JP2003230206A - 自動列車運転装置 - Google Patents
自動列車運転装置Info
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- JP2003230206A JP2003230206A JP2002022788A JP2002022788A JP2003230206A JP 2003230206 A JP2003230206 A JP 2003230206A JP 2002022788 A JP2002022788 A JP 2002022788A JP 2002022788 A JP2002022788 A JP 2002022788A JP 2003230206 A JP2003230206 A JP 2003230206A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
(57)【要約】
【課題】そこで本発明は、自動列車運転装置を運行する
ために必要なデータ収集作業を、走行予定の路線に列車
が往復走行するだけで収集可能とする装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】列車走行中に列車抵抗と路線抵抗の情報を
収集する列車特性学習手段と、前記列車特性学習手段に
より採取された列車に関する情報基づき列車の最適な運
転パターンを算出しこのパターンに基づき列車を自動運
転する自動列車運転手段と、を備えることを特徴とする
自動列車運転装置。
ために必要なデータ収集作業を、走行予定の路線に列車
が往復走行するだけで収集可能とする装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】列車走行中に列車抵抗と路線抵抗の情報を
収集する列車特性学習手段と、前記列車特性学習手段に
より採取された列車に関する情報基づき列車の最適な運
転パターンを算出しこのパターンに基づき列車を自動運
転する自動列車運転手段と、を備えることを特徴とする
自動列車運転装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動列車運転装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より列車は、時間通りに正確に目的
地に到達出来るという特徴を持っているため、多くの人
々が、通勤や通学などの移動の手段としての利用されて
きた。現在の列車は、運転士が運転している。しかし、
一人前の運転士を育成するためには多くのコストと時間
がかかる。そこで、無人化の一環として自動列車運転装
置について研究がなされることとなった。列車及び運転
装置について図を参照して説明する。図２は列車の構成
図である。図３は自動列車運転パターンである。データ
保存部１の出力は自動列車運転装置２に入力される。地
上子検出器３の出力は自動列車運転装置２に入力され
る。速度検出器４の出力は、自動列車運転装置２に入力
される。自動列車運転装置２の出力は、駆動装置５と制
動装置６に入力される。このように構成された列車にお
いて、自動列車運転装置２は、データ保存部１から自動
列車運転装置２に入力された路線条件,車両条件,ダイヤ
についてのデータと、地上子検出器３から自動列車運転
装置２に入力された位置についてのデータと、速度検出
器４から自動列車運転装置２に入力された列車の速度に
ついてのデータと、列車外より信号として自動列車運転
装置２に入力される制限速度,ATC信号,運行条件につい
てのデータを使用して自動列車運転パターン（図３参
照）を作成する。自動列車運転パターン（図３参照）
は、列車の現時点での位置を基準として、列車の運行速
度を決定する方式の運転計画である。駆動装置５と制動
装置６は、自動列車運転装置２から駆動装置５と制動装
置６に入力された加減速指令に従って、加減速を行う。
地に到達出来るという特徴を持っているため、多くの人
々が、通勤や通学などの移動の手段としての利用されて
きた。現在の列車は、運転士が運転している。しかし、
一人前の運転士を育成するためには多くのコストと時間
がかかる。そこで、無人化の一環として自動列車運転装
置について研究がなされることとなった。列車及び運転
装置について図を参照して説明する。図２は列車の構成
図である。図３は自動列車運転パターンである。データ
保存部１の出力は自動列車運転装置２に入力される。地
上子検出器３の出力は自動列車運転装置２に入力され
る。速度検出器４の出力は、自動列車運転装置２に入力
される。自動列車運転装置２の出力は、駆動装置５と制
動装置６に入力される。このように構成された列車にお
いて、自動列車運転装置２は、データ保存部１から自動
列車運転装置２に入力された路線条件,車両条件,ダイヤ
についてのデータと、地上子検出器３から自動列車運転
装置２に入力された位置についてのデータと、速度検出
器４から自動列車運転装置２に入力された列車の速度に
ついてのデータと、列車外より信号として自動列車運転
装置２に入力される制限速度,ATC信号,運行条件につい
てのデータを使用して自動列車運転パターン（図３参
照）を作成する。自動列車運転パターン（図３参照）
は、列車の現時点での位置を基準として、列車の運行速
度を決定する方式の運転計画である。駆動装置５と制動
装置６は、自動列車運転装置２から駆動装置５と制動装
置６に入力された加減速指令に従って、加減速を行う。
【０００３】運転装置は、予め入力しておいたデータに
従い、自動列車運転パターンを作成し、この自動列車運
転パターンに、従い運転するものとして実用化されてい
