WO2016084197A1 - 列車運転間隔制御システム及び列車運転間隔制御装置 - Google Patents

列車運転間隔制御システム及び列車運転間隔制御装置 Download PDF

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徳丸　真
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三菱電機株式会社
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    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/40—Business processes related to the transportation industry

Definitions

  • the present invention relates to a train operation interval control system and a train operation interval control device.
  • Patent Document 1 aims to avoid the delayed divergence phenomenon even if the reference operation interval that influences the operation plan is shortened in order to improve the transportation capacity of the line section, and the position and speed information and operation. Compare the diagrams to determine the delay, calculate the location of the delay and the degree of delay, and create a new operating interval to be secured between the delayed train and the train that immediately follows it. A target value is set, and the distance from the current position of the following train to the place where the delay occurs is determined according to the difference between the new driving time target of this succeeding train and the minimum driving time interval defined for the entire original section.
  • the stop time is shortened to the shortest time in the transition period until the completion of the recovery operation, but the shortest time should be set at the stop station by increasing or decreasing the number of passengers, for example. If the stop time increases or decreases, it should be adjusted according to the fluctuation. That is, when the number of passengers is large, the stop time should be set longer, and when the number of passengers is small, the stop time should be set shorter. For this reason, there is a problem that the shortest time to be set is not appropriate, there is room for high-density train operation, and the train delay time in the transition period until the delay recovery is completed is long.
  • the present invention has been made in view of the above, and performs a delay recovery operation that suppresses a delay while securing a target operation interval between a preceding train and a succeeding train when a time disturbance occurs. It is an object of the present invention to obtain a train operation interval control system that can shorten the transition period until completion of delay recovery as much as possible.
  • the present invention provides a train operation provided with a train operation interval control device and a passenger number estimation device for exchanging information with a train operation management device installed on the ground.
  • An interval control system wherein the train operation management device predicts the train travel of the preceding train and the succeeding train based on the current position of the preceding train that is the head of the delay, the current position of the succeeding train, and signal display information.
  • the interval between the preceding train and the succeeding train is made as short as possible while securing the time interval that the preceding train and the succeeding train should secure using the predicted train running and the stopping time predicted by the stop time prediction unit.
  • Runs with the train operation prediction unit which performs prediction the operation prediction sent the train operation management apparatus and transmits a speed command to the subsequent train.
  • a transient until the completion of the delay recovery is achieved when the delay recovery operation is performed with a small delay while ensuring the target operation interval between the preceding train and the following train.
  • FIG. 1 The figure which shows the structure of the train operation interval control system concerning Embodiment 1.
  • FIG. 1 The figure which shows the example of "the passenger number database according to time zone and a day of the week" of the train operation interval control system concerning Embodiment 1.
  • the flowchart which shows the procedure of the train operation prediction which the train operation interval control apparatus of the train operation interval control system concerning Embodiment 1 performs.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a train operation interval control system according to the present invention.
  • the base device 1, the train operation management device 2, the train operation interval control device 3, the passenger count estimation device 4, the wireless control device 6, and the wireless base station 8 are ground devices. These ground devices are capable of two-way wireless communication between the preceding train 9 and the succeeding train 10 and the ground vehicle via the wireless base station 8, and “position information and speed information” of the preceding train 9 and the succeeding train 10, It is possible to obtain signal display information of ground signal equipment (not shown) in real time.
  • the operations of the preceding train 9 and the succeeding train 10 are controlled by radio.
  • the base device 1 acquires “train position information” of each train based on “position information and speed information” from the on-board controller of each train, and sends it to the train operation management device 2 together with “signal display information”. Send.
  • the train operation management device 2 controls and manages the operation of the train for operating the train on a predetermined schedule.
  • the train operation interval control device 3 connected to the train operation management device 2 “train position and speed information” of the preceding train 9 and the succeeding train 10 and the “ The operation of the preceding train 9 is predicted using the “signal display information”, and the “operation interval” between a plurality of trains is determined and transmitted to the train operation management device 2.
  • the train operation management device 2 determines and transmits the operation speed of the subsequent train 10 based on the “operation interval” received from the train operation interval control device 3.
  • the number of passengers estimation device 4 estimates the number of train passengers at each stop station for each train, and transmits information on the “estimated number of passengers” to the train operation interval control device 3. For the estimation of the number of passengers getting on and off by the number of passengers estimation device 4, for example, by using the past “number of passengers by time zone and day of the week” database of each station, the number of passengers is obtained by data matching the current time zone and day of the week. Is estimated.
  • the train operation interval control device 3 uses the information on the “estimated number of passengers” to predict “stop time”.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the past “number of passengers by time and day of week database” at each station.
  • the network 5 is a network for exchanging data between the base device 1 and the wireless management device 6.
  • the wireless supervision apparatus 6 is connected to the wireless base station 8 via the network 7, and wirelessly transmits the control information from the base apparatus 1 to the on-board control apparatus of the preceding train 9 and the succeeding train 10 depending on the train position.
  • the base station 8 is selected and transmitted.
  • the radio base station 8 wirelessly transmits control information to the on-board control devices of the preceding train 9 and the subsequent train 10, receives “position information and speed information” from the on-board control device, and transmits it to the base device 1.
  • the preceding train 9 is a preceding train that has caused a delay.
  • the succeeding train 10 is a succeeding train that travels immediately after the preceding train 9 where the delay has occurred.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the first embodiment of the following train 10.
  • the radio onboard station 11 exchanges information between the base apparatus 1 and the onboard control apparatus 12.
