JPH09200910A

JPH09200910A - 自動列車運転装置

Info

Publication number: JPH09200910A
Application number: JP4223896A
Authority: JP
Inventors: Kyo Mitsuyoshi; 京三吉; Hiroo Saito; 洋男齊藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】停止位置合わせのための位置制御に移行する
前の減速制御の段階において、速応性や追従性の良い減
速制御を行うことができる自動列車運転装置を得ること
にある。【解決手段】対象システム推定手段４０は、むだ時間
推定手段５０で推定された対象システムの持つむだ時間
を考慮に入れて、定位置停止制御系の対象システムを推
定する。制御パラメータ演算手段７０は、そのむだ時間
を考慮に入れて対象システムに合致した制御パラメータ
を演算する。そして、その制御パラメータを用いて原則
制御手段６０は減速制御を行う。したがって、対象シス
テムの持つむだ時間を考慮した定位置停止制御が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道及び新交通シ
ステムにおける列車を自動運転するための自動列車運転
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄道及び新交通システムの分野
では、安全度の向上、運転士に要求される熟練度や負担
の軽減、さらには速度制御の自動化による列車運行の高
密度化を図るために、列車を自動運転するための自動列
車運転装置の開発および導入が進められている。

【０００３】自動列車運転装置は、出発ボタンなど出発
を指令する装置の操作又は遠隔操作によって自動的に列
車の出発を行い自動的に列車の操縦を行うものである。
そして、速度制限区間において、列車速度が制限速度以
上になると自動的にブレーキをかけて減速させる自動列
車制御装置（ＡＴＣと呼ぶ）に加えて、列車を自動で操
縦するための目標速度追従機能、定位置停止制御機能、
定時運転機能を加えたものといえる。このうち定位置停
止制御機能は、列車を所定の停止目標に精度良く停止さ
せるものであり、サービス向上の点で重要な機能となっ
ている。従来における自動列車運転装置の定位置停止制
御機能について、図９及び図１０を参照して説明する。

【０００４】図９は、列車が自動列車運転装置の定位置
停止制御機能により制御される場合の説明図である。図
９では、列車２００が駅のプラットホーム２１０にまさ
に停車しようとしている状態を示している。列車２００
はレール２２０上を走行し、その走行位置は地上子Ｐ１
〜Ｐ４により検出される。すなわち、列車２００は予め
設定されたホーム２１０の停止位置に精度よく停止する
ために、地上子Ｐ１〜Ｐ４と交信を行う。ここで、各々
の地上子Ｐ１〜Ｐ４は、例えば、地上子Ｐ１は定位置停
止制御に移行するための地点確認用、地上子Ｐ２は定位
置停止制御途中の地点確認用、地上子Ｐ３は停止間際の
最後のブレーキをかけるためのもの、地上子Ｐ４は停止
確認用に使用する。

【０００５】図１０は、Ａ駅からＢ駅までの列車の運転
曲線を表したものである。列車はＡ駅を出発し、自動列
車運転装置により力行を開始し、しばらくしてだ行運転
となる。これにより、設定された速度制限区間において
も列車速度が制限速度を越えることなく走行する。そし
て、再力行しＢ駅で停止するために地上子Ｐ１の地点を
越えると、定位置停止制御機能が働き減速制御を開始す
る。また、地上子Ｐ２の地点では減速の具合のチェック
を行い、地上子Ｐ３の地点では速度制御から位置制御に
移行する。地上子Ｐ４の地点では停止直前又は停止直後
の確認を行い、例えば異常時には緊急用のブレーキをか
けるなどを行う（参考文献１、日立評論VOL76,No.5,199
4,5「高速、高密度運転に対応するＡＴＣ／ＡＴＯシス
テム」）。