る。運転装置を利用することにより、無駄な加減速が抑
えられ少ない消費エネルギーで運行することが出来るよ
うになった。
従い、自動列車運転パターンを作成し、この自動列車運
転パターンに、従い運転するものとして実用化されてい
る。運転装置を利用することにより、無駄な加減速が抑
えられ少ない消費エネルギーで運行することが出来るよ
うになった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、運転装置を使
用する前には、運行予定の列車のデータ（走行抵抗，列
車重量）を全て各車両ごとに測定し入力しなければなら
なかった。各車両毎に列車のデータ（走行抵抗，列車重
量）を入力するために、各車両ごとに運行予定である路
線を数往復走らなければならないため、路線を走れるよ
うになるまで、３ヶ月〜６ヶ月という時間がかかってい
る。路線の経路を1ｋｍ変更しただけでも、運転装置を
使用するために、車両毎に何度も運行予定の路線走行さ
せる必要があった。そこで本発明は、運転装置を運行す
るために必要なデータ収集作業を、走行予定の路線に列
車が往復走行するだけで収集可能とする装置を提供する
ことを目的とする。
用する前には、運行予定の列車のデータ（走行抵抗，列
車重量）を全て各車両ごとに測定し入力しなければなら
なかった。各車両毎に列車のデータ（走行抵抗，列車重
量）を入力するために、各車両ごとに運行予定である路
線を数往復走らなければならないため、路線を走れるよ
うになるまで、３ヶ月〜６ヶ月という時間がかかってい
る。路線の経路を1ｋｍ変更しただけでも、運転装置を
使用するために、車両毎に何度も運行予定の路線走行さ
せる必要があった。そこで本発明は、運転装置を運行す
るために必要なデータ収集作業を、走行予定の路線に列
車が往復走行するだけで収集可能とする装置を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の自動列車運転装
置は、列車走行中に列車特性と路線特性の情報を収集す
る列車特性学習手段と、前記列車特性学習手段により採
取された列車に関する情報に基づき列車の最適な運転パ
ターンを算出しこのパターンに基づき列車を自動運転す
る自動列車運転手段とを備えることを特徴とする。
置は、列車走行中に列車特性と路線特性の情報を収集す
る列車特性学習手段と、前記列車特性学習手段により採
取された列車に関する情報に基づき列車の最適な運転パ
ターンを算出しこのパターンに基づき列車を自動運転す
る自動列車運転手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明に基づ
く第１の実施形態について図を参照し詳細に説明する。
図１は、自動列車運転装置とデータ保存部の構成図であ
る。自動列車運転装置２は、列車特性学習手段である列
車特性学習装置７と自動列車運転手段である自動運転制
御部８より構成されている。列車特性学習装置７は、列
車の特性データ（列車抵抗，無駄時間など（後述））や
路線データを列車が走行中に取得する。列車特性学習装
置７により取得されたデータは、データ保存部１に保存
される。列車特性学習装置７により取得され、データ保
存部１に保存されたデータは、自動運転制御部８に出力
される。自動運転制御部８では、列車特性学習装置７に
より取得されデータ保存部１に保存されたデータに基づ
き、走行計画を立案する。この走行計画に基づき、列車
は自動運転される。列車特性学習装置７は、データ保存
手段であるデータ保存部１，列車重量算出手段，力行牽
引力偏差検出手段である列車重量算出部９，列車抵抗算
出手段である列車抵抗算出部１０，ブレーキ力算出手
段，ブレーキ力偏差検出手段であるブレーキ力算出部１
１，無駄時間算出手段である無駄時間算出部１２，乗車
率算出手段である乗車率算出部１３，列車の速度を検出
するにより構成されている。
く第１の実施形態について図を参照し詳細に説明する。
図１は、自動列車運転装置とデータ保存部の構成図であ
る。自動列車運転装置２は、列車特性学習手段である列
車特性学習装置７と自動列車運転手段である自動運転制
御部８より構成されている。列車特性学習装置７は、列
車の特性データ（列車抵抗，無駄時間など（後述））や
路線データを列車が走行中に取得する。列車特性学習装
置７により取得されたデータは、データ保存部１に保存
される。列車特性学習装置７により取得され、データ保
存部１に保存されたデータは、自動運転制御部８に出力
される。自動運転制御部８では、列車特性学習装置７に
より取得されデータ保存部１に保存されたデータに基づ
き、走行計画を立案する。この走行計画に基づき、列車
は自動運転される。列車特性学習装置７は、データ保存
手段であるデータ保存部１，列車重量算出手段，力行牽
引力偏差検出手段である列車重量算出部９，列車抵抗算
出手段である列車抵抗算出部１０，ブレーキ力算出手
段，ブレーキ力偏差検出手段であるブレーキ力算出部１
１，無駄時間算出手段である無駄時間算出部１２，乗車
率算出手段である乗車率算出部１３，列車の速度を検出
するにより構成されている。
【０００７】データ保存部１の出力は、列車重量算出部
９，列車抵抗算出部１０，ブレーキ力算出部１１，乗車
率算出部１３，自動運転制御部８に入力される。列車重
量算出部９の出力は、データ保存部１に入力される。列
車抵抗算出部１０の出力は、データ保存部１に入力され
る。ブレーキ力算出部１１の出力は、データ保存部１に
入力される。無駄時間算出部１２の出力は、データ保存
部１に入力される。乗車率算出部１３の出力は、データ
保存部１に入力される。運転制御部８の出力は、列車重
