JP5089640B2 - 列車群運行管理システム - Google Patents

Description

運行管理装置及び列車の間で運行情報を管理配信する装置に関するもので、特に特定の列車からの位置情報、速度情報が得られない場合の正確な情報作成方法に関する。

列車の運行を効率よく行う方法として、列車に次駅の到着目標とする時刻などの運転目標を与え、列車がこの目標にしたがって走行する列車群管理システム、すなわちＡＴＯシステムの導入が検討されている。
ＡＴＯシステムでは、特定の列車がダイヤ上の時刻よりも遅れたと判断した場合、もしくは、運行管理システムから、いつ（時刻）、どこに（位置）、どのくらいの速さ（速度）で到達するように目標（時刻、位置、速度）を与えられたとき、その列車は、目標ランカーブを再作成し、目標を達するよう速度制御を行う。
このような運行管理システムの例が、特許文献１ないし３に示されている。

一方、特許文献４にみられるようなＡＴＣ装置もしくはＡＴＳ装置といった鉄道信号装置も知られている。
すなわち、単一路線上を複数の列車が走行する鉄道のようなシステムでは、追突による事故を防止するために、先行する列車の現在位置に応じて後続する列車の速度を制限する制御システムが列車の安全な運行に重要である。従来、知られている列車制御システムとしては、先行列車との間隔に応じて後続列車の許容速度を設定し、後続列車が許容速度を超過すると、自動的にブレーキが作動して減速することにより、列車速度を制限するものがある。
現行の具体的な例として、階段制御連続誘導式ＡＴＣ（自動列車制御）を用いた列車制御システムでは、地上装置は軌道に固定して設定された各閉塞区間毎に、列車検知を行ない、先行列車の位置に基づいて当該列車後方の各閉塞区間毎に許容速度を設定し、各閉塞区間にそれぞれの許容速度情報（ＡＴＣ信号）を連続的に送信する。後続列車が先行列車に近づくにつれて、信号展開に従って地上装置は後続列車に対して低速のＡＴＣ信号を指示する。そして、後続列車がその列車速度よりも低速のＡＴＣ信号を受信すると、列車は速度照査から許容速度超過を判断し、自動的にブレーキ指令を発効して減速制御するシステムとなっており、路線内を走行する特定の列車から位置情報等の送受信にかかわりなく、地上制御装置からの列車検知、地上制御装置、そして各列車のＡＴＣ信号受信及びＡＴＣ信号に基づく列車速度制御装置に支障がなければ、列車の追突事故は未然に防止されるようになっている。

特開平１１−２５５１２６号公報 特許第３８５４０７１号明細書 特開２００５−１３８７１０号公報 特許第３３０３１０６号明細書

特許文献１ないし３に示された方式は、特定の路線を走行する各列車と運行管理装置との情報伝送が正常に行われていることを前提にしており、例えば、特定の列車からの位置情報、速度情報がなんらかの原因により途絶し、運行管理装置に正常に伝送されなかった場合について、なんら記載されていない。
一般に情報伝送において通信が途絶すると、受信側は最後に更新された情報に従った制御、あるいは一定時間の間に情報更新が無いことを検知して通信途絶時の特例制御を行うことが知られている。
この考え方を用いた場合、列車からの情報が途絶して更新されないと、他列車は最後に更新した当該列車の古い情報を用いた走行、あるいは当該情報無しとして安全のために速度を低下するなど余裕を設けた走行を行うことになり、列車運行全体での効率が低下する可能性がある。
本発明の目的は、地上装置を含めＡＴＣ装置、ＡＴＳ装置鉄等の鉄道信号装置が正常に作動し、先行する列車との追突が確実に防止されるよう、最終的な速度制御が確実に行われることを前提に、例えば、特定の列車からの情報が途絶した場合でも、他列車（特に当該特定の列車の後続列車）に対して情報が途絶した列車についての精度の高い情報を与えることで円滑な列車運行を継続する列車群運行管理システムを提供することにある。

この目的を達成するために、本発明の列車群運行管理システムでは、同一軌道を走行する先行列車の位置する閉塞区間に基づいて、後続列車に対する制限速度パターンを設定し、この制限速度パターンを後続列車の速度が超えると後続列車にブレーキをかけるＡＴＣ装置と、ダイヤ情報に基づいて、前記各列車のダイヤ予測情報を作成するダイヤ予測部を備えた運行管理装置と、前記ダイヤ予測部からのダイヤ予測情報と、各列車から一定時間毎に受信した現在位置と速度を含む列車情報とに基づいて、各列車の運転目標情報を作成し、前記列車情報及び運転目標情報を各列車に配信する運行状態管理装置とを備え、前記列車情報に基づいて、各列車の位置、速度及び時刻の情報を走行実績情報として保持するとともに、前記列車情報の少なくともひとつが更新されない場合には、前記運転目標情報及び前記走行実績情報を用いて、更新されない列車情報の代替情報を作成して他の列車に配信するようにした。

