JPH06171511A - 列車運転曲線作成システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 列車運行計画の作成に際して列車運転曲線を
自動的に作成し、出力する列車運転曲線作成システムの
提供を目的とする。 【構成】 オペレータが車輌, 地上の条件をコンピュー
タ10に設定する (ステップＳ1)と、自動的に列車運転曲
線が作成されて CRTディスプレイ７に表示され(ステッ
プＳ2)、その後、手動で列車運転曲線の修正が行え (ス
テップS3, S5)、同時に時分曲線が作成され (ステップ
Ｓ5)、それらのデータの記憶装置６への記憶及びプリン
タ８，プロッタ９への出力が可能に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は列車運転曲線作成システ
ムに関し、より具体的には、鉄道の列車運行において、
軌道上の速度制約を満たした上で適切な速度配分を表す
列車運転曲線及び時分曲線が描かれた図面を作成し、出
力する列車運転曲線作成システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道において列車を運行する場合、輸送
効率を向上させるためには駅間を最短の時間で運行する
ことが望ましい。このためには、基本的には列車の最高
速度をより高速化すること、及び加減速度を大きくする
ことが必要になる。しかし、列車の走行に際しては法制
上の最高速度が定められている他、軌道上に存在するカ
ーブ，勾配に応じて安全面，車輌の性能面から制限速度
が定まる。また、信号の間隔によっても制動距離との関
係から制限速度が定まる。一方、乗客の乗り心地を考慮
すると、急加速，急減速も避けることが望ましい。

【０００３】このような速度制限条件の下で、種々の性
能を有する列車に対して駅間を最短時間で運行させるた
めの速度配分を求めることは一般に困難である。そのよ
うな速度配分を求めるための理論は「運転理論」（発
行：社団法人日本鉄道運転協会，平成４年３月25日発
行）に記載されている。

【０００４】従来、上述のような速度配分を表す図表と
しては、以下のような曲線が用いられている。 （Ａ）列車運転曲線：複数駅間を走行する列車の列車速
度曲線と時分曲線とを併せて表示したもの。 （Ｂ）列車速度曲線：複数駅間を走行する列車の位置と
速度とを表示した曲線。 （Ｃ）時分曲線 ：複数駅間を走行する列車の位置と
出発駅からの所用時間とを表示した曲線。

【０００５】図１に列車運転曲線の一例を示す。列車運
転曲線は縦軸に速度及び時間をとり、横軸に距離をとっ
たグラフに表され、このようなグラフは列車運転曲線図
と称される。具体的には、列車が駅Ａを発車してから駅
Ｂに到着するまでの速度曲線と時分曲線とが描かれてい
るが、速度曲線に着目するとまず列車が力行状態で加速
しつつ駅Ａを発車し、ある速度に達すると惰行状態に移
って緩やかに減速し、駅Ｂの手前の所定の位置で制動状
態に移って減速し、最終的には駅Ｂに停車する。

【０００６】従来は、作業者が計算により求めた列車速
度から紙面上に定規等を用いて上述のような列車速度曲
線を作図し、更にこの列車速度曲線に基づいて各地点の
所用時間を計算して時分曲線を作図していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の列車運転曲線作
成方法は上述ように手作業により行われているため、作
業者の経験と膨大な作業時間を要し、経験の浅い作業者
には困難であった。また、作成された列車運転曲線から
それらの曲線及び関連する情報を出力する帳票類の作成
にも多大な時間と労力を要した。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、自動的に列車運転曲線及び列車速度曲線を
作成すると共に、列車速度曲線をオペレータにより対話
的に修正することを可能とし、更に作成された曲線及び
これ関連する情報を帳票として出力する列車運転曲線作
成システムの提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る列車運転曲
線作成システムは、列車速度曲線を自動的に作成する手
段と、これにより作成された列車速度曲線を手動で修正
するための手段と、列車速度曲線に基づいて時分曲線を
自動的に作成する手段と、作成された列車速度曲線，時
分曲線及びそれらに関連する情報を帳票として出力する
帳票類出票手段とを備えている。更に、列車運転曲線を
自動的に作成する手段は、列車長を考慮した論理制限速
度曲線を自動的に作成する手段と、逆引き列車運転曲線
を自動的に作成する手段と、順引き列車運転曲線を自動
的に作成する手段と、惰行区間を自動的に確保する手段
とを備えている。

