JP6613073B2 - 列車制御システム - Google Patents

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Description

本発明による実施形態は、列車制御システムに関する。
鉄道におけるラッシュ時間帯等では、複数の列車同士が互いに接近し、過密状態で走行する場合がある。この場合、後続列車は、先行列車に衝突しないように停止信号を受けて駅間で一旦停止してしまうことがある。列車が一旦停止すると、減速と再加速が発生するため、列車での消費電力量が増大する。また、列車内の乗客にとって乗り心地が悪くなる。
このような駅間での一旦停止を抑制するために、路線内の各列車の状況を把握している地上装置が、制御対象列車である後続列車に対し、当該列車の先行列車情報を送信し、後続列車は、その先行列車情報に基づいて自列車の運転を制御するという方法が開示されている（特許文献１）。
しかし、先行列車がさらにその先を走行する列車（以下、先々行列車という）の影響を受けて遅延することがある。このような場合、先行列車情報は、先行列車が先々行列車に接近するまで通常運転時と変わらない。従って、後続列車は、駅出発後しばらくは通常運転を行い、位置がある程度進んでから速度を低減した運転を行うことになるため、結果的に停止信号による一旦停止を回避できなくなってしまう。
特許３８２９０３１号公報
駅間における一旦停止を抑制できる列車制御システムを提供する。
本実施形態による列車制御システムは、取得部と、予測部と、制御部とを備えている。
取得部は、制御対象となる第１列車に対して先行する第２列車、および、該第２列車に対して先行する複数の列車のうちの少なくとも１つ以上の第３列車の実際の第１駅到着時刻または第１駅出発時刻を取得する。予測部は、第３列車の実際の第１駅到着時刻または第１駅出発時刻から、第３列車の影響により第１列車に対して第１駅の手前で出される停止信号が解除される第１時刻を予測することと、第２列車の実際の第１駅到着時刻または第１駅出発時刻から、第２および第３列車の影響により第１列車に対して第１駅の手前で出される停止信号が解除される第１時刻を予測することとを順次実行する。制御部は、第１時刻に基づいて、第１列車の運転を制御する。
本実施形態による列車制御システムおよびその周辺の構成の一例を示す概念図。 地上装置２０および車上装置３０の構成の一例を示すブロック図。 本実施形態による列車制御システムの動作を示すタイミング図。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
図１は、本実施形態による列車制御システムおよびその周辺の構成の一例を示す概念図である。列車制御システムは、地上装置２０および車上装置３０を備えている。
車上装置３０は、第１列車としての列車１００に搭載されている。列車１００は、制御対象となる列車であり、第１駅の手前に位置している。例えば、列車１００は、Ａ駅に停車している。第２列車としての列車２００は、列車１００に対して先行する列車である。例えば、列車２００は、Ａ駅と第１駅との間を走行している。第３列車としての列車３００は、列車２００のさらに先に位置する列車である。例えば、列車３００は、第１駅に到着している。第１駅は、Ａ駅の次の駅である。列車２００、３００は、列車１００と同様の構成でよい。ただし、ここでは、制御対象としての列車１００の制御について説明し、列車２００、３００の制御についての説明は便宜的に省略する。
