| 【発明の名称】 |
自動列車制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】伊藤 努
【氏名】得田 一哉
【氏名】田尻 芳久
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| 【要約】 |
【課題】列車間隔を詰めて高密度化を図る。
【解決手段】列車の目標停止位置１５を地上から受信して目標停止位置１５までの距離に基づいた速度照査パターン２３ａを列車１４上で発生させ、列車１４の速度が速度照査パターン２３ａの速度を超えたときブレーキ指令を出力して、列車１４の速度を減速させる自動列車制御装置において、目標停止位置１５までの路線１３の勾配に対応した速度照査パターン２３ａを発生させるようにしたものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 列車の目標停止位置を地上から受信して上記目標停止位置までの距離に基づいた速度照査パターンを上記列車上で発生させ、上記列車の速度が上記速度照査パターンの速度を超えたときブレーキ指令を出力して、上記列車の速度を減速させる自動列車制御装置において、上記目標停止位置までの路線の勾配に対応した上記速度照査パターンを発生させるようにしたことを特徴とする自動列車制御装置。
【請求項２】 連続した一方の路線と他方の路線とに列車が在線し、一方の上記路線の勾配が他方の上記路線の勾配より下り側であるとき、上記列車の最後尾が一方の上記路線を通過するまで一方の上記路線の勾配に対応した速度照査パターンを発生させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の自動列車制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、鉄道における自動列車制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の自動列車制御装置を示す構成図、及び図６は図５の動作を示す説明図である。図５及び図６において、列車１に搭載された速度センサ２からの信号により速度演算手段３が列車の速度を算出する。一方、列車１に搭載された車上子４が地上子５と結合されたとき、車上子４が地上子５から目標停止位置６からの距離Ｌ（ｍ）及び平均勾配Ｘ（‰）の地点情報を受信する。例えば、地上子５から目標停止位置６間での間に−５‰（下り）、０‰及び＋４‰（上り）の勾配があるとき、この間の平均勾配は安全側の−５‰程度に設定されている。
【０００３】地上情報解析手段７では地点情報を解析して、列車１の現在位置、目標停止位置６及び平均勾配Ｘ（‰）を把握する。次に速度照査パターン演算手段８では、速度演算手段３から出力された列車１の速度と地上情報解析手段７から出力されたデータとにより、式（１）に示す速度照査パターン９を発生する。この場合、平均勾配Ｘ（‰）における減速度β（ｋｍ／ｈ／ｓ）を式（２）のように補正する。
Ｖ＝〔７．２・β・Ｌ＋Ｖ2 ＋Ｖ02＋（β・ｔ）2 〕1/2 −β・ｔ ・・・・（１）
β＝β0 ＋Ｘ／３１ ・・・・（２）
【０００４】式（１）（２）において、Ｖはパターン速度（ｋｍ／ｈ）、ｔは列車１の空走時間（ｓｅｃ）、Ｖ0 は終端速度（図６では目標停止位置６における列車１の速度で０ｋｍ／ｈ）、β0 は列車性能による減速度（ｋｍ／ｈ／ｓ）である。さらに、残走距離演算手段１０では速度演算手段３からの速度を積算した列車１の地上子５からの走行距離を算出して目標停止位置６までの残走距離Ｌ（ｍ）を演算し、式（１）（２）により速度照査パターン９を更新する。そして、速度照査手段１１では列車１の速度１２と列車１の残走距離Ｌ（ｍ）における速度照査パターン９とを比較して、列車１の速度１２が速度照査パターン９を超えているとき、ブレーキゆるめの状態からブレーキ指令１１ａを出力して列車１を減速させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の自動列車制御装置は以上のように構成されているので、上りや下りの勾配が混在する路線では過走防止を考慮して、目標停止位置６までの平均勾配が下り勾配側、例えば図６においては−５‰（下り）から０‰の方向に列車１が走行しているときは−５‰に設定されている。このため、許容速度が低く傾斜した速度照査パターン９が設定されるので、列車間隔を詰めて高密度化を図るのが困難であるという問題点があった。この発明は、以上のような問題点を解消するためになされたもので、路線の勾配条件に応じた速度照査パターンを設定することにより、列車間隔を詰めて高密度化を図ることができる自動列車制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる自動列車制御装置は、列車の目標停止位置を地上から受信して目標停止位置までの距離に基づいた速度照査パターンを列車上で発生させ、列車の速度が速度照査パターンの速度を超えたときブレーキ指令を出力して、列車の速度を減速させる自動列車制御装置において、目標停止位置までの路線の勾配に対応した速度照査パターンを発生させるようにしたものである。