列車運転支援装置
【課題】 停車駅の誤通過及びオーバーランを未然に防止できるようにする。
【解決手段】 列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と上記の記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段とを有する。
【解決手段】 列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と上記の記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車が停車すべき駅を通過駅と誤認して通過したり、あるいはブレーキミスにより所定の停車位置を越えて停車してしまうオーバーラン等の不都合の発生を未然に防止するための列車運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、列車を停車駅に確実に停車させるとともに、その停車駅の所定の停車位置に正確に停車させるための列車運転支援装置としては、地上側に地上子やループコイル等の所定の地上設備を設けるとともに、車上（列車）側に車上子等の車上設備を設け、これら地上設備及び車上設備を用いて列車の運転が行われるように構成されている。
【０００３】
また、他の列車運転支援装置としては、列車にＧＰＳ(Global Positioning System)受信機を搭載し、その列車が所定の停車駅の近くに達したことを乗務員（運転士）に報知し、誤通過やオーバーランを未然に防止できるようにしたものも提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
さらに他の列車運転支援装置としては、自列車の速度発電機から得られた情報に基づいて、自列車が所定の停車駅の所定距離手前に達したときの列車速度が所定の列車速度以上のときにブレーキを作動させて誤通過やオーバーランを未然に防止できるようにしたものも提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３１０２３号公報
【特許文献２】特開平６−２６１４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の列車運転支援装置のうち、地上設備及び車上設備を備えたものは設備の規模が大きくなり、したがって設備コストが膨大になるだけでなく、その保守管理コストも膨大になる欠点があった。
【０００７】
また、従来の列車運転支援装置のうち、ＧＰＳを用いた列車運転支援装置は、運転士が停車駅接近を認識している場合でも、常時停車駅接近が報知されるので、運転士が停車駅接近の報知に頼り過ぎるおそれがあり、さらに、速度発電機を用いた列車運転支援装置は、所定の設定された列車速度を越えたときにブレーキが作動するので、運転士が停車駅を認識し、かつその停車駅の所定位置に停車できるように運転しているときでも不用意にブレーキが作動して乗心地が損なわれるおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述のような欠点を除去するためになされたものであって、その目的は、簡単な装置を設備することによって、あるいは自列車に既に設備されている機器を用いて列車運転支援装置を低コストに実現できるようにしたもので、特に乗務員（運転士）が停車駅や現在の列車速度等の自列車の運転状態を正確に認識しているときは警告が行われないようにし、また、所定距離前方にブレーキ開始点が存在するときは余裕をもってブレーキ操作が行えるようにした列車運転支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る列車運転支援装置は、上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項２に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項３に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項４に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項５に記載の列車運転支援装置は、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車位置と走行時間との関係の標準偏差、列車位置と列車速度との関係の標準偏差又は列車位置と加速度との関係の標準偏差等の実際の列車運転の実績に基づいて求められたものであることを特徴としている。
本発明の請求項６に記載の列車運転支援装置は、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車が出発地点から出発して所定の許容最高速度に達し、その所定の許容最高速度から減速して到着地点に達するまでの理想値の走行パターンに基づいて求められたものであることを特徴としている。
本発明の請求項７に記載の列車運転支援装置は、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置がその列車の走行途中の所定の地点に設けられている速度照査地点に達したか否かを検出する検出手段と、その検出手段で列車の現在位置が速度照査地点に達したと検出されたときに、その列車の現在位置における列車速度とその速度照査地点における許容列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により現在の列車速度が許容列車速度を越えていると判定されたときに警報を出力する出力手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項８に記載の列車運転支援装置は、前記警報を出力する出力手段は、表示画面に表示して出力するものであることを特徴としている。
本発明の請求項９に記載の列車運転支援装置は、前記警報を出力する出力手段は、警報音を発するものであることを特徴としている。
本発明の請求項１０に記載の列車運転支援装置は、前記警報を出力する出力手段は、乗務員による確認が行われるまで警報の出力を継続するものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段とを有するので、乗務員（運転士）が列車を所定の許容速度範囲内の走行状態で運転しているときは警報が出力されることがないから、すなわち運転士が停車駅等を正確に認識して正常に運転しているときは警報が出力されないから、運転士が警報に頼って運転を行うことを効果的に防止することができる。しかもこの列車運転支援装置は列車（車上）に設備するだけでよく、低コストに実施することができる特長を有している。
本発明の請求項２に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態の情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段とを有するので、乗務員（運転士）は事前にブレーキ開始時期を知ることができるから、余裕をもってブレーキ操作を行うことができる。しかもこの列車運転支援装置は、列車（車上）に設備するだけでよく、低コストに実施することができる特長を有している。
本発明の請求項３に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段とを有するので、乗務員（運転士）が列車を所定の許容速度範囲内の走行状態で運転しているときは警報が出力されることがないから、すなわち運転士が停車駅等を正確に認識して正常に運転しているときは警報が出力されないから、運転士が警報に頼って運転を行うことを効果的に防止することができる。しかもこの列車運転支援装置は、既設の機器を利用できるので、より低コストに実施することができる特長を有している。
本発明の請求項４に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段とを有するので、乗務員（運転士）は事前にブレーキ開始時期を知ることができるから、余裕をもってブレーキ操作を行うことができる。しかもこの列車運転支援装置は、既設の機器を利用できるので、より低コストに実施することができる特長を有している。
本発明の請求項５に記載の列車運転支援装置においては、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車位置と走行時間との関係の標準偏差、列車位置と列車速度との関係の標準偏差又は列車位置と加速度との関係の標準偏差等の実際の列車運転の実績に基づいて求められたものであるから、所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報をより現実に則したものとすることができる。
