JP6479069B2 - 信号機建植位置決定システムおよび信号機建植位置決定方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、信号機建植位置決定システムおよび信号機建植位置決定方法に関する。

鉄道会社の列車運行計画を支援するための装置として、信号機の位置の変更、追加、削除といった操作を受け付けて、変更（追加、削除を含む）後の信号機に関する時隔曲線を計算して表示するといった装置がある。信号機の位置を変更したり、追加したり、削除したりすることの目的は、時隔値をより小さいものにすることである。時隔値を小さくすることは、列車の運行密度の増大につながり、輸送力を増加することができる。

例えば、特許文献１の装置のように、作成済みの信号機データに基づいて時隔曲線を計算して画面に表示する装置がある。この装置は、信号機の位置を変更したり、追加したり、削除したりしたときに、時隔曲線を再計算して表示することができる。つまり、この装置は、利用者が信号機の位置を決めた状態で時隔曲線を計算して表示する。利用者は、表示された時隔曲線から信号機の位置の良し悪しを判断し、再検討が必要と判断した場合、信号機の位置を変更する。信号機の位置を変更すると、時隔値が再計算されて時隔曲線が表示されるので、利用者は、表示された時隔曲線から信号機の位置の良し悪しを改めて判断する。この装置においては、このような作業の繰り返しにより、利用者が望ましいと判断する信号機の位置が決定される。

また、特許文献２の装置のように、利用者が信号機位置を決めるのではなく、前方の信号機の位置を基点とし、基点となる第１の信号機から次に設置されるべき後方の第２の信号機までの距離を算出して、信号機の位置を決定する装置がある。より詳細には、この装置は、第２の信号機が低速現示へ遷移した場合にその低速現示の制限速度以下に減速するための制動距離を基に、第１の信号機から第２の信号機までの距離を算出して、第２の信号機の位置を決定する。この装置は、決定した信号機を次の基点として、さらに次の信号機の位置を決定するという処理を繰り返すことで、信号機の位置を自動的に決定する。また、この装置は、決定した信号機の位置に関する時隔値を計算し、目標とする時隔になっていない場合、位置を決めた信号機と基点となる信号機との間に新しい信号機を追加する。

特許第２８５７５５７号公報 特許第３１７９９７９号公報

ところで、特許文献１の装置では、信号機の位置の変更、追加、削除による時隔値への影響は自明なものでないため、必ずしも信号機の位置の変更、追加、削除による効果が、時隔値を有利にするばかりではなく、かえって不利な値を生じさせる場合がある。そのため、利用者の経験に基づき、試行錯誤による検討を繰り返す必要があり、多大な労力と時間を要する。また、利用者の経験に基づいた試行錯誤が必要という特性から、利用者は、信号機の位置を決定するための知識や経験を有する専門家に限られる。すなわち、利用者には高いスキルが求められる。また、専門家であっても、保持する知識や経験は人により異なるため、利用者ごとに異なる検討結果が生じて、得られる結果の品質にばらつきが生じ得る。また、あらかじめ信号機の位置を決めておいた状態で時隔計算を行う必要があるため、信号機が存在しない新しい路線では、信号機の位置の検討ができない。

一方、特許文献２の装置では、基点の信号機の位置から、低速現示に対する制動距離を求め、制動距離を信号機間の間隔として次の信号機の位置を算出しているが、現在のディジタル化された信号機では低速現示という概念がなく、停止目標に対する制動曲線が信号となるディジタル化された信号機には利用できない。仮にディジタル化された信号機に利用した場合、制動距離を信号機の間隔とすると、信号機の間隔が大きくなるため時隔値が大きくなってしまう。また、現示速度の差に対するブレーキ距離により信号機位置を求めるため、目標とする時隔値に対して最適な配置にはならず、ある場合には必要以上に多くの数の信号機を作成し、初期投資や保守の費用が大きくなってしまう。さらに、時隔値を満たさない場合は信号機と信号機との間に新しい信号機を追加する処理により、区間全体に対する時隔値を縮小する効果に対して、信号機数が増えることによる悪影響が生じるため、やはり初期投資や保守の費用が大きくなってしまう。

本発明が解決しようとする課題は、人力による信号機の位置の検討の繰り返し等を必要とすることなく、目標とする時隔値を実現するための信号機の配置を効率的に決定することができる信号機建植位置決定システムおよび信号機建植位置決定方法を提供することである。

実施形態によれば、信号機建植位置決定システムは、取得手段と、建植位置決定手段と、を具備する。前記取得手段は、出発駅または到着駅における先行列車と続行列車との時間的な間隔として指定される目標時隔値と、距離と速度とを座標軸とする列車の運転曲線に関する運転曲線情報と、前記運転曲線に対応する、距離と時間とを座標軸とする列車の先頭位置の時間曲線および列車の終端位置の時間曲線に関する時間曲線情報と、線路に関する線路情報と、列車の性能に関する列車性能情報とを取得する。前記建植位置決定手段は、第１の信号機の位置を基準として列車の進行方向とは逆の方向に建植する第２の信号機の位置を決定するものである。前記建植位置決定手段は、前記先行列車の前記終端位置の時間曲線と、前記続行列車の前記先頭位置の時間曲線とを、前記出発駅または前記到着駅において前記目標時隔値分の間隔となるように配置し、前記先行列車の前記終端位置の時間曲線に基づき、前記先行列車の終端が前記第１の信号機の地点に位置する第１の時刻を取得し、前記続行列車の前記先頭位置の時間曲線に基づき、前記第１の時刻において前記続行列車の先頭が位置する第１の位置を取得すると共に、前記続行列車の前記運転曲線に基づき、前記第１の位置における前記続行列車の第１の速度を取得し、前記線路情報と前記列車性能情報とに基づき、距離と速度とを座標軸とする、前記第１の位置を前記第１の速度で走行する前記続行列車の制動曲線を取得し、前記続行列車の速度が所定の値となる第２の位置を、前記第２の信号機の位置に決定する。

実施形態の信号機建植位置決定システムの構成を示すブロック図。 列車の運転曲線（距離−速度曲線）を表した図。 列車の時間−距離曲線を表した図。 続行列車が運転曲線通りに走行できる限界の地点の求め方を説明するための図。 図４の２列車の位置関係を時間曲線（時間−距離曲線）で表した図。 時隔を説明するための図（時間−距離曲線図）。 図６（時間−距離曲線図）とは別の表現方法で時隔を表した図（距離−時間曲線図）。 実施形態の信号機建植位置決定システムの処理全体の流れを示すフローチャート。 図８のステップＳ４の出発側信号機作成処理の詳細を表すフローチャート。 図８のステップＳ５の到着側信号機作成処理の詳細を表すフローチャート。 図８のステップＳ２の範囲内の信号機の削除処理を実行後の信号機を運転曲線図上で表した図。 図８のステップＳ３において出発駅での時隔値を目標値とする場合の先行列車および続行列車の時間曲線（距離−時間曲線）の配置の例を表した図。 図８のステップＳ３において到着駅での時隔値を目標値とする場合の先行列車および続行列車の時間曲線（距離−時間曲線）の配置の例を表した図。 図９のステップＳ１０１において、続行列車の停止位置と開始信号機との間に信号機が存在しておらず、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図９のステップＳ１０１において、続行列車の停止位置と開始信号機との間に信号機が存在しており、ＮＯと判定する状況を表した図。 図９のステップＳ１０２からステップＳ１０４の処理を説明するために用いる距離−時間曲線図。 図９のステップＳ１０６において、候補位置と開始信号機との間隔が最小間隔以上であるため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図９のステップＳ１０６において、候補位置と開始信号機との間隔が最小間隔より小さいため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図９のステップＳ１０７において、候補位置と開始信号機との間隔が最大間隔以下であるため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図９のステップＳ１０７において、候補位置と開始信号機との間隔が最大間隔より大きいため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図８のステップＳ４において信号機が作成された状態の例を表した図。 図８のステップＳ４において信号機が作成されなかった状態の例を表した図。 基準の信号機から隣接する信号機の位置を決定する一般的な手法の一例を説明するための比較図。 実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて基準の信号機から隣接する信号機の位置を決定する手法（図１０のステップＳ２０２からステップＳ２０５までの処理）を説明するための図。 図１０のステップＳ２０７において、候補位置と基準の信号機との間隔が最小間隔以上であるため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図１０のステップＳ２０７において、候補位置と基準の信号機との間隔が最小間隔より小さいため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図１０のステップＳ２０８において、候補位置と基準の信号機との間隔が最大間隔以下であるため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図１０のステップＳ２０８において、候補位置と基準の信号機との間隔が最大間隔より大きいため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図１０のステップＳ２１０において、候補位置が開始側の信号機の位置よりも到着側となるため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図１０のステップＳ２１０において、候補位置が開始側の信号機の位置よりも出発側となるため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図１０のステップＳ２１１において、候補位置と開始側の信号機との間隔が最小間隔以上であるため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図１０のステップＳ２１１において、候補位置と開始側の信号機との間隔が最小間隔より小さいため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図１０のステップＳ２１４において、作成した信号機と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍より大きいため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図１０のステップＳ２１４において、作成した信号機と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍以下であるため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図８のステップＳ２の処理により範囲外の信号機が削除され、図８のステップＳ３の処理により時間曲線（距離−時間曲線）の配置が行われた状態の例を表した図。 図８のステップＳ４の出発側信号機作成処理により信号機が作成された状態の例を表した図。 図８のステップＳ５の到着側信号機作成処理において、図１０のステップＳ２１２が１回だけ処理されて、到着側に信号機が作成された例を表した図。 図８のステップＳ５の到着側信号機作成処理において、図１０のステップＳ２１２の２回目の処理により、到着側信号機作成処理で到着側に信号機がさらに作成された例を表した図。 図８のステップＳ５の到着側信号機作成処理において、図１０のステップＳ２１４でＮＯと判定されたか、図１０のステップＳ２１８が処理されて、到着側信号機作成処理で到着側に最後の信号機が作成された状態の例を表した図。 実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて利用者により選択された先行列車の運転曲線と続行列車の運転曲線とを表示した状態を表した図。 図４０の画面が表示された状態において利用者により両端の信号機が指定された状態を表した図。 実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて目標とする時隔値を指定する画面を表示し、時隔値が入力された状態を表した図。 実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて信号機建植処理が実行中である旨を表示した状態を表した図。 実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて運転曲線および時隔曲線と決定した信号機の配置とを表示装置２１３に表示した状態を表した図。 実施形態の信号機建植位置決定システムの構成の変形例を示すブロック図。 実施形態の信号機建植位置決定システムの変形例の処理全体の流れを示すフローチャート。 図４６のステップＳ７の駅間信号機作成処理の詳細を表すフローチャート。 実施形態の信号機建植位置決定システムの変形例において基準の信号機から隣接する信号機の位置を決定する手法（図１０のステップＳ３０２からステップＳ３０５までの処理）を説明するための図。 図４６のステップＳ３０７において、候補位置と基準の信号機との間隔が最小間隔以上であるため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図４６のステップＳ３０７において、候補位置と基準の信号機との間隔が最小間隔より小さいため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図４６のステップＳ３０８において、候補位置と基準の信号機との間隔が最大間隔以下であるため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図４６のステップＳ３０８において、候補位置と基準の信号機との間隔が最大間隔より大きいため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図４６のステップＳ３１０において、候補位置が終了信号機の位置よりも出発側となるため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図４６のステップＳ３１０において、候補位置が終了信号機の位置よりも到着側となるため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図４６のステップＳ３１１において、候補位置と終了信号機との間隔が最小間隔以上であるため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図４６のステップＳ３１１において、候補位置と終了信号機との間隔が最小間隔より小さいため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図４６のステップＳ３１４において、作成した信号機と終了信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍より大きいため、ＹＥＳと判定する状況を表した図。 図４６のステップＳ３１４において、作成した信号機と終了信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍以下であるため、ＮＯと判定する状況を表した図。 図４６のステップＳ２の処理により範囲外の信号機が削除され、図４６のステップＳ３の処理により時間曲線（距離−時間曲線）の配置が行われた状態の例を表した図。 図４６のステップＳ４の出発側信号機作成処理により信号機が作成された状態の例を表した図。 図４６のステップＳ７の駅間信号機作成処理において、図４７のステップＳ３１２が１回だけ処理されて、信号機が作成された例を表した図。 図４６のステップＳ７の駅間信号機作成処理において、図４７のステップＳ３１２の２回目の処理により、駅間信号機作成処理で信号機がさらに作成された例を表した図。 図４６のステップＳ７の駅間信号機作成処理において、図４７のステップＳ３１４でＮＯと判定されたか、図４７のステップＳ３１８が処理されて、駅間信号機作成処理で到着側に最後の信号機が作成された状態の例を表した図。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の信号機建植位置決定システムの構成を示すブロック図である。

