CN109153333B - 车载装置和列车占用范围计算方法 - Google Patents

车载装置和列车占用范围计算方法 Download PDF

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Abstract

基于设置于列车(20)的不同的多个轴的脉冲发生器(22‑1、22‑2)分别输出的速度脉冲，来判定设置了脉冲发生器(22‑1、22‑2)的多个轴中的任一个是否产生了空转滑行，在探测出空转滑行的产生的情况下，根据基于脉冲发生器(22‑1、22‑2)分别输出的速度脉冲(PL)的行驶位置(L1、L2)中的前方的行驶位置来决定列车的开头位置，并且根据后方的行驶位置来决定最末尾位置，从而计算列车占用范围。另外，基于速度脉冲(PL)、根据速度脉冲(PL)计算出的速度(V)或加减速度(α)来判定脉冲发生器(22)的异常。

Description

车载装置和列车占用范围计算方法
技术领域
本发明涉及一种车载装置等。
背景技术
作为地面-车上之间的通信方案，使用无线通信的无线列车控制***的开发正取得进展。在无线列车控制***中，为了削减地面侧设备的成本，在车载装置中计算本列车的位置并通知给地面侧。基于设置于车轴的测速发电机(TG：Tacho Generator)、PG(脉冲发生器)之类的旋转探测装置所输出的与车轴的旋转相应的旋转探测信号，来进行车载装置中的本列车的行驶位置的计算。
存在如下的问题：当旋转探测装置发生故障时，不输出旋转探测信号，因此不能进行行驶位置的计算，但是即使旋转探测装置不发生故障，也不能避免因车轮的磨耗、空转滑行等引起的行驶位置的误差。特别是，空转滑行不定期地发生，并且发生时的行驶位置的误差大。专利文献1中公开了一种对多个轴的测速发电机的脉冲数进行计数来探测空转滑行的技术。
专利文献1：日本特开2004-173399号公报
发明内容
发明要解决的问题
在列车控制中，关于各列车的位置，使用作为列车有可能存在的轨道上的范围的列车占用范围。该列车占用范围通常设为对车载装置中的行驶位置的误差进行估计后在列车的前方和后方附加余裕距离所得到的比实际的列车长度长的范围。列车控制是基于各列车的行驶位置来进行的，因此行驶位置的错误会导致列车撞击之类的事故，非常危险。因此，高精度地计算行驶位置当然很重要，在列车占用范围的计算中适当地设定余裕距离也很重要。也就是说，余裕距离越长，则危险性越低，但是这样相当于列车占线至存在列车的可能性极低的范围，因此存在列车间隔变长这样的不便。
本发明是鉴于上述情况而完成的，第一目的在于能够计算基于来自设置于车轴的旋转探测装置的旋转探测信号的行驶位置并将基于该行驶位置的列车占用范围计算为适当的范围长度，第二目的在于能够判定旋转探测装置的故障。
用于解决问题的方案
用于解决上述问题的第一发明是一种车载装置，
该车载装置搭载于列车，计算所述列车有可能存在的列车占用范围，其中，
在所述列车中，针对所述列车的多个轴分别设置有输出与该轴的旋转相应的旋转探测信号的旋转探测装置，
所述车载装置执行以下动作：
基于所述旋转探测信号来计算所述列车的行驶位置；
使用按所述旋转探测装置的所述旋转探测信号，来探测所述多个轴中的任一个的空转或滑行的产生，下面将空转和滑行总括地称为空转滑行；以及
在未探测出所述空转滑行的产生的情况下，将以所述行驶位置为基准的给定的范围长度的范围设定为所述列车占用范围，下面称为非空转滑行时范围，在探测出所述空转滑行的产生的情况下，将包括所述非空转滑行时范围、且比所述非空转滑行时范围大的范围设定为所述列车占用范围。
另外，作为其它发明，也可以构成一种列车占用范围计算方法，
该列车占用范围计算方法由搭载于列车的车载装置计算所述列车有可能存在的列车占用范围，
在所述列车中，针对所述列车的多个轴分别设置有输出与该轴的旋转相应的旋转探测信号的旋转探测装置，
所述列车占用范围计算方法包括：
基于所述旋转探测信号来计算所述列车的行驶位置；
使用按所述旋转探测装置的所述旋转探测信号，来探测所述多个轴中的任一个的空转或滑行的产生，下面将空转和滑行总括地称为空转滑行；以及
在未探测出所述空转滑行的产生的情况下，将以所述行驶位置为基准的给定的范围长度的范围设定为所述列车占用范围，下面称为非空转滑行时范围，在探测出所述空转滑行的产生的情况下，将包括所述非空转滑行时范围、且比所述非空转滑行时范围大的范围设定为所述列车占用范围。
根据该第一发明等，在探测出设置有旋转探测装置的多个轴中的任一个产生空转滑行的情况下，能够将基于行驶位置的列车占用范围计算为包括作为未探测出空转滑行的产生时的列车占用范围的非空转滑行时范围、且比非空转滑行时范围大的范围。当产生了空转滑行时，基于来自旋转探测装置的探测信号的行驶位置的误差增加，因此能够确保列车占用范围的安全性。
作为第二发明，也可以构成如下的车载装置：根据第一发明的车载装置，
计算所述行驶位置是指：针对按所述旋转探测装置的所述旋转探测信号分别计算所述行驶位置，
