运行管理装置、运行管理方法以及交通系统与流程

运行管理装置、运行管理方法以及交通系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年4月2日提交的日本专利申请no.2020
‑
066598的优先权，该日本专利申请的包括说明书、权利要求书、说明书附图和说明书摘要在内整体通过引用而并入本文。
技术领域
3.在本说明书中，公开一种对在规定的行驶路径上进行自主行驶的多台车辆的运行进行管理的运行管理装置、运行管理方法以及具有该运行管理装置的交通系统。


背景技术：

4.近年来，提出了一种使用能够自主行驶的车辆的交通系统。例如，在专利文献1中公开了一种使用能够沿着专用路线进行自主行驶的车辆的车辆交通系统。该车辆交通系统具备沿着专用路线而进行行驶的多台车辆、和使该多台车辆运行的管制控制系统。管制控制系统依照运行计划而向车辆发送出发指令和行进路线指令。
5.在先技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2000
‑
264210号公报
8.在此，车辆有时会由于各种各样的原因而相对于运行计划发生延迟。而且，作为发生了延迟的结果，存在延迟车辆被其它的车辆超越从而导致车列内的车辆的顺序发生调换的情况。此时，为了满足运行计划，需要使被超越的延迟车辆超越进行了超越的车辆，以将车辆的顺序恢复至原来的状态。然而，这样的频繁的超越易于妨碍到车辆的稳定的行驶。因此，需求一种在车辆的顺序发生了调换的情况下，并不遵守原来的运行计划而是对运行计划进行变更的技术。
9.然而，在专利文献1中，是以使车辆按照运行计划来进行行驶为前提的，其并未对车辆的实际的顺序发生了调换的情况进行任何研究。因此，在专利文献1中，当发生了车辆的实际的顺序的调换时，会频繁地发生超越，从而可能会妨碍到车辆的稳定的行驶。
10.因此，在本说明书中，公开一种能够使车辆更加稳定地行驶的运行管理装置、运行管理方法以及交通系统。


技术实现要素：

11.本说明书中所公开的一种运行管理装置的特征在于，具备：计划生成部，其针对构成车列并且在规定的行驶路径上进行自主行驶的多台车辆而分别生成行驶计划；通信装置，其将所述行驶计划发送到所对应的车辆，并且从所述车辆接收表示该车辆的行驶状况的行驶信息；运行监视部，其基于所述行驶信息而对车辆的超越的有无进行检测，在发生了所述超越的情况下，所述计划生成部以维持超越后的顺序的方式而对所述行驶计划进行修正。
12.通过设为所述结构，由于抑制了频繁的超越，因此能够使车辆更加稳定地行驶。
13.在这种情况下，也可以采用如下方式，即，在发生了所述超越的情况下，所述计划生成部以将进行了超越的车辆的修正前的行驶计划和被超越了的车辆的修正前的行驶计划进行调换的方式而对行驶计划进行修正。
14.在设为所述结构的情况下，由于仅对两台车辆的行驶计划进行调换，因此能够使行驶计划的修正处理简化。
15.此外，也可以采用如下方式，即，在一台车辆于被预先规定的监视期间内超出容许次数地被超越了的情况下，所述计划生成部以将所述一台车辆从所述车列中除外并且将新的车辆追加至所述车列中的方式而对所述行驶计划进行修正。
16.通过设为所述结构，能够将具有某些问题的车辆更换为其它的车辆，从而能够进一步提升作为交通系统的稳定性。
17.本说明书中所公开的一种运行管理方法的特征在于，针对构成车列并且在规定的行驶路径上进行自主行驶的多台车辆而分别生成行驶计划，将所述行驶计划发送给所对应的车辆，从所述车辆接收表示该车辆的行驶状况的行驶信息，基于所述行驶信息而对车辆的超越的有无进行检测，在所述运行管理方法中，在发生了所述超越的情况下，以维持超越后的顺序的方式而对所述行驶计划进行修正。
