プログラム、運転曲線作成装置及び実績ダイヤ推定装置
【課題】列車の走行を模擬する列車運行シミュレーションにおいて、駅間走行時分の算出を行う新たな手法の提供。
【解決手段】列車ダイヤを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジそれぞれについて、発着駅間の運転曲線を作成して駅間走行時分を算出することで、列車ダイヤに従った運行を想定した実績ダイヤが作成される。駅間の運転曲線の作成は、発時刻における信号現示に従って発着駅間の仮の運転曲線ａが作成され、この仮の運転曲線のうち、信号現示の変化時刻に対応する列車位置以降の部分が、変化後の信号現示に従ってbに示すように更新されることで実現される。
【解決手段】列車ダイヤを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジそれぞれについて、発着駅間の運転曲線を作成して駅間走行時分を算出することで、列車ダイヤに従った運行を想定した実績ダイヤが作成される。駅間の運転曲線の作成は、発時刻における信号現示に従って発着駅間の仮の運転曲線ａが作成され、この仮の運転曲線のうち、信号現示の変化時刻に対応する列車位置以降の部分が、変化後の信号現示に従ってbに示すように更新されることで実現される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所与の発着駅間の運転曲線を作成させるためのプログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
作成した列車ダイヤの評価や検証のために、列車の走行を模擬する列車運行シミュレーションが用いられている。特に、都心部など、列車間隔が狭く少しの遅延が後続の列車の遅延を引き起こすような密な列車ダイヤについては、駅間走行時分の予測精度を高めるために、列車の走行をより詳細に模擬する列車運行シミュレーションが求められている。このような機能を持つ列車運行シミュレータでは、微少な単位時間毎に、運動方程式を解きながら列車の位置と速度を計算することで、列車運行を詳細に模擬している（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】明日香 昌，駒谷 喜代俊、「ミクロモデルとマクロモデルによる列車運行シミュレーションの結合」、電気学会論文誌．Ｃ，電子・情報・システム部門誌、１１６巻１０号、１９９６年９月２０日発行、ｐ．１１３４−１１４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の列車運行シミュレーションでは、例えば１秒といった微少な時間間隔で時刻を進めながら、列車の位置と速度を算出しているため、処理時間が膨大となるという欠点があった。
【０００５】
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、列車の走行を模擬する列車運行シミュレーションにおいて、駅間走行時分の算出を行う新たな手法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の形態は、
コンピュータに、所与の発着駅間の閉そく区間に係る信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報に基づいて、当該発着駅間の運転曲線を作成させるためのプログラムであって、
所与の発時刻における前記信号の現示である発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段、
前記発時刻において発駅を発車した場合の前記発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する初期作成手段、
前記信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段、
前記現示変化時刻における走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する更新手段、
として前記コンピュータを機能させ、前記更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記発着駅間の運転曲線とするプログラムである。
【０００７】
また、他の形態として、
所与の発着駅間の閉そく区間に係る信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報に基づいて、当該発着駅間の運転曲線を作成する運転曲線作成装置であって、
所与の発時刻における前記信号の現示である発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻において発駅を発車した場合の前記発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する初期作成手段と、
前記信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段と、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する更新手段と、
を備え、前記更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記発着駅間の運転曲線とする運転曲線作成装置を構成しても良い。
【０００８】
この第１の形態等によれば、閉そく区間に係る信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報に基づいて、所与の発着駅間の運転曲線が作成される。具体的には、先ず、発時刻における信号現示（発時点信号現示）を用いて発着駅間の仮の運転曲線が作成され、次いで、この仮の運転曲線のうち、信号現示の変化時刻における走行位置以降の部分が変化後の信号現示（変化後信号現示）を用いて更新さる。そして、最終的な運転曲線が、発着駅間の運転曲線とされる。このように、微少な時間間隔でシミュレーション時刻を進めていくような従来とは異なる新たな手法によって、所与の発着駅間の運転曲線の作成を行うことができる。
【０００９】
また、第２の形態として、
コンピュータに、所与の路線のダイヤデータから実績ダイヤを推定させるためのプログラムであって、
前記路線に係る各信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報を初期設定する信号現示遷移情報初期設定手段、
前記ダイヤデータを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジの中から前記ダイヤデータの時系列順に処理対象断片スジを順次選択する断片スジ選択手段、
前記処理対象断片スジに係る運転曲線を作成する運転曲線作成手段、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて前記信号現示遷移情報を更新する信号現示遷移情報更新手段、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて、前記処理対象断片スジに係る発着駅間の実績ダイヤを決定する断片スジ部分決定手段、
として前記コンピュータを機能させるとともに、
前記運転曲線作成手段が、
前記処理対象断片スジに係る発時刻における発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻に前記発駅を発車した場合の前記処理対象断片スジに係る発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する発時点運転曲線作成手段と、
前記処理対象断片スジに係る発着駅間の信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における前記処理対象断片スジ中の走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する運転曲線更新手段と、
を有し、前記運転曲線更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記処理対象断片スジに係る前記発着駅間の運転曲線とする、
ように前記コンピュータを機能させるためのプログラムを構成しても良い。
【００１０】
また、他の形態として、
所与の路線のダイヤデータから実績ダイヤを推定する実績ダイヤ推定装置であって、
前記路線に係る各信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報を初期設定する信号現示遷移情報初期設定手段と、
前記ダイヤデータを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジの中から前記ダイヤデータの時系列順に処理対象断片スジを順次選択する断片スジ選択手段と、
前記処理対象断片スジに係る運転曲線を作成する運転曲線作成手段と、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて前記信号現示遷移情報を更新する信号現示遷移情報更新手段と、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて、前記処理対象断片スジに係る発着駅間の実績ダイヤを決定する断片スジ部分決定手段と、
