づいて、列車走行制御装置６４０が、動力および制動装置を制御することで、行う。また、同時に、列車走行決定装置６５０は、経路６１７を介してダイヤ情報を獲得し、経路６２５を介して走行実績情報を獲得し、列車の走行方法の決定に反映させる。

これら各装置の動きを、以下２つの事例で説明する。

「事例１」
いま、車上のダイヤ記憶装置６１０が保有する、
・ダイヤ情報：（列車６００，駅１，到着時刻１０時００分）
に対して、列車走行モニタ装置６２０が、
・走行実績情報：（列車６００，地点ｓ１，到着時刻１０時０１分）
を計測したものとする。

ダイヤ情報は、経路６１７を介して列車走行決定装置６５０に送る。走行実績情報は、経路６２５を介して、列車走行決定装置６５０に送る。列車走行決定装置６５０は、（位置−駅）の対応から情報変換を行い、運行実績情報として、
・運行実績情報：（列車６００，駅１，到着時刻１０時０１分）
を生成する。列車走行決定装置６５０は、それら情報から、列車の遅延（１分）を判別し、当該遅延に基づき、当初のダイヤとの乖離は小さい（第１の規定値）ため、列車の走行をダイヤ制御から間隔制御に変更することを決定する。列車走行決定装置６５０は、決定結果を、経路６３５を介して、車上の伝送制御装置６３０に送る。車上の伝送制御装置６３０は、車上の伝送装置６８０を介し、伝送経路６８５を介し、先行列車および続行列車に伝達する。間隔制御による列車走行を決定した列車６００は、先行列車および続行列車の走行実績情報および運行実績情報を、伝送経路６８５，車上の伝送装置６８０，伝送経路６３６，車上の伝送制御装置６３０を介して、列車走行方法決定装置６５０に集め、間隔制御をするための走行方法（走行パターン）を決定し、経路６５５を介して、列車走行制御装置６４０に送る。これにより、軽微な運行乱れに対し、ダイヤ制御から間隔制御への移行を実施する。

「事例２」
いま、車上のダイヤ記憶装置６１０が保有する、
・ダイヤ情報：（列車６００，駅１，到着時刻１０時００分）
に対して、列車走行モニタ装置６２０が、
・モニタ情報：（列車６００，地点ｓ１，到着時刻１０時２０分）
を計測したものとする。

ダイヤ情報は、経路６１７を介して列車走行決定装置６５０に送る。走行実績情報は、経路６２５を介して、列車走行決定装置６５０に送る。列車走行決定装置６５０は、（位置−駅）の対応から情報変換を行い、運行実績情報として、
・運行実績情報：（列車６００，駅１，到着時刻１０時２０分）
を生成する。列車走行決定装置６５０は、それら情報から、列車の遅延（２０分）を判別し、当該遅延に基づき、当初ダイヤとの乖離が大きい（第２の規定値）ためダイヤ変更による運行制御が必要と判断し、ダイヤ変更の実施要請を決定する。列車走行決定装置６５０は、決定結果を、経路６３５を介して、車上の伝送制御装置６３０に送る。車上の伝送制御装置６３０は、車上の伝送装置６８０を介し、伝送経路６８５を介して、地上システムに伝達する。その後、地上システムにおいてダイヤ変更が実施される。実施されたダイヤ変更に基づく、ダイヤ変更情報が伝送経路６８５を介し、車上の伝送制御装置６３０に送る。車上の伝送制御装置６３０は、その変更情報を、経路６１５を介して車上のダイヤ記憶装置６１０、および、経路６３５を介して列車走行方法決定装置６５０に、それぞれ送る。車上のダイヤ記憶装置６１０は、受け取ったダイヤ変更情報に基づき、保有するダイヤ情報の変更を行う。一方、列車走行方法決定装置６５０は、変更後のダイヤを、経路６１７を介して受け取り、走行方法（走行パターン）を再決定する。これを、経路６５５を介して、列車走行制御装置６４０に送る。これにより、大きな運行乱れに対し、ダイヤ変更による運行制御を実施する。

以上により、本発明にかかる、列車の運行制御装置の、車上システムを構成することができる。

図７に、本発明にかかる、ダイヤに従う列車走行における、走行方法を決定する装置の構成を示す。

図７において、６５０は走行方法決定装置、７００は車上のダイヤ情報獲得する装置、７１０は走行方法選択装置、７２０は走行実績獲得装置、７３０は走行パターン決定装置、６１７はダイヤ情報を伝達する経路、６２５は走行実績情報を伝達する経路、６３５は列車間における情報の伝達経路、６５５は列車走行パターン情報を伝達する経路、７０５はダイヤ情報を伝達する経路、７１５は走行実績情報を伝達する経路、７１６は出発到着時刻および位置情報を伝達する経路を、それぞれ表している。

車上のダイヤ情報獲得装置７００は、例えば、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報入力処理装置から構成され、当該列車に関する、車上のダイヤ情報を獲得する機能を有する。

走行方法選択装置７１０は、例えば、ハードディスク，メモリ，磁気テープ，光ディスク等の情報を記憶する装置，コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報処理，判断，情報の出力装置から構成され、当該列車に関する、列車の走行方法を選択する機能を有する。

走行実績獲得装置７２０は、例えば、前述のような情報入力処理装置から構成され、当該列車に関する、運行実績情報を獲得する機能を有する。

走行パターン決定装置７３０は、例えば、前述のような情報を記憶する装置、前述のような情報処理，判断，情報の出力装置から構成され、当該列車に関する、列車の走行方法（走行パターン）を決定する機能を有する。

なお、走行方法決定装置６５０を構成する各記憶装置は、使用する領域当を分けることに、１つの装置で構成されてもよい。また、各処理装置は、プログラミング等で、その処理を分担することにより、１つの装置で構成されてもよい。

列車の走行は、まず、経路６１７を介して、車上のダイヤ獲得装置７００が、当該列車のダイヤ情報を獲得する。一方で、経路６２５を介して、走行実績獲得装置７２０が、当該列車の走行実績情報を獲得する。走行方法選択装置７２０は、走行実績情報（地点−時刻）から、ダイヤに対応する運行実績情報（駅−時刻）に変換する。

当初は、車上のダイヤ情報と運行実績情報の乖離は無く（第１の規定値）、走行方法選択装置７１０は、ダイヤに従う列車走行を選択し、経路７１６を介して、ダイヤ情報に基づく、列車の出発到着時刻および位置情報を、走行パターン決定装置７３０に伝達する。走行パターン決定装置７３０は、走行パターンを導出し、経路６５５を介して出力する。

車上のダイヤ情報と運行実績情報の乖離がある場合で、その値が小さい場合（第１の規定値）、走行方法選択装置７１０は、間隔制御による列車走行を選択し、経路７１６を介して、列車間隔に基づく、列車の出発到着時刻および位置情報を、走行パターン決定装置７３０に伝達する。走行パターン決定装置７３０は、走行パターンを導出し、経路６５５を介して出力する。

車上のダイヤ情報と運行実績情報の乖離がある場合で、その値が大きい場合（第２の規定値）、走行方法選択装置７１０は、ダイヤ変更を選択し、経路６３５を介して、その旨を伝達する。その後ダイヤ変更をへて、当初の、ダイヤに従う列車走行と同等の処理を行う。

