JP2004082981A - Ato装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】列車を所定の停止位置に正確に停止できるようにする。
【解決手段】先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段とを有する。
【選択図】 図2
【解決手段】先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段とを有する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車を自動運転するATO装置に係り、特に、定点停止精度を向上させることができるようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、列車(電車)を自動運転するATO(Automatic Train Operation )装置は、例えば、平成3年7月20日に(株)交友社から発行された「信号」(第17版)のP.770〜779に示されるように、車上に搭載されているATO車上装置においてTASCパターン(タスクパターン)と呼ばれるパターンを作成し、その作成されたパターンに沿って運転制御が行われるように構成されている。すなわち、ATO車上装置で作成されるパターンは、そのパターンの先端位置が列車が停止(停車)しようとする所定の停止位置となるように作成されているので、列車は、自列車の速度発電機及び地上に設置されている地上子から得た地上子情報を基に列車位置及び列車速度を把握しつつブレーキ制御を行って列車をパターンに沿うように運転制御し、列車を所定の停止位置(パターンの先端位置)に停止させるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ATO装置で運転制御される列車は、ホームドア装置を備えた駅に停車することが多く、したがって、列車は、所定の停車位置により正確に停止できるようにすることが望まれている。このように、定点停止精度を向上させようとすると、列車の荷重に対応させてブレーキ制御を行う複雑で高価な応荷重装置を備えたブレーキ制御装置を必要とする欠点がある
【0004】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単な構成で列車を所定の停止位置に正確に停止させることができるようにしたATO装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るATO装置は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段と、を有することを特徴としている。
本発明の請求項2に記載のATO装置は、従パターンを超過して所定のブレーキノッチでブレーキが動作したときから所定時間経過後に減速度を求め、その求められた減速度で列車が走行したときに主パターンを超過するまでの時間に基づいてブレーキノッチを選択し、列車の速度が所定の速度まで減速したときに主パターンを超過せず、又は従パターン以下になるかによりブレーキノッチを選択し、既に列車の速度が従パターン以下のときはブレーキを緩解することを特徴としている。
本発明の請求項3に記載のATO装置は、所定の停止点近くにおけるブレーキ制御は、予め記憶されている列車の速度毎のブレーキノッチの減速度を所定のブレーキノッチでブレーキを実際に動作させたときの実減速度を用いて補正し、その補正されたブレーキノッチでブレーキを動作させたときに列車が停止するまでの走行距離に基づいてブレーキ制御を行うことを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、一実施の形態に係るATO装置の概略構成図であり、列車イの走行するレールrの近くに所定の間隔を保って複数(図示の例では4個)の地上子P1 〜P4 が設置されている。これら地上子P1 〜P4 のうち、地上子P2 〜P4 は、列車イが停車するホームHのレールrに沿って設けられている。また、これら地上子P1 〜P4 のうち、黒三角で示される地上子P1 〜P3 は、車上(列車イ)からの電力波を受けて駆動して車上に向けて所定の位置情報を送出する、いわゆる無電源トランスポンダ地上子で構成されている。そして、白抜きの三角で示される地上子P4 は、列車イの停止位置に設置された駆動電源を有する、いわゆる有電源トランスポンダ地上子で構成されている。この地上子P4 は、上記地上子P1 〜P3 と同様に、車上に対して所定の位置情報を送出できるだけでなく、地上に設けられているATO装置の車上装置1から車上に対してドア開許可信号等の所定の情報を送信することができ、また、車上(列車イ)から送信されてくる列車番号等の所定の車上情報を受信することができるように構成されている。
【0007】
