JP2002222485A - 車間異常時保安システム及び車間異常時保安方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数車両が隊列走行する交通システムにおい
て、隊列内の車間異常時の追突防止制御に関するシステ
ム構成をより簡素に構築できる車間異常時保安システム
及び車間異常時保安方法を比較的安価に提供する。 【解決手段】車間異常時保安システムは、隊列１を成す
複数車両を走行させる交通システムで用いるもので、隊
列１内の隣接する２つの車両１０、１０間でその車間異
常が発生した場合、その隊列１内の全車両１０を非常停
止するか否かを判断し、その判断で隊列１内の全車両１
０を非常停止する場合、隊列１内の隣接する２つの車両
１０、１０の内の後方の車両１０がその前方の車両１０
よりも先に停止するように全車両１０の非常停止動作を
個別に制御する車間異常時保安用アルゴリズム３５を実
行するＣＰＵ３１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、隊列を成す複数車
両が機械的又は電子的に連結して走行する交通システム
で用いる車間異常時保安システム及び車間異常時保安方
法に係り、特に隊列内の車間異常時の追突防止用の非常
停止制御の工夫に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数車両が機械的に連結されて隊列走行
する交通システムでは、乗客の増減に応じ車両の増車、
減車を行なうには多くの時間や労力が必要である。そこ
で、この種の問題を解決するため、近年では複数車両が
機械的ではなく電子的に連結されて隊列走行する交通シ
ステムも提案されている。この交通システムには、専用
道ではバス型の複数車両が隊列を組んで自動運転で走行
し、一般道では各車両がその隊列から離れて手動運転で
走行する運行形式のマルチモードシステム（「デュアル
モードバス」とも呼ばれる）も知られている（例えば、
特開２０００−２６４２０７号、特開２０００−２６４
２０８号、特開２０００−２６４２０９号、特開２００
０−２６４２１０号等）。

【０００３】いずれの交通システムであっても、保安
上、隊列内の各車両間で連結破断や車間異常が発生した
際に隊列内の全車両で同じように非常ブレーキをかけて
車両同士の追突防止を図る必要がある。この場合には、
前方車両のブレーキが後方車両よりも強かったり、後方
車両のブレーキのタイミングが遅れたりすると、前方車
両に追突するといった現象が生じることがある。

【０００４】こういった車両同士の追突は、複数車両が
機械的に連結された交通システムの場合にはその連結部
による吸収等により回避可能であるが、複数車両が電子
的に連結されたマルチモードシステム等の交通システム
の場合には殆ど回避困難である。このため、後者の場合
には前方の車両との間隔をセンサで検知し、その検知信
号に基づいて前方の車両との間で追突しないようにブレ
ーキ力を調整する構成が交通システム内に加えられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した複数
車両が電子的に連結された交通システムでは、連結破断
や車間異常時の衝突防止のために前方の車両との間隔を
検知するセンサ系のほか、そのセンサ検出値に応じてブ
レーキ力を制御する制御系も必要で、こういったセンサ
系及び制御系を成す装置・回路等の追加によりシステム
全体がより複雑で比較的高価になるといった問題があ
る。これは、複数車両が機械的に連結された交通システ
ムの場合も同様である。

【０００６】本発明は、このような従来の問題を背景に
なされたもので、複数車両が隊列走行する交通システム
において、隊列内の車間異常時の追突防止制御に関する
システム構成をより簡素に構築できる車間異常時保安シ
ステムを比較的安価に提供することを、目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次の方法によって車間異常時の追突を防止
するものである。

【０００８】１）連結破断等による車間異常を検知して
非常ブレーキをかける（減速を開始する）際、前方の車
両から後方の車両にいくに従いブレーキ力を強くする
（減速度を大きくする）。

【０００９】その際のブレーキ力の決め方としては、単
純に隊列内の順番とブレーキ力（減速度）を対応させて
おく方法と、隊列の総数と隊列内の順序に応じてブレー
キ力を変化させる方法とのいずれでも適用可能である。

【００１０】また、ブレーキ力の決め方は、先頭車両の
ブレーキ力を基準にして後方の車両にいくに従ってブレ
ーキ力を強くする方法（先頭車両のブレーキ力には隊列
として最低限必要となるブレーキ力等を設定）と、最後
尾車両のブレーキ力を基準にして、前方の車両にいくに
従ってブレーキ力を弱くする方法（最後尾車両のブレー
キ力には、乗客の安全が保証される範囲での最も強いブ
レーキ力などを設定）とのいずれでも適用可能である。

