JP6279375B2 - 車両制御装置、交通システム、車両制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、車両制御装置、交通システム、車両制御方法及びそのプログラムに関する。
軌道上を運行して乗客を乗せる車両の運行においては、乗客の数に応じて車両の運行モードを変更する技術が提案されている。例えば特許文献１には、次に停車する駅の乗降客数情報に基づいて次に停車する駅までの駅間の運行速度を決定する技術について記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、車両が運行中に運行モードを決定するため、消費エネルギの低減とトレードオフとなる、オペレーションの複雑化や乗客の利便性低下が懸念される。
本発明の目的は、消費エネルギと、オペレーションの複雑性または乗客の利便性とのバランスをとった運行モードを決定することができる車両制御装置、交通システム、車両制御方法及びプログラムを提供することにある。
本発明の目的は、消費エネルギと、オペレーションの複雑性または乗客の利便性とのバランスをとった運行モードを決定することができる車両制御装置、交通システム、車両制御方法及びプログラムを提供することにある。
第１の態様は、各停車位置において乗客が車両に乗降するために要する乗降所要時間に基づいて各車両の運行モードを、当該運行モードの１つである通常運行モードか、当該通常運行モードより消費エネルギが少なくかつ運行時間が長い省エネルギーモードかの、いずれにするかを決定する運行モード決定部と、前記運行モード決定部が決定した運行モードで前記車両を運行させた時の総消費エネルギが大きいほど高く、かつ運行モードの切り替え回数が多いほど高い値となる指標値を特定する指標値特定部と、前記車両それぞれの運行モードを前記指標値が最も小さくなる運行モードに決定する運行計画決定部とを備える車両制御装置である。
また、第２の態様は、第１の態様において、前記運行モード決定部は、前記乗降所要時間が規定乗降時間より短い場合に、当該車両の運行モードを、前記省エネルギーモードに決定する車両制御装置である。
また、第３の態様は、第１または第２の態様において、前記運行モード決定部は、前記車両が前記運行区間におけるすべての前記乗降所要時間が規定乗降時間より短い場合に、運行モードを省エネモードに決定する車両制御装置である。
また、第４の態様は、第１から第３の何れかの態様において、各停車位置における過去の前記車両の乗降の情報に基づいて、当該停車位置における前記車両の乗降所要時間を特定する乗降所要時間特定部を備え、前記運行モード決定部は、前記乗降所要時間特定部が特定した乗降所要時間に基づいて各車両の運行モードを決定する車両制御装置である。
また、第５の態様は、第１から第４の何れかの態様において、前記車両は、複数の停車位置を含む運行区間を周回し、前記運行モード決定部は、前記車両が前記運行区間を周回するときの前記運行モードを決定する車両制御装置である。
また、第６の態様は、第１から第５の何れかの態様において、車両制御装置と、前記車両制御装置が決定した運行モードで運行する車両とを備える交通システムである。
また、第７の態様は、第６の態様において、前記車両は、先行車両の乗車率に基づいて次の停車位置における乗降時間を推定し、当該乗降時間に基づいて運行モードを決定する交通システムである。
また、第８の態様は、各停車位置において乗客が車両に乗降するために要する乗降所要時間に基づいて各車両の運行モードを、当該運行モードの１つである通常運行モードか、当該通常運行モードより消費エネルギが少なくかつ運行時間が長い省エネルギーモードかの、いずれにするかを決定する運行モード決定ステップと、前記決定した運行モードで前記車両を運行させた時の総消費エネルギが大きいほど高く、かつ運行モードの切り替え回数が多いほど高い値となる指標値を特定する指標値特定ステップと、前記車両それぞれの運行モードを前記指標値が最も小さくなる運行モードに決定する運行計画決定ステップとを含む車両制御方法である。
また、第９の態様は、コンピュータを、各停車位置において乗客が車両に乗降するために要する乗降所要時間に基づいて各車両の運行モードを、当該運行モードの１つである通常運行モードか、当該通常運行モードより消費エネルギが少なくかつ運行時間が長い省エネルギーモードかの、いずれにするかを決定する運行モード決定部、前記運行モード決定部が決定した運行モードで前記車両を運行させた時の総消費エネルギが大きいほど高く、かつ運行モードの切り替え回数が多いほど高い値となる指標値を特定する指標値特定部、前記車両それぞれの運行モードを前記指標値が最も小さくなる運行モードに決定する運行計画決定部として機能させるためのプログラムである。