列車イには、ATO装置の車上装置10が搭載されている。この車上装置10は、後述する第1パターンT1 及び第2パターンT2 のTASCパターンの作成処理やそれら作成された第1パターンT1 及び第2パターンT2 を用いた速度照査処理等の所定の処理のための演算を行うCPU11を中心に構成されている。そして、このCPU11には、列車イの先頭下部に設けられている車上子(アンテナ)12を介して上記地上子P1 〜P4 と交信するための送受信回路13と、その列車の車軸に設けられている速度発電機Gからの信号を入力処理する入力回路14と、入出力回路15と、メモリMとが接続されている。
【0008】
上記入出力回路15は、CPU11に対する種々の設定条件としての運転台条件を入力するとともに、運転台に対して表示情報や警報情報を出力し、さらに、列車イのブレーキ装置(図示せず)に対してブレーキノッチ出力を行い、また、図示しない列車イの駆動装置に対して力行ノッチ出力を行うことができるように構成されている。また、上記メモリMは、CPU11の各種演算処理用のシステムプログラム以外に、後述するパターン作成やブレーキ制御等を行うための各種の車上データ(車上データベース)が記憶されている。
【0009】
以下、図2及び図3のパターン図を用いて本発明に係るATO装置の制御動作について説明する。なお、説明を容易にするために、具体的な数値を用いて説明するが、これら数値は、一例であって、何ら本発明を限定するものではない。
【0010】
図2において、駅のホームHの近傍に設けられている地上子P4 は、列車イの停止点であり、この地上子P4 の内方(地上子P4 に向かって列車イが進行してくる側。図2においては、地上子P4 の左側。なお、地上子P4 の右側は外方である。)2mの位置に地上子P3 が設けられ。さらに、地上子P4 の内方20mの位置に地上子P2 が設けられ、そして、地上子P4 の内方420mの位置に地上子P1 が設けられている。以下、制御動作毎に分けて説明する。
【0011】
[第1パターンT1 及び第2パターンT2 の作成]
列車イの車上装置10は、地上子P1 を通過すると、その地上子P1 から列車イの停止点である地上子P4 までの距離が420mであるという距離(位置)情報を得ることができる。車上装置10のCPU11では、この地上側から得た情報に基づいて、まず、その地上子P4 を停止位置とする、本発明の主パターンに相当する第2パターンT2 が作成される。この第2パターンT2 は、列車速度が30km/hを越える範囲では、減速度β1 が2.5km/h/sとなるように、また、列車速度が30km/h以下では、減速度β2 が1.5km/h/sとなるように設定される。つまり、列車速度が低いほど減速度が小さくなるように設定され、したがって、乗心地がよくなり、さらに、減速度が小さくなる分だけ後述する停止位置精度(定点停止情報)の向上が図られるように工夫されている。
【0012】
本発明の従パターンに相当する第1パターンT1 は、第2パターンT2 が作成された後に作成される。すなわち、この第1パターンは、その先端位置(停止位置)が地上子P3 に位置し、さらに、列車イの空走時間(3秒)分の距離を加えたパターンとして作成され、第2パターンT2 の内方側でその第2パターンT2 に沿う形で作成される。ここにおける空走時間は、列車イにブレーキ指令が行われてから実際にブレーキが作動して列車イに制動がかかるまでの時間で、この列車イでは3秒として示されている。この空走時間は、車両(列車)のブレーキ性能に基づくもので、したがって、列車毎に異なっている。
【0013】
空走時間3秒で列車速度70km/hを基に第2パターンT2 から第1パターンT1 を作成する例を示すと、まず、第2パターンT2 において、列車イの地上子P1 における列車速度が83.4km/hの場合、減速度β1 (2.5km/h/s)から減速度β2 (1.5km/h/s)への減速度切替え地点は、地上子P4 の内方83.3mとなる。そして、この第2パターンT2 の速度70km/hの地点は、地上子P4 の内方305.5mであり、この305.5mに列車イの空走時間(3秒)に進む距離と2mとを加えると、空走距離は、58.4mとなる。したがって、第1パターンT1 の速度70km/hの地点は、305.5mに58.4mを加えた363.9mの位置となる。このようにして第2パターンT2 に沿った第1パターンT1 が引かれる。なお、この第1パターンT1 の先端位置は、地上子P4 の内方2mに位置している地上子P3 の位置であり、また、地上子P1 における列車イの列車速度は80.5km/hとなる。
【0014】
上述のようにして作成された第1パターンT1 及び第2パターンT2 は、列車イのブレーキ制御に用いられる。すなわち、列車イが停止点(地上子P4 )に向って進入するとき、列車イの速度発電機Gから得られる列車速度が第1パターンT1 を超過した場合にブレーキが動作し、第2パターンT2 に沿ったブレーキ制御が行われる。そして、列車速度が第1パターン以下の場合は、ブレーキは緩解される。次にブレーキ制御動作について説明する。
