WO2021186912A1 - 運転支援装置および運転支援方法 - Google Patents

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WO2021186912A1
WO2021186912A1 PCT/JP2021/003181 JP2021003181W WO2021186912A1 WO 2021186912 A1 WO2021186912 A1 WO 2021186912A1 JP 2021003181 W JP2021003181 W JP 2021003181W WO 2021186912 A1 WO2021186912 A1 WO 2021186912A1
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WO
WIPO (PCT)
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time
driving support
arrival
next station
train
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/003181
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健太郎 牧
努 宮内
祥太 木村
和男 徳山
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
Publication of WO2021186912A1 publication Critical patent/WO2021186912A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/40—Adaptation of control equipment on vehicle for remote actuation from a stationary place
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a driving support device and a driving support method for a mobile body that performs track transportation such as a railroad.
  • ATO equipment Automatic Train Operation equipment
  • ATO equipment Automatic Train Operation equipment
  • the introduction of a driving support device that assists the driver in driving operations is also being promoted so that the driver can drive in a driving pattern with low power consumption.
  • Patent Document 1 discloses a technique for outputting a constant speed running start timing and an inertia running start timing as driving support in order to achieve both punctuality and energy saving according to a target remaining running time. Specifically, when traveling between stations by combining constant speed running and coasting running, a constant speed start determination unit that determines the constant speed running start timing and an inertia start determination unit that determines the coasting start timing are used. This is a driving support system that switches between powering instruction / constant speed instruction / coasting instruction and outputs it to the driving support device based on the remaining running time, train position, and train speed.
  • the driving support system described in Patent Document 1 teaches early constant-speed driving shift and inertial driving start as driving support within a range in which punctuality can be maintained so as to prevent unnecessary early arrival.
  • the traveling speed may tend to be lower than that of the driver's normal driving. Therefore, the driver is concerned about the late arrival at the next station due to the difference from the train speed in the familiar driving, and does not necessarily follow the contents taught by the driving support system, and as a result, the sufficient energy saving effect cannot be exhibited.
  • a typical train operation support device of the present invention inputs the speed, position, control drive state, and target time of arrival at the next station of the train according to the progress of the train. Based on the output of the driving support information generation unit that outputs the recommended driving operation at the time of the current operation of the train and the estimated time of arrival at the next station, and the output of the driving support information generation unit, based on the target time of arrival at the next station. It is a driving support system characterized by being provided with a driving support information teaching unit that continuously displays the estimated time of arrival at the next station linked to the progress of the train together with the contents of recommended driving operations.
  • the driver can receive the instruction of the operation timing after grasping the relationship between the operation operation timing and the arrival time, the instruction content is easily accepted and unnecessary early arrival can be prevented. It becomes. As a result, the energy-saving effect of the driving support device can be stably exhibited.
  • the driving support screen by the driving support information teaching unit As an example of the driving support screen by the driving support information teaching unit, it is a figure which shows the case which supports the coasting operation. It is a figure which shows another example of the driving support screen by the driving support information teaching part. It is a figure which shows another example of the driving support screen by the driving support information teaching part. As an example of the driving support screen by the driving support information teaching unit, it is a figure which shows the case by text display. It is a figure which shows an example of the flowchart which concerns on the process which the driving support information generation part generates the recommended driving operation and the estimated arrival time of the next station.
  • the recommended operation and the relationship between the operation timing and the estimated arrival time at the next station are visualized, so that the driver's acceptability of the driving support device is improved and unnecessary early arrival is achieved. Can be prevented. Therefore, energy saving is also improved.
  • FIG. 2 to 4 are diagrams showing an example of a scene to be a driving support target during traveling between stations by the driving support device according to the present invention.
  • FIG. 2 shows, as the simplest example, a case where traveling between stations is composed of “acceleration ⁇ coasting ⁇ deceleration”. Such a running pattern is often used in the operation of local trains with short distances between stations on conventional lines.
  • the scene of switching from acceleration to coasting (the part surrounded by the broken line frame in the figure) is the target of driving assistance.
  • FIG. 3 shows a case where constant speed running exists between acceleration and coasting (“acceleration ⁇ constant speed ⁇ coasting ⁇ deceleration”) in addition to the running pattern shown in FIG.
  • acceleration ⁇ constant speed ⁇ coasting ⁇ deceleration in addition to the running pattern shown in FIG.
  • Such a running pattern is often used when the distance between stations on a conventional line is relatively long or when operating a limited express train.
  • the scene of transition from acceleration to constant speed (the part surrounded by the broken line frame on the left side of the figure) and the scene of transition from constant speed to coasting (the part surrounded by the broken line frame on the right side of the figure) are the driving assistance. It is a target.
  • FIG. 4 shows a case where there is a passing station in which the passing time is further determined in the traveling pattern shown in FIG. 3 (“acceleration ⁇ constant speed ⁇ coasting ⁇ deceleration ⁇ constant speed ⁇ acceleration...”).
  • the present invention is also applicable to such cases, and in consideration of the determined passing time, the scene of transition from acceleration to constant speed (the part surrounded by the broken line frame on the left side of the figure) and coasting from constant speed.
  • the driving support device according to the present invention can also support the traveling after the passing station shown in FIG. 4 in any of the cases of FIGS. 2 to 4.
  • FIG. 1 is a diagram showing a device configuration of the driving support device of this embodiment.
  • the driving support device of this embodiment is roughly composed of a driving support information generation unit 100 (a portion surrounded by a broken line frame in FIG. 1), a vehicle information control device 101, and a driving support information teaching unit 102.
  • the information output from the vehicle information control device 101 is six pieces of information: the next station arrival target time 111, the current time 112, the train speed 113, the train position 114, the next running station distance 115, and the control drive state 116.
  • the driving support information generation unit 100 determines the recommended driving operation 124 and the estimated arrival time 125 at the next station based on the above six information acquired from the vehicle information control device 101, and these information and the vehicle information control device 101 are used.
  • the target time of arrival at the next station 111 and the controlled drive state 116 are output to the driving support information teaching unit 102.
  • the driving support information teaching unit 102 inputs the next station arrival target time 111, the recommended driving operation 124, the next station arrival estimated time 125, and the control drive state 116, and passes the next station arrival target time and the next station arrival through its own display function. Present the estimated time and recommended driving operation to the driver.
  • the next station arrival target time 111 is a target time related to the arrival time at the next stop station or the next passing station, and is based on the timetable information held by the vehicle information control device 101.
  • the timetable information is managed as a fixed departure / arrival time, and may be a departure / arrival time that dynamically changes according to the operating status of other trains and the flow of people.
  • the current time 112 is the current time recognized by the vehicle information control device 101.
  • the train speed 113 is information generated and managed by the vehicle information control device 101 from the rotation speed information of a speed generator (not shown). For example, by multiplying the wheel rotation speed information per unit time generated by the speed generator by the circumference of the wheel, the mileage per unit time, that is, the speed is obtained, and the train speed 113 is generated using this. Will be done.
  • the train position 114 is information measured and held by the vehicle information control device 101 using a position recognition means (not shown). For example, it is obtained by using the absolute position detection result by communication with the ground side using a transponder or the like as an initial value, and adding the value obtained by integrating the train speed 113 in the section where the communication is not possible, that is, the mileage.
  • the distance between the next traveling stations 115 is information held by the vehicle information control device 101, and changes according to the train position 114. For example, when station A, station B, and station C are arranged in this order and the route is toward station C, the next running station 115 while the train is stopped at station A is "station A to station B". The next traveling station 115 when the train is traveling between stations A and B and when the train is stopped at station B is "station B to station C".
  • the control drive state 116 is information held by the vehicle information control device 101, and is an actual value or a command value of the generated control drive force.
