JP5972781B2

JP5972781B2 - 時隔曲線図作成装置

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Publication number: JP5972781B2
Application number: JP2012278299A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　公一; 公一佐藤; 和生酒見; 秀明江崎; 保伸定金; 理佐藤
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: JP2014121909A

Description

本発明は、列車のダイヤを検討する際に使用される時隔曲線図を作成する装置に関する。

従来から、時隔曲線図を用いて、先行列車と後続列車の間の最小運転時隔を決定することが行われている。このような時隔曲線図は、横軸を時間軸、縦軸を距離軸としたものであり、時隔曲線図中には、２本以上の列車の先頭線および後尾線が描画される。ここで、同じ線路上で隣接する２列車のうち、前を走る列車を先行列車、後ろを走る列車を後続列車と呼ぶ。また、先頭線は各列車の先端の位置、後尾線は各列車の後端の位置を示したものである。

例えば、特許文献１には、表示装置上に時隔曲線図を表示する時隔曲線図作成装置が開示されている。この装置は、列車が信号機の建植位置で制限速度まで減速するのに必要な制動距離を求め、時隔曲線図において当該信号機の現示が黄から緑に変わる点から前記制動距離分だけ手前に印を描画している。すなわち、その印が後続列車の先頭線よりも左側にあれば、後続列車はその信号機に到達するときに制限速度まで減速することが可能である。換言すれば、その印は、制限速度に対する制動開始限界点を示す。

特開平９−１５０７３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているように、制限速度に対する制動開始限界点のみに基づいて最小運転時隔を決定した場合には、後続列車と、後続列車に最も近い信号機との距離が適切に確保されていることのみが保証されることになる。したがって、その先の閉塞区間において、後続列車が信号現示速度を超過しないことは何ら保証されない。すなわち、特許文献１に記載された技術は、列車の減速性能に対して全ての閉塞区間長があらかじめ十分に確保されていることを前提として最小運転時隔を決定するものである。しかも、特許文献１に記載された技術は固定閉塞を対象としており、移動閉塞には適用できない。

そこで、本発明は、固定閉塞であるか移動閉塞であるかに拘らず、最小運転時隔を決定できるようにすることを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の時隔曲線図作成装置は、横軸を時間軸、縦軸を距離軸とした時隔曲線図を表示するための表示装置と、前記時隔曲線図中に、先行列車および後続列車の先頭線および後尾線を描画する基準線描画手段と、時刻ごとに、後続列車が運転上出し得る最高速度から停止するまでに要する想定停止距離を算出する停止距離算出手段と、前記時隔曲線図中に、後続列車の前記先頭線を基準に前記想定停止距離をプロットすることにより想定停止距離線を描画する停止距離線描画手段と、を備える。

上記の構成によれば、後続列車の先頭線を基準に後続列車の想定停止距離線が描画されるので、固定閉塞であるか移動閉塞であるかに拘らず、停止位置を考慮して最小運転時隔を決定することができる。しかも、想定停止距離は後続列車が運転上出し得る最高速度から算出されるので、速度に対する安全上のマージンを確保できる。なお、最小運転時隔を決定する際の想定停止距離線の比較対象は、移動閉塞の場合は先行列車の後尾線であり、固定閉塞の場合は後述する停止制限区画線である。すなわち、移動閉塞の場合は、想定停止距離線の描画によって、最小運転時隔を決定する際のボトルネック箇所が一目で分かるようになる。

前記停止距離算出手段は、後続列車が運転上出し得る最高速度を、当該後続列車が最大加速および最大減速した場合の運転曲線から求めるとともに、前記想定停止距離を、ブレーキの操作からブレーキ力発生までにかかるタイムラグによる空走距離と、前記ブレーキの制動性能が最大ではなく所定割合だけ発揮された状態での余裕停止距離との和として算出してもよい。この構成によれば、想定停止距離が空走距離と余裕停止距離の和として算出されるので、ブレーキのタイムラグを考慮できるとともに、ブレーキの制動性能に対する安全上のマージンを確保できる。

固定閉塞において、上記の時隔曲線図作成装置は、前記時隔曲線図中に、閉塞区間を規定する境界線上の線分と、先行列車の前記後尾線と前記境界線との交点を通る縦線上の線分と、を組み合わせた折れ線である、後続列車の進入を禁止する領域を表す停止制限区画線を描画する停止制限区画線描画手段をさらに備えてもよい。この構成によれば、固定閉塞において、最小運転時隔を決定する際のボトルネック箇所が一目で分かるようになる。これにより、最小運転時隔と閉塞区間長を同時に求めることができる。

上記の時隔曲線図作成装置は、前記時隔曲線図中に、前記境界線上の線分と、先行列車の前記後尾線と前記境界線との交点を通る縦線上の線分と、を組み合わせた折れ線である、後続列車の制限速度以上での進入を禁止する領域を表す減速制限区画線を描画する減速制限区画線描画手段と、時刻ごとに、後続列車が運転上出し得る最高速度から前記制限速度まで減速するのに要する想定減速距離を算出する減速距離算出手段と、前記時隔曲線図中に、後続列車の前記先頭線を基準に前記想定減速距離をプロットすることにより想定減速距離線を描画する減速距離線描画手段と、をさらに備えてもよい。この構成によれば、後続列車の停止時の閉塞区間への進入だけでなく制限速度までの減速時の閉塞区間への進入をも加味して最小運転時隔を決定できるようになる。

