特許第6444565号(P6444565)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6444565列車運行制御システムおよび列車運行制御方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6444565
(24)【登録日】2018年12月7日
(45)【発行日】2018年12月26日
(54)【発明の名称】列車運行制御システムおよび列車運行制御方法
(51)【国際特許分類】
   B61L 27/00 20060101AFI20181217BHJP
   G06Q 50/30 20120101ALI20181217BHJP
   B61L 23/00 20060101ALI20181217BHJP
【FI】
   B61L27/00 H
   G06Q50/30
   B61L23/00 Z
【請求項の数】5
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2018-507897(P2018-507897)
(86)(22)【出願日】2016年3月29日
(86)【国際出願番号】JP2016060221
(87)【国際公開番号】WO2017168585
(87)【国際公開日】20171005
【審査請求日】2018年4月27日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100118762
【弁理士】
【氏名又は名称】高村 順
(72)【発明者】
【氏名】徳丸 真
【審査官】 清水 康
(56)【参考文献】
【文献】 特開平10−329718(JP,A)
【文献】 実開平01−114365(JP,U)
【文献】 特開2014−148277(JP,A)
【文献】 特開2008−062729(JP,A)
【文献】 特開平03−104774(JP,A)
【文献】 特開2013−025523(JP,A)
【文献】 国際公開第2016/002400(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B61L 27/00
B61L 23/00
G06Q 50/30
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
先行列車である第一列車に搭載された複数のカメラから出力される撮像データと第一駅のホームに設置された複数のカメラから出力される撮像データとを用いて、第一列車内の車両毎の第一駅における人数である第一人数、前記第一駅のホーム上の車両毎の人数である第二人数とを推定する人数推定装置と、
前記人数推定装置で推定された前記第一人数および前記第二人数とダイヤ情報とを用いて、前記第一駅における前記第一列車への乗降所要時間を車両毎に予測し、予測された車両毎の乗降所要時間のうち最長の時間を選択し、選択された乗降所要時間および予め決められた計画停車時間のうちの長いほうを前記第一列車の前記第一駅における停車時間として選択し、前記選択された停車時間に基づいて、前記第一駅の手前に設けられた第二駅における前記第一列車の後続列車である第二列車の新たな停車時間を計算し、計算された新たな停車時間に基づいて前記第二列車の運転整理を行う運転整理装置と、
を備えることを特徴とする列車運行制御システム。
【請求項2】
前記運転整理装置は、
駅毎の降車客数情報が記録される降車客数データベースと、
前記降車客数データベースに記録された降車客数から導出される第一駅での降車比率と前記第一人数とに基づいて前記第一駅において前記第一列車から降車する人数を予測し、予測された降車人数を用いて前記乗降所要時間のうちの降車所要時間を予測する乗降時間予測部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の列車運行制御システム。
【請求項3】
前記乗降時間予測部は、
前記第一人数から前記予測された降車人数を減算した人数と、前記第二人数とに基づいて、前記乗降所要時間のうちの乗車所要時間を予測する
ことを特徴とする請求項2に記載の列車運行制御システム。
【請求項4】
前記運転整理装置は、
前記選択された停車時間に基づいて、第二列車が第一駅に到着する予定到着時刻を求め、求められた予定到着時刻と予め設定された計画到着時刻との差分が閾値より大きい場合、前記計算された新たな停車時間に基づいて前記第二列車の運転整理を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の列車運行制御システム。
【請求項5】
列車の運行を管理する運行管理装置と前記列車の運転整理を行う運転整理装置とを備えた列車運行制御システムに適用される列車運行制御方法であって、
前記運転整理装置は、
先行列車である第一列車に搭載された複数のカメラから出力される撮像データと第一駅のホームに設置された複数のカメラから出力される撮像データとを用いて、前記第一列車内の車両毎の第一駅における人数である第一人数と、前記第一駅のホーム上の車両毎の人数である第二人数とを推定する人数推定ステップと、
前記人数推定ステップで推定され前記第一人数および前記第二人数とダイヤ情報とを用いて前記第一駅における前記第一列車への乗所要時間を予測し、予測された車両毎の乗降所要時間のうち最長の時間を選択し、選択された乗降所要時間および予め決められた計画停車時間のうちの長いほうを前記第一列車の前記第一駅における停車時間として選択し、前記選択された停車時間に基づいて、前記第一駅の手前に設けられた第二駅における前記第一列車の後続列車である第二列車の新たな停車時間を計算し、計算された新たな停車時間に基づいて前記第二列車の運転整理を行うステップと、
