JP5236611B2 - 鉄道車両用開閉ドア制御システム - Google Patents

Description

本発明は鉄道車両用開閉ドア制御システムの信頼性向上に関するものである。

下記特許文献１にみられるように、停車駅のホーム長より、鉄道車両の車両長が長い場合、ホーム長に合わせて開錠するドアを選択する鉄道車両用開閉ドア制御システムが提案されている。
この鉄道車両用開閉ドア制御システムは、乗務員の車内業務の削減し負担を軽減するとともに、列車運行時の安全性をより一層向上させることを目的とし、特定の情報を入力するだけでその列車に対応した車内放送、運転者へのガイダンス及び列車制御等の運行管理項目を実行する列車管理装置を提供するものである。そして、列車制御の１機能として、駅のホーム長と列車長の関係から開けないドアの閉制御を行うことが挙げられている。

ここで、行われている列車の位置検知は、列車が動き出すと、これと同時に車両内の情報であるタコジェネレータの信号により走行距離の積算が開始され、距離データが与えられたとき、メモリ内に予め記憶させてある情報に基づいて、列車が特定の駅に到着した時には、その駅のホームに対応して、開けないドアがあるときのドアの閉制御等が行われる。

一方、タコジェネレータによる鉄道車両の位置検出の精度を向上させる方法として、特許文献２、３のように、車両外の情報であるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ・Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ・Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した位置検知と、車両内の情報であるタコジェネレータの信号による位置検知を組み合わせた方法も提案されている。

特開昭６３−２４９４０６号公報 特開２００７−１３５２９１号公報 特開２００４−２３１１００号公報

上記特許文献１の鉄道車両用開閉ドア制御システムでは、位置検知の方法として、車両内の情報であるタコジェネレータの信号を利用した方法を用い、タコジェネレータからの車輪回転数と予め入力された車輪径を用いて走行距離を算出し、メモリ内の走行距離のデータから位置を検知するが、軌道上を走行する車両の車輪回転数には、空転と滑走という誤差要素、車輪径には初期設定値＋誤差により、走行距離のデータにも測定誤差が含まれており、特に車輪回転数の誤差などは，走行路線の環境にも影響を受け予測が困難である。

特に駅間の区間距離が長い場合や、カーブ、起伏が激しい場合、タコジェネレータを用いた位置検知の結果に大きな誤差が生じる可能性がある。
このように生じた誤差により、到着駅を誤判断し、開閉ドア選択システムが誤動作した場合、本来ホームのない場所の部分の扉が開いてしまい、乗客が誤って車外に出ようとして転落、負傷してしまう危険性が高くなる。したがって、開閉ドア選択システムに利用する位置検知結果には、十分な信頼性確保が非常に重要になる。

このような、車両内の情報であるタコジェネレータを利用した位置検知の測定誤差を改善するため、上記特許文献２、３で提案されているような、車両外からの情報であるＧＰＳ位置検知との組み合わせによる位置検知の信頼性向上の方法が考えられるが、ＧＰＳ位置検知自体にも、検出精度に限界があり、さらには、地形、トンネル、建物、樹木等の障害物の影響で、車両外からの電波を正しく受信できず、必ずしも正確な位置検出を行えない場合がある。

そのため、鉄道車両用開閉ドア制御システムに適用するに当たっては、両者の位置検知結果が不一致の場合は、運転士、乗務員は、どちらの結果が適切であるかを慎重に判断して開閉ドアの選択を行う必要があり、結局、安全性の確保から運転士、乗務員に大きな精神的負担を与えざるを得ないものであった。

そこで、本発明では、上記の課題を解決するため、タコジェネレータ等の車両内の情報に基づく位置検出結果と、ＧＰＳ等の車両外の情報に基づく位置検知結果を照合し、その結果を報知する手段を設けることにより、両位置検出結果が一致した場合は、運転士、乗務員によるドア開閉操作を許可し、不一致が発生した場合のみ、運転士、乗務員に両者の位置検知結果が不一致となったことを表示器や警報機により警告し、運転士が運転台表示器から正しい駅を入力することで、実際の停止駅と開閉ドア選択システムが認識する駅を一致させ、乗務員の負担低減を図りながら位置検知結果の信頼性を向上させた。