本発明の請求項６に記載の列車運転支援装置においては、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車が出発地点から出発して所定の許容最高速度に達し、その所定の許容最高速度から減速して到着地点に達するまでの理想値の走行パターンに基づいて求められたものであるから、所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を簡単に得ることができる。
本発明の請求項７に記載の列車運転支援装置は、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置がその列車の走行途中の所定の地点に設けられている速度照査地点に達したか否かを検出する検出手段と、その検出手段で列車の現在位置が速度照査地点に達したと検出されたときに、その列車の現在位置における列車速度とその速度照査地点における許容列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により現在の列車速度が許容列車速度を越えていると判定されたときに警報を出力する出力手段とを有するので、乗務員（運転士）は適切なブレーキ操作を行うことができる。しかもこの列車運転支援装置は、列車（車上）に設備するだけでよく、低コストに実施することができる特長を有している。
本発明の請求項８に記載の列車運転支援装置においては、警報を出力する出力手段は、表示画面に表示して出力するので、警報（注意）の内容を目視により容易に認識することができる。
本発明の請求項９に記載の列車運転支援装置においては、警報を出力する出力手段は、警報音を発するので、警報（注意）が発せられたことを音によって容易に認識することができる。
本発明の請求項１０に記載の列車運転支援装置において、警報を出力する出力手段は、乗務員（運転士）による確認が行われるまで警報の出力を継続するので、乗務員（運転士）は警報（注意）が発せられたことを確実に認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る列車運転支援装置の概略構成図であり、レールＲを走行する列車（電車を含む）イの運転台には、列車運転支援装置の本体（以下、「装置本体」という。）が設置されている
【００１２】
この装置本体１は、運転台に固定して設けられてもよく、あるいは列車イの乗務員である運転士Ａが列車イに乗務する際に携帯する携帯型とすることもできる。すなわちこの装置本体１は、全体形状が小型の箱状を呈し、その正面側（運転士側）には、タッチパネル式の表示画面２が設けられている。そして、この装置本体１には、ＧＰＳ衛星３からの信号をアンテナ４を介して受信するＧＰＳ受信器５（図２参照）が内蔵されている。
【００１３】
図２は、装置本体１の電気的構成を示すブロック図であり、この装置本体１には、上述したようにアンテナ４を備えたＧＰＳ受信器５が設けられている。このＧＰＳ受信器５は、周知のＧＰＳ受信器と同様に、ＧＰＳ衛星３から受信した信号を基にＧＰＳ受信器５の位置、すなわち自列車の位置（図１では列車イの先頭位置）を検出できるように構成される。図２中、６は図示しないメモリに記憶されているデータベースであり、ここには後に詳述するレールＲを走行する各列車の走行状態のデータである列車走行状態情報が予め記憶されている。
【００１４】
図２中、７は列車番号選択器であり、タッチパネルからなる表示画面２を含んで構成され、列車番号（列番）が入力できるように構成されている。なお、この列車番号選択器７は、列車の運行種別、例えば普通列車や急行列車等の列車の種別を入力するようにしてもよい。そして、この列車番号選択器７から所定の列車番号が入力されると、例えば図１中の列車イの列車番号が入力されると、データベース６の中から列車イの列車走行状態情報が読取られてメモリを含んで構成される走行データテーブル８に記憶（ダウンロード）されるように構成されている。
【００１５】
図２中、９はＣＰＵを中心に構成された状態照合器であって、ＧＰＳ受信器５から得られた自列車位置及び所定の検出時間差を設けて検知された自列車位置から求められた自列車速度と、走行データテーブル８に記憶されている列車状態情報とを照合できるように構成されている。そしてその状態照合器９において自列車速度が列車走行状態情報の範囲から逸脱したときには、表示画面２及び図示しないブザーを含んで構成される警報出力器１０に出力を送出できるように構成されている。なお、上述の自列車速度は、直前の複数回の自列車速度の平均値から求めてより正確な列車速度が使用される。
【００１６】
次に図３のグラフを基に列車走行状態情報について説明する。この図３中、陰影を付して示される所定の幅を有する線（帯）がデータベース６に記憶されている列車イの列車走行状態情報ａを示している。ここでは説明を簡単にするために、列車イはＡ駅から出発してＢ駅に到着するＡ駅及びＢ駅の２駅のみが示されている。通常、Ａ駅及びＢ駅間には、複数の駅が存在するが、ここでは、列車イはＡ駅及びＢ駅に存在する図示しない駅に停車しない急行列車として説明する。
【００１７】
このデータベース６に記憶される列車イ用の列車走行状態情報ａは、列車イのこれまでの走行実績の標準偏差に基づいて求められ、したがって図３に示されるように、所定の許容速度範囲を含んだ所定の幅を有する線（帯）で示される。具体的には、列車イがＡ駅からＢ駅に実際に走行したときの列車位置と時間との関係の標準偏差、列車位置と速度との関係の標準偏差又は列車位置と加速度との関係の標準偏差から求めることができる。この列車運転の実績に基づく列車走行状態情報は、走行実績数（サンプル数）が多ければ高精度のものが得られる特徴を有している。このように偏差値を用いた列車運転走行状態情報は、ばらつきの大きい地点では、警報出力器１０からの無駄な発報を防止することができ、そして偏差の少ない地点では、精度の高い注意喚起が可能になる特長がある。
【００１８】
なお、上述の列車走行状態情報ａは、標準偏差の手法を採用したが、列車イがＡ駅からＢ駅まで走行するときの理想値の走行パターンに基づいて求めることも可能である。この理想値による列車走行状態情報ａは、先ずＡ駅から出発して最高許容速度までの加速線と、最高許容速度でＢ駅の近くまで走行する走行線と、Ｂ駅近くにおいて最高許容速度から所定の停車位置を停車地点とする減速線とで理想値に基づく走行パターンを形成し、その走行パターンに所定の幅を持たせて列車走行状態情報ａが形成される。この理想値に基づいて形成される列車走行状態情報ａ及び上述の標準偏差に基づく列車走行状態情報ａは、当然のことながら、列車イの許容最高速度を越えて形成されることはない。
【００１９】
上述のように形成された列車イ用の列車走行状態情報ａは、データベース６に記憶（格納）される。また、このデータベース６には、他の列車用の列車走行状態情報も記憶される。例えばＡ駅及びＢ駅間に設けられている図示しない駅に停車する普通列車用の列車走行状態情報の場合は、その停車駅に停車して出発する形状を呈する列車走行状態情報が記憶される。
【００２０】
次に、図４のフローチャートを用いて列車イがＡ駅からＢ駅に向けて走行するときの制御動作について説明する。今、Ａ駅に停車している列車イに運転士Ａが乗車し、装置本体１の図示しない電源スイッチがＯＮされて稼動が開始され、そしてタッチパネルからなる表示画面２（列車番号選択器７）を介して列車イの列車番号（列番）を入力したとする（ステップ１００。以下、ステップを「Ｓ」とする。）。列車イの列車番号が装置本体１に入力されると、データベース６に記憶されている列車走行状態情報の中から列車イ用の列車走行状態情報ａが抽出されて走行データテーブル８に記憶される。
【００２１】
走行データテーブル８に記憶された列車イ用の列車走行状態情報ａには、Ａ駅の出発時刻も含まれているので、Ａ駅の出発時刻が到来しても列車の出発が行われないときは、ＧＰＳ受信器５から得た列車イの速度が「０」なので、列車イの位置が列車走行状態情報ａの範囲外となり、表示画面２には出発を促す警告（注意）が表示されるとともに、警報音が発せられる（Ｓ１０２、Ｓ１０４否定、Ｓ１０６）。この警告及び警報音は、運転士Ａが表示画面２の確認釦を押下するまで継続される。したがって、運転士又は車掌がＡ駅からの出発時刻を誤認しているような場合は、運転士Ａに対して注意が与えられるので、列車イの出発が大幅に遅れるという不都合を防止することができる。
【００２２】