を実行することを特徴とする列車運行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、線路に在線する複数の列車の運行を制御する列車運行制御システムおよび列車運行制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に代表される従来の列車運行制御システムでは、乗車検出手段が切符に個別番号を付与すると共に、旅客の乗車駅、乗車時刻、および切符の有効区間を検出し、降車駅側装置が切符の個別番号を読取ると共に、旅客の降車駅及び降車時刻を検出し、これらの検出値がデータベースに登録される。
【0003】
一方、特許文献1に代表される従来の列車運行制御システムでは、列車位置検出手段によって検出された列車の位置によって、ダイヤ作成手段が列車の停車予測時間を考慮して、予測タイヤ及び今後の制御ダイヤを作成する。そして、乗降客数予測手段が、旅客の乗車駅、乗車時刻、および切符の有効区間と、データベースに登録された過去のデータと、ダイヤ作成手段の予測ダイヤとに基づき、路線の在線する複数の列車のそれぞれの乗降客数を、複数の駅のそれぞれに対して予測する。さらに、列車停車時間予測手段が列車の停車時間を予測して予測ダイヤの作成に供し、列車進路制御手段が、列車停車時間予測手段で作成された制御ダイヤに従って列車の進路を制御する。
【0004】
ここで列車停車時間予測手段は、停車時間のデータを作成する際に、停車時間に対応する路線名、駅名、番線名といった要素情報を併せてデータに保持する。このときに把握が困難な要素情報については、当該数値無し状態を保持する。そして、列車停車時間予測手段は、ダイヤに従って運行する列車の予測を行う際の駅停車時間を求める段階で、各要素情報のうち当該数値無し状態でない情報を用いて、各要素情報に該当する停車時間を得て、該当する停車時間のデータが複数存在する場合、平均値または最大値を算出して、駅停車時間の予測値を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2010−221839号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】NTT技術ジャーナル「画像処理による広告効果測定技術 人数計測技術・顔画像処理技術の応用」インターネット<URL:http://www.ntt.co.jp/journal/1301/files/jn201301061.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1に代表される従来の列車運行制御システムは、データベースに登録された過去のデータとダイヤ作成手段の予測ダイヤとに基づき、列車毎の乗降客数を駅毎に予測する。そのため、イベント、悪天候、または列車運行乱れといった要因により、乗客数が急激に変動した場合や特定の車両に集中した場合、乗降時間を正確に予測する事が出来なかった。
【0008】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、乗客数が変動した場合にも乗降時間を正確に予測して運転整理が可能な列車運行制御システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の列車運行制御システムは、先行列車である第一列車に搭載された複数のカメラから出力される撮像データと第一駅のホームに設置された複数のカメラから出力される撮像データとを用いて、第一列車内の車両毎の第一駅における人数である第一人数、前記第一駅のホーム上の車両毎の人数である第二人数とを推定する人数推定装置と、前記人数推定装置で推定された前記第一人数および前記第二人数とダイヤ情報とを用いて、前記第一駅における前記第一列車への乗降所要時間を車両毎に予測し、予測された車両毎の乗降所要時間のうち最長の時間を選択し、選択された乗降所要時間および予め決められた計画停車時間のうちの長いほうを前記第一列車の前記第一駅における停車時間として選択し、前記選択された停車時間に基づいて、前記第一駅の手前に設けられた第二駅における前記第一列車の後続列車である第二列車の新たな停車時間を計算し、計算された新たな停車時間に基づいて前記第二列車の運転整理を行う運転整理装置と、を備える。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、乗客数が変動した場合にも乗降時間を正確に予測して運転整理ができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の実施の形態にかかる列車運行制御システムの構成機器と列車搭載機器とを示す図
図2図1に示す列車および列車運行制御システムの機能ブロック図
図3】本発明の実施の形態に係る列車運行制御システムによって各列車が通常のダイヤで運行されるときの運行状態を示す図
図4図3に示す先行列車の停車時間が遅延したとき後続列車の停車時間を変更しない場合の運行状態を示す図
図5図3に示す先行列車の停車時間が遅延したとき後続列車の停車時間を変更した場合の運行状態を示す図
図6図2に示す列車、拠点装置、運行管理装置、および運転整理装置の間で伝送される情報を示すタイミングチャート
図7図2に示す列車運行制御システムにおける動作を説明するためのフローチャート
図8図1に示す人数推定装置、運行管理装置、および運転整理装置を実現するためのハードウェア構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明の実施の形態にかかる列車運行制御システムおよび列車運行制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0013】
実施の形態.