【００１１】２）連結破断等による車間異常を検知して
非常ブレーキをかける（減速を開始する）際、最後尾車
両からブレーキをかけ始める。例えば、最後尾車両が減
速を開始したという情報を受けて、順次前方の車両がブ
レーキをかけるようにする。

【００１２】本発明は、このような着想を元に完成され
たものである。

【００１３】すなわち、本発明は、隊列を成す複数車両
を走行させる交通システムで用いる車間異常時保安シス
テムであって、前記隊列内の隣接する２つの車両間でそ
の車間異常が発生した場合、その隊列内の全車両を非常
停止するか否かを判断する非常停止判断手段と、この非
常停止判断手段による判断で前記隊列内の全車両を非常
停止する場合、前記隊列内の隣接する２つの車両の内の
後方の車両がその前方の車両よりも先に停止するように
前記全車両の非常停止動作を個別に制御する非常停止制
御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１４】本発明において、前記制御手段は、前記隊
列内の全車両の非常停止動作の動作開始時期及びその減
速度を個別に制御するものであることが可能である。

【００１５】この場合、前記制御手段は、前記隊列内の
全車両に対しその非常停止動作時の動作開始時期が同じ
で且つ前記隊列内の隣接する２つの車両の内の後方の車
両がその前方の車両よりもその非常停止動作時の減速度
が大きくなるように制御する手段を備えることが可能で
ある。

【００１６】また、前記制御手段は、前記隊列内の全車
両に対しその非常停止動作時の減速度が同一で且つ前記
隊列内の隣接する２つの車両の内の後方の車両がその前
方の車両よりもその非常停止動作時の動作時期が早くな
るように制御する手段を備えることが可能である。

【００１７】本発明は、隊列を成す複数車両を走行させ
る交通システムで用いる車間異常時保安方法であって、
前記隊列内の隣接する２つの車両間でその車間異常が発
生した場合、その隊列内の全車両を非常停止するか否か
を判断するステップと、その判断で前記隊列内の全車両
を非常停止する場合、前記隊列内の隣接する２つの車両
の内の後方の車両がその前方の車両よりも先に停止する
ように前記全車両の非常停止動作を個別に制御するステ
ップと、を備えることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る車間異常時保
安システム及び車間異常時保安方法の実施の形態を図１
〜図８を参照して具体的に説明する。

【００１９】図１は、本例の車間異常時保安システムが
適用される交通システムの一例を示すものである。図１
に示す交通システムは、所定の路側システム（管制セン
ター設備、路側設備等）２００による管制等の制御の元
で、各都市（図中の例では都市Ａ、Ｂ、Ｃ）間を結ぶ専
用道Ｒ１上で複数の車両１０…１０を電子的に連結して
隊列１を組ませて自動運転でプラトーン走行させる一
方、各都市Ａ、Ｂ、Ｃ内の一般道Ｒ２上では隊列１から
流出した車両１０を手動運転に切り替えて走行させるマ
ルチモードシステム（例えば、特開２０００−２６４２
０９号、特開２０００−２６４２１０号等で開示された
新世代交通システム）を適用したものである。

【００２０】路側システム２００には、例えば、図示し
ない運行ダイヤ計画、動的ダイヤ計画、及びプラトーン
運用、全路線Ｒ１、Ｒ２上の在線管理等を行うための管
制センター設備や、この管制センター内設備による初期
ダイヤ、動的ダイヤ、プラトーン運用に関する管理の元
で一定区間単位の信号・保安制御、車両追跡、及び進路
制御等を行う路側設備等が含まれる。

【００２１】専用道Ｒ１には、本例ではその本線を成す
単路部上の途中所定位置で互いに逆方向に進む車両１０
がすれ違い走行可能な複線又は複々線を成す、すれ違い
部１００及び駅部１０１がそれぞれ設置され、この内、
駅部１０１で車両１０のすれ違いや待機のほか、一般道
Ｒ２から専用道Ｒ１への車両１０の隊列１への合流や、
専用道Ｒ１から一般道Ｒ２への隊列１からの車両１０の
流出等が行われる。