具体的には、本発明の鉄道車両用開閉ドア制御システムは、鉄道車両の位置を検知する位置検知手段と、鉄道車両内の情報を管理する情報処理装置と、ドア制御装置とを有し、前記情報処理装置が、前記位置検出手段が検知した鉄道車両の位置に基づいて到着駅を判定し、該到着駅のホーム長に合わせて、前記ドア制御装置に、鉄道車両のドアのうち開閉すべきドアを指令するようにした鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、前記位置検出手段は、車両外からの情報を用いて位置検知を行う位置検知装置と、車両内からの情報を用いて位置検知を行う位置検知装置との組み合わせからなり、前記情報処理装置は、両位置検知装置の位置検知結果を照合し、その結果を報知する手段を具備した。

上記の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、前記情報処理装置は、前記両位置検知装置の位置検出結果が一致した場合、該位置検出結果に基づいて、対応する到着駅を確定し、鉄道車両の停止位置と該到着駅のホーム長とに対応して、鉄道車両のドアのうち開閉すべきドアのみに、ドア開放許可情報を送信するようにした。

また、上記の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、前記ドア開放許可情報が送信されたドアについてのみ、運転士、乗務員によるドア開操作を受け付けるようにした。

さらに、上記の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、前記車両外からの情報を用いて位置検知を行う装置として、ＧＰＳ受信装置、あるいは、デジタルＡＴＣ車上子を有するようにした。

上記の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、前記車両内からの情報を用いて位置検知を行う装置として、タコジェネレータ、あるいは、ブレーキ装置、保安装置、主回路装置を有するようにした。

また、上記の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、車両外からの情報を用いて位置検知を行う装置と、車両内からの情報を用いて位置検知を行う装置の位置検知の結果が不一致だった場合、運転士、乗務員に警告を発する装置を有するようにした。

さらに上記の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、位置検知の結果が不一致だった場合、運転台あるいは乗務員室に運転士に検知結果が正しいか否かの判断の入力を行うための装置を有するようにした。

タコジェネレータを用いた位置検知は、車両内部で取得できる情報により位置検知を行うため、外部機器との通信するため電波状態など外部の環境の影響を受けない。一方、ＧＰＳを用いた位置検知は、外部から取得する情報により位置検知を行うため、車輪の空転、滑走など車両走行状態の環境の影響を受けない。本発明によれば、これら位置検知のアプローチが異なる２種類の検知結果を組み合わせることで、位置検知結果の信頼性を向上させることができる。
そして、両検知結果を照合し、その結果を運転士、乗務員に報知することができるから、到着駅の正否を容易且つ確実に確認することができる。

位置検知の信頼性が重要となる開閉ドア選択システムの位置検知の方式として、車両内の情報であるタコジェネレータ等による位置検知、車両外の情報であるＧＰＳ等による位置検知そして運転士、乗務員による人為的位置確認という３種類の位置検知を組み合わせることで、位置検知の信頼性を格段に向上することができる。

開閉ドア選択システムの動作例を示した概略図である。 本発明の実施例１の構成例を示した概略図である。 本発明の実施例２の構成例を示した概略図である。 本発明の実施例３の構成例を示した概略図である。 本発明の実施例４の構成例を示した概略図である。 本発明の実施例５の構成例を示した概略図である。 地上側サーバーで学習制御を行う場合の本発明の構成例を示した概略図である。 本発明の処理手順を示したフローチャートである。

以下、図面に基づいて、本発明の実施例１ないし５について説明する。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の開閉ドア選択システムの動作を示した図である。
Ａ駅のホーム１は車両２の長さに対して十分な長さのホームであるため、ホーム側すべてのドア３を開き、乗客の乗降を可能にする。
これに対し、Ｂ、Ｃ駅のホーム４、５は車両２の長さに対してホームの長さが短いため、ホーム側かつ、ホームのある部分のドア３だけが開く。ただし、運転士あるいはその他の装置が、指定された誤差の範囲内で車両を停止させたことを前提としている。

