JPH04161815A - 列車移動距離計測装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、列車移動距離計測装置に関する。

〈従来の技術〉 従来の列車移動距離計測装置は、列車の車軸の回転を検
圧してパルスを発生する速度発電機を設け、該速度発電
機のパルスをコントロールユニットに入力させ、単位時
間当たりのパルス数をコントロールユニットによりカウ
ントして駆動輪（以下、動輪とする）の回転速度を算出
する。そして、この動輪回転速度と予め記憶させである
動輪直径とに基づいて列車の移動距離を計測するように
構成されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、レール面と動輪踏面との間の摩擦係数（粘着
係数）は、雨、霜、雪、氷、油脂或いは木の葉芽、砂等
が両者の間に介在することによって変動するため、動輪
の空転（スリップ）や滑走（スキッド）が発生する。

そして、カ行時（加速時）に空転が発生すると動輪か高
速回転し、その結果、速度発電機より得る速度は高速側
に急変する。また、制動時（減速時）に滑走が発生する
と動輪の回転速度が急速に減少し、速度発電機より得る
速度は低速側に急変する。一方、この時の実際の列車速
度は、その慣性質量か大きいため動輪に比べて速度の急
変はない。

このため、単に動輪の回転速度から列車速度を求め、得
られた列車速度から更に列車の移動距離を計測する従来
の計測装置では、動輪の空転期間や滑走期間において、
動輪の回転速度に基づいて算出される列車速度と実際の
列車速度とが異なり列車の移動距離の計測値に誤差を生
じるという問題があった。

本発明は上記の実情に龜みなされたもので、動輪に空転
や滑走が発生しても列車移動距離をほとんど誤差なく計
測できる列車移動距離計測装置を提供することを目的と
する。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、第１図（Ａ）に示すように、列車の
動輪の回転速度を計測する車輪回転速度計測手段と、該
車輪回転速度計測手段の計測値に基づいて列車速度を演
算する列車速度演算手段と、前記車輪回転速度計測手段
の計測値の変化率が予め定めた設定値を越えたとき動輪
とレールとの粘着状態が異常と判定する粘着異常判定手
段と、該粘着異常判定手段が異常判定した時に当該異常
判定直前の列車速度変化率を演算する列車速度変化率演
算手段と、該列車速度変化率演算手段の演算値に基づい
て前記異常判定後の列車速度の予測値を演算する予測速
度演算手段と、該予測速度演算手段による予測値と前記
列車速度演算手段による演算値との差が所定範囲内にな
ったときに動輪とレールとの粘着状態が正常に復帰した
と判定する粘着正常判定手段と、粘着異常判定から粘着
正常復帰までの期間の列車移動距離を前記予測速度演算
手段の予測値に基づいて演算する距離演算手段とを備え
て構成した。

また、第１図（Ｂ）に示すように、前記列車速度変化率
演算手段に代えて列車の加減速度を直接計測する加減速
度計測手段を設け、該加減速度計測手段の計測値に基づ
いて予測速度演算手段か粘着異常判定後の列車速度を予
測する構成とした。

〈作用〉 かかる構成において、列車が走行を開始すると車輪回転
速度計測手段は列車の動輪の回転速度を計測し、この計
測値に基づいて列車速度演算手段は列車速度を演算する
。粘着異常判定手段は、前記車輪回転速度計測手段の計
測値の変化率と予め定めた設定値とを比較し、計測値が
設定値を越えると動輪とレールとの粘着状態が異常と判
定する。

粘着異常判定手段が異常判定した時は、列車速度変化率
演算手段は異常判定直前の列車速度変化率を演算し、こ
の演算値に基づいて予測速度演算手段は異常判定後の列
車速度の予測値を演算する。

粘着正常判定手段は、この予測値と前記列車速度演算手
段による演算値とを比較しその差が所定範囲内になった
ときに動輪とレールとの粘着状態が正常に復帰したと判
定する。そして、距離演算手段は、粘着異常判定がなさ
れてから粘着正常復帰までの期間の列車移動距離を前記
予測速度演算手段の予測値に基づいて演算する。

このように、動輪に空転や滑走が発生した場合に、空転
や滑走期間中は、その直前の速度変化率で列車速度か変
化するものと見做して列車速度を予測し、その予測値に
基づいて前記期間中の列車移動距離を計測することで、
列車移動距離の計測誤差を少なくできる。

また、列車速度変化率演算手段に代えて列車の加減速度
を直接計測する加減速度計測手段を設ければ、粘着異常
判定直前の列車速度変化率を演算することなく常に列車
速度変化率を計測でき、予測速度の算出か容易にてきる
。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の第１実施例の構成図を示す。

