架線レス車両の運行支援装置
【課題】本発明の目的は、架線レス車両のエネルギー効率を向上させるような速度パターンを算出することが可能な架線レス車両の運行支援装置を提供することである。
【解決手段】本発明は、架線レス車両の運行ダイヤ情報と走行区間上にある次駅の情報と走行区間上にある複数の信号機の情報とを予め記憶する記憶手段２と、運行ダイヤ情報と次駅の情報と複数の信号機の情報とに基づいて架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段３とを備え、速度パターン算出手段３は、架線レス車両が最初の信号機で止まらないことと、現在停車中の駅から発車する際について一定の加速度ａで加速を行うことと、加速後は架線レス車両が一定の第１の速度Ｖ１で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっている。
【解決手段】本発明は、架線レス車両の運行ダイヤ情報と走行区間上にある次駅の情報と走行区間上にある複数の信号機の情報とを予め記憶する記憶手段２と、運行ダイヤ情報と次駅の情報と複数の信号機の情報とに基づいて架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段３とを備え、速度パターン算出手段３は、架線レス車両が最初の信号機で止まらないことと、現在停車中の駅から発車する際について一定の加速度ａで加速を行うことと、加速後は架線レス車両が一定の第１の速度Ｖ１で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架線レス車両の運行支援装置に関し、詳しくは、現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出する運行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、架線レス車両などの交通車両は、自動車などの車両の走行を規制する交通信号機の管理下に置かれている。したがって、交通車両の運転士は、交通信号機の現示に従って交通車両を進行させ又は停止させる運転を行っている。
【０００３】
このような交通信号機の管理下においては、交通車両の停止及び再発進が繰り返し行われるので、定時運行を行うことができず、利用者の不便をまねく可能性がある。特許文献１では、停止や再発進を極力なくして定時運行を行うことが可能な速度パターンを算出する運行支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４４４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１で算出された速度パターンは、加速及び減速する区間が多く、等速走行が行われている区間が少ないため、交通車両におけるエネルギー効率が悪いという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、架線レス車両のエネルギー効率を向上させるような速度パターンを算出することが可能な架線レス車両の運行支援装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出する架線レス車両の運行支援装置において、前記架線レス車両の運行ダイヤ情報と前記走行区間上にある次駅の情報と前記走行区間上にある複数の信号機の情報とを予め記憶する記憶手段と、前記運行ダイヤ情報と前記次駅の情報と前記複数の信号機の情報とに基づいて前記架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段とを備え、現在停車中の駅と前記複数の信号機の中の最初の信号機との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最初の信号機で止まらないことと、現在停車中の駅から発車する際について一定の加速度で加速を行うことと、加速後は前記架線レス車両が一定の第１の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、前記第１の速度は、前記架線レス車両が最高速度で走行した場合における現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間と、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間と、現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離と、最初の信号機の情報と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっている。
【０００８】
また、本発明によれば、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最高速度で走行すると仮定したときに前記架線レス車両が最初の信号機で停車することになるかを判定するようになっており、前記架線レス車両が最初の信号機で停車することになると判定された場合、前記第１の速度は、以下の第１の関係式と第３の関係式とに基づいて算出され、前記架線レス車両が最初の信号機で停車せずに通過できると判定された場合、前記第１の速度は、以下の第２の関係式と第３の関係式とに基づいて算出される。
［第１の関係式］
ｔｗ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｓ）＋ｔｍ１
［第２の関係式］
ｔｗ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｓ）＋ｔｍ１
［第３の関係式］
ｔｗ＝Ｌｗ／Ｖ１＋Ｖ１／２ａ
但し、Ｖ１は前記第１の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｗは現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間であり、ｔｓは現在停車中の駅からの発車時刻であり、ｔｔａｒｇｅｔは最初の信号機が次に赤から青になる時刻であり、ｔｌｉｍｉｔは最初の信号機が次に青から赤になる時刻であり、ｔｍ１は前記走行時間ｔｘにおけるマージンであり、Ｌｗは現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離である。
【０００９】
また、本発明によれば、前記複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が前記第２の信号機で止まらないことと、前記第１の信号機を通過した後に前記一定の加速度で加減速を行うことと、前記一定の加速度による加減速を１回以下とすることと、加減速の後は前記架線レス車両が一定の第２の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、前記第２の速度は、前記架線レス車両が最高速度で走行した場合における前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間と、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間と、前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行距離と、前記第２の信号機の情報と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっている。
【００１０】
また、本発明によれば、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最高速度で走行すると仮定したときに前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車することになるかを判定するようになっており、前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車することになると判定された場合、前記第２の速度は、以下の第４の関係式と第６の関係式とに基づいて算出され、前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車せずに通過できると判定された場合、前記第２の速度は、以下の第５の関係式と第６の関係式とに基づいて算出される。
［第４の関係式］
ｔｘ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｇ１）＋ｔｍ２
［第５の関係式］
ｔｘ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｇ１）＋ｔｍ２
［第６の関係式］
ｔｘ＝Ｌｘ／Ｖ２＋（Ｖ２−ＶＯ）２／２ａＶ２
但し、Ｖ２は前記第２の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ＶＯは前記第１の信号機を通過したときの速度であり、ｔｘは前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間であり、ｔｇ１は前記第１の信号機を通過する時刻であり、ｔｔａｒｇｅｔは前記第２の信号機が次に赤から青になる時刻であり、ｔｌｉｍｉｔは前記第２の信号機が次に青から赤になる時刻であり、ｔｍ２は前記走行時間ｔｘにおけるマージンであり、Ｌｘは前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行距離である。
【００１１】
また、本発明によれば、前記複数の信号機の中の最後の信号機と次駅との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、次駅に到着する際について前記一定の加速度で減速を行うことと、減速する前は前記架線レス車両が前記最後の信号機を通過した際の第３の速度で一定走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、前記第３の速度は、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される最後の信号機から次駅までの走行時間と、最後の信号機から次駅までの走行距離と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっている。
【００１２】
また、本発明によれば、前記第３の速度は、以下の第７の関係式と第８の関係式とに基づいて算出される。
［第７の関係式］
ｔｙ＝（ｔｇ−ｔｇ２）＋ｔｍ３
［第８の関係式］
ｔｙ＝Ｌｙ／Ｖ３＋Ｖ３／２ａ
但し、Ｖ３は前記第３の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｙは最後の信号機から次駅までの走行時間であり、ｔｇは次駅への到着時刻であり、ｔｇ２は最後の信号機を通過したときの時刻であり、ｔｍ３は前記走行時間ｔｙにおけるマージンであり、Ｌｙは最後の信号機から次駅までの走行距離である。
【００１３】
また、本発明によれば、走行中の前記架線レス車両の位置及び速度を検出する検知手段を更に備え、前記速度パターン算出手段は、前記検知手段により検出された前記架線レス車両の現在の位置及び速度に基づいて前記第１ないし第３の速度を補正するように構成されている。
【００１４】
また、本発明によれば、現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出する架線レス車両の運行支援装置において、前記架線レス車両の運行ダイヤ情報と前記走行区間上にある次駅の情報とを予め記憶する記憶手段と、前記運行ダイヤ情報と前記次駅の情報とに基づいて前記架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段とを備え、現在停車中の駅と次駅との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、現在停車中の駅から発車する際及び次駅に到着する際について一定の加速度で加減速を行うことと、加速と減速との間は前記架線レス車両が一定の第４の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、前記第４の速度は、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される現在停車中の駅から次駅までの走行時間と、現在停車中の駅から次駅までの走行距離と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっている。
【００１５】
また、本発明によれば、前記第４の速度は、以下の第９の関係式と第１０の関係式とに基づいて算出される。
［第９の関係式］
ｔｚ＝（ｔｇ−ｔｓ）＋ｔｍ４
［第１０の関係式］
ｔｚ＝Ｌｚ／Ｖ４＋Ｖ４／ａ
但し、Ｖ４は前記第４の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｚは現在停車中の駅から次駅までの走行時間であり、ｔｇは次駅への到着時刻であり、ｔｓは現在停車中の駅からの発車時刻であり、ｔｍ４は前記走行時間ｔｚにおけるマージンであり、Ｌｚは現在停車中の駅から次駅までの走行距離である。
