JP3706004B2

JP3706004B2 - 列車制御シミュレータ

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Publication number: JP3706004B2
Application number: JP2000176646A
Authority: JP
Inventors: 忍和田; 博之油井; 直樹三和; 幸雄小高
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2020-06-13
Also published as: JP2001354139A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道システム全体の列車の運行管理と駅の列車制御を行うシステムのシュミレータに係り、とくに未開発で計画中の駅システムや全体システムに組み込まれていない駅システムがあっても全体システムの列車の走行を容易に模擬できるようにした列車制御シミュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
列車運行管理システムは、管理センターに設置されてダイヤ管理装置、運転整理入力装置、列車走行設定装置等から成る中央処理装置と、各駅に設置されて中央処理装置からのダイヤ情報をもとに、連動装置を介して列車の追跡及び進路制御を行う駅システムとがネットワークを介して接続されたシステムである。このようなシステムで、各種の列車走行シミュレーションを実行するためには、当該システムが管理する駅システムが有する駅シミュレータ及び他の周辺装置が導入されたシステム環境を必要とする。例えば発生した遅延を線区全体で解消するための運転整理後の状態をシミュレートするには、中央制御装置からの指示に対する応答を各駅システムの駅シミュレータから得て処理を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
大規模な列車運行管理システムでは、中央処理装置と各駅システムの開発が並行して行われる。また、駅システムの改造なども行われる。このような開発や改造の過程では、すべての駅システムが稼動可能な状態でネットワークに接続されているとは限らず、駅システムとしては開発・改造ずみではあってもまだネットワークには未接続かあるいはその動作を停止しているもの（以下、不稼働駅という）や、計画はされているかまだ駅システムとして存在しないもの（以下、不稼働駅という）が存在することが多い。また、開発・改造ずみでネットワークにも接続されているが、その駅システム内の走行をシミュレートする駅システムの状態が初期設定されていない未調整駅も存在することがある。このような不稼働駅や未調整駅が存在する環境下で、それらの駅を含めた走行シミュレーションを行うためには、不稼働駅や未調整駅に対する代替のシミュレータを用意し、その代替シミュレータに対して列車の在線、走行時間等を予め人手により設定する必要があり、シミュレーションの準備に多くの時間と労力を要した。
【０００４】
本発明の目的は、不稼働駅や未調整駅があっても、列車走行のシミュレーションを容易に実施できるようにした（又、試験等により乱れたダイヤを容易に解決できる様にした）列車制御シミュレータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、各駅に設けられた駅システムに設置され、列車の運行ダイヤを作成するダイヤ管理装置により作成された運行ダイヤまたは前記ダイヤ管理装置で作成した運行ダイヤを修正する運転整理装置で修正された運行ダイヤをネットワークを介して受信し、その受信したダイヤに従い当該駅の列車制御をシミュレートする駅シミュレータと、前記駅シミュレータの各々に対しての列車制御をシミュレートする代替シミュレータを具えた代替シミュレータ装置とを備えると共に、前記代替シミュレータ装置は、前記駅システム及び駅シミュレータの動作状況を受信する生死管理機能により駅システム及び駅シミュレータが動作していないと判断された時は当該駅に対応する代替駅シミュレータを起動することを特徴とする列車制御シミュレータを開示する。
【０００６】
更に本発明は、前記の列車制御シミュレータにおいて、前記代替シミュレータは、隣接駅との列車引き継ぎの妥当性を保証し、かつ、あらかじめ保持した計画ダイヤ（運転整理により手動で作成した臨時ダイヤを含む）または、実際の列車の運行を記録した実績ダイヤに近似な走行のシミュレートを可能とする列車走行時間の計算機能を備えたことを特徴とする列車制御シミュレータを開示する。
【０００７】
更に本発明は、列車の運行ダイヤを作成するダイヤ管理装置と、前記ダイヤ管理装置で作成した運行ダイヤを修正する運転整理装置と、各駅に設けられた駅システムに設置され、前記ダイヤ管理装置により作成された運行ダイヤまたは前記運転整理装置で修正された運行ダイヤをネットワークを介して受信し、その受信したダイヤに従い当該駅の列車制御をシミュレートする駅シミュレータと、前記駅シミュレータがその動作を停止しているか或いは未設置である不稼働駅の各々に対しての列車制御をシミュレートする代替シミュレータを具えた代替シミユレータ装置とを備えると共に、前記代替シミュレータ装置は、前記駅シミュレータ及び代替シミュレータから周期的にネットワークを介して送信される駅状態情報を受信し、前記不稼働駅の駅シミュレータが開始したことを検出したときには当該駅対応の代替シミュレータの動作を停止し、稼働中であった駅シミュレータが動作を停止したことを検出したときには当該駅対応の代替シミュレータを起動するように制御する生死管理機能を備えたことを特徴とする列車制御シミュレータを開示する。
