JP6177474B2 - 踏切制御装置、踏切制御システムおよび踏切遮断時間短縮方法 - Google Patents

Description

本発明は、踏切の動作を制御する踏切制御装置、車上制御システム、踏切制御システムおよび踏切遮断時間短縮方法に関するものである。

従来の踏切制御は、踏切の手前の一定の位置に列車が来た時点で踏切の鳴動および遮断かんの動作である警報動作を開始し、踏切の先の一定の位置を列車が通過した時点で踏切の警報動作を終了する。列車が踏切を通過する際に踏切が遮断する時間である踏切遮断時間を短縮するため、列車の種別ごとの停車駅の条件や列車の速度の条件を踏切制御に反映させる工夫が行われている。また、ＣＢＴＣ（Communication Based Train Control）のような無線利用列車制御では、車上で踏切の警報動作を開始するタイミングを計算し、踏切制御装置に踏切の警報動作の開始制御を要求する方式が行われている。これらの制御により単体の列車について踏切の警報動作の時間を短縮できる。

一方、複線や複々線の路線において、複数の列車が微妙にずれたタイミングで踏切に接近すると、踏切遮断時間が倍近くに伸びる問題がある。複数の列車を対象にして踏切遮断時間を短縮するため、下記特許文献１では、２列車のうち先に踏切に到着する列車の駅出発を抑止することで、２列車の踏切接近タイミングを一致させ、踏切遮断時間を短縮する技術が開示されている。また、下記特許文献２では、２列車のうち先に踏切に接近する列車について踏切到着時刻が遅くなる走行パターンを算出し、運転士に伝える技術が開示されている。

特開２０１０−１７９７３９号公報 特開２０１２−１２６１５６号公報

しかしながら、特許文献１は、列車が駅を出発するときの制御である。そのため、駅出発後に列車に外乱要素が加わると対応ができない、という問題があった。また、特許文献２は、列車ダイヤの制約を考慮していない。そのため、踏切遮断時間を短縮したため、列車の次駅到着時刻が遅れるおそれがある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、列車の運行乱れを防止しつつ踏切遮断時間を短縮する踏切制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、踏切制御装置であって、列車の踏切到着時刻および踏切通過時刻から、踏切が遮断する期間を示す遮断開始終了タイミングを算出する際に用いる余裕時間の情報を保持する記憶部を備える。また、踏切制御装置は、運行管理システムから列車の運行スケジュールであるダイヤ情報および列車の走行実績情報を含む運行情報を取得する運行情報取得部を備える。また、踏切制御装置は、列車の踏切到着時刻および踏切通過時刻、および余裕時間を用いて遮断開始終了タイミングを算出し、複数の列車の遮断開始終了タイミングを算出した結果、複数の列車の遮断開始終了タイミングから求められる踏切の踏切遮断時間が規定された遮断時間閾値より大きい場合、運行情報取得部経由で取得した踏切に先着する先着列車の運行情報に含まれる列車の踏切より手前の駅からの駅間走行の余裕時間の情報と、先着列車の遅れ時間の情報との比較結果に基づいて、先着列車について踏切到着時刻を遅延させても次駅到着時刻が遅延しないと判断したときは先着列車の速度抑制を決定するタイミング算出部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、列車の運行乱れを防止しつつ踏切遮断時間を短縮する、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる踏切制御装置が行う踏切遮断時間を短縮する制御の概要を示す図 実施の形態１にかかる踏切制御装置の踏切遮断時間を短縮する制御による効果を示す図 実施の形態１にかかる踏切制御装置の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかる踏切制御装置の踏切遮断時間短縮処理を示すフローチャート 実施の形態１にかかる踏切制御装置のハードウェア構成を示す図 実施の形態２にかかる踏切制御システムの構成例を示すブロック図

以下に、本発明の実施の形態にかかる踏切制御装置、車上制御システム、踏切制御システムおよび踏切遮断時間短縮方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる踏切制御装置１が行う踏切遮断時間を短縮する制御の概要を示す図である。踏切制御装置１は、鳴動および遮断かん操作を行う踏切装置である踏切３の動作、詳細には踏切３を列車４，５が通過する際に踏切３の警報動作を開始するタイミングである遮断開始タイミング、および踏切３の警報動作を終了するタイミングである遮断終了タイミングを制御する。以降、遮断開始タイミングおよび遮断終了タイミングをまとめて遮断開始終了タイミングと呼ぶことがある。なお、図１では列車４，５の進行方向が異なる複線の路線を想定しているが、一例であり、踏切制御装置１による踏切遮断時間を短縮する制御は、複々線の路線にも適用可能である。

