JP2000110500A - トンネル内車両走行制御方法及びその装置 - Google Patents
トンネル内車両走行制御方法及びその装置Info
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/0001—Control or safety arrangements for ventilation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F1/00—Ventilation of mines or tunnels; Distribution of ventilating currents
- E21F1/003—Ventilation of traffic tunnels
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トンネル内を走行する車両を所定速度で自動
走行させることにより、高精度で安定した換気制御を可
能としたトンネル内車両走行制御方法及びその装置を提
供すること。 【解決手段】 トンネル１１内を走行する車両１３に対
し、トンネル１１内の空気汚染状態計測値（ＶＩ値及び
ＣＯ値）や、トンネル内の風速計測値（ＡＶ値）、さら
には、これらＶＩ値及びＣＯ値及びＡＶ値に応じて、車
速設定手段によって決定した車両速度指令値を車両制御
手段２５により路線側から与え、前記車両１３を指令速
度で自動走行させているので、交通換気力に影響され
ず、逆にその交通換気力を利用することができ、安定し
た換気機の運転制御を行うことができる。
走行させることにより、高精度で安定した換気制御を可
能としたトンネル内車両走行制御方法及びその装置を提
供すること。 【解決手段】 トンネル１１内を走行する車両１３に対
し、トンネル１１内の空気汚染状態計測値（ＶＩ値及び
ＣＯ値）や、トンネル内の風速計測値（ＡＶ値）、さら
には、これらＶＩ値及びＣＯ値及びＡＶ値に応じて、車
速設定手段によって決定した車両速度指令値を車両制御
手段２５により路線側から与え、前記車両１３を指令速
度で自動走行させているので、交通換気力に影響され
ず、逆にその交通換気力を利用することができ、安定し
た換気機の運転制御を行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル内の空気
汚染濃度を許容範囲内に維持するために、トンネル内を
走行する車両の走行状態を制御するトンネル内車両走行
制御方法及びその装置に関する。
汚染濃度を許容範囲内に維持するために、トンネル内を
走行する車両の走行状態を制御するトンネル内車両走行
制御方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】道路トンネルでは、トンネル内を走行す
る車両の排気ガスに含まれる煤煙や一酸化炭素（ＣＯ）
等の汚染物質による空気汚染状態を許容範囲内に維持す
るために、トンネル内に設置された換気機を用いて換気
制御を行っている。従来、このようなトンネル換気制御
には、さまざまな方法が提案されているが、代表的な方
法を以下に説明する。
る車両の排気ガスに含まれる煤煙や一酸化炭素（ＣＯ）
等の汚染物質による空気汚染状態を許容範囲内に維持す
るために、トンネル内に設置された換気機を用いて換気
制御を行っている。従来、このようなトンネル換気制御
には、さまざまな方法が提案されているが、代表的な方
法を以下に説明する。
【０００３】通常、道路トンネルの近くにはトラフィッ
クカウンタが設置されており、先ず、その計測値に基づ
いて、統計手法を用いた交通量予測手段により、交通量
を一定周期毎に予測する。次に、この交通量予測値に基
づいて換気計画手段によって換気機運転量の計画値を算
出する。この換気機運転量計画値が次の周期の換気機運
転量のベースになる。
クカウンタが設置されており、先ず、その計測値に基づ
いて、統計手法を用いた交通量予測手段により、交通量
を一定周期毎に予測する。次に、この交通量予測値に基
づいて換気計画手段によって換気機運転量の計画値を算
出する。この換気機運転量計画値が次の周期の換気機運
転量のベースになる。
【０００４】一方、トンネル内には、空気汚染状態を計
測するセンサーとして煙霧透過率計（以下、ＶＩ（Visi
bility Index) 計）、一酸化炭素濃度計（以下、ＣＯ
計）が設けられており、また、トンネル内の風速を測定
する風速計（以下ＡＶ(Air Velocity)計）が設けられて
いる。これらＶＩ計、ＣＯ計、ＡＶ計の計測値に基づい
て、換気フィードバック手段により、換気機運転量の修
正値を計算する。そして、最後に協調手段によって換気
機運転量の計画値と修正値との協調をとり、換気機に対
する運転指令を決定するように制御を行っている。
測するセンサーとして煙霧透過率計（以下、ＶＩ（Visi
bility Index) 計）、一酸化炭素濃度計（以下、ＣＯ
計）が設けられており、また、トンネル内の風速を測定
する風速計（以下ＡＶ(Air Velocity)計）が設けられて
いる。これらＶＩ計、ＣＯ計、ＡＶ計の計測値に基づい
て、換気フィードバック手段により、換気機運転量の修
正値を計算する。そして、最後に協調手段によって換気
機運転量の計画値と修正値との協調をとり、換気機に対
する運転指令を決定するように制御を行っている。
【０００５】ところで、トンネル内を走行する車両は、
汚染物質の発生源であると共に、その走行によりトンネ
ル内の風速に影響を及ぼす。この影響は交通換気力と呼
ばれている。通常、トンネル内を走行する車両の速度
は、各ドライバの意思に依存するため各車まちまちであ
り、かつ時々刻々と変動する。その結果、交通換気力が
大きく変動し、トンネル内における風速及び汚染濃度の
変動を激しいものとしている。
汚染物質の発生源であると共に、その走行によりトンネ
ル内の風速に影響を及ぼす。この影響は交通換気力と呼
ばれている。通常、トンネル内を走行する車両の速度
