JP2018121455A - 走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】目標走行時間を満たしつつ、消費電力量が小さくなるように列車の走行を制御する走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システムを提供する。【解決手段】列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部と、記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する選択部と、選択部で選択された惰行開始判定情報から列車の現在位置と列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する作成部と、を設けるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システムに関し、例えば走行条件に応じて列車の走行を制御する走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システムに適用して好適なものである。

列車運行ダイヤの高過密化や、ホームドア整備に伴う停止位置の厳密化による乗務員の負担の低減を目的として自動列車運転（ＡＴＯ：Automatic Train Operation）装置の導入が進められている。ＡＴＯ装置の中でも、特に、ホームドア位置に車両ドア位置を正確に合わせて列車を停止させる列車定位置停止制御（ＴＡＳＣ：Train Automatic Stop Control）装置は、既設路線駅にホームドア導入が進むに伴い、多くの路線で盛んに導入されている。

近年、ＡＴＯ装置の本来の目的である目標走行パターンに基づく走行制御に加え、消費電力量の削減もＡＴＯ装置に要求されるようになってきている。一方、ＡＴＯ装置が導入されていない路線向けに消費電力量が少ない走行パターンで走行できるように運転士に運転操作の支援を行う運転支援装置の導入も進められている。

ＡＴＯ装置および運転支援装置は、シミュレーションで予め導出された消費電力量が少ない走行パターンに基づいて走行制御および運転操作支援を実施する。ところが実際の走行では、シミュレーションの前提条件とは異なる条件（走行抵抗、乗車率など）により、シミュレーションにより導出された走行パターン通りに走行できない事態が発生する。

この点、走行パターンを実際の走行条件に応じて補正する技術が開示されている（特許文献１参照）。より具体的には、定速走行と惰行とを組み合わせて駅間を走行する場合において、車両が走行する駅間を示す駅間情報と、駅間を走行する際の目標走行時分から駅間の走行に要する駅間走行時分と駅間の走行に要する消費電力量との関係をシミュレーションで予め算出して記録した定速走行速度情報を参照して定速走行を行う速度を決定し、速度ごとに当該速度から惰行を開始する位置と当該惰行を開始して目標位置に停止するまでに要する走行時間との関係を記録した惰行開始位置情報を参照して惰行を開始する位置を決定する車両走行制御装置および車両走行支援装置が開示されている。

特開２０１３−１４６１６６号公報

特許文献１に記載の技術では、シミュレーションで算出した惰行開始位置情報を参照して惰行を開始する位置を変更することで走行パターンを実際の走行条件に応じて補正している。このため、惰行を開始した後については実際の走行条件に応じた走行パターンの補正は実施されない。例えば、走行抵抗および乗車率がシミュレーション条件と異なる場合、惰行を開始してから次駅の目標位置までの到達時分がシミュレーションで算出した時分と異なってくる。

このように走行条件がシミュレーション条件と異なる場合、特許文献１に記載の技術では、目標走行時分を満たせない問題がある。

なお、惰行を開始した後も惰行開始位置情報を参照し、目標走行時分より遅い場合は力行し、目標走行時分より早い場合はブレーキを行うようにして目標走行時分を満たすようにすることもできる。しかしながら、この方法では、実際の走行条件とは異なる走行条件で算出した惰行パターンに追従させることと同じであり、力行と惰行、およびブレーキと惰行が繰り返されることとなる。その結果、乗り心地の悪化、消費電力量の増加という問題が発生する。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、シミュレーション条件として想定した設計値（例えば、走行抵抗、乗車率）から実際の走行条件に差異が生じた場合においても、目標走行時間を満たしつつ、消費電力量が小さくなるように列車の走行を制御する走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システムを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する選択部と、前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する作成部と、を設けるようにした。

また本発明においては、列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部を有する走行制御装置における走行制御方法であって、選択部が、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する第１のステップと、作成部が、前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する第２のステップと、を設けるようにした。

また本発明においては、列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する選択部と、前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する作成部と、を設けるようにした。

本発明によれば、走行条件が変化したとしても、目標走行時間を満たし、かつ消費電力量の増加を抑えるように、目標地点間の列車の走行を制御するための制駆動指令を作成することができるので、ＡＴＯ装置、運転支援装置などを適切に制御することができる。

