JP5395398B2 - Train control device - Google Patents

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Description

本発明は、たとえば、列車を所定の位置に停止させるための定位置停止制御を自動で行う列車制御装置に関するものである。 The present invention relates to a train control device that automatically performs fixed position stop control for stopping a train at a predetermined position, for example.

近年、列車などの車両の均一な運転を維持し、かつ、運行遅延の虞を低減するため、車両運転装置が提案されている。たとえば、列車の自動運転装置では、所定の位置に列車を停止させるための定位置停止制御等の運転制御を行う。近年の高密度化の傾向にある列車の運用ダイヤにおいては、ある列車が所定の停止位置を過走してしまうと、当該列車の停止位置を調整するため、列車運行遅延の原因となる。また、各駅のホームにおける乗客の安全のため、各駅のホームにホームドアと呼ばれるドアの設置が進んでいる。このようなホームドアが駅のホーム側に設置されると、列車は、ホームドアの設置位置に合わせて精度良く停止する必要がある。   In recent years, vehicle driving devices have been proposed in order to maintain uniform driving of vehicles such as trains and reduce the risk of operation delay. For example, an automatic train driving device performs operation control such as fixed position stop control for stopping a train at a predetermined position. In a train operation diagram that tends to increase in density in recent years, if a certain train overruns a predetermined stop position, the stop position of the train is adjusted, which causes a delay in train operation. In addition, for the safety of passengers at the platforms of each station, the installation of doors called platform doors is proceeding at the platforms of each station. When such a platform door is installed on the platform side of the station, the train needs to be accurately stopped according to the installation location of the platform door.

従来の車両運転装置には、当該車両に制御に関する各種のデータをデータベースに保持しておき、データベースに保持している各種のデータに従って定位置停止制御等の運転制御を行うものがある。たとえば、従来の自動列車運転装置には、路線データあるいは車両モデルデータなどのデータに従って算出した走行計画に基づいて定位置停止制御等の運転制御を行うものがある(たとえば、特許文献1)。   Some conventional vehicle driving devices store various data relating to control in the vehicle in a database, and perform driving control such as fixed position stop control according to the various data stored in the database. For example, some conventional automatic train operation devices perform operation control such as fixed position stop control based on a travel plan calculated according to data such as route data or vehicle model data (for example, Patent Document 1).

しかしながら、実際の走行時においては、走行条件(走行状態あるいは周囲環境など)が大きく変化することがある。このような走行条件が大きく変換する場合、従来の車両モデルを用いた定位置停止制御では、停止精度を確保するのが難しいことがある。たとえば、ブレーキの種類が切り換わる場合、周囲環境が切り換わる場合、あるいは、車両自体の状態が切り換わる場合、切り換わりの前後で、ブレーキ特性などの当該車両の動特性が大きく変化することがある。このような場合、従来の車両モデルを用いた運転制御では、乗り心地を悪化させることなく、正確な停止位置を確保するのが難しいことがある。
特開2007−97378号公報
However, during actual travel, travel conditions (such as travel conditions or the surrounding environment) may change significantly. When such traveling conditions are greatly changed, it is sometimes difficult to ensure stop accuracy in the fixed position stop control using the conventional vehicle model. For example, when the type of brake is switched, when the surrounding environment is switched, or when the state of the vehicle itself is switched, the dynamic characteristics of the vehicle such as the brake characteristics may greatly change before and after switching. . In such a case, it is sometimes difficult to secure an accurate stop position without deteriorating the ride comfort in the driving control using the conventional vehicle model.
JP 2007-97378 A

本発明の一形態は、上記事情に鑑みてなされたものであり、様々な条件で走行する列車に対する定位置停止制御の精度を向上させることが可能な列車制御装置を提供することを目的とする。 One form of this invention is made in view of the said situation, and it aims at providing the train control apparatus which can improve the precision of the fixed position stop control with respect to the train which drive | works on various conditions. .

この発明の一形態としての列車制御装置は、少なくとも電気ブレーキに対応し列車の制動を制御するための第1の動特性モデルと前記電気ブレーキとは異なる空気ブレーキに対応し列車の制動を制御するための第2の動特性モデルとを記憶する記憶部と、前記電気ブレーキおよび前記空気ブレーキの動作状況を判定する判定手段と、前記判定手段によって動作していると判定された電気ブレーキまたは空気ブレーキに基づき、前記記憶部から対応する第1の動特性モデルまたは第2の動特性モデルを選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された第1の動特性モデルまたは第2の動特性モデルに基づいて制動の制御を行う制御手段とを有する。 Train control device according to one aspect of the invention, controls the braking of the train corresponding to different air brakes the first dynamic characteristic model for controlling the braking of the train corresponding to at least the electric brake and the electric brake A storage unit that stores a second dynamic characteristic model for the determination, a determination unit that determines operating states of the electric brake and the air brake , and an electric brake or an air brake that is determined to be operating by the determination unit Based on the first dynamic characteristic model or the second dynamic characteristic model selected from the storage unit, and the first dynamic characteristic model or the second dynamic characteristic model selected by the selection means. And control means for controlling braking based on the control means.