前記減速距離算出手段は、後続列車が運転上出し得る最高速度を、当該後続列車が最大加速および最大減速した場合の運転曲線から求めるとともに、前記想定停止距離を、ブレーキの操作からブレーキ力発生までにかかるタイムラグによる空走距離と、前記ブレーキの制動性能が最大ではなく所定割合だけ発揮された状態での余裕減速距離との和として算出してもよい。この構成によれば、制限速度までの減速時にも、ブレーキのタイムラグを考慮できるとともに、ブレーキの制動性能に対する安全上のマージンを確保できる。

上記の時隔曲線図作成装置は、先行列車または後続列車に関する線群に対する、ユーザからの選択および前記時間軸に沿った移動操作の入力を受け付ける線群入力受付手段と、前記線群に対する移動操作の入力に応じて前記線群を移動させる線群移動手段と、をさらに備えてもよい。ここで線群とは、１つの列車に関する先頭線、後尾線、停止制限区画線、減速制限区画線、想定停止距離線、想定減速距離線の組のことを指す。なお、構成によってはこれらの線の一部が存在しなかったり、複数存在することもある。この構成によれば、先行列車に関する線群と後続列車に関する線群との位置関係を視認しながら、先行列車と後続列車の運転時隔を調整することができる。

上記の時隔曲線図作成装置は、前記想定停止距離線が先行列車の後尾線と交差する場合、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と交差する場合、または前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と交差する場合に、それらで囲まれる範囲を強調して描画する強調描画手段をさらに備えてもよい。この構成によれば、ダイヤが実現不可能であるか実現不可能になったことをユーザに明確に提示することができる。

前記線群移動手段は、前記線群が、前記想定停止距離線が先行列車の後尾線と接するか、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と接するか、前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と接する以上に移動されようとすると、前記線群に対する移動操作の入力を無効化してもよい。この構成によれば、ダイヤが実現不可能になることを防止することができる。

前記線群移動手段は、前記線群が、前記想定停止距離線が先行列車の後尾線と接するか、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と接するか、前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と接する以上に移動されようとすると、先行列車に関する線群と後続列車に関する線群を前記時間軸に沿って一緒に移動させてもよい。この構成によれば、ダイヤが実現不可能とならないように先行列車と後続列車の双方の駅発車時刻が自動的に変更される。

前記線群移動手段は、前記線群が、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と接するか、前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と接する以上に移動されようとすると、その接した位置の境界線を当該線群に連動して前記距離軸に沿って移動させてもよい。この構成によれば、ダイヤが実現不可能とならないように閉塞区間の境界線の位置が自動的に調整される。

上記の時隔曲線図作成装置は、前記複数の境界線の１つに対する、ユーザからの選択および前記距離軸に沿った移動操作の入力を受け付ける境界線入力受付手段と、前記境界線に対する移動操作の入力に応じて前記境界線を移動させる境界線移動手段と、をさらに備えてもよい。この構成によれば、先行列車に関する線群と後続列車に関する線群との位置関係を視認しながら、閉塞区間の境界線の位置（例えば、地上信号機の建植位置）を検討することができる。

前記境界線移動手段は、前記境界線が、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と接するか、前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と接する以上に移動されようとすると、前記境界線に対する移動操作の入力を無効化してもよい。この構成によれば、ダイヤが実現不可能になることを防止することができる。

前記境界線移動手段は、前記境界線が、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と接するか、前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と接する以上に移動されようとすると、後続列車に関する線群を当該境界線に連動して前記時間軸に沿って移動させてもよい。この構成によれば、ダイヤが実現不可能とならないように後続列車の駅発車時刻が自動的に変更される。

前記境界線入力受付手段は、ユーザからの閉塞区間の境界線の追加および削除の入力も受け付けるものであり、前記停止制限区画線描画手段あるいは前記停止制限区画線描画手段および前記減速区画線描画手段は、前記境界線入力受付手段が境界線の追加または削除の入力を受け付けたときに、前記停止制限区画線あるいは前記停止制限区画線および前記減速制限区画線を更新してもよい。この構成によれば、閉塞区間の境界線の数を検討することができる。

本発明によれば、ユーザが、固定閉塞であるか移動閉塞であるかに拘らず、最小運転時隔を決定することができる。

本発明の第１実施形態に係る時隔曲線図作成装置のブロック図である。第１実施形態において表示装置に表示される時隔曲線図である。想定停止距離を説明するための図である。駅間の運転曲線および時間曲線を示す図である。第１実施形態における時隔曲線図作成の流れを示すフローチャートである。後続列車に関する線群を移動させたときの時隔曲線図である。（ａ）は想定停止距離線と先行列車の後尾線で囲まれる範囲が強調して描画された時隔表線図であり、（ｂ）は先行列車に関する線群と後続列車に関する線群を一緒に時間軸に沿って移動させたときの時隔曲線図である。本発明の第２実施形態に係る時隔曲線図作成装置のブロック図である。第２実施形態において表示装置に表示される時隔曲線図である。想定停止距離および想定減速距離を説明するための図である。（ａ）は地上信号機の現示状態を示す図、（ｂ）は車上信号の現示状態を示す図である。第２実施形態における時隔曲線図作成の流れを示すフローチャートである。（ａ）〜（ｆ）は後続列車に関する線群に対して移動操作を行ったときの時隔曲線図である。（ａ）〜（ｄ）は１つの境界線に対して移動操作を行ったときの時隔曲線図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る時隔曲線図作成装置１Ａを示す。この装置１Ａは、図２に示すような横軸を時間軸、縦軸を距離軸とした時隔曲線図を作成する、移動閉塞向けのものである。

