CN109153393A - 车辆控制系统 - Google Patents
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Abstract
车辆控制系统(1)具备:设置于在轨道(100)行驶的车辆(10)中并进行探测轨道(100)的规定地点(区间X1)中有无障碍物的监视动作的车载传感器(102);设置于车辆(10)以外的规定的场所并进行探测规定地点(区间X1)中有无障碍物的监视动作的地上传感器(30);收集地上传感器(30)所进行的监视动作的监视结果并存储的监视信息服务器(20);基于各个传感器所产生的监视结果决定车辆(10)的目标速度的速度决定部(103);以及基于由速度决定部(103)决定的目标速度控制车辆(10)的行驶速度的车辆控制装置(104)。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制系统,适宜适用于对在轨道上行驶的车辆进行控制的车辆控制系统。
背景技术
以往,公知有以下通报系统,即,设置对轨道上的障碍物进行探测的传感器,通过在传感器探测到障碍物的情况下通报警报等,从而想要确保在轨道上行驶的车辆的安全性。
例如在专利文献1中公开了一种在紧急时向驾驶员也向乘客提供紧急信息的列车自动通报系统。专利文献1的列车自动通报系统构成为,障碍物探测装置基于由设置在轨道内或者沿着起动设置的监视相机拍摄到的影像来探测障碍物,从障碍物探测装置接收到探测结果的紧急信息自动通报装置对紧急度进行分级,向驾驶员以及乘客通报与等级相应的紧急信息。
此外,在专利文献2中,设在专利文献1的列车自动通报系统中存在“并未考虑在地上架设的传感器发生了故障的情况下的安全性以及运行运转率的提高”这样的课题,并解决该课题而公开了一种车辆控制系统,该车辆控制系统在地上架设的传感器发生了故障的情况下,能使列车的安全性以及运行运转率相比以往得到提高。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-202635号公报
专利文献2:日本特开2016-046998号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在专利文献2公开的车辆控制系统中,在轨道上的某地点,在架设于地上的传感器和搭载于车辆的传感器都由于故障等理由而不能探测障碍物等情况下,如果使车辆运行的安全性优先,则实际上即使在不存在障碍物的情况下也会产生使车辆停止的事态,因而存在车辆运行的运转率会显著降低这样的可能。此外,反过来,如果使车辆运行的运转率优先,则由于障碍物的有无是不明确的,因而存在车辆运行的安全性会降低这样的可能。
本发明正是考虑以上的情况而提出的,想要提出一种即使在不能充分探测轨道上有无障碍物的情况下,也能进行考虑到车辆运行中的安全性以及运转率这两者的车辆控制的车辆控制系统。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,在本发明中,提供一种对在第一轨道行驶的第一车辆的运行进行控制的车辆控制系统。该车辆控制系统具备:第一传感器,设置于第一车辆并能在第一轨道的规定地点纳入到探测范围内时执行探测该规定地点中有无障碍物的监视动作;一个以上的第二传感器,设置于第一车辆以外的规定的场所并能在规定的定时下执行探测规定地点中有无障碍物的监视动作;监视结果收集部,收集并存储第二传感器所进行的监视动作的监视结果;速度决定部,基于存储于监视结果收集部的监视结果或者第一传感器所进行的监视动作的监视结果决定第一车辆的目标速度;以及速度控制部,基于由速度决定部决定的目标速度控制第一车辆的行驶速度,速度决定部还具有:风险评价部,基于从最后进行第一传感器或者第二传感器所进行的监视动作起的经过时间、和第一传感器或者第二传感器所进行的监视动作的有无障碍物的探测结果,从以多个阶段规定的风险率中,通过评价在所述规定地点存在障碍物的危险程度而决定一个风险率;以及速度指令运算部,按照由风险评价部决定的风险率决定对速度控制部指令的目标速度。
发明效果
根据本发明,能够提供能进行考虑到车辆运行中的安全性以及运转率这两者的车辆控制的车辆控制系统。
附图说明
图1为用于说明第一实施方式所涉及的车辆控制系统的构成例的图。
图2为表示图1所示的车辆控制系统的主要功能构成例的模块图。
图3为用于说明与风险率的决定相关的处理例的图。
图4为用于说明第一实施方式所涉及的车辆控制系统的动作例的图(之一)。
图5为用于说明第一实施方式所涉及的车辆控制系统的动作例的图(之二)。
图6为用于说明第二实施方式所涉及的车辆控制系统的构成例的图。
图7为用于说明第二实施方式所涉及的车辆控制系统的动作例的图。
图8为用于说明第三实施方式所涉及的车辆控制系统的构成例的图。
具体实施方式
以下,针对附图,对本发明的实施方式进行详细叙述。
(1)第一实施方式
(1-1)车辆控制系统1的构成
图1为用于说明第一实施方式所涉及的车辆控制系统的构成例的图。在第一实施方式所涉及的车辆控制系统1中,如图1所示那样,假设应用到通过车辆10按照预先决定的驾驶计划在轨道100上行驶从而实现输送的铁道输送系统来进行说明。
首先,参照图1,对车辆控制系统1的各构成进行说明。
图1所示的车辆10为在轨道100上行驶的车辆。图1的情况下,车辆10以从左到右的方向为行进方向,想要进入轨道100的区间X1。车辆10具备:进行与外部的通信的通信部101;能够在规定的范围内探测有无障碍物的车载传感器102;用于决定车辆10的目标速度(详细情况后面叙述)的速度决定部103;以及基于目标速度控制车辆10的行驶速度的车辆控制装置104。另外,区间X1为本实施方式中成为探测有无障碍物的对象的“规定地点(规定范围)”的一例。
通信部101能通过无线通信在与车辆10的外部(图1的情况下为监视信息服务器20的通信部201)之间对数据、信号进行通信,并能够通过普通的无线通信的通信接口来实现。
车载传感器102为能探测(或者监视)规定的监视范围中有无障碍物的传感器,能够利用普通的障碍物传感器。更具体地说,图1所示的车载传感器102在行驶于轨道100上的车辆10接近区间X1且区间X1纳入到监视范围时,探测区间X1中有无障碍物。车载传感器102的探测的结果作为监视结果被输入到速度决定部103。
另外,从车载传感器102向速度决定部103能输出有用的监视结果的定时为车辆10足够地接近区间X1且区间X1被纳入到车载传感器102的探测距离从而能够执行区间X1中有无障碍物的监视动作时以后。因此,即使在这以前的定时下从车载传感器102向速度决定部103发送了监视结果,在该监视结果的内容中,有无障碍物、监视时刻也均为“未定”。
速度决定部103能够收集通过车辆控制系统1所具备的各传感器(车载传感器102、地上传感器30)得到的规定地点(例如区间X1)的障碍物的探测结果(监视信息、监视结果),并能够基于该收集到的信息决定车辆10在该规定地点行驶时的目标速度。此外,速度决定部103还具有对监视信息服务器20请求提供蓄存于监视信息服务器20的监视信息的功能(监视信息请求)。上述那样的速度决定部103例如能够由具备CPU(Central ProcessingUnit,中央处理单元)、存储器等而构成的计算机装置来实现。速度决定部103的特征性的功能构成的详细内容将参照图2而在后面详细叙述。
