JP2010537879A - 仮想的オムニムーバ - Google Patents

Abstract

【課題】軌道での車輛の位置を決定する。また、位置が予測位置範囲内にあるか否かを決定する。
【解決手段】経路に位置する複数の車輛を制御する乗車制御システムが、経路プロセッサと、この経路プロセッサと回路を成す双方向票決回路とを含んでいる。複数の車輛の各々の車輛が、少なくとも１台の車輛によって支持されている車輛プロセッサと、少なくとも一つの車輛プロセッサと回路を成す分路継電器とを含み得る。各々の車輛プロセッサは、車輛の予め決められた状態に際してそれぞれの分路継電器を閉じて、これにより双方向票決回路が他の全車輛に通知を発するように起動されるように構成され得る。
【選択図】図４

Description

本書に記載される主題は一般的には、車輛の運動を監視する装置及び方法に関し、さらに具体的には、経路での車輛運動を監視することに関する。

現在、線路又は軌道のような経路に沿った車輛運動の監視は、中央制御器又はコンピュータを用いて行なわれている。コンピュータは軌道での各々の車輛の位置を監視して、車輛間隔が予め決められた最小距離の範囲内になると、軌道に位置する全車輛を停止させる。かかるシステムは、コンピュータに加えて、軌道に沿った様々な位置に装着されている多数のセンサ、及び各々のセンサとコンピュータとを接続する複雑な結線を含んでいる。コンピュータ、複雑な結線及び多数のセンサを必要とするため、システムは統合が困難であり、また保守に経費が掛かる。他の欠点としては、軌道設置の後にシステム作用を試験して実証することが要求されること、車輛と軌道との境界面に関してセンサ及びターゲットを整列させるのが技術的に困難であること、最小間隔を十分に重大に侵犯するまで間隔問題を感知し得ないこと、及び付加的なセンサを追加しなければ間隔規準を変更することができず、センサを追加すればシステムがさらに柔軟性を欠くこと等が挙げられる。

従って、経費を抑えて中央制御式システムの上述の欠点を解消することが望ましい。

本発明の一実施形態によれば、経路に位置する複数の車輛を制御する乗車制御システムが、経路プロセッサと、経路プロセッサと回路を成す双方向票決回路（voting circuit）と、プロセッサ同士の間の通信と、経路に沿って電気信号を導通する母線とを含んでいる。複数の車輛の各々の車輛が、少なくとも１台の車輛によって支持されている車輛プロセッサと、経路プロセッサ及び他の車輛プロセッサと回路を成す票決分路継電器（shunt relay）とを含み得る。各々の車輛プロセッサは、車輛の予め決められた状態に際してそれぞれの分路継電器を閉じて、これにより双方向票決回路が他の全車輛に通知を発するように起動されるように構成されていてよい。車輛プロセッサは、経路に沿った位置を初期化し又は保持するように通信を介して他の車輛プロセッサ又は主プロセッサと通信することができる。

本発明の他の観点では、経路に沿って移動可能な車輛のための車輛制御システムが、少なくとも一部が各々の車輛に装着されている車輛作動及び停止システムと、車輛センサ・システムとを含んでいる。車輛センサ・システムは、各々の車輛に装着されており、車輛作動及び停止システムと回路を成す。車輛センサ・システムは、特定の車輛の実際の位置をこの車輛が経路に沿って移動しているときに決定して、この実際の位置を予測位置範囲と比較するように構成されている。車輛センサ・システムはさらに、特定の車輛の実際の位置が予測位置範囲外に位置した場合に経路に位置する全車輛を停止させるように車輛作動及び停止システムに信号通知するように構成されていてよい。

以下、添付図面を参照して詳細な説明を行なう。
経路の一部に配設された１台の車輛であって、本発明の一実施形態による車輛制御システムを含む車輛を示す図である。 図１の経路の一部の上面図である。 図１の車輛制御システムの詳細を示すブロック図である。 図３の車輛制御システムのさらなる詳細を示す図である。 本発明のもう一つの実施形態による経路に沿った複数の車輛を作動させ、かかる車輛を停止させ、またかかる車輛の位置を監視する方法を示す流れ図である。 本発明の一実施形態による乗車制御システムの模式図である。 図６の乗車制御システムのさらなる詳細を示す模式図である。

本発明の一実施形態は、経路に位置する車輛を作動させ、かかる車輛を停止させ、またかかる車輛の位置を監視するシステム及び方法に関わる。システムの一つの特定の実施形態は、少なくとも一部が各々の車輛に装着されている車輛作動及び停止システムと、各々の車輛に装着されており車輛作動及び停止システムと回路を成す車輛センサ装置とを含んでいる。