以上により、本発明にかかる、ダイヤに従う列車走行における、走行方法を決定する装置を構成することができる。

図３０に、本発明にかかる、走行方法選択装置の構成を示す。

図３０において、７１０は走行方法選択装置の全体、３５１０は比較決定装置、３５２０は位置情報−駅情報の変換装置、３５３０は位置情報と駅情報の対応記憶装置、３５４０は予測装置、３５５０は列車走行の各種時分（最小駅間走行時分，最小停車時分，最小運転間隔、など）の記憶装置、３５６０は駅情報−位置情報の変換装置、をそれぞれ表している。また、７０５はダイヤ情報を伝達する経路、６３５は、列車間あるいは地上間で交換する情報を伝達する経路、７１５は列車の走行実績情報を伝達する経路、７１６は各種列車時刻情報を出力する経路、をそれぞれ表している。また、３５１１は運行実績情報を伝達する経路、３５１２，３５１３、および、３５１４は運行実績情報を伝達する経路、３５３１は位置情報とそれに対応する駅情報を伝達する経路、３５３２は駅情報とそれに対応する位置情報伝達する経路、３５４１は運行予測情報を伝達する経路、をそれぞれ表している。

各記憶装置は、例えば、ハードディスク，メモリ，磁気テープ，光ディスク等の情報を記憶する装置、および、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報を処理する装置により構成され、情報を格納する機能に加え、内部に保有する情報の検索，抽出する機能を有する。また、各処理装置，判断装置は、例えば、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報を制御する装置により構成され、情報を処理・判断・出力する機能を有する。なお、各記憶装置は、領域を分担することにより１つの装置で構成されてもよい。また、各情報を制御する装置は、プログラミング等でその処理を分担することにより、１つの装置で構成されてもよい。

経路７１５から列車の走行実績情報が入力された場合、位置情報−駅情報変換装置３５２０において、経路３５３１を介して、位置情報と駅情報の対応記憶している装置３５３０から駅情報を獲得し、列車の走行実績情報を、列車の運行実績情報に変換する。

経路３５１４を介して運行実績情報が入力された場合、予測装置３５４０において、経路３５５１を介して、列車走行の各種時分情報を記憶している装置３５５０から各種時分情報を獲得し、運行実績情報各種時分を加味することにより、運行予測情報を導出する。

比較決定装置３１５０は、経路３５１１を介して入力する運行実績情報と、経路７０５を介して入力するダイヤ情報、あるいは、経路６３５を介して入力する他列車の情報に基づいて、比較判断処理を実施し、場合によっては、経路６３５を介して、他列車あるいは地上システムに伝送する。

経路３５１３から運行情報が入力された場合、駅情報−位置情報変換装置３５６０において、経路３５３２を介して、位置情報と駅情報の対応記憶している装置３５３０から位置情報を獲得し、列車の運行情報（駅−時刻）を、列車の走行情報（位置−時刻）に変換する。

走行方法選択装置７１０は、経路７１６を介して、列車の運行情報（計画，予定，実績，予測），列車の走行情報（計画，予定，実績，予測）のいずれかを、適宜、出力する。いずれを出力するかは、後述する走行方法決定装置の構成により決まる。

以上により、本発明にかかる、走行方法選択装置を構成することができる。

図２８に、本発明にかかる、走行パターンを決定する装置の構成を示す。

図２８において、７３０は走行パターン決定装置の全体、３３００は列車の出発時刻および到着時刻とそれらの位置情報を獲得する装置、３３１０は走行パターン導出装置、３３２０は列車が走行する路線条件情報の記憶装置、３３３０は列車の動力および制動の性能・条件の記憶装置を、それぞれ表している。また、７１６は走行方法およびダイヤ情報を伝達する経路、３３０５は列車の出発時刻および到着時刻の情報を伝達する経路、３３１５は列車が走行する路線の条件の情報を伝達する経路、３３２５は列車の動力および制動の性能・条件の情報を伝達する経路、６５５は走行パターンの情報を伝達する経路を、それぞれ表している。

列車の出発時刻および到着時刻とそれらの位置情報を獲得する装置３３００は、例えば、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報の入力処理装置から構成され、列車の出発時刻および出発時刻に相当する情報を獲得する機能を有する。

走行パターン導出装置３３１０は、例えば、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報の処理，判断，情報の出力処理装置から構成され、列車の走行パターン情報を導出する機能を有する。

列車が走行する路線条件の記憶装置３３２０は、例えば、ハードディスク，メモリ，磁気テープ，光ディスク等の情報を記憶する装置、および、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報を制御する装置により構成され、路線条件情報を格納する機能に加え、内部に保有する情報の検索，抽出する機能を有する。

列車の動力および制動の性能・条件の記憶装置３３３０は、例えば、前述のような情報を記憶する装置、および、前述のような情報を制御する装置により構成され、動力および制動の性能と条件の情報を格納する機能に加え、内部に保有する情報の検索，抽出する機能を有する。

なお、各記憶装置は、領域を分担することにより１つの装置で構成されてもよい。また、各情報を制御する装置は、プログラミング等でその処理を分担することにより、１つの装置で構成されてもよい。

いま、図２９（ａ）にあるダイヤで列車を走行するものとする。駅１（位置ｓ１）の出発時刻をｔ１、駅２（位置ｓ２）の到着時刻をｔ２とする。また、路線の条件として、図２９（ｃ）にある路線の勾配であるものとする。列車の進行方向に対して、ｓ１−ｓＡ間でｒ１の勾配、ｓＡ−ｓＢ間で勾配なし、ｓＢ−ｓ２間でｒ２の勾配があるものとする。また、加速性能をα、制動性能をβとする。

この場合、列車の出発時刻および到着時刻を獲得する装置３３００は、出発時刻としてｔ１、到着時刻としてｔ２を表す情報を、経路７１６を介して獲得する。獲得した情報は、経路３３０５を介して、走行パターン導出装置３３１０に送る。また、列車が走行する路線条件の記憶装置３３２０から、経路ｓ１−ｓ２間の路線条件として、（ｓ１−ｓＡ間で勾配ｒ１）、（ｓＡ−ｓＢ間で勾配ゼロ）、（ｓＢ−ｓ２間で勾配ｒ２）を表す情報を、経路３３１５を介して、走行パターン導出装置３３１０に送る。また、動力性能・条件の記憶装置３３３０から、加速性能α、および、減速性能βを表す情報を、経路３３２５を介して、走行パターン導出装置３３１０に送る。各情報を受け取った走行パターン導出装置３３１０は、各時刻において実現可能な列車速度（図２９（ｂ））などから、各地点において実現可能な列車速度を導出する。その結果として、図２９（ｄ）にあるような、位置−速度の曲線を導出する。そして、当該曲線の情報を、経路６５５を介して、列車の走行パターン情報として出力する。

以上により、本発明にかかる、走行パターンを決定する装置を構成することができる。

図８に、本発明にかかる、乗客数平準化装置の一実施形態を示す。

図８において、８００および８３０は列車、８１０および８２０は駅ホーム、８７０は、駅８２０における乗客数を獲得する装置、８４０、および、８６０は乗客数を検知する装置、８８０は乗客数の情報を伝達する装置、８４５、および、８６５は、各地点における乗客、８０５は列車間における情報の伝送経路、８０６および８３５は乗客数を獲得する装置と列車の間における情報の伝送経路を、それぞれ表している。