時隔曲線図作成装置１Ａは、処理装置２および記憶装置５を含むコンピュータと、処理装置２上で実行されるプログラムとによって実現される。プログラムは、記憶装置５あるいはコンピュータ読み取り可能な他の記録媒体から読み出されて実行されてもよいし、インターネット等の通信回線を介して外部のサーバ装置からコンピュータへ送信されて実行されてもよい。

時隔曲線図作成装置１Ａは、前記コンピュータの他に、時隔曲線図を表示するための表示装置４と、ユーザがデータを入力するためのキーボード３０と、ユーザが先行列車に関する線群６および後続列車に関する線群７を操作するための、マウスなどのポインティングデバイス３を備える。

記憶装置５は、列車の特性に関するデータと、ブレーキの特性に関するデータと、図４に示すような各駅間での運転曲線（ランカーブ）および時間曲線に関するデータと、列車ごとの各駅の発車時刻および到着時刻などを暫定的に定めた初期ダイヤに関するデータを記憶する。

列車の特性に関するデータには、列車の長さが含まれる。ブレーキの特性に関するデータには、ブレーキの操作からブレーキ力発生までにかかるタイムラグＴと、ブレーキの制動性能を表すデータ、例えば様々な速度に対するブレーキ減速度の値と、後述する想定停止距離Ｌｓを算出する際に使用する係数である、ダイヤに指定の所要時間で発駅から着駅まで走行するとき、制動性能のうちどれだけの割合が発揮されるかを示す所定割合Ｋが含まれる。なお、所定割合Ｋは速度の関数としてもよい。

運転曲線は、発駅から着駅までの位置ごとの速度を示すものであり、列車がダイヤに指定の所要時間で発駅から着駅まで走行したときのダイヤに沿った運転曲線８１と、上限速度および駅停止位置を守るという条件下で列車が最大加速および最大減速した場合の、運転上出し得る最高速度を示す最速運転曲線８２の２種類である。同様に、位置ごとの発駅からかかった時間を示す時間曲線は、列車がダイヤに指定の所要時間で発駅から着駅まで走行したときのダイヤに沿った時間曲線８３と、列車が最大加速および最大減速することにより最短時間で着駅に到着したときの最速時間曲線８４の２種類である。なお、最速時間曲線８４は後述する想定停止距離Ｌｓの算出には使用されないために、時間曲線はダイヤに沿った時間曲線８３だけであってもよい。

なお、記憶装置５に記憶されたデータは、キーボード３０を介した入力により適宜書き替え可能である。

処理装置２は、時隔曲線図を作成するための手段としての基準線描画手段２１、停止距離算出手段２２および停止距離線描画手段２３と、ユーザによる先行列車に関する線群６または後続列車に関する線群７の操作を可能にするための手段としての線群入力受付手段３１、線群移動手段３２および強調描画手段３３を含む。

＜時隔曲線図の作成＞
まず、図５に示すフローチャートを参照して、処理装置２が行う時隔曲線図作成の処理を説明する。

ステップＳ１において、処理装置２は、記憶装置５から、列車の特性に関するデータと、ブレーキに関するデータと、各駅間での運転曲線および時間曲線に関するデータと、初期ダイヤに関するデータを読み込む。

ステップＳ２において、基準線描画手段２１は、ダイヤに沿った時間曲線８１および列車の長さならびに初期ダイヤに基づいて、表示装置４上に表示される時隔曲線図中に、先行列車の先頭線６１および後尾線６２ならびに後続列車の先頭線７１および後尾線７２を描画する。

なお、記憶装置５には、必ずしも列車ごとの各駅の発車時刻および到着時刻などを暫定的に定めた初期ダイヤが記憶されている必要はなく、１つの列車の各駅での停車時間のみが記憶されていてもよい。この場合、ユーザがキーボード３０を介して先行列車および後続列車のある駅での発車時刻を入力することにより、基準線描画手段２１が先行列車の先頭線６１および後尾線６２ならびに後続列車の先頭線７１および後尾線７２を描画してもよい。あるいは、後続列車のある駅での発車時刻を入力する代わりに、先行列車と後続列車の暫定運転時隔を入力してもよい。

ステップＳ３において、停止距離算出手段２２は、時刻ごとに、最速運転曲線８２から後続列車が運転上出し得る最高速度Ｖｍを求め、この最高速度Ｖｍを使用して、後続列車が最高速度Ｖｍから停止までに要する想定停止距離Ｌｓを算出する。具体的に、停止距離算出手段２２は、図３に示すように、想定停止距離Ｌｓを、ブレーキの操作からブレーキ力発生までにかかるタイムラグＴによる空走距離Ｌ０と、ブレーキの制動性能が最大ではなく所定割合Ｋだけ発揮された状態での余裕停止距離Ｌ１との和として算出する。すなわち、空走距離Ｌ０は最高速度ＶｍにタイムラグＴを乗算した値であり、後続列車が余裕停止距離Ｌ１だけ走行する間に後続列車の速度は最高速度Ｖｍから０まで低下する。

所定割合Ｋは、ブレーキの制動性能に対してどれだけの余裕を取るかの観点から、例えば７０〜９５％の範囲内でユーザが任意に決定可能である。ただし、Ｋ＝１００％として、ブレーキの制動性能が最大限発揮されるとしてもよい。また、タイムラグＴは、時隔曲線図の使用目的によっては、必ずしも考慮する必要はない。このような観点から、所定割合ＫおよびタイムラグＴは、キーボード３０を介した入力により自由に設定できるようにしてもよい。