18.本说明书中所公开的一种交通系统的特征在于，具备：车列，其由在规定的行驶路径上进行自主行驶的多台车辆而构成；运行管理装置，其对所述多台车辆的运行进行管理，所述运行管理装置具备：计划生成部，其针对所述多台车辆而分别生成行驶计划；通信装置，其将所述行驶计划发送给所对应的车辆，并且从所述车辆接收表示该车辆的行驶状况的行驶信息；运行监视部，其基于所述行驶信息而对车辆的超越的有无进行检测，在发生了所述超越的情况下，所述计划生成部以维持超越后的顺序的方式而对所述行驶计划进行修正。
19.根据本说明书中所公开的技术，能够使车辆更加稳定地进行行驶。
附图说明
20.图1为交通系统的示意图。
21.图2为交通系统的框图。
22.图3为表示运行管理装置的物理结构的框图。
23.图4为表示被用于图1的交通系统中的行驶计划的一个示例的图。
24.图5为依据图4的行驶计划来进行自主行驶的各个车辆的运行时序图。
25.图6为表示发生了超越的状况的示意图。
26.图7为表示伴随着超越而被修正了的行驶计划的一个示例的图。
27.图8为表示发生了超越的情况下的车辆52的运行时刻表的图。
28.图9为表示伴随着超越而被修正了的行驶计划的另一个示例的图。
29.图10为表示伴随着超越的行驶计划的修正的流程的流程图。
具体实施方式
30.以下，参照附图来对交通系统10的结构进行说明。图1为交通系统10的示意图，图2
为交通系统10的框图。并且，图3为表示运行管理装置12的物理结构的框图。
31.该交通系统10为，用于沿着被预先规定的行驶路径50而对不特定多数的利用者进行输送的系统。交通系统10具有能够沿着行驶路径50而进行自主行驶的多台车辆52a～52d。此外，在行驶路径50上设定有多个车站54a～54d。另外，在下文中，在并不对多台车辆52a～52d进行区分的情况下，省略附标编号而记为“车辆52”。同样地，多个车站54a～54d也在无需进行区分的情况下记为“车站54”。
32.行驶路径50既可以为被设置在特定的用地内的路径，也可以为一般公路。在任何情况下，在行驶路径50以及车站54中的至少一方处都存在能够供一台车辆52超越先行的车辆52的空间。多台车辆52沿着行驶路径50而单向地绕圈行驶，从而构成一个车列。车辆52在各个车站54临时性地停车。利用者利用车辆52临时停车的时机而向车辆52乘车、或者从车辆52下车。因此，在本示例中，各个车辆52作为将不特定多数的利用者从一个车站54开始输送到其它的车站54为止的合乘公共汽车而发挥功能。运行管理装置12(在图1中未图示，参照图2、图3)对这样的多台车辆52的运行进行管理。在本示例中，运行管理装置12以使多台车辆52成为等间隔运行的方式来对其运行进行控制。等间隔运行是指，在各个车站54的车辆52的发车间隔成为均等的那样的运行方式。因此，等间隔运行例如为，在车站54a的发车间隔为五分钟的情况下，在其它的车站54b、54c、54d的发车间隔也成为五分钟的那样的运行方式。
33.对构成这样的交通系统10的各个要素更加具体地进行说明。车辆52依据从运行管理装置12被提供的行驶计划80而进行自主行驶。行驶计划80为确定车辆52的行驶时间表的计划。虽然将在后文进行详细说明，但是在本示例中，在行驶计划80中规定有在各个车站54a～54d的车辆52的发车时刻。车辆52以能够在由该行驶计划80被确定的发车时刻发车的方式来进行自主行驶。换而言之，在车站间的行驶速度、在信号灯等处的停车、是否需要超越其它的车辆等的判断全部都在车辆52一方实施。
34.如图2所示，车辆52具有自动驾驶单元56。自动驾驶单元56被大致分为驱动单元58和自动驾驶控制器60。驱动单元58为用于使车辆52进行行驶的基本的单元，且例如包括原动机、动力传递装置、制动装置、行驶装置、悬架系统、转向装置等。自动驾驶控制器60对该驱动单元58的驱动进行控制，从而使车辆52进行自主行驶。自动驾驶控制器60例如为具有处理器和存储器的计算机。在该“计算机”中，还包括将计算机系统装入至一个集成电路中的微控制器。此外，处理器是指广义上的处理器，其包括通用的处理器(例如cpu：central processing unit(中央处理器)等)、或专用的处理器(例如gpu：graphics processing unit(图形处理器)、asic：application specific integrated circuit(特殊应用集成电路)、fpga：field programmable gate array(现场可编程逻辑门阵列)、可编程逻辑设备等)。
