JP2014025845A - 電気車制御装置及び運転台表示器 - Google Patents

電気車制御装置及び運転台表示器 Download PDF

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Abstract

【課題】車外の明るさに合わせた輝度で運転台表示器の表示を行う。
【解決手段】実施形態の電気車制御装置は、電気車の車外における照度を検出する照度検出手段と、段階的に輝度調整が可能な運転台表示器の輝度を、検出された照度に基づいた電気車の車外における明るさに合わせた輝度に制御する輝度制御手段とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、電気車制御装置及び運転台表示器に関する。
従来、鉄道車両(以下、電気車)の乗務員室の運転台に設置された表示器(以下、運転台表示器)には、バックライトにLED(Light Emitting Diode)を採用し、画面のタッチキー、または画面近くのスイッチによって輝度調整が可能なものがある。乗務員室で運転を行う運転士は、運転時において、タッチキーやスイッチの操作によって運転台表示器を見やすい輝度に調整していた。
特開平9−175232号公報 特開平11−184446号公報
しかしながら、上述した従来技術では、運転中に車外の明るさが変化して運転台表示器が見辛くなった場合、運転士が運転を行いながら運転台表示器の輝度調整を行わなければならず、不便なものであった。例えば、電気車の運転では、日中(屋外)、トンネル、地下などの移り変わりで車外の照度が頻繁に変化する場合がある。これに対し、運転士は、主幹制御器(以下、マスコン)による力行、ブレーキバーによる制動の操作を両手で行うことが一般的であり、頻繁に変化する車外の明るさに合わせて運転台表示器の輝度調整を運転中に行うことが困難であった。
上述した課題を解決するために、実施形態の電気車制御装置は、電気車の車外における照度を検出する照度検出手段と、段階的に輝度調整が可能な運転台表示器の輝度を、前記検出された照度に基づいた前記電気車の車外における明るさに合わせた輝度に制御する輝度制御手段とを備える。
また、実施形態の運転台表示器は、段階的に輝度調整が可能な運転台表示器であって、電気車の車外における照度を検出する照度検出手段により検出された照度に基づいた、前記電気車の車外における明るさに合わせた輝度で表示する。
図1は、実施形態にかかる電気車制御装置の構成を例示するブロック図である。 図2は、車両の前方外観を例示する外観図である。 図3は、車両情報装置及び車両情報装置の周辺の構成を例示するブロック図である。 図4は、実施形態にかかる電気車制御装置の動作を例示する概念図である。
以下、添付図面を参照して実施形態の電気車制御装置及び運転台表示器を詳細に説明する。
図1は、実施形態にかかる電気車制御装置の構成を例示するブロック図である。図1に示すように、電気車100は、車両100A、車両100B、車両100Cが連結された構成である。各車両は自車を制御する電気車制御装置としての車両情報装置150を備え、各車両の車両情報装置150はLAN(Local Area Network)などの幹線ネットワーク回線180により通信可能に接続される。さらに、先頭車として機能する車両100A、100Cは、照度センサ110、無線伝送装置120、運転台端末130、GPS装置140(GPS: Global Positioning System)、TG170(TG:タコジェネレータ)を備える。
照度センサ110は、電気車100の車外における照度を検出するフォトトランジスタ等のセンサである。照度センサ110は、車外における照度に対応したアナログ信号を車両情報装置150に出力する。
図2は、車両100Aの前方外観を例示する外観図である。より具体的には、架線10により供給される電力で軌条20上を走行する車両100Aの前方を車両100Aの左前方から眺めた際の外観図である。図2に示すように、先頭車としての車両100Aの前方部分には、運転士や車掌などの乗務員が業務を行うための乗務員室101が設けられている。照度センサ110は、乗務員室101にいる乗務員が窓105を介して車両100Aの外を見た際に感じる明るさに近い照度を検出するように、乗務員室101の正面102、側面103の上部に外向きに設けられている。また、照度センサ110の設置位置は、前照灯104からの直接光が照度センサ110で検出されないように、前照灯104の照明範囲から外れた位置(図示例では前照灯104よりも斜め後方)となっている。
