JPH07132829A - 列車運転曲線作成装置 - Google Patents

列車運転曲線作成装置

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JPH07132829A
JPH07132829A JP5283382A JP28338293A JPH07132829A JP H07132829 A JPH07132829 A JP H07132829A JP 5283382 A JP5283382 A JP 5283382A JP 28338293 A JP28338293 A JP 28338293A JP H07132829 A JPH07132829 A JP H07132829A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 指定した駅間走行時分で消費電力量が最小と
なる運転曲線を作成することができる列車運転曲線作成
装置を得る。 【構成】 出発点から次の停止点までの運転時分を第1
の制御ルール9に従って作成された運転曲線の運転時分
より大きい値に指定する運転時分指定部14、第1の制
御ルールに従って作成された運転曲線の力行部分を減少
させてできた運転曲線の運転時分と指定した運転時分と
を比較する運転時分比較部15を備え、指定された運転
時分に運転時分を収束させながら力行部分を減少させる
ことにより消費電力量を減少させる第2の制御ルール1
6に従って運転曲線を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、列車の運転計画に必
要な運転曲線を自動作成する列車運転曲線作成装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】図4は例えば第27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に掲載された
従来の運転曲線作成装置による機能ブロック図である。
図において、1は車両重量、架線電圧、加速力曲線等の
編成車両条件2を登録する編成車両条件入力部、3は停
車場、勾配、曲線等の路線条件4を登録する路線条件入
力部、5は制限速度、停車パターン等の走行条件6を登
録する走行条件入力部である。7は路線条件4と走行条
件6とをもとに制限速度線を作成する制限速度線作成
部、8は編成車両条件2、路線条件4、走行条件6およ
び制限速度線作成部7で作成された制限速度線を基本デ
ータとし、運転モード(力行,惰行,ブレーキ)の遷移
規則を記述した第1の制御ルール9に従って運転曲線を
作成する運転曲線自動作成部、10は自動作成された運
転曲線をディスプレイに表示する運転曲線描画部であ
る。
【0003】次に動作について説明する。予め、運転計
画対象の路線における編成車両条件2、路線条件4、お
よび走行条件6を登録しておく。制限速度線作成部7
は、登録された路線条件4および走行条件6をもとに運
転曲線作成の速度の範囲を規定する制限速度線を作成す
る。次に、運転曲線自動作成部8は、作成された制限速
度線と後述の第1の制御ルール9とに従って列車の走行
モード切り替えを行い、その走行モードをもとに編成車
両条件2、路線条件4および走行条件6から必要なデー
タを抽出して運転曲線の自動作成を行う。作成された運
転曲線は運転曲線描画部10によりCRT上に描画され
る。
【0004】運転曲線自動作成部8の動作について、図
5を用いて説明する。図5(a)は停車場出発点a0
ら次停車場停車点a1までの作成されるべき運転曲線例
であり、制限速度線11をもとに作成される。図5
(b)は第1の制御ルール9である。まず、出発点a0
においては制限速度に変化がないため、制御ルール9b
が適用され、出発点a0を起点とし制限速度線に達する
までその時の制限速度に対応したノッチを使用して力行
し、制限速度線に達すると惰行に移行する。制限速度に
対応したノッチとは、制限速度に対して取り得るノッチ
のうちの最高のノッチであり、この時の引張力は図5
(c)に示す加速力曲線から算出し、勾配による加減速
度や曲線による走行抵抗は編成車両条件2と路線条件4
とから算出した速度曲線を描画する。また、惰行線は制
限速度線の低下点まで描画される(点線部)。以降の速
度曲線の算出も同様に必要データを抽出して行われる。
【0005】次に、地点a2においては制限速度が低く
なるので制御ルール9cが適用され、次の区間の最高速
度を始点に逆向きに制動(ブレーキ)曲線を作成し、先