は、各ドライバの意思に依存するため各車まちまちであ
り、かつ時々刻々と変動する。その結果、交通換気力が
大きく変動し、トンネル内における風速及び汚染濃度の
変動を激しいものとしている。
【０００６】また、トンネル内を走行する車両から排出
される汚染物質は、車両速度やアクセル開度に依存する
ことが知られている。このため、車両速度と同様に、汚
染物質発生量の変動も大きく、トンネル内汚染濃度の変
動を激しくする一因となっている。
される汚染物質は、車両速度やアクセル開度に依存する
ことが知られている。このため、車両速度と同様に、汚
染物質発生量の変動も大きく、トンネル内汚染濃度の変
動を激しくする一因となっている。
【０００７】このような激しい変動に対し換気機は、起
動／停止の制約があるうえ、トンネルの換気プロセスは
無駄時間が大きいため（すなわち、換気機の運転量変更
が汚染濃度の改善に至るまでの時間が長いため、）換気
機をこのような激しい変動に追従して制御することは難
しかった。
動／停止の制約があるうえ、トンネルの換気プロセスは
無駄時間が大きいため（すなわち、換気機の運転量変更
が汚染濃度の改善に至るまでの時間が長いため、）換気
機をこのような激しい変動に追従して制御することは難
しかった。
【０００８】このように、トンネル内を走行する車両の
影響により、トンネル内における風速や汚染濃度の変動
が激しいため、現状では、安全上、余裕をとって汚染濃
度の制御目標値を高めに設定している。このため、換気
機の消費電力が増大し、省エネルギー上好ましくない。
影響により、トンネル内における風速や汚染濃度の変動
が激しいため、現状では、安全上、余裕をとって汚染濃
度の制御目標値を高めに設定している。このため、換気
機の消費電力が増大し、省エネルギー上好ましくない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、トンネル
内を走行する車両の走行速度がまちまちで、しかも時々
刻々変化するため、交通換気力を活用することができな
い。また、汚染発生濃度も激しく変動するため、換気機
の運転制御が難しく、消費電力の増大を招いていた。
内を走行する車両の走行速度がまちまちで、しかも時々
刻々変化するため、交通換気力を活用することができな
い。また、汚染発生濃度も激しく変動するため、換気機
の運転制御が難しく、消費電力の増大を招いていた。
【００１０】本発明の目的は、トンネル内を走行する車
両を所定速度で自動走行させることにより、高精度で安
定した換気制御を可能としたトンネル内車両走行制御方
法及びその装置を提供することにある。
両を所定速度で自動走行させることにより、高精度で安
定した換気制御を可能としたトンネル内車両走行制御方
法及びその装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によるトンネル内
車両走行制御方法は、トンネル内を走行する車両に対
し、路線側から走行速度指令を与え、前記車両を指令速
度で自動走行させることを特徴とする。
車両走行制御方法は、トンネル内を走行する車両に対
し、路線側から走行速度指令を与え、前記車両を指令速
度で自動走行させることを特徴とする。
【００１２】前記車両速度指令値は、トンネル内の空気
汚染状態計測値や、トンネル内の風速計測値、さらに
は、これらトンネル内の空気汚染状態計測値及びトンネ
ル内の風速計測値に応じて決定すればよい。
汚染状態計測値や、トンネル内の風速計測値、さらに
は、これらトンネル内の空気汚染状態計測値及びトンネ
ル内の風速計測値に応じて決定すればよい。
【００１３】また、本発明によるトンネル内車両走行制
御装置は、トンネル内に生じる物理現象を測定するセン
サーと、このセンサーによる計測値に基づきトンネル内
を走行する車両速度を決定する車速設定手段と、この車
速設定手段によって決定された車両速度をトンネル内を
走行する自動運転可能な車両に対して走行速度指令とし
て与える車両制御手段とを備えたことを特徴とする。
御装置は、トンネル内に生じる物理現象を測定するセン
サーと、このセンサーによる計測値に基づきトンネル内
を走行する車両速度を決定する車速設定手段と、この車
速設定手段によって決定された車両速度をトンネル内を
走行する自動運転可能な車両に対して走行速度指令とし
て与える車両制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】前記センサーとしては、トンネル内の空気
汚染状態を計測するものや、トンネル内の風速を計測す
るものを用いればよい。これらの発明では、トンネル内
を走行する車両に対し、トンネル内の空気汚染状態計測
値や、トンネル内の風速計測値、さらには、これらトン
ネル内の空気汚染状態計測値及びトンネル内の風速計測
値に応じて決定した車両速度指令値を路線側から与え、
前記車両を指令速度で自動走行させているので、交通換
気力に影響されず、逆にその交通換気力を利用すること
ができ、安定した換気機の運転制御を行うことができ
る。
汚染状態を計測するものや、トンネル内の風速を計測す
るものを用いればよい。これらの発明では、トンネル内
を走行する車両に対し、トンネル内の空気汚染状態計測
値や、トンネル内の風速計測値、さらには、これらトン
ネル内の空気汚染状態計測値及びトンネル内の風速計測
値に応じて決定した車両速度指令値を路線側から与え、
前記車両を指令速度で自動走行させているので、交通換
気力に影響されず、逆にその交通換気力を利用すること
ができ、安定した換気機の運転制御を行うことができ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面を参照して説明する。図１は本発明が対象とする
道路用トンネル、及びそのトンネル内を走行する車両の
走行制御を行うことにより、トンネル内の換気を行う装
置の一実施形態を表している。
を図面を参照して説明する。図１は本発明が対象とする
道路用トンネル、及びそのトンネル内を走行する車両の
