特許 7445588 運転案作成装置および運転案作成方法

(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】

(24)【登録日】2024-02-28

(45)【発行日】2024-03-07

(54)【発明の名称】運転案作成装置および運転案作成方法

(51)【国際特許分類】

   B61L 27/12 20220101AFI20240229BHJP

【ＦＩ】

B61L27/12

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020211058

(22)【出願日】2020-12-21

(65)【公開番号】P2022097855

(43)【公開日】2022-07-01

【審査請求日】2023-04-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100124682

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100104710

【弁理士】

【氏名又は名称】竹腰 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100090479

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 一

(72)【発明者】

【氏名】国崎 愛子

(72)【発明者】

【氏名】小久保 達也

(72)【発明者】

【氏名】武内 陽子

(72)【発明者】

【氏名】田中 峻一

【審査官】岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１１６８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１７８５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｌ ２７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

各駅間について、当該駅間の走行に係る所定電力量の走行時分に対する傾向データを記憶する記憶手段と、
対象列車について計画ダイヤに沿って運転する場合の計画所要時分より長い時間で運転する場合の当該長い時間に相当する余裕時分を設定する余裕時分設定手段と、
前記傾向データに基づいて前記余裕時分を割り振る駅間および割り振る時間を決定することで、前記対象列車を前記計画所要時分より前記余裕時分だけ長い時間で運転する場合の運転案を作成する作成手段と、
を備え、
前記傾向データは、各駅間について、当該駅間の走行時分を前記計画所要時分から増加させた各増加時分に対する前記所定電力量の減少度合を示す駅間別増加時分別減少度合のデータを少なくとも含み、
前記作成手段は、前記駅間別増加時分別減少度合のデータに基づいて、選択する駅間および割り振る延長時分の組み合わせの順位を決定し、決定した順に、当該組み合わせに係る駅間に当該組み合わせに係る延長時分を割り振ることで、前記運転案を作成する、
運転案作成装置。

【請求項2】

前記傾向データは、各駅間について、走行時分が同じで運転操縦方法が異なる複数の運転曲線で運転した場合の各運転曲線に関する前記傾向データを含み、
前記作成手段は、割り振る駅間に適用する運転曲線を前記傾向データに基づいて決定する、
請求項１に記載の運転案作成装置。

【請求項3】

前記作成手段は、前記運転案として、１）前記計画ダイヤを変更した変更ダイヤ、２）運転曲線、３）運転中の運転士に示すための運転操縦案内、のうちの少なくとも何れか１つを作成する、
請求項１又は２に記載の運転案作成装置。

【請求項4】

前記所定電力量は、力行電力量である、
請求項１～３の何れか一項に記載の運転案作成装置。

【請求項5】

前記作成手段は、各駅間のうち、所与の除外駅間を除外して割り振る駅を決定する、
請求項１～４の何れか一項に記載の運転案作成装置。

【請求項6】

コンピュータシステムが、
対象列車について計画ダイヤに沿って運転する場合の計画所要時分より余裕時分だけ長い時間で運転する場合の前記余裕時分を設定するステップと、
所定の記憶部に記憶された各駅間に関する当該駅間の走行に係る所定電力量の走行時分に対する傾向データに基づいて、前記余裕時分を割り振る駅間および割り振る時間を決定することで、前記対象列車を前記計画所要時分より前記余裕時分だけ長い時間で運転する場合の運転案を作成するステップと、
を実行する運転案作成方法であって、
前記傾向データは、各駅間について、当該駅間の走行時分を前記計画所要時分から増加させた各増加時分に対する前記所定電力量の減少度合を示す駅間別増加時分別減少度合のデータを少なくとも含み、
前記運転案を作成するステップは、前記駅間別増加時分別減少度合のデータに基づいて、選択する駅間および割り振る延長時分の組み合わせの順位を決定し、決定した順に、当該組み合わせに係る駅間に当該組み合わせに係る延長時分を割り振ることで、前記運転案を作成するステップである、
運転案作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、運転案を作成する運転案作成装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道の技術として、列車の運転に係る消費エネルギーを低減する、いわゆる省エネ運転を実現するような運転曲線の作成手法が開発されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－２０６３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の作成手法は、計画ダイヤを対象とし、車両性能や線路条件等を考慮した最適化計算によって、列車の運転前に運転曲線を予め作成するものである。そして、例えば、この予め作成した運転曲線に基づく運転操縦方法を列車の運転士に提示することで、省エネ運転の実現を目指すという手法が採られていた。