  • the on-board control device 12 receives a speed command in real time from the train operation interval control device 3 on the ground side by two-way wireless communication between the ground vehicles, and the “location information and speed information of the own train managed by the on-board control device 12”. ”And the data in the route database and the vehicle database storage unit 16 are used to control the operation of the own train.
  • the speed control unit 13 compares the actual train speed, which is the detected speed, with the control command, and outputs a “own train speed control command”.
  • the position calculation unit 14 calculates the position of the own train based on the “speed information”.
  • the “speed information” is based on the actual train speed that is the detected speed.
  • the speed detector 15 detects an actual train speed that is a detected speed of the own train.
  • the route database and vehicle database storage unit 16 is, for example, a database storage unit in which track circuit boundary positions, ground signal equipment positions, curves and gradients on operation routes, and vehicle weights and lengths are accumulated and stored. .
  • the data stored in the route database and the vehicle database storage unit 16 is data necessary for the on-vehicle-based on-board control device to detect the position of the own train and perform speed control according to a command from the base device 1. is there.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the first embodiment of the base device 1, the train operation management device 2, the train operation interval control device 3, and the passenger number estimation device 4.
  • the train operation management device 2 has an execution diagram for operating the train according to a predetermined schedule, and transmits “signal display information” and “train location information and speed information” to the train operation interval control device 3. .
  • the train operation interval control device 3 includes a train operation prediction unit 30 and a database storage unit 31.
  • the train operation prediction unit 30 includes a train travel prediction unit 32 and a stop time prediction unit 33.
  • the database storage unit 31 includes an execution diagram database, a minimum stop time database for each station, a variable stop time database based on the number of passengers, and a minimum operation interval database for each station.
  • the train travel prediction unit 32 obtains “signal display information” and “train presence line position and speed information” from the train operation management device 2 at a certain period, and predicts the travel of the preceding train 9 and the subsequent train 10.
  • the “signal display information” is signal display information acquired in real time from the ground signal equipment.
  • “Train location position and speed information” is “position information and speed information” transmitted by the succeeding train 10 and the preceding train 9.
  • the stop time prediction unit 33 acquires each data from the “minimum stop time database of each station”, the “variable stop time database” and the “minimum operation time interval database of each station” in the database storage unit 31 to obtain the preceding train Predict 9 stop hours.
  • the execution diagram database stores an execution diagram held by the train operation management device 2 transmitted at the start of operation on the day. When the “execution diagram” is disturbed and the operation is arranged, the contents of the change are transmitted.
  • the passenger number estimation device 4 stores a pre-planned OD (Origin Destination) table (plan), and updates this based on the “train arrival and departure results” received from the train operation management device 2 (OD). Table (update)).
  • OD Oil Destination
  • Table update
  • the OD table should just be memorize
  • All trains traveling on the route are provided with an on-board controller 12 and a radio on-board station 11, similarly to the following train 10.
  • the speed control unit 13 included in the on-board control device 12 acquires the detection speed from the speed detection unit 15, and uses the detected speed, the route data stored in the route database and the vehicle database storage unit 16, and the ground unit, for example. Based on the absolute position as a reference point, “position information and speed information” of the own train is calculated and generated. The generated “location information and speed information” of the own train is transmitted to the ground via the radio onboard station 11.
  • the wireless supervision apparatus 6 selects any one of the wireless base stations 8 according to the position of each train, and passes through the selected wireless base station 8 so that the radio onboard station of the train. 11 to communicate.
  • the “position information and speed information” of the train received by the wireless base station 8 is received by the base device 1 via the wireless management device 6 and the network 5.
  • the base device 1 manages “position information and speed information” of all trains in the jurisdiction area, and generates “train position and speed information” from “position information and speed information” of all trains. And the interval between trains is determined based on the “signal display information” received from the ground signal equipment, and “control information” is transmitted to each train.
  • control information can exemplify the number of an entry-prohibited track circuit that each train should stop in order to secure an interval between a plurality of trains.
  • the train operation management device 2 transmits route output information, for example, a departure route, to the base device 1 so as to control the train according to the execution schedule that it holds.
  • the train operation interval control device 3 activates the train operation prediction unit 30, and the train operation prediction unit 30 Operation prediction of the preceding train 9 and the succeeding train 10 in which the delay has occurred is performed.
  • the train travel prediction unit 32 predicts the travel of the preceding train 9 and the subsequent train 10 from the “position information and speed information” and “signal display information” of the preceding train 9 and the succeeding train 10 acquired from the train operation management device 2. . Furthermore, the stop time prediction unit 33 determines the “minimum stop time” to be secured at each stop station stored in the minimum stop time database of each station, and the number of passengers at the stop station obtained by the passenger number estimation device 4. Based on the “variable stop time” obtained from the “variable stop time database” and the data of the minimum operation interval database of each station, the stop time is predicted.
  • the number of passengers estimation device 4 estimates, for example, the number of passengers at each station based on the past “database of passengers by time of day and day of the week” of each station, and the number of stops in the variable stop time database.
  • the “train operation prediction” of the preceding train 9 is performed.
  • the succeeding train 10 can shorten the transition period until the completion of the delay recovery when performing the delay recovery operation while ensuring the target operation interval.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of train operation prediction performed by the train operation prediction unit 30 of the train operation interval control device 3.
  • the processing is started, and “execution diagram”, “signal display information”, and “train position and speed information” are acquired (step S1), and “execution diagram” is compared with “train running results”.
  • Step S2 it is determined whether or not a delay has occurred (Step S3). If no delay occurs, that is, if the process branches to No in step S3, the process ends.
