JP2008035651A - 鉄道車両用進行方向自動判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 地上施設等を必要とせず、車両側の設備のみで鉄道車両の進行方向を精度よく自動判定することを可能にした鉄道車両用進行方向自動判定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 所定の軌道上を往復して走行する鉄道車両の進行方向を判定する鉄道車両用進行方向自動判定方法において、前記鉄道車両に設置された前後Ｇセンサによる出力方向（プラスかマイナスか）からその進行方向を自動判定（例えば、時刻Ｔ４において、センサによる加速度のプラスの出力方向を検出し、時刻Ｔ５において進行方向「上り」を判定する）ことにより、地上施設等を必要とせず、前後Ｇセンサの配設という車両側の設備のみで鉄道車両の進行方向を精度よく自動判定することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、所定の軌道上を往復して走行する鉄道車両の進行方向を判定する鉄道車両用進行方向自動判定方法に関する。

多数の車両を連結して運行する鉄道車両のような移動体において、近年では種々の複雑な自動制御がされるようになっている。特に、所定の同じ軌道上を上りおよび下りの相反する進行方向にて往復する鉄道車両にあっては、その進行方向の判定の精度は安全性の確保の重要な要因となっている。本件出願人はまた、多数連結した車両の振動計測装置を開発しており、走行中の各車両自体の振動特性の把握はもとより、線路状態の把握にも鋭意開発努力を行っている。鉄道車両の走行中において特定車両に生じた特定時刻の異常振動等を把握・検出することで、異常が検出された線路部位の出発駅からの路程を追跡することができる。この出発駅からの路程は、連結車両の数および先頭車両から何両目であるかが把握されねばならない。そのような観点からも、連結車両の進行方向は精度よく判定される必要があった。

従来は、進行方向の違いで信号の出力方向が逆転する信号を計測する時には、計測器の設置の向きを反転させて設置方向を変えたり、手動にて、進行方向が判定できるような信号を入力する等の対応が必要となり、自動判定を行い得なかった。そこで、このような移動体の進行方向の検知の信頼性を向上させた検知装置として下記特許文献１に開示されたものが提案された。
特開２００２−４８８６２号公報（公報要約書参照）

前記特許文献１に開示され図５に示した移動体進行方向検知装置は、列車１１に２つの応答器１２、１３を間隔を設けて取り付け。地上側に１つの質問器（図示省略）を設け、応答器１２、１３の間隔を、一方が質問器の通信範囲を抜けた時に他方が通信範囲に進入するように設定される。質問器地点を列車１１が通過する際に、質問器側で受信された応答器１２、１３の順序で列車進行方向を判定し、応答器１２と１３の間の領域か否かを、相関値のピーク監視で判定するように構成したものである。

かくして、質問器の通信範囲を抜ける以前に列車が後退してもこれを確実に検知できる等、誤検知を招くことなく列車の進行方向の検知が可能となり、信頼性を向上できることとなったものの、この従来のものでは、列車側に２つの応答器を設置し、地上側に設置した質問器との間で通信を行って進行方向を判定するため、地上側装置を多数設置しなければならない等、システムが大がかりとなり、設備費の増大と故障に遭遇する機会の増大を招いた。

そこで本発明は、前記従来の移動体進行方向検知装置の諸課題を解決して、地上施設等を必要とせず、車両側の設備のみで鉄道車両の進行方向を精度よく自動判定することを可能にした鉄道車両用進行方向自動判定方法を提供することを目的とする。

このため本発明は、所定の軌道上を往復して走行する鉄道車両の進行方向を判定する鉄道車両用進行方向自動判定方法において、前記鉄道車両に設置された前後Ｇセンサによる出力方向（プラスかマイナスか）からその進行方向を自動判定することを特徴とする。また本発明は、前記進行方向の自動判定は、鉄道車両に設置された速度検出器により車両の停止状態が判定された場合、その都度行うことを特徴とする。また本発明は、前記停止状態で測定したオフセット電圧値をゼロとして、前記前後Ｇセンサによる出力とオフセット電圧との差を積算し、該積算値が所定の値を超えたときに進行方向を判定することを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、所定の軌道上を往復して走行する鉄道車両の進行方向を判定する鉄道車両用進行方向自動判定方法において、前記鉄道車両に設置された前後Ｇセンサによる出力方向（プラスかマイナスか）からその進行方向を自動判定することにより、地上施設等を必要とせず、前後Ｇセンサの配設という車両側の設備のみで鉄道車両の進行方向を精度よく自動判定することができる。

