JP2012183853A

JP2012183853A - 地震時における列車制動方法及びそのシステム

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Publication number: JP2012183853A
Application number: JP2011046428A
Authority: JP
Inventors: Naoyasu Iwata; 直泰岩田; Shunroku Yamamoto; 俊六山本; Masahiro Korenaga; 将宏是永
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2031-03-03
Also published as: JP5628070B2

Abstract

【課題】従来のき電の停止を行わない列車制動の構成とすることで、地震が誤報であり警報キャンセル情報を受信した場合や安全が早期に確認された場合に、列車の制動を最適化することができる、地震時における列車制動方法及びそのシステムを提供する。
【解決手段】地震時における列車制動方法において、地震計１３が接続される地震検出側制御装置１０を設置し、この地震検出側制御装置１０の無線送信装置１１から地震情報を列車１の車上搭載制御装置５の無線受信装置６へ送信し、前記地震情報に基づいて電力モード制御装置を作動させることにより、マスコンとインバータ制御装置を作動させて列車停止制御モードに切り換え、列車ブレーキ制御装置を稼働可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、地震時に列車の脱線や構造物の被害が予想される場合に行われる列車の制動について、その列車の制動方法及びそのシステムの最適化に関するものである。

図５は従来の地震時における列車制動システムの模式図、図６は従来の電気車制御装置を示す図である。
図５において、１０１は列車、１０２はき電線、１０３は送電線、１０４は給電を行う変電所（中継所であってもよい）、１０５は変電所１０４に接続される地震計である。
また、図６に示すように、電気車制御装置は、ＡＴＣ２０１、マスコン（主幹制御器）２０２、ブレーキ制御装置２０３、インバータ制御部２０４、インバータ２０５、電動機２０６、空気ブレーキ制御部２０７から主に構成されており、ＡＴＣ２０１はブレーキ制御装置２０３と、マスコン２０２はブレーキ制御装置２０３とインバータ制御部２０４と、ブレーキ制御装置２０３はインバータ制御部２０４と空気ブレーキ制御部２０７と、インバータ制御部２０４はインバータ２０５と、インバータ２０５は電動機２０６とそれぞれ接続されている。

そこで、マスコン２０２は、ブレーキ制御装置２０３とインバータ制御部２０４にノッチ指令を出力する。ブレーキ制御装置２０３は、マスコン２０２から入力されたノッチ指令に基づいて、インバータ制御部２０４と空気ブレーキ制御部２０７にブレーキ指令を出力する。インバータ制御部２０４はマスコン２０２からのノッチ指令とブレーキ制御装置２０３からのブレーキ指令に基づいて、インバータ２０５を制御する。電動機２０６は、インバータ２０５により供給される交流電力によって駆動する。ＡＴＣ２０１は、電気車の速度が所定の速度を超えた場合にブレーキ指令をブレーキ制御装置２０３に出力する（下記特許文献１及び２参照）。

特開２００６−２０３９６９号公報特開２００３−１６４００４号公報

従来のようなき電停止方式の列車制動システムでは、地震計１０５は変電所１０４に接続されるために、変電所内の電磁環境の悪い場所に設置しなければならず、電磁ノイズによる地震計の誤作動が懸念される。また、変電所は線路直近や道路直近であることが多く、地震計１０５は列車や自動車の走行に伴う地盤振動の影響を受ける。
更に、地震が発生して列車を制動するためにき電を停止した後、電気の再投入までしばらくの間、列車の運転再開ができないといった問題がある。また、この際、地震計が変電所にき電停止信号を数分程度出力し続けるため、電気の再投入が遅れるという問題もある。

本発明は、上記状況に鑑みて、き電の停止を行わない列車制動の構成とすることで、地震情報が誤報であり警報キャンセル情報を受信した場合や安全が早期に確認された場合に、列車の制動を最適化することができる、地震時における列車制動方法及びそのシステムを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕地震時における列車制動方法において、地震計が接続される地震検出側制御装置を設置し、この地震検出側制御装置の無線送信装置から地震情報を列車の車上搭載制御装置の無線受信装置へ送信し、前記地震情報に基づいて電力モード制御装置を作動させることにより、マスコンとインバータ制御装置を作動させて列車停止制御モードに切り換え、列車ブレーキ制御装置を稼働可能にすることを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の地震時における列車制動方法において、前記列車ブレーキ制御装置は、被害推定の信頼性に対応した警報レベルに応じて列車の制動特性を変えることを特徴とする。
〔３〕地震時における列車制動システムにおいて、地震計が接続される無線送信装置を有する地震検出側制御装置と、この地震検出側制御装置からの地震情報を受信する無線受信装置を有する車上搭載制御装置と、この車上搭載制御装置に配置される電力モード制御装置と、この電力モード制御装置を作動させることにより、マスコンとインバータ制御装置を作動させて列車停止制御モードに切り換えるモード切換手段と、このモード切換手段に基づいて稼働可能にする列車ブレーキ制御装置とを具備することを特徴とする。

