JP2015027229A - 列車運行ａｉシステム及び列車運行障害復旧支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運行障害発生時に乗務員だけで対応が必要とするとき。つまり、障害発生時の初動対応によって被害を最小限に抑えることができ、且つ障害発生した場所で列車無線が届かない所、または何らかの理由で列車無線が使えないことであっても対応をできる列車運行ＡＩシステムを提供する。
【解決手段】地上側には、列車情報又は路線情報に対して発生した障害と、当該障害の対応策を蓄積する地上データベース１６と、地上データベース１６に蓄積する各種情報を構築し、又は各種情報の中から列車の運行に必要な運行データを判断する構築エンジンとを有する地上サーバを設置する。列車１０は、運行データを有する車上データベース１２と情報端末１８からの入力情報によって車上データベース１２から対応策を情報端末へ出力する推論エンジン１３と列車１０の状態を推論エンジン１３へ与える列車情報インタフェース１４とを有する車上サーバ１１を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、列車運行ＡＩシステム及び列車運行障害復旧支援方法に関し、特に、路線のコード化と列車のコード化によって運行障害発生時に発生地点と発生列車によって異なる障害復旧方法を乗務員に提示させる方法に関するものである。

列車は多くの人間が利用しており、安全かつ正確な運行が求められている。運行に支障のある障害が発生した場合には、安全かつ迅速な復旧対処が必要となる。復旧対処には、列車の乗務員が地上の運行管理員・エンジニア等と連絡を取り対応策がとられる。この際には、運用マニュアル、路線状況・特性、車両状況・特性、等様々な情報から、対応策を決定する。

しかし、列車に関わるシステムは年々複雑化しており、様々な障害があるため、安全かつ迅速な復旧対処を行うための復旧支援システムが望まれている。復旧支援システムとして故障による列車の運行への影響を分析する情報分析装置を設け、この分析した情報を運行管理システムやメンテナンス向上へ送信する方法（特許文献１）がある。
特許文献１では、列車から地上の運行管理システムやメンテナンス工場への情報伝送量の低減することを課題として、列車から地上設備に故障情報など送る際に、車上にて、送信先毎に送信先に応じて情報を分析し、加工して、必要な情報を送信する発明が開示されている。これにより、地上設備と列車間の通信容量が少なくなり、地上設備の情報処理量を低減することが出来るとしている。

また、鉄道分野に限らず、障害復旧のための情報として、データベースを用いて障害状況等の入力情報から対応策を出力情報として得られ、この情報を元に復旧対処を行う場合もある。

特開２００２−１６５３１３号公報

一般的に障害の復旧対処者は、特定の場所に設置されたデータベースから、通信端末等を用いて情報を得る。鉄道の場合、列車は移動するため、地上との通信には無線を用いる必要がある。無線の場合、列車が山岳部やトンネル等の走行時に通信が不可能になる、停電やシステム障害による地上無線局のダウン、列車の無線装置故障等の要因により通信を行うことができない場合がある。地上と通信ができないため、地上データベースから情報を得ることができない。また、運行管理員やエンジニア等に対応策を求めることができない。このため、車上の乗務員で復旧対処を行う必要があるため、判断は経験により大きく左右されうる課題がある。

本発明の列車運行ＡＩシステムは、地上サーバと車上サーバとを有する列車運行ＡＩシステムにおいて、地上サーバは、列車情報と、路線情報と、列車情報又は路線情報に関する障害情報と、障害情報に対応する対応策情報とを備えた地上データベースを有し、車上サーバは、地上データベースから自列車に関するデータを抽出する推論エンジンと、推論エンジンが抽出したデータを格納する車上データベースと、自列車の状態を推論エンジンへ送信する列車情報インタフェースとを有し、推論エンジンは、障害が発生した際に、車上データベースから障害情報に対応する対応策情報を検索することを特徴とする。

また、列車運行障害復旧支援方法は、地上サーバと車上サーバとを有する列車運行障害復旧支援方法において、地上サーバは、列車情報と、路線情報と、列車情報又は路線情報に関する障害情報と、障害情報に対応する対応策とを備え、車上サーバは、地上サーバが備えた情報から自列車に関するデータを抽出し、抽出したデータを格納し、自列車の状態を取得し、障害が発生した際に、格納したデータから障害情報に対応する対応策情報を検索することを特徴とする。

