JPH0690508A - Automatic train operating device - Google Patents

Automatic train operating device

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Publication number
JPH0690508A
JPH0690508A JP4238185A JP23818592A JPH0690508A JP H0690508 A JPH0690508 A JP H0690508A JP 4238185 A JP4238185 A JP 4238185A JP 23818592 A JP23818592 A JP 23818592A JP H0690508 A JPH0690508 A JP H0690508A
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JP
Japan
Prior art keywords
target speed
train
speed
speed pattern
pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP4238185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Tsuruta
慎一郎 鶴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0690508A publication Critical patent/JPH0690508A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To satisfy restricting conditions such as a predetermined running time, a constant point stopping accuracy and the like and improve riding feeling by a method wherein a control parameter is regulated by a speed difference and a positional difference between a target speed pattern and an actual train. CONSTITUTION:A target pattern characteristics extracting unit 51 extracts characteristics such as the arraying condition and the sizes of accelerating divisions and the like of a target speed pattern reserved in a memory device, a margin with respect to a speed limit, a distance to a constant point stopping point with respect to the position of the train and the like. A difference between the extracted characteristics and an actual speed as well as an actual position are operated by a fuzzy reasoning input operating unit 52. The operated amount of difference is minimized by a fuzzy reasoning unit 53 while the correcting value of a control parameter used in a command operating device is operated by a fuzzy rule data base 54, in which a fuzzy rule to increase the control parameter is preserved. According to this method, the operation of the optimum target speed pattern can be effected easily and riding feeling or the like can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電動機で駆動される列
車の自動列車運転装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic train operation device for a train driven by an electric motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は従来の自動列車運転装置の構成を
示すブロック図である。図中、1は地上にて列車編成、
車両重量、牽引力特性等の車両条件、所定走行時間、所
定走行距離等の走行条件、制限速度、勾配、曲線等の路
線情報から列車走行区間の目標速度パターンを演算する
ための目標速度パターン演算装置、2は地上にて演算し
た目標速度パターンを車上にて保存するための記憶装
置、3は目標速度パターンの演算に使用した車両条件、
走行条件、路線条件等の目標速度に追従した走行指令を
演算する際に必要となる条件を保存するための補助記憶
装置、4は記憶装置2、補助記憶装置3に保存された情
報と入力される列車の速度、速度制限情報、距離補正信
号から列車の走行地点の走行指令を演算するための指令
演算装置である。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional automatic train operation device. In the figure, 1 is a train formation on the ground,
Target speed pattern calculation device for calculating a target speed pattern of a train travel section from vehicle conditions such as vehicle weight and traction force characteristics, traveling conditions such as predetermined traveling time and predetermined traveling distance, and route information such as speed limits, slopes and curves 2, a storage device for storing the target speed pattern calculated on the ground on the vehicle, 3 a vehicle condition used for the calculation of the target speed pattern,
Auxiliary storage device 4 for storing conditions such as traveling conditions and route conditions necessary for calculating a traveling command that follows a target speed is input with information stored in storage device 2 and auxiliary storage device 3. It is a command calculation device for calculating a travel command at a travel point of a train from a train speed, speed limit information, and a distance correction signal.

