JP7315510B2 - 自律走行車両の運行管理装置及び運行管理方法 - Google Patents

Description

本明細書では、複数の停留所が設置された循環路を自律走行する複数の車両の運行を管理する、車両の運行管理装置及び運行管理方法が開示される。

近年、自律走行可能な車両を用いた交通システムが提案されている。例えば、特許文献１には、専用路線に沿って自律走行可能な車両を用いた車両交通システムが開示されている。この車両交通システムは、専用路線に沿って走行する複数の車両と、当該複数の車両を運行させる管制制御システムと、を備える。管制制御システムは、運行計画に従い、車両に出発指令や進路指令を送信する。また、管制制御システムは、乗車需要に応じて、車両の増車または減車を行う。

特開２０００－２６４２１０号公報

ところで、循環路に車両を追加投入する場合に、既に循環路を走行している運行車両に対する運行スケジュールが変更される。本明細書では、乗車需要に応じて柔軟に運行スケジュールを変更可能な、車両の運行管理装置及び運行管理方法が開示される。

本明細書では、循環路を自律走行する複数の車両の運行を管理する、自律走行車両の運行管理装置が開示される。この運行管理装置は、運行スケジュール提供部、投入判定部、及び、スケジュール変更部を備える。運行スケジュール提供部は、循環路に設置された複数の停留所への到着目標時刻及び出発目標時刻が定められた通常運行スケジュールを、循環路を自律走行中の複数の運行車両にそれぞれ与える。投入判定部は、循環路における乗車需要に基づいて、循環路への追加車両の投入可否を判定する。スケジュール変更部は、投入判定部により追加車両の投入が決定された際に、複数の運行車両に与えられる運行スケジュールを通常運行スケジュールから変更する。スケジュール変更部は、通常運行スケジュールを変更するスケジュール変更処理として、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理を実行可能となっている。前倒し変更処理では、複数の運行車両のうち所定の基準車両を先頭としてこれに後続する運行車両の出発目標時刻を通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻よりもそれぞれ早めることで、後続する運行車両のうち最後尾の運行車両と次周の基準車両との車間が追加車両用に拡げられる。遅延変更処理では、基準車両に後続する運行車両の出発目標時刻を通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻よりもそれぞれ遅くすることで、基準車両とこれに後続する運行車両との車間が追加車両用に拡げられる。割込み変更処理では、複数の運行車両を、出発目標時刻を通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻よりも早める前倒し車列グループと、出発目標時刻を通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻よりも遅くする遅延車列グループとに分け、前倒し車列グループと遅延車列グループとの車間が追加車両用に拡げられる。スケジュール変更部は、乗車需要に基づいて、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の何れか一つを実行する。

上記構成によれば、循環路における乗車需要に応じて、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の何れか一つが実行される。運行スケジュールの変更手段を複数有することで、乗車需要に応じて柔軟に運行スケジュールが変更可能となる。

また上記構成において、スケジュール変更部は、追加車両の循環路への投入前に、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の何れか一つを実行してもよい。

上記構成によれば、追加車両の投入前に、当該追加車両用の車間が確保される。

また上記構成において、それぞれの停留所における運行車両の、到着実時刻から出発目標時刻までの停車目標時間から、到着実時刻から運行車両への乗降が完了するまでの乗降実時間を差し引いた待機時間を乗車需要パラメータとして運行車両ごとに求める乗車需要判定部が備えられてもよい。この場合、スケジュール変更部は、待機時間に基づいて、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の何れか一つを実行する。

待機時間は、乗降完了時点から出発目標時刻までの時間と捉えることができ、したがって、出発目標時刻の前倒しが可能な時間と捉えることができる。この待機時間に応じて、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の何れを実行させるかを判定することで、実現可能性の高いスケジュール変更を行うことが出来る。

また上記構成において、スケジュール変更部は、循環路一周分の待機時間の総和を、運行車両ごとに求めてもよい。この場合、運行車両ごとに求められた待機時間の総和のうち最小値が、第１閾値以下及び第１閾値より小さい第２閾値を超過する場合に、前倒し変更処理が実行される。また、待機時間の総和の最小値が、第２閾値以下及び第２閾値より小さい第３閾値を超過する場合に、割込み変更処理が実行される。さらに、待機時間の総和の最小値が、第３閾値以下である場合に、遅延変更処理が実行される。

基準車両以外の運行車両に対してスケジュールの前倒しが行われる前倒し変更処理は、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の三者中、前倒し幅が最も大きくなる。また、割込み変更処理がこれに次ぐ前倒し幅となる。また遅延変更処理では基本的には前倒しは行われない。このような特性に基づいて、待機時間の長短に応じて、それぞれの変更処理が実行されることで、実現可能性の高いスケジュール変更を行うことが出来る。

また上記構成において、スケジュール変更部は、前倒し変更処理の実行に当たり、それぞれの停留所における待機時間に応じて、出発目標時刻の繰り上げ幅を停留所ごとに定めてもよい。

例えば相対的に待機時間の長い停留所では、出発目標時刻の繰り上げ幅を多く取るなど、それぞれの停留所における待機時間に応じて繰り上げ幅を調整することで、実現可能性の高いスケジュール変更を行うことが出来る。

また上記構成において、スケジュール変更部は、遅延変更処理の実行に当たり、それぞれの停留所における待機時間に応じて、出発目標時刻の繰り下げ幅を停留所ごとに定めてもよい。

例えば待機時間が負の値を取る場合、出発目標時刻よりも運行車両の出発が遅延する。そこで相対的に遅延時間（負の待機時間）が長い停留所では、出発目標時刻の繰り下げ幅を多く取るなど、それぞれの停留所における遅延時間に応じて繰り下げ幅を調整することで、実現可能性の高いスケジュール変更を行うことが出来る。

また本明細書では、循環路を自律走行する複数の車両の運行を管理する、自律走行車両の運行管理方法が開示される。この運行管理方法では、循環路に設置された複数の停留所への到着目標時刻及び出発目標時刻が定められた通常運行スケジュールが、循環路を自律走行中の複数の運行車両にそれぞれ与えられる。また循環路における乗車需要に基づいて、循環路への追加車両の投入可否が判定される。また、追加車両の投入が決定された際に、複数の運行車両に与えられる運行スケジュールが通常運行スケジュールから変更される。通常運行スケジュールを変更するスケジュール変更処理として、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理が実行可能となっている。前倒し変更処理では、複数の運行車両のうち所定の基準車両を先頭としてこれに後続する運行車両の出発目標時刻を通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻よりもそれぞれ早めることで、後続する運行車両のうち最後尾の運行車両と次周の基準車両との車間が追加車両用に拡げられる。遅延変更処理では、基準車両に後続する運行車両の出発目標時刻を通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻よりもそれぞれ遅くすることで、基準車両とこれに後続する運行車両との車間が追加車両用に拡げられる。割込み変更処理では、複数の運行車両を、出発目標時刻を通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻よりも早める前倒し車列グループと、出発目標時刻を通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻よりも遅くする遅延車列グループとに分け、前倒し車列グループと遅延車列グループとの車間が追加車両用に拡げられる。乗車需要に基づいて、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の何れか一つが実行される。

また上記構成において、追加車両の循環路への投入前に、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の何れか一つが実行されてもよい。

また上記構成において、それぞれの停留所における運行車両の、到着実時刻から出発目標時刻までの停車目標時間から、到着実時刻から運行車両への乗降が完了するまでの乗降実時間を差し引いた待機時間が乗車需要パラメータとして運行車両ごとに求められてもよい。この場合、待機時間に基づいて、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の何れか一つが実行される。

また上記構成において、循環路一周分の待機時間の総和が、運行車両ごとに求められてもよい。この場合、運行車両ごとに求められた待機時間の総和のうち最小値が、第１閾値以下及び第１閾値より小さい第２閾値を超過する場合に、前倒し変更処理が実行される。また、待機時間の総和の最小値が、第２閾値以下及び第２閾値より小さい第３閾値を超過する場合に、割込み変更処理が実行される。さらに、待機時間の総和の最小値が、第３閾値以下である場合に、遅延変更処理が実行される。