上記列車運行ＡＩシステムによって、障害発生時に必要なデータの入力によって障害の復旧又は回避のための対応策データベースから抽出し、障害に対して乗務員で復旧又は回避の対応を行わなければならない場合、乗務員によって障害の情報を入力させ、対応策を提示することで、乗務員の経験や能力に大きく左右されず迅速な復旧対応を行うことができる。また、列車情報インタフェースによって列車の装置等に障害が発生した場合、情報端末に素早く障害に対する対応策を表示することができる。更に、車上データベースを構築していることから、無線通信が途絶えてしまうような障害であっても乗務員に対応策を提示することが可能である。

列車運行障害復旧支援ＡＩシステム全体を示した説明図である。 システムのデータベースを示した説明図である。 路線をコード化するための区分けを示した説明図である。 列車をコード化するための区分けを示した説明図である。

本発明による実施例について説明する。図１のように、列車１０は、車上データベース１２と推論エンジン１３、さらに列車情報インタフェース１４から構成される車上サーバ１１を有する。また、地上には地上データベース１６と構築エンジン１７から構成される地上サーバ１５が設置される。車上データベース１２と地上データベース１６は、図２に示すようなテーブルを格納している。推論エンジン１３は、車上データベース１２から推論結果を導き出す機能と、地上のデータベース１６からのデータを媒体または通信手段等を介して車上データベース１２を更新できる機能を有する。列車情報インタフェース１４は、自列車位置、各装置の正常・故障状態等、列車１０に関わる情報を推論エンジン１３へ与える機能を有する。情報端末１８は、推論エンジン１３または構築エンジン１７と通信し、列車１０内外へ携帯移動でき列車１０上の推論エンジン１３の推論結果を乗務員に提示する機能を有する。また、情報端末１８によって記録した障害情報を地上の構築エンジン１７へアップロードする機能を有する。

車上データベース１２と地上データベース１６に格納されるテーブルについて説明する。尚、説明の簡略化のために各々のデータベースは同一の構造からなるテーブルを備えるものとして説明するが、格納すべき必要な情報が得られる構成を備えていればよく、各データベースに格納されるテーブルの構成は必ずしも同一である必要はない。

地上データベース１６は図２の２０に示すマスターコードテーブルのように、要素として「項目１コード」、「項目２コード」、「項目３コード」、「項目４コード」、「項目５コード」、「障害コード」、「対応策コード」の７つのカラムから構成されるマスターコードテーブルを備え、５つの項目と１つの障害内容の組合せから１つの対応策を抽出することが可能となる。

例えば、図３に示すように路線区分けを行ったものを路線情報としてマスターコードテーブル２０に格納することで、項目１〜５の５つのコードにより路線上の１つの地点を一意に特定することが可能となる。

同様に図４に示すように列車区分けを行ったものを列車情報としてマスターコードテーブル２０に格納することで、項目１〜４の４つのコードにより列車１０における装置や場所を一意に特定することができる。尚、本実施例において、列車の区分けを行う際には項目５コードは使用しない。

各カラムに格納されるデータは適宜選択して予め決めておけばよく、本実施例においては、項目１コードには「車両形式」と「路線」が、項目２コードには「車両番号」と「走行経路」が、項目３コードには「装置」と「走行経路上の特定の区間」が、項目４コードには「装置間の関係」と「駅又は分岐点」が、項目５コードには「点」が、「障害コード」には障害名称を特定するためのコードが、「対応策コード」には障害の対応策を特定するためのコードが格納される。

地上データベース１６は、マスターコードテーブル２０に格納される各種コードに対応する名称や情報を格納したテーブル（項目１テーブル２１、項目２テーブル２２、項目３テーブル２３、項目４テーブル２４、項目５テーブル２５、障害テーブル２６、対応策テーブル２７）を具備している。各コードはユニークに割り振られ、同一テーブル内で重複するコードが存在する事はない。また、特に対応策テーブル２７には、対応策コードに紐付く対応策であるテキストデータや画像、動画を保存する機能を有する。