踏切制御装置１は、列車４から、列車４を識別する識別情報である列車ＩＤ（IDentifier）、現在の列車４の位置を示す列車位置情報、列車４の長さを示す列車長情報、列車４の加減速性能情報、各駅停車または急行などの列車４の種別を示す列車種別情報、および現在の列車４の速度を示す列車速度情報を含む列車情報２１を取得する。また、踏切制御装置１は、列車５から、列車５を識別する識別情報である列車ＩＤ、現在の列車５の位置を示す列車位置情報、列車５の長さを示す列車長情報、列車５の加減速性能情報、各駅停車または急行などの列車５の種別を示す列車種別情報、および現在の列車５の速度を示す列車速度情報を含む列車情報２２を取得する。なお、列車長情報、加減速性能情報、列車種別情報の各情報については、踏切制御装置１が、後述する踏切制御データベース１２で保持している場合は、列車情報２１，２２から省いてもよい。また、各駅停車のみの路線の場合は、列車種別情報を列車情報２１，２２から省いてもよい。なお、列車位置情報で示される列車の位置は列車の先頭部分とする。踏切制御装置１は、列車４，５から取得した列車情報２１，２２に含まれる列車位置情報、列車長情報および列車速度情報から、列車４，５が踏切３に到着する時刻である踏切到着時刻、および列車４，５が踏切３を通り過ぎる時刻である踏切通過時刻を予測し、列車４，５の踏切到着時刻および踏切通過時刻に基づいて遮断開始終了タイミングを算出する。以降、踏切到着時刻および踏切通過時刻をまとめて踏切到着通過時刻と呼ぶことがある。

列車４の遮断開始終了タイミングで示される範囲、すなわち遮断開始タイミングから遮断終了タイミングまでで示される期間が、列車４が踏切３を通過する際に踏切３が遮断する期間である踏切遮断時間となる。また、列車５の遮断開始終了タイミングで示される範囲、すなわち遮断開始タイミングから遮断終了タイミングまでで示される期間が、列車５が踏切３を通過する際に踏切３が遮断する期間である踏切遮断時間となる。

踏切制御装置１は、列車４，５の遮断開始終了タイミングで示される踏切遮断時間が重なって列車４，５による踏切３の踏切遮断時間が規定された遮断時間閾値より大きい場合、踏切３に先着する列車である先着列車の列車４について、運行管理システム２から、列車４の運行スケジュールであるダイヤ情報、および列車４の現在の運転状態を示す走行実績情報を含む運行情報２３を取得する。ダイヤ情報には、列車が駅に到着する時刻である駅到着時刻、列車が駅を出発する時刻である駅出発時刻、駅間走行の余裕時間の情報が含まれる。また、走行実績情報には、駅到着時刻および駅出発時刻の一方または両方についての現在の遅れ時間の情報が含まれる。

踏切制御装置１は、列車４について取得した運行情報２３のうち、踏切３より手前の駅からの駅間走行の余裕時間の情報および現在の遅れ時間の情報から、列車４の踏切３の踏切到着時刻を遅らせても次駅に到着する時刻である次駅到着時刻が遅延しないと判断した場合、列車４の速度を抑制させる決定をし、列車４へ速度抑制指示２４を通知する。踏切制御装置１は、踏切３に先着する列車４の踏切到着時刻を遅らせることで、踏切３の踏切遮断時間を短縮する。

図２は、実施の形態１にかかる踏切制御装置１の踏切遮断時間を短縮する制御による効果を示す図である。図２（ａ）は踏切制御装置１が先着する列車４の踏切到着時刻を遅らせる制御前の列車４，５の遮断開始タイミング、遮断終了タイミングおよび踏切３の踏切遮断時間を示し、図２（ｂ）は踏切制御装置１が先着する列車４の踏切到着時刻を遅らせる制御後の列車４，５の遮断開始タイミング、遮断終了タイミングおよび踏切３の踏切遮断時間を示す。

図２に示すように、２つの列車４，５があって各列車４，５の遮断開始終了タイミングで示される踏切遮断時間が重なっている場合、先着列車である列車４の遮断開始タイミングから最後に踏切３を通り過ぎる列車５の遮断終了タイミングまでの範囲で示される期間が踏切３の踏切遮断時間となる。図２では列車が２つの場合について説明しているが、３つ以上の場合にも同様の方法で踏切遮断時間を求めることができる。踏切制御装置１では、列車４の踏切３の踏切到着時刻を遅らせても列車４の次駅到着時刻が遅延しないと判断した場合、列車４の速度を抑制、すなわち、列車４の踏切到着時刻を遅らせることで踏切３の踏切遮断時間を短縮する。なお、図２では、列車４，５の遮断開始終了タイミングで示される踏切遮断時間が重なっている場合について説明したが、列車４，５の踏切遮断時間が重なっていなくても、列車４，５の踏切遮断時間の間隔が規定された期間以下の場合は列車４，５の踏切遮断時間が重なっているとみなしてもよい。