【００１６】
また、本発明によれば、走行中の前記架線レス車両の位置及び速度を検出する検知手段を更に備え、前記速度パターン算出手段は、前記検知手段により検出された前記架線レス車両の現在の位置及び速度に基づいて前記第４の速度を補正するように構成されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る架線レス車両の運行支援装置によれば、現在停車中の駅から最初の信号機までの間と、複数の信号機における第１の信号機からその次にある第２の信号機までの間と、最後の信号機から次駅までの間の各区間において架線レス車両の加速あるいは減速が１回以下となるので、加減速によるエネルギー消費が抑えられる。しかも、加減速区間の後に等速区間があるような速度パターンを算出するので、架線レス車両のエネルギー効率を従来に比べて向上させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る架線レス車両の運行支援装置によれば、現在停車中の駅と次駅との間に信号機がない場合、加減速がそれぞれ１回で且つ加速後は等速走行するような速度パターンが算出されるので、架線レス車両のエネルギー効率を従来に比べて向上させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る架線レス車両の運行支援装置によれば、速度パターン算出手段は、架線レス車両の現在の位置や速度を検知手段から取得して、架線レス車両の速度パターンを補正するようになっているので、交通の混雑状況など様々な状況で架線レス車両に遅延等が発生した場合においても、速度パターンを補正することにより運行ダイヤに従った定時運行を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置の構成を示した図である。
【図２】現在停車中の駅から複数の信号機の中の最初の信号機まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【図３】現在停車中の駅と最初の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【図４】第１の信号機からその次にある第２の信号機まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【図５】第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【図６】最後の信号機から次駅まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【図７】現在停車中の駅から次駅まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【図８】現在の位置から次にある第２の信号機まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【図９】現在の位置と第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置の構成を示した図である。
【００２２】
図１の運行支援装置１は、架線レス車両（図示せず）に搭載されるものであり、現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出するように構成されている。
【００２３】
図１に示すように、運行支援装置１は、架線レス車両の運行ダイヤ情報と走行区間上にある次駅の情報と走行区間上にある複数の信号機の情報とを予め記憶する記憶手段２と、運行ダイヤ情報と次駅の情報と複数の信号機の情報とに基づいて架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段３と、走行中の架線レス車両の位置及び速度を検出する検知手段４と、速度パターンを表示する表示手段５とを備えている。
【００２４】
上述の運行ダイヤ情報は、架線レス車両の時刻表の情報を含み、例えば、現在停車中の駅からの出発時刻や次駅への到着時刻の情報を含んでいる。また、次駅の情報は、次駅の位置情報と次駅までの距離の情報とを含んでいる。また、信号機の情報は、走行区間上にある各信号機の位置情報と、各信号機間の距離と、信号機が赤から青及び青から赤に変わる時刻の情報とを含んでいる。
【００２５】
図１に示すように、速度パターン算出手段３は、記憶手段２に接続されており、速度パターン算出手段３は、運行ダイヤ情報と次駅の情報と複数の信号機の情報とを記憶手段２から取得して、架線レス車両の速度パターンを算出するようになっている。また、速度パターン算出手段３によって算出された速度パターンは、表示手段５に送信される。架線レス車両の運転士は、表示手段５に表示された速度パターンに従って架線レス車両を運転する。
【００２６】
［現在停車中の駅から最初の信号機までの速度パターン］
以下、本発明の実施形態に係る運行支援装置１において、現在停車中の駅と複数の信号機の中の最初の信号機との間の速度パターンを算出する方法を、図面を参照しながら説明する。
図２は、現在停車中の駅から複数の信号機の中の最初の信号機まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。また、図３は、現在停車中の駅と最初の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【００２７】
現在停車中の駅と前記複数の信号機の中の最初の信号機との間の速度パターンを算出する場合、速度パターン算出手段３は、架線レス車両が最初の信号機で止まらないことと、現在停車中の駅から発車する際について一定の加速度ａで加速を行うことと、加速後は架線レス車両が一定の第１の速度Ｖ１で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっている。
【００２８】
図２を参照しながら第１の速度Ｖ１の算出方法を説明する。
現在停車中の駅から最初の信号までの走行時間をｔｗとする。ここで、この走行時間ｔｗに対して許容できるマージンをｔｍ１とする。走行時間ｔｗは、現在停車中の駅からの発車時刻をｔｓとし、最初の信号への到着時刻をｔｇ´とすると、以下のように表すことができる。
ｔｗ＝（ｔｇ´−ｔｓ）＋ｔｍ１ （式１）
ここで、マージンｔｍ１が現在停車中の駅から最初の信号までの距離に比例すると考えられるので、（式１）は以下のように表すことができる。
ｔｗ＝（ｔｇ´−ｔｓ）＋ｋＬｗ （式２）
ここで、Ｌｗは現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離であり、ｋは比例係数である。
【００２９】
第１の速度Ｖ１を求める場合、まず、現在停車中の駅から最初の信号機までの最小走行時間ｔｍｉｎを導出する。最小走行時間ｔｍｉｎは、車両性能の最高速度Ｖｍａｘ（Ｖｍａｘ＞Ｖ１）で走行した場合の走行時間である。したがって、図２に示すように、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２は、以下のようになる。
Ｉ１＝ＶｍａｘｔＡ´／２ （式３）
Ｉ２＝Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´） （式４）
ここで、ｔＡ´は、速度が０から最高速度Ｖｍａｘになるまでの時間である。
【００３０】
次に、現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離Ｌｗは、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２を用いると、以下のようになる。
Ｌｗ＝Ｉ１＋Ｉ２＝ＶｍａｘｔＡ´／２＋Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´）
＝Ｖｍａｘｔｍｉｎ−ＶｍａｘｔＡ´／２ （式５）
Ｖｍａｘ＝ａｔＡ´の関係を用いると、（式５）は以下のようになる。
ｔｍｉｎ＝Ｌｗ／Ｖｍａｘ＋Ｖｍａｘ／２ａ （式６）
なお、Ｌｗは上述した信号機の情報を用いることにより入力することができ、Ｖｍａｘ及びａは、車両性能から予め知ることができるものである。
【００３１】
第１の速度Ｖ１と現在停車中の駅から最初の信号までの走行時間をｔｗとの関係式は、（式６）のＶｍａｘをＶ１に置き換え、ｔｍｉｎをｔｗに置き換えることにより得られる。
ｔｗ＝Ｌｗ／Ｖ１＋Ｖ１／２ａ （式７）
【００３２】
次に、図３を参照して第１の速度Ｖ１を求める際のフローを説明する。
図３に示すように、ステップＳ１において、（式６）を用いて最小走行時間ｔｍｉｎを求める。
次に、ステップＳ２において、現在停車中の駅からの発車時刻ｔｓから最小走行時間ｔｍｉｎで最初の信号機に到着した場合、最初の信号が赤（停止）であるかを判定する。この判定を行う際、上述した信号機の情報を用いる。
そして、最初の信号機が赤である場合、ステップＳ３において、最初の信号機が次に赤から青になる時刻ｔｔａｒｇｅｔを、（式２）のｔｇ´に代入する。（式２）は以下のようになる。
ｔｗ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｓ）＋ｋＬｗ （式８）
最後に、ステップＳ４において、（式８）の関係により得られたｔｗを（式７）に代入して第１の速度Ｖ１を求める。
【００３３】
一方、最初の信号機が赤でない場合（すなわち、青である場合）、ステップＳ５において、最初の信号機が次に青から赤になる時刻ｔｌｉｍｉｔを、（式２）のｔｇ´に代入する。（式２）は以下のようになる。
ｔｗ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｓ）＋ｋＬｗ （式９）
最後に、ステップＳ４において、（式９）の関係により得られたｔｗを（式７）に代入して第１の速度Ｖ１を求める。なお、ｔｔａｒｇｅｔ及びｔｌｉｍｉｔは上述した信号機の情報を用いることにより入力することができ、ｔｓは上述した運行ダイヤ情報を用いることにより入力することができる。
以上のステップにより第１の速度Ｖ１を求めることができる。
【００３４】
［複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターン］
以下、本発明の実施形態に係る運行支援装置において、複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する方法を、図面を参照しながら説明する。
図４は、第１の信号機からその次にある第２の信号機まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。また、図５は、第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【００３５】
複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合、速度パターン算出手段３は、架線レス車両が第２の信号機で止まらないことと、第１の信号機を通過した後に一定の加速度ａで加減速を行うことと、一定の加速度ａによる加減速を１回以下とすることと、加減速の後は架線レス車両が一定の第２の速度Ｖ２で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっている。
【００３６】
図４を参照しながら第２の速度Ｖ２の算出方法を説明する。
第１の信号機からその次にある第２の信号機までの走行時間をｔｘとする。ここで、この走行時間ｔｘに対して許容できるマージンをｔｍ２とする。走行時間ｔｘは、第１の信号機を通過する時刻をｔｇ１とし、第２の信号機への到着時刻をｔｇ´´とすると、以下のように表すことができる。
ｔｘ＝（ｔｇ´´−ｔｇ１）＋ｔｍ２ （式１０）
ここで、マージンｔｍ２が第１の信号機から第２の信号機までの距離に比例すると考えられるので、（式１０）は以下のように表すことができる。
ｔｘ＝（ｔｇ´´−ｔｇ１）＋ｋＬｘ （式１１）
ここで、Ｌｘは第１の信号機から第２の信号機までの走行距離であり、ｋは比例係数である。
【００３７】
第２の速度Ｖ２を求める場合、まず、第１の信号機から第２の信号機までの最小走行時間ｔｍｉｎを導出する。最小走行時間ｔｍｉｎは、車両性能の最高速度Ｖｍａｘ（Ｖｍａｘ＞Ｖ２）で走行した場合の走行時間である。図４に示すように、第１の信号機を通過するときの速度をＶＯとすると、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２は、以下のようになる。
Ｉ１＝ＶＯｔＡ´´＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２ （式１２）
Ｉ２＝Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´´） （式１３）
ここで、ｔＡ´´は、速度がＶＯから最高速度Ｖｍａｘになるまでの時間である。
