特許 6552891 車上システムおよび地上システム

(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】6552891

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】車上システムおよび地上システム

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/40 20060101AFI20190722BHJP

   B61L 27/00 20060101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   B60L15/40 G

   B61L27/00 L

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-131775(P2015-131775)

(22)【出願日】2015年6月30日

(65)【公開番号】特開2017-17857(P2017-17857A)

(43)【公開日】2017年1月19日

【審査請求日】2018年5月10日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度、独立行政法人科学技術振興機構、研究成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラム、「エネルギー効率化社会構築に向けての省エネ列車運行制御システムの開発」に係る委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】行木 英明

(72)【発明者】

【氏名】鴨 雄史

【審査官】 橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−１３１８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０９２９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１６８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０７９７０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｌ１／００−３／１２

７／００−１３／００

１５／００−５８／４０

Ｂ６１Ｌ１／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

列車に設けられる車上システムであって、
前記列車のダイヤ情報と、前記列車の現在位置に関する情報と、前記列車が前記現在位置に到着、前記現在位置から出発、または前記現在位置を通過する時刻としての現在時刻とに基づいて前記列車の遅れ時間を算出する遅れ時間算出部と、
前記列車が走行する複数の駅間の各々の余裕時分およびエネルギー特性の少なくとも一方と、前記遅れ時間とに基づいて、前記列車の遅れを回復するための回復時間を前記複数の駅間の各々に配分し、前記複数の駅間の各々の走行時間を調整する走行時間調整部とを備え、
前記余裕時分は、前記複数の駅間の各々を前記列車が前記ダイヤ情報に従って走行した場合に要する計画上の走行時間から、前記複数の駅間の各々を前記列車が最速で走行した場合に要する最速走行時間を差し引いた時間を示すものであり、
前記エネルギー特性は、前記複数の駅間の各々を前記列車が最速で走行した場合に要する前記最速走行時間に対して駅間の走行時間を延ばしていった場合の消費エネルギーの低減度合を示すものであり、
前記走行時間調整部は、前記複数の駅間の各々の余裕時分の総和から前記遅れ時間を差し引いた差分時間を、前記消費エネルギーの低減度合が最も大きい駅間から順に配分し、配分した前記差分時間を前記余裕時分から差し引いて前記回復時間を決定する、車上システム。

【請求項2】

前記走行時間調整部は、前記消費エネルギーの低減度合が等しい駅間が複数存在する場合、前記余裕時分の残りが最も大きい駅間から順に前記差分時間を配分する、請求項１に記載の車上システム。

【請求項3】

調整された前記走行時間を運転士に提示する走行時間提示部をさらに備える、請求項１または２に記載の車上システム。

【請求項4】

調整された前記走行時間に応じた運転曲線を作成する運転曲線作成部と、
作成された前記運転曲線に従った運転を行うための支援情報を作成し、作成した前記支援情報を運転士に提示する運転支援部とをさらに備える、請求項１または２に記載の車上システム。

【請求項5】

調整された前記走行時間に応じた運転曲線を作成する運転曲線作成部と、
作成された前記運転曲線に従った運転を行うための制御指令を決定し、決定した前記制御指令を用いて前記列車の駆動制動装置を制御する運転制御部とをさらに備える、請求項１または２に記載の車上システム。