また上記構成において、前倒し変更処理の実行に当たり、それぞれの停留所における待機時間に応じて、出発目標時刻の繰り上げ幅が停留所ごとに定められてよい。

また上記構成において、遅延変更処理の実行に当たり、それぞれの停留所における待機時間に応じて、出発目標時刻の繰り下げ幅が停留所ごとに定められてもよい。

本明細書で開示される技術によれば、乗車需要に応じて柔軟に運行スケジュールが変更可能となる。

本実施形態に係る運行管理装置が設置される交通システムの概略図である。 運行管理装置、自律走行車両、及び停留所のハードウェア構成図である。 運行管理装置、自律走行車両、及び停留所の機能ブロック図である。 運行スケジュール作成に用いられる用語の説明図（１／２）である。 運行スケジュール作成に用いられる用語の説明図（２／２）である。 それぞれの運行車両の通常運行スケジュールが示されたダイヤグラムである。 前倒し変更処理の例であって、追加車両の投入タイミングが運行スケジュール変更後であるときの例を示すダイヤグラムである。 前倒し変更処理を説明する図７の一部拡大図（停留所ＳＴ２付近）である。 前倒し変更処理を説明する図７の一部拡大図（停留所ＳＴ３付近）である。 各停留所における繰り上げ幅の割り振りを説明する図である。 前倒し変更処理の例であって、運行スケジュール変更と並行したタイミングで追加車両の投入タイミングが設定されたときの例を示すダイヤグラムである。 遅延変更処理の例であって、追加車両の投入タイミングがスケジュール変更後であるときの例を示すダイヤグラムである。 各停留所における繰り下げ幅の割り振りを説明する図である。 遅延変更処理の例であって、運行スケジュール変更と並行したタイミングで追加車両の投入タイミングが設定されたときの例を示すダイヤグラムである。 割込み変更処理の例であって、追加車両の投入タイミングが運行スケジュール変更後であるときの例を示すダイヤグラムである。 割込み変更処理の例であって、運行スケジュール変更と並行したタイミングで追加車両の投入タイミングが設定されたときの例を示すダイヤグラムである。 スケジュール変更処理の概要を説明する図である。 スケジュール変更処理フローを例示するフローチャートである。

図１には、本実施形態に係る運行管理装置１０を含む交通システムの概略図が例示される。この交通システムは、運行管理装置１０の他に、運行車両Ｃ１～Ｃ４，待機車両Ｃ５～Ｃ８、停留所ＳＴ１～ＳＴ３が含まれる。

なお、以下では、複数の車両Ｃ１～Ｃ８を区別しない場合は、区別用の添え字番号が省略され「車両Ｃ」と表記される。同様に、複数の停留所ＳＴ１～ＳＴ３も、区別の必要がない場合は、「停留所ＳＴ」と表記される。

図１に例示される交通システムでは、予め規定された循環路１００に沿って車両Ｃが走行し、不特定多数の利用者が輸送される。車両Ｃは、循環路１００上を図示矢印のように一方通行にて循環運行する。

循環路１００は、例えば車両Ｃのみが走行を許可される専用道路であってよい。車両Ｃが鉄道車両である場合には、循環路１００は循環線であってよい。又は、循環路１００は、車両Ｃ以外の車両も通行可能な一般道路に設定された路線であってもよい。

また、循環路１００と接続するようにして、交通システムには車庫１１０が設けられる。図１では車庫１１０に待機される待機車両Ｃ５～Ｃ８が例示される。この中から循環路１００に追加投入される追加車両（例えば待機車両Ｃ５）が選択される。

車庫１１０との接続ポイントとして、循環路１００には回収ポイントＰｏｕｔ及び投入ポイントＰｉｎが設けられる。図１の例では回収ポイントＰｏｕｔ及び投入ポイントＰｉｎは停留所ＳＴ２と停留所ＳＴ３との間に設けられる。

循環路１００を走行中の運行車両Ｃ１～Ｃ４は、回収ポイントＰｏｕｔにて、車庫１１０に入る。また、車庫１１０にて待機中の待機車両Ｃ５～Ｃ８は、投入ポイントＰｉｎから循環路１００内に投入される。回収用の車両Ｃと投入用の車両Ｃとの交錯を避けるために、回収ポイントＰｏｕｔは投入ポイントＰｉｎの上流側に設けられる。

また循環路１００には、運行車両Ｃ１～Ｃ４に各自の運行スケジュールを送る運行スケジュール更新ポイントＰｕが設けられる。スケジュール更新ポイントＰｕでは、運行管理装置１０から、当該ポイントを通過する車両Ｃに対して、当該車両Ｃの、運行スケジュール更新ポイントＰｕを起点とした一周分の運行スケジュールが提供される。このようにして車両Ｃは運行スケジュール更新ポイントＰｕを通過するたびに（周ごとに）運行スケジュールが変更される。運行スケジュールの提供方法の詳細は後述される。

＜停留所構成＞
循環路１００には、複数の停留所ＳＴが設置される。図１では３個の停留所ＳＴ１～ＳＴ３が例示されているが、循環路１００の全長や循環路１００沿いの建築物等に応じて、任意の数の停留所が循環路１００に設置される。例えば停留所ＳＴは、運行車両Ｃ１～Ｃ４が走行する車道脇の歩道に立設される。停留所ＳＴは、例えば専用の通信回線等により運行管理装置１０と通信可能となっている。また停留所ＳＴは、車両Ｃと無線により通信可能となっている。

図２には、停留所ＳＴ、車両Ｃ、運行管理装置１０のハードウェア構成が例示される。停留所ＳＴはカメラ２２、時計２７、及び制御部５０を備える。カメラ２２は停留所ＳＴにて車両Ｃを待つ乗客を撮像するものであり、例えば停留所ＳＴ周辺の静止画及び動画の少なくとも一方を撮像可能となっている。

制御部５０は、そのハードウェア構成として、入出力コントローラ１０Ａ、ＣＰＵ１０Ｂ、ＲＯＭ１０Ｅ、ＲＡＭ１０Ｆ、ハードディスクドライブ１０Ｇ（ＨＤＤ）及び表示部１０Ｉを備え、これらの構成部品が内部バス１０Ｊに接続される。

図３には、停留所ＳＴ、車両Ｃ、運行管理装置１０の機能ブロックが、ハードウェアと混合した状態で例示される。停留所ＳＴの制御部５０は、その機能ブロックとして、画像送信部５２及び運行スケジュール表示部５４を備える。

画像送信部５２は、カメラ２２が撮像した、停留所ＳＴ周辺の画像データを、時計２７から得られた時刻データとともに車両Ｃに送信する。送信された画像データ及び時刻データは、後述する乗降完了時刻Ｔｐの算出に利用される。運行スケジュール表示部５４には、運行管理装置１０から車両Ｃの運行スケジュールが送られる。例えば所定の時間後ごとに更新された運行スケジュールが、運行管理装置１０から制御部５０に送信される。これを受けて運行スケジュール表示部５４は、停留所ＳＴに到着する車両Ｃの到着予定時刻（後述する到着目標時刻Ｔａ＊）を表示する。

＜車両構成＞
車両Ｃは、循環路１００を自律走行可能な車両であって、例えば、所定の停留所ＳＴから他の停留所ＳＴまで不特定多数の利用者を輸送する乗り合い車両として機能する。車両Ｃは、例えば乗合バスであってよい。図２、図３に例示されるように、車両Ｃは、回転電機２９（モータ）を駆動源とし、図示しないバッテリを電源とする電動車両である。車両Ｃは、運行管理装置１０及び停留所ＳＴと無線通信により通信可能、つまりデータのやり取りが可能となっている。

車両Ｃには、自律走行を可能とするための機構が搭載されている。具体的には、車両Ｃは、制御部２０、カメラ２２、ライダーユニット２３、近接センサ２５、ＧＰＳ受信機２６、時計２７、駆動機構２８、及び操舵機構３０を備える。

カメラ２２は、ライダーユニット２３と略同一の視野を撮像する。カメラ２２は、例えばＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等のイメージセンサを備える。カメラ２２が撮像した画像（撮像画像）は、後述するように、自律走行制御に利用される。

ライダーユニット２３（ＬｉＤＡＲ Ｕｎｉｔ）は、自律走行用のセンサであり、例えば赤外線を用いた測距センサである。例えば、ライダーユニット２３から、水平方向及び鉛直方向に赤外線レーザー光線が走査され、これにより、車両Ｃの周辺環境についての測距データが３次元的に配列された、３次元点群データを得ることが出来る。カメラ２２及びライダーユニット２３は、一纏まりのセンサユニットとして、例えば、車両Ｃの前面、後面、ならびに前面及び後面を繋ぐ両側面の４面に設けられる。

近接センサ２５は、例えばソナーセンサであって、例えば車両Ｃが停留所ＳＴに停車する際に、車道と歩道との境界である縁石と車両Ｃとの距離を検出する。この検出により、車両Ｃを縁石に寄せて停車させる、いわゆる正着制御が可能となる。近接センサ２５は、例えば車両Ｃの両側面と、前面と側面との角部に設けられる。

ＧＰＳ受信機２６は、ＧＰＳ衛星からの測位信号を受信する。例えばこの測位信号を受信することで、車両Ｃの現在位置（緯度、経度）が求められる。

制御部２０は、例えば車両Ｃの電子コントロールユニット（ＥＣＵ）であってよく、コンピュータから構成される。図２に例示される制御部２０は、データの入出力を制御する入出力コントローラ１０Ａを備える。また制御部２０は演算素子として、ＣＰＵ１０Ｂ、ＧＰＵ１０Ｃ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＬＡ１０Ｄ（Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒｓ）を備える。さらに制御部２０は記憶部として、ＲＯＭ１０Ｅ、ＲＡＭ１０Ｆ、及びハードディスクドライブ１０Ｇ（ＨＤＤ）を備える。これらの構成部品は内部バス１０Ｊに接続される。