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、車両制御装置は、消費エネルギと、オペレーションの複雑性または乗客の利便性とから求められる指標値に基づいて運行計画を決定する。これにより、車両制御装置は、消費エネルギと、オペレーションの複雑性または乗客の利便性とのバランスをとった運行モードを決定することができる。
《第１の実施形態》
［概要］
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る交通システム１の構成を示す概略図である。
本実施形態に係る交通システム１は、軌道上を運行する複数の車両１０と、当該車両１０の運行を制御する車両制御装置２０とを備える。軌道上には複数の駅が設けられている。駅は、停車位置の一例である。車両１０は各駅で停車し、乗客は駅において車両１０に乗降する。車両１０は架線から電力の供給を受けて運行する。
［概要］
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る交通システム１の構成を示す概略図である。
本実施形態に係る交通システム１は、軌道上を運行する複数の車両１０と、当該車両１０の運行を制御する車両制御装置２０とを備える。軌道上には複数の駅が設けられている。駅は、停車位置の一例である。車両１０は各駅で停車し、乗客は駅において車両１０に乗降する。車両１０は架線から電力の供給を受けて運行する。
図２は、第１の実施形態に係る交通システム１の概要を示す図である。
車両制御装置２０は、車両１０の運行計画を生成し、当該運行計画に従った運行モードで車両１０を運行させる。
運行モードとは、駅間をどのように運行するかを示す情報である。本実施形態に係る運行モードは、標準の運行モードである通常運行モードと、当該通常運行モードより消費エネルギが少なくかつ運行時間が長い省エネルギーモードとの２種類である。通常運行モードは、車両１０の運行開始後、車両１０を所定の速度（制限速度）になるまで加速させ、その後当該速度を維持させ、車両１０が所定の位置に達した時に減速を開始する運行モードである。省エネルギーモードは、車両１０の運行開始後、車両１０を所定の速度になるまで加速させ、車両１０の速度が所定の速度に達した時に惰行させ、車両１０が所定の位置に達した時に減速を開始させる運行モードである。つまり、通常運行モードが、車両１０の速度が所定の速度に達した時に力行により当該速度を維持するのに対し、省エネルギーモードは、車両１０の速度が所定の速度に達した時に惰行を開始する。そのため、省エネルギーモードは当該力行に係るエネルギーの消費がないため、通常運行モードと比較して消費エネルギーが少なくなる。他方、惰行時は速度が徐々に減速していくため、省エネルギーモードは、通常運行モードと比較して駅に到着するまでの時間が長くなる。
車両制御装置２０は、車両１０の運行計画を生成し、当該運行計画に従った運行モードで車両１０を運行させる。
運行モードとは、駅間をどのように運行するかを示す情報である。本実施形態に係る運行モードは、標準の運行モードである通常運行モードと、当該通常運行モードより消費エネルギが少なくかつ運行時間が長い省エネルギーモードとの２種類である。通常運行モードは、車両１０の運行開始後、車両１０を所定の速度（制限速度）になるまで加速させ、その後当該速度を維持させ、車両１０が所定の位置に達した時に減速を開始する運行モードである。省エネルギーモードは、車両１０の運行開始後、車両１０を所定の速度になるまで加速させ、車両１０の速度が所定の速度に達した時に惰行させ、車両１０が所定の位置に達した時に減速を開始させる運行モードである。つまり、通常運行モードが、車両１０の速度が所定の速度に達した時に力行により当該速度を維持するのに対し、省エネルギーモードは、車両１０の速度が所定の速度に達した時に惰行を開始する。そのため、省エネルギーモードは当該力行に係るエネルギーの消費がないため、通常運行モードと比較して消費エネルギーが少なくなる。他方、惰行時は速度が徐々に減速していくため、省エネルギーモードは、通常運行モードと比較して駅に到着するまでの時間が長くなる。
本実施形態に係る車両１０は、通常運行モードか省エネルギーモードかのいずれかの運行モードで運行する。ある駅において乗降する乗客の数が少ない場合（オフピーク時）、乗降に要する時間が標準の停車時間より十分に短いことがある。この場合、車両制御装置２０は、図２に示すように、車両１０に当該駅とその前の駅との間を省エネルギーモードで運行させて停車時間を短くしても、乗降に要する時間を確保することができる。他方、乗降する乗客の数が多い場合（ピーク時）、車両制御装置２０は、車両１０に当該駅とその前の駅との間を通常運行モードで運行させることで、乗降に要する時間を十分に確保することができる。
これにより、車両制御装置２０は、乗客の利便性を損なうことなく、車両１０の消費電力を削減することができる。
これにより、車両制御装置２０は、乗客の利便性を損なうことなく、車両１０の消費電力を削減することができる。
次に、図１を参照して、第１の実施形態に係る車両１０と車両制御装置２０の構成について説明する。