図３は、実施の形態１にかかる踏切制御装置１の構成例を示すブロック図である。踏切制御装置１は、列車４，５の各列車に搭載された車上制御装置８から列車位置情報、列車長情報、および列車速度情報を含む列車情報を、車上無線装置７および地上無線基地局６経由で取得する列車情報取得部１１と、踏切３が設置されている位置を示す踏切設置位置情報、踏切設置位置周辺の勾配情報、踏切設置位置周辺の速度制限情報を含む踏切３についての踏切情報、および列車４，５の踏切到着通過時刻から踏切３が遮断する期間を示す遮断開始終了タイミングを算出する際に用いる余裕時間の情報を保持する記憶部である踏切制御データベース１２と、列車情報取得部１１経由で列車４，５から取得した列車位置情報、列車長情報、および列車速度情報、踏切制御データベース１２に保持されている踏切設置位置情報、勾配情報、速度制限情報、加減速度情報に基づいて、列車４，５が踏切３に到着する時刻である踏切到着時刻、および列車４，５が踏切３を通り過ぎる時刻である踏切通過時刻を予測する時刻予測部１３と、を備える。

また、踏切制御装置１は、列車４，５の踏切到着通過時刻、および踏切制御データベース１２に保持されている余裕時間の情報を用いて遮断開始終了タイミングを算出し、複数の列車４，５の遮断開始終了タイミングを算出した結果、複数の列車４，５の遮断開始終了タイミングから求められる踏切３の踏切遮断時間が規定された遮断時間閾値より大きい場合、運行情報取得部１５経由で取得した踏切３に先着する先着列車のダイヤ情報および走行実績情報から、先着列車について踏切到着時刻を遅延させても次駅到着時刻が遅延しないと判断したときは先着列車の速度抑制を決定するタイミング算出部１４と、タイミング算出部１４から指定された列車についての運行情報を運行管理システム２から取得する運行情報取得部１５と、タイミング算出部１４が算出した遮断開始終了タイミングに基づく制御指令を踏切３へ出力し、また、タイミング算出部１４からの速度抑制の内容の情報と速度抑制指示の出力指示に基づいて、速度抑制の内容の情報と速度抑制指示を含む制御指令を地上無線基地局６経由で先着列車側へ出力する制御指令出力部１６と、を備える。

踏切制御データベース１２に保持されている、列車４，５の踏切到着通過時刻から遮断開始終了タイミングを算出する際に用いる余裕時間の情報とは、法令などで定められた時間である。列車４，５の踏切到着時刻より踏切制御データベース１２に保持されている余裕時間分だけ前のタイミングを遮断開始タイミングとし、列車４，５の踏切通過時刻より踏切制御データベース１２に保持されている余裕時間分だけ後のタイミングを遮断終了タイミングとする。

なお、図３では、踏切制御装置１は、地上無線基地局６および車上無線装置７を経由して車上制御装置８と接続して通信を行っているが、これに限定するものではない。踏切制御装置１は、さらに、図示しない地上側の拠点装置など他の装置を経由して車上制御装置８と通信を行ってもよい。また、踏切制御装置１は、単体の装置ではなく、保安信号制御装置など他の装置に組み込まれる構成でもよい。

つづいて、踏切制御装置１が踏切３の踏切遮断時間を短縮する処理に説明する。図４は、実施の形態１にかかる踏切制御装置１の踏切遮断時間短縮処理を示すフローチャートである。

まず、列車４，５では、各列車に搭載されている車上制御装置８が、自列車で把握している自列車の列車位置情報、自列車の列車長情報および自列車の列車速度情報による列車情報を、車上無線装置７経由で無線通信により地上の地上無線基地局６へ送信する。地上無線基地局６は、列車４，５から受信した列車情報を踏切制御装置１の列車情報取得部１１へ送信する。列車情報取得部１１は、地上無線基地局６から受信した列車４，５の列車情報を時刻予測部１３へ出力する。列車４，５の車上制御装置８は、定期的に列車情報を送信する。

時刻予測部１３は、列車情報取得部１１経由で列車４，５から取得した列車４，５の列車情報に含まれる列車位置情報、列車長情報および列車速度情報、踏切制御データベース１２に保持されている踏切３の踏切情報に基づいて、列車４，５の踏切到着通過時刻を予測する（ステップＳ１）。

時刻予測部１３では、踏切３の踏切情報から求められる、各列車４，５の列車位置から踏切３の踏切設置位置までの経路に設定された制限速度に基づいて踏切到着時刻を予測できるが、他の方法を用いてもよい。例えば、時刻予測部１３では、踏切制御データベース１２において速度制限情報および加減速度情報の情報が、踏切３の設置位置周辺の区間において標準で設定されている走行パターンの形式で保持されている場合、走行パターンに基づいて各列車４，５の踏切到着時刻を予測してもよい。走行パターンとは、前述の特許文献２などで使用されている走行パターンと同義である。