【0015】
[ブレーキ制御動作]
列車イの図示しないブレーキ装置は、ブレーキノッチがB1 ,B2 ,B3 ,B4 ,B5 ,B6 及びB7 の7段階に構成されている。ブレーキノッチB1 はブレーキ力(制動力)が最も弱く、ブレーキノッチB7 はブレーキ力が最も強いように設定されている。なお、上述のブレーキノッチの段階は一例であり、数十段に及ぶものも存在している。
【0016】
▲1▼列車イが地上子P1 から地上子P4 に向って進入中、列車速度が第1パターンT1 を超過すると、ブレーキノッチB3 で列車イにブレーキが加えられる。
▲2▼ブレーキノッチB3 が動作してから1.5秒経過後に減速度を求め、その減速度で走行した場合に第2パターンT2 を超過する時間が求められる。
(a)上述の求められた第2パターンT2 を超過する時間が1秒未満のときは、現在のブレーキノッチよりも2段階上のブレーキノッチB5 とされる。
(b)上述の求められた第2パターンT2 を超過する時間が1秒以上2秒未満のときは、現在のブレーキノッチよりも1段階上のブレーキノッチとされる。したがって、現在のブレーキノッチがB3 の場合、ブレーキノッチはB4 とされる。
(c)列車速度が30km/hまで減速された場合において、列車イの速度が第2パターンT2 を超過しないときは、現在のブレーキノッチより1段階低いブレーキノッチとされる。したがって、現在のブレーキノッチがB3 のときは、ブレーキノッチがB2 とされる。
(d)列車速度が30km/hまで減速された場合において、列車速度が第1パターン以下となるときは、現在のブレーキノッチよりも2段階低いブレーキノッチとされる。したがって、現在のブレーキノッチがB3 の場合は、ブレーキノッチはB1 とされる。
(e)列車速度が30km/hまで減速された場合において、列車イの速度が既に第1パターンT1 以下となっているときは、ブレーキは緩解される。
▲3▼上記▲2▼の判定後からは、1.5秒経過する毎に上述の処理と動作が繰返される。
【0017】
[停止ブレーキ制御動作]
(a)列車イが停止点(地上子P4 )近くになると停止ブレーキ制御が行われる。このブレーキ制御動作は、車上装置10のメモリMに車上データベースとして予め記憶されている各列車速度におけるブレーキノッチ単位(B1 〜B7 )のブレーキ減速度のデータと、後述する(c)のパターンデータ(速度10km/h以下の各速度における停止距離のデータ)とを用いて行われる。
【0018】
(b)ブレーキを動作しているときに、実減速度がブレーキノッチ幾つに相当するかをメモリMの車上データベースから求める。例えば、速度70km/h時にブレーキノッチがB3 で、そのときの実減速度が2.7km/h/sであった場合、車上データベースから最も近いブレーキノッチを検索し、その値がB3 =2.5km/h、B4 =3.0km/h/sとすると、
(2.7−B3 )/(B4 −B3 )=4−((2.7−2.5)/(3.0−2.5))=+0.4
となる。したがって、予め記憶されているブレーキノッチB3 の減速度は、予め記憶されているブレーキノッチB3 に+0.4を加算したブレーキノッチB3.4 に相当することになる。ここにおける+0.4は、列車イの荷重等によるものである。そして、このときの+0.4の値がメモリMに記憶される。なお、保安ブレーキ(非常ブレーキ)動作中、及びブレーキノッチを変更してから1秒間は、このような記憶は安全上除かれる。
【0019】
(c)列車イの速度10km/hのときのブレーキノッチのデータの平均化が行われる。
例えば、平均化した値が+0.25であった場合は、ブレーキノッチB2 はブレーキノッチB2.25、ブレーキノッチB3 はブレーキノッチB3.25、…、ブレーキノッチB5 はブレーキノッチB5.25として、図3に示されるような速度10km/hから停止地点までのパターンが作成される。
【0020】
メモリMに記憶されている速度10km/hにおけるパターンデータにおいて、ブレーキノッチB2 の停止距離が15mで、ブレーキノッチB3 が13mであった場合、ブレーキノッチB3.25の停止距離は13.5mとなる。したがって、ブレーキノッチB3 を動作した場合の列車イの停止距離は13.5mとなる。
【0021】
(d)基本的に図3のパターンと列車速度がクロスしたときに、そのブレーキノッチを保持すれば目標となる停止点(地上子P4 )に停車することができるが、より確実性を向上するために、列車速度と各パターンを照査してブレーキノッチが選択される。なお、列車が低速になると速度発電機Gからの正確な出力が得られないことから、速度3km/h以下では、現状のブレーキノッチが保持される。
【0022】
【発明の効果】
