JP7478603B2 - Train control device - Google Patents

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Description

本発明は、線路を走行する列車の制御装置に関し、特に位置その他の情報の提供に関する。 The present invention relates to a control device for trains traveling on railroad tracks, and in particular to providing position and other information.

従来より一般的に、走行している列車の位置情報を得るために、列車の車軸に設けた速度発電機から出力する交流信号により車輪の回転数を積算して、列車の走行距離を算出している。このように車輪の回転数を利用して列車の走行位置を検出する方法では、走行中における車輪の空転や滑走が生じると、列車の走行距離を正確に算出できなくなるので、位置情報の精度が低下してしまう。 Conventionally, to obtain position information for a moving train, the number of wheel revolutions is integrated using an AC signal output from a tachograph attached to the train's axles, and the distance traveled by the train is calculated. With this method of detecting the train's running position using the number of wheel revolutions, if the wheels spin or slide while the train is moving, the distance traveled by the train cannot be calculated accurately, and the accuracy of the position information decreases.

これに対し、例えば特許文献1に開示されるように、地上側に設置された地上子やIDタグ、トランスポンダ等を列車が通過するたびに、列車の走行位置を補正することが行われている。但し、そのように走行位置を補正する場合、精度を高めようとすればするほど、設置する地上子等の数が多くなって、多額の費用がかかってしまう。また、補正の頻度があまり高くなると、その処理の演算負荷も問題になる。 In response to this, as disclosed in Patent Document 1, for example, the running position of a train is corrected each time the train passes a ground coil, ID tag, transponder, etc. installed on the ground. However, when correcting the running position in this way, the more precision is sought, the more ground coils, etc. that need to be installed, resulting in large costs. In addition, if corrections are made too frequently, the computational load of the process becomes an issue.

すなわち、前記の地上子やIDタグ、トランスポンダ等は、その位置情報を含めた種々の情報を提供するために、有線または無線の通信装置を備えることから、比較的高価なものになる。位置情報を得るだけであれば、線路に沿って埋設した磁気マーカを磁気センサによって検出することが考えられ、例えば特許文献2には、磁気マーカを用いて自動車の走行を支援するシステムが開示されている。 That is, the above-mentioned ground coils, ID tags, transponders, etc., are equipped with wired or wireless communication devices to provide various information, including their location information, and are therefore relatively expensive. If only location information is to be obtained, it is conceivable to detect magnetic markers buried along the tracks using a magnetic sensor; for example, Patent Document 2 discloses a system that uses magnetic markers to support the driving of automobiles.

特許文献2に開示されるシステムでは、自動車の走行する方向に沿って道路に多数の磁気マーカを埋設し、これらを誘導マーカとして用いるだけでなく、特定の区間(道路走行支援情報提供区間)においては磁気マーカの極性(N/S)を所定のパターンで変化させることにより、自動車に運転支援のための情報を提供するようになっている。例えば8個の磁気マーカを用いれば、8ビットの情報を提供できる。 In the system disclosed in Patent Document 2, numerous magnetic markers are embedded in the road along the direction in which the vehicle is traveling, and these are not only used as guidance markers, but also in specific sections (sections where road driving support information is provided) the polarity (N/S) of the magnetic markers is changed in a predetermined pattern to provide driving support information to the vehicle. For example, if eight magnetic markers are used, eight bits of information can be provided.

特開昭60-157957号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-157957 特開2003-109182号公報JP 2003-109182 A

しかしながら、前記特許文献2のシステムにおいては、自動車の走行する方向に沿って磁気マーカを並べている。これは通常、自動車の進路が左右に(道路の幅方向に)変化することを考慮したものであるが、例えば磁気マーカの間隔を2mとすれば、8個のマーカ(8ビットの情報)を検出するために14mも進まなくてはならず、自動車の移動距離に対して得られる情報量が少ないと言える。 However, in the system of Patent Document 2, the magnetic markers are aligned along the direction in which the vehicle is traveling. This is done to take into account that the vehicle's path usually changes from side to side (in the width direction of the road). However, if the magnetic markers are spaced 2 m apart, for example, the vehicle must travel 14 m to detect 8 markers (8 bits of information), which means that the amount of information obtained is small relative to the distance traveled by the vehicle.

これに対して列車の場合は、一対のレール(軌道)上を車輪が転動することから、走行方向に対して左右に進路が変化することはない。そこで、複数の磁気マーカを線路の幅方向に、即ちレールの間を延びるように並べるとともに、列車にもその車幅方向に並べて磁気センサを配設し、これにより複数の磁気マーカの極性(N/S)のパターンを読み取ることが考えられる。 In contrast, in the case of a train, the wheels roll on a pair of rails (tracks), so the train's course does not change left or right relative to the direction of travel. Therefore, it is conceivable to line up multiple magnetic markers across the width of the track, i.e., extending between the rails, and also to arrange magnetic sensors on the train across its width, thereby reading the polarity (N/S) pattern of the multiple magnetic markers.

但し、そのように線路の幅方向に並んだ磁気マーカを一度に検出するようにした場合、検出ミスによって失われる情報量も多くなってしまう。すなわち、走行する列車に搭載した磁気センサで線路の磁気マーカを検出するためには、マーカの埋設されている箇所に到達するタイミングで磁気センサの出力の変化を読み取らなくてはならないが、列車の走行速度によってはタイミングが合わず、検出ミスが発生する。こうなると、一度に8ビット分の情報が失われることから、訂正が難しくなる。 However, if magnetic markers aligned across the width of the track are detected all at once, a large amount of information will be lost due to detection errors. In other words, in order for a magnetic sensor mounted on a moving train to detect magnetic markers on the track, the change in the magnetic sensor's output must be read when the train reaches the point where the marker is buried, but depending on the train's speed, the timing may not be right and a detection error will occur. When this happens, eight bits of information are lost at once, making correction difficult.