運行監視部１０および地上装置２０は、列車１００〜３００の外部の地上に配置されており、運行監視部１０は、線路２に配置された在線検知部（図示せず）等と通信可能に接続されている。在線検知部は、例えば、線路２の各区間に設けられた軌道回路を有する。在線検知部は、軌道回路を用いた在線検知によって判明した列車１００〜３００の在線情報を運行監視部１０へ送信する。地上装置２０は、列車１００〜３００の車上装置３０と通信可能に接続されている。
外部装置としての運行監視部１０は、線路２上を走行する列車１００〜３００の在線情報等を収集し監視する装置である。運行監視部１０は、時計機能を備え、列車１００〜３００がＡ駅や第１駅に到着した時刻、あるいは、Ａ駅や第１駅を出発した時刻等を地上装置２０へ送信する。
地上装置２０は、運行監視部１０から受け取った列車１００〜３００の在線情報や時刻情報に基づいて、予測情報を生成し、列車１００へ送信する。予測情報は、例えば、列車１００が、第１駅の手前で受ける停止信号が解除される時刻の予測情報である。予測情報については、後述する。
地上の保安装置（図示せず）は、軌道回路による在線検知に基づいて、列車が在線する区間の後方に、当該在線列車との距離に応じて停止信号（制限速度０）や、恒久速度制限よりも低い制限速度を設定する。車上の保安装置は、地上の保安装置からの制限速度情報と自列車速度に基づいて、ブレーキを動作させる。先行列車が第１駅に停車中である場合には、当該先行列車の後方には停止信号区間が設定され、後続列車が停止信号区間に侵入すると自動的にブレーキが動作し、停止信号区間内で停止するようになっている。これにより先行列車と後続列車の衝突が回避される。
図２（Ａ）は、地上装置２０の構成の一例を示すブロック図である。地上装置２０は、取得部１２と、記憶部１４と、予測部１６と、送信部１８とを備えている。
取得部１２は、列車３００が第１駅に到着または第１駅から出発した場合に、列車３００の実際の到着時刻または出発時刻を運行監視部１０から取得する。例えば、運行監視部１０は、列車３００の位置情報および識別子から列車３００が第１駅に到着したことを検知し、その時刻を地上装置２０へ送信する。これにより、地上装置２０は、列車３００が第１駅に到着した時刻を知ることができる。尚、運行監視部１０は、他の列車（例えば、１００、２００）の在線情報および発着時刻を地上装置２０へ送信することもできる。これにより、地上装置２０は、各列車の在線情報や他の駅における発着時刻を知ることができる。
記憶部１４は、列車が第１駅に停車してから出発するまでの第１予測時間Ｔ１と、列車が第１駅を出発してから当該列車の第１駅停車時に、当該列車の後方に設定されていた停止信号が解除されるまでの第２予測時間Ｔ２と、当該停止信号が解除された時点で停止信号区間に到達していた後続列車が第１駅に停車するまでの第３予測時間Ｔ３とを格納する。尚、第２予測時間Ｔ２および第３予測時間Ｔ３は、走行シミュレーションまたは実際の列車の走行時間（実測値）等に基づいて求め、記憶部１４に予め格納しておく。
第１予測時間Ｔ１は、列車が第１駅に停車している時間（駅停車時間）である。ダイヤ上の列車の駅停車時間は、通常、一律に設定されているが、実際の駅停車時間は駅によって異なる場合がある。例えば、乗り換え客の多い駅では、列車の駅停車時間は長くなる傾向にある。従って、第１予測時間Ｔ１は、駅毎に設定してもよい。この場合、記憶部１４は、各駅の識別子と第１予測時間Ｔ１とを対応して格納する。また、列車の駅停車時間は時間帯や日にちによっても相違し得る。例えば、通勤時間帯においては、駅が混雑するため、列車の駅停車時間は長くなる傾向にある。逆に、休日において、駅の利用客が少ない場合には、列車の停車時間は長くならない。従って、第１予測時間Ｔ１は、時間帯や日にちに対応して設定してもよい。さらに、第１予測時間Ｔ１は、列車毎に設定してもよい。この場合、記憶部１４は、各列車の識別子と第１予測時間Ｔ１とを対応して格納する。