【００３８】
次に、第１の信号機から第２の信号機までの走行距離Ｌｘは、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２を用いると、以下のようになる。
Ｌｘ＝Ｉ１＋Ｉ２＝ＶＯｔＡ´´＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２＋Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´´）
＝Ｖｍａｘｔｍｉｎ−（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２ （式１４）
Ｖｍａｘ＝ＶＯ＋ａｔＡ´´の関係を用いると、（式１４）は以下のようになる。
ｔｍｉｎ＝Ｌｘ／Ｖｍａｘ＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）２／２ａＶｍａｘ （式１５）
【００３９】
第２の速度Ｖ２と第１の信号機から第２の信号機までの走行時間をｔｘとの関係式は、（式１５）のＶｍａｘをＶ２に置き換え、ｔｍｉｎをｔｘに置き換えることにより得られる。
ｔｘ＝Ｌｘ／Ｖ２＋（Ｖ２−ＶＯ）２／２ａＶ２ （式１６）
【００４０】
次に、図５を参照して第２の速度Ｖ２を求める際のフローを説明する。
図３に示すように、ステップＳ１１において、（式１５）を用いてｔｍｉｎを求める。
次に、ステップＳ１２において、第１の信号機を通過する時刻ｔｇ１から最小走行時間ｔｍｉｎで第２の信号機に到着した場合、第２の信号機が赤（停止）であるかを判定する。この判定を行う際、上述した信号機の情報を用いる。
そして、第２の信号機が赤である場合、ステップＳ１３において、第２の信号機が次に赤から青になる時刻ｔｔａｒｇｅｔを、（式１１）のｔｇ´´に代入する。（式１１）は以下のようになる。
ｔｘ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｇ１）＋ｋＬｘ （式１７）
最後に、ステップＳ１４において、（式１７）の関係により得られたｔｘを（式１６）に代入して第２の速度Ｖ２を求める。
【００４１】
一方、第２の信号機が赤でない場合（すなわち、青である場合）、ステップＳ１５において、第２の信号機が次に青から赤になる時刻ｔｌｉｍｉｔを、（式１１）のｔｇ´´に代入する。（式１１）は以下のようになる。
ｔｘ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｇ１）＋ｋＬｘ （式１８）
最後に、ステップＳ１４において、（式１８）の関係により得られたｔｘを（式１６）に代入して第２の速度Ｖ２を求める。
以上のステップにより第２の速度Ｖ２を求めることができる。
【００４２】
［複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターン］
以下、本発明の実施形態に係る運行支援装置１において、複数の信号機の中の最後の信号機と次駅との間の速度パターンを算出する方法を、図面を参照しながら説明する。
図６は、最後の信号機から次駅まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【００４３】
複数の信号機の中の最後の信号機と次駅との間の速度パターンを算出する場合、速度パターン算出手段３は、次駅に到着する際について一定の加速度ａで減速を行うことと、減速する前は架線レス車両が最後の信号機を通過した際の第３の速度Ｖ３で一定走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっている。
【００４４】
図６を参照しながら第３の速度Ｖ３の算出方法を説明する。
最後の信号機から次駅までの走行時間をｔｙとする。ここで、この走行時間ｔｙに対して許容できるマージンをｔｍ３とする。走行時間ｔｙは、最後の信号機を通過する時刻をｔｇ２とし、次駅への到着時刻をｔｇとすると、以下のように表すことができる。
ｔｙ＝（ｔｇ−ｔｇ２）＋ｔｍ３ （式１９）
ここで、マージンｔｍ３が最後の信号機から次駅までの距離に比例すると考えられるので、（式１９）は以下のように表すことができる。
ｔｙ＝（ｔｇ−ｔｇ２）＋ｋＬｙ （式２０）
ここで、Ｌｙは最後の信号機から次駅までの走行距離であり、ｋは比例係数である。
【００４５】
図６に示すように、等速区間の走行距離Ｉ１及び減速区間の走行距離Ｉ２は、以下のようになる。
Ｉ１＝Ｖ３（ｔｙ−ｔＡ´´´） （式２１）
Ｉ２＝Ｖ３ｔＡ´´´／２ （式２２）
ここで、ｔＡ´´´は、速度がＶ３から０になるまでの時間である。
【００４６】
次に、最後の信号機から次駅までの走行距離Ｌｙは、等速区間の走行距離Ｉ１及び減速区間の走行距離Ｉ２を用いると、以下のようになる。
Ｌｙ＝Ｉ１＋Ｉ２＝Ｖ３（ｔｙ−ｔＡ´´´）＋Ｖ３ｔＡ´´´／２
＝Ｖ３ｔｙ−Ｖ３ｔＡ´´´／２ （式２３）
Ｖ３＝ａｔＡ´´´の関係から（式２３）は以下のようになる。
ｔｙ＝Ｌｙ／Ｖ３＋Ｖ３／２ａ （式２４）
以上から、第３の速度Ｖ３は（式２０）及び（式２４）から求めることができる。
【００４７】
［現在停車中の駅と次駅との間の速度パターン］
以下、本発明の実施形態に係る運行支援装置１において、現在停車中の駅と次駅との間の速度パターンを算出する方法を、図面を参照しながら説明する。この算出方法は、現在停車中の駅と次駅との間に信号機がない場合に用いられる。図７は、現在停車中の駅から次駅まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【００４８】
現在停車中の駅と次駅との間の速度パターンを算出する場合、速度パターン算出手段３は、現在停車中の駅から発車する際及び次駅に到着する際について一定の加速度ａで加減速を行うことと、加速と減速との間は架線レス車両が一定の第４の速度Ｖ４で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっている。
【００４９】
図７を参照しながら第４の速度Ｖ４の算出方法を説明する。
現在停車中の駅から次駅までの走行時間をｔｚとする。ここで、この走行時間ｔｚに対して許容できるマージンをｔｍ４とする。走行時間ｔｚは、現在停車中の駅からの発車時刻をｔｓとし、次駅への到着時刻をｔｇとすると、以下のように表すことができる。
ｔｚ＝（ｔｇ−ｔｓ）＋ｔｍ４ （式２５）
ここで、マージンｔｍ４が現在停車中の駅から次駅までの距離に比例すると考えられるので、（式２５）は以下のように表すことができる。
ｔｚ＝（ｔｇ−ｔｓ）＋ｋＬｚ （式２６）
ここで、Ｌｚは現在停車中の駅から次駅までの走行距離であり、ｋは比例係数である。
【００５０】
図７に示すように、加速区間の走行距離Ｉ１、等速区間の走行距離Ｉ２及び減速区間の走行距離Ｉ３は、以下のようになる。
Ｉ１＝Ｖ４ｔＡ／２ （式２７）
Ｉ２＝Ｖ４（ｔｚ−ｔＡ−ｔＢ） （式２８）
Ｉ３＝Ｖ４ｔＢ／２ （式２９）
ここで、ｔＡは、速度が０からＶ４になるまでの時間であり、ｔＢは、速度がＶ４から０になるまでの時間である。
【００５１】
次に、現在停車中の駅から次駅までの走行距離Ｌｚは、ｔＡ＝ｔＢの関係を用いると、以下のようになる。
Ｌｚ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３
＝ｖ４ｔＡ／２＋ｖ４（ｔｚ−ｔＡ−ｔＢ）＋ｖ４ｔＢ／２
＝ｖ４ｔｚ−ｖ４ｔＡ （式３０）
また、ｖ４＝ａｔＡの関係から（式３０）は以下のようになる。
ｔｚ＝Ｌｚ／ｖ４＋ｖ４／ａ （式３１）
以上から、第４の速度Ｖ４は（式２６）及び（式３１）から求めることができる。
【００５２】
［走行中における速度パターンの補正］
以下、本発明の実施形態に係る運行支援装置１において、架線レス車両が走行している間に速度パターンを補正する方法を、図面を参照しながら説明する。
なお、以下では例として、架線レス車両が第１の信号機からその次にある第２の信号機まで走行する際、等速区間中に速度パターンを補正する場合について説明する。
【００５３】
図８は、現在の位置から次にある第２の信号機まで走行した場合の時刻と速度の関係を示した図である。また、図９は、現在の位置と第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【００５４】
まず、運行支援装置１の構成について説明する。図１に示すように、速度パターン算出手段３は、検知手段４に接続されており、速度パターン算出手段５は、架線レス車両の現在の位置や速度を検知手段４から取得して、架線レス車両の速度パターンを補正するようになっている。
【００５５】
図８を参照しながら、補正後の第２の速度Ｖ２´の算出方法を説明する。
現在の位置から第２の信号機までの走行時間をｔｘ´とする。ここで、この走行時間ｔｘ´に対して許容できるマージンをｔｍ２´とする。走行時間ｔｘ´は、現在の時刻をｔｇ１´とし、第２の信号機への到着時刻をｔｇ´´とすると、以下のように表すことができる。
ｔｘ´＝（ｔｇ´´−ｔｇ１´）＋ｔｍ２´ （式３２）
ここで、マージンｔｍ２´現在の位置から第２の信号機までの距離に比例すると考えられるので、（式３２）は以下のように表すことができる。
ｔｘ´＝（ｔｇ´´−ｔｇ１´）＋ｋＬｘ´ （式３３）
ここで、Ｌｘ´は現在の位置から第２の信号機までの走行距離であり、ｋは比例係数である。
【００５６】
補正後の第２の速度Ｖ２´を求める場合、まず現在の位置から第２の信号機までの最小走行時間ｔｍｉｎを導出する。最小走行時間ｔｍｉｎは、車両性能の最高速度Ｖｍａｘ（Ｖｍａｘ＞Ｖ２´）で走行した場合の走行時間である。図８に示すように、検知手段により検知された現在の速度をＶＯとすると、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２は、以下のようになる。
Ｉ１＝ＶＯｔＡ´´＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２ （式３４）
Ｉ２＝Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´´） （式３５）
ここで、ｔＡ´´は、速度がＶＯから最高速度Ｖｍａｘになるまでの時間である。
【００５７】
次に、現在の位置から第２の信号機までの走行距離Ｌｘ´は、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２を用いると、以下のようになる。
Ｌｘ´＝Ｉ１＋Ｉ２＝ＶＯｔＡ´´＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２＋Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´´）
＝Ｖｍａｘｔｍｉｎ−（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２ （式３６）
Ｖｍａｘ＝ＶＯ＋ａｔＡ´´の関係から、最小走行時間ｔｍｉｎは以下のようになる。
ｔｍｉｎ＝Ｌｘ´／Ｖｍａｘ＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）２／２ａＶｍａｘ （式３７）
なお、Ｌｘ´は上述した信号機の情報と検知手段４により検知した現在の位置の情報とを用いることにより入力することができる。
【００５８】
補正後の第２の速度Ｖ２´と現在の位置から第２の信号機までの走行時間ｔｘ´との関係式は、（式３７）のＶｍａｘをＶ２´に置き換え、ｔｍｉｎをｔｘ´に置き換えることにより得られる。
ｔｘ´＝Ｌｘ／Ｖ２´＋（Ｖ２´−ＶＯ）２／２ａＶ２´ （式３８）
【００５９】
次に、図９を参照して、補正後の第２の速度Ｖ２´を求める際のフローを説明する。
図９に示すように、ステップＳ２１において、（式３７）を用いてｔｍｉｎを求める。
次に、ステップＳ２２において現在の時刻をｔｇ１´から最小走行時間ｔｍｉｎで第２の信号機に到着した場合、第２の信号機が赤（停止）であるかを判定する。
そして、第２の信号機が赤である場合、ステップＳ２３において、第２の信号機が次に赤から青になる時刻ｔｔａｒｇｅｔを、（式３３）のｔｇ´´に代入する。（式３３）は以下のようになる。
ｔｘ´＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｇ１´）＋ｋＬｘ´ （式３９）
最後に、ステップＳ２４において、（式３９）の関係により得られたｔｘ´を（式３８）に代入して、補正後の第２の速度Ｖ２´を求める。
【００６０】
一方、第２の信号機が赤でない場合（すなわち、青である場合）、ステップＳ２５において、第２の信号機が次に青から赤になる時刻ｔｌｉｍｉｔを、（式３３）のｔｇ´´に代入する。（式３３）は以下のようになる。
ｔｘ´＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｇ１´）＋ｋＬｘ´ （式４０）
最後に、ステップＳ２４において、（式４０）の関係により得られたｔｘ´を（式３８）に代入して、補正後の第２の速度Ｖ２´を求める。
以上のステップにより補正後の第２の速度Ｖ２´を求めることができる。
