JP6518609B2 - プログラム及び予測制御運転曲線作成装置 - Google Patents

Description

本発明は、予測制御運転曲線作成装置等に関する。

鉄道において、大都市圏等の高密度線区では、乗客の混雑によって発車時刻の遅れが頻繁に発生しており、僅かな発遅延でも後続列車に影響を与え、ダイヤ乱れが発生しやすいという問題がある。このような影響を抑制するための列車制御方法として、予測制御が提唱されている。この予測制御は、駅における先行列車の発時刻を予測し、後続列車の不要な駅間停車を回避するとともに、場内進路が開通した時点から最短で駅に到着できるように、後続列車の速度を制御する方法である（例えば、特許文献１参照）。

平栗滋人、兎束哲夫、「線区条件に応じた列車群の予測制御方式」、鉄道総研報告、２０１０年３月、ｖｏｌ２４、Ｎｏ．３、２９−３４頁

上述の予測制御では、場内進路の外方に位置及び速度を指定する接近点を定め、後続列車がこの接近点を指定時刻に通過するように制御する。指定時刻は、予測した先行列車の発時刻によって決まる。しかし、ある位置にある速度である時刻に到達するような運転曲線は様々である。また、予測した先行列車の発時刻は乗客の混雑状況によって変動し易いため、発時刻の変更に応じて運転曲線を更新する必要がある。また、高密度線区においては、更にその後続列車への遅延の影響を抑制するため、駅間におけるブレーキの開始位置を、できるだけ次駅に接近させた位置とすることが望ましい。更に、消費電力をできるだけ低減させた省エネ運転とすることが望ましい。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、予測制御に好適な運転曲線を作成可能とする技術を提供することである。

上記課題を解決するための第１の発明は、
コンピュータに、次駅に停車中の先行列車の発時刻に応じて後続列車である対象列車の前記次駅までの予測制御運転曲線を作成させるためのプログラムであって、
前記次駅の外方に設定される所与の指定位置と所与の指定速度とで定まる運転曲線上の点（以下「接近点」という）に、だ行運転を所定の最短時間又は最短距離行うことで到達する前記接近点の外方の点（以下「案内点」という）を算出する案内点算出手段、
１）前記案内点及び前記接近点を通り、２）少なくとも前記案内点から前記接近点までをだ行運転とし、且つ、３）前記接近点を前記発時刻に応じて決まる所与の指定時刻に通過する、ように前記予測制御運転曲線を作成する作成手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、他の発明として、
次駅に停車中の先行列車の発時刻に応じて後続列車である対象列車の前記次駅までの予測制御運転曲線を作成させる予測制御運転曲線作成装置であって、
前記次駅の外方に設定される所与の指定位置と所与の指定速度とで定まる運転曲線上の点（以下「接近点」という）に、だ行運転を所定の最短時間又は最短距離行うことで到達する前記接近点の外方の点（以下「案内点」という）を算出する案内点算出手段と、
１）前記案内点及び前記接近点を通り、２）少なくとも前記案内点から前記接近点までをだ行運転とし、且つ、３）前記接近点を前記発時刻に応じて決まる所与の指定時刻に通過する、ように前記予測制御運転曲線を作成する作成手段と、
を備えた予測制御運転曲線作成装置を構成しても良い。

この第１の発明等によれば、所与の指定位置と所与の指定速度とで定まる接近点を指定時刻に通過するとともに、接近点にだ行運転で到達する予測制御運転曲線を作成することができる。本発明は、一見、接近点にだ行運転で到達するという運転曲線作成上の１つの指針に過ぎないように思われるが、それ以上の作用効果が期待できる。すなわち、接近点にだ行運転で到達するため、接近点開通時刻において、仮に状態進路の開通が指定時刻よりも遅くなった場合には、接近点付近で急にブレーキをかけたて場内手間で停止することもできるし、仮に場内進路が開通した場合には、力行運転に切り替えて最短時間で駅に進入することもできるなど、機動的な運転が可能となる。また、少なくとも案内点から接近点までをだ行運転とすることで、接近点を最大ブレーキで通過するといった運転曲線に比べて、消費電力を低減させた省エネ運転となる運転曲線の作成を促進させることができる。

第２の発明として、第１の発明のプログラムであって、
前記作成手段は、
前記１）及び前記２）を満たす仮の運転曲線を作成する仮作成手段と、
前記仮の運転曲線上の前記接近点の通過時刻が前記指定時刻より早い場合に、当該通過時刻を遅らせるように前記仮の運転曲線を調整する延着調整手段と、
前記仮の運転曲線上の前記接近点の通過時刻が前記指定時刻より遅い場合に、当該通過時刻を早めるように前記仮の運転曲線を調整する早着調整手段と、
を有する、
プログラムを構成しても良い。

この第２の発明によれば、接近点をだ行で通過する仮の運転曲線を作成し、仮の運転曲線における接近点の通過時刻が指定時刻より早いか遅いかに応じて、通過時刻を遅らせる或いは早めるように仮の運転曲線を調整することで、予測制御運転曲線を効率良く作成することができる。

第３の発明として、第１の発明のプログラムであって、
前記作成手段は、
前記発時刻が変更された場合に、従前に作成した前記予測制御運転曲線を仮の運転曲線とする手段と、
前記仮の運転曲線上の前記接近点の通過時刻が前記指定時刻より早い場合に、当該通過時刻を遅らせるように前記仮の運転曲線を調整する延着調整手段と、
前記仮の運転曲線上の前記接近点の通過時刻が前記指定時刻より遅い場合に、当該通過時刻を早めるように前記仮の運転曲線を調整する早着調整手段と、
を有する、
プログラムを構成しても良い。

この第３の発明によれば、発時刻が変更された場合に、予測制御運転曲線を再作成することができる。またこの場合、従前に作成した予測制御運転曲線を仮の運転曲線とし、仮の運転曲線における接近点の通過時刻が指定時刻より早いか遅いかに応じて、通過時刻を遅らせる或いは早めるように仮の運転曲線調整することで、予測制御運転曲線を効率良く再作成することができる。

第４の発明として、第２又は第３の発明のプログラムであって、
前記延着調整手段は、前記接近点から前記案内点を通るようにだ行運転を逆引きした逆引きラインよりも速度が速い曲線部分が前記仮の運転曲線に含まれる場合に、だ行曲線部分を増やすように調整する第１の延着調整手段を有する、
プログラムを構成しても良い。

この第４の発明によれば、接近点から案内点を通るようにだ行運転を逆引きした逆引きラインよりも速度が速い曲線部分には、力行曲線部分及びブレーキ曲線が含まれるため、だ行曲線部分を増やすことで、この力行部分を減らすことになり、通過時刻を遅らせるように仮の運転曲線を調整することができる。

第５の発明として、第２の発明のプログラムであって、
前記仮作成手段は、前記１）及び前記２）を満たし、且つ、前記案内点に到達する曲線部分をブレーキ曲線部分とするように前記仮の運転曲線を作成し、
前記延着調整手段は、前記案内点に到達する曲線部分をだ行曲線部分とするように調整する第１の延着調整手段を有する、
プログラムを構成しても良い。

この第５の発明によれば、案内点にブレーキ曲線部分で到達し、案内点から接近点まではだ行曲線部分で到達する運転曲線を仮の運転曲線とする。そして、案内点に到達する曲線部分をだ行曲線部分とするように変更していき、そのだ行曲線部分を長くしていくことで、接近点の通過時刻を遅らせるように調整することができる。

第６の発明として、第２〜第５の何れかの発明のプログラムであって、
前記延着調整手段は、前記仮の運転曲線の一部を、ブレーキ曲線部分、だ行曲線部分、及び、力行曲線部分が連続してなる谷形状の曲線部分に置き換える第２の延着調整手段を有する、
プログラムを構成しても良い。

この第６の発明によれば、仮の運転曲線の一部を谷形状の曲線部分に置き換えることで、接近点の通過時刻を遅らせるように調整することができる。

第７の発明として、第６の発明のプログラムであって、
前記第２の延着調整手段は、前記谷形状の曲線部分の終端が前記案内点に位置するように置き換える、
プログラムを構成しても良い。