所述设定是指：将包括以所述行驶位置为基准的所述列车的列车长度的范围、所述列车的前方余裕距离量的范围以及所述列车的后方余裕距离量的范围的范围设定为所述列车占用范围，在探测出所述空转滑行的产生的情况下，通过扩大所述后方余裕距离来将比所述非空转滑行时范围大的范围设定为所述列车占用范围。
根据该第二发明，在探测出空转滑行的产生的情况下，通过扩大后方余裕距离来将比非空转滑行时范围大的范围设定为列车占用范围。因此，在产生了空转滑行时，能够将列车占用范围适当地设定为能够担保安全的范围。
作为第三发明，也可以构成如下的车载装置：根据第一发明的车载装置，
计算所述行驶位置是指：针对按所述旋转探测装置的所述旋转探测信号分别计算所述行驶位置，
所述设定是指：
在探测出所述空转的产生的情况下，将包括以计算出的所述行驶位置中的最后方的行驶位置为基准的所述范围长度的范围、且对该范围的前方进行扩张所得到的范围设定为所述列车占用范围，
在探测出所述滑行的产生的情况下，将包括以计算出的所述行驶位置中的最前方的行驶位置为基准的所述范围长度的范围、且对该范围的后方进行扩张所得到的范围设定为所述列车占用范围。
根据该第三发明，能够根据产生了空转还是产生了滑行来适当地设定列车占用范围。也就是说，产生了空转的轴的旋转变快，因此基于设置于该轴的旋转探测装置的旋转探测信号的行驶位置比实际的行驶位置靠前方。据此，通过将按旋转探测装置计算出的行驶位置中的最后方的行驶位置作为基准，即将基于设置于被推测为未产生空转的轴的旋转探测装置的旋转探测信号的行驶位置作为基准，能够适当地设定列车占用范围。另外，产生了滑行的轴的旋转变慢，因此基于来自设置于该轴的旋转探测装置的旋转探测信号的行驶位置比实际的行驶位置靠后方。据此，通过将按旋转探测装置计算出的行驶位置中的最前方的行驶位置作为基准，即将基于设置于被推测为未产生滑行的轴的旋转探测装置的旋转探测信号的行驶位置作为基准，能够适当地设定列车占用范围。
作为第四发明，也可以构成如下的车载装置：根据第一发明～第三发明中的任一发明的车载装置，
所述范围长度是所述列车的列车长度与前方余裕距离和后方余裕距离之和。
根据该第四发明，占用范围的范围长度被决定为列车长度与估计旋转探测装置所涉及的误差而得到的前方余裕距离及后方余裕距离相加所得到的范围。
作为第五发明，也可以构成如下的车载装置：根据第一发明～第四发明中的任一发明的车载装置，
所述旋转探测装置是针对探测对象的轴的旋转输出具有规定的相位差的2个脉冲信号来作为所述旋转探测信号的装置，
所述车载装置还执行以下动作：
计算按所述脉冲信号的脉冲周期信息，
基于同一所述旋转探测装置所涉及的所述2个脉冲信号的脉冲周期信息之差来判定该旋转探测装置的异常。
根据该第五发明，能够根据从旋转探测装置输出的信号自身来判定该旋转探测装置的异常。也就是说，从同一旋转探测装置输出的2个脉冲信号是针对同一探测对象的轴的旋转的信号，因此按2个脉冲信号的脉冲周期信息应该相同。因此，能够根据旋转探测装置所输出的2个脉冲信号的脉冲周期信息之差例如是否超过规定的阈值来判定该旋转探测装置的异常。
作为第六发明，也可以构成如下的车载装置：根据第五发明的车载装置，
所述车载装置还执行以下动作：基于同一所述旋转探测装置所涉及的所述2个脉冲信号的相位差是否为反相位来判定该旋转探测装置的异常。
根据该第六发明，能够根据从旋转探测装置输出的信号自身来判定该旋转探测装置的异常。也就是说，从旋转探测装置输出的2个脉冲信号是以具有规定的相位差的方式输出的，该相位差在轴的旋转停止也就是说列车停止之前不发生变化。因此，能够根据旋转探测装置所输出的2个脉冲信号的相位差是否为反相位来判定该旋转探测装置的异常。
作为第七发明，也可以构成如下的车载装置：根据第一发明～第六发明中的任一发明的车载装置，
所述车载装置还执行以下动作：根据基于所述旋转探测信号的速度和加减速度中的至少任一方是否满足规定的异常条件，来判定输出了该旋转探测信号的所述旋转探测装置的异常。
根据该第七发明，能够判定旋转探测装置的异常。也就是说，速度和加减速度存在根据列车的行驶性能、线路的限制速度而能采取的值的范围。因此，能够通过将能采取的值的范围外的值作为异常条件来判定旋转探测信号的异常、即旋转探测装置的异常。
作为第八发明，也可以构成如下的车载装置：根据第一发明～第七发明中的任一发明的车载装置，
所述车载装置还执行以下动作：
按所述旋转探测装置，根据该旋转探测装置的所述旋转探测信号来计算速度；以及
在规定的持续时间的期间内、进行所述计算得到的按所述旋转探测装置的计算速度中的一部分计算速度为速度零且剩余的计算速度为非零的情况下，判定为速度零所涉及的所述旋转探测装置异常或该旋转探测装置的信号线断线。
根据该第八发明，能够判定旋转探测装置的异常或信号线的断线。也就是说，按旋转探测装置计算出的速度应该全部相同。另外，在由于旋转探测装置的故障而未输出旋转探测信号的情况、信号线发生断线的情况下，基于旋转探测信号的行驶速度为零。由此，在基于一部分旋转探测装置的旋转探测信号的速度为零、且基于剩余的旋转探测装置的旋转探测信号的速度为非零(不是零)的状态持续的情况下，能够判定出速度零的旋转探测装置异常或信号线断线。
