JP6542992B2 - 重貨物列車グループ化装置およびグループ化方法、ならびに電子制御式空気圧ブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の技術分野に属し、列車整列技術に関し、具体的には、重貨物列車の整列に主に適用される重貨物列車整列装置および整列方法、ならびに電子制御式空気圧ブレーキシステムに関する。

重荷重輸送は、鉄道貨物の開発方向である。現在、列車の重荷重モードは、主に次の２つのアプローチによって開発されている。
（１）軸荷重の増加。しかしながら、軸荷重の増加は、列車の運行ラインおよび列車が通過する橋梁に影響を及ぼし、そのため、鉄道インフラストラクチャ建設への投資おおび維持費が高くなる。
（２）整列長の増加。このアプローチは、次の利点を有する：整列長を増やすことは簡単で実現可能であり、既存の鉄道設備が十分に活用可能であり、列車の運行ラインおよび列車が通過する橋梁に影響を及ぼさない。しかしながら、それでも整列長を増やすアプローチは、明らかな欠点を有する。列車整列長の増加は、列車の長手方向の衝動を増加させ、そのため、列車の連結器の破損および脱線事故の確率が高まり、したがって、列車の輸送安全性が影響を受ける。長い整列列車の長手方向の衝動は、主に、列車の管圧力の変化を介した空気圧制動および徐放コマンドの伝達に起因する列車の前部および後部の「非同期」によって引き起こされることから、この問題は、列車の整列長にともないより深刻になり、そのため、輸送安全性が深刻に脅かされ、重荷輸送の開発が制限されている。

今日、鉄道用貨車の場合、電子制御式空気圧ブレーキシステム（以下、ＥＣＰシステムと呼ぶ）によって列車全体の同期制動および徐放が実現されている。ＥＣＰシステムは、台車ユニットの正確な位置を取得し、正確な制御および故障解析を実行することにより、列車の操作性および安全性を向上させる必要がある。
現在、ＥＣＰシステムは、切り替え可能な負荷に接続されて列車の整列情報を取得し、パルス数をカウントする。しかしながら、この方法では、整列時間は長くなり、整列プロセスが複雑化されるなどがある。

既存の列車整列装置は、ヘッドエンドユニット（ＨＥＵ）、通信電力システム（ＴＰＳ）、テールエンドユニット、台車制御ユニット、切り替え可能な負荷および台車制御電源の電流を検出する電流センサを含む。整列プロセスは次のとおりである：

１．ＨＥＵが列車の全ての台車に整列命令を送信し、全ての台車がパルス数をカウントし始める。
２．各台車（ｉ）（ここで、ｉ＝１、・・・、テールエンド台車データベースのシリアル番号）について、
（１）台車（ｉ）が負荷に接続されているかどうかをＨＥＵが検出して、
（２）台車（ｉ）が負荷に接続されたことを示す情報をＨＥＵが受信して、
（３）電流センサによって列車バスの電流を台車制御ユニットが検出し、パルス電流があればパルス数に１だけ加算され、
（４）台車（ｉ）が負荷から切り離されたことを示す情報をＨＥＵが受信する。及び、
３．ＨＥＵが列車の全ての台車に整列停止命令を送信し、全ての台車がパルス数のカウントを停止する。

例えば、図１に示されるサンプル列車整列装置を参照すると、この列車は、４つの台車を有し、ＨＥＵは、列車スケジューリングプロセスを４回繰り返し実行する。各繰り返しの間に、各台車内の電流の有無を検出して電流の検出数をカウントするように１台の台車のみが列車バスに負荷を接続する。電流の有無および電流検出数に関する情報は、各台車の「パルスカウンタ」に記憶される。列車のパルス数は、表１を参照されたい。各台車の実際の位置は、「パルスカウンタ」の値および列車の整列された台車の総数に基づいている。

表１において、「注１」は、負荷に接続された台車においてパルス数が更新されていないことを示している。

列車整列アプローチは、列車における既存の列車バスを使用することによって完了することができるが、列車バスへの電源切り替えが行われる必要があり、切り替え可能な負荷への接続および切り替え可能な負荷からの切断は、列車の各台車において行われる必要がある。したがって、台車整列プロセスは、複雑で時間を要する。

既存の鉄道貨物列車を整列する際の複雑な整列プロセス、長い整列時間などの問題を考慮して、本特許出願は、簡便且つ迅速な列車整列を実現し、且つ鉄道貨物列車の整列の際に、列車の整列時間を短縮し、列車整列の複雑さを低減し、列車整列の故障率を低減させ、列車整列の信頼性を向上させることができる、重貨物列車整列装置および整列装置、ならびに電子制御式空気圧ブレーキシステムを提供する。

