JP7561550B2 - 列車定時到着支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、列車定時到着支援装置に関する。

一部の鉄道路線では自動運転が実施されている。自動運転では、運行ダイヤに合わせて計画走行パターンを作成し、その計画走行パターンに列車を追従させて運行する。計画走行パターンは、気象条件や乗車率等、追従精度に影響を与える外乱要因を一意に仮定して作成される。そのため、実走行時の外乱要因が仮定から大きく外れていると、計画走行パターンへの追従精度が悪くなり、計画走行パターン通りに列車を運行できず、定時性を維持することが困難となる。

特許文献１には、列車の定時運転を行うための技術が開示されている。具体的には、特許文献１には、車両前方の停止位置（次駅）に車両を減速停止させる運転パターンに定速走行区間を挿入し、計画到着時刻と最速到着時刻との時間差である余裕時分に基づいて定速走行区間の長さを増減させる車両運転支援装置が開示されている。

特開２００６－６０３０号公報

特許文献１に開示された技術では、運転パターンに対する定速走行区間の挿入と、定速走行区間の長さの増減により、定時で次駅に到着できるように列車を制御する。そのため、特許文献１に開示された技術を用いた場合、定時性を維持することは可能であるが、減速、定速走行、減速を繰り返すことになるので、加加速度が大きく変化し、乗り心地の悪化が懸念される。

そこで、本発明は、乗り心地を損なうことなく定時性を維持可能な列車定時到着支援装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、代表的な本発明の列車定時到着支援装置の一つは、所定の減速度に従って停止目標位置に列車を停止させる固定減速パターンと、前記所定の減速度よりも大きな減速度に従って前記停止目標位置より前記列車に近い側に前記列車を停止させる調整減速パターンとから、前記停止目標位置までの各位置で速度が高い方の減速パターンを優先して組み合わせて駅停車減速パターンを生成する減速パターン生成部と、前記減速パターン生成部から出力された前記駅停車減速パターンに追従して前記列車を制御する列車制御部とを備え、前記減速パターン生成部は、前記固定減速パターンと、現時点における前記列車の走行位置及び速度を起点とする前記調整減速パターンとから、前記現時点以降の前記駅停車減速パターンを生成し、当該駅停車減速パターンに追従して前記列車が前記現時点の走行位置から前記停止目標位置に停止するまでの予測走行時分を算出し、当該予測走行時分と前記停止目標位置に対する到着目標時分までに残された残走行時分とが所定の定時到着条件を満たすか否かを判定し、前記定時到着条件を満たす場合には、生成した前記駅停車減速パターンを前記列車制御部へ出力するものである。

本発明によれば、減速パターン生成部が、残走行時分に応じて調整減速パターンの基準位置を決定するので、列車が停止目標位置（次駅）に到着するときの駅到着時分を調整することが可能である。そして、駅到着時分の調整に際して基準位置の変更が列車の走行に与える影響は、減速度の大きな調整減速パターンから減速度の小さな固定減速パターンに切り替わるタイミングが変化するだけである。そのため、加加速度の変化が低減され、乗り心地の悪化を防止することができる。したがって、乗り心地を損なうことなく定時性を維持して列車を制御することができる。

上記以外の課題、構成及び効果は、以下の発明を実施するための形態における説明により明らかにされる。

実施例１に係る列車定時到着支援装置の概略構成図である。 固定減速パターン、調整減速パターン及び駅停車減速パターンの関係を示す図である。 実施例１に係る減速パターン生成部による駅停車減速パターンの生成処理を示すフローチャートである。 駅停車減速パターンの生成例を示す図である。 実施例２に係る列車定時到着支援装置の概略構成図である。 実施例２に係る減速パターン生成部による駅停車減速パターンの生成処理を示すフローチャートである。 駅停車減速パターンの生成例を示す図である。 実施例３に係る列車定時到着支援装置の概略構成図である。 減速パターンデータベース情報の一例を示すデータ構成図である。 実施例３に係る減速パターン生成部による駅停車減速パターンの生成処理を示すフローチャートである。 実施例４に係る列車定時到着支援装置の概略構成図である。 固定減速パターン、２つの調整減速パターン及び駅停車減速パターンの関係を示す図である。 実施例４に係る減速パターン生成部による駅停車減速パターンの生成処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る列車定時到着支援装置について説明する。各図に図示されている列車定時到着支援装置は、プロセッサ、記憶媒体又はプログラムのいずれか又はそれらを組み合わせて構成される機器である。例えば、プロセッサは、記憶媒体に記憶されているプログラムを読み出して各種機能を実現する。

（実施例１）
［列車定時到着支援装置１の構成］
図１は、実施例１に係る列車定時到着支援装置１の概略構成図である。列車定時到着支援装置１は、列車に搭載されており、その列車が停止目標位置に対して定時に到着するように走行支援を行う装置である。停止目標位置は、列車が走行中の路線に設けられた次駅であり、列車の速度を０とする位置である。

列車定時到着支援装置１は、列車情報管理部１０１、減速パターン生成部１０２、ノッチ決定部１０３、制駆動部１０４、及び、シミュレーションデータベース１０５を備える。

列車情報管理部１０１は、列車に取り付けられたセンサ類等の出力値に基づいて、走行中の列車における走行位置及び速度を計算し、位置速度情報１１１として減速パターン生成部１０２とノッチ決定部１０３へ出力する。

