JPWO2017168585A1 - 列車運行制御システムおよび列車運行制御方法 - Google Patents

Abstract

列車運行制御システム１００は、複数の車上カメラ２３と複数の地上カメラ１とから出力される撮像データを用いて、列車内の人数と駅ホーム３０上の人数とを推定する人数推定装置２と、人数推定装置２で推定された人数推定情報と運行管理装置８に格納されるダイヤ情報とを用いて列車への旅客の乗降にかかる乗降時間を予測して運転整理を行う運転整理装置９と、を備え、乗客数が変動した場合にも乗降時間を正確に予測して運転整理ができる。

Description

本発明は、線路に在線する複数の列車の運行を制御する列車運行制御システムおよび列車運行制御方法に関するものである。

特許文献１に代表される従来の列車運行制御システムでは、乗車検出手段が切符に個別番号を付与すると共に、旅客の乗車駅、乗車時刻、および切符の有効区間を検出し、降車駅側装置が切符の個別番号を読取ると共に、旅客の降車駅及び降車時刻を検出し、これらの検出値がデータベースに登録される。

一方、特許文献１に代表される従来の列車運行制御システムでは、列車位置検出手段によって検出された列車の位置によって、ダイヤ作成手段が列車の停車予測時間を考慮して、予測タイヤ及び今後の制御ダイヤを作成する。そして、乗降客数予測手段が、旅客の乗車駅、乗車時刻、および切符の有効区間と、データベースに登録された過去のデータと、ダイヤ作成手段の予測ダイヤとに基づき、路線の在線する複数の列車のそれぞれの乗降客数を、複数の駅のそれぞれに対して予測する。さらに、列車停車時間予測手段が列車の停車時間を予測して予測ダイヤの作成に供し、列車進路制御手段が、列車停車時間予測手段で作成された制御ダイヤに従って列車の進路を制御する。

ここで列車停車時間予測手段は、停車時間のデータを作成する際に、停車時間に対応する路線名、駅名、番線名といった要素情報を併せてデータに保持する。このときに把握が困難な要素情報については、当該数値無し状態を保持する。そして、列車停車時間予測手段は、ダイヤに従って運行する列車の予測を行う際の駅停車時間を求める段階で、各要素情報のうち当該数値無し状態でない情報を用いて、各要素情報に該当する停車時間を得て、該当する停車時間のデータが複数存在する場合、平均値または最大値を算出して、駅停車時間の予測値を得る。

特開２０１０−２２１８３９号公報

ＮＴＴ技術ジャーナル http://www.ntt.co.jp/journal/1301/

しかしながら、特許文献１に代表される従来の列車運行制御システムは、データベースに登録された過去のデータとダイヤ作成手段の予測ダイヤとに基づき、列車毎の乗降客数を駅毎に予測する。そのため、イベント、悪天候、または列車運行乱れといった要因により、乗客数が急激に変動した場合や特定の車両に集中した場合、乗降時間を正確に予測する事が出来なかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、乗客数が変動した場合にも乗降時間を正確に予測して運転整理が可能な列車運行制御システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の列車運行制御システムは、複数のカメラから出力される撮像データを用いて列車内の人数と駅ホーム上の人数との少なくとも一方を推定する人数推定装置と、人数推定装置で推定された人数推定情報とダイヤ情報とを用いて列車への乗降時間を予測して運転整理を行う運転整理装置と、を備える。

本発明によれば、乗客数が変動した場合にも乗降時間を正確に予測して運転整理ができる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態にかかる列車運行制御システムの構成機器と列車搭載機器とを示す図 図１に示す列車および列車運行制御システムの機能ブロック図 本発明の実施の形態に係る列車運行制御システムによって各列車が通常のダイヤで運行されるときの運行状態を示す図 図３に示す先行列車の停車時間が遅延したとき後続列車の停車時間を変更しない場合の運行状態を示す図 図３に示す先行列車の停車時間が遅延したとき後続列車の停車時間を変更した場合の運行状態を示す図 図２に示す列車、拠点装置、運行管理装置、および運転整理装置の間で伝送される情報を示すタイミングチャート 図２に示す列車運行制御システムにおける動作を説明するためのフローチャート 図１に示す人数推定装置、運行管理装置、および運転整理装置を実現するためのハードウェア構成例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる列車運行制御システムおよび列車運行制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は本発明の実施の形態にかかる列車運行制御システムの構成機器と列車搭載機器とを示す図である。

列車運行制御システム１００は、複数の地上カメラ１と、人数推定装置２と、伝送インターフェースユニット３と、拠点装置４と、地上伝送装置５と、地上無線装置６と、伝送路７と、列車の運行を管理する運行管理装置８と、列車の運転整理を行う運転整理装置９とを備える。運転整理とは、車両故障、悪天候といったさまざまな要因により、列車運行計画を変更することをいう。