附图说明
图1是列车控制***的结构图。
图2是列车占用范围的说明图。
图3是设置于列车的车轴的PG的说明图。
图4是探测出空转滑行时的列车占用范围的设定的说明图。
图5是车载装置的功能结构图。
图6是PG***的功能结构图。
图7是车上控制处理的流程图。
图8是速度脉冲检查处理的流程图。
图9是速度/加减速度检查处理的流程图。
图10是断线探测处理的流程图。
图11是空转滑行探测处理的流程图。
图12是探测出空转时和探测出滑行时的列车占用范围的设定的说明图。
具体实施方式
[***结构]
图1是本实施方式的无线列车控制***1的概要结构图。如图1所示，无线列车控制***1构成为具备车载装置30和地面装置10，该车载装置30搭载于在轨道R上行驶的列车20。车载装置30与地面装置10能够借助规定的无线通信网络进行无线通信。无线通信网络构成为沿着轨道R以通信区不中断的方式连续，例如，既可以构成为沿着轨道R设置多个无线基站12，也可以构成为沿着轨道R铺设环状天线、漏泄同轴电缆(LCX)。另外，沿着轨道R设置有位置校正用的地面件40。
车载装置30基于脉冲发生器(下面称为“PG”)的速度脉冲来计算本列车的行驶位置和行驶速度。另外，在通过地面件40时，利用与该地面件40相对应的绝对位置来对行驶位置进行校正。另外，将包含本列车的列车ID、行驶位置、行驶速度的行驶信息发送到地面装置。然后，基于从地面装置10发送来的控制信息来对本列车的行驶(速度)进行控制。
地面装置10例如设置于中央指挥所等，与车载装置30进行无线通信，来对轨道R上的各列车20进行控制。具体地说，根据基于从车载装置30发送的行驶信息的各列车20的位置的信息(占线信息)、从连动装置(未图示)得到的前进路径信息等，来生成对各列车20的控制信息，将该控制信息发送到相应的车载装置30。
[原理]
(A)列车占用范围
在车载装置30中计算的行驶位置是本列车的规定部分(例如，开头车辆的前端部)的位置。从车载装置30向地面装置10发送基于该行驶位置决定的列车20有可能存在的列车占用范围来作为本列车20的位置信息。
图2是说明列车占用范围的图。列车占用范围被决定为针对列车长度Lt估计PG的测量误差所得到的范围。即，从列车20的开头车辆的前端部的位置(开头位置)Ph到最末尾车辆的后端部的位置(最末尾位置)Pr为列车长度Lt。也就是说，根据行驶位置求出开头位置Ph，将比该开头位置Ph靠后列车长度Lt的位置设为最末尾位置Pr。然后，从比开头位置Ph靠前前方余裕距离Ldh的前端位置Pth到比最末尾位置Pr靠后后方余裕距离Ldr的后端位置Ptr为列车占用范围。例如将前端位置Pth和后端位置Ptr作为表示列车占用范围的信息从车载装置30发送到地面装置10。
(B)PG
在列车20中，作为旋转探测装置的2个PG 22(PG 22-1、22-2)分别安装于不同的车轴。例如，如图3所示，PG 22-1安装于开头车辆的第一轴，PG 22-2安装于第二轴。PG 22输出具有与安装PG 22的车轴的转速相应的频率且具有90度相位差的所谓的A相和B相的2个速度脉冲PL。即，PG 22-1输出2个速度脉冲PL1A、PL1B，PG 22-2输出2个速度脉冲PL2A、PL2B。
(C)PG的检查
在本实施方式中，车载装置30基于PG 22所输出的速度脉冲PL来进行PG22是否正常的检查。
(C1)速度脉冲PL
具体地说，判定PG所输出的速度脉冲PL是否妥当。即，判定PG 22-1所输出的各速度脉冲PL1A、PL1B在规定期间内的脉冲数是否一致，如果不一致则将PG 22-1判定为异常。该规定期间内的脉冲数是表示作为周期信号的速度脉冲PL的周期的信号周期信息的一种。关于PG 22-2，也使用速度脉冲PL2A、PL2B来同样地判定。
另外，从1个PG 22输出的2个速度脉冲PL1、PL2具有90度的相位差，但是其相位的滞后/超前的关系在行驶中得以维持。这是由于通常来说列车20只向前进方向行进。因此，判定2个速度脉冲PL1A、PL1B的相位的滞后/超前的关系例如与行驶开始时间点相比是否未反转，如果反转则将PG 22-1判定为异常。关于PG 22-2，也使用速度脉冲PL2A、PL2B来同样地判定。
(C2)速度V
另外，判定根据PG所输出的速度脉冲PL计算的速度V是否为妥当的值。即，如果根据PG 22-1所输出的速度脉冲PL1A、PL1B计算出的速度V1满足与速度有关的异常条件，则将PG 22-1判定为异常。与速度有关的异常条件是指“速度V超过规定的速度上限值”。速度上限值被决定为比列车20的车辆性能或列车20能够行驶的区段的最高速度高(快)规定速度的速度。也就是说，如果速度V1超过速度上限值，则将PG 22-1判定为异常。关于PG 22-2，也使用速度脉冲PL2A、PL2B来同样地判定。
(C3)加减速度α