を備え、
前記運転曲線作成手段は、
前記処理対象断片スジに係る発時刻における発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻に前記発駅を発車した場合の前記処理対象断片スジに係る発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する発時点運転曲線作成手段と、
前記処理対象断片スジに係る発着駅間の信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における前記処理対象断片スジ中の走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する運転曲線更新手段と、
を有し、前記運転曲線更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記処理対象断片スジに係る前記発着駅間の運転曲線とする、
実績ダイヤ推定装置を構成しても良い。
【００１１】
この第２の形態等によれば、所与のダイヤデータを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジそれぞれにかかる運転曲線が作成され、この運転曲線を用いて発着駅間の実績ダイヤが決定される。断片スジにかかる運転曲線の作成は、発時刻における信号現示（発時点信号現示）を用いて発着駅間の仮の運転曲線が作成され、この仮の運転曲線のうち、信号現示の変化時刻における走行位置以降の部分が、変化後の信号現示を用いて更新されることで行われる、
【００１２】
このように、実績ダイヤの推定において、駅間の走行時分の算出に必要な駅間運転曲線の作成を独立した処理として行うことができる。また、この駅間運転曲線の作成は、微少な単位時間毎に繰り返し運動方程式を解くなどして列車の位置及び速度を算出するといった従来とは異なる手法によって実現される。
【００１３】
また、第３の形態として、第２の形態におけるプログラムであって、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線に基づく前記処理対象断片スジに係る着時刻が、前記ダイヤデータに定められた着時刻より遅れた場合、当該処理対象断片スジに係る列車スジの当該処理対象断片スジ以降の断片スジの発着時刻を遅らせるように再定義する遅延発生時断片スジ更新手段として前記コンピュータを更に機能させるためのプログラムを構成しても良い。
【００１４】
この第３の形態によれば、作成された運転曲線に基づく処理対象断片スジにかかる着時刻が、ダイヤデータに定められた着時刻より遅れた場合、処理対象断片スジ以降の断片スジの発着時刻が遅らせられる。これにより、処理対象断片スジにかかる着時刻が大幅に遅れて、次の断片スジの発時刻と逆転したといった場合でも対処可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】列車運行シミュレーションの概要図。
【図２】駅間の構成例。
【図３】信号現示遷移の一例。
【図４】図３の信号現示遷移に従った運転曲線作成の一例。
【図５】信号現示遷移の一例。
【図６】図５の信号現示遷移に従った運転曲線作成の一例。
【図７】信号現示遷移の一例。
【図８】図７の信号現示遷移に従った運転曲線作成の一例。
【図９】列車運行推定装置の機能構成図。
【図１０】断片スジの生成の説明図。
【図１１】断片スジの発着時刻の変更の説明図。
【図１２】列車運行推定処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００１７】
［原理］
本実施形態の列車運行シミュレーションは、所与の列車ダイヤに従って列車運行させた場合の実績ダイヤを作成（推定）するものである。具体的には、図１に示すように、駅間を単位として各列車の運転曲線（ランカーブ）を作成し、この運転曲線に基づいて駅間の走行時分を算出することで実績ダイヤを作成する。運転曲線は、例えば横軸を列車位置（キロ程）、縦軸を速度及び時間としたグラフによって表現することができ、定められた制限速度を守りつつ、その列車性能を充分に発揮して走行したときの速度変化を示した速度曲線と、この速度曲線に従って走行したときの時間変化を示した時間曲線とを含む。
【００１８】
駅間の運転曲線は、信号現示遷移情報を用いて作成される。「信号現示遷移情報」とは、閉そく区間それぞれに対して信号現示の時間変化を定めた情報である。この信号現示遷移情報は、閉そく確保を実現するように定められるものであり、列車位置や進路設定等に基づいて定められる。なお、“信号現示”とは信号が示す符号のことで、赤・青・黄等の信号機の表示色の符号の他、制限速度を示す符号も含まれる。
【００１９】
図２は、運転曲線作成の対象となる駅間の構成例を示す図である。図２では、発駅をＡ駅、着駅をＢ駅とした駅間を対象とした場合を示しており、この駅間には、５つの閉そく区間１Ｔ〜５Ｔが設けられている。閉そく区間１ＴはＡ駅を含み、閉そく区間５ＴはＢ駅を含んでいる。そしてこれらの閉そく区間１Ｔ〜５Ｔに対して、例えば図３に示すような信号現示遷移が定められている。
【００２０】
図３は、信号現示遷移の一例を示す図である。図３においては、閉そく区間１Ｔ〜３Ｔの信号現示は「Ｓ２（青現示に相当）」で一定であり、閉そく区間４Ｔの信号現は、時刻ｔ１までは「Ｓ１（黄現示に相当）」、時刻ｔ１以降は「Ｓ２」であり、閉そく区間５Ｔの信号現示は、時刻ｔ１までは「Ｓ０（赤現示に相当）」、時刻ｔ１以降は「Ｓ２」である。
【００２１】
そして、図４は、図３に示す信号現示遷移に基づいて作成される運転曲線を示す図である。先ず、発時刻ｔ０における信号現示に従って駅間の運転曲線が作成される。すなわち、発時刻ｔ０における信号現示や予め線路に定められた制限速度などをもとに駅間の制限速度が決定され、この制限速度や列車性能などをもとに、運転曲線が作成される。図３によれば、発時刻ｔ０における信号現示は、閉そく区間１Ｔ〜３Ｔは「Ｓ１」、閉そく区間４Ｔは「Ｓ２」、閉そく区間５Ｔ，６Ｔは「Ｓ１」である。従って、図４（ａ）に示すように、Ａ駅から発車し、閉そく区間５Ｔの手前で停止するような運転曲線が作成される。
【００２２】
続いて、Ａ駅〜Ｂ駅間の走行の間に信号現示が変化するか否かが判定される。図３においては、時刻ｔ１で変化する。そこで、作成された運転曲線に対して、信号現示が変化する時刻ｔ１以降の部分が更新される。すなわち、先に作成した運転曲線から、信号現示の変化時刻ｔ１における列車位置ｄ１が算出される。そして、この位置ｄ１以降の区間について、変化時刻ｔ１における信号現示などをもとに制限速度が再設定され、この再設定後の制限速度などに従って運転曲線が更新される。図３によれば、時刻ｔ１において、全ての閉そく区間１Ｔ〜５Ｔにおける信号現示が「Ｓ２」に変化する。従って、図４（ｂ）に示すように、この変化時刻ｔ１に対応する列車位置ｄ１以降の区間について、運転曲線が、着駅であるＢ駅に停止するような運転曲線に更新される。
【００２３】
なお、図３では、信号現示の変化時刻が１つの場合を示したが、複数の場合も同様である。すなわち、これらの信号現示の変化時刻それぞれについて、時刻が早い順に、該変化時刻における信号現示に従って、対応する列車位置ｄ以降の運転曲線が更新される。
【００２４】
このように、駅間の運転曲線が作成されると、この運転曲線から駅間の走行時分が算出され、実績ダイヤが作成される。
【００２５】
図５〜図８は、運転曲線の作成の他の例であり、何れも、対象駅間は同じであるが信号現示遷移情報が異なる例である。
【００２６】
図５では、時刻ｔ２において、全ての閉そく区間１Ｔ〜５Ｔの信号現示速度が「Ｓ２」に変化する。この信号現示の変化時刻ｔ２は、図３に示した例の信号現示の変化時刻ｔ１より遅い。この場合、先ず、図６（ａ）に示すように、発時刻ｔ０における信号現示に従った運転曲線が作成される。ここで作成される運転曲線は、図４（ａ）に示した例と同じであり、閉そく区間５Ｔの手前で停止するような運転曲線である。この運転曲線から算出される信号現示の変化時刻ｔ２における列車位置ｄ２は、図４（ａ）に示した例の位置ｄ１よりＢ駅側の位置となっている。
【００２７】
次いで、図６（ｂ）に示すように、この信号現示の変化時刻ｔ２における信号現示に従って、位置ｄ２以降の区間の運転曲線が更新される。従って、図４（ｂ）に示した例の運転曲線と異なり、駅間で一度減速するような運転曲線となる。このため、図５，図６の場合の駅間走行時分は、図３，図４に示した例よりも長くなる。
【００２８】
また、図７では、時刻ｔ３において、全ての閉そく区間１Ｔ〜５Ｔの信号現示が「Ｓ２」に変化する。この信号現示の変化時刻ｔ３は、図５に示した例の信号現示の変化時刻ｔ２よりも更に遅い。この場合も同様に、図８（ａ）に示すように、先ず、発時刻ｔ０における信号現示に従った運転曲線が作成される。ここで作成される運転曲線は、図４（ａ）や図６（ａ）に示した例と同じであり、閉そく区間５Ｔの前で停止するような運転曲線である。この運転曲線から算出される信号現示の変化時刻ｔ３における列車位置ｄ３は、図６（ａ）に示した例の位置ｄ２よりも更にＢ駅側の位置となっている。
【００２９】