量算出部９，ブレーキ力算出部１１，無駄時間算出部１
２，乗車率算出部１３に入力される。Ｆｒ列車重量算出
部９は、列車が加速を行っている力行時にデータ保存部
１より列車抵抗値，自動運転制御部８より力行牽引力値
Ｆ，現時点での列車の速度Ｖを入力される。列車重量算
出部９は、列車抵抗値Ｆｒと力行牽引力値Ｆと列車の速
度Ｖより、数式1を用いて演算し列車重量Mを算出する。
列車重量算出部９により求められた列車重量Ｍは、デー
タ保存部により保存される。数式１において、Mは列車
重量，Ｆは力行牽引力値，Ｆｒは列車抵抗値，αは列車
加速度である。列車加速度αは列車速度Ｖより求めるこ
とが出来る。
９，列車抵抗算出部１０，ブレーキ力算出部１１，乗車
率算出部１３，自動運転制御部８に入力される。列車重
量算出部９の出力は、データ保存部１に入力される。列
車抵抗算出部１０の出力は、データ保存部１に入力され
る。ブレーキ力算出部１１の出力は、データ保存部１に
入力される。無駄時間算出部１２の出力は、データ保存
部１に入力される。乗車率算出部１３の出力は、データ
保存部１に入力される。運転制御部８の出力は、列車重
量算出部９，ブレーキ力算出部１１，無駄時間算出部１
２，乗車率算出部１３に入力される。Ｆｒ列車重量算出
部９は、列車が加速を行っている力行時にデータ保存部
１より列車抵抗値，自動運転制御部８より力行牽引力値
Ｆ，現時点での列車の速度Ｖを入力される。列車重量算
出部９は、列車抵抗値Ｆｒと力行牽引力値Ｆと列車の速
度Ｖより、数式1を用いて演算し列車重量Mを算出する。
列車重量算出部９により求められた列車重量Ｍは、デー
タ保存部により保存される。数式１において、Mは列車
重量，Ｆは力行牽引力値，Ｆｒは列車抵抗値，αは列車
加速度である。列車加速度αは列車速度Ｖより求めるこ
とが出来る。
【０００８】
【数１】
列車重量算出部９は力行牽引力偏差検出手段として、力
行牽引力値Ｆについても、列車重量算出部９が算出した
列車重量Mを使用し、速度Ｖの値が列車重量Ｍを算出し
た時点で使用した値V１と異なる時には、数式１に代入
し正確な力行牽引力値Ｆを求めることが出来る。この力
行牽引力値Ｆと自動運転制御部8から指令されている力
行牽引指令力指令値Ｆｋとの偏差も列車重量算出部９
が、測定することが出来る。力行牽引力指令値Ｆｋと力
行牽引力値Ｆとの偏差は、データ保存部１に出力され保
存される。力行牽引力指令値Ｆｋと力行牽引力値Ｆとの
偏差を測定できるため、測定時の力行牽引指令値Ｆｋ
に、力行牽引力指令値Ｆｋと力行牽引力値Ｆとの偏差分
だけ加算してその値を、新たな力行牽引値指令力Ｆｋと
して算出するといった処理を行うとより正確な列車自動
運転が可能となる。列車抵抗算出部10は、列車惰行時に
データ保存部１より列車重量Ｍ，速度Ｖを入力される。
データ保存部１により入力された列車重量Ｍ，速度Ｖよ
り、数式２を用いて列車抵抗値Ｆｒを算出する。列車惰
行時には、力行牽引力は働いていないため力行牽引力値
Ｆは０となる。力行牽引力値Ｆが０となるため、数式１
を変形して数式２が導かれる。数式２より算出された列
車抵抗値Ｆｒは、データ保存部に出力され保存される。
数式２において、Mは列車重量，Ｆは力行牽引力値，Ｆ
ｒは列車抵抗値，αは列車加速度である。列車加速度α
は列車速度Ｖより求めることが出来る。
行牽引力値Ｆについても、列車重量算出部９が算出した
列車重量Mを使用し、速度Ｖの値が列車重量Ｍを算出し
た時点で使用した値V１と異なる時には、数式１に代入
し正確な力行牽引力値Ｆを求めることが出来る。この力
行牽引力値Ｆと自動運転制御部8から指令されている力
行牽引指令力指令値Ｆｋとの偏差も列車重量算出部９
が、測定することが出来る。力行牽引力指令値Ｆｋと力
行牽引力値Ｆとの偏差は、データ保存部１に出力され保
存される。力行牽引力指令値Ｆｋと力行牽引力値Ｆとの
偏差を測定できるため、測定時の力行牽引指令値Ｆｋ
に、力行牽引力指令値Ｆｋと力行牽引力値Ｆとの偏差分
だけ加算してその値を、新たな力行牽引値指令力Ｆｋと
して算出するといった処理を行うとより正確な列車自動
運転が可能となる。列車抵抗算出部10は、列車惰行時に
データ保存部１より列車重量Ｍ，速度Ｖを入力される。
データ保存部１により入力された列車重量Ｍ，速度Ｖよ
り、数式２を用いて列車抵抗値Ｆｒを算出する。列車惰
行時には、力行牽引力は働いていないため力行牽引力値
Ｆは０となる。力行牽引力値Ｆが０となるため、数式１
を変形して数式２が導かれる。数式２より算出された列
車抵抗値Ｆｒは、データ保存部に出力され保存される。
数式２において、Mは列車重量，Ｆは力行牽引力値，Ｆ
ｒは列車抵抗値，αは列車加速度である。列車加速度α
は列車速度Ｖより求めることが出来る。
【０００９】
【数２】
列車抵抗値Ｆｒは、「運転理論（直流交流電気機関車）
交友社編」などに示されるように通常の列車（高速車両
の場合は多少異なる）では、勾配抵抗値Ｆｒｇと曲線抵
抗値Ｆｒｃと走行抵抗値Ｆｒａの和として数式３のよう
に表される。また、勾配抵抗値Ｆｒｇ，走行抵抗値Ｆｒ
ａ，曲線抵抗値Ｆｒｃも数式４，数式５，数式６のよう
に表されることが知られている。惰行時に列車抵抗値Ｆ
ｒが、列車重量Ｍと速度Ｖにより算出されるため、列車
抵抗算出部１０では、勾配抵抗値Ｆｒｇ，走行抵抗値Ｆ
ｒａも算出する。走行抵抗値Ｆｒａは、速度Ｖより算出
する。また曲線抵抗値Ｆｒｃは、あらかじめデータ保存
部１に保存されたデータを使用する。列車抵抗値Ｆｒ、
走行抵抗値Ｆｒ，曲線抵抗値Ｆｒｃが数値データとして
使用できるため、列車抵抗算出部１０が勾配抵抗値Ｆｒ
ｇを、数式３の変形により算出する。列車抵抗１０によ