この第７の発明によれば、谷形状の曲線部分の終端が案内点に位置するように、仮の運転曲線の一部が谷形状の曲線部分に置き換えられる。

第８の発明として、第２〜第７の何れかの発明のプログラムであって、
前記延着調整手段は、前記仮の運転曲線の一部を、機外停止させるブレーキ曲線部分、及び、力行曲線部分が連続してなる谷形状の曲線部分に置き換える第３の延着調整手段を有する、
プログラムを構成しても良い。

この第８の発明によれば、仮の運転曲線の一部を、機外停止させる谷形状の曲線部分に置き換えることで、接近点の通過時刻を遅らせるように調整することができる。

第９の発明として、第８の発明のプログラムであって、
前記第３の延着調整手段は、前記谷形状の曲線部分の終端が前記案内点に位置するように置き換える、
プログラムを構成しても良い。

この第９の発明によれば、谷形状の曲線部分の終端が案内点に位置するように、仮の運転曲線の一部が谷形状の曲線部分に置き換えられる。

第１０の発明として、第２〜第９の何れかの発明のプログラムであって、
前記早着調整手段は、前記接近点から前記案内点を通るようにだ行運転を逆引きした逆引きラインよりも速度が速い力行曲線部分を増やすように前記仮の運転曲線を調整する第１の早着調整手段を有する、
プログラムを構成しても良い。

この第１０の発明によれば、力行部分を増やすことで、接近点の通過時刻を早めるように仮の運転曲線を調整して、予測制御運転曲線を作成することができる。

第１１の発明として、第２〜第１０の何れかの発明のプログラムであって、
前記早着調整手段は、前記谷形状の曲線部分にだ行曲線部分を増やすように前記仮の運転曲線を調整する第２の早着調整手段を有する、
プログラムを構成しても良い。

この第１１の発明によれば、だ行部分を増やすことで、接近点の通過時刻を早めるように仮の運転曲線を調整して、予測制御運転曲線を作成することができる。

予測制御の概要図。 予測制御運転曲線の作成及び更新の概要図。 予測制御運転曲線の作成及び更新の概要図。 最速運転曲線の一例。 駅停車時における予測制御運転曲線の作成の説明図。 駅停車時における予測制御運転曲線の作成の説明図。 駅停車時における予測制御運転曲線の作成の説明図。 “山形状”の運転曲線部分の説明図。 “山をつぶす”の説明図。 駅停車時における予測制御運転曲線の作成の説明図。 “谷形状”の運転曲線部分の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 指定時刻Ｔｓの変更時における予測制御運転曲線の更新の説明図。 運転曲線作成装置の機能構成図。 運転曲線作成処理のフローチャート。 予測制御運転曲線作成可否判定処理のフローチャート。 予測制御運転曲線作成処理のフローチャート。 予測制御運転曲線更新可否判定処理のフローチャート。 予測制御運転曲線更新処理のフローチャート。 図３６のフローチャートの続き。

［概要］
本実施形態の運転曲線作成装置は、予測制御を実現する運転曲線を作成する装置である。予測制御とは、ダイヤの列車間隔が数分程度であるような高密度線区において、駅に接近する列車が当該駅に停車中の先行列車の発遅れによって信号の制約を受けるため、できるだけ短い運転時隔を確保するとともに、駅間での不要な停車を回避する列車の制御方法である。具体的には、先行列車に接近し過ぎないようにするために、位置及び速度を指定する接近点を与え、この接近点を指定時刻に通過するような列車制御を行う。

図１は、予測制御の概要を説明する図である。図１は、先行列車１２が停車中の駅に接近する対象列車１０についての接近点２０を示している。図１（ａ）は、横方向を時刻、縦方向を位置として、時刻と位置との関係を示し、図２（ｂ）は、横方向を位置、縦方向を速度として、位置と速度との関係を示している。

先行列車１２が駅に停車中は、後続の対象列車１０は、場内に進入することができず、場内進路に対する場内停止パターンに従うことになる。発車時刻となって先行列車１２が発車し駅から進出すると、場内停止パターンが解除されて、対象列車１０は場内に進入することができる。つまり、対象列車１０は加速を開始し、駅進路に対する駅停止パターンに従って場内に進入して停車する。先行列車１２に係る場内停止パターンの解除時刻は、先行列車１２の発車時刻及び走行性能によって決まり、対象列車１０に係る場内停止パターン、駅停止パターン、及び、加速パターンは、対象列車１０の走行性能によって決まる。このため、場内停止パターンが解除された時刻における対象列車１０の位置及び速度であって、この場内停止パターンの解除時刻から対象列車１０が場内に進入して停止するまでの所要時間が最小となるような位置及び速度は、場内停止パターン上に一意に決まる。この位置及び速度が指定位置及び指定時刻とされる接近点２０であり、この接近点２０を通過すべき時刻、この場合、場内停止パターンの解除時刻が指定時刻である。指定時刻は、先行列車１２の発時刻に応じて決まる所与の指定時刻ということができる。

［原理］
本実施形態における予測制御のための運転曲線の作成について、詳細に説明する。予測制御のための運転曲線のことを「予測制御運転曲線」という。予測制御運転曲線の作成にあたり、接近点２０及び指定時刻Ｔｓは与えられるものとする。

図２は、予測制御運転曲線の作成の概要図である。図２（ａ）に示すように、対象列車１０が発駅に停車中であり、先行列車１２が次駅に停車中である。対象列車１０及び先行列車１２の走行性能に応じて接近点２０の位置及び速度が決まり、先行列車１２の次駅の予測される発車時刻に応じて指定時刻Ｔｓが決まる。この接近点２０を指定時刻Ｔｓで通過するように、予測制御運転曲線２４ａを作成する。対象列車１０は、発駅を発車すると、この予測制御運転曲線２４ａに沿って走行する。

そして、図２（ｂ）に示すように、対象列車１０が駅間を走行中に、先行列車１２の発車時刻の変更によって指定時刻Ｔｓが変更されると、対象列車１０の現在の位置及び速度から、接近点２０を変更後の指定時刻Ｔｓに通過する予測制御運転曲線２４ｂを再作成して更新する。

また、図３（ａ）に示すように、先行列車１２が駅間に在線しているときに対象列車１０の運転曲線を作成する場合は、予測制御運転曲線は作成されず、先行列車１２の外方所定位置に停止するための最速運転曲線２６を作成する。対象列車１０は、この最速運転曲線２６に沿って走行する。

そして、図３（ｂ）に示すように、先行列車１２が次駅に停車すると、先行列車１２の次駅の予測される発車時刻に応じて指定時刻Ｔｓが決まる。このため、予測制御運転曲線を作成する。接近点２０の位置及び速度は、図１と同じである。対象列車１０の現在の位置及び速度から、接近点２０を指定時刻Ｔｓに通過する予測制御運転曲線２４ｃを作成する。対象列車１０は、以降は、この予測制御運転曲線２４ｃに沿って走行する。

その後、図３（ｃ）に示すように、先行列車１２の次駅の予測される発車時刻の変更によって指定時刻Ｔｓが変更されると、同様に、対象列車１０の現在の位置及び速度から、接近点２０を変更後の接近時刻Ｔｓに通る予測制御運転曲線２４ｄを再作成する。対象列車１０は、以降は、この予測制御運転曲線２４ｄに沿って走行する。

このような予測制御運転曲線の作成及び再作成について、詳細に説明する。但し、指定時刻Ｔｓによっては予測制御運転曲線の作成が不可能な場合もあり得るため、予測制御運転曲線の作成が可能か否かの判断方法も併せて説明する。また、予測制御運転曲線の作成にあたり、力行、及び、ブレーキは、常用最大ノッチを用いる。

接近点２０は、上述のように、場内停止パターン上に定められる（図１参照）。従って、図４に示すように、先行列車１２が停車中の次駅の外方に停止するための運転曲線であって、所要時間が最短となる最速運転曲線ＲＣ１を作成すると、この最速運転曲線ＲＣ１上に接近点２０は存在する。