図1は本発明の実施の形態にかかる列車運行制御システムの構成機器と列車搭載機器とを示す図である。
【0014】
列車運行制御システム100は、複数の地上カメラ1と、人数推定装置2と、伝送インターフェースユニット3と、拠点装置4と、地上伝送装置5と、地上無線装置6と、伝送路7と、列車の運行を管理する運行管理装置8と、列車の運転整理を行う運転整理装置9とを備える。運転整理とは、車両故障、悪天候といったさまざまな要因により、列車運行計画を変更することをいう。
【0015】
拠点装置4および地上伝送装置5は、伝送インターフェースユニット3を介して伝送路7に接続される。
【0016】
地上伝送装置5には、地上無線装置6が接続される。人数推定装置2には、伝送路31を介して複数の地上カメラ1が接続される。
【0017】
また運行管理装置8および運転整理装置9は、伝送路7を介して伝送インターフェースユニット3に接続される。
【0018】
地上カメラ1は、駅ホーム30に設置され撮像装置であり、一例としては駅ホーム30の状態を監視する監視カメラである。
【0019】
地上カメラ1は、駅ホーム30に設置された既存のカメラでもよいし、列車運行制御システム100で使用するために新たに設置したカメラでもよい。
【0020】
図1では、駅ホーム30の長手方向に沿って3台の地上カメラ1が設置されている。
【0021】
駅ホーム30に設置される地上カメラ1は、3台に限定されるものではなく、例えば、列車200を構成する複数の車両のそれぞれに乗車する旅客と、複数の車両のそれぞれから降車する旅客とを撮影できるように、より多くの台数でもよい。
【0022】
人数推定装置2は、複数の地上カメラ1のそれぞれで撮影された撮像データを基に、それぞれの地上カメラ1に写る範囲の人数を推定し、推定した人数推定情報を伝送インターフェースユニット3へ伝送する。
【0023】
なお撮像データは、図示例のように地上カメラ1から地上側の伝送路31を経由して人数推定装置2に送信される。
【0024】
人数推定装置2における人数の推定方法の具体例としては上記非特許文献に開示されているものを挙げることができる。
【0025】
当該非特許文献には、カメラ、床面、および人物の位置関係と、これらと画像との間の幾何学的な関係をモデル化する事により、画像上の面積に基づいて画像内の総人数を推定する方法が開示されている。
【0026】
拠点装置4は、列車から送信される列車位置情報を受信し、複数の列車の位置を追跡して、各列車が安全な間隔を確保して走行できるように、各列車の停止限界を算出する。
【0027】
なお列車から送信される列車位置情報は、列車200に搭載される図示しない速度発電機およびトランスポンダで得られる情報に基づいて算出されるものである。
【0028】
そして算出された列車位置情報は列車200に搭載される車上無線装置20から地上無線装置6に送信され、地上無線装置6から地上伝送装置5と伝送インターフェースユニット3を経由して、拠点装置4に伝達される。
【0029】
運行管理装置8は、拠点装置4から出力される列車在線情報を伝送路7経由で受信し、列車在線情報に基づき、列車の位置と、列車の保有するIDと、スケジュールダイヤ上の列車番号とを常時対応づけて継続監視することにより、複数の列車の位置を追跡する。
【0030】
また運行管理装置8は、列車の位置と現在時刻とスケジュールダイヤとに基づき、信号機11および転てつ器13といった列車の進路を制御する機器を制御する。
【0031】
運転整理装置9は、運行管理装置8から出力される列車在線情報を伝送路7a経由で受信する。
【0032】
また運転整理装置9は、列車200内の人数推定装置22で推定された人数推定情報と、人数推定装置2で推定された人数推定情報とを受信する。
【0033】
運転整理装置9は、これらの人数推定情報と列車在線情報とに基づき、列車運行予測と、乗降時間予測とを行い、乗降時間予測の結果に基づき運転整理案を生成する。
【0034】
なお人数推定装置2、伝送インターフェースユニット3、拠点装置4および地上伝送装置5は、駅毎に設置されているものとする。
【0035】
列車200は、車上無線装置20、車上伝送装置21および車上カメラ23を備える。
【0036】
車上カメラ23は、列車200の各車両に搭載された撮像装置であり、列車200の各車両内の様子を監視する監視カメラである。図1では、車上カメラ23が列車200の各車両に1台設置され、列車200には4台の車上カメラ23が設置されている。
【0037】
列車200に設置される車上カメラ23は、4台に限定されるものではなく、例えば、列車200を構成する複数の車両がそれぞれ有する乗降用扉に対応付けて設置されているものでもよい。
【0038】
人数推定装置22は、列車200内の複数の車上カメラ23で撮影された撮像データに基づいて、それぞれの車上カメラ23に写る範囲の人数を推定し、推定した人数推定情報を車上伝送装置21へ伝送する。
【0039】
車上無線装置20は、地上無線装置6との間で各種情報の送受信を行う無線通信装置である。
【0040】
車上無線装置20は、車上伝送装置21を介して人数推定情報を受信し、地上無線装置6へ送信する。
【0041】
地上無線装置6で受信された列車200側の人数推定情報は、地上伝送装置5、伝送インターフェースユニット3、伝送路7、運行管理装置8および伝送路7aを介して運転整理装置9に伝送される。
【0042】
図2図1に示す列車および列車運行制御システムの機能ブロック図である。
【0043】