ステップＳ４において、停止距離線描画手段２３は、表示装置４上に表示される時隔曲線図中に、後続列車の先頭線７１を基準に想定停止距離Ｌｓをプロットすることにより想定停止距離線７５を描画する。上述したように、想定停止距離ＬｓはタイムラグＴおよびブレーキの制動性能に対する余裕を加味したものであるため、想定停止距離線７５は、着駅付近で下向きに折り返すような形状になる。

以上説明したように、本実施形態の時隔曲線図作成装置１Ａでは、想定停止距離線７５の描画によって、最小運転時隔を決定する際のボトルネック箇所が一目で分かるようになる。装置１Ａは移動閉塞向けであるので、ボトルネック箇所は、想定停止距離線７５と先行列車の後尾線６２の間の狭隘部（図２では、時刻ｔ１付近）である。想定停止距離線７５が先行列車の後尾線６２と交差しないように最小運転時隔を決定すれば、後続列車の先行列車への衝突を確実に回避することができる。しかも、想定停止距離Ｌｓは後続列車が運転上出し得る最高速度から算出されるので、速度に対する安全上のマージンを確保できる。また、想定停止距離Ｌｓは空走距離Ｌ０と余裕停止距離Ｌ１の和として算出されるので、ブレーキのタイムラグＴを考慮できるとともに、ブレーキの制動性能に対する安全上のマージンを確保できる。

＜最小運転時隔の決定＞
次に、図６および図７（ａ）を参照して、本実施形態の時隔曲線図作成装置１Ａを用いてユーザが最小運転時隔を決定する方法を説明する。処理装置２の線群入力受付手段３１、線群移動手段３２および強調描画手段３３は、この最小運転時隔の決定時に機能する。

線群入力受付手段３１は、先行列車に関する線群６または後続列車に関する線群７に対する、ポインティングデバイス３を介したユーザからの選択および時間軸に沿った移動操作の入力を受け付ける。本実施形態では、先行列車に関する線群６は先頭線６１および後尾線６２を含み、後続列車に関する線群７は先頭線７１、後尾線７２および想定停止距離線７５を含む。

線群移動手段３２は、線群（６または７）に対する移動操作の入力に応じて、図６に示すように当該線群を移動させる。想定停止距離線７５が先行列車の後尾線６２に接する状態が、移動閉塞の場合に可能な限り列車間隔を詰めた状態であり、このときの先行列車と後続列車の運転時隔が最小運転時隔Ｔｍである。

強調描画手段３３は、初期ダイヤにおいて、あるいは線群（６または７）を移動した結果、図７（ａ）に示すように想定停止距離線７５が先行列車の後尾線６２と交差する場合に、それらで囲まれる範囲Ａを強調して描画する。範囲Ａを強調して描画する方法は、特に限定されるものではないが、例えば範囲Ａを囲む線を太く描画する方法がある。あるいは、範囲Ａをハッチングしたり目立つ色で塗りつぶしてもよい。なお、強調描画手段３３は、範囲Ａを強調して描画するときに、警告を発してもよい。警告は、表示装置４上に表示されるメッセージやマークであってもよいし、報知器などから鳴らされる音であってもよい。

このように、処理装置２に線群入力受付手段３１および線群移動手段３２が備えられていれば、先行列車に関する線群６と後続列車に関する線群７との位置関係を視認しながら、先行列車と後続列車の運転時隔を調整することができる。

また、本実施形態では、処理装置２に強調描画手段３３が備えられているので、ダイヤが実現不可能であるか実現不可能になったことをユーザに明確に提示することができる。

なお、処理装置２に強調描画手段３３を備える代わりに、想定停止距離線７５が先行列車の後尾線６２と接する以上（すなわち、想定停止距離線７５と先行列車の後尾線６２とが接する状態から交差する状態となる方向）に線群（６または７）が移動されようとすると、線群移動手段３２が、図７（ｂ）に示すように先行列車に関する線群６と後続列車に関する線群７を時間軸に沿って一緒に移動させてもよい。この構成であれば、ダイヤが実現不可能とならないように先行列車と後続列車の双方の駅発車時刻が自動的に変更される。

あるいは、処理装置２に強調描画手段３３を備える代わりに、想定停止距離線７５が先行列車の後尾線６２と接する以上に線群（６または７）が移動されようとすると、線群移動手段３２が当該線群に対する移動操作の入力を無効化させて、それ以上線群を移動させないようにしてもよい。この構成であれば、ダイヤが実現不可能になることを防止することができる。

（第２実施形態）
次に、図８〜図１４を参照して、本発明の第２実施形態に係る時隔曲線図作成装置１Ｂを説明する。この装置１Ｂは、図９に示すような時隔曲線図を作成する、固定閉塞向けのものである。

本実施形態の時隔曲線図作成装置１Ｂが第１実施形態の時隔曲線図作成装置１Ａと異なる点は、処理装置２に、境界線描画手段２０、減速距離算出手段２４、減速距離線描画手段２５、停止制限区画線描画手段２６、減速制限区画線描画手段２７、境界線入力受付手段３４、境界線移動手段３５が加えられた点である。このため、本実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

