自動列車制御の事前検証装置
【課題】列車走行の安全を司る自動列車制御の事前検証において、実際の走行状況に相当するＡＴＣ地上システムからの信号を作成でき、ＡＴＣ車載装置のソフトウェアの動作チェックを実際の走行に相当する条件下で行うことが可能な自動列車制御の事前検証装置を提供する。
【解決手段】複数列車走行シミュレーション手段１１は、列車のダイヤデータを基に、各列車の位置及び速度、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を模擬する。ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２は、該複数列車走行シミュレーション手段１１にて模擬された各列車の位置、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を基に、ＡＴＣ地上装置からＡＴＣ車載装置へ送信されるＡＴＣ地上信号を模擬する。
【解決手段】複数列車走行シミュレーション手段１１は、列車のダイヤデータを基に、各列車の位置及び速度、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を模擬する。ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２は、該複数列車走行シミュレーション手段１１にて模擬された各列車の位置、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を基に、ＡＴＣ地上装置からＡＴＣ車載装置へ送信されるＡＴＣ地上信号を模擬する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば列車鉄道システム、あるいは新交通システム等、走行路上を走行する車両の安全走行を担う自動列車制御装置（以下、ＡＴＣと略す）に係り、特に該ＡＴＣの車載装置を実際の車両に搭載する前に、実際の走行に相当するシミュレーション条件の下でＡＴＣ車載装置のソフトウェア動作チェック及びソフトウェア開発を行なうことを可能にした自動列車制御の事前検証装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の鉄道においては、列車走行の安全性向上のため、列車が制限速度と列車速度とを常に比較しながら走行し，速度超過の場合には自動的にブレーキをかけるというシステムが採用されるケースが多く見られる。このようなシステムはＡＴＣと呼ばれている。
【０００３】
特に最近では、ＡＴＣ地上システムから軌道回路を経由して、制御対象となる列車に対し、該列車の在線位置に関する情報、該列車と前方の列車との間隔に関する情報、該列車が走行する予定の経路上に存在する転てつ器の転換状態・鎖錠状態に関する情報、臨時速度制限に関する情報が送られている。
【０００４】
該列車に搭載されたＡＴＣ車載装置では、これらの情報をもとに、前方の列車に衝突しないように、また、該列車の走行経路上に存在する転てつ器が該列車のために転換・鎖錠される前に、該列車が転てつ器に到達することのないように、また、該列車の走行経路上に設定されている臨時速度制限を越えることのないように、ＡＴＣ車載装置が制限速度のパターンを演算し、該制限速度と該列車の走行速度とを常に比較しながら走行し、速度超過の場合には自動的にブレーキをかける方式が採用されている。
【０００５】
上述のＡＴＣ車載装置は、実際の車両に搭載される前に、種々の方法で動作チェックを行い、信頼性の向上が図られている。
【０００６】
しかしながら、ＡＴＣ車載装置が実際の車両に搭載される前の動作チェックを、実際のダイヤに従って複数の列車が走行するという条件下で行なうことは難しく、またダイヤに遅延が発生した場合のような状態での動作チェックを行うことも難しい。このことから、現状では、ＡＴＣ車載装置に送信されるＡＴＣ地上システムからの信号を模擬的及び人為的に作成し、動作チェックを行っている。特許文献１では、列車ＡＴＣ地上システムからの信号の模擬信号を、キーボード等を介してオペレータが入力するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３１０３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような模擬信号を実際の走行状況（何十本もの列車が、ダイヤに従って、あるいは遅延発生下で走行している状況）に合わせて作成することは困難であり、打開案が求められて来た。
【０００９】
本発明の目的は、列車走行の安全を司る自動列車制御の事前検証において、実際の走行状況に相当するＡＴＣ地上システムからの信号を作成でき、ＡＴＣ車載装置のソフトウェアの動作チェックを実際の走行に相当する条件下で行うことが可能な自動列車制御の事前検証装置を提供することにある。
【００１０】
さらに、もう一つの課題として、以下のようなものがある。
【００１１】
上述の事前検証装置を実現する方策として、実際に複数の列車が走っている状況に関するシミュレータを活用することが考えられる。複数の列車が走行する状況をシミュレーションし、各列車の速度・位置等を出力する手段は公知の技術となっている。また、ＡＴＣに必要な制限速度のパターンも公知となっており、これら公知の技術を組み込んだシミュレータを構築することは既存のシミュレータの改造で可能となる。
【００１２】
従って、このようなシミュレータがあれば、実際に複数の列車がＡＴＣによる制限速度に従って走っている状況のシミュレーション（列車位置・速度、転てつ器の動きなどのシミュレーション）は可能となる。
【００１３】
しかしながら、ＡＴＣ地上システムが軌道回路という伝送手段を用いて、ＡＴＣ車載装置にどのような信号を送信するかは、ＡＴＣの方式によって多岐に亘る。この多様なＡＴＣの方式を上述のシミュレータに組み込むことは、シミュレータの改造が非常に複雑となり現実的ではない。
【００１４】
従って本発明のもう一つの目的は、上記のような自動列車制御の事前検証装置を提供するに際して、現実的に構築可能なシミュレータ構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の実施形態は、地上設備データ、列車特性データ、路線データ（路線形状データ）、連動条件データなどの基礎データと、計画ダイヤ及び列車を走行させるための制御ダイヤなどのダイヤデータとを入力として、複数列車の走行挙動をシミュレーションし、列車位置・速度など列車の時系列的な挙動に関するシミュレーションデータと、各転てつ器の転換方向及び鎖錠・解錠の状態に関する時系列的なシミュレーションデータを出力する複数列車走行シミュレーション手段と、該複数列車走行シミュレーション手段の出力である上記シミュレーションデータを入力として、ＡＴＣ地上システムの動作をシミュレーションし、軌道回路を経由して各列車に送信される以下の各信号情報を出力するＡＴＣ地上信号シミュレーション手段とを備えている。
【００１６】
（１）走行路上（軌道回路上）に設定される「列車間隔に関する信号情報」
（２）走行路上（軌道回路上）に設定される「列車の走行経路に相当する進路の成立状況を表す信号情報」
（３）走行路上（軌道回路上）に設定される「臨時速度制限に相当する信号情報」
このような構成とすることの最大のメリットは以下のようなものである。
【００１７】
すでに述べたように、実際に複数の列車が走っている状況に関するシミュレーション（列車位置・速度、転てつ器の動きなどのシミュレーション）は公知技術として存在するが、ＡＴＣ地上システムが軌道回路という伝送手段を用いてどのような信号をＡＴＣ車載装置に送信するかは、ＡＴＣの方式によって多岐に亘る。この多様なＡＴＣの方式を上述のシミュレータに組み込むことは、シミュレータの改造が非常に複雑となり、また、シミュレーションに要する時間の増大も招くため現実的ではない。
【００１８】
しかしながら、ＡＴＣの方式がどのようなものであっても、列車位置・速度の時系列データ及び転てつ器の動きに関するデータさえあれば、これらを入力としてＡＴＣ地上システムの動作を上記シミュレータとは独立した形で模擬することは可能である。例えば、上記（１）の信号情報は、列車位置の時系列データ及び軌道回路始端・終端位置データさえあればシミュレーション可能である。上記（２）の信号情報は、転てつ器の転換方向及び鎖錠・解錠の状態に関する時系列的なデータと列車位置の時系列データ及び各進路が成立するための転てつ器の転換条件データさえあれば、シミュレーション可能である。更に、上記（３）の信号情報は、列車位置の時系列データ、軌道回路始端・終端位置データ、及び各軌道回路に予め設定される臨時速度制限情報さえあれば、シミュレーション可能である。
【００１９】
以上述べた理由により、本発明の一実施形態に係る自動列車制御の事前検証装置においては、複数列車の走行挙動をシミュレーションする複数列車走行シミュレーション手段とＡＴＣ地上システムの動作をシミュレーションするＡＴＣ地上信号シミュレーション手段とを分離することにより、それぞれのシミュレーション手段のプログラムが複雑になることを避け、効率的にＡＴＣ地上信号のシミュレーションを行うことが出来る構成にすると共に、ＡＴＣ地上信号の内容が変わった際のプログラム変更量を最小限に抑えられる構成としている。
【００２０】
また、本発明の第２の実施形態では、上記第１の実施形態に加えて、
（ａ）実際の路線を走行中の列車に搭載されている車載装置から取得した「車載装置が検知した列車位置・速度データの時系列データ」、
（ｂ）実際の路線を走行中の列車に搭載されている車載装置から取得した「ＡＴＣ車載装置がＡＴＣ地上システムより受信したＡＴＣ地上信号データの時系列データ」、
（ｃ）請求項１に記載の複数列車走行シミュレーション手段から出力される「列車位置・速度など列車の時系列的な挙動に関するシミュレーションデータ」、
（ｄ）請求項１に記載のＡＴＣ地上信号シミュレーション手段から出力される「ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ」、
を入力として、上記（ａ）と（ｃ）との比較、及び上記（ｂ）と（ｄ）との比較を行う複数列車走行シミュレーション精度評価手段を備えている。
【００２１】
従って、第２の実施形態に係る自動列車制御の事前検証装置においては、実際のデータとシミュレーションデータとの比較により、請求項１に記載の複数列車走行シミュレーション手段に使われているシミュレーションモデルの修正に有用なシミュレーション精度評価データを得ることが出来る。
【００２２】
また、本発明の第３の実施形態では、上記第１実施形態に加えて、前記ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段の出力であるＡＴＣ地上信号シミュレーションデータを入力として、車両に搭載されるＡＴＣ車載装置の動作を模擬するための手段として、特定の列車の走行シミュレーションを行なう単一列車走行シミュレーション手段と、実路線ＡＴＣシステムの車両に搭載されるＡＴＣ車載ハードウェアと、該ＡＴＣ車載ハードウェアに組み込まれるＡＴＣ車載ソフトウェアと、速度発電機など該ＡＴＣ車載ハードウェアと該ＡＴＣ車載ソフトウェアの動作に必要となるＡＴＣ周辺装置と、から成るＡＴＣ車載装置検証装置を備えている。
【００２３】
従って、第３実施形態に係る自動列車制御の事前検証装置においては、車両に搭載されるＡＴＣ車載装置の動作を模擬するのに必要なＡＴＣ地上信号シミュレーションデータを前記ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段より得ることにより、ＡＴＣ車載ソフトウェアの動作評価を行うことが可能となる。また、この動作評価結果からＡＴＣ車載ソフトウェアの修正に有用なデータを得ることが出来る。
【発明の効果】
【００２４】
複数列車走行シミュレーション手段とＡＴＣ地上信号シミュレーション手段とを分離することにより、それぞれのシミュレーション手段のプログラムが複雑になることを避け、効率的にＡＴＣ地上信号のシミュレーションを行うことが出来ると共に、ＡＴＣ地上信号の内容が変わった際のプログラム変更量を最小限に抑えられる構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第１の実施形態を示す機能ブロック図。
【図２】複数列車走行シミュレーション手段の内部構成例を説明するための補足説明図。
【図３】（ａ）は列車位置・速度シミュレーションデータのデータ構成を示し、（ｂ）は転てつ器・転換方向鎖錠状態シミュレーションデータのデータ構成を示す図。
【図４】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第３の実施形態を示す機能ブロック図。
