TWI739161B - 列車控制裝置、列車控制系統及方法 - Google Patents

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Abstract

[課題] 即使乘客較多或是有弱勢乘客，亦不會對後續列車傳達延遲，可抑制消耗能量的增加。 [解決手段] 實施形態的列車控制裝置，具備：列車速度位置檢測部，其檢測現列車的速度與位置；儲存部，其儲存路線資訊、車輛資訊及運行資訊；行進目標設定部，其輸入有現列車之停車預定車站之月台的上下車時間的預測結果，基於預測結果、儲存於儲存部的運行資訊來設定目標行進時間；以及控制指令算出部，其基於列車速度位置檢測部的檢測結果、儲存於儲存部的路線資訊、車輛資訊及目標行進時間，來算出對驅動/制動控制裝置的控制指令。

Description

列車控制裝置、列車控制系統及方法
本發明的實施形態，是關於列車控制裝置、列車控制系統及方法。
近年來，自動列車運轉(ATO)裝置的導入有所進展。駕駛的負擔減輕、單人駕駛化的人事費刪減、以及無須駕駛的技術就能穩定地配合月台門位置來使列車停止，藉此防止停止位置修正所致之延遲發生等來使列車運行穩定化為目的。
為了列車運行的穩定化，有必要使ATO遵守既定的車站間行進時間來使列車在車站間行進。為此，採用了以下方法：事先反覆進行行進試驗來調整關於車站間行進方式的控制參數，具有因應列車位置與速度來立出遵守既定車站間行進時間的行進計畫的功能(例如參照專利文獻1及專利文獻2)。此外，在乘客較多的尖峰時間帶，事先將ATO設定成回復運轉模式，藉此在停車時間延長而無法準時出發的情況，縮短車站間行進時間，謀求出發延遲所致之延遲的回復。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本專利第5414810號公報 [專利文獻2] 日本專利第5292202號公報
[發明所欲解決的課題]
但是，即使以回復運轉模式來行進，若前面的列車延遲的話，在接近下個車站時前面的列車依然還在車站內停車中，有著無法進入下個車站內的情況，得在車站前暫時減速乃至停止，等前面的列車出發後再加速來到達車站，成為加減速所致之搭乘感受的惡化或消耗能量增加的原因。
於是，本發明的目的，是提供列車控制裝置、列車控制系統及方法，即使乘客較多或是有上下車弱勢者，亦不會對後續列車傳達延遲，可抑制消耗能量的增加。 [用以解決課題的手段]
實施形態的列車控制裝置，具備：列車速度位置檢測部，其檢測現列車的速度與位置；儲存部，其儲存路線資訊、車輛資訊及運行資訊；行進目標設定部，其輸入有現列車之停車預定車站之月台的上下車時間的預測結果，基於預測結果、儲存於儲存部的運行資訊來設定目標行進時間；以及控制指令算出部，其基於列車速度位置檢測部的檢測結果、儲存於儲存部的路線資訊、車輛資訊及目標行進時間，來算出對驅動/制動控制裝置的控制指令。
[1]第1實施形態
接著參照圖式來說明本發明之適合的實施形態。 圖1，是第1實施形態之列車控制系統的概略構造圖。 列車控制系統100，大致分的話是具備列車10與擁擠監視裝置11，擁擠監視裝置11是與列車10進行通訊，從拍攝車站月台的圖像來推測車站月台的擁擠狀況，基於擁擠狀況的推測結果來預測上下車時間，作為上下車時間資訊來通知給列車10。
上述構造中，構成列車控制系統100的列車10，具備：進行列車10之控制的列車控制裝置12；由駕駛操作而進行列車10之控制的主幹控制器13；將來現列車控制裝置12及主幹控制器13的加速指令、制動(煞車)指令等之控制指令予以傳送的控制傳送裝置14；基於透過控制傳送裝置14而傳送之控制指令來控制馬達15、煞車裝置16等的驅動/制動控制裝置17；速度發電機(TG)18；輸出地面配件檢測資訊的車上配件19；透過構成軌道電路的鐵道RL來接收ATC訊號的電力接收器20；檢測列車10的速度及行進位置來輸出速度位置檢測訊號SP的速度位置檢測裝置21；在與架線LN之間進行電力之收授的集電器(集電弓) 22；在與擁擠監視裝置11之間進行通訊的通訊裝置23；以及進行列車10之自動速度控制的ATC車上裝置24。
擁擠監視裝置11，具備：擁擠狀況推測部31，其輸入有以攝影機CM拍攝車站月台的圖像而輸出的拍攝資料DI，進行與拍攝資料DI對應之圖像的圖像解析來推測車站月台的擁擠狀況(車站月台的滯留人數)而輸出擁擠資訊CI；以及上下車時間預測部32，其基於擁擠狀況推測部31所推測之車站月台的擁擠狀況(車站月台的滯留人數)所對應的擁擠資訊CI，來預測上下車時間，預測是否超過與列車10對應之既定的停車時間，並將預測的上下車時間作為上下車時間資訊RT來透過通訊裝置CD通知給列車10。
且，列車控制裝置12，具備：控制指令算出部[ATO(Automatic Train Operation)裝置]12A，其進行列車10的自動駕駛；儲存部12B，其儲存路線資訊RD、運行資訊OP、車輛性能等之車輛資訊TR等之各種資訊；以及行進目標設定部12C，其基於從儲存部12B讀取出來的路線資訊RD、運行資訊OP、車輛性能等之車輛資訊TR等及速度位置檢測訊號SP來設定行進目標並輸出目標行進時間TRT。
