JP6357372B2 - Automatic train driving device and automatic train driving method - Google Patents

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Description

本発明は、自動列車運転装置及び自動列車運転方法に関し、特に走行実績から学習した車両特性を活用して、列車の走行を制御する自動列車運転装置及び自動列車運転方法に適用して好適なものである。   The present invention relates to an automatic train operation device and an automatic train operation method, and particularly suitable for application to an automatic train operation device and an automatic train operation method that control train travel by utilizing vehicle characteristics learned from travel results. It is.

近年、列車運行ダイヤの過密化やホームドアの整備充実化等を背景に乗務員の負担低減や人件費の削減を目的として自動列車運転(ATO:Automatic Train Control)装置の導入が進められている。ATO装置のなかでも特に、ホームドア位置に車両ドア位置を正確に合わせて列車を停止させる列車定位置停止制御(TASC:Train Automatic Stop Control)装置は、既設路線駅にホームドア導入が進むに伴い多くの路線で盛んに導入されている。   In recent years, automatic train control (ATO) devices have been introduced for the purpose of reducing the burden on crew members and labor costs against the backdrop of overcrowded train operation schedules and improved maintenance of platform doors. Among the ATO devices, the Train Automatic Stop Control (TASC) device, which stops the train by accurately aligning the vehicle door position with the platform door position, is being introduced as the platform doors are introduced to existing line stations. It has been actively introduced on many routes.

特許文献1には、ATO装置に関する技術が開示されている。具体的には、列車走行時に取得したデータをオンライン処理し、オンライン処理したデータ及び事前に取得したデータに基づいて、列車走行時の制御パラメータ、列車特性及び路線特性を列車走行時に自動学習し、自動学習した列車特性及び路線特性を用いて列車の自動運転を行う自動列車運転装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique related to an ATO device. Specifically, the data acquired at the time of train travel is processed online, and the control parameters, train characteristics and route characteristics at train travel are automatically learned during train travel based on the data processed online and the data acquired in advance. An automatic train driving device that automatically operates a train using train characteristics and route characteristics that are automatically learned is disclosed.

また営業前の試験走行結果を用いて列車特性を推定し、推定結果が実際には起こり得ない特性値である場合又は実際に起こり得る限界の特性値を外れている場合、推定結果を限界の特性値内に補正する技術が開示されている。   In addition, the train characteristics are estimated using the test driving results before sales, and if the estimated results are characteristic values that cannot actually occur or are outside the limit values that can actually occur, the estimated result is A technique for correcting within the characteristic value is disclosed.

この特許文献1によれば、走行中にオンラインで列車特性及び路線特性を自動学習することが可能であり、自動学習した結果を用いて列車の自動運転を行うことができるとしている。また列車特性の推定結果について補正を行うことにより、万が一でもあり得ない推定結果を得た場合にこの不適切な推定結果を制御に用いることを未然に回避することができるとしている。   According to Patent Document 1, it is possible to automatically learn train characteristics and route characteristics online while traveling, and it is possible to perform automatic train operation using the results of automatic learning. In addition, by correcting the estimation result of train characteristics, it is possible to avoid using this inappropriate estimation result for control when an estimation result that cannot be expected is obtained.

特許第3940649号公報Japanese Patent No. 3940649

しかし特許文献1に記載の技術では、営業前の試験走行結果を用いて列車特性を推定するとしているが、営業前の試験走行(或いは営業後の走行)が空転又は滑走などの外乱事象を含む場合、この外乱事象を含む走行結果を用いて列車特性を推定すると、推定結果が明らかに異常と判断することができない場合がある。   However, in the technique described in Patent Document 1, it is assumed that the train characteristics are estimated using the test running result before sales, but the test running before sales (or running after sales) includes disturbance events such as idling or gliding. In this case, when the train characteristics are estimated using the traveling result including the disturbance event, the estimation result may not be clearly determined to be abnormal.

推定結果が明らかに異常と判断することができないと、不適切な推定結果を制御に用いてしまう場合がある。この場合、実際の車両速度を予め定められた目標速度に適切に追従させる追従性が悪化し、停止位置精度及び乗り心地が悪化するという問題が生じる。   If the estimation result cannot be clearly determined to be abnormal, an inappropriate estimation result may be used for control. In this case, there is a problem that the followability for appropriately following the actual vehicle speed to a predetermined target speed is deteriorated, and the stop position accuracy and the ride comfort are deteriorated.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、追従性の悪化を防止して、停止位置精度及び乗り心地を向上し得る自動列車運転装置を提案するものである。   The present invention has been made in view of the above points, and proposes an automatic train driving device that can prevent the deterioration of followability and improve the stop position accuracy and ride comfort.

かかる課題を解決するために、本発明においては、自列車の速度と、自列車の走行を制御するための制動指令とに基づいて、車両特性を学習する車両特性学習部を備えた自動列車運転装置において、前記車両特性学習部は、前記車両特性を推定する車両特性推定部と、前記車両特性を制動指令に反映させるか否かを判定する車両特性反映可否判定部と、前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させる車両特性反映部とを備え、前記車両特性推定部は、前記自列車の速度に基づいて、自列車に実際に発生した発生減速度を算出し、一方で前記制動指令に基づいて、自列車に指令された指令減速度を算出し、算出した前記発生減速度と前記指令減速度とを比較して、時間軸方向及び減速度軸方向の差分を前記車両特性として推定し、前記車両特性反映可否判定部は、前記発生減速度、前記指令減速度及び前記車両特性に基づいて、該車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させるか否かを判定し、前記車両特性反映部は、前記車両特性反映可否判定部により反映可と判定された場合に限って、前記車両特性推定部により推定された車両特性を前記新たに算出予定の制動指令に反映させることを特徴とする。 In order to solve such a problem, in the present invention, automatic train operation provided with a vehicle characteristic learning unit that learns vehicle characteristics based on the speed of the own train and a braking command for controlling the running of the own train In the device, the vehicle characteristic learning unit newly adds a vehicle characteristic estimation unit that estimates the vehicle characteristic, a vehicle characteristic reflection availability determination unit that determines whether or not the vehicle characteristic is reflected in a braking command, and the vehicle characteristic. A vehicle characteristic reflecting unit that reflects the braking command scheduled to be calculated, and the vehicle characteristic estimating unit calculates a generated deceleration actually generated in the own train based on the speed of the own train, Based on the braking command, the command deceleration commanded to the own train is calculated, and the calculated deceleration and the command deceleration are compared, and the difference between the time axis direction and the deceleration axis direction is calculated as the vehicle characteristic. Estimated as Both characteristics reflecting determination unit, the generated deceleration based on said command deceleration and the vehicle characteristics, determines whether to reflect the braking command of the newly calculated planned said vehicle characteristics, said vehicle characteristics reflect The unit reflects the vehicle characteristic estimated by the vehicle characteristic estimation unit in the newly calculated braking command only when the vehicle characteristic reflection possibility determination unit determines that the vehicle characteristic can be reflected. .

またかかる課題を解決するために、本発明においては、自列車の速度と、自列車の走行を制御するための制動指令とに基づいて、車両特性を学習する車両特性学習部を備えた自動列車運転装置の自動列車運転方法において、前記車両特性学習部が、前記車両特性を推定する第1のステップと、前記車両特性を制動指令に反映させるか否かを判定する第2のステップと、記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させる第3のステップとを備え、前記第1のステップでは、前記自列車の速度に基づいて、自列車に実際に発生した発生減速度を算出し、一方で前記制動指令に基づいて、自列車に指令された指令減速度を算出し、算出した前記発生減速度と前記指令減速度とを比較して、時間軸方向及び減速度軸方向の差分を前記車両特性として推定し、前記第2のステップでは、前記発生減速度、前記指令減速度及び前記車両特性に基づいて、該車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させるか否かを判定し、前記第3のステップでは、前記第2のステップにおいて反映可と判定された場合に限って、前記車両特性を前記新たに算出予定の制動指令に反映させることを特徴とする。 In order to solve such a problem, in the present invention, an automatic train including a vehicle characteristic learning unit that learns vehicle characteristics based on the speed of the own train and a braking command for controlling the running of the own train. in automatic train operation method of operating apparatus, the vehicle characteristic learning section includes a first step of estimating the vehicle characteristics, a second step of determining whether to reflect the vehicle characteristics in braking command, before And a third step of reflecting the vehicle characteristics in the braking command to be newly calculated . In the first step, the generated deceleration actually generated in the own train is calculated based on the speed of the own train. On the other hand, based on the braking command, the command deceleration commanded to the own train is calculated, and the calculated deceleration and the command deceleration are compared, and the time axis direction and the deceleration axis direction are compared. The difference between the vehicle characteristics and In the second step, based on the generated deceleration, the command deceleration, and the vehicle characteristic, it is determined whether or not the vehicle characteristic is newly reflected in a braking command scheduled to be calculated, In the third step, the vehicle characteristic is reflected in the newly calculated braking command only when it is determined in the second step that reflection is possible .

本発明によれば、追従性の悪化を防止して、停止位置精度及び乗り心地を向上することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent the deterioration of followability and improve the stop position accuracy and the ride comfort.