本発明に係る列車群運行管理システムによれば、列車情報が更新されない場合には、運転目標情報及び走行実績情報を用いて、更新されない列車情報の代替情報を作成して他の列車に配信することで、後続列車が先行列車の情報を用いて速度の制御を実施する場合において、列車からの情報が途絶した場合でも他列車に適切な情報を与えることで円滑な列車運行を継続することができる。

本発明に係る運行状態管理装置の一実施例を示した図である。 本発明の運行状態管理装置で列車状態管理部１１が保持する情報の内容を示した図である。 本発明の運行状態管理装置より列車４Aが受ける情報の内容を示した図である。 本発明の運行状態管理装置より走行実績データ１２が保持する情報の内容を示した図である。 本発明の運行状態管理装置で列車状態管理部１１が行う処理の手順を示した図である。 本発明の運行状態管理装置で列車挙動予測部１３が行う処理の手順を示した図である。 本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で列車の将来状態を配信する構成を示した図である。 本発明の運行状態管理装置で列車将来状態管理部１６が保持する情報の内容を示した図である。 本発明の運行状態管理装置で列車将来状態管理部１６が行う処理の手順を示した図である。 本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で運行状態管理装置１を列車に持つ構成を示した図である。 本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で運行状態管理装置１及び運行管理装置２を列車に持つ構成を示した図である。 本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で信号装置より列車位置情報を受ける構成を示した図である。 本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で軌道５の一部に情報伝送範囲外区間７を有する構成を示した図である。 本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で情報伝送装置３を複数有する構成を示した図である。 本発明に係る運行状態管理装置の一実施例で複数の情報伝送装置３について情報伝送頻度をそれぞれに設定する構成を示した図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る列車群運行管理システムの一実施例を図１に示す。
運行状態管理装置１は、運行管理装置２より列車ダイヤの予測情報を受け、接続する情報伝送装置３を介して軌道５を走行する列車４Ａ及び列車４Ｂと情報の送受を行う。ここで列車４Ｂは列車４Ａの前を走行する列車である。なお列車４Ｂの前を走行する列車４Ｃは、図１に記載していない。また、本発明に係る列車群運行管理システムは、運行状態管理装置１とは別に信号装置として、公知のＡＴＣ制御部等の鉄道信号装置６を備えている。
運行管理装置２は列車ダイヤの予測情報をダイヤ予測実施部２１で作成し、運行状態管理装置１に送る。列車ダイヤの予測情報とは、列車の各駅における到着や出発の時刻を予想したものである。またこの列車ダイヤより列車４Ａ及び列車４Ｂの走行順序を得て、運行状態管理装置１に送る。更に実際に駅に到着した時刻や駅を出発した時刻の情報を、実績情報として運行状態管理装置１に送る。
前記鉄道信号装置６は前記ダイヤ予測実施部２１が作成した前記列車ダイヤの予測情報に従い制御を行う。

列車４Ａは列車情報伝送装置３１Ａと列車制御装置３２Ａを持つ。列車情報伝送装置３１Ａは情報伝送装置３との間で情報の送受を行う。
列車制御装置３２Ａは列車情報伝送装置３１Ａ及び情報伝送装置３を介して運行状態管理装置１に列車４Ａの情報を送り記運行状態管理装置１より列車４Ａに対する情報を得る。列車制御装置３２Ａが運行状態管理装置１に送る情報は、例えば列車４Ａの一定時間周期ごとの位置及び速度の値である。また列車制御装置３２Ａが運行状態管理装置１より受ける情報は、例えば列車４Ａの駅到着予想時刻と、列車４Ａの前を走行する列車である列車４Ｂの駅到着予想時刻と、列車４Ｂの一定時間周期ごとの位置及び速度の値である。これにより列車制御装置３２Ａは列車４Ａに対する駅到着予想時刻の情報だけでなく、列車４Ｂに対する駅到着予想時刻や記列車４Ｂの一定時間周期ごとの位置及び速度の値を用いた走行制御を行う。
なお列車４Ｂは、列車４Ａと同じ構成である。列車４Ａにおける前を走る列車４Ｂの一定時間周期ごとの位置及び速度の値と同様に、列車４Ｂは更に前を走行する列車４Ｃの情報を運行情報管理装置１より受ける。
このとき運行状態管理装置１は、運行管理装置２より受けた列車ダイヤの予測情報及び実績情報と、情報伝送装置３を介して受けた列車４Ａ及び列車４Ｂの一定時間周期ごとの位置及び速度の値を、列車状態管理部１１に持つ。