図1に戻り、無線伝送装置120は、地上に設けられた地上端末200に接続される無線伝送装置210と相互に無線通信を行う。車両情報装置150は、無線伝送装置120、210を介して地上端末200と情報を送受信することができる。地上端末200は、指令所などに設けられ、指令員が操作する端末装置である。地上端末200は、インターネットなどのネットワーク300を介して電気車100が走行する路線上の現在の天気を示す天気情報201を収集する。より具体的には、地上端末200は、路線上の天気を提供するサーバ装置(図示しない)にネットワーク300を介してアクセスし、晴れ、曇、雨などの天気がテキスト文で記述された天気情報201を収集する。収集された天気情報201は、無線伝送装置210、120を介して車両情報装置150へ送信される。この天気情報201の車両情報装置150への送信は、所定の時間間隔で逐次行われてもよいし、サーバ装置から提供された天気情報201が更新される度に行われてもよい。
運転台端末130は、車両情報装置150の制御のもと、運転士や車掌などの乗務員からの操作指示の受け付けや、乗務員への情報の表示を行うために乗務員室101の運転台に設けられた端末装置である。具体的には、運転台端末130は、運転台表示器131、132、133、ICカードRW134、入力装置135、併結スイッチ136、前後切替スイッチ137を備える。
運転台表示器131、132、133は、車両情報装置150の制御の下、乗務員へ各種情報を表示する表示装置である。具体的には、運転台表示器131、132、133は、LED等のバックライトを備えた液晶ディスプレイなどであり、車両情報装置150の制御の下、バックライトの輝度が段階的に調整可能となっている。本実施形態では、運転台表示器131、132、133は、LEDのバックライトを備え、0(消灯)、1〜16(点灯)とし、点灯中は1(最暗)…16(最明)の輝度値を指示することで、16段階での輝度調整を可能としている。なお、運転台表示器131、132、133は、段階的な輝度調整が可能な構成であればよく、例えばLED以外の光源をバックライトとして用いてもよい。
運転台表示器131、132、133が表示する画面は、各車両の車両情報装置150より収集した電気車100全体の走行状態(車両速度、ノッチ数、ブレーキ段)を示すモニタ表示やメータ表示の画面、各種操作ボタンを配置した操作画面、路線の駅名などのナビゲーション画面、ホーム監視画面などであってよい。
ICカードRW134は、仕業カードなどのICカードに記録されたデータの読出しや、そのICカードへのデータの書き込みを行う装置である。例えば、乗務員は、電気車100の運転士や車掌として乗務する際に、自らの識別コード(ID)が記録されたICカードをICカードRW134で読み取らせる。これにより、車両情報装置150は、読み取った識別コードをもとに乗務員を識別できる。
入力装置135は、各種スイッチや、運転台表示器131、132、133に積層されたタッチパネルであり、乗務員の操作を受け付ける。例えば、入力装置135は、スイッチ操作や操作画面上のタッチパネル操作をもとに、1(最暗)…16(最明)の輝度値を指定した運転台表示器131、132、133の輝度設定を乗務員より受け付ける。
併結スイッチ136は、車両100A、100Cを併結して運用する際にオンにするスイッチである。前後切替スイッチ137は、車両100A、100Cの前進/後進を切り替える切替スイッチである。車両情報装置150は、併結スイッチ136がオフであり、前後切替スイッチ137が前進である場合に、車両100A、100Cが先頭車として前進することから、運転士用の運用形態であると判別できる。また、車両情報装置150は、併結スイッチ136がオフであり、前後切替スイッチ137が後進である場合に、車両100A、100Cが先頭車として後進することから、車掌用の運用形態であると判別できる。また、車両情報装置150は、併結スイッチ136がオンである場合に、車両100A、100Cが中間車として併結されていることから、中間車用の運用形態であると判別できる。
GPS装置140は、GPS衛星から受信する信号に基いて自車の位置を特定する。GPS装置140は特定した位置を示す位置情報を車両情報装置150へ出力する。TG170は、電気車100の車輪(図示しない)の回転速度に比例した直流電圧を発生させる発電機である。車両情報装置150では、TG170が発生した電圧値を読み取ることで、電気車100が走行する際の車両速度を検出する。
図3は、車両情報装置150及び車両情報装置150の周辺の構成を例示するブロック図である。なお、図3は、先頭車が備える車両情報装置150の例を示す図である。
図3に示すように、車両情報装置150は、制御部151、メモリ152、運転士情報メモリ153、路線情報メモリ154、RTC155(RTC: Real Time Clock)、入出力I/F156、入出力I/F156、入出力I/F157、伝送I/F158、伝送I/F159、電源160、幹線伝送I/F161、通常/検修スイッチ162を備える。
制御部151は、種々の判断を行い、車両情報装置150内の各部の制御を行う。メモリ152は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び不揮発性メモリなどを備える。メモリ152は、ROM又は不揮発性メモリに記憶されているプログラムを順次実行することにより、種々の判定及び演算処理などを行う。