拠点装置４および地上伝送装置５は、伝送インターフェースユニット３を介して伝送路７に接続される。

地上伝送装置５には、地上無線装置６が接続される。人数推定装置２には、伝送路３１を介して複数の地上カメラ１が接続される。

また運行管理装置８および運転整理装置９は、伝送路７を介して伝送インターフェースユニット３に接続される。

地上カメラ１は、駅ホーム３０に設置され撮像装置であり、一例としては駅ホーム３０の状態を監視する監視カメラである。

地上カメラ１は、駅ホーム３０に設置された既存のカメラでもよいし、列車運行制御システム１００で使用するために新たに設置したカメラでもよい。

図１では、駅ホーム３０の長手方向に沿って３台の地上カメラ１が設置されている。

駅ホーム３０に設置される地上カメラ１は、３台に限定されるものではなく、例えば、列車２００を構成する複数の車両のそれぞれに乗車する旅客と、複数の車両のそれぞれから降車する旅客とを撮影できるように、より多くの台数でもよい。

人数推定装置２は、複数の地上カメラ１のそれぞれで撮影された撮像データを基に、それぞれの地上カメラ１に写る範囲の人数を推定し、推定した人数推定情報を伝送インターフェースユニット３へ伝送する。

なお撮像データは、図示例のように地上カメラ１から地上側の伝送路３１を経由して人数推定装置２に送信される。

人数推定装置２における人数の推定方法の具体例としては以下の公知文献に開示されているものを挙げることができる。

当該公知文献には、カメラ、床面、および人物の位置関係と、これらと画像との間の幾何学的な関係をモデル化する事により、画像上の面積に基づいて画像内の総人数を推定する方法が開示されている（公知文献：ＮＴＴ技術ジャーナル http://www.ntt.co.jp/journal/1301/）。

拠点装置４は、列車から送信される列車位置情報を受信し、複数の列車の位置を追跡して、各列車が安全な間隔を確保して走行できるように、各列車の停止限界を算出する。

なお列車から送信される列車位置情報は、列車２００に搭載される図示しない速度発電機およびトランスポンダで得られる情報に基づいて算出されるものである。

そして算出された列車位置情報は列車２００に搭載される車上無線装置２０から地上無線装置６に送信され、地上無線装置６から地上伝送装置５と伝送インターフェースユニット３を経由して、拠点装置４に伝達される。

運行管理装置８は、拠点装置４から出力される列車在線情報を伝送路７経由で受信し、列車在線情報に基づき、列車の位置と、列車の保有するＩＤと、スケジュールダイヤ上の列車番号とを常時対応づけて継続監視することにより、複数の列車の位置を追跡する。

また運行管理装置８は、列車の位置と現在時刻とスケジュールダイヤとに基づき、信号機１１および転てつ器１３といった列車の進路を制御する機器を制御する。

運転整理装置９は、運行管理装置８から出力される列車在線情報を伝送路７ａ経由で受信する。

また運転整理装置９は、列車２００内の人数推定装置２２で推定された人数推定情報と、人数推定装置２で推定された人数推定情報とを受信する。

運転整理装置９は、これらの人数推定情報と列車在線情報とに基づき、列車運行予測と、乗降時間予測とを行い、乗降時間予測の結果に基づき運転整理案を生成する。

なお人数推定装置２、伝送インターフェースユニット３、拠点装置４および地上伝送装置５は、駅毎に設置されているものとする。

列車２００は、車上無線装置２０、車上伝送装置２１および車上カメラ２３を備える。

車上カメラ２３は、列車２００の各車両に搭載された撮像装置であり、列車２００の各車両内の様子を監視する監視カメラである。図１では、車上カメラ２３が列車２００の各車両に１台設置され、列車２００には４台の車上カメラ２３が設置されている。

列車２００に設置される車上カメラ２３は、４台に限定されるものではなく、例えば、列車２００を構成する複数の車両がそれぞれ有する乗降用扉に対応付けて設置されているものでもよい。

人数推定装置２２は、列車２００内の複数の車上カメラ２３で撮影された撮像データに基づいて、それぞれの車上カメラ２３に写る範囲の人数を推定し、推定した人数推定情報を車上伝送装置２１へ伝送する。

車上無線装置２０は、地上無線装置６との間で各種情報の送受信を行う無線通信装置である。

車上無線装置２０は、車上伝送装置２１を介して人数推定情報を受信し、地上無線装置６へ送信する。

地上無線装置６で受信された列車２００側の人数推定情報は、地上伝送装置５、伝送インターフェースユニット３、伝送路７、運行管理装置８および伝送路７ａを介して運転整理装置９に伝送される。

図２は図１に示す列車および列車運行制御システムの機能ブロック図である。

人数推定装置２は人数推定部２ａを備える。人数推定部２ａは、複数の地上カメラ１のそれぞれで撮影された撮像データを基に、それぞれの地上カメラ１に写る範囲の人数を推定し、推定した人数推定情報を車上無線装置２０へ伝送する。

人数推定装置２２は人数推定部２２ａを備える。人数推定部２２ａは、車上カメラ２３から送信される撮像データを基に、車両毎の車両内人数を推定して推定した人数推定情報を車上無線装置２０伝送する。

拠点装置４は、情報伝送部４ａ、列車追跡部４ｂ、連動処理部４ｃおよび入出力部４ｄを備える。入出力部４ｄは列車追跡部４ｂおよび連動処理部４ｃに接続され、入出力部４ｄには信号機１１、軌道回路１２および転てつ器１３が接続される。

