JP4821498B2 - 運行管理システム及び隊列走行装置 - Google Patents

Description

本発明は、運行管理システム及び隊列走行装置に関する。

自動車専用道路では、前方車に追従して走行した方が運転操作低減等の観点から望ましい場合がある。このような追従走行が連鎖すると結果的に複数の車両が隊列を形成し、隊列走行を行う場合がある。この隊列走行は、先行車から制御操作量、走行状態量、車両諸元等のデータを受信し、これらのデータと自車両の状況に基づいて先行車に追従走行するように自車両の制御操作量を演算することによって実現される。

しかしながら、３台以上の車両で隊列走行を行う場合、単に自車の直前の前方車からのデータに基づいて追従走行を行うのでは、前方車の状況によっては的確な隊列走行の確保が困難になる場合もある。そこで、隊列走行時の自車位置を認識し、隊列変化時においても自車の走行を適応的に制御しうる隊列走行制御装置が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
特開平９−８１８９９号公報

上記特許文献１に記載されている隊列走行制御装置では、隊列走行時に前方車から前方車ＩＤを受信し、その前方車ＩＤに１を加えたものを自車ＩＤとしている。従って、隊列内における自車の位置を認識することができるものである。一般に、これらのＩＤは、各車両に搭載されている車車間通信機においてハードウェア的に設定される通信用ＩＤと同じであった。

ところで、隊列走行をする場合に、複数の隊列を路線上に送り込むことは当然に想定される。このように複数の隊列を路線上に送り込んだ場合には、隊列の分割や統合を行うことが必要となる。

しかしながら、上述した従来の技術によれば、隊列の分割や統合を行う場合、一度車車間通信機の通信用ＩＤをクリアして再度接続を行い、通信が確立し通信用ＩＤが再設定されたことを受けて新たな隊列が生成されていた。

従って、通信が再度確立するまでは物理的に通信途絶が発生するため、通信機の故障や外部ノイズ等による通信途絶との区別が困難であった。また、通信が再度確立するまでには秒オーダーでの時間ロスが発生するため、実質的には停止中にしか隊列の分割や統合を行うことができなかった。

そこで本発明では、隊列の再編成時において車車間通信機の通信状況の影響を極力排除することができる運行管理システム及び隊列走行装置を提供することを目的とする。

本発明に係る運行管理システムは、車車間通信を行いながら小隊列を組んで走行する複数の車両それぞれの小隊列内における位置を特定するための通信用ＩＤを用いる運行管理システムであって、小隊列を少なくとも１以上含む隊列の編成状態を変更する旨の変更指示情報を取得する情報取得手段と、当該取得した変更指示情報が示す変更内容に基づいて、複数の車両それぞれの隊列内における位置を特定するための管理用ＩＤを決定するＩＤ決定手段と、当該決定した管理用ＩＤを複数の車両それぞれに向けて出力するＩＤ出力手段と、を備える。

本発明によれば、小隊列を含んで構成される隊列内における車両の位置を示す管理用ＩＤを通信用ＩＤとは別途決定し、その管理用ＩＤを変更指示情報の内容に応じて出力するので、通信用ＩＤを変更せずに隊列の再編成が可能となる。

また本発明に係る運行管理システムでは、複数の車両それぞれに対して管理用ＩＤを送信する路車間通信手段を備えることも好ましい。路車間通信手段によって複数の車両それぞれに対して管理用ＩＤを送信するので、複数の車両それぞれに別途的確に管理用ＩＤを受け渡すことができる。

本発明に係る隊列走行装置は、車車間通信を行いながら小隊列を組んで走行する複数の車両それぞれに用いられる隊列走行装置であって、複数の車両それぞれの小隊列内における位置を特定するための通信用ＩＤを用いており、小隊列を少なくとも１以上含む隊列内における複数の車両それぞれの位置を特定するための管理用ＩＤを格納するためのＩＤ格納手段と、当該隊列走行装置が配置されている車両外に配置されているＩＤ出力手段から出力される管理用ＩＤを取得するＩＤ取得手段と、当該取得した管理用ＩＤに基づいてＩＤ格納手段に格納されている管理用ＩＤを更新するＩＤ更新手段と、を備える。

本発明によれば、ＩＤ格納手段に格納されている管理用ＩＤを外部から取得した管理用ＩＤによって更新するので、通信用ＩＤとは独立して管理用ＩＤを更新することができる。従って、通信用ＩＤを変更せずに隊列の再編成が可能となる。