【０００８】
更に本発明は、前記の列車制御シミュレータにおいて、代替シミュレータは、前記ダイヤ管理装置により作成されたダイヤ（運転整理により手動で作成した臨時ダイヤを含む）または実際の列車の運行を記録した実績ダイヤを基にシミュレートしている不稼動駅の各軌道回路を仮想的に進行することを示す列車情報を生成する列車移動機能を備えたことを特徴とする列車制御シミュレータを開示する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明になる列車走行シミュレーション装置の全体構成例を示すブロック図で、駅における列車の動作をシミュレーションするための、本発明の特徴とする簡易駅シミュレータ１、実際の駅に設置されてシミュレーション機能を併せ持つ駅システム２、２…、線区全体の実施ダイヤを管理するダイヤ管理装置３、ダイヤ乱れが発生したときに運転整理を実施するための運転整理入力装置４、ネットワーク５、及び列車走行シミュレーションを設定する列車走行設定装置６から構成される。
【００１０】
簡易駅シミュレータ１は、ネットワークを含む外部システムとのデータを交換する入出力機能１１、簡易駅シミュレータのシミュレーションを実施するシミュレーション本体１２、このシミュレーション本体１２のシミュレーションに関係し、ダイヤ管理装置３からのダイヤ情報を管理するダイヤ管理機能１３、複数の駅システム２の生死を判断する生死管理機能１５、この生死管理機能１５の情報を用いて不稼働駅や未調整駅の模擬をシミュレータ本体１２に実行させるように制御するシステム管理機能１４から構成される。
【００１１】
駅システム２は、ネットワークを含む外部システムとのデータを交換する入出力機能２１、ダイヤ管理装置３からのダイヤ情報を管理するダイヤ管理機能２３、このダイヤ管理機能２３に基づき、信号機や転てつ器及び各種てこなどの設備を制御し、列車の進行を制御する列車制御機能２４、及び、駅システムを試験するために、実際の設備からの信号と同じ入出力信号を模擬し、現地の設備と接続する前に事前調整するための列車走行シミュレータ機能２２から構成される。
【００１２】
ダイヤ管理装置３は、ネットワークを含む外部システムとのデータを交換する入出力機能３１、あらかじめ所定の期間のダイヤを入力データベースに持ち、運転整理入力装置４からの入力データを編集し、日毎のダイヤを作成配信し、また簡易駅シミュレータ１、駅システム２から受信した実績を基に実績ダイヤを編集するダイヤ管理機能３２から構成される。
【００１３】
運転整理入力装置４は、ネットワークを含む外部システムとのデータを交換する入出力機能４０、ダイヤ管理装置３から受信したダイヤの管理を行うダイヤ管理機能４１、ダイヤに変更を加えるためのマンマシン機能４３、及び実施ダイヤ、実績ダイヤから縦軸に駅名、横軸に時刻を時々刻々プロットしたダイヤスジを作成管理するダイヤスジ作成機能４２から構成される。
【００１４】
列車走行設定装置６は、ネットワークを含む外部システムとのデータを交換する入出力機能６０、列車走行シミュレーションの起動、停止を設定する列車走行設定機能６１、駅間の走行時間の入力指示を行うマンマシン機能６２から構成される。
【００１５】
図２は、簡易駅シミュレータ１を詳細に示したものである。起動された駅毎の計画ダイヤを収集、実績を管理するダイヤ管理機能１３、シミュレーション本体１２、システム管理機能１４、生死管理機能１５、及び駅ダイヤＤＢ１３３、駅シミュレータ定義情報１２４（これらはＢ〜Ｎ駅の各々にも対応して設けられるが、図２ではＡ駅のみ図示）、システム管理テーブル１４１から構成され、各々、入出力処理１１によりＬＡＮを介し、駅システム２、ダイヤ管理装置３、運転整理入力装置４と列車走行設定装置６と通信する。
【００１６】
前記シミュレータ本体１２は、駅毎のシミュレーションをする複数のシミュレータ（Ａ駅シミュレータ１２１、Ｂ駅シミュレータ１２２、Ｎ駅シミュレータ１２３）のタスクから構成される。これら駅毎のシミュレータはシステム管理機能１４が起動する。駅シミュレータ１２１〜１２３の各々は、自律して駅として動作し、図６の駅状態情報５０（後述）と呼ばれる列車在線情報を入出力処理１１により送受信する。
【００１７】
個々の駅シミュレータ１２１〜１２３は、システム起動時、データの初期化他、立上げ、停止処理を行うイニシャル機能１２１０、隣接駅システム２または他の駅シミュレータ１２１〜１２３からの駅状態情報５０受信した時、または、自駅シミュレータが列車走行範囲の末端の駅であった場合、計画時刻に列車を発生させるための列車発生機能１２１２、駅から駅までの距離を軌道回路と呼ばれる単位に分割し、図４のシミュレータ定義情報１２４と呼ばれる駅毎の軌道回路の定義情報を基に、軌道回路上のビットのＯＮ／ＯＦＦ（在線ＯＮ／非在線ＯＦＦ）で発生した列車の移動を模擬し、到着及び出発した実績時刻を当該駅のダイヤＤＢ１３３に格納する列車移動機能１２１３、時々刻々の列車在線情報を編集する駅状態情報生成機能１２１４、この駅状態情報生成機能１２１４が作成した駅状態情報を送受信する在線情報管理１２１１から構成される。
【００１８】
