CN106536269B - 列车控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式的列车控制装置具备存储部、取得单元以及控制部。存储部构成为，与多个闭塞分区分别相对应地存储根据至少前一辆先行列车在线的闭塞分区决定的多个限制速度信息。取得单元构成为，取得表示至少前一辆先行列车进出各闭塞分区的时间的预定信息。控制部构成为，根据取得的预定信息与多个限制速度信息，求出与本列车的行进相伴的各闭塞分区中的限制速度，并利用该求出的限制速度制作本列车的行驶计划。

Description

列车控制装置
技术领域
本发明的实施方式涉及列车控制装置。
背景技术
以往，例如在先行列车发生了延迟的情况等时，为了最小限度地抑制本列车的延迟，从而最小限度地抑制对后续列车造成的影响，与未发生延迟的通常时相比，有时使行驶中的先行列车以及本列车更加接近。在这种情况下，在先行列车与本列车过度接近时使本列车减速，之后在先行列车与本列车远离时再使本列车加速，从而靠近先行列车。然后，再次在先行列车与本列车过度接近时使本列车减速。这样，以往反复使本列车加速以及减速。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-45168号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在如上所述的技术中，期望既能够最小限度地抑制对后续列车造成的影响，又能够使本列车顺畅地行驶。
用于解决技术问题的方案
本发明的实施方式的列车控制装置具备存储部、取得单元以及控制部。存储部构成为，与多个闭塞分区分别相对应地存储根据至少前一辆先行列车在线的闭塞分区决定的多个限制速度信息。取得单元构成为，取得表示至少前一辆先行列车进出各闭塞分区的时间的预定信息。控制部构成为，根据取得的预定信息与多个限制速度信息，求出与本列车的行进相伴的各闭塞分区中的限制速度，并利用该求出的限制速度制作本列车的行驶计划。
附图说明
图1是示出实施方式的列车控制装置的整体结构的一例的图。
图2是示出实施方式的列车控制装置从先行列车接收的预定信息的一例的图。
图3是示出存储在实施方式的列车控制装置的存储部中的信号展开信息的一例的图。
图4是示出基于实施方式的信号展开信息的各闭塞分区中的限制速度的一例的图。
图5是示出基于实施方式的信号展开信息的各闭塞分区中的限制速度的、不同于图4的一例的图。
图6是示出基于实施方式的信号展开信息的各闭塞分区中的限制速度的、不同于图4以及图5的一例的图。
图7是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图8是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图9是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图10是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图11是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图12是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图13是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图14是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图15是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图16是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图17是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图18是用于说明实施方式的列车控制装置制作行驶计划的步骤的一例的图。
