JP2016005294A - Collision damage reduction method and collision damage reduction system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate magnitude of latent collision risk with high probability as possible, for efficiently reducing collision damage.SOLUTION: A collision occurrence probability and magnitude of damage when collision occurs, considering size and weight of an obstacle on an accident occurrence place, season and time zone, are expressed by a statistic model, based on past accident data for every route, and magnitude of collision risk on a zone where a train is traveling, is estimated, and when the estimated collision risk is high, speed control is performed.

Description

本発明は、衝突被害軽減方法および衝突被害軽減システム、特に鉄道車両と障害物との衝突による被害を軽減する方法およびその方法を使用するシステムに関する。   The present invention relates to a collision damage reduction method and a collision damage reduction system, and more particularly, to a method of reducing damage caused by a collision between a railway vehicle and an obstacle and a system using the method.

安全・安心な鉄道運行を実現する上で、列車と障害物(たとえば自動車等や鹿等の動物)との衝突をいかに軽減するかが課題となっている。列車が過去にどの位置で何に衝突したかの情報は、記録され、データベース化されていることが多い。しかし、そのような記録やデータベースは、安全性向上を議論する上では参考となるが、体系的に利用される例は少ない。   In order to realize safe and reliable railway operations, how to reduce collisions between trains and obstacles (for example, animals such as cars and deer) has become an issue. Information on where and where a train has collided in the past is often recorded and stored in a database. However, such records and databases are helpful in discussing safety improvements, but there are few examples of systematic use.

従来、衝突による被害(衝突被害)を軽減するため、運転士は過去の経験に基づいて衝突事故多発区間においては前方を注意しながら走行している。また、衝突被害の軽減のために、踏切においては特殊信号発光機が地上に、防護無線が車上に設備されている。   Conventionally, in order to reduce damage caused by a collision (collision damage), a driver travels while paying attention to the front in a frequent collision accident section based on past experience. In order to reduce collision damage, a special signal light emitter is installed on the ground and a protective radio is installed on the vehicle at the level crossing.

衝突予測技術は、自動車分野では開発が進んでいる。たとえば、特許文献1では、自車両と他車両との衝突時の位置関係によって衝突形態を予測する技術が示されている。   Collision prediction technology is being developed in the automotive field. For example, Patent Document 1 discloses a technique for predicting a collision form based on a positional relationship at the time of collision between the host vehicle and another vehicle.

特許第5262394号公報Japanese Patent No. 5262394 特開2011−207353号公報JP 2011-207353 A 特開2011−116300号公報JP 2011-116300 A 特開2013−112247号公報JP 2013-111247 A 特許第5056033号公報Japanese Patent No. 5056033

寺田、伊藤、山川「マルチボディダイナミクスを用いた編成車両の3次元衝突解析」、鉄道技術連合シンポジウム講演論文集、2011年、第18巻、p.301−304Terada, Ito, Yamakawa “3D Collision Analysis of Organized Vehicles Using Multibody Dynamics”, Proceedings of the Symposium of the Federation of Railway Technology, 2011, Vol. 18, p. 301-304 小美濃幸司、外3名「通勤列車の踏切事故時の乗客挙動シミュレーション」、鉄道総研報告、2012年1月、第26巻、第1号、p.21―26Koji Omino, 3 others “Simulation of passenger behavior during a commuter train crossing accident”, Railway Research Institute report, January 2012, Vol. 26, No. 1, p. 21-26 長浜友治「踏切事故の危険性に関する基礎的研究」、土木学会論文報告集、1979年、第290号、p.99−114。Yuji Nagahama “Fundamental Study on Risk of Railroad Crossing Accident”, Journal of Japan Society of Civil Engineers, 1979, No. 290, p. 99-114. 武内陽子、外4名「運転曲線レベルで再現可能な運行シミュレータ」鉄道総研報告、2014年4月、第28巻第4号、p.41−46Yoko Takeuchi, 4 others "Operation simulator that can be reproduced at the driving curve level" Railway Research Institute report, April 2014, Vol. 28, No. 4, p. 41-46

衝突被害の軽減を、運転士の経験と注意(目視確認)に基づいて実現する場合、軽減の効果に個人差が生じる。また、特殊信号発光機や防護無線は、リスクが顕在化した際に衝突被害の軽減を図るものである。したがって、潜在的なリスクに対しては無力である。   When mitigation of collision damage is realized based on driver's experience and attention (visual confirmation), there are individual differences in the mitigation effect. Special signal light emitters and protective radios are intended to reduce collision damage when risks become apparent. Therefore, it is powerless against potential risks.

同様に、既存の衝突予測技術の多くは、障害物を光学センサ等によって検知するか、あるいは、センサの死角を無線通信で補うことによって機能する。したがって、それらの技術も潜在的なリスクに対しては無力である。   Similarly, many of the existing collision prediction techniques function by detecting an obstacle with an optical sensor or the like, or by supplementing the blind spot of the sensor with wireless communication. Therefore, these technologies are also powerless against potential risks.

道路交通と鉄道の情報共有は発展途上であり、技術が確立しても、普及には時間がかかると予想される。また、野生動物の追跡は、一部の希少動物を除き実際的でない。   Information sharing on road traffic and railways is in the process of development, and even if technology is established, it will take time to disseminate. Also, tracking wild animals is impractical except for some rare animals.

本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものであり、潜在的な衝突リスクの大きさを可及的に高い確率で推測することにより、衝突被害を効果的に軽減することを目的とする。   The present invention has been made to solve these problems. By estimating the potential collision risk with the highest possible probability, it is possible to effectively reduce collision damage. Objective.

上記目的を達成するため、本発明に係る衝突被害軽減方法は、障害物の種類と、速度、乗客・貨物を含めた質量、および乗客人数等の列車の状態とから、衝突の設備被害・人的被害の総和の大きさを推定する第1ステップ(発生被害推定ステップ)と、過去の事故データを用いて、障害物の種類、季節、時間帯ごとに、ある位置での衝突確率を推定して衝突確率地図を作成しておく第2ステップ(衝突確率地図作成ステップ)と、列車運行時に、走行パターンに基づいて、前記衝突確率地図をルックアップして各地点での衝突確率を推定する第3ステップ(衝突確率推定ステップ)と、第1ステップにおいて推定された発生被害と、第3ステップにおいて推定された衝突確率とを障害物の種類ごとに乗算して積算を行い、衝突リスクを求める第4ステップ(衝突リスク演算ステップ)と、第4ステップにより得られた衝突リスクの程度を予め定めた基準に基づいて評価する第5ステップ(衝突リスク評価ステップ)と、第5ステップにおいて評価された衝突リスクの程度に応じて速度制御装置に速度制御信号を与える第6ステップ(速度制御ステップ)とを含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the collision damage mitigation method according to the present invention is based on the type of obstacle, the speed, the mass including passengers and cargo, and the state of the train such as the number of passengers. Using the first step (estimated damage estimation step) to estimate the magnitude of total damage and past accident data, the collision probability at a certain position is estimated for each obstacle type, season, and time zone. A second step of creating a collision probability map (collision probability map creating step), and a step of looking up the collision probability map and estimating the collision probability at each point based on the running pattern during train operation Multiply the 3rd step (collision probability estimation step), the occurrence damage estimated in the 1st step, and the collision probability estimated in the 3rd step for each type of obstacle to calculate the collision risk. 4 steps (collision risk calculation step), 5th step (collision risk evaluation step) for evaluating the degree of collision risk obtained in the 4th step based on a predetermined criterion, and collision evaluated in the 5th step And a sixth step (speed control step) for giving a speed control signal to the speed control device in accordance with the degree of risk.