走行制御を行うことにより、トンネル内の換気を行う装
置の一実施形態を表している。
【００１６】図１において、１１は対面交通用の道路ト
ンネルで、内部に設けられたジェットファン１２による
縦流換気式を採用している。ここで、対面交通とは、ト
ンネル内の上り方向と下り方向との両方向に車両１３が
走行する場合を言う。これに対して、一方方向のみに車
両が走行する場合は一方通行と呼ばれるが、ここでは、
前述のように対面交通の場合を例示している。
ンネルで、内部に設けられたジェットファン１２による
縦流換気式を採用している。ここで、対面交通とは、ト
ンネル内の上り方向と下り方向との両方向に車両１３が
走行する場合を言う。これに対して、一方方向のみに車
両が走行する場合は一方通行と呼ばれるが、ここでは、
前述のように対面交通の場合を例示している。
【００１７】また、ジェットファン縦流換気式とは、ト
ンネル１１内に設けられたジェットファンと呼ばれる送
風機１２を用いてトンネル１１内の汚染空気を、トンネ
ル１１の長さ方向に送風して外部に排出する方式であ
り、日本では最も一般的に用いられている。また、図１
には示されていないが、トンネル１１が長い場合には、
集塵機や走・排風機などが組合わされる場合もある。
ンネル１１内に設けられたジェットファンと呼ばれる送
風機１２を用いてトンネル１１内の汚染空気を、トンネ
ル１１の長さ方向に送風して外部に排出する方式であ
り、日本では最も一般的に用いられている。また、図１
には示されていないが、トンネル１１が長い場合には、
集塵機や走・排風機などが組合わされる場合もある。
【００１８】トンネル１１内には各種のセンサーが設け
られているが、以下これらについて説明する。これらセ
ンサーを大別すると、交通量の測定に用いられるもの
と、トンネル内に生じる物理現象を測定するセンサーと
に別れる。
られているが、以下これらについて説明する。これらセ
ンサーを大別すると、交通量の測定に用いられるもの
と、トンネル内に生じる物理現象を測定するセンサーと
に別れる。
【００１９】交通量を測定するものとしてはトラフィッ
クカウンター（以下、ＴＣ）１４が用いられている。こ
のＴＣ１４はトンネル１１内を走行する車両の台数及び
速度を計測するもので、上り方向／下り方向、大型車／
小型車別にそれぞれ測定可能に構成されている。
クカウンター（以下、ＴＣ）１４が用いられている。こ
のＴＣ１４はトンネル１１内を走行する車両の台数及び
速度を計測するもので、上り方向／下り方向、大型車／
小型車別にそれぞれ測定可能に構成されている。
【００２０】これに対し、トンネル内に生じる物理現象
を測定するセンサーとしては、トンネル内の空気汚染状
態を計測するものと、トンネル内の風速を計測するもの
とがある。空気汚染状態を計測するセンサーとしては、
従来と同様にＶＩ計１５やＣＯ計１６が用いられ、トン
ネル１１内の風速を計測するものとしてはＡＶ計１７が
用いられている。なおＶＩ計１５は、トンネル１１内の
ＶＩ値を計測するものであり、ＶＩ値とはトンネル内の
視界の良さを表す指標である。すなわち、１００％は完
全にクリアな状態に、０％は真っ暗な状態にそれぞれ対
応する。
を測定するセンサーとしては、トンネル内の空気汚染状
態を計測するものと、トンネル内の風速を計測するもの
とがある。空気汚染状態を計測するセンサーとしては、
従来と同様にＶＩ計１５やＣＯ計１６が用いられ、トン
ネル１１内の風速を計測するものとしてはＡＶ計１７が
用いられている。なおＶＩ計１５は、トンネル１１内の
ＶＩ値を計測するものであり、ＶＩ値とはトンネル内の
視界の良さを表す指標である。すなわち、１００％は完
全にクリアな状態に、０％は真っ暗な状態にそれぞれ対
応する。
【００２１】これら各センサー１４，１５，１６，１７
の信号は、従来と同様に、図示上部に表示されたトンネ
ル換気制御装置に出力される。すなわち、トンネル換気
制御装置を構成する交通量予測手段１９にはＴＣ１４の
計測値信号が入力される。交通量予測手段１９は、トン
ネル１１内を通る交通量を一定周期毎に予測する。この
交通量予測値は換気計画手段２０に入力され、後述する
車速設定値と共に換気機運転量計画値の計算に用いられ
る。また、ＶＩ計１５によるＶＩ測定値、ＣＯ計１６に
よるＣＯ測定値、ＡＶ計１７による風速測定値は換気フ
ィードバック制御手段２１に入力され、換気機運転量の
修正量演算に用いられる。
の信号は、従来と同様に、図示上部に表示されたトンネ
ル換気制御装置に出力される。すなわち、トンネル換気
制御装置を構成する交通量予測手段１９にはＴＣ１４の
計測値信号が入力される。交通量予測手段１９は、トン
ネル１１内を通る交通量を一定周期毎に予測する。この
交通量予測値は換気計画手段２０に入力され、後述する
車速設定値と共に換気機運転量計画値の計算に用いられ
る。また、ＶＩ計１５によるＶＩ測定値、ＣＯ計１６に
よるＣＯ測定値、ＡＶ計１７による風速測定値は換気フ
ィードバック制御手段２１に入力され、換気機運転量の
修正量演算に用いられる。
【００２２】このようにして求められた換気機運転量の
計画値と修正量は協調手段２２に入力され、この協調手
段によって協調を取られ、換気機であるジェットファン
１２に対する運転指令値として出力される。
計画値と修正量は協調手段２２に入力され、この協調手
段によって協調を取られ、換気機であるジェットファン
１２に対する運転指令値として出力される。
【００２３】次に、本発明の特徴部分であるトンネル１
１内を走行する車両１３の走行制御を行う各手段を説明
する。２４は車速設定手段で、各センサー１５，１６，
１７による計測値、すなわち、トンネル１１内の空気汚
染状態計測値（ＶＩ値やＣＯ値）及びトンネル１１内の
風速計測値（ＡＶ値）を入力し、これらの値に応じてト
ンネル１１内を走行する車両１３の走行速度を決定し、
車両速度指令値を出力する。
１内を走行する車両１３の走行制御を行う各手段を説明
する。２４は車速設定手段で、各センサー１５，１６，
