JP3968628B2 - On-board automatic train control system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は自動列車制御装置に係り、特に、先行列車がある場合などの、列車を減速させる速度制御を行う場合に列車側が主体となって速度制御を行う車上主体型自動列車制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の鉄道車両用自動列車制御装置(以下、ATC装置という)では、列車が走るレールがある長さごとに電気的に区分されてブロックが形成され、地上装置が各ブロックごとに、列車に対して許容速度を指示する信号を送信している。列車上には、各列車にそれぞれ車上装置が設置され、この車上装置はこの許容速度を指示する信号をブロックを介して受信し、受信した許容速度と自列車速度を比較する。自列車速度が許容速度を超えると、車上装置は自動的にブレーキ指令をブレーキ装置に対して与え、許容速度以内に自動的に列車速度を制御している。列車が走っているレールの、該列車進行方向前方に別の列車(先行列車)が走っている(あるいは停止している)場合、地上装置は後を走っている列車(続行列車)が、先行列車が走っている(あるいは停止している)ブロック(在線ブロック)に近づくにつれて、続行列車に対して低い許容速度の信号を与える。
【0003】
地上装置が指示する許容速度は、同じブロックでは変化しないから、続行列車はブロック単位で階段状の速度制限を受け、先行列車に追突しないように、先行列車の手前のブロックのレール上に停止するよう制御される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
運転効率、すなわち運行本数を増やすこと、列車の平均速度をあげることを考えると、先行列車と続行列車との間隔は安全を確保し得る範囲で短いほうが望ましい。
【0005】
上記従来の制御方式では、許容速度が階段状に変化する制御であるため、列車は許容速度がそれまでよりも低いブロックに進入した場合は、そのブロックを構成するレール区間の始端で、それまでよりも低い許容速度を受信し、直ちにブレーキが動作する。したがって列車速度は、列車がそのブロックを構成するレール区間の末端に達する前に許容速度以下に低下し、作動したブレーキは一旦緩むことになる。
【0006】
つまり、先行列車との距離を詰めるという観点からすれば、上記従来の方法は、必要以上に早めにブレーキが動作することになっていた。また許容速度が階段状に変化するようになっているため、階段の数だけ、何度もブレーキの動作、緩解を繰り返すため、乗り心地に与える悪影響もあった。
【0007】
さらに、ブレーキ性能の異なる複数の車種の列車が走行する場合、地上装置は各列車のブレーキ性能を認識できるようになっていないため、地上装置が指示する許容速度は、その線区を走行する最もブレーキ性能の低い列車に対しても、安全を保つように配慮されている。すなわち、ブレーキ性能の低い列車のブレーキ距離を前提に許容速度を決定し、ブレーキ性能の高低に関係なく、すべての列車に対して一律に許容速度を指示するようになっていた。そのため、ブレーキ性能の高い列車も、ブレーキ性能の低い列車にあわせた走行の仕方になってしまうという、運転効率上の無駄があった。
【0008】
本発明の目的は、先行列車の存在によって後続する列車の運行が制約される場合でも、後続する列車の運転効率を良くすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、地上装置には、列車に対してどこで止まるべきかを指示する情報をレールを介して提供する機能を、車上装置には、この情報によって指定された位置に停止するためには、どのような速度で走行することが必要か判断して必要に応じてブレーキを掛ける機能を、それぞれもたせるようにしたものである。
【0010】
すなわち、本発明においては、地上装置は、列車が停止すべきブロックを特定する情報(例えばブロック番号)と、列車が現在走行中のブロック(自ブロック)を示す情報を、列車が現在走行中のブロックを介して車上装置に送信し、車上装置は、常に自列車が走行中の位置を認識しておくとともに、列車ごとにかつブロックごとに予め設定された速度パターン(当該列車のブレーキ性能を十分に発揮することを前提として当該列車の最高速度から減速して当該ブロックの指定の位置で停止する減速過程を示す位置―許容速度パターン)をデータベースとして保持し、地上装置から受信した停止ブロックを特定する情報に対応する速度パターンを読み出す。車上装置は次いで、読み出した速度パターンと前記認識している自列車位置から定まる許容速度に自列車速度を対比し、許容速度と自列車速度の偏差に応じてブレーキ指令を出力して列車の速度を制御し、停止すべきブロック内に列車を停止させる。
【0011】
列車位置の認識のために、レールに沿って、トランスポンダ地上子を間隔をおいて配置し、このトランスポンダ地上子に、ブロックの番号とこのトランスポンダ地上子から該ブロックの終端までの距離を読み取り可能に格納しておく。列車上に配置された装置(車上装置)は、トランスポンダ地上子を通過する際に、トランスポンダ地上子に格納された情報を読み取るとともに、読み取った前記距離を、列車の車軸の回転に伴なって速度発電機から発信される速度パルスに基づいて更新し、自列車の位置を、ブロックの番号と前記距離の組合せで認識する。
【0012】
また、車上装置には、ブロックの配列順序と各ブロックの長さを格納するメモリを設け、トランスポンダ地上子から読み取った距離が、前記速度パルスに基づいて更新されて次第に減少し、0になったとき、メモリに格納されたブロックの配列順序に基づいて隣接するブロックの番号と当該ブロックの長さ(始点から終端までの距離)を新たな自列車位置とする。
【0013】
さらに、車上装置は、自列車の位置として認識しているブロックの番号と、地上装置から受信した自ブロックを表す情報が整合しているかどうかを判断し、整合していないとき、非常ブレーキを指令するブレーキ指令を出力する。
【0014】
具体的には、上記目的を達成する本発明は、電気的に区分されてそれぞれブロックを構成するレールに、列車が停止すべきブロックを特定する情報および前記レールが含まれる自ブロックを表す情報を含むディジタル信号を送出する地上装置と、前記レールに沿って互いに間隔をおいて配置され、その位置を表す情報が読み出し可能に格納されているトランスポンダ地上子と、前記レールに送出された信号を受信して出力するATC受信手段、前記トランスポンダ地上子に格納された位置を表す情報を読み込んで出力するトランスポンダ受信手段、列車の車軸に結合され車軸の回転に応じて速度パルスを発信する速度発電機、および前記ATC受信手段の出力と前記トランスポンダ受信手段の出力と速度パルスに基づいてブレーキ指令を出力するATC制御部を有してなる車上装置と、を含んで構成された車上主体型自動列車制御装置において、
前記トランスポンダ地上子に格納された位置情報は、該トランスポンダ地上子が配置されているブロックを示す番号と、該トランスポンダ地上子の位置から該ブロックの末端までの距離とを含んでおり、
前記ATC制御部は、
複数のブロックそれぞれに1対1に対応して設定された速度パターンであって、列車が該対応するブロックに停止する場合の停止までの各位置における許容速度を表すものである速度パターンを、前記対応するブロックを特定する情報に組み合わせて格納するとともにブロックの配列順序と各ブロックの長さを格納するメモリを備え、
自列車の位置を、前記トランスポンダ受信手段が出力したブロックの番号とこのブロックの末端からの距離の組合せとして認識し、前記速度パルスに基づいて自位置を更新し、自位置の自ブロックの末端からの距離が0となったとき、列車進行方向に隣接しているブロック番号を前記メモリに格納されたブロックの配列順序のデータから検索するとともに、得られたブロック番号に対応するブロックの長さを用いて、自列車の位置を更新し、前記ATC受信手段が受信した停止すべきブロックを特定する情報に基づいて、該情報で特定されるブロックに対応する速度パターンを前記メモリから読み出し、読み出した速度パターンと前記認識している自列車位置に基づいてその位置における許容速度を算出し、算出した許容速度と自列車速度の偏差に応じてブレーキ指令を出力するよう構成され、かつ、自列車の位置として認識しているブロックの番号と、前記ATC受信手段が受信した自ブロックを表す情報が整合しているかどうかを判断し、整合していないとき、非常ブレーキを指令するブレーキ指令を出力するように構成されていることを特徴とする。
【0015】