列車状態管理部１１の持つ情報の内容を図２に示す。列車４Ａ及び列車４Ｂそれぞれについて、各列車の現在情報として情報伝送装置３を介して受けた列車４Ａ及び列車４Ｂの一定時間周期ごとの位置及び速度の値と、情報伝送装置３を介して受けた際の通信状態として情報を伝送した際の時刻を持つ。また実績情報として、運行管理装置２より受けた実績情報の駅名、発あるいは着の種別、発あるいは着の時刻を持つ。また目標情報として、運行管理装置２より受けた列車ダイヤの予測情報の駅名、発あるいは着の種別、発あるいは着の時刻、当該列車の先行列車となる列車名の情報を持つ。
これにより列車４Ａについては、現在情報の位置情報としてL_4Aを、速度情報としてV_4Aを、これらの情報を伝送した際の時刻情報としてT_4Aを、実績情報の駅情報としてYを、発あるいは着の種別情報として発を、発あるいは着の時刻情報としてT_Y_4Aを、目標情報の駅情報としてＺを、発あるいは着の種別情報として着を、発あるいは着の時刻情報としてT_Z_4Aを、先行列車の情報として４Ｂをそれぞれ持つことになる。

同様に列車４Ｂについては、各列車の現在情報の位置情報としてL_4Bを、速度情報としてV_4Bを、情報を伝送した際の時刻情報としてT_4Bを、実績情報の駅情報としてＹを、発あるいは着の種別情報として発を、発あるいは着の時刻情報としてT_Y_4Bを、目標情報の駅情報としてZを、発あるいは着の種別情報として着を、発あるいは着の時刻情報としてT_Z_4Bを、先行列車の情報として４Ｃをそれぞれ持つことになる。

図２に示す情報を用いて、列車状態管理部１１は列車４Ａ及び列車４Ｂに送る情報を作成する。列車４Ａについては、列車４Ａの目標情報の駅情報よりＺと、発あるいは着の種別情報より着と、発あるいは着の時刻情報よりT_Z_4Aに加えて、先行列車の情報である４Ｂより記列車４Ｂの情報として列車４Ｂについての各列車の現在情報より位置情報のL_4Bと、速度情報のV_4Bと、情報を伝送した際の時刻情報のT_4Bと、実績情報の駅情報のYと、発あるいは着の種別情報の発と、発あるいは着の時刻情報のT_Y_4Bと、目標情報より駅情報のＺと、発あるいは着の種別情報の着と、発あるいは着の時刻情報のT_Z_4Bを送る。列車４Ｂについても同様である。

列車４Ａが受ける情報を図３に示す。
列車４Ａは図３に示す情報を情報伝送装置３及び列車情報伝送装置３１Ａを介して車上制御装置３２Ａで受ける。列車４Ａは図３に示す情報を用いることで、列車４Ａの目標情報である駅Ｚの着時刻がT_Z_4Aであることに加え、先行列車の目標情報である駅Ｚの着時刻がT_Z_4Bであること、先行列車の時刻T_4Bにおける位置L_4Bと速度V_4Bの関係、先行列車の実績情報として駅Ｙの発時刻がT_Y_4Bであることを得て、走行することができる。
この際に運行状態管理装置１は、図２に示す各列車の現在情報より位置の情報と、速度の情報と、時刻の情報を、実績データ１２に保持する。これにより走行実績データ１２は、図４に示す列車と位置と速度と時刻の情報を保持する。各列車の現在情報は一定時間周期ごとの情報であるため、図４に示す走行実績データ１２の列車と位置と速度と時刻の情報は一定時間周期毎に追加を行う。
これにより走行実績データ１２が保持する時刻の情報を用いることで、一回の走行における任意の位置を通過した時刻、任意の速度に到達した時刻、各駅に到着あるいは出発した時刻、駅出発より任意の地点に到達するまでの所要時間、任意の年月日の走行における任意の駅出発から任意の駅到着までの所要時間を得ることが出来る。
なお図４には列車４Ａについて時刻の情報T_4A0〜T_4A3まで４組、列車４Ｂについて時刻の情報T_4B0〜T_4B3まで４組のデータが示されているが、走行実績データ１２に保持する数を制限しない。

