JP6971688B2 - 定位置停止制御装置及び位置算出装置 - Google Patents
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Description
一方、車輪の車輪径は、車両基地等で測定した値を設定するが、摩耗によって徐々に減少するため、補正が必要である。
距離情報保持部は、複数の区間を走行する際の車輪回転センサの出力パルス数に対応する距離基準情報を区間毎に保持する。
パルス数算出部は、区間を鉄道車両が走行する際に得られる出力パルス数を算出する。
これらの結果、位置算出部は、一の区間に対応する距離基準情報の値と他の区間に対応する距離基準情報の値との比、一の区間を鉄道車両が実走行した際に得られた出力パルス数及び他の区間を鉄道車両が実走行中に得られる出力パルス数に基づいて、他の区間における鉄道車両の位置算出を行う。
また、一の区間の始端位置及び終端位置には、鉄道車両が自己位置を検出するための地上子が配置され、他の区間の始端位置及び終端位置のうち、少なくとも始端位置には鉄道車両が自己位置を検出するための地上子が配置されており、さらに距離基準情報及び地上子の間を鉄道車両が実走行する際の出力パルス数に基づいて地上子位置を算出する地上子位置算出部を備えている。
これにより、地上子位置算出部は、実走行時における複数の区間の出力パルス数の比と距離基準情報に対応する複数の前記区間の出力パルス数の比との差又は実走行時における複数の区間の距離の比と距離基準情報に対応する複数の区間の距離の比との差に基づいて、鉄道車両の車輪の空転あるいは滑走の有無を判定し、空転及び滑走が生じていない状態で取得した出力パルス数に基づいて地上子の位置を算出する。
図1は、実施形態の定位置停止制御装置が搭載された車両の概要構成ブロック図である。
車両100は、車両100を駅において定位置に停止させるための定位置停止制御装置11と、後述する複数の地上子を順次検出するための地上子検知部12と、車輪101の回転数に応じた速度パルスを出力する速度発電機14と、定位置停止制御装置11の運転制御指令に基づいて車両100の駆動及び制動を制御する駆動制動制御装置15と、を備えている。
図2は、二つの地上子が所定の停止位置の手前に設けられている場合の説明図である。
第1の地上子41と第2の地上子42は、図2に示すように、第1の所定距離L1だけ離間して配置されており、第2の地上子42と停止位置STPは、第2の所定距離L2だけ離間して配置されている。
図3(A)は、地上子間パルス情報として、速度パルス数を記憶している場合の一例である。
地上子間パルス情報保持部31には、停車駅における停止位置に関する停止位置情報ST、第1の地上子41と第2の地上子42の間で検出される標準的な(平均的な)速度パルス数An1(第1距離情報)及び第2の地上子42と停止位置との間で検出される標準的な(平均的な)速度パルス数An2(第2距離情報)が保持されているものとする。
An1≠n1、An2≠n2
An1=α・n1、An2=α・n2
が成立するはずである。
An1/n1=An2/n2
となる。ゆえに、
n2=n1・An2/An1
となる。
図3(B)は、地上子間パルス情報として、速度パルス数に対応する距離を記憶している場合の一例である。
地上子間パルス情報保持部31には、停車駅における停車位置に関する停車位置情報ST(=STP)、第1の地上子41と第2の地上子42の間で算出される標準的な(平均的な)距離L1(第1距離情報)及び第2の地上子42と停止位置との間で算出される標準的な(平均的な)距離L2(第2距離情報)が保持されている。
図4は、定位置停止制御の導入路線における地上子の設置例を示す図である。
図4においては、車両100の進行方向に沿って列車が停止すべき駅の定位置の手前に三つの地上子41、42、43が設置されている。
地上子間パルス情報保持部31は、図5(A)に示すように、停止位置STPに対応づけて、地上子41と地上子42との間の速度パルス数の標準的な値An1(第1距離情報)、地上子42と地上子43との間の速度パルス数の標準的な値An2(第2距離情報)、地上子43と停止位置STPとの間の速度パルス数の標準的な値An3(第3距離情報)を保持しておく。
この標準的な値An1、An2、An3は、営業走行に先立って実施する試験走行等において、地上子間パルス数算出部32を用いて速度パルス数を算出し、算出結果に基づいて決定する。この場合において、車輪101の空転や滑走が発生していない状態における車両100の走行のデータを用いる。また、複数の編成車両について複数回の走行を行い、平均的なパルス数を決定することが望ましい。