人数推定装置2は人数推定部2aを備える。人数推定部2aは、複数の地上カメラ1のそれぞれで撮影された撮像データを基に、それぞれの地上カメラ1に写る範囲の人数を推定し、推定した人数推定情報を車上無線装置20へ伝送する。
【0044】
人数推定装置22は人数推定部22aを備える。人数推定部22aは、車上カメラ23から送信される撮像データを基に、車両毎の車両内人数を推定して推定した人数推定情報を車上無線装置20伝送する。
【0045】
拠点装置4は、情報伝送部4a、列車追跡部4b、連動処理部4cおよび入出力部4dを備える。入出力部4dは列車追跡部4bおよび連動処理部4cに接続され、入出力部4dには信号機11、軌道回路12および転てつ器13が接続される。
【0046】
情報伝送部4aは、車上無線装置20から送信された人数推定情報と、人数推定装置2から送信された人数推定情報とを、運行管理装置8へ送信する。
【0047】
また情報伝送部4aは、運行管理装置8から送信された出発抑止指令を車上無線装置20へ伝送する。
【0048】
列車追跡部4bは、情報伝送部4aを介して、列車200から送信される列車位置情報と列車200の保有するIDを受信し、列車位置情報とIDとを対応付けて管理および更新する。また軌道回路12が存在する信号システムの場合、列車追跡部4bは、軌道回路12の状態情報を収集し、落下状態の軌道回路12と列車200が保有するIDとを対応付けて管理する。
【0049】
列車追跡部4bは、当該情報を列車追跡情報として運行管理装置8へ出力する。
【0050】
連動処理部4cは、運行管理装置8から出力される制御情報を受信し、予め設定された連動条件に従って、現場機器の動作を制御する。現場機器の動作を制御する制御情報は入出力部4dを介して信号機11および転てつ器13に送信される。
【0051】
連動処理部4cは、現場機器の動作を連動条件の下に自動制御して、各列車が安全な間隔を確保しながら走行できるように、列車進路を構成する。
【0052】
運行管理装置8は、列車追跡進路制御部8a、抑止指令生成部8c、情報伝送部8d、ダイヤ情報データベース8e、および停車時間データベース8fを備える。
【0053】
ダイヤ情報データベース8eには列車の運行ダイヤが格納される。運行ダイヤは例えば各駅の出発時刻および到着時刻を含む。
【0054】
停車時間データベース8fには各駅の列車の計画停車時間が記録されている。
【0055】
列車追跡進路制御部8aは、拠点装置4の情報伝送部4aから送信された列車追跡情報を基に、ダイヤ情報データベース8eに記録されたダイヤ情報を参照し、各駅に進入する列車ごとに進入順序列中での位置を特定する。
【0056】
さらに列車追跡進路制御部8aは、各駅に出発する列車ごとに出発順序列中での位置を特定し、特定した列車の位置に応じた現場機器の動作を制御するための制御情報を作成し、拠点装置4へ出力する。
【0057】
情報伝送部8dは、拠点装置4から伝送された人数推定情報を運転整理装置9へ送信する。この人数推定情報には、列車200の人数推定装置22で推定された人数推定情報と、地上側の人数推定装置2で推定された人数推定情報とが含まれる。
【0058】
運転整理装置9は、運行予測部9a、乗降時間予測部9b、停車時間予測部9c、遅延判定部9d、情報伝送部9e、代替案生成部9f、降車客数データベース9g、および降車客数推定部9hを備える。
【0059】
情報伝送部9eは、運行管理装置8から送信された人数推定情報を受信して乗降時間予測部9bへ出力する。
【0060】
降車客数データベース9gには、過去の交通量調査データを基に作成した駅毎の降車客数情報が記録されている。
【0061】
降車客数推定部9hは、自動改札機データ10をオンラインで取り込み、定期券または切符の行先と改札口通過時間を基に、該当駅での車両毎の降車客数を推定する。
【0062】
運行予測部9aは、ダイヤ情報データベース8eのダイヤ情報に基づき、同一路線を走行する複数列車のうち先頭列車から順に駅間走行の運行予測を行う。
【0063】
乗降時間予測部9bは、駅に停車した列車の車両毎に、乗降所要時間を予測する。乗降所要時間の予測には、情報伝送部9eから伝送された人数推定情報と、降車客数データベース9gに記録された過去の降車客数とが用いられる。
【0064】
車両毎の乗降所要時間の予測は、以下の方法が考えられる。
【0065】
(1)人数推定装置2では、ホームの乗客数Nがホーム側のカメラを用いて推定される。この乗客数Nは、列車を利用する旅客の内、列車に乗車予定の旅客数であり、列車の車両単位で推定される。推定された乗客数Nは、人数推定情報として運転整理装置9へ伝送される。
【0066】
(2)人数推定装置22では、乗車中の乗客数Mが車上側のカメラを用いて推定される。この乗客数Mは、車両単位で推定してもよいし、各車両に設置された乗降用扉の単位で推定してもよい。推定された乗客数Mは、人数推定情報として運転整理装置9へ伝送される。
【0067】
(3)駅毎の降車比率Dと乗客数Mより、該当駅で降車すると予測される降車予測人数LをL=D×Mで算出する。降車比率Dは、交通量調査のデータを基に作成した駅毎の降車客数データベース9gより導かれる。
【0068】
(4)降車所要時間Taは、Ta=L×M×TAで算出する。TAは、降車人数と、車両の乗客人数と、その場合の降車所要時間の実測とにより導き出される重みづけ係数である。
【0069】
(5)乗車所要時間Tbは、Tb=N×M2×TBで算出する。M2は、乗客数Mから降車予測人数分を減算した値である。TBは、乗車人数と、車両の乗客と、その場合の乗車所要時間の実測とにより導き出される重みづけ係数である。
【0070】