【0003】従来、目標パターン追従型の自動列車運転
装置では、列車の走行する区間の運行条件、走行条件及
び車両条件から予め地上にて目標速度パターンを目標速
度パターン演算装置1にて演算し、車上の記憶装置2に
保存する。列車走行中は指令演算装置4により記憶装置
2に保存された目標速度パターンに追従するような走行
指令(力行指令、だ行指令、ブレーキ指令)を補助記憶
装置3に保存された車両条件、走行条件、路線条件と保
安信号、速度信号、速度信号から演算した距離情報、及
び地上からの距離補正信号から比例積分制御を行い、駆
動制御装置、ブレーキ制御装置に対して指令を出力す
る。
Conventionally, in a target pattern following type automatic train operation device, a target speed pattern calculation device 1 calculates a target speed pattern on the ground in advance from operating conditions, running conditions and vehicle conditions of a section in which a train runs. Save in the storage device 2 on the car. While the train is running, the running condition (power running command, running command, brake command) that follows the target speed pattern stored in the storage device 2 by the command computing device 4 is stored in the auxiliary storage device 3, vehicle conditions, running Proportional-integral control is performed based on conditions, route conditions and security signals, speed signals, distance information calculated from speed signals, and distance correction signals from the ground, and commands are output to the drive control device and brake control device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のような目標速度
パターン追従型の自動列車運転装置では、指令演算装置
4から駆動装置、ブレーキ装置に送出される走行指令は
ノッチ指令、すなわち離散信号であるために、地上にて
目標速度パターンを演算する場合に、非線形要素を含
み、収束しない場合があったり、最適目標パターンを求
めるのに多くの時間を要する。目標速度パターンの得ら
れた場合でも、実走行において指令演算装置において目
標速度パターンに追従する走行指令を決定する際の制御
パラメータの調整に多くの時間を要し、さらに列車走行
中においては、制御パラメータが一意に決定されている
ために、乗車率の変化等の外乱に対して対処することが
難しく、目標速度パターンに対して、速度、距離、時間
等の大きな誤差を生じることがある。
In the automatic train operation device of the target speed pattern follow-up type as described above, the running command sent from the command calculation device 4 to the drive device and the brake device is a notch command, that is, a discrete signal. Therefore, when the target speed pattern is calculated on the ground, it may include a non-linear element and may not converge, or it takes a lot of time to obtain the optimum target pattern. Even when the target speed pattern is obtained, it takes a lot of time to adjust the control parameters when determining the travel command to follow the target speed pattern in the command calculation device in actual traveling. Since the parameters are uniquely determined, it is difficult to deal with disturbances such as changes in the boarding rate, and large errors such as speed, distance, and time may occur in the target speed pattern.

【0005】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、地上での目標速度パターンの
演算を容易にするとともに実走行中に目標速度パターン
追従制御の制御パラメータを修正するための制御パラメ
ータ調整機能を設けることにより省エネルギ、乗り心地
を向上し、所定走行時間、定点停止精度等の制約条件を
満足する自動列車運転装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above,
The purpose is to save energy and ride comfort by making it easy to calculate the target speed pattern on the ground and providing a control parameter adjustment function to correct the control parameters of the target speed pattern tracking control during actual driving. And to provide an automatic train operation device that satisfies constraints such as predetermined traveling time and fixed point stopping accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の自動列車運転装置は、目標速度パターンに
追従するように指令ノッチを決定する列車の自動列車運
転装置であって、予め地上において路線データおよび車
両条件から消費エネルギ、乗り心地を評価関数として走
行距離、走行時間、制限速度等の制約条件を満足するよ
うに逆行カーブおよびノッチの切り換え基準速度を用い
ることにより目標速度パターンを作成する目標速度パタ
ーン演算手段と、該目標速度パターン演算手段で作成さ
れた目標速度パターンを車上に記憶する記憶手段と、該
目標速度パターンの演算に使用された路線条件、車両条
件を記憶する補助記憶手段と、列車走行中の実列車速
度、実列車位置および前記補助記憶手段に記憶された情
報に基づいて前記記憶手段に記憶された目標速度パター
ンに追従する力行指令、だ行指令、ブレーキ指令を含む
走行指令を決定する走行指令演算手段と、前記走行指令
の設定の制御パラメータの自動調整を前記目標速度パタ
ーンと実列車との速度偏差、位置偏差により行う制御パ
ラメータ調整手段とを有することを要旨とする。
In order to achieve the above object, an automatic train operation device of the present invention is an automatic train operation device for a train which determines a command notch so as to follow a target speed pattern, and which is provided in advance on the ground. In order to create the target speed pattern by using the retrograde curve and notch switching reference speed so as to satisfy the constraints such as mileage, travel time, speed limit, etc., using the energy consumption and riding comfort as the evaluation functions from the route data and vehicle conditions. Target speed pattern calculating means, storage means for storing the target speed pattern created by the target speed pattern calculating means on the vehicle, and auxiliary for storing route conditions and vehicle conditions used for calculating the target speed pattern The storage means, the actual train speed while the train is running, the actual train position, and the storage based on the information stored in the auxiliary storage means. Running command calculation means for determining a running command including a power running command, a running command, and a brake command that follows a target speed pattern stored in a step, and automatic adjustment of a control parameter for setting the running command with the target speed pattern. The gist of the present invention is to have a control parameter adjusting means that performs speed deviation and position deviation from the actual train.