本発明によれば、目標走行時間を満たしつつ、消費電力量が小さくなるように列車の走行を制御する走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システムを実現することができる。

第１の実施の形態による列車走行制御システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態による走行パターン作成装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態による惰行開始判定部の処理に係るフローチャートを示す図である。 第１の実施の形態による惰行開始判定テーブルの構成例を示す図である。 第２の実施の形態による惰行開始判定テーブルの選択方法を示す概念図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。図１〜図５に示す各装置は、プロセッサ、記憶媒体などを含んで構成される機器である。また、各装置の各部の機能は、プロセッサが記憶媒体に記憶されているプログラムを読み出して実現される。

（１）第１の実施の形態
図１において、１は全体として第１の実施の形態による列車走行制御システムを示す。この列車走行制御システム１は、列車１０１を含んで構成される。かかる列車走行制御システム１では、シミュレーションで予め導出された目標走行時分（目標走行時間）を満たし、かつ消費電力量が少ない走行パターン（運転曲線）に基づいて列車１０１の走行が制御される。また、列車走行制御システム１では、シミュレーションに用いた走行条件（シミュレーション条件）が実際の走行条件と異なる場合、目標走行時分を満たし、かつ消費電力量の増加を抑える実際の走行条件を加味した制駆動指令（例えば、惰行を開始する位置を調整するための情報）が作成され、実際の走行条件に応じた列車１０１の走行が行われる。なお、列車１０１は、場合によっては列車１０１を構成する車両と称する場合がある。

列車１０１は、走行パターン作成装置１０２と、車両情報制御装置１０３と、自動列車運転装置（以下、ＡＴＯ装置と称する）１０４と、制駆動制御装置１１０と、マスターコントローラ（以下、マスコンと称する）１１１とを備え、列車１０１の走行が制御される。

走行パターン作成装置１０２は、車両情報制御装置１０３より運用パターン、ダイヤ情報、位置情報、および速度情報を受信する。走行パターン作成装置１０２は、後述する残走行時分と列車１０１の現在位置と現在速度とに基づいて、目標地点（次駅、通過駅、通過地点など）までの走行パターンを作成（補正）する。例えば、次駅の到着時分（列車１０１が次駅に到着する到着時間）を満たしつつ、消費電力量が小さくなる次駅までの走行パターン（制駆動指令であってもよい。）を作成する。また、走行パターン作成装置１０２は、作成した走行パターンまたは制駆動指令をＡＴＯ装置１０４に送信する。なお、走行パターン作成装置１０２とＡＴＯ装置１０４と間のデータ形式は問わない。

ＡＴＯ装置１０４は、大きく２つの機能を有する。１つは、速度信号および位置信号を検出する速度位置検出機能であり、もう１つは、制駆動指令を算出する制御指令算出機能である。つまり、ＡＴＯ装置１０４は、速度位置検出機能を実行する速度位置検出部１０５、制御指令算出機能を実行する制御指令算出部１０６を備える。

ＡＴＯ装置１０４は、速度位置検出部１０５により、列車１０１の車輪軸に設置された速度発電機１０７から速度信号を検出し、列車１０１の制御に供する情報を送る地上子１０８、地上子１０８と通信する車上子１０９から位置信号を検出する。車上子１０９は、路線に設けられる地上子１０８に対向するように列車１０１の底面に設置されている。また、ＡＴＯ装置１０４は、制御指令算出部１０６により、取得した速度信号（速度情報）と位置信号（位置情報）とに基づいて制駆動指令を算出し、算出した制駆動指令を、車両情報制御装置１０３、または車両情報制御装置１０３を介して制駆動制御装置１１０に出力する。

制御指令算出部１０６は、計画機能を実行する計画部１１２、追従機能を実行する追従部１１３、および速度偏差計算部１１４を含んで構成される。

計画部１１２は、速度位置検出部１０５からの位置情報を受け、列車１０１の目標速度を計画する。速度偏差計算部１１４は、計画部１１２からの目標速度と速度位置検出部１０５からの速度情報とを受け、これらの速度の差、つまり速度偏差を計算し、追従部１１３に出力する。追従部１１３は、速度偏差計算部１１４にて算出された速度偏差を受け、制駆動力を出力する。