Ａ駅を出発した列車イが図３の実線で示される走行パターンｂで走行したとき、すなわち列車イが列車走行状態情報ａで示される範囲内で走行したときは（Ｓ１０４肯定、Ｓ１０８肯定、Ｓ１１０肯定）、何ら警告及び警報音が発せられることなく、列車イが順調に走行したことを示している。
【００２３】
ところで、何らかの原因により列車イの列車速度が列車走行状態情報ａの範囲を越えた場合、例えば図３の破線で示される走行パターンｃのように、減速のタイミングが遅れた場合には、走行パターンｃが列車走行状態情報ａの範囲を越えた時点（図３のＸ参照）で表示画面２に、図１に示されるような警告文が表示されるとともにブザーが鳴動し、運転士Ａに対して警告（注意）が与えられる（Ｓ１０４否定、Ｓ１０６）。この警告は運転士が表示画面２の確認釦を押下するまで継続されるので、運転士Ａは、警告を確実に認識することができるとともに、所定の適正な対策をとることができる。
【００２４】
なお、図４のフローチャートでは省略されているが、ＧＰＳ受信器５から列車イの位置（自列車位置）及び列車速度が得られないときは、すなわちＧＰＳ受信器５からの位置信号がトンネル等で得られないときは、列車走行状態情報ａとの照合処理ができないので、ＧＰＳ受信器５から所定時間（例えば数秒間）信号が得られないときは、表示画面２に照合処理が行われていない旨が表示されて運転士Ａに報知される。したがって運転士Ａは、現在、ＧＰＳ受信器５から位置信号を得られていないことを前提とした安全運転を行うこととなる。
【００２５】
図５は、本発明に係る列車運転支援装置の他の例を示すもので、装置本体１′は、図１及び図２に示される装置本体１のＧＰＳ受信器５の代わりに、列車イに既に設備されている機器からの信号を得るようにしたものである。したがって、この列車運転支援装置は、ＧＰＳ衛星３から信号を得られないトンネル内においても正常に動作することができる特長を有しているとともに、ＧＰＳ受信器を必要としない分、安価に実施することができる。
【００２６】
列車イに既に設備されていて信号を入手できる機器としては、例えば列車イの車軸に設けられている速度発電機Ｇ、ノッチレバー１１及びドアＤの図示しない開閉機構があげられる。図６は装置本体１′の電気的構成を示すブロック図であり、ここに示される速度計１２は、速度発電機Ｇから直接得られる列車速度信号を状態照合器９に入力することを表わし、距離計１３は、その速度発電機Ｇから得られる列車速度信号と検出時間との関係から求められた列車の走行距離を状態照合器９に入力することを表わしている。そして、これら速度計１２及び距離計１３は、図２のＧＰＳ受信器５の役割を果たしている。
【００２７】
図６中、１４はノッチ数検出器であって、ノッチレバー１１に設けられている検出器（図示せず）により構成され、ノッチレバー１１の設定状態を示す信号を状態照合器９に入力できるように構成されている。また、図６中、１５はドア開閉検出器であって、ドアＤに設けられている開閉状態検出器（図示せず）から構成され、ドアＤのドア開閉信号を状態照合器９に入力できるように構成されている。
【００２８】
上記構成からなる列車運転支援装置は、速度計１２及び距離計１３が図１及び図２に示されるＧＰＳ受信器５と同様に、自列車の位置及び自列車速度を状態照合器９に取込まれて列車運転支援が行われる。したがって、図３及び図４を用いた説明と重複するのでこれ以上の説明は省略する。この列車運転支援装置は、ＧＰＳ受信器５を有していないので、ＧＰＳ衛星３からの信号を受信できないトンネル内等であっても、正常に列車運転支援を行うことができる特長を有している。
【００２９】
また、この列車運転支援装置の装置本体１′では、ノッチ数検出器１４からの信号も入力できるように構成されているので、列車走行状態情報ａ（図２参照）中において正常なノッチ数にノッチレバー１１が設定されているかを監視して警告を発することができる。例えば列車走行状態情報ａが減速状態にあるにもかかわらず、ノッチ数が０以外であれば、ノッチレバー１１の異常が報知されることとなる。
【００３０】
さらにこの列車運転支援装置の装置本体１′には、ドア開閉検出器１５が設けられているので、例えば列車が停車駅に停車して列車走行状態情報ａの示す列車速度が０であるにもかかわらずドアＤの開信号が状態照合器９に入力されない場合は、乗務員（車掌）がドアＤの開放を忘れていることを意味しているので警告が発せられる。したがって、ドアＤの開放が行われずに乗客が降車できないという不都合を未然に防止することができる。また、このドアＤが開放されているということは、列車が停車していることを意味しているので、このドア開閉検出器１５からの信号を用いて列車の出発等の監視を行うことも可能となる。
【００３１】
なお、図１及び図２に示されるＧＰＳ受信器５を用いた列車運転支援装置では、装置本体１中にノッチ数検出器１４及びドア開閉検出器１５が設けられていないが、ＧＰＳ受信器５の他にノッチ数検出器１４及びドア開閉検出器１５を設け、これらからの検出信号を状態照合器９に入力するようにしてもよい。
【００３２】
図７は、上述した２つの装置本体１，１′における状態照合器９の他の照合制御動作を示すグラフである。この図７中のａは、図３中の列車走行状態情報ａと同様の列車走行状態情報であり、ｂは、その列車走行状態情報ａから逸脱することなくＡ駅からＢ駅まで列車が走行したときの走行パターンを示している。この列車走行状態情報ａのＹ点は、列車がＢ駅の所定の停車位置にオーバーランすることなく停車するための減速を開始しなければならない点を示していて、本発明における列車速度の変化点に相当している。このＹ点を超過してブレーキを作動すると、列車は図３の鎖線（ｃ）に示されるように列車走行状態情報ａの範囲から逸脱するので、このＹ点を事前に知ることが運転士にとって極めて重要なことになる。そこで状態照合器９では、列車が間もなく列車速度の変化点に差しかかることを運転士に事前に知らせて注意を喚起することができるようにしている。なお、この注意の喚起は、警報出力器１０を用いて行われるので、特許請求の範囲では警報を出力するとしている。
【００３３】
以下、図８のフローチャートを用いて上述の注意喚起の制御動作を説明する。今、Ａ駅に停車している列車（この列車を列車イとして説明する。）に運転士Ａ（図１及び図５参照）が乗務し、列車番号選択器７を介して列車イの列車番号（又は列車イの運行種別）が入力されると、データベース６からその列車イ用の列車走行状態情報ａが走行データテーブル８に設定（記憶）されるとともに、その列車走行状態情報ａの中から列車速度の変化点のうち、減速運転開始点に当るＹ点（図７参照）の位置が抽出されて記憶される（Ｓ２００、Ｓ２０２）。
【００３４】
次いで、列車イの走行が開始されると、その列車イの現在位置がＧＰＳ受信器５又は速度発電機Ｇ（速度計１２及び距離計１３）を介して検知される。そしてその検知された列車イの位置が上述のＹ点の所定距離Ｚｍ前に達したときに、例えばＹ点の１００ｍ手前に達したときに、表示画面２にＹ点が接近している旨が表示されるとともに、ブザーが鳴動し、運転士Ａに注意が喚起される（Ｓ２０４否定、Ｓ２０６。図５の表示画面２参照）。この注意の喚起は、運転士Ａが確認釦を押下するまで継続される。そしてこの注意喚起の制御は、列車イの運転が終了するまで継続される（Ｓ２０８肯定、Ｓ２１０肯定）。
【００３５】
なお、上述の例では、列車速度の変化点は、列車イがＢ駅に停車するための減速運転開始点のＹ点としたが、Ａ駅及びＢ駅間に含まれるカーブや分岐器（ポイント）等の減速区間の開始点やその他の列車速度の変化点であってもよい。
【００３６】
図９は、本発明のさらに他の実施の形態に係る列車運転支援装置の装置本体１″の電気的構成を示すブロック図である。この装置本体１″は、図１及び図２に示される装置本体１と同様に、ＧＰＳ受信器５を用いて自列車速度及び自列車位置を得る点は同じであるが、データベース６′に格納（記憶）されるデータ（情報）は、列車の走行する途中の所定の地点に設けられている速度照査地点の位置情報、及びその速度照査地点における本発明の許容列車速度に相当する許容最高速度の速度情報が列車毎に記憶されている。
【００３７】
また、図２に示される装置本体１の状態照合器９では、データベース６から走行データテーブル８に読取って記憶したデータ（列車走行状態情報）を照合用としたが、この装置本体１″では、状態照合器９′がデータベース６′に記憶されているデータを列車番号選択器７から入力された列車番号（又は運行種別）により特定して照合処理に用いるようにしている。もちろんこの装置本体１″においても、列車番号又は運行種別によって特定されたデータ（速度照査地点の位置情報及び許容最高速度の速度情報）を走行データテーブルに記憶させて照合処理してもよい。図９中の警報出力器１０は、図２及び図６に示される警報出力器１０と同様に、タッチパネルからなる表示画面２及びブザーを含んで構成されている。