【0005】

しかしながら、実際の運転は計画ダイヤ通りとはならないことが多い。例えば、運行本数が多い高密度線区では列車遅延が生じ易く、遅延列車への旅客集中を避けるための列車間隔の調整や機外停止を避けることを目的として、駅での延発や抑止等の小規模な運転整理が頻繁に行われる。その結果、駅での停車時分や駅間の走行時分が変化し、計画ダイヤに沿って運転する場合の計画所要時分よりも長い時間での運行となる場合が多い。このような場合には、従来の技術を単純に適用してリアルタイムな省エネ運転曲線を作成しようとすることは、他の列車との関係性が動的に変化することもあり、困難である。特に、リアルタイムな運転曲線の作成には、演算量の低減が求められることも課題である。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、計画ダイヤに沿った計画所要時分よりも長い時間で運転する場合における省エネ運転を実現する運転案をリアルタイムに作成可能にするための技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための第１の発明は、
各駅間について、当該駅間の走行に係る所定電力量の走行時分に対する傾向データを記憶する記憶手段（例えば、図５の記憶部３００Ａ、図８の記憶部３００Ｂ、又は、図１２の記憶部３００Ｃ）と、
対象列車について計画ダイヤに沿って運転する場合の計画所要時分より長い時間で運転する場合の当該長い時間に相当する余裕時分を設定する余裕時分設定手段（例えば、図５，図８，図１２の余裕時分設定部２０２）と、
前記傾向データに基づいて前記余裕時分を割り振る駅間および割り振る時間を決定することで、前記対象列車を前記計画所要時分より前記余裕時分だけ長い時間で運転する場合の運転案を作成する作成手段（例えば、図５の運転案作成部２０４Ａ、図８の運転案作成部２０４Ｂ、又は、図１２の運転案作成部２０４Ｃ）と、
を備える運転案作成装置である。

【0008】

他の発明として、コンピュータシステムが、
対象列車について計画ダイヤに沿って運転する場合の計画所要時分より長い時間で運転する場合の当該長い時間に相当する余裕時分を設定するステップ（例えば、図３のステップＳ１）と、
所定の記憶部に記憶された各駅間に関する当該駅間の走行に係る所定電力量の走行時分に対する傾向データに基づいて、前記余裕時分を割り振る駅間および割り振る時間を決定することで、前記対象列車を前記計画所要時分より前記余裕時分だけ長い時間で運転する場合の運転案を作成するステップ（例えば、図３のステップＳ５，Ｓ７）と、
を実行する運転案作成方法を構成してもよい。

【0009】

第１の発明等によれば、計画ダイヤに沿った計画所要時分よりも長い時間で運転する場合における省エネ運転を実現する運転案をリアルタイムに作成することが可能となる。つまり、各駅間に関して当該駅間の走行に係る所定電力量の走行時分に対する傾向データを用意し、この傾向データに基づき、余裕時分を駅間に延長時分として割り振る。余裕時分とは、計画所要時分より長い時間で運転する場合の当該長い時間に相当する時分のことである。これにより、当該駅間の走行時分が延長されることとなるため、消費エネルギーを低減した走行が可能となり、その結果、省エネ運転を実現する運転案を作成することができる。一般的に、走行時分が長くなると消費エネルギーが減少する傾向がある。しかし、駅間によっては、勾配や曲線等の線路条件が異なるため、消費エネルギーの減少の傾向が異なり得る。このため、当該駅間の走行に係る所定電力量の走行時分に対する傾向データに基づくことで、消費エネルギーが減少する傾向がより高い、つまり、走行時分を長くしたときの省エネ効果がより高い駅間に優先して余裕時分を割り振ることができる。その結果、より高い省エネ効果が得られる運転案を作成することが可能となる。

【0010】

また、予め記憶された傾向データに基づき割り振る駅間および時間を決定するといった簡単な手法であるので、演算量が少ない。このため、例えば、高い省エネ効果が得られる運転案をリアルタイムに作成することを可能にするための技術を提案できる。

【0011】

第２の発明は、第１の発明において、
前記傾向データは、各駅間について、当該駅間の走行時分の増加に対する前記所定電力量の減少度合を示す駅間別減少度合のデータを少なくとも含み（例えば、図４の第１傾向データ）、
前記作成手段は、前記駅間別減少度合のデータに基づいて選択する駅間の順位を決定し、決定した駅間の順に、走行に係る延長時分を割り振ることで、前記運転案を作成する、
運転案作成装置である。

【0012】

第２の発明によれば、傾向データには、駅間の走行時分の増加に対する所定電力の減少度合のデータが含まれる。このため、例えば、所定電力量が力行電力量である場合には、傾向データに基づき、所定電力量の減少度合が大きい順に駅間の順位を決定することで、走行時分を長くしたときの省エネ効果がより高い駅間から順に余裕時分を割り振ることができる。その結果、より省エネ効果が高い運転案の作成が可能となる。

【0013】

第３の発明は、第１の発明において、
前記傾向データは、各駅間について、当該駅間の走行時分を所定時分ずつ増加させた場合の各増加段階に対する前記所定電力量の減少度合を示す駅間別段階別減少度合のデータを少なくとも含み（例えば、図６の第２傾向データ）、
前記作成手段は、前記駅間別段階別減少度合のデータに基づいて、駅間の選択と当該駅間への延長時分の割り振りとを繰り返し行うことで、前記運転案を作成する、
運転案作成装置である。

【0014】

第３の発明によれば、傾向データには、駅間の走行時分を所定時分ずつ増加させた場合の各増加段階に対する所定電力量の減少度合を示す駅間別段階別減少度合データが含まれる。同じ駅間であっても、走行時分の増加時分によって所定電力量の減少度合が異なり得る。このため、例えば、所定電力量が力行電力量である場合に、傾向データに基づき、各駅間の走行時分を段階的に増加させた各増加段階に対する所定電力量の減少度合が大きい駅間の選択、および、当該駅間への延長時分の割り振りを繰り返し行うことで、より省エネ効果が高い運転案の作成が可能となる。