例えば、速度パルス数n1の測定は、図6に示すように、地上子41の設置位置P11及び地上子42の設置位置P12ではなく、地上子41と地上子検知部12の電磁的な結合開始地点P1(時刻t1に相当)から、地上子42と地上子検知部12の電磁的な結合開始地点P2(時刻t2)に至るまでの速度パルス数とする。
さらに、地上子41と地上子検知部12の電磁的結合開始時点と電磁的結合終了時点の中間点(≒地上子41の設置位置P11)から、地上子42と地上子検知部12の電磁的結合開始時点と電磁的結合終了時点の中間点(≒地上子42の設置位置P12)までの速度パルス数としてもよい。
図7は、車両の実走行時の処理フローチャートである。
地上子間パルス数算出部32は、地上子検知部12から地上子検知情報と、速度発電機14からの速度パルスに基づき、地上子間の速度パルス数n1、n2を算出する(ステップS11)。
次に得られた比n1/n2を地上子間パルス情報保持部31から、地上子41−地上子42間に対応する標準的な速度パルス数An1及び地上子42−地上子43間に対応する標準的な速度パルス数An2を読み出し、標準的な速度パルス数An1と標準的な速度パルス数An2との比An1/An2を算出して、比An1/An2と、比n1/n2との差が所定のしきい値範囲内であるか否かに基づいて、車輪101の空転あるいは滑走が生じているか否かを判別する(ステップS13)。
車輪101の空転や滑走が発生していない場合、地上子41と地上子42の間の速度パルス数n1と、地上子42と地上子43の間の速度パルス数n2の比(=n1/n2)は、空転や滑走が生じていない場合に取得された標準の速度パルス数An1と標準の速度パルス数An2との比(=An1/An2)にほぼ等しくなる。
|n1/n2−An1/An2|<β
であれば、空転や滑走が発生していないと判定することとなる。
D=(L1+L2)×ng/(n1+n2)/π
そして、処理をステップS15に移行する。
なお、土木図面上の距離L1、L2等は、地上子間パルス情報保持部31で保持しておくか、標準的な車輪径Dと標準的な速度パルス数An1、An2から算出する。
n3={An3/(An1+An2)}×(n1+n2)
そこで、地上子位置算出部34は、地上子間パルス情報保持部31に保持した、地上子間の標準的な速度パルス数An1、An2を参照し、車輪径算出部33で算出した車輪101の車輪径Dに基づいて地上子位置を算出する(ステップS16)。なお、An1、An2、An3の代わりに、比{An3/(An1+An2)}を保持しておき、検出されたn1+n2に基づいてn3を算出してもよい。
L3S=π×D/ng×n3
この場合において、地上子検知部12において、地上子41、42、43を検知した場合には、位置算出部35は、当該地上子41、42、43の土木図面上の位置に基づいて位置を補正する。
制御指令算出部22は、位置算出部35で算出した車両100(列車)の位置と、速度算出部36で算出した車両100(列車)の速度に基づき、所定の駅停止位置である停止位置STPに列車を停車させるような運転制御指令を算出する。
これらの結果、駆動制動制御装置15は、制御指令送信部23から受信した運転制御指令に基づいて車両100の駆動、制動を制御し、車両100(列車)を所定の駅停止位置である停止位置STPに自動で停止させる。
すなわち、地上子位置算出部34で地上子位置を算出した時点では、車輪101の車輪径Dの算出誤差により、当該地上子から所定の駅停止位置である停止位置STPまでの距離が実際と異なる可能性があるが、所定の駅停止位置までの速度パルス数は正しく算出できる。
以上のような機能は、ソフトウェア上で実現可能であり、従来の定位置停止制御装置におけるプログラムを追加すればよいため、別途ハードウェアなどを追加する必要がない。従って、簡易な構成で実現することができる。
本実施形態では、各地上子間の速度パルス数を用いて位置を算出する方法を説明したが、パルス数から推定した地上子間の距離や、区間同士の速度パルス数の比をデータベースで保持することでも同様な効果を得ることができる。
また、本実施形態の定位置停止制御装置で実行されるプログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
12 地上子検知部
14 速度発電機
15 駆動制動制御装置
21 速度位置算出部
22 制御指令算出部
23 制御指令送信部
31 地上子間パルス情報保持部