上述の手段を適用することにより、列車はそれぞれのブレーキ性能に見合った減速度の速度パターンが示され、かつ自列車の位置が常時認識されるから、ブレーキが断続的に作動するのではなくて、ブレーキを連続的に作動させて列車を所望の位置に停止させることが可能になる。したがって、ブレーキ作動開始時期が後にずれ、ブレーキが作動しない期間が長くなり平均運行速度が向上するト共に、停止までのブレーキ距離が短くなり列車運転間隔を小さくして運行本数を増すことができ、運転効率が良くなる。また、自列車が走行中のブロックを二つの情報源から求め、両者が整合しないときには列車を停止させるから、常に安全側の制御となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0017】
図1に本実施の形態の要部構成を示す。図示の実施の形態は、地上装置、車上装置、トランスポンダ地上子7及びブロックを含んで構成されている。
【0018】
車上装置は、ATC制御部4、ブレーキ装置5、速度発電機10、トランスポンダ車上子8とトランスポンダ受信部2からなるトランスポンダ受信手段、及びATC受電器9とATC受信部3からなるATC受信手段を含んで構成されている。ATC制御部4は、図12に示すように、検索処理部4A,自列車速度算出部4B、比較処理部4C、メモリ45及び位置レジスタ41を備えている。
【0019】
速度発電機10は、列車の車輪の回転数に応じた速度パルスをATC制御部4に出力する。ATC受電器9はブロック(レール)に流れる信号を検出してATC受信部3に出力する。ATC受信部3はATC受電器9から入力された信号を復調してATC制御部4に出力する。トランスポンダ車上子8は、トランスポンダ地上子7の信号を受信してトランスポンダ受信部2に出力し、トランスポンダ受信部2はトランスポンダ車上子8から入力された信号を地点情報に変換して、ATC制御部4に出力する。メモリ45には、ブロック番号の並びを特定できる情報、すなわちブロック接続情報42と、各ブロックの長さに関する情報、すなわちブロック長情報43と、各ブロック番号に対応して設定された速度パターンとが、格納されている。
【0020】
ATC制御部4は、トランスポンダ受信部2から入力された地点情報、ATC受信部3から入力された地上装置からの情報、速度発電機10から入力される速度パルス及びメモリ45に格納されている情報に基づいて、自列車の速度が許容速度を越えていないかどうかを判断し、必要に応じてブレーキ信号を出力する。ブレーキ装置5は、ATC制御部4から入力されるブレーキ信号に応じてブレーキを作動させる。
【0021】
トランスポンダ地上子7は、レールに沿って間隔をおいて配置され、当該トランスポンダ地上子7が配置された場所のブロック番号と、そのトランスポンダ地上子7が配置されている位置からそこのブロックを構成するレール区間の終端までの距離(ブロック内残距離)を、データとして格納している。このデータは、列車の進行とともにトランスポンダ地上子7の近くを通過するトランスポンダ車上子8に送信される。
【0022】
地上装置6は車上に与える情報を生成し、それをデジタル信号としてレールに流すように構成され、図3に示すように、地上制御部6Aと、この地上制御部6Aと各ブロックを個別に接続する通信線と、各通信線に介装された送受信部6Bと、を含んでいる。地上制御部6Aは、ブロックに列車がいるかどうかを前記通信線を介して検知し、列車がいた場合、当該通信線に介装された送受信部6Bに、ブロックへの情報送信を指示する。情報送信を指示された送受信部6Bは、当該ブロックの番号(自ブロック番号)と、地上制御部6Aから伝達された停止ブロック番号を含む信号を、当該ブロックに送信する。
【0023】
以下、上記構成の自動列車制御装置の動作の概要を説明する。
【0024】
地上装置は、ブロックを介して車上装置に自ブロック番号と停止ブロック番号を送信し、車上装置は、受信した停止ブロック番号に基づいてブロック番号ごとに設定された速度パターンをメモリ45から読み出す。車上装置はトランスポンダ地上子7から伝達されるブロック番号とブロック内残距離及び速度発電機10の速度パルスに基づいて自列車位置を常に認識しており、前記読み出した速度パターンにおける自列車位置での速度(許容速度)と、速度発電機10から得られる現在の自列車速度を比較する。車上装置は、速度パターンにおける自列車位置での速度と現在の自列車速度の差に応じて異なる強さのブレーキ指令をブレーキ装置5に出力し、受信した停止ブロック番号のレール区間で停止するように列車速度を制御する。
【0025】
次ぎに、上記動作の詳細について更に説明する。
【0026】
まず、車上装置の位置認識の方法について説明する。トランスポンダ地上子7は,図3に示すように、レールに沿って所々に設置され、そのトランスポンダ地上子が設置されたブロック番号(図3では4T)と、当該ブロックの終端からトランスポンダ地上子7までの距離Lが、トランスポンダ車上子8による読み出しが可能なデータとして地上子内に記憶されている。トランスポンダ車上子8がトランスポンダ地上子7の直上を通過すると、それらの情報がトランスポンダ車上子8に読み込まれる。車上のATC制御部4内には、自列車の位置の記憶、更新のため位置レジスタ41が設けられており、この位置レジスタ41は、ブロック番号と、ブロック内残距離とを格納するようになっている。トランスポンダ車上子8がトランスポンダ地上子7の直上を通過するとき、トランスポンダ車上子8は、トランスポンダ地上子7のデータ(前記ブロック番号4Tと距離L)を読み込む。トランスポンダ車上子8は、読み込んだデータをATC制御部4に送り、ATC制御部4は、ブロック番号と前記距離Lの情報をトランスポンダ車上子8から受けると、図4に示すように、位置レジスタ41内のブロック番号とブロック内残距離を、トランスポンダ車上子8からの情報でセットする。
【0027】
ATC制御部4の検索処理部4Aは、速度発電機10からの速度パルスを取り込み、その速度パルスを積算することによって列車位置を更新できるようになっている。したがってその後、列車が進行すると、検索処理部4Aは、速度発電機から速度パルスを取り込み、この速度パルスを積算することにより、図5に示すように、位置レジスタ41内のブロック内残距離を減算し、位置レジスタ41の内容を更新してゆく。すなわち、自列車の位置は、位置レジスタ41のブロック番号とブロック内残距離に格納されたデータとして、リアルタイムで保持、格納されている。列車が更に進行してゆくと、やがて、位置レジスタ41の残距離が0になる、即ち列車が当該ブロックの終端に達する。
【0028】
車上のATC制御部4のメモリ45には、ブロック番号の並びを特定できる情報、すなわちブロック接続情報が格納されている。具体的には図6に示すように、ブロック番号の実際の線路での並び方が分かる情報、接続情報42がメモリ45の中に記憶されている。位置レジスタ41のブロック内残距離がゼロになると、検索処理部4Aは、メモリ45の中に記憶されたブロック番号の並びに関する情報から、現在の位置レジスタのブロック番号の次のブロック番号を検索する。またメモリ45の中には図7に示すように、各ブロックの長さに関する情報、すなわちブロック長情報43も記憶されており、検索処理部4Aの論理により、先ほど検索した新しいブロック番号のブロックの長さがこの情報から検索され、新しいブロック番号と、そのブロックの長さが、図8に示すように、位置レジスタ41に新しい位置情報としてセットされる。
【0029】
このようにして、位置レジスタ41は、列車の進行に合わせて常に計算、更新される。もし、この状態で走行中に新たにトランスポンダ地上子7を通過した場合、位置レジスタ41は当該トランスポンダ地上子から得られた情報に書き換えられる。位置レジスタ41のブロック内残距離は、速度パルスにより更新されるため、速度パルスがその速度発電機が結合されている車軸の車輪の空転や滑走などで、誤差を生ずることもあり得るが、その場合、次のトランスポンダ地上子7の情報を受けることにより補正される。
【0030】
上述のようにして、自列車の位置は、常に、走行中のブロック番号と、そのブロック番号で示されるレール区間の末端までの距離(ブロック内残距離)という形で、ATC制御部4に保持されている。
【0031】
次ぎに、地上装置から送信される停止ブロック番号について図3を参照して説明する。地上制御部6Aは、通信線を介して各ブロックに列車がいるかいないかを常時検知しており、あるブロック(図3の例では2T)に列車Aがいる場合(列車が走行しているか、停止しているかに関わりなく)、その後方の列車Bがいるブロックに接続された通信線に介装された送受信部6B5に対して、ブロック番号2Tから所定の距離だけ列車B側に離れたブロックの番号(例えば3T)を送信する。送受信部6B5は、受信したブロック番号3Tを停止ブロック番号とし、自己の属するブロック番号5Tを自ブロック番号として、停止ブロック番号と自ブロック番号のデジタル信号を生成し、特定の周波数で変調(MSK変調)してブロック5Tに出力する。当然、列車Aが存在するブロック2Tに対しても、列車Aの前方にいる列車の位置で決まる停止ブロック番号と自ブロック番号2Tが、ブロック2Tに接続された通信線を介して送受信部6B2から出力される。ブロック5Tに出力された信号は、ATC受電器9によりレールから検出され、ATC受信部3で復調されてATC制御部4に入力される。