［車両１０の構成］
車両１０は、自動列車保安装置１１（ＡＴＰ：Automatic Train Protection）と、自動運行制御装置１２（ＡＴＯ：Automatic Train Operation）と、稼働データ管理装置１３とを備える。
自動列車保安装置１１は、車両１０が停止信号を越えて進行しようとした場合や、所定の速度を超過した場合に、自動的に列車を停止または減速させる装置である。
自動運行制御装置１２は、車両制御装置２０から取得した運行モードで車両１０を運行させる。
車両１０は、自動列車保安装置１１（ＡＴＰ：Automatic Train Protection）と、自動運行制御装置１２（ＡＴＯ：Automatic Train Operation）と、稼働データ管理装置１３とを備える。
自動列車保安装置１１は、車両１０が停止信号を越えて進行しようとした場合や、所定の速度を超過した場合に、自動的に列車を停止または減速させる装置である。
自動運行制御装置１２は、車両制御装置２０から取得した運行モードで車両１０を運行させる。
稼働データ管理装置１３は、車両１０の運行に係るデータを収集し、車両制御装置２０に送信する。車両１０の運行に係るデータは、例えば駅毎の、駅停車時乗車率、駅発車時乗車率、乗降時間、停車時間を含む。
自動列車保安装置１１及び自動運行制御装置１２は、車両１０の位置を特定し、当該位置に基づいて車両１０の速度を制御する。自動列車保安装置１１及び自動運行制御装置１２は、地上に設けられた地上子との通信を行うことで、車両１０の位置を特定する。地上子は、当該地上子が設けられた位置を示す情報や、制限速度の情報を送信する。
［車両制御装置２０の構成］
車両制御装置２０は、稼働データ取得部２１、稼働履歴データベース２２、乗降所要時間特定部２３、運行モード決定部２４、指標値特定部２５、条件変更部２６、運行計画決定部２７を備える。車両制御装置２０は、一日の運行計画を生成し、各車両１０に当該運行計画に係る運行モードを送信する。なお、標準の運行計画として、各駅における車両１０の発車時刻及び軌道の周回時間が定められている。なお、標準の運行計画は、各車両１０がすべての駅間を通常運行モードで運行し、各駅において所定の時間（例えば、３０秒）停車する場合の発車時刻及び周回時間によって定められる。
車両制御装置２０は、稼働データ取得部２１、稼働履歴データベース２２、乗降所要時間特定部２３、運行モード決定部２４、指標値特定部２５、条件変更部２６、運行計画決定部２７を備える。車両制御装置２０は、一日の運行計画を生成し、各車両１０に当該運行計画に係る運行モードを送信する。なお、標準の運行計画として、各駅における車両１０の発車時刻及び軌道の周回時間が定められている。なお、標準の運行計画は、各車両１０がすべての駅間を通常運行モードで運行し、各駅において所定の時間（例えば、３０秒）停車する場合の発車時刻及び周回時間によって定められる。
稼働データ取得部２１は、各車両１０が備える稼働データ管理装置１３から、当該車両１０の運行に係るデータを収集し、稼働履歴データベース２２に記録する。
稼働履歴データベース２２は、車両１０の過去の運行に係るデータを記憶する。稼働履歴データベース２２は、日付、曜日、その日が祝日か否かを示す情報、その日のイベントの情報、時刻、駅名、進行方向、駅停車時乗車数、駅発車時乗車数、乗降時間、駅停車時間を、関連付けて記憶する。このうち、時刻、駅名、駅停車時乗車数、駅発車時乗車数、乗降時間、駅停車時間は、稼働データ管理装置１３から送信される情報である。
乗降所要時間特定部２３は、稼働履歴データベース２２が記憶する情報に基づいて、標準の運行計画において定められた各発車時刻における駅ごとの乗降所要時間を予測する。乗降所要時間特定部２３は、例えばベイジアンモデルやＫ−Ｍｅａｎｓアルゴリズムなどの予測アルゴリズムに基づいて、乗降所要時間を予測する。乗降所要時間の算出方法としては、例えば、乗降所要時間特定部２３は、各発車時刻における駅ごとの乗車人数及び降車人数を予測し、一人あたりの乗車に要する時間に乗車人数を乗算した値と、一人あたりの降車に要する時間に降車人数を乗算した値とを加算することで、算出する方法が挙げられる。
運行モード決定部２４は、乗降所要時間特定部２３が予測した乗降所要時間に基づいて、各車両１０の運行モードを決定する。具体的には、運行モード決定部２４は、車両１０が軌道を周回する間における各駅の乗降所要時間が規定乗降時間（例えば、１５秒）より短い場合に、当該車両１０の運行モードを省エネルギーモードに決定する。運行モード決定部２４は、車両１０が軌道を周回する間における各駅の乗降所要時間が規定乗降時間以上である場合に、当該車両１０の運行モードを通常運行モードに決定する。なお、規定乗降時間は、基準の運行計画における停車時間（本実施形態では３０秒）から、乗車時間のブレの許容値（マージン）（本実施形態では５秒）を減じた値より小さい値（すなわち、本実施形態では２５秒未満）とする。また、規定乗降時間は、基準の運行計画における停車時間から、通常運行モードと省エネルギーモードとの運行時間の差（本実施形態では１５秒）を減じた値以上（すなわち、本実施形態では１５秒以上）とする。