また、前記進行方向の自動判定は、鉄道車両に設置された速度検出器により車両の停止状態が判定された場合、その都度行うことにより、前後Ｇセンサの車両への取付け状況や車両の傾斜しての停止の際に発生する前後Ｇ以外の外力による誤検出を次回に引き継ぐことなく解消できる。さらに、前記停止状態で測定したオフセット電圧値をゼロとして、前記前後Ｇセンサによる出力とオフセット電圧との差を積算し、該積算値が所定の値を超えたときに進行方向を判定する場合は、車両停止時の車両の状態を示すオフセット電圧に対する前後Ｇセンサからの各出力方向のばらつきを無視でき、フィルタ効果を発揮して進行方向の判定の精度が向上する。

以下本発明に係る鉄道車両用進行方向自動判定方法を実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の鉄道車両用進行方向自動判定方法の基本的な流れを示すタイミングチャート図、図２は本発明の鉄道車両用進行方向自動判定方法を行う判定器のブロック構成図、図３は出力積算値の積算により上り判定の例を示すタイミングチャートの拡大図、図４は本発明の鉄道車両用進行方向自動判定方法のフローチャート図である。本発明の鉄道車両用進行方向自動判定方法の基本的な構成は、図１に示すように、所定の軌道上を往復して走行する鉄道車両の進行方向を判定する鉄道車両用進行方向自動判定方法において、前記鉄道車両に設置された前後Ｇセンサによる出力方向（プラスかマイナスか）からその進行方向を自動判定することを特徴とする。

図２は本発明の鉄道車両用進行方向自動判定方法を行う判定器のブロック構成図で、鉄道車両における先頭車両のような適宜の車両に判定器２、速度検出器１および前後Ｇセンサ３が設置される。判定器２内には、前記速度検出器１からの速度信号を受け入れて車両の停止を判定する停止判定手段４、車両の停止状態における加速度が作用していない状態の電圧を印加するオフセット電圧更新手段５、車両の停止状態が検出されるオフセット電圧測定手段６、前後センサＧ３からのセンサ出力値からオフセット電圧を差し引いた積算分Ａを算出する算出手段７、前回の判定積算値に積算分Ａを加えて判定積算値を得る積算手段８および判定積算値が所定の値（閾値）を超えたことで車両の進行方向を判定する判定手段９とから構成される。

図４は本発明の鉄道車両用進行方向自動判定方法のフローチャート図である。ステップＳ１にて判定が開始されると、ステップＳ２にて車両に設置された前記速度検出器１により車両の停止状態が判定される。走行中であればステップＳ４に移行して停止まで判定が続行される。ステップＳ２にて、例えば速度０の状態が３秒以上連続した時に車両の停止が判定される。次いで、ステップＳ３にてオフセット電圧の更新が判定される。車両の停止状態にてセンサの出力値を停止状態判定後の所定時間（例えば３秒）の平均値で求め、このオフセット電圧が前回停止時のものに対して更新されたものであるか判定される。更新されていない場合は、ステップＳ５に移行してオフセット電圧の測定が続行される。ステップＳ３にて、オフセット電圧が前回停止時のものに対して更新されたものであれば（停止毎に車両の停止時の状況、例えば傾斜地での停止により前後Ｇ以外の外力（重力Ｇ）が作用していることの影響をなくする）、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、停止状態で測定したオフセット電圧を０として、前後Ｇセンサ３からの出力値と前記オフセット電圧との差Ａを算出する。次いでステップＳ７にて、前回の判定積算値に積算分Ａを加える判定積算がなされる。ステップＳ８にて、判定積算値を所定の判定値である閾値２Ｖと比較し、２Ｖを超えた時点で車両の上りが判定される（ステップＳ１０）。ステップＳ９にて判定積算値が閾値２Ｖに到らない場合で、負の値で閾値−２Ｖより小さくなった時点で、車両の下りが判定される（ステップＳ１１）。ステップＳ１０にて上りが判定されるか、ステップＳ１１にて下りが判定された後、ステップＳ１２にて停止判定が解除され、車両が走行状態となって初期状態に戻る。