车辆控制装置104为对车辆10的行驶速度进行控制的控制装置,例如能够利用一般在铁道车辆等中使用的车辆控制装置。车辆控制装置104能够或者将车辆10的行驶速度变更为任意的速度,或者设定车辆10的行驶速度的上限速度,或者使行驶中的车辆10停止,特别是在本实施方式中,在由速度决定部103决定的目标速度作为速度指令被输入的情况下,对车辆10的行驶速度进行控制(主要为减速控制)以使得不超过由速度指令指示的目标速度。
图1所示的监视信息服务器20为车辆控制系统1的管理者等所持有的计算机,具备:进行与外部的通信的通信部201;掌管监视信息服务器20中的所有控制的监视信息管理部202;以及存储通过监视信息管理部202的控制而生成的监视信息的监视信息存储部203。监视信息服务器20被设置于例如车辆管制室、轨道100所通过的火车站等。监视信息管理部202的控制的详细内容在后面叙述,如果简单地进行总结,则监视信息服务器20具有以下功能:接收来自地上传感器30的监视结果,生成基于所接收到的监视结果的监视信息并存储,并且按照来自车辆10的监视信息的提供请求(监视信息请求)向车辆10发送监视信息。
通信部201能通过无线通信、有线通信等在与监视信息服务器20的外部(图1的情况下为车辆10的通信部101、地上传感器30)之间对数据、信号进行通信,并能够通过普通的通信接口来实现。
监视信息管理部202在经由通信部201接收来自对轨道100上有无障碍物进行监视的传感器(图1的情况下为地上传感器30)的监视结果并使该监视结果作为监视信息存储/蓄存于监视信息存储部203,并且经由通信部201从车辆10接收监视信息请求的情况下,将该存储于监视信息存储部203的监视信息经由通信部201向车辆10发送。在存储于监视信息存储部203的监视信息中除了包含表示有无障碍物的信息之外,还包含表示进行了监视的监视时刻的信息(参照后述的图3的监视信息服务器20内)。
另外,从监视信息服务器向车辆10发送的监视信息不需要为存储于监视信息存储部203的全部监视信息,例如也可以仅发送与区间X1相关的监视信息。通过如上那样仅发送必要的监视信息,能够期待缩短车辆10的速度决定部103决定目标速度的处理所需要的时间的效果。
此外,从进一步减轻处理负荷的观点来看,监视信息服务器20在以前请求监视信息时有发送到车辆10的监视信息的情况,也可以不重新发送该监视信息,而仅向车辆10发送存储于监视信息存储部203的监视信息中的未处理(未发送)的监视信息。此外,进而,监视信息服务器20在将来自多个传感器的监视结果作为监视信息进行存储那样的构成(未图示,但假设设置有多个地上传感器30那样的构成的情况)中,在未处理(未发送)的监视信息存在于多个传感器的情况下,也可以仅使用进行监视的时刻较新的一方的监视结果来发送监视信息。
与从监视信息服务器向车辆10发送的监视信息相关的上述的变形方式,也能应用于本发明的其他实施方式(第二、第三实施方式)。
监视信息存储部203为按照监视信息管理部202的控制存储监视信息的存储介质。在新指示了监视信息的存储的情况下,监视信息存储部203以将该监视信息追加到过去存储的监视信息中的方式来更新监视信息。关于监视信息存储部203中存储的监视信息,在后述的图3的监视信息服务器20内示出了其一例。
图1所示的地上传感器30为在能够探测轨道100的规定地点(也可认为是规定范围,例如区间X1)有无障碍物的场所配置的固定传感器,其具有以下功能,即,进行连续地探测(或者始终探测)该规定地点中有无障碍物的监视动作,将该监视动作的结果作为监视结果向监视信息服务器20输出(发送)。在从地上传感器30向监视信息服务器20输出的监视信息中除了表示包含有无障碍物的探测结果之外,还包含进行了该探测的监视时刻。
另外,地上传感器30的监视结果的输出电可以是:例如,进行始终探测区间X1中有无障碍物的监视动作,将多个监视动作的结果集中并定期地作为监视结果向监视信息服务器20输出,此外,还可以是:例如,定期地进行探测区间X1中有无障碍物的监视动作,每当该监视动作时就将监视结果向监视信息服务器20输出。
以上为针对车辆控制系统1的各构成的说明,但在本实施方式中,各传感器(地上传感器30、车载传感器102)分别进行监视的障碍物的种类并没有特别限制。具体地来说,例如举出落石、塌方,或者向道口的侵入物等,作为能成为监视对象的障碍物,根据监视对象的地点(区间X1)中的环境特征的不同,这些障碍物成为障碍物的发生频率不同。因此,车辆控制系统1的各传感器优选具备适于以下情况的探测逻辑,该探测逻辑适用于根据监视对象的地点(区间X1)的环境特征而探测有无最担心的障碍物。
此外,在车辆控制系统1中,也可以通过各传感器具有不同的探测逻辑、探测机构,而使作为主要的探测对象的障碍物的种类分散。例如,如果使用视角广的光学式传感器,则不仅区间X1而且到其他地点也能设为监视对象。此外,在与固定在地上的地上传感器30不同而设置于车辆10的车载传感器102的情况下,在车载传感器102中探测到在区间X1具有障碍物的情况下,要求到车辆10和障碍物确保足够的距离,从而能够使用该距离使车辆10充分地减速到障碍物的近前为止,因此车载传感器102具有的探测范围(探测距离)的性能优选长到能确保上述的“足够的距离”的程度。如果这样通过传感器使主要的探测对象分散,则能够期待可探测监视对象的地点(区间X1)中的多样的危险状况。上述那样的变形方式在后述的其他实施方式中也能同样地应用。
(1-2)功能构成
接下来,参照图2对车辆控制系统1的主要部位的功能构成进行说明。图2为表示图1所示的车辆控制系统的主要的功能构成例的模块图。图2中,记载有在图1所示的车辆控制系统1中被输入输出的信息,特别是追加记入有速度决定部103的详细构成。
如图2所示那样,速度决定部103具备:取得车辆10的位置信息的位置检测部105;对监视信息服务器20请求提示监视信息的监视信息请求部106;决定与规定地点(例如区间X1)相关的车辆10的风险率的风险评价部107;以及基于风险率决定车辆10的目标速度(速度指令值)的速度指令运算部108。以下对各部分的特征进行说明。
位置检测部105具有检测车辆10的位置的功能,将通过该检测得到的位置信息向监视信息请求部106输出。具体地说,位置检测部105也可以例如如铁道车辆一般所具备那样的通过对车轮的转数进行计数来计算距基准位置(设置于车站、车站间的轨道上的信标的位置等)的相对位置,从而来检测(计算)车辆10的相对位置,也可以采用GPS(GlobalPositioning System)那样的卫星定位系统来检测(计算)车辆10的绝对位置。
监视信息请求部106从位置检测部105接收车辆10的位置信息,在例如车辆10与区间X1接近到规定的距离等情况下,指示经由通信部101将监视信息请求向监视信息服务器20通知。如果监视信息服务器20接收到监视信息请求,则监视信息管理部202将存储于监视信息存储部203的监视信息向车辆10发送,该发送的监视信息经由通信部101被输入风险评价部107。
风险评价部107将来自监视信息服务器20的监视信息以及来自车载传感器102的监视结果作为输入,决定与监视对象的规定地点(区间X1)相关的车辆10的风险率。在此,所谓“与区间X1相关的车辆10的风险率”表示由于在区间X1具有障碍物而妨碍车辆10通行的危险性的程度。区间X1中风险率越高,则区间X1中存在障碍物而对车辆10的通行带来妨碍的可能性越高。风险率的决定的详细情况在(3)中后述。而且,风险评价部107所决定的风险率被输出到速度指令运算部108。