【請求項6】

地上に設けられる地上システムであって、
列車のダイヤ情報と、前記列車の現在位置に関する情報と、前記列車が前記現在位置に到着、前記現在位置から出発、または前記現在位置を通過する時刻としての現在時刻とに基づいて前記列車の遅れ時間を算出する遅れ時間算出部と、
前記列車が走行する複数の駅間の各々の余裕時分およびエネルギー特性の少なくとも一方と、前記遅れ時間とに基づいて、前記列車の遅れを回復するための回復時間を前記複数の駅間の各々に配分し、前記複数の駅間の各々の走行時間を調整する走行時間調整部とを備え、
前記余裕時分は、前記複数の駅間の各々を前記列車が前記ダイヤ情報に従って走行した場合に要する計画上の走行時間から、前記複数の駅間の各々を前記列車が最速で走行した場合に要する最速走行時間を差し引いた時間を示すものであり、
前記エネルギー特性は、前記複数の駅間の各々を前記列車が最速で走行した場合に要する前記最速走行時間に対して駅間の走行時間を延ばしていった場合の消費エネルギーの低減度合を示すものであり、
前記走行時間調整部は、前記複数の駅間の各々の余裕時分の総和から前記遅れ時間を差し引いた差分時間を、前記消費エネルギーの低減度合が最も大きい駅間から順に配分し、配分した前記差分時間を前記余裕時分から差し引いて前記回復時間を決定する、地上システム。

【請求項7】

前記走行時間調整部は、前記消費エネルギーの低減度合が等しい駅間が複数存在する場合、前記余裕時分の残りが最も大きい駅間から順に前記差分時間を配分する、請求項６に記載の地上システム。

【請求項8】

調整された前記走行時間を前記列車に送信する走行時間情報送信部をさらに備える、請求項６または７に記載の地上システム。

【請求項9】

調整された前記走行時間に応じた運転曲線を作成する運転曲線作成部と、
作成された前記運転曲線を前記列車に送信する運転曲線情報送信部とをさらに備える、請求項６または７に記載の地上システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、車上システムおよび地上システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来では、列車の遅延が発生した場合、制限速度を超えない範囲で可能な最速のパターンで運転することによって遅延回復を図っていたが、消費エネルギーの増加が大きいという問題があった。これに対し、省エネを考慮した回復運転の方法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。この方法では、遅れ時間を端末駅までの駅間数で割って、１駅間で回復させる時間を決定し、複数駅間で遅延回復を図っている。これにより、消費エネルギーの増加を抑制しつつ遅延回復を図ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６２−１３１８６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、端末駅までの複数の駅間は、それぞれ駅間の長さや路線条件が異なり、余裕時分は一様ではない。したがって、全ての駅間において回復させる時間を同一とした場合、余裕時分の小さい駅間では、最速パターンに近い運転となり、端末駅までの全区間の消費エネルギーが最小とならない場合がある。

【0005】

そこで、実施形態では、遅延回復時の運転において、消費エネルギーの増加をより抑制できる車上システムおよび地上システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態による車上システムは、列車に設けられる。この車上システムは、遅れ時間算出部と、走行時間調整部とを備える。遅れ時間算出部は、列車のダイヤ情報と、列車の現在位置に関する情報と、列車が現在位置に到着、現在位置から出発、または現在位置を通過する時刻としての現在時刻とに基づいて列車の遅れ時間を算出するように構成される。走行時間調整部は、列車が走行する複数の駅間の各々の余裕時分およびエネルギー特性の少なくとも一方と、遅れ時間とに基づいて、列車の遅れを回復するための回復時間を複数の駅間の各々に配分し、複数の駅間の各々の走行時間を調整するように構成される。余裕時分は、複数の駅間の各々を列車がダイヤ情報に従って走行した場合に要する計画上の走行時間から、複数の駅間の各々を列車が最速で走行した場合に要する最速走行時間を差し引いた時間を示すものである。エネルギー特性は、複数の駅間の各々を列車が最速で走行した場合に要する最速走行時間に対して駅間の走行時間を延ばしていった場合の消費エネルギーの低減度合を示すものである。走行時間調整部は、複数の駅間の各々の余裕時分の総和から遅れ時間を差し引いた差分時間を、消費エネルギーの低減度合が最も大きい駅間から順に配分し、配分した差分時間を余裕時分から差し引いて回復時間を決定する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態による車上システムの構成を示した例示ブロック図である。