另外，判定根据PG所输出的速度脉冲PL计算的加减速度α是否为妥当的值。即，如果根据PG 22-1所输出的速度脉冲PL1A、PL1B计算出的加减速度α1满足与加减速度有关的异常条件，则将PG 22-1判定为异常。与加减速度有关的异常条件是指“加减速度α超过规定的加减速度上限值”。加减速度上限值根据列车20的车辆性能或列车20能够行驶的区段的最陡坡度等线路条件等来决定。也就是说，如果加减速度α1超过加减速度上限值，则将PG22-1判定为异常。关于PG 22-2，也使用速度脉冲PL2A、PL2B来同样地判定。
(C4)断线探测
另外，基于PG所输出的速度脉冲PL来探测输出速度脉冲PL的信号线的断线。即，将根据2个PG 22-1、22-2分别输出的速度脉冲PL1、PL2计算的速度V1、V2进行比较，如果一方为零并且另一方为非零、且该状态持续规定时间以上，则将与速度零对应的PG 22判定为发生因信号线的断线引起的异常或者判定为该PG 22异常。
(C5)异常报告
然后，车载装置30当判定出PG的异常时，向地面装置10发送表示判定为异常的PG的异常探测信息，并且使紧急制动工作来使本列车紧急停车。
(D)空转滑行的探测
另外，车载装置30基于PG所输出的速度脉冲PL来探测空转或滑行(下面将空转和滑行总括地称为“空转滑行”)的产生。即，将根据PG 22-1所输出的速度脉冲PL1A、PL1B计算的加减速度α1与规定的加减速度阈值进行比较，如果加减速度超过阈值，则判定为安装有PG 22-1的车轴产生了空转滑行。关于PG 22-2，也使用速度脉冲PL2A、PL2B来同样地判定。
另外，将根据PG 22-1、22-2分别输出的速度脉冲PL1、PL2计算的速度V1、V2的速度差ΔV与规定的阈值进行比较，如果速度差ΔV超过速度差阈值则判定为产生了空转滑行。
然后，当判定出产生空转滑行时，如图4所示那样设定成扩大列车占用范围。即，基于根据PG 22-1、22-2分别输出的速度脉冲PL1、PL2计算的行驶位置L1、L2中的前方的行驶位置来决定开头位置Ph和最末尾位置Pr。然后，基于该开头位置Ph和最末尾位置Pr来扩大后方余裕距离Ldr地计算列车占用范围。后方余裕距离Ldr的扩大距离被决定为ΔPh以上，该ΔPh是分别基于行驶位置L1、L2的开头位置Ph1、Ph2之差。也就是说，计算出的列车占用范围包括未产生空转滑行的情况下的列车占用范围(将该情况下的列车占用范围称为“非空转滑行时范围”)，并且比该列车占用范围(非空转滑行时范围)大。
另外，最终计算出的列车占用范围也可以说是包括在以最前方的行驶位置为基准进行计算的情况下得到的列车占用范围(图4的上层)以及在以最后方的行驶位置为基准进行计算的情况下得到的列车占用范围(图4的中层)的范围。
[车载装置]
图5是表示车载装置30的功能结构的框图。如图5所示，车载装置30是构成为具备操作输入部102、显示部104、通信部106、计时部108、处理部200以及存储部300的一种计算机。
操作输入部102例如由键盘、触摸面板、各种开关、各种传感器等输入装置实现，将与所进行的操作相应的操作信号输出到处理部200。显示部104例如由LED等显示装置实现，进行基于来自处理部200的显示信号的各种显示。通信部106由无线通信模块等构成，连接于无线基站12，与包括地面装置10的外部装置进行无线通信。计时部108由具有晶体振荡器等的振荡电路构成，将计时得到的当前时刻、从指定定时起的经过时间等时间信号输出到处理部200。
处理部200例如由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等运算装置实现，基于存储部300中存储的程序和数据、借助通信部106得到的接收数据等来进行车载装置30的整体控制。另外，处理部200具有速度计算部202-1、202-2、位置计算部206-1、206-2、加减速度计算部204-1、204-2、PG***210、空转滑行探测部230、列车占用范围计算部240以及行驶控制部250。
速度计算部202-1、202-2分别基于PG 22-1、22-2所输出的速度脉冲PL1、PL2来计算本列车的行驶速度V1、V2。此时，从1个PG输出2个速度脉冲PL，该2个速度脉冲是彼此具有90度的相位差的同一频率的脉冲信号，因此如果PG正常，则可以使用2个速度脉冲PL中的任一个。计算出的行驶速度V1、V2被存储为速度数据308。
位置计算部206-1、206-2分别基于速度计算部202-1、202-2计算出的速度V1、V2来计算本列车的当前的行驶位置L1、L2。行驶位置L被计算为以里程表示的行驶距离。计算出的行驶位置L1、L2被存储为位置数据306。
加减速度计算部204-1、204-2分别基于PG 22-1、22-2所输出的速度脉冲PL1、PL2来计算本列车的加减速度α1、α2。此时，从1个PG输出2个速度脉冲PL，如果PG正常，则可以使用2个速度脉冲PL中的任一个。计算出的加减速度α1、α2被存储为加减速度数据310。
PG***210基于PG 22-1、22-2分别输出的速度脉冲PL1A、PL1B、PL2A、PL2B、速度计算部202-1、202-2计算出的速度V1、V2、加减速度计算部204-1、204-2计算出的加减速度α1、α2来进行PG 22-1、22-2是正常还是异常的检查。
