JPWO2019150719A1 - 車両情報制御装置 - Google Patents

Abstract

運用支援制御手段は、列車の運行データ情報、乗務員の操作情報及び列車の動作状態情報に基づいて列車の運用状態を推定し、列車の運用状態に応じて、列車を運行する運転士、車掌またはそれに類する操作者である乗務員の位置から直接目視にて状態を確認することが困難な列車の各車両の各箇所に配置された複数のカメラによって各々撮影される複数のカメラ画像を選択して運転台表示器の画面に表示させる。

Description

本発明は、列車の動作状態情報及びこの列車に搭載された各種機器の状態情報を収集し、管理し、列車の制御を実施する車両情報制御装置に関し、特に、列車を運行する運転士、車掌またはそれに類する操作者である乗務員に対する列車運用上の支援機能を発揮する車両情報制御装置に適用して好適なものである。

一般的に、鉄道車両運用に用いられる車両情報制御装置では、乗務員支援機能として、列車の状態情報に基づいて、列車を構成する車両外、客室内またはデッキに設置した監視カメラを用いて撮影されるカメラ画像を運転台表示器に表示している。

この種の第１の従来技術としては、車両客室内に、複数の監視カメラ、緊急呼出装置、表示器及び情報処理装置を設けておき、この緊急呼出装置からの呼出信号を受信した際、複数の監視カメラのうちから対応する監視カメラを特定し、この監視カメラから出力される撮像データに基づいて表示器に表示する技術が存在している（特許文献１参照）。

この種の第２の従来技術としては、車両に設けられた複数のドアの上方にそれぞれ超音波センサ及びカメラを取り付けて超音波センサを用いて各ドア周辺の異物を監視し、異物があると検知した場合は、対応するカメラを起動して各ドア周辺のカメラ画像を取得して表示手段に表示する技術が存在している（特許文献２参照）。

この種の第３の従来技術としては、鉄道車両の側面の乗降口の車外上部にカメラを設けておきプラットホームの乗降客を撮像し、このカメラ画像を乗務員室に設置されたモニタに表示する技術が存在している（特許文献３参照）。

国際公開２０１４／１０９０３９号公報 特開２００９−２２０６５８号公報 特開２０１２−１１９１号公報

上述した従来技術によれば、鉄道車両を利用する乗客の安全に直接関わる乗務員の安全確認及び状態確認のための業務を支援する機能を提供することは可能となるが、以下のような問題が残っている。

第１の従来技術では、車両運用における乗務員の他の様々な車両操作や運用状況の変化に伴う安全確認に関しては何ら配慮もされておらず、例えば、ブレーキ故障や車両故障等、車両全体の安全に関わる事故が発生した際に、若しくは、運転台表示器画面にて車両状況確認や乗降客の安全確認を行っている際に、緊急呼出が重なった場合、または、乗務員と乗客との間で緊急呼出しの通話中に他乗客による緊急呼出がなされる等のように緊急呼出しが他安全確認を行っている状況と重なる場合において、監視カメラを特定したり、運転台表示器に表示する画像については乗務員が任意に安全確認のための表示画像を選択できるようにする等、車両の実際の運用上の状況変化へ対応するためのシステム内の連携について何ら考慮がなされていない。

第２の従来技術では、例えばドア周辺の異物を検知するために、新規に超音波センサ等の計測用センサの部品を各車両のドア毎に設置する必要があり、各センサの数だけコストが増加すること、及び、車両工事の作業量が増加してしまう。また、各センサの数が多くなると、一般的に故障率が上昇するのに加え、メンテナンスコストも増加してしまう。さらに、鉄道車両は複数のドアを備えており、車両の実際の運用においては複数のドアで異物を検知する場合もあり、そのような状況下での画像表示についてシステム内で連携を取る等については何ら考慮されていなかった。

第３の従来技術では、プラットホーム及び車両の乗降口全体を俯瞰する態様が表示器の画面に固定的に表示されているが、車両の運行データや乗務員操作など車両状態に応じて確認必要な箇所のカメラ画像を表示器の画面に選択的に表示してシステム内で連携を取る等の考慮は何らなされていなかった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、乗務員が運用上必要な車両操作や車両各部位状態の円滑かつ確実な安全確認及び車両状況把握を行うためにシステム内での連携によって、センサなどの導入に関わる費用を抑制するとともに、車両工事に関わる作業量を抑制可能な車両情報制御装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため、本発明においては、列車を構成する各車両の動作状態情報及び各種機器情報を収集し、管理し、前記列車の制御を実施する車両情報制御装置において、前記列車を運行する運転士、車掌またはそれに類する操作者である乗務員の位置から直接目視にて状態を確認することが困難な前記列車を構成する各車両の各箇所に配置された複数のカメラと、前記列車の運行データ情報、前記乗務員の操作情報及び前記列車の動作状態情報に基づいて前記列車の運用状態を推定し、前記列車の運用状態に応じて前記複数のカメラによって各々撮影される複数のカメラ画像を選択して運転台表示器の画面に表示させる運用支援制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、乗務員が運用上必要な車両操作や車両各部位状態の円滑かつ確実な安全確認及び車両状況把握を行うためにシステム内での連携によって、センサなどの導入に関わる費用を抑制するとともに、車両工事に関わる作業量を抑制することができる。

