JP5617854B2 - 台車システム - Google Patents

Description

この発明は台車システムに関し、特に合流部でのブロッキングを不要にすることに関する。

天井走行車、無人搬送車等の台車は、前方監視センサにより前方の台車を監視している。しかし合流部では、同時に合流部へ進入する他の台車を監視することが困難なので、地上側コントローラによる排他制御により、同時に合流部内に存在する台車の数を１台以下に制限している（例えば特許文献１：特許4835937）。この制御はブロッキングと呼ばれ、地上側コントローラの処理量が増し、また合流部を通過できる台車の数を制限する。そこでブロッキングなしで合流部の制御ができるようにすることが好ましい。

ブロッキングを用いない例を紹介する。特許文献２：特許4798554は、地上側コントローラにより各台車の位置を制御するシステムを提案している。このシステムでは、制御周期毎に台車は現在位置等を報告し、地上側コントローラは目標位置を指令し、台車は与えられた目標位置に到着するように速度制御を行う。このシステムではブロッキングの代わりに目標位置の指令が行われる。しかしながら特許文献２は、合流部等での通過順序の制御については、特には検討していない。これ以外にブロッキングを不要にするためにRFID等を用い、合流部への進入時にRFIDに走行中のフラグをセットし、通過し終わるとフラグを消去することも考えられる。これは、台車間でRFIDを介して通信することにより、ブロッキングを不要にするものということができる。しかしながらこの構成では、RFIDへ確実に書き込みと消去とを行うことが必要である。

特許4835937 特許4798554

この発明の課題は、合流部のブロッキングを不要にすることにある。

この発明は、合流部を有する走行経路と、前記走行経路を一方向に走行する複数台の台車と、前記複数台の台車と通信する地上側コントローラ、とを備えた台車システムであって、
台車システムの地上側コントローラは、
前記複数台の台車から、位置と速度とを周期的に受信し、どの時刻にどの位置で目標速度をどのように変更するかの指令から成る速度制御指令を生成し、前記複数台の台車に速度制御指令を送信するように構成されている走行制御手段と、
第１の台車が合流部へ一方の側から進入する予定の際に、合流部へ他方の側から進入する予定の他の台車を、前記第１の台車の走行経路上へ、前記第１の台車の位置及び速度と、前記他の台車の位置及び速度とに基づいて、前記他の台車の前記基準点までの所要時間をｔ、前記第１の台車の速度をｖとして、前記他の台車をｔ・ｖだけ前記基準点から上流側に写像することにより、合流部に関する基準点に、第１の台車と他の台車の内で、先着する台車が前、先着しない台車が後となるように写像する写像手段と、
前記第１の台車の位置と前記写像手段による写像後の前記他の台車の位置とから、前記第１の台車と前記他の台車との前後関係を判定する判定手段、とを備え、
かつ前記走行制御手段は、前記判定手段により判定された前記第１の台車と前記他の台車との前後関係とに基づき、前記他の台車との干渉を回避するように、前記第１の台車への速度制御指令を生成するように構成されている、ことを特徴とする。

この発明では、第１の台車が合流部へ一方の側から進入する予定の際に、合流部へ他方の側から進入する予定の他の台車との前後関係を、前記第１の台車の位置及び速度と前記他の台車の位置及び速度によって判定する。このため合流部までの距離等により単純に判定する場合と異なり、いずれの台車が先に合流部を走行するかを的確に判定できる。そしてこの判定に基づいて、先行すると判定された他の台車を第１の台車の走行経路上へ写像し、写像された他の台車との干渉を回避するように走行を制御する。従って台車間の干渉無しにかつブロッキングなしに合流部を台車が走行できる。

