JPH0516808A - 列車運行管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイヤ乱れ時に使用電力量を考慮したダイヤ
変更を行なうことにより電力量超過料金の削減を実現す
る。 【構成】 ダイヤが乱れた時には、実績に応じた予測ダ
イヤによって各変電所の使用電力量を予測し、その予測
値から電力量超過の判定を行ない、超過の場合には自動
的に対象区間および時間内の負荷を削減するようにダイ
ヤ変更を行なうようにすることにより、電力会社との契
約電力量に対する電力量超過料金の支払を削減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、列車運行管理システ
ムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気鉄道などの電気を動力源とす
る列車に対する運行を管理する列車運行管理システムに
おいては、何らかの原因によってダイヤが乱れた時に
は、運行管理システムにおけるダイヤを適宜に変更して
対応するようにしている。

【０００３】通常、このダイヤの変更には、単純にだん
ご運転防止の観点から駅着発時刻をずらしたり、列車速
度を低くしたりするなどの運転整理が行なわれるが、こ
のような運転整理は、単にダイヤの乱れの早期解決を目
的としているだけであるために、その際の使用電力量の
増大を考慮することはなかった。そのために、ダイヤ乱
れが生じて運転整理を行なったとしても、ある区間の列
車密度が高くなる場合には、該当区間の使用電力量が短
時間に集中し、この結果として、電力会社と３０分デマ
ンドの契約をしている場合には、デマンドオーバーとな
ることが多く、電力量超過料金を支払わなければならな
くなる問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の列
車運行管理システムでは、ダイヤ乱れが発生した時に
は、早期ダイヤ回復のための処置をとるだけであって使
用電力量がデマンドオーバーにならないように配慮する
ことはなされておらず、場合によってデマンドオーバー
により電力会社に超過料金を支払わなければならなくな
る問題点があった。

【０００５】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、ダイヤ乱れ時に使用電力量を考慮し
たダイヤ変更を行なうことにより、電力量超過料金の削
減を実現することができる列車運行管理システムを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の列車運行管理
システムは、対象路線の各列車の位置、駅着発時刻など
の所定の運転情報を監視し、ダイヤの実績値を求める運
行監視部と、ダイヤ変更などの操作入力を行なうための
操作部と、前記運行監視部からのダイヤの実績値と前記
操作部からのダイヤ変更情報に基づいて以後のダイヤを
予測し、実行ダイヤを変更するダイヤ管理部と、前記ダ
イヤ管理部によって変更した実行ダイヤを記憶するダイ
ヤ記憶部と、前記ダイヤ記憶部に記憶している実行ダイ
ヤを各変電所の一定時間の使用電力量によって評価し、
あらかじめ設定されている所定電力量を超過する見込み
がある場合に、前記ダイヤ管理部に対して運転調整指令
を出力するダイヤ評価部と、前記ダイヤ管理部により変
更された実行ダイヤに基づき、対象路線の各列車に対す
る進路および駅着発時刻の制御を行なう着発進路制御部
とを備え、正規のダイヤが乱れた時に、実績に応じた予
測ダイヤにより各変電所の使用電力量の予測を行ない、
予測ダイヤに従って運行しようとする時に、ある変電所
の一定時間の使用電力量が所定電力量を超過する見込み
がある場合に、使用電力量を軽減するために時隔調整、
運転速度制限などの運転調整を該当区間、時間帯に対し
て行なうことにより、使用電力量のピークカットを行な
うようにしたものである。

【０００７】また、この発明の列車運行管理システム
は、前記ダイヤ評価部を、変電所が供給する電力を測定
する電力計と、この変電所が電力を供給して列車が走行
する軌道を閉塞区間単位で列車の存在を検出する軌道回
路と、前記電力計が単位電力量を出力するパルス信号と
前記軌道回路から列車の存在信号を入力して現在時刻よ
り所定時分以前の過去３０分間の使用電力量とこの使用
電力量の増加率を推定する電力量算出部と、この電力量
算出部から出力された過去３０分間の電力量と増加率を
入力して適切な駅出発抑止時分を推論し、その推論結果
を出力するファジィ推論部とから構成し、このダイヤ評
価部による演算によって得られた推論結果に基づき、着
発進路制御部が常時、３０分電力量が所定電力量を超過
しないように列車運行を制御するようにすることができ
る。

【０００８】

【作用】この発明の列車運行管理システムでは、運行監
視部によって対象路線の各列車の位置、駅着発時刻など
の所定の運転情報を監視してダイヤの実績値を求め、ダ
イヤ管理部によって、運行監視部からのダイヤの実績値
と操作部からのダイヤ変更情報入力に基づいて以後のダ
イヤを予測し、実行ダイヤを変更し、この変更した実行
ダイヤをダイヤ記憶部に記憶する。

【０００９】そして、ダイヤ評価部において、ダイヤ記
憶部に記憶している実行ダイヤを各変電所の一定時間の
使用電力量によって評価し、あらかじめ設定されている
所定電力量を超過する見込みがある場合に、ダイヤ管理
部に対して運転調整指令を出力し、ダイヤ管理部の実行
ダイヤを改めて変更させる。そして、着発進路制御部に
よって、この変更後の実行ダイヤに基づき、対象路線の
各列車に対する進路および駅着発時刻の制御を行なう。