  • the driving support information generation unit 100 (the part surrounded by the broken line frame in FIG. 1) includes the remaining running target time calculation unit 103, the position / speed prediction unit 104, the constant speed support unit 105, the coasting support unit 106, and the driving support information output. It is composed of a part 107.
  • the remaining travel target time calculation unit 103 calculates the remaining travel target time 117 by subtracting the current time 112 from the next station arrival target time 111.
  • the calculated remaining travel target time 117 is transmitted to the constant speed support unit 105 and the coasting support unit 106.
  • the position / speed prediction unit 104 inputs the train speed 113, the train position 114, and the control driving force state 116, and calculates the predicted speed 122 and the predicted position 123 after a predetermined time of the train.
  • the calculated predicted speed 122 and predicted position 123 are transmitted to the constant speed support unit 105 and the coasting support unit 106.
  • the calculation method of the predicted speed 122 and the predicted position 123 in the position / speed prediction unit 104 will be described later.
  • the constant speed support unit 105 inputs the train speed 113, the train position 114, the distance between the next running stations 115, the remaining running target time 117, the predicted speed 122 and the predicted position 123, and inputs the constant speed recommended information 118 and the constant speed remaining running prediction.
  • the time 119 is generated and output to the driving support information output unit 107. The method of calculating the constant speed recommended information 118 and the estimated remaining running time 119 for constant speed in the constant speed support unit 105 will be described later.
  • the coasting support unit 106 inputs the train speed 113, the train position 114, the distance between the next traveling stations 115, the remaining traveling target time 117, the predicted speed 122, and the predicted position 123, and sets the coasting recommendation information 120 and the estimated remaining traveling time 121 for coasting. Is generated and output to the driving support information output unit 107.
  • the calculation method of the coasting recommendation information 120 and the estimated remaining running time 121 for coasting in the coasting support unit 106 will be described later.
  • the driving support information output unit 107 inputs the current time 112, the constant speed recommended information 118, the constant speed remaining running estimated time 119, the coasting recommended information 120, and the coasting remaining running estimated time 121, and inputs the recommended driving operation 124 and the next station.
  • the estimated arrival time 125 is generated and output to the driving support information teaching unit 102. The method of calculating the recommended driving operation 124 and the estimated arrival time 125 at the next station in the driving support information output unit 107 will be described later.
  • the driving support information teaching unit 102 inputs the next station arrival target time 111, the controlled drive state 116, the recommended driving operation 124, and the next station arrival estimated time 125 by screen display, or this screen display and sound (including voice). And by notifying at least one of the vibrations, the support information is taught to the driver.
  • the method of teaching the driving support information in the driving support information teaching unit 102 will be described later with reference to the drawings.
  • next station arrival target time 111 and the control drive state 116 input to the driving support information teaching unit 102 are input through the driving support information generation unit 100, but the driving support is input from the vehicle information control device 101. It may be directly input to the information teaching unit 102.
  • the signal path shown in FIG. 1 is desirable in order to simplify the interface.
  • the driving support information generation unit 100 and the driving support information teaching unit 102 are separate devices, or when the driving support teaching unit 102 is a display attached to the vehicle information control device 101, the next station arrival target time It is desirable that the 111 and the control drive state 116 are directly input from the vehicle information control device 101 to the driving support information teaching unit 102.
  • Position / velocity prediction unit 104 The position / speed prediction unit 104 predicts the speed and position of the train after a predetermined time. The necessity of this prediction is that it is necessary to start teaching the driver the operation content of the driving at a timing earlier than the actual required operation timing of the driving due to the characteristic of the function of driving support in the manual operation. Is.
  • the position / speed prediction unit 104 assumes that the control drive state 116 continues from this reference to a predetermined time after the train speed 113 and the train position 114. , There is a method of calculating the predicted speed 122 and the predicted position 123.
  • the control driving characteristics of the train vehicle (change in tensile force according to speed, etc.), route conditions (gradient, curve, tunnel, etc.), speed limit information, etc. are taken into consideration to achieve higher accuracy. Predictability is possible (these additional information is not shown). Further, the predetermined time for prediction is determined so that the driver can move to the operation with a margin after perceiving the support content, and a value such as 5 seconds or 10 seconds is set.
  • Constant speed support unit 105 provides constant speed recommendation information 118 indicating whether the train should shift to constant speed operation in consideration of both punctuality and energy saving, and when the train shifts to constant speed operation at that time. Outputs the estimated remaining travel time 119 for constant speed, which represents the estimated travel time to the next station.
  • the constant speed recommendation information 118 takes either a "recommended” state or a "not recommended” state as a digital signal indicating the pros and cons of the recommendation to shift to the constant speed operation.
  • the constant speed start judgment table defines the remaining running time for each position and speed between stations, and by comparing the remaining running time stored in the table with the remaining running target time 117, the current position It is a mechanism that can judge whether it is better to operate at a constant speed or to continue power running from the speed.
  • the remaining running time stored in the constant speed start judgment table is determined in advance on a simulation basis to save more energy while maintaining punctuality (and actually running the train). The value may be determined by actual measurement).
  • this constant speed start determination table is used, the constant speed start determination table between each station is stored in the constant speed support unit 105, and the necessary table is read out and used according to the next traveling station interval 115. NS.
  • the predicted speed 122 and the predicted position 123 are input and the constant speed start determination table is referred to.
  • the constant speed recommended information 118 is set to "not recommended".
  • the constant speed recommendation information 118 is regarded as "recommended".
  • the constant speed start table is referred to by inputting the train speed 113 and the train position 114, and the train speed 113 and the train position 114 are stored in the table at a location corresponding to these inputs.
  • the value of the remaining running time is set to the estimated remaining running time 119 for constant speed.
  • the method of using the constant speed start determination table has been described, but the calculation method is not limited to this, and the train speed 113 and the train position A method of dynamically generating a traveling pattern to the next station by inputting 114 may be used.
  • the coasting support unit 106 provides coasting recommendation information 120 indicating whether or not the train should shift to coasting operation in consideration of both punctuality and energy saving, and to the next station when the train shifts to coasting operation at that time.
  • the estimated remaining running time 121 for coasting which represents the estimated running time, is output.
  • the coasting recommendation information 120 takes either a "recommended” state or a "non-recommended” state as a digital signal indicating the pros and cons of the transition to coasting operation.
  • the coasting start judgment table defines the remaining running time for each position and speed between stations. By comparing the remaining running time and the remaining running target time 117 stored in the table, the current position and speed It is a mechanism that can determine whether it is better to coast or continue the current driving operation.
  • the remaining running time stored in the coasting start judgment table is determined in advance on a simulation basis to save more energy while maintaining punctuality (and actually measured by actually running the train). The value may be determined by).
  • this coasting start determination table is used, the coasting start determination table between each station is stored in the coasting support unit 106, and the necessary table is read out and used according to the next traveling station interval 115.
  • the coasting start determination table is referred to by inputting the predicted speed 122 and the predicted position 123.
  • the value obtained by subtracting the predetermined time for prediction (see the description of the position / speed prediction unit 104 in (1) above) from the remaining travel target time 117, that is, the remaining travel time after this predetermined time and the coasting start determination table are stored. By comparing with the remaining running time, it is determined whether or not to shift to coasting operation after this predetermined time.
  • the coasting recommendation information 120 is set to "not recommended”.
  • coasting recommendation information 120 is referred to as "recommended”.
  • the train speed 113 and the train position 114 are input to refer to the coasting start determination table, and the remaining amount stored in the place corresponding to these inputs in the table.
  • the value of the running time is set to the estimated remaining running time 121 for coasting.
  • the method of using the coasting start determination table has been described, but the calculation method is not limited to this, and the train speed 113 and the train position 114 are calculated. It may be a method of dynamically generating a running pattern to the next station as an input.