本発明の一形態によれば、様々な条件で走行する列車に対する運転制御の精度を向上させることが可能な列車制御装置を提供できる。 According to an aspect of the present invention, it is possible to provide a train control device capable of improving the accuracy of operation control for a train traveling under various conditions.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る車両運転装置としての自動列車運転装置2と自動列車運転装置2が搭載される車両としての列車1の構成例を示すブロック図である。
図1に示すように、列車1には、自動列車運転装置2、速度検出器11、地上子検出器12、駆動装置13、制動装置14が搭載されている。すなわち、上記速度検出器11、上記地上子検出器12、上記駆動装置13および上記制動装置14は、上記自動列車運転装置2により運転が制御される車両としての列車1に搭載されているハードウエアである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an automatic train driving device 2 as a vehicle driving device according to an embodiment of the present invention and a train 1 as a vehicle on which the automatic train driving device 2 is mounted.
As shown in FIG. 1, an automatic train operation device 2, a speed detector 11, a ground element detector 12, a driving device 13, and a braking device 14 are mounted on the train 1. That is, the speed detector 11, the ground element detector 12, the drive device 13, and the braking device 14 are hardware mounted on the train 1 as a vehicle whose operation is controlled by the automatic train operation device 2. It is.

自動列車運転装置2は、データベース21、動特性モデル保持部22、制御指令部31、速度及び位置検出部32、動特性モデル切換部33、および、ブレーキ状態判定部34などを有している。上記データベース21および上記動特性モデル保持部22は、列車1に搭載された記憶装置により構成される。上記制御指令部31、上記速度及び位置検出部32、上記動特性モデル切換部33、および、上記ブレーキ状態判定部34は、各ハードウエアに接続された演算回路などにより実現される。   The automatic train driving device 2 includes a database 21, a dynamic characteristic model holding unit 22, a control command unit 31, a speed and position detection unit 32, a dynamic characteristic model switching unit 33, a brake state determination unit 34, and the like. The database 21 and the dynamic characteristic model holding unit 22 are configured by a storage device mounted on the train 1. The control command unit 31, the speed and position detection unit 32, the dynamic characteristic model switching unit 33, and the brake state determination unit 34 are realized by an arithmetic circuit connected to each hardware.

上記速度検出器11は、車輪の回転軸に取り付けられたパルスジェネレータ(PG)又はタコジェネレータ(TG)により構成されている。上記速度検出器11により検出される信号により、当該列車1の速度が検出される。上記地上子検出器12は、軌道上に設置された地上子(トランスポンダ)を検出する。上記地上子検出器12により検出される信号により、当該列車1の車両位置が検出される。   The speed detector 11 is constituted by a pulse generator (PG) or a tachometer (TG) attached to a rotating shaft of a wheel. The speed of the train 1 is detected by the signal detected by the speed detector 11. The ground element detector 12 detects a ground element (transponder) installed on the orbit. A vehicle position of the train 1 is detected by a signal detected by the ground detector 12.

上記駆動装置13は、当該列車1を駆動させる装置である。当該列車1は、上記駆動装置13により加速され、走行される。上記制動装置14は、当該列車1を制動させる装置である。当該列車1は、上記制動装置14により減速され、停止される。上記制動装置14は、たとえば、電気ブレーキ(回生ブレーキ)と空気ブレーキ(摩擦ブレーキ)とを有している。この場合、上記制動装置14は、電気ブレーキおよび空気ブレーキとを用いて、与えられたブレーキ指令に従って、ブレーキ力を調整する。   The driving device 13 is a device that drives the train 1. The train 1 is accelerated by the drive device 13 and travels. The braking device 14 is a device that brakes the train 1. The train 1 is decelerated by the braking device 14 and stopped. The braking device 14 includes, for example, an electric brake (regenerative brake) and an air brake (friction brake). In this case, the braking device 14 adjusts the braking force according to a given brake command using an electric brake and an air brake.

なお、モータを車軸の回転により回して発電機として用いることにより、車両の運動エネルギーを電気にして架線に戻すのが、電気(回生)ブレーキ(電制)である。空気(摩擦)ブレーキ(空制)は、ブレーキ装置のシューを車軸に押し付け、摩擦により減速させるものである。電制と空制とは、列車の状態に応じて切換えられる。一般には、電制を使用しつつ、低速域では回生ができなくなって電制が効かなくなることがあるため、空制に切り換えられる。このような電制と空制とのおおよその切換速度は、通常、列車ごとに決まっている。また、電制使用時であっても、電制でトルクが不足する場合には空制で補っている。このような制御は、ブレンディングと呼ばれる。後述する動特性モデルの例としての電制モデルでは、ブレンディング込みでの特性を模擬している。   It is to be noted that electric (regenerative) braking (electric control) is to turn the motor by rotating the axle and use it as a generator to convert the kinetic energy of the vehicle back to the overhead line. The air (friction) brake (pneumatic) presses the shoe of the brake device against the axle and decelerates it by friction. Electric control and air control are switched according to the state of the train. In general, while using electric control, regeneration may not be effective at low speeds and electric control may not be effective. Such an approximate switching speed between electric control and air control is usually determined for each train. Even when electric control is used, if the torque is insufficient due to electric control, it is compensated by air control. Such control is called blending. In an electric control model as an example of a dynamic characteristic model described later, characteristics including blending are simulated.

