JP2019122171A

JP2019122171A - 運転曲線生成装置、及び運転曲線生成方法

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Publication number: JP2019122171A
Application number: JP2018001441A
Authority: JP
Inventors: 信小熊; Makoto Koguma; 優一阿邊; Yuichi Abe; 陽平服部; Yohei Hattori
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2019-07-22

Abstract

【課題】実際の列車の運行状況を反映可能な運転曲線生成装置、及び運転曲線生成方法を提供する。【解決手段】本実施形態に係る運転曲線生成装置は、設定部と、選択部と、生成部とを備える。設定部は、所定の地点間の列車の位置及び速度の関係を示す基準運転曲線における所定の地点間の各位置に速度調整用の選択率を設定する。選択部は、設定された各位置の選択率の中から少なくとも１つを選択する。生成部は、選択された選択率に対応する位置における第１運転曲線の速度を所定値低下させた第２運転曲線を生成する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、運転曲線生成装置、及び運転曲線生成方法に関する。

所定の地点間の列車の速度を示す運転曲線を用いた列車の運行が一般的に行われている。この運転曲線は、例えば所定の駅間における列車の消費エネルギを抑制させるためにも用いられている。このため、最初に対象列車の最速運転曲線が生成され、次に分枝限定法や動的計画法などを用いた消費エネルギを評価指標として、最速運転曲線の速度を低下させた運転曲線が生成される。

ところが、実際の列車の運行状況下では、例えば対象列車近傍における先行列車の電力使用の影響を受けて、架線電圧の上昇による回生絞込が発生したり、先行列車への過接近による過接近防止ブレーキが発生したりしてしまう。

特開２０１５−２０６３７号公報特開平０４−１７０５７号公報特開２０１６−５７３号公報特許第３８８１３０２号公報

発明が解決しようとする課題は、実際の列車の運行状況を反映可能な運転曲線生成装置、及び運転曲線生成方法を提供することである。

本実施形態に係る運転曲線生成装置は、設定部と、選択部と、生成部とを備える。設定部は、所定の地点間の列車の位置及び速度の関係を示す基準運転曲線における所定の地点間の各位置に速度調整用の選択率を設定する。選択部は、設定された各位置の選択率の中から少なくとも１つを選択する。生成部は、選択された選択率に対応する位置における基準運転曲線の速度を所定値低下させた第２運転曲線を生成する。

第１の実施形態における運転曲線生成装置の構成を示すブロック図。第１運転曲線生成部が生成した第１運転曲線の一例を示す図。第２運転曲線生成部により生成された第２運転曲線の一例を示す図。運転曲線生成装置の運転曲線の生成処理を示すフローチャート。第２実施形態係る運転曲線生成装置の構成を示すブロック図。回生絞り込み込み実績量を、最速運転曲線と重ねて表示する図。閉そく減速の実績量を、最速運転曲線と重ねて表示する図。減速範囲選択率設定部のモード選択処理の一例を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態に係る運転曲線生成部及び運転曲線生成方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。

（第１実施形態）
図１は、第１の実施形態における運転曲線生成装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、運転曲線生成装置１は、所定の地点間の列車の速度を示す運転曲線を生成する装置であり、記憶部１００と、第１運転曲線生成部１０３と、第２運転曲線生成部１０４と、表示部１０９とを備えて構成されている。

記憶部１００は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。記憶部１００は、第１データベース１０１と、第２データベース１０２とを有している。

第１データベース１０１は、ダイヤ情報データと、駅間毎の線形条件データと、車両特性データとを記憶する。ダイヤ情報データは、各列車の駅間の運行予定時間のデータ、例えば時刻表の情報により構成される。また、線形条件データは、例えば、トンネル、勾配、カーブの始点位置や終点位置などの情報により構成される。さらにまた、車両特性データは、駅間を走行する列車を編成する車両に関する特性データであり、例えば駅間を走行する際の抵抗、駅間を走行する際の加減速特性などの情報により構成される。

第２データベース１０２は、第２運転曲線生成部１０３により生成されたデータや、運転曲線生成装置１での処理に必要となる各種の情報を記憶する。

第１運転曲線生成部１０３は、例えば、プロセッサにより構成され、所定の地点間の列車の位置及び速度の関係を示す第１運転曲線を生成する。この第１運転曲線生成部１０３は、第１データベース１０１に記憶された線形条件データおよび車両特性データに基づいて、生成目的に従った第１運転曲線を生成する。例えば、本実施形態に係る第１運転曲線生成部１０３は、許容される最大加速度と、最大速度と、最大減速度を組合せることにより、対象列車が所定の駅間をできるだけ短い時間で走行可能な最速運転曲線を第１運転曲線として生成する。ここで、プロセッサという文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)などの回路を意味する。

