JPH07106704B2 - 列車制御方法 - Google Patents

列車制御方法

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JPH07106704B2
JPH07106704B2 JP57058120A JP5812082A JPH07106704B2 JP H07106704 B2 JPH07106704 B2 JP H07106704B2 JP 57058120 A JP57058120 A JP 57058120A JP 5812082 A JP5812082 A JP 5812082A JP H07106704 B2 JPH07106704 B2 JP H07106704B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軌道上を走行する列車の制御方式、特に競合点
での列車通過順序を決定する優先判断方式に関するもの
である。
従来の列車運行管理システムにおいても、進路が交差す
る場所すなわち、競合点における列車通過順序の決定
(優先判断)は行なわれていたが、その判断論理は、線
路形態、列車運行形態によつて変わると考えられ、シス
テム毎,場所毎に判断論理が設計され、プログラム化さ
れてきた。
第1図を用いて従来方式の問題点を説明する。従来方式
では、列車が走行してある定められた地点に到達し、あ
るいは、時刻が経過してある定められた時刻になると、
列車は信号機を赤から青に変える信号制御要求を発す
る。制御要求が発せられると各列車は、場所毎、列車毎
に定められた各自のプログラムを用いて、該当信号機の
内方にある競合点を使用してよいか否かを判定する。第
1図で、例えば、制御要求を発した列車Cは、自分のプ
ログラムP.Cを用いて列車A,B,Dとの相互関係を判定し、
他の全ての列車に優先すると判断すれば、競合点を使用
する。他列車A,B,Dも同様の処理をする。信号制御要求
が発せられる時期は列車ごとに異なり、線路形態が複雑
で、列車種別が多く、列車の運行形態が多様なシステム
では、独立に動作するプログラムが整合性を持つように
作ることは非常に難しい。ここで整合性とは全ての競合
点において、次の2つの条件が成立することである。
〔但し、#(R)≧2のとき〕 ……(1) ここでC(p,r,t)は時刻tに列車rが競合点pを使用
可能ならば1,そうでなければ0とする。Rは競合点pに
関連する列車の集合、∩は論理積、∪は論理和を、#
(R)は集合Rの構成要素数を表わす。
上述した条件(1)は1個の競合点を同時に2以上の列
車が使用しないこと(衝突の回避)を、条件(2)は全
列車が競合点使用不可とならないこと(1列車は使用可
となること)を意味している。
本発明の目的は、線路形態,列車運行形態が変更される
ごとにプログラムを変更する必要がなく、かつ、線路形
態等が複雑になつた場合にも判断論理が矛盾を生ずるこ
とがない列車の制御方式を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明では、各列車
の現在位置、通過予定経路をテーブルに登録するだけ
で、所定の優先判断基準に従つて、一括して競合点にお
ける列車通過順序を決定し、各信号機制御許可条件とし
て優先判断結果を参照し、自列車より優先となる列車が
1台もなければ条件成立とするようにしたことを特徴と
する。
以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
第2図は本発明に係る列車運行管理システムの全体構成
の例を示すもので、1は駅、2はデータ処理装置、3は
プログラムメモリ、4はデータメモリ、5は指令装置を
示す。
図において、データ処理装置2は、プログラムメモリ3
に格納されたプログラムに従つて、駅1から送られる信
号機、軌道回路等の信号SGIと指令装置5からの計画ダ
イヤ等の信号SG2とを用いて優先判断処理を行ない、そ
の結果に従つて、駅1の信号機に信号SG3を送出するよ
うになつている。
第3図は第2図の列車運行管理システムにおける動作の
概要を示すものである。
図において、対象プロセス6の信号機、列車等の状態に
従つて、追跡処理7では追跡情報8を作成する。優先判
断処理9では、追跡情報8を用いて優先判断結果10を作
成する。進路制御処理11では、追跡情報8、優先判断結
果10および計画情報(列車ダイヤ)12を参照して、どの
信号機を制御するかを決め、その制御出力を対象プロセ
ス6に入力する。
具体的には、追跡処理7の役割は、どの列車がどの場所
にいるかを認識し、列車位置を必要とする他の処理に手
渡すことである。追跡処理7では対象プロセス1の状態
を入力し、追跡情報8を作成する。より詳しくいえば、
線路を信号機で区切られる区間および区間内を更に区切
る軌道回路(の連続する集まり)に分割し、列車がどの
区間・軌道回路に在線するかを定める。列車の移動検出