【００６１】
なお、架線レス車両が現在停車中の駅から最初の信号機まで走行する際、等速区間中に速度パターンを補正する場合についても、上述した計算方法と同様の方法で求めることができる。
【００６２】
本実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置１によれば、現在停車中の駅から最初の信号機までの間と、複数の信号機における第１の信号機からその次にある第２の信号機までの間と、最後の信号機から次駅までの間の各区間において架線レス車両の加速あるいは減速が１回以下となるので、加減速によるエネルギー消費が抑えられる。しかも、加減速区間の後に等速区間があるような速度パターンを算出するので、架線レス車両のエネルギー効率を従来に比べて向上させることができる。
特に、上述の速度パターンの算出方法を用いると、複数の信号機がある場合でも、最適な例としては、現在停車中の駅から次駅へ走行させる際に加減速が１回ずつで加減速の間が一定の速度で走行できる速度パターンを算出することができる。これにより、架線レス車両のエネルギー効率がより向上する。
【００６３】
また、本実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置１によれば、現在停車中の駅と次駅との間に信号機がない場合、加減速がそれぞれ１回で且つ加速後は等速走行するような速度パターンが算出されるので、架線レス車両のエネルギー効率を従来に比べて向上させることができる。
【００６４】
また、本実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置１によれば、速度パターン算出手段３は、架線レス車両の現在の位置や速度を検知手段４から取得して、架線レス車両の速度パターンを補正するようになっているので、交通の混雑状況など様々な状況で架線レス車両に遅延等が発生した場合においても、速度パターンを補正することにより運行ダイヤに従った定時運行を行うことができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 運行支援装置
２ 記憶手段
３ 速度パターン算出手段
４ 検知手段
５ 表示手段
ａ 加速度
Ｖ１ 第１の速度
Ｖ２ 第２の速度
Ｖ３ 第３の速度
Ｖ４ 第４の速度
ＶＯ 第１の信号機を通過したときの速度
ｔｗ 現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間
ｔｘ 第１の信号機から第２の信号機までの走行時間
ｔｙ 最後の信号機から次駅までの走行時間
ｔｚ 現在停車中の駅から次駅までの走行時間
ｔｓ 現在停車中の駅からの発車時刻
ｔｔａｒｇｅｔ 最初の信号機が次に赤から青になる時刻
ｔｌｉｍｉｔ 最初の信号機が次に青から赤になる時刻
ｔｍ１，ｔｍ２，ｔｍ３，ｔｍ４ 走行時間におけるマージン
Ｌｗ 現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離
Ｌｘ 第１の信号機から第２の信号機までの走行距離
Ｌｙ 最後の信号機から次駅までの走行距離
Ｌｚ 現在停車中の駅から次駅までの走行距離
ｔｇ１ 第１の信号機を通過する時刻
ｔｇ２ 最後の信号機を通過したときの時刻
ｔｇ 次駅への到着時刻
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架線レス車両の運行支援装置に関し、詳しくは、現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出する運行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、架線レス車両などの交通車両は、自動車などの車両の走行を規制する交通信号機の管理下に置かれている。したがって、交通車両の運転士は、交通信号機の現示に従って交通車両を進行させ又は停止させる運転を行っている。
【０００３】
このような交通信号機の管理下においては、交通車両の停止及び再発進が繰り返し行われるので、定時運行を行うことができず、利用者の不便をまねく可能性がある。特許文献１では、停止や再発進を極力なくして定時運行を行うことが可能な速度パターンを算出する運行支援装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４４４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１で算出された速度パターンは、加速及び減速する区間が多く、等速走行が行われている区間が少ないため、交通車両におけるエネルギー効率が悪いという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、架線レス車両のエネルギー効率を向上させるような速度パターンを算出することが可能な架線レス車両の運行支援装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出する架線レス車両の運行支援装置において、前記架線レス車両の運行ダイヤ情報と前記走行区間上にある次駅の情報と前記走行区間上にある複数の信号機の情報とを予め記憶する記憶手段と、前記運行ダイヤ情報と前記次駅の情報と前記複数の信号機の情報とに基づいて前記架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段とを備え、現在停車中の駅と前記複数の信号機の中の最初の信号機との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最初の信号機で止まらないことと、現在停車中の駅から発車する際について一定の加速度で加速を行うことと、加速後は前記架線レス車両が一定の第１の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、前記第１の速度は、前記架線レス車両が最高速度で走行した場合における現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間と、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間と、現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離と、最初の信号機の情報と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっている。
【０００８】
また、本発明によれば、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最高速度で走行すると仮定したときに前記架線レス車両が最初の信号機で停車することになるかを判定するようになっており、前記架線レス車両が最初の信号機で停車することになると判定された場合、前記第１の速度は、以下の第１の関係式と第３の関係式とに基づいて算出され、前記架線レス車両が最初の信号機で停車せずに通過できると判定された場合、前記第１の速度は、以下の第２の関係式と第３の関係式とに基づいて算出される。
［第１の関係式］
ｔｗ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｓ）＋ｔｍ１
［第２の関係式］
ｔｗ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｓ）＋ｔｍ１
［第３の関係式］
ｔｗ＝Ｌｗ／Ｖ１＋Ｖ１／２ａ
但し、Ｖ１は前記第１の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｗは現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間であり、ｔｓは現在停車中の駅からの発車時刻であり、ｔｔａｒｇｅｔは最初の信号機が次に赤から青になる時刻であり、ｔｌｉｍｉｔは最初の信号機が次に青から赤になる時刻であり、ｔｍ１は前記走行時間ｔｘにおけるマージンであり、Ｌｗは現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離である。
【０００９】
また、本発明によれば、前記複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が前記第２の信号機で止まらないことと、前記第１の信号機を通過した後に前記一定の加速度で加減速を行うことと、前記一定の加速度による加減速を１回以下とすることと、加減速の後は前記架線レス車両が一定の第２の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、前記第２の速度は、前記架線レス車両が最高速度で走行した場合における前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間と、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間と、前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行距離と、前記第２の信号機の情報と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっている。
【００１０】
また、本発明によれば、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最高速度で走行すると仮定したときに前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車することになるかを判定するようになっており、前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車することになると判定された場合、前記第２の速度は、以下の第４の関係式と第６の関係式とに基づいて算出され、前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車せずに通過できると判定された場合、前記第２の速度は、以下の第５の関係式と第６の関係式とに基づいて算出される。
［第４の関係式］
ｔｘ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｇ１）＋ｔｍ２
［第５の関係式］
ｔｘ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｇ１）＋ｔｍ２
［第６の関係式］
ｔｘ＝Ｌｘ／Ｖ２＋（Ｖ２−ＶＯ）２／２ａＶ２
但し、Ｖ２は前記第２の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ＶＯは前記第１の信号機を通過したときの速度であり、ｔｘは前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間であり、ｔｇ１は前記第１の信号機を通過する時刻であり、ｔｔａｒｇｅｔは前記第２の信号機が次に赤から青になる時刻であり、ｔｌｉｍｉｔは前記第２の信号機が次に青から赤になる時刻であり、ｔｍ２は前記走行時間ｔｘにおけるマージンであり、Ｌｘは前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行距離である。
【００１１】
また、本発明によれば、前記複数の信号機の中の最後の信号機と次駅との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、次駅に到着する際について前記一定の加速度で減速を行うことと、減速する前は前記架線レス車両が前記最後の信号機を通過した際の第３の速度で一定走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、前記第３の速度は、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される最後の信号機から次駅までの走行時間と、最後の信号機から次駅までの走行距離と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっている。
【００１２】
また、本発明によれば、前記第３の速度は、以下の第７の関係式と第８の関係式とに基づいて算出される。
［第７の関係式］
ｔｙ＝（ｔｇ−ｔｇ２）＋ｔｍ３
［第８の関係式］
ｔｙ＝Ｌｙ／Ｖ３＋Ｖ３／２ａ
但し、Ｖ３は前記第３の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｙは最後の信号機から次駅までの走行時間であり、ｔｇは次駅への到着時刻であり、ｔｇ２は最後の信号機を通過したときの時刻であり、ｔｍ３は前記走行時間ｔｙにおけるマージンであり、Ｌｙは最後の信号機から次駅までの走行距離である。
【００１３】
また、本発明によれば、走行中の前記架線レス車両の位置及び速度を検出する検知手段を更に備え、前記速度パターン算出手段は、前記検知手段により検出された前記架線レス車両の現在の位置及び速度に基づいて前記第１ないし第３の速度を補正するように構成されている。
