JP4197096B2 - Automatic train control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前方列車の位置に基づいて後続列車のブレーキ制御を自動で行い後続列車の走行を制御する自動列車制御装置(以下、ATC装置という)に関し、特に、一段ブレーキ制御方式のATC装置の信頼性を向上する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
ATC装置は、前方列車との間隔に応じて後続列車の許容速度を設定し、後続列車が許容速度をオーバーすると自動的にブレーキを作動させて減速し、後続列車の速度を制限するものである。
従来のATC装置では、軌道に設定した軌道回路毎に列車検知を行い、前方列車の位置に基づいて当該前方列車より後方の軌道回路毎に許容速度を予め段階的に設定している。例えば、図4のように、自列車の前方の軌道回路1Tに前方列車1が在線する場合、後続列車である自列車の前方各軌道回路4T〜2Tの許容速度を、AKm/h以下、BKm/h以下、CKm/h以下(ただし、A>B>Cであり、各A,B,Cは設定されたブレーキ性能でその軌道回路内においてその速度以下まで低下できる速度)のように予め設定し、各軌道回路にそれぞれの許容速度情報(ATC信号)を送信する。そして、自列車が前方軌道回路に進入し許容速度情報を車上側で受信すると、実際の列車速度と受信した許容速度とを比較し、列車速度が許容速度以下になるように自動的にブレーキ装置を作動させる。従って、従来のATC装置では、列車は図4に示すような段階的な走行パターンとなる。
【0003】
このように、従来のATC装置は軌道回路単位で速度制御しており、軌道回路内で許容速度まで低下させる必要がある。このため、安全性を見込んで軌道回路長をブレーキ性能の一番悪い車両に合わせて決定している。ここで、許容速度以下になってから前方の軌道回路境界までの間を定速区間(実際は運転手により加減速運転が行われる)と呼んでいるが、ブレーキ性能の良い車両は、ブレーキ作動時点から許容速度以下になるまでの距離が短くて済むので、軌道回路毎の前記定速区間が長くなり、定速区間の走行時間、所謂、余裕時間が多くなる。また、前記余裕時間が軌道回路毎に発生するのに加え、軌道回路進入毎にブレーキが作動する多段階ブレーキ制御方式であるため、ATC信号を受信してからブレーキが作動するまでの時間、所謂、空走時間も軌道回路毎に発生する。従って、列車間の運転間隔に無駄が多かった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、高速・高密度運転に対応するきめの細かい列車運転制御のニーズが高まっており、また、多様な車両性能の列車が同一線区内を混在して走行しても最適な運転制御が行えるようなATC装置が望まれている。
そこで、従来の多段ブレーキ制御方式に代えて、一段ブレーキ制御方式のATC装置が考えられている。
【0005】
一段ブレーキ制御方式のATC装置は、自列車から前方列車までの距離関連情報と列車のブレーキ性能情報等に基づいて、停止目標位置を定めてその停止目標位置で列車が停止できる許容速度を連続的に示す運転パターンを車上側で作成する。そして、作成した運転パターンと実際の列車速度を比較し、列車速度が運転パターンの許容速度を超えた時にブレーキ力を最適制御することにより、停止目標位置に列車を停止させるものである。
【0006】
このATC装置によれば、従来装置のような軌道回路毎の余裕時間を無くせると共に空走時間も1回となるので、ブレーキ開始点を従来に比べて遥か前方(前方列車に近い位置)に移動できる。従って、列車の運転間隔が短縮でき、従来装置に比較して高速・高密度運転が可能になる。
しかし、かかる一段ブレーキ制御方式のATC装置では、万が一制御系等に故障が発生した場合、停止目標位置までに列車を停車できなくなる虞れがある。
【0007】
本発明はこのような事情に鑑み、一段ブレーキ制御方式のATC装置の信頼性を向上させることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の自動列車制御装置(ATC装置)は、地上から送信される自列車から前方列車までの距離関連情報を受信する受信手段と、自列車の速度及び位置を検出する速度・位置検出手段と、列車走行線区の固有路線情報及び列車固有の減速性能情報を予め記憶する情報記憶手段と、前記受信手段からの受信情報と、前記速度・位置検出手段からの速度及び位置情報と、前記情報記憶手段からの前記固有路線情報及び減速性能情報とに基づいて自列車位置から第1の停止目標位置までの許容速度を示す上限値と下限値を有する運転パターンを作成し、自列車速度が前記運転パターンの上下限値の範囲内になるようブレーキ装置の常用ブレーキを駆動制御して列車速度を制御する運転制御手段と、前記受信手段の受信情報と、前記速度・位置検出手段の速度及び位置情報と、前記固有路線情報及び減速性能情報とに基づいて自列車位置から前記第1の停止目標位置より前方の第2の停止目標位置までの許容速度を示す保安パターンを作成し、自列車速度が前記保安パターンの許容速度を超えた時にブレーキ装置の非常ブレーキを駆動制御して列車を非常停止させる保安制御手段とを、列車に搭載する車上装置に備えたことを特徴とする。