【図５】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第２の実施形態を示す機能ブロック図。
【図６】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第４の実施形態を示す機能ブロック図。
【図７】複数列車走行シミュレーション手段の内部構成例を説明するための補足説明図。
【図８】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第５の実施形態を示す機能ブロック図。
【図９】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第６の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１０】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第７の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１１】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第８の実施形態を示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
［実施例１］
図１は、本発明の第１の実施形態による自動列車制御の事前検証装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【００２８】
すなわち、本実施形態による自動列車制御の事前検証装置は、図１に示すように、複数列車走行シミュレーション手段１１と、ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２と、基礎データ３を格納する基礎データ格納部１３、ダイヤデータ４を格納するダイヤデータ格納部１４、列車位置・速度シミュレーションデータ５を格納するシミュレーションデータ格納部１５、転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ６を格納するシミュレーションデータ格納部１６、ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７を格納するシミュレーションデータ格納部１７とから構成されている。
【００２９】
基礎データ３及びダイヤデータ４は複数列車走行シミュレーション手段１１に入力される。複数列車走行シミュレーション手段１１は、列車位置・速度シミュレーションデータ５をデータ格納部１５に供給し、このデータは適宜ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２に入力される。また複数列車走行シミュレーション手段１１は、転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ６をデータ格納部１６に供給し、このデータは適宜ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２に入力される。ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２はＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７をデータ格納部１７に供給する。
【００３０】
基礎データ３は、地上設備データ（ＡＴＣ地上信号を車両に伝送する手段としての軌道回路の配置位置、トランスポンダ設置位置など）、列車特性データ（列車の加減速特性、列車長、列車重量など）、路線データ（走行路線の形状、勾配、曲率など）、連動条件（進路の鎖錠・解錠、転てつ器の鎖錠・解錠などに関する条件など）の各種データより構成される。
【００３１】
ダイヤデータ４は、列車運行の計画を示す計画ダイヤ、実際の運行制御に関わるダイヤを示す制御ダイヤなどの各データより構成される。計画ダイヤとは、例えば４月〜９月あるいは１０月〜３月のように、定期的に決められた列車ダイヤ（時刻表）を示す。この列車ダイヤは、列車が何時何分にどの駅を発着するかを示すデータであって、列車毎に異なり例えば数十列車分のデータである。制御ダイヤとは実際に運用されるダイヤであり、臨時列車の運行あるいは天候条件などにより、計画ダイヤに多少の変更を加えたダイヤである。
【００３２】
これら基礎データ３とダイヤデータ４を入力として、複数列車走行シミュレーション手段１１は、ダイヤに定められた各列車を予定された走行経路に沿って走行させるシミュレーションを実施する。
【００３３】
また、複数列車走行シミュレーション手段１１は、列車走行とともに各転てつ器がどのようなタイミングで転換され、鎖錠・解錠されるのかもシミュレーションする。転てつ器の設定には、定位及び反位があり、定位は列車が直進する設定、反位は列車が進路変更する設定である。この転換とは、転てつ器を定位から反位へまたは反位から定位へ設定を変更することを示す。鎖錠とは転てつ器の例えば電源をＯＦＦして転てつ器が固定された状態を示す。解錠とは転てつ器の例えば電源をＯＮして転てつ器が可動状態になっていることを示す。
【００３４】
ダイヤデータに列車出発時間の遅れを設定すれば、ダイヤが乱れた状況下でのシミュレーションも可能となる。
【００３５】
図２（ａ）は複数列車走行シミュレーション手段１１の内部構成例を示す機能ブロック図である。複数列車走行シミュレーション手段１１は、ダイヤ管理部１０１、列車走行処理部１０２、列車追跡処理部１０３、信号処理部１０４、軌道回路処理部１０５、連動処理部１０６、転てつ器処理部１０７、進路制御処理部１０８を含む。図１の基礎データ３は、各部１０１〜１０８に適宜供給され利用される。
【００３６】
列車のダイヤを管理するダイヤ管理部１０１からはシミュレーション用ダイヤデータが、列車走行処理部１０２及び列車追跡処理部１０３に出力される。このシミュレーション用ダイヤデータは図１のダイヤデータ格納部１４から適宜読み出したダイヤデータである。
【００３７】
列車走行処理部１０２は、このシミュレーション用ダイヤデータ及び信号処理部１０４からの信号制御情報（各列車の停止位置に関する情報及び臨時速度制限情報等）を受けて、各列車の列車位置・速度を計算し、列車位置・速度シミュレーションデータ５としてシミュレーションデータ格納部１５に格納する。
【００３８】
軌道回路処理部１０５では、列車位置・速度シミュレーションデータ５より得られる列車位置を基に、軌道回路の在線状態（各列車がどの軌道回路上を走行中かを示す情報）を信号処理部１０４及び連動処理部１０６に出力する。
【００３９】
連動処理部１０６では、軌道回路在線状態、転てつ器状態（転てつ器の転換後状態（定位／反位）及び鎖錠状態に関する情報）及び進路制御情報（どの転てつ器をどの方向に転換すべきかを示す情報）を入力し、進路制御情報において要求されている転てつ器の転換が可能か否か判断する。転換が可能であれば、転てつ器処理部１０７に対し転てつ器制御情報（各転てつ器に対する転換指令・鎖錠指令）を出力すると共に、進路設定状態（進路の設定結果及び鎖錠制御結果等）を信号処理部１０４及び列車追跡処理部１０３に出力する。
【００４０】
転てつ器処理部１０７では、連動処理部１０６からの転てつ器制御情報を受け、必要に応じて転てつ器の転換・鎖錠を行い、転てつ器状態及び鎖錠状態（転てつ器がロックされているか否かを示す情報）をシミュレーションデータ６としてシミュレーションデータ格納部１６に格納する。
【００４１】
信号処理部１０４では、軌道回路在線状態及び進路設定状態を基に、信号制御情報（各列車の停止位置に関する情報、臨時速度制限情報等）を列車走行処理部１０２に出力する。
【００４２】
列車追跡処理部１０３では、シミュレーション用ダイヤデータ４、列車位置及び進路設定状態を基に、列車追跡情報（駅発着などダイヤとの関係を含めた列車位置の追跡情報）を進路制御処理部１０８に出力する。
【００４３】
進路制御処理部１０８では、列車追跡情報をもとに、各列車の転てつ器通過順序がダイヤと矛盾しないように、列車が予定している走行路上に存在する転てつ器の転換を要求するタイミングを判断し、適切なタイミングに進路制御情報（どの転てつ器をどの方向に転換すべきかを示す情報）を連動処理部１０６に出力する。
【００４４】
図３（ａ）は列車位置・速度シミュレーションデータ５のデータ構成を示す図である。図１で示した複数列車走行シミュレーション手段１１による列車走行ダイナミックシミュレーションにより、所定時刻毎の列車位置、列車速度、軌道回路順列通番、開通区間数に関する時系列データが、左端のデータ識別Ｎｏと共にシミュレーションデータ格納部１５に記録される。
【００４５】
図３（ｂ）は転てつ器・転換方向鎖錠状態シミュレーションデータ６のデータ構成を示す図である。図１で示した複数列車走行シミュレーション手段１１による列車走行ダイナミックシミュレーションにより、所定時刻毎の各転てつ器の状態（定位／反位、転換中）に関する時系列データが、左端のデータ識別Ｎｏと共にシミュレーションデータ格納部１６に記録される。
【００４６】
図２（ｂ）に記された路線図は、列車Ａに続いて列車Ｂ、列車Ｃ、列車Ｄ、列車Ｅが走行する様子を模式的に表したものである。図２（ａ）に示したような複数列車走行シミュレーション手段１１によれば、例えば列車Ｄが駅の側線側に進入・停車し、列車Ｃが駅の本線側を破線矢印の方向に通過した後で、列車Ｄが駅を出発する際の、転てつ器Ｘ、転てつ器Ｙの動きや、進路設定状態及び軌道回路在線状態を模擬することが可能となる。複数列車走行シミュレーション手段１１によれば、このような模擬をダイヤ全体、対象路線全体に対して行うことが可能となる。
【００４７】
次に、ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２の動作を説明する。
【００４８】
ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２は、複数列車走行シミュレーション手段１１により生成され、シミュレーションデータ格納部１５，１６に格納された列車位置・速度シミュレーションデータ５及び転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ６に基づいて、ＡＴＣ地上システムの動作をシミュレーションする。
【００４９】
ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２は、ＡＴＣ地上信号に相当する時系列データとして、以下の（１）〜（３）の情報を列車毎に作成する。これらの情報は、軌道回路から各列車に対して送信される情報である。
【００５０】
（１）列車が通過中の軌道回路（図２（ｂ）の路線図に関する上記説明を参照）を示す情報。
【００５１】
（２）列車が予定している走行路上の分岐器の向き（転てつ器の定位／反位）の情報。
【００５２】
（３）列車の前方を走行中の先行列車との間にどの程度の間隔が空いているかを示す情報。
【００５３】
上記（１）の軌道回路情報は、前述の図３（ａ）のようにシミュレーションデータ格納部１５において、各列車位置の時系列データが得られているので、対象路線上に各軌道回路がどのように割り付けられているか（各軌道回路の始端・終端の位置データ）を基に作成する。
【００５４】
上記（２）の分岐器の向き情報は、前述の図３（ｂ）のようにシミュレーションデータ格納部１６において、転てつ器の転換状態として得られているので、それを利用する。
【００５５】
上記（３）の先行列車との間隔情報は、前述の図３（ａ）のように、各列車位置の時系列データが得られているので、これらのデータから各列車の前方を走行中の先行列車との間にどの程度の間隔が空いているかを計算して作成する。
【００５６】
またＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２は、走行路上（軌道回路上）に設定される臨時速度制限に相当する信号情報も生成する。臨時速度制限とは、気象条件等の理由により、通常の制限速度とは違う値に速度を制限することを示す。
【００５７】
上述したように、本実施形態の自動列車制御の事前検証装置では、複数列車の走行挙動をシミュレーションする複数列車走行シミュレーション手段１１と、ＡＴＣ地上システムの動作をシミュレーションするＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２とを分離することにより、それぞれのシミュレーション手段のプログラムが複雑になることを避け、効率的にＡＴＣ地上信号のシミュレーションを行うことが出来る構成としている。
【００５８】