【０００６】この定位置停止制御においては、乗車率ま
たは貨物車の場合は積載重量により減速性能が変化する
こと、列車ブレーキ装置には機構上むだ打時間が存在
し、そのむだ時間が状況により変化すること、また、む
だ時間を含む対象システムの特性は天候により変化する
ことなどから停止精度のばらつき、停止位置合わせのた
めのだらだら運転などの問題点があった。これに対し
て、予見ファジィ制御方式を応用した方法（特開平３−
１１７３０４号公報、特開平３ー１１７３０５号公報）
や、ニューロファジィ制御を応用した方法（参考文献
２、東芝レビュー、1995,VOL50,No.2「ファジィ、ニュ
ーロ制御と列車自動運転への適用」）が開発されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この予
見ファジイ制御方式を応用した方法やニューロファジイ
制御を応用した方法では、停止制御精度の向上は図れる
ものの、対象システムの特性（むだ時間要素）を陽に取
込んだものではなく、路線の違いや車両の新旧の別など
により制御性能確保のための調整作業に多くの時間を費
やすなどの問題点があった。

【０００８】本発明の目的は、停止位置合わせのための
位置制御に移行する前の減速制御の段階において、速応
性や追従性の良い減速制御を行うことができる自動列車
運転装置を得ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、列車
を定位置に停止させるための定位置停止制御系（対象シ
ステム）の持つむだ時間を推定するむだ時間推定手段
と、このむだ時間推定手段で推定されたむだ時間を考慮
に入れて対象システムのモデル化を行う対象システム推
定手段と、対象システム推定手段で推定されたモデルに
基づいて制御パラメータを演算する制御パラメータ演算
手段と、制御パラメータ演算手段で演算された制御パラ
メータを使用しむだ時間を考慮した列車を減速させるた
めの操作量を演算し列車ブレーキ装置に出力する減速制
御手段とを備えたものである。

【００１０】請求項１の発明では、定位置停止制御系の
対象システムを推定する際に対象システムの持つむだ時
間を状況に応じて推定し、そのむだ時間を考慮に入れて
対象システムに合致した制御パラメータを演算する。そ
して、その制御パラメータを用いて減速制御を行う。し
たがって、対象システムの持つむだ時間を考慮した定位
置停止制御が可能となる。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、列車の減速制御を行う際の目標減速値である目標減
速パターンを作成し減速制御手段に出力する減速パター
ン作成手段を追加して設けたものである。

【００１２】請求項２の発明では、列車の停止に向け
て、停止のための設定目標速度（０ｋｍ／ｈ）に至る横
軸位置もしくは時間対縦軸目標速度の目標減速パターン
を作成するので、路線状況や乗客層や鉄道会社の意図に
あった減速制御を行うことができる。

【００１３】請求項３の発明は、請求以降１又は請求項
２の発明において、むだ時間推定手段は、列車がブレー
キをかけている最中と、列車がブレーキをかけていない
ときとに分けて、むだ時間の推定を行うようにしたもの
である。

【００１４】請求項３の発明では、むだ時間推定手段に
おけるむだ時間の推定を、列車がブレーキをかけている
最中と、かけていないときとに分けて行うことができる
ので、より精度のよいむだ時間の推定となる。

【００１５】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、むだ時間推定手段は、列車がブレーキをかけ始める
ときと、列車がだ行又は力行に移るときとに分けて、む
だ時間の推定を行うようにしたものである。

【００１６】請求項４の発明では、列車がブレーキをか
け始めるときと、だ行もしくは力行に移るときとではむ
だ時間の値を変えるので、より精度のよいむだ時間の推
定となる。

【００１７】請求項５の発明は、請求項２の発明におい
て、天候モードを入力するための天候モード入力手段を
設け、減速パターン作成手段は天候モードに基づいて目
標減速パターンを作成し、天候モードに合致した目標減
速パターンを減速制御手段に出力するようにしたもので
ある。

【００１８】請求項５の発明では、天候モードを入力す
ることができるようになるので、ブレーキの効きを反映
した対象システムの推定が可能となる。また、ブレーキ
力が飽和しまうために早目にブレーキをかけ始める必要
があるような場合においても、適切に減速パターンを切
り替えたり変更したりできる。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、対象システムの季節変動や経年変化に追従させるた
めの対象システム推定学習手段を設け、この学習結果を
対象システム推定手段の推定演算に反映させるようにし
たものである。