図２は、第１運転曲線生成部１０３が生成した最速運転曲線の一例を示す図である。横軸は所定の地点間の距離を示し、縦軸は速度を示す。また、横軸の小区画は、所定の地点間の位置を示す。この第１運転曲線の開始点から終了点までを所定の距離分解能を有する離散的な小区画により位置を示すが、これに限定されず位置は連続していてもよい。ここで、距離分解能とは、運転曲線を生成する場合の基準とする小区画の長さを意味する。また、本実施形態では、各小区画が減速区間候補として処理される。また、点線は、所定の地点間における制限速度を示している。

また、図２に示す減速試行例ａ〜ｃのような減速を試行することで、所定距離間における列車の消費エネルギの調整が可能となる。すなわち、最速運転曲線の速度を調整することで、所定距離間の運行時間と消費エネルギとの調整が可能になる。

第２運転曲線生成部１０４は、例えば、プロセッサにより構成される。第２運転曲線生成部１０４は、第１運転曲線生成部１０３により生成された第１運転曲線を用いて第２運転曲線を生成する。すなわち、第２運転曲線生成部１０４は、減速範囲選択率設定部１０５と、減速省エネ範囲検出部１０６と、運転曲線更新部１０７と、実行部１０８とを備えて構成されている。

図３は、第２運転曲線生成部１０４により生成された第２運転曲線の例を示す図である。横軸は所定の地点間の距離を示し、縦軸は速度を示す。また、横軸の小区画は、所定の地点間の位置を示す。図３（ａ）は、Ａ駅−Ｂ駅間において選択率Ｐｂ（ｘ）を０に設定し、Ｂ駅−Ｃ駅間において選択率Ｐｂ（ｘ）を１に設定した例であり、図３（ｂ）は、Ａ駅−Ｃ駅間において、すなわち全区間において選択率Ｐｂ（ｘ）を１に設定した例である。

図３に示すように、減速範囲選択率設定部１０５は、基準運転曲線の所定の地点間の位置に対応させて、速度調整用の選択率を設定する。ここで、減速範囲選択率設定部１０５が、選択率を設定する運転曲線を基準運転曲線と呼ぶこととする。例えば、減速範囲選択率設定部１０５は、基準運転曲線に第１運転曲線生成部１０３により生成された最速運転曲線を設定する。なお、本実施形態に係る選択率を減速範囲選択率と呼ぶ場合がある。

図３（ａ）に示すように、減速範囲選択率設定部１０５がＢ駅までの選択率Ｐｂ（ｘ）を０に設定し、その他を１に設定することによって、Ａ駅−Ｃ駅間のうちＡ駅−Ｂ駅間において最速運転曲線からの減速は行われない。一方で、図３（ｂ）に示すように、全区間で選択率Ｐｂ（ｘ）を１に設定することにより、全区間で減速処理が可能となる。なお、本実施形態に係る減速範囲選択率設定部１０５が設定部に対応する。

例えば、Ａ駅―Ｃ駅間を走行する急行列車は、通常は余裕時間１２０秒を保持する。この急行列車が、Ａ駅にて６０秒の遅延をしたとき、急行列車が遅延と早着なくＣ駅に到達するには、残り６０秒の余裕時間が生じる。このため、Ａ駅―Ｃ駅間においてこの余裕時間分の６０秒を減速する運転曲線の生成が新たに必要となる。このとき、この急行列車のみを考慮するならば、図３（ｂ）に示すように、例えば、２つの急減速部分を３０秒ずつ、惰行に置き換えると、列車の消費エネルギの低減がより効率的に行われる。ところが、ここでＢ駅に待避列車が存在し、急行列車の通過待ち後すぐに待避列車が出発するダイヤであれば、待避列車の出発遅延をさせないために、Ｂ駅までの減速は控えて、Ｂ駅以降に減速した方が良い場合がある。このような場合に、図３（ａ）に示すように、減速範囲を調整可能とすることによって、他列車への影響を考慮した第２運転曲線を生成することが可能となる。なお、本実施形態に係る選択率Ｐｂ（ｘ）には、０と１が用いられているが、これに限定されず、小区画毎に異なる選択率を設定してもよい。例えば、小区画毎に０から１．０の範囲の選択率を設定してもよい。