本発明は以上の課題を考慮したものであり、その目的は、線路に埋設した複数の磁気マーカのパターンから情報を読み取る場合に、移動距離あたりの情報提供量を多くしながら、検出ミスを抑制することである。 The present invention takes the above problems into consideration, and its purpose is to reduce detection errors while increasing the amount of information provided per travel distance when reading information from the patterns of multiple magnetic markers embedded in railway tracks.

(1)本発明に係る1つの態様は、列車の走行する線路に磁気マーカの埋設された情報提供区間が設定され、列車に搭載した磁気センサによって前記磁気マーカを検出し、所定の情報を読み取るようにした列車の制御装置であって、列車には、車幅方向に並んで複数の前記磁気センサが設けられ、前記情報提供区間には、一対のレールの間に複数の前記磁気マーカが線路の幅方向に並んで埋設され、前記情報提供区間の手前に、手前側磁気マーカが埋設され、前記手前側磁気マーカを検出した後、列車の走行速度に応じて前記磁気センサを作動させる構成としたものである。
(2)上記(1)の態様において、前記情報提供区間には、線路の幅方向に並ぶ複数の前記磁気マーカによって形成されるマーカ列が、列車の進行方向に所定の間隔を空けて2列以上、設けられ、前記マーカ列同士の間隔に応じて予め設定された基準速度と、列車の走行速度との偏差を求める車速偏差算出部を備えていてもよい。
(3)上記(2)の態様において、前記車速偏差算出部で算出された基準速度との偏差を小さくするように、列車の走行速度を補正する車速補正部を備えていてもよい。
(4)上記(1)の態様において、前記手前側磁気マーカを検出した時の列車の走行速度に基づいて、前記マーカ列同士の間隔から前記磁気センサを作動させる間隔を変化させるようにしてもよい。
(5)上記(1)~(4)のいずれかの態様において、前記絵前側磁気マーカは、列車の走行方向に互いに間隔を空けて埋設された第1、第2の2つの手前側磁気マーカからなり、これら第1、第2の手前側磁気マーカをそれぞれ検出した前記磁気センサの出力から、列車の走行速度を算出する車速算出部を備えていてもよい。
(1) One aspect of the present invention is a train control device in which an information provision section in which magnetic markers are buried is set on the track along which a train runs, and the magnetic markers are detected by a magnetic sensor mounted on the train to read specified information, wherein the train is provided with a plurality of the magnetic sensors lined up in the width direction of the car, and in the information provision section, a plurality of the magnetic markers are buried in a line between a pair of rails in the width direction of the track, and a front-side magnetic marker is buried just before the information provision section, and after detecting the front-side magnetic marker, the magnetic sensor is activated in accordance with the traveling speed of the train.
(2) In the above aspect (1), the information provision section may have two or more rows of markers formed by a plurality of the magnetic markers lined up in the width direction of the track, spaced a predetermined distance apart in the direction of train travel, and may be equipped with a vehicle speed deviation calculation unit that calculates the deviation between a reference speed that is preset in accordance with the spacing between the marker rows and the running speed of the train.
(3) In the above aspect (2), a vehicle speed correction unit may be provided that corrects the running speed of the train so as to reduce the deviation from the reference speed calculated by the vehicle speed deviation calculation unit.
(4) In the above aspect (1), the interval at which the magnetic sensor is activated may be changed based on the distance between the marker rows, based on the train's running speed when the front magnetic marker is detected.
(5) In any of the above aspects (1) to (4), the front magnetic marker may consist of a first and a second front magnetic marker buried at a distance from each other in the direction of train travel, and a vehicle speed calculation unit may be provided which calculates the running speed of the train from the output of the magnetic sensor which detects each of the first and second front magnetic markers.

本発明の列車の制御装置によれば、線路に埋設した複数の磁気マーカのパターンから情報を読み取る場合に、移動距離あたりの情報提供量を多くしながら、検出ミスを抑制することができる。 The train control device of the present invention can reduce detection errors while increasing the amount of information provided per travel distance when reading information from the patterns of multiple magnetic markers embedded in the tracks.

本発明に係る実施形態の列車の制御装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a train control device according to an embodiment of the present invention; 情報提供区間における磁気マーカの配置について説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the arrangement of magnetic markers in an information provision section. 磁気マーカの検出ミスについて説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a detection error of a magnetic marker. 車上装置の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of an on-board device. 列車の制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of processing of a control device of a train.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本明細書の実施形態においては、全体を通じて、同一の部材には同一の符号を付している。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the embodiments of this specification, identical components are designated by the same reference numerals throughout.

図1はこの発明の列車の制御装置の概略構成を模式的に示しており、本実施形態では、例えば路面電車である列車1に、その走行制御等を行う車上装置2が搭載され、無線通信などによって地上装置3と情報交換するようになっている。地上装置3は、車上装置2から送信される列車1の位置の情報やその進路の情報(図外の連動装置から得られる)を基に、列車1の走行制御情報や信号機Sおよび転轍機Tの作動制御情報等を生成する。 Figure 1 shows a schematic diagram of the train control device of the present invention. In this embodiment, a train 1, for example a tram, is equipped with on-board equipment 2 that performs running control, etc., and exchanges information with ground equipment 3 via wireless communication, etc. The ground equipment 3 generates running control information for the train 1 and operation control information for signals S and points T, etc., based on information on the position of the train 1 and information on its course (obtained from an interlocking device not shown) transmitted from the on-board equipment 2.