【００２０】請求項６の発明では、対象システムの季節
変動や経年変化に追従させるための対象システム推定学
習手段により随時自動的に対象システムを学習している
ので、対象システムの推定においてはメンテナンスフリ
ーとなる。

【００２１】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、対象システムのむだ時間の季節変動や経年変化に追
従させるためのむだ時間推定学習手段を設け、この学習
結果をむだ時間推定手段の推定演算に反映させるように
したものである。

【００２２】請求項７の発明では、対象システムのむだ
時間の季節変動や経年変化に追従させるためのむだ時間
推定学習手段により随時自動的にむだ時間を学習してい
るので、むだ時間推定においてはメンテナンスフリーと
なる。

【００２３】請求項８の発明は、請求項６又は請求項７
の発明において、対象システム推定学習手段の学習結果
又はむだ時間推定学習手段の学習結果を取り出し記録媒
体に保存するためのパラメータ記録手段を設けたもので
ある。

【００２４】請求項８の発明では、学習した対象システ
ムの学習結果（パラメータ）を取り出すためのパラメー
タ記録手段を持つので、列車のデータを取り出して別の
列車に提供することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の第１の実施の形態を示すブロック
構成図である。

【００２６】むだ時間推定手段５０は、列車を定位置に
停止させるための定位置停止制御系（対象システム）の
持つむだ時間を推定するものであり、ここで推定された
むだ時間は対象システム推定手段４０に入力される。対
象システム推定手段４０は、むだ時間推定手段５０で推
定されたむだ時間を考慮に入れて、対象システムのモデ
ル化を行う。この対象システム推定手段４０で推定され
たモデルの対象システムを表すパラメータは、減速制御
手段６０及び制御パラメータ演算手段７０に入力され
る。

【００２７】制御パラメータ演算手段７０は、対象シス
テムを表すパラメータに基づいて制御パラメータを演算
する。減速制御手段６０は、対象システムを表すパラメ
ータ及び制御パラメータに基づいて、むだ時間を考慮に
入れた列車を減速させるための操作量を演算する。そし
て、列車ブレーキ装置１５に出力し、列車の定位置停止
制御を行う。

【００２８】すなわち、定位置停止制御を行うにあた
り、対象システム推定手段４０は対象システムである定
位置停止制御系（ブレーキシステム）のモデリングを行
う。対象システムはむだ時間を含む形で近似することが
できるので、このむだ時間の推定をむだ時間推定手段５
０において行い、その推定結果は対象システム推定手段
４０に出力される。

【００２９】制御パラメータ演算手段７０では、対象シ
ステム推定手段４０から出力される対象システムを表す
パラメータが入力され、減速制御を行うための制御パラ
メータが演算され、この制御パラメータは減速制御手段
６０に入力される。減速制御手段６０では対象システム
のパラメータ及び制御パラメータを用いて列車を減速さ
せるための操作量を演算し、列車ブレーキ装置１５に与
える。

【００３０】ここで、対象システム推定手段４０では、
対象システムの伝達関数Ｇｒ（ｓ）を（１）式のように
近似する。

【００３１】

【数１】

【００３２】（１）式の右辺におけるｅ-SLは、むだ時
間Ｌ［秒］が存在することを意味する。この第１の実施
の形態では、Ｇ（ｓ）は（２）式に示すように、一次遅
れ系、すなわち、ゲインがＫｃで時定数がＴｃ秒を持っ
たもので近似する。

【００３３】Ｇ（ｓ）＝Ｋｃ／（１＋Ｔｃ・ｓ） …（２）次に、減速制御手段６０及び制御パラメータ演算手段７
０について説明する。図２は、減速制御手段６０のブロ
ック構成図である。減速制御手段６０は、列車の実速度
をフィードバックしその目標値との偏差に基づいて制御
するフィードバック制御系である。列車の目標値として
は、一定値又は後述する減速パターン作成手段８０にお
いて作成した目標減速パターンが用いられる。