情報伝送部４ａは、車上無線装置２０から送信された人数推定情報と、人数推定装置２から送信された人数推定情報とを、運行管理装置８へ送信する。

また情報伝送部４ａは、運行管理装置８から送信された出発抑止指令を車上無線装置２０へ伝送する。

列車追跡部４ｂは、情報伝送部４ａを介して、列車２００から送信される列車位置情報と列車２００の保有するＩＤを受信し、列車位置情報とＩＤとを対応付けて管理および更新する。また軌道回路１２が存在する信号システムの場合、列車追跡部４ｂは、軌道回路１２の状態情報を収集し、落下状態の軌道回路１２と列車２００が保有するＩＤとを対応付けて管理する。

列車追跡部４ｂは、当該情報を列車追跡情報として運行管理装置８へ出力する。

連動処理部４ｃは、運行管理装置８から出力される制御情報を受信し、予め設定された連動条件に従って、現場機器の動作を制御する。現場機器の動作を制御する制御情報は入出力部４ｄを介して信号機１１および転てつ器１３に送信される。

連動処理部４ｃは、現場機器の動作を連動条件の下に自動制御して、各列車が安全な間隔を確保しながら走行できるように、列車進路を構成する。

運行管理装置８は、列車追跡進路制御部８ａ、抑止指令生成部８ｃ、情報伝送部８ｄ、ダイヤ情報データベース８ｅ、および停車時間データベース８ｆを備える。

ダイヤ情報データベース８ｅには列車の運行ダイヤが格納される。運行ダイヤは例えば各駅の出発時刻および到着時刻を含む。

停車時間データベース８ｆには各駅の列車の計画停車時間が記録されている。

列車追跡進路制御部８ａは、拠点装置４の情報伝送部４ａから送信された列車追跡情報を基に、ダイヤ情報データベース８ｅに記録されたダイヤ情報を参照し、各駅に進入する列車ごとに進入順序列中での位置を特定する。

さらに列車追跡進路制御部８ａは、各駅に出発する列車ごとに出発順序列中での位置を特定し、特定した列車の位置に応じた現場機器の動作を制御するための制御情報を作成し、拠点装置４へ出力する。

情報伝送部８ｄは、拠点装置４から伝送された人数推定情報を運転整理装置９へ送信する。この人数推定情報には、列車２００の人数推定装置２２で推定された人数推定情報と、地上側の人数推定装置２で推定された人数推定情報とが含まれる。

運転整理装置９は、運行予測部９ａ、乗降時間予測部９ｂ、停車時間予測部９ｃ、遅延判定部９ｄ、情報伝送部９ｅ、代替案生成部９ｆ、降車客数データベース９ｇ、および降車客数推定部９ｈを備える。

情報伝送部９ｅは、運行管理装置８から送信された人数推定情報を受信して乗降時間予測部９ｂへ出力する。

降車客数データベース９ｇには、過去の交通量調査データを基に作成した駅毎の降車客数情報が記録されている。

降車客数推定部９ｈは、自動改札機データ１０をオンラインで取り込み、定期券または切符の行先と改札口通過時間を基に、該当駅での車両毎の降車客数を推定する。

運行予測部９ａは、ダイヤ情報データベース８ｅのダイヤ情報に基づき、同一路線を走行する複数列車のうち先頭列車から順に駅間走行の運行予測を行う。

乗降時間予測部９ｂは、駅に停車した列車の車両毎に、乗降所要時間を予測する。乗降所要時間の予測には、情報伝送部９ｅから伝送された人数推定情報と、降車客数データベース９ｇに記録された過去の降車客数とが用いられる。

車両毎の乗降所要時間の予測は、以下の方法が考えられる。

（１）人数推定装置２では、ホームの乗客数Ｎがホーム側のカメラを用いて推定される。この乗客数Ｎは、列車を利用する旅客の内、列車に乗車予定の旅客数であり、列車の車両単位で推定される。推定された乗客数Ｎは、人数推定情報として運転整理装置９へ伝送される。

（２）人数推定装置２２では、乗車中の乗客数Ｍが車上側のカメラを用いて推定される。この乗客数Ｍは、車両単位で推定してもよいし、各車両に設置された乗降用扉の単位で推定してもよい。推定された乗客数Ｍは、人数推定情報として運転整理装置９へ伝送される。

（３）駅毎の降車比率Ｄと乗客数Ｍより、該当駅で降車すると予測される降車予測人数ＬをＬ＝Ｄ×Ｍで算出する。降車比率Ｄは、交通量調査のデータを基に作成した駅毎の降車客数データベース９ｇより導かれる。

（４）降車所要時間Ｔａは、Ｔａ＝Ｌ×Ｍ×ＴＡで算出する。ＴＡは、降車人数と、車両の乗客人数と、その場合の降車所要時間の実測とにより導き出される重みづけ係数である。

（５）乗車所要時間Ｔｂは、Ｔｂ＝Ｎ×Ｍ２×ＴＢで算出する。Ｍ２は、乗客数Ｍから降車予測人数分を減算した値である。ＴＢは、乗車人数と、車両の乗客と、その場合の乗車所要時間の実測とにより導き出される重みづけ係数である。