図３には、制御部２０の機能ブロックが例示される。この機能ブロックは、スキャンデータ解析部４０、自己位置推定部４２、経路作成部４４、及び自律走行制御部４６を含んで構成される。また制御部２０は、記憶部として、ダイナミックマップ記憶部４８及び運行スケジュール記憶部４９を備える。

ダイナミックマップ記憶部４８には、循環路１００及びその周辺のダイナミックマップデータが記憶される。ダイナミックマップは、３次元地図であって、例えば道路（車道及び歩道）の位置及び形状（３次元形状）が記憶される。また道路に引かれた車線、横断歩道、停止線等の位置もダイナミックマップに記憶される。加えて、建物や車両用信号機等の構造物の位置及び形状（３次元形状）もダイナミックマップに記憶される。ダイナミックマップデータは、運行管理装置１０から提供される。

運行スケジュール記憶部４９には、当該記憶部が搭載された車両Ｃの運行スケジュールが記憶される。上述のように、この運行スケジュールは、運行スケジュール更新ポイントＰｕ（図１参照）にて１周ごとに更新される。

車両Ｃは、ダイナミックマップ記憶部４８に記憶された循環路１００のデータに沿って自律走行する。自律走行に当たり、車両Ｃの周辺環境の３次元点群データがライダーユニット２３により取得される。またカメラ２２によって車両Ｃの周辺環境の画像が撮像される。

カメラ２２が撮像した撮像画像内の物体は、スキャンデータ解析部４０により解析される。例えば、教師有り学習を用いたＳＳＤ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｈｏｔ Ｍｕｌｔｉｂｏｘ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）やＹＯＬＯ（Ｙｏｕ Ｏｎｌｙ Ｌｏｏｋ Ｏｎｃｅ）といった既知のディープラーニング手法により撮像画像内の物体が検出され、さらにその属性（通行人、構造物等）が認識される。

また、スキャンデータ解析部４０は、ライダーユニット２３から３次元点群データ（ライダーデータ）を取得する。カメラ２２による撮像画像とライダーデータを重ね合わせることで、どのような属性（通行人、構造物等）の物体が、自身からどれ位の距離にいるかを求めることが出来る。

また、自己位置推定部４２は、ＧＰＳ受信機２６から受信した自己位置（緯度、経度）から、ダイナミックマップ中の自己位置を推定する。

経路作成部４４は、推定された自己位置と直近の目標地点までの経路を作成する。例えば自己位置と停留所ＳＴまでの経路が作成される。自己位置と停留所ＳＴまでの直線経路上に障害物があることが、ライダーユニット２３による３次元点群データ及びカメラ２２による撮像画像から判明したときには、当該障害物を避けるような経路が作成される。

自律走行制御部４６は、上記により求められた、撮像画像とライダーデータの重ね合わせデータ、自己位置、作成済みの経路、及び運行スケジュールに基づいて車両Ｃの走行制御を行う。例えば作成済み経路の走行速度が、運行スケジュールによって定められた速度Ｖ１（後述する）に定められる。例えば自律走行制御部４６は、インバータ等の駆動機構２８を制御して、車両Ｃの速度を速度Ｖ１に維持する。また、自律走行制御部４６は、アクチュエータ等の操舵機構３０の制御を通して、決定された経路を車両Ｃが進むように制御する。

また、停留所ＳＴでは、自律走行制御部４６は、車両Ｃを停車させた後に乗降扉（図示せず）を開放させる。このとき、自律走行制御部４６は、時計２７を参照して、車両Ｃが実際に停留所ＳＴに到着した時刻である到着実時刻Ｔａを運行管理装置１０に送信する。また自律走行制御部４６は、時計２７を参照して、運行スケジュールによって定められた出発目標時刻Ｔｄ＊（後述する）まで車両Ｃを停車状態に維持させる。

また、出発目標時刻Ｔｄ＊を超過しても、停留所ＳＴに乗車客が残っている場合や、車両Ｃからの降車客が残っている場合は、車両Ｃの停車状態を維持させる。乗降客がいないと判定されると、自律走行制御部４６は、図示しない乗降扉を閉止させて、車両Ｃを停留所ＳＴから離間するように走行制御する。このとき、自律走行制御部４６は、時計２７を参照して、車両Ｃが実際に停留所を出発した時刻である出発実時刻Ｔｄを運行管理装置１０に送信する。

停留所ＳＴに乗車客が残っているか（並んでいるか）否かを判定する手法として、例えば車両Ｃ外に設けられたカメラ２２及びライダーユニット２３が用いられる。例えば、撮像画像とライダーデータの重ね合わせデータにより、停留所ＳＴにおける乗車客の有無が判定可能となる。また、停留所ＳＴのカメラ２２による撮像画像を受信して、スキャンデータ解析部４０により画像解析を行うことで、停留所ＳＴにおける乗車客の有無が判定可能となる。

スキャンデータ解析部４０は、例えば、車両Ｃのカメラ２２による撮像画像とライダーユニット２３によるライダーデータの重ね合わせデータに基づいて求められた乗車完了時刻と、停留所ＳＴのカメラ２２の撮像画像に基づいて求められた乗車完了時刻を比較する。例えばスキャンデータ解析部４０は、両時刻のうち遅い方、つまり両者に照らして確実に乗車が完了した時刻を、真の乗車完了時刻とする。

また、車両Ｃ内に降車客が残っているか否かを判定する手法として、例えば車両Ｃ内に設けられたカメラ（図示せず）の撮像画像が用いられる。例えば車内の撮像画像をスキャンデータ解析部４０により解析して、降車客の有無が判定される。スキャンデータ解析部は、時計２７を参照して、降車が完了した時刻を、降車完了時刻とする。

また、スキャンデータ解析部４０は、上述した真の乗車完了時刻と降車完了時刻のうち遅い方を乗降完了時刻Ｔｐ（後述する）として、運行管理装置１０に送信する。

＜運行管理装置の構成＞
運行管理装置１０は、循環路１００を自律走行する車両Ｃの運行を管理する。運行管理装置１０は、例えば車両Ｃの運行を管理する管理会社に設置される。運行管理装置１０は例えばコンピュータから構成され、図２には、運行管理装置１０のハードウェア構成が例示される。

運行管理装置１０は、車両Ｃのハードウェア構成と同様にして、入出力コントローラ１０Ａ、ＣＰＵ１０Ｂ、ＧＰＵ１０Ｃ、ＤＬＡ１０Ｄ、ＲＯＭ１０Ｅ、ＲＡＭ１０Ｆ、及びハードディスクドライブ１０Ｇ（ＨＤＤ）を備える。これらの構成部品は内部バス１０Ｊに接続される。

また運行管理装置１０は、適宜データを入力するキーボードやマウス等の入力部１０Ｈを備える。さらに運行管理装置１０は、運行スケジュール等を閲覧表示するためのディスプレイ等の表示部１０Ｉを備える。入力部１０Ｈ及び表示部１０Ｉは内部バス１０Ｊに接続される。

図３には、運行管理装置１０の機能ブロックが例示される。運行管理装置１０は、記憶部として、運行スケジュール記憶部６５及びダイナミックマップ記憶部６６を備える。また運行管理装置１０は、機能部として、乗車需要判定部６０、運行スケジュール変更部６１、運行スケジュール作成部６２、運行スケジュール提供部６３、運行ルート作成部６４、及び投入判定部６８を備える。

運行ルート作成部６４は、車両Ｃを走行させるルート、つまり循環路１００を作成する。例えば分岐を含むような道路から経路が選択されて循環路１００が作成される。作成された循環路１００に対応するダイナミックマップデータが、ダイナミックマップ記憶部６６から抽出され、車両Ｃに送信される。

運行スケジュール作成部６２は、後述する通常運行スケジュールを作成する。乗車需要判定部６０は、後述する待機時間Ｄｗに基づいて、運行車両Ｃ１～Ｃ４ごとの乗車需要を求める。投入判定部６８は、乗車需要に基づいて、循環路１００への追加車両の投入可否を判定する。

運行スケジュール変更部６１は、投入判定部６８により追加車両の投入が決定されたときに、既に循環路１００を自律走行する運行車両Ｃ１～Ｃ４に対して提供される運行スケジュールを、通常スケジュールから変更する。

運行スケジュール提供部６３は、運行スケジュール作成部６２により作成された通常運行スケジュールを、運行スケジュール更新ポイントＰｕにて運行車両Ｃ１～Ｃ４に提供する。また、運行スケジュール変更部６１により運行スケジュールが通常運行スケジュールから変更された場合には、運行スケジュール提供部６３は、通常運行スケジュールの提供を一時停止して、変更後の運行スケジュールを運行スケジュール更新ポイントＰｕにて運行車両Ｃ１～Ｃ４に提供する。