【図2A】図２Ａは、ある駅間における運転曲線および余裕時分の事例を示した例示図である。

【図2B】図２Ｂは、図２Ａの次の駅間における運転曲線および余裕時分の事例を示した例示図である。

【図2C】図２Ｃは、図２Ｂの次の駅間における運転曲線および余裕時分の事例を示した例示図である。

【図3】図３は、駅間毎のエネルギー特性の事例を示した例示図である。

【図4A】図４Ａは、第１比較例による回復運転実施時のエネルギー状況の事例を示した例示図である。

【図4B】図４Ｂは、図４Ａに対応する表を示した例示図である。

【図5A】図５Ａは、第２比較例による回復運転実施時のエネルギー状況の事例を示した例示図である。

【図5B】図５Ｂは、図５Ａに対応する表を示した例示図である。

【図6A】図６Ａは、第１実施形態による回復時間の配分方法の一例（第１の配分方法）を用いた回復運転実施時のエネルギー状況の事例を示した例示図である。

【図6B】図６Ｂは、図６Ａに対応する表を示した例示図である。

【図7A】図７Ａは、第１実施形態による回復時間の配分方法の他の一例（第２の配分方法）を用いた回復運転実施時のエネルギー状況の事例を示した例示図である。

【図7B】図７Ｂは、図７Ａに対応する表を示した例示図である。

【図8】図８は、図７Ａおよび７Ｂに示した第２の配分方法の詳細を説明するための例示図である。

【図9】図９は、第１実施形態による車上システムが実行する処理を示した例示フローチャートである。

【図10】図１０は、第２実施形態による車上システムの構成を示した例示ブロック図である。

【図11】図１１は、第３実施形態による車上システムの構成を示した例示ブロック図である。

【図12】図１２は、第４実施形態による車上システムおよび地上システムの構成を示した例示ブロック図である。

【図13】図１３は、第５実施形態による車上システムおよび地上システムの構成を示した例示ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

【0009】

（第１実施形態）
まず、図１〜９を参照して、第１実施形態による車上システム１００について説明する。この車上システム１００は、列車Ｔに搭載される列車運転支援装置である。

【0010】

図１は、第１実施形態による車上システム１００の構成を示した例示ブロック図である。図１に示すように、車上システム１００は、遅れ時間算出部１と、走行時間調整部２と、運転支援部３とを備える。また、車上システム１００は、データベースとして、ダイヤ情報を記憶する第１のデータベース４と、駅間毎の余裕時分およびエネルギー特性を記憶する第２のデータベース５とを備える。

【0011】

遅れ時間算出部１は、自身が搭載された列車Ｔ（以下、自列車という）のダイヤ情報と現在時刻とから、自列車の遅れ時間を算出する。遅れ時間算出部１は、自列車のダイヤ情報を、第１のデータベース４から読み出す。

【0012】

走行時間調整部２は、自列車が走行しようとする複数の駅間で、上記の遅れ時間を解消するため、複数の駅間それぞれにおける回復時間（自列車の遅れを回復するための時間）を各駅間に配分し、各駅間での自列車の走行時間を調整する。より具体的には、走行時間調整部２は、遅れ時間算出部１により算出された遅れ時間と、第２のデータベース５に保存された情報（駅間毎の余裕時分およびエネルギー特性）とを用いて、自列車の遅れが解消され、かつ自列車が走行する区間全体での自列車の消費エネルギーが最小となるように、各駅間に配分する回復時間を決定する。

【0013】

運転支援部３は、上記のように決定された走行時間を支援情報として画面表示等により運転士に提示する。運転士は、支援情報として提示された走行時間を満たすように列車Ｔを運転することで、省エネルギー化を図りつつ遅延回復を行うことができる。

【0014】

次に、第１実施形態の走行時間調整部２による駅間毎の回復時間の配分方法を、２つの比較例と対比して説明する。以下では、簡単化のため、３駅間で遅れを回復する場合を考える。