境界線描画手段２０、減速距離算出手段２４、減速距離線描画手段２５、停止制限区画線描画手段２６および減速制限区画線描画手段２７は、時隔曲線図を作成するための手段であり、境界線入力受付手段３４および境界線移動手段３５は、ユーザによる境界線Ｂの操作を可能にするための手段である。

本実施形態では、固定閉塞向けの構成として、記憶装置５に、閉塞区間を規定する境界線Ｂに関するデータが記憶されている。また、本実施形態では、信号方式を、地上信号機を用いた方式（外方制御）とし、信号の現示を、Ｒ、Ｙ、ＹＧ、Ｇの４現示とする場合を例に説明する。すなわち、先行列車が存する閉塞区間には後続列車の進入が不可であり（Ｒ）、その１つ手前の閉塞区間には後続列車の第１制限速度Ｖ１（例えば、５５ｋｍ／ｈ）以上での進入が不可であり（Ｙ）、さらにその１つ手前の閉塞区間には後続列車の第２制限速度Ｖ２（例えば、７５ｋｍ／ｈ）以上での進入が不可であり（ＹＧ）、それより手前の閉塞区間には後続列車の進入に制限がない（Ｇ）。

固定閉塞における信号方式は、地上信号機を用いた方式（外方制御）の代わりに車上信号を用いた方式（内方制御）でもよい。例えば、図９に示す時隔曲線図の時刻ｔ１から時刻ｔ２の間において、外方制御の場合の地上信号機の現示状態は図１１（ａ）に示すとおりであり、内方制御の場合の車上信号の現示状態は図１１（ｂ）に示すとおりである。なお、図１１（ａ）および（ｂ）中の境界線Ｂ１〜Ｂ７は、図９中の境界線Ｂ１〜Ｂ７と対応している。また、信号現示数は３現示以下であっても、５現示以上であってもよい。

＜時隔曲線図の作成＞
まず、図１２に示すフローチャートを参照して、処理装置２が行う時隔曲線図作成の処理を説明する。

ステップＳ１１において、処理装置２は、記憶装置５から、列車の特性に関するデータと、ブレーキに関するデータと、各駅間での運転曲線および時間曲線に関するデータと、初期ダイヤに関するデータと、境界線Ｂに関するデータを読み込む。

ステップＳ１２において、境界線描画手段２０は、表示装置４上に表示される時隔曲線図中に、境界線Ｂ（Ｂ１〜Ｂ７）を描画する。

ステップＳ１３〜ステップＳ１５は、第１実施形態で説明した図５に示すフォローチャート中のＳ２〜Ｓ４と同じであるので、説明を省略する。

ステップＳ１６において、減速距離算出手段２４は、時刻ごとに、最速運転曲線８２（図４参照）から後続列車が運転上出し得る最高速度Ｖｍを求め、この最高速度Ｖｍを使用して、後続列車が最高速度Ｖｍから第１制限速度Ｖ１まで減速するのに要する第１想定減速距離Ｌｒを算出する。具体的に、減速距離算出手段２４は、図１０に示すように、想定減速距離Ｌｒを、ブレーキの操作からブレーキ力発生までにかかるタイムラグＴによる空走距離Ｌ０と、ブレーキの制動性能が最大ではなく所定割合Ｋだけ発揮された状態での余裕減速距離Ｌ２との和として算出する。すなわち、空走距離Ｌ０は最高速度ＶｍにタイムラグＴを乗算した値であり、後続列車が余裕減速距離Ｌ２だけ走行する間に後続列車の速度は最高速度Ｖｍから第１制限速度Ｖ１まで低下する。

同様にして、減速距離手段２４は、時刻ごとに、最高速度Ｖｍを使用して、後続列車が最高速度Ｖｍから第２制限速度Ｖ２まで減速するのに要する第２想定減速距離を算出する。

ステップＳ１７において、減速距離線描画手段２５は、表示装置４上に表示される時隔曲線図中に、後続列車の先頭線７１を基準に第１想定減速距離Ｌｒをプロットすることにより第１想定減速距離線７６を描画する。同様に、減速距離線描画手段２５は、時隔曲線図中に、後続列車の先頭線７１を基準に第２想定減速距離をプロットすることにより第２想定減速距離線７７を描画する。上述したように、第１想定減速距離Ｌｒおよび第２想定減速距離はタイムラグＴおよびブレーキの制動性能に対する余裕を加味したものであるため、第１想定減速距離線７６および第２想定減速距離線７７は、着駅側で下向きに折り返すような形状になる。

ステップＳ１８において、停止制限区画線描画手段２６は、表示装置４上に表示される時隔曲線図中に、後続列車の進入を禁止する領域を表す停止制限区画線６５を描画する。停止制限区画線６５は、先行列車が存する閉塞区間の始点を示す境界線Ｂ上の線分と、先行列車の後尾線６２と境界線Ｂとの交点を通る縦線上の線分と、を組み合わせた折れ線である。

ステップＳ１９において、減速制限区画線描画手段２７は、表示装置４上に表示される時隔曲線図中に、後続列車の第１制限速度Ｖ１以上での進入を禁止する領域を表す第１減速制限区画線６６を描画する。第１減速制限区画線６６は、先行列車が存する閉塞区間の１つ手前の閉塞区間の始点を示す境界線Ｂ上の線分と、先行列車の後尾線６２と境界線Ｂとの交点を通る縦線上の線分と、を組み合わせた折れ線である。また、減速制限区画線描画手段２７は、時隔曲線図中に、後続列車の第２制限速度Ｖ２以上での進入を禁止する領域を表す第２減速制限区画線６７を描画する。第２減速制限区画線６７は、先行列車が存する閉塞区間の２つ手前の閉塞区間の始点を示す境界線Ｂ上の線分と、先行列車の後尾線６２と境界線Ｂとの交点を通る縦線上の線分と、を組み合わせた折れ線である。