減速省エネ範囲検出部１０６は、減速範囲選択率設定部１０５により設定された各小区画の選択率の中から少なくとも１つを選択する。この減速省エネ範囲検出部１０６は、例えば基準運転曲線の速度を所定値低下させたときの各小区画での消費エネルギの時間変化量である省エネ感度と、選択率との乗算値に基づき、各小区画の選択率の中から少なくとも１つを選択する。より具体的には、先ず、減速省エネ範囲検出部１０６は、第１データベース１０１の線形データ、および列車データに基づいて、各小区画それぞれについて、基準運転曲線を基準として列車を所定速度だけ減速させた場合の消費エネルギの時間変化量である省エネ感度を演算する。例えば、減速省エネ範囲検出部１０６は、（１）式に示すように、小区画ごとに小区画の始点から予め定めた所定速度、例えば時速０．１キロメータ、時速０．３キロメータ、時速０．５キロメータなどの中から定めた一つの速度を減速試行して、小区画の終点でもとの基準運転曲線の速度に戻した際の、基準運転曲線に対するエネルギ減少量（ジュール）と、走行時間増加量（秒）を算出し、省エネ感度ｄＥ／ｄｔを算出する。

ここで、ΔＥはエネルギ減少量（ジュール）であり、Δｔは走行時間増加量（秒）である。

次に、減速省エネ範囲検出部１０６は、小区間ごとに省エネ感度（（１）式）と選択率Ｐｂ（ｘ）とを乗算し、省エネ感度（（１）式）×選択率（Ｐｂ（ｘ））の乗算値が最大となる小区間の選択率（Ｐｂ（ｘ））を選択する。なお、本実施形態に係る減速省エネ範囲検出部１０６が選択部に対応する。

運転曲線更新部１０７は、減速省エネ範囲検出部１０６により選択された選択率に対応する位置における基準運転曲線の速度を所定値低下させた第２運転曲線を生成する。より具体的には、運転曲線更新部１０７は、減速省エネ範囲検出部１０６により選択された選択率に対応する位置における基準運転曲線の速度から例えば時速０．１キロメータ、時速０．３キロメータ、時速０．５キロメータなどの中から設定された一つの速度を低下させて、第２運転曲線を生成する。また、運転曲線更新部１０７は、一連の結果を第２データベース１０２に記憶する。なお、本実施形態に係る運転曲線更新部１０７が生成部に対応する。また、運転曲線更新部１０７が基準運転曲線に基づき生成する運転曲線を第２運転曲線と呼ぶこととする。

実行部１０８は、減速範囲選択率設定部１０５に対して、運転曲線更新部１０７により生成された第２運転曲線を基準運転曲線として選択率を設定させ、運転曲線更新部１０７に対して、新たな第２運転曲線を生成させる処理を実行させる。このように、減速範囲選択率設定部１０５は、運転曲線更新部１０７が生成した第２運転曲線を基準運転曲線として選択率を設定し、運転曲線更新部１０７は、減速範囲選択率設定部１０５が新たに選択率を設定した基準運転曲線に基づき、新たな第２運転曲線を生成する。実行部１０８は、これらの繰り返しの処理を例えば新たな第２運転曲線よる運転時間が所定の運転時間となるまで繰り返させる。このような繰り返し処理により、運転曲線更新部１０７により生成された第２運転曲線は、例えば省エネ運転曲線と呼ばれ、第２データベース１０２に記憶される。このように、減速範囲選択率設定部１０５は、新たな第２運転曲線による運転時間が所定の運転時間となるまで、第２運転曲線を基準運転曲線として選択率を設定し、運転曲線更新部１０７は、減速範囲選択率設定部１０５が新たに選択率を設定した基準運転曲線に基づき、新たな第２運転曲線を生成する。

表示部１０９は、例えば列車上のモニタである。表示部１０９は、運転曲線更新部１０７により生成された省エネ運転曲線（第２運転曲線）などを表示する。このように、本実施形態に係る運転曲線生成装置１は、列車車上で、運転手が列車を出発進行させる前に動作させ、運転の目安となる省エネ運転曲線を表示部１０９で参照することが可能となっている。ただし、このような用途に限定するものでなく、省エネ運転曲線を、列車自動運転装置（ＡＴＯ）で参照して、自動運転に用いてもよい。或いは、車上側ではなく、地上側において、鉄道ダイヤの運行計画系における計画運転曲線の作成に用いてもよい。この場合、例えば第２データベース１０２に記憶される省エネ運転曲線が参照される。

