JPH05300608A - 自動列車運転装置 - Google Patents
自動列車運転装置Info
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- JPH05300608A JPH05300608A JP10130792A JP10130792A JPH05300608A JP H05300608 A JPH05300608 A JP H05300608A JP 10130792 A JP10130792 A JP 10130792A JP 10130792 A JP10130792 A JP 10130792A JP H05300608 A JPH05300608 A JP H05300608A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 列車の速度と加減速度に応じて適切なノッチ
を指令する場合、必要以上のノッチ操作を指令しないよ
うにし、乗り心地を向上させる。 【構成】 自動列車運転装置1のマイクロコンピュータ
回路10の速度・加減速度演算手段13で速度発電機5
からのパルスに基づいて列車の速度と加減速度を演算す
る。この速度と加減速度に従って指令ノッチ決定手段1
4で適切なノッチを決定する。また、演算手段13で演
算した速度と加減速度に従ってノッチ保持時間決定手段
15ではノッチ保持時間をファジイ推論で決定する。ノ
ッチ操作後にノッチ保持時間だけそのノッチを保持し、
必要以上のノッチ操作を省く。
を指令する場合、必要以上のノッチ操作を指令しないよ
うにし、乗り心地を向上させる。 【構成】 自動列車運転装置1のマイクロコンピュータ
回路10の速度・加減速度演算手段13で速度発電機5
からのパルスに基づいて列車の速度と加減速度を演算す
る。この速度と加減速度に従って指令ノッチ決定手段1
4で適切なノッチを決定する。また、演算手段13で演
算した速度と加減速度に従ってノッチ保持時間決定手段
15ではノッチ保持時間をファジイ推論で決定する。ノ
ッチ操作後にノッチ保持時間だけそのノッチを保持し、
必要以上のノッチ操作を省く。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、列車の状況に応じて
適切な制御指令を決定する自動列車運転装置に関する。
適切な制御指令を決定する自動列車運転装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年のマイクロコンピュータ技術の発達
と共に、自動列車運転装置においても高度な技術が求め
られている。図4は、例えば「第13回鉄道におけるサ
イバネティクス利用国内シンポジウム論文集」P255
に示された従来のゾーン制御方式のゾーンを示す図であ
る。
と共に、自動列車運転装置においても高度な技術が求め
られている。図4は、例えば「第13回鉄道におけるサ
イバネティクス利用国内シンポジウム論文集」P255
に示された従来のゾーン制御方式のゾーンを示す図であ
る。
【0003】図において、縦軸51は列車の速度VAと
目標速度VPとの差ΔV、横軸52は加減速度を表して
いる。また、1NUゾーンは1ノッチ分加速すること
を、2NUゾーンは2ノッチ分加速することを、1ND
ゾーンは1ノッチ分減速することを、2NDゾーンは2
ノッチ分減速することをそれぞれ意味している。NHゾ
ーンはそのノッチのまま保つことを意味している。
目標速度VPとの差ΔV、横軸52は加減速度を表して
いる。また、1NUゾーンは1ノッチ分加速すること
を、2NUゾーンは2ノッチ分加速することを、1ND
ゾーンは1ノッチ分減速することを、2NDゾーンは2
ノッチ分減速することをそれぞれ意味している。NHゾ
ーンはそのノッチのまま保つことを意味している。
【0004】次に動作について説明する。列車の速度V
Aと予め与えられた目標速度VPとの差(速度偏差)ΔV
と、列車の加減速度αβに従ってそのときのゾーンを決
定し、そのゾーン内容に従ってノッチを上下させる。現
ゾーンから速度偏差ΔVと加減速度αβの値がはずれる
までそのノッチのまま保つ。現ゾーンから速度偏差ΔV
と加減速度αβの値がはずれる、すなわちゾーンの境界
線を越えたら新たなゾーン内容に従ってノッチを操作す
る。
Aと予め与えられた目標速度VPとの差(速度偏差)ΔV
