JP5484283B2 - 列車進路制御方法、列車進路制御装置、及び列車進路制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、鉄道運行管理システムにおける列車進路の制御方法に係り、特に、競合する列車間の優先順位を動的に決定し列車進路上の地上設備を制御する列車進路制御方法、列車進路制御装置、及び列車進路制御プログラムに関する。

鉄道運行管理システムなどの大規模システムでは、システムが一度構築されると10〜15年間は部分的な改造や改修によって対応するため、その開発方法は信頼性や開発期間の観点から既存のソースコードに手を加えることのない継ぎ足しの開発が選択される。しかしシステム構築から10年以上経過すると、その間に有識者の異動や退職などによりシステムを俯瞰できる人材が少なくなり、結果として巨大なブラックボックスを作りこむことになる。その結果、例えばブラックボックス内の処理に障害が発生すると障害対策に多大な工数を要すると言った課題が発生する。

現在の列車進路制御は連動図表やダイヤから駅構内の入場・出発、また交差の際に発生し得る競合条件などを予め人間が計画進路として作成した上で、計画進路通りに列車を進めるための列車追跡や信号機、てこ制御等をソフトウェアで実現している。このため信号機や軌道回路などの設備の追加・削除を伴う改修やダイヤ改正が行われると『計画進路の見直し⇒ソフトウェアの修正』の過程を経る事になるが、ブラックボックス化されたソフトウェアでは計画進路の修正にプログラムを追従させる事が容易ではなくなってきている。

こうした問題を鑑みて、連動図表などの複雑の条件を予め作成することなく、列車の移動範囲を動的に調整しながら安全な列車運行を行う方法が報告されている(例えば、特許文献１)。

特開２０００−１４２４０３号公報

特許文献１では位置や速度から算出した列車の走行範囲と分岐位置の重なりから分岐ポイントの鎖錠制御を行えるようにすることで、列車の危険動作を回避するための論理構築に要する工数や手間を削減している。ところが特許文献１では、同一の分岐ポイントに対して複数の列車が競合すると進路制御装置によって予め決定された進路に基づいて列車を優先させるため、列車競合条件を回避させるための計画進路の事前作成は相変わらず必要となる。

そこで本発明の課題は、予め計画された競合条件に基づいた静的な列車進路制御方法ではなく、計画進路に頼らずその時々の列車の在線位置に応じて進路を動的に決定するための列車進路制御方法、列車進路制御装置、及び列車進路制御プログラムを提供することである。

本発明は、上記課題を解決するために、列車の在線位置または前記列車の進路を定めるための地上設備の状態に応じて前記列車の進路を制御する列車進路制御装置において行われる列車進路制御方法であって、設備情報入力部が、線区内の線形を分割した区間ごとに、前記地上設備の状態に関する情報である設備状態情報を前記地上設備から受け取り、または前記列車の在線位置を示す位置情報を前記列車から受け取る設備情報入力ステップと、状態管理部が、前記設備情報入力ステップにおいて受け取った前記設備状態情報または前記位置情報に基づいて、前記区間の状態を、前記区間ごとに設定する状態管理ステップと、進路決定部が、前記区間に隣接する区間が複数存在する区間である競合区間のそれぞれについて、前記状態管理部が設定した前記区間の状態を比較することにより、優先させる前記列車の進路を決定する進路決定ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記方法を実行する列車進路制御装置、及び列車進路制御プログラムである。

本発明によれば、進路制御装置開発時に使用する計画進路作成のための工数を削減することができる。また計画進路に基づくソフトウェア改修工数を削減できる。またプログラム開発に必要なメモリ領域も削減できる。またダイヤ乱れ時でも列車無の停止運行を行うことができる。

本実施形態におけるシステム全体構成例である。 本実施形態における列車進路制御装置のソフトウェア構成例である。 本実施形態における列車進路制御装置のハードウェア構成例である。 本実施形態における列車進路制御装置の全体処理フローである。 本実施形態におけるノード情報構成テーブルのテーブル構成例である。 本実施形態におけるノード状態テーブルのテーブル構成例である。 本実施形態におけるノード状態遷移図の遷移例である。 本実施形態における列車進路決定部の処理フローである。 本実施形態におけるノード間リンクテーブルのテーブル構成例である。 本実施形態における列車情報テーブルのテーブル構成例である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる列車進路制御方法、及び列車進路制御装置の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、列車運行計画と列車の在線位置や信号機、転轍機などの設備状態を監視しながら列車の運行を管理する列車運行管理システムのシステム全体構成例である。図１に示すように、列車運行管理システムは、計画系システム１０２と、進路制御装置１００と、地上装置１０１と、列車１１０と、地上設備群１２０（図では軌道回路１１１と信号機１１２と転轍機１１３のみ記載）とを含んで構成される。