速度指令运算部108基于由风险评价部107所决定的风险率决定与该风险率相对应的目标速度。在此,所谓目标速度意思是车辆10所允许的行驶速度的上限目标,具体地说例如相当于后述的图3中速度指令运算部108内所示的速度指令值。而且,速度指令运算部108对车辆控制装置104输出速度指令,以使得车辆10的行驶速度不超过目标速度。
这样,在车辆控制系统1中,速度决定部103基于各传感器(地上传感器30、车载传感器102)对监视对象的规定地点(区间X1)进行的监视动作的结果(监视结果、监视信息),决定在监视对象的规定地点中有障碍物的危险性来作为风险率,通过决定与该风险率相应的目标速度并发出速度指令,从而能够以在区间X1存在障碍物而妨碍通行的危险度为借鉴,而控制车辆10的行驶速度。
(1-3)风险率和目标速度
图3为用于说明与风险率的决定相关的处理例的图。如前述那样,在本实施方式中,所谓风险率表示在区间X1中存在障碍物而妨碍车辆10的通行的危险性的程度。以下,参照图3,对进行风险率的决定、此后的目标速度的决定等的处理的一例进行说明。
首先,如图3所示那样,风险评价部107进行如下的监视信息运算处理111:从监视信息服务器20以及车载传感器102分别接收监视信息以及监视结果,基于所接收到的监视信息以及监视结果生成障碍物探测信息以及经过时间信息。
在监视信息运算处理111中,参照监视信息中所包含的有无障碍物的数据和监视结果中所包含的有无障碍物的数据,在监视信息或者监视结果的任一方中都示出有障碍物的情况下,得到“有”障碍物这样的障碍物探测信息,在监视信息以及监视结果的任一方中都示出没有障碍物的情况下,得到“无”障碍物这样的障碍物探测信息。采用该障碍物探测信息,进行第一风险率计算处理112。
此外,在监视信息运算处理111中,参照监视信息中所包含的监视时刻的数据和监视结果中所包含的监视时刻的数据,通过计算两监视时刻中的较晚一方的时刻和当前时刻的差分(即,从车辆控制系统1中的传感器(地上传感器30、车载传感器102)最后进行监视动作起的“经过时间”),从而得到经过时间信息。采用该经过时间信息,进行第二风险率计算处理113。
另外,来自车载传感器102的监视结果,如上述那样为在进行了对区间X1的监视动作时所确定的结果,因而例如在区间X1进入车载传感器102的监视范围内之前,将监视结果设为“未定”。而且,关于上述那样的“未定”的监视结果,对风险评价部107的处理结果是没有帮助的。即,来自车载传感器102的监视结果为“未定”时,障碍物探测信息以及经过时间信息仅由来自监视信息服务器20的监视信息所决定。
在第一风险率计算处理112中,基于有无障碍物进行第一风险率的计算。具体地说例如,在经过监视信息运算处理111而得到的障碍物探测信息为“有”障碍物的情况下,计算出较高的风险率“S”作为第一风险率,在经过监视信息运算处理111而得到的障碍物探测信息为“无”障碍物的情况下,计算出比风险率“S”低的风险率即风险率“L”作为第一风险率。
另一方面,在第二风险率计算处理113中,基于经过时间进行第二风险率的计算。在第二风险率计算处理113中,由经过监视信息运算处理111而得到的经过时间信息表示的经过时间越长,则就计算出越高的风险率作为第二风险率。具体地说例如,在经过时间信息的经过时间为1分钟以下的情况下,将风险率“L”设为第二风险率,在经过时间信息的经过时间比1分钟长且在2分钟以下的情况下,将风险率“M”设为第二风险率,在经过时间信息的经过时间比2分钟长且为3分钟以下的情况下,将风险率“H”设为第二风险率,在经过时间信息的经过时间比3分钟长的情况下,将风险率“S”设为第二风险率。
而且,通过基于由第一风险率计算处理112计算出的第一风险率和由第二风险率计算处理113计算出的第二风险率进行风险率决定处理114,从而决定最终的风险率。具体地说,通过在第一风险率(图3的情况下,S或者L)和第二风险率(图3的情况下,S、H、M、L的任一个)中,进行“OR”的逻辑运算而选出某一个高的一方的风险率,从而采用(决定)所输入的风险率中危险程度高的一方的风险率来作为最终的风险率。例如,在一方的风险率为“L”且另一方的风险率为“M”的情况下,采用危险程度高的风险率“M”。
这样在风险率决定处理114中,通过采用各个风险率(第一、第二风险率)计算出与有无障碍物相关的危险度,并由OR逻辑运算选择危险程度更高的风险率,从而能够决定重视了安全性的风险率。
接下来,将由风险率决定处理114得到的风险率作为由风险评价部107决定的风险率输出到速度指令运算部108,速度指令运算部108按照所输入的风险率来决定目标速度(速度指令值)。
在图3中,在速度指令运算部108内采用表格示出与风险率相应的目标速度(速度指令值)的具体例。根据该表格,如果进行风险率决定处理114,则风险率为“L”时将“通过(最高时速40km)”决定为速度指令值(目标速度),风险率为“M”时将“强制动能停止速度(最高时速30km)”决定为速度指令值(目标速度),风险率为“H”时将“弱制动能停止速度(最高时速20km)”决定为速度指令值(目标速度),风险率为“S”时将“停止(时速0km)”决定为速度指令值(目标速度)。另外,速度指令值“停止”的意思是使车辆10在对象的规定地点(区间X1)的近前停止。此外,与各风险率对应关联的具体的目标速度的速度值只不过是一例,优选按照车辆10的制动器性能、架设轨道100的路线所允许的最高行驶速度等,设定适当的速度值。
而且,通过将由风险率决定处理114决定的目标速度作为速度指令输出到车辆控制装置104(参照图2),从而车辆控制装置104控制车辆10的行驶速度以使得不超过该目标速度。
以上为与风险率以及目标速度的决定相关的详细的说明。在上述说明中,将风险率从低到高按L、H、M、S的顺序以最大4阶段进行规定并进行了说明,但本实施方式所涉及的车辆控制系统1中的风险率的规定并不限定于此。
例如也可以采用监视对象的规定地点(例如区间X1)中“有”或“无”障碍物这样的2阶段来规定风险率。上述那样的情况下,与规定3阶段以上的风险率的情况相比,具有处理负荷少这样的优点。
此外,例如,在规定3阶段以上的风险率的情况下,所规定的阶段数越多则处理相对越复杂,但由于例如能够在障碍物妨碍车辆10的通行的危险性中加入该妨碍的概率、被妨碍时的受害度等尺度,因此具有能决定考虑到这些详细尺度的细微的风险率(风险定级)的优点。后面的图3等中对按照风险率控制车辆10的行驶速度的处理进行说明,但使用被越细分的风险率,就越能细致地控制车辆10的行驶速度,从而能够期待很好地兼顾输送的安全性以及速达性这两者。
此外,在图3所示的目标速度(速度指令值)的具体例中,如风险率“M”的“强制动能停止速度”和风险率“H”的“弱制动能停止速度”那样设置多个阶段的能停止速度,是考虑到车辆10的乘客的乘车舒适性、安全的缘故而进行的。详细地进行说明,决定风险率“H”的状况与决定风险率“M”的状况相比,在车辆10来到监视对象的规定地点(区间X1)时发现障碍物的可能性高。实际上如果发现障碍物(例如通过车载传感器102探测“有”障碍物),则风险率升级到“S”,对车辆10的速度指令值成为“停止(时速0km)”。在上述那样的情况下,需要在车辆10行驶于车载传感器102的探测距离之间之前的期间使车辆10的行驶速度减速到时速0km(即,需要使制动器动作以使得成为比探测距离短的制动距离),因而风险率升级之前的速度指令值为越高的速度则越需要紧急的制动,存在与乘客的乘车舒适性的降低、跌倒等所产生的安全性的降低相关联的担忧。因而,作为对上述那样的现象(将来的车辆停止)的准备,在发出车辆停止的速度指令的可能性较高的情况下,预先将车辆10的行驶速度控制成低速(即,弱制动能停止速度)。