１７による計測値、すなわち、トンネル１１内の空気汚
染状態計測値（ＶＩ値やＣＯ値）及びトンネル１１内の
風速計測値（ＡＶ値）を入力し、これらの値に応じてト
ンネル１１内を走行する車両１３の走行速度を決定し、
車両速度指令値を出力する。
【００２４】この車両速度指令値は、例えば自動運転道
路システムにて使用される車両制御手段２５に出力さ
れ、この車両制御手段２５によってトンネル１１内を走
行する自動運転可能な車両１３に走行速度指令として与
えられる。また、この車両速度指令値は、換気計画手段
２０にも出力され、前述したように交通量予測値と共に
換気機運転量計画値の算出に用いられる。
路システムにて使用される車両制御手段２５に出力さ
れ、この車両制御手段２５によってトンネル１１内を走
行する自動運転可能な車両１３に走行速度指令として与
えられる。また、この車両速度指令値は、換気計画手段
２０にも出力され、前述したように交通量予測値と共に
換気機運転量計画値の算出に用いられる。
【００２５】ここで、自動運転道路システムとは、連続
通信により道路を走行する車両の速度や車間距離などを
自動制御するシステムであり、テストコースや開通前の
高速道路において実験走行が行われ、技術的には確立さ
れており、近い将来実用化される技術である。
通信により道路を走行する車両の速度や車間距離などを
自動制御するシステムであり、テストコースや開通前の
高速道路において実験走行が行われ、技術的には確立さ
れており、近い将来実用化される技術である。
【００２６】本発明では、トンネル１１内を走行する車
両１３の車速を制御するだけで良いので、具体的には道
路側に漏洩同軸ケーブル（以下、ＬＣＸケーブル）を設
置し、車両１３側にＬＣＸコントローラとスロットルア
クチュエータ及びブレーキアクチュエータを設置する。
そして、図１で示した車両制御手段２５によりＬＣＸケ
ーブルを介して路車間通信を行い、車両１３の走行速度
を、車速設定手段２４によって決定された車両速度指令
値に自動制御する。
両１３の車速を制御するだけで良いので、具体的には道
路側に漏洩同軸ケーブル（以下、ＬＣＸケーブル）を設
置し、車両１３側にＬＣＸコントローラとスロットルア
クチュエータ及びブレーキアクチュエータを設置する。
そして、図１で示した車両制御手段２５によりＬＣＸケ
ーブルを介して路車間通信を行い、車両１３の走行速度
を、車速設定手段２４によって決定された車両速度指令
値に自動制御する。
【００２７】次に、トンネル１１内に設けられたＶＩ計
１５、ＣＯ計１６、ＡＶ計１７の計測値に基づいて車速
設定手段２４により、トンネル１１内を走行する車両１
３の走行速度を設定する方法を説明する。
１５、ＣＯ計１６、ＡＶ計１７の計測値に基づいて車速
設定手段２４により、トンネル１１内を走行する車両１
３の走行速度を設定する方法を説明する。
【００２８】先ず、車両１３の走行速度を設定する目的
の一つであるトンネル換気制御では、トンネル１１内の
ＶＩ値及びＣＯ濃度が定められた許容範囲内に収まるよ
うに換気機であるジェットファン１２を制御する必要が
ある。対面通行トンネルでは、交通換気力の変動によ
り、風速の急激な低下や風向の逆転が発生しやすく、そ
の際には汚染濃度が急激に悪化する。これを防ぐために
は最低風速管理機能を設け、汚染濃度の良し悪しに関わ
らず、常に一定レベル以上の風速を維持するようにして
いる。この場合の汚染濃度及び風速の管理値を以下の記
号で表す。
の一つであるトンネル換気制御では、トンネル１１内の
ＶＩ値及びＣＯ濃度が定められた許容範囲内に収まるよ
うに換気機であるジェットファン１２を制御する必要が
ある。対面通行トンネルでは、交通換気力の変動によ
り、風速の急激な低下や風向の逆転が発生しやすく、そ
の際には汚染濃度が急激に悪化する。これを防ぐために
は最低風速管理機能を設け、汚染濃度の良し悪しに関わ
らず、常に一定レベル以上の風速を維持するようにして
いる。この場合の汚染濃度及び風速の管理値を以下の記
号で表す。
【００２９】ＶＩmin ：ＶＩ下限値。換気機は、ＶＩ値
がこの下限値を下回らないように運転制御される。 ＣＯmax ：ＣＯ上限値。換気機は、ＣＯ濃度がこの上限
値を上回らないように運転制御される。
がこの下限値を下回らないように運転制御される。 ＣＯmax ：ＣＯ上限値。換気機は、ＣＯ濃度がこの上限
値を上回らないように運転制御される。
【００３０】ＡＶmin ：ＡＶ下限値。換気機は、風速が
この下限値を下回らないように運転制御される。 また、トンネル１１内を走行する車両１３の速度は次の
ように表現する。
この下限値を下回らないように運転制御される。 また、トンネル１１内を走行する車両１３の速度は次の
ように表現する。
【００３１】Ｖt+ ：順方向（換気方向と同方向）に走
行する車両の速度。 Ｖt- ：逆方向（換気方向と逆方向）に走行する車両の
速度。 速度Ｖt+、Ｖt-は、通常時は法定速度程度に設定してお
く。この際、速度Ｖt+をＶt-に比べ高めに設定しておけ
ば、順方向の交通換気力（換気を助ける方向）が強ま
り、逆方向の交通換気力（換気を妨げる方向）が弱まる
ため、換気運転量が削減され、省エネ効果が生じる。こ
こで、速度Ｖt+、Ｖt-の通常時の設定値をそれぞれＶts
et+ 、Ｖtset- とする。
行する車両の速度。 Ｖt- ：逆方向（換気方向と逆方向）に走行する車両の
速度。 速度Ｖt+、Ｖt-は、通常時は法定速度程度に設定してお
く。この際、速度Ｖt+をＶt-に比べ高めに設定しておけ
ば、順方向の交通換気力（換気を助ける方向）が強ま
り、逆方向の交通換気力（換気を妨げる方向）が弱まる
ため、換気運転量が削減され、省エネ効果が生じる。こ
こで、速度Ｖt+、Ｖt-の通常時の設定値をそれぞれＶts
et+ 、Ｖtset- とする。
【００３２】図１で示した実施の一形態では、ＶＩ計、
ＣＯ計及びＡＶ計の計測値に基づいて速度Ｖt+及びＶt-
の設定値を変更する。この変更方法の一例を図２を用い
て説明する。
