JP2011168217A - 運行支援システム及び運行支援方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】自車両の前方に位置する前方車両が運行ダイヤ通りに運行されていない場合でも自車両の停止、再発進、加速、及び減速が発生する頻度を低減できるように自車両の運行を支援できる運行支援システムを提供すること。
【解決手段】速度検出手段21と位置検出手段22と停止理由検知手段23とを含むデータ生成手段と、データ生成手段から受信したデータに基づいて第一車両11−1の上限速度が含まれた上限速度データを生成する制限速度発信手段27と、第一車両11−1が走行するために消費するエネルギーが最も小さくなる第一車両11−1の加速及び減速の組み合わせのパターンを、第一車両11−1の走行速度が制限速度発信手段27によって生成された前記上限速度を超えない範囲で生成するパターン生成部28とを備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、軌道を走行する車両の運行を支援する運行支援システム及び運行支援方法に関する。
従来、軌道を走行する車両として軽線路交通機関(Light Rail Transit、以下「LRT」と称する。)が知られている。LRTは、例えば自動車などが走行する道路に沿って敷かれた軌道を走行し、自動車などに対する交通管制と一体をなす交通管制の下で運行するものである。
このような車両の運行を支援する装置の例として、特許文献1には、車両の運転ダイヤ情報、車両が走行する走行区間の路線情報、及び交通信号機の位置情報が予め記憶された記憶部と、道路の渋滞情報及び交通信号機の制御情報とを入力する情報入力部と、記憶部に記憶され、あるいは情報入力部に入力されたこれらの情報に基づいて、車両の運転パターンを算出する算出部と、算出部によって算出された運転パターンを出力する出力部とを備えた運行支援装置が記載されている。
特許文献1に記載された運行支援装置によれば、車両の停止や再発進を少なくすることができるとされている。
特開2006−44492号公報
しかしながら、特許文献1に記載の路面電車の運行支援装置では、予め自車両に記憶された運行ダイヤに基づいて前方車両の運行状況を予測しているため、前方車両が運行ダイヤと異なる運行状況で運行されている場合に、前方車両の実際の運行状況とかけ離れた運転パターンが出力される場合がある。この場合、特許文献1に記載の運行支援装置では、自車両は本来の停車位置以外における停止および再発進、並びに定時運行には必要でない加速あるいは減速をしなければならない可能性がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、前方車両が運行ダイヤ通りに運行されていない場合に自車両の加速や減速の頻度が少なくなるように自車両の運行を支援する運行支援システム及び運行支援方法を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の運行支援システムは、軌道に沿って走行する複数の車両の運行を支援する運行支援システムであって、前記軌道に沿って走行する前記車両のうち相対的に走行方向の後方に位置する前記車両を第一車両とし、前記第一車両の直前方に位置する前記車両を第二車両としたときに、前記第二車両の走行状態を示す車両情報データと、前記車両に対して管制情報を指示する交通信号機の内前記第一車両の直前方に位置する直近交通信号機の動作状態を示す信号状況データと、前記第一車両が停車する予め定められた停車位置のうち前記第一車両の直前方に位置する直近停車位置までの道のりを示す停車位置データとを生成するデータ生成手段と、前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとを前記データ生成手段から受信して、前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとに基づいて前記第一車両の上限速度が含まれた上限速度データを生成して発信する制限速度発信手段と、前記制限速度発信手段によって発信された前記上限速度データを受信し、前記第一車両が走行するために消費するエネルギーが最も小さくなる前記第一車両の加速及び減速の組み合わせのパターンを、前記第一車両の走行速度が前記上限速度を超えない範囲で生成するパターン生成部と、を備えることを特徴とする。
また、前記車両情報データは、前記軌道上における前記第二車両の車両位置情報と前記第二車両の走行速度情報とを含み、前記制限速度発信手段は、前記第一車両が前記第二車両に追いつく時点で前記第二車両に対する前記第一車両の相対速度が0となるように前記上限速度を生成することが好ましい。
また、前記信号状況データは、前記直近交通信号機の信号機位置情報及び現示スケジュールを含み、前記制限速度発信手段は、受信した前記信号状況データに含まれた前記現示スケジュールに基づいて、前記直近交通信号機が前記車両を停止させる信号を発していて且つ前記交通信号機に対応して予め前記軌道上に定められた信号待ち位置に前記第一車両が到達する場合には、前記停止位置に前記第一車両が到達する時点で前記停止位置に対する前記第一車両の速度が0となるように前記上限速度を生成することが好ましい。
前記制限速度発信手段は、前記第一車両が前記直近停車位置に到達する時点で前記第一車両の走行速度が0となるように前記上限速度を生成することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の運行支援システム。
また、本発明の運行支援システムは、前記車両が前記軌道上で停止している理由に基づいて停止理由データを生成する停止理由生成手段と、前記第二車両の停止理由データを受信して記憶する停止理由記憶部と、をさらに備え、前記制限速度発信手段は、前記第二車両から受信した停止理由データが前記第二車両が走行不能で停車していることを示すデータである場合には、前記第二車両が停車している位置において前記第一車両の走行速度が0となるように前記上限速度を生成して前記第一車両に通知することが好ましい。
また、前記データ生成手段は、前記第一車両の走行方向の前方に位置する前記軌道の形状の種別を示す軌道データを生成し、前記制限速度発信手段は、前記データ生成部から受信した前記軌道データに含まれた前記軌道の形状の種別がカーブ又は坂を示すデータを示している場合には、前記カーブあるいは前記坂がない場合の仮想上限速度よりも低い速度を前記上限速度として生成してもよい。
本実施形態の運行支援システムによれば、第一車両の直前方に位置する第二車両から受信した第二車両の実際の車両情報データに基づいて、第一車両の上限速度が生成されるので、第一車両の前方を走行する第二車両が運行ダイヤ通りに運行されていない場合に第一車両の加速や減速の頻度が少なくなるように第一車両の運行を支援することができる。