ここで列車４Ｂよりこの列車の現在情報が得られなくなった場合について示す。
例えば、列車情報伝送装置３１Ｂの故障、あるいは列車情報伝送装置３１Ｂと情報伝送装置３との間での情報伝送エラーが発生した場合、図２に示す列車４Ｂについての各列車の現在情報である位置L_4Bと速度V_4Bと時刻T_4Bの一部あるいはすべてが、一定時間周期ごとの情報伝送の一部あるいは連続して得られない状態になる。
この状態で列車４Ｂを先行列車とする列車４Ａは、図３に示す情報のうち列車４Ｂの現在情報である位置L_4Bと速度V_4Bと時刻T_4Bを正しく得ることができない。
そこで列車状態管理部１１は、図２に示す各列車の現在情報より時刻の情報について、まず更新周期が一定時間周期と合致することを確認する。列車状態管理部１１が行う判断手順を図５に示す。

開始１０１に続いて、各列車よりその現在情報を受け取る処理１０２を行う。次に判断処理１０３で、各列車の現在情報が正しく得られていれば、更新周期は一定時間周期と合致するので、受信情報ありと判断する。
そして対象全列車について実施したかの判断処理１０４を行い、全列車について実施したならば各列車に図３に示す情報を配信する処理１０６を行い、終了１０７となる。

判断処理１０３で更新周期が前記一定時間周期と合致しない場合、各列車の現在情報が正しく得られていないと判断し、処理１０５の列車情報推定処理を行う。そして処理１０４より先に述べた手順を行う。

列車情報推定処理１０５について説明する。
列車情報推定処理１０５は列車挙動予測部１３が行う。図５の列車情報推定処理１０５の前段処理である前期判断処理１０３にて、各列車の現在情報より時刻の情報の更新周期が一定時間周期と合致していないことが得られているので、列車情報推定処理１０５は各列車の現在情報より時刻の情報の更新周期が一定時間周期と合致する時刻を計算対象時刻とし、計算対象時刻における計算対象の列車の位置と速度の情報を作成する処理である。

列車挙動予測部１３が行う処理手順を図６に示す。
開始２０１に続いて、処理２０２で目標情報を得、処理２０３で実績情報を得る。処理２０４にて、走行実績データ１２より最も新しい列車の現在情報として位置と速度と時刻の情報を得る。そして判断処理２０５では、処理２０３で得た実績情報の時刻と、処理２０４で得た最も新しい列車の現在情報の時刻情報を比較する。
そして処理２０３で得た実績情報の時刻より処理２０４で得た最も新しい列車の現在情報の時刻情報が新しい場合、具体的には時刻情報は経過と共に増加するので大きい値となる場合、処理２０６を行う。
処理２０６は処理２０２で得た目標情報と、処理２０３で得た実績情報と、処理２０４で得た最も新しい列車の現在情報と、走行実績データ１２より得た列車の現在情報を用いて、計算対象時刻における列車４Ｂの位置及び速度の情報を求め、処理２０８で終了する。

判断処理２０５において、処理２０３で得た実績情報の時刻より処理２０４で得た最も新しい列車の現在情報の時刻情報が古い場合、具体的には時刻情報は経過と共に増加するので小さい値となる場合、処理２０７を行う。
処理２０７は処理２０２で得た目標情報と、処理２０３で得た実績情報を用いて、計算対象時刻における列車の位置及び速度の情報を求め、処理２０８で終了する。

次に、処理２０６について説明する。
処理２０６は計算対象とする列車４Ｂの実績情報と目標情報と最も新しい列車４Ｂの現在情報に対して、走行実績データ１２が保持する列車と位置と速度と時刻の情報より、列車４Ｂと、位置、速度及び時刻が合致する情報を検索する。
そして合致する走行実績データ１２が保持する列車の位置、速度及び時刻の情報より、今回の計算対象時刻における列車４Ｂの位置及び速度の情報を得る。
ここで時刻の合致は、年月日時分秒のうち、時分秒を対象とする。あるいは列車の現在情報の時刻情報について、実績情報の時刻情報からの差分を用い、走行実績データ１２が保持する時刻の情報についても、実績情報の駅と発あるいは着情報が合致する地点における時刻情報からの差分を用いる方法がある。これらの合致は完全な合致の場合、あるいは任意の差分以内であることを合致とする場合がある。
なお前記処理２０７については、先に述べた前記処理２０６より前記列車の現在情報を除いた手順と同じである。