【００３８】
次に、上記構成からなる列車運転支援装置の制御動作を図１０のフローチャート、図１１の表示画面２の表示例及び図１２（ａ），（ｂ）の走行パターン図を用いて説明する。今、列車（この列車を列車イとする。）が図１２（ａ），（ｂ）では省略されているＡ駅から出発してＢ駅の所定の停止点（停車点）を停止位置として運転を開始しようとしているものとする。
【００３９】
Ａ駅で列車イに乗務した運転士Ａ（図１及び図５のＡ参照）は、列車番号選択器７を介して列車イの列車番号（又は運行種別）が入力をすると、データベース６′からその列車イ用の速度照査地点（図１２（ａ），（ｂ）では速照点）の位置情報及びその地点における列車速度情報が取得されて状態照合器９′の図示しないメモリに記憶される（Ｓ３００）。図１２（ａ），（ｂ）の例では、Ｂ駅の手前の２つの地点が取得されるが、このうち速度照査点１は、例えばＢ駅の手前６００ｍの地点、速度照査点２はＢ駅の手前１００ｍの地点である。なお、図１２（ａ），（ｂ）中の実線で示される走行パターンａは、Ａ駅からＢ駅にかけて列車イが走行する際の許容最高列車速度を示しており、鎖線で示される走行パターンｂは、列車イの実際の走行パターンを示している。
【００４０】
列車イがＡ駅からＢ駅に向けて走行を開始すると、ＧＰＳ受信器５から得られた信号を基に状態照合器９′において列車イの現在位置及びその現在位置における列車速度が求められ、その求められた現在位置がメモリに記憶されている速度照査点１（又は速度照査点２）と一致するか否かが判定され、速度照査点と一致すると判定されると（Ｓ３０２、Ｓ３０４肯定）、その速度照査点における列車イの列車速度がメモリに記憶されている列車速度と照合される。この照合において、列車イの列車速度がメモリに記憶されている列車速度以下のときは、すなわち、列車イの列車速度が図１２（ａ）に鎖線で示される場合は、後述するような警告が発せられることなく走行が継続される（Ｓ３０６肯定）。
【００４１】
ところが、上述の照合において、例えば図１２（ｂ）に示されるように、速度照査点２における列車イの列車速度がメモリに記憶されている列車速度を超えているときは（Ｓ３０６否定）、状態照合器９′から警報出力器１０に警告の出力が行われ、表示画面２には、図１１に示されるような警告文が表示されるとともに、ブザーが鳴動され（Ｓ３０８）、この警告は、運転士Ａが確認釦を押下するまで継続される。したがって、運転士Ａは、表示画面２の表示及びブザー音により速度オーバーを知ることができるので、Ｂ駅の所定の停止点に列車イを停車できるように適切な運転（ブレーキ操作）を行うことができ、誤通過やオーバーランを未然に防止することができる。このような運転支援は、列車イの運転終了まで継続される。
【００４２】
なお、上述の例では、音による警告はブザー音としたが、これを例えば、「出発時刻超過」、「５ｋｍオーバー」、あるいは「１００ｍ前方に速度変化点」等のように、警告内容を具体的に音声案内するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る列車運転支援装置の概略構成図である。
【図２】装置本体１の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】列車走行状態情報について説明するための図である。
【図４】装置本体１の走行制御動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の例に係る列車運転支援装置の概略構成図である。
【図６】装置本体１′の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】装置本体１，１′における状態照合器の他の照合制御動作を示すグラフである。
【図８】注意喚起の制御動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態に係る列車運転支援装置の装置本体１″の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】装置本体１″の走行制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】表示画面２の表示例を示す図である。
【図１２】走行パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
イ 列車
Ｄ ドア
Ｇ 速度発電機、
Ｒ レール
１，１′，１″ 装置本体
２ 表示画面
３ ＧＰＳ衛星
４ アンテナ
５ ＧＰＳ受信器
６ データベース
７ 列車番号選択器
８ 走行データテーブル
９ 状態照合器
１０ 警報出力器
１１ ノッチレバー
１２ 速度計
１３ 距離計
１４ ノッチ数検出器
１５ ドア開閉検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車が停車すべき駅を通過駅と誤認して通過したり、あるいはブレーキミスにより所定の停車位置を越えて停車してしまうオーバーラン等の不都合の発生を未然に防止するための列車運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、列車を停車駅に確実に停車させるとともに、その停車駅の所定の停車位置に正確に停車させるための列車運転支援装置としては、地上側に地上子やループコイル等の所定の地上設備を設けるとともに、車上（列車）側に車上子等の車上設備を設け、これら地上設備及び車上設備を用いて列車の運転が行われるように構成されている。
【０００３】
また、他の列車運転支援装置としては、列車にＧＰＳ(Global Positioning System)受信機を搭載し、その列車が所定の停車駅の近くに達したことを乗務員（運転士）に報知し、誤通過やオーバーランを未然に防止できるようにしたものも提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
さらに他の列車運転支援装置としては、自列車の速度発電機から得られた情報に基づいて、自列車が所定の停車駅の所定距離手前に達したときの列車速度が所定の列車速度以上のときにブレーキを作動させて誤通過やオーバーランを未然に防止できるようにしたものも提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３１０２３号公報
【特許文献２】特開平６−２６１４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の列車運転支援装置のうち、地上設備及び車上設備を備えたものは設備の規模が大きくなり、したがって設備コストが膨大になるだけでなく、その保守管理コストも膨大になる欠点があった。
【０００７】
また、従来の列車運転支援装置のうち、ＧＰＳを用いた列車運転支援装置は、運転士が停車駅接近を認識している場合でも、常時停車駅接近が報知されるので、運転士が停車駅接近の報知に頼り過ぎるおそれがあり、さらに、速度発電機を用いた列車運転支援装置は、所定の設定された列車速度を越えたときにブレーキが作動するので、運転士が停車駅を認識し、かつその停車駅の所定位置に停車できるように運転しているときでも不用意にブレーキが作動して乗心地が損なわれるおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述のような欠点を除去するためになされたものであって、その目的は、簡単な装置を設備することによって、あるいは自列車に既に設備されている機器を用いて列車運転支援装置を低コストに実現できるようにしたもので、特に乗務員（運転士）が停車駅や現在の列車速度等の自列車の運転状態を正確に認識しているときは警告が行われないようにし、また、所定距離前方にブレーキ開始点が存在するときは余裕をもってブレーキ操作が行えるようにした列車運転支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る列車運転支援装置は、上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項２に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項３に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項４に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項５に記載の列車運転支援装置は、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車位置と走行時間との関係の標準偏差、列車位置と列車速度との関係の標準偏差又は列車位置と加速度との関係の標準偏差等の実際の列車運転の実績に基づいて求められたものであることを特徴としている。