さらに、連続した一方の路線と他方の路線とに列車が在線し、一方の路線の勾配が他方の路線の勾配より下り側であるとき、列車の最後尾が一方の路線を通過するまで一方の路線の勾配に対応した速度照査パターンを発生させるようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は実施の形態１を示す構成図、図２は図１の動作を示す説明図である。図１及び図２において、１３は路線、１４は路線１３を走行中の列車、１５は目標停止位置、１６は路線１３に設置された地上子で、目標停止位置１５を後述の車上子１７に伝達する。１７は列車１４に搭載された車上子で、地上子１６と結合されたとき目標停止位置１５の地点情報を受信する。１８は地上情報解析手段で、車上子１７からの地点情報により目標停止位置１５までの距離信号１８ａを出力する。１９は列車１４に搭載された速度センサで、列車１４の速度を検出する。２０は速度演算手段で、速度センサ１９の出力から列車１４の速度信号２０ａを出力する。２１は残走距離演算手段で、速度演算手段２０からの速度信号２０ａを積算して地上子１６からの列車１４の走行距離を算出し、地上情報解析手段１８からの距離情報から走行距離を減算して目標停止位置１５までの残走距離信号２１ａを算出する。２２は路線データ記憶手段で、地上子１６から目標停止位置１５までの路線１３に存在する勾配情報２２ａを記憶している。２３は速度照査パターン演算手段で、速度照査パターン２３ａを演算する。２４は速度照査手段で、速度信号２０ａと速度照査パターン２３ａとを比較して、速度信号２０ａが速度照査パターン２３ａを超えているときブレーキ指令２４ａを出力する。
【０００８】次に動作について説明する。図１及び図２において、列車１４が地上子１６の設置位置に到達すると、車上子１７が地上子１６と結合される。これにより、地上子１６から車上子１７に目標停止位置１５が伝達される。そして、速度照査パターン演算手段２３で路線データ記憶手段２２の勾配情報により、式（３）から各勾配区間毎に勾配対応の減速度が求められる。
β＝β0 ＋Ｘ／３１ ・・・・（３）
式（３）において、Ｘは勾配（‰）、β0 は車両性能による減速度（ｋｍ／ｈ／ｓ）、βは勾配Ｘ（‰）における減速度（ｋｍ／ｈ／ｓ）である。即ち、図２（ｂ）のように目標停止位置１５から順次勾配が＋４‰（上り）、０（勾配なし）及び−５‰（下り）の場合、減速度は図２（ｃ）に示すようにそれぞれβ1 ＝β0 ＋４／３１、β2 ＝β0 、β3 ＝β0 −５／３１となる。
【０００９】次に、路線データ記憶手段２２から勾配が＋４‰に変化する勾配変化点と目標停止位置１５との間の距離が速度照査パターン演算手段２３に入力される。そして、速度照査パターン演算手段２３では勾配＋４‰に対応した減速度β1 （ｋｍ／ｈ／ｓ）としたとき、列車１４を目標停止位置１５に停止させるための走行曲線２５ａを演算し、勾配変化点で許容される許容走行速度Ｖ1 を設定する。同様にして、勾配０‰の区間についても対応した減速度β2 として、勾配変化点の許容走行速度Ｖ2 を設定する。さらに、勾配−５‰に対応した減速度β3 として、地上子１６の位置のおける許容速度Ｖを設定する。このようにして、列車１４の目標停止位置１５までの残走距離Ｌ（ｍ）に対して、各勾配区間毎に走行曲線２５ａ、２５ｂを設定する。そして、列車１４のブレーキ系統の応答遅れ分の距離に相当する空走距離２６を見込んで、速度照査パターン２３ａが設定される。以上の演算は次に示す式（４）により実行される。
Ｌ＝（Ｖr ・ｔ）／３．６＋（Ｖ12−Ｖ02）／（７．２・β1 ）＋ （Ｖ22−Ｖ12）／（７．２・β2 ）＋（Ｖ2 −Ｖ22）／（７．２・β3 ） ・・・・（４）
式（４）において、各記号は次に示す通りである。
Ｖｒ：列車１４の速度ｔ：ブレーキ指令２４ａが出力されてからブレーキ力が発生するまでに列車１４が空走する空走時間（ｓｅｃ）
Ｖ0 ：目標停止位置１５における列車１４の速度で、図２の場合は０（ｋｍ／ｈ／ｓ）である。
【００１０】ここで、速度演算手段２０から出力された列車１４の速度である速度信号２０ａと速度照査パターン２３ａとを速度照査手段２４で比較し、速度信号２０ａが速度照査パターン２３ａの速度を超えているときには、ブレーキ指令２４ａを出力して列車１４を走行曲線２５ａ、２５ｂ、２５ｃに沿って減速させて目標停止位置１５に停止させる。以上のように、目標停止位置１５までの路線１３の勾配に対応した速度照査パターン２３ａを発生させて、列車１４の速度が速度照査パターン２３ａを超えたときブレーキ指令２４ａを出力して減速させることにより、列車１４を目標停止位置１５に停止させることができる。
