JP2898846B2 - 定位置停止制御装置 - Google Patents

定位置停止制御装置

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JP2898846B2
JP2898846B2 JP14257993A JP14257993A JP2898846B2 JP 2898846 B2 JP2898846 B2 JP 2898846B2 JP 14257993 A JP14257993 A JP 14257993A JP 14257993 A JP14257993 A JP 14257993A JP 2898846 B2 JP2898846 B2 JP 2898846B2
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signal
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loop
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正男 柘植野
繁 伊藤
紀和 相見
宣裕 石井
宗彰 山下
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Nippon Steel Corp
Kyosan Seisakusho KK
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Nippon Steel Corp
Kyosan Seisakusho KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は列車を目標地点に停止
させる定位置停止制御装置、特に停止位置精度の向上に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、列車の速度制御や停止等の運転操
作を自動的に制御する自動列車運転方法が採用されてい
る。この運転方法は常に列車速度,位置,運転時間と先
行列車と線路状況を知り、基準運転線図と比較しながら
列車速度を制御して列車を運転し、所定の位置に停止さ
せる方法である。
【0003】この列車を自動的に定位置に停止させる方
法としては、停止位置を基準として距離,速度平面上
に、列車にブレ−キを作用させたときに列車がたどる減
速度曲線に相当する曲線を設定しておき、この曲線に沿
って減速するようにブレ−キ装置を制御している。
【0004】しかしながら、編成が異なる実際の列車の
ブレ−キ力を一定にすることはむずかしく、かなりのバ
ラツキがあるため、減速度曲線に相当する曲線に沿って
減速するように制御しても、実際に列車がたどる減速度
曲線とは誤差を生じる。これを修正するためには、走行
している列車の位置を精度良く検出する必要がある。こ
のため、従来は地上に一定間隔を置いたル−プコイルを
位置をずらして配列し、各ル−プコイルから同一周波数
の位置信号を送り出し、車上子の1個の受信コイルで各
ル−プコイルからの位置信号を検出している。このよう
に地上に配置された信号源であるル−プコイルを多数配
列して列車の走行位置の検出精度を高めて速度を制御し
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来は
車両の走行路に沿って多数のル−プコイルからなるパタ
−ンを配置しているため、パタ−ンの設置が容易でなか
った。また、各パタ−ンからそれぞれ位置信号を送り出
しているため、地上設備が複雑になるとともに大きくな
ってしまい、高価格になるという短所があった。さら
に、ル−プコイル間隔が狭いと、各ル−プコイル間ので
誘導が発生しやすく、高精度に車両の位置を検知するこ
とは困難であった。
【0006】また、列車の編成により列車を停止させる
位置が異なるが、この編成が異なる列車の停止位置をよ
り高精度に制御することが要望されている。
【0007】この発明はかかる要望に対してなされたも
のであり、列車の停止位置を簡単な構成でより精度良く
制御することができる定位置停止制御装置を得ることを