【0007】[0007]

【作用】本発明の自動列車運転装置では、路線データ、
車両条件から消費エネルギ、乗り心地を評価関数として
制約条件を満足するように逆行カーブおよびノッチの切
り換え基準速度を用いることにより目標速度パターンを
予め地上において作成し、列車走行中の実列車速度、実
列車位置および補助記憶手段に記憶された路線条件、車
両条件等の情報に基づいて目標速度パターンに追従する
走行指令を決定し、該走行指令設定の制御パラメータの
自動調整を目標速度パターンと実列車との速度偏差、位
置偏差により行っている。
In the automatic train driving device of the present invention, the route data,
The target speed pattern is created in advance on the ground by using the retrograde curve and notch switching reference speed so that the constraint conditions are satisfied from the vehicle conditions by using the energy consumption and riding comfort as the evaluation functions, and the actual train speed and actual train speed A running command that follows the target speed pattern is determined based on information such as the train position and the route conditions and vehicle conditions stored in the auxiliary storage means, and the target speed pattern and the actual train are automatically adjusted by the control parameters for setting the running command. The speed deviation and position deviation with

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図1は、本発明の一実施例に係わる自動列
車運転装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an automatic train operation system according to an embodiment of the present invention.

【0010】同図において、11は予め地上において列
車編成、車両重量、牽引力特性等の車両条件、所定走行
時間、所定走行距離等の走行条件、制限速度、勾配、曲
線等の路線情報から列車走行区間の目標速度パターンを
演算するための目標速度パターン演算装置、12は目標
速度パターン演算装置11にて演算した目標速度パター
ンを車上にて保存するための記憶装置、13は目標速度
パターンの演算に使用した車両条件、走行条件、路線条
件等の目標速度に追従した走行指令を演算する際に必要
となる条件を保存するための補助記憶装置、14は記憶
装置12に保存された目標速度パターンを実列車位置に
より読み出し、補助記憶装置13に保存されている車両
条件、走行条件、路線条件等を考慮して、目標速度パタ
ーンと実列車との速度、位置の偏差より列車駆動システ
ムに対するノッチ指令を決定するための指令演算装置、
15はノッチ指令演算のための制御パラメータを目標速
度パターンの速度、距離、走行時間と実列車の速度、距
離、走行時間の偏差、及び実列車の乗り心地の評価基準
となるジャークにより調整するための制御パラメータ調
整装置である。
In FIG. 1, reference numeral 11 indicates a train traveling on the ground in advance based on train conditions, vehicle conditions such as vehicle weight and traction characteristics, traveling conditions such as a predetermined traveling time and a predetermined traveling distance, route information such as speed limits, slopes and curves. A target speed pattern calculation device for calculating the target speed pattern of the section, a storage device 12 for storing the target speed pattern calculated by the target speed pattern calculation device 11 on the vehicle, and a calculation target speed pattern 13 The auxiliary storage device for storing the conditions necessary for calculating the travel command that follows the target speed such as the vehicle condition, the travel condition, and the route condition used for the, 14 is the target speed pattern stored in the storage device 12. Is read according to the actual train position, and the target speed pattern and the actual train are considered in consideration of the vehicle conditions, running conditions, route conditions, etc. stored in the auxiliary storage device 13. Time, command calculation unit for determining a notch command for a train drive system from the deviation of the position,
15 is for adjusting the control parameters for notch command calculation by the speed of the target speed pattern, the distance, the running time and the speed of the actual train, the deviation of the distance and the running time, and the jerk which is the evaluation standard of the riding comfort of the actual train. It is a control parameter adjusting device.