以上述べた走行実績データ１２に保持する列車の現在情報に加えて、あるいは代わりに、列車の標準的な走行データからなる走行標準データ１４を使う場合もある。
列車の標準的な走行データは軌道５の各位置における列車の速度を示した情報であり、一般に基準運転曲線と呼ばれる。前記走行標準データ１４が示す位置と速度の対応から駅出発あるいは駅到着を基準とする時間情報を計算することができる。
このため列車の標準的な走行データは、走行実績データ１２に保持する列車の現在情報を用いる場合と同じ手順で用いることができる。

また走行実績データ１２が保持する列車と位置と速度と時刻の情報について、列車ごとに平均値を作成して保持し、先に述べた処理に用いる方法がある。
平均値の作成は、例えば列車と時刻に対する複数の位置情報と複数の速度情報について平均値を求めて保持する方法がある。列車毎に位置の平均値及び速度の平均値を作成し保持することにより、例えば処理２０６で計算対象とする列車の情報及び計算対象時刻に対応する位置及び速度を、走行実績データ１２が保持する列車の位置の平均値と速度の平均値より得ることが出来る。

更に平均値の作成について、列車と位置と速度と時刻の情報を列車の走行状態に応じた複数の集合を設定し、集合毎に位置と速度と時刻の情報の平均値を作成する方法がある。例えば列車がダイヤどおりに走行した場合と、ダイヤどおりに走行できなかった場合の位置と速度と時刻の情報を別の集合と扱って、それぞれについて平均値を求めることで、走行実績データ１２にダイヤどおりの場合の平均値と、ダイヤどおりでない場合の平均値を保持することになる。

列車の走行がダイヤどおりでない場合、ダイヤどおりの走行の場合と比較して位置と速度と時刻の関係が変化するが、走行実績データ１２に保持するダイヤどおりの場合の平均値と、前記ダイヤどおりでない場合の平均値を保持することで、ダイヤどおりでない走行の位置と速度と時刻の情報に合致するダイヤどおりでない場合の平均値を得ることができる。
なお記時刻情報として、手前駅を出発した時刻など任意時刻からの差分時間を用いることで、位置と速度と時刻の情報における時刻情報を、位置までの所要時間で扱うことができる。

これにより集合毎に位置と速度と時刻の情報の平均値を作成する場合に、時刻情報の代わりに所要時間を用いることで、例えば走行時間が同じ列車を同じ集合として扱うことができる。
これにより列車状態管理部１１は列車４Ｂからの情報伝送がなされない場合について、列車４Ｂから受ける位置速度情報の代わりとなる位置速度情報を、列車挙動予測部１３より得て、列車４Ｂを先行とする列車４Ａに与えることができる。
列車４Ａは、列車４Ｂと運行状態管理装置１との情報伝送の状態にかかわらず、先行列車４Ｂの位置速度情報を正確に得ることができる。

以上述べた列車挙動予測処理１３は、計算対象とする列車４Ｂの計算対象時刻における位置及び速度を計算するものである。これにより、例えば図１において列車４Ｂが存在していない場合においても、走行実績データ１２あるいは走行標準データ１４を用いることで、列車４Ｂが走行している状態を列車４Ａに与えることができる。ここで列車が走行していない場合には、図２に示す実績情報が得られないので、走行実績データ１２より、実績情報の駅における発あるいは着に対応する時刻情報を得て、実績情報の代わりに使う。これにより先に述べた手順で各列車の現在情報を配信することができる。

また図５に示す列車挙動予測処理１３の手順において、計算対象時刻の代わりに任意の時刻値を指定することにより、例えば任意の時刻値に対応する将来の列車の位置及び速度を計算することができる。任意の時刻値における列車の位置や速度を求める場合を、図７を用いて説明する。図７は各列車に対して将来時刻における位置及び速度を作成して配信する構成を示す。

まず列車将来状態管理部１６は図２に示す各列車の現在情報の時刻情報より、計算対象とする時刻情報を作成する。そして列車将来挙動予測部１５は、計算対象とする時刻情報に対応する列車の位置及び速度を計算して、列車将来状態管理部１６に送る。ここで列車将来状態管理部１６は先に述べた図1の列車状態管理部１１の処理に加えて、図８に示す各列車の将来情報を各列車に配信する。

