JP7355696B2 - 運行管理装置、運行管理方法、および、交通システム - Google Patents

Description

本明細書では、規定の走行経路を自律走行する複数の車両の運行を管理する運行管理装置、運行管理方法、および当該運行管理装置を有する交通システムを開示する。

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。

特開２０００－２６４２１０号公報

ここで、車両は、様々な原因で、運行計画に対して遅延する場合がある。例えば、混雑時には、利用者の乗降に時間がかかり、車両の発車タイミングが運行計画よりも遅れる場合がある。また、一般道を走行する場合、渋滞等に起因して車両が運行計画に対して遅延する場合がある。一つの車両が遅延した場合、遅延車両に乗客に集中し、混雑や、遅延の更なる拡大を招くおそれがあった。そこで、遅延車両が発生し、運行間隔の不均一量が許容値以上となった場合、当該遅延車両への乗客の集中を抑制する対策が必要である。

しかし、特許文献１では、車両を運行計画通りに走行させることを前提としており、車両が運行計画に対して遅延した場合について何ら検討されていない。そのため、特許文献１では、車両の遅延が適切に解消できず、交通システムとしての利便性が低下するおそれがあった。

そこで、本明細書では、交通システムとしての利便性をより向上できる運行管理装置、運行管理方法、および交通システムを開示する。

本明細書で開示する運行管理装置は、規定の走行経路を自律走行する複数の車両それぞれについて走行計画を生成する計画生成部と、前記走行計画を対応する車両に送信するとともに前記車両からその運行状況を示す走行情報を受信する通信装置と、前記走行情報に基づいて、前記走行計画に対して遅延した遅延車両の有無の判断、および、前記複数の車両の運行間隔の不均一量の算出を行う運行監視部と、を備え、前記計画生成部は、前記遅延車両が発生し、前記不均一量が許容値以上となった場合に、前記遅延車両を規定の第一表定速度で、他の車両を前記第一表定速度よりも減速させた速度で走行させる臨時走行計画を生成し、前記臨時走行計画に従って前記複数の車両が走行した結果、前記運行間隔の不均一量がゼロより大きい不均一許容値まで低下した場合に、前記他の車両を第一表定速度で、前記遅延車両を前記第一表定速度よりも一時的に増速させた速度で走行させる復帰走行計画を生成する、ことを特徴とする。

かかる構成とした場合、遅延車両が生じた場合に、他の車両が減速するため運行間隔を早期に均一に近づけることができる。その一方で、運行間隔が完全に均一になる前に、他の車両の減速を取りやめることで、他の車両の移動時間が過度に長期化することを防止できる。そして、これにより、交通システムの利便性をより向上できる。

この場合、さらに、前記不均一許容値を、予めシミュレーションにより算出する許容値算出部を備えてもよい。

減速中止の基準値となる不均一許容値をシミュレーションにより算出することにより、より適切なタイミングで減速を中止することができ、移動時間の長期化をより確実に防止できる。

さらに、前記許容値算出部は、前記車両から送信されるとともに前記車両の乗員に関する情報である乗員情報と、前記走行経路上の駅に設けられた駅端末から送信されるとともに前記駅で前記車両を待つ待機者に関する情報である待機者情報と、の少なくとも一方を前記シミュレーションのパラメータとして入力してもよい。

乗員および待機者の数および属性は、乗降時間、ひいては、遅延の発生確率に大きく影響する。かかる乗員および待機者に関する情報を考慮して、不均一許容値を算出することで、より適切なタイミングで減速を中止することができ、移動時間の長期化をより確実に防止できる。

本明細書で開示する運行管理方法は、規定の走行経路を自律走行する複数の車両それぞれについて走行計画を生成し、前記走行計画を対応する車両に送信し、前記車両からその運行状況を示す走行情報を受信し、前記走行情報に基づいて、前記走行計画に対して遅延した遅延車両の有無の判断、および、前記複数の車両の運行間隔の不均一量の算出を行う、運行管理方法であって、前記遅延車両が発生し、前記不均一量が許容値以上となった場合に、前記遅延車両を規定の第一表定速度で、他の車両を前記第一表定速度よりも減速させた速度で走行させる臨時走行計画を生成し、前記臨時走行計画に従って前記複数の車両が走行した結果、前記運行間隔の不均一量がゼロより大きい不均一許容値まで低下した場合に、前記他の車両を第一表定速度で、前記遅延車両を前記第一表定速度よりも一時的に増速させた速度で走行させる復帰走行計画を生成する、ことを特徴とする。

本明細書で開示する交通システムは、規定の走行経路を、走行計画に従って自律走行する複数の車両と、前記複数の車両の運行を管理する運行管理装置と、を備え、前記運行管理装置が、前記複数の車両それぞれについて前記走行計画を生成する計画生成部と、前記走行計画を対応する車両に送信するとともに前記車両からその運行状況を示す走行情報を受信する通信装置と、前記走行情報に基づいて、前記走行計画に対して遅延した遅延車両の有無の判断、および、前記複数の車両の運行間隔の不均一量の算出を行う運行監視部と、を備え、前記計画生成部は、前記遅延車両が発生し、前記不均一量が許容値以上となった場合に、前記遅延車両を規定の第一表定速度で、他の車両を前記第一表定速度よりも減速させた速度で走行させる臨時走行計画を生成し、前記臨時走行計画に従って前記複数の車両が走行した結果、前記運行間隔の不均一量がゼロより大きい不均一許容値まで低下した場合に、前記他の車両を第一表定速度で、前記遅延車両を前記第一表定速度よりも一時的に増速させた速度で走行させる復帰走行計画を生成する、ことを特徴とする。