この信号機建植位置決定システムは、先行列車の時間曲線（距離−時間曲線）と続行列車の時間曲線とを指定された時隔値（目標時隔値）に応じて配置し、与えられた運転曲線、線路情報および列車性能情報に基づき、基点となる信号機に隣接する信号機の位置を効率的に決定することを可能としたシステムである。また、この信号機建植位置決定システムは、指定された信号機の建植区間において、基点となる信号機に隣接する信号機の位置を決定する処理を繰り返し実行することで、その建植区間について指定された時隔値を実現することができる信号機の位置（信号機の数を含む）を決定することを可能としたシステムである。

図１に示されるように、この信号機建植位置決定システムは、サーバ１００へネットワークＮ経由で操作端末２００が接続されるネットワークシステムとして構築される。図１では、操作端末２００を１台のみ示しているが、操作端末２００は、例えば、複数の鉄道会社に設置され得るコンピュータであって、また、各鉄道会社に複数台設置され得る。サーバ１００は、例えば、鉄道会社向けに信号機建植位置決定の支援サービスを提供するサービス提供会社に設置され得るコンピュータである。サーバ１００も１台のみ示しているが、複数台のサーバ１００で機能や負荷を分担するようにしてもよい。サーバ１００と操作端末２００との間の通信は、例えば、ＨＴＴＰ（HyperText Transfer Protocol）規格に準じて行われる。

操作端末２００は、入力部２０１、表示部２０２、端末側データ送信部２０３および端末側データ受信部２０４を有している。操作端末２００には、キーボード２１１、ポインティング装置２１２および表示装置２１３が外部接続されている。

入力部２０１は、キーボード２１１またはポインティング装置２１２による利用者からの情報入力処理を実行する。表示部２０２は、表示装置２１３による利用者への情報出力処理を実行する。また、端末側データ送信部２０３は、入力部２０１により入力された情報をネットワークＮ経由でサーバ１００へ送信するための通信を実行する。端末側データ受信部２０４は、サーバ１００から操作端末２００へ送信される、表示部２０２が表示装置２１３へ画面を表示するための情報をネットワークＮ経由で受信するための通信を実行する。端末側データ受信部２０４により受信される情報は、例えば、ＨＴＭＬ（HyperText Markup Language）ファイルである。または、この情報は、表示画面用の画像データであってもよい。表示部２０２が表示画面を作成する機能を有する場合には、例えばＣＳＶ（Comma-separated value）ファイルを受信して、ＣＳＶファイルに含まれる情報を用いて表示画面を作成するようにしてもよい。

一方、サーバ１００は、建植処理部１０１、距離時間曲線配置部１０２、制動曲線計算部１０３、信号機位置計算部１０４、サーバ側データ受信部１０５およびサーバ側データ送信部１０６の各種データ処理部と、運転曲線情報格納部１１１、距離時間曲線格納部１１２、線路情報格納部１１３、列車性能情報格納部１１４、制動曲線格納部１１５および信号機情報格納部１１６の各種データ格納部とを有している。各種データ処理部の一部または全部は、ソフトウェア（プログラム）として構成され、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の外部記憶装置からメインメモリにロードされてＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行されることで具現化される。各種データ部は、外部記憶装置上に構成され、メインメモリを介して、ＣＰＵ、即ち、各種データ処理部からアクセスされる。

まず、各種データ格納部が格納する情報について説明する。

運転曲線情報格納部１１１は、列車の運転曲線（距離−速度曲線）および時間曲線（距離−時間曲線）に関する情報を含む運転曲線情報を格納する。運転曲線情報は、時隔値を計算する際に参照される情報である。時間曲線（距離−時間曲線）は、１つの運転曲線（距離−速度曲線）に対して、列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）と、列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）との２種類が存在する。

距離時間曲線格納部１１２は、後述する、距離時間曲線配置部１０２により、指定された時間の間隔で配置された、先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）と続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）とに関する信号機位置建植用の時間曲線情報を格納する。信号機位置建植用の時間曲線情報は、信号機位置を計算する際に参照される情報である。

線路情報格納部１１３は、駅情報（駅の位置等）、勾配情報（勾配の位置、勾配の大きさ等）、曲線情報（曲線の位置、曲線の半径、方向等）、トンネル情報（トンネルの位置等）、速度制限情報（速度制限の位置、制限速度）等を含む線路情報を格納する。線路情報は、運転曲線や制動曲線を計算する際に参照される情報である。

列車性能情報格納部１１４は、重量、列車長、加速性能、減速性能、走行抵抗係数等を含む列車情報を格納する。列車情報は、運転曲線や制動曲線を計算する際に参照される情報である。

制動曲線格納部１１５は、後述する、制動曲線計算部１０３により計算された制動曲線に関する情報を格納する。この制動曲線に関する情報は、信号建植処理にて信号機位置の候補を決定する際に参照される情報である。

信号機情報格納部１１６は、信号機の名称、位置等を含む信号機情報を格納する。信号機情報は、制動曲線や時隔値を計算する際に参照される情報である。また、信号機情報格納部１１６は、後述する、建植処理部１０１により求められた信号機情報を格納する。

次に、各種データ処理部の概要について説明する。

建植処理部１０１は、後述する自身の個別的な処理の実行に加えて、この信号機建植位置決定システムの全体的な制御を実行する。換言すると、他のデータ処理部は、建植処理部１０１の制御下で動作する。また、建植処理部１０１は、操作端末２００が画面表示を行うための情報、例えばＨＴＭＬファイルを作成する機能を有している。操作端末２００の表示部２０２によっては、建植処理部１０１は、表示画面用の画像データを作成するようにしてもよいし、表示画面の作成に必要な情報を含むＣＳＶファイルを作成するようにしてもよい。

距離時間曲線配置部１０２は、運転曲線情報格納部１１１に格納されている先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）に関する情報と続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）に関する情報とを取得し、それらの間隔が指定された時隔値となるように配置し、その配置を含む２つの時間曲線に関する情報を距離時間曲線格納部１１２に格納する。時隔値は、操作端末２００側の表示装置２１３に表示される画面に応じた利用者によるキーボード２１１およびポインティング装置２１２の操作により指定される。この時隔値の指定を含むユーザインタフェース全般については後述する。

制動曲線計算部１０３は、建植処理部１０１からの計算実行の指示に従い、線路情報格納部１１３に格納されている線路情報および列車性能情報格納部１１４に格納されている列車情報を参照して、順方向または逆方向の制動曲線を計算し、その制動曲線に関する情報を制動曲線格納部１１５に格納する。

信号機位置計算部１０４は、運転曲線情報格納部１１１に格納されている続行列車の運転曲線（距離−速度曲線）に関する情報と、距離時間曲線格納部１１２に格納されている先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）および続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）に関する情報と、信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報と、制動曲線格納部１１５に格納されている制動曲線に関する情報とを用いて、基点となる信号機に隣接する信号機の位置を決定し、その信号機情報を作成して信号機情報格納部１１６に格納する。信号機位置計算部１０４は、必要となる制動曲線に関する情報が制動曲線計算部１０３に格納されていない場合、建植処理部１０１に制動曲線の計算を要求する。

