JPH04108479U - 列車位置検知装置 - Google Patents
列車位置検知装置Info
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- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】動輪の径の経年変化や動輪の空転,滑走による
誤差を補正して動輪に装着した速度発電機により正確に
自位置を知ることができるようにする。 【構成】車上子31が地上子Gと結合したとき発振する
常時発振停止形の発振器35を備えた地上子検出部3
0、および速度発電機TGの発生周波数をパルスに変換
する波形変換部41で構成した距離検出部40を有する
地点検知器20と、距離検出部40のパルスをカウント
し、動輪径との関係に基づき走行距離を積算する距離演
算部61、および地上子検出部30が地上子Gを検知し
たとき走行距離の始点を再セットする距離補正部62、
および動輪の空転,滑走を検出して走行距離を修正する
誤差修正部63より成る処理部60を備えてナビゲーシ
ョン部15に位置情報を出力する列車位置検知器50と
を備え、処理部60の距離補正部により距離の起点を合
わせ、誤差修正部で動輪の状態により誤差を修正する。
誤差を補正して動輪に装着した速度発電機により正確に
自位置を知ることができるようにする。 【構成】車上子31が地上子Gと結合したとき発振する
常時発振停止形の発振器35を備えた地上子検出部3
0、および速度発電機TGの発生周波数をパルスに変換
する波形変換部41で構成した距離検出部40を有する
地点検知器20と、距離検出部40のパルスをカウント
し、動輪径との関係に基づき走行距離を積算する距離演
算部61、および地上子検出部30が地上子Gを検知し
たとき走行距離の始点を再セットする距離補正部62、
および動輪の空転,滑走を検出して走行距離を修正する
誤差修正部63より成る処理部60を備えてナビゲーシ
ョン部15に位置情報を出力する列車位置検知器50と
を備え、処理部60の距離補正部により距離の起点を合
わせ、誤差修正部で動輪の状態により誤差を修正する。
Description
【0001】
本考案は、運行中の列車が自位置を検出するための列車位置検知装置に関する
。
【0002】
近来、列車の高速化にともない、当該列車の位置を正しく把握して運行するこ
とが必要になっている。従来より機関車の動輪に速度発電機を備え、動輪の回転
を列車の速度に換算して制御をすることが行なわれている。速度は速度発電機の
回転数に応じたものになり、同様にして走行距離を求めることも可能である。
【0003】
しかしながら、動輪に備えた速度発電機を利用して距離を求めようとすると、
現実には誤差が大きくなる。すなわち、動輪の径は長年の使用により次第に小さ
くなるものであり、これを正確に把握することは容易ではなく、相当の精度で動
輪の径を計測しても、長距離を走れば誤差が積算して無視できなくなる。また、
動輪は加減速時に空転したり滑走するので、実際の走行距離とは合わなくなる状
態が存在する。
【0004】
本考案は、このような従来の動輪に備えた速度発電機を利用して列車の自位置
を検出する場合に生ずる問題点を解決し、誤差を補正して正確に自位置を知るこ
とができる列車位置検知装置を提供することを目的としている。
【0005】
かかる目的を達成するための本考案の要旨とするところは、
1 運行中の列車が自位置を検出するための列車位置検知装置において、
地上子検出部および距離検出部を有する地点検知器と、該地点検知器が接続し
、ナビゲーション部に位置情報を出力する列車位置検知器とを備えて成り、
前記地点検知器の地上子検出部は、地上子を臨む車上子と、該車上子が接続し
、車上子が地上子と結合したとき共振周波数で発振する常時発振停止形の発振器
とを備え、
前記地点検知器の距離検出部は、機関車の動輪に装着した速度発電機の発生周
波数をパルスに変換する波形変換部を有し、
前記列車位置検知器は、前記距離検出部のパルスをカウントし、該パルスとあ
らかじめ定めた動輪径との関係に基づき走行距離を積算する距離演算部と、前記
地上子検出部が地上子を検知したとき、あらかじめわかっている地上子の位置に
基づき走行距離の始点を再セットする距離補正部と、動輪の空転,滑走を検出し
て走行距離を修正する誤差修正部とより成る処理部を備えて成ることを特徴とす
る列車位置検知装置。
2 誤差修正部は、減速域ファジー集合,低速度域ファジー集合,加速域ファジ
ー集合を記憶するファジー集合記憶部と、現在速度と加減速時の短時間経過後の
速度とを前記ファジー集合に当てはめて合成することにより空転,滑走を推論す
るファジー推論部を備えていることを特徴とする前記1項記載の列車位置検知装
置。
【0006】
3 誤差修正部に、ファジー推論が適合しにくい条件に対応する走行状態を表わ
したクリスプ集合を記憶するクリスプ集合記憶部を並設したことを特徴とする前
記1項記載の列車位置検知装置に存する。
【0007】
