JPH0597035A - 鉄道列車の走行時間計算システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鉄道列車の走行における路線上の所定の区間の
走行時間を簡略化して計算することを目的とする。 【構成】まず、計算対象となる列車の加減速特性，走行
抵抗，列車重量に基づき、加速時と減速時の走行距離に
対する走行速度と走行時間に関するデータを作成する。
列車の運転方法には、現在の速度と目標速度を比較し、
それに応じて加速，減速，定速走行を行なうという仮定
をする。制限速度が一定である区間ごとに、その区間を
加速区間（６０４），減速区間（６０５），定速走行区
間(６０６)に分類し、加速区間，減速区間はそれぞれさ
らに目標速度に達する場合達しない場合に分類し、上記
データを使って走行時間を計算する（６０７）。路線上
の所定の区間内の全ての上記走行時間の和を求める（６
１１）ことにより、路線上の所定の区間内の走行時間を
求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄道列車の走行時間を計
算するシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道列車の走行時間の計算方法に
関しては、 文献１：第２回鉄道におけるサイバネティクス利用国内
シンポジウム（１９６５年），第６頁から第９頁 文献２：特願平2−337080 号 に記載のものが提案されている。

【０００３】文献１における方法は、運転計画の資料や
車両の主要機器の容量の検討等、設計の上で役立てるこ
とを目的として、運転曲線の計算により鉄道列車の駅間
走行の基準時間の計算を行なうものである。ここでは、
列車の運動を、動力車の特性Ｔ(ｖ)，走行抵抗Ｒ(ｖ)，
路線の勾配による抵抗Ｇ(ｘ)，運転手の操作Ｂ(ｘ)，列
車質量Ｍによる運動方程式 Ｍ・ｄｖ／ｄｘ＝(１／ｖ)［Ｔ(ｖ)−Ｒ(ｖ)＋Ｇ(ｘ)−Ｂ(ｘ)］ …(数１) ｄｔ／ｄｘ＝１／ｖ …(数２) により記述し、運転曲線の計算をこの運動方程式を数値
計算して行なっている。ここで、ｘは列車走行距離、ｖ
は列車走行速度である。このとき問題となるのは運転手
の操作であるが、従来は運転曲線を作成する人間の経験
などに基づいて行なっていたものを、文献１では一定の
判断基準を定め、予測と試し計算を組合せて計算機化し
ている。

【０００４】文献２における方法は、事前に作成した鉄
道列車の最適な運転方法を車上に搭載し運転手の支援を
する運転支援システムにおいて、事前に想定していない
制限速度の変化に対処するために運転方法を修正する際
に用いる走行時間の簡易計算方法を与えたものである。
この方法は、車上での任意の場所での修正を可能とする
ために、加減速特性，走行抵抗等を考慮するが勾配を考
慮しない列車走行のシミュレーションにより事前に走行
距離に対する走行時間と速度と速度の逆数に関する汎用
のデータを作成し、車上でこのデータを利用することに
より与えられた走行距離に対する走行時間を高速に求め
るというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
問題点は以下の通りである。

【０００６】前記文献１の駅間走行時間の計算を行なう
方法には以下の問題点がある。(１) 勾配を考慮するた
め勾配に関するデータを入力するのに労力がかかる。
(２) 人間の操作をアルゴリズム化しているが、予測や
試し計算を含んでいるため複雑なものである。

【０００７】前記文献２においては上記の２つの問題点
を解決するために次の２つの方法をとっている。まず、
人間の運転操作方法のような細かいノッチ操作は考慮せ
ず、最大ノッチでの加速，最大ブレーキでの減速，惰行
を組み合わせるという運転方法を仮定する。次に加減速
特性，走行抵抗等を考慮し、勾配を考慮しない列車走行
のシミュレーションにより事前に作成する走行距離に対
する走行時間と走行速度に関する汎用のデータを作成し
（図２，図３）、それを利用して走行時間の計算を行な
い列車運転方法の修正を行なうものである。しかし、文
献２には、(３) 走行時間を計算する区間の制限速度に
関する情報が与えられた時に、制限速度が同一である各
区間ごとの列車走行時間の計算方法についての具体的な
提案がなされていない。という問題点がある。

【０００８】本発明の目的は上記のような問題点のない
走行時間の計算方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段は以下の通りである。

【００１０】まずここで利用する、加減速特性，走行抵
抗などを考慮し、勾配を考慮しない列車走行のシミュレ
ーションにより事前に作成する走行距離に対する走行時
間と走行速度に関する汎用のデータを加減速データと定
義する。これの具体的な作成方法については以下で詳し
く述べる。