  • the train operation prediction unit 30 is activated (Step S4), the first train of the delay is extracted (Step S5), and the train travel prediction is performed.
  • Step S6 to S8 Thereafter, it is determined whether or not the leading train is running (step S6).
  • traveling that is, when branching to Yes in step S6, the vehicle is advanced to the next station while maintaining the driving interval (step S7).
  • stop time is predicted (step S8). . Based on the “estimated stop time” and the “estimated stop time” of the station obtained from the passenger number estimation device 4 based on the “minimum stop time” based on the “minimum stop time” and the “variable stop time” based on the number of passengers Predict the stop time at the station.
  • step S9 it is determined whether or not the subsequent train 10 stops due to the influence of the preceding train 9 when traveling according to the prediction of the train travel prediction in steps S6 to S8 (step S9).
  • step S10 it is determined whether or not the travel by the prediction of the target train has become one or more stations.
  • step S11 it is determined whether or not the travel by the prediction of the target train has become one or more stations.
  • step S12 When the travel by the prediction of the target train is one station or more, that is, when branching to Yes in step S11, it is determined whether or not the prediction of all trains has been completed (step S12). When prediction of all trains is not completed, that is, when branching to No in step S12, the next train is extracted (step S13), and the process returns to step S6 to perform train travel prediction. When the prediction of all trains is completed, that is, when the process branches to Yes in step S12, the process ends.
  • the prediction range is for one station, it is determined whether or not the travel by prediction of the target train is one station or more in step S11, but the present invention is not limited to this, and the prediction range is There may be two or more stations.
  • the prediction range may be defined by time. In the case of defining by time, the prediction range is, for example, 10 minutes.
  • the prediction range is defined by time, in step S11, for example, it may be determined whether traveling by prediction of the target train is 10 minutes or more.
  • the prediction range may be defined by the distance.
  • FIG. 6 is a diagram showing the time change of the train position when the train operation interval control system according to the present invention is applied.
  • the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the position on the route.
  • a curve C1 shows the locus of the leading vehicle of the preceding train 9 in normal travel.
  • T1 is the planned stop time.
  • a curve C2 indicates the locus of the leading vehicle of the preceding train 9 when the preceding train 9 stops due to, for example, a vehicle failure and then recovers.
  • the locus of the leading vehicle of the preceding train 9 is the curve C2, even if the succeeding train 10 travels normally, the succeeding train 10 cannot enter the blockage B and stops. This is shown as curve 1 in Comparative Example 1.
  • a curve C5 indicates the trajectory of the leading vehicle of the succeeding train 10 when the operation management system detects that the arrival of the preceding train 9 at the station 1 is delayed and stops for a while at the station 2.
  • the vehicle travels at a low speed while avoiding being stopped by the brake, and when the operation management system detects that the preceding train 9 has departed from the station 1, it accelerates to the speed in the normal traveling. Run.
  • Curve C6 shows the trajectory of the leading vehicle of the subsequent train 10 when the subsequent train 10 stops at the station 2 until the operation management system detects that the preceding train 9 has left the station 1. This is Comparative Example 3.
  • the operation prediction of the preceding train 9 and the stop time T1 'at the station 1 are predicted.
  • the arrival delay to the station 1 can be minimized.
  • the preceding train 9 can enter the block B at the timing of passing through the block where the station 1 exists. That is, by predicting the stop time T1 ', the slope of the curve C4 can be made appropriate, and the subsequent train 10 can enter the blockage B at the most preferable timing.
  • the succeeding train 10 when the succeeding train 10 is controlled as indicated by the curve C4, the succeeding train 10 travels without stopping, so that the energy consumption can be reduced as compared with the case where the succeeding train 10 rises from the state where it is temporarily stopped as indicated by the curve C3.
  • the number of passengers estimation device is provided separately from the train operation interval control device, but the present invention is not limited to this, and the train operation interval control device estimates the number of passengers. You may provide the passenger number estimation part which functions similarly to an apparatus.
  • the number of passengers getting on and off the train performed by the number of passengers estimation device 4 is, for example, using the past time zone and day of week passenger number database at each station, but the present invention is not limited to this.
  • the number of passengers estimation device 4 estimates the number of passengers on the train, automatic ticket gate passing data may be used.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a base device, a train operation management device, a train operation interval control device, and a passenger number estimation device of the train operation interval control system according to the present embodiment.
  • the data of the automatic ticket checker 40 is sent to the automatic ticket checker data collection device 41, and the collected data is distributed according to the day and the time zone, and the number of passengers estimation device 4 as the automatic ticket checker data collection system results.
  • the OD table is updated based on the data.
  • the number of passengers estimation device 4 may capture the passage data of the automatic ticket gate 40 from the automatic ticket gate data collection device 41, compare the plan with the actual number of passengers, and reflect the difference in the predicted number of passengers. Further, the automatic ticket gate passing data for a plurality of days may be compared with the OD table, and the OD table may be updated when there is a large difference.
  • an image of a monitoring camera 42 for example, CCTV (Closed Circuit TV (television)) installed in the station premises may be used.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a base device, a train operation management device, a train operation interval control device, and a passenger number estimation device of the train operation interval control system according to the present embodiment.
  • the image data acquired by the monitoring camera 42 is transmitted to the passing number counting device 43, and the passing number counting device 43 counts the passing number by analyzing and processing the image data.
  • Stored in the OD table of the passenger number estimation device 4 that is distributed according to time and time zone and is a data collection system performance by CCTV image processing, and updates the OD table based on the data.