本発明の請求項1に記載のATO装置は、先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段とを有するので、列車をパターンに沿って運転制御することができる。
本発明の請求項2に記載のATO装置は、従パターンを超過して所定のブレーキノッチでブレーキが動作したときから所定時間経過後に減速度を求め、その求められた減速度で列車が走行したときに主パターンを超過するまでの時間に基づいてブレーキノッチを選択し、列車の速度が所定の速度まで減速したときに主パターンを超過せず、又は従パターン以下になるかによりブレーキノッチを選択し、既に列車の速度が従パターン以下のときはブレーキを緩解するので、列車をパターンに沿って効率よく運転制御することができる。
本発明の請求項3に記載のATO装置は、所定の停止点近くにおけるブレーキ制御は、予め記憶されている列車の速度毎のブレーキノッチの減速度を所定のブレーキノッチでブレーキを実際に動作させたときの実減速度を用いて補正し、その補正されたブレーキノッチでブレーキを動作させたときに列車が停止するまでの走行距離に基づいてブレーキ制御を行うので、列車を所定の停止点に正確に停止させることができる。すなわち、列車の荷重に対応してブレーキ制御を行う複雑で高価な応荷重装置を備えたブレーキ制御装置を必要とすることなく、定点停止精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るATO装置の概略構成図である。
【図2】パターンの説明図である。
【図3】パターンの説明図である。
【符号の説明】
r レール
P1 〜P4 地上子
1 地上装置
イ 列車
10 車上装置
11 CPU
12 車上子
13 送受信回路
14 入力回路
15 入出力回路
G 速度発電機
T1 第1パターン(従パターン)
T2 第2パターン(主パターン)
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車を自動運転するATO装置に係り、特に、定点停止精度を向上させることができるようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、列車(電車)を自動運転するATO(Automatic Train Operation )装置は、例えば、平成3年7月20日に(株)交友社から発行された「信号」(第17版)のP.770〜779に示されるように、車上に搭載されているATO車上装置においてTASCパターン(タスクパターン)と呼ばれるパターンを作成し、その作成されたパターンに沿って運転制御が行われるように構成されている。すなわち、ATO車上装置で作成されるパターンは、そのパターンの先端位置が列車が停止(停車)しようとする所定の停止位置となるように作成されているので、列車は、自列車の速度発電機及び地上に設置されている地上子から得た地上子情報を基に列車位置及び列車速度を把握しつつブレーキ制御を行って列車をパターンに沿うように運転制御し、列車を所定の停止位置(パターンの先端位置)に停止させるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ATO装置で運転制御される列車は、ホームドア装置を備えた駅に停車することが多く、したがって、列車は、所定の停車位置により正確に停止できるようにすることが望まれている。このように、定点停止精度を向上させようとすると、列車の荷重に対応させてブレーキ制御を行う複雑で高価な応荷重装置を備えたブレーキ制御装置を必要とする欠点がある
【0004】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単な構成で列車を所定の停止位置に正確に停止させることができるようにしたATO装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るATO装置は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段と、を有することを特徴としている。
本発明の請求項2に記載のATO装置は、従パターンを超過して所定のブレーキノッチでブレーキが動作したときから所定時間経過後に減速度を求め、その求められた減速度で列車が走行したときに主パターンを超過するまでの時間に基づいてブレーキノッチを選択し、列車の速度が所定の速度まで減速したときに主パターンを超過せず、又は従パターン以下になるかによりブレーキノッチを選択し、既に列車の速度が従パターン以下のときはブレーキを緩解することを特徴としている。