【００１１】１．加減速データの利用 従来の技術における文献２では前記加減速データを利用
して列車の走行時間を求める方法が示されていた。この
文献２で、勾配を０としたデータの作成を行なったの
は、車上での任意の地点での修正に対処するためには場
所に依存しない汎用の方式が要求されるからである。ま
た、文献２ではこのデータを使用するのは高速域だけで
あり、勾配による速度の変動が走行時間に与える影響は
小さいため、それによる誤差は小さいからである。

【００１２】文献２における方法と同様に前記加減速デ
ータを利用して走行時間の計算を行なうとすると、駅間
でこの加減速データを使うため低速域での誤差も考えな
くてはならない。しかしながら、低速域は駅周辺だけで
あること、駅周辺の勾配は通常の場合０か０に近い値で
あること、から勾配を考慮した場合との誤差は小さいと
考えられる。そこで、本発明でも文献２における方法と
同様に前記加減速データを利用した計算を行なう。

【００１３】２．加減速データの作成方法 この加減速データの作成方法は以下の通りである。

【００１４】まず対象とする列車の特性を加減速特性，
走行抵抗等によって特徴づける。路線の勾配をすべて０
として列車走行のシミュレーションを行ない加減速デー
タを作成する。列車走行のシミュレーションは、運動方
程式 Ｍ・ｄｖ／ｄｔ＝Ｔ(ｖ)＋Ｂ(ｖ)−Ｒ(ｖ)−Ｇ(ｘ) …(数３) ｄｘ／ｄｔ＝ｖ …(数４) を解くことにより行なう。この式においてＴ(ｖ)は動力
車の速度に応じた加速特性、Ｂ(ｖ)は速度に応じたブレ
ーキ力、Ｒ(ｖ)は走行抵抗、Ｇ(ｘ)は路線の勾配による
抵抗であり、Ｍは列車質量、ｖは走行速度、ｘは走行距
離を表す。

【００１５】図２は、列車走行において加減速特性、走
行抵抗は考慮するが路線の勾配は考慮しないシミュレー
ションによって求めた加減速データのうち加速時のデー
タを表した図である。このときデータは路線上の最大の
最高速度より大きいある適当な設定速度までの加速時の
走行距離ｘに対する速度ｖと走行時間Ｔを用意する。こ
の図中のグラフでは、横軸２０１が列車の位置を、縦軸
２０２が速度と時間を表わしている。グラフ中の曲線２
０３が速度の曲線（ｖ＝Ｐ(ｘ)と表す）であり、曲線２
０４が時間の曲線（Ｔ＝Ｆ(ｘ)と表す）である。

【００１６】また、該設定速度からの減速時のそれらの
データも作成する。図３は、列車走行において加減速特
性，走行抵抗は考慮するが路線の勾配は考慮しないシミ
ュレーションによって求めた加減速のデータを表わした
図である。この図中のグラフでは、横軸３０１が列車の
位置を、縦軸３０２が速度と時間を表わしている。グラ
フ中の曲線３０３が速度の曲線（ｖ＝Ｑ(ｘ)と表す）で
あり、曲線３０４が時間の曲線（Ｔ＝Ｇ(ｘ)と表す）で
ある。

【００１７】ここで、Ｐ(ｘ)，Ｑ(ｘ)，Ｆ(ｘ)，Ｇ(ｘ)
はいずれも単調関数であるので逆関数が存在する。それ
らをinv をつけて表す。例えばＰの逆関数はｘ＝Ｐinv
(ｖ)である。

【００１８】３．加減速データを利用した走行時間の計
算方法 図４は、列車走行時の速度の変化を簡略化して示した図
である。

【００１９】この図中、横軸４０１が列車の位置を、縦
軸４０２が速度を表わしている。実線４０３は制限速度
を表し、点線４０４は目標速度を表し、太い実線４０５
の曲線はランカーブと呼ばれる速度の曲線である。

【００２０】ここで列車の運転は、制限速度が定められ
た区間ごとに制限速度より小さい値である目標速度を事
前に設定しておく。ある位置での走行速度がこの目標速
度より小さければある一定の加速力による加速を行な
い、逆に大きければある一定の減速力による減速を行な
い、ほぼ同じであれば定速走行を行なうという方式を仮
定する。通常の場合にはこのある一定の加速力とは最大
加速力であり、ある一定の減速力とは最大減速力であ
る。