【００２２】隊列１を成す各車両１０…１０は、例えば
所定数の乗客を乗せる車体ボディ内に車両制御装置１
１、車両保安装置１２、レーン検知用の磁気センサ１
３、路車間通信機１４、車車間通信機１５等を搭載し、
磁気センサ１３にて専用道Ｒ１内に埋設されたレーン検
知用の磁気ネイル２０からの磁場を検知し、路車間通信
機１４にて専用道Ｒ１内に埋設された通信装置（通信用
ループコイル）２１を介して別途設置の路側システム２
００（後述）との間で路車間通信を行い、車車間通信機
１５にて隊列１内のその他の車両１０、１０との間で車
車間通信を行うことにより、停止・出発制御、プラトー
ン等の走行制御、速度制御等が可能となっている。

【００２３】車両保安装置１２には、機能上、図２に示
すように本発明を成す車間異常時保安システム３０が搭
載されている。車間異常時保安システム３０は、例えば
車両保安装置１２内のマイクロコンピュータと一体又は
別体に構成され、ハード上、ＣＰＵ３１、ＲＡＭ３２、
ＲＯＭ３３、Ｉ／Ｆ（各種インターフェース）３４等の
コンピュータ・アーキテクチャに基づく各要素を備え
る。この内、ＲＯＭ３３内には、ＣＰＵ３１が実行すべ
き車間異常時保安用アルゴリズム（本発明の各手段及び
各ステップを成す）３５に基づくプログラムが内蔵され
る。また、ＲＡＭ３２内には、ＣＰＵ３１がプログラム
実行時に参照すべき参照テーブル３６を成すデータが書
き換え可能に記録されている。

【００２４】ここで、車間異常時保安システム３０の処
理を中心に、本例の交通システムの全体動作を図３〜図
８に基づいて説明する。

【００２５】まず、図３に示すように隊列１を成す複数
車両１０…１０が専用道Ｒ１上を走行しているとする。
図３においては、説明の便宜上、隊列１内の各車両１０
…１０の隊列内順番を先頭車両から最後尾車両の順に
１、２、…、ｎ−２、ｎ−１、ｎとし、これら各車両１
０…１０の車間をＬとしてある。

【００２６】こういった隊列１の走行に際し、車間異常
時保安システム３０は、ＣＰＵ３１の処理によりＲＯＭ
３３内の車間異常時保安用アルゴリズム３５に基づくプ
ログラムを実行する。この処理例を図４に示す。図４に
おいて、まず、ＣＰＵ３１は、車間異常発生が原因で隊
列１を非常停止させるか否かを判断する（ステップＳ
１）。ここで、車間異常発生の判断条件は、例えば、図
３中に示すように車間Ｌが許容値の上限値Ｌｍａｘより
も大きくなる条件（Ｌ＞Ｌｍａｘ）、又は、その下限値
Ｌｍｉｎよりも小さくなる条件（Ｌ＜Ｌｍｉｎ）のいず
れかを満たす場合とする。

【００２７】上記の判断は、ＮＯ（非常停止しない）の
場合は繰り返し行われ、ＹＥＳ（非常停止する）の場
合、次処理に進み、非常停止の種類（理由）をチェック
する（ステップＳ２）。このチェックで、非常停止の種
類が隊列１外部にある場合（例えば、前方に障害物が存
在する場合等）は、隊列１の先頭車両１０を直ちに停止
させる必要があるため、隊列内の全車両１０…１０に対
し同じ停止条件で非常停止させるための制御指令を出す
（ステップＳ３）。

【００２８】これに対し、上記のチェックで、非常停止
の種類が隊列１内部にある場合（例えば、連結破断や通
信不能等）は、さらにブレーキ故障か否かを判断し（ス
テップＳ４）、これでＹＥＳ（ブレーキ故障である）の
場合は、隊列１内のブレーキ故障車両１０の前方の車両
１０を逃がすように走行させるための制御指令を出す
（ステップＳ５）。一方、上記の判断で、ＮＯ（ブレー
キ故障でない）の場合は、隊列１内の隣接する２つの車
両１０、１０の内の前方の車両１０が後方の車両１０よ
りも先に停止する停止条件で非常停止させるための制御
指令を出す（ステップＳ６）。この場合の停止条件の例
を図５〜図８に示す。

【００２９】図５は、減速開始の動作タイミングは同じ
で隊列１内の前方の車両１０から後方の車両１０にいく
に従って減速度が大きくなるように隊列１内の順番１〜
ｎとその減速度α１〜αｎとを対応づける方法を説明す
るものである。この場合は、先頭（順番１）の車両１０
の減速度α１が隊列１内の最少値（隊列として最低限必
要な値）となり、最後尾（順番ｎ）の車両１０の減速度
αｎが隊列１内の最大値（乗客の安全が保証される範囲
での最も大きな値）となる。これらの関係は、上述した
ＲＡＭ３２内の参照テーブル３６のデータとして予め設
定される。

