JP6297511B2

JP6297511B2 - 運行管理システム及び運行管理方法

Info

Publication number: JP6297511B2
Application number: JP2015015521A
Authority: JP
Inventors: 祐三前島; 雅則工藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2035-01-29
Also published as: CN105835911B; CN105835911A; JP2016137876A

Description

本発明は、運行管理システム及び運行管理方法に関し、特に、都市交通に適用するトラム、ライトレールと呼ばれる比較的狭い地域における輸送手段である路面電車に適用して好適なるものである。

従来から、都市内などの比較的狭い地域における輸送手段の一つとして路面電車がある。路面電車はトラムやライトレールなどとも呼ばれ、地下鉄やモノレールに比べて導入コストが安価であり、路面電車用の軌道を走行するため、周囲を走行する自動車などの交通手段から比較的影響を受けにくい交通手段である。最近では、このような路面電車は、自動車や路線バスとの連携により交通渋滞緩和が期待され、日本を含めて世界各国で導入が進んでいる。

上記した路面電車では、自動列車制御が行われておらず、列車の安全運行は運転士により担保されている。そこで、安全性の観点から、任意の列車に対して列車接近警報を報知することが重要となる。例えば、特許文献１には、列車接近警報を自動出力する方法が開示されている。具体的に、特許文献１では、列車制御装置において、速度発電機を用いて列車位置を検知し、地上子と車上子とが対向して結合したときにその検知された列車位置を補正しているが、当該補正に伴う列車間隔が急変しないように制御している。

特開２００３−２４６２６９号公報

しかし、上記した路面電車のように、列車の安全運行が運転士に委ねられている場合には、列車間の分岐の存在や、列車長と列車の方向などを考慮して列車接近警報を放置する必要があるが、上記した特許文献１では、分岐器の開通方向情報と列車長と列車の方向などは考慮されておらず、車間距離の計測の精度が十分ではなく、列車の安全運行が担保されない場合があるという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、車両の接近をより精度よく検知することが可能な運行管理システム及び運行管理方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するために本発明においては、所定区間に備えられた複数の地上子と、複数の車両に搭載され、前記地上子を通過する際に前記地上子と通信を行う車上装置と、を備えた運行管理システムであって、前記地上子間の距離情報、前記地上子と前記車両との相対距離情報、及び前記車両の列車長に基づいて、前記複数の車両間の接近距離を算出し、自列車と前記自列車の前方直近列車とが同方向である場合に、前記地上子間の距離情報と、前記地上子と前記前方直近列車との相対距離情報とを加算し、前記地上子と前記自列車との相対距離情報と、前記前方直近列車の列車長とを減算して、前記自列車と前記前方直近列車との接近距離を算出し、前記算出された接近距離が、予め許容される前記自列車と前記前方直近列車との接近距離である許容車間距離以下である場合に、前記自列車と前記前方直近列車とで、異なる種類の警報を報知することを特徴とする、運行管理システムが提供される。

かかる課題を解決するために本発明においては、所定区間に備えられた複数の地上子と、複数の車両に搭載され、前記地上子を通過する際に前記地上子と通信を行う車上装置と、を備えた運行管理システムにおける運行管理方法であって、自列車と前記自列車の前方直近列車が同方向であるかを判定するステップと、前記自列車と前記自列車の前方直近列車が同方向である場合に、前記地上子間の距離情報、前記地上子と前記車両との相対距離情報、及び前記車両の列車長に基づいて、前記複数の車両間の接近距離を算出するステップと、自列車と前記自列車の前方直近列車とが同方向である場合に、前記地上子間の距離情報と、前記地上子と前記前方直近列車との相対距離情報とを加算し、前記地上子と前記自列車との相対距離情報と、前記前方直近列車の列車長とを減算して、前記自列車と前記前方直近列車との接近距離を算出するステップと、前記算出された接近距離が、予め許容される前記自列車と前記前方直近列車との接近距離である許容車間距離以下である場合に、前記自列車と前記前方直近列車とで、異なる種類の警報を報知するステップと、を含むことを特徴とする、運行管理方法が提供される。