第２予測時間Ｔ２は、列車が第１駅を出発してから、当該列車の駅停車時に、当該列車の後方に設定されていた停止信号が解除されるまでの時間である。例えば、列車３００が第１駅に停車している間、第１駅の手前に設定された停止信号は継続する。その後、列車３００が第１駅から出発し、次の区間に進入すると第１駅の手前に設定された停止信号は解除される。これにより、列車２００が第１駅に進入し、停車することが可能となる。このように、列車３００が第１駅を出発してから停止信号が解除されるまでの時間を第２予測時間Ｔ２とする。
第３予測時間Ｔ３は、前記停止信号が解除された時点で、第１駅手前の停止信号区間に到達していた後続列車が第１駅に進入し、停車するまでの時間である。例えば、列車３００が第１駅から出発し、次の区間に進入すると、前記停止信号は解除される。停止信号が解除された後、列車２００が第１駅に進入し停車する。このように、信号装置４０が進行許可状態に変わってから列車２００が第１駅に到着するまでの予測期間を第３予測期間Ｔ３とする。
予測部１６は、制御対象の列車１００に関し、ダイヤ上の発着順序の関係から先行列車２００、先々行列車３００を特定し、列車３００が第１駅に到着した実際の時刻または第１駅から出発した実際の時刻に基づいて、列車２００が第１駅を出発した後に、第１駅の手前に設定されている停止信号が解除される第１時刻を予測する。即ち、第１時刻は、先々行列車３００の発着時刻に基づいて、列車１００が第１駅に進入可能となると予測される時刻である。例えば、予測部１６は、列車３００が第１駅に到着した実際の時刻、第１予測時間Ｔ１、第２予測時間Ｔ２および第３予測時間Ｔ３を用いて第１時刻を算出する。第１予測時間Ｔ１、第２予測時間Ｔ２および第３予測時間Ｔ３は、上述の通り、駅、列車、時間帯あるいは日にちのいずれかに基づいて選択される。予測部１６は、例えば、ＣＰＵやロジックＬＳＩ等の演算装置でよい。第１時刻の算出方法については後で説明する。
送信部１８は、地上装置２０から情報を列車１００の車上装置３０へ送信する。例えば、送信部１８は、予測部１６において予測された第１時刻（予測情報）を列車１００の車上装置３０へ送信する。
図２（Ｂ）は、車上装置３０の構成の一例を示すブロック図である。車上装置３０は、受信部２２と、制御部２４とを備えている。
受信部２２は、地上装置２０の送信部１８から送信された情報を受信する。例えば、受信部２２は、送信部１８から送信された第１時刻を受信する。
制御部２４は、第１時刻に基づいて、列車１００の運転を制御する。例えば、制御部２４は、列車１００が、第１駅の手前に設定されている停止信号が解除されるまでは、当該停止信号区間に進入しないように、走行計画を作成し、当該走行計画に基づいて列車１００の運転を制御する。これにより、列車１００は、第１駅の手前に設定されている停止信号区間で一旦停止することなくスムーズに第１駅に到着することができる。
以上のように、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示す地上装置２０および車上装置３０が列車制御システムとして構成されている。尚、記憶部１４および予測部１６は、車上装置３０内に設けてもよい。この場合、受信部２２は、実際の到着時刻または出発時刻等を地上装置２０から受信し、車上装置３０内の予測部１６が、その実際の到着時刻または出発時刻等を用いて第１時刻を予測する。但し、多くの列車のそれぞれに記憶部１４および予測部１６を設けることはコストを上昇させる。従って、記憶部１４および予測部１６は、地上装置２０に設けられていることが好ましい。
次に、本実施形態による列車制御システムの動作について説明する。