り算出された勾配抵抗値Ｆｒｇは、データ保存部１に出
力され保存される。数式４において、ｓは勾配[％]（上
がりの場合は正、下りの場合は負）を表す。数式５にお
いて、Ａ，Ｂ，Ｃは係数、Vは速度[ｋｍ/ｈ]を表す。数
式６において、ｒは曲線半径[ｍ]を表す。列車抵抗算出
部が、列車走行時に、勾配抵抗値や列車抵抗値を測定で
きるため、正確なデータを測定できる。また、走行予定
である路線を一往復すればデータを測定できるため、時
間短縮といった効果も大きい。数式３，数式４，数式
５，数式６において、列車抵抗はＦｒ，列車抵抗値はＦ
ｒ、走行抵抗値はＦｒ，曲線抵抗値はＦｒｃを表す。
Ａ，Ｂ，Ｃは係数 ｒは曲線半径を表す。
交友社編」などに示されるように通常の列車（高速車両
の場合は多少異なる）では、勾配抵抗値Ｆｒｇと曲線抵
抗値Ｆｒｃと走行抵抗値Ｆｒａの和として数式３のよう
に表される。また、勾配抵抗値Ｆｒｇ，走行抵抗値Ｆｒ
ａ，曲線抵抗値Ｆｒｃも数式４，数式５，数式６のよう
に表されることが知られている。惰行時に列車抵抗値Ｆ
ｒが、列車重量Ｍと速度Ｖにより算出されるため、列車
抵抗算出部１０では、勾配抵抗値Ｆｒｇ，走行抵抗値Ｆ
ｒａも算出する。走行抵抗値Ｆｒａは、速度Ｖより算出
する。また曲線抵抗値Ｆｒｃは、あらかじめデータ保存
部１に保存されたデータを使用する。列車抵抗値Ｆｒ、
走行抵抗値Ｆｒ，曲線抵抗値Ｆｒｃが数値データとして
使用できるため、列車抵抗算出部１０が勾配抵抗値Ｆｒ
ｇを、数式３の変形により算出する。列車抵抗１０によ
り算出された勾配抵抗値Ｆｒｇは、データ保存部１に出
力され保存される。数式４において、ｓは勾配[％]（上
がりの場合は正、下りの場合は負）を表す。数式５にお
いて、Ａ，Ｂ，Ｃは係数、Vは速度[ｋｍ/ｈ]を表す。数
式６において、ｒは曲線半径[ｍ]を表す。列車抵抗算出
部が、列車走行時に、勾配抵抗値や列車抵抗値を測定で
きるため、正確なデータを測定できる。また、走行予定
である路線を一往復すればデータを測定できるため、時
間短縮といった効果も大きい。数式３，数式４，数式
５，数式６において、列車抵抗はＦｒ，列車抵抗値はＦ
ｒ、走行抵抗値はＦｒ，曲線抵抗値はＦｒｃを表す。
Ａ，Ｂ，Ｃは係数 ｒは曲線半径を表す。
【００１０】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
ブレーキ力算出部１１は、自動運転制御部８より列車速
度V，ブレーキ指令値Ｆｓ，データ保存部１より、列車
重量Ｍ，列車抵抗値Ｆｒを入力される。ブレーキ力算出
部１１は、列車速度Ｖ，列車重量Ｍ，列車抵抗値Ｆｒよ
り数式７を用いて演算しブレーキ力値Ｆｂを算出する。
ブレーキ力算出部１１により算出されたブレーキ力値Ｆ
ｂはデータ保存部１に出力され保存される。数式７にお
いてはブレーキ力値はＦｂ，重量はＭ，加速度はα，列
車抵抗値はＦｒとして表示する。
度V，ブレーキ指令値Ｆｓ，データ保存部１より、列車
重量Ｍ，列車抵抗値Ｆｒを入力される。ブレーキ力算出
部１１は、列車速度Ｖ，列車重量Ｍ，列車抵抗値Ｆｒよ
り数式７を用いて演算しブレーキ力値Ｆｂを算出する。
ブレーキ力算出部１１により算出されたブレーキ力値Ｆ
ｂはデータ保存部１に出力され保存される。数式７にお
いてはブレーキ力値はＦｂ，重量はＭ，加速度はα，列
車抵抗値はＦｒとして表示する。
【００１１】
【数７】
ブレーキ力算出部１１はブレーキ力偏差検出手段とし
て、ブレーキ力算出部１１が算出したブレーキ力値Ｆｂ
とブレーキ指令値Ｆｓとの偏差Ｆｈを算出（数式８参
照）される。ブレーキ算出部１１が算出したブレーキ力
値Ｆｂとブレーキ指令値Ｆｓとの偏差Ｆｈは、保存部１
に出力され、保存部１に保存される。偏差Ｆｈ測定時の
ブレーキ指令値Ｆｓに、ブレーキ力算出部１１が算出し
たブレーキ力値Ｆｂとブレーキ指令値Ｆｓとの偏差Ｆｈ
を加算し新たなブレーキ力指令値Ｆｓを算出するという
方法を使用すれば、より正確にブレーキ力値Ｆｂを列車
に対して働かせることが出来る。数式８において、ブレ
ーキ力値はＦｂ，ブレーキ指令値はＦｓ，偏差はＦｈと
して表示する。
て、ブレーキ力算出部１１が算出したブレーキ力値Ｆｂ
とブレーキ指令値Ｆｓとの偏差Ｆｈを算出（数式８参
照）される。ブレーキ算出部１１が算出したブレーキ力
値Ｆｂとブレーキ指令値Ｆｓとの偏差Ｆｈは、保存部１
に出力され、保存部１に保存される。偏差Ｆｈ測定時の
ブレーキ指令値Ｆｓに、ブレーキ力算出部１１が算出し
たブレーキ力値Ｆｂとブレーキ指令値Ｆｓとの偏差Ｆｈ
を加算し新たなブレーキ力指令値Ｆｓを算出するという
方法を使用すれば、より正確にブレーキ力値Ｆｂを列車
に対して働かせることが出来る。数式８において、ブレ
ーキ力値はＦｂ，ブレーキ指令値はＦｓ，偏差はＦｈと
して表示する。
【００１２】
【数８】
無駄時間算出部には、ブレーキ時において、自動運転制
御部８よりブレーキ指令値Ｆｓが出力された時刻Ｔ１の
データと列車速度が減速した時刻Ｔ２のデータが入力さ
れる。無駄時間算出部１１は、ブレーキ指令値Ｆｓが出
力された時刻Ｔ １のデータと列車速度が減速した時刻Ｔ
２のデータの偏差Ｔｈを算出する（数式９参照）。無駄
時間算出部１１により算出された偏差Ｔｈは、データ保
存部１に出力され保存される。無駄時間Ｔｈは、実際の
ブレーキ指令が自動運転制御部８から指令されてから、
ブレーキ指令が駆動装置５や制動装置６に到達し作動す
るまでの時間を表す。無駄時間Ｔｈを測定することによ
り、無駄時間Ｔｈを考慮した上で走行計画を立案するこ
とにより、正確かつ安全な走行計画を立てることが出来
る。数式９において、自動運転制御部８よりブレーキ指