建植処理部１０１は、信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報と、入力部２０１を通して指定された（サーバ側データ受信部１０５により受信される）開始信号機および終了信号機とから計算範囲を特定する。また、建植処理部１０１は、入力部２０１を通して指定された時隔値の間隔となるように、距離時間曲線配置部１０２に時間曲線（距離−時間曲線）の配置を指示する。また、建植処理部１０１は、計算範囲内の信号機を削除すべく、信号機情報格納部１１６の信号機情報を更新する。また、建植処理部１０１は、信号機位置計算部１０４に信号機情報の作成を指示する。また、建植処理部１０１は、信号機位置計算部１０４が信号機情報の作成中に制御曲線の計算を要求してきた場合、制動曲線計算部１０３に制動曲線の計算実行を指示する。また、建植処理部１０１は、信号機位置計算部１０４による信号機情報の作成処理が終了したら、信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報を取得し、（サーバ側データ送信部１０６経由で）表示部２０２を通して信号建植処理の結果を表示装置２１３に表示する。

サーバ側データ受信部１０５は、操作端末２００からサーバ１００へ送信される、操作端末２００側のキーボード２１１またはポインティング装置２１２の操作により入力された情報をネットワークＮ経由で受信するための通信を実行する。

サーバ側データ送信部１０６は、画面表示用の情報（例えば建植処理部１０１により作成されるＨＴＭＬファイル）をネットワークＮ経由で操作端末２００へ送信するための通信を実行する。

前述したように、この信号機建植位置決定システムは、第１に、先行列車の時間曲線と続行列車の時間曲線とを目標の時隔値を間隔とする位置に配置して、基点となる信号機に隣接する信号機の位置を決定し、第２に、その信号機の位置の決定を、計算範囲において順番に繰り返し行うことで、その計算範囲について目標の時隔値を実現することのできる信号機の位置（信号機の数を含む）を決定する。そこで、まず、時隔値の求め方について説明する。

時隔値の求め方を説明するにあたり、まず、運転曲線について説明する。

図２は、列車の運転曲線（距離−速度曲線）を表した図である。

図２では、横軸が距離を表し、縦軸が速度を表す。図２の左側が出発駅側で、右側が到着駅側となる。

図２中、２１は、列車の運転曲線（距離−速度曲線）である。運転曲線は、線路条件および列車性能を基に計算することが可能である。本実施形態の信号機建植位置決定システムでは、運転曲線に関する情報が、あらかじめ計算されて運転曲線情報格納部１１１に格納されていることを想定する。

また、２２は、信号機を表す図形である。図２では、出発駅から到着駅の間に９個の信号機が設置された状態を表している。信号機は、図形が配置されている位置に存在するものとする。なお、信号機の位置は、等間隔に限られず、隣接する２つの信号機の間隔の最小値と最大値との制約の下、任意の位置に設置することができる。

次に、時間−距離曲線について説明する。

運転曲線は、距離に対して速度が対応する情報であるが、同時に、距離に対して時間を対応づけることができる。図３は、１列車についての時間−距離曲線を表している。

図３では、横軸が時間を表し、縦軸が距離を表す。図３の下側が出発駅側で、上側が到着駅側となる。

図３中、３１は、列車の先頭位置を基準とした時間−距離曲線を表す。３２は、列車の終端位置を基準とした時間−距離曲線を表す。図２で横方向の距離軸に沿って並んでいた信号機は、図３では縦方向の距離軸に沿って並ぶ。時間−距離曲線のことを、単に時間曲線と呼ぶこともある。

次に、運転曲線を用いて、後方を走行している列車（続行列車）が運転曲線通りに走行できる限界の地点の求め方について説明する。

図４は、続行列車が運転曲線通りに走行できる限界の地点の求め方を説明するための図である。

図４中、４１は、続行列車の運転曲線（距離−速度曲線）である。４２は、先行列車を表し、４３は、続行列車を表す。また、４４は、ある信号機（信号機Ａとする）を表し、４５は、信号機Ａ４４の１つ出発駅側の信号機（信号機Ｂとする）を表す。

図４では、先行列車４２が、信号機Ａ４４を過ぎて、その終端が信号機Ａ４４の位置にある状態が表されている。

隣接する２つの信号機間を１単位として先行列車と続行列車との間に１単位以上の間隔が確保されていることが求められる１へいそくを前提とすると、先行列車４２が信号機Ａ４４の位置にある場合、続行列車４３は、信号機Ｂ４５の位置までに、決められた速度に減速しなければならない。ここでは、この速度を０ｋｍ／ｈとして説明する。なお、本実施形態の信号機建植位置決定システムは、１へいそくに限定されず、０へいそくの場合においても適用可能である。０へいそくの場合、先行列車と続行列車との間に１つ以上の信号機が介在していることが求められる。

４６は、続行列車４３に関する制動曲線を表しており、信号機Ｂ４５の位置からの制動曲線となっている。制動曲線も距離−速度曲線で表すことができる。

４７は、制動曲線４６と（続行列車４３の）運転曲線４１との交点を表す。この交点４７が、先行列車４２の終端が信号機Ａ４４に位置する場合において続行列車４３が運転曲線通りに走行できる限界の地点であり、図４の先行列車４２と続行列車４３との位置関係が、２列車が近づくことのできる限界を表している。

仮に、先行列車４２が信号機Ａ４４の位置にある場合に、続行列車４３が交点４７よりも前方（図４では右側）に位置する場合、信号機による速度制御により、信号機Ｂ４５からの制動曲線４６に従って減速した状態となっていなければならないことになる。そうなると、続行列車４３の速度は、（続行列車４３の）運転曲線４１の速度よりも低い速度となってしまい、計画された運転曲線通りの走行ができなくなる。そのため、交点４７が、続行列車４３が先行列車４２に近づくことのできる限界の地点となる。

先行列車の位置に対して、続行列車が、信号機によるブレーキをかけることなく、計画された運転曲線で走行できる限界を、図４のように求めることができるが、これを、ある駅における先行列車と続行列車との時間の差で表すことができる。この時間の差を時隔と呼び、その値を時隔値と呼ぶ。

図５は、図４の２列車の位置関係を時間曲線（時間−距離曲線）で表した図である。

図５中、５１は、先行列車の先頭位置の時間曲線を表し、５２は、先行列車の終端位置の時間曲線を表す。５３は、続行列車の先頭位置の時間曲線を表し、５４は、続行列車の終端位置の時間曲線を表す。

５５は、図４の状態の時刻における先行列車を表し、５６は、同じ時刻の続行列車を表す。５７は、信号機Ａを表し、５８は、信号機Ｂを表す。また、５９は、続行列車の運転曲線と信号機Ｂの位置からの制動曲線との交点（続行列車が運転曲線通りに走行できる限界の地点）を表す。

先行列車５５の終端が信号機Ａ５７の位置にあるとき、続行列車５６の先頭は、交点５９の位置にある。つまり、その２つの列車がこれらの位置にあるとき、同一の時刻上（同じ縦線上）にある。

６０は、図５で示される先行列車５５と続行列車５６との位置関係において、最も接近できる２列車の間隔を表す線分である。これを縦棒と呼ぶ。

６１は、到着駅において、先行列車５５と続行列車５６とが満たさなければならない時間の間隔を表す。即ち、前述の時隔値である。信号機ごとに時隔値を区別する場合、信号機Ａの時隔値というように呼ぶ。

図４および図５を用いて、駅の途中の２個の信号機（信号機Ａ、信号機Ｂ）による時隔値を説明したが、駅間の信号機の個数は実際には２個よりも多い。各々の信号機による時隔値を求めて、その中の最も大きい時隔値を２列車の時隔または単に時隔と呼ぶ。

図６は、時隔を説明するための図（時間−距離曲線図）である。

図６に示されるように、２列車の時間曲線の位置関係は、駅間の全ての信号機の時隔値を求めて、２列車の間隔が最大の時隔値となるように決められる。

先行列車、続行列車とも、時間−距離曲線は、先頭と終端とを表す２本ずつが表示されている。

先行列車の終端を表す時間−距離曲線から、先行列車の終端が位置する信号機位置での縦棒がそれぞれ表示されている。信号機６２に対応する縦棒を６５、信号機６３に対応する縦棒を６６、信号機６４に対応する縦棒を６７で表示している。このうち、信号機６３に対応する縦棒６６の続行列車側が、続行列車の先頭を表す時間−距離曲線と接した状態である。続行列車が運転曲線通りに走行するためには、２列車はこれよりも近づくことはできない。

この位置関係にあるとき、到着駅での先行列車と続行列車との時間の差を最大時隔と呼び、図６では、６８で示された時間となる。

また、図７は、図６（時間−距離曲線図）とは別の表現方法で時隔を表した図（距離−時間曲線図）である。

図６では、横軸を時間、縦軸を距離とした、時間−距離曲線図を使用した。時隔の表現方法としては、時間−距離曲線図以外に、図７に示されるように、横軸を距離、縦軸を時間とした、距離―時間曲線図も使用され得る。

なお、信号機ごとに最も接近できる２列車の間隔を、時間−距離曲線図では縦棒で表現していたが、距離−時間曲線図では横棒となる。

図７中、６９は、先行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）であり、７０は、先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）である。また、７１は、続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）であり、７２は、続行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）である。