図３は、本実施形態による列車制御システムの動作を示すタイミング図である。縦軸は列車１００〜３００の位置を示す。縦軸は列車位置、横軸は時刻を示す。尚、破線は、従来のシステムを用いた場合のタイミングを示す。横軸において、時刻ｔ１は、列車３００が第１駅に到着した実際の時刻を示す。時刻ｔｐ（以下、予測実行時刻ｔｐと言う）は第１時刻ｔｑの予測を実行する時点を示す。第１時刻ｔｑは、制御対象としての列車１００が、第１駅に進入する際に、第１駅の手前で設定されている停止信号が解除される予測時刻を示す。予測実行時刻ｔｐ以前の事象は、既に生じた過去の事象である。従って、列車３００が第１駅に到着した実際の時刻ｔ１は、既に判明している。一方、予測実行時刻ｔｐ以降の事象は、これから生じる未来の事象である。従って、列車１００が第１駅に進入する際に、第１駅の手前で設定されている停止信号が解除される第１時刻ｔｑは、まだ不明であり、予測対象の時刻となる。
（予測実行時刻ｔｐがｔ１〜ｔ２にある場合：ケース１）
予測実行時刻ｔｐがｔ１〜ｔ２にある場合、時刻ｔ１が既に判明している。時刻ｔ１は、列車３００が第１駅に到着した実際の時刻である。しかし、それ以降の時刻ｔ２〜ｔ７はまだ判明していない。従って、以下のように、予測部１６は、時刻ｔ１に基づいて、第１時刻ｔｑを予測する。
まず、ｔ１において、列車３００が第１駅に到着する。このとき、運行監視部１０が列車３００の在線情報を得る。取得部１２は、運行監視部１０から列車３００が第１駅に到着した時刻ｔ１を取得する。
次に、ｔｐにおいて、予測部１６が、時刻ｔ１を用いて第１時刻ｔｑを予測する。例えば、予測部１６は、記憶部１４から第１駅に対応する第１〜第３予測時間Ｔ１〜Ｔ３を得て、時刻ｔ１および第１〜第３予測時間Ｔ１〜Ｔ３から第１時刻ｔｑを予測する。
第１予測時間Ｔ１は列車が第１駅に停車している時間（駅停車時間）を示す。従って、予測部１６は、時間ｔ１〜ｔ２およびｔ４〜ｔ５が第１予測時間Ｔ１であるとして予測する。時間ｔ１〜ｔ２は、列車３００が第１駅に停車している時間である。時間ｔ４〜ｔ５は、列車２００から第１駅に停車している時間である。第２予測時間Ｔ２は列車が第１駅を出発した後、当該列車の駅停車時に、当該列車の後方に設定されていた停止信号が解除されるまでの時間を示す。従って、予測部１６は、時間ｔ２〜ｔ３およびｔ５〜ｔｑが第２予測時間Ｔ２であるとして予測する。第３予測時間Ｔ３は前記停止信号が解除された時点で停止信号区間に到達していた列車が第１駅に停車するまでの時間を示す。従って、予測部１６は、時間ｔ３〜ｔ４が第３予測時間Ｔ３であるとして予測する。
さらに、予測部１６は、時間ｔ１〜ｔｑを算出する。例えば、予測部１６は、ｔ１〜ｔ２として第１予測時間Ｔ１、ｔ２〜ｔ３として第２予測時間Ｔ２、ｔ３〜ｔ４として第３予測時間Ｔ３、ｔ４〜ｔ５として第１予測時間Ｔ１、および、ｔ５〜ｔｑとして第２予測時間Ｔ２を、時刻ｔ１に加算して第１時刻ｔｑを算出する。即ち、予測部１６は、式１を演算することによって第１時刻ｔｑを予測する。
ｔｑ＝ｔ１＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ１＋Ｔ２ （式１）
次に、送信部１８が予測部１６において予測された第１時刻ｔｑを予測情報として列車１００の車上装置３０へ送信する。