【００１０】こうして、正規のダイヤが乱れた時に、実
績に応じた予測ダイヤにより各変電所の使用電力量の予
測を行ない、ダイヤがある変電所の一定時間の使用電力
量が所定電力量を超過する見込みがある場合に、使用電
力量を軽減するために時隔調整、運転速度制限などの運
転調整を該当区間、時間帯に対して行なうことにより、
使用電力量のピークカットを行なうことができる。

【００１１】また、この発明の列車運行管理システムで
は、前記ダイヤ評価部にファジィ推論機能を持たせるこ
とにより、電力量算出部から出力された過去３０分間の
電力量と増加率を入力して適切な駅出発抑止時分を推論
し、このダイヤ評価部による推論結果に基づき、着発進
路制御部が常時、３０分電力量が所定電力量を超過しな
いように列車運行を制御することができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。

【００１３】図１はこの発明の一実施例の列車運行管理
システムの機能ブロック図であり、この実施例の列車運
行管理システムは、対象路線の各列車の位置、駅着発時
刻などの所定の運転情報を監視し、ダイヤの実績値を求
める運行監視部１と、ダイヤ変更などの操作入力を行な
うための操作部２と、運行監視部１からのダイヤの実績
値と操作部２からのダイヤ変更情報に基づいて以後のダ
イヤを予測し、実行ダイヤを変更するダイヤ管理部３
と、ダイヤ管理部３によって変更した実行ダイヤを記憶
するダイヤ記憶部４を備えている。

【００１４】また、ダイヤ記憶部４に記憶している実行
ダイヤを各変電所の一定時間の使用電力量によって評価
し、あらかじめ設定されている所定電力量を超過する見
込みがある場合に、ダイヤ管理部３に対して運転調整指
令を出力するダイヤ評価部５と、ダイヤ管理部３により
変更された実行ダイヤに基づき、対象路線の各列車に対
する進路および駅着発時刻の制御を行なう着発進路制御
部６を備えている。

【００１５】図２は、図１に示す列車運行管理システム
の各部のさらに詳しい構成を示しており、ダイヤ管理部
３は、運行監視部１で求めたダイヤの実績値を記憶する
実績ダイヤ記憶部３１と、実績ダイヤ記憶部３１に記憶
するダイヤの実績値に基づき、現時点以降のダイヤを予
測するダイヤ予測部３２と、計画ダイヤを記憶する計画
ダイヤ記憶部３３と、ダイヤ予測部３２の予測ダイヤに
より計画ダイヤ記憶部３３の計画ダイヤを基にして、ま
たは操作部２からの入力により、現時点以降の仮の実行
ダイヤを編集するダイヤ変更部３４と、最終的に実行す
るダイヤを調整するダイヤ調整部３５を備えている。

【００１６】また、ダイヤ記憶部４は、ダイヤ変更部３
４により編集された仮の実行ダイヤを記憶する仮実行ダ
イヤ記憶部４１と、この仮実行ダイヤ記憶部４１に記憶
する仮の実行ダイヤに対して、後述するようにダイヤ評
価部５によって評価された結果に基づいて実行ダイヤを
切り換えるダイヤ切換部４２と、実際に実行されるダイ
ヤを記憶する実行ダイヤ記憶部４３とを備えている。

【００１７】ダイヤ評価部５は、各変電所のき電範囲内
の３０分などの一定時間に走行する車両数×走行距離を
負荷指標値として求める負荷指標算出部５１と、求めら
れた負荷指標値と使用電力量との対応テーブルや負荷指
標値を増減させる補正テーブルを記憶する換算データ記
憶部５２を備えている。また、求められた各変電所の負
荷指標値から勾配、停車駅数、列車種別などの仮実行ダ
イヤやき電区間の属性により負荷指標値を増減させるた
めに、換算データ記憶部５２に記憶されている補正テー
ブルに基づいて補正を行ない、補正された負荷指標値を
換算データ記憶部５２に記憶している負荷指標値と使用
電力量の対応テーブルを基にして使用電力量に換算する
指標換算部５３を備えている。さらに、この指標換算部
５３において求められた各変電所ごとの予測使用電力量
を契約電力量などの所定電力量と比較し、電力量の超過
を判定する電力超過判定部５４を備えている。

【００１８】そして、着発進路制御部６は、実行ダイヤ
記憶部４３に記憶される実行ダイヤに基づいて対象路線
の各列車に対する進路や駅の着発時刻の制御を行なうよ
うになっており、また、ダイヤ調整部３５は、電力超過
判定部５４の判定が所定電力量超過の場合に、対象変電
所のき電範囲内の一定時間における列車の運転時隔を一
定時隔以上にして列車密度を低下させたり、列車速度制
限をしたりすることによる運転調整により、仮実行ダイ
ヤ記憶部４１に記憶されているダイヤを調整するように
なっている。

【００１９】次に、上記の構成の列車運行管理システム
の動作について説明する。

【００２０】ダイヤ記憶部４の仮実行ダイヤ記憶部４１
に記憶する仮の実行ダイヤは、従来のダイヤ乱れが発生
した時に行なうのと同じようにして、正規のダイヤに対
して遅れが発生した時に、運行管理者がその運行の遅れ
を回復するために必要な復旧ダイヤとして構成し、これ
を仮実行ダイヤ記憶部４１に記憶する。