本発明の請求項3に記載のATO装置は、所定の停止点近くにおけるブレーキ制御は、予め記憶されている列車の速度毎のブレーキノッチの減速度を所定のブレーキノッチでブレーキを実際に動作させたときの実減速度を用いて補正し、その補正されたブレーキノッチでブレーキを動作させたときに列車が停止するまでの走行距離に基づいてブレーキ制御を行うことを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、一実施の形態に係るATO装置の概略構成図であり、列車イの走行するレールrの近くに所定の間隔を保って複数(図示の例では4個)の地上子P1 〜P4 が設置されている。これら地上子P1 〜P4 のうち、地上子P2 〜P4 は、列車イが停車するホームHのレールrに沿って設けられている。また、これら地上子P1 〜P4 のうち、黒三角で示される地上子P1 〜P3 は、車上(列車イ)からの電力波を受けて駆動して車上に向けて所定の位置情報を送出する、いわゆる無電源トランスポンダ地上子で構成されている。そして、白抜きの三角で示される地上子P4 は、列車イの停止位置に設置された駆動電源を有する、いわゆる有電源トランスポンダ地上子で構成されている。この地上子P4 は、上記地上子P1 〜P3 と同様に、車上に対して所定の位置情報を送出できるだけでなく、地上に設けられているATO装置の車上装置1から車上に対してドア開許可信号等の所定の情報を送信することができ、また、車上(列車イ)から送信されてくる列車番号等の所定の車上情報を受信することができるように構成されている。
【0007】
列車イには、ATO装置の車上装置10が搭載されている。この車上装置10は、後述する第1パターンT1 及び第2パターンT2 のTASCパターンの作成処理やそれら作成された第1パターンT1 及び第2パターンT2 を用いた速度照査処理等の所定の処理のための演算を行うCPU11を中心に構成されている。そして、このCPU11には、列車イの先頭下部に設けられている車上子(アンテナ)12を介して上記地上子P1 〜P4 と交信するための送受信回路13と、その列車の車軸に設けられている速度発電機Gからの信号を入力処理する入力回路14と、入出力回路15と、メモリMとが接続されている。
【0008】
上記入出力回路15は、CPU11に対する種々の設定条件としての運転台条件を入力するとともに、運転台に対して表示情報や警報情報を出力し、さらに、列車イのブレーキ装置(図示せず)に対してブレーキノッチ出力を行い、また、図示しない列車イの駆動装置に対して力行ノッチ出力を行うことができるように構成されている。また、上記メモリMは、CPU11の各種演算処理用のシステムプログラム以外に、後述するパターン作成やブレーキ制御等を行うための各種の車上データ(車上データベース)が記憶されている。
【0009】
以下、図2及び図3のパターン図を用いて本発明に係るATO装置の制御動作について説明する。なお、説明を容易にするために、具体的な数値を用いて説明するが、これら数値は、一例であって、何ら本発明を限定するものではない。
【0010】
図2において、駅のホームHの近傍に設けられている地上子P4 は、列車イの停止点であり、この地上子P4 の内方(地上子P4 に向かって列車イが進行してくる側。図2においては、地上子P4 の左側。なお、地上子P4 の右側は外方である。)2mの位置に地上子P3 が設けられ。さらに、地上子P4 の内方20mの位置に地上子P2 が設けられ、そして、地上子P4 の内方420mの位置に地上子P1 が設けられている。以下、制御動作毎に分けて説明する。
【0011】
[第1パターンT1 及び第2パターンT2 の作成]
列車イの車上装置10は、地上子P1 を通過すると、その地上子P1 から列車イの停止点である地上子P4 までの距離が420mであるという距離(位置)情報を得ることができる。車上装置10のCPU11では、この地上側から得た情報に基づいて、まず、その地上子P4 を停止位置とする、本発明の主パターンに相当する第2パターンT2 が作成される。この第2パターンT2 は、列車速度が30km/hを越える範囲では、減速度β1 が2.5km/h/sとなるように、また、列車速度が30km/h以下では、減速度β2 が1.5km/h/sとなるように設定される。つまり、列車速度が低いほど減速度が小さくなるように設定され、したがって、乗心地がよくなり、さらに、減速度が小さくなる分だけ後述する停止位置精度(定点停止情報)の向上が図られるように工夫されている。
【0012】
本発明の従パターンに相当する第1パターンT1 は、第2パターンT2 が作成された後に作成される。すなわち、この第1パターンは、その先端位置(停止位置)が地上子P3 に位置し、さらに、列車イの空走時間(3秒)分の距離を加えたパターンとして作成され、第2パターンT2 の内方側でその第2パターンT2 に沿う形で作成される。ここにおける空走時間は、列車イにブレーキ指令が行われてから実際にブレーキが作動して列車イに制動がかかるまでの時間で、この列車イでは3秒として示されている。この空走時間は、車両(列車)のブレーキ性能に基づくもので、したがって、列車毎に異なっている。
【0013】