【0032】
ATC制御部4のメモリ45には、停止ブロック番号として指定されるブロック番号毎に、当該列車が、停止ブロック番号で指定されたブロックのレール区間で停止するための減速状態を規定する速度パターンが記憶されている。速度パターンとは、位置と速度の対の情報であり、指定されたブロックの終端までに列車速度ゼロにするブレーキ曲線である。この速度パターンは停止ブロックとして指定されるブロックとその外方一定距離分の長さに亘って定義されている。一定の長さとは当該列車が最高速度からブレーキを掛けて止まり得る距離に余裕を加えたものである。列車が最高速度からブレーキを掛けて止まり得る距離は列車のブレーキ性能、列車種別、線路の勾配、カーブの程度等により異なる。したがって、この速度パターンの形状は、列車ごとに、かつ停止ブロックごとに設定されている。通常は図11の(b)のような放物線状であるが、もし、当該区間が下り勾配の場合は、同じブレーキ性能を仮定した場合、実効ブレーキ減速度が下り勾配によって低くなってしまうため、この場合の速度パターンは(c)に示すように傾きの低い、言わば「寝た」曲線となる。また、途中に急なカーブなどがある場合は、その区間に速度制限が加わり(d)に示すような形状になることもあり得る。これらの速度パターンはブロック番号ごとにメモリ45に記憶されている。
【0033】
ATC制御部4の検索処理部4Aは、受信した停止ブロック番号に対応する速度パターン、例えば図9に示すような速度パターンをメモリ45から読み出す。検索処理部4Aは、速度パターンを読み出したら、次に自列車の位置即ち位置レジスタ41の内容から、読み出した速度パターンの距離軸上のどこに自列車がいるかを、求める。先に述べたようにメモリ45には、各ブロックの接続情報42と、各ブロックの長さの情報(ブロック長情報43)をも記憶されている。検索処理部4Aは、停止ブロック番号と自ブロック番号の間にある全てのブロック番号を検索する。そしてこれらのブロックの長さを全て検索し、これらの総和を求める。次に位置レジスタ41のブロック内残距離を加える。この値が停止ブロックの終端から、自列車位置までの距離になる。
【0034】
検索処理部4Aは、この距離を読み出した速度パタ−ンの距離軸として速度パターンに割り当て、それに対応する速度を当該速度パターンから求める。ここで得られた速度がその時点(その位置)での列車の許容速度になる。模式的には、図14に示すように、速度パターン上で自列車の位置を決定し、その位置におけるパターン上の速度を許容速度V1として求める。
【0035】
得られた許容速度V1は比較処理部4Cに送られ、速度発電機10から出力された速度パルスに基づいて自列車速度算出部4Bで算出された自列車速度Vtが、許容速度V1から減算される。比較処理部4Cは、自列車速度Vtと許容速度V1の偏差ΔV(=許容速度V1−自列車速度Vt)の値に応じて、図15に示すように、段階的なブレーキ力のブレーキ指令を、ブレーキ装置5に出力する。すなわち、図10に示すように、速度パターンを基準にブレーキの強弱が調整されながら、この速度パターンに沿って減速され、ブロック3Tの終端までに停止するような制御が行われる。
【0036】
図15に示すように、自列車速度Vtが許容速度V1より予め設定された値以上低いとき(ΔV≧ΔV)には、ブレーキ指令は出力されないが、その差が小さくなるにつれ徐々に強いブレーキ指令が出力されるようになっている。自列車速度Vtが速度パターンで規定される許容速度V1を超過すると、常用最大ブレーキB7が出力される。このブレーキ出力の結果により、実速度は速度パターンに沿って減速し、パターンの終端で実列車速度もゼロになる。自列車速度Vtが許容速度V1より低い場合でもブレーキ指令が出力されるのは、自列車速度Vtが許容速度V1を超過してからブレーキをかけるのでは、速度の超過が大きくなること、自列車速度Vtが許容速度V1を超過してから急に強いブレーキをかけると衝撃が大きく、不快感を与えること、などが理由である。
【0037】
なお、図13に示すように、通常、制御上のマージンを持たせるために、速度パターンの終端は、当該ブロック内残距離「0」の位置ではなく、余裕距離をとり、ブロック内残距離「Lm」の位置に設定している。これにより距離認識の誤差などに対するマージンとしている。
【0038】
図2に、本実施の形態による列車の減速時の速度パターン(破線)と、従来の段階的な減速パターン(実線)を対比して示す。下部に示したのはブレーキ指令であり、横軸の上側が従来技術の場合、横軸の下側が本発明の場合である。図から明らかなように、従来技術の場合、許容速度がブロック単位で出力されるために許容速度0の信号が早い段階で出されており、このため、ブレーキ指令が2回に分かれ、かつ、早い時期になって、図のア点で減速が開始される。一方、本発明の場合、許容速度0の信号は停止位置であるエ点であり、ブレーキ指令は減速開始から停止まで中断することなく連続して出力されている。
【0039】
この結果、減速期間中の走行距離が短くて済むため、減速開始時期が図のイ点となり、従来技術の場合のア点よりも遅い位置(停止位置に近い点)になる。したがって、減速前の速度Vでの走行距離が長くなり、平均運行速度が高くなる。また、減速開始位置が停止位置に近くなるため、先行列車との間隔を短縮できる。
【0040】
これまで説明したように、位置レジスタ41は、速度パルスの積算によって常にブロック内残距離の値を更新するようになっている。しかし、速度パルスは車軸の回転によって発生するようになっているため、車輪の空転滑走があると、実際の位置とズレが生じる。実際の位置と車上の認識の位置すなわち位置レジスタ41に保持されている位置が大きくずれて大きな差が生じると、制御上危険な場合が想定される。位置レジスタ41のデータは、先に述べたように、トランスポンダ地上子7のデータで更新されるから、トランスポンダ地上子7の直後の位置では、位置レジスタ41のデータは正確となる。しかし、トランスポンダ地上子7は、必ずしもブロックごとに配置されているとは限らず、前記差が次のトランスポンダ地上子7で規正されるまでに大きくなってしまう可能性がある。
【0041】
したがって、本実施の形態では、位置レジスタ41のデータを次の方法によりチェックし、大きくずれていないことを常に確認しながら走行する。
【0042】
即ち、検索処理部4Aは、位置レジスタ41のブロック番号と、地上装置から軌道回路を介して伝達される信号中の自ブロック番号とが一致しているかどうかを所定の時間間隔でチェックすることにより、位置レジスタ41のデータの合理性を判断する。もし、受信した信号中の自ブロック番号と位置レジスタのブロック番号が合っていれば、合理性適合(位置レジスタのデータと地上装置からのデータが整合している)とする。また、もし、違っていた場合、メモリ45に格納されている接続情報(図6に例示)及びブロック長情報(図7に例示)を参照し、位置レジスタ41に保持された自位置の前後一定距離離れた場合に位置レジスタ41のブロック番号の範囲を超えるか否かを計算し、超えてしまう場合には、位置レジスタ41に保持されたブロック番号に隣り合うブロック番号を検索する。そして、検索して得られたブロック番号と地上装置からの信号中の自ブロック番号が一致すれば合理性適合と判定する。それ以外の場合は、合理性不適合と判定し、検索処理部4Aは直ちに非常ブレーキを指令し、列車を停止させ、危険を避けるように制御する。
【0043】
本実施の形態によれば、列車は、当該列車のブレーキ性能を十分に生かした減速度パターンで、軌動回路の区切りと無関係に減速されるから、減速開始後列車停止までブレーキが解除されることがなく、減速走行する距離が短縮される。言い換えると、停止のためのブレ―キングの開始が遅くてすみ、列車の運行平均速度が高まる。また、先行列車との間隔も詰めることができ、運転効率の向上、乗り心地の向上に寄与することができる。本実施の形態によればまた、車輪の滑走空転が発生して車上装置が認識している自列車位置が不正確になった場合にも、自列車位置の誤差が危険な大きさになる前に検知することができ、不正確なデータに基づく制御を未然に防ぐことが可能である。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、先行列車が存在することなどにより、後続する列車の運行を制御する際に、後続する列車が停止すべきブロックが指定され、停止すべきブロックを指定された列車は、指定されたブロックで停止すべく、その列車速度を、予め当該列車及び該ブロックに対応して設定された減速度パターンとなるように減速させるから、列車の平均運行速度を高めることができ、列車の運転効率を向上させる効果がある。また、車輪の滑走空転が発生して車上装置が認識している自列車位置が車輪の滑走空転などで不正確になった場合にも、自列車位置の誤差が危険な大きさになる前に検知することができ、不正確なデータに基づく制御を未然に防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