列車位置検知装置は、運行中の列車において刻々と当該列車の自位置を検出し
ている。地点検知器の地上子検出部では、車上子が地上子を臨み、列車とともに
移動する車上子と、地上に固設された地上子とが交錯するとき、両者は電磁的に
結合する。車上子と地上子とが結合すると常時発振停止形の発振器が動作し、共
振周波数で発振し、それにより列車では地上子を検知する。
【0008】
距離検出部では、波形変換部において機関車の動輪に装着した速度発電機の発
生周波数をパルスに変換している。列車位置検知器では、処理部において、距離
演算部が距離検出部のパルスをカウントし、パルスとあらかじめ定めた動輪径と
の関係に基づき走行距離を積算する。速度も求めることができる。
【0009】
地上子検出部が地上子を検知したとき、地上子の位置はあらかじめ正確にわか
っているので、距離補正部は、この地上子までの距離を走行距離の始点として距
離演算部での積算距離を再セットする。また、誤差修正部では、動輪の空転,滑
走を検出して走行距離を常に修正している。
【0010】
誤差修正部にはファジー理論が有効であり、ファジー推論部は、現在速度と加
減速時の短時間経過後の速度とをファジー集合記憶部に記憶したそのときの状態
に対応する減速域ファジー集合,低速度域ファジー集合,加速域ファジー集合に
当てはめ、各集合を合成することにより空転,滑走を推論して誤差修正情報を出
力する。
【0011】
さらに、誤差修正部では、空転,滑走が長びく等のファジー推論が適合しにく
い条件が発生した場合は、クリスプ集合記憶部の当該走行状態を表わしたクリス
プ集合をあてはめて誤差修正情報を出力する。
【0012】
以下、図面に基づき本考案の一実施例を説明する。各図は本考案の一実施例を
示している。
【0013】
図1に示すように、列車位置検知装置10は、運行中の列車が走行中に自位置
を検出するためのものであり、地点検知器20と、ナビゲーション部15に位置
情報を出力する列車位置検知器50とを備えて成る。地上には、所定の区間距離
に設定された地上子Gが設置されている。地点検知器20は、地上子検出部30
および距離検出部40を有している。そして、地点検知器20の地上子検出部3
0は、地上子Gを臨む車上子31と、車上子31が接続し、車上子31が地上子
Gと結合したとき共振周波数で発振する常時発振停止形の発振器35と、バンド
パスフィルタ36,37とより成る。
【0014】
地上子Gは例えばQが40以上に設定され、発振器35は、地上子Gと車上子
31とが電磁的に結合すると105乃至130KHzの共振周波数で発振を開始
するよう設定されている。
【0015】
地点検知器20の距離検出部40は、機関車の動輪に装着した速度発電機TG
の発生周波数をパルスに変換する波形変換部41を有している。地点検知器20
の地上子検出部30,距離検出部40はインタフェースI/Fを介して次の列車
位置検知器50に接続されている。
【0016】
列車位置検知器50は、地点検知器20のインタフェースI/Fが接続する入
出力部I/Oと、表示部51と、処理部60とより成る。処理部60の出力はナ
ビゲーション部70に接続している。
【0017】
処理部60は、距離検出部40のパルスをカウントし、パルスとあらかじめ定
めた動輪径との関係に基づき走行距離を積算する距離演算部61と、地上子検出
部30の車上子31が地上子Gと結合して検知したとき、あらかじめわかってい
る地上子Gの位置に基づき走行距離の始点を再セットする距離補正部62と、動
輪の空転,滑走を検出して走行距離を修正する誤差修正部63とを備えて成る。
【0018】
誤差修正部63は、図2に示すような減速域ファジー集合A1,低速度域ファ
ジー集合A2,加速域ファジー集合A3を記憶するファジー集合記憶部64と、
現在速度と加減速時の短時間経過後の速度とをファジー集合に当てはめて合成す
ることにより空転,滑走を推論するファジー推論部65とを備えている。
【0019】
さらに、誤差修正部63には、ファジー推論が適合しにくい条件に対応する走
行状態を表わしたクリスプ集合を記憶するクリスプ集合記憶部66が並設されて
いる。
【0020】
次に作用を説明する。
【0021】
列車位置検知装置10は、運行中の列車において刻々と当該列車の自位置を検
出しており、列車位置検知装置10による位置検知情報はナビゲーション部70
に出力されて運行情報として利用される。
【0022】
走行する列車では、動輪の回転に従って速度発電機TGが回転し、速度発電機
TGは運行速度に対応した周波数を出力している。また、車上子31は列車とと
もに移動しており、常時発振停止形の発振器35は車上子31が地上子Gと結合
したときは何時でも発振可能なよう待機している。
【0023】
すなわち、地点検知器20の地上子検出部30では、車上子31が地上子Gを
臨み、列車とともに移動する車上子31と、地上に固設された地上子Gとが交錯
するとき、両者は電磁的に結合し、車上子31と地上子Gとが結合すると常時発
振停止形の発振器35が動作し、共振周波数で発振する。
【0024】
