列车行驶预测装置以及列车行驶预测方法与流程

本发明涉及列车行驶预测装置以及列车行驶预测方法。

背景技术：

以往，作为预测列车今后的运行状况的技术，有基于信号条件来进行列车的运动计算从而进行精密预测的方式，以及单纯地将站与站之间的所需时间、出发抵达时间间隔的值相加来进行预测的方式。前者具有预测精度高但计算时间长的特征，后者(站单位预测)具有预测精度低但计算时间短的特征。

在站单位预测中，按时间上从前往后的顺序将站间行驶时间、站停车时间与出发时刻、抵达时刻相加，来计算下一站的抵达时刻、出发时刻。例如在先行列车的出发时刻延迟的情况下，将后续列车眼前一站的出发时刻与站间的最小行驶时间相加得到的时刻、与先行列车的下一站出发时刻与最小出发抵达时间间隔相加得到的时刻进行比较，计算其中较晚的一方作为后续列车的下一站抵达时刻。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2715647号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

然而，根据上述现有技术，并未准确考虑列车的运动状态。因此，将最小出发抵达时间间隔确定为固定值，从而存在因实际的列车运行而产生误差的问题。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于获得一种能在不增加计算时间的情况下提高站单位预测的运行预测精度的列车行驶预测装置以及列车行驶预测方法。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述课题，实现发明目的，本发明的特征在于，包括：所需时间存储部，该所需时间存储部记录利用基于列车运动条件的列车模拟预先对每个站间生成的站间所需时间表，该站间所需时间表表示对象列车的眼前一站出发时刻与先行列车的下一站出发时刻的时刻差和所述对象列车到下一站为止的所需时间的关系；以及运行预测部，该运行预测部基于列车时刻表以及列车的出发抵达时刻的信息，参照记录在所述所需时间存储部中的所述站间所需时间表，并基于关于预测期间内各对象列车所获取到的所需时间的信息来生成预测时刻表。

发明效果

根据本发明，具有如下效果：能在不增加计算时间的情况下提高站单位预测的运行预测精度。

附图说明

图1是表示利用了列车行驶预测装置的列车运行系统的构成例的图。

图2是表示以往的站单位预测的图。

图3是表示本实施方式的站单位预测的原理的图。

图4是表示站间所需时间表的构成例的图。

图5是表示站间所需时间表中记录的所需时间的计算方法的示意图。

图6是表示利用站单位预测的列车行驶预测方法的流程图。

图7是表示预测时刻表的生成方法的图。

具体实施方式

下面，基于附图详细说明本发明所涉及的列车行驶预测装置以及列车行驶预测方法的实施方式。另外，本发明并不由本实施方式所限定。

实施方式.

图1是表示利用了本实施方式的列车行驶预测装置的列车运行系统的构成例的图。列车运行系统包括列车行驶预测装置10、运行管理系统20、列车时刻表数据库(DB)30、以及位置检测装置40。列车行驶预测装置10包括运行预测部11及所需时间数据库(DB)12。

列车行驶预测装置10中，运行预测部11基于从运行管理系统20获取到的列车时刻表、以及到当前时间点为止列车到各站的出发抵达实际情况，参照所需时间DB12，从存储在所需时间DB12中的站间所需时间表获取对象列车的相当于站的出发时刻差的站间所需时间，并预测当前时间点之后的列车的运行，生成预测结果(预测时刻表)并输出到运行管理系统20。

运行管理系统20对由位置检测装置40所检测到的位置信息进行跟踪，并生成列车到车站的出发抵达实际情况。运行管理系统20中，从列车时刻表DB30获取预先生成的列车时刻表，并根据需要进行出发抵达顺序的变更等修正。

列车时刻表DB30是存储运行管理系统20中作为对象的路线的列车时刻表的数据库。

位置检测装置40根据轨道电路等从实际的铁路系统中检测列车位置，并将列车的位置信息通知给运行管理系统20。

接着，对列车行驶预测装置10中基于站单位预测的列车行驶预测方法进行说明。首先，为了明确与现有技术的差异，对以往的站单位预测进行说明，接着对本实施方式的站单位预测的原理进行说明。