【００２１】ダイヤ評価部５は、一定周期で以下に述べ
る処理を各変電所別に一定周期で実行し、仮の実行ダイ
ヤを評価する。

【００２２】図４（ａ）は、横軸が時間、縦軸が距離に
相当する運行図表で表現したダイヤであり、この図にお
いて、１変電所のき電範囲と予測時間の範囲は、斜線を
施した範囲となる。したがって、１変電所のき電範囲内
の３０分の一定時間に走行する車両数×走行距離を負荷
指標値とする車両キロは、近似的に、この範囲内の各列
車の線の距離方向の長さから走行距離を求め、その列車
の車両数と掛け合わせることによって求められる。この
ようにして、負荷指標算出部５１は、各列車の車両数と
の対応テーブルを持つなどすることにより、１変電所の
車両キロを求めることができる（図３におけるステップ
Ｓ１）。

【００２３】なお、運行図表の距離方向の長さが走行距
離と一定比率の場合だけでなく、運行図表の距離方向の
長さが駅間によって実際の走行距離との縮尺度が異なる
ような場合にも、一定の論理に従って上り勾配などで走
行時間が長くかかる区間については距離方向の長さが長
めになっていれば、走行距離に相当する数値は、単純に
各列車の線の距離方向の長さにすれば、走行時間が長く
かかる分の負荷の増大が反映されるので用いることがで
きる。

【００２４】一般的に、使用電力量と車両キロとの相関
度は高いのであるが、他の要因によって誤差が生じるこ
とがある。そこで、この実施例では、指標換算部５３が
他の要因によって上記の指標値の補正を行なう（ステッ
プＳ２）。この補正の方式としては、例えば、電車は駅
停車からの出発時に加速のためより多くの電力を消費す
るので、上記の対象範囲内の駅出発回数に応じ、上記に
よって求められた指標値に一定値を加算したり、あるい
は一定率を乗じたりして補正する方式がとられる。ま
た、後述する第２実施例のように、ルールベースにより
補正する方式も有効である。そして、この補正のための
データやルールは、換算データ記憶部５２に記憶したも
のを使用する。

【００２５】次に、指標換算部５３が、上記のようにし
て求められた指標値を使用電力量に変換する。この変換
は、換算データ記憶部２に記憶する実測などで求められ
た指標値と使用電力量との対応テーブルの検索などによ
って容易に実現できる（ステップＳ３）。

【００２６】次に、電力超過判定部５４が、上記のよう
にして求めた予測使用電力量が制限電力量を超過するか
どうかの判定を行なう（ステップＳ４）。この判定は、
単純に各変電所ごとに記憶した制限電力量と比較する方
法による。なお、この記憶する制限電力量は、電力会社
との契約方法に基づいて異なる態様となるが、例えば、
１回超過しても、以後一定期間の間にその超過値を超え
なければ違約とならないような場合には、超過実績値に
より可変とすることが有効である。

【００２７】電力超過判定部５４は、判定の結果、超過
しないとなった場合には、ダイヤ切換部４２に仮実行ダ
イヤ記憶部４１に記憶するダイヤを実行ダイヤとするよ
うに指示し、実行ダイヤ記憶部４３は仮実行ダイヤ記憶
部４１に記憶する仮実行ダイヤを実行ダイヤとして記憶
するように指示する（ステップＳ６）。

【００２８】一方、電力超過判定部５４が、判定の結
果、超過するということになった場合には、電力超過判
定部５４は、ダイヤ調整部３５に対してダイヤの再調整
を指示する。そこで、ダイヤ調整部３５は、仮実行ダイ
ヤ記憶部４１に記憶する仮実行ダイヤを次のように調整
し、再調整したダイヤを改めて仮実行ダイヤ記憶部４１
に記憶する。

【００２９】負荷削減のためのダイヤ調整方式として
は、例えば、対象範囲内の列車に対して速度制限を指示
したり、列車の運転時隔を一定以上に長くしたりするこ
とができる。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示したダイヤ
に対して、ａ駅において時間ｔの間隔を時隔ｔ′になる
ように調整した例を示している。

【００３０】このようにして、時間調整を行なった後、
このダイヤを実行ダイヤとして実行ダイヤ記憶部４３に
記憶させ、着発進路制御部６によりこの実行ダイヤに基
づいて運転調整を行ない、使用電力量が契約電力量を超
過しない範囲でダイヤ復旧に必要な運転調整を行なうの
である（ステップＳ５）。

【００３１】このようにして、ダイヤ乱れが発生した場
合には、仮実行ダイヤを組んで指標値の評価を行ない、
予測使用電力量が電力会社との契約電力量を超過しない
かどうか判定し、超過する恐れがあればさらに仮実行ダ
イヤを再調整することにより契約電力量以上の電力を使
用しない範囲で列車運行ができるような実行ダイヤを組
んで運転調整を行なうのである。そして、このようにす
れば、使用電力量は運転状況や線路条件など様々な要因
によって変化するものであるが、指標換算部５３による
指標値の補正はこのような様々な要因を反映することが
できるために、柔軟な対応ができるようになる。また、
電力利用制限を超過すると判定されれば、ダイヤ調整部
３５によって自動的にダイヤ変更を行なうことにより、
迅速に負荷の軽減が図れることになる。