【0015】

第４の発明は、第１の発明において、
前記傾向データは、各駅間について、当該駅間の走行時分を前記計画走行時分から増加させた各増加時分に対する前記所定電力量の減少度合を示す駅間別増加時分別減少度合のデータを少なくとも含み（例えば、図１１の第３傾向データ）、
前記作成手段は、前記駅間別増加時分別減少度合のデータに基づいて、選択する駅間および割り振る延長時分の組み合わせの順位を決定し、決定した順に、当該組み合わせに係る駅間に当該組み合わせに係る延長時分を割り振ることで、前記運転案を作成する、
運転案作成装置である。

【0016】

第４の発明によれば、傾向データには、駅間の走行時分を計画走行時分から増加させた各増加時分に対する所定電力量の減少度合を示す駅間別増加時分別減少度合のデータが含まれる。同じ駅間であっても、計画走行時分からの増加時分によって所定電力量の減少度合が異なり得る。このため、例えば、所定電力量が力行電力量である場合には、駅間および延長時分の組み合わせについて、当該駅間の走行時分を当該延長時分だけ増加させたときの所定電力量の減少度合が大きい順に順位を決定することで、より省エネ効果が高い運転案の作成が可能となる。

【0017】

第５の発明は、第１～第４の何れかの発明において、
前記傾向データは、各駅間について、走行時分が同じで運転操縦方法が異なる複数の運転曲線で運転した場合の各運転曲線に関する前記傾向データを含み（例えば、図１４の第１傾向データ、図１５の第２傾向データ、図１１の第３傾向データ）、
前記作成手段は、割り振る駅間に適用する運転曲線を前記傾向データに基づいて決定する、
運転案作成装置である。

【0018】

第５の発明によれば、傾向データには、各駅間について走行時分が同じで運転操縦方法が異なる複数の運転曲線で運転した場合の各運転曲線に関する傾向データが含まれる。駅間の走行時分が同じであっても運転曲線が異なれば走行に係る所定電力量が異なり得る。そのため、各運転曲線に関する傾向データに基づくことで、運転曲線の違い、つまり運転操縦の違いを考慮して、省エネ効果がより高い駅間を優先して余裕時分を割り振ることができる。そして、割り振る駅間に適用する運転曲線を、より省エネ効果が高いことを示す傾向データに関する運転曲線とすることで、運転案の作成が容易となる。

【0019】

第６の発明は、第１～第５の何れかの発明において、
前記作成手段は、前記運転案として、１）前記計画ダイヤを変更した変更ダイヤ、２）運転曲線、３）運転中の運転士に示すための運転操縦案内、のうちの少なくとも何れか１つを作成する、
運転案作成装置である。

【0020】

第６の発明によれば、運転案として、計画ダイヤを変更した変更ダイヤ、運転曲線、運転中の運転士に示すための運転操縦案内、の少なくとも何れか１つが作成される。

【0021】

第７の発明は、第１～第６の何れかの発明において、
前記所定電力量は、力行電力量である、
運転案作成装置である。

【0022】

第７の発明によれば、走行時分に対する力行電力量の傾向データに基づき、例えば、力行電力量の減少度合が大きい駅間を、走行時分を長くしたときの省エネ効果がより高い駅間とすることができる。

【0023】

第８の発明は、第１～第７の何れかの発明において、
前記作成手段は、各駅間のうち、所与の除外駅間を除外して割り振る駅を決定する、
運転案作成装置である。

【0024】

第８の発明によれば、各駅間のうち、所与の除外駅間を除外して割り振る駅間が決定される。これにより、例えば、旅客の利便性を優先させて走行時分を増加させたくない駅間を除外駅間として設定するといったことができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】余裕時分の設定の説明図。

【図2】ＷＴプロットの一例。

【図3】運転案作成処理のフローチャート。

【図4】第１実施例における傾向データおよび余裕時分の割り振りの説明図。

【図5】第１実施例における運転案作成装置の機能構成例。

【図6】第２実施例における傾向データの説明図。

【図7】第２実施例における余裕時分の割り振りの説明図。

【図8】第２実施例における運転案作成装置の機能構成例。

【図9】ブレーキパターン毎のＷＴプロットの説明図。

【図10】第３実施例における傾向データおよび余裕時分の割り振りの説明図。

【図11】第３実施例における傾向データおよび余裕時分の割り振りの説明図。

【図12】第３実施例における運転案作成装置の機能構成例。

【図13】第１傾向データの他の例。

【図14】第１傾向データの他の例。

【図15】第２傾向データの他の例。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態の一例を説明する。なお、以下に説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一要素には同符号を付す。

【0027】

［概要］
本実施形態の運転案作成装置１は、対象列車について、計画ダイヤに沿って運転する場合の計画所要時分より余裕時分だけ長い時間で運転する場合の余裕時分を設定する。次いで、各駅間について当該駅間の走行に係る所定電力量の走行時分に対する傾向データに基づいて余裕時分を割り振る駅間および割り振る時間を決定する。そして、対象列車を計画所要時分より余裕時分だけ長い時間で運転する場合の運転案を作成する。

【0028】

［余裕時分の設定］
図１は、余裕時分の設定を説明する図である。本実施形態では、計画ダイヤに沿って運転する場合の計画所要時分より余裕時分だけ長い時間で運転することを運転整理とし、計画ダイヤと、運転整理が行われた後のダイヤである変更ダイヤとを比較して余裕時分を設定する。余裕時分とは、計画所要時分より長い時間で運転する場合の当該長い時間に相当する時分である。つまり、計画ダイヤにおける各列車を対象列車とし、計画ダイヤでの各駅の停車時分に対して延発や抑止等の運転整理により長くなった時分を抽出する。そして、抽出した時分の合計時分を対象列車の余裕時分として設定する。