図２は本発明の実施例１の概略図である。
情報処理装置８には車輪径、駅間距離情報、駅のＧＰＳ位置情報、停車駅毎の個別のドア開閉情報を前もってデータベース１１に記録しておく。
車両２が駅から出発すると、タコジェネレータ６からは車輪回転数が情報処理装置８に送られ、情報処理装置８は受信した車輪回転数とデータベース１１に記憶されている車輪径から車両２の走行距離の算出を開始し、算出した車両２の走行距離とデータベース１１に記録されている駅間距離情報を比較することで位置検知を行う。

一方、ＧＰＳ受信機７は受信した車両の位置データを情報処理装置８に送信し、情報処理装置８は受信した位置データとデータベース１１に記録されているＧＰＳ位置情報とを比較することで位置検知を行う。

情報処理装置８は、前記の処理により検知した、タコジェネレータ６による位置検知結果と、ＧＰＳ受信機７による位置検知結果を比較照合し、両者の検知結果が一致した場合、情報処理装置８は検知結果に基づき到着駅を確定し、データベース１１に記録されている、その到着駅に対応したドア開放許可情報をドア制御装置９に送信する。

ドア開放許可情報を受信したドア制御装置９は、運転士、乗務員によるドア開操作により、当該到着駅における停止位置、ホーム長に対応して、開放すべきドアに対し開放指令を送信し、ホームを外れたドアに対しては閉鎖したままとする。

一方、上記の位置検知結果の比較処理において、比較結果が不一致の場合、情報処理装置８は運転台や乗務員室に配置された表示器１０に検知結果の不一致が発生したことを表示するとともに、運転士、乗務員に警告するための信号（警告灯あるいは警告音）を発信する。

表示器１０にはタコジェネレータ６による検知結果を表示し、運転士、乗務員にその検知結果が正しいかどうかの確認を行う。運転士、乗務員は表示器１０に表示された検知結果が正しければ、表示器１０を操作し、表示されている検知結果が正しいことを情報処理装置８に伝える。

タコジェネレータ６による検知結果が正しいという情報を受信した情報処理装置８は、タコジェネレータ６の結果に基づいて到着駅に対応したドア開放許可情報をドア制御装置９に送信し、これを受信したドア制御装置９は、運転士、乗務員によるドア開操作により、その到着駅における停止位置、ホーム長に対応して、開放すべきドアに対し開放指令を送信し、ホームを外れたドアに対しては閉鎖したままとする。

一方、タコジェネレータ６による位置検知結果とＧＰＳ受信機７による位置検知結果が不一致で、かつ、表示器１０に表示されたタコジェネレータ６による位置検知の結果が不正であるとき、運転士、乗務員は正しい位置情報を表示器１０から入力し、情報処理装置８に送信する。

この情報を受信した情報処理装置８は、運転士、乗務員が入力した位置情報に基づいて、ドア開放許可情報をドア制御装置９に送信し、このドア開放許可情報を受信したドア制御装置９は、運転士、乗務員によるドア開操作により、その到着駅における停止位置、ホーム長に対応して開放すべきドアに対し開放指令を送信し、ホームを外れたドアに対しては乗務員によるドア開操作を無効とし閉鎖したままとする。

なお、上記のように、タコジェネレータ６による位置検知結果とＧＰＳ受信機７による位置検知結果が不一致のときは、運転士、乗務員による正しい位置情報が入力されるまで、ドア開操作を無効にすると安全性をより高めることができる。
さらに、各停車駅毎に、このような位置検知結果の不一致が継続的に発生する場合には、運転士、乗務員が入力した位置情報に基づいて、その時にGPSが受信している緯度経度情報などの位置検知に使用するデータについての統計処理を行い、その処理結果を用いて、タコジェネレータ６による位置検知あるいはＧＰＳ受信機７による位置検知を行うために使用するデータベース１１の内容を変更するという学習機能を持たせることもできる。
また、上記の学習機能を複数の車両を用いて行うことも可能である。その手法は、図７に示されているように、上記のように、位置検知結果が不一致となった場合の位置検知に使用するデータを、車上に搭載した無線通信装置１７から地上側に設置されたサーバー１８へ送信し、地上側のサーバー１８でそのデータの統計処理を行い、その処理結果を地上側サーバー１８から無線通信装置１７へ送信することで、複数の車両で位置検知に使用するデータベース１１の内容を変更するものである。