【００２１】以下、文献２に書かれている方法により、
図４のｘ１からｘ３までの走行時間の計算方法を説明す
る。

【００２２】まず事前にわかっている位置は制限速度が
変化するｘ１、ｘ２、ｘ３である。速度Ｖ１から加速し
定速走行の速度Ｖ２に移る位置ξ１は、図２の加速時の
速度曲線Ｐ(ｘ)を用いて、Ｖ１からＶ２に加速するのに
要する距離を求め、 Ｐinv(Ｖ２)−Ｐinv(Ｖ１)＝ξ１−ｘ１ …(数５) により求まる。この加速に要する時間をｔ１とすると図
２から、 ｔ１＝Ｆ(ξ１)−Ｆ(ｘ１)＝Ｔ２−Ｔ１ …(数６) となる。ξ１からｘ２までの距離を速度Ｖ２で走行する
のに要する時間ｔ２は、 ｔ２＝(ｘ２−ξ１)／Ｖ２ …(数７) となる。定速走行の速度Ｖ２から減速し速度Ｖ３に移る
位置ξ２は、図３の減速時の速度曲線Ｑ(ｘ)を用いて、
Ｖ２からＶ３に減速するのに要する距離を求めることに
より、 Ｑinv(Ｖ３)−Ｑinv(Ｖ２)＝ξ２−ｘ２ …(数８) により求まる。この減速に要する時間をｔ３とすると図
３から、 ｔ３＝Ｆ(ξ２)−Ｆ(ｘ２)＝Ｔ４−Ｔ３ …(数９) となる。ξ２からｘ３までの距離を速度Ｖ３で走行する
のに要する時間ｔ４は、 ｔ４＝(ｘ３−ξ２)／Ｖ３ …(数１０) となる。

【００２３】以上の結果から、ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４
が列車位置ｘ１からｘ３までの走行時間となる。

【００２４】４．制限速度に関する情報からの走行時間
の計算方法 上記３項では制限速度と目標速度の情報に加え、走行速
度の形状がわかっている場合の走行時間の計算方法を説
明した。これに対し本項では、制限速度と目標速度に関
する情報のみが与えられている状況で走行時間の計算を
行なう方法を説明する。

【００２５】まず列車走行における一つの制限速度の区
間を走行するパターンの分類を行なう。図１はこの分類
結果を表したものである。この図では、横軸１０１が列
車の位置を、縦軸１０２が速度を表わしている。直線の
実線１０３が制限速度を、点線１０４が各制限速度区間
での目標速度を、太い実線１０５の曲線がランカーブと
呼ばれる速度の曲線を表している。

【００２６】列車の走行における一つの制限速度区間は
大きく分けると加速区間，減速区間，定速走行区間の３
つに分類することができる。さらに加速区間は、区間の
始めから終わりまで加速を続ける場合（図１(ａ)）と、
区間の途中で目標速度に達した後定速走行をする場合
（図１(ｂ)）の２つがあり、減速区間は、区間の始めか
ら終わりまで減速を続ける場合（図１(ｃ)）と、区間の
途中で目標速度に達した後定速走行をする場合（図１
(ｄ)）の２つがある。図１(ｅ)は区間の始めと終わりの
速度が同じであるため定速走行をする区間である。以上
の区間のパターンを以下ではそれぞれ、区間パターン
ａ，区間パターンｂ，区間パターンｃ，区間パターン
ｄ，区間パターンｅと呼ぶことにする。

【００２７】このように分類された制限速度区間の走行
時間は上記３項の方法を利用することにより容易に計算
することができる。

【００２８】図１１は駅間の制限速度の一般的な形状を
表した図である。この図中、横軸１１０１は発駅からの
走行距離を表しており、縦軸１１０２は速度を表してい
る。実線１１０３は制限速度を表し、点線１１０４は目
標速度を表している。

【００２９】ｘ(０)が発駅の位置であり、制限速度の区
間はＮ個あるものとし、第ｎ制限速度区間の開始位置を
ｘ(ｎ−１)とし、終了位置をｘ(ｎ)とし、着駅の位置を
ｘ(Ｎ)とする。第ｎ制限速度区間の制限速度をＶmax
(ｎ）とし、第ｎ制限速度区間の目標速度をＶtarg(ｎ)
とする。

【００３０】図１１において、発駅から着駅までの駅間
走行時間を求めるには、ある制限速度区間を図１に示す
パターンに分類し、上記３項の方法を用いてその区間の
走行時間を求め、発駅から着駅までのすべての区間の走
行時間の和を求めればよい。制限速度区間の図１に示す
パターンへの分類方法は以下のとおりである。

【００３１】第ｎ番目の制限速度区間を考える。第１番
目の制限速度区間から順番にパターンの分類と走行時間
の計算を行なっていくと第ｎ−１番目の制限速度区間の
最終速度Ｖlast(ｎ−１)が求まる。この最終速度Ｖlast
(ｎ−１)とその区間の目標速度Ｖtarg(ｎ)を比較する。