(6)この場合の該当車両の乗降所要時間Tcは、Tc=(D×M×M×TA)+(N×M2×TB)で求められる。
【0071】
なお、降車所要時間Taは、降車客数推定部9hで推定された降車客数を用いて算出してもよい。
【0072】
すなわち上記の降車予測人数Lの代わりに、降車客数推定部9hで推定された降車客数L’を用いて降車所要時間Ta’を、Ta’=L’×M×TAで算出する。これにより、より精度良く降車所要時間の予測が可能となる。
【0073】
停車時間予測部9cは、乗降時間予測部9bで予測された乗降所要時間から停車時間T1を算出する。
【0074】
具体的には、停車時間予測部9cは、乗降時間予測部9bで予測された先行列車の車両毎の乗降所要時間の内、最長の時間を選択し、選択した乗降所要時間と、停車時間データベース8fに記録された計画停車時間とを比較する。
【0075】
停車時間予測部9cは、選択した乗降所要時間が計画停車時間より短い場合、計画停車時間を停車時間T1として採用する。また選択した乗降所要時間が計画停車時間より長い場合、選択した乗降所要時間を停車時間T1として採用する。
【0076】
遅延判定部9dは、先ず停車時間予測部9cで予測された停車時間より、列車が次駅に到着する予測到着時刻を求める。
【0077】
次に遅延判定部9dは、予測到着時刻と、列車が次駅に到着する時刻である計画到着時刻との差分である時間差T3を求める。計画到着時刻は、ダイヤ情報データベース8eに記録されたダイヤ情報より求めることができる。
【0078】
さらに遅延判定部9dは、時間差T3がしきい値TS以上であるか否かを判定する。しきい値TSは予め遅延判定部9dに設定されているものとする。
【0079】
時間差T3がしきい値TS以上である場合、遅延判定部9dは、後述するA駅において後続列車の出発時刻を遅延させる方が、後続列車のB駅への到着時刻を早めることができると判定する。以下ではこの判定結果を判定Aと称する。
【0080】
一方、時間差T3がしきい値TS未満である場合、遅延判定部9dは、後述するA駅において後続列車を計画停車時間T2だけ停車させたほうが、後続列車のB駅への到着時刻を早めることができると判定する。以下ではこの判定結果を判定Bと称する。
【0081】
代替案生成部9fは、遅延判定部9dの判定結果を基に、後続列車の駅Aの出発を抑止するための代替案を生成する。
【0082】
遅延判定部9dで判定Aがなされた場合、代替案生成部9fは、駅Aにおける停車時間として計画停車時間T2の代わりに、停車時間T4を生成する。すなわちダイヤの代替案を生成する。
【0083】
停車時間T4は、T4=T3/Xにより求める。係数Xは、後続列車がB駅の直前で一時停止をして再び力行を開始した場合におけるB駅到着時間の遅延分を勘案して得られる値である。
【0084】
そして運行予測部9aは、代替案生成部9fの代替案、すなわち停車時間T4に変更された後続列車のB駅からA駅への運行予測を行う。運行予測は、路線データベース、車両データベース、先行列車の在線位置といった情報を基に行われる。
【0085】
運行予測の結果、B駅への到着予測時刻が改善された場合、代替案生成部9fは運行管理装置8に対し、駅Aにおける停車時間として計画停車時間T2の代わりに停車時間T4を生成する。この生成内容は、計画ダイヤ通りの運行を抑止するための情報であればよく、出発時刻を遅延させる何らかの情報を含むものとする。
【0086】
当該情報を受信した抑止指令生成部8cは、出発抑止を示す抑止指令を生成すると共に、B駅の出発時刻を停車時間T4まで遅延させることを示すメッセージ情報「XX秒後に駅を出発せよ」を生成する。
【0087】
抑止指令およびメッセージ情報は、情報伝送部4aを介して、列車200内の列車情報管理装置に伝送される。列車情報管理装置は受信したメッセージ情報を、運転台に設置される表示器に伝達する。
【0088】
図3から図5を用いて実施の形態に係る列車運行制御システム100の動作例を説明する。
【0089】
図3は本発明の実施の形態に係る列車運行制御システムによって各列車が通常のダイヤで運行されるときの運行状態を示す図である。
【0090】
図4図3に示す先行列車の停車時間が遅延したとき後続列車の停車時間を変更しない場合の運行状態を示す図である。
【0091】
図5図3に示す先行列車の停車時間が遅延したとき後続列車の停車時間を変更した場合の運行状態を示す図である。
【0092】
図3から図5の縦軸は列車の位置を示し、横軸は時間を示す。
【0093】
図3において、列車運行制御システムでは以下の動作が行われる。
【0094】
(1)路線データベース、車両データベース、および図示しない先行列車の在線位置を基に、先行列車がA駅を出発してからB駅に到着するまでの運行予測が行われる。
【0095】
(2)B駅に到着した先行列車の計画停車時間としてT1nが利用される。計画停車時間T1nが利用される場面は、例えばB駅のホーム上の特定の場所に乗客が集中せず、または先行列車の特定の車両に乗客が集中していないときである。
【0096】
(3)路線データベース、車両データベース、および先行列車の在線位置を基に、後続列車がA駅に到着するまでの運行予測が行われる。
【0097】
(4)A駅に到着した後続列車の計画停車時間としてT2が利用される。
【0098】
(5)計画停車時間T2だけ停車させた後続列車の運行予測が行われる。
【0099】
(6)B駅に到着した後続列車の計画停車時間としてT1nが利用される。
【0100】
図4において、列車運行制御システムでは以下の動作が行われる。
【0101】