【0011】本自動列車運転装置は、列車走行前に予め
地上にて目標走行パターンを車両情報、走行情報、路線
情報から省エネルギ性を考慮して演算する。その際、目
標速度パターンの演算は走行指令がノッチ指令という離
散系であり、数値演算による方法では必ずしも収束せ
ず、最適解が得られない場合があるために、目標速度パ
ターンの演算アルゴリズムとしては、逆行カーブとノッ
チ切り換え基準速度を用いて上限速度を調整しながら、
所定走行時間、所定走行距離、速度制限を満足する目標
走行パターンを演算する方法を用いるものとする。
The automatic train operation device calculates a target traveling pattern in advance on the ground from the vehicle information, the traveling information, and the route information in consideration of energy saving before traveling of the train. At that time, the target speed pattern calculation is a discrete system in which the running command is the notch command, and the numerical calculation method does not always converge and an optimal solution may not be obtained. While adjusting the upper limit speed using the retrograde curve and the notch switching reference speed,
A method of calculating a target travel pattern that satisfies a predetermined travel time, a predetermined travel distance, and a speed limit is used.

【0012】目標パターン演算装置11の具体的アルゴ
リズムを図2により説明する。
A specific algorithm of the target pattern calculation device 11 will be described with reference to FIG.

【0013】図2のアルゴリズムにおいて、21は路線
データ、車両条件を入力する入力手段、22は評価関数
の設定、評価関数の重みの変更を行う評価関数設定手
段、23は列車の走行をシミュレーションする走行シミ
ュレーション手段、25は走行時間を守る走行パターン
を算出する時間合わせ手段、27は消費エネルギが少な
く乗り心地の良好な列車の走行パターンを算出する走行
パターン最適化手段、24は走行シミュレーションに用
いる逆行カーブを引く逆行カーブ計算手段、26は走行
時間を合わせるために上限速度を調節する上限速度調整
手段、28は目標速度パターンが最適となるように最適
化パラメータを調整するパラメータ調整手段である。
In the algorithm of FIG. 2, reference numeral 21 is input means for inputting route data and vehicle conditions, 22 is an evaluation function setting means for setting an evaluation function and changing the weight of the evaluation function, and 23 is a simulation of train running. A traveling simulation means, 25 is a time adjusting means for calculating a traveling pattern that protects the traveling time, 27 is a traveling pattern optimizing means for calculating a traveling pattern of a train that consumes less energy and has a good riding comfort, and 24 is a retrograde used for traveling simulation. A backward curve calculating means for drawing a curve, 26 is an upper limit speed adjusting means for adjusting the upper limit speed to match the traveling time, and 28 is a parameter adjusting means for adjusting the optimization parameter so that the target speed pattern is optimum.

【0014】本アルゴリズムでは、走行手段21によ
り、駅間所定走行距離、駅間所定走行時間、制限速度、
路線条件(曲線、勾配)等の路線データ、列車編成、列
車重量、乗車定員、牽引力特性等の車両データを入力す
る。評価関数設定手段22は、入力手段21から入力し
たデータから省エネルギパターン算出のための消費電力
の計算式、及び乗り心地の指標として、ノッチの切り替
え回数に関する式を求め、両式から評価関数を設定す
る。省エネルギ、乗り心地のいずれを重視するかによっ
て、評価関数の重みを調整するものとする。
In the present algorithm, the traveling means 21 causes the predetermined traveling distance between stations, the predetermined traveling time between stations, the speed limit,
Inputs route data such as route conditions (curves, slopes), train formation, train weight, passenger capacity, traction characteristics, and other vehicle data. The evaluation function setting unit 22 obtains a power consumption calculation formula for calculating an energy saving pattern from the data input from the input unit 21 and a formula regarding the number of times of notch switching as an index of ride comfort, and the evaluation function is obtained from both formulas. Set. The weight of the evaluation function is adjusted depending on whether energy saving or riding comfort is emphasized.