に作成した順方向の運転曲線と交差させる。これにより
出発点a0から地点a2までの運転曲線が作成される。そ
の後地点a3までは制限速度線が一定であるので制御ル
ール9bに従って惰行に移行する。そして、地点a3
おいては制限速度が高くなるので、制御ルール9dが適
用され、地点a3に編成車両長を加えた地点から制限速
度線に達する地点a4にぶつかるまで力行曲線、その後
惰行曲線を作成する。次の停車場停車点a1では制御ル
ール9eが適用され、地点a1において速度を0とし、
そこを始点として逆向きに制動曲線を作成する。そし
て、先に作成した順方向の運転曲線と交差させる。以上
により出発点a0から次の停車場停車点a1までの運転曲
線12が作成される。なお、制御ルール9aに従って力
行時間および惰行時分は確保されている。同時に、作成
された運転曲線を積分して走行時分tLを算出し、時分
曲線13が作成される。また、図5(c)の加速力曲線
から各走行位置での電流値が求められ、出発点から次の
停車点までに消費する電力量を算出することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の列車運転曲線作
成装置は以上のように構成されているので、自動作成に
おいては制限速度範囲内で最も速く走る場合の運転曲線
しか作成することができず、最も速く走る場合の運転時
分より大きい運転時分で計画される駅間走行時分に対応
した運転曲線を作成するためには、作成された時分曲線
をもとに手動で運転曲線を修正する必要があった。ま
た、指定された走行時分で運転する場合に、消費電力量
を最小にする運転曲線を求めることはできないという問
題点があった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、駅間走行時分を最も速く走る場
合の運転時分より大きい任意の運転時分に指定できると
ともに、指定した駅間走行時分で消費電力量が最小とな
る運転曲線を作成することが可能な列車運転曲線作成装
置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る列車運転
曲線作成装置は、出発点から次の停止点までの運転時分
を、予め定められた第1の制御ルールに従って作成され
た運転曲線から得られる運転時分より大きい所定の値に
指定する手段、その運転時分と上記指定された運転時分
との差が所定値以下となる範囲内で、上記第1の制御ル
ールに従って作成された運転曲線に存在する力行部分を
所定量減少させた複数の運転曲線を設定する手段、およ
びこれら設定した各運転曲線での消費電力量を求め、こ
の消費電力量が最小となる運転曲線を選定する手段を備
えている。
【0009】また、予め定められた第1の制御ルールに
従って作成された、出発点から次の停止点までの運転曲
線を力行要素を1つのみ含む区間に分割する手段、およ
びこれら分割した各区間での力行部分をそれぞれ独立に
所定量減少させたものを再合成して複数の運転曲線を設
定する手段を備えている。
【0010】さらに、分割した各区間での力行部分をそ
れぞれ独立にN×△D(Nは自然数,△Dは所定の単位
距離)だけ減少させたものを再合成して複数の運転曲線
を設定している。
【0011】
【作用】この発明においては、指定された運転時分とそ
の運転時分との差が所定値以下となる範囲内で、第1の
制御ルールに従って作成された運転曲線に存在する力行
部分を所定量減少させた複数の運転曲線のうち消費電力
量が最小となる運転曲線が選定される。
【0012】また、第1の制御ルールに従って作成され
た運転曲線を力行要素を1つのみ含む区間に分割し、分
割した各区間での力行部分をそれぞれ独立に減少させた
ものを再合成してできた複数の運転曲線のうち、消費電
力量が最小となる運転曲線が選定される。
【0013】さらに、分割した各区間での力行部分をそ
れぞれ独立にN×△D(Nは自然数,△Dは所定の単位
距離)だけ減少させたものを再合成してできた複数の運
転曲線のうち、消費電力量が最小となる運転曲線が選定
される。
【0014】
【実施例】
実施例1.以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図1において、1〜10は従来装置と同一または相
当部分である。14は運転時分を指定する運転時分指定
部、15は後述の第2の制御ルール16によって修正さ
れた運転曲線の運転時分と指定された運転時分とを比較
判定する運転時分比較判定部、17は修正した運転曲線
から力行電力量を算出する力行電力量算出部、18は算