以上で、時隔値の求め方を説明した。

次に、この信号機建植位置決定システムの処理の詳細について説明する。

ここでは、この信号機建植位置決定システムにおける信号機の位置の変更を説明するために、次のように、記号を定義する。

ｎ：開始信号機と終了信号機との間に作成する信号機の個数
Ｓ（ｊ）：信号機（ｊ＝０，１，２，…，ｎ，ｎ＋１）
ｄｍｉｎ：隣接する信号機の間隔の最小値の制約（最小間隔）
ｄｍａｘ：隣接する信号機の間隔の最大値の制約（最大間隔）
（ｄｍｉｎ≦信号機の間隔≦ｄｍａｘ）
ｄｍｉｎとｄｍａｘとは、隣接する信号機間の距離の制約であり、列車の長さ、ブレーキの原理および性能、路線の最高速度、駅間の距離等の物理的な特性、市街地／郊外の違い、目標とする輸送力等の環境面、設備保全の予算等の経済面、将来の輸送力等の計画面等の特性を総合的に考慮して人為的に設定される値である。

なお、作成する信号機の個数ｎは、この信号機建植位置決定システムの処理の途中では不明な値であるが、この処理の説明において終了信号機の１つ手前の信号機をｎ番目の信号機として表すために、便宜上、使用する。

信号機情報格納部１１６に格納される信号機情報について説明する。

まず、最終的に作成する信号機の個数をｎとすることで、開始信号機はＳ（０）と表され、終了信号機はＳ（ｎ＋１）と表される。

なお、両端のＳ（０）とＳ（ｎ＋１）を除いたＳ（１）からＳ（ｎ）の信号機を意味する場合は、Ｓ（ｊ）と区別するために、以下のようにＳ（ｋ）と表すものとする。

Ｓ（ｋ）：信号機（ｋ＝１、２、…、ｎ）
図８は、この信号機建植位置決定システムの処理全体の流れを表すフローチャートである。また、図９は、図８のステップＳ４の出発側信号機作成処理の詳細を表すフローチャートであり、図１０は、図８のステップＳ５の到着側信号機作成処理の詳細を表すフローチャートである。

まず、図８を参照する。

ステップＳ１において、建植処理部１０１は、開始信号機Ｓ（０）と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）とに関する情報を得る。より詳細には、建植処理部１０１は、信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報を（サーバ側データ送信部１０６経由で）表示部２０２を通して表示装置２１３により利用者に提示し、利用者によるキーボード２１１またはポインティング装置２１２の操作により、つまり入力部２０１を通して指定される開始信号機Ｓ（０）と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）とに関する通知を（サーバ側データ受信部１０５経由で）受信する。

ステップＳ２において、建植処理部１０１は、信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報について、指定された開始信号機Ｓ（０）と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間に含まれる信号機を削除する。

図１１は、ステップＳ２の範囲内の信号機の削除処理を実行後の信号機を運転曲線図上で表している。

ステップＳ３において、建植処理部１０１は、運転曲線情報格納部１１１に格納されている運転曲線情報に含まれる、先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）および続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）を抽出し、２つの時間曲線の間隔が入力部２０１から得た目標時隔値となるように配置して、このように配置された２つの時間曲線に関する情報を距離時間曲線格納部１１２に格納する。

先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）と、続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）とは、利用者の指示により、出発駅で目標時隔値の間隔で配置する場合と、到着駅で目標時隔値の間隔で配置する場合とのいずれかとなる。

図１２は、出発駅での時隔値を目標値とする場合の先行列車および続行列車の時間曲線（距離−時間曲線）の配置の例を表している。出発駅での時隔値を目標値とする場合、出発駅の位置において、先行列車の時間曲線（距離−時間曲線）と続行列車の時間曲線（距離−時間曲線）との時間の間隔が目標の時隔値になっている。ここで、指定された時間の間隔で配置された先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）と続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）とに関する時間曲線情報が距離時間曲線格納部１１２に格納される。

図１３は、到着駅での時隔値を目標値とする場合の先行列車および続行列車の時間曲線（距離−時間曲線）の配置の例を表している。到着駅での時隔値を目標値とする場合、到着駅の位置において、先行列車の時間曲線（距離−時間曲線）と続行列車の時間曲線（距離−時間曲線）との時間の間隔が目標の時隔値になっている。ここで、指定された時間の間隔で配置された先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）と続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）とに関する時間曲線情報が距離時間曲線格納部１１２に格納される。

ステップＳ３にて、時間曲線（距離−時間曲線）に関する情報が距離時間曲線格納部１１２に格納されたら、信号機建植位置決定システムの処理は、ステップＳ４の出発側信号機作成処理に進む。

ステップＳ４において、信号機位置計算部１０４は、出発側信号機作成処理を行う。ステップＳ４の出発側信号機作成処理の詳細な説明は、後述する。ステップＳ４の処理を実行することにより、出発側に信号機を作成しないか、あるいは１個の信号機を作成することになる。ステップＳ４が終了したら、信号機建植位置決定システムの処理は、ステップＳ５の到着側信号機作成処理に進む。

ステップＳ５において、信号機位置計算部１０４は、到着側信号機作成処理を行う。ステップＳ５の到着側信号機作成処理の詳細な説明は、後述する。ステップＳ５の処理を実行することにより、信号機建植位置決定システムは、終了条件を満たすまで、到着側から出発側に向かって信号機を順に作成することを繰り返すことになる。ステップＳ５が終了したら、信号機建植位置決定システムは、処理を終了する。

次に、図９を参照して、図８のステップＳ４の出発側信号機作成処理の詳細を説明する。

図８のステップＳ４の出発側信号機作成処理では、信号機位置計算部１０４は、続行列車の出発位置と開始信号機Ｓ（０）との間に信号機が１つもない場合に、開始信号機Ｓ（０）の次に信号機Ｓ（１）を作成する。図８のステップＳ４の出発側信号機作成処理を実施する理由は、開始信号機が続行列車の出発を制御する信号機である場合には、その信号機が進行を意味する状態とならない限り発車できないことと、信号の変化時に特別な付加時分を付加することによる影響を、信号機位置の決定処理に反映するためである。

ステップＳ１０１にて、信号機位置計算部１０４は、運転曲線情報格納部１１１の運転曲線情報より出発駅における続行列車の出発位置を取得する。また、信号機位置計算部１０４は、信号機情報格納部１１６の信号機情報を取得し、続行列車の出発位置と開始信号機Ｓ（０）との間に信号機が存在するかどうかを確認する。存在しない場合、信号機位置計算部１０４は、判定をＹＥＳとしてステップＳ１０２に進む。一方、存在する場合、信号機位置計算部１０４は、判定をＮＯとして、ステップＳ４の出発側信号機作成処理を終了し、ステップＳ５に進む。

このステップＳ１０１の判定は、出発側信号機作成処理において信号機Ｓ（１）を作成するかどうかを判定するものである。判定がＮＯとなる、続行列車と開始信号機との間に信号機が存在する場合は、ステップＳ４では信号機Ｓ（１）を作成せず、判定がＹＥＳとなる、続行列車と開始信号機との間に信号機が存在しない場合は信号機Ｓ（１）を作成することになる。

図１４は、ステップＳ１０１にて、続行列車の出発位置と開始信号機Ｓ（０）との間に信号機が存在しておらず、ＹＥＳと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、以降の処理で出発側に信号機Ｓ（１）を作成することになる。信号機位置計算部１０４は、ステップＳ１０２に移る。

図１５は、ステップＳ１０１にて、続行列車の出発位置と開始信号機Ｓ（０）との間に信号機が存在しており、ＮＯと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、出発側に信号機を作成することは行わず、ステップＳ４の出発側信号機作成処理は終了し、信号機建植位置決定システムの処理は、ステップＳ５の到着側信号機作成処理に移る。

図１６は、出発側信号機作成処理のステップＳ１０２からステップＳ１０４の処理を説明するために用いる距離−時間曲線図である。

ステップＳ１０２にて、信号機位置計算部１０４は、距離時間曲線格納部１１２に格納されている続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）に関する情報を参照し、続行列車の出発時刻から付加時分だけ前の時刻を求める。続行列車の出発時刻より付加時分だけ前の時刻は、図１６の距離−時間曲線図では下側となる。

付加時分とは、実際の列車制御において、先行列車の位置を検出してから続行列車の制御が開始されるまでにかかる時間を意味する。付加時分には、信号の伝送時間や、転てつ器の切り替えにかかる時間や、運転士が信号変化を見てから操作するまでの反応時間、等が含まれる。この信号機建植位置決定システムでは、付加時分を事前に設定済みの設定値として取り扱う。なお、ステップＳ１０２にて、信号機位置計算部１０４は、付加時分を考慮せず、続行列車の出発時刻そのものを求めるようにしてもよい。

ステップＳ１０３にて、信号機位置計算部１０４は、距離時間曲線格納部１１２の先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）に対して、ステップＳ１０２で求めた時刻における位置（距離）を求める。このとき、距離時間曲線格納部１１２に格納されている時間曲線情報で示される先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）と続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）とは、目標時隔値の間隔で配置された状態である。

ステップＳ１０４にて、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ１０３で求めた位置を候補位置とする。

ステップＳ１０５にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と、信号機情報格納部１１６の信号機情報の開始信号機Ｓ（０）との間隔を求める。

ステップＳ１０６にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上であるかどうかの判定を行う。候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上である場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ１０７に進む。候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎより小さい場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定し、ステップＳ１１０に進む。

図１７は、候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上であるため、ステップＳ１０６をＹＥＳと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ１０７に進む。

図１８は、候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎより小さいため、ステップＳ１０６をＮＯと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ１１０に進み、最小間隔ｄｍｉｎの位置に信号機Ｓ（１）を作成することとなる。

ステップＳ１０７にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最大間隔ｄｍａｘ以下であるかどうかの判定を行う。候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最大間隔ｄｍａｘ以下である場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ１０８に進む。候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最大間隔ｄｍａｘより大きい場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定し、ステップＳ１０９に進む。

図１９は、候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最大間隔ｄｍａｘ以下であるため、ステップＳ１０７をＹＥＳと判定する状況を表している。なお、このとき、ステップ１０６にて候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上と判定しているため、候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔は、最小間隔ｄｍｉｎ以上、最大間隔ｄｍａｘ以下となっている。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ１０８に進み、候補位置に信号機Ｓ（１）を作成することとなる。