車上装置2は、いわゆるコンピュータ装置からなり、所定のプログラムを実行して各種の処理を行う処理演算ユニット(CPU)、この処理演算ユニットにおいて使用されるプログラムやデータを記憶するROMやRAM等のメモリを備えている。車上装置2は、列車1に搭載されたGPS受信機4や磁気センサ5からの信号によって列車1の位置情報や走行制御のための所定の情報を取得するための処理を行う。なお、GPS受信機4は、人口衛星との通信によって位置を検出する周知のものであり、その説明は省略する。 The on-board equipment 2 is a so-called computer device, and is equipped with a processing arithmetic unit (CPU) that executes specified programs to perform various processes, and memories such as ROM and RAM that store the programs and data used in this processing arithmetic unit. The on-board equipment 2 performs processing to obtain position information of the train 1 and specified information for driving control using signals from a GPS receiver 4 and a magnetic sensor 5 mounted on the train 1. The GPS receiver 4 is a well-known device that detects the position by communicating with an artificial satellite, and a description of it will be omitted.

磁気センサ5は、磁気マーカ6との相互作用によってその位置および極性(N/S)を検出する。一例として磁気センサ5は公知のマグネトインピーダンス(MI:Magneto Impedance)センサで、列車1の床などに配設されており、外部磁界に応じてインピーダンスが変化する感磁体を含むマグネトインピーダンス素子を利用して、磁気を検出する。本実施形態では、図2に模式的に示すように、列車1の車幅方向に並んで複数の磁気センサ5が設けられ、横長のセンサユニットを構成している。 The magnetic sensor 5 detects its position and polarity (N/S) through interaction with the magnetic marker 6. As an example, the magnetic sensor 5 is a known magneto impedance (MI) sensor that is arranged on the floor of the train 1, etc., and detects magnetism using a magneto impedance element including a magnetic sensitive body whose impedance changes in response to an external magnetic field. In this embodiment, as shown diagrammatically in FIG. 2, multiple magnetic sensors 5 are arranged side by side in the width direction of the train 1, forming a horizontally long sensor unit.

一方、磁気マーカ6は一例として柱状の磁石であり、酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させた等方性フェライトラバーマグネットが用いられる。この磁気マーカ6は、例えば路面に穿設された穴に収容された状態で敷設されており、N極を上にする場合とS極を上にする場合と、の2つの形態で埋設されている。なお、磁気マーカ6の外周面に、樹脂モールドによる保護層を設けてもよいし、ガラス繊維により強化した樹脂モールドを形成してもよい。 On the other hand, the magnetic marker 6 is, for example, a columnar magnet, and an isotropic ferrite rubber magnet is used, in which iron oxide magnetic powder is dispersed in a polymeric material base material. This magnetic marker 6 is laid down, for example, housed in a hole drilled in the road surface, and is buried in two configurations, one with the north pole facing up and one with the south pole facing up. A protective layer made of a resin mold may be provided on the outer surface of the magnetic marker 6, or a resin mold reinforced with glass fiber may be formed.

図1、図2にそれぞれ示すように、線路の所定箇所(図示の例では転轍機Tの手前)には情報提供区間Pが設定されている。ここでは、一対のレールRの間に複数(図の例では5個)の磁気マーカ6が線路の幅方向に並んで埋設されて、マーカ列を形成しており、図示の例では列車1の進行方向に所定の間隔d1を空けて、4列のマーカ列60A~60Dが設けられている。それぞれのマーカ列60A,60B,…は、磁気マーカ6の極性(N/S)のパターンによって、種々の情報を車上装置2に提供することができる。 As shown in Figures 1 and 2, an information provision section P is set at a predetermined location on the track (in front of switch T in the illustrated example). Here, multiple magnetic markers 6 (five in the illustrated example) are embedded in a row across the width of the track between a pair of rails R to form a marker row, and in the illustrated example, four marker rows 60A to 60D are provided at a predetermined interval d1 in the direction of travel of the train 1. Each marker row 60A, 60B, ... can provide various information to the on-board device 2 depending on the polarity (N/S) pattern of the magnetic marker 6.

すなわち、一対のレールR上を車輪が転動する列車の場合、走行方向に対して左右に進路が変化することはないので、複数の磁気マーカ6を線路の幅方向に、即ちレールRの間を延びるように並べるとともに、これに対応して同数の磁気センサ5を、列車1の車幅方向に並べて配設し、これにより磁気マーカ6の極性(N/S)のパターンを読み取ることで、種々の情報を取得することができる。 In other words, in the case of a train whose wheels roll on a pair of rails R, the course does not change left or right relative to the running direction, so multiple magnetic markers 6 are lined up in the width direction of the track, i.e., extending between the rails R, and an equal number of magnetic sensors 5 are correspondingly lined up in the width direction of the train 1, so that various information can be obtained by reading the polarity (N/S) pattern of the magnetic markers 6.

例えば図2に示すように、N/Sを黒丸/白丸で表現すると、列車1の進行方向に順番に第1マーカ列60Aは、[01000]、第2マーカ列60Bは、[00100]、第3マーカ列60Cは、[00010]、第4マーカ列60Dは、[01010]となり、各列5ビット×4=128通りの情報を提供できる。この情報は、例えば情報提供区間Pの位置の情報やこれに予めヒモづけられた列車1の運行情報などである。 For example, as shown in Figure 2, if N/S are represented by black circles/white circles, the first marker sequence 60A in the direction of travel of train 1 will be [01000], the second marker sequence 60B will be [00100], the third marker sequence 60C will be [00010], and the fourth marker sequence 60D will be [01010], and each sequence can provide 5 bits x 4 = 128 different pieces of information. This information can be, for example, information on the position of the information provision section P and operation information of train 1 that is pre-linked to this.