（６）この場合の該当車両の乗降所要時間Ｔｃは、Ｔｃ＝（Ｄ×Ｍ×Ｍ×ＴＡ）＋（Ｎ×Ｍ２×ＴＢ）で求められる。

なお、降車所要時間Ｔａは、降車客数推定部９ｈで推定された降車客数を用いて算出してもよい。

すなわち上記の降車予測人数Ｌの代わりに、降車客数推定部９ｈで推定された降車客数Ｌ’を用いて降車所要時間Ｔａ’を、Ｔａ’＝Ｌ’×Ｍ×ＴＡで算出する。これにより、より精度良く降車所要時間の予測が可能となる。

停車時間予測部９ｃは、乗降時間予測部９ｂで予測された乗降所要時間から停車時間Ｔ１を算出する。

具体的には、停車時間予測部９ｃは、乗降時間予測部９ｂで予測された先行列車の車両毎の乗降所要時間の内、最長の時間を選択し、選択した乗降所要時間と、停車時間データベース８ｆに記録された計画停車時間とを比較する。

停車時間予測部９ｃは、選択した乗降所要時間が計画停車時間より短い場合、計画停車時間を停車時間Ｔ１として採用する。また選択した乗降所要時間が計画停車時間より長い場合、選択した乗降所要時間を停車時間Ｔ１として採用する。

遅延判定部９ｄは、先ず停車時間予測部９ｃで予測された停車時間より、列車が次駅に到着する予測到着時刻を求める。

次に遅延判定部９ｄは、予測到着時刻と、列車が次駅に到着する時刻である計画到着時刻との差分である時間差Ｔ３を求める。計画到着時刻は、ダイヤ情報データベース８ｅに記録されたダイヤ情報より求めることができる。

さらに遅延判定部９ｄは、時間差Ｔ３がしきい値ＴＳ以上であるか否かを判定する。しきい値ＴＳは予め遅延判定部９ｄに設定されているものとする。

時間差Ｔ３がしきい値ＴＳ以上である場合、遅延判定部９ｄは、後述するＡ駅において後続列車の出発時刻を遅延させる方が、後続列車のＢ駅への到着時刻を早めることができると判定する。以下ではこの判定結果を判定Ａと称する。

一方、時間差Ｔ３がしきい値ＴＳ未満である場合、遅延判定部９ｄは、後述するＡ駅において後続列車を計画停車時間Ｔ２だけ停車させたほうが、後続列車のＢ駅への到着時刻を早めることができると判定する。以下ではこの判定結果を判定Ｂと称する。

代替案生成部９ｆは、遅延判定部９ｄの判定結果を基に、後続列車の駅Ａの出発を抑止するための代替案を生成する。

遅延判定部９ｄで判定Ａがなされた場合、代替案生成部９ｆは、駅Ａにおける停車時間として計画停車時間Ｔ２の代わりに、停車時間Ｔ４を生成する。すなわちダイヤの代替案を生成する。

停車時間Ｔ４は、Ｔ４＝Ｔ３／Ｘにより求める。係数Ｘは、後続列車がＢ駅の直前で一時停止をして再び力行を開始した場合におけるＢ駅到着時間の遅延分を勘案して得られる値である。

そして運行予測部９ａは、代替案生成部９ｆの代替案、すなわち停車時間Ｔ４に変更された後続列車のＢ駅からＡ駅への運行予測を行う。運行予測は、路線データベース、車両データベース、先行列車の在線位置といった情報を基に行われる。

運行予測の結果、Ｂ駅への到着予測時刻が改善された場合、代替案生成部９ｆは運行管理装置８に対し、駅Ａにおける停車時間として計画停車時間Ｔ２の代わりに停車時間Ｔ４を生成する。この生成内容は、計画ダイヤ通りの運行を抑止するための情報であればよく、出発時刻を遅延させる何らかの情報を含むものとする。

当該情報を受信した抑止指令生成部８ｃは、出発抑止を示す抑止指令を生成すると共に、Ｂ駅の出発時刻を停車時間Ｔ４まで遅延させることを示すメッセージ情報「ＸＸ秒後に駅を出発せよ」を生成する。

抑止指令およびメッセージ情報は、情報伝送部４ａを介して、列車２００内の列車情報管理装置に伝送される。列車情報管理装置は受信したメッセージ情報を、運転台に設置される表示器に伝達する。

図３から図５を用いて実施の形態１に係る列車運行制御システム１００の動作例を説明する。

図３は本発明の実施の形態に係る列車運行制御システムによって各列車が通常のダイヤで運行されるときの運行状態を示す図である。

図４は図３に示す先行列車の停車時間が遅延したとき後続列車の停車時間を変更しない場合の運行状態を示す図である。

図５は図３に示す先行列車の停車時間が遅延したとき後続列車の停車時間を変更した場合の運行状態を示す図である。

図３から図５の縦軸は列車の位置を示し、横軸は時間を示す。

図３において、列車運行制御システムでは以下の動作が行われる。

（１）路線データベース、車両データベース、および図示しない先行列車の在線位置を基に、先行列車がＡ駅を出発してからＢ駅に到着するまでの運行予測が行われる。

（２）Ｂ駅に到着した先行列車の計画停車時間としてＴ１ｎが利用される。計画停車時間Ｔ１ｎが利用される場面は、例えばＢ駅のホーム上の特定の場所に乗客が集中せず、または先行列車の特定の車両に乗客が集中していないときである。