と、列車の加減速度αβに従ってそのときのゾーンを決
定し、そのゾーン内容に従ってノッチを上下させる。現
ゾーンから速度偏差ΔVと加減速度αβの値がはずれる
までそのノッチのまま保つ。現ゾーンから速度偏差ΔV
と加減速度αβの値がはずれる、すなわちゾーンの境界
線を越えたら新たなゾーン内容に従ってノッチを操作す
る。
【0005】例えば、図4において、速度偏差ΔVと加
減速度αβがゾーン53にあった場合は、現ノッチが力
行3ノッチならば、ゾーン内容に従って2ノッチ分減速
して力行1ノッチを出力する。すると、加減速度αβが
小さくなるので、速度VAが下がって目標速度VPに近づ
く。この操作を繰り返すことにより、速度VAが目標速
度Vpに追従するように列車を制御している。
減速度αβがゾーン53にあった場合は、現ノッチが力
行3ノッチならば、ゾーン内容に従って2ノッチ分減速
して力行1ノッチを出力する。すると、加減速度αβが
小さくなるので、速度VAが下がって目標速度VPに近づ
く。この操作を繰り返すことにより、速度VAが目標速
度Vpに追従するように列車を制御している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の自動列車運転装
置の制御指令は以上のような方法で決定されているの
で、速度偏差ΔVまたは加減速度αβが大きい場合、速
度偏差ΔVと加減速度αβを早く0に近づけようとする
と、頻繁にゾーンを横切るためノッチ指令の効果が充分
でないうちにさらに必要以上のノッチ指令が出てしま
い、その結果、列車の速度を乱すという問題点があっ
た。
置の制御指令は以上のような方法で決定されているの
で、速度偏差ΔVまたは加減速度αβが大きい場合、速
度偏差ΔVと加減速度αβを早く0に近づけようとする
と、頻繁にゾーンを横切るためノッチ指令の効果が充分
でないうちにさらに必要以上のノッチ指令が出てしま
い、その結果、列車の速度を乱すという問題点があっ
た。
【0007】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、列車の速度と加減速度に応じて適
切なノッチを指令する場合、必要以上のノッチ操作を指
令しないようにする自動列車運転装置を提供することを
目的とする。
めになされたもので、列車の速度と加減速度に応じて適
切なノッチを指令する場合、必要以上のノッチ操作を指
令しないようにする自動列車運転装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る自動列車
運転装置は、列車の速度および加減速度に応じて適切な
ノッチを決定して指令する指令ノッチ決定手段と、この
指令ノッチ決定手段で決定したノッチを保持する時間を
列車の速度および加減速度よりファジィ推論によって決
定するノッチ保持時間決定手段を備えたものである。
運転装置は、列車の速度および加減速度に応じて適切な
ノッチを決定して指令する指令ノッチ決定手段と、この
指令ノッチ決定手段で決定したノッチを保持する時間を
列車の速度および加減速度よりファジィ推論によって決
定するノッチ保持時間決定手段を備えたものである。
【0009】
【作用】この発明においては、ノッチを決定し、そのと
きの列車の速度や加減速度よりそのノッチを保っておく
時間をファジイ推論によって推論し、推論結果に基づき
ノッチを保つ時間を制御する。そのため、必要以上のノ
ッチ操作を省くことができ、乗り心地を向上させること
が可能となる。
きの列車の速度や加減速度よりそのノッチを保っておく
時間をファジイ推論によって推論し、推論結果に基づき
ノッチを保つ時間を制御する。そのため、必要以上のノ
ッチ操作を省くことができ、乗り心地を向上させること
が可能となる。
【0010】
【実施例】実施例1.図1はこの発明に係る自動列車運
転装置の一実施例を示す構成図である。図において、1
は自動列車運転装置(以下、「ATO装置」という)で
ある。このATO装置1は、入力インタフェース回路
9、マイクロコンピュータ回路10、出力インタフェー
ス回路11および電源12で構成される。
転装置の一実施例を示す構成図である。図において、1
は自動列車運転装置(以下、「ATO装置」という)で
ある。このATO装置1は、入力インタフェース回路
9、マイクロコンピュータ回路10、出力インタフェー