【0015】

図２Ａ、２Ｂおよび２Ｃは、３つの駅間Ａ、ＢおよびＣのそれぞれにおける運転曲線および余裕時分の事例を示した例示図である。以下では、駅間Ａ、ＢおよびＣの順に列車が走行するものとし、各駅間に元々設定された余裕時分は、それぞれ、４秒、６秒および９秒であるものとする。なお、図２Ａ、２Ｂおよび２Ｃでは、列車が各駅間を最速で走行する最速運転の場合の運転曲線（最速運転曲線）が点線で表され、最速運転の場合の走行時間にそれぞれ４秒、６秒および９秒の余裕時分を付加した場合の運転曲線（標準運転曲線）が実線で表されている。

【0016】

また、図３は、上記の駅間Ａ、ＢおよびＣにおけるエネルギー特性の事例を示した例示図である。より具体的には、図３は、最速運転の場合を基準とし、余裕時分を付加して各駅間の走行時間を延ばしていった場合の消費エネルギーの減少特性を示したものである。なお、図３では、駅間Ａにおけるエネルギー特性が実線で表され、駅間Ｂにおけるエネルギー特性が点線で表され、駅間Ｃにおけるエネルギー特性が一点鎖線で表されている。

【0017】

ここで、駅間Ａの走行を開始した時の遅れを１２秒とし、駅間Ａ〜Ｃの３駅間で遅れ回復を図る場合について考える。

【0018】

（第１比較例による回復時間の配分方法）
図４Ａおよび４Ｂは、第１比較例による回復時間の配分方法を説明するための例示図である。図４Ａおよび４Ｂに示すように、第１比較例では、１２秒の遅れを極力早く回復させるため、駅間ＡおよびＢでは最速運転を実行して１０秒の回復を行い、残りの２秒を駅間Ｃで回復させている。ここで、図４Ａの符号Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は、それぞれ、駅間Ａ、ＢおよびＣにおける消費電力量（最速運転時の消費電力量との差分）を示している。また、図４Ｂの斜線のハッチングは、各駅間に配分される回復時間を示している。図４Ａおよび４Ｂに示すように、第１比較例では、駅間Ｃには７秒の余裕時分が残り、駅間Ａ〜Ｃの３駅間でのトータルの消費電力量は、３駅間の全てで最速運転を実行する場合と比べて、３．９５ｋＷｈ小さくなる。

【0019】

（第２比較例による回復時間の配分方法）
図５Ａおよび５Ｂは、第２比較例による回復時間の配分方法を説明するための例示図である。図５Ａおよび５Ｂに示すように、第２比較例では、１２秒の遅れを３駅間で均等に回復させている。つまり、第２比較例では、遅れ時間が１２秒であるのに対し、駅間数が３であるので、１駅間に配分される回復時間は４秒となる。なお、図５Ａの符号Ｍ１１、Ｍ１２およびＭ１３は、それぞれ、駅間Ａ、ＢおよびＣにおける消費電力量（最速運転時の消費電力量との差分）を示し、図５Ｂの斜線のハッチングは、各駅間に配分される回復時間を示している。図５Ａおよび５Ｂに示すように、第２比較例では、駅間Ａでは元々の余裕時分が４秒しかないため、最速運転となるが、３駅間でのトータルの消費電力量は、３駅間の全てで最速運転を実行する場合と比べて、５．３５ｋＷｈ小さくなる。すなわち、第２比較例では、上記の第１比較例と比べて、１．４ｋＷｈの省エネルギー化が実現される。

【0020】

（第１実施形態による回復時間の配分方法）
図６Ａおよび６Ｂは、第１実施形態による回復時間の配分方法の一例としての第１の配分方法を説明するための例示図である。図６Ａおよび６Ｂに示すように、第１の配分方法では、１２秒の遅れ時間を、各駅間の余裕時分に比例配分して、各駅間での回復時間を決定している。つまり、第１の配分方法では、遅れ時間をＤとし、各駅間の余裕時分の総和をＴｓｕｍとした場合、余裕時分がＴｘである駅間Ｘに配分される回復時間は、Ｄ×（Ｔｘ／Ｔｓｕｍ）という式によって計算される。なお、図６Ａおよび６Ｂの例では、比例配分結果を１秒単位に丸め、駅間Ａ、ＢおよびＣの各駅間での回復時間を、それぞれ、２秒、４秒、６秒と設定している。また、図６Ａの符号Ｍ２１、Ｍ２２およびＭ２３は、それぞれ、駅間Ａ、ＢおよびＣにおける消費電力量（最速運転時の消費電力量との差分）を示し、図６Ｂの斜線のハッチングは、各駅間に配分される回復時間を示している。