乗客数を獲得する装置８７０は、乗客数を検知する装置８４０、および、８６０が設置されている位置と駅ホームの位置８２０の距離と標準的な徒歩移動速度から、駅ホーム８２０における単位時間あたりの乗客の出現数を求める。ここでは、単位時間あたり、ａ人（時刻Ｔｘから時刻Ｔｙまで）、および、ｂ人（時刻Ｔｙから時刻Ｔｚまで）が出現すると導出するものとする。乗客数を獲得する装置８７０は、導出した単位時間あたりの乗客出現数（ａおよびｂ，時刻Ｔｘ，時刻Ｔｙ、および、時刻Ｔｚ）を伝達する装置８８０を介し、伝送経路８０６および伝送経路８３５を介して、列車８００および列車８３０に送る。単位時間あたりの乗客出現数を受け取った列車８００および列車８３０は、乗客を均等に収容するために、駅８２０の出発時刻の調整を行う。列車８３０の先行列車の出発時刻をＴ０、列車８３０の出発時刻をＴ１、列車８３０の出発時刻をＴ２（Ｔｘ≦Ｔ０，Ｔ２≦Ｔｚ）とすると、
ａ×（Ｔｙ−Ｔ０）＋ｂ×（Ｔ１−Ｔｙ）＝ｂ×（Ｔ２−Ｔ１）
…（Ｔ１≧Ｔｙ，Ｔ２≧Ｔｙ） …（１）
ａ×（Ｔ１−Ｔ０）＝ａ×（Ｔｙ−Ｔ１）＋ｂ×（Ｔ２−Ｔｙ）
…（Ｔ１≦Ｔｙ，Ｔ２≧Ｔｙ） …（２）
ａ×（Ｔ１−Ｔ０）＝ａ×（Ｔ２−Ｔ１）…（Ｔ１≦Ｔｙ，Ｔ２≦Ｔｙ） …（３）
の内、駅間走行時分等の物理的な条件下で、実施可能な時刻となるように、先行列車８３０の運行実績と続行列車８００の運行実績を、経路８０５を介して情報交換し、先行列車８３０の駅８２０の出発時刻，続行列車８００の駅８２０の出発時刻をそれぞれ決定し、当該時刻で走行する走行パターンを求め列車の走行制御を行う。

以上により、本発明にかかる、乗客数平準化装置を実施することができる。

図９に、本発明にかかる、乗客数平準化を実施する、走行方法の決定装置の構成を示す。

図９において、６５０は走行方法決定装置、９０１は伝送情報分別装置、９００は乗客出現数獲得装置、９１０は出発時間間隔決定装置、７３０は走行パターン決定装置、７００は車上のダイヤ情報獲得装置、７１０は走行方法選択装置、７２０は走行実績情報獲得装置を、それぞれ表している。また、６１７はダイヤ情報を伝達する経路、６２５は走行実績情報を伝達する経路、６３５は列車間で交わされる情報および乗客の出現数情報を伝達する経路、６５５は列車走行パターン情報を伝達する経路、７０５はダイヤ情報を伝達する経路、７１５は走行実績情報を伝達する経路、９０２は乗客の出現数情報を伝達する経路、９０３は列車間で交わされる情報を伝達する経路、９４６は走行方法の情報を伝達する経路、９４７は運行実績の情報および運行予測の情報を伝達する経路、９０５は乗客の出現数の情報を伝達する経路、９１５は到着−出発の時間間隔およびその位置の情報を伝達する経路を、それぞれ表している。

伝送情報分別装置９０１は、例えば、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報の入力装置，判断処理装置，出力処理装置により構成され、伝達情報に含まれる、単位時間あたりの乗客の出現数に関わる情報と、列車間で交わされる情報を分別する機能を有する。

乗客出現数獲得装置９００は、例えば、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等等の情報の入力処理装置により構成され、単位時間あたりの乗客の出現数を表す情報を獲得する機能を有する。

出発時間間隔決定装置９１０は、例えば、ハードディスク，メモリ，磁気テープ，光ディスク等の情報を記憶する装置、前述のような情報の入力装置，判断処理装置，出力処理装置により構成され、列車間の出発間隔（出発時刻）を決定する機能を有する。

なお、各情報の入力装置，各情報の判断処理装置，各情報の出力処理装置は、プログラミング等でその処理を分担することにより、１つの装置で構成されてもよい。

いま、当初のダイヤ（運行計画）が、
・（列車０，駅１，出発実績時刻：０９時５５分００秒）
・（列車１，駅１，出発計画時刻：１０時０５分００秒）
・（列車２，駅１，出発計画時刻：１０時１５分００秒）
・（列車２，駅０，出発計画時刻：１０時０５分００秒）
であったところに対し、列車０は所定通りに出発し、
・（列車０，駅１，出発実績時刻：０９時５５分００秒）
であった一方、列車２の駅０（前駅）における到着が遅延し、その運行実績が
・（列車２，駅０，到着実績時刻：１０時０８分００秒）
であったものとする。

また、駅１における単位時間あたりの乗客出現数は、１０時００分までが８０人／分、１０時００分以降が７０人／分とする。

ここで、列車２において、経路６２５を介して、列車２の位置０（駅０に対応）における走行実績情報
・（列車２，位置０，到着実績時刻：１０時０８分００秒）
を走行実績獲得装置７２０が獲得し、経路６１７を介して、列車２の駅０におけるダイヤ情報
・（列車２，駅０，出発計画時刻：１０時０５分００秒）
を獲得し、それぞれ、経路７１５および経路７０５を介し、走行方法選択装置７１０に送る。走行方法選択装置７１０は、位置−駅の情報変換を行い、運行実績情報、
・（列車２，駅０，到着実績時刻：１０時０８分００秒）
を生成する。

また、走行方法選択装置７１０は、運行実績情報に基づき、駅０〜駅１の標準の駅間走行時間を加味して、運行予測情報、
・（列車２，駅１，出発予測時刻：１０時１８分００秒）
を算出する。

走行方法決定装置７１０は、ダイヤ情報と運行実績情報を比較し、乗客数平準化の間隔制御への移行を判断し、判断結果を、経路９４６，情報分別装置９０１，経路６３５を介して、他列車に向けて伝達する。一方、経路６３５を介して、
・単位時間あたりの乗客出現数を表す情報
・他列車の運行実績情報，運行予測情報
を伝達し、分別装置９０１が、時間当たりの乗客出現数の情報を、経路９０２を介して乗客出現数獲得装置９００に送り、先行列車の運行実績情報および続行列車の走行予測情報を、経路９０３を介して出発間隔決定装置９１０に、それぞれ送る。ここでは、
・単位時間あたりの乗客出現数：６０人／分（１０時００分００秒まで）
・単位時間あたりの乗客出現数：４０人／分（１０時００分００秒以降）
・先行列車（列車０）の運行実績情報：（駅１，出発実績時刻：０９時５５分００秒）
・続行列車（列車２）の運行予測情報：（駅１，出発予測時刻：１０時１８分００秒）
の情報が、それぞれ送られる。その後、乗客出現数獲得装置９００は、当該時間帯における単位時間あたりの乗客出現数の情報を、経路９０５を介して出発間隔決定装置９１０に送る。出発間隔決定装置９１０は、与えられた情報から、列車１および列車２への乗客の搭乗数が均等になるように、駅１における列車１の出発予定時刻を求める。ここでは、列車１の出発計画時刻（１０時００分００秒）から、１分間隔で順次求めていくと、
［１］１０時０５分００秒，列車１：４００人，列車２：５２０人
［２］１０時０６分００秒，列車１：４４０人，列車２：４８０人
［３］１０時０７分００秒，列車１：４８０人，列車２：４４０人
ここで、乗客の搭乗数が逆転するので、［２］，［３］の間に解を探索していく（３０秒間隔にする）と、
［４］１０時０６分３０秒，列車１：４６０人，列車２：４６０人
となり、列車１の出発時刻を１０時０６分３０秒とすることで、乗客の搭乗数が４６０人で均等化することが求められる。出発間隔決定装置９１０は、求めた予定情報
・（列車１，駅１，出発予定時刻：１０時０６分３０秒）
から（駅−位置）の情報変換を行い、
・（列車１，位置１，出発予定時刻：１０時０６分３０秒）
を走行パターン決定装置７１０に送る。また、出発間隔決定装置９１０は、経路９０３を介して獲得する先行列車の予測情報から、当該列車の次駅の到着予定時刻を求め、
・（列車１，位置２，到着予定時刻：１０時２１分３０秒）
走行パターン決定装置７１０に送る。走行パターン決定装置７１０は、それに基づいた走行パターン情報を作成する。