令値Ｆが出力された時刻はＴ１，列車速度が減速した時
刻はＴ２，無駄時間はＴｈとして表示する。
御部８よりブレーキ指令値Ｆｓが出力された時刻Ｔ１の
データと列車速度が減速した時刻Ｔ２のデータが入力さ
れる。無駄時間算出部１１は、ブレーキ指令値Ｆｓが出
力された時刻Ｔ １のデータと列車速度が減速した時刻Ｔ
２のデータの偏差Ｔｈを算出する（数式９参照）。無駄
時間算出部１１により算出された偏差Ｔｈは、データ保
存部１に出力され保存される。無駄時間Ｔｈは、実際の
ブレーキ指令が自動運転制御部８から指令されてから、
ブレーキ指令が駆動装置５や制動装置６に到達し作動す
るまでの時間を表す。無駄時間Ｔｈを測定することによ
り、無駄時間Ｔｈを考慮した上で走行計画を立案するこ
とにより、正確かつ安全な走行計画を立てることが出来
る。数式９において、自動運転制御部８よりブレーキ指
令値Ｆが出力された時刻はＴ１，列車速度が減速した時
刻はＴ２，無駄時間はＴｈとして表示する。
【００１３】
【数９】
乗車率算出部１３は、データ保存部１より空車時の列車
重量Ｍｋと現時点での列車重量Ｍ，満車の際の乗客の人
数Ｎ，人間の平均体重Ｍｃを入力される。乗車率算出部
１３は、空車時の列車重量Ｍｋと現時点での列車重量
Ｍ，満車の際の乗客の人数Ｎ，人間の平均体重Ｍｃより
数式１０を用いて演算し乗車率推定値Ｍｒａｔｅを算出
する。乗車率算出部１３が算出した、乗車率推定値Ｍｒ
ａｔｅは、データ保存部１に入力され、データ保存部１
に保存される。数式１０において、空車時の列車重量は
Ｍｋ，現時点での列車重量はＭ，満車の際の乗客の人数
はＮ，人間の平均体重はＭｃ，乗車率推定値はＭｒａｔ
ｅとして表示している。
重量Ｍｋと現時点での列車重量Ｍ，満車の際の乗客の人
数Ｎ，人間の平均体重Ｍｃを入力される。乗車率算出部
１３は、空車時の列車重量Ｍｋと現時点での列車重量
Ｍ，満車の際の乗客の人数Ｎ，人間の平均体重Ｍｃより
数式１０を用いて演算し乗車率推定値Ｍｒａｔｅを算出
する。乗車率算出部１３が算出した、乗車率推定値Ｍｒ
ａｔｅは、データ保存部１に入力され、データ保存部１
に保存される。数式１０において、空車時の列車重量は
Ｍｋ，現時点での列車重量はＭ，満車の際の乗客の人数
はＮ，人間の平均体重はＭｃ，乗車率推定値はＭｒａｔ
ｅとして表示している。
【００１４】
【数１０】
このように構成された列車特性学習装置２において、列
車重量算出部９は列車重量M列車力行時に算出すること
が出来、データ保存部１を介して乗車率算出部に現時点
での列車重量Mを出力することが出来る。そのため、駅
間毎の乗車率Ｍｒａｔｅを推定することが出来る。駅間
に乗車率Ｍｒａｔｅを推定することが出来るため、駅毎
の乗車率の推移や時間による乗車率の推移の解析をする
ことが出来る。また、列車重量算出部９が、現時点での
列車重量Mを算出できるので、列車抵抗値Ｆｒや勾配抵
抗値Ｆｒｇについても正確なデータを算出する事が出来
る。自動運転制御部８については、例えば特開平５−１
９３５０２や特開平６−２８４５１９に開示されるもの
のように、列車の現在の位置を地上子と列車速度と経過
時間から検出し、自動列車運転パターン（図３参照（縦
軸は速度 横軸は距離（位置）））に基づき目標速度を
決定する。この目標速度に追従するように列車を自動運
転制御をするといったものなどがある。この他にも、走
行距離と地上子から位置を検出するといった方法もある
ため、自動運転制御部の制御方式については、限定しな
い。
車重量算出部９は列車重量M列車力行時に算出すること
が出来、データ保存部１を介して乗車率算出部に現時点
での列車重量Mを出力することが出来る。そのため、駅
間毎の乗車率Ｍｒａｔｅを推定することが出来る。駅間
に乗車率Ｍｒａｔｅを推定することが出来るため、駅毎
の乗車率の推移や時間による乗車率の推移の解析をする
ことが出来る。また、列車重量算出部９が、現時点での
列車重量Mを算出できるので、列車抵抗値Ｆｒや勾配抵
抗値Ｆｒｇについても正確なデータを算出する事が出来
る。自動運転制御部８については、例えば特開平５−１
９３５０２や特開平６−２８４５１９に開示されるもの
のように、列車の現在の位置を地上子と列車速度と経過
時間から検出し、自動列車運転パターン（図３参照（縦
軸は速度 横軸は距離（位置）））に基づき目標速度を
決定する。この目標速度に追従するように列車を自動運
転制御をするといったものなどがある。この他にも、走
行距離と地上子から位置を検出するといった方法もある
ため、自動運転制御部の制御方式については、限定しな
い。
【００１５】本実施形態の運転制御部８は、従来の自動
運転制御部８にはない無駄時間補正手段，力行牽引力偏
差補正手段，ブレーキ力偏差補正手段を持っている。無
駄時間補正手段である無駄時間補正部（図示しない）
は、無駄時間算出部１２より無駄時間を入力される。無
駄時間補正部（図示しない）は、無駄時間を加味した上
でブレーキ力または力行牽引力開始時間を算出し、力行
牽引力開始時間を制御する。力行牽引力偏差補正手段
（図示しない）は、力行牽引力偏差検出手段である列車
重量算出部９より力行牽引力偏差を入力される。力行牽
引力偏差補正手段（図示しない）は、力行牽引力偏差を
加味した上で新たに力行牽引力指令値を算出し、力行牽
引力を制御する。ブレーキ力偏差補正手段（図示しな
い）は、ブレーキ力算出部よりブレーキ力偏差補正値を
入力される。ブレーキ力偏差補正手段（図示しない）
は、ブレーキ力偏差補正値を加味した上で、新たにブレ
ーキ力指令値を算出し、ブレーキ力を制御する。本発明
に基づく第１の実施形態の自動列車運転装置では、列車