指標値特定部２５は、運行モード決定部２４が決定した運行モードで車両１０を運行させた場合の総消費電力（総消費エネルギ）、オペレーションの複雑性指数、乗客の利便性指数に基づいて、運行計画の指標値を算出する。オペレーションの複雑性指数とは、自動運行制御装置１２のオペレーションの複雑性を示す値であり、運行モードの変更頻度が高いほど高い値を示す。また、乗客の利便性指数は、当該運行計画を採用した場合における乗客にとっての交通システム１の利便性を示す値であり、運行モード決定部２４が決定した運行モードで車両１０を運行させた場合の乗降時間（停車時間）と乗降所要時間との差が大きいほど、また乗車率や待ち時間が高いほど高い値を示す。
条件変更部２６は、運行モード決定部２４が運行モードの決定に用いる規定乗降時間を変更する。
運行計画決定部２７は、異なる規定乗降時間に基づいて算出された指標値のうち最小のものに係る運行計画を、当日の車両１０の運行計画として採用する。運行計画決定部２７は、採用した運行計画に係る運行モードを各車両１０の自動運行制御装置１２に送信する。
運行計画決定部２７は、異なる規定乗降時間に基づいて算出された指標値のうち最小のものに係る運行計画を、当日の車両１０の運行計画として採用する。運行計画決定部２７は、採用した運行計画に係る運行モードを各車両１０の自動運行制御装置１２に送信する。
［動作］
次に、本実施形態に係る車両制御装置２０の動作について説明する。
図３は、第１の実施形態に係る車両制御装置２０の動作を示すフローチャートである。図４は、第１の実施形態に係る車両制御装置２０で扱われるデータの一例を示す図である。
車両制御装置２０は、始発便の運行を開始する前に、一日の運行計画を作成する。
まず、乗降所要時間特定部２３は、稼働履歴データベース２２に記録されている過去の車両１０の運行に係るデータに基づいて、運行計画を作成する日の各時刻における駅ごとの乗客の乗降所要時間を特定する（ステップＳ１）。図４（Ａ）は、時刻ごとの乗降所要時間の特定結果の一例を示す図である。図４（Ａ）において同じ時刻上にプロットされた点は、それぞれ異なる駅を示す。
次に、本実施形態に係る車両制御装置２０の動作について説明する。
図３は、第１の実施形態に係る車両制御装置２０の動作を示すフローチャートである。図４は、第１の実施形態に係る車両制御装置２０で扱われるデータの一例を示す図である。
車両制御装置２０は、始発便の運行を開始する前に、一日の運行計画を作成する。
まず、乗降所要時間特定部２３は、稼働履歴データベース２２に記録されている過去の車両１０の運行に係るデータに基づいて、運行計画を作成する日の各時刻における駅ごとの乗客の乗降所要時間を特定する（ステップＳ１）。図４（Ａ）は、時刻ごとの乗降所要時間の特定結果の一例を示す図である。図４（Ａ）において同じ時刻上にプロットされた点は、それぞれ異なる駅を示す。
次に運行モード決定部２４は、乗降所要時間特定部２３が特定した乗降所要時間と乗車時間のマージンとに基づいて、各時刻・各駅における乗降所要時間と停車時間とのギャップ時間を算出する（ステップＳ２）。当該ギャップ時間は、停車時間から乗降所要時間とマージンとを減算した値である。
次に、運行モード決定部２４は、車両１０の始発駅の発車時刻を一つずつ選択し、以下に示すステップＳ４〜ステップＳ８の処理を実行する（ステップＳ３）。
まず、運行モード決定部２４は、標準の運行計画において車両１０が軌道を一周するのに要する周回時間に基づいて、ステップＳ３で選択した発車時刻ごとに、車両１０が軌道を周回し終える時刻（終着時刻）を特定する（ステップＳ４）。つまり、本実施形態では、始発駅を出発してから当該始発駅に到着するまでの区間を車両１０の運行区間とする。次に、運行モード決定部２４は、ステップＳ３で選択した発車時刻から終着時刻までの間に当該車両１０が経由する各駅の発車時刻を特定する（ステップＳ５）。次に、運行モード決定部２４は、ステップＳ２で算出した特定した発車時刻についての全てのギャップ時間が所定の判定値より大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。なお、ギャップ時間と所定の判定値とを比較することは、乗降所要時間と規定乗降時間とを比較することと等価である。つまり、判定値は、停車時間から規定乗降時間とマージンとを減算した値に相当する。図４（Ｂ）は、時刻ごとの乗降所要時間と停車時間のギャップの一例を示す図である。図４（Ｂ）において同じ時刻上にプロットされた点は、それぞれ異なる駅を示す。