計画部１１２における計画機能とは、予め保持する走行パターンに対し、現在の位置を照らし合わせて速度を決定（目標速度を算出）する機能である。本実施の形態では、計画部１１２は、走行パターンとしては、走行パターン作成装置１０２からの走行パターンを使用する。また、追従部１１３における追従機能とは、速度偏差計算部１１４により計算された目標速度と現在の速度との差分（速度偏差）を入力し、速度偏差に対応する制駆動力を規定したテーブルを参照して出力すべき制駆動力を読み出す機能である。

ＡＴＯ装置１０４は、追従部１１３にて算出した制駆動力を制駆動指令に含めて車両情報制御装置１０３を介して制駆動制御装置１１０に出力する。制駆動制御装置１１０は、入力した制駆動指令に基づいて列車１０１の走行を制御する。なお、ＡＴＯ装置１０４は、走行パターン作成装置１０２から制駆動指令を受信した場合は、車両情報制御装置１０３、または車両情報制御装置１０３を介して制駆動制御装置１１０に出力する。

マスコン１１１およびＡＴＯ装置１０４からの制駆動指令には、ノッチ指令、トルク指令等がある。車両情報制御装置１０３は、列車１０１上の情報伝送を管理する装置であり、マスコン１１１およびＡＴＯ装置１０４からの制駆動指令を入力すると、入力した制駆動指令を制駆動制御装置１１０に出力する。なお、マスコン１１１は、列車１０１（鉄道車両）の出力・速度を遠隔制御するスイッチ装置であり、一般に鉄道車両の運転台に設置される。

なお、列車１０１の構成は、図１に示す構成以外の構成であってもよく、例えば走行パターン作成装置１０２の機能をＡＴＯ装置１０４内に実装してもよい。また、例えば、走行パターン作成装置１０２が作成した走行パターンを用いた列車１０１の制御は、当該走行パターンが車両情報制御装置１０３を介して制駆動制御装置１１０に送信されて行われるのではなく、当該走行パターンを運転士に教示し、運転士が、当該走行パターンに従ってマスコン１１１を操作して列車１０１を制御する構成としてもよい。

本実施の形態では、走行パターン作成装置１０２は、走行制御装置の一例であり、走行パターン作成装置１０２が作成した走行パターンまたは制駆動指令に従って列車１０１が制御できる適宜の構成を採用することができ、その制御方法および装置構成は問わない。

次に、走行パターン作成装置１０２について説明する。図２は、走行パターン作成装置１０２の機能構成を示す図である。

走行パターン作成装置１０２は、惰行開始判定テーブル記憶部２０１、走行抵抗算出部２０２、惰行開始判定テーブル選択部２０３、および惰行開始判定部２０４を備える。以下、各部における機能について説明する。

惰行開始判定テーブル記憶部２０１は、様々な走行抵抗および乗車率の条件でシミュレーションにより算出した惰行開始判定テーブル（惰行開始判定情報の一例）を記憶している。惰行開始判定テーブル記憶部２０１は、惰行開始判定テーブルを算出したときのシミュレーション条件（走行抵抗および乗車率）の情報とともに惰行開始判定テーブルを記憶する。なお、一般的に乗車率は、惰行中の車両速度の挙動（車両挙動）に与える影響が小さいため、シミュレーション条件では固定としてもよい。付言するならば、惰行開始判定テーブルは、走行抵抗ごとに設けられてもよい。

一般的に定速運転は、力行、惰行、およびブレーキを制御しながら一定速度を維持するように制御が行われるが、惰行中は引張力が「０」となるので、走行抵抗算出部２０２は、定速運転中の惰行中の車両挙動から当該車両の走行抵抗を算出する。走行抵抗算出部２０２は、算出した走行抵抗を惰行開始判定テーブル選択部２０３に送信する。なお、車両が出力している引張力を走行パターン作成装置１０２が把握できる場合、走行抵抗の算出は、定速運転中の惰行中以外に実施してもよく、力行中、ブレーキ中などに実施してもよい。