ＣＯ計及びＡＶ計の計測値に基づいて速度Ｖt+及びＶt-
の設定値を変更する。この変更方法の一例を図２を用い
て説明する。
【００３３】図２（ａ）（ｂ）はＶＩ値の計測値に応じ
て車速の設定値を変更する方法を示している。すなわ
ち、ＶＩ値が、ＶＩmin ＋ΔＶＩより高い場合は、車速
Ｖt+及びＶt-は、図示のように、通常時の設定値である
Ｖtset+ ，Ｖtset- とする。なお、ΔＶＩは、図２にお
けるヒステリシス部を形成するためのパラメータであ
る。これに対し、トンネル１１内の汚染濃度が悪化しＶ
Ｉ値がＶＩmin ＋ΔＶＩを下回った場合は、図２で示す
ように、順方向の車速Ｖt+をΔＶtVI+だけ増加させ、逆
方向の車速Ｖt-をΔＶtVI-だけ減少させる。
て車速の設定値を変更する方法を示している。すなわ
ち、ＶＩ値が、ＶＩmin ＋ΔＶＩより高い場合は、車速
Ｖt+及びＶt-は、図示のように、通常時の設定値である
Ｖtset+ ，Ｖtset- とする。なお、ΔＶＩは、図２にお
けるヒステリシス部を形成するためのパラメータであ
る。これに対し、トンネル１１内の汚染濃度が悪化しＶ
Ｉ値がＶＩmin ＋ΔＶＩを下回った場合は、図２で示す
ように、順方向の車速Ｖt+をΔＶtVI+だけ増加させ、逆
方向の車速Ｖt-をΔＶtVI-だけ減少させる。
【００３４】この場合、図１の上方に示した従来の換気
制御手段は、トンネル１１内のＶＩ値が目標値以内とな
るようにジェットファン１２の運転制御を行うが、上述
のように車速設定値を変更することにより、順方向の交
通換気力（換気を助ける）が強まり、逆方向の交通換気
力（換気を妨げる）が弱まるので、ジェットファン１２
による換気力を補助することになる。
制御手段は、トンネル１１内のＶＩ値が目標値以内とな
るようにジェットファン１２の運転制御を行うが、上述
のように車速設定値を変更することにより、順方向の交
通換気力（換気を助ける）が強まり、逆方向の交通換気
力（換気を妨げる）が弱まるので、ジェットファン１２
による換気力を補助することになる。
【００３５】この車速設定値の変更による交通換気力の
操作、及び換気機であるジェットファン１２の運転によ
りトンネル１１内のＶＩ値が回復し、下限値であるＶＩ
minを上回った場合には、車速Ｖt+及びＶt-を元に戻
す。ここで、図２で説明したヒステリシス部は、上述し
た車速変更の際における、頻繁な変更動作を防止するた
めのものである。
操作、及び換気機であるジェットファン１２の運転によ
りトンネル１１内のＶＩ値が回復し、下限値であるＶＩ
minを上回った場合には、車速Ｖt+及びＶt-を元に戻
す。ここで、図２で説明したヒステリシス部は、上述し
た車速変更の際における、頻繁な変更動作を防止するた
めのものである。
【００３６】なお、図２の例では、ＶＩ値がその下限値
ＶＩmin を上回った場合に車速Ｖt+及びＶt-を元に戻す
ようにしているが、より安全サイドとするため、ＶＩ値
がその下限値を若干上回るＶＩmin ＋ΔＶＩ´（但し、
ΔＶＩ´＜ΔＶＩとする）で車速Ｖt+及びＶt-を元に戻
すようにしても良い。
ＶＩmin を上回った場合に車速Ｖt+及びＶt-を元に戻す
ようにしているが、より安全サイドとするため、ＶＩ値
がその下限値を若干上回るＶＩmin ＋ΔＶＩ´（但し、
ΔＶＩ´＜ΔＶＩとする）で車速Ｖt+及びＶt-を元に戻
すようにしても良い。
【００３７】また、ＣＯ計１６の計測値及びＡＶ計１７
の計測値により車速の設定値変化させる図３及び図４に
示す。これらの方法は、基本的に上述したＶＩ計の計測
値に応じて車速の設定値を変化させる場合と同様であ
る。
の計測値により車速の設定値変化させる図３及び図４に
示す。これらの方法は、基本的に上述したＶＩ計の計測
値に応じて車速の設定値を変化させる場合と同様であ
る。
【００３８】すなわち、ＣＯ計１６の計測値に応じて車
速を変化させる場合は、図３（ａ）（ｂ）で示すよう
に、ＣＯ濃度が、ＣＯmax −ΔＣＯより低い場合は、車
速Ｖt+及びＶt-は、図示のように、通常時の設定値であ
るＶtset+ ，Ｖtset- とする。なお、ΔＣＯは、図３に
おけるヒステリシス部を形成するためのパラメータであ
る。これに対し、トンネル１１内の汚染状態が悪化しＣ
Ｏ濃度がＣＯmAX −ΔＣＯを上回った場合は、図３で示
すように、順方向の車速Ｖt+をΔＶtCO+だけ増加させ、
逆方向の車速Ｖt-をΔＶtCO-だけ減少させる。
速を変化させる場合は、図３（ａ）（ｂ）で示すよう
に、ＣＯ濃度が、ＣＯmax −ΔＣＯより低い場合は、車
速Ｖt+及びＶt-は、図示のように、通常時の設定値であ
るＶtset+ ，Ｖtset- とする。なお、ΔＣＯは、図３に
おけるヒステリシス部を形成するためのパラメータであ
る。これに対し、トンネル１１内の汚染状態が悪化しＣ
Ｏ濃度がＣＯmAX −ΔＣＯを上回った場合は、図３で示
すように、順方向の車速Ｖt+をΔＶtCO+だけ増加させ、
逆方向の車速Ｖt-をΔＶtCO-だけ減少させる。
【００３９】この場合、換気制御手段は、トンネル１１
内のＣＯ濃度が目標範囲内となるようにジェットファン
１２の運転制御を行うが、上述のように車速設定値を変
更することにより、順方向の交通換気力（換気を助け
る）が強まり、逆方向の交通換気力（換気を妨げる）が
弱まるので、ジェットファン１２による換気力を補助す
ることになる。
内のＣＯ濃度が目標範囲内となるようにジェットファン
１２の運転制御を行うが、上述のように車速設定値を変
更することにより、順方向の交通換気力（換気を助け
る）が強まり、逆方向の交通換気力（換気を妨げる）が
弱まるので、ジェットファン１２による換気力を補助す
ることになる。
【００４０】この車速設定値の変更による交通換気力の
操作、及び換気機であるジェットファン１２の運転によ
りトンネル１１内のＣＯ濃度が回復し、上限値である。
ＣＯmax を下回った場合には、車速Ｖt+及びＶt-を元に
戻す。
操作、及び換気機であるジェットファン１２の運転によ