【0015】走行シミュレーション手段23は、図3に
示すような逆行カーブを予め演算しておき、その逆行カ
ーブとノッチの切り替え基準速度により、列車のシミュ
レーションを行う。逆行カーブは逆行カーブ計算手段2
4により、上限速度が下がる点と終点からブレーキをか
けたときの走行カーブを、上限速度が上がる点から力行
をかけたときの走行カーブを、それぞれ逆向きに求めて
おく(逆行ブレーキカーブ、逆行パワーカーブ)。
The running simulation means 23 preliminarily calculates a reverse curve as shown in FIG. 3 and simulates a train by using the reverse curve and the switching reference speed of the notch. The backward curve is the backward curve calculation means 2
According to 4, the travel curve when braking is applied from the point where the upper limit speed decreases and the end point, and the travel curve when powering is applied from the point where the upper limit speed rises are obtained in the opposite directions (reverse brake curve, reverse Power curve).

【0016】上限速度は、入力手段21で入力される制
限速度を初期値とする。走行シミュレーション中、逆行
カーブと交差したときは、これに沿って走行する。これ
により、前方で上限速度が上がるときは早めに力行をか
けて効率よく加速すること、上限速度が下がるときはそ
れを越えないこと、所定の停止位置で確実に停止するこ
とが可能になる。ノッチの切り替え基準速度はノッチの
オン、オフを基準として、ブレーキオン、パワーオフ、
ブレーキオフ、パワーオンの4つの速度を、上限速度に
対する、一定の割合で決めておく。走行シミュレーショ
ン中、速度がブレーキオン速度またはブレーキオフ速度
になったときは、それぞれ、ブレーキノッチを入れ、力
行ノッチを切る。速度がブレーキオン速度またはパワー
オン速度以下になったときは、それぞれ、ブレーキノッ
チを入れ、力行ノッチを切る。速度がブレーキオフ速度
またはパワーオン速度以下になったときは、それぞれ、
ブレーキノッチを切り、力行ノッチを入れる。これによ
り、制限速度を守り、停止点の手前で停止することを防
止できる。
As the upper limit speed, the speed limit input by the input means 21 is used as an initial value. During the traveling simulation, when it crosses the retrograde curve, the vehicle travels along it. As a result, when the upper limit speed increases in the front, power running can be applied early to accelerate efficiently, when the upper limit speed decreases, it cannot be exceeded, and it is possible to reliably stop at a predetermined stop position. Notch switching reference speed is based on notch on and off, brake on, power off,
The four speeds, brake off and power on, are determined at a fixed ratio to the upper speed limit. When the speed reaches the brake on speed or the brake off speed during the traveling simulation, the brake notch is inserted and the power running notch is cut, respectively. When the speed falls below the brake-on speed or the power-on speed, insert the brake notch and turn off the power running notch, respectively. When the speed falls below the brake off speed or power on speed,
Turn off the brake notch and insert the power running notch. This makes it possible to keep the speed limit and prevent the vehicle from stopping before the stop point.

【0017】走行シミュレーションの結果、入力手段2
1で入力された走行所定時間に対して走行時間に余裕が
ある場合は、時間合せ手段25の走行時間調整機能によ
って、走行時間を合わせる。これは、走行時間の誤差が
許容範囲内に収まるまで上限速度の調整と走行シミュレ
ーションを繰り返して行う。走行シミュレーションは、
なるべく上限速度近い速度で走行するように行われるの
で、上限速度を下げれば最高走行速度は下がり、走行時
間は延びる。上限速度の調整は、上限速度調整手段26
で凸状になった部分の上限速度を下げて行う。時間合わ
せをして得られるパターンは、一組のノッチ切り替え基
準速度に対して一意に決定されるので、走行パターン最
適化手段27ではノッチの切り替え基準速度を調整パラ
メータに選び、これを調整しながら走行シミュレーショ
ン、時間合わせを繰り返し、評価関数設定手段22で計
算した評価関数が最小となるノッチ切り替え基準速度を
求める。ノッチ切り替え基準速度の調整はパラメータ調
整手段28において行う。
As a result of the traveling simulation, the input means 2
When the traveling time has a margin with respect to the traveling predetermined time input in 1, the traveling time is adjusted by the traveling time adjusting function of the time adjusting means 25. This is performed by repeatedly adjusting the upper limit speed and running simulation until the error of running time falls within the allowable range. Driving simulation
Since the vehicle is run at a speed as close to the upper limit speed as possible, if the upper limit speed is lowered, the maximum traveling speed is reduced and the traveling time is extended. The upper limit speed is adjusted by the upper limit speed adjusting means 26.
Decrease the upper limit speed of the convex portion. Since the pattern obtained by adjusting the time is uniquely determined for a set of notch switching reference speeds, the traveling pattern optimizing means 27 selects the notch switching reference speed as an adjustment parameter and adjusts it. The notch switching reference speed at which the evaluation function calculated by the evaluation function setting means 22 becomes the minimum is obtained by repeating the traveling simulation and the time adjustment. The parameter adjusting means 28 adjusts the notch switching reference speed.