出された力行電力量が最小であるか否かを判定する力行
電力量判定部である。
【0015】次に、動作について説明する。まず、従来
と同様にして、編成車両条件2、路線条件4および走行
条件6を基本データとし、第1の制御ルール9に従っ
て、制限速度の範囲で運転曲線を作成する。また、作成
された運転曲線から駅間走行時分tLを算出する。続い
て、指定する運転時分で走行する場合に力行電力量を減
少させる第2の制御ルールに従って、作成された運転曲
線を修正する。第2の制御ルールが力行電力量を減少さ
せるためのものであるのは、消費電力量の大きさは力行
電力量にもっとも依存しているという考えからであり、
力行区間を短くすることによって目的を果たすものであ
る。運転曲線の修正処理について、図2および図3を用
いて述べる。図2は、運転曲線の修正を説明する図であ
り、運転曲線12を力行部分を1つずつ含む区間1およ
び区間2に分割し、駅間走行時分を指定する運転時分と
の差が所定の値以下となる範囲内で各区間の力行部分の
距離x0と距離y0とをそれぞれxとyとに減少させて、
運転曲線19を求めることを示している。
【0016】図3は第2の制御ルールに従って運転曲線
を修正する処理を示すフローチャートである。まず、オ
ペレータにより計画している駅間走行時分Tが運転時分
指定部14から指定される(S1)。この駅間走行時分
Tは、第1の制御ルールに従って作成された運転曲線か
ら得られた運転時分tLより大きい値である。次に、第
1の制御ルールによって作成された運転曲線を力行部分
が1回のみ含まれる区間(区間1および区間2)に分割
する(S2)。以降、区間1の運転時分をt1N、力行電
力量をP1N、区間2の運転時分をt2M、力行電力量をP
2Mとする。まず、N=0、L=1(S3)、x=x
0(S4)として、区間1の力行部分をx0に固定する。
そして、M=1(S5)、y=y0(S6)と初期化す
る。次に、区間2の力行部分yを微少量△yだけ減少さ
せ(S7)、その時の区間2内の運転曲線を求める(S
8)。そして、区間2の運転時分t2Mを計算し(S
9)、区間1の運転時分t1Nと区間2の運転時分t2M
の和tLと指定された運転時分Tとを比較して、|tL
T|>δならば(S10でNOのとき)、L=L+1、
M=M+1として(S11)、S7にもどり、区間2の
力行部分をさらに△yだけ減少させて、上記S7〜S1
0の処理であるループ1を繰り返す。
【0017】上記のように、ループ1の処理において区
間1の力行部分xを固定し、区間2の力行部分yを減少
させていった結果、|t1−T|≦δとなれば(S10
でYESのとき)、そのときの区間1の力行電力量P1N
と区間2の力行電力量P2Mの和を算出する(S12)。
各区間の電力量は、図5(c)の加速力曲線から求めた
電流値を速度vの関数としてI(v)、電圧をVとする
と、次式を各区間だけ積分することで算出される。 P=VI(v) この力行電力量は、区間2の力行部分を初期値y0から
M×△yだけ減少させた運転曲線に対するものであり、
第1の制御ルールにしたがって作成された運転曲線に対
する電力量に比べて減少している。
【0018】次に、N=N+1とし(S13)、区間1
の力行部分を微少量△xだけ減少させ(S14)、その
時の区間1内の運転曲線を求める(S15)。そして、
区間1の運転時分t1Nを計算し(S16)、区間1の運
転時分t1Nと区間2の初期運転時分t20との和が指定値
T以下であれば(S17でNOのとき)、L=L+1と
して(S18)、上記S5〜S17のループ2を繰り返
すことになる。つまり、区間1の運転時分t1Nと区間2
の初期運転時分t20との和が指定値Tより大きければ、
これ以上力行部分を減少することは不可能であるので、
少なくとも上記運転時分の和が指定値以下であることを
ひとつの制約条件として、引き続き区間2の力行部分を
減少させて力行電力量を減少させる運転曲線を求める。
【0019】区間1の運転時分t1Nと区間2の初期運転
時分t20との和が指定値Tより大きくなれば(S17で
YESのとき)、その時点までにループ2内のS12で
算出された区間1と区間2とのそれぞれの力行電力量の
和の最小値を算出し(S19)、その最小値をとるとき
の運転曲線を選択して描画する(S20)。以上によ
り、指定した運転時分との差が所定値以内の範囲で走行
する場合で、力行電力量ないしは消費電力量を最小とす
る運転曲線を作成することが可能となる。なお、上記の
説明では力行部分が2つで区間1と区間2とに分割する