複数列車走行シミュレーション手段１１は従来からある装置であって、この複数列車走行シミュレーション手段１１がシミュレーション中に生成する信号のうち、列車位置・速度シミュレーションデータ５及び転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ６を抽出し、抽出したデータを基に、ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２がＡＴＣ地上システムをシミュレーションし、ＡＴＣ地上システムが各列車に対して送信するデータ（ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７）を生成する。従って、複数列車走行シミュレーション手段１１にＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２を組み込む場合に比べ、開発費を大幅に削減することができる。
【００５９】
［実施例１の変形例］
ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７に含まれるものとして、上述の説明では、軌道回路に関する情報、列車間隔に関する情報、列車の走行経路に相当する進路の成立状況（転てつ器の定位／反位）を表す信号情報、臨時速度制限に相当する情報を挙げたが、ＡＴＣの方式の違いにより、必ずしも上記の情報に限られるものではなく、他の情報も考えられる。ただし、ＡＴＣの方式がどのようなものであろうとも、ＡＴＣ地上信号を構築するのに必要な情報として、列車位置・速度シミュレーションデータ５及び転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ６が複数列車走行シミュレーション手段１から得られるので、これらのデータからＡＴＣの方式に合わせた信号情報を構築することが可能となる。つまり、ＡＴＣ地上システムには様々な方式あるいは機能を有するものがあるが、信号シミュレーション手段１２を各ＡＴＣ地上システムの方式あるいは機能に合わせて設計することにより、様々なＡＴＣ地上システムを容易にシミュレーションすることが可能となる。
【００６０】
［実施例２］
図４は、本実施形態による自動列車制御の事前検証装置の第２の実施形態の構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一の部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
すなわち、本実施形態の自動列車制御の事前検証装置は、図４に示すように図１に対して、実路線のＡＴＣシステムより得られる実路線列車位置・速度データ８を格納する位置・速度データ格納部１８と、実路線ＡＴＣ地上信号データ９を格納する地上信号データ格納部１９と、複数列車走行シミュレーション精度評価手段２０と、シミュレーション精度評価データ格納部２１とを付加した構成としている。
【００６２】
基礎データ格納部１３は、実路線で実際に用いられている基礎データを格納し、ダイヤデータ格納部１４は、実際に運用されているダイヤデータを格納する。このように、実路線で実際に用いられている基礎データ３及びダイヤデータ４に基づいて、複数列車走行シミュレーション手段１１は、走行シミュレーションを行う。
【００６３】
位置・速度データ格納部１８は、実路線のＡＴＣシステム３１で、実際に得られた列車位置・速度データ８を格納する。地上信号データ格納部１９は実路線のＡＴＣシステムで実際に軌道回路から送信されたＡＴＣ地上信号を格納する。
【００６４】
複数列車走行シミュレーション精度評価手段２０は、列車位置・速度シミュレーションデータ５と実路線列車位置・速度データ８との比較、及びＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７と実路線ＡＴＣ地上信号データ９との比較により、シミュレーション精度評価データ１１を出力する構成となっている。例えば精度評価手段２０は、列車位置・速度シミュレーションデータ５をグラフ化し、実路線列車位置・速度データ８をグラフ化し、２つのグラフを重ね合わせて得られるデータを出力する。ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７と実路線ＡＴＣ地上信号データ９についても同様に、２つのグラフを重ね合わせて得られるデータを出力する。
【００６５】
このように２つのグラフを重ね合わせて得られるデータは、シミュレーション精度評価データとしてデータ格納部２１に格納される。ユーザはシミュレーション精度評価データ１０を例えば表示部にグラフとして表示し、重ね合わせたグラフの値が一致するように、複数列車走行シミュレーション手段１１を修正する。
【００６６】
以上のように本実施形態によれば、実路線列車位置・速度データ８及び実路線ＡＴＣ地上信号データ９に基づいて、複数列車走行シミュレーション手段１１のシミュレーション精度を高めることができる。
【００６７】
［実施例２の変形例］
シミュレーション精度評価データ１０は上記したように、複数列車走行シミュレーション手段１の中のシミュレーションモデルを実際のシステムに近付けるための修正に使用され、この修正作業は人間が介在して行われる。しかし、運転士の運転操作による加速度及び減速度を実路線列車位置・速度データ８より統計的に算出し、駅発車時・駅間走行時の加速度、駅停止時の減速度に関するモデルを学習し、学習結果を複数列車走行シミュレーション手段１１に組み込むプロセスを自動的に行なう構成としてもよい。
【００６８】
［実施例３］
図５は、本発明による自動列車制御の事前検証装置の第３の実施形態の構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一の部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【００６９】
すなわち、第３の実施形態に係る自動列車制御の事前検証装置は、図５に示すように図１に対して、ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２より出力されるＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７を用いて、実路線ＡＴＣシステムの車両に搭載されるＡＴＣ車載装置の事前検証を行うＡＴＣ車載装置検証装置２２が追加されている。
【００７０】
ＡＴＣ車載装置検証装置２２は、特定列車の走行シミュレーションを行なう単一列車走行シミュレーション手段２３と、実路線ＡＴＣシステムの車両に搭載されるＡＴＣ車載ハードウェア２４と、該ＡＴＣ車載ハードウェア２４に組み込まれるＡＴＣ車載ソフトウェア２５と、該ＡＴＣ車載ハードウェア２４と該ＡＴＣ車載ソフトウェア２５の動作に必要となるＡＴＣ周辺装置２６とを含む。ＡＴＣ車載装置検証装置２２からは、ＡＴＣ車載ソフトウェア２５の内容修正のためのＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データ３２が得られ、この評価データ３２はデータ格納部２７に格納される。
【００７１】
ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ格納部１７からは、このシミュレーションデータ格納部１７において指定された１列車についてのＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７が検証装置２２に出力される。ＡＴＣ周辺装置２６からＡＴＣ車載ハードウエア２５へは、例えばＴＧ信号が模擬的に出力される。このＴＧ信号は車輪の回転に応じて出力されるパルス状信号で、車両速度、車両位置等を演算するときに用いられる信号である。ＡＴＣ車載ハードウエア２４は、ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７及びＴＧ信号に基づいてＡＴＣの演算処理を行い、例えばブレーキ指令ＢＫを単一列車走行シミュレーション手段２３に出力する。単一列車走行シミュレーション手段２３は、このブレーキ指令ＢＫに基づいて列車の走行シミュレーションを行う。
【００７２】
データ格納部２７には、例えばＴＧ信号、ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７、ブレーキ指令ＢＫが、ＡＴＣ車載ソフトウエア動作評価データ３２として時系列で記録される。この評価データ３２を例えば表示部に表示して、ＡＴＣ車載ソフトウエアの動作が評価される。このとき、必要に応じてＡＴＣ車載ソフトウエアの修正が行われる。
【００７３】
以上のように本発明の第３の実施形態は第１の実施形態に比べ、ＡＴＣ車載ハードウエア２４及びＡＴＣ車載ソフトウエア２５の事前検証及び修正を容易に行うことができる。
【００７４】
［実施例４］
図６は、本発明による自動列車制御の事前検証装置の第４の実施形態の構成例を示す機能ブロック図である。この第４の実施形態は、図４の第２の実施形態と図５の第３の実施形態を組み合わせた構成を有している。
【００７５】
すなわち、第４の実施形態に係る自動列車制御の事前検証装置は、図６に示すように図１の第１の実施形態に対して、実路線列車位置・速度データ格納部１８と、実路線ＡＴＣ地上信号データ格納部１９と、複数列車走行シミュレーション精度評価手段２０と、シミュレーション精度評価データ格納部２１と、ＡＴＣ車載装置検証装置２２が追加されている。
【００７６】
従って第４の実施形態は第１の実施形態に比べ、複数列車走行シミュレーション手段１１のシミュレーション精度を高めることができると共に、ＡＴＣ車載ハードウエア２４及びＡＴＣ車載ソフトウエア２５の事前検証及び修正を容易に行うことができる。
【００７７】
［実施例５］
図１〜図６では、軌道回路の存在を前提としていた。これは、各列車の位置を地上側で把握する手段として軌道回路を用いているためである。しかしながら、無線を応用した列車位置検知システムがあれば、必ずしも軌道回路は必要とされない。例えば、以下のような手段により、軌道回路よりも精度よく地上側が列車位置を検知することが可能となる。
【００７８】
・ＧＰＳを応用した列車位置検知システム。
【００７９】
・列車が速度発電機からのＴＧ信号を積算する等の手段により、自列車の位置を検知し、その検知情報を無線により地上ＡＴＣシステムに送信する形の列車位置検知システム。
【００８０】
軌道回路の替わりに上述の列車位置検知システムを採用する場合、ＡＴＣの方式は無線応用ＡＴＣに替わる。これは次のようなものである。
【００８１】
従来のＡＴＣでは、ＡＴＣ地上システムから軌道回路を経由して制御対象となる列車に対し、該列車の在線位置に関する情報、該列車と前方の列車との間隔に関する情報、該列車が走行する予定の経路上に存在する転てつ器の転換状態・鎖錠状態に関する情報、臨時速度制限に関する情報が送られていた。
【００８２】
これに対し無線応用ＡＴＣでは、上記したように、ＧＰＳを応用した列車位置検知システム、あるいは列車が速度発電機からのＴＧ信号を積算する等の手段により自列車の位置を検知する列車位置検知システム等により得られる位置検知情報を、無線により地上に送信することで、地上システム側が各列車の在線位置に関する情報を把握することが出来る。
【００８３】
従って、無線応用ＡＴＣ地上システムから無線伝送経由で制御対象となる列車に対し、該列車の在線位置に関する情報、該列車と前方の列車との間隔に関する情報、該列車が走行する予定の経路上に存在する転てつ器の転換状態・鎖錠状態に関する情報、臨時速度制限に関する情報等を含むＡＴＣ情報を送ることができる。
【００８４】
該列車に搭載された無線応用ＡＴＣ車載装置では、これらの情報をもとに、前方の列車に衝突しないように、また、該列車の走行経路上に存在する転てつ器が該列車のために転換・鎖錠される前に、該列車が転てつ器に到達することのないように、また、該列車の走行経路上に設定されている臨時速度制限を越えることのないように、無線応用ＡＴＣ車載装置が制限速度のパターンを演算し、該制限速度と該列車の走行速度とを常に比較しながら走行し、速度超過の場合には自動的にブレーキをかける方式が採用される。
【００８５】
図７は、図２に示した軌道回路の替わりに、上述の自列車位置検知システム及び無線応用ＡＴＣを採用した場合の複数列車走行シミュレーション手段１１の一例及びその路線図である。
【００８６】
図２（ａ）の軌道回路処理部１０５では、列車が軌道回路に在線しているか否かの情報をもとに各列車の在線状態を把握していたが、上述のような軌道回路に依存しない列車位置検知システムがあれば、図２（ａ）の軌道回路処理部１０５の替わりに、より細かい単位で精度よく在線状況を把握できる列車在線状況把握処理（上述の列車位置検知システムにより各列車の在線状況を把握する処理のシミュレーション）を適用することが出来る。この処理は、在線状況把握処理部１０９により実施される。