先ず、対象列車１０が発駅に停車中であり、先行列車１２が次駅に停車中の場合の、予測制御運転曲線の作成を説明する。図２（ａ）に示す場合に相当する。この場合、図５に示すように、接近点２０にだ行で到達する運転曲線であって、所要時間が最短となる運転曲線ＲＣ２を作成する。だ行運転は少なくとも所定の最短時間或いは最短距離継続する必要がある。このため、接近点２０に到達するだ行の継続時間が所定の最短時間となる、或いは、継続距離が所定の最短距離となる開始位置及び開始速度（以下、「案内点２２」という）は一意に決まる。すなわち、最速運転曲線ＲＣ１に対して、接近点２０から、だ行運転で進行方向の逆方向（発駅に向かう方向）に延長した逆引き曲線３０を生成し、だ行運転の継続時間が所定の最短時間となる、或いは、継続距離が所定の最短距離となる位置及び速度を案内点２２として決定する。次いで、この案内点２２から、ブレーキ運転で進行方向の逆方向に延長した逆引き曲線を生成し、この逆引き曲線と最速運転曲線ＲＣ１との交点以降については逆引き曲線に沿って走行するように最速運転曲線ＲＣ１を変更して、運転曲線ＲＣ２を作成する。

そして、運転曲線ＲＣ２における接近点２０の到達時刻Ｔ２を求め、到達時刻Ｔ２を接近点の指定時刻Ｔｓと比較する。到達時刻Ｔ２が指定時刻Ｔｓより遅い（Ｔ２＞Ｔｓ）ならば、予測制御運転曲線の作成は不可能と判断する。この場合、最速運転曲線ＲＣ１に沿って走行することとする。

一方、到達時刻Ｔ２が指定時刻Ｔｓと同じ或いは早い（Ｔ２≦Ｔｓ）ならば、予測制御運転曲線の作成は可能である。すなわち、図６に示すように、最速運転曲線ＲＣ１（図４参照）に対して、接近点２０から、だ行運転で進行方向の逆方向に延長した逆引き曲線を生成し、この逆引き曲線と最速運転曲線ＲＣ１との交点以降については逆引き曲線に沿って走行するように最速運転曲線ＲＣ１を変更することで、運転曲線ＲＣ３を作成する。そして、この運転曲線ＲＣ３における接近点２０の到達時刻Ｔ３を指定時刻Ｔｓと比較する。到達時刻Ｔ３が指定時刻Ｔｓと一致（Ｔ３＝Ｔｓ）ならば、運転曲線ＲＣ３が予測制御運転曲線となる。また、到達時刻Ｔ３が指定時刻Ｔｓより遅い（Ｔ３＞Ｔｓ）ならば、図７に示すように、運転曲線ＲＣ２（図５参照）に対して“山をつぶす”ようにして、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ４を作成し、予測制御運転曲線とする。

“山”とは、図８（ａ）に示すように、力行曲線部分とブレーキ曲線部分とが続いたり、或いは、図８（ｂ）に示すように、力行曲線部分とだ行曲線部分とブレーキ曲線部分とが続く“山形状の運転曲線部分”である。“山をつぶす”とは、図９に示すように、“山形状の運転曲線部分”を構成するブレーキ曲線部分の開始位置を、進行方向とは逆方向（発駅に向かう方）へ移動させ、力行曲線部分又はだ行曲線部分の長さを減らすことである。つまり、図７において、運転曲線ＲＣ２におけるブレーキ開始位置を所定距離ずつ進行方向と逆方向の位置に変更していくことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ４に変更する。

また、図６において、到達時刻Ｔ３が指定時刻Ｔｓより早い（Ｔ３＜Ｔｓ）ならば、図１０に示すように、運転曲線ＲＣ３（図６参照）に対して“谷を追加”して、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ５を作成し、予測制御運転曲線とする。“谷”とは、図１１に示すように、ブレーキ曲線部分とだ行曲線部分と力行曲線部分とが続く“谷形状の運転曲線部分”である。“谷を追加する”とは、運転曲線の一部を“谷形状の運転曲線部分”に置き換えることである。すなわち、案内点２２から力行運転で逆引きした逆引き曲線３２と、この逆引き曲線３２の速度がゼロとなる機外停止点３４からブレーキ運転で逆引きした逆引き曲線３６とを生成する。そして、“谷形状の運転曲線部分”を構成する力行曲線部分の終了点が案内点２２に一致するとともに、ブレーキ曲線部分が逆引き曲線３６に重なるように、運転曲線の一部を“谷形状の運転曲線部分”に置き換える。

つまり、図１０において、運転曲線ＲＣ３に対して、運転曲線ＲＣ３と逆引き曲線３６との交点を求め、この交点を“谷”の開始位置すなわち“谷形状の運転曲線部分”を構成するだ行曲線部分の開始位置とするとともに、案内点２２を“谷”の終了位置すなわち“谷形状の運転曲線部分”を構成する力行曲線部分の終了位置とする。そして、“谷形状の運転曲線部分”を構成するだ行曲線部分の開始位置を逆引き曲線３６に沿って、所定距離ずつ進行方向に変化させていくことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ５に変更する。

従って、予測制御運転曲線としては、“山”が形成された運転曲線ＲＣ４（図７参照）、或いは、“谷”が形成された運転曲線ＲＣ５（図１０参照）が作成されることになる。

このように作成した予測制御運転曲線に沿った駅間の走行中に、指定時刻Ｔｓが変更された場合の、予測制御運転曲線の再作成を説明する。図２（ｂ），図３（ｃ）に示す場合に相当する。先ず、指定時刻Ｔｓが早くなるように変更された場合、対象列車１０が走行している予測制御運転曲線が運転曲線ＲＣ４，ＲＣ５の何れであるかによって場合分けされる。

対象列車１０が運転曲線ＲＣ４に沿って走行中の場合には、図１２に示すように、対象列車１０の現在の位置及び速度から、接近点２０にだ行で到達する最速の運転曲線ＲＣ６、すなわち案内点２２に最速で到達する運転曲線ＲＣ６を作成する。そして、この運転曲線ＲＣ６における接近点２０の到達時刻Ｔ６を、変更後の指定時刻Ｔｓと比較する。到達時刻Ｔ６が指定時刻Ｔｓより遅い（Ｔ６＞Ｔｓ）ならば、予測制御運転曲線の作成は不可能である。この場合、現在の位置及び速度から最速運転曲線を作成し、以降は、この最速運転曲線に沿って走行する。また、到達時刻Ｔ６が指定時刻Ｔｓと同じ或いは早い（Ｔ６≦Ｔｓ）ならば、測制御運転曲線の作成は可能である。すなわち、図１３に示すように、運転曲線ＲＣ６に対して“山をつぶす”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ８を作成し、予測制御運転曲線とする。

また、対象列車１０が運転曲線ＲＣ５（図１０参照）に沿って走行中の場合には、図１４に示すように、対象列車１０の現在の位置及び速度から、接近点２０にだ行で到達する最速の運転曲線ＲＣ１０、すなわち案内点２２に最速で到達する運転曲線ＲＣ１０を作成する。そして、この運転曲線ＲＣ１０における接近点２０の到達時刻Ｔ１０を、変更後の指定時刻Ｔｓと比較する。到達時刻Ｔ１０が指定時刻Ｔｓより遅い（Ｔ１０＞Ｔｓ）ならば、予測制御運転曲線の作成は不可能と判断する。この場合、現在の走行位置及び走行速度から最速運転曲線を作成し、以降は、この最速運転曲線に沿って走行する。また、到達時刻Ｔ１０が指定時刻Ｔｓと同じ或いは早い（Ｔ１０≦Ｔｓ）ならば、予測制御運転曲線の作成は可能と判断する。

すなわち、図１５に示すように、対象列車１０が現在走行中の運転曲線ＲＣ５のうち、現在の位置及び速度以降の運転曲線部分について、“谷を埋めた”運転曲線ＲＣ１１を作成する。“谷を埋める”とは、該当する“谷形状の運転曲線部分”の開始点から終了点までの間、すなわちブレーキ曲線部分の開始点から力行曲線部分の終了点までの間を、だ行運転曲線に置き換えることである。運転曲線ＲＣ５（図１０参照）は、運転曲線ＲＣ３（図６参照）に対して“谷を追加”することで作成されているため（図１０参照）、運転曲線ＲＣ１１は、接近点２０からだ行運転で逆引きした逆引き曲線に相当する。