【0018】本アルゴリズムにより、図4に示すような
所定走行時間、所定走行距離、制限速度、乗り心地の各
条件を満足した省エネルギの目標速度パターンを得るこ
とが出来る。
With this algorithm, it is possible to obtain an energy-saving target speed pattern satisfying the conditions such as the predetermined traveling time, the predetermined traveling distance, the speed limit, and the riding comfort as shown in FIG.

【0019】このようにして演算された目標速度パター
ンは、車上の記憶装置12に位置−速度パターンとして
記憶される。
The target speed pattern thus calculated is stored in the on-vehicle storage device 12 as a position-speed pattern.

【0020】列車の走行中は、図5に示すように、指令
演算装置14が記憶装置12に保存されている目標速度
パターンから列車の位置に対応する目標速度を読み出
し、自動列車走行装置内に設けられた補助記憶装置13
に記憶されている列車走行路線の制限速度、勾配、曲
線、走行列車の所定走行時間、所定走行距離、車両牽引
力特性を考慮して、目標速度パターンに追従するよう
に、目標速度と実速度との偏差により必要となる牽引力
に相当する走行指令(力行指令、だ行指令、ブレーキ指
令)の演算を設定されたパラメータを用いて比例積分制
御により行い、列車の乗り心地はノッチの切り替え回数
に起因する事からノッチ変化抑制の処理を行い、列車駆
動システムに対してノッチ指令(電流指令値)を出力す
る。その他、指令演算装置14では列車位置に対する目
標走行時間の計算を行い、実列車の走行時間と目標走行
時間との間に一定以上の偏差を生じた場合には、補助記
憶装置13に予め保存されている時間補正パターン(目
標速度パターンに対して走行時間をある一定の割合で短
縮させた速度パターン)への切り替え処理、及び定点停
止用に予め地上に設置された地上子を検知した場合に、
列車の位置信号補助を行うと共に、定点停止制御に移行
し、実列車と目標速度パターンとの位置偏差による制御
により、目標停止点に停止するためのブレーキノッチ指
令の演算を行う。
While the train is running, as shown in FIG. 5, the command calculation unit 14 reads out the target speed corresponding to the position of the train from the target speed pattern stored in the storage unit 12, and stores it in the automatic train running unit. Auxiliary storage device 13 provided
In consideration of the speed limit, slope, curve, predetermined traveling time of the traveling train, predetermined traveling distance, and vehicle traction force characteristics stored in The running command (powering command, descent command, brake command) corresponding to the required traction force is calculated by the proportional-integral control using the set parameters, and the riding comfort of the train depends on the number of times the notch is switched. Therefore, notch change suppression processing is performed, and a notch command (current command value) is output to the train drive system. In addition, the command calculation device 14 calculates the target travel time with respect to the train position, and when the deviation between the travel time of the actual train and the target travel time exceeds a certain value, it is stored in the auxiliary storage device 13 in advance. When the switching process to the time correction pattern (speed pattern in which the traveling time is shortened at a certain constant rate with respect to the target speed pattern) is detected, and the ground element previously installed on the ground for fixed point stop is detected,
While assisting the position signal of the train, the control shifts to the fixed point stop control, and the brake notch command for stopping at the target stop point is calculated by the control based on the position deviation between the actual train and the target speed pattern.