計画系システム１０２は、列車ダイヤや車両運用計画、点検・保守計画など列車の運行に関連する計画の作成を支援するシステムで、本発明にかかる装置である進路制御装置１００とネットワークを介して接続されている。進路制御装置１００は、計画系システム１０２によって決定された列車ダイヤ情報を予めネットワークを介して内部に有しており、軌道回路１１１から得られる列車１１０の在線位置と前記列車ダイヤ情報に記載された出発時刻や計画進路を参照して、列車１１０の進路上に設置されている信号機１１２や転轍機１１３などの地上設備を地上装置１０１を介して制御する。

地上装置１０１は、進路制御装置１００とネットワークを介して接続されており、進路制御装置１００からの制御要求に対して信号機１１２、転轍機１１３の反位制御を行う。また、地上装置１０１は、信号機１１２や転轍機１１３の状態(定位／反位)や軌道回路１１１の状態(落下／こう上)を監視し、結果を進路制御装置１１０に伝達する。

列車１１０は、その内部にＡＴＳ(Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｓｔｏｐ)やＡＴＣ(Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ)といった列車の自動停止や自動制御を行うための安全装置、車上の詳細な動作状態や故障情報を収集・表示・記録する情報管理システムなどの車上装置を有している。また、車上装置が有する情報は、デジタル無線を介して地上装置に送信する事が可能である。本実施形態では、列車１１０の在線位置を軌道回路１１１の状態から判断する事を想定しているが、例えば、車上装置が自列車の位置を算出または計測して、デジタル無線を介して地上装置に伝達することにより列車１１０の在線位置を判断してもよい。

図２は、進路制御装置１００のソフトウェア構成例である。図２に示すように、進路制御装置１００は、設備情報入力部２０１と、ノード状態管理部２０２と、列車進路決定部２０３とを含んで構成される。

設備情報入力部２０１は、地上装置１０１から列車在線位置、信号機や転轍機などの地上設備群の状態を周期的に受信し、ノード情報テーブル２１０に登録する。ここで、ノードとは、一台の信号機とその内方区間に設置された第一内方軌道回路から最終内方軌道回路までの閉塞区間を指す。ノード情報テーブル２１０には、線区内に存在する全ノードに関して、ノードの設置位置やノードが有する地上設備群の状態情報が登録されている。

また、設備情報入力部２０１は、地上装置１０１から周期的に列車在線位置や地上設備群の状態情報を受信し、全ノードに対して該当する状態情報を更新する。ノードの設置位置やノードが有する地上設備群などの情報は、開発者が例えば連動図表から予め作成し進路制御装置１００に登録しておけばよい。

ノード状態管理部２０２は、ノード情報テーブル２１０が更新されると各ノードの状態を確認し、ノード状態テーブル２２０に登録する。ノードは、列車の在線／非在線、地上設備の自動制御／手動制御に応じて、活性化状態と基底状態と不活性状態の三つの状態を有している。このうち、活性化状態は、ノード内の列車在線状況に応じて更に細かく分類される(後述)。ノード状態管理部２０２は、ノード情報テーブル２１０に登録された情報に基づいて、前記ノード状態を判別し最新のノード状態をノード状態テーブル２２０に登録する。

列車進路決定部２０３は、ノード状態テーブル２２０に登録されたノード状態のうち活性化状態のノード群を抽出し、前記抽出したノード群から隣接ノードへの進入を許可するノードを、ノード間リンクテーブル２３０と列車情報テーブル２４０とダイヤ情報テーブル２５０を用いて決定する。ノード間リンクテーブル２３０には、ノード情報テーブル２１０に登録されている全ノードの進入方向に隣接するノード(隣接ノード)と、前記隣接ノードが競合するノード(競合ノード)が登録されている。前記隣接ノードに進入するノードが複数存在する場合、該ノードどうしは互いに競合ノードとなる。

列車進路決定部２０３は、ノード間リンクテーブル２３０から隣接ノードの状態を確認し、列車が在線していない場合には進入を許可する。また、列車進路決定部２０３は、該ノードに競合ノードが存在する場合、競合ノードどうしを比較し進入を許可するノードを決定する。ノードに在線している列車が駅通過列車の場合、列車情報テーブル２４０に登録されている通過ノード数分の隣接ノードを確認し、ノード状態及び競合ノードを確認する。列車情報テーブル２４０には、線区内に在線する全列車に対して、停車／通過といった列車に関する情報が登録されている。ノード間リンクテーブル２３０は、連動図表を用いて作成可能であり、ノード情報テーブル２１０の登録時に予め進路制御装置１００に登録しておけばよい。

列車情報テーブル２４０は、計画系システム１０２で作成された列車毎の駅出発時刻や到着予定番線といった列車ダイヤ情報から開発者が予め作成し、進路制御装置１００に登録しておく。競合ノードどうしの比較は、ノード状態テーブル２２０に登録されているノード状態やダイヤ情報テーブル２５０を用いて行われる。ダイヤ情報テーブル２５０は、計画系システム１０２で作成された列車ダイヤの情報であり、計画系システム１０２からネットワークを介して受信した列車ダイヤを予め登録しておけばよい。