（３）路線データベース、車両データベース、および先行列車の在線位置を基に、後続列車がＡ駅に到着するまでの運行予測が行われる。

（４）Ａ駅に到着した後続列車の計画停車時間としてＴ２が利用される。

（５）計画停車時間Ｔ２だけ停車させた後続列車の運行予測が行われる。

（６）Ｂ駅に到着した後続列車の計画停車時間としてＴ１ｎが利用される。

図４において、列車運行制御システムでは以下の動作が行われる。

（１）路線データベース、車両データベース、および図示しない先行列車の在線位置を基に、先行列車がＡ駅を出発してからＢ駅に到着するまでの運行予測が行われる。

図４の例では、Ｂ駅のホーム上には先行列車に乗り込む予定の旅客が待機しており、先行列車が４両編成である場合の例として、ホーム上の旅客数は先頭車両側から５０人、２０人、２０人、１０人であると仮定している。

またＢ駅に到着した先行列車の各車両の乗客数は先頭車両側から１２０人、８０人、７０人、７０人であると仮定している。図４の例では先頭車両に乗客が集中している。

（２）このようにホームの特定の場所に乗客が集中し、また特定の車両に乗客が集中した場合、乗降客の乗り降りに伴う時間が車両毎に異なる。図示例では先頭車両の乗降時間が最も長くなり、列車ダイヤ通りの運転整理ができなくなる。その結果、先行列車の停車時間Ｔ１は、計画停車時間Ｔ１ｎよりも伸びることとなる。

（３）路線データベース、車両データベース、および先行列車の在線位置を基に、後続列車がＡ駅に到着するまでの運行予測が行われる。

図４の例では、Ａ駅のホーム上には後続列車に乗り込む予定の旅客が待機しており、後続列車が４両編成である場合の例として、ホーム上の旅客は先頭車両側から２０人、２０人、２０人、２０人であると仮定している。

またＡ駅に到着した後続列車の各車両の乗客は先頭車両側から５０人、５０人、５０人、３０人であると仮定している。図４の例では後続列車の各車両の乗客が先行列車ほど集中していないことが分かる。

（４）Ａ駅に到着した後続列車の計画停車時間としてＴ２が利用される。

（５）計画停車時間Ｔ２だけ停車させた後続列車の運行予測が行われる。

（６）ところが、先行列車の停止時間が増加したことにより、後続列車はＢ駅の手前の停止限界で停止する。停止限界は、Ｂ駅のホーム始端に一定の余裕距離を加えて決定される。

（７）先行列車がＢ駅を出発することにより停止限界が更新され、後続列車は、再び走行を開始してＢ駅のホームに進入する。

図５において、列車運行制御システムでは以下の動作が行われる。図５には、後続列車の計画到着時刻と実際に後続列車がホームに到着するまでの時間差Ｔ３が示される。

図５の（１）から（３）の動作は図４の（１）から（３）の動作と同様であるため、説明を割愛する。

（４）列車運行制御システムでは、駅Ａにおける後続列車の停車時間として、計画停車時間Ｔ２の代わりに停車時間Ｔ４を生成する。

（５）停車時間Ｔ４だけ停車させた後続列車の運行予測が行われる。

（６）運行予測の結果、図５に示すようにＢ駅ホームトラック手前で後続列車が一旦停止する事なくＢ駅に進入でき、かつ、Ｂ駅に停車できる。そのため、後続列車は、Ａ駅に計画停車時間Ｔ２だけ停車後に出発した場合に比べて、時間Ｔ５だけ早くＢ駅に到着できる。その結果、運転整理装置は、Ａ駅における後続列車の停車時間としてＴ４を生成する。

図６は図２に示す列車、拠点装置、運行管理装置、および運転整理装置の間で伝送される情報を示すタイミングチャートである。

（１）列車２００は、定周期処理として、人数推定演算と、列車位置演算と、演算した人数推定情報および列車位置情報の拠点装置４への送信とを行う。

（２）拠点装置４は、定周期処理として、人数推定情報の受信と、列車追跡処理と、停止限界演算と、人数推定情報の運行管理装置８への送信とを行う。さらに拠点装置４は、定周期処理として、列車位置情報の運行管理装置８への送信を行う。

（３）運行管理装置８は、定周期処理として、人数推定情報の受信と、列車追跡処理と、進路制御とを行う。また運行管理装置８は、定周期処理として、列車追跡処理の結果と、ダイヤ情報と、駅停車時間とを、運転整理装置９へ送信する。

（４）運転整理装置９は、定周期処理として、駅間に走行する列車の運行予測と、人数推定情報を用いた乗降所要時間の予測と、駅における列車の停車時間予測と、遅延判定と、代替案生成を行う。また運転整理装置９は、代替案を生成したとき、生成内容を示す情報を運行管理装置８へ送信する。