图19是示出实施方式的列车控制装置制作行驶计划时所执行的处理的一例的流程图。
具体实施方式
下面，根据附图，对实施方式进行说明。
首先，参照图1至图21，对实施方式的列车控制系统1000的结构的一例进行说明。
如图1所示，列车控制系统1000具备在线路上的各闭塞分区T行驶的列车100、以及ATC(Automatic Train Control：列车自动控制)地上装置200。
列车100具备通信装置10、驱动制动控制装置20以及列车控制装置30。
通信装置10构成为，通过天线11与其他的列车100(以下称为其他列车)进行通信。例如，通信装置10构成为，从先行列车接收预定信息，所述预定信息表示在具备该通信装置10本身的列车100(以下称为本列车)之前行驶的前一辆先行列车进出线路上的各闭塞分区T的预定的各时刻或者时间(参照图2)。
在图2中，实线的曲线表示先行列车的前端位置的时间变化，虚线的曲线表示先行列车的后端位置的时间变化。如果设纵轴的数值2500m、3000m、3500m、4000m、4500m、5000m以及5500m表示线路上的各闭塞分区T的边界位置，则可知先行列车的后端位置分别在约40s、约70s、约90s、约125s以及约165s后通过上述边界位置。因此，根据图2可知先行列车进出各闭塞分区T的预定的时间点。此外，图2的纵轴以及横轴的数值只是一例，并不仅限于这些数值。
驱动制动控制装置20构成为，通过控制与车轴连接的电机40、制动装置50，从而控制本列车的驱动、制动。
列车控制装置30具备：速度位置检测部31、ATC车上装置32、ATO(Automatic TrainOperation：列车自动运行)装置33、计时部34以及存储部35。ATO装置33是“控制部”的一例。
速度位置检测部31构成为，通过从设置于车轴的TG(Tachogenerator：测速发电机)60取得信息，或者通过借助车上设备70从设置于各闭塞分区T的地上设备300取得信息，从而检测本列车的当前位置以及速度。此外，本列车的位置以及速度的检测方法并不仅限于此，例如，也可以利用GPS(Global Positioning System：全球定位系统)等检测本列车的位置以及速度。
ATC车上装置32构成为，输出用于避免本列车与先行列车追尾的制动指令。更加具体而言，ATC车上装置32首先通过接收器80从ATC地上装置200接收与本列车目前在线的闭塞分区T中的信号指示相关的信息，并对基于接收到的信号指示的限制速度、与由速度位置检测部31检测出的本列车的速度进行比较。而且，ATC车上装置32构成为，当本列车的速度超过限制速度时，向驱动制动控制装置20输出制动指令。
在此，ATC地上装置200构成为，通过设置于各闭塞分区T的轨道电路(未图示)检测列车100是否在线于各闭塞分区T，并根据在线状况确定各闭塞分区T中的信号指示。而且，ATC地上装置200构成为，通过轨道电路向ATC车上装置32发送与各闭塞分区T中的信号指示相关的信息。
ATO装置33构成为，根据由通信装置10接收到的预定信息、表示由速度位置检测部31检测出的本列车的位置以及速度的信息、存储在存储部35中的各种信息、由ATC车上装置32接收到的信号指示信息以及由计时部34计时的当前时刻，计算出先行列车进出各闭塞分区T的、预定的各预定时刻的各闭塞分区T中的限制速度。此外，各闭塞分区T中的限制速度有时根据先行列车在线于线路上的哪个闭塞分区T而发生变化。也就是说，各闭塞分区T中的限制速度有时在先行列车进出各闭塞分区T的预定的各预定时刻发生变化。
在此，对存储在存储部35中的各种信息的例子进行说明。作为一例，存储部35中存储有线路信息、运行信息以及车辆信息。
线路信息包括作为在各停车站停车时的目标的目标停止位置、与线路的坡度以及曲线(曲率半径)相关的信息、各闭塞分区T中的信号展开信息以及表示各闭塞分区T的边界位置的信息。另外，线路信息包括表示各闭塞分区T的排列、各停车站的各车道与各闭塞分区T的对应关系等的线形信息。