图2是表示以往的站单位预测的图。示出列车1为先行列车，列车2为后续列车，且各列车从站A向站B的方向行驶的状态。如背景技术中说明的那样，在先行列车的列车1在站B的出发时刻延迟的情况下，将后续列车的列车2的站A出发时刻与站A－站B间的最小行驶时间相加得到的时刻、和先行列车的出发时刻与最小出发抵达时间间隔相加得到的时刻进行比较，计算其中较晚的一方作为后续列车的列车2的站B抵达时刻。然而，该方法中，由于最小出发抵达时间间隔固定，因此会因实际的列车运行而产生误差。

图3是表示本实施方式的站单位预测的原理的图。站B的最小出发抵达时间间隔取决于列车1与列车2的行驶方式。若将列车1从站B出发时的行驶方式设为固定，则站B的最小出发抵达时间间隔仅取决于列车2在站A－站B间的行驶方式。列车2的站间行驶方式实际上也基本不变，变化的仅仅是基于与作为先行列车的列车1的间隔的信号条件。由于列车1与列车2的间隔由列车1在站B的出发时刻与列车2在站A的出发时刻的差来决定，因此能根据出发时刻的差来求得实际的站B的最小出发抵达时间间隔。

本实施方式中，预先考虑了列车的运动条件、信号条件等来进行更精密的列车运行计算，并生成表示出发时刻的差与最小出发抵达时间间隔的关系的表(站间所需时间表)。由此，之后在进行站单位预测时，能根据站的出发时刻的差来求出合适的最小出发抵达时间间隔，从而能够获得更准确的列车运行预测结果。此外，在进行站单位预测时，仅参照事先生成的表(站间所需时间表)即可，因而不会导致计算时间增加。

图4是表示存储在所需时间DB12中的站间所需时间表的构成例的图。示出了出发时刻差与所需时间的关系。构成为能够根据先行列车(图2、图3中为列车1)的下一站(图2、图3中为站B)出发时刻与该列车(后续列车：图2、图3中为列车2)的眼前一站(图2、图3中为站A)出发时刻的差，来参照该列车到下一站的所需时间。这里，作为一个示例示出站A－站B间的站间所需时间表，但在所需时间DB12中，至少要对运行预测的对象路线的每个站间准备同样的表。

如图4所示，在先行列车的下一站(站B)出发时刻提早时，出发时刻差为负。另一方面，随着先行列车的下一站(站B)出发时刻变晚，即，随着变为正的方向，该列车(后续列车)的站间所需时间逐渐变长，该列车(后续列车)的下一站(站B)抵达时刻变晚。这是由于，随着先行列车的下一站出发时刻延迟，该列车受到信号条件限制而必须降低速度。

另外，所需时间DB12中，至少对每个站间准备同样的表，但也能根据例如站间的速度限制的设定状况、行驶模式、列车的不同车型的性能等，对相同的站间准备多个表。运行预测部11中，能根据站间的速度限制的设定状况、行驶模式、列车的不同车型的性能等，从存在有多个的每个站间的表中选择合适的表来进行参照。

此外，在所需时间DB12中，可以在存在从站A出发通过站B并抵达站C这样的列车的情况下，准备站A-站C间的站间所需时间表，或者也可以准备从站A出发到通过站B为止的站间所需时间表和通过站B到抵达站C为止的站间所需时间表。该情况下，运行预测部11中，将从站A出发到通过站B为止的站间所需时间表与通过站B到抵达站C为止的站间所需时间表组合起来利用。

图5是表示站间所需时间表中记录的所需时间的计算方法的示意图。通常，根据先行列车的行驶方式，对后续列车设定受到速度限制、禁止进入的范围(图5中为便于观察，仅示出一处，但与背景不同的色彩部分均符合该范围)。若将先行列车的行驶方式设为固定，则能对要计算所需时间的对象列车(后续列车，图5中为本列车)的运动进行准确地计算，从而获得站间的行驶轨迹，据此能获得所需时间。当列车在站间以特别方式行驶时，例如在设定了速度限制的情况下，还有在利用行驶预测控制进行最佳行驶，即预测信号开通时刻从而恰当地限制速度来进行行驶的情况下，也能如图5所示那样计算行驶轨迹。根据这样事先计算的结果，能预先生成站间所需时间表。

本实施方式中，预先生成每个站间的站间所需时间表并存储到所需时间DB12中。运行预测部11基于从运行管理系统20获取到的列车时刻表、出发抵达实际情况，从所需时间DB12获取相应的所需时间的信息，从而能高精度地获得对象列车(后续列车)到下一站的所需时间的信息。