【図2】従来技術の場合の列車速度の変化と図1に示す実施の形態の列車速度の変化を対比して示す概念図である。
【図3】図1に示す実施の形態の地上装置の配置例を示す概念図である。
【図4】図1に示す実施の形態のトランスポンダ地上子のデータと位置レジスタのデータの関連を示す図である。
【図5】図1に示す実施の形態の速度パルスのデータと位置レジスタのデータの関連を示す図である。
【図6】図1に示す実施の形態の接続情報の例を示す図である。
【図7】図1に示す実施の形態のブロック長情報の例を示す図である。
【図8】図1に示す実施の形態の車上のメモリに格納されたデータと位置レジスタのデータの更新時の関連を示す図である。
【図9】図1に示す実施の形態の停止ブロックと速度パターンの対応を説明する概念図である。
【図10】図1に示す実施の形態の速度パターンとブレーキ指令の関連の例を示す概念図である。
【図11】図1に示す実施の形態の速度パターンの例を示す図である。
【図12】図1に示す実施の形態のATC制御部の構成例を示すブロック図である。
【図13】図1に示す実施の形態の速度パターンと起動回路の位置の関係の例を示す概念図である。
【図14】図13に示す速度パターンに基づいて許容速度の検索を行う方法を説明する概念図である。
【図15】図1に示す実施の形態のブレーキ出力の選択論理を示す概念図である。
【符号の説明】
1 レール
2 トランスポンダ受信部
3 ATC受信部
4 ATC制御部
4A 検索処理部
4B 自列車速度算出部
4C 比較処理部
5 ブレーキ装置
6 地上装置
6A 制御部
6B2〜6B5 送受信部
7 トランスポンダ地上子
8 トランスポンダ車上子
9 ATC受電器
10 速度発電機
41 位置レジスタ
42 接続情報
43 ブロック長情報
45 メモリ
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an automatic train control device, and more particularly, to an on-board automatic train control device that performs speed control mainly by the train side when performing speed control for decelerating the train, such as when there is a preceding train.
[0002]
[Prior art]
In a conventional automatic train control device for rail vehicles (hereinafter referred to as an ATC device), a rail is electrically divided for each length of a rail to form a block, and a ground device is connected to the train for each block. To send a signal indicating the allowable speed. An on-board device is installed on each train, and the on-board device receives a signal indicating the allowable speed via a block, and compares the received allowable speed with the own train speed. When the own train speed exceeds the allowable speed, the on-board device automatically gives a brake command to the brake device, and automatically controls the train speed within the allowable speed. If another train (preceding train) is running (or stopped) in front of the traveling direction of the train on which the train is running, the ground device will be followed by the train that is running behind (continuing train). As the train approaches the running (or stopped) block (the in-line block), a low permissible speed signal is given to the continuing train.
[0003]
The permissible speed indicated by the ground equipment does not change in the same block, so the continuing train receives a step-like speed limit in blocks and stops on the rail of the block in front of the preceding train so that it does not collide with the preceding train It is controlled as follows.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In consideration of increasing the operation efficiency, that is, increasing the number of trains and the average speed of the train, it is desirable that the distance between the preceding train and the continuation train be as short as possible to ensure safety.
[0005]
In the above conventional control method, the permissible speed is a control that changes stepwise, so if the train enters a block where the permissible speed is lower than before, at the beginning of the rail section constituting that block, A lower permissible speed is received and the brake is activated immediately. Therefore, the train speed drops below the allowable speed before the train reaches the end of the rail section constituting the block, and the brake that has been actuated is once released.
[0006]
In other words, from the viewpoint of reducing the distance from the preceding train, the conventional method described above is that the brake is operated earlier than necessary. Further, since the permissible speed is changed stepwise, the brake operation and the release are repeated many times as many as the number of steps, which has an adverse effect on riding comfort.