本実施の形態に係る運用支援画像表示システムの全体構成の一例を示す構成図である。 本実施の形態に係る運用支援制御システムの要部の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る列車運用状態推定手段の処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る支援制御指令判定手段の処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るカメラ画像選択手段の処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るカメラ画像の選択表示及び表示設定の画面表示例である。 本実施の形態に係るカメラ画像の固定表示モード設定の画面表示例である。 本実施の形態に係る支援制御動作及び優先度の設定の画面表示例である。 列車の併結運用駅における列車併結時の運用支援制御動作の概略図である。 列車併結における運用支援制御動作のカメラ画像の一例を示す図である。 列車が停止目標位置の規定範囲より手前に停車した場合の概略図である。 停車目標位置と列車の先頭位置方向のカメラ画像の一例を示す図である。 列車の扉位置とホーム柵の位置関係の画像の一例を示す図である。 列車が停車目標位置の規定範囲を超えて停車した場合の概略図である。 列車後進時の後進方向カメラ画像の一例を示す図である。

以下、図面について、本発明の一実施の形態について詳述する。
（１）本実施の形態によるシステムの構成
図１は、本実施の形態に係る運用支援画像表示システム１００の全体構成の一例を示す。

列車の先頭車には、車両情報制御装置（先頭車端末）１０１１及びタッチパネル式の運転台表示器１０２が搭載されている。一方、この列車の中間車には、車両情報制御装置（中間車端末）１０１２が搭載されている。

車両情報制御装置１０１１，１０１２は、各車両の操作スイッチ情報及び回路情報、各種操作コック２０８、及び、各種搭載機器と車両内ネットワークで接続されている。各車両の操作スイッチ情報及び回路情報としては、例えば、各種スイッチ接点回路情報２０７、電気連結器２０９、速度発電機等車両速度情報２０５、パンタグラフ２１０に関する情報である。一方、各種搭載機器としては、例えば、運転士が列車の運転に伴って操作しうるマスターコントローラ２０１、扉２０２、各種機器状態・制御情報２０３、放送・自動放送装置２０４、非常通報装置２０６に関する情報である。

複数のカメラは、例えば、前方向状況カメラ３０１、停車目標位置カメラ３０２、電気連結器カメラ３０３、非常通報装置カメラ３０４、各種操作スイッチカメラ３０５、車両側面（前方後方）カメラ３０６、パンタグラフカメラ３０７、荷棚・座席下カメラ３０８、扉カメラ３０９及び各種操作コックカメラ３１０であり、各車両の各箇所に配置されている。これら複数のカメラは、車両情報制御装置１０１１，１０１２に対して車両内ネットワーク（図示せず）を介して接続されている。

これら複数のカメラは、複数のカメラ画像として、列車を構成する各車両の各扉と、車両の各扉を含めたホーム柵と、パンタグラフまたは集電靴（車両の下部から給電を受ける装置）と、連結器と、車両の停車位置、車両の前方及び後方側面と、車両の前方と後方と、各操作コックと、ブレーキシュー及び車輪またはゴムタイヤの状態と、非常通報装置と、座席下と、荷棚と、デッキのいずれか又は全ての箇所の画像を撮影する。

各車両間では、車両情報制御装置１０１１，１０１２が車両間ネットワーク（図示せず）で接続されている。以下、これらを総称して車両情報制御装置１０１と呼ぶ。車両情報制御装置１０１は、各車両の動作状態情報及び各機器情報を授受して収集するとともに管理し、これらに基づいて制御情報を伝達することにより列車の制御を行うとともに、車両の状態情報、故障情報及び制御情報を運転台表示器１０２に表示させる。

車両情報制御装置１０１は、車上サーバ１２０に対して車両内ネットワークを介して接続されている。車両情報制御装置１０１は、運転台表示器１０２に表示しているカメラ画像について、そのカメラ画像データを、車上サーバ１２０を介して無線通信により、図示しないが、地上側に備え付けられたサーバまたは他の端末装置に配信する。車両情報制御装置１０１は、放送・自動放送装置２０４または運転台のスピーカ（図示せず）を通して報知を実施する。

図２は、図１に示す運用支援画像表示システム１００のうち要部である車両情報制御装置１０１の構成例を示す。この車両情報制御装置１０１は、運用支援制御部１０３を備えている。

この運用支援制御部１０３は、列車の運用状態に応じて、乗務員位置から直接目視で確認できない各車両の各箇所に配置された複数のカメラによって各々撮影された複数のカメラ画像を運転台表示器１０２の画面に選択表示する機能を備えているとともに、列車の各箇所の回路及び機器に対して乗務員の運用を支援するための支援制御指令を出力する機能を備えている。

運用支援制御部１０３は、車両運用状態推定部１０４、支援制御指令判定部１０５及びカメラ画像選択部１０６を備える。

車両運用状態推定部１０４は、列車の運行データ情報、及び、乗務員の操作情報及び列車の動作状態情報に基づき、列車の運用状態を推定し判別する機能を備えている。

支援制御指令判定部１０５は、列車の運用状態の推定結果を基に、列車を構成する各車両の運用状態に応じた各種支援制御動作に必要な支援制御指令を各車両の各箇所に配置された回路及び機器に対して出力する機能を有する。

カメラ画像選択部１０６は、上述した支援制御指令に基づき、列車を構成する各車両の各箇所に配置された複数のカメラによって各々撮影される複数のカメラ画像を運転台表示器１０２の画面に選択表示する機能を備える。

（２）列車の運用状態の推定処理
次に、列車の運用状態の推定処理について説明する。図３は、車両運用状態推定部１０４にて実行される処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０では、車両運用状態推定部１０４が、入力される列車運行データ情報から走行路線情報、例えば、列車番号、時刻表情報、列車種別、現在駅、次停車駅、編成分割／併結運用等の特殊運用実施駅等に関する情報を取得し、列車の運用状態の推定要素の１つとして用いる。

ステップＳ１１では、車両運用状態推定部１０４が、速度発電機或いは接続機器などから得られる列車の速度情報を基に、列車の走行距離の演算を行い、自列車位置及び列車の走行状態を特定し、列車の運用状態の推定要素の１つとして用いる。

