JP3419353B2 - Automatic train control device - Google Patents
Automatic train control deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動列車制御装置に
関し、特に、車上で減速パターンを発生して列車を防護
する自動列車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のパターン制御式自動列車運転装置
は、図２の構成となっている。図２において、パターン
作成装置２１は、地上システムからの停止位置情報と、
路線データベース２２に記憶された列車前方の速度制限
データを用い、停止位置から列車位置までの速度制限パ
ターンを、列車の減速度データを記憶した列車性能デー
タベース２５のデータを用いて算出する。算出されたパ
ターン例を図３に示す。図３の通り、停止位置から列車
位置までの間に速度制限が存在する場合は、その速度制
限を考慮して、停止位置から列車位置までの範囲の速度
制限パターンを作成している。このパターン作成装置２
１の処理については、特開平9−193805 号公報に記載さ
れているように、途中の速度制限を考慮して、複数のパ
ターンを合成していく処理が必要である。パターン作成
装置２１の処理結果である速度制限パターンは、図４の
ように、位置と速度の組のデータとして記憶される。図
４において、４０１の欄が位置を示し、４０２の欄がそ
の位置における制限速度を示している。
【０００３】パターン作成装置２１が作成した速度制限
パターンデータは、速度照査装置２３に渡される。速度
照査装置２３では、位置と速度の組のデータである速度
制限パターンを線形補間し、現在の列車位置における制
限速度を算出し、現在の列車速度と比較し、現在の列車
速度が現在の列車位置における制限速度を超過している
場合にブレーキを出力する。速度照査の様子を図５に示
す。図５において、△印が、パターンデータである。列
車の現在位置、現在速度が□である場合には、現在速度
が、現在位置における制限速度より低いのでブレーキは
出力しない。一方、列車の現在位置、現在速度が■であ
る場合には、現在速度が、現在位置における制限速度を
超過しているため、ブレーキを出力する。
【０００４】速度照査装置２３は、列車位置検知装置２
４の出力である列車速度と列車位置を利用する。列車位
置検知装置２４は、特開平10−206185号公報「列車位置
検知方式」に記載されている方法により実現できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば、速度制限パターンを、停止位置から列車位置までの
範囲すべてにわたり、しかも、途中の速度制限のすべて
を考慮して作成しなければならない。このため、速度制
限パターンの算出処理に時間がかかり、停止位置が列車
の近くに変更された場合などに即座に対応することがで
きない。
【０００６】本発明は、速度制限パターンの算出および
速度制限パターンとの照査処理を簡易に高速に実現する
方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、列車の現在位置，現在速度に基づき、
位置・速度空間において、自列車が占有すべき空間を算
出する占有空間算出手段と、該占有空間算出手段が算出
した占有空間内に路線上に速度制限および列車が進入を
許可されない範囲が存在することを検知した場合に列車
にブレーキをかける占有区間照査手段とを備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態は、自動列車制
御装置である。
【０００９】本発明の実施形態の構成を図１に示す。図
１に示す通り、本発明の実施形態では、現在の列車位
置，列車速度を出力する列車位置検知装置２４，路線の
速度制限データを記憶する路線データベース２２，列車
の減速度データを記憶する列車性能データベース２５，
列車の現在位置，現在速度に基づき、所定だけ進んだ位
置から、途中の速度制限を考慮せずブレーキをかけて停
止するまでの減速パターンを作成する減速パターン作成
装置１１と、減速パターン作成装置１１が作成した減速
パターンと、地上から送られてきた停止位置、あるい
は、列車前方の速度制限とを比較し、減速パターンの内
側に停止位置あるいは速度制限が入ってきた時点でブレ
ーキを出力する減速パターン照査装置１２から構成され
ている。路線データベース２２，列車性能データベース
２５，列車位置検知装置２４については、従来のものを
そのまま用いる。
【００１０】まず、減速パターン作成装置１１の処理に
ついて図６の処理フローを参照しながら説明する。
【００１１】減速パターン作成装置１１は、周期的に動
作し、起動されると、まず、列車位置検知装置２４から
現在の列車位置，列車速度を取り込む（ステップ６０
１）。次に、現在の列車位置から、現在の列車速度で１
秒走行した位置を求め、その位置から常用最大ブレーキ
をかけて停止するまでの減速パターン（常用減速パター
ン）を作成する（ステップ６０２）。さらに、非常ブレ
ーキをかけて停止するまでの減速パターン（非常減速パ
ターン）を作成する（ステップ６０３）。
【００１２】常用減速パターンと非常減速パターンは、
パターン作成に利用する減速度データが異なるだけで同
じ論理でパターンを作成する。よって、以下では、常用
減速パターンの作成についてのみ説明する。
【００１３】減速パターン作成では、図７に示す処理フ
ローに従い、列車の現在速度から速度ゼロまで、所定の
速度刻みで減速パターンを作成する。図７によれば、速
度を所定の速度刻みｄＶずつ下げながら、以下の処理を
繰り返す。まず、図６のステップ６０１において取り込
んだ列車の現在位置，現在速度を、パターン作成の初期
値として、位置をＳに、速度をＶにセットする（ステッ
プ７０１）。以下、ステップ７０２からステップ７０５
の処理を、Ｖがゼロとなるまで繰り返す。
【００１４】ステップ７０２は、Ｖを変化させていって
ゼロに到達したかを判断する部分である。Ｖがゼロより
大きい場合は次のステップ７０３へ進み、Ｖがゼロとな
った場合はパターン作成処理を終了する。
【００１５】ステップ７０３では、速度Ｖに対応する減
速度データを列車性能データベース２５から取り出す。
列車性能データベースの内容を図８に示す。図８に示す
ように、列車性能データベースでは、速度範囲毎に、常
用最大ブレーキの減速度と非常ブレーキの減速度を保持
している。図８において、８０１の欄が速度範囲を、８
０２の欄が常用最大ブレーキ減速度を、８０３の欄が非
常ブレーキ減速度を記憶している領域である。
【００１６】ステップ７０３で減速度が得られると、そ