【0009】
かかる構成では、受信手段が地上から送信される自列車から前方列車までの距離関連情報を受信すると、速度・位置検出手段が検出した自列車の速度及び位置情報と、情報記憶手段に記憶されている列車走行線区の固有路線情報及び列車固有の減速性能情報と、前記受信手段からの受信情報とに基づいて、運転制御手段が自列車位置から第1の停止目標位置までの許容速度を示す上限値と下限値を有する運転パターンを作成する。また、同様にして受信手段の受信情報と、自列車の速度及び位置情報と、前記固有路線情報及び減速性能情報とに基づいて、保安制御手段が、自列車位置から前記第1の停止目標位置より前方の第2の停止目標位置までの許容速度を示す保安パターンを作成する。そして、通常時は、運転制御手段により運転パターンを用いた速度照査が実行され、自列車速度が運転パターンの上下限値の範囲内になるようブレーキ装置の常用ブレーキを駆動制御して列車速度を制御する。また、運転制御手段に異常が発生した時には、保安制御手段の保安パターンで速度照査が実行され、自列車速度が前記保安パターンの許容速度を超えた時にブレーキ装置の非常ブレーキを駆動制御して列車を非常停止させるようになる。
【0010】
請求項2のように、前記上限値は前記各情報に基づいて作成し、前記下限値は、上限値から予め定めた設定値を減算して設定する構成とすればよい。
前記受信手段の受信する距離関連情報は、具体的には請求項3に示すように、自列車が存在する軌道回路情報と、自列車が進行する前方進路情報と、前方列車までの開通軌道回路数情報を少なくとも含む構成とする。
【0011】
請求項4の発明では、前記受信手段は、地上からの距離関連情報が所定時間受信できない時に非常ブレーキの駆動指令を出力する構成とした。
かかる構成では、地上からの距離関連情報が、受信系統等の異常発生で受信不能になった場合等には、非常ブレーキの駆動指令を出力して列車を非常停止させることができるようになり、安全性を確保できるようになる。
【0012】
前記速度・位置検出手段は、具体的には請求項5のように、自列車の車輪回転数に比例した速度発電機からのパルス信号と車輪径とに基づいて自列車の速度と位置を検出する構成である。
また、前記速度・位置検出手段は、請求項6のように、前記速度発電機からのパルス信号に基づいて検出した自列車位置を補正する構成とするとよい。具体的には請求項7のように、列車走行線区の予め定めた複数の地点、例えば請求項8のような各軌道回路の境界付近等に、通過する列車にその地点の絶対位置情報を送信する地上子を設置し、前記各地上子から前記絶対位置情報を受信する毎に自列車位置を補正する構成とするとよい。
【0013】
かかる構成では、車輪の空走、滑走等による列車位置の検出誤差が、軌道回路に進入する毎に補正されるので、列車位置を高精度で検出できるようになる。
また、前記速度・位置検出手段を、請求項9のように、前記地上子からの絶対位置情報が所定回数連続して受信できない時に非常ブレーキの駆動指令を出力する構成とすれば、列車位置の検出誤差の増大に伴う危険を回避できるようになる。
【0014】
請求項10の発明では、前記受信手段は、地上から停止信号を受信すると非常ブレーキの駆動指令を出力する機能を備える構成とした。更に、請求項11のように、前記地上からの停止信号を、前記受信手段を介して前記運転制御手段及び保安制御手段の少なくとも一方へ送信して非常ブレーキの駆動指令を出力させる構成とする。
【0015】
また、前記運転制御手段と前記保安制御手段は、請求項12のように、互いに異なるハードウエアとソフトウエアで構成とするとよい。
かかる構成では、運転制御手段と保安制御手段が同時に故障する危険が極めて低くなるので、ATC装置の信頼性が向上できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るATC装置の実施形態について添付図面に基づいて説明する。
図1に、本実施形態のATC装置における車上装置の構成を示す。
図1において、列車に搭載される本実施形態のATC車上装置10は、互いに絶縁された各軌道回路1T,2T,・・・(図2参照)の一対のレールに流れるディジタルのATC信号を電磁誘導作用により受信する一対の受電器11、12から入力するATC信号を解読して後述の運転制御装置20及び保安制御装置21に出力する受信装置13と、速度発電機14からの車輪回転数に比例したパルス信号を入力して列車速度及び列車位置を検出する速度・位置検出装置15と、列車走行区間の予め定めた複数の位置、例えば各軌道回路1T,2T,・・・の境界付近の予め定められた地点に設置された地上子16(図2参照)を通過した時にアンテナ17を介して受信される絶対位置情報を解読処理して前記速度・位置検出装置15に出力する絶対位置受信部18と、前記受信装置13、速度・位置検出装置15及びデータ管理部19からそれぞれ入力する各種情報に基づいて列車の許容速度を算出して常用ブレーキ制御用の運転パターンP1を作成し実際の列車速度が運転パターンP1を超えた時に常用ブレーキの駆動指令CBをブレーキ装置22に出力する前記運転制御装置20と、同じく前記受信装置13、速度・位置検出装置15及びデータ管理部19からそれぞれ入力する各種情報に基づいて列車の許容速度を算出して非常ブレーキ制御用の保安パターンP2を作成し実際の列車速度が保安パターンを超えると非常ブレーキの駆動指令EBをブレーキ装置22に出力する前記保安制御装置21とを備えている。