ステップＳ１２では、車両運用状態推定部１０４が、乗務員の操作情報、例えば、運転士などが列車の運行に際して操作するマスターコントローラ２０１の操作情報、各種スイッチ及び各種操作コックの操作情報を取得し、列車の運用状態の推定要素の１つとして用いる。

ステップＳ１３では、車両運用状態推定部１０４が、列車の動作状態情報、例えば、扉カメラ３０９やパンタグラフカメラ３０７の各種車両回路動作、機器の動作状態、及び、故障情報を取得し、列車の運用状態の推定要素の１つとして用いる。

ステップＳ１４では、車両運用状態推定部１０４が、運用支援制御部１０３が現在出力している支援制御指令を取得し、列車の運用状態の推定要素の１つとして用いる。

ステップＳ１５では、車両運用状態推定部１０４が、各車両の各箇所に配置した各カメラによって撮影される各カメラ画像を取得し、当該取得したカメラ画像の認識を行って列車の運用状態の推定要素の１つとして用いる。

なお、上述した本実施の形態では、車両運用状態推定部１０４が、車両各箇所に配置されたカメラによってカメラ画像を取得し、画像認識により列車の運用状態の推定要素の１つとして用いる場合を例示したが、その代わりに、このような画像認識を用いずに、上述したステップＳ１５を除いた上記各ステップＳ１０〜Ｓ１４によって列車の運用状態を推定する構成としても構わない。

ステップＳ１６では、車両運用状態推定部１０４が、カメラ画像選択部１０６により現在選択表示しているカメラ画像の情報を取得し車両運輸状態の推定要素の１つとして用いる。

ステップＳ１７において、車両運用状態推定部１０４が上述のステップＳ１０乃至ステップＳ１６において取得した情報に基づき、自列車の運用状態を推定し、推定した結果を支援制御指令判定部１０５に通知する。以上により、車両運用状態推定部１０４における一連の処理が終了する。

（３）支援制御指令判定処理
次に、支援制御指令判定部１０５による支援制御指令判定処理について説明する。図４は、支援制御指令判定部１０５によって実行される処理の一例を示す。

ステップＳ２０では、支援制御指令判定部１０５が、車両運用状態推定部１０４から通知される列車の運用状態の推定結果を取得する。

ステップＳ２１では、支援制御指令判定部１０５が、上記ステップＳ２０で取得した列車の運用状態推定結果に対応する支援制御候補を判別する。

ステップＳ２２では、支援制御指令判定部１０５が、列車の運用状態の推定結果によって、上記ステップＳ２１で判別した支援制御動作の候補が複数存在する場合、予め支援制御毎に定義した優先度を比較し実施する支援制御を決定する。また、支援制御毎に定義した優先度は運転台表示器１０２の画面設定により変更が可能である。

ステップＳ２３では、支援制御指令判定部１０５が、支援制御実施が有効であるか無効であるかの設定状態を参照し、次の処理について判定を実施する。支援制御実施が有効設定である場合はステップＳ２４の処理へ進み、支援制御実施が無効設定である場合はステップＳ２５を実行する。

ステップＳ２４では、支援制御指令判定部１０５が、上述したステップＳ２２で決定した支援制御に対応する支援制御指令を、制御対象となる車両回路及び各種機器に指令出力するとともに、出力する支援制御指令をカメラ画像選択部１０６に通知する。

一方、上述したステップＳ２３において支援制御実施が無効設定である場合には、支援制御指令判定部１０５が、支援制御指令の出力を停止するとともに（ステップＳ２５）、支援制御指令無効をカメラ画像選択部１０６に通知する。以上により、支援制御指令判定部１０５における一連の処理が終了する。

次に、カメラ画像選択部１０６の処理について説明する。図５は、カメラ画像選択部１０６によって実行される処理の一例を示す。

ステップＳ３０では、カメラ画像選択部１０６が、支援制御指令判定部１０５から通知される支援制御指令を取得する。ステップＳ３１では、カメラ画像選択部１０６が、上記ステップＳ３０で取得した支援制御指令に対応する車両各箇所のカメラ画像を選択して取得する。

ステップＳ３２では、カメラ画像選択部１０６が、運転台表示器１０２に表示するカメラ画像の手動切替選択状態を参照し、次の処理の判定を実施する。カメラ画像選択部１０６は、カメラ画像の手動切替選択によって運転台表示器１０２に表示するカメラ画像を任意に選択している場合にはステップＳ３３を実行する一方、その手動切替選択によって運転台表示器１０２に表示するカメラ画像を任意に選択していない場合にはステップＳ３４を実行する。

ステップＳ３３では、カメラ画像選択部１０６が、カメラ画像の手動切替選択によって選択指定されたカメラ画像を取得する。ステップＳ３４では、カメラ画像選択部１０６が、上記ステップＳ３３で取得した、手動切替選択によって選択指定したカメラ画像を運転台表示器１０２に送信する。

一方、ステップＳ３５では、カメラ画像選択部１０６が、上記ステップＳ３１で取得した支援制御指令に対応するカメラ画像を運転台表示器１０２に送信する。ステップＳ３６では、カメラ画像選択部１０６が、画面表示モードの設定がカメラ画像非表示の設定であるかまたは固定表示の設定であるか判別し、運転台表示器１０２に表示モードを通知する。

ステップＳ３７では、カメラ画像選択部１０６が、運転台表示器１０２に表示しているカメラ画像を当該車両以外の他の端末装置に配信する設定が有効か無効かを判別し、有効設定の場合、運転台表示器１０２に表示しているカメラ画像に関するカメラ画像データを他の端末装置に配信する。当該他の端末装置への配信設定が無効設定である場合、カメラ画像選択部１０６は、このカメラ画像データを配信しない。