この目的のために、本特許出願は、ヘッドエンドユニット（ＨＥＵ）と、複数の台車制御ユニットとを備える重貨物列車整列装置において、ＨＥＵが台車制御ユニットのそれぞれと通信し、各台車制御ユニットが、台車制御モジュールと、台車制御モジュールにそれぞれ接続されたＢｅｉｄｏｕ測位モジュールおよび通信モジュールとを備え、第１の台車識別端末が第１の台車として動作する台車制御ユニットにさらに設けられ、台車制御モジュールが、第１の台車識別端末を介して第１の台車状態データを取得し、Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールが、対応する台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成され、台車制御モードが、通信モジュールを介して、ＨＥＵによって送信されたコマンドを受信し、Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールから読み出した台車制御ユニットの緯度および経度データと、台車制御ユニットの第１の台車状態データをＨＥＵに通信モジュールを介して送信する、重貨物列車整列装置を提供する。

本特許出願の列車整列装置のさらなる設計として、台車制御ユニット間の距離を計算する計算モジュールがＨＥＵに設けられている。計算モジュールは、ソフトウェアプログラミングによってその計算機能を実現し、各台車制御ユニットの取得した緯度および経度データを使用することによって台車制御ユニット間の距離を計算する。より具体的には、任意の２つの台車制御ユニット間の距離の計算中に、異なる計算式を計算に使用することができる。計算式は、これに限定されるものではないが、以下の式を含む：Ｄ＝Ｒ＊ａｒｃｃｏｓ（ｓｉｎｙ１ｓｉｎｙ２＋ｃｏｓｙ１ｃｏｓｙ２ｃｏｓ（ｘ１−ｘ２））。ここで、Ｒは、地球の半径であり、６３７０ｋｍの平均値を有する。一方の台車制御ユニットの緯度および経度は、それぞれ、ｘ１およびｙ１によって示され、他方の台車制御ユニットの経度および緯度は、それぞれ、ｘ２およびｙ２によって示され、東経が正値であり、西経が負値であり、北緯が正値であり、南緯が負値である。２つの台車コントロールユニット間の距離を、この式によって計算できる。経度および緯度は角度であることから、ｓｉｎまたはｃｏｓの値を計算する際に、経度および緯度は、ラジアンに変換される必要がある。

本特許出願の列車整列装置の好ましい設計として、ＨＥＵは、整列プロセッサと、整列プロセッサに接続された通信モジュールとを備える。整列プロセッサは、通信モジュールを介して、各台車制御ユニットの台車制御モジュールにコマンドを送信する。コマンドを受信すると、台車制御モジュールは、Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールによって取得された台車制御ユニットの緯度および経度データを読み出し、台車制御ユニットの読み出した緯度および経度データならびに台車制御ユニットの第１の台車状態データを、整列プロセッサに、および通信モジュールを介して送信する。

本特許出願の列車整列装置の好ましい設計として、計算モジュールは、整列プロセッサ内に設けられ、整列プロセッサが緯度および経度データならびに各台車制御ユニットの第１の台車状態データを受信した後に各台車制御ユニット間の距離を計算するように構成されている。

本特許出願の列車整列装置の好ましい設計として、整列プロセッサは、通信モジュールを介して各台車制御ユニットの台車制御モジュールに整列コマンドを送信する。

本特許出願の列車整列装置の好ましい設計として、ＨＥＵの通信モジュールと各台車制御ユニットの通信モジュールとの間において無線通信または有線通信が使用され、台車制御ユニットの通信モジュール間において無線通信または有線通信が使用される。
この目的のために、本特許出願は、さらに、重貨物列車整列装置によって整列を実現する重貨物列車整列方法において、
（１）台車制御ユニットの総数をＭ、第１の台車としての台車制御ユニットの第１の台車状態をＴＲＵＥ、残りの台車制御ユニットの第１の台車状態をＮＵＬＬとして記録するステップと、
（２）ヘッドエンドユニット（ＨＥＵ）により、通信モジュールを介して全ての台車制御ユニットに整列コマンドを送信し、ＨＥＵを列車整列モードに切り替えるステップと、
（３）各台車制御ユニットの台車制御モジュールについて、整列コマンドに応答し、Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールにより、台車制御ユニットの緯度および経度データを取得し、第１の台車識別端末を検出することにより、台車制御ユニットの第１の台車状態データを取得するステップと、
（４）Ｍ個の台車制御ユニットにより、Ｍ個の台車制御ユニットの緯度および経度データならびに第１の台車状態データを、通信モジュールを介してＨＥＵに送信し、データの集合Ａ［Ｍ］を形成するステップと、
（５）ＨＥＵにより、第１の台車状態がＴＲＵＥである台車制御ユニットを検索するためにデータの集合Ａ［Ｍ］を走査し、第１の台車状態がＴＲＵＥである台車制御ユニットの位置をＬｏｃａｔｉｏｎ＝１として記録し、データの集合Ａ［Ｍ］から台車制御ユニットを取り出してＦｉｒｓｔＵｎｉｔとして記憶し、データの集合Ａ［Ｍ］から台車制御ユニットを削除し、ＢａｓｅＯｒｄｅｒとして示されるデータの集合Ａ［Ｍ−１］を取得するように並べ替えるステップと、
（６）開始点としてＦｉｒｓｔＵｎｉｔを使用し、開始点から最小距離を有する台車制御ユニットをみつけるためにＢａｓｅＯｒｄｅｒにおいてＦｉｒｓｔＵｎｉｔから各台車制御ユニットまでの距離を計算し、台車制御ユニットの位置をＬｏｃａｔｉｏｎ＝Ｌｏｃａｔｉｏｎ＋１として記録するステップと、
（７）台車制御ユニットを新たなＦｉｒｓｔＵｎｉｔとして使用し、ＢａｓｅＯｒｄｅｒから台車制御ユニットを削除するステップと、
（８）ステップ（６）および（７）の動作を繰り返し、ＢａｓｅＯｒｄｅｒが空になるまで残りのＭ−２個の台車制御ユニットの位置を連続的に判定し、重貨物列車の整列を完了するステップと、を備える、重貨物列車整列方法を提供する。