上述構造中，儲存部12B，是儲存各車站的停止目標位置、路線的坡度與曲線(曲率半徑)、各封閉區間的限制速度資訊與封閉長度(封閉區間的距離)，來作為路線資訊RD。且，儲存部12B，是儲存各運轉種類的停車車站、各車站的發車預定時刻與預定到達路線編號，來作為運行資訊OP。此外，儲存部12D，是可更新地儲存現列車的列車長度、與加速指令及煞車指令對應之加速度的特性以及與每個加速指令、煞車指令及列車10之運轉曲線對應之成為基準的時間常數資料亦即基準時間常數資料，來作為車輛資訊TR。
且，速度位置檢測部21，是基於速度發電機(TG)18所輸出的TG脈衝TP，或是從地面配件25透過車上配件19來接收的地面配件檢測資訊GD，來檢測列車的速度與位置，並作為速度位置資訊SP來輸出至ATC車上裝置24及控制指令算出部12A。
且，ATC車上裝置24，為了基於來自速度位置檢測裝置21的速度位置資訊SP與透過鐵道RL及電力接收器20而輸入之ATC地上裝置26所傳送的ATC訊號(訊號顯示)SA來確保列車10與前面的列車10A之間的距離並限制行進速度，是將基於ATC訊號SA的限制速度、與速度位置檢測裝置21所輸出之速度位置資訊SP對應的列車10之速度進行比較。在該情況中，ATC地上裝置26，是透過構成軌道電路的鐵道RL來取得用來檢測列車10在線路上的在線檢測資訊SRL。
然後，ATC車上裝置24，在列車10的速度超過限制速度的情況，透過控制傳送裝置14來對驅動/制動控制裝置17輸出煞車指令BC1。在此，ATC地上裝置26，是透過構成軌道電路的鐵道RL來檢測各封閉區間有無列車在線上，並因應在線狀況來決定各封閉區間的ATC訊號SA，將所決定的ATC訊號SA透過鐵道RL傳送至ATC車上裝置24。
接著說明驅動/制動控制裝置17的概略構造。 驅動/制動控制裝置17，是從來自ATC車上裝置24的煞車指令BC1、來自控制指令算出部12A的加速指令DC2及煞車指令BC2、來自由未圖示之駕駛所操作之未圖示之主幹控制器(主控器)13的加速指令DC3及煞車指令BC3之中，基於在煞車側最上位的指令(驅動指令DCX或煞車指令BCX)，來控制馬達15，煞車時，將關於馬達15之再生扭矩發生量的資訊通知給煞車裝置16。
且，驅動/制動控制裝置17，是從來自ATC車上裝置24的煞車指令BC1、來自控制指令算出部12A的煞車指令BC2、或是來自駕駛所操作之主幹控制器(主控器)13的煞車指令BC3之中，基於在煞車側最上位的煞車指令(制動力最大的煞車指令)以及來自主電路裝置的再生扭矩發生量資訊，來控制煞車裝置16，以補足(補助)僅以馬達15的再生制動無法供足的制動力。
列車10，是在驅動/制動控制裝置17的控制下，藉由馬達15及煞車裝置16使車輪W驅動或是制動而在鐵道RL上行進。
接著說明第1實施形態的動作。 首先，擁擠狀況監視裝置11的擁擠狀況推測部31，抓取設置在車站月台之攝影機CM的拍攝資料DI，進行圖像處理，推測車站月台的擁擠度(月台滯留人數)，輸出作為擁擠資訊CI。在該情況中，攝影機CM，是以拍到車站月台全體圖像的方式設置複數台為佳。
在此，於擁擠度(車站月台之每單位面積的滯留人數等)之推測，使用有基於使用圖像辨識處理的人物抽出處理及基於人物抽出處理結果的擁擠度解析處理(人數解析處理)，例如可利用RECAIUS(註冊商標)人物尋找器等之處理程式等。
接著，擁擠狀況監視裝置11的上下車時間預測部32，將擁擠狀況推測部31所推測之車站月台的擁擠度與既定的第1閾値進行比較。在此，第1閾值，具有：當所推測的擁擠度超過此值的話則推測乘車時間會超過既定的停車時間的值。
於是，擁擠狀況監視裝置11，在所推測之車站月台的擁擠度超過第1閾值的情況時，預測上下車時間會超過既定停車時間，並作為上下車時間資訊RT透過通訊裝置CD通知給列車10。
上述構造中，第1閾值，是事先調查擁擠度與上下車時間的關係來決定亦可，在列車之到站後以擁擠狀況推測部31從月台圖像計測實際的上下車時間，並基於其結果，使上下車時間預測部32自動調整亦可。
藉此，接收了上下車時間資訊RT的列車控制裝置之行進目標設定部12C，是從上下車時間預測部32透過通訊裝置CD來接收上下車時間資訊RT。行進目標設定部12C，在基於所接收之上下車時間資訊RT，預測上下車時間不會超過既定停車時間的情況，是從車站間的既定行進時間，扣除距離出車站後的時間，來設定到下個車站為止的目標行進時間。
相對於此，行進目標設定部12C，在預測上下車時間超過既定停車時間的情況，是將運轉模式設定成回復運轉模式來進行處理。 在此，詳細說明回復運轉模式。
圖2，是回復運轉模式的說明圖。 如圖2(a)所示般，當所預測之上下車時間TG超過既定停車時間TS0，而有發生列車10的延遲之虞的情況，行進目標設定部12C，將運轉模式設定成回復運轉模式。 回復運轉模式中，行進目標設定部12C，是以所預測之上下車時間TG收斂在停車時間(=從列車10到站的時刻到既定之出發時刻tst為止的時間)的方式，例如，算出從車站間的既定行進時間TRT扣除出站後的經過時間的既定之車站間行進時間TRT之剩餘時間亦即目標行進時間TR0，並進一步扣除一定時間(例如5秒)，如圖2(b)所示般，設定出比通常還短上時間Δt的目標行進時間TR1。 在該情況中，行進目標設定部12C，是以一定比例減去車站間的既定行進時間TRT(例如縮短5%)之後，扣除出站後的經過時間，來設定到下個車站之比通常還短上時間Δt的目標行進時間TR1亦可。
該等之結果，控制指令算出部12A，會更新行進計畫，以比通常還要短上時間Δt的目標行進時間來到達下個車站。而且，控制指令算出部12A，會算出加速指令DC2及煞車指令BC2來遵循更新過的行進計畫來行進，並透過控制傳送裝置14來通知給驅動/制動控制裝置17。