【００１４】
また、本発明によれば、現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出する架線レス車両の運行支援装置において、前記架線レス車両の運行ダイヤ情報と前記走行区間上にある次駅の情報とを予め記憶する記憶手段と、前記運行ダイヤ情報と前記次駅の情報とに基づいて前記架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段とを備え、現在停車中の駅と次駅との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、現在停車中の駅から発車する際及び次駅に到着する際について一定の加速度で加減速を行うことと、加速と減速との間は前記架線レス車両が一定の第４の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、前記第４の速度は、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される現在停車中の駅から次駅までの走行時間と、現在停車中の駅から次駅までの走行距離と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっている。
【００１５】
また、本発明によれば、前記第４の速度は、以下の第９の関係式と第１０の関係式とに基づいて算出される。
［第９の関係式］
ｔｚ＝（ｔｇ−ｔｓ）＋ｔｍ４
［第１０の関係式］
ｔｚ＝Ｌｚ／Ｖ４＋Ｖ４／ａ
但し、Ｖ４は前記第４の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｚは現在停車中の駅から次駅までの走行時間であり、ｔｇは次駅への到着時刻であり、ｔｓは現在停車中の駅からの発車時刻であり、ｔｍ４は前記走行時間ｔｚにおけるマージンであり、Ｌｚは現在停車中の駅から次駅までの走行距離である。
【００１６】
また、本発明によれば、走行中の前記架線レス車両の位置及び速度を検出する検知手段を更に備え、前記速度パターン算出手段は、前記検知手段により検出された前記架線レス車両の現在の位置及び速度に基づいて前記第４の速度を補正するように構成されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る架線レス車両の運行支援装置によれば、現在停車中の駅から最初の信号機までの間と、複数の信号機における第１の信号機からその次にある第２の信号機までの間と、最後の信号機から次駅までの間の各区間において架線レス車両の加速あるいは減速が１回以下となるので、加減速によるエネルギー消費が抑えられる。しかも、加減速区間の後に等速区間があるような速度パターンを算出するので、架線レス車両のエネルギー効率を従来に比べて向上させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る架線レス車両の運行支援装置によれば、現在停車中の駅と次駅との間に信号機がない場合、加減速がそれぞれ１回で且つ加速後は等速走行するような速度パターンが算出されるので、架線レス車両のエネルギー効率を従来に比べて向上させることができる。
【００１９】
また、本発明に係る架線レス車両の運行支援装置によれば、速度パターン算出手段は、架線レス車両の現在の位置や速度を検知手段から取得して、架線レス車両の速度パターンを補正するようになっているので、交通の混雑状況など様々な状況で架線レス車両に遅延等が発生した場合においても、速度パターンを補正することにより運行ダイヤに従った定時運行を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置の構成を示した図である。
【図２】現在停車中の駅から複数の信号機の中の最初の信号機まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【図３】現在停車中の駅と最初の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【図４】第１の信号機からその次にある第２の信号機まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【図５】第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【図６】最後の信号機から次駅まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【図７】現在停車中の駅から次駅まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【図８】現在の位置から次にある第２の信号機まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【図９】現在の位置と第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置の構成を示した図である。
【００２２】
図１の運行支援装置１は、架線レス車両（図示せず）に搭載されるものであり、現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出するように構成されている。
【００２３】
図１に示すように、運行支援装置１は、架線レス車両の運行ダイヤ情報と走行区間上にある次駅の情報と走行区間上にある複数の信号機の情報とを予め記憶する記憶手段２と、運行ダイヤ情報と次駅の情報と複数の信号機の情報とに基づいて架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段３と、走行中の架線レス車両の位置及び速度を検出する検知手段４と、速度パターンを表示する表示手段５とを備えている。
【００２４】
上述の運行ダイヤ情報は、架線レス車両の時刻表の情報を含み、例えば、現在停車中の駅からの出発時刻や次駅への到着時刻の情報を含んでいる。また、次駅の情報は、次駅の位置情報と次駅までの距離の情報とを含んでいる。また、信号機の情報は、走行区間上にある各信号機の位置情報と、各信号機間の距離と、信号機が赤から青及び青から赤に変わる時刻の情報とを含んでいる。
【００２５】
図１に示すように、速度パターン算出手段３は、記憶手段２に接続されており、速度パターン算出手段３は、運行ダイヤ情報と次駅の情報と複数の信号機の情報とを記憶手段２から取得して、架線レス車両の速度パターンを算出するようになっている。また、速度パターン算出手段３によって算出された速度パターンは、表示手段５に送信される。架線レス車両の運転士は、表示手段５に表示された速度パターンに従って架線レス車両を運転する。
【００２６】
［現在停車中の駅から最初の信号機までの速度パターン］
以下、本発明の実施形態に係る運行支援装置１において、現在停車中の駅と複数の信号機の中の最初の信号機との間の速度パターンを算出する方法を、図面を参照しながら説明する。
図２は、現在停車中の駅から複数の信号機の中の最初の信号機まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。また、図３は、現在停車中の駅と最初の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【００２７】
現在停車中の駅と前記複数の信号機の中の最初の信号機との間の速度パターンを算出する場合、速度パターン算出手段３は、架線レス車両が最初の信号機で止まらないことと、現在停車中の駅から発車する際について一定の加速度ａで加速を行うことと、加速後は架線レス車両が一定の第１の速度Ｖ１で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっている。
【００２８】
図２を参照しながら第１の速度Ｖ１の算出方法を説明する。
現在停車中の駅から最初の信号までの走行時間をｔｗとする。ここで、この走行時間ｔｗに対して許容できるマージンをｔｍ１とする。走行時間ｔｗは、現在停車中の駅からの発車時刻をｔｓとし、最初の信号への到着時刻をｔｇ´とすると、以下のように表すことができる。
ｔｗ＝（ｔｇ´−ｔｓ）＋ｔｍ１ （式１）
ここで、マージンｔｍ１が現在停車中の駅から最初の信号までの距離に比例すると考えられるので、（式１）は以下のように表すことができる。
ｔｗ＝（ｔｇ´−ｔｓ）＋ｋＬｗ （式２）
ここで、Ｌｗは現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離であり、ｋは比例係数である。
【００２９】
第１の速度Ｖ１を求める場合、まず、現在停車中の駅から最初の信号機までの最小走行時間ｔｍｉｎを導出する。最小走行時間ｔｍｉｎは、車両性能の最高速度Ｖｍａｘ（Ｖｍａｘ＞Ｖ１）で走行した場合の走行時間である。したがって、図２に示すように、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２は、以下のようになる。
Ｉ１＝ＶｍａｘｔＡ´／２ （式３）
Ｉ２＝Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´） （式４）
ここで、ｔＡ´は、速度が０から最高速度Ｖｍａｘになるまでの時間である。
【００３０】
次に、現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離Ｌｗは、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２を用いると、以下のようになる。
Ｌｗ＝Ｉ１＋Ｉ２＝ＶｍａｘｔＡ´／２＋Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´）
＝Ｖｍａｘｔｍｉｎ−ＶｍａｘｔＡ´／２ （式５）
Ｖｍａｘ＝ａｔＡ´の関係を用いると、（式５）は以下のようになる。
ｔｍｉｎ＝Ｌｗ／Ｖｍａｘ＋Ｖｍａｘ／２ａ （式６）
なお、Ｌｗは上述した信号機の情報を用いることにより入力することができ、Ｖｍａｘ及びａは、車両性能から予め知ることができるものである。
【００３１】
第１の速度Ｖ１と現在停車中の駅から最初の信号までの走行時間をｔｗとの関係式は、（式６）のＶｍａｘをＶ１に置き換え、ｔｍｉｎをｔｗに置き換えることにより得られる。
ｔｗ＝Ｌｗ／Ｖ１＋Ｖ１／２ａ （式７）
【００３２】
次に、図３を参照して第１の速度Ｖ１を求める際のフローを説明する。
図３に示すように、ステップＳ１において、（式６）を用いて最小走行時間ｔｍｉｎを求める。
次に、ステップＳ２において、現在停車中の駅からの発車時刻ｔｓから最小走行時間ｔｍｉｎで最初の信号機に到着した場合、最初の信号が赤（停止）であるかを判定する。この判定を行う際、上述した信号機の情報を用いる。
そして、最初の信号機が赤である場合、ステップＳ３において、最初の信号機が次に赤から青になる時刻ｔｔａｒｇｅｔを、（式２）のｔｇ´に代入する。（式２）は以下のようになる。
ｔｗ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｓ）＋ｋＬｗ （式８）
最後に、ステップＳ４において、（式８）の関係により得られたｔｗを（式７）に代入して第１の速度Ｖ１を求める。
【００３３】
一方、最初の信号機が赤でない場合（すなわち、青である場合）、ステップＳ５において、最初の信号機が次に青から赤になる時刻ｔｌｉｍｉｔを、（式２）のｔｇ´に代入する。（式２）は以下のようになる。
ｔｗ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｓ）＋ｋＬｗ （式９）
最後に、ステップＳ４において、（式９）の関係により得られたｔｗを（式７）に代入して第１の速度Ｖ１を求める。なお、ｔｔａｒｇｅｔ及びｔｌｉｍｉｔは上述した信号機の情報を用いることにより入力することができ、ｔｓは上述した運行ダイヤ情報を用いることにより入力することができる。
以上のステップにより第１の速度Ｖ１を求めることができる。
【００３４】
［複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターン］
以下、本発明の実施形態に係る運行支援装置において、複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する方法を、図面を参照しながら説明する。
図４は、第１の信号機からその次にある第２の信号機まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。また、図５は、第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【００３５】
複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合、速度パターン算出手段３は、架線レス車両が第２の信号機で止まらないことと、第１の信号機を通過した後に一定の加速度ａで加減速を行うことと、一定の加速度ａによる加減速を１回以下とすることと、加減速の後は架線レス車両が一定の第２の速度Ｖ２で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっている。