ここで、走行する車両に働く抵抗力は、列車抵抗と呼ばれ、列車抵抗は、一般的に走行抵抗、勾配抵抗、曲線抵抗、出発抵抗、加速抵抗、およびトンネル抵抗の和で表される。列車抵抗のうち勾配抵抗、曲線抵抗、出発抵抗、加速抵抗、およびトンネル抵抗は、路線条件（勾配、曲率）および車両条件に依存し、路線の付け替え、走行パターン作成装置１０２が搭載される車両が変更とならない限り変動しないと考えられる。一方、走行抵抗は、風などの影響で定常的に変化するため、走行抵抗を車両挙動から算出する。走行抵抗は、一般的に（１）式で表される。
ここで、Ｒは、走行抵抗、Ｗは、車両質量、Ｖは、車両速度、a、b、cは、係数である。

走行抵抗Ｒおよび減速度βの関係は（２）式で表される。
（２）式より、惰行中の車両挙動（車両速度の微分）から減速度βを算出することで、走行抵抗Ｒを算出できるので、（１）式、（２）式を用いて係数a、b、cを導出し、任意の車両速度における走行抵抗が算出可能となる。なお、任意の３つの車両速度よりそれぞれの走行抵抗を（２）式より算出し、車両速度および走行抵抗のそれぞれを（１）式に代入し、連立方程式を解くことで係数a、b、cを導出する。また、本実施の形態では、走行抵抗が算出できればよく、算出方法、および使用するデータは問わない。なお、乗車率については、乗っている人の重みを計測および算出して設定してもよいし、混み具合から車掌が判断して設定してもよい。

惰行開始判定テーブル選択部２０３は、走行抵抗算出部２０２が算出した走行抵抗と車両情報制御装置１０３から取得した乗車率とを惰行開始判定テーブル記憶部２０１に記憶されている各惰行開始判定テーブルのシミュレーション条件と比較し、最もシミュレーション条件が近い惰行開始判定テーブルを選択し、惰行開始判定テーブル記憶部２０１より読み出す。惰行開始判定テーブル選択部２０３は、読み出した惰行開始判定テーブルを惰行開始判定部２０４に送信する。

惰行開始判定部２０４は、現在時刻と到着目標時分とに基づいて残走行時分を算出する。この際、惰行開始判定部２０４は、車両情報制御装置１０３から運用パターン（特急、各駅停車などを示す情報）、ダイヤ情報（特急の場合、Ａ駅に何時何分に到着することを示す情報など）を受け、当該情報用いて到着目標時分を算出する。本実施の形態では、車両情報制御装置１０３からの運用パターン、ダイヤ情報を用いて到着目標時分を算出しているが、目標地点（次駅など）の到着目標時分が算出できればよく、算出方法、および使用するデータは問わない。また、現在位置から目標地点までの残走行時分が算出できればよく、その方法は問わない。

惰行開始判定部２０４は、残走行時分と現在位置および現在速度における惰行開始判定テーブルの値（走行時分）との比較から惰行運転に移行するタイミングを判定する。

以下では、走行パターン作成装置１０２にて作成される制駆動指令をＡＴＯ装置１０４に送信する構成例について説明する。

なお、走行パターン作成装置１０２は、位置および速度の形式で表される走行パターンをＡＴＯ装置１０４に送信する場合、制駆動指令と車両条件および路線条件とから運動方程式を用いて走行パターンを算出（作成）する。付言するならば、走行パターン作成装置１０２は、惰行開始判定テーブルの情報、列車１０１の現在位置、列車１０１の現在速度、および列車１０１が次目標地点に到着するまでの残走行時分に基づいて、列車１０１の次目標地点までの走行パターンを作成することができる。

また、本実施の形態では、速度制限直前のブレーキ動作、および目標地点停止時のブレーキ動作については、ＡＴＯ装置１０４により制御される。より具体的には、走行パターン作成装置１０２において、速度制限直前のブレーキ動作、および目標地点停止時のブレーキ動作を走行パターンまたは制駆動指令としてＡＴＯ装置１０４に出力する場合、ＡＴＯ装置１０４は、運用パターン、ダイヤ情報、現在位置、および現在時刻に基づいて、列車１０１が走行している目標地点間を特定し、予め保持しているブレーキパターンから列車１０１が走行する目標地点間のブレーキパターンを取得し、走行パターンとして用いる。また、制駆動指令については、ＡＴＯ装置１０４の論理を使用して、ブレーキパターンに追従可能な物理量（ノッチ、引張力、トルクなど）が算出される。