ス回路11および電源12で構成される。
【0011】2は出発の指令等を与える運転台、3は列
車の保安装置である自動列車制御装置(以下、「ATC
装置」という)、4は地上からの信号を受信するための
ATO受信器、5は列車の速度を測定するための速度発
電機であり、これらは入力インタフェース回路9を介し
てATO装置1のマイクロコンピュータ回路10に接続
される。
車の保安装置である自動列車制御装置(以下、「ATC
装置」という)、4は地上からの信号を受信するための
ATO受信器、5は列車の速度を測定するための速度発
電機であり、これらは入力インタフェース回路9を介し
てATO装置1のマイクロコンピュータ回路10に接続
される。
【0012】6はATO装置1からのノッチ指令に従っ
て列車を加速させたり、ブレーキをかけたりする力行・
ブレーキ制御装置、7は各種車載機器、8は地上に信号
を送信するATO送信器であり、これらは出力インタフ
ェース回路11を介してマイクロコンピュータ回路10
に接続される。
て列車を加速させたり、ブレーキをかけたりする力行・
ブレーキ制御装置、7は各種車載機器、8は地上に信号
を送信するATO送信器であり、これらは出力インタフ
ェース回路11を介してマイクロコンピュータ回路10
に接続される。
【0013】また、ATO装置1のマイクロコンピュー
タ回路10は、速度発電機5からの入力に基づき列車の
速度および加減速度を演算する速度・加減速度演算手段
13、速度・加減速度演算手段13の演算結果に基づき
ルールに従って最適なノッチを決定する指令ノッチ決定
手段14、速度・加減速度演算手段13の演算結果に基
づき指令ノッチ決定手段14で決定したノッチをそのま
ま保持する時間をファジイ推論で決定するノッチ保持時
間決定手段15を備えている。
タ回路10は、速度発電機5からの入力に基づき列車の
速度および加減速度を演算する速度・加減速度演算手段
13、速度・加減速度演算手段13の演算結果に基づき
ルールに従って最適なノッチを決定する指令ノッチ決定
手段14、速度・加減速度演算手段13の演算結果に基
づき指令ノッチ決定手段14で決定したノッチをそのま
ま保持する時間をファジイ推論で決定するノッチ保持時
間決定手段15を備えている。
【0014】次に、図2を参照しながら図1の例の動作
を説明する。図2はマイクロコンピュータ回路10のメ
モリ(図示せず)に記憶された制御プログラムを示すフ
ローチャートである。
を説明する。図2はマイクロコンピュータ回路10のメ
モリ(図示せず)に記憶された制御プログラムを示すフ
ローチャートである。
【0015】まず、速度発電機5からATO装置1に入
力したパルスを入力インタフェース回路9を介してマイ
クロコンピュータ回路10に入力する(ステップ3
0)。次に、速度発電機5からのパルスに基づいてマイ
クロコンピュータ回路10の速度・加減速度演算手段1
3でもって列車の速度VAおよび加減速度αβを演算す
る(ステップ31)。次に、ノッチを操作してからの経
過時間Tがノッチ保持時間決定手段15で決定したノッ
チ保持時間tよりも長いか否か判断する(ステップ3
2)。短ければステップ30に戻る。
力したパルスを入力インタフェース回路9を介してマイ
クロコンピュータ回路10に入力する(ステップ3
0)。次に、速度発電機5からのパルスに基づいてマイ
クロコンピュータ回路10の速度・加減速度演算手段1
3でもって列車の速度VAおよび加減速度αβを演算す
る(ステップ31)。次に、ノッチを操作してからの経
過時間Tがノッチ保持時間決定手段15で決定したノッ
チ保持時間tよりも長いか否か判断する(ステップ3
2)。短ければステップ30に戻る。
【0016】ステップ32で長ければ、図4を使用して
説明したように、従来制御方法に従ってノッチ操作量Δ
Nを決定する(ステップ33)。このノッチ操作量ΔN
は、指令ノッチ決定手段14で決定される。次に、ステ
ップ33で決定したノッチ操作量ΔNが0であるか否か
判断する(ステップ34)。ΔNが0であればステップ
30に戻る。
説明したように、従来制御方法に従ってノッチ操作量Δ
Nを決定する(ステップ33)。このノッチ操作量ΔN
は、指令ノッチ決定手段14で決定される。次に、ステ
ップ33で決定したノッチ操作量ΔNが0であるか否か
判断する(ステップ34)。ΔNが0であればステップ
30に戻る。