【0021】

図６Ａおよび６Ｂに示すように、第１の配分方法では、全ての駅間で最速運転が回避され、３駅間でのトータルの消費電力量は、３駅間の全てで最速運転を実行する場合と比べて、６．９ｋＷｈ小さくなる。すなわち、第１の配分方法では、第１比較例と比べて２．９５ｋＷｈの省エネルギー化が実現されるとともに、第２比較例と比べて１．５５ｋＷｈの省エネルギー化が実現される。したがって、第１の配分方法によれば、更なる省エネルギー化を図ることができる。

【0022】

図７Ａおよび７Ｂは、第１実施形態による回復時間の配分方法の他の一例としての第２の配分方法を説明するための例示図である。図７Ａおよび７Ｂに示すように、第２の配分方法では、各駅間のエネルギー特性に基づき、元々の余裕時分から遅れ時間を差し引いた差分時間（残りの余裕時分）を、省エネルギー効果の高い駅間に優先して配分している。なお、図７Ａの符号Ｍ３１、Ｍ３２およびＭ３３は、それぞれ、駅間Ａ、ＢおよびＣにおける消費電力量（最速運転時の消費電力量との差分）を示し、図７Ｂの斜線のハッチングは、各駅間に配分される回復時間を示している。以下、第２の配分方法を、図８を用いてより詳細に説明する。

【0023】

図８は、最速運転に対して余裕時分を付加し走行時間を延ばしていった場合の、走行時間の延び１秒当たりの消費電力量の低下を示した表である。たとえば、駅間Ａでは、最速運転に対して走行時間を１秒延ばすと、２ｋＷｈ消費電力量が低下し（図８の表のセルＣ１参照）、さらに１秒延ばすと、０．４ｋＷｈ（累積で２．４ｋＷｈ）消費電力量が低下する（図８の表のセルＣ１の１つ下のセル参照）。

【0024】

第２の配分方法では、駅間Ａ〜Ｃの元々の余裕時分の合計は１９秒であり、遅れ時間は１２秒なので、これらの差分時間７秒を各駅間に配分し、配分した差分時間を元々の余裕時分から差し引いて回復時間を決定する。すなわち、第２の配分方法では、図８の表の上から順に、値の大きな駅間をチェックしていき、余裕時分の合計が７秒になるまで繰り返す。なお、値が等しい駅間が複数存在する場合には、余裕時分の残り（配分した差分時間を元々の余裕時分から差し引いたもの）が大きい駅間を優先する。

【0025】

図８の例では、セルＣ１の優先順位が最も高く、以降の優先順位は、セルＣ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６およびＣ７の順となっている。この結果から、駅間Ａ、ＢおよびＣに配分される差分時間は、それぞれ、１秒、３秒および３秒となる。すなわち、駅間Ａ、ＢおよびＣに設定される回復時間は、それぞれ、３秒（＝４秒−１秒）、３秒（＝６秒−３秒）および６秒（＝９秒−３秒）となる。

【0026】

図７Ａおよび７Ｂに戻り、第２の配分方法では、駅間Ａ、ＢおよびＣの３駅間の全てで最速運転を実行する場合と比べて、７．０ｋＷｈ小さくなる。すなわち、第２の配分方法では、第１比較例と比べて、３．０５ｋＷｈの省エネルギー化が実現されるとともに、第２比較例と比べて、１．６５ｋＷｈの省エネルギー化が実現される。また、第２の配分方法では、若干であるが、第１の配分方法に比べて省エネルギー性が向上している。省エネルギー性が向上する理由としては、駅間毎のエネルギー特性に差異がある場合、単純に余裕時分に比例して配分するより、省エネルギー効果の高い駅間を優先した方が省エネ性は向上する場合があるからだと考えられる。