図２０は、候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最大間隔ｄｍａｘより大きいため、ステップＳ１０７をＮＯと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ１０９に進み、最大間隔ｄｍａｘの位置に信号機Ｓ（１）を作成することとなる。

ステップＳ１０７の判定がＹＥＳの場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ１０８の処理を行う。

ステップＳ１０８にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置に信号機Ｓ（１）を作成し、その信号機Ｓ（１）に関する情報を信号機情報格納部１１６に格納する。ステップＳ１０８を処理したら、図８のステップＳ４は終了し、信号機建植位置決定システムの処理は、図８のステップＳ５に進む。

ステップＳ１０７の判定がＮＯの場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ１０９の処理を行う。

ステップＳ１０９にて、信号機位置計算部１０４は、開始信号機Ｓ（０）から最大間隔ｄｍａｘの位置に信号機Ｓ（１）を作成し、その信号機Ｓ（１）に関する情報を信号機情報格納部１１６に格納する。ステップＳ１０７の判定がＮＯとなる場合とは、候補位置と開始信号機Ｓ（０）との間隔が最大間隔ｄｍａｘ以下でなければならないという制約を満たせない状況にある場合である。そのため、ステップＳ１０９にて、強制的に最大間隔ｄｍａｘの位置に信号機Ｓ（１）を作成するという方法を取っている。これは、目標時隔値を満たすことができなくなることを意味するが、与えられた目標時隔値の設定に問題があることが原因である。便宜上、ここでは、このまま以降の処理を継続するものとして説明する。

また、以降の処理の説明においても、ステップＳ１０９と同様に、最大間隔ｄｍａｘや最小間隔ｄｍｉｎの位置に信号機を作成する状況が生じる。その場合も、制約を満たせない状況となっており、強制的に信号機を作成して処理を継続するとして説明している。

なお、ステップＳ１０９や以降の説明では、信号機位置を強制的に最大間隔ｄｍａｘや最小間隔ｄｍｉｎの位置に強制的に信号機を作成して処理を継続するものとするが、最大間隔ｄｍａｘや最小間隔ｄｍｉｎの設定値を適切な値に見直し、または、利用者に別の適切な目標時隔値を入力してもらうことで、ステップＳ１から再実行するようにしてもよい。

ステップＳ１０９を処理したら、図８のステップＳ４は終了し、信号機建植位置決定システムの処理は、図８のステップＳ５に進む。

ステップＳ１１０にて、信号機位置計算部１０４は、開始信号機Ｓ（０）から最小間隔ｄｍｉｎの位置に信号機Ｓ（１）を作成し、その信号機Ｓ（１）に関する情報を信号機情報格納部１１６に格納する。

ステップＳ１１０を処理したら、図８のステップＳ４は終了し、信号機建植位置決定システムの処理は、ステップＳ５に進む。

ここで、ステップＳ４の出発側信号機作成処理の結果、開始信号機Ｓ（０）の次に信号機は作成されないか、開始信号機Ｓ（０）の次に１個の信号機Ｓ（１）が作成されるか、のいずれかの状態となる。

以降の説明で、開始側の信号機という名称を用いるが、開始側の信号機とは、ステップＳ４の出発側信号機作成処理にて信号機が作成されなかった場合は、開始信号機Ｓ（０）を意味するものとし、ステップＳ４の出発側信号機作成処理にて信号機Ｓ（１）が作成された場合は、その信号機Ｓ（１）を示すものとする。

図２１は、ステップＳ４の出発側信号機作成処理で信号機が作成された状態の例を表している。この場合、後に「開始側の信号機」が示す信号機は、作成された信号機Ｓ（１）となる。

図２２は、ステップＳ４の出発側信号機作成処理で信号機が作成されなかった状態の例を表している。この場合、後に「開始側の信号機」が示す信号機は、開始信号機Ｓ（０）となる。

次に、図１０を参照して、図８のステップＳ５の到着側信号機作成処理の詳細を説明する。

図８のステップＳ５の到着側信号機作成処理では、終了信号機Ｓ（ｎ＋１）から出発側へと、列車の進行方向とは逆方向に、Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ−２）と順番に信号機を作成する処理を行う。

ステップＳ２０１にて、信号機位置計算部１０４は、信号機情報格納部１１６の信号機情報の終了信号機Ｓ（ｎ＋１）を参照し、終了信号機Ｓ（ｎ＋１）を基準の信号機とする。以降の説明では、処理が進むにつれて基準の信号機が変わっていくので、基準の信号機をＳ（ｋ）と表す。

ここで、まず、図２３を参照して、目標時隔値を実現すべく、基準の信号機Ｓ（ｋ）から信号機Ｓ（ｋ−１）の位置を決定する一般的な手法の一例を説明する。

まず、信号機Ｓ（ｋ−１）を仮配置する（図２３のａ１）。信号機Ｓ（ｋ−１）を仮配置したら、信号機Ｓ（ｋ−１）からの制動曲線を求める（図２３のａ２）。次に、求めた制動曲線と運転曲線との交点から、先行列車の終端が信号機Ｓ（ｋ）の位置にある状態で続行列車が運転曲線通りに走行できる限界の地点を求める（図２３のａ３）。ここで、先行列車と続行列車との位置関係が求まるので、先行列車と続行列車との時間的な間隔（時隔値）を評価し、信号機Ｓ（ｋ−１）の位置を調整する（図２３のａ４）。この手順を、満足な結果が得られるまで繰り返す。このような手順によるため、高いスキルを有する専門家の多大な労力と時間を要し、かつ、最適な結果が得られるとは限らない。

一方、図２４は、本実施形態の信号機建植位置決定システムにおいて基準の信号機Ｓ（ｋ）から信号機Ｓ（ｋ−１）の位置を決定する手法を説明するための図である。これは、図１０の到着側信号機作成処理のステップＳ２０２からステップＳ２０５までの処理に相当する。

ステップＳ２０２にて、信号機位置計算部１０４は、基準の信号機Ｓ（ｋ）の位置と距離時間曲線格納部１１２に格納されている時間曲線情報が示す先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）との交点から、先行列車終端が信号機Ｓ（ｋ）の地点に位置する時刻を求め、その時刻に対して付加時分だけ後の時刻を求める（図２４のｂ１）。なお、出発側信号機作成処理と同様、ステップＳ２０２にて、信号機位置計算部１０４は、付加時分を考慮せず、先行列車終端が信号機Ｓ（ｋ）の地点に位置する時刻そのものを求めるようにしてもよい。

ステップＳ２０３にて、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２０２で求めた時刻と、続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）との交点から、その時刻における続行列車の先頭位置を求める（図２４のｂ２−１）。また、信号機位置計算部１０４は、運転曲線情報格納部１１１に格納されている続行列車の運転曲線（距離−速度曲線）に関する情報から、続行列車の先頭位置における速度を求める（図２４のｂ２−２）。

ステップＳ２０４にて、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２０３で求めた続行列車の先頭位置と速度の座標を通る順方向の制動曲線を建植処理部１０１に要求する（図２４のｂ３）。建植処理部１０１は、制動曲線計算部１０３に、制動曲線の計算を指示する。制動曲線計算部１０３は、線路情報格納部１１３に格納されている線路情報と、列車性能情報格納部１１４に格納されている列車性能情報とから、続行列車の先頭位置と速度の座標を通る順方向の制動曲線を計算し、計算した制動曲線に関する情報を制動曲線格納部１１５に格納する。制動曲線計算部１０３は、建植処理部１０１を経由して、信号機位置計算部１０４に対して、制動曲線の計算が行われた旨を通知する。

ステップＳ２０５にて、信号機位置計算部１０４は、制動曲線計算部１０３から、続行列車の先頭位置と速度の座標を通る順方向の制動曲線を参照し、速度が０となる位置を求めて、信号機の候補位置とする（図２４のｂ４）。

このように、この信号機建植位置決定システムでは、（先行列車の終端位置の時間曲線と続行列車の先頭位置の時間曲線とを目標時隔値の間隔で配置して用いることにより）高いスキルを有する専門家の多大な労力と時間を要することなく、最適な結果を効率的に得ることができる。

なお、ここでは、制動曲線の速度０となる位置を候補位置としたが、対象とする信号機や列車の性能や、信号制御の方法により、速度を０より大きい値としたり、さらに候補位置に余裕距離を付加したり、等の調整を行う場合もある。その場合は、調整後の位置を候補位置として扱い、以降の処理を実施すればよい。

ステップＳ２０６にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と、基準の信号機Ｓ（ｋ）の位置とを比較する。

ステップＳ２０７にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上かどうかの判定を行う。候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上の場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ２０８に進む。候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最小間隔ｄｍｉｎより小さい場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定し、ステップＳ２１６に進む。

図２５は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上であるため、ステップＳ２０７をＹＥＳと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２０８に進む。

図２６は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎより小さいため、ステップＳ２０７をＮＯと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２１６に進み、基準の信号機Ｓ（ｋ）から最小間隔ｄｍｉｎの位置に次の信号機Ｓ（ｋ−１）が作成されることとなる。

ステップＳ２０８にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最大間隔ｄｍａｘ以下かどうかの判定を行う。候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最大間隔ｄｍａｘ以下の場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ２０９に進む。候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最大間隔ｄｍａｘより大きい場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定し、ステップＳ２１７に進む。

図２７は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔が最大間隔ｄｍａｘ以下であるため、ステップＳ２０８をＹＥＳと判定する状況を表している。なお、このとき、ステップＳ２０７にて候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上と判定しているため、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔は、最小間隔ｄｍｉｎ以上で、最大間隔ｄｍａｘ以下となっている。

図２８は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔が最大間隔ｄｍａｘより大きいため、ステップＳ２０８をＮＯと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２１７に進み、候補位置を基準の信号機Ｓ（ｋ）から最大間隔ｄｍａｘの位置に変更することとなる。