図１及び図２を参照すると、乗車システムの複数の車輛の中の１台の車輛１０が示されており、この車輛１０は、車体１２と、車輪１４と、適当なマーク１６とを有すると共に乗客１８を乗せていることが示されている。車輛１０は、軌道２０のような経路に配設されており、経路２０は、枕木（cross beam）２４によって支持されているレール２２を含んでいる。母線（bus bar）又は給電用レール２６が、電気エネルギを発電機（後述）から車輛１０へ電極２８によって供給している。ディスク・ブレーキ３０が車輪１４に装着されていることが示されている。

次に図６を参照すると、本発明の一実施形態による乗車制御システムを示す模式図が参照番号５０に全体的に示されている。図示のように、乗車制御システム５０は、多数の回路接続（参照番号を付していない）を含む給電用レール２６と回路を成す経路又は軌道プロセッサ５２と、各々車輛１０（図１）と共に配置されている複数の車輛制御システム１００とを含んでいる。選択随意の実施形態（図示されていない）では、軌道プロセッサ５２は、給電用レール２６を介してでなく無線通信を介して各々の車輛制御システム１００と連絡していてもよいことが認められよう。軌道プロセッサ５２は、プログラム可能型論理制御器を含んでいてよく、軌道機械のモードのような軌道作用、停止及び始動の各作用、並びに多重安全型信号を介した全軌道切換素子の制御を監視する。軌道プロセッサ５２及び各々の車輛制御システム１００は、軌道機械のモードが軌道に装着された全車輛について安全に制御されることを保証するように連絡し合うことができる。軌道モードに不一致が存在したり、車輛が、位置、速度又は加速パラメータについて自身が範囲から外れていることを感知したり、他の誤動作状態を感知したりした場合には、車輛は軌道プロセッサ及び／又は他の車輛プロセッサと連絡して、各々の車輛１０の停止又は他の反応を生起させる。

軌道プロセッサはまた、あらゆる車輛が経路に沿って等間隔に位置する等のような何らかの予め決められた方式に従って、各々の車輛の理想的な位置を決定してこの位置を経路の各々の車輛に報知するように構成され得る。次いで、各々の車輛が、他の車輛からの間隔を修正するように加速する又は制動することにより、経路に沿った位置を同期させ又は変化させることができる。

図７にさらに詳細に示すように、軌道プロセッサ５２は、双方向票決回路５６（図４）及び母線制御信号のための二重出力５８と回路を成すように接続されることができ、双方向票決回路５６は、公知の態様で構成された多数の半導体ゲート（作用は後にあらためて説明する）を含んでおり、二重出力５８は、複数の車輛によって監視される軌道機械のモードを定義するのに用いられる。各々の車輛制御システム１００が、分路継電器６６を作動させる出力スイッチ制御器６４と、軌道プロセッサ５２から送られるアナログ信号及び／又はディジタル信号のための入力６８とを含んでいてよい。また、負荷抵抗器（図示されていない）を用いて、１台の車輛についての既知の負荷を軌道プロセッサ５２に供給して、車輛の台数がアナログ入力（図示されていない）の値によって定義され得るようにしてもよい。

図３に示すように、本発明による経路に位置する車輛を作動させ、かかる車輛を停止させ、またかかる車輛の位置を監視する車輛制御システムの一実施形態が参照番号１００に全体的に示されている。本実施形態では、制御システム１００は、プロセッサ１１０と、メモリ１１２と、タイマ１１４と、距離／速度センサ１１６と、車輛作動及び停止システム１１８とを含んでいる。プロセッサ１１０、メモリ１１２、タイマ１１４、距離／速度センサ１１６及び車輛作動及び停止システム１１８の一部は、車輛１０に配置されている区画室１１９に配置されていてよい。

プロセッサ１１０は、プログラム可能型論理制御器のような任意の適当なプロセッサであってよい。メモリ１１２は、限定しないがＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びフラッシュ・メモリのような任意の適当な形式であってよい。

メモリ１１２は、プロセッサ１１０用のプログラムを記憶して、車輛１０が軌道２０に沿って走行している時間が与えられたときの予測位置範囲についてのルックアップ・テーブルを記憶することができる。