時刻予測部１３は、踏切通過時刻について、列車位置情報で示される列車の先頭位置に踏切３とは反対側に列車長情報で示される列車長を加算した位置が列車の最後部の位置となるので、列車の最後部が踏切３に到着する時刻を列車の最後部が踏切３を通り過ぎる時刻とみなすことで、踏切到着時刻と同様の方法により予測することができる。

つぎに、タイミング算出部１４は、時刻予測部１３で予測された列車４，５の踏切到着通過時刻、および踏切制御データベース１２に保持されている、踏切到着通過時刻から踏切３が遮断する期間を示す遮断開始終了タイミングの算出の算出用の余裕時間を用いて、遮断開始終了タイミングを算出する（ステップＳ２）。タイミング算出部１４は、前述のように、踏切到着時刻より余裕時間分前のタイミングを遮断開始タイミングとし、踏切通過時刻より余裕時間分後のタイミングを遮断終了タイミングとする。

タイミング算出部１４は、踏切３を通過する列車が複数あるか確認する（ステップＳ３）。タイミング算出部１４において、踏切３の踏切遮断時間を短縮する制御は、複数の列車が踏切３を通過する場合に、各列車の遮断開始終了タイミングで示される踏切遮断時間の一部が重なることによって踏切３の踏切遮断時間が長くなることを防止するものである。そのため、踏切制御装置１では、踏切３を通過する列車が１つの場合は踏切３の踏切遮断時間を短縮する制御は必要なく、１つの列車について算出した遮断開始終了タイミングに基づいて踏切３を制御する。

タイミング算出部１４は、踏切３を通過する列車が複数ある場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、つぎに、複数の列車について算出した遮断開始終了タイミングに基づいて、踏切３の踏切遮断時間が踏切３に規定されている遮断時間閾値より大きいか確認する（ステップＳ４）。タイミング算出部１４は、図２のところで前述した方法により、複数の列車が踏切３を通過するときの踏切遮断時間を求める。

遮断時間閾値とは、踏切３に規定されている踏切遮断時間の許容範囲を示すものであり、踏切３において線路と交差する道路の通行量などを考慮して、列車の運行管理側で設定する。そのため、踏切制御装置１では、複数の列車が踏切３を通過することで１つの列車が踏切３を通過するときより踏切遮断時間が長くなっても、踏切遮断時間が遮断時間閾値より大きくならない場合は、踏切３の踏切遮断時間を短縮する制御は行わない。

タイミング算出部１４は、踏切３の踏切遮断時間が遮断時間閾値より大きい場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、運行情報取得部１５経由で運行管理システム２から踏切３に先に到着する先着列車の運行情報を取得する（ステップＳ５）。タイミング算出部１４は、算出した列車４，５の遮断開始終了タイミングから、踏切３に先に到着する先着列車は列車４のため、列車４の運行情報を取得する。詳細には、タイミング算出部１４は、運行管理システム２に運行情報の取得を要求する列車、ここでは列車４を運行情報取得部１５へ指定する。運行情報取得部１５は、タイミング算出部１４から指定された列車４の運行情報を運行管理システム２から取得し、取得した運行情報をタイミング算出部１４に出力する。

タイミング算出部１４は、列車４について取得した運行情報に基づいて、先着列車の列車４を遅延させるか否か判断する（ステップＳ６）。タイミング算出部１４は、列車４について取得した運行情報のうち、ダイヤ情報に含まれる踏切３より手前の駅からの駅間走行の余裕時間の情報、および走行実績情報に含まれる現在の遅れ時間の情報から、列車４の踏切３の踏切到着時刻を遅らせても次の駅の駅到着時刻が遅延しないと判断した場合、先着列車の列車４を遅延させてよいと判断する。

例えば、踏切３より手前の駅からの駅間走行の余裕時間が２０秒、現在の遅れ時間が５秒の場合、現在の実際の余裕時間は２０−５＝１５秒のため、タイミング算出部１４は、先着列車の列車４の踏切到着時刻を１５秒まで遅延させても列車４の次駅到着時刻は遅延しないため、１５秒以内で先着列車の列車４を遅延させてよいと判断する。一方、踏切３より手前の駅からの駅間走行の余裕時間が２０秒、現在の遅れ時間が２０秒の場合、現在の実際の余裕時間は２０−２０＝０秒のため、タイミング算出部１４は、先着列車の列車４の踏切到着時刻を遅延させると列車４の次駅到着時刻が遅延するため、先着列車の列車４を遅延させることはできないと判断する。