は、軌道回路のオン/オフ、信号機の現示(青/赤)を
用いて行なう。列車名の付与は、列車の生成,分割,併
合場所ごとに定められた列車名計画に基づいて行なう。
進路制御処理11は、追跡情報8、優先判断結果10、およ
び計画情報(列車ダイヤ)12を参照して、信号機を青に
する各種条件が整つているか否かをチエツクし、条件が
成立していれば該当信号機の制御要求を対象プロセス6
に出力する。
従来方式では進路制御処理と優先判断処理は分離され
ず、進路制御条件チエツクの途中で、優先判断が起動さ
れていた。これに対して、本発明の方式では、優先判断
と進路制御処理間のインターフエースとして優先判断結
果10が設定され、進路制御は優先判断を起動するのでは
なく、判断結果を参照するのみとした。また、信号制御
出力に伴つて不要となつた判断結果は、進路制御処理に
おいて消去される。
なお、追跡処理の詳細については、例えば、「列車運行
管理システムのソフトウエア構成標準化」p275〜279,第
14回鉄道におけるサイバネテイクス利用国内シンポジウ
ム論文集(1977年11月)に示されている。
第4図は本発明による優先判断方式を説明するための図
である。
優先判断を行なうためには、最初に競合点を選定しなけ
ればならない。競合点とは列車の進路(信号機によつて
進行が許可された道のこと)が交差する場所であつて、
列車の通過順序を決めなければならない場所のことであ
る。
競合点の選定基準は「競合する任意の2個の信号機が共
用する場所(軌道回路区間)のうち少くとも1個所は必
ず含む」というものである。2個の信号機が共用する場
所が2個以上あるときは、全てを競合点としても良い
が、処理量からいうと競合点数は少ない程よいので、必
要最小限の場所を競合点とすればよい。第4図の例では
Q1,Q2,Q3,Q4の4個所が必要である。
競合点を選定すると次には、どの列車を判断対象にする
か決定しなければならない。ある列車がある競合点を使
用してよいか否かを決める際には、競合関係をもつ他の
列車も判断対象になつていなければならない。優先判断
は駅を単位として実行するので、駅ごとに判断範囲を定
め、その範囲内に存在する列車を判断対象とする。第4
図の例では破線の内部が判断範囲であり、列車A,B,Cが
対象となるが、列車Dは対象外である。
本例では列車AとCが競合点Q1で、列車AとBが競合点
Q2で競合するので、この2ケースについて判断する必要
がある。
第5図は第2図のデータ処理装置2で行なわれる優先判
断処理の概略処理手順を示すスケルトンフローチヤート
である。これは1駅分のみの処理を示しているが、各駅
に関して同様に処理が行なわれる。
ルーチン21では該当駅の優先判断対象列車を識別する。
第4図で説明したごとく、駅毎に予め定められた判断対
象範囲に存在する列車を判断対象とする。
ルーチン22では、各列車が持つている計画(列車ダイ
ヤ)から、該当列車が使用する信号機列を求め、関連す
る競合点を計算する。
第4図の例では、信号機列を示す信号機列テーブルは第
6図のようになる。列車Aは、信号機S2,S3を列車Bは
信号機S4を、列車Cは信号機S5を使用する。
関連する競合点は、第8図に示す、競合テーブルに登録
される。この際、信号機と競合点の関係を第7図に示す
信号機−競合点対応表を利用する。
競合テーブルは、列車Aが信号機S2によつて競合点Q
1を、信号機S3によつて競合点Q2を、列車Bは信号機S4
によつて競合点Q2を、列車Cは信号機S5によつて競合点
Q1を使用することを示している。
ルーチン23は、列車の現在位置と計画から、各列車が競
合点を使用する時間を予測計算する。
その時刻計算法を第9図,第10図を用いて説明する。競
合点に関係する信号機の制御方法に応じて2種類の計算
法がある。第9図のB列車の競合点Q2のように、列車の
接近によつて信号機を制御する場合は、第10図(a)に
示すように、最近の地点通過時刻t1に、該当地点から該
当信号機までの走行時分TA1を加えて、信号機到達予想
時刻t2を求める。この時刻t2から信号機毎に定められて
いる制御時分TA2を減じて、競合点使用開始予想時刻t3
とする。制御時分TA2は、信号機位置に到達するどのく
らい前に信号機を制御しなければならないかを示す量
で、ランカーブから求められる。信号機到達予想時刻t2
に解放時分TA3を加えて競合点使用終了予想時刻t4とす
る。解放時分TA3は信号機位置到達後、競合点を通りす
ぎるまでの時分であり、第9図の競合点Q2の例では軌道
回路T7およびT8を通過する時分である。第9図のC列車
の競合点Q1はホームを発車した列車が通過する場合で、
ここでは計画時刻によつて信号機が制御される。この場
合には第10図(b)に示すように、計画出発時刻が競合
点使用開始予想時刻t3であり、これに、ホーム・信号間
の走行時分TA4、解放時分(軌道回路T2およびT6の通過