本発明の請求項６に記載の列車運転支援装置は、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車が出発地点から出発して所定の許容最高速度に達し、その所定の許容最高速度から減速して到着地点に達するまでの理想値の走行パターンに基づいて求められたものであることを特徴としている。
本発明の請求項７に記載の列車運転支援装置は、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置がその列車の走行途中の所定の地点に設けられている速度照査地点に達したか否かを検出する検出手段と、その検出手段で列車の現在位置が速度照査地点に達したと検出されたときに、その列車の現在位置における列車速度とその速度照査地点における許容列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により現在の列車速度が許容列車速度を越えていると判定されたときに警報を出力する出力手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項８に記載の列車運転支援装置は、前記警報を出力する出力手段は、表示画面に表示して出力するものであることを特徴としている。
本発明の請求項９に記載の列車運転支援装置は、前記警報を出力する出力手段は、警報音を発するものであることを特徴としている。
本発明の請求項１０に記載の列車運転支援装置は、前記警報を出力する出力手段は、乗務員による確認が行われるまで警報の出力を継続するものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段とを有するので、乗務員（運転士）が列車を所定の許容速度範囲内の走行状態で運転しているときは警報が出力されることがないから、すなわち運転士が停車駅等を正確に認識して正常に運転しているときは警報が出力されないから、運転士が警報に頼って運転を行うことを効果的に防止することができる。しかもこの列車運転支援装置は列車（車上）に設備するだけでよく、低コストに実施することができる特長を有している。
本発明の請求項２に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態の情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段とを有するので、乗務員（運転士）は事前にブレーキ開始時期を知ることができるから、余裕をもってブレーキ操作を行うことができる。しかもこの列車運転支援装置は、列車（車上）に設備するだけでよく、低コストに実施することができる特長を有している。
本発明の請求項３に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段とを有するので、乗務員（運転士）が列車を所定の許容速度範囲内の走行状態で運転しているときは警報が出力されることがないから、すなわち運転士が停車駅等を正確に認識して正常に運転しているときは警報が出力されないから、運転士が警報に頼って運転を行うことを効果的に防止することができる。しかもこの列車運転支援装置は、既設の機器を利用できるので、より低コストに実施することができる特長を有している。
本発明の請求項４に記載の列車運転支援装置は、列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段とを有するので、乗務員（運転士）は事前にブレーキ開始時期を知ることができるから、余裕をもってブレーキ操作を行うことができる。しかもこの列車運転支援装置は、既設の機器を利用できるので、より低コストに実施することができる特長を有している。
本発明の請求項５に記載の列車運転支援装置においては、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車位置と走行時間との関係の標準偏差、列車位置と列車速度との関係の標準偏差又は列車位置と加速度との関係の標準偏差等の実際の列車運転の実績に基づいて求められたものであるから、所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報をより現実に則したものとすることができる。
本発明の請求項６に記載の列車運転支援装置においては、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車が出発地点から出発して所定の許容最高速度に達し、その所定の許容最高速度から減速して到着地点に達するまでの理想値の走行パターンに基づいて求められたものであるから、所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を簡単に得ることができる。
本発明の請求項７に記載の列車運転支援装置は、ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、その検知手段で検知された列車の現在位置がその列車の走行途中の所定の地点に設けられている速度照査地点に達したか否かを検出する検出手段と、その検出手段で列車の現在位置が速度照査地点に達したと検出されたときに、その列車の現在位置における列車速度とその速度照査地点における許容列車速度とを照合する照合手段と、その照合手段により現在の列車速度が許容列車速度を越えていると判定されたときに警報を出力する出力手段とを有するので、乗務員（運転士）は適切なブレーキ操作を行うことができる。しかもこの列車運転支援装置は、列車（車上）に設備するだけでよく、低コストに実施することができる特長を有している。
本発明の請求項８に記載の列車運転支援装置においては、警報を出力する出力手段は、表示画面に表示して出力するので、警報（注意）の内容を目視により容易に認識することができる。
本発明の請求項９に記載の列車運転支援装置においては、警報を出力する出力手段は、警報音を発するので、警報（注意）が発せられたことを音によって容易に認識することができる。
本発明の請求項１０に記載の列車運転支援装置において、警報を出力する出力手段は、乗務員（運転士）による確認が行われるまで警報の出力を継続するので、乗務員（運転士）は警報（注意）が発せられたことを確実に認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る列車運転支援装置の概略構成図であり、レールＲを走行する列車（電車を含む）イの運転台には、列車運転支援装置の本体（以下、「装置本体」という。）が設置されている
【００１２】
この装置本体１は、運転台に固定して設けられてもよく、あるいは列車イの乗務員である運転士Ａが列車イに乗務する際に携帯する携帯型とすることもできる。すなわちこの装置本体１は、全体形状が小型の箱状を呈し、その正面側（運転士側）には、タッチパネル式の表示画面２が設けられている。そして、この装置本体１には、ＧＰＳ衛星３からの信号をアンテナ４を介して受信するＧＰＳ受信器５（図２参照）が内蔵されている。
【００１３】
図２は、装置本体１の電気的構成を示すブロック図であり、この装置本体１には、上述したようにアンテナ４を備えたＧＰＳ受信器５が設けられている。このＧＰＳ受信器５は、周知のＧＰＳ受信器と同様に、ＧＰＳ衛星３から受信した信号を基にＧＰＳ受信器５の位置、すなわち自列車の位置（図１では列車イの先頭位置）を検出できるように構成される。図２中、６は図示しないメモリに記憶されているデータベースであり、ここには後に詳述するレールＲを走行する各列車の走行状態のデータである列車走行状態情報が予め記憶されている。
【００１４】
図２中、７は列車番号選択器であり、タッチパネルからなる表示画面２を含んで構成され、列車番号（列番）が入力できるように構成されている。なお、この列車番号選択器７は、列車の運行種別、例えば普通列車や急行列車等の列車の種別を入力するようにしてもよい。そして、この列車番号選択器７から所定の列車番号が入力されると、例えば図１中の列車イの列車番号が入力されると、データベース６の中から列車イの列車走行状態情報が読取られてメモリを含んで構成される走行データテーブル８に記憶（ダウンロード）されるように構成されている。
【００１５】
図２中、９はＣＰＵを中心に構成された状態照合器であって、ＧＰＳ受信器５から得られた自列車位置及び所定の検出時間差を設けて検知された自列車位置から求められた自列車速度と、走行データテーブル８に記憶されている列車状態情報とを照合できるように構成されている。そしてその状態照合器９において自列車速度が列車走行状態情報の範囲から逸脱したときには、表示画面２及び図示しないブザーを含んで構成される警報出力器１０に出力を送出できるように構成されている。なお、上述の自列車速度は、直前の複数回の自列車速度の平均値から求めてより正確な列車速度が使用される。