（５）生成内容を示す情報を受信した運行管理装置８は、出発抑止指令を生成して拠点装置４へ送信する。

（６）出発抑止指令を受信した拠点装置４は列車２００へ伝送する。

（７）出発抑止指令を受信した列車２００では駅の出発時刻が抑止される。

図７は図２に示す列車運行制御システムにおける動作を説明するためのフローチャートである。

列車運行制御システム１００は、各路線に存在する複数の列車２００の位置を把握し、その中から同一路線において先頭を走行する列車（Ｎ）を抽出する（Ｓ１）。

列車運行制御システム１００は、抽出した列車（Ｎ）の次駅到着までの運行予測を行い（Ｓ２）、列車（Ｎ）の各車両の乗降所要時間を予測する（Ｓ３）。

さらに列車運行制御システム１００は、列車（Ｎ）の乗降所要時間から列車（Ｎ）の停車時間を算出する（Ｓ４）。

一定周期（Ｔｓ１）で行われる列車（Ｎ）の運用予測が完了していない場合（Ｓ５：Ｎｏ）、列車運行制御システム１００は、Ｓ２の処理を再び行う。

一定周期（Ｔｓ１）で行われる列車（Ｎ）の運用予測が完了した場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、列車運行制御システム１００は、Ｓ６の処理を行う。

列車運行制御システム１００は、全ての列車に運行予測が完了したか否かを判断する（Ｓ６）。

全ての列車の運行予測を完了していないとき（Ｓ６：Ｎｏ）、列車運行制御システム１００は、Ｎの値を１つ加算し（Ｓ７）、再びＳ２の処理を行う。

Ｓ６において、全ての列車の運行予測を完了したとき（Ｓ６：Ｙｅｓ）、しきい値ＴＳ以上の遅れが発生した列車（Ｍ）が存在するか否かを判断する（Ｓ８）。

しきい値ＴＳ以上の遅れが発生した列車（Ｍ）が存在する場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、列車運行制御システム１００は、列車（Ｍ）の駅の出発時刻を遅らせて（Ｓ９）、再度Ｓ２の処理を行う。

しきい値ＴＳ以上の遅れが発生した列車（Ｍ）が存在しない場合（Ｓ８：Ｎｏ）、列車運行制御システム１００は、予測出発時刻の履歴があり、かつ、遅延処理により次駅（Ｋ）への到着時刻が短縮されたか否かを判断する（Ｓ１０）。

予測出発時刻の履歴があり、かつ、遅延処理により次駅（Ｋ）への到着時刻が短縮された場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、列車運行制御システム１００は、当該駅（Ｋ−１）への出発抑止指令を出力し（Ｓ１１）、Ｓ１２の処理を行う。

予測出発時刻の履歴があり、かつ、遅延処理により次駅（Ｋ）への到着時刻が短縮されなかった場合（Ｓ１０：Ｎｏ）、列車運行制御システム１００は、Ｓ１２の処理を行う。

Ｓ１２では前回の運行予測起動から一定周期（Ｔｓ１）が経過した後に、運行予測を起動する。

図８は図１に示す人数推定装置、運行管理装置、および運転整理装置を実現するためのハードウェア構成例を示す図である。

人数推定装置２，２２、運行管理装置８および運転整理装置９は、プロセッサ５１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）またはＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）で構成されるメモリ５２と、ネットワークに接続するための入出力インタフェース５３とにより実現することが可能である。プロセッサ５１、メモリ５２および入出力インタフェース５３はバス５０に接続され、バス５０を介してデータ、制御情報などの受け渡しを相互に行うことが可能である。

人数推定装置２，２２を実現する場合、人数推定装置２，２２用のプログラムをメモリ５２に格納しておき、このプログラムをプロセッサ５１が実行することにより、人数推定装置２，２２の人数推定部２ａ，２２ａが実現される。入出力インタフェース５３は、人数推定装置２，２２が位置情報を送信する際に利用される。

運行管理装置８を実現する場合、運行管理装置８用のプログラムをメモリ５２に格納しておき、このプログラムをプロセッサ５１が実行することにより、運行管理装置８の列車追跡進路制御部８ａ、抑止指令生成部８ｃおよび情報伝送部８ｄが実現される。ダイヤ情報データベース８ｅおよび停車時間データベース８ｆはメモリ５２で実現される。入出力インタフェース５３は列車追跡進路制御部８ａが情報伝送部４ａおよび列車追跡部４ｂからの情報を受信する際に利用される。また入出力インタフェース５３は情報伝送部８ｄが情報を送信する際にも利用される。

運転整理装置９を実現する場合、運転整理装置９用のプログラムをメモリ５２に格納しておき、このプログラムをプロセッサ５１が実行することにより、運転整理装置９の運行予測部９ａ、乗降時間予測部９ｂ、停車時間予測部９ｃ、遅延判定部９ｄ、情報伝送部９ｅ、代替案生成部９ｆ、降車客数データベース９ｇおよび降車客数推定部９ｈが実現される。入出力インタフェース５３は、情報伝送部８ｄから送信される情報を受信する際に利用されるとともに、降車客数推定部９ｈが自動改札機データ１０を受信する際に利用される。さらに入出力インタフェース５３は、運行予測部９ａがダイヤ情報データベース８ｅの情報を読み出すときに利用され、代替案生成部９ｆが代替案に関する情報を運行管理装置８へ送信する際に利用される。