以上説明したように、本実施形態の時隔曲線図作成装置１Ｂでは、想定停止距離線７５の描画によって、最小運転時隔を決定する際のボトルネック箇所が一目で分かるようになる。装置１Ａは固定閉塞向けであるので、ボトルネック箇所は、想定停止距離線７５と停止制限区画線６５の間の狭隘部である。想定停止距離線７５が停止制限区画線６５と交差しないように最小運転時隔を決定すれば、先行列車が存する閉塞区間に後続列車が進入することを確実に回避することができる。しかも、想定停止距離Ｌｓは後続列車が運転上出し得る最高速度から算出されるので、速度に対する安全上のマージンを確保できる。また、想定停止距離Ｌｓは空走距離Ｌ０と余裕停止距離Ｌ１の和として算出されるので、ブレーキのタイムラグＴを考慮できるとともに、ブレーキの制動性能に対する安全上のマージンを確保できる。

さらに、本実施形態では、第１および第２想定減速距離線７６，７７ならびに第１および第２減速制限区画線６６，６７も時隔曲線図中に描画されるので、後続列車の停止時の閉塞区間への進入だけでなく制限速度までの減速時の閉塞区間への進入をも加味して最小運転時隔を決定できるようになる。すなわち、停止時のボトルネック箇所だけでなく、制限速度までの減速時のボトルネック箇所も一目で分かるようになる。制限速度までの減速時のボトルネック箇所は、第１想定減速距離線７６と第１減速制限区画線６６の間の狭隘部、および第２想定減速距離線７７と第２減速制限区画線６７の間の狭隘部である。また、第１想定減速距離Ｌｒおよび第２想定減速距離は空走距離Ｌ０と余裕減速距離Ｌ２の和として算出されるので、制限速度までの減速時にも、ブレーキのタイムラグＴを考慮できるとともに、ブレーキの制動性能に対する安全上のマージンを確保できる。

＜最小運転時隔の決定＞
次に、図１３（ａ）〜（ｃ）を参照して、本実施形態の時隔曲線図作成装置１Ｂを用いてユーザが最小運転時隔を決定する方法を説明する。処理装置２の線群入力受付手段３１、線群移動手段３２および強調描画手段３３は、この最小運転時隔の決定時に機能する。なお、図１３（ａ）〜（ｆ）および図１４（ａ）〜（ｄ）では、図面の簡略化のために、第１想定減速距離線７６、第２想定減速距離線７７、第１減速制限区画線６６および第２減速制限区画線６７の作図を省略しているが、これらは図９に示すとおり時隔曲線図中に描画されている。

線群入力受付手段３１は、先行列車に関する線群６または後続列車に関する線群７に対する、ポインティングデバイス３を介したユーザからの選択および時間軸に沿った移動操作の入力を受け付ける。本実施形態では、先行列車に関する線群６は先頭線６１、後尾線６２、停止制限区画線６５、第１減速制限区画線６６および第２減速制限区画線６７を含み、後続列車に関する線群７は先頭線７１、後尾線７２、想定停止距離線７５、第１想定減速距離線７６および第２想定減速距離線７７を含む。

線群移動手段３２は、線群（６または７）に対する移動操作の入力に応じて、図１３（ｂ）に示すように当該線群を移動させる。想定停止距離線７５が停止制限区画線６５に接するか、第１想定減速距離線７６が第１減速制限区画線６６に接するか、第２想定減速距離線７７が第２減速制限区画線６７に接する状態が、固定閉塞の場合に可能な限り列車間隔を詰めた状態であり、このときの先行列車と後続列車の運転時隔が最小運転時隔Ｔｍである（図９では、時刻ｔ１において第２想定減速距離線７７が第２減速制限区画線６７に接している）。

強調描画手段３３は、初期ダイヤにおいて、あるいは線群（６または７）を移動した結果として、図１３（ｃ）に示すように、想定停止距離線７５が停止制限区画線６５と交差する場合、第１想定減速距離線７６が第１減速制限区画線６６と交差する場合、および／または第２想定減速距離線７７が第２減速制限区画線７７と交差する場合に、それらで囲まれる範囲Ａを強調して描画する。範囲Ａを強調して描画する方法は、特に限定されるものではないが、例えば範囲Ａを囲む線を太く描画する方法がある。あるいは、範囲Ａをハッチングしたり目立つ色で塗りつぶしてもよい。なお、強調描画手段３３は、範囲Ａを強調して描画するときに、警告を発してもよい。警告は、表示装置４上に表示されるメッセージやマークであってもよいし、報知器などから鳴らされる音であってもよい。

なお、処理装置２に強調描画手段３３を備える代わりに、想定停止距離線７５が停止制限区画線６５と接するか、第１想定減速距離線７６が第１減速制限区画線６６と接するか、第２想定減速距離線７７が第２減速制限区画線６７と接する以上（例えば、想定停止距離線７５と停止制限区画線６５とが接する状態から交差する状態となる方向）に線群（６または７）が移動されようとすると、線群移動手段３２が、図１３（ｅ）に示すように先行列車に関する線群６と後続列車に関する線群７を時間軸に沿って一緒に移動させてもよい。この構成であれば、ダイヤが実現不可能とならないように先行列車と後続列車の双方の駅発車時刻が自動的に変更される。