換言すると、本発明は、路線ごとに過去の事故データに基づいて、事故発生場所における障害物の大きさ・質量および季節や時間帯を考慮した衝突発生確率ならびに衝突が発生した場合の被害の大きさを統計モデルで表現し、列車の走行中の区間における衝突リスクの大きさを推定し、推定した衝突リスクが大きい場合は、速度制御を行うことを特徴とする。これにより、障害物との衝突が発生した場合の被害を軽減することができる。   In other words, the present invention is based on the past accident data for each route, and the collision occurrence probability in consideration of the size and mass of the obstacle at the location where the accident occurred, the season and the time zone, and the magnitude of damage when a collision occurs. This is expressed by a statistical model, the magnitude of the collision risk in the section where the train is running is estimated, and speed control is performed when the estimated collision risk is large. Thereby, the damage when the collision with the obstacle occurs can be reduced.

上記衝突被害軽減方法を使用する衝突被害軽減システムは、障害物の種類と列車の状態から設備被害・人的被害の大きさを推定する発生被害推定手段と、ある位置での衝突確率を障害物の種類、季節、時間帯ごとに定めておき、当該列車の走行パターンから衝突確率を推定する発生確率推定手段と、発生被害推定手段が推定した発生被害と発生確率推定手段が推定した衝突確率との積から衝突リスクが大きいか否かを評価する衝突リスク評価手段と、衝突リスク評価手段が衝突リスクは大きいと評価した場合に、当該列車の走行速度を制御する速度制御手段とを有することを特徴とする。   The collision damage mitigation system that uses the above collision damage mitigation method is an occurrence damage estimation means that estimates the magnitude of equipment damage and human damage from the type of obstacle and the state of the train, and the collision probability at a certain position as an obstacle. The occurrence probability estimation means for estimating the collision probability from the traveling pattern of the train, the occurrence damage estimated by the occurrence damage estimation means, and the collision probability estimated by the occurrence probability estimation means. A collision risk evaluation means for evaluating whether the collision risk is large from the product of the above, and a speed control means for controlling the traveling speed of the train when the collision risk evaluation means evaluates that the collision risk is large. Features.

上記衝突被害軽減システムは、過去の事故データを用いて、障害物の種類、季節、時間帯ごとに、ある位置での衝突確率を推定して衝突確率地図を作成する衝突確率地図作成手段を有することが好ましい。そして、衝突確率推定手段は、列車運行時に、走行パターンに基づいて、前記衝突確率地図をルックアップして各地点での衝突確率を推定するものであることが好ましい。   The collision damage mitigation system has a collision probability map creation unit that creates a collision probability map by estimating a collision probability at a certain position for each obstacle type, season, and time zone using past accident data. It is preferable. And it is preferable that a collision probability estimation means estimates the collision probability in each point by looking up the said collision probability map based on a running pattern at the time of train operation.

本発明によれば、地上に特殊な設備を設置することなく、衝突被害の軽減が可能であり、鉄道運行の安全性が向上する。   According to the present invention, collision damage can be reduced without installing special equipment on the ground, and the safety of railway operation is improved.

また、過去の客観的なデータに基づいて、統計モデルにより数理的に衝突リスクを求め、衝突リスクを低減させるように速度制御を行うため、従来の運転士の経験と注意に依存する方法が有する個人差の影響や判断の遅れを排除し、安定的に衝突回避・予防、被害軽減の効果が得られる。   In addition, based on past objective data, a statistical model is used to mathematically determine the collision risk, and speed control is performed to reduce the collision risk, so there is a method that depends on the experience and attention of the conventional driver. The effects of individual differences and judgment delays are eliminated, and the effects of collision avoidance / prevention and damage reduction can be obtained stably.

本発明の実施の形態に係る衝突被害軽減システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the collision damage reduction system which concerns on embodiment of this invention. 図1の衝突被害軽減システムの主たる機能を説明する図である。It is a figure explaining the main functions of the collision damage reduction system of FIG. 衝突被害軽減システムの主たる機能を実現する構成を示す図である。It is a figure which shows the structure which implement | achieves the main function of a collision damage reduction system. 障害物のモデルパラメータを示す表である。It is a table | surface which shows the model parameter of an obstruction. 衝突確率地図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a collision probability map. 衝突被害軽減システム運用時の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the operation | movement at the time of collision damage reduction system operation. 本発明の実施例1のブロック構成図である。It is a block block diagram of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2のブロック構成図である。It is a block block diagram of Example 2 of this invention. 本発明の実施例3のブロック構成図である。It is a block block diagram of Example 3 of this invention.

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下には、衝突被害軽減システムについて説明し、その説明の中で、衝突被害軽減方法を併せて説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the collision damage reduction system will be described, and the collision damage reduction method will also be described in the description.

[基本思想]
衝突被害軽減システムは、CPU(演算制御部)を中心とするコンピュータで構成されている。図1に示すように、衝突被害軽減システムは、入力部1と、表示部2と、位置・速度検知装置3と、記憶部4と、警報装置5と、速度制御装置6と、演算制御部7とを有する。
[Basic idea]
The collision damage reduction system is composed of a computer centered on a CPU (arithmetic control unit). As shown in FIG. 1, the collision damage reduction system includes an input unit 1, a display unit 2, a position / speed detection device 3, a storage unit 4, an alarm device 5, a speed control device 6, and an arithmetic control unit. 7.

入力部1は、この衝突被害軽減方法の適用対象路線等の条件を指定するためのものであり、キーボード、タッチパネル、マウス等の既知の入力手段を用いることができる。表示部2は、後述される演算制御部7の機能により構成される発生被害推定手段と発生確率推定手段の演算結果を表示するためのものであり、液晶パネルまたはLEDパネル等で構成されている。位置・速度検知装置3は、列車の位置および速度を検知し、出力するものであり、たとえば速度発電機や位置の誤差を補正するための地上子を検知する車上子等により構成される。   The input unit 1 is for designating conditions such as a route to which the collision damage reduction method is applied, and known input means such as a keyboard, a touch panel, and a mouse can be used. The display unit 2 is for displaying calculation results of an occurrence damage estimation unit and an occurrence probability estimation unit configured by functions of the calculation control unit 7 described later, and is configured by a liquid crystal panel, an LED panel, or the like. . The position / speed detection device 3 detects and outputs the position and speed of the train, and is composed of, for example, a speed generator and a vehicle upper element that detects a ground element for correcting a position error.

上記入力部1、表示部2、および位置・速度検知装置3は、いずれも既知のものであり、図示されていないI/Oインタフェースを介して演算制御部7と接続されている。また、必要により、列車の質量や乗員数を推定するための重量センサや当該列車外部から情報を取得するための通信装置等(いずれも図示せず)が演算制御部7に接続されている。   The input unit 1, the display unit 2, and the position / speed detection device 3 are all known, and are connected to the arithmetic control unit 7 via an I / O interface (not shown). If necessary, a weight sensor for estimating the mass of the train and the number of passengers, a communication device for acquiring information from the outside of the train, and the like (both not shown) are connected to the arithmetic control unit 7.

記憶部4は、衝突被害軽減システムの目的を実現するためのプログラムデータおよびワーキングデータを記憶するためのROM、RAM等のメモリを有する。そして、そのメモリに、路線ごとに、過去の衝突事故の事例がデータベース化されている。データベースを構成するデータは、過去の衝突事故に関する総合データであり、一例として、次のようなものが含まれる。すなわち、路線名、衝突事故発生位置(キロ程)、衝突事故発生年月日時分、天候、走行速度、障害物の種類(自動車、自転車、人、動物)と大きさ、被害の程度(大破、中破)、死者数、負傷者数などである。   The storage unit 4 includes a memory such as a ROM and a RAM for storing program data and working data for realizing the object of the collision damage reduction system. In the memory, past collision accident cases are stored in a database for each route. Data constituting the database is comprehensive data related to past collision accidents, and includes the following as an example. That is, the name of the route, the location of the collision accident (km), the date and time of the collision accident, the weather, the traveling speed, the type of obstacle (car, bicycle, person, animal) and the size, the degree of damage (wrecked, Midway), deaths, injuries, etc.