【００３４】列車の実速度の検知には、列車の駆動用モ
ータの回転量を検知して算出する方法を採用する。対象
システムにむだ時間があるために、むだ時間分を差し引
いて制御系を設計できるスミス補償型コントローラを採
用する。スミス補償型コントローラのメインコントロー
ラ６１の伝達関数はＧｃ（ｓ）である。スミス補償型コ
ントローラでは対象システムの伝達関数Ｇ（ｓ）・ｅ-S
L が推定できる場合、図２に示す形に組むことにより、
むだ時間分を除いた対象システムの応答をＧｃ（ｓ）で
調整することができる。また、推定誤差についてもロバ
スト性があることがわかっている。図２中の＾は推定値
であることを示している。

【００３５】メインコントローラ６１の伝達関数Ｇｃ
（ｓ）はＰＩ制御を用い、その制御パラメータについて
は、速応性や整定性を考慮して制御理論における一般的
な手法例えばジーグラニコラス法などを用いて決定す
る。

【００３６】以上のようにして決定された対象システム
のパラメータ及び制御パラメータは減速制御手段６０に
入力され、図２のブロック図にしたがって列車ブレーキ
装置１５に対する操作量（例えばブレーキノッチ）を算
出する。

【００３７】このようにこの第１の実施の形態では、対
象システムをむだ時間要素を陽に考慮して推定し、むだ
時間を考慮した減速制御系を構成し減速制御を行うの
で、減速制御性能が向上する。

【００３８】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図３は本発明の第２の実施の形態を示すブロック構
成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第
１の実施の形態に対し、列車の減速制御を行う際の目標
減速値である目標減速パターンを作成し減速制御手段に
出力する減速パターン作成手段８０を追加して設けたも
のである。つまり、減速パターン作成手段８０は、列車
の停止に向けて、停止のための設定目標速度（０ｋｍ／
ｈ）に至る横軸位置もしくは時間対縦軸目標速度の目標
減速パターンを作成する。したがって、路線状況や乗客
層や鉄道会社の意図にあった減速制御を行うことができ
る。

【００３９】図３において、減速パターン作成手段８０
は、列車の減速制御において目標となる列車速度を作成
し減速制御手段４０に入力する。列車のブレーキ性能に
ついては、車種ごとに機械構造上異なり、また、高速域
では減速度は大きくしないようにし、雨の日は減速度を
小さくするといった運用上の条件もある。さらに、列車
運転間隔制御などのために、列車の駅間走行時間を調整
するために駅停止時のブレーキ開始位置を早めにしかつ
ゆっくり減速する場合もある。

【００４０】このような種々の条件を考慮して目標減速
パターンを作成する。この第２の実施の形態では、最高
速度から０ｋｍ／ｈまで常用最大ブレーキ速度の８５％
などの一定減速度で減速する目標減速パターンを作成す
る。このようにすることにより、簡便に目標減速パター
ンが作成できる。

【００４１】次に、むだ時間推定手段５０は、列車がブ
レーキをかけている最中と、列車がブレーキをかけてい
ないときとに分けて、むだ時間の推定を行う。この場合
の制御パラメータ演算手段７０における対象システムの
むだ時間やゲイン、時定数の使い方を説明する。駅停止
のために減速を開始した時点では、ブレーキはかけ始め
となるので、ブレーキが効き始めるまでのむだ時間が大
きい。そこで、むだ時間推定手段５０で決定したブレー
キを欠け始めるときのむだ時間の値を使って列車ブレー
キ装置１５の操作量を計算する。

【００４２】その後、むだ時間を含む一定時間の間は、
ブレーキをかけ始めるときのむだ時間の値を保持して使
用する。また、その後は、ブレーキ走行中であればブレ
ーキ走行中のむだ時間を使用して操作量を計算する。こ
のようにしてむだ時間の値を対象システムの状況に応じ
て変更する。これにより、減速制御性能が向上する。