【0029】

［ＷＴプロット］
本実施形態では、走行に係る所定電力量を力行電力量とする。そして、各駅間について当該駅間の走行時分に対する力行電力量の傾向データは、対象列車についてのＷＴプロットから作成する。

【0030】

図２は、ＷＴプロットを説明する図である。ＷＴプロットとは、走行時分Ｔと力行電力量Ｗとの関係である。例えば、図２に示すように、ＷＴプロットは、横軸を駅間の走行時分Ｔ、縦軸を当該駅間の走行に係る力行電力量Ｗとしたグラフで表される。図２では、“列車Ａ”の“ａｂ駅間”についてのＷＴプロットの一例を示している。本実施形態において、ＷＴプロットは、計画ダイヤで定められる駅間の走行時分（以下「計画走行時分」という。図２では“１６０秒”）に対して所定時分（図２では“５秒”）ずつ変化させた各走行時分における当該駅間の走行に係る力行電力量を求めることで作成される。つまり、本実施形態におけるＷＴプロットは、走行時分の変化時分毎の離散的なプロットであるが、これらのプロットを補間等により繋いだ曲線としてもよい。一般的に、走行時分が長くなるほど、力行電力量は減少する傾向がある。

【0031】

［処理の流れ］
図３は、運転案作成装置１が行う運転案作成処理の流れを説明するフローチャートである。処理の前提として、運転案作成装置１には、計画ダイヤと、この計画ダイヤに対して運転整理が行われた後の変更ダイヤと、各列車の傾向データとが与えられているとする。

【0032】

運転案作成装置１は、計画ダイヤの各列車を対象列車として以下の処理を行う。すなわち、先ず、計画ダイヤと変更ダイヤとを比較し、計画ダイヤにおける対象列車の各駅の停車時分に対して運転整理により長くなった時分を抽出し、その合計時分を対象列車の余裕時分として設定する（ステップＳ１）。また、計画ダイヤの走行時分から延長しない駅間（除外駅間）を設定する（ステップＳ３）。除外駅間は、例えば、旅客利便性を考慮して設定される。

【0033】

次いで、対象列車の傾向データに基づき、除外駅間を除外した各駅間について、余裕時分を割り振る駅間および割り振る走行時分を決定する（ステップＳ５）。この決定の仕方については詳細を後述する。

【0034】

そして、各駅間の割り振り後の走行時分を満たす運転案を作成する（ステップＳ７）。運転案としては、例えば、各駅間について、計画ダイヤで定められる走行時分（計画走行時分）に当該駅間に割り振った時分を加算した時分を変更後の走行時分として決定し、この変更後の走行時分を満たすような運転曲線および運転操縦方法を作成する。運転操縦方法とは、力行（ノッチを含む）やブレーキ（ノッチを含む）、惰行といった運転操縦の組み合わせである。また、計画ダイヤで定められる停車時分となるように各駅の着発時刻を決定して、計画ダイヤを変更した変更ダイヤを作成する。この変更ダイヤを運転案として作成してもよい。このとき、計画ダイヤにおいて遅延回復のための停車時分や折り返し時分等が付加されている駅については、計画ダイヤにおける停車時分からその付加時分を差し引いた時分を停車時分として、各駅の着発時刻を決定してもよい。

【0035】

以下、傾向データ、および、傾向データに基づく余裕時分の割り振り（ステップＳ５）について、具体的な３つの実施例を順に説明する。

【0036】

［第１実施例］
第１実施例では、傾向データを、各駅間について、当該駅間の走行時分の増加に対する力行電力量の減少度合を示す駅間別減少度合のデータとする。そして、その駅間別減少度合のデータに基づいて選択する駅間の順位を決定し、決定した駅間の順に、走行に係る延長時分を割り振ることで、運転案を作成する。

【0037】

＜傾向データおよび余裕時分の割り振り＞
図４は、第１実施例における傾向データ（以下「第１傾向データ」という）、および、第１傾向データに基づく余裕時分の割り振りを説明する図である。第１実施例における第１傾向データは、対象列車のＷＴプロットから、図４に示すように作成する。

【0038】

すなわち、図４の上側に示すように、対象列車のＷＴプロットは、各駅間について用意される。先ず、各駅間について、当該駅間のＷＴプロットから、当該駅間の走行時分の単位時分当たりの力行電力量の減少量である力行電力量減少率を、当該駅間の走行時分の増加に対する力行電力量の減少度合として算出する。力行電力量減少率は、例えば、ＷＴプロットにおける最小の走行時分ｔ０に対する力行電力量Ｗ０と、最大の走行時分ｔｎに対する力行電力量Ｗｎとから、力行電力量減少率＝｛－（Ｗｎ－Ｗ０）／（ｔｎ－ｔ０）｝、として算出される。例えば、図２の例であれば、最小の走行時分ｔ０が“１５５秒”に該当し、最大の走行時分ｔｎが“１８０秒”に該当する。そして、図４の中央に示すように、各駅間の力行電力量減少率の一覧（リスト）である駅間別減少度合のデータを、対象列車の第１傾向データとする。本実施形態では、傾向データは、列車毎のデータである。そのため、第１傾向データも、ある列車（＝対象列車）を対象とした各駅間のデータである。