【0017】
前記受信装置13が受信する地上からのATC信号に含まれる距離関連情報としては、列車が現在走行中の軌道回路を知らせる軌道回路情報としての軌道回路ID情報、列車が進行する前方進路情報としての経路情報、前方列車までの開通軌道回路数情報として列車が進入可能な前方の開通区間数情報等である。また、線路内に作業員が入る場合や天候が悪化した場合等、臨時の速度制限を行う場合には、前述した通常情報とは異なる伝送チャンネルを用いて地上から伝送される臨時速度制限情報を受信する。臨時速度制限情報としては、制限速度情報、速度制限が開始される開始軌道回路ID情報、制御区間数情報等がある。また、受信装置13は、CRC検定等によるATC信号の誤り検出を行っており、ATC信号の誤りを検出した時はその情報を破棄すると共に、一定時間以上ATC信号を受信できない時には受信異常と判断して非常ブレーキの駆動指令EBをブレーキ装置22に出力する。また、受信装置13は、地上から停止信号を受信した時も前記非常ブレーキの駆動指令EBをブレーキ装置22に出力する機能を備える。前記受電器11,12と受信装置13で受信手段を構成する。
【0018】
前記速度・位置検出装置15は、速度検出部15Aと位置検出部15Bを備える。速度検出部15Aは、単位時間における速度発電機14からのパルス数と車輪径から列車速度を検出して運転制御装置20及び保安制御装置21に出力する。位置検出部15Bは、速度発電機14から入力するパルス数と車輪径から走行距離を算出し、データ管理部19からの軌道回路長データにより列車位置を算出して運転制御装置20及び保安制御装置21に出力する。また、位置検出部15Bは、算出した走行距離データを絶対位置受信部18の絶対位置情報に基づいて列車位置を補正する。ここで、前記速度・位置検出装置15と絶対位置受信部18とで速度・位置検出手段を構成する。
【0019】
前記絶対位置受信部18は、各地上子16から絶対位置情報を受信する毎にCRC検定等により情報の誤り検定を行うと共に、受信情報をデータ管理部19に記憶されている各地上子16の位置データと比較して情報受信の空振り検出を行い、所定回数、例えば2度連続して空振りを検出した時は非常ブレーキの駆動指令EBをブレーキ装置22に出力する。
【0020】
情報記憶手段としての前記データ管理部19には、列車の走行線区の固有路線データ(前記各地上子16の位置データ、各軌道回路長データ、軌道の勾配や曲線データ、経路データ等)及び車両固有の車両性能データ(減速性能等)が記憶されている。
運転制御手段である前記運転制御装置20は、運転パターン作成部20A、速度照査部20B及びブレーキ力制御部20Cを備える。
【0021】
運転パターン作成部20Aは、受信装置13からの軌道回路ID情報、経路情報、開通区間数情報、位置検出部15Bからの列車位置情報、データ管理部19からの軌道回路長データ、前記路線データ、車両性能データ等に基づいて、後述の保安パターンP2における停止目標位置Yより一定距離手前の位置X(図2参照)を第1の停止目標位置とし且つブレーキ性能に一定の余裕を見込んで許容速度を算出し当該許容速度を示す運転パターンP1を作成する。運転パターンP1は、図2の点線で囲んだ部分を拡大した図3に示すように下限値PLと上限値PUを有し幅を持っている。上限値PUは、常用最大ブレーキ力で制動した場合に位置Xで停止できるパターンで、入力データに基づいて作成する。下限値PLは作成した上限値PUから予め定めた値を減算して設定する。この運転パターンP1は、所定周期で逐次更新される。速度照査部20Bは、運転パターンP1と実際の列車速度との比較結果を出力する。ブレーキ力制御部20Cは、速度照査部20Bの比較結果に基づいて列車速度が、運転パターンP1の上下限値の範囲内で減速されるよう常用ブレーキ力を選択制御して常用ブレーキの駆動指令CBをブレーキ装置22に出力する。また、運転制御装置20は、地上からの停止信号が受信装置13を介して入力すると非常ブレーキの駆動指令EBをブレーキ装置22に出力する機能を備える。
【0022】
保安制御手段である前記保安制御装置21は、保安パターン作成部21A及び速度照査部21Bを備える。保安パターン作成部21Aは、受信装置13からの軌道回路ID情報、経路情報、開通区間数情報、位置検出部15Bからの自列車の速度・位置情報、データ管理部19からの軌道回路長データ、路線データ、車両性能データ等に基づいて、運転パターンP1の停止目標位置Xより前方で前方列車1の軌道回路境界点Y(図2参照)を第2の停止目標位置として、自列車から前記軌道回路境界点Yまでの許容速度を算出し当該許容速度を示す保安パターンP2を作成する。この保安パターンP2も運転パターンP1と同様に所定周期で逐次更新される。速度照査部21Bは、保安パターンP2と実際の列車速度とを比較し列車速度が保安パターンP2を超えると非常ブレーキの駆動指令EBを出力する。また、保安制御装置21も、地上からの停止信号が受信装置13を介して入力されると非常ブレーキの駆動指令EBをブレーキ装置22に出力する機能を備える。
【0023】