なお本実施の形態では、車両内に設置されたカメラの撮像データを用いて推定した人数推定情報と、ホーム上に設置されたカメラの撮像データを用いて推定した人数推定情報とを用いた例を説明したが、列車運行制御システム１００は、何れか一方の人数推定情報を用いて代替案の生成を行う構成としてもよい。

例えば、人数推定装置２２は、列車の各車両に設置された複数のドアの各々に設置されたカメラで撮影された撮像データを用いて人数推定情報を出力し、運転整理装置９はこの情報を用いることで、ホームにカメラが設置されていない場合でも乗降所要時間を大まかに把握することができる。

また人数推定装置２は、ホームの両端側とホームの中央側に設置されたカメラで撮影された撮像データを用いて人数推定情報を出力し、運転整理装置９はこの情報を用いることで、車両にカメラが設置されていない場合でも乗降所要時間を大まかに把握することができる。

また運転整理装置９は、人数推定装置２と人数推定装置２２の双方で推定された人数推定情報を用いることにより、車両内およびホーム上の人数をより正確に推定でき、乗降所要時間をより精度よく把握することができる。

また、ホームに設置されたカメラを用いることにより、駅周辺で大きなイベントが行われ、或いは他の路線でダイヤ乱れが発生した際、特定のホームに乗客が集中したときにおいてもリアルタイムにホーム上の人数を推定でき、後続列車が次駅に到着する前に当該列車の停車時間Ｔ１を推定して列車の円滑な運行を実現可能である。

また、車両内に設置されたカメラを用いることにより、一部のドアの周辺に多くの人が密集している場合には、そのドアの周囲に存在する人の数を基準にして車両内の人数を推定でき、後続列車が次駅に到着する前に当該列車の停車時間Ｔ１を推定して列車の円滑な運行を実現可能である。

また本実施の形態では、人数推定装置２２が列車２００に搭載されている例を説明したが、人数推定装置２２の機能を人数推定装置２に組み込む構成としてもよい。この構成の場合、車上カメラ２３で撮影された撮像データは、車上無線装置２０から地上無線装置６へ伝送され、さらに地上伝送装置５と伝送インターフェースユニット３を介して人数推定装置２へ送信される。人数推定装置２では車上側の撮像データと地上カメラ１で撮影された撮像データを用いて車上側と地上側の双方の人数を推定して出力する。

以上に説明したように本実施の形態の列車運行制御システムは、複数のカメラから出力される撮像データを用いて列車内の人数と駅ホーム上の人数との少なくとも一方を推定する人数推定装置と、人数推定装置で推定された人数推定情報とダイヤ情報とを用いて列車への旅客の乗降にかかる乗降時間を予測して運転整理を行う運転整理装置と、を備える。この構成により、地上側または車上側の複数のポイントで乗降客数をリアルタイムに把握することができる。

また本実施の形態の列車運行制御システムによれば、これらのデータを用いて、車両毎の乗降時間と乗降時間から導き出される停車時間を予測して、列車走行予測と併せて、列車の運行予測を行うことができる。従って、乗客数が変動した場合にも乗降時間を正確に予測して、予測結果に応じて列車の運行スケジュールの変更を自動生成することができる。

また本実施の形態の列車運行制御システムによれば、後続列車を駅の手前で一時停止させる必要がないため、停車と再力行に伴う列車速度の変動が軽減され、乗り心地が改善されるだけでなく、再力行時に消費されるエネルギーも抑制される。

また本実施の形態の列車運行制御システムによれば、駅周辺で大きなイベントが行われ、或いは他の路線でダイヤ乱れが発生した際、特定のホームに乗客が集中したときにおいてもリアルタイムにホーム上の人数を推定でき、後続列車が次駅に到着する前に当該列車の停車時間を推定して列車の円滑な運行を実現可能である。

また上記特許文献１に示す従来技術は、列車の車両単位での乗降客数は把握できないため、特定の車両への乗客集中による乗降時間の増大については予測できなかった。これに対して本実施の形態の列車運行制御システムは、特定の車両への乗客集中による乗降時間の増大を予測することができ、車両毎に乗降者数が変動した場合にも列車の停車時間をリアルタイムに予測して、列車の円滑な運行を実現可能である。

また本実施の形態の運転整理装置は、駅毎の降車客数情報が記録される降車客数データベースと、降車客数データベースに記録された降車客数から導出される駅毎の降車比率と列車に乗車する乗客数とに基づいて、列車から降車する人数を予測し、予測された降車人数を用いて乗降時間を予測する乗降時間予測部を備える。この構成により車上側のカメラで推定した乗客数のみでは判定ができない駅毎の降車客数の推定精度を高めることができる。

また本実施の形態の運転整理装置は、自動改札機データを基に駅での車両毎の降車客数を推定する降車客数推定部と、降車客数推定部で推定された降車客数を用いて乗降時間を予測する乗降時間予測部を備える。この構成により自動改札機でリアルタイムに得られる駅毎のデータを基に、列車毎の降車客数の精度良く予測することができる。当該データは、例えば降車客数と改札機通過時間帯に関するデータである。