演算制御部7は、記憶部4に格納されているプログラムの実行により入力部1、位置・速度検知装置3から入力されるデータに基づいて、所定の演算処理、すなわち、図2に示すように、主として発生被害推定(S1)、衝突確率地図作成(S2)、発生確率推定(S3)、衝突リスク演算(S4)、衝突リスク評価(S5)、そして、衝突リスク評価に基づく速度制御(S6)を行う。   The arithmetic control unit 7 performs predetermined arithmetic processing based on data input from the input unit 1 and the position / speed detection device 3 by executing the program stored in the storage unit 4, that is, as shown in FIG. , Mainly occurrence damage estimation (S1), collision probability map creation (S2), occurrence probability estimation (S3), collision risk calculation (S4), collision risk evaluation (S5), and speed control based on collision risk evaluation (S6) I do.

さらに詳述すると、図3に示すように、演算制御部7は、発生被害推定を行う機能により発生被害推定手段7aを構成し、発生確率推定を行う機能により発生確率推定手段7bを構成し、発生被害推定手段7aおよび発生確率推定手段7bの推定値から総衝突リスクを求める衝突リスク演算手段7cを有し、得られた総衝突リスクの程度を評価する衝突リスク評価手段7dを有している。また、好ましい実施の形態においては、演算制御部7に、ある位置での衝突確率地図を表示部2に表示させる衝突確率地図表示手段7eが備えられている。以下に、これら各手段7a〜7eについて詳述する。   More specifically, as shown in FIG. 3, the arithmetic control unit 7 constitutes the occurrence damage estimation means 7a by the function of estimating the occurrence damage, and constitutes the occurrence probability estimation means 7b by the function of estimating the occurrence probability. It has a collision risk calculation means 7c that obtains the total collision risk from the estimated values of the occurrence damage estimation means 7a and the occurrence probability estimation means 7b, and has a collision risk evaluation means 7d that evaluates the degree of the obtained total collision risk. . In a preferred embodiment, the calculation control unit 7 is provided with a collision probability map display means 7e for causing the display unit 2 to display a collision probability map at a certain position. Below, these each means 7a-7e are explained in full detail.

発生被害推定手段7aは、後述されるように、障害物の種類と、列車の状態(たとえば、速度、乗客・貨物を含めた質量、乗車人数等)から設備被害・人的被害の大きさを推定する。   As will be described later, the occurrence damage estimation means 7a determines the magnitude of equipment damage / human damage based on the type of obstacle and the state of the train (for example, speed, mass including passengers / cargo, number of passengers, etc.). presume.

発生被害推定は、演算制御部7ではなく、他のデータ処理装置を用いて行い、その推定結果をデータベース化して記憶部4に保存してもよい。その場合、発生被害推定手段7aは記憶部4に保存された推定結果をルックアップして、当該列車の状態に対応した発生被害を推定する。   The occurrence damage estimation may be performed using another data processing apparatus instead of the arithmetic control unit 7, and the estimation result may be stored in the storage unit 4 as a database. In that case, the occurrence damage estimation means 7a looks up the estimation result stored in the storage unit 4 and estimates the occurrence damage corresponding to the state of the train.

発生被害推定の方法の一つとして、過去の衝突事故の事例のデータベースを参照し、人間が帰納的に推定する方法が挙げられる。また、発生被害をより定量的・客観的に求めるために、物理シミュレーションを利用する方法がある。   One of the methods for estimating the occurrence damage is a method in which a human is inductively estimated by referring to a database of past collision accident cases. In addition, there is a method using physical simulation in order to obtain damage occurrence more quantitatively and objectively.

物理シミュレーションでは、障害物のモデルおよび列車のモデルから、衝突時の力学的運動を算出する。障害物のモデルパラメータの一部を図4に示す。ただし、図4は、模式的なものであり、値は実際的とは限らない。質量が正規分布である必要もない。   In the physical simulation, the dynamic motion at the time of collision is calculated from the obstacle model and the train model. Some of the model parameters of the obstacle are shown in FIG. However, FIG. 4 is schematic and the values are not always practical. The mass need not be normally distributed.

全てのパラメータは、確率変数として定義可能である。ただし、値の幅が大きく、衝突リスクへの影響が大きいパラメータ(たとえば、質量)のみを確率変数として定義すればよい。   All parameters can be defined as random variables. However, only a parameter (for example, mass) having a large value range and a large impact on the collision risk may be defined as a random variable.

衝突時には、列車および障害物の変形に伴うエネルギーの散逸が生じる。変形の様相は、衝突の部位や角度によって大きく変化しうる。変形を伴う箇所については、有限要素法(FEM)解析を適用し、編成された列車のマクロな運動についてはマルチボディダイナミクス(MBD)解析を適用し、これらを連成させることで、変形を伴う衝突の力学的シミュレーションを行うことができる。衝突の力学的シミュレーションをFEM解析およびMBD解析により行う技術は、たとえば、非特許文献1に示されている。   At the time of a collision, energy dissipation occurs due to the deformation of the train and obstacles. The aspect of deformation can vary greatly depending on the location and angle of the collision. For places with deformation, finite element method (FEM) analysis is applied, and for macroscopic movements of trains, multibody dynamics (MBD) analysis is applied, and these are coupled to generate deformation. A dynamic simulation of the collision can be performed. A technique for performing a dynamic simulation of a collision by FEM analysis and MBD analysis is disclosed in Non-Patent Document 1, for example.

また、衝突発生時における列車内の乗客の二次衝突被害の推定については、たとえば、非特許文献2に、シミュレーションにより評価する技術が示されている。   Moreover, about the estimation of the secondary collision damage of the passenger in the train at the time of a collision occurrence, the technique evaluated by simulation is shown by the nonpatent literature 2, for example.

被害の大きさの指標としては、たとえば、設備被害については金額が利用できる。衝突発生時の状況から、その被害の大きさをどのように定量化するかについては、価値観に依存するため、本発明では特に規定しない(状況から被害の大きさへの何らかの写像が定義されていればよい)。衝突の状況自体は列車位置や発生時刻への依存が小さい。ただし、付帯的状況(復旧に必要となる要員や時間の確保しやすさ、代替交通機関が存在するか否か等)まで考慮に入れると、被害の大きさは列車位置や発生時刻に応じて変化する。付帯的状況まで考慮する場合は、列車位置や発生時刻に応じて写像を切り替えるようにすればよい。   As an indicator of the magnitude of damage, for example, an amount can be used for equipment damage. How to quantify the magnitude of the damage from the situation at the time of the collision depends on values and is not specified in the present invention (some mapping from the situation to the magnitude of the damage is defined). As long as it is). The situation of the collision itself is less dependent on the train position and time of occurrence. However, taking into consideration incidental situations (ease of securing necessary personnel and time for restoration, whether alternative transportation exists, etc.), the magnitude of damage depends on the train location and time of occurrence. Change. When considering incidental situations, the mapping may be switched according to the train position and time of occurrence.

発生確率推定手段7bは、障害物の種類、列車位置、季節、時間帯等から、衝突が発生する確率を推定する。季節、時間帯は演算制御部7に内蔵あるいは接続されたカレンダー・時計(図示せず)から取得する。   The occurrence probability estimation means 7b estimates the probability of occurrence of a collision from the type of obstacle, train position, season, time zone, and the like. The season and time zone are acquired from a calendar / clock (not shown) built in or connected to the arithmetic control unit 7.