図２のダイヤ管理機能１３は、ダイヤ管理装置３からダウンロードされるダイヤをダイヤＤＢ１３３に格納し、列車移動機能１２１３が作成したダイヤＤＢ１３３内実績ダイヤデータの編集及びダイヤ管理への送信を行なう。ダイヤデータ送受信は、ダイヤデータ送受信１３１、受信した実施ダイヤを駅毎のダイヤＤＢ１３３への格納し、実績ダイヤを編集するダイヤ同期機能１３２から構成される。生死管理機能１５は、周期的に起動し、シミュレータ本体１２内の駅シミュレータ１２１〜１２３及び駅システム２からの駅状態情報の受信の有無を管理し、駅システム２及びシミュレータ本体１２内の駅シミュレータ１２１〜１２３状態をシステム管理テーブル１４１で管理する。この生死管理機能１５は、前回起動時の状態と今回起動時の状態に変化があった場合、システム管理機能１４を起動する。システム管理機能１４は、起動時、システム管理テーブル１４１を参照し、シミュレータ本体１２内の駅シミュレータ１２１〜１２３の起動・停止を行う。
【００１９】
図３は、駅シミュレータ１２１〜１２３のダイヤＤＢ１３３の例を示す。ダイヤＤＢ１３３は、列車番号１３３１毎に前記ダイヤ管理装置３からダウンロードされた計画到着時刻と計画出発時刻を各々計画到着時刻格納エリア１３３２と計画出発時刻格納エリア１３３３に格納する。また、駅シミュレータ１２１〜１２３内の列車移動機能１２１３及び駅システム２内の列車制御機能２４が計算した到着及び出発実績時刻を各々実績到着時刻格納エリア１３３４、実績出発時刻格納エリア１３３５に格納する。さらに特急、急行、普通などの列車種別を列車種別格納エリア１３３６に、折り返しや他線区への継送などの運用情報は運転モード格納エリア１３３７に格納される。
【００２０】
図４は、駅シミュレータ１２１〜１２３において列車移動シミュレーションに必要なシミュレーション定義情報１２４の詳細を示す。このシミュレーション定義情報１２４は、駅システム２及び駅シミュレータ１２１〜１２３毎に、列車の在線単位である軌道回路毎に定義情報を持つ。そして当該軌道回路に在線しているか否かを示す情報を格納する在線フラグ格納エリア１２４０、軌道回路毎のリンクを示し、当該軌道回路の前の軌道回路の情報が格納される前ポインタ格納エリア１２４１、当該軌道回路の後ろの軌道回路の情報が格納される後ポインタ格納エリア１２４２、当該列車の遅延情報を格納する遅延秒格納エリア１２４３（遅延情報は、所定の軌道回路で計画ダイヤからの予定計画時刻とシステム時刻の差分計算により求められる）、当該駅の軌道回路総数を格納する軌道回路総数格納エリア１２４４、当該軌道回路番号格納エリア１２４５、当該軌道回路での在線時間を列車種別毎に格納する在席秒数格納エリア１２４６、当該軌道回路に在線する残り秒数を格納する在席残秒数格納エリア１２４７、当該軌道回路の在席秒数が確定しているか変更要求が出ているかを示す時素設定フラグ１２４８、当該在席秒数が未調整の時、補正する時間または遅延秒を当該駅で解消する場合の補正時分を格納する補正時分格納エリア１２４９、当該軌道回路に在線している列車情報（列車番号、施工日など）を格納する列車情報格納エリア１２５０から構成される。
【００２１】
図５は、生死管理機能１５が列車走行シミュレーションの対象となる駅の状態を管理するシステム管理テーブル１４１の詳細例を示したもので、シミュレーション対象となる駅名１４４１毎にエントリされ、シミュレーション対象外となった時点で消去される。シミュレーション対象の各駅に対して、前回生死管理機能１５が起動したときの駅の状態を格納する駅状態（前回）の格納エリア１４４２と今回起動したときの駅状態を格納する駅状態（前回）の格納エリア１４４３、列車走行シミュレーションを複数のグループに分けて実施する場合にシミュレーション起動毎に列車走行グループを識別するグループＩＤの格納エリア１４４４、駅状態情報５０の未受信カウンタ１４４５から構成される。駅状態（前回及び今回）としては、シミュレーション対象の駅の駅状態情報５０を一定時間受信できなくなった場合を状態「死」を表す値「０」とし、簡易駅シミュレータ１内の駅シミュレータ１２１〜１２３が動作し、駅状態情報５０を受信している場合を状態「シミュレーション」を表す値「３」とし、駅システム２が立ち上がり、駅として動作している状態を「生」を表す値「１」とする。
【００２２】
図６は、駅状態情報５０の構成例で、駅を識別するための駅名コード格納エリア５０１、駅システム２及び簡易シミュレータ１の駅シミュレータ１２１〜１２３の制御範囲に在線する在線列車数格納エリア５０２、シミュレーションか否かなど駅状態を格納する駅状態格納エリア５０３、駅間の走行時間（時素）を調整中か否かを識別する為の時素調整フラグ５０４、当該駅に進入する予定の列車番号を示す進入予告情報格納エリア５０５、進出する予定の列車番号を示す進出予告情報格納エリア５０６、及び在線する列車の位置や種別、進行方向などを示す在線列車情報格納エリア５０７から構成される。この在線列車情報格納エリア５０７は、更に列車番号格納エリア５０７１、区間番号という一貫番号で位置関係を表す在線区間格納エリア５０７２、また当該列車の区間内を走行する順番である区間内順位格納エリア５０７３、線区種別を示す線区コード格納エリア５０７４、特急、急行などの列車の種類を示す列車種別格納エリア５０７５、上り、下りを示す線別格納エリア５０７６、前回在線していた区間を示す前回在線区間格納エリア５０７７から構成される。
【００２３】
