(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
列車情報基地局から取得する運行状況は、公式には最新の情報である。しかし実際には、鉄道会社や路線により設備や管理方法が異なるなどの事情から、現場との間にタイムラグが生じており、実際に現場に立ち会うことになるユーザにとっては最新の情報とはならない。ユーザは、特に事故の発生時には迅速に迂回路を検討する必要があり、できるだけ最新の運行状況による経路探索を可能にすることが重要である。
【0007】
また、従来、迂回路の経路探索では、運行障害が発生している路線全体または駅間を強制的に利用不可とするような経路探索が行われてしまうため、遅れが生じてはいるものの運行は継続しているという状況に対応できないという問題がある。
本発明は、上記の問題を解決し、実際の最新の運行状況に応じた経路探索を可能にする運行経路情報の探索技術を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するための本発明の経路探索装置は、路線名・方向・列車種別・列車番号・各駅の発着時刻を含むダイヤ情報
を格納する時刻表DB及び列車が正常に運行したときの列車の軌跡を表すデータを格納する正常運行DBにアクセスするアクセス手段と、携帯端末の位置情報と前記ダイヤ情報とを照合することにより、
前記携帯端末を所持するユーザが乗車している列車とその現在位置とを特定する位置情報整理手段と、特定した列車の現在位置の軌跡を蓄積する軌跡蓄積手段と、
前記軌跡蓄積手段に蓄積された前記軌跡と
、前記時刻表DBに格納された前記ダイヤ情報
及び前記正常運行DBに格納された前記データとの照合により前記列車の遅延状況を判断し、その判断結果を更新する遅延状況管理手段と、
前記時刻表DBに格納された前記ダイヤ情報と最新の遅延状況とに基づいて経路探索を行う経路探索手段と、を備えて成る。
【0009】
本発明のコンピュータプログラムは、コンピュータを列車の経路探索装置として動作させるためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、路線名・方向・列車種別・列車番号・各駅の発着時刻を含むダイヤ情報
を格納する時刻表DB及び列車が正常に運行したときの列車の軌跡を表すデータを格納する正常運行DBにアクセスするアクセス手段、携帯端末の位置情報と前記ダイヤ情報とを照合することにより、
前記携帯端末を所持するユーザが乗車している列車とその現在位置とを特定する位置情報整理手段、特定した列車の現在位置の軌跡を所定の記憶装置へ蓄積する軌跡蓄積手段、
前記軌跡蓄積手段に蓄積された前記軌跡と
、前記時刻表DBに格納された前記ダイヤ情報
及び前記正常運行DBに格納された前記データとの照合により前記列車の遅延状況を判断し、その判断結果を更新する遅延状況管理手段、
前記時刻表DBに格納された前記ダイヤ情報と最新の遅延状況とに基づいて経路探索を行う経路探索手段、として機能させる、コンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、携帯端末の位置情報から特定した列車の現在位置の軌跡を蓄積して、この軌跡とダイヤ情報との照合により列車の遅延状況を判断するために、最新の運行状況を把握できる。そのために、最新の運行状況に基づく経路探索が可能になる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を、ネットワーク型の、実際の列車運行状況を反映した経路案内システムに適用した場合の実施の形態例を説明する。
【0013】
図1は、経路案内システムの全体構成図であり、特徴的な機能部分を掲示してある。経路探索サーバ10は、インターネット等のディジタルネットワークNを介して携帯端末50との間で通信可能である。携帯端末50は、列車に乗車するユーザが所持するものである。
【0014】
携帯端末50は、データ処理機能を有する携帯電話、スマートフォン、タブレット等であり、GPS(Global Positioning System)あるいはWiFiのアクセスポイントを利用した現在位置特定機能と、経路探索サーバ10との情報の受け渡し機能とを有するコンピュータ装置である。現在位置特定機能は、携帯端末50の製造メーカあるいは通信環境プロバイダが提供する公知の機能を利用することができる。常にそのようにする必要はないが、本実施形態では、これらの機能をいわゆる「常駐アプリ」として稼働できるようにしておき、現在位置を表す位置情報を端末IDと共に一定の時間間隔で経路探索サーバ10へ送信するように設定する。なお、経路探索サーバ10との情報の受け渡し機能も公知の機能を用いることができる。
【0015】