発振器35の発振出力はバンドパスフィルタ36,37のいずれかを通り、イ
ンタフェースI/Fを介して列車位置検知器50に伝達される。それにより列車
の列車位置検知器50では地上子Gを検知することができる。
【0025】
同時に、地点検知器20の距離検出部40では、波形変換部41において機関
車の動輪の回転数に従った速度発電機TGの発生周波数をパルスに変換しており
、そのパルス出力もインタフェースI/Fを介して列車位置検知器50に伝達さ
れている。
【0026】
地点検知器20の地上子検出部30,距離検出部40の出力を受けた列車位置
検知器50では、処理部60において、距離演算部61は、距離検出部40のパ
ルスをカウントし、パルスにあらかじめ定めた動輪径に対応する係数を乗じて走
行距離を積算する。時間の要素を加えれば速度も求めることができる。
【0027】
この積算距離は列車の位置情報を示しているもので、ナビゲーション部70は
この位置情報を利用して列車を運行する。
【0028】
前記積算距離はいかに動輪径を精密に測定しても長距離を走るうちには誤差が
避けられないので、地上子Gを用いて距離補正部62により積算距離の始点の再
セットを行なう。
【0029】
すなわち、地上子検出部30が地上子Gを検知したとき、地上子Gの位置はあ
らかじめ正確にわかっているので、距離補正部62はこの地上子Gまでの距離を
走行距離の始点として距離演算部61での積算距離を再セットする。
【0030】
また、誤差修正部63では、動輪の空転,滑走を検出して走行距離を常に修正
している。誤差修正部63にはファジー理論が有効であり、ファジー推論部65
は、現在速度と加減速時の短時間経過後の速度とをファジー集合記憶部64に記
憶したそのときの状態に対応する減速域ファジー集合A1,低速度域ファジー集
合A2,加速域ファジー集合A3に当てはめ、各集合を合成することにより空転
,滑走を推論して誤差修正情報を出力する。
【0031】
以下、推論の進め方についてさらに詳しく説明する。
【0032】
動輪に空転あるいは滑走が発生したときは、発生動輪に対して緩和コントロー
ルが行なわれる。そのため、これらの環境条件を考慮したファジイルールとなる
よう、減速域ファジー集合A1,低速度域ファジー集合A2,加速域ファジー集
合A3を形成した。推論は前向き推論であり、推論表現はIF THEN型のプ
ロダクションルールで行なう。
【0033】
なお、前記各集合はある速度における一例を示すものであって、運行速度の全
ての範囲に対応して集合が形成されている。
【0034】
推論の考え方は次のとおりである。
【0035】
走行中の現在速度(60Km/h)から1秒後の加速(2Km/h/s)・減
速(4Km /h/s)を行なった場合の速度(加速時62Km/h、減速時56
Km/h)を予測する。次に、予測速度から図2のルール1〜3のファジー集合
を作成する。
【0036】
そして、1秒後の速度(61Km/h)を取得し、その速度をメンバーシップ
関数としてルール1〜3の減速域ファジー集合A1,低速度域ファジー集合A2
,加速域ファジー集合A3に当てはめる。
【0037】
次に、関数値の各ルールにおける適合度(縦軸の1〜0を求め、その各適合度
を重ね合わせて合成し推論結果を得る。推論結果の適合度が0なら検出速度は空
転または滑走状態と判断する。
【0038】
そして、ファジー推論部65は、空転・滑走発生前の速度から加速・減速の予
測速度を求め空転・滑走の回復を待つよう、修正情報を出力する。
【0039】
ところで、長時間の空転,滑走が発生したときや緩和コントロールの状態によ
っては、適切なファジー集合を形成できない場合がある。そのような場合、誤差
修正部63は、クリスプ集合記憶部66の当走行状態を表わしたクリスプ集合を
あてはめて誤差修正情報を出力する。
【0040】
また、空転・滑走が発生した場合、正確な走行キロが求められなくなるため、
空転・滑走発生都この前後の正常速度から走行距離を算出する。
【0041】
以上のルールにより、空転・滑走の検出および発生時の走行キロ算出を行ない
、走行誤差の最少架を図っている。上記ファジー推論とクリスプ集合の適用との
シミュレーション結果は図3に示すとおりである。
【0042】
なお、積算距離をブロック化することにより正確に距離を把握しながら他本線
への進入を自由に行なうことが可能となる。また、距離補正部による地上子毎の
始点セットをブロック化すれば精度はより高くなる。
【0043】
本考案に係る列車位置検知装置によれば、運行中の列車において常時自位置を
正確に検出することができるので、走行距離の測定誤差を最小限にして種々複雑
な営業キロ程に柔軟に対応することができる。
【図1】本考案の一実施例を示し、列車位置検知装置を
列車の機関車に備えたものの模式図である。
列車の機関車に備えたものの模式図である。
【図2】ファジー推論のための各種ファジー集合の線図
である。
である。
【図3】ファジー推論とクリスプ集合の適用とのシミュ
レーション結果を示す線図である。
レーション結果を示す線図である。