以上が第１実施形態の構成の説明であるが、図４に基づき、運転曲線生成装置１の運転曲線の生成処理例について説明する。図４は、運転曲線生成装置１の運転曲線の生成処理を示すフローチャートである。

まず、減速範囲選択率設定部１０５は、最速運転曲線を第１運転曲線生成部１０３より取得し、基準運転曲線として設定する（ステップＳ２０１）。

次に、減速範囲選択率設定部１０５は、走行区間における各地点間の減速範囲選択率Ｐｂ（ｘ）を基準運転曲線に設定する（ステップＳ２０２）。ここで、減速範囲選択率Ｐｂ（ｘ）は、運転曲線生成装置１においてユーザが設定してもよい。或いは、減速範囲選択率設定部１０５が、予め第１データベース１０１に記憶しておいたデータを読み込み、設定してもよい。また、小区画の開始キロ程、及び小区画の終了キロ程を可変として、各小区画を可変分解能としてもよい。また、小区画ごとの減速範囲選択率Ｐｂ（ｘ）を可変としてもよい。

次に、実行部１０８は、運転曲線更新部１０７が生成した第２運転曲線の走行時間と、第１データベースのダイヤ情報における時刻表との差から、対象列車の余裕時間を算出する。余裕時間が無くなるまで、基準運転曲線から減速を繰り返す（ステップＳ２０３）。

減速省エネ範囲検出部１０６は、減速区間候補としての各小区画において、予め定めた所定速度の減速試行を繰り返す（ステップＳ２０４）。

減速省エネ範囲検出部１０６は、各小区画に予め定めた所定速度の減速試行を行い、基準運転曲線に対するΔＥであるエネルギ減少量（ジュール）と、Δｔである走行時間増加量（秒）を算出し、（１）式により省エネ感度ｄＥ／ｄｔを求める（ステップＳ２０５）。減速区間候補に関しては、図２に示すように、各距離分解能を１つ分だけ減速試行する減速試行例ａの場合に加えて、複数の連続する分解能を減速する場合の減速試行例ｂや減速試行例ｃを同時に実施し、並列に省エネ感度を評価してもよい。また、一度実施した減速試行の結果は一時バッファに保持しておき、後段の処理で同じ減速試行を実施する際に演算を省略してもよい。このような処理とすることにより、運転曲線生成部の処理高速化が可能となる。

次に、減速省エネ範囲検出部１０６は、減速試行により省エネ感度（１式）を導出した後は、予め定めた小区画ごとの選択率Ｐｂ（ｘ）を乗算する（ステップＳ２０６）。次に、減速省エネ範囲検出部１０６は、その乗算値が最大か否かを判定する（ステップＳ２０７）。最大であれば（ステップＳ２０７のＹ）、省エネ減速範囲として選択し、登録する（ステップＳ２０８）。

次に、運転曲線更新部１０７は、登録した省エネ減速範囲を基準運転曲線に適用し、第２運転曲線を生成し、余裕時間を超過するか否かを判定する（ステップＳ２０９）。余裕時間を超過する場合（ステップＳ２０９のＹ）、減速試行の減速幅を小さく、例えば半減して（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０５からの処理を残りの小区画に対して繰り返す。一方で、最大でなければ（ステップＳ２０７のＮ）、ステップＳ２０５からの処理を残りの小区画に対して繰り返す。

次に、運転曲線更新部１０７は、最終的に登録した省エネ減速範囲を基準運転曲線に適用して、基準運転曲線を新たな第２運転曲線に更新する（Ｓ２１１）。以上の減速処理を、余裕時間が無くなるまで基準運転曲線に対して繰り返し、最終的に生成された第２運転曲線を省エネ運転曲線として第２データベース１０２に出力するとともに、表示部１０９に表示させ（ステップＳ２１２）、全体処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、減速範囲選択率設定部１０５の設定する設定率により、減速範囲が調整可能となる。この設定率に他列車への影響など、実際の列車の運行状況を反映することが可能となるので、実際の列車の運行状況を考慮した省エネ運転曲線を提供することができる。