ステップＳ２０９にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と開始側の信号機の位置とを比較する。

ステップＳ２１０にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置が開始側の信号機の位置よりも到着側かどうかの判定を行う。候補位置が開始側の信号機の位置よりも到着側である場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ２１１に進む。候補位置が開始側の信号機の位置よりも出発側である場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定し、ステップＳ５の到着側信号機作成処理を終了する。

図２９は、候補位置が開始側の信号機の位置よりも到着側となるため、ステップＳ２１０をＹＥＳと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２１１に進む。

図３０は、候補位置が開始側の信号機の位置よりも出発側となるため、ステップＳ２１０をＮＯと判定する状況を表している。なお、図３０では、左側が出発側で、右側が到着側となっている。この場合、ステップＳ５の到着側信号機作成処理は終了する。

ステップＳ２１１にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上かどうかの判定を行う。候補位置と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上の場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ２１２に進む。候補位置と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎより小さい場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定し、ステップＳ２１８に進む。なお、ステップＳ２１１をＮＯと判定する場合は、これ以上、出発側の信号機と作成した信号機との間に、新たな信号機を作成することができなくなるため、信号機位置計算部１０４がステップＳ２１８を処理した後、信号機建植位置決定システムは、ステップＳ５の到着側信号機作成処理を終了することとなる。

図３１は、候補位置と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上であるため、ステップＳ２１１をＹＥＳと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２１２に進む。

図３２は、候補位置と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎより小さいため、ステップＳ２１１をＮＯと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２１８に進み、基準の信号機Ｓ（ｋ）から最小間隔ｄｍｉｎの位置に次の信号機Ｓ（ｋ−１）が作成されることとなる。

ステップＳ２１２にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置に信号機Ｓ（ｋ−１）を作成し、信号機Ｓ（ｋ−１）に関する情報を信号機情報格納部１１６に格納する。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２１３に進む。

ステップＳ２１３にて、信号機位置計算部１０４は、作成した信号機Ｓ（ｋ−１）と開始側の信号機の位置とを比較する。

ステップＳ２１４にて、信号機位置計算部１０４は、作成した信号機Ｓ（ｋ−１）と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍より大きいかどうかの判定を行う。作成した信号機Ｓ（ｋ−１）と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍より大きい場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ２１５に進む。作成した信号機Ｓ（ｋ−１）と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍以下の場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定する。この場合、ステップＳ５は終了し、信号機建植位置決定システムの全体の処理が終了する。ステップＳ２１４の判定は、基準の信号機と開始側の信号機との間に新しい信号機を作成するためには、新しい信号機が、基準の信号機とも、また、開始側の信号機とも、最小間隔ｄｍｉｎ以上の間隔を確保できなければならないことを意味する。

図３３は、作成した信号機Ｓ（ｋ−１）と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍より大きく、ステップＳ２１４をＹＥＳと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２１５に進み、作成した信号機を基準の信号機とすることとなる。

図３４は、作成した信号機Ｓ（ｋ−１）と開始側の信号機との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍以下であり、ステップＳ２１４をＮＯと判定する状況を表している。この場合、ステップＳ５は終了し、信号機建植位置決定システム全体の処理が終了することとなる。

ステップＳ２１５にて、信号機位置計算部１０４は、作成した信号機Ｓ（ｋ−１）を新たに基準の信号機とし、ステップＳ２０２に戻り、以降の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ２１６にて、信号機位置計算部１０４は、基準の信号機Ｓ（ｋ）から最小間隔ｄｍｉｎの位置に信号機Ｓ（ｋ−１）を作成し、信号機Ｓ（ｋ−１）に関する情報を信号機情報格納部１１６に格納する。ステップＳ２１６を処理したら、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２１３に進む。

ステップＳ２１７にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置を、基準の信号機Ｓ（ｋ）から最大間隔ｄｍａｘの位置に変更する。ステップＳ２１７を処理したら、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２１８にて、信号機位置計算部１０４は、開始側信号機から最小間隔ｄｍｉｎの位置に信号機Ｓ（ｋ−１）を作成し、信号機Ｓ（ｋ−１）に関する情報を信号機情報格納部１１６に格納する。ステップＳ２１８を処理したらステップＳ５は終了し、信号機建植位置決定システム全体の処理が終了する。

以上で、信号建植処理の詳細な説明を行った。

このように、この信号機建植位置決定システムは、指定された範囲において目標の時隔値を実現することのできる信号機の位置（信号機の数を含む）を決定することができる。

次に、この信号機建植位置決定システムの信号建植処理により、信号機情報が作成される状況の例を図３５から図３９を用いて示す。

図３５は、図８のステップＳ２の処理により範囲外の信号機が削除され、図８のステップＳ３の処理により時間曲線（距離−時間曲線）の配置が行われた状態の例を表している。

図３６は、図８のステップＳ４の出発側信号機作成処理により信号機Ｓ（１）が作成された状態の例を表している。

図３７は、図８のステップＳ５の到着側信号機作成処理において、図１０のステップＳ２１２が１回だけ処理されて、到着側に信号機Ｓ（ｎ）が作成された例を表している。

図３８は、図８のステップＳ５の到着側信号機作成処理において、図１０のステップＳ２１２の２回目の処理により、到着側信号機作成処理で到着側に信号機Ｓ（ｎ−１）がさらに作成された例を表している。

図３９は、図８のステップＳ５の到着側信号機作成処理において、図１０のステップＳ２１４でＮＯと判定されたか、図１０のステップＳ２１８が処理されて、到着側信号機作成処理で到着側に最後の信号機Ｓ（２）が作成された状態の例を表している。

次に、操作端末２００に外部接続されるキーボード２１１、ポインティング装置２１２および表示装置２１３を介して本実施形態の信号機建植位置決定システムが提供するユーザインタフェースについて説明する。

信号建植処理では、先行列車の運転曲線と続行列車の運転曲線とを指定する。運転曲線を指定するために、建植処理部１０１は、サーバ側データ送信部１０６に対して、運転曲線情報格納部１１１に格納されている運転曲線情報を表示するための情報（例えば、自身が作成したＨＴＭＬファイル）をネットワークＮ経由で操作端末２００へ送信することを指示する。この情報は、操作端末２００において、端末側データ受信部２０４により受信され、表示部２０２により、表示装置２１３上に表示される。この表示に対して、利用者が、例えばポインティング装置２１２により先行列車の運転曲線と続行列車の運転曲線とを選択すると、この選択を示す情報が入力部２０１により入力され、端末側データ送信部２０３によりネットワークＮ経由でサーバ１００へ送信される。この選択を示す情報は、サーバ１００において、サーバ側データ受信部１０５により受信され、建植処理部１０１へ供給される。この情報を受けた建植処理部１０１は、サーバ側データ送信部１０６に対して、選択された先行列車の運転曲線と続行列車の運転曲線とを表示するための情報をネットワークＮ経由で操作端末２００へ送信することを指示する。以下、キーボード２１１またはポインティング装置２１２の操作に伴う操作端末２００からサーバ１００への情報伝達の流れと、表示装置２１３による画面表示のためのサーバ１００から操作端末２００への情報伝達の流れとについては、その記載を一部簡略化する。

図４０は、選択された先行列車の運転曲線と続行列車の運転曲線とを表示装置２１３に表示した状態を表している。図４０中、４０１は、先行列車の運転曲線であり、４０２は、続行列車の運転曲線である。

次に、信号建植処理では、信号機の建植を行う範囲の両端の信号機を指定する。信号機を指定するために、建植処理部１０１は、運転曲線情報格納部１１１に格納されている運転曲線情報と、信号機情報格納部１１６に格納されている信号機情報とを表示するための情報を操作端末２００へ送信する。この情報による表示装置２１３上の表示に対して、利用者が、例えばポインティング装置２１２により両端の信号機を選択すると、この選択を示す情報がサーバ１００へ送信され、建植処理部１０１へ供給される。

図４１は、表示装置２１３に先行列車の運転曲線と続行列車の運転曲線とが表示された状態において、ポインティング装置２１２により、両端の信号機が指定された状態を表している。

利用者は、両端の信号機の指定後、目標とする時隔値を入力する。利用者は、目標とする時隔値を指定するために、例えばキーボード２１１を使用する。キーボード２１１により目標とする時隔値を入力すると、その時隔値を示す情報がサーバ１００へ送信され、建植処理部１０１へ供給される。

図４２は、目標とする時隔値を指定する画面を表示装置２１３に表示し、キーボード２１１により時隔値が入力された状態を表した図である。利用者により、先行列車の運転曲線および続行列車の運転曲線と、両端の信号機と、目標とする時隔値とが指定されたら、建植処理部１０１は、信号機建植処理を実行する。信号機建植処理が実行中である状態を利用者に示すため、建植処理部１０１は、計算途中である旨を表示するための情報を操作端末２００へ送信する。

図４３は、信号機建植処理が実行中である旨を表示装置２１３に表示した状態を表した図である。図４３中のキャンセルボタンは、信号機建植処理の途中で処理の中断を指示するためのボタンである。

建植処理部１０１は、信号機の配置を決定したら、その結果を表示するための情報を操作端末２００へ送信する。図４４は、運転曲線および時隔曲線と決定した信号機の配置とを表示装置２１３に表示した状態を表した図である。

以上のように、本実施形態の信号機建植位置決定システムにおいては、与えられた運転曲線図、線路情報、列車性能情報、両端の信号機、目標とする時隔値に基づき、先行列車と続行列車の距離−時間曲線の間隔を時隔値で配置し、出発駅側と到着駅側から必要な時分と列車の制動曲線を考慮して隣接する信号機位置を決定する処理を繰り返し行うことで、目標とする時隔値を実現する信号機の位置を決定することが可能となる。

なお、以上の説明では、この信号機建植位置決定システムの各種データ処理部をサーバ１００に搭載する例を示したが、その一部を操作端末２００に搭載するようにしてもよい。また、図４５に示されるように、信号機建植位置決定システムを単独の情報処理装置３００上において構築することも可能である。