また本発明に係る隊列走行装置では、当該隊列走行装置が搭載されている車両の前を走行する車両が同じ小隊列に属している場合には車車間通信による隊列走行を行い、当該隊列走行装置が搭載されている車両の前を走行する車両が同じ小隊列に属していない場合には追従走行を行うように判断する走行方法選択手段を備えることも好ましい。小隊列は分割又は統合されることがないので、車車間通信によって安定した隊列走行が可能となる。また、同じ小隊列に属していない車両同士の場合は走行中に再編成される場合があるので、追従走行によって柔軟な隊列走行が可能となる。

本発明によれば、通信用ＩＤを変更せずに隊列の再編成が可能となる。従って、隊列の再編成時において車車間通信機の通信状況の影響を極力排除することができる運行管理システム及び隊列走行装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施形態の運行管理システムについて図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態である運行管理システム１の構成を示す図である。運行管理システム１は、車車間通信を行いながら小隊列（車群）を組んで走行する複数の車両それぞれの、小隊列内における位置を特定するための通信用ＩＤを用いるものである。通信用ＩＤについては、管理用ＩＤと併せて詳細を後述する。

運行管理システム１は、運行管理装置１０と、隊列走行装置２０と、路車間通信装置３０，３１，３２，３３，３４，３５（路車間通信手段）と、を備えている。隊列走行装置２０は、走行路Ｒ上を走行する車両Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６にそれぞれ設けられている。路車間通信装置３０，３１，３２，３３，３４，３５は走行路Ｒに沿って設けられている。運行管理装置１０と路車間通信装置３０，３１，３２，３３，３４，３５それぞれとは互いに通信可能なように構成されている。また、走行路Ｒに沿って、路車間通信装置３０，３１，３２，３３，３４，３５以外にも多くの路車間通信装置が設けられている。

図１においては、車両Ｍ１及び車両Ｍ２が車群１（小隊列）を、車両Ｍ３及び車両Ｍ４が車群２（小隊列）を、車両Ｍ５及び車両Ｍ６が車群３（小隊列）を、それぞれ形成しているが、これらの再編成については後述する。

続いて、運行管理装置１０について説明する。運行管理装置１０は、物理的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インターフェイス、入力インターフェイス等を備えたコンピュータとして構成されている。運行管理装置１０は、機能的には図２に示すように、情報取得部１０１（情報取得手段）と、ＩＤ決定部１０２（ＩＤ決定手段）と、ＩＤ出力部１０３（ＩＤ出力手段）と、運行情報取得部１０４と、運行情報格納部１５１と、を備えている。引き続いて、各構成要素について説明する。

情報取得部１０１は、小隊列を少なくとも１以上含む隊列の編成状態を変更する旨の変更指示情報を取得する部分である。この変更指示情報は、運行管理装置１０が備える入力インターフェイスを介して直接入力されてもよく、運行管理装置１０以外から通信によって入力されてもよい。

ここで、小隊列を少なくとも１以上含む隊列の編成状態を変更するとは、独立した複数の小隊列から隊列を編成したり、複数の小隊列を含む隊列を分離・分割したりといった、隊列を構成する小隊列の組み合わせを変更する態様を広く含むものである。

より具体的には、図３の（ａ）に示すように、車両Ｍ１及びＭ２を含む車群１、車両Ｍ３及びＭ４を含む車群２、車両Ｍ５及びＭ６を含む車群３から、図３の（ｂ）に示すように、車群１，２，３を包含する大車群１１（隊列）を構成することも、小隊列を少なくとも１以上含む隊列の編成状態を変更するものである。また、図３の（ｂ）に示す状態から、図３の（ｃ）に示すように、車群１及び車群２を包含する大車群１２（隊列）と、車群３とに分割することも、小隊列を少なくとも１以上含む隊列の編成状態を変更するものである。

図２に戻り、ＩＤ決定部１０２は、情報取得部１０１が取得した変更指示情報が示す変更内容に基づいて、複数の車両それぞれの隊列（大車群）内における位置を特定するための管理用ＩＤを決定する部分である。より具体的には、ＩＤ決定部１０２は、後述する運行情報格納部１５１に格納されている情報と変更指示情報とに基づいて管理用ＩＤを決定する。

ここで、管理用ＩＤについて通信用ＩＤと併せて説明する。通信用ＩＤとは、各車両に搭載されている車車間通信装置における物理層ＩＤである。従って、通信用ＩＤは、車車間通信の安定のため、原則として走行中においては変更されない。一方、管理用ＩＤとは、論理層ＩＤであり、車両の走行中や停止中において隊列の編成を変更するために適宜変更されるものである。

管理用ＩＤと通信用ＩＤとの関係について図４を参照しながら説明する。この説明においては、図４の（ａ）に示すように、各車両内において上段に通信用ＩＤを、下段に管理用ＩＤを示すものとする。また、通信用ＩＤは「車群ＩＤ／車群順位／車群台数」として定義され、管理用ＩＤは「大車群ＩＤ／大車群順位／大車群台数」として定義される。