35.为了使自主行驶成为可能，在车辆52上还搭载有环境传感器62以及位置传感器66。环境传感器62为对车辆52的周边环境进行检测的传感器，例如包括摄像机、激光雷达(lidar)、毫米波雷达、声纳、磁传感器等。自动驾驶控制器60基于该环境传感器62中的检测结果，来对车辆52的周边的物体的种类、与该物体的距离、行驶路径50上的路面表示(例如白线等)、以及交通标识等进行识别。此外，位置传感器66为对车辆52的当前位置进行检测的传感器，例如为gps。位置传感器66中的检测结果也被发送至自动驾驶控制器60。自动驾
驶控制器60基于环境传感器62以及位置传感器66的检测结果，来对车辆52的加减速以及转向进行控制。由这样的自动驾驶控制器60而实现的控制状况作为行驶信息82而被发送至运行管理装置12。在行驶信息82中包含有车辆52的当前的位置等。
36.在车辆52上还设置有通信装置68。通信装置68为与运行管理装置12进行无线通信的装置。通信装置68例如能够经由wifi(注册商标)等无线lan、或由移动电话公司等而提供服务的移动数据通信来进行互联网通信。通信装置68从运行管理装置12接收行驶计划80，并将行驶信息82向运行管理装置12发送。
37.运行管理装置12对车辆52的运行状况进行监视，并根据其运行状况来对车辆52的运行进行控制。如图3所示，该运行管理装置12为在物理上具有处理器22、存储装置20、输入输出设备24和通信i/f26的计算机。处理器是指广义上的处理器，其包括通用的处理器(例如cpu)、或专用的处理器(例如gpu、asic、fpga、可编程逻辑设备等)。此外，存储装置20也可以包括半导体存储器(例如ram、rom、固态驱动器等)以及磁盘(例如硬盘驱动器等)中的至少一种。另外，虽然在图3中将运行管理装置12图示为单一的计算机，但是运行管理装置12也可以由在物理上被分离的多台计算机来构成。
38.如图2所示，运行管理装置12在功能上具有计划生成部14、通信装置16、运行监视部18和存储装置20。计划生成部14针对多台车辆52而分别生成行驶计划80。此外，在于行驶路径50上发生了车辆52的超越的情况下，计划生成部14会以维持超越后的顺序的方式而对行驶计划80进行修正，关于该内容将在后文进行叙述。
39.通信装置16为用于与车辆52进行无线通信的装置，且例如能够利用wifi或者移动数据通信来进行互联网通信。通信装置16将由计划生成部14生成以及被重新生成的行驶计划80向车辆52发送，并且从车辆52接收行驶信息82。
40.运行监视部18基于从各个车辆52被发送的行驶信息82而取得车辆52的运行状况。如上文所述，在行驶信息82中包含有车辆52的当前的位置。运行监视部18基于该各个车辆52的位置，来对车辆52相对于行驶计划80的延迟和在行驶路径50上的车辆的超越的有无等进行检测。
41.接下来，对这样的运行管理装置12中的行驶计划80的生成进行详细说明。图4为表示被用于图1的交通系统10中的行驶计划80的一个示例的图。在图1的示例中，车列由四台车辆52a～52d而构成，且在行驶路径50上等间隔地配置有四个车站54a～54d。此外，在本示例中设为，各个车辆52绕行驶路径50一圈所需的时间、即绕圈时间tc为20分钟。
42.在这种情况下，运行管理装置12以使在各个车站54的车辆52的发车间隔成为由绕圈时间tc除以车辆52的个数n所得的时间、20/4＝5分钟的方式而生成行驶计划80。如图4所示，行驶计划80仅记录有在各个车站54的发车时刻。例如，在向车辆52d所发送的行驶计划80d中，记录有该车辆52d分别在车站54a～54d发车的目标时刻。