シミュレーションデータベース１０５は、線路の勾配、曲線、トンネル、鉄橋、停止目標位置等を含む路線条件情報と、列車の重量、引張力、制動力、走行抵抗式等を含む列車仕様情報とが記憶されたデータベースである。シミュレーションデータベース１０５は、路線条件情報及び列車仕様情報を、列車の速度を走行シミュレーションで計算するために必要なシミュレーション条件１１５として、減速パターン生成部１０２へ出力する。なお、シミュレーション条件１１５は、上記の情報の一部でもよいし、より精度の高い走行シミュレーションを実現するために上記の情報以外のパラメータをさらに含むものでもよい。

減速パターン生成部１０２は、位置速度情報１１１と、シミュレーション条件１１５とを入力し、停止目標位置に列車を停止させる駅停車減速パターン１１２を生成し、その生成した駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力する。なお、減速パターン生成部１０２の詳細は後述する。

ノッチ決定部１０３は、位置速度情報１１１と、駅停車減速パターン１１２とを入力し、制駆動部１０４へ出力するノッチを計算し、自動減速ノッチ１１３として制駆動部１０４へ出力する。なお、ノッチ決定部１０３は、駅停車減速パターン１１２に追従して列車を制御する列車制御部として構成されていればよく、任意の構成を採用することができる。例えば、ノッチ決定部１０３は、駅停車減速パターン１１２に追従するように比例制御によってブレーキノッチを決定する構成でもよいし、駅停車減速パターン１１２を生成するために規定された減速度やその減速度を実現するために選択されるブレーキノッチをフィードフォワード的に出力する構成でもよい。

制駆動部１０４は、自動減速ノッチ１１３を入力し、列車の速度を制御する。制駆動部１０４は、列車の速度を制御する速度制御部として構成されていればよく、任意の構成を採用することができる。例えば、制駆動部１０４は、交流モータとインバータ装置の組合せで構成されたものでもよいし、直流モータと半導体、抵抗等の組合せで構成されたものでもよいし、磁力を制御することで速度を調節する機構で構成されたものでもよい。

［減速パターン生成部１０２の詳細な構成及び動作］
減速パターン生成部１０２は、減速度が異なる複数の減速パターンとして、固定減速パターンと、少なくとも１つの調整減速パターンとから停止目標位置までの各位置で速度が高い方の減速パターンを優先して組み合わせて、駅停車減速パターン１１２を生成する。

図２は、固定減速パターン１０、調整減速パターン２０及び駅停車減速パターン１１２の関係を示す図である。以下の説明（実施例１並びに後述する実施例２及び実施例３）では、調整減速パターンが１つである場合について説明する。

固定減速パターン１０は、所定の減速度に従って停止目標位置Ｐ１０に列車を停止させるように定められた減速パターンである。

調整減速パターン２０は、固定減速パターン１０における所定の減速度よりも大きな減速度に従って基準位置Ｐ２０に列車を停止させるように定められた減速パターンである。基準位置Ｐ２０は、減速パターン生成部１０２により動的に変更可能な任意の位置である。調整減速パターン２０の減速度は、上記のように、固定減速パターン１０の減速度よりも大きく設定されるが、非常ブレーキによる最大減速度よりも小さく設定されるのが好ましい。

減速パターン生成部１０２は、列車が駅停車減速パターン１１２の生成を開始する位置として予め定められた減速パターン生成位置Ｐ３０を通過したときに、固定減速パターン１０と調整減速パターン２０とから駅停車減速パターン１１２を生成する。そして、減速パターン生成部１０２は、停止目標位置Ｐ１０に対する到着目標時分までに残された残走行時分に応じて基準位置Ｐ２０を決定する。

ここで、到着目標時分は、列車が停止目標位置Ｐ１０である次駅に到着する際の目標となる時刻であり、運行ダイヤにて定められている。残走行時分は、基準時刻（例えば、現在時刻）から列車が到着目標時分通りに到着するまでに残された時間であり、基準時刻と到着目標時分との差分で計算される。

その際、減速パターン生成部１０２は、図２に示すように、列車の走行位置である減速パターン生成位置Ｐ３０と停止目標位置Ｐ１０との間において、固定減速パターン１０と調整減速パターン２０とが交点Ｐａで交差するように、基準位置Ｐ２０を決定する。したがって、駅停車減速パターン１１２は、図２の実線で示すように、交点Ｐａよりも停止目標位置Ｐ１０側の固定減速パターン１０と、交点Ｐａよりも減速パターン生成位置Ｐ３０側の調整減速パターン２０とを組み合わせたものとして生成される。

図３は、実施例１に係る減速パターン生成部１０２による駅停車減速パターン１１２の生成処理を示すフローチャートである。図３に示す生成処理は、減速パターン生成部１０２により列車の制御周期ごとに繰り返し実行される。

ステップ３０１では、現時点の走行位置が、減速パターン生成位置Ｐ３０を超えて停止目標位置Ｐ１０に近づいたか否かを判定する。その結果、「Ｙｅｓ」の場合はステップ３０２へ進み、「Ｎｏ」の場合は処理を終了する。

ステップ３０２では、現在時刻と停止目標位置Ｐ１０に対する到着目標時分とに基づいて残走行時分を計算し、ステップ３０３へ進む。

ステップ３０３では、初期の駅停車減速パターン１１２を生成し、ステップ３０４へ進む。

ステップ３０３で生成される初期の駅停車減速パターン１１２は、固定減速パターン１０と、予め設定された初期位置を基準位置Ｐ２０とする調整減速パターン２０とを組み合わせたものである。基準位置Ｐ２０の初期位置は、固定減速パターン１０と調整減速パターン２０とが交差する交点Ｐａが停止目標位置Ｐ１０と減速パターン生成位置Ｐ３０との間に入るような初期範囲内に設定される必要がある。このような初期範囲から初期位置が減速パターン生成位置Ｐ３０側に外れた場合には、どの位置においても調整減速パターン２０の速度が固定減速パターン１０の速度よりも低くなるため、基準位置Ｐ２０の変更により駅到着時分を調整できなくなるからである。