の減速度で所定の速度刻み分走行した走行距離を算出す
る（ステップ７０４）。
【００１７】さらに、パターンの位置を、ステップ７０
４で算出した距離分進め、速度とともに記憶する（ステ
ップ７０５）。
【００１８】以上により、常用減速パターンが作成され
る。非常減速パターンの作成は、上記フローにおいて、
常用最大ブレーキ減速度を非常ブレーキ減速度に変更す
るだけで実現できる。
【００１９】以上の処理により作成された減速パターン
のイメージを図９に示す。図９は、従来のパターン図３
との対比のための図である。図３と図９を比較すると、
従来のパターンと比較して、本発明では、計算が必要な
パターンの範囲が小さくなり、少ない処理で済むことが
分かる。
【００２０】次に、減速パターン照査装置１２の処理に
ついて説明する。減速パターン照査装置１２では、位置
・速度空間内において列車が占有すべき範囲と、停止位
置あるいは速度制限を照査する。
【００２１】まず、位置・速度空間内において列車が占
有すべき範囲を図１０に示す。図１０に示すように、列
車が占有すべき範囲は、列車最後尾位置と、減速パター
ン作成装置１１が作成した減速パターンに囲まれる範囲
である。
【００２２】減速パターン照査装置の処理フローを図１
１に示す。
【００２３】減速パターン照査装置１２は、周期的に動
作し、起動されると、まず、減速パターン作成装置１１
から常用減速パターンと非常減速パターンを取り出す
（ステップ１１０）。
【００２４】次に、地上からの停止位置データと、非常
減速パターンを照査する（ステップ１１０２）。
【００２５】この停止位置データと、非常減速パターン
の照査の様子を図１２，図１３に示す。図１２が非常ブ
レーキを作動させない場合であり、図１３が非常ブレー
キを作動させる場合を示している。停止位置とは、速度
ゼロとなるべき位置である。この位置が、列車の現在位
置と非常減速パターンで構成される占有領域内に存在す
ると、列車は非常ブレーキを出力する。この処理は、列
車の現在位置をＸ１、非常減速パターンで速度ゼロとな
る位置をＸ２、停止位置をＸとし、
（Ｘ−Ｘ１）（Ｘ−Ｘ２）＜０ …（式１）
という条件が成立すれば、非常ブレーキ出力、という論
理で実現できる（図１２，図１３）。
【００２６】ステップ１１０２において、非常ブレーキ
出力と判断された場合、ただちに非常ブレーキを出力し
て（ステップ１１０６）処理を終了する。
【００２７】非常ブレーキ出力と判断されなかった場
合、列車の現在位置から停止位置までに存在するすべて
の速度制限について、速度制限開始位置，制限速度の
組、さらに、速度制限終了位置と制限速度の組と、非常
減速パターンを照査する（ステップ１１０３）。
【００２８】この速度制限と非常減速パターンの照査の
様子を図１４，図１５に示す。図１４が非常ブレーキを
作動させない場合であり、図１５が非常ブレーキを動作
させる場合を示している。図１４，図１５において、列
車の現在位置をＸ１、速度制限の制限速度に対応する非
常減速パターンの位置をＸ２、速度制限開始位置、ある
いは、速度制限終了位置をＸとすると、上記式１を用い
て判断できる。
【００２９】ステップ１１０３において、非常ブレーキ
出力と判断された場合、ただちに非常ブレーキを出力し
て（ステップ１１０６）処理を終了する。
【００３０】非常ブレーキ出力と判断されなかった場
合、停止位置を常用減速パターンの照査を行う（ステッ
プ１１０４）。この処理は、減速パターンが異なるだけ
で、処理の内容は、ステップ１１０２と同一である。
【００３１】ステップ１１０４において、常用最大ブレ
ーキ出力と判断された場合、ただちに常用最大ブレーキ
を出力して（ステップ１１０８）処理を終了する。
【００３２】常用最大ブレーキ出力と判断されなかった
場合、列車の現在位置から停止位置までに存在するすべ
ての速度制限について、速度制限開始位置，制限速度の
組、さらに、速度制限終了位置と制限速度の組と、常用
減速パターンを照査する（ステップ１１０５）。このス
テップ１１０５の処理は、減速パターンが異なるだけ
で、処理の内容は、ステップ１１０３と同一である。
【００３３】ステップ１１０５において、常用最大ブレ
ーキ出力と判断された場合、ただちに常用最大ブレーキ
を出力して（ステップ１１０８）処理を終了する。
【００３４】常用最大ブレーキ出力と判断されなかった
場合、ブレーキオフとし（ステップ１１０７）終了す
る。
【００３５】なお、本実施例では、減速パターンをオン
ラインで計算する例を示したが、ＡＴＳ−Ｐのように、
予め減速パターンを計算しておいて、オンラインでパタ
ーンを選択する方式にしてもよい。この場合、オンライ
ンでの計算量が削減されるという効果がある。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、パターンの作成照査の
処理を少なくすることができ、高速な処理が可能となる
という効果がある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic train control device, and more particularly, to an automatic train control device for generating a deceleration pattern on a car to protect the train. 2. Description of the Related Art A conventional pattern-controlled automatic train driving apparatus has the configuration shown in FIG. In FIG. 2, the pattern creating device 21 includes stop position information from the ground system,
Using the speed limit data ahead of the train stored in the route database 22, the speed limit pattern from the stop position to the train position is calculated using the data in the train performance database 25 storing the deceleration data of the train. FIG. 3 shows an example of the calculated pattern. As shown in FIG. 3, when a speed limit exists between the stop position and the train position, a speed limit pattern in a range from the stop position to the train position is created in consideration of the speed limit. This pattern creation device 2