【００１１】実施の形態２．図３は実施の形態２を示す構成図、図４は図３の動作を示す説明図である。図３及び図４において、１３〜２２、２４は実施の形態１のものと同様のものである。２７は列車長記憶手段で、列車１４の列車長データ２７ａを記憶している。２８は速度照査パターン演算手段で、残走距離信号２１ａ、勾配情報２２ａ及び列車長データ２７ａにより速度照査パターン２８ａを演算する。次に動作について説明する。図４において、路線１３の勾配が図４（ｂ）に示すように目標停止位置１５から列車１４側に向かって順次＋４‰（上り）、０‰，−５‰（下り）と存在しているものとする。速度照査パターン演算手段２８では、列車１４が下り勾配−５‰から０‰へ変化する勾配変化点近傍を走行している場合は、列車長データ２７ａにより図４（ｃ）に示すように列車１４の列車長に相当する距離だけ０‰の区間側に−５‰の下り勾配が延長されたものとして、−５‰に対する勾配補正区間を設定する。さらに、列車１４が０‰から上り勾配＋４‰へ変化する勾配変化点近傍を走行している場合は、図４（ｃ）に示すように列車長データ２７ａにより列車長に相当する距離だけ＋４‰の区間側に０‰の勾配が延長されたものとして、０‰に対する勾配補正区間を設定する。
【００１２】この結果、図４（ｄ）に示すように速度照査パターン演算手段２８において各勾配補正区間毎に式（３）により減速度β1 、β2 、β3 （ｋｍ／ｈ／ｓ）が求められる。そして、速度照査パターン演算手段２８では＋４‰の勾配補正区間に対応した減速度β1 としたとき、列車１４を目標停止位置１５に停止させるための走行曲線２９ａを演算し、勾配補正された０‰から＋４‰への勾配変化点で許容される許容走行速度Ｖ1 を設定する。同様にして、０‰の補正区間に対応した減速度β2 として走行曲線２９ｂを演算し、勾配補正された−５‰から０‰への勾配変化点でこの地点で許容される許容走行速度Ｖ2 を設定する。さらに、−５‰の補正区間に対応した減速度β3 として走行曲線２９ｃを演算し、地上子１６の位置における許容速度Ｖを設定する。このようにして、列車１４の目標停止位置１５までの残走距離Ｌ（ｍ）に対して、各勾配区間に対応した走行曲線２９ａ、２９ｂ、２９ｃが決定される。そして、列車１４のブレーキ系統の応答遅れ分の距離に相当する空走距離３０を見込んで、速度照査パターン２８ａが設定される。
【００１３】ここで、速度演算手段２０から出力された速度信号２０ａと速度照査パターン２８ａの速度とを速度照査手段２４で比較し、速度信号２０ａが速度照査パターン２８ａの速度を超えているときには、ブレーキ指令２４ａを出力して列車１４を走行曲線２９ａ、２９ｂ、２９ｃに沿って減速させて、目標停止位置１５に停止させる。以上のように、連続した一方の路線と他方の路線とに列車１４が在線し、一方の路線の勾配が他方の路線の勾配より下り側であるとき、列車１４の最後尾が一方の路線を通過するまで一方の路線に対応した速度照査パターン２８ａを発生させることにより、下り側勾配を優先させた速度制御が行われるので、列車長が長い場合でも下り勾配による列車１４の過走を防止することができる。
【００１４】上記各実施の形態において、列車１４を目標停止位置１５に停止させるものについて説明したが、式（４）のＶ0 を所定の制限速度とすることにより、速度制限区間までに所定の速度に減速させる減速パターンを発生させるようにしても同様の効果が期待される。さらに、地上子１６から目標停止位置１５のデータを受信するものについて説明したが、トランスポンダ、無線、人工衛星等を利用しても同様の効果を期待することができる。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば、目標停止位置までの路線の勾配に対応した速度照査パターンを発生させて、列車の速度が速度照査パターンの速度を超えたときブレーキ指令を出力して減速させることにより、列車を目標停止位置に停止させることができるので、列車の間隔を詰めることができ高密度化を図ることができる。さらに、連続した一方の路線と他方の路線とに列車が在線し、一方の路線の勾配が他方の路線の勾配より下り側であるとき、列車の最後尾が一方の路線を通過するまで一方の路線に対応した速度照査パターンを発生させることにより、下り側勾配を優先させた速度制御が行われるので、列車長が長い場合でも下り勾配による列車の過走を防止することができるため、列車の間隔を詰めることができ高密度化を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【識別番号】５９１０３６４５７
【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月７日（１９９８．７．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７３７５９
【弁理士】
【氏名又は名称】大岩 増雄
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３２６１７（Ｐ２０００−３２６１７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１月２８日（２０００．１．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１９２１７８ |
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