タイミング算出部１４は、先着列車の列車４を遅延させると判断した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、先着列車の列車４の速度抑制を決定する（ステップＳ７）。タイミング算出部１４は、列車４，５の遮断開始終了タイミング、前述の踏切３より手前の駅からの駅間走行の余裕時間および現在の遅れ時間に基づいて、どの程度列車４の速度を抑制するか決定する。

タイミング算出部１４から列車４へ速度抑制の内容を伝える方法には制限速度による方法がある。例えば、ある地点からつぎに指定する地点までは時速○○ｋｍ／ｈで走行するよう指示する方法がある。その他、タイミング算出部１４から列車４へ速度抑制の内容を伝える方法には、走行パターンによる方法がある。例えば、ある地点から踏切を通過するまでまたは次駅到着までの区間について生成した走行パターンに従って走行するよう指示する方法がある。なお、これらの列車４へ速度抑制の内容を伝える方法は一例であって、他の方法を用いてもよい。

そして、タイミング算出部１４は、制御指令出力部１６を経由して、先着列車の列車４へ前述の制限速度や走行パターンによる方法などにより速度抑制の内容の情報とともに速度抑制を指示する（ステップＳ８）。詳細には、タイミング算出部１４は、制御指令出力部１６へ速度抑制の内容の情報と速度抑制指示を出力し、速度抑制の内容の情報と速度抑制指示を列車４へ出力するよう制御指令出力部１６へ指示する。制御指令出力部１６は、タイミング算出部１４からの指示に基づいて、速度抑制の内容の情報と速度抑制指示を含む制御指令を列車４へ出力する。

列車４では、車上制御装置８において、地上無線基地局６および車上無線装置７経由で踏切制御装置１から速度抑制の指示を受信すると、列車４の運転手は、制御指令に含まれる速度抑制の内容に従って列車４を走行させる。

これにより、踏切制御装置１では、先着列車の列車４の踏切到着時刻を遅らせても、列車４の次駅到着時刻が遅延しないときは、列車４の踏切到着時刻を遅延させて踏切遮断時間を短縮することができる。

踏切制御装置１は、タイミング算出部１４において、踏切３を通過する列車が複数ない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、踏切３の踏切遮断時間が遮断時間閾値以下の場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、先着列車の列車４を遅延させないと判断した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、踏切遮断時間を短縮する制御を終了する。

なお、踏切制御装置１では、先着列車の列車４について踏切到着時刻を遅延させても次駅到着時刻が遅延しないと判断したとき、列車４を遅延させて列車４の踏切到着時刻を遅らせて踏切３の踏切遮断時間を短縮することとしたが、他の方法により踏切遮断時間を短縮してもよい。一般的に、列車４，５は、走行する路線で規定されている制限速度に対して余裕を持って、すなわち制限速度以下で走行している。踏切制御装置１は、踏切３より手前の駅からの駅間走行の余裕時間と現在の遅れ時間との関係から、前述の処理による判断では先着列車の列車４を遅延させることはできない場合でも、列車４が次駅まで走行する間に、制限速度を上限として速度を上げて走行することによって次駅までの所要時間を短縮することができれば、所要時間を短縮できる時間分、先着列車の列車４を遅延させて列車４の踏切到着時刻を遅延させることができる。

ここで、図３で示した踏切制御装置１のブロック図の一部の構成を実現するハードウェア構成について説明する。図５は、実施の形態１にかかる踏切制御装置１のハードウェア構成を示す図である。踏切制御装置１において、時刻予測部１３およびタイミング算出部１４は、プロセッサ５１がＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成されるメモリ５２に記憶された各構成用のプログラムを実行することにより実現される。列車情報取得部１１、運行情報取得部１５および制御指令出力部１６は、通信器５３とともに、プロセッサ５１がメモリ５２に記憶された各構成用のプログラムを実行することにより実現される。踏切制御データベース１２は、メモリ５２により実現される。プロセッサ５１、メモリ５２、通信器５３は、システムバス５４により接続されている。踏切制御装置１においては、複数のプロセッサ５１および複数のメモリ５２が連携して各ブロック図に示す各構成の機能を実行してもよい。踏切制御装置１においては、図５に示すハードウェア構成により実現することができるが、ソフトウェアまたはハードウェアのいずれでも実装可能である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、踏切制御装置１では、踏切３における列車４，５の遮断開始終了タイミングを算出し、列車４，５の遮断開始終了タイミングを算出した結果、踏切３の踏切遮断時間が規定された遮断時間閾値より大きい場合、踏切３に先着する列車４の運行情報を取得して、列車４について踏切到着時刻を遅延させても次駅到着時刻が遅延しないと判断したときは列車４の速度抑制を決定し、列車４を遅延させて列車４の踏切到着時刻を遅らせる。これにより、踏切制御装置１では、複数の列車が踏切３を通過することによって踏切遮断時間が長くなる場合でも、先着列車を遅延させても先着列車の次駅到着時刻が遅延しないときは、先着列車を遅延させて踏切遮断時間を短縮するので、列車の運行乱れを防止しつつ踏切遮断時間を短縮することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、踏切制御装置１で各列車の踏切到着通過時刻を予測した。実施の形態２では、各列車で自列車の踏切到着通過時刻を予測する場合について説明する。