図１で説明した状態における管理用ＩＤと通信用ＩＤとの関係は図４の（ｂ）に示すようになる。図４の（ｂ）の状態を駅で停止中であると仮定すると、管理用ＩＤは通信用ＩＤと同じになるように運行管理装置１０から路車間通信装置３０〜３５を介して出力される。

図１で説明した状態から図３の（ｂ）で説明した状態への変更を指示する変更指示情報が入力されると、図４の（ｃ）に示す管理用ＩＤが決定される。また、図３の（ｂ）で説明した状態から図３の（ｃ）で説明した状態への変更を指示する変更指示情報が入力されると、図４の（ｄ）に示す管理用ＩＤが決定される。図４の（ｃ）及び（ｄ）において決定された管理用ＩＤは、走行路Ｒの駅以外の場所に設置されている路車間通信装置を介して各車両Ｍ１〜Ｍ６に送信される。

尚、小隊列としての車群内においては、各車両Ｍ１〜Ｍ６は互いに車車間通信によって隊列走行を行っている。また、車群間において、すなわち隊列としての大車群内においては、各車両Ｍ１〜Ｍ６は追従走行を行っている。このため、上述した車群の再編成の場合であっても、全ての車両間の車車間通信が確立されるような環境を必要とせず、各車群内においてのみ車車間通信が確立されていれば済むので、多くの車群を含む大車群を編成するような場合に特に有効である。

図２に戻り、ＩＤ出力部１０３は、ＩＤ決定部１０２が決定した管理用ＩＤを路車間通信装置を介して各車両Ｍ１〜Ｍ６に向けて出力する部分である。

運行情報格納部１５１は、運行管理システム１内における車両Ｍ１〜Ｍ６の走行位置（走行区間）や、車両Ｍ１〜Ｍ６それぞれの管理用ＩＤ及び通信用ＩＤに関する情報を格納する部分である。

運行情報取得部１０４は、運行情報格納部１５１に格納する情報を路車間通信装置から受信し、運行情報格納部１５１に格納する。運行情報取得部１０４が、運行管理システム１内における車両Ｍ１〜Ｍ６の走行位置（走行区間）や、車両Ｍ１〜Ｍ６それぞれの管理用ＩＤ及び通信用ＩＤに関する情報を取得するタイミングは、運行管理システム１における車両Ｍ１〜Ｍ６の走行速度や走行路Ｒの状況によって適宜設定される。従って、運行情報取得部１０４がそれらの情報を取得するタイミングは極めて短い時間である場合もある。

続いて、隊列走行装置２０について説明する。図５は、隊列走行装置２０の機能的な構成を示す図である。図５に示すように、隊列走行装置２０は、ＩＤ取得部２０１（ＩＤ取得手段）と、ＩＤ更新部２０２（ＩＤ更新手段）と、走行方法選択部２０３（走行方法選択手段）と、ＩＤ格納部２５１（ＩＤ格納手段）と、を備えている。

ＩＤ取得部２０１は、この隊列走行装置２０が配置されている車両外に配置されているＩＤ出力手段としての運行管理装置１０のＩＤ出力部１０３（図２参照）及び路車間通信装置から出力され管理用ＩＤを取得する部分である。ＩＤ取得部２０１は、取得した管理用ＩＤをＩＤ更新部２０２に出力する。

ＩＤ更新部２０２は、ＩＤ取得部２０１が取得した管理用ＩＤに基づいてＩＤ格納部２５１に格納されている管理用ＩＤを更新する部分である。

ＩＤ格納部２５１は、管理用ＩＤを格納するための部分である。ＩＤ格納部２５１には、当該車両における常に最新の管理用ＩＤが格納されている。ＩＤ格納部２５１には、通信用ＩＤも格納されている。

走行方法選択部２０３は、この隊列走行装置２０が搭載されている車両の前を走行する車両が同じ車群（小隊列）に属している場合には車車間通信による隊列走行を行い、この隊列走行装置２０が搭載されている車両の前を走行する車両が同じ車群（小隊列）に属していない場合には追従走行を行うように判断する部分である。

より具体的には、図４の（ｂ）の場合に、車両Ｍ１と車両Ｍ２は同じ車群１に属しているので、走行方法選択部２０３は、車車間通信による隊列走行を行うように判断する。車両Ｍ３と車両Ｍ４、車両Ｍ５と車両Ｍ６についても同様である。