次いで、図８（ｂ）に示すように、この時刻ｔ３における信号現示に従って、位置ｄ３以降の区間の運転曲線が更新される。従って、図４（ｂ）に示した例の運転曲線と異なり、閉そく区間５Ｔの手前で一度停止するような運転曲線となる。このため、図７，図８の場合の駅間走行時分は、図３，図４や図６，図７に示した例よりも長くなる。
【００３０】
［構成］
図９は、列車運行推定装置１の機能構成を示すブロック図である。図９に示すように、列車運行推定装置１は、機能的には、入力部１１０と、処理部２００と、表示部１２０と、通信部１３０と、記憶部３００とを有して構成される。
【００３１】
入力部１１０は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等で実現される入力装置であり、操作入力に応じた入力信号を処理部２００に出力する。
【００３２】
処理部２００は、例えばＣＰＵ等のプロセッサで実現され、入力部１１０から入力されたデータや、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ等に基づいて、列車運行推定装置１を構成する各部への指示やデータ転送を行い、列車運行推定装置１の全体制御を行う。また、処理部２００は、信号現示遷移予測部２１０と、断片スジ生成部２２０と、駅間運転曲線作成部２３０と、実績ダイヤ生成部２４０とを有し、所与の列車ダイヤに従った列車の運行を予測して実績ダイヤを作成（推定）する列車運行推定処理を行う。ここで、所与の列車ダイヤに関するデータは列車ダイヤデータ３２０として記憶され、生成された実績ダイヤに関するデータは実績ダイヤデータ３７０として記憶される。
【００３３】
信号現示遷移予測部２１０は、列車運行に伴う信号現示の時間変化を予測する。具体的には、後述する線路条件データ３４０に含まれる閉そく区間のデータ等を用いて、所与の列車ダイヤ通りに列車が運行されたと仮定した場合に予測される信号現示の時間変化を算出し、信号現示遷移情報３８０として初期設定する。また、駅間運転曲線作成部２３０によって作成された駅間運転曲線を用いて、信号現示遷移情報３８０を随時更新する。
【００３４】
断片スジ生成部２２０は、所与の列車ダイヤを構成する各列車スジについて、発着駅間で分割した断片スジを生成する。
【００３５】
図１０は、断片スジ１０の生成を説明する図である。図１０では、横軸を時刻ｔ、縦軸を駅として、Ａ駅〜Ｃ駅間についての列車ダイヤを示している。この列車ダイヤは、Ａ駅からＣ駅に向かう２本の上り列車の列車スジ（１，２列車）と、Ｃ駅からＡ駅に向かう１本の下り列車スジ（３列車）とによって構成されている。この列車ダイヤにおいて、該列車ダイヤを構成する各列車スジを、発着駅間で分割して断片スジ１０が生成される。すなわち、「１列車」の列車スジが、Ａ駅〜Ｂ駅間の断片スジ１０−１と、Ｂ駅〜Ｃ駅間の断片スジ１０−２とに分割され、「２列車」の列車スジが、Ａ駅〜Ｂ駅間の断片スジ１０−３と、Ｂ駅〜Ｃ駅間の断片スジ１０−４とに分割され、「３列車」の列車スジが、Ｃ駅〜Ｂ駅間の列断片スジ１０−５と、Ｂ駅〜Ａ駅間の断片スジ１０−６とに分割され、合計６本の断片スジ１０−１〜１０−６が生成されている。
【００３６】
また、断片スジ生成部２２０は、実績ダイヤ生成部２４０によって生成された実績ダイヤの着時刻（予測着時刻）の遅れに応じて、対応する断片スジと同一列車で且つ該断片スジ以降の断片スジの発着時刻を変更する。
【００３７】
図１１は、断片スジ１０の発着時刻の変更を説明する図である。図１１では、断片スジ１０−５の予測着時刻が遅れ、この断片スジ１０−５に繋がる断片スジ１０−６の発時刻と逆転している。この場合、断片スジ１０−６の発時刻及び着時刻が変更される。すなわち、断片スジ１０−６の発時刻が、断片スジ１０−５の予測着時刻に予め定められた停車時分を加算した時刻に変更されるとともに、この断片スジ１０−６の発時刻の変更に合わせて、その着時刻も変更される。
【００３８】
ここで、生成された断片スジ１０それぞれに関するデータは、断片スジデータ３５０として記憶される。
【００３９】
駅間運転曲線作成部２３０は、断片スジ生成部２２０によって生成された断片スジ１０それぞれに対応する駅間の運転曲線を作成する。すなわち、信号現示遷移情報３８０を参照して、対象の断片スジ１０の発時刻における信号現示（発時点信号現示）を判断し、この発時点信号現示と、対象の断片スジ１０の発着駅間に定められている制限速度などから、発着駅間の制限速度を設定する。次いで、設定した制限速度を守るよう、当該発着駅間の線路条件や、運行を想定する列車条件などをもとに、発着駅間の運転曲線（仮の運転曲線）を生成する。このときの運転曲線の生成は、公知の処理で実現することができる。ここで、線路長や勾配、曲率、制限速度、閉そく区間といった線路に関する条件は線路条件データ３４０として記憶されており、加速度や最高速度、減速度、重量等といった列車の性能に関する条件は、列車条件データ３３０として記憶されている。
【００４０】
次いで、信号現示遷移情報３８０を参照して、対象の断片スジ１０の発時刻と着時刻の間の期間に、発着駅間における信号現示が変化するか否かを判断する。信号現示が変化するならば、仮の運転曲線（時間曲線）をもとに、その信号現示の変化時刻における列車位置ｄを特定する。また、信号現示遷移情報３８０を参照して、変化時刻における変化後の信号現示（変化後信号現示）を判断する。そして、作成した仮の運転曲線に対して、列車位置ｄ以降の部分について、この変化後信号現示に従って変更する。このとき、信号現示の変化時刻が複数有るならば、その複数の変化時刻それぞれについて、時刻順に、当該時刻における変化後の信号現示に基づく仮の運転曲線の変更を行う。このように、仮の運転曲線に対して変更された最終的な運転曲線を、対象の断片スジ１０の発着駅間の運転曲線とする。
【００４１】
実績ダイヤ生成部２４０は、駅間運転曲線作成部２３０によって作成された駅間運転曲線を用いて、所与の列車ダイヤに対する実績ダイヤを生成する。すなわち、断片スジ１０それぞれに対応する運転曲線をもとに、発着駅間の走行時分を算出し、該断片スジ１０の発時刻に算出した走行時分を加算して予測到着時刻を算出することで、実績ダイヤとする。
【００４２】
表示部１２０は、例えばＬＣＤ等で実現される表示装置であり、処理部２００から入力される表示信号に基づく各種画面を表示する。
【００４３】
通信部１３０は、例えば無線通信モジュールやルータ、モデム、ＴＡ、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、外部機器との間でデータ通信を行う。
【００４４】
記憶部３００は、処理部２００が列車運行推定装置１を統合的に制御するための諸機能を実現するためのシステムプログラムや、本実施形態の列車運行推定処理を実行するためのプログラムやデータを記憶しているとともに、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が各種プログラムに従って実行した演算結果や、入力部１１０からの入力信号が一時的に格納される。本実施形態では、記憶部３００には、プログラムとして、列車運行推定プログラム３１０が記憶されるとともに、データとして、列車ダイヤデータ３２０と、列車条件データ３３０と、線路条件データ３４０と、断片スジデータ３５０と、運転曲線データ３６０と、実績ダイヤデータ３７０と、信号現示遷移情報３８０とが記憶される。
【００４５】
［処理の流れ］
図１２は、列車運行推定処理の流れを説明するフローチャートである。この列車運行推定処理は、処理部２００が列車運行推定プログラムに従って実行する処理である。
【００４６】
図１２によれば、列車運行推定処理では、先ず、信号現示遷移予測部２１０が、所与の列車ダイヤ通りに列車が運行されたと仮定した場合の信号現示の時間変化を閉そく区間のデータを参照して算出し、信号現示遷移情報３８０として初期設定する（ステップＳ１）。次いで、断片スジ生成部２２０が、所与の列車ダイヤを構成する各列車スジを発着駅間で分割して断片スジ１０を生成する（ステップＳ３）。
【００４７】
その後、これらの各断片スジ１０それぞれを、発時刻の順に対象とした繰り返し処理（ループＡ）が行われる。この繰り返し処理（ループＡ）では、駅間運転曲線作成部２３０が、信号現示遷移情報３８０を参照して、対象の断片スジ１０の発時刻における信号現示（発時点信号現示）を判断し、この発時点信号現示に従って、対象の断片スジ１０の発着駅間（対象駅間）の運転曲線（仮の運転曲線）を作成する（ステップＳ５）。次いで、信号現示遷移情報３８０を参照して、対象の断片スジ１０の発時刻から着時刻の間に、対象駅間の信号現示の変化が有るか否かを判断し、有るならば（ステップＳ７：ＹＥＳ）、これらの変化時刻それぞれを、時刻順に対象とした繰り返し処理（ループＢ）を行う。
【００４８】
この繰り返し処理（ループＢ）では、仮の運転曲線から、対象時刻における列車位置ｄを判断する（ステップＳ９）。また、信号現示遷移情報３８０を参照して、対象時刻における変化後の信号現示（変化後信号現示）を判断する。そして、仮の運転曲線に対して、対象時刻における列車位置ｄ以降の部分を、この変化後信号現示に従って変更する（ステップＳ１１）。ループＢの処理はこのように行われる。
【００４９】
全ての信号現示の変化時刻を対象としたループＢの処理を行うことで、対象の断片スジ１０の発着駅間（対象駅間）の駅間運転曲線が作成される。対象の断片スジ１０に対応する駅間運転曲線が作成されると、実績ダイヤ生成部２４０が、この駅間運転曲線を用いて、対象の断片スジ１０の発着駅間（対象駅間）の走行時分を算出し（ステップＳ１３）、実績ダイヤを更新する（ステップＳ１５）。