＜通常運行スケジュール＞
通常運行スケジュールとは、循環路１００を自律走行する運行車両（図１では車両Ｃ１～Ｃ４がこれに当たる）の台数が維持されながら周回走行されるときに適用される運行スケジュールを指す。言い換えると、増車も減車も無い状態で車両Ｃ１～Ｃ４が循環路１００をそれぞれ一周する場合に、通常運行スケジュールが適用される。

例えば、通常運行スケジュールでは、前後を走行する車両Ｃの車間が、一律に定められる。また、各停留所ＳＴ１～ＳＴ３での停車時間（後述する計画停車時間）も各車両Ｃで一律に設定され、また設定速度も各車両Ｃで一律に設定される。通常運行スケジュールにて設定される設定速度Ｖ１及び各停留所ＳＴ１～ＳＴ３での計画停車時間は、適宜「通常値」とも記載される。通常運行スケジュールは、例えば当該運行スケジュールにて実際の運行がなされる前に、予め運行管理装置１０の運行スケジュール作成部６２によって定められる。

後述するように、追加車両の投入に当たり、通常運行スケジュールにおいて車両間で一律に設定されていた速度及び計画停車時間が、少なくとも一部の運行車両に対して変更される。このようなスケジュール変更を経て、追加車両用に車間が拡げられる。

運行スケジュール及びスケジュール変更の際に用いられる用語が図４及び図５に例示される。図４に例示されるように、通常運行スケジュールでは、各停留所ＳＴにおける到着目標時刻Ｔａ＊と、当該停留所から出発する出発目標時刻Ｔｄ＊が車両Ｃごとに定められる。到着目標時刻Ｔａ＊から出発目標時刻Ｔｄ＊までの期間は、スケジュール上での車両Ｃの停車時間となり、計画停車時間Ｄｗｐと呼ばれる。

また実際の運行に当たり、前の停留所における遅延や、循環路１００上の渋滞等に起因して、車両Ｃが到着目標時刻Ｔａ＊とは異なる時刻に停留所ＳＴに到着する場合がある。この実際の到着時刻は到着実時刻Ｔａと呼ばれる。加えて到着実時刻Ｔａから出発目標時刻Ｔｄ＊までの期間は、その停留所ＳＴからスケジュール通りに車両Ｃを出発させるための目標時間となり、停車目標時間Ｄｗ＊と呼ばれる。

さらに、車両Ｃへの実際の乗降時間が乗降実時間Ｄｐと呼ばれる。乗降実時間Ｄｐは、到着実時刻Ｔａから乗降完了時刻Ｔｐまでの期間である。また、停車目標時間Ｄｗ＊から乗降実時間Ｄｐを引いた時間は待機時間Ｄｗと呼ばれる。

図４では、待機時間Ｄｗが正の値を取る場合が例示される。この場合、車両Ｃへの乗降が済み、そこから出発を待つ時間となる。待機時間Ｄｗ経過後、出発目標時刻Ｔｄ＊に至ると、車両Ｃは停留所から出発する。つまり、待機時間Ｄｗが正の値を取る場合は、車両Ｃが実際に停留所ＳＴから出発する時刻である出発実時刻Ｔｄと出発目標時刻Ｔｄ＊とが基本的に等しくなる。

なお後述するように、この待機時間Ｄｗは、前倒し変更処理及び割込み変更処理において、出発目標時刻Ｔｄ＊を前倒し（繰り上げ）する時間的な余白、言い換えると余裕時間となる。

図５では、乗降実時間Ｄｐが停車目標時間Ｄｗ＊を超過し、待機時間Ｄｗが負の値を取る場合が例示される。この場合、乗降が完了すると直ちに車両Ｃが出発するため、乗降完了時刻Ｔｐと出発実時刻Ｔｄとが等しくなる。後述するように、このような結果が得られた場合に、出発目標時刻Ｔｄ＊を繰り上げるような余裕はないことから、運行スケジュール変更部６１は、前倒し変更処理や割込み変更処理の代わりに、遅延変更処理が実行される。

図６には、車両Ｃ１～Ｃ４のそれぞれの通常運行スケジュールが示されたダイヤグラムが例示される。当該ダイヤグラムにおいて、横軸には時刻が示され、縦軸には循環路１００上の停留所ＳＴ１～ＳＴ３、運行スケジュール更新ポイントＰｕ、回収ポイントＰｏｕｔ、投入ポイントＰｉｎの各地点が示される。

この例では、車両Ｃ１～Ｃ４の全てに対して、目標速度が一律に通常値である速度Ｖ１に設定される。また、停留所ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３での計画停車時間Ｄｗｐが、それぞれ一律に通常値である計画停車時間Ｄｗｐ１，Ｄｗｐ２，Ｄｗｐ３に設定される。

図６の例では、１周６０分、４台体制にて車両Ｃを運行させるスケジュールが組まれている。つまり運行間隔は１５分となる。このようなダイヤグラムが、運行スケジュール作成部６２（図３）及び運行管理装置１０の管理者により作成されると、当該ダイヤグラムに基づいて、運行車両Ｃ１～Ｃ４に運行スケジュールが提供される。

運行スケジュール提供部６３（図３）は、運行スケジュール更新ポイントＰｕにて、当該ポイントを通過する運行車両Ｃ１～Ｃ４に、自車のみの運行スケジュールを１周分提供する。例えば、運行車両Ｃ１が運行スケジュール更新ポイントＰｕを通過するときには、当該ポイントＰｕから、次回運行スケジュール更新ポイントＰｕを通過するまで、例えば図６におけるポイントＰ１からポイントＰ２までの、運行スケジュールデータが運行車両Ｃ１に提供される。

このとき提供される運行スケジュールデータは、各停留所ＳＴ１～ＳＴ３における到着目標時刻Ｔａ＊＿Ｃ１＿ＳＴ１～Ｔａ＊＿Ｃ１＿ＳＴ３、出発目標時刻Ｔｄ＊＿Ｃ１＿ＳＴ１～Ｔｄ＿Ｃ１＿ＳＴ３、及び、目標走行速度Ｖ１を含む。

＜前倒し変更処理＞
運行スケジュール変更部６１は、通常運行スケジュールの変更に当たり、以下に説明される、前倒し変更処理、遅延変更処理、割込み変更処理の何れか一つの処理を実行する。図７には、前倒し変更処理を説明するダイヤグラムが例示される。この例では、１周６０分、４台体制、運行間隔１５分の運行ダイヤが、１周６０分、５台体制、運行間隔１２分の運行ダイヤに変更される。つまり運行間隔が３分詰められる。

通常運行ダイヤグラムからの変更に当たり、まず、通常運行スケジュールに基づいて運行車両Ｃ１～Ｃ４を運行させた場合のダイヤグラムが、循環路１００の複数周分作成される。作成されたダイヤグラムに前倒し変更処理が施され、運行スケジュールが変更される。

例えば前倒し変更処理では、運行車両Ｃ１～Ｃ４のうち一台が基準車両となる。図７の例では運行車両Ｃ１が基準車両となる。前倒し変更処理では、基準車両Ｃ１を先頭車両として、これに後続する運行車両Ｃ２～Ｃ４の出発目標時刻Ｔｄ＊が、通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻Ｔｄ＊よりもそれぞれ早められる。これにより、最後尾の運行車両Ｃ４と、次周の基準車両Ｃ１の車間が拡げられ、当該車間に追加車両Ｃ５（図１参照）が投入される。

基準車両である運行車両Ｃ１には、追加車両Ｃ５の循環路１００への投入前後を通じて、基本的に通常運行スケジュールが適用される。しかしながら、当該スケジュールに僅かな時間の前倒しや遅延が施されてもよい。要するに前倒し変更処理による追加車両用の車間確保に実質的に影響のない範囲での、基準車両Ｃ１への運行スケジュールの変更は可能である。例えば基準車両Ｃ１を先頭としたときの最後尾の運行車両Ｃ４の前倒し幅の５％以下の時間変更を通常運行スケジュールに反映させて、当該スケジュールが基準車両Ｃ１に提供されてもよい。

上述したように、図７の例では、運行車両Ｃ１～Ｃ４の運行間隔が１５分から１２分に詰められる。つまり一台当たり３分ずつ運行スケジュールが前倒しされる。例えば基準車両Ｃ１の次に後続する運行車両Ｃ２は、通常運行スケジュールから３分、運行スケジュールが前倒しされる。

運行車両Ｃ２の次に後続する運行車両Ｃ３は、先行する運行車両Ｃ２による３分繰り上げに、自車の繰り上げ分３分が加算され、合計６分、運行スケジュールが繰り上げられる。さらに最後尾の運行車両Ｃ４は、先行する運行車両Ｃ２，Ｃ３の合計６分の繰り上げに、自車の繰り上げ分３分が加算され、合計９分、運行スケジュールが繰り上げられる。