時分)TA3を加えて競合点使用終了予想時刻t4とする。
上記の計算に現われる走行時間は、必要なら列車種別毎
にもつ。以上のようにして求めた競合点使用開始/終了
予想時刻t3,t4を競合テーブルの該当欄に登録する。
ルーチン23で計算する時刻は、各列車が他列車によつて
支障されないと考えて求めた時刻である。実際には計画
上、自列車より先に出発するよう決められた列車があつ
たり、自分が進入しようとする場所に既に他列車がいた
りするために、上記の時刻計算通りには進行できないこ
とがある。ルーチン24では、他列車による制約を考慮し
て競合点使用開始/終了予想時刻を修正する。
ルーチン25では、ルーチン23,24で計算され、第8図の
競合テーブルに登録された時刻をもとに競合点の列車通
過順序を判定する。
競合テーブル上で競合点Q1を固定し、縦に見た時、複数
の列車が登録されており、それらの使用開始予想時刻t3
から使用終了予想時刻t4の時間帯がオーバーラツプして
いれば、その列車は競合関係にあることになる。
順序判定を第11図を用いて説明する。
▲TS i▼(Q),▲TE i▼(Q)は列車i(AまたはB)
の競合点Qに関する競合点使用開始/終了予想時刻であ
り、「′」のついたのは相手列車を優先させたために遅
延することになる自列車の競合点使用時刻である。dA
列車Bを優先させたために列車Aが被る遅れ、dBは列車
Aを優先させたために列車Bが被る遅れであり、競合支
障時分と呼ぶ。
順序判断の一つの目的関数は、DA 1=WA×dA DB 1=WB×
dBであり、DA 1≧DB1ならA列車優先、そうでなければB
列車優先とするものである。
dA=TB E(Q)−TA S(Q) dB=TA E(Q)−TB S(Q) であり、WA,WBはQに関係する両列車の信号機種別,列
車種別,時間帯に依存する重みである。
順序判断の今一つの目的関数は、競合点Qで、dA,dB
る遅れを被つた時、該当列車の該当駅からの計画出発時
刻に対する遅れ、発遅れ時分に重みを掛けたDA 2,DB 2
あり、上記と同様DA 2≧DB 2ならA列車優先、そうでなけ
ればB列車優先とするものである。
発遅れ時分は、ローカルな競合点の判断に駅全体を考慮
した遅れを考えるのに対し、競合支障時分は、ローカル
な判断にはローカルな情報しか用いないという違いがあ
る。
ルーチン26ではルーチン25での判断結果を第12図に示す
判断結果テーブルに登録する。なお、これらのテーブル
類はデータメモリ4に格納されており、判断結果テーブ
ルは例に示すように優先列車−非優先列車の対を競合点
ごとに何組か登録する形をとる。このように半順序関係
を採用し、全列車の順序付けをしないのは、順序決定に
柔軟性をもたせるためである。
判断結果を利用する進路制御処理では、制御しようとす
る信号機の内方に存在する競合点(第7図参照)に対応
する判断結果テーブル(第12図)を参照し、自列車が非
優先となる対が登録されていなければ判定OKとして、信
号機制御の許可を与える。自列車が非優先となる対が登
録されていれば、許可を与えない。
優先列車が、該当競合点を使用し終ると、その順序対
は、判断結果テーブルから消去される。
以上説明したように、本発明の優先判断方式によれば、
従来方式のように、線路形態,列車運行形態が変更され
るごとにプログラムを変更する必要がなく、定数変更の
みで対処でき、また、線路形態等が複雑になつた場合に
も判断論理が矛盾を生ずることがない。従つて、本発明
の効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の列車制御方式を説明するための図、第2
図は本発明に係る列車運行管理システムの一例の構成
図、第3図は第2図のシステムの動作の概要を示す図、
第4図は本発明による優先判断処理の例を説明するため
の図、第5図は本発明による優先判断の一例のスケルト
ンフローチヤート、第6図,第7図,第8図は本発明に
使用するテーブル説明図、第9図,第10図,第11図は本
発明による時刻計算法を示すための図、第12図は優先判
断結果を示すテーブル説明図である。 1……駅、2……データ処理装置、9……優先判断処
理。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川合 義憲 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (56)参考文献 特開 昭48−93105(JP,A) 特開 昭49−128407(JP,A) 特開 昭54−42711(JP,A)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駅毎に設けられた処理装置が、前記駅毎に
    定められた線路の範囲内にある複数の列車の運行を、信
    号機によって制御する方法において、 前記複数の列車の運行計画情報から得られる前記複数列