【００５０】
また、断片スジ生成部２２０が、対象の断片スジ１０の予測着時刻が、該断片スジ１０に繋がる次の断片スジ１０の発時刻と比較して、予測着時刻が発時刻と逆転している場合に、次の断片スジ１０の発時刻が対象の断片スジ１０の予測着時刻より後になるよう、次の断片スジ１０の発時刻及び着時刻を変更する（ステップＳ１７）。また、信号現示遷移予測部２１０が、作成された駅間運転曲線をもとに閉そく区間のデータを参照して信号現示遷移情報３８０を更新する（ステップＳ１９）。ループＡの処理はこのように行われる。そして、全ての断片スジ１０を対象としたループＡの処理を終了すると、列車運行推定処理は終了となる。
【００５１】
［作用・効果］
このように、本実施形態の列車運行シミュレーションでは、列車ダイヤを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジ１０それぞれについて、発着駅間の運転曲線を作成して駅間走行時分を算出することで、列車ダイヤに従った運行を想定した実績ダイヤが作成（推定）される。駅間の運転曲線の作成は、発時刻における信号現示に従って発着駅間の仮の運転曲線が作成され、この仮の運転曲線のうち、信号現示の変化時刻に対応する列車位置以降の部分が、変化後の信号現示に従って更新されることで実現される。このように、駅間走行時分を算出するための処理を、列車運行シミュレーションから独立させた処理として行うことが可能となる。
【００５２】
［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。
【００５３】
（Ａ）運転整理に適用
例えば、運転整理ダイヤの作成（推定）に適用しても良い。具体的には、列車運行推定処理（図１２）において、列車ダイヤを構成する断片スジのうちから、遅延を発生させる列車及び駅間に該当する断片スジを指定し、この断片スジについては、駅間運転曲線を作成する処理（図１２のステップＳ５〜Ｓ１５）に替えて、想定する遅延時間に応じて着時刻を決定して実績ダイヤを設定する。これにより、ある列車の遅れが後続の列車に与える影響（遅延の程度など）を知ることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 列車運行推定装置
１１０ 入力部、１２０ 表示部、１３０ 通信部
２００ 処理部
２１０ 信号現示遷移予測部、２２０ 断片スジ生成部
２３０ 駅間運転曲線作成部、２４０ 実績ダイヤ生成部
３００ 記憶部
３１０ 列車運行推定プログラム、３２０ 列車ダイヤデータ
３３０ 列車条件データ、３４０ 線路条件データ
３５０ 断片スジデータ、３６０ 運転曲線データ
３７０ 実績ダイヤデータ、３８０ 信号現示遷移情報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所与の発着駅間の運転曲線を作成させるためのプログラム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
作成した列車ダイヤの評価や検証のために、列車の走行を模擬する列車運行シミュレーションが用いられている。特に、都心部など、列車間隔が狭く少しの遅延が後続の列車の遅延を引き起こすような密な列車ダイヤについては、駅間走行時分の予測精度を高めるために、列車の走行をより詳細に模擬する列車運行シミュレーションが求められている。このような機能を持つ列車運行シミュレータでは、微少な単位時間毎に、運動方程式を解きながら列車の位置と速度を計算することで、列車運行を詳細に模擬している（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】明日香 昌，駒谷 喜代俊、「ミクロモデルとマクロモデルによる列車運行シミュレーションの結合」、電気学会論文誌．Ｃ，電子・情報・システム部門誌、１１６巻１０号、１９９６年９月２０日発行、ｐ．１１３４−１１４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の列車運行シミュレーションでは、例えば１秒といった微少な時間間隔で時刻を進めながら、列車の位置と速度を算出しているため、処理時間が膨大となるという欠点があった。
【０００５】
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、列車の走行を模擬する列車運行シミュレーションにおいて、駅間走行時分の算出を行う新たな手法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の形態は、
コンピュータに、所与の発着駅間の閉そく区間に係る信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報に基づいて、当該発着駅間の運転曲線を作成させるためのプログラムであって、
所与の発時刻における前記信号の現示である発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段、
前記発時刻において発駅を発車した場合の前記発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する初期作成手段、
前記信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段、
前記現示変化時刻における走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する更新手段、
として前記コンピュータを機能させ、前記更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記発着駅間の運転曲線とするプログラムである。
【０００７】
また、他の形態として、
所与の発着駅間の閉そく区間に係る信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報に基づいて、当該発着駅間の運転曲線を作成する運転曲線作成装置であって、
所与の発時刻における前記信号の現示である発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻において発駅を発車した場合の前記発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する初期作成手段と、
前記信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段と、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する更新手段と、
を備え、前記更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記発着駅間の運転曲線とする運転曲線作成装置を構成しても良い。
【０００８】
この第１の形態等によれば、閉そく区間に係る信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報に基づいて、所与の発着駅間の運転曲線が作成される。具体的には、先ず、発時刻における信号現示（発時点信号現示）を用いて発着駅間の仮の運転曲線が作成され、次いで、この仮の運転曲線のうち、信号現示の変化時刻における走行位置以降の部分が変化後の信号現示（変化後信号現示）を用いて更新さる。そして、最終的な運転曲線が、発着駅間の運転曲線とされる。このように、微少な時間間隔でシミュレーション時刻を進めていくような従来とは異なる新たな手法によって、所与の発着駅間の運転曲線の作成を行うことができる。
【０００９】
また、第２の形態として、
コンピュータに、所与の路線のダイヤデータから実績ダイヤを推定させるためのプログラムであって、
前記路線に係る各信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報を初期設定する信号現示遷移情報初期設定手段、
前記ダイヤデータを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジの中から前記ダイヤデータの時系列順に処理対象断片スジを順次選択する断片スジ選択手段、
前記処理対象断片スジに係る運転曲線を作成する運転曲線作成手段、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて前記信号現示遷移情報を更新する信号現示遷移情報更新手段、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて、前記処理対象断片スジに係る発着駅間の実績ダイヤを決定する断片スジ部分決定手段、
として前記コンピュータを機能させるとともに、
前記運転曲線作成手段が、
前記処理対象断片スジに係る発時刻における発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻に前記発駅を発車した場合の前記処理対象断片スジに係る発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する発時点運転曲線作成手段と、