図７は、図１に示した駅システム２の詳細を示すもので、ダイヤ管理装置３から受信したダイヤをダイヤ管理２３がダイヤＤＢ２５に格納する。このダイヤＤＢ２５の構成は、図３で示した前記簡易シミュレータ１内のダイヤＤＢ１３３と同じ構成である。列車制御機能２４は、隣接駅の駅状態情報５０の受信、自駅の駅状態の編集送信による隣接駅間の列車の引き継ぎ、及び、列車のホームへの到着、出発時刻の実績データの計算を行う追跡機能２４１、及び当該駅の設備情報（信号機、ポイント）とダイヤ情報から進路を決定する進路制御機能２４２から構成される。進路制御機能が参照する当該駅の設備情報は駅定義ファイル２６へ格納し、前記追跡機能２４１及び進路制御系機能２４２は、当該駅でのシミュレーションによる在線列車情報を在線列車情報格納エリア２７に反映する。
【００２４】
駅システム２の駅シミュレータ２２は、在線列車情報２７より隣接駅の在線状態及びダイヤＤＢ２５の情報とシステム時刻から列車発生の要否を判定し、列車を発生させる列車発生機能２２１、シミュレータ定義情報２８に従い、列車の移動を軌道回路毎のビットのＯＮ／ＯＦＦで模擬する列車移動機能２２２、在線列車情報２７より列車が隣接駅に引き継がれたかを検知し、自駅の末端軌道回路から列車の在線を消去する列車消去機能２２３、及び前記列車走行設定装置６から列車走行指示電文６２０を受信し、当該駅のシミュレータ２２の立上げ・停止を行うイニシャル機能２２０から構成される。尚、上記のシミュレータ定義情報２８は、図４で示した簡易シミュレータ１内のシミュレータ定義情報１２４と同じ構成である。
【００２５】
図８は、図１のダイヤ管理装置３の詳細を示すもので、ダイヤ管理３２は、基本ダイヤと呼ばれる線区単位の所定期間のダイヤ情報と運転整理入力装置４から入力された日毎の調整ダイヤを編集、また簡易シミュレータ１及び駅システム２から受信した実績ダイヤよりダイヤＤＢ３３を作成するダイヤ編集機能３２２と、運転整理入力装置４からの調整ダイヤの受信、及び前記簡易駅シミュレータ１及び前記駅システム２からの実績ダイヤの受信を行い、またダイヤＤＢ３３から実施ダイヤを前記簡易シミュレータ１及び駅システム２に配信するダイヤデータ送受信３２１から構成される。ダイヤデータ送受信３２１は、簡易シミュレータ１内の駅シミュレータ１２１〜１２３、または駅システム２の起動時、実施ダイヤ要求があった場合、当該駅の実施ダイヤを当該駅に配信する。
【００２６】
図９は、ダイヤ管理装置３内のダイヤＤＢ３３の構成例で、列車番号格納エリア３３１毎に始発駅の駅コード格納エリア３３２、終着駅の駅コード格納エリア３３３、Ａ駅からＮ駅迄の各駅での計画到着時刻格納エリア３３４〜３３６、計画出発時刻格納エリア３３５〜３３７、同様に実績着時刻格納エリア３３８〜３４０、実績発時刻格納エリア３３９〜３４１、及び運用がある場合には、運用の種別を示すＩＤ格納エリア３４２から構成される。
【００２７】
図１０は、運転整理入力装置４の詳細を示す。ダイヤ管理機能４１は、ダイヤ管理装置３より受信したダイヤをダイヤＤＢ４４に格納する。ダイヤＤＢ４４は、図９に示したダイヤ管理装置３内のダイヤＤＢ３３と同じ構成である。ダイヤスジ作成機能４２は、ダイヤＤＢ４４に格納される実施及び実績ダイヤ情報を元に駅毎の在線位置を示す、ダイヤスジを作画する。マンマシン機能４３は、グラフィックディスプレイに作画されたダイヤスジを表示し、キーボードやマウスなどの装置４７よりダイヤの変更入力を受付けるとこれを編集する。また、マンマシン機能４３は、マンマシンの入力履歴を運転整理ジャーナル４５に格納する。
【００２８】
図１１は、運転整理ジャーナル４５の構成例で、装置４７から入力した運転整理履歴は、マンマシン機能４３で操作を行った時刻４５１毎に運転整理の対象となった列番を格納する列番格納エリア４５２、対象駅の駅コード格納エリア４５３、運転整理内容を示す運転整理ＩＤ格納エリア４５４から構成される。
【００２９】
ここで図１２を用いてダイヤスジ作成機能４２を説明する。ダイヤ作成機能４２は、周期的に起動し、ダイヤＤＢ４４より縦軸に駅名を横軸に時刻をプロットしたダイヤスジ図１２を作成する。このダイヤスジは、Ｈ駅からＡ駅方向へ進行する列車の例で、計画スジ１２００１は、各駅の計画到着時刻３３４、計画出発時刻３３５から作成され、実績スジ１２００２は各駅の実績到着時刻３３８、実績出発時刻３３９から作成される。例えば図１２のＤ駅では計画到着時刻ｔ５’に対し、実際に到着した実績到着時刻はｔ６’であり、ｔ６’−ｔ５’時分遅延していることを示す。またＤ駅からＣ駅の走行時間は、計画ｔ５”−ｔ５’に対しｔ６”−ｔ６’と遅延が大きくなることがわかる。すなわち遅延の大小は、スジの勾配の大小で判断できる。
【００３０】
図１３は、列車走行設定装置６内のマンマシン機能６２から列車走行シミュレーション入力指示をした場合に、列車走行設定機能６１から送信する列車走行指示電文６２０のフォーマットを示すもので、列車走行を行う駅の駅コード格納エリア６２１、列車走行開始時刻の格納エリア６２２、列車走行終了時刻の格納エリア６２３、列車走行グループＩＤ格納エリア６２４、及び時素調整、遅延解除など目的別に列車走行するための列車走行種別格納エリア６２５から構成される。
【００３１】
以上、図１のシステム構成と機能を説明したが、本発明の特徴とする簡易駅シミュレータ１の各部動作を以下に説明する。図１４は、簡易駅シミュレータ１の生死管理機能１５が列車走行設定装置６からの列車走行指示電文６２０を受信したときに実行する処置を示すフローチャートで、電文６２０を受信すると（ステップＳ１０１）、図５に示したシステム管理テーブル１４１を検索し、列車走行指示電文６２０内の駅コード格納エリア６２１（図１３）に格納された駅でシステム管理テーブル１４１にエントリされていない駅があればそれを取り出す（ステップＳ１０２）。そしてエントリされていない駅があれば（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、テーブル１４１にその駅を追加し（ステップＳ１０４）、駅状態を初期状態（生、死、シミュレーション以外を表す特定値、例えば「＊」）とし（ステップＳ１０５）、列車走行指示電文６２０受信時の処理を終わる。以上の処理により、シミュレーション対象とする駅の全てが簡易駅シミュレータ１内のシステム管理テーブル１４１にエントリされる。