図において、図示しないレール上を輪転する列車の駆動
輪としての車輪１，１は、モータにより駆動される。こ
の車輪１．　１と一体に回転する車軸２には、速度発電
機３が設けられている。該速度発電機３は、例えば車軸
２の１回転毎、即ち車輪１，１の１回転毎に１個のパル
スを発生する。

車輪径設定スイッチ４は、車輪１．ｌの直径の測定毎に
その測定値をセットするものて、車輪１゜ｌの摩耗によ
る車輪直径の変化に起因する移動距離計測値の誤差を補
正するためのものである。また、車輪径設定スイッチ４
は、車輪径か列車の走行によって少しずつ減少するもの
であるから、予め距離の既知の区間、例えば駅ａから駅
すまて走行した時の計測値と、既知の距離を比較しその
比率に従って車輪径を適宜自動的に設定するように構成
することも容易である。

コントロールユニット５は、マイクロコンピュータを内
蔵し、速度発電機３から入力するパルスの単位時間当た
りの数をカウントして車輪１．　１の回転速度を演算し
、この演算値と車輪径設定スイッチ４て設定されている
車輪径とに基づいて列車速度を演算し、演算した列車速
度に基づいて列車の移動距離を計測する。また、第３図
のフローチャートに示すように、車輪とレールの粘着異
常状態、即ち車輪の空転及び滑走状態を検出すると共に
、両者の粘着状態か正常に復帰したことを検出し、その
間の列車速度を、粘着異常判定直前の列車速度変化率に
基づいて予測し、その予測値に基づいて粘着異常期間の
列車移動距離の演算を行う。従って、本実施例において
、コントロールユニット５か、列車速度演算手段、粘着
異常判定手段９列車速度変化率演算手段、粘着正常判定
手段。

予測速度演算手段及び距離演算計測手段に相当し、これ
らの機能は、第３図のフローチャートに示すようにコン
トロールユニット５内にソフトウェア的に備えられてい
る。

次に第３図のフローチャートを参照しなから本実施例装
置の移動距離計測動作について説明する。

まず、ステップ１（図中８１とし、以下同様とする）で
は、速度発電機３からのパルスを読み込む。

ステップ２では、読み込んだパルスの単位時間当たりの
入力数に基づいて算出した車輪速度と車輪径設定スイッ
チ４から入力する現状の車輪径とに基づいて列車速度Ｖ
を算出する。

ステップ３では、車輪１，１とレールとの粘着異常判定
用のフラグＦか０か否かを判定する。ここで、フラグＦ
は初期設定でＦ＝０に設定されており、Ｆ＝Ｏのとき粘
着正常と判断しステップ４に進む。

ステップ４では、ステップ２で得られる列車速度Ｖの前
回値と今回値とに基づいて算出される列車速度の変化率
αと予め設定される上限値α１及び下限値α２とを比較
し、α〉α１又はαくα２のときは、車輪１，１とレー
ルとの粘着か異常、即ち、それぞれ空転（第４図の入点
で示す）又は滑走（第４図の０点で示す）と判断してス
テップ５に進む。また、α１≦α≦α２のときは後述す
るステップｌＯに進み、ステップ２で演算された列車速
度に基づいて列車移動距離の計測を行う。ここで、前記
α３．α２は、列車の性能で決定されるこの列車の最大
加速度と最大減速度であり、列車はこの値を越えて速度
変化することはない。従って、前記α〉α、のときは車
輪１，１か空転と判断でき、αくα２のときは車輪１．
　１か滑走と判断てきる。

ステップ５ては、フラグＦを１にセットする。

ステップ６ては、粘着異常判定直前の列車速度変化率α
。を算出する。例えば、粘着異常判定された時点におけ
る前回値と前々回値の列車速度に基づいて粘着異常判定
直前の列車速度変化率とする。

ステップ７では、ステップ６て算出した変化率α。で列
車速度か変化するものとして、粘着異常判定後の列車の
予測速度Ｖ０の算出を行う。

ステップ８では、速度発電機３に基づいて算出される列
車速度Ｖとステップ７て算出される予測速度Ｖ。の差が
、予め設定した所定範囲上ｎｋｍ／ｈ以内か否かを判定
し、Ｎｏであれば再び速度発電機３からの出力に基づい
て列車速度Ｖを演算して比較を行う。そして、前記所定
範囲内になるまでこれを繰り返し、判定がＹＥＳになる
と車輪１゜ｌとレールとの粘着が正常に復帰、即ち、空
転又は滑走が解除された（第４図のＢ点とＤ点で示す）
と判断してステップ９に進む。

ステップ９では、フラグＦ＝Ｏにセットする。

ステップ１０では、ステップ７で演算された予測速度ｖ
０に基づいて、粘着異常と判定されてから粘着正常と判
定されるまでの粘着異常期間、言い換えれば空転又は滑
走期間（第４図のＸ又はＹで示す期間）における列車移
動距離を計測する。