  • the number of passengers estimation device estimates the number of passengers based on the passage data of the automatic ticket gate 40 and the image data of the monitoring camera 42, and the train operation interval control device 3 determines the train interval based on the estimated number of passengers. May be determined.
  • the train operation interval control system can adjust the transition period until the completion of the delay recovery to a preferable state when performing the delay recovery operation that suppresses the delay to be small. This is useful for difficult routes.
  • 1 base device 2 train operation management device, 3 train operation interval control device, 4 passenger number estimation device, 5, 7 network, 6 wireless control device, 8 wireless base station, 9 preceding train, 10 following train, 11 on wireless vehicle Station, 12 on-board controller, 13 speed control unit, 14 position calculation unit, 15 speed detection unit, 16 route database and vehicle database storage unit, 30 train operation prediction unit, 31 database storage unit, 32 train travel prediction unit, 33 Stop time / minute prediction unit, 40 automatic ticket gate, 41 automatic ticket gate data collection device, 42 monitoring camera, 43 passing people counting device.

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Abstract

　遅延回復完了までの過渡期を可能な限り短くすることを目的とし、地上に設置された列車運行管理装置との間で情報の授受を行う列車運転間隔制御装置及び乗降客数推定装置を備える列車運転間隔制御システムであって、列車運行管理装置は、遅延の先頭である先行列車の現在位置、後続列車の現在位置及び信号現示情報に基づいて先行列車及び後続列車の列車走行を予測する列車走行予測部と、乗降客数推定装置からの乗降客数推定情報を用いて先行列車の次の停車駅における停車時分を予測する停車時分予測部と、を含み、列車走行予測部が予測した列車走行及び停車時分予測部が予測した停車時分を用いて先行列車と後続列車が確保すべき時隔を確保しつつ先行列車と後続列車の間隔をできるだけ短くした運行予測を行う列車運行予測部を備え、運行予測が送信された列車運行管理装置が後続列車に速度指令を送信する。

Description

列車運転間隔制御システム及び列車運転間隔制御装置
　本発明は、列車運転間隔制御システム及び列車運転間隔制御装置に関するものである。
　従来、列車の運転間隔を制御するシステムでは、列車の遅延が発生すると、遅延の発生場所を特定し、遅延の程度を示す「遅延時分」を算出し、遅延を起こしている先行列車と直後の後続列車との間に確保すべき、時間的な運転間隔である運転時隔の新たな目標値を設定する。
　例えば、特許文献１には、線区の輸送能力を高めるべく運行計画を左右する基準運転時隔を短くしても遅延発散現象を回避できるようにすることを目的とし、位置及び速度情報と運行ダイヤグラムとを比較して遅延判定を行い、遅延の発生場所と遅延の程度とを算出し、遅延を起こしている列車とその直後に後続する列車との間に確保すべき運転時隔の新たな目標値を設定し、この後続列車の新たな運転時隔目標と本来の線区全体に定められている最小運転時隔との差に対応して、後続列車の現在位置から遅延発生場所までの間の各地点に対して本来の運行ダイヤグラムにて予定されていた到達時刻よりも遅い到達時刻となるように、後続列車に対する運行ダイヤグラムを局所的に変更し、これに沿って後続列車の位置及び速度制御を行い、その後、遅延列車が回復運転を開始すると、後続列車に対しても回復運転を行うことで遅延の後方への発散減少を防止できるので、元々の運行ダイヤグラム作成時の最小運転時隔をぎりぎりに設定することができ、より高密度の列車運行が可能になる技術が開示されている。