前記運転制御装置20及び保安制御装置21は、共にマイクロコンピュータを備えて構成されるが、運転制御装置20のハードウエア及びソフトウエアと保安制御装置21のハードウエア及びソフトウエアを互いに異ならせている。このように構成することで、両制御装置20,21が同時に故障する危険を回避し、ATC装置の信頼性を高めている。
【0024】
以下に、本実施形態の車上装置10の動作を図1〜図3に基づいて説明する。前方列車1が軌道回路1T、自列車2が軌道回路5Tに存在しているものとする。自列車2の車上装置10は、軌道回路5Tに流れるディジタルATC信号を一対の受電器11、12で受信し受信装置13に入力する。受信装置13は、入力したディジタルATC信号を解読する。この際に、CRC検定処理等を実行して受信データが正常か否か検定し、正常であれば運転制御装置20及び保安制御装置21に出力する。
【0025】
速度・位置検出装置15では、列車の走行に伴い速度発電機14から入力するパルス信号を用いて速度検出部15Aで列車速度を算出する。また、位置検出部15Bで、入力パルス数とデータ管理部19からの軌道回路5Tの軌道回路長データとに基づいて軌道回路5T内における現在の走行位置を算出する。位置検出部15Bの位置情報は、各軌道回路入口側に設置された地上子16を通過した際に絶対位置情報が受信されていれば、絶対位置受信部18から入力する絶対位置情報で補正される。このため、各軌道回路の走行中に車輪の空転や滑走により生じた位置データの誤差は、前方軌道回路へ進入する毎に修正され、精度の高い列車位置データが得られる。それぞれ算出された列車速度データ及び列車位置データは運転制御装置20及び保安制御装置21に出力される。
【0026】
運転制御装置20と保安制御装置21では、運転パターン作成部20Aと保安パターン作成部21Aが、受信装置13から入力する前述の地上側情報と、位置検出部15Bから入力する自列車の速度・位置情報と、データ管理部19から入力する前述の車上側データとに基づいて、それぞれの停止目標位置X,Yで列車が停止できるような図2に示す常用ブレーキ制御用の運転パターンP1と非常ブレーキ制御用の保安パターンP2を作成する。これら各パターンP1,P2は、軌道回路境界付近を通過した時に位置検出部15Bから入力する自列車位置情報が補正されれば、この補正に伴って補正される。
【0027】
尚、図2の状態では、軌道回路ID情報は軌道回路5TのID情報、開通区間数情報は2T〜4Tの3区間となる。また、自列車2がこれから進行する経路情報(例えば本線通過、1番線へ進入等)を与えることにより、進行経路による走行距離の相違を、作成するパターンに反映させることができ、精度の高い運転パターンP1及び保安パターンP2を作成できるようになる。
【0028】
速度照査部20Bは、作成された運転パターンP1と自列車2の実速度とを比較し、速度照査部21Bは作成された保安パターンP2と実速度とを比較する。運転制御装置20が正常であれば、運転パターンP1による速度照査が実行される。この場合、列車速度が運転パターンP1の許容速度を超えると、その時の列車速度に応じて例えば図3に示すようにブレーキ力を制御する。即ち、列車速度が運転パターンP1の下限値PLを超えた時点でブレーキ力制御部20Cから常用ブレーキの駆動指令CBを発生する。駆動指令CBの発生からブレーキ装置22が作動するまでに遅れがあり、この間は図示のように空走時間となる。その後、選択されたブレーキ力(中)で制動し、上限値PUを超えるとブレーキ力を強とし、その後、下限値PLを下回ればブレーキ力を弱とする。このように列車の減速程度に追従させて常用ブレーキ力を最適に選択制御し、運転パターンP1の上下限値の範囲内で運転パターンに沿って列車速度を減速し、第1の停止目標位置Xに列車を停止させる。通常の場合は、運転パターンP1に沿って列車速度が制限されるので、列車速度が保安パターンP2の許容速度に達することはない。
【0029】
一方、万が一運転制御装置20に故障が発生して運転パターンP1による速度照査機能が動作せず、列車速度が運転パターンP1の許容速度を超えた場合には、保安パターンP2による速度照査が実行される。そして、列車速度が保安パターンP2を超えると、異常が発生したと判断して保安制御装置21の速度照査部21Bから非常ブレーキの駆動指令EBをブレーキ装置22に出力して列車を非常停止させる。
【0030】
以上のように、本実施形態の車上装置10を用いたATC装置によれば、一段ブレーキ制御方式の採用により、図2中に2点鎖線で示す従来の多段ブレーキ制御方式の場合のブレーキ開始点に比べて、本実施形態のブレーキ開始点を図示のように前方側(図中右方向)へ遅らせることができると共に、軌道回路毎の余裕時間(許容速度以下で加減速走行する時間)をなくせ、且つ、空走時間(ブレーキ指令が発生してからブレーキ装置が作動するまでの時間)が1回となるので、列車間隔を大幅に狭めることができる。従って、高速・高密度運転が可能となり列車の運行効率が向上する。また、ブレーキ制御がスムーズとなり乗り心地の向上を図ることができる。
【0031】