本特許出願の列車整列方法の好ましい設計として、ＦｉｒｓｔＵｎｉｔからＢａｓｅＯｒｄｅｒにおける各台車制御ユニットまでの取得した距離は、距離の集合（距離の集合体）を形成し、開始点から最小の距離を有する台車制御ユニットは、距離の集合から検索される。

この目的のために、本特許出願は、さらに、先頭機関車と、複数の台車ユニットとを備え、各台車ユニットが少なくとも１つの台車から構成される電子制御式空気圧ブレーキシステムにおいて、さらに、重貨物列車整列装置を備え、ＨＥＵが先頭機関車内に設けられ、台車制御ユニットが台車ユニット内に設けられている、電子制御式空気圧ブレーキシステムを提供する。

本特許出願の電子制御式空気圧ブレーキシステムの好ましい設計として、各台車ユニットは、５台の台車から構成されている。

先行技術と比較して、本特許出願は、以下の利点および肯定的な効果を有する。
（１）本特許出願によって提供される重貨物列車整列装置は、Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールが設けられた台車制御ユニットを含み、そのため、各台車制御ユニットの緯度および経度データ（すなわち、位置データ）がＢｅｉｄｏｕ測位によって取得され、第１の台車識別端末が第１の台車として動作する台車制御ユニットに設けられ、ＨＥＵが第１の台車識別端末を検出することによって第１の台車状態データを取得し、台車制御ユニットのみが、通信モジュールを介して取得された位置データおよび第１の台車状態データをＨＥＵに送信する必要があるにすぎない。したがって、台車制御ユニットとＨＥＵとの間の通信メッセージ数が削減され、台車制御ユニットと切り替え可能な負荷との接続または切断の複雑な処理が省略され、整列時間が短縮され、整列の複雑さが低減される。
（２）本特許出願によって提供される重貨物列車整列装置において、電源制御システムおよび切り替え可能な負荷が省略され、切り替え可能な負荷の電源切り替えおよび接続および切断を行う必要がなく、故障点数が削減され、そのため、列車整列の故障率が低減され、列車整列の信頼性が向上する。
（３）本特許出願によって提供される重貨物列車整列装置において、通信モジュールは、無線通信または有線通信を使用することができるため、使用が便利であり、適用範囲が広く、列車バスおよびケーブルに対する重貨物列車整列装置の依存性が低減され、重貨物列車の通信モードが豊富になる。
（４）本特許出願の重貨物列車整列方法において、各台車制御ユニットの位置データおよび第１の台車状態データは、それぞれ、台車制御ユニットについてのデータの集合を形成するようにＢｅｉｄｏｕ測位によって且つ第１の台車識別端末を検出することによって取得される。ＨＥＵは、ＴＲＵＥの第１の台車状態の台車制御ユニットをみつけるためにデータの集合全体を走査し、ＴＲＵＥの第１の台車状態の台車制御ユニットの位置が１として記録される。位置１における台車制御ユニットから残りの台車制御ユニットまでの距離を計算することにより、位置１における台車制御ユニットから最小距離を有する台車制御ユニットが求められ、この台車制御ユニットの位置が２として記録される。このようにして、残りの全ての台車制御ユニットの位置が連続的に取得され、列車整列が完了する。したがって、各台車制御ユニットを切り替え可能な台車制御ユニットに接続するかまたは各台車制御ユニットを切り替え可能な負荷から切断する複雑なプロセスは省略される。列車整列プロセスは、簡便化され、列車運行の制御性および安全性が向上する。
（５）本特許出願によって提供される重貨物列車整列方法において、列車の電源の必要性が低いため、システムの複雑さを低減することができ、列車システムの安定性を向上させることができる。
（６）本特許出願によって提供される電子制御式空気圧ブレーキシステムにおいて、同期制動および徐放を実現することに基づいて、電子制御式空気圧ブレーキシステムは、重貨物列車整列装置を含み、重貨物列車整列装置は、Ｂｅｉｄｏｕ測位によって且つ第１の台車識別端末を検出することによって台車制御ユニットの整列情報を取得することから、台車制御ユニットの正確な位置が取得可能であり、正確な制御および故障解析を行うことができ、列車運行の操作性および安全性を向上させることができる。一方、整列中には、重貨物列車整列装置は、電源の切り替えおよび切り替え可能な負荷への接続または切断を行わないことから、整列時間が短縮され、整列の複雑さが低減され、従来技術における長い整列時間および複雑な整列プロセスの問題が解決される。