  • Driving support information output unit 107 provides information on recommended driving operations (constant speed recommended information 118 and coasting recommended information 120) and information on estimated remaining running time (for constant speed) acquired from the constant speed support unit 105 and the coasting support unit 106.
  • Recommended driving operation that aggregates the estimated remaining running time 119 and the estimated remaining running time 121) for coasting and outputs the information to the driving support information teaching unit 102 after considering the information of the current time 112 acquired from the vehicle information control device 101.
  • the contents of the constant speed recommended information 118 and the coasting recommended information 120 are confirmed, and the driving operation of the constant speed and the coasting that is "recommended” is set as the recommended driving operation 124.
  • the contents of the constant speed recommended information 118 and the coasting recommended information 120 are both "not recommended”, “no recommended operation” is set for the recommended operation operation 124.
  • the contents of the constant speed recommendation information 118 and the coasting recommendation information 120 are both "recommended", they do not exist in principle and are not considered here.
  • the estimated arrival time 125 at the next station is set to a valid value when the recommended driving operation 124 is "constant speed” or “coasting".
  • the estimated arrival time 125 at the next station is the current time 112 plus the estimated remaining travel time 119 for constant speed.
  • the estimated arrival time 125 at the next station is the current time 112 plus the estimated remaining traveling time 121 for coasting.
  • the next station arrival estimated time 125 is not used for display by the driving support information teaching unit 102, so an invalid value may be set for the next station arrival estimated time 125.
  • Driving support information teaching unit 102 uses the recommended driving operation 124 and the estimated next station arrival time 125 to inform the driver of the recommended driving operation and the estimated next station arrival time when the driving operation is handled at that time. Teach.
  • 5 and 6 are diagrams showing an example of a screen displayed by the driving support information teaching unit 102 on the display existing in the driver's cab or the display added to the driver's cab.
  • the driver can check the contents of this screen while driving.
  • the contents of the screen do not have to be displayed all the time, and may be displayed at the timing when driving assistance is required.
  • FIG. 5 displays a screen when the recommended operation operation 124 is "constant speed” as a case of supporting the constant speed operation.
  • FIG. 6 displays a screen in the case where the recommended driving operation 124 is “notch off” corresponding to “coasting” as a case of supporting the coasting operation.
  • the timing for erasing the screens shown in FIGS. 5 and 6 is the timing when the driver performs the recommended driving operation.
  • the driver's driving operation is determined from the contents of the controlled drive state 116. Further, in order to secure the time for the driver to recognize the content of the displayed screen, there is also a method of allowing a predetermined delay of about several seconds from the timing of performing the driving operation to the timing of erasing the screen.
  • the screen display is in the erased state.
  • the time axis representing the time is displayed in the horizontal direction, and the time is assigned to the displayed scale. From the viewpoint of visibility, it is desirable that the scheduled arrival time is displayed so as to be near the center of the screen with reference to the next station arrival target time 111.
  • 6:23:15 (6:23:15) is on time, and this time is arranged in the center of the screen.
  • the left side is the time earlier than the scheduled time, and the right side is the time later than the scheduled time.
  • "early arrival” is displayed on the left side of the time axis and "late arrival” is displayed on the right side of the time axis for easy understanding.
  • the arrow pointing to the time (timing) when the recommended operation is performed moves along the time axis.
  • the display mode indicating this time it is not necessary to be an arrow, and other figures may be used, or the corresponding portion of the screen may be colored.
  • a method of pointing to a predetermined time range before and after the next station arrival target time 111 may be adopted.
  • the operation content of the recommended operation can be displayed as text in the arrow figure. That is, the content of the recommended driving operation 124 output from the driving support information output unit 107 is displayed as text. This text display does not have to be inside the arrow figure, and may be displayed on the screen in a manner that the driver can recognize.
  • the arrow figure is displayed at the corresponding position on the time axis based on the estimated arrival time 125 at the next station.
  • the arrow figure moves from the right side to the left side on the time axis.
  • the driver can perform a constant speed shift or coasting start driving operation while checking the estimated arrival time 125 at the next station indicated by the arrow figure. Can be carried out. This reduces anxiety about the arrival time at the next station and suppresses unnecessary early arrival due to acceleration or excessive extension of constant speed, compared to driving assistance that simply instructs the timing of driving operation. , It can contribute to energy saving. Further, even when the driver dares to drive for early arrival, the driving operation can be performed while quantitatively considering the degree of early arrival.
  • FIGS. 7 to 9 show another display example by the driving support information teaching unit 102.
  • the driving support screen shown in FIG. 7 is an example in which a mode in which the recommended range of the timing for executing the recommended driving operation 124 is displayed in a frame is added to the driving support screen shown in FIG.
  • the next station arrival target time 111 is 6:23:15 (6:23:15)
  • the driver is visually guided to perform the notch operation at the timing when the arrow figure enters the frame of the recommended range, so that late arrival or excessive early arrival can be suppressed. ..
  • the driver can handle the recommended driving operation while more considering the punctuality.
  • the driving support screen shown in FIG. 8 is an example in which the time axis label of the expected arrival at the next station is displayed not by the time display but by the time difference from the scheduled time based on the driving support screen shown in FIG.
  • the difference from the scheduled time is displayed as a minus (-) on the early arrival side and a plus (+) on the late arrival side.
  • the driver does not need to strictly memorize the target arrival time at the next station, and can perform the driving operation paying attention only to the difference from the scheduled time.
  • This example is particularly useful in railway systems where the target arrival time at the next station is flexibly changed.
  • the driving support screen shown in FIG. 9 is an example of displaying recommended driving operations and time information as text in a table format.
  • “constant speed” is recommended based on the recommended driving operation 124, and information on the next station arrival target time 111 and the next station arrival estimated time 125 is displayed.
  • the recommended range of arrival times at the next station is also displayed.
  • the time display in the column of the estimated time of arrival at the next station is updated at a predetermined cycle. I will go.
  • the recommended range of the next station arrival target time or the next station arrival time is compared with the next station arrival estimated time, and they are displayed when they are close to each other. Perform the recommended operation.
  • the display of the estimated arrival time at the next station will be displayed at the timing of 6:23:05 (6:23:05). Perform the recommended operation.
  • the screen display example shown in FIG. 9 does not have an element for dynamically drawing a figure, it can be realized with a smaller processing load as compared with the display examples shown in FIGS. 5 to 8.
  • the method of teaching driving support information by the driving support information teaching unit 102 is not limited to the screen display examples described with reference to FIGS. 5 to 9, and the contents of the recommended driving operation 124 and the currently recommended driving operation.
  • the display mode may be configured such that the estimated time of arrival at the next station 125 when handling 124 is also displayed, and the estimated time of arrival at the next station 125 is updated as the train progresses.
  • the driving support information teaching unit 102 uses sound (including voice), vibration, and the like in addition to the screen display examples shown in FIGS. 5 to 9 to inform the driver of the recommended operation timing of the recommended driving operation 124.
  • a means for notifying may be provided. According to this, the driver can know the recommended operation timing without gazing at the screen.
  • the driving support information teaching unit 102 may be provided with means for notifying the driver of the timing of displaying the screens shown in FIGS. 5 to 9 by using sound (including voice), vibration, or the like. According to this, the driver can surely grasp the timing when the driving support information is displayed without missing the timing.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a flowchart relating to a process in which the driving support information generation unit 100 generates the recommended driving operation 124 and the estimated arrival time 125 at the next station.
  • step 1001 the constant speed support unit 105 and the coasting support unit 106 determine whether or not the train is stopped at the station. If the vehicle is stopped (YES), the process proceeds to step 1002, and if the vehicle is not stopped, that is, if the vehicle is traveling between stations (NO), the process proceeds to step 1004.