列車定位置停止制御装置の機能構成図である。It is a functional lineblock diagram of a train fixed position stop control device. 車両速度、指令減速度及び発生減速度と、経過時間との関係図である。It is a related figure of vehicle speed, instruction | command deceleration, generation | occurrence | production deceleration, and elapsed time. 車両特性学習機能を備えた列車定位置停止装置の機能構成図である。It is a functional block diagram of the train fixed position stop apparatus provided with the vehicle characteristic learning function. 滑走及び再粘着が発生した場合の車両速度と経過時間との関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between vehicle speed and elapsed time when sliding and re-adhesion occur. 指令減速度及び発生減速度と、経過時間との関係図である。It is a related figure of command deceleration and generation deceleration, and elapsed time. 第1の実施の形態における自動列車運転装置の機能構成図である。It is a functional lineblock diagram of the automatic train operation device in a 1st embodiment. 残留偏差を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a residual deviation. 車両速度、指令減速度及び発生減速度と、経過時間との関係図である。It is a related figure of vehicle speed, instruction | command deceleration, generation | occurrence | production deceleration, and elapsed time. 車両速度、指令減速度及び発生減速度と、経過時間との関係図である。It is a related figure of vehicle speed, instruction | command deceleration, generation | occurrence | production deceleration, and elapsed time. 第1の実施の形態の調整パラメータ更新処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the adjustment parameter update process of 1st Embodiment. 第2の実施の形態における自動列車運転装置の機能構成図である。It is a functional block diagram of the automatic train driving device in 2nd Embodiment. 滑走発生時の車両速度と経過時間との関係図である。It is a related figure of the vehicle speed at the time of sliding occurrence, and elapsed time. 滑走発生時の発生減速度波形に表れる特徴を示す図である。It is a figure which shows the characteristic which appears in the generation | occurrence | production deceleration waveform at the time of gliding. 小刻みにブレーキ指令をON/OFFした場合の減速度波形を示す図である。It is a figure which shows the deceleration waveform when a brake command is turned ON / OFF in small increments. 第2の実施の形態の調整パラメータ更新処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the adjustment parameter update process of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態における自動列車運転装置の機能構成図である。It is a functional lineblock diagram of the automatic train operation device in a 3rd embodiment. 第3の実施の形態の調整パラメータ更新処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the adjustment parameter update process of 3rd Embodiment.

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。なお図1〜図4は、一般的な自動列車運転装置(ATO装置)に含まれる列車定位置停止制御装置(TASC装置)の構成及び課題について説明する説明図であり、図5〜図14は、本実施の形態における自動列車運転装置(特に列車定位置停止制御装置)の構成について説明する説明図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1-4 is explanatory drawing explaining the structure and subject of a train fixed position stop control apparatus (TASC apparatus) contained in a general automatic train operation apparatus (ATO apparatus), and FIGS. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an automatic train driving device (particularly, a train fixed position stop control device) in the present embodiment.

また図1〜図14に図示されている各部は、プロセッサ、記憶媒体又はプログラムの何れか又は組み合わせて構成される機器である。例えばプロセッサは、記憶媒体に記憶されているプログラムを読みだして各種機能を実現する。   Each unit illustrated in FIGS. 1 to 14 is a device configured by any one or combination of a processor, a storage medium, and a program. For example, the processor implements various functions by reading a program stored in a storage medium.

(1)列車定位置停止制御装置の概要
図1は、列車定位置停止制御装置(TASC装置)の機能構成を示す。TASC装置は、速度位置検出部により、車輪軸に設置された速度発電機から速度信号を検出し、また地上子と通信する車上子から位置情報を検出する。またTASC装置は、制御指令算出部により、取得した速度信号と位置情報とに基づいて制動指令を算出し、算出した制動指令を車両情報制御装置に出力する。
(1) Outline of Train Fixed Position Stop Control Device FIG. 1 shows a functional configuration of a train fixed position stop control device (TASC device). The TASC device detects a speed signal from a speed generator installed on the wheel shaft and detects position information from a vehicle upper piece communicating with the ground element by a speed position detection unit. In addition, the TASC device calculates a braking command based on the acquired speed signal and position information by the control command calculation unit, and outputs the calculated braking command to the vehicle information control device.

TASC装置の機能は、上記の通り大きく2つある。すなわち速度信号及び位置情報を検出する速度位置検出機能及び制動指令を算出する制御指令算出機能である。このうち制御指令算出機能を有する制御指令算出部は、さらに計画機能を有する計画部及び追従機能を有する追従部から構成される。   There are two major functions of the TASC device as described above. That is, a speed position detecting function for detecting a speed signal and position information and a control command calculating function for calculating a braking command. Among these, the control command calculation unit having the control command calculation function is composed of a plan unit having a plan function and a follower unit having a follow function.

計画機能とは、予め保持する駅停止位置までの制動速度に対し、現在の車両位置を照らし合わせて目標速度を算出する機能である。また追従機能とは、目標速度と現在の車両速度との速度偏差を入力し、出力すべき制動力を算出する機能である。TASC装置は、この算出した制動力を制動指令に含めて車両情報制御装置に出力する。   The planning function is a function for calculating the target speed by comparing the current vehicle position with the braking speed to the station stop position held in advance. The tracking function is a function for inputting a speed deviation between the target speed and the current vehicle speed and calculating a braking force to be output. The TASC device includes the calculated braking force in the braking command and outputs the braking command to the vehicle information control device.

なお制動指令にはブレーキノッチ指令及びトルク指令等がある。車両情報制御装置は、車上の情報伝送を管理する装置であり、TASC装置からの制動指令を入力すると、入力した制動指令を制駆動制御装置に出力する。制駆動制御装置は、入力した制動指令に基づいて、列車の走行を制御する。   The braking command includes a brake notch command and a torque command. The vehicle information control device is a device that manages information transmission on the vehicle. When a braking command is input from the TASC device, the vehicle information control device outputs the input braking command to the braking / driving control device. The braking / driving control device controls the traveling of the train based on the input braking command.

ところで通常、TASC装置から制動指令が出力された時間と、制動指令に基づく動作が列車に実際に反映される時間との間には、多少のずれが生じる。またTASC装置からの制動指令に含まれる制動力と、列車に実際に働く制動力との間についても多少のずれが生じることが知られている。   Normally, there is a slight difference between the time when the braking command is output from the TASC device and the time when the operation based on the braking command is actually reflected on the train. It is also known that some deviation occurs between the braking force included in the braking command from the TASC device and the braking force that actually works on the train.

図2は、車両速度、指令減速度及び発生減速度と、経過時間との関係を示す。車両速度は点線で示し、指令減速度は実線で示し、発生減速度は一点鎖線で示す。図2に示すように、減速を指示する制動指令がTASC装置から出力された時間と、この制動指令に含まれる指令減速度が列車に実際に反映される時間との間には多少のずれが生じている。これを無駄時間と呼ぶ。   FIG. 2 shows the relationship between the vehicle speed, the command deceleration, the generated deceleration, and the elapsed time. The vehicle speed is indicated by a dotted line, the command deceleration is indicated by a solid line, and the generated deceleration is indicated by a one-dot chain line. As shown in FIG. 2, there is a slight difference between the time when the braking command instructing deceleration is output from the TASC device and the time when the command deceleration included in this braking command is actually reflected on the train. Has occurred. This is called dead time.

また指令減速度と列車に実際に働く発生減速度との間についても多少のずれが生じている。これを減速度偏差と呼ぶ。これら無駄時間及び減速度偏差が大きいほど、目標速度に追従する追従性が悪化する。よってTASC装置の導入に際しては、作業員による諸パラメータの調整作業を十分に行い、これら無駄時間及び減速度偏差による停止位置精度への悪影響をできるだけ低減する必要がある。   There is also a slight difference between the command deceleration and the generated deceleration actually acting on the train. This is called a deceleration deviation. As the dead time and the deceleration deviation are larger, the followability to follow the target speed is worsened. Therefore, when introducing the TASC device, it is necessary to sufficiently adjust various parameters by the worker, and to reduce the adverse effect on the stop position accuracy due to the dead time and the deceleration deviation as much as possible.

一方で作業員による調整作業の工数の低減を図るべく、近年では列車が実際に走行した際に得られる走行実績に基づいて、車両特性(無駄時間及び減速度偏差)を自動学習して制御に反映する機能の開発が進められている。この機能を車両特性学習機能と呼ぶ。   On the other hand, in order to reduce the man-hours required for adjustment work by workers, in recent years, the vehicle characteristics (dead time and deceleration deviation) are automatically learned and controlled based on the running results obtained when the train actually runs. Development of functions to reflect is underway. This function is called a vehicle characteristic learning function.

図3は、車両特性学習部を備えたTASC装置の機能構成を示す。車両特性学習部は、制動指令及び現在速度を入力して減速度に関する無駄時間及び減速度偏差を推定し、車両特性値を含む調整パラメータを制御指令算出部に出力する機能である。   FIG. 3 shows a functional configuration of a TASC device including a vehicle characteristic learning unit. The vehicle characteristic learning unit is a function that inputs a braking command and a current speed, estimates a dead time and deceleration deviation related to deceleration, and outputs an adjustment parameter including a vehicle characteristic value to a control command calculation unit.