    車と信号機との対応関係を示す第1のテーブル、及び前
    記複数列車の進路が交差し、かつ、前記複数列車の通過
    順序の決定が必要な場所である競合点と前記信号機との
    対応関係を示す第2のテーブルに基づいて、前記複数列
    車に関する競合点を抽出し、 前記競合点毎に前記複数列車の使用状況を登録する第3
    のテーブルに、列車の移動検出手段から得られる列車の
    現在位置情報より求めた前記複数列車の前記競合点の使
    用開始予想時刻及び使用終了予想時刻を格納し、前記第
    3テーブル及び前記運行計画情報に基づいて、前記競合
    点において前記複数列車が互いに競合しないように前記
    複数列車の通過順序を設定し、 前記通過順序を参照して、前記複数列車のうちで、ある
    列車よりも優先となる他の列車がなければ、前記列車と
    前記他の列車の進路が交差する前記競合点を前記列車が
    使用できるように前記競合点に関する前記信号機を制御
    する、ことを特徴とする列車制御方法。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の列車制御方法
    において、前記通過順序を設定する処理は、 前記現在位置情報に基づいて、ある列車を除く他の列車
    を優先させた場合の前記列車の前記運行計画情報に格納
    された計画時刻に対する遅れ時分を求める処理を、前記
    複数列車の各々に関して繰り返し、 前記遅れ時分の大なる列車を優先させる、ことを特徴と
    する列車制御方法。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の列車制御方法
    において、前記通過順序を設定する処理は、 前記競合点毎に、前記現在位置情報に基づいて、ある列
    車を除く他の列車を優先させた場合の前記列車が被る支
    障時分を求める処理を、前記複数列車の各々に関して繰
    り返し、 前記支障時分の大なる列車を優先させる、ことを特徴と
    する列車制御方法。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第2項あるいは第3項記載
    の列車制御方法において、 前記競合点毎に、前記列車が使用する前記競合点に対応
    する信号機の位置に前記列車が到達する信号機到達予想
    時刻を求め、 前記信号機到達予想時刻から求めた前記列車の前記競合
    点の使用開始予想時刻及び使用終了予想時刻を参照し
    て、前記通過順序を設定する、ことを特徴とする列車制
    御方法。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第4項記載の列車制御方法
    において、 前記列車に関する前記競合点の前記使用開始予想時刻及
    び前記使用終了予想時刻から、前記列車の前記競合点の
    使用時間帯を求め、 前記複数列車のうち2つ以上の列車に関する前記使用時
    間帯が少なくとも一部分重複する場合に、前記使用時間
    帯が重複する列車のうち、ある列車の前記使用開始予想
    時刻を、前記使用時間帯が重複する他の列車の前記使用
    終了予想時刻以降に遅らせ、 前記列車の前記使用開始予想時刻を遅らせた時分を参照
    して、前記列車の前記使用終了予想時刻を遅らせる、こ
    とを特徴とする列車制御方法。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第4項記載の列車制御方法
    において、 前記信号機到達予想時刻から列車の走行に支障を与えな
    い予め定められた制御時分を減じて使用開始予想時刻と
    する、ことを特徴とする列車制御方法。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第4項記載の列車制御方法
    において、 前記運行計画情報に格納された列車運行の計画制御時刻
    を使用開始予想時刻とする、ことを特徴とする列車制御
    方法。
  8. 【請求項8】特許請求の範囲第4項記載の列車制御方法
    において、 前記信号機到達予想時刻に前記列車の前記競合点の通過
    時分を加えて、前記列車の前記競合点の使用終了予想時
    刻とする、ことを特徴とする列車制御方法。
  9. 【請求項9】特許請求の範囲第2項あるいは第3項記載
    の列車制御方法において、 前記複数列車の列車種別、前記複数列車の進路が交差す
    る競合点における進路を制御する信号機種別、及び/又
    は時間帯に対応した重みを用いて、前記通過順序を設定
    する、ことを特徴とする列車制御方法。
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