【００８７】
図８は、図１に対して上述の無線応用ＡＴＣを採用した自動列車制御の事前検証装置の構成例を示す機能ブロック図であり、第１の実施形態の変形例となる。
【００８８】
図１と同一の部分には同一符号を付し、無線応用ＡＴＣの採用により内容が一部変更となる部分には、図１と同一符号の末尾にＡを付している。全体の処理の流れは、第１の実施形態と同様のため説明を省略する。
【００８９】
［実施例６］
図９は、図４に対して上述の無線応用ＡＴＣを採用した自動列車制御の事前検証装置の構成例を示す機能ブロック図であり、第２の実施形態の変形例となる。
【００９０】
図４と同一の部分には同一符号を付し、無線応用ＡＴＣの採用により内容が一部変更となる部分には、図４と同一符号の末尾にＡを付している。全体の処理の流れは、第２の実施形態と同様のため説明を省略する。
【００９１】
［実施例７］
図１０は、図８に示した事前検証装置に対して、無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置２２Ａ及び無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データ格納部２７Ａが追加されている。無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置２２Ａは、無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２Ａより出力される無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７Ａを用いて、実路線無線応用ＡＴＣシステムの車両に搭載される無線応用ＡＴＣ車載装置の事前検証を行う。この無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置２２Ａは、特定の列車の走行シミュレーションを行なう単一列車走行シミュレーション手段２３Ａと、実路線無線応用ＡＴＣシステムの車両に搭載される無線応用ＡＴＣ車載ハードウェア２４Ａと、該無線応用ＡＴＣ車載ハードウェア２４Ａに組み込まれる無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア２５Ａと、該無線応用ＡＴＣ車載ハードウェア２４Ａと該無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア２５Ａの動作に必要となる無線応用ＡＴＣ周辺装置２６Ａとを含む。また無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置２２Ａは、該無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア２５Ａの内容修正のために使用される無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データ３２Ａを生成し、この評価データ３２Ａは評価データ格納部２７Ａに格納される。
【００９２】
第７の実施形態の自動列車制御の事前検証装置においては、車両に搭載される無線応用ＡＴＣ車載装置の動作を模擬するのに必要な無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータを、前記無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２Ａより得ることにより、無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェアの動作評価を行うことが可能となる。また、この動作評価結果から無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア２５Ａの修正に有用なデータを得ることが出来る。
【００９３】
［実施例８］
図１１は、図８〜図１０を包含した実施形態を表す機能ブロック図となっており、第５〜第７の実施形態の特徴を併せ持つ。
【００９４】
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の自動列車制御の事前検証装置によれば、走行中の列車に対し、地上からの信号により自動的にブレーキを掛けたり、制限速度以下になればブレーキを緩めたりする自動列車制御装置（ＡＴＣ）の事前検証において、実際の走行状況に相当するＡＴＣ地上システムからの信号を作成でき、ＡＴＣ車載装置のソフトウェアの動作チェックを実際の走行に相当する条件下で行うことが可能となる。
【００９５】
以上の説明はこの発明の実施形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１１…複数列車走行シミュレーション手段、１２… ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段、１３…基礎データ格納部、１４…ダイヤデータ格納部、１５…列車位置・速度シミュレーションデータ格納部、１６…転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ格納部、１７…ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ格納部、１８…実路線列車位置・速度データ格納部、１９…実路線ＡＴＣ地上信号データ格納部、２０…複数列車走行シミュレーション精度評価手段、２１…シミュレーション精度評価データ格納部、２２…ＡＴＣ車載装置検証装置、２３…単一列車走行シミュレーション手段、２４…ＡＴＣ車載ハードウェア、２５…ＡＴＣ車載ソフトウェア格納部、２６…ＡＴＣ周辺装置、２７…ＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データ格納部、１１Ａ…複数列車走行シミュレーション手段、１２Ａ…無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段、１３Ａ…基礎データ格納部、１７Ａ…無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ格納部、１９Ａ…実路線無線応用ＡＴＣ地上信号データ格納部、２０Ａ…複数列車走行シミュレーション精度評価手段、２１Ａ…シミュレーション精度評価データ格納部、２２Ａ…無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置、２３Ａ…単一列車走行シミュレーション手段、２４Ａ…無線応用ＡＴＣ車載ハードウェア、２５Ａ…無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア格納部、２６Ａ… 無線応用ＡＴＣ周辺装置、２７Ａ… 無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データ格納部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば列車鉄道システム、あるいは新交通システム等、走行路上を走行する車両の安全走行を担う自動列車制御装置（以下、ＡＴＣと略す）に係り、特に該ＡＴＣの車載装置を実際の車両に搭載する前に、実際の走行に相当するシミュレーション条件の下でＡＴＣ車載装置のソフトウェア動作チェック及びソフトウェア開発を行なうことを可能にした自動列車制御の事前検証装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の鉄道においては、列車走行の安全性向上のため、列車が制限速度と列車速度とを常に比較しながら走行し，速度超過の場合には自動的にブレーキをかけるというシステムが採用されるケースが多く見られる。このようなシステムはＡＴＣと呼ばれている。
【０００３】
特に最近では、ＡＴＣ地上システムから軌道回路を経由して、制御対象となる列車に対し、該列車の在線位置に関する情報、該列車と前方の列車との間隔に関する情報、該列車が走行する予定の経路上に存在する転てつ器の転換状態・鎖錠状態に関する情報、臨時速度制限に関する情報が送られている。
【０００４】
該列車に搭載されたＡＴＣ車載装置では、これらの情報をもとに、前方の列車に衝突しないように、また、該列車の走行経路上に存在する転てつ器が該列車のために転換・鎖錠される前に、該列車が転てつ器に到達することのないように、また、該列車の走行経路上に設定されている臨時速度制限を越えることのないように、ＡＴＣ車載装置が制限速度のパターンを演算し、該制限速度と該列車の走行速度とを常に比較しながら走行し、速度超過の場合には自動的にブレーキをかける方式が採用されている。
【０００５】
上述のＡＴＣ車載装置は、実際の車両に搭載される前に、種々の方法で動作チェックを行い、信頼性の向上が図られている。
【０００６】
しかしながら、ＡＴＣ車載装置が実際の車両に搭載される前の動作チェックを、実際のダイヤに従って複数の列車が走行するという条件下で行なうことは難しく、またダイヤに遅延が発生した場合のような状態での動作チェックを行うことも難しい。このことから、現状では、ＡＴＣ車載装置に送信されるＡＴＣ地上システムからの信号を模擬的及び人為的に作成し、動作チェックを行っている。特許文献１では、列車ＡＴＣ地上システムからの信号の模擬信号を、キーボード等を介してオペレータが入力するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３１０３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような模擬信号を実際の走行状況（何十本もの列車が、ダイヤに従って、あるいは遅延発生下で走行している状況）に合わせて作成することは困難であり、打開案が求められて来た。
【０００９】
本発明の目的は、列車走行の安全を司る自動列車制御の事前検証において、実際の走行状況に相当するＡＴＣ地上システムからの信号を作成でき、ＡＴＣ車載装置のソフトウェアの動作チェックを実際の走行に相当する条件下で行うことが可能な自動列車制御の事前検証装置を提供することにある。
【００１０】
さらに、もう一つの課題として、以下のようなものがある。
【００１１】
上述の事前検証装置を実現する方策として、実際に複数の列車が走っている状況に関するシミュレータを活用することが考えられる。複数の列車が走行する状況をシミュレーションし、各列車の速度・位置等を出力する手段は公知の技術となっている。また、ＡＴＣに必要な制限速度のパターンも公知となっており、これら公知の技術を組み込んだシミュレータを構築することは既存のシミュレータの改造で可能となる。
【００１２】
従って、このようなシミュレータがあれば、実際に複数の列車がＡＴＣによる制限速度に従って走っている状況のシミュレーション（列車位置・速度、転てつ器の動きなどのシミュレーション）は可能となる。
【００１３】
しかしながら、ＡＴＣ地上システムが軌道回路という伝送手段を用いて、ＡＴＣ車載装置にどのような信号を送信するかは、ＡＴＣの方式によって多岐に亘る。この多様なＡＴＣの方式を上述のシミュレータに組み込むことは、シミュレータの改造が非常に複雑となり現実的ではない。
【００１４】
従って本発明のもう一つの目的は、上記のような自動列車制御の事前検証装置を提供するに際して、現実的に構築可能なシミュレータ構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の実施形態は、地上設備データ、列車特性データ、路線データ（路線形状データ）、連動条件データなどの基礎データと、計画ダイヤ及び列車を走行させるための制御ダイヤなどのダイヤデータとを入力として、複数列車の走行挙動をシミュレーションし、列車位置・速度など列車の時系列的な挙動に関するシミュレーションデータと、各転てつ器の転換方向及び鎖錠・解錠の状態に関する時系列的なシミュレーションデータを出力する複数列車走行シミュレーション手段と、該複数列車走行シミュレーション手段の出力である上記シミュレーションデータを入力として、ＡＴＣ地上システムの動作をシミュレーションし、軌道回路を経由して各列車に送信される以下の各信号情報を出力するＡＴＣ地上信号シミュレーション手段とを備えている。
【００１６】
（１）走行路上（軌道回路上）に設定される「列車間隔に関する信号情報」
（２）走行路上（軌道回路上）に設定される「列車の走行経路に相当する進路の成立状況を表す信号情報」
（３）走行路上（軌道回路上）に設定される「臨時速度制限に相当する信号情報」
このような構成とすることの最大のメリットは以下のようなものである。
【００１７】