より具体的には図1に表れているように、情報提供区間Pは転轍機Tの手前に、ここを通過した列車1が到達する前に転轍機Tの作動を完了できるような距離だけ離れて、設定されている。この情報提供区間Pで磁気センサ5の出力から位置情報を検出した車上装置2は、この位置情報を地上装置3に送信し、必要に応じて転轍機Tの切り換え作動が行われる。また、情報提供区間Pでは磁気センサ5の出力によって、分岐後に左側(図の上側)に転向する進路の曲率などの情報や制限速度などの走行情報を提供することもできる。 More specifically, as shown in Figure 1, the information provision section P is set just before the switch T, at a distance that allows the switch T to complete operation before the train 1 that has passed through it arrives. The on-board device 2 detects position information from the output of the magnetic sensor 5 in this information provision section P, and transmits this position information to the ground device 3, which switches the switch T as necessary. In the information provision section P, the output of the magnetic sensor 5 can also be used to provide information such as the curvature of the course when turning left (upper side of the figure) after a branch, and traveling information such as speed limits.

ところで、上述したように線路の幅方向に複数の磁気マーカ6を並べ、これに対応して幅方向に並ぶ磁気センサ5によって一度に検出するようにすると、提供できる情報量が多くなる反面、検出に失敗した場合に失われる情報量も多くなってしまう。すなわち、まず、列車1に搭載した磁気センサ5で線路の磁気マーカ6を検出するためには、磁気マーカ6の埋設されている場所に到達して、磁気センサ5が反応するタイミングでセンサ出力の変化を読み取ることが求められる。 However, as described above, if multiple magnetic markers 6 are lined up across the width of the track and detected all at once by corresponding magnetic sensors 5 lined up across the track, a larger amount of information can be provided, but a larger amount of information is lost in the event of detection failure. In other words, in order to detect the magnetic markers 6 on the track with the magnetic sensors 5 mounted on the train 1, it is first necessary to reach the location where the magnetic markers 6 are buried and read the change in the sensor output at the time when the magnetic sensors 5 react.

本実施形態の場合、上述したように4列のマーカ列60A~60Dがあるので、図3(a)に模式的に示すように、第1、第2、…の順にそれぞれのマーカ列60A,60B,…に到達するタイミングで磁気センサ5を作動(出力の読み取り)させることになる。磁気センサ5の作動は車上装置2によって制御され、そのタイミングは調整可能であるが、前記のようにマーカ列60A,60B,…の到達に応じて繰り返し作動させる場合は、信号処理などの観点から好ましい作動間隔がある。 In the case of this embodiment, since there are four marker rows 60A to 60D as described above, the magnetic sensor 5 is activated (output reading) when it reaches each of the marker rows 60A, 60B, etc. in the order of the first, second, etc., as shown diagrammatically in FIG. 3(a). The activation of the magnetic sensor 5 is controlled by the on-board device 2, and the timing is adjustable, but when repeatedly activating in response to the arrival of the marker rows 60A, 60B, etc. as described above, there is a preferred activation interval from the viewpoint of signal processing, etc.

ここで、4列のマーカ列60A~60Dの間隔d1は一定なので、列車1の走行速度によってマーカ列60A,60B,…に到達するタイミングが変化し、好ましい作動間隔からずれることがある。例えば列車1の走行速度が高過ぎると、マーカ列60A,60B,…に到達するタイミングが徐々に早くなってゆくことから、図3(b)に示すように、出力信号の波形が時間軸(図の横軸)において徐々に縮んでゆく。 Here, the spacing d1 between the four marker rows 60A-60D is constant, so the timing at which the marker rows 60A, 60B, ... are reached varies depending on the running speed of the train 1, and may deviate from the desired activation spacing. For example, if the running speed of the train 1 is too high, the timing at which the marker rows 60A, 60B, ... are reached gradually becomes earlier, and as shown in FIG. 3(b), the waveform of the output signal gradually shrinks on the time axis (horizontal axis of the figure).

このため、図の上から2番目の磁気マーカ6について見ると、図3(b)に表れているようにマーカ列60A,60B,…に到達するタイミングでの出力信号が徐々に小さくなってゆき、第2マーカ列60Bでは問題ないが、第3マーカ列60Cでは出力の明らかな低下が見られ、第4マーカ列60Dでは出力が顕著に低下してしまう。このように磁気センサ5の出力が低下すると、これを読み取り損なうことがある(検出ミス)。 For this reason, when looking at the second magnetic marker 6 from the top of the figure, as shown in FIG. 3(b), the output signal gradually becomes smaller when it reaches the marker rows 60A, 60B, ... and while there is no problem with the second marker row 60B, there is a clear drop in output with the third marker row 60C and a noticeable drop in output with the fourth marker row 60D. When the output of the magnetic sensor 5 drops in this way, it may fail to be read (detection error).