43.此外，在行驶计划80中通常仅记录有一圈量的时刻表，其在各个车辆52到达特定的车站、例如车站54a的时刻从运行管理装置12被发送至车辆52。例如，车辆52c在到达车站54a的时刻(例如，6：49)从运行管理装置12接收一圈量的行驶计划80c，车辆52d在到达车站54a的时刻(例如，6：44)从运行管理装置12接收一圈量的行驶计划80d。但是，在因车辆52的延迟或超越等而导致行驶计划80被修正了的情况下，即使车辆52并未到达车站54a，新的行驶计划80也会从运行管理装置12向车辆52被发送。各个车辆52在接收到新的行驶计划80的
情况下，将在此以前的行驶计划80废弃，并依据新的行驶计划80来进行自主行驶。
44.各个车辆52依据接收到的行驶计划80而进行自主行驶。图5为依据图4的行驶计划80而进行自主行驶的各个车辆52a～52d的运行时序图。在图5中，横轴表示时刻，纵轴表示车辆52的位置。在对各个车辆52的行驶的状况进行说明之前，对在以下的说明中所使用的各种参数的意思简单地进行说明。
45.在以下的说明中，将从一个车站54起至下一个车站54为止的距离称为“车站间距离ds”。此外，将车辆52从在一个车站54发车起至在下一个车站54发车为止的时间称为“车站间所需时间tt”，将车辆52为了利用者的上下车而在车站54停车的时间称为“停车时间ts”。并且，将从在一个车站54发车起至到达下一个车站54为止的时间、即从车站间所需时间tt中减去停车时间ts计算所得的时间称为“车站间行驶时间tr”。另外，在图4中由圆形所包围的数字表示车站间所需时间tt，由方形所包围的数字表示在车站54处的车辆52的发车间隔。
46.并且，将由移动距离除以使停车时间ts也包含在内的移动时间所得的值称为“标定速度vs”，将由移动距离除以并不将停车时间ts包含在内的移动时间所得的值称为“平均行驶速度va”。图5的线m1的斜率表示平均行驶速度va，图5的线m2的斜率表示标定速度vs。标定速度vs与车站间所需时间tt成反比。
47.接下来，参照图5来对车辆52的运行进行说明。如果依照图4的行驶计划80时，则车辆52a必须在于7：00在车站54a发车之后，于五分钟后的7：05在车站54b发车。车辆52a对其平均行驶速度va进行控制，以使在这五分钟期间完成从车站54a向车站54b的移动和利用者的上下车。
48.如果具体进行说明，则车辆52预先将为了利用者的上下车所必需的标准的停车时间ts作为计划停车时间tsp而进行存储。而且，车辆52对从由行驶计划80被确定的车站54的发车时刻减去该计划停车时间tsp所得的时刻进行计算，以作为至该车站54的目标到达时刻。例如，在计划停车时间tsp为一分钟的情况下，车辆52a的至车站54b的目标到达时刻成为7：04。车辆52对其行驶速度进行控制，以使之能够在以这样的方式所计算出的目标到达时刻之前到达下一个车站54。
49.可是，存在因行驶路径50的堵塞状况、以及利用者数量的增加等而导致一部分或者所有车辆52相对于行驶计划80发生延迟的情况。此外，还存在因为某些问题而导致一部分车辆52的标定速度vs大幅度降低，以致该车辆52被后续的车辆52超越的情况。在发生了这样的车辆52的延迟或超越的情况下，会使得一部分车辆52的间隔大幅度变化，进而会导致以当初预定的间隔的运行、即等间隔运行被破坏。因此，在发生了延迟或超越的情况下，计划生成部14会为了能够尽快且稳定地恢复至以当初预定的间隔而实施的运行，而对行驶计划80进行修正。例如，在发生了延迟的情况下，计划生成部14通过使延迟车辆52临时性地加速或者使其它的车辆临时性地减速，来实现向等间隔运行的恢复，但关于该内容的详细说明被省略。此外，在发生了超越的情况下，计划生成部14会对行驶计划80进行修正，以便能够维持超越后的顺序。以下，对该超越时的行驶计划80的修正进行详细说明。
50.图6为表示发生了超越的状况的示意图。在图6中，作为在车站54b和车站54c之间车辆52b的标定速度vs大幅度降低的结果，车辆52b被后续的车辆52a超越。其结果为，使得车列内的车辆52a和车辆52b的顺序与行驶计划80中的顺序进行了调换。此外，由于车辆52b