図６は、実施の形態２にかかる踏切制御システム１０の構成例を示すブロック図である。図６では、踏切制御装置１ａおよび車上制御システム９により踏切制御システム１０を構成する。

踏切制御装置１ａは、踏切制御装置１から時刻予測部１３を削除し、踏切制御データベース１２を踏切制御データベース１２ａに置き換えたものである。踏切制御データベース１２ａは、列車４，５の踏切到着通過時刻から遮断開始終了タイミングを算出する際に用いる余裕時間の情報を保持する記憶部である。

列車４，５の各々に搭載されている車上制御システム９は、自列車の現在の位置を示す列車位置情報、自列車の長さを示す列車長情報、および自列車の現在の速度を示す列車速度情報を出力する車上制御装置８と、踏切３が設置されている位置を示す踏切設置位置、踏切設置位置周辺の勾配情報、踏切設置位置周辺の速度制限情報を含む踏切３についての踏切情報を保持する踏切制御データベース１２ｂと、車上制御装置８から取得した列車位置情報、列車長情報、および列車速度情報、踏切制御データベース１２ｂが保持する踏切３についての踏切情報に基づいて、自列車の踏切到着通過時刻を予測する時刻予測部１３と、を備える。

時刻予測部１３は、予測した自列車の踏切到着通過時刻の情報を含む列車情報を、車上無線装置７および地上無線基地局６を経由して踏切制御装置１ａへ送信する。踏切制御装置１ａでは、列車情報取得部１１が、各列車から取得した各列車の踏切到着通過時刻の情報をタイミング算出部１４へ出力する。

実施の形態１では、時刻予測部１３は地上側の踏切制御装置１にあったが、実施の形態２では、時刻予測部１３は車上側の車上制御システム９にある。また、踏切制御データベース１２ａに保持されている情報と踏切制御データベース１２ｂに保持されている情報を併せると、実施の形態１の踏切制御データベース１２に保持されている情報と同じになる。実施の形態２では、実施の形態１の踏切制御データベース１２に保持されていた情報を、地上の踏切制御装置１ａ側と車上の車上制御システム９に分割して保持している。

実施の形態２では、時刻予測部１３が踏切到着通過時刻を予測する際に必要な情報、すなわち踏切制御データベース１２ｂ、および時刻予測部１３について、配置を地上側から車上側へ変更した構成となっている。時刻予測部１３が踏切到着通過時刻を予測する方法は実施の形態１と同様である。時刻予測部１３は、踏切３の踏切情報から求められる、各列車４，５、すなわち自列車の列車位置から踏切３の踏切設置位置までの経路に設定された制限速度に基づいて踏切到着時刻を予測できる。また、時刻予測部１３は、踏切３の踏切情報から求められる、各列車４，５、すなわち自列車の列車位置から踏切３の踏切設置位置までの経路に設定された走行パターンに基づいて各列車４，５の踏切到着時刻を予測してもよい。

なお、踏切制御装置１の踏切制御データベース１２ａ、および車上制御システム９の車上制御装置８、踏切制御データベース１２ｂ、時刻予測部１３の各構成についても、図５に示すハードウェア構成により実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、列車側の車上制御システム９が、自列車の踏切到着通過時刻を予測することとした。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができ、かつ、多くの列車が同時期に踏切３を通過する場合の踏切到着通過時刻を予測する処理を各列車に分散することで、踏切制御装置１ａの処理負荷を低減することができる。

実施の形態３．
実施の形態１，２では、踏切制御装置１，１ａが１つの踏切３の踏切遮断時間を短縮する制御について説明した。実施の形態３では、複数の踏切を対象にして踏切遮断時間を短縮する制御を行う場合について説明する。踏切制御装置１，１ａで踏切制御は同じため、踏切制御装置１において、５つの踏切を対象にする場合について説明する。

踏切制御装置１では、５つの各踏切に、線路と交差する道路の通行量などに基づいて優先度を設定しておく。踏切制御装置１のタイミング算出部１４は、５つの踏切のうち３つの踏切が遮断する場合、３つの踏切のうち優先度の高い踏切を対象にして実施の形態１と同様の踏切遮断時間を短縮する制御を行う。

タイミング算出部１４では、各踏切に優先度を付けて踏切遮断時間を短縮する制御を行うことで、優先度の低い踏切よりも優先度の高い踏切について優先的に踏切遮断時間を短縮する制御ができるため、通行量の多い踏切の踏切遮断時間を優先的に短縮して、通行量の多い道路での渋滞を低減することができる。