ステップ３０４では、ステップ３０３で生成された初期の駅停車減速パターン１１２（又は後述するステップ３０６で生成された変更後の駅停車減速パターン１１２）に追従して列車を減速させたときの走行シミュレーションを実施する。そして、現時点の走行位置（減速パターン生成位置Ｐ３０）から停止目標位置Ｐ１０に停止するまでの予測走行時分を計算し、ステップ３０５へ進む。

ステップ３０５では、ステップ３０４で計算した予測走行時分と、ステップ３０２で計算した残走行時分とを比較し、所定の定時到着条件として、予測走行時分が残走行時分以下であるか否かを判定する。その結果、「Ｎｏ」の場合はステップ３０６へ進み、「Ｙｅｓ」の場合はステップ３０７へ進む。

ステップ３０６では、基準位置Ｐ２０を停止目標位置Ｐ１０に近づけるように変更し、変更後の駅停車減速パターン１１２を生成し、ステップ３０４へ戻る。

ステップ３０６で生成される変更後の駅停車減速パターン１１２は、固定減速パターン１０と、停止目標位置Ｐ１０に近づけるように変更された基準位置Ｐ２０に列車を停止させる調整減速パターン２０とを組み合わせたものである。なお、基準位置Ｐ２０を変更する際の変更方法としては、例えば、予め設定された一定の距離分近づけてもよいし、停止目標位置Ｐ１０に近づくたびに近づける距離を長くしたり短くしたりしてもよいし、予測走行時分と残走行時分との差分値に比例して近づける距離を長くしたりしてもよい。

ステップ３０７では、ステップ３０５で予測走行時分が残走行時分以下であると判定された場合、ステップ３０３又はステップ３０６で駅停車減速パターン１１２を生成したときの基準位置Ｐ２０を最終的な基準位置Ｐ２０として決定し、そのときの駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力し、処理を終了する。

なお、図３に示す生成処理は、ステップ３０７にて駅停車減速パターン１１２がノッチ決定部１０３に出力されるまで繰り返し実行され、駅停車減速パターン１１２が出力された後は、列車が次駅（停止目標位置Ｐ１０）を通過するまで停止されるようにしてもよい。

また、ステップ３０１では、列車が減速パターン生成位置Ｐ３０を通過したことを条件としたが、例えば、走行中であることを条件としてもよいし、他の条件を採用してもよい。

さらに、ステップ３０６では、基準位置Ｐ２０を停止目標位置Ｐ１０に近づけるように変更したが、基準位置Ｐ２０の初期位置を停止目標位置Ｐ１０として、基準位置Ｐ２０を停止目標位置Ｐ１０から遠ざけるように変更してもよい。また、計画ランカーブ作成時の前提となる位置を基準位置Ｐ２０の初期位置としてもよいし、過去の走行実績で最も多く採用された位置を基準位置Ｐ２０の初期位置としてもよい。その場合には、遅着が見込まれる場合は、基準位置Ｐ２０を停止目標位置Ｐ１０に近づけるように変更し、早着が見込まれる場合は、基準位置Ｐ２０を停止目標位置Ｐ１０から遠ざけるように変更してもよい。

また、ステップ３０５では、所定の定時到着条件として、予測走行時分に対して上限値（残走行時分）を設定して遅着を防止するものであるが、予測走行時分に対して下限値をさらに設定して過度な早着を防止するようにしてもよい。例えば、所定の定時到着条件は、予測走行時分が残走行時分以下であり、かつ、残走行時分から所定の早着限界時分を減算した値以上であるか否かを判定するものでもよい。下限値の設定は、基準位置Ｐ２０を停止目標位置Ｐ１０から遠ざけるように変更する場合に特に有用である。

したがって、減速パターン生成部１０２は、列車がステップ３０３で生成された駅停車減速パターン１１２に追従して停止目標位置Ｐ１０に停止するまでの予測走行時分を算出し、当該予測走行時分と残走行時分とが所定の定時到着条件を満たすか否かを判定する判定処理（ステップ３０４、３０５）に応じて基準位置Ｐ２０を決定し、駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力する（ステップ３０７）。

そして、減速パターン生成部１０２は、その判定処理の結果、所定の定時到着条件を満たさないと判定した場合、基準位置Ｐ２０を変更して変更後の駅停車減速パターン１１２を生成し（ステップ３０６）、当該変更後の駅停車減速パターン１１２に基づく上記と同様の判定処理（ステップ３０４、３０５）に応じて基準位置Ｐ２０を決定し、駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力する（ステップ３０７）。

図４は、実施例１に係る減速パターン生成部１０２による駅停車減速パターン１１２の生成例を示す図である。

グラフ４０１は、列車が減速パターン生成位置Ｐ３０を通過したときに、予め設定された初期位置を基準位置Ｐ２０Ａとして、ステップ３０３で生成された初期の駅停車減速パターン１１２Ａを示す。

グラフ４０２は、グラフ４０１で示す初期の駅停車減速パターン１１２Ａに基づいて走行シミュレーション（ステップ３０４）を実施したときの結果として、現時点の走行位置（減速パターン生成位置Ｐ３０）から停止目標位置Ｐ１０に停止するまでの予測走行時分を示す。グラフ４０２では、停止目標位置Ｐ１０にて予測走行時分が残走行時分を上回るため、遅着の発生が見込まれる。