上記データベース(DB)21は、当該列車1の走行に必要なデータを記憶する。たとえば、上記データベース21は、当該列車1が走行する路線に関するデータ(路線データ)が記憶されている。上記路線データは、地上子の検出信号により現在位置を特定するための情報、各駅の停止目標位置を示す情報、勾配を示す情報、あるいは、曲線を示す情報などの情報を含んでいる。   The database (DB) 21 stores data necessary for traveling the train 1. For example, the database 21 stores data (route data) relating to the route on which the train 1 travels. The route data includes information such as information for specifying the current position based on the detection signal of the ground unit, information indicating the stop target position of each station, information indicating the gradient, or information indicating the curve.

上記動特性モデル保持部22は、保持手段として機能し、複数の動特性モデルを記憶する。各動特性モデルは、上記制動装置14によるブレーキ特性などの当該列車1の運転制御に関連するデータが記憶されている。ただし、当該列車1の運転制御に関連するデータは、走行状態あるいは周囲環境により変動する。このため、本自動列車運転装置2では、種々の走行状態あるいは周囲環境に対応する複数の動特性モデルが動特性モデル保持部22に記憶されている。これらの動特性モデルについては、後で詳細に説明する。   The dynamic characteristic model holding unit 22 functions as holding means and stores a plurality of dynamic characteristic models. Each dynamic characteristic model stores data related to operation control of the train 1 such as a brake characteristic by the braking device 14. However, data related to the operation control of the train 1 varies depending on the traveling state or the surrounding environment. For this reason, in the automatic train driving device 2, a plurality of dynamic characteristic models corresponding to various traveling states or surrounding environments are stored in the dynamic characteristic model holding unit 22. These dynamic characteristic models will be described in detail later.

上記制御指令部31は、制御手段として機能し、各部から供給される情報に基づいて駆動装置13および制動装置14を制御する。たとえば、当該列車1を加速させる場合、上記制御指令部31は、上記駆動装置13に対して当該列車1を加速させるための制御指令を与える。また、当該列車1を停止させる場合、上記制御指令部31は、上記制動装置に対して当該列車1を停止させるための制御指令を与える。特に、上記制御指令部31は、定位置停止制御を行う場合、路線データ、動特性モデル、現在速度、現在位置およびブレーキ状態などに基づいて当該列車1を定位置に停止させるための制御を判断する。   The control command unit 31 functions as a control unit, and controls the driving device 13 and the braking device 14 based on information supplied from each unit. For example, when accelerating the train 1, the control command unit 31 gives a control command for accelerating the train 1 to the drive device 13. Moreover, when stopping the said train 1, the said control instruction | command part 31 gives the control command for stopping the said train 1 with respect to the said braking device. In particular, when performing the fixed position stop control, the control command unit 31 determines the control for stopping the train 1 at the fixed position based on the route data, the dynamic characteristic model, the current speed, the current position, the brake state, and the like. To do.

上記速度及び位置検出部32は、速度検出手段あるいは位置検出手段として機能し、速度を示す信号(速度検出信号)及び位置を示す信号(位置検出信号)を出力する。たとえば、上記速度及び位置検出部32は、上記速度検出器11からの信号入力に基づいて速度を検出し、検出した速度を示す情報を速度検出信号として出力する。また、上記速度及び位置検出部32は、上記速度検出器11と上記地上子検出器12からの信号入力に基づいて位置を示す情報を位置検出信号として出力する。   The speed and position detection unit 32 functions as speed detection means or position detection means, and outputs a signal indicating speed (speed detection signal) and a signal indicating position (position detection signal). For example, the speed and position detection unit 32 detects a speed based on a signal input from the speed detector 11 and outputs information indicating the detected speed as a speed detection signal. The speed and position detector 32 outputs information indicating the position as a position detection signal based on signal inputs from the speed detector 11 and the ground detector 12.

上記動特性モデル切換部33は、選択手段として機能し、上記動特性モデル保持部22に保持されている複数の動特性モデルから現在の運転制御に用いる動特性モデルを選択する。言い換えれば、上記動特性モデル切換部33は、現在の走行状態あるいは周囲環境に最も適合する動特性モデルを動特性モデル保持部22に保持されている複数の動特性モデルから選出する。   The dynamic characteristic model switching unit 33 functions as a selection unit, and selects a dynamic characteristic model to be used for current operation control from a plurality of dynamic characteristic models held in the dynamic characteristic model holding unit 22. In other words, the dynamic characteristic model switching unit 33 selects a dynamic characteristic model most suitable for the current running state or the surrounding environment from a plurality of dynamic characteristic models held in the dynamic characteristic model holding unit 22.