【００３２】Ｖtarg(ｎ)＞Ｖlast(ｎ−１)ならば、加速
区間（区間パターンａ、区間パターンｂ）であり、Ｖta
rg(ｎ)＜Ｖlast(ｎ−１)ならば、減速区間（区間パター
ンｃ，区間パターンｄ）であり、Ｖtarg(ｎ)＝Ｖlast
(ｎ−１)ならば、定速走行区間（区間パターンｅ）であ
る。

【００３３】加速区間の場合には区間パターンａ，区間
パターンｂへの分類をする。前記加減速データのうちの
加速のデータを用いて、速度Ｖlast(ｎ−１)から速度Ｖ
targ(ｎ)まで加速するのに必要な距離ξ(ｎ)を求める。
第ｎ制限速度区間の長さＸ(ｎ)＝ｘ(ｎ)−ｘ(ｎ−１)と
比較し、ξ(ｎ)＞Ｘ(ｎ)ならば区間パターンａであり、
ξ(ｎ)＜Ｘ(ｎ)ならば区間パターンｂである。

【００３４】減速区間の場合には区間パターンｃ，区間
パターンｄへの分類をする。前記加減速データのうちの
減速のデータを用いて、速度Ｖlast(ｎ−１)から速度Ｖ
targ(ｎ)まで減速するのに必要な距離ξ(ｎ)を求める。
第ｎ制限速度区間の長さＸ(ｎ)＝ｘ(ｎ)−ｘ(ｎ−１)と
比較し、ξ(ｎ)＞Ｘ(ｎ)ならば区間パターンｃであり、
ξ(ｎ)＜Ｘ(ｎ)ならば区間パターンｄである。

【００３５】

【作用】本発明による列車の走行時間の計算システムに
よれば、一定加速力、一定減速力のＯＮ／ＯＦＦによる
運転方式を仮定しているため、路線上の所定の区間の制
限速度と目標速度に関する情報が与えられた状態におい
て、(１) 制限速度が一定である各区間の、加速区間，
減速区間，定速走行区間への分類が可能である。

【００３６】路線の勾配を考慮しない場合の、加速時及
び減速時における走行距離に対する走行時間と走行速度
に関するデータを事前に作成し、それを用いて走行時間
の計算をするため、(２) 勾配データの入力をする必要
がなく、(３) 上記制限速度が一定である区間の分類さ
れた区間ごとに、走行速度の計算方法を定式化できる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。

【００３８】図５は、本発明の一実施例における鉄道列
車の駅間走行時間計算システムのシステム構成である。

【００３９】５０１は、課題を解決するための手段で定
義した加減速データを計算する加減速データ計算部であ
る。計算の方法は課題を解決するための手段において述
べた通りである。ここで計算された加減速データは５０
２に格納される。これらのデータは、加速時は、 (加速開始後の走行距離，列車速度，走行時間)
…(数１１) という形式であり、減速時は、 (減速開始後の走行距離，列車速度，走行時間)
…(数１２) という形式とする。

【００４０】５０４は走行時間を計算すべき駅間の制限
速度と目標速度に関するデータを格納する制限速度・目
標速度データファイルである。このデータは、 (区間開始位置，制限速度，目標速度)
…(数１３) という形式とする。

【００４１】５０３は、５０４に格納されている走行時
間を計算すべき駅間の制限速度と目標速度に関するデー
タと、５０２に格納されている加減速データに基づき、
駅間走行時間を計算する駅間走行時間計算部である。計
算の方針については課題を解決するための手段において
述べた通りである。詳細は図６を用いて説明する。

【００４２】以上の５０１から５０４は計算機本体（５
０５）内部の処理である。

【００４３】図６は、本発明の一実施例における図１１
のような駅間走行時間を計算するための、制限速度が定
められた区間ごとの走行時間を求める方法を表したフロ
ーチャートである。ｎを制限速度区間の番号とする。

【００４４】ステップ６０１ではｎの初期値として１を
代入する。

【００４５】ステップ６０２では、第ｎ制限速度区間の
目標速度Ｖtarg(ｎ)と、第ｎ−１制限速度区間の最終速
度Ｖlast(ｎ−１)を比較する。条件 Ｖtarg(ｎ)＞Ｖlast(ｎ−１) …(数１４) が成立すれば加速区間時の処理ステップ６０４へ進み、
成立しなければステップ６０３へ進む。