（第２実施形態）
本実施形態に係る運転曲線生成装置１は、列車実績情報取得部５１０を更に備える点で第１実施形態に係る運転曲線生成装置１と相違する。以下では、第１実施形態に係る運転曲線生成装置１と相違する点について説明する。

図５は、第２実施形態に係る運転曲線生成装置１の構成を示すブロック図である。図５に示すように、列車実績情報取得部５１０は、所定の地点間における列車運行に関する実績情報を取得する。より詳細には、列車実績情報取得部５１０は、記憶部１００の第２データベース１０２に、対象列車が対象区間を走行する際の、回生絞り込み実績情報などを記録する。すなわち、本実施形態に係る列車実績情報取得部５１０は、回生電力による発電に制限をかける回生絞り込みの実績情報を所定の地点間における各小区画で取得している。第１実施形態と同等の構成に、同一の番号を付して説明を省略する。なお、本実施形態に係る列車実績情報取得部５１０が実績情報取得部に対応する。

図６は、回生絞り込み実績情報を、最速運転曲線と重ねて表示する図である。ここでは、回生絞り込みの発生箇所を×印で示している。回生絞り込み実績情報は、対象区間の回生絞り込み発生区間［ｍ］（始点及び終点）、回生絞り込み量［ｋＷｈ］、回生絞り込み発生回数を含む情報である。鉄道では、同等のダイヤが日ごとに繰り返されるので、回生絞込の発生が同一の区間や同一の時間帯で生じやすい傾向にある。

このため、本実施形態に係る減速範囲選択率設定部１０５は、回生絞り込みの実績回数が多くなるほど選択率を大きくする。例えば、減速範囲選択率設定部１０５は、回生絞り込みの実績が多い発生区間を減速しやすくする減速範囲選択率Ｐｂｘを設定する。より具体的には、（２）、（３）式に示すように、減速範囲選択率設定部１０５は、第２データベース１０２に記録されるダイヤ上の同じ列車番号の過去の回生絞り込み情報を参照し、減速範囲選択率Ｐｂｘに反映する。

ここで、ｒは、注目する小区画、すなわち所定の距離分解能を有する区画における過去の回生絞り込み量平均値［ｋｗｈ］の走行区間順位であり、小区画毎に定められている。Ｖｄは、減速範囲選択率設定部１０５に最初に設定された基準運転曲線（例えば最速運転曲線）と第２運転曲線との注目する小区画における差［ｍ／ｓ］を示す。また、α、β、Ｖ_{ｔｈｒｅｓｈ}のそれぞれは、非負実数のユーザ調整係数である。例えば、α＝０．１、γ＝０．０１、Ｖ_{ｔｈｒｅｓｈ}＝５［ｍ／ｓ］である。

上記（２）式とすることで、注目する小区画における速度が、最初に設定された基準運転曲線から減速するにつれて、省エネ減速範囲として選択されにくくなる。ユーザが設定した十分な減速がＶｔｈｒｅｓｈまで減速されたら、それ以降はこの小区画が省エネ減速範囲に選定されなくなる。また、上記（３）式とすることで、駅間で回生絞り込みの実績の大きい小区画が、省エネ減速範囲に選択され易くなる。このように、本実施形態の省エネ運転曲線を作成する対象列車は、ダイヤ上の同じ列車番号の過去の回生絞り込み情報を参照し、回生絞り込みを抑制しやすくする。また、これらから分かるように、本実施形態では、省エネ減速範囲の決定の際に、注目する小区画が、基準運転曲線から省エネ減速範囲として選択されるにつれて減速範囲選択率Ｐｂｘを変化させている。これにより、例えば最速運転曲線が示す速度と、第２運転曲線が示す速度との各小区画での差分値が所定の範囲となる。

なお、本実施形態は、（２）式及び（３）式の様な一次式でＰｂｘを表現したが、（４）式に示すような、ｙを変数、ａを調整係数とする多次元多項式としてもよい。

また、（２）式は、注目する小区画が、省エネ減速範囲として所定回数選択されたら、それ以降は選択されないようにすればよく、注目する小区画の、省エネ減速範囲として選択された回数の関数としてもよい。（３）式についても、注目する小区画の、過去の絞り込み量の合計値［ｋｗｈ］の順位や、過去の絞り込み発生の累積回数の順位の関数としてもよい。このように、本実施形態に係る減速省エネ範囲検出部１０６は、列車実績情報取得部５１０が取得した実績情報を用いて所定の地点間の位置を選択し、運転曲線更新部１０７は、基準運転曲線におけるこの選択された位置の速度を所定値低下させた第２運転曲線を生成する。