図８には、図７の一部拡大図であって、運行車両Ｃ３の前倒し処理が例示される。実線は変更された運行スケジュールを示し、一点鎖線は通常運行スケジュールを示す。この例では、スケジュール変更の前後に亘り、運行スケジュール更新ポイントＰｕから停留所ＳＴ２までの速度が速度Ｖ１に設定される。したがって、運行車両Ｃ３の停留所ＳＴ２への到着目標時刻Ｔａ＊について、運行スケジュール変更前の到着目標時刻Ｔａ＊＿Ｃ３＿ＳＴ２＿Ｏと、変更後の到着目標時刻Ｔａ＊＿Ｃ３＿ＳＴ２＿Ｆとは同一時刻となる。

一方、出発目標時刻Ｔｄ＊について、スケジュール変更後の出発目標時刻Ｔｄ＊＿Ｃ３＿ＳＴ２＿Ｆは、通常運行スケジュールに基づく出発目標時刻Ｔｄ＊＿Ｃ３＿ＳＴ２＿Ｏよりも早められる。これによりスケジュール変更後の計画停車時間Ｄｗｐ２＿Ｆは、通常運行スケジュールに基づく計画停車時間Ｄｗｐ２＿Ｏよりも短くなる。

また、図９には、運行車両Ｃ３の、停留所ＳＴ３前後のスケジュール変更の様子が例示される。この図の例では、停留所ＳＴ２において出発目標時刻Ｔｄ＊が繰り上げられ、また停留所ＳＴ２から停留所ＳＴ３までの走行速度がＶ１よりも速いＶ２に変更される。これらの変更に伴い、スケジュール変更後の停留所ＳＴ３への到着目標時刻Ｔａ＊＿Ｃ３＿ＳＴ３＿Ｆは、運行スケジュール変更前の到着目標時刻Ｔａ＊＿Ｃ３＿ＳＴ３＿Ｏよりも前倒しされる。

加えて、停留所ＳＴ３では、出発目標時刻Ｔｄ＊＿Ｃ３＿ＳＴ３＿Ｆも前倒しされる。その結果、出発目標時刻Ｔｄ＊＿Ｃ３＿ＳＴ３＿Ｆは、通常運行スケジュールに基づく出発目標時刻Ｔｄ＊＿Ｃ３＿ＳＴ３＿Ｏよりも早められる（繰り上げられる）。

それぞれの停留所ＳＴ１～ＳＴ３における繰り上げ幅は、停留所ＳＴ１～ＳＴ３に対して均等に適用されてもよい。例えば運行車両Ｃ２について、繰り上げ幅として３分が求められたときに、各停留所ＳＴ１～ＳＴ３の計画停車時間Ｄｗｐ（図４参照）を、それぞれ１分短縮させる。

または、図１０に例示されるように、過去の周回における待機時間Ｄｗの実績値に応じて、停留所ＳＴ１～ＳＴ３の繰り上げ幅が定められてもよい。例えば図１０には運行車両Ｃ４の直前の周回における、各停留所ＳＴ１～ＳＴ３での待機時間Ｄｗが例示される。

上述したように、待機時間Ｄｗは、停車目標時間Ｄｗ＊（図４参照）から乗降実時間Ｄｐを差し引いた、時間的な余白を示し、前倒し可能な時間が示されている。この待機時間Ｄｗが多いほど、その繰り上げ幅を多くすることで、現実的な（実現可能な）運行スケジュールを作成可能となる。

例えば、運行車両Ｃ４に対する繰り上げ幅は９分となっており、停留所ＳＴ１～ＳＴ３のうち、最も待機時間Ｄｗの長い（５分）、停留所ＳＴ２の繰り上げ幅が４分に設定される。また、停留所ＳＴ２の次に待機時間Ｄｗの長い（４分）、停留所ＳＴ３の繰り上げ幅が３分に設定される。同様にして、最も待機時間Ｄｗの短い（３分）、停留所ＳＴ１の繰り上げ幅が２分に設定される。

なお、各停留所ＳＴ１～ＳＴ３での待機時間の総和が、繰り上げ幅未満である場合には、運行車両Ｃ２～Ｃ４の設定速度を引き上げてもよい。例えば図７では、車両Ｃ３に対して、停留所ＳＴ２から停留所ＳＴ３まで、及び、停留所ＳＴ３から停留所ＳＴ１までの設定速度が、速度Ｖ２（＞Ｖ１）に設定される。また、車両Ｃ４に対して、停留所ＳＴ２から停留所ＳＴ３まで、及び、停留所ＳＴ３から停留所ＳＴ１までの設定速度が、速度Ｖ３（＞Ｖ２）に設定される。

図７を参照して、運行スケジュール変更部６１（図３）により、通常運行スケジュールから変更された運行スケジュールが、運行スケジュール更新ポイントＰｕにて運行車両Ｃ２～Ｃ４に提供される。変更された運行スケジュールにて循環路１００を一周した後、それぞれの運行車両Ｃ２～Ｃ４には、運行スケジュール更新ポイントＰｕにて、通常運行スケジュールに基づく運行スケジュールが提供される。

つまり、全ての運行車両Ｃ１～Ｃ４の設定速度が通常値である速度Ｖ１に一律に設定され、また各停留所における計画停車時間Ｄｗｐも、全ての運行車両Ｃ１～Ｃ４間で一律に通常値が設定された運行スケジュールが、運行車両Ｃ１～Ｃ４に提供される。

運行スケジュールの変更によって、８：３０以降の、スケジュールＳｃ４＿３及びスケジュールＳｃ１＿４との間隔に示されるように、運行車両Ｃ４と次周の運行車両Ｃ１との車間が、その他の車間と比較して拡げられる。言い換えると、運行スケジュールが前倒しされた運行車両Ｃ４に対して、通常スケジュールにて走行する運行車両Ｃ１が後れを取るようなダイヤグラムとなる。このようにして拡げられた車間に入るようにして、図７の９：０５に示されるように、循環路１００の投入ポイントＰｉｎから追加車両Ｃ５が循環路１００に投入される。

このように、追加車両Ｃ５の循環路１００への投入前に、前倒し変更処理が実行されることで、追加車両Ｃ５用の車間が確保された状態での当該車両の投入が可能となり、確実な車両投入が可能となる。

なお、循環路１００が車両Ｃのみ走行可能な専用道路である場合には、一般車による渋滞等の外乱が無く、確実に追加車両Ｃを投入できると考えられる。このことから、図１１に例示されるように、運行スケジュール変更と並行したタイミングで追加車両Ｃ５の投入タイミングが設定されてもよい。

＜遅延変更処理＞
図１２には、遅延変更処理を説明するダイヤグラムが例示される。この例も図７と同様に、１周６０分、４台体制、運行間隔１５分の運行ダイヤが、１周６０分、５台体制、運行間隔１２分の運行ダイヤに変更される。

通常運行ダイヤグラムからの変更に当たり、まず、通常運行スケジュールに基づいて運行車両Ｃ１～Ｃ４を運行させた場合のダイヤグラムが、循環路１００の複数周分作成される。作成されたダイヤグラムに遅延変更処理が施され、運行スケジュールが変更される。

例えば遅延変更処理では、運行車両Ｃ１～Ｃ４のうち一台が基準車両となる。図１２の例では運行車両Ｃ１が基準車両となる。遅延変更処理では、基準車両Ｃ１を先頭車両として、これに後続する運行車両Ｃ２～Ｃ４の出発目標時刻Ｔｄ＊が、通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻Ｔｄ＊よりもそれぞれ遅くなる。これにより、基準車両Ｃ１とその次に後続する運行車両Ｃ２の車間が拡げられ、当該車間に追加車両Ｃ５（８：４０付近参照）が投入される。

基準車両である運行車両Ｃ１には、追加車両Ｃ５の循環路１００への投入前後を通じて、基本的に通常運行スケジュールが適用される。なお上述のように、当該スケジュールに僅かな時間の前倒しや遅延が施されてもよい。

図１２の例では、運行車両Ｃ１～Ｃ４の運行間隔が１５分から１２分に詰められる。つまり一台当たり３分ずつ運行スケジュールが遅延される。例えば基準車両Ｃ１の次に後続する運行車両Ｃ２は、スケジュールＳｃ２＿２において、運行車両Ｃ２～Ｃ４のそれぞれの遅延時間３分が蓄積された９分、運行スケジュールが遅延される。この遅延は、各停留所ＳＴ１～ＳＴ３の出発目標時刻Ｔｄ＊を、通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻Ｔｄ＊よりも繰り下げることで実行される。

運行車両Ｃ２の次に後続する運行車両Ｃ３は、自車の遅延分に後続する運行車両Ｃ４の遅延分が加算され、合計６分、運行スケジュールが繰り下げられる。さらに最後尾の運行車両Ｃ４は、自車の繰り下げ分３分、運行スケジュールが繰り下げられる。