本発明の第1実施形態の運行支援システムを備える車両運行システムを示す全体構成図である。 同運行支援システムの構成を示すブロック図である。 同運行支援システムを用いた複数の車両の間で信号を伝送する流れを説明するためのブロック線図である。 同運行支援システムに設けられた制限速度発信手段の構成を示すブロック線図である。 同運行支援システムに設けられた上限速度算出手段の機能を説明するための模式図である。 同運行支援システムに設けられた上限速度算出手段の機能を説明するための模式図である。 同運行支援システムに設けられた上限速度算出手段の機能を説明するための模式図である。 同運行支援システムの使用時の動作を説明するためのフローチャートである。 (A)ないし(C)は、同運行支援システムの使用時の動作を説明するための模式図、(D)は同運行支援システムにおける上限速度を算出した結果を模式的に示すグラフである。 本発明の第2実施形態の運行支援システムを備える車両運行システムの一部の構成を示すブロック線図である。
(第1実施形態)
以下では、本発明の第1実施形態の運行支援装置(運行支援システム)20について、運行支援装置20を備える車両運行システム1とともに説明する。
図1は、本実施形態の運行支援装置20を備える車両運行システム1を示す全体構成図である。また、図2は、運行支援装置20の構成を示すブロック図である。図3は、複数の車両の間で信号を伝送する流れを説明するためのブロック線図である。また、図4は、第一車両11−1に設けられた制限速度発信手段27−1の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、車両運行システム1は、自動車などが走行する道路10に、電気を動力源として走行する車両11が走行するための軌道Rの一部が設けられたLRT(Light Rail Transit)である。なお、図1において、道路10のうち自動車が走行するための区画の図示は省略されている。本実施形態では、車両運行システム1は、道路10上に沿って設けられた軌道敷Rと、軌道敷R内を走行する複数の車両11(例えば図1に示す車両11−1、11−2、11−3)と、道路10を走行する自動車及び車両11が交差点を通過できるか否かを自動車及び車両11に示す交通信号機15と、車両11が停車する駅18と、軌道敷R内を走行する車両11に対して運行指示を送信する交通管制システム13と、複数の車両11のそれぞれに設けられた運行支援装置20とを備えているものとして説明する。
軌道敷Rは、レールRが道路10に配置された区画である。本実施形態では、軌道敷Rに設けられたレールRは金属によって形成された一対のレールである。なお、軌道敷Rは車両11に応じて形成された軌道敷を適宜採用することができる。
軌道敷に設けられたレールR1によって、車両11が走行する軌道が決められている。また、軌道敷Rには、レールR1に対して予め定められた起点からの距離を示すキロポストが設けられている。
軌道敷Rには、レールR1が交差された交差点が設けられている。本実施形態では、交差点には信号待ち位置Pが設けられている。信号待ち位置Pは、車両11を停止させる位置である。交差点に設けられた信号待ち位置Pは、車両11を交差点の中で停止させないようにするためのものである。信号待ち位置Pの位置は、例えば自動車の停止線の延長線上の位置に予め定められている。
また、本実施形態では、軌道敷R内には信号待ち位置Pに車両11を停止させるために車両11を減速させ始める減速開始位置Bが定められている。減速開始位置Bの位置は、レールR1に沿う軌道の方向で車両11の走行方向の後方側に信号待ち位置Pから離れた位置である。減速開始位置Bと信号待ち位置Pとの間の軌道に沿う道のりの大きさは、車両11が信号待ち位置Pに安全に停止できる安全距離Laと略等しい。安全距離Laは、レールR1の購買などに基づいて予め定められた距離とすることができる。
車両11は、電気を動力源として軌道敷RのレールR1上を走行する車両である。本実施形態の車両11は、交通管制システム13から送信される運行指示に基づいて運転者が運転操作を行なうものである。なお、車両11は、交通管制システム13から送信される運行指示に基づいて自動的に車両11を走行させる自動走行装置を備えているものであってもよい。
また、本実施形態では、車両11は、車輪を回転させてレールR1上で車両11を走行させる走行手段11aと、車両11の運転者が車両11を操作するための運転台11bと、交通管制システム13と交信するための管制交信装置11cとを備えている。
管制交信装置11cによって、車両11は交通管制システム13の管制サーバ14から交通信号機15の現示の状態及び現示が切り替わる時刻を示す情報(以下、この情報を「現示スケジュール」と称する。)を入手できるようになっている。
交通信号機15は、軌道敷R内にある信号待ち位置Pの近傍に立てられている。交通信号機15は、車両11が信号待ち位置Pを通過できるか否かを示す信号を発するものである。交通信号機15は、レールR1上を走行する車両11の運転者に対して、信号待ち位置Pを車両11が通過できるか否かを示すことができるようになっている。
交通信号機15としては、例えば自動車に対する交通管制を行うための交通信号機と一体に形成されたものを採用することができる。
交通信号機15は、交通信号機15の動作を制御するための信号制御機16と電気的に接続されている。信号制御機16は、交通管制システム13から発信された指示信号を受信できるようになっている。交通管制システム13から発信された指示信号に基づいて、信号制御機16は、交通信号機15を制御できるようになっている。
駅18は、車両11に搭乗する旅客が車両11に乗り降りするための施設である。駅18は、軌道敷R上に複数設けられている。また、駅18には、軌道敷Rの路面よりも高い位置に形成されたプラットホーム19が設けられており、車両11は、プラットホーム19に隣接した位置に停車できるようになっている。
交通管制システム13は、複数の車両11のそれぞれから送信される後述する車両位置情報、停止理由データなどを受信し、複数の運行支援装置20に対して運行指示を送信する管制サーバ14を備えている。管制サーバ14は、自動車に対する交通管制を行うための図示しない交通管制センターに設置された信号制御系及び交通情報系のコンピュータシステムの一部である。
管制サーバ14は、交通信号機15の現示(交通信号機15による表示状況)を制御するための指示信号を後述する信号制御機16へ送信できるようになっている。また、管制サーバ14は、交通信号機15に向かって走行する車両11へ、交通信号機15のうち車両11の走行方向の直前方に位置する交通信号機(以下、「直近交通信号機15a」と称する。)の、上述のキロポストの起点からの道のりの長さの情報(以下、「信号機位置情報」と称する。)と、交通信号機15の現示スケジュールとを送信できるようになっている。
管制サーバ14が信号機位置情報及び現示スケジュールを車両11に送信するタイミングは、後述する信号待ち位置Pから車両11側の走行方向の後方へ離れた位置に設けられた制動位置Bを車両11が通過する前である。制動位置Bは、車両11が信号待ち位置Pに停止するために急制動をかけることなく安全に停止できる安全距離Laだけ離れた位置として、レールR1の勾配などに基づいて予め定められた位置である。
なお、管制サーバ14は、自動車に対する交通管制を行うコンピュータシステムから独立したコンピュータシステムであってもかまわない。
図2に示すように、運行支援装置20は、速度検出手段21と、位置検出手段22と、車両間交信手段26と、停止理由検知手段23と、交通信号機スケジュール入手手段24と、目的地位置・到達予定時刻記憶手段25と、制限速度発信手段27と、パターン生成部28と、交通管制システム13における現在時刻と同期された時刻情報を生成するタイマ29と、を備えている。