従来の列車整列装置の構造図である。 本特許出願の実施形態１にかかる重貨物列車整列装置の構造図である。 本特許出願の実施形態１にかかる重貨物列車整列装置の列車整列プロセスの図である。 本特許出願の実施形態５にかかる重貨物列車整列装置の構造図である。 本特許出願の実施形態にかかる重貨物列車整列方法における整列プロセッサによる整列のフローチャートである。

本特許出願が例示的な実施形態によって以下に具体的に記載される。しかしながら、さらなる説明をすることなく、１つの実施形態における要素、構造および特徴を、他の実施形態に有利に統合できることが理解されるべきである。さらに、用語「第１」、「第２」、「第３」、「第４」、「第５」および「第１１」は、単に説明的なものにすぎず、指示または含意の相対的重要性として解釈されることはできない。

実施形態１：図２を参照すると、この実施形態は、ヘッドエンドユニット（ＨＥＵ）と、４つの台車制御ユニットとを備える重貨物列車整列装置を提供する。ＨＥＵは、各台車制御ユニットと通信し、各台車制御ユニットは、台車制御モジュールと、Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールと、通信モジュールとを備える。４つの台車制御ユニットは、それぞれ第１の台車制御ユニット、第２の台車制御ユニット、第３の台車制御ユニットおよび第４の台車制御ユニットである。第１の台車制御ユニットは、第１の台車制御モジュールと、第１の台車制御モジュールに双方とも接続された第１のＢｅｉｄｏｕ測位モジュールおよび第１の通信モジュールとを備える。第１のＢｅｉｄｏｕ測位モジュールは、第１の台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成されている。第２の台車制御ユニットは、第２の台車制御モジュールと、第２の台車制御モジュールに双方とも接続された第２のＢｅｉｄｏｕ測位モジュールおよび第２の通信モジュールとを備える。第２のＢｅｉｄｏｕ測位モジュールは、第２の台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成されている。第３の台車制御ユニットは、第３の台車制御モジュールと、第３の台車制御モジュールに双方とも接続された第３のＢｅｉｄｏｕ測位モジュールおよび第３の通信モジュールとを備える。第３のＢｅｉｄｏｕ測位モジュールは、第３の台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成されている。第４の台車制御ユニットは、第４の台車制御モジュールと、第４の台車制御モジュールに双方とも接続された第４のＢｅｉｄｏｕ測位モジュールおよび第４の通信モジュールとを備える。第４のＢｅｉｄｏｕ測位モジュールは、第４の台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成されている。４つの台車制御ユニットのうち、１つの台車制御ユニットのみが第１の台車として使用される。第１の台車は、第１の台車制御ユニット、第２の台車制御ユニット、第３の台車制御ユニットおよび第４の台車制御ユニットのいずれか１つとすることができる。第１の台車としての台車制御ユニットには、第１の台車識別端末がさらに設けられている。各台車制御ユニットの台車制御モジュールは、第１の台車識別端末を検出することによって第１の台車状態データを取得する。

図２を参照すると、ＨＥＵは、整列プロセッサと、整列プロセッサに接続された通信モジュールとを備える。通信モジュールは、第５の通信モードである。整列プロセッサは、第５の通信モジュールを介して、各台車制御ユニットの台車制御モジュールにそれぞれ１つのコマンドを送信する。コマンドを受信すると、台車制御モジュールは、Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールによって取得された台車制御ユニットの緯度および経度データを読み出し、台車制御ユニットの読み出した緯度および経度データならびに台車制御ユニットの第１の台車状態データを、整列プロセッサに、および通信モジュールを介して送信する。

各台車制御ユニットの位置を判定するために、台車制御ユニット間の距離を計算するための計算モジュールがＨＥＵに設けられている。

計算モジュールは、ソフトウェアプログラミングによって実現される。任意の２つの台車制御ユニット間の距離の計算中に、以下の計算式によって計算が行われる：
Ｄ＝Ｒ＊ａｒｃｃｏｓ（ｓｉｎｙ１ｓｉｎｙ２＋ｃｏｓｙ１ｃｏｓｙ２ｃｏｓ（ｘ１−ｘ２））（１）

ここで、Ｒは、地球の半径であり、６３７０ｋｍの平均値を有する。一方の台車制御ユニットの経度および緯度は、それぞれ、ｘ１およびｙ１によって示され、他方の台車制御ユニットの経度および緯度は、それぞれ、ｘ２およびｙ２によって示され、東経が正値であり、西経が負値であり、北緯が正値であり、南緯が負値である。