(1-4)车辆控制系统1的动作例
以上,对本实施方式所涉及的车辆控制系统1的构成及其特征的处理等进行了说明,以下示出了上述那样的车辆控制系统1的动作例,并说明其效果。
(1-4-1)动作例(其1)
图4为用于说明第一实施方式所涉及的车辆控制系统的动作例的图(其1)。在图4中,在地上传感器30以及车载传感器102的监视动作正常地起作用的情况下,随着时间经过示出了在车辆10在轨道100上向区间X1的方向行驶时的车辆控制系统1中出现怎样的速度指令、风险率、经过时间、以及探测结果。
在图4中,速度指令(0km/h、20km/h、30km/h、40km/h)表示从速度指令运算部108向车辆控制装置104输入的速度指令,其具体的值与图3中所例示的速度指令值相对应。此外,图4的风险率(S、H、M、L)表示从风险评价部107向速度指令运算部108输入的风险率,其具体的值与图3中例示的风险率的值相对应。此外,图4的经过时间(3分钟、2分钟、1分钟、0分钟)表示从对区间X1最后进行了监视动作起的经过时间,其具体的值与图3中例示的成为第二风险率的基准的经过时间相对应。此外,图4的障碍物探测A、障碍物探测B分别表示车载传感器102、地上传感器30的对区间X1的有无障碍物的监视结果。具体地说,“有”的意思是探测到了障碍物,“无”的意思是没有探测到障碍物,“未”的意思是尚未进行障碍物的探测。另外,在图4中从障碍物探测A、B上的点对经过时间所引出的箭头表示在该“点”进行探测有无障碍物的监视动作,由于进行了该监视动作从而经过时间被重置为“0分钟”。
这样,在图4中示出各个信息量(障碍物探测、经过时间、风险率、速度指令)联动地进行变化的样子,为了表示联动关系而使用箭头。实际上由于产生处理时间、传送时间等,因而这些联动所引起的信息量的变化并不在同时刻发生,但为了便于说明,进行联动的变化在相同的时刻示出。而且,上述的图4的显示方法在后述的图5、图7中也相同,之后省略重复的说明。
根据图4,地上传感器30所进行的障碍物探测B定期地以1分钟为间隔确认区间X1中有无障碍物。而且,障碍物探测B所产生的监视结果到时刻t11的确认时为止全部为“无”,在时刻t13的确认时成为“有”。
另一方面,车载传感器102所进行的障碍物探测A的有无障碍物的确认在时刻t12初次进行,在此之前的期间由于区间X1未进入车载传感器102的监视范围而作为“未”(未定)进行处理。而且,障碍物探测A所产生的监视结果在时刻t12为“无”,但在该接下来的确认定时即时刻t14成为“有”。
如果针对得到上述那样的障碍物探测的监视结果的情况下的车辆控制系统1的动作以时间序列进行说明,则首先在时刻t11之前,基于障碍物探测B所产生的监视结果“无”,重复产生如果经过时间经过1分钟则被重置为0分钟这样的状况,此时风险率决定为危险程度最低的“L”,因此速度指令中的目标速度成为40km/h(通过),风险率不会由于经过时间的增大而升级。此后,在时刻t12也得到障碍物探测A所产生的监视结果,但此时的监视结果也为“无”,因而风险率以及目标速度没有变更。
此后,在时刻t13,由于地上传感器30探测到在区间X1中有障碍物,因而得到障碍物探测B所产生的监视结果“有”。此时,由于得到了监视结果因而经过时间被重置为0分钟,另一方面,风险率基于“有”障碍物这样的监视结果而决定为危险程度最高的“S”,速度指令中的目标速度成为0km/h(停止)。
另外,在图4的情况下,在得到了障碍物探测B的监视结果的时刻t13之后不久,在时刻t14的定时下,车载传感器102所进行的障碍物探测A也得到“有”障碍物的监视结果,但在时刻t13的时间点,仅地上传感器30所进行的障碍物探测B的监视结果成为“有”。即使在如上那样障碍物探测的监视结果不同的那样的情况下,也使得车辆控制系统1通过前述的OR逻辑运算决定危险程度高的一方的风险率,因而能够基于地上传感器30所产生的监视结果快速地发出使车辆10停止的速度指令而确保安全性。
(1-4-2)动作例(其2)
图5为用于说明第一实施方式所涉及的车辆控制系统的动作例的图(其2)。在图5中,在由于故障等的理由地上传感器30的监视动作从中途开始无法正常地起作用而仅得到车载传感器102的监视动作的情况下,随着时间经过示出了在车辆10在轨道100上向区间X1的方向行驶时的车辆控制系统1中出现什么样的速度指令、风险率、经过时间、以及探测结果。
根据图5,到时刻t21之前,与图4的到时刻t11之前的情况相同,以1分钟为周期得到障碍物探测B所产生的监视结果“无”,障碍物探测A所产生的监视结果保持“未”(未定)不变。车载传感器102在后面的时刻t24的定时下能够初次确认区间X1中有无障碍物,在时刻t24初次得到障碍物探测A所产生的监视结果。
如果在上述那样的状况下在时刻t22地上传感器30发生了故障,则此后得不到障碍物探测B所产生的监视结果。此时,如前述那样在时刻t23之前也得不到障碍物探测A所产生的监视结果,因而在时刻t21~t24之前的期间,得不到任何监视结果,从而经过时间增大。在图5中,随着经过时间的增大,风险率从“L”向“M”、“H”、“S”表示高的危险程度的等级升级。而且,伴随着风险率的升级,由速度指令指示更低的速度的目标速度。在时刻t23,最终伴随着决定表示最高的危险程度的风险率”S”,速度指令将目标速度设为0km/h(停止)。
换句话说,在图5的时刻t23,即使通过地上传感器30或者车载传感器102实际上没有探测到区间X1中有障碍物,最后也基于从确认有无障碍物起的经过时间增大了这一情况,进行控制使得车辆10停止。上述那样的车辆控制,从在不能确认区间X1中有无障碍物的时间(经过时间)增大了的情况下在该区间X1中或许有障碍物的危险性(风险)会提高这样的观点出发,预防地使车辆10减速或者停止,通过进行上述那样的车辆控制,从而能够在实际进入区间X1之前确保车辆10的安全。
而且在图5的情况下,在时刻t23通过将速度指令的目标速度设为0km/h(停止),从而车辆10在到达区间X1之前被停止,但在此后的时刻t24根据车载传感器102所进行的障碍物探测A而得到“无”障碍物的监视结果,从而经过时间被重置为0分钟,并且决定表示最低危险程度的风险率“L”。而且,通过决定风险率“L”,从而判断为避免了区间X1中或许有障碍物这样的危险状况,因而速度指令的目标速度恢复成40km/h(通过),车辆10能够通过区间X1。
如上那样通过进行时刻t24的车辆控制,从而即使车辆控制系统1基于区间X1中的危险性的增大而进行了控制使车辆10暂时停止,此后如果通过传感器确认到区间X1中不存在障碍物,则也就不需要作业人员等进行区间X1的现场确认,能够解除对车辆10的该控制而复原到通常的行驶控制。而且,如上那样未必需要作业人员等进行确认就能进行从车辆10的停止到复原为止的车辆控制这一点,特别在车辆10为无人驾驶车辆时可发挥高的有效性。
另外,在图5的时刻t23速度指令的目标速度被设为0km/h(停止)之后,在时刻t24通过障碍物探测A得到了“有”障碍物的监视结果的情况下,不解除对车辆10的停止的速度指令,而停止车辆10。而且,在由作业人员、驾驶员等除去了障碍物之后,重新开始车辆10的行驶。