本発明によれば、車両の接近をより精度よく検知して、安全性の高い列車システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る運行管理システムの装置構成の概略図を示す概念図である。同実施形態にかかる列車接近警報報知処理の処理手順を示すフローチャートである。同実施形態にかかる分岐が存在していない場合の路面電車の走行に伴う中央装置の動作を説明する概念図である。同実施形態にかかる分岐が存在している場合の路面電車の走行に伴う中央装置の動作を説明する概念図である。同実施形態にかかる分岐が存在している場合の路面電車の走行に伴う中央装置の動作を説明する概念図である。同実施形態にかかる前方直近列車が自列車と同方向と判定された場合の車間距離の算出方法を示す概念図である。同実施形態にかかる前方直近列車が自列車と逆方向と判定された場合の車間距離の算出方法を示す概念図である。同実施形態にかかる車上装置の表示端末に表示される表示例を示す概念図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

本発明の実施の形態の一例である運行管理システムでは、地上装置は、地上子等から受信する距離情報に基づき、在線する列車の現在位置を把握し、列車長や分岐器の開通方向等を考慮して、複数列車間と接近を検知する機能を有する。これにより、中央指令室にある指令端末や任意の列車の車上装置に警報を報知し、運転士や指令員に列車接近を知らせることができる。特に、運転士により列車の制御を行う路面電車などでは、既存の運行管理システムを用いて、従来は考慮されていなかった先行列車に対しても接近警報を報知することが可能になる。このため、新たに設備を整えるコストを発生させず、前方列車の接近も注意喚起して、安全性を向上させることが可能となる。

以下、本発明の運行管理システムの一実施の形態について図面を参照して説明する。以下の実施の形態は、本発明の具体例を示すものであり、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略することがある。

図１は、本実施の形態の運行管理システムの装置構成の概略図を示す。図１では、特に、路面電車の分岐の一例である２差路分岐区間が存在する場合について説明する。

地上装置５０は、ＣＰＵおよびメモリ等の情報処理資源を備えている。ＣＰＵは、演算処理装置として機能し、メモリに記憶されているプログラムや演算パラメータ等にしたがって、地上装置５０の動作を制御する。

また、地上装置５０は、車上装置１１と情報データを送受信する伝送装置を備え、地上子２０〜２２と接続されている。地上装置５０の伝送装置は、路面電車１０に搭載された車上装置１１から送信される地上子相対距離情報を受信する。地上子２０〜２２は、所定の閉塞区間に敷設された車上装置１１と伝送可能なループコイルであって、狭域の無線伝送手段である。地上子相対距離情報は、在線列車と地上子間との距離情報である。

車上装置１１から送信される地上子相対距離情報は、無線通信装置６０を介して地上装置５０に送信される。すなわち、地上装置５０の伝送装置は、地上子２０を介して地上子２０の直上に位置する車上装置１１の情報を受信したり、無線通信装置６０を介して車上装置１１の前後数メートルの範囲の情報を受信したりする。

車上装置１１は、地上子２０の直上だけでなく、前後数メートルの範囲で地上装置５０側へ情報を伝達する機能を有する。前後数メートルの範囲で地上装置５０に車上装置１１から地上子相対距離情報を送信する場合は、車上装置１１から無線通信装置６０を介して地上装置５０に送信される。

地上装置５０は、車上装置１１から伝送された地上子相対距離情報から、列車がある閉塞区間に在線することを検知したり、該閉塞区間に他の列車が走行または停止していないかを検知したりする。

また、本実施の形態では、地上子相対距離情報に、自列車前方の分岐の情報である進路開通方向情報が考慮された在線位置情報であってもよい。ただし、分岐のない区間等、進路開通方向情報の必要ない場合は、地上子相対距離情報として進路開通方向情報を考慮しなくてもよい。

なお、図１に示す路面電車１２及び路面電車１４も、路面電車１０と同様の構成を有している。また、路面電車１０、路面電車１２及び路面電車１４を単に列車１０と称して説明する場合もある。また、路面電車１０を自列車１０、自列車１０の進行方向に位置する列車１２を定位方向の列車１２、分岐点４０の先に位置する列車１４を反位方向の列車１４と称する場合もある。