この点に着目して本実施形態では、列車1が情報提供区間Pに進入する手前でその走行速度を調整し、4列のマーカ列60A~60Dのそれぞれで磁気マーカ6を好適に検出できるようにしている。そのために、まず、情報提供区間Pの手前には予め設定した間隔d2を空けて、長尺かつ幅広の磁気マーカ7(手前側磁気マーカであり、以下、長尺磁気マーカと呼ぶ)を埋設している。本実施形態では、列車1の進行方向に離間して第1および第2の2つの長尺磁気マーカ7A,7Bが埋設されており、両者の間隔d3は、列車1の走行速度を算出するのに適したものとして、実験等により決定されている。 In light of this, in this embodiment, the running speed of the train 1 is adjusted before it enters the information provision section P so that the magnetic markers 6 can be suitably detected in each of the four marker rows 60A to 60D. To achieve this, a long and wide magnetic marker 7 (the near side magnetic marker, hereafter referred to as the long magnetic marker) is first buried in front of the information provision section P with a preset interval d2 between them. In this embodiment, first and second long magnetic markers 7A, 7B are buried at a distance in the direction of travel of the train 1, and the interval d3 between them has been determined through experiments, etc. as being suitable for calculating the running speed of the train 1.

また、車上装置2には、図4の機能ブロック図に示すように、列車1の走行中に第1、第2長尺磁気マーカ7A,7Bをそれぞれ検出した磁気センサ5の出力から、列車1の走行速度を算出する車速算出部21と、列車1の走行速度と基準速度との偏差ΔVを求める車速偏差算出部22と、この偏差ΔVに応じて列車1の走行速度を制御する走行制御部23と、を備えている。なお、前記の基準速度は、列車1が情報提供区間Pを通過する時に、予め設定された列車1の走行速度であり、4列のマーカ列60A~60D同士の間隔d1と、予め設定された走行速度(基準速度)から前記の好ましい磁気センサ5の作動間隔が決定される。 As shown in the functional block diagram of FIG. 4, the on-board device 2 is equipped with a vehicle speed calculation unit 21 that calculates the running speed of the train 1 from the output of the magnetic sensor 5 that detects the first and second long magnetic markers 7A, 7B while the train 1 is running, a vehicle speed deviation calculation unit 22 that determines the deviation ΔV between the running speed of the train 1 and a reference speed, and a running control unit 23 that controls the running speed of the train 1 according to this deviation ΔV. Note that the reference speed is the running speed of the train 1 that is set in advance when the train 1 passes through the information provision section P, and the preferred operating interval of the magnetic sensor 5 is determined from the interval d1 between the four marker rows 60A-60D and the preset running speed (reference speed).

前記の走行制御部23は本来、列車1の運行情報等に応じて走行速度を制御するものであるが、本実施形態では、前記基準速度との偏差ΔVを小さくするように、列車1の走行速度を補正する速度補正部としても機能する。また、図4に表れているように車上装置2は、GPS受信機4からの信号に基づいて列車1の位置を検出するGPS位置検出部24と、速度発電機11からの速度信号を積算して列車1の位置を算出する走行位置算出部25と、も備えている。 The running control unit 23 originally controls the running speed of the train 1 according to operation information, etc., but in this embodiment, it also functions as a speed correction unit that corrects the running speed of the train 1 so as to reduce the deviation ΔV from the reference speed. In addition, as shown in FIG. 4, the on-board device 2 also includes a GPS position detection unit 24 that detects the position of the train 1 based on a signal from the GPS receiver 4, and a running position calculation unit 25 that calculates the position of the train 1 by integrating the speed signal from the speed generator 11.

上述した車上装置2により制御される磁気センサ5は、線路を走行する列車1が情報提供区間Pに進入する手前で第1、第2の長尺磁気マーカ7A,7Bを検出し、これに応じて車速算出部21により列車1の走行速度が算出される。そして、走行制御部23によって走行速度が基準速度になるように補正されることで、情報提供区間Pに設けられた4列のマーカ列60A~60Dのそれぞれを、磁気センサ5によって適切なタイミングで読み取れるようになる。 The magnetic sensor 5 controlled by the on-board device 2 described above detects the first and second long magnetic markers 7A, 7B before the train 1 traveling on the tracks enters the information provision section P, and the train speed calculation unit 21 calculates the running speed of the train 1 accordingly. The running speed is then corrected by the running control unit 23 to match the reference speed, so that the magnetic sensor 5 can read each of the four marker rows 60A to 60D provided in the information provision section P at the appropriate timing.

以下、本実施形態の列車の制御装置において、情報提供区間Pの磁気マーカ6から列車1の位置情報など種々の情報を取得する車上装置2の処理について、図5のフローチャートを参照して具体的に説明する。なお、この処理は、予め設定した時間(例えば100ミリ秒)毎に繰り返し実行される。 The process of the on-board device 2 that acquires various information, such as the position information of the train 1, from the magnetic markers 6 in the information provision section P in the train control device of this embodiment will be specifically described below with reference to the flowchart in Figure 5. Note that this process is repeatedly executed at preset time intervals (e.g., 100 milliseconds).

まず、列車1の走行とともにルーチンが開始され、ステップS1ではGPS受信機4からの信号が入力されて、列車1の位置の情報(GPS位置情報)が取得される。続いて、そうして取得された列車1の位置が情報提供区間Pの手前の所定区間内かどうか判定され(ステップS2)、区間内でなければ(NO)フローを終了する一方、区間内であれば(YES)ステップS3に進む。 First, the routine starts as train 1 moves, and in step S1, a signal is input from GPS receiver 4 to acquire information on the position of train 1 (GPS position information). Next, it is determined whether the position of train 1 thus acquired is within a specified section before information provision section P (step S2). If it is not within the section (NO), the flow ends, whereas if it is within the section (YES), the flow proceeds to step S3.