【００３２】なお、この発明は上記の実施例に限定され
ることはなく、例えば、負荷指標算出部５１が求める負
荷指標を車両キロ相当としたが、他のものであってもよ
い。例えば、各列車種別ごと位置−使用電力の関係が分
かっているなど、任意の走行区間に対応した使用電力量
が分かる場合には、直接、使用電力量を負荷指標として
もよい。また、上記実施例では、負荷指標の車両キロ相
当を、指標換算部５３が使用電力量に変換する方法とし
ているが、逆に制限電力量を負荷指標の車両キロ相当に
変換しておき、電力超過判定部５４がその負荷指標によ
って電力量の超過を判定するようにしてもよい。

【００３３】さらに、ダイヤ調整部３５のダイヤ変更
は、操作部２などに変更案を表示し、運行管理者が確
認、変更を判断して入力してダイヤ変更案とするような
方式とすることもできる。また、ダイヤ調整部３５によ
るダイヤ変更は、ダイヤ変更部３４によって行なうよう
にしてもよい。

【００３４】次に、この発明の他の実施例として、ダイ
ヤ評価部にファジィ推論機能を用いた列車運行管理シス
テムについて説明する。

【００３５】この実施例の列車運行管理システムでは、
電力量算出部が、変電所の供給電力を電力計を介して単
位電力量をパルス信号として取り込み、現在から過去３
０分間の電力量を単位時間ごとに積算し、この３０分電
力量を過去１０分間程度分、１分間単位で記憶しておい
て、順次、分間単位で記憶更新し、一方、列車の有無を
検出する軌道回路によって在線状況を入力し、列車が変
電所区間を進出完了した時に、次の後続列車が変電所区
間を進出完了するまでの時刻ａを予測し、３０分電力量
の過去１０分程度の電力量の変動の推移から、最小２乗
法により時刻ａにおける３０分電力量と増加率を算出す
る。そして、ファジィ推論部では、３０分電力量と増加
率を入力して、適正な駅出発抑止時分をファジィ推論に
よって求め、これを着発進路制御部に出力し、運行管理
を行なう。

【００３６】図５は、この実施例の機能ブロック図であ
り、変電所１０１は供給電力を軌道トランス１０２に加
え、降圧して電車線１０３に接続し、列車Ｔ１〜Ｔ４に
はパンタグラフ１０４を介して電力が供給されるように
なっている。変電所１０１の電力が供給される範囲は、
電車線１０３に設けられたエアセクション１０５，１０
６で区切られ、その間に、軌道１０７を閉塞単位で区切
られた軌道回路ＴＲ１〜ＴＲ１４が存在し、各々電力量
算出部１０８へ接続されている。

【００３７】一方、変電所１０１と軌道トランス１０２
との間に接続され、または挿入された計器用変圧器１０
９および変流器１１０を介して変電所１０１からの電
圧、電流が電力計１１１に供給され、電力計１１１は単
位電力量（例えば、１０００ＫＷ）に達すると、パルス
信号を電力量算出部１０８へ出力するようになってい
る。

【００３８】電力量算出部１０８はまた、時計装置１１
２より絶対時刻または１秒パルスを取り込むようになっ
ている。そして、電力量算出部１０８は、１つの列車が
変電所１０１からの供給区間を通過した直後に次の後続
列車が同区間を通過するであろう時刻ｔｓでの３０分電
力量と増加率を算出してファジィ推論部１１３へ出力
し、ファジィ推論部１１３より時刻ｔｓと現在時刻ｔｔ
との差、いわゆる通過間隔ＤＴを出力するようになって
いる。

【００３９】図６に、上記の電力量算出部１０８とファ
ジィ推論部１１３の詳しい内部構成が示されている。電
力量算出部１０８では、電力計１１１からのパルス入
力、軌道回路ＴＲ１〜ＴＲ１４の列車在線信号と時計装
置１１２から１秒パルスおよび絶対時刻（時、分、秒）
がそれぞれディジタル入力インターフェースＤＩを介し
てバス上に取り込まれ、マイクロプロセッサμＰＵによ
るプログラム動作でメモリＲＡＭに書き込まれる。

【００４０】プログラムや固定データは、メモリＲＯＭ
にあらかじめ書き込まれており、マイクロプロセッサμ
ＰＵで１ステップごとに解読実行され、逐次処理が行な
われる。

【００４１】一方、３０分電力量Ｗと増加率ｗ′は、デ
ィジタル出力インターフェースＤＯを介してファジィ推
論部１１３へ出力される。なお、ディジタル出力インタ
ーフェースＤＯを介して通過間隔ＤＴを出力することに
ついては、後述する。

【００４２】ファジィ推論部１１３は、ルールボードＲ
Ｂ１〜ＲＢ３、ＭＡＸ回路ＭＣおよびデファジィ回路Ｄ
Ｆより構成されている。

【００４３】ルールボードＲＢ１は、「３０分電力量Ｗ
が”ＰＳ”で、かつ増加率ｗ′が”ＰＳ”の時、駅出発
抑止時間Δｔを”ＰＳ”にせよ」というルール１を担当
する前件部および後件部であり、このルール１のラベル
の割当は、図７（ａ）に示す”ＰＳ”のメンバーシップ
が１で、”ＰＭ”のメンバーシップが０を直線で結んだ
関数としている。

【００４４】ルールボードＲＢ２は、「３０分電力量Ｗ
が”ＰＳ”で、かつ増加率ｗ′が”ＰＭ”の時、駅出発
抑止時間Δｔを”ＰＭ”とせよ」というルール２を担当
する前件部および後件部であり、このルール２のラベル
割当は、図７（ｂ）に示すいずれも”ＰＭ”のメンバー
シップは１で、”ＰＳ”，”ＰＬ”は共に０とする関数
である。