【００３２】
また、生死管理機能１５は、周期的に起動し、システム管理テーブルにエントリされた駅の各々について、テーブル１４１上の駅状態等のチェックと更新を行う。そのために、まずシステム管理テーブル１４１を参照し（ステップＳ２０１）、エントリされている駅の各々についてステップＳ２０２とステップＳ２１３の間に示した処理を実行するように処理ループを設定する（ステップＳ２０２、Ｓ２１３）。各駅については、まず当該駅の駅状態（今回）を駅状態（前回）に移し、駅状態（前回）を更新する（ステップＳ２０３）。次に当該駅の駅状態情報５０の受信の有無を判定し（ステップＳ２０４）、駅状態情報有のときは（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、未受信カウンタを初期化する（ステップＳ２０６）。この「初期化」というのは、未受信カウンタの値を予め定めた定数にセットすることで、図５のテーブル１４１ではこの値を「５」としている。また当該駅の駅状態情報未受信のときは（ステップＳ２０５でＮｏ）、未受信カウンタを１だけ減算する（ステップＳ２０７）。ステップＳ２０６又はＳ２０７の処理が終わると、当該駅の未受信カウンタの値が０かを調べ、未受信カウンタが０のときは（ステップＳ２０８でＹｅｓ）、当該駅の駅状態（今回）を「死」とする。未受信カウンタが０でない場合は（ステップＳ２０８でＮｏ）、受信した駅状態情報内の駅の状態５０３（図６参照）が「シミュレーション」かを調べ、「シミュレーション」のときは（ステップＳ２１０でＹｅｓ）、当該駅の駅状態（今回）を「シミュレーション」とし（ステップＳ２１１）、駅状態５０３が「シミュレーション」でないときは（ステップＳ２１０でＮｏ）、駅状態（今回）を「生」とする（ステップＳ２１２）。以上の処理で、ステップＳ２０６で設定する未受信カウンタの初期値は、例えばその値が「５」であれば、図１５の処理が５回続けて実行されても当該駅の駅状態情報が送られてこないときは、当該駅対応の駅シュミレータも駅システムも動作していないものとして「死」とみなすことを意味している。
【００３３】
以上の処理で当該駅の駅状態（今回）が決定されると、次にステップＳ２０３で更新した駅状態（前回）とステップＳ２０９、Ｓ２１１、Ｓ２１２のいずれかで決定された当該駅の駅状態（今回）の値を比較し（ステップＳ２１３）、異なっていれば起動フラグを「ＯＮ」とする（ステップＳ２１４）。以上の処理をシステム管理テーブル１４１にエントリされた各駅についてくり返す（ステップＳ２０２、Ｓ２１５）。
【００３４】
次に簡易駅シミュレータ１内のシステム管理機能１４の動作を図１６のフローチャートを用いて説明する。このシステム管理機能１４の処理は、図１５の処理で、生死管理機能１５が何れかの駅状態を変更したことを示す起動フラグ＝「ＯＮ」を検出すると起動し（ステップＳ３００）、駅状態の変更に伴って簡易駅シミュレータ内の駅シミュレータの起動／停止を行う。即ち、起動されるとまずシステム管理テーブル１４１を参照し（ステップＳ３０１）、エントリされている駅の各々についてステップＳ３０２とステップＳ３０７の間の処理をくり返すループを設定する（ステップＳ３０２、Ｓ３０７）。各駅の処理ではまず、前回駅状態１４４２が「生」でかつ今回駅状態１４４３が「死」であるか、或いは当該駅が図１４のステップＳ１０５で「初期状態」とされたものが前回値で今回が「死」のとき（ステップＳ３０３）、当該駅対応の駅シミュレータを起動する（ステップＳ３０４）。これは、駅状態が「生」から「死」へと変化している駅では、その駅の駅システム２が動作停止したことに該当し、また初期状態の駅ではシステム管理テーブル１４１にエントリされたばかりで、駅システムも駅シミュレータも動作していない。従ってステップＳ３０３の条件に該当するいずれの駅の場合でも、その駅を含む動作をシミュレートできるようにするために、当該駅対応の駅シミュレータを起動する。ステップＳ３０３の条件に該当しないときは、前回駅状態１４４２が「シミュレーション」から今回駅状態１４４３が「生」になったかを調べ、その条件が満たされていれば（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、当該駅システム２が立ち上がったものと判断し、当該駅の駅シミュレータ１２の動作を停止する（ステップＳ３０６）。以上の図１６の処理により、シミュレーションに必要な駅シミュレータの起動と、不要な駅シミュレータの動作停止とが、駅システムの動作状況に応じてダイナミックに制御され、関連するシミュレーション環境が自動的に整えられる。
【００３５】
次に、新駅（未調整駅）の導入時に、図４に示したシミュレーション定義情報１２４内の在席秒数１２４６を自動設定する方法を示す。ここで未調整駅の導入というのは、列車走行設定装置６、実施ダイヤ管理装置３、運転整理入力装置４、既にシステム定義情報調整済の駅システム２、及び調整済の前記簡易シミュレータ１で構成されているネットワークシステムに、新に未調整駅を追加接続し、当該駅を含む駅間走行シミュレーションを実行することをいう。このとき追加した未調整駅の定義情報内の在席秒数１２４６は未定義でありうるから、このときこれを設定する必要がある。この設定は以下のようにして行う。