グラフ４０３は、ステップ３０６で生成された変更後の駅停車減速パターン１１２Ｂを示す。ここでの変更後の駅停車減速パターン１１２は、ステップ３０５にて予測走行時分が残走行時分以下であると判定されるまで基準位置Ｐ２０を停止目標位置Ｐ１０に近づけるように変更したものである。

グラフ４０４は、変更後の駅停車減速パターン１１２Ｂに基づいて走行シミュレーション（ステップ３０４）を実施したときの結果として、現時点の走行位置（減速パターン生成位置Ｐ３０）から停止目標位置Ｐ１０に停止するまでの予測走行時分を示す。グラフ４０４では、基準位置Ｐ２０Ｂが停止目標位置Ｐ１０に近づけられているため、固定減速パターン１０よりも減速度が大きな調整減速パターン２０に沿って列車が走行する時間が長くなり、遅着が解消されている。

以上のように、本実施例によれば、減速パターン生成部１０２が、残走行時分に応じて調整減速パターン２０の基準位置Ｐ２０を決定するので、列車が停止目標位置Ｐ１０に到着するときの駅到着時分を調整することが可能である。駅到着時分の調整に際して基準位置Ｐ２０の変更が列車の走行に与える影響は、減速度の大きな調整減速パターン２０から減速度の小さな固定減速パターン１０に切り替わるタイミングが変化するだけである。そのため、加加速度の変化が低減され、乗り心地の悪化を防止することができる。したがって、乗り心地を損なうことなく定時性を維持して列車を制御することができる。

（実施例２）
［列車定時到着支援装置１の構成］
図５は、実施例２に係る列車定時到着支援装置１の概略構成図である。列車定時到着支援装置１は、列車情報管理部１０１、減速パターン生成部５０２、ノッチ決定部１０３、制駆動部１０４、及び、シミュレーションデータベース１０５を備える。減速パターン生成部５０２以外の各部は、実施例１に係る列車定時到着支援装置１と同様に構成されているため、説明を省略する。

減速パターン生成部５０２は、走行位置及び速度で構成される位置速度情報１１１と、シミュレーション条件１１５とを入力し、残走行時分に応じて駅停車減速パターン１１２を生成し、ノッチ決定部１０３へ出力する。

［減速パターン生成部５０２の詳細な構成及び動作］
図６は、実施例２に係る減速パターン生成部５０２による駅停車減速パターン１１２の生成処理を示すフローチャートである。図６に示す生成処理は、減速パターン生成部５０２により列車の制御周期ごとに繰り返し実行される。

ステップ６０１では、固定減速パターン１０と、現時点における走行位置及び速度を起点とする調整減速パターン２０とから停止目標位置Ｐ１０までの各位置で速度が高い方の減速パターンを優先して組み合わせて、現時点以降の駅停車減速パターン１１２を生成し、ステップ６０２へ進む。このとき、調整減速パターン２０は、現時点の走行位置及び速度を起点とするため、調整減速パターン２０において速度０となる位置を基準位置Ｐ２０とみなすことができる。

ステップ６０２では、ステップ６０１で生成された駅停車減速パターン１１２に追従して列車を減速させたときの走行シミュレーションを実施する。そして、現時点の走行位置から停止目標位置Ｐ１０に停止するまでの予測走行時分を計算し、ステップ６０３へ進む。

ステップ６０３では、ステップ６０２で計算した予測走行時分と、残走行時分とを比較し、所定の定時到着条件として、予測走行時分が残走行時分以下であるか否かを判定する。その結果、「Ｙｅｓ」の場合はステップ６０４へ進み、「Ｎｏ」の場合は処理を終了する。

ステップ６０４では、ステップ６０１で生成された駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力し、処理を終了する。なお、ステップ６０３で「Ｎｏ」と判定された場合は遅着が見込まれるため、現時点ではステップ６０４に進まずに、上記のように、処理を終了する。そして、次回以降の制御周期の到来時点において、ステップ６０３で「Ｙｅｓ」と判定される場合にステップ６０４へ進み、その到来時点を現時点としてステップ６０１で生成された現時点以降の駅停車減速パターン１１２がノッチ決定部１０３へ出力されることになる。

なお、図６に示す生成処理は、ステップ６０４にて駅停車減速パターン１１２がノッチ決定部１０３に出力されるまで繰り返し実行され、駅停車減速パターン１１２が出力された後は、列車が次駅（停止目標位置Ｐ１０）を通過するまで停止されるようにしてもよい。

したがって、減速パターン生成部５０２は、固定減速パターン１０と、現時点における列車の走行位置及び速度を起点とする調整減速パターン２０とから現時点以降の駅停車減速パターン１１２を生成し（ステップ６０１）、当該駅停車減速パターン１１２に基づく当該現時点の判定処理（ステップ６０２、６０３）に応じて基準位置Ｐ２０を決定し、駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力する（ステップ６０４）。ここでの判定処理に応じて基準位置Ｐ２０を決定することとは、列車が現時点以降の駅停車減速パターン１１２に追従して停止目標位置Ｐ１０に停止するまでの予測走行時分と残走行時分とが所定の定時到着条件を満たすときに、現時点の走行位置及び速度を起点とする調整減速パターン２０において速度０となる位置を、基準位置Ｐ２０に決定することに相当する。

そして、減速パターン生成部５０２は、列車の制御周期の到来時点を現時点として、上記と同様の判定処理（ステップ６０２、６０３）を制御周期ごとに実行して基準位置Ｐ２０を決定し、駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力する（ステップ６０４）。