任意の２つの台車制御ユニット間の距離は、上記式によって計算されることができる。経度および緯度は角度であることから、ｓｉｎまたはｃｏｓの値を計算する際に、経度および緯度は、ラジアンに変換される必要がある。

ＨＥＵと台車制御ユニットとの間の情報配信を実現するために、第５の通信モジュールは、列車バスを介して、第１の通信モジュール、第２の通信モジュール、第３の通信モジュールおよび第４の通信モジュールと通信する。

整列中において、図３を参照すると、整列プロセスは、第５の通信モジュールを介して、各台車制御ユニットにそれぞれ１つの整列コマンドを送信し、第１の台車制御モジュール、第２の台車制御モジュール、第３の台車制御モジュールおよび第４の台車制御モジュールは、それぞれ、第１の通信モジュール、第２の通信モジュール、第３の通信モジュールおよび第４の通信モジュールを介して、第５の通信モジュールによって送信されたコマンドを受信し、第１のＢｅｉｄｏｕ測位モジュール、第２のＢｅｉｄｏｕ測位モジュール、第３のＢｅｉｄｏｕ測位モジュールおよび第４のＢｅｉｄｏｕ測位モジュールから、それぞれ、第１の台車制御ユニット、第２の台車制御モジュール、第３の台車制御モジュールおよび第４の台車制御モジュール、の緯度および経度データを読み出し、第１の台車制御モジュール、第２の台車制御モジュール、第３の台車制御モジュールおよび第４の台車制御モジュールは、第１の台車識別端末を検出することによって各台車制御ユニットの第１の台車状態情報を取得し、各台車制御ユニットの位置データおよび第１の台車状態データは、各台車制御ユニットの通信モジュールおよび第５の通信モジュールを介して整列プロセッサに送信され、整列プロセッサは、受信した位置および第１の台車状態データを介して計算および整列を行い、列車整列を完了する。

この実施形態における重貨物列車整列装置は、小型重貨物列車の整列に適用可能である。本実施形態の重貨物列車整列装置の搭載および適用中において、ＨＥＵは、先頭機関車に搭載され、台車制御ユニットは、台車に搭載され、異なる台車制御ユニットは、異なる台車に搭載される。

実施形態２：この実施形態において提供される重貨物列車整列装置の構造構成および整列プロセスは、実施形態１におけるものと同様である。この実施形態と実施形態１との相違点は、この実施形態においては、ＨＥＵと台車制御ユニットとの間の情報配信を実現するために、第５の通信モジュールが、第１の通信モジュール、第２の通信モジュール、第３の通信モジュールおよび第４の通信モジュールとそれぞれ無線で通信するという点にある。実施形態１における列車バスを使用した通信に比べて、この実施形態は、列車バスおよびケーブルに依存せず、重貨物列車の通信モードが豊富になる。

この実施形態における重貨物列車整列装置による列車の整列中において、整列プロセスは、実施形態１におけるものと同じである。

この実施形態における重貨物列車整列装置は、小型重貨物列車の整列に適用可能である。この実施形態における重貨物列車整列装置の搭載および適用中において、搭載方法は、実施形態１におけるものと同じである。

実施形態３：この実施形態は、実施形態１または２の重貨物列車整列装置によって実施される重貨物列車整列方法を提供する。図５を参照すると、重貨物列車整列方法は、以下のステップを備える。
（１）台車制御ユニットの総数をＭ、Ｍ＝４とし、第１の台車としての台車制御ユニットの第１の台車状態がＴＲＵＥとして記録され、残りの台車制御ユニットの第１の台車状態がＮＵＬＬとして記録される。
（２）整列プロセッサは、第５の通信モジュールを介して全ての台車制御ユニットに整列コマンドを送信し、整列プロセッサは、列車整列モードに切り替えられる。
（３）４つの台車制御ユニットの列車制御モジュールは、整列コマンドに応答し、各台車制御ユニットのＢｅｉｄｏｕ測位モジュールによって各台車制御ユニットの緯度および経度データが取得され、第１の台車識別端末を検出することによって各台車制御ユニットの第１の台車状態データが取得される。
（４）４つの台車制御ユニットは、第５の通信モジュールを介して整列プロセッサに緯度および経度データならびに第１の台車状態データを送信し、データの集合Ａ［Ｍ］を形成する。
（５）整列プロセッサは、第１の台車状態がＴＲＵＥである台車制御ユニットａ［ｉ］を検索するためにデータの集合Ａ［Ｍ］の走査を行い、第１の台車状態がＴＲＵＥである台車制御ユニットａ［ｉ］の位置が１として記録され、台車制御ユニットａ［ｉ］がデータの集合Ａ［Ｍ］から取り出されてＦｉｒｓｔＵｎｉｔとして記憶され、台車制御ユニットがデータの集合Ａ［Ｍ］から削除され、データの集合Ａ［Ｍ］が並べ替えられ、ＢａｓｅＯｒｄｅｒとして示されるデータの集合Ａ［Ｍ−１］を取得する。
（６）開始点としてＦｉｒｓｔＵｎｉｔを使用することにより、ＦｉｒｓｔＵｎｉｔからＢａｓｅＯｒｄｅｒにおける各台車制御ユニットまでの距離が計算され、Ｄｉｓｔａｎｃｅｓｅｔとして示される集合を形成し、Ｄｉｓｔａｎｃｅｓｅｔの走査を行い、開始点から最小距離を有する台車制御ユニットａ［ｊ］をみつけ、この台車制御ユニットａ［ｊ］の位置が２として記録される。
（７）台車制御ユニットａ［ｊ］は、新たなＦｉｒｓｔＵｎｉｔとして使用され、台車制御ユニットａ［ｊ］は、ＢａｓｅＯｒｄｅｒから削除される。
（８）ステップ（６）および（７）の動作が繰り返され、位置３および４における残りの２つの台車制御ユニットを連続的に判定し、その後、ＢａｓｅＯｒｄｅｒが空であり、そのため、重貨物列車の整列が完了する。