(1)路線データベース、車両データベース、および図示しない先行列車の在線位置を基に、先行列車がA駅を出発してからB駅に到着するまでの運行予測が行われる。
【0102】
図4の例では、B駅のホーム上には先行列車に乗り込む予定の旅客が待機しており、先行列車が4両編成である場合の例として、ホーム上の旅客数は先頭車両側から50人、20人、20人、10人であると仮定している。
【0103】
またB駅に到着した先行列車の各車両の乗客数は先頭車両側から120人、80人、70人、70人であると仮定している。図4の例では先頭車両に乗客が集中している。
【0104】
(2)このようにホームの特定の場所に乗客が集中し、また特定の車両に乗客が集中した場合、乗降客の乗り降りに伴う時間が車両毎に異なる。図示例では先頭車両の乗降時間が最も長くなり、列車ダイヤ通りの運転整理ができなくなる。その結果、先行列車の停車時間T1は、計画停車時間T1nよりも伸びることとなる。
【0105】
(3)路線データベース、車両データベース、および先行列車の在線位置を基に、後続列車がA駅に到着するまでの運行予測が行われる。
【0106】
図4の例では、A駅のホーム上には後続列車に乗り込む予定の旅客が待機しており、後続列車が4両編成である場合の例として、ホーム上の旅客は先頭車両側から20人、20人、20人、20人であると仮定している。
【0107】
またA駅に到着した後続列車の各車両の乗客は先頭車両側から50人、50人、50人、30人であると仮定している。図4の例では後続列車の各車両の乗客が先行列車ほど集中していないことが分かる。
【0108】
(4)A駅に到着した後続列車の計画停車時間としてT2が利用される。
【0109】
(5)計画停車時間T2だけ停車させた後続列車の運行予測が行われる。
【0110】
(6)ところが、先行列車の停止時間が増加したことにより、後続列車はB駅の手前の停止限界で停止する。停止限界は、B駅のホーム始端に一定の余裕距離を加えて決定される。
【0111】
(7)先行列車がB駅を出発することにより停止限界が更新され、後続列車は、再び走行を開始してB駅のホームに進入する。
【0112】
図5において、列車運行制御システムでは以下の動作が行われる。図5には、後続列車の計画到着時刻と実際に後続列車がホームに到着するまでの時間差T3が示される。
【0113】
図5の(1)から(3)の動作は図4の(1)から(3)の動作と同様であるため、説明を割愛する。
【0114】
(4)列車運行制御システムでは、駅Aにおける後続列車の停車時間として、計画停車時間T2の代わりに停車時間T4を生成する。
【0115】
(5)停車時間T4だけ停車させた後続列車の運行予測が行われる。
【0116】
(6)運行予測の結果、図5に示すようにB駅ホームトラック手前で後続列車が一旦停止する事なくB駅に進入でき、かつ、B駅に停車できる。そのため、後続列車は、A駅に計画停車時間T2だけ停車後に出発した場合に比べて、時間T5だけ早くB駅に到着できる。その結果、運転整理装置は、A駅における後続列車の停車時間としてT4を生成する。
【0117】
図6図2に示す列車、拠点装置、運行管理装置、および運転整理装置の間で伝送される情報を示すタイミングチャートである。
【0118】
(1)列車200は、定周期処理として、人数推定演算と、列車位置演算と、演算した人数推定情報および列車位置情報の拠点装置4への送信とを行う。
【0119】
(2)拠点装置4は、定周期処理として、人数推定情報の受信と、列車追跡処理と、停止限界演算と、人数推定情報の運行管理装置8への送信とを行う。さらに拠点装置4は、定周期処理として、列車位置情報の運行管理装置8への送信を行う。
【0120】
(3)運行管理装置8は、定周期処理として、人数推定情報の受信と、列車追跡処理と、進路制御とを行う。また運行管理装置8は、定周期処理として、列車追跡処理の結果と、ダイヤ情報と、駅停車時間とを、運転整理装置9へ送信する。
【0121】
(4)運転整理装置9は、定周期処理として、駅間に走行する列車の運行予測と、人数推定情報を用いた乗降所要時間の予測と、駅における列車の停車時間予測と、遅延判定と、代替案生成を行う。また運転整理装置9は、代替案を生成したとき、生成内容を示す情報を運行管理装置8へ送信する。
【0122】
(5)生成内容を示す情報を受信した運行管理装置8は、出発抑止指令を生成して拠点装置4へ送信する。
【0123】
(6)出発抑止指令を受信した拠点装置4は列車200へ伝送する。
【0124】
(7)出発抑止指令を受信した列車200では駅の出発が抑止される。
【0125】
図7図2に示す列車運行制御システムにおける動作を説明するためのフローチャートである。
【0126】
列車運行制御システム100は、各路線に存在する複数の列車200の位置を把握し、その中から同一路線において先頭を走行する列車(N)を抽出する(S1)。
【0127】
列車運行制御システム100は、抽出した列車(N)の次駅到着までの運行予測を行い(S2)、列車(N)の各車両の乗降所要時間を予測する(S3)。
【0128】
さらに列車運行制御システム100は、列車(N)の乗降所要時間から列車(N)の停車時間を算出する(S4)。
【0129】
一定周期(Ts1)で行われる列車(N)の運用予測が完了していない場合(S5:No)、列車運行制御システム100は、S2の処理を再び行う。
【0130】
一定周期(Ts1)で行われる列車(N)の運用予測が完了した場合(S5:Yes)、列車運行制御システム100は、S6の処理を行う。
【0131】
列車運行制御システム100は、全ての列車に運行予測が完了したか否かを判断する(S6)。
【0132】