図１は本発明の鉄道車両用進行方向自動判定方法の基本的な流れを示すタイミングチャート図である。時刻Ｔ１にて計測（判定）が開始され、走行が続行された後、時刻Ｔ２にて車両の停止が判定され、オフセット電圧が測定されてオフセット電圧が更新されたことが判定される（時刻Ｔ３）と、次いで、時刻Ｔ４にて走行が開始され、前後Ｇセンサ３からの出力値と前記オフセット電圧との差Ａを算出するとともに、前回の判定積算値に積算分Ａを加える判定積算がなされ、該判定積算値を所定の判定値である閾値２Ｖと比較することで、時刻Ｔ５にて閾値２Ｖを超えた時点で車両の上りが判定される。

時刻Ｔ６にて上り方向の加速度が０となり、一定速度にて走行を続け、時刻Ｔ７から減速を開始する。時刻Ｔ８にて走行が停止すると、時刻Ｔ９にて停止状態が判定される。以降の時刻Ｔ１０〜Ｔ１２までの判定状況は、前記時刻Ｔ３〜Ｔ５までの判定状況と同様である。図１では図示していないが、前後Ｇセンサにおいてその出力がマイナスである場合には、例えば前記時刻Ｔ４にて右肩下がりの加速度線図になる。

図３は出力積算値の積算により上り判定の例を示すタイミングチャートの拡大図である。つまり、図１における時刻Ｔ４〜Ｔ５までの出力積算値と判定値との関係を示すもので、時刻Ｔ４にてセンサ出力が上りの進行方向を示すプラスを検出する。時刻Ｔ４〜Ｔ５まで刻々と出力積算値すなわち図４のステップＳ７における判定積算値が積算されていく。時刻Ｔ４〜Ｔ５までのプラス方向の時々刻々の各判定積算値にばらつきが生じても、センサ出力がプラス方向に向かい、判定積算値も判定値である閾値２Ｖに到達するまでは右肩上がりの傾向を示すので、フィルター効果が発揮されて精度の高い進行方向の判定が可能となる。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、前後Ｇセンサの形状、形式（振り子式、フロート式等）および車両への設置部位（適宜の部位に設置されるが、従来のもののように、上り下りの往復で設置方向を変える必要はない）、速度検出器の形状、形式（パルス信号方式等）およびその車両への設置部位、、停止状態の継続時間の設定値、積算値における閾値等については適宜選定できる。実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。

本発明の鉄道車両用進行方向自動判定方法の基本的な流れを示すタイミングチャート図である。 本発明の鉄道車両用進行方向自動判定方法を行う判定器のブロック構成図である。 同、出力積算値の積算により上り判定の例を示すタイミングチャートの拡大図である。 本発明の鉄道車両用進行方向自動判定方法のフローチャート図である。 従来の移動体進行方向検知装置の説明図である。

符号の説明

１ 速度検出器
３ 判定器
４ 停止判定手段
５ オフセット電圧更新手段
６ オフセット電圧測定手段
７ 積算分（Ａ）算出手段
８ 積算手段
９ 判定手段

Claims (3)

1. 所定の軌道上を往復して走行する鉄道車両の進行方向を判定する鉄道車両用進行方向自動判定方法において、前記鉄道車両に設置された前後Ｇセンサによる出力方向（プラスかマイナスか）からその進行方向を自動判定することを特徴とする鉄道車両用進行方向自動判定方法。
2. 前記進行方向の自動判定は、鉄道車両に設置された速度検出器により車両の停止状態が判定された場合、その都度行うことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用進行方向自動判定方法。
3. 前記停止状態で測定したオフセット電圧値をゼロとして、前記前後Ｇセンサによる出力とオフセット電圧との差を積算し、該積算値が所定の値を超えたときに進行方向を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の鉄道車両用進行方向自動判定方法。
   

Images