これにより、走行方法決定装置６５０は、乗客数を均等配分するような、列車の走行パターン情報を作成することができる。

以上により、本発明にかかる、乗客数平準化を実施する、走行方法の決定装置を構成できる。

図１０に、本発明にかかる、駅待合乗客の要求反映装置の一実施形態を示す。

図１０において、１０００は列車、１０１０は駅、１０３０は待合乗客要求情報伝達装置、１０２０は乗客、１０４０は待合乗客との間の情報伝達経路、１０５０および１０６０は、列車間の伝送経路を、それぞれ示している。なお、待合乗客要求伝達装置１０３０は、乗客全体の要求を反映するに妥当な数だけ存在するものとする。

乗客１０２０は、待合乗客要求情報伝達装置１０３０を通じ、駅１０１０における列車の運行間隔の要求（期待）を、伝送経路１０４０を通じて、運行中の各列車１０００に伝達する。伝達を受けた列車１０００は、要求（期待）される運行間隔を実現するための間隔制御を、伝送経路１０５０あるいは伝送経路１０６０を介して、先行列車あるいは続行列車との間で、運行実績情報を交換し、実施する。

ここで、列車１０００の先行列車が、駅１０１０の出発において遅延を発生したものとし、また、待合乗客は、列車の等間隔運転を要求（期待）するものとする。要求情報は、各列車に伝送され、列車１０００にも伝送される。列車１０００は、先行列車の駅１０１０の出発実績時刻を獲得し、乗客の要求（期待）する運転間隔を実施するために、駅１０２０への到着予定時刻を変更し、当該、到着時刻に基づいた走行パターンを導出し、列車の走行制御を行う。同時に、列車１０００の続行列車に、変更後の駅１０２０への到着予定時刻を伝送する。続行列車は、その情報に基づき、必要な間隔制御を実施する。

以上により、本発明にかかる、駅待合乗客の要求反映装置を実施することができる。

図１１に、本発明にかかる、駅待合乗客の要求反映を実施する、走行方法を決定する装置の構成を示す。

図１１において、６５０は走行方法決定装置、１１０１は伝送情報を分別する装置、１１００は乗客要求情報獲得装置、１１１０は出発間隔決定装置、７３０は走行パターン決定装置、７００は車上ダイヤ情報獲得装置、７１０は走行方法選択装置、７２０は走行実績情報獲得装置を、それぞれ表している。また、６１７はダイヤ情報を伝達する経路、６２５は走行実績情報を伝達する経路、６３５は列車間で交わされる情報および乗客要求情報を伝達する経路、６５５は列車走行パターン情報を伝達する経路、７０５はダイヤ情報を伝達する経路、７１５は走行実績の情報を伝達する経路、１１０２は乗客要求の情報を伝達する経路、１１０３は列車間で交わされる情報を伝達する経路、１１４６は走行方法の情報を伝達する経路、１１４７は運行実績の情報を伝達する経路、１１０５は乗客要求の情報を伝達する経路、１１１５は到着−出発時間間隔および位置の情報を伝達する経路を、それぞれ表している。

伝送情報分別装置１１０１は、例えば、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報の入力装置，判断処理装置，出力処理装置により構成され、伝達情報に含まれる、単位時間あたりの乗客の出現数に関わる情報と、列車間で交わされる情報を分別する機能を有する。

乗客要求獲得装置１１００は、例えば、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報の入力処理装置により構成され，単位時間あたりの乗客の出現数を表す情報を獲得する機能を有する。

出発時間間隔決定装置１１１０は、例えば、前述のような情報の入力装置，判断処理装置，出力処理装置により構成され、列車間の出発間隔（出発時刻）を決定する機能を有する。

なお、各情報の入力装置，各情報の判断処理装置，各情報の出力処理装置は、プログラミング等でその処理を分担することにより、１つの装置で構成されてもよい。

いま、当初のダイヤ（運行計画）が、
・（列車１，駅１，出発計画時刻：１０時０５分００秒）
・（列車２，駅１，出発計画時刻：１０時１５分００秒）
であったところに対し、列車１が出発に遅延し、
・（列車１，駅１，出発実績時刻：１０時０７分００秒）
であったものとする。

一方、乗客は、１５分間隔の列車運行を要求（期待）しているものとする。

ここで、列車１において、経路６２５を介して、列車１の位置１における走行実績情報
・（列車１，位置１，出発実績時刻：１０時０７分００秒）
を、運行実績獲得装置７２０が獲得し、経路６１７を介して、列車１の駅１におけるダイヤ情報（計画時刻）
・（列車１，駅１，出発計画時刻：１０時０５分００秒）
を獲得し、それぞれ、経路７１５および経路７０５を介し、走行方法選択装置７１０に送る。走行方法決定装置７１０は、位置−駅の対応から情報変換し、列車１の運行実績情報
・（列車１，駅１，出発実績時刻：１０時０７分００秒）
を生成する。これら情報から、決定装置７１０は、間隔制御への移行を判断し、判断結果を、経路１１４６，情報分別装置１１０１，経路６３５を介して、他列車に向けて伝達する。一方、列車２において、経路６３５を介して、
・待合乗客要求を表す情報
・先行列車の運行実績情報
を受け取り、分別装置１１０１が、待合乗客要求の情報を、経路１１０２を介して乗客要求獲得装置１１００に送り、先行列車の運行実績情報を、経路１１０３を介して出発間隔決定装置１１１０に、それぞれ送る。ここでは、
・乗客要求（期待）：１５分間隔
・先行列車（列車１）の運行実績情報：（駅１，出発実績時刻：１０時０７分００秒）
の情報が、それぞれ送られる。その後、乗客要求獲得装置１１００は、要求の時間間隔情報を、経路１１０５を介して出発間隔決定装置１１１０に送る。出発間隔決定装置１１１０は、与えられた情報から、列車２の到着予定時刻を求める。ここでは、列車１の出発実績時刻（１０時０７分００秒）から、１５分間隔を実施するため、駅停車時分３０秒を考慮し、列車２の到着計画時刻（１０時２１分３０秒）を求める。これら導出された時刻に基づいて、走行方法決定装置６５０は、駅待合乗客の要求を反映した、列車の走行パターン情報を作成することができる。

以上により、本発明にかかる、駅待合乗客の要求反映を実施する、走行方法を決定する装置を構成できる。

図１２に、本発明にかかる、消費エネルギー最適化装置の一実施形態を示す。

図１２において、１２００は列車、１２１０は駅、１２２０走行パターン情報、１２３０は列車速度の軸、１２５０は列車位置の軸、１２６０は現在の列車位置、１２７０は駅停車位置、１２４０は列車走行制御を位置−速度曲線で表したもの、１２８０は車上からの伝送経路、１２８０は列車の走行方法決定装置を、それぞれ表している。