経路探索サーバ10は、ユーザの携帯端末50から位置情報を得たときは、当該列車が正常に運行する場合の列車位置と比較することで、当該列車の現在位置を特定して運行状況を検知する。これを路線のすべての位置について繰り返すことで列車の現在位置の軌跡を蓄積し、各駅の出発時刻を路線およびダイヤと照合することで、当該列車の実際の遅延時間や運転見合わせ等の運行状況を把握することができる。
経路探索サーバ10は、このようにして把握した最新の運行状況を反映させた経路案内およびそれに基づく経路探索サービスを各ユーザに提供可能する。
【0016】
経路探索サーバ10は、ディジタルネットワークNに接続されるサーバ本体と外部記憶装置とを備えている。そして、サーバ本体が外部記憶装置等に格納されている本発明のコンピュータプログラムを実行することにより、外部記憶装置に、線路情報DB131、時刻表DB132、正常運行DB133及び位置情報DB134を構築するとともに、サーバ本体を、データ通信用インタフェース100及び経路探索ツール110として機能させる。
【0017】
線路情報DB131は、携帯端末50の位置情報から、当該携帯端末50のユーザが乗車中の列車の「路線及び方向」と「起点駅からの距離(線路長)」(以下、総称して「列車位置情報」という。)を特定するために必要なデータが格納される。
図2、
図3により、線路情報DB131に格納されるデータについて、更に説明する。
図2は、線路情報DB131の概念を説明するための図である。D駅下りホームには、16、17番線があり、線路は分岐して、16、17番線に延びている。また、16番線側の線路からは、後駅の他に、車庫に通じる線路が分岐している。線路は、領域1〜15に分割される。
図3は、
図2のホームと線路の関係から得られる線路情報DB131の例示図である。携帯端末50から所定の時間間隔で収集する位置情報がどの領域にあるかを判断することで、該携帯端末50を所持するユーザが乗車する列車の運行状況を知ることができる。例えば、携帯端末50の位置が1つの領域に留まり、それが駅のホームに接する領域3〜7、10〜14で無ければ、駅以外の線路上で、列車が止まっていることになり、列車に何らかのトラブルがあったものと推測できる。
【0018】
線路情報DB131には、分割された領域を表す番号毎に、「起点駅からの路線の距離」(例えば、始発駅からの距離)、
図2のように一つの路線が複数のホームに停車可能である場合にはその番線を表す「枝番」、番号に相当する領域を表す経度及び緯度の範囲を表す「範囲」、当該領域が駅なのか駅間なのか、あるいは跨っているのかを表す「属性情報」等のデータが格納される。
図2、
図3の例では、起点駅からの距離が342.0[km]の地点が、領域5と領域12の2箇所ある。起点からの距離が同じ場合には、枝番により、その位置を区別可能である。範囲は、例えば、起点駅からの距離を中心に長さ100[m]、幅約3[m](列車の幅)の長方形を表す緯度、経度の範囲である。属性情報は、ユーザの駅での乗降、駅間の走行を把握するために設ける。なお、領域15については、営業中の列車が通過することがないので、線路情報DB131には格納しなくてよい。このような線路情報DB131は、本発明を実施する対象の路線すべてについて、予め用意される。
【0019】
時刻表DB132には、路線名・方向・列車種別・列車番号・各駅の発着時刻といったダイヤが格納される。また、各列車の各駅における発着番線の情報があることが望ましい。
【0020】
正常運行DB133には、列車が正常に運行したとき(列車が正規の時刻に駅を発着してたとき)の列車の軌跡を表すデータが格納される。時刻表DB132からは、駅への発着時刻はわかるが、「○○川の橋を通過する時刻」のような駅間の時刻を正確に知ることはできない。そこで、携帯端末50から収集する位置情報を基に、例えば1分ごとに起点駅からの距離(線路長)を軌跡として記録しておくことで、「09:01は26.5km地点」「09:02は28.2km地点」といった情報を正常運行DB133に格納する。
【0021】
位置情報DB134には、携帯端末50から収集した当該携帯端末50を識別する端末ID、位置情報(経度、緯度)、位置情報を収集した時刻、当該位置情報で特定される位置の列車位置情報等の、列車の現在位置の軌跡を表すデータが蓄積される。位置情報DB134には、列車に乗車中のユーザが所持する携帯端末50から位置情報を収集するたびに、データが追記される。
【0022】
サーバ本体に形成される機能を、より具体的に説明する。
データ通信用インタフェース100は、携帯端末50との双方向通信を可能にするとともに、アクセスしてきた情報端末50に、階層ページ画面を提供する。この階層ページ画面は、現在の運行状況の案内や経路探索のWebサービスを行なうためのもので、案内画面や経路探索条件の精緻な指定をシステム側とユーザとの間でインタラクティブに行なうことにより、ダイヤ変更情報の案内および経路探索を行なう環境をユーザに提供する。経路探索結果の表示も、このページ画面で行なうことができる。