図３は、列車進路制御装置１００のハードウェア構成例である。図３に示すように、列車進路制御装置１００は、プログラム実行等の演算を行うプロセッサ３１０、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの基本プログラムや基本データ、設備情報入力部２０１、ノード状態管理部２０２、列車進路決定部２０３を実現するプログラムを格納するＲＯＭ３２０、プログラム実行時の処理領域や競合ノードどうしの比較結果、地上装置１０１の送受信に使用するデータの一時格納領域として使用するＲＡＭ３３０、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの大容量記憶装置３４１と接続するための大容量記憶装置インタフェース３４０、キーボードやマウス、ディスプレイなどの外部デバイス３６１と接続するための外部デバイスインタフェース３６０、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの通信装置３５１と接続するための通信インタフェース３５０とがバス３００を介して接続されている。大容量記憶装置３４１や外部デバイス３６１を含めた構成を、進路制御装置１００であるとしてもよい。

大容量記憶装置３４１には、ノード情報テーブル２１０、ノード状態管理テーブル２２０、ノード間リンクテーブル２３０、列車情報テーブル２４０、ダイヤ情報テーブル２５０などの各種テーブルが格納されており、ＲＯＭ３２０に格納された各種プログラムによって読み出され利用される。あるいは、設備情報入力部２０１、ノード状態管理部２０２、列車進路決定部２０３を構成するプログラムの少なくとも一部についても、大容量記憶装置３４１に格納されることとしてもよい。各種処理実行の際に、プロセッサ３１０が、ＲＡＭ３３０に読み出してプログラムを実行する。

外部デバイス３６１は、開発者とのインタフェースデバイス及び外部媒体に読み書き可能なドライブ装置などである。例えば、開発者は、ノード情報テーブル２１０、ノード状態管理テーブル２２０、ノード間リンクテーブル２３０、列車情報テーブル２４０などの各種テーブルをキーボードやマウスなどの入力デバイスを介して登録することができる。また、外部デバイスインタフェース３６０は、外部デバイス３６１に着脱可能であって、可搬性のある記憶媒体とデータの入出力を行う。

通信装置３５１は、ネットワークを介して地上装置や計画系システム上の他の装置と接続することができる。また、各機能部を実現するプログラムは、予めＲＯＭ３２０または大容量記憶装置３４１に格納されていてもよいし、必要に応じ、利用可能な媒体を介して、他の装置からＲＯＭ３２０または大容量記憶装置３４１に導入されてもよい。媒体とは、例えば、外部デバイス３６１に着脱可能な記憶媒体、または、ネットワークや、ネットワークを伝搬する搬送波やデジタル信号などの通信媒体を指す。

図４は、本実施形態において地上装置１０１から入力された在線列車位置及び地上設備群の状態情報のノード情報テーブルへの登録、前記登録情報を用いたノード状態の更新、ノード状態からの列車進路決定と地上装置への制御情報を出力するための進路制御装置１００における全体処理フローである。以下に示す処理は、進路制御装置１００の備えるプロセッサ３１０が、ＲＡＭ３３０で実行するプログラムによって実現される。そしてこのプログラムは、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。

設備情報入力部２０１は、周期的に地上装置１０１が有する地上設備群１２０の状態情報を問い合わせ、該状態情報から列車１１０の在線位置を算出し、該在線位置と軌道回路１１１、信号機１１２、転轍機１１３の状態をノード情報テーブル２１０に登録する（ステップ４０１）。問い合わせ周期は、列車が軌道回路を通過する時間を参考に線区毎に決定すればよく、例えば１〜２秒で問い合わせることを想定する。列車在線位置は、軌道回路の状態(落下／こう上)と列車ダイヤ情報に基づいて、軌道回路識別子と列車識別子とを対応づけることで算出することができる。

例えば、列車在線位置は、特開２００１−２３３２１２号公報に記載されている列車追跡処理を用いて実現することができる。また、例えば、列車１１０の車上装置が、特開２０００−１４２４０３号公報に記載されているような位置算出装置やＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの測位センサを備えている場合には、該センサの値を使用して列車在線位置を算出してもよい。信号機１１２や転轍機１１３の状態情報は、定位または反位で表現される。例えば、信号機１１２が「赤」表示であれば定位状態、転轍機１１３が主要本線または主要側線側に転換されていれば定位状態として登録される。

続いて、ノード情報テーブル２１０を図５に示す。図５は、進路制御装置１００が保持するノード情報テーブル２１０の構成例である。図５に示すように、ノード情報テーブル２１０は、ノード識別子５１０と、ノード種別５２０と、ノード位置情報５３０と、信号機識別子５４０と、信号機状態５５０と、軌道回路情報５６０とを含んで構成される。