目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る定位置停
止制御装置は、車上装置は車両信号送信装置と情報送受
信装置と自動運転制御装置とを有し、地上装置は情報伝
送ル−プとパタ−ンベルトと受信器と論理部と車両位置
追跡部と情報伝送装置とを有し、車両信号送信装置は発
振器とアンテナを有し、発振器は異なる複数種類の周波
数の信号を発生しアンテナに送り、アンテナは複数の送
信コイルを有し、各送信コイルは車両の進行方向に沿っ
て一定間隔Dおきに配列され、間隔Dより小さな大きさ
wを有し、それぞれ異なる周波数の車両信号を上記パタ
−ンベルトに送信し、情報伝送ル−プは車両の進行方向
に沿って配置され、車上と各種情報を授受し、パタ−ン
ベルトは車両の進行方向に沿って並列に配置された交差
ル−プコイルと単一ル−プコイルとを有し、交差ル−プ
コイルは一定距離L毎に交差して配列され、単一ル−プ
コイルは連続した単一のル−プで形成され、受信器はフ
ィルタと位相検知部と信号変換部を有し、フイルタは交
差ル−プコイルと単一ル−プコイルから送られる受信信
号から異なる周波数の信号をそれぞれ選別して通過さ
せ、位相検知部は交差ル−プコイルとル−プコイルから
送られる受信信号の位相変化を検知し、交差ル−プコイ
ルとル−プコイルから送られる受信信号が同一位相のと
き正の信号を出力し、位相が異なるときは負の信号を出
力し、信号変換部は位相検知部から送られる正,負の信
号に応じたパルス信号を出力し、論理部は受信器から周
波数毎に送られるパルス信号を論理演算して距離(D−
L)毎に車両の位置信号を発生し、車両位置追跡部は車
両の位置信号を追跡して車両位置デ−タと速度デ−タを
作成し、作成した車両位置デ−タ毎の速度デ−タとあら
かじめパタ−ンベルト上の車両位置毎に定められている
速度とに基づきブレ−キ指令デ−タを作成し、情報伝送
装置は作成されたブレ−キ指令デ−タを情報伝送ル−プ
を介して車上に送信し、車上の情報送受信装置は地上か
ら送られたブレ−キ指令デ−タを自動運転制御装置に送
り、自動運転制御装置は送られたブレ−キ指令デ−タで
速度を制御することを特徴とする。
【0009】
【作用】この発明においては、走行する車両から異なる
複数種類の周波数の車両位置信号を発生し、間隔Dをお
いて配列された大きさwの複数の送信コイルを有するア
ンテナを介して地上に送信し、地上に設置されたパタ−
ンベルトの2層のル−プコイルで受信する。パタ−ンベ
ルトの交差ル−プコイルは受信信号の位相を一定距離L
毎に反転して出力し、他方の単一ル−プコイルは受信信
号をそのまま出力する。この交差ル−プコイルと単一ル
−プコイルから送られる受信信号を受信器に送る。受信
器は送られた複数種類の周波数の信号をそれぞれ選別
し、各周波数毎に交差ル−プコイルと単一ル−プコイル
から送られる受信信号の位相の変化を検知し、交差ル−
プコイルと単一ル−プコイルから送られる受信信号が同
一位相のときは正の信号を出力し、交差ル−プコイルと
単一ル−プコイルから送られる受信信号の位相が異なる
ときは負の信号を出力する。論理部は受信器から周波数
毎に送られる信号を論理演算して、距離(D−L)毎に
車両の位置信号を発生する。車両位置追跡部は車両の位
置信号を追跡して車両の位置と速度を算出し、算出した
実際の車両の速度とあらかじめパタ−ンベルト上の車両
位置毎に定められている速度とに基づきブレ−キ指令デ
−タを作成し、情報伝送装置を介してブレ−キ指令を列
車に送る。車上の自動運転制御装置は送られたブレ−キ
指令によりブレ−キ装置を制御して車両を定位置に停止
させる。
【0010】
【実施例】図1,図2はこの発明の一実施例の構成を示
すブロック図であり、図1は車上装置を示し、図2は地
上装置を示す。車両1に搭載された車上装置2は、図1
に示すように、車両信号送信装置3と情報送受信装置4
と自動運転制御装置5と情報伝送用アンテナ6とを有す
る。車両信号送信装置3は異なる周波数f1,f2,f3
の信号を発生する発振器7a〜7cとアンテナ8を有す
る。アンテナ8は3個の送信コイル8a〜8cを有す
る。3個の送信コイル8a〜8cは車両の進行方向に沿