また、運転制御装置20が故障した場合でも非常停止用の保安パターンP2を備えているので、従来装置に比較してATC装置の安全性及び信頼性が格段に向上する。そして、運転制御装置20と保安制御装置21を、異なるハードウエアで構成しソフトウエアも異なる構成にすれば、両制御装置20,21が同時に故障する確率は極めて低く冗長構成とすることができるので、より一層ATC装置の信頼性を高めることができる。更に、アンテナ17を除いた図1に示す受信装置13〜保安制御装置21までの構成を多重化すれば、ATC装置の信頼性を更に一層高められる。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1〜3、5の発明によれば、運転パターンとは別に非常ブレーキ制御用の保安パターンを設けたので、運転制御手段の異常で運転パターンによる速度照査機能が不能となった場合に、保安パターンにより列車を非常停止させることができる。従って、一段ブレーキ制御方式のATC装置の安全性及び信頼性を格段に向上できる。
【0033】
また、請求項4の発明によれば、請求項1〜3、5の発明の効果に加えて、地上側情報を受信する受信系統等に異常が発生した場合に列車を非常停止できるので、ATC装置の安全性及び信頼性をより一層向上できる。
また、請求項6の発明によれば、車上側で検出した列車位置情報の信頼性を向上でき、列車停止位置精度を向上できる。
【0034】
また、請求項7、8の発明によれば、軌道回路毎に列車位置が補正されるので、列車停止位置精度をより一層向上できる。
請求項9の発明によれば、地上子との通信機能等に異常が発生した場合にも列車を非常停止できるので、ATC装置の安全性及び信頼性を更に向上できる。
請求項10、11の発明によれば、地上からの停止信号により列車を非常停止させることができる。
【0035】
請求項12の発明によれば、運転制御手段と保安制御手段が同時に故障する危険が極めて低くなるので、ATC装置の信頼性が向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るATC装置の一実施形態を示す車上装置の構成図
【図2】同上実施形態の運転パターンと保安パターンを示す図
【図3】図2の点線部分の拡大図
【図4】従来のATC装置の問題点の説明図
【符号の説明】
1 前方列車
2 自列車
10 車上装置
13 受信装置
14 速度発電機
15 速度・位置検出装置
16 地上子
18 絶対位置受信部
19 データ管理部
20 運転制御装置
21 保安制御装置
22 ブレーキ装置
P1 運転パターン
P2 保安パターン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic train control device (hereinafter referred to as an ATC device) that automatically performs brake control of a subsequent train based on the position of a preceding train and controls the travel of the subsequent train. The present invention relates to a technology for improving reliability.
[0002]
[Prior art]
The ATC device sets the permissible speed of the following train according to the interval with the preceding train, and when the succeeding train exceeds the permissible speed, it automatically operates the brake and decelerates to limit the speed of the following train .
In a conventional ATC device, train detection is performed for each track circuit set on a track, and an allowable speed is set in advance stepwise for each track circuit behind the front train based on the position of the front train. For example, as shown in FIG. 4, when the
[0003]
Thus, the conventional ATC apparatus performs speed control in units of track circuits, and it is necessary to reduce the speed to an allowable speed in the track circuit. For this reason, in consideration of safety, the track circuit length is determined according to the vehicle having the worst braking performance. Here, the constant speed zone (actually acceleration / deceleration operation is