  • the method of determining the stop at the station there is a method of determining from the train speed 113 and the train position 114 that the train is stopped in a predetermined position range.
  • step 1002 the constant speed support unit 105 and the coasting support unit 106 acquire the distance between the next traveling stations 115 from the vehicle information control device 101.
  • step 1003 the constant speed support unit 105 and the coasting support unit 106 read the constant speed start determination table and the coasting start determination table, respectively, based on the distance between the next traveling stations 115, and prepare for traveling between the next traveling stations.
  • step 1004 the remaining running target time calculation unit 103 calculates the remaining running target time 117.
  • step 1005 the position / speed prediction unit 104 calculates the predicted speed 122 and the predicted position 123.
  • the processing order of steps 1004 and 1005 is not fixed to this and may be reversed.
  • step 1006 the coasting support unit 106 determines whether or not the coasting recommendation information 120 is "recommended”. When the coasting recommendation information 120 is "recommended” (YES), the transition is performed to step 1008, and when the coasting recommendation information 120 is "not recommended” (NO), the transition is performed to step 1007.
  • step 1007 the constant speed support unit 105 determines whether or not the constant speed recommended information 118 is "recommended". When the constant speed recommended information 118 is "recommended” (YES), the transition is made to step 1009, and when the constant speed recommended information 118 is "not recommended” (NO), the transition is made to step 1010.
  • step 1008 the coasting support unit 106 generates the estimated remaining running time 121 for coasting.
  • step 1009 the constant speed support unit 105 generates the estimated remaining running time 119 for constant speed.
  • step 1010 the driving support information output unit 107 generates the recommended driving operation 124 and the estimated arrival time 125 at the next station.
  • step 1004 and step 1005 may be interchanged.
  • the recommended driving operation 124 and the estimated next station arrival time 125 generated by the above flowchart, the next station arrival target time 111 from the vehicle information control device 101, and the control drive state 116 are input to the driving support information teaching unit 102. Will be.
  • Driving support information generation unit 101 ... Vehicle information control device 102 ... Driving support information teaching unit 103 ... Remaining running target time calculation unit 104 ... Position / speed prediction unit 105 ... Fixed Speed support unit 106 ... Coasting support unit 107 ... Driving support information output unit 111 ... Next station arrival target time 112 ... Current time 113 ... Train speed 114 ... Train position 115 ...

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Abstract

定時性と省エネ性との両立を目的とした運転支援のための教示内容を、運転士が受け入れやすくすることで列車が早着することを抑制し、安定した省エネ効果が得られるようにするために、運転支援装置として、列車の進行に合わせて、当該列車の、速度、位置、制駆動状態および次駅目標の到着時刻を入力とし、当該列車が走行する現運転時点で推奨する運転操作および次駅到着の予想時刻を出力とする運転支援情報生成部と、運転支援情報生成部の出力に基づいて、次駅到着の目標時刻を基準にして列車の進行に連動した次駅到着の予想時刻を、推奨する運転操作の内容と共に連続的に表示する運転支援情報教示部とを備える。

Description

運転支援装置および運転支援方法
　本発明は、鉄道をはじめとする軌道輸送を行う移動体の運転支援装置および運転支援方法に関する。
　列車運行ダイヤの過密化やホームドアの整備充実化等を背景に、乗務員等の負担低減や人件費等の削減を目的として、自動列車運転（ＡＴＯ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｉｎ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）装置（以下、「ＡＴＯ装置」という）が多くの路線で導入されている。近年では、ＡＴＯ装置に対して、本来の目的である定時運行や省力化に加えて、消費電力量の削減も要求されるに至っている。
　一方、ＡＴＯ装置が導入されていない路線向けには、消費電力量が少ない走行パターンで走行できるように、運転士に対して運転操作の支援を行う運転支援装置の導入も進められている。