【0039】

続いて、図４の下側に示すように、対象列車の第１傾向データから、各駅間を、対応する力行電力量減少率が大きい順に順位付けした第１ランキング表を作成する。そして、この第１ランキング表の順位に従って、各駅間に所定時分（例えば、２０秒）を延長時分として割り振っていくことを、割り振った時間が余裕時分に達するまで行う。このとき、割り振った延長時分の合計が余裕時分に一致するようにする。例えば、最後に割り振る駅間については、所定時分以下となる時分を割り振る。力行電力量減少率が大きい駅間とは、走行時分の増加に対する力行電力量の減少度合が高い、つまり走行時分の増加に対する省エネ効果が高いと推測される駅間である。このことから、そのような駅間を優先して余裕時分を割り振ることで、より省エネ効果が高い運転案を作成することができる。

【0040】

＜機能構成＞
図５は、第１実施例における運転案作成装置１Ａの機能構成の一例である。図５によれば、運転案作成装置１Ａは、操作部１０２と、表示部１０４と、音出力部１０６と、通信部１０８と、処理部２００Ａと、記憶部３００Ａとを備えて構成され、一種のコンピュータシステムとして実現される。なお、運転案作成装置１Ａは、１台のコンピュータで実現してもよいし、複数台のコンピュータを接続して構成することとしてもよい。

【0041】

操作部１０２は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置で実現され、なされた操作に応じた操作信号を処理部２００Ａに出力する。表示部１０４は、例えば液晶ディスプレイやタッチパネル等の表示装置で実現され、処理部２００Ａからの表示信号に基づく各種表示を行う。音出力部１０６は、例えばスピーカ等の音出力装置で実現され、処理部２００Ａからの音信号に基づく各種音出力を行う。通信部１０８は、例えば無線通信モジュールやルータ、モデム、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等で実現される通信装置であり、所与の通信ネットワークに接続して外部装置とのデータ通信を行う。

【0042】

処理部２００Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の演算装置や演算回路で実現されるプロセッサーであり、記憶部３００Ａに記憶されたプログラムやデータ、操作部１０２や通信部１０８からの入力データ等に基づいて、運転案作成装置１Ａの全体制御を行う。

【0043】

また、処理部２００Ａは、機能的な処理ブロックとして、余裕時分設定部２０２と、運転案作成部２０４Ａとを有する。処理部２００Ａが有するこれらの各機能部は、処理部２００Ａがプログラムを実行することでソフトウェア的に実現することも、専用の演算回路で実現することも可能である。本実施形態では、前者のソフトウェア的に実現することとして説明する。

【0044】

余裕時分設定部２０２は、対象列車について計画ダイヤに沿って運転する場合の計画所要時分より長い時間で運転する場合の当該長い時間に相当する余裕時分を設定する。つまり、計画ダイヤにおける各列車を対象列車とし、計画ダイヤと変更ダイヤとを比較して、計画ダイヤでの各駅の停車時分に対して延発や抑止等の運転整理により長くなった時分を抽出し、その合計時分を対象列車の余裕時分として設定する（図１参照）。計画ダイヤは、計画ダイヤデータ３０４として記憶され、変更ダイヤは変更ダイヤデータ３０６として記憶されている。

【0045】

運転案作成部２０４Ａは、傾向データに基づいて余裕時分を割り振る駅間および割り振る時間を決定することで、対象列車を計画所要時分より余裕時分だけ長い時間で運転する場合の運転案を作成する。具体的には、第１傾向データ３１０Ａである、各駅間について当該駅間の走行時分の増加に対する力行電力量の減少度合を示す駅間別減少度合のデータに基づいて、選択する駅間の順位を決定し、決定した駅間の順に、走行に係る延長時分を割り振ることで、運転案を作成する（図４参照）。このとき、各駅間のうち、所与の除外駅間を除外して割り振る駅を決定する。また、運転案として、１）計画ダイヤを変更した変更ダイヤ、２）運転曲線、３）運転中の運転士に示すための運転操縦案内、のうちの少なくとも何れか１つを作成する。作成した運転案は、運転案データ３２０Ａとして記憶される。

【0046】

記憶部３００Ａは、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のＩＣ（Integrated Circuit）メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置で実現され、処理部２００が運転案作成装置１Ａを統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部２００Ａの作業領域として用いられ、処理部２００Ａが実行した演算結果や、操作部１０２や通信部１０８からの入力データ等が一時的に格納される。本実施形態では、記憶部３００Ａには、運転案作成プログラム３０２Ａと、計画ダイヤデータ３０４と、変更ダイヤデータ３０６と、第１傾向データ３１０Ａと、運転案データ３２０Ａとが記憶される。

【0047】

第１傾向データ３１０Ａは、各駅間について、当該駅間の走行に係る力行電力量の走行時分に対する傾向データである。具体的には、各駅間について、当該駅間の走行時分の増加に対する力行電力量の減少度合を示す駅間別減少度合のデータである（図４参照）。

【0048】

［第２実施例］
第２実施例では、傾向データを、各駅間について、当該駅間の走行時分を所定時分ずつ増加させた場合の各増加段階に対する力行電力量の減少度合を示す駅間別段階別減少度合のデータとする。そして、その駅間別段階別減少度合のデータに基づいて、駅間の選択と当該駅間への延長時分の割り振りとを繰り返し行うことで、運転案を作成する。