[0007]
In addition, when multiple types of trains with different brake performances travel, the ground device is not designed to recognize the brake performance of each train, so the allowable speed indicated by the ground device is the most Even for trains with low braking performance, consideration is given to maintaining safety. That is, the allowable speed is determined based on the brake distance of a train having a low brake performance, and the allowable speed is uniformly designated for all trains regardless of the level of the brake performance. For this reason, trains with high braking performance also have a waste in driving efficiency, which is a way of traveling according to trains with low braking performance.
[0008]
An object of the present invention is to improve the operation efficiency of the following train even when the operation of the following train is restricted by the presence of the preceding train.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention designates the ground device with a function of providing information indicating where to stop to the train via the rail, and the on-vehicle device is designated by this information. In order to stop at a predetermined position, it is determined what speed it is necessary to travel and a function of applying a brake as necessary is provided.
[0010]
That is, in the present invention, the ground device includes information (for example, a block number) that identifies a block that the train should stop and information that indicates a block (the current block) that the train is currently traveling on. It is transmitted to the on-board device via the block, and the on-board device always recognizes the position where the own train is traveling, and sets the speed pattern preset for each train and for each block (the braking performance of the train). The stop block received from the ground device is stored as a database with a position-permissible speed pattern indicating a deceleration process that decelerates from the maximum speed of the train and stops at the specified position of the block on the assumption that The speed pattern corresponding to the information specifying is read. Next, the on-board device compares the own train speed with the allowable speed determined from the recognized speed pattern and the recognized own train position, and outputs a brake command according to the deviation between the allowable speed and the own train speed. Control the speed and stop the train in the block to be stopped.
[0011]
Transponder ground elements are spaced along the rail for train position recognition, allowing the transponder ground element to read the block number and the distance from the transponder ground element to the end of the block. Store it. When the device (on-vehicle device) arranged on the train passes the transponder ground element, it reads the information stored in the transponder ground element, and the read distance is accompanied by the rotation of the train axle. It is updated based on the speed pulse transmitted from the speed generator, and the position of the own train is recognized by a combination of the block number and the distance.
[0012]
Further, the on-board device is provided with a memory for storing the arrangement order of the blocks and the length of each block, and the distance read from the transponder ground element is updated based on the speed pulse and gradually decreases to zero. Then, based on the arrangement order of the blocks stored in the memory, the adjacent block number and the length of the block (distance from the start point to the end point) are set as a new own train position.
[0013]
Furthermore, the on-board device determines whether the block number recognized as the position of the own train and the information representing the own block received from the ground device are consistent. The brake command to be commanded is output.
[0014]
Specifically, the present invention that achieves the above-mentioned object includes information for identifying a block to be stopped by a train and information indicating a self-block including the rail on rails that are electrically divided and constitute blocks, respectively. Including a ground device that transmits digital signals, a transponder ground element that is spaced apart from each other along the rail, and stores information indicating the position of the ground device, and a signal transmitted to the rail. ATC receiving means for outputting, a transponder receiving means for reading and outputting information representing a position stored in the transponder ground element, a speed generator coupled to the axle of the train and transmitting a speed pulse in accordance with the rotation of the axle, A brake command is output based on the output of the ATC receiving means, the output of the transponder receiving means, and the speed pulse. That the onboard system comprising a ATC controller in the vehicle on the main type automatic train control that is configured to include,
The position information stored in the transponder ground element includes a number indicating a block in which the transponder ground element is arranged, and a distance from the position of the transponder ground element to the end of the block,
The ATC controller is
A speed pattern that is set in a one-to-one correspondence with each of the plurality of blocks, and represents a permissible speed at each position until the train stops when the train stops at the corresponding block. A memory for storing a corresponding block in combination with information for specifying the block and storing an arrangement order of the blocks and a length of each block is provided.
Recognize the position of the own train as a combination of the block number output by the transponder receiving means and the distance from the end of this block, update the own position based on the speed pulse, and from the end of the own block of the own position When the distance becomes 0, the block number adjacent to the train traveling direction is searched from the data of the arrangement order of the blocks stored in the memory, and the length of the block corresponding to the obtained block number is determined. And based on the information identifying the block to be stopped received by the ATC receiving means, the speed pattern corresponding to the block identified by the information is read from the memory and read out. Based on the speed pattern and the recognized own train position, the allowable speed at the position is calculated, and the calculated allowable speed and the own train speed are calculated. It is configured to output a brake command according to the difference, and it is determined whether or not the block number recognized as the position of the own train and the information indicating the own block received by the ATC receiving means match. When not matched, it is configured to output a brake command for commanding an emergency brake.
[0015]
By applying the above means, the train will show a deceleration speed pattern suitable for each brake performance, and the position of the own train will be recognized at all times, so the brake will not operate intermittently. The train can be continuously operated to stop the train at a desired position. Therefore, the brake operation start time is delayed later, the period when the brake is not operated becomes longer and the average operation speed is improved, the brake distance to stop is shortened, the train operation interval can be reduced and the number of operations can be increased, Driving efficiency is improved. Moreover, since the block which the own train is running is obtained from two information sources and the two are not matched, the train is stopped, so the control is always on the safe side.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows a main configuration of the present embodiment. The illustrated embodiment includes a ground device, an on-vehicle device, a transponder ground element 7 and a block.
[0018]
The on-board device includes an ATC control unit 4, a brake device 5, a speed generator 10, a transponder receiving unit composed of a transponder vehicle upper unit 8 and a transponder receiving unit 2, and an ATC receiving unit composed of an ATC power receiver 9 and an ATC receiving unit 3. It is comprised including. As shown in FIG. 12, the ATC control unit 4 includes a search processing unit 4A, an own train speed calculation unit 4B, a comparison processing unit 4C, a memory 45, and a position register 41.
[0019]
The speed generator 10 outputs a speed pulse corresponding to the number of rotations of the train wheel to the ATC control unit 4. The ATC power receiver 9 detects a signal flowing in the block (rail) and outputs it to the ATC receiver 3. The ATC receiver 3 demodulates the signal input from the ATC power receiver 9 and outputs it to the ATC controller 4. The transponder vehicle upper unit 8 receives a signal from the transponder ground unit 7 and outputs the signal to the transponder receiving unit 2. The transponder receiving unit 2 converts the signal input from the transponder vehicle upper unit 8 into point information, and performs ATC control. Output to part 4. In the memory 45, information that can specify the arrangement of block numbers, that is, block connection information 42, information about the length of each block, that is, block length information 43, and a speed pattern set corresponding to each block number are stored. Stored.
[0020]
The ATC control unit 4 includes point information input from the transponder receiving unit 2, information from the ground device input from the ATC receiving unit 3, speed pulses input from the speed generator 10, and information stored in the memory 45. Based on the above, it is determined whether the speed of the own train does not exceed the allowable speed, and a brake signal is output if necessary. The brake device 5 operates the brake according to the brake signal input from the ATC control unit 4.
[0021]
The transponder ground element 7 is arranged along the rail at an interval, and the block corresponding to the block number where the transponder ground element 7 is disposed and the position where the transponder ground element 7 is disposed constitutes the block there. The distance to the end of the rail section (the remaining distance in the block) is stored as data. This data is transmitted to the transponder vehicle upper element 8 passing near the transponder ground element 7 as the train progresses.
[0022]
The ground device 6 is configured to generate information to be given on the vehicle and flow it as digital signals on the rail. As shown in FIG. 3, the ground control unit 6A, the ground control unit 6A and each block are individually connected. It includes a communication line to be connected, and a transmission / reception unit 6B interposed in each communication line. The ground control unit 6A detects whether there is a train in the block via the communication line, and when there is a train, instructs the transmission / reception unit 6B interposed in the communication line to transmit information to the block. The transmission / reception unit 6B instructed to transmit information transmits a signal including the block number (own block number) and the stop block number transmitted from the ground control unit 6A to the block.