ノード識別子５１０は、線区内で一意に決まる識別情報であり、例えば、駅識別情報と通番の組合せで決定され、図５の例では例えばＮＩＤ＃１が登録されている。ノード種別５２０は、ノードが有する信号機種別によって識別されている。ノード内に列車が在線している時の活性化状態は、列車の駅入場／駅出発・駅間走行によって異なる。このため図５の例では、ノードを予め信号機種別で区分しておくことにより、ノード内に列車が在線している時の状態判断を効率化できるようにしている。信号機は、列車が駅への入場判断に使用する入場信号機、駅からの出発判断に使用する出発信号機、駅間で次閉塞区間に進入してよいかを判断する閉塞信号機に大別される。図５の例では、０が指定されると入場ノード、１が指定されると出発ノード、２が指定されると閉塞ノードとしている。

ノード位置情報５３０は、ノードが設置されている線区内の位置情報で、駅識別子５３１と本線種別５３２から構成されている。これにより、ノードが設置されている駅や駅構内のどの線種にノードが設置されているかを知ることができ、これは例えば、「通過列車は○○駅の副本線を通過できない」といった制限事項が設けられていた場合に、隣接ノードへの進入可否判断に使用することができる。図５の例では、例えば、駅識別子にＳＴＡ＃１が登録されており、本線種別では０が指定されると本線、１が指定されると副本線としている。

信号機識別子５４０は、線区内で一意に決定される識別情報であり、例えば、ノード識別子と信号機種別と通番の組合せで決定され、図５の例では、ＳＩＤ＃１が登録されている。信号機状態５５０は、信号機ＳＩＤ＃１の状態であり、信号機１１２の状態を地上装置１０１から受け付けると、定位／反位の状態を信号機状態５５０に登録し、該状態を周期的に更新する。図５の例では０が指定されると定位、１が指定されると反位とし、また手動制御されている場合には９９が指定される。

軌道回路情報５６０は、軌道路回路数５６１と、軌道回路識別子５６２と、軌道路回路種別５６３と、在線状態５６４と、転轍機情報５６５とを含んで構成される。軌道回路数５６１は、ノードに含まれる軌道回路の総数であり、図５の例ではＮ個となっている。軌道回路識別子５６２は、線区内で一意に決定される識別情報であり、例えば、信号機識別子５４０と通番の組合せで決定される。図５の例では、ＬＩＤ＃１が登録されている。軌道回路種別５６３は、信号機ＳＩＤ＃１の内方区間に設置される軌道回路の種別であり、図５の例では、第一内方軌道回路、第二内方軌道回路、・・・、第Ｎ内方軌道回路が存在し、第一内方軌道回路には１が、第Ｎ内方軌道回路は最終内方軌道回路としてＦが登録されている。

在線状態５６４は、地上装置１０１から受け付けた軌道回路１１１の状態によって決定され、落下状態では在線有、こう上状態では在線無となる。図５の例では、在線有の時に列車識別子ＴＩＤが登録されている。在線列車の列車識別子は、軌道回路識別子５６２の落下／こう上状態とダイヤ情報を用いて列車追跡処理を行うことで特定することができる。これにより、ノード内のどの軌道回路にどの列車が在線しているかを知る事ができるようになり、ノード状態管理部２０２におけるノード状態の判断や列車進路決定部２０３における競合ノード間の比較判断を行うことができる。

転轍機情報５６５は、一つの軌道回路内に設置される転轍機の数分だけ、転轍機識別子５６５１と転轍機状態５６５２が登録されている。転轍機識別子５６５１は、線区内で一意に決定される識別情報であり、例えば、軌道回路識別子５６２と通番の組合せで決定される。図５の例ではＰＩＤ＃１が登録されている。転轍機状態５６５２は、転轍機ＰＩＤ＃１の状態で、転轍機１１３の状態を地上装置１０１から受け付けると、定位／反位の状態を転轍機状態５６５２に登録し、該状態を周期的に更新する。図５の例では０が指定されると定位、１が指定されると反位とし、また手動制御されている場合には９９が指定される。

ノード情報テーブル２１０の情報は、予め開発者が連動図表などを参考に進路制御装置１００に登録しておけばよい。また信号機状態、転轍機状態は初期値として定位状態を入力し、在線状態は０(在線無)を登録しておけばよい。

続いて、図４に戻り、設備情報入力部２０１によってノード情報テーブル２１０が更新されると、ノード状態管理部２０２は更新されたノード情報テーブル２１０に基づいて各ノードの状態を判断しノード状態テーブル２２０を更新する(ステップ４０２)。ノード状態テーブル２２０を図６Ａに示す。

図６Ａは、ノード状態管理部２０２が管理するノード状態テーブル２２０の構成例である。図６Ａに示すように、ノード状態テーブル２２０は、ノード情報テーブル２１０に登録されたノード毎にノード状態が管理されており、ノード識別子５１０と、ノード状態６１０とを含んで構成されている。