速度検出手段21は、車両11が軌道敷R上を走行する速度を検出するものである。速度検出手段21は、車両間交信手段26とパターン生成部28とのそれぞれ電気的に接続されている。本実施形態では、速度検出手段21は、車両11の車軸における単位時間当たりの回転数に基づいて車両11の速度を検知する図示しない速度検知機構から発せられた例えばパルス信号などに基づいて車両11の走行速度を算出し、車両の走行速度を示す走行速度信号を車両間交信手段26およびパターン生成部28へ送信できるようになっている。
位置検出手段22は、レールR1上における車両11の位置を検出するデータ生成手段である。位置検出手段22は、車両間交信手段26とパターン生成部28とのそれぞれに電気的に接続されている。本実施形態では、位置検出手段22は、全地球測位システム(GPS:Global Positioning System)の衛星(たとえば図1に示す衛星17)から発信された電波を受信する図示しないGPS受信機によって検知された車両11の座標情報から、上述のキロポストの起点と車両11との間の道のりの長さを示す車両位置情報を生成できるようになっている。
本実施形態では、速度検出手段21によって検出された走行速度情報と、位置検出手段22によって検出された車両位置情報とによって、車両情報データが構成されている。
停止理由検知手段23は、車両11がレールR1上で停止している理由を示す自車両停止理由データを生成するとともに、車両11の直前方に位置する車両11がレールR1上で停止している理由を示す前方車両停止理由データを記憶するものである。
本実施形態では、車両11がレールR1上で停止している理由としては、ア)交通信号機15によって車両11が停止している。イ)車両11が駅18に停車している。ウ)車両11の走行方向の前方が渋滞している。エ)車両11が故障などによって走行不能になっている。等がある。
停止理由検知手段23は、車両間交信手段26と電気的に接続されている。
停止理由検知手段23は、自車両停止理由データとして、信号停止データと、駅停車データと、渋滞停止データと、故障停止データとのうち少なくともひとつのデータを生成できるようになっている。
信号停止データは、車両11が停止している理由が上記ア)であるときに生成されるデータである。
駅停車データは、車両11が停止している理由が上記イ)であるときに生成されるデータである。
渋滞停止データは、車両11が停止している理由が上記ウ)であるときに生成されるデータである。
故障停止データは、車両11が停止している理由が上記エ)であるときに生成されるデータである。
また、停止理由検知手段23は、車両間交信手段26と電気的に接続された停止理由記憶部23aを有している。停止理由記憶部23aは、第一車両11−1の直前方に位置する第二車両11−2の停止理由検知手段23によって生成された第二車両11−2の自車両停止理由データ(第一車両における前方車両停止理由データ)を記憶するものである。
なお、停止理由検知手段23によって生成されたり記憶されたりする停止理由データはこれらのデータに限られるものではない。たとえば、停止理由データは、交通管制システム13から管制交信装置11dへ送信された運行指示に車両11を停止させる停止命令が含まれている場合に生成される管制停止データを含んでいてもよい。
交通信号機スケジュール入手手段24は、交通信号機15の信号機位置情報及び現示スケジュールを、交通管制システム13の管制サーバ14から管制交信装置11dを通じて受信して記憶するものである。交通信号機スケジュール入手手段24は、管制サーバ14から交通信号機15の信号機位置情報と現示スケジュールとが送信されるたびに、新たに受信した信号機位置情報及び現示スケジュールを上書できるようになっている。
交通信号機スケジュール入手手段24に記憶されている信号機位置情報及び現示スケジュールは、交通信号機15のうちレールR1上で車両11の直前方に位置する直近交通信号機15aの信号機位置情報及び現示スケジュールになっている。
目的地位置・到達予定時刻記憶手段25は、軌道敷R内に設けられた駅18のレールR1に沿う軌道上での位置を示す駅位置情報データと、車両11が駅18に到達する予定時刻とが記憶されたものである。なお、車両11が駅18に到達する予定時刻は、車両11の運行ダイヤに基づいて予め定められた時刻である。本実施形態では、車両11は、駅位置情報データに含まれた駅18に、車両11の進行方向に順番に停車するようになっている。なお、車両11の運行ダイヤに基づいて停車せずに通過する駅18がある場合には、目的地位置・到達予定時刻記憶手段25は、駅18のうち車両11が停車する必要がある駅を示す停車駅データをさらに記憶できるようになっていることが好ましい。
図3に示すように、車両間交信手段26は、複数の車両11の間で信号を送受信するものである。車両間交信手段26は、速度検出手段21、位置検出手段22、停止理由検知手段23、および制限速度発信手段27と電気的に接続されている。
図2に示すように、車両間交信手段26は、速度検出手段21から、車両11の走行速度信号を受信できるようになっている。また、車両間交信手段26は、位置検出手段22から、車両11の車両位置情報を受信できるようになっている。さらに、車両間交信手段26は停止理由検知手段23から、自車両停止理由データを受信できるようになっている。
また、車両間交信手段26は、無線通信機能を有し、走行速度信号、車両位置情報、および自車両停止理由データを、レールR1上を走行する別の車両11に対して送信できるようになっている。具体的には、車両間交信手段26は、走行速度信号、車両位置情報、および自車両停止理由データを、予め定められた間隔で、例えば5秒おきに発信できるようになっている。
なお、車両間交信手段26が走行速度信号、車両位置情報、および自車両停止理由データを発信する間隔は、5秒間隔に限られるものではない。たとえば、車両間交信手段26は、走行速度信号、車両位置情報、および自車両停止理由データを、例えば5秒よりも短い間隔おきに発信できるようになっていてもよく、例えば車両11の走行方向の後方に別の車両11が近接しているときに発信頻度を高めるように間隔が調整できるようになっていてもよい。
図3では、車両11を、第一車両11−1、第二車両11−2として枝番を付加して区別して図示し、第一車両11−1および第二車両11−2に搭載された運行支援装置20および運行支援装置20に設けられた各構成要素に対しても対応する枝番を付加して区別して図示している。また、図3では、運行支援装置20の一部の構成の図示を省略している。
図3に示すように、第二車両11−2の進行方向の後方に位置する第一車両11−1の車両間交信手段26−1は、第二車両11−2の車両間交信手段26−2が発信した走行速度信号、車両位置情報、および自車両停止理由データを受信できるようになっている。
制限速度発信手段27は、車両11がレールR1を走行できる速度の上限値(以下、「上限速度」と称する。)を示す上限速度データを生成し、パターン生成部28へ送信するものである。
図2に示すように、制限速度発信手段27は、車両間交信手段26、交通信号機スケジュール入手手段24、および目的地位置・到達予定時刻記憶手段25と電気的に接続されている。また、制限速度発信手段27は、目的地位置・到達予定時刻記憶手段25から、車両11の直前方に位置する駅18の位置情報を受信できるようになっている。さらに、制限速度発信手段27は、交通信号機スケジュール入手手段24から、車両11の直前方に位置する交通信号の現示スケジュールを受信できるようになっている。