りトンネル１１内のＣＯ濃度が回復し、上限値である。
ＣＯmax を下回った場合には、車速Ｖt+及びＶt-を元に
戻す。
【００４１】同様に、図４において、ＡＶ値がＡＶmin
＋ΔＡＶより高い場合は、車速Ｖｔ＋及びＶｔ−は、図
示のように、通常時の設定値であるＶtset+ ，Ｖtset-
とする。なお、ΔＡＶは、図４２におけるヒステリシス
部を形成するためのパラメータである。これに対し、ト
ンネル１１内の風速が低下し、ＡＶ値がＡＶmin ＋ΔＡ
Ｖを下回った場合は、図４で示すように、順方向の車速
Ｖt+をΔＶtAV+だけ増加させ、逆方向の車速Ｖt-をΔtA
V-だけ減少させる。
＋ΔＡＶより高い場合は、車速Ｖｔ＋及びＶｔ−は、図
示のように、通常時の設定値であるＶtset+ ，Ｖtset-
とする。なお、ΔＡＶは、図４２におけるヒステリシス
部を形成するためのパラメータである。これに対し、ト
ンネル１１内の風速が低下し、ＡＶ値がＡＶmin ＋ΔＡ
Ｖを下回った場合は、図４で示すように、順方向の車速
Ｖt+をΔＶtAV+だけ増加させ、逆方向の車速Ｖt-をΔtA
V-だけ減少させる。
【００４２】この場合、換気制御手段は、ジェットファ
ン１２の運転制御を行うが、上述のように車速設定値を
変更することにより、順方向の交通換気力（換気を助け
る）が強まり、逆方向の交通換気力（換気を妨げる）が
弱まるので、ジェットファン１２による換気力を補助す
ることになる。
ン１２の運転制御を行うが、上述のように車速設定値を
変更することにより、順方向の交通換気力（換気を助け
る）が強まり、逆方向の交通換気力（換気を妨げる）が
弱まるので、ジェットファン１２による換気力を補助す
ることになる。
【００４３】この車速設定値の変更による交通換気力の
操作、及び換気機であるジェットファン１２の運転によ
りトンネル１１内のＡＶ値が回復し、下限値であるＡＶ
minを上回った場合には、車速Ｖt+及びＶt-を元に戻
す。
操作、及び換気機であるジェットファン１２の運転によ
りトンネル１１内のＡＶ値が回復し、下限値であるＡＶ
minを上回った場合には、車速Ｖt+及びＶt-を元に戻
す。
【００４４】このように、センサー出力であるＡＶ値、
ＣＯ濃度及び風速の計測値のチェックを行い、車速の設
定値を決定する。その際に、複数の項目について車速設
定値の変更が必要になった場合は、より速い変更が必要
になるため、それぞれの変更量を考慮する。例えば、Ｖ
Ｉ値がＶＩmin ＋ΔＶＩを下回り、かつ風速がＡＶmin
＋ΔＡＶを下回った場合は、車速を次のように変更す
る。 Ｖt+＝Ｖtset+ ＋ΔＶtVI+＋ΔＶtAV+ Ｖt-＝Ｖtset- −ΔＶtVI-−ΔＶｔＡＶ−
ＣＯ濃度及び風速の計測値のチェックを行い、車速の設
定値を決定する。その際に、複数の項目について車速設
定値の変更が必要になった場合は、より速い変更が必要
になるため、それぞれの変更量を考慮する。例えば、Ｖ
Ｉ値がＶＩmin ＋ΔＶＩを下回り、かつ風速がＡＶmin
＋ΔＡＶを下回った場合は、車速を次のように変更す
る。 Ｖt+＝Ｖtset+ ＋ΔＶtVI+＋ΔＶtAV+ Ｖt-＝Ｖtset- −ΔＶtVI-−ΔＶｔＡＶ−
【００４５】ただし、車速Ｖｔ＋及びＶt-には上下限リ
ミットＶtmin, Ｖtmaxを設けるものとする。このように
して決定した車速Ｖt+及びＶt-を図１で示した車両制御
手段２５に渡し、前述のように、ＬＣＸケーブルなどを
用いてトンネル１１内を走行する車両１３との間で路車
間通信を行い、これら車両の速度制御を行う。なお、本
手段の制御周期はＴV 分とし、設定可能とする。
ミットＶtmin, Ｖtmaxを設けるものとする。このように
して決定した車速Ｖt+及びＶt-を図１で示した車両制御
手段２５に渡し、前述のように、ＬＣＸケーブルなどを
用いてトンネル１１内を走行する車両１３との間で路車
間通信を行い、これら車両の速度制御を行う。なお、本
手段の制御周期はＴV 分とし、設定可能とする。
【００４６】また、車速設定手段２４で決定した車速Ｖ
t+及びＶt-は、図１で示すように、換気計画手段２０に
も出力され換気機運転計画値の算出に用いられる。ここ
で、換気機計画手段２０での換気機計画値の算出に、車
速設定手段２４で決定した車速Ｖt+及びＶt-を用いる理
由を以下に説明する。
t+及びＶt-は、図１で示すように、換気計画手段２０に
も出力され換気機運転計画値の算出に用いられる。ここ
で、換気機計画手段２０での換気機計画値の算出に、車
速設定手段２４で決定した車速Ｖt+及びＶt-を用いる理
由を以下に説明する。
【００４７】すなわち、従来のトンネル換気制御装置で
は車速として実測値や設計速度を用いていたが、これら
による車速の値は変動が激しいため、これらに基づいて
算出される換気機運転量計画値は誤差が大きかった。こ
れに対し、車速設定手段２４で決定した車速Ｖt+及びＶ
t-を用いることにより正確な車速を把握できるため、換
気機運転計画量の計画精度が著しく向上する。さらに計
画時に用いられる煤煙発生量やＣＯ発生量は車速に依存
することが知られているため、これらの値についてもよ
り正確な値を設定することが可能になり、計画精度が向
上する。
は車速として実測値や設計速度を用いていたが、これら
による車速の値は変動が激しいため、これらに基づいて
算出される換気機運転量計画値は誤差が大きかった。こ
れに対し、車速設定手段２４で決定した車速Ｖt+及びＶ
t-を用いることにより正確な車速を把握できるため、換
気機運転計画量の計画精度が著しく向上する。さらに計
画時に用いられる煤煙発生量やＣＯ発生量は車速に依存
することが知られているため、これらの値についてもよ
り正確な値を設定することが可能になり、計画精度が向
上する。
【００４８】このように、トンネル１１内を走行する車
両１３の速度を一定値に制御することが可能になるた
め、交通換気力の変動が著しく減少し、風速及び汚染濃
度の変動幅が小さくなる。その結果、換気機を運転する
際のマージンが少なくて済み、運転量を低減することに