performed by the driver) is defined as the period between the speed below the allowable speed and the front track circuit boundary. Since the distance from the speed to the permissible speed or less is short, the constant speed section for each track circuit becomes long, and the traveling time in the constant speed section, so-called margin time increases. In addition to the occurrence of the margin time for each track circuit, this is a multi-stage brake control system in which the brake is operated every time the track circuit enters, so the time from when the ATC signal is received until the brake is operated, so-called Also, idle time is generated for each track circuit. Therefore, the operation interval between trains was wasteful.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, there has been a growing need for fine-tuned train operation control that supports high-speed, high-density operation, and optimal operation control can be performed even when trains with various vehicle performances run in the same line section. Such an ATC device is desired.
Therefore, instead of the conventional multi-stage brake control system, an ATC apparatus of a single-stage brake control system has been considered.
[0005]
The one-stage brake control type ATC device determines the stop target position based on the distance-related information from the own train to the preceding train, the brake performance information of the train, etc. and continuously sets the allowable speed at which the train can stop at the stop target position. The driving pattern shown in Fig. 1 is created on the upper side of the vehicle. Then, the created operation pattern is compared with the actual train speed, and the train is stopped at the stop target position by optimally controlling the braking force when the train speed exceeds the allowable speed of the operation pattern.
[0006]
According to this ATC device, the margin time for each track circuit as in the conventional device can be eliminated and the idle time can be once, so the brake start point is far ahead (position closer to the preceding train) compared to the conventional one. I can move. Therefore, the operation interval of the train can be shortened, and high-speed and high-density operation becomes possible as compared with the conventional device.