运行信息包括与本列车的运行种别所对应的停车站相关的信息、本列车到达和驶离各停车站的时刻以及表示本列车到达各停车站的哪条车道的信息。车辆信息包括本列车的列车长度、以及与牵引/制动指令相应的加速度/减速度的特性。
接下来，参照图3至图5，对线路信息中包含的信号展开信息的例子进行说明。如图3所示，作为一例，信号展开信息包括闭塞分区编号、闭塞分区边界位置以及信号展开编号。
闭塞分区编号是与线路上的各闭塞分区T相对应的编号。下面，为了便于进行说明，将闭塞分区编号为n的闭塞分区T设为闭塞分区Tn。闭塞分区边界位置表示各闭塞分区T的起点以及终点的位置。信号展开编号中登记有各闭塞分区T中的本列车的限制速度的、与先行列车的在线位置相应的全部模式。
例如，图4示出了先行列车不在线路上的任何闭塞分区T时的、闭塞分区T1～T12(0～6000m)中的本列车的限制速度的例子。该图4示出的图与登记在图3所示的信号展开信息中的信号展开编号为“0”的行的各数值相对应。
实施方式的ATO装置33构成为，根据从先行列车接收的预定信息(参照图2)确定出先行列车不在线路上的任何闭塞分区T中的时间段时，通过参照登记在信号展开信息(参照图3)中的信号展开编号为“0”的行的各数值，计算出该时间段内的各闭塞分区T中的限制速度(参照图4)。此外，先行列车以一定周期，在驶离车站时、或者预定发生了变更等时，发送预定信息。
图5示出了先行列车在线于闭塞分区T6(2500～3000m)时的、各闭塞分区T中的本列车的限制速度的例子。该图5示出的图中的闭塞分区T1～T6(0～3000m)中的限制速度分别与图3所示的信号展开信息的信号展开编号为“1”的行的数值中的、闭塞分区编号为1～6的数值相对应。此外，图5示出的图中的闭塞分区T7之后(3000m之后)的部分与图4所示的图中的闭塞分区T7之后的部分相同。
在此，在图3示出的信号展开信息的信号展开编号为“1”的行中，在闭塞分区编号为5以及6的部分分别登记有数值“01”和数值“02”，但这些均表示限制速度为0。更加具体而言，数值“01”表示由于先行列车在线于与该数值相对应的闭塞分区T(在图3中为闭塞分区T5)的前一个闭塞分区T，因此限制速度为0；数值“02”表示由于先行列车在线于与该数值相对应的闭塞分区T(在图3中为闭塞分区T6)，因此限制速度为0。
实施方式的ATO装置33构成为，根据从先行列车接收的预定信息(参照图2)确定出先行列车在线于闭塞分区T6的时间段时，通过参照信号展开信息(参照图3)中的信号展开编号为“1”的行的数值中闭塞分区编号为1～6的各数值，确定该时间段内的各闭塞分区T中的限制速度(参照图5)。
图6示出了先行列车在线于闭塞分区T7(3000～3500m)时的、各闭塞分区T中的本列车的限制速度的例子。该图6示出的图中的闭塞分区T2～T7(500～3500m)中的限制速度分别与图3所示的信号展开信息的信号展开编号为“2”的行的数值中的、闭塞分区编号为2～7的数值相对应。此外，图6示出的图中的行驶距离为500km之前(闭塞分区T1)的部分与图4所示的图中的闭塞分区T1的部分的各限制速度相同，图6示出的图中的行驶距离为3500km之后(闭塞分区T8之后)的部分的各限制速度与图4所示的图中的闭塞分区T8之后的部分的各限制速度相同。
实施方式的ATO装置33构成为，根据从先行列车接收的预定信息(参照图2)确定出先行列车在线于闭塞分区T7的时间段时，通过参照信号展开信息(参照图3)中的信号展开编号为“2”的行的数值中闭塞分区编号为2～7的各数值，确定该时间段内的各闭塞分区T中的限制速度(参照图6)。
此外，图3的表的各格的数值和图4至图6的纵轴以及横轴的数值只是示例，并不仅限于这些数值。
实施方式的ATO装置33构成为，当如上所述那样计算出限制速度时，根据计算出的限制速度，避免在进入下一个停车站为止的各闭塞分区T的各时间点本列车的速度超过限制速度，并且制作用于以最快速度在直到下一个停车站为止的各闭塞分区T中行驶的行驶计划。而且，ATO装置33构成为，根据这样制作出的行驶计划，向驱动制动控制装置20输出牵引指令以及制动指令。