10…列車位置検知装置
15…ナビゲーション部
G…地上子
20…地点検知器
30…地上子検出部
31…車上子
35…発振器
40…距離検出部
41…波形変換部
50…列車位置検知器
51…表示部
60…処理部
61…距離演算部
62…距離補正部
63…誤差修正部
64…ファジー集合記憶部
65…ファジー推論部
66…クリスプ集合記憶部
70…ナビゲーション部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)考案者 市川 和男
東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団
法人 鉄道総合技術研究所内
(72)考案者 藤田 知之
神奈川県横浜市鶴見区平安町2丁目29番地
の1 株式会社京三製作所内
Claims (3)
- 【請求項1】 運行中の列車が自位置を検出するための
列車位置検知装置において、地上子検出部および距離検
出部を有する地点検知器と、該地点検知器が接続し、ナ
ビゲーション部に位置情報を出力する列車位置検知器と
を備えて成り、前記地点検知器の地上子検出部は、地上
子を臨む車上子と、該車上子が接続し、車上子が地上子
と結合したとき共振周波数で発振する常時発振停止形の
発振器とを備え、前記地点検知器の距離検出部は、機関
車の動輪に装着した速度発電機の発生周波数をパルスに
変換する波形変換部を有し、前記列車位置検知器は、前
記距離検出部のパルスをカウントし、該パルスとあらか
じめ定めた動輪径との関係に基づき走行距離を積算する
距離演算部と、前記地上子検出部が地上子を検知したと
き、あらかじめわかっている地上子の位置に基づき走行
距離の始点を再セットする距離補正部と、動輪の空転,
滑走を検出して走行距離を修正する誤差修正部とより成
る処理部を備えて成ることを特徴とする列車位置検知装
置。 - 【請求項2】 誤差修正部は、減速域ファジー集合,低
速度域ファジー集合,加速域ファジー集合を記憶するフ
ァジー集合記憶部と、現在速度と加減速時の短時間経過
後の速度とを前記ファジー集合に当てはめて合成するこ
とにより空転,滑走を推論するファジー推論部を備えて
いることを特徴とする請求項1記載の列車位置検知装
置。 - 【請求項3】 誤差修正部に、ファジー推論が適合しに
くい条件に対応する走行状態を表わしたクリスプ集合を
記憶するクリスプ集合記憶部を並設したことを特徴とす
る請求項1記載の列車位置検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1135291U JP2533736Y2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 列車位置検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1135291U JP2533736Y2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 列車位置検知装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04108479U true JPH04108479U (ja) | 1992-09-18 |
JP2533736Y2 JP2533736Y2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=31900726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1135291U Expired - Lifetime JP2533736Y2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 列車位置検知装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2533736Y2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015037329A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-23 | 日本信号株式会社 | 列車制御装置 |
-
1991
- 1991-03-05 JP JP1135291U patent/JP2533736Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015037329A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-23 | 日本信号株式会社 | 列車制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2533736Y2 (ja) | 1997-04-23 |
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