【0021】上記のような制御を行う場合、予め一意的
に設定された制御パラメータで目標速度パターンに対し
て追従可能ならば何ら問題を生じないが、乗車率の変化
等の外乱の影響により目標速度パターン速度、走行距
離、走行時間と実列車の速度、走行距離、走行時間に偏
差が生じた場合には、制御パラメータ調整装置15によ
り指令演算装置14の制御パラメータを調整する。
In the case of performing the above-mentioned control, no problem will occur if the target speed pattern can be tracked with a control parameter uniquely set in advance, but the target is affected by disturbance such as a change in boarding rate. When there is a deviation between the speed pattern speed, traveling distance, traveling time and the actual train speed, traveling distance, traveling time, the control parameter adjustment device 15 adjusts the control parameter of the command calculation device 14.

【0022】制御パラメータ調整装置15では、図6に
示すように目標パターン特徴抽出部51により、記憶装
置12に保存されている目標速度パターンの加速区間、
楕行区間、ブレーキ区間の並び方、大きさ、速度制限に
対する余裕、列車位置に対する定点停止点までの距離等
の特徴抽出を行い、ファジィ推論入力演算部52では実
列車の速度、位置、走行時間、及び目標パターン特徴抽
出部51で抽出したパターンの特徴より、速度、位置、
走行時間等の偏差の計算を行う。ファジィ推論部53で
はファジィ推論入力演算部52で計算した偏差量を最小
にするようにファジィルールデータベース54に保存さ
れているファジィルールにより、指令演算装置14で使
用する制御パラメータの補正値を演算する。
In the control parameter adjustment device 15, as shown in FIG. 6, the target pattern feature extraction unit 51 causes the target velocity pattern acceleration section stored in the storage device 12,
Features such as elliptic section, arrangement of brake sections, size, margin for speed limitation, distance to fixed point stop point for train position, etc. are extracted, and the fuzzy inference input calculation unit 52 calculates actual train speed, position, travel time, Based on the characteristics of the pattern extracted by the target pattern characteristics extraction unit 51, the speed, position,
Calculate deviations such as running time. The fuzzy inference unit 53 calculates the correction value of the control parameter used by the command operation unit 14 by the fuzzy rule stored in the fuzzy rule database 54 so as to minimize the deviation amount calculated by the fuzzy inference input operation unit 52. .

【0023】ここでは、速度偏差が生じた場合に制御パ
ラメータ調整装置15により制御パラメータを調整する
場合について説明する。
Here, a case where the control parameter adjusting device 15 adjusts the control parameter when a speed deviation occurs will be described.

【0024】目標速度パラメータの速度に対して、実列
車の速度が大きい場合には制御パラメータが最適値より
も大きいことが一般の制御理論から判っているので、制
御パラメータ調整装置15では、制御パラメータを現在
の値よりも小さくする処理を行う。すなわち、制御パラ
メータ調整装置15のファジィルールデータベースには
予め実列車速度の方が大きい場合には、制御パラメータ
を大きくするというルールが保存されており、そのルー
ルによりパラメータの値を調整する。
It is known from general control theory that the control parameter is larger than the optimum value when the speed of the actual train is higher than the speed of the target speed parameter. Performs a process to make the value smaller than the current value. That is, in the fuzzy rule database of the control parameter adjusting device 15, a rule of increasing the control parameter when the actual train speed is higher is stored in advance, and the value of the parameter is adjusted according to the rule.

【0025】目標速度パターンの速度に対して、実列車
の速度が小さい場合には上記と逆に制御パラメータを小
さくする処理を行う。
When the speed of the actual train is low with respect to the speed of the target speed pattern, the control parameter is reduced in reverse to the above.