本明細書で開示する技術によれば、交通システムとしての利便性をより向上できる。

交通システムのイメージ図である。 交通システムのブロック図である。 運行管理装置の物理構成を示すブロック図である。 図１の交通システムで用いられる走行計画の一例を示す図である。 図４の走行計画に従って自律走行する各車両の運行タイミングチャートである。 車両の遅延が生じた場合の運行タイムスケジュールを示す図である。 走行計画の修正の流れを示すフローチャートである。 臨時走行計画の一例を示す図である。 図８の臨時走行計画に従って自律走行する各車両の運行タイミングチャートである。 復帰走行計画の一例を示す図である。 図８の臨時走行計画および図１０の復帰走行計画に従って自律走行する各車両の運行タイミングチャートである。

以下、図面を参照して、交通システム１０の構成について説明する。図１は、交通システム１０のイメージ図であり、図２は、交通システム１０のブロック図である。さらに、図３は、運行管理装置１２の物理構成を示すブロック図である。

この交通システム１０は、予め規定された走行経路５０に沿って、不特定多数の利用者を輸送するためのシステムである。交通システム１０は、走行経路５０に沿って自律走行可能な複数の車両５２Ａ～５２Ｄを有している。また、走行経路５０には、複数の駅５４ａ～５４ｄが設定されている。なお、以下では、複数の車両５２Ａ～５２Ｄを区別しない場合は、添え字アルファベットを省略し、「車両５２」と表記する。同様に、複数の駅５４ａ～５４ｄも、区別の必要がない場合は、「駅５４」と表記する。

複数の車両５２は、走行経路５０に沿って一方向に周回走行し、一つの車列を構成する。車両５２は、各駅５４において、一時的に停車する。利用者は、車両５２が一時停車するタイミングを利用して、車両５２に乗車、または、車両５２から降車する。したがって、本例において、各車両５２は、一つの駅５４から他の駅５４まで不特定多数の利用者を輸送する乗り合いバスとして機能する。運行管理装置１２（図１では図示せず、図２、図３参照）は、こうした複数の車両５２の運行を管理する。本例において、運行管理装置１２は、複数の車両５２が、等間隔運行となるように、その運行を制御している。等間隔運行とは、各駅５４における車両５２の発車間隔が均等となるような運行形態である。したがって、等間隔運行は、例えば、駅５４ａにおける発車間隔が１５分の場合、他の駅５４ｂ，５４ｃ，５４ｄにおける発車間隔も１５分となるような運行形態である。

こうした交通システム１０を構成する各要素について、より具体的に説明する。車両５２は、運行管理装置１２から提供される走行計画８０に従って自律走行する。走行計画８０は、車両５２の走行スケジュールを定めたものである。本例では、後に詳説するが、走行計画８０には、各駅５４ａ～５４ｄにおける車両５２の発車タイミングが規定されている。車両５２は、この走行計画８０で定められた発車タイミングで発車できるように自律走行する。換言すれば、駅間での走行速度や、信号等での停車、他の車両の追い越し要否等の判断は、全て、車両５２側で行う。

図２に示すように、車両５２は、自動運転ユニット５６を有している。自動運転ユニット５６は、駆動ユニット５８と、自動運転コントローラ６０と、に大別される。駆動ユニット５８は、車両５２を走行させるための基本的なユニットであり、例えば、原動機、動力伝達装置、ブレーキ装置、走行装置、懸架装置、かじ取り装置等を含む。自動運転コントローラ６０は、この駆動ユニット５８の駆動を制御し、車両５２を自律走行させる。自動運転コントローラ６０は、例えば、プロセッサとメモリを有するコンピュータである。この「コンピュータ」には、コンピュータシステムを一つの集積回路に組み込んだマイクロコントローラも含まれる。また、プロセッサとは、広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えばＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、等）や、専用のプロセッサ（例えばＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、プログラマブル論理デバイス、等）を含むものである。

自律走行を可能にするために、車両５２には、さらに、環境センサ６２および位置センサ６６が搭載されている。環境センサ６２は、車両５２の周辺環境を検知するもので、例えば、カメラ、Ｌｉｄａｒ、ミリ波レーダ、ソナー、磁気センサ等を含む。自動運転コントローラ６０は、この環境センサ６２での検知結果に基づいて、車両５２の周辺の物体の種類、当該物体との距離、走行経路５０上の路面表示（例えば白線等）、および、交通標識等を認識する。また、位置センサ６６は、車両５２の現在位置を検出するもので、例えば、ＧＰＳである。位置センサ６６での検出結果も、自動運転コントローラ６０に送られる。自動運転コントローラ６０は、環境センサ６２および位置センサ６６の検出結果に基づいて、車両５２の加減速および操舵を制御する。こうした自動運転コントローラ６０による制御状況は、走行情報８２として運行管理装置１２に送信される。走行情報８２には、車両５２の現在の位置等が含まれる。

車両５２には、さらに、車内センサ６４および通信装置６８が設けられている。車内センサ６４は、車両５２の内部の状態、特に、乗員の数および属性を検出するセンサである。属性は、乗員の乗降時間に影響を与える特性であり、例えば、車椅子の利用の有無、白杖の利用の有無、ベビーカーの利用の有無、装具の利用の有無、および年齢層の少なくとも一つを含んでもよい。かかる車内センサ６４は、例えば、車内を撮像するカメラや、乗員の総重量を検知する重量センサ等である。この車内センサ６４で検出された情報は、乗員情報８４として、運行管理装置１２に送信される。