【0027】

次に、図９を参照して、第１実施形態による車上システム１００の各部（図１参照）が実行する処理を説明する。

【0028】

図９に示すように、車上システム１００の遅れ時間算出部１は、まず、自列車のダイヤ情報と現在時刻とに基づいて、遅れ時間を算出する（Ｓ１）。

【0029】

そして、車上システム１００の走行時間調整部２は、遅れ時間算出部１により算出された遅れ時間と、第２のデータベース５に保存された情報（駅間毎の余裕時分およびエネルギー特性）とに基づいて、自列車の走行時間を調整する（Ｓ２）。より具体的には、走行時間調整部２は、上記の第１の配分方法（図６Ａおよび６Ｂ参照）または第２の配分方法（図７Ａ、７Ｂおよび８参照）を用いて、区間全体での自列車の消費エネルギーが最小となるように、遅れ時間を解消するために各駅間に配分する回復時間を決定する。

【0030】

そして、車上システム１００の運転支援部３は、走行時間調整部２により調整された走行時間を支援情報として画面表示等により運転士に提示する（Ｓ３）。

【0031】

以上説明したように、第１実施形態による車上システム１００は、次のような構成の遅れ時間算出部１および走行時間調整部２を備えている。遅れ時間算出部１は、自列車のダイヤ情報と現在時刻とに基づいて自列車の遅れ時間を算出するように構成されている。走行時間調整部２は、自列車が走行する各駅間の余裕時分およびエネルギー特性の少なくとも一方と、遅れ時間算出部１により算出された遅れ時間とに基づいて、自列車の遅れを回復するための回復時間を各駅間に配分し、各駅間の走行時間を調整するように構成されている。これにより、第１実施形態では、各駅間の余裕時分およびエネルギー特性の少なくとも一方と、遅れ時間とを考慮して駅間毎の回復時間が調整されるので、回復運転時の消費エネルギーの増加をより抑制することができる。

【0032】

（第２実施形態）
上記の第１実施形態では、回復時間を配分した走行時間そのものを運転士に提示して運転支援を行う例について説明した。しかしながら、第２実施形態として、回復時間を配分して走行時間を調整した後、当該走行時間に応じた運転曲線を作成し、当該運転曲線に基づく支援情報を運転士に提示して運転支援を行う例も考えられる。以下、図１０を参照して、第２実施形態による車上システム２００について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と共通する構成要素については同一の符号を割り当てて説明を省略する。

【0033】

図１０に示すように、第２実施形態による車上システム２００は、遅れ時間算出部１と、走行時間調整部２と、運転曲線作成部６と、運転支援部３ａとを備える。また、車上システム２００は、データベースとして、ダイヤ情報を記憶する第１のデータベース４と、駅間毎の余裕時分およびエネルギー特性を記憶する第２のデータベース５と、路線情報および車両特性を記憶する第３のデータベース７とを備える。

【0034】

運転曲線作成部６は、走行時間調整部２により調整された走行時間で各駅間を走行するための運転曲線を作成する。より具体的には、運転曲線作成部６は、走行時間調整部２により調整された走行時間と、第３のデータベース７に保存された情報（路線情報および車両特性）とを用いて、自列車が走行する区間全体での消費エネルギーが最小となるような走行計画に対応する運転曲線を作成する。

【0035】

運転支援部３ａは、運転曲線作成部６により作成された運転曲線に沿った運転を実現するための支援情報を作成し、作成した支援情報を画面表示等により運転士に提示する。この運転支援部３ａにより提示される支援情報は、例えば現在位置に応じた目標速度等であり、運転士は、支援情報に従って運転することで、省エネルギー化を図りつつ遅延回復を行うことができる。