全ての列車の運行予測を完了していないとき(S6:No)、列車運行制御システム100は、Nの値を1つ加算し(S7)、再びS2の処理を行う。
【0133】
S6において、全ての列車の運行予測を完了したとき(S6:Yes)、しきい値TS以上の遅れが発生した列車(M)が存在するか否かを判断する(S8)。
【0134】
しきい値TS以上の遅れが発生した列車(M)が存在する場合(S8:Yes)、列車運行制御システム100は、列車(M)の駅の出発時刻を遅らせて(S9)、再度S2の処理を行う。
【0135】
しきい値TS以上の遅れが発生した列車(M)が存在しない場合(S8:No)、列車運行制御システム100は、予測出発時刻の履歴があり、かつ、遅延処理により次駅(K)への到着時刻が短縮されたか否かを判断する(S10)。
【0136】
予測出発時刻の履歴があり、かつ、遅延処理により次駅(K)への到着時刻が短縮された場合(S10:Yes)、列車運行制御システム100は、当該駅(K−1)への出発抑止指令を出力し(S11)、S12の処理を行う。
【0137】
予測出発時刻の履歴があり、かつ、遅延処理により次駅(K)への到着時刻が短縮されなかった場合(S10:No)、列車運行制御システム100は、S12の処理を行う。
【0138】
S12では前回の運行予測起動から一定周期(Ts1)が経過した後に、運行予測を起動する。
【0139】
図8図1に示す人数推定装置、運行管理装置、および運転整理装置を実現するためのハードウェア構成例を示す図である。
【0140】
人数推定装置2,22、運行管理装置8および運転整理装置9は、プロセッサ51と、RAM(Random Access Memory)またはROM(Read Only Memory)で構成されるメモリ52と、ネットワークに接続するための入出力インタフェース53とにより実現することが可能である。プロセッサ51、メモリ52および入出力インタフェース53はバス50に接続され、バス50を介してデータ、制御情報などの受け渡しを相互に行うことが可能である。
【0141】
人数推定装置2,22を実現する場合、人数推定装置2,22用のプログラムをメモリ52に格納しておき、このプログラムをプロセッサ51が実行することにより、人数推定装置2,22の人数推定部2a,22aが実現される。入出力インタフェース53は、人数推定装置2,22が位置情報を送信する際に利用される。
【0142】
運行管理装置8を実現する場合、運行管理装置8用のプログラムをメモリ52に格納しておき、このプログラムをプロセッサ51が実行することにより、運行管理装置8の列車追跡進路制御部8a、抑止指令生成部8cおよび情報伝送部8dが実現される。ダイヤ情報データベース8eおよび停車時間データベース8fはメモリ52で実現される。入出力インタフェース53は列車追跡進路制御部8aが情報伝送部4aおよび列車追跡部4bからの情報を受信する際に利用される。また入出力インタフェース53は情報伝送部8dが情報を送信する際にも利用される。
【0143】
運転整理装置9を実現する場合、運転整理装置9用のプログラムをメモリ52に格納しておき、このプログラムをプロセッサ51が実行することにより、運転整理装置9の運行予測部9a、乗降時間予測部9b、停車時間予測部9c、遅延判定部9d、情報伝送部9e、代替案生成部9f、降車客数データベース9gおよび降車客数推定部9hが実現される。入出力インタフェース53は、情報伝送部8dから送信される情報を受信する際に利用されるとともに、降車客数推定部9hが自動改札機データ10を受信する際に利用される。さらに入出力インタフェース53は、運行予測部9aがダイヤ情報データベース8eの情報を読み出すときに利用され、代替案生成部9fが代替案に関する情報を運行管理装置8へ送信する際に利用される。
【0144】
なお本実施の形態では、車両内に設置されたカメラの撮像データを用いて推定した人数推定情報と、ホーム上に設置されたカメラの撮像データを用いて推定した人数推定情報とを用いた例を説明したが、列車運行制御システム100は、何れか一方の人数推定情報を用いて代替案の生成を行う構成としてもよい。
【0145】
例えば、人数推定装置22は、列車の各車両に設置された複数のドアの各々に設置されたカメラで撮影された撮像データを用いて人数推定情報を出力し、運転整理装置9はこの情報を用いることで、ホームにカメラが設置されていない場合でも乗降所要時間を大まかに把握することができる。
【0146】
また人数推定装置2は、ホームの両端側とホームの中央側に設置されたカメラで撮影された撮像データを用いて人数推定情報を出力し、運転整理装置9はこの情報を用いることで、車両にカメラが設置されていない場合でも乗降所要時間を大まかに把握することができる。
【0147】
また運転整理装置9は、人数推定装置2と人数推定装置22の双方で推定された人数推定情報を用いることにより、車両内およびホーム上の人数をより正確に推定でき、乗降所要時間をより精度よく把握することができる。
【0148】
また、ホームに設置されたカメラを用いることにより、駅周辺で大きなイベントが行われ、或いは他の路線でダイヤ乱れが発生した際、特定のホームに乗客が集中したときにおいてもリアルタイムにホーム上の人数を推定でき、後続列車が次駅に到着する前に当該列車の停車時間T1を推定して列車の円滑な運行を実現可能である。
【0149】
また、車両内に設置されたカメラを用いることにより、一部のドアの周辺に多くの人が密集している場合には、そのドアの周囲に存在する人の数を基準にして車両内の人数を推定でき、後続列車が次駅に到着する前に当該列車の停車時間T1を推定して列車の円滑な運行を実現可能である。