あるいは、処理装置２に強調描画手段３３を備える代わりに、想定停止距離線７５が停止制限区画線６５と接するか、第１想定減速距離線７６が第１減速制限区画線６６と接するか、第２想定減速距離線７７が第２減速制限区画線６７と接する以上に線群（６または７）が移動されようとすると、線群移動手段３２が当該線群に対する移動操作の入力を無効化させて、図１３（ｄ）に示すようにそれ以上線群を移動させないようにしてもよい。この構成であれば、ダイヤが実現不可能になることを防止することができる。

あるいは、処理装置２に強調描画手段３３を備える代わりに、想定停止距離線７５が停止制限区画線６５と接するか、第１想定減速距離線７６が第１減速制限区画線６６と接するか、第２想定減速距離線７７が第２減速制限区画線６７と接する以上に線群（６または７）が移動されようとすると、線群移動手段３２が、図１３（ｆ）に示すようにその接した位置の境界線Ｂを当該線群に連動して距離軸に沿って移動させてもよい。例えば、想定停止距離線７５が停止制限区画線６５と接する以上に線群（６または７）が移動される場合は、停止制限区画線６５におけるその接した位置の縦方向の線分の長さが短くなるように、その接した位置の境界線Ｂを線群移動手段３２が上方に移動させる。これに伴い、移動した境界線Ｂと先行列車の後尾線６２との交点も移動するため、線群移動手段３２は、短くなった縦方向の線分の１つ下の縦方向の線分を右方向にシフトさせる。この構成であれば、ダイヤが実現不可能とならないように閉塞区間の境界線Ｂの位置が自動的に調整される。

＜閉塞区間の境界線の検討＞
本実施形態の時隔曲線図作成装置１Ｂでは、境界線Ｂの位置の検討が可能となっている。境界線入力受付手段３４および境界線移動手段３５はそのための構成であり、ポインティングデバイス３は境界線Ｂの１つを操作するために使用される。以下、図１４（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。

境界線入力受付手段３４は、境界線Ｂの１つに対する、ポインティングデバイス３を介したユーザからの選択および距離軸に沿った移動操作の入力を受け付ける。境界線移動手段３５は、選択された境界線Ｂに対する移動操作の入力に応じて、図１４（ｂ）に示すようにその境界線Ｂを移動させる。また、境界線移動手段３５は、境界線Ｂの移動に伴って当該境界線Ｂと先行列車の後尾線６２との交点も移動するため、停止制限区画線６５、第１減速制限区画線６６および第２速度制限区画線６７におけるその境界線Ｂから下方に垂下する縦方向の線分を右方向または左方向にシフトさせる。

境界線移動手段３５は、想定停止距離線７５が停止制限区画線６５と接するか、第１想定減速距離線７６が第１減速制限区画線６６と接するか、第２想定減速距離線７７が第２減速制限区画線６７と接する以上に境界線Ｂが移動されようとすると、当該境界線Ｂに対する移動操作の入力を無効化させて、図１４（ｃ）に示すようにそれ以上境界線Ｂを移動させないようにしてもよい。この構成であれば、ダイヤが実現不可能になることを防止することができる。

あるいは、境界線移動手段３５は、想定停止距離線７５が停止制限区画線６５と接するか、第１想定減速距離線７６が第１減速制限区画線６６と接するか、第２想定減速距離線７７が第２減速制限区画線６７と接する以上に境界線Ｂが移動されようとすると、後続列車に関する線群７を当該境界線Ｂに連動して時間軸に沿って移動させてもよい。この構成であれば、ダイヤが実現不可能とならないように後続列車の駅発車時刻が自動的に変更される。

このように、本実施形態の時隔曲線図作成装置では、先行列車に関する線群６と後続列車に関する線群７との位置関係を確認しながら、閉塞区間の境界線Ｂの位置（例えば、地上信号機の建植位置）を検討することができる。

さらに、本実施形態の時隔曲線図作成装置１Ｂでは、閉塞区間の境界線Ｂの数の検討も可能となっている。具体的には、境界線入力受付手段３４は、ユーザからの閉塞区間の境界線Ｂの追加および削除の入力も受け付ける。

境界線入力受付手段３４が境界線Ｂの追加または削除の入力を受け付けたときには、停止制限区画線描画手段２６は境界線Ｂと先行列車の後尾線６２との新たな交点または消失した交点に応じて停止制限区画線６５を更新し、減速制限区画線描画手段２７は境界線Ｂと先行列車の後尾線６２との新たな交点または消失した交点に応じて第１減速制限区画線６６および第２減速制限区画線６７を更新する。

なお、本第２実施形態では、時隔曲線図の使用目的によっては、時隔曲線図中に想定減速距離線および減速制限区画線が描写されないようにしてもよい。すなわち、処理装置２は、減速距離算出手段２４、減速距離線描画手段２５および減速制限区画線描画手段２７を含んでいなくてもよい。

本発明の時隔曲線図作成装置は、列車のダイヤを検討する際に特に有用である。

１Ａ，１Ｂ時隔曲線図作成装置
２処理装置
２１基準線描画手段
２２停止距離算出手段
２３停止距離線描画手段
２４減速距離算出手段
２５減速距離線描画手段
２６停止制限区画線描画手段
２７減速制限区画線描画手段
３１線群入力受付手段
３２線群移動手段
３３強調描画手段
３４境界線入力受付手段
３５境界線移動手段
４表示装置
６，７線群
６１，７１先頭線
６２，７２後尾線
６５停止制限区画線
６６，６７減速制限区画線
７５想定停止距離線
７６，７７想定減速距離線
Ｂ境界線