次に、惰行の開始に係る処理について説明する。図３は、惰行開始判定部２０４により実行される処理の処理手順を示す。

ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６では、惰行開始判定部２０４は、制駆動指令、例えば、カ行指示、ブレーキ指示、惰行指示などを作成する。本処理は、走行パターン作成装置１０２の動作周期（例えば２００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。図３のフローチャートに基づく動作は、以下のとおりである。

ステップＳ３０１：
惰行開始判定部２０４は、現在時刻と到着目標時分とに基づいて残走行時分を算出する。

ステップＳ３０２：
惰行開始判定部２０４は、現在位置と現在速度とに基づいて、惰行開始判定テーブル選択部２０３より取得した惰行開始判定テーブル（図４）を参照し、取得した惰行開始判定テーブルに格納された値（走行時分）を取得する。続いて、惰行開始判定部２０４は、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値とを比較する。

ステップＳ３０２では、惰行開始判定部２０４は、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値とが一致していると判定した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０３に処理を移し、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値とが一致していないと判定した場合（Ｎｏ）、ステップＳ３０４に処理を移す。ここで、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値とが一致とは、厳密に完全一致するだけではなく、±１５秒など略一致（惰行開始判定テーブルの値≒残走行時分）していればよい。

また、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値との一致判定には、一定の許容誤差（５秒、１０秒など）を認めてもよく、例えば、運転台表示器より乗務員、保守員などが許容誤差を変更可能としてもよい。なお、許容誤差の決定方法は、上記に限らないことは言うまでもない。惰行開始判定テーブルの詳細については後述する。

ステップＳ３０３：
ステップＳ３０３は、現在位置および現在速度から惰行運転を開始した場合、目標地点間走行時分を満たせると判定されたときに行われる処理である。このため、惰行開始判定部２０４は、ステップＳ３０３では、制駆動指令に惰行運転をセット（惰行指示）する。

ステップＳ３０４：
惰行開始判定部２０４は、現在位置と現在速度とに基づいて惰行開始判定テーブル選択部２０３より取得した惰行開始判定テーブルを参照し、取得した惰行開始判定テーブルに格納された値を取得する。続いて、惰行開始判定部２０４は、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値とを比較する。

ステップＳ３０４では、惰行開始判定部２０４は、残走行時分が惰行開始判定テーブルの値よりも小さい（惰行開始判定テーブルの値＞残走行時分）場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０５に処理を移し、残走行時分が惰行開始判定テーブルの値よりも大きい（惰行開始判定テーブルの値と＜残走行時分）場合（Ｎｏ）、ステップＳ３０６に処理を移す。

ステップＳ３０５：
ステップＳ３０５は、現在位置および現在速度に基づいて惰行運転を継続しても目標地点間走行時分に間に合わない、すなわち力行が必要であると判定されたときに行われる処理である。このため、惰行開始判定部２０４は、ステップＳ３０５では、制駆動指令に力行運転をセット（力行指示）する。制駆動指令にセットする力行ノッチの値は、予め保持しておいてもよいし、運転台に設置した運転台表示器（図示せず）より乗務員、保守員などが変更可能としてもよい。

ステップＳ３０６：
ステップＳ３０６は、現在位置および現在速度に基づいて惰行運転を継続した場合、早着すると判定されたときに行われる処理である。このため、ステップＳ３０６では、制駆動指令にブレーキをセット（ブレーキ指示）する。制駆動指令にセットするブレーキノッチの値は、予め保持しておいてもよいし、運転台に設置した運転台表示器（図示せず）より乗務員、保守員などが変更可能としてもよい。

次に、惰行開始判定テーブルについて説明する。図４は、惰行開始判定テーブルの一例を示す。惰行開始判定テーブルは、目標地点間ごとに、かつ走行抵抗および乗車率のシミュレーション条件ごとに設けられる。

惰行開始判定テーブルは、位置および速度に対応付けて走行時分を保持する。より具体的には、マトリクスの各升目には、升目に対応する位置および速度から惰行運転を実施した場合に次の目標地点までに必要な走行時分が格納されている。位置の刻み幅および速度の刻み幅については、予めシミュレーションなどが行われ、許容誤差の時分を満たすように定義される。例えば１ｍ間隔など刻み幅を小さく設定することにより、許容誤差の時分を満たすことができるが、その場合、データ量が多くなってしまうので、本実施の形態では、シミュレーションを予め行って、許容誤差の時分を満たす長い間隔となる刻み幅を設けている。