其結果，列車10，可提早時間Δt到達車站，與既定的停車時間TS0相較之下，可使停車時間延長時間Δt(=上下車延遲預測時間+α)，即使因擁擠而使上下車時間比通常還延長亦可抑制出車站的延遲。 於是，如圖2(a)所示般，與準時到達而使出站因上下車時間而延遲的情況相較之下，可使對後續列車之延遲的傳達降低或消失。
且，控制指令算出部12A，在目標速度超過容許速度等而導致在容許之行進計畫的範圍內無法遵守目標行進時間的情況，以在容許之行進計畫的範圍內用最短時間到達下個車站的方式，算出加速指令DC2及煞車指令BC2，並透過控制傳送裝置14通知給驅動/制動控制裝置17。
該情況時，列車有可能無法提早到站，但可盡可能地延長停車時間，即使因擁擠導致之上下車時間比通常還延長亦可抑制出站的延遲，可降低對後續列車之延遲的傳達。
在以上的說明，擁擠狀況推測部31，是推測擁擠度來作為擁擠資訊，但亦可推測月台滯留人數，使上下車時間預測部32基於月台滯留人數來預測上下車時間是否會超過停車時間。
且，取代將車站月台全體的擁擠度與第1閾值比較的方式，而改用將車站月台分割成複數個區域，將各區域的擁擠度與第1閾值比較亦可。該情況是只要有一個區域超過第1閾值的話，就預測上下車時間超過既定停車時間即可。
且，擁擠狀況推測部31，不只是推測車站月台的擁擠度，亦可檢測輪椅使用者、嬰兒車使用者、撐柺杖之年長的使用者等之上下車可能需要花上時間的使用者亦即上下車弱勢者。
亦即，上下車時間預測部32，在檢測到上下車弱勢者的情況，則預測上下車時間超過既定停車時間的可能性較高，將有上下車時間超過既定停車時間的可能性之主旨作為上下車時間資訊，透過通訊裝置CD通知給列車10。
其結果，即使是擁擠度不高的情況，亦可看透除了擁擠以外的原因所發生之上下車時間的延長，可讓列車10盡可能地早到藉此抑制出站的延遲。 於是，可降低對後續列車之延遲的傳達。此外，亦可降低上下車弱勢者慌忙上下車導致跌倒，或是來不及上下車而被門夾住等的可能性，可進一步安全地提升準時運轉的可能性。
且，列車10之可到達的路線編號(軌道)有複數的情況，擁擠狀況推測部31，是進行車站月台之圖像內之旅客導引顯示裝置所顯示的圖像辨識及文字辨識，來讀出運轉種類、目的地、發車時刻。 上下車時間預測部32，是將每個路線編號的上下車時間是否超過既定停車時間的資訊(例如延遲預測時間。若為0則無延遲)，與預定到達列車的資訊一併通知給行進目標設定部12C。
行進目標設定部12C，可基於在現列車所設定之運轉種類與目的地，推測現列車的預定到達路線編號，並選擇該路線編號的上下車時間資訊。於是，即使是列車10之可到達的路線編號(軌道)有複數的情況，亦可基於正確的上下車時間資訊來抑制出站的延遲，可降低對後續列車之延遲的傳達。
[2]第2實施形態 接著說明第2實施形態。 上述第1實施形態，是基於以擁擠狀況推測部31所推測之車站月台的擁擠度，來預測上下車時間是否超過既定停車時間的實施形態，但本第2實施形態，是預測列車之到站時的擁擠度，並基於該預測值，來預測上下車時間是否超過既定停車時間的實施形態。
圖3，是第2實施形態之列車控制系統的概略構造圖。 圖3中，對與圖1之第1實施形態相同的部分附上相同的符號。 本第2實施形態之列車控制系統100A，與第1實施形態之列車控制系統100不同之處，是使行進目標設定部12C對於擁擠監視裝置11，通知車站間行進剩餘時間SRT，擁擠監視裝置11的上下車時間預測部32是基於所通知的車站間行進剩餘時間SRT來預測上下車時間。
首先，控制指令算出部12A，算出行進計畫與從現列車位置到車站為止的剩餘時間，將所算出之到車站為止的剩餘時間透過通訊裝置23作為車站間行進剩餘時間資訊SRT通知給上下車時間預測部32。該情況中，控制指令算出部12A，亦可將現列車的運轉種類包含在車站間行進剩餘時間資訊SRT來通知給上下車時間預測部32。
上下車時間預測部32，是基於月台滯留人數的增加程度、與所通知之車站間行進剩餘時間資訊SRT對應之到車站為止的剩餘時間(與預定到達之列車的運轉種類)，來預測列車到達時的月台滯留人數。然後，上下車時間預測部32，在所預測之列車到達時的月台滯留人數超過第1閾值的情況，預測上下車時間超過既定停車時間，將預測上下車時間超過既定停車時間的主旨作為上下車時間資訊RT，透過通訊裝置CD通知給列車10。
其結果，列車10的行進目標設定部12C，可在更早的時間點設定回復運轉模式，列車10可更早到車站，故與第1實施形態相較之下，可進一步降低對後續列車之延遲的傳達。
此外，上下車時間預測部32，若列車到達時之月台滯留人數的預測值低於第2閾值的話，則預測上下車時間低於既定停車時間一定時間以上，將預測上下車時間低於既定停車時間一定時間以上的主旨作為上下車時間資訊RT，透過通訊裝置CD通知給列車亦可。
基於上下車時間資訊RT，行進目標設定部12C，在預測上下車時間TG低於既定停車時間TS0一定時間以上的情況時，即使列車10比目標到達時刻tg還延遲了既定時間才到達，亦判斷成不會發生出發時刻的延遲，而將運轉模式設定成緩速運轉模式。 圖4，是緩速運轉模式的說明圖。 如圖4(a)所示般，在所預測之上下車時間TG低於既定停車時間TS0一定時間以上的情況時，行進目標設定部12C，將運轉模式設定成緩速運轉模式。 緩速運轉模式中，行進目標設定部12C，是從車站間之既定行進時間扣除距離出站之時間的值，並追加一定時間Δt1(例如5秒)來設定目標行進時間TR2。