的速度大幅度降低，从而导致车辆52b相对于行驶计划80而大幅度延迟，进而致使车辆52b与先行的车辆52c的间隔和由行驶计划80所预定的间隔相比而大幅度地增加。
51.在所述状况下，在并不对行驶计划80进行修正的情况下，车辆52b为了消除相对于行驶计划80的延迟而需要大幅度地加速，并反超车辆52a。然而，在这种情况下，会频繁地发生超越，从而可能会破坏车辆52的稳定的行驶。此外，原本就存在由于行驶路径50的堵塞状况和利用者数量(进而为在车站的上下车时间)而致使大幅度地提高标定速度vs较为困难的情况。此外，即使设为能够大幅度地提高标定速度vs，也需要在延迟到被后续车辆52a超越了的程度的车辆52b消除该延迟上花费较长的时间。
52.因此，在本示例中，在于行驶路径50上发生了超越的的情况下，以维持该超越后的顺序的方式来对行驶计划80进行修正。图7为表示伴随着超越而被修正了的行驶计划80的一个示例的图。此外，图8为表示发生了超越的情况下的车辆52的运行时刻表的图。另外，在图8中，为了易于对标定速度vs进行掌握，从而以将在各个车站54的停车时间设为零的方式来进行图示。此外，白色的图钉形状标记表示由行驶计划80以及修正行驶计划80所确定的车辆52a的发车时刻，涂黑的图钉形状标记表示由行驶计划80以及修正行驶计划80所确定的车辆52b的发车时刻。
53.如图8所示，设为当车辆52b按照计划在车站54b发车之后，因为某些问题而停车了七分钟。其结果为，导致按照计划进行行驶的后续车辆52a在7：06超越车辆52b。该超越通过运行监视部18而被检测到。在检测到了超越的情况下，计划生成部14以维持超越后的顺序的方式而对行驶计划80进行修正。
54.即，虽然在超越前的行驶计划80中，行驶计划80上的顺序为车辆52d、车辆52c、车辆52b、车辆52a的顺序，但是在检测到了超越的情况下，修正行驶计划80会对行驶计划80进行修正，以使行驶计划80上的顺序成为车辆52d、车辆52c、车辆52a、车辆52b。
55.虽然作为此修正方法而考虑到了若干个实施方式，但最简单的方法为，在检测到了超越的情况下，如图7所示的那样，对进行了超越的车辆52的行驶计划80和被超越了的车辆52的行驶计划80进行调换。即，在被检测到超越之前的行驶计划80(即图4的行驶计划80)中，确定为于7：10分别使车辆52a在车站54c发车、且车辆52b在车站54d发车。在检测到超越的情况下，也可以对这两台车的车辆52的时间表进行调换，以将行驶计划80修正为，于7：10分别使车辆52a在车站54d发车、且车辆52b在车站54c发车。
56.在图8的示例中，在刚刚发生了超越之后的7：06，图7的行驶计划80被发送至车辆52a以及车辆52b。在这种情况下，车辆52a以及车辆52b以满足由修正后的行驶计划80所确定的时间表的方式来对其标定速度vs进行调整。其结果为，与行驶计划80的背离逐渐被消除，从而在7：15，所有车辆52均满足由行驶计划80所确定的时间表。
57.另外，虽然在此对进行了超越的车辆52的行驶计划80和被超越的车辆52的行驶计划80进行了调换，但是只要维持了超越后的车辆52顺序，则也可以以其它的实施方式来对行驶计划80进行修正。例如，也可以像图9所示的那样，为使超越发生后的车辆52a、52b的标定速度vs不会过度地变为高速，从而改变其发车时刻以重新制作行驶计划80。
58.此外，也可以采用如下方式，即，在一台车辆52、例如车辆52b在规定的监视期间内(例如一星期以内等)被其它的车辆52a、52c、52d超越了被预先规定的容许次数以上的情况下，将该一台车辆52b从车列中除外，并且将新的车辆52e追加至车列中。即，在车辆52b于一
定期间内多次被其它的车辆52a、52c、52d超越了的情况下，该车辆52b中发生了某些问题从而导致其难以稳定地行驶的可能性较高。因此，在这样的情况下，计划生成部14生成将车辆52b从车列中除外并且将新的车辆52e追加至车列中的行驶计划80。