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-193805, the first process requires a process of synthesizing a plurality of patterns in consideration of an intermediate speed limit. The speed limiting pattern, which is the processing result of the pattern creating device 21, is stored as data of a set of position and speed as shown in FIG. In FIG. 4, a column 401 indicates a position, and a column 402 indicates a speed limit at that position. The speed limiting pattern data created by the pattern creating device 21 is passed to a speed checking device 23. The speed checking device 23 linearly interpolates a speed limit pattern which is data of a set of position and speed, calculates a speed limit at the current train position, compares the speed limit with the current train speed, and determines whether the current train speed is the current train speed. The brake is output when the speed limit at the position is exceeded. The state of the speed check is shown in FIG. In FIG. 5, the symbol “△” indicates pattern data. If the current position and current speed of the train are □, the brake is not output because the current speed is lower than the speed limit at the current position. On the other hand, if the current position and the current speed of the train are ■, the current speed exceeds the speed limit at the current position, so that the brake is output. The speed checking device 23 is a train position detecting device 2
The train speed and train position which are the outputs of 4 are used. The train position detecting device 24 can be realized by a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-206185, “Train Position Detecting Method”. [0005] According to the above prior art, the speed limit pattern is created over the entire range from the stop position to the train position and in consideration of all the speed limits on the way. There must be. Therefore, it takes time to calculate the speed limit pattern, and it is not possible to immediately cope with a case where the stop position is changed to a position near the train. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for easily and speedily calculating a speed limit pattern and checking the speed limit pattern. [0007] In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, based on the current position and current speed of a train,
In the position / speed space, there is an occupied space calculating means for calculating a space to be occupied by the own train, and there is a range in the occupied space calculated by the occupied space calculating means on which the speed limit and the train are not allowed to enter. And an occupied section checking means for applying a brake to the train when it is detected. An embodiment of the present invention is an automatic train control device. FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the embodiment of the present invention, a train position detecting device 24 that outputs a current train position and a train speed, a route database 22 that stores route speed limit data, and a train that stores train deceleration data Performance database 25,