【００１０】

【作用】本発明においては、オペレータが入力した地上
条件, 車輌条件に基づいて列車速度曲線が自動的に作成
される。また、必要があればオペレータが手動で列車速
度曲線を修正することも出来る。このようにして作成さ
れた列車速度曲線に基づいて自動的に計算が行われて時
分曲線が作成される。そして、作成された列車速度曲
線，時分曲線及びそれらに関連する情報が帳票として出
力される。

【００１１】また、列車速度曲線を自動的に作成する手
段においては、オペレータが入力した実制限速度に基づ
いて、列車長を考慮した適切な論理制限速度曲線が自動
的に作成され、それに基づいて逆引き列車速度曲線と、
順引き列車速度曲線とが自動的に作成される。更に、こ
れらの列車速度曲線を自動的に適切な惰行区間を確保し
て接続することにより列車速度曲線が作成される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて詳述する。

【００１３】図２は本発明に係る列車運転曲線作成シス
テムの一実施例のハードウェア構成を示すブロック図で
ある。図２において、参照符号１はキーボードを、２は
マウスをそれぞれ示している。参照符号10はコンピュー
タを示しており、キーボード１とマウス２とから入力さ
れた情報を後述するCPU5により処理可能な情報に変換す
る入力回路３と、メモリ４とCPU5とで構成される。な
お、メモリ４は本発明の列車運転曲線作成システムを構
成するプログラムを格納している。

【００１４】参照符号６はデータを格納するための記憶
装置を、７は CRTディスプレイを、８はプリンタを、９
はプロッタをそれぞれ示している。

【００１５】本発明の列車運転曲線作成システムは、具
体的には上述のようなハードウェア構成により実行され
るプログラムを中心としているが、次にその実際の処理
手順を図３及び図４を参照して説明する。図３はコンピ
ュータ10のメモリ４に記憶された列車運転曲線作成シス
テム全体のフローチャートを、図４はその内の列車速度
曲線自動作成機能のフローチャートをそれぞれ示してい
る。

【００１６】まず、本発明の列車運転曲線作成システム
が起動すると、処理条件の設が行われる (ステップＳ
1)。ここで設定される処理条件は車輌条件と地上条件と
の二種類である。車輌条件の一例を表１に、地上条件の
一例を表２にそれぞれ示す。なお、この表１に示されて
いる車輛条件は電気車列車用の条件であり、機関車牽引
列車，気動車列車等の場合には一部異なる条件が設定さ
れる。

【００１７】この処理条件の設定はキーボード１とマウ
ス２とを用いてオペレータが行ない、入力回路３からCP
U5が読込む。なお、設定された条件は記憶装置６に保存
が可能である。

【００１８】

【表１】

【００１９】次に、列車速度曲線自動作成機能が選択さ
れると、CPU5はメモリ４に格納されているプログラムを
読み込んで列車速度曲線を作成する (ステップＳ2)。な
お、このステップS2での列車速度曲線の作成の具体的手
順については後述する。次に、列車速度曲線手動修正機
能が選択されると、オペレータによる手動修正が可能に
なる (ステップＳ3)。この手動修正の機能は、上述のス
テップS2で作成された列車速度曲線を CRTディスプレイ
７の画面に表示し、この画面をオペレータが見ながらキ
ーボード１とマウス２を用いて対話形式で操作して修正
する。

【００２０】この手動修正は列車速度曲線が完成したと
オペレータが判断するまで行われる(ステップＳ5)。ま
た、列車速度曲線の作成中には自動的に時分曲線自動作
成機能が起動され、列車速度曲線から時分曲線が作成さ
れる (ステップＳ4)。これらの列車速度曲線と時分曲線
とは同時に CRTディスプレイ７に表示することが可能で
あり、両者を併せて列車運転曲線と称する。

【００２１】以上のようにして完成した列車運転曲線デ
ータは記憶装置６に保存が可能であり、必要に応じてプ
ロッタ９に列車速度曲線91または時分曲線92とを、ある
いは両者を併せた列車運転曲線を選択的に出力すること
が可能である。また、列車運転曲線91に基づいて計算に
より以下の（Ａ）及び（Ｂ）の情報を帳票93としてプリ
ンタ８に出力することが可能である。

【００２２】（Ａ）駅間運転時分表：各駅間の所用時間
を列車種別毎に表にしたもの。 （Ｂ）力行電力量表 ：各駅間の所用電力量を列車種別
毎に表にしたもの。

【００２３】次に、上述のステップS2における列車速度
曲線自動作成機能の処理手順を説明する。まず、論理制
限速度曲線自動作成機能が起動されて論理制限速度曲線
が作成される (ステップS11)。図５のグラフに論理制限
速度の一例を示す。なお、図５のグラフでは、縦軸は速
度を、横軸は駅間距離をそれぞれ表している。論理制限
速度曲線11は、ステップS1において設定された処理条件
の内の出発駅Ａと到着駅Ｂとの間の駅間最高許容速度12
と駅間にいくつか存在する制限速度13との内の小なる方
を接続した連続曲線になる。