ステップS3では、磁気センサ5からの信号によって第1長尺磁気マーカ7Aが検出されたか否か判定し、検出されなければ(NO)フローを終了する一方、検出されれば(YES)ステップS4に進んで、今度は第2長尺磁気マーカ7Bが検出されたか否か判定する。そして、検出されなければ(NO)所定時間、待機し、検出されれば(YES)ステップS5に進んで、待機した時間から列車1の走行速度を算出する。2つの長尺磁気マーカ7A,7Bの間隔d3は既知なので、その間の時間から走行速度を算出できる。 In step S3, it is determined whether the first long magnetic marker 7A has been detected by the signal from the magnetic sensor 5. If not (NO), the flow ends. If detected (YES), the flow proceeds to step S4, where it is determined whether the second long magnetic marker 7B has been detected. If not (NO), the flow waits for a predetermined time. If detected (YES), the flow proceeds to step S5, where the running speed of the train 1 is calculated from the waiting time. Since the distance d3 between the two long magnetic markers 7A and 7B is known, the running speed can be calculated from the time between them.

そして、ステップS6において、前記算出した列車1の走行速度と基準速度との偏差ΔVを算出し、この車速偏差ΔVに応じて列車1の原動機(電動モータなど)の出力を調節することにより、走行速度を補正する(ステップS7)。すなわち、基準速度よりも高ければ、原動機の出力を低下させることにより、走行速度を低下させ、基準速度よりも低ければ、原動機の出力を増大させることにより、走行速度を高くする。これにより、列車1の走行速度が基準速度に近づいてゆく。 Then, in step S6, the deviation ΔV between the calculated running speed of train 1 and the reference speed is calculated, and the running speed is corrected by adjusting the output of the prime mover (such as an electric motor) of train 1 according to this vehicle speed deviation ΔV (step S7). That is, if the running speed is higher than the reference speed, the output of the prime mover is reduced to reduce the running speed, and if the running speed is lower than the reference speed, the output of the prime mover is increased to increase the running speed. This brings the running speed of train 1 closer to the reference speed.

こうして速度の補正を開始した後のステップS8では、前記ステップS5にて算出した列車1の走行速度に基づいて、情報提供区間Pに進入するタイミングに合わせて磁気センサ5を作動させる(センサ出力を読み込む)。第2長尺磁気マーカ7Bは、情報提供区間Pの手前に予め設定した間隔d2を空けて埋設されているので、この間隔d2と列車1の走行速度によって、第1列のマーカ列60Aに到達するタイミングで磁気センサ5を作動させることができる。 In step S8 after starting the speed correction in this manner, the magnetic sensor 5 is activated (the sensor output is read) in accordance with the timing of entering the information provision section P based on the running speed of the train 1 calculated in step S5. The second long magnetic marker 7B is buried at a preset distance d2 just before the information provision section P, so that this distance d2 and the running speed of the train 1 can be used to activate the magnetic sensor 5 in time to arrive at the first marker row 60A.

さらにステップS8では、磁気センサ5を一定の作動間隔で繰り返し作動させ、第1マーカ列60Aに続いて第2、第3および第4のマーカ列60A~60Dを検出して、処理を終了する。前記したように、事前に列車1の走行速度を基準速度に補正しているので、情報提供区間Pに設けられた4列のマーカ列60A~60Dのそれぞれが、磁気センサ5によって適切なタイミングで読み取られるようになる。 Furthermore, in step S8, the magnetic sensor 5 is repeatedly operated at a constant operation interval to detect the first marker row 60A followed by the second, third and fourth marker rows 60A-60D, and the process ends. As described above, the running speed of the train 1 is corrected to the reference speed in advance, so that each of the four marker rows 60A-60D provided in the information provision section P is read by the magnetic sensor 5 at the appropriate timing.

以上、説明したように本実施形態の列車の制御装置によれば、まず、線路上の情報提供区間Pにおいて、線路の幅方向に複数の磁気マーカ6が並んだマーカ列60A~60Dから一度に多くの情報を取得することができる。また、その情報提供区間Pの手前に設けた長尺磁気マーカ7A,7Bを検出することで、情報提供区間Pまでの間隔と列車1の走行速度とに応じて好適なタイミングで磁気センサ5を作動させることができる。つまり、列車1の移動距離あたりの情報提供量を多くしながら、検出ミスを抑制できる。 As described above, according to the train control device of this embodiment, first, in the information provision section P on the track, a large amount of information can be acquired at once from the marker row 60A-60D, in which multiple magnetic markers 6 are lined up in the width direction of the track. In addition, by detecting the long magnetic markers 7A, 7B installed just before the information provision section P, the magnetic sensor 5 can be activated at an appropriate timing depending on the distance to the information provision section P and the running speed of the train 1. In other words, it is possible to reduce detection errors while increasing the amount of information provided per distance traveled by the train 1.

さらに、列車1が情報提供区間Pに進入する手前でその走行速度を算出し、基準速度との偏差に応じて補正することによって、列車1の磁気センサ5が情報提供区間Pを通過する際の走行速度を概ね基準速度に維持することができる。これにより、情報提供区間Pに設けられた4列のマーカ列60A~60Dのそれぞれの磁気マーカ6を、いずれも適切なタイミングで検出することができ、検出ミスをより確実に防止できる。 Furthermore, by calculating the running speed of the train 1 before it enters the information provision section P and correcting it according to the deviation from the reference speed, the running speed of the train 1 when the magnetic sensor 5 passes through the information provision section P can be maintained at approximately the reference speed. This allows each of the magnetic markers 6 in the four marker rows 60A to 60D provided in the information provision section P to be detected at the appropriate time, more reliably preventing detection errors.