【００４６】ステップ６０３では、第ｎ制限速度区間の
目標速度Ｖtarg(ｎ)と、第ｎ−１制限速度区間の最終速
度Ｖlast(ｎ−１)を比較する。条件 Ｖtarg(ｎ)＜Ｖlast(ｎ−１) …(数１５) が成立すれば減速区間時の処理ステップ６０５へ進み、
成立しなければ定速走行区間時の処理ステップ６０６へ
進む。

【００４７】ステップ６０４では加速区間時の処理（図
７）を行なう。

【００４８】ステップ６０５では減速区間時の処理（図
８）を行なう。

【００４９】ステップ６０６では定速走行区間時の処理
（図９）を行なう。

【００５０】以上の６０４，６０５，６０６の処理で
は、第ｎ制限速度区間の、加速または減速部分の走行時
間Ｔ₁(ｎ）と、定速走行部分の走行時間Ｔ₂(ｎ）を計算
する。ステップ６０７では、ステップ６０４, ６０５,
６０６で求めた、Ｔ₁(ｎ）,Ｔ₂(ｎ）の和から区間ｎの
走行時間Ｔ(ｎ)を求める。

【００５１】ステップ６０９では、区間ｎが発駅から着
駅までの区間のうちの最終区間であるかどうかを判定す
る。最終区間であればステップ６１０へ進み、最終区間
でなければステップ６０８へ進む。

【００５２】ステップ６１０では駅間の最終区間の処理
（図１０）を行なう。

【００５３】ステップ６１１では、各区間ごとに求めた
走行時間の和を求め、駅間走行時間を求める。

【００５４】ステップ６０８では、さらに次の区間の走
行時間を計算するためにｎにｎ＋１を代入する。

【００５５】図７は本発明の一実施例における、図６の
ステップ６０４の加速区間時の処理を表したフローチャ
ートである。

【００５６】ステップ７０１では、加減速データのうち
の加速データから区間ｎの初速度Ｖlast(ｎ−１)に対応
する走行距離ζlast(ｎ−１)と、区間ｎでの目標速度に
対応する走行距離ζtarg(ｎ)を検索し、Ｖlast(ｎ−１)
からＶtarg(ｎ)に加速するのに要する距離ξ(ｎ)＝ζta
rg(ｎ)−ζlast(ｎ−１)を求める。

【００５７】ステップ７０２では、ステップ７０１で求
めた距離ξ(ｎ)と第ｎ制限速度区間の長さＸ(ｎ)＝ｘ
(ｎ)−ｘ(ｎ−１)を比較する。

【００５８】条件ξ(ｎ)≦Ｘ(ｎ)が成立しなければ、こ
の区間は定速走行を行なわない区間パターンａと判定さ
れ、ステップ７０４へ進む。成立すれば、加速区間のう
ちの定速走行を行なう区間パターンｂと判定され、ステ
ップ７０３へ進む。

【００５９】ステップ７０３は、ステップ７０１で求め
た距離ξ(ｎ)と課題を解決するための手段で定義した加
減速データのうちの加速のデータを用いて、加速に必要
な時間Ｔ₁(ｎ) を求めるステップである。時間を求める
具体的な方法は、始めに区間ｎでの初速度Ｖlast(ｎ−
１)と目標速度Ｖtarg(ｎ)に基づき、加速データを用い
て目標速度に対応する走行時間ｔ２と初速度に対応する
走行時間ｔ１を検索し、初速度Ｖlast(ｎ−１)から目標
速度Ｖtarg(ｎ)までの加速に必要な時間Ｔ₁(ｎ)をＴ
₁(ｎ)＝ｔ２−ｔ１の式より求めるものである。

【００６０】ステップ７０５では、定速走行の走行時間
Ｔ₂(ｎ) に、 （Ｘ(ｎ)−ξ(ｎ))／Ｖtarg(ｎ) …(数１６) を代入する。

【００６１】ステップ７０４では、区間パターンａであ
ることから、この区間の初速度Ｖlast(ｎ−１)から、走
行距離Ｘ(ｎ) で加速し得る速度Ｖlast(ｎ)を求める。
具体的な方法は、課題を解決するための手段で定義した
加減速データのうちの加速のデータを用いて、初速度Ｖ
last(ｎ−１)に対応する走行距離から距離Ｘ(ｎ)で加速
できる走行速度Ｖlast(ｎ)を検索する。

【００６２】ステップ７０６では、Ｖlast(ｎ−１)から
Ｖlast(ｎ)まで加速するのに必要な時間Ｔ₁(ｎ) を加速
データを用いてステップ７０３と同様の方法で求める。
ステップ７０７では、定速走行の走行時間Ｔ₂(ｎ) に０
を代入する。