列車将来状態管理部１６は図８の各列車の将来情報について、図２に示す各列車の現在情報の時刻情報よりt1時間経過後の位置と速度、t2時間経過後の位置と速度を各列車の将来情報として各列車に配信する。
図８に示す各列車の将来情報のうち、時刻情報は図２に示す各列車の現在情報の時刻情報T_4A及びT_4Bに対してt1時間及びt2時間を加算することで、時刻T_4A+t1、時刻T_4A+t2、時刻T_4B+t1、時刻T_4B+t2として定まる。各時刻に対応する位置及び速度を計算する手順を図９に示す。

開始３０１に続いて処理３０２で計算対象列車を指定し、処理３０３で計算対象時刻を指定する。ここでは図２に示す各列車の現在情報の時刻情報T_4A及びT_4Bに対してt1時間及びt2時間を加算し、計算対象時刻として時刻T_4A+t1、時刻T_4A+t2、時刻T_4B+t1、時刻T_4B+t2を得る。
そして計算対象列車及び計算対象時刻に対して、処理３０４で列車情報推定処理を行う。この処理３０４は、図５に示す処理１０５と同じである。そして判断処理３０５で計算対象時刻すべてについて計算したことを判定し、判断処理３０６で全列車について計算したことを判定し、処理３０７で作成した各列車の将来情報を配信し、終了３０８となる。

図９に示す処理のうち、処理３０４は処理１０５と同じであることより、処理３０４を行う列車将来挙動予測部１５と、処理１０５を行う列車挙動予測部１３は同じである。これにより、処理３０４の内容は、先に図６を用いて説明した列車挙動予測部１３と同じであるため、ここでの説明は省略する。

列車状態管理装置１は、列車に保持してもよい。図１０に構成を示す。各装置の機能は図１を用いて説明した内容と同じである。
列車状態管理装置１は一部の列車に保持しても、すべての列車に保持してもよい。更にダイヤ予測実施部を含む運行管理装置２も、列車に保持してもよい。

図１１に構成を示す。各装置の機能は図１を用いて説明した上記内容と同じである。前記鉄道信号装置６は、前記情報伝送装置３及び前記列車情報伝送装置３１Ａを介して前記ダイヤ予測実施部２１が作成した前記列車ダイヤの予測情報に従い制御を行う。
以上述べた予想時刻設定部１５は、列車状態管理部１１より現在の時刻情報を得て列車挙動予測処理１３に与える計算対象とする時刻情報を作成しているが、予想時刻設定部１５は、例えばタイマーを用いて計算対象とする時刻情報を列車状態管理部１１からの情報を用いずに作成し列車挙動予測処理１３に与えてもよい。

ここまで述べた情報伝送装置３は、運行状態管理装置１と列車４Ａ及び４Ｂの間で情報伝送を行うものであり、説明した手順において数及び配置を制約しない。

次に前記情報伝送装置３の別の構成として、図１に示す装置構成において情報伝送装置３を複数設置し、更に軌道５の一部区間については情報伝送装置３の制御範囲外とする場合について説明する。
図１３に構成を示す。軌道５において情報伝送装置３Ａ及び３Ｂの間に、情報伝送範囲外区間７が存在する。情報伝送範囲外区間７以外では、列車４Ａ及び４Ｂは、情報伝送装置３Ａあるいは３Ｂと情報伝送を行い、先に述べた手順で制御を行う。

列車４Ｂが情報伝送範囲外区間７に進入すると、情報伝送装置３Ａあるいは３Ｂとの間で情報伝送を行うことができないため、列車４Ａは先行列車である列車４Ｂの情報を、先に述べた列車状態管理装置１の列車挙動予測部１３より得て走行を行う。これにより情報伝送が出来ない範囲が存在する場合でも、各列車に目標を与えて走行を行うことができる。

また情報伝送装置３の別の構成として、図１に示す装置構成において情報伝送装置３を複数設置し、複数の情報伝送装置３それぞれについて情報伝送頻度を個別に設定する場合について説明する。
図１４に構成を示す。軌道５において情報伝送装置３Ａ〜３Ｃが存在する。各情報伝送装置３Ａ〜３Ｃは、それぞれの情報伝送範囲に存在する列車との間で情報伝送を行う。ここで各情報伝送装置３Ａ〜３Ｃの情報伝送頻度を、図１５に示すように条件に応じてそれぞれに設定する。図１５より例えば通常時は情報伝送装置３Ａ及び３Ｃが高頻度、情報伝送装置３Ｂが低頻度で情報伝送を行い、ラッシュ時は各情報伝送装置３Ａ〜３Ｃすべてが高頻度で情報伝送を行う。