上記ブレーキ状態判定部34は、判定手段として機能する。上記ブレーキ状態判定部34は、ブレーキ状態として、電気ブレーキと空気ブレーキとのどちらが動作しているかを判定する。たとえば、上記ブレーキ状態判定部34は、速度、回生有効信号、あるいは、BC(ブレーキシュー)圧に基づいて、電気ブレーキと空気ブレーキとのどちらが動作しているかを判定する。   The brake state determination unit 34 functions as a determination unit. The brake state determination unit 34 determines which of the electric brake and the air brake is operating as the brake state. For example, the brake state determination unit 34 determines whether the electric brake or the air brake is operating based on the speed, the regeneration effective signal, or the BC (brake shoe) pressure.

後述するように、ブレーキ状態に応じた動特性モデルとして電制モデルと空制モデルとが保持されている場合、上記動特性モデル切換部33は、上記ブレーキ状態判定部34から現在のブレーキ状態を示す情報を取得し、現在のブレーキ状態に応じて電制モデルあるいは空制モデルの何れかを選択する。つまり、上記ブレーキ状態判定部34により(回生が有効で)電制が動作していると判断された場合、上記動特性モデル切換部33は、動特性モデルとして電制モデルを選択する。また、上記ブレーキ状態判定部34により(回生が効かず)空制のみで減速していると判断された場合、上記動特性モデル切換部33は、動特性モデルとして空制モデルを選択する。   As will be described later, when the electric control model and the air suppression model are held as dynamic characteristic models corresponding to the brake state, the dynamic characteristic model switching unit 33 determines the current brake state from the brake state determination unit 34. The information shown is acquired, and either the electric control model or the air control model is selected according to the current brake state. That is, when the brake state determination unit 34 determines that the electric control is operating (regeneration is effective), the dynamic characteristic model switching unit 33 selects the electric control model as the dynamic characteristic model. In addition, when the brake state determination unit 34 determines that the vehicle is decelerating only by the air suppression (the regeneration is not effective), the dynamic characteristic model switching unit 33 selects the air suppression model as the dynamic characteristic model.

次に、自動列車運転装置2が保持する複数の動特性モデルの例について説明する。
上記のように、自動列車運転装置2は、複数の動特性モデルを有している。上記自動列車運転装置2は、複数の動特性モデルのうち走行状態あるいは周囲環境に応じた最適な動特性モデルを利用して走行を制御する。つまり、複数の動特性モデルは、それぞれ当該車両において想定される走行状態あるいは周囲環境に対応するものである。
たとえば、自動列車運転装置2により用いられることが想定される動特性モデルとしては、以下の(1)〜(4)に示すような動特性モデルが考えられる。
Next, an example of a plurality of dynamic characteristic models held by the automatic train driving device 2 will be described.
As described above, the automatic train driving device 2 has a plurality of dynamic characteristic models. The automatic train driving device 2 controls traveling using an optimum dynamic characteristic model corresponding to the traveling state or the surrounding environment among a plurality of dynamic characteristic models. In other words, each of the plurality of dynamic characteristic models corresponds to a driving state or an ambient environment assumed in the vehicle.
For example, as the dynamic characteristic model assumed to be used by the automatic train driving device 2, the following dynamic characteristic models (1) to (4) are conceivable.

(1)当該列車1が制動装置として電気ブレーキ(回生ブレーキ)と空気ブレーキ(摩擦ブレーキ)とを有している場合、動特性モデル保持部22には、電気ブレーキ用の動特性モデルとしての電制モデルと空気ブレーキ用の動特性モデルとしての空制モデルとを記憶することが考えられる。電気ブレーキと空気ブレーキとでは、ブレーキ特性に大きな差異があると考えられる。このため、電制モデルあるいは空制モデルの何れかをブレーキの状態に応じて適切に選択して、当該列車1の制動を制御すれば、定位置停止制御等の運転制御の精度を向上できるとを考えられる。   (1) When the train 1 has an electric brake (regenerative brake) and an air brake (friction brake) as a braking device, the dynamic characteristic model holding unit 22 has electric power as a dynamic characteristic model for the electric brake. It is conceivable to memorize a braking model and an air braking model as a dynamic characteristic model for an air brake. It is considered that there is a large difference in brake characteristics between the electric brake and the air brake. For this reason, if either the electric control model or the air control model is appropriately selected according to the state of the brake and the braking of the train 1 is controlled, the accuracy of operation control such as fixed position stop control can be improved. Can be considered.