また、制限速度発信手段27は、車両11を安全に走行させる目的であらかじめ設定された安全速度を示す安全速度データが記憶された図示しない安全速度記憶部27aを有している。なお、本実施形態では、安全速度は、車両11の走行性能に基づく最高速度を超えない範囲の一定の速度である。
また、安全速度は、車両運行システム1に自動列車制御装置(ATC)が設けられている場合には、ATCにおいてレールR1上の車両11の安全速度を動的に定めることができる。例えばレールR1を一定の閉塞区間に分割してこの閉塞区間内に在線可能な車両11を1つに制限する方式のATCでは、各閉塞区間にそれぞれ安全速度を定めることができる。また、例えば第二車両11−2と第一車両11−1との間の道のりの長さに基づいて車両11−1の安全速度を定めるいわゆるDigital ATCを採用することもできる。
図3に示すように、制限速度発信手段27は、第一車両11−1の車両間交信手段26−1から、第二車両11−2の停止理由データと、第二車両11−2の車両位置情報とを受信できるようになっている。
図4に示すように、制限速度発信手段27−1は、車両間隔算出部271−1と、駅距離算出部272−1と、信号機距離算出部273−1と、信号機指示判定部274−1と、上限速度算出部275−1と、上限速度発信部276−1とを有している。なお、車両間隔算出部、駅距離算出部、信号機距離算出部、信号機指示判定部、上限速度算出部、および上限速度発信部は、車両11のすべてに設けられている。以下では、第一車両11−1についてのみ説明し、他の車両11について重複する説明を省略する。
車両間隔算出部271−1は、第一車両11−1に対する第二車両11−2の間隔をレールR1に沿った道のりの長さとして算出するものである。車両間隔算出部271−1は、車両間交信手段26−1によって制限速度発信手段27−1へ送信された第一車両11−1の車両位置情報および第二車両11−2の車両位置情報に含まれたそれぞれのキロポストの起点からの道のりの差分を大きさ算出できるようになっている。
駅距離算出部272−1は、駅18のうち第一車両11−1の走行方向の直前方に位置する直近停車駅18a(図1参照)までの第一車両11−1からの道のりの長さを算出するものである。駅距離算出部272−1は、目的地位置・到達予定時刻記憶手段に記憶された駅18の位置情報と、第一車両11−1の車両位置情報に基づいて、駅18の一覧から第一車両11−1の直前方に位置する直近停車駅18aを選択し、選択された直近停車駅18aまでの道のりの長さを算出できるようになっている。
信号機距離算出部273−1は、直近交通信号機15a(図1参照)までの第一車両11−1からの道のりの長さを算出するものである。信号機距離算出部273−1は、直近交通信号機15aの信号機位置情報を交通信号機スケジュール入手手段24−1から受信でき、第一車両11−1の車両位置情報を、車両間交信手段26−1を通じて受信できるようになっている。信号機距離算出部273−1は、直近交通信号機15aの信号機位置情報と第一車両11−1の車両位置情報とに基づいて、信号待ち位置Pのうち直近交通信号機15aに対応してあらかじめ定められた信号待ち位置Pa(図1参照)と第一車両11−1との間のレールR1に沿った道のりの長さを算出できるようになっている。
信号機指示判定部274−1は、直近交通信号機15aに対応付けられた信号待ち位置Paを車両11−1が通過できるか否かを判定するものである。信号機指示判定部274−1は、交通信号機スケジュール入手手段24−1に記憶された直近交通信号機15aの現示スケジュールと、タイマ29によって生成された現在時刻と、信号機距離算出部273−1によって算出された第一車両11−1と直近交通信号機15aとの間の道のりの長さとを受信し、現示スケジュールと、現在時刻と、第一車両11−1と直近交通信号機15aとの間の道のりの長さとに基づいて、車両11−1が現在位置から信号待ち位置Paまで上述の安全速度で走行した場合に第一車両11−1が信号待ち位置Paを通過できるか否かを判定できるようになっている。
また、信号機指示判定部274−1は、第一車両11−1が上述の安全速度で走行した場合に信号待ち位置Paを通過できないと判定した場合には、直近交通信号機15aに対応する信号待ち位置Paから第一車両11−1側へ予め定められた一定の道のりだけ離れた制動位置Ba(図1参照)において第一車両11−1の上限速度を安全速度よりも低い速度に変更することを上限速度算出部275−1へ通知する制動フラグを生成できるようになっている。
上限速度算出部275−1は、第一車両11−1がレールR1を走行する上限速度を算出するものである。
上限速度算出部275−1は、予め設定された再計算間隔で第一車両11−1の上限速度を再計算して上限速度を算出できるようになっている。たとえば、本実施形態では、上限速度算出部275−1における再計算間隔は5秒である。なお、再計算間隔は5秒に限定されるものではなく、5秒以上、あるいは5秒以下など、どのような間隔であってもよい。ただし、再計算間隔が短いほうが車両11の運行状況に追従して上限速度を精度よく算出できるので好ましい。
また、上限速度算出部275−1は、第一車両11−1の停止理由検知手段23の停止理由記憶部23a−1に記憶された停止理由データ(第二車両11−2の停止理由データである)が車両間交信手段26−1を通じて参照できるようになっている。これにより、上限速度算出部275−1は、第二車両11−2の車両間交信手段26−2から送信された停止理由データが信号停止データと、駅停車データと、渋滞停止データと、故障停止データとのうちいずれのデータであるかを判定できるようになっている。
上限速度算出部275−1は、時刻t、位置xにおける第一車両11−1の上限速度Vlim(t,x)を算出できるようになっている。
上限速度Vlim(t,x)は、車両11−1の乗り心地を損なわない範囲で最も強い制動力をかけた場合に第二車両11−2の位置、信号待ち位置Pa、あるいは駅停車位置Pbを越えない位置で第一車両11−1の相対速度が0となる条件を満たす速度の最大値である。また、上限速度Vlim(t,x)は、安全速度を超えない速度とされている。
上限速度Vlim(t,x)の算出方法について説明する。
例えば、上限速度算出部275−1において上限速度Vlim(t,x)の算出を開始した時間をtとして、5秒ごとにt、t、・・・tを定める。
また、時間tにおける第一車両11−1の位置を基準位置X=0とし、基準位置xから次の停車位置(例えば駅18など)までの間で所定間隔(本実施形態では5メートル)おきにx、x、・・・、xmaxまでの値を定める。
続いて、時間t(k=0、1、・・・、N)について、Vlim(t,x)をそれぞれ算出する。
第一車両11−1が次に停車する駅18などまでの距離xmaxにおいて第一車両11−1の速度は0であるので、
lim(t,xmax)=0
である。
また、距離xにおいて第二車両11−2が停車している場合には、
lim(t,x)=0
である。
第一車両11−1が次に停車する位置までの間に第二車両11−2あるいは停止信号を発する交通信号機がない場合には、次の式1に基づいてVlim(t,x)を算出する。