【００４５】さらにルールボードＲＢ３は、「３０分電
力量Ｗが”ＰＬ”で、かつ増加率ｗ′が”ＰＬ”の時、
駅出発抑止時間Δｔを”ＰＬ”にせよ」というルール３
を担当する前件部および後件部で、このルール３のラベ
ルの割当は、図７（ｃ）に示す”ＰＬ”のメンバーシッ
プが１で、”ＰＭ”のメンバーシップは０とする関数で
ある。

【００４６】ファジィ推論では、図７に示す３０分電力
量Ｗと増加率ｗ′が、例えば、”ＰＭ”よりも少し”Ｐ
Ｌ”であるとすると、ルール１は出力０、ルール２は値
の小さい３０分電力量Ｗの方のメンバーシップ値を求め
（前件部）、ＭＩＮで示すメンバーシップ関数の頭をス
ライスして斜線部Ｈ１のみを得る後件部を有している。
そして、ルール３は、逆に、増加率ｗ′のメンバーシッ
プ値の方が小さく、この小さい方をとり、ＭＩＮで示す
メンバーシップ関数をスライスして斜線部Ｈ２を得る。
このＭＩＮ回路までをルールボードＲＢ１〜ＲＢ３が担
当する。

【００４７】ＭＡＸ回路ＭＣは、斜線部Ｈ３を合成して
図７（ｄ）を作り、デファジィ回路ＤＦにより斜線を施
した面積の重心Ｘ（図では▲印）を求め、出発抑止時間
Δｔを次段へ出力する。なおここで、重心の範囲Ｍは、
通過間隔ＤＴを最大としている。また、”ＰＳ”，”Ｐ
Ｍ”，”ＰＬ”は小さい、中位、大きいといったあいま
いな表現を示し、具体的な数値は当該変電所１０１にお
ける契約電力量によって決定される。

【００４８】次に、上記の列車管理運行システムの動作
について説明する。

【００４９】図８は、実行ダイヤＤＲ１′に沿って走行
すべき列車が、変電所１０１の給電区間内の境界位置
ｊ，ｋの外にある故障位置ｉで運転阻害が発生し、一定
時間停止して、その後、実行ダイヤＤＲ１で運転を開始
した場合を例示しており、この場合、列車はおよそ３．
５分ヘッド遅延してしまっている。そして、この列車以
降の列車は、計画ダイヤＤＲ２′，ＤＲ３′，…では走
行することができず、実行ダイヤＤＲ２，ＤＲ３，…で
運行され、現在時刻ｔｔに至っている。なおここで、計
画ダイヤとは、時刻表通りに運行されるダイヤであり、
図８では破線によって示してある。また実行ダイヤと
は、実際に運行されたダイヤまたは実行しようとするダ
イヤであり、実線で示してある。さらに、２点鎖線で示
したダイヤＤＲ７″は、出発時刻修正を受ける前の修正
前ダイヤである。

【００５０】さらに図８において、曲線Ｗは一定時刻ご
との３０分電力量を示し、数字３，４，５，６は変電所
１０１の担当区間内に片方向（上下線のうちの一方）に
在線する列車本数の平均的な３０分電力量を示してい
る。

【００５１】列車は、計画ダイヤＤＲ１′，ＤＲ２′，
…通りの運行を行なえば、ほぼ３のレベルを平均とした
３０分電力量で推移するが、図のように位置ｉでトラブ
ルが発生したために列車が停止してしまうと、３０分電
力量は減少し、トラブルが解消して列車が動き始める
と、運転間隔が密になって３０分電力量が増加に転じ
る。

【００５２】そして、現在時刻ｔｔ、すなわち、図８で
は実行ダイヤＤＲ１で軌道回路ＴＲ１に列車が進入完了
する時に、次の後続列車が実行ダイヤＤＲ２で運行され
て軌道回路ＴＲ１に進入完了するまでの通過間隔ＤＴを
予測する。

【００５３】現在時刻通過間隔ＤＴ後の３０分電力量と
増加率は過去１０分程度を３０分電力量の時系列なデー
タからランダムな変動を除去するために、最小２乗法に
よる二次曲線近似によって求め、３０分電力量が”Ｐ
Ｓ”を超え、図示例のように増加率がプラスであれば、
ファジィ推論により駅出発抑止時間Δｔを求め、次段の
処理へ出力する。

【００５４】次段の処理では、通過間隔ＤＴ間に到着す
る列車を駅３、駅２の順に探し、該当する列車（図８で
は、修正前ダイヤＤＲ７″に沿って走行し、駅３へ到着
する列車）で出発抑止時間Δｔだけ遅らせて実行ダイヤ
ＤＲ７で出発時刻修正を受けることになる。

【００５５】以下、列車が軌道回路ＴＲ１へ進入完了す
るたびに上記の制御が繰り返し行なわれ、契約電力量線
Ｋを超えないように監視制御する。

【００５６】次に、電力量算出部１０８のメモリＲＯＭ
内のプログラムを図９〜図１３に示すブロック図を参照
しながら詳述する。

【００５７】まず図９に示すように、電力計１１１が出
力する単位電力を示すパルスをディジタル入力インター
フェースＤＩで受けて割込みを発生させ、この割込みの
飛び先番地に書き込まれている先頭アドレスをメモリＲ
ＯＭ内から取り出し、ブロックＢ１０を実行する。この
ブロックＢ１０は、メモリＲＡＭ内の電力計パルスカウ
ンタの値に１を加えてメモリＲＡＭに保存し、処理を終
了する。