图6是PG***210的结构图。如图6所示，PG***210具有速度脉冲***212、速度***214、加减速度***216、速度零持续时间测量部218、断线探测部220以及异常时控制部222。
速度脉冲***212针对PG 22-1、22-2分别判定该PG所输出的2个速度脉冲PL是否妥当。即，判定PG 22-1所输出的各速度脉冲PL1A、PL1B在规定期间内的脉冲数是否一致，如果不一致则将PG 22-1判定为异常。另外，判定2个速度脉冲PL1A、PL1B的相位的滞后/超前的关系例如与行驶开始时间点相比是否未反转，如果反转则将PG 22-1判定为异常。关于PG 22-2也同样地使用速度脉冲PL2A、PL2B来判定。
速度***214针对PG 22-1、22-2分别判定速度V1、V2是否为妥当的值。即，如果根据PG 22-1所输出的速度脉冲PL1A、PL1B计算出的速度V1超过规定的速度上限值，则将PG22-1判定为异常。关于PG 22-2的速度V2也同样。速度上限值被存储为PG检查用速度上限值数据316。
加减速度***216针对PG 22-1、22-2分别判定加减速度α1、α2是否为妥当的值。即，如果根据PG 22-1所输出的速度脉冲PL1A、PL1B计算出的加减速度α1超过规定的加减速度上限值，则将PG 22-1判定为异常。关于PG22-2的加减速度α2也同样。加减速度上限值被存储为PG检查用加减速度上限值数据318。
速度零持续时间测量部218针对PG 22-1、22-2分别测量速度V1、V2为零的状态的持续时间T1、T2。测量出的持续时间T1、T2被存储为速度零持续时间数据320。
断线探测部220基于PG 22-1、22-2分别输出的速度脉冲PL来探测输出速度脉冲PL的信号线的断线。即，将速度V1、V2进行比较，如果一方为零并且另一方为非零、且该速度V为零的PG的速度零持续时间T达到规定的持续时间阈值，则将速度V为零的PG判定为发生因信号线的断线或该PG 22的故障引起的异常。持续阈值被存储为速度零持续时间阈值数据322。
在速度脉冲***212、速度***214、加减速度***216以及断线探测部220中的任一个判定为PG异常的情况下，异常时控制部222向地面装置10发送表示被判定为异常的PG的异常探测信息，并且使紧急制动28工作来使本列车紧急停止。
空转滑行探测部230基于PG 22-1、22-2分别输出的速度脉冲PL来探测空转滑行的产生。即，将加减速度α1与规定的加减速度阈值进行比较，如果加减速度α1超过加减速度阈值，则判定为安装有PG 22-1的车轴产生了空转滑行。关于PG 22-2的加减速度α2也同样。另外，将速度V1、V2的速度差ΔV与规定的速度差阈值进行比较，如果速度差ΔV超过速度差阈值，则判定为产生了空转滑行。加减速度阈值被存储为空转滑行探测用加减速度阈值数据324。速度差阈值被存储为空转滑行探测用速度差阈值数据326。
列车占用范围计算部240基于由位置计算部206-1、206-2计算出的行驶位置L1、L2来计算本列车的列车占用范围。即，在空转滑行探测部230未探测出空转滑行的产生的情况下，基于行驶位置L1、L2来决定本列车的开头位置Ph和最末尾位置Pr。然后，将从比最末尾位置Pr靠后后方余裕距离Ldr的后端位置Ptr到比开头位置Ph靠前前方余裕距离Ldh的前端位置Pth的范围计算为列车占用范围(非空转滑行时范围)(参照图2)。
另一方面，在空转滑行探测部230探测出空转滑行的产生的情况下，将包括非空转滑行时范围、并且比该范围大的范围计算为列车占用范围。在产生了空转滑行的情况下，分别安装有PG 22-1、22-2的各轴的转数不同，因此根据PG 22-1、22-2分别输出的速度脉冲PL计算的速度V1、V2以及行驶位置L1、L2不同。因此，基于根据PG 22-1、22-2分别输出的速度脉冲PL1、PL2计算的行驶位置L1、L2中的前方的位置来决定开头位置Ph和最末尾位置Pr。另外，以使后方余裕距离Ldr的扩大距离为ΔPh以上的方式决定该扩大距离，该ΔPh是分别基于行驶位置L1、L2的开头位置Ph1、Ph2之差。然后，将从比最末尾位置Pr靠后后方余裕距离Ldr与扩大距离相加所得的距离的后端位置Ptr到比开头位置Ph靠前前方余裕距离Ldh的前端位置Pth的范围计算为列车占用范围(参照图4)。
本列车的列车长度Lt包含于规格数据328。在规格数据328中，作为其它数据，例如包括本列车能够行驶的最高速度和最大加速度、通常制动下的最大减速度的数据。另外，前方余裕距离Ldh和后方余裕距离Ldr被存储为余裕距离表312。另外，计算出的列车占用范围、例如列车占用范围的前端位置Pth和后端位置Ptr被存储为列车占用范围数据314。
行驶控制部250基于从地面装置接收到的控制信息304来控制本列车的行驶(速度)，具体地说，基于线路条件、本列车的行驶性能等来制作用于停止在由控制信息304指定的停止目标的速度比照图案。然后，将利用速度比照图案决定的与当前的行驶位置对应的比照速度同本列车的当前的行驶速度进行比较，在行驶速度比比照速度高的情况下，使常用制动26工作来使本列车减速。