特性学習装置７が、乗車率,列車重量,列車抵抗,ブレー
キ力などのデータを走行中に採取できるため、安全な自
動運転を行う前のデータ収集といった場合だけでなく、
実際に乗客を乗せて運行する際にも、運行時に採取され
たデータにより走行計画を練り直すといった車両にも適
用できる。本実施形態では、列車特性学習装置７にて、
列車走行中にデータを処理する方式を取っているが、デ
ータ処理自体は、列車走行後に処理しても問題はない。
また、本実施形態では、ブレーキ力と記述しているが、
ブレーキノッチも含まれることはいうまでもなく、ブレ
ーキの方法については限定はしない。また、本実施形態
の列車特性学習装置で、雨の日のデータ,季節ごとのデ
ータ,路線ごとのデータ,駅毎のデータなどを採取すると
いうことも考えられるため、路線のデータを一回だけ取
るといったことには限定しない。
運転制御部８にはない無駄時間補正手段，力行牽引力偏
差補正手段，ブレーキ力偏差補正手段を持っている。無
駄時間補正手段である無駄時間補正部（図示しない）
は、無駄時間算出部１２より無駄時間を入力される。無
駄時間補正部（図示しない）は、無駄時間を加味した上
でブレーキ力または力行牽引力開始時間を算出し、力行
牽引力開始時間を制御する。力行牽引力偏差補正手段
（図示しない）は、力行牽引力偏差検出手段である列車
重量算出部９より力行牽引力偏差を入力される。力行牽
引力偏差補正手段（図示しない）は、力行牽引力偏差を
加味した上で新たに力行牽引力指令値を算出し、力行牽
引力を制御する。ブレーキ力偏差補正手段（図示しな
い）は、ブレーキ力算出部よりブレーキ力偏差補正値を
入力される。ブレーキ力偏差補正手段（図示しない）
は、ブレーキ力偏差補正値を加味した上で、新たにブレ
ーキ力指令値を算出し、ブレーキ力を制御する。本発明
に基づく第１の実施形態の自動列車運転装置では、列車
特性学習装置７が、乗車率,列車重量,列車抵抗,ブレー
キ力などのデータを走行中に採取できるため、安全な自
動運転を行う前のデータ収集といった場合だけでなく、
実際に乗客を乗せて運行する際にも、運行時に採取され
たデータにより走行計画を練り直すといった車両にも適
用できる。本実施形態では、列車特性学習装置７にて、
列車走行中にデータを処理する方式を取っているが、デ
ータ処理自体は、列車走行後に処理しても問題はない。
また、本実施形態では、ブレーキ力と記述しているが、
ブレーキノッチも含まれることはいうまでもなく、ブレ
ーキの方法については限定はしない。また、本実施形態
の列車特性学習装置で、雨の日のデータ,季節ごとのデ
ータ,路線ごとのデータ,駅毎のデータなどを採取すると
いうことも考えられるため、路線のデータを一回だけ取
るといったことには限定しない。
【００１６】
【発明の効果】運転装置を運行するために必要なデータ
収集作業を、走行予定の路線に列車が往復走行するだけ
で収集可能とする装置を提供することができる。
収集作業を、走行予定の路線に列車が往復走行するだけ
で収集可能とする装置を提供することができる。
【図１】自動列車運転装置とデータ保存部の構成図
【図２】列車の構成図
【図３】自動列車運転パターンの一例
１…データ保存部
２…自動列車運転装置
３…地上子検出器
４…速度検出器
５…駆動装置
６…制動装置
７…列車特性学習装置
８…自動運転制御部
９…列車重量算出部
１０…列車抵抗算出部
１１…ブレーキ力算出部
１２…無駄時間算出部
１３…乗車率算出部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 南 陽太朗
東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝
府中事業所内
Ｆターム(参考） 5H115 PC01 PG01 QN03 SF02 SF05
SF13 TB01 TO04 TO09 TO10
TO30
Claims (13)
- 【請求項１】列車走行中に列車特性と路線特性の情報を
採取する列車特性学習手段と、前記列車特性学習手段に
より採取された列車に関する情報に基づき列車の最適な
運転パターンを算出しこのパターンに基づき列車を自動
運転する自動列車運転手段とを備えることを特徴とする
自動列車運転装置。 - 【請求項２】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記列車特性学習手段が列車重量算出手段であるこ
と、を特徴とする自動列車運転装置。 - 【請求項３】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記列車特性学習手段が列車抵抗算出手段であるこ
と、を特徴とする自動列車運転装置。 - 【請求項４】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記列車特性学習手段がブレーキ力算出手段である
こと、を特徴とする自動列車運転装置。 - 【請求項５】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記列車特性学習手段が無駄時間算出手段であるこ
とを特徴とする自動列車運転装置。 - 【請求項６】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記列車特性学習手段が乗車率算出手段であるこ
と、を特徴とする自動列車運転装置。 - 【請求項７】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記列車特性学習手段が路線形状算出手段であるこ