メモリ152は、種々の情報を記憶することができる記憶装置である。運転士情報メモリ153は、運転士(乗務員)ごとの各種設定情報を記憶することができる記憶装置である。具体的には、運転士ごとに割り当てられた識別コードごとに、その運転士が入力装置135を操作して行った輝度設定を記憶する。
路線情報メモリ154は、電気車100が走行する路線における地形などの路線情報を記憶する記憶装置である。路線情報メモリ154は、例えば、路線内に存在する駅の位置を示す情報、路線内に存在する鉄橋などの構造物の他、路線を走行する電気車100の車外の明るさにかかる構造物(例えばビル、トンネル、地下、ビル内の駅)の位置を示す情報などを路線情報として記憶する。また、路線情報には、路線における日時ごとの明るさにかかる情報が含まれていてもよい。具体的には、路線における季節(日時)による日の出、夕暮れ、日没の時刻などの情報が路線情報に含まれていてよい。
RTC155は、現在日時を計時する計時回路である。RTC155は、計時した現在日時を制御部151へ出力する。
入出力I/F156は、車内に設置されている照度センサ110及び無線伝送装置120と、車両情報装置150とを接続するインターフェースである。入出力I/F157は、GPS装置140及びTG170と、車両情報装置150とを接続するインターフェースである。伝送I/F158は、運転台端末130及びマスコン190と、車両情報装置150とを接続するインターフェースである。伝送I/F159は、保安装置191、ブレーキ制御装置192及びVVVF制御装置193(VVVF: Variable Voltage Variable Frequency)と、車両情報装置150とを接続するインターフェースである。
保安装置191は、制御部151の制御に基いて電気車100の制動を自動的に行う自動列車保安装置である。ブレーキ制御装置192は、マスコン190により入力される信号に基いて、電気車100の制動を行う。VVVF制御装置193は、電気車100に搭載されているVVVFインバータ(図示しない)の制御を行う。
電源160は、車両電源から電力を受け取り、車両情報装置150の各部に電力を供給する。幹線伝送I/F161は、連結する他の車両(例えば中間車)の車両情報装置150と、自車の車両情報装置150とを接続するインターフェースである。
通常/検修スイッチ162は、通常の運転を行う運転モードである「通常」と、車両の各装置の車上検査、月ごとの月検などの検修時に検修員が試験操作するための検修モードである「検修」とを切り替えるスイッチである。検修員は、検修時に「検修」側にスイッチを切り替えることで検修モードとし、検修終了後に「通常」側にスイッチを戻す。
次に、車両情報装置150の制御の下で行われる運転台表示器131、132、133の輝度調整について説明する。図4は、実施形態にかかる電気車制御装置(車両情報装置150)の動作を例示する概念図である。
図4に示すように、車両情報装置150は、照度センサ110より、車外における照度に対応するアナログ信号の入力を受け付ける(S10)。次いで、車両情報装置150は、受け付けたアナログ信号をもとに、車外における明るさに応じた運転台表示器131、132、133の輝度調整値(輝度値)を算出する(S20)。具体的には、受け付けたアナログ信号で車外のランク(暗…中…明)に対応した閾値を参照し、車外における明るさのランクを得る。次いで、得られた明るさランクに対応した輝度値(1(最暗)…16(最明))を算出する。例えば、車外の明るさのランクが(暗)に近い場合は、1(最暗)に近い輝度値とし、車外の明るさのランクが(明)に近い場合は、1(最明)に近い輝度値とする。
次いで、車両情報装置150は、算出した輝度値を示す伝送信号を運転台表示器131、132、133に出力する(S30)。この伝送信号に応じて、運転台表示器131、132、133は、バックライトの輝度を調整する。このように、電気車100の走行時に車外の明るさが変化する場合であっても、運転台表示器131、132、133の輝度がその車外の明るさに合わせて調整されることから、乗務員が輝度調整を行うことなく、見やすい表示画面を提供できる。
また、S20では、電気車100の路線上の走行位置に応じた輝度調整を行なってもよい。具体的には、車両情報装置150は、GPS装置140から出力される位置情報と、TG170からの電圧値に基づいた車両速度とをもとに、路線における走行位置(現在位置)を検出する。次いで、車両情報装置150は、検出した現在位置をもとに路線情報メモリ154を参照し、その現在位置と電気車100の車外の明るさにかかる構造物(例えばビル、トンネル、地下、ビル内の駅)との位置関係を算出する。次いで、車両情報装置150は、算出した位置関係に基いて運転台表示器131、132、133の輝度値を算出する。