（変形例）
以上の説明では、信号機建植位置決定システムが、信号機を到着側から建植する例を説明したが、続いて、変形例として、信号機を出発側から建植する例を説明する。

図４６は、信号機を出発側から建植する場合における信号機建植位置決定システムの処理全体の流れを表すフローチャートである。また、図４７は、図４６のステップＳ７の駅間信号機作成処理の詳細を表すフローチャートである。

図４６のステップＳ１からステップＳ４までは、図８のフローチャートと同一であり、ステップＳ７が異なる。ステップＳ７において、信号機位置計算部１０４は、駅間信号機作成処理を行う。図４７を参照して、図４６のステップＳ７の駅間信号機作成処理の詳細を説明する。

図４７のステップＳ７の駅間信号機作成処理では、開始側の信号機から出発側へと、列車の進行方向に、Ｓ（１）、Ｓ（２）、Ｓ（３）と順番に信号機を作成する処理を行う。

ステップＳ３０１にて、信号機位置計算部１０４は、信号機情報格納部１１６の信号機情報の開始側の信号機を参照し、開始側の信号機を基準の信号機とする。開始側の信号機はステップＳ４の処理の結果により、Ｓ（０）またはＳ（１）のいずれかである。以降の説明では、処理が進むにつれて基準の信号機が変わっていくので、基準の信号機をＳ（ｋ）と表す。

図４８は、実施形態の信号機建植位置決定システムの変形例において基準の信号機Ｓ（ｋ）から信号機Ｓ（ｋ＋１）の位置を決定する手法を説明するための図である。これは、図４７の駅間信号機作成処理のステップＳ３０２からステップＳ３０５までの処理に相当する。

ステップＳ３０２にて、信号機位置計算部１０４は、基準の信号機Ｓ（ｋ）の位置の速度０の地点からの逆方向の制動曲線と続行列車の運転曲線（距離−速度曲線）との交点を求め、その交点位置を続行列車先頭位置とする（図４８のｃ１）。

ステップＳ３０３にて、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３０２で求めた続行列車先頭位置と、続行列車の先頭位置の時間曲線（距離−時間曲線）との交点から、続行列車の先頭位置における時刻を求める（図４８のｃ２−１）。さらにその時刻から、付加時分だけ前の時刻を求める（図４８のｃ２−２）。

ステップＳ３０４にて、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３０３で求めた時刻と、先行列車の終端位置の時間曲線（距離−時間曲線）との交点から、その時刻における先行列車の終端位置を求める（図４８のｃ３）。

ステップＳ３０５にて、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３０４で求めた先行列車の終端位置を、信号機の候補位置とする（図４８のｃ４）。

ステップＳ３０６にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と、基準の信号機Ｓ（ｋ）の位置とを比較する。

ステップＳ３０７にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上かどうかの判定を行う。候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上の場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ３０８に進む。候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最小間隔ｄｍｉｎより小さい場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定し、ステップＳ３１６に進む。

図４９は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上であるため、ステップＳ３０７をＹＥＳと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３０８に進む。

図５０は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎより小さいため、ステップＳ３０７をＮＯと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３１６に進み、基準の信号機Ｓ（ｋ）から最小間隔ｄｍｉｎの位置に次の信号機Ｓ（ｋ＋１）が作成されることとなる。

ステップＳ３０８にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最大間隔ｄｍａｘ以下かどうかの判定を行う。候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最大間隔ｄｍａｘ以下の場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ３０９に進む。候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）の間隔が最大間隔ｄｍａｘより大きい場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定し、ステップＳ３１７に進む。

図５１は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔が最大間隔ｄｍａｘ以下であるため、ステップＳ３０８をＹＥＳと判定する状況を表している。なお、このとき、ステップＳ３０７にて候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上と判定しているため、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔は、最小間隔ｄｍｉｎ以上で、最大間隔ｄｍａｘ以下となっている。

図５２は、候補位置と基準の信号機Ｓ（ｋ）との間隔が最大間隔ｄｍａｘより大きいため、ステップＳ３０８をＮＯと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３１７に進み、候補位置を基準の信号機Ｓ（ｋ）から最大間隔ｄｍａｘの位置に変更することとなる。

ステップＳ３０９にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）の位置とを比較する。

ステップＳ３１０にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置が終了信号機Ｓ（ｎ＋１）の位置よりも到着側かどうかの判定を行う。候補位置が終了信号機Ｓ（ｎ＋１）の位置よりも出発側である場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ３１１に進む。候補位置が開始側の信号機の位置よりも到着側である場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定し、ステップＳ７の駅間信号機作成処理を終了する。

図５３は、候補位置が終了信号機Ｓ（ｎ＋１）の位置よりも出発側となるため、ステップＳ３１０をＹＥＳと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３１１に進む。

図５４は、候補位置が終了信号機Ｓ（ｎ＋１）の位置よりも到着側となるため、ステップＳ３１０をＮＯと判定する状況を表している。なお、図５４では、左側が出発側で、右側が到着側となっている。この場合、ステップＳ７の駅間信号機作成処理は終了する。

ステップＳ３１１にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上かどうかの判定を行う。候補位置と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上の場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ３１２に進む。候補位置と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎより小さい場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定し、ステップＳ３１８に進む。なお、ステップＳ３１１をＮＯと判定する場合は、これ以上、終了信号機Ｓ（ｎ＋１）と作成した信号機との間に、新たな信号機を作成することができなくなるため、信号機位置計算部１０４がステップＳ３１８を処理した後、信号機建植位置決定システムは、ステップＳ７の駅間信号機作成処理を終了することとなる。

図５５は、候補位置と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎ以上であるため、ステップＳ３１１をＹＥＳと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３１２に進む。

図５６は、候補位置と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎより小さいため、ステップＳ３１１をＮＯと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３１８に進み、終了信号機Ｓ（ｎ＋１）から最小間隔ｄｍｉｎの位置に次の信号機Ｓ（ｋ＋１）が作成されることとなる。

ステップＳ３１２にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置に信号機Ｓ（ｋ＋１）を作成し、信号機Ｓ（ｋ＋１）に関する情報を信号機情報格納部１１６に格納する。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３１３に進む。

ステップＳ３１３にて、信号機位置計算部１０４は、作成した信号機Ｓ（ｋ＋１）と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）の位置とを比較する。

ステップＳ３１４にて、信号機位置計算部１０４は、作成した信号機Ｓ（ｋ＋１）と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍より大きいかどうかの判定を行う。作成した信号機Ｓ（ｋ＋１）と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍より大きい場合、信号機位置計算部１０４は、ＹＥＳと判定し、ステップＳ３１５に進む。作成した信号機Ｓ（ｋ＋１）と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍以下の場合、信号機位置計算部１０４は、ＮＯと判定する。この場合、ステップＳ７は終了し、信号機建植位置決定システムの全体の処理が終了する。ステップＳ３１４の判定は、基準の信号機と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間に新しい信号機を作成するためには、新しい信号機が、基準の信号機とも、また、終了信号機Ｓ（ｎ＋１）とも、最小間隔ｄｍｉｎ以上の間隔を確保できなければならないことを意味する。

図５７は、作成した信号機Ｓ（ｋ＋１）と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍より大きく、ステップＳ３１４をＹＥＳと判定する状況を表している。この場合、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３１５に進み、作成した信号機を基準の信号機とすることとなる。

図５８は、作成した信号機Ｓ（ｋ＋１）と終了信号機Ｓ（ｎ＋１）との間隔が最小間隔ｄｍｉｎの２倍以下であり、ステップＳ３１４をＮＯと判定する状況を表している。この場合、ステップＳ７は終了し、信号機建植位置決定システム全体の処理が終了することとなる。

ステップＳ３１５にて、信号機位置計算部１０４は、作成した信号機Ｓ（ｋ＋１）を新たに基準の信号機とし、ステップＳ３０２に戻り、以降の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ３１６にて、信号機位置計算部１０４は、基準の信号機Ｓ（ｋ）から最小間隔ｄｍｉｎの位置に信号機Ｓ（ｋ＋１）を作成し、信号機Ｓ（ｋ＋１）に関する情報を信号機情報格納部１１６に格納する。ステップＳ３１６を処理したら、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３１３に進む。

ステップＳ３１７にて、信号機位置計算部１０４は、候補位置を、基準の信号機Ｓ（ｋ）から最大間隔ｄｍａｘの位置に変更する。ステップＳ３１７を処理したら、信号機位置計算部１０４は、ステップＳ３０９に進む。

ステップＳ３１８にて、信号機位置計算部１０４は、終了信号機Ｓ（ｎ＋１）から最小間隔ｄｍｉｎの位置に信号機Ｓ（ｋ＋１）を作成し、信号機Ｓ（ｋ＋１）に関する情報を信号機情報格納部１１６に格納する。ステップＳ３１８を処理したらステップＳ７は終了し、信号機建植位置決定システム全体の処理が終了する。

以上で、信号機を出発側から建植する場合における信号建植処理の詳細な説明を行った。

このように、この信号機建植位置決定システムは、信号機を出発側から建植することによっても、指定された範囲において目標の時隔値を実現することのできる信号機の位置（信号機の数を含む）を決定することができる。

次に、この信号機建植位置決定システムの開始側からの信号建植処理により、信号機情報が作成される状況の例を図５９から図６３を用いて示す。

図５９は、図４６のステップＳ２の処理により範囲外の信号機が削除され、図４６のステップＳ３の処理により時間曲線（距離−時間曲線）の配置が行われた状態の例を表している。

図６０は、図４６のステップＳ４の出発側信号機作成処理により信号機Ｓ（１）が作成された状態の例を表している。

図６１は、図４６のステップＳ７の駅間信号機作成処理において、図４７のステップＳ３１２が１回だけ処理されて、信号機Ｓ（１）が作成された例を表している。

図６２は、図４６のステップＳ７の駅間信号機作成処理において、図４７のステップＳ３１２の２回目の処理により、駅間信号機作成処理で信号機Ｓ（２）がさらに作成された例を表している。