以上説明したように、本実施形態によれば、減速範囲選択率設定部１０５が、列車実績情報取得部５１０が取得した実績に基づいて、回生絞り込みの実績回数が多くなるほど選択率を大きくする。これにより、回生絞り込み量の実績が多い地点が省エネ減速範囲に選定され易くなるので、回生絞り込みの発生を抑制する省エネ運転曲線を得ることができる。

（第３実施形態）
本実施形態に係る運転曲線生成装置１は、本実施形態に係る減速範囲選択率設定部１０５が、先行列車との間隔により速度制限をかける閉そく減速の実績情報も考慮して選択率を設定する点で、第２実施形態に係る運転曲線生成装置１と相違する。以下では、第２実施形態に係る運転曲線生成装置１と相違する点について説明する。運転曲線生成装置１の構成は、第２実施形態と同等であるので、説明を省略する。

図７は、閉そく減速の実績情報を、最速運転曲線と重ねて表示する図である。ここでは、閉そく減速の発生箇所を×印で示している。すなわち、列車実績情報取得部５１０（図５）は、先行列車との間隔により速度制限をかける閉そく減速の実績情報を所定の地点間において取得している。このように、本実施形態に係る列車実績情報取得部５１０は、閉そく減速情報、すなわち先行列車に対する過接近減速情報も取得する。

本実施形態に係る減速範囲選択率設定部１０５は、閉そく減速実績の多い位置よりも所定の距離ほど列車進行方向後方における選択率を大きくする。例えば、減速範囲選択率設定部１０５は、列車実績情報取得部５１０が取得した閉そく減速情報に基づき、減速範囲選択率Ｐｂｐを設定する。閉そく減速情報は、対象区間の閉そく減速発生区間（始点及び終点）［ｍ］、閉そく減速発生経過時間［秒］閉そく減速発生回数を含むものである。より具体的には、減速範囲選択率設定部１０５は、（５）、（６）式に示すように、減速範囲選択率設定部１０５は、第２データベース１０２に記録されるダイヤ上の同じ列車番号の過去の閉そく減速情報を参照し、減速範囲選択率Ｐｂｐに反映する。これにより、運転曲線生成装置１は、ダイヤ上の同じ列車番号の過去の閉そく減速情報を参照し、閉そく減速を抑制しやすくする。

ここで、ｒは、注目する小区画における過去の閉そく減速発生回数の小区画毎の順位である走行区間順位を示し、Ｔｄは、注目する小区画での最速運転曲線と基準運転曲線との時間増加分［ｓ］を示す。また、α、β、Ｖ_{ｔｈｒｅｓｈ}は、非負実数のユーザ調整係数であり、例えばα＝０．１，γ＝０．０１、Ｔ_{ｔｈｒｅｓｈ}＝１０［ｓ］である。本実施形態に関しても、（４）式に示した多次元多項式などを用いて表現しても良い。

このように、本実施形態に係る減速範囲選択率設定部１０５は、列車実績情報取得部５１０（図５）に取得された実績情報に基づいて、回生電力による発電に制限をかける回生絞り込みの回数、及び先行列車との間隔により速度制限をかける閉そく減速の回数の少なくとも一方が多い位置に対応する選択率を大きくする。また、本実施形態に係る減速範囲選択率設定部１０５は、省エネ減速範囲の決定の際に、注目する小区画が、基準運転曲線から省エネ減速範囲として選択されるにつれて減速範囲選択率Ｐｂｐを変化させる。これにより、減速範囲選択率設定部１０５に最初に設定された基準曲線（例えば最速運転曲線）が示す速度と、第２運転曲線が示す速度との各位置での差分値が所定の範囲となる。また、減速範囲選択率Ｐｂｐを相対的に大きくする小区画を、閉そく減速の多い小区画より所定の距離ほど列車進行方向後方における位置としている。この所定の距離は、例えばユーザにより設定され、小区画のＰ個分手前とする。これにより、閉そく減速を未然に予防させることが可能となる。このように、減速範囲選択率設定部１０５は、遅滞に関する実績情報の取得回数の多い位置よりも所定間隔を開けた列車進行方向後方の位置における選択率を大きくしている。