この運転曲線ＲＣ１１における接近点の到達時刻Ｔ１１を、指定時刻Ｔｓと比較する。到達時刻Ｔ１１が指定時刻Ｔｓより遅い（Ｔ１１＞Ｔｓ）ならば、図１６に示すように、運転曲線ＲＣ１１に対して“山を追加する”ことで、接近点２０の到達時刻が新たな指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ１２を作成し、予測制御運転曲線とする。“山を追加する”とは、運転曲線の一部を、“山形状の運転曲線部分”（図８参照）に置き換えることである。より具体的には、まずは、対象列車１０の現在の位置及び速度から最速で案内点２２に到達する運転曲線部分を作成する。これが“山形状の運転曲線部分”となる。この“山形状の運転曲線部分”に対して、図７を参照して説明したように“山をつぶす”ようにして、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ１２を作成し、新たな予測制御運転曲線とする。

また、図１５において、到達時刻Ｔ１１が指定時刻Ｔｓと同じ或いは早い（Ｔ１１≦Ｔｓ）ならば、図１７に示すように、運転曲線ＲＣ１１に対して“谷を追加する”ことで、接近点の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ１３を作成し、予測制御運転曲線とする。つまり、運転曲線ＲＣ１１に対して、運転曲線ＲＣ１３と逆引き曲線３６との交点を“谷”の開始点とするとともに、案内点２２を“谷”の終了点とし、“谷形状の運転曲線部分”を構成するだ行曲線部分の開始位置を、“谷”の開始位置から逆引き曲線３６に沿って所定距離ずつ進行方向へ変化させて、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ１３を作成し、新たな予測制御運転曲線とする。

指定時刻Ｔｓが遅くなるように変更された場合には、先ず、図１８に示すように、対象列車１０の現在の位置及び速度から、案内点２２の外方で“機外停止”となる運転曲線ＲＣ１７を作成する。“機外停止”の位置は、案内点２２から力行運転で逆引きした逆引き曲線において、速度がゼロとなる位置である。“機外停止”となる運転曲線が作成可能ならば、予測制御運転曲線の作成は可能と判断する。

このとき、対象列車１０の位置によっては、“機外停止”となる運転曲線ＲＣ１７を作成できないこともある。つまり、図１９に示すように、対象列車１０の現在位置が、逆引き曲線３０，３６の交点を越えていた場合である。この場合には、対象列車１０の現在の位置及び速度からブレーキ運転で順引きした順引き曲線を生成し、この順引き曲線が逆引き曲線３２と交差する交点を求めることで、“谷の深さが最大となる”運転曲線ＲＣ１９を作成する。そして、この運転曲線ＲＣ１９における接近点の到達時刻Ｔ１９を、指定時刻Ｔｓと比較する。到達時刻Ｔ１９が指定時刻Ｔｓより早い（Ｔ１９＜Ｔｓ）ならば、予測制御運転曲線の作成は不可能と判断する。この場合、現在の位置及び速度から、最速運転曲線を作成し、以降は、この最速運転曲線に沿って走行する。また、到達時刻Ｔ１９が指定時刻Ｔｓと同じ或いは遅い（Ｔ１９≧Ｔｓ）ならば、予測制御運転曲線の作成は可能と判断する。

予測制御運転曲線の作成は、対象列車１０が走行している予測制御運転曲線が運転曲線ＲＣ４，ＲＣ５の何れであるかによって場合分けされる。

対象列車１０が運転曲線ＲＣ４（図７参照）に沿って走行中の場合には、更に、対象列車１０の現在の走行位置に応じて場合分けされる。すなわち、図２０に示すように、運転曲線ＲＣ４における現在の位置から接近点２０までの間に“山”が存在すると判定される範囲を対象列車１０が現在走行中である場合、例えば運転曲線ＲＣ４の力行部分を走行中の場合には、図２１に示すように、接近点２０からだ行運転で逆引きした逆引き曲線３０と、現在の走位置及び速度からブレーキ運転で順引きした順引き曲線３８とを生成し、現在の位置から、逆引き曲線３０と順引き曲線３８との交点までは順引き曲線３８に沿って走行し、交点以降は逆引き曲線３０に沿って走行する運転曲線ＲＣ１４を作成する。そして、この運転曲線ＲＣ１４における接近点の到達時刻Ｔ１４を、指定時刻Ｔｓと比較する。

到達時刻Ｔ１４が指定時刻Ｔｓより遅い（Ｔ１４＞Ｔｓ）ならば、図２２に示すように、運転曲線ＲＣ１４に対して“山を追加する”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ１５を作成し、予測制御運転曲線とする。つまり、対象列車１０の現在の位置及び速度から最速で案内点２２に到達する運転曲線部分を作成する。これが追加する“山（＝山形状の運転曲線部分）”となる。この“山形状の運転曲線部分”に対して、図７を参照して説明したように“山をつぶす”ようにして、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ１５を作成し、新たな予測制御運転曲線とする。

また、図２１において、到達時刻Ｔ１４が指定時刻Ｔｓと同じ或いは早い（Ｔ１４≦Ｔｓ）ならば、図２３に示すように、運転曲線ＲＣ１４に対して“谷を追加する”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ１６を作成し、予測制御運転曲線とする。つまり、運転曲線ＲＣ１４に対して、逆引き曲線３０，３６の交点を“谷”の開始点とするとともに、案内点２２を“谷”の終了点とし、“谷形状の運転曲線部分”を構成するだ行曲線部分の開始位置を“谷”の開始位置から逆引き曲線３６に沿って所定距離ずつ進行方向へ変化させて、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ１６を作成し、新たな予測制御運転曲線とする。

また、対象列車１０が運転曲線ＲＣ４（図７参照）に沿って走行中の場合で、図２４に示すように、運転曲線ＲＣ４における対象列車１０の現在の位置から接近点２０までの間に“山”が存在しないと判定される範囲を対象列車１０が現在走行中である場合、例えば“山”のブレーキ部分を走行中の場合には、図１８に示したように、対象列車１０の現在の位置及び速度から、案内点２２の外方で“機外停止”となる運転曲線ＲＣ１７を作成する。

そして、この運転曲線ＲＣ１７における接近点の到達時刻Ｔ１７を、指定時刻Ｔｓと比較する。到達時刻Ｔ１７が指定時刻Ｔｓより遅い（Ｔ１７＞Ｔｓ）ならば、図２５に示すように、運転曲線ＲＣ１７に対して“谷を埋める”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ１８を作成し、予測制御運転曲線とする。また、到達時刻Ｔ１７が指定時刻Ｔｓと同じ或いは早い場合（Ｔ１７≦Ｔｓ）には、運転曲線ＲＣ１７において、機外停止で時間調整することで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるようにし、予測制御運転曲線とする。

また、対象列車が運転曲線ＲＣ５（図１０参照）に沿って走行中の場合には、更に、対象列車１０の現在の走行位置に応じて場合分けされる。すなわち、図２６に示すように、運転曲線ＲＣ５における“谷”の手前と判定される範囲を対象列車１０が現在走行中の場合、つまり運転曲線ＲＣ５における“谷形状の運転曲線部分”を形成するだ行開始位置（或いは力行開始位置）以前を走行中の場合には、図２７に示すように、対象列車１０の現在の位置及び時刻から、案内点２２の外方で“機外停止”する運転曲線ＲＣ２０を作成する。そして、この運転曲線ＲＣ２０における接近点の到達時刻Ｔ２０を、指定時刻Ｔｓと比較する。到達時刻Ｔ２０が指定時刻Ｔｓより遅い（Ｔ２０＞Ｔｓ）ならば、図２８に示すように、運転曲線ＲＣ２０に対して“谷を埋める”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線ＲＣ２１を作成し、予測制御運転曲線とする。また、到達時刻ＴＣ２０が指定時刻Ｔｓと同じ或いは早い場合（Ｔ２０≦Ｔｓ）には、運転曲線ＲＣ２０において、機外停止で時間調整することで、接近点の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるようにし、予測制御運転曲線とする。