【００５８】次に、図１０に示すように、時計装置１１
２から１秒パルスがディジタル入力インターフェースＤ
Ｉを介して取り込まれ、割込み先アドレスのプログラム
の実行を開始する。すなわち、ブロックＢ２０の先頭ア
ドレスからプログラムが実行され、ブロックＢ２０で
は、時刻テーブルに１秒加算して現在時刻を更新して保
存し、次のブロックＢ３０を実行する。なお、時刻テー
ブルには、初期に時計装置１１２より絶対時刻（現在時
刻のこと）を読み取り、保存するが、その後は、このよ
うにして１秒パルスを入力し、順次現在時刻を更新する
ようにして作成していく。

【００５９】ブロックＢ３０では、データ量を適当に減
らすために、１０秒間の電力量を蓄積する。そのため
に、１０回カウントしたかどうかをチェックして、１０
回に達しなければブロックＢ８０を実行し、１０回に達
したならばブロックＢ４０を実行する。

【００６０】ブロックＢ８０では、９回までの電力量を
加算して本処理を終了する。

【００６１】ブロックＢ４０では、順次該当する電力量
データテーブル（▲印）にブロックＢ８０で９回まで加
算した電力量に１０回目の電力量を加算して書き込み、
次の電力量データテーブルに該当テーブルを１つ右へ移
し、次のブロックＢ５０を実行する。

【００６２】ブロックＢ５０では、１分ごとに３０分電
力量を蓄積するために６回カウントして１〜５回目まで
はブロックＢ９０へ、６回目はブロックＢ６０へ飛ぶ。

【００６３】ブロックＢ９０では、ブロックＢ４０で蓄
積した電力量データテーブル０から１７９までの内容を
取り出して加算し、適当に量子化（例えば、１００分の
１にする）した後、１〜５回分のデータを別に加算して
ブロックＢ７０を実行する。

【００６４】ブロックＢ６０では、ブロックＢ９０で求
めた３０分電力量と６回目の３０分電力量（電力量デー
タテーブル０〜１７９までを加算して、１００分の１の
量子化した値）を加えて６分の１にし、該当する（つま
り、▲印のついている）３０分電力量データテーブルに
書き込み、次に該当する３０分電力量データテーブルを
１つ右に移し、ブロックＢ７０を実行する。

【００６５】ブロックＢ７０では、電力計パルスカウン
ト値を０にし、本処理を終了する。

【００６６】このようにして、３０分電力量の変動に対
して平準化を行ない、変動量を低減するのである。

【００６７】次に、軌道回路ＴＲ１〜ＴＲ１４の信号変
化の処理を図１１〜図１３のブロック図に従って説明す
る。軌道回路ＴＲ１〜ＴＲ１４のいずれかに信号の変化
が起こると、割込みが発生し、軌道回路変化検出プログ
ラムのブロックＢ１００を実行する。

【００６８】ブロックＢ１００では、軌道回路ＴＲ１〜
ＴＲ１４の信号を取り込み、前回取り込んだ軌道回路の
信号を読み取り、今回エリアに書き込み、次のブロック
Ｂ１１０を実行する。コメント欄にあるように、列車ご
とに現在存在する軌道回路番号と、次に進入する軌道回
路番号の２つが入るエリアを設け、進行方向後方の軌道
回路に列車が存在しなくなると、次に進入する軌道回路
番号にシフトして、前方の軌道回路の信号を取り込める
ようにしている。

【００６９】ブロックＢ１１０では、列車ごとに各軌道
回路進入完了時刻を軌道回路ＴＲ１４から軌道回路ＴＲ
１までを順次書き込み保存して、次のブロックＢ１２０
を実行する。

【００７０】ブロックＢ１２０では、軌道回路ＴＲ１に
進入完了直後かどうかをブロックＢ１００で作成した軌
道回路テーブルを見て、コメント欄のように、 ［前回］：ＴＲ１＝１， ＴＲ２＝１ →［今回］： ０， ＴＲ１＝１ に変化したならば、ブロックＢ１３０へ飛び、前回のま
まならば、ブロックＢ１６０へ飛ぶ。

【００７１】ブロックＢ１３０では、列車Ｔ１の次の後
続車Ｔ２が軌道回路ＴＲ１へ進入完了するまでの時間を
推定するため、ここでは、列車Ｔ２の現在位置の内、進
入完了した軌道回路ＴＲ４をブロックＢ１００で書き込
んだ列車Ｔ２の軌道回路テーブルより取り出し、ブロッ
クＢ１１０で書き込んだ列車Ｔ１（列車Ｔ２の１つ前の
先行列車）の軌道回路ＴＲ４への進入完了時刻１１を取
り出し、現在時刻をブロックＢ２０で作成した値から引
き算して通過間隔ＤＴを求め、次にブロックＢ１４０を
実行する。

【００７２】ブロックＢ１４０では、図８の３０分電力
量曲線Ｗのように、現在時刻から通過間隔ＤＴ時分後の
３０分電力量Ｗを次のようにして求める。つまり、３０
分電力量はランダムに電力量が変動するので、変動分を
除去したデータに直すために、最小２乗法による二次曲
線近似を行なう。すなわち、ブロックＢ６０で作成した
過去１０分間の１０個の３０分電力量のデータを基にし
て、次の二次曲線ｙ（ｘ）を求める。