【0026】制御パラメータ調整装置15では、位置偏
差、速度偏差のほかに、実列車速度の2回微分であるジ
ャークを演算し、その値を監視している。ジャークは列
車の乗り心地を表す指標となるものであり、ジャークの
値が大きい場合には、速度偏差が生じた場合と同様に制
御パラメータの調整を行っている。
In addition to the position deviation and the speed deviation, the control parameter adjusting device 15 calculates the jerk which is the second differential of the actual train speed and monitors the value. The jerk is an index representing the riding comfort of the train, and when the jerk value is large, the control parameters are adjusted in the same manner as when the speed deviation occurs.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば列車走行区間の所定走行時間、所定走行距離、制
限速度、省エネルギ、乗り心地、走行路線の勾配、曲線
および走行列車の牽引力特性等を考慮した最適な目標速
度パターンの演算が容易であり、列車走行中は目標速度
パターンへの追従性が良好であるとともに、外乱に対す
る追従性も高く、定点停止精度の高い自動列車運転装置
を実現することができる。
As described above, according to the present invention,
For example, it is easy to calculate an optimum target speed pattern in consideration of a predetermined traveling time of a train traveling section, a predetermined traveling distance, a speed limit, energy saving, riding comfort, a slope of a traveling route, a curve, a traction force characteristic of a traveling train, and the like, While the train is running, it is possible to realize an automatic train operation device that has good followability to the target speed pattern, high followability to disturbance, and high fixed point stopping accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係わる自動列車運転装置の
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an automatic train operation device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の自動列車運転装置に使用されている目標
パターン演算装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a target pattern calculation device used in the automatic train operation device of FIG.

【図3】逆行カーブの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a retrograde curve.

【図4】目標速度パターンの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a target speed pattern.

【図5】図1の自動列車運転装置に使用されている指令
演算装置の構成を示すブロック図である。
5 is a block diagram showing a configuration of a command calculation device used in the automatic train operation device of FIG. 1. FIG.

【図6】図1の自動列車運転装置に使用されている制御
パラメータ調整装置の構成を示すブロック図である。
6 is a block diagram showing the configuration of a control parameter adjustment device used in the automatic train operation device of FIG. 1. FIG.

【図7】従来の自動列車運転装置の構成を示すブロック
図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional automatic train operation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 目標パターン演算装置 12 記憶装置 13 補助記憶装置 14 指令演算装置 15 制御パラメータ調整装置 11 Target Pattern Calculation Device 12 Storage Device 13 Auxiliary Storage Device 14 Command Calculation Device 15 Control Parameter Adjustment Device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 目標速度パターンに追従するように指令
ノッチを決定する列車の自動列車運転装置であって、予
め地上において路線データおよび車両条件から消費エネ
ルギ、乗り心地を評価関数として走行距離、走行時間、
制限速度等の制約条件を満足するように逆行カーブおよ
びノッチの切り換え基準速度を用いることにより目標速
度パターンを作成する目標速度パターン演算手段と、該
目標速度パターン演算手段で作成された目標速度パター
ンを車上に記憶する記憶手段と、該目標速度パターンの
演算に使用された路線条件、車両条件を記憶する補助記
憶手段と、列車走行中の実列車速度、実列車位置および
前記補助記憶手段に記憶された情報に基づいて前記記憶
手段に記憶された目標速度パターンに追従する力行指
令、だ行指令、ブレーキ指令を含む走行指令を決定する
走行指令演算手段と、前記走行指令の設定の制御パラメ
ータの自動調整を前記目標速度パターンと実列車との速
度偏差、位置偏差により行う制御パラメータ調整手段と
を有することを特徴とする自動列車運転装置。
1. An automatic train operation device for a train, which determines a command notch so as to follow a target speed pattern, and which has traveled distance and traveled on the ground in advance based on route data and vehicle conditions, using energy consumption and riding comfort as evaluation functions. time,
A target speed pattern calculating means for creating a target speed pattern by using a backward curve and a notch switching reference speed so as to satisfy a constraint condition such as a speed limit, and a target speed pattern created by the target speed pattern calculating means. Storage means for storing on-board vehicle, auxiliary storage means for storing route conditions and vehicle conditions used for calculation of the target speed pattern, actual train speed during train running, actual train position and storage in the auxiliary storage means Of a running command including a power running command, a running command, and a braking command that follows the target speed pattern stored in the storage means based on the information stored, and a control parameter for setting the running command. A control parameter adjusting means for performing automatic adjustment based on a speed deviation and a position deviation between the target speed pattern and an actual train. Automatic train operation that.
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