すでに述べたように、実際に複数の列車が走っている状況に関するシミュレーション（列車位置・速度、転てつ器の動きなどのシミュレーション）は公知技術として存在するが、ＡＴＣ地上システムが軌道回路という伝送手段を用いてどのような信号をＡＴＣ車載装置に送信するかは、ＡＴＣの方式によって多岐に亘る。この多様なＡＴＣの方式を上述のシミュレータに組み込むことは、シミュレータの改造が非常に複雑となり、また、シミュレーションに要する時間の増大も招くため現実的ではない。
【００１８】
しかしながら、ＡＴＣの方式がどのようなものであっても、列車位置・速度の時系列データ及び転てつ器の動きに関するデータさえあれば、これらを入力としてＡＴＣ地上システムの動作を上記シミュレータとは独立した形で模擬することは可能である。例えば、上記（１）の信号情報は、列車位置の時系列データ及び軌道回路始端・終端位置データさえあればシミュレーション可能である。上記（２）の信号情報は、転てつ器の転換方向及び鎖錠・解錠の状態に関する時系列的なデータと列車位置の時系列データ及び各進路が成立するための転てつ器の転換条件データさえあれば、シミュレーション可能である。更に、上記（３）の信号情報は、列車位置の時系列データ、軌道回路始端・終端位置データ、及び各軌道回路に予め設定される臨時速度制限情報さえあれば、シミュレーション可能である。
【００１９】
以上述べた理由により、本発明の一実施形態に係る自動列車制御の事前検証装置においては、複数列車の走行挙動をシミュレーションする複数列車走行シミュレーション手段とＡＴＣ地上システムの動作をシミュレーションするＡＴＣ地上信号シミュレーション手段とを分離することにより、それぞれのシミュレーション手段のプログラムが複雑になることを避け、効率的にＡＴＣ地上信号のシミュレーションを行うことが出来る構成にすると共に、ＡＴＣ地上信号の内容が変わった際のプログラム変更量を最小限に抑えられる構成としている。
【００２０】
また、本発明の第２の実施形態では、上記第１の実施形態に加えて、
（ａ）実際の路線を走行中の列車に搭載されている車載装置から取得した「車載装置が検知した列車位置・速度データの時系列データ」、
（ｂ）実際の路線を走行中の列車に搭載されている車載装置から取得した「ＡＴＣ車載装置がＡＴＣ地上システムより受信したＡＴＣ地上信号データの時系列データ」、
（ｃ）請求項１に記載の複数列車走行シミュレーション手段から出力される「列車位置・速度など列車の時系列的な挙動に関するシミュレーションデータ」、
（ｄ）請求項１に記載のＡＴＣ地上信号シミュレーション手段から出力される「ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ」、
を入力として、上記（ａ）と（ｃ）との比較、及び上記（ｂ）と（ｄ）との比較を行う複数列車走行シミュレーション精度評価手段を備えている。
【００２１】
従って、第２の実施形態に係る自動列車制御の事前検証装置においては、実際のデータとシミュレーションデータとの比較により、請求項１に記載の複数列車走行シミュレーション手段に使われているシミュレーションモデルの修正に有用なシミュレーション精度評価データを得ることが出来る。
【００２２】
また、本発明の第３の実施形態では、上記第１実施形態に加えて、前記ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段の出力であるＡＴＣ地上信号シミュレーションデータを入力として、車両に搭載されるＡＴＣ車載装置の動作を模擬するための手段として、特定の列車の走行シミュレーションを行なう単一列車走行シミュレーション手段と、実路線ＡＴＣシステムの車両に搭載されるＡＴＣ車載ハードウェアと、該ＡＴＣ車載ハードウェアに組み込まれるＡＴＣ車載ソフトウェアと、速度発電機など該ＡＴＣ車載ハードウェアと該ＡＴＣ車載ソフトウェアの動作に必要となるＡＴＣ周辺装置と、から成るＡＴＣ車載装置検証装置を備えている。
【００２３】
従って、第３実施形態に係る自動列車制御の事前検証装置においては、車両に搭載されるＡＴＣ車載装置の動作を模擬するのに必要なＡＴＣ地上信号シミュレーションデータを前記ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段より得ることにより、ＡＴＣ車載ソフトウェアの動作評価を行うことが可能となる。また、この動作評価結果からＡＴＣ車載ソフトウェアの修正に有用なデータを得ることが出来る。
【発明の効果】
【００２４】
複数列車走行シミュレーション手段とＡＴＣ地上信号シミュレーション手段とを分離することにより、それぞれのシミュレーション手段のプログラムが複雑になることを避け、効率的にＡＴＣ地上信号のシミュレーションを行うことが出来ると共に、ＡＴＣ地上信号の内容が変わった際のプログラム変更量を最小限に抑えられる構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第１の実施形態を示す機能ブロック図。
【図２】複数列車走行シミュレーション手段の内部構成例を説明するための補足説明図。
【図３】（ａ）は列車位置・速度シミュレーションデータのデータ構成を示し、（ｂ）は転てつ器・転換方向鎖錠状態シミュレーションデータのデータ構成を示す図。
【図４】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第３の実施形態を示す機能ブロック図。
【図５】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第２の実施形態を示す機能ブロック図。
【図６】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第４の実施形態を示す機能ブロック図。
【図７】複数列車走行シミュレーション手段の内部構成例を説明するための補足説明図。
【図８】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第５の実施形態を示す機能ブロック図。
【図９】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第６の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１０】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第７の実施形態を示す機能ブロック図。
【図１１】本発明による自動列車制御の事前検証装置の第８の実施形態を示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
［実施例１］
図１は、本発明の第１の実施形態による自動列車制御の事前検証装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【００２８】
すなわち、本実施形態による自動列車制御の事前検証装置は、図１に示すように、複数列車走行シミュレーション手段１１と、ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２と、基礎データ３を格納する基礎データ格納部１３、ダイヤデータ４を格納するダイヤデータ格納部１４、列車位置・速度シミュレーションデータ５を格納するシミュレーションデータ格納部１５、転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ６を格納するシミュレーションデータ格納部１６、ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７を格納するシミュレーションデータ格納部１７とから構成されている。
【００２９】
基礎データ３及びダイヤデータ４は複数列車走行シミュレーション手段１１に入力される。複数列車走行シミュレーション手段１１は、列車位置・速度シミュレーションデータ５をデータ格納部１５に供給し、このデータは適宜ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２に入力される。また複数列車走行シミュレーション手段１１は、転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ６をデータ格納部１６に供給し、このデータは適宜ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２に入力される。ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２はＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７をデータ格納部１７に供給する。
【００３０】
基礎データ３は、地上設備データ（ＡＴＣ地上信号を車両に伝送する手段としての軌道回路の配置位置、トランスポンダ設置位置など）、列車特性データ（列車の加減速特性、列車長、列車重量など）、路線データ（走行路線の形状、勾配、曲率など）、連動条件（進路の鎖錠・解錠、転てつ器の鎖錠・解錠などに関する条件など）の各種データより構成される。
【００３１】
ダイヤデータ４は、列車運行の計画を示す計画ダイヤ、実際の運行制御に関わるダイヤを示す制御ダイヤなどの各データより構成される。計画ダイヤとは、例えば４月〜９月あるいは１０月〜３月のように、定期的に決められた列車ダイヤ（時刻表）を示す。この列車ダイヤは、列車が何時何分にどの駅を発着するかを示すデータであって、列車毎に異なり例えば数十列車分のデータである。制御ダイヤとは実際に運用されるダイヤであり、臨時列車の運行あるいは天候条件などにより、計画ダイヤに多少の変更を加えたダイヤである。
【００３２】
これら基礎データ３とダイヤデータ４を入力として、複数列車走行シミュレーション手段１１は、ダイヤに定められた各列車を予定された走行経路に沿って走行させるシミュレーションを実施する。
【００３３】
また、複数列車走行シミュレーション手段１１は、列車走行とともに各転てつ器がどのようなタイミングで転換され、鎖錠・解錠されるのかもシミュレーションする。転てつ器の設定には、定位及び反位があり、定位は列車が直進する設定、反位は列車が進路変更する設定である。この転換とは、転てつ器を定位から反位へまたは反位から定位へ設定を変更することを示す。鎖錠とは転てつ器の例えば電源をＯＦＦして転てつ器が固定された状態を示す。解錠とは転てつ器の例えば電源をＯＮして転てつ器が可動状態になっていることを示す。
【００３４】
ダイヤデータに列車出発時間の遅れを設定すれば、ダイヤが乱れた状況下でのシミュレーションも可能となる。
【００３５】
図２（ａ）は複数列車走行シミュレーション手段１１の内部構成例を示す機能ブロック図である。複数列車走行シミュレーション手段１１は、ダイヤ管理部１０１、列車走行処理部１０２、列車追跡処理部１０３、信号処理部１０４、軌道回路処理部１０５、連動処理部１０６、転てつ器処理部１０７、進路制御処理部１０８を含む。図１の基礎データ３は、各部１０１〜１０８に適宜供給され利用される。
【００３６】
列車のダイヤを管理するダイヤ管理部１０１からはシミュレーション用ダイヤデータが、列車走行処理部１０２及び列車追跡処理部１０３に出力される。このシミュレーション用ダイヤデータは図１のダイヤデータ格納部１４から適宜読み出したダイヤデータである。
【００３７】
列車走行処理部１０２は、このシミュレーション用ダイヤデータ及び信号処理部１０４からの信号制御情報（各列車の停止位置に関する情報及び臨時速度制限情報等）を受けて、各列車の列車位置・速度を計算し、列車位置・速度シミュレーションデータ５としてシミュレーションデータ格納部１５に格納する。
【００３８】
軌道回路処理部１０５では、列車位置・速度シミュレーションデータ５より得られる列車位置を基に、軌道回路の在線状態（各列車がどの軌道回路上を走行中かを示す情報）を信号処理部１０４及び連動処理部１０６に出力する。
【００３９】
連動処理部１０６では、軌道回路在線状態、転てつ器状態（転てつ器の転換後状態（定位／反位）及び鎖錠状態に関する情報）及び進路制御情報（どの転てつ器をどの方向に転換すべきかを示す情報）を入力し、進路制御情報において要求されている転てつ器の転換が可能か否か判断する。転換が可能であれば、転てつ器処理部１０７に対し転てつ器制御情報（各転てつ器に対する転換指令・鎖錠指令）を出力すると共に、進路設定状態（進路の設定結果及び鎖錠制御結果等）を信号処理部１０４及び列車追跡処理部１０３に出力する。
【００４０】
転てつ器処理部１０７では、連動処理部１０６からの転てつ器制御情報を受け、必要に応じて転てつ器の転換・鎖錠を行い、転てつ器状態及び鎖錠状態（転てつ器がロックされているか否かを示す情報）をシミュレーションデータ６としてシミュレーションデータ格納部１６に格納する。
【００４１】