此外,在图4、图5的动作例中,示出进行车载传感器102所进行的障碍物探测A的监视动作的定时和进行地上传感器30所进行的障碍物探测B的监视动作的定时不同。在车辆控制系统1中,如果被预先设定为例如地上传感器30所进行的监视动作以1分钟为间隔在每分钟的“00秒”进行,则通过设定为在“30秒”进行车载传感器102所进行的监视动作,从而能够实现监视动作的执行定时的错开。通过如上那样使多个传感器所进行的障碍物探测的监视动作的执行定时错开,从而在多个传感器正常地进行动作时就会频繁地执行监视动作,因此在区间X1中有障碍物的情况下能够提前发现。此外,通过错开监视动作的执行定时,从而能够缩短进行监视动作的间隔,因此经过时间被重置的机会增加,能够期待在区间X1未探测到障碍物时风险率不会不必要地被升级(即,不会由于伴随着风险率的升级的目标速度的减速而进行不必要的速度限制)这样的效果。上述那样的监视动作的定时的错开在后述的第二、第三实施方式中也能采用。
(1-5)效果
以上,根据本实施方式所涉及的车辆控制系统1,对于在轨道100上行驶的车辆10因侵入同轨道上的规定地点(区间X1)的障碍物而被妨碍安全的通行这种情况,基于通过搭载于车辆10的车载传感器102以及能始终监视区间X1的地上传感器30对区间X1中有无障碍物进行了监视所得到的信息,决定在该区间X1中有障碍物的危险程度(风险率),基于该所决定的风险率决定速度指令的目标速度并控制车辆10的行驶速度,从而能够抑制、防止由于侵入到区间X1的障碍物而妨碍车辆10的安全的通行。
此外,在本实施方式所涉及的车辆控制系统1中,针对将车辆10的行驶速度控制为哪种目标速度就能安全地在区间X1通行(或者能够在到达区间X1之前停止)这一问题,能够基于从最后监视该区间X1中有无障碍物起的经过时间进行决定。具体地说,根据经过时间越长,则由于新侵入的障碍物而被妨碍的风险越高这样的观点,在区间X1中已有障碍物的情况下,能够将目标速度设定为更低的速度来控制车辆的加减速,以使得考虑乘客的安全并在有人驾驶时驾驶员(无人驾驶车辆的情况下机动车辆控制系统)容易在障碍物的近前使车辆充分地减速。
此外,在本实施方式所涉及的车辆控制系统1中,在上述风险率高时仅进行使车辆10停止的控制,鉴于在规定地点(区间X1)没有障碍物的情况下车辆10的运行运转率会降低这一情况,通过准备与多个阶段的目标速度相对应的多个阶段的风险率并决定为其中之一的风险率,从而风险率越高则将目标速度越设定为越低的速度,另一方面,在风险率较低的情况下能够减弱目标速度的减速程度。其结果,根据本实施方式所涉及的车辆控制系统1,对于由于在规定地点有障碍物而对车辆10的通行产生妨碍这一情况,能够兼顾车辆10的安全性和运行运转率这两者,并能够实现预防地进行了应对的车辆控制。
(2)第二实施方式
(2-1)车辆控制系统2的构成
图6为用于说明第二实施方式所涉及的车辆控制系统的构成例的图。第二实施方式所涉及的车辆控制系统2在与第一实施方式所涉及的车辆控制系统1进行了比较的情况下,其特征在于,不仅通过地上传感器30以及车辆10的车载传感器102,而且也通过在与车辆10的轨道100不同的轨道200上行驶的车辆40所装备的车载传感器402,进行规定地点(区间X1)中有无障碍物的监视。而且,如图6中也示出的那样,车辆控制系统2的构成除了与车辆40相关的内容以外与第一实施方式所涉及的车辆控制系统1几乎相同,为了简便省略这些说明。
如图6所示那样,车辆40为在轨道200上在与车辆10相对的方向上行驶的车辆,从与车辆10相反的方向接近区间X1。轨道200和轨道100的关系能够被理解成在铁道输送中一般地被实用化的多线的设定。
车辆40具备:进行与外部的通信的通信部401;能在规定的范围内探测有无障碍物的车载传感器402;以及能够掌握车辆40的位置的位置确定部403。在此,区间X1为成为探测有无障碍物的对象的“规定地点(规定范围)”的一具体例,也可认为与第一实施方式中的区间X1相同。
通信部401能通过无线通信与车辆40的外部(图6的情况下为监视信息服务器20的通信部201)之间对数据、信号进行通信,能够通过普通的无线通信的通信接口来实现。
车载传感器402与车辆10的车载传感器102同样地,为能探测(或者监视)规定的监视范围中有无障碍物的传感器,能够利用普通的障碍物传感器。更具体地说,图6所示的车载传感器402在行驶于轨道200上的车辆40将轨道100上的区间X1纳入到监视范围时,探测区间X1中有无障碍物。
车载传感器402所产生的探测的结果作为监视结果被发送到监视信息服务器20。该监视结果中包含表示有无障碍物的探测结果和进行了该探测的监视时刻。另外,从车载传感器402向监视信息服务器20发送监视结果的定时也可为区间X1的监视结果被可靠地传送到监视信息服务器20的定时。具体地说例如,也可采用比用于车辆40通过区间X1所需要的时间短的周期来周期性地发送监视结果,或者也可与车辆40通过区间X1的定时一致地发送监视结果。通过以上述那样的定时发送监视结果,从而车载传感器402所产生的对区间X1的监视结果被可靠地提供给监视信息服务器20。
此外,车载传感器402的探测逻辑、探测机构并不限于特定的逻辑、机构,与在第一实施方式中针对车辆控制系统1的各传感器所述的情况相同地,考虑区间X1的环境特征并适于在车辆40接近于区间X1时探测区间X1中有无障碍物即可。特别是,在车载传感器402的情况下,成为监视对象的区间X1处于与自身行驶的轨道200不同的轨道100上,因而优选具有长的探测距离、广的探测角度来作为监视性能。因此,具体地说,例如考虑采用视角广的光学式传感器。
位置确定部403具有对车辆40的位置进行检测的功能,具体地说,例如,能够采用通过铁道车辆所一般具备那样的对车轮的转数进行计数并计算距基准位置(设置于车站、车站间的轨道上的信标的位置等)的相对位置来检测车辆40的相对位置的装置、使用GPS那样的卫星定位系统来检测车辆40的绝对位置的装置来实现。通过位置确定部403掌握车辆40的位置,从而能够判断车辆40的车载传感器402是否将区间X1纳入到其监视范围,在纳入到监视范围时能够确认区间X1中有无障碍物。
而且,在接收车辆40的车载传感器402所产生的监视结果的监视信息服务器20中,与对地上传感器30所产生的监视结果的处理同样地,车载传感器402所产生的监视结果作为监视信息被存储/蓄存。更详细地来说,监视信息管理部202使车载传感器402所产生的监视结果作为监视信息存储/蓄存于监视信息存储部203中,并在经由通信部201从车辆10接收到监视信息请求的情况下,将存储于监视信息存储部203的监视信息经由通信部201发送到车辆10。
另外,车辆10中的处理与第一实施方式的车辆控制系统1中的处理几乎相同,因此省略详细的说明。作为不同点,由于在从监视信息服务器20接收的监视信息中也包含车载传感器402所产生的监视结果,因而基于3个传感器(车载传感器102、地上传感器30、车载传感器402)所产生的监视结果进行风险率的决定处理、目标速度的决定处理。
这样,根据第二实施方式所涉及的车辆控制系统2,从比第一实施方式更多的传感器得到监视结果,能够基于这些监视结果进行车辆10的行驶控制,因此除了通过第一实施方式的车辆控制系统1所得到的效果之外,还能期待更高地确保车辆10的安全性以及运行运转率的效果。
(2-2)车辆控制系统2的动作例
示出本实施方式所涉及的车辆控制系统2的动作例,说明其效果。
图7为用于说明第二实施方式所涉及的车辆控制系统的动作例的图。图7所示的障碍物探测A、障碍物探测B与图4、图5所示的障碍物探测A、障碍物探测B相同,为车载传感器102所产生的监视结果以及地上传感器30所产生的监视结果,图7中新示出的障碍物探测C为车载传感器402所产生的监视结果。