加えて、前記の実施形態では、第1、第2長尺磁気マーカ7A,7Bをそれぞれ検出する時間の間隔から、列車1の走行速度を算出するようにしているので、走行速度を精度よく算出できる。しかも、それら第1、第2長尺磁気マーカ7A,7Bを長尺かつ幅広のものとした上で、さらにGPSの位置検出も利用するようにしているので、第1、第2長尺磁気マーカ7A,7Bの検出ミスも防ぐことができる。 In addition, in the above embodiment, the running speed of the train 1 is calculated from the time interval at which the first and second long magnetic markers 7A, 7B are detected, respectively, so that the running speed can be calculated with high accuracy. Moreover, the first and second long magnetic markers 7A, 7B are long and wide, and GPS position detection is also used, so that detection errors of the first and second long magnetic markers 7A, 7B can also be prevented.

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims.

例えば、上述の実施形態では情報提供区間Pの手前に第1、第2の2つの長尺磁気マーカ7A,7Bを配置しているが、これには限定されず、第2長尺磁気マーカ7Bだけにしてもよい。この場合、列車1の走行速度は、例えば速度発電機11からの信号によって求めることができる。また、第1、第2の2つの長尺磁気マーカ7A,7Bは、必ずしも長尺でなくてもよいが、長尺かつ幅広としたことで、検出ミスを防ぎやすい。 For example, in the above embodiment, the first and second long magnetic markers 7A and 7B are placed just before the information provision section P, but this is not limited to this and only the second long magnetic marker 7B may be placed. In this case, the running speed of the train 1 can be obtained, for example, by a signal from a speed generator 11. Also, the first and second long magnetic markers 7A and 7B do not necessarily have to be long, but making them long and wide makes it easier to prevent detection errors.

また、上述の実施形態では、車上装置2の車速偏差算出部22で算出された車速偏差ΔVを小さくするように、走行制御部23によって列車1の原動機の出力を補正するようにしているが、これにも限定されず、車速偏差算出部22で算出された車速偏差ΔVを列車1の運転者に表示する表示装置を備え、この表示を見た運転者に走行速度の調節を促すようにしてもよい。 In the above embodiment, the driving control unit 23 corrects the output of the prime mover of the train 1 so as to reduce the vehicle speed deviation ΔV calculated by the vehicle speed deviation calculation unit 22 of the on-board device 2, but this is not limited to the above. A display device may be provided that displays the vehicle speed deviation ΔV calculated by the vehicle speed deviation calculation unit 22 to the driver of the train 1, and the driver who sees this display may be prompted to adjust the driving speed.

その他、車速偏差算出部22で算出された車速偏差ΔVを使わずに、車速算出部21により算出された列車1の走行速度に基づいて、磁気センサ5を繰り返し作動させる速さを変化させる。すなわち4列のマーカ列60A~60D同士の間隔d1と、列車1の走行速度から磁気センサ5の作動間隔を決定してもよい。 In addition, the speed at which the magnetic sensor 5 is repeatedly activated may be changed based on the running speed of the train 1 calculated by the vehicle speed calculation unit 21, without using the vehicle speed deviation ΔV calculated by the vehicle speed deviation calculation unit 22. In other words, the activation interval of the magnetic sensor 5 may be determined from the distance d1 between the four marker rows 60A-60D and the running speed of the train 1.

さらに、上述の実施形態では情報提供区間Pにおいて、線路の幅方向に並ぶ5個の磁気マーカ6によって4列のマーカ列60A~60Dを形成しているが、幅方向に並ぶ磁気マーカ6の個数は2~5個であってもよいし、6個以上であってもよい。また、マーカ列の数についても1~3列、或いは5列以上であってもよい。なお、1列の場合は、列車1の走行速度と基準速度との偏差ΔVを求める必要はなく、この車速偏差ΔVに応じて走行速度を補正する必要もない。 In addition, in the above embodiment, in the information provision section P, four marker rows 60A-60D are formed by five magnetic markers 6 lined up in the width direction of the track, but the number of magnetic markers 6 lined up in the width direction may be two to five, or six or more. The number of marker rows may also be one to three, or five or more. In the case of one row, it is not necessary to calculate the deviation ΔV between the running speed of the train 1 and the reference speed, and it is not necessary to correct the running speed in accordance with this vehicle speed deviation ΔV.

また、上述の実施形態では、GPS受信機4からの信号により、列車1の位置の情報を取得して情報提供区間Pの手前の所定区間内かどうか判定しているが、これには限定されず、情報提供区間Pの手前であること伝達すればよく、例えば長尺磁気マーカ7を追加して第3長尺磁気マーカ7Cおよび第4長尺磁気マーカ7Dとして、第1長尺磁気マーカ7Aの手前(列車1側)に間隔をあけて設置して、[11111]を2回連続して検知することにより列車1が情報提供区間Pの手前であることを判定するなど、予め決められた組み合わせを検知することで、情報提供区間Pの手前を判定してもよい。 In the above embodiment, the position information of the train 1 is obtained from a signal from the GPS receiver 4 to determine whether it is within a specified section just before the information provision section P, but this is not limited to this, and it is sufficient to communicate that it is just before the information provision section P. For example, a long magnetic marker 7 may be added as a third long magnetic marker 7C and a fourth long magnetic marker 7D, which are placed at an interval just before the first long magnetic marker 7A (on the train 1 side), and the train 1 may be determined to be just before the information provision section P by detecting [11111] twice in succession, thereby determining that the train 1 is just before the information provision section P.