中央装置７１は、ＣＰＵおよびメモリ等の情報処理資源を備えている。ＣＰＵは、演算処理装置として機能し、メモリに記憶されているプログラムや演算パラメータ等にしたがって、中央装置７１の動作を制御する。

また、中央装置７１は、表示画面を表示させる表示端末７２と接続しており、表示画面に地上装置５０の状態や制御結果を表示する。また、中央装置７１は、ログの蓄積機構を有しており、仮に事故などが発生した場合には、蓄積されたログの情報をもとに、過去に遡って列車位置情報を検証することができる。

中央装置７１は、無線通信装置６０と接続されており、無線通信装置６０を介して、列車位置情報が路面電車１０から中央装置７１に伝送される。

次に、図２を参照して、中央装置７１における列車接近警報報知処理について説明する。図２は、中央装置７１の列車接近警報報知処理を示すフローチャートである。なお、図２に示す列車接近警報報知処理は、中央装置７１ではなく、車上装置１１または地上装置５０で実行されてもよいし、各装置が連携して列車接近警報報知処理を実行してもよい。以下では、中央装置７１を主語として説明するが、実際には、プログラムに基づいて中央装置７１のＣＰＵが以下の処理を実行する。

図２に示すように、中央装置７１は、地上装置５０から伝送される地上子相対距離情報に基づいて、自列車の近くに在線列車があるかを判定する（Ｓ１０１）。具体的に、中央装置７１は、地上子相対距離情報をもとに、自列車の位置する閉塞区間に自列車以外の列車が侵入しているかを判定する。

ステップＳ１０２において、該当する閉塞区間に分岐がある場合には、中央装置７１は、自列車前方の進路開通方向情報を考慮した在線位置情報も考慮して、自列車の近くに在線列車があるかを判定する。すなわち、該当する閉塞区間に分岐が含まれている場合には、自列車の進路方向が分岐の定位方向なのか反位方向なのかを判定し、閉塞区間内の進路方向に自列車以外の列車が侵入しているかを判定する。

ステップＳ１０１において、自列車の近くに在線列車あると判定された場合には、中央装置７１は、自列車と前方直近列車との車間距離を取得する（Ｓ１０２）。ステップＳ１０３における車間距離の算出方法については、後で詳細に説明する。

一方、ステップＳ１０３において、自列車の近くに在線列車がないと判定された場合には、中央装置７１は、処理を終了する。

中央装置７１は、ステップＳ１０３において自列車と前方直近列車との車間距離を取得した後、車上装置１１から無線通信装置６０を介して受信した在線情報から、前方直近列車は自列車と同方向かを判定する（Ｓ１０３）。

ステップＳ１０３において、前方直近列車が自列車と同方向と判定された場合には、中央装置７１は、前方直近列車との車間距離に列車長を補正する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４における列車長の補正については、後で詳細に説明する。

ステップＳ１０３において、前方直近列車が自列車と同方向ではない、すなわち、前方直近列車が自列車と逆方向と判定された場合には、中央装置７１は、ステップＳ１０５の処理を実行する。

ステップＳ１０５において、中央装置７１は、前方直近列車は許容車間距離内かを判定する（Ｓ１０５）。ステップＳ１０６において、自列車の速度または先行列車の速度、または自列車と先行列車の相対速度に応じて、許容車間距離を算出し、許容車間距離を決定してもよい。なお、許容車間距離は、安全上好ましい車間距離として予め定めても良いし、上述の速度・相対距離等によって適宜変更させてもよい。

ステップＳ１０５において、前方直近列車が許容車間距離内に位置していると判定された場合には、中央装置７１は、自列車及び先行列車の表示端末のいずれか、または全てに接近警報を報知した後（Ｓ１０６）、処理を終了する。

一方、ステップＳ１０６において、前方直近列車が許容車間距離内に位置していないと判定された場合には、中央装置７１は、処理を終了する。

次に、図３〜５を参照して、路面電車１０の走行に伴う中央装置７１の動作について説明する。図３は、路面電車１０と路面電車１２との間に分岐が存在していない場合を示す。図４及び図５は、路面電車１０と路面電車１２との間に分岐が存在している場合を示す。