【0023】
経路探索ツール110は、位置情報整理部111、遅延状況判断部112、経路探索エンジン113及び遅延状況記憶部114を含む。経路探索ツール110は、正確な運行状況の把握のために、経路探索サーバ10内の図示しない時刻取得部から現在時刻を取得する。
位置情報整理部111は、携帯端末50から収集した位置情報を、線路情報DB131の列車位置情報に変換する。列車位置情報は、当該携帯端末50の端末ID、収集した時刻、及び収集した位置情報とともに位置情報DB134に蓄積される。例えば、経度、緯度の情報として収集した位置情報に該当する位置がどの路線の線路情報DB131のどの範囲内に含まれるかを確認して、位置情報を、路線、方向及び起点駅からの距離に変換する。
【0024】
遅延状況判断部112は、位置情報整理部111で位置情報から変換された列車位置情報と、時刻表DB132及び正常運行DB133とから、列車を特定して遅延状況を判断する。判断結果は、遅延状況データとして遅延状況記憶部114に記憶される。遅延状況データは、リアルタイムに更新される。なお、正常運行DB133にデータの蓄積がない場合には、正常運行DB133を判断に用いることはない。また、列車に遅延が発生していない場合に遅延状況判断部112は、正常運行DB133を更新して、後述の遅延状況判断に活用する。
【0025】
経路探索エンジン113は、携帯端末50からの経路探索要求に応じて、時刻表DB132及び遅延状況記憶部114に記憶される遅延状況データに応じた経路探索を行う。経路探索結果は、要求のあった携帯端末50に提供される。
【0026】
[位置情報DB]
位置情報整理部111について、更に詳述する。位置情報整理部111は、携帯端末50から収集した位置情報を列車位置情報に変換する他に、複数の列車位置情報のマージを行うことができる。
図4は、列車位置情報を生成するためのフローチャートである。以下の説明で、「S」は処理ステップを表す。
【0027】
経路探索サーバ10は、データ通信用インタフェース100を用いて、携帯端末50の位置情報を収集する(S101)。位置情報整理部111は、線路情報DB131を用いて、データ通信用インタフェース100から収集した位置情報に相当する位置の属性が「駅」に当たるか否かを判断する(S102)。駅に当たらない場合には処理を終了する(S102:N)。駅に当たる場合に位置情報整理部111は、当該携帯端末50の端末ID、位置情報を収集した時刻、及び位置情報を位置情報DB134に記録する(S102:Y、S103)。
経路探索サーバ10は、当該携帯端末50からの位置情報を再び収集する(S104)。位置情報整理部111は、再び収集した位置情報に相当する位置の属性が「駅」または「駅間」に当たるかを、線路情報DB131を用いて判断する(S105)。「駅」または「駅間」であれば、当該携帯端末50を所持するユーザが列車に乗車中であると判断できる。その場合、S103に戻り、収集した端末ID、位置情報を収集した時刻、及び位置情報を位置情報DB134に追記する(S105:Y、S103)。これにより位置情報DB134には、現在位置の軌跡が蓄積される。「駅」または「駅間」でなければ、列車から降車したと判断して、処理を終了する(S105:N)。
【0028】
図5は、このようにして生成される位置情報DB134の例示図である。列車を利用するためには、「駅で乗車して、駅間を移動して、駅で降車する」という一連動作がある。そのため、携帯端末50の位置情報から得られる位置の属性は、
図5に示すように「該当なし→駅→駅間→駅→該当なし」という順番で変化する。なお、2駅間以上同じ列車に乗車する場合には、「該当なし→駅→駅間→駅→駅間→・・・→駅→該当なし」という順番になる。
【0029】
位置情報は、多数の携帯端末50から位置情報を収集する。そのために、同一列車に乗車中の複数のユーザがそれぞれ所持する携帯端末50から、同じ列車について、複数の位置情報を収集することがある。そのために位置情報整理部111は、複数の列車位置情報のマージを行い、位置情報DB134に同一の列車について複数のデータを記憶することが無いようにする。
【0030】
図6は、位置情報DB134に格納されるマージ可能なデータの例示図である。この例では、端末ID「0005」と端末ID「0008」の携帯端末50を所持するユーザが同一の列車に乗車している。そこで位置情報整理部111は、これらのデータをマージして、
図7に示すデータを生成して、位置情報DB134に格納する。
