JP2015037329A - Train control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は列車制御装置に係り、特に、列車位置検出の誤差を低減させることができ、列車の走行の安全性を著しく高めることを可能とした列車制御装置に関する。 The present invention relates to a train control device, and more particularly to a train control device that can reduce an error in train position detection and can significantly increase the safety of train travel.
従来から、列車の走行位置を検出する場合に、車輪の回転に対応してパルスを発生させる速度発電機が多く用いられており、この速度発電機により発生されるパルス数をカウントして車輪の回転量を演算することにより列車の位置を検出することが行われている。 Conventionally, when detecting the traveling position of a train, a speed generator that generates a pulse corresponding to the rotation of the wheel is often used, and the number of pulses generated by this speed generator is counted to determine the position of the wheel. The position of a train is detected by calculating the amount of rotation.
しかしながら、このような速度発電機により列車の位置検出を行う場合、車輪の回転に基づいて行うことから、例えば、列車の加速時に車輪が空転した場合や、列車のブレーキ時に車輪が滑走した場合には、列車の位置検出に誤差が生じてしまい、正確な列車位置を検出することができないという問題があった。 However, when detecting the position of a train with such a speed generator, since it is based on the rotation of the wheel, for example, when the wheel slips during acceleration of the train or when the wheel slides during braking of the train However, there is a problem that an error occurs in the position detection of the train, and the accurate train position cannot be detected.
このような従来の車輪の空転や滑走を検出する手段として、従来、例えば、複数軸の速度発電機のパルス数をカウントするカウンタ、パルス数倍周カウンタと、何れか1つのカウンタのカウント値から複数時間のサンプリング速度に変換する速度変換処理部と、この変換されたサンプリング速度ごとに加減速度を算出する加減速度算出部と、これら複数時間のサンプリング速度及び各加減速度と予め登録される線形データを用いて空転・滑走の発生・終了を検知する発生・終了検出手段と、これら発生・終了信号から空転・滑走中を判断し、大空転・大滑走時に短時間のサンプリング速度の空転・滑走、微小空転・滑走時は長時間のサンプリング速度の空転・滑走を選択し各軸ごとの空転・滑走を判断する判断手段とを設けるようにした技術が開示されている(例えば、特許文献1を参照。)。 As a means for detecting such idling or sliding of the conventional wheel, conventionally, for example, a counter that counts the number of pulses of a multi-axis speed generator, a pulse number multiplication counter, and the count value of any one counter A speed conversion processing unit for converting to a sampling rate for a plurality of hours, an acceleration / deceleration calculation unit for calculating an acceleration / deceleration for each of the converted sampling rates, and linear data preliminarily registered for the sampling rate and each acceleration / deceleration for the plurality of hours The generation / completion detection means that detects the occurrence / end of idling / sliding using this, and judging from idling / sliding based on these occurrence / end signals, idling / sliding with a short sampling speed during large idling / sprinting, A technology that provides a judging means to select idling / sliding for each axis by selecting idling / sliding at a long sampling speed during micro idling / sliding Has been disclosed (e.g., see Patent Document 1.).
しかしながら、前記従来の技術においては、加減速度算出部により、サンプリング速度に基づいて加減速度を算出するものであるが、速度および加減速度を算出するには、速度発電機から発生するパルスの一定時間における変化を検出して、例えば、移動平均化処理を行って算出するものであると考えられる。そして、このように移動平均化処理により、過去の値を蓄積して値を算出するため、車輪の空転または滑走が発生、終了した時点から、速度、加速度値に反映されるまでの遅れが生じるため、検知の遅れが生じてしまい、列車位置検出値に誤差が生じるおそれがあるという問題を有している。 However, in the prior art, the acceleration / deceleration calculation unit calculates the acceleration / deceleration based on the sampling rate. In order to calculate the speed and the acceleration / deceleration, a certain time of a pulse generated from the speed generator is required. It is considered that the change is detected by performing a moving averaging process, for example. Since the past value is accumulated and the value is calculated by the moving averaging process in this way, there is a delay from when the wheel slipping or sliding occurs and when it is reflected to the speed and acceleration values. Therefore, there is a problem that a detection delay occurs and an error may occur in the train position detection value.
そのため、列車の走行の安全性を確保することが困難となり、列車の高密度運転への適用が困難であるという問題を有している。 Therefore, it is difficult to ensure the safety of traveling of the train, and there is a problem that it is difficult to apply to high-density operation of the train.
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、列車位置検出の誤差を低減させることができ、列車の走行の安全性を著しく高めることのできる列車制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a train control device that can reduce an error in train position detection and can significantly increase the safety of train travel. Is.