[0023]
The outline of the operation of the automatic train control device having the above configuration will be described below.
[0024]
The ground device transmits its own block number and stop block number to the on-vehicle device via the block, and the on-vehicle device reads the speed pattern set for each block number from the memory 45 based on the received stop block number. . The on-board device always recognizes the position of the own train based on the block number, the remaining distance in the block, and the speed pulse of the speed generator 10 transmitted from the transponder ground unit 7. And the current own train speed obtained from the speed generator 10 are compared. The on-board device outputs a brake command having different strength according to the difference between the speed at the own train position in the speed pattern and the current own train speed to the brake device 5 and stops in the rail section of the received stop block number. To control the train speed.
[0025]
Next, details of the above operation will be further described.
[0026]
First, a method for recognizing the position of the on-board device will be described. As shown in FIG. 3, the transponder ground element 7 is installed in places along the rail, the block number (4T in FIG. 3) where the transponder ground element is installed, and the end of the block to the transponder ground element 7 Is stored in the ground unit as data that can be read out by the transponder vehicle upper unit 8. When the transponder vehicle upper part 8 passes immediately above the transponder ground element 7, such information is read into the transponder vehicle upper element 8. In the ATC control unit 4 on the vehicle, a position register 41 is provided for storing and updating the position of the own train. The position register 41 stores a block number and a remaining distance in the block. It has become. When the transponder vehicle element 8 passes immediately above the transponder ground element 7, the transponder vehicle element 8 reads the data (the block number 4T and the distance L) of the transponder ground element 7. The transponder vehicle upper part 8 sends the read data to the ATC control unit 4, and when the ATC control unit 4 receives the information of the block number and the distance L from the transponder vehicle upper element 8, as shown in FIG. The block number in the register 41 and the remaining distance in the block are set by information from the transponder vehicle upper element 8.
[0027]
The search processing unit 4A of the ATC control unit 4 can update the train position by taking in the speed pulses from the speed generator 10 and integrating the speed pulses. Therefore, after that, when the train proceeds, the search processing unit 4A subtracts the remaining distance in the block in the position register 41 as shown in FIG. 5 by taking the speed pulse from the speed generator and integrating the speed pulse. Then, the contents of the position register 41 are updated. That is, the position of the own train is held and stored in real time as data stored in the block number of the position register 41 and the remaining distance in the block. As the train further progresses, the remaining distance of the position register 41 eventually becomes 0, that is, the train reaches the end of the block.
[0028]
The memory 45 of the ATC control unit 4 on the vehicle stores information that can specify the arrangement of block numbers, that is, block connection information. Specifically, as shown in FIG. 6, connection information 42 that stores information on how block numbers are arranged on an actual line is stored in a memory 45. When the remaining distance in the block of the position register 41 becomes zero, the search processing unit 4A searches the block number next to the block number of the current position register from the information related to the arrangement of the block numbers stored in the memory 45. . Further, as shown in FIG. 7, the memory 45 also stores information on the length of each block, that is, the block length information 43, and the logic of the search processing unit 4A stores the block of the new block number searched earlier. The length is retrieved from this information, and the new block number and the length of the block are set as new position information in the position register 41 as shown in FIG.
[0029]
In this way, the position register 41 is always calculated and updated as the train progresses. If the transponder ground element 7 is newly passed while traveling in this state, the position register 41 is rewritten with information obtained from the transponder ground element. Since the remaining distance in the block of the position register 41 is updated by the speed pulse, the speed pulse may cause an error due to idling or sliding of the wheel of the axle to which the speed generator is coupled. In this case, the information is corrected by receiving the information of the next transponder ground element 7.
[0030]
As described above, the position of the own train is always held in the ATC control unit 4 in the form of the running block number and the distance to the end of the rail section indicated by the block number (the remaining distance in the block). Has been.
[0031]
Next, stop block numbers transmitted from the ground device will be described with reference to FIG. The ground control unit 6A always detects whether there is a train in each block via a communication line, and if the train A is in a certain block (2T in the example of FIG. 3) (whether the train is running, A block that is separated from the block number 2T by a predetermined distance to the train B side with respect to the transmission / reception unit 6B5 intervening in the communication line connected to the block where the train B is behind (regardless of whether it is stopped) Number (for example, 3T) is transmitted. The transmission / reception unit 6B5 uses the received block number 3T as a stop block number and the block number 5T to which the transmitter / receiver 6B5 belongs as its own block number, generates a digital signal of the stop block number and its own block number, and modulates the signal at a specific frequency (MSK modulation) And output to the block 5T. Of course, for the block 2T in which the train A exists, the stop block number determined by the position of the train in front of the train A and the own block number 2T are transmitted from the transmission / reception unit 6B2 via the communication line connected to the block 2T. Is output. The signal output to the block 5T is detected from the rail by the ATC power receiver 9, demodulated by the ATC receiver 3, and input to the ATC controller 4.
[0032]
In the memory 45 of the ATC control unit 4, for each block number designated as a stop block number, there is a speed pattern that defines a deceleration state for the train to stop in the rail section of the block designated by the stop block number. It is remembered. The speed pattern is information of a position / speed pair, and is a brake curve that makes the train speed zero before the end of a specified block. This speed pattern is defined over a block designated as a stop block and a length of a certain distance outside thereof. The fixed length is the distance that the train can stop by braking from the maximum speed. The distance that the train can stop by braking from the maximum speed depends on the brake performance of the train, the type of train, the slope of the track, the degree of the curve, and the like. Therefore, the shape of this speed pattern is set for each train and for each stop block. Normally, it has a parabolic shape as shown in FIG. 11B. However, if the section has a downward slope, the effective brake deceleration becomes lower due to the downward slope if the same braking performance is assumed. In this case, the speed pattern is a “sleeping” curve with a low slope as shown in FIG. Further, when there is a steep curve or the like in the middle, a speed limit may be added to the section, and the shape as shown in (d) may be obtained. These speed patterns are stored in the memory 45 for each block number.
[0033]
The search processing unit 4A of the ATC control unit 4 reads a speed pattern corresponding to the received stop block number, for example, a speed pattern as shown in FIG. After reading the speed pattern, the search processing unit 4A obtains where the own train is on the distance axis of the read speed pattern from the position of the own train, that is, the contents of the position register 41. As described above, the memory 45 also stores connection information 42 of each block and length information (block length information 43) of each block. The search processing unit 4A searches for all block numbers between the stop block number and the own block number. Then, all the lengths of these blocks are searched, and the sum of these is obtained. Next, the remaining distance in the block of the position register 41 is added. This value is the distance from the end of the stop block to the train position.
[0034]
The search processing unit 4A assigns this distance to the speed pattern as the distance axis of the read speed pattern, and obtains the corresponding speed from the speed pattern. The speed obtained here becomes the allowable speed of the train at that time (the position). Typically, as shown in FIG. 14, the position of the own train is determined on the speed pattern, and the speed on the pattern at the position is obtained as the allowable speed V1.