図７は、実施例２に係る減速パターン生成部５０２による駅停車減速パターン１１２の生成例を示す図である。

グラフ７０１は、列車の制御周期が到来した所定の時点において、ステップ６０１で生成された駅停車減速パターン１１２Ａを示す。

グラフ７０２は、グラフ７０１で示す駅停車減速パターン１１２Ａに基づいて走行シミュレーション（ステップ６０２）を実施したときの結果を示す。グラフ７０１、７０２の時点では、列車の走行位置Ｐ４０が停止目標位置Ｐ１０から離れている。そのため、グラフ７０２に示すように、列車がグラフ７０１で示す駅停車減速パターン１１２Ａに追従して減速した場合、停止目標位置Ｐ１０にて予測走行時分が残走行時分を上回るため（ステップ６０３で「Ｎｏ」）、遅着の発生が見込まれる。

グラフ７０３は、グラフ７０１の時点から所定回数の制御周期（例えば、１０秒相当）が経過した時点において、ステップ６０１で生成された駅停車減速パターン１１２Ｂを示す。

グラフ７０４は、グラフ７０３で示す駅停車減速パターン１１２Ｂに基づいて走行シミュレーション（ステップ６０２）を実施したときの結果を示す。グラフ７０３、７０４の時点では、列車の走行位置Ｐ４１が停止目標位置Ｐ１０に近づいている。そのため、グラフ７０４に示すように、列車がグラフ７０３で示す駅停車減速パターン１１２に追従して減速した場合、予測走行時分が残走行時分以下と判定される（ステップ６０３で「Ｙｅｓ」）。そのため、グラフ７０３、７０４の時点の調整減速パターン２０において速度０となる位置を基準位置Ｐ２０Ｂとして決定し、グラフ７０３で示す駅停車減速パターン１１２Ｂがノッチ決定部１０３へ出力される（ステップ６０４）ので、定時性を維持することが可能となる。

以上のように、本実施例によれば、制御周期の各時点（到来時点）において減速パターン生成部５０２が走行シミュレーションを実施する回数を１回に減らすことが可能である。そのため、駅停車減速パターン１１２を生成するための計算負荷を低減することができるとともに、実施例１と同様に、乗り心地を損なうことなく定時性を維持して列車を制御することができる。

（実施例３）
［列車定時到着支援装置１の構成］
図８は、実施例３に係る列車定時到着支援装置１の概略構成図である。列車定時到着支援装置１は、列車情報管理部１０１、減速パターン生成部８０２、ノッチ決定部１０３、制駆動部１０４、及び、減速パターンデータベース８０５を備える。減速パターン生成部８０２及び減速パターンデータベース８０５以外の各部は、実施例１に係る列車定時到着支援装置１と同様に構成されているため、説明を省略する。

減速パターン生成部８０２は、位置速度情報１１１と、減速パターンデータベース情報８１５とを入力し、残走行時分に応じて駅停車減速パターン１１２を生成し、ノッチ決定部１０３へ出力する。なお、減速パターン生成部８０２の詳細は後述する。

減速パターンデータベース８０５は、記憶部で構成されており、減速パターンデータベース情報８１５を減速パターン生成部８０２へ出力する。減速パターンデータベース８０５は、例えば、走行シミュレーションを事前に実施し、走行シミュレーションにより計算された計算結果により作成されたものである。

図９は、減速パターンデータベース情報８１５の一例を示すデータ構成図である。減速パターンデータベース情報８１５は、調整減速パターン基準位置テーブル９０１と、駅停車減速パターン速度テーブル９０２とから構成される。

調整減速パターン基準位置テーブル９０１は、列車が減速パターン生成位置Ｐ３０を通過する時点での速度（行方向に対応）及び残走行時分（列方向に対応）の各組み合わせから調整減速パターン２０の基準位置Ｐ２０が設定されたテーブルである。調整減速パターン基準位置テーブル９０１には、基準位置Ｐ２０を特定するデータとして、停止目標位置Ｐ１０から基準位置Ｐ２０までの距離が格納されている。

駅停車減速パターン速度テーブル９０２は、基準位置Ｐ２０（行方向に対応）ごとに、各走行位置（列方向に対応）に応じた速度が設定されたテーブルである。調整減速パターン２０の基準位置Ｐ２０が、例えば、「１０ｍ」であるときの駅停車減速パターン速度テーブル９０２の１列分のデータを参照すると、その一列分のデータは、固定減速パターン１０と、基準位置Ｐ２０が「１０ｍ」であるときの調整減速パターン２０とを組み合わせることによって生成された駅停車減速パターン１１２における各走行位置の速度を示す。

［減速パターン生成部８０２の詳細な構成及び動作］
図１０は、実施例３に係る減速パターン生成部８０２による駅停車減速パターン１１２の生成処理を示すフローチャートである。

ステップ１００１では、現時点の走行位置が、減速パターン生成位置Ｐ３０を超えて停止目標位置Ｐ１０に近づいたか否かを判定する。その結果、「Ｙｅｓ」の場合はステップ１００２へ進み、「Ｎｏ」の場合は処理を終了する。

ステップ１００２では、減速パターン生成位置Ｐ３０を通過した時点（現時点）における列車の速度を取得し、ステップ１００３へ進む。

ステップ１００３では、現在時刻と停止目標位置Ｐ１０に対する到着目標時分とに基づいて残走行時分を計算し、ステップ１００４へ進む。

ステップ１００４では、ステップ１００２で取得した速度と、ステップ１００３で計算した残走行時分との組み合わせに応じて調整減速パターン基準位置テーブル９０１を参照することによって基準位置Ｐ２０を決定し、ステップ１００５へ進む。