次に、車上装置３０の受信部２２が第１時刻ｔｑを受信し、制御部２４が第１時刻ｔｑに基づいて列車１００の走行計画を作成する。制御部２４は、走行計画に従って列車１００の運転を制御する。制御部２４は、列車１００が第１駅の手前に設定されている停止信号によって一旦停止しないように、列車１００の運転を自動制御してもよい。あるいは、制御部２４は、列車１００が第１駅の手前に設定されている停止信号よって一旦停止しないように、列車１００の目標速度を乗務員用のモニタ（図示せず）に表示し、目標速度に従った運転を運転士が行うようにしてもよい。または、予測した前記第１時刻を運転士に通知し、第１駅の手前に設定されている停止信号よって一旦停止しないような運転を運転士が行うようにしてもよい。これにより、従来のシステムでは、図３の破線で示したように、Ａ駅と第1駅との間において列車が一旦停止することで、列車の消費電力量の増大や乗り心地が悪化するのに対して、本実施形態による列車制御システムは、列車１００がＡ駅と第１駅との間において一旦停止することを抑制できる。
（予測実行時刻ｔｐがｔ２〜ｔ３にある場合：ケース２）
予測実行時刻ｔｐがｔ２〜ｔ３にある場合、時刻ｔ２が既に判明している。時刻ｔ２は、列車３００が第１駅から出発した実際の時刻である。しかし、それ以降の時刻ｔ３〜ｔ７はまだ判明していない。従って、以下のように、予測部１６は、時刻ｔ２に基づいて、第１時刻ｔｑを予測してもよい。
例えば、ｔ２において、列車３００が第１駅を出発し、列車３００の出発時刻が確定する。即ち、取得部１２は、運行監視部１０から列車３００が第１駅から出発した実際の時刻ｔ２を取得することができる。これにより、予測部１６は、実際の時刻ｔ２を用いて第１時刻ｔｑを予測する。尚、このとき、予測は、ｔ２とｔ３との間で実行される。従って、時刻ｔｐは、ｔ２とｔ３との間のいずれかの時刻となる。
例えば、予測部１６は、記憶部１４から第１駅に対応する第１〜第３予測時間Ｔ１〜Ｔ３を得て、時刻ｔ２および第１〜第３予測時間Ｔ１〜Ｔ３から第１時刻ｔｑを予測する。即ち、予測部１６は、時間ｔ２〜ｔｑを算出する。例えば、予測部１６は、ｔ２〜ｔ３として第２予測時間Ｔ２、ｔ３〜ｔ４として第３予測時間Ｔ３、ｔ４〜ｔ５として第１予測時間Ｔ１、および、ｔ５〜ｔｑとして第２予測時間Ｔ２を時刻ｔ２に加算して第１時刻ｔｑを算出する。即ち、予測部１６は、式２を演算することによって第１時刻ｔｑを予測する。
ｔｑ＝ｔ２＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ１＋Ｔ２ （式２）
次に、送信部１８が予測部１６において予測された第１時刻ｔｑを予測情報として列車１００の車上装置３０へ送信する。
次に、車上装置３０の受信部２２が第１時刻ｔｑを受信し、制御部２４が第１時刻ｔｑに基づいて列車１００の走行計画を作成する。制御部２４は、走行計画に従って列車１００の運転を制御する。列車１００の制御方法は、上記ケース１の制御方法と同様でよい。
上記ケース１では、予測部１６は、列車３００が第１駅に到着した時刻ｔ１から第１時刻ｔｑを予測している。しかし、実際の時間は、第１〜第３予測時間Ｔ１〜Ｔ３と異なる場合がある。この場合、予測の基準となる時刻（例えば、ｔ１）が予測の対象となる第１時刻ｔｑから時間的に離れるほど、予測精度が低下する。即ち、予測を実行する時刻ｔｐが早い時刻であるほど、第１時刻ｔｑは、列車１００が第１駅手前に設定される停止信号区間に達する実際の時刻と大きく乖離する可能性が高い。このような第１時刻ｔｑと実際の時刻との時間差を抑制するために、予測部１６は、ケース２のように、次に生じる事象の時刻（例えば、ｔ２）に基づいて第１時刻ｔｑの予測を繰り返してもよい。ケース２は、ケース１よりも第１時刻ｔｑを正確に予測することができる。
（予測実行時刻ｔｐがｔ３〜ｔ４にある場合：ケース３）
予測実行時刻ｔｐがｔ３〜ｔ４にある場合、時刻ｔ３が既に判明している。時刻ｔ３は、列車３００によって第１駅の手前に設定されていた停止信号が解除された実際の時刻である。しかし、それ以降の時刻ｔ４〜ｔ７はまだ判明していない。従って、以下のように、予測部１６は、時刻ｔ３に基づいて、第１時刻ｔｑを予測してもよい。