【0049】

＜傾向データ＞
図６は、第２実施例における傾向データ（以下「第２傾向データ」という）を説明する図である。第２実施例における第２傾向データは、対象列車のＷＴプロットから、図６に示すように作成する。

【0050】

すなわち、図６の上側に示すように、対象列車のＷＴプロットは、各駅間について用意される。そして、各駅間について、当該駅間のＷＴプロットから、当該駅間の計画走行時分からの増加時分を単位時分で区切った各増加段階での力行電力量の減少量である力行電力量減少量を、当該駅間の走行時分を所定時分ずつ増加させた場合の各増加段階に対する力行電力量の減少度合として算出する。走行時分を区切る単位時分は、例えば、ＷＴプロットの作成の際に力行電力量を求めた走行時分の変化時分（例えば、５秒）とすることができる。そして、図６の下側に示すように、各駅間の各増加段階での力行電力量減少量の一覧（リスト）である駅間別増加段階別減少度合のデータを、対象列車の第２傾向データとする。本実施形態では、傾向データは、列車毎のデータである。そのため、第２傾向データも、ある列車（＝対象列車）を対象とした各駅間の増加段階毎のデータである。

【0051】

＜余裕時分の割り振り＞
図７は、第２傾向データに基づく余裕時分の割り振りを説明する図である。第２実施例では、第２傾向データに基づいて、駅間を順位付けした第２ランキング表の作成と、この第２ランキング表に基づく駅間の選択および当該駅間への延長時分の割り振りとを繰り返し行う。

【0052】

先ず、図７の上側に示すように、各駅間を、計画走行時分から最初の増加段階（図７の例では、０～５秒）での力行電力量減少量が大きい順に順位付けした１回目の第２ランキング表を作成する。そして、図７の中央に示すように、この１回目の第２ランキング表において順位が最高（１位）の駅間を選択し、当該駅間に単位時分（例えば、５秒）を延長時分として割り振る。

【0053】

次いで、図７の下側に示すように、今回延長時分を割り振った駅間についてはその次の増加段階での力行電力量減少量に置き換えて、同様に、各駅間を、増加段階での力行電力量が大きい順に順位付けした２回目の第２ランキング表を作成する。そして、同様に、２回目のランキング表において順位が最高（１位）の駅間を選択し、当該駅間に単位時分（例えば、５秒）を延長時分として割り振る。このように、第２ランキング表の作成および延長時分の割り振りを、余裕時分の全てを割り振るまで繰り返す。

【0054】

＜機能構成＞
図８は、第２実施例における運転案作成装置１Ｂの機能構成の一例である。なお、図８において、図５と同一要素については同符号を付し、詳細な説明を省略する。図８によれば、運転案作成装置１Ｂにおいて、処理部２００Ｂは、機能的な処理ブロックとして、余裕時分設定部２０２と、運転案作成部２０４Ｂとを有する。

【0055】

運転案作成部２０４Ｂは、傾向データに基づいて余裕時分を割り振る駅間および割り振る時間を決定することで、対象列車を計画所要時分より余裕時分だけ長い時間で運転する場合の運転案を作成する。具体的には、第２傾向データ３１０Ｂである、各駅間について当該駅間の走行時分を所定時分ずつ増加させた場合の各増加段階に対する力行電力量の減少度合を示す駅間別段階別減少度合のデータに基づいて、駅間の選択と当該駅間への延長時分の割り振りとを繰り返し行うことで、運転案を作成する（図６，７参照）。このとき、各駅間のうち、所与の除外駅間を除外して割り振る駅を決定する。また、運転案として、１）計画ダイヤを変更した変更ダイヤ、２）運転曲線、３）運転中の運転士に示すための運転操縦案内、のうちの少なくとも何れか１つを作成する。作成した運転案は、運転案データ３２０Ｂとして記憶される。

【0056】

記憶部３００Ｂには、運転案作成プログラム３０２Ｂと、計画ダイヤデータ３０４と、変更ダイヤデータ３０６と、第２傾向データ３１０Ｂと、運転案データ３２０Ｂと、が記憶される。

【0057】

第２傾向データ３１０Ｂは、各駅間について、当該駅間の走行に係る力行電力量の走行時分に対する傾向データである。具体的には、各駅間について、当該駅間の走行時分を所定時分ずつ増加させた場合の各増加段階に対する力行電力量の減少度合を示す駅間別段階別減少度合のデータである（図６参照）。

【0058】

［第３実施例］
第３実施例では、傾向データを、各駅間について、当該駅間の走行時分を計画走行時分から増加させた各増加時分に対する力行電力量の減少度合を示す駅間別増加時分別減少度合のデータとするとともに、走行時分が同じで運転操縦方法が異なる複数の運転曲線で運転した場合の各運転曲線に関するデータとする。そして、その駅間別増加時分別減少度合のデータに基づいて、選択する駅間および割り振る延長時分の組み合わせの順位を決定し、決定した順に、当該組み合わせに係る駅間に当該組み合わせに係る延長時分を割り振ることで、運転案を作成する。

【0059】

＜走行時分が同じで運転操縦方法が異なる運転曲線＞
図９は、ある駅間の運転曲線の一例を示す図である。図９の上側には、ある駅間の運転曲線として、走行時分が同じであり、運転操縦方法としてブレーキパターンが異なる３種類の運転曲線を示している。ブレーキパターンとは、運転操縦の１つであるブレーキ扱い（使用するノッチ、速度帯に応じて複数のノッチを設定することも含む）である。図９の上側に示すように、走行時分が同じであっても、運転操縦の１つであるブレーキパターンが異なると、力行や惰行といった他の運転操縦の扱いが異なることから、運転曲線が異なるとともに、力行電力量も異なり得る。つまり、ブレーキパターン毎に、当該ブレーキパターンを含む運転曲線として走行時分が異なる複数の運転曲線が存在することから、図９の下側に示すように、各ブレーキパターンについてＷＴプロットが作成される。