って間隔D=200mmおきに配列され、大きさw=90mm
を有し、各送信コイル8a〜8cはそれぞれ発振器7a
〜7cに接続されている。そして送信コイル8aは周波
数f1の車両信号を地上に送信し、送信コイル8bは周
波数f2の車両信号を地上に送信し、送信コイル号8c
は周波数f3の車両信号を地上に送信する。
【0011】情報送受信装置4は情報伝送用アンテナ6
を介してモニタ情報等を地上へ送信するとともに地上か
ら送られた制御指令を受信し自動運転制御装置5に送
る。自動運転制御装置5は車両1の速度制御や停止など
の運転操作を制御する。
【0012】地上装置9は、図2に示すように、情報伝
送ル−プ10とパタ−ンベルト11,受信器12,論理
部13,車両位追跡部14,情報伝送装置15,走行方
向判別部16,故障検知部17及び自動列車制御装置1
8とを有する。
【0013】情報伝送ル−プ10は車両1の進行方向に
沿って配置され、車上の情報伝送用アンテナ6と各種情
報を授受する。パタ−ンベルト11は停止点近傍の車両
1の進行方向に沿って並列に配置された交差ル−プコイ
ル11aと単一ル−プコイル11bの2層のル−プを有
し、車上のアンテナ8の送信コイル8a〜8cから送信
される周波数f1,f2,f3の信号を受信する。交差ル
−プコイル11aは距離L=150mm毎に交差して配列
され、単一ル−プコイル11bは連続した単一ル−プで
形成されている。
【0014】受信器12は6個のフィルタ19a〜19
fと3個の位相検知部20a〜20cと3個の信号変換
部21a〜21cとを有する。フイルタ19a,19
c,19eは交差ル−プコイル11aに接続され、フィ
ルタ19b,19d,19fは単一ル−プコイル11b
に接続されている。そしてフィルタ19a,19bは周
波数f1の信号のみを通過し、他の周波数の信号を阻止
し、フィルタ19c,19dは周波数f2の信号のみを
通過し、他の周波数の信号を阻止し、フィルタ19e,
19fは周波数f3の信号のみを通過し、他の周波数の
信号を阻止する。位相検知部20aはフィルタ19a,
19bから送られる周波数f1の受信信号の位相を比較
し、フィルタ19aから送られる信号とフィルタ19b
から送られる信号が同一位相のときは周波数2f1の正
の信号を出力し、位相が180度異なるときは周波数2f1
の負の信号を出力する。位相検知部20b,20cもそ
れぞれ同様にフィルタ19c,19eとフィルタ19
d,19fから送られる受信信号の位相を比較し、フィ
ルタ19c,19eとフィルタ19d,19fから送ら
れる信号が同一位相のときは周波数2f2,2f3の正の
信号を出力し、位相が180度異なるときは周波数2f2
2f3の負の信号を出力する。信号変換部21a〜21
cはそれぞれ位相検知部20a〜20cから正の信号が
送られたときには高レベル、負の信号が送られたときに
低レベルになるパルス信号を出力する。
【0015】論理部13は各信号変換部21a〜21c
から出力されるパルス信号を論理演算して車両1の位置
信号を発生する。車両位置追跡部14は論理部13から
送られる車両1の位置信号を逐次追跡して車両位置デ−
タと速度デ−タを作成し、作成した車両位置デ−タ毎の
速度デ−タとあらかじめパタ−ンベルト11上の車両位
置毎に定められている速度とに基づきブレ−キ指令デ−
タを作成する。情報伝送装置15は車両位置追跡部14
から送られるブレ−キ指令デ−タを情報伝送ル−プ10
を介して車上に送信し、車上から送られたモニタ情報等
を自動列車制御装置18に送る。
【0016】走行方向判別部16は信号変換部21a〜
21cからそれぞれ出力されるパルス信号の順序を判別
して車両1の進行方向を検出して車両位置追跡部14に
送る。故障検知部17は信号変換部21a〜21cから
それぞれ出力されるパルス信号の欠落の有無を判断し、
車上の車両位置信号送信装置3や地上のパタ−ンベルト
11,受信器12に故障が生じたか否と故障個所を判別
し、その結果を自動列車制御装置18に送る。
【0017】上記のように構成された定位置停止制御装
置で走行している車両1の位置を検出してブレ−キ制御
を行ない、車両1を定位置に停止させるときの動作を図
3,図4の波形図を参照して説明する。