特開平９－７６９１３号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、回復運転時の回復完了までの過渡期に停車時間を最短時間まで短縮するが、最短時間は、例えば、乗降客数が増減することにより停車駅において設定すべき停車時間が増減する場合にはその変動により調整されるべきである。すなわち、乗降客数が多いときには停車時間は長く設定されるべきであるし、乗降客数が少ないときには停車時間は短く設定されるべきである。そのため、設定される最短時間が適切でなく、列車運行の高密度化の余地があり、遅延回復完了までの過渡期の列車遅延時分が長い、という問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ダイヤの乱れが生じた際に、先行列車と後続列車との目標とする運転間隔を確保しつつ、遅延を小さく抑える遅延回復運転を行う際に遅延回復完了までの過渡期を可能な限り短くすることが可能な列車運転間隔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、本発明は、地上に設置された列車運行管理装置との間で情報の授受を行う列車運転間隔制御装置及び乗降客数推定装置を備える列車運転間隔制御システムであって、前記列車運行管理装置は、遅延の先頭である先行列車の現在位置、後続列車の現在位置及び信号現示情報に基づいて先行列車及び後続列車の列車走行を予測する列車走行予測部と、前記乗降客数推定装置からの乗降客数推定情報を用いて前記先行列車の次の停車駅における停車時分を予測する停車時分予測部と、を含み、前記列車走行予測部が予測した列車走行及び前記停車時分予測部が予測した停車時分を用いて前記先行列車と前記後続列車が確保すべき時隔を確保しつつ前記先行列車と前記後続列車の間隔をできるだけ短くした運行予測を行う列車運行予測部を備え、前記運行予測が送信された前記列車運行管理装置が前記後続列車に速度指令を送信することを特徴とする。
　この発明によれば、ダイヤの乱れが生じた際に、先行列車と後続列車との目標とする運転間隔を確保しつつ、遅延を小さく抑えて遅延回復運転を行う際に遅延回復完了までの過渡期を可能な限り短くすることができる、という効果を奏する。
実施の形態１にかかる列車運転間隔制御システムの構成を示す図 実施の形態１にかかる列車運転間隔制御システムの「時間帯別及び曜日別乗降客数データベース」の例を示す図 実施の形態１にかかる列車運転間隔制御システムの後続列車の構成を示す図 実施の形態１にかかる列車運転間隔制御システムの拠点装置、列車運行管理装置、列車運転間隔制御装置及び乗降客数推定装置の構成を示す図 実施の形態１にかかる列車運転間隔制御システムの列車運転間隔制御装置が行う列車運行予測の手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかる列車運転間隔制御システムを適用した場合における列車の位置の時間変化と比較例１から３とを示すダイヤ図 実施の形態２にかかる列車運転間隔制御システムの拠点装置、列車運行管理装置、列車運転間隔制御装置及び乗降客数推定装置の構成を示す図 実施の形態２にかかる列車運転間隔制御システムの拠点装置、列車運行管理装置、列車運転間隔制御装置及び乗降客数推定装置の構成を示す図
　以下に、本発明にかかる列車運転間隔制御システム及び列車運転間隔制御装置の実施の形態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１．
　図１は、本発明にかかる列車運転間隔制御システムの実施の形態１の構成を示す図である。図１に示す列車運転間隔制御システムにおいて、拠点装置１、列車運行管理装置２、列車運転間隔制御装置３、乗降客数推定装置４、無線統括装置６及び無線基地局８は、地上装置である。これらの地上装置は、無線基地局８を介して先行列車９及び後続列車１０と地車間双方向の無線通信が可能であり、先行列車９及び後続列車１０の「位置情報及び速度情報」と、図示しない地上信号設備の信号現示情報と、をリアルタイムで取得可能である。先行列車９及び後続列車１０の運行は、無線により制御される。
　拠点装置１は、各列車の車上制御装置からの「位置情報及び速度情報」に基づいて各列車の「列車在線位置情報」を取得し、「信号現示情報」とともに列車運行管理装置２に送信する。列車運行管理装置２は、列車を定められたスケジュールで運行させるための列車の運行を制御及び管理する。列車運行管理装置２に接続された列車運転間隔制御装置３は、列車の運行ダイヤが乱れた際に、先行列車９及び後続列車１０の「列車在線位置及び速度情報」と、地上信号設備の「信号現示情報」と、を用いて先行列車９の運行予測を行い、複数の列車間の「運転間隔」を決定して列車運行管理装置２に送信する。列車運行管理装置２は、列車運転間隔制御装置３から受信した「運転間隔」に基づき、後続列車１０の運転速度を決定して送信する。乗降客数推定装置４は、各停車駅における列車乗降人数を列車毎に推定し、「推定した乗降客数」の情報を列車運転間隔制御装置３に送信する。乗降客数推定装置４が行う列車乗降人数の推定には、例えば、各駅の過去の「時間帯別及び曜日別乗降客数データベース」を用いて、現在の時間帯及び曜日に一致するデータによって、乗降客数を推定する。列車運転間隔制御装置３は、この「推定した乗降客数」の情報を用いて、「停車時分」の予測を行う。なお、図２は、各駅の過去の「時間帯別及び曜日別乗降客数データベース」の例を示す図である。
　ネットワーク５は、拠点装置１と無線統括装置６との間におけるデータの授受を行うためのネットワークである。無線統括装置６は、ネットワーク７を介して無線基地局８に接続されており、拠点装置１から先行列車９及び後続列車１０の車上制御装置に制御情報を送信する際に、列車位置によって無線基地局８を選択して送信する。無線基地局８は、先行列車９及び後続列車１０の車上制御装置に制御情報を無線で送信し、該車上制御装置からの「位置情報及び速度情報」を受信して拠点装置１に送信する。先行列車９は、遅延を起こした先行列車である。後続列車１０は、遅延が発生した先行列車９の直後を走行する後続列車である。