また、対象列車が運転曲線ＲＣ５（図１０参照）に沿って走行中の場合で、図２９に示すように、“谷”が存在しないと判定される範囲を対象列車１０が走行中の場合、つまり、対象列車１０の位置が“運転曲線ＲＣ５における“谷形状の運転曲線部分”を形成するブレーキ終了位置（だ行開始位置とも言える）を越えた場合には機外停止する運転曲線ＲＣ２０を作成できない。この場合、図３０に示すように、対象列車１０の現在の位置及び速度から、ブレーキ運転で順引きした順引き曲線を生成し、この順引き曲線と逆引き曲線３２との交点を求めて、“谷の深さが最大となる”運転曲線ＲＣ２２を作成する。そして、この運転曲線ＲＣ２２における接近点２０の到達時刻Ｔ２２を、指定時刻Ｔｓと比較する。到達時刻Ｔ２２が指定時刻Ｔｓより早い（Ｔ２２＜Ｔｓ）ならば、予測制御運転曲線の作成は不可能と判断する。この場合、現在の位置及び速度から、最速運転曲線を作成し、以降は、この最速運転曲線に沿って走行する。また、到達時刻Ｔ２２が指定時刻Ｔｓと同じ或いは遅い（Ｔ２２≧Ｔｓ）ならば、予測制御運転曲線の作成は可能と判断する。すなわち、運転曲線ＲＣ２２に対して“谷を埋める”ことで、接近点の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなる運転曲線を作成し、予測制御運転曲線とする。

［機能構成］
図３１は、運転曲線作成装置１の機能構成図である。運転曲線作成装置１は、予測制御運転曲線を作成することが可能であるため、予測制御運転曲線作成装置ということもできる。図３１によれば、運転曲線作成装置１は、操作入力部１０２と、表示部１０４と、通信部１０６と、処理部２００と、記憶部３００とを備えて構成される一種のコンピュータである。

操作入力部１０２は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等で構成される入力装置であり、ユーザの操作入力に応じた操作信号を処理部２００に出力する。表示部１０４は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機ＥＬディスプレイ等で構成される表示装置であり、処理部２００からの表示信号に基づく各種表示を行う。通信部１０６は、例えば無線通信モジュール、ルータ、モデム、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等で構成される通信装置であり、外部装置との間でデータ通信を行う。

処理部２００は、例えばＣＰＵやＦＰＧＡ等の演算装置や演算回路で構成され、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ、操作入力部１０２からの入力データ等に基づいて各種演算処理を行うとともに、運転曲線作成装置１を構成する各部への指示やデータ転送を行う。本実施形態では、処理部２００は、最速運転曲線作成部２０２と、案内点算出部２０４と、作成可否判定部２０６と、予測制御運転曲線作成部２０８と、更新可否判定部２１０と、予測制御運転曲線更新部２１２とを有し、運転曲線作成プログラム３０２に従った運転曲線作成処理（図３２参照）を行う。

運転曲線の作成対象となる対象列車や先行列車、接近点や指定時刻Ｔｓについての情報は、随時、操作入力部１０２や通信部１０６を介して外部装置から与えられる。対象列車についての情報は、対象列車情報３０８として記憶され、先行列車についての情報は、先行列車情報３１０として記憶される。対象列車情報３０８は、対象列車の現在の位置及び速度と、加速度や減速度といった走行性能とを含む。先行列車情報３１０は、先行列車の現在の位置及び速度と、最大加速度や最大減速度といった走行性能とを含む。接近点の位置及び速度と、指定速度Ｔｓとは、接近点情報３０４として記憶される。接近点及び指定時刻Ｔｓは、先行列車１２が次駅に停車中の場合にのみ与えられる。接近点の位置及び速度は、次駅の構造や、対象列車１０及び先行列車１２の走行性能によって決まり、指定時刻Ｔｓは、この先行列車１２の次駅の発車時刻に応じて決まる。

最速運転曲線作成部２０２は、対象列車１０の現在の位置及び速度から、所定の停止目標位置に停止するための運転曲線であって、最短で走行する最速運転曲線を作成する。停止目標位置は、先行列車１２が次駅に停車していなければ次駅の停車位置に定められ、先行列車１２が次駅に停車中の場合には、例えば次駅の駅構内への進入端の位置に定められる。また、先行列車１２が次駅の手前を走行中の場合には、先行列車１２の最後尾位置から所定の安全距離外方の位置に定めることができる。

案内点算出部２０４は、接近点２０が与えられた場合に、この接近点２０にだ行で到達するための案内点２２の位置及び速度を算出する。具体的には、接近点２０から、だ行運転で進行方向の逆方向（発駅に向かう方向）に延長した逆引き曲線を生成し、この逆引き曲線に沿って走行した場合にだ行運転の継続時間が所定の最短時間となる、或いは、継続距離が所定の最短距離となる位置及び速度を案内点２２として決定する（図５参照）。算出した案内点の位置及び速度は、案内点情報３０６として記憶される。

作成可否判定部２０６は、予測制御運転曲線が作成されていない場合に、予測制御運転曲線を作成可能か否かを判定する。具体的には、対象列車１０の現在の位置及び速度から、案内点２２から接近点２０までをだ行運転とする運転曲線であって、走行時間が最短となる運転曲線を作成する。この運転曲線を、以下「予測制御最速運転曲線」という。次いで、この運転曲線に沿って走行した場合の接近点２０の到達時刻を算出する。そして、この到達時刻が指定時刻Ｔｓと同じ或いは早いならば可能と判定し、到達時刻が指定時刻Ｔｓより遅いならば不可能と判定する（図５参照）。

予測制御運転曲線作成部２０８は、作成可否判定部２０６が作成可能と判定した場合に、対象列車１０の現在の位置及び速度から、指定時刻Ｔｓに接近点２０を通過する予測制御運転曲線を作成する。具体的には、最速運転曲線に対して、接近点２０からだ行運転で進行方向の逆方向に延長した逆引き曲線を生成し、この逆引き曲線と最速運転曲線との交点以降については逆引き曲線に沿って走行するように変更した仮の運転曲線を作成する（図６参照）。

そして、この仮の運転曲線における接近点の到達時刻が指定時刻Ｔｓと一致するならば、仮の運転曲線を予測制御運転曲線とする。また、到達時刻が指定時刻Ｔｓより早いならば、仮の運転曲線に対して“谷を追加”することで、接近点２０の到達時刻を遅らせて指定時刻Ｔｓとなるように調整し、予測制御運転曲線とする（図１０参照）。この機能が、第２の延着調整手段に相当する。また、到達時刻が指定時刻Ｔｓより遅いならば、作成可否判定部２０６が判定に用いた、対象列車の現在の位置及び速度から、案内点から接近点までをだ行運転とする運転曲線であって、走行時間が最短となる運転曲線（予測制御最速運転曲線）を仮の運転曲線とし、この仮の運転曲線に対して“山をつぶす”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、予測制御運転曲線とする（図７参照）。この機能が、第１の延着調整手段に相当する。

更新可否判定部２１０は、対象列車が予測制御運転曲線に従って駅間を走行中であって、指定時刻Ｔｓが変更された場合に、予測制御運転曲線の更新が可能か否かを判定する。具体的には、指定時刻Ｔｓが早まるように変更された場合には、対象列車１０の現在の位置及び速度から、案内点２２から接近点２０までをだ行運転とする運転曲線であって、走行時間が最短となる運転曲線を作成し、この運転曲線に沿って走行した場合の接近点２０の到達時刻を算出する。そして、この到達時刻が変更後の指定時刻Ｔｓと同じ或いは早いならば可能と判定し、到達時刻が指定時刻Ｔｓより遅いならば不可能と判定する（図１２，１４参照）。

一方、指定時刻Ｔｓが遅まるように変更された場合には、対象列車１０が走行中の予測制御運転曲線において、対象列車の現在の位置及び速度から、案内点の外方で“機外停止”する運転曲線を作成し、作成できたならば、予測制御運転曲線の更新が可能と判定する（図１８、図２６参照）。“機外停止”する運転曲線が作成できないならば、“谷が最大の深さ”となる運転曲線を作成し、この運転曲線における接近点の到達時刻を算出する（図１９，図２９，３０参照）。そして、この到達時刻が指定時刻と同じ或いは遅いならば可能と判定し、到達時刻が指定時刻Ｔｓより早いならば不可能と判定する。

予測制御運転曲線更新部２１２は、更新可否判定部２１０が更新可能と判定した場合に、予測制御運転曲線を更新する。具体的には、指定時刻Ｔｓが早まるように変更された場合には、対象列車１０が走行中の予測制御運転曲線において、対象列車の現在の位置から接近点２０までの間に“谷”が有るかを判断する。