控制指令算出部12A，會更新行進計畫，以比通常運轉模式之目標行進時間TR0還延長的目標行進時間TR2來到達下個車站，並算出加速指令DC2及煞車指令BC2來依此行進。 其結果，相同的行進距離之行進時間會延長，故可比通常要省能量地行進。該情況時，列車10，是會晚到站，但上下車時間較短便結束故可有效地縮短停車時間，不會導致出站的延遲。
且，上下車時間預測部32，取代預測月台滯留人數全體來與第1閾值及第2閾值比較的方式，而改用將月台分割成複數個區域，預測各區域的月台滯留人數乃至擁擠度來與第1閾值及第2閾值比較亦可。 該情況中，上下車時間預測部32，若預定到達的月台中有一個區域超過第1閾值的話，就預測上下車時間超過既定停車時間。且，上下車時間預測部32，若在預定到達的月台之所有的區域都低於第2閾值的話，就預測上下車時間低於既定停車時間一定時間以上。
藉此，即使是車站月台的擁擠程度不一樣的情況，上下車時間預測部32亦可更正確地預測上下車時間超過或是低於既定停車時間。
[3]第3實施形態 以上的各實施形態中，雖預測上下車時間是否超過既定停車時間，但本第3實施形態，是預測列車到站後之上下車時間的實施形態。
本第3實施形態中，上下車時間預測部32，是預測列車到站時的月台滯留人數，使用表示月台滯留人數與上下車時間之關係的資訊，來預測列車到站後的上下車時間，並作為上下車時間資訊RT，透過通訊裝置CD通知給列車10。
該情況中，表示月台滯留人數與上下車時間之關係的資訊，是作為代入月台滯留人數來求出上下車時間的關係式，或是表示月台滯留人數與上下車時間之對應的對照表，來事先儲存在擁擠狀況推測部31。 關於該等之關係式或是對照表的資訊，是事先調查月台滯留人數與上下車時間之關係來決定即可。
且，關於該等之關係式或是對照表的資訊，是在列車之到車站後以擁擠狀況推測部31從月台圖像計測實際的上下車時間，並基於其結果，使上下車時間預測部32自動調整亦可。
此外，將以應荷重裝置LD(參照圖1：相當於乘車率推測部)所推測(檢測)之乘車率通知給上下車時間預測部32，上下車時間預測部32，事先儲存表示月台滯留人數與乘車率與上下車時間之關係的資訊，使用該儲存的資訊，預測列車到站後的上下車時間亦可。
該情況中，表示月台滯留人數與乘車率與上下車時間之關係的資訊，是事先調查月台滯留人數與乘車率與上下車時間之關係來決定亦可。
且，表示月台滯留人數與乘車率與上下車時間之關係的資訊，是在列車之到站後以擁擠狀況推測部31從月台圖像計測實際的上下車時間，並基於其結果，使上下車時間預測部32自動調整亦可。
例如，與其他路線的轉接車站，在早上通勤時，與來自其他路線的轉乘客相比之下往其他路線的轉乘客要多很多的情況，即使在車站月台等待的乘客僅為稍多的程度，但由於從滿車狀態的列車下車的人數非常多，故就結果來說會使上下車時間變長。 於是，亦考慮到轉乘來源之列車的乘車率，藉此使上下車時間預測部32，可更正確地預測在這種車站的上下車時間。
此外，擁擠狀況推測部31，在檢測到上下車可能需要花上時間的上下車弱勢者的情況，上下車時間預測部32，是將所預測之上下車時間往進一步延長的方向修正(例如延長5秒)來設定亦可。
而且，行進目標設定部12C，在上下車時間的預測值超過既定停車時間的情況，是從車站間的既定行進時間扣除出站後之經過時間的值，進一步扣除掉上下車時間的預測值超過既定停車時間之分量的時間，來設定目標行進時間。 且，行進目標設定部12C，在上下車時間的預測值低於既定停車時間的情況，是在從車站間的既定行進時間扣除距離出站之時間的值，追加有上下車時間的預測值低於既定停車時間之分量的時間，來設定目標行進時間，並通知給控制指令算出部12A。
該等之結果，控制指令算出部12A，更新行進計畫，來以因應上下車時間預測部32所預測之上下車時間的預測值與既定停車時間之差而延長或短縮後的目標行進時間來到達下個車站，並算出加速指令、煞車指令來依此行進。
然後，控制指令算出部12A，在預測上下車時間比既定停車時間還要長的情況時，不會使列車10早到成比抵銷停車時間的延長所致之延遲還要早，故可迴避使其早到所必要之消耗能量之無用的增加。 且，控制指令算出部12A，在預測上下車時間比既定停車時間還短的情況，可在出發不會延遲的範圍來遅到，故可更省能量地行進。
[4]第4實施形態 上述各實施形態中，雖沒有考慮到前面的列車的狀況，但本第4實施形態，是考慮到靠站停車中之前面的列車的擁擠狀況來進行控制之情況的實施形態。
圖5，是第4實施形態之列車控制系統的概略構造圖。 圖5中，對與圖3之第2實施形態相同的部分附上相同的符號。 本第4實施形態之列車控制系統100B，與第2實施形態之列車控制系統100A不同之處，是使行進目標設定部12C基於前面的列車出發到月台軌道出入結束為止的時間以及到達因前面的列車的靠站停車而受到保險煞車之位置(保險煞車得作動的位置)為止的時間，來設定目標位置TRP、目標速度TRS、目標行進時間TRR。
首先，說明第4實施形態的動作。 圖6，是第4實施形態之列車控制系統的處理流程圖。 構成列車控制系統100B的擁擠監視裝置11之擁擠狀況推測部31，是從車站月台圖像來推測從列車下車的人數、要搭上列車的人數，而將擁擠資訊CI輸出至上下車時間預測部32(步驟S11)。
藉此，上下車時間預測部32，基於與擁擠資訊CI對應之從前面的列車下車的人數與上車的人數之增減，來預測到上下車結束為止的時間(步驟S12)。