【００４３】また、むだ時間推定手段５０は、列車がブ
レーキをかけ始めるときと、列車がだ行又は力行に移る
ときとに分けて、むだ時間の推定を行う。これは、ブレ
ーキ装置としてブレーキディスクをもつ構造の列車の場
合には、ブレーキをかけ始めるときのブレーキディスク
を完全に挟み込むまでの時間がむだ時間要素として大き
く、またブレーキをかけ外した場合もブレーキディスク
を離しきるまでにむだ時間があるからである。そこで、
これらのむだ時間を分けて設定する。これにより、対象
システムのモデリング精度が向上する。

【００４４】次に、本発明の第３の実施の形態を図４に
示す。この第３の実施の形態は、図３に示した第２の実
施の形態に対し、天候モードを入力するための天候モー
ド入力手段９０を設け、減速パターン作成手段８０は、
入力された天候モードに基づいて目標減速パターンを作
成し、天候モードに合致した目標減速パターンを減速制
御手段６０に出力するようにしたものである。これによ
り、天候モードを入力することができるようになるの
で、ブレーキの効きを反映した対象システムの推定が可
能となる。また、ブレーキ力が飽和しまうために早目に
ブレーキをかけ始める必要があるような場合において
も、適切に減速パターンを切り替えたり変更したりでき
る。

【００４５】図５は、第３の実施の形態における対象シ
ステム推定手段４０及びむだ時間推定手段５０の動作を
示すフローチャートである。天候モードは、天候モード
入力手段９０から列車乗務員もしくは列車運行管理シス
テムの指令員が押しボタンなどの手入力で設定する。天
候モード入力手段９０において設定された天候モードは
対象システム推定手段４０、むだ時間推定手段５０及び
減速パターン作成手段８０に入力される。

【００４６】まず、対象システム推定手段４０は天候モ
ード入力手段９０において設定されている天候モードを
読み込む（Ｓ４１）。次に、列車の負荷重量を読み込み
（Ｓ４２）、負荷重量レベルを決める（Ｓ４３）。この
負荷重量については、列車に応荷装置などの負荷重量を
検知する手段があればその値を使う。また、時間帯によ
り予め負荷重量を設定しておきその値を使うようにして
もよい。

【００４７】対象システム推定手段４０は予め図６に示
すようなテーブルを記憶しており、天候モードは、図６
に示すように、「雨の降り始め」、「雨」、「雨上が
り」、「曇〜晴」の４つのモードを有している。天候モ
ードが設定されていない場合はデフォルトとして「曇り
〜晴れ」を選ぶ。

【００４８】また、負荷重量レベルについては、
「軽」、「普通」、「重」、「特重」の４つの負荷重量
値から負荷重量レベルを決める。以上により設定した天
候モードと負荷重量レベルとを用いて対象システムのゲ
インと時定数を図６に示すテーブルから選択する（Ｓ４
４）。図６は縦列が負荷重量レベル、横列が天候モード
であり、テーブルの内部は上段がゲインＫｃの値を、下
段が時定数Ｔｃの値を示している。これにより、（２）
式に示した伝達関数Ｇ（ｓ）が定まり、（１）式に示し
た対象システムの伝達関数Ｇｔ（ｓ）が定まる。

【００４９】次に、むだ時間推定手段５０は、現在の列
車の運転状態が力行かだ行かブレーキ走行中かを判断し
（Ｓ４５）、それらの状態に応じたむだ時間を決定す
る。力行又はだ行のときは、ブレーキをかけ始めるとき
のむだ時間を選択する（Ｓ４６）。例えば、２秒とす
る。そして、必要に応じて天候モードや負荷重量レベル
により、むだ時間の値を微調整する（Ｓ４７）。