【００７３】

【数１】

【００７４】そこで、過去１０個の３０分電力量のデー
タからｙ（ｘ）（ｘ＝０，１，２，…，９）を求め、ｘ
＝ｘ＋ＤＴ（ＤＴは１分単位で四捨五入）として、現在
時刻から通過間隔ＤＴ分後の３０分電力量Ｗを、ｙ（ｘ
＋ＤＴ）として求め、次のブロックＢ１５０を実行す
る。

【００７５】ブロックＢ１５０では、通過間隔ＤＴ分後
の３０分電力量から現在時刻の３０分電力量ｙ（９）を
引き算してΔｗを求め、Δｗ／ＤＴより変化率ｗ′を求
め、次のブロックＢ１６０を実行する。

【００７６】ブロックＢ１６０では、ブロックＢ１５０
で求めたｗ′の値がプラス（増加）を示すならばブロッ
クＢ１７０を実行し、プラスでなければブロックＢ１８
０を実行する。

【００７７】ブロックＢ１７０では、ＤＴ分後の３０分
電力量Ｗと増加率ω′を電力量算出部１０８のディジタ
ル出力インターフェースＤＯを介してファジィ推論部１
１３へ出力すると共に、通過間隔ＤＴをディジタル出力
インターフェースＤＯを介して図１に示した着発進路制
御部６に出力し、次のブロックＢ１８０を実行する。

【００７８】ブロックＢ１８０では、通過間隔ＤＴが２
分程度であれば、３分後にサイクリック処理をリクエス
トするように登録して、本処理を終了する。

【００７９】この後、３分後には、サイクリック処理が
開始され、図１１に示すブロックＢ１９０が実行され
る。このブロックＢ１９０では、３分以内に通過が起こ
らない場合には、通過間隔ＤＴを３分に設定して図１２
に示すブロックＢ１４０を実行する。

【００８０】このことは、図８で計画ダイヤＤＲ１′〜
ＤＲ４′に沿って運行されないために、この間に３０分
電力量、増加率が所定の値に達して出発抑止を必要とし
ても予測を行なわない以上、推論のしようがないために
列車の通過がなくても３分ごとに（これは、任意の時間
間隔であってよい）処理を実行する。なお、３分以内に
列車が通過すれば、ブロックＢ１８０で改めて３分後に
サイクリック処理をリクエストし直すために、すでに登
録中の３分後のリクエストは消滅して通過３分後に改め
てリクエストされる。

【００８１】ファジィ推論部１１３は、図７に示すよう
に、３０分電力量Ｗ、増加率ω′をルールボードＲＢ１
〜ＲＢ３に与えて推論を行ない、デファジィ回路ＤＦに
よって駅出発抑止時間Δｔを次段の着発進路制御部６に
出力する。

【００８２】着発進路制御部６には通過間隔ＤＴも同時
に入力されるので、図８に示すように通過間隔ＤＴ間に
駅に到着する列車を実行ダイヤから駅３、駅２の内より
求め、出発時刻調整を行なうように出発抑止を指示す
る。

【００８３】以上のようにすることにより、３０分電力
量は瞬時においては変動を伴うので、３０分電力量の数
分先きを予測するには、変動分をならしたデータでなく
てはならないが、時間をある単位で凝縮して平均化する
ことにより、各列車の運転モードの組み合わせによって
生ずる電力量の変動をブロックＢ６０の処理により平準
化することができる。

【００８４】また、３０分電力量の過去１０分間のデー
タを１分刻みに蓄積しているので、過去のデータを使用
して数分先きの３０分電力量を予測でき、この間、運転
指令員が判断して抑止処理を終了するまでの時間的余裕
を運行管理側に与えることができる。

【００８５】なお、この第２実施例では、図８に示すよ
うに１つの列車の変電所区間の軌道回路進出完了で、次
の後続列車の同軌道回路進出完了時刻を予測して駅出発
時刻調整を行なっていたが、逆に、変電所区間内の初め
ての駅（図８では駅３）の出発完了または通過完了時点
で次の後続列車が駅３に到着する時刻または出発完了す
る時刻を予測して、確実に次の後続列車の駅３の出発時
刻調整を行なうことにしてもよい。

【００８６】また、駅出発時間調整を、変電所給電区間
を列車が進出完了したタイミングをとらえて行なう代わ
りに、運転指令員との協調が図れる間隔で行なえればよ
いので、その間隔を定めておいて、一定周期で行なうよ
うにしてもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ダイヤ
が乱れた時には、実績に応じた予測ダイヤによって各変
電所の使用電力量を予測し、その予測値から電力量超過
の判定を行ない、超過の場合には自動的に対象区間およ
び時間内の負荷を削減するようにダイヤ変更を行なうよ
うにしているために、電力会社との契約電力量に対する
電力量超過料金の支払を削減することができるようにな
る。

【００８８】また、この発明によれば、変電所が出力す
る電力量を計測した値を取り込んで、現在時刻より３０
分過去の電力量を積算して現在時刻の更新と共に常時、
現在時刻の３０分電力量を求めるようにしているため
に、正確なデータ収集ができる。そして、このデータを
用いて、過去１０分程度の３０分電力量の推移が得ら
れ、１つの列車が変電所給電区間を通過した時点で、次
の後続列車の同区間を通過する時刻を予定し、この予定
時刻における３０分電力量および３０分電力量の増加率
を推定することによって軽微の内に、しかも変電所給電
区間通過ごとに３０分電力量が契約電力量を超過しない
かどうか判定することができ、駅出発時間調整が１列車
単位で効果的に行なえる。