A deceleration pattern generation device 11 for generating a deceleration pattern from a position advanced by a predetermined amount based on the current position and current speed of the train to a stop with braking without considering speed restrictions in the middle; A deceleration pattern that compares the deceleration pattern created by the vehicle with the stop position sent from the ground or the speed limit in front of the train, and outputs a brake when the stop position or speed limit comes inside the deceleration pattern It comprises a checking device 12. As the route database 22, the train performance database 25, and the train position detecting device 24, conventional ones are used as they are. First, the processing of the deceleration pattern creating device 11 will be described with reference to the processing flow of FIG. The deceleration pattern creation device 11 operates periodically and, when activated, first takes in the current train position and train speed from the train position detection device 24 (step 60).
1). Next, from the current train position, 1
The position at which the vehicle travels for a second is obtained, and a deceleration pattern (normal deceleration pattern) from the position until the stop is applied with the maximum service brake is created (step 602). Further, a deceleration pattern (emergency deceleration pattern) until the emergency brake is applied and stopped is created (step 603). The regular deceleration pattern and the emergency deceleration pattern
A pattern is created with the same logic, except that the deceleration data used for creating the pattern is different. Therefore, only the creation of the regular deceleration pattern will be described below. In the deceleration pattern creation, a deceleration pattern is created at predetermined intervals from the current speed of the train to zero speed according to the processing flow shown in FIG. According to FIG. 7, the following processing is repeated while reducing the speed by a predetermined speed step dV. First, the position and speed are set to S and V, respectively, using the current position and current speed of the train captured in step 601 of FIG. 6 as initial values for pattern creation (step 701). Hereinafter, steps 702 to 705
Is repeated until V becomes zero. Step 702 is a part for determining whether or not V has been changed to zero. If V is greater than zero, the process proceeds to the next step 703, and if V becomes zero, the pattern creation processing ends. In step 703, deceleration data corresponding to the speed V is extracted from the train performance database 25.