列車１２００は、ダイヤ制御で運行している場合、ダイヤの（駅出発時刻，駅到着時刻）、路線の条件，動力・制動性能・条件の下に基づいて、列車の走行方法決定装置１２８０において、走行パターン情報１２２０を作成し、それに従って列車走行を制御することで、運行する。その走行パターンの作成に際し、列車の走行方法決定装置１２８０において、
・動力による消費エネルギー
・制動による回生エネルギー
を併せて算出し、総消費エネルギーが最小となるパターンの導出を行う。

また、列車１２００は、先行列車あるいは続行列車との間で、伝送経路１２８０を介して情報の伝達しあいながら間隔制御を行う場合、走行パターンの再作成を実施するのに併せて、同じく、消費エネルギーが最小となるパターンの導出を行う。

また、ダイヤ変更が実施された場合、その変更後のダイヤに基づいて、走行パターンの再作成を実施するのに併せて、同じく、消費エネルギーが最小となるパターンの導出を行う。

このようにして、列車１２００の走行（ダイヤ制御，間隔制御，変更ダイヤに基づく制御）に際し、消費エネルギーが最小となるパターン導出を行いながら列車の運行を制御することにより、消費エネルギー最小化を実施する。

以上により、本発明にかかる、消費エネルギー最適化装置を実施できる。

図１３に、本発明にかかる、消費エネルギー最適化を実施する、走行方法を決定する装置の構成を示す。

図１３において、６５０は走行方法決定装置、１３００は出発−到着時刻および位置情報獲得装置、１３１０は走行パターン決定装置、１３５０は消費エネルギー算出・判断装置、７００は車上ダイヤ獲得装置、７１０は走行方法選択装置、７２０は走行実績情報獲得装置を、それぞれ表している。また、６１７はダイヤ情報を伝達する経路、６２５は走行実績の情報を伝達する経路、６３５は列車間および地上間で交わされる情報を伝達する経路、６５５は列車走行パターンの情報を伝達する経路、７０５はダイヤ情報を伝達する経路、７１５は走行実績の情報を伝達する経路を、それぞれ表している。また、１３０２は出発−到着時刻および位置情報を伝達する経路、１３３６は走行方法の情報を伝達する経路、１３０５は出発−到着時刻および位置の情報を伝達する経路、１３１５は走行パターンの情報を伝達する経路、１３１６は最適化の判断結果の情報を伝達する経路を、それぞれ表している。

出発−到着時刻および位置情報獲得装置１３００は、例えば、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報の入力処理装置により構成され、出発−到着時刻および位置情報を獲得する機能を有する。

消費エネルギー算出・判断装置１３５０は、例えば、コンピュータ，ＬＳＩ回路，ＩＣ回路，トランジスタ回路，真空管回路，リレー回路等の情報の入力装置，判断処理装置，出力処理装置により構成され、列車間の出発間隔（出発時刻）を決定する機能を有する。

なお、各情報の入力装置，各情報の判断処理装置，各情報の出力処理装置は、プログラミング等でその処理を分担することにより、１つの装置で構成されてもよい。

いま、当初のダイヤを、
・（列車１，駅０，出発時刻：１０時００分００秒）
・（列車１，駅１，出発時刻：１０時１５分００秒）
であったものとする。走行決定装置６５０は、経路６１７，車上ダイヤ獲得装置７００を介してダイヤ情報を獲得し、出発−到着時刻情報獲得装置１３００は、当該ダイヤ情報から、駅−位置の情報変換を行い、
・出発位置：位置０
・到着位置：位置１
・出発時刻：１０時００分００秒
・到着時刻：１０時１５分００秒
を表す情報を獲得し、経路１３０５を介して、走行パターン決定装置１３１０に伝達する。走行パターン決定装置１３１０は、与えられた（位置，出発時刻，到着時刻）情報から、実施可能な走行パターンを複数導出し、経路１３１５を介して消費エネルギー算出装置１３５０に伝達する。消費エネルギー算出・判断装置１３１６は、走行パターン情報のうち、消費エネルギー最小となるパターンを判断し、その判断結果の情報を、経路１３１６を介して走行パターン決定装置１３１０に伝達する。走行パターン決定装置１３１０は、消費エネルギー算出・判断装置１３５０の判断結果に基づきながら、実施可能な走行パターンの作成を試行し、規定条件（解の収束など）を達成した時点で、経路６５５を介して、走行パターン情報を伝達する。

これにより、走行方法決定装置６５０は、消費エネルギー最小となる走行パターン情報を作成することができる。

以上により、本発明にかかる、消費エネルギー最適化を実施する、走行方法を決定する装置を構成できる。

図１４に、本発明にかかる、運行制御の処理フローを示す。

図１４において、開始１４００から始まった処理は、ダイヤに従う走行制御を行う処理１４１０、続いて、列車の運行実績の情報を獲得する処理１４２０、そして運行実績に基づいて、列車運行の乱れ有無を判断する処理１４３０に至る。ここで、列車の運行に乱れが無い場合、経路１４３６を進み、ダイヤに従う走行制御を行う処理１４１０を繰り返す。一方、列車の運行に乱れがあった場合、経路１４３５を進み、乱れの大小を判断する処理１４４０に至る。ここで、列車の運行の乱れが規定値よりも大きかった場合、経路１４４５を進み、ダイヤの変更処理１４９０を行い、経路１４９５を進み、その変更後のダイヤに基づいて、ダイヤに従う走行制御を行う処理１４１０を繰り返す。一方、列車の運行の乱れが規定値よりも小さかった場合、経路１４４６を進み、列車間隔を制御する走行制御を行う処理１４５０、続いて、列車の運行実績の情報を獲得する処理１４６０、そして運行実績に基づいて、列車間隔の安定度を判断する処理１４７０に至る。ここで、列車間隔が安定していない場合、経路１４７６を進み、列車間隔を制御する走行制御を行う処理１４５０を繰り返す。一方、列車間隔が安定している場合、経路１４７５を進み、ダイヤ乱れの収束を判断する処理１４８０に至る。ここで、列車間隔を制御する列車走行の結果、ダイヤ乱れが規定値以下に収束している場合、経路１４８５を進み、ダイヤに従う走行制御を行う処理１４１０を繰り返す。一方、ダイヤ乱れが規定値以下に収束していない場合、経路１４８６を進み、ダイヤを変更する処理１４９０を行い、経路１４９５を進み、その変更後のダイヤに基づいて、ダイヤに従う走行制御処理１４１０を繰り返す。

以上により、本発明にかかる運行制御の処理を実施できる。

図１５に、本発明にかかる、乗客数平準化の処理フローを示す。

本処理フローは、開始１５０１から始まる先行列車に関する処理、開始１５００から始まる当該列車に関する処理、および、開始１５０５から始まる続行列車に関する処理の３つの処理フローからなる。