例えば、車外が暗くなるビルの近傍、トンネル、地下、ビル内の駅に入る位置を走行する場合は、運転台表示器131、132、133の画面を眩しく感じないように、暗くなるように輝度値を算出する。逆に、ビルの近傍、トンネル、地下、ビル内の駅から出る位置を走行する場合は、運転台表示器131、132、133の画面を暗く感じないように、明るくなるように輝度値を算出する。このように、電気車100の現在位置に応じた適切な輝度値に調整することで、乗務員が輝度調整を行うことなく、見やすい表示画面を提供してもよい。
また、S20では、RTC155により計時された現在時刻(現在日時)に応じた輝度調整を行なってもよい。具体的には、車両情報装置150は、RTC155から出力される現在日時をもとに路線情報メモリ154を参照し、現在日時と、日の出、夕暮れ、日没の時刻との比較を行う。次いで、車両情報装置150は、比較結果に基いて運転台表示器131、132、133の輝度値を算出する。
例えば、急激に車外が暗くなる夕暮れの時刻から日没の時刻に合わせて、運転台表示器131、132、133の画面を眩しく感じないように、徐々に暗くなるように輝度値を算出する。逆に、急激に車外が明るくなる日の出の時刻に合わせて、運転台表示器131、132、133の画面を暗く感じないように、明るくなるように輝度値を算出する。このように、現在日時に応じた適切な輝度値に調整することで、乗務員が輝度調整を行うことなく、見やすい表示画面を提供してもよい。
また、S20では、地上端末200より無線伝送装置120を介して受信した天気情報に応じた輝度調整を行なってもよい。具体的には、車両情報装置150は、無線伝送装置120を介して地上端末200より通知される天気情報201をもとに、予めメモリ152などに記憶された天気ごとの輝度調整値で輝度値を補正する。
例えば、雨天の日は、晴天の日に比べて明るさが暗いため、運転台表示器131、132、133の画面を眩しく感じやすい。したがって、天気情報201に記述された天気が晴天である場合は輝度調整値を「0」、晴れのち曇りの場合は「−1」、曇の場合は「−2」、曇のち雨の場合は「−4」などとして、輝度値を補正する。このように、地上端末200により通知される天気情報201に応じた適切な輝度値に調整することで、乗務員が輝度調整を行うことなく、見やすい表示画面を提供してもよい。
また、S20では、運転士情報メモリ153に記憶された乗務員ごとの輝度設定に応じた輝度調整を行なってもよい。具体的には、車両情報装置150は、ICカードRW134によるICカードの読み取りや、入力装置135の操作入力などにより、乗務員の識別コードを取得する。次いで、車両情報装置150は、取得した識別コードをもとに運転士情報メモリ153を参照し、その識別コードに対応する乗務員の輝度設定を読み出して、運転台表示器131、132、133の輝度値を算出する。これにより、乗務員の個人個人が予め設定した輝度の表示画面を提供できる。
また、S20では、入力装置135、併結スイッチ136、前後切替スイッチ137、通常/検修スイッチ162などのスイッチ操作に応じた輝度調整を行なってもよい。具体的には、車両情報装置150は、乗務員の手動により、1(最暗)…16(最明)の輝度値を指定した輝度設定を入力装置135で受け付けた場合は、照度センサ110で検出した車外における明るさに合わせた輝度値よりも優先して、受け付けた輝度設定で運転台表示器131、132、133の輝度値を算出する。このように、乗務員が手動で輝度設定を行う場合は、その輝度設定に従った表示画面とする。
また、車両情報装置150は、併結スイッチ136、前後切替スイッチ137の操作をもとに運転台表示器131、132、133が運転士用、中間車用、車掌用のいずれの運用形態であるかを検出し、検出した運用形態に応じた輝度調整を行なってもよい。例えば、併結スイッチ136がオフであり、前後切替スイッチ137が前進である運転士用の運用形態の場合は、照度センサ110で検出した車外における明るさに合わせた輝度調整を行う。また、併結スイッチ136がオフであり、前後切替スイッチ137が後進である車掌用の運用形態の場合は、車外と運転台表示器131、132、133とを確認しながら運転する必要がないことから、照度センサ110で検出した車外における明るさに合わせた輝度調整を行わず、見やすい輝度として予め設定された所定の輝度値での表示を行う。また、併結スイッチ136がオンである中間車用の運用形態の場合は、操作する乗務員が不在となることから、0(消灯)のコマンドを送信して運転台表示器131、132、133の画面を消すようにする。
また、車両情報装置150は、通常/検修スイッチ162の「通常」又は「検修」の切り替え操作をもとに、通常の運転を行う運転モードである「通常」に切り替えられている場合には、照度センサ110で検出した車外における明るさに合わせた輝度調整を行う。また、検修時に検修員が試験操作するための検修モードである「検修」に切り替えられている場合には、照度センサ110で検出した車外における明るさに合わせた輝度調整を行わず、試験操作時に見やすい輝度として予め設定された所定の輝度値での表示を行う。これにより、検修員の試験操作時には、車外の明るさに影響されることなく、運転台表示器131、132、133の輝度を試験操作に適したものとすることができる。