【0017】ステップ34でΔNが0でなければ、ステ
ップ31で演算された速度VAと予め設定されたATO
目標速度VPとの差ΔVの大きさと、ステップ31で演
算された加減速度αβの大きさより、予め設定されたル
ールに従ってファジイ推論でノッチ保持時間tを決定す
る(ステップ35)。
ップ31で演算された速度VAと予め設定されたATO
目標速度VPとの差ΔVの大きさと、ステップ31で演
算された加減速度αβの大きさより、予め設定されたル
ールに従ってファジイ推論でノッチ保持時間tを決定す
る(ステップ35)。
【0018】次に、ステップ33で決定したノッチ操作
量ΔNを現ノッチNに加算し(ステップ36)、出力イ
ンタフェース回路11を介して力行・ブレーキ制御装置
6等に出力する。次に、制御終了指令があるか否か判断
する(ステップ37)。制御終了指令がなければステッ
プ30に戻る。制御終了指令があれば制御を終了する。
量ΔNを現ノッチNに加算し(ステップ36)、出力イ
ンタフェース回路11を介して力行・ブレーキ制御装置
6等に出力する。次に、制御終了指令があるか否か判断
する(ステップ37)。制御終了指令がなければステッ
プ30に戻る。制御終了指令があれば制御を終了する。
【0019】次に、ノッチ保持時間tの推論方法を図3
を参照しながら説明する。最初に、予め速度VAと目標
速度VPとの差ΔVと、加減速度αβとの関係でノッチ
保持時間tを決めるルールを設定する。以下に示す4つ
のルールを加速度α>0,速度偏差ΔV>0の範囲にお
いて設定する。 ルール1:ΔVが大きくてαβが大きいならば、ノッチ
を非常に早く変える。 ルール2:ΔVが小さくてαβが大きいならば、ノッチ
を早く変える。 ルール3:ΔVが大きくてαβが小さいならば、ノッチ
をゆっくり変える。 ルール4:ΔVが小さくてαβが小さいならば、ノッチ
を非常にゆっくり変える。 同様のルールを「α<0,ΔV>0」、「α>0,ΔV
<0」、「α<0,ΔV<0」の各範囲について設定す
る。
を参照しながら説明する。最初に、予め速度VAと目標
速度VPとの差ΔVと、加減速度αβとの関係でノッチ
保持時間tを決めるルールを設定する。以下に示す4つ
のルールを加速度α>0,速度偏差ΔV>0の範囲にお
いて設定する。 ルール1:ΔVが大きくてαβが大きいならば、ノッチ
を非常に早く変える。 ルール2:ΔVが小さくてαβが大きいならば、ノッチ
を早く変える。 ルール3:ΔVが大きくてαβが小さいならば、ノッチ
をゆっくり変える。 ルール4:ΔVが小さくてαβが小さいならば、ノッチ
を非常にゆっくり変える。 同様のルールを「α<0,ΔV>0」、「α>0,ΔV
<0」、「α<0,ΔV<0」の各範囲について設定す
る。
【0020】速度偏差ΔV、加減速度αβおよびノッチ
保持時間tのメンバーシップ関数を図3に示す。f1(x)
40Aは「加減速度αβが大きい」というメンバーシッ
プ関数、f1(x)40Bは「加減速度αβが小さい」とい
うメンバーシップ関数、g1(x)41Aは「速度偏差ΔV
が大きい」というメンバーシップ関数、g2(x)41Bは
「速度偏差ΔVが小さい」というメンバーシップ関数で
ある。h1(x)42Aは「ノッチを非常に早く変える」と
いうメンバーシップ関数、h2(x)42Bは「ノッチを早
く変える」というメンバーシップ関数、h3(x)42Cは
「ノッチをゆっくり変える」というメンバーシップ関
数、h4(x)42Dは「ノッチを非常にゆっくり変える」
というメンバーシップ関数である。
保持時間tのメンバーシップ関数を図3に示す。f1(x)
40Aは「加減速度αβが大きい」というメンバーシッ
プ関数、f1(x)40Bは「加減速度αβが小さい」とい
うメンバーシップ関数、g1(x)41Aは「速度偏差ΔV
が大きい」というメンバーシップ関数、g2(x)41Bは
「速度偏差ΔVが小さい」というメンバーシップ関数で
ある。h1(x)42Aは「ノッチを非常に早く変える」と
いうメンバーシップ関数、h2(x)42Bは「ノッチを早
く変える」というメンバーシップ関数、h3(x)42Cは
「ノッチをゆっくり変える」というメンバーシップ関
数、h4(x)42Dは「ノッチを非常にゆっくり変える」
というメンバーシップ関数である。
【0021】メンバーシップ関数とは、ファジイ推論で
用いる関数のことで、ファジイ推論では、通常“0”ま