図１５において、開始１５００から始まる当該列車に関する処理は、処理１５１０において単位時間あたりの乗客数を獲得し、続いて処理１５１１で、先行列車の運行実績の情報を、先行列車に対して要求する（経路１５０４）。それに応じて先行列車から与えられる（経路１５０６）先行列車の運行実績の情報（先行列車の当駅出発時刻）を、処理１５２０で獲得する。続いて、処理１５３０に進み、続行列車の運行予測の情報を、続行列車に対して要求する（経路１５２６）。それに応じて続行列車から与えられる（経路１５３６）続行列車の運行予測の情報を、処理１５４０で獲得する。続いて、処理１５５０に進み、処理１５１０で得られた単位時間あたりの乗客数に基づき、各列車への乗客配分を計算する。そこで求められた乗客配分を実現するために必要な、当該列車の当駅における出発予定時刻を、処理１５６０で導出する。続いて、処理１５８０に進み、処理１５６０で導出された出発時刻に基づいて、次駅の到着時刻を予測する。続いて、処理１５９０に進み、処理１５６０および処理１５８０で求められた、当駅出発予定時刻および次駅到着予測時刻に基づいて、走行パターン情報を導出し、処理１５９５で終了する。

一方、開始１５０１で始まる先行列車に関する処理は、処理１５０２にて当該列車からの実績情報の要求を待受ける。当該列車から、先行列車の実績情報の要求があった場合、処理１５０３に進み、先行列車の前駅（当該列車からみた当駅）の出発実績時刻の情報を当該列車に伝達（経路１５０６）し、経路１５０７を進み、処理１５０２を繰り返す。

また、一方、開始１５０５で始まる続行列車に関する処理は、処理１５１５に進み、続行列車の次駅（当該列車からみた当駅）到着予測時刻を導出し、処理１５２５にて当該列車からの予測情報要求の待受ける。当該列車からの無かった場合、経路１５２６を進み、処理１５１５を繰り返す。当該列車からの要求があった場合、処理１５３５に進み、続行列車の次駅（当該列車からみた当駅）到着予測時刻の情報を伝達（経路１５３６）し、経路１５３７を進み、処理１５１５を繰り返す。

以上により、本発明にかかる乗客平準化処理を実施できる。

図１６に、本発明にかかる、駅待合乗客要求反映の処理フローを示す。

本処理フローは、開始１６０１から始まる先行列車に関する処理，開始１６００から始まる当該列車に関する処理、および、開始１６０５から始まる続行列車に関する処理の３つの処理フローからなる。

図１６において、開始１６００から始まる当該列車に関する処理は、処理１６１０において駅待合乗客の要求情報を獲得し、続いて処理１６１１で、先行列車の運行実績の情報を先行列車に対して要求する（経路１６０４）。それに応じて先行列車から与えられる（経路１６０６）先行列車の運行実績の情報（先行列車の当駅出発時刻）を、処理１６２０で獲得する。続いて、処理１６３０に進み、続行列車の運行予測の情報を、続行列車に対して要求する（経路１６２６）。それに応じて続行列車から与えられる（経路１６３６）続行列車の運行予測の情報を、処理１６４０で獲得する。続いて、処理１６５０に進み、処理１６１０で得られた駅待合乗客の要求情報に基づき、各列車の停車時間，走行時間を計算する。そこで求められた時間配分を実現するために必要な、当該列車の当駅における出発予定時刻を、処理１６６０で導出する。続いて、処理１６８０に進み、処理１６６０で導出された出発時刻に基づいて、次駅の到着時刻を予測する。続いて、処理１６９０に進み、処理１６６０および処理１６８０で求められた、当駅出発予定時刻および次駅到着予測時刻に基づいて、走行パターン情報を導出し、処理１６９５で終了する。

一方、開始１６０１で始まる先行列車に関する処理は、処理１６０２にて当該列車からの実績情報の要求を待受ける。当該列車から、先行列車の実績情報の要求があった場合、処理１６０３に進み、先行列車の前駅（当該列車からみた当駅）の出発実績時刻の情報を当該列車に伝達（経路１６０６）し、経路１６０７を進み、処理１６０２を繰り返す。

また、一方、開始１６０５で始まる続行列車に関する処理は、処理１６１５に進み、続行列車の次駅（当該列車からみた当駅）到着予測時刻を導出し、処理１６２５にて当該列車からの予測情報の要求の待受ける。当該列車からの無かった場合、経路１６２６を進み、処理１６１５を繰り返す。当該列車からの要求があった場合、処理１６３５に進み、続行列車の次駅（当該列車からみた当駅）到着予測時刻の情報を伝達（経路１６３６）し、経路１６３７を進み、処理１６１５を繰り返す。

以上により、本発明にかかる駅待合乗客要求反映処理を実施できる。

図１７に、本発明にかかる、消費エネルギー最適化の処理フローを示す。

図１７において、開始１７００から始まった処理は、当該列車の当駅出発時刻の情報を獲得する処理１７１０，当該列車の次駅到着時刻の情報を獲得する処理１７２０へ進み、当該列車の走行パターンを導出する処理１７３０に至る。続いて、導出された走行パターンに関して、その走行による消費エネルギーを導出する処理１７４０に進み、求められた消費エネルギーが、規定された導出回数の内で最小かどうかを判断する処理１７５０へ進む。そこで、規定された導出回数の内で最小でない場合、経路１７５５を進み、走行パターンの導出に関するパラメータ（動力の出力量，制動力の量、など）を変更する処理１７８０へ進み、変更された情報に基づき、経路１７８５を進み、走行パターン導出処理１７３０を繰り返す。一方、規定された導出回数の内で最小かどうかを判断する処理１７５０で、規定された導出回数の内で最小の場合には、経路１７５６を進み、走行パターンを出力して終了する。

以上により、本発明にかかる消費エネルギー最適化の処理を実施できる。

図１８，図１９，図２３，図２４に、本発明にかかる、ダイヤと走行パターンの例を示す。

図１８において、単純な列車走行を想定した場合の、（ａ）はダイヤ、（ｂ）は時刻あたりの列車の速度、（ｃ）は列車位置あたりの列車の速度（走行パターン）を、それぞれ表している。

単純な加減速だけを想定すると、走行パターンも単純な曲線となる。

図１９において、走行上の制約等を想定した場合の、（ａ）はダイヤ、（ｂ）は時刻あたりの列車の速度、（ｃ）は列車位置あたりの列車の速度（走行パターン）を、それぞれ表している。

走行上の制約、例えば、路線の勾配，制限速度，路線の曲率など、列車の速度に関わる制約が存在する場合、走行パターンは複雑な曲線となる。なお、制約条件が時々刻々変化する（先行列車との位置関係による制限速度の変化など）場合、走行パターンの曲線形状も時々刻々変化することになる。

図２３において、２４１０は先行列車、２４１５は先行列車の最後尾の位置、２４２０は続行列車との安全距離（続行列車が安全に停止できる距離）、２４００は続行列車の走行パターンを、それぞれ表している。

保安の観点から、先行列車が居る場合、続行列車は、先行列車が急停車した場合にも衝突しないように、安全に停車できる位置に、更に余裕の距離（安全距離）を確保して走行する。今、先行列車２４１０がｓ１（最後尾位置）に居る場合、続行列車に関しては、ｓ１から安全距離２４２０を確保したｓ２の位置では速度ゼロ、即ち、停車する走行パターン（位置−速度曲線）を導出する。これにより、先行列車２４１０が急停車した場合でも、続行列車は衝突を回避できる走行を実施できる。