在此，参照图7至图18，更加详细地说明实施方式的行驶计划的制作方法。下面，对本列车驶离位于闭塞分区T1的车站并在位于闭塞分区T8的车站停车的例子进行说明。
实施方式的ATO装置33构成为，通过对直到下一个停车站为止的各闭塞分区T反复进行如下的处理，制作直到下一个车站为止的行驶计划：即、在本列车从某一闭塞分区Tn进入下一个闭塞分区Tn+1的时间点τ，下一个闭塞分区Tn+1中的限制速度从第一速度变为第二速度时，以使该时间点τ的行驶计划上的本列车的速度变为第二速度以下的方式制作或者修正行驶计划，而在时间点τ下一个闭塞分区Tn+1中的限制速度保持第一速度不变时，以使时间点τ的行驶计划上的本列车的速度变为第一速度以下的方式制作或者修正行驶计划。
例如，如图7所示，在由于先行列车在线于闭塞分区T8而导致本列车在进入闭塞分区T5的时间点τ1的限制速度为折线I1那样时，ATO装置33首先制作用于以限制速度以下的速度且最快的速度在闭塞分区T4之前的各闭塞分区中行驶的最快行驶计划、即如折线I2所示的最快行驶计划。当假设在该时间点τ1闭塞分区T5的限制速度不变时，时间点τ1的最快行驶计划上的本列车的速度比时间点τ1的闭塞分区T5中的限制速度大。因此，ATO装置33以如下方式修正闭塞分区T4之前的最快行驶计划，从而使时间点τ1的本列车的速度小于等于时间点τ1的闭塞分区T5中的限制速度。
首先，如图8所示，ATO装置33从终点侧的部分依次(参照图8的点划线)将图7所示的最快行驶计划中包含的定速部分替换为惯性行驶部分。此外，在此虽未图示，但是当在最快行驶计划中包含有牵引部分时，ATO装置33从终点侧的部分依次将牵引部分也替换为惯性行驶部分。在此替换的牵引部分是表示已经进行了一次牵引的本列车再次进行牵引的再牵引部分，不包括驶离车站时的牵引部分。这是因为，如果将驶离车站时的牵引部分替换为惯性行驶部分，则本列车将会从驶离车站时起缓慢行驶，因此与后续列车之间的距离容易缩小，会对后续列车的行驶造成影响。
在即使如上所述那样将所有的定速部分替换为惯性行驶部分，进入闭塞分区T6时的本列车的速度依然比限制速度大的情况下，如图9所示，ATO装置33从终点侧依次将惯性行驶部分替换为减速部分。然后，ATO装置33在通过将惯性行驶部分替换为减速部分，能够制作出使进入闭塞分区T6时的本列车的速度变为限制速度以下的行驶计划、即如图10的折线I3所示的行驶计划时，采用该行驶计划，以作为闭塞分区T4之前的行驶计划。
在如上所述那样制作出闭塞分区T4之前的行驶计划时，如图11所示，ATO装置33将对已经制作出的闭塞分区T4之前的行驶计划添加了用于以限制速度以下的速度且最快的速度在下一个闭塞分区T5中行驶的最快行驶计划而得到的行驶计划，制作为闭塞分区T5之前的行驶计划(参照图11示出的包含有定速部分的折线I4)。然后，当在本列车按照图11所示的行驶计划进入闭塞分区T6的时间点τ2，闭塞分区T6的限制速度未发生变化时，ATO装置33与上述图7至图9所示的情况同样地，将图11所示的行驶计划中的定速部分替换为惯性行驶部分(参照图12)，将惯性行驶部分替换为减速部分(参照图13)。
在此，假设在本列车按照图13所示的行驶计划进入闭塞分区T6的时间点τ3，先行列车的在线位置从闭塞分区T8变为闭塞分区T9，由此，各闭塞分区T中的限制速度从图13的折线I1所示的限制速度变为图14的折线I5所示的限制速度。在这种情况下，如图14所示，由于本列车进入闭塞分区T6时的速度变得比闭塞分区T6中的限制速度小，因此ATO装置33停止进行图13所示的替换(从惯性行驶部分替换成减速部分的替换)。
然后，ATO装置33将对目前为止通过与上述步骤(参照图11至图13)同样的步骤制作出的闭塞分区T5之前的行驶计划(参照图14的折线I6)添加了以限制速度以下的速度且最快的速度在下一个闭塞分区T6中行驶的行驶计划而得到的行驶计划，制作为闭塞分区T6之前的行驶计划(参照图15的直线I7)。此外，根据如上述图2所示的预定信息，计算出各闭塞分区T中的限制速度发生变化的时间点。