通信装置６８は、運行管理装置１２と無線通信する装置である。通信装置６８は、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮや、携帯電話会社等がサービス提供するモバイルデータ通信を介して、インターネット通信できる。通信装置６８は、運行管理装置１２から走行計画８０を受信するとともに、走行情報８２および乗員情報８４を運行管理装置１２に送信する。

各駅５４には、駅端末７０が設けられている。駅端末７０は、通信装置７４および駅内センサ７２を有している。駅内センサ７２は、駅５４の状態、特に、駅５４において車両５２を待っている待機者の数および属性を検出するセンサである。駅内センサ７２は、例えば、駅５４を撮像するカメラや、待機者の総重量を検知する重量センサ等である。この駅内センサ７２で検出された情報は、待機者情報８６として、運行管理装置１２に送信される。通信装置１６は、この待機者情報８６の送信を可能にするために設けられている。

運行管理装置１２は、車両５２の運行状況を監視し、その運行状況に応じて、車両５２の運行を制御する。この運行管理装置１２は、物理的には、図３に示すように、プロセッサ２２と、記憶装置２０と、入出力デバイス２４と、通信Ｉ／Ｆ２６と、を有したコンピュータである。プロセッサとは、広義的なプロセッサを指し、汎用的なプロセッサ（例えばＣＰＵ）や、専用のプロセッサ（例えばＧＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、プログラマブル論理デバイス、等）を含むものである。また、記憶装置２０は、半導体メモリ（例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ソリッドステートドライブ等）および磁気ディスク（例えば、ハードディスクドライブ等）の少なくとも一つを含んでもよい。なお、図３では、運行管理装置１２を単一のコンピュータとして図示しているが、運行管理装置１２は、物理的に分離された複数のコンピュータで構成されてもよい。

運行管理装置１２は、機能的には、図２に示すように、計画生成部１４と、通信装置１６と、運行監視部１８と、許容値算出部１９と、記憶装置２０と、を有している。計画生成部１４は、複数の車両５２それぞれに対して走行計画８０を生成する。また、計画生成部１４は、車両５２の運行状況によっては、一度生成した走行計画８０を修正し、再生成する。この走行計画８０の生成および修正については、後に詳説する。

通信装置１６は、車両５２と無線通信するための装置であり、例えば、ＷｉＦｉまたはモバイルデータ通信を利用してインターネット通信が可能である。通信装置１６は、計画生成部１４で生成および再生成された走行計画８０を車両５２に送信するとともに、走行情報８２および乗員情報８４を車両５２から受信する。

運行監視部１８は、各車両５２から送信された走行情報８２に基づいて、車両５２の運行状況を取得する。走行情報８２には、上述した通り、車両５２の現在の位置が含まれる。運行監視部１８は、この各車両５２の位置と、走行計画８０と、を照らし合わせ、走行計画８０に対する車両５２の遅延量を算出する。この遅延量は、目標位置と車両５２の実位置との差分距離でもよいし、特定ポイントに到達する目標時間と実際の到達時間との差分時間でもよい。いずれにしても、運行監視部１８は、各車両５２ごとに遅延量を算出し、遅延量が予め規定された基準遅延量を超えた車両５２を遅延車両として特定する。また、運行監視部１８は、各車両５２の位置に基づいて複数の車両５２の運行間隔も算出する。ここで算出される運行間隔は、時間的な間隔でもよいし、距離的な間隔でもよい。運行監視部１８は、算出された運行間隔に基づいて、複数の車両５２の運行間隔の不均一量ＵＥも算出するが、これについては後述する。

次に、こうした運行管理装置１２における走行計画８０の生成および修正について詳説する。図４は、図１の交通システム１０で用いられる走行計画８０の一例を示す図である。図１の例では、車列は、四つの車両５２Ａ～５２Ｄで構成されており、走行経路５０には、四つの駅５４ａ～５４ｄが等間隔に配置されている。また、本例において、各車両５２が、走行経路５０を１周するのに要する時間、すなわち、周回時間ＴＣは、６０分であるとする。

この場合、運行管理装置１２は、各駅５４における車両５２の発車間隔が、周回時間ＴＣを車両５２の数で除した時間、６０／４＝１５分となるように、走行計画８０を生成する。走行計画８０は、図４に示すように、各駅５４における発車タイミングのみが記録されている。例えば、車両５２Ｄに送信される走行計画８０Ｄには、当該車両５２Ｄが、駅５４ａ～５４ｄそれぞれを発車する目標時刻が記録されている。

また、走行計画８０には、通常、１周分のタイムスケジュールのみが記録されており、各車両５２が、特定の駅、例えば、駅５４ａに到達したタイミングで、運行管理装置１２から車両５２に送信される。例えば、車両５２Ｃは、駅５４ａに到達したタイミング（例えば、６：３０）に、１周分の走行計画８０Ｃを運行管理装置１２から受け取り、車両５２Ｄは、駅５４ａに到達したタイミング（例えば、６：１５）に、１周分の走行計画８０Ｄを運行管理装置１２から受け取る。ただし、車両５２の遅延等に起因して、走行計画８０が修正された場合には、車両５２が駅５４ａに到達していなくても、新たな走行計画８０が運行管理装置１２から車両５２に送信される。各車両５２は、新たな走行計画８０を受信した場合、それ以前の走行計画８０を破棄し、新たな走行計画８０に従って自律走行する。

各車両５２は、受け取った走行計画８０に従って自律走行する。図５は、図４の走行計画８０に従って自律走行する各車両５２Ａ～５２Ｄの運行タイミングチャートである。図５において、横軸は、時刻を、縦軸は、車両５２の位置を、それぞれ示している。各車両５２の走行の様子について説明する前に、以下の説明で用いる各種パラメータの意味について簡単に説明する。