前記処理対象断片スジに係る発着駅間の信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における前記処理対象断片スジ中の走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する運転曲線更新手段と、
を有し、前記運転曲線更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記処理対象断片スジに係る前記発着駅間の運転曲線とする、
ように前記コンピュータを機能させるためのプログラムを構成しても良い。
【００１０】
また、他の形態として、
所与の路線のダイヤデータから実績ダイヤを推定する実績ダイヤ推定装置であって、
前記路線に係る各信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報を初期設定する信号現示遷移情報初期設定手段と、
前記ダイヤデータを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジの中から前記ダイヤデータの時系列順に処理対象断片スジを順次選択する断片スジ選択手段と、
前記処理対象断片スジに係る運転曲線を作成する運転曲線作成手段と、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて前記信号現示遷移情報を更新する信号現示遷移情報更新手段と、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて、前記処理対象断片スジに係る発着駅間の実績ダイヤを決定する断片スジ部分決定手段と、
を備え、
前記運転曲線作成手段は、
前記処理対象断片スジに係る発時刻における発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻に前記発駅を発車した場合の前記処理対象断片スジに係る発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する発時点運転曲線作成手段と、
前記処理対象断片スジに係る発着駅間の信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における前記処理対象断片スジ中の走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する運転曲線更新手段と、
を有し、前記運転曲線更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記処理対象断片スジに係る前記発着駅間の運転曲線とする、
実績ダイヤ推定装置を構成しても良い。
【００１１】
この第２の形態等によれば、所与のダイヤデータを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジそれぞれにかかる運転曲線が作成され、この運転曲線を用いて発着駅間の実績ダイヤが決定される。断片スジにかかる運転曲線の作成は、発時刻における信号現示（発時点信号現示）を用いて発着駅間の仮の運転曲線が作成され、この仮の運転曲線のうち、信号現示の変化時刻における走行位置以降の部分が、変化後の信号現示を用いて更新されることで行われる、
【００１２】
このように、実績ダイヤの推定において、駅間の走行時分の算出に必要な駅間運転曲線の作成を独立した処理として行うことができる。また、この駅間運転曲線の作成は、微少な単位時間毎に繰り返し運動方程式を解くなどして列車の位置及び速度を算出するといった従来とは異なる手法によって実現される。
【００１３】
また、第３の形態として、第２の形態におけるプログラムであって、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線に基づく前記処理対象断片スジに係る着時刻が、前記ダイヤデータに定められた着時刻より遅れた場合、当該処理対象断片スジに係る列車スジの当該処理対象断片スジ以降の断片スジの発着時刻を遅らせるように再定義する遅延発生時断片スジ更新手段として前記コンピュータを更に機能させるためのプログラムを構成しても良い。
【００１４】
この第３の形態によれば、作成された運転曲線に基づく処理対象断片スジにかかる着時刻が、ダイヤデータに定められた着時刻より遅れた場合、処理対象断片スジ以降の断片スジの発着時刻が遅らせられる。これにより、処理対象断片スジにかかる着時刻が大幅に遅れて、次の断片スジの発時刻と逆転したといった場合でも対処可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】列車運行シミュレーションの概要図。
【図２】駅間の構成例。
【図３】信号現示遷移の一例。
【図４】図３の信号現示遷移に従った運転曲線作成の一例。
【図５】信号現示遷移の一例。
【図６】図５の信号現示遷移に従った運転曲線作成の一例。
【図７】信号現示遷移の一例。
【図８】図７の信号現示遷移に従った運転曲線作成の一例。
【図９】列車運行推定装置の機能構成図。
【図１０】断片スジの生成の説明図。
【図１１】断片スジの発着時刻の変更の説明図。
【図１２】列車運行推定処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００１７】
［原理］
本実施形態の列車運行シミュレーションは、所与の列車ダイヤに従って列車運行させた場合の実績ダイヤを作成（推定）するものである。具体的には、図１に示すように、駅間を単位として各列車の運転曲線（ランカーブ）を作成し、この運転曲線に基づいて駅間の走行時分を算出することで実績ダイヤを作成する。運転曲線は、例えば横軸を列車位置（キロ程）、縦軸を速度及び時間としたグラフによって表現することができ、定められた制限速度を守りつつ、その列車性能を充分に発揮して走行したときの速度変化を示した速度曲線と、この速度曲線に従って走行したときの時間変化を示した時間曲線とを含む。
【００１８】
駅間の運転曲線は、信号現示遷移情報を用いて作成される。「信号現示遷移情報」とは、閉そく区間それぞれに対して信号現示の時間変化を定めた情報である。この信号現示遷移情報は、閉そく確保を実現するように定められるものであり、列車位置や進路設定等に基づいて定められる。なお、“信号現示”とは信号が示す符号のことで、赤・青・黄等の信号機の表示色の符号の他、制限速度を示す符号も含まれる。
【００１９】
図２は、運転曲線作成の対象となる駅間の構成例を示す図である。図２では、発駅をＡ駅、着駅をＢ駅とした駅間を対象とした場合を示しており、この駅間には、５つの閉そく区間１Ｔ〜５Ｔが設けられている。閉そく区間１ＴはＡ駅を含み、閉そく区間５ＴはＢ駅を含んでいる。そしてこれらの閉そく区間１Ｔ〜５Ｔに対して、例えば図３に示すような信号現示遷移が定められている。
【００２０】
図３は、信号現示遷移の一例を示す図である。図３においては、閉そく区間１Ｔ〜３Ｔの信号現示は「Ｓ２（青現示に相当）」で一定であり、閉そく区間４Ｔの信号現は、時刻ｔ１までは「Ｓ１（黄現示に相当）」、時刻ｔ１以降は「Ｓ２」であり、閉そく区間５Ｔの信号現示は、時刻ｔ１までは「Ｓ０（赤現示に相当）」、時刻ｔ１以降は「Ｓ２」である。
【００２１】
そして、図４は、図３に示す信号現示遷移に基づいて作成される運転曲線を示す図である。先ず、発時刻ｔ０における信号現示に従って駅間の運転曲線が作成される。すなわち、発時刻ｔ０における信号現示や予め線路に定められた制限速度などをもとに駅間の制限速度が決定され、この制限速度や列車性能などをもとに、運転曲線が作成される。図３によれば、発時刻ｔ０における信号現示は、閉そく区間１Ｔ〜３Ｔは「Ｓ１」、閉そく区間４Ｔは「Ｓ２」、閉そく区間５Ｔ，６Ｔは「Ｓ１」である。従って、図４（ａ）に示すように、Ａ駅から発車し、閉そく区間５Ｔの手前で停止するような運転曲線が作成される。
【００２２】
続いて、Ａ駅〜Ｂ駅間の走行の間に信号現示が変化するか否かが判定される。図３においては、時刻ｔ１で変化する。そこで、作成された運転曲線に対して、信号現示が変化する時刻ｔ１以降の部分が更新される。すなわち、先に作成した運転曲線から、信号現示の変化時刻ｔ１における列車位置ｄ１が算出される。そして、この位置ｄ１以降の区間について、変化時刻ｔ１における信号現示などをもとに制限速度が再設定され、この再設定後の制限速度などに従って運転曲線が更新される。図３によれば、時刻ｔ１において、全ての閉そく区間１Ｔ〜５Ｔにおける信号現示が「Ｓ２」に変化する。従って、図４（ｂ）に示すように、この変化時刻ｔ１に対応する列車位置ｄ１以降の区間について、運転曲線が、着駅であるＢ駅に停止するような運転曲線に更新される。
【００２３】
なお、図３では、信号現示の変化時刻が１つの場合を示したが、複数の場合も同様である。すなわち、これらの信号現示の変化時刻それぞれについて、時刻が早い順に、該変化時刻における信号現示に従って、対応する列車位置ｄ以降の運転曲線が更新される。
【００２４】
このように、駅間の運転曲線が作成されると、この運転曲線から駅間の走行時分が算出され、実績ダイヤが作成される。
【００２５】
図５〜図８は、運転曲線の作成の他の例であり、何れも、対象駅間は同じであるが信号現示遷移情報が異なる例である。
【００２６】