(2)当該列車1が地上と地下とを走行する場合、動特性モデル保持部22には、地上走行用の動特性モデルとしての地上モデルと地下走行用の動特性モデルとしての地下モデルとを記憶することが考えられる。地上の路線区間と地下の路線区間とでは、環境状態が大きく異なることがあるため、ブレーキ特性にも変化が生じることが予想される。このため、地上モデルあるいは地下モデルの何れかを現在の位置に応じて適切に選択して、当該列車1の制動を制御すれば、定位置停止制御などの運転制御の精度を向上させることができると考えられる。   (2) When the train 1 travels on the ground and underground, the dynamic characteristic model holding unit 22 includes a ground model as a dynamic characteristic model for ground traveling and an underground model as a dynamic characteristic model for underground traveling. It is possible to remember. Since the environmental conditions may be greatly different between the above-ground route section and the underground route section, it is expected that the brake characteristics will also change. For this reason, if either the ground model or the underground model is appropriately selected according to the current position and the braking of the train 1 is controlled, the accuracy of operation control such as fixed position stop control can be improved. it is conceivable that.

なお、地上と地下とに限らず、列車1が走行する特定の区間ごとにブレーキ特性などの動特性が変化する場合も、各区間ごとの動特性モデルを動特性モデル保持部22に保持しておくことにより、各区間における動特性に応じた運転制御が可能となる。   Note that the dynamic characteristic model for each section is held in the dynamic characteristic model holding unit 22 even when the dynamic characteristics such as the brake characteristics change for each specific section in which the train 1 travels, not only on the ground and underground. Thus, operation control according to the dynamic characteristics in each section is possible.

(3)上記動特性モデル保持部22には、晴天時の走行用の動特性モデルとしての晴天モデルと雨天時の走行用の動特性モデルとしての雨天モデルとを記憶することが考えられる。晴天時と雨天時では、環境状態(特定に停止条件)が大きく異なることがあるため、ブレーキ特性にも変化が生じることが予想される。このため、晴天モデルあるいは雨天モデルの何れかを天候に応じて適切に選択して、当該列車1の制動を制御すれば、定位置停止制御などの運転制御の精度を向上させることができると考えられる。   (3) The dynamic characteristic model holding unit 22 may store a clear weather model as a dynamic characteristic model for traveling in fine weather and a rainy weather model as a dynamic characteristic model for traveling in rainy weather. Since the environmental conditions (specifically stop conditions) may differ greatly during clear weather and rainy weather, it is expected that the brake characteristics will also change. For this reason, it is considered that the accuracy of operation control such as fixed position stop control can be improved by appropriately selecting either a clear weather model or a rainy weather model according to the weather and controlling the braking of the train 1. It is done.

この場合、天候を示す情報を取得する手段としては、運転手が図示しない操作盤により晴天か雨天かを入力する手段、列車1に設置されているワイパーの稼動により晴天か雨天かを特定する手段、無線通信機能により外部から天候情報を受信する手段などが考えられる。これらの手段により取得される天候を示す情報に基づいて、上記動特性モデル切換部33は、天候を監視する。これにより、晴天であれば、上記動特性モデル切換部33は、動特性モデルとして晴天モデルを選択し、雨天であれば、動特性モデルとして雨天モデルを選択する。   In this case, as means for acquiring information indicating the weather, means for the driver to input whether the weather is sunny or rainy using an operation panel (not shown), and means for identifying whether the weather is sunny or rainy by operating a wiper installed in the train 1 A means for receiving weather information from the outside by a wireless communication function can be considered. Based on the information indicating the weather acquired by these means, the dynamic characteristic model switching unit 33 monitors the weather. Thereby, if it is fine weather, the dynamic characteristic model switching unit 33 selects the fine weather model as the dynamic characteristic model, and if rainy weather, selects the rainy weather model as the dynamic characteristic model.

(4)上記動特性モデル保持部22には、車両の併結および分割状態に応じた動特性モデルを記憶することも考えられる。たとえば、複数の車両を併結した状態での走行用の動特性モデルとしての併結モデルと車両を分割した状態での走行用の動特性モデルとしての分割モデルとを上記動特性モデル保持部22に記憶することが考えられる。併結時と分割時では、車両自体の重量、駆動力、あるいは、制動力が大きく異なることがあるため、ブレーキ特性にも変化が生じることが予想される。このため、車両の併結状態あるいは分割状態に応じた動特性モデルを適切に選択して、当該列車1の制動を制御すれば、定位置停止制御などの運転制御の精度を向上させることができると考えられる。   (4) It is also conceivable that the dynamic characteristic model holding unit 22 stores a dynamic characteristic model according to the combined and divided state of the vehicles. For example, a combined model as a dynamic characteristic model for traveling in a state where a plurality of vehicles are combined and a divided model as a dynamic characteristic model for traveling in a state where the vehicle is divided are stored in the dynamic characteristic model holding unit 22. It is possible to do. Since the weight, driving force, or braking force of the vehicle itself may differ greatly between the time of merging and the time of division, it is expected that the brake characteristics will also change. For this reason, if the dynamic characteristic model according to the combined state or divided state of the vehicle is appropriately selected and braking of the train 1 is controlled, the accuracy of operation control such as fixed position stop control can be improved. Conceivable.

