Takuji Sakai

Development of Train Simulator for Evaluation of Human-Machine Interface

Development of Train Simulator for Evaluation of Human-Machine Interface Kouichi YANAGAWA, Hitoshi TSUNASHIMA and Takashi KOJIMA 1 はじめに 列車の運転は,自動車と比較して運転が単調になり やすい特徴を有しており,ヒューマンエラーの原因の 一つに運転士の覚醒度低下が挙げられる.ヒューマン エラー事故の防止方策として,鉄道会社では乗務員の 教育・訓練が行われている.また,バックアップとし て自動列車停止装置(Automatic Train Stop: ATS)な どを採用してきた.一部の鉄道では,自動列車運転装 置(Automatic Train Operation: ATO)を導入し,運転 を自動化させている事例もある.しかし,自動化を進 めることにより運転士は監視作業が中心となり,覚醒 度低下が懸念される.自動車分野では,ドライバの生 体情報や運転挙動から居眠りを検知し,警告を与える 居眠り運転警報装置が研究されている 1) 2).鉄道にお いては,ヒューマンファクタに関する基礎的研究が行 われているが3),積極的な運転支援にまで至っていな いのが現状である.そこで,列車運転におけるヒュー マンエラーを事前に防止するために,人間の特性を考 慮した運転支援システムの開発が必要であると考えら れる.このようなシステムを開発するためには,運転 士がどのような情報認知を行い,それにもとづいてど のような判断を行い,行動をとるのかを把握すること が重要となる.このような運転行動を解析するために は,運転士の生体計測などを様々な条件のもとで行え る運転シミュレータが必要となる.そこで,本研究で は,人間 -機械系評価用列車運転シミュレータを開発 し 4) 5) ,運転士の生態計測を行っている.本稿では, 本装置の概要と立体視への展開について述べる. 2 シミュレータの構成 ヒューマンファクタに関する研究の実験手法として 運転シミュレータを用いるためには,実験の目的に即 した環境が柔軟に構築可能であることが有効である. この観点から,システムは,通常の運転操作が違和感 なく行える程度とし,研究目的からの必要性に応じて 機能を強化する方針で,最小の構成とした.また,ソ フトウェアを独自に作成することで,車両特性の変更 や路線の作成,また,運転支援システムの組み込み等 を可能にした.構成が簡単でかつ臨場感を与えるため に,ソフトウェアによる模擬を多く取り入れた. 本装置のシステム構成を図2に示す.車両制御コン ピュータ,運転台,計器盤表示モニタ,スピーカの車 両再現部と,視界生成コンピュータ,プロジェクタ, スクリーンの視界再現部,指令コンピュータから構成 される.運転士が操作する運転台のハンドル位置が車 両制御コンピュータに入力され,車両特性にもとづい て車両運動計算や音響の生成,計器盤画像の生成等を 行う.計算した車両位置は視界生成コンピュータに送 られる.この情報に視差を付加し,コンピュータグラ フィクスの視界画像を生成し,プロジェクタから前方 の 70インチスクリーンに投影する.計器の変更や運 転支援の表示システムの評価等が行えるように,計 器盤を計器盤表示モニタ上に表示した.また,指令コ ンピュータからは,事故の発生や駅の移動,運転デー タの記録等の操作が行える. 軌道不整と車両運動モデルによって車両の振動を計 算し,スクリーンの視界画像を揺らすことにより,