図３に示すように、路面電車１０と路面電車１２との間に分岐が存在していない場合には、上記したステップＳ１０１において、自列車の先頭から許容車間距離の範囲内に列車が在線しているかを検知する。自列車の先頭から許容車間距離の範囲内に列車が在線している場合には、自列車及び許容車間距離の範囲内にいる前方直近列車に警報を報知する。但し、既に接近警報が報知済であったとしても、継続して列車の間隔が許容車間距離以下の場合には、双方の列車に対して周期的に列車接近警報を報知する。

また、図４に示すように、路面電車１０と路面電車１２との間に分岐が存在している場合には、各路面電車の進路の方向を考慮して、前方に他の列車があるかを検知する。進路が定位方向の場合、定位方向の列車との距離が、許容車間距離内であるか監視する。但し、反位方向の列車との距離が、許容車間距離内であっても列車接近として検知しない。

また、図５に示すように、路面電車１０と路面電車１２との間に分岐が存在している。この時、各路面電車の進路の方向を考慮して、前方に他の列車があるかを検知する。進路が反位方向の場合、反位方向の列車との距離が、許容車間距離内であるか監視する。但し、定位方向の列車との距離が、許容車間距離内であっても列車接近として検知しない。

図６に、前方直近列車が自列車と同方向と判定された場合の列車長の補正方法を示す。図６に示すように、地上子間距離（地上子２０と地上子２１との距離）をＬ４、自列車（路面電車１０）の地上子相対距離（ａ）−（ｂ）間の距離をＬ１、前方直近列車（路面電車１２）の地上子相対距離（ｄ）−（ｅ）間の距離Ｌ３、前方直近列車長Ｌ５としている。

図２のステップＳ１０３において取得される車間距離Ｌ（図示せず）は、以下の式（１）で算出される。

そして、図２のステップＳ１０５における補正後の車間距離は、以下の式（２）で算出される。

すなわち、上記式（１）では、車間距離を算出する際に、路面電車１２の列車長が考慮していないため、算出された車間距離Ｌは、路面電車１０の進行方向の先端と路面電車１２の進行方向の先端との長さ（Ｌ２＋Ｌ５）となっている。しかし、自列車と前方直近列車との実際の車間距離Ｌ２は、自列車の進行方向の先端と前方直近列車の後端との距離である。したがって、式（２）で示すように、式（１）から前方直近列車の列車長Ｌ５を減算することにより、路面電車１０と路面電車１２との車間距離を正しく算出することが可能となる。

例えば、前方直近列車長Ｌ５が１２０ｍで、車間距離Ｌ２が６０ｍ以下の場合に警報を報知するとする。この場合、上記式（１）で算出される車間距離Ｌは、前方直近列車長Ｌ５が考慮されていないため、前方直近列車長Ｌ５の１２０ｍに実際の車間距離が加算された値となる。したがって、例えば車間距離Ｌが２００ｍであり、警報を報知する値である６０ｍ以上であったとしても、実際の車間距離Ｌ２は、４０ｍ（２００ｍ−１２０ｍ）であり、６０ｍ以下となってしまう。そこで、本実施の形態では、上記式（２）で示すように、実際の車間距離として前方直近列車長Ｌ５を考慮することにより、正しい車間距離Ｌ２を算出して、安全確保に必要なタイミングで警報を報知することが可能となる。

図７に、前方直近列車が自列車と逆方向の場合の列車長を示す。図７に示すように、地上子間距離Ｌ４、自列車（路面電車１０）の地上子相対距離（ａ）−（ｂ）間の距離Ｌ１、前方直近列車（路面電車１２）の地上子相対距離（ｄ）−（ｃ）間の距離Ｌ３としている。

図２のステップＳ１０３において取得される車間距離は、以下の式（３）で算出される。

図７に示したように、前方直近列車が自列車と逆方向の場合には、列車長を考慮する必要がないため、上記式（３）により路面電車１０と路面電車１２との車間距離を正しく算出することができる。