この場合、併結及び分割の状況(車両数)を示す情報は、運転手が図示しない操作盤により入力する手段、図示しない車両制御情報装置による車両数の検出結果を取得する手段、無線通信機能により外部から車両数の情報を受信する手段で取得することが考えられる。これらの手段で取得した情報に基づいて、上記動特性モデル切換部33では、併結及び分割の状況(車両数)を監視する。これにより、上記動特性モデル切換部33では、車両数に応じた動特性モデルを選択できる。   In this case, the information indicating the status of merge and division (the number of vehicles) is obtained by means for the driver to input using a control panel (not shown), means for obtaining the detection result of the number of vehicles by a vehicle control information device (not shown), and a wireless communication function It is conceivable to obtain the information on the number of vehicles from outside. Based on the information acquired by these means, the dynamic characteristic model switching unit 33 monitors the state of merge and division (number of vehicles). As a result, the dynamic characteristic model switching unit 33 can select a dynamic characteristic model according to the number of vehicles.

次に、上述した複数の動特性モデルを切換える動作例として、上記(1)で説明したような電制モデルと空制モデルとによる運転制御について説明する。
この場合、動特性モデル切換部33は、ブレーキ状態判定部34による判定結果に基づいて電制モデルあるいは空制モデルの何れかを選択する。たとえば、電気ブレーキによる制動が有効である場合、上記動特性モデル切換部33は、電制モデルを選択する。この電制モデルを選択している状態において、上記動特性モデル切換部33は、ブレーキ状態判定部34による判定結果に基づいてブレーキ状態の変化を監視している。制動が電気ブレーキから空制ブレーキが切り換わった場合、上記動特性モデル切換部33は、動特性モデルを電制モデルから空制モデルに切替える。
Next, as an operation example for switching the above-described plurality of dynamic characteristic models, operation control using the electric control model and the air suppression model as described in the above (1) will be described.
In this case, the dynamic characteristic model switching unit 33 selects either the electric control model or the air suppression model based on the determination result by the brake state determination unit 34. For example, when braking by an electric brake is effective, the dynamic characteristic model switching unit 33 selects an electric control model. In the state where the electric control model is selected, the dynamic characteristic model switching unit 33 monitors the change in the brake state based on the determination result by the brake state determination unit 34. When the braking is switched from the electric brake to the pneumatic brake, the dynamic characteristic model switching unit 33 switches the dynamic characteristic model from the electric control model to the pneumatic model.

上記制御指令部31は、上記動特性モデル切換部33が選択した動特性モデルを用いて運転制御を実行する。すなわち、上記動特性モデル切換部33が電制モデルを選択している状態においては、上記制御指令部31は、電気ブレーキによるブレーキ特性に応じた動特性モデルにて当該列車1を制動させる。上記動特性モデル切換部33が動特性モデルを電制モデルから空制モデルに切換えた場合、上記制御指令部31は、空気ブレーキによるブレーキ特性に応じた動特性モデルにて当該列車1を制動させる。   The control command unit 31 performs operation control using the dynamic characteristic model selected by the dynamic characteristic model switching unit 33. That is, in a state where the dynamic characteristic model switching unit 33 selects the electric control model, the control command unit 31 brakes the train 1 using a dynamic characteristic model according to the brake characteristic by the electric brake. When the dynamic characteristic model switching unit 33 switches the dynamic characteristic model from the electric control model to the air control model, the control command unit 31 brakes the train 1 with the dynamic characteristic model according to the brake characteristic by the air brake. .

一般に、電気ブレーキと空気ブレーキとを併用する制動装置では、たとえば、図2あるいは図3に示すような停止位置の乱れが起こる可能性が高い。図2(a)に示すように、空制トルクが電制トルクよりも大きい場合、電気ブレーキから空気ブレーキに切替えると、想定よりも空気ブレーキによる減速度が大きくなることが多い。このような場合、図2(b)に点線で示すような制御目標に対して実線で示すように、停止位置がショートしてしまう傾向が強くなる。また、図3(a)に示すように、空気ブレーキの応答時定数が電気ブレーキよりも大きい場合、電気ブレーキから空気ブレーキに切替えると、空気ブレーキでは想定しただけの減速度が得られないことが多い。このような場合、図3(b)に点線で示すような制御目標に対して実線で示すように、停止位置がオーバーしてしまう傾向が強くなる。   In general, in a braking device using both an electric brake and an air brake, there is a high possibility that disturbance of the stop position as shown in FIG. 2 or FIG. 3 will occur. As shown in FIG. 2A, when the air braking torque is larger than the electric braking torque, when switching from the electric brake to the air brake, the deceleration due to the air brake often becomes larger than expected. In such a case, as shown by a solid line with respect to a control target as shown by a dotted line in FIG. In addition, as shown in FIG. 3A, when the response time constant of the air brake is larger than that of the electric brake, when switching from the electric brake to the air brake, the air brake cannot obtain the deceleration as expected. Many. In such a case, as shown by the solid line with respect to the control target as shown by the dotted line in FIG.