制御指令算出部は、車両の位置と速度に関して、無駄時間後の予測位置及び予測速度を算出し、無駄時間分の遅れを考慮して予測制御を行う。また減速度偏差を考慮して制動力の指令値を補正する。   The control command calculation unit calculates a predicted position and a predicted speed after the dead time with respect to the position and speed of the vehicle, and performs the predictive control in consideration of a delay corresponding to the dead time. Also, the braking force command value is corrected in consideration of the deceleration deviation.

ここで車両特性の推定に際しては、図2に示したように指令減速度の波形と発生減速度の波形とがおよそ相似形であり、時間軸方向及び減速度軸方向に平行移動することで両波形を重ね合わせることができる。この場合、無駄時間及び減速度偏差の値を適切に推定することができる。   Here, in estimating the vehicle characteristics, as shown in FIG. 2, the waveform of the command deceleration and the waveform of the generated deceleration are approximately similar, and both are moved in parallel in the time axis direction and the deceleration axis direction. Waveforms can be superimposed. In this case, the dead time and deceleration deviation values can be estimated appropriately.

しかし空転又は滑走などの外乱事象を含む走行実績に基づいて車両特性を推定しようとすると、列車の走行を制御する際に用いる調整パラメータを適切に設定することができない。この場合、目標速度の追従性が悪化し、停止位置精度及び乗り心地が低下する。   However, if the vehicle characteristics are to be estimated based on the traveling performance including disturbance events such as idling or sliding, the adjustment parameters used when controlling the traveling of the train cannot be set appropriately. In this case, the followability of the target speed is deteriorated, and the stop position accuracy and the riding comfort are lowered.

図4Aは、滑走及び再粘着が発生した場合の車両速度と経過時間との関係を示す。また図4Bは、滑走及び再粘着が発生した場合の指令減速度及び発生減速度と、経過時間との関係を示す。車両速度は点線で示し、指令減速度は実線で示し、発生減速度は一点鎖線で示す。   FIG. 4A shows the relationship between vehicle speed and elapsed time when sliding and re-adhesion occur. FIG. 4B shows the relationship between the command deceleration and the generated deceleration when sliding and re-adhesion occur, and the elapsed time. The vehicle speed is indicated by a dotted line, the command deceleration is indicated by a solid line, and the generated deceleration is indicated by a one-dot chain line.

図4A及び図4Bに示すように、制動中に滑走及び再粘着が発生した場合、一定の指令減速度が出力されているにもかかわらず、滑走と再粘着の繰り返しによって車両速度に乱れが生じ、車両速度から算出される発生減速度の波形が大きく波打っている。この場合、指令減速度の波形と、発生減速度の波形とを比較して車両特性を適切に推定することは困難である。   As shown in FIGS. 4A and 4B, when sliding and re-adhesion occur during braking, the vehicle speed is disturbed due to repeated sliding and re-adhesion even though a constant command deceleration is output. The waveform of the generated deceleration calculated from the vehicle speed is greatly undulating. In this case, it is difficult to properly estimate the vehicle characteristics by comparing the waveform of the command deceleration and the waveform of the generated deceleration.

(2)第1の実施の形態
第1の実施の形態では、指令減速度波形と発生減速度波形とを比較して残留偏差を算出し、外乱事象が発生して残留偏差が所定の閾値以上となる場合には列車の走行を制御する際に用いる調整パラメータの値を更新せず、残留偏差が所定の閾値よりも小さい場合に限って、調整パラメータの値を更新する自動列車運転装置(ATO装置)について説明する。
(2) First Embodiment In the first embodiment, a residual deviation is calculated by comparing a command deceleration waveform and a generated deceleration waveform, a disturbance event occurs, and the residual deviation exceeds a predetermined threshold value. In such a case, an automatic train operation device (ATO) that updates the value of the adjustment parameter is updated only when the residual deviation is smaller than a predetermined threshold value without updating the value of the adjustment parameter used when controlling the traveling of the train. Device) will be described.

(2−1)自動列車運転装置の構成
図5は、第1の実施の形態における自動列車運転装置501の機能構成を示す。自動列車運転装置501は、制動指令を算出し、算出した制動指令を制駆動制御装置502を介してアクチュエータ503に出力することにより列車の走行を制御する。
(2-1) Configuration of Automatic Train Operation Device FIG. 5 shows a functional configuration of the automatic train operation device 501 in the first embodiment. The automatic train driving device 501 calculates the braking command and outputs the calculated braking command to the actuator 503 via the braking / driving control device 502 to control the traveling of the train.

自動列車運転装置501は、速度位置検出部504により自列車の位置及び速度を取得し、車両特性学習部505により車両特性値を取得する。そして自動列車運転装置501は、制御指令算出部506により速度位置検出部504からの位置及び速度と、車両特性学習部505からの車両特性値とを入力して、制動指令を算出する。   The automatic train driving device 501 acquires the position and speed of the own train by the speed position detection unit 504, and acquires the vehicle characteristic value by the vehicle characteristic learning unit 505. Then, the automatic train operation device 501 calculates the braking command by inputting the position and speed from the speed position detection unit 504 and the vehicle characteristic value from the vehicle characteristic learning unit 505 by the control command calculation unit 506.

なお速度位置検出部504による自列車の速度の検出方法には、例えば車輪軸に設置された速度発電機からの速度信号を用いて車軸の回転速度に車輪円周長を乗算して検出する方法やドップラーレーダーを用いて地上との速度差を測定する方法等がある。   The speed position detecting unit 504 detects the speed of the own train by, for example, a method of detecting by multiplying the wheel rotational speed by the wheel circumferential length using a speed signal from a speed generator installed on the wheel shaft. And a method of measuring the speed difference from the ground using Doppler radar.

次いで車両特性学習部505について説明すると、車両特性学習部505は、車両特性推定部507、車両特性反映可否判定部508及び車両特性反映部509から構成される。   Next, the vehicle characteristic learning unit 505 will be described. The vehicle characteristic learning unit 505 includes a vehicle characteristic estimation unit 507, a vehicle characteristic reflection availability determination unit 508, and a vehicle characteristic reflection unit 509.

車両特性推定部507は、速度位置検出部504からの自列車の位置及び速度と、制御指令算出部506からの自列車の制動指令とを入力して、自列車の車両特性を推定する。   The vehicle characteristic estimation unit 507 inputs the position and speed of the own train from the speed position detection unit 504 and the braking command for the own train from the control command calculation unit 506, and estimates the vehicle characteristic of the own train.

車両特性反映可否判定部508は、車両特性推定部507により推定された車両特性及び推定過程で使用された減速度波形に基づいて、車両特性推定部507により推定された車両特性を列車の走行を制御する際に用いる調整パラメータに反映するか否かを判断し、反映する場合には車両特性を車両特性反映部509に出力する。   Based on the vehicle characteristic estimated by the vehicle characteristic estimation unit 507 and the deceleration waveform used in the estimation process, the vehicle characteristic reflection availability determination unit 508 uses the vehicle characteristic estimated by the vehicle characteristic estimation unit 507 to travel the train. It is determined whether or not to reflect the adjustment parameter used in the control, and if it is reflected, the vehicle characteristic is output to the vehicle characteristic reflecting unit 509.

車両特性反映部509は、車両特性反映可否判定部508により反映可と判断された車両特性値を蓄積及び統計処理し、制御指令算出部506に出力する。   The vehicle characteristic reflecting unit 509 accumulates and statistically processes the vehicle characteristic values determined to be reflected by the vehicle characteristic reflecting availability determining unit 508, and outputs them to the control command calculating unit 506.

次いで車両特性推定部507の詳細について説明する。車両特性推定部507は、走行実績データ蓄積部510、指令減速度波形算出部511、発生減速度波形算出部512及び波形シフト量算出部513から構成される。   Next, details of the vehicle characteristic estimation unit 507 will be described. The vehicle characteristic estimation unit 507 includes a travel performance data accumulation unit 510, a command deceleration waveform calculation unit 511, a generated deceleration waveform calculation unit 512, and a waveform shift amount calculation unit 513.

走行実績データ蓄積部510は、速度位置検出部504からの自列車の位置及び速度と、制御指令算出部506からの自列車の制動指令とを走行実績を示すデータとして蓄積する。   The travel record data storage unit 510 stores the position and speed of the own train from the speed position detection unit 504 and the braking command of the own train from the control command calculation unit 506 as data indicating the travel record.

指令減速度波形算出部511は、走行実績データ蓄積部510により蓄積される制動指令に基づいて、制動時に指令された減速度の時系列データ(指令減速度波形)を算出する。また発生減速度波形算出部512は、走行実績データ蓄積部510により蓄積される位置及び速度に基づいて、制動時に発生した減速度の時系列データ(発生減速度波形)を算出する。   The command deceleration waveform calculation unit 511 calculates time-series data (command deceleration waveform) of deceleration commanded at the time of braking based on the braking command stored by the travel record data storage unit 510. The generated deceleration waveform calculation unit 512 calculates time-series data (generated deceleration waveform) of the deceleration generated during braking based on the position and speed stored by the travel record data storage unit 510.