【0018】車両1がパタ−ンベルト11の位置に進入
すると、車両1に搭載しているアンテナ8の送信コイル
8aから送信している周波数f1の信号をパタ−ンベル
ト11の交差ル−プコイル11aと単一ル−プコイル1
1bで受信し、受信器12のフィルタ19a〜19fに
送る。この車両1からの信号を受信する交差ル−プコイ
ル11aは距離L=150mm毎に交差して配列されてい
るから、図3(a)に示すように、距離L=150mm毎
に受信信号の位相を反転して出力する。一方、単一ル−
プコイル11bは連続した単一のル−プで形成されてい
るから、図3(b)に示すように位相が変化しない受信
信号をそのまま連続して出力する。
【0019】交差ル−プコイル11aと単一ル−プコイ
ル11bからそれぞれ周波数f1の信号がフィルタ19
a〜19fに送られると、フィルタ19a,19bで周
波数f1の信号のみを通過して位相検知部20aに送
る。位相検知部20aはフィルタ19aから送られた信
号とフィルタ19bから送られた信号を比較し、図3
(c)に示すようにフィルタ19aから送られた信号と
フィルタ19bから送られた信号が同一位相のときは、
周波数2f1の正の信号を出力し、両信号の位相が180度
異なるときは周波数2f1の負の信号を出力して信号変
換部21aに送る。信号変換部21aは周波数2f1
正の信号が送られると、図3(d)に示すように、高レ
ベルとなり、周波数2f1の負の信号が送られると低レ
ベルになるパルス信号を出力する。この距離L=150m
m毎に変化するパルス信号が論理部13と走行方向判別
部16及び故障検知部17に送られる。
【0020】車両1に搭載しているアンテナ8の送信コ
イル8b,8cからそれぞれ送信している周波数f2
3の信号をパタ−ンベルト11の交差ル−プコイル1
1aと単一ル−プコイル11bで受信した場合も、上記
と同様にフィルタ19c,19dで周波数f2の信号の
みを通過し、フィルタ19e,19fで周波数f3の信
号のみを通過してそれぞれ位相検知部20b,20cに
送る。位相検知部20b,20cでは交差ル−プコイル
11aと単一ル−プコイル11bで受信した信号の位相
に応じて周波数2f2,2f3の正,負の信号に変換して
信号変換部21b,21cに送る。信号変換部21b,
21cは送られた周波数2f2,2f3の正,負の信号に
応じたパルス信号に変換して出力する。
【0021】この各信号変換部21a〜21cから出力
されるパルス信号は、車両1に搭載しているアンテナ8
の送信コイル8a〜8cがそれぞれ大きさw=90mmで
間隔D=200mmおきに配列されているから、図4に示
すように、送信コイル8aから送信している周波数f1
の信号による信号変換部21aの出力信号S(f1)に対
して送信コイル8bから送信している周波数f2の信号
による信号変換部21bの出力信号S(f2)は距離D=2
00mmだけ遅れて出力される。同様に、送信コイル8b
から送信している周波数f2の信号による信号変換部2
1bの出力信号S(f2)に対して送信コイル8cから送
信している周波数f3の信号による信号変換部21cの
出力信号S(f2)は距離D=200mmだけ遅れて出力され
る。
【0022】そこで論理部13はこの周波数f1,f2
3の信号に対応して信号変換部21a〜21cから送
られるパルス信号S(f1),S(f2),S(f3)を論理演
算し、図4(d)に示すように、信号変換部21a〜2
1cから送られるパルス信号S(f1),S(f2),S
(f3)のいずれか2信号が高レベルのときは高レベルに
なり、その他のときに低レベルになるパルス信号Sを位
置信号として発生する。このパルス信号Sを発生するパ
ルス信号S(f1),S(f2),S(f3)は高レベルと低レ
ベルの幅がともにL=150mmであり、各パルス信号S
(f1),S(f2),S(f3)にはD=200mmの遅れがある
から、パルス信号Sはパルス幅W=(D−L)=50mmで
繰返し周期T=100mmのパルスになる。したがってア
ンテナ8の送信コイル8a〜8cから送信している周波
数f1,f2,f3の信号を逐次受信して位置信号として
パルス信号Sを発生すると、距離W=50mmおきに走行