例えば、取得部１２は、運行監視部１０から実際の時刻ｔ３を取得することができる。これにより、予測部１６は、実際の時刻ｔ３を用いて第１時刻ｔｑを予測する。尚、このとき、予測は、ｔ３とｔ４との間で実行される。従って、時刻ｔｐは、ｔ３とｔ４との間のいずれかの時刻となる。
例えば、予測部１６は、記憶部１４から第１駅に対応する第１〜第３予測時間Ｔ１〜Ｔ３を得て、時刻ｔ３および第１〜第３予測時間Ｔ１〜Ｔ３から第１時刻ｔｑを予測する。即ち、予測部１６は、時間ｔ３〜ｔｑを算出する。例えば、予測部１６は、ｔ３〜ｔ４として第３予測時間Ｔ３、ｔ４〜ｔ５として第１予測時間Ｔ１、および、ｔ５〜ｔｑとして第２予測時間Ｔ２を時刻ｔ３に加算して第１時刻ｔｑを算出する。即ち、予測部１６は、式３を演算することによって第１時刻ｔｑを予測する。
ｔｑ＝ｔ３＋Ｔ３＋Ｔ１＋Ｔ２ （式３）
次に、送信部１８が予測部１６において予測された第１時刻ｔｑを予測情報として列車１００の車上装置３０へ送信する。
次に、車上装置３０の受信部２２が第１時刻ｔｑを受信し、制御部２４が第１時刻ｔｑに基づいて列車１００の走行計画を作成する。制御部２４は、走行計画に従って列車１００の運転を制御する。列車１００の制御方法は、上記ケース１の制御方法と同様でよい。
上記ケース１、ケース２では、予測部１６は、時刻ｔ１またはｔ２から第１時刻ｔｑを予測している。しかし、ケース３では、予測部１６は、ｔ１およびｔ２よりも後に生じる事象の時刻ｔ３に基づいて第１時刻ｔｑを予測している。これにより、ケース３は、ケース１およびケース２よりも第１時刻ｔｑを正確に予測することができる。
（予測実行時刻ｔｐがｔ４〜ｔ５にある場合：ケース４）
予測実行時刻ｔｐがｔ４〜ｔ５にある場合、時刻ｔ４が既に判明している。時刻ｔ４は、列車２００が第１駅に到着した実際の時刻である。しかし、それ以降の時刻ｔ５〜ｔ７はまだ判明していない。従って、以下のように、予測部１６は、時刻ｔ４に基づいて、第１時刻ｔｑを予測してもよい。
例えば、ｔ４において、列車２００が第１駅に到着すると、列車２００の実際の到着時刻ｔ４が確定する。即ち、取得部１２は、運行監視部１０から実際の到着時刻ｔ４を取得することができる。これにより、予測部１６は、実際の到着時刻ｔ４を用いて第１時刻ｔｑを予測する。尚、このとき、予測は、ｔ４とｔ５との間で実行される。従って、時刻ｔｐは、ｔ４とｔ５との間のいずれかの時刻となる。
例えば、予測部１６は、記憶部１４から第１駅に対応する第１および第２予測時間Ｔ１、Ｔ２を得て、実際の到着時刻ｔ４、第１および第２予測時間Ｔ１、Ｔ２から第１時刻ｔｑを予測する。即ち、予測部１６は、時間ｔ４〜ｔｑを算出する。例えば、予測部１６は、ｔ４〜ｔ５として第１予測時間Ｔ１、および、ｔ５〜ｔｑとして第２予測時間Ｔ２を時刻ｔ４に加算して第１時刻ｔｑを算出する。即ち、予測部１６は、式４を演算することによって第１時刻ｔｑを予測する。
ｔｑ＝ｔ４＋Ｔ１＋Ｔ２ （式４）
次に、送信部１８が予測部１６において予測された第１時刻ｔｑを予測情報として列車１００の車上装置３０へ送信する。
次に、車上装置３０の受信部２２が第１時刻ｔｑを受信し、制御部２４が第１時刻ｔｑに基づいて列車１００の走行計画を作成する。制御部２４は、走行計画に従って列車１００の運転を制御する。列車１００の制御方法は、上記ケース１の制御方法と同様でよい。
上記ケース１〜３では、予測部１６は、時刻ｔ１〜ｔ３から第１時刻ｔｑを予測している。しかし、ケース４では、予測部１６は、ｔ１〜ｔ３よりも後に生じる事象の時刻ｔ４に基づいて第１時刻ｔｑを予測している。これにより、ケース４は、ケース１〜３よりも第１時刻ｔｑを正確に予測することができる。
（予測実行時刻ｔｐがｔ５〜ｔ６にある場合：ケース５）