【００３６】
図１７は、このための運転整理入力装置４の動作を示すフローチャートで、追加した駅の駅状態情報５０を受信すると（ステップＳ４０１）、その駅状態情報５０内の時素調整フラグ５０４がＯＮ（時素調整設定要求）かを調べ（ステップＳ４０２）、ＯＮであれば、運転整理指示電文を作成し送信する（ステップＳ４０３、Ｓ４０４）。
【００３７】
図１８は、このとき送信される運転整理指示電文４６のフォーマットを示しており、電文の種別を示す電文ＩＤ格納エリア４６１（計画及び実績ダイヤスジを送信するモード＝「１」：予定実績スジを送信するモード＝「２」：実績ダイヤに基づく列車設定モード＝「３」）、駅コードが格納される駅名格納エリア４６２、計画スジ（傾き）が格納される計画スジ格納エリア４６３、実績スジ（傾き）が格納される実績スジ格納エリア４６４、列番の格納エリア４６５、予定実績による自駅の走行時分の格納エリア４６６、在線位置（番線）格納エリア４６７から構成される。電文ＩＤが「１」の時、使用されるエリアは、電文ＩＤ、駅名、計画スジ、実績スジ。電文ＩＤが「２」の時、使用されるエリアは、電文ＩＤ、駅名、列番、走行時分。電文ＩＤが「３」の時、使用されるエリアは、電文ＩＤ、駅名、列番、在線位置である。
【００３８】
図１９は、運転整理指示電文４６を駅シミュレータ１２１〜１２３（駅システム２の駅シミュレータも同様）が受信したときの動作を示すフローチャートで、運転整理指示電文を受信すると（ステップＳ５０１）、電文中の駅名４６２が当該駅であれば（ステップＳ５０２でＹｅｓ）、次に電文ＩＤ４６１を調べる（ステップＳ５０３）。電文ＩＤが「１」の場合、計画スジ格納エリア４６３と実績スジ格納エリア４６４の値を比較し（ステップＳ５０４）、（計画スジの傾き）＞（実績スジの傾き）であればステップＳ５０６へ進む。またＩＤが「２」のときは（ステップＳ５０３でＮｏ、ステップＳ５０５でＹｅｓ）、やはりステップＳ５０６へ進む。またステップＳ５０６では、図４の駅シミュレータ定義情報１２４内の補正時分１２４９より在席秒数に加減するための補正時分を計算し、駅シミュレータ定義情報１２４内の軌道回路毎の在席秒数に加減する（ステップＳ５０７〜Ｓ５０９）。ＩＤ＝「３」のときは実績スジによる在線位置の決定が行われるが（ステップＳ５１０）、この詳細は後述する。なお上記の補正時分の計算は、この他、計画スジによる駅間走行時間と実績スジによる駅間走行時間との偏差から求めた値、又は列車走行を複数列車数こなし、計画スジからの偏差が許容範囲でかつ駅間走行が正常に行われたケースの統計処理から計算した値を軌道回路総数で均等割りして求める方法などがある。
【００３９】
図１９の処理は駅状態情報受信ごとにくり返される。この処理により計画スジと実績スジの差分が小さくなり、かつ追加した未調整駅と隣接駅の列車の引き継ぎが正常に行わるようになると、列車走行設定装置６の列車走行設定機能６１から送出する図１３の列車走行指示電文６２０において、列車走行種別６２５を走行中止とし、駅シュミレータ定義情報１２４の時素設定フラグ１２４８（図４）をオンとする。この時素設定フラグ１２４８がオンのときは、変更要求はないものとみなされ、当該軌道回路の時素は固定値となる。
【００４０】
以上の図１４〜１９により簡易駅シミュレータ１の各部の詳細な動作を説明した。次にトータルな動作例をいくつか述べる。まず中央処理装置の動作をシミュレートするときの簡易駅シミュレータ１の動作を全体として説明する。中央処理装置を構成するダイヤ管理装置３や運転整理入力装置４は、未構築駅が存在したり、ＣＰＵや周辺装置の不足で稼働できない不稼働駅が存在する場合においても、その機能を検証しなければならない。このために、簡易駅シミュレータ１は不稼動駅等を模擬する。まず、簡易駅シミュレータ１内のシステム管理機能１４は、生死管理機能１５が管理するシステム管理テーブル１４１（図５参照）の駅名を検索し、駅状態（前回）１４４２が「生」から駅状態（今回）が「死」になった場合、当該駅システムの駅シミュレータを起動し（図１６）、当該駅の列車走行を模擬する。駅シミュレータが起動されると、イニシャル処理１２１０が動作し、ダイヤ管理装置３に当該駅ダイヤを送信要求する。ダイヤ管理装置３では、当該要求をダイヤ管理機能３２（図８）が受信し、当該駅あてにダイヤを配信する。簡易駅シミュレータ１内のダイヤデータ送受信機能１３１は、この計画ダイヤを受信し、ダイヤ同期機能１３２が当該駅のダイヤＤＢ１３３に格納する。次に、駅シミュレータの列車移動機能１２１３は、軌道回路上に在線した時、シミュレータ定義情報１２４の在席残秒数格納エリア１２４７に在席残秒数を格納し、周期起動する毎に在席残秒数を減算し、在席残秒数≦０になると在線フラグ１２４０をＯＦＦし、当該軌道回路の次ポインタのシステム定義情報の在線フラグをＯＮとし、制御を次の軌道回路に移す。この列車移動機能１２１３の結果の情報をもとに、駅状態情報生成機能１２１４は駅状態情報５０を作成し、在線情報管理１２１１に渡す。前記在線情報管理１２１１は、当該駅状態情報５０を入出力処理１１経由でネットワーク上に配信する。こうして中央処理装置のシミュレーション時には、駅システムの動作状態が変化しても自動的に駅シミュレータ起動を行える。なお、簡易シミュレータ１内の各駅シミュレータの駅間走行時間の調整方法は、前記した新駅（未調整駅）導入時と同様の方法により、シミュレーション定義情報１２４内の在席秒数１２４６に最適な走行時分を求める。