以上のように、本実施の形態では、直近の走行条件に最も近いシミュレーション条件で作成された惰行開始判定テーブルを用いて惰行開始タイミングを判定するため、力行と惰行、ブレーキと惰行が繰り返されることなく、目標地点間の走行時分を満たすことが可能となる。また、力行と惰行、ブレーキと惰行が繰り返されることがないため、乗り心地が向上し、消費電力量の増加を抑えることができる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、車両挙動に基づいて走行抵抗を算出し、算出した走行抵抗に基づいて惰行開始判定テーブルを選択する構成について説明した。第２の実施の形態では、車両挙動と惰行開始判定テーブルの値とに基づいて惰行開始判定テーブルを直接選択する構成について説明する。

本実施の形態では、走行抵抗算出部２０２および惰行開始判定テーブル選択部２０３以外は、第１の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。本実施の形態では、走行抵抗算出部２０２が省略され、惰行開始判定テーブル選択部２０３にて惰行開始判定テーブルが選択される。

図５は、本実施の形態における惰行開始判定テーブルの選択方法の概念図を示す。

はじめに、惰行開始判定テーブル選択部２０３は、任意の惰行区間（例えば、２地点）を設定する。本実施の形態では、図５に示すように、第１の地点および第２の地点が設定されたとする。惰行開始判定テーブル選択部２０３は、第１の地点から第２の地点までに車両が走行したときの実際の走行時分（本例では、２０秒とする。）を算出する。

次に、惰行開始判定テーブル選択部２０３は、各走行抵抗で算出した惰行開始判定テーブルの第１の地点の値を参照する。図５では、走行抵抗a、走行抵抗b、走行抵抗cの惰行開始判定テーブルの値は、それぞれ２４０秒、２５０秒、２６０秒とする。

次に、惰行開始判定テーブル選択部２０３は、各走行抵抗で算出した惰行開始判定テーブルの第２の地点の値を参照する。図５では、走行抵抗a、走行抵抗b、走行抵抗cの惰行開始判定テーブルの値は、それぞれ２２０秒、２４０秒、２５０秒とする。

次に、惰行開始判定テーブル選択部２０３は、惰行開始判定テーブルの第１の地点および第２の地点の値の差分を算出する。図５では、走行抵抗a、走行抵抗b、走行抵抗cの差分がそれぞれ２０秒、１０秒、１０秒とする。

惰行開始判定テーブル選択部２０３は、算出した差分が第１の地点から第２の地点までに車両が走行したときの実際の走行時分に近い走行抵抗の惰行開始判定テーブルを選択する。図５では、実際の走行時分２０秒に対して差分が最も近かった走行抵抗aの惰行開始判定テーブルが選択される。

以上のように、本実施の形態によれば、連立方程式による走行抵抗の算出が不要となり、テーブルの参照、値の減算、値の比較のみの処理となるため計算負荷が低減される。

（２）他の実施の形態
なお上述の第１及び第２の実施の形態においては、本発明を列車１０１に搭載される走行パターン作成装置１０２に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の装置に広く適用することができる。

また上述の第１および第２の実施の形態においては、例えば省エネ走行パターンが「力行→惰行→ブレーキ」であり、定速運転が含まれない場合、定速運転中の惰行中の車両挙動から走行抵抗の算出、および惰行開始判定テーブルの選択ができない。この場合、当該車両の直近に算出された走行抵抗および直近の惰行開始判定に使用された惰行開始判定テーブルを用いるようにする。また、走行抵抗および惰行開始判定テーブルについては、直近以外のものを使用してもよく、例えば現在の条件（時刻、乗車率、晴れ、雨、雪等の天気など）に最も近い条件で算出および選択された走行抵抗および惰行開始判定テーブルを使用してもよい。