〔４〕上記〔３〕記載の地震時における列車制動システムにおいて、前記列車ブレーキ制御装置は、被害推定の信頼性に対応した警報レベルに応じて列車の制動特性を変えるようにすることを特徴とする。

本発明によれば、地震情報が誤報であり警報キャンセル情報を受信した場合や安全が地震発生後にごく短時間で確認された場合、列車を停止させることなく、素早く再加速させることができる。
さらに、被害推定の信頼性に対応した警報レベルに応じて列車の制動特性を変えるようにすることができる。

本発明の実施例を示す地震時における列車制動システムの模式図である。本発明の実施例を示す地震時における列車制動システムの車上搭載制御装置のブロック図である。本発明の実施例を示す地震時における列車制動システムの列車停止制御方法を示すフローチャートである。本発明の実施例を示す地震時における列車制動システムの列車停止復旧制御方法を示すフローチャート図である。従来の地震時における列車制動システムの模式図である。従来の電気車制御装置を示す図である。

本発明の地震時における列車制動方法は、地震計が接続される地震検出側制御装置を設置し、この地震検出側制御装置の無線送信装置から地震情報を列車の車上搭載制御装置の無線受信装置へ送信し、前記地震情報に基づいて電力モード制御装置を作動させることにより、マスコンとインバータ制御装置を作動させて列車停止制御モードに切り換え、列車ブレーキ制御装置を稼働可能にする。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示す地震時における列車制動システムの模式図、図２はその列車制動システムの車上搭載制御装置のブロック図、図３はその列車制動システムの列車停止制御方法を示すフローチャート、図４はその列車停止復旧制御方法を示すフローチャートである。

これらの図において、１は列車、２はこの列車１に給電するき電線、３は送電線、４は変電所などの給電系統である。
一方、５は車上搭載制御装置であり、５ＡはＣＰＵ（中央制御装置）、５Ｂは電力モード制御装置、５Ｃは電力モード制御装置５Ｂに接続され、被害推定の信頼性に対応した警報レベルに応じて列車の制動特性を変える制御装置、５Ｄは電力モード制御装置５Ｂと制御装置５Ｃに接続されるマスコン、５Ｅは電力モード制御装置５Ｂに接続されるＡＴＣ、５Ｆはマスコン５ＤとＡＴＣ５Ｅに接続される列車ブレーキ制御装置、５Ｇはマスコン５Ｄに接続されるインバータ制御装置、５Ｈはインバータ制御装置５Ｇに接続されるインバータ（列車駆動制御装置）、５Ｉはインバータ５Ｈに接続される電動機である。さらに、６は列車１に搭載される無線受信装置、７はアンテナ、１０は地震検出側制御装置、１１は無線送信装置、１２はアンテナ、１３は地震検出側制御装置１０に接続される地震計、１４は他の地震計と通信するための地震計通信ネットワークである。

本発明の地震時における列車制動システムの停止制御方法を、図３を参照しながら説明する。
（１）まず、地震計１３が自ら地震動を検知した場合、もしくは地震計通信ネットワーク１４により他の地震計の地震情報を受信した場合、地震計１３は接続されている地震検出側制御装置１０にその情報を送信する（ステップＳ１）。

（２）地震検出側制御装置１０において、受信した地震情報を基に列車の脱線や構造物の被害が発生する可能性があるか否かを判断する。被害推定は過去の鉄道被災事例等に基づき推定する。また、被害推定の信頼性に応じて警報レベルを定める（ステップＳ２）。
（３）地震計１３の自らの情報および地震計通信ネットワーク１４により他の地震計から得られた地震情報により、列車の脱線や構造物の被害が予想される場合、地震検出側制御装置１０は、列車１の車上搭載制御装置５へ地震情報を送信する。（ステップＳ３）。

