JP6530985B2 - 自動列車運転装置 - Google Patents
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Description
図1は、列車定位置停止制御装置(TASC装置)の機能構成を示す。TASC装置は、速度位置検出部により、車輪軸に設置された速度発電機から速度信号を検出し、また地上子と通信する車上子から位置情報を検出する。またTASC装置は、制御指令算出部により、取得した速度信号と位置情報とに基づいて制動指令を算出し、算出した制動指令を車両情報制御装置や制駆動制御装置に出力する。
第1の実施の形態では、指令減速度波形と発生減速度波形の両波形のずれを評価関数とし、評価関数を二次の多変数関数で近似し、前記多変数関数の極小値を解析的に算出することで指令減速度波形と発生減速度波形の両波形のずれを評価する点数を削減する自動列車運転装置について説明する。
図5は、第1の実施の形態における自動列車運転装置501の機能構成を示す。自動列車運転装置501は、制動指令を算出し、算出した制動指令を制駆動制御装置502を介してアクチュエータ503に出力することにより列車の走行を制御する。
図6は、波形シフト量算出部512により実行される車両特性値算出の処理手順を示す。
指令減速度波形算出部より、指令減速度波形を取得する。ステップ602に進む。
発生減速度波形算出部より、発生減速度波形を取得する。ステップ603に進む。
波形シフトを行う代表点6点を決定し、代表点での指令減速度波形と発生減速度波形の両波形のずれを評価関数Jとして算出する。ステップ604に進む。
評価関数Jを近似する関数として2次の多変数関数Zを定義する、近似関数Zは式(1)で表される。
式(1)にステップ603で算出した代表点での評価関数Jを代入すると方程式(2)を得る。方程式(2)を解くことで近似関数Zを算出する。ステップ605に進む。
近似関数Zが最も小さくなる点(極小値)は、指令減速度波形と発生減速度波形の両波形のずれが最も小さくなるシフト量を意味しているため、近似関数Zが極小値となる点を式(3)から算出する。ステップ606に進む。
近似関数Zの極小値から指令減速度波形と発生減速度波形の両波形のずれが最も小さくなるシフト量の組み合わせから車両特性値(無駄時間と減速度偏差)を算出する。算出した車両特性値を車両特性反映部508に送信し、本処理を終了する。
(a,b,c,d,eは係数)
式(4)のようにすれば、求めるべき係数は5個となるため、評価関数Zを算出する代表点も5点で済み、更なる計算負荷の低減が図れる。
なお、任意の間隔で時間軸方向と減速度軸方向の刻み幅すべてで評価関数を算出し、評価関数が最小となる波形シフト量を算出するようにしてもよい。この方式によれば定期的に近似関数を用いた結果を照査することが可能となり、車両特性学習部が算出する調整パラメータの精度を向上させることが可能となる。
以上のように第1の実施の形態によれば、指令減速度波形と発生減速度波形とを比較すべき点が大幅に減少することから、自動列車運転装置内で常に車両特性値を算出することが可能となり、経年変化による車両特性値の変化に対しても対応できるようになる。
第2の実施の形態では、評価関数を算出する代表点を動的に変更することで車両特性値の推定精度を向上させる自動列車運転装置について説明する。なお第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図7は、第2の実施の形態における自動列車運転装置701の機能構成を示す。車両特性学習部702は、車両特性推定部507、車両特性反映部508および代表点決定部703から構成される。ここでは車両特性推定部507及び車両特性反映部508についての説明は省略し、代表点決定部703について説明する。
第2の実施の形態によれば、車両特性学習702が算出する調整パラメータが、初期の列車の車両特性に関わらず、学習を早期に完了させることが出来る上、算出される調整パラメータの精度を向上させることが可能となる。
第1、2の実施の形態では、車両特性学習部505が調整パラメータの制御指令への反映タイミングを判定していたが、第3の実施の形態では、調整パラメータの制御指令への反映タイミングを任意に設定できるようにする。なお第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図9は、第3の実施の形態における自動列車運転装置901の機能構成を示す。車両特性学習部902は、車両特性推定部507、車両特性反映部508および車両特性値制御反映タイミング判定部903から構成される。ここでは車両特性推定部507及び車両特性反映部508についての説明は省略し、車両特性値制御反映タイミング判定部903について説明する。
以上のように第3の実施の形態によれば、調整パラメータの反映を任意に実施できるようなり、また人手による最終確認が可能となる。
車両特性学習部507が算出する調整パラメータは自動列車運転装置501の制御以外にも活用できる。たとえば、編成ごとの調整パラメータを比較し、調整パラメータが他の編成と異なる編成について車両状態の不具合を疑い、保守に役立てることも可能である。