図５では、時刻ｔ２において、全ての閉そく区間１Ｔ〜５Ｔの信号現示速度が「Ｓ２」に変化する。この信号現示の変化時刻ｔ２は、図３に示した例の信号現示の変化時刻ｔ１より遅い。この場合、先ず、図６（ａ）に示すように、発時刻ｔ０における信号現示に従った運転曲線が作成される。ここで作成される運転曲線は、図４（ａ）に示した例と同じであり、閉そく区間５Ｔの手前で停止するような運転曲線である。この運転曲線から算出される信号現示の変化時刻ｔ２における列車位置ｄ２は、図４（ａ）に示した例の位置ｄ１よりＢ駅側の位置となっている。
【００２７】
次いで、図６（ｂ）に示すように、この信号現示の変化時刻ｔ２における信号現示に従って、位置ｄ２以降の区間の運転曲線が更新される。従って、図４（ｂ）に示した例の運転曲線と異なり、駅間で一度減速するような運転曲線となる。このため、図５，図６の場合の駅間走行時分は、図３，図４に示した例よりも長くなる。
【００２８】
また、図７では、時刻ｔ３において、全ての閉そく区間１Ｔ〜５Ｔの信号現示が「Ｓ２」に変化する。この信号現示の変化時刻ｔ３は、図５に示した例の信号現示の変化時刻ｔ２よりも更に遅い。この場合も同様に、図８（ａ）に示すように、先ず、発時刻ｔ０における信号現示に従った運転曲線が作成される。ここで作成される運転曲線は、図４（ａ）や図６（ａ）に示した例と同じであり、閉そく区間５Ｔの前で停止するような運転曲線である。この運転曲線から算出される信号現示の変化時刻ｔ３における列車位置ｄ３は、図６（ａ）に示した例の位置ｄ２よりも更にＢ駅側の位置となっている。
【００２９】
次いで、図８（ｂ）に示すように、この時刻ｔ３における信号現示に従って、位置ｄ３以降の区間の運転曲線が更新される。従って、図４（ｂ）に示した例の運転曲線と異なり、閉そく区間５Ｔの手前で一度停止するような運転曲線となる。このため、図７，図８の場合の駅間走行時分は、図３，図４や図６，図７に示した例よりも長くなる。
【００３０】
［構成］
図９は、列車運行推定装置１の機能構成を示すブロック図である。図９に示すように、列車運行推定装置１は、機能的には、入力部１１０と、処理部２００と、表示部１２０と、通信部１３０と、記憶部３００とを有して構成される。
【００３１】
入力部１１０は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等で実現される入力装置であり、操作入力に応じた入力信号を処理部２００に出力する。
【００３２】
処理部２００は、例えばＣＰＵ等のプロセッサで実現され、入力部１１０から入力されたデータや、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ等に基づいて、列車運行推定装置１を構成する各部への指示やデータ転送を行い、列車運行推定装置１の全体制御を行う。また、処理部２００は、信号現示遷移予測部２１０と、断片スジ生成部２２０と、駅間運転曲線作成部２３０と、実績ダイヤ生成部２４０とを有し、所与の列車ダイヤに従った列車の運行を予測して実績ダイヤを作成（推定）する列車運行推定処理を行う。ここで、所与の列車ダイヤに関するデータは列車ダイヤデータ３２０として記憶され、生成された実績ダイヤに関するデータは実績ダイヤデータ３７０として記憶される。
【００３３】
信号現示遷移予測部２１０は、列車運行に伴う信号現示の時間変化を予測する。具体的には、後述する線路条件データ３４０に含まれる閉そく区間のデータ等を用いて、所与の列車ダイヤ通りに列車が運行されたと仮定した場合に予測される信号現示の時間変化を算出し、信号現示遷移情報３８０として初期設定する。また、駅間運転曲線作成部２３０によって作成された駅間運転曲線を用いて、信号現示遷移情報３８０を随時更新する。
【００３４】
断片スジ生成部２２０は、所与の列車ダイヤを構成する各列車スジについて、発着駅間で分割した断片スジを生成する。
【００３５】
図１０は、断片スジ１０の生成を説明する図である。図１０では、横軸を時刻ｔ、縦軸を駅として、Ａ駅〜Ｃ駅間についての列車ダイヤを示している。この列車ダイヤは、Ａ駅からＣ駅に向かう２本の上り列車の列車スジ（１，２列車）と、Ｃ駅からＡ駅に向かう１本の下り列車スジ（３列車）とによって構成されている。この列車ダイヤにおいて、該列車ダイヤを構成する各列車スジを、発着駅間で分割して断片スジ１０が生成される。すなわち、「１列車」の列車スジが、Ａ駅〜Ｂ駅間の断片スジ１０−１と、Ｂ駅〜Ｃ駅間の断片スジ１０−２とに分割され、「２列車」の列車スジが、Ａ駅〜Ｂ駅間の断片スジ１０−３と、Ｂ駅〜Ｃ駅間の断片スジ１０−４とに分割され、「３列車」の列車スジが、Ｃ駅〜Ｂ駅間の列断片スジ１０−５と、Ｂ駅〜Ａ駅間の断片スジ１０−６とに分割され、合計６本の断片スジ１０−１〜１０−６が生成されている。
【００３６】
また、断片スジ生成部２２０は、実績ダイヤ生成部２４０によって生成された実績ダイヤの着時刻（予測着時刻）の遅れに応じて、対応する断片スジと同一列車で且つ該断片スジ以降の断片スジの発着時刻を変更する。
【００３７】
図１１は、断片スジ１０の発着時刻の変更を説明する図である。図１１では、断片スジ１０−５の予測着時刻が遅れ、この断片スジ１０−５に繋がる断片スジ１０−６の発時刻と逆転している。この場合、断片スジ１０−６の発時刻及び着時刻が変更される。すなわち、断片スジ１０−６の発時刻が、断片スジ１０−５の予測着時刻に予め定められた停車時分を加算した時刻に変更されるとともに、この断片スジ１０−６の発時刻の変更に合わせて、その着時刻も変更される。
【００３８】
ここで、生成された断片スジ１０それぞれに関するデータは、断片スジデータ３５０として記憶される。
【００３９】
駅間運転曲線作成部２３０は、断片スジ生成部２２０によって生成された断片スジ１０それぞれに対応する駅間の運転曲線を作成する。すなわち、信号現示遷移情報３８０を参照して、対象の断片スジ１０の発時刻における信号現示（発時点信号現示）を判断し、この発時点信号現示と、対象の断片スジ１０の発着駅間に定められている制限速度などから、発着駅間の制限速度を設定する。次いで、設定した制限速度を守るよう、当該発着駅間の線路条件や、運行を想定する列車条件などをもとに、発着駅間の運転曲線（仮の運転曲線）を生成する。このときの運転曲線の生成は、公知の処理で実現することができる。ここで、線路長や勾配、曲率、制限速度、閉そく区間といった線路に関する条件は線路条件データ３４０として記憶されており、加速度や最高速度、減速度、重量等といった列車の性能に関する条件は、列車条件データ３３０として記憶されている。
【００４０】
次いで、信号現示遷移情報３８０を参照して、対象の断片スジ１０の発時刻と着時刻の間の期間に、発着駅間における信号現示が変化するか否かを判断する。信号現示が変化するならば、仮の運転曲線（時間曲線）をもとに、その信号現示の変化時刻における列車位置ｄを特定する。また、信号現示遷移情報３８０を参照して、変化時刻における変化後の信号現示（変化後信号現示）を判断する。そして、作成した仮の運転曲線に対して、列車位置ｄ以降の部分について、この変化後信号現示に従って変更する。このとき、信号現示の変化時刻が複数有るならば、その複数の変化時刻それぞれについて、時刻順に、当該時刻における変化後の信号現示に基づく仮の運転曲線の変更を行う。このように、仮の運転曲線に対して変更された最終的な運転曲線を、対象の断片スジ１０の発着駅間の運転曲線とする。
【００４１】
実績ダイヤ生成部２４０は、駅間運転曲線作成部２３０によって作成された駅間運転曲線を用いて、所与の列車ダイヤに対する実績ダイヤを生成する。すなわち、断片スジ１０それぞれに対応する運転曲線をもとに、発着駅間の走行時分を算出し、該断片スジ１０の発時刻に算出した走行時分を加算して予測到着時刻を算出することで、実績ダイヤとする。
【００４２】
表示部１２０は、例えばＬＣＤ等で実現される表示装置であり、処理部２００から入力される表示信号に基づく各種画面を表示する。
【００４３】
通信部１３０は、例えば無線通信モジュールやルータ、モデム、ＴＡ、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、外部機器との間でデータ通信を行う。
【００４４】
記憶部３００は、処理部２００が列車運行推定装置１を統合的に制御するための諸機能を実現するためのシステムプログラムや、本実施形態の列車運行推定処理を実行するためのプログラムやデータを記憶しているとともに、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が各種プログラムに従って実行した演算結果や、入力部１１０からの入力信号が一時的に格納される。本実施形態では、記憶部３００には、プログラムとして、列車運行推定プログラム３１０が記憶されるとともに、データとして、列車ダイヤデータ３２０と、列車条件データ３３０と、線路条件データ３４０と、断片スジデータ３５０と、運転曲線データ３６０と、実績ダイヤデータ３７０と、信号現示遷移情報３８０とが記憶される。
【００４５】
［処理の流れ］
図１２は、列車運行推定処理の流れを説明するフローチャートである。この列車運行推定処理は、処理部２００が列車運行推定プログラムに従って実行する処理である。
【００４６】
図１２によれば、列車運行推定処理では、先ず、信号現示遷移予測部２１０が、所与の列車ダイヤ通りに列車が運行されたと仮定した場合の信号現示の時間変化を閉そく区間のデータを参照して算出し、信号現示遷移情報３８０として初期設定する（ステップＳ１）。次いで、断片スジ生成部２２０が、所与の列車ダイヤを構成する各列車スジを発着駅間で分割して断片スジ１０を生成する（ステップＳ３）。