このように、電気ブレーキと空気ブレーキとを併用する制動装置14では、1つの動特性モデルだけでは高精度な定位置停止制御を実現するのが難しい。これに対して、本自動列車運転装置2では、電制モデルと空制モデルとを保持しておくことによりブレーキの状態に応じた適切な運転制御が可能となり、定位置停止制御等の運転制御の精度を向上できる。   As described above, in the braking device 14 using both the electric brake and the air brake, it is difficult to realize the high-precision fixed position stop control with only one dynamic characteristic model. On the other hand, in this automatic train operation device 2, it is possible to perform appropriate operation control according to the state of the brake by holding the electric control model and the air control model, and the operation control such as the fixed position stop control. Accuracy can be improved.

次に、上述した複数の動特性モデルを切換える動作の例として、上記(2)で説明したような地上モデルと地下モデルとによる運転制御について説明する。
ここで、データベース21に記憶されている路線データには、上記位置検出信号により検出される位置が地上か地下かを判別するための情報が含まれるものとする。この場合、上記動特性モデル切換部33は、速度及び位置検出部32から出力される位置検出信号とデータベース21に記憶されている路線データとに基づいて、当該列車1の現在位置が地上か地下かを判別する。当該列車1の現在位置が地上である場合、上記動特性モデル切換部33は、地上モデルを選択する。また、当該列車1の現在位置が地下である場合、上記動特性モデル切換部33は、地下モデルを選択する。
Next, as an example of an operation for switching the plurality of dynamic characteristic models described above, operation control using the ground model and the underground model as described in the above (2) will be described.
Here, it is assumed that the route data stored in the database 21 includes information for determining whether the position detected by the position detection signal is above the ground or underground. In this case, the dynamic characteristic model switching unit 33 determines whether the current position of the train 1 is above ground or underground based on the position detection signal output from the speed and position detection unit 32 and the route data stored in the database 21. Is determined. When the current position of the train 1 is on the ground, the dynamic characteristic model switching unit 33 selects a ground model. Further, when the current position of the train 1 is underground, the dynamic characteristic model switching unit 33 selects an underground model.

すなわち、上記動特性モデル切換部33は、速度及び位置検出部32から出力される位置検出信号に基づいて当該列車1の現在位置が地上か地下かを監視している。これにより、列車1が地上から地下に進入した場合、上記動特性モデル切換部33は、動特性モデルを地上モデルから地下モデルに切替える。また、列車1が地下から地上に上がってきた場合、上記動特性モデル切換部33は、動特性モデルを地下モデルから地上モデルに切替える。   That is, the dynamic characteristic model switching unit 33 monitors whether the current position of the train 1 is on the ground or underground based on the position detection signal output from the speed and position detection unit 32. Thereby, when the train 1 enters the underground from the ground, the dynamic characteristic model switching unit 33 switches the dynamic characteristic model from the ground model to the underground model. In addition, when the train 1 goes up from the underground to the ground, the dynamic characteristic model switching unit 33 switches the dynamic characteristic model from the underground model to the ground model.

上記制御指令部31は、上記動特性モデル切換部33が選択した動特性モデルを用いて運転制御を実行する。すなわち、上記動特性モデル切換部33が地上モデルを選択している状態においては、上記制御指令部31は、地上の路線におけるブレーキ特性などの動特性を示す地上用の動特性モデルにて当該列車1を制御する。上記動特性モデル切換部33が動特性モデルを地下モデルを選択している状態においては、上記制御指令部31は、地下の路線におけるブレーキ特性などの動特性を示す地下用の動特性モデルにて当該列車1を制御する。   The control command unit 31 performs operation control using the dynamic characteristic model selected by the dynamic characteristic model switching unit 33. That is, in the state where the dynamic characteristic model switching unit 33 selects the ground model, the control command unit 31 uses the ground dynamic characteristic model indicating the dynamic characteristics such as the brake characteristics on the ground route, and 1 is controlled. In a state in which the dynamic characteristic model switching unit 33 selects the underground dynamic model, the control command unit 31 is an underground dynamic characteristic model that indicates a dynamic characteristic such as a brake characteristic on the underground route. The train 1 is controlled.

上記のように、本実施の形態によれば、自動列車運転装置は、列車1の運転を制御するための複数の動特性モデルを有している。上記自動列車運転装置は、複数の動特性モデルのうち当該列車1の走行状態あるいは周囲環境を監視する。上記自動列車運転装置は、監視結果として得られる当該列車1の走行状態あるいは周囲環境に応じた最適な動特性モデルを適宜選択し、選択した最適な動特性モデルにより当該列車1の走行を制御する。   As described above, according to the present embodiment, the automatic train driving device has a plurality of dynamic characteristic models for controlling the operation of the train 1. The automatic train driving device monitors the running state of the train 1 or the surrounding environment among a plurality of dynamic characteristic models. The automatic train driving device appropriately selects an optimal dynamic characteristic model according to the traveling state or ambient environment of the train 1 obtained as a monitoring result, and controls the traveling of the train 1 by the selected optimal dynamic characteristic model. .