Figure 2011168217
上記式1において、fは、第一車両11−1におけるブレーキの制動力の最大値、mは第一車両11−1の質量である。
上記式1によって、第一車両11−1がブレーキをかけることで減少する運動エネルギー(f×(xk+1−xk−1))に基づいて、xk+1における速度からxにおける上限速度を算出することができる。
以下では、第一車両11−1の走行方向の前方の状況に応じて上限速度算出部275−1が第一車両11−1の上限速度を算出する機能をそれぞれ詳述する。
図5ないし図7は、上限速度算出手段275−1の機能を説明するための模式図である。
(第一態様)
以下では、第一態様として、第一車両11−1の直前方の第二車両11−2がレールR1上を走行しており、かつ第一車両11−1と第二車両11−2との間に交通信号機15及び駅18がない場合について図5を参照して説明する。なお、図5には交通信号機15及び駅18は図示されていないが、第一車両11−1の走行方向の前方において遠方には交通信号機15及び駅18があるものとして説明する。
上限速度算出部275−1は、直近交通信号機15aあるいは直近停車駅18aまでの第一車両11−1からの道のりの長さと、第二車両11−2と第一車両11−1との間の道のりの長さとを比較できるようになっている。第一態様では、直近交通信号機15aあるいは直近停車駅18aまでの第一車両11−1からの道のりの長さが、第二車両11−2と第一車両11−1との間の道のりの長さよりも長い。このため、上限速度算出部275−1は、第一車両11−1の直前方の第二車両11−2がレールR1上を走行しており、かつ第一車両11−1と第二車両11−2との間に交通信号機15及び駅18がないことが検知できる。
第一態様では、第一車両11−1の制限速度発信手段27−1は、直近交通信号機15aに基づいて第一車両11−1の上限速度をパターン生成部28へ送信する動作に優先して、第二車両11−2との間の距離に基づいて第一車両11−1の上限速度をパターン生成部28へ送信するようになっている。これは、たとえ第一車両11−1が単独では直近交通信号機15aを通過できる状況であったとしても、第二車両11−2が減速したり停止したりした場合には第二車両11−2の後端位置P1に第一車両11−1が接触しないように第一車両11−1を減速させたり停止させたりする必要があるからである。
上限速度算出部275−1は、信号機指示判定部274−1による制動フラグが生成されていない場合(以下、この場合を「第一運行状況」と称する。)には、第二車両12−1に追いつくことなく、かつ直近停車駅18aの駅停車位置Pb(図1参照)で停車できる第一車両11−1の上限速度を算出するようになっている。
また、上限速度算出部275−1は、信号機指示判定部274−1による制動フラグが生成されている場合であって、且つ直近停車駅18aが直近交通信号機15aよりも第一車両11−1から測って遠方に位置している場合(以下、この場合を「第二運行状況」と称する。)には、上述の第一運行状況における上限速度を超えない範囲の速度で、直近交通信号機15aに対応して設けられた信号待ち位置Paにおいて第一車両11−1の相対速度が0になるように第一車両11−1の上限速度を算出できるようになっている。
また、上限速度算出部275−1は、信号機指示判定部274−1による制動フラグが生成されている場合であって、且つ直近交通信号機15aが直近停車駅18aよりも第一車両11−1から測って遠方に位置している場合(以下、この場合を「第三運行状況」と称する。)には、上述の第一運行状況における上限速度を超えない範囲の速度で、直近停車駅18aにおいて第一車両11−1の走行速度(レールR1上での絶対速度)が0になるように第一車両11−1の上限速度を算出できるようになっている。
(第二態様)
以下では、第一車両11−1の直前方の第二車両11−2が、直近交通信号機15a及び直近停車駅18aよりも第一車両11−1に近い位置のレールR1上で、故障によって停止している場合について説明する。
第二態様では、第二車両11−2の停止理由検知手段23−2は故障停止データを生成して、車両間交信手段26−2は故障停止データを発している。このとき、第一車両11−1は第二車両11−2が発している故障停止データを車両間交信手段26−1によって受信して停止理由検知手段23−1の停止理由記憶部23a−1に記憶している。この場合、上限速度算出部275−1は、第二車両11−2の車両間交信手段26−2から送信された停止理由データが故障停止データであることを判定できるようになっている。
このとき、上限速度算出部275−1は、第二車両11−2が走行している場合と同様に、第二車両11−2の位置において第二車両11−2に対する第一車両11−1の相対速度が0になるように第一車両11−1の上限速度を算出できるようになっている。
なお、第二態様では、第二車両11−2が停止しているので、第二車両11−2による故障停止データが解消されるまでは、第二車両11−2の位置で第一車両11−1の絶対速度が0となるように上限速度を算出するようになっている。
第二車両11−2による故障停止データが解消された後は、第一車両11−1が第二車両11−2に追いつくと予測される予測位置で第一車両11−1の上限速度が第二車両11−2の走行速度と等しくなるように上限速度が算出される。
(第三態様)
以下では、第一車両11−1の直前方に直近交通信号機15aがある場合について図6を参照して説明する。なお、図6には第二車両11−2が図示されていないが、第二車両11−2が交通信号機15よりも第一車両11−1の走行方向の前方で遠方に位置している場合も本態様に含まれる。
第三態様では、第一車両11−1は、直近交通信号機15aの現示スケジュールのみに基づいて上限速度算出部275−1によって上限速度が算出される。これにより、信号機指示判定部274−1による制動フラグが生成されている場合には直近交通信号機15aに対応して設けられた信号待ち位置Paにおいて上限速度が0となるように、制動位置Baから信号待ち位置Paに至るまでの各地点における上限速度が算出される。
(第四態様)
以下では、第一車両11−1と第二車両11−2との間に直近停車駅18aがある場合について図7を参照して説明する。
第四態様では、第一車両11−1の上限速度算出部275−1は、直近停車駅18aの停車位置Pbから安全距離Laだけ第一車両11−1の走行方向の後方側に離れた制動位置Bbまでは、安全速度を上限速度として上限速度データを生成する。さらに、第一車両11−1の上限速度算出部275−1は、制動位置Ba1と直近停車駅18aとの間では、安全速度から上述の第一制動力で車両11−1に一定の制動力をかけて直近停車駅18aで第一車両11−1を停止させる場合の第一車両11−1の速度を算出して、制動位置Ba1から直近停車駅18aまでの各地点における第一車両11−1の上限速度を算出する。
上限速度発信部276−1は、上限速度算出部275−1によって算出された上限速度Vlim(t,x)を含んだ上限速度データを発信するものである。上限速度発信部276−1によって発信された上限速度データは、パターン生成部28で受信されるようになっている。