ユーザは、７つの要素の組合せを情報端末１８やその他図示しないクライアント端末に表示される画面を介して、構築エンジン１７を操作して各種コードを作成する。

上記構成のシステムの具体的な動作・手順について説明する。

列車運行開始前に地上データベース１６の各テーブルから、その日運行する車両形式と運行路線を選択し、それに合致したデータを推論エンジン１３によって抽出し、当該抽出したデータを車上データベース１２へ更新する。車上データベースは、マスターコードテーブルと同様に、項目１〜５、および障害、対応策の７つのコードで構成されるが、各コードの中の、自列車に関する情報を取り込めばよいため、車上データベースの規模は地上データベースよりも非常に小さいもので済む。また、構築エンジン１７は、推論エンジン１３が抽出するデータを、地上データベースから選択しておくことで、抽出時間を短縮できる。列車１０が走行を開始したら列車情報インタフェース１４から自列車位置を随時取り込む。列車１０の運行中に障害が発生したら、発生した場所が列車１０内であるときは、列車１０の列車情報及び障害情報を列車情報インタフェース１４から取り込んで各種項目コードを生成する。推論エンジン１３は生成したコードによってマスターコードテーブル２０を検索し、発生した障害に対応するための対応策コードを特定し、更に当該対応策コードに基づいて対応策テーブル２７を検索・取得し、情報端末１８に対処方法となるテキストや画像又は動画を表示する。また、障害が発生した装置に関連がある別の装置に影響が及ぼす可能性が在る場合はその対処方法も表示してもよい。推論エンジンによる車上データベースの更新は、少なくとも路線が変わる際に行えばよい。自列車位置の取り込みは、列車運行後に少なくとも１回行うことで本発明の効果は奏するが、周期的に行ったり、路線情報などに応じて行ったりすることで、より適切な対応策を導き出せる効果がある。

列車走行時に路線付近で障害が発生した場合、当該路線情報（どの路線の、どのルートの、どの区間における、どの駅または分岐点の近傍で障害が発生したか）と障害内容を示すコードが情報端末１８に送信され、これが自動的に推論エンジン１３に伝達される。推論エンジン１３は送信された内容と自列車位置に基づき障害内容をコード化し、このコードを用いてマスターコードテーブル２０ａの項目１〜５及び障害コードを検索し、これに紐付く対応策コードを特定する。続いて当該特定した対応策コードにて対応策テーブル２７を検索し、対応策となるテキストや画像又は動画を情報端末１８に表示する。乗務員は表示された当該対応策に従い、例えばその付近で列車１０を停車させたり、減速させたり、乗客を避難・誘導させたりを行うなどの対処を行う。また、情報端末１８は、送信された障害内容を、構築エンジン１７を介して地上データベース１６に送信する。これにより、障害が発生した機器に関する情報が地上データベース１６に蓄積・更新される。つまり、同様の機器の老朽化による故障可能性、同様の機器の故障に伴って他の機器が連動して故障する可能性などが、マスターコードテーブル２０に反映される。

上記動作は全てコード化された列車データと路線データの障害要素をキーにし、障害データが一致したコードと障害が発生した場所の自列車位置と列車１０上の装置からの情報で推論し結果を提示することが可能である。障害コード内の各障害と、対応策情報がコード化された対応策コード内の各対応策は、一対一に対応する。また、複数の障害が発生した場合は、対応策も複数提示される。

以上のような列車運行ＡＩシステムによれば、列車に車上データベースを設け、地上データベースに蓄積された障害対応に纏わる情報を車上データベースに登録することによって、無線通信が途絶えてしまうような状況であっても、車上データベースにアクセスすることで乗務員が障害対応に関する情報を得ることができ、乗務員の経験・能力が乏しい場合や、不測の事態が生じて乗務員で障害対応を行わなくてはならない場合であっても適切に障害の対応に当たることができる。

以上、本発明の列車運行ＡＩシステムの実施例について詳述したが、この構成に限定するものではない。例えば上記実施例では乗務員の操作によって障害の対応を行うとしたが、これに限定せず、推論エンジン１３によって列車１０の制御を行い、自動的に減速・停車をさせたとしても何ら問題ない。また、列車１０が複数路線に跨って運行する場合は、路線毎に設置される複数の地上データベースから列車１０が運行する予定の路線に関する路線情報及び列車情報を取得して車上データベースに蓄積すればよく、続く処理や動作については上述の実施例に倣って行えばよい。また、１つの地上サーバ１５に対して、列車１０の構成を備えた複数の列車が存在する場合は、各々の列車に対して、上述の通り地上データベースからの情報の送信、および複数の列車からのフィードバックに基づく地上データベースの更新を行う