【００３０】図６は、減速開始の動作タイミングは同じ
で減速度の大きさが隊列１内の前方の車両１０から後方
の車両１０にいくに従って大きくなるように隊列１内の
車両総数及びその順番に応じて減速度α１〜αｎを変化
させる方法を説明するものである。この場合も、先頭
（順番１）の車両１０の減速度α１が隊列１内の最少値
（常用値（通常停止用）、例えば０．１５Ｇ等）とな
り、最後尾（順番ｎ）の車両１０の減速度αｎが隊列１
内の最大値（非常値（常用最大値）、例えば０．２Ｇ）
となる。そして、先頭と最後尾の間の車両１０の減速度
α２〜αｎ−１は、その台数比例の関係で隊列１内の総
数に応じて可変で求まるようになる。これらの関係は、
上述したＲＡＭ３２内の参照テーブル３６のデータとし
て予め設定される。

【００３１】図７は、減速度の大きさは同じで減速開始
の動作タイミングが最後尾から先頭にいくに従い遅くな
るように最後尾車両１０の減速開始の情報を受けてから
順次前方の車両１０が減速を開始する方法を説明するも
のである。この図７において、ＣＰＵ３１は、非常停止
時に自車が隊列１内の最後尾車両１０か否かを判断し
（ステップＳ１１）、これでＹＥＳ（最後尾車両であ
る）場合に先頭車両１０からの非常停止の指示があるか
否かを判断し（ステップＳ１２）、これでＹＥＳ（非常
停止の指示あり）の場合に減速を開始し（ステップＳ１
３）、その減速開始確認を１つ前方の車両に車車間通信
で送信する（ステップＳ１５）。

【００３２】上記の処理は最後尾車両１０の場合の例
で、それ以外の車両１０の場合は、上記ステップＳ１１
の処理でＮＯ（最後尾車両でない）と判断され、これに
より、１つ後方の車両１０から減速開始確認の有無を判
断する（ステップＳ１６）。これでＹＥＳ（減速開始確
認あり）の場合、又は、ＮＯ（減速開始確認なし）の場
合で一定時間経過後（ステップＳ１７）、上記の処理に
戻り、減速を開始し（ステップＳ１３）、その減速開始
確認を１つ前方の車両１０に車車間通信で送信する（ス
テップＳ１５）。この減速開始確認は、自車が先頭車で
ない限り、同様に１つ前方の車両１０に対し送られる
（ステップＳ１４）。

【００３３】上記の処理手順は、前述の図４に示す車間
異常時保安用アルゴリズム３５のステップＳ６の処理内
に組み込まれる。従って、ＣＰＵ３１が図４に示す処理
（ステップＳ６）実行時に図７に示す処理（ステップＳ
１１〜Ｓ１７）を実行することにより、隊列１内の最初
に最後尾車両１０が減速を開始し、引き続き、その減速
開始確認を待ってからその１つ前方の車両１０が減速を
開始し、以後同様の処理により、最後に先頭車両１０が
減速を開始するようになる。

【００３４】図８は、減速度の大きさは同じで減速開始
の動作タイミングが最後尾から先頭にいくに従い遅くな
るように隊列１内の車両総数を考慮に入れて減速開始時
期Ｔｘを設定する方法を説明するものである。この場
合、先頭（順番１）の車両１０の減速開始時期Ｔ１が隊
列１内で最も遅く、最後尾（順番ｎ）の車両１０の減速
度Ｔｎが隊列１内で最も早くなるように設定される。図
中の設定例は、動作周期を元に、隊列１内の各車両１０
…１０の減速開始時期Ｔｘ［ｍｓ］＝（ｎ−ｘ）×１０
０［ｍｓ］で計算する場合を例示するものである。これ
ら隊列１内の順番１〜ｎと減速開始時期Ｔｘ（Ｔ１〜Ｔ
ｎ）との関係は、ＲＡＭ３２内の参照テーブル３６のデ
ータとして予め設定される。

【００３５】以上の図５〜図８の少なくとも１つの方法
をＣＰＵ３１が実行することにより、最後尾の車両１０
が最初に停止し、引き続き、その１つ前方の車両１０が
停止し、それ以後、後方から前方に向かい車両１０が順
次停止し、最後に先頭の車両１０が停止するようにな
る。