在图7中,地上传感器30所产生的障碍物探测B在时刻t32之前定期地以1分钟为间隔输出针对区间X1的“无”障碍物的监视结果,但在时刻t33的定时下地上传感器30发生故障而不输出以后的监视结果。此外,车载传感器102所产生的障碍物探测A不对区间X1进行监视动作(保持“未”(未定)的监视结果不变),在时刻t31车载传感器102发生故障而不输出以后的监视结果。另一方面,车载传感器402所产生的障碍物探测C在障碍物探测A、障碍物探测B的监视结果都不被输出的时刻t33的时间点,由于区间X1未纳入到车载传感器402的监视范围因而为“未”(未定)的状态,但此后在时刻t34的定时下,对纳入到车载传感器402的监视范围的区间X1进行监视动作而输出“无”障碍物的监视结果。
如上述那样在进行各传感器所进行的障碍物探测时,随着时间经过说明在车辆控制系统2中出现什么样的速度指令、风险率、经过时间、以及探测结果。
首先,如前述那样在时刻t31车载传感器102产生故障,但在此以前障碍物探测A的监视结果为“未”,因而在图7的情况下,障碍物探测A的监视结果不会对经过时间、风险率等带来影响。
而且,在时刻t32之前,基于地上传感器30所进行的障碍物探测B的监视结果,每隔1分钟将经过时间重置为0分钟,因而风险率被维持为最低的“L”不变,速度指令的目标速度也维持40km/h(通过)。这种情况与图4的从开始到时刻t11为止的状况、图5的从开始到时刻t21为止的状况相同。另外,由于从障碍物探测C没有输出监视结果而成为“未”,不对风险率等带来影响。
接下来,如果在时刻t33地上传感器30发生故障,则以后从任何障碍物探测也不输出与有无障碍物相关的监视结果的期间持续到时刻t34为止,因而经过时间逐渐地增大。而且,如果经过时间超过1分钟,则风险率被升级到“M”而速度指令的目标速度被减速到30km/h(强制动能停止速度),进而如果经过1分钟且经过时间超过2分钟,则风险率被升级到“H”而速度指令的目标速度被减速到20km/h(弱制动能停止速度)。
如上述那样,在从时刻t32到时刻t34为止的期间,能输出监视结果的2个传感器(车载传感器102、地上传感器30)均发生故障,从而得不到障碍物探测的监视结果而经过时间增大,但在该期间,即使实际上不能确认区间X1有无障碍物,也能基于随着经过时间的增大而障碍物存在的危险性提高这样的判断,使风险率升级并使速度指令的目标速度减速。在车辆控制系统2中,通过使得能进行上述那样的目标速度的减速,从而在假设能够目视区间X1中有障碍物那样的情况下,仅进行弱的制动器制动,能够确保安全性以使乘客不跌倒等并使车辆10在区间X1的近前停止。
但是,如果上述那样的得不到障碍物探测的监视结果的状况持续,则最终与在图5的时刻t23所说明的情况同样地,会决定危险程度最高的风险率“S”,将速度指令的目标速度设为0km/h(停止),使车辆10停止。而且,既然得不到障碍物探测的监视结果,那么仅能通过驾驶员等的判断来继续进行车辆10的运行/输送。此外,假设车辆10为无人驾驶车辆的情况下,作业人员前往对象地点的区间X1确认了安全之后,需要经过规定的安全步骤来重新开始驾驶,因而为了重新开始驾驶而需要更多的时间,也存在车辆10的运行运转率大幅度地降低的担忧。
而且,在车辆控制系统2中,准备车载传感器402所进行的障碍物探测C作为能突破上述那样的状况的障碍物探测。即,即使车载传感器102、地上传感器30均发生故障,通过从车辆10的相对方向行驶的车辆40接近区间X1,由车载传感器402确认区间X1中有无障碍物,从而能够将经过时间的增大重置,重新计算与区间X1中有无障碍物相关的风险率。
具体地说,在图7的时刻t34的定时下,由于通过障碍物探测C而得到“无”障碍物的监视结果,因而经过时间被重置为0分钟,进而,障碍物也被确认为“无”,因而风险率被降级为危险程度最低的“L”。其结果是,速度指令的目标速度也被复原为40km/h(通过),因而即使不经过驾驶员、作业人员等进行的上述的安全步骤,也能使车辆10的行驶速度复原,并安全地通过区间X1。
如上那样,通过进行图7所示那样的动作控制,在车辆控制系统2中,在由于多个传感器(车载传感器102、地上传感器30)的故障等而得不到对象地点(区间X1)中有无障碍物的监视结果的期间持续的情况下,伴随着经过时间的增大而使风险率升级并使速度指令的目标速度减速,从而在车辆10进入区间X1之前,能够按照危险程度控制车辆10的行驶速度,能够确保乘客的安全并能进行对障碍物的应对。
进而,在车辆控制系统2中,即使在如上述那样多个传感器发生了故障的情况下,也通过搭载于其他车辆40的传感器(车载传感器402)得到对象地点中有无障碍物的监视结果,从而即使在伴随经过时间的增大而车辆10的目标速度被减速后,如果根据新得到的监视结果确认到没有障碍物,则也不需要驾驶员、作业人员等进行的现场确认,能使车辆10恢复成通常行驶,因此能够进行考虑到车辆10的安全性的行驶控制,并也能确保车辆10的运行运转率。
而且,上述那样的车辆控制系统2在车辆10为无人驾驶车辆时,能更加发挥效果。在以往的车辆控制系统中,在无人驾驶车辆的情况下,使安全确认仅依赖于传感器等,因此例如在车站的中间传感器发生故障而不能确认区间X1中有无障碍物时,仅作业人员前往现场进行修复步骤,在需要去往现场的时间这一点以及存在在轨道上进行作业所引起的次生故障的风险这一点上会成为间题。但是,在车辆控制系统2中,能通过在相邻的轨道行驶的车辆(例如本例的在轨道200行驶的车辆40)确认区间X1中有无障碍物,因此能在确认了安全性之后使车辆10保持无人驾驶不变地自动行驶并到达接下来的车站。换句话说,能够减少/避免作业人员的修复步骤的实施所引起的时间消耗、次生故障的风险,即使为无人驾驶车辆也能同时确保车辆10的安全性以及运行运转率。
另外,在上述的说明中,车辆40在与车辆10相对的方向上行驶,本实施方式所涉及的车辆控制系统2中车辆40的行驶方向并不限于此。例如,也能适用于如铁道的并列复线中一般地所看到的那样,车辆40在与车辆10的轨道100相邻的轨道200上沿与车辆10相同的方向并行那样的情况。
进而,在上述的说明中,除了车辆10以外搭载有车载传感器的车辆仅为车辆40,但本实施方式所涉及的车辆控制系统2中,也可在更多的车辆中分别装备与车载传感器402同样的传感器。具体地说,例如,在轨道100的两侧架设有2个轨道那样的情况下,通过使得能够在各个轨道上行驶的车辆搭载上述的车载传感器来确认区间X1中有无障碍物,从而能够将更多的监视结果集中于监视信息服务器20,能够进行可靠性高的车辆10的行驶控制。
(3)第三实施方式
图8为用于说明第三实施方式所涉及的车辆控制系统的构成例的图。第三实施方式所涉及的车辆控制系统3在与第一实施方式所涉及的车辆控制系统1相比较的情况下,在还具备在车辆10之前在相同的轨道100上行驶的车辆50和能跟踪车辆50的位置的车辆跟踪装置60这一点上不同。如图8所示那样,车辆控制系统3的构成除了车辆50以及车辆跟踪装置60以外与第一实施方式所涉及的车辆控制系统1几乎相同,为了简便省略这些说明。第三实施方式所涉及的车辆控制系统3的特征在于,基于车辆50在规定地点(区间X1)的行驶结果,认为进行了规定地点中有无障碍物的监视动作。
如图8所示那样,车辆50为在与车辆10相同的轨道100上行驶的车辆,比车辆10提前通过区间X1。车辆50具备与外部进行通信的通信部501以及取得车辆50的位置信息的位置检测部502。
通信部501能通过无线通信与车辆50的外部(图8的情况下车辆跟踪装置60)对数据、信号进行通信,能够通过普通的无线通信的通信接口实现。
位置检测部502具有检测车辆50的位置的功能,将通过该检测得到的位置信息经由通信部501周期性地发送到车辆跟踪装置60。详细的内容省略,但位置检测部502能够通过与第一实施方式中所述的位置检测部105同样的构成来实现。