【００１６】
次に図３のグラフを基に列車走行状態情報について説明する。この図３中、陰影を付して示される所定の幅を有する線（帯）がデータベース６に記憶されている列車イの列車走行状態情報ａを示している。ここでは説明を簡単にするために、列車イはＡ駅から出発してＢ駅に到着するＡ駅及びＢ駅の２駅のみが示されている。通常、Ａ駅及びＢ駅間には、複数の駅が存在するが、ここでは、列車イはＡ駅及びＢ駅に存在する図示しない駅に停車しない急行列車として説明する。
【００１７】
このデータベース６に記憶される列車イ用の列車走行状態情報ａは、列車イのこれまでの走行実績の標準偏差に基づいて求められ、したがって図３に示されるように、所定の許容速度範囲を含んだ所定の幅を有する線（帯）で示される。具体的には、列車イがＡ駅からＢ駅に実際に走行したときの列車位置と時間との関係の標準偏差、列車位置と速度との関係の標準偏差又は列車位置と加速度との関係の標準偏差から求めることができる。この列車運転の実績に基づく列車走行状態情報は、走行実績数（サンプル数）が多ければ高精度のものが得られる特徴を有している。このように偏差値を用いた列車運転走行状態情報は、ばらつきの大きい地点では、警報出力器１０からの無駄な発報を防止することができ、そして偏差の少ない地点では、精度の高い注意喚起が可能になる特長がある。
【００１８】
なお、上述の列車走行状態情報ａは、標準偏差の手法を採用したが、列車イがＡ駅からＢ駅まで走行するときの理想値の走行パターンに基づいて求めることも可能である。この理想値による列車走行状態情報ａは、先ずＡ駅から出発して最高許容速度までの加速線と、最高許容速度でＢ駅の近くまで走行する走行線と、Ｂ駅近くにおいて最高許容速度から所定の停車位置を停車地点とする減速線とで理想値に基づく走行パターンを形成し、その走行パターンに所定の幅を持たせて列車走行状態情報ａが形成される。この理想値に基づいて形成される列車走行状態情報ａ及び上述の標準偏差に基づく列車走行状態情報ａは、当然のことながら、列車イの許容最高速度を越えて形成されることはない。
【００１９】
上述のように形成された列車イ用の列車走行状態情報ａは、データベース６に記憶（格納）される。また、このデータベース６には、他の列車用の列車走行状態情報も記憶される。例えばＡ駅及びＢ駅間に設けられている図示しない駅に停車する普通列車用の列車走行状態情報の場合は、その停車駅に停車して出発する形状を呈する列車走行状態情報が記憶される。
【００２０】
次に、図４のフローチャートを用いて列車イがＡ駅からＢ駅に向けて走行するときの制御動作について説明する。今、Ａ駅に停車している列車イに運転士Ａが乗車し、装置本体１の図示しない電源スイッチがＯＮされて稼動が開始され、そしてタッチパネルからなる表示画面２（列車番号選択器７）を介して列車イの列車番号（列番）を入力したとする（ステップ１００。以下、ステップを「Ｓ」とする。）。列車イの列車番号が装置本体１に入力されると、データベース６に記憶されている列車走行状態情報の中から列車イ用の列車走行状態情報ａが抽出されて走行データテーブル８に記憶される。
【００２１】
走行データテーブル８に記憶された列車イ用の列車走行状態情報ａには、Ａ駅の出発時刻も含まれているので、Ａ駅の出発時刻が到来しても列車の出発が行われないときは、ＧＰＳ受信器５から得た列車イの速度が「０」なので、列車イの位置が列車走行状態情報ａの範囲外となり、表示画面２には出発を促す警告（注意）が表示されるとともに、警報音が発せられる（Ｓ１０２、Ｓ１０４否定、Ｓ１０６）。この警告及び警報音は、運転士Ａが表示画面２の確認釦を押下するまで継続される。したがって、運転士又は車掌がＡ駅からの出発時刻を誤認しているような場合は、運転士Ａに対して注意が与えられるので、列車イの出発が大幅に遅れるという不都合を防止することができる。
【００２２】
Ａ駅を出発した列車イが図３の実線で示される走行パターンｂで走行したとき、すなわち列車イが列車走行状態情報ａで示される範囲内で走行したときは（Ｓ１０４肯定、Ｓ１０８肯定、Ｓ１１０肯定）、何ら警告及び警報音が発せられることなく、列車イが順調に走行したことを示している。
【００２３】
ところで、何らかの原因により列車イの列車速度が列車走行状態情報ａの範囲を越えた場合、例えば図３の破線で示される走行パターンｃのように、減速のタイミングが遅れた場合には、走行パターンｃが列車走行状態情報ａの範囲を越えた時点（図３のＸ参照）で表示画面２に、図１に示されるような警告文が表示されるとともにブザーが鳴動し、運転士Ａに対して警告（注意）が与えられる（Ｓ１０４否定、Ｓ１０６）。この警告は運転士が表示画面２の確認釦を押下するまで継続されるので、運転士Ａは、警告を確実に認識することができるとともに、所定の適正な対策をとることができる。
【００２４】
なお、図４のフローチャートでは省略されているが、ＧＰＳ受信器５から列車イの位置（自列車位置）及び列車速度が得られないときは、すなわちＧＰＳ受信器５からの位置信号がトンネル等で得られないときは、列車走行状態情報ａとの照合処理ができないので、ＧＰＳ受信器５から所定時間（例えば数秒間）信号が得られないときは、表示画面２に照合処理が行われていない旨が表示されて運転士Ａに報知される。したがって運転士Ａは、現在、ＧＰＳ受信器５から位置信号を得られていないことを前提とした安全運転を行うこととなる。
【００２５】
図５は、本発明に係る列車運転支援装置の他の例を示すもので、装置本体１′は、図１及び図２に示される装置本体１のＧＰＳ受信器５の代わりに、列車イに既に設備されている機器からの信号を得るようにしたものである。したがって、この列車運転支援装置は、ＧＰＳ衛星３から信号を得られないトンネル内においても正常に動作することができる特長を有しているとともに、ＧＰＳ受信器を必要としない分、安価に実施することができる。
【００２６】
列車イに既に設備されていて信号を入手できる機器としては、例えば列車イの車軸に設けられている速度発電機Ｇ、ノッチレバー１１及びドアＤの図示しない開閉機構があげられる。図６は装置本体１′の電気的構成を示すブロック図であり、ここに示される速度計１２は、速度発電機Ｇから直接得られる列車速度信号を状態照合器９に入力することを表わし、距離計１３は、その速度発電機Ｇから得られる列車速度信号と検出時間との関係から求められた列車の走行距離を状態照合器９に入力することを表わしている。そして、これら速度計１２及び距離計１３は、図２のＧＰＳ受信器５の役割を果たしている。
【００２７】
図６中、１４はノッチ数検出器であって、ノッチレバー１１に設けられている検出器（図示せず）により構成され、ノッチレバー１１の設定状態を示す信号を状態照合器９に入力できるように構成されている。また、図６中、１５はドア開閉検出器であって、ドアＤに設けられている開閉状態検出器（図示せず）から構成され、ドアＤのドア開閉信号を状態照合器９に入力できるように構成されている。
【００２８】
上記構成からなる列車運転支援装置は、速度計１２及び距離計１３が図１及び図２に示されるＧＰＳ受信器５と同様に、自列車の位置及び自列車速度を状態照合器９に取込まれて列車運転支援が行われる。したがって、図３及び図４を用いた説明と重複するのでこれ以上の説明は省略する。この列車運転支援装置は、ＧＰＳ受信器５を有していないので、ＧＰＳ衛星３からの信号を受信できないトンネル内等であっても、正常に列車運転支援を行うことができる特長を有している。
【００２９】
また、この列車運転支援装置の装置本体１′では、ノッチ数検出器１４からの信号も入力できるように構成されているので、列車走行状態情報ａ（図２参照）中において正常なノッチ数にノッチレバー１１が設定されているかを監視して警告を発することができる。例えば列車走行状態情報ａが減速状態にあるにもかかわらず、ノッチ数が０以外であれば、ノッチレバー１１の異常が報知されることとなる。
【００３０】
さらにこの列車運転支援装置の装置本体１′には、ドア開閉検出器１５が設けられているので、例えば列車が停車駅に停車して列車走行状態情報ａの示す列車速度が０であるにもかかわらずドアＤの開信号が状態照合器９に入力されない場合は、乗務員（車掌）がドアＤの開放を忘れていることを意味しているので警告が発せられる。したがって、ドアＤの開放が行われずに乗客が降車できないという不都合を未然に防止することができる。また、このドアＤが開放されているということは、列車が停車していることを意味しているので、このドア開閉検出器１５からの信号を用いて列車の出発等の監視を行うことも可能となる。