以下の説明では、一つの駅５４から次の駅５４までの距離を「駅間距離ＤＴ」と呼ぶ。また、車両５２が、一つの駅５４を発車してから次の駅５４を発車するまでの時間を「駅間所要時間ＴＴ」、利用者の乗降のために車両５２が駅５４で停車する時間を「停車時間ＴＳ」と呼ぶ。さらに、一つの駅５４を発車してから次の駅５４に到達するまでの時間、すなわち、駅間所要時間ＴＴから停車時間ＴＳを減算した時間を「駅間走行時間ＴＲ」と呼ぶ。

さらに、移動距離を停車時間ＴＳも含めた移動時間で除した値を「表定速度ＶＳ」と呼び、移動距離を停車時間ＴＳも含めない移動時間で除した値を「平均走行速度ＶＡ」と呼ぶ。図５のラインＭ１の傾きは、平均走行速度ＶＡを表しており、図５のラインＭ２の傾きは、表定速度ＶＳを表している。

また、上述した通り、運行監視部１８で算出される運行間隔は、時間的な間隔でもよいし、距離的な間隔でもよい。時間的な間隔とは、二つの車両５２が、同じ位置を通過する時間的な間隔であり、例えば、図５における間隔Ｉｖｔのことである。また、距離的な間隔とは、同じ時刻における二つの車両５２の距離的な間隔であり、例えば、図５における間隔Ｉｖｄのことである。時間的間隔および距離的間隔のいずれであったとしても、任意のタイミングにおいて、運行間隔は、車両５２の個数分得られる。例えば、図５の例では、車両５２Ａと車両５２Ｂとの運行間隔、車両５２Ｂと車両５２Ｃとの運行間隔、車両５２Ｃと車両５２Ｄとの運行間隔、および、車両５２Ｄと車両５２Ａとの運行間隔の合計四つの運行間隔が任意のタイミングで得られる。

運行監視部１８は、こうした運行間隔に基づいて、任意のタイミングにおける運行間隔の不均一量ＵＥも算出する。運行間隔の不均一量ＵＥは、運行間隔のばらつきを表すパラメータであれば、その算出方法は特に限定されない。従って、例えば、四つの運行間隔の分散値を、運行間隔の不均一量ＵＥとして算出してもよい。この場合、不均一量ＵＥは、以下の式１で算出される。式１において、ｘ_ｉは、運転間隔であり、上バー付きのｘは、複数の運転間隔の平均値であり、ｎは、車両の個数である。

次に、図５を参照して、車両５２の運行について説明する。図４の走行計画８０に従えば、車両５２Ａは、７：００に駅５４ａを発車した後、１５分後の７：１５に駅５４ｂを発車しなければならない。車両５２Ａは、この１５分の間に、駅５４ａから駅５４ｂへの移動と、利用者の乗降と、を完了するように、その平均走行速度ＶＡを制御する。

具体的に説明すると、車両５２は、利用者の乗降のために必要な標準的な停車時間ＴＳを、計画停車時間ＴＳｐとして予め記憶している。そして、車両５２は、走行計画８０で定められた駅５４の発車時刻から、この計画停車時間ＴＳｐを引いた時刻を、当該駅５４への到達目標時刻として算出する。例えば、計画停車時間ＴＳｐが３分の場合、車両５２Ａの駅５４ｂへの到達目標時刻は、７：１２となる。車両５２は、こうして算出された到達目標時刻までに、次の駅５４に到達できるように、その走行速度を制御する。

ところで、走行経路５０の渋滞状況や、利用者数の増加等に起因して、一部または全ての車両５２が、走行計画８０に対して遅延する場合がある。かかる遅延が生じた場合、当該遅延している車両５２（以下「遅延車両」という）に乗車している乗員の移動時間が増加し、交通システム１０の利便性が低下する。さらに、遅延した状態を放置していると、この遅延車両に利用者が集中し、遅延がさらに悪化するという、ネガティブスパイラルが生じることがある。このネガティブスパイラルについて、図６を参照して説明する。図６は、車両５２Ａの遅延が生じた場合の運行タイムスケジュールを示す図である。

図６において、棒の先端に黒塗りの丸が付いたピン状マークは、走行計画８０で定められた車両５２Ａの発車タイミングを示している。図６の例において、各車両５２は、遅延が生じていない通常状態においては、一つの駅から次の駅５４まで１２分で移動し（すなわちＴＲ＝１２分）、利用者の乗降のために各駅５４に３分停車する（すなわちＴＳ＝３分）。

ここで、車両５２Ａが駅５４ａに到着したあと、利用者の乗降に時間がかかり、停車時間ＴＳが６分になったとする。この場合、車両５２Ａは、駅５４ａを３分遅れで発車することになる。本来であれば、この３分の遅れを取り戻すために、車両５２Ａは、平均走行速度ＶＡを上げて、駅間走行時間ＴＲを短縮する必要がある。しかしながら、制限速度等の関係で、平均走行速度ＶＡを大幅に向上することは難しい。また、駅間距離ＤＴが短い場合には、平均走行速度ＶＡを多少向上させたとしても、駅間走行時間ＴＲを大幅に短縮することは難しい。