まず、運行モード決定部２４は、標準の運行計画において車両１０が軌道を一周するのに要する周回時間に基づいて、ステップＳ３で選択した発車時刻ごとに、車両１０が軌道を周回し終える時刻（終着時刻）を特定する（ステップＳ４）。つまり、本実施形態では、始発駅を出発してから当該始発駅に到着するまでの区間を車両１０の運行区間とする。次に、運行モード決定部２４は、ステップＳ３で選択した発車時刻から終着時刻までの間に当該車両１０が経由する各駅の発車時刻を特定する（ステップＳ５）。次に、運行モード決定部２４は、ステップＳ２で算出した特定した発車時刻についての全てのギャップ時間が所定の判定値より大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。なお、ギャップ時間と所定の判定値とを比較することは、乗降所要時間と規定乗降時間とを比較することと等価である。つまり、判定値は、停車時間から規定乗降時間とマージンとを減算した値に相当する。図４（Ｂ）は、時刻ごとの乗降所要時間と停車時間のギャップの一例を示す図である。図４（Ｂ）において同じ時刻上にプロットされた点は、それぞれ異なる駅を示す。
運行モード決定部２４は、全てのギャップ時間が所定の判定値より大きいと判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、当該車両１０が軌道を一周する間の運行モードを省エネルギーモードに決定する（ステップＳ７）。他方、運行モード決定部２４は、少なくとも１つのギャップ時間が所定の判定値以下であると判定した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、当該車両１０が軌道を一周する間の運行モードを通常運行モードに決定する（ステップＳ８）。
このように、運行モード決定部２４は、車両１０の運行モードを周回ごと（運行区間ごと）に決定する。これにより、車両１０が軌道を一周する間に運行モードの変更が生じないため、車両制御装置２０は、オペレーションの単純化を図ることができる。図４（Ｃ）は、始発駅における車両１０の発車時刻とその運行モードの関係を示す図である。
このように、運行モード決定部２４は、車両１０の運行モードを周回ごと（運行区間ごと）に決定する。これにより、車両１０が軌道を一周する間に運行モードの変更が生じないため、車両制御装置２０は、オペレーションの単純化を図ることができる。図４（Ｃ）は、始発駅における車両１０の発車時刻とその運行モードの関係を示す図である。
運行モード決定部２４が、始発駅の全ての発車時刻について、発車する車両１０の運行モードを決定すると、指標値特定部２５は、運行モード決定部２４が決定した運行モードで各車両１０を運行させた場合の消費電力を算出する（ステップＳ９）。消費電力は、例えば、乗降所要時間特定部２３が乗降所要時間の特定のために算出した各駅における乗客の乗降数に基づいて算出される車両重量に基づいて算出される。
次に、指標値特定部２５は、運行モード決定部２４が決定した運行モードの切り替え回数を、オペレーションの複雑性指数として特定する（ステップＳ１０）。運行モードの切り替え回数とは、各車両１０の運行モードを通常運行モードから省エネルギーモードへ切り替えた回数と省エネルギーモードから通常運行モードへ切り替えた回数の総和である。なお、本実施形態では、車両１０が軌道を一周する間、運行モードが切り替わらないため、運行モードの切り替わりは、車両１０が軌道を一周した後に、再度始発駅から発車するタイミングで発生する。
次に、指標値特定部２５は、ステップＳ１で算出した乗降所要時間と運行モード決定部２４が決定した運行モードで車両１０を運行させた場合の乗降時間との差の総和を、乗客の利便性指数として特定する（ステップＳ１１）。次に、指標値特定部２５は、算出した消費電力とオペレーションの複雑性指数と乗客の利便性指数にそれぞれ重み係数を乗算した和の値を、運行計画の指標値として算出する（ステップＳ１２）。なお、算出した消費電力とオペレーションの複雑性指数と乗客の利便性指数のそれぞれの重み係数は、交通システム１の管理者によって適宜設定される。例えば、オペレーションの複雑性より消費電力や乗客の利便性を重視するのであれば、オペレーションの複雑性指数の重み係数を低く設定し、消費電力及び乗客の利便性指数の重み係数を高く設定する。
次に、運行計画決定部２７は、指標値特定部２５による指標値の特定が所定回数以上実行されたか否かを判定する（ステップＳ１３）。運行計画決定部２７が、指標値特定部２５による指標値の特定回数が所定回数未満であると判定した場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、条件変更部２６は、運行モードの決定に係る条件を変更する（ステップＳ１４）。運行モードの決定に係る条件とは、乗車時間のマージンと判定値である。なお、乗車時間のマージンまたは判定値を変更することは、規定乗降時間を変更することと等価である。そして、運行モード決定部２４は、ステップＳ２に戻り、再度、各車両１０の運行モードの決定を行う。