より具体的には、ステップ（８）において、位置２における台車制御ユニットを開始点として使用することにより、この台車制御ユニットから残りの２つの台車制御ユニットまでの距離が計算され、この台車制御ユニットから最小距離を有する台車制御ユニットをみつける。位置２における台車制御ユニットから最小距離を有する台車制御ユニットの位置が３である場合、最後の台車制御ユニットの位置は４である。

この実施形態における整列方法は、小型重貨物列車の整列に適用可能である。

実施形態４：この実施形態は、先頭機関車と、４つの台車ユニットをと備える電子制御式空気圧ブレーキシステムを提供する。各台車ユニットは、５つの台車から構成されている。電子制御式空気圧ブレーキシステムは、実施形態１または２の重貨物列車整列装置をさらに備える。ＨＥＵは、先頭機関車に設けられ、１つの台車制御ユニットは、各台車ユニットに設けられている。

この実施形態においては、２０台の台車を有する列車の整列が実現される。

実施形態５：図４を参照すると、この実施形態は、ヘッドエンドユニット（ＨＥＵ）と、１０個の台車制御ユニットとを備える重貨物列車整列装置を提供する。ＨＥＵは、台車制御ユニットのそれぞれと通信し、台車制御ユニットのそれぞれは、台車制御モジュールと、測位モジュールと、通信モジュールとを備える。各台車制御ユニットは、測位モジュールによってその緯度および経度データを取得する。１０台の台車制御ユニットのうち、１つの台車制御ユニットのみが第１の台車として使用される。第１の台車は、１０台の台車制御ユニットのいずれか１つとすることができる。第１の台車としての台車制御ユニットには、第１の台車識別端末がさらに設けられ、各台車制御ユニットの台車制御モジュールは、第１の台車識別端末を検出することによって第１の台車状態データを取得する。

ＨＥＵは、整列プロセッサと、整列プロセッサに接続された通信モジュールとを備える。通信モジュールは、第１１の通信モードである。整列プロセッサは、第１１の通信モジュールを介して、各台車制御ユニットの台車制御モジュールにそれぞれ１つのコマンドを送信する。コマンドを受信すると、台車制御モジュールは、測位モジュールによって取得された台車制御ユニットの緯度および経度データを読み出し、台車制御ユニットの読み出した緯度および経度データならびに台車制御ユニットの第１の台車状態データを、整列プロセッサおよび通信モジュールを介して送信する。

この実施形態における重貨物列車整列装置による列車の整列中において、整列プロセスは、実施形態１におけるものと同じである。

この実施形態の重貨物列車整列装置は、中型重貨物列車の整列に適用可能である。この実施形態における重貨物列車整列装置の搭載および適用中において、搭載方法は、実施形態１におけるものと同じである。