図６の例では、こうした理由により、車両５２Ａが、遅延を解消できないまま、駅５４ｂに、３分遅れで到着している。ここで、遅延が生じていない場合、各駅５４において、一つの車両が発車してから、次の車両５２が到着するまでの時間（以下「最大待機時間ＴＷ」という）は、１２分である。しかし、図６に示すように車両５２Ａの駅５４ｂへの到着が３分遅れた場合、駅５４ｂにおいて、車両５２Ｂが発車してから車両５２Ａが到着するまでの最大待機時間ＴＷは、１５分となる。この場合、車両５２Ａへの乗車を希望する利用者の数は、遅延が生じていない場合に比べて多くなりやすい。そして、利用者数が増加することで、駅５４ｂにおける車両５２Ａの停車時間ＴＳも増加し、遅延がさらに拡大しやすくなる。そして、遅延が拡大することで、次の駅５４ｃにおける最大待機時間ＴＷ、ひいては、利用者数もさらに増加し、遅延がさらに拡大する。

このように、一度遅延が生じると、当該遅延が原因で、遅延がさらに拡大する、ネガティブスパイラルが発生することがある。そこで、運行管理装置１２は、遅延車両が発生し、運行間隔の不均一量が許容値以上となった場合には、当該遅延に起因する運行間隔の不均一を解消するために走行計画８０を修正し、再生成する。図７は、走行計画８０を修正する流れを示すフローチャートである。

運行監視部１８は、走行計画８０に対する遅延に起因した運行間隔の不均一量を定期的に確認している（Ｓ１０）。遅延車両がなく、不均一量が許容値未満の場合（Ｓ１０でＮｏ）には、通常の走行計画８０を生成し、送付する（Ｓ１１）。すなわち、複数の車両５２が等間隔で走行する走行計画を生成し、各車両５２が駅５４ａに到着するタイミングで送付する。

一方、遅延車両が発生した結果、運行間隔の不均一量が許容値以上となった場合（Ｓ１０でＹｅｓ）、計画生成部１４は、遅延に起因する運行間隔の不均一を解消するための臨時走行計画８０αを生成し、送付する（Ｓ１２）。臨時走行計画８０αは、後に詳説するように、運行間隔の不均一を解消するように、遅延車両は、基準の表定速度である第一表定速度ＶＳ１で走行させ、遅延車両を除く他の車両５２を一時的に第一表定速度ＶＳ１よりも減速させる走行計画である。

複数の車両５２が、この臨時走行計画８０αに従って走行することで、運行間隔の不均一量ＵＥは、徐々に低下していく。そこで、臨時走行計画を送付した後、計画生成部１４は、この不均一量ＵＥが、規定の不均一許容値ＵＥｄｅｆまで低下したか否かを定期的に確認する（Ｓ１４）。不均一許容値ＵＥｄｅｆは、許容値算出部１９で予め算出される値であり、ゼロより大きい値である。この不均一許容値ＵＥｄｅｆの算出についても、後に詳説する。

不均一量ＵＥが不均一許容値ＵＥｄｅｆ以下となれば（Ｓ１４でＹｅｓ）、計画生成部１４は、復帰走行計画８０βを生成し、送付する（Ｓ１６）。復帰走行計画８０βは、他の車両５２を第一表定速度ＶＳ１で走行させる一方で、残存している運行間隔の不均一を解消するために、遅延車両を第一表定速度ＶＳ１よりも一時的に増速させる走行計画である。かかる復帰走行計画８０βを生成し、送付することで、運行間隔が完全に均等になる前に、他の車両５２の減速が解消される。これにより、他の車両５２を利用する利用者の移動時間等の過度な長期化を防止でき、交通システムの利便性が向上できる。復帰走行計画８０βを生成、送付した後は、ステップＳ１０に戻り、再び、運行間隔の不均一量を監視する。

次に、こうした臨時走行計画８０αおよび復帰走行計画８０βの生成について、具体例を挙げて説明する。図４の走行計画８０に対して、車両５２Ａが駅５４ａを６分遅れで発車した場合を考える。この場合、車両５２Ａが遅延車両として検出される。遅延車両５２Ａが発生した場合、当然ながら、遅延車両５２Ａと先行する車両５２Ｂとの運行間隔が広がり、遅延車両５２Ａと後続の車両５２Ｄとの運行間隔が狭まる。換言すれば、複数の車両５２の運行間隔が不均一となる。計画生成部１４は、この運行間隔の不均一を解消するための走行計画８０を臨時走行計画８０αとして生成する。

ここで、運行間隔を均一にするための方法としては、遅延車両５２Ａと車両５２Ｂとの運行間隔が狭まるように、遅延車両５２Ａを加速させることも考えられる。しかし上述した通り、運行間隔を大幅に短縮できるまで遅延車両５２Ａを加速させることは難しい。そこで、臨時走行計画８０αでは、運行間隔を均一にするために、遅延車両５２Ａ以外の車両５２Ｂ～５２Ｄの表定速度ＶＳを一時的に低下させる。

具体的には、遅延車両５２Ａが検出された場合、計画生成部１４は、遅延車両５２Ａを基準として、遅延車両５２Ａを第一表定速度ＶＳ１で走行させ、他の車両５２Ｂ～５２Ｄを第一表定速度ＶＳ１より一時的に減速させる走行計画８０を臨時走行計画８０αとして生成する。図８は、臨時走行計画８０αの一例を示す図である。ここで、第一表定速度ＶＳ１は、車両５２が、利用者の利便性を損なわない範囲で安全に走行できる速度であれば特に限定されない。図８の例では、遅延車両５２Ａの検出前に、複数の車両５２に設定されていた表定速度ＶＳ、すなわち、駅間所要時間ＴＴが１５分となる表定速度ＶＳを、第一表定速度ＶＳ１として設定している。