そして休日は情報伝送装置３Ａ及び３Ｃが低頻度で情報伝送を行い、情報伝送装置３Ｂは動作を停止する。
高頻度とは、例えば一定時間周期による情報伝送処理タイミングすべてについて、列車との間で情報伝送処理を行う場合である。また低頻度とは、高頻度より間引いた処理を行う場合であり、例えば一定時間周期による情報伝送処理タイミング１０回の情報伝送処理タイミングのうち９回を行わずに１回だけ処理を行う場合である。そして停止とは情報伝送処理をまったく行わない場合である。
高頻度で処理を行う場合、前記列車４Ａ及び４Ｂは本来の情報伝送処理タイミング全てについて運行状態管理装置１との間で情報伝送を行う。これは先に述べた手順どおりである。
停止の場合、列車４Ａ及び４Ｂは図１３を用いて説明した情報伝送範囲外区間７に存在する状態と同じ手順で処理を行う。

低頻度で処理を行う場合、列車４Ａ及び４Ｂは高頻度の場合で１０回の情報伝送を行う間に１回の情報伝送を行うため、情報を伝送する間隔が増加する。このため１回の情報伝送を行ってから次の１回の情報伝送を行う間の９回の情報伝送を行わない状態では、列車４Ａ及び４Ｂは自列車の情報を運行状態管理装置１に送ることができず、また運行状態管理装置１より他列車の情報を受けることができない。
この状態は先に述べた停止の場合と同じであるため、９回の情報伝送を行わない状態では、停止の場合と同じ手順で処理を行うことで、他列車に対して情報を与えることを継続できる。

これら情報伝送制御範囲外区間７に存在する列車、あるいは停止した情報伝送装置３の範囲に存在する列車、低頻度の情報伝送装置３において情報伝送処理タイミングの間にいる列車は、情報伝送対象外の列車であるが、運行状態管理装置１が列車の状態を作成して配信することで、情報伝送対象外の列車以外の列車に対して情報を与えることを継続できる。
このため情報伝送対象外の列車は実際に存在していない場合でも、運行状態管理装置１が情報伝送対象外の列車の情報を作成することで、情報伝送対象外の列車以外の列車に対して情報を与えることを継続できる。これは情報伝送対象外の列車の走行する範囲の一部あるいは全部について実際には走行していない場合、情報伝送対象外の列車とは列車情報伝送装置３１を持たない場合、情報伝送対象外の列車とは列車制御装置３２を持たない場合について同じである。また情報伝送対象外の列車の数は一列車に限らず、少なくとも一列車を除く全列車が前報伝送対象外の列車であっても処理手順は同じである。

列車４Ａ及び４Ｂの位置情報を信号装置から得る場合について説明する。
装置構成を図１２に示す。信号装置６は列車の位置を、軌道回路７Ａ〜７Ｄを用いて検知する。検知した結果は運行状態管理装置１の列車状態管理部１１にて先に述べた手順の処理を行う。前出の図３に示す情報は、列車４Ａ及び４Ｂに対して情報伝送装置３を用いて与える。

列車の位置情報を軌道回路の状態から得るため、前出の図２及び図３及び図４に示す位置情報は、各軌道回路に列車が進入した時点の位置、あるいは軌道回路を列車が進出した時点の位置となる。また前出の図２及び図３及び図４に示す時刻情報は、各軌道回路に列車が進入した時点の時刻、あるいは軌道回路を列車が進出した時点の時刻となる。前出の図２及び図３及び図４に示す速度情報は、各軌道回路に列車が進入した時点の位置から軌道回路を列車が進出した時点の位置までの距離Ｌ１と、各軌道回路に列車が進入した時点の時刻から軌道回路を列車が進出した時点の時刻までの差分時間Ｔから、列車の長さＬ２を考慮して計算する平均速度Ｖとなる。前記平均速度Ｖは次の式（１）で計算する。
Ｖ ＝ （Ｌ１＋Ｌ２）／Ｔ …（１）

また平均速度は、先に述べたひとつの軌道回路における進入から進出について計算する方法の他に、軌道回路に進入した時点と、列車の進行方向手前側に隣接する軌道回路を進出した時点との差分時間Ｔ２から、列車の長さＬ２を考慮して計算する方法もある。
この場合、前記平均速度Ｖは次の式（２）で計算する。
Ｖ ＝ （Ｌ２）／Ｔ２ …（２）