より省エネルギーを図ることができる。
両１３の速度を一定値に制御することが可能になるた
め、交通換気力の変動が著しく減少し、風速及び汚染濃
度の変動幅が小さくなる。その結果、換気機を運転する
際のマージンが少なくて済み、運転量を低減することに
より省エネルギーを図ることができる。
【００４９】同じく車両速度を一定値に制御可能である
ことから、車両１３からの汚染物質発生量（速度に依存
する）の変動が少なくなり、汚染濃度の変動幅が小さく
なる。その結果、換気機を運転する際のマージンが少な
くて済み、運転量を低減できることにより省エネを図る
ことができる。
ことから、車両１３からの汚染物質発生量（速度に依存
する）の変動が少なくなり、汚染濃度の変動幅が小さく
なる。その結果、換気機を運転する際のマージンが少な
くて済み、運転量を低減できることにより省エネを図る
ことができる。
【００５０】また、汚染濃度の悪化や風速の低下が生じ
た場合は、車速の設定値を変更して順方向の交通換気力
（換気を助ける）を強め、逆方向の交通換気力（換気を
妨げる）を弱めることにより、換気機の運転を助けるこ
とができる。その結果、換気機の運転量が減少し、省エ
ネを図ることができる。
た場合は、車速の設定値を変更して順方向の交通換気力
（換気を助ける）を強め、逆方向の交通換気力（換気を
妨げる）を弱めることにより、換気機の運転を助けるこ
とができる。その結果、換気機の運転量が減少し、省エ
ネを図ることができる。
【００５１】このようなトンネル１１内を走行する車両
１３の走行速度を制御することが可能になるため、トン
ネル１１内での事故を著しく低減でき、大惨事の発生を
未然に防ぐことができる。同じく、トンネル１１内、走
行車両１３の走行速度を制御できるので、ドライバの視
野は最低限に確保できればよく、ＶＩ目標値を低めに設
定できることにより、換気機の消費電力を著しく低減で
きると共に、トンネル内の照明設備の能力やその消費電
力を低減させることができる。
１３の走行速度を制御することが可能になるため、トン
ネル１１内での事故を著しく低減でき、大惨事の発生を
未然に防ぐことができる。同じく、トンネル１１内、走
行車両１３の走行速度を制御できるので、ドライバの視
野は最低限に確保できればよく、ＶＩ目標値を低めに設
定できることにより、換気機の消費電力を著しく低減で
きると共に、トンネル内の照明設備の能力やその消費電
力を低減させることができる。
【００５２】なお、上記実施の形態では、トンネル１１
内を走行する車両の走行速度のみを制御する場合につい
て説明したが、車間距離の制御なども可能であり、トン
ネル内の車両の車間距離や台数を制御し、交通換気力を
よりきめ細かく制御することにより、上述した各種効果
を一層高めることができる。
内を走行する車両の走行速度のみを制御する場合につい
て説明したが、車間距離の制御なども可能であり、トン
ネル内の車両の車間距離や台数を制御し、交通換気力を
よりきめ細かく制御することにより、上述した各種効果
を一層高めることができる。
【００５３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、トンネル
内を走行する車両に対し、トンネル内の各種条件に応じ
て決定した車両速度指令値を路線側から与え、前記車両
を指令速度で自動走行させているので、交通換気力を容
易に利用できるなど、換気機の運転制御を安定して行う
ことができ、省エネルギー効果も増大する。
内を走行する車両に対し、トンネル内の各種条件に応じ
て決定した車両速度指令値を路線側から与え、前記車両
を指令速度で自動走行させているので、交通換気力を容
易に利用できるなど、換気機の運転制御を安定して行う
ことができ、省エネルギー効果も増大する。
【図１】本発明によるトンネル内車両走行制御装置の一
実施の形態を示すブロック図である。
実施の形態を示すブロック図である。
【図２】 本発明において、ＶＩ計測値に応じて車速設
定値を変更する方法を説明する特性図である。
定値を変更する方法を説明する特性図である。
【図３】本発明において、ＣＯ計測値に応じて車速設定
値を変更する方法を説明する特性図である。
値を変更する方法を説明する特性図である。
【図４】本発明において、ＡＶ計測値に応じて車速設定
値を変更する方法を説明する特性図である。
値を変更する方法を説明する特性図である。
１１…トンネル １２…換気機としてのジェットファン １３…車両 １５…空気汚染状態を計測するセンサーである煙霧透過
率計（ＶＩ計） １６…空気汚染状態を計測するセンサーである一酸化炭
素濃度計（ＣＯ計） １７…風速を計測するＡＶ計 ２４…車速設定手段 ２５…車両制御手段。
率計（ＶＩ計） １６…空気汚染状態を計測するセンサーである一酸化炭
素濃度計（ＣＯ計） １７…風速を計測するＡＶ計 ２４…車速設定手段 ２５…車両制御手段。
Claims (7)
- 【請求項１】 トンネル内を走行する車両に対し、路線
側から走行速度指令を与え、前記車両を指令速度で自動
走行させることを特徴とするトンネル内車両走行制御方
法。 - 【請求項２】 トンネル内の空気汚染状態計測値に応じ
て車両速度指令値を決定することを特徴とする請求項１
に記載のトンネル内車両走行制御方法。 - 【請求項３】 トンネル内の風速計測値に応じて車両速
度指令値を決定することを特徴とする請求項１に記載の
トンネル内車両走行制御方法。 - 【請求項４】 トンネル内の空気汚染状態計測値及びト
ンネル内の風速計測値に応じて車両速度指令値を決定す
ることを特徴とする請求項１に記載のトンネル内車両走
行制御方法。 - 【請求項５】 トンネル内に生じる物理現象を測定する
センサーと、 このセンサーによる計測値に基づきトンネル内を走行す
る車両速度を決定する車速設定手段と、 この車速設定手段によって決定された車両速度をトンネ
ル内を走行する自動運転可能な車両に対して走行速度指
令として与える車両制御手段と、を備えたことを特徴と