[0035]
The obtained allowable speed V1 is sent to the comparison processing unit 4C, and the own train speed Vt calculated by the own train speed calculation unit 4B based on the speed pulse output from the speed generator 10 is subtracted from the allowable speed V1. The As shown in FIG. 15, the comparison processing unit 4C gives a brake command for stepwise braking force according to the value of the deviation ΔV between the own train speed Vt and the allowable speed V1 (= allowable speed V1−own train speed Vt). , Output to the brake device 5. That is, as shown in FIG. 10, while adjusting the brake strength based on the speed pattern, control is performed so that the vehicle is decelerated along the speed pattern and stopped before the end of the block 3T.
[0036]
As shown in FIG. 15, when the own train speed Vt is lower than the allowable speed V1 by a predetermined value or more (ΔV ≧ ΔV 0 ), No brake command is output, but as the difference becomes smaller, a stronger brake command is output. When the own train speed Vt exceeds the allowable speed V1 defined by the speed pattern, the service maximum brake B7 is output. As a result of the brake output, the actual speed decelerates along the speed pattern, and the actual train speed also becomes zero at the end of the pattern. Even when the own train speed Vt is lower than the allowable speed V1, the brake command is output because if the brake is applied after the own train speed Vt exceeds the allowable speed V1, the excess of the speed becomes large. This is because, if the brake is suddenly applied after the speed Vt exceeds the allowable speed V1, the impact is large and uncomfortable.
[0037]
As shown in FIG. 13, normally, in order to provide a margin for control, the end of the speed pattern is not the position of the remaining distance “0” in the block, but a margin distance, and the remaining distance “in block” “ L 0 "m" position. This provides a margin for errors such as distance recognition.
[0038]
In FIG. 2, the speed pattern (dashed line) at the time of deceleration of the train according to the present embodiment and a conventional stepwise deceleration pattern (solid line) are shown in comparison. Shown at the bottom is a brake command, where the upper side of the horizontal axis is the prior art, and the lower side of the horizontal axis is the case of the present invention. As is clear from the figure, in the case of the prior art, since the allowable speed is output in units of blocks, the signal of the allowable speed 0 is output at an early stage, and therefore, the brake command is divided into two times, and At an early time, deceleration starts at point a in the figure. On the other hand, in the case of the present invention, the signal of the allowable speed 0 is the point D that is the stop position, and the brake command is continuously output without interruption from the start of deceleration to the stop.
[0039]
As a result, since the travel distance during the deceleration period can be shortened, the deceleration start timing becomes point a in the figure, and the position is later than the point a in the prior art (a point closer to the stop position). Therefore, the speed V before deceleration V 0 The driving distance in the city will be longer and the average operation speed will be higher. Further, since the deceleration start position is close to the stop position, the interval with the preceding train can be shortened.
[0040]
As explained so far, the position register 41 always updates the value of the remaining distance in the block by integrating the speed pulses. However, since the speed pulse is generated by the rotation of the axle, if the wheel slips, the actual position and deviation occur. If the actual position and the recognition position on the vehicle, i.e., the position held in the position register 41, are greatly deviated and a large difference occurs, a dangerous case in control is assumed. Since the data of the position register 41 is updated with the data of the transponder ground element 7 as described above, the data of the position register 41 becomes accurate at the position immediately after the transponder ground element 7. However, the transponder ground element 7 is not necessarily arranged for each block, and there is a possibility that the difference becomes large until the next transponder ground element 7 is regulated.
[0041]
Therefore, in the present embodiment, the vehicle travels while always checking that the data in the position register 41 is not greatly shifted by checking the data in the position register 41 by the following method.
[0042]
That is, the search processing unit 4A checks at predetermined time intervals whether the block number of the position register 41 matches the own block number in the signal transmitted from the ground device via the orbit circuit. The rationality of the data in the position register 41 is determined. If the block number of the received signal and the block number of the position register match, the rationality conforms (position register data matches the data from the ground device). If they are different, the connection information (illustrated in FIG. 6) and block length information (illustrated in FIG. 7) stored in the memory 45 are referred to, and the position before and after the own position held in the position register 41 is constant. When the distance is away, it is calculated whether or not the range of the block number of the position register 41 is exceeded. If it exceeds, the block number adjacent to the block number held in the position register 41 is searched. Then, if the block number obtained by the search matches the own block number in the signal from the ground device, it is determined that the rational fit is achieved. In other cases, it is determined that the rationality is not suitable, and the search processing unit 4A immediately issues an emergency brake, stops the train, and controls to avoid danger.
[0043]
According to the present embodiment, the train is decelerated regardless of the break of the trajectory circuit in a deceleration pattern that makes full use of the braking performance of the train, so that the brake is released until the train stops after starting deceleration. This reduces the distance traveled at a reduced speed. In other words, the start of breaking for stopping is delayed and the average train speed is increased. In addition, the distance from the preceding train can be reduced, which can contribute to improvement in driving efficiency and ride comfort. According to the present embodiment, the error of the own train position also becomes a dangerous magnitude when the own wheel position recognized by the on-board device becomes inaccurate due to the wheel slipping. It is possible to detect in advance, and it is possible to prevent control based on inaccurate data.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the operation of the following train is controlled due to the presence of the preceding train, the block to be stopped by the subsequent train is specified, and the train to which the block to be stopped is specified is specified. In order to stop at the generated block, the train speed is decelerated so as to have a deceleration pattern set in advance corresponding to the train and the block, so that the average operation speed of the train can be increased. It has the effect of improving driving efficiency. In addition, even if the own train position recognized by the on-board device becomes inaccurate due to the wheel slipping and the like, the error of the own train position becomes a dangerous magnitude. Therefore, it is possible to prevent control based on inaccurate data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a comparison between a change in train speed in the case of the prior art and a change in train speed in the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of arrangement of the ground device of the embodiment shown in FIG. 1;
4 is a diagram showing the relationship between the data in the transponder ground element and the data in the position register in the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
5 is a diagram showing the relationship between velocity pulse data and position register data in the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
6 is a diagram illustrating an example of connection information according to the embodiment illustrated in FIG. 1;
7 is a diagram illustrating an example of block length information according to the embodiment illustrated in FIG. 1;
FIG. 8 is a diagram showing a relationship at the time of updating data stored in the on-vehicle memory and position register data according to the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the correspondence between the stop block and the speed pattern in the embodiment shown in FIG. 1;
10 is a conceptual diagram showing an example of a relationship between a speed pattern and a brake command in the embodiment shown in FIG.
FIG. 11 is a diagram showing an example of a speed pattern of the embodiment shown in FIG. 1;
12 is a block diagram illustrating a configuration example of an ATC control unit according to the embodiment illustrated in FIG. 1;
13 is a conceptual diagram showing an example of the relationship between the speed pattern and the position of the activation circuit in the embodiment shown in FIG. 1;
14 is a conceptual diagram illustrating a method for searching for an allowable speed based on the speed pattern shown in FIG.