パターン生成部28は、車両11を走行させる走行パターンを、最適化計算を用いて算出し、省エネ走行パターンに基づく速度ガイダンス情報を車両11−1の運転者に提示するものである。本実施形態では、走行パターンとは、車両11において力行(車両11の車輪11aに対して駆動力を伝達して車両11を加速させること、あるいは上り坂において一定速度で車両11を走行させること)、惰行(車両11の慣性によって車両11を走行させること)、および制動の組み合わせによって生成されるパターンである。また、省エネ走行パターンとは、第一車両11−1が直近の目的地(例えば車両11−1の直前方に位置する直近停車駅18a)に到達するまでの間に、制動をかける時間及び回数が最も少ない走行パターンである。
パターン生成部28は、速度検出手段21、位置検出手段22、目的位置・到達予定時刻記憶手段25、および制限速度発信手段27と電気的に接続されている。
パターン生成部28は、速度検出手段21から、車両11の走行速度を示す走行速度データを受信できるようになっている。また、パターン生成部28は、位置検出手段22から、レールR1上における第一車両11−1の位置(上述のキロポストの起点からの道のりの長さ)を示す車両位置情報を受信できるようになっている。
さらに、パターン生成部28は、目的位置・到達予定時刻記憶手段25から、車両11の走行方向の直前方に位置する直近停車駅18aに到達する予定時刻を受信できるようになっている。さらに、パターン生成部28は、制限速度発信手段27から、制限速度発信手段27によって生成された上限速度データを受信できるようになっている。
パターン生成部28は、制限速度発信手段27の上限速度発信部276−1から上限速度データが発信されることで省エネ走行パターンの生成を開始できるようになっている。すなわち、本実施形態では、パターン生成部28は、5秒に1度最適化計算を行うようになっている。
パターン生成部28は、制限速度発信手段27から送信された上限速度データに含まれた第一車両11−1の上限速度Vlim(t,x)以下の速度範囲で、第一車両11−1が直近停車駅18aに到達するまでに消費する消費エネルギーが最も少ない走行パターンを算出できるようになっている。
以下では、パターン生成部28における省エネ走行パターンの算出機能について説明する。
パターン生成部28は、式2に示す判定式に基づいて車両11が直近停車駅18aまで走行するときに消費する消費エネルギーJ(v(x))を算出する。
Figure 2011168217
式2において、a(x)は車両11の加速度である。また、上記式2のうち下記の式3に示した項は、車両11を加速させたり減速させたりする頻度が増加するにしたがって増加する関数である。
Figure 2011168217
また、上記式2においてv(x)は位置xにおける車両11の速度である。
また、Wは正の重み係数であり、上記式2のうち上記式3に示した項にかかる係数である。またWは正の重み係数であり、上記式2のうち(v(x))にかかる係数である。また、xは、車両11の現在位置である。また、xは、車両11の直近の目的地(直近停車駅18a)の位置である。
上記式2におけるWとWとの比率は、車両11の加速及び減速の頻度を最小化するか、車両11が目的地に到達するまでにかかる時間を最小化するかが予め定められることによって決められている。
パターン生成部28は、上限速度通知手段27から送信された上限速度データに含まれた上限速度Vlim(t,x)に対して、車両11の走行速度が上限速度Vlim(t,x)以下となる条件の下で、車両11の直近の目的地である例えば直近停車駅18aに停車するため以外に制動をする頻度が最小となる走行速度、すなわちJ(v(x))が最小となる走行速度を算出できるようになっている。具体的には、パターン生成部28は、消費エネルギーJ(v(x))の最小値を、例えばv(x)及びa(x)を状態空白にとって、xの方向に対して動的計画法を用いた計算プログラムによって求めることができるようになっている。
また、パターン生成部28は、車両11の運転台11cに設けられた図示しないモニタへ、消費エネルギーJ(v(x))が最小値となる走行パターンを表示して速度ガイダンス情報として運転者へ提示できるようになっている。
なお、車両11の運転者は省エネ走行パターンに基づくことなく制動操作をできるようになっている。この場合、パターン生成部28によって生成された消費エネルギーJ(v(x))が最小化される走行パターンとは異なる運行状況になることがある。例えば第一車両11−1の前方の状況に基づいて第一車両11−1の運転者が急制動をかけたことによって省エネ走行パターンと異なる運行状況になった場合には、
パターン生成部28は、当該状況が解消された後、省エネ走行パターンを新たに生成し、新たに生成された省エネ走行パターンに基づく速度ガイダンス情報を運転者に提示できるようになっている。
以上に説明した構成の、本実施形態の運行支援装置(運行支援システム)20の使用時の動作及び本実施形態の運行支援方法について、シミュレーションデータに基づいて説明する。図8は、運行支援装置20の動作の一例を示すフローチャートである。また、図9(A)、図9(B)、及び図9(C)は、運行支援装置20の使用時の動作を説明するための模式図である。また、図9(D)は、運行支援装置20によって生成される上限速度Vlim(t,x)のシミュレーションデータを示すグラフである。
図9(D)では、時刻(秒)で示した軸は、ある時刻を基準時刻0として示した5秒単位の時間軸である。また、位置(m)で示した軸は、基準時刻0における第一車両11−1を0m(起点)としたときのレールR1に沿った第一車両11−1走行方向の前方への道のりの長さを示す軸である。また、速度(m/s)で示した軸は、第一車両11−1の上限速度Vlim(t,x)の大きさを示す軸である。
第一車両11−1は、第一車両11−1の運転者が携行している時刻表(運転ダイヤ)に従って第一車両11−1の運転者によって制御されている。図9(A)に示すように、第一車両11−1の走行方向の前方には、第二車両11−2が位置している。
第二車両11−1の制限速度発信手段27−1は、車両位置情報、走行速度信号及び停止理由データを車両間更新手段26−1を通じて受信する(図8のステップS1)。ステップS1が終了したら、ステップS2へ移行する。
ステップS2は、信号機スケジュールを受信する工程である。
ステップS2では、制限速度発信手段27−1は、交通信号機スケジュール入手手段24−1から信号機スケジュール(直近交通信号機15aの信号機位置情報及び現示スケジュール)を受信する。
これでステップS2は終了し、ステップS3へ移行する。
上述のステップS1及びステップS2が、本実施形態におけるデータ生成工程である。
ステップS3は、制限速度発信手段27−1によって上限速度データを生成し、パターン生成部へ上限速度データを送信する工程である。
ステップS3では、例えば図9(A)に示すように、直近交通信号機15aの現示が、直近交通信号機15aを通過可能であることを指示したものである場合には、第一車両11−1は、第二車両11−2の走行状態に基づいて上限速度Vlim(t,x)を上限速度算出部275−1が生成する。上限速度Vlim(t,x)が生成されたら、上限速度発信部276−1が上限速度データをパターン生成部28へ送信する。
これでステップS3は終了し、ステップS4へ移行する。
上述のステップS3が、本実施形態における制限速度発信工程である。
ステップS4は、目的地の位置と時刻を入手する工程である。