また上述の第１および第２の実施の形態においては、惰行中の車両挙動から走行抵抗の算出および惰行開始判定テーブルの選択を全ての可能性の中から算出および選択をしていたが、これに限られるものではない。過去に算出および選択した走行抵抗および惰行開始判定テーブルに近い条件から算出および選択を実施するようにしてもよい。例えば、同じ車両、同じ日では、走行抵抗は、大きく変化しないと考え、走行抵抗の算出および惰行開始判定テーブルの選択の解の範囲を限定してもよい。このようにすることで、走行抵抗の算出および惰行開始判定テーブルの選択に関わる計算負荷を低減することが可能となる。

また上述の第１及び第２の実施の形態においては、位置信号（位置情報）を地上子１０８から取得する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、列車１０１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置を備え、ＧＰＳ装置により位置情報を取得するようにしてもよい。

また上述の第１及び第２の実施の形態においては、走行パターン作成装置１０２が惰行開始判定テーブルを記憶する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、列車１０１に設けられる走行パターン作成装置１０２とは異なる他の装置が惰行開始判定テーブルを記憶してもよいし、列車１０１と通信可能な外部の装置が惰行開始判定テーブルを記憶するようにしてもよい。

また上述の第１及び第２の実施の形態においては、走行パターン作成装置１０２が走行抵抗算出部２０２、惰行開始判定テーブル選択部２０３、および惰行開始判定部２０４を備える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、走行抵抗算出部２０２、惰行開始判定テーブル選択部２０３、および惰行開始判定部２０４の一部または全部を、列車１０１に設けられる走行パターン作成装置１０２とは異なる他の装置が備えてもよいし、列車１０１と通信可能な外部の装置が備えるようにしてもよい。

なお本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施の形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、および置換の一または複数を行うことが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に置くことができる。

１……列車走行制御システム、１０１……列車、１０２……走行パターン作成装置、１０３……車両情報制御装置、１０４……自動列車運転装置（ＡＴＯ装置）、１０５……速度位置検出部、１０６……制御指令算出部、１０７……速度発電機、１０８……地上子、１０９……車上子、１１０……制駆動制御装置、１１１……マスターコントローラ（マスコン）、１１２……計画部、１１３……追従部、１１４……速度偏差計算部

Claims (11)

1. 列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する選択部と、
   前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する作成部と、
   を備えることを特徴とする走行制御装置。
2. 前記記憶部は、列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を前記走行条件である走行抵抗ごとに記憶し、
   前記列車が定速運転かつ惰行しているときの速度に基づいて前記列車の走行抵抗を算出する算出部を備え、
   前記選択部は、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から前記算出部で算出された走行抵抗に対応する惰行開始判定情報を選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
3. 前記算出部は、前記列車の走行抵抗を算出することができない場合、直近に算出した前記列車の走行抵抗を算出結果として用いる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の走行制御装置。
4. 前記算出部は、前記列車について過去に算出した走行抵抗の中から、現在の条件に最も近い条件の走行抵抗を算出結果として用いる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の走行制御装置。
5. 前記選択部は、任意の２地点間の実際の走行時間と、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報の前記２地点の走行時間の差分とを走行条件ごとに比較し、前記実際の走行時間に最も近い差分となる惰行開始判定情報を選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
6. 前記選択部は、惰行開始判定情報を選択することができない場合、直近に選択した前記列車の惰行開始判定情報を選択する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の走行制御装置。
7. 前記選択部は、前記列車について過去に選択した惰行開始判定情報の中から、現在の条件に最も近い条件の惰行開始判定情報を選択する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の走行制御装置。
8. 前記記憶部は、列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を前記走行条件である走行抵抗および乗車率ごとに記憶し、
   前記選択部は、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行抵抗および乗車率に対応する惰行開始判定情報を選択し、
   前記作成部は、前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とが許容誤差の範囲内で一致すると判定した場合、惰行指示を示す制駆動指令を作成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
9. 前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報の走行時間は、位置および速度のマトリクスで保持され、前記位置の刻み幅と前記速度の刻み幅は、前記許容誤差を満たすように定義されている、
   ことを特徴とする請求項８に記載の走行制御装置。
10. 列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部を有する走行制御装置における走行制御方法であって、
    選択部が、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する第１のステップと、
    作成部が、前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する第２のステップと、
    を備えることを特徴とする走行制御方法。
11. 列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する選択部と、
    前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する作成部と、
    を備えることを特徴とする走行制御システム。