15 is a conceptual diagram showing brake output selection logic in the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
1 rail
2 Transponder receiver
3 ATC receiver
4 ATC control unit
4A Search processing part
4B Own train speed calculator
4C comparison processor
5 Brake device
6 Ground equipment
6A Control unit
6B2-6B5 transceiver
7 Transponder ground child
8 Transponder car upper
9 ATC power receiver
10 speed generator
41 Position register
42 Connection information
43 Block length information
45 memory

Claims (4)

電気的に区分されてそれぞれブロックを構成するレールに、列車が停止すべきブロックを特定する情報および前記レールが含まれる自ブロックを表す情報を含むディジタル信号を送出する地上装置と、
前記レールに沿って互いに間隔をおいて配置され、その位置を表す情報が読み出し可能に格納されているトランスポンダ地上子と、
前記レールに送出された信号を受信して出力するATC受信手段、前記トランスポンダ地上子に格納された位置を表す情報を読み込んで出力するトランスポンダ受信手段、列車の車軸に結合され車軸の回転に応じて速度パルスを発信する速度発電機、および前記ATC受信手段の出力と前記トランスポンダ受信手段の出力と速度パルスに基づいてブレーキ指令を出力するATC制御部を有してなる車上装置と、
を含んで構成された車上主体型自動列車制御装置において、
前記トランスポンダ地上子に格納された位置情報は、該トランスポンダ地上子が配置されているブロックを示す番号と、該トランスポンダ地上子の位置から該ブロックの末端までの距離とを含んでおり、
前記ATC制御部は、
複数のブロックそれぞれに1対1に対応して設定された速度パターンであって、列車が該対応するブロックに停止する場合の停止までの各位置における許容速度を表すものである速度パターンを、前記対応するブロックを特定する情報に組み合わせて格納するとともにブロックの配列順序と各ブロックの長さを格納するメモリを備え、
自列車の位置を、前記トランスポンダ受信手段が出力したブロックの番号とこのブロックの末端からの距離の組合せとして認識し、前記速度パルスに基づいて自位置を更新し、自位置のブロックの末端からの距離が0となったとき、列車進行方向に隣接しているブロック番号を前記メモリに格納されたブロックの配列順序のデータから検索するとともに、得られたブロック番号に対応するブロックの長さを用いて、自列車の位置を更新し、
前記ATC受信手段が受信した停止すべきブロックを特定する情報に基づいて、該情報で特定されるブロックに対応する速度パターンを前記メモリから読み出し、
読み出した速度パターンと前記認識している自列車位置に基づいてその位置における許容速度を算出し、
算出した許容速度と自列車速度の偏差に応じたブレーキ指令を出力するよう構成され、かつ、自列車の位置として認識しているブロックの番号と、前記ATC受信手段が受信した自ブロックを表す情報が整合しているかどうかを判断し、整合していないとき、非常ブレーキを指令するブレーキ指令を出力するように構成されていることを特徴とする車上主体型自動列車制御装置。
A ground device for transmitting a digital signal including information identifying a block to be stopped by a train and information representing the own block including the rail to rails that are electrically divided and constitute blocks, respectively.
A transponder ground element that is arranged at intervals along the rail and in which information indicating the position is stored in a readable manner;
ATC receiving means for receiving and outputting a signal sent to the rail, transponder receiving means for reading and outputting information representing a position stored in the transponder ground element, and coupled to the axle of the train in accordance with the rotation of the axle A speed generator for transmitting a speed pulse, and an on-board device having an ATC control unit for outputting a brake command based on the output of the ATC receiving means, the output of the transponder receiving means, and the speed pulse;
In an on-vehicle-oriented automatic train control device configured to include:
The position information stored in the transponder ground element includes a number indicating a block in which the transponder ground element is arranged, and a distance from the position of the transponder ground element to the end of the block,
The ATC controller is
A speed pattern that is set in a one-to-one correspondence with each of the plurality of blocks, and represents a permissible speed at each position until the train stops when the train stops at the corresponding block. A memory for storing a corresponding block in combination with information for specifying the block and storing an arrangement order of the blocks and a length of each block is provided.
Recognize the position of the own train as a combination of the block number output by the transponder receiving means and the distance from the end of this block, update the own position based on the speed pulse, and from the end of the block of the own position When the distance becomes 0, the block number adjacent in the traveling direction of the train is searched from the data of the arrangement order of the blocks stored in the memory, and the block length corresponding to the obtained block number is used. Update the position of your train,
Based on the information specifying the block to be stopped received by the ATC receiving means, the speed pattern corresponding to the block specified by the information is read from the memory,
Based on the read speed pattern and the recognized own train position, the allowable speed at that position is calculated,
Information indicating the block number recognized as the position of the own train and the own block received by the ATC receiving means, and configured to output a brake command according to the deviation between the calculated allowable speed and the own train speed The on-vehicle main automatic train control device is configured to determine whether or not the vehicle is in alignment and to output a brake command for instructing an emergency brake when the vehicle is not in alignment.
請求項1記載の車上主体型自動列車制御装置において、車上装置のメモリに格納したブロック配列順序に、自列車位置を示すブロックと停止すべきブロックとから一意に決まる分岐部分の経由するブロックを含むことを特徴とする車上主体型自動列車制御装置。2. The on-vehicle-based automatic train control device according to claim 1, wherein the block arrangement sequence stored in the memory of the on-vehicle device passes through a branch portion uniquely determined from the block indicating the own train position and the block to be stopped. An on-vehicle-based automatic train control device comprising: 電源投入時点において、列車後端が分岐を含む線路ブロックに在線しており、地上装置から送信される停止すべき線路ブロックと、自列車の在線する線路ブロックの組に対応する速度パターンが複数存在する場合においては、予めメモリ上に登録された方の速度パターンを選択することを特徴とする、請求項1記載の車上主体型自動列車制御装置。At the time of power-on, the rear end of the train is on the track block including the branch, and there are multiple speed patterns corresponding to the set of the track block to be stopped transmitted from the ground device and the track block on which the own train exists In this case, the on-vehicle main automatic train control device according to claim 1, wherein a speed pattern registered in advance in a memory is selected. 地上装置からの停止線路ブロック番号情報および自列車在線ブロック番号情報の送信が停止している状態において、分岐を含む線路ブロックに進入したことにより、自列車位置の認識を継続することが不可能となった時点から、再び地上装置からの停止線路ブロック番号情報および自列車在線ブロック番号情報を受信するまでの走行距離をカウントする機構を有し、地上装置からの自列車在線ブロック番号情報が回復した時点において、自列車位置認識が不可能になる直前の自列車在線ブロック番号情報と、地上からの情報送信回復時点での自列車在線ブロック番号情報、およびメモリ上に予め登録された線路ブロックの配列情報を用いて、位置認識が不可能となった後、地上からの情報送信回復までの間に走行した経路上に存在する線路ブロックを特定し、メモリ上に登録された各線路ブロックの長さの情報から、経路上に存在する線路ブロック長の総和を算出し、その総和から前記走行距離カウント機構により求めた走行距離を減ずることにより、情報送信回復時点での自列車在線ブロックにおける当該ブロック末端までの距離を算出することで、情報送信回復と同時に自列車位置の認識を再開することを特徴とする、請求項1記載の車上主体型自動列車制御装置。In the state where the transmission of the stop line block number information and the own train existing block number information from the ground device is stopped, it is impossible to continue the recognition of the own train position by entering the line block including the branch. It has a mechanism that counts the mileage until it receives the stop line block number information and the own train standing block number information from the ground device again, and the own train standing block number information from the ground device is recovered. At that time, the own train station block number information immediately before the position of the host train becomes unrecognizable, the own train station block number information at the time of recovery of information transmission from the ground, and an array of track blocks registered in advance in the memory Using information, it becomes impossible to recognize the position of the track that exists on the route traveled between the time the position was recognized and the recovery of information transmission from the ground. From the information on the length of each track block registered in the memory, the total length of the track block existing on the route is calculated, and the travel distance obtained by the travel distance counting mechanism from the sum is calculated. The recognition of the own train position is resumed simultaneously with the information transmission recovery by calculating the distance to the block end in the own train existing block at the time of the information transmission recovery by decreasing the number. On-board automatic train control system.
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