たは“1”で表す事柄を0から1までの連続した値で評
価することにより、マイクロコンピュータにも人間が使
用する“あいまい量”を処理させることができる。図3
におけるメンバーシップ関数の縦軸43はグレード(重
み)を表す。
用いる関数のことで、ファジイ推論では、通常“0”ま
たは“1”で表す事柄を0から1までの連続した値で評
価することにより、マイクロコンピュータにも人間が使
用する“あいまい量”を処理させることができる。図3
におけるメンバーシップ関数の縦軸43はグレード(重
み)を表す。
【0022】図3に示すファジイ推論方法を具体的に説
明する。列車の状況が、図3に示すように加減速度αβ
の値a、速度偏差ΔVの値bとする。ルール1〜4の各
メンバーシップ関数にそれぞれ加減速度αβの値a、速
度偏差ΔVの値bを代入すると、ルール1においてはf
1(a)とg1(b)、ルール2においてはf1(a)とg2(b)、ル
ール3においてはf2(a)とg1(b)、ルール4においては
f2(a)とg2(b)の2組の値がそれぞれ得られる。
明する。列車の状況が、図3に示すように加減速度αβ
の値a、速度偏差ΔVの値bとする。ルール1〜4の各
メンバーシップ関数にそれぞれ加減速度αβの値a、速
度偏差ΔVの値bを代入すると、ルール1においてはf
1(a)とg1(b)、ルール2においてはf1(a)とg2(b)、ル
ール3においてはf2(a)とg1(b)、ルール4においては
f2(a)とg2(b)の2組の値がそれぞれ得られる。
【0023】この得られた2組の値のうち小さい方を各
ルール毎に選ぶ。選ばれた値を、それぞれルール1はL
1、ルール2はL2、ルール3はL3、ルールL4とする。
図3において、44AはL1=g1(b)、44BはL2=g
2(b)、44CはL3=f2(a)、44DはL4=f2(a)とな
る。このL1〜L4は各ルール1〜4の重みとなる。
ルール毎に選ぶ。選ばれた値を、それぞれルール1はL
1、ルール2はL2、ルール3はL3、ルールL4とする。
図3において、44AはL1=g1(b)、44BはL2=g
2(b)、44CはL3=f2(a)、44DはL4=f2(a)とな
る。このL1〜L4は各ルール1〜4の重みとなる。
【0024】推論の最終決定方法について説明する。
「もし〜ならば・・・である」というルールの「もし〜
ならば」という条件を前件部45、「・・・である」の
部分を後件部46と呼ぶ。各ルールの後件部46のメン
バーシップ関数h1(x)42A〜h4(x)42Dについて、
最大のグレードを与えるxを各メンバーシップ関数の代
表点t147A〜t447Dとすると、推論結果は、
「もし〜ならば・・・である」というルールの「もし〜
ならば」という条件を前件部45、「・・・である」の
部分を後件部46と呼ぶ。各ルールの後件部46のメン
バーシップ関数h1(x)42A〜h4(x)42Dについて、
最大のグレードを与えるxを各メンバーシップ関数の代
表点t147A〜t447Dとすると、推論結果は、
【0025】 t=(t1×L1+t2×L2+t3×L3+t4×L4)/L1+L2+L3+L4
【0026】の演算式で求められる値をノッチ保持時間
tとする。
tとする。
【0027】実施例2.上記説明では、従来制御方法に
よるノッチ指令の例を取り上げたが、他の方法によるノ
ッチ指令においても同様に適用することができる。とこ
ろで、上記説明では、この発明をノッチ指令に利用する
場合について述べたが、この他指令に対する応答の遅れ
のあるものの制御にも利用できる。
よるノッチ指令の例を取り上げたが、他の方法によるノ
ッチ指令においても同様に適用することができる。とこ
ろで、上記説明では、この発明をノッチ指令に利用する
場合について述べたが、この他指令に対する応答の遅れ
のあるものの制御にも利用できる。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、列車
の速度および加減速度に応じて適切なノッチを決定して
指令する指令ノッチ決定手段と、この指令ノッチ決定手
段で決定したノッチを保持する時間を列車の速度および
加減速度よりファジィ推論によって決定するノッチ保持
時間決定手段を備えるので、ノッチ操作後にファジイ推
論で決定したノッチ保持時間だけそのノッチを保持する
ため、必要以上のノッチ操作を省くことができ、乗り心