する車両1の位置を検知することができる。したがって
車両1の走行位置を地上で高精度に検知することができ
る。
【0023】車両位置追跡部14は論理部13で検知し
た車両1の位置デ−タを逐次追跡し、停止点に対する車
両1の位置と速度を算出する。そして算出した実際の車
両1の位置毎の速度と、あらかじめパタ−ンベルト11
上の車両位置毎に定められている速度とに基づきブレ−
キ指令デ−タを作成し、情報伝送手段15に送る。情報
伝送手段15は送られたブレ−キ指令デ−タを情報伝送
ル−プ10を介して車上に送信すると共に自動列車制御
装置18に送る。
【0024】車上の情報送受信装置4は情報伝送ル−プ
10から送信されているブレ−キ指令デ−タを情報伝送
用アンテナ6を介して逐次受信し自動運転制御装置5に
送る。
【0025】自動運転制御装置5は送られたブレ−キ指
令デ−タにより速度制御や停止などの運転操作を制御
し、車両1を所定の位置に停止させる。このように走行
している車両1の実際の走行位置と速度を検出してブレ
−キ指令を送り出すから、車両1の速度制御を精度良く
行なうことができ、車両1を所定の位置に正確に停止さ
せることができる。
【0026】また、このように車両1の走行位置を検出
しているときに、走行方向判別部16は信号変換部21
a〜21cからそれぞれ出力される各パルス信号S
(f1),S(f2),S(f3)を逐次入力し、パルス信号S
(f1),S(f2),S(f3)の変移状態からパルス信号S
(f1),S(f2),S(f3)の順序を判別し、車両1の進
行方向を検出して車両位置追跡部14に送る。したがっ
て車両位置追跡部14は車両1の走行方向も確認するこ
とができる。
【0027】また、故障検知部17は信号変換部21a
〜21cからそれぞれ出力されるパルス信号S(f1),
S(f2),S(f3)の欠落の有無を常時判断している。そ
して例えばパルス信号S(f2)の一部に異常が生じたと
きは、地上装置9の受信器12の信号変換部21bの系
統に異常が生じたと判断する。そして故障検知部17は
車上装置2と地上装置のいずれかに異常が生じたとき
は、装置に故障が生じた旨と、故障の個所自動列車制御
装置18に送り、自動列車制御装置18で警報を発する
とともに故障の個所を表示する。したがって、装置に万
一故障が生じても、故障の原因を容易に判別することが
できる。
【0028】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、走行す
る車両に搭載され、間隔Dをおいて配列され、大きさw
の複数の送信コイルから異なる周波数の信号を送信し、
受信信号の位相を一定距離L毎に反転して出力する交差
ル−プコイルと、受信信号をそのまま出力するル−プコ
イルで受信し、交差ル−プコイルとル−プコイルから出
力される複数種類の周波数の信号の位相の変化により車
両の位置を検知するから、走行する車両の位置を(D−
L)単位で検知することができ、走行している車両の実
際の位置と速度を高精度に検知することができる。
【0029】また、実際に検出した車両の位置と速度に
基づいて車両の速度制御を行なうから、車両の停止位置
を高精度に制御することができる。
【0030】さらに、地上に設置するパタ−ンベルトに
は2層のル−プコイルを設ければ良いから、パタ−ンベ
ルト内の相互誘導を低減し安定して車両の実際の位置を
検出することができるとともに地上設備を簡略化するこ
とができる。
【0031】また、車両の位置を検知するための複数種
類の周波数の信号による受信器の出力信号の変移状態を
検出することにより、車両の走行方向も地上で自動的に
検出することができ、車両の運行の安全を確実に確認す
ることができる。
【0032】また、受信器から出力される複数種類の信
号の欠落の有無を検出することにより装置の故障や故障
個所を自動的に検出することができるから、装置に万一
故障が生じても、故障の原因を容易に判別することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の車上装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図2】上記実施例の地上装置の構成を示すブロック図