該情況中，不只是上下車人數的增減，還參考在前面的列車到達前所接收之乘車率或運轉種類來預測亦可。 上下車時間預測部32的預測，可使用事先儲存之表示上下車人數之增減與到上下車結束為止之時間的關係的資訊。在該情況中，上下車人數的增減，是考慮到運轉種類(區間車、平快車、直達車等)亦可。
且，上下車時間預測部32的預測，除了上下車人數的增減之外，還考慮到乘車率亦可。
作為上下車時間預測部32之使用在預測的資訊，是事先調查上下車人數之增減與上下車時間的關係來決定即可。 且，作為上下車時間預測部32之使用於預測的資訊，是在列車10之到站後以擁擠狀況推測部31從月台圖像計測實際的上下車時間，並基於其結果，使上下車時間預測部32自動調整來決定亦可。
該等之結果，行進目標設定部12C，是對由上下車時間預測部32所通知之到前面的列車上下車結束為止的時間之預測值，加上關門與安全確認所需的時間、前面的列車出發而在月台軌道出入結束(前面的列車後端從月台軌道出入)為止的時間來預測，而設定目標位置TRP、目標速度TRS及目標行進時間TRR(步驟S13)。
在此，關門與安全確認所需的時間，使用事先設定的標準值即可。且，從前面的列車出發到月台軌道出入結束為止的時間，可基於基準運轉曲線來求得。
在此，詳細說明目標位置TRP、目標速度TRS及目標行進時間TRR的設定處理。 圖7，是目標位置、目標速度及目標行進時間的設定處理流程圖。 首先，行進目標設定部12C，預測前面的列車10F出發到月台軌道出入結束為止的時間(步驟S21)。
接著，行進目標設定部12C，接收停止訊號並求出保險煞車施加的位置PEB，預測到達保險煞車施加的位置PEB為止的剩餘時間(步驟S22)。
圖8，是第4實施形態的動作說明圖。 更具體來說，行進目標設定部12C，是從儲存於12B的路線資訊，求出因前面的列車10F之靠站停車而接收停止訊號並施加保險煞車的位置PEB(圖8(a)所示之封閉區間(2T)的起點)，基於現列車10的行進計畫，來預測到達該位置PEB為止的時間。
接著行進目標設定部12C，是比較：前面的列車10F在車站月台之路線編號(軌道)出入結束為止的時間、該列車10因前面的列車的靠站停車而接收停止訊號的情況時到達施加保險煞車的位置為止的時間，來判斷前面的列車10F是否結束月台軌道的出入，或是，判斷前面的列車10F在月台軌道出入結束為止的時間是否為「現列車10到達因前面的列車10的靠站停車而施加保險煞車的位置PEB為止的時間」以下(步驟S23)。
步驟S23的判斷中，前面的列車10F在月台軌道的出入已結束，或是，到前面的列車10F出入月台軌道結束為止的時間沒有使現列車10因前面的列車10的靠站停車而施加(動作)保險煞車之虞，故使目標位置TRP=月台的停止目標位置，使目標速度TRS=0km/h(減速)，使目標行進時間TRR=車站間行進時間的剩餘時間而結束處理(步驟S24)。 藉此，控制指令算出部12A，是在前面的列車出發後，如第1實施形態～第3實施形態般，因應月台滯留人數(或擁擠度)(的預測值)，來調整目標行進時間。
在此，說明第4實施形態的效果。 圖9，是以往之現列車因前面的列車的靠站停車而受到停止訊號的情況時，被施加保險煞車之情況的說明圖。
如圖9(a)所示般，對於與原本的行進計畫對應的行進曲線RPL0，在前面的列車10F於車站停車的情況時，現列車10到達施加保險煞車的位置PEB的情況，會如行進曲線PRL1所示般施加保險煞車，使現列車10停車，搭乘感受會降低。
且，如圖9(b)所示般，前面的列車10F從車站出發，在月台軌道出入結束之前，現列車10到達施加保險煞車的位置PEB的情況時，雖會施加保險煞車但在現列車10停止之前前面的列車10F就已經結束月台軌道之出入的情況，會如行進曲線PRL1所示般，現列車10不會停車，但是會再次催動加速，故搭乘感受依然會降低。
在此，步驟S23的判斷中，前面的列車10F尚未結束月台軌道的出入，且，到前面的列車10F結束月台軌道之出入為止的時間是超過現列車10到達因前面的列車10的靠站停車而施加保險煞車之位置為止的時間的情況時(步驟S23；No)，有著施加(動作)保險煞車之虞，故使目標位置TRP=因前面的列車10F的靠站停車而受到保險煞車的位置PEB，使目標速度TRS=前面的列車10F結束月台軌道之出入時的目標位置TRP之限制速度，作為前面的列車10F結束月台軌道的出入為止的時間而結束處理(步驟S25)。
控制指令算出部12A，為了對目標位置、目標速度重新算出在目標行進時間後到達的行進計畫，是算出加速指令、煞車指令來使列車依此行進。
圖10，是第4實施形態的動作說明圖。 與圖9所示的情況不同，根據本第4實施形態，使目標位置TRP=因前面的列車10F的靠站停車而受到保險煞車的位置PEB，使目標速度TRS=前面的列車10F結束月台軌道之出入時的目標位置TRP之限制速度，作為前面的列車10F結束月台軌道之出入為止的時間。
於是，如圖10(a)所示般，相對於與原本的行進計畫對應的行進曲線RPL0，與新的行進計畫對應的行進曲線PRL1是以蛇行來減速，在前面的列車10F結束月台軌道之出入為止前不會到達施加保險煞車的位置PEB。
而且，是在前面的列車10F結束月台軌道之出入之後才到達施加保險煞車的位置PEB，故如圖10(b)所示般，與圖9(b)的情況相較之下，列車的速度降低較少，可在前面的列車10F結束月台軌道之出入的時間點加速而容易接近沿著原本的行進計畫的行進曲線PRL0，抑制搭乘感受的降低，甚至能抑制減速與再加速所致之消耗能量的增加而可停車於月台。