【0150】
また本実施の形態では、人数推定装置22が列車200に搭載されている例を説明したが、人数推定装置22の機能を人数推定装置2に組み込む構成としてもよい。この構成の場合、車上カメラ23で撮影された撮像データは、車上無線装置20から地上無線装置6へ伝送され、さらに地上伝送装置5と伝送インターフェースユニット3を介して人数推定装置2へ送信される。人数推定装置2では車上側の撮像データと地上カメラ1で撮影された撮像データを用いて車上側と地上側の双方の人数を推定して出力する。
【0151】
以上に説明したように本実施の形態の列車運行制御システムは、複数のカメラから出力される撮像データを用いて列車内の人数と駅ホーム上の人数との少なくとも一方を推定する人数推定装置と、人数推定装置で推定された人数推定情報とダイヤ情報とを用いて列車への旅客の乗降にかかる乗降時間を予測して運転整理を行う運転整理装置と、を備える。この構成により、地上側または車上側の複数のポイントで乗降客数をリアルタイムに把握することができる。
【0152】
また本実施の形態の列車運行制御システムによれば、これらのデータを用いて、車両毎の乗降時間と乗降時間から導き出される停車時間を予測して、列車走行予測と併せて、列車の運行予測を行うことができる。従って、乗客数が変動した場合にも乗降時間を正確に予測して、予測結果に応じて列車の運行スケジュールの変更を自動生成することができる。
【0153】
また本実施の形態の列車運行制御システムによれば、後続列車を駅の手前で一時停止させる必要がないため、停車と再力行に伴う列車速度の変動が軽減され、乗り心地が改善されるだけでなく、再力行時に消費されるエネルギーも抑制される。
【0154】
また本実施の形態の列車運行制御システムによれば、駅周辺で大きなイベントが行われ、或いは他の路線でダイヤ乱れが発生した際、特定のホームに乗客が集中したときにおいてもリアルタイムにホーム上の人数を推定でき、後続列車が次駅に到着する前に当該列車の停車時間を推定して列車の円滑な運行を実現可能である。
【0155】
また上記特許文献1に示す従来技術は、列車の車両単位での乗降客数は把握できないため、特定の車両への乗客集中による乗降時間の増大については予測できなかった。これに対して本実施の形態の列車運行制御システムは、特定の車両への乗客集中による乗降時間の増大を予測することができ、車両毎に乗降者数が変動した場合にも列車の停車時間をリアルタイムに予測して、列車の円滑な運行を実現可能である。
【0156】
また本実施の形態の運転整理装置は、駅毎の降車客数情報が記録される降車客数データベースと、降車客数データベースに記録された降車客数から導出される駅毎の降車比率と列車に乗車する乗客数とに基づいて、列車から降車する人数を予測し、予測された降車人数を用いて乗降時間を予測する乗降時間予測部を備える。この構成により車上側のカメラで推定した乗客数のみでは判定ができない駅毎の降車客数の推定精度を高めることができる。
【0157】
また本実施の形態の運転整理装置は、自動改札機データを基に駅での車両毎の降車客数を推定する降車客数推定部と、降車客数推定部で推定された降車客数を用いて乗降時間を予測する乗降時間予測部を備える。この構成により自動改札機でリアルタイムに得られる駅毎のデータを基に、列車毎の降車客数の精度良く予測することができる。当該データは、例えば降車客数と改札機通過時間帯に関するデータである。
【0158】
また本実施の形態に係る列車運行制御方法によれば、運転整理装置は、列車に搭載された複数のカメラから出力される撮像データとホームに設置された複数のカメラから出力される撮像データとを用いて、列車内の人数と駅ホーム上の人数とを推定する人数推定ステップと、人数推定ステップで推定した人数とダイヤ情報とを用いて列車への旅客の乗降にかかる乗降時間を予測する乗降時間予測ステップとを含む。また運転整理装置は、乗降時間予測ステップで推定された乗降時間を用いて先行列車の停車時間を予測する停車時間予測ステップと、停車時間予測ステップで予測された停車時間に基づいて、後続列車の出発を抑止するための代替案を生成する代替案生成ステップとを含む。これにより、既存の運転整理装置を用いて、乗客の乗降時間を正確に予測して、予測結果に応じて列車の運行スケジュールの変更を自動生成することができる。
【0159】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【0160】
1 地上カメラ、2 人数推定装置、3 伝送インターフェースユニット、4 拠点装置、4a 情報伝送部、4b 列車追跡部、4c 連動処理部、4d 入出力部、5 地上伝送装置、6 地上無線装置、7,7a 伝送路、8 運行管理装置、8a 列車追跡進路制御部、8c 抑止指令生成部、8d 情報伝送部、8e ダイヤ情報データベース、8f 停車時間データベース、9 運転整理装置、9a 運行予測部、9b 乗降時間予測部、9c 停車時間予測部、9d 遅延判定部、9e 情報伝送部、9f 代替案生成部、9g 降車客数データベース、9h 降車客数推定部、10 自動改札機データ、11 信号機、12 軌道回路、13 転てつ器、20 車上無線装置、21 車上伝送装置、22 人数推定装置、22a 人数推定部、23 車上カメラ、30 駅ホーム、31 伝送路、50 バス、51 プロセッサ、52 メモリ、53 入出力インタフェース、100 列車運行制御システム、200 列車。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8