车辆跟踪装置60为能采用从车辆50发送的位置信息来跟踪车辆50的位置的装置。车辆跟踪装置60所具有的跟踪车辆50的位置的功能为在铁道输送系统中以运行管理等为目的一般所使用的功能,能够基于从车辆50的位置检测部502周期性地发送的位置信息来掌握其位置。另外,车辆跟踪装置60的设置场所没有被特别地限定,例如,也可设置于车辆管制室,也可为装备于监视信息服务器20的内部的构成。
车辆跟踪装置60通过跟踪车辆50的位置来掌握车辆50通过区间X1的时刻,根据车辆50在区间X1的行驶结果认为进行了区间X1中有无障碍物的监视动作,将该监视动作的监视结果(车辆50对区间X1的监视结果)向监视信息服务器20发送。具体地说,在车辆50安全地通过了区间X1的情况下,意味着在通过的时刻(监视时刻)区间X1中没有障碍物,因此发送在该监视时刻障碍物设为“无”的监视结果。另一方面,在车辆50没有安全地通过区间X1的情况下,将到达区间X1的时间设为监视时刻,发送在该监视时刻障碍物设为“有”的监视结果。
而且,在监视信息服务器20中,监视信息管理部202与针对从地上传感器30发送来的地上传感器30所产生的区间X1的监视结果的处理同样地,将从车辆跟踪装置60发送来的车辆50所产生的区间X1的监视结果作为监视信息存储/蓄存于监视信息存储部203。
监视信息服务器20通过将地上传感器30所产生的区间X1的监视结果和车辆50所产生的区间X1的监视结果作为监视信息进行存储/蓄存,从而在从车辆10接收到监视信息请求的情况下,将这些监视信息发送到车辆10。而且,在车辆10中,使用这些监视信息和车载传感器102所产生的监视结果进行与第一实施方式中所说明的处理相同的处理。其结果是,速度决定部103能够基于车载传感器102、地上传感器30以及车辆50所产生的区间X1的监视结果决定速度指令的目标速度,车辆控制装置104以该决定的目标速度控制车辆10的行驶速度。
如以上所说明的那样,本实施方式所涉及的车辆控制系统3在相同的轨道100上比车辆10先行的车辆50能够安全地通过了规定地点(区间X1)的情况下,认为该通过实际结果意味着在区间X1没有障碍物,在此基础上,作为与传感器所进行的区间X1的障碍物的确认同等的监视结果进行处理。因此,在车辆控制系统3中,由于收集比第一实施方式的车辆控制系统1多上述那样的监视结果(车辆50所产生的监视结果)的量的监视结果,因此除了通过第一实施方式的车辆控制系统1所得到的效果之外,能够期待在更加确保安全性的同时控制车辆10的运行。
此外,从其他观点来说,也可以说本实施方式所涉及的车辆控制系统3取代第二实施方式所涉及的车辆控制系统2中从在其他轨道200上行驶的车辆40得到区间X1的监视结果,而根据先行的车辆50的通过结果得到区间X1的监视结果。因此,根据本实施方式所涉及的车辆控制系统3,能够得到与第二实施方式所涉及的车辆控制系统2同样的效果。
具体地说,例如,在第二实施方式中如图7中所例示的那样,即使是在车辆10的车载传感器102和地上传感器30这两者发生故障而得不到障碍物探测的监视结果那样的状况下,在车辆控制系统3中,在从先行的车辆50基于通过结果得到区间X1的监视结果的情况下,也能基于该监视结果,决定经过时间、风险率、以及速度指令的目标速度,因此能够进行考虑到在区间X1有障碍物的危险性的车辆10的运行控制。
进而,作为本实施方式所涉及的车辆控制系统3所得到的固有的效果,可举出:由于能够利用具有铁道输送系统中以运行管理等为目的一般所使用的功能的车辆跟踪装置60以及位置检测部502,因此不用如第二实施方式的车载传感器402那样在成为车辆控制的对象的车辆10以外的车辆重新设置传感器,能够取得与规定地点中有无障碍物相关的监视结果。
然而,本实施方式所涉及的车辆控制系统3能够利用先行的车辆50所产生的安全的通过实际结果来作为区间X1的监视结果,但在假定了实际的铁道输送时,由于先行的车辆50和后续的车辆10的运行间隔要求某种程度的长度,因而在仅基于车辆50所产生的监视结果来决定车辆10的目标速度那样的情况下,有经过时间过于增大的可能性。而且,如果经过时间过于增大,则不能避免风险率的大幅度的升级,结果车辆10的行驶速度(目标速度)大幅度地被抑制的可能性会增大。
关于经过时间的增大,具体地说,由于在铁道输送中一般在相同的轨道100上行驶的车辆10和车辆50之间从安全的观点来看要求维持规定程度以上的车辆间距离,因此至少产生与该车辆间距离相应的运行间隔,可预测经过时间会因该运行间隔而增大。此外,一般情况下在最初的输送计划中先行的车辆50与后续的车辆10的运行间隔被设为数分钟至数十分钟,因此预测经过时间也成为数分钟至数十分钟这样长的时间。
而且,在车辆控制系统3中,作为应与上述那样的假定课题对应的扩展的实施方式,也可取代车辆50,而使用假设即使与车辆10相接触也不会对车辆10的通行带来妨碍那样的小型轻型的模型车辆(例如,相当于在铁道输送的现场称作“开道列车”的车辆)、沿着轨道100飞行的小型无人侦察机(例如,无人驾驶飞机)这样的移动体。
而且,在使用上述移动体来取代车辆50的情况下,在该移动体装备相当于通信部501以及位置检测部502的部件。此外,进而,如果在上述移动体搭载用于更好地确认周围的状况的传感器,将该确认结果发送到车辆跟踪装置60或者监视信息服务器20,则能够不漏过包含区间X1在内的轨道100上的障碍物地进行探测,因此能够使对有无障碍物的监视动作的可靠性提高,能够有助于车辆10的安全的行驶控制。
在这样扩展的第三实施方式所涉及的车辆控制系统3中,成为车辆50的替代的移动体通过区间X1或者其上空,从而能够确认有无塌方、道口中留下的车辆那样的障碍物,因此能够得到对区间X1的监视结果。具体地说,例如,在模型车辆、小型无人侦察机不能通过区间X1的情况下,车辆跟踪装置60识别出该移动体的位置没有从区间X1的周边移动。在上述那样的情况下,车辆跟踪装置60通过将区间X1中有障碍物这样的结果和其监视时刻向监视信息服务器20发送,从而能够输出该移动体所产生的对区间X1的监视结果。
这样,车辆控制系统3通过采用上述移动体来代替车辆50,从而能够实现与车辆50相同的功能,并且不必介意安全上所需的车辆间距离,例如由于能够在与车辆10接近的前方先行,因此对于在假定了实际的铁道输送时,能够消除上述那样的经过时间的增大这样的课题。
(4)其他实施方式
另外,在上述的第一~第三实施方式的车辆控制系统1~3中,将确认有无障碍物的监视对象的地点限定于一个区间X1进行了说明,但本发明并不限于此,例如,也可设置多个监视对象的区间。上述那样的情况下,监视信息服务器20将按监视对象的每个区间确认了有无障碍物的结果和该监视时刻作为监视信息进行存储/蓄存。而且,如果速度决定部103的监视信息请求部106通过监视信息请求向监视信息服务器20请求车辆10要来到的区间的监视信息,则与在上述各实施方式中适用于区间X1的情况同样地,也能适用于多个区间的每一个区间,能够基于该多个区间中有无障碍物的危险程度实现车辆10的速度控制。
另外,如上那样将多个区间设为监视对象的情况下,在多个区间中分别设置专用的地上传感器30时,多个地上传感器30沿着轨道100被架设。此时,通过增加地上传感器30的个数,地上传感器30的任一个发生故障的可能性会增加。但是,如第一~第三实施方式中所说明的那样,本发明即使是在由于传感器发生故障等而得不到针对监视对象的区间的任何监视结果那样的状况下,通过另外得到的监视结果来辅助危险程度(风险率)的决定,能够实现充分考虑到车辆10的安全的速度控制,因此在如上述那样多个地上传感器30中的一部分能发生故障的状况下,可期待发挥本发明的效果的情形反而会增加。