それぞれの運行車両Ｃ２～Ｃ４における繰り下げ幅は、停留所ＳＴ１～ＳＴ３のそれぞれの出発目標時刻に対して均等に適用されてもよい。または、図１３に例示されるように、過去の周回における遅延時間Ｄｗの実績値に応じて、停留所ＳＴ１～ＳＴ３の繰り下げ幅が定められてもよい。例えば図１３には運行車両Ｃ４の直前の周回における、各停留所ＳＴ１～ＳＴ３での待機時間Ｄｗが例示される。

図１３には、待機時間Ｄｗが負の値を取り、出発目標時刻Ｔｄ＊よりも出発実時刻Ｔｄが遅くなった例が示される。つまりここでは待機時間Ｄｗ（＜０）は遅延時間となる。この遅延時間Ｄｗが多いほど、その繰り下げ幅を多くすることで、遅延事情に即した（実現可能な）運行スケジュールが作成可能となる。

例えば、運行車両Ｃ２に対する繰り下げ幅は９分となっており、停留所ＳＴ１～ＳＴ３のうち、最も遅延時間Ｄｗの長い（３分）、停留所ＳＴ２の繰り下げ幅が４分に設定される。また、停留所ＳＴ２の次に遅延時間Ｄｗの長い（２分）、停留所ＳＴ３の繰り下げ幅が３分に設定される。同様にして、最も遅延時間Ｄｗの短い（１分）、停留所ＳＴ１の繰り下げ幅が２分に設定される。

なお、前倒し変更処理では、各停留所ＳＴ１～ＳＴ３での計画停車時間Ｄｗｐの調整に加えて、設定速度を引き上げることで、出発目標時刻Ｔｄ＊の前倒しが図られた。これに対して、遅延変更処理では、設定速度を調整せずに一律に速度Ｖ１とし、計画停車時間Ｄｗｐのみにて、出発目標時刻Ｔｄ＊の引き下げが図られてもよい。

図１２を参照して、運行スケジュール変更部６１（図３）により、通常運行スケジュールから変更された運行スケジュールが、運行スケジュール更新ポイントＰｕにて運行車両Ｃ２～Ｃ４に提供される。変更された運行スケジュールにて循環路１００を一周した後、それぞれの運行車両Ｃ２～Ｃ４には、運行スケジュール更新ポイントＰｕにて、通常運行スケジュールに基づく運行スケジュールが提供される。

７：５５以降のダイヤグラムに例示されるように、運行スケジュールの変更によって、スケジュールＳｃ１＿３及びスケジュールＳｃ２＿３との間隔に示されるように、運行車両Ｃ１と次に後続する運行車両Ｃ２との車間が、その他の車間と比較して拡げられる。そこで図１２の８：４０前に示されるように、循環路１００の投入ポイントＰｉｎから追加車両Ｃ５が循環路１００に投入される。

このように、追加車両Ｃ５の循環路１００への投入前に、遅延変更処理が実行されることで、追加車両Ｃ５用の車間が確保された状態での当該車両の投入が可能となり、確実な車両投入が可能となる。

なお、循環路１００が車両Ｃのみ走行可能な専用道路である場合には、一般車による渋滞等の外乱が無く、確実に追加車両Ｃを投入できると考えられる。このことから、図１４に例示されるように、運行スケジュール変更と並行したタイミングで追加車両Ｃ５の投入タイミングが設定されてもよい。

＜割込み変更処理＞
図１５には、割込み変更処理を説明するダイヤグラムが例示される。この例も図７と同様に、１周６０分、４台体制、運行間隔１５分の運行ダイヤが、１周６０分、５台体制、運行間隔１２分の運行ダイヤに変更される。

通常運行ダイヤグラムからの変更に当たり、まず、通常運行スケジュールに基づいて運行車両Ｃ１～Ｃ４を運行させた場合のダイヤグラムが、循環路１００の複数周分作成される。作成されたダイヤグラムに遅延変更処理が施され、運行スケジュールが変更される。

例えば割込み変更処理では、上述した前倒し変更処理や遅延変更処理のような、基準車両は設定されない。その代わりに、運行車両Ｃ１～Ｃ４が、上述した前倒し変更処理が適用される車列グループ（前倒し車列グループ）と、遅延変更処理が適用される車列グループ（遅延車列グループ）とに分けられる。

車列とは、前後に連続して走行する一群の運行車両を指し、例えば前倒し車列グループとして運行車両Ｃ２、Ｓ３が選択される。また遅延車列グループとして、運行車両Ｃ４，Ｃ１が選択される。これにより、前倒し車列グループと遅延車列グループとの車間、より正確には、前倒し車列グループの最後尾の運行車両Ｃ３と、遅延車列グループの先頭の運行車両Ｃ４との車間が拡げられ、当該車間に追加車両Ｃ５（８：５５付近参照）が投入される。

図１５の例では、運行車両Ｃ１～Ｃ４の運行間隔が１５分から１２分に詰められる。つまり一台当たり３分ずつ運行スケジュールが遅延される。例えば前倒し車列の先頭の運行車両Ｃ２は、通常運行スケジュールから３分、運行スケジュールが前倒しされる。この前倒しは、各停留所ＳＴ１～ＳＴ３の出発目標時刻Ｔｄ＊を、通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻Ｔｄ＊よりも繰り上げることで実行される。

また前倒し車列グループにおいて、運行車両Ｃ２の次に後続する運行車両Ｃ３は、先行する運行車両Ｃ２による３分繰り上げに、自車の繰り上げ分３分が加算され、合計６分、運行スケジュールが繰り上げられる。

一方、遅延車列グループの先頭の運行車両Ｃ４は、自車の遅延分に後続する運行車両Ｃ１の遅延分が加算され、合計６分、運行スケジュールが繰り下げられる。さらに最後尾の運行車両Ｃ１は、自車の繰り下げ分３分、運行スケジュールが繰り下げられる。この遅延は、各停留所ＳＴ１～ＳＴ３の出発目標時刻Ｔｄ＊を、通常運行スケジュールに基づいて定められる出発目標時刻Ｔｄ＊よりも繰り下げることで実行される。

図１５を参照して、運行スケジュール変更部６１（図３）により、通常運行スケジュールから変更された運行スケジュールが、運行スケジュール更新ポイントＰｕにて運行車両Ｃ１～Ｃ４に提供される。変更された運行スケジュールにて循環路１００を一周した後、それぞれの運行車両Ｃ１～Ｃ４には、運行スケジュール更新ポイントＰｕにて、通常運行スケジュールに基づく運行スケジュールが提供される。

運行スケジュールの変更によって、８：１０以降の、スケジュールＳｃ３＿３及びスケジュールＳｃ４＿３との間隔に示されるように、前倒し車列グループの最後尾の運行車両Ｃ３と、遅延車列グループの先頭の運行車両Ｃ４との車間が、その他の車間と比較して拡げられる。そこで図１５の８：５５前に示されるように、循環路１００の投入ポイントＰｉｎから追加車両Ｃ５が循環路１００に投入される。

このように、追加車両Ｃ５の循環路１００への投入前に、割込み変更処理が実行されることで、追加車両Ｃ５用の車間が確保された状態での当該車両の投入が可能となり、確実な車両投入が可能となる。

なお、循環路１００が車両Ｃのみ走行可能な専用道路である場合には、一般車による渋滞等の外乱が無く、確実に追加車両Ｃを投入できると考えられる。このことから、図１６に例示されるように、運行スケジュール変更と並行したタイミングで追加車両Ｃ５の投入タイミングが設定されてもよい。

＜スケジュール変更処理フロー＞
図１７には、運行管理装置１０によるスケジュール変更処理フローの概要が例示される。この変更処理フローでは、乗車需要を判定するパラメータ（乗車需要パラメータ）として、待機時間Ｄｗが用いられる。下記に詳述されるように、投入判定部６８（図３）は、待機時間Ｄｗに基づいて、追加車両の投入可否を判定する。さらに追加車両の投入が決定されると、運行スケジュール変更部６１（図３）は、待機時間Ｄｗに基づいて、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の何れか一つを実行する。

待機時間Ｄｗが大きい（正に大きい）ほど、乗車及び降車に掛かる時間が短い、つまり、乗車客が少ないということが出来るから、乗車需要が少ないと考えられる。反対に、待機時間Ｄｗが０に近づく、または負の値を取るときには、乗車及び降車に掛かる時間が長い、つまり、乗車客が多いと考えられるので、乗車需要が多いということが出来る。

この乗車需要の多寡を判定する閾値として、第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１が用いられる。例えば第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１は、計画停車時間Ｄｗｐの４０％程度の値に定められる。待機時間Ｄｗが、第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１を超過するとき、車両の追加を要せずに、運行中の車両Ｃのみで輸送が賄えると判定される（図１７（１））。

また、待機時間Ｄｗが、第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１以下であるとき、追加車両の投入が必要と判定される。さらに、追加車両の投入に伴う、運行スケジュールの変更について、前倒し変更処理、遅延変更処理、割込み変更処理のいずれを実行するかが、第２閾値Ｄｗ＿ｔｈ２及び第３閾値Ｄｗ＿ｔｈ３により判定される。