存储部300由ROM(Read-Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、硬盘等存储装置实现，存储有用于由处理部200统一控制车载装置30的程序、数据等，并且被用作处理部200的作业区域，临时存储处理部200执行所得到的运算结果、借助通信部106得到的接收数据等。在存储部300中存储有车上控制程序302、控制信息304、位置数据306、速度数据308、加减速度数据310、余裕距离表312、列车占用范围数据314、PG检查用速度上限值数据316、PG检查用加减速度上限值数据318、速度零持续时间数据320、速度零持续时间阈值数据322、空转滑行探测用加减速度阈值数据324、空转滑行探测用速度差阈值数据326以及规格数据328。
[处理的流程]
图7是说明在车载装置30中执行的车上处理的流程的流程图。通过由处理部200执行车上控制程序302来实现该处理。
首先，速度脉冲***212进行速度脉冲检查处理(步骤A1)。图8是表示速度脉冲检查处理的流程的流程图。如图8所示，在速度脉冲检查处理中，速度脉冲***212针对PG22-1判定各速度脉冲PL1A、PL1B在规定期间内的脉冲数是否一致(步骤B1)，如果不一致(步骤B3：“否”)则将PG 22-1判定为异常(步骤B9)。另外，判定速度脉冲PL1A、PL1B的相位的滞后/超前的关系是否未反转(步骤B5)，如果反转(步骤B7：“是”)则将PG 22-1判定为异常(步骤B9)。
接着，判定各速度脉冲PL2A、PL2B在规定期间内的脉冲数是否一致(步骤B11)，如果不一致(步骤B13：“否”)则将PG 22-2判定为异常(步骤B19)。另外，判定速度脉冲PL2A、PL2B的相位的滞后/超前的关系是否未反转(步骤B15)，如果反转(步骤B17：“是”)则将PG22-2判定为异常(步骤B19)。当进行了以上的处理时，结束脉冲检查处理。
返回到图7，接着，速度***214和加减速度***216进行速度/加减速度检查处理(步骤A3)。图9是说明速度/加减速度检查处理的流程的流程图。如图9所示，在速度/加减速度检查处理中，速度***214将速度V1与规定的速度上限值进行比较，如果速度V1超过速度上限值(步骤C1：“否”)则将PG22-1判定为异常(步骤C3)。另外，将速度V2与速度上限值进行比较，如果速度V2超过速度上限值(步骤C5：“否”)则将PG 22-2判定为异常(步骤C7)。
接着，加减速度***216将加减速度α1与规定的加减速度上限值进行比较，如果加减速度α1超过加减速度上限值(步骤C9：“否”)则将PG 22-1判定为异常(步骤C11)。另外，将加减速度α2与加减速度上限值进行比较，如果加减速度α2超过加减速度上限值(步骤C13：“否”)则将PG 22-2判定为异常(步骤C15)。当进行了以上的处理时，结束速度/加减速度检查处理。
返回到图7，接下来，断线探测部220进行断线探测处理(步骤A5)。图10是说明断线探测处理的流程的流程图。根据图10，在断线探测处理中，如果速度V1为零(步骤D1：“是”)并且该速度V1为零的持续时间T1超过速度零持续时间阈值(步骤D3：“是”)、且速度V2大于零(非零)(步骤D5：“是”)，则断线探测部220将PG 22-1判定为发生因断线引起的异常(步骤D7)。
另外，如果速度V2为零(步骤D9：“是”)并且该速度V2为零的持续时间T2超过速度零持续时间阈值(步骤D11：“是”)、且速度V1大于零(非零)(步骤D13：“是”)，则将PG 22-2判定为发生因断线引起的异常(步骤D15)。当进行了以上的处理时，结束断线探测处理。
返回到图7，判断速度脉冲检查处理、速度/加减速度检查处理以及断线探测处理的结果是否为PG 22-1、22-2被判定为异常。如果PG 22-1、22-2中的至少一方被判定为异常(步骤A7：“是”)，则异常时控制部222向地面装置10发送表示判定为异常的PG 22的异常探测信息(步骤A9)，并且使紧急制动28工作来使本列车紧急停止(步骤A11)。
另一方面，如果PG 22-1、22-2均被判定为不异常(步骤A7：“否”)，则空转滑行探测部230进行空转滑行探测处理。图11是说明空转滑行探测处理的流程的流程图。根据图11，空转滑行探测部230将加减速度α1与规定的加减速度阈值进行比较，如果加减速度α1超过加减速度阈值(步骤E1：“是”)则判定为安装有PG 22-1的车轴产生了空转滑行(步骤E9)。另外，将加减速度α2与加减速度阈值进行比较，如果加减速度α2超过加减速度阈值(步骤E3：“是”)则判定为安装有PG 22-2的车轴产生了空转滑行(步骤E9)。
另外，计算速度V1、V2的速度差ΔV(步骤E5)。然后，将该速度差ΔV与规定的速度差阈值进行比较，如果速度差ΔV超过速度差阈值(步骤E7：“是”)则判定为产生了空转滑行(步骤E9)。当进行了以上的处理时，结束空转滑行探测处理。