なお制動時に発生した減速度の波形を算出する過程において、自列車の位置データを用いて図示しない路線勾配情報を参照することにより、発生減速度に対する勾配抵抗の影響を除去し、列車に実際に発生した減速度をより正確に算出することができる。   In the process of calculating the waveform of deceleration generated during braking, the influence of the gradient resistance on the generated deceleration is removed by referring to the route gradient information (not shown) using the position data of the own train, and the train actually The generated deceleration can be calculated more accurately.

波形シフト量算出部513は、指令減速度波形算出部511により算出された指令減速度波形と、発生減速度波形算出部512により算出された発生減速度波形とを入力する。   The waveform shift amount calculation unit 513 inputs the command deceleration waveform calculated by the command deceleration waveform calculation unit 511 and the generated deceleration waveform calculated by the generated deceleration waveform calculation unit 512.

そして波形シフト量算出部513は、両波形が時間軸方向及び減速度軸方向にどれだけシフトしているか(差分)を示す波形シフト量を算出する。この波形シフト量が車両特性推定部507により推定される車両特性値である。   Then, the waveform shift amount calculation unit 513 calculates a waveform shift amount indicating how much (difference) the two waveforms are shifted in the time axis direction and the deceleration axis direction. This waveform shift amount is a vehicle characteristic value estimated by the vehicle characteristic estimation unit 507.

次いで車両特性反映可否判定部508の詳細について説明する。車両特性反映可否判定部508は、残留偏差算出部514及び残留偏差閾値判定部515から構成される。   Next, details of the vehicle characteristic reflection propriety determination unit 508 will be described. The vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508 includes a residual deviation calculation unit 514 and a residual deviation threshold determination unit 515.

残留偏差算出部514は、指令減速度波形と、発生減速度波形と、波形シフト量算出部513で算出された波形シフト量とを入力して、残留偏差を算出する。   The residual deviation calculation unit 514 inputs the command deceleration waveform, the generated deceleration waveform, and the waveform shift amount calculated by the waveform shift amount calculation unit 513, and calculates the residual deviation.

図6は、残留偏差を説明する説明図を示す。残留偏差とは、指令減速度波形と、発生減速度波形を波形シフト量だけシフトさせた後の波形(補正後の発生減速度波形)との間に残った減速度方向の偏差に関し、その絶対値の時間当たり平均であり、指令減速度波形と発生減速度波形の形状差を表現する定量値である。   FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the residual deviation. Residual deviation is the absolute value of the deviation in the deceleration direction remaining between the command deceleration waveform and the waveform after the generated deceleration waveform is shifted by the waveform shift amount (corrected generated deceleration waveform). It is an average of values per time, and is a quantitative value expressing the difference in shape between the command deceleration waveform and the generated deceleration waveform.

図7Aは、残留偏差が小さい場合の車両速度、指令減速度及び発生減速度と、経過時間との関係を示す。減速中の指令減速度波形の形状及び発生減速度波形の形状がよく一致しており、この場合、両波形を重ね合わせるための波形シフト量に基づいて、車両特性を適切に推定することができる。   FIG. 7A shows the relationship between the vehicle speed, the command deceleration, the generated deceleration, and the elapsed time when the residual deviation is small. The shape of the command deceleration waveform during deceleration and the shape of the generated deceleration waveform are in good agreement, and in this case, the vehicle characteristics can be appropriately estimated based on the waveform shift amount for superimposing both waveforms. .

図7Bは、残留偏差が大きい場合の車両速度、指令減速度及び発生減速度と経過時間との関係を示す。指令減速度波形の形状及び発生減速度波形の形状が大きく異なっており、この場合、両者を重ね合わせるための波形シフト量に基づいて、車両特性を適切に推定することができない。   FIG. 7B shows the relationship between the vehicle speed, the command deceleration, the generated deceleration, and the elapsed time when the residual deviation is large. The shape of the command deceleration waveform and the shape of the generated deceleration waveform are greatly different. In this case, the vehicle characteristics cannot be estimated appropriately based on the waveform shift amount for superimposing both.

なお図7Bに示す指令減速度波形は、自動列車運転装置501による減速中に、手動でステップ状の大きなノッチ変化指令が加えられた波形である。発生減速度波形においては一次遅れや振動の要素が指令減速度に応答して形成されていることが示されている。他に残留偏差が大きくなる場合の例として、電気ブレーキを用いた減速中に回生失効が生じた場合が挙げられる。   The command deceleration waveform shown in FIG. 7B is a waveform in which a large step change notch command is manually added during deceleration by the automatic train operation apparatus 501. In the generated deceleration waveform, it is shown that primary delay and vibration elements are formed in response to the command deceleration. Another example of the case where the residual deviation becomes large is a case where regeneration invalidation occurs during deceleration using an electric brake.

回生失効が生じると、電気ブレーキよりも効きが良い空気ブレーキの負担割合が増加するため、一定の制動指令を保っていても、すなわち指令減速度が一定であっても、発生減速度が途中から増大することになる。その結果、指令減速度波形と発生減速度波形には形状の差異が生じ、残留偏差が大きくなる。   If regenerative invalidation occurs, the proportion of the air brake that is more effective than the electric brake increases, so even if a constant braking command is maintained, that is, even if the command deceleration is constant, the generated deceleration is not Will increase. As a result, a difference in shape occurs between the command deceleration waveform and the generated deceleration waveform, and the residual deviation increases.

残留偏差算出部514により算出された残留偏差は、残留偏差閾値判定部515に出力される。残留偏差閾値判定部515は、入力した残留偏差が所定の残留偏差閾値よりも小さいか否かを判定する。残留偏差が残留偏差閾値よりも小さい場合、残留偏差閾値判定部515は、波形シフト量算出部513により算出された波形シフト量を車両特性反映部509に出力する。   The residual deviation calculated by the residual deviation calculation unit 514 is output to the residual deviation threshold value determination unit 515. The residual deviation threshold value determination unit 515 determines whether or not the input residual deviation is smaller than a predetermined residual deviation threshold value. When the residual deviation is smaller than the residual deviation threshold value, the residual deviation threshold value determination unit 515 outputs the waveform shift amount calculated by the waveform shift amount calculation unit 513 to the vehicle characteristic reflection unit 509.

次いで車両特性反映部509の詳細について説明する。車両特性反映部509は、車両特性データ蓄積部516及び車両特性統計処理部517から構成される。車両特性データ蓄積部516は、車両特性反映可否判定部508からの波形シフト量を車両特性値としてデータベースに蓄積する。   Next, details of the vehicle characteristic reflecting unit 509 will be described. The vehicle characteristic reflection unit 509 includes a vehicle characteristic data storage unit 516 and a vehicle characteristic statistical processing unit 517. The vehicle characteristic data storage unit 516 stores the waveform shift amount from the vehicle characteristic reflection availability determination unit 508 in the database as a vehicle characteristic value.

車両特性統計処理部517は、車両特性データ蓄積部516に蓄積されている車両特性値の集合を参照し、統計処理を行うことにより車両特性値の集合のなかから代表値を決定し、制御指令算出部506において保持されている調整パラメータを代表値で更新する。   The vehicle characteristic statistical processing unit 517 refers to the set of vehicle characteristic values stored in the vehicle characteristic data storage unit 516, determines a representative value from the set of vehicle characteristic values by performing statistical processing, and receives a control command The adjustment parameter held in the calculation unit 506 is updated with the representative value.

制御指令算出部506は、更新後の調整パラメータを用いて制動指令を算出し、算出した制動指令を制駆動制御装置502を介してアクチュエータ503に出力することにより列車の走行を制御することになる。   The control command calculation unit 506 calculates a braking command using the updated adjustment parameter and outputs the calculated braking command to the actuator 503 via the braking / driving control device 502 to control the traveling of the train. .

(2−2)フローチャート
図8は、車両特性学習部505により実行される調整パラメータ更新処理の処理手順を示す。まず車両特性推定部507は、速度位置検出部504により検出された自列車の位置を取得し、自列車がTASC制御開始点(着駅の所定距離手前)に到達しているか否かを判断する(SP1)。
(2-2) Flowchart FIG. 8 shows a processing procedure of adjustment parameter update processing executed by the vehicle characteristic learning unit 505. First, the vehicle characteristic estimation unit 507 acquires the position of the own train detected by the speed position detection unit 504, and determines whether or not the own train has reached the TASC control start point (a predetermined distance before the arrival station). (SP1).

車両特性推定部507は、ステップSP1の判断で否定結果を得ると、速度位置検出部504により検出される自列車の位置を一定周期ごとに継続して取得するとともに、ステップSP1における判断を繰り返す。   If the vehicle characteristic estimation unit 507 obtains a negative result in the determination at step SP1, the vehicle characteristic estimation unit 507 continuously acquires the position of the own train detected by the speed position detection unit 504 at regular intervals and repeats the determination at step SP1.

これに対し、車両特性推定部507は、ステップSP1の判断で肯定結果を得ると、これ以降の自列車の位置及び速度と、制動指令とを走行実績データとして走行実績データ蓄積部510に蓄積する(SP2)。   On the other hand, when the vehicle characteristic estimation unit 507 obtains a positive result in the determination at step SP1, the vehicle characteristic estimation unit 507 accumulates the subsequent position and speed of the own train and the braking command in the travel result data storage unit 510 as travel result data. (SP2).