然后，ATO装置33按照与上述同样的步骤还制作直到下一个停车站为止的剩余闭塞分区T7以及T8中的行驶计划。此外，图16的折线I8表示由于先行列车从图15的位置进一步移动而发生变化的各闭塞分区T中的限制速度，图16的折线I9表示闭塞分区T7之前的行驶计划。另外，图17的折线I10表示由于先行列车从图16的位置进一步移动而发生变化的各闭塞分区T中的限制速度，图17的折线I11表示闭塞分区T8之前的行驶计划。通过如上所述的方式，制作本列车驶离位于闭塞分区T1的车站并在位于闭塞分区T8的车站停车为止的行驶计划。
此外，在完全不存在先行列车的情况等时，在本列车驶离位于闭塞分区T1的车站并在位于闭塞分区T8的车站停车为止的期间内，本列车不会受到因存在先行列车而产生的限制速度的影响。在这种情况下，ATO装置33无需考虑因存在先行列车而产生的限制速度会在哪个时间点发生变化，因此不使用如上述图2所示的预定信息，而是根据从存储部35读取出的信号展开信息(参照图3)中登记的限制速度的最大值等，制作用于按照运行计划的时间从闭塞分区T1行驶到闭塞分区T8的行驶计划(参照图18的折线I12)。
此外，实施方式的ATO装置33构成为，在如上所述制作出行驶计划时，根据制作出的行驶计划与由计时部34计时的当前时刻，计算出本列车的预定信息(表示本列车进出线路上的各闭塞分区T的预定的各时刻的信息)。而且，ATO装置33构成为，通过通信装置10向后续列车发送如此计算出的本列车的预定信息。
接下来，参照图19，对实施方式的列车控制装置30制作行驶计划时所执行的处理的一例进行说明。
在实施方式中，如图19所示，ATO装置33首先在步骤S1中计算出本列车行驶到下一个停车站为止时的各闭塞分区T中的限制速度。更加具体而言，ATO装置33根据由通信装置10接收到的预定信息、表示由速度位置检测部31检测出的本列车的速度以及位置的信息、存储在存储部35中的信号展开信息、由ATC车上装置32接收到的信号指示信息以及由计时部34计时的当前时刻，计算出先行列车进出各闭塞分区T的预定的、各预定时刻的各闭塞分区T中的限制速度。然后，使处理进入步骤S2。
接下来，在步骤S2中，ATO装置33根据在步骤S1中计算出的限制速度，制作下一个闭塞分区T中的最快行驶计划。然后，使处理进入步骤S3。
接下来，在步骤S3中，ATO装置33判断在下一个闭塞分区T中是否存在下一个停车站。
当在步骤S3中判断为在下一个闭塞分区T中存在下一个停车站时，使处理进入步骤S4。然后，在步骤S4中，ATO装置33判断是否即使使本列车按照目前为止制作出的行驶计划行驶，也不会超过各闭塞分区T中的限制速度。
当在步骤S4中判断为不会超过限制速度时，使处理进入步骤S5。然后，在步骤S5中，ATO装置33根据在步骤S2中制作出的最快行驶计划，制作在按照运行计划的停车时刻到达下一个停车站的行驶计划。然后，结束处理。
此外，当在步骤S4中判断为会超过限制速度时，即、如果使本列车按照目前为止制作出的行驶计划行驶则在某一闭塞分区T中本列车的速度会超过限制速度时，直接结束处理，而不制作直到下一个停车站为止的行驶计划。
在此，当在步骤S3中判断为在下一个闭塞分区T中不存在下一个停车站时，使处理进入步骤S6。然后，在步骤S6中，ATO装置33判断进入下一个闭塞分区T的时间点的行驶计划上的本列车的速度是否会超过该时间点的下一个闭塞分区T中的限制速度。
当在步骤S6中判断为本列车的速度不会超过限制速度、即在限制速度以下时，使处理返回到步骤S2。另外，当在步骤S6中判断为本列车的速度会超过限制速度时，使处理进入步骤S7。
在步骤S7中，ATO装置33判断在下一个闭塞分区T的前一个闭塞分区T内的行驶计划中，是否存在表示本列车以定速行驶的定速部分。