ステップS4では、制限速度発信手段27−1は、目的地位置・到達予定時刻記憶手段25−1から目的地である直近停車駅18aの位置と到達予定時刻とを受信する。例えば図9(A)に示す運行状況は、直近停車駅18aよりも第一車両11−1に近い側に第二車両11−2が在線しているので、直近停車駅18aがあることに基づく上限速度の生成は行われない。
これでステップS4は終了し、ステップS5へ移行する。
ステップS5は、パターン生成部28における最適化計算によって速度ガイダンス情報を算出する工程である。
ステップS5では、パターン生成部28は、上限速度データに含まれた上限速度Vlim(t,x)を超えない速度の範囲で省エネ走行パターンを生成する。ステップS5において生成された省エネ走行パターンは、上限速度Vlim(t,x)を超えない範囲の速度で第一車両11−1を走行させる走行パターンであるので、第一車両11−1の運転者は、省エネ走行パターンに基づいて運転操作を行うことで、第二車両11−2に追いつかないように第一車両11−1を走行させることができる。
このとき、例えば第一車両11−1と第二車両11−2とが等しい速度で走行している場合には、図9(D)の0秒から25秒の間に示すように、5秒ごとに生成される上限速度Vlim(t,x)は、第一車両11−1から一定距離(例えば60m)先で第一車両11−1の速度が0となるようになっている。
これでステップS5は終了する。
上述のステップS5が、本実施形態におけるパターン生成工程である。
運行支援装置20−1は、上述のステップS1からステップS5までを順次繰り返して実行し、車両11−1が走行している各地点において速度ガイダンス情報を車両11−1の運転者に提示する。
ここで、例えば図9(B)に示すように、直近交通信号機15aの現示が第一車両11−1を信号待ち位置Paで停止させるように切り替えられた場合には、このとき、図9(D)の25秒から50秒までの間に示すように、第一車両11−1の上限速度算出部275−1によって5秒ごとに生成される上限速度Vlim(t,x)は、信号待ち位置Paの位置(例えば起点から40m)で走行速度(絶対速度)が0となるようになっている。
さらに、例えば図9(C)に示すように、直近交通信号機15aの現示が、第一車両11−1が信号待ち位置Paを通過可能であるように切り替えられた場合には、上限速度算出部275−1では、直近交通信号機15aに対応した信号待ち位置Paの位置で上限速度Vlim(t,x)を0にする動作から、第二車両11−2に追いつかないように上限速度を定める動作に切り替わる。例えば第一車両11−1よりも第二車両11−2が高速に走行している場合には、図9(D)の50秒から125秒に示すように、第二車両11−2との間の道のりの長さに基づいて第一車両11−1の上限速度Vlim(t,x)が徐々に大きくなる。なお、上限速度Vlim(t,x)は安全速度(図9(D)においては8m/s)を超えないようになっている。
以上説明したように、本実施形態の運行支援装置(運行支援システム)20及び運行支援方法によれば、第一車両11−1の車両間交信手段26−1が受信した第二車両11−2から受信したデータに基づいて、第二車両11−2の実際の走行情報データと、第二車両11−2の停止理由データとに基づいて、第一車両11−1の上限速度Vlim(t,x)が生成されるので、第二車両11−2が運行ダイヤ通りに運行されていない場合に第一車両11−1の加速や減速の頻度が少なくなるように第一車両11−1の運行を支援することができる。
(第2実施形態)
以下では、本発明の第2実施形態の運行支援システムについて、運行支援システムを備える車両運行システム2とともに図10を参照して説明する。
図10は、車両運行システム2の一部の構成及び情報の流れを示すブロック線図である。
図10に示すように、車両運行システム2は、車両11に代えて設けられた車両11Aと、車両11Aに搭載された運行支援装置30と、第1実施形態で説明した交通管制システム13に設けられた運行支援サーバ40とを備えている点で第1実施形態の運行支援装置20を備える車両運行システム1と構成が異なっている。
本実施形態では、運行支援装置30と、運行支援サーバ40とによって運行支援システムが構成されている。
運行支援装置30は、第1実施形態で説明した速度検出手段21と同様に車両11Aの走行速度を検出する速度検出手段31と、第1実施形態で説明した位置検出手段22と同様に車両11Aの車両位置情報を検出する位置検出手段32と、第1実施形態で説明した停止理由検知手段23と同様に停止理由データを生成し、あるいは停止理由データを記憶する停止理由検知手段33と、第1実施形態で説明した車両間交信手段26に代えて設けられた車両情報送信手段36と、第1実施形態で説明したパターン生成部28に代えて設けられたパターン受信手段38とを備えている。
本実施形態は、速度検出手段31と、位置検出手段32と、停止理由検知手段33とはそれぞれ車両情報送信手段36と電気的に接続されている。
車両情報送信手段36は、運行支援サーバ40へ信号を送信する点において第1実施形態で説明した車両間交信手段26と構成が異なっている。
パターン受信手段38は、第1実施形態で説明したパターン生成部28とは異なり、走行パターンを生成する機能を有しておらず、後述するパターン生成部48から送信された省エネ走行パターンを受信して車両11Aの運転者に速度ガイダンス情報を提示するものである。
運行支援サーバ40は、交通管制システム13の一部として設けられた地上設備である。運行支援サーバ40は、第1実施形態において車両11に設けられていた交通信号機スケジュール入手手段24に代えて設けられた交通信号機スケジュール入手手段44と、第1実施形態において車両11に設けられていた目的地位置・到達予定時刻記憶手段25に変えて設けられた目的地位置・到達予定時刻記憶手段45と、第1実施形態において車両11に設けられていた制限速度発信手段27に代えて設けられた制限速度発信手段47と、第1実施形態において車両11に設けられていたパターン生成部28に代えて設けられたパターン生成部48とを備えている。
交通信号機スケジュール入手手段44は、第1実施形態で説明した交通信号機スケジュール入手手段44と同様に動作できるようになっているものであるが、管制サーバ14とは有線通信によって通信できるようになっている。
目的地位置・到達予定時刻記憶手段45は、車両運行システム2によって制御されるすべての車両11Aにおける目的地の位置情報と、目的地への到達予定時刻が記憶されたものである。
制限速度発信手段47は、第1実施形態で説明した制限速度発信手段27と同様に上限速度Vlim(t,x)を含んだ上限速度データを生成し、パターン生成部48へ送信するものである。
このような構成であっても、第1実施形態で説明したのと同様に、車両11Aの運転者に対して省エネ走行パターンに基づく速度ガイダンス情報を提示することができる。
また、本実施形態では、第1実施形態において車両11に搭載されていた構成要素の一部を交通管制システム13の一部として備えており、車両11Aに共通する情報を処理するための構成要素が運行支援サーバ40に集約されている。このため、車両11Aに搭載される運行支援装置30を簡略化することができるという効果を奏する。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、パターン生成部28は、生成する省エネ走行パターンとして、上限速度の範囲内で、第一車両11−1において電力を走行手段の駆動力に変換する効率が最も高い速度に第一車両11−1の速度を近づけるように力行、惰行、及び制動が組み合わせられた組み合わせであり、かつ制動をかける時間及び回数が最も少なくなる組み合わせを生成できるようになっていてもよい。