【００４７】
その後、これらの各断片スジ１０それぞれを、発時刻の順に対象とした繰り返し処理（ループＡ）が行われる。この繰り返し処理（ループＡ）では、駅間運転曲線作成部２３０が、信号現示遷移情報３８０を参照して、対象の断片スジ１０の発時刻における信号現示（発時点信号現示）を判断し、この発時点信号現示に従って、対象の断片スジ１０の発着駅間（対象駅間）の運転曲線（仮の運転曲線）を作成する（ステップＳ５）。次いで、信号現示遷移情報３８０を参照して、対象の断片スジ１０の発時刻から着時刻の間に、対象駅間の信号現示の変化が有るか否かを判断し、有るならば（ステップＳ７：ＹＥＳ）、これらの変化時刻それぞれを、時刻順に対象とした繰り返し処理（ループＢ）を行う。
【００４８】
この繰り返し処理（ループＢ）では、仮の運転曲線から、対象時刻における列車位置ｄを判断する（ステップＳ９）。また、信号現示遷移情報３８０を参照して、対象時刻における変化後の信号現示（変化後信号現示）を判断する。そして、仮の運転曲線に対して、対象時刻における列車位置ｄ以降の部分を、この変化後信号現示に従って変更する（ステップＳ１１）。ループＢの処理はこのように行われる。
【００４９】
全ての信号現示の変化時刻を対象としたループＢの処理を行うことで、対象の断片スジ１０の発着駅間（対象駅間）の駅間運転曲線が作成される。対象の断片スジ１０に対応する駅間運転曲線が作成されると、実績ダイヤ生成部２４０が、この駅間運転曲線を用いて、対象の断片スジ１０の発着駅間（対象駅間）の走行時分を算出し（ステップＳ１３）、実績ダイヤを更新する（ステップＳ１５）。
【００５０】
また、断片スジ生成部２２０が、対象の断片スジ１０の予測着時刻が、該断片スジ１０に繋がる次の断片スジ１０の発時刻と比較して、予測着時刻が発時刻と逆転している場合に、次の断片スジ１０の発時刻が対象の断片スジ１０の予測着時刻より後になるよう、次の断片スジ１０の発時刻及び着時刻を変更する（ステップＳ１７）。また、信号現示遷移予測部２１０が、作成された駅間運転曲線をもとに閉そく区間のデータを参照して信号現示遷移情報３８０を更新する（ステップＳ１９）。ループＡの処理はこのように行われる。そして、全ての断片スジ１０を対象としたループＡの処理を終了すると、列車運行推定処理は終了となる。
【００５１】
［作用・効果］
このように、本実施形態の列車運行シミュレーションでは、列車ダイヤを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジ１０それぞれについて、発着駅間の運転曲線を作成して駅間走行時分を算出することで、列車ダイヤに従った運行を想定した実績ダイヤが作成（推定）される。駅間の運転曲線の作成は、発時刻における信号現示に従って発着駅間の仮の運転曲線が作成され、この仮の運転曲線のうち、信号現示の変化時刻に対応する列車位置以降の部分が、変化後の信号現示に従って更新されることで実現される。このように、駅間走行時分を算出するための処理を、列車運行シミュレーションから独立させた処理として行うことが可能となる。
【００５２】
［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。
【００５３】
（Ａ）運転整理に適用
例えば、運転整理ダイヤの作成（推定）に適用しても良い。具体的には、列車運行推定処理（図１２）において、列車ダイヤを構成する断片スジのうちから、遅延を発生させる列車及び駅間に該当する断片スジを指定し、この断片スジについては、駅間運転曲線を作成する処理（図１２のステップＳ５〜Ｓ１５）に替えて、想定する遅延時間に応じて着時刻を決定して実績ダイヤを設定する。これにより、ある列車の遅れが後続の列車に与える影響（遅延の程度など）を知ることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 列車運行推定装置
１１０ 入力部、１２０ 表示部、１３０ 通信部
２００ 処理部
２１０ 信号現示遷移予測部、２２０ 断片スジ生成部
２３０ 駅間運転曲線作成部、２４０ 実績ダイヤ生成部
３００ 記憶部
３１０ 列車運行推定プログラム、３２０ 列車ダイヤデータ
３３０ 列車条件データ、３４０ 線路条件データ
３５０ 断片スジデータ、３６０ 運転曲線データ
３７０ 実績ダイヤデータ、３８０ 信号現示遷移情報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータに、所与の発着駅間の閉そく区間に係る信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報に基づいて、当該発着駅間の運転曲線を作成させるためのプログラムであって、
所与の発時刻における前記信号の現示である発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段、
前記発時刻において発駅を発車した場合の前記発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する初期作成手段、
前記信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段、
前記現示変化時刻における走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する更新手段、
として前記コンピュータを機能させ、前記更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記発着駅間の運転曲線とするプログラム。
【請求項２】
コンピュータに、所与の路線のダイヤデータから実績ダイヤを推定させるためのプログラムであって、
前記路線に係る各信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報を初期設定する信号現示遷移情報初期設定手段、
前記ダイヤデータを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジの中から前記ダイヤデータの時系列順に処理対象断片スジを順次選択する断片スジ選択手段、
前記処理対象断片スジに係る運転曲線を作成する運転曲線作成手段、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて前記信号現示遷移情報を更新する信号現示遷移情報更新手段、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて、前記処理対象断片スジに係る発着駅間の実績ダイヤを決定する断片スジ部分決定手段、
として前記コンピュータを機能させるとともに、
前記運転曲線作成手段が、
前記処理対象断片スジに係る発時刻における発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻に前記発駅を発車した場合の前記処理対象断片スジに係る発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する発時点運転曲線作成手段と、
前記処理対象断片スジに係る発着駅間の信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における前記処理対象断片スジ中の走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する運転曲線更新手段と、
を有し、前記運転曲線更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記処理対象断片スジに係る前記発着駅間の運転曲線とする、
ように前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項３】
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線に基づく前記処理対象断片スジに係る着時刻が、前記ダイヤデータに定められた着時刻より遅れた場合、当該処理対象断片スジに係る列車スジの当該処理対象断片スジ以降の断片スジの発着時刻を遅らせるように再定義する遅延発生時断片スジ更新手段として前記コンピュータを更に機能させるための請求項２に記載のプログラム。
【請求項４】
所与の発着駅間の閉そく区間に係る信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報に基づいて、当該発着駅間の運転曲線を作成する運転曲線作成装置であって、
所与の発時刻における前記信号の現示である発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻において発駅を発車した場合の前記発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する初期作成手段と、
前記信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段と、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する更新手段と、
を備え、前記更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記発着駅間の運転曲線とする運転曲線作成装置。