また本実施の形態に係る列車運行制御方法によれば、運転整理装置は、列車に搭載された複数のカメラから出力される撮像データとホームに設置された複数のカメラから出力される撮像データとを用いて、列車内の人数と駅ホーム上の人数とを推定する人数推定ステップと、人数推定ステップで推定した人数とダイヤ情報とを用いて列車への旅客の乗降にかかる乗降時間を予測する乗降時間予測ステップとを含む。また運転整理装置は、乗降時間予測ステップで推定された乗降時間を用いて先行列車の停車時間を予測する停車時間予測ステップと、停車時間予測ステップで予測された停車時間に基づいて、後続列車の出発を抑止するための代替案を生成する代替案生成ステップとを含む。これにより、既存の運転整理装置を用いて、乗客数の乗降時間を正確に予測して、予測結果に応じて列車の運行スケジュールの変更を自動生成することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 地上カメラ、２ 人数推定装置、３ 伝送インターフェースユニット、４ 拠点装置、４ａ 情報伝送部、４ｂ 列車追跡部、４ｃ 連動処理部、４ｄ 入出力部、５ 地上伝送装置、６ 地上無線装置、７，７ａ 伝送路、８ 運行管理装置、８ａ 列車追跡進路制御部、８ｃ 抑止指令生成部、８ｄ 情報伝送部、８ｅ ダイヤ情報データベース、８ｆ 停車時間データベース、９ 運転整理装置、９ａ 運行予測部、９ｂ 乗降時間予測部、９ｃ 停車時間予測部、９ｄ 遅延判定部、９ｅ 情報伝送部、９ｆ 代替案生成部、９ｇ 降車客数データベース、９ｈ 降車客数推定部、１０ 自動改札機データ、１１ 信号機、１２ 軌道回路、１３ 転てつ器、２０ 車上無線装置、２１ 車上伝送装置、２２ 人数推定装置、２２ａ 人数推定部、２３ 車上カメラ、３０ 駅ホーム、３１ 伝送路、５０ バス、５１ プロセッサ、５２ メモリ、５３ 入出力インタフェース、１００ 列車運行制御システム、２００ 列車。

ＮＴＴ技術ジャーナル「画像処理による広告効果測定技術 人数計測技術・顔画像処理技術の応用」インターネット＜URL：http://www.ntt.co.jp/journal/1301/files/jn201301061.pdf＞

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の列車運行制御システムは、複数のカメラから出力される撮像データを用いて列車内の人数と駅ホーム上の人数との少なくとも一方を推定する人数推定装置と、人数推定装置で推定された人数推定情報とダイヤ情報とを用いて、第一駅における列車への乗降時間を予測して、第一駅より手前に設けられた第二駅における列車の後続列車の運転整理を行う運転整理装置と、を備える。

人数推定装置２における人数の推定方法の具体例としては上記の非特許文献に開示されているものを挙げることができる。

当該非特許文献には、カメラ、床面、および人物の位置関係と、これらと画像との間の幾何学的な関係をモデル化する事により、画像上の面積に基づいて画像内の総人数を推定する方法が開示されている。

Claims (4)

1. 複数のカメラから出力される撮像データを用いて列車内の人数と駅ホーム上の人数との少なくとも一方を推定する人数推定装置と、
   前記人数推定装置で推定された人数推定情報とダイヤ情報とを用いて前記列車への乗降時間を予測して運転整理を行う運転整理装置と、
   を備えることを特徴とする列車運行制御システム。
2. 前記運転整理装置は、
   駅毎の降車客数情報が記録される降車客数データベースと、
   前記降車客数データベースに記録された降車客数から導出される駅毎の降車比率と前記列車に乗車する乗客数とに基づいて前記列車から降車する人数を予測し、予測された降車人数を用いて前記乗降時間を予測する乗降時間予測部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の列車運行制御システム。
3. 前記運転整理装置は、
   自動改札機データを基に駅での車両毎の降車客数を推定する降車客数推定部と、
   前記降車客数推定部で推定された降車客数を用いて前記乗降時間を予測する乗降時間予測部を備えることを特徴とする請求項１に記載の列車運行制御システム。
4. 列車の運行を管理する運行管理装置と前記列車の運転整理を行う運転整理装置とを備えた列車運行制御システムに適用される列車運行制御方法であって、
   前記運転整理装置は、
   前記列車に搭載された複数のカメラから出力される撮像データとホームに設置された複数のカメラから出力される撮像データとを用いて、前記列車内の人数と駅ホーム上の人数とを推定する人数推定ステップと、
   前記人数推定ステップで推定した人数とダイヤ情報とを用いて前記列車への旅客の乗降にかかる乗降時間を予測する乗降時間予測ステップと、
   前記乗降時間予測ステップで推定された乗降時間を用いて先行する列車の停車時間を予測する停車時間予測ステップと、
   前記停車時間予測ステップで予測された停車時間に基づいて、後続の列車の出発を抑止するための代替案を生成する代替案生成ステップと、
   を含むことを特徴とする列車運行制御方法。
   
   
   

Images