信号処理部１０４では、軌道回路在線状態及び進路設定状態を基に、信号制御情報（各列車の停止位置に関する情報、臨時速度制限情報等）を列車走行処理部１０２に出力する。
【００４２】
列車追跡処理部１０３では、シミュレーション用ダイヤデータ４、列車位置及び進路設定状態を基に、列車追跡情報（駅発着などダイヤとの関係を含めた列車位置の追跡情報）を進路制御処理部１０８に出力する。
【００４３】
進路制御処理部１０８では、列車追跡情報をもとに、各列車の転てつ器通過順序がダイヤと矛盾しないように、列車が予定している走行路上に存在する転てつ器の転換を要求するタイミングを判断し、適切なタイミングに進路制御情報（どの転てつ器をどの方向に転換すべきかを示す情報）を連動処理部１０６に出力する。
【００４４】
図３（ａ）は列車位置・速度シミュレーションデータ５のデータ構成を示す図である。図１で示した複数列車走行シミュレーション手段１１による列車走行ダイナミックシミュレーションにより、所定時刻毎の列車位置、列車速度、軌道回路順列通番、開通区間数に関する時系列データが、左端のデータ識別Ｎｏと共にシミュレーションデータ格納部１５に記録される。
【００４５】
図３（ｂ）は転てつ器・転換方向鎖錠状態シミュレーションデータ６のデータ構成を示す図である。図１で示した複数列車走行シミュレーション手段１１による列車走行ダイナミックシミュレーションにより、所定時刻毎の各転てつ器の状態（定位／反位、転換中）に関する時系列データが、左端のデータ識別Ｎｏと共にシミュレーションデータ格納部１６に記録される。
【００４６】
図２（ｂ）に記された路線図は、列車Ａに続いて列車Ｂ、列車Ｃ、列車Ｄ、列車Ｅが走行する様子を模式的に表したものである。図２（ａ）に示したような複数列車走行シミュレーション手段１１によれば、例えば列車Ｄが駅の側線側に進入・停車し、列車Ｃが駅の本線側を破線矢印の方向に通過した後で、列車Ｄが駅を出発する際の、転てつ器Ｘ、転てつ器Ｙの動きや、進路設定状態及び軌道回路在線状態を模擬することが可能となる。複数列車走行シミュレーション手段１１によれば、このような模擬をダイヤ全体、対象路線全体に対して行うことが可能となる。
【００４７】
次に、ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２の動作を説明する。
【００４８】
ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２は、複数列車走行シミュレーション手段１１により生成され、シミュレーションデータ格納部１５，１６に格納された列車位置・速度シミュレーションデータ５及び転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ６に基づいて、ＡＴＣ地上システムの動作をシミュレーションする。
【００４９】
ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２は、ＡＴＣ地上信号に相当する時系列データとして、以下の（１）〜（３）の情報を列車毎に作成する。これらの情報は、軌道回路から各列車に対して送信される情報である。
【００５０】
（１）列車が通過中の軌道回路（図２（ｂ）の路線図に関する上記説明を参照）を示す情報。
【００５１】
（２）列車が予定している走行路上の分岐器の向き（転てつ器の定位／反位）の情報。
【００５２】
（３）列車の前方を走行中の先行列車との間にどの程度の間隔が空いているかを示す情報。
【００５３】
上記（１）の軌道回路情報は、前述の図３（ａ）のようにシミュレーションデータ格納部１５において、各列車位置の時系列データが得られているので、対象路線上に各軌道回路がどのように割り付けられているか（各軌道回路の始端・終端の位置データ）を基に作成する。
【００５４】
上記（２）の分岐器の向き情報は、前述の図３（ｂ）のようにシミュレーションデータ格納部１６において、転てつ器の転換状態として得られているので、それを利用する。
【００５５】
上記（３）の先行列車との間隔情報は、前述の図３（ａ）のように、各列車位置の時系列データが得られているので、これらのデータから各列車の前方を走行中の先行列車との間にどの程度の間隔が空いているかを計算して作成する。
【００５６】
またＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２は、走行路上（軌道回路上）に設定される臨時速度制限に相当する信号情報も生成する。臨時速度制限とは、気象条件等の理由により、通常の制限速度とは違う値に速度を制限することを示す。
【００５７】
上述したように、本実施形態の自動列車制御の事前検証装置では、複数列車の走行挙動をシミュレーションする複数列車走行シミュレーション手段１１と、ＡＴＣ地上システムの動作をシミュレーションするＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２とを分離することにより、それぞれのシミュレーション手段のプログラムが複雑になることを避け、効率的にＡＴＣ地上信号のシミュレーションを行うことが出来る構成としている。
【００５８】
複数列車走行シミュレーション手段１１は従来からある装置であって、この複数列車走行シミュレーション手段１１がシミュレーション中に生成する信号のうち、列車位置・速度シミュレーションデータ５及び転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ６を抽出し、抽出したデータを基に、ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２がＡＴＣ地上システムをシミュレーションし、ＡＴＣ地上システムが各列車に対して送信するデータ（ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７）を生成する。従って、複数列車走行シミュレーション手段１１にＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２を組み込む場合に比べ、開発費を大幅に削減することができる。
【００５９】
［実施例１の変形例］
ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７に含まれるものとして、上述の説明では、軌道回路に関する情報、列車間隔に関する情報、列車の走行経路に相当する進路の成立状況（転てつ器の定位／反位）を表す信号情報、臨時速度制限に相当する情報を挙げたが、ＡＴＣの方式の違いにより、必ずしも上記の情報に限られるものではなく、他の情報も考えられる。ただし、ＡＴＣの方式がどのようなものであろうとも、ＡＴＣ地上信号を構築するのに必要な情報として、列車位置・速度シミュレーションデータ５及び転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ６が複数列車走行シミュレーション手段１から得られるので、これらのデータからＡＴＣの方式に合わせた信号情報を構築することが可能となる。つまり、ＡＴＣ地上システムには様々な方式あるいは機能を有するものがあるが、信号シミュレーション手段１２を各ＡＴＣ地上システムの方式あるいは機能に合わせて設計することにより、様々なＡＴＣ地上システムを容易にシミュレーションすることが可能となる。
【００６０】
［実施例２］
図４は、本実施形態による自動列車制御の事前検証装置の第２の実施形態の構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一の部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
すなわち、本実施形態の自動列車制御の事前検証装置は、図４に示すように図１に対して、実路線のＡＴＣシステムより得られる実路線列車位置・速度データ８を格納する位置・速度データ格納部１８と、実路線ＡＴＣ地上信号データ９を格納する地上信号データ格納部１９と、複数列車走行シミュレーション精度評価手段２０と、シミュレーション精度評価データ格納部２１とを付加した構成としている。
【００６２】
基礎データ格納部１３は、実路線で実際に用いられている基礎データを格納し、ダイヤデータ格納部１４は、実際に運用されているダイヤデータを格納する。このように、実路線で実際に用いられている基礎データ３及びダイヤデータ４に基づいて、複数列車走行シミュレーション手段１１は、走行シミュレーションを行う。
【００６３】
位置・速度データ格納部１８は、実路線のＡＴＣシステム３１で、実際に得られた列車位置・速度データ８を格納する。地上信号データ格納部１９は実路線のＡＴＣシステムで実際に軌道回路から送信されたＡＴＣ地上信号を格納する。
【００６４】
複数列車走行シミュレーション精度評価手段２０は、列車位置・速度シミュレーションデータ５と実路線列車位置・速度データ８との比較、及びＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７と実路線ＡＴＣ地上信号データ９との比較により、シミュレーション精度評価データ１１を出力する構成となっている。例えば精度評価手段２０は、列車位置・速度シミュレーションデータ５をグラフ化し、実路線列車位置・速度データ８をグラフ化し、２つのグラフを重ね合わせて得られるデータを出力する。ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７と実路線ＡＴＣ地上信号データ９についても同様に、２つのグラフを重ね合わせて得られるデータを出力する。
【００６５】
このように２つのグラフを重ね合わせて得られるデータは、シミュレーション精度評価データとしてデータ格納部２１に格納される。ユーザはシミュレーション精度評価データ１０を例えば表示部にグラフとして表示し、重ね合わせたグラフの値が一致するように、複数列車走行シミュレーション手段１１を修正する。
【００６６】
以上のように本実施形態によれば、実路線列車位置・速度データ８及び実路線ＡＴＣ地上信号データ９に基づいて、複数列車走行シミュレーション手段１１のシミュレーション精度を高めることができる。
【００６７】
［実施例２の変形例］
シミュレーション精度評価データ１０は上記したように、複数列車走行シミュレーション手段１の中のシミュレーションモデルを実際のシステムに近付けるための修正に使用され、この修正作業は人間が介在して行われる。しかし、運転士の運転操作による加速度及び減速度を実路線列車位置・速度データ８より統計的に算出し、駅発車時・駅間走行時の加速度、駅停止時の減速度に関するモデルを学習し、学習結果を複数列車走行シミュレーション手段１１に組み込むプロセスを自動的に行なう構成としてもよい。
【００６８】
［実施例３］
図５は、本発明による自動列車制御の事前検証装置の第３の実施形態の構成例を示す機能ブロック図であり、図１と同一の部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【００６９】
すなわち、第３の実施形態に係る自動列車制御の事前検証装置は、図５に示すように図１に対して、ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２より出力されるＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７を用いて、実路線ＡＴＣシステムの車両に搭載されるＡＴＣ車載装置の事前検証を行うＡＴＣ車載装置検証装置２２が追加されている。
【００７０】
ＡＴＣ車載装置検証装置２２は、特定列車の走行シミュレーションを行なう単一列車走行シミュレーション手段２３と、実路線ＡＴＣシステムの車両に搭載されるＡＴＣ車載ハードウェア２４と、該ＡＴＣ車載ハードウェア２４に組み込まれるＡＴＣ車載ソフトウェア２５と、該ＡＴＣ車載ハードウェア２４と該ＡＴＣ車載ソフトウェア２５の動作に必要となるＡＴＣ周辺装置２６とを含む。ＡＴＣ車載装置検証装置２２からは、ＡＴＣ車載ソフトウェア２５の内容修正のためのＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データ３２が得られ、この評価データ３２はデータ格納部２７に格納される。
【００７１】
ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ格納部１７からは、このシミュレーションデータ格納部１７において指定された１列車についてのＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７が検証装置２２に出力される。ＡＴＣ周辺装置２６からＡＴＣ車載ハードウエア２５へは、例えばＴＧ信号が模擬的に出力される。このＴＧ信号は車輪の回転に応じて出力されるパルス状信号で、車両速度、車両位置等を演算するときに用いられる信号である。ＡＴＣ車載ハードウエア２４は、ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７及びＴＧ信号に基づいてＡＴＣの演算処理を行い、例えばブレーキ指令ＢＫを単一列車走行シミュレーション手段２３に出力する。単一列車走行シミュレーション手段２３は、このブレーキ指令ＢＫに基づいて列車の走行シミュレーションを行う。