【００６３】図８は本発明の一実施例における、図６の
ステップ６０５の減速区間時の処理を表したフローチャ
ートである。

【００６４】ステップ８０１では、加減速データのうち
の減速データから区間ｎの初速度Ｖlast(ｎ−１)に対応
する走行距離ζlast(ｎ−１)と、区間ｎでの目標速度に
対応する走行距離ζtarg(ｎ)を検索し、Ｖlast(ｎ−１)
からＶtarg(ｎ)に減速するのに要する距離ξ(ｎ)＝ζta
rg(ｎ)−ζlast(ｎ−１)を求める。

【００６５】ステップ８０２では、ステップ８０１で求
めた距離ξ(ｎ)と第ｎ制限速度区間の長さＸ(ｎ)＝ｘ
(ｎ)−ｘ(ｎ−１)を比較する。

【００６６】条件ξ(ｎ)≦Ｘ(ｎ)が成立しなければ、こ
の区間は定速走行を行なわない区間パターンｃと判定さ
れ、ステップ８０４へ進む。成立すれば、減速区間のう
ちの定速走行を行なう区間パターンｄと判定され、ステ
ップ８０３へ進む。

【００６７】ステップ８０３は、ステップ８０１で求め
た距離ξ(ｎ)と課題を解決するための手段で定義した加
減速データのうちの減速のデータを用いて、加速に必要
な時間Ｔ₁(ｎ) を求めるステップである。時間を求める
具体的な方法は、始めに区間ｎでの初速度Ｖlast(ｎ−
１)と目標速度Ｖtarg(ｎ)に基づき、減速データを用い
て目標速度に対応する走行時間ｔ２と初速度に対応する
走行時間ｔ１を検索し、初速度Ｖlast(ｎ−１)から目標
速度Ｖtarg(ｎ)までの減速に必要な時間Ｔ₁(ｎ)をＴ
₁(ｎ)＝ｔ２−ｔ１の式より求めるものである。

【００６８】ステップ８０５では、定速走行の走行時間
Ｔ₂(ｎ)に、 （Ｘ(ｎ)−ξ(ｎ))／Ｖtarg(ｎ) …(数１７) を代入する。

【００６９】ステップ８０４では、区間パターンｃであ
ることから、この区間の初速度Ｖlast(ｎ−１)から、走
行距離Ｘ(ｎ) で減速し得る速度Ｖlast(ｎ)を求める。
具体的な方法は、課題を解決するための手段で定義した
加減速データのうちの減速のデータを用いて、初速度Ｖ
last(ｎ−１)に対応する走行距離から距離Ｘ(ｎ)で減速
できる走行速度Ｖlast(ｎ)を検索する。

【００７０】ステップ８０６では、Ｖlast(ｎ−１)から
Ｖlast(ｎ)まで減速するのに必要な時間Ｔ₁(ｎ) を減速
データを用いてステップ８０３と同様の方法で求める。

【００７１】ステップ８０７では、定速走行の走行時間
Ｔ₂(ｎ) に０を代入する。

【００７２】図９は、本発明の一実施例における、図６
のステップ６０６の定速走行時の処理を表したフローチ
ャートである。

【００７３】ステップ９０１では、この区間は区間を通
して定速走行を行なう区間であるので加速や減速を行な
うために必要な時間Ｔ₁(ｎ) には０を代入する。この区
間は、区間パターンｅである。

【００７４】ステップ９０２では、定速走行の走行時間
Ｔ₂(ｎ) に Ｘ(ｎ)／Ｖtarg(ｎ) …(数１８) を代入する。

【００７５】図１０は、本発明の一実施例における図６
のステップ６１０の最終区間時の処理を表したフローチ
ャートである。ここでは、最終区間なのでｎ＝Ｎとす
る。

【００７６】ステップ１００１では、列車が着駅で停止
するためのブレーキ開始位置を計算より求める。

【００７７】ステップ１００２では、ブレーキをかけて
から停止するまでに必要な距離ζを求める。

【００７８】ステップ１００３では、ステップ１００２
で求めた距離ζと課題を解決するための手段で定義した
加減速データのうちの減速のデータを用いて、ステップ
803と同様の方法で減速に必要な時間Ｔstopを求める。

【００７９】ステップ１００４では、最終の区間は前の
ステップで求めた定速走行区間の途中で減速を開始する
ため定速走行の距離が変わってくる。したがってＴ
₂(Ｎ）には、 Ｔ₂(Ｎ)＝(Ｘ(Ｎ)−(ξ(Ｎ)＋ζ))／Ｖtarg(Ｎ) …(数１９) を代入する。

【００８０】ステップ１００５では、ステップ１００３
とステップ１００４で求めたＴstopとＴ₂(Ｎ)を用いて
最終区間で必要とする時間Ｔ(Ｎ)は Ｔ₁(Ｎ)＋Ｔ₂(Ｎ)＋Ｔstop …(数２０) である。