他の端末装置への画像配信を行う一例として、例えば、図１に示す列車内に搭載した車上サーバ１２０を介して配信する場合の構成例を示す。本実施の形態では、他の端末装置への画像配信を行う場合の構成例としたが、必ずしも他の端末装置への画像配信を行う処理が必須ではない。他の端末装置への画像配信を行わない場合、カメラ画像選択部１０６は、図５においてステップＳ３７を省略して各ステップＳ３０などを実行するようにしても構わない。以上により、カメラ画像選択部１０６における一連の処理が終了する。

次に、運転台表示器１０２における、運用支援カメラ画像の画面表示と画面操作について説明する。図６は、本実施形態における運用支援カメラ画像の選択表示及び表示設定の画面表示例である。

図示の例において、運用支援画像表示画面ＤＰ１００は、車両各箇所に配置されたカメラ状態を表示するとともに運転台表示器１０２の画面に選択表示しているカメラの状態を表示する表示エリアのカメラ表示箇所車両図ＤＰ１０１と、現在制御を実施している支援制御項目を表示するエリアＤＰ１０４と、上記制御を実施している支援制御項目に対応した車両該当箇所カメラ画像（支援制御メイン画像）を表示するエリアＤＰ１０５と、支援制御メイン画像ＤＰ１０５の他にも、支援制御項目に複数の他の実施候補がある場合に他の支援制御候補のうち優先度の高い他の支援制御項目（次候補）の１つを表示するエリアＤＰ１０６と、上記他の支援制御項目に対応した車両該当箇所カメラ画像（次候補サブ画像）を表示するエリアＤＰ１０７と、カメラ画像の表示モードの設定キーの配置エリアＤＰ１０８、ＤＰ１０９と、画面遷移キーを配置エリアＤＰ１１０とを含んでいる。

カメラ表示箇所車両図ＤＰ１０１は、例えば、列車の両数、ドア、パンタグラフ及び非常通報装置等の車両状態、並びに車両機器の各箇所を簡略表示した車両図ＤＰ１０３を含むとともに、車両各箇所に配置したカメラの箇所を、車両図の各箇所に対応して表示した（図示のハッチングの三角形に相当）カメラ表示箇所ＤＰ１０２を含む。

支援制御動作に対応して画面に選択表示しているカメラ画像を撮影したカメラの配置箇所については、該当するカメラ表示箇所ＤＰ１０２を強調表示して（図示の赤三角ＯＢ１０６に相当）乗務員による判別を容易にしている。

さらには、任意にカメラ表示箇所ＤＰ１０２を、画面上で、例えば、画面表示該当箇所をタッチパネル操作して選択することで、支援制御メイン画像ＤＰ１０５または次候補サブ画像ＤＰ１０７に表示するカメラ画像を、そのように選択した別のカメラ画像に切替えることができる。

また、次候補サブ画像ＤＰ１０７の任意の画像を、画面上で、例えば、画面表示該当箇所をタッチパネル操作して選択することで、当該選択した任意の画像を支援制御メイン画像ＤＰ１０５に表示することができる。

上記支援制御メイン画像ＤＰ１０５に選択表示しているカメラ画像は、表示モード設定の該当キー操作により表示形態を変更することができる。例えば、固定表示キーＤＰ１０８を操作すると、図７に示す運用支援画像表示（固定表示）画面ＤＰ２００に画面遷移し、上記支援制御メイン画像ＤＰ１０５を画面全体表示に固定表示する。

図７に示す運用支援画像表示（固定表示）画面ＤＰ２００において固定表示解除キーＤＰ２０１を操作すると、固定表示が解除され、図５に示すＤＰ１００の画面表示に戻ることができる。

図６及び図７において、表示モード設定の非表示のキーＤＰ１０９を操作により、前記支援制御メイン画像ＤＰ１０５に選択表示しているカメラ画像を非表示とすることも可能である。

また、モニタ画面ＤＰ１１０のキーを操作することで、車両情報制御装置の他画面（例えば、モニタ機能の画面）に遷移することができる。

（４）支援制御動作の各種設定画面及び画面操作
次に、運転台表示器１０２における、支援制御動作の各種設定画面及び画面操作について説明する。

図８は、支援制御動作の有効無効設定と支援制御動作の優先度設定に関する画面表示例である。図示の例において、支援制御設定画面ＤＰ３００は、支援制御項目と対応する号車及び優先度を表示するエリアとしての支援制御項目と、前記支援項目に表示する項目Ｎｏ．を現在表示している項目Ｎｏ．の次順からのＮｏ．の項目表示にする次頁キーＤＰ３０３と、前順からのＮｏ．の項目表示に戻す前頁キーＤＰ３０２と、を含んでいる。なお、支援制御項目の支援制御項目の表示欄は、該当支援制御項目の優先度を選択する選択キーの役割も兼ね備えている。

さらに、例えばテンキーである優先度変更用キーＤＰ３０７及びこの優先度変更用のキーにより選択した優先度を表示する表示領域（ＤＰ３０７のテンキー配置の上部に相当）と、優先度変更用キーＤＰ３０７により選択した優先度を設定する設定キーＤＰ３０６、及び、優先度変更用キーＤＰ３０７により選択した優先度を取消すための取消キーＤＰ３０５が配置されている。

優先度を設定する支援制御項目ＤＰ３０１の該当支援制御項目が選択入力され、上記優先度変更用キーＤＰ３０７により選択入力された優先度の値は、優先度設定キーＤＰ３０６を選択入力されると、支援制御項目ＤＰ３０１の該当支援項目の優先度表示欄に表示され、図４のステップＳ２２で参照する支援制御の実施優先度の設定変更が行われる。

さらに、上記優先度を変更後、運用計画等により優先度を初期の設定に戻す場合などは、優先度初期化キーＤＰ３０４を選択設定し、かつ、設定キーＤＰ３０６を選択設定することにより優先度を初期の設定にすることが可能である。