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
10…架線、20…軌条、100…電気車、100A、100B、100C…車両、101…乗務員室、102…正面、103…側面、104…前照灯、105…窓、110…照度センサ、120…無線伝送装置、130…運転台端末、131、132、133…運転台表示器、134…ICカードRW、135…入力装置、136…併結スイッチ、137…前後切替スイッチ、140…GPS装置、150…車両情報装置、151…制御部、152…メモリ、153…運転士情報メモリ、154…路線情報メモリ、155…RTC、156、157…入出力I/F、158、159…伝送I/F、160…電源、161…幹線伝送I/F、162…通常/検修スイッチ、170…TG、180…幹線ネットワーク回線、190…マスコン、191…保安装置、192…ブレーキ制御装置、193…VVVF制御装置、200…地上端末、201…天気情報、210…無線伝送装置、300…ネットワーク

Claims (9)

  1. 電気車の車外における照度を検出する照度検出手段と、
    段階的に輝度調整が可能な運転台表示器の輝度を、前記検出された照度に基づいた前記電気車の車外における明るさに合わせた輝度に制御する輝度制御手段と、
    を備える電気車制御装置。
  2. 前記電気車が走行する路線における現在位置を検出する位置検出手段と、
    前記路線を走行する際の、前記電気車の車外の明るさにかかる構造物の位置を含む路線情報を記憶する路線情報記憶手段と、を備え、
    前記輝度制御手段は、前記検出された現在位置をもとに前記路線情報を参照し、前記検出された現在位置と、前記構造物との位置関係をもとに前記運転台表示器の輝度を制御する、
    請求項1に記載の電気車制御装置。
  3. 現在日時を計時する計時手段を更に備え、
    前記路線情報は、前記路線を走行する際の、日時ごとの前記電気車の車外の明るさにかかる情報を含み、
    前記輝度制御手段は、前記計時された現在日時をもとに前記路線情報を参照し、前記検出された現在日時における前記電気車の車外の明るさにかかる情報をもとに前記運転台表示器の輝度を制御する、
    請求項2に記載の電気車制御装置。
  4. 現在の天気を示す天気情報を受信する受信手段を更に備え、
    前記輝度制御手段は、前記受信された天気情報で示された天気をもとに前記運転台表示器の輝度を制御する、
    請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気車制御装置。
  5. 乗務員を識別する識別情報を取得する識別情報取得手段と、
    前記識別情報ごとに、当該識別情報で識別される乗務員の前記運転台表示器の輝度設定にかかる乗務員情報を記憶する運転士情報記憶手段と、を備え、
    前記輝度制御手段は、前記取得された識別情報をもとに前記乗務員情報を参照し、前記識別情報で識別される乗務員の輝度設定をもとに前記運転台表示器の輝度を制御する、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気車制御装置。
  6. 前記乗務員の輝度設定を受け付ける輝度設定手段を更に備え、
    前記輝度制御手段は、前記乗務員より輝度設定を受け付けた場合は、前記電気車の車外における明るさに合わせた輝度の制御よりも優先して、前記受け付けた輝度設定で前記運転台表示器の輝度を制御する、
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電気車制御装置。
  7. 前記輝度制御手段は、前記電気車の前進/後進を切り替える前後切替スイッチ、及び前記電気車の併結を示す併結スイッチの操作に基いて、前記運転台表示器が運転士用、中間車用、車掌用のいずれの運用形態であるかを検出し、当該検出された運用形態に応じて前記運転台表示器の輝度を制御する、
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電気車制御装置。
  8. 前記輝度制御手段は、前記電気車による運転を行うための運転モードと、前記電気車の検修を行うための検修モードとを切り替える通常/検修切替スイッチの操作に基いて、前記運転モードである場合は前記電気車の車外における明るさに合わせた輝度の制御を行い、前記検修モードである場合は予め設定された輝度への制御を行う、
    請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電気車制御装置。
  9. 段階的に輝度調整が可能な運転台表示器であって、
    電気車の車外における照度を検出する照度検出手段により検出された照度に基づいた、前記電気車の車外における明るさに合わせた輝度で表示する運転台表示器。
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