“谷”が有るならば、走行中の予測制御運転曲線のうち、現在の位置及び速度以降の運転曲線部分に対して“谷を埋めた”運転曲線を作成し、仮の運転曲線とする（図１５参照）。そして、この仮の運転曲線における接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓと同じならば、仮の運転曲線を予測制御運転曲線とする。また、仮の運転曲線における接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓより遅いならば、仮の運転曲線に対して“山を追加する”ことで、接近点の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、予測制御運転曲線とする（図１６参照）。この機能が、第１の早着調整手段に相当する。また、仮の運転曲線における接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓより早いならば、仮の運転曲線ＲＣ１１に対して“谷を追加する”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、予測制御運転曲線とする（図１７参照）。この機能が、第２の延着調整手段に相当する。

走行中の予測制御運転曲線において、対象列車１０の現在の位置から接近点２０までの間に“谷”が無いならば、更新可否判定部２１０が判定に用いた、対象列車１０の現在の位置及び速度から、案内点２２から接近点２０までをだ行運転とする運転曲線であって、走行時間が最短となる運転曲線（予測制御最速運転曲線）を仮の運転曲線とし、この仮の運転曲線に対して、“山をつぶす”ことで接近点の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、予測制御運転曲線とする（図１３参照）。この機能が、第１の延着調整手段に相当する。

一方、指定時刻Ｔｓが遅まるように変更された場合には、対象列車１０が走行中の予測制御運転曲線において、対象列車１０の現在の位置から接近点２０までの間に“山”が有るかを判断する。

“山”があるならば、接近点２０からだ行運転で逆引きした逆引き曲線と、現在の走位置及び速度からブレーキ運転で順引きした順引き曲線とを生成し、現在の位置から、逆引き曲線と順引き曲線との交点までは順引き曲線に沿って走行し、交点以降は逆引き曲線に沿って走行する運転曲線を作成し、仮の運転曲線とする（図２０参照）。そして、この仮の運転曲線における接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓと同じならば、仮の運転曲線を予測制御運転曲線とする。また、仮の運転曲線における接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓより遅いならば、仮の運転曲線に対して“山を追加する”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、予測制御運転曲線とする（図２２参照）。この機能が、第１の早着調整手段に相当する。また、仮の運転曲線における接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓより早いならば、仮の運転曲線に対して“谷を追加する”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、予測制御運転曲線とする（図２３参照）。この機能が、第２の延着調整手段に相当する。

走行中の予測制御運転曲線において、対象列車１０の現在の位置から接近点２０までの間に“山”が無い場合には、対象列車１０の現在の位置及び速度から、案内点２２の外方で“機外停止”となる運転曲線を作成し、仮の運転曲線する（図１８，図２７参照）。そして、この仮の運転曲線における接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓと同じならば、仮の運転曲線を予測制御運転曲線とする。また、仮の運転曲線における接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓより遅いならば、仮の運転曲線に対して“谷を埋める”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、予測制御運転曲線とする（図２５，図２８参照）。この機能が、第２の早着調整手段に相当する。また、仮の運転曲線における接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓより早いならば、仮の運転曲線において、機外停止で時間調整することで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるようにし、予測制御運転曲線とする。この機能が、第３の延着調整手段に相当する。

記憶部３００は、処理部２００が運転曲線作成装置１を統合的に制御するための諸機能を実現するためのシステムプログラムや、本実施形態を実現するためのプログラムやデータ等を記憶するとともに、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が各種プログラムに従って実行した演算結果や、操作入力部１０２からの入力データ等が一時的に格納される。本実施形態では、記憶部３００には、運転曲線作成プログラム３０２と、接近点情報３０４と、案内点情報３０６と、対象列車情報３０８と、先行列車情報３１０とが記憶される。

［処理の流れ］
図３２は、運転曲線作成処理を説明するためのフローチャートである。この処理は、対象列車１０が駅の停車中に開始される処理であり、処理部２００が運転曲線作成プログラム３０２を実行することで実現される。

先ず、外部装置等から、接近点２０の位置及び速度と、指定時刻Ｔｓとが与えられているかを判断する。与えられているならば（ステップＡ１：ＹＥＳ）、作成可否判定部２０６が、予測制御運転曲線作成可否判定処理（図３３参照）を実行して、予測制御運転曲線の作成が可能であるかを判断する（ステップＡ３）。作成可能と判断したならば（ステップＡ５：ＹＥＳ）、予測制御運転曲線作成部２０８が、予測制御運転曲線作成処理（図３４参照）を実行して、対象列車１０の現在の位置及び速度から次駅までの予測制御運転曲線を作成する（ステップＡ７）。その後、対象列車１０は、作成した予測制御運転曲線に沿った走行を開始する。

そして、次駅までの駅間を走行中に、指定時刻Ｔｓが変更となったならば（ステップＡ９：ＹＥＳ）、更新可否判定部２１０が、予測制御運転曲線更新可否判定処理（図３５参照）を実行して、予測制御運転曲線の更新が可能かを判断する（ステップＡ１１）。更新可能と判断したならば（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、予測制御運転曲線更新部２１２が、予測制御運転曲線更新処理（図３６参照）を実行して、接近点２０を変更後の指定時刻Ｔｓに通過する予測制御運転曲線を再作成して更新する（ステップＡ１５）。以降は、対象列車１０は、更新後の予測制御運転曲線に従って走行する。一方、更新不可能と判断したならば（ステップＡ１３：ＮＯ）、最速運転曲線作成部２０２が、対象列車１０の現在の位置及び速度から、停止目標位置に最短で到達する最速運転曲線を作成する（ステップＡ１７）。以降は、対象列車１０は、作成した最速運転曲線に従って走行する。以上の処理を対象列車１０が次駅に到着するまで繰り返し、次駅に到着したならば（ステップＡ１９：ＹＥＳ）、ステップＡ１に戻る。

一方、対象列車１０の駅停車中に、接近点２０の位置及び速度と、指定時刻Ｔｓとが与えられていない場合には（ステップＡ１：ＮＯ）、或いは、予測制御運転曲線の作成を不可能と判定した場合には（ステップＡ５：ＮＯ）、最速運転曲線作成部２０２が、対象列車１０の現在の位置及び速度から、停止目標位置に最短で到達する最速運転曲線を作成する（ステップＡ２１）。その後、対象列車１０は、作成した最速運転曲線に従った走行を開始する。

そして、次駅までの駅間を走行中に、接近点２０の位置及び速度と、指定時刻Ｔｓとが与えられたならば（ステップＡ２３：ＹＥＳ）、作成可否判定部２０６が、予測制御運転曲線作成可否判定処理（図３３参照）を実行して予測制御運転曲線の作成が可能であるかを判定する（ステップＡ２５）。作成可能と判定したならば（ステップＡ２７：ＹＥＳ）、予測制御運転曲線作成部２０８が、予測制御運転曲線作成処理（図３４参照）を実行して対象列車１０の現在の位置及び速度から次駅までの予測制御運転曲線を作成する（ステップＡ２９）。その後、対象列車は、作成した予測制御運転曲線に従って走行する。一方、予測制御運転曲線の作成を不可能と判定したならば（ステップＡ２７：ＮＯ）、対象列車１０は、そのまま、最速運転曲線に従った走行を継続する。以上の処理を次駅に到着するまで繰り返し、次駅に到着したならば（ステップＡ１９，Ａ３１：ＹＥＳ）、ステップＡ１に戻る。

図３３は、予測制御運転曲線作成可否判定処理を説明するフローチャートである。作成可否判定部２０６は、対象列車１０の現在の位置及び速度から、接近点２０にだ行で到達する最速の運転曲線ＲＣ２を作成し（ステップＢ１）、この運転曲線ＲＣ２における接近点２０の到達時刻Ｔ２を算出する（ステップＢ３）。そして、到達時刻Ｔ２が指定時刻Ｔｓと同じ或いは早い（Ｔ２≦Ｔｓ）ならば（ステップＢ５：ＹＥＳ）、予測制御運転曲線の作成を可能と判断する（ステップＢ７）。一方、到達時刻Ｔ２が指定時刻Ｔｓより遅い（Ｔ２＞Ｔｓ）ならば（ステップＢ５：ＮＯ）、予測制御運転曲線の作成を不可能と判断する（ステップＢ８）。以上の処理を行うと、予測制御運転曲線作成可否判定処理を終了する。