【００３６】
図４を参照しながら第２の速度Ｖ２の算出方法を説明する。
第１の信号機からその次にある第２の信号機までの走行時間をｔｘとする。ここで、この走行時間ｔｘに対して許容できるマージンをｔｍ２とする。走行時間ｔｘは、第１の信号機を通過する時刻をｔｇ１とし、第２の信号機への到着時刻をｔｇ´´とすると、以下のように表すことができる。
ｔｘ＝（ｔｇ´´−ｔｇ１）＋ｔｍ２ （式１０）
ここで、マージンｔｍ２が第１の信号機から第２の信号機までの距離に比例すると考えられるので、（式１０）は以下のように表すことができる。
ｔｘ＝（ｔｇ´´−ｔｇ１）＋ｋＬｘ （式１１）
ここで、Ｌｘは第１の信号機から第２の信号機までの走行距離であり、ｋは比例係数である。
【００３７】
第２の速度Ｖ２を求める場合、まず、第１の信号機から第２の信号機までの最小走行時間ｔｍｉｎを導出する。最小走行時間ｔｍｉｎは、車両性能の最高速度Ｖｍａｘ（Ｖｍａｘ＞Ｖ２）で走行した場合の走行時間である。図４に示すように、第１の信号機を通過するときの速度をＶＯとすると、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２は、以下のようになる。
Ｉ１＝ＶＯｔＡ´´＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２ （式１２）
Ｉ２＝Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´´） （式１３）
ここで、ｔＡ´´は、速度がＶＯから最高速度Ｖｍａｘになるまでの時間である。
【００３８】
次に、第１の信号機から第２の信号機までの走行距離Ｌｘは、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２を用いると、以下のようになる。
Ｌｘ＝Ｉ１＋Ｉ２＝ＶＯｔＡ´´＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２＋Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´´）
＝Ｖｍａｘｔｍｉｎ−（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２ （式１４）
Ｖｍａｘ＝ＶＯ＋ａｔＡ´´の関係を用いると、（式１４）は以下のようになる。
ｔｍｉｎ＝Ｌｘ／Ｖｍａｘ＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）２／２ａＶｍａｘ （式１５）
【００３９】
第２の速度Ｖ２と第１の信号機から第２の信号機までの走行時間をｔｘとの関係式は、（式１５）のＶｍａｘをＶ２に置き換え、ｔｍｉｎをｔｘに置き換えることにより得られる。
ｔｘ＝Ｌｘ／Ｖ２＋（Ｖ２−ＶＯ）２／２ａＶ２ （式１６）
【００４０】
次に、図５を参照して第２の速度Ｖ２を求める際のフローを説明する。
図３に示すように、ステップＳ１１において、（式１５）を用いてｔｍｉｎを求める。
次に、ステップＳ１２において、第１の信号機を通過する時刻ｔｇ１から最小走行時間ｔｍｉｎで第２の信号機に到着した場合、第２の信号機が赤（停止）であるかを判定する。この判定を行う際、上述した信号機の情報を用いる。
そして、第２の信号機が赤である場合、ステップＳ１３において、第２の信号機が次に赤から青になる時刻ｔｔａｒｇｅｔを、（式１１）のｔｇ´´に代入する。（式１１）は以下のようになる。
ｔｘ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｇ１）＋ｋＬｘ （式１７）
最後に、ステップＳ１４において、（式１７）の関係により得られたｔｘを（式１６）に代入して第２の速度Ｖ２を求める。
【００４１】
一方、第２の信号機が赤でない場合（すなわち、青である場合）、ステップＳ１５において、第２の信号機が次に青から赤になる時刻ｔｌｉｍｉｔを、（式１１）のｔｇ´´に代入する。（式１１）は以下のようになる。
ｔｘ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｇ１）＋ｋＬｘ （式１８）
最後に、ステップＳ１４において、（式１８）の関係により得られたｔｘを（式１６）に代入して第２の速度Ｖ２を求める。
以上のステップにより第２の速度Ｖ２を求めることができる。
【００４２】
［複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターン］
以下、本発明の実施形態に係る運行支援装置１において、複数の信号機の中の最後の信号機と次駅との間の速度パターンを算出する方法を、図面を参照しながら説明する。
図６は、最後の信号機から次駅まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【００４３】
複数の信号機の中の最後の信号機と次駅との間の速度パターンを算出する場合、速度パターン算出手段３は、次駅に到着する際について一定の加速度ａで減速を行うことと、減速する前は架線レス車両が最後の信号機を通過した際の第３の速度Ｖ３で一定走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっている。
【００４４】
図６を参照しながら第３の速度Ｖ３の算出方法を説明する。
最後の信号機から次駅までの走行時間をｔｙとする。ここで、この走行時間ｔｙに対して許容できるマージンをｔｍ３とする。走行時間ｔｙは、最後の信号機を通過する時刻をｔｇ２とし、次駅への到着時刻をｔｇとすると、以下のように表すことができる。
ｔｙ＝（ｔｇ−ｔｇ２）＋ｔｍ３ （式１９）
ここで、マージンｔｍ３が最後の信号機から次駅までの距離に比例すると考えられるので、（式１９）は以下のように表すことができる。
ｔｙ＝（ｔｇ−ｔｇ２）＋ｋＬｙ （式２０）
ここで、Ｌｙは最後の信号機から次駅までの走行距離であり、ｋは比例係数である。
【００４５】
図６に示すように、等速区間の走行距離Ｉ１及び減速区間の走行距離Ｉ２は、以下のようになる。
Ｉ１＝Ｖ３（ｔｙ−ｔＡ´´´） （式２１）
Ｉ２＝Ｖ３ｔＡ´´´／２ （式２２）
ここで、ｔＡ´´´は、速度がＶ３から０になるまでの時間である。
【００４６】
次に、最後の信号機から次駅までの走行距離Ｌｙは、等速区間の走行距離Ｉ１及び減速区間の走行距離Ｉ２を用いると、以下のようになる。
Ｌｙ＝Ｉ１＋Ｉ２＝Ｖ３（ｔｙ−ｔＡ´´´）＋Ｖ３ｔＡ´´´／２
＝Ｖ３ｔｙ−Ｖ３ｔＡ´´´／２ （式２３）
Ｖ３＝ａｔＡ´´´の関係から（式２３）は以下のようになる。
ｔｙ＝Ｌｙ／Ｖ３＋Ｖ３／２ａ （式２４）
以上から、第３の速度Ｖ３は（式２０）及び（式２４）から求めることができる。
【００４７】
［現在停車中の駅と次駅との間の速度パターン］
以下、本発明の実施形態に係る運行支援装置１において、現在停車中の駅と次駅との間の速度パターンを算出する方法を、図面を参照しながら説明する。この算出方法は、現在停車中の駅と次駅との間に信号機がない場合に用いられる。図７は、現在停車中の駅から次駅まで走行した場合の時刻ｔと速度Ｖの関係を示した図である。
【００４８】
現在停車中の駅と次駅との間の速度パターンを算出する場合、速度パターン算出手段３は、現在停車中の駅から発車する際及び次駅に到着する際について一定の加速度ａで加減速を行うことと、加速と減速との間は架線レス車両が一定の第４の速度Ｖ４で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっている。
【００４９】
図７を参照しながら第４の速度Ｖ４の算出方法を説明する。
現在停車中の駅から次駅までの走行時間をｔｚとする。ここで、この走行時間ｔｚに対して許容できるマージンをｔｍ４とする。走行時間ｔｚは、現在停車中の駅からの発車時刻をｔｓとし、次駅への到着時刻をｔｇとすると、以下のように表すことができる。
ｔｚ＝（ｔｇ−ｔｓ）＋ｔｍ４ （式２５）
ここで、マージンｔｍ４が現在停車中の駅から次駅までの距離に比例すると考えられるので、（式２５）は以下のように表すことができる。
ｔｚ＝（ｔｇ−ｔｓ）＋ｋＬｚ （式２６）
ここで、Ｌｚは現在停車中の駅から次駅までの走行距離であり、ｋは比例係数である。
【００５０】
図７に示すように、加速区間の走行距離Ｉ１、等速区間の走行距離Ｉ２及び減速区間の走行距離Ｉ３は、以下のようになる。
Ｉ１＝Ｖ４ｔＡ／２ （式２７）
Ｉ２＝Ｖ４（ｔｚ−ｔＡ−ｔＢ） （式２８）
Ｉ３＝Ｖ４ｔＢ／２ （式２９）
ここで、ｔＡは、速度が０からＶ４になるまでの時間であり、ｔＢは、速度がＶ４から０になるまでの時間である。
【００５１】
次に、現在停車中の駅から次駅までの走行距離Ｌｚは、ｔＡ＝ｔＢの関係を用いると、以下のようになる。
Ｌｚ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３
＝ｖ４ｔＡ／２＋ｖ４（ｔｚ−ｔＡ−ｔＢ）＋ｖ４ｔＢ／２
＝ｖ４ｔｚ−ｖ４ｔＡ （式３０）
また、ｖ４＝ａｔＡの関係から（式３０）は以下のようになる。
ｔｚ＝Ｌｚ／ｖ４＋ｖ４／ａ （式３１）
以上から、第４の速度Ｖ４は（式２６）及び（式３１）から求めることができる。
【００５２】
［走行中における速度パターンの補正］
以下、本発明の実施形態に係る運行支援装置１において、架線レス車両が走行している間に速度パターンを補正する方法を、図面を参照しながら説明する。
なお、以下では例として、架線レス車両が第１の信号機からその次にある第２の信号機まで走行する際、等速区間中に速度パターンを補正する場合について説明する。
【００５３】
図８は、現在の位置から次にある第２の信号機まで走行した場合の時刻と速度の関係を示した図である。また、図９は、現在の位置と第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合のフローチャートである。
【００５４】
まず、運行支援装置１の構成について説明する。図１に示すように、速度パターン算出手段３は、検知手段４に接続されており、速度パターン算出手段５は、架線レス車両の現在の位置や速度を検知手段４から取得して、架線レス車両の速度パターンを補正するようになっている。
【００５５】
図８を参照しながら、補正後の第２の速度Ｖ２´の算出方法を説明する。
現在の位置から第２の信号機までの走行時間をｔｘ´とする。ここで、この走行時間ｔｘ´に対して許容できるマージンをｔｍ２´とする。走行時間ｔｘ´は、現在の時刻をｔｇ１´とし、第２の信号機への到着時刻をｔｇ´´とすると、以下のように表すことができる。
ｔｘ´＝（ｔｇ´´−ｔｇ１´）＋ｔｍ２´ （式３２）
ここで、マージンｔｍ２´現在の位置から第２の信号機までの距離に比例すると考えられるので、（式３２）は以下のように表すことができる。
ｔｘ´＝（ｔｇ´´−ｔｇ１´）＋ｋＬｘ´ （式３３）
ここで、Ｌｘ´は現在の位置から第２の信号機までの走行距離であり、ｋは比例係数である。
【００５６】
補正後の第２の速度Ｖ２´を求める場合、まず現在の位置から第２の信号機までの最小走行時間ｔｍｉｎを導出する。最小走行時間ｔｍｉｎは、車両性能の最高速度Ｖｍａｘ（Ｖｍａｘ＞Ｖ２´）で走行した場合の走行時間である。図８に示すように、検知手段により検知された現在の速度をＶＯとすると、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２は、以下のようになる。
Ｉ１＝ＶＯｔＡ´´＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２ （式３４）
Ｉ２＝Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´´） （式３５）
ここで、ｔＡ´´は、速度がＶＯから最高速度Ｖｍａｘになるまでの時間である。
【００５７】
次に、現在の位置から第２の信号機までの走行距離Ｌｘ´は、加速区間の走行距離Ｉ１及び等速区間の走行距離Ｉ２を用いると、以下のようになる。
Ｌｘ´＝Ｉ１＋Ｉ２＝ＶＯｔＡ´´＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２＋Ｖｍａｘ（ｔｍｉｎ−ｔＡ´´）
＝Ｖｍａｘｔｍｉｎ−（Ｖｍａｘ−ＶＯ）ｔＡ´´／２ （式３６）
Ｖｍａｘ＝ＶＯ＋ａｔＡ´´の関係から、最小走行時間ｔｍｉｎは以下のようになる。
ｔｍｉｎ＝Ｌｘ´／Ｖｍａｘ＋（Ｖｍａｘ−ＶＯ）２／２ａＶｍａｘ （式３７）
なお、Ｌｘ´は上述した信号機の情報と検知手段４により検知した現在の位置の情報とを用いることにより入力することができる。
【００５８】
補正後の第２の速度Ｖ２´と現在の位置から第２の信号機までの走行時間ｔｘ´との関係式は、（式３７）のＶｍａｘをＶ２´に置き換え、ｔｍｉｎをｔｘ´に置き換えることにより得られる。
ｔｘ´＝Ｌｘ／Ｖ２´＋（Ｖ２´−ＶＯ）２／２ａＶ２´ （式３８）
【００５９】
次に、図９を参照して、補正後の第２の速度Ｖ２´を求める際のフローを説明する。