　図３は、後続列車１０の本実施の形態１の構成を示す図である。無線車上局１１は、拠点装置１と車上制御装置１２との間で情報の授受を行う。車上制御装置１２は、地上側の列車運転間隔制御装置３から地車間双方向の無線通信によりリアルタイムに速度指令を受信し、車上制御装置１２が管理する自列車の「位置情報及び速度情報」と、路線データベース及び車両データベース記憶部１６のデータと、を用いて自列車の運行を制御する。速度制御部１３は、検出速度である実際の列車速度と、制御指令と、を比較して、「自列車速度制御指令」を出力する。位置演算部１４は、「速度情報」をもとに自列車の位置を算出する。なお、「速度情報」は検出速度である実際の列車速度に基づくものである。速度検出部１５は、自列車の検出速度である実際の列車速度を検出する。路線データベース及び車両データベース記憶部１６は、一例として、軌道回路境界位置、地上信号設備の位置、運行路線における曲線及び勾配、並びに車両の重量及び長さが集積して記憶されたデータベース記憶部である。路線データベース及び車両データベース記憶部１６に記憶されたデータは、車上主体型の車上制御装置が自列車の位置を検知して拠点装置１からの指令による速度制御を行うために必要なデータである。
　図４は、拠点装置１、列車運行管理装置２、列車運転間隔制御装置３及び乗降客数推定装置４の本実施の形態１の構成を示す図である。列車運行管理装置２は、列車を定められたスケジュールで運行させるための実行ダイヤを保有し、「信号現示情報」及び「列車在線位置及び速度情報」を、列車運転間隔制御装置３に送信する。列車運転間隔制御装置３は、列車運行予測部３０及びデータベース記憶部３１を備える。列車運行予測部３０は、列車走行予測部３２と、停車時分予測部３３と、を備える。データベース記憶部３１は、実行ダイヤデータベースと、各駅の最小停車時分データベースと、乗降客数による変動停車時分データベースと、各駅の最小運転時隔データベースと、を備える。列車走行予測部３２は、列車運行管理装置２からの「信号現示情報」及び「列車在線位置及び速度情報」を一定の周期で取得して先行列車９及び後続列車１０の走行を予測する。「信号現示情報」は、地上信号設備からリアルタイムに取得した信号の表示情報である。「列車在線位置及び速度情報」は、後続列車１０及び先行列車９が送信した「位置情報及び速度情報」である。停車時分予測部３３は、データベース記憶部３１の「各駅の最小停車時分データベース」、「変動停車時分データベース」及び「各駅の最小運転時隔データベース」から、各データを取得して先行列車９の停車時分を予測する。実行ダイヤデータベースには、当日の運行開始時に送信された列車運行管理装置２が保有する実行ダイヤが記憶されている。「実行ダイヤ」に乱れが生じて運転整理が行われると、その変更内容が送信される。
　乗降客数推定装置４は、予め計画されたＯＤ（Ｏｒｉｇｉｎ　Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）表（計画）を記憶しており、列車運行管理装置２から受信した「列車到着及び出発実績」に基づいてこれを更新する（ＯＤ表（更新））。なお、ＯＤ表は、日別及び時間帯別のテーブルデータで記憶されていればよい。
　次に、列車運転間隔制御システムの動作について説明する。路線上を走行するすべての列車は、後続列車１０と同様に、車上制御装置１２及び無線車上局１１を備える。車上制御装置１２が備える速度制御部１３は、速度検出部１５から検出速度を取得し、該検出速度と、路線データベース及び車両データベース記憶部１６に記憶された路線のデータと、例えば地上子を基準点とした絶対位置と、に基づいて自列車の「位置情報及び速度情報」を算出して生成する。生成された自列車の「位置情報及び速度情報」は、無線車上局１１を介して地上に送信される。一方で、地上においては、無線統括装置６が、各列車の位置によって無線基地局８のいずれか一つを選択し、選択された無線基地局８を経由して、該列車の無線車上局１１と通信する。無線基地局８で受信された列車の「位置情報及び速度情報」は、無線統括装置６及びネットワーク５を経由して拠点装置１に受信される。拠点装置１は、管轄エリア内の全ての列車の「位置情報及び速度情報」を管理してすべての列車の「位置情報及び速度情報」から「列車在線位置及び速度情報」を生成し、この情報及び地上信号設備から受信した「信号現示情報」に基づいて列車間の間隔を決定し、各列車に対して「制御情報」を送信する。ここで、送信される「制御情報」には、複数の列車間の間隔を確保するために各列車が停止すべき進入禁止の軌道回路の番号を例示することができる。列車運行管理装置２は、通常時においては、保有する実行ダイヤに従って列車を制御するよう、拠点装置１に対して進路出力情報、一例として出発進路を送信する。
　しかしながら、ひとたび列車の運行ダイヤが乱れると、遅延が発生した列車である先行列車９及び後続列車１０の運行は、実行ダイヤより遅れてしまうことになる。列車の運行が実行ダイヤから遅延して実行ダイヤに乱れが生じると、運転整理が行われ、その変更内容が送信される。列車運行管理装置２の実行ダイヤからデータベース記憶部３１の実行ダイヤデータベースに変更内容が送信されると、列車運転間隔制御装置３は、列車運行予測部３０を起動して、列車運行予測部３０は遅延が発生した先行列車９及び後続列車１０の運行予測を行う。列車走行予測部３２は、列車運行管理装置２から取得した先行列車９及び後続列車１０の「位置情報及び速度情報」と「信号現示情報」から先行列車９及び後続列車１０の走行を予測する。さらには、停車時分予測部３３は、各駅の最小停車時分データベースに記憶された各停車駅で確保すべき「最小停車時分」と、乗降客数推定装置４によって得た停車駅の乗降客数による「変動停車時分データベース」から取得した「変動停車時分」と、各駅の最小運転時隔データベースのデータと、に基づき、停車時分を予測する。
　乗降客数推定装置４は、例えば、各駅の過去の「時間帯別及び曜日別の乗降客数データベース」に基づいて、各駅での乗降人数を列車毎に推定して変動停車時分データベースに停車時分を記憶する。このように導き出した先行列車９の「列車走行予測」の結果と、先行列車９の「停車時分予測」の結果と、に基づいて、先行列車９の「列車運行予測」が行われることで、後続列車１０は、目標とする運転間隔を確保しつつ、遅延回復運転を行う際に遅延回復完了までの過渡期を短くすることができる。