これにより、上記のような実施の形態によれば、様々な条件で走行する列車1に対して、種々の走行状態あるいは周囲環境に対応する動特性モデルを選択することができ、適切な動特性モデルにより定位置停止制御の精度を向上させることができる。   Thus, according to the embodiment as described above, it is possible to select a dynamic characteristic model corresponding to various traveling states or surrounding environments for the train 1 traveling under various conditions, and to select appropriate dynamic characteristics. The accuracy of the fixed position stop control can be improved by the model.

なお、上記実施の形態は、単一の条件で動特性モデルを選択するものに限らず、異なる条件の動特性モデルの組合せにより運転制御を行うようにしても良い。たとえば、地下区間で電制ブレーキを使用する場合、電制モデルと地下モデルと組合せた動特性モデルで運転制御を行うことも可能である。同様に、雨天時に地上で空気ブレーキを使用する場合、空制モデルと地上モデルと雨天モデルとを組み合わせた動特性モデルで運転制御を行うことも可能である。このような形態によれば、種々の条件に対する全ての組合せに対応する動特性モデルを予め保持しておく必要がない。この結果として、複数の動特性モデルに対する切換要素の増減が容易となる。   The above embodiment is not limited to selecting a dynamic characteristic model under a single condition, and operation control may be performed by a combination of dynamic characteristic models under different conditions. For example, when an electric brake is used in an underground section, operation control can be performed using a dynamic characteristic model combined with an electric control model and an underground model. Similarly, when the air brake is used on the ground during rainy weather, it is possible to perform operation control with a dynamic characteristic model that combines an air control model, a ground model, and a rainy model. According to such a form, it is not necessary to hold in advance dynamic characteristic models corresponding to all combinations for various conditions. As a result, it becomes easy to increase or decrease the switching elements for a plurality of dynamic characteristic models.

本発明の実施形態に係る自動列車運転装置の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the automatic train driving device which concerns on embodiment of this invention. 空制トルクが電制トルクよりも大きい場合の電気ブレーキと空気ブレーキとによる定位置停止制御の例を示す図。The figure which shows the example of the fixed position stop control by an electric brake and an air brake when an air control torque is larger than an electric control torque. 空気ブレーキの応答時定数が電気ブレーキの応答時定数よりも大きい場合の電気ブレーキと空気ブレーキとによる定位置停止制御の例を示す図。The figure which shows the example of the fixed position stop control by an electric brake and an air brake when the response time constant of an air brake is larger than the response time constant of an electric brake.

符号の説明Explanation of symbols

1…列車、2…自動列車運転装置、11…速度検出器、12…地上子検出器、13…駆動装置、14…制動装置、21…データベース、22…動特性モデル保持部、31…制御指令部、32…速度及び位置検出部、33…動特性モデル切換部、34…ブレーキ状態判定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Train, 2 ... Automatic train driving device, 11 ... Speed detector, 12 ... Ground element detector, 13 ... Drive device, 14 ... Braking device, 21 ... Database, 22 ... Dynamic characteristic model holding part, 31 ... Control command 32, speed and position detection unit, 33, dynamic characteristic model switching unit, 34, brake state determination unit.

Claims (3)

少なくとも電気ブレーキに対応し列車の制動を制御するための第1の動特性モデルと前記電気ブレーキとは異なる空気ブレーキに対応し列車の制動を制御するための第2の動特性モデルとを記憶する記憶部と、
前記電気ブレーキおよび前記空気ブレーキの動作状況を判定する判定手段と、
前記判定手段によって動作していると判定された電気ブレーキまたは空気ブレーキに基づき、前記記憶部から対応する第1の動特性モデルまたは第2の動特性モデルを選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された第1の動特性モデルまたは第2の動特性モデルに基づいて制動の制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする列車制御装置。
A first dynamic characteristic model for controlling braking of a train corresponding to at least an electric brake and a second dynamic characteristic model for controlling braking of a train corresponding to an air brake different from the electric brake are stored. A storage unit;
Determining means for determining operating conditions of the electric brake and the air brake ;
Selection means for selecting a corresponding first dynamic characteristic model or second dynamic characteristic model from the storage unit based on an electric brake or an air brake determined to be operated by the determination means;
Control means for controlling braking based on the first dynamic characteristic model or the second dynamic characteristic model selected by the selection means;
A train control device comprising:
前記判定手段は、回生運転が行われることを示す信号に基づいて前記電気ブレーキが動作指定と判定し、ブレーキシュー圧に基づいて前記空気ブレーキが動作していると判定する、ことを特徴とする前記請求項に記載の列車制御装置。 The determination means determines that the electric brake is designated for operation based on a signal indicating that regenerative operation is performed, and determines that the air brake is operated based on brake shoe pressure. The train control device according to claim 1 . 前記選択手段は、前記判定手段によって電気ブレーキおよび空気ブレーキが動作していると判定された場合、前記第2の動特性モデルを選択する、ことを特徴とする前記請求項に記載の列車制御装置。 2. The train control according to claim 1 , wherein the selection unit selects the second dynamic characteristic model when the determination unit determines that the electric brake and the air brake are operating. 3. apparatus.
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