他方、運行計画決定部２７は、指標値特定部２５による指標値の特定回数が所定回数以上であると判定した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、運行モード決定部２４が決定した運行モードの組み合わせのうち、指標値特定部２５が特定した指標値が最も小さいものを、一日の運行計画に決定する（ステップＳ１５）。これにより、運行計画決定部２７は、消費電力と、オペレーションの複雑性と、乗客の利便性とのバランスをとった運行計画を生成することができる。運行計画決定部２７は、生成した運行計画を車両１０に送信する。これにより、車両１０は、消費電力と、オペレーションの複雑性と、乗客の利便性とのバランスをとった運行計画に従った運行モードで運行することができる。
《第２の実施形態》
［概要］
第２の実施形態に係る交通システム１について説明する。
第１の実施形態にかかる交通システム１は、車両制御装置２０が消費電力と、オペレーションの複雑性と、乗客の利便性とのバランスをとった運行計画を生成し、車両１０が当該運行計画に従って運行するものである。第２の実施形態に係る交通システム１は、車両制御装置２０が生成した運行計画をベースに、各車両１０の自動運行制御装置１２がリアルタイムに計算を行って運行モードの切り替えを行う。
［概要］
第２の実施形態に係る交通システム１について説明する。
第１の実施形態にかかる交通システム１は、車両制御装置２０が消費電力と、オペレーションの複雑性と、乗客の利便性とのバランスをとった運行計画を生成し、車両１０が当該運行計画に従って運行するものである。第２の実施形態に係る交通システム１は、車両制御装置２０が生成した運行計画をベースに、各車両１０の自動運行制御装置１２がリアルタイムに計算を行って運行モードの切り替えを行う。
図５は、第２の実施形態に係る交通システム１の構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態に係る車両１０は、第１の実施形態の構成に加え、重量センサ１４とセンサデータ管理装置１５とをさらに備えるものである。
重量センサ１４は、車両１０の重量を測定する。
センサデータ管理装置１５は、重量センサ１４が測定した重量と、自装置を搭載する車両１０（以下、自車両という）の前方を運行する車両１０（以下、先行車両という）が測定した重量とを管理する。
第２の実施形態に係る車両１０は、第１の実施形態の構成に加え、重量センサ１４とセンサデータ管理装置１５とをさらに備えるものである。
重量センサ１４は、車両１０の重量を測定する。
センサデータ管理装置１５は、重量センサ１４が測定した重量と、自装置を搭載する車両１０（以下、自車両という）の前方を運行する車両１０（以下、先行車両という）が測定した重量とを管理する。
［動作］
次に、第２の実施形態に係る交通システム１の動作について説明する。
図６は、第２の実施形態に係る自動運行制御装置１２の動作を示すフローチャートである。
車両１０の発車時刻になると、自動運行制御装置１２は、車両制御装置２０から運行モードを受信し（ステップＳ１０１）、当該運行モードに従って車両１０を運行させる（ステップＳ１０２）。
次に、第２の実施形態に係る交通システム１の動作について説明する。
図６は、第２の実施形態に係る自動運行制御装置１２の動作を示すフローチャートである。
車両１０の発車時刻になると、自動運行制御装置１２は、車両制御装置２０から運行モードを受信し（ステップＳ１０１）、当該運行モードに従って車両１０を運行させる（ステップＳ１０２）。
センサデータ管理装置１５は、先行車両から乗降所要時間に係るセンサデータを取得する（ステップＳ１０３）。乗降所要時間に係るセンサデータの例としては、乗降人数や乗降時間が挙げられる。乗降人数は、例えば先行車両のドアに設けられた人感センサやカメラなどにより乗降する乗客の人数を計数することで得られる。乗降時間は、例えば先行車両のドアに設けられた人感センサやカメラなどにより乗客が検知された時刻から乗客の検知がなくなった時刻までの時間を計時することで得られる。次に、自動運行制御装置１２は、センサデータ管理装置１５が取得したセンサデータに基づいて乗降所要時間を特定する（ステップＳ１０４）。
次に、自動運行制御装置１２は、特定した乗降所要時間が基準乗降時間より短いか否かを判定する（ステップＳ１０５）。なお、自動運行制御装置１２が用いる基準乗降時間は、車両制御装置２０が用いる基準乗降時間と異なる時間であって良い。
自動運行制御装置１２は、特定した乗降所要時間が基準乗降時間以上であると判定した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、自車両を車両制御装置２０が決定した運行モードで運行させる（ステップＳ１０６）。他方、自動運行制御装置１２は、特定した乗降所要時間が基準乗降時間未満であると判定した場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、自車両を省エネルギーモードで運行させる（ステップＳ１０７）。