また、他に、踏切制御装置１では、各踏切の合計踏切遮断時間に基づいて踏切制御を行う方法がある。踏切制御装置１のタイミング算出部１４は、５つの踏切が遮断する場合、実施の形態１と同様の処理により、各列車の踏切到着通過時刻から遮断開始終了タイミングを求めて踏切遮断時間を求める処理を５つの踏切について行う。タイミング算出部１４は、５つの踏切の踏切遮断時間の合計値である合計踏切遮断時間を算出する。そして、タイミング算出部１４は、複数の列車のいずれかを次駅到着時刻が遅延しない範囲で遅延させ、合計踏切遮断時間を短縮する制御を行う。

タイミング算出部１４では、各踏切と交差する道路の通行量に差異が無い場合、踏切制御装置１が制御対象とする複数の踏切での合計踏切遮断時間を短縮する制御を行うことで、対象の踏切が設置されている地域全体での渋滞を低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、踏切制御装置１は、複数の踏切を対象にして踏切遮断時間を短縮する踏切制御を行うこととした。これにより、通行量の多い道路または踏切が設置されている地域全体での渋滞を低減することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，１ａ 踏切制御装置、２ 運行管理システム、３ 踏切、４，５ 列車、６ 地上無線基地局、７ 車上無線装置、８ 車上制御装置、９ 車上制御システム、１０ 踏切制御システム、１１ 列車情報取得部、１２，１２ａ，１２ｂ 踏切制御データベース、１３ 時刻予測部、１４ タイミング算出部、１５ 運行情報取得部、１６ 制御指令出力部。

Claims (20)