【００４１】
次に、列車走行シミュレーション時の動作例を説明する。列車走行シミュレーション環境での駅システムの模擬は、簡易駅シミュレータ１、駅システム２（調整、未調整駅含む）で行なっているが、駅システム２では、列車制御各機能が動作するため、列車走行に遅延が発生してもその遅延の解消のシミュレーションを行なうのは困難である。そこで不稼動駅の列車走行の模擬を駅状態情報５０のやりとりで行なっている簡易駅シミュレータ１内の駅シミュレータ１２１〜１２３で遅延解消のシミュレーションを行なう。以下に走行時間の調整例を示す。
【００４２】
第１の例は補正時分により列車走行時間の調整を行う場合である。このときは、列車走行設定装置６内のマンマシン機能６２から遅延解除指示を行なうと、列車走行起動機能６１から列車制御指示電文６２０が送信される。走行種別６２５には、遅延解除のコードがセットされる。簡易シミュレータ１内の駅シミュレータ１２１〜１２３では、イニシャル機能１２１０が、列車走行指示電文６２０を受信し、指定駅の駅コードが格納されている駅格納エリア６２１より自シミュレータがシミュレーションしている駅が対象となっているか否か検索し、対象となっている場合、シミュレータ定義情報１２４内の補正時分１２４９を軌道回路総数１２４４で割った時分を軌道回路毎の在席秒数１２４６から減算し、遅延の解消を行なう。列車走行設定装置６内のマンマシン機能６２から列車走行種別６２５に走行中止を設定した列車走行指示数が受信されると、遅延解除終了時または列車走行終了としてシミュレーション定義定数１２４内在席秒数１２４６を補正前に戻す。
【００４３】
第２の例は、運転整理入力装置４からの予定実績スジにより列車走行時間の調整を行う場合である。このときは運転整理入力装置４内マンマシン機能４３は、例えば図１２に示したダイヤスジの場合には、計画スジ１２００１と実績スジ１２００２から遅延している列車に対してこれから走行する予定の不稼動駅（簡易駅シミュレータ１内の駅シミュレータ１２１〜１２３が担当している場合）の予定実績スジ１２００３を引くことにより、列車単位の遅延を解消する方法である。このために、運転整理入力装置４のマンマシン機能４３は、不稼動駅の列車走行範囲に図１２のように予定実績スジを引くと、その予定実績スジの傾きから駅間走行時分を計算し、運転整理指示電文４６（図１８）を作成して送信する。この運転整理指示電文４６には、電文ＩＤ格納エリア４６１に予告実績スジを送信するモード＝「２」が格納され、駅名格納エリア４６２に該当する不稼動駅コードが格納され、列番格納エリア４６５に該当する列番が格納され、更に走行時分格納エリア４６６には先に求めた駅間走行時分が格納されて送信される。
【００４４】
この電文４６を受信した簡易駅シミュレータ１では、前述した図１９の処理を実行する。即ち、各駅シミュレータ１２１〜１２３内のイニシャル機能１２１０が、運転整理指示電文４６を受信すると、駅名格納エリア４６２に格納された駅コードが自シミュレータがシミュレーションしている駅が対象となっているか（システム管理テーブルにエントリされているか）否かを調べ（ステップＳ５０２）、対象となっている場合、電文ＩＤ格納エリア４６１を参照し、予告実績スジを送信するモード＝「２」を検出する（ステップＳ５０３でＮｏ、Ｓ５０５でＹｅｓ）。そして運転整理指示電文４６内の走行時分格納エリア４６６から駅間走行時分を該当する不稼動駅の軌道回路総数１２４４で割った時分で補正時分を求め（ステップＳ５０６）、シミュレーション定義情報１２４内の軌道回路毎の在席秒数格納エリア１２４６に格納する（ステップＳ５０７〜Ｓ５０９）。こうして在席秒数が遅延解消のために修正されると、列車移動機能１２１３は、対象列番を隣接駅より引き継いだとき、当該在席秒数１２４６で列車の移動をシミュレーションする。対象となる列番が当該軌道回路を通過後、在席秒数１２４６を変更前に戻す。
【００４５】
次に、ダイヤ管理装置３、運転整理入力装置４などの中央処理装置、及び駅システムを含めた線区単位の試験において、再現試験のシミュレーションを行なう場合には、在線位置の決定を実績ダイヤから行なう。このシミュレーション時には、まず列車走行設定装置６のマンマシン機能６２は、実績ダイヤによる列車設定を指定して列車走行指示電文６２０を作成し、送信する。この電文６２０には、対象駅及び列車設定時刻を入力することにより、その指定データが図１３の駅名格納エリア６２１、走行開始時刻格納エリア６２２、及び列車走行終了時刻格納エリア６２３に設定される。また列車走行種別格納エリア６２５には、実績で列車設定の一貫Ｎｏを格納する。この列車走行指示電文６２０を図１０に示した運転整理入力装置４内のダイヤ管理機能４１が受信すると、列車走行指示電文６２０の駅コード格納エリア６２１に格納された各駅の到着実績ダイヤ、出発実績ダイヤをダイヤＤＢ４４（図９と同じ構成）から取得し、また運転整理ジャーナル４５を参照する。そしてこれらの列車走行データと受信した電文６２０内の列車走行開始時刻６２２の値から、駅毎の在線を計算し、駅毎の運転整理指示電文４６を作成し、返信する。この運転整理指示電文４６の電文ＩＤ格納エリア４６１には実績ダイヤに基づく列車設定モード＝「３」が格納され、駅名格納エリア４６２には対象駅コードが格納され、列番格納エリア４６５には在線列番が格納され、さらに在線位置格納エリア４６７には、該当時刻の列番と対応する在線位置（番線名または駅中間）が格納される。
