JPH03173303A - 列車自動運転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、列車の運転を自動制御化するための列車自動
運転装置に関する。

（従来の技術） 近年、列車の運転（操作）を自動化することが盛んに行
われている。

このように列車の運転を自動化する一つの方法として、
例えばＰＩＤ制御やファジィ制御を用いた列車自動運転
装置が知られている。特にファジィ制御を用いた列車自
動運転装置は、熟練運転士が操作する場合と同様に、列
車の乗り心地を犠牲にすることなく、高精度な自動運転
１，１ノ御を実現できるものとして注目されている。

ファジィ制御を用いた列車自動運転装置には、列車の現
在位置における現在速度と目標速度との偏差、及び該（
転）差の変化率をファジィ推論の人力とし、列車走行運
転の加減速用ノツチを出力として得られるものがある。

この方式によれば、あらゆる走行条件に柔軟に対応する
高精度な自動運転制御が可能になると考えられる。

ファジィ推論の人力として速度偏差及び該（−差の変化
率を用いる場合、ファジィルールは、「速度偏差がなく
、偏差の変化率がゼロ」の場合のルールを中心として、
「速度偏差が正にやや大きく、偏差の変化率が負にやや
小さい」等のルールが囲むような形となる。理想的な走
行条件の場合には、「速度偏差がなく、偏差の変化率も
ゼロ」のルールが主に参照される。

ところが、例えば自動停止動作中、降雨等の影響により
ブレーキ性能が持続的に低下した場合、予め晴天の理想
的な走行条件を基準にして作成されたファジィルールで
は結果としてブレーキ力が不足する減速用ノツチが得ら
れてしまう。このため速度偏差は大きくなり、「速度偏
差が大きい」ルールが参照されるようになる。ここで強
い減速用ノツチが出力され、速度偏差はゼロに向う。速
度偏差がゼロになれば再びブレーキ力の不足する減速用
ノツチが選択されるため、結局、速度偏差は振動するこ
とになり、良好な自動運転動作ができなくなるおそれが
ある。

（発明が解決しようとする課題） このように従来からの列車自動運転装置では、走行条件
が持続的に変化した場合に高精度な列車の自動運転制御
を行うことが困難となる問題があった。

本発明は、上記した課題を解決するためのもので、走行
条件が持続的に変化した場合においてし、列車の乗り心
地を犠牲にすることなく、列車の高精度な自動運転制御
を実現することができる列車自動運転装置の提供を目的
としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記従来の目的を達成する本発明の列中自動運転装置は
、列車の加減速用ノツチを、基僧加減速川ノツチ及びノ
ツチ補正段数の加算値として決定すると共に、前記基僧
加減速川ノツチを前記列車の走行状態に基づいて増減す
る手段を備えたことを特徴とする。

（作　用） 本発明の列車自動運転装置では、列車の加減速用ノツチ
を、基準加減速用ノツチ及びノツチ補正段数の加算値と
して決定すると共に、前記基準加減速用ノツチを前記列
車の走行状態に基づいて増減するので、走行条件が持続
的に変化した場合においても、列車の乗り心地を犠牲に
することなく、列車の高精度な自動運転制御を実現する
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例による列車自動定位置停止制
御装置の構成を示すブロック図である。

同図において、１は制御対象となっている現在走行中の
列車、２は走行中の列車１より与えられた現在位置情報
ｓｐｌ及び現在速度情報８ｐ２を基に列車走行速度の目
標パターンｓｐ３を生成する目標パターン生成部、３は
列車１の現在速度情報ｓｐ２と目標パターン生成部２に
おいて生成された［１標パターンｓｐ３とを基にファジ
ィ推論を行い、その出力値として列車１の減速用ノツチ
ｓｐ４を決定するコントローラ部である。

第２図はコントローラ部３の内部構成を詳細に示すブロ
ック図である。

同図において、４は現在速度情報ｓｐ　’）と０漂パタ
ーンｓｐ３との差である速度ｆｌｊ　差ｅ　ｒ　ｒ及び
速度偏差の時間変化ｄｅｒｒを基にファジィ推論を行い
、その結果としてノツチ補ｉ１Ｅ段数ｓｐ５を出力する
ファジィ推論部であり、５は速度偏差ｅｒｒと速度偏差
の時間変化ｄｅｒｒとを基に話弗ノツチを生成しｓｐ６
として出力するｕＱノツチ生成部、６はファジィ推論部
４より出力される基準ノツチからのノツチ補正段数ｓｐ
５と基準ノツチ生成部５から出ノＪされる基準ノツチｓ
ｐ６とを加算することにより、列車１に与える減速用ノ
ツチを生成しｓｐ７として出力する加算器である。