（４）無線受信装置６で地震情報を受信した車上搭載制御装置５は、電力モード制御装置５Ｂを作動させる（ステップＳ４）。
（５）電力モード制御装置５Ｂが作動することにより、マスコン５Ｄ、インバータ制御装置５Ｇが作動して列車停止制御モードへ切り換わる（ステップＳ５）。
（６）被害推定の信頼性に対応した警報レベルに応じて列車の制動特性を変える制御装置５Ｃに基づいてマスコン５Ｄから指令を出し、列車ブレーキ制御装置５Ｆを稼働状態とする（ステップＳ６）。

次に、図４を参照しながら列車停止制御モードから通常運転へ復帰する場合を説明する。
（１）列車１の車上搭載制御装置５において、列車停止制御モードから平常モードへ復帰できるか確認する（ステップＳ１１）。確認手段としては、列車１が走行する路線の線路の近くに設置されている地震計のリアルタイム情報を、指令にある防災情報表示システムで受信することにより行う。

（２）平常モードへ復帰可能であることが確認できたら、列車ブレーキ制御装置５Ｆでブレーキを解除する（ステップＳ１２）。
（３）次に、インバータ制御装置５Ｇを平常モードに戻す（ステップＳ１３）。
（４）電力モード制御装置５Ｂを平常モードに戻して、インバータ制御装置５Ｇにより列車１の通常運転を再開する（ステップＳ１４）。

本発明では、地震計を必ずしも線路沿線直近に設置する必要がないので、電磁環境や列車振動、道路交通などの外部ノイズが入りにくい場所に設置することができる。また、従来のようにき電を停止するものではないので、地震情報が誤報であり警報キャンセル情報を受信した場合や安全が地震発生後にごく短時間で確認された場合、列車を停止させることなく、素早く再加速させることができる。

本発明によれば、被害推定の信頼性に対応した警報レベルに応じて列車の制動特性を変える制御装置により、マスコンの制御に制限を加えて、列車の制動特性を変えるようにすることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の地震時における列車制動方法及びそのシステムは、従来のようなき電の停止を行わない構成とすることにより、地震が誤報だった場合や安全が早期に確認された場合に、列車の制動を最適化することができる、地震時における列車制動方法として利用可能である。

１列車
２き電線
３送電線
４給電系統（変電所）
５車上搭載制御装置
５ＡＣＰＵ（中央制御装置）
５Ｂ電力モード制御装置
５Ｃ運転規制を行う基準値に応じて列車の制動特性を変える制御装置
５Ｄマスコン
５ＥＡＴＣ
５Ｆ列車ブレーキ制御装置
５Ｇインバータ制御装置
５Ｈインバータ（列車駆動制御装置）
５Ｉ電動機
６無線受信装置
７，１２アンテナ
１０地震検出側制御装置
１１無線送信装置
１３地震計
１４地震計通信ネットワーク

Claims

地震計が接続される地震検出側制御装置を設置し、該地震検出側制御装置の無線送信装置から地震情報を列車の車上搭載制御装置の無線受信装置へ送信し、前記地震情報に基づいて電力モード制御装置を作動させることにより、マスコンとインバータ制御装置を作動させて列車停止制御モードに切り換え、列車ブレーキ制御装置を稼働可能にすることを特徴とする地震時における列車制動方法。
請求項１記載の地震時における列車制動方法において、前記列車ブレーキ制御装置は、被害推定の信頼性に対応した警報レベルに応じて列車の制動特性を変えることを特徴とする地震時における列車制動方法。
（ａ）地震計が接続される無線送信装置を有する地震検出側制御装置と、
（ｂ）該地震検出側制御装置からの地震情報を受信する無線受信装置を有する車上搭載制御装置と、
（ｃ）該車上搭載制御装置に配置される電力モード制御装置と、
（ｄ）該電力モード制御装置を作動させることにより、マスコンとインバータ制御装置を作動させて列車停止制御モードに切り換えるモード切換手段と、
（ｅ）該モード切換手段に基づいて稼働可能にする列車ブレーキ制御装置とを具備することを特徴とする地震時における列車制動システム。
請求項３記載の地震時における列車制動システムにおいて、前記列車ブレーキ制御装置は、被害推定の信頼性に対応した警報レベルに応じて列車の制動特性を変えるようにすることを特徴とする地震時における列車制動システム。