好ましくは、前記判定手段と前記写像手段と前記制御手段とが前記地上側コントローラに設けられ、各台車は、地上側コントローラへ周期的に少なくとも位置と速度とを報告するように構成され、前記地上側コントローラは、合流部へ進入する予定の台車に対しても進入する予定がない台車に対しても、走行経路を走行中の台車毎に、他の台車を台車毎の走行経路上へ写像するように構成されている。このようにすると、合流部に限らず走行経路上で先行する台車を、位置と速度の報告から求めることができる。また台車毎の走行経路上へ先行する他の台車を写像するので、車間距離の制御対象となる他の台車が明瞭となり、この台車との干渉を回避するように、地上側コントローラに設けられた制御手段で台車の走行を制御する。

好ましくは、走行経路に沿ってポイントが複数設定され、各台車はポイントを通過する予定時刻を前記地上側コントローラへ周期的に送信するように構成されている。同じポイントを先行して通過する予定の台車が、先行する可能性のある台車なので、先行する台車の候補を容易に絞ることができる。

実施例のブロック図 地上側コントローラの処理を示すフローチャート 走行経路と前方台車のマップとを示す図

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。

図１〜図３に実施例を示す。図１において、＃１〜＃３は台車で、実際は数百台程度の天井走行車あるいは無人搬送車等である。２は地上側コントローラで、物理的にはホストコントローラと、ホストコントローラと台車との通信を担当するゾーン毎のコントローラ等に分割されていても良い。地上側コントローラ２（以下単にコントローラ２）は、通信インターフェース４を介して100msec等の周期で各台車＃１〜＃３と通信し、各台車＃１〜＃３の走行スケジュールを走行スケジュール記憶部６に例えば台車毎に記憶する。走行スケジュールは、例えば各台車の位置と現在速度、通過予定の１ないしは複数のポイントまでの距離と予定通過時刻である。なお走行ルート上に複数のポイントが指定され、合流部、分岐部に対してはその入口側と出口側とにポイントが指定されている。走行制御部８は、後述の写像部１４により同じ走行経路上へ写像された、先行する他の台車との干渉を回避するように、台車の走行を制御する。台車の走行制御は、制御周期毎に最大３個のVCP（速度制御指令）を台車に送信することにより行われ、VCPはどの時刻にどの位置で目標速度をどのように変更するかを指定する。言い換えると、VCPは目標速度を変更する時刻とその時刻での位置及び新しい目標速度から成る。制御周期毎の目標位置等を指示する指令よりも、VCPによる指令では台車内部の処理に委ねる部分が増し、例えば制御周期をより長くしても台車システムが円滑に動作する。

検索部１０は例えばポイント毎に台車の予定通過時刻を検索する。検索は走行中の全台車に対して１台ずつ行い、１台の台車を選択すると、その台車が通過予定の１ないし複数のポイント及び直前に通過したポイントを検索対象として、ポイントの通過スケジュール上でその台車に対して所定の時差内に通過する他の台車を検索する。これらの他の台車が先行する可能性がある台車である。なお前記の「その台車」を他の台車と区別するため、台車aと表記することがある。また検索部１０は前後を判定する対象となる台車を絞るためのもので、設けなくても良い。前後判定部１２は台車間の前後関係を判定する。走行経路内で合流部がない単純な区間では、台車の現在の位置等から直ちに前後関係が判明する。合流部を含む区間では単純に現在位置を比較することができないので、同じ走行経路へ合流してくる他の台車を、写像部１４により同じ走行経路へ写像した上で、前後判定部１２により前後を判定する。合流してくる他の台車は、走行中の台車の他に、合流部付近で停止しているため台車aの走行を妨げる台車を含んでいる。