32 地上子間パルス数算出部
33 車輪径算出部
34 地上子位置算出部
35 位置算出部
36 速度算出部
41、42、43 地上子
100 車両
Claims (5)
- 車輪の回転数に比例した数の出力パルスを出力する車輪回転センサを有する鉄道車両に搭載される定位置停止制御装置であって、
複数の区間を走行する際の前記車輪回転センサの出力パルス数に対応する距離基準情報を前記区間毎に保持する距離情報保持部と、
前記区間を前記鉄道車両が走行する際に得られる前記出力パルス数を算出するパルス数算出部と、
一の前記区間に対応する前記距離基準情報の値と他の前記区間に対応する前記距離基準情報の値との比、前記一の前記区間を前記鉄道車両が実走行した際に得られた前記出力パルス数及び前記他の前記区間を前記鉄道車両が実走行中に得られる前記出力パルス数に基づいて、前記他の前記区間における前記鉄道車両の位置算出を行う位置算出部と、
を備え、
前記一の前記区間の始端位置及び終端位置には、前記鉄道車両が自己位置を検出するための地上子が配置され、
前記他の前記区間の始端位置及び終端位置のうち、少なくとも始端位置には前記鉄道車両が自己位置を検出するための地上子が配置されており、
さらに前記距離基準情報及び前記地上子の間を前記鉄道車両が実走行する際の前記出力パルス数に基づいて地上子位置を算出する地上子位置算出部を備え、
前記地上子位置算出部は、実走行時における複数の前記区間の前記出力パルス数の比と前記距離基準情報に対応する前記複数の前記区間の前記出力パルス数の比との差又は実走行時における複数の前記区間の距離の比と前記距離基準情報に対応する前記複数の前記区間の距離の比との差に基づいて、前記鉄道車両の車輪の空転あるいは滑走の有無を判定し、空転及び滑走が生じていない状態で取得した前記出力パルス数に基づいて地上子の位置を算出する、
定位置停止制御装置。 - 前記距離基準情報は、前記車輪回転センサの出力パルス数あるいは前記複数の区間のパルス数の比あるいは前記車輪回転センサの出力パルス数に相当する距離を含む、
請求項1記載の定位置停止制御装置。 - 車輪の回転数に比例した数の出力パルスを出力する車輪回転センサを有する鉄道車両に搭載される位置算出装置であって、
複数の区間を走行する際の前記車輪回転センサの出力パルス数に対応する距離基準情報を前記区間毎に保持する距離情報保持部と、
前記区間を前記鉄道車両が走行する際に得られる前記出力パルス数を算出するパルス数算出部と、
一の前記区間に対応する前記距離基準情報の値と他の前記区間に対応する前記距離基準情報の値との比、前記一の前記区間を前記鉄道車両が実走行した際に得られた前記出力パルス数及び前記他の前記区間を前記鉄道車両が実走行中に得られる前記出力パルス数に基づいて、前記他の前記区間における前記鉄道車両の位置算出を行う位置算出部と、を備え、
前記一の前記区間の始端位置及び終端位置には、前記鉄道車両が自己位置を検出するための地上子が配置され、
前記他の前記区間の始端位置及び終端位置のうち、少なくとも始端位置には前記鉄道車両が自己位置を検出するための地上子が配置されており、
さらに、前記距離基準情報及び前記地上子の間を前記鉄道車両が実走行する際の前記出力パルス数に基づいて地上子位置を算出する地上子位置算出部を備え、
前記地上子位置算出部は、実走行時における複数の前記区間の前記出力パルス数の比と前記距離基準情報に対応する前記複数の前記区間の前記出力パルス数の比との差又は実走行時における複数の前記区間の距離の比と前記距離基準情報に対応する前記複数の前記区間の距離の比との差に基づいて、前記鉄道車両の車輪の空転あるいは滑走の有無を判定し、空転及び滑走が生じていない状態で取得した前記出力パルス数に基づいて地上子の位置を算出する、
位置算出装置。 - 前記距離基準情報は、前記車輪回転センサの出力パルス数あるいは前記複数の区間のパルス数の比あるいは前記車輪回転センサの出力パルス数に相当する距離を含む、
請求項3記載の位置算出装置。 - 前記位置算出部は、前記一の前記区間の距離基準情報及び前記一の前記区間を前記鉄道車両が実走行した際に得られた前記出力パルス数に基づいて前記鉄道車両の車輪径を算出する車輪径算出部と、前記鉄道車両の車輪径と前記他の前記区間を前記鉄道車両が実走行中に得られる前記出力パルス数に基づいて前記他の前記区間における前記鉄道車両の位置算出を行う鉄道車両位置算出部とを有する、
請求項3記載の位置算出装置。
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