ステップ１００５では、ステップ１００４で決定した基準位置Ｐ２０に応じて駅停車減速パターン速度テーブル９０２を参照することによって駅停車減速パターン１１２を生成し、ステップ１００６へ進む。

ステップ１００６では、ステップ１００５で生成された駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力し、処理を終了する。

なお、図１０に示す生成処理は、ステップ１００６にて駅停車減速パターン１１２がノッチ決定部１０３に出力されるまで繰り返し実行され、駅停車減速パターン１１２が出力された後は、列車が次駅（停止目標位置Ｐ１０）を通過するまで停止されるようにしてもよい。

以上のように、本実施例によれば、減速パターン生成部１１０２が走行シミュレーションを実施することなく、駅停車減速パターン１１２を生成することが可能である。そのため、駅停車減速パターン１１２を生成するための計算負荷を低減することができるとともに、実施例１と同様に、乗り心地を損なうことなく定時性を維持して列車を制御することができる。

なお、本実施例では、基準位置Ｐ２０の決定と、駅停車減速パターン１１２の生成の両方とも、減速パターンデータベース情報８１５を参照することで実施したが、どちらか一方は、シミュレーションで実施するようにしてもよい。例えば、基準位置Ｐ２０の決定は、調整減速パターン基準位置テーブル９０１を参照して実施するが、駅停車減速パターン１１２の生成は、シミュレーションで実施してもよい。また、基準位置Ｐ２０の決定は、シミュレーションで実施するが、駅停車減速パターン１１２の生成は、駅停車減速パターン速度テーブル９０２を参照して実施してもよい。

（実施例４）
［列車定時到着支援装置１の構成］
図１１は、実施例４に係る列車定時到着支援装置１の概略構成図である。列車定時到着支援装置１は、列車情報管理部１０１、減速パターン生成部１１０２、ノッチ決定部１０３、制駆動部１０４、及び、シミュレーションデータベース１０５を備える。減速パターン生成部１１０２以外の各部は、実施例１に係る列車定時到着支援装置１と同様に構成されているため、説明を省略する。

減速パターン生成部１１０２は、位置速度情報１１１と、シミュレーション条件１１５とを入力し、残走行時分に応じて駅停車減速パターン１１２を生成し、ノッチ決定部１０３へ出力する。

［減速パターン生成部１１０２の詳細な構成及び動作］
減速パターン生成部１１０２は、減速度が異なる複数の減速パターンとして、固定減速パターン１０と、複数の調整減速パターン（図１２に例示する調整減速パターン２１、２２）とから停止目標位置Ｐ１０までの各位置において速度が高い方の減速パターンを優先して組み合わせて、駅停車減速パターン１１２を生成する。

図１２は、固定減速パターン１０、２つの調整減速パターン２１、２２及び駅停車減速パターン１１２の関係を示す図である。以下の説明では、調整減速パターンが２つである場合について説明する。なお、固定減速パターン１０は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。

調整減速パターンは、第１の調整減速パターン２１と、第２の調整減速パターン２２とからなる。第１の調整減速パターン２１は、固定減速パターン１０の減速度よりも大きな減速度に従って第１の基準位置Ｐ２１に列車を停止させるように定められた減速パターンである。第２の調整減速パターン２２は、第１の調整減速パターン２１よりも大きな減速度に従って第２の基準位置Ｐ２２に列車を停止させるように定められた減速パターンである。第１の基準位置Ｐ２１及び第２の基準位置Ｐ２２は、減速パターン生成部１１０２により動的に変更可能な任意の位置である。

減速パターン生成部１１０２は、減速度が異なる複数の調整減速パターンを列車側から減速度の高い順に組み合わせる場合、減速度の高い第２の調整減速パターン２２の第２の基準位置Ｐ２２を、減速度の低い第１の調整減速パターン２１の第１の基準位置Ｐ２１よりも停止目標位置Ｐ１０から遠い位置に決定する。そして、減速パターン生成部１１０２は、その決定した第１の基準位置Ｐ２１及び第２の基準位置Ｐ２２に列車を停止させるようにそれぞれ定められた第１の調整減速パターン２１及び第２の調整減速パターン２２と、固定減速パターン１０とから駅停車減速パターン１１２を生成する。これにより、列車が駅停車減速パターン１１２に追従して減速したときに、減速度が徐々に低くなるように切り替わるので、加加速度の変化が低減される。

その際、減速パターン生成部１１０２は、図１２に示すように、列車の走行位置と停止目標位置Ｐ１０との間において、固定減速パターン１０と第１の調整減速パターン２１とが交点Ｐａで交差するとともに、第１の調整減速パターン２１と第２の調整減速パターン２２とが交点Ｐｂで交差するように、第１の基準位置Ｐ２１及び第２の基準位置Ｐ２２を決定する。したがって、駅停車減速パターン１１２は、交点Ｐａよりも停止目標位置Ｐ１０側の固定減速パターン１０と、交点Ｐａと交点Ｐｂの間の第１の調整減速パターン２１と、交点Ｐｂよりも減速パターン生成位置Ｐ３０側の第２の調整減速パターン２２とを組み合わせたものとして生成される。

図１３は、実施例４に係る減速パターン生成部１１０２による駅停車減速パターン１１２の生成処理を示すフローチャートである。図１３に示す生成処理は、減速パターン生成部１１０２により列車の制御周期ごとに繰り返し実行される。

ステップ１３０１では、列車が固定減速パターン１０、第１の調整減速パターン２１、第２の調整減速パターン２２のいずれにも追従していない状態であるか否かを判定する。その結果、「Ｙｅｓ」の場合はステップ１３０２へ進み、「Ｎｏ」の場合はステップ１３０６へ進む。