返回到图7，接下来，列车占用范围计算部240进行列车占用范围的计算。
即，如果空转滑行探测处理未判定出空转滑行的产生(步骤A15：“否”)，则基于行驶位置L1、L2中的任一个来决定本列车的开头位置Ph和最末尾位置Pr(步骤A17)。然后，基于该开头位置Ph和最末尾位置Pr来计算列车占用范围(非空转滑行时范围)(步骤A19)。
另一方面，如果判定出空转滑行的产生(步骤A15：“是”)，则基于行驶位置L1、L2中的前方的行驶位置来决定本列车的开头位置Ph和最末尾位置Pr(步骤A21)。另外，以使后方余裕距离Ldr的扩大距离为ΔPh以上的方式决定该扩大距离，该ΔPh是分别基于行驶位置L1、L2的开头位置Ph之差(步骤A23)。然后，将从比最末尾位置靠后后方余裕距离Ldr与扩大距离相加所得的距离的后端位置Ptr到比开头位置Ph靠前前方余裕距离Ldh的前端位置Pth计算为列车占用范围(步骤A25)。当进行了以上的处理时，返回到步骤S1，重复同样的处理。
[作用效果]
这样，根据本实施方式，基于设置于不同的多个轴的PG 22-1、22-2分别输出的速度脉冲PL，来判定设置了PG 22-1、22-2的多个轴中的任一个是否产生了空转滑行，在探测出空转滑行的产生的情况下，根据基于PG 22-1、22-2分别输出的速度脉冲PL的行驶位置L1、L2中的前方的行驶位置来决定列车的开头位置Ph，并且根据后方的行驶位置来决定最末尾位置Pr，从而计算列车占用范围。也就是说，能够将列车占用范围计算为包括作为未探测出空转滑行的产生时的列车占用范围的非空转滑行时范围、并且比非空转滑行时范围大的范围。
当产生了空转滑行时，基于来自旋转探测装置的探测信号的行驶位置的误差增加，因此通过将列车占用范围计算得大，能够确保安全性。另外，基于来自设置于产生了空转滑行的轴的PG的速度脉冲的行驶位置L包含误差，该误差与所产生的空转滑行的程度相应。因此，通过使用不包含因空转滑行引起的误差的行驶位置以及包含因空转滑行引起的误差的行驶位置这两方来计算列车占用范围，能够在产生了空转滑行的情况下将列车占用范围计算为适当的范围长度。
另外，能够基于速度脉冲PL、根据速度脉冲PL计算出的速度V或加减速度α、行驶位置L来判定PG 22的异常。
[变形例]
此外，本发明所能够应用的实施方式不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内适当变更，这是理所当然的。
(A)空转滑行的探测
在空转滑行的探测中，也可以设为进一步区分地探测产生了空转和滑行中的哪一个。即，空转在动力运行时产生，产生了空转的轴的转速与正常的轴(粘着轴)的转速相比变快。另一方面，滑行在制动时产生，产生了滑行的轴的转速与正常的轴(粘着轴)的转速相比变慢。动力运行、制动之类的运转状态例如能够根据驾驶室中的驾驶操作信号、加减速度α来判断。因而，能够根据运转状态是动力运行还是制动来判定产生了空转还是产生了滑行。
然后，根据产生了空转和滑行中的哪一个，来如图12所示那样计算列车占用范围。即，在产生了空转的情况下，如图12的(a)所示，基于行驶位置L1、L2中的、根据未产生空转的轴(计算出的行驶位置为后方的轴)的速度脉冲计算的行驶位置，来决定列车的开头位置Ph和最末尾位置Pr。然后，扩大前方余裕距离Ldh地计算列车占用范围。这是由于，与根据产生了空转的轴的速度脉冲计算的行驶位置相比，根据未产生空转的轴的速度脉冲计算的行驶位置为看起来更准确的位置。
另一方面，在产生了滑行的情况下，如图12的(b)所示，基于行驶位置L1、L2中的、根据未产生滑行的轴(计算出的行驶位置为前方的轴)的速度脉冲计算的行驶位置，来决定列车的开头位置Ph和最末尾位置Pr。然后，扩大后方余裕距离Ldr地计算列车占用范围。这是由于，与根据产生了滑行的轴的速度脉冲计算的行驶位置相比，根据未产生滑行的轴的速度脉冲计算的行驶位置为看起来更准确的位置。
(B)3个以上的PG
另外，设为在不同的2个轴设置2个PG 22-1、22-2，但是也可以设为在3个以上的轴分别设置PG 22。
(C)2个速度脉冲的相位差
1个PG 22所输出的2个速度脉冲PL的相位差不限于90度，例如也可以设为45度、120度等除其以外的相位差。
附图标记说明
1：列车控制***；10：地面装置；12：无线基站；20：列车；22(22-1、22-2)：脉冲发生器(PG)；24：车载件；26：常用制动；28：紧急制动；30：车载装置；102：操作输入部；104：显示部；106：通信部；108：计时部；200：处理部；202-1、202-2：速度计算部；204-1、204-2：加减速度计算部；206-1、206-2：位置计算部；210：PG***；212：速度脉冲***；214：速度***；216：加减速度***；218：速度零持续时间测量部；220：断线探测部；222：异常时控制部；230：空转滑行探测部；240：列车占用范围计算部；250：行驶控制部；300：存储部；302：车上控制程序；304：控制信息；306：位置数据；308：速度数据；310：加减速度数据；312：余裕距离表；314：列车占用范围数据；316：PG检查用速度上限值数据；318：PG检查用加减速度上限值数据；320：速度零持续时间数据；322：速度零持续时间阈值数据；324：空转滑行探测用加减速度阈值数据；326：空转滑行探测用速度差阈值数据；328：规格数据；40：地面件；R：轨道。