【００５０】一方、ブレーキ走行中であるときは、一旦
ブレーキをかけた後、引続きブレーキをかけるときのむ
だ時間を選択する（Ｓ４８）。例えば、ブレーキ走行中
では０秒のように決定する。そして、必要に応じて天候
モードや負荷重量レベルにより、むだ時間の値を微調整
する（Ｓ４９）。

【００５１】このように、この第３の実施の形態では、
天候モードを設定することにより、雨天時の空転や滑走
を補償することができる。また、天候モードによって目
標減速パターンを変えて減速開始位置を手前にして目標
速度を低下させることにより、無理のない減速ができ、
ひいては停止位置精度が向上する。

【００５２】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
る。図７に本発明の第４の実施の形態を示す。この第４
の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対
し、対象システムの季節変動や経年変化に追従させるた
めの対象システム推定学習手段１００を設け、また、対
象システム推定学習手段１００の学習結果を記録媒体に
保存するためのパラメータ記録手段１２０を設けたもの
である。

【００５３】これにより、この対象システム推定学習手
段１００での学習結果を対象システム推定手段４０の推
定演算に反映させ、また、学習した対象システムの学習
結果（パラメータ）をパラメータ記録手段１２０で取り
出し、別の列車に提供する。この場合、パラメータ記録
手段１２０としては、列車に設置する自動列車運転装置
の入出力装置として設置してあるフロッピィディスクド
ライブ装置やＩＣメモリを利用する。

【００５４】ここで、上述の第１の実施の形態内し第３
の実施の形態では、対象システム推定手段４０は、対象
システムを表すパラメータを予め記憶していた値、例え
ば図６に示したようなテーブルの中から選択するように
したものであるが、この第４の実施の形態では、対象シ
ステムを表すパラメータを制御入力及び制御結果のデー
タを使用して随時学習して求めるようにしている。

【００５５】対象システムを表すパラメータは、天候モ
ード及び負荷重量レベルに依存する。したがって、学習
は、天候モード設定値及び負荷重量レベルごとに分類し
て行う。この第４の実施の形態では、負荷重量レベルは
運転の時間帯により大まかに分割できる路線に着目し
て、時間帯と天候モードで分けて学習する。

【００５６】また、むだ時間の影響の比較的少ないブレ
ーキのかけ始めでないブレーキ走行中のデータを使用す
る。

【００５７】例えば、対象システムを、連続系の伝達関
数Ｇ（ｓ）からＺ変換を用いて離散系モデルＧ（ｚ）に
変換する。

【００５８】

【数２】

【００５９】ここで、（１−ｅ-Ts）／ｓは、零次ホー
ルドを表す。一般に、離散系モデルは、次の（４）式で
表せる。

【００６０】

【数３】

【００６１】このモデルパラメータを最小二乗法などを
用いて処理し、このパラメータをもとにステップ応答を
計算することにより、連続系の対象システムのモデルパ
ラメータを推定することができる。こうして、各列車が
毎日の走行においてモデルパラメータを計算した結果を
指数平滑や平均などを利用して学習する。

【００６２】この第４の実施の形態により、各列車に設
置する自動列車運転装置の内部で、自列車のモデルパラ
メータを学習していくことができる。これにより、対象
システムの季節変動や経年変化に追従させるための対象
システム推定学習手段１００により随時自動的に対象シ
ステムを学習しているので、対象システムの推定におい
てはメンテナンスフリーとなる。また、学習結果をパラ
メータ記録手段１２０にて記憶媒体に記憶させるので、
始業前点検などの検査データ記録と共用でき、装置が簡
素化できる。

【００６３】次に、本発明の第５の実施の形態を図８に
示す。この第５の実施の形態は、図７に示した第４の実
施の形態に対し、むだ時間推定手段１１０を設けたもの
である。すなわち、対象システムのむだ時間の季節変動
や経年変化に追従させるためのむだ時間推定学習手段を
設け、この学習結果をむだ時間推定手段５０の推定演算
に反映させ、その学習結果をパラメータ記録手段１２０
により記録媒体に記録させる。