　特許文献１には、目標とする残走行時間に応じて定時性と省エネ性を両立するために、定速走行開始タイミングと惰性走行開始タイミングを運転支援として出力する技術が開示されている。具体的には、定速走行と惰性走行とを組み合わせて駅間を走行する場合において、定速走行開始タイミングを決定する定速開始判定部と惰性走行開始タイミングを決定する惰行開始判定部とを備え、残走行時間、列車位置および列車速度に基づき、力行指示／定速指示／惰行指示を切り替えて運転支援装置に出力する運転支援システムである。
特開２０１７－６３５５６号公報
　運転士の多くは、普段の運転において、次駅の乗降時間を考慮し時間的に余裕をもって次駅に到着するために、制限速度内の高めの走行速度で駅間を走行している。そのような運転方法は、乗降人数が多い時間帯には有効であるが、それ以外の時間帯では不要な早着となり、エネルギ消費の増大につながることになる。
　一方で、特許文献１に記載の運転支援システムは、不要な早着を防ぐように、定時性を維持できる範囲で早めの定速走行移行および惰性走行開始を運転支援として教示する。しかし、この運転支援に従った場合には、運転士の普段の運転と比べて走行速度が低下する傾向になってしまう恐れがある。そのため、運転士は、慣れた運転における列車速度との差異から次駅への遅着を心配して、運転支援システムが教示する内容に必ずしも従わず、その結果として十分な省エネ効果が発揮できないことが、新たな課題として懸念されるところである。
　上記課題を解決するために、代表的な本発明の列車運転支援装置は、列車の進行に合わせて、当該列車の、速度、位置、制駆動状態および次駅到着の目標時刻を入力とし、当該列車が走行する現運転時点で推奨する運転操作および次駅到着の予想時刻を出力とする運転支援情報生成部と、運転支援情報生成部の出力に基づいて、次駅到着の目標時刻を基準にして列車の進行に連動した次駅到着の予想時刻を、推奨する運転操作の内容と共に連続的に表示する運転支援情報教示部と、を備えることを特徴とする運転支援システムである。
　本発明によれば、運転士は運転操作タイミングと到着時刻の関係を把握した上で、操作タイミングの教示を受け取ることができるため、教示内容が受け入れられやすく、不要な早着を防ぐことが可能となる。これにより、運転支援装置による省エネ効果も、安定的に発揮されることになる。
本発明に係る実施例の運転支援装置の装置構成を示す図である。 駅間走行中の運転支援対象となる場面の一例（「加速→惰行→減速」）を示す図である。 駅間走行中の運転支援対象となる場面の一例（「加速→定速→惰行→減速」）を示す図である。 駅間走行中の運転支援対象となる場面の一例（「加速→定速→惰行→減速→定速→加速…」）を示す図である。 運転支援情報教示部による運転支援画面の一例として、定速操作を支援する場合を示す図である。 運転支援情報教示部による運転支援画面の一例として、惰行操作を支援する場合を示す図である。 運転支援情報教示部による運転支援画面の別の一例を示す図である。 運転支援情報教示部による運転支援画面の別の一例を示す図である。 運転支援情報教示部による運転支援画面の一例として、テキスト表示による場合を示す図である。 運転支援情報生成部が推奨運転操作と次駅予想到着時刻とを生成する処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態として、本発明に係る運転支援装置の実施例を、図を用いて説明する
　本発明に係る運転支援装置の実施例として、定時性と省エネ性を考慮した上で、列車が加速を終えて定速走行に入るタイミングおよび惰性走行を開始するタイミングを支援する例を示す。
　本実施例に示す方法によれば、推奨操作およびその操作タイミングと次駅到着予想時刻との関係が可視化されるため、運転士にとっての運転支援装置の受容性が向上し、不要な早着を防ぐことができる。よって、省エネ性も向上する。
　図２から図４は、本発明に係る運転支援装置による駅間走行中の運転支援対象となる場面の例を示す図である。
　図２は、最も単純な例として、駅間走行が「加速→惰行→減速」で構成される場合である。このような走行パターンは、在来線の駅間距離が短い各駅停車の運用で使用されることが多い。図２の場合は、加速から惰行に切り替わる場面（図の破線枠で囲む部分）が運転支援の対象である。
　図３は、図２に示す走行パターンに加えて、加速と惰行の間に定速走行が存在する場合（「加速→定速→惰行→減速」）である。このような走行パターンは、在来線の比較的駅間距離が長い場合や特急列車の運用で使用されることが多い。図３の場合は、加速から定速に移行する場面（図の左側の破線枠で囲む部分）および定速から惰行に移行する場面（図の右側の破線枠で囲む部分）が、運転支援の対象である。
　図４は、図３に示す走行パターンにあって、さらに通過時刻が決められた通過駅が存在する場合（「加速→定速→惰行→減速→定速→加速…」）である。本発明は、このようなケースにも適用可能であり、決められた通過時刻を考慮して、加速から定速へ移行する場面（図の左側の破線枠で囲む部分）および定速から惰行に移行する場面（図の中央の破線枠で囲む部分）で運転支援を提供する。図４に示す通過駅以降の走行にも、図２から図４のいずれかのケースで、本発明に係る運転支援装置による支援が可能である。
　図１は、本実施例の運転支援装置の装置構成を示す図である。
　本実施例の運転支援装置は、大枠として、運転支援情報生成部１００（図１で破線枠で囲まれた部分）、車両情報制御装置１０１および運転支援情報教示部１０２から構成される。
　車両情報制御装置１０１から出力される情報が、次駅到着目標時刻１１１、現在時刻１１２、列車速度１１３、列車位置１１４、次走行駅間１１５および制駆動状態１１６の６つの情報である。
　運転支援情報生成部１００は、車両情報制御装置１０１から取得する上記６つの情報に基づいて、推奨運転操作１２４および次駅到着予想時刻１２５を決定し、これらの情報と車両情報制御装置１０１からの次駅到着目標時刻１１１および制駆動状態１１６とを運転支援情報教示部１０２に出力する。
　運転支援情報教示部１０２は、次駅到着目標時刻１１１、推奨運転操作１２４、次駅到着予想時刻１２５および制駆動状態１１６を入力として、自らが備える表示機能を通して次駅到着目標時刻、次駅到着予想時刻および推奨運転操作を運転士に提示する。
　次に、車両情報制御装置１０１から出力される情報について説明する。
　次駅到着目標時刻１１１は、次停車駅または次通過駅への到着時刻に関する目標時刻であり、車両情報制御装置１０１が保持しているダイヤ情報に基づく。当該ダイヤ情報は、固定の発着時刻として管理されるほか、他列車の運行状態や人の流れに応じて動的に変化する発着時刻であってもよい。
　現在時刻１１２は、車両情報制御装置１０１が認識している現在時刻である。
　列車速度１１３は、車両情報制御装置１０１が、速度発電機（図示しない）の回転数情報などから生成し、管理している情報である。例えば、速度発電機が生成する単位時間当たりの車輪の回転数情報に車輪の円周長を乗ずることにより、単位時間当たりの走行距離、すなわち速度が求められ、これを用いて列車速度１１３が生成される。
　列車位置１１４は、車両情報制御装置１０１が、位置認識手段（図示しない）を用いて計測し、保持している情報である。例えば、トランスポンダ等を利用した地上側との通信による絶対位置検出結果を初期値とし、当該通信ができない区間において列車速度１１３を積分した値、すなわち走行距離を加算することで求められる。
　次走行駅間１１５は、車両情報制御装置１０１が保持している情報で、列車位置１１４に応じて変化する。例えば、駅Ａ、駅Ｂおよび駅Ｃがこの順に並び、駅Ｃに向かう行路である場合に、列車が駅Ａに停車している間の次走行駅間１１５は、「駅Ａ～駅Ｂ」であり、列車が駅Ａ～駅Ｂを走行中および駅Ｂに停車中における次走行駅間１１５は、「駅Ｂ～駅Ｃ」である。
　制駆動状態１１６は、車両情報制御装置１０１が保持している情報で、発生した制駆動力の実績値または指令値である。
　運転支援情報生成部１００（図１で破線枠で囲まれた部分）は、残走行目標時間算出部１０３、位置・速度予測部１０４、定速支援部１０５、惰行支援部１０６および運転支援情報出力部１０７から構成される。
　残走行目標時間算出部１０３は、次駅到着目標時刻１１１から現在時刻１１２を減算して残走行目標時間１１７を算出する。算出された残走行目標時間１１７は、定速支援部１０５と惰行支援部１０６とに伝達される。
　位置・速度予測部１０４は、列車速度１１３、列車位置１１４および制駆動力状態１１６を入力として、列車の所定時間後の予測速度１２２と予測位置１２３とを算出する。算出された予測速度１２２と予測位置１２３とは、定速支援部１０５と惰行支援部１０６とに伝達される。位置・速度予測部１０４における予測速度１２２と前記予測位置１２３との算出方法については後述する。