【００４６】
簡易駅シミュレータ１内の駅シミュレータ１２１〜１２３内イニシャル機能１２１０（及び駅システム内駅シミュレータ２２内イニシャル機能２２０）が運転整理指示電文４６を受信したときは、ＩＤ＝「３」であるので図１９のステップＳ５１０が実行される。図２０はこの詳細を示すフローチャートで、まず電文４６内の列番格納エリア４６５、在線位置格納エリア４６７から列番及び在線する番線を取得する（ステップＳ６０１）。そして該当する駅の各々についてシミュレータ定義情報１２４内の各軌道回路番号１２４５（図４）を参照し、ステップＳ６０１で取得した情報に応じて該当する起動回路に対応する在線フラグ１２４０をＯＮとすることで列車設定する（ステップＳ６０２〜Ｓ６０４）。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、システム投入装置の増減などのテスト環境の設定、ダイヤ通りに正常に動作しているときの試験、遅延しているときの試験、過去の再現試験など、テストパターン毎のテスト条件の変更にともなうシミュレーション環境の設定作業が大幅に低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる列車制御シミュレータの全体構成例を示すブロック図である。
【図２】簡易駅シミュレータの詳細構成を示すブロック図である。
【図３】ダイヤＤＢの例である。
【図４】駅シミュレータ定義情報の構成を示す図である。
【図５】簡易駅シミュレータ内のシステム管理テーブルの構成を示す図である。
【図６】駅状態情報（在線情報）の構成を示す図である。
【図７】駅システムの詳細構成を示すブロック図である。
【図８】ダイヤ管理装置の詳細構成を示すブロック図である。
【図９】ダイヤ管理装置及び運転整理入力装置内のダイヤＤＢの例である。
【図１０】運転整理入力装置の詳細構成を示すブロック図である。
【図１１】運転整理ジャーナルの構成を示す図である。
【図１２】ダイヤスジの例である。
【図１３】列車走行指示電文の構成を示す図である。
【図１４】列車走行指示電文受信時の生死管理機能による処理のフローチャートである。
【図１５】生死管理機能による駅状態監視・更新処理のフローチャートである。
【図１６】システム管理機能の処理を示すフローチャートである。
【図１７】運転整理入力装置での運転整理指示電文作成のフローチャートである。
【図１８】運転整理指示電文の構成を示す図である。
【図１９】簡易駅シミュレータ及び駅システムにおける運転整理指示電文受信時のフローチャートである。
【図２０】簡易駅シミュレータ及び駅システムにおける実績データからの在線設定処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１簡易駅シミュレータ
２駅システム
３ダイヤ管理装置
４運転整理入力装置
１２シミュレータ本体
１４システム管理機能
１５生死管理機能
５０駅状態情報

Claims

各駅に設けられた駅システムに設置され、列車の運行ダイヤを作成するダイヤ管理装置により作成された運行ダイヤまたは前記ダイヤ管理装置で作成した運行ダイヤを修正する運転整理装置で修正された運行ダイヤをネットワークを介して受信し、その受信したダイヤに従い当該駅の列車制御をシミュレートする駅シミュレータと、前記駅シミュレータの各々に対しての列車制御をシミュレートする代替シミュレータを具えた代替シミュレータ装置とを備えると共に、前記代替シミュレータ装置は、前記駅システム及び駅シミュレータの動作状況を受信する生死管理機能により駅システム及び駅シミュレータが動作していないと判断された時は当該駅に対応する代替駅シミュレータを起動することを特徴とする列車制御シミュレータ。
請求項１に記載の列車制御シミュレータにおいて、前記代替シミュレータは、隣接駅との列車引き継ぎの妥当性を保証し、かつ、あらかじめ保持した計画ダイヤまたは、実際の列車の運行を記録した実績ダイヤに近似な走行のシミュレートを可能とする列車走行時間の計算機能を備えたことを特徴とする列車制御シミュレータ。
列車の運行ダイヤを作成するダイヤ管理装置と、前記ダイヤ管理装置で作成した運行ダイヤを修正する運転整理装置と、各駅に設けられた駅システムに設置され、前記ダイヤ管理装置により作成された運行ダイヤまたは前記運転整理装置で修正された運行ダイヤをネットワークを介して受信し、その受信したダイヤに従い当該駅の列車制御をシミュレートする駅シミュレータと、前記駅シミュレータがその動作を停止しているか或いは未設置である不稼働駅の各々に対しての列車制御をシミュレートする代替シミュレータを具えた代替シミユレータ装置とを備えると共に、前記代替シミュレータ装置は、前記駅シミュレータ及び代替シミュレータから周期的にネットワークを介して送信される駅状態情報を受信し、前記不稼働駅の駅シミュレータが開始したことを検出したときには当該駅対応の代替シミュレータの動作を停止し、稼働中であった駅シミュレータが動作を停止したことを検出したときには当該駅対応の代替シミュレータを起動するように制御する生死管理機能を備えたことを特徴とする列車制御シミュレータ。
請求項３に記載の列車制御シミュレータにおいて、代替シミュレータは、前記ダイヤ管理装置により作成されたダイヤまたは実際の列車の運行を記録した実績ダイヤを基にシミュレートしている不稼動駅の各軌道回路を仮想的に進行することを示す列車情報を生成する列車移動機能を備えたことを特徴とする列車制御シミュレータ。