タイマ１１４は、車輛１０が軌道２０に沿って走行している実際の時間とタイミングを合わせるようにプロセッサ１１０によって用いられ得るタイミング作用を提供する。

距離／速度センサ１１６は、磁石１２０及び磁場又は光センサ１２２を含んでいてよく、これらの磁石１２０及びセンサ１２２は共に、車輪１４によって移動された距離に対応する電気パルスをプロセッサ１１０に供給するように公知の態様で作用する。選択随意で、マルチターン・エンコーダのような他のセンサを用いてもよい。距離を決定するためには、パルスをプロセッサ１１０によって数える又は直接測定して距離を決定し、ここから、軌道２０に沿った車輛１０の位置を決定することができる。距離／速度センサ１１６はまた、公知のパルス成形サーキットリを含み得ることが認められよう。

プロセッサ１１０は、ソフトウェア又はファームウェアのような任意の適当な手段を介して、車輛１０が軌道２０に沿って走行を開始したとの初期信号を開始インジケータ１２４から受け取って、この後に、上述のように軌道に沿った車輛の実際の位置を連続的に又は規則的間隔で算出するように構成されている。プロセッサ１１０はさらに、例えばタイマ１１４からの時間に基づいて軌道２０に沿った車輛１０の予測位置範囲を求め、この予測位置範囲を実際の位置と比較するように構成されている。実際の位置が予測位置範囲から外れている場合には、プロセッサ１１０は線１２６に沿って作動及び停止システム１１８に信号を送り、システム１１８は後にあらためて説明するように、車輛１０が軌道２０に沿ってこれ以上前進しないように車輛１０を停止させると共に、軌道に沿って走行している他のあらゆる車輛の進行を停止させるように構成されている。さらに、プロセッサ１１０は、軌道プロセッサ５２から理想的な位置を受け取って、車輛１０の位置を理想的な位置と比較し、後述のように制動し、又は制動しないことにより補償のために車輛速度を加速するように構成されていてもよい。

本発明の実施に用いるのに適した作動及び停止システム１１８の一実施形態を図４に示す。図示のように、作動及び停止システム１１８はプロセッサ１２８を含んでおり、プロセッサ１２８は、メモリ１３０、電源１３２、上で触れた出力スイッチ制御器６４（図７も参照されたい）、ブレーキ制御器１３６及び車輛軌道モニタ１３８と相互接続されている。

プロセッサ１２８は、図３に関連して上で説明したプロセッサ１１０と同様のものであってもよいし、一つの選択随意の実施形態では、二つの別個のプロセッサ１１０及び１２８の代わりに、両方のプロセッサが各プロセッサの所載の作用を果たす一つのプロセッサとして共に結合されていてもよいことが認められよう。

同様に、メモリ１３０も上述のメモリ１１２と同様のものであってよく、プロセッサ１２８を構成設定するプログラムを記憶するように作用することができる。

電源１３２は、バッテリ、発電機又は変圧器のような任意の適当な電源であってよい。選択随意で、電源１３２は省かれてもよく、且つ／又は電極２８を介して受け取られる電力を変圧したものであってもよい。電源１３２は、出力スイッチ制御器６４、及びブレーキ３０（図１）に装着され得るブレーキ制御器１３６の両方を作動させるのに十分な電気エネルギを供給することができる。

ここで図１及び図２を併せて参照して述べると、車輛軌道モニタ１３８は、給電用レール２６に沿ってエネルギ出力を監視する任意の適当な装置であってよく、エネルギの逸失時にはプロセッサ１２８に通知する。選択随意の実施形態では、車輛軌道モニタはまた、車輛１０を駆動する電動機（図示されていない）を含んでいてよい。車輛軌道モニタ１３８は、電極２８を介して給電用レール２６に接続され、また車輪１４を介してレール２２に接続されている。発電機３０（図４）が、給電用レール２６に接続された電子制御式回路遮断器５６とレール２２との間で回路を成して接続されていてよい。通常は閉じている分路継電器６６（図７も参照されたい）は、電極２８と車輪１４との間で回路を成すことができ、スイッチ制御器６４によって遠隔操作され得る。

動作に関して述べると、プロセッサ１２８は、例えばソフトウェア又はファームウェアを介して、プロセッサ１１０からの命令信号に応答して、ブレーキ３０（図１）を掛けるようにブレーキ制御器１３６に通知することにより車輛１０の運動を停止させるように構成され得る。同時に、プロセッサ１２８はさらに、分路継電器６６を閉じて発電機３０（図４）を短絡させるように出力スイッチ制御器６４に通知し、また各々の車輛の車輛軌道監視システム１３８を介して停止が要求されたとの通知を軌道２０を走行している他の車輛が受け取るように双方向票決回路５６に通報するように構成され得る。プロセッサ１２８はまた、現在の速度を調べて、上述のように軌道２０での位置の誤差が識別されたときに補正するために、上述のように必要に応じてブレーキ３０（図１）を掛けるように構成され得る。位置の誤差が、５フィートを上回る又は例えば他の車輛の５フィート以内に入る等のように予め決められた閾値位置を上回る場合には、プロセッサ１２８は、双方向票決回路５６に通報することができ、停止が要求されたとの通知を軌道２０を走行している他の車輛が受け取るようにすることができる。