【００７２】
データ格納部２７には、例えばＴＧ信号、ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７、ブレーキ指令ＢＫが、ＡＴＣ車載ソフトウエア動作評価データ３２として時系列で記録される。この評価データ３２を例えば表示部に表示して、ＡＴＣ車載ソフトウエアの動作が評価される。このとき、必要に応じてＡＴＣ車載ソフトウエアの修正が行われる。
【００７３】
以上のように本発明の第３の実施形態は第１の実施形態に比べ、ＡＴＣ車載ハードウエア２４及びＡＴＣ車載ソフトウエア２５の事前検証及び修正を容易に行うことができる。
【００７４】
［実施例４］
図６は、本発明による自動列車制御の事前検証装置の第４の実施形態の構成例を示す機能ブロック図である。この第４の実施形態は、図４の第２の実施形態と図５の第３の実施形態を組み合わせた構成を有している。
【００７５】
すなわち、第４の実施形態に係る自動列車制御の事前検証装置は、図６に示すように図１の第１の実施形態に対して、実路線列車位置・速度データ格納部１８と、実路線ＡＴＣ地上信号データ格納部１９と、複数列車走行シミュレーション精度評価手段２０と、シミュレーション精度評価データ格納部２１と、ＡＴＣ車載装置検証装置２２が追加されている。
【００７６】
従って第４の実施形態は第１の実施形態に比べ、複数列車走行シミュレーション手段１１のシミュレーション精度を高めることができると共に、ＡＴＣ車載ハードウエア２４及びＡＴＣ車載ソフトウエア２５の事前検証及び修正を容易に行うことができる。
【００７７】
［実施例５］
図１〜図６では、軌道回路の存在を前提としていた。これは、各列車の位置を地上側で把握する手段として軌道回路を用いているためである。しかしながら、無線を応用した列車位置検知システムがあれば、必ずしも軌道回路は必要とされない。例えば、以下のような手段により、軌道回路よりも精度よく地上側が列車位置を検知することが可能となる。
【００７８】
・ＧＰＳを応用した列車位置検知システム。
【００７９】
・列車が速度発電機からのＴＧ信号を積算する等の手段により、自列車の位置を検知し、その検知情報を無線により地上ＡＴＣシステムに送信する形の列車位置検知システム。
【００８０】
軌道回路の替わりに上述の列車位置検知システムを採用する場合、ＡＴＣの方式は無線応用ＡＴＣに替わる。これは次のようなものである。
【００８１】
従来のＡＴＣでは、ＡＴＣ地上システムから軌道回路を経由して制御対象となる列車に対し、該列車の在線位置に関する情報、該列車と前方の列車との間隔に関する情報、該列車が走行する予定の経路上に存在する転てつ器の転換状態・鎖錠状態に関する情報、臨時速度制限に関する情報が送られていた。
【００８２】
これに対し無線応用ＡＴＣでは、上記したように、ＧＰＳを応用した列車位置検知システム、あるいは列車が速度発電機からのＴＧ信号を積算する等の手段により自列車の位置を検知する列車位置検知システム等により得られる位置検知情報を、無線により地上に送信することで、地上システム側が各列車の在線位置に関する情報を把握することが出来る。
【００８３】
従って、無線応用ＡＴＣ地上システムから無線伝送経由で制御対象となる列車に対し、該列車の在線位置に関する情報、該列車と前方の列車との間隔に関する情報、該列車が走行する予定の経路上に存在する転てつ器の転換状態・鎖錠状態に関する情報、臨時速度制限に関する情報等を含むＡＴＣ情報を送ることができる。
【００８４】
該列車に搭載された無線応用ＡＴＣ車載装置では、これらの情報をもとに、前方の列車に衝突しないように、また、該列車の走行経路上に存在する転てつ器が該列車のために転換・鎖錠される前に、該列車が転てつ器に到達することのないように、また、該列車の走行経路上に設定されている臨時速度制限を越えることのないように、無線応用ＡＴＣ車載装置が制限速度のパターンを演算し、該制限速度と該列車の走行速度とを常に比較しながら走行し、速度超過の場合には自動的にブレーキをかける方式が採用される。
【００８５】
図７は、図２に示した軌道回路の替わりに、上述の自列車位置検知システム及び無線応用ＡＴＣを採用した場合の複数列車走行シミュレーション手段１１の一例及びその路線図である。
【００８６】
図２（ａ）の軌道回路処理部１０５では、列車が軌道回路に在線しているか否かの情報をもとに各列車の在線状態を把握していたが、上述のような軌道回路に依存しない列車位置検知システムがあれば、図２（ａ）の軌道回路処理部１０５の替わりに、より細かい単位で精度よく在線状況を把握できる列車在線状況把握処理（上述の列車位置検知システムにより各列車の在線状況を把握する処理のシミュレーション）を適用することが出来る。この処理は、在線状況把握処理部１０９により実施される。
【００８７】
図８は、図１に対して上述の無線応用ＡＴＣを採用した自動列車制御の事前検証装置の構成例を示す機能ブロック図であり、第１の実施形態の変形例となる。
【００８８】
図１と同一の部分には同一符号を付し、無線応用ＡＴＣの採用により内容が一部変更となる部分には、図１と同一符号の末尾にＡを付している。全体の処理の流れは、第１の実施形態と同様のため説明を省略する。
【００８９】
［実施例６］
図９は、図４に対して上述の無線応用ＡＴＣを採用した自動列車制御の事前検証装置の構成例を示す機能ブロック図であり、第２の実施形態の変形例となる。
【００９０】
図４と同一の部分には同一符号を付し、無線応用ＡＴＣの採用により内容が一部変更となる部分には、図４と同一符号の末尾にＡを付している。全体の処理の流れは、第２の実施形態と同様のため説明を省略する。
【００９１】
［実施例７］
図１０は、図８に示した事前検証装置に対して、無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置２２Ａ及び無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データ格納部２７Ａが追加されている。無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置２２Ａは、無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２Ａより出力される無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ７Ａを用いて、実路線無線応用ＡＴＣシステムの車両に搭載される無線応用ＡＴＣ車載装置の事前検証を行う。この無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置２２Ａは、特定の列車の走行シミュレーションを行なう単一列車走行シミュレーション手段２３Ａと、実路線無線応用ＡＴＣシステムの車両に搭載される無線応用ＡＴＣ車載ハードウェア２４Ａと、該無線応用ＡＴＣ車載ハードウェア２４Ａに組み込まれる無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア２５Ａと、該無線応用ＡＴＣ車載ハードウェア２４Ａと該無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア２５Ａの動作に必要となる無線応用ＡＴＣ周辺装置２６Ａとを含む。また無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置２２Ａは、該無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア２５Ａの内容修正のために使用される無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データ３２Ａを生成し、この評価データ３２Ａは評価データ格納部２７Ａに格納される。
【００９２】
第７の実施形態の自動列車制御の事前検証装置においては、車両に搭載される無線応用ＡＴＣ車載装置の動作を模擬するのに必要な無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータを、前記無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段１２Ａより得ることにより、無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェアの動作評価を行うことが可能となる。また、この動作評価結果から無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア２５Ａの修正に有用なデータを得ることが出来る。
【００９３】
［実施例８］
図１１は、図８〜図１０を包含した実施形態を表す機能ブロック図となっており、第５〜第７の実施形態の特徴を併せ持つ。
【００９４】
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の自動列車制御の事前検証装置によれば、走行中の列車に対し、地上からの信号により自動的にブレーキを掛けたり、制限速度以下になればブレーキを緩めたりする自動列車制御装置（ＡＴＣ）の事前検証において、実際の走行状況に相当するＡＴＣ地上システムからの信号を作成でき、ＡＴＣ車載装置のソフトウェアの動作チェックを実際の走行に相当する条件下で行うことが可能となる。
【００９５】
以上の説明はこの発明の実施形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１１…複数列車走行シミュレーション手段、１２… ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段、１３…基礎データ格納部、１４…ダイヤデータ格納部、１５…列車位置・速度シミュレーションデータ格納部、１６…転てつ器転換方向・鎖錠状態シミュレーションデータ格納部、１７…ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ格納部、１８…実路線列車位置・速度データ格納部、１９…実路線ＡＴＣ地上信号データ格納部、２０…複数列車走行シミュレーション精度評価手段、２１…シミュレーション精度評価データ格納部、２２…ＡＴＣ車載装置検証装置、２３…単一列車走行シミュレーション手段、２４…ＡＴＣ車載ハードウェア、２５…ＡＴＣ車載ソフトウェア格納部、２６…ＡＴＣ周辺装置、２７…ＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データ格納部、１１Ａ…複数列車走行シミュレーション手段、１２Ａ…無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段、１３Ａ…基礎データ格納部、１７Ａ…無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータ格納部、１９Ａ…実路線無線応用ＡＴＣ地上信号データ格納部、２０Ａ…複数列車走行シミュレーション精度評価手段、２１Ａ…シミュレーション精度評価データ格納部、２２Ａ…無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置、２３Ａ…単一列車走行シミュレーション手段、２４Ａ…無線応用ＡＴＣ車載ハードウェア、２５Ａ…無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア格納部、２６Ａ… 無線応用ＡＴＣ周辺装置、２７Ａ… 無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データ格納部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上装置から受信される信号に基づいて列車を制御する自動列車制御装置（ＡＴＣ）の事前検証を行なうための自動列車制御の事前検証装置において、
列車のダイヤデータを基に、各列車の位置及び速度、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を模擬する複数列車走行シミュレーション手段と、
該複数列車走行シミュレーション手段にて模擬された各列車の位置、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を基に、ＡＴＣ地上装置からＡＴＣ車載装置へ送信されるＡＴＣ地上信号を模擬するＡＴＣ地上信号シミュレーション手段と、