【００６４】むだ時間推定学習手段１１０は、対象シス
テムの持つむだ時間を制御入力及び制御結果のデータを
使用して逐次学習する。ブレーキのかけ始め時期におけ
る制御応答の良し悪しの指標ともなる制御面積、すなわ
ち制御応答の目標値からのずれ（差）を積分したもの
や、ピーク値を利用して、ｉｆ〜ｔｈｅｎ〜ルールで学
習するものとする。

【００６５】ここで、むだ時間を小さく見込むとオーバ
ーシュートし、大きく見込むと目標値に達する時間が長
くなるという性質から、次のようなルールによりファジ
イ推論を用いてむだ時間を変更する。（ルール１）ピー
ク値が大きく制御面積が大きければ、むだ時間を小さく
する。（ルール２）ピーク値が目標値以下しかなく、制
御面積が小さければ、むだ時間を少し大きくする。

【００６６】この第５の実施の形態では、対象システム
のむだ時間の季節変動や経年変化に追従させるためのむ
だ時間推定学習手段１１０により随時自動的にむだ時間
を学習しているので、むだ時間推定においてはメンテナ
ンスフリーとなる。また、学習した対象システムの学習
結果（パラメータ）をパラメータ記録手段１２０で取り
出し、その列車のデータを別の列車に提供することがで
きる。

【００６７】このように、ファジイ推論を行う機能さえ
組み込んでおけば、ルールを簡単に変更できるなどの利
点がある。

【００６８】ここで、以上の説明では、対象システム推
定手段４０において、負荷重量によるパラメータの設定
例として、テーブルから所定の値を取り出す表引きの形
を示したが、これに限らずパラメータを負荷重量の関数
の形にすることもできる。この場合、よりきめの細かい
対象システムの推定が行える。

【００６９】また、テーブルからの表引きを行う際、負
荷重量レベルをファジイ変数と見なして、ファジイ推論
によりパラメータ値を決定することもできる。この場合
も、よりきめの細かい対象システムの推定が行える。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、停止
位置合わせのための位置制御に移行する前の減速制御の
段階において、簡便な設計方法で、速応性や追従性の良
い減速制御を行い、その結果、乗り心地が良く停止位置
精度の高い列車自動運転を行うことができる。

【００７１】請求項１の発明によれば、対象システムの
持つむだ時間を状況に応じて推定し制御系設計に反映す
ることができるので、減速制御性能を向上することがで
き、簡便な方法で定位置停止精度を向上できる。

【００７２】請求項２の発明によれば、路線状況や乗客
層や鉄道会社の意図にあった減速を行うことができ、乗
り心地の良い定位置停止制御を行うことができる。

【００７３】請求項３の発明によれば、列車がブレーキ
をかけている最中と、ブレーキをかけていないときとで
むだ時間を変えるので、より精度の良いむだ時間の推定
ができ、減速制御性能を向上することができ、定位置停
止精度を向上できる。

【００７４】請求項４の発明によれば、ブレーキのかけ
始めるときと、だ行又は力行に移るときではむだ時間を
変えるので、さらに精度の良いむだ時間の推定ができ、
減速制御性能を向上することができ、定位置停止精度を
向上できる。

【００７５】請求項５の発明によれば、天候モードに応
じてブレーキの効き具合を反映した対象システムのモデ
リングを行うので、減速制御性能が向上し、定位置停止
精度を向上できる。

【００７６】請求項６の発明によれば、対象システムの
季節変動や経年変化に追従させるための対象システム推
定学習手段により随時自動的に対象システムを学習して
いるので、調整作業をおこなうことなく簡便に定位置停
止制御を実現できる。

【００７７】請求項７の発明によれば、対象システムの
むだ時間の季節変動や経年変化に追従させるためのむだ
時間推定学習手段により随時自動的にむだ時間を学習し
ているので、調整作業を行うこと無く勘弁に定位置停止
制御を実現できる。