本発明は前記目的を達成するために、請求項1の発明に係る列車制御装置は、列車の車軸の回転量を検出する速度発電機から出力される信号の周波数を解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部による周波数の解析結果に基づいて、前記列車の車輪の空転、滑走を検出する空転滑走検出部と、
前記空転滑走検出部による空転、滑走状態に基づいて列車の位置を検出する列車位置検出部と、
を備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the train control device according to the invention of claim 1 includes a frequency analysis unit that analyzes a frequency of a signal output from a speed generator that detects a rotation amount of a train axle,
Based on the frequency analysis result by the frequency analysis unit, the idling / sliding detecting unit for detecting idling and sliding of the train wheel,
Idling by the idling and sliding detection unit, a train position detecting unit for detecting the position of the train based on the running state, and
It is characterized by having.
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記周波数解析部は、前記速度発電機から出力される信号を高速フーリエ変換処理して解析することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the frequency analysis unit analyzes a signal output from the speed generator by performing a fast Fourier transform process.
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2において、前記空転滑走検出部は、前記周波数解析部により解析された周波数が高くなった場合に空転と検出するとともに、前記周波数が低くなった場合に滑走と検出することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the idling / sliding detecting unit detects idling when the frequency analyzed by the frequency analyzing unit becomes high, and the frequency becomes low. In this case, it is detected that it is sliding.
請求項1に係る発明によれば、周波数解析部により、速度発電機の周波数を解析し、空転滑走検出部により、周波数の変化から車輪の空転または滑走を検出するようにしているので、列車の位置を正確に算出することができ、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。また、従来のように、移動平均化処理を行うことにより、車輪の空転または滑走を検出する場合に比較して、迅速に空転または滑走を検出することが可能となり、列車の位置を迅速に検出することができ、列車の走行の安全性を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, the frequency analysis unit analyzes the frequency of the speed generator, and the idling / sliding detection unit detects the idling or sliding of the wheel from the change in frequency. The position can be calculated accurately, and the traveling safety of the train can be significantly increased. In addition, by performing moving average processing as in the past, it is possible to detect idling or sliding more quickly than when detecting idling or running of a wheel, and the position of the train can be detected quickly. It is possible to ensure the safety of running the train.
請求項2に係る発明によれば、周波数解析部は、速度発電機から出力される信号を高速フーリエ変換処理して解析するようにしているので、周波数解析部により、適正に速度発電機の周波数を解析することができる。 According to the second aspect of the invention, since the frequency analysis unit analyzes the signal output from the speed generator by performing a fast Fourier transform process, the frequency analysis unit appropriately analyzes the frequency of the speed generator. Can be analyzed.
請求項3に係る発明によれば、空転滑走検出部により、周波数解析部により解析された周波数が高くなった場合に空転と検出するとともに、周波数が低くなった場合に滑走と検出するようにしているので、速度発電機の周波数に基づいて、適正に車輪の空転または滑走を検出することができる。 According to the invention of claim 3, the idling / sliding detection unit detects idling when the frequency analyzed by the frequency analysis unit becomes high, and detects gliding when the frequency becomes low. Therefore, it is possible to appropriately detect the idling or sliding of the wheel based on the frequency of the speed generator.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る列車制御装置の実施形態を示す概略構成図であり、本実施形態においては、所定の軌道1上を走行する列車2には、列車制御装置3が搭載されている。この列車制御装置3は、CPUを中心に構成された車上制御部4を有しており、列車2の速度制御や制動制御などの各種制御を行うように構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a train control device according to the present invention. In this embodiment, a train control device 3 is mounted on a
また、列車制御装置3には、列車2の所定の車輪5の車軸(図示せず)に接続され、この車軸の回転に伴ってパルス状の出力信号を出力する速度発電機、いわゆるタコジェネレータ6が接続されている。