其結果，在列車10到達目標位置的時間點，前面的列車已結束月台軌道的出入，現列車10可進入月台，故將目標位置設定成停止目標位置，將目標速度設定成0km/h，將目標行進時間設定成車站間行進時間的剩餘時間，並重新算出行進計畫來依此使列車10行進到車站為止。在該情況中，由於沒有剩餘時間故會算出最快的行進計畫。
上述構造中，保險系統為數位ATC或CBTC的情況時，為了不讓因前面的列車的靠站停車而接收停止訊號使保險煞車動作的情況，是將目標位置、目標速度、目標行進時間如下設定即可。
圖11，是保險系統為數位ATC或CBTC之情況之第4實施形態的動作說明圖。 在前面的列車10F的靠站停車中設定於站內通道之外的停止模式(圖11(a)所示之封閉區間(2T)的停止模式)，是當前面的列車10F結束月台軌道的出入的話，會如圖11(b)所示般，移動至站內通道終端的封閉區間。
然後，行進目標設定部12C，將前面的列車10F結束月台軌道之出入為止的時間設定為目標行進時間，將在目標行進時間後列車到達停止模式之情況的位置與速度設定為目標位置與目標速度。
藉此，列車10，即使是保險系統為數位ATC或CBTC的情況，亦不會有因前面的列車的靠站停車而接收停止訊號使保險煞車動作的情況，可繼續行進。
[5]第5實施形態 接著說明第5實施形態。 圖12，是第5實施形態的說明圖。 如圖12所示般，在現列車預定到達以外的路線編號處停車中之其他的列車10G，比前面的列車10F的出站還早在與前面的列車的出發通道干涉的通道出發的情況，不僅是前面的列車之上下車結束的時間點，還有必要預測該列車從出發通道完全出入而使前面的列車成為可出發的時間點。
因此，本第5實施形態中，首先擁擠狀況推測部31不僅是月台滯留人數，還從各路線編號之月台圖像之旅客導引顯示裝置的顯示來檢測運轉種類、目的地、發車時刻、有無停車中之列車G。 而且，上下車時間預測部32，針對沒有停車中之列車的路線編號將上下車時間是否超過既定停車時間(或上下車時間的預測值)、運轉種類、目的地、發車時刻、有無停車列車一併作為各路線編號之上下車時間資訊來通知給行進目標設定部12C；針對有停車中之列車的路線編號將到上下車結束為止的剩餘時間的預測值、運轉種類、目的地、發車時刻、有無停車列車一併作為各路線編號之上下車時間資訊來通知給行進目標設定部12C。
該等之結果，行進目標設定部12C，首先，判斷現列車10到達與現列車10所設定之運轉種類及目的地一致之路線編號。
圖13，是第5實施形態的處理流程圖。 該情況中，判斷在現列車10到達之預定到達路線編號處是否有前面的列車10F(步驟S31)。 在步驟S31的判斷中，若沒有列車(前面的列車)時(步驟S31；No)，行進目標設定部12C，如第1實施形態～第3實施形態般，設定目標行進時間(步驟S38)。
在步驟S31的判斷中，若在預定到達路線編號有列車(前面的列車)停車中時(步驟S31；Yes)，行進目標設定部12C，判斷其他路線編號是否有列車為停車中(步驟S32)。
在步驟S32的判斷中，行進目標設定部12C，在其他路線編號沒有列車為停車中的情況(步驟S32；No)，行進目標設定部12C，如第1實施形態～第3實施形態，設定目標行進時間(步驟S38)。 在步驟S32的判斷中，行進目標設定部12C，在其他路線編號有列車為停車中的情況(步驟S32；Yes)，比較兩個路線編號之旅客導引表示的出發預定時刻(步驟S33)。
行進目標設定部12C，是基於出發預定時刻的比較結果來判斷是不是現列車10之前面的列車10F那邊會先預定出發(步驟S34)。 在步驟S34的判斷中，在前面的列車10F那邊會先預定出發的情況(步驟S34；Yes)，由於在該其他路線編號停車中的列車不會對現列車10到該車站為止的運行有所影響，故行進目標設定部12C是與第4實施形態同樣地設定目標位置、目標速度、目標行進時間(步驟S39)。
另一方面，在步驟S34的判斷中，在該其他路線編號停車中之其他列車10G那邊會比現列車10之前面的列車10F還先預定出發的情況(步驟S34；No)，行進目標設定部12C，是由在該其他路線編號停車中的列車之目的地、儲存於儲存部12B的路線資訊，來判斷該等列車10F、10G的出發通道是否會干涉(步驟S35)。
在步驟S35的判斷中，在該其他路線編號停車中的列車與在現列車亦即列車10之預定到達路線編號處停車中之前面的列車的出發通道沒有干涉的情況(步驟S35；No)，行進目標設定部12C是與第4實施形態同樣地設定目標位置、目標速度、目標行進時間(步驟S38)。
另一方面，在步驟S35的判斷中，在該其他路線編號停車中的列車與現列車亦即列車10的出發通道干涉的情況(步驟S35；Yes)，行進目標設定部12C，是從上下車時間預測部32針對其他路線編號之列車來預測之到上下車結束為止的剩餘時間之預測值，與在實施例4預測前面的列車到結束月台軌道之出入為止之時間的方式同樣地，預測其他路線編號之列車到結束出發通道之出入為止的時間(步驟S36)。
而且，行進目標設定部12C，是將其他路線編號之列車10G到結束出發通道之出入為止的預測時間、前面的列車10F之到上下車結束為止的預測時間之中較長的那邊，採用為前面的列車10可出發的預測時間(步驟S37)。 藉此，即使是在其他路線編號停車中的列車與前面的列車的出發通道干涉的情況，亦能預測到現列車成為可進入車站為止的時間，迴避在車站前受到保險煞車所導致之搭乘感受的惡化，可抑制減速與再加速所致之消耗能量的增加。