Claims (6)

1.一种车载装置，其搭载于列车，计算所述列车有可能存在的列车占用范围，其中，
在所述列车中，针对所述列车的多个轴分别设置有输出与该轴的旋转相应的旋转探测信号的旋转探测装置，
所述车载装置执行以下动作：
按所述旋转探测装置，基于该旋转探测装置的所述旋转探测信号来计算所述列车的行驶位置；
使用按所述旋转探测装置的所述旋转探测信号，来探测产生了空转的轴；
使用按所述旋转探测装置的所述旋转探测信号，来探测产生了滑行的轴；
在所述空转和滑行的产生均未被探测出的情况下，将包括以按所述旋转探测装置的行驶位置中的任一个行驶位置为基准的所述列车的列车长度的范围、所述列车的前方余裕距离量的范围以及所述列车的后方余裕距离量的范围的范围设定为所述列车占用范围，下面称为非空转滑行时范围；
在探测出所述空转的产生的情况下，将包括以按所述旋转探测装置的行驶位置中设置于所述产生了空转的轴以外的轴上的所述旋转探测装置的行驶位置为基准的所述列车长度的范围、使所述前方余裕距离量的范围向前方扩张所得到的范围以及所述后方余裕距离量的范围的范围设为所述列车占用范围，由此将包括所述非空转滑行时范围、且比所述非空转滑行时范围大的范围设定为所述列车占用范围；以及
在探测出所述滑行的产生的情况下，将包括以按所述旋转探测装置的行驶位置中设置于所述产生了滑行的轴以外的轴上的所述旋转探测装置的行驶位置为基准的所述列车长度的范围、所述前方余裕距离量的范围以及使所述后方余裕距离量的范围向后方扩张所得到的范围的范围设为所述列车占用范围，由此将包括所述非空转滑行时范围、且比所述非空转滑行时范围大的范围设定为所述列车占用范围。
2.根据权利要求1所述的车载装置，其特征在于，
所述旋转探测装置是针对探测对象的轴的旋转输出具有规定的相位差的2个脉冲信号来作为所述旋转探测信号的装置，
所述车载装置还执行以下动作：
计算按所述脉冲信号的脉冲周期信息，
基于同一所述旋转探测装置所涉及的所述2个脉冲信号的脉冲周期信息之差来判定该旋转探测装置的异常。
3.根据权利要求2所述的车载装置，其特征在于，
所述车载装置还执行以下动作：基于同一所述旋转探测装置所涉及的所述2个脉冲信号的相位差是否为反相位来判定该旋转探测装置的异常。
4.根据权利要求1所述的车载装置，其特征在于，
所述车载装置还执行以下动作：根据基于所述旋转探测信号的速度和加减速度中的至少任一方是否满足规定的异常条件，来判定输出了该旋转探测信号的所述旋转探测装置的异常。
5.根据权利要求1所述的车载装置，其特征在于，
所述车载装置还执行以下动作：
按所述旋转探测装置，根据该旋转探测装置的所述旋转探测信号来计算速度；以及
在规定的持续时间的期间内、进行所述计算得到的按所述旋转探测装置的计算速度中的一部分计算速度为速度零且剩余的计算速度为非零的情况下，判定为速度零所涉及的所述旋转探测装置异常或该旋转探测装置的信号线断线。
6.一种列车占用范围计算方法，由搭载于列车的车载装置计算所述列车有可能存在的列车占用范围，
在所述列车中，针对所述列车的多个轴分别设置有输出与该轴的旋转相应的旋转探测信号的旋转探测装置，
所述列车占用范围计算方法包括：
按所述旋转探测装置，基于该旋转探测装置的所述旋转探测信号来计算所述列车的行驶位置；
使用按所述旋转探测装置的所述旋转探测信号，来探测产生了空转的轴；
使用按所述旋转探测装置的所述旋转探测信号，来探测产生了滑行的轴；
在所述空转和滑行的产生均未被探测出的情况下，将包括以按所述旋转探测装置的行驶位置中的任一个行驶位置为基准的所述列车的列车长度的范围、所述列车的前方余裕距离量的范围以及所述列车的后方余裕距离量的范围的范围设定为所述列车占用范围，下面称为非空转滑行时范围；
在探测出所述空转的产生的情况下，将包括以按所述旋转探测装置的行驶位置中设置于所述产生了空转的轴以外的轴上的所述旋转探测装置的行驶位置为基准的所述列车长度的范围、使所述前方余裕距离量的范围向前方扩张所得到的范围以及所述后方余裕距离量的范围的范围设为所述列车占用范围，由此将包括所述非空转滑行时范围、且比所述非空转滑行时范围大的范围设定为所述列车占用范围；以及
在探测出所述滑行的产生的情况下，将包括以按所述旋转探测装置的行驶位置中设置于所述产生了滑行的轴以外的轴上的所述旋转探测装置的行驶位置为基准的所述列车长度的范围、所述前方余裕距离量的范围以及使所述后方余裕距离量的范围向后方扩张所得到的范围的范围设为所述列车占用范围，由此将包括所述非空转滑行时范围、且比所述非空转滑行时范围大的范围设定为所述列车占用范围。
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