ノード状態６１０は、不活性状態６１１、基底状態６１２、活性化状態６１３に大別される。不活性化状態６１１とは、ノード内の地上設備群１２０の少なくても一つ以上の設備が、進路制御装置１００による自動制御を行えない状態であり、例えば、ノード情報テーブル２１０の信号機状態５５０、転轍機状態５６５２によって判断される。基底状態６１２とは、ノード内に列車が在線していない状態であり、列車１１０は基底状態にあるノードに対してのみ進入可能となる。活性化状態６１３とは、ノード内に列車が在線している状態であり、進入中６１３１、収容中６１３２、乗客乗降中６１３３、停車中６１３４、進出中６１３５の状態を有する。但し、前記活性化状態６１３はノード種別５２０によって状態遷移図が異なる。図６Ｂを使って詳細に説明する。

図６Ｂに示す図のうち、上段に示す図(Ｂ−１)は、出発ノードまたは閉塞ノードの活性化状態における状態遷移図である。出発ノードまたは閉塞ノードは、進入中６１３１、収容中６１３２、停車中６１３４、進出中６１３５の４つの状態間を遷移する。

進入中６１３１とは、ノード内の第一内方軌道回路に列車が進入している状態で、第一内方軌道回路が落下状態の時に進入中となる。基底状態６１２にあるノードは、該ノード内の第一内方軌道回路の落下が検知されると、進入中６１３１に遷移する(イベント１)。第一内方軌道回路の落下が検知されると、ノード情報テーブル２１０の軌道回路情報５６０にある第一内方軌道回路の在線状態が有となる。ノード状態管理部２０２は、ノード情報テーブル２１０内の該軌道回路情報を確認して、ノード状態を進入中６１３１に遷移させる。現在のノード状態は、ノード状態管理テーブル２２０に登録され、図６Ａの例ではＮＩＤ＃１のノードが現在進入中の状態にあることから、進入中６１３１に「○」が付記されている。

収容中６１３２は、ノード内の最終内方軌道回路を列車が進入している状態で、最終内方軌道回路が落下状態の時に収容中となる。進入中６１３１にあるノードは、該ノード内の最終内方軌道回路の落下が検知されると、収容中６１３２に遷移する(イベント２)。収容中６１３２への遷移も、イベント１と同様にノード情報テーブル２１０内の軌道回路情報５６０をノード状態管理部２０２が確認することによって行われる。

停車中６１３４とは、ノード内の最終内方軌道回路に列車が停車している状態であり、最終内方軌道回路が落下状態であって、且つ一定時間経過しても隣接ノードの信号機が定位(「赤」表示)の時に停車中となる。収容中６１３２にあるノードは、一定時間経過して且つ該ノードの隣接ノードが入場ノードの場合に、入場信号機が(閉塞ノードの場合には閉塞信号機が)定位になると停車中６１３４に遷移する(イベント３)。一定時間とは、列車が最終内方軌道回路を通過する時間に余裕時間を付加して設定すればよく、例えば１分〜３分の間で設定すればよい。隣接ノードの信号機状態は、進路制御装置１００が有するノード間リンクテーブル２３０から隣接ノードを確認し、該ノードのノード識別子からノード情報テーブル２１０に登録されている信号機状態５５０を確認することによって判断できる。また図５の例では記載していないが、予めノード情報テーブル２１０に隣接ノードの信号機状態を登録しておいてもよい。

進出中６１３５は、ノード内の最終内方軌道回路を通過している状態で、最終内方軌道回路が落下状態であって、且つ隣接ノードの信号機が反位(「青」表示)の時に進出中となる。収容中６１３２または停車中６１３４にあるノードは、隣接ノードが入場ノードの場合に、入場信号機が(閉塞ノードの場合には閉塞信号機が)反位になると進出中６１３４に遷移する(イベント４)。隣接ノードの信号機状態は、イベント３と同様にノード間リンクテーブル２３０とノード情報テーブル２１０を用いて判断すればよい。ノード内の最終内方軌道回路がこう上状態になると、基底状態６１２に遷移する(イベント５)。

図６Ｂに示す図のうち、下段に示す図(Ｂ−２)は、入場ノードの活性化状態における状態遷移図である。入場ノードは、進入中６１３１、収容中６１３２、乗客乗降中６１３３、停車中６１３４、進出中６１３５の５つの状態間を遷移する。ここで進入中６１３１、収容中６１３２、停車中６１３４、進出中６１３５の状態は図６Ｂの(Ｂ−１)と同じである。

乗客乗降中６１３３とは、駅番線に停車中の列車が乗客乗降を待っている状態で、ノード内の最終内方軌道回路が落下している状態であって、一定時間経過しても隣接ノードの出発信号機が定位の時に乗客乗降中となる。収容中６１３２にあるノードは、一定時間経過して且つ該ノードの隣接ノードの出発信号機が定位になると乗客乗降中６１３３に遷移する(イベント３)。一定時間は図６Ｂの上段に示した図(Ｂ−１)のイベント３と同様に判断すればよい。