場合を示したが、力行部分が3つ以上ある場合について
も同様にして効果を奏する。また、上記例では各区間の
力行部分を単位距離ずつ減少させることによって力行電
力量を減少させたが、単位時間ずつ減少させても同様の
効果が得られる。さらに、上記例では第1の制御ルール
で作成された運転曲線を力行部分を1つのみ含む区間に
分割して、分割した区間での力行部分をそれぞれ独立に
減少させるようにしたが、区間に分割せずにすべての力
行部分を同時に減少させるようにしても同様の効果が得
られる。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば指定さ
れた駅間走行時分とその運転時分との差が所定値以下と
なるような範囲内で、第1の制御ルールにしたがって作
成された運転曲線の力行部分を減少させてできた複数の
運転曲線から消費電力量が最小となる運転曲線を選定す
るようにしたので、指定された走行時分で消費電力量が
最小となる運転曲線を作成することが可能となる。ま
た、運転曲線を力行部分を1つのみ含む区間に分割し、
分割した各区間での走行時分の和と指定時分との差が所
定値以下となる範囲で、各区間での力行部分をそれぞれ
独立に減少させたものを再構成してできた複数の運転曲
線から消費電力量が最小となる運転曲線を選定するよう
にしたので、指定された走行時分で消費電力量が最小と
なる運転曲線を作成することができる。さらに、分割し
た各区間での走行時分の和と指定時分との差が所定値以
下となる範囲で、分割した各区間での力行部分をそれぞ
れ独立に単位距離ずつ減少させたものを再合成してでき
た複数の運転曲線から消費電力量が最小となる運転曲線
を選定するようにしたので、指定された走行時分で消費
電力量が最小となる運転曲線を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による列車運転曲線作成装
置を示す機能ブロック図である。
【図2】図1の第2の制御ルールに従って運転曲線を修
正する処理を説明する図である。
【図3】図1の第2の制御ルールに従って運転曲線を修
正する処理を示すフローチャートである。
【図4】従来の列車運転曲線作成装置を示す機能ブロッ
ク図である。
【図5】図4の第1の制御ルールを説明する図である。
【符号の説明】
1 編成車両条件入力部 2 編成車両条件 3 路線条件入力部 4 路線条件 5 走行条件入力部 6 走行条件 7 制限速度線作成部 8 運転曲線自動作成部 9 第1の制御ルール 10 運転曲線描画部 14 運転時分指定部 15 運転時分比較判定部 16 第2の制御ルール 17 力行電力量算出部 18 力行電力量判定部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 編成車両条件、路線条件、および走行条
    件を基本データとし、予め定められた第1の制御ルール
    に従って列車運転曲線を自動作成する列車運転曲線作成
    装置において、 出発点から次の停止点までの運転時分を、上記第1の制
    御ルールに従って作成された運転曲線から得られる運転
    時分より大きい所定の値に指定する手段、その運転時分
    と上記指定された運転時分との差が所定値以下となる範
    囲内で、上記第1の制御ルールに従って作成された運転
    曲線に存在する力行部分を所定量減少させた複数の運転
    曲線を設定する手段、およびこれら設定した各運転曲線
    での消費電力量を求め、この消費電力量が最小となる運
    転曲線を選定する手段を備えたことを特徴とする列車運
    転曲線作成装置。
  2. 【請求項2】 予め定められた第1の制御ルールに従っ
    て作成された、出発点から次の停止点までの運転曲線を
    力行要素を1つのみ含む区間に分割する手段、および分
    割した上記各区間での力行部分をそれぞれ独立に所定量
    減少させたものを再合成して複数の運転曲線を設定する
    手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の列車運転
    曲線作成装置。
  3. 【請求項3】 分割した各区間での力行部分をそれぞれ
    独立にN×△D(Nは自然数,△Dは所定の単位距離)
    だけ減少させたものを再合成して複数の運転曲線を設定
    することを特徴とする請求項2記載の列車運転曲線作成
    装置。
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