ステップ１３０２では、固定減速パターン１０と、予め設定された初期位置を第１の基準位置Ｐ２１とする第１の調整減速パターン２１と、現時点における走行位置及び速度を起点とする第２の調整減速パターン２２とから現時点以降の駅停車減速パターン１１２を生成し、ステップ１３０３へ進む。このとき、第２の調整減速パターン２２は、現時点の走行位置及び速度を起点とするため、第２の調整減速パターン２２において速度０となる位置を第２の基準位置Ｐ２２とみなすことができる。

ステップ１３０３では、ステップ１３０２で生成された駅停車減速パターン１１２に追従して列車を減速させたときの走行シミュレーションを実施し、現時点の走行位置から停止目標位置Ｐ１０に停止するまでの予測走行時分を計算し、ステップ１３０４へ進む。

ステップ１３０４では、ステップ１３０３（又は後述するステップ１３０８）で計算した予測走行時分と、残走行時分とを比較し、所定の定時到着条件として、予測走行時分が残走行時分以下であるか否かを判定する。その結果、「Ｙｅｓ」の場合はステップ１３０５へ進み、「Ｎｏ」の場合は処理を終了する。

ステップ１３０５では、ステップ１３０２（又は後述するステップ１３０７）で生成された駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力し、処理を終了する。

ステップ１３０６では、列車が第２の調整減速パターン２２に追従している状態であるか否かを判定する。その結果、「Ｙｅｓ」の場合はステップ１３０７へ進み、「Ｎｏ」の場合は固定減速パターン１０又は第１の調整減速パターン２１のいずれかに追従している状態であり、駅停車減速パターン１１２の生成は必要ないため、処理を終了する。

ステップ１３０７では、固定減速パターン１０と、現時点の走行位置及び速度を起点とする第１の調整減速パターン２１とから現時点以降の駅停車減速パターン１１２を生成し、ステップ１３０８へ進む。このとき、第１の調整減速パターン２１は、現時点の走行位置及び速度を起点とするため、第１の調整減速パターン２１において速度０となる位置を第１の基準位置Ｐ２１とみなすことができる。

ステップ１３０８では、ステップ１３０７で生成された駅停車減速パターン１１２に追従して列車を減速させたときの走行シミュレーションを実施し、現時点の走行位置から停止目標位置Ｐ１０に停止するまでの予測走行時分を計算し、ステップ１３０４へ進む。ステップ１３０４以降の処理は上記と同様のため、説明を省略する。

なお、図１３に示す生成処理は、ステップ１３０７で生成された駅停車減速パターン１１２がステップ１３０５にてノッチ決定部１０３に出力されるまで繰り返し実行され、駅停車減速パターン１１２が出力された後は、列車が次駅（停止目標位置Ｐ１０）を通過するまで停止されるようにしてもよい。

したがって、減速パターン生成部１１０２は、列車が現時点でいずれの調整減速パターンにも追従していないとき（ステップ１３０１で「Ｙｅｓ」）、減速度の最も高い第２の調整減速パターン２２の第２の基準位置Ｐ２２を決定すべく、現時点における走行位置及び速度を起点とする第２の調整減速パターン２２に基づき現時点以降の駅停車減速パターン１１２を生成する（ステップ１３０２）。そして、減速パターン生成部１１０２は、当該駅停車減速パターン１１２に基づく判定処理（ステップ１３０３、１３０４）に応じて第２の基準位置Ｐ２２を決定し、駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力する（ステップ１３０５）。

また、減速パターン生成部１１０２は、列車が現時点でいずれかの調整減速パターンとして、例えば、第２の調整減速パターン２２に追従しているとき、当該第２の調整減速パターン２２の次に減速度の高い第１の調整減速パターン２１の第１の基準位置Ｐ２１を決定すべく、現時点における走行位置及び速度を起点とする第１の調整減速パターン２１に基づき現時点以降の駅停車減速パターン１１２を生成する（ステップ１３０７）。そして、減速パターン生成部１１０２は、当該駅停車減速パターン１１２に基づく判定処理（ステップ１３０８、１３０４）に応じて第１の基準位置Ｐ２１を決定し、駅停車減速パターン１１２をノッチ決定部１０３へ出力する（ステップ１３０５）。

以上のように、本実施例によれば、外乱等の影響によって駅停車減速パターン１１２への追従性が悪い状況であっても、減速度が異なる複数の調整減速パターンを用いることにより停止目標位置Ｐ１０に近づきながら駅到着時分を複数回調整することが可能である。その際、減速度は徐々に低くなるように切り替わるので、加加速度の変化が低減される。したがって、実施例１と同様に、乗り心地を損なうことなく定時性を維持して列車を制御することができる。

また、本実施例によれば、制御周期の各時点（到来時点）において減速パターン生成部１１０２が走行シミュレーションを実施する回数を１回に減らすことが可能である。そのため、実施例２と同様に、駅停車減速パターン１１２を生成するための計算負荷を低減することができる。

（補足事項）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、特定の実施例に係る構成の一部を、他の実施例に係る構成に追加又は置換することが可能である。

例えば、各実施例では、列車定時到着支援装置が列車に搭載された構成とした。これに対し、列車定時到着支援装置は、地上に設置された構成でもよく、その場合には、列車定時到着支援装置が、減速パターン生成部により生成された駅停車減速パターンを列車に送信するようにすればよい。

また、各実施例では、減速パターン生成部が、固定減速パターンと調整減速パターンとを組み合わせた駅停車減速パターンをノッチ決定部へ出力する構成とした。これに対し、減速パターン生成部が、固定減速パターンと調整減速パターンとの両方をノッチ決定部へ出力し、ノッチ決定部で固定減速パターン及び調整減速パターンのうち速度の高い方に追従するよう制御する構成としてもよい。