なお、本発明では、複数の車両からなる列車の場合に、列車間の距離をより正確に算出することができるが、１つの車両からなる列車であっても、上記式（２）及び式（３）により車間距離を正しく算出できる。１つの車両からなる列車の場合、列車長と車両長は同義である。

次に、図８を参照して、車上装置１１の表示端末に表示される表示例について説明する。図８の表示例８０Ａに示すように、表示端末の表示画面には、列車間距離表示８０１、警報表示８０２、前方表示８０３及び後方表示８０４が含まれる。

列車間距離表示８０１は、自列車前方の直近列車、または、自列車後方の直近列車との車間距離を表示する。警報表示８０２は、車間距離が予め設定された距離以下になった場合に、運転士に列車の接近を注意喚起するための警報を表示する。前方表示８０３は、列車の接近が前方であることを示す。後方表示８０４は、列車の接近が公報であることを示す。

例えば、表示例８０Ｂは、自列車の前方に直近列車が接近している場合を示す。表示例８０Ｂに示すように、自列車と直近列車との車間距離が列車間距離表示８０１として表示され、警報表示８０２及び前方表示８０３が点灯される。

また、表示例８０Ｃは、自列車の後方に直近列車が接近している場合を示す。表示例８０Ｃに示すように、自列車と直近列車との車間距離が列車間距離表示８０１として表示され、警報表示８０２及び後方表示８０４が点灯される。

上記したように、表示端末に表示例８０Ｂまたは表示例８０Ｃを表示させることにより、運転士に列車の接近を注意喚起することができる。図８の表示例では、列車間距離表示８０１、警報表示８０２、前方表示８０３及び後方表示８０４が表示されるが、すべてを表示せずとも、列車間距離表示８０１のみや、警報表示８０２のみや、前方表示８０３または後方表示８０４のいずれかのみを表示させてもよい。

また、上記実施の形態では、表示端末の表示を点灯させることにより運転士に注意喚起しているが、音声出力により警報を報知するようにしてもよい。例えば、直近列車が接近したことを検知した場合に、警報音声を出力した後に、前方後方かの情報や、車間距離の情報を音声出力するようにしてもよい。

また、同じ進行方向に走行中の２列車が接近した場合、後続列車のみに先行列車に接近していることを報知して、後続列車の車上装置に停車制御を促す表示をしてもよい。また、先行列車と後続列車のいずれにも列車の接近を報知して、両列車の車上装置に停車制御を促してもよい。また、先行列車と後続列車のいずれにも列車の接近を報知して、後続列車には停止制御を促す表示をし、先行列車には接近を回避するために加速制御を促す表示をするなど、列車によって異なる種類の警報を表示してもよい。例えば、先行列車が加速した場合には、後続列車のブレーキを少なく済ませることができる。

また、運行上は、混乱を生じさせないために、接近報知を行わずに通常運行を行うことが望ましい。そのため、各列車の走行区間、乗車率、速度、相対速度やその変化率（加速度、相対加速度）、走行する向き、加減速性能または列車種別などの少なくとも１つから、安全面や運行面から停止・加速制御の比較的容易な列車を選択し、列車が接近する前に該当する車両に予備的に警報を報知してもよい。また、２つの列車の双方に予備的な警報を報知せずとも、上述の各列車の走行区間、乗車率等を元に、一方の列車にのみ報知して接近を回避させることにより、他方の列車への接近報知をせずに済ませることが可能となる。

また、閉塞区間毎に警報を報知するタイミングを変えてもよい。例えば、所定の閉塞区間のうち、直線区間は見通しがよいが、カーブ区間は見通しが悪いため、カーブ区間では直線区間よりも列車を安全に加減速することが困難となる。この場合、カーブ区間で警報を報知する場合には、直線区間で警報を報知する場合よりも早く警報を報知させるようにしてもよい。また加減速性能の低い車両の場合には、性能の高い車両よりも早く警報を報知させるようにしてもよい。なお、カーブ区間の有無や、車両の性能などに応じて、上記した許容車間距離を算出したり補正したりしてもよい。