关于生成站间所需时间表的结构(所需时间计算部)，图1中并未示出，可以设置在列车行驶预测装置10内，也可以由列车行驶预测装置10以外的装置生成站间所需时间表，并将所生成的站间所需时间表的数据存储到所需时间DB12中。

图6是表示列车行驶预测装置10中利用站单位预测的列车行驶预测方法的流程图。首先，在列车行驶预测装置10中，运行预测部11从运行管理系统20获取列车时刻表以及出发抵达实际情况的信息(步骤S1)。运行预测部11基于列车时刻表和出发抵达实际情况，参照所需时间DB12，来获取对象在站间的站间所需时间表的出发时刻差所对应的所需时间的信息(步骤S2)。若运行预测部11获得关于对象列车及进行预测的期间的所需时间的信息，则生成预测结果(预测时刻表)，并将预测结果输出到运行管理系统20(步骤S3)。运行预测部11中，在生成预测时刻表时，生成各列车不会比原来的时刻表所预定的时刻更早得从车站出发的预测时刻表。

另外，运行预测部11利用开始预测时的当前时刻下对象列车的车站出发抵达时刻来开始预测，但在预测期间较长的情况下，利用本装置所预测到的各列车的所需时间的信息继续进行预测。

图7是表示预测时刻表的生成方法的图。是从运行预测部11向运行管理系统20输出的预测结果。到当前时刻为止，记录列车实际的各站出发抵达时刻。运行预测部11利用先行列车的实际出发时刻或预测出的出发时刻、以及本列车的实际出发时刻或预测出的出发时刻，并参照站间所需时间，对在前方行驶的列车，从时刻上由前到后预测到下一站的抵达时刻。运行预测部11通过重复并叠加该预测计算，从而预测当前时刻以后的列车时刻表。运行预测部11在列车时刻表的预测(生成)过程中，利用对每站确定的固定值或时刻表上的停车时间等作为站的停车时间。运行预测部11执行该预测直到一天中的末班车为止、或在从当前时刻到一定时间后的范围内执行该预测，获得求出的预测时刻表。

运行预测部11中，如图7所示，(1)是根据列车1的站D实际出发时刻与列车2的站C实际出发时刻的差来预测得到的，(2)是根据列车2的站C实际出发时刻与列车3的站B实际出发时刻的差来预测得到的，(3)是根据列车3的站B实际出发时刻与列车4的站A实际出发时刻的差来预测得到的，(4)是根据列车2的站D预测出发时刻与列车3的站C预测出发时刻的差来预测得到的，(5)是根据列车3的站C预测出发时刻与列车4的站B预测出发时刻的差来预测得到的。

运行管理系统20中，通过从运行预测部11获得预测结果(预测时刻表)，从而当列车时刻表混乱时，能向处理运行管理系统20的操作员示出时刻表混乱会造成何种程度影响、以及如何恢复等。操作员通过在短时间内获得以高精度预测出的预测时刻表，从而能对时刻表混乱采取对策。

另外，在从运行管理系统20向运行预测部11输出列车时刻表的信息的情况下，例如也可以故意输出替换了某一列车的运行顺序的信息。由此，在运行预测部11中，能生成并输出与来自运行管理系统20的要求相对应的预测时刻表。

如以上所说明的那样，根据本实施方式，列车行驶预测装置10具备所需时间DB12，该所需时间DB12记录利用基于列车运动条件的列车模拟预先对每个站间生成的站间所需时间表，该站间所需时间表表示对象列车的眼前一站出发时刻与先行列车的下一站出发时刻的时刻差和对象列车到下一站为止的所需时间的关系，运行预测部11基于从运行管理系统获取到的列车时刻表和列车的出发抵达时刻的信息，参照记录在所需时间DB12中的站间所需时间表，从站间所需时间表中获取相当于对象的列车在车站的出发时刻差的站间所需时间，基于关于预测期间内各对象列车所获取到的所需时间的信息生成预测时刻表。由此，能在列车的站单位预测中高速且高精度地进行预测。

工业上的实用性

如上所述，本发明的列车行驶预测装置以及列车行驶预测方法对列车的运行管理是有用的，尤其适用于列车时刻表混乱的情况。

标号说明

10 列车行驶预测装置

11 运行预测部

12 所需时间数据库(DB)

20 运行管理系统

30 列车时刻表数据库(DB)

40 位置检测装置