一方、図４の（ｃ）の場合に、車両Ｍ２と車両Ｍ３とは、車両Ｍ３が車両Ｍ２に追従走行を行うことで、また、車両Ｍ４と車両Ｍ５とは、車両Ｍ５が車両Ｍ４に追従走行を行うことで、結果として車群１、車群２、車群３からなる大車群１１の隊列走行を行っている。各車両Ｍ１〜Ｍ６の走行方法選択部２０３は、ＩＤ格納部２５１に格納されている通信用ＩＤと管理用ＩＤを比較し、通信用ＩＤと管理用ＩＤが不一致であり、通信用ＩＤが示す車群順位が「１」であって、管理用ＩＤが示す大車群順位が「１」以外の場合には追従走行を行うように判断する。

また、図４の（ｄ）の場合には、車両Ｍ２と車両Ｍ３とは、車両Ｍ３が車両Ｍ２に追従走行を行うことで、結果として車群１及び車群２からなる大車群１２の隊列走行を行っている。図４の（ｃ）に示す管理用ＩＤから、図４の（ｄ）に示す管理用ＩＤへの変更が行われた場合、車群３の車両Ｍ５における走行方法選択部２０３は、自身の大車群順位が「５」から「１」へと変更されたことを認識し、上述した追従走行の条件を満たさないことを認識するので、追従走行から自律走行へと切り替えを行うように走行装置（図示しない）に指示を出力する。

図３及び図４に示すような隊列の変更は、走行中に閉塞区間において実行することができる。この場合、閉塞区間入口において管理用ＩＤの変更を行い、閉塞区間出口においてその変更後の管理用ＩＤによって通過判定等を行う。

尚、追従走行は、先行車の画像を取得するカメラや、先行車の速度を検出するセンサといった機器を利用して行うことができる。本実施形態の場合は、上述した動作が可能である限り、汎用的な機器を用いることができる。

本実施形態である運行管理システムの構成を示す図である。 図１の運行管理装置の機能的な構成を示す図である。 車群の編成を変更する状況を説明するための図である。 車群の編成を変更する状況を説明するための図である。 図１の隊列走行装置の機能的な構成を示す図である。

符号の説明

１…運行管理システム、１０…運行管理装置、２０…隊列走行装置、３０，３１，３２，３３，３４，３５…路車間通信装置。

Claims (4)

1. 車車間通信を行いながら小隊列を組んで走行する複数の車両それぞれの前記小隊列内における位置を特定するための通信用ＩＤを用いる運行管理システムであって、
   前記小隊列を少なくとも１以上含む隊列の編成状態を変更する旨の変更指示情報を取得する情報取得手段と、
   当該取得した変更指示情報が示す変更内容に基づいて、前記複数の車両それぞれの前記隊列内における位置を特定するための管理用ＩＤを前記通信用ＩＤとは別に決定するＩＤ決定手段と、
   当該決定した管理用ＩＤを前記複数の車両それぞれに向けて出力するＩＤ出力手段と、
   を備え、前記通信用ＩＤは、車車間通信の安定のため原則として走行中においては変更されない物理層ＩＤであり、前記管理用ＩＤは、車両の走行中や停止中において隊列の編成を変更するために変更される論理層ＩＤである運行管理システム。
2. 前記複数の車両それぞれに対して前記管理用ＩＤを送信する路車間通信手段を備える、請求項１に記載の運行管理システム。
3. 車車間通信を行いながら小隊列を組んで走行する複数の車両それぞれに用いられる隊列走行装置であって、前記複数の車両それぞれの前記小隊列内における位置を特定するための通信用ＩＤを用いており、
   前記小隊列を少なくとも１以上含む隊列内における前記複数の車両それぞれの位置を特定するための管理用ＩＤを前記通信用ＩＤとは別に格納するためのＩＤ格納手段と、
   当該隊列走行装置が配置されている車両外に配置されているＩＤ出力手段から出力される管理用ＩＤを取得するＩＤ取得手段と、
   当該取得した管理用ＩＤに基づいて前記ＩＤ格納手段に格納されている管理用ＩＤを更新するＩＤ更新手段と、
   を備え、前記通信用ＩＤは、車車間通信の安定のため原則として走行中においては変更されない物理層ＩＤであり、前記管理用ＩＤは、車両の走行中や停止中において隊列の編成を変更するために変更される論理層ＩＤである隊列走行装置。
4. 当該隊列走行装置が搭載されている車両の前を走行する車両が同じ小隊列に属している場合には車車間通信による隊列走行を行い、当該隊列走行装置が搭載されている車両の前を走行する車両が同じ小隊列に属していない場合には追従走行を行うように判断する走行方法選択手段を備える、請求項３に記載の隊列走行装置。

Images