　図５は、列車運転間隔制御装置３の列車運行予測部３０が行う列車運行予測の手順を示すフローチャートである。まず、処理をスタートし、「実行ダイヤ」、「信号現示情報」、「列車在線位置及び速度情報」を取得し（ステップＳ１）、「実行ダイヤ」と「列車走行実績」と、を比較し（ステップＳ２）、遅延が発生しているか否かを判定する（ステップＳ３）。遅延が発生していない場合、すなわちステップＳ３においてＮｏに分岐する場合には、処理を終了する。遅延が発生している場合、すなわちステップＳ３においてＹｅｓに分岐する場合には、列車運行予測部３０を起動し（ステップＳ４）、遅延の先頭列車を抽出し（ステップＳ５）、列車走行予測を行う（ステップＳ６からＳ８）。その後、先頭列車が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ６）。走行中である場合、すなわちステップＳ６においてＹｅｓに分岐する場合には、運転間隔を維持しつつ次駅まで進められて停車する（ステップＳ７）。走行中でない場合、すなわちステップＳ６においてＮｏに分岐する場合、または、走行中であって列車走行予測により列車が次駅まで進められて停車すると、「停車時分」の予測を行う（ステップＳ８）。「停車時分」の予測により、「最小停車時分」に基づいて乗降客数推定装置４から得られた当該駅の「推定停車時分」及び乗降客数による「変動停車時分」をもとに当該駅における停車時分を予測する。その後、ステップＳ６からＳ８の列車走行予測の予測どおりに走行すると先行列車９の影響により後続列車１０が停止してしまうか否かを判定する（ステップＳ９）。停止してしまう場合、すなわちステップＳ９においてＹｅｓに分岐する場合には、列車走行予測を再度行う（ステップＳ１０）。停止しない場合、すなわちステップＳ９においてＮｏに分岐する場合、または列車走行予測が再度行われると、対象列車の予測による走行が１駅以上となったか否かの判定を行う（ステップＳ１１）。対象列車の予測による走行が１駅以上となっていない場合、すなわちステップＳ１１においてＮｏに分岐する場合には、ステップＳ６に戻り、列車走行予測を行う（ステップＳ６からＳ８）。対象列車の予測による走行が１駅以上となった場合、すなわちステップＳ１１においてＹｅｓに分岐する場合には、全列車の予測が完了したか否かの判定を行う（ステップＳ１２）。全列車の予測が完了していない場合、すなわちステップＳ１２においてＮｏに分岐する場合には、次の列車を抽出し（ステップＳ１３）、ステップＳ６に戻り、列車走行予測を行う。全列車の予測が完了した場合、すなわちステップＳ１２においてＹｅｓに分岐する場合には、処理を終了する。
　なお、ここでは予測範囲が１駅分であるためステップＳ１１において対象列車の予測による走行が１駅以上となったか否かの判定を行っているが本発明はこれに限定されず、予測範囲は２駅以上であってもよい。または、予測範囲を時間によって規定してもよい。時間により規定する場合には、予測範囲を例えば１０分とする。時間により予測範囲を規定する場合には、ステップＳ１１においては、例えば、対象列車の予測による走行が１０分以上となったか否かの判定を行えばよい。または、予測範囲を距離によって規定してもよい。
　図６は、本発明にかかる列車運転間隔制御システムを適用した場合における列車の位置の時間変化を示すダイヤ図である。図６において、横軸には時間を示し、縦軸には路線上の位置を示す。曲線Ｃ１は、通常走行における先行列車９の先頭車両の軌跡を示す。なお、Ｔ１は計画停車時分である。曲線Ｃ２は、例えば車両故障により先行列車９が停止してしまい、その後回復した場合の先行列車９の先頭車両の軌跡を示す。先行列車９の先頭車両の軌跡が曲線Ｃ２である場合には、後続列車１０が通常走行しても、後続列車１０は閉塞Ｂに進入できずに停止してしまう。これは、比較例１として曲線Ｃ３に示す。曲線Ｃ５は、先行列車９の駅１への到着が遅れたことを運行管理システムで検知し、駅２にてしばらく停止してから出発する場合の後続列車１０の先頭車両の軌跡を示す。この場合には、曲線Ｃ３のようにブレーキにより停止してしまうことを避けつつ低速走行し、運行管理システムにより先行列車９が駅１を出発したことを検知すると、通常走行における速度まで加速して走行する。これは、比較例２である。曲線Ｃ６は、先行列車９が駅１を出発したことを運行管理システムにより検知するまで後続列車１０が駅２に停止する場合の後続列車１０の先頭車両の軌跡を示す。これは、比較例３である。
　本発明を適用した場合である曲線Ｃ４では、先行列車９の運行予測及び駅１における停車時間Ｔ１’が予測される。先行列車９が駅１の存在する閉塞を尻抜けするタイミングで閉塞Ｂに進入するように後続列車１０を制御することで、駅１への到着遅れを可能な限り小さくすることができる。このように、停車時間Ｔ１’を予測することで、先行列車９が駅１の存在する閉塞を尻抜けするタイミングで閉塞Ｂに進入することができる。すなわち、停車時間Ｔ１’を予測することで曲線Ｃ４の傾きを適切なものとし、最も好ましいタイミングで後続列車１０を閉塞Ｂに進入させることができる。また、後続列車１０を曲線Ｃ４のように制御すると、後続列車１０は停車することなく走行するため、曲線Ｃ３のように一旦停車した状態から立ち上がる場合よりも消費エネルギーを小さくすることができる。
　本実施の形態によれば、ダイヤの乱れが生じた際に、先行列車と後続列車との目標とする運転間隔を確保しつつ、遅延を小さく抑えて遅延回復運転を行う際に遅延回復完了までの過渡期を可能な限り短くすることができる。
　なお、本実施の形態においては、乗降客数推定装置が列車運転間隔制御装置とは別に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、列車運転間隔制御装置が、乗降客数推定装置と同様に機能する乗降客数推定部を備えていてもよい。
実施の形態２．