実施形態６：この実施形態は、実施形態５における重貨物列車整列装置によって実施される重貨物列車整列方法を提供する。図５を参照すると、重貨物列車整列方法は、以下のステップを備える。
（１）台車制御ユニットの総数をＭ、Ｍ＝１０とし、第１の台車としての台車制御ユニットの第１の台車状態がＴＲＵＥとして記録され、残りの台車制御ユニットの第１の台車状態がＮＵＬＬとして記録される。
（２）整列プロセッサは、第１１の通信モジュールを介して全ての台車制御ユニットに整列コマンドを送信し、整列プロセッサは、列車整列モードに切り替えられる。
（３）１０台の台車制御ユニットの列車制御モジュールは、整列コマンドに応答し、各台車制御ユニットの測位モジュールによって各台車制御ユニットの緯度および経度データが取得され、第１の台車識別端末を検出することによって各台車制御ユニットの第１の台車状態データが取得される。
（４）１０台の台車制御ユニットは、第１１の通信モジュールを介して整列プロセッサに緯度および経度データならびに第１の台車状態データを送信し、データの集合Ａ［Ｍ］を形成する。
（５）整列プロセッサは、第１の台車状態がＴＲＵＥである台車制御ユニットａ［ｉ］を検索するためにデータの集合Ａ［Ｍ］の走査を行い、第１の台車状態がＴＲＵＥである台車制御ユニットａ［ｉ］の位置がＬｏｃａｔｉｏｎ＝１として記録され、台車制御ユニットａ［ｉ］がデータの集合Ａ［Ｍ］から除去されてＦｉｒｓｔＵｎｉｔとして記憶され、台車制御ユニットａ［ｉ］がデータの集合Ａ［Ｍ］から削除され、データの集合Ａ［Ｍ］が並べ替えられ、ＢａｓｅＯｒｄｅｒとして示されるデータの集合Ａ［Ｍ−１］を取得する。
（６）開始点としてＦｉｒｓｔＵｎｉｔを使用することにより、ＦｉｒｓｔＵｎｉｔからＢａｓｅＯｒｄｅｒにおける各台車制御ユニットまでの距離が計算され、Ｄｉｓｔａｎｃｅｓｅｔとして示される集合を形成し、Ｄｉｓｔａｎｃｅｓｅｔの走査を行い、開始点から最小距離を有する台車制御ユニットａ［ｊ］をみつけ、この台車制御ユニットａ［ｊ］の位置がＬｏｃａｔｉｏｎ＝Ｌｏｃａｔｉｏｎ＋１として記録され、すなわち、台車制御ユニットａ［ｊ］の位置は２である。
（７）台車制御ユニットａ［ｊ］は、新たなＦｉｒｓｔＵｎｉｔとして使用され、台車制御ユニットａ［ｊ］は、ＢａｓｅＯｒｄｅｒから削除される。
（８）ステップ（６）および（７）の動作が繰り返され、ＢａｓｅＯｒｄｅｒが空になるまで残りのＭ−２台の台車制御ユニットの位置を連続的に判定し、それによって重貨物列車の整列が完了する。

具体的には、ステップ（８）において、残りの８台の台車制御ユニットが存在し、ステップ（６）および（７）の動作が繰り返され、位置３、４、５、６、７、８、９および１０における台車制御ユニットを連続的に判定する。

この実施形態における整列方法は、中型重貨物列車の整列に適用可能である。

実施形態７：この実施形態は、先頭機関車と、１０台の台車ユニットとを備える電子制御式空気圧ブレーキシステムを提供する。各台車ユニットは、６台の台車から構成されている。電子制御式空気圧ブレーキシステムは、実施形態５における重貨物列車整列装置をさらに備える。ＨＥＵは、先頭機関車に設けられ、１つの台車制御ユニットは、各台車ユニットに設けられている。

この実施形態においては、６０台の台車を有する列車の整列が実現される。
実施形態の拡張として、重貨物列車整列装置における台車制御ユニットの数および電子制御式空気圧ブレーキシステムにおける台車ユニットの数は、重貨物列車の台車の総数に応じて任意に設定されることができ、重貨物列車整列装置および整列方法は、異なる重貨物列車の整列を実現し、異なるサイズの重貨物列車に適用可能である。
上述した実施形態は、本特許出願を説明するために使用され、本特許出願を限定するものではない。本特許出願の精神内および添付の特許請求の範囲の保護範囲内で本特許出願に対してなされた変更例および代替例は、本特許出願の保護範囲に含まれるものとする。

Claims (9)