写像部１４は、各台車の走行経路上へ車間距離制御の対象となる他の台車を写像する。合流部のない同じ区間内の他の台車は現在位置へと写像され、写像によって位置は動かない。合流部から合流してくる他の台車に対しては、合流部を通過した直後のポイント等の基準となる点までの所要時間に応じて写像する。具体的には前記の所要時間をt、台車aの速度をvとすると、基準点から例えばt・vだけ上流側の位置へ写像する。この写像は基準となる点にいずれが先着するかを判定するためのもので、台車aの速度と他の台車の速度、及び他の台車と基準となる点までの距離とを用いて、他の台車の走行経路上への写像先を定める写像であればよい。例えば台車aがこの後加減速する場合、加減速の程度に応じて写像先を変更しても良い。また他の台車がこの後加減速する場合も、加減速の程度に応じて写像先を変更しても良い。台車aと他の台車との前後関係を判定できると、先行する直前の他の台車が定まり、これが車間距離の制御対象となる台車である。従って充分先まで先行している台車は写像する必要が無く、明らかに後行の台車も写像する必要はない。走行制御部８は、同じ走行経路上へ写像された先行の他の台車との距離、あるいは距離と相対速度等に基づいて、他の台車との干渉を回避するように台車へのVCPを生成する。通信インターフェース４は各台車に対し生成したVCPを通信し、各台車が自己宛のVCPに従って速度を制御すると、台車間の干渉を回避できる。なお各台車に、VCPではなく目標速度、目標位置等を指令しても、あるいは先行する他の台車の位置と速度とを通信し、各台車が自律的に速度制御を行っても良いが、このようなものは本発明には含まれない。

各台車の構成は同一で、通信インターフェース１６によりコントローラ２と通信し、機上制御部１８によりモータと車輪等から成る走行系２０等を制御する。機上制御部１８は、走行スケジュールに従って各ポイントを通過しながら目的地まで走行し、かつ先行する他の台車との間に必要な車間距離が得られるように台車の走行を制御する。

図２，図３に実施例の動作を示す。図３では台車＃１を基準として処理を説明し、台車＃１の走行経路を走行経路A、台車＃２の走行経路を走行経路Bとする。P1〜P5はポイントで、ポイントP3は合流部の出口に、ポイントP2,P5は合流部の入口にある。ポイントは合流部及び分岐部の出口と入口、ステーション等の停止位置と、カーブの入口と出口等に設定され、他にも適宜の間隔でポイントが設定されている。そして台車の走行スケジュールをポイントの通過予定時刻とすると、１台の台車を選択する毎に、同じポイントを先に通過する台車が先行する台車の候補となり、前後関係の判定対象を簡単に絞ることができる。

ポイント P3までの距離は台車＃２の方が短いが、台車＃２は合流部のカーブ区間で制限速度に従い減速するため、ポイント P3へは台車＃１が先着する。このため台車＃１，＃２の速度を加味して走行経路Aへ写像すると、台車＃１が前、台車＃２が後となる。写像した台車＃１〜＃３の速度と位置は図３の上部のようになり、台車＃１の前方の減速ラインの内側に他の台車が存在すると、台車＃１は減速して車間距離を保つ。減速ラインは前後の台車の速度及び距離により減速が必要になる範囲を示すラインである。図３では台車＃２，＃３を写像先に表示したが、必要なのは減速ライン上及びその内側の先行台車で、後行の台車＃２は写像する必要がない。また台車＃３が充分先行しているとすると写像する必要はない。