予測実行時刻ｔｐがｔ５〜ｔ６にある場合、時点ｔ５が既に判明している。時点ｔ５は、列車２００が第１駅から出発した実際の時刻である。しかし、それ以降の時刻ｔｑ〜ｔ７はまだ判明していない。従って、以下のように、予測部１６は、時刻ｔ５に基づいて、第１時刻ｔｑを予測してもよい。
例えば、ｔ５において、列車２００が第１駅から出発すると、列車２００の実際の出発時刻ｔ５が確定する。即ち、取得部１２は、運行監視部１０から実際の出発時刻ｔ５を取得することができる。これにより、予測部１６は、実際の出発時刻ｔ５を用いて第１時刻ｔｑを予測する。尚、このとき、予測は、ｔ５とｔ６との間で実行される。従って、時刻ｔｐは、ｔ５とｔ６との間のいずれかの時刻となる。
例えば、予測部１６は、記憶部１４から第１駅に対応する第２予測時間Ｔ２を得て、実際の出発時刻ｔ５と第２予測時間Ｔ２とから第１時刻ｔｑを予測する。即ち、予測部１６は、時間ｔ５〜ｔｑを算出する。例えば、予測部１６は、ｔ５〜ｔｑとして第２予測時間を時刻ｔ５に加算して第１時刻ｔｑを算出する。即ち、予測部１６は、式５を演算することによって第１時刻ｔｑを予測する。
ｔｑ＝ｔ５＋Ｔ２ （式５）
次に、送信部１８が予測部１６において予測された第１時刻ｔｑを予測情報として列車１００の車上装置３０へ送信する。
次に、車上装置３０の受信部２２が第１時刻ｔｑを受信し、制御部２４が第１時刻ｔｑに基づいて列車１００の走行計画を作成する。制御部２４は、走行計画に従って列車１００の速度を制御する。列車１００の制御方法は、上記ケース１の制御方法と同様でよい。
上記ケース１〜４では、予測部１６は、時刻ｔ１〜ｔ４から第１時刻ｔｑを予測している。しかし、ケース４では、予測部１６は、ｔ１〜ｔ４よりも後に生じる事象の時刻ｔ５に基づいて第１時刻ｔｑを予測している。これにより、ケース５は、ケース１〜４よりも第１時刻ｔｑを正確に予測することができる。
このように本実施形態による列車制御システムは、上記ケース１〜５を時系列で順次実行することによって、第１時刻ｔｑの精度を高めつつ、列車１００を第１駅の手前に設定される停止信号区間まで適切な速度で走行させることができる。これにより、列車１００は、Ａ駅と第１駅との間において一旦停止や再加速を抑制することができる。その結果、列車１００の消費電力量を抑制し、かつ、列車１００内の乗客にとっては乗り心地が改善する。尚、列車制御システムは、ケース１〜５のいずれかの単数または複数のケースを任意に実行してもよい。
また、本実施形態による列車制御システムは、先行列車２００だけでなく、さらにその先を走行する列車３００をも考慮して第１時刻ｔｑを予測している。従って、列車制御システムは、列車１００の速度をより早い時期から制御することができる。その結果、列車１００が第１駅の手前に設定された停止信号によって一旦停止することをさらに抑制することができる。列車制御システムは、列車１００の制御のために、列車３００よりさらに先を走行する列車（図示せず）を考慮して第１時刻ｔｑを予測してもよい。この場合、列車制御システムは、列車１００の運転をさらに早い時期から制御することができる。
上記実施形態では、列車制御システムは、列車１００に対して第１駅の手前に設定された停止信号が解除される第１時刻ｔｑを予測している。しかし、列車制御システムは、第１〜第３予測時間Ｔ１〜Ｔ３に基づいて、他の時刻を予測してもよい。例えば、列車制御システムは、列車３００が第１駅を出発する時刻ｔ２、列車２００に対して第１駅の手前に設定された停止信号が解除される時刻ｔ３、列車１００、２００が第１駅に到着する時刻ｔ４、ｔ６、列車１００、２００が第１駅から発車する時刻ｔ５、ｔ７等を予測してもよい。