図３４は、予測制御運転曲線作成処理を説明するためのフローチャートである。予測制御運転曲線作成部２０８は、最速運転曲線に対して、接近点２０からだ行運転で逆引きした逆引き曲線を適用することで、仮の運転曲線ＲＣ３を作成する（ステップＣ１）。次いで、この仮の運転曲線ＲＣ３における接近点２０の到達時刻Ｔ３を算出する（ステップＣ３）。そして、到達時刻Ｔ３が指定時刻Ｔｓと同じならば（ステップＣ５：ＹＥＳ）、仮の運転曲線ＲＣ３を予測制御運転曲線とする（ステップＣ７）。また、到達時刻Ｔ３が指定時刻Ｔｓより遅いならば（ステップ５：ＮＯ〜Ｃ９：ＹＥＳ）、接近点２０にだ行で到達する最速の運転曲線ＲＣ２を仮の運転曲線とし、この仮の運転曲線ＲＣ２に対して“山をつぶす”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、予測制御運転曲線とする（ステップＣ１１）。また、到達時刻Ｔ３が指定時刻Ｔｓより早い（Ｔ３＜Ｔ１）ならば（ステップＣ９：ＮＯ）、仮の運転曲線ＲＣ３に対して“谷を追加”することで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、予測制御運転曲線とする（ステップＣ１１）。以上の処理を行うと、予測制御運転曲線作成処理を終了する。

図３５は、予測制御運転曲線更新可否判定処理を説明するフローチャートである。更新可否判定部２１０は、接近点２０の指定時刻Ｔｓが早まるように変更されたならば（ステップＤ１：ＹＥＳ）、対象列車１０の現在の位置及び速度から、接近点２０にだ行で到達する最速の運転曲線ＲＣ６を作成し（ステップＤ３）、この運転曲線ＲＣ６における接近点２０の到達時刻Ｔ６を算出する（ステップＤ５）。そして、この到達時刻Ｔ６が変更後の指定時刻Ｔｓと同じ或いは早いならば（ステップＤ７：ＹＥＳ）、予測制御運転曲線の再作成を可能と判断する（ステップＤ９）。到達時刻Ｔ６が指定時刻Ｔｓより遅いならば（ステップＤ７：ＹＥＳ）、予測制御運転曲線の更新は不可能と判断する（ステップＤ１１）。

接近点２０の指定時刻Ｔｓが遅まるように変更されたならば（ステップＤ１：ＮＯ）、対象列車１０の現在の位置及び速度から、“機外停止”する運転曲線ＲＣ１７，ＲＣ２０を作成する（ステップＤ２５）。“機外停止”する運転曲線ＲＣ１７，ＲＣ２０を作成できたならば（ステップＤ２７：ＹＥＳ）、予測制御運転曲線の再作成を可能と判断する（ステップＤ３５）。

“機外停止”する運転曲線ＲＣ１７，ＲＣ２０を作成できないならば（ステップＤ２７：ＮＯ）、対象列車１０の現在の位置及び速度から、“谷が最も深い”運転曲線ＲＣ１９，ＲＣ２２を作成し（ステップＤ２９）、この運転曲線ＲＣ１９，ＲＣ２２における接近点２０の到達時刻Ｔ１９，Ｔ２２を算出する（ステップＤ３１）。そして、この到達時刻Ｔ１９，Ｔ２２が指定時刻Ｔｓと同じ或いは遅いならば（ステップＤ３３：ＹＥＳ）、予測制御運転曲線の作成を可能と判断する（ステップＤ３５）。到達時刻Ｔ１９，Ｔ２２が指定時刻Ｔｓより早いならば（ステップＤ３３：ＮＯ）、予測制御運転曲線の再作成を不可能と判断する（ステップＤ３７）。以上の処理を行うと、予測制御運転曲線更新可否判定処理を終了する。

図３６，図３７は、予測制御運転曲線更新処理を説明するフローチャートである。予測制御運転曲線更新部２１２は、接近点２０の指定時刻Ｔｓが早まるように変更されたならば（ステップＥ１：ＹＥＳ）、対象列車１０が走行中の予測制御運転曲線において、現在の位置から接近点２０の指定位置までの間に、“谷”が有るかを判断する。“谷”が有るならば（ステップＥ３：ＹＥＳ）、対象列車１０が走行中の予測制御運転曲線について、現在の位置から接近点２０の指定位置までの間の運転曲線部分に対して“谷を埋めた”運転曲線ＲＣ１１を作成し、仮の運転曲線とする（ステップＥ５）。次いで、この運転曲線ＲＣ１１における接近点２０の到達時刻Ｔ１１を算出する（ステップＥ７）。そして、到達時刻Ｔ１１が変更後の指定時刻Ｔｓと同じならば（ステップＥ９：ＹＥＳ）、仮の運転曲線を、新たな予測制御運転曲線として更新する（ステップＥ１１）。到達時刻Ｔ１１が変更後の指定時刻Ｔｓより遅いならば（ステップＥ９：ＮＯ〜Ｅ１３：ＹＥＳ）、仮の運転曲線ＲＣ１１に対して、対象列車１０の現在の位置及び速度から“山を追加”して、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、新たな予測制御運転曲線として更新する（ステップＥ１５）。到達時刻Ｔ１１が指定時刻Ｔｓより早いならば（ステップＥ１３：ＮＯ）、仮の運転曲線ＲＣ１１に対して“谷を追加”して、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、新たな予測制御運転曲線として更新する（ステップＥ１７）。

一方、対象列車１０が走行中の予測制御運転曲線において、現在の位置から接近点２０の指定位置までの間に“谷”が無いと判定されるならば（ステップＥ３：ＮＯ）、対象列車１０の現在の位置及び速度から、接近点２０にだ行で到達する最速の運転曲線ＲＣ６を仮の運転曲線とし、この仮の運転曲線ＲＣ６に対して“山をつぶす”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、新たな予測制御運転曲線として更新とする（ステップＥ１９）。

また、接近点の指定時刻Ｔｓが遅まるように変更されたならば（ステップＥ１：ＮＯ）、対象列車１０が走行中の予測制御運転曲線において、現在の位置から接近点２０の指定位置までの間に、“山”が有るかを判断する。“山”が有るならば（ステップＥ１９：ＹＥＳ）、対象列車１０の現在の位置及び速度からブレーキ運転で順引きした順引き曲線と、接近点２０からだ行運転で逆引きした逆引き曲線とに基づく運転曲線ＲＣ１４を作成し、仮の運転曲線とする（ステップＥ２１）。次いで、仮の運転曲線ＲＣ１４における接近点２０の到達時刻Ｔ１４を算出する（ステップＥ２３）。そして、この到達時刻Ｔ１４が指定時刻Ｔｓと同じならば（ステップＥ２５：ＹＥＳ）、仮の運転曲線ＲＣ１４を、新たな予測制御運転曲線として更新する（ステップＥ２７）。到達時刻Ｔ１４が指定時刻Ｔｓより遅いならば（ステップＥ２５：ＮＯ〜Ｅ２９：ＹＥＳ）、仮の運転曲線ＲＣ１４に対して“山を追加”することで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、新たな予測制御運転曲線として更新する（ステップＥ３１）。到達時刻Ｔ１４が指定時刻Ｔｓより早いならば（ステップＥ２９：ＮＯ）、仮の運転曲線ＲＣ１５に対して“谷を追加”することで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、新たな予測制御運転曲線として更新する（ステップＥ３３）。

一方、対象列車１０が走行中の予測制御運転曲線において、現在の位置から接近点の指定位置までの間に“山”が無いと判定されるならば（ステップＥ１９：ＮＯ）、対象列車１０の現在の位置及び速度から、“機外停止”する運転曲線ＲＣ１７，ＲＣ２０を作成可能かを判断し、作成可能ならば（ステップＥ３５：ＹＥＳ）、この運転曲線ＲＣ１７，ＲＣ２０における接近点２０の到達時刻Ｔ１７，Ｔ２０を算出する（ステップＥ３７）。そして、この到達時刻Ｔ１７，Ｔ２０が指定時刻Ｔｓより遅いならば（ステップＥ３９：ＹＥＳ）、運転曲線ＲＣ１７，ＲＣ２０に対して“谷を埋める”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、新たな予測制御運転曲線として更新する（ステップＥ４１）。一方、到達時刻Ｔ１７，Ｔ２０が指定時刻Ｔと同じ或いは早いならば（ステップＥ３９：ＮＯ）、運転曲線ＲＣ１７，ＲＣ２０において機外停止で時間調整することで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるようにし、新たな予測制御運転曲線として更新する（ステップＥ４３）。