[6]第6實施形態 圖14，是第6實施形態之列車控制系統的概略構造圖。 上述第1實施形態～第5實施形態中，上下車時間預測部32是車站之擁擠監視裝置的構成要件，但如圖13所示般，可將具有與上下車時間預測部32相同構造的上下車時間預測部12D放置於車上，而成為列車控制裝置12X的構成要件。
該情況中，擁擠監視裝置11X，是採用以下構造：具有擁擠狀況推測部31，透過通訊裝置CD及通訊裝置23，將擁擠資訊CI通知給上下車時間預測部12D。
藉由採用這種構造，只是擁擠狀況推測部31與上下車時間預測部12D之間的資訊收授會透過通訊裝置CD，而上下車時間預測部12D與行進目標設定部12C之間的資訊收授變成不透過通訊裝置而已，作用及效果是與第1實施形態～第4實施形態相同。
[7]總結 如以上說明般，根據上述各實施形態，可提供列車控制裝置，其從月台圖像來推測在下個站停車中之前面的列車到出發為止的時間，可正確地推測到成為可進入車站為止的時間，藉此迴避進入車站前的保險煞車動作。
雖說明了本發明的幾個實施形態，但該等實施形態係舉例而提示者，並沒有用來限定發明之範圍的意圖。該等新穎的實施形態，可藉由其他各種形態來實施，只要在不超脫發明之主旨的範圍內，可進行各種的省略、置換、變更。該等實施形態或其變形，係包含在發明的範圍或主旨，且包含在與申請專利範圍所記載的發明所均等的範圍。
本實施形態的列車控制裝置，是具備MPU等之控制裝置、ROM(Read Only Memory)或RAM等之儲存裝置、HDD、CD驅動裝置等之外部儲存裝置、顯示裝置、各種輸入裝置，是利用通常之電腦的硬體構造。
在本實施形態之列車控制裝置所實行的程式，是以可安裝的形式或可實行的形式之資料，記錄在CD-ROM、USB記憶體等之半導體記憶體裝置、DVD (Digital Versatile Disc)等之可用電腦讀取的記錄媒體來提供。
且，在本實施形態之列車控制裝置所實行的程式，是構成為儲存在連接於網際網路等之網路的電腦上，經由網路下載藉此來提供亦可。且，在本實施形態之修正資訊算出裝置11所執行的程式，是構成為經由網際網路等之網路來提供或發佈亦可。
且，本實施形態之列車控制裝置的程式，是構成為事先存進ROM等來提供亦可。
10:列車 10F:前面的列車 11,11X:擁擠監視裝置 12:列車控制裝置 12A:控制指令算出部 12B:儲存部 12C:行進目標設定部 12D:上下車時間預測部 13:主幹控制器 14:控制傳送裝置 15:馬達 16:煞車裝置 17:驅動/制動控制裝置 18:定時訊號產生器 19:車上配件 21:速度位置檢測裝置(速度位置檢測部) 22:集電弓 23:通訊裝置 24:ATC車上裝置 26:ATC地上裝置 31:擁擠狀況推測部 32:上下車時間預測部
[圖1]，是第1實施形態之列車控制系統的概略構造圖。 [圖2]，是回復運轉模式的說明圖。 [圖3]，是第2實施形態之列車控制系統的概略構造圖。 [圖4]，是緩速運轉模式的說明圖。 [圖5]，是第4實施形態之列車控制系統的概略構造圖。 [圖6]，是第4實施形態之列車控制系統的處理流程圖。 [圖7]，是目標位置、目標速度及目標行進時間的設定處理流程圖。 [圖8]，是第4實施形態的動作說明圖。 [圖9]，是以往之現列車因前面的列車的靠站停車而受到停止訊號的情況時，被施加保險煞車之情況的說明圖。 [圖10]，是第4實施形態的動作說明圖。 [圖11]，是保險系統為數位ATC或CBTC之情況之第4實施形態的動作說明圖。 [圖12]，是第5實施形態的說明圖。 [圖13]，是第5實施形態的處理流程圖。 [圖14]，是第6實施形態之列車控制系統的概略構造圖。
10:列車
10F:前面的列車
11:擁擠監視裝置
12:列車控制裝置
12A:控制指令算出部
12B:儲存部
12C:行進目標設定部
13:主幹控制器
14:控制傳送裝置
15:馬達
16:煞車裝置
17:驅動/制動控制裝置
18:定時訊號產生器
19:車上配件
20:電力接收器
21:速度位置檢測裝置(速度位置檢測部)
22:集電弓
23:通訊裝置
24:ATC車上裝置
25:地面配件
26:ATC地上裝置
31:擁擠狀況推測部
32:上下車時間預測部
100:列車控制系統
BC1:煞車指令
BC2:煞車指令
BC3:煞車指令
BCX:煞車指令
CD:通訊裝置
CI:擁擠資訊
CM:攝影機
DC2:加速指令
DC3:加速指令
DCX:驅動指令
DI:拍攝資料
GD:配件檢測資訊
LD:荷重裝置
LN:架線
OP:運行資訊
RD:路線資訊
RL:鐵道
RT:上下車時間資訊
SA:ATC訊號
SP:速度位置檢測訊號
SRL:在線檢測資訊
TG:上下車時間
TP:脈衝
TR:車輛資訊
TRT:行進時間

Claims (15)

  1. 一種列車控制系統，具備：擁擠監視裝置，其具有：使用由拍攝車站月台的攝影機所輸出的拍攝資料來推測月台上之人數的擁擠狀況推測部、基於前述擁擠狀況推測部的推測結果來預測上下車時間並產生上下車時間預測資訊的上下車時間預測部、將前述預測資訊通知給行進目標設定部的通訊裝置；列車速度位置檢測部，其檢測現列車的速度與位置；儲存部，其儲存路線資訊、車輛資訊及運行資訊；前述行進目標設定部，其輸入有前述現列車之預定停車之車站月台的上下車時間的預測結果，基於前述預測結果、儲存於前述儲存部的運行資訊，來設定目標行進時間；以及列車控制裝置，其具有控制指令算出部，該控制指令算出部基於前述列車速度位置檢測部的檢測結果、儲存於前述儲存部的路線資訊、車輛資訊及前述目標行進時間，來算出對驅動/制動控制裝置的控制指令。