地を向上できるという効果がある。
の速度および加減速度に応じて適切なノッチを決定して
指令する指令ノッチ決定手段と、この指令ノッチ決定手
段で決定したノッチを保持する時間を列車の速度および
加減速度よりファジィ推論によって決定するノッチ保持
時間決定手段を備えるので、ノッチ操作後にファジイ推
論で決定したノッチ保持時間だけそのノッチを保持する
ため、必要以上のノッチ操作を省くことができ、乗り心
地を向上できるという効果がある。
【図1】この発明に係る自動列車運転装置の一実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図2】この発明の一実施例のマイクロコンピュータ回
路の動作を示すフローチャートである。
路の動作を示すフローチャートである。
【図3】この発明の一実施例のファジイ推論に用いるメ
ンバーシップ関数を表す図である。
ンバーシップ関数を表す図である。
【図4】従来のゾーン制御方式のゾーンを示す図であ
る。
る。
1 自動列車運転装置 10 マイクロコンピュータ回路 13 速度・加減速度演算手段 14 指令ノッチ決定手段 15 ノッチ保持時間決定手段
Claims (1)
- 【請求項1】 列車の速度および加減速度に応じて適切
なノッチを決定して指令する指令ノッチ決定手段と、 この指令ノッチ決定手段で決定したノッチを保持する時
間を列車の速度および加減速度よりファジィ推論によっ
て決定するノッチ保持時間決定手段とを備えたことを特
徴とする自動列車運転装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10130792A JPH05300608A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 自動列車運転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10130792A JPH05300608A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 自動列車運転装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05300608A true JPH05300608A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14297159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10130792A Pending JPH05300608A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 自動列車運転装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05300608A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5980105A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-09 | Hitachi Ltd | 車両の定位置停止制御装置 |
JPH02151213A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-11 | Toshiba Corp | 列車自動運転装置 |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP10130792A patent/JPH05300608A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5980105A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-09 | Hitachi Ltd | 車両の定位置停止制御装置 |
JPH02151213A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-11 | Toshiba Corp | 列車自動運転装置 |
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