次いで車両特性推定部507は、TASC制御が終了したか否かを判断する(SP3)。車両特性推定部507は、ステップSP3の判断で否定結果を得ると、走行実績データを一定周期ごとに継続して走行実績データ蓄積部510に蓄積する。   Next, the vehicle characteristic estimation unit 507 determines whether or not the TASC control is finished (SP3). When the vehicle characteristic estimation unit 507 obtains a negative result in the determination at step SP3, the vehicle performance estimation unit 507 continuously accumulates the travel record data in the travel record data storage unit 510 at regular intervals.

これに対し、車両特性推定部507は、ステップSP3の判断で肯定結果を得ると、走行実績データ蓄積部510により蓄積した走行実績データに基づいて、指令減速度波形算出部511により指令減速度波形を算出し、発生減速度波形算出部512により発生減速度波形を算出する(SP4)。   On the other hand, when the vehicle characteristic estimation unit 507 obtains a positive result in the determination at step SP3, the command deceleration waveform calculation unit 511 causes the command deceleration waveform based on the travel result data accumulated by the travel result data accumulation unit 510. And the generated deceleration waveform calculation unit 512 calculates the generated deceleration waveform (SP4).

次いで車両特性推定部507は、波形シフト量算出部513により、発生減速度波形を指令減速度波形に近づけるように時間軸方向及び減速度軸方向に所定量だけシフトさせて補正する。そしてこのときシフトさせた量を波形シフト量として算出し(SP5)、算出した波形シフト量を車両特性反映可否判定部508に出力する。   Next, the vehicle characteristic estimation unit 507 causes the waveform shift amount calculation unit 513 to shift and correct the generated deceleration waveform by a predetermined amount in the time axis direction and the deceleration axis direction so as to approach the command deceleration waveform. Then, the amount shifted at this time is calculated as a waveform shift amount (SP5), and the calculated waveform shift amount is output to the vehicle characteristic reflection availability determination unit 508.

車両特性反映可否判定部508は、車両特性推定部507からの波形シフト量を入力すると、残留偏差算出部514により、指令減速度波形と、補正後の発生減速度波形と、波形シフト量とに基づいて、残留偏差を算出する(SP6)。   When the vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508 receives the waveform shift amount from the vehicle characteristic estimation unit 507, the residual deviation calculation unit 514 inputs the command deceleration waveform, the corrected generated deceleration waveform, and the waveform shift amount. Based on this, a residual deviation is calculated (SP6).

次いで車両特性反映可否判定部508は、残留偏差閾値判定部515により、ステップSP6において算出された残留偏差が所定の閾値よりも小さいか否かを判断する(SP7)。   Next, the vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508 determines whether the residual deviation calculated in step SP6 is smaller than a predetermined threshold by the residual deviation threshold determination unit 515 (SP7).

車両特性反映可否判定部508は、ステップSP7の判断で否定結果を得ると、本処理を終了する。これに対し、車両特性反映可否判定部508は、ステップSP7の判断で肯定結果を得ると、車両特性推定部507により算出された波形シフト量を車両特性反映部509に出力する。   If the vehicle characteristic reflection propriety determination unit 508 obtains a negative result in the determination at step SP7, the process ends. On the other hand, when the vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508 obtains a positive result in the determination at step SP7, it outputs the waveform shift amount calculated by the vehicle characteristic estimation unit 507 to the vehicle characteristic reflection unit 509.

車両特性反映部509は、車両特性反映可否判定部508からの波形シフト量を入力すると、波形シフト量を車両特性データとして車両特性データ蓄積部516に蓄積する(SP8)。   When the vehicle characteristic reflection unit 509 receives the waveform shift amount from the vehicle characteristic reflection availability determination unit 508, the vehicle characteristic reflection unit 509 stores the waveform shift amount in the vehicle characteristic data storage unit 516 as vehicle characteristic data (SP8).

次いで車両特性反映部509は、車両特性統計処理部517により、車両特性データ蓄積部516に蓄積されている車両特性データの集合を母集団とした車両特性データ統計処理を行う(SP9)。なお車両特性データ統計処理の例として最頻値処理が挙げられるが、統計処理の内容は代表値を決定するものであれば他の処理内容でもよい。   Next, the vehicle characteristic reflecting unit 509 performs vehicle characteristic data statistical processing using the vehicle characteristic statistical processing unit 517 as a population of a set of vehicle characteristic data stored in the vehicle characteristic data storage unit 516 (SP9). The mode value processing is an example of the vehicle characteristic data statistical processing, but the content of the statistical processing may be other processing content as long as the representative value is determined.

そして最後に車両特性反映部509は、車両特性データ統計処理により決定した代表値を制御指令算出部506に反映させて、制御指令算出部506内の調整パラメータの値を更新することにより(SP10)、本処理を終了する。   Finally, the vehicle characteristic reflecting unit 509 reflects the representative value determined by the vehicle characteristic data statistical processing in the control command calculating unit 506, and updates the value of the adjustment parameter in the control command calculating unit 506 (SP10). This process is terminated.

(2−3)第1の実施の形態による効果
以上のように第1の実施の形態によれば、指令減速度波形と発生減速度波形とを比較して残留偏差を算出し、外乱事象が発生して残留偏差が所定の閾値以上となる場合には調整パラメータの値を更新せず、残留偏差が所定の閾値よりも小さい場合に限って、調整パラメータの値を更新するようにしたので、適切な調整パラメータに基づいて列車の走行を制御することができる。よって目標速度に対する追従性の悪化を防止して、停止位置精度及び乗り心地を向上させることができる。
(2-3) Effects of First Embodiment As described above, according to the first embodiment, a residual deviation is calculated by comparing a command deceleration waveform and a generated deceleration waveform, and a disturbance event is detected. Since the adjustment parameter value is updated only when the residual deviation is smaller than the predetermined threshold value, the adjustment parameter value is not updated when the residual deviation exceeds the predetermined threshold value. Train travel can be controlled based on appropriate adjustment parameters. Therefore, it is possible to prevent the follow-up performance with respect to the target speed from being deteriorated and improve the stop position accuracy and the riding comfort.

(3)第2の実施の形態
第2の実施の形態では、発生減速度波形に存在する特徴量を算出し、外乱事象が発生して特徴量が所定の閾値以上となる場合には調整パラメータの値を更新せず、特徴量が所定の閾値よりも小さい場合に限って、調整パラメータの値を更新する他の自動列車運転装置(ATO装置)について説明する。なお第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
(3) Second Embodiment In the second embodiment, a feature amount existing in the generated deceleration waveform is calculated, and an adjustment parameter when a disturbance event occurs and the feature amount is equal to or greater than a predetermined threshold value. Another automatic train operation device (ATO device) that updates the value of the adjustment parameter only when the feature value is smaller than a predetermined threshold value without updating the value will be described. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

(3−1)自動列車運転装置の構成
図9は、第2の実施の形態における自動列車運転装置501Aの機能構成を示す。車両特性学習部505Aは、車両特性推定部507、車両特性反映可否判定部508A及び車両特性反映部509から構成される。ここでは車両特性推定部507及び車両特性反映部509についての説明は省略し、車両特性反映可否判定部508Aについて説明する。
(3-1) Configuration of Automatic Train Driving Device FIG. 9 shows a functional configuration of an automatic train driving device 501A in the second embodiment. The vehicle characteristic learning unit 505A includes a vehicle characteristic estimation unit 507, a vehicle characteristic reflection availability determination unit 508A, and a vehicle characteristic reflection unit 509. Here, description of the vehicle characteristic estimation unit 507 and the vehicle characteristic reflection unit 509 will be omitted, and the vehicle characteristic reflection availability determination unit 508A will be described.

車両特性反映可否判定部508Aは、車両特性推定部507により算出される発生減速度波形に基づいて、車両特性推定部507により推定された車両特性を制御指令算出部506に反映するか否かを判断し、反映する場合には車両特性を車両特性反映部509に出力する。   Based on the generated deceleration waveform calculated by the vehicle characteristic estimation unit 507, the vehicle characteristic reflection availability determination unit 508A determines whether to reflect the vehicle characteristic estimated by the vehicle characteristic estimation unit 507 in the control command calculation unit 506. When it is determined and reflected, the vehicle characteristic is output to the vehicle characteristic reflection unit 509.

次いで車両特性反映可否判定部508Aの詳細について説明する。車両特性反映可否判定部508Aは、発生減速度波形特徴量算出部514A及び波形特徴量閾値判定部515Aから構成される。   Next, details of the vehicle characteristic reflection propriety determination unit 508A will be described. The vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508A includes a generated deceleration waveform feature amount calculation unit 514A and a waveform feature amount threshold determination unit 515A.

発生減速度波形特徴量算出部514Aは、発生減速度波形算出部512により算出された発生減速度波形を入力して、発生減速度波形に存在する特徴量を算出する。   The generated deceleration waveform feature amount calculation unit 514A receives the generated deceleration waveform calculated by the generated deceleration waveform calculation unit 512, and calculates a feature amount existing in the generated deceleration waveform.