また、支援制御動作設定ＤＰ３０８に配置された有効キーを選択設定することで、支援制御動作有効動作させる設定となり、無効キーを選択設定することで支援制御動作は実施しない設定とすることができる。支援制御動作有効か無効かの設定値は、支援制御動作設定ＤＰ３０８の上部設定値欄に表示されており、このような表示によって現在の設定値を確認することができる。

（５）運用支援画像表示システムによる支援制御例
次に、上述した実施の形態による各運用局面における、運用支援画像表示システム１００による支援制御例を説明する。図９は、列車の併結運用駅において列車併結時の運用支援制御動作の一例を示す。

図示の例において、一般的な列車併結の動作としては、併結する相手列車５０２が該当駅の所定の併結位置で停車し、併結する後続の自列車５０３との併結動作を待つため停車している。

列車併結を行う際は、該当駅のホーム５０４の所定の併結位置に併結作業員４０１が配置される。この併結作業員４０１は、相手列車５０２と自列車５０３との接近距離を確認し、安全な併結動作のための合図を自列車５０３の運転士４００に与える役割を担っている。

一般的な併結動作においては、自列車５０３の運転士４００の位置から運転操作を行いながら、直接自列車の電気連結器（あるいは連結器）２０９１の状態や先頭位置、並びに、相手列車５０２及び相手列車の電気連結器（あるいは連結器）２０９２との距離を直接目視にて確認することは困難である。そのため、併結する自列車５０３の運転士４００は、駅所定の併結位置手前で一旦停車し、併結作業員４０１の誘導に従い列車を前進させ、列車併結の操作を行っている。

この併結操作の際、運転士４００は、前方の相手列車５０２の電気連結器２０９２と自列車５０３の電気連結器２０９１との接近距離の把握に関して、併結作業員４０１が確認した列車間距離に基づいた誘導合図と、運転士４００が経験的に習得した自列車５０３の先頭位置の車両距離感覚により実現している面がある。

一方、本実施の形態に係る運用支援画像表示システム１００による支援制御を、上記運用局面において活用する場合、自列車５０３が、運行データ及び自列車位置の情報を基に、併結運用駅を認識すると、列車前方向（相手列車５０２と相手列車５０２の電気連結器２０９２の方向に相当）及び自列車電気連結器２０９１を撮像する電気連結カメラ画像３０３１（撮像範囲３０３２の映像に相当）が運転台表示器１０２に表示される。

図１０は、運転台表示器１０２に表示する電気連結カメラ画像３０３１の一例を示す。併結時の運用支援カメラ画像の表示イメージ画面ＤＰ３０３の画面は、前述した図６及び図７に示した支援制御メイン画像ＤＰ１０５に表示される。併結時の運用支援カメラ画像の表示イメージ画面ＤＰ３０３は、併結相手列車５０２と相手列車５０２の電気連結器２０９２、及び、自列車５０３の先頭と自列車電気連結器２０９１の先頭位置を表示する。

運転士４００は、併結運用の動作時に併結作業員４０１の誘導に従いつつ、運転台表示器１０２に表示される併結時の運用支援カメラ画像の表示イメージ画面ＤＰ３０３により、自列車５０３の先頭及び自列車電気連結器２０９１の先頭位置と、相手列車５０２及び相手列車電気連結器２０９２の位置とを明確に確認することができるようになる。このため、本実施の形態によれば、上述した一般的な併結操作に比べ、より円滑で安全な運用操作を行うことが可能となる。

近年では、列車の先頭形状も、空気抵抗を考慮したものや、独特のデザインとした車両など様々であり、運転士４００が運転する列車間隔の習得に要する訓練期間の短縮も図ることができる。

さらに図９に示すように、本併結運用の操作時に、放送装置または自動放送装置２０４に支援制御指令を出力することで、車外放送による注意喚起放送も連動して行うことで、ホーム上の乗客に注意を促すことができる。

次に、他の運用局面について説明する。図１１は、いわゆるホーム柵５０５が設置されている駅において、列車５０３が停車する停車目標位置３０２１に対して、運用上規定されている停止位置精度の範囲（例：停止目標位置±５００ｍｍ以内）よりも手前に停車した場合の一例を示す。

図示の例では、停車目標位置３０２１よりも手前に停車したことにより、列車の扉２０２の位置とホーム柵５０５の位置とが合わないため、この状態で通常運用扱いでの扉開操作は受け付けられない車両動作となる。そのため、運転士４００は、矢印で示す進行方向に再度列車を前進移動させ、列車の先頭位置を停車目標位置３０２１の停止位置精度の範囲内とするよう列車を停車させる必要がある。

この際、運行データと自列車位置及び停止精度情報またはホーム柵の連動情報を基に、列車が停車目標位置３０２１の手前に停車した状態にあることを推定し、手前停車時の運用支援動作として、停車目標位置３０２１、及び、列車の先頭位置方向を撮像した３０２３のカメラ画像を運転台表示器１０２に表示する。

図１２は、運転台表示器１０２に表示するカメラ画像の一例を示す。図示のＤＰ４０１の画面は、前述した図６及び図７に示したエリアＤＰ１０５に表示される。ＤＰ４０１の画像は、停車目標位置３０２１及び自列車の先頭位置３０２２を表示する。

これにより、運転士４００は、停車目標位置３０２１と自列車の先頭位置３０２２との位置関係を運転操作を行いながら運転台表示器１０２の画像で確認し、停止位置合わせの列車状態を詳細にかつ容易に確認することができるため、列車運用を円滑に進めることが可能となる。

また、停止目標位置に列車先頭位置を合わせる操作によって、列車の扉２０２位置とホーム柵５０５との位置関係についても、図１１に示すカメラ画像５０５１を運転台表示器１０２で表示切替することにより、確認することができる。