乗客乗降中６１３３にあるノードは、出発時刻が経過し且つ乗客乗降が完了すると、停車中６１３４に遷移する(イベント４)。出発時刻の経過は、列車ダイヤ情報に記載されており、進路制御装置１００が有するダイヤ情報テーブル２５０から判断すればよい。乗客乗降の完了は、例えば、列車１１０内の車上装置によって管理されているドア開閉状態を地上装置１０１を介して判断すればよい。また例えば出発時刻経過から一定時間の経過で判断してもよい。この場合、駅や日時に応じて一定時間を１分、５分などと予め設定しておくことが望ましい。また、例えば駅員または車掌によって乗客乗降完了通知を地上装置１０１を介して通知してもよい。

以上説明した状態遷移において、進入中６１３１、収容中６１３２、基底状態６１２への遷移条件に軌道回路の状態を使っているが、列車１１０の車上装置内に測位センサを有している場合には、該センサから得られた位置情報を使って遷移条件を判断してもよい。

図６Ｂの遷移条件に基づいて、ノード状態テーブル２２０の各ノード状態が更新されると、列車進路決定部２０３は、ノード状態テーブル２２０から活性化状態のノード群を抽出し、列車の進路を決定する。列車進路決定部２０３は、進路決定後は決定された進路上に設置された地上設備群１２０への制御要求を、地上装置１０１に送信する(ステップ４０３)。以下、図７を使って詳細に説明する。

図７は、列車進路決定部２０３の処理フローである。ノード状態テーブル２２０のノード状態が更新されると、列車進路決定部２０３は、活性化状態にある全ノードを、ノード状態テーブル２２０を確認して抽出し(ステップ７０１)、抽出した全ノードに対して以下の処理を実行する(ステップ７０２)。

列車進路決定部２０３は、ノード間リンクテーブル２３０から隣接ノードを確認し、該ノードが基底状態かどうかをノード状態テーブル２２０から判断する(ステップ７０３)。隣接ノードが基底状態にあるノードとは、該ノードは自動制御が可能で且つ列車が在線していない事を表わしているため、列車は該ノードへの進入が可能である。ノード内に在線している列車が、例えば、駅通過列車の場合、進入先の複数ノードの地上設備群を同時に制御する必要があるため、隣接ノードの確認時には列車情報テーブル２４０から通過するノード数を確認し、通過ノード全てについて基底状態かどうかを判断する。隣接ノードが基底状態でない場合、ステップ７０２に戻って他の抽出ノードに対して処理を継続する。
ここでノード間リンクテーブル２３０及び列車情報テーブル２４０について、図８、図９を使って説明する。

図８は、進路制御装置１００が保持するノード間リンクテーブル２３０のテーブル構成例である。図８に示すように、ノード間リンクテーブル２３０は、ノード識別子５１０と、進入先ノード識別子８０１と、競合ノード識別子８０２とを含んで構成される。図８に示した線形例は、６個のノードから構成されており、図面左から右に向かって列車が走行する複線区間を想定している。ＮＩＤ＃１は、隣接ノードにＮＩＤ＃２、ＮＩＤ＃３が対応付けられており、ＮＩＤ＃２は、隣接ノードにＮＩＤ＃４が対応付けられ、ＮＩＤ＃３は、隣接ノードにＮＩＤ＃５が対応付けられ、ＮＩＤ＃４は、隣接ノードにＮＩＤ＃６が対応付けられ、ＮＩＤ＃５は、隣接ノードにＮＩＤ＃６が対応付けられて有している。図８の例では、以上の関係がノード識別子５１０と進入先ノード識別子８０１に登録されている。また、ＮＩＤ＃４、ＮＩＤ＃５は、進入先ノードが互いにＮＩＤ＃６となっており競合関係にある。この場合、競合ノード識別子８０２には自ノードと競合する競合ノードの識別子が登録される。

図９は、進路制御装置１００が保持する列車情報テーブル２４０のテーブル構成例である。図９に示すように、列車情報テーブル２４０は、列車識別子９０１と通過駅９０２と通過ノード数９０３とを含んで構成される。

列車情報テーブル２４０は、線区内を走行する全列車に対して登録され、図９では、例えば、列車識別子ＴＩＤ＃１、ＴＩＤ＃２で表わされる列車が登録されている。例えば、ＴＩＤ＃１の列車は停車列車のため、通過駅、通過ノード数は登録されていない。通過ノード数が登録されていない場合、前記通過駅では前記列車は必ず停車し、通過ノード数は１となる。また例えばＴＩＤ＃２の列車は通過列車のため、通過駅としてＳＴＡ＃１が登録されており、このときの通過ノード数は２が登録されている。通過ノード数が２とは、ＴＩＤ＃２がＮＩＤ＃１に在線している時、ＮＩＤ＃３を通過しＮＩＤ＃５まで走行することを表わす。

ノード間リンクテーブル２３０、列車情報テーブル２４０は、連動図表や列車ダイヤ情報などを参考にしながら、ノード情報テーブル２１０の登録と合わせて予め進路制御装置１００に登録しておけばよい。続いて、図７に戻り、ステップ７０４以降の処理について説明する。