図９に示すように、ステップＳ２１において、（式３７）を用いてｔｍｉｎを求める。
次に、ステップＳ２２において現在の時刻をｔｇ１´から最小走行時間ｔｍｉｎで第２の信号機に到着した場合、第２の信号機が赤（停止）であるかを判定する。
そして、第２の信号機が赤である場合、ステップＳ２３において、第２の信号機が次に赤から青になる時刻ｔｔａｒｇｅｔを、（式３３）のｔｇ´´に代入する。（式３３）は以下のようになる。
ｔｘ´＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｇ１´）＋ｋＬｘ´ （式３９）
最後に、ステップＳ２４において、（式３９）の関係により得られたｔｘ´を（式３８）に代入して、補正後の第２の速度Ｖ２´を求める。
【００６０】
一方、第２の信号機が赤でない場合（すなわち、青である場合）、ステップＳ２５において、第２の信号機が次に青から赤になる時刻ｔｌｉｍｉｔを、（式３３）のｔｇ´´に代入する。（式３３）は以下のようになる。
ｔｘ´＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｇ１´）＋ｋＬｘ´ （式４０）
最後に、ステップＳ２４において、（式４０）の関係により得られたｔｘ´を（式３８）に代入して、補正後の第２の速度Ｖ２´を求める。
以上のステップにより補正後の第２の速度Ｖ２´を求めることができる。
【００６１】
なお、架線レス車両が現在停車中の駅から最初の信号機まで走行する際、等速区間中に速度パターンを補正する場合についても、上述した計算方法と同様の方法で求めることができる。
【００６２】
本実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置１によれば、現在停車中の駅から最初の信号機までの間と、複数の信号機における第１の信号機からその次にある第２の信号機までの間と、最後の信号機から次駅までの間の各区間において架線レス車両の加速あるいは減速が１回以下となるので、加減速によるエネルギー消費が抑えられる。しかも、加減速区間の後に等速区間があるような速度パターンを算出するので、架線レス車両のエネルギー効率を従来に比べて向上させることができる。
特に、上述の速度パターンの算出方法を用いると、複数の信号機がある場合でも、最適な例としては、現在停車中の駅から次駅へ走行させる際に加減速が１回ずつで加減速の間が一定の速度で走行できる速度パターンを算出することができる。これにより、架線レス車両のエネルギー効率がより向上する。
【００６３】
また、本実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置１によれば、現在停車中の駅と次駅との間に信号機がない場合、加減速がそれぞれ１回で且つ加速後は等速走行するような速度パターンが算出されるので、架線レス車両のエネルギー効率を従来に比べて向上させることができる。
【００６４】
また、本実施形態に係る架線レス車両の運行支援装置１によれば、速度パターン算出手段３は、架線レス車両の現在の位置や速度を検知手段４から取得して、架線レス車両の速度パターンを補正するようになっているので、交通の混雑状況など様々な状況で架線レス車両に遅延等が発生した場合においても、速度パターンを補正することにより運行ダイヤに従った定時運行を行うことができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 運行支援装置
２ 記憶手段
３ 速度パターン算出手段
４ 検知手段
５ 表示手段
ａ 加速度
Ｖ１ 第１の速度
Ｖ２ 第２の速度
Ｖ３ 第３の速度
Ｖ４ 第４の速度
ＶＯ 第１の信号機を通過したときの速度
ｔｗ 現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間
ｔｘ 第１の信号機から第２の信号機までの走行時間
ｔｙ 最後の信号機から次駅までの走行時間
ｔｚ 現在停車中の駅から次駅までの走行時間
ｔｓ 現在停車中の駅からの発車時刻
ｔｔａｒｇｅｔ 最初の信号機が次に赤から青になる時刻
ｔｌｉｍｉｔ 最初の信号機が次に青から赤になる時刻
ｔｍ１，ｔｍ２，ｔｍ３，ｔｍ４ 走行時間におけるマージン
Ｌｗ 現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離
Ｌｘ 第１の信号機から第２の信号機までの走行距離
Ｌｙ 最後の信号機から次駅までの走行距離
Ｌｚ 現在停車中の駅から次駅までの走行距離
ｔｇ１ 第１の信号機を通過する時刻
ｔｇ２ 最後の信号機を通過したときの時刻
ｔｇ 次駅への到着時刻
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出する架線レス車両の運行支援装置において、
前記架線レス車両の運行ダイヤ情報と前記走行区間上にある次駅の情報と前記走行区間上にある複数の信号機の情報とを予め記憶する記憶手段と、
前記運行ダイヤ情報と前記次駅の情報と前記複数の信号機の情報とに基づいて前記架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段とを備え、
現在停車中の駅と前記複数の信号機の中の最初の信号機との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最初の信号機で止まらないことと、現在停車中の駅から発車する際について一定の加速度で加速を行うことと、加速後は前記架線レス車両が一定の第１の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、
前記第１の速度は、前記架線レス車両が最高速度で走行した場合における現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間と、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間と、現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離と、最初の信号機の情報と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっていることを特徴とする架線レス車両の運行支援装置。
【請求項２】
前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最高速度で走行すると仮定したときに前記架線レス車両が最初の信号機で停車することになるかを判定するようになっており、
前記架線レス車両が最初の信号機で停車することになると判定された場合、前記第１の速度は、以下の第１の関係式と第３の関係式とに基づいて算出され、
前記架線レス車両が最初の信号機で停車せずに通過できると判定された場合、前記第１の速度は、以下の第２の関係式と第３の関係式とに基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の架線レス車両の運行支援装置。
［第１の関係式］
ｔｗ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｓ）＋ｔｍ１
［第２の関係式］
ｔｗ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｓ）＋ｔｍ１
［第３の関係式］
ｔｗ＝Ｌｗ／Ｖ１＋Ｖ１／２ａ
但し、Ｖ１は前記第１の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｗは現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間であり、ｔｓは現在停車中の駅からの発車時刻であり、ｔｔａｒｇｅｔは最初の信号機が次に赤から青になる時刻であり、ｔｌｉｍｉｔは最初の信号機が次に青から赤になる時刻であり、ｔｍ１は前記走行時間ｔｘにおけるマージンであり、Ｌｗは現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離である。
【請求項３】
前記複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が前記第２の信号機で止まらないことと、前記第１の信号機を通過した後に前記一定の加速度で加減速を行うことと、前記一定の加速度による加減速を１回以下とすることと、加減速の後は前記架線レス車両が一定の第２の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、
前記第２の速度は、前記架線レス車両が最高速度で走行した場合における前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間と、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間と、前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行距離と、前記第２の信号機の情報と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の架線レス車両の運行支援装置。
【請求項４】
前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最高速度で走行すると仮定したときに前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車することになるかを判定するようになっており、
前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車することになると判定された場合、前記第２の速度は、以下の第４の関係式と第６の関係式とに基づいて算出され、
前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車せずに通過できると判定された場合、前記第２の速度は、以下の第５の関係式と第６の関係式とに基づいて算出されることを特徴とする請求項３に記載の架線レス車両の運行支援装置。
［第４の関係式］
ｔｘ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｇ１）＋ｔｍ２
［第５の関係式］
ｔｘ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｇ１）＋ｔｍ２
［第６の関係式］
ｔｘ＝Ｌｘ／Ｖ２＋（Ｖ２−ＶＯ）２／２ａＶ２
但し、Ｖ２は前記第２の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ＶＯは前記第１の信号機を通過したときの速度であり、ｔｘは前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間であり、ｔｇ１は前記第１の信号機を通過する時刻であり、ｔｔａｒｇｅｔは前記第２の信号機が次に赤から青になる時刻であり、ｔｌｉｍｉｔは前記第２の信号機が次に青から赤になる時刻であり、ｔｍ２は前記走行時間ｔｘにおけるマージンであり、Ｌｘは前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行距離である。
【請求項５】
前記複数の信号機の中の最後の信号機と次駅との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、次駅に到着する際について前記一定の加速度で減速を行うことと、減速する前は前記架線レス車両が前記最後の信号機を通過した際の第３の速度で一定走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、
前記第３の速度は、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される最後の信号機から次駅までの走行時間と、最後の信号機から次駅までの走行距離と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の架線レス車両の運行支援装置。
【請求項６】
前記第３の速度は、以下の第７の関係式と第８の関係式とに基づいて算出されることを特徴とする請求項５に記載の架線レス車両の運行支援装置。
［第７の関係式］
ｔｙ＝（ｔｇ−ｔｇ２）＋ｔｍ３
［第８の関係式］
ｔｙ＝Ｌｙ／Ｖ３＋Ｖ３／２ａ
但し、Ｖ３は前記第３の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｙは最後の信号機から次駅までの走行時間であり、ｔｇは次駅への到着時刻であり、ｔｇ２は最後の信号機を通過したときの時刻であり、ｔｍ３は前記走行時間ｔｙにおけるマージンであり、Ｌｙは最後の信号機から次駅までの走行距離である。
【請求項７】
走行中の前記架線レス車両の位置及び速度を検出する検知手段を更に備え、
前記速度パターン算出手段は、前記検知手段により検出された前記架線レス車両の現在の位置及び速度に基づいて前記第１ないし第３の速度を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の架線レス車両の運行支援装置。