However, in such a one-step brake control type ATC device, if a failure occurs in the control system or the like, there is a possibility that the train cannot be stopped by the stop target position.
[0007]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to improve the reliability of a one-stage brake control type ATC device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the automatic train control device (ATC device) of the present invention has a receiving means for receiving distance-related information from the own train transmitted from the ground to the preceding train, and a speed / position for detecting the speed and position of the own train. Detection means, information storage means for preliminarily storing train specific line information and train specific deceleration performance information, reception information from the reception means, speed and position information from the speed / position detection means, And creating an operation pattern having an upper limit value and a lower limit value indicating an allowable speed from the own train position to the first stop target position based on the specific route information and the deceleration performance information from the information storage means, and operation control means for controlling the train speed by drive control of the service brake of the braking device such that the speed is within the range of upper and lower limit values of the driving pattern, and receiving information of the receiving means, the rate A security pattern indicating an allowable speed from the own train position to the second stop target position ahead of the first stop target position based on the speed and position information of the position detection means, and the specific route information and deceleration performance information. The on-board device mounted on the train has safety control means for driving and controlling the emergency brake of the brake device to emergency stop when the own train speed exceeds the allowable speed of the safety pattern. It is characterized by.
[0009]
In such a configuration, when the receiving means receives distance-related information from the own train transmitted from the ground to the preceding train, the speed and position information of the own train detected by the speed / position detecting means is stored in the information storage means. The operation control means indicates an allowable speed from the own train position to the first stop target position based on the specific route information of the train running line section and the train-specific deceleration performance information and the reception information from the reception means. An operation pattern having an upper limit value and a lower limit value is created. Similarly, based on the reception information of the receiving means, the speed and position information of the own train, and the specific route information and the deceleration performance information, the security control means moves from the own train position to the first stop target position. A security pattern indicating the allowable speed to the second stop target position ahead is created. In normal times, the operation control means performs a speed check using the operation pattern, and drives and controls the service brake of the brake device so that the own train speed is within the upper and lower limits of the operation pattern. Control. In addition, when an abnormality occurs in the operation control means, a speed check is executed with the safety pattern of the safety control means. When the own train speed exceeds the allowable speed of the safety pattern, the emergency brake of the brake device is driven and controlled. Will come to an emergency stop.
[0010]
As 請 Motomeko 2, wherein the upper limit value is created based on the respective information, the lower limit value may be configured to be set by subtracting a predetermined set value from the upper limit value.
Specifically, the distance related information received by the receiving means includes track circuit information on which the own train exists, forward route information on which the own train travels, and an open track circuit up to the preceding train, as shown in claim 3. The configuration includes at least numerical information.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the receiving means outputs an emergency brake drive command when distance-related information from the ground cannot be received for a predetermined time.
In such a configuration, when the distance-related information from the ground becomes unreceivable due to the occurrence of an abnormality such as the receiving system, it becomes possible to output the emergency brake drive command to emergency stop the train, Safety can be secured.
[0012]
Specifically, as described in claim 5 , the speed / position detecting means detects the speed and position of the own train based on a pulse signal from the speed generator proportional to the wheel speed of the own train and the wheel diameter. It is the structure to do.
The speed / position detecting means may be configured to correct the position of the own train detected based on a pulse signal from the speed generator, as in claim 6 . Specifically, as in claim 7 , the absolute position information of the points is given to the passing trains at a plurality of predetermined points in the train line, for example, near the boundary of each track circuit as in claim 8. It is good to set it as the structure which correct | amends the own train position, whenever the ground element to transmit is installed and the said absolute position information is received from each said ground element.
[0013]
In such a configuration, the train position detection error due to idle running, sliding, etc. of the wheel is corrected every time it enters the track circuit, so that the train position can be detected with high accuracy.
Further, if the speed / position detecting means is configured to output an emergency brake drive command when the absolute position information from the ground unit cannot be continuously received a predetermined number of times as in claim 9 , the train position It is possible to avoid the danger associated with an increase in detection error.
[0014]
In a tenth aspect of the present invention, the receiving means has a function of outputting an emergency brake drive command when a stop signal is received from the ground. Further, as in
[0015]
Further, the security control unit and the operation control means, as claimed in
In such a configuration, the risk that the operation control means and the safety control means will fail at the same time is extremely low, so the reliability of the ATC device can be improved.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an ATC device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the configuration of the on-board device in the ATC device of this embodiment.