列車進路決定部２０３は、隣接ノードが基底状態の場合、ノード間リンクテーブル２３０に競合ノードが登録されているかどうかを判断する(ステップ７０４)。また、競合ノードが登録されている場合、登録されている競合ノードがステップ７０１で抽出されたノードかどうかを判断する(ステップ７０５)。

列車進路決定部２０３は、ステップ７０４で競合ノードが登録されていない、またはステップ７０５で競合ノードが抽出されていないと判断した場合、該ノードに対して隣接ノードへの進入を許可してステップ７０２に戻る(ステップ７１０)。列車進路決定部２０３は、ステップ７０５で競合ノードが抽出されていると判断した場合、競合ノードどうしの競合判断処理を行う(ステップ７０６)。

競合判断処理では、列車進路決定部２０３は、各ノードの状態を確認してどちらのノードを優先するかを決定する。ノード状態の優先度は、進入中＜収容中＝乗客乗降中＝停車中＜進出中の順番で高優先となっており、競合ノードの状態が異なる優先度の場合、前記優先度に従って優先するノードを決定する。

優先度が同じ場合、列車進路決定部２０３は、以下の判断を行う。すなわち、互いに進入中、乗客乗降中、停車中の場合、列車進路決定部２０３は、ダイヤ情報テーブル２５０に登録されている列車ダイヤ情報に従って決定する。列車進路決定部２０３は、互いに収容中の場合、通過列車が走行しているノードを優先し、互いに通過列車または停車列車の場合、ダイヤ情報テーブル２５０に登録されている列車ダイヤ情報に従って決定する。

競合ノードが収容中のノードと乗客乗降中のノードであって、収容中のノードを走行している列車が通過列車の場合、列車進路決定部２０３は、収容中のノードを優先し、停車列車の場合、乗客乗降中のノードを優先する。競合ノードが収容中のノードと停車中のノードの場合、列車進路決定部２０３は、ダイヤ情報テーブル２５０に登録されている列車ダイヤ情報に従って決定する。また、列車進路決定部２０３は、競合ノードが乗客乗降中のノードと停車中のノードの場合、停車中のノードを優先する。

列車進路決定部２０３は、競合判断処理によってノード間の優先順位を決定すると(ステップ７０７)、列車進路決定部２０３は、優先ノードに対して次ノードへの進入を許可し(ステップ７０８)、決定できなかった場合、該ノード群を不活性状態にして指令員に決定を依頼する(ステップ７０９)。

ステップ７０１で抽出した全ノードに対して隣接ノードへの進入許可判定が完了すると、列車進路決定部２０３は、進入を許可した全ノードに対して、進入許可のための制御要求を地上設備１０１に送信する。ここで、進入中、収容中のノードを走行している列車が、停車列車などのように必ず最終内方軌道回路で停車することがダイヤ情報テーブル２５０から判断できる場合、該ノードに対する制御要求は行わない。

以上のように、本実施形態によれば、一台の信号機とその第一内方軌道回路から最終内方軌道回路までの区間である閉塞区間をノードとして表現し、ノード内の在線状態に応じて列車進路を動的に決定できるため、信号機や軌道回路などの地上設備の追加・削除を伴う改修やダイヤ改正など計画進路の変更による列車競合条件作成の手間を軽減することができる。また、競合判断をノード間の状態比較で決定できるため、競合条件に基づく競合判断処理などのソフトウェア改修工数を削減できる。また、競合条件の定数化が必要なくなるため進路制御装置のメモリ領域を削減することができる。また、例えば、全列車を停車列車扱い、本線優先などの最低条件を進路制御装置に与えておけば、ノード状態からダイヤ情報なしでも列車進路を決定できるため、ダイヤ乱れが発生した場合でも列車運行を継続することができる。

なお、本発明は記載した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１００…進路制御装置、２１０…ノード情報テーブル、２２０…ノード状態テーブル、２３０…ノード間リンクテーブル、２４０…列車情報テーブル、２０３…列車進路決定部。

Claims (11)