FIG. 8 shows the contents of the train performance database. As shown in FIG. 8, in the train performance database, the deceleration of the service maximum brake and the deceleration of the emergency brake are held for each speed range. In FIG. 8, the column 801 indicates the speed range,
The column of 02 stores the normal maximum brake deceleration, and the column of 803 stores the emergency brake deceleration. When the deceleration is obtained in step 703, a travel distance of a predetermined speed step is calculated at the deceleration (step 704). Further, the position of the pattern is determined in step 70.
It advances by the distance calculated in step 4 and stores it together with the speed (step 705). As described above, the regular deceleration pattern is created. The creation of the emergency deceleration pattern
It can be realized simply by changing the normal maximum brake deceleration to the emergency brake deceleration. FIG. 9 shows an image of the deceleration pattern created by the above processing. FIG. 9 shows a conventional pattern diagram 3
FIG. 9 is a diagram for comparison with FIG. Comparing FIG. 3 with FIG. 9,
It can be seen that, in the present invention, the range of the pattern that needs to be calculated is smaller than that of the conventional pattern, so that less processing is required. Next, the processing of the deceleration pattern checking device 12 will be described. The deceleration pattern checking device 12 checks a range to be occupied by the train in the position / speed space and a stop position or a speed limit. First, FIG. 10 shows a range to be occupied by a train in the position / speed space. As shown in FIG. 10, the range to be occupied by the train is a range surrounded by the last position of the train and the deceleration pattern created by the deceleration pattern creation device 11. FIG. 1 shows the processing flow of the deceleration pattern checking device.
It is shown in FIG. The deceleration pattern checking device 12 operates periodically, and when activated, first, the deceleration pattern creating device 11
Then, a normal deceleration pattern and an emergency deceleration pattern are extracted from (step 110). Next, the stop position data from the ground and the emergency deceleration pattern are checked (step 1102). FIGS. 12 and 13 show the stop position data and the state of checking the emergency deceleration pattern. FIG. 12 shows a case where the emergency brake is not operated, and FIG. 13 shows a case where the emergency brake is operated. The stop position is a position where the speed should be zero. If this position exists in the occupied area constituted by the current position of the train and the emergency deceleration pattern, the train outputs an emergency brake. In this processing, the current position of the train is X1, the position at which the speed becomes zero in the emergency deceleration pattern is X2, and the stop position is X, and the following condition is satisfied: (XX1) (XX2) <0 (Equation 1) Then, it can be realized by the logic of emergency brake output (FIGS. 12 and 13). If it is determined in step 1102 that the output is an emergency brake, the emergency brake is output immediately (step 1106), and the process ends. If it is not determined that the output is an emergency brake output, a set of a speed limit start position and a speed limit, and a set of a speed limit end position and a speed limit for all speed limits existing from the current position to the stop position of the train. The set and the emergency deceleration pattern are checked (step 1103). FIGS. 14 and 15 show how the speed limit and the emergency deceleration pattern are checked. FIG. 14 shows a case where the emergency brake is not operated, and FIG. 15 shows a case where the emergency brake is operated. In FIGS. 14 and 15, when the current position of the train is X1, the position of the emergency deceleration pattern corresponding to the speed limit speed limit is X2, the speed limit start position, or the speed limit end position is X, the above equation 1 is obtained. Can be used to determine. If it is determined in step 1103 that the output is an emergency brake, the emergency brake is output immediately (step 1106), and the process ends. If it is not determined that the output is an emergency brake, the stop position is checked against a normal deceleration pattern (step 1104). This processing is the same as that of step 1102 except for the deceleration pattern. If it is determined in step 1104 that the output is the service maximum brake, the service maximum brake is output immediately (step 1108), and the process ends. If it is not determined that the maximum brake output is used, a set of a speed limit start position, a speed limit, a speed limit end position and a speed limit for all speed limits existing from the current position to the stop position of the train. And the normal deceleration pattern are checked (step 1105). The processing of this step 1105 is the same as that of step 1103 except for the deceleration pattern. If it is determined in step 1105 that the output is the service maximum brake, the service maximum brake is immediately output (step 1108), and the process ends. If it is not determined that the output is the normal maximum brake output, the brake is turned off (step 1107), and the processing is terminated. In this embodiment, an example in which the deceleration pattern is calculated online has been described.