第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１、第２閾値Ｄｗ＿ｔｈ２、第３閾値Ｄｗ＿ｔｈ３の大小関係は、Ｄｗ＿ｔｈ１ ＞ Ｄｗ＿ｔｈ２ ＞ Ｄｗ＿ｔｈ３となる。第２閾値Ｄｗ＿ｔｈ２は、例えば計画停車時間Ｄｗｐの３０％程度の値に定められる。第３閾値Ｄｗ＿ｔｈ３は、例えば計画停車時間Ｄｗｐの１５％程度の値に定められる。

上述したように、前倒し変更処理では、出発目標時刻Ｔｄ＊の遅延を伴わないため、乗客の満足度の低下が抑制される。一方、割込み変更処理では、一部の運行車両（遅延車列グループ）において、出発目標時刻Ｔｄ＊の遅延が発生する。例えば運行車両がｎ台であるときには、ｎ／２台の運行車両に遅延が生じる。さらに遅延変更処理では、基準車両を除く全ての運行車両に対して出発目標時刻Ｔｄ＊が遅延する。例えば運行車両がｎ台であるときには、（ｎ－１）台の運行車両に遅延が生じる。これらの遅延の発生により、乗客の満足度が低下するおそれがある。

したがって、待機時間Ｄｗが十分にある範囲では、前倒し変更処理が実行され（図１７（２））、相対的に待機時間Ｄｗに余裕が無くなると、割込み変更処理が実行される（図１７（３））。さらに待機時間Ｄｗに殆ど余裕が無い、または待機時間Ｄｗが負の値を取って遅延が発生している場合には、遅延変更処理が実行される（図１７（４））。

図１８には、運行管理装置１０によるスケジュール変更処理フローが例示される。このフローでは、循環路１００の一周分の待機時間を求めるために、停留所ＳＴ１～ＳＴ３におけるそれぞれの計画停車時間Ｄｗｐの総和に基づいて、第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１、第２閾値Ｄｗ＿ｔｈ２、第３閾値Ｄｗ＿ｔｈ３が定められる。

例えば停留所ＳＴ１～ＳＴ３における計画停車時間Ｄｗｐの総和が運行車両Ｃ１～Ｃ４ごとに求められ、これらの総和の平均値が基準値となる。この基準値の例えば４０％程度の値が第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１として設定され、基準値の３０％程度の値が第２閾値Ｄｗ＿ｔｈ２として設定され、基準値の１５％程度の値が第３閾値Ｄｗ＿ｔｈ３として設定される。

乗車需要判定部６０（図３）は、運行車両カウントｋを初期値１に設定する（Ｓ１０）。つまり、待機時間を求める対象が運行車両Ｃ１に設定される。次に乗車需要判定部６０は、停留所カウントｍを初期値に設定する（Ｓ１２）。つまり、待機時間を求める対象が、運行車両Ｃ１が停留所ＳＴ１に停車したときに設定される。

乗車需要判定部６０は、運行車両Ｃ１から、停留所ＳＴ１への到着実時刻Ｔａ＿Ｃ１＿ＳＴ１、乗降完了時刻Ｔｐ＿Ｃ１＿ＳＴ１、及び停留所ＳＴ１からの出発目標時刻Ｔｄ＊＿Ｃ１＿ＳＴ１を取得する。さらに乗車需要判定部６０は、到着実時刻Ｔａ＿Ｃ１＿ＳＴ１と出発目標時刻Ｔｄ＊＿Ｃ１＿ＳＴ１から停車目標時間Ｄｗ＊＿Ｃ１＿ＳＴ１を求める。また乗車需要判定部６０は、到着実時刻Ｔａ＿Ｃ１＿ＳＴ１と乗降完了時刻Ｔｐ＿Ｃ１＿ＳＴ１から乗降実時間Ｄｐ＿Ｃ１＿ＳＴ１を求める。さらに乗車需要判定部６０は、停車目標時間Ｄｗ＊＿Ｃ１＿ＳＴ１から乗降実時間Ｄｐ＿Ｃ１＿ＳＴ１を差し引いて、待機時間Ｄｗ＿Ｃ１＿ＳＴ１を求める（Ｓ１４）。

さらに乗車需要判定部６０は、停留所カウントｍが最終値ｍ＿ｅｎｄに到達しているか否かを判定する（Ｓ１６）。未達である場合には、乗車需要判定部６０は、停留所カウントｍをインクリメントして（Ｓ１８）、ステップＳ１４まで戻り、次の停留所についての待機時間を求める。

停留所カウントｍが最終値ｍ＿ｅｎｄに到達している場合には、乗車需要判定部６０は、運行車両Ｃｋの、循環路１００の一周分の、つまり全ての停留所ＳＴ１～ＳＴ３の待機時間の総和Σ（Ｄｗ＿Ｃ１）を求める（Ｓ２０）。次に乗車需要判定部６０は、運行車両カウントｋが最終値ｋ＿ｅｎｄに到達したか否かを判定する（Ｓ２２）。最終値ｋ＿ｅｎｄに未達の場合は、運行車両カウントｋをインクリメントして（Ｓ２４）、ステップＳ１２まで戻る。

ステップＳ２２にて、運行車両カウントｋが最終値ｋ＿ｅｎｄに到達した場合、乗車需要判定部６０は、各運行車両Ｃ１～Ｃ４の待機時間の総和Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ）のうち、最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））を求める（Ｓ２６）。つまり、最も余裕の少ない値が代表値として選択される。

投入判定部６８は、乗車需要判定部６０から最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））を取得する。さらに当該値が、第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１以下であるかを判定する（Ｓ２８）。最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））が、第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１を超過する場合、待機時間は十分にあり、乗車需要は少ないと判定され、追加車両の投入は見送られる。運行スケジュール作成部６２は、通常値に基づく運行スケジュールを作成し（Ｓ３３）、当該運行スケジュールを運行車両Ｃ１～Ｃ４に送信する。

一方、最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））が、第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１以下である場合、投入判定部６８は、追加車両Ｃ５の投入を決定する。当該決定通知は運行スケジュール変更部６１に送られる。

運行スケジュール変更部６１は、追加車両Ｃ５の投入に当たり、通常運行スケジュールから運行スケジュールを変更する。この変更に当たり、運行スケジュール変更部６１は、乗車需要パラメータである待機時間に基づいて、前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理の何れか一つを実行する。

まず運行スケジュール変更部６１は、最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））が第２閾値Ｄｗ＿ｔｈ２以下である否かを判定する（Ｓ３０）。最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））が第２閾値Ｄｗ＿ｔｈ２を超過する場合、つまり、最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））が、第１閾値Ｄｗ＿ｔｈ１以下かつ第２閾値Ｄｗ＿ｔｈ２を超過する領域に含まれる場合、運行スケジュール変更部６１は、運行スケジュールの変更処理として、前倒し変更処理を実行する（Ｓ３４）。

一方、最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））が第２閾値Ｄｗ＿ｔｈ２以下である場合、運行スケジュール変更部６１は、最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））がさらに第３閾値Ｄｗ＿ｔｈ３以下であるか否かを判定する（Ｓ３２）。最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））が第３閾値Ｄｗ＿ｔｈ３を超過する場合、つまり、最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））が、第２閾値Ｄｗ＿ｔｈ２以下かつ第３閾値Ｄｗ＿ｔｈ３を超過する領域に含まれる場合、運行スケジュール変更部６１は、運行スケジュールの変更処理として、割込み変更処理を実行する（Ｓ３６）。

一方、最小値Ｍｉｎ（Σ（Ｄｗ＿Ｃｋ））が第３閾値Ｄｗ＿ｔｈ３以下である場合、運行スケジュール変更部６１は、運行スケジュールの変更処理として、遅延変更処理を実行する（Ｓ３８）。

前倒し変更処理、遅延変更処理、及び割込み変更処理のいずれかにより、運行スケジュールが変更され、追加車両Ｃ５用の車間が確保される。これに伴い、運行スケジュール提供部６３は、追加車両Ｃ５に、投入ポイントＰｉｎから運行スケジュール更新ポイントＰｕまでの通常運行スケジュールを提供する。その結果、運行車両Ｃ１～Ｃ５による運行が実施される。

＜運行スケジュール変更の別例＞
上述の実施形態では、通常運行スケジュールから変更されたスケジュールが適用されるのは、循環路１００の１周のみに限定されていたが、この形態に限らない。例えば複数周に亘って変更スケジュールが適用されてもよい。例えば所定の運行車両に対する前倒し幅が９分である場合、３分ずつ、３周に亘って、前倒し処理が行われてもよい。