1. 列車の在線位置または前記列車の進路を定めるための地上設備の状態に応じて前記列車の進路を制御する列車進路制御装置において行われる列車進路制御方法であって、
   設備情報入力部が、線区内の線形を分割した区間ごとに、前記地上設備の状態に関する情報である設備状態情報を前記地上設備から受け取り、または前記列車の在線位置を示す位置情報を前記列車から受け取る設備情報入力ステップと、
   状態管理部が、前記設備情報入力ステップにおいて受け取った前記設備状態情報または前記位置情報に基づいて、前記区間の状態を、前記区間ごとに設定する状態管理ステップと、
   進路決定部が、前記区間に隣接する区間が複数存在する区間である競合区間のそれぞれについて、前記状態管理部が設定した前記区間の状態を比較することにより、優先させる前記列車の進路を決定する進路決定ステップと、を含み、
   前記区間の状態は、前記地上設備が手動制御状態にある不活性状態と、前記地上設備が自動制御状態にある基底状態と、前記地上設備が自動制御状態であって前記列車が在線している活性化状態と、の三つの状態を含む、
   ことを特徴とする列車進路制御方法。
2. 請求項１に記載の列車進路制御方法であって、前記線区内の線形は、一台の信号機とその第一内方軌道回路から最終内方軌道回路までの閉塞区間に分割されたものであることを特徴とする列車進路制御方法。
3. 請求項１又は２に記載の列車進路制御方法であって、前記閉塞区間に設置されている信号機は出発信号機または閉塞信号機であって、前記閉塞区間の活性化状態として第一内方軌道回路を列車が走行している進入中の状態と、最終内方軌道回路を列車が走行している収容中の状態と、最終内方軌道回路に列車が停車している停車中の状態と、最終内方軌道回路を列車が通過している進出中の状態と、を含むことを特徴とする列車進路制御方法。
4. 請求項１又は２に記載の列車進路制御方法であって、前記閉塞区間に設置されている信号機は入場信号機であって、前記閉塞区間の活性化状態として第一内方軌道回路を列車が走行している進入中の状態と、最終内方軌道回路を列車が走行している収容中の状態と、最終内方軌道回路に列車が停車し且つ乗客が乗降している乗客乗降中の状態と、最終内方軌道回路に列車が停車し且つ乗客乗降が完了している停車中の状態と、最終内方軌道回路を列車が通過している進出中の状態と、を含むことを特徴とする列車進路制御方法。
5. 請求項１に記載の列車進路制御方法であって、前記区間の状態には優先度を有し、前記進路決定ステップにおいて、前記列車の進路が競合している区間に対して前記優先度を比較して優先する列車を決定することを特徴とする列車進路制御方法。
6. 請求項３、請求項４又は請求項５のいずれか一つに記載の列車進路制御方法であって、前記閉塞区間の状態は優先度を有し、前記進路決定ステップにおいて、前記優先度は進入中、収容中および乗客乗降中および停車中、進出中の順番で高優先とすることを特徴とする列車進路制御方法。
7. 請求項６に記載の列車進路制御方法であって、前記進路決定ステップにおいて、比較する前記区間の状態が互いに収容中であっても、何れか一つの前記区間に駅通過列車が走行中の場合には、駅通過列車を有する前記区間が優先されることを特徴とする列車進路制御方法。
8. 請求項６に記載の列車進路制御方法であって、比較する前記区間の状態が収容中と乗客乗降中であって、収容中の前記区間を走行している列車が駅通過列車の場合には、収容中の状態を有する前記区間が優先され、収容中の前記区間を走行している列車が駅停車列車の場合には、乗客乗降中の状態を有する前記区間が優先されることを特徴とする列車進路制御方法。
9. 請求項６に記載の列車進路制御方法であって、比較する前記区間の状態が停車中と乗客乗降中の場合には、停車中の状態を有する前記区間が優先されることを特徴とする列車進路制御方法。
10. 列車の在線位置または前記列車の進路を定めるための地上設備の状態に応じて前記列車の進路を制御する列車進路制御装置であって、
    線区内の線形を分割した区間ごとに、前記地上設備の状態に関する情報である設備状態情報を前記地上設備から受け取り、または前記列車の在線位置を示す位置情報を前記列車から受け取る設備情報入力部と、
    前記設備情報入力部が受け取った前記設備状態情報または前記位置情報に基づいて、前記区間の状態を、前記区間ごとに設定する状態管理部と、
    前記区間に隣接する区間が複数存在する区間である競合区間のそれぞれについて、前記状態管理部が設定した前記区間の状態を比較することにより、優先させる前記列車の進路を決定する進路決定部と、を備え、
    前記区間の状態は、前記地上設備が手動制御状態にある不活性状態と、前記地上設備が自動制御状態にある基底状態と、前記地上設備が自動制御状態であって前記列車が在線している活性化状態と、の三つの状態を含む、
    ことを特徴とする列車進路制御装置。
11. コンピュータに、
    線区内の線形を分割した区間ごとに、列車の進路を定めるための地上設備の状態に関する情報である設備状態情報を前記地上設備から受け取り、または列車の在線位置を示す位置情報を前記列車から受け取る設備情報入力ステップと、
    前記設備情報入力ステップにおいて受け取った前記設備状態情報または前記位置情報に基づいて、前記区間の状態を、前記区間ごとに設定する状態管理ステップと、
    前記区間に隣接する区間が複数存在する区間である競合区間のそれぞれについて、前記状態管理部ステップにおいて設定された前記区間の状態を比較することにより、優先させる前記列車の進路を決定する進路決定ステップと、
    を実行させ、
    前記区間の状態は、前記地上設備が手動制御状態にある不活性状態と、前記地上設備が自動制御状態にある基底状態と、前記地上設備が自動制御状態であって前記列車が在線している活性化状態と、の三つの状態を含む、
    ことを特徴とする列車進路制御プログラム。

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