臨時走行計画８０αでは、遅延車両５２Ａを基準として、各車両５２の発車タイミングがリスケジュールされる。図８の例では、遅延車両５２Ａが駅５４ａを実際に発車した時刻が７：０６であるため、臨時走行計画８０αでも、駅５４ａの発車タイミングは、７：０６となっている。遅延車両５２Ａについては、この７：０６を基準として、各駅を１５分間隔で出発するスケジュールが設定される。したがって、臨時走行計画８０αでは、遅延車両５２Ａが、駅５４ｂを７：２１に、駅５４ｃを７：３６に、それぞれ出発するように規定されている。

一方、他の車両５２Ｂ～５２Ｄについては、後続車との間の発車間隔が最終的に１５分に徐々に近づくように、その表定速度ＶＳを一時的に低下させる。具体的には、他の車両５２Ｂ～５２Ｄについては、３駅分だけ、駅間所要時間ＴＴが１７分になる表定速度ＶＳで走行させる。例えば、車両５２Ｂは、駅５４ｂから駅５４ｃ、駅５４ｃから駅５４ｄ、駅５４ｄから駅５４ａの駅間所要時間ＴＴは１７分となっている。車両５２Ｂの表定速度ＶＳを一時的に低下させることで、後続車である車両５２Ａとの発車間隔は、徐々に低下していく。そして、最終的に駅５４ａにおいて、車両５２Ａとの発車間隔が１５分になれば、以降、車両５２Ｂも第一表定速度ＶＳ１で走行させる。他の車両５２Ｃ、５２Ｄについても同様である。

ここで、後続車との発車間隔を１５分に短縮したいのであれば、駅５４ｃにおける車両５２Ｂの発車時刻を７：２１にすることも考えられる。しかし、その場合、車両５２Ｂが駅５４ｂを発車してから駅５４ｃを発車するまで２１分もかかることになり、車両５２Ｂに乗車している利用者の移動時間が大幅に増加し、利用者の利便性が損なわれる。そこで、計画生成部１４は、利用者の利便性を確保でき得る最低限の表定速度ＶＳを最低表定速度ＶＳｍｉｎとして記憶しておき、臨時走行計画８０αにおける各車両５２の表定速度ＶＳが、最低表定速度ＶＳｍｉｎを下回らないようにする。図８の例では、最低表定速度ＶＳｍｉｎは、駅間所要時間ＴＴが１７分となる速度である。

図９は、図８の臨時走行計画８０αに従って自律走行する各車両５２の運行タイミングチャートである。なお、以下では、臨時走行計画８０αに従って自律走行することを「臨時走行」と呼ぶ。図９におけるピン状マークは、臨時走行計画８０αで定められた各車両５２の発車タイミングである。

臨時走行計画８０αにおいて、他の車両５２Ｂ～５２Ｄは、第一表定速度ＶＳ１よりも一時的に減速して走行するように規定されている。表定速度ＶＳは、駅５４における停車時間ＴＳを増やすことで容易に調整できるため、他の車両５２Ｂ～５２Ｄは、臨時走行計画８０α通りのスケジュールで走行する。例えば、車両５２Ｂは、停車時間ＴＳを通常の３分から６分に増やすことで、その表定速度ＶＳを第一表定速度ＶＳ１より低下させている。

一方、臨時走行計画８０αにおいて、遅延車両５２Ａは、第一表定速度ＶＳ１で走行するように規定されている。しかしながら、臨時走行の初期段階では、遅延車両５２Ａは、先行車両５２Ｂとの運行間隔が広いため、遅延車両５２Ａに利用者が集中しやすく、停車時間ＴＳが、長期化しやすい。そのため、臨時走行の初期段階では、遅延車両５２Ａは、臨時走行計画８０αに対して、若干の遅延が生じる。例えば、遅延車両５２Ａは、駅５４ｂを７：２１に発車するように規定されているが、図９の例では、７：２２に発車している。しかし、こうした遅延も臨時走行を継続する中で徐々に解消されていく。そして、臨時走行を続けた結果、８：２１には、全ての車両５２の運行間隔が均一となる等間隔運行に復帰する。

このように、臨時走行計画８０αに従って走行を続けることで運行間隔の不均一状態を解消できる。しかしながら、臨時走行計画８０αでは、他の車両５２Ｂ～５２Ｄを減速させる期間が長く、これら他の車両５２Ｂ～５２Ｄを利用する利用者の利便性が低下するおそれがあった。例えば、駅５４ｃで、７：１２着の車両５２Ｂに乗車し、駅５４ｂまで移動する場合を考える。臨時走行計画８０αに従った場合、車両５２Ｂが駅５４ｂに到着するのは、８：０３であるため、駅５４ｃから駅５４ｂまでの移動時間は、５１分となる。これは、通常の運行の場合（図５の場合）の移動時間４５分と比べて６分多い。

こうした移動時間の長期化を抑制するために、本例では、不均一量ＵＥが規定の不均一許容値ＵＥｄｅｆまで低下すれば、臨時走行計画８０αを破棄して、他の車両５２Ｂ～５２Ｄを第一表定速度ＶＳ１で走行させる復帰走行計画８０βを生成する。

具体的に説明すると、計画生成部１４は、臨時走行が開始された後、運行間隔の不均一量ＵＥが規定の不均一許容値ＵＥｄｅｆ以下であるか否かを定期的に確認する。不均一許容値ＵＥｄｅｆは、臨時走行を中止するか否かの基準となる値である。この不均一許容値ＵＥｄｅｆは、ゼロより大きい値であれば、特に限定されないが、例えば、各車両５２が速度等を自律的に調整することで運行間隔を均一に戻せる程度の不均一量の値である。この不均一許容値ＵＥｄｅｆは、許容値算出部１９において予め算出される。