このように、本実施形態によれば、交通システム１は、車両制御装置２０が生成した運行計画をベースに、各車両１０の自動運行制御装置１２がリアルタイムに計算を行って運行モードの切り替えを行う。これにより、自動運行制御装置１２は、交通システム１全体の運用を損なうことなく、さらに精度よく運行の省エネルギー化を図ることが出来る。
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、運行モードとして通常運行モードと省エネルギーモードの２種類を用いる場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、運行時間と消費電力が異なる複数の省エネルギーモードについても計算を行い、待ち時間に応じた適切な運行モードを選択するようにしても良い。
例えば、上述した実施形態では、運行モードとして通常運行モードと省エネルギーモードの２種類を用いる場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、運行時間と消費電力が異なる複数の省エネルギーモードについても計算を行い、待ち時間に応じた適切な運行モードを選択するようにしても良い。
また、上述した実施形態では、周回におけるすべての駅において乗降時間が短い場合に省エネモードにする場合について説明したが、これに限られない。例えば、駅間毎に運行モードを決定しても良い。ただし、この場合、駅間毎に運行モードが変わる可能性があり、これによってオペレーションの複雑性指数は高くなる。
また、上述した実施形態では、基準の運行計画で定められた各駅の発車時刻を変えないように運行モードの制御を行う場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、予め定められた発車時刻から所定の許容時間だけ発車時刻を遅らせることを許容しても良い。この場合、オペレーションの複雑化指数は、発車時刻の変更の数が多いほど、または遅れ時間が長いほど高い値となる。また、先行車両の発車時刻が遅れることにより信号待ちが発生する蓋然性が高い場合、後続車両の自動運行制御装置１２は、自車両の運行を乗降所要時間に関わらず省エネルギーモードに切り替えても良い。
また、上述した実施形態では、乗降所要時間特定部２３が、稼働履歴データベース２２が記憶する情報に基づいて乗降所要時間を特定する場合について説明したが、これに限られない。各駅の改札は切符または定期券から乗車駅と降車駅を特定することが出来る。そこで、例えば、他の実施形態では、各駅の改札において収集されたデータから特定される各駅の乗降者数に基づいて乗降所要時間を特定しても良い。
また、上述した実施形態では、乗降所要時間特定部２３が、各駅の乗降者数に基づいて乗降所要時間を特定する場合について説明したが、これに限られない。乗降者数が同じであっても、車両１０の乗車率が高いほど乗降者に要する時間が長くなる場合がある。そこで、他の実施形態では、乗降所要時間特定部２３が、各駅の乗降者数と乗車率とに基づいて乗降所要時間を特定しても良い。また、第２の実施形態と同様に、自動運行制御装置１２が各駅の乗降者数と乗車率とに基づいて乗降所要時間を特定しても良い。
また、第２の実施形態では、自動運行制御装置１２は、先行車両の乗降所要時間に係るセンサデータに基づいて乗降所要時間を特定したが、これに限られない。例えば、センサデータ管理装置１５は、過去の各駅における乗降所要時間に係るセンサデータと乗降時間との関係を取得できる。この場合、自動運行制御装置１２は、乗降所要時間に係るセンサデータと近い値に関連付けられた過去の乗降時間を、自車両が次に停車する駅における乗降所要時間と推定しても良い。
また、第２の実施形態では、自動運行制御装置１２は、特定した乗降所要時間が基準乗降時間以上である場合に車両制御装置２０が決定した運行モードで車両を運行させ、乗降所要時間が基準乗降時間未満である場合に省エネルギーモードで車両を運行させる場合について説明した。これにより、自動運行制御装置１２は、走行にかかる消費電力をより抑えることができるが、これに限られない。例えば、運行事業者が消費電力の低減より顧客利便性の向上に重点を置く場合、自動運行制御装置１２は、特定した乗降所要時間が基準乗降時間以上である場合に通常運行モードで車両を運行させ、乗降所要時間が基準乗降時間未満である場合に車両制御装置２０が決定した運行モードで車両を運行させても良い。
《コンピュータ構成》
図７は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータ９００の構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
上述の車両制御装置２０及び自動運行制御装置１２は、それぞれコンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