In FIG. 1, the ATC on-
[0017]
The distance-related information included in the ATC signal from the ground received by the receiving
[0018]
The speed /
[0019]
Each time the absolute
[0020]
The
The
[0021]
The operation pattern creation unit 20A includes track circuit ID information, route information, opening section number information from the receiving
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
Below, operation | movement of the on-
[0025]
In the speed /
[0026]
In the driving
[0027]
In the state of FIG. 2, the track circuit ID information is ID information of the
[0028]
The
[0029]
On the other hand, if a failure occurs in the
[0030]
As described above, according to the ATC device using the on-
[0031]
Further, even when the
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to third and fifth aspects of the invention, since the safety pattern for emergency brake control is provided separately from the driving pattern, the speed check function based on the driving pattern is impossible due to an abnormality in the driving control means. If this happens, the train can be stopped by the safety pattern. Therefore, the safety and reliability of the one-stage brake control type ATC device can be significantly improved.
[0033]
According to the invention of claim 4 , in addition to the effects of the inventions of
According to the invention of claim 6 , the reliability of the train position information detected on the vehicle upper side can be improved, and the train stop position accuracy can be improved.
[0034]
According to the inventions of claims 7 and 8 , since the train position is corrected for each track circuit, the train stop position accuracy can be further improved.
According to the invention of claim 9 , since the train can be stopped in an emergency even when an abnormality occurs in the communication function with the ground unit or the like, the safety and reliability of the ATC device can be further improved.
According to the tenth and eleventh aspects of the present invention, the train can be emergency stopped by a stop signal from the ground.
[0035]
According to the twelfth aspect of the present invention, since the risk that the operation control means and the security control means will fail at the same time is extremely low, the reliability of the ATC device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an on-board device showing an embodiment of an ATC device according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a driving pattern and a security pattern of the embodiment. FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of problems of a conventional ATC device.
DESCRIPTION OF
Claims (12)
自列車の速度及び位置を検出する速度・位置検出手段と、
列車走行線区の固有路線情報及び列車固有の減速性能情報を予め記憶する情報記憶手段と、
前記受信手段からの受信情報と、前記速度・位置検出手段からの速度及び位置情報と、前記情報記憶手段からの前記固有路線情報及び減速性能情報とに基づいて自列車位置から第1の停止目標位置までの許容速度を示す上限値と下限値を有する運転パターンを作成し、自列車速度が前記運転パターンの上下限値の範囲内になるようブレーキ装置の常用ブレーキを駆動制御して列車速度を制御する運転制御手段と、
前記受信手段の受信情報と、前記速度・位置検出手段の速度及び位置情報と、前記固有路線情報及び減速性能情報とに基づいて自列車位置から前記第1の停止目標位置より前方の第2の停止目標位置までの許容速度を示す保安パターンを作成し、自列車速度が前記保安パターンの許容速度を超えた時にブレーキ装置の非常ブレーキを駆動制御して列車を非常停止させる保安制御手段と
を列車に搭載する車上装置に備えたことを特徴とする自動列車制御装置。Receiving means for receiving distance-related information from the own train to the preceding train transmitted from the ground;
Speed / position detecting means for detecting the speed and position of the own train;
Information storage means for preliminarily storing train-specific train line information and train-specific deceleration performance information;
Based on the reception information from the reception means, the speed and position information from the speed / position detection means, and the specific route information and deceleration performance information from the information storage means, the first stop target from the own train position An operation pattern having an upper limit value and a lower limit value indicating the allowable speed to the position is created, and the train speed is controlled by driving the service brake of the brake device so that the own train speed is within the upper and lower limit values of the operation pattern. Operation control means for controlling,
Based on the reception information of the reception means, the speed and position information of the speed / position detection means, the specific route information and the deceleration performance information, the second position ahead of the first stop target position from the own train position. A safety pattern indicating the allowable speed to the stop target position is created, and when the own train speed exceeds the allowable speed of the safety pattern, the safety control means for driving the emergency brake of the brake device to emergency stop the train An automatic train control device, which is provided in an on-board device mounted on the vehicle.
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