１０ 運行管理装置、２０車両の制御部、２２ カメラ、２３ ライダーユニット、２５ 近接センサ、２６ ＧＰＳ受信機、２７ 時計、２８ 駆動機構、２９ 回転電機、３０ 操舵機構、４０ スキャンデータ解析部、４２ 自己位置推定部、４４ 経路作成部、４６ 自律走行制御部、５０ 停留所の制御部、５２ 画像送信部、５４ 運行スケジュール表示部、６０ 乗車需要判定部、６１ 運行スケジュール変更部、６２ 運行スケジュール作成部、６３ 運行スケジュール提供部、６４ 運行ルート作成部、６５ 運行スケジュール記憶部、６６ ダイナミックマップ記憶部、６８ 投入判定部、１００ 循環路、１１０ 車庫、Ｃ 車両、ＳＴ 停留所。

Claims (12)

1. 循環路を自律走行する複数の車両の運行を管理する、自律走行車両の運行管理装置であって、
   前記循環路に設置された複数の停留所への到着目標時刻及び出発目標時刻が定められた通常運行スケジュールを、前記循環路を自律走行中の複数の運行車両にそれぞれ与える運行スケジュール提供部と、
   前記循環路における乗車需要に基づいて、前記循環路への追加車両の投入可否を判定する投入判定部と、
   前記投入判定部により前記追加車両の投入が決定された際に、複数の前記運行車両に与えられる運行スケジュールを前記通常運行スケジュールから変更するスケジュール変更部と、
   を備え、
   前記スケジュール変更部は、前記通常運行スケジュールを変更するスケジュール変更処理として、
   複数の前記運行車両のうち所定の基準車両を先頭としてこれに後続する前記運行車両の前記出発目標時刻を前記通常運行スケジュールに基づいて定められる前記出発目標時刻よりもそれぞれ早めることで、後続する前記運行車両のうち最後尾の前記運行車両と次周の前記基準車両との車間を前記追加車両用に拡げる前倒し変更処理と、
   前記基準車両に後続する前記運行車両の前記出発目標時刻を前記通常運行スケジュールに基づいて定められる前記出発目標時刻よりもそれぞれ遅くすることで、前記基準車両とこれに後続する前記運行車両との車間を前記追加車両用に拡げる遅延変更処理と、
   複数の前記運行車両を、前記出発目標時刻を前記通常運行スケジュールに基づいて定められる前記出発目標時刻よりも早める前倒し車列グループと、前記出発目標時刻を前記通常運行スケジュールに基づいて定められる前記出発目標時刻よりも遅くする遅延車列グループとに分け、前記前倒し車列グループと前記遅延車列グループとの車間を前記追加車両用に拡げる割込み変更処理と、
   を実行可能であって、
   前記スケジュール変更部は、前記乗車需要に基づいて、前記前倒し変更処理、前記遅延変更処理、及び前記割込み変更処理の何れか一つを実行する、
   自律走行車両の運行管理装置。
2. 請求項１に記載の、自律走行車両の運行管理装置であって、
   前記スケジュール変更部は、前記追加車両の前記循環路への投入前に、前記前倒し変更処理、前記遅延変更処理、及び前記割込み変更処理の何れか一つを実行する、自律走行車両の運行管理装置。
3. 請求項１または２に記載の、自律走行車両の運行管理装置であって、
   それぞれの前記停留所における前記運行車両の、到着実時刻から出発目標時刻までの停車目標時間から、前記到着実時刻から前記運行車両への乗降が完了するまでの乗降実時間を差し引いた待機時間を乗車需要パラメータとして前記運行車両ごとに求める乗車需要判定部を備え、
   前記スケジュール変更部は、前記待機時間に基づいて、前記前倒し変更処理、前記遅延変更処理、及び前記割込み変更処理の何れか一つを実行する、
   自律走行車両の運行管理装置。
4. 請求項３に記載の、自律走行車両の運行管理装置であって、
   前記スケジュール変更部は、
   前記循環路一周分の前記待機時間の総和を、前記運行車両ごとに求め、
   前記運行車両ごとに求められた前記待機時間の総和のうち最小値が、第１閾値以下及び前記第１閾値より小さい第２閾値を超過する場合に、前記前倒し変更処理を実行し、
   前記待機時間の総和の最小値が、前記第２閾値以下及び前記第２閾値より小さい第３閾値を超過する場合に、前記割込み変更処理を実行し、
   前記待機時間の総和の最小値が、前記第３閾値以下である場合に、前記遅延変更処理を実行する、
   自律走行車両の運行管理装置。
5. 請求項３に記載の、自律走行車両の運行管理装置であって、
   前記スケジュール変更部は、前記前倒し変更処理の実行に当たり、それぞれの前記停留所における前記待機時間に応じて、前記出発目標時刻の繰り上げ幅を前記停留所ごとに定める、
   自律走行車両の運行管理装置。
6. 請求項３に記載の、自律走行車両の運行管理装置であって、
   前記スケジュール変更部は、前記遅延変更処理の実行に当たり、それぞれの前記停留所における前記待機時間に応じて、前記出発目標時刻の繰り下げ幅を前記停留所ごとに定める、
   自律走行車両の運行管理装置。
7. 循環路を自律走行する複数の車両の運行を管理する、自律走行車両の運行管理方法であって、
   前記循環路に設置された複数の停留所への到着目標時刻及び出発目標時刻が定められた通常運行スケジュールを、前記循環路を自律走行中の複数の運行車両にそれぞれ与え、
   前記循環路における乗車需要に基づいて、前記循環路への追加車両の投入可否を判定し、
   前記追加車両の投入が決定された際に、複数の前記運行車両に与えられる運行スケジュールを前記通常運行スケジュールから変更し、
   前記通常運行スケジュールを変更するスケジュール変更処理として、
   複数の前記運行車両のうち所定の基準車両を先頭としてこれに後続する前記運行車両の前記出発目標時刻を前記通常運行スケジュールに基づいて定められる前記出発目標時刻よりもそれぞれ早めることで、前記後続する前記運行車両のうち最後尾の前記運行車両と次周の前記基準車両との車間を前記追加車両用に拡げる前倒し変更処理と、
   前記基準車両に後続する前記運行車両の前記出発目標時刻を前記通常運行スケジュールに基づいて定められる前記出発目標時刻よりもそれぞれ遅くすることで、前記基準車両とこれに後続する前記運行車両との車間を前記追加車両用に拡げる遅延変更処理と、
   複数の前記運行車両を、前記出発目標時刻を前記通常運行スケジュールに基づいて定められる前記出発目標時刻よりも早める前倒し車列グループと、前記出発目標時刻を前記通常運行スケジュールに基づいて定められる前記出発目標時刻よりも遅くする遅延車列グループとに分け、前記前倒し車列グループと前記遅延車列グループとの車間を前記追加車両用に拡げる割込み変更処理と、
   が実行可能であって、
   前記乗車需要に基づいて、前記前倒し変更処理、前記遅延変更処理、及び前記割込み変更処理の何れか一つを実行する、
   自律走行車両の運行管理方法。
8. 請求項７に記載の、自律走行車両の運行管理方法であって、
   前記追加車両の前記循環路への投入前に、前記前倒し変更処理、前記遅延変更処理、及び前記割込み変更処理の何れか一つを実行する、自律走行車両の運行管理方法。
9. 請求項７または８に記載の、自律走行車両の運行管理方法であって、
   それぞれの前記停留所における前記運行車両の、到着実時刻から出発目標時刻までの停車目標時間から、前記到着実時刻から前記運行車両への乗降が完了するまでの乗降実時間を差し引いた待機時間を乗車需要パラメータとして前記運行車両ごとに求め、
   前記待機時間に基づいて、前記前倒し変更処理、前記遅延変更処理、及び前記割込み変更処理の何れか一つを実行する、
   自律走行車両の運行管理方法。
10. 請求項９に記載の、自律走行車両の運行管理方法であって、
    前記循環路一周分の前記待機時間の総和を、前記運行車両ごとに求め、
    前記運行車両ごとに求められた前記待機時間の総和のうち最小値が、第１閾値以下及び前記第１閾値より小さい第２閾値を超過する場合に、前記前倒し変更処理を実行し、
    前記待機時間の総和の最小値が、前記第２閾値以下及び前記第２閾値より小さい第３閾値を超過する場合に、前記割込み変更処理を実行し、
    前記待機時間の総和の最小値が、前記第３閾値以下である場合に、前記遅延変更処理を実行する、
    自律走行車両の運行管理方法。
11. 請求項９に記載の、自律走行車両の運行管理方法であって、
    前記前倒し変更処理の実行に当たり、それぞれの前記停留所における前記待機時間に応じて、前記出発目標時刻の繰り上げ幅を前記停留所ごとに定める、
    自律走行車両の運行管理方法。
12. 請求項９に記載の、自律走行車両の運行管理方法であって、
    前記遅延変更処理の実行に当たり、それぞれの前記停留所における前記待機時間に応じて、前記出発目標時刻の繰り下げ幅を前記停留所ごとに定める、
    自律走行車両の運行管理方法。

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