図10及び図11は、特徴量を説明する説明図である。具体的に図10Aは、滑走発生時の車両速度と経過時間との関係を示す図であり、図10Bは、滑走発生時の発生減速度波形と経過時間との関係を示す図である。また図11は、小刻みにブレーキ指令をON/OFFした場合の減速度波形を示す図である。   10 and 11 are explanatory diagrams for explaining the feature amount. Specifically, FIG. 10A is a diagram showing the relationship between the vehicle speed and the elapsed time when the sliding occurs, and FIG. 10B is a diagram showing the relationship between the generated deceleration waveform and the elapsed time when the sliding occurs. FIG. 11 is a diagram showing a deceleration waveform when the brake command is turned ON / OFF in small increments.

発生減速度波形に存在する特徴量の例としては「発生減速度が正の区間に挟まれた、発生減速度が零又は負の値となる瞬間」の数が挙げられる。このような現象は、制動中の滑走や細かなブレーキノッチのON/OFF時に発生する。   As an example of the feature quantity existing in the generated deceleration waveform, the number of “the moment when the generated deceleration is zero or a negative value sandwiched between the positive sections of the generated deceleration” can be cited. Such a phenomenon occurs at the time of braking during braking and ON / OFF of a fine brake notch.

制動中に滑走が生じる場合又は細かなブレーキノッチのON/OFFがある場合、指令減速度波形と発生減速度波形との形状には乖離があり、時間軸方向及び減速度軸方向に発生減速度波形をシフトさせても、大きな残留偏差が残る。よって車両特性値を適切に推定することができない。   When sliding occurs during braking or when there is a fine brake notch ON / OFF, there is a difference between the shape of the command deceleration waveform and the generated deceleration waveform, and the generated deceleration occurs in the time axis direction and deceleration axis direction. Even if the waveform is shifted, a large residual deviation remains. Therefore, the vehicle characteristic value cannot be estimated appropriately.

発生減速度波形特徴量算出部514Aにより算出された特徴量は、波形特徴量閾値判定部515Aに出力される。波形特徴量閾値判定部515Aは、入力した特徴量が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する。   The feature amount calculated by the generated deceleration waveform feature amount calculation unit 514A is output to the waveform feature amount threshold value determination unit 515A. The waveform feature amount threshold determination unit 515A determines whether or not the input feature amount is smaller than a predetermined threshold.

特徴量が所定の閾値よりも小さい場合、波形特徴量閾値判定部515Aは、波形シフト量算出部513により算出された波形シフト量を車両特性反映部509に出力する。   When the feature amount is smaller than the predetermined threshold value, the waveform feature amount threshold value determination unit 515A outputs the waveform shift amount calculated by the waveform shift amount calculation unit 513 to the vehicle characteristic reflection unit 509.

(3−2)フローチャート
図12は、車両特性学習部505Aにより実行される調整パラメータ更新処理の処理手順を示す。ステップSP11〜SP15の処理は、第1の実施の形態における調整パラメータ更新処理(図8:SP1〜SP5)と同様であるためここでの説明は省略する。
(3-2) Flowchart FIG. 12 shows a processing procedure of adjustment parameter update processing executed by the vehicle characteristic learning unit 505A. Since the processing of steps SP11 to SP15 is the same as the adjustment parameter update processing (FIG. 8: SP1 to SP5) in the first embodiment, a description thereof is omitted here.

ステップSP16において車両特性反映可否判定部508Aは、車両特性推定部507により算出された発生減速度波形を入力し、発生減速度波形特徴量算出部514Aにより、入力した発生減速度波形に存在する特徴量を算出する(SP16)。   In step SP16, the vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508A receives the generated deceleration waveform calculated by the vehicle characteristic estimation unit 507, and the generated deceleration waveform feature amount calculation unit 514A has a feature existing in the input generated deceleration waveform. The amount is calculated (SP16).

次いで車両特性反映可否判定部508Aは、波形特徴量閾値判定部515Aにより、ステップSP16において算出された特徴量が所定の閾値よりも小さいか否かを判断する(SP17)。   Next, the vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508A determines whether or not the feature amount calculated in step SP16 is smaller than a predetermined threshold value by the waveform feature amount threshold determination unit 515A (SP17).

ステップSP17の判断で否定結果を得ると、車両特性反映可否判定部508Aは本処理を終了する。これに対し、車両特性反映可否判定部508Aは、ステップSP7の判断で肯定結果を得ると、車両特性推定部507により算出された波形シフト量を車両特性反映部509に出力する。   If a negative result is obtained in the determination in step SP17, the vehicle characteristic reflection availability determination unit 508A ends this process. On the other hand, when the vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508A obtains a positive result in the determination at step SP7, the vehicle characteristic reflection unit 508A outputs the waveform shift amount calculated by the vehicle characteristic estimation unit 507 to the vehicle characteristic reflection unit 509.

以降のステップSP18〜SP20は、第1の実施の形態における調整パラメータ更新処理(図8:SP8〜SP10)と同様であるためここでの説明は省略する。   Subsequent steps SP18 to SP20 are the same as the adjustment parameter update processing (FIG. 8: SP8 to SP10) in the first embodiment, and thus description thereof is omitted here.

(3−3)第2の実施の形態による効果
以上のように第2の実施の形態によれば、発生減速度波形に存在する特徴量を算出し、外乱事象が発生して特徴量が所定の閾値以上となる場合には調整パラメータの値を更新せず、特徴量が所定の閾値よりも小さい場合に限って、調整パラメータの値を更新するようにしたので、適切な調整パラメータに基づいて列車の走行を制御することができる。よって目標速度に対する追従性の悪化を防止して、停止位置精度及び乗り心地を向上させることができる。
(3-3) Effects of the Second Embodiment As described above, according to the second embodiment, the feature amount existing in the generated deceleration waveform is calculated, and a disturbance event occurs to make the feature amount predetermined. Since the adjustment parameter value is updated only when the feature amount is smaller than the predetermined threshold value, the adjustment parameter value is updated only when the feature value is smaller than the predetermined threshold value. Train travel can be controlled. Therefore, it is possible to prevent the follow-up performance with respect to the target speed from being deteriorated and improve the stop position accuracy and the riding comfort.

(4)第3の実施の形態
第3の実施の形態では、指令減速度波形に存在する特徴量を算出し、外乱事象が発生して特徴量が所定の閾値以上となる場合には調整パラメータの値を更新せず、特徴量が所定の閾値よりも小さい場合に限って、調整パラメータの値を更新する他の自動列車運転装置(ATO装置)について説明する。なお第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
(4) Third Embodiment In the third embodiment, a feature amount existing in the command deceleration waveform is calculated, and when a disturbance event occurs and the feature amount is equal to or greater than a predetermined threshold, an adjustment parameter Another automatic train operation device (ATO device) that updates the value of the adjustment parameter only when the feature value is smaller than a predetermined threshold value without updating the value will be described. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

(4−1)自動列車運転装置の構成
図13は、第3の実施の形態における自動列車運転装置501Bの機能構成を示す。車両特性学習部505Bは、車両特性推定部507、車両特性反映可否判定部508B及び車両特性反映部509から構成される。ここでは車両特性推定部507及び車両特性反映部509についての説明は省略し、車両特性反映可否判定部508Bについて説明する。
(4-1) Configuration of Automatic Train Operation Device FIG. 13 shows a functional configuration of an automatic train operation device 501B in the third embodiment. The vehicle characteristic learning unit 505B includes a vehicle characteristic estimation unit 507, a vehicle characteristic reflection availability determination unit 508B, and a vehicle characteristic reflection unit 509. Here, descriptions of the vehicle characteristic estimation unit 507 and the vehicle characteristic reflection unit 509 are omitted, and the vehicle characteristic reflection availability determination unit 508B will be described.

車両特性反映可否判定部508Bは、車両特性推定部507により算出される指令減速度波形に基づいて、車両特性推定部507により推定された車両特性を制御指令算出部506に反映するか否かを判断し、反映する場合には車両特性を車両特性反映部509に出力する。   Based on the command deceleration waveform calculated by the vehicle characteristic estimation unit 507, the vehicle characteristic reflection availability determination unit 508B determines whether to reflect the vehicle characteristic estimated by the vehicle characteristic estimation unit 507 in the control command calculation unit 506. When it is determined and reflected, the vehicle characteristic is output to the vehicle characteristic reflection unit 509.

次いで車両特性反映可否判定部508Bの詳細について説明する。車両特性反映可否判定部508Bは、指令減速度波形特徴量算出部514B及び波形特徴量閾値判定部515Bから構成される。   Next, details of the vehicle characteristic reflection propriety determination unit 508B will be described. The vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508B includes a command deceleration waveform feature amount calculation unit 514B and a waveform feature amount threshold determination unit 515B.

指令減速度波形特徴量算出部514Bは、指令減速度波形算出部511により算出された指令減速度波形を入力して、指令減速度波形に存在する特徴量を算出する。   The command deceleration waveform feature value calculation unit 514B receives the command deceleration waveform calculated by the command deceleration waveform calculation unit 511, and calculates a feature value existing in the command deceleration waveform.

指令減速度波形に存在する特徴量の例としては「指令減速度が正の区間に挟まれた、指令減速度が零となる瞬間」の数が挙げられる。このような現象は、細かなブレーキノッチのON/OFF時に発生する(図11)。   As an example of the feature quantity existing in the command deceleration waveform, the number of “moments when the command deceleration becomes zero when the command deceleration is sandwiched between positive sections” can be given. Such a phenomenon occurs when a fine brake notch is turned ON / OFF (FIG. 11).