【0036】

上記のように、第２実施形態によれば、運転士は、運転曲線に基づくより具体的な支援情報に基づいて列車Ｔを運転することができるので、省エネルギー化を図りながらの遅延回復を容易に行うことができる。

【0037】

第２実施形態のその他の構成および効果は、第１実施形態と同様である。

【0038】

（第３実施形態）
上記の第２実施形態では、省エネルギー化を図りつつ遅延回復を行うことが可能なように作成された運転曲線に基づく支援情報に従って運転士が列車を手動で運転する例について説明した。しかしながら、第３実施形態として、第２実施形態と同様に作成された運転曲線に基づき、列車の現在の位置および速度に応じて運転曲線に追従するための制御指令を演算し、自動運転を行ってもよい。以下、図１１を参照して、第３実施形態による車上システム３００について説明する。第３実施形態では、第２実施形態と共通する構成要素については同一の符号を割り当てて説明を省略する。

【0039】

図１１に示すように、第３実施形態による車上システム３００は、遅れ時間算出部１と、走行時間調整部２と、運転曲線作成部６と、運転制御部８とを備える。運転制御部８は、自列車の駆動制動装置９を制御可能に構成されている。

【0040】

より具体的には、運転制御部８は、運転曲線作成部６により作成された運転曲線に基づき、自列車の位置および速度に応じて、運転曲線に追従するための制御指令を算出する。自列車の位置および速度は、たとえば、車軸に設置されるＴＧ（Ｔａｃｈｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ）から情報を取得したり、車上子を介して線路上の地上子から情報を取得したり、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用したりすることにより検出することができる。

【0041】

運転制御部８は、上記のように算出した制御指令を駆動制動装置９に出力することにより、遅れ時間を解消し、かつ自列車が走行する区間全体での消費エネルギーが最小とすることが可能な運転曲線に沿って、駆動制動装置９を介して自列車の自動運転を行う。

【0042】

上記のように、第３実施形態によれば、省エネルギー化を図りながらの遅延回復を自動運転によって実現することができる。

【0043】

第３実施形態のその他の構成および効果は、第２実施形態と同様である。

【0044】

（第４実施形態）
上記の第１〜第３実施形態では、遅れ時間の算出や走行時間の調整等の演算を車上で実行する例について説明した。しかしながら、第４実施形態として、遅れ時間の算出や走行時間の調整等の演算を地上で実行し、その演算結果を無線等を介して車上に送信してもよい。以下、図１２を参照して、第４実施形態による車上システム４００および地上システム５００について説明する。

【0045】

図１２に示すように、第４実施形態による車上システム４００は、運転曲線作成部６と、運転制御部８と、データ受信部１０とを備える。また、第４実施形態による地上システム５００は、遅れ時間算出部１１と、走行時間調整部１２と、データ送信部１３とを備える。さらに、地上システム５００は、データベースとして、ダイヤ情報を記憶する第１のデータベース１４と、駅間毎の余裕時分およびエネルギー特性を記憶する第２のデータベース１５とを備える。また、地上システム４００は、データベースとして、路線情報および車両特性を記憶する第３のデータベース７を備える。

【0046】

地上システム５００の遅れ時間算出部１１は、制御対象の列車Ｔ（以下、対象列車という）のダイヤ情報と現在時刻とから、対象列車の遅れ時間を算出する。遅れ時間算出部１１は、対象列車のダイヤ情報を、第１のデータベース１４から読み出す。

【0047】

地上システム５００の走行時間調整部１２は、対象列車の遅れが解消され、かつ対象列車が走行する区間全体での対象列車の消費エネルギーが最小となるように、前述の第１の配分方法または第２の配分方法で各駅間に回復時間を配分し、各駅間での対象列車の走行時間を調整する。走行時間の調整は、遅れ時間算出部１１により算出された遅れ時間と、第２のデータベース１５に保存された情報（駅間毎の余裕時分およびエネルギー特性）とに基づいて実行される。