また、上記実施形態では、列車制御システムは、列車１００を制御対象としている。しかし、列車制御システムは、他の列車２００、３００をも制御対象としてもよい。この場合、列車２００、３００も、車上装置３０を備えており、各車上装置３０の予測部１６は、他の先行列車（図示せず）からの情報に基づいて列車２００、３００のそれぞれに対応する第１時刻を予測する。列車２００、３００の制御部は、それぞれに対応する第１時刻に基づいて走行計画を作成し、その走行計画に従って列車２００、３００を制御すればよい。
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同様に、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ものである。
１００・・・列車、２・・・線路、１０・・・運行監視部、１２・・・取得部、１４・・・記憶部、１６・・・予測部、１８・・・送信部、２２・・・受信部、２４・・・制御部、２０・・・地上装置、３０・・・車上装置

Claims (6)

  1. 制御対象となる第１列車に対して先行する第２列車、および、該第２列車に対して先行する複数の列車のうちの少なくとも１つ以上の第３列車について、実際の第１駅到着時刻または第１駅出発時刻を取得する取得部と、
    前記第３列車の前記実際の第１駅到着時刻または第１駅出発時刻から、前記第３列車の影響により前記第１列車に対して前記第１駅の手前で出される停止信号が解除される第１時刻を予測することと、前記第２列車の前記実際の第１駅到着時刻または第１駅出発時刻から、前記第２および第３列車の影響により前記第１列車に対して前記第１駅の手前で出される停止信号が解除される第１時刻を予測することとを順次実行する予測部と、
    前記第１時刻に基づいて、前記第１列車の運転を制御する制御部とを備えた列車制御システム。
  2. 前記制御部は、前記第１時刻を前記第１列車の運転士に通知し、前記第１列車が前記第１時刻以前に前記第１駅の手前の停止信号区間に進入することを回避するための運転支援を行う、請求項１に記載の列車制御システム。
  3. 前記制御部は、前記第１列車が前記第１時刻以前に第１駅の手前の停止信号区間に進入することを回避する走行計画を作成し、前記第１列車の運転を制御する、または、作成した走行計画を前記第１列車の運転士に通知し、運転支援を行う、請求項１に記載の列車制御システム。
  4. 前記取得部および前記予測部は、前記第１列車の外部に設けられた外部装置に設けられ、
    前記制御部は、前記第１列車に設けられている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の列車制御システム。
  5. 列車が駅に停車してから出発するまでの第１予測時間と、前記列車が前記駅を出発して次の区間に進行し、前記列車の後方に設定されていた停止信号が解除されるまでの第２予測時間と、前記停止信号が解除された時点で停止信号区間に到達していた後続列車が前記駅に停車するまでの第３予測時間とを格納する記憶部をさらに備え、
    前記予測部は、前記第１〜第３予測時間を用いて前記第１時刻を予測する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の列車制御システム。
  6. 前記記憶部は、走行区間、駅、列車、時間帯あるいは日にち毎に異なる複数の前記第１〜第３予測時間を格納し、
    前記予測部は、少なくとも走行区間、駅、列車、時間帯あるいは日にちのいずれかに基づいて選択された前記第１〜第３予測時間を用いて前記第１時刻を予測する、請求項５に記載の列車制御システム。
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