細かなブレーキノッチのON/OFFがある場合、指令減速度波形と発生減速度波形との形状には乖離があり、時間軸方向及び減速度軸方向に波形をシフトさせても、大きな残留偏差が残る。よって車両特性値を適切に推定することができない。   When there is a fine ON / OFF of the brake notch, there is a discrepancy between the shape of the command deceleration waveform and the generated deceleration waveform, and even if the waveform is shifted in the time axis direction and the deceleration axis direction, a large residual deviation will occur. Remain. Therefore, the vehicle characteristic value cannot be estimated appropriately.

指令減速度波形特徴量算出部514Bにより算出された特徴量は、波形特徴量閾値判定部515Bに出力される。波形特徴量閾値判定部515Bは、入力した特徴量が所定の閾値よりも小さいか否かを判定する。   The feature amount calculated by the command deceleration waveform feature amount calculation unit 514B is output to the waveform feature amount threshold value determination unit 515B. The waveform feature amount threshold value determination unit 515B determines whether or not the input feature amount is smaller than a predetermined threshold value.

特徴量が所定の閾値よりも小さい場合、波形特徴量閾値判定部515Bは、波形シフト量算出部513により算出された波形シフト量を車両特性反映部509に出力する。   When the feature amount is smaller than the predetermined threshold value, the waveform feature amount threshold value determination unit 515B outputs the waveform shift amount calculated by the waveform shift amount calculation unit 513 to the vehicle characteristic reflection unit 509.

(4−2)フローチャート
図14は、車両特性学習部505Bにより実行される調整パラメータ更新処理の処理手順を示す。ステップSP21〜SP25の処理は、第1の実施の形態における調整パラメータ更新処理(図8:SP1〜SP5)と同様であるためここでの説明は省略する。
(4-2) Flowchart FIG. 14 shows a processing procedure of adjustment parameter update processing executed by the vehicle characteristic learning unit 505B. Since the processing of steps SP21 to SP25 is the same as the adjustment parameter update processing (FIG. 8: SP1 to SP5) in the first embodiment, a description thereof is omitted here.

ステップSP26において車両特性反映可否判定部508Bは、車両特性推定部507により算出された指令減速度波形を入力し、指令減速度波形特徴量算出部514Bにより、入力した指令減速度波形に存在する特徴量を算出する(SP26)。   In step SP26, the vehicle characteristic reflection propriety determination unit 508B receives the command deceleration waveform calculated by the vehicle characteristic estimation unit 507, and the command deceleration waveform feature value calculation unit 514B has a feature existing in the input command deceleration waveform. The amount is calculated (SP26).

次いで車両特性反映可否判定部508Bは、波形特徴量閾値判定部515Bにより、ステップSP26において算出された特徴量が所定の閾値よりも小さいか否かを判断する(SP27)。   Next, the vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508B determines whether or not the feature amount calculated in step SP26 is smaller than a predetermined threshold value by the waveform feature amount threshold determination unit 515B (SP27).

ステップSP27の判断で否定結果を得ると、車両特性反映可否判定部508Bは本処理を終了する。これに対し、車両特性反映可否判定部508Bは、ステップSP27の判断で肯定結果を得ると、車両特性推定部507により算出された波形シフト量を車両特性反映部509に出力する。   If a negative result is obtained in the determination in step SP27, the vehicle characteristic reflection availability determination unit 508B ends this process. On the other hand, if the vehicle characteristic reflection possibility determination unit 508B obtains a positive result in the determination at step SP27, the vehicle characteristic reflection unit 507B outputs the waveform shift amount calculated by the vehicle characteristic estimation unit 507 to the vehicle characteristic reflection unit 509.

以降のステップSP28〜SP30は、第1の実施の形態における調整パラメータ更新処理(図8:SP8〜SP10)と同様であるためここでの説明は省略する。   Subsequent steps SP28 to SP30 are the same as the adjustment parameter update processing (FIG. 8: SP8 to SP10) in the first embodiment, and thus description thereof is omitted here.

(4−3)第3の実施の形態による効果
以上のように第3の実施の形態によれば、指令減速度波形に存在する特徴量を算出し、外乱事象が発生して特徴量が所定の閾値以上となる場合には調整パラメータの値を更新せず、特徴量が所定の閾値よりも小さい場合に限って、調整パラメータの値を更新するようにしたので、適切な調整パラメータに基づいて列車の走行を制御することができる。よって目標速度に対する追従性の悪化を防止して、停止位置精度及び乗り心地を向上させることができる。
(4-3) Effects According to Third Embodiment As described above, according to the third embodiment, the feature amount existing in the command deceleration waveform is calculated, and a disturbance event occurs to make the feature amount predetermined. Since the adjustment parameter value is updated only when the feature amount is smaller than the predetermined threshold value, the adjustment parameter value is updated only when the feature value is smaller than the predetermined threshold value. Train travel can be controlled. Therefore, it is possible to prevent the follow-up performance with respect to the target speed from being deteriorated and improve the stop position accuracy and the riding comfort.

(5)他の実施の形態
第1〜第3の実施の形態においては、車両特性の推定精度に基づいて、推定された車両特性を制御に適切に反映させる自動列車運転装置について説明してきたが、適用対象は自動列車運転装置に限らず、例えば運転士や運行事業者に車両の状態を通知する車両状態診断装置に適用するとしてもよい。
(5) Other Embodiments In the first to third embodiments, the automatic train driving device that appropriately reflects the estimated vehicle characteristics to the control based on the estimation accuracy of the vehicle characteristics has been described. The application target is not limited to the automatic train driving device, and may be applied to, for example, a vehicle state diagnosis device that notifies a driver or a service provider of the vehicle state.

この場合、車両特性統計処理部517(図5、図9、図13)から出力される車両特性値は、運転士や運行事業者に対して車上/地上、運行中/運行後を問わず通知される。通知は、例えば画面表示や音声による通知がある。   In this case, the vehicle characteristic value output from the vehicle characteristic statistical processing unit 517 (FIGS. 5, 9, and 13) is not limited to whether it is on / ground, during operation / after operation for the driver or operator. Be notified. The notification includes, for example, a screen display or a voice notification.

運転士は、通知された車両状態を踏まえて運転操作を変更することにより、より安定した輸送を実現可能にすることができる。例えば減速度偏差が普段より小さい、すなわち減速度が普段よりも出にくいという車両状態が通知された場合、普段よりも大きなブレーキノッチを使用したり、普段よりも手前からブレーキをかけたりして、駅停止時オーバーランの可能性を減らすことができる。   The driver can realize more stable transportation by changing the driving operation based on the notified vehicle state. For example, if you are notified of a vehicle condition that the deceleration deviation is smaller than usual, that is, the deceleration is harder than usual, use a larger brake notch or apply the brake from the front, The possibility of overrun when the station stops can be reduced.

また運行事業者は、通知された車両状態を踏まえて保守計画を策定することにより、より安定した輸送を実現することができる。例えば減速度偏差が徐々に小さくなってきている、すなわち同じ指令に対して発生減速度が小さくなってきているという車両状態が通知された場合、制輪子の劣化を疑い、車両の保守の時期を早めることで、ブレーキが効かないという不安全事象に至る可能性を減らすことができる。   In addition, the service provider can realize more stable transportation by formulating a maintenance plan based on the notified vehicle condition. For example, if the vehicle status is reported that the deceleration deviation is gradually decreasing, that is, the generated deceleration is decreasing for the same command, the controller is suspected to be deteriorated and the vehicle maintenance timing is set. By speeding up, the possibility of an unsafe event that the brake does not work can be reduced.

また路線内の特定の駅間においてのみ減速度偏差が小さくなっている、という車両状態が通知された場合であれば、該当箇所の地上設備に不具合がある可能性を疑い、地上設備の保守又は点検の計画を最適化して、不安全事象に至る可能性を減らすことができる。   In addition, if the vehicle condition is reported that the deceleration deviation is small only between specific stations on the route, it is suspected that there is a problem with the ground equipment at the relevant location, The inspection plan can be optimized to reduce the possibility of unsafe events.