　定速支援部１０５は、列車速度１１３、列車位置１１４、次走行駅間１１５、残走行目標時間１１７、予測速度１２２および予測位置１２３を入力として、定速推奨情報１１８と定速用残走行予想時間１１９とを生成し、運転支援情報出力部１０７へ出力する。定速支援部１０５における定速推奨情報１１８と定速用残走行予想時間１１９との算出方法については後述する。
　惰行支援部１０６は、列車速度１１３、列車位置１１４、次走行駅間１１５、残走行目標時間１１７、予測速度１２２および予測位置１２３を入力として、惰行推奨情報１２０と惰行用残走行予想時間１２１とを生成し、運転支援情報出力部１０７へ出力する。惰行支援部１０６における惰行推奨情報１２０と惰行用残走行予想時間１２１との算出方法については後述する。
　運転支援情報出力部１０７は、現在時刻１１２、定速推奨情報１１８、定速用残走行予想時間１１９、惰行推奨情報１２０および惰行用残走行予想時間１２１を入力として、推奨運転操作１２４と次駅到着予想時刻１２５を生成し、運転支援情報教示部１０２へ出力する。運転支援情報出力部１０７における推奨運転操作１２４と次駅到着予想時刻１２５の算出方法については後述する。
　運転支援情報教示部１０２は、次駅到着目標時刻１１１、制駆動状態１１６、推奨運転操作１２４および次駅到着予想時刻１２５を入力として、画面表示によって、あるいはこの画面表示と音（音声も含む）および振動の少なくともいずれかによる報知とによって、支援情報を運転士に対して教示する。運転支援情報教示部１０２における運転支援情報の教示方法については、図を用いて後述する。
　なお、図１では、運転支援情報教示部１０２に入力される次駅到着目標時刻１１１および制駆動状態１１６は、運転支援情報生成部１００を通して入力されているが、車両情報制御装置１０１から運転支援情報教示部１０２に直接入力される形でも構わない。
　また、運転支援情報生成部１００と運転支援情報教示部１０２とが装置として一体化されている場合には、インターフェースを単純化するために、図１に示す信号経路が望ましい。
　一方で、運転支援情報生成部１００と運転支援情報教示部１０２が別装置の場合や、運転支援教示部１０２が車両情報制御装置１０１に付随する表示器である場合には、次駅到着目標時刻１１１および制駆動状態１１６は、車両情報制御装置１０１から運転支援情報教示部１０２に直接入力される形が望ましい。
　次に、位置・速度予測部１０４、定速支援部１０５、惰行支援部１０６、運転支援情報出力部１０７および運転支援情報教示部１０２それぞれが出力する出力情報の生成方法を説明する。
（１）位置・速度予測部１０４
　位置・速度予測部１０４は、列車の所定時間後の速度と位置とを予測する。この予測の必要性は、手動運転における運転支援という機能の特性上、運転士に対して、実際に必要となる運転の操作タイミングよりも早いタイミングで運転の操作内容を教示し始める必要があるからである。
　速度と位置との予測方法の一例として、位置・速度予測部１０４は、列車速度１１３と列車位置１１４とを基準に、この基準から先の所定時間後まで制駆動状態１１６が続いたと仮定して、予測速度１２２と予測位置１２３とを計算する方法がある。
　予測の計算過程では、列車車両の制駆動特性（速度に応じた引張力の変化等）、路線条件（勾配、曲線およびトンネル等）、あるいは制限速度情報等を加味することで、より精度の高い予測が可能となる（これらの付加情報については図示しない）。また、予測用の所定時間は、運転士が支援内容を知覚してから余裕を持って操作に移ることができるように決められるものであり、例えば５秒や１０秒といった値が設定される。
（２）定速支援部１０５
　定速支援部１０５は、定時性と省エネ性との両立を考慮して、列車が定速運転に移行するべきかどうかを示す定速推奨情報１１８と、その時点で定速運転へ移行した場合の次駅までの走行時間予想を表す定速用残走行予想時間１１９とを出力する。ここで、定速推奨情報１１８は、定速運転への移行推奨の是非を示すデジタル信号として、「推奨あり」と「推奨なし」のいずれかの状態をとる。
　定速推奨情報１１８および定速用残走行予想時間１１９の算出方法の例としては、定速開始判定テーブルを使用する方法がある。定速開始判定テーブルは、駅間の位置と速度ごとに残走行時間を定義したもので、当該テーブルに格納されている残走行時間と残走行目標時間１１７とを比較することで、現在の位置と速度から定速運転をした方がよいか、あるいは力行を継続した方がよいかが判定できる仕組みとしている。
　また、定速開始判定テーブルに格納されている残走行時間は、定時性を守りつつ、より省エネになるような値が、予めシミュレーションベースで決められている（また、実際に列車を走行させて実測により値を定めてもよい）。この定速開始判定テーブルを用いる場合には、定速支援部１０５には、それぞれの駅間の定速開始判定テーブルが格納され、次走行駅間１１５に従って必要なテーブルが読み出されて使用される。
　定速推奨情報１１８を生成する際には、予測速度１２２と予測位置１２３とを入力として定速開始判定テーブルを参照する。残走行目標時間１１７から予測用の所定時間（上記（１）の位置・速度予測部１０４の説明、参照）を減じた値、すなわち、この所定時間後における残走行時間と定速開始判定テーブルに格納されている残走行時間とを比較することで、この所定時間後に定速運転へ移行すべきか否かを判定する。
　この所定時間後における残走行時間が、定速開始判定テーブルにおける予測速度１２２と予測位置１２３に対応する残走行時間の値より小さい場合は、力行を続けて加速し走行時間を短縮させる必要があるため、定速推奨情報１１８を「推奨なし」とする。
　一方で、この所定時間後における残走行時間が、定速開始判定テーブルにおける予測速度１２２と予測位置１２３に対応する残走行時間の値以上である場合は、定時性と省エネ性の観点で定速に移行するべきであるため、定速推奨情報１１８を「推奨あり」とする。
　定速用残走行予想時間１１９を生成する際には、列車速度１１３と列車位置１１４とを入力として定速開始テーブルを参照し、当該テーブル内でこれらの入力に対応する箇所に格納されている残走行時間の値を、定速用残走行予想時間１１９に設定する。
　定速推奨情報１１８および定速用残走行予想時間１１９の算出方法の例として、定速開始判定テーブルを使用する方法を説明したが、算出方法はこれに限定されず、列車速度１１３と列車位置１１４とを入力とし次駅までの走行パターンを動的に生成する方法によってもよい。
（３）惰行支援部１０６
　惰行支援部１０６は、定時性と省エネ性の両立を考慮して、列車が惰行運転に移行するべきかどうかを示す惰行推奨情報１２０と、その時点で惰行運転へ移行した場合の次駅までの走行時間予想を表す惰行用残走行予想時間１２１とを出力する。ここで、惰行推奨情報１２０は、惰行運転への移行推奨の是非を示すデジタル信号として、「推奨あり」と「推奨なし」のいずれかの状態をとる。
　惰行推奨情報１２０および惰行用予想残走行時間１２１の算出方法の例として、惰行開始判定テーブルを使用する方法がある。惰行開始判定テーブルは、駅間の位置と速度ごとに残走行時間が定義したもので、当該テーブルに格納されている残走行時間と残走行目標時間１１７を比較することで、現在の位置と速度から惰行運転をした方がよいか、あるいは現在の運転操作を継続した方がよいかが判定できる仕組みとしている。
　また、惰行開始判定テーブルに格納されている残走行時間は、定時性を守りつつ、より省エネになるような値が、予めシミュレーションベースで決められている（また、実際に列車を走行させて実測により値を定めてもよい）。この惰行開始判定テーブルを用いる場合には、惰行支援部１０６には、それぞれの駅間の惰行開始判定テーブルが格納され、次走行駅間１１５に従って必要なテーブルが読み出されて使用される。
　惰行推奨情報１２０を生成する際には、予測速度１２２と予測位置１２３とを入力として惰行開始判定テーブルを参照する。残走行目標時間１１７から予測用の所定時間（上述（１）の位置・速度予測部１０４の説明、参照）を減じた値、すなわち、この所定時間後における残走行時間と惰行開始判定テーブルに格納されている残走行時間とを比較することで、この所定時間後に惰行運転へ移行すべきか否かを判定する。
　この所定時間後における残走行時間が、惰行開始判定テーブルにおける予測速度１２２と予測位置１２３に対応する残走行時間の値より小さい場合は、現在の運転操作を続けて走行時間を短縮させる必要があるため、前記惰行推奨情報１２０は「推奨なし」とする。
　一方で、所定時間後における残走行時間が、惰行開始判定テーブルにおける予測速度１２２と予測位置１２３に対応する残走行時間の値以上である場合は、定時性と省エネ性の観点で惰行に移行するべきであるため、惰行推奨情報１２０を「推奨あり」とする。