空走時間3秒で列車速度70km/hを基に第2パターンT2 から第1パターンT1 を作成する例を示すと、まず、第2パターンT2 において、列車イの地上子P1 における列車速度が83.4km/hの場合、減速度β1 (2.5km/h/s)から減速度β2 (1.5km/h/s)への減速度切替え地点は、地上子P4 の内方83.3mとなる。そして、この第2パターンT2 の速度70km/hの地点は、地上子P4 の内方305.5mであり、この305.5mに列車イの空走時間(3秒)に進む距離と2mとを加えると、空走距離は、58.4mとなる。したがって、第1パターンT1 の速度70km/hの地点は、305.5mに58.4mを加えた363.9mの位置となる。このようにして第2パターンT2 に沿った第1パターンT1 が引かれる。なお、この第1パターンT1 の先端位置は、地上子P4 の内方2mに位置している地上子P3 の位置であり、また、地上子P1 における列車イの列車速度は80.5km/hとなる。
【0014】
上述のようにして作成された第1パターンT1 及び第2パターンT2 は、列車イのブレーキ制御に用いられる。すなわち、列車イが停止点(地上子P4 )に向って進入するとき、列車イの速度発電機Gから得られる列車速度が第1パターンT1 を超過した場合にブレーキが動作し、第2パターンT2 に沿ったブレーキ制御が行われる。そして、列車速度が第1パターン以下の場合は、ブレーキは緩解される。次にブレーキ制御動作について説明する。
【0015】
[ブレーキ制御動作]
列車イの図示しないブレーキ装置は、ブレーキノッチがB1 ,B2 ,B3 ,B4 ,B5 ,B6 及びB7 の7段階に構成されている。ブレーキノッチB1 はブレーキ力(制動力)が最も弱く、ブレーキノッチB7 はブレーキ力が最も強いように設定されている。なお、上述のブレーキノッチの段階は一例であり、数十段に及ぶものも存在している。
【0016】
▲1▼列車イが地上子P1 から地上子P4 に向って進入中、列車速度が第1パターンT1 を超過すると、ブレーキノッチB3 で列車イにブレーキが加えられる。
▲2▼ブレーキノッチB3 が動作してから1.5秒経過後に減速度を求め、その減速度で走行した場合に第2パターンT2 を超過する時間が求められる。
(a)上述の求められた第2パターンT2 を超過する時間が1秒未満のときは、現在のブレーキノッチよりも2段階上のブレーキノッチB5 とされる。
(b)上述の求められた第2パターンT2 を超過する時間が1秒以上2秒未満のときは、現在のブレーキノッチよりも1段階上のブレーキノッチとされる。したがって、現在のブレーキノッチがB3 の場合、ブレーキノッチはB4 とされる。
(c)列車速度が30km/hまで減速された場合において、列車イの速度が第2パターンT2 を超過しないときは、現在のブレーキノッチより1段階低いブレーキノッチとされる。したがって、現在のブレーキノッチがB3 のときは、ブレーキノッチがB2 とされる。
(d)列車速度が30km/hまで減速された場合において、列車速度が第1パターン以下となるときは、現在のブレーキノッチよりも2段階低いブレーキノッチとされる。したがって、現在のブレーキノッチがB3 の場合は、ブレーキノッチはB1 とされる。
(e)列車速度が30km/hまで減速された場合において、列車イの速度が既に第1パターンT1 以下となっているときは、ブレーキは緩解される。
▲3▼上記▲2▼の判定後からは、1.5秒経過する毎に上述の処理と動作が繰返される。
【0017】
[停止ブレーキ制御動作]
(a)列車イが停止点(地上子P4 )近くになると停止ブレーキ制御が行われる。このブレーキ制御動作は、車上装置10のメモリMに車上データベースとして予め記憶されている各列車速度におけるブレーキノッチ単位(B1 〜B7 )のブレーキ減速度のデータと、後述する(c)のパターンデータ(速度10km/h以下の各速度における停止距離のデータ)とを用いて行われる。
【0018】
(b)ブレーキを動作しているときに、実減速度がブレーキノッチ幾つに相当するかをメモリMの車上データベースから求める。例えば、速度70km/h時にブレーキノッチがB3 で、そのときの実減速度が2.7km/h/sであった場合、車上データベースから最も近いブレーキノッチを検索し、その値がB3 =2.5km/h、B4 =3.0km/h/sとすると、
(2.7−B3 )/(B4 −B3 )=4−((2.7−2.5)/(3.0−2.5))=+0.4
となる。したがって、予め記憶されているブレーキノッチB3 の減速度は、予め記憶されているブレーキノッチB3 に+0.4を加算したブレーキノッチB3.4 に相当することになる。ここにおける+0.4は、列車イの荷重等によるものである。そして、このときの+0.4の値がメモリMに記憶される。なお、保安ブレーキ(非常ブレーキ)動作中、及びブレーキノッチを変更してから1秒間は、このような記憶は安全上除かれる。
【0019】