【００８１】

【発明の効果】本発明による列車の走行時間の計算シス
テムによれば、一定加速力，一定減速力のＯＮ／ＯＦＦ
による運転方式を仮定しているため、路線上の所定の区
間の制限速度と目標速度に関する情報が与えられた状態
において、(１) 制限速度が一定である各区間の加速区
間, 減速区間, 定速走行区間への分類が可能であり、路
線の勾配を考慮しない場合の、加速時及び減速時におけ
る走行距離に対する走行時間と走行速度に関するデータ
を事前に作成し、それを用いて走行時間の計算をするた
め、(２) 勾配データの入力をする必要がなく、(３)
上記制限速度が一定である区間の分類された区間ごと
に、走行速度の計算方法を定式化できる、という効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】列車走行における一つの制限速度の区間を走行
するパターンの分類結果を表した図。

【図２】列車走行において加減速特性、走行抵抗は考慮
するが路線の勾配は考慮しないシミュレーションによっ
て求めた加減速データのうち加速時のデータを表した
図。

【図３】列車走行において加減速特性、走行抵抗は考慮
するが路線の勾配は考慮しないシミュレーションによっ
て求めた加減速データのうち減速時のデータを表した
図。

【図４】列車走行における速度の変化を簡略化して示し
た図。

【図５】本発明の一実施例における鉄道列車の駅間走行
時間計算システムのシステム構成を表した図。

【図６】本発明の一実施例における走行時間を計算する
ため、制限速度が定められた区間ごとの走行時間を求め
る方法を表したフローチャート。

【図７】本発明の一実施例における走行時間を計算する
ため、区間ｎが加速区間であった場合の処理のフローチ
ャート。

【図８】本発明の一実施例における走行時間を計算する
ため、区間ｎが減速区間であった場合の処理のフローチ
ャート。

【図９】本発明の一実施例における走行時間を計算する
ため、区間ｎが定速走行区間であった場合の処理のフロ
ーチャート。

【図１０】本発明の一実施例における走行時間を計算す
るため、区間ｎが２つの駅間における最終区間であった
場合の処理のフローチャート。

【図１１】列車走行における駅間の制限速度の一般的な
形状を表した図。

【符号の説明】

５０１…課題を解決するための手段で定義した加減速デ
ータを計算する加減速データ計算部、５０２…５０１で
計算されたデータを格納する加減速データファイル、５
０４…走行時間を計算すべき駅間の制限速度と目標速度
に関するデータを格納する制限速度・目標速度データフ
ァイル、５０３…５０２に格納されている加減速データ
と、５０３に格納されている制限速度・目標速度データ
に基づき、駅間走行時間計算部、５０５…５０１，５０
２，５０３，５０４を含む計算機本体、５０６…ＣＲ
Ｔ、５０７…キーボード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古村 文伸 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 高岡 征 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】計算対象となる列車の、加減速特性，走行
   抵抗，列車重量に基づき、勾配を考慮しない停止時から
   加速し計算対象となる列車の最高速度より大きい或る速
   度までの、走行距離に対する走行速度と走行時間に関す
   るデータと、計算対象となる列車の最高速度より大きい
   或る速度より減速し停止するまでの、走行距離に対する
   走行速度と走行時間に関する汎用データである加減速デ
   ータを作成し、 制限速度が一定である区間ごとに、制限速度より小さい
   値の目標速度を設定し、実際の運転時には、現在の速度
   と目標速度を比較し、現在の速度が小さければ加速を行
   ない、大きければ減速を行ない、等しければ目標速度で
   の定速走行を行なう、という運転方法をとり、鉄道列車
   の路線上の所定の区間の走行時間を、計算するシステム
   において、 制限速度が一定である区間ごとに、その区間の初速度と
   目標速度と区間の長さに基づき、上記加減速データを利
   用し、その区間を加速区間，減速区間，定速走行区間の
   いずれかに分類し、その区間の走行時間を計算し、 上記の計算を路線上の所定の区間にあるすべての制限速
   度が一定である区間について行ない、それらの合計をと
   り路線上の所定の区間の走行時間を計算することを特徴
   とする鉄道列車の走行時間計算システム。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の鉄道列車の走
   行時間計算システムにおいて、 制限速度が一定である区間ごとの、加速区間，減速区
   間，定速走行区間への分類において、 加速区間をさらに、目標速度に達する場合と、達しない
   場合に分類し、減速区間をさらに、目標速度に達する場
   合と、達しない場合に分類することを特徴とする鉄道列
   車の走行時間計算システム。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の鉄道列車の走