また、上述の各実施形態で説明した運行支援システムは、第一車両の走行方向の前方に位置するレールR1の形状の種別を示す軌道データを、交通管制システム13から受信して生成できるようになっていてもよい。この場合には、制限速度発信手段27、47は、軌道データに含まれたレールR1の形状の種別に基づいて、上限速度Vlim(t,x)を生成できる。例えば、軌道データがレールR1の形状としてカーブ又は坂を示している場合には、上限速度通知手段27、47はカーブあるいは坂がない場合の上限速度Vlim(t,x)よりも低い速度を上限速度Vlim(t,x)として算出することができるようになっていてもよい。
1、2 車両運行システム
10 道路
11、11A 車両
11−1、11A−1 第一車両
11−2、11A−2 第二車両
15 交通信号機
15a 直近交通信号機
18 駅(停車位置)
18a 直近停車駅
20、30 運行支援装置(運行支援システム)
21 速度検出手段
22 位置検出手段
23 停止理由検知手段
23a 停止理由記憶部
26 車両間交信手段
27 制限速度発信手段
28 パターン生成部
40 運行支援サーバ(運行支援システム)
R 軌道敷
R1 レール
271−1 車両間隔算出部
272−1 駅距離算出部
273−1 信号機距離算出部
274−1 信号機指示判定部
275−1 上限速度算出部
276−1 上限速度発信部

Claims (7)

  1. 軌道に沿って走行する複数の車両の運行を支援する運行支援システムであって、
    前記軌道に沿って走行する前記車両のうち相対的に走行方向の後方に位置する前記車両を第一車両とし、前記第一車両の直前方に位置する前記車両を第二車両としたときに、
    前記第二車両の走行状態を示す車両情報データと、前記車両に対して管制情報を指示する交通信号機の内前記第一車両の直前方に位置する直近交通信号機の動作状態を示す信号状況データと、前記第一車両が停車する予め定められた停車位置のうち前記第一車両の直前方に位置する直近停車位置までの道のりを示す停車位置データとを生成するデータ生成手段と、
    前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとを前記データ生成手段から受信して、前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとに基づいて前記第一車両の上限速度が含まれた上限速度データを生成して発信する制限速度発信手段と、
    前記制限速度発信手段によって発信された前記上限速度データを受信し、前記第一車両が走行するために消費するエネルギーが最も小さくなる前記第一車両の加速及び減速の組み合わせのパターンを、前記第一車両の走行速度が前記上限速度を超えない範囲で生成するパターン生成部と、
    を備えることを特徴とする運行支援システム。
  2. 前記車両情報データは、前記軌道上における前記第二車両の車両位置情報と前記第二車両の走行速度情報とを含み、
    前記制限速度発信手段は、前記第一車両が前記第二車両に追いつく時点で前記第二車両に対する前記第一車両の相対速度が0となるように前記上限速度を生成することを特徴とする請求項1に記載の運行支援システム。
  3. 前記信号状況データは、前記直近交通信号機の信号機位置情報及び現示スケジュールを含み、
    前記制限速度発信手段は、受信した前記信号状況データに含まれた前記現示スケジュールに基づいて、前記直近交通信号機が前記車両を停止させる信号を発していて且つ前記交通信号機に対応して予め前記軌道上に定められた信号待ち位置に前記第一車両が到達する場合には、前記信号待ち位置に前記第一車両が到達する時点で前記停止位置に対する前記第一車両の速度が0となるように前記上限速度を生成する
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の運行支援システム。
  4. 前記制限速度発信手段は、前記第一車両が前記直近停車位置に到達する時点で前記第一車両の走行速度が0となるように前記上限速度を生成することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の運行支援システム。
  5. 前記車両が前記軌道上で停止している理由に基づいて停止理由データを生成する停止理由生成手段と、
    前記第二車両の停止理由データを受信して記憶する停止理由記憶部と、
    をさらに備え、
    前記制限速度発信手段は、前記第二車両から受信した停止理由データが前記第二車両が走行不能で停車していることを示すデータである場合には、前記第二車両が停車している位置において前記第一車両の走行速度が0となるように前記上限速度を生成して前記第一車両に通知する
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の運行支援システム。
  6. 前記データ生成手段は、前記第一車両の走行方向の前方に位置する前記軌道の形状の種別を示す軌道データを生成し、
    前記制限速度発信手段は、前記データ生成部から受信した前記軌道データに含まれた前記軌道の形状の種別がカーブ又は坂を示すデータを示している場合には、前記カーブあるいは前記坂がない場合の仮想上限速度よりも低い速度を前記上限速度として生成する
    ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の運行支援システム。
  7. 軌道に沿って走行する複数の車両の運行を支援する運行支援方法であって、
    前記軌道に沿って走行する前記車両のうち相対的に走行方向の後方に位置する前記車両を第一車両とし、前記第一車両の直前方に位置する前記車両を第二車両としたときに、
    前記第二車両の走行状態を示す車両情報データと、前記車両に対して管制情報を指示する交通信号機の内前記第一車両の直前方に位置する直近交通信号機の動作状態を示す信号状況データと、前記第一車両が停車する予め定められた停車位置のうち前記第一車両の直前方に位置する直近停車位置までの道のりを示す停車位置データとを生成するデータ生成工程と、
    前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとを前記データ生成手段から受信して、前記車両情報データと前記信号状況データと前記停車位置データとに基づいて前記第一車両の上限速度が含まれた上限速度データを生成して発信する制限速度発信工程と、
    前記制限速度発信手段によって発信された前記上限速度データを受信し、前記第一車両が走行するために消費するエネルギーが最も小さくなる前記第一車両の加速及び減速の組み合わせのパターンを、前記第一車両の走行速度が前記上限速度を超えない範囲で生成するパターン生成工程と、
    を備えることを特徴とする運行支援方法。
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