501、501A、501B 自動列車運転装置
502 制駆動制御装置
503 アクチュエータ
504 速度位置検出部
505、505A、505B 車両特性学習部
506 制御指令算出部
507 車両特性推定部
508、508A、508B 車両特性反映可否判定部
509 車両特性反映部
501, 501 A, 501 B Automatic train operation device 502 Braking / driving control device 503 Actuator 504 Speed position detection unit 505, 505 A, 505 B Vehicle characteristic learning unit 506 Control command calculation unit 507 Vehicle characteristic estimation unit 508, 508 A, 508 B Whether vehicle characteristic is reflected Part 509 Vehicle characteristic reflecting part

Claims (7)

自列車の速度と、自列車の走行を制御するための制動指令とに基づいて、車両特性を学習する車両特性学習部を備えた自動列車運転装置において、
前記車両特性学習部は、
前記車両特性を推定する車両特性推定部と、
前記車両特性を制動指令に反映させるか否かを判定する車両特性反映可否判定部と、
前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させる車両特性反映部とを備え、
前記車両特性推定部は、
前記自列車の速度に基づいて、自列車に実際に発生した発生減速度を算出し、一方で前記制動指令に基づいて、自列車に指令された指令減速度を算出し、算出した前記発生減速度と前記指令減速度とを比較して、時間軸方向及び減速度軸方向の差分を前記車両特性として推定し、
前記車両特性反映可否判定部は、
前記発生減速度、前記指令減速度及び前記車両特性に基づいて、該車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させるか否かを判定し、
前記車両特性反映部は、
前記車両特性反映可否判定部により反映可と判定された場合に限って、前記車両特性推定部により推定された車両特性を前記新たに算出予定の制動指令に反映させる
ことを特徴とする自動列車運転装置。
In an automatic train driving device having a vehicle characteristic learning unit that learns vehicle characteristics based on the speed of the own train and a braking command for controlling the traveling of the own train,
The vehicle characteristic learning unit
A vehicle characteristic estimation unit for estimating the vehicle characteristic;
A vehicle characteristic reflection availability determination unit that determines whether to reflect the vehicle characteristic in a braking command;
A vehicle characteristic reflecting unit that reflects the vehicle characteristic in a braking command to be newly calculated,
The vehicle characteristic estimation unit
Based on the speed of the own train, the generated deceleration actually generated in the own train is calculated. On the other hand, based on the braking command, the command deceleration commanded to the own train is calculated, and the generated reduction is calculated. Comparing the speed and the commanded deceleration, the difference between the time axis direction and the deceleration axis direction is estimated as the vehicle characteristic,
The vehicle characteristic reflection availability determination unit
Based on the generated deceleration, the command deceleration and the vehicle characteristics, it is determined whether or not to reflect the vehicle characteristics in a braking command to be newly calculated,
The vehicle characteristic reflecting unit is
The automatic train operation characterized in that the vehicle characteristic estimated by the vehicle characteristic estimation unit is reflected in the newly calculated braking command only when the vehicle characteristic reflection possibility determination unit determines that the vehicle characteristic can be reflected. apparatus.
前記車両特性反映可否判定部は、
前記車両特性に基づいて、前記発生減速度を時間軸方向及び減速度軸方向にシフトさせて補正し、補正後の発生減速度と前記指令減速度との間における減速度軸方向の差分を残留偏差として算出し、残留偏差が所定の閾値よりも小さいか否かに基づいて、前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の自動列車運転装置。
The vehicle characteristic reflection availability determination unit
Based on the vehicle characteristics, the generated deceleration is corrected by shifting in the time axis direction and the deceleration axis direction, and the difference in the deceleration axis direction between the corrected generated deceleration and the commanded deceleration remains. The calculation as a deviation, and based on whether or not the residual deviation is smaller than a predetermined threshold value, it is determined whether or not the vehicle characteristic is newly reflected in a braking command to be calculated. The automatic train driving device described.
自列車の速度と、自列車の走行を制御するための制動指令とに基づいて、車両特性を学習する車両特性学習部を備えた自動列車運転装置において、
前記車両特性学習部は、
前記車両特性を推定する車両特性推定部と、
前記車両特性を制動指令に反映させるか否かを判定する車両特性反映可否判定部と、
前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させる車両特性反映部とを備え、
前記車両特性反映部は、
前記車両特性反映可否判定部により反映可と判定された場合に限って、前記車両特性推定部により推定された車両特性を前記新たに算出予定の制動指令に反映させ、
前記車両特性推定部は、
前記自列車の速度に基づいて、自列車に実際に発生した発生減速度を算出し、
前記車両特性反映可否判定部は、
前記発生減速度に存在する特徴量に基づいて、前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させるか否かを判定する
ことを特徴とする自動列車運転装置。
In an automatic train driving device having a vehicle characteristic learning unit that learns vehicle characteristics based on the speed of the own train and a braking command for controlling the traveling of the own train,
The vehicle characteristic learning unit
A vehicle characteristic estimation unit for estimating the vehicle characteristic;
A vehicle characteristic reflection availability determination unit that determines whether to reflect the vehicle characteristic in a braking command;
A vehicle characteristic reflecting unit that reflects the vehicle characteristic in a braking command to be newly calculated,
The vehicle characteristic reflecting unit is
Only when it is determined by the vehicle characteristic reflection possibility determination unit that reflection is possible, the vehicle characteristic estimated by the vehicle characteristic estimation unit is reflected in the newly calculated braking command,
The vehicle characteristic estimation unit
Based on the speed of the train, calculate the actual deceleration that occurred on the train,
The vehicle characteristic reflection availability determination unit
Based on the feature quantity present in the generated deceleration, automatic train operation system you wherein the determining whether to reflect the vehicle characteristics braking command of newly calculated expected.
前記車両特性反映可否判定部は、
前記発生減速度の値が零又は負の値となる瞬間の発生回数を前記特徴量として算出する
ことを特徴とする請求項に記載の自動列車運転装置。
The vehicle characteristic reflection availability determination unit
The automatic train driving device according to claim 3 , wherein the number of occurrences at the moment when the value of the generated deceleration becomes zero or a negative value is calculated as the feature amount.
自列車の速度と、自列車の走行を制御するための制動指令とに基づいて、車両特性を学習する車両特性学習部を備えた自動列車運転装置において、
前記車両特性学習部は、
前記車両特性を推定する車両特性推定部と、
前記車両特性を制動指令に反映させるか否かを判定する車両特性反映可否判定部と、
前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させる車両特性反映部とを備え、
前記車両特性反映部は、
前記車両特性反映可否判定部により反映可と判定された場合に限って、前記車両特性推定部により推定された車両特性を前記新たに算出予定の制動指令に反映させ、
前記車両特性推定部は、
前記制動指令に基づいて、自列車に指令された指令減速度を算出し、
前記車両特性反映可否判定部は、
前記指令減速度に存在する特徴量に基づいて、前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させるか否かを判定する
ことを特徴とする自動列車運転装置。
In an automatic train driving device having a vehicle characteristic learning unit that learns vehicle characteristics based on the speed of the own train and a braking command for controlling the traveling of the own train,
The vehicle characteristic learning unit
A vehicle characteristic estimation unit for estimating the vehicle characteristic;
A vehicle characteristic reflection availability determination unit that determines whether to reflect the vehicle characteristic in a braking command;
A vehicle characteristic reflecting unit that reflects the vehicle characteristic in a braking command to be newly calculated,
The vehicle characteristic reflecting unit is
Only when it is determined by the vehicle characteristic reflection possibility determination unit that reflection is possible, the vehicle characteristic estimated by the vehicle characteristic estimation unit is reflected in the newly calculated braking command,
The vehicle characteristic estimation unit
Based on the braking command, calculate the command deceleration commanded to the own train,
The vehicle characteristic reflection availability determination unit
Based on the feature quantity present in the command deceleration, automatic train operation system you wherein the determining whether to reflect the vehicle characteristics braking command of newly calculated expected.
前記車両特性反映可否判定部は、
前記指令減速度の値が零となる瞬間の発生回数を前記特徴量として算出する ことを特徴とする請求項5に記載の自動列車運転装置。
The vehicle characteristic reflection availability determination unit
The automatic train driving device according to claim 5, wherein the number of occurrences at the moment when the value of the command deceleration becomes zero is calculated as the feature amount.
自列車の速度と、自列車の走行を制御するための制動指令とに基づいて、車両特性を学習する車両特性学習部を備えた自動列車運転装置の自動列車運転方法において、
前記車両特性学習部が、
前記車両特性を推定する第1のステップと、
前記車両特性を制動指令に反映させるか否かを判定する第2のステップと、
記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させる第3のステップとを備え
前記第1のステップでは、
前記自列車の速度に基づいて、自列車に実際に発生した発生減速度を算出し、一方で前記制動指令に基づいて、自列車に指令された指令減速度を算出し、算出した前記発生減速度と前記指令減速度とを比較して、時間軸方向及び減速度軸方向の差分を前記車両特性として推定し、
前記第2のステップでは、
前記発生減速度、前記指令減速度及び前記車両特性に基づいて、該車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させるか否かを判定し、
前記第3のステップでは、
前記第2のステップにおいて反映可と判定された場合に限って、前記車両特性を前記新たに算出予定の制動指令に反映させる
ことを特徴とする自動列車運転方法。
In the automatic train operation method of the automatic train operation device provided with the vehicle characteristic learning unit that learns the vehicle characteristic based on the speed of the own train and the braking command for controlling the traveling of the own train,
The vehicle characteristic learning unit
A first step of estimating the vehicle characteristics;
A second step of determining whether to reflect the vehicle characteristics in a braking command;
And a third step of reflecting the previous SL vehicle characteristics braking command of the newly calculated expected,
In the first step,
Based on the speed of the own train, the generated deceleration actually generated in the own train is calculated. On the other hand, based on the braking command, the command deceleration commanded to the own train is calculated, and the generated reduction is calculated. Comparing the speed and the commanded deceleration, the difference between the time axis direction and the deceleration axis direction is estimated as the vehicle characteristic,
In the second step,
Based on the generated deceleration, the command deceleration and the vehicle characteristics, it is determined whether or not to reflect the vehicle characteristics in a braking command to be newly calculated,
In the third step,
The automatic train operation method , wherein only when it is determined that the reflection is possible in the second step, the vehicle characteristic is reflected in the newly calculated braking command .
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