発生確率は、列車位置に強く依存し、それ以外の列車の状態への依存性は小さい。この特徴を利用し、発生確率推定にあたっては、ある位置での衝突確率を、図5に例示するような衝突確率地図として、障害物の種類、季節、時間帯等の条件ごとに定め、記憶部4に保存しておく。そして、発生確率推定手段7bは、当該列車の走行パターン(時刻・位置)に沿って衝突確率地図をルックアップして当該地点の衝突確率を推定する。   The probability of occurrence strongly depends on the train position, and is less dependent on the other train states. Using this feature, in estimating the occurrence probability, the collision probability at a certain position is determined for each condition such as the type of obstacle, season, time zone, etc. as a collision probability map as illustrated in FIG. Save to 4. Then, the occurrence probability estimation unit 7b looks up the collision probability map along the traveling pattern (time / position) of the train and estimates the collision probability of the point.

踏切内での衝突事故の発生状況は、踏切の諸元や踏切環境等との相関がみられる場合があることが分かっている(たとえば、非特許文献3)。したがって、踏切の諸元や踏切環境等の条件で分類を行い、類似条件の踏切から衝突確率を補完する方法が有効である。踏切の諸元や踏切環境等とは、遮断機の有無、横断路の長さ、交差路の数などである。   It has been found that the occurrence situation of a collision accident in a level crossing may be correlated with the level crossing specifications, level crossing environment, and the like (for example, Non-Patent Document 3). Therefore, a method is effective in which classification is performed based on conditions such as level crossing specifications and level crossing environment, and the collision probability is complemented from level crossings based on similar conditions. The level crossing specifications, level crossing environment, etc. include the presence or absence of a breaker, the length of a crossing, the number of crossings, and the like.

また、過去に衝突事故に至らなかったが、重大事故になった虞がある事例なども考慮されることが望ましい。したがって、ハインリッヒの法則を踏まえ、衝突事故に至らなかった不安全状態の発生状況から、衝突事故の発生確率を推定する方法も有効である。   In addition, it is desirable to consider a case where there has been a possibility of a serious accident that has not led to a collision accident in the past. Therefore, based on Heinrich's law, it is also effective to estimate the probability of a collision accident from the state of occurrence of an unsafe state that did not result in a collision accident.

衝突確率地図の妥当性については、尤度(衝突確率地図が与えられた条件における個々の衝突事故事例が発生する条件付き確率)を求めることで、相対的に評価することができる。たとえば、衝突発生確率が位置に依らず一様と仮定した場合の尤度よりも、推定した衝突確率地図の場合の尤度が高ければ、相対的に妥当である(すなわち、有用性が高い)と言える。   The validity of the collision probability map can be relatively evaluated by obtaining the likelihood (the conditional probability that an individual collision accident case occurs under the condition given the collision probability map). For example, if the likelihood in the case of the estimated collision probability map is higher than the likelihood in the case where the collision occurrence probability is assumed to be uniform regardless of the position, it is relatively appropriate (that is, usefulness is high). It can be said.

衝突リスク演算手段7cは、発生被害推定手段7aおよび発生確率推定手段7bの推定値を乗算・積算して総衝突リスクを求める。すなわち、本発明の実施の形態においては、衝突リスク = 発生被害×発生確率とする。つまり、衝突リスクの大きさを推定するに当たり、列車位置や発生時刻への依存が小さい要素として、発生被害の大きさを決める。また、列車位置や発生時刻に依存する要素として、発生確率を用いる。一度に衝突しうる障害物の種類を、単一と仮定する(たとえば、乗用車と動物に同時に衝突することはないとする)ならば、衝突リスクは、
衝突リスク=Σ(ある種の障害物での発生被害×ある種の障害物での発生確率)
の計算式で求められる。ここでΣは、障害物の種類についての総和を求める操作を意味する。もし、複数種類の障害物に同時に衝突する事象を考慮するならば、障害物の組(たとえば「乗用車1台と自転車1台」)を、固有の障害物の種類として独立に定義すればよい。
The collision risk calculation means 7c multiplies and integrates the estimated values of the occurrence damage estimation means 7a and the occurrence probability estimation means 7b to obtain the total collision risk. That is, in the embodiment of the present invention, collision risk = occurrence damage × occurrence probability. That is, in estimating the magnitude of the collision risk, the magnitude of the occurrence damage is determined as an element having a small dependence on the train position and the occurrence time. In addition, the occurrence probability is used as an element depending on the train position and the occurrence time. Assuming that there is only one type of obstacle that can collide at a time (for example, a car and an animal will not collide at the same time), the collision risk is
Collision risk = Σ (Occurrence damage with certain obstacles x Occurrence probability with certain obstacles)
It is calculated by the following formula. Here, Σ means an operation for obtaining the sum of the types of obstacles. If an event that collides with a plurality of types of obstacles at the same time is considered, a set of obstacles (for example, “one passenger car and one bicycle”) may be independently defined as a specific obstacle type.

発生被害や衝突リスクは、一般には確率論的に確率分布で表現される。もっとも、演算処理の簡素化のために、確率分布ではなく、要約統計量(平均値、最頻値等)を用いてもよい。   Occurrence damage and collision risk are generally expressed in a probability distribution with probability distribution. However, in order to simplify the arithmetic processing, summary statistics (average value, mode value, etc.) may be used instead of the probability distribution.

衝突リスクを所定の方法により積算したものが総衝突リスクとなる。積算方法としては、現時刻から一定時間内での積算、現在位置から一定距離を走行する間での積算、あるいはそれらを併用する方法が挙げられる。また、重要性の高い、時空間的に直近の衝突リスクに大きい重みをつけて、重み付き和として積算してもよい。   The total collision risk is obtained by integrating the collision risk by a predetermined method. Examples of the integration method include integration within a certain period of time from the current time, integration while traveling a certain distance from the current position, or a method using a combination thereof. Alternatively, the most important and most recent collision risk in space and time may be given a large weight and integrated as a weighted sum.

衝突リスク評価手段7dは、衝突リスク演算手段7cから得た総衝突リスクを予め定めてある基準値と比較して、総衝突リスクが大きいか否かを評価する。総衝突リスクも一般には確率分布のため、比較においては要約統計量(平均値、分位数等)を用いる。総衝突リスクが大きいと評価したときは、警報装置5に駆動信号を与えるとともに、速度制御装置6に速度制御信号を与える。   The collision risk evaluation means 7d compares the total collision risk obtained from the collision risk calculation means 7c with a predetermined reference value and evaluates whether the total collision risk is high. Since the total collision risk is also generally a probability distribution, summary statistics (average value, quantile, etc.) are used for comparison. When it is evaluated that the total collision risk is high, a driving signal is given to the alarm device 5 and a speed control signal is given to the speed control device 6.

たとえば、衝突リスク評価手段7dは、総衝突リスクが予め定めた第1閾値を超えた場合は、駆動信号を出力して警報装置5に与える。これにより、警報装置5は警報音または点滅光などを出して、当該列車の運転士の注意を喚起する。また、衝突リスク評価手段7dは、総衝突リスクが第1閾値よりも大きい予め定めた第2閾値を超えた場合は、速度制御信号を出力して速度制御装置6に与える。これにより、速度制御装置6は図示されていない制動装置に対して減速させる制御を行う。第2閾値よりもさらに大きい予め定めた第3閾値を超えた場合は、速度制御装置6は制動装置に対して停車させる制御を行う。   For example, the collision risk evaluation means 7d outputs a drive signal and gives it to the alarm device 5 when the total collision risk exceeds a predetermined first threshold value. As a result, the alarm device 5 emits an alarm sound or flashing light to alert the driver of the train. Further, the collision risk evaluation means 7d outputs a speed control signal and gives it to the speed control device 6 when the total collision risk exceeds a predetermined second threshold value that is larger than the first threshold value. As a result, the speed control device 6 controls the braking device (not shown) to decelerate. When a predetermined third threshold value that is larger than the second threshold value is exceeded, the speed control device 6 performs control to stop the braking device.