図８は本発明の処理手順を示したフローチャートである。
はじめにタコジェネレータ６を用いた車両内情報による位置検知と、ＧＰＳ受信機７を用いた車両外情報による位置検知を実行する。

次に、両者の位置検知結果が一致するかを比較し、両者の位置検知結果が一致した場合、情報処理装置８が位置検知結果に基づいて、ドア開放許可情報をドア制御装置９に送信し、ドア開放許可情報を受信したドア制御装置９は、受信した情報に基づき、ドア３のそれぞれについて、到着駅に対応してドアの開放操作の可否を判断する。

一方、前記比較において、結果が不一致となった場合、情報処理装置８は表示器１０に警告と、タコジェネレータ６を用いた車両内情報による位置検知の結果を表示するとともに、運転士、乗務員に位置検知の結果が不一致となったことを報知する。

運転士、乗務員が表示されている位置検知結果が正しいことを確認すれば、表示器１０に表示されていた検知結果に基づくドア開放許可情報を、情報処理装置８がドア制御装置９に送信する。

一方、運転士、乗務員による確認で、運転台表示器１０に表示されている位置検知結果が不正な場合、運転士、乗務員は、表示器１０を操作して、到着駅に対応した正しい位置情報を入力する。
入力された位置情報を基に、情報処理装置８はドア制御装置９にドア開放許可情報を送信し、これを受信したドア制御装置９は、受信した情報に基づき、ドア３のそれぞれについて開放操作の可否の設定を行う。

情報処理装置８がドア制御装置９に送信するドア開放許可情報は、図１の各駅Ａ〜Ｃの場合、以下のような信号になる。
位置検知結果がＡ駅の場合、Ａ駅のホーム１は車両２に対して十分な長さがあるので、１〜４号車のＮＯ．１〜４のドア３のドア開放許可情報を送信する。

位置検知結果がＢ駅の場合、ホームに対しての停止位置はＡ駅と同じだが、Ｂ駅のホーム４は車両２の長さに対して１両分短いので、１〜３号車のＮＯ．１〜４のドア３のドア開放許可情報を送信し、４号車のＮＯ．１〜４のドア３については、開放許可情報を送信しない。

位置検知結果がＣ駅の場合、Ｃ駅のホーム５の長さはＢ駅のホーム４と同じ長さであるが、ホームに対しての停止位置がことなる。したがって、車両２がＣ駅に停止した場合、１号車のＮＯ．３〜４、２〜３号車のＮＯ．１〜４、３号車のＮＯ．１〜２のドア３のドア開放許可情報を送信し、１号車のＮＯ．１〜２、３号車のＮＯ．３〜４のドア３には、ドア開放許可情報を送信しない。
ドア開放許可情報を受信したドア３は、運転士がドア開操作を行うとドア開状態となる。一方、ドア開放許可情報を受信しなかったドア３は、運転士がドア開操作を行っても、ドア閉状態のままとなる。

［実施例２］
図３は本発明の実施例２の概略図である。
実施例１との相違点は、外部からの情報で行う位置検知の手法が、デジタルＡＴＣ地上子１２、デジタルＡＴＣ車上子１３の通信となっていることである。また、実施例１では不一致の時、運転士に確認を行う位置検知の結果にタコジェネレータ６を用いた位置検知結果としたが、デジタルＡＴＣを用いた位置検知結果を用いて確認することも可能である。その他の装置、処理手順は実施例１と同様である。
本実施例によれば、デジタルＡＴＣを使うことで、ＧＰＳでの位置測定が不可能なトンネルや地下で本発明の車両外での位置測定方法の使用が可能となる。

［実施例３］
図４は本発明の実施例３の概略図である。
実施例１との相違点は、タコジェネレータ６から取得していた車輪軸回転数の情報を、車輪を駆動するモータの回転数が常時入力されるブレーキ装置１４から取得する構成となっている。車輪回転数から位置検知を行う方法は実施例１と同一であり、その他の装置、処理手順も実施例１と同様である。