　惰行用予想残走行時間１２１を生成する際には、列車速度１１３と列車位置１１４とを入力として惰行開始判定テーブルを参照し、当該テーブル内でこれらの入力に対応する箇所に格納されている残走行時間の値を、惰行用残走行予想時間１２１に設定する。
　惰行推奨情報１２０および惰行用残走行予想時間１２１の算出方法の例として、惰行開始判定テーブルを使用する方法を説明したが、算出方法はこれに限定されず、列車速度１１３と列車位置１１４とを入力とし次駅までの走行パターンを動的に生成する方法によってもよい。
（４）運転支援情報出力部１０７
　運転支援情報出力部１０７は、定速支援部１０５および惰行支援部１０６から取得する推奨運転操作の情報（定速推奨情報１１８および惰行推奨情報１２０）と予想残走行予想時間の情報（定速用残走行予想時間１１９および惰行用残走行予想時間１２１）とを集約し、車両情報制御装置１０１から取得する現在時刻１１２の情報を考慮した上で、運転支援情報教示部１０２に出力する推奨運転操作１２４および次駅到着予想時刻１２５を生成する。
　まず、定速推奨情報１１８および惰行推奨情報１２０の内容を確認し、定速と惰行の内、「推奨あり」となっている方の運転操作を推奨運転操作１２４に設定する。定速推奨情報１１８および惰行推奨情報１２０の内容がいずれも「推奨なし」の場合は、推奨運転操作１２４には「推奨操作なし」を設定する。定速推奨情報１１８および惰行推奨情報１２０の内容が両方とも「推奨あり」の場合は、原理的に存在しないためここでは考慮しない。
　次駅到着予想時刻１２５には、推奨運転操作１２４が「定速」あるいは「惰行」の場合に、有効な値を設定する。推奨運転操作１２４が「定速」の場合、次駅到着予想時刻１２５は、現在時刻１１２に定速用残走行予想時間１１９を加えた値とする。他方、推奨運転操作１２４が「惰行」の場合、次駅到着予想時刻１２５は、現在時刻１１２に惰行用残走行予想時間１２１を加えた値とする。
　推奨運転操作１２４が「推奨なし」の場合は、次駅到着予想時刻１２５は運転支援情報教示部１０２で表示に使用されないため、次駅到着予想時刻１２５には無効な値を設定すればよい。
（５）運転支援情報教示部１０２
　運転支援情報教示部１０２は、推奨運転操作１２４および次駅到着予想時刻１２５を使用して、推奨する運転操作と、当該運転操作をその時点で扱った場合の次駅到着予想時刻を運転士に教示する。
　ここで、運転支援情報教示部１０２の具体例を説明する。
　図５および図６は、運転支援情報教示部１０２が、運転台に既設の表示器や追設する表示器に表示する画面例を示す図である。運転士が、運転中にこの画面の内容を確認できるものである。ここで、画面の内容は、常に表示されている必要はなく、運転支援が必要なタイミングで表示されていればよい。
　具体的には、図５は、定速操作を支援する場合として、推奨運転操作１２４が「定速」の場合の画面を表示する。図６は、惰行操作を支援する場合として、推奨運転操作１２４が「惰行」に対応する「ノッチオフ」の場合の画面を表示する。
　図５および図６に示す画面を消去するタイミングとしては、運転士が推奨されている運転操作を実施したタイミングとすることが想定される。運転士の運転操作は、制駆動状態１１６の内容から判断する。また、運転士が、表示される画面の内容を認知する時間を確保するために、運転操作の実施タイミングから画面を消去するタイミングまで、数秒程度の所定の遅れを持たせる方法もある。
　また、推奨運転操作１２４が「推奨操作なし」の場合、画面表示は消去状態とする。ここで、運転士が運転中の任意のタイミングで画面表示を消すことができる機能を備えることも可能である（そのためのボタンなどは図示しない）。
　図５および図６に示す画面内には、時刻を表す時間軸が水平方向に表示され、表示された目盛りに時刻が割り当てられている。見易さの観点から、次駅到着目標時刻１１１を参照して、定刻が画面の中央付近となるように表示されることが望ましい。例えば、図５および図６では、６時２３分１５秒（６：２３：１５）が定刻と仮定して、この時刻が画面中央に配置されるようにしている。左側が定刻より早い時刻、右側が定刻より遅い時刻である。図５および図６に示す表示例では、時間軸の左側に「早着」、時間軸の右側に「遅着」をテキスト表示して、分かりやすくしている。
　また、時間軸に沿って、推奨運転の操作を実施する時刻（タイミング）を指し示す矢印が移動する。ここで、この時刻を指し示す表示態様としては、矢印である必要はなく、他の図形でもよいし、画面の該当部分を着色すること等でもよい。この時刻の特定の一点を指し示す方法の他に、次駅到着目標時刻１１１に前後する所定時刻の範囲を指し示す方法を採用してもよい。
　さらに、矢印図形内には、推奨運転の操作内容をテキスト表示することができる。すなわち、運転支援情報出力部１０７から出力される推奨運転操作１２４の内容がテキスト表示される。このテキスト表示は、矢印図形の内部にある必要はなく、運転士が認知できる態様で画面上に表示されていればよい。
　また、矢印図形は、次駅到着予想時刻１２５に基づいて、時間軸上の対応する位置に表示される。一般的には、運転が進むにつれて（列車の進行に連動して）、すなわち、加速を終える（定速へ移行する）タイミングが遅くなったり、惰行を開始するタイミングが遅くなったりするにつれて、矢印図形は、時間軸上を右側から左側へと移動していく。
　以上のように、図５および図６に示す画面表示の機能を備えることで、運転士は、矢印図形が指し示す次駅到着予想時刻１２５を確認しながら、定速移行や惰行開始の運転操作を実施することができる。これにより、単純に運転操作のタイミングを指示するだけの運転支援と比較して、次駅到着時刻に対する不安感を低減し、加速や定速の過度な延長に起因する不必要な早着の抑制、それに伴う省エネへの寄与を果たすことができる。また、敢えて早着をめざした運転をする場合にも、定量的に早着の程度を考慮しながら運転操作を実施することができる。
　次に、図７から図９に、運転支援情報教示部１０２による別の表示例を示す。
　図７に示す運転支援画面は、図６に示す運転支援画面に対して、推奨運転操作１２４を実施するタイミングの推奨範囲を、枠で表示する態様を追加した例である。この例では、仮に次駅到着目標時刻１１１が６時２３分１５秒（６：２３：１５）とした場合、やや早着気味の６時２３分１０秒（６：２３：１０）から定刻までの間に列車が到着すると想定されるタイミングで、ノッチオフを扱うことを推奨している。
　この表示態様によれば、運転士は、推奨範囲の枠内に矢印図形が入るタイミングでノッチ操作をするように視覚的に誘導されるため、遅着や過度な早着を抑制することができる。このように、次駅到着目標時刻１１１に関する情報も併せて図形等の態様で示すことにより、運転士は、定時性をより考慮しながら、推奨運転の操作を扱うことができる。
　図８に示す運転支援画面は、図６に示す運転支援画面をベースとして、次駅到着予想の時間軸ラベルを、時刻表示ではなく、定刻からの時間の差異で表示する例である。この例では、定刻より、早着側ではマイナス（－）として、遅着側ではプラス（＋）として、定刻からの差異を表示する。この例によれば、運転士は、次駅到着目標時刻を厳密に記憶する必要がなく、定刻からの差異のみを注意して、運転操作を行うことができる。この例は、特に、次駅到着目標時刻が柔軟に変更されるような鉄道システムにおいて有用である。
　図９に示す運転支援画面は、表形式により、推奨運転の操作および時刻情報をテキスト表示する例である。この例では、推奨運転操作１２４に基づき「定速」が推奨され、次駅到着目標時刻１１１および次駅到着予想時刻１２５の情報が表示される。また併せて、推奨される次駅到着時刻の範囲も表示される。列車の運行が進むにつれて、次駅到着予想時刻１２５の内容は時々刻々と変化するため、図９に示す表示例においても、次駅到着予想時刻の欄の時刻表示は、所定の周期で更新されていくことになる。
　例えば、運転士が、定時の到着をめざす場合には、次駅到着目標時刻あるいは次駅到着時刻の推奨範囲と次駅到着予想時刻とを見比べて、それらが近くなったタイミングで、表示されている推奨運転の操作を行う。あるいは、運転士が、１０秒の早着をめざす場合には、次駅到着予想時刻の欄の表示が６時２３分５秒（６：２３：０５）となるタイミングを見計らって、表示されている推奨運転の操作を行う。このように、図９に示す画面表示の例は、図形の動的な描画の要素が無いため、図５から図８に示す表示例と比較して、少ない処理負荷で実現が可能である。
　また、運転支援情報教示部１０２による運転支援情報の教示手法は、図５から図９で説明した画面の表示例に限定されることはなく、推奨運転操作１２４の内容と、現時点で推奨運転操作１２４を扱った場合の次駅到着予想時刻１２５が併せて表示され、列車の進行に伴って次駅到着予想時刻１２５が更新されるような表示態様を構成すればよい。