【請求項５】
所与の路線のダイヤデータから実績ダイヤを推定する実績ダイヤ推定装置であって、
前記路線に係る各信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報を初期設定する信号現示遷移情報初期設定手段と、
前記ダイヤデータを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジの中から前記ダイヤデータの時系列順に処理対象断片スジを順次選択する断片スジ選択手段と、
前記処理対象断片スジに係る運転曲線を作成する運転曲線作成手段と、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて前記信号現示遷移情報を更新する信号現示遷移情報更新手段と、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて、前記処理対象断片スジに係る発着駅間の実績ダイヤを決定する断片スジ部分決定手段と、
を備え、
前記運転曲線作成手段は、
前記処理対象断片スジに係る発時刻における発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻に前記発駅を発車した場合の前記処理対象断片スジに係る発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する発時点運転曲線作成手段と、
前記処理対象断片スジに係る発着駅間の信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における前記処理対象断片スジ中の走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する運転曲線更新手段と、
を有し、前記運転曲線更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記処理対象断片スジに係る前記発着駅間の運転曲線とする、
実績ダイヤ推定装置。
【請求項１】
コンピュータに、所与の発着駅間の閉そく区間に係る信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報に基づいて、当該発着駅間の運転曲線を作成させるためのプログラムであって、
所与の発時刻における前記信号の現示である発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段、
前記発時刻において発駅を発車した場合の前記発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する初期作成手段、
前記信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段、
前記現示変化時刻における走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する更新手段、
として前記コンピュータを機能させ、前記更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記発着駅間の運転曲線とするプログラム。
【請求項２】
コンピュータに、所与の路線のダイヤデータから実績ダイヤを推定させるためのプログラムであって、
前記路線に係る各信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報を初期設定する信号現示遷移情報初期設定手段、
前記ダイヤデータを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジの中から前記ダイヤデータの時系列順に処理対象断片スジを順次選択する断片スジ選択手段、
前記処理対象断片スジに係る運転曲線を作成する運転曲線作成手段、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて前記信号現示遷移情報を更新する信号現示遷移情報更新手段、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて、前記処理対象断片スジに係る発着駅間の実績ダイヤを決定する断片スジ部分決定手段、
として前記コンピュータを機能させるとともに、
前記運転曲線作成手段が、
前記処理対象断片スジに係る発時刻における発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻に前記発駅を発車した場合の前記処理対象断片スジに係る発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する発時点運転曲線作成手段と、
前記処理対象断片スジに係る発着駅間の信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における前記処理対象断片スジ中の走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する運転曲線更新手段と、
を有し、前記運転曲線更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記処理対象断片スジに係る前記発着駅間の運転曲線とする、
ように前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項３】
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線に基づく前記処理対象断片スジに係る着時刻が、前記ダイヤデータに定められた着時刻より遅れた場合、当該処理対象断片スジに係る列車スジの当該処理対象断片スジ以降の断片スジの発着時刻を遅らせるように再定義する遅延発生時断片スジ更新手段として前記コンピュータを更に機能させるための請求項２に記載のプログラム。
【請求項４】
所与の発着駅間の閉そく区間に係る信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報に基づいて、当該発着駅間の運転曲線を作成する運転曲線作成装置であって、
所与の発時刻における前記信号の現示である発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻において発駅を発車した場合の前記発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する初期作成手段と、
前記信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段と、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する更新手段と、
を備え、前記更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記発着駅間の運転曲線とする運転曲線作成装置。
【請求項５】
所与の路線のダイヤデータから実績ダイヤを推定する実績ダイヤ推定装置であって、
前記路線に係る各信号の時間経過に対する現示の変化を定めた信号現示遷移情報を初期設定する信号現示遷移情報初期設定手段と、
前記ダイヤデータを構成する各列車スジを発着駅間で分割した断片スジの中から前記ダイヤデータの時系列順に処理対象断片スジを順次選択する断片スジ選択手段と、
前記処理対象断片スジに係る運転曲線を作成する運転曲線作成手段と、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて前記信号現示遷移情報を更新する信号現示遷移情報更新手段と、
前記運転曲線作成手段により作成された運転曲線を用いて、前記処理対象断片スジに係る発着駅間の実績ダイヤを決定する断片スジ部分決定手段と、
を備え、
前記運転曲線作成手段は、
前記処理対象断片スジに係る発時刻における発時点現示を前記信号現示遷移情報から判定する発時点現示判定手段と、
前記発時刻に前記発駅を発車した場合の前記処理対象断片スジに係る発着駅間の仮の運転曲線を、前記発時点現示を用いて作成する発時点運転曲線作成手段と、
前記処理対象断片スジに係る発着駅間の信号の現示が変化する現示変化時刻及び変化後現示を前記信号現示遷移情報から判定する現示変化判定手段と、
前記現示変化時刻における前記処理対象断片スジ中の走行位置を前記仮の運転曲線に基づいて判定する走行位置判定手段、
前記仮の運転曲線のうち、前記現示変化時刻における前記走行位置以降の運転曲線の部分を、前記変化後現示を用いて作成して更新する運転曲線更新手段と、
を有し、前記運転曲線更新手段により更新された最終的な運転曲線を前記処理対象断片スジに係る前記発着駅間の運転曲線とする、
実績ダイヤ推定装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１２２４７（Ｐ２０１３−１１２２４７Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６１５１３（Ｐ２０１１−２６１５１３）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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