である。
【図3】上記実施例の動作原理を示す波形図である。
【図4】上記実施例の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
1 車両 2 車上装置 3 車両信号送信装置 4 情報送受信装置 5 自動運転制御装置 6 情報伝送用アンテナ 7a〜7c 発振器 8 アンテナ 8a〜8c 送信コイル 9 地上装置 10 情報伝送ル−プ 11 パタ−ンベルト 11a 交差ル−プコイル 11b 単一ル−プコイル 12 受信器 13 論理部 14 車両位追跡部 15 情報伝送装置 16 走行方向判別部 17 故障検知部 18 自動列車制御装置 19a〜19f フィルタ 20a〜20c 位相検知部 21a〜21c 信号変換部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相見 紀和 大分県大分市大字西ノ淵1番地 新日本 製鐵株式会社大分製鐵所内 (72)発明者 石井 宣裕 神奈川県横浜市鶴見区平安町2丁目29番 地の1 株式会社京三製作所内 (72)発明者 山下 宗彰 神奈川県横浜市鶴見区平安町2丁目29番 地の1 株式会社京三製作所内 (56)参考文献 特開 昭54−108304(JP,A) 特開 昭54−12765(JP,A) 特開 昭54−163289(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60L 15/40 B61L 3/12 B61L 23/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車上装置は車両信号送信装置と情報送受
    信装置と自動運転制御装置とを有し、地上装置は情報伝
    送ル−プとパタ−ンベルトと受信器と論理部と車両位置
    追跡部と情報伝送装置とを有し、 車両信号送信装置は発振器とアンテナを有し、発振器は
    異なる複数種類の周波数の信号を発生しアンテナに送
    り、アンテナは複数の送信コイルを有し、各送信コイル
    は車両の進行方向に沿って一定間隔Dおきに配列され、
    間隔Dより小さな大きさwを有し、それぞれ異なる周波
    数の車両信号を上記パタ−ンベルトに送信し、 情報伝送ル−プは車両の進行方向に沿って配置され、車
    上と各種情報を授受し、パタ−ンベルトは車両の進行方
    向に沿って並列に配置された交差ル−プコイルと単一ル
    −プコイルとを有し、交差ル−プコイルは一定距離L毎
    に交差して配列され、単一ル−プコイルは連続した単一
    のル−プで形成され、 受信器はフィルタと位相検知部と信号変換部を有し、フ
    イルタは交差ル−プコイルと単一ル−プコイルから送ら
    れる受信信号から異なる周波数の信号をそれぞれ選別し
    て通過させ、位相検知部は交差ル−プコイルとル−プコ
    イルから送られる受信信号の位相変化を検知し、交差ル
    −プコイルとル−プコイルから送られる受信信号が同一
    位相のとき正の信号を出力し、位相が異なるときは負の
    信号を出力し、信号変換部は位相検知部から送られる
    正,負の信号に応じたパルス信号を出力し、 論理部は受信器から周波数毎に送られるパルス信号を論
    理演算して距離(D−L)毎に車両の位置信号を発生
    し、 車両位置追跡部は車両の位置信号を追跡して車両位置デ
    −タと速度デ−タを作成し、作成した車両位置デ−タ毎
    の速度デ−タとあらかじめパタ−ンベルト上の車両位置
    毎に定められている速度とに基づきブレ−キ指令デ−タ
    を作成し、 情報伝送装置は作成されたブレ−キ指令デ−タを情報伝
    送ル−プを介して車上に送信し、 車上の情報送受信装置は地上から送られたブレ−キ指令
    デ−タを自動運転制御装置に送り、自動運転制御装置は
    送られたブレ−キ指令デ−タで速度を制御することを特
    徴とする定位置停止制御装置。
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