【００２４】但し、論理制限速度曲線11は、両駅ＡとＢ
との間のカーブあるいは工事による徐行区間等の通過に
際しては列車最後尾においても制限速度を超過しないよ
うに列車長に相当する距離14だけ制限速度を到着駅側に
延長している。更に、実際に列車を運転する際の余裕幅
として制限速度から一定の速度幅15を差し引いて論理制
限速度曲線11が設定される。

【００２５】次に逆引き速度曲線自動作成機能が起動さ
れて逆引き速度曲線が作成される (ステップS12)。図６
のグラフに逆引き速度曲線の一例を示す。なお、図６の
グラフでは、縦軸は速度を、横軸は駅間距離をそれぞれ
表している。逆引き速度曲線の作成とは、制動または惰
行の速度曲線を列車の進行方向と逆方向に向けて到着駅
Ｂ側から作成する処理のことである。なお、制動には停
止制動と制限制動との２種類がある。

【００２６】逆引き速度曲線は到着駅Ｂにおける列車の
先頭の停止地点16から停止制動で逆引きを開始し、速度
が論理制限速度11に達する地点17で中断する。この地点
17から出発駅Ａに向かって、下り勾配又は論理制限速度
の凹部の出発駅側を検索する。

【００２７】論理制限速度の凹部がある場合は、その出
発駅Ａ側の地点18から制限制動で逆引きを開始し、速度
が論理制限速度11に達する地点19で中断する。この地点
が下り勾配であれば、この地点から惰行で逆引きを再開
する。下り勾配がある場合は下り勾配の到着駅Ｂ側の地
点20から惰行で逆引きを開始し、速度が論理制限速度11
に達する地点、または論理制限速度11の凹部の出発駅Ａ
側の地点21で中断する。この場合、論理制限速度11の凹
部の出発駅Ａ側の地点22から惰行で順方向に速度曲線を
作成し、逆引き制動曲線と交差する地点23で接続し、こ
の点から逆引き速度曲線の出発駅Ａ側の部分を削除す
る。

【００２８】また、論理制限速度11の凹部の出発駅Ａ側
の地点22から制限制動で逆引きを開始する。逆引きの途
中で位置が出発駅Ａの列車の先頭の停止位置24に達した
場合は逆引きを終了する。逆引き速度曲線の作成手順を
表３に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】次に、順引き速度曲線自動作成機能が起動
されて順引き速度曲線が作成される(ステップS13)。図
７のグラフに順引き速度曲線の一例を示す。なお、図５
のグラフでは、縦軸は速度を、横軸は駅間距離をそれぞ
れ表している。順引き速度曲線の作成とは、力行または
惰行の速度曲線を列車の進行方向と同方向に出発駅Ａか
ら作成する処理のことである。力行は車輛の引張力に応
じて定まるため、ノッチ数分の種類がある。

【００３１】順引き速度曲線は出発駅Ａの列車の先頭の
停止位置25から力行で順引きを開始し、論理制限速度11
の凹部の到着駅Ｂ側の地点26に達した場合にノッチを切
り換えて継続する。速度が論理制限速度11に達する場合
はその地点27から惰行で順引きを行う。惰行で順引きを
行っている途中で速度が論理制限速度11より一定速度分
小さくなればその地点28順引きを中断し、力行で順引き
を再開する。そして、順引き速度曲線が逆引き速度曲線
と交差した場合はその地点30で逆引き速度曲線と接続す
る。この後、逆引き速度曲線を到着駅Ｂ方向へたどり、
その端点を求める。端点が到着駅Ｂであれば順引き速度
曲線の作成を終了する。端点が到着駅Ｂでなければ端点
29から惰行で順引きを再開する。順引き速度曲線の作成
手順を表４に示す。

【００３２】

【表３】

【００３３】次に、惰行区間自動確保機能が起動されて
列車速度曲線の仕上げが行われる (ステップS14)。列車
速度曲線の仕上げは、順引き速度曲線の力行状態から逆
引き速度曲線の制動状態へ遷移する際に惰行区間がない
か、または指定距離以上の惰行区間が確保されていない
場合に惰行区間を指定距離分確保する処理のことであ
る。