警報装置5は、演算制御部7の衝突リスク評価手段7dから駆動信号を与えられたとき、列車の運転士に走行速度等について注意を喚起する。また、速度制御装置6は、演算制御部7の衝突リスク評価手段7dから速度制御信号を与えられたとき、現在、衝突リスク以外の要因(たとえば先行列車との距離、曲線半径、勾配等)に基づいた速度パターンに従って走行している速度を、衝突リスクの程度に応じて、減速または停止させる制御を制動装置に対して行う。   When receiving a drive signal from the collision risk evaluation means 7d of the arithmetic control unit 7, the alarm device 5 alerts the train driver about the traveling speed and the like. Further, when the speed control device 6 is given a speed control signal from the collision risk evaluation means 7d of the arithmetic control unit 7, the speed control device 6 is currently subjected to factors other than the collision risk (for example, distance to the preceding train, curve radius, gradient, etc.). The braking device is controlled to decelerate or stop the traveling speed according to the speed pattern based on the degree of collision risk.

衝突リスクが大きい場合は、速度制御を行うことにより列車間隔を広くとることが好ましい。以下、これに関して説明する。一般的な間隔制御においては、先行列車が瞬時に停止する(減速度無限大)と仮定した場合でも、衝突しないように列車間隔が確保される。しかし、何らかの理由で後続列車の制動が遅れたり、減速度が不足したりした状況を考慮すると、後続列車が先行列車に追突するリスクは小さいながらも存在する。この追突のリスクは、やはり小さいながらも、先行列車が障害物と衝突した際に増大する。また、衝突が発生した場合は、列車や障害物が周辺線路を支障することで多重衝突のリスクが生じる。   When the collision risk is high, it is preferable to widen the train interval by performing speed control. This will be described below. In general interval control, even when it is assumed that the preceding train stops instantaneously (deceleration infinite), the train interval is secured so as not to collide. However, considering the situation where the braking of the following train is delayed for some reason or the deceleration is insufficient, there is a small risk that the following train will collide with the preceding train. The risk of this rear-end collision is small, but increases when the preceding train collides with an obstacle. Also, when a collision occurs, the risk of multiple collisions arises because trains and obstacles interfere with the surrounding lines.

そして、追突や多重衝突を回避するために急制動を行った場合は、車内での乗客や荷物の転倒・衝突リスクが高まる。しかし、列車間隔を広くとることで、後続列車ないしは周辺列車は、より小さい減速度で、より安全に停止措置をとることが技術的に可能となる。   When sudden braking is performed to avoid rear-end collisions and multiple collisions, there is an increased risk of passengers or luggage falling or colliding in the vehicle. However, by increasing the train interval, it is technically possible for the following trains or neighboring trains to take a safer stop with a smaller deceleration.

また、衝突リスクが大きい状況では、衝突に至らない不安全状態も発生しやすいと考えられる。不安全状態の発生により列車が非常停止したとしても、衝突に至らなければ、比較的早期に運転再開となることが想定される。この際、列車間隔を広くとっておくことで、列車運行の回復や運転整理が、より容易となる。   Moreover, in a situation where the risk of collision is large, it is considered that an unsafe state that does not lead to a collision is likely to occur. Even if the train stops in an emergency due to the occurrence of an unsafe condition, it is assumed that the operation will be restarted relatively early if a collision does not occur. At this time, it is easier to recover the train operation and organize the operation by keeping the train interval wide.

列車間隔を広くとる方法については、後述する。   A method for increasing the train interval will be described later.

図5は、一例として、3個の踏切C1、C2、C3と、1個のトンネルTが存在する路線Rにおける衝突確率を示す衝突確率地図である。この衝突確率地図では、障害物の種類が乗用車である場合の衝突確率が実線で示され、障害物の種類が野生動物である場合の衝突確率が破線で示されている。そして、踏切C1とC3においては乗用車衝突確率が高く、踏切C2における乗用車衝突確率は比較的小さいことが示されている。トンネルTの前後においては動物衝突確率がやや高いことが示されている。   FIG. 5 is a collision probability map showing the collision probability on the route R where three railroad crossings C1, C2, and C3 and one tunnel T exist as an example. In this collision probability map, the collision probability when the obstacle type is a passenger car is indicated by a solid line, and the collision probability when the obstacle type is a wild animal is indicated by a broken line. It is shown that the passenger car collision probability is high at the level crossings C1 and C3, and the passenger car collision probability at the level crossing C2 is relatively small. It is shown that the animal collision probability is slightly high before and after the tunnel T.

したがって、図5の例の場合は、一例として、乗用車衝突確率が高い踏切C1に列車が接近するときは、警報装置5が警報音または点滅光などを出して、運転士の注意を喚起するとともに、速度制御装置6は列車の走行速度を減速させる。また、動物衝突確率のやや高いトンネルTに列車が接近するとき、およびトンネルを通過した直後には、警報装置5が警報音または点滅光などを出して、運転士の注意を喚起する。また、乗用車衝突確率と動物衝突確率の低い踏切C2に列車が接近するときは、警報音または点滅光などを出して運転士の注意を喚起するが、速度制御装置6は列車の走行速度の減速制御を行なわない。乗用車衝突確率の比較的高い踏切C3に列車が接近するときは、警報装置5が警報音または点滅光などを出して運転士の注意を喚起するとともに、速度制御装置6は列車の走行速度を減速する。減速することで、推定される発生被害が低減し、これにより衝突リスクも低減する。衝突リスクが所定の基準値を下回れば、警報装置5の駆動や速度制御装置6の減速制御は解除・緩和される。   Therefore, in the example of FIG. 5, as an example, when the train approaches the railroad crossing C <b> 1 having a high passenger car collision probability, the alarm device 5 emits an alarm sound or flashing light to alert the driver. The speed control device 6 decelerates the traveling speed of the train. Further, when the train approaches the tunnel T having a slightly higher animal collision probability, and immediately after passing through the tunnel, the alarm device 5 emits an alarm sound or flashing light to alert the driver. Further, when the train approaches the railroad crossing C2 where the passenger car collision probability and the animal collision probability are low, an alarm sound or flashing light is emitted to alert the driver, but the speed control device 6 reduces the traveling speed of the train. Do not control. When the train approaches the railroad crossing C3 having a relatively high passenger car collision probability, the alarm device 5 emits an alarm sound or flashing light to alert the driver, and the speed control device 6 decelerates the traveling speed of the train. To do. By decelerating, the estimated damage is reduced, thereby reducing the risk of collision. If the collision risk falls below a predetermined reference value, the driving of the alarm device 5 and the deceleration control of the speed control device 6 are canceled / mitigated.

衝突確率地図は、各路線において、季節、時間帯等に応じて複数が用意される。障害物の種類も乗用車や動物に限定されない。図5は単なる一例を示すにすぎない。   A plurality of collision probability maps are prepared for each route according to the season, time zone, and the like. The types of obstacles are not limited to passenger cars or animals. FIG. 5 is merely an example.