以上説明したように、本実施形態によれば、減速範囲選択率設定部１０５が、閉そく減速実績の多い位置よりも所定の距離ほど列車進行方向後方側の位置における選択率を大きくする。これにより、閉そく減速の実績が多い地点の手前が省エネ減速範囲に選定され易くなるので、閉そく減速の発生を抑制する省エネ運転曲線を得ることができる。

（第４の実施形態）
本実施形態に係る運転曲線生成装置１は、減速範囲選択率設定部１０５が、４つのモードに応じて選択率を変更可能である点で、第３実施形態に係る運転曲線生成装置１と相違する。以下では、第３実施形態に係る運転曲線生成装置１と相違する点について説明する。運転曲線生成装置１の構成は、第３実施形態と同等であるので、説明を省略する。

図８は、減速範囲選択率設定部１０５のモード選択処理の一例を示すフローチャートである。
減速範囲選択率無しモードは、図３（ｂ）に示したように、所定の区間の選択率Ｐｂを１とするモードである。減速範囲選択率指定モードは、図３（ａ）に示したように、所定の地点間の各位置における選択率を設定するモードである。閉塞減速回避モードは、図７に示したように、閉そく減速実績の多い位置よりも所定の距離ほど手前の位置における選択率を大きくするモードである。回生絞込回避モードは、図６に示したように、回生絞り込みの実績回数が多くなるほど選択率を大きくするモードである。なお、本実施形態に係る減速範囲選択率無しモードが第１モードに対応し、減速範囲選択率指定モードが第２モードに対応し、閉塞減速回避モードが第３モードに対応し、回生絞込回避モードが第４モードに対応する。

減速範囲選択率設定部１０５は、モード指定か否かを判定し（ステップＳ８０１）、モード指定の場合（ステップＳ８０１のＹ）、いずれのモードであるか判定する。減速範囲選択率設定部１０５は、運転曲線生成装置１の操作によりユーザが指定したモードが、減速範囲選択率無しモードであれば、減速範囲選択率無しモードの処理を行う（ステップＳ８０２）。減速範囲選択率指定モードであれば、減速範囲選択率指定モードの処理を行う（ステップＳ８０３）。閉塞減速回避モードであれば、閉塞減速回避モードの処理を行う（ステップＳ８０４）。回生絞込回避モードであれば、回生絞込回避モードの処理を行う（ステップＳ８０５）。一方で、指定されたモードが無い場合に（ステップＳ８０１のＮ）全体処理を終了する。このように、例えば運転手のモード選択により、省エネ運転曲線を選択調整できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、減速範囲選択率無しモード、減速範囲選択率指定モード、閉塞減速回避モード、回生絞込回避モードの中から選択したモードにより選択率を設定できる。これにより、閉そく減速実績の多い走行区間には、閉そく減速を避けやすい省エネ運転曲線を生成させ、回生絞り込み実績の多い走行区間には、回生絞り込みを抑制しやすい省エネ運転曲線を生成させることが可能となる。このように、運用に合わせた省エネ運転曲線を得ることができる。

（第５実施形態）
本実施形態に係る運転曲線生成装置１は、減速範囲選択率設定部１０５が、４つのモードにから選択された複数のモードの選択率を平均化することも可能である点で、第４実施形態に係る運転曲線生成装置１と相違する。以下では、第４実施形態に係る運転曲線生成装置１と相違する点について説明する。運転曲線生成装置１の構成は、第４実施形態に係る構成と同等であるので、説明を省略する。

本実施形態に係る減速範囲選択率設定部１０５は、減速範囲選択率無しモード、減速範囲選択率指定モード、閉塞減速回避モード、回生絞込回避モードの中から選択された複数のモードの選択率を平均化する。例えば、第２、第３の実施形態の各々で求めたＰｂｘ（２式、３式）とＰｂｐ（５、６式）の平均値を、注目する小区画の選択率とする。

以上説明したように、減速範囲選択率設定部１０５は、減速範囲選択率無しモード、減速範囲選択率指定モード、閉塞減速回避モード、回生絞込回避モードの中から選択された複数のモードの選択率を平均化する。これにより、複数の事象に対する選択率の平均値を採用することが可能となる。このため、例えば回生絞り込み回避と閉そく減速回避とに対応した省エネ運転曲線を得ることもできる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００…記憶部、１０１…第１データベース、１０２…第２データベース、１０３…最速運転曲線生成部１０４…運転曲線生成部、１０５…減速範囲選択率設定部、１０６…減速省エネ範囲検出部、１０７…運転曲線更新部、１０８…実行部、１０９…表示部、５１０…列車実績情報取得部