次に、上述したファジィ推論部４におけるファジィ推論
で使用されるファジィルールの例を示す。

１ｆ（ｅｒｒ−ＰＩ　＋ｔｎｄ　ｄｃｒｒ−ＰＩＥ）　
ｔｈｅｎ　（ｄｎｏｔｃｈ−Ｎ１３）ｅｒｒ　　：現在
速度と［Ｉ漂速度との偏差ｄｅｒｒ　　：上記（Ｑ　７
：、の変化率ｄｎｏＬｅｈ：ノッチ補正段数（ｓｐ５）
ＰＢ、Ｎ１３　：メンバーシップ関数 （ＰＩ３は［正で大きいＪ、ＮＢは［負で大きいことを
表わす） 次に、上述した基準ノツチ生成部５における基桑ノツチ
ｓｐ６の生成方法について説明する。

基準ノツチ生成部５には、初期設定時に基準ノツチｓｐ
６の初期値としである値が設定される。

自動運転動作開始後、基準ノツチ生成部５には速度１Ｉ
Ｉｌｉ差ｅｒｒ及び速度偏差の時間変化ｄｅｒｒか人力
され、一定の制御周期分を記憶する。ここで記憶してい
る速度−差ｅｒｒ及び速度偏差の時間変化ｄｅｒｒにつ
いて、それぞれ平均値Ａｅｒｒ。

Ａｄｅｒｒをｅｒ算する。このＡｅｒｒ及びＡｄｅｒｒ
の値によって、例えば第３図に示すように基準ノツチｓ
ｐ６を調整する。

次に以上のように構成された実施例の装置における列車
定位置停止動作について第４図のフローチャートを参照
しながら説明する。

まず、制御対象である列車１の停止目標位置の条件等や
、基準ノツチの初期値を予め設定しておく　（ステップ
２１）。この後、走行中の列車１から目標パターン生成
部２に現在位置情報ａｐｌ、現在速度情報ｓｐ２が与え
られることにより、目標パターン生成部２はこれらの人
力情報を基に列車走行速度の目標パターンを生成しくス
テップ２２）、続いて現在の時刻より目標速度を計算す
る（ステップ２３）。

次に目標パターン生成部２からコントローラ部３に、目
標速度ｓｐ３が送られると同時に現在速度情報８１）２
が入力される（ステップ２４）。コントローラ部３はこ
れらの入力情報に基づいて、ファジィ推論部４において
ノツチ補正段数ｓｐ５を、また基準ノツチ生成部５にお
いて基準ノツチｓｐ６を決定する（ステップ２５）。そ
して、加算器６においてノツチ補正段数ｓｐ５及びＪｕ
ｌノツチｓｐ６を加算することにより、減速用ノツチｓ
ｐ７を求め、列車１に対しそのデータ出力を行う（ステ
ップ２６）。

以降、この実施例の装置は上述した動作を繰返し実行し
、列車１が所定の停止位置に到着したことを確認して（
ステップ２７）、処理を終了する。

かくして実施例によれば、列１Ｔｉｌに与える減速用ノ
ツチｓｐ７を決定する際、ノツチ補正段数Ｓｐ５をファ
ジィ推論により求め、該ノツチ補正段数を基準ノツチと
加算すると共に、基準ノツチをファジィ推論への入力の
一定の時間平均値に基づいて変更するようにしたため、
例えば列車１の先頭車両がどのような形状であろうとも
、また停止１］襟位置にどのような条件が設定されてい
ても、さらに列車１の走行中にブレーキ性能等の走行条
件が変化しても、列車１の乗り心地を犠牲にすることな
く、列車１を高い精度で口約の位置に停止させることが
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の列車自動運転装置によれば
、走行条件が持続的に変化した場合においても、列ｉ１
ｊの乗り心地を犠牲にすることなく、列車の高精度な自
動運転制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる列車自動定位置停止
装置の構成を示すブロック図、第２図は上記実施例にお
けるコントローラ部の詳細な構成を示すブロック図、第
３図は基準ノツチ生成部における基準ノツチの生成例を
示す図、第４図は第１図に示す装置の列車定位置停止動
作の流れを示すフローチャートである。 １・・・列車、２・・・目標パターン生成部、３・・・
コントローラ部、４・・・ファジィ推論部、５・・・基
準ノツチ生成部、６・・・加算器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）列車の加減速用ノッチを、基準加減速用ノッチ及
   びノッチ補正段数の加算値として決定すると共に、前記
   基準加減速用ノッチを前記列車の走行状態に基づいて調
   整する手段を備えたことを特徴とする列車自動運転装置
   。
2. （２）前記ノッチ補正段数を、前記列車の現在位置にお
   ける現在速度と目標速度との偏差及び該偏差の変化率に
   基づいて、ファジィ推論により決定することを特徴とす
   る請求項第１項に記載の列車自動運転装置。
3. （３）前記列車の走行状態を、前記列車の現在位置にお
   ける現在速度と目標速度との偏差の時間履歴及び該偏差
   の変化率の時間履歴により求めるようにしたことを特徴
   とする請求項第１項及び第２項に記載の列車自動運転装
   置。