　実施の形態１においては、乗降客数推定装置４が行う列車乗降人数の推定には、例えば、各駅の過去の時間帯別及び曜日別乗降客数データベースを用いるとしたが、本発明はこれに限定されない。乗降客数推定装置４が列車乗降人数を推定するに際して、自動改札機通過データを用いてもよい。
　図７は、本実施の形態にかかる列車運転間隔制御システムの拠点装置、列車運行管理装置、列車運転間隔制御装置及び乗降客数推定装置の構成を示す図である。図７においては、自動改札機４０のデータが自動改札機データ収集装置４１に送られ、収集されたデータが日別及び時間帯別に分配されて自動改札機データ収集システム実績として乗降客数推定装置４のＯＤ表に記憶され、当該データに基づいてＯＤ表を更新する。
　乗降客数推定装置４が自動改札機４０の通過データを自動改札機データ収集装置４１から取り込み、計画と実績乗降人数とを比較し、その差分を以降の乗降数予測人数に反映させてもよい。また、複数日の自動改札機通過データをＯＤ表と比較し、大きな差異がある場合には、ＯＤ表を更新してもよい。
　または、乗降客数推定装置４が列車乗降人数を推定するに際して、駅構内に設置されている監視カメラ４２（例えば、ＣＣＴＶ（Ｃｌｏｓｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　ＴＶ（ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）））の画像を用いてもよい。
　図８は、本実施の形態にかかる列車運転間隔制御システムの拠点装置、列車運行管理装置、列車運転間隔制御装置及び乗降客数推定装置の構成を示す図である。図８においては、監視カメラ４２により取得された画像データが通過人数カウント装置４３に送信され、通過人数カウント装置４３は、画像データを分析及び処理することで通過人数をカウントし、このデータが日別及び時間帯別に分配されてＣＣＴＶ画像処理によるデータ収集システム実績である乗降客数推定装置４のＯＤ表に記憶され、当該データに基づいてＯＤ表を更新する。
　本発明にかかる乗降客数推定装置は、自動改札機４０の通過データ及び監視カメラ４２の画像データに基づいて乗降客数を推定し、推定された乗降客数に基づいて列車運転間隔制御装置３が列車間隔を決定してもよい。
　以上のように、本発明にかかる列車運転間隔制御システムは、遅延を小さく抑える遅延回復運転を行う際に遅延回復完了までの過渡期を好ましい状態に調整することが可能であるため運行ダイヤが過密な路線に対して有用である。
　１　拠点装置、２　列車運行管理装置、３　列車運転間隔制御装置、４　乗降客数推定装置、５，７　ネットワーク、６　無線統括装置、８　無線基地局、９　先行列車、１０　後続列車、１１　無線車上局、１２　車上制御装置、１３　速度制御部、１４　位置演算部、１５　速度検出部、１６　路線データベース及び車両データベース記憶部、３０　列車運行予測部、３１　データベース記憶部、３２　列車走行予測部、３３　停車時分予測部、４０　自動改札機、４１　自動改札機データ収集装置、４２　監視カメラ、４３　通過人数カウント装置。

Claims (5)

  1. 　地上に設置された列車運行管理装置との間で情報の授受を行う列車運転間隔制御装置及び乗降客数推定装置を備える列車運転間隔制御システムであって、
    　前記列車運行管理装置は、
    　遅延の先頭である先行列車の現在位置、後続列車の現在位置及び信号現示情報に基づいて先行列車及び後続列車の列車走行を予測する列車走行予測部と、
    　前記乗降客数推定装置からの乗降客数推定情報を用いて前記先行列車の次の停車駅における停車時分を予測する停車時分予測部と、を含み、
    　前記列車走行予測部が予測した列車走行及び前記停車時分予測部が予測した停車時分を用いて前記先行列車と前記後続列車が確保すべき時隔を確保しつつ前記先行列車と前記後続列車の間隔をできるだけ短くした運行予測を行う列車運行予測部を備え、
    　前記運行予測が送信された前記列車運行管理装置が前記後続列車に速度指令を送信することを特徴とする列車運転間隔制御システム。
  2. 　前記乗降客数推定装置は、
    　各駅における時間帯別及び曜日別の過去の乗降客数のデータベースを記憶する記憶部を有し、
    　前記時間帯別及び曜日別の過去の乗降客数に基づいて乗降客数推定情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の列車運転間隔制御システム。
  3. 　自動改札機データ収集装置を備え、
    　前記乗降客数推定装置は、該自動改札機データ収集装置が収集した自動改札機通過人数の情報に基づいて乗降客数を推定することを特徴とする請求項１に記載の列車運転間隔制御システム。
  4. 　駅構内に設置された複数のカメラから取得した画像データを処理して通過人数をカウントする通過人数カウント装置を備え、
    　前記乗降客数推定装置は、該通過人数カウント装置が収集した通過人数カウント情報に基づいて乗降客数を推定することを特徴とする請求項１に記載の列車運転間隔制御システム。
  5. 　列車運行管理装置との間で情報の授受を行う列車運転間隔制御装置であって、
    　停車駅における推定乗降人数を推定する乗降客数推定部と、
    　遅延の先頭である先行列車の現在位置、後続列車の現在位置及び信号現示情報に基づいて先行列車及び後続列車の列車走行を予測する列車走行予測部と、前記乗降客数推定部からの乗降客数推定情報を用いて前記先行列車の次の停車駅における停車時分を予測する停車時分予測部と、を含み、前記列車走行予測部が予測した列車走行及び前記停車時分予測部が予測した停車時分を用いて前記先行列車と前記後続列車が確保すべき時隔を確保しつつ前記先行列車と前記後続列車の間隔をできるだけ短くした運行予測を行う列車運行予測部と、を備え、
    　前記運行予測が送信された前記列車運行管理装置が前記後続列車に速度指令を送信することを特徴とする列車運転間隔制御装置。
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