図１３は、列車の扉２０２の位置とホーム柵５０５との位置関係の一例を示す。前述した位置合わせのための運用支援制御動作において、放送装置または自動放送装置に支援制御指令を出力することで、車外放送による注意喚起も連動して行うことで、ホーム上の乗客に注意を促すことができる。

一般的に、ホーム柵の設置された駅には、自動列車運転装置（ＡＴＯ）及び定位置停止装置（ＴＡＳＣ）などで自動停止する運用を行うが、天候の影響によるレール面の変化や、乗車率等による車両重量の変化により、停止目標位置の規定範囲内に停車できない場合も想定される。

自動列車運転装置においては、停車目標位置の規定範囲より手前停車した場合は、位置合わせのため自動列車運転装置が備えるインチング制御（寸動運転）により車両を前進させる。インチング制御動作は、非常時の制御であり、停車目標との残距離を基に制御を行い列車を停止目標位置に近づけて停車させることがその主目的である。このため、車両のブレーキを緩解するとともに、力行指令により前進し、即ブレーキを掛けて車両を停車目標位置に停車させる動作となるため、一見すると、乗客への乗り心地や衝撃の影響が懸念される。

本実施の形態に係る運用支援制御を行う際に、放送・自動放送装置２０４に支援制御指令を出力することで、車内乗客にも注意喚起を報知することで、車両の急発進急停車による乗客の事故への注意を促すことができる。

また上記とは反対に、列車を後進させる操作が必要な場合について、図１４に概略図を示す。図１４は、駅の停車目標位置３０２１の規定範囲を超えて停車した場合を示し、この場合は、運転士４００の操作により、車掌４０２側の運転台方向（矢印の後進方向）に車両を移動させる必要がある。

本操作は通常運用では行わないものの、運転士４００の操作に応じて後進するには車掌４０２が後方の安全確認を実施し、無線で運転士４００と連絡を取りながら車両を後進させる操作となる。この場合、後進方向のカメラ画像３０２４が運転士４００側の運転台表示器１０２に表示され、運転士４００が、そのカメラ画像３０２４を確認しながら、車掌４０２からの無線連絡により後進操作することで、本運用における安全確認及び車両操作を円滑かつ確実に進めることができるため、運用への影響を最小限に抑えることができる。

図１５は、列車後進時における後進方向のカメラ画像３０２４の一例を示す。図１４及び図１５は、停車駅での後進操作の一例を表しているが、車両基地等で車両移動のため後進を行う場合においても、本支援制御動作が有効であり、かつ放送装置または自動放送装置２０４に支援制御指令を出力することで、車外放送による、注意喚起の放送も連動して行うことで、車両基地内で保守や清掃作業を行っている作業員に対して注意を促すことができる。

本実施の形態によれば、車両情報制御装置１０１１，１０１２が取り扱っている車両及び各機器の情報を有効活用して乗務員の運用支援機能として機能拡張することで、新たな計測センサや専用システムの導入に関わる費用を抑制するとともに、車両工事に関わる作業量を抑制することができる。

また、本実施の形態では、列車のうち自列車の編成と他列車の編成とを併結若しくは分割して列車を運用する際、自列車の該当連結器と他列車とを映したカメラ画像を運転台表示器１０２の画面に表示する、または、自列車の該当連結器と他列車とを映したカメラ画像を運転台表示器１０２の画面に表示する一方、自列車の編成と他列車の編成との併結または分割の操作中であることを列車の外に向けて注意喚起を報知する報知手段として放送・自動放送装置２０４が設けられている。このようにすると、乗務員が運用上必要な車両操作や車両各部位状態の円滑かつ確実な安全確認及び車両状況把握をより確実に実施することができる。

また、本実施の形態では、列車の片側運転台（先頭車両運転台またはその逆の運転台）で、進行方向とは反対側の運転台方向へ後進する操作時に、後進方向のカメラ画像を運転台表示器１０２の画面に表示する、または、後進方向のカメラ画像を運転台表示器１０２の画面に表示する一方、列車が後進動作することを列車外に向けて注意喚起を報知する報知手段として放送・自動放送装置２０４が設けられている。このようにすると、乗務員が運用上必要な車両操作や車両各部位状態の円滑かつ確実な安全確認及び車両状況把握をより確実に実施することができる。

また、本実施の形態では、列車の片側運転台で、列車の進行方向とは反対側の運転台方向へ後進する操作時に、後進方向を映したカメラ画像を運転台表示器の画面に表示する、または、後進方向を映したカメラ画像を運転台表示器１０２の画面に表示する一方、列車が後進動作することを列車外に向けて注意喚起を報知する報知手段が設けられている。このようにすると、乗務員が運用上必要な車両操作や車両各部位状態の円滑かつ確実な安全確認及び車両状況把握をより確実に実施することができる。

また、上述した本実施の形態では、列車の異常及び機器故障が発生した際、該当する車両部位のカメラ画像を運転台表示器１０２の画面に表示するとともに車内外に注意喚起の報知を行っている。このようにすると、乗務員が運用上必要な車両操作や車両各部位状態の円滑かつ確実な安全確認及び車両状況把握をより確実に実施することができる。

また、本実施の形態では、列車を構成するいずれかの車両のドアに故障が発生した時に当該ドアのカメラ画像を運転台表示器１０２の画面に表示する、または、車両のドアと、ホーム側における対応ホーム柵の画像を運転台表示器１０２の画面に表示する一方、車両外に向けて注意喚起を報知する。このようにすると、乗務員が運用上必要な車両操作や車両各部位状態の円滑かつ確実な安全確認及び車両状況把握をより確実に実施することができる。