上記したように、本実施の形態によれば、列車の接近を警報する際に、車両の接近をより精度よく検知することが可能である。また、接近する列車のうちいずれかの列車、または両列車に警報を報知することで、より安全性の高いシステムを提供することができる。

以上、本発明の列車接近警報機能を有する運行管理システム及び地上装置の実施の形態について説明した。上記実施の形態は、本発明の具体例を示すものであり、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。

１０、１２、１４路面電車
１１、１３、１５車上装置
２０、２１、２２地上子
４０分岐器
５０地上装置
６０無線通信装置
７０運行管理システム
７１中央装置
７２表示端末

Claims

所定区間に備えられた複数の地上子と、
複数の車両に搭載され、前記地上子を通過する際に前記地上子と通信を行う車上装置と、
を備えた運行管理システムであって、
前記地上子間の距離情報、前記地上子と前記車両との相対距離情報、及び前記車両の列車長に基づいて、前記複数の車両間の接近距離を算出し、
自列車と前記自列車の前方直近列車とが同方向である場合に、前記地上子間の距離情報と、前記地上子と前記前方直近列車との相対距離情報とを加算し、前記地上子と前記自列車との相対距離情報と、前記前方直近列車の列車長とを減算して、前記自列車と前記前方直近列車との接近距離を算出し、
前記算出された接近距離が、予め許容される前記自列車と前記前方直近列車との接近距離である許容車間距離以下である場合に、前記自列車と前記前方直近列車とで、異なる種類の警報を報知する
ことを特徴とする、運行管理システム。
前記自列車と前記自列車の前方直近列車との間に分岐器があり、該分岐器の開通方向に前記前方直近列車がある場合に、
前記自列車と前記前方直近列車との接近距離を算出する
ことを特徴とする、請求項１に記載の運行管理システム。
前記算出された接近距離が、予め許容される前記自列車と前記前方直近列車との接近距離である許容車間距離以下である場合に、
他の車両が接近していることを示す接近警報を報知する
ことを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれかに記載の運行管理システム。
前記報知される接近警報をもとに、前記自列車または前記前方直近列車の運転士により列車の運転が制御される
ことを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれかに記載の運行管理システム。
前記算出された接近距離が、予め許容される前記自列車と前記前方直近列車との接近距離である許容車間距離以下である場合に、
前記自列車と前記前方直近列車のいずれか一方に接近警報を報知する
ことを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれかに記載の運行管理システム。
前記自列車と前記前方直近列車の走行区間、乗車率、速度、加速度、走行する向き、加減速性能、または列車種別の少なくともいずれかに基づいて、前記接近警報を報知する列車を選択する
ことを特徴とする、請求項５に記載の運行管理システム。
前記車上装置の表示端末に、前記他の車両が接近していることを示す接近警報を含む接近警報画面を表示させる
ことを特徴とする、請求項３に記載の運行管理システム。
前記接近警報画面に、前記接近警報とともに、他の車両との車間距離、及び、接近車両との位置関係を示す情報を表示させる
ことを特徴とする、請求項７に記載の運行管理システム。
所定区間に備えられた複数の地上子と、複数の車両に搭載され、前記地上子を通過する際に前記地上子と通信を行う車上装置と、を備えた運行管理システムにおける運行管理方法であって、
自列車と前記自列車の前方直近列車が同方向であるかを判定するステップと、
前記自列車と前記自列車の前方直近列車が同方向である場合に、前記地上子間の距離情報、前記地上子と前記車両との相対距離情報、及び前記車両の列車長に基づいて、前記複数の車両間の接近距離を算出するステップと、
自列車と前記自列車の前方直近列車とが同方向である場合に、前記地上子間の距離情報と、前記地上子と前記前方直近列車との相対距離情報とを加算し、前記地上子と前記自列車との相対距離情報と、前記前方直近列車の列車長とを減算して、前記自列車と前記前方直近列車との接近距離を算出するステップと、
前記算出された接近距離が、予め許容される前記自列車と前記前方直近列車との接近距離である許容車間距離以下である場合に、前記自列車と前記前方直近列車とで、異なる種類の警報を報知するステップと、
を含むことを特徴とする、運行管理方法。