このように、車輪の空転又は滑走時に、その直前の列車
の速度変化率で列車が走行すると仮定して実際の列車速
度を予測し、この予測値で空転又は滑走期間の移動距離
を計測するので、従来のような空転及び滑走による移動
距離の計測誤差を低減することができる。また、地上に
設備した装置を利用することなく、列車に搭載した車上
装置だけで列車の移動距離を精度良く計測できるという
利点かある。

次に第５図〜第７図に本発明の第２実施例を示し説明す
る。

この実施例は、列車に加速度計６を設けて、直接列車の
加減速度を計測する構成としたものである。

本実施例装置の動作を第６図のフローチャートに従って
説明する。

ステップ２１では、速度発電機３及び加速度計６からの
出力を入力する。

ステップ２２〜ステツプ２５までは、第１実施例のもの
と同様に、列車速度Ｖの算出、フラグＦの判定及び粘着
異常判定を順次行ない、粘着異常時にはフラグＦ＝１に
セットする。

次に、粘着異常判定されフラグＦ＝１にセットされた場
合、ステップ２６において、加速度計６で検出される加
速度又は減速度（第７図参照）に基づいて予測速度Ｖ０
を算出する。そして、ステップ２７で予測速度ｖ０と速
度発電機３からの出力に基づく列車速度Ｖとの差が所定
範囲内になるまでこの予測速度Ｖ０の算出を行ない所定
範囲内になると、第１の実施例と同様にステップ２８て
フラグＦをＯにセットする。

次にステップ２９で、粘着異常状態の期間では前記予測
速度■、。に基づいて列車の移動距離計測を行う。

かかる構成によれば、第１実施例と同様に粘着異常時の
移動距離計測誤差を低減できる効果に加えて、粘着異常
時における列車の速度変化か加速度計６から直接検出で
きるため、粘着異常直前の速度変化率の演算を行う必要
がないという利点がある。また、加速度計を用いること
により、加速度計より求める速度と、速度発電機より求
める速度を、空転、滑走の有無に拘らず、常時比較照合
する計測方法か可能となるか、その方法は、前述したも
のと略同様であるので説明は省略する。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、車輪速度から得ら
れる列車速度と実際の列車速度とにずれが発生する駆動
輪の空転成いは滑走等の粘着異常時には、異常発生直前
の列車の速度変化から実際の列車速度を予測し、この予
測速度を用いて異常期間の列車移動距離を計測する構成
としたので、列車移動距離の計測精度を向上できる。ま
た、地上に設備した地上装置を用いることなく列車に搭
載した車上装置だけで列車の移動距離計測を行うことか
できる利点がある。

また、列車の速度変化率を直接計測する手段を設ければ
、異常発生直前の列車速度変化率の値を、演算する必要
がなく演算処理装置の負担を軽減できるという利点かあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の詳細な説明するブロッ
ク図、第２図は本発明の第１実施例を示す簡略構成図、
第３図は同上第１実施例の移動距離計測動作のフローチ
ャート、第４図は同上第１実施例の動作を説明するため
の図、第５図は本発明の第２実施例を示す簡略構成図、
第６図は同上第２実施例の移動距離計測動作のフローチ
ャート、第７図は同上第２実施例の動作を説明するため
の図である。 １・・・車輪　　２・・・車軸　　３・・・速度発電機
４・・・車輪径設定スイッチ　　５・・・コントロール
ユニット　　６・・・加速度計 特許出願人　京王帝都電鉄株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）列車の駆動輪の回転速度を計測する車輪回転速度
   計測手段と、該車輪回転速度計測手段の計測値に基づい
   て列車速度を演算する列車速度演算手段と、前記車輪回
   転速度計測手段の計測値の変化率が予め定めた設定値を
   越えたとき駆動輪とレールとの粘着状態が異常と判定す
   る粘着異常判定手段と、該粘着異常判定手段が異常判定
   した時に当該異常判定直前の列車速度変化率を演算する
   列車速度変化率演算手段と、該列車速度変化率演算手段
   の演算値に基づいて前記異常判定後の列車速度の予測値
   を演算する予測速度演算手段と、該予測速度演算手段に
   よる予測値と前記列車速度演算手段による演算値との差
   が所定範囲内になったときに駆動輪とレールとの粘着状
   態が正常に復帰したと判定する粘着正常判定手段と、粘
   着異常判定から粘着正常復帰までの期間の列車移動距離
   を前記予測速度演算手段の予測値に基づいて演算する距
   離演算手段とを備えたことを特徴とする列車移動距離計
   測装置。
2. （２）前記列車速度変化率演算手段に代えて列車の加減
   速度を直接計測する加減速度計測手段を設け、該加減速
   度計測手段の計測値に基づいて予測速度演算手段が粘着
   異常判定後の列車速度を予測する構成である請求項１記
   載の列車移動距離計測装置。