　さらに、運転支援情報教示部１０２は、図５から図９に示す画面の表示例に加えて、音（音声も含む）や振動等を用いて、推奨運転操作１２４の推奨操作タイミングを運転士に報知する手段を備えてもよい。これによれば、運転士は、画面を注視することなく、推奨される操作タイミングを知ることができる。
　加えて、運転支援情報教示部１０２は、図５から図９に示す画面を表示するタイミングを、音（音声も含む）や振動等を用いて運転士に報知する手段を備えてもよい。これによれば、運転士は、運転支援情報が表示されるタイミングを逃すことなく確実に捉えることができる。
　次に、列車運行中（駅停止中も含む）における運転支援情報生成部１００の動作態様を説明する。
　図１０は、運転支援情報生成部１００が推奨運転操作１２４と次駅到着予想時刻１２５とを生成する処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
　ステップ１００１で、定速支援部１０５と惰行支援部１０６は、当該列車が駅に停車中であるか否かを判定する。停車中であれば（ＹＥＳ）、ステップ１００２へ、停車中で無い場合、すなわち駅間走行中の場合（ＮＯ）、ステップ１００４へ遷移する。ここで、駅停車を判定する方法の例として、列車速度１１３と列車位置１１４とから、列車が所定の位置範囲で停止していることから判定する方法が挙げられる。他の例としては、車両情報制御装置１０１から駅停車中を示すフラグを受信して使用する方法等も挙げられる。
　ステップ１００２で、定速支援部１０５と惰行支援部１０６は、車両情報制御装置１０１から次走行駅間１１５を取得する。
　ステップ１００３で、定速支援部１０５と惰行支援部１０６は、それぞれ、次走行駅間１１５に基づいて、定速開始判定用テーブルと惰行開始判定用テーブルを読み込み、次駅間の走行に備える。
　ステップ１００４で、残走行目標時間算出部１０３は、残走行目標時間１１７を算出する。
　ステップ１００５で、位置・速度予測部１０４は、予測速度１２２と予測位置１２３とを算出する。なお、ステップ１００４とステップ１００５の処理順序は、これに固定されるものではなく逆順でもよい。
　ステップ１００６で、惰行支援部１０６は、惰行推奨情報１２０が「推奨あり」であるか否かを判定する。惰行推奨情報１２０が、「推奨あり」の場合（ＹＥＳ）、ステップ１００８へ、「推奨なし」の場合（ＮＯ）、ステップ１００７へ、それぞれ遷移する。
　ステップ１００７は、定速支援部１０５は、定速推奨情報１１８が「推奨あり」であるか否かを判定する。定速推奨情報１１８が、「推奨あり」の場合（ＹＥＳ）、ステップ１００９へ、「推奨なし」の場合（ＮＯ）、ステップ１０１０へ、それぞれ遷移する。
　ステップ１００８で、惰行支援部１０６は、惰行用残走行予想時間１２１を生成する。
　ステップ１００９で、定速支援部１０５は、定速用残走行予想時間１１９を生成する。
　ステップ１０１０で、運転支援情報出力部１０７は、推奨運転操作１２４と次駅到着予想時刻１２５とを生成する。
　ここで、上記した処理ステップの内、ステップ１００４とステップ１００５の処理順序については、入れ替えても構わない。
　以上のフローチャートにより生成された推奨運転操作１２４および次駅到着予想時刻１２５と、車両情報制御装置１０１からの次駅到着目標時刻１１１および制駆動状態１１６とが、運転支援情報教示部１０２へ入力されることになる。
１００・・・運転支援情報生成部
１０１・・・車両情報制御装置
１０２・・・運転支援情報教示部
１０３・・・残走行目標時間算出部
１０４・・・位置・速度予測部
１０５・・・定速支援部
１０６・・・惰行支援部
１０７・・・運転支援情報出力部
１１１・・・次駅到着目標時刻
１１２・・・現在時刻
１１３・・・列車速度
１１４・・・列車位置
１１５・・・次走行駅間
１１６・・・制駆動状態
１１７・・・残走行目標時間
１１８・・・定速推奨情報
１１９・・・定速用残走行予想時間
１２０・・・惰行推奨情報
１２１・・・惰行用残走行予想時間
１２２・・・予測速度
１２３・・・予測位置
１２４・・・推奨運転操作
１２５・・・次駅到着予想時刻

Claims (11)

  1. 　列車の進行に合わせて、当該列車の、速度、位置、制駆動状態および次駅到着の目標時刻を入力とし、当該列車が走行する現運転時点で推奨する運転操作および次駅到着の予想時刻を出力する運転支援情報生成部と、
    　前記運転支援情報生成部の前記出力に基づいて、前記次駅到着の目標時刻を基準にして前記列車の進行に連動した前記次駅到着の予想時刻を前記推奨する運転操作の内容と共に連続的に表示する運転支援情報教示部と
    を備えることを特徴とする運転支援装置。
  2. 　請求項１に記載の運転支援装置であって、
    　前記運転支援情報生成部は、
    　前記次駅到着の目標時刻と現在時刻とから前記列車の残走行目標時間を算出し、
    　前記列車の、速度、位置および制駆動状態に基づいて、当該列車の予測速度および予測位置を算出し、
    　前記列車の、速度、位置、制駆動状態、予測速度、予測位置および残走行目標時間に基づいて、前記推奨する運転操作および前記次駅到着の予想時刻を生成する
    ことを特徴とする運転支援装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の運転支援装置であって、
    　前記推奨する運転操作は、定速走行の開始と惰性走行の開始のいずれか一方である
    ことを特徴とする運転支援装置。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の運転支援装置であって、
    　前記次駅到着の目標時刻は、当該次駅の停車時刻または当該次駅の通過時刻のいずれか一方である
    ことを特徴とする運転支援装置。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の運転支援装置であって、
    　前記運転支援情報教示部は、前記次駅到着の予想時刻の表示に際し、時刻を割り当てた時間軸上に、当該次駅到着の予想時刻の位置または範囲を示す表示態様を表示しかつ前記列車の進行に連動して前記時間軸上を連続的に移動させる
    ことを特徴とする運転支援装置。
  6. 　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の運転支援装置であって、
    　前記運転支援情報教示部は、前記次駅到着の予想時刻の表示に際し、当該次駅到着の予想時刻をテキスト表示しかつ前記列車の進行に連動して当該次駅到着の予想時刻を連続的に更新して表示する
    ことを特徴とする運転支援装置。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の運転支援装置であって、
    　前記運転支援情報教示部は、前記推奨する運転操作を実施する推奨タイミングを前記次駅到着の予想時刻の範囲として併せて表示する
    ことを特徴とする運転支援装置。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の運転支援装置であって、
    　前記運転支援情報教示部は、前記推奨する運転操作を実施する推奨タイミングを音または振動の少なくともいずれかによって報知する
    ことを特徴とする運転支援装置。
  9. 　請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の運転支援装置であって、
    　前記運転支援情報教示部は、前記表示のタイミングを音または振動の少なくともいずれかによって報知する
    ことを特徴とする運転支援装置。
  10. 　列車の進行に合わせて、当該列車の、速度、位置、制駆動状態および次駅到着の目標時刻を入力とし、当該列車が走行する現運転時点で推奨する運転操作および次駅到着の予想時刻を出力とする第１のステップと、
    　前記第１のステップの前記出力に基づいて、前記次駅到着の目標時刻を基準にした前記列車の進行に連動して前記次駅到着の予想時刻を前記推奨する運転操作の内容と共に表示する第２のステップと
    を有する運転支援方法。
  11. 　請求項１０に記載の運転支援方法であって、
    　前記第１のステップは、
    　前記次駅到着の目標時刻と現在時刻とから前記列車の残走行目標時間を算出するステップと、
    　前記列車の、速度、位置および制駆動状態に基づいて、当該列車の予測速度と予測位置とを算出するステップと、
    　前記列車の、速度、位置、制駆動状態、予測速度、予測位置および残走行目標時間に基づいて、前記推奨する運転操作および前記次駅到着の予想時刻を生成するステップと
    を含む運転支援方法。
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