【００３１】
なお、図１及び図２に示されるＧＰＳ受信器５を用いた列車運転支援装置では、装置本体１中にノッチ数検出器１４及びドア開閉検出器１５が設けられていないが、ＧＰＳ受信器５の他にノッチ数検出器１４及びドア開閉検出器１５を設け、これらからの検出信号を状態照合器９に入力するようにしてもよい。
【００３２】
図７は、上述した２つの装置本体１，１′における状態照合器９の他の照合制御動作を示すグラフである。この図７中のａは、図３中の列車走行状態情報ａと同様の列車走行状態情報であり、ｂは、その列車走行状態情報ａから逸脱することなくＡ駅からＢ駅まで列車が走行したときの走行パターンを示している。この列車走行状態情報ａのＹ点は、列車がＢ駅の所定の停車位置にオーバーランすることなく停車するための減速を開始しなければならない点を示していて、本発明における列車速度の変化点に相当している。このＹ点を超過してブレーキを作動すると、列車は図３の鎖線（ｃ）に示されるように列車走行状態情報ａの範囲から逸脱するので、このＹ点を事前に知ることが運転士にとって極めて重要なことになる。そこで状態照合器９では、列車が間もなく列車速度の変化点に差しかかることを運転士に事前に知らせて注意を喚起することができるようにしている。なお、この注意の喚起は、警報出力器１０を用いて行われるので、特許請求の範囲では警報を出力するとしている。
【００３３】
以下、図８のフローチャートを用いて上述の注意喚起の制御動作を説明する。今、Ａ駅に停車している列車（この列車を列車イとして説明する。）に運転士Ａ（図１及び図５参照）が乗務し、列車番号選択器７を介して列車イの列車番号（又は列車イの運行種別）が入力されると、データベース６からその列車イ用の列車走行状態情報ａが走行データテーブル８に設定（記憶）されるとともに、その列車走行状態情報ａの中から列車速度の変化点のうち、減速運転開始点に当るＹ点（図７参照）の位置が抽出されて記憶される（Ｓ２００、Ｓ２０２）。
【００３４】
次いで、列車イの走行が開始されると、その列車イの現在位置がＧＰＳ受信器５又は速度発電機Ｇ（速度計１２及び距離計１３）を介して検知される。そしてその検知された列車イの位置が上述のＹ点の所定距離Ｚｍ前に達したときに、例えばＹ点の１００ｍ手前に達したときに、表示画面２にＹ点が接近している旨が表示されるとともに、ブザーが鳴動し、運転士Ａに注意が喚起される（Ｓ２０４否定、Ｓ２０６。図５の表示画面２参照）。この注意の喚起は、運転士Ａが確認釦を押下するまで継続される。そしてこの注意喚起の制御は、列車イの運転が終了するまで継続される（Ｓ２０８肯定、Ｓ２１０肯定）。
【００３５】
なお、上述の例では、列車速度の変化点は、列車イがＢ駅に停車するための減速運転開始点のＹ点としたが、Ａ駅及びＢ駅間に含まれるカーブや分岐器（ポイント）等の減速区間の開始点やその他の列車速度の変化点であってもよい。
【００３６】
図９は、本発明のさらに他の実施の形態に係る列車運転支援装置の装置本体１″の電気的構成を示すブロック図である。この装置本体１″は、図１及び図２に示される装置本体１と同様に、ＧＰＳ受信器５を用いて自列車速度及び自列車位置を得る点は同じであるが、データベース６′に格納（記憶）されるデータ（情報）は、列車の走行する途中の所定の地点に設けられている速度照査地点の位置情報、及びその速度照査地点における本発明の許容列車速度に相当する許容最高速度の速度情報が列車毎に記憶されている。
【００３７】
また、図２に示される装置本体１の状態照合器９では、データベース６から走行データテーブル８に読取って記憶したデータ（列車走行状態情報）を照合用としたが、この装置本体１″では、状態照合器９′がデータベース６′に記憶されているデータを列車番号選択器７から入力された列車番号（又は運行種別）により特定して照合処理に用いるようにしている。もちろんこの装置本体１″においても、列車番号又は運行種別によって特定されたデータ（速度照査地点の位置情報及び許容最高速度の速度情報）を走行データテーブルに記憶させて照合処理してもよい。図９中の警報出力器１０は、図２及び図６に示される警報出力器１０と同様に、タッチパネルからなる表示画面２及びブザーを含んで構成されている。
【００３８】
次に、上記構成からなる列車運転支援装置の制御動作を図１０のフローチャート、図１１の表示画面２の表示例及び図１２（ａ），（ｂ）の走行パターン図を用いて説明する。今、列車（この列車を列車イとする。）が図１２（ａ），（ｂ）では省略されているＡ駅から出発してＢ駅の所定の停止点（停車点）を停止位置として運転を開始しようとしているものとする。
【００３９】
Ａ駅で列車イに乗務した運転士Ａ（図１及び図５のＡ参照）は、列車番号選択器７を介して列車イの列車番号（又は運行種別）が入力をすると、データベース６′からその列車イ用の速度照査地点（図１２（ａ），（ｂ）では速照点）の位置情報及びその地点における列車速度情報が取得されて状態照合器９′の図示しないメモリに記憶される（Ｓ３００）。図１２（ａ），（ｂ）の例では、Ｂ駅の手前の２つの地点が取得されるが、このうち速度照査点１は、例えばＢ駅の手前６００ｍの地点、速度照査点２はＢ駅の手前１００ｍの地点である。なお、図１２（ａ），（ｂ）中の実線で示される走行パターンａは、Ａ駅からＢ駅にかけて列車イが走行する際の許容最高列車速度を示しており、鎖線で示される走行パターンｂは、列車イの実際の走行パターンを示している。
【００４０】
列車イがＡ駅からＢ駅に向けて走行を開始すると、ＧＰＳ受信器５から得られた信号を基に状態照合器９′において列車イの現在位置及びその現在位置における列車速度が求められ、その求められた現在位置がメモリに記憶されている速度照査点１（又は速度照査点２）と一致するか否かが判定され、速度照査点と一致すると判定されると（Ｓ３０２、Ｓ３０４肯定）、その速度照査点における列車イの列車速度がメモリに記憶されている列車速度と照合される。この照合において、列車イの列車速度がメモリに記憶されている列車速度以下のときは、すなわち、列車イの列車速度が図１２（ａ）に鎖線で示される場合は、後述するような警告が発せられることなく走行が継続される（Ｓ３０６肯定）。
【００４１】
ところが、上述の照合において、例えば図１２（ｂ）に示されるように、速度照査点２における列車イの列車速度がメモリに記憶されている列車速度を超えているときは（Ｓ３０６否定）、状態照合器９′から警報出力器１０に警告の出力が行われ、表示画面２には、図１１に示されるような警告文が表示されるとともに、ブザーが鳴動され（Ｓ３０８）、この警告は、運転士Ａが確認釦を押下するまで継続される。したがって、運転士Ａは、表示画面２の表示及びブザー音により速度オーバーを知ることができるので、Ｂ駅の所定の停止点に列車イを停車できるように適切な運転（ブレーキ操作）を行うことができ、誤通過やオーバーランを未然に防止することができる。このような運転支援は、列車イの運転終了まで継続される。
【００４２】
なお、上述の例では、音による警告はブザー音としたが、これを例えば、「出発時刻超過」、「５ｋｍオーバー」、あるいは「１００ｍ前方に速度変化点」等のように、警告内容を具体的に音声案内するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る列車運転支援装置の概略構成図である。
【図２】装置本体１の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】列車走行状態情報について説明するための図である。
【図４】装置本体１の走行制御動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の例に係る列車運転支援装置の概略構成図である。
【図６】装置本体１′の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】装置本体１，１′における状態照合器の他の照合制御動作を示すグラフである。
【図８】注意喚起の制御動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明のさらに他の実施の形態に係る列車運転支援装置の装置本体１″の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】装置本体１″の走行制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】表示画面２の表示例を示す図である。
【図１２】走行パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
イ 列車
Ｄ ドア