許容値算出部１９は、交通システムを仮想的に運行させるシミュレータを有している。許容値算出部１９は、このシミュレータを利用して、不均一許容値ＵＥｄｅｆを決定する。例えば、許容値算出部１９は、シミュレーション開始時における運行間隔の不均一量ＵＥを変えて、複数パターンのシミュレーションを実行し、不均一量ＵＥと不均一解消までに要する時間との相関を取得する。そして、不均一解消までに要する時間が一定以下になる不均一量ＵＥを、不均一許容値ＵＥｄｅｆとして算出してもよい。

この場合、シミュレータは、パラメータとして、走行経路５０の渋滞状況を入力できてもよい。かかる構成とすることで、渋滞状況に応じて適切な不均一許容値ＵＥｄｅｆを設定できる。さらに、シミュレータは、パラメータとして、乗員情報８４および待機者情報８６の少なくとも一つを入力できてもよい。すなわち、乗員情報８４は、車両５２に乗車している乗員の数および属性を含む。こうした乗員情報８４は、車両５２の乗降時間、ひいては、遅延の発生確率に大きく影響する。また、待機者情報８６は、駅５４において車両５２を待機している待機者の数および属性を含む。こうした待機者情報８６も、車両５２の乗降時間、ひいては、遅延の発生確率に大きく影響する。かかる乗員情報８４または待機者情報８６をパラメータとしてシミュレータに入力することで、より適切な不均一許容値ＵＥｄｅｆを算出できる。

なお、本例では、不均一許容値ＵＥｄｅｆを、シミュレータにより算出しているが、不均一許容値ＵＥｄｅｆは、他の形態で算出されてもよい。例えば、許容値算出部１９は、交通システム１０の過去の運行履歴を記憶しておいてもよい。そして、許容値算出部１９は、この運行履歴を解析して、不均一量ＵＥと不均一解消までに要する時間との相関を取得し、当該相関に基づいて不均一許容値ＵＥｄｅｆを算出してもよい。また、不均一許容値ＵＥｄｅｆは、状況に応じて変化する可変値でもよいが、状況に応じて変化しない固定値でもよい。この場合、許容値算出部１９は、省略され、予め規定された不均一許容値ＵＥｄｅｆが記憶装置２０に記憶される。

計画生成部１４は、運行間隔の不均一量ＵＥが不均一許容値ＵＥｄｅｆ以下となれば、復帰走行計画８０βを生成する。復帰走行計画８０βでは、不均一量ＵＥが不均一許容値ＵＥｄｅｆ以下となったタイミング以降の走行スケジュールが規定される。例えば、図９において、遅延車両５２Ａが、駅５４ｃを発車した３分後である７：３９付近において、運行間隔の不均一量が許容値以下になったとする。この場合、復帰走行計画８０βには、７：３９以降の走行スケジュールが規定される。

図１０は、復帰走行計画８０βの一例を示す図である。復帰走行計画８０βでは、他の車両５２Ｂ～５２Ｄを、第一表定速度ＶＳ１で走行させる。例えば、車両５２Ｂは、駅間所要時間ＴＴが１５分になるように、その発車タイミングが規定される。ここで、車両５２Ｂの駅５４ａの発車タイミングは、臨時走行計画８０αでは、７：５１であったのに対し、復帰走行計画８０βでは、７：４９となっており、二分短縮されている。

一方、遅延車両５２Ａは、運行間隔が均一となるように、一時的に、第一表定速度ＶＳ１よりも増速するように規定されている。具体的には、遅延車両５２Ａは、駅５４ｃから駅５４ｄまでの駅間所要時間ＴＴが１３分となるように規定されている。ここで、先行車両５２Ｂとの運行間隔が大きく拡大した状態では、駅間所要時間ＴＴを大幅に短縮することは難しいが、運行間隔がある程度、均一に近づいた状態になれば、停車時間ＴＳを調整することで、駅間所要時間ＴＴを短縮することが可能となる。従って、運行間隔の不均一量ＵＥが不均一許容値ＵＥｄｅｆ以下となった状態であれば、遅延車両５２Ａを一時的に第一表定速度ＶＳ１よりも増速させることが可能となる。

図１１は、図８の臨時走行計画８０αおよび図１０の復帰走行計画８０βにしたがって走行する自律走行する各車両５２の運行タイミングチャートである。図１１におけるピン状マークは、走行計画８０で定められた各車両５２の発車タイミングである。図１１において、各車両５２は、７：３９までは、臨時走行計画８０αに、７：３９以降は、復帰走行計画８０βに従って自律走行している。なお、以下では、復帰走行計画８０βに従って走行することを「復帰走行」と呼ぶ。

図１１に示すように、復帰走行の開始直後では、遅延車両５２Ａは、復帰走行計画８０βに対して、若干遅延しており、複数の車両５２の運行間隔は、完全には均等になっていない。しかしながら、復帰走行開始時点で、車両５２Ｂと遅延車両５２Ａとの発車間隔がある程度小さくなっているため、遅延車両５２Ａへの利用者の集中が緩和されている。その結果、遅延車両５２Ａは、停車時間ＴＳの短縮することが可能となる。そして、停車時間ＴＳを短縮することで、遅延車両５２Ａの遅延が徐々に解消でき、等間隔運行に近づくことができる。図１１の例では、８：０４のタイミングで、遅延車両５２Ａの遅延が解消され、等間隔運行に復帰している。

また、７：３９以降に復帰走行に切り替えることで、他の車両５２Ｂ～５２Ｄの移動時間を短縮できる。例えば、駅５４ｃで、７：１２着の車両５２Ｂに乗車し、駅５４ｂまで移動する場合の移動時間は、臨時走行計画８０αに従った場合、５１分であるのに対し、図１１の例では、４９分に短縮される。