一方、“機外停止”する運転曲線ＲＣ１７，ＲＣ２０が作成できないならば（ステップＥ３５：ＮＯ）、対象列車１０の現在の位置及び速度から、“谷が最も深い”運転曲線ＲＣ１９，ＲＣ２２を作成して仮の運転曲線とし、この仮の運転曲線ＲＣ１９，ＲＣ２２における“谷を埋める”ことで、接近点２０の到達時刻が指定時刻Ｔｓとなるように調整し、新たな予測制御運転曲線として更新する（ステップＥ４５）。以上の処理を行うと、予測制御運転曲線更新処理を終了する。

［作用効果］
このように、本実施形態によれば、予測制御に用いられる対象列車１０の運転曲線（予測制御運転曲線）を、様々な状況に応じて作成することができる。また、予測制御運転曲線を、だ行運転を増やすように作成することで省エネ運転を実現することができる。また、ブレーキ開始位置をできるだけ次駅に近い位置にした予測制御運転曲線とすることで、対象列車１０の更に後続列車への影響を抑制することが可能となる。

より具体的な特徴の１つとして、本実施形態では、接近点にだ行運転で到達する予測制御運転曲線を作成する、ということが挙げられる。一見、接近点にだ行運転で到達するという運転曲線作成上の１つの指針に過ぎないように思われるが、それ以上の作用効果が期待できる。すなわち、接近点にだ行運転で到達するため、接近点開通時刻において、仮に場内進路の開通が指定時刻よりも遅くなった場合には、接近点付近で急にブレーキをかけて場内手前で停止することもできるし、仮に場内進路が開通した場合には、力行運転に切り替えて最短時間で駅に進入することもできるなど、機動的な運転が可能となる。また、少なくとも案内点から接近点までをだ行運転とすることで、接近点を最大ブレーキで通過するといった運転曲線に比べて、消費電力を低減させた省エネ運転となる運転曲線の作成を促進させることができる。

なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の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可能なのは勿論である。

例えば、上述の実施形態で作成される運転曲線（予測制御運転曲線を含む）は、無人運転による自動運行の列車制御に適用することとしてもよいし、有人操作による列車制御の基準として利用することとしてもよい。また、列車制御をコンピュータシミュレーションする際の運転曲線として利用することも可能である。

１０ 対象列車、１２ 先行列車
２０ 接近点、２２ 案内点
ＲＣ 運転曲線
１ 運転曲線作成装置
１０２ 操作入力部、１０４ 表示部、１０６ 通信部
２００ 処理部
２０２ 最速運転曲線作成部、２０４ 案内点算出部
２０６ 作成可否判定部、２０８ 予測制御運転曲線作成部
２１０ 更新可否判定部、２１２ 予測制御運転曲線更新部
３００ 記憶部
３０２ 運転曲線作成プログラム
３０４ 接近点情報、３０６ 案内点情報
３０８ 対象列車情報、３１０ 先行列車情報

Claims (12)

1. コンピュータに、次駅に停車中の先行列車の発時刻に応じて後続列車である対象列車の前記次駅までの予測制御運転曲線を作成させるためのプログラムであって、
   前記次駅の外方に設定される所与の指定位置と所与の指定速度とで定まる運転曲線上の点（以下「接近点」という）に、だ行運転を所定の最短時間又は最短距離行うことで到達する前記接近点の外方の点（以下「案内点」という）を算出する案内点算出手段、
   １）前記案内点及び前記接近点を通り、２）少なくとも前記案内点から前記接近点までをだ行運転とし、且つ、３）前記接近点を前記発時刻に応じて決まる所与の指定時刻に通過する、ように前記予測制御運転曲線を作成する作成手段、
   として前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
2. 前記作成手段は、
   前記１）及び前記２）を満たす仮の運転曲線を作成する仮作成手段と、
   前記仮の運転曲線上の前記接近点の通過時刻が前記指定時刻より早い場合に、当該通過時刻を遅らせるように前記仮の運転曲線を調整する延着調整手段と、
   前記仮の運転曲線上の前記接近点の通過時刻が前記指定時刻より遅い場合に、当該通過時刻を早めるように前記仮の運転曲線を調整する早着調整手段と、
   を有する、
   請求項１に記載のプログラム。
3. 前記作成手段は、
   前記発時刻が変更された場合に、従前に作成した前記予測制御運転曲線を仮の運転曲線とする手段と、
   前記仮の運転曲線上の前記接近点の通過時刻が前記指定時刻より早い場合に、当該通過時刻を遅らせるように前記仮の運転曲線を調整する延着調整手段と、
   前記仮の運転曲線上の前記接近点の通過時刻が前記指定時刻より遅い場合に、当該通過時刻を早めるように前記仮の運転曲線を調整する早着調整手段と、
   を有する、
   請求項１に記載のプログラム。
4. 前記延着調整手段は、前記接近点から前記案内点を通るようにだ行運転を逆引きした逆引きラインよりも速度が速い曲線部分が前記仮の運転曲線に含まれる場合に、だ行曲線部分を増やすように調整する第１の延着調整手段を有する、
   請求項２又は３に記載のプログラム。
5. 前記仮作成手段は、前記１）及び前記２）を満たし、且つ、前記案内点に到達する曲線部分をブレーキ曲線部分とするように前記仮の運転曲線を作成し、
   前記延着調整手段は、前記案内点に到達する曲線部分をだ行曲線部分とするように調整する第１の延着調整手段を有する、
   請求項２に記載のプログラム。
6. 前記延着調整手段は、前記仮の運転曲線の一部を、ブレーキ曲線部分、だ行曲線部分、及び、力行曲線部分が連続してなる谷形状の曲線部分に置き換える第２の延着調整手段を有する、
   請求項２〜５の何れか一項に記載のプログラム。
7. 前記第２の延着調整手段は、前記谷形状の曲線部分の終端が前記案内点に位置するように置き換える、
   請求項６に記載のプログラム。
8. 前記延着調整手段は、前記仮の運転曲線の一部を、機外停止させるブレーキ曲線部分、及び、力行曲線部分が連続してなる谷形状の曲線部分に置き換える機外停止調整手段を有する、
   請求項２〜７の何れか一項に記載のプログラム。
9. 前記機外停止調整手段は、前記谷形状の曲線部分の終端が前記案内点に位置するように置き換える、
   請求項８に記載のプログラム。
10. 前記早着調整手段は、前記接近点から前記案内点を通るようにだ行運転を逆引きした逆引きラインよりも速度が速い力行曲線部分を増やすように前記仮の運転曲線を調整する第１の早着調整手段を有する、
    請求項２〜９の何れか一項に記載のプログラム。
11. 前記早着調整手段は、前記仮の運転曲線に含まれる谷形状の曲線部分にだ行曲線部分を増やすように前記仮の運転曲線を調整する第２の早着調整手段を有する、
    請求項２〜１０の何れか一項に記載のプログラム。
12. 次駅に停車中の先行列車の発時刻に応じて後続列車である対象列車の前記次駅までの予測制御運転曲線を作成させる予測制御運転曲線作成装置であって、
    前記次駅の外方に設定される所与の指定位置と所与の指定速度とで定まる運転曲線上の点（以下「接近点」という）に、だ行運転を所定の最短時間又は最短距離行うことで到達する前記接近点の外方の点（以下「案内点」という）を算出する案内点算出手段と、
    １）前記案内点及び前記接近点を通り、２）少なくとも前記案内点から前記接近点までをだ行運転とし、且つ、３）前記接近点を前記発時刻に応じて決まる所与の指定時刻に通過する、ように前記予測制御運転曲線を作成する作成手段と、
    を備えた予測制御運転曲線作成装置。

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