59.另外，监视期间以及容许次数并未被特别限定，只需基于车辆52的性能和交通系统10的规格来适当地被决定即可。此外，在决定了从车列中的除外的情况下，为了将正在乘车的利用者输送至目的地的车站54为止，车辆52b会以容许在车站54的下车并且禁止上车的状态而在行驶路径50上仅行驶一圈。此外，在因为产生问题而以致这样的一圈量的行驶也较为困难的情况下，将会使其它的车辆52移动至车辆52b的附近，并使车辆52b的乘员换乘到其它的车辆52上。
60.接下来，参照图10来对伴随着这样的超越的行驶计划80的修正的流程进行说明。计划生成部14中存储有用于对各个车辆52的被超越的次数进行管理的参数pp(p＝a、b、c、d)。此外，计划生成部14具有用于对时间的经过进行计测的计数器。
61.首先，计划生成部14对参数pp进行初始化(s10)。具体而言，设为pa＝0、pb＝0、pc＝0、pd＝0。此外，开始进行由计数器来实施的计数(s12)。
62.接下来，计划生成部14对超越的有无进行判断(s14)。在判断的结果为没有任何车辆52被超越的情况下(在s14中为否)，计划生成部14生成通常的行驶计划80(s16)，在此之后，进入步骤s24。
63.另一方面，在有一台车辆52p被超越了的情况下(在s14中为是)，计划生成部14对该车辆52p的参数pp进行增量(s18)。接着，将参数pp与规定的容许次数pdef进行比较(s20)。在比较的结果为pp≤pdef的情况下，计划生成部14在将进行了超越的车辆52和被超越了的车辆52的行驶计划80上的顺序进行调换的基础上，对行驶计划80进行修正(s22)。例如，将进行了超越的车辆52的修正前的行驶计划80和被超越了的车辆52的修正前的行驶计划80进行调换。在对行驶计划80进行了修正后，进入步骤s24。
64.在步骤s24中，计划生成部14对计数器的值进行确认，从而确认是否经过了规定的监视期间。在确认的结果为并未经过监视期间的情况下(在s24中为否)，返回至步骤s14，并重复进行步骤s14以后的处理。另一方面，在经过了监视期间的情况下(在s24中为是)，返回至步骤s10，并在实施了参数pp的初始化、计数器的重新开始的基础上，重复进行步骤s14以后的处理。
65.在步骤s20中参数pp超过容许次数的情况下，计划生成部14在实施了顺序的调换之后，生成将被超越的车辆52更换为新的车辆52的行驶计划80(s26)。在此之后，返回至步骤s10，并在实施了参数pp的初始化、计数器的重新开始的基础上，重复进行步骤s14以后的处理。
66.由以上的说明而明确可知，根据本说明书中所公开的技术，在一台车辆52被其它的车辆超越了的情况下，将进行了超越的车辆52和被超越了的车辆52的行驶计划80上的顺序进行调换。由此，能够抑制超越的频繁的发生，从而能够使车辆52稳定地进行行驶。
67.另外，至此所说明的结构为一个示例，只要为在发生了超越的情况下以维持超越后的顺序的方式来对行驶计划80进行修正的结构，则其它的结构可以适当地被变更。例如，车站54以及车辆52的个数和间隔等也可以适当地被变更。此外，虽然至此所说明的行驶计划80仅对在车站54处的发车时刻进行了规定，但是行驶计划80也可以为其它的实施方式。
例如，在行驶计划80中，也可以替代在车站54处的发车时刻或者除此之外还对至车站54的到达时刻、以及车辆52的平均行驶速度va等进行规定。
68.符号说明
69.10
…
交通系统；12
…
运行管理装置；14
…
计划生成部；16
…
通信装置；18
…
运行监视部；20
…
存储装置；22
…
处理器；24
…
输入输出设备；26
…
通信i/f；50
…
行驶路径；52
…
车辆；54
…
车站；56
…
自动驾驶单元；58
…
驱动单元；60
…
自动驾驶控制器；62
…
环境传感器；66
…
位置传感器；68
…
通信装置；80
…
行驶计划；82
…
行驶信息。