とを特徴とする自動列車運転装置。 - 【請求項８】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記列車特性学習手段が勾配抵抗算出手段であるこ
とを特徴とする自動列車運転装置自動列車運転装置。 - 【請求項９】請求項１記載の自動列車運転装置において
前記列車特性学習手段が力行牽引力指令値と力行牽引力
の偏差を検出する力行牽引力偏差検出手段であることを
特徴とする自動列車運転装置。 - 【請求項１０】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記列車特性学習手段がブレーキ力指令値とブレー
キ力の偏差を検出するブレーキ力偏差検出手段であるこ
とを特徴とする自動列車運転装置。 - 【請求項１１】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記自動列車運転制御部が、前記列車特性学習手段
により無駄時間が算出された際に、無駄時間の補正を行
う無駄時間補正手段であることを特徴とする自動列車運
転装置。 - 【請求項１２】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記自動列車運転制御部が、前記列車特性学習手段
により力行牽引力指令値と力行牽引力の偏差が検出され
た際に、力行牽引力指令値と力行牽引力の偏差を補正す
る力行牽引力偏差補正手段であることを特徴とする自動
列車運転装置。 - 【請求項１３】請求項１記載の自動列車運転装置におい
て、前記自動列車運転制御部が、前記列車特性学習手段
によりブレーキ力指令値とブレーキ力の偏差が検出され
た際に、ブレーキ力指令値とブレーキ力の偏差を補正す
るブレーキ力偏差補正手段であることを特徴とする自動
列車運転装置。
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
| JP2002022788A JP3827296B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 自動列車運転装置 |
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| TW095111232A TWI284605B (en) | 2002-01-31 | 2003-01-28 | Automatic train operating device |
| TW095111237A TWI277548B (en) | 2002-01-31 | 2003-01-28 | Automatic train operation device |
| TW095111247A TWI277549B (en) | 2002-01-31 | 2003-01-28 | Automatic fixed-position stop control device for train |
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| CN2008101693543A CN101372235B (zh) | 2002-01-31 | 2003-01-30 | 列车定位停止自动控制装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002022788A JP3827296B2 (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 自動列車運転装置 |
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|---|---|
| JP2003230206A true JP2003230206A (ja) | 2003-08-15 |
| JP3827296B2 JP3827296B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=27745698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3827296B2 (ja) |
| CN (2) | CN1817680B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102849076A (zh) * | 2012-09-19 | 2013-01-02 | 哈尔滨市科技通用机电有限公司 | 列车驾驶辅助系统 |
| CN107340769A (zh) * | 2016-04-28 | 2017-11-10 | 本田技研工业株式会社 | 车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序 |
| CN107885077A (zh) * | 2016-12-19 | 2018-04-06 | 比亚迪股份有限公司 | 列车运行控制方法和装置 |
| US10023162B2 (en) | 2014-09-05 | 2018-07-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Automatic train operation system and brake control device |
| WO2018139012A1 (ja) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | 株式会社日立製作所 | 走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システム |