【0060】

＜傾向データ＞
図１０，図１１は、第３実施例における傾向データ（以下「第３傾向データ」という）および余裕時分の割り振りを説明する図である。第３実施例における第３傾向データは、対象列車のＷＴプロットから、図１０，図１１に示すように作成する。

【0061】

すなわち、図１０に示すように、ＷＴプロットは、各駅間について、ブレーキパターン毎に用意される。各駅間について、ブレーキパターン毎に、対応するＷＴプロットから、当該駅間の走行時分を計画走行時分から増加させた各増加時分に対する力行電力量の減少量を、当該駅間の走行時分を計画走行時分から増加させた各増加時分に対する力行電力量の減少度合として算出する。

【0062】

そして、図１１の上側に示すように、駅間および増加時分の組み合わせそれぞれについてのブレーキパターン毎の力行電力量減少量の一覧（リスト）である駅間別増加時分別減少度合のデータを、対象列車の第３傾向データとする。本実施形態では、傾向データは、列車毎のデータである。そのため、第３傾向データも、ある列車（＝対象列車）を対象とした各駅間の各増加段階のブレーキパターン毎のデータである。この第３傾向データから、各駅間について、当該駅間と各増加時分との組み合わせのうち、力行電力量が最大となる１つの組み合わせを抽出し、その力行電力量および対応するブレーキパターンを、当該組み合わせに対応する力行電力量減少量およびブレーキパターンとする。

【0063】

続いて、図１１の下側に示すように、抽出した駅間および増加時分の組み合わせそれぞれを、対応する力行電力減少量が大きい順に順位付けした第３ランキング表を作成する。そして、この第３ランキング表の順位に従って、各駅間に、当該駅間との組み合わせである増加時分を延長時分として割り振っていく。このとき、各駅間に割り振った延長時分の合計が、余裕時分に一致するようにする。

【0064】

＜運転案の作成＞
更に、第３実施例では、対象列車の各駅間のうち、延長時分を割り振った駅間については、第３ランキング表において当該駅間に対応付けられているブレーキパターンを含む運転曲線を適用して、運転案を作成する。例えば、図１１の例では、順位が“１位”の“ｂｃ駅間”の“＋１５秒”については、ブレーキパターン“ＢＰ３”を含む運転曲線を適用する。これは、第３ランキング表において各駅間に対応する力行電力量減少量は、当該駅間の走行時分を当該駅間との組み合わせである増加時分だけ長くしたときの力行電力量減少量であるとともに、その力行電力量減少量は、当該組み合わせに対応するブレーキパターンを含む運転曲線で走行したときに実現されるからである。

【0065】

＜機能構成＞
図１２は、第３実施例における運転案作成装置１Ｃの機能構成の一例である。なお、図１２において、図５と同一要素については同符号を付し、詳細な説明を省略する。図１２によれば、運転案作成装置１Ｃにおいて、処理部２００Ｃは、機能的な処理ブロックとして、余裕時分設定部２０２と、運転案作成部２０４Ｃとを有する。

【0066】

運転案作成部２０４Ｃは、傾向データに基づいて余裕時分を割り振る駅間および割り振る時間を決定することで、対象列車を計画所要時分より前記余裕時分だけ長い時間で運転する場合の運転案を作成する。具体的には、第３傾向データは、各駅間について当該駅間の走行時分を計画走行時分から増加させた各増加時分に対する力行電力量の減少度合を示す駅間別増加時分別減少度合のデータであるとともに、各駅間についてブレーキパターンの異なる運転曲線で運転した場合の各運転曲線に関するデータとする。この第３傾向データに基づいて、選択する駅間および割り振る延長時分の組み合わせの順位を決定し、決定した順に、当該組み合わせに係る駅間に当該組み合わせに係る延長時分を割り振ることで、運転案を作成する（図１０，図１１参照）。このとき、各駅間のうち、所与の除外駅間を除外して割り振る駅を決定する。また、運転案として、１）計画ダイヤを変更した変更ダイヤ、２）運転曲線、３）運転中の運転士に示すための運転操縦案内、のうちの少なくとも何れか１つを作成する。

【0067】

記憶部３００Ｃには、運転案作成プログラム３０２Ｃと、計画ダイヤデータ３０４と、変更ダイヤデータ３０６と、第３傾向データ３１０Ｃと、運転案データ３２０Ｃと、が記憶される。

【0068】

第３傾向データ３１０Ｃは、各駅間について、当該駅間の走行に係る力行電力量の走行時分に対する傾向データである。具体的には、各駅間について、当該駅間の走行時分を計画走行時分から増加させた各増加時分に対する力行電力量の減少度合を示す駅間別増加時分別減少度合のデータであるとともに、各駅間について、ブレーキパターンの異なる運転曲線で運転した場合の各運転曲線に関するデータである（図１１参照）。