また平均速度は連続する複数の軌道回路について求めてもよい。計算手法は先に述べた方法と同じである。
以上述べた軌道回路に対する進入や進出の位置や時刻、平均速度を用いることで、運行状態管理装置１は図１に示す情報伝送装置３を用いて列車４Ａ及び４Ｂから位置、時刻、速度の情報を受ける場合と同様に、各列車に対して情報を与えることができる。
以上述べた方法により、本発明は、列車から位置及び速度の情報が得られない場合において、列車以外に対して与える位置及び速度の情報を作成して配信することにより、列車に対して他列車の位置及び速度の情報を継続して配信することができる。

１…運行状態管理装置
２…運行管理装置
３…情報伝送装置
４…列車（４Ｂ先行列車、４Ａ後続列車）
５…軌道
６…鉄道信号装置
７…情報伝送範囲外区間
１１…列車状態管理部
１２…走行実績データ
１３…列車挙動予測部
１４…走行標準データ
１５…列車将来挙動予測部
１６…列車将来状態管理部
２１…ダイヤ予測実施部
３１…列車情報伝送装置
３２…列車制御装置
１０１〜１０７…列車状態管理部１１における処理
２０１〜２０８…列車挙動予測部１３における処理
３０１〜３０８…列車将来状態管理部１６における処理

Claims (9)

1. 同一軌道を走行する先行列車の位置する閉塞区間に基づいて，後続列車に対する制限速度パターンを設定し，この制限速度パターンを後続列車の速度が超えると後続列車にブレーキをかけるＡＴＣ装置もしくはＡＴＳ装置などの鉄道信号装置と、
   ダイヤ情報に基づいて、前記各列車のダイヤ予測情報を作成するダイヤ予測部を備えた運行管理装置と、
   前記ダイヤ予測部からのダイヤ予測情報と、各列車から一定時間毎に受信した現在位置と速度を含む列車情報とに基づいて、各列車の運転目標情報を作成し、前記列車情報及び運転目標情報を各列車に配信する運行状態管理装置とを備え、
   前記列車情報に基づいて、各列車の位置、速度及び時刻の情報を走行実績データとして保持するとともに、
   前記列車情報の少なくともひとつが更新されない場合には、前記運転目標情報及び前記走行実績情報を用いて、更新されない列車情報の代替情報を作成して他の列車に配信することを特徴とする列車群運行管理システム。
2. 請求項１記載の列車群管理システムにおいて、
   前記代替情報の作成において、前記走行実績情報と併せて基準運転曲線情報を用いることを特徴とする列車群運行管理システム。
3. 請求項１記載の列車群管理システムにおいて、
   前記走行実績情報として、前記列車の位置と速度と時刻の情報より前記列車毎の位置と速度と時刻の平均値を作成して保持することを特徴とする列車群運行管理システム。
4. 請求項３記載の列車群運行管理システムにおいて、
   前記列車毎の位置と速度と時刻の平均値を、前記列車の走行状態に応じて複数に設定した集合について作成し保持することを特徴とする列車群運行管理システム。
5. 請求項１記載の列車群運行管理システムにおいて、
   前記列車情報より列車の位置と速度と時刻の情報を走行実績情報として保持し、前記走行実績情報を用いて前記列車の未来の時刻に対応する位置と速度を計算して前記列車に配信することを特徴とする列車群運行管理システム。
6. 請求項１記載の列車群運行管理システムにおいて、
   前記列車情報の位置情報として、信号装置の軌道回路に対する列車の進入及び進出の位置を用い、前記列車情報の時刻情報として、信号装置の軌道回路に対する列車の進入及び進出の時刻を用いることを特徴とする列車群運行管理システム。
7. 請求項５記載の列車群運行管理システムにおいて、
   前記列車情報の速度情報として、信号装置の軌道回路に対する列車の進入の時刻及び進出の時刻と列車の長さから平均速度を計算し用いることを特徴とする列車群運行管理システム。
8. 請求項１記載の列車群運行管理システムにおいて、
   前記列車と前記列車運行状態管理装置との間で情報伝送を行う複数の情報伝送装置を配置し、前記複数の情報伝送装置について、情報伝送の実施頻度を個別に設定することを特徴とする列車群運行管理システム。
9. 請求項１記載の列車群運行管理システムにおいて、
   前記列車と前記列車運行状態管理装置との間で情報伝送を行う複数の情報伝送装置を配置し、前記軌道の一部に前記情報伝送装置の範囲外区間を有することを特徴とする列車群運行管理システム。

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