図5の衝突確率地図は、過去の事故データ(データベース)を利用して生成される。ただし、実際に衝突事故が発生する確率は必ずしも大きくなく、路線全体の長さに対し、事例の数は限定的である。したがって、事故事例のない箇所についても、上述のように踏切の諸元や踏切環境等の情報から、衝突確率を補完して定める必要がある。   The collision probability map of FIG. 5 is generated using past accident data (database). However, the probability that a collision accident actually occurs is not necessarily high, and the number of cases is limited with respect to the total length of the route. Accordingly, it is necessary to determine the location where there is no accident example by complementing the collision probability from information such as the level crossing specifications and the level crossing environment as described above.

なお、衝突確率地図表示手段7eは、演算制御部7ではなく、他のデータ処理装置に設けてもよい。衝突確率の代わりに、衝突リスク演算手段7cで得られる衝突リスクを地図として出力してもよい。衝突確率あるいは衝突リスクの図示方法は、図5のような曲線グラフを用いてもよいし、色彩や数値を用いてもよい。   The collision probability map display means 7e may be provided in another data processing device instead of the arithmetic control unit 7. Instead of the collision probability, the collision risk obtained by the collision risk calculation means 7c may be output as a map. As a method for illustrating the collision probability or the collision risk, a curve graph as shown in FIG. 5 may be used, or a color or a numerical value may be used.

[運用時の作用]
次に、上記の実施の形態に係る衝突被害軽減システムの運用時の作用を図6に基づいて説明する。衝突被害軽減システムのプログラムの実行は、列車の始点からの発車とともに開始される。そして、同時に位置・速度検知が開始される(S21)とともに、衝突確率推定手段7bが現在位置における衝突確率地図をルックアップして(S22)、走行パターン(位置・速度)から現在位置における衝突確率を推定する(S23)。他方、発生被害推定手段7aは列車状態から発生被害を推定する(S24)。発生被害推定手段7aおよび発生確率推定手段7bによる推定値が得られると、衝突リスク演算手段7cが、発生被害推定手段7aおよび発生確率推定手段7bによる推定値を積算して総衝突リスクを求める(S25)。その総衝突リスクは衝突リスク評価手段7dに与えられ、衝突リスク評価手段7dはその総衝突リスクを予め定めてある基準値と比較して、衝突リスクが大きいか否かを評価し(S26)、その評価の程度に応じて、警報装置5に駆動信号を与え、または速度制御装置6に速度制御信号を与える(S27)。
[Operation during operation]
Next, the operation at the time of operation of the collision damage reduction system according to the above embodiment will be described with reference to FIG. The execution of the collision damage mitigation system program starts with departure from the starting point of the train. Simultaneously, the position / speed detection is started (S21), and the collision probability estimation means 7b looks up the collision probability map at the current position (S22), and the collision probability at the current position is determined from the travel pattern (position / speed). Is estimated (S23). On the other hand, the occurrence damage estimation means 7a estimates the occurrence damage from the train state (S24). When the estimated values by the occurrence damage estimation means 7a and the occurrence probability estimation means 7b are obtained, the collision risk calculation means 7c calculates the total collision risk by integrating the estimated values by the occurrence damage estimation means 7a and the occurrence probability estimation means 7b ( S25). The total collision risk is given to the collision risk evaluation means 7d, and the collision risk evaluation means 7d compares the total collision risk with a predetermined reference value to evaluate whether the collision risk is large (S26). Depending on the degree of evaluation, a driving signal is given to the alarm device 5 or a speed control signal is given to the speed control device 6 (S27).

続いて、衝突被害軽減方法および衝突被害軽減システムの上記基本思想を具体的に適用する実施例について説明する。   Next, an embodiment in which the above basic idea of the collision damage reduction method and the collision damage reduction system is specifically applied will be described.

[実施例1]
図7は、実施例1の構成を示すブロック図である。この衝突被害軽減システムは、ダイヤ設計部11と、運転曲線作成部12と、運行・衝突シミュレーション部13と、衝突リスク評価部14とを有する。
[Example 1]
FIG. 7 is a block diagram illustrating the configuration of the first embodiment. The collision damage reduction system includes a diagram design unit 11, an operation curve creation unit 12, an operation / collision simulation unit 13, and a collision risk evaluation unit 14.

ダイヤ設計部11は、たとえば、特許文献2,3などに記載されている既存のダイヤ設計手法による。   The diamond design unit 11 is based on an existing diamond design method described in Patent Documents 2 and 3, for example.

運転曲線作成部12は、ダイヤ設計部11が衝突リスク評価部14から衝突リスクが大きいとの評価信号を受けた場合に、その衝突リスクが小さくなるように運転曲線を作成するものである。運転曲線作成部12において新たな運転曲線が作成されたときは、ダイヤ設計部11に新たな基準運転時分を提案し、ダイヤの修正を要求する。   When the diagram design unit 11 receives an evaluation signal from the collision risk evaluation unit 14 that the collision risk is high, the driving curve generation unit 12 generates an operation curve so that the collision risk is reduced. When a new operation curve is created in the operation curve creation unit 12, a new reference operation time is proposed to the diagram design unit 11 and a diamond correction is requested.

運行・衝突シミュレーション部13は、運転曲線レベルで再現可能な運行シミュレータに、衝突シミュレーションの機能を付加したものである。運転曲線レベルで再現可能な運行シミュレータでは、各列車の位置・速度が算出される。これは、図1において位置・速度検知装置3から列車の位置・速度が取得されている状態に相当する。位置・速度以外にも乗車人数等を算出することも可能である。衝突シミュレーションは、上述した図3の発生被害推定手段7aおよび発生確率推定手段7bが有する統計モデルを用いた確率的シミュレーション(モンテカルロシミュレーション)による。   The operation / collision simulation unit 13 is obtained by adding a collision simulation function to an operation simulator that can be reproduced at a driving curve level. In the operation simulator that can be reproduced at the driving curve level, the position and speed of each train are calculated. This corresponds to a state in which the position / speed of the train is acquired from the position / speed detection device 3 in FIG. In addition to position and speed, it is also possible to calculate the number of passengers. The collision simulation is based on a stochastic simulation (Monte Carlo simulation) using a statistical model possessed by the occurrence damage estimation means 7a and occurrence probability estimation means 7b of FIG.

運転曲線レベルで再現可能な運行シミュレータの技術としては、たとえば、非特許文献4に記載されているもの、あるいは、関連技術として特許文献4に記載されているものを使用することができる。   As the operation simulator technology that can be reproduced at the driving curve level, for example, those described in Non-Patent Document 4 or those described in Patent Document 4 as related technologies can be used.

衝突リスク評価部14は、上述した図3の衝突リスク演算手段7cおよび衝突リスク判定手段7dにより構成されるものである。上述した、衝突リスク=Σ(ある種の障害物での発生被害×ある種の障害物での発生確率)で衝突リスクを求め、総衝突リスクが所定の基準値を超過した場合に、ダイヤ設計部11に衝突リスクの大きさ、衝突リスクの大きい場所、時間帯を通知し、ダイヤ修正を要求する。   The collision risk evaluation unit 14 includes the above-described collision risk calculation means 7c and collision risk determination means 7d in FIG. When the collision risk is calculated by the above-mentioned collision risk = Σ (occurrence of damage caused by certain obstacles × probability of occurrence by certain obstacles) and the total collision risk exceeds a predetermined reference value, the diamond design The part 11 is notified of the magnitude of the collision risk, the location where the collision risk is high, and the time zone, and requests a timetable correction.

すなわち、上述した本発明の基本思想を実現する演算制御部7の基本的機能は、運行・衝突シミュレーション部13と衝突リスク評価部14によって果たされる。また、速度制御装置6に相当する機能は、ダイヤ設計部11、運転曲線作成部12によって果たされる。   That is, the basic function of the arithmetic control unit 7 that realizes the basic idea of the present invention described above is performed by the operation / collision simulation unit 13 and the collision risk evaluation unit 14. The function corresponding to the speed control device 6 is performed by the diamond design unit 11 and the operation curve creation unit 12.