Claims

所定の地点間の列車の位置及び速度の関係を示す基準運転曲線における前記所定の地点間の各位置に速度調整用の選択率を設定する設定部と、
前記設定された各位置の前記選択率の中から少なくとも１つを選択する選択部と、
前記選択された選択率に対応する位置における前記基準運転曲線の速度を所定値低下させた第２運転曲線を生成する生成部と、
を備える運転曲線生成装置。
前記所定の地点間における列車運行に関する実績情報を取得する実績情報取得部を更に備え、
前記設定部は、前記実績情報に基づき、前記選択率を設定する、請求項１に記載の運転曲線生成装置。
前記設定部は、前記実績情報に基づいて、回生電力による発電に制限をかける回生絞り込みの回数、及び先行列車との間隔により速度制限をかける閉そく減速の回数の少なくとも一方が多い位置に対応する前記選択率を大きくする、請求項２に記載の運転曲線生成装置。
前記設定部は、前記閉そく減速の回数の多い位置よりも前記列車の進行方向後方側の位置における前記選択率を大きくする、請求項３に記載の運転曲線生成装置。
前記選択部は、前記基準運転曲線の速度を所定値低下させたときの前記各位置での消費エネルギの時間変化量にも基づき、前記選択率の中から少なくとも１つを選択する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の運転曲線生成装置。
前記選択部は、前記選択率と前記時間変化量との乗算値に基づき、前記選択率の中から少なくとも１つを選択する、請求項５に記載の運転曲線生成装置。
前記設定部は、前記第２運転曲線を前記基準運転曲線として前記選択率を設定し、前記生成部は、前記設定部が新たに前記選択率を設定した前記基準運転曲線に基づき、前記第２運転曲線を生成する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の運転曲線生成装置。
前記設定部は、前記第２運転曲線による運転時間が所定の運転時間となるまで、前記第２運転曲線を前記基準運転曲線として前記選択率を設定し、前記生成部は、前記設定部が新たに前記選択率を設定した前記基準運転曲線に基づき、前記第２運転曲線を生成する、請求項７に記載の運転曲線生成装置。
前記設定部は、最初に前記選択率を設定した前記基準運転曲線が示す速度と、前記第２運転曲線が示す速度との前記各位置での差分値が所定の範囲内となるように、前記各位置の前記選択率を変更する、請求項７又は８に記載の運転曲線生成装置。
前記設定部は、前記所定の地点間の各位置における選択率を１とする第１モード、前記所定の地点間の各位置における選択率を設定する第２モード、閉そく減速実績の多い位置よりも前記列車の進行方向後方における選択率を大きくする第３モード、及び、回生絞り込みの実績回数が多い位置の前記選択率を大きくする第４モードの中から選択されたモードに基づいた前記選択率を設定する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の運転曲線生成装置。
前記設定部は、前記所定の地点間の各位置における選択率を１とする第１モード、前記所定の地点間の各位置における選択率を設定する第２モード、閉そく減速実績の多い位置よりも前記列車の進行方向後方における選択率を大きくする第３モード、及び、回生絞り込みの実績回数が多い位置の前記選択率を大きくする第４モードの中から選択された複数のモードに基づく選択率の平均値を前記選択率とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の運転曲線生成装置。
所定の地点間の列車の位置及び速度の関係を示す基準運転曲線における前記所定の地点間の各位置に速度調整用の選択率を設定する設定工程と、
前記設定された各位置の前記選択率の中から少なくとも１つを選択する選択工程と、
前記選択された選択率に対応する位置における前記基準運転曲線の速度を所定値低下させた第２運転曲線を生成する生成工程と、
を備える運転曲線生成方法。
所定の地点間の列車の位置及び速度の関係を示す基準運転曲線における前記所定の地点間における列車運行に影響を与える実績情報を取得する実績情報取得部と、
前記実績情報を用いて前記所定の地点間の位置を選択する選択部と、
前記選択された位置における前記基準運転曲線の速度を所定値低下させた第２運転曲線を生成する生成部と、
を備える運転曲線生成装置。