図6の例では、起点駅からの距離が0.2[km]ほど異なる。しかし、列車の編成やホームの長さを考慮して、同じ列車と判断できる。また、収集時刻に秒単位の差異があっても同じ列車と判断できればマージ可能である。
【0031】
図8は、位置情報DB134に格納されるマージ可能なデータの例示図である。
図9は、マージの結果得られるデータの例示図である。この例では、同じ列車について、端末ID「0012」は駅で降車、端末ID「0016」は同じ駅で乗車している。この場合、時刻「10:20」に駅の17番線にいることが共通しているため、マージ可能である。ただし、同じ駅での入れ違いをマージする場合、異なる端末IDの携帯端末50から位置情報を収集した時刻が開いてしまうと、その列車が長く停車しているのか、次の列車がすぐに来たのかが分からない。そのために、マージの際には位置情報の収集時刻を考慮する。
【0032】
[正常運行DB]
図10は、正常運行DB133の例示図である。正常運行DB133は、同じダイヤで運行された日に収集した位置情報に基づいて作成されており、収集回数・平均地点・標準偏差(または分散状況が把握できる指標)を記録しておく。
【0033】
遅延状況判断部112は、標準偏差の値の大きさに応じて、正常とみなす範囲を可変にする。例えば、列車が300[km/h]で走行する区間では、差異が2.5[km]あっても時間誤差は30秒でしかないが、60[km/h]で走行する区間では2分30秒になる。この2つを同等に評価するのは合理的でない。そこで、標準偏差を記録しておき、「標準偏差のn倍までは正常とみなす」といった設定をすることで、正常とみなす範囲を簡単に定めることができる。また、収集回数を記録しておくのは、平均地点や標準偏差の再計算ができるようにするためである。
【0034】
[遅延状況判断部]
遅延状況判断部112は、上述の通り、列車位置情報と、時刻表DB132及び正常運行DB133とから、列車の遅延の有無や遅延内容を判断する。
図11は、時刻表DB132の例示図である。時刻表DB132では、A駅〜D駅までの発着時刻と番線が示される。C駅は、列車3号のみが停車し、他の列車では通過駅となる。
図12及び
図13は、遅延状況判断部112による判断結果である遅延状況データの一例であり、このような遅延状況データは、遅延状況記憶部114に記憶される。
【0035】
図12の遅延状況データは、B駅を列車5号が時刻どおりに発車したものの、27.8[km]地点で停車しているケースである。「09:00に25.6km 枝番3」を時刻表DB132と比較すると、列車5号が最も合致するので、この列車を列車5号であると判断し、この判断の基となる位置情報を送信した携帯端末50から引き続き位置情報を収集する。
遅延状況判断部112は、遅延状況判断結果の遅延時間について、正常とみなす範囲を標準偏差の1倍までとしている場合、当該列車5号は、09:02 に到達すべき地点(28.2[km]±0.8[km])には到達しているものの、09:03 に到達すべき地点(30.9[km]±1.0[km])には到達していないので、09:03 からの時間経過を遅延時間として判断する。
【0036】
図13の遅延状況データは、列車がB駅の3番線を09:00に発車したため、列車5号であると判断したもののC駅において、通過線を通過するのではなく、13番線に入線したことから、当該列車を列車5号から既に遅延が発生している列車3号に修正するケースである。
ここで、
図13のB駅3番線を09:00に発車した列車の位置情報を収集した後に、B駅3番線を09:04 に発車した列車の位置情報を(09:05頃に)収集した場合、B駅を09:00に発車した列車を列車5号と照合したままだと、B駅を09:04に発車した列車と照合できる列車が時刻表DB132にはない。次に発車予定の列車7号がB駅を09:04に発車(6分早発)するとは考えにくい。そこで、この場合には、09:00発の列車を列車3号(4分遅れ)に、09:04発の列車を列車5号(4分遅れ)に修正する。
【0037】
図13の情報だけでは、09:15になるまで修正を行えないが、追加情報があることで、より迅速な修正ができる。また、
図8のケースにおいて、端末ID「0012」が10分遅れでD駅到着となった場合、
図9へのマージ処理が行われていることで、端末ID「0016」がその10分遅れを引き継ぐことができる。
【0038】
なお、列車位置情報と時刻表DB132との照合については、1対1の関係で照合することを前提とし、同じ列車の同じ区間について、1つの列車位置情報と時刻表DB132に格納された複数列車とを照合すること、および、時刻表DB132に格納された1列車と複数の列車位置情報とを照合することが無いようにする。
図13の遅延状況データは、この前提に従って、2つの列車位置情報と時刻表DB132に格納された2列車との照合を行って作成される。
【0039】
[経路案内]