本発明のもう一つの実施形態による経路に沿って移動可能な複数の車輛の位置を監視して制御する方法が、図５の参照番号２００に全体的に示されている。ブロック２１０に示すように、この方法は、車輛制御システムの少なくとも一部を各々の車輛に配置するステップと、ブロック２１２に示すように、車輛センサ装置を各々の車輛に装着するステップとを含んでいる。方法はまた、ブロック２１４に示すように、各々の車輛が経路に位置している所与の時間について経路に沿った予測位置範囲を記憶するステップと、ブロック２１６に示すように、車輛が経路に沿って移動しているときに各々の車輛の実際の位置を決定するように各々の車輛センサを用いるステップとを含んでいる。さらに、ブロック２１８に示すように、方法は、多数の所与の時間について各々の車輛の実際の位置を予測位置範囲と比較するステップと、ブロック２２０に示すように、実際の位置が一つでも予測位置範囲外に位置した場合に全車輛を停止させるステップとを含んでいる。

本書に記載されるシステム及び方法の技術的効果としては、軌道での車輛の位置を決定することが挙げられる。他の技術的効果としては、位置が予測位置範囲内にあるか否かを決定することが挙げられる。

現状で最も実際的であり好適と考えられる実施形態に関して本発明を説明したが、本発明は本書に開示されたこれらの実施形態に限定されないものと理解されたい。寧ろ、本発明は、特許請求の範囲の要旨及び範囲内に含まれる様々な改変及び均等構成の全てを網羅するものとする。

１０ 車輛
１２ 車体
１４ 車輪
１６ マーク
１８ 乗客
２０ 軌道
２２ レール
２４ 枕木
２６ 母線
２８ 電極
３０（図１） ディスク・ブレーキ
３０（図４） 発電機
５０ 乗車制御システム
５２ 経路又は軌道プロセッサ
５６ 回路遮断器
５８ 二重出力
６４ 出力スイッチ制御器
６６ 分路継電器
６８ 入力
１００ 車輛制御システム
１１０ プロセッサ
１１２ メモリ
１１４ タイマ
１１６ 距離／速度センサ
１１８ 車輛作動及び停止システム
１１９ 区画室
１２０ 磁石
１２２ 磁場又は光センサ
１２４ 開始インジケータ
１２６ 線
１２８ プロセッサ
１３０ メモリ
１３２ 電源
１３６ ブレーキ制御器
１３８ 車輛軌道モニタ
２００ 経路に沿って移動可能な複数の車輛の位置を監視して制御する方法

Claims (18)