図２４において、（ａ）は列車の走行経路の状態、（ｂ）は当該列車の走行パターン情報を示している。

２５００は列車、２５１０，２５３０、および、２５４０は、それぞれ列車の走行経路、２５２０は経路上の分岐位置（転てつ器）、２５５０は分岐位置２５２０に至るまでの走行パターン、２５６０は分岐位置２５２０から到着位置に至るまでの走行パターンを、それぞれ表している。いま、分岐位置ｓ１における分岐方向（反位）への通過速度の限界をｖ１とする。列車２５００の走行パターンは、走行パターン２５５０のように、位置ｓ１で速度ｖ１となるような曲線の走行パターンを導出することになる。その後、停車位置ｓ２において停車（即ち速度ゼロ）となるような曲線の、走行パターン２５６０を導出することになる。

図２０に、本発明にかかる、乗客数平準化の際の、運行制御の例を示す。

図２０において、（ａ）は乗客数平準化前の運行計画および運行実績、（ｂ）は乗客数平準化後の運行計画を、それぞれ表している。ここで、現在時刻はｔ１であるものとする。

図２０（ａ）において、２１００，２１１０，２１２０、および、２１３０は、各線がそれぞれ列車の運行を表している。２１００、および、２１１０は、それぞれ、該当する列車について、時刻ｔ１までの範囲が運行実績、以降が運行計画を表している。２１２０は、該当する列車について、当初計画されていた運行計画であり、時刻ｔ１の時点で、遅延により２１３０のように運行予測されている。すなわち、２１２０，２１３０は、同一の列車について、それぞれ、運行計画と運行予測を表している。また、ｔ０が２１００の列車の駅１における出発実績時刻、ｔ１およびｔ２が２１１０の列車の駅１における到着実績時刻および出発計画時刻、ｔ３およびｔ４が２１２０の列車の駅１における到着計画時刻および出発計画時刻、ｔＡおよびｔＢが２１３０の列車（２１２０の列車と同一）の駅１における到着予測時刻および出発予測時刻を、それぞれ表している。２１５０および２１６０は、乗客数平準化前の、駅１における列車間の出発時刻の間隔を表している。

一方、図２０（ｂ）において、２１４０は、２１１０の列車の駅１出発時刻を遅らせた場合の運行予定を表している。２１７０および２１８０は、その場合の、駅１における列車間の出発時刻の間隔を表している。また、ｔ０が２１００の列車の駅１における出発実績時刻、ｔ１およびｔＣが２１４０の列車の駅１における到着実績時刻および出発計画時刻、ｔＡおよびｔＢが２１３０の列車の駅１における到着予定時刻および出発予定時刻を、それぞれ表している。

ここで、図２０（ａ）の状態で列車が運行していた場合、２１００の列車，２１１０の列車，２１２０の列車の出発間隔は、ｔ２−ｔ０，ｔ４−ｔ２の等間隔で、その間、単位時間あたりの乗客出現数が均等であった場合、各列車への乗客数は、均等になる。

しかし、遅延の結果、２１００の列車，２１１０の列車，２１３０の列車間の出発間隔は、ｔ２−ｔ０，ｔＢ−ｔ２すなわち、時間間隔２１５０，時間間隔２１６０となることが、予測より求められる。このまま運行した場合、その間、単位時間当たりの乗客出現数が均等であった場合、２１３０の列車には、２１１０の列車と比較して、
（ｔＢ−ｔ２）／（ｔ２−ｔ０）
の乗客数が乗車することが予測できる。その場合、２１３０への乗車率は高くなり、乗客への影響（混雑度への不満の増加など）が考えられる。また、待合乗客の人数が増加することから、乗車降車に要する時間が拡大し、結果として、駅１における２１３０の列車の停車時間が増加し、更なる遅延へと拡大することが考えられる。

一方、図２０（ｂ）のように、２１１０の列車の駅１における出発予定時刻を、２１００の列車の駅１における出発実績時刻ｔ０と、２１３０の列車の駅１における出発予測時刻ｔＢの中間の時刻ｔＣに遅らせた場合、２１００の列車，２１４０の列車（当初の２１１０の列車），２１３０の列車の出発間隔は、ｔＣ−ｔ０，ｔＢ−ｔＣ、すなわち、時間間隔２１７０，時間間隔２１８０の等間隔になり、その間、単位時間あたりの乗客出現数が均等であった場合、２１４０の列車および２１３０の列車への乗客数は均等になる。その場合、当初と比較して、２１４０の列車（当初２１１０の列車），２１３０の列車への乗客数は増加するものの、図２０（ａ）の場合に比べれば、乗車率の低下，乗客への影響の緩和の効果が得られる。ここでは、２１１０の出発時刻を遅らせた走行パターンが作成されることになる。

このようにして、運行乱れ時における乗客数の平準化を行うことができる。

図２１に、本発明にかかる、駅待合乗客要求反映の際の、運行制御の例を示す。

図２１において、（ａ）は乗客要求適用前の運行計画および運行実績、（ｂ）は乗客要求適用後の運行計画を、それぞれ表している。ここで、現在時刻はｔ１であるものとする。

図２１（ａ）において、２２００，２２１０，２２２０、および、２２３０は、各線がそれぞれ列車の運行を表している。２２００、および、２２１０は、それぞれ、該当する列車について、時刻ｔ１までの範囲が運行実績、以降が運行計画を表している。２２１０および２２０は同一の列車に関する運行計画を表しており、２２２０が、２２１０の駅１における出発時刻を延期したものを表している。２２３０は、該当する列車についての運行計画を表している。２２３５および２２３６は、当初の駅１における列車間の出発時刻の間隔（同一）を表している。ここで、事故の影響により、２２１０の列車について、駅１における出発時刻を延期する処置がとられたものとする。ここでは、駅１の出発時刻を時刻ｔＡ（当初の出発計画時刻ｔ２）とする運行計画となるよう、当初の２２１０から、駅１の出発時刻をｔ２からｔＡに遅らせるよう変更した場合の運行計画を表している。また、ｔ０が２２００の列車の駅１における出発実績時刻、ｔ１およびｔ２が２２１０の列車の駅１における到着実績時刻および出発計画時刻、ｔＡが２２２０の列車（２２１０の列車と同一）の（２２１０の列車に対して）変更後の出発計画時刻、ｔ３およびｔ４が２２３０の列車の駅１における到着計画時刻および出発計画時刻をそれぞれ表している。
一方、図２１（ｂ）において、２２４０は、２２３０の列車の駅１出発時刻を遅らせた場合の運行予定を表している。２２５０は、その場合の、駅１における列車間の出発時刻の間隔を表している。また、ｔ０が２２００の列車の駅１における出発実績時刻、ｔ１およびｔＡが２２２０の列車の駅１における到着実績時刻および出発計画時刻、ｔＣおよびｔＢが２２４０の列車の駅１における到着計画時刻および出発計画時刻を、それぞれ表している。

また、図２１（ｃ）において、２２６０は当初の走行パターン，２２７０は制御実施後の走行パターンを表している。

ここで、駅待合乗客から、列車の出発間隔として当初の間隔が維持されることを要求される（期待される）、かつ、駅停車時分も維持されることを要求されるものとする。（ａ）において、先行列車２２１０の駅１の出発時刻を延期したために、続行列車との出発間隔が、当初の計画（ｔ４−ｔ２）より短く（ｔ３−ｔＡ）なっている。そこで、当初の出発間隔と駅停車時時分を維持するために、（ｂ）において、続行列車２２４０の駅１の到着計画時刻および出発計画時刻を、それぞれｔＣおよびｔＢとすることにより、乗客の要求（期待）である、列車の出発間隔の維持と駅停車時分も維持を満たすことができる。ここでは、駅１における到着時刻も調整（遅延）されるため、駅１の前駅からの走行パターンも対応して変更され、例えば、全域で速度を下げた、（ｃ）における走行パターン２２６０から走行パターン２２７０のようになる。