【００７８】請求項８の発明によれば、学習した対象シ
ステムのパラメータを取り出すためのパラメータ記録手
段を持つので、当車両編成のデータを取り出し別の車両
編成に供することができ、新しく自動列車運転装置を取
り付ける際の調整機関の短縮が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態を示すブロ
ック構成図である。

【図２】図２は、本発明の減速制御手段のブロック構成
図である。

【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態を示すブロ
ック構成図である。

【図４】図４は、本発明の第３の実施の形態を示すブロ
ック構成図である。

【図５】図５は、本発明の第３の実施の形態における対
象システム推定手段及びむだ時間推定手段の動作を示す
フローチャートである。

【図６】図６は、対象システムのパラメータを選択する
ためのテーブルの説明図である。

【図７】図７は、本発明の第４の実施の形態を示すブロ
ック構成図である。

【図８】図８は、本発明の第５の実施の形態を示すブロ
ック構成図である。

【図９】図９は、列車が自動列車運転装置の定位置停止
制御機能により制御される場合の説明図である。

【図１０】図１０は、列車の運転曲線の説明図である。

【符号の説明】

１５列車ブレーキ装置４０対象システム推定手段５０むだ時間推定手段６０減速制御手段６１メインコントローラ７０制御パラメータ演算手段８０減速パターン作成手段９０天候モード入力手段１００対象システム学習手段１１０むだ時間推定学習手段１２０パラメータ記録手段２００列車２１０プラットホーム２２０レール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】列車を自動走行運転すると共に自動的に
定位置に停止させる自動列車運転装置において、前記列
車を定位置に停止させるための定位置停止制御系を対象
システムとし前記対象システムの持つむだ時間を推定す
るむだ時間推定手段と、前記むだ時間推定手段で推定さ
れたむだ時間を考慮に入れて前記対象システムのモデル
化を行う対象システム推定手段と、前記対象システム推
定手段で推定されたモデルに基づいて制御パラメータを
演算する制御パラメータ演算手段と、前記制御パラメー
タ演算手段で演算された制御パラメータを使用し前記む
だ時間を考慮した前記列車を減速させるための操作量を
演算し列車ブレーキ装置に出力する減速制御手段とを備
えたことを特徴とする自動列車運転装置。
【請求項２】前記列車の減速制御を行う際の目標減速
値である目標減速パターンを作成し前記減速制御手段に
出力する減速パターン作成手段を設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の自動列車運転装置。
【請求項３】前記むだ時間推定手段は、前記列車がブ
レーキをかけている最中と、前記列車がブレーキをかけ
ていないときとに分けて、前記むだ時間の推定を行うこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動列車
運転装置。
【請求項４】前記むだ時間推定手段は、前記列車がブ
レーキをかけ始めるときと、前記列車がだ行又は力行に
移るときとに分けて、前記むだ時間の推定を行うことを
特徴とする請求項３に記載の自動列車運転装置。
【請求項５】天候モードを入力するための天候モード
入力手段を設け、前記減速パターン作成手段は前記天候
モードに基づいて目標減速パターンを作成し、前記天候
モードに合致した目標減速パターンを前記減速制御手段
に出力するようにしたことを特徴とする請求項２に記載
の自動列車運転装置。
【請求項６】前記対象システムの季節変動や経年変化
に追従させるための対象システム推定学習手段を設け、
この学習結果を前記対象システム推定手段の推定演算に
反映させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載
の自動列車運転装置。
【請求項７】前記対象システムのむだ時間の季節変動
や経年変化に追従させるためのむだ時間推定学習手段を
設け、この学習結果を前記むだ時間推定手段の推定演算
に反映させるようにしたことを特徴とする請求項６に記
載の自動列車運転装置。
【請求項８】前記対象システム推定学習手段の学習結
果又は前記むだ時間推定学習手段の学習結果を取り出し
保存するためのパラメータ記録手段を設けたことを特徴
とする請求項６又は請求項７に記載の自動列車運転装
置。