Claims

横軸を時間軸、縦軸を距離軸とした時隔曲線図を表示するための表示装置と、
前記時隔曲線図中に、先行列車および後続列車の先頭線および後尾線を描画する基準線描画手段と、
時刻ごとに、後続列車が運転上出し得る最高速度から停止するまでに要する想定停止距離を算出する停止距離算出手段と、
前記時隔曲線図中に、後続列車の前記先頭線を基準に前記想定停止距離をプロットすることにより想定停止距離線を描画する停止距離線描画手段と、
を備えた、時隔曲線図作成装置。
前記停止距離算出手段は、後続列車が運転上出し得る最高速度を、当該後続列車が最大加速および最大減速した場合の運転曲線から求めるとともに、前記想定停止距離を、ブレーキの操作からブレーキ力発生までにかかるタイムラグによる空走距離と、前記ブレーキの制動性能が最大ではなく所定割合だけ発揮された状態での余裕停止距離との和として算出する、請求項１に記載の時隔曲線図作成装置。
前記時隔曲線図中に、閉塞区間を規定する境界線上の線分と、先行列車の前記後尾線と前記境界線との交点を通る縦線上の線分と、を組み合わせた折れ線である、後続列車の進入を禁止する領域を表す停止制限区画線を描画する停止制限区画線描画手段をさらに備えた、請求項１または２に記載の時隔曲線図作成装置。
前記時隔曲線図中に、前記境界線上の線分と、先行列車の前記後尾線と前記境界線との交点を通る縦線上の線分と、を組み合わせた折れ線である、後続列車の制限速度以上での進入を禁止する領域を表す減速制限区画線を描画する減速制限区画線描画手段と、
時刻ごとに、後続列車が運転上出し得る最高速度から前記制限速度まで減速するのに要する想定減速距離を算出する減速距離算出手段と、
前記時隔曲線図中に、後続列車の前記先頭線を基準に前記想定減速距離をプロットすることにより想定減速距離線を描画する減速距離線描画手段と、
をさらに備えた、請求項３に記載の時隔曲線図作成装置。
前記減速距離算出手段は、後続列車が運転上出し得る最高速度を、当該後続列車が最大加速および最大減速した場合の運転曲線から求めるとともに、前記想定停止距離を、ブレーキの操作からブレーキ力発生までにかかるタイムラグによる空走距離と、前記ブレーキの制動性能が最大ではなく所定割合だけ発揮された状態での余裕減速距離との和として算出する、請求項４に記載の時隔曲線図作成装置。
先行列車または後続列車に関する線群に対する、ユーザからの選択および前記時間軸に沿った移動操作の入力を受け付ける線群入力受付手段と、
前記線群に対する移動操作の入力に応じて前記線群を移動させる線群移動手段と、
をさらに備えた、請求項１〜５のいずれか一項に記載の時隔曲線図作成装置。
前記想定停止距離線が先行列車の後尾線と交差する場合、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と交差する場合、または前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と交差する場合に、それらで囲まれる範囲を強調して描画する強調描画手段をさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の時隔曲線図作成装置。
前記線群移動手段は、前記線群が、前記想定停止距離線が先行列車の後尾線と接するか、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と接するか、前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と接する以上に移動されようとすると、前記線群に対する移動操作の入力を無効化する、請求項６に記載の時隔曲線図作成装置。
前記線群移動手段は、前記線群が、前記想定停止距離線が先行列車の後尾線と接するか、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と接するか、前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と接する以上に移動されようとすると、先行列車に関する線群と後続列車に関する線群を前記時間軸に沿って一緒に移動させる、請求項６に記載の時隔曲線図作成装置。
前記線群移動手段は、前記線群が、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と接するか、前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と接する以上に移動されようとすると、その接した位置の境界線を当該線群に連動して前記距離軸に沿って移動させる、請求項６に記載の時隔曲線図作成装置。
前記複数の境界線の１つに対する、ユーザからの選択および前記距離軸に沿った移動操作の入力を受け付ける境界線入力受付手段と、
前記境界線に対する移動操作の入力に応じて前記境界線を移動させる境界線移動手段と、
をさらに備えた、請求項３〜１０のいずれか一項に記載の時隔曲線図作成装置。
前記境界線移動手段は、前記境界線が、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と接するか、前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と接する以上に移動されようとすると、前記境界線に対する移動操作の入力を無効化する、請求項１１に記載の時隔曲線図作成装置。
前記境界線移動手段は、前記境界線が、前記想定停止距離線が前記停止制限区画線と接するか、前記想定減速距離線が前記減速制限区画線と接する以上に移動されようとすると、後続列車に関する線群を当該境界線に連動して前記時間軸に沿って移動させる、請求項１１に記載の時隔曲線図作成装置。
前記境界線入力受付手段は、ユーザからの閉塞区間の境界線の追加および削除の入力も受け付けるものであり、
前記停止制限区画線描画手段あるいは前記停止制限区画線描画手段および前記減速区画線描画手段は、前記境界線入力受付手段が境界線の追加または削除の入力を受け付けたときに、前記停止制限区画線あるいは前記停止制限区画線および前記減速制限区画線を更新する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の時隔曲線図作成装置。