１０ 列車
１１ 車上サーバ
１２ 車上データベース
１３ 推論エンジン
１４ 列車情報インタフェース
１５ 地上サーバ
１６ 地上データベース
１７ 構築エンジン
１８ 情報端末
２０ マスターコードテーブル
２１ 項目１テーブル
２２ 項目２テーブル
２３ 項目３テーブル
２４ 項目４テーブル
２５ 項目５テーブル
２６ 障害テーブル
２７ 対応策テーブル
３０ 路線Ａ
３１ａ ルートＡ
３１ｂ ルートＢ
３２ａ 区間Ａ
３２ｂ 区間Ｂ
３２ｃ 区間Ｃ
３２ｄ 区間Ｄ
３２ｅ 区間Ｅ
３３ａ 駅Ａ
３３ｂ 駅Ｂ
３３ｃ 駅Ｃ
３４ 分岐点Ａ
３５ 点Ａ
４０ 車両形式Ａ
４１ａ １号車
４１ｂ ２号車
４１ｃ ３号車
４２ａ 装置Ａ
４２ｂ 装置Ｂ
４２ｃ 装置Ｃ
４２ｄ 装置Ｄ
４２ｅ 装置Ｅ
４２ｆ 装置Ｆ

Claims (8)

1. 地上サーバと車上サーバとを有する列車運行ＡＩシステムにおいて、
   前記地上サーバは、
   列車情報と、路線情報と、前記列車情報又は前記路線情報に関する障害情報と、前記障害情報に対応する対応策情報とを備えた地上データベースを有し、
   前記車上サーバは、
   前記地上データベースから自列車に関するデータを抽出する推論エンジンと、
   前記推論エンジンが抽出したデータを格納する車上データベースと、
   前記自列車の状態を前記推論エンジンへ送信する列車情報インタフェースと
   を有し、
   前記推論エンジンは、障害が発生した際に、前記車上データベースから前記障害情報に対応する対応策情報を検索すること
   を特徴とする列車運行ＡＩシステム。
2. 請求項１に記載の列車運行ＡＩシステムにおいて、
   前記推論エンジンは、前記自列車の運行前に、前記地上データベースから前記自列車に関する情報を抽出し、
   前記列車情報インタフェースは、前記自列車の運行後に、前記自列車の位置情報を更新すること
   を特徴とする列車運行ＡＩシステム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の列車運行ＡＩシステムにおいて、
   前記地上サーバは、前記地上データベースを構築し、前記地上データベースの中から前記推論エンジンへ出力する情報を選択可能な構築エンジンを有すること
   を特徴とする列車運行ＡＩシステム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の列車運行ＡＩシステムにおいて、
   前記発生した障害の障害情報は、
   情報端末、若しくは前記列車情報インタフェースのいずれか、若しくはその両方から前記推論エンジンに出力されること
   を特徴とする列車運行ＡＩシステム。
5. 請求項４に記載の列車運行ＡＩシステムにおいて、
   前記情報端末は、前記発生した障害に関する情報を、前記構築エンジンへ送信し、
   前記構築エンジンは前記地上データベースを更新すること
   を特徴とする列車運行ＡＩシステム。
6. 請求項４または請求項５に記載の列車運行ＡＩシステムにおいて、
   前記推論エンジンは、検索した前記対応策情報を前記情報端末へ出力し、
   前記情報端末は、入力した前記対応策情報を表示すること
   を特徴とする列車運行ＡＩシステム。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の列車運行ＡＩシステムにおいて、
   複数の前記車上サーバは、各々の前記自列車に関するデータを前記地上サーバから抽出すること
   を特徴とする列車運行ＡＩシステム。
8. 地上サーバと車上サーバとを有する列車運行障害復旧支援方法において、
   前記地上サーバは、
   列車情報と、路線情報と、前記列車情報又は前記路線情報に関する障害情報と、前記障害情報に対応する対応策情報とを備え、
   前記車上サーバは、
   前記地上サーバが備えた情報から自列車に関するデータを抽出し、
   前記抽出したデータを格納し、
   前記自列車の状態を取得し、
   障害が発生した際に、前記格納したデータから前記障害情報に対応する対応策情報を検索すること
   を特徴とする列車運行障害復旧支援方法。

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