ダイヤ設計部11は、衝突リスク評価部14が算出した衝突リスクを許容できる水準まで小さくするよう、ダイヤを修正する。そして、衝突リスクの大きい場所、時間帯で運転速度を低下させ、運転時隔を広くとることで、衝突リスクの低減が期待できる。   The diamond design unit 11 corrects the diamond so that the collision risk calculated by the collision risk evaluation unit 14 is reduced to an acceptable level. Then, by reducing the driving speed in a place and time zone where the collision risk is high and widening the driving time interval, a reduction in the collision risk can be expected.

衝突リスクの大きさから、運転速度、運転時隔(列車間隔)をどれだけ変化させるかについては、人が手作業で入力する方法、予め計算しておいたテーブルを参照する方法、ランダムに変化させる方法が挙げられる。テーブルを参照する方法としては、災害に応じて臨時速度パターンを引く先行技術、たとえば、特許文献5に記載の考え方が応用できる。ダイヤ修正の自動化のために、メタヒューリスティックスを適用してもよい。   As for how much the driving speed and driving interval (train interval) are changed based on the size of the collision risk, the method of manual input by a person, the method of referring to a pre-calculated table, or random change The method of letting it be mentioned. As a method of referring to the table, a prior art that draws a temporary speed pattern according to a disaster, for example, the concept described in Patent Document 5 can be applied. Metaheuristics may be applied to automate the diamond correction.

[実施例2]
実施例2は、自列車がブレーキパターン通り運転した場合の衝突リスクを求め、衝突リスクが大きいときに制動を行うものである。この場合の衝突被害軽減システムは、図8に示すように、位置・速度検知装置21と、パターン生成部22と、速度制御装置23と、制動装置24と、運行・衝突シミュレーション部25と、衝突リスク評価部26とを有する。
[Example 2]
Example 2 calculates | requires the collision risk when the own train drive | operates according to a brake pattern, and brakes when a collision risk is large. As shown in FIG. 8, the collision damage reduction system in this case includes a position / speed detection device 21, a pattern generation unit 22, a speed control device 23, a braking device 24, an operation / collision simulation unit 25, a collision, And a risk evaluation unit 26.

パターン生成部22は、従来の自動列車停止装置(ATS)または自動列車制御装置(ATC)と同様のブレーキパターン生成機能に加え、衝突リスクに応じてブレーキパターンの減速タイミング、減速度を修正する機能を有する。   The pattern generation unit 22 is a function for correcting the deceleration timing and deceleration of the brake pattern according to the collision risk, in addition to the brake pattern generation function similar to the conventional automatic train stop device (ATS) or automatic train control device (ATC). Have

運行・衝突シミュレーション部25と衝突リスク評価部26は、実施例1における運行・衝突シミュレーション部13と衝突リスク評価部14と同様のものである。ただし、シミュレーション・評価対象は自列車のみでよい。また、シミュレーション上の列車の運行は、パターン生成部22によるブレーキパターンで決定論的に定められる。   The operation / collision simulation unit 25 and the collision risk evaluation unit 26 are the same as the operation / collision simulation unit 13 and the collision risk evaluation unit 14 in the first embodiment. However, the subject of simulation / evaluation is only the own train. The train operation on the simulation is deterministically determined by the brake pattern by the pattern generation unit 22.

衝突リスクを考慮してブレーキパターンを修正した後は、再度シミュレーションをして衝突リスクが評価され、パターン生成部22にフィードバックされる。   After correcting the brake pattern in consideration of the collision risk, the simulation is performed again to evaluate the collision risk and feed back to the pattern generation unit 22.

速度制御装置23、制動装置24は、従来のATSまたはATCのものと同様であり、ブレーキパターンを超過した場合に列車の制動を行う。   The speed control device 23 and the braking device 24 are similar to those of the conventional ATS or ATC, and brake the train when the brake pattern is exceeded.

衝突リスク評価部26にて衝突リスクが所定の基準値を超過した際は、警報装置(図示せず)により、運転士に注意喚起を行ってもよい。   When the collision risk evaluation unit 26 exceeds a predetermined reference value, the driver may be alerted by an alarm device (not shown).

[実施例3]
実施例3は、自列車の衝突リスク管理に加えて、他列車にもその衝突リスクを左右する情報を伝達して、衝突被害のさらなる軽減を図るものである。この場合の衝突被害軽減システムは、図9に示すように、位置検知装置31と、自列車状態推定部32と、自列車情報・地上設備情報送信部33と、他列車情報受信部34と、地上設備情報受信部35と、運行・衝突シミュレーション部36と、衝突リスク評価部37と、パターン生成部38と、速度制御装置39と、制動装置310とを有する。
[Example 3]
In the third embodiment, in addition to the collision risk management of the own train, information affecting the collision risk is transmitted to other trains to further reduce the collision damage. As shown in FIG. 9, the collision damage reduction system in this case includes a position detection device 31, an own train state estimation unit 32, an own train information / ground facility information transmission unit 33, an other train information reception unit 34, A ground facility information receiving unit 35, an operation / collision simulation unit 36, a collision risk evaluation unit 37, a pattern generation unit 38, a speed control device 39, and a braking device 310 are included.

自列車情報・地上設備情報送信部33は、自列車情報および自列車が受信した地上設備情報を他列車に送信するものである。他列車情報受信部34は、他列車情報を他列車から受信するものである。地上設備情報受信部35は地上設備情報を地上設備または他列車から受信するものである。   The own train information / ground equipment information transmission unit 33 transmits the own train information and the ground equipment information received by the own train to other trains. The other train information receiving unit 34 receives other train information from other trains. The ground facility information receiving unit 35 receives ground facility information from the ground facility or another train.

自列車状態推定部32は、位置・速度検知装置31からの情報を基に、自列車の現在時刻における位置・速度を推定する。また、現在時刻より将来の自列車の位置・速度(走行パターン)を予想する。さらに、他列車情報受信部34および地上設備情報受信部35から取得した情報を、自列車に付帯する状況(たとえば先行列車の走行パターンや列車前方の踏切の状態)を推定する。この推定は必ずしも決定論的に行う必要はない。   The own train state estimation unit 32 estimates the position / speed of the own train at the current time based on the information from the position / speed detection device 31. In addition, the future position / speed (running pattern) of the train is predicted from the current time. Furthermore, the situation (for example, the traveling pattern of a preceding train or the state of a railroad crossing in front of the train) associated with the own train with information acquired from the other train information receiving unit 34 and the ground facility information receiving unit 35 is estimated. This estimation need not be deterministic.

運行・衝突シミュレーション部36と衝突リスク評価部37は、実施例1における運行・衝突シミュレーション部13と衝突リスク評価部14と同様のものである。   The operation / collision simulation unit 36 and the collision risk evaluation unit 37 are the same as the operation / collision simulation unit 13 and the collision risk evaluation unit 14 in the first embodiment.

パターン生成部38は、衝突リスク評価部26の衝突リスク評価結果に対応して運転速度を低下させ、運転時隔を広くとれるようなブレーキパターンを生成する。速度制御装置39は、パターン生成部38が生成したブレーキパターンと自列車状態推定部32が推定する自列車速度を比較して、ブレーキパターンを超えている場合は、制動装置310に制動を掛けさせる。制動装置310等が故障しない限り、ブレーキパターンを大きく超過するような走行パターンには至らない。そのため、ブレーキパターンの情報は、自列車状態推定部32での自列車の走行パターンの予想に活用される。   The pattern generation unit 38 generates a brake pattern that reduces the driving speed in accordance with the collision risk evaluation result of the collision risk evaluation unit 26 and that can take a wide driving interval. The speed control device 39 compares the brake pattern generated by the pattern generation unit 38 with the own train speed estimated by the own train state estimation unit 32, and if it exceeds the brake pattern, causes the braking device 310 to brake. . Unless the braking device 310 or the like breaks down, a travel pattern that greatly exceeds the brake pattern is not reached. Therefore, the information on the brake pattern is used for the prediction of the traveling pattern of the own train in the own train state estimation unit 32.