以上の通り、本例では、遅延車両５２が発生した場合に、複数の車両５２を、一時的に臨時走行させ、当該臨時走行の結果、運行間隔の不均一量ＵＥが不均一許容値ＵＥｄｅｆ以下となれば、複数の車両５２を復帰走行させている。かかる構成とすることで、遅延の更なる拡大を抑制しつつ、利用者の移動時間の過度な長期化を防止できる。結果として、交通システム１０の利便性をより向上できる。

１０ 交通システム、１２ 運行管理装置、１４ 計画生成部、１６ 通信装置、１８ 運行監視部、１９ 許容値算出部、２０ 記憶装置、２２ プロセッサ、２４ 入出力デバイス、２６ 通信Ｉ／Ｆ、５０ 走行経路、５２ 遅延車両、５２ 車両、５４ 駅、５６ 自動運転ユニット、５８ 駆動ユニット、６０ 自動運転コントローラ、６２ 環境センサ、６４ 車内センサ、６６ 位置センサ、６８ 通信装置、７０ 駅端末、７２ 駅内センサ、７４ 通信装置、８０ 走行計画、８０α 臨時走行計画、８０β 復帰走行計画、８２ 走行情報、８４ 乗員情報、８６ 待機者情報。

Claims (5)

1. 規定の走行経路を自律走行する複数の車両それぞれについて走行計画を生成する計画生成部と、
   前記走行計画を対応する車両に送信するとともに前記車両からその運行状況を示す走行情報を受信する通信装置と、
   前記走行情報に基づいて、前記走行計画に対して遅延した遅延車両の有無の判断、および、前記複数の車両の運行間隔の不均一量の算出を行う運行監視部と、
   を備え、
   前記計画生成部は、前記遅延車両が発生し、前記不均一量が許容値以上となった場合に、前記遅延車両を規定の第一表定速度で、他の車両を前記第一表定速度よりも減速させた速度で走行させる臨時走行計画を生成し、前記臨時走行計画に従って前記複数の車両が走行した結果、前記運行間隔の不均一量がゼロより大きい不均一許容値まで低下した場合に、前記他の車両を第一表定速度で、前記遅延車両を前記第一表定速度よりも一時的に増速させた速度で走行させる復帰走行計画を生成する、
   ことを特徴とする運行管理装置。
2. 請求項１に記載の運行管理装置であって、さらに、
   前記不均一許容値を、予めシミュレーションにより算出する許容値算出部を備え、
   前記許容値算出部は、前記運行管理装置と前記複数の車両とを含む交通システムを仮想的に運行させるシミュレータを有し、
   前記許容値算出部は、前記シミュレータによるシミュレーション開始時における前記運行間隔の不均一量を変えて実行した複数パターンのシミュレーションにより、前記不均一量と不均一解消までに要する時間との相関を算出し、前記相関に基づいて、不均一解消までに要する時間が一定以下になる前記不均一量を前記不均一許容値として算出する、
   ことを特徴とする運行管理装置。
3. 請求項２に記載の運行管理装置であって、さらに、
   前記許容値算出部は、前記不均一許容値を算出する際に、前記遅延の発生確率に影響するパラメータとして、前記車両から送信されるとともに前記車両の乗員に関する情報である乗員情報と、前記走行経路上の駅に設けられた駅端末から送信されるとともに前記駅で前記車両を待つ待機者に関する情報である待機者情報と、の少なくとも一方を前記シミュレーションのパラメータとして入力する、
   ことを特徴とする運行管理装置。
4. 規定の走行経路を自律走行する複数の車両それぞれについて走行計画を生成し、
   前記走行計画を対応する車両に送信し、
   前記車両からその運行状況を示す走行情報を受信し、
   前記走行情報に基づいて、前記走行計画に対して遅延した遅延車両の有無の判断、および、前記複数の車両の運行間隔の不均一量の算出を行う、
   運行管理方法であって、
   前記遅延車両が発生し、前記不均一量が許容値以上となった場合に、前記遅延車両を規定の第一表定速度で、他の車両を前記第一表定速度よりも減速させた速度で走行させる臨時走行計画を生成し、
   前記臨時走行計画に従って前記複数の車両が走行した結果、前記運行間隔の不均一量がゼロより大きい不均一許容値まで低下した場合に、前記他の車両を第一表定速度で、前記遅延車両を前記第一表定速度よりも一時的に増速させた速度で走行させる復帰走行計画を生成する、
   ことを特徴とする運行管理方法。
5. 規定の走行経路を、走行計画に従って自律走行する複数の車両と、
   前記複数の車両の運行を管理する運行管理装置と、
   を備え、前記運行管理装置が、
   前記複数の車両それぞれについて前記走行計画を生成する計画生成部と、
   前記走行計画を対応する車両に送信するとともに前記車両からその運行状況を示す走行情報を受信する通信装置と、
   前記走行情報に基づいて、前記走行計画に対して遅延した遅延車両の有無の判断、および、前記複数の車両の運行間隔の不均一量の算出を行う運行監視部と、
   を備え、
   前記計画生成部は、前記遅延車両が発生した場合に、前記遅延車両を規定の第一表定速度で、他の車両を前記第一表定速度よりも一時的に減速させた速度で走行させる臨時走行計画を生成し、前記臨時走行計画に従って前記複数の車両が走行した結果、前記運行間隔の不均一量がゼロより大きい不均一許容値まで低下した場合に、前記他の車両を第一表定速度で、前記遅延車両を前記第一表定速度よりも一時的に増速させた速度で走行させる復帰走行計画を生成する、
   ことを特徴とする交通システム。
   

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