1. 経路に位置する複数の車輛を制御する乗車制御システムであって、
   経路プロセッサと、
   該経路プロセッサと回路を成す双方向票決回路と
   を備えており、
   前記複数の車輛の各々の車輛が、
   当該少なくとも１台の車輛により支持されている車輛プロセッサと、
   該少なくとも１台の車輛プロセッサと回路を成す分路継電器と
   を含んでおり、
   各々の車輛プロセッサが、前記車輛の予め決められた状態に際してそれぞれの分路継電器を閉じて、これにより前記双方向票決回路が他の全車輛に通知を発するように起動されるように構成されている、
   乗車制御システム。
2. 前記車輛の前記予め決められた状態は、前記車輛が前記経路に沿った予測位置に位置していないことであり、前記双方向票決回路は全車輛を停止させるように起動される、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記電気信号は、アナログ信号及び／又はディジタル信号を介して網を介して伝送される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記経路に沿って電気信号を導通する母線であって、前記経路プロセッサと各々の車輛プロセッサとの間で回路を成す母線をさらに含んでいる請求項１に記載のシステム。
5. 経路に沿って移動可能な複数の車輛のための回路であって、
   少なくとも一部が各々の車輛に配置されている車輛制御システムであって、各々の特定の車輛の実際の位置を当該車輛が前記経路に沿って移動しているときに決定して、前記実際の位置を予測位置範囲と比較するように構成されており、特定の車輛の前記実際の位置が前記予測位置範囲外に位置した場合に前記経路に位置する全車輛を停止させるようにさらに構成されている車輛制御システム
   を備えた回路。
6. 前記経路に沿った各々の車輛についての予測位置を各々の車輛制御システムに伝達するように構成されている経路プロセッサをさらに含んでおり、前記車輛制御システムは、前記車輛の実際の速度を当該車輛が前記経路に沿って移動しているときに決定して、前記車輛の前記実際の速度を前記経路の特定の位置についての最高速度と比較するようにさらに構成されており、前記車輛制御システムは、前記車輛の速度を減速させる又は加速させるようにさらに構成されている、
   請求項５に記載の回路。
7. 前記車輛制御システムは、
   実際の位置を与えるように前記車輛が前記経路に沿って移動した距離を感知する距離センサと、
   前記車輛が前記経路に位置している時間を与えるタイマと、
   前記経路での前記車輛の前記実際の位置を予測位置範囲と比較して、前記実際の位置が前記予測位置範囲内にない場合に全車輛を停止させる信号を前記経路プロセッサに出力するように構成されているプロセッサと
   を含んでいる、請求項６に記載の回路。
8. 前記距離センサは、前記車輛が前記経路に沿って走行しているときの実際の速度を決定するようにさらに構成されており、
   前記メモリ装置は、前記経路に沿った前記位置範囲の各々について最高速度のルックアップ・テーブルを記憶するようにさらに構成されており、
   前記プロセッサは、前記経路に沿った前記車輛の前記実際の位置に基づいて前記車輛の前記実際の速度を前記経路に沿った前記位置範囲の前記最高速度と比較して、前記実際の位置が前記予測位置範囲内にない場合に全車輛を停止させる信号を前記経路プロセッサに出力するようにさらに構成されている、
   請求項７に記載の回路。
9. 前記経路に沿って延在する電気母線であって、運動のために複数の車輛の各々を作動させ、回路遮断器と回路を成して接続されている電気母線をさらに含んでおり、前記車輛制御システムは、前記回路遮断器の開放に際して各々の車輛を停止させるブレーキをさらに含んでいる、請求項４に記載の回路。
10. 各々の車輛が娯楽車輛を含んでおり、前記経路は、一対のレールを有する軌道を含んでいる、請求項９に記載の回路。
11. 各々の車輛が複数の車輪を含んでおり、各々の距離センサが、前記車輪に近接して装着されている磁場センサを含んでいる、請求項１０に記載の回路。
12. 経路に沿って移動可能な複数の車輛の位置を監視して制御する方法であって、
    各々の車輛に車輛制御システムの少なくとも一部を配置するステップと、
    車輛センサ装置を各々の車輛に装着するステップと、
    車輛が前記経路に位置している多数の所与の時間について前記経路に沿った予測位置範囲を記憶するステップと、
    各々の車輛が前記経路に沿って移動しているときに各々の車輛の実際の位置を決定するように各々の車輛センサを用いるステップと、
    所与の時間について各々の車輛の前記実際の位置を前記予測位置範囲と比較するステップと、
    実際の位置が一つでも前記予測位置範囲外に位置した場合に全車輛を停止させるステップと
    を備えた方法。
13. 前記車輛作動及び停止システムは、前記経路に沿って延在する電気母線であって、運動のために前記複数の車輛の各々を作動させ、回路遮断器と回路を成して接続されている電気母線を含んでおり、前記車輛制御システムは、前記回路遮断器の開放に際して各々の車輛を停止させるブレーキをさらに含んでいる、請求項１２に記載の方法。
14. 前記車輛は前記経路プロセッサから期待位置データを受け取る、請求項１２に記載の方法。
15. 各々の車輛が娯楽車輛を含んでおり、前記経路は、一対のレールを有する軌道を含んでいる、請求項１３に記載の方法。
16. 各々の娯楽車輛が複数の車輪を含んでおり、各々の距離センサが、前記車輪の一つに装着されている磁石と、前記車輪に近接して装着されている磁場センサ・マルチターン・エンコーダとを含んでいる、請求項１５に記載の方法。
17. 車輛と経路プロセッサとの間で期待位置データを伝達するステップをさらに含んでいる請求項１２に記載の方法。
18. 経路に沿って移動可能な複数の車輛の位置を監視して制御する方法であって、
    複数の車輛の予測位置を複数の車輛に伝達するステップと、
    全車輛の前記伝達された位置に基づいて予め決められた配置方式に従って各々の車輛の位置を同期させるステップと
    を備えた方法。

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