【0048】

地上システム５００のデータ送信部１３は、走行時間調整部１２により調整された走行時間を車上システム４００に無線等を介して送信する。

【0049】

車上システム４００のデータ受信部１０は、地上システム５００から送信された走行時間を受信し、運転曲線作成部６に通知する。運転曲線作成部６は、第３のデータベース７に記憶された情報（路線情報および車両特性）を用いて、データ受信部１０から通知された走行時間を満たすような運転曲線を作成する。運転制御部８は、運転曲線作成部６により作成された運転曲線に沿って列車Ｔを運転するための制御指令を演算し、演算した制御指令を列車Ｔの駆動制動装置９に出力する。

【0050】

上記のように、第４実施形態によれば、遅れ時間の算出および回復時間の調整を行う構成が地上システム５００に設けられるので、省エネルギー化を図りながらの遅延回復を実現するための車上システム４００の構成を簡素化することができる。

【0051】

（第５実施形態）
上記の第４実施形態では、遅れ時間の算出および走行時間の調整を地上で行い、運転曲線の作成を車上で行う例について説明した。しかしながら、第５実施形態として、遅れ時間の算出および走行時間の調整に加えて、運転曲線の作成も地上で行ってもよい。以下、図１３を参照して、第５実施形態による車上システム６００および地上システム７００について説明する。第５実施形態では、第４実施形態と共通する構成要素については同一の符号を割り当てて説明を省略する。

【0052】

図１３に示すように、第５実施形態による車上システム６００は、運転制御部８と、データ受信部１０ａとを備える。また、第５実施形態による地上システム７００は、遅れ時間算出部１１と、走行時間調整部１２と、データ送信部１３ａと、運転曲線作成部１６とを備える。さらに、地上システム７００は、データベースとして、ダイヤ情報を記憶する第１のデータベース１４と、駅間毎の余裕時分およびエネルギー特性を記憶する第２のデータベース１５と、路線情報および車両特性を記憶する第３のデータベース１７とを備える。

【0053】

地上システム７００の運転曲線作成部１６は、第３のデータベース１６に記憶された情報（路線情報および車両特性）を用いて、走行時間調整部１２により調整された走行時間を満たすような運転曲線を作成する。そして、地上システム７００のデータ送信部１３ａは、運転曲線作成部１６により作成された運転曲線を車上システム６００に無線等を介して送信する。

【0054】

車上システム６００のデータ受信部１０ａは、地上システム７００から運転曲線を受信し、受信した運転曲線を運転制御部８に通知する。運転制御部８は、データ受信部１０ａから通知された運転曲線に沿って列車Ｔを運転するための制御指令を演算し、演算した制御指令を列車Ｔの駆動制動装置９に出力する。

【0055】

上記のように、第４実施形態によれば、遅れ時間の算出および回復時間の調整を行う構成に加えて、運転曲線の作成を行う構成も地上システム７００に設けられるので、省エネルギー化を図りながらの遅延回復を実現するための車上システム６００の構成をより簡素化することができる。

【0056】

第５実施形態のその他の構成および効果は、第４実施形態と同様である。

【0057】

（変形例）
上記の第１実施形態（第２〜第５実施形態も同様）では、駅間Ａ、ＢおよびＣの各駅間の走行時間の決定（調整）を駅間Ａの走行開始時に行い、決定した走行時間を駅間Ｃの走行終了までそのまま用いる例について説明した。しかしながら、変形例として、次の駅間Ｂの走行開始時点の遅れ状況により、駅間ＢおよびＣの各々に配分する回復時間を再演算し、駅間ＢおよびＣの走行時間を再調整してもよい。

【0058】

以上、本発明の実施形態および変形例を説明したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0059】

１、１１ 遅れ時間算出部
２、１２ 走行時間調整部
３、３ａ 運転支援部
８ 運転制御部
９ 駆動制動装置
１３ データ送信部（走行時間情報送信部）
１３ａ データ送信部（運転曲線情報送信部）
１００、２００、３００、４００、６００ 車上システム
５００、７００ 地上システム
Ｔ 列車

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】