この実施例においては、自列車の状態情報は他列車に伝達されるため、防護無線の類を発報する必要はない。周辺列車はそれぞれがリスクを評価して制御を行う。防護無線は従来通り、リスクが顕在化した場合に利用すればよい。   In this embodiment, since the status information of the own train is transmitted to other trains, it is not necessary to issue a type of protection radio. Each peripheral train evaluates the risk and controls it. As in the past, the protection radio may be used when a risk becomes apparent.

地上設備情報は、衝突確率の精度向上のために、必要に応じて用いる。地上設備情報は、たとえば、踏切の実際の警報時分、踏切周辺の道路の交通量などであり、鉄道の設備の情報に限定されない。   The ground equipment information is used as necessary to improve the accuracy of the collision probability. The ground facility information is, for example, the actual warning time at the level crossing, the traffic on the road around the level crossing, and the like, and is not limited to the information on the railway facilities.

地上設備情報として気象条件等を取得することで、落石や倒木といった自然災害に分類される衝突のリスクについても、より定量的に推定・評価することが可能となる。   By acquiring weather conditions and the like as ground facility information, it is possible to estimate and evaluate the risk of collision classified as a natural disaster such as falling rocks and fallen trees more quantitatively.

1 入力部
2 表示部
3 位置・速度検知装置
4 記憶部
5 地上設備または警報装置
6 速度制御装置
7 演算制御部(運行・衝突シミュレーション部)
7a 発生被害推定手段
7b 発生確率推定手段
7c 衝突リスク演算手段
7d 衝突リスク評価手段
7e 衝突確率地図作成手段
11 ダイヤ設計部
12 運転曲線作成部
13 運行・衝突シミュレーション部
14 衝突リスク評価部
21 位置・速度検知装置
22 パターン生成部
23 速度制御装置
24 制動装置
25 運行・衝突シミュレーション部
26 衝突リスク評価部
31 位置・速度検知装置
32 自列車状態推定部
33 自列車情報・地上設備情報送信部
34 他列車情報受信部
35 地上設備情報受信部
36 運行・衝突シミュレーション部
37 衝突リスク評価部
38 パターン生成部
39 速度制御装置
310 制動装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input part 2 Display part 3 Position / speed detection apparatus 4 Memory | storage part 5 Ground equipment or alarm device 6 Speed control apparatus 7 Operation control part (operation | collision simulation part)
7a Occurrence damage estimation means 7b Occurrence probability estimation means 7c Collision risk calculation means 7d Collision risk evaluation means 7e Collision probability map creation means 11 Diagram design part 12 Driving curve creation part 13 Operation / collision simulation part 14 Collision risk evaluation part 21 Position / Speed Detection device 22 Pattern generation unit 23 Speed control device 24 Braking device 25 Operation / collision simulation unit 26 Collision risk evaluation unit 31 Position / speed detection device 32 Own train state estimation unit 33 Own train information / ground facility information transmission unit 34 Other train information Reception unit 35 Ground equipment information reception unit 36 Operation / collision simulation unit 37 Collision risk evaluation unit 38 Pattern generation unit 39 Speed control device 310 Braking device

Claims (3)

障害物の種類と、速度、乗客・貨物を含めた質量、および乗客人数等の列車の状態とから、衝突の設備被害・人的被害の総和の大きさを推定する第1ステップ(発生被害推定ステップ)と、
過去の事故データを用いて、障害物の種類、季節、時間帯ごとに、ある位置での衝突確率を推定して衝突確率地図を作成しておく第2ステップ(衝突確率地図作成ステップ)と、
列車運行時または列車運行シミュレーション時に、走行パターンに基づいて、前記衝突確率地図をルックアップして各地点での衝突確率を推定する第3ステップ(衝突確率推定ステップ)と、
第1ステップにおいて推定された発生被害と、第3ステップにおいて推定された衝突確率とを障害物の種類ごとに乗算して積算を行い、衝突リスクを求める第4ステップ(衝突リスク演算ステップ)と、
第4ステップにより得られた衝突リスクの程度を予め定めた基準に基づいて評価する第5ステップ(衝突リスク評価ステップ)と、
第5ステップにおいて評価された衝突リスクの程度に応じて速度制御装置に速度制御信号を与える第6ステップ(速度制御ステップ)と、
を含むことを特徴とする衝突被害軽減方法。
The first step (estimated damage estimation) is based on the type of obstacles, the speed, the mass including passengers and cargo, and the train conditions such as the number of passengers. Step) and
A second step (collision probability map creation step) of creating a collision probability map by estimating the collision probability at a certain position for each obstacle type, season, and time zone using past accident data,
A third step (collision probability estimation step) of looking up the collision probability map and estimating a collision probability at each point based on a running pattern during train operation or train operation simulation;
A fourth step (collision risk calculation step) for calculating the collision risk by multiplying the occurrence damage estimated in the first step and the collision probability estimated in the third step by multiplying each type of obstacle,
A fifth step (collision risk evaluation step) for evaluating the degree of collision risk obtained in the fourth step based on a predetermined criterion;
A sixth step (speed control step) for giving a speed control signal to the speed control device in accordance with the degree of collision risk evaluated in the fifth step;
A collision damage mitigation method comprising:
障害物の種類と列車の状態から設備被害・人的被害の大きさを推定する発生被害推定手段と、
ある位置での衝突確率を障害物の種類、季節、時間帯等の条件ごとに定めておき、当該列車の走行パターンから衝突確率を推定する発生確率推定手段と、
前記発生被害推定手段が推定した発生被害と発生確率推定手段が推定した衝突確率との乗算・積算結果から衝突リスクが大きいか否かを評価する衝突リスク評価手段と、
前記衝突リスク評価手段が衝突リスクは大きいと評価した場合に、当該列車の走行速度を制御する速度制御手段とを有することを特徴とする衝突被害軽減システム。
Damage occurrence estimation means that estimates the magnitude of equipment damage and human damage from the type of obstacles and the state of the train,
Occurrence probability estimating means for determining the collision probability at a certain position for each condition such as obstacle type, season, time zone, etc., and estimating the collision probability from the traveling pattern of the train,
A collision risk evaluation means for evaluating whether or not the collision risk is large from the multiplication / accumulation result of the occurrence damage estimated by the occurrence damage estimation means and the collision probability estimated by the occurrence probability estimation means;
A collision damage mitigation system comprising: a speed control unit that controls a traveling speed of the train when the collision risk evaluation unit evaluates that the collision risk is high.
請求項2に記載の衝突被害軽減システムにおいて、過去の事故データを用いて、障害物の種類、季節、時間帯等の条件ごとに、ある位置での衝突確率を推定して衝突確率地図を作成する衝突確率地図作成手段を有し、前記衝突確率推定手段は、列車運行時または列車運行シミュレーション時に、走行パターンに基づいて、前記衝突確率地図をルックアップして各地点での衝突確率を推定するものであることを特徴とする衝突被害軽減システム。   The collision damage mitigation system according to claim 2, wherein a collision probability map is created by estimating the collision probability at a certain position for each condition such as obstacle type, season, time zone, etc. using past accident data. A collision probability map creating means for performing the collision probability estimation means for looking up the collision probability map and estimating the collision probability at each point based on a running pattern during train operation or train operation simulation. Collision damage reduction system characterized by being a thing.
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