図７は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータ９００の構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
上述の車両制御装置２０及び自動運行制御装置１２は、それぞれコンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。
なお、少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
１…交通システム １０…車両 １１…自動列車保安装置 １２…自動運行制御装置 １３…稼働データ管理装置 １４…重量センサ １５…センサデータ管理装置 ２０…車両制御装置 ２１…稼働データ取得部 ２２…稼働履歴データベース ２３…乗降所要時間特定部 ２４…運行モード決定部 ２５…指標値特定部 ２６…条件変更部 ２７…運行計画決定部 ９００…コンピュータ ９０１…ＣＰＵ ９０２…主記憶装置 ９０３…補助記憶装置 ９０４…インタフェース
Claims (9)
- 各停車位置において乗客が車両に乗降するために要する乗降所要時間に基づいて各車両の運行モードを、当該運行モードの１つである通常運行モードか、当該通常運行モードより消費エネルギが少なくかつ運行時間が長い省エネルギーモードかの、いずれにするかを決定する運行モード決定部と、
前記運行モード決定部が決定した運行モードで前記車両を運行させた時の総消費エネルギが大きいほど高く、かつ運行モードの切り替え回数が多いほど高い値となる指標値を特定する指標値特定部と、
前記車両それぞれの運行モードを前記指標値が最も小さくなる運行モードに決定する運行計画決定部と
を備える車両制御装置。 - 前記運行モード決定部は、前記乗降所要時間が規定乗降時間より短い場合に、当該車両の運行モードを、前記省エネルギーモードに決定する
請求項１に記載の車両制御装置。 - 前記車両は、複数の停車位置を含む運行区間を周回し、
前記運行モード決定部は、前記車両が前記運行区間におけるすべての前記乗降所要時間が規定乗降時間より短い場合に、運行モードを省エネモードに決定する
請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。 - 各停車位置における過去の前記車両の運行の情報に基づいて、当該停車位置における前記車両の乗降所要時間を特定する乗降所要時間特定部
を備え、
前記運行モード決定部は、前記乗降所要時間特定部が特定した乗降所要時間に基づいて各車両の運行モードを決定する
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両制御装置。 - 前記車両は、複数の停車位置を含む運行区間を周回し、
前記運行モード決定部は、前記車両が前記運行区間を周回するときの前記運行モードを決定する
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の車両制御装置。 - 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の車両制御装置と、
前記車両制御装置が決定した運行モードで運行する車両と
を備える交通システム。 - 前記車両は、
先行車両の乗車率に基づいて次の停車位置における乗降時間を推定し、当該乗降時間に基づいて運行モードを決定する
請求項６に記載の交通システム。 - 各停車位置において乗客が車両に乗降するために要する乗降所要時間に基づいて各車両の運行モードを、当該運行モードの１つである通常運行モードか、当該通常運行モードより消費エネルギが少なくかつ運行時間が長い省エネルギーモードかの、いずれにするかを決定する運行モード決定ステップと、
前記決定した運行モードで前記車両を運行させた時の総消費エネルギが大きいほど高く、かつ運行モードの切り替え回数が多いほど高い値となる指標値を特定する指標値特定ステップと、
前記車両それぞれの運行モードを前記指標値が最も小さくなる運行モードに決定する運行計画決定ステップと
を含む車両制御方法。 - コンピュータを、
各停車位置において乗客が車両に乗降するために要する乗降所要時間に基づいて各車両の運行モードを、当該運行モードの１つである通常運行モードか、当該通常運行モードより消費エネルギが少なくかつ運行時間が長い省エネルギーモードかの、いずれにするかを決定する運行モード決定部、
前記運行モード決定部が決定した運行モードで前記車両を運行させた時の総消費エネルギが大きく、かつ運行モードの切り替え回数が多いほど高い値となる指標値を特定する指標値特定部、
前記車両それぞれの運行モードを前記指標値が最も小さくなる運行モードに決定する運行計画決定部
として機能させるためのプログラム。
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