また、併結が発生すると編成全体としての車両特性が変化する可能性がある。併結運用時は各編成の車両特性を授受することで、速やかに併結編成の車両特性を自動列車運転装置が把握することが可能となる。併結運用時の車両特性は単編成の車両特性と異なる可能性があることから、単編成時とは別に併結運用時専用の調整パラメータを保持していることが望ましい。
502 制駆動制御装置
503 アクチュエータ
504 速度位置検出部
505、702、902 車両特性学習部
506 制御指令算出部
507 車両特性推定部
508 車両特性反映部
509 走行実績データ蓄積部
510 指令減速度波形算出部
511 発生減速度波形算出部
512 波形シフト量算出部
513 車両特性データ蓄積部
514 車両特性統計処理部
703 代表点決定部
903 車両特性値制御反映タイミング判定部
904 車両情報制御装置
Claims (4)
- 自列車の速度と、自列車の走行を制御するための制動指令とに基づいて、車両特性を学習する車両特性学習部を備えた自動列車運転装置において、
前記車両特性学習部は、前記車両特性を推定する車両特性推定部と、前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させる車両特性反映部とを備え、
前記車両特性推定部は、自列車に実際に発生した発生減速度を算出し、一方で前記制動指令に基づいて、自列車に指令された指令減速度を算出し、算出した前記発生減速度を時間軸方向及び減速度軸方向に移動させたときの波形と指令減速度の波形との差分を評価関数とし、前記評価関数が最小となる時間軸方向及び減速度軸方向の移動量を車両特性値として算出し、
前記車両特性推定部は、発生減速度を時間軸方向及び減速度軸方向に移動させたときの波形と指令減速度の波形との差分である評価関数を二変数二次関数で近似する
ことを特徴とする請求項1に記載の自動列車運転装置。 - 自列車の速度と、自列車の走行を制御するための制動指令とに基づいて、車両特性を学習する車両特性学習部を備えた自動列車運転装置において、
前記車両特性学習部は、前記車両特性を推定する車両特性推定部と、前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させる車両特性反映部とを備え、
前記車両特性推定部は、自列車に実際に発生した発生減速度を算出し、一方で前記制動指令に基づいて、自列車に指令された指令減速度を算出し、算出した前記発生減速度を時間軸方向及び減速度軸方向に移動させたときの波形と指令減速度の波形との差分を評価関数とし、前記評価関数が最小となる時間軸方向及び減速度軸方向の移動量を車両特性値として算出し、
前記車両特性推定部は、発生減速度を時間軸方向及び減速度軸方向に移動させたときの波形と指令減速度の波形との差分である評価関数の近似関数の極小値を解析的に解くことで評価関数が最小となる時間軸方向及び減速度軸方向の移動量を車両特性値として算出する
ことを特徴とする自動列車運転装置。 - 自列車の速度と、自列車の走行を制御するための制動指令とに基づいて、車両特性を学習する車両特性学習部を備えた自動列車運転装置において、
前記車両特性学習部は、前記車両特性を推定する車両特性推定部と、前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させる車両特性反映部とを備え、
前記車両特性推定部は、自列車に実際に発生した発生減速度を算出し、一方で前記制動指令に基づいて、自列車に指令された指令減速度を算出し、算出した前記発生減速度を時間軸方向及び減速度軸方向に移動させたときの波形と指令減速度の波形との差分を評価関数とし、前記評価関数が最小となる時間軸方向及び減速度軸方向の移動量を車両特性値として算出し、
前記車両特性推定部は、近似関数の算出に必要な複数の評価関数を算出する点を決定する代表点決定手段を有し、前記代表点決定手段は評価関数を算出する点を前記車両特性学習部が算出した車両特性値付近にとり、前記近似関数の極小値を解析的に解くことで前記評価関数が最小となる時間軸方向及び減速度軸方向の移動量を算出する
ことを特徴とする自動列車運転装置。 - 自列車の速度と、自列車の走行を制御するための制動指令とに基づいて、車両特性を学習する車両特性学習部を備えた自動列車運転装置において、
前記車両特性学習部は、前記車両特性を推定する車両特性推定部と、前記車両特性を新たに算出予定の制動指令に反映させる車両特性反映部とを備え、
前記車両特性推定部は、自列車に実際に発生した発生減速度を算出し、一方で前記制動指令に基づいて、自列車に指令された指令減速度を算出し、算出した前記発生減速度を時間軸方向及び減速度軸方向に移動させたときの波形と指令減速度の波形との差分を評価関数とし、前記評価関数が最小となる時間軸方向及び減速度軸方向の移動量を車両特性値として算出し、
前記車両特性推定部は、車両特性値を制御指令算出手段に通知するタイミングを判定する車両特性値制御反映タイミング判定手段を有し、前記車両特性値制御反映タイミング判定手段は前記車両特性反映部が認識している車両特性値に変化があったときに、乗務員または保守員に車両特性値の変化があったことを通知する
ことを特徴とする自動列車運転装置。
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