1. 列車を編成するように台車の並びを整えて連結するため、ヘッドエンドユニット（ＨＥＵ）と、前記台車の情報を取得して前記ＨＥＵと通信する複数の台車制御ユニットとを備える重貨物列車整列装置において、
   前記ＨＥＵが前記台車制御ユニットのそれぞれと通信し、
   各台車制御ユニットが、台車制御モジュールと、前記台車制御モジュールにそれぞれ接続されたＢｅｉｄｏｕ測位モジュールおよび通信モジュールとを備え、
   第１の台車識別端末が第１の台車として動作する前記台車制御ユニットにさらに設けられ、
   前記台車制御モジュールが、前記第１の台車識別端末を介して、前記台車が前記第１の台車か否かを示す第１の台車状態データを取得し、
   前記Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールが、前記対応する台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成され、
   台車制御モードが、前記通信モジュールを介して、前記ＨＥＵによって送信されたコマンドを受信し、前記Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールから読み出した前記台車制御ユニットの緯度および経度データと、前記台車制御ユニットの前記第１の台車状態データを前記ＨＥＵに前記通信モジュールを介して送信し、
   前記緯度および経度データと前記第１の台車状態データとを用いて、前記台車制御ユニット間の距離を計算する計算モジュールが前記ＨＥＵに設けられている、重貨物列車整列装置。
2. 前記ＨＥＵが、整列プロセッサと、前記整列プロセッサに接続された通信モジュールとを備え、前記整列プロセッサが、前記通信モジュールを介して、各台車制御ユニットの台車制御モジュールにそれぞれコマンドを送信し、前記コマンドを受信すると、前記台車制御モジュールが、前記Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールによって取得された前記台車制御ユニットの前記緯度および経度データを読み出し、前記台車制御ユニットの読み出した前記緯度および経度データならびに前記台車制御ユニットの前記第１の台車状態データを前記整列プロセッサに前記通信モジュールを介して送信する、請求項１に記載の重貨物列車整列装置。
3. 前記計算モジュールが、前記整列プロセッサ内に設けられ、前記整列プロセッサが各台車制御ユニットの前記緯度および経度データならびに前記第１の台車状態データを受信した後に前記各台車制御ユニット間の距離を計算するように構成されている、請求項２に記載の重貨物列車整列装置。
4. 前記整列プロセッサが、前記通信モジュールを介して各台車制御ユニットの前記台車制御モジュールに整列コマンドを送信する、請求項２に記載の重貨物列車整列装置。
5. 前記ＨＥＵの前記通信モジュールと各台車制御ユニットの前記通信モジュールとの間において無線通信または有線通信が使用され、前記台車制御ユニットの前記通信モジュール間において無線通信または有線通信が使用される、請求項２から４のいずれか一項に記載の重貨物列車整列装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の重貨物列車整列装置を使用する重貨物列車整列方法において、
   （１）台車制御ユニットの総数をＭ、前記第１の台車としての台車制御ユニットの第１の台車状態をＴＲＵＥ、残りの台車制御ユニットの第１の台車状態をＮＵＬＬとして記録するステップと、
   （２）ヘッドエンドユニット（ＨＥＵ）により、通信モジュールを介して全ての台車制御ユニットに整列コマンドを送信し、前記ＨＥＵを列車整列モードに切り替えるステップと、
   （３）各台車制御ユニットの台車制御モジュールについて、前記整列コマンドに応答し、Ｂｅｉｄｏｕ測位モジュールにより、前記台車制御ユニットの緯度および経度データを取得し、第１の台車識別端末を検出することにより、前記台車制御ユニットの第１の台車状態データを取得するステップと、
   （４）Ｍ個の台車制御ユニットにより、Ｍ個の台車制御ユニットの緯度および経度データならびに第１の台車状態データを、前記通信モジュールを介して前記ＨＥＵに送信し、データの集合Ａ［Ｍ］を形成するステップと、
   （５）前記ＨＥＵにより、前記第１の台車状態がＴＲＵＥである前記台車制御ユニットａ［ｉ］を検索するために前記データの集合Ａ［Ｍ］を走査し、前記第１の台車状態がＴＲＵＥである前記台車制御ユニットａ［ｉ］の位置をＬｏｃａｔｉｏｎ＝１として記録し、前記データの集合Ａ［Ｍ］から前記台車制御ユニットａ［ｉ］を取り出してＦｉｒｓｔＵｎｉｔとして記憶し、前記データの集合Ａ［Ｍ］から前記台車制御ユニットａ［ｉ］を削除し、ＢａｓｅＯｒｄｅｒとして示されるデータの集合Ａ［Ｍ−１］を取得するように並べ替えるステップと、
   （６）開始点として前記ＦｉｒｓｔＵｎｉｔを使用し、前記開始点から最小の距離を有する前記台車制御ユニットａ［ｊ］をみつけるために前記ＢａｓｅＯｒｄｅｒにおいて前記ＦｉｒｓｔＵｎｉｔから各台車制御ユニットａ［ｊ］までの距離を計算し、前記台車制御ユニットの位置をＬｏｃａｔｉｏｎ＝Ｌｏｃａｔｉｏｎ＋１として記録するステップと、
   （７）前記台車制御ユニットａ［ｊ］を新たなＦｉｒｓｔＵｎｉｔとして使用し、前記ＢａｓｅＯｒｄｅｒから前記台車制御ユニットａ［ｊ］を削除するステップと、
   （８）前記ステップ（６）および（７）の動作を繰り返し、前記ＢａｓｅＯｒｄｅｒが空になるまで残りのＭ−２個の台車制御ユニットの位置を連続的に判定し、それによって重貨物列車の整列を完了するステップと、を備える、重貨物列車整列方法。
7. 前記ＢａｓｅＯｒｄｅｒにおける前記ＦｉｒｓｔＵｎｉｔから各台車制御ユニットまでの取得した距離が距離の集合を形成し、前記開始点から最小の距離を有する前記台車制御ユニットが前記距離の集合から検索される、請求項６に記載の重貨物列車整列方法。
8. 先頭機関車と、複数の台車ユニットとを備える電子制御式空気圧ブレーキシステムにおいて、各台車ユニットが、少なくとも１つの台車から構成されており、前記電子制御式空気ブレーキシステムが、請求項１から５のいずれか一項に記載の重貨物列車整列装置をさらに備え、前記ＨＥＵが前記先頭機関車内に設けられ、前記台車制御ユニットが前記台車ユニット内に設けられている、電子制御式空気圧ブレーキシステム。
9. 各台車ユニットが、５台の台車から構成されている、請求項８に記載の電子制御式空気圧ブレーキシステム。

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