【００８９】さらに、瞬間的に列車在線本数が規定値を
超過していても、３０分電力量が規定値に達しなければ
駅間運転台数を特に規定することはしないために、契約
電力量の範囲内で有効に電力消費ができる。加えて、変
電所管内の軌道回路で事故などが発生して列車が停止し
たとしても、変電所給電区間通過時点で上述の処理を行
なっているため、事故発生地点に依存せず、同一の処理
で制御が行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の機能ブロック図。

【図２】上記実施例の詳しい機能ブロック図。

【図３】上記実施例の動作を示すフローチャート。

【図４】上記実施例の動作を説明するための運行図表。

【図５】この発明の他の実施例の機能ブロック図。

【図６】上記実施例における電力量算出部およびファジ
ィ推論部の詳しい機能ブロック図。

【図７】上記実施例におけるファジィ推論部のファジィ
推論動作を説明する説明図。

【図８】上記実施例の動作を説明するための運行図表。

【図９】上記実施例の動作を説明するフローチャート。

【図１０】上記実施例の動作を説明するフローチャー
ト。

【図１１】上記実施例の動作を説明するフローチャー
ト。

【図１２】上記実施例の動作を説明するフローチャー
ト。

【図１３】上記実施例の動作を説明するフローチャー
ト。

【符号の説明】

１ 運行監視部 ２ 操作部 ３ ダイヤ管理部 ４ ダイヤ記憶部 ５ ダイヤ評価部 ６ 着発進路制御部 ３１ 実績ダイヤ記憶部 ３２ ダイヤ予測部 ３３ 計画ダイヤ記憶部 ３４ ダイヤ変更部 ４１ 仮実行ダイヤ記憶部 ５１ 負荷指標算出部 ５２ 換算データ記憶部 ５３ 指標換算部 ５４ 電力超過判定部 １０１ 変電所 １０２ 軌道トランス １０３ 電車線 １０４ パンタグラフ １０５ エアセクション １０６ エアセクション １０７ 軌道 １０８ 電力量算出部 １０９ 計器用変圧器 １１０ 変流器 １１１ 電力計 Ｔ１〜Ｔ４ 列車 ＴＲ１〜ＴＲ１４ 軌道回路 ＤＲ１′，ＤＲ２′，… 計画ダイヤ ＤＲ１，ＤＲ２，… 実行ダイヤ Ｗ ３０分電力量 ｗ′ 変化率 ω′ 増加率 ＤＴ 通過間隔 ＭＣ ＭＡＸ回路 ＲＢ１〜ＲＢ３ ルールボード ＤＩ ディジタル入力インターフェース ＤＯ ディジタル出力インターフェース ＤＦ…デファジィ回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象路線の各列車の位置、駅着発時刻な
   どの所定の運転情報を監視し、ダイヤの実績値を求める
   運行監視部と、 ダイヤ変更などの操作入力を行なうための操作部と、 前記運行監視部からのダイヤの実績値と前記操作部から
   のダイヤ変更情報に基づいて以後のダイヤを予測し、実
   行ダイヤを変更するダイヤ管理部と、 前記ダイヤ管理部によって変更した実行ダイヤを記憶す
   るダイヤ記憶部と、 前記ダイヤ記憶部に記憶している実行ダイヤを各変電所
   の一定時間の使用電力量によって評価し、あらかじめ設
   定されている所定電力量を超過する見込みがある場合
   に、前記ダイヤ管理部に対して運転調整指令を出力する
   ダイヤ評価部と、 前記ダイヤ管理部により変更された実行ダイヤに基づ
   き、対象路線の各列車に対する進路および駅着発時刻の
   制御を行なう着発進路制御部とを備え、 正規のダイヤが乱れた時に、実績に応じた予測ダイヤに
   より各変電所の使用電力量の予測を行ない、予測ダイヤ
   に従って運行しようとする時に、ある変電所の一定時間
   の使用電力量が所定電力量を超過する見込みがある場合
   に、使用電力量を軽減するために時隔調整、運転速度制
   限などの運転調整を該当区間、時間帯に対して行なうこ
   とにより、使用電力量のピークカットを行なうことを特
   徴とする列車運行管理システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の列車運行管理システム
   において、 前記ダイヤ評価部が、変電所が供給する電力を測定する
   電力計と、この変電所が電力を供給して列車が走行する
   軌道を閉塞区間単位で列車の存在を検出する軌道回路
   と、前記電力計が単位電力量を出力するパルス信号と前
   記軌道回路から列車の存在信号を入力して現在時刻より
   所定時分以前の過去３０分間の使用電力量とこの使用電
   力量の増加率を推定する電力量算出部と、この電力量算
   出部から出力された過去３０分間の電力量と増加率を入
   力して適切な駅出発抑止時分を推論し、その推論結果を
   出力するファジィ推論部とから構成され、 このダイヤ評価部による演算によって得られた推論結果
   に基づき、前記着発進路制御部が常時、３０分電力量が
   所定電力量を超過しないように列車運行を制御すること
   を特徴とする。