【００３６】従って、本例によれば、複数車両が隊列走
行する交通システムにおいて、隊列内の車間異常時の追
突防止制御に関するシステム構成を、従来例のように車
間を検知してブレーキ力を調整するための複雑なセンサ
系やその制御系を必要としないで、より簡素に構築で
き、これにより車間異常時保安システムを比較的安価に
提供できる。

【００３７】なお、本例では複数車両が電子連結された
場合を説明してあるが、本発明に限らず複数車両が機械
連結された場合でも適用可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数車両が隊列走行する交通システムにおいて、隊列内
の車間異常時の追突防止制御に関するシステム構成をよ
り簡素に構築できる車間異常時保安システム及び車間異
常時保安方法を比較的安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る車間異常時保安シス
テムの全体構成を示す図。

【図２】車間異常時保安システムの構成例を示す図。

【図３】本例の動作を説明する図。

【図４】車間異常時保安用アルゴリズムを説明する概略
フローチャート。

【図５】非常停止時に隊列内の順番と減速度とを対応づ
ける場合を説明する図。

【図６】非常停止時に隊列内の総数及び順番に応じて減
速度を変化させる場合を説明するグラフ。

【図７】非常停止時に最後尾車両から順次減速を開始さ
せる場合を説明する概略フローチャート。

【図８】非常停止時に隊列内の順番と減速開始時期とを
対応づける場合を説明する図。

【符号の説明】

１ 隊列 １０ 車両 １１ 車両制御装置 １２ 車両保安装置 １３ 磁気センサ １４ 路車間通信機 １５ 車車間通信機 ２０ レーン検知用磁気ネイル２０ ２１ 通信装置（通信用ループコイル） ３０ 車間異常時保安システム ３１ ＣＰＵ ３２ ＲＡＭ ３３ ＲＯＭ ３４ Ｉ／Ｆ ３５ 車間異常時保安用アルゴリズム ３６ 参照テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 泉 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 Ｆターム(参考） 5H180 AA27 BB04 CC17 CC24 EE02 FF13 FF17 LL04 LL09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隊列を成す複数車両を走行させる交通シ
   ステムで用いる車間異常時保安システムであって、 前記隊列内の隣接する２つの車両間でその車間異常が発
   生した場合、その隊列内の全車両を非常停止するか否か
   を判断する非常停止判断手段と、 前記非常停止判断手段による判断で前記隊列内の全車両
   を非常停止する場合、前記隊列内の隣接する２つの車両
   の内の後方の車両がその前方の車両よりも先に停止する
   ように前記全車両の非常停止動作を個別に制御する非常
   停止制御手段と、を備えることを特徴とする車間異常時
   保安システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車間異常時保安システム
   において、 前記制御手段は、前記隊列内の全車両の非常停止動作の
   動作開始時期及びその減速度を個別に制御するものであ
   ることを特徴とする車間異常時保安システム。
3. 【請求項３】 請求項２記載の車間異常時保安システム
   において、 前記制御手段は、前記隊列内の全車両に対しその非常停
   止動作時の動作開始時期が同じで且つ前記隊列内の隣接
   する２つの車両の内の後方の車両がその前方の車両より
   もその非常停止動作時の減速度が大きくなるように制御
   する手段を備えることを特徴とする車間異常時保安シス
   テム。
4. 【請求項４】 請求項２記載の車間異常時保安システム
   において、 前記制御手段は、前記隊列内の全車両に対しその非常停
   止動作時の減速度が同一で且つ前記隊列内の隣接する２
   つの車両の内の後方の車両がその前方の車両よりもその
   非常停止動作時の動作時期が早くなるように制御する手
   段を備えることを特徴とする車間異常時保安システム。
5. 【請求項５】 隊列を成す複数車両を走行させる交通シ
   ステムで用いる車間異常時保安方法であって、 前記隊列内の隣接する２つの車両間でその車間異常が発
   生した場合、その隊列内の全車両を非常停止するか否か
   を判断するステップと、 その判断で前記隊列内の全車両を非常停止する場合、前
   記隊列内の隣接する２つの車両の内の後方の車両がその
   前方の車両よりも先に停止するように前記全車両の非常
   停止動作を個別に制御するステップと、 を備えることを特徴とする車間異常時保安方法。