| EP3363678A1 (en) * | 2017-02-21 | 2018-08-22 | Siemens Rail Automation S.A.U. | System and method for optimizing energy consumption of a guided vehicle during acceleration of the latter |
| JP2019013113A (ja) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 株式会社東芝 | 車両用制御装置 |
| CN109895794A (zh) * | 2017-12-08 | 2019-06-18 | 北京通号国铁城市轨道技术有限公司 | 基于机器学习的列车自动驾驶系统精准停车方法及装置 |
| JP2021035069A (ja) * | 2019-08-15 | 2021-03-01 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 鉄道車両の自動運転装置および列車自動運転システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2905105B1 (fr) * | 2006-08-25 | 2008-11-21 | Alstom Transport Sa | Dispositif de commande regulee de vehicule a precision recentree. |
| US8140203B2 (en) * | 2008-04-08 | 2012-03-20 | General Electric Company | Method for controlling vehicle operation incorporating quick clearing function |
| JP2011087364A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-04-28 | Hitachi Ltd | 自動列車運転装置，定位置停止装置 |
| CN101941450B (zh) * | 2010-08-26 | 2012-07-04 | 北京交大资产经营有限公司 | 列车工况转换控制方法及系统 |
| CN102167065A (zh) * | 2011-03-31 | 2011-08-31 | 北京全路通信信号研究设计院有限公司 | 一种列车停车控制方法及系统 |
| CN102328642B (zh) * | 2011-07-13 | 2014-03-19 | 铁道部运输局 | 根据列车运行速度调节列车制动力的方法及系统 |
| CN102582637A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-07-18 | 北京交通大学 | 混合动力调车的运行工况智能识别评价系统 |
| JP6334282B2 (ja) * | 2014-06-11 | 2018-05-30 | 株式会社東芝 | 情報処理装置および運転曲線作成方法 |
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| CN108082225A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-05-29 | 江苏添仂智能科技有限公司 | 基于uwb传感器作为轨道信标对轨道无人车进站进行自动控制的方法 |
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| CN110539780B (zh) * | 2018-11-27 | 2022-02-11 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 列车行驶提示方法及装置 |
| CN109883598B (zh) * | 2019-04-15 | 2021-06-04 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种轨道机车牵引力的检测方法 |
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| CN112298286B (zh) * | 2020-10-21 | 2022-07-12 | 卡斯柯信号有限公司 | 一种基于禁止能量监控区域的列车停车方法 |
| CN112319537B (zh) * | 2020-10-27 | 2022-05-06 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 列车空气制动状态实时评估方法、系统、存储介质 |
-
2002
- 2002-01-31 JP JP2002022788A patent/JP3827296B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-01-30 CN CN2006100597022A patent/CN1817680B/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-30 CN CN2008101693543A patent/CN101372235B/zh not_active Expired - Lifetime
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