図６３は、図４６のステップＳ７の駅間信号機作成処理において、図４７のステップＳ３１４でＮＯと判定されたか、図４７のステップＳ３１８が処理されて、駅間信号機作成処理で到着側に最後の信号機Ｓ（ｎ）が作成された状態の例を表している。

このように、この信号機建植位置決定システムは、人力による信号機の位置の検討の繰り返し等を必要とすることなく、目標とする時隔値を実現するための信号機の配置を効率的に決定することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００…サーバ、１０１…建植処理部、１０２…距離時間曲線配置部、１０３…制動曲線計算部、１０４…信号機位置計算部、１０５…サーバ側データ受信部、１０６…サーバ側データ送信部、１１１…運転曲線情報格納部、１１２…距離時間曲線格納部、１１３…線路情報格納部、１１４…列車性能情報格納部、１１５…制動曲線格納部、１１６…信号機情報格納部、２００…操作端末、２０１…入力部、２０２…表示部、２０３…端末側データ送信部、２０４…端末側データ受信部、２１１…キーボード、２１２…ポインティング装置、２１３…表示装置、３００…情報処理装置、Ｎ…ネットワーク。

Claims (5)

1. 出発駅または到着駅における先行列車と続行列車との時間的な間隔として指定される目標時隔値と、距離と速度とを座標軸とする列車の運転曲線に関する運転曲線情報と、前記運転曲線に対応する、距離と時間とを座標軸とする列車の先頭位置の時間曲線および列車の終端位置の時間曲線に関する時間曲線情報と、線路に関する線路情報と、列車の性能に関する列車性能情報とを取得する取得手段と、
   第１の信号機の位置を基準として列車の進行方向とは逆の方向に建植する第２の信号機の位置を決定する手段であって、
   前記先行列車の前記終端位置の時間曲線と、前記続行列車の前記先頭位置の時間曲線とを、前記出発駅または前記到着駅において前記目標時隔値分の間隔となるように配置し、
   前記先行列車の前記終端位置の時間曲線に基づき、前記先行列車の終端が前記第１の信号機の地点に位置する第１の時刻を取得し、
   前記続行列車の前記先頭位置の時間曲線に基づき、前記第１の時刻において前記続行列車の先頭が位置する第１の位置を取得すると共に、前記続行列車の前記運転曲線に基づき、前記第１の位置における前記続行列車の第１の速度を取得し、
   前記線路情報と前記列車性能情報とに基づき、距離と速度とを座標軸とする、前記第１の位置を前記第１の速度で走行する前記続行列車の制動曲線を取得し、前記続行列車の速度が所定の値となる第２の位置を、前記第２の信号機の位置に決定する建植位置決定手段と、
   を具備する信号機建植位置決定システム。
2. 前記取得手段は、信号機の建植区間に関する建植区間情報をさらに取得し、
   前記建植位置決定手段は、建植する位置が決定された前記第２の信号機を前記第１の信号機とすることにより、前記建植区間の終端側から前記第１の信号機とする信号機を列車の進行方向とは逆の方向に順次変更していきながら、前記第２の信号機とする信号機を建植する位置を決定していき、前記建植区間内に建植する２以上の信号機の位置を決定する、
   請求項１に記載の信号機建植位置決定システム。
3. 前記建植位置決定手段は、
   前記第１の時刻として、先行列車の終端が前記第１の信号機の地点に位置する時刻に対して所定の時間分追加した時刻を取得し、
   前記出発駅における前記続行列車の出発位置と前記建植区間の先頭との間に信号機が存在しない場合、前記建植区間の終端側から列車の進行方向とは逆の方向に信号機を建植する位置を決定していく前に、前記建植区間の先頭側から列車の進行方向に信号機を建植する位置を１つ決定し、
   前記第１の信号機の位置と前記第２の位置との間隔が第１の閾値よりも小さい場合、前記第１の信号機の位置から前記第１の閾値の地点を前記第２の信号機の位置に決定し、前記第１の信号機の位置と前記第２の位置との間隔が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値よりも大きい場合、前記第１の信号機の位置から前記第２の閾値の地点を前記第２の信号機の位置に決定し、前記第２の位置と前記建植区間の先頭側に存在する信号機との間隔が前記第１の閾値に２を乗じて得た値よりも小さい場合、前記建植区間における処理を終了する、
   請求項２に記載の信号機建植位置決定システム。
4. 出発駅または到着駅における先行列車と続行列車との時間的な間隔として指定される目標時隔値と、信号機の建植区間に関する建植区間情報と、距離と速度とを座標軸とする列車の運転曲線に関する運転曲線情報と、前記運転曲線に対応する、距離と時間とを座標軸とする列車の先頭位置の時間曲線および列車の終端位置の時間曲線に関する時間曲線情報と、線路に関する線路情報と、列車の性能に関する列車性能情報とを取得することと、
   前記建植区間内に建植する２以上の信号機の位置を決定することと、
   を具備し、
   前記２以上の信号機の位置を決定することは、
   前記先行列車の前記終端位置の時間曲線と、前記続行列車の前記先頭位置の時間曲線とを、前記出発駅または前記到着駅において前記目標時隔値分の間隔となるように配置することと、
   前記出発駅における前記続行列車の出発位置と前記建植区間の先頭との間に信号機が存在しない場合、前記建植区間の先頭側から列車の進行方向に信号機を建植する位置を１つ決定することと、
   第１の信号機の位置を基準として列車の進行方向とは逆の方向に建植する第２の信号機の位置を決定することであって、
   前記先行列車の前記終端位置の時間曲線に基づき、前記先行列車の終端が前記第１の信号機の地点に位置する時刻に対して所定の時間分追加した第１の時刻を取得し、
   前記続行列車の前記先頭位置の時間曲線に基づき、前記第１の時刻において前記続行列車の先頭が位置する第１の位置を取得すると共に、前記続行列車の前記運転曲線に基づき、前記第１の位置における前記続行列車の第１の速度を取得し、
   前記線路情報と前記列車性能情報とに基づき、距離と速度とを座標軸とする、前記第１の位置を前記第１の速度で走行する前記続行列車の制動曲線を取得し、前記続行列車の速度が所定の値となる第２の位置を取得し、
   前記第１の信号機の位置と前記第２の位置との間隔が第１の閾値よりも小さい場合、前記第１の信号機の位置から前記第１の閾値の地点を前記第２の信号機の位置に決定し、前記第１の信号機の位置と前記第２の位置との間隔が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値よりも大きい場合、前記第１の信号機の位置から前記第２の閾値の地点を前記第２の信号機の位置に決定する、
   ことを、前記第２の位置と前記建植区間の先頭側に存在する信号機との間隔が前記第１の閾値に２を乗じて得た値よりも小さくなるまで、建植する位置が決定された前記第２の信号機を前記第１の信号機とすることにより、前記建植区間の終端側から前記第１の信号機とする信号機を列車の進行方向とは逆の方向に順次変更していきながら、前記第２の信号機とする信号機を建植する位置を決定していき、前記建植区間内に建植する２以上の信号機の位置を決定することと、
   を具備する信号機建植位置決定方法。
5. 出発駅または到着駅における先行列車と続行列車との時間的な間隔として指定される目標時隔値と、距離と速度とを座標軸とする列車の運転曲線に関する運転曲線情報と、前記運転曲線に対応する、距離と時間とを座標軸とする列車の先頭位置の時間曲線および列車の終端位置の時間曲線に関する時間曲線情報と、線路に関する線路情報と、列車の性能に関する列車性能情報と、信号機の建植区間に関する建植区間情報とを取得する取得手段と、
   第１の信号機の位置を基準として列車の進行方向に建植する第２の信号機の位置を決定する手段であって、
   前記先行列車の前記終端位置の時間曲線と、前記続行列車の前記先頭位置の時間曲線とを、前記出発駅または前記到着駅において前記目標時隔値分の間隔となるように配置し、
   前記線路情報と前記列車性能情報とに基づき、距離と速度とを座標軸とする、前記第１の信号機の位置における前記続行列車の速度が所定の値である前記第１の信号機の位置からの前記続行列車の逆方向の制動曲線を取得し、その制動曲線と前記続行列車の前記運転曲線との交点で示される前記続行列車の先頭が位置する第１の位置を取得し、
   前記続行列車の前記先頭位置の時間曲線に基づき、前記続行列車の先頭が前記第１の位置にある時刻に対して所定の時間分差し引いた第１の時刻を取得し、
   前記先行列車の前記終端位置の時間曲線に基づき、前記第１の時刻において前記先行列車の終端が位置する第２の位置を取得し、前記第２の位置を、前記第２の信号機の位置に決定する建植位置決定手段と、
   を具備し、
   前記建植位置決定手段は、
   前記出発駅における前記続行列車の出発位置と前記建植区間の先頭との間に信号機が存在しない場合、前記建植区間の先頭側から列車の進行方向に信号機を建植する位置を１つ決定し、
   建植する位置が決定された前記第２の信号機を前記第１の信号機とすることにより、前記建植区間の始端側から前記第１の信号機とする信号機を列車の進行方向に順次変更していきながら、前記第２の信号機とする信号機を建植する位置を決定していき、前記建植区間内に建植する２以上の信号機の位置を決定し、
   前記第１の信号機の位置と前記第２の位置との間隔が第１の閾値よりも小さい場合、前記第１の信号機の位置から前記第１の閾値の地点を前記第２の信号機の位置に決定し、前記第１の信号機の位置と前記第２の位置との間隔が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値よりも大きい場合、前記第１の信号機の位置から前記第２の閾値の地点を前記第２の信号機の位置に決定し、前記第２の位置と前記建植区間の終了信号機との間隔が前記第１の閾値に２を乗じて得た値よりも小さい場合、前記建植区間における処理を終了する、
   信号機建植位置決定システム。

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