1. 列車の踏切到着時刻および踏切通過時刻から、踏切が遮断する期間を示す遮断開始終了タイミングを算出する際に用いる余裕時間の情報を保持する記憶部と、
   運行管理システムから前記列車の運行スケジュールであるダイヤ情報および前記列車の走行実績情報を含む運行情報を取得する運行情報取得部と、
   前記列車の前記踏切到着時刻および前記踏切通過時刻、および前記余裕時間を用いて前記遮断開始終了タイミングを算出し、複数の列車の遮断開始終了タイミングを算出した結果、前記複数の列車の遮断開始終了タイミングから求められる前記踏切の踏切遮断時間が規定された遮断時間閾値より大きい場合、前記運行情報取得部経由で取得した前記踏切に先着する先着列車の運行情報に含まれる前記列車の前記踏切より手前の駅からの駅間走行の余裕時間の情報と、前記先着列車の遅れ時間の情報との比較結果に基づいて、前記先着列車について前記踏切到着時刻を遅延させても次駅到着時刻が遅延しないと判断したときは前記先着列車の速度抑制を決定するタイミング算出部と、
   を備えることを特徴とする踏切制御装置。
2. 前記タイミング算出部は、前記先着列車へ制限速度により速度抑制を指示する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の踏切制御装置。
3. 前記タイミング算出部は、前記先着列車へ走行パターンにより速度抑制を指示する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の踏切制御装置。
4. 前記タイミング算出部は、複数の踏切を対象にする場合、各踏切の優先度に基づいて優先度の高い踏切の踏切遮断時間を短縮する制御を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の踏切制御装置。
5. 前記タイミング算出部は、複数の踏切を対象にする場合、各踏切の踏切遮断時間の合計時間である合計踏切遮断時間を短縮する制御を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の踏切制御装置。
6. 前記タイミング算出部は、前記複数の列車の遮断開始終了タイミングを算出した結果、前記複数の列車の遮断開始終了タイミングから求められる前記踏切の踏切遮断時間が規定された遮断時間閾値以下である場合には、前記先着列車の速度抑制を行わない、
   ことを特徴とする請求項１に記載の踏切制御装置。
7. 前記記憶部は、前記踏切の踏切設置位置の情報を含む踏切情報を保持し、
   さらに、
   前記列車から取得した前記列車の列車位置情報、列車長情報および列車速度情報、前記記憶部が保持する前記踏切情報に基づいて、前記列車の前記踏切到着時刻および前記踏切通過時刻を予測する時刻予測部、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の踏切制御装置。
8. 前記時刻予測部は、前記列車の列車位置から前記踏切設置位置までの経路に設定された制限速度に基づいて前記踏切到着時刻および前記踏切通過時刻を予測する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の踏切制御装置。
9. 前記時刻予測部は、前記列車の列車位置から前記踏切設置位置までの経路に設定された走行パターンに基づいて前記踏切到着時刻および前記踏切通過時刻を予測する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の踏切制御装置。
10. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の踏切制御装置と、
    自列車の列車位置情報、列車長情報および列車速度情報を出力する車上制御装置、踏切の踏切設置位置の情報を含む踏切情報を保持する記憶部、および、前記車上制御装置から取得した自列車の前記列車位置情報、前記列車長情報および前記列車速度情報、前記記憶部が保持する前記踏切情報に基づいて、自列車の踏切到着時刻および踏切通過時刻を予測する時刻予測部、を備え、前記時刻予測部は、前記自列車の列車位置から前記踏切設置位置までの経路に設定された制限速度に基づいて前記踏切到着時刻および前記踏切通過時刻を予測する車上制御システムと、
    を備えることを特徴とする踏切制御システム。
11. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の踏切制御装置と、
    自列車の列車位置情報、列車長情報および列車速度情報を出力する車上制御装置、踏切の踏切設置位置の情報を含む踏切情報を保持する記憶部、および、前記車上制御装置から取得した自列車の前記列車位置情報、前記列車長情報および前記列車速度情報、前記記憶部が保持する前記踏切情報に基づいて、自列車の踏切到着時刻および踏切通過時刻を予測する時刻予測部、を備え、前記時刻予測部は、前記自列車の列車位置から前記踏切設置位置までの経路に設定された走行パターンに基づいて前記踏切到着時刻および前記踏切通過時刻を予測する車上制御システムと、
    を備えることを特徴とする踏切制御システム。
12. タイミング算出部が、列車の踏切到着時刻および踏切通過時刻、および、前記踏切到着時刻および前記踏切通過時刻から踏切が遮断する期間を示す遮断開始終了タイミングを算出する際に用いる余裕時間を用いて前記遮断開始終了タイミングを算出するタイミング算出ステップと、
    前記タイミング算出部が、複数の列車の遮断開始終了タイミングを算出した結果、前記複数の列車の遮断開始終了タイミングから求められる前記踏切の踏切遮断時間が規定された遮断時間閾値より大きいか判定する踏切遮断時間判定ステップと、
    前記タイミング算出部が、前記踏切の踏切遮断時間が前記遮断時間閾値より大きい場合、運行情報取得部経由で前記踏切に先着する先着列車の運行スケジュールであるダイヤ情報および前記列車の走行実績情報を含む運行情報を取得する先着列車運行情報取得ステップと、
    前記タイミング算出部が、前記先着列車の前記運行情報に含まれる前記列車の前記踏切より手前の駅からの駅間走行の余裕時間の情報と、前記先着列車の遅れ時間の情報との比較結果に基づいて、前記先着列車について前記踏切到着時刻を遅延させても次駅到着時刻が遅延しないと判断したときは前記先着列車の速度抑制を決定する速度抑制決定ステップと、
    を含むことを特徴とする踏切遮断時間短縮方法。
13. さらに、
    前記タイミング算出部が、前記先着列車へ制限速度により速度抑制を指示する速度抑制指示ステップ、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の踏切遮断時間短縮方法。
14. さらに、
    前記タイミング算出部が、前記先着列車へ走行パターンにより速度抑制を指示する速度抑制指示ステップ、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の踏切遮断時間短縮方法。
15. 前記速度抑制決定ステップでは、前記タイミング算出部が、複数の踏切を対象にする場合、各踏切の優先度に基づいて優先度の高い踏切の踏切遮断時間を短縮する制御を行う、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の踏切遮断時間短縮方法。
16. 前記速度抑制決定ステップでは、前記タイミング算出部が、複数の踏切を対象にする場合、各踏切の踏切遮断時間の合計時間である合計踏切遮断時間を短縮する制御を行う、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の踏切遮断時間短縮方法。
17. 前記タイミング算出部が、前記踏切遮断時間判定ステップにおいて、前記複数の列車の遮断開始終了タイミングを算出した結果、前記複数の列車の遮断開始終了タイミングから求められる前記踏切の踏切遮断時間が規定された遮断時間閾値以下である場合には、前記速度抑制決定ステップにおいて、前記先着列車の速度抑制を行わない、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の踏切遮断時間短縮方法。
18. さらに、
    時刻予測部が、前記列車から取得した前記列車の列車位置情報、列車長情報および列車速度情報、記憶部が保持する前記踏切の踏切設置位置の情報を含む踏切情報に基づいて、前記列車の前記踏切到着時刻および前記踏切通過時刻を予測する時刻予測ステップ、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の踏切遮断時間短縮方法。
19. 前記時刻予測ステップでは、前記時刻予測部が、前記列車の列車位置から前記踏切設置位置までの経路に設定された制限速度に基づいて前記踏切到着時刻および前記踏切通過時刻を予測する、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の踏切遮断時間短縮方法。
20. 前記時刻予測ステップでは、前記時刻予測部が、前記列車の列車位置から前記踏切設置位置までの経路に設定された走行パターンに基づいて前記踏切到着時刻および前記踏切通過時刻を予測する、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の踏切遮断時間短縮方法。

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