当在步骤S7中判断为存在定速部分时，使处理进入步骤S8。然后，在步骤S8中，ATO装置33通过将定速部分的终点侧的部分替换为表示使本列车惯性行驶的惯性行驶部分，从而对目前为止制作出的行驶计划进行修正。然后，使处理返回到步骤S6。
另一方面，当在步骤S7中判断为不存在定速部分时，使处理进入步骤S9。然后，在步骤S9中，ATO装置33判断在前一个闭塞分区T内的行驶计划中，是否存在表示使已经进行了一次以上牵引的本列车再次进行牵引的再牵引部分。
当在步骤S9中判断为存在再牵引部分时，使处理进入步骤S10。然后，在步骤S10中，ATO装置33通过将再牵引部分的终点侧的部分替换为惯性行驶部分，从而对目前为止制作出的行驶计划进行修正。然后，使处理返回到步骤S6。
当在步骤S9中判断为不存在再牵引部分时，使处理进入步骤S11。在这种情况下，在前一个闭塞分区T内的行驶计划中，只存在惯性行驶部分或者表示本列车减速的减速部分，因此，ATO装置33通过在步骤S11中将惯性行驶部分的终点侧的部分替换为减速部分，从而对目前为止制作出的行驶计划进行修正。然后，使处理返回到步骤S6。
如以上说明的那样，在实施方式的存储部35中存储有信号展开信息(参照图3)，该信号展开信息用于计算先行列车进出各闭塞分区T的预定的、各预定时刻的各闭塞分区T中的本列车的限制速度。另外，实施方式的ATO装置33构成为，通过通信装置10从先行列车取得表示上述各预定时刻的预定信息(参照图2)，并根据预定信息以及信号展开信息计算出各预定时刻的各闭塞分区T中的本列车的限制速度，再根据限制速度避免本列车的速度在本列车进入下一个停车站为止的各闭塞分区T的各时间点超过限制速度，并且制作用于以最快速度在直到下一个停车站为止的各闭塞分区T中行驶的行驶计划，并根据行驶计划控制本列车。由此，既能够避免本列车的速度在本列车进入下一个停车站为止的各闭塞分区T的各时间点超过限制速度，又能够使本列车以最快速度行驶到下一个停车站，因此，既能够最小限度地抑制对后续列车造成的影响，又能够使本列车顺畅地行驶。
以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是上述实施方式是作为一个例子提出的，并非旨在限定发明的保护范围。上述实施方式能够以其他各种方式实施，在不偏离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。上述实施方式或其变形包含在发明的保护范围或宗旨中，并且，包含在权利要求书所记载的发明和其等同的保护范围内。

Claims (4)

1.一种列车控制装置，其特征在于，具备：
存储部，与多个闭塞分区分别相对应地存储根据至少前一辆先行列车在线的闭塞分区决定的多个限制速度信息；
取得单元，取得表示所述至少前一辆先行列车进出各闭塞分区的时间的预定信息；以及
控制部；
该控制部根据所述取得的预定信息与所述多个限制速度信息，求出与本列车的行进相伴的各闭塞分区中的限制速度，并利用该求出的限制速度，在本列车进入下一个闭塞分区的时间点，下一个闭塞分区中的限制速度从第一速度变为第二速度时，以使本列车的速度变为第二速度以下的方式修正本列车的行驶计划，而在下一个闭塞分区中的限制速度保持第一速度不变时，以使本列车的速度变为第一速度以下的方式制作本列车的行驶计划，
所述控制部在本列车进入下一个闭塞分区的时间点，求出基于所述取得的预定信息与所述多个限制速度信息的各闭塞分区的限制速度。
2.根据权利要求1所述的列车控制装置，其特征在于，
所述控制部根据使本列车按照所述制作出的行驶计划行驶时进入下一个闭塞分区的时间，决定所述时间点。
3.根据权利要求1所述的列车控制装置，其特征在于，
所述行驶计划是从本列车驶离停车的车站到在下一站停车为止的计划。
4.根据权利要求1所述的列车控制装置，其特征在于，
所述控制部在根据所述行驶计划使本列车行驶时，制作包含有进出各闭塞分区时的时间的预定信息，并发送该制作出的预定信息。
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