［実施例４］
図５は本発明の実施例４の概略図である。
実施例１との相違点はタコジェネレータ６から取得していた車輪軸回転数を用いて計算していた速度を、ＡＴＣ等、鉄道車両の速度を制御する保安装置１５から取得する構成となっている。速度から位置検知を行う方法は実施例１と同一である。
その他の装置、処理手順は実施例１と同一である。

［実施例５］
図６は本発明の実施例５の概略図である。
実施例１との相違点はタコジェネレータ６から取得していた車輪軸回転数を用いて計算していた速度を、鉄道車両の駆動系、ブレーキ系全般を制御する車両主回路装置１５から取得する構成となっている。速度から位置検知を行う方法は実施例１と同一である。その他の装置、処理手順は実施例１と同一である。

本発明によれば、既存の、車両外からの情報を用いた位置検知装置と、車両内からの情報を用いた位置検知装置との組み合わせ、これらの位置検知結果を照合するとともに、不一致の場合、運転士、乗務員の判断に委ねることにより、大きなコストアップを招くことなく、運転士、乗務員の精神的負担を低減し、誤ったドアの開放による事故を未然に防止することができる。

１ Ａ駅のホーム
２ 車両
３ ドア
４ Ｂ駅のホーム
５ Ｃ駅のホーム
６ タコジェネレータ
７ ＧＰＳ受信機
８ 情報処理装置
９ ドア制御装置
１０ 表示器
１１ データベース
１２ デジタルＡＴＣ地上子
１３ デジタルＡＴＣ車上子
１４ ブレーキ装置
１５ 保安装置
１６ 主回路装置
１７ 無線通信装置
１８ 地上側サーバー

Claims (7)

1. 鉄道車両の位置を検知する位置検知手段と、鉄道車両内の情報を管理する情報処理装置と、ドア制御装置とを有し、前記情報処理装置が、前記位置検出手段が検知した鉄道車両の位置に基づいて到着駅を判定し、該到着駅のホーム長に合わせて、前記ドア制御装置に、鉄道車両のドアのうち開閉すべきドアを指令するようにした鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、
   前記位置検出手段は、車両外からの情報を用いて位置検知を行う位置検知装置と、車両内からの情報を用いて位置検知を行う位置検知装置との組み合わせからなり、前記情報処理装置は、両位置検知装置の位置検知結果を照合し、その結果を報知する手段を具備したことを特徴とする鉄道車両用開閉ドア制御システム。
2. 請求項１記載の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、前記情報処理装置は、前記両位置検知装置の位置検出結果が一致した場合、該位置検出結果に基づいて、対応する到着駅を確定し、鉄道車両の停止位置と該到着駅のホーム長とに対応して、鉄道車両のドアのうち開閉すべきドアのみに、ドア開放許可情報を送信するようにしたことを特徴とする鉄道車両用開閉ドア制御システム。
3. 請求項２記載の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、前記ドア開放許可情報が送信されたドアについてのみ、運転士、乗務員によるドア開操作を受け付けるようにしたことを特徴とする鉄道車両用開閉ドア制御システム。
4. 請求項１ないし３記載の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、前記車両外からの情報を用いて位置検知を行う装置として、ＧＰＳ受信装置、あるいは、デジタルＡＴＣ車上子を有することを特徴とする鉄道車両用開閉ドア制御システム。
5. 請求項１ないし４記載の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、前記車両内からの情報を用いて位置検知を行う装置として、タコジェネレータ、あるいは、ブレーキ装置、保安装置、主回路装置を有することを特徴とする鉄道車両用開閉ドア制御システム。
6. 請求項１ないし５記載の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、車両外からの情報を用いて位置検知を行う装置と、車両内からの情報を用いて位置検知を行う装置の位置検知の結果が不一致だった場合、運転士、乗務員に警告を発する装置を有することを特徴とする鉄道車両用開閉ドア制御システム。
7. 請求項６記載の鉄道車両用開閉ドア制御システムにおいて、位置検知の結果が不一致だった場合、運転台あるいは乗務員室に運転士あるいは乗務員に検知結果が正しいか否かの判断の入力を行うための装置を有することを特徴とする鉄道車両用開閉ドア制御システム。

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