A method of calculating a deceleration pattern in advance and selecting the pattern online may be used. In this case, there is an effect that the amount of calculation on-line is reduced. According to the present invention, it is possible to reduce the number of checking processes for pattern creation and to perform high-speed processing.
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図である。
【図２】従来の自動列車制御装置の構成を示す図であ
る。
【図３】従来の速度制限パターンの様子を示す図であ
る。
【図４】従来の速度制限パターンの内容を示す図であ
る。
【図５】従来の速度照査の様子を示す図である。
【図６】本発明の実施形態における減速パターン作成処
理の処理フローである。
【図７】本発明の実施形態における常用減速パターン作
成処理の処理フローである。
【図８】列車性能データベースの内容を示す図である。
【図９】本発明の実施形態による減速パターンの様子を
示す図である。
【図１０】本発明の実施形態による減速パターンの内容
を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態における減速パターン照査
処理の処理フロー図である。
【図１２】本発明の実施形態における減速パターン照査
処理の説明図である。
【図１３】本発明の実施形態における減速パターン照査
処理の説明図である。
【図１４】本発明の実施形態における減速パターン照査
処理の説明図である。
【図１５】本発明の実施形態における減速パターン照査
処理の説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional automatic train control device. FIG. 3 is a diagram showing a state of a conventional speed limiting pattern. FIG. 4 is a diagram showing the contents of a conventional speed limit pattern. FIG. 5 is a diagram showing a state of a conventional speed check. FIG. 6 is a processing flow of a deceleration pattern creation processing according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a process flow of a normal deceleration pattern creation process according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing the contents of a train performance database. FIG. 9 is a diagram showing a state of a deceleration pattern according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing the contents of a deceleration pattern according to the embodiment of the present invention. FIG. 11 is a processing flowchart of a deceleration pattern checking process according to the embodiment of the present invention. FIG. 12 is an explanatory diagram of a deceleration pattern checking process according to the embodiment of the present invention. FIG. 13 is an explanatory diagram of a deceleration pattern checking process according to the embodiment of the present invention. FIG. 14 is an explanatory diagram of a deceleration pattern checking process according to the embodiment of the present invention. FIG. 15 is an explanatory diagram of a deceleration pattern checking process according to the embodiment of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永次 由英 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式 会社 日立製作所 水戸工場内 (72)発明者 能見 誠 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式 会社 日立製作所 水戸工場内 (56)参考文献 特開 平８−80852（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 15/40 B61L 23/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshihide Eiji, 1070 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Co., Ltd.Hitachi, Ltd. Inside the Mito Plant (72) Inventor Makoto Nomi, 1070 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki, Ltd.Hitachi, Ltd. Inside the Mito Plant (56) References JP-A-8-80852 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B60L 15/40 B61L 23/14
Claims (1)
車が途中で該速度を減速したときに停止できる位置の空
間を算出する占有空間算出手段と、 該占有空間算出手段が算出した占有空間内に路線上の速
度制限および列車が進入を許可されない範囲が存在する
ことを検知した場合に列車にブレーキをかける占有空間
照査手段と、 を備えることを特徴とする自動列車制御装置。(57) [Claims] [Claim 1] According to the current position and speed of the own train,
An occupied space calculating means for calculating a space at a position where the vehicle can stop when the vehicle decelerates the speed, and a speed limit on a route and a train in the occupied space calculated by the occupied space calculating means. automatic train control device characterized by and a occupancy spatial Shosa means to brake the train if the range which is not permitted to enter detects the presence.
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1999
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