The train control device 3 is connected to an axle (not shown) of a
また、本実施形態においては、列車制御装置3は、周波数解析部7を備えており、この周波数解析部7は、タコジェネレータ6から車輪5の回転速度に比例したパルス状の出力信号に基づいて、この出力信号を高速フーリエ変換処理することにより、タコジェネレータ6の周波数を解析するように構成されている。
Further, in the present embodiment, the train control device 3 includes a
また、列車制御装置3は、空転滑走検出部8を備えており、この空転滑走検出部8は、周波数解析部7から送られる周波数を常に監視し、周波数の変化があった場合に、車輪5の空転または滑走が発生したことを検出するように構成されている。
Further, the train control device 3 includes an idling / sliding
ここで、図2に示すように、列車2の車輪5が粘着状態、すなわち、レールに沿って適正に転がっている状態では、列車2の速度に比例してタコジェネレータ6の周波数が変化することがわかっている。そして、列車2の車輪5が空転した場合には、タコジェネレータ6の周波数は、車輪5が粘着状態にある場合に比較して、高い周波数を示すことがわかっており、列車2の車輪5が滑走した場合には、タコジェネレータ6の周波数は、車輪5が粘着状態にある場合に比較して、低い周波数を示すことがわかっている。
そのため、空転滑走検出部8により、タコジェネレータ6の周波数を監視している状態で、周波数が急激に高くなった場合には、列車2の車輪5が空転したと検出し、周波数が急激に低くなった場合には、列車2の車輪5が滑走したと検出するように構成されている。
Here, as shown in FIG. 2, the frequency of the tachometer generator 6 changes in proportion to the speed of the
Therefore, when the frequency suddenly increases while the idling /
そして、図2に示すように、車輪5の粘着状態における周波数に対する車輪5の空転時の周波数と、車輪5の滑走時の周波数との関係を考慮すると、車輪5の粘着時における周波数に対して、約50%程度高くなった場合に、車輪5が空転したと検出し、車輪5の粘着時における周波数に対して、約50%程度低くなった場合に、車輪5が滑走したと検出することにより、車輪5の空転または滑走を検出することができるものである。
Then, as shown in FIG. 2, considering the relationship between the frequency when the
また、列車制御装置3は、列車位置検出部9を備えており、この列車位置検出部9は、タコジェネレータ6から送られる車輪5の回転速度に比例した出力信号に基づいて列車2の走行距離を演算するとともに、空転滑走検出部8から送られる車輪5の空転または滑走の検出結果に基づいて、列車2の走行距離を補正することにより、列車2の現在位置を検出するように構成されている。そして、この列車位置検出部9により検出された列車2の位置に基づいて、車上制御部4により列車2の速度制御、制動制御などを行うように構成されている。
In addition, the train control device 3 includes a train
次に、本実施形態の動作について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、列車2の走行により、タコジェネレータ6から車輪5の車軸の回転に伴って出力信号を出力する(ST1)。
First, as the
そして、周波数解析部7により、タコジェネレータ6から車輪5の回転速度に比例したパルス状の出力信号に基づいて、タコジェネレータ6の周波数を解析する(ST2)。
Then, the
その後、空転滑走検出部8により、周波数解析部7から送られる周波数を監視し、周波数の急激な変化があるか否か監視する(ST3)。そして、周波数の急激な変化がない場合には、列車2の車輪5が粘着状態であると検出する。
Thereafter, the idling /
一方、周波数が急激に高くなった場合には、列車2の車輪5が空転したと検出し(ST5)、周波数が急激に低くなった場合には、列車2の車輪5が滑走したと検出する(ST6)。
On the other hand, when the frequency suddenly increases, it is detected that the
そして、列車位置検出部9により、タコジェネレータ6から送られる車輪5の回転速度に比例した出力信号に基づいて列車2の走行距離を演算するとともに、空転滑走検出部8から送られる車輪5の空転または滑走の検出結果に基づいて、列車2の走行距離を補正することにより、列車2の現在位置を算出するようになっている(ST4)。
The train
以上述べたように、本実施形態においては、周波数解析部7により、タコジェネレータ6の周波数を解析し、空転滑走検出部8により、周波数の変化から車輪5の空転または滑走を検出するようにしているので、列車2の位置を正確に算出することができ、列車2の走行の安全性を著しく高めることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、周波数の分解能として、例えば、±10Hzの精度で周波数を求めようとした場合、従来のように、移動平均化処理を行うことにより、車輪5の空転または滑走を検出する場合に比較して、1/2程度の時間で車輪5の空転または滑走を検出することが可能となり、列車2の位置を迅速に検出することができるので、列車2の走行の安全性を確保することができる。
In addition, as a frequency resolution, for example, when trying to obtain a frequency with an accuracy of ± 10 Hz, as compared with the case of detecting idling or sliding of the
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention.
1 軌道
2 列車
3 列車制御装置
4 車上制御部
5 車輪
6 タコジェネレータ
7 周波数解析部
8 空転滑走検出部
9 列車位置検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記周波数解析部による周波数の解析結果に基づいて、前記列車の車輪の空転、滑走を検出する空転滑走検出部と、
前記空転滑走検出部による空転、滑走状態に基づいて列車の位置を検出する列車位置検出部と、
を備えていることを特徴とする列車制御装置。 A frequency analysis unit that analyzes the frequency of the signal output from the speed generator that detects the rotation amount of the train axle;
Based on the frequency analysis result by the frequency analysis unit, the idling / sliding detecting unit for detecting idling and sliding of the train wheel,
Idling by the idling and sliding detection unit, a train position detecting unit for detecting the position of the train based on the running state, and
A train control device comprising:
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