(c)列車イの速度10km/hのときのブレーキノッチのデータの平均化が行われる。
例えば、平均化した値が+0.25であった場合は、ブレーキノッチB2 はブレーキノッチB2.25、ブレーキノッチB3 はブレーキノッチB3.25、…、ブレーキノッチB5 はブレーキノッチB5.25として、図3に示されるような速度10km/hから停止地点までのパターンが作成される。
【0020】
メモリMに記憶されている速度10km/hにおけるパターンデータにおいて、ブレーキノッチB2 の停止距離が15mで、ブレーキノッチB3 が13mであった場合、ブレーキノッチB3.25の停止距離は13.5mとなる。したがって、ブレーキノッチB3 を動作した場合の列車イの停止距離は13.5mとなる。
【0021】
(d)基本的に図3のパターンと列車速度がクロスしたときに、そのブレーキノッチを保持すれば目標となる停止点(地上子P4 )に停車することができるが、より確実性を向上するために、列車速度と各パターンを照査してブレーキノッチが選択される。なお、列車が低速になると速度発電機Gからの正確な出力が得られないことから、速度3km/h以下では、現状のブレーキノッチが保持される。
【0022】
【発明の効果】
本発明の請求項1に記載のATO装置は、先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段とを有するので、列車をパターンに沿って運転制御することができる。
本発明の請求項2に記載のATO装置は、従パターンを超過して所定のブレーキノッチでブレーキが動作したときから所定時間経過後に減速度を求め、その求められた減速度で列車が走行したときに主パターンを超過するまでの時間に基づいてブレーキノッチを選択し、列車の速度が所定の速度まで減速したときに主パターンを超過せず、又は従パターン以下になるかによりブレーキノッチを選択し、既に列車の速度が従パターン以下のときはブレーキを緩解するので、列車をパターンに沿って効率よく運転制御することができる。
本発明の請求項3に記載のATO装置は、所定の停止点近くにおけるブレーキ制御は、予め記憶されている列車の速度毎のブレーキノッチの減速度を所定のブレーキノッチでブレーキを実際に動作させたときの実減速度を用いて補正し、その補正されたブレーキノッチでブレーキを動作させたときに列車が停止するまでの走行距離に基づいてブレーキ制御を行うので、列車を所定の停止点に正確に停止させることができる。すなわち、列車の荷重に対応してブレーキ制御を行う複雑で高価な応荷重装置を備えたブレーキ制御装置を必要とすることなく、定点停止精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るATO装置の概略構成図である。
【図2】パターンの説明図である。
【図3】パターンの説明図である。
【符号の説明】
r レール
P1 〜P4 地上子
1 地上装置
イ 列車
10 車上装置
11 CPU
12 車上子
13 送受信回路
14 入力回路
15 入出力回路
G 速度発電機
T1 第1パターン(従パターン)
T2 第2パターン(主パターン)
Claims (3)
- 先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、
先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、
列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段と、
を有することを特徴とするATO装置。 - 請求項1に記載のATO装置において、従パターンを超過して所定のブレーキノッチでブレーキが動作したときから所定時間経過後に減速度を求め、その求められた減速度で列車が走行したときに主パターンを超過するまでの時間に基づいてブレーキノッチを選択し、列車の速度が所定の速度まで減速したときに主パターンを超過せず、又は従パターン以下になるかによりブレーキノッチを選択し、既に列車の速度が従パターン以下のときはブレーキを緩解することを特徴とするATO装置。
- 請求項1又は2に記載のATO装置において、所定の停止点近くにおけるブレーキ制御は、予め記憶されている列車の速度毎のブレーキノッチの減速度を所定のブレーキノッチでブレーキを実際に動作させたときの実減速度を用いて補正し、その補正されたブレーキノッチでブレーキを動作させたときに列車が停止するまでの走行距離に基づいてブレーキ制御を行うことを特徴とするATO装置。
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- 2002-08-29 JP JP2002250338A patent/JP2004082981A/ja active Pending
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