このようにして、駅待合乗客の要求を反映することができる。

図２２に、本発明にかかる、消費エネルギー最適化の際の、走行制御の例を示す。

図２２において、（ａ）は列車の走行パターン、（ｂ）は当該列車走行区間の勾配を、それぞれ表している。

図２２（ａ）において、２３００は当該列車の走行パターンを表しており、各区間（ｓ１〜ｓ８）における速度を表している。

一方、図２２（ｂ）において、２３１０は、それぞれ、各区間（ｓ１〜ｓ８）における、列車が走行する軌道の勾配の値を表しており、正値で進行方向に対して登り勾配、負値で進行方向に対して降り勾配になっていることを表す。

ここでは、加速時において、登り勾配の高い区間では速度を保ち、登り勾配の低い区間で加速を行い、減速時において、降り勾配の高い区間では速度を保ち、登り勾配の高い区間で減速を行っている。これにより、勾配の影響による効率の悪い加速区間を無くし、勾配の影響を利用して効率良く速度を維持し、また、効率良く減速動作を行うことができる。

このようにして、消費エネルギー最適化をすることができる。

以上により、以下を実施することが可能になる。
１．列車上での列車運行制御による自由度の高い制御
２．運行線区の特性に応じた効率的な制御
３．運行乱れの規模に応じた適切な制御
４．多様な要求に対応する柔軟な制御

１００，１０５ 駅
１１０，１１５ 列車
１２０，１７０，１８０ 伝送制御装置
１２５ 地上ダイヤ記憶装置
１２６ 地上システム
１３０ 地上伝送装置
１３５，１４５，１５５ 伝送経路
１４０，１５０ 伝送装置
１６０ 列車間隔
１７１，１８１ 列車走行制御装置
１７２，１８２ 車上ダイヤ記憶装置
１７３，１８３ 列車走行モニタ装置
１７４，１８４ 走行方法決定装置

Claims (13)

1. 列車の車上に搭載されて、列車の運行を制御する車上制御装置において、
   自列車の運行時分を取得する自列車運行時分取得装置と、
   ダイヤを記憶するダイヤ記憶装置と、
   自列車の走行を制御する列車走行制御装置と、
   他列車から運行情報を受信する車上伝送装置と、
   前記自列車運行時分取得装置からの自列車の運行時分と前記ダイヤ記憶装置からのダイヤとを比較して列車の遅延を検出し、前記遅延に応じて自列車の走行方法を選択する走行方法決定装置と、
   前記走行方法に基づき自列車の走行を制御する列車走行制御装置と、を備え、
   前記遅延が所定値以上である場合に前記走行方法決定装置で選択される走行方法は、前記車上伝送装置で受信した他列車の運行情報に基づき、他列車と自列車との時間間隔を制御する走行方法であることを特徴とする車上制御装置。
2. 請求項１に記載の車上制御装置おいて、
   前記遅延が第２の所定値以上である場合に、
   前記車上伝送装置は、地上システムから第２のダイヤを取得し、
   前記走行方法決定装置は、前記第２のダイヤに応じた走行方法を選択することを特徴とする車上制御装置。
3. 請求項２に記載の車上制御装置において、
   前記走行方法決定装置は、前記遅延に応じて、
   前記ダイヤに応じた走行方法と、他列車と自列車との前記時間間隔を制御する走行方法と、前記第２のダイヤに応じた走行方法と、のいずれかの走行方法を選択することを特徴とする車上制御装置。
4. 請求項１に記載の車上制御装置において、
   前記車上伝送装置は、駅に設置された乗客数を検知する装置から乗客数の情報を受信し、
   前記走行方法決定装置は、時間あたりの乗客数に対して前記複数の列車への乗車人数が平準化するように、前記複数の列車における駅出発時刻と駅到着時刻の時間間隔を制御するよう列車の走行を制御することを特徴とする車上制御装置。
5. 請求項１に記載の車上制御装置において、
   前記車上伝送装置は、駅に設置された待合乗客要求を検知する装置から待合乗客要求の情報を受信し、
   前記走行方法決定装置は、駅の待合乗客の要求に応じた列車の駅到着時刻あるいは駅出発時刻を算出し、前記複数の列車における駅出発時刻と駅到着時刻の時間間隔を制御するよう列車の走行を制御することを特徴とする車上制御装置。
6. 請求項１に記載の車上制御装置において、
   列車走行に要するエネルギーを算出する装置と、消費エネルギーが最適となる列車の走行を求める装置を備え、
   前記複数の列車における、駅出発時刻と駅到着時刻の時間間隔を制御するよう前記列車の運行を制御することを特徴とする車上制御装置。
7. 請求項２に記載の車上制御装置において、
   前記車上伝送装置は、前記第２のダイヤの情報を他列車に伝達することを特徴とする車上制御装置。
8. 列車の運行を制御する方法において、
   予め定めたダイヤと実際の列車運行時分を比較し、
   前記ダイヤと前記列車運行時分との差分が所定値より小さい場合は、前記予め定めたダイヤに従って列車の走行を制御し、
   前記ダイヤと前記列車運行時分との差分が前記所定値より大きい場合は、前記ダイヤに従う列車走行制御を中止し、
   運行制御が制御対象とする運行区間を走行する複数の列車の間で走行情報を伝達して前記複数の列車間の時間間隔算出し、
   前記列車の時間間隔に従って列車の走行を制御することを特徴とする列車運行制御方法。
9. 請求項８に記載の列車運行制御方法において、
   前記差分に応じて、
   前記第１のダイヤに応じた走行方法と、他列車と自列車との前記時間間隔を制御する走行方法と、前記第２のダイヤに応じた走行方法と、のいずれかの走行方法を選択することを特徴とする列車運行制御方法。
10. 請求項９に記載の列車運行制御方法において、
    前記差分が前記第１の所定値より小さい場合は前記第１のダイヤに応じて列車の走行を制御し、前記差分が前記第１の所定値以上かつ前記第２の所定値より小さい場合は他列車と自列車との前記時間間隔に応じて列車の走行を制御し、前記第２の所定値以上である場合は前記第２のダイヤに応じて列車の走行を制御することを特徴とする列車運行制御方法。
11. 請求項８に記載の列車運行制御方法において、
    駅における乗客数を乗客数検知方法で検知し、
    時間あたりの乗客数に対して前記複数の列車への乗車人数が平準化するように、前記複数の列車における駅出発時刻と駅到着時刻の時間間隔を制御することを特徴とする列車運行制御方法。
12. 請求項８に記載の列車運行制御方法において、
    駅における待合乗客の要求を待合乗客要求検知方法で検知し、
    駅の待合乗客の要求に応じた列車の駅到着時刻あるいは駅出発時刻を算出し、
    前記複数の列車における駅出発時刻と駅到着時刻の時間間隔を制御するよう列車の走行を制御することを特徴とする列車運行制御方法。
13. 請求項８に記載の列車運行制御方法において、
    列車走行に要する消費エネルギーを消費エネルギー算出方法で算出し、
    消費エネルギーが最適となる列車の走行パターンを走行パターン決定方法で算出し、
    前記複数の列車における、駅出発時刻と駅到着時刻の時間間隔を制御するよう前記列車の運行を制御することを特徴とする列車運行制御方法。

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