【0069】

［作用効果］
以上複数の実施例を説明したが、本実施形態によれば、計画ダイヤに沿った計画所要時分よりも長い時間で運転する場合における省エネ運転を実現する運転案をリアルタイムに作成することが可能となる。つまり、各駅間に関して当該駅間の走行に係る所定電力量の走行時分に対する傾向データを用意し、この傾向データに基づき、余裕時分を駅間に延長時分として割り振る。これにより、当該駅間の走行時分が延長されることとなるため、消費エネルギーを低減した走行が可能となり、その結果、省エネ運転を実現する運転案を作成することができる。一般的に、走行時分が長くなると消費エネルギーが減少する傾向がある。しかし、駅間によっては、勾配や曲線等の線路条件が異なるため、消費エネルギーの減少の傾向が異なり得る。このため、当該駅間の走行に係る所定電力量の走行時分に対する傾向データに基づくことで、消費エネルギーが減少する傾向がより高い、つまり、走行時分を長くしたときの省エネ効果がより高い駅間に優先して余裕時分を割り振ることができる。その結果、より高い省エネ効果が得られる運転案を作成することが可能となる。

【0070】

また、予め記憶された傾向データに基づき割り振る駅間および時間を決定するといった簡単な手法であるので、演算量が少ない。このため、例えば、高い省エネ効果が得られる運転案をリアルタイムに作成することを可能にするための技術を提案できる。

【0071】

［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

【0072】

（Ａ）第１実施例の変形例その１
第１実施例において、第１傾向データを、対象列車を含む複数の列車についてのＷＴプロットから作成するようにしてもよい。

【0073】

図１３は、第１傾向データの他の例を示す図である。図１３の上側に示すように、計画ダイヤにおける列車であって対象列車を含む各列車について、対象列車と同様に、当該列車のＷＴプロットから、各駅間についての力行電力量減少率を算出する、そして、図１３の中央に示すように、共通する各駅間について、各列車の力行電力量減少率の平均を求め、図１３の下側に示すように、この平均力行電力量減少率が大きい順に駅間を順位付けして、第１ランキング表を作成する。

【0074】

（Ｂ）第１実施例の変形例その２
第１実施例において、第１傾向データを、各駅間について走行時分が同じで運転操縦方法が異なる複数の運転曲線で運転した場合の各運転曲線に関するデータを含むようにしてもよい。

【0075】

図１４は、第１傾向データの更なる他の例を示す図である。図１４の上側に示すように、第３実施例と同様に、対象列車のＷＴプロットとして、各駅間についてブレーキパターン毎のＷＴプロットを用意する。そして、各駅間について、ブレーキパターン毎に、対応するＷＴプロットから力行電力量減少率を算出する。次いで、図１４の中央に示すように、各駅間についてのブレーキパターン毎の力行電力量減少率の一覧（リスト）を、第１傾向データとする。そして、この第１傾向データから、各駅間について、力行電力量が最大となるブレーキパターンとの組み合わせを抽出する。続いて、図１４の下側に示すように、抽出した駅間およびブレーキパターンの組み合わせについて、対応する力行電力量減少率が大きい順に順位付けした第１ランキング表を作成する。

【0076】

この場合、運転案の作成に際して、余裕時分を延長時分として割り振った駅間については、第１ランキング表において当該駅間に対応付けられているブレーキパターンを含む運転曲線を、当該駅間の運転曲線として適用する。これは、この第１ランキング表において、各駅間に対応する力行電力量減少量は、当該駅間に対応するブレーキパターンを含む運転曲線で走行したときに実現されるからである。

【0077】

（Ｃ）第２実施例の変形例
第２実施例において、第２傾向データを、各駅間について走行時分が同じで運転操縦方法が異なる複数の運転曲線で運転した場合の各運転曲線に関するデータを含むようにしてもよい。

【0078】

図１５は、第２傾向データの他の例を示す図である。第３実施例と同様に、対象列車のＷＴプロットとして、各駅間についてブレーキパターン毎のＷＴプロットを用意する。そして、図１５の上側に示すように、各駅間について、対応するブレーキパターン毎のＷＴプロットから、増加段階ごとに、ブレーキパターン別の力行電力量減少量を算出する。次いで、各駅間について、増加段階ごとに、力行電力量減少量が最大となるブレーキパターンとの組み合わせを抽出し、図１５に下側に示すように、各駅間について増加段階別に抽出した力行電力量およびブレーキパターンを対応付けた一覧（リスト）を、第２傾向データとする。

【0079】

この場合、運転案の作成に際して、余裕時分を延長時分として割り振った駅間については、第２ランキング表において当該駅間に対応付けられているブレーキパターンを含む運転曲線を、当該駅間の運転曲線として適用する。これは、この第２ランキング表において、各駅間に対応する力行電力量減少量は、当該駅間に対応するブレーキパターンを含む運転曲線で走行したときに実現されるからである。

【0080】

（Ｄ）所定電力量
上述の実施形態では、走行に係る所定電力量を力行電力量としたが、力行電力量から回生電力量を差し引いた消費エネルギーとしてもよい。

【符号の説明】

【0081】

１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）…運転案作成装置
２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ…処理部
２０２…余裕時分設定部
２０４Ａ，２０４Ｂ，２０４Ｃ…運転案作成部
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ…記憶部
３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ…運転案作成プログラム
３０４…計画ダイヤデータ
３０６…変更ダイヤデータ
３１０Ａ…第１傾向データ
３１０Ｂ…第２傾向データ
３２０Ｃ…第３傾向データ
３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ…運転案データ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】