を備えて成ることを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項２】
前記請求項１記載の自動列車制御の事前検証装置において、
前記複数列車走行シミュレーション手段より出力される列車位置及び速度シミュレーションデータと、実路線のＡＴＣシステムより取得した列車位置及び速度データとの比較、及び前記ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段より出力されるＡＴＣ地上信号シミュレーションデータと、実路線のＡＴＣシステムより取得したＡＴＣ地上信号データとの比較に基づいて、
前記複数列車走行シミュレーションの模擬精度の評価を行い、前記複数列車走行シミュレーション手段のシミュレーションモデル修正のためのシミュレーション精度評価データを提供する複数列車走行シミュレーション精度評価手段を具備することを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の自動列車制御の事前検証装置において、
該ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段より出力されるＡＴＣ地上信号シミュレーションデータを用いて、実路線ＡＴＣシステムの車両に搭載されるＡＴＣ車載装置の事前検証を行うＡＴＣ車載装置検証装置として、
特定列車の走行シミュレーションを行なう単一列車走行シミュレーション手段と、
実路線ＡＴＣシステムの車両に搭載されるＡＴＣ車載ハードウェアと、
該ＡＴＣ車載ハードウェアに組み込まれるＡＴＣ車載ソフトウェアを格納する格納部と、
該ＡＴＣ車載ハードウェアと該ＡＴＣ車載ソフトウェアの動作に必要となるＡＴＣ周辺装置とから成り、
該ＡＴＣ車載ソフトウェアの修正のためのＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データを提供するＡＴＣ車載装置検証装置を具備することを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項４】
地上装置から無線伝送手段により無線伝送される信号に基づいて列車を制御する無線応用自動列車制御装置（ＡＴＣ）の事前検証を行なうための自動列車制御の事前検証装置において、
列車のダイヤデータを基に、各列車の位置及び速度、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を模擬する複数列車走行シミュレーション手段と、
該複数列車走行シミュレーション手段にて模擬された各列車の位置、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を基に、無線応用ＡＴＣ地上装置から無線応用ＡＴＣ車載装置へ送信される無線応用ＡＴＣ地上信号を模擬する無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段と、
を備えて成ることを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項５】
前記請求項４に記載の自動列車制御の事前検証装置において、
前記複数列車走行シミュレーション手段より出力される列車位置及び速度シミュレーションデータと、実路線の無線応用ＡＴＣシステムより取得した列車位置及び速度データとの比較、及び前記無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段より出力される無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータと、実路線の無線応用ＡＴＣシステムより取得した無線応用ＡＴＣ地上信号データとの比較に基づいて、
前記複数列車走行シミュレーションの模擬精度の評価を行い、前記複数列車走行シミュレーション手段のシミュレーションモデル修正のためのシミュレーション精度評価データを提供する複数列車走行シミュレーション精度評価手段を具備することを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項６】
前記請求項４又は５に記載の自動列車制御の事前検証装置において、
前記無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段より出力される無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータを用いて、実路線無線応用ＡＴＣシステムの車両に搭載される無線応用ＡＴＣ車載装置の事前検証を行う無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置として、
特定列車の走行シミュレーションを行なう単一列車走行シミュレーション手段と、
実路線無線応用ＡＴＣシステムの車両に搭載される無線応用ＡＴＣ車載ハードウェアと、
該無線応用ＡＴＣ車載ハードウェアに組み込まれる無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェアを格納する格納部と、
該無線応用ＡＴＣ車載ハードウェアと該無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェアの動作に必要となる無線応用ＡＴＣ周辺装置とから成り、
該無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェアの修正のための無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データを提供する無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置を具備することを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項１】
地上装置から受信される信号に基づいて列車を制御する自動列車制御装置（ＡＴＣ）の事前検証を行なうための自動列車制御の事前検証装置において、
列車のダイヤデータを基に、各列車の位置及び速度、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を模擬する複数列車走行シミュレーション手段と、
該複数列車走行シミュレーション手段にて模擬された各列車の位置、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を基に、ＡＴＣ地上装置からＡＴＣ車載装置へ送信されるＡＴＣ地上信号を模擬するＡＴＣ地上信号シミュレーション手段と、
を備えて成ることを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項２】
前記請求項１記載の自動列車制御の事前検証装置において、
前記複数列車走行シミュレーション手段より出力される列車位置及び速度シミュレーションデータと、実路線のＡＴＣシステムより取得した列車位置及び速度データとの比較、及び前記ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段より出力されるＡＴＣ地上信号シミュレーションデータと、実路線のＡＴＣシステムより取得したＡＴＣ地上信号データとの比較に基づいて、
前記複数列車走行シミュレーションの模擬精度の評価を行い、前記複数列車走行シミュレーション手段のシミュレーションモデル修正のためのシミュレーション精度評価データを提供する複数列車走行シミュレーション精度評価手段を具備することを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の自動列車制御の事前検証装置において、
該ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段より出力されるＡＴＣ地上信号シミュレーションデータを用いて、実路線ＡＴＣシステムの車両に搭載されるＡＴＣ車載装置の事前検証を行うＡＴＣ車載装置検証装置として、
特定列車の走行シミュレーションを行なう単一列車走行シミュレーション手段と、
実路線ＡＴＣシステムの車両に搭載されるＡＴＣ車載ハードウェアと、
該ＡＴＣ車載ハードウェアに組み込まれるＡＴＣ車載ソフトウェアを格納する格納部と、
該ＡＴＣ車載ハードウェアと該ＡＴＣ車載ソフトウェアの動作に必要となるＡＴＣ周辺装置とから成り、
該ＡＴＣ車載ソフトウェアの修正のためのＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データを提供するＡＴＣ車載装置検証装置を具備することを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項４】
地上装置から無線伝送手段により無線伝送される信号に基づいて列車を制御する無線応用自動列車制御装置（ＡＴＣ）の事前検証を行なうための自動列車制御の事前検証装置において、
列車のダイヤデータを基に、各列車の位置及び速度、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を模擬する複数列車走行シミュレーション手段と、
該複数列車走行シミュレーション手段にて模擬された各列車の位置、各転てつ器の転換状態及び鎖錠状態を基に、無線応用ＡＴＣ地上装置から無線応用ＡＴＣ車載装置へ送信される無線応用ＡＴＣ地上信号を模擬する無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段と、
を備えて成ることを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項５】
前記請求項４に記載の自動列車制御の事前検証装置において、
前記複数列車走行シミュレーション手段より出力される列車位置及び速度シミュレーションデータと、実路線の無線応用ＡＴＣシステムより取得した列車位置及び速度データとの比較、及び前記無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段より出力される無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータと、実路線の無線応用ＡＴＣシステムより取得した無線応用ＡＴＣ地上信号データとの比較に基づいて、
前記複数列車走行シミュレーションの模擬精度の評価を行い、前記複数列車走行シミュレーション手段のシミュレーションモデル修正のためのシミュレーション精度評価データを提供する複数列車走行シミュレーション精度評価手段を具備することを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【請求項６】
前記請求項４又は５に記載の自動列車制御の事前検証装置において、
前記無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーション手段より出力される無線応用ＡＴＣ地上信号シミュレーションデータを用いて、実路線無線応用ＡＴＣシステムの車両に搭載される無線応用ＡＴＣ車載装置の事前検証を行う無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置として、
特定列車の走行シミュレーションを行なう単一列車走行シミュレーション手段と、
実路線無線応用ＡＴＣシステムの車両に搭載される無線応用ＡＴＣ車載ハードウェアと、
該無線応用ＡＴＣ車載ハードウェアに組み込まれる無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェアを格納する格納部と、
該無線応用ＡＴＣ車載ハードウェアと該無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェアの動作に必要となる無線応用ＡＴＣ周辺装置とから成り、
該無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェアの修正のための無線応用ＡＴＣ車載ソフトウェア動作評価データを提供する無線応用ＡＴＣ車載装置検証装置を具備することを特徴とする自動列車制御の事前検証装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２１５１５８（Ｐ２０１０−２１５１５８Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６１４２（Ｐ２００９−６６１４２）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【Ｆターム（参考）】
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