するトンネル内車両走行制御装置。 - 【請求項６】 センサーは、トンネル内の空気汚染状態
を計測するものであることを特徴とする請求項５に記載
のトンネル内車両走行制御装置。 - 【請求項７】 センサーは、トンネル内の風速を計測す
るものであることを特徴とする請求項５に記載のトンネ
ル内車両走行制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28580698A JP3778539B2 (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | トンネル内車両走行制御方法及びその装置 |
| US09/414,702 US6186888B1 (en) | 1998-10-08 | 1999-10-08 | System and method for controlling ventilation in a tunnel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28580698A JP3778539B2 (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | トンネル内車両走行制御方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000110500A true JP2000110500A (ja) | 2000-04-18 |
| JP3778539B2 JP3778539B2 (ja) | 2006-05-24 |
Family
ID=17696336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28580698A Expired - Fee Related JP3778539B2 (ja) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | トンネル内車両走行制御方法及びその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6186888B1 (ja) |
| JP (1) | JP3778539B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462595C1 (ru) * | 2011-11-01 | 2012-09-27 | Открытое акционерное общество "Трансинжстрой" | Способ вентиляции метрополитена |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001082097A (ja) * | 1999-09-13 | 2001-03-27 | Toshiba Corp | トンネル換気制御装置 |
| NL1030639C2 (nl) * | 2005-12-09 | 2007-06-12 | Antonius Theodorus Ceci Hauzer | Ventilatiesysteem voor tunneltraject of overdekte weg. |
| JP5599511B2 (ja) * | 2010-07-27 | 2014-10-01 | ヨシプ・パヴェティッチ | 通常状態及び火災状態におけるトンネル換気方法及びシステム |
| CN102636328B (zh) * | 2012-04-11 | 2015-02-04 | 中铁西南科学研究院有限公司 | 一种曲线隧道通风沿程摩擦阻力系数模拟试验方法 |
| CN104405427B (zh) * | 2014-11-21 | 2017-04-05 | 黑龙江科技大学 | 一种煤矿用通风系统 |
| US10913178B2 (en) | 2018-02-15 | 2021-02-09 | Electricwaze LLC | Conduit segment casting mold and method of forming a conduit segment |
| US10145241B1 (en) | 2018-02-15 | 2018-12-04 | Electricwaze LLC | Roadway conduit systems and methods |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04198599A (ja) | 1990-11-28 | 1992-07-17 | Toshiba Corp | 道路トンネルの換気制御装置 |
-
1998
- 1998-10-08 JP JP28580698A patent/JP3778539B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-08 US US09/414,702 patent/US6186888B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462595C1 (ru) * | 2011-11-01 | 2012-09-27 | Открытое акционерное общество "Трансинжстрой" | Способ вентиляции метрополитена |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3778539B2 (ja) | 2006-05-24 |
| US6186888B1 (en) | 2001-02-13 |
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| JPH08165900A (ja) | 道路トンネル換気制御装置 |
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