【請求項８】
現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出する架線レス車両の運行支援装置において、
前記架線レス車両の運行ダイヤ情報と前記走行区間上にある次駅の情報とを予め記憶する記憶手段と、
前記運行ダイヤ情報と前記次駅の情報とに基づいて前記架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段とを備え、
現在停車中の駅と次駅との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、現在停車中の駅から発車する際及び次駅に到着する際について一定の加速度で加減速を行うことと、加速と減速との間は前記架線レス車両が一定の第４の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、
前記第４の速度は、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される現在停車中の駅から次駅までの走行時間と、現在停車中の駅から次駅までの走行距離と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっていることを特徴とする架線レス車両の運行支援装置。
【請求項９】
前記第４の速度は、以下の第９の関係式と第１０の関係式とに基づいて算出されることを特徴とする請求項７に記載の架線レス車両の運行支援装置。
［第９の関係式］
ｔｚ＝（ｔｇ−ｔｓ）＋ｔｍ４
［第１０の関係式］
ｔｚ＝Ｌｚ／Ｖ４＋Ｖ４／ａ
但し、Ｖ４は前記第４の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｚは現在停車中の駅から次駅までの走行時間であり、ｔｇは次駅への到着時刻であり、ｔｓは現在停車中の駅からの発車時刻であり、ｔｍ４は前記走行時間ｔｚにおけるマージンであり、Ｌｚは現在停車中の駅から次駅までの走行距離である。
【請求項１０】
走行中の前記架線レス車両の位置及び速度を検出する検知手段を更に備え、
前記速度パターン算出手段は、前記検知手段により検出された前記架線レス車両の現在の位置及び速度に基づいて前記第４の速度を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の架線レス車両の運行支援装置。
【請求項１】
現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出する架線レス車両の運行支援装置において、
前記架線レス車両の運行ダイヤ情報と前記走行区間上にある次駅の情報と前記走行区間上にある複数の信号機の情報とを予め記憶する記憶手段と、
前記運行ダイヤ情報と前記次駅の情報と前記複数の信号機の情報とに基づいて前記架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段とを備え、
現在停車中の駅と前記複数の信号機の中の最初の信号機との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最初の信号機で止まらないことと、現在停車中の駅から発車する際について一定の加速度で加速を行うことと、加速後は前記架線レス車両が一定の第１の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、
前記第１の速度は、前記架線レス車両が最高速度で走行した場合における現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間と、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間と、現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離と、最初の信号機の情報と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっていることを特徴とする架線レス車両の運行支援装置。
【請求項２】
前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最高速度で走行すると仮定したときに前記架線レス車両が最初の信号機で停車することになるかを判定するようになっており、
前記架線レス車両が最初の信号機で停車することになると判定された場合、前記第１の速度は、以下の第１の関係式と第３の関係式とに基づいて算出され、
前記架線レス車両が最初の信号機で停車せずに通過できると判定された場合、前記第１の速度は、以下の第２の関係式と第３の関係式とに基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の架線レス車両の運行支援装置。
［第１の関係式］
ｔｗ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｓ）＋ｔｍ１
［第２の関係式］
ｔｗ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｓ）＋ｔｍ１
［第３の関係式］
ｔｗ＝Ｌｗ／Ｖ１＋Ｖ１／２ａ
但し、Ｖ１は前記第１の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｗは現在停車中の駅から最初の信号機までの走行時間であり、ｔｓは現在停車中の駅からの発車時刻であり、ｔｔａｒｇｅｔは最初の信号機が次に赤から青になる時刻であり、ｔｌｉｍｉｔは最初の信号機が次に青から赤になる時刻であり、ｔｍ１は前記走行時間ｔｘにおけるマージンであり、Ｌｗは現在停車中の駅から最初の信号機までの走行距離である。
【請求項３】
前記複数の信号機の中の第１の信号機とその次にある第２の信号機との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が前記第２の信号機で止まらないことと、前記第１の信号機を通過した後に前記一定の加速度で加減速を行うことと、前記一定の加速度による加減速を１回以下とすることと、加減速の後は前記架線レス車両が一定の第２の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、
前記第２の速度は、前記架線レス車両が最高速度で走行した場合における前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間と、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間と、前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行距離と、前記第２の信号機の情報と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の架線レス車両の運行支援装置。
【請求項４】
前記速度パターン算出手段は、前記架線レス車両が最高速度で走行すると仮定したときに前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車することになるかを判定するようになっており、
前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車することになると判定された場合、前記第２の速度は、以下の第４の関係式と第６の関係式とに基づいて算出され、
前記架線レス車両が前記第２の信号機で停車せずに通過できると判定された場合、前記第２の速度は、以下の第５の関係式と第６の関係式とに基づいて算出されることを特徴とする請求項３に記載の架線レス車両の運行支援装置。
［第４の関係式］
ｔｘ＝（ｔｔａｒｇｅｔ−ｔｇ１）＋ｔｍ２
［第５の関係式］
ｔｘ＝（ｔｌｉｍｉｔ−ｔｇ１）＋ｔｍ２
［第６の関係式］
ｔｘ＝Ｌｘ／Ｖ２＋（Ｖ２−ＶＯ）２／２ａＶ２
但し、Ｖ２は前記第２の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ＶＯは前記第１の信号機を通過したときの速度であり、ｔｘは前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行時間であり、ｔｇ１は前記第１の信号機を通過する時刻であり、ｔｔａｒｇｅｔは前記第２の信号機が次に赤から青になる時刻であり、ｔｌｉｍｉｔは前記第２の信号機が次に青から赤になる時刻であり、ｔｍ２は前記走行時間ｔｘにおけるマージンであり、Ｌｘは前記第１の信号機から前記第２の信号機までの走行距離である。
【請求項５】
前記複数の信号機の中の最後の信号機と次駅との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、次駅に到着する際について前記一定の加速度で減速を行うことと、減速する前は前記架線レス車両が前記最後の信号機を通過した際の第３の速度で一定走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、
前記第３の速度は、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される最後の信号機から次駅までの走行時間と、最後の信号機から次駅までの走行距離と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の架線レス車両の運行支援装置。
【請求項６】
前記第３の速度は、以下の第７の関係式と第８の関係式とに基づいて算出されることを特徴とする請求項５に記載の架線レス車両の運行支援装置。
［第７の関係式］
ｔｙ＝（ｔｇ−ｔｇ２）＋ｔｍ３
［第８の関係式］
ｔｙ＝Ｌｙ／Ｖ３＋Ｖ３／２ａ
但し、Ｖ３は前記第３の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｙは最後の信号機から次駅までの走行時間であり、ｔｇは次駅への到着時刻であり、ｔｇ２は最後の信号機を通過したときの時刻であり、ｔｍ３は前記走行時間ｔｙにおけるマージンであり、Ｌｙは最後の信号機から次駅までの走行距離である。
【請求項７】
走行中の前記架線レス車両の位置及び速度を検出する検知手段を更に備え、
前記速度パターン算出手段は、前記検知手段により検出された前記架線レス車両の現在の位置及び速度に基づいて前記第１ないし第３の速度を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の架線レス車両の運行支援装置。
【請求項８】
現在停車中の駅から次駅までの走行区間における速度パターンを算出する架線レス車両の運行支援装置において、
前記架線レス車両の運行ダイヤ情報と前記走行区間上にある次駅の情報とを予め記憶する記憶手段と、
前記運行ダイヤ情報と前記次駅の情報とに基づいて前記架線レス車両の速度パターンを算出する速度パターン算出手段とを備え、
現在停車中の駅と次駅との間の速度パターンを算出する場合、前記速度パターン算出手段は、現在停車中の駅から発車する際及び次駅に到着する際について一定の加速度で加減速を行うことと、加速と減速との間は前記架線レス車両が一定の第４の速度で走行することとを満たす速度パターンを算出するようになっており、
前記第４の速度は、前記運行ダイヤ情報を考慮して算出される現在停車中の駅から次駅までの走行時間と、現在停車中の駅から次駅までの走行距離と、前記一定の加速度とに基づいて算出されるようになっていることを特徴とする架線レス車両の運行支援装置。
【請求項９】
前記第４の速度は、以下の第９の関係式と第１０の関係式とに基づいて算出されることを特徴とする請求項７に記載の架線レス車両の運行支援装置。
［第９の関係式］
ｔｚ＝（ｔｇ−ｔｓ）＋ｔｍ４
［第１０の関係式］
ｔｚ＝Ｌｚ／Ｖ４＋Ｖ４／ａ
但し、Ｖ４は前記第４の速度であり、ａは前記一定の加速度であり、ｔｚは現在停車中の駅から次駅までの走行時間であり、ｔｇは次駅への到着時刻であり、ｔｓは現在停車中の駅からの発車時刻であり、ｔｍ４は前記走行時間ｔｚにおけるマージンであり、Ｌｚは現在停車中の駅から次駅までの走行距離である。
【請求項１０】
走行中の前記架線レス車両の位置及び速度を検出する検知手段を更に備え、
前記速度パターン算出手段は、前記検知手段により検出された前記架線レス車両の現在の位置及び速度に基づいて前記第４の速度を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の架線レス車両の運行支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１２６４０４（Ｐ２０１１−１２６４０４Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８６０８８（Ｐ２００９−２８６０８８）
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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