  2. 如請求項1所述之列車控制系統，其中，前述上下車時間預測部，是當前述月台上的人數成為既定值以上的話，則預測上下車時間超過既定停車時間。
  3. 如請求項1或請求項2所述之列車控制系統，其中，前述控制指令算出部，推測到車站為止的剩餘時間，並通知給前述擁擠監視裝置， 前述上下車時間預測部，是基於月台上的人數的增加程度、所通知之前述到車站為止的剩餘時間，來預測列車到達時的人數，該人數為既定值以上的情況時，預測上下車時間超過既定停車時間。
  4. 如請求項1或請求項2所述之列車控制系統，其中，前述擁擠狀況推測部，使用前述拍攝資料來檢測上下車弱勢者，前述上下車時間預測部，在檢測到前述上下車弱勢者的情況時，預測上下車時間超過既定停車時間。
  5. 如請求項1或請求項2所述之列車控制系統，其中，前述行進目標設定部，在前述上下車時間的預測結果超過既定停車時間時，是以一定時間早到的方式來設定從現在位置到下個停車車站為止的前述目標行進時間，在前述上下車時間的預測結果沒超過既定停車時間時，是以準時到達的方式來設定前述目標行進時間。
  6. 如請求項1或請求項2所述之列車控制系統，其中，前述控制指令算出部，推測現列車之到車站為止的剩餘時間，並通知給前述擁擠監視裝置，前述上下車時間預測部，是基於月台上的人數的增加程度、所通知之列車到車站為止的剩餘時間，來預測列車到達時的人數，該人數為既定值以下的情況時，預測上下 車時間低於既定停車時間一定時間以上。
  7. 如請求項6所述之列車控制系統，其中，前述行進目標設定部，在預測上下車時間低於既定停車時間一定時間以上時，是以一定時間晚到的方式，設定從現在位置到下個停車車站為止的目標行進時間。
  8. 如請求項1或請求項2所述之列車控制系統，其中，前述控制指令算出部，推測現列車之到車站為止的剩餘時間，並通知給前述擁擠監視裝置，前述上下車時間預測部，是基於月台上的人數的增加程度、所通知之列車到車站為止的剩餘時間，來預測列車到達時的人數，並基於該人數來算出上下車時間預測值。
  9. 如請求項8所述之列車控制系統，其中，擁擠狀況推測部，是基於列車到達後之攝影機的拍攝資料來計測上下車時間實際值，前述上下車時間預測部，是基於前述列車到達時之月台上的人數的履歷、列車到達後之上下車時間實際值的履歷、列車到達時之月台上的人數的預測值，來算出上下車時間預測值。
  10. 如請求項9所述之列車控制系統，其中，前述列車控制裝置，具備推測乘車率的乘車率推測部，前述上下車時間預測部，是基於列車到達時之月台上 的人數的履歷、列車到達後之上下車時間實際值的履歷、前述乘車率的履歷、列車到達時之月台上的人數的預測值、前述乘車率，來算出上下車時間預測值。
  11. 如請求項1或請求項2所述之列車控制系統，其中，前述行進目標設定部，在上下車時間預測值低於既定停車時間時，是以晚到該差距時間的方式，在此以外的情況是以準時到達的方式，來設定從現在位置到下個停車車站為止的目標行進時間。
  12. 如請求項1或請求項2所述之列車控制系統，其中，前述擁擠狀況推測部，是從由拍攝車站月台的攝影機所輸出之拍攝資料中之旅客導引顯示裝置的顯示來取出運轉種類、目的地、發車時刻，前述行進目標設定部，是基於擁擠狀況推測部所取出之運轉種類、目的地、設定於現列車的運轉種類、目的地，來推測現列車的預定到達路線編號，並設定行進目標。
  13. 如請求項1或請求項2所述之列車控制系統，其中，前述擁擠狀況推測部，是使用由拍攝車站月台的攝影機所輸出的拍攝資料，來推測停車中之列車的上下車人數，前述上下車時間預測部，是從擁擠狀況推測部所推測 之上下車者數，來推測到上下車結束為止的剩餘時間，行進目標設定部，是基於儲存在前述儲存部的路線資訊、運行資訊、上下車時間預測部所推測的剩餘時間，來將因前面的列車的靠站停車而使後續列車受到保險煞車的位置與速度設定為目標位置與目標速度，預測到因前面的列車的出發而使後續列車可進入車站為止的時間來設定目標行進時間。
  14. 如請求項13所述之列車控制系統，其中，前述行進目標設定部，是基於前述擁擠狀況推測部所取出之路線編號的運轉種類、目的地、儲存於前述儲存部的路線資訊，來推測在各路線編號停車中的列車出入於車站的經路。
  15. 一種列車控制方法，是實行列車控制系統的方法，該列車控制系統具備：設置在地上側的擁擠監視裝置、搭載於列車的列車控制裝置，該列車控制裝置具有：檢測現列車之速度與位置的列車速度位置檢測部及儲存路線資訊、車輛資訊及運行資訊的儲存部，其特徵為，具備：基於由拍攝車站月台的攝影機所輸出的拍攝畫面來推測月台上之人數的過程、基於前述推測的結果來預測上下車時間的過程、基於前述預測的結果、儲存於前述儲存部的運行資訊，來設定目標行進時間的過程、基於前述列車速度位置檢測部的檢測結果、前述儲存 部所儲存的路線資訊、車輛資訊及前述目標行進時間，來算出對驅動/制動控制裝置的控制指令的過程。
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