図２に示すように、地上側コントローラは100msec等の周期で各台車から、報告を受信する。この報告には、位置、速度、通過済みのポイントのID、数箇所先までの通過予定のポイントのIDと通過予定時刻、及びVCPの実行結果（どの時刻にどの位置で目標速度をどのように変更したかのデータ）とVCPの実行予定データ（どの時刻にどの位置で目標速度をどのように変更するかの予定データ）、走行中、停止中、荷下ろし中、荷積み中等のステータスが含まれている（ステップ１）。地上側コントローラはこの情報に従い、ポイント通過予定時刻等の走行スケジュールを更新する（ステップ２）。地上側コントローラは、ポイント通過時刻等により先行する可能性がある他の台車を抽出し、同じ走行経路上の他の台車に対しては実際の位置に基づいて、他の走行経路から合流してくる他の台車に対しては前記の写像に基づいて、台車間の前後関係を判定する（ステップ３）。言い換えると、同じ走行経路を走行する台車間では実際の位置により前後を判定し、同じ走行経路へ合流する予定の他の台車との間では、速度と位置とから求めた所定の点までの所要時間から前後を判定する。そして台車毎に前後の台車との位置と速度のマップ（図３の上部に示すもの）を作成し、このマップに基づいて先行台車との干渉を回避するように、台車毎のVCPを作成する（ステップ４）。そしてVCPを台車に通知し、台車は機上制御部によりVCPに従って速度制御する（ステップ５）。なお速度を変更する必要がない台車に対しては、新たなVCPを作成する必要がない。以上の処理を制御周期毎に繰り返すことにより、台車間の干渉を回避する（ステップ６）。

実施例では以下の効果が得られる。
1) 合流部の走行にブロッキングが不要になるので、合流部を通過できる台車の数が増すと共に、地上側コントローラの処理が容易になり、通信量が減少する。
2) 合流部までの距離が短くても低速の台車を後と判定するので、合流部に達する時刻の前後に基づいた処理ができる。
3) 合流部位外でも走行経路の全域に渡って、台車間に必要な車間距離が保たれるようにできる。
4) 各台車からポイントの通過予定時刻を地上側コントローラへ送信する、もしくは地上側コントローラで各台車の位置と速度からポイントの通過予定時刻を算出することにより、前後の判定が容易になる。即ち同じポイントを先に通過する台車を前後判定の対象とすればよい。
5) 台車毎に先行する台車のマップを作成する。例えば台車＃１が台車＃２に先行する場合、台車＃２のマップでは台車＃１を先行台車とし、台車＃１のマップでは後行の台車＃２を無視する。このため各台車に対して、車間距離を制御する対象となる他の台車が明瞭になる。

＃１〜＃３ 台車
２ 地上側コントローラ
４ 通信インターフェース
６ 走行スケジュール記憶部
８ 走行制御部
１０ 検索部
１２ 前後判定部
１４ 写像部
１６ 通信インターフェース
１８ 機上制御部
２０ 走行系
A,B 走行経路

Claims (2)

1. 合流部を有する走行経路と、前記走行経路を一方向に走行する複数台の台車と、前記複数台の台車と通信する地上側コントローラ、とを備えた台車システムであって、
   台車システムの地上側コントローラは、
   前記複数台の台車から、位置と速度とを周期的に受信し、どの時刻にどの位置で目標速度をどのように変更するかの指令から成る速度制御指令を生成し、前記複数台の台車に速度制御指令を送信するように構成されている走行制御手段と、
   第１の台車が合流部へ一方の側から進入する予定の際に、合流部へ他方の側から進入する予定の他の台車を、前記第１の台車の走行経路上へ、前記第１の台車の位置及び速度と、前記他の台車の位置及び速度とに基づいて、前記他の台車の前記基準点までの所要時間をｔ、前記第１の台車の速度をｖとして、前記他の台車をｔ・ｖだけ前記基準点から上流側に写像することにより、合流部に関する基準点に、第１の台車と他の台車の内で、先着する台車が前、先着しない台車が後となるように写像する写像手段と、
   前記第１の台車の位置と前記写像手段による写像後の前記他の台車の位置とから、前記第１の台車と前記他の台車との前後関係を判定する判定手段、とを備え、
   かつ前記走行制御手段は、前記判定手段により判定された前記第１の台車と前記他の台車との前後関係とに基づき、前記他の台車との干渉を回避するように、前記第１の台車への速度制御指令を生成するように構成されている、ことを特徴とする、台車システム。
2. 走行経路に沿ってポイントが複数設定され、各台車はポイントを通過する予定時刻を前記地上側コントローラへ周期的に送信するように構成されていることを特徴とする、請求項１の台車システム。

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