また、実施の形態では、列車を構成するいずれかの車両のブレーキに異常またはブレーキの圧力に異常が発生した際、ブレーキの圧力コックの操作状態の画像を運転台表示器１０２の画面に表示するようにしても良い。このようにすると、乗務員が運用上必要な車両操作や車両各部位状態の円滑かつ確実な安全確認及び車両状況把握をより確実に実施することができる。

また、実施の形態では、列車を構成するいずれかの車両の乗客から非常通報があった際、車両の非常通報装置２０６及び操作乗客の画像を運転台表示器１０２の画面に表示する、または、操作した乗客の通報内容の状況（例えば、不審物や忘れ物の通報や、車両火災の通報）に応じて乗務員が運転台表示器１０２の画面操作に応じて、車両の荷棚、座席の下若しくはデッキを移したカメラ画像を任意に選択して運転台表示器１０２の画面に表示させるようにしている。このようにすると、乗務員が運用上必要な車両操作や車両各部位状態の円滑かつ確実な安全確認及び車両状況把握をより確実に実施することができる。

（６）その他の実施形態
上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。例えば、上記実施形態では、車両の運用状態を推定し、運用状態に応じた車両各箇所に配置されたカメラ画像を運転台表示器１０２に表示するため、乗務員が運用上必要な車両操作や車両各部位状態の円滑かつ確実な安全確認と車両状況把握を行うことができる。

本発明は、列車を運行する運転士、車掌またはそれに類する操作者である乗務員に対する列車運用上の支援機能を発揮する車両情報制御装置に広く適用することができる。

１００……運用支援画像表示システム、１０１……車両情報制御装置、１０１１……車両情報制御装置先頭車端末、１０１２……車両情報制御装置中間車端末、１０２……運転台表示器、１０３……運用支援制御部、１０４……車両運用状態推定部、１０５……支援制御指令判定部、１０６……カメラ画像選択部、１２０……車上サーバ、２０１……マスターコントローラ、２０２……車両扉、２０３……各種機器状態及び制御情報、２０４……放送及び自動放送装置、２０５……速度発電機情報及び車両速度情報、２０６……非常通報装置、２０７……各種操作スイッチ接点回路情報、２０８……各種操作コック、２０９，２０９１，２０９２……電気連結器、２１０……パンタグラフ、３０１……前方向状況カメラ、３０２、３０２３……停車目標位置カメラ、３０２１……停車目標位置、３０２２……自列車先頭位置、３０２４……後進方向のカメラ画像、３０３，３０３１……前方後方電気連結器、３０４……非常通報装置カメラ、３０５……各種操作スイッチカメラ、３０６……車両側面前方後方カメラ、３０７……パンタグラフカメラ、３０８……荷棚及び座席下カメラ、３０９……扉カメラ、３１０……各種操作コックカメラ、４００……運転士、４０１……併結作業員、４０２……車掌、５０２……他編成列車、５０３……自編成列車、５０４……駅ホーム、５０５……ホーム柵、５０５１……ホーム柵と車両扉位置のカメラ画像、ＤＰ１００……運用支援画像表示画面、ＤＰ２００……運用支援画像表示画面（固定表示）、ＤＰ３００……支援制御設定画面、ＤＰ３０３……併結時の運用支援カメラ画像の表示イメージ画面、ＤＰ４０１……停車目標位置カメラ画像の表示イメージ画面、ＤＰ４０２……ホーム柵と車両扉位置のカメラ画像の表示イメージ画面、ＤＰ４０３……車両後進時の後進方向カメラ画像の表示イメージ画面。

Claims (20)