Ｇ 速度発電機、
Ｒ レール
１，１′，１″ 装置本体
２ 表示画面
３ ＧＰＳ衛星
４ アンテナ
５ ＧＰＳ受信器
６ データベース
７ 列車番号選択器
８ 走行データテーブル
９ 状態照合器
１０ 警報出力器
１１ ノッチレバー
１２ 速度計
１３ 距離計
１４ ノッチ数検出器
１５ ドア開閉検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、
ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、
前記照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項２】
列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、
ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項３】
列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、
列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、
前記照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項４】
列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、
列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の列車運転支援装置において、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車位置と走行時間との関係の標準偏差、列車位置と列車速度との関係の標準偏差又は列車位置と加速度との関係の標準偏差等の実際の列車運転の実績に基づいて求められたものであることを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の列車運転支援装置において、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車が出発地点から出発して所定の許容最高速度に達し、その所定の許容最高速度から減速して到着地点に達するまでの理想値の走行パターンに基づいて求められたものであることを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項７】
ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された列車の現在位置がその列車の走行途中の所定の地点に設けられている速度照査地点に達したか否かを検出する検出手段と、
前記検出手段で列車の現在位置が速度照査地点に達したと検出されたときに、その列車の現在位置における列車速度とその速度照査地点における許容列車速度とを照合する照合手段と、
前記照合手段により現在の列車速度が許容列車速度を越えていると判定されたときに警報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の列車運転支援装置において、前記警報を出力する出力手段は、表示画面に表示して出力するものであることを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の列車運転支援装置において、前記警報を出力する出力手段は、警報音を発するものであることを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の列車運転支援装置において、前記警報を出力する出力手段は、乗務員による確認が行われるまで警報の出力を継続するものであることを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項１】
列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、
ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、
前記照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項２】
列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、
ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項３】
列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、
列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された列車の現在位置における列車速度と前記記憶手段に記憶されているその現在位置に対応した列車速度とを照合する照合手段と、
前記照合手段により列車の現在位置の列車速度が記憶されている列車速度を逸脱していると判定したときに警報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項４】
列車の出発地点から到着地点までの所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報を記憶する記憶手段と、
列車に設備されている速度発電機等の機器からその列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された列車の現在位置が前記記憶手段に記憶されている列車走行状態情報中の列車速度の変化点から所定距離手前に達したときに警報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の列車運転支援装置において、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車位置と走行時間との関係の標準偏差、列車位置と列車速度との関係の標準偏差又は列車位置と加速度との関係の標準偏差等の実際の列車運転の実績に基づいて求められたものであることを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の列車運転支援装置において、前記所定の許容速度範囲を有する列車走行状態情報は、列車が出発地点から出発して所定の許容最高速度に達し、その所定の許容最高速度から減速して到着地点に達するまでの理想値の走行パターンに基づいて求められたものであることを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項７】
ＧＰＳに基づいて列車の現在位置及びその現在位置における列車速度を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された列車の現在位置がその列車の走行途中の所定の地点に設けられている速度照査地点に達したか否かを検出する検出手段と、
前記検出手段で列車の現在位置が速度照査地点に達したと検出されたときに、その列車の現在位置における列車速度とその速度照査地点における許容列車速度とを照合する照合手段と、
前記照合手段により現在の列車速度が許容列車速度を越えていると判定されたときに警報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の列車運転支援装置において、前記警報を出力する出力手段は、表示画面に表示して出力するものであることを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の列車運転支援装置において、前記警報を出力する出力手段は、警報音を発するものであることを特徴とする列車運転支援装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の列車運転支援装置において、前記警報を出力する出力手段は、乗務員による確認が行われるまで警報の出力を継続するものであることを特徴とする列車運転支援装置。
【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２００６−３２００９３（Ｐ２００６−３２００９３Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３９２９３（Ｐ２００５−１３９２９３）
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
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