経路検索エンジン113は、遅延が発生している場合に、遅延状況判断部112による判断結果を考慮した経路案内を行う。
【0040】
複数の先行する列車に遅延が発生しているときには、先行する各列車の遅延を総合的に加味して遅延時間の予想を行う。
図14は、このような場合の説明図である。
図14の例では、以下の4点を考慮して、経路探索を行う。
(1)G駅→H駅について
直近にこの区間を走行し終えた列車21号の遅延時間が5分増加しているので、この区間では遅延時間が5分増加すると予想する。
(2)F駅→G駅について
直近にこの区間を走行し終えた列車23号の遅延時間が15分増加しているが、現在この区間を走行中の列車25号において、すでにこの区間で遅延時間が20分増加しているので、この区間では遅延時間が20分増加すると予想する。
(3)E駅→F駅について
直近にこの区間を走行し終えた列車25号の遅延時間が5分増加しているので、この区間では遅延時間が5分増加すると予想する。
(4)E駅(始発駅)の発車について
始発駅を未発車の列車29号について、
図14では始発駅を定時発車することとしたが、始発駅時点で遅延が生じると予想してもよい。
【0041】
経路探索エンジン113は、このように駅間の遅延の最大値を見積もって、経路探索に用いる。また、例えば、列車を乗り継いで目的地に行くような場合で、乗換駅に向かう列車に遅延が発生している場合には、乗換駅までの遅延時間を考慮して乗換後の列車の探索を行う。
【0042】
遅延状況判断部112は、大幅にダイヤが乱れている場合には、列車位置情報と時刻表DB132とを合理的に照合することができなくなる。このような場合に経路探索エンジン113は、収集できた情報を基に、直近の所要時間の実績と列車運行間隔を勘案して到着予想時刻を案内する。直近の所要時間の実績は、例えば、
図14で説明したように、区間を分割して考慮してもよい。列車運行間隔は、待ち時間の予想に用いる。
【0043】
なお、複数の列車種別が存在する路線では、列車位置情報から列車種別を推測できることが望ましい。これは、例えば「急行列車なら30分、各駅停車なら1時間」というように、列車種別によって所要時間が大きく異なる場合に、急行列車の有無によって、到着予想時刻が変化するためである。列車種別を推測できた場合には、列車運行間隔を列車種別ごとに取り扱う。例えば、「概ね10分間隔」という情報が、「急行概ね20分間隔+各駅停車概ね20分間隔」というより詳しい情報に置きかわる。
【0044】
列車種別の推測は、ある列車について、駅を通過したのか、あるいは停車したのかを判断していくことで、絞り込むことができる。
図15は、列車種別を推測するための手順を表すフローチャートである。
【0045】
当該駅に通過線が存在し、かつ列車が通過線を通過したことが位置情報から確認できれば、当該列車が当該駅通過の列車種別と判断できる(S201:Y、S202)。
通過線が存在せず、あるいは通過線を通過していない場合に、当該駅で携帯端末50の流入又は流出があったことを位置情報から確認できれば、つまりユーザの乗降があれば、当該列車が当該駅停車の列車種別と判断できる(S201:N、S203:Y、S204)。
ユーザの乗降が無く、当該駅付近の列車軌跡から当該駅に停車したと考えられる場合には、当該列車が当該駅停車の列車種別である可能性が高いと判断できる(S203:N、S205:Y、S206)。
当該駅に停車したと考えられない場合には、当該列車が当該駅通過の列車種別である可能性が高いと判断できる(S205:N、S207)。
【0046】
1駅だけの情報では列車種別を1つに絞り込めないこともあるが、この場合は、上記の手順を複数駅に対してそれぞれ実行して判断する。また、複数の列車種別が考えられる場合には、正常ダイヤのときに当該時間帯に運行される列車種別を優先的に推測するようにすると良い。例えば、正常ダイヤ時にK駅を通過する列車種別として通勤快速列車と快速列車が存在し、通勤快速列車は平日朝夕のラッシュ時間帯に設定され、快速列車は平日日中と休日に設定されている場合、平日13時頃にK駅を通過した列車があれば当該列車は快速列車である可能性が高いと推測し、平日19時頃にK駅を通過した列車があれば当該列車は通勤快速列車である可能性が高いと推測する。
【0047】
このように本実施形態の経路探索サーバ10は、携帯端末50から収集する位置情報により、列車の現在位置を特定して、列車毎の運行状況を迅速且つ自動的に把握できる。列車の現在位置は、駅周辺だけでなく、駅間でも把握できるので、駅間で生じる数分程度の小規模な遅延も把握できる。また、このような運行状況を考慮して経路探索を行うために、列車の運行状況を反映した最適な経路探索が可能になり、迂回経路を使うほうがいいのか、あるいは遅延している路線をそのまま利用するほうがいいのか等の判断が容易になる。