また、各実施例では、減速パターン生成部が、残走行時分に応じて調整減速パターンの基準位置を決定（変更）する構成とした。これに対し、減速パターン生成部は、基準位置だけでなく、残走行時分に応じて調整減速パターンの減速度を決定（変更）する構成としてもよい。

また、第１乃至第３実施例では、減速パターン生成部は、固定減速パターンと、１つの調整減速パターンとを組み合わせて駅停車減速パターンを生成する例を中心に説明した。これに対し、第１乃至第３実施例において、減速パターン生成部は、固定減速パターンと、減速度の異なる複数の調整減速パターンとを組み合わせて駅停車減速パターンを生成してもよい。その際、減速パターン生成部は、減速度の高い方の調整減速パターンの基準位置を、減速度の低い方の調整減速パターンの基準位置よりも停止目標位置から遠い位置に決定するようにすればよい。

また、第４実施例では、減速パターン生成部は、固定減速パターン１０と、減速度の異なる２つの調整減速パターンとを組み合わせて駅停車減速パターンを生成する例を中心に説明した。これに対し、第４実施例において、駅停車減速パターンが、固定減速パターンと、減速度の異なる３つ以上の調整減速パターンとを組み合わせて駅停車減速パターンを生成してもよい。

１…列車定時到着支援装置
１０１…列車情報管理部
１０２、５０２、８０２、１１０２…減速パターン生成部
１０３…ノッチ決定部（列車制御部）
１０４…制駆動部
１０５…シミュレーションデータベース
８０５…減速パターンデータベース（記憶部）

Claims (4)

1. 所定の減速度に従って停止目標位置に列車を停止させる固定減速パターンと、前記所定の減速度よりも大きな減速度に従って前記停止目標位置より前記列車側に近い基準位置に前記列車を停止させる調整減速パターンとから、前記停止目標位置までの各位置で速度が高い方の減速パターンを優先して組み合わせて駅停車減速パターンを生成する減速パターン生成部と、
   前記減速パターン生成部から出力された前記駅停車減速パターンに追従して前記列車を制御する列車制御部と
   を備え、
   前記減速パターン生成部は、
   前記固定減速パターンと、現時点における前記列車の走行位置及び速度を起点とする前記調整減速パターンとから、前記現時点以降の前記駅停車減速パターンを生成し、当該駅停車減速パターンに追従して前記列車が前記現時点の走行位置から前記停止目標位置に停止するまでの予測走行時分を算出し、当該予測走行時分と前記停止目標位置に対する到着目標時分までに残された残走行時分とが所定の定時到着条件を満たすか否かを判定し、前記定時到着条件を満たす場合には、生成した前記駅停車減速パターンを前記列車制御部へ出力する
   ことを特徴とする列車定時到着支援装置。
2. 請求項１に記載の列車定時到着支援装置であって、
   前記減速パターン生成部は、
   前記調整減速パターンとして、前記減速度が異なる複数の前記調整減速パターンを組み合わせる場合、
   前記列車が現時点で前記複数の調整減速パターンのいずれにも追従していないときには、前記固定減速パターンと、当該現時点における前記列車の走行位置及び速度を起点とし前記減速度の最も高い前記調整減速パターンと、当該調整減速パターンの次に前記減速度が順に高く前記基準位置が順に前記停止目標位置に近い前記調整減速パターンとから、当該現時点以降の前記駅停車減速パターンを生成し、
   前記列車が現時点で前記複数の調整減速パターンのいずれかに追従しているときには、前記固定減速パターンと、当該現時点における前記列車の走行位置及び速度を起点とし当該追従している調整減速パターンに対して前記減速度が次に高く前記基準位置が前記停止目標位置により近い前記調整減速パターンとから、当該現時点以降の前記駅停車減速パターンを生成する
   ことを特徴とする列車定時到着支援装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の列車定時到着支援装置であって、
   前記減速パターン生成部は、
   前記列車の制御周期の到来時点を前記現時点として、前記駅停車減速パターンに基づき前記判定をする処理を前記制御周期ごとに実行する
   ことを特徴とする列車定時到着支援装置。
4. 所定の減速度に従って停止目標位置に列車を停止させる固定減速パターンと、前記所定の減速度よりも大きな減速度に従って前記停止目標位置より前記列車側に近い基準位置に前記列車を停止させる調整減速パターンとから、前記停止目標位置までの各位置で速度が高い方の減速パターンを優先して組み合わせて駅停車減速パターンを生成する減速パターン生成部と、
   前記減速パターン生成部から出力された前記駅停車減速パターンに追従して前記列車を制御する列車制御部と、
   前記停止目標位置よりも前記列車側に位置する減速パターン生成位置を前記列車が通過した時点での当該列車の速度と前記停止目標位置に対する到着目標時分までに残された残走行時分との各組み合わせから前記基準位置が設定された第１のテーブルおよび前記基準位置ごとに前記列車の走行位置に応じて前記列車の速度が設定された第２のテーブルを記憶する記憶部と
   を備え、
   前記減速パターン生成部は、
   前記列車が前記減速パターン生成位置を通過した時点における前記列車の速度と前記残走行時分とに応じて前記第１のテーブルを参照して前記基準位置を取得し、取得した当該基準位置に基づいて前記第２のテーブルを参照して前記列車の走行位置に応じた前記列車の速度を取得して前記駅停車減速パターンを生成する
   ことを特徴とする列車定時到着支援装置。

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