1. 列車を構成する各車両の動作状態情報及び各種機器情報を収集し、管理し、前記列車の制御を実施する車両情報制御装置において、
   前記列車を運行する運転士、車掌またはそれに類する操作者である乗務員の位置から直接目視にて状態を確認することが困難な前記列車を構成する各車両の各箇所に配置された複数のカメラと、
   前記列車の運行データ情報、前記乗務員の操作情報及び前記列車の動作状態情報に基づいて前記列車の運用状態を推定し、前記列車の運用状態に応じて前記複数のカメラによって各々撮影される複数のカメラ画像を選択して運転台表示器の画面に表示させる運用支援制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両情報制御装置。
2. 前記運用支援制御手段は、
   前記列車の運行データ情報、前記乗務員の操作情報及び前記列車の動作状態情報に基づき、前記列車の運用状態を推定する列車運用状態推定手段と、
   前記列車の運用状態の推定結果を基に前記列車の運用状態に応じた各種の支援制御動作の内容を判別し、前記支援制御動作に必要な車両各箇所の回路及び、機器に対し支援制御指令の出力を行う支援制御指令判定手段と、
   前記支援制御指令に基づき、前記複数のカメラによって各々撮影される複数のカメラ画像を前記運転台表示器の画面に選択表示させるカメラ画像選択手段と、
   を備える請求項１に記載の車両情報制御装置。
3. 前記列車運用状態推定手段は、
   前記列車の運行データ情報、前記乗務員の操作情報、前記列車の動作状態情報及び、前記車両の各部位の動作状態を映したカメラ画像情報に基づき、前記列車の運用状態を推定することを特徴とする請求項２に記載の車両情報制御装置。
4. 前記乗務員の操作情報は、
   前記乗務員が前記列車の運行に際して操作するマスターコントローラの操作情報または各種スイッチ操作情報であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両情報制御装置。
5. 前記列車の動作状態情報は、
   前記列車の速度情報及び各種車両回路動作、または、機器の動作状態情報であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両情報制御装置。
6. 前記運用支援制御手段は、
   前記列車の運用状態の推定結果に基づき、前記各種支援制御動作の内容を判別する一方、前記支援制御指令に基づき、前記複数のカメラによって各々撮影される複数のカメラ画像を前記運転台表示器の画面に選択表示するとともに報知手段を用いて報知することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両情報制御装置。
7. 前記支援制御指令に基づき、前記複数のカメラによって各々撮影される複数カメラ画像を前記運転台画面に選択表示する一方、前記運転台表示器の画面の操作に応じて、前記複数のカメラ画像の選択表示の切替及び画像表示モードを固定表示または非表示の設定を可能とするカメラ画像選択手段
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の車両情報制御装置。
8. 前記列車の運用状態の推定結果に基づき、前記各種の支援制御動作の内容を判別した結果、該当する複数の前記各種の支援制御動作がある場合、予め定義した支援制御動作の優先度に応じた所定の支援制御指令を出力するとともに、前記所定の支援制御動作の優先度の定義を前記運転台表示器の画面から入力して設定変更可能とする支援制御指令判定手段
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の車両情報制御装置。
9. 前記支援制御動作の実施有効無効の設定変更を前記運転台表示器の画面により設定可能であり、前記支援制御動作の実施有効設定時は前記支援制御指令を出力する一方、前記支援制御動作の実施無効設定時は前記支援制御指令の出力を規制する支援制御指令判定手段
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の車両情報制御装置。
10. 前記複数のカメラによって各々撮影される前記複数のカメラ画像を前記運転台表示器の画面に選択表示するための特定の画像を、当該車両以外の端末装置に配信するカメラ画像選択手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の車両情報制御装置。
11. 前記複数のカメラは、前記複数のカメラ画像として、前記車両の各扉と、前記車両の各扉を含めたホーム柵と、パンタグラフまたは集電靴と、連結器と、前記車両の停車位置、前記車両の前方及び後方側面と、前記車両の前方と後方と、各操作コックと、ブレーキシュー及び車輪またはゴムタイヤの状態と、非常通報装置と、座席下と、荷棚と、デッキとのいずれか又は全ての箇所の画像を撮影することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の車両情報制御装置。
12. 前記列車のうち自列車の編成と他列車の編成とを併結若しくは分割して前記列車を運用する際、前記自列車の該当連結器と前記他列車とを映したカメラ画像を前記運転台表示器の画面に表示する、または、前記自列車の該当連結器と前記他列車とを映したカメラ画像を前記運転台表示器の画面に表示する一方、前記自列車の編成と前記他列車の編成との併結または分割の操作中であることを前記列車外に向けて注意喚起を報知する報知手段
    を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の車両情報制御装置。
13. 前記列車の片側運転台で、前記列車の進行方向とは反対側の運転台方向へ後進する操作時に、前記後進する方向を映したカメラ画像を前記運転台表示器の画面に表示する、または、前記後進方向を映した前記カメラ画像を前記運転台表示器の画面に表示する一方、前記列車が後進動作することを前記列車の外に向けて注意喚起を報知する報知手段
    を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の車両情報制御装置。
14. 前記運用支援制御手段は、
    前記列車の異常及び機器故障が発生した際、該当する車両部位の画像を前記運転台表示器の画面に表示するとともに車内外に注意喚起の報知を行わせることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の車両情報制御装置。
15. 前記運用支援制御手段は、
    前記列車を構成するいずれかの車両のドアに故障が発生した時に前記車両のドアの画像を画面表示させる、または、前記車両のドアと、前記列車のホーム側における対応ホーム柵の画像を前記運転台表示器の画面に表示する一方、前記車両の外に向けて注意喚起を報知させることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の車両情報制御装置。
16. 前記運用支援制御手段は、
    前記列車を構成するいずれかの車両のブレーキに異常または前記ブレーキの圧力に異常が発生した際、前記ブレーキの圧力コックの操作状態の画像を前記運転台表示器の画面に表示させることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載の車両情報制御装置。
17. 前記運用支援制御手段は、
    前記列車を構成するいずれかの車両の乗客から非常通報があった際、前記車両の非常通報装置及び操作乗客の画像を前記運転台表示器の画面に表示させる、または、前記操作乗客の通報内容の状況に応じて前記乗務員が前記運転台表示器の画面操作に応じて、前記車両の荷棚、座席の下若しくはデッキを映したカメラ画像を選択して、前記運転台表示器の画面に表示させることを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の車両情報制御装置。
18. 前記運用支援制御手段は、
    前記列車が駅に停車する際、運用毎に定められた各駅毎の列車の停車目標位置、自列車の先頭位置、前記駅のホーム側のホーム柵と前記車両のドアの位置、または、前記列車のホーム側の前方若しくは後方側面のカメラ画像を前記運転台表示器の画面に表示させることを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載の車両情報制御装置。
19. 前記運用支援制御手段は、
    前記列車に関する自動列車運転装置または定位置停止装置の制御により、前記列車が駅に停車する際、前記列車の停車目標位置に対して各駅毎の規定範囲内の停止位置外に停止した場合、前記列車を前記規定範囲内の停車位置に再度移動する列車動作時に、前記列車の停車目標位置、前記列車の先頭位置、前記列車のホーム側におけるホーム柵と前記車両のドアの位置、または、前記車両におけるホーム側の前方若しくは後方側面のカメラ画像を前記運転台表示器の画面に表示することを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載の車両情報制御装置。
20. 前記運用支援制御手段は、
    前記列車の運用状況の推定結果、複数の表示候補がある場合、前記複数のカメラのうち優先度が高い箇所に配置されたいずれかのカメラを用いて撮影されたカメラ画像を前記運転台表示器の画面に主体的に表示する一方、他の候補箇所の一覧画像を画面端に予備的に表示し、または、前記車両の運転台に複数の前記運転台表示器が搭載されている場合には前記運転台の別の運転台表示器に他の候補箇所の一覧画像を表示し、表示画像を選択可能とすることを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の車両情報制御装置。

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