【００３４】まず、出発駅から順に列車速度曲線をたど
って力行の終了する点を検索する。そして、惰行区間が
指定距離分確保されていない場合は一定距離を出発駅側
へ戻り、逆引き速度曲線と交わるまで惰行で順引き速度
曲線を作成する。惰行区間が確保されるまでこの処理が
反復される。

【００３５】なお、上述の実施例では処理条件として、
表１に示されているように、車輪径と、歯車比と、限流
値と、起動平均電流と、ＢｒＭ換算表と、信号機を入力
するよう説明したが、これらの値は使用しなくとも計算
できるため、入力の無い場合でも同様に適応できる。

【００３６】また、上述の実施例では処理条件に、表１
に示されているように、電圧と速度−電流の関係を入力
し、力行電力量表を出力するよう説明したが、これらの
処理がない場合でも同様に適応できる。

【００３７】

【発明の効果】以上に詳述したように本発明によれば、
処理条件を入力することにより、容易且つ短時間で列車
運転曲線, 帳票類が得られる。また、列車速度曲線の作
成に当たっては作業者の経験を必要とせずに列車運転曲
線が作成される。

【００３８】更に、一旦作成された列車速度曲線に対し
て対話形式で修正が可能であり、作業者の意図が列車速
度曲線に容易に反映することが可能になる。また、列車
速度曲線を作成するのみで自動的に時分曲線が得られる
ため、作業者は列車速度曲線と時分曲線の双方により列
車速度曲線の評価が可能になる。

【００３９】更に、列車長, 速度の余裕幅等を考慮して
列車速度曲線を作成しているので、実際の列車運転に即
した列車運転曲線が得られる。また、列車運転曲線の作
成時に指定した惰行区間が自動的に確保されるため、乗
客に不快感を与えることがなくなり、列車の運転効率も
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】列車運転曲線の一例を示すグラフである。

【図２】本発明の列車運転曲線作成システムの一実施例
が実行されるハードウェアの構成を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の列車運転曲線作成システムの一実施例
の列車運転曲線作成手順を示すフローチャートである。

【図４】本発明の列車運転曲線作成システムの一実施例
の列車速度曲線自動作成手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明の列車運転曲線作成システムの一実施例
により作成される論理制限速度の一例を示すグラフであ
る。

【図６】本発明の列車運転曲線作成システムの一実施例
により作成される逆引き速度曲線の一例を示すグラフで
ある。

【図７】本発明の列車運転曲線作成システムの一実施例
により作成される順引き速度曲線の一例を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

４ メモリ（プログラム） ５ CPU ６ 記憶装置 ７ CRT ８ プリンタ ９ プロッタ 10 コンピュータ

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【手続補正書】

【提出日】平成５年４月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】まず、本発明の列車運転曲線作成システム
が起動すると、処理条件の設定が行われる (ステップＳ
1)。ここで設定される処理条件は車輌条件と地上条件と
の二種類である。車輌条件の一例を表１に、地上条件の
一例を表２にそれぞれ示す。なお、この表１に示されて
いる車輛条件は電気車列車用の条件であり、機関車牽引
列車，気動車列車等の場合には一部異なる条件が設定さ
れる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも二つの駅間の軌道上を列車が
   走行する場合の列車の速度と位置との関係を表す運転曲
   線及び列車の位置と所要時間との関係を表す時分曲線を
   作成する列車運転曲線作成システムにおいて、 前記軌道上で任意に設定された制限速度に対して列車長
   と実運転時の速度余裕とを考慮して適正な制限速度を曲
   線として求める論理制限速度作成手段と、乗客の快適さ
   を考慮して任意の惰行区間をに確保する惰行区間確保手
   段と、到着駅側から制動速度を計算することにより適正
   な列車速度を求める逆引き列車速度曲線作成手段と、出
   発駅側から加速度を計算することにより適性な列車速度
   を求める順引き列車速度曲線作成手段とを備え、列車速
   度曲線を自動的に作成する列車速度曲線作成手段と、 該列車速度曲線作成手段により作成された列車速度曲線
   を表示する表示手段と、 対話的に操作することにより、前記表示手段に表示され
   た列車速度曲線を修正する列車速度曲線手動修正手段
   と、 前記列車速度曲線作成手段により作成された列車速度曲
   線に基づいて列車の運転時間を計算し、時分曲線を作成
   する時分曲線作成手段と、 作成された列車速度曲線及び時分曲線に関する情報を帳
   票として出力する帳票類出票手段とを備えた列車運転曲
   線作成システム。