此外,在上述的第一~第三实施方式的车辆控制系统1~3中,说明了速度决定部103搭载于车辆10(参照图1、图6、图8),但本发明并不限于此,例如也可与监视信息服务器20同样地配置于地上的规定的设备。此外,说明了车辆10的车载传感器102所产生的监视结果被直接输入到速度决定部103(参照图2),但本发明并不限于此,也可为车载传感器102所产生的监视结果也被发送到监视信息服务器20并被存储/蓄存于监视信息存储部203。上述那样的情况下,由于在监视信息服务器20中收集全部的监视结果,因此构成为在监视信息服务器20内执行风险率的决定处理、目标速度的决定处理也是有效的。
此外,在上述的第一~第三实施方式中,应用于车辆10根据预先决定的驾驶计划在轨道100上行驶的铁道输送系统而进行了说明,但本发明的适用范围并不限于铁道输送系统,只要是为车辆在预定的路径上行驶且由于与进入了该路径的障碍物的接触而担心该车辆的行驶那样的环境,则例如也能应用于机动车、工厂内的搬运机器作用下的输送系统中。
另外,本发明并不限于上述的实施方式,包括各种变形例。例如,上述的实施方式为了容易理解本发明而进行说明,因而详细地进行了说明,但未必限于具备进行了说明的全部的构成的情况。此外,能将某实施方式的构成的一部置换为其他实施方式的构成,此外,也能在某实施方式的构成中添加其他实施方式的构成。此外,针对各实施方式的构成的一部分,能够进行其他构成的追加/删除/置换。
此外,也可通过例如由集成电路进行设计等来采用硬件实现上述的各构成、功能、处理部、处理手段等的一部分或者全部。此外,上述的各构成、功能等也可通过处理器解释并执行实现各个功能的程序来由软件实现。实现各功能的程序、表格、文件等信息能够置于存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive,固态驱动器)等记录装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
此外,在图中,考虑到说明上的需要而示出控制线、信息线,在产品上未必限于示出全部的控制线、信息线。实施上也可认为几乎全部的构成是相互连接的。
附图标记说明:
1,2,3 车辆控制系统;
10,40,50 车辆;
60 车辆跟踪装置;
20 监视信息服务器;
30 地上传感器;
100,200 轨道;
101,401,501 通信部;
102,402 车载传感器;
103 速度决定部;
104 车辆控制装置;
105 位置检测部;
106 监视信息请求部;
107 风险评价部;
108 速度指令运算部;
111 监视信息运算处理;
112 第一风险率计算处理;
113 第二风险率计算处理;
114 风险率决定处理;
201 通信部;
202 监视信息管理部;
203 监视信息存储部;
403 位置确定部;
502 位置检测部。
Claims (10)
1.一种车辆控制系统,对在第一轨道行驶的第一车辆的运行进行控制,该车辆控制系统的特征在于,具备:
第一传感器,设置于所述第一车辆并能在所述第一轨道的规定地点纳入到探测范围内时执行探测该规定地点中有无障碍物的监视动作;
一个以上的第二传感器,设置于所述第一车辆以外的规定的场所并能在规定的定时下执行探测所述规定地点中有无障碍物的监视动作;
监视结果收集部,收集并存储所述第二传感器所进行的监视动作的监视结果;
速度决定部,基于存储于所述监视结果收集部的监视结果或者所述第一传感器所进行的监视动作的监视结果决定所述第一车辆的目标速度;以及
速度控制部,基于由所述速度决定部决定的目标速度控制所述第一车辆的行驶速度,
所述速度决定部具有:
风险评价部,基于从最后进行所述第一传感器或者所述第二传感器所进行的监视动作起的经过时间、和通过所述第一传感器或者所述第二传感器所进行的监视动作得到的有无障碍物的探测结果,从以多个阶段规定的风险率中,通过评价在所述规定地点中存在障碍物的危险程度而决定一个风险率;以及
速度指令运算部,按照由所述风险评价部决定的风险率决定对所述速度控制部指令的所述目标速度。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,
所述速度决定部在每次从所述监视结果收集部或者所述第一传感器得到新的所述监视结果时,基于该新的监视结果进行所述风险评价部所进行的风险率的决定以及所述速度指令运算部所进行的目标速度的决定。
3.根据权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,
所述风险评价部,
基于通过所述第一传感器或者所述第二传感器所进行的监视动作得到的有无障碍物的探测结果计算第一风险率,
基于从最后进行所述第一传感器或者所述第二传感器所进行的监视动作起的经过时间计算第二风险率,
将计算出的所述第一风险率以及所述第二风险率中表示高的危险程度的风险率决定为最终的风险率。
4.根据权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,
在通过所述第一传感器或者所述第二传感器得到的所述监视结果中探测到有障碍物的情况下,所述速度决定部将所述目标速度决定为“0”。
5.根据权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,
所述经过时间越长,则所述风险评价部决定表示越高的危险程度的风险率,所述速度指令运算部决定更低的速度的目标速度。
6.根据权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,
所述第二传感器中的至少一个为设置于能始终探测所述规定地点有无障碍物的场所并能在任意的定时下反复执行所述监视动作的固定传感器。
7.根据权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,
所述第一传感器以及所述第二传感器中的至少任一个传感器所进行的针对所述规定地点的所述监视动作能在与其他传感器所进行的所述监视动作不同的定时下执行。
8.根据权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,
所述第二传感器中的至少一个设置于在与所述第一轨道不同的第二轨道行驶的第二车辆,
该第二传感器能在所述第一轨道的规定地点纳入到探测范围内时执行探测该规定地点中有无障碍物的监视动作,
将该第二传感器所进行的监视动作的监视结果输入到所述监视结果收集部。
9.根据权利要求1所述的车辆控制系统,其特征在于,
所述车辆控制系统还具备:
移动体,在所述第一轨道比所述第一车辆先行地移动;以及
车辆跟踪部,跟踪所述移动体的位置,
所述车辆跟踪部通过跟踪在所述第一轨道移动的所述移动体的位置来监视所述移动体是否安全地通过了所述规定地点,在安全地通过了的情况下,将在该规定地点无障碍物的意思的监视结果向所述监视结果收集部输出,在没有安全地通过的情况下,将在该规定地点有障碍物的意思的监视结果向所述监视结果收集部输出。
10.根据权利要求9所述的车辆控制系统,其特征在于,
所述移动体为在所述第一轨道行驶的模型车辆或者沿所述第一轨道飞行的无人侦察机。
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