   行時間計算システムにおいて、 加減速データの作成を、 対象とする列車の特性を、列車重量，速度に応じた加速
   力と減速力の関係である加減速特性，走行速度に依存す
   る走行抵抗によって特徴づけし、 路線の勾配をすべて０とし、列車走行の運動方程式を数
   値計算するシミュレーションにより行なうことを特徴と
   する鉄道列車の走行時間計算システム。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の鉄道列車の走
   行時間計算システムにおいて、 走行時間の計算を行なう所定の区間が２つの駅の間の区
   間であるとき、 制限速度が一定である区間ごとの、その区間を加速区
   間，減速区間，定速走行区間に分類と、その区間の走行
   時間の計算において、 制限速度が一定である区間が着駅の直前の区間であるか
   否かを判定し、 着駅の直前の区間である場合には、着駅に停車するため
   の減速開始位置を加減速データのうちの減速データより
   逆算し、着駅に停車するための減速に要する時間をも計
   算することを特徴とする鉄道列車の走行時間計算システ
   ム。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項記載の鉄道列車の走
   行時間計算システムにおいて、 走行時間の計算を行なう路線上の所定の区間が複数の駅
   間を含み、各停車駅に対し駅停車時間が与えられている
   場合に、 路線上の所定の区間を、走行時間の計算を行なう２つの
   駅の間に分解し、各２つの駅の間の区間ごとに走行時間
   の計算を行ない、それに駅停車時間を加え、路線上の所
   定の区間の走行時間を求めることを特徴とする鉄道列車
   の走行時間計算システム。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項記載の鉄道列車の走
   行時間計算システムにおいて、 加減速データの作成は、加速時には、（加速時の走行距
   離，列車速度，走行時間）という形式で加速データファ
   イルに格納し、減速時には、（減速時の走行距離，列車
   速度，走行時間）という形式で減速データファイルに格
   納することを特徴とする鉄道列車の走行時間計算システ
   ム。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項記載の鉄道列車の走
   行時間計算システムにおいて、 加速区間と減速区間の分類と、 制限速度が一定である区間ごとの、その区間の初速度と
   目標速度と区間の長さに基づいた、加減速データを利用
   した、走行時間の計算において、 前記初速度と前記目標速度を比較し、目標速度が大きけ
   れば加速区間とし、初速度が大きければ減速区間とし、 加速区間では、初速度と目標速度に基づき、加速データ
   ファイルから、目標速度に対応する走行距離と初速度に
   対応する走行距離を検索し、前記２つの走行距離の差か
   ら、初速度から目標速度まで加速するために必要な走行
   距離を求め、その走行距離と前記区間の長さを比較し、
   走行距離よりも区間の長さが大きければ前記区間内で目
   標速度に達する場合とし、走行距離が区間の長さより大
   きければ区間内で目標速度に達しない場合とし、 加速区間の目標速度に達する場合には、区間の初速度と
   目標速度に基づき、加速データファイルから前記目標速
   度に対応する走行時間と前記初速度に対応する走行時間
   を検索し、２つの走行時間の差から加速状態の走行時間
   を求め、 加速区間の目標速度に達しない場合には、加速状態の走
   行時間を、区間の初速度と区間の長さに基づき、加速デ
   ータファイルから前記初速度に対応する走行距離と走行
   時間と、その走行距離に前記区間の長さを加えた時の走
   行時間を検索し、２つの走行時間の差から加速状態の走
   行時間を求め、 減速区間では、初速度と目標速度に基づき、減速データ
   ファイルから、目標速度に対応する走行距離と初速度に
   対応する走行距離を検索し、前記２つの走行距離の差か
   ら、初速度から目標速度まで減速するために必要な走行
   距離を求め、その走行距離と前記区間の長さを比較し、
   走行距離よりも区間の長さが大きければ前記区間内で目
   標速度に達する場合とし、走行距離が区間の長さより大
   きければ区間内で目標速度に達しない場合とし、 減速区間の目標速度に達する場合には、区間の初速度と
   目標速度に基づき、減速データファイルから前記目標速
   度に対応する走行時間と前記初速度に対応する走行時間
   を検索し、２つの走行時間の差から減速状態の走行時間
   を求め、 減速区間の目標速度に達しない場合には、減速状態の走
   行時間を、減速時の初速度と区間の長さに基づき、減速
   データファイルから前記初速度に対応する走行距離と走
   行時間と、その走行距離に前記区間の長さを加えた時の
   走行時間を検索し、２つの走行時間の差から減速状態の
   走行時間を求めることを特徴とする鉄道列車の走行時間
   計算システム。