1;列車
2;車上装置
5;磁気センサ
6;磁気マーカ
60;マーカ列
7:長尺磁気マーカ
21;車速算出部
22;車速偏差算出部
23;走行制御部(車速補正部)
P;情報提供区間
R;レール
1; train 2; on-board device 5; magnetic sensor 6; magnetic marker 60; marker row 7: long magnetic marker 21; vehicle speed calculation unit 22; vehicle speed deviation calculation unit 23; running control unit (vehicle speed correction unit)
P: Information section R: Rail

Claims (5)

列車の走行する線路に磁気マーカの埋設された情報提供区間が設定され、列車に搭載した磁気センサによって前記磁気マーカを検出し、所定の情報を読み取るようにした列車の制御装置であって、
列車には、車幅方向に並んで複数の前記磁気センサが設けられ、
前記情報提供区間には、一対のレールの間に複数の前記磁気マーカが線路の幅方向に並んで埋設され、
前記情報提供区間の手前に、前記情報提供区間から所定の第1間隔を空けて手前側磁気マーカが埋設され、
前記手前側磁気マーカは、列車の走行方向に互いに間隔を空けて埋設され、車幅方向に長尺の第1、第2の2つの手前側磁気マーカからなり、
前記第1、第2の手前側磁気マーカをそれぞれ検出した前記磁気センサの出力から、列車の走行速度を算出する車速算出部を備え、
前記手前側磁気マーカを検出した後、前記車速算出部が算出した列車の走行速度と予め設定された基準速度と前記第1間隔とに基づいて、前記情報提供区間に進入するタイミングに合わせて前記磁気センサを作動させるように構成されている、
ことを特徴とする列車の制御装置。
A train control device in which an information provision section in which a magnetic marker is embedded is set on a track on which a train runs, the magnetic marker is detected by a magnetic sensor mounted on the train, and predetermined information is read,
A plurality of the magnetic sensors are provided on the train in a line along the width direction of the train,
In the information provision section, a plurality of the magnetic markers are embedded between a pair of rails in a line width direction of the track,
a front-side magnetic marker is embedded in front of the information provision section at a predetermined first interval from the information provision section ;
The front magnetic markers are embedded at intervals in the running direction of the train and comprise first and second front magnetic markers that are elongated in the width direction of the train,
a train speed calculation unit that calculates a running speed of a train from outputs of the magnetic sensors that detect the first and second front magnetic markers,
and after detecting the near side magnetic marker, the magnetic sensor is activated in accordance with the timing of entering the information provision section based on the train running speed calculated by the train speed calculation unit, a preset reference speed, and the first interval.
A train control device comprising:
前記情報提供区間には、線路の幅方向に並ぶ複数の前記磁気マーカによって形成されるマーカ列が、列車の進行方向に所定の第2間隔を空けて2列以上、設けられ、
前記マーカ列同士の前記第2間隔に応じて予め設定された前記基準速度と、前記車速算出部が算出した列車の走行速度との偏差を求める車速偏差算出部を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の列車の制御装置。
In the information provision section, two or more rows of markers formed by a plurality of the magnetic markers arranged in a width direction of the track are provided at a predetermined second interval in the traveling direction of the train,
a vehicle speed deviation calculation unit that calculates a deviation between the reference speed that is preset in accordance with the second interval between the marker rows and the running speed of the train calculated by the vehicle speed calculation unit,
2. A train control device according to claim 1.
前記車速偏差算出部で算出された前記基準速度との偏差を小さくするように、列車の走行速度を補正する車速補正部を備え、
前記情報提供区間における前記磁気センサを作動させる間隔は、前記基準速度と前記第2間隔とに基づいて予め設定されている
ことを特徴とする請求項2に記載の列車の制御装置。
a vehicle speed correction unit that corrects the running speed of the train so as to reduce a deviation from the reference speed calculated by the vehicle speed deviation calculation unit ;
The interval at which the magnetic sensor is operated in the information provision section is preset based on the reference speed and the second interval.
3. A train control device according to claim 2.
前記情報提供区間は、前記情報提供区間を通過した列車が転轍機に到達する前に前記転轍機の作動を完了できるような距離だけ、前記転轍機から手前に離れて設定されている、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の列車の制御装置。
the information provision section is set in front of the switch by a distance such that a train that has passed through the information provision section can complete the operation of the switch before reaching the switch;
4. The train control device according to claim 1, wherein the control device is a control device for a train.
前記情報提供区間は、前記磁気センサの出力によって、分岐後に転向する進路の曲率の情報及び制限速度の少なくとも一方を含む走行情報を提供する、
ことを特徴とする請求項4に記載の列車の制御装置。

The information provision section provides travel information including at least one of information on the curvature of a route to be turned after a branch and a speed limit based on an output of the magnetic sensor.
5. A train control device according to claim 4 .

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003052105A (en) 2001-08-07 2003-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd System and apparatus for supporting operation of movable body
JP2007278023A (en) 2006-04-11 2007-10-25 Sekisui Chem Co Ltd Synthetic sleeper and train-service management system using it
JP2017199247A (en) 2016-04-28 2017-11-02 愛知製鋼株式会社 Driving assist system
JP2018036797A (en) 2016-08-30 2018-03-08 愛知製鋼株式会社 System for vehicle and course estimation method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003052105A (en) 2001-08-07 2003-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd System and apparatus for supporting operation of movable body
JP2007278023A (en) 2006-04-11 2007-10-25 Sekisui Chem Co Ltd Synthetic sleeper and train-service management system using it
JP2017199247A (en) 2016-04-28 2017-11-02 愛知製鋼株式会社 Driving assist system
JP2018036797A (en) 2016-08-30 2018-03-08 愛知製鋼株式会社 System for vehicle and course estimation method

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