JPH078083B2 - バンド方式で走行する軌道車の停止制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はバンド方式で走行する軌道車の無人運転管理装
置において、軌道車を高精度で目標位置に停止させる制
御装置に関するものである。

（ロ）従来技術 製鉄所等の構内専用軌道は、構内全域にわたって広く、
長く、複雑に入り組んでいるものが多い。このような軌
道上を多数の列車が走行しているので、その運行制御は
非常に困難である。

列車の無人運転を実施する場合は、特に停止位置精度が
問題となる。一定位置で停止させることが決まっている
専用線などの場合は、位置検出器を多数設けて、速度制
御、減速制御も可能であるが、貨車の連結、切離し、不
特定位置での荷の積込み、積下し等を行わなければなら
ない一般の軌道上の列車の場合は、停止位置を距離情報
の形体でしか指示されず、その指示位置に対して自列車
の走行位置の関係により、減速制御を行わなければなら
ない。

しかし、軌道は大半が屋外にあり、雨やほこり等の影響
により車輪の滑走等の発生があり、正確な走行位置検出
は極めて難しい。

一方、列車の走行速度制御は制御を簡略化するために、
段階的な走行速度バンドを設け、その速度バンド内で、
駆動、慣性の繰返しを行うのが一般的である。

前述の停止位置が決まっている場合は、第３図に示すよ
うに、軌道車１の目標停止位置２に対し、制動位置検知
センサ３と停止位置検知センサ４を軌道５上に配置し、
制動位置検知センサ３が軌道車１を検知した時、制動を
開始し、停止後停止位置検知センサ４の信号に従って微
速前後進を繰り返し、目標停止位置２に軌道車１を停止
させる。

この方式では、対象となる軌道車が指示速度に従って速
度制御を受けなければならない（第６図）。しかし、バ
ンド方式の速度制御装置を有する軌道車では、一定指示
速度での走行は不可能である。また、第５図の場合、制
御開始位置が固定であるため、バンド方式の速度制御で
は制御開始時の速度が異なり、この結果、毎回停止位置
がばらつくので、このばらつきの分だけ停止位置検知セ
ンサと微速前後進が必要となり、コスト高になるととも
に時間のむだになる。

従来の列車自動制御方式では、走行位置検出に関しては
地上局からの誘導線を使った絶対番地検出方式が採られ
ている。この方式では、10mmピッチまでの位置検出が可
能である。この方式による利点は、 地上局のみで列車の絶対位置が検出できること、 列車上の自動制御装置に対して、地上局側からリア
ル・タイムで速度制御（発信・停止を含む）指令が送信
できることなどである。すなわち、地上局ですべての運
転操作を行うことができることである。

この誘導線を使った絶対番地検出方式は、列車が走行す
る軌道にそって誘導線を全線に敷設する必要がある。こ
の場合、ケーブル費および敷設工事費等で非常に高い費
用が必要になる。安い費用で列車の自動制御を実現する
ためには、この方式に代わる列車走行位置検出装置の開
発が必要である。

軌道内に定点ドグを設けて、このドグを車上で検出し、
位置補正をする方式として、特公昭57−54801号があ
る。この方式は、軌道の近くに定点ドグを設け、定点ド
グには位置を示す手段を設けておき、車上よりこの定点
ドグを検出した際に、軌道上の絶対位置を読み込めるよ
うにしてある。つまり、すべての運行操作は、車上局に
て行う方式である。しかし、停止操作時の諸条件を加味
した位置制御まで考慮されていなかった。

特開昭52−16706号公報では、軌道にそって複数の伝送
路を設け、地上局より走行区分毎の走行速度を指令し、
車上局はその指令により走行作動する列車制御方法を開
示している。列車の速度等の演算は全て地上局で行う。
しかし、各列車毎の状態や走行速度と距離との関係等の
演算は膨大であり、一度に演算制御できる台数には限度
（例えば２〜４台程度）がある。伝送路（無線アンテ
ナ）は特殊な線を要し、布設および保守に多大な費用を
要し、軌道が長ければ、設備費が高価となる。

これに対し、１台の演算器で多数の列車速度制御を行う
方法が、特公昭56−28749号公報に開示されている。こ
の方法は軌道にそって設置する誘導通信路を走行パター
ンに合せたパルス信号となるように配し、車上局では、
そのパルス信号と速度が同じになるように自動制御す
る。しかし、この方法では、地上局の演算器は列車の走
行開始、停止等の間欠的な指令のみでよく、一度に多数
の列車の制御は可能とはなるが、伝送路設置や、走行パ
ターンに応じた伝送路の凹凸状など、設備費が嵩み、一
定パターン以外の走行はできず、貨車を任意の走行路上
に停止して荷の積降しをすることなどはできず実用上の
制限が多い。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、既設の設備を大幅に
改良することなく、安全かつ高精度に無人軌道車を所定
位置に停止させることのできる制御装置を得ることにあ
る。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明のバンド方式で走行する軌道車の停止制御装置
は、地上の送信機と、車載の受信機と、制御装置と、標
点検出器と、距離計と、運転装置とからなるバンド方式
で走行する軌道車の停止制御装置であって、軌道車は、
地上の軌道にそって階段状走行バンド制御により無人運
転走行し、その軌道の所定の位置には複数の標点が設け
られ、地上の送信機は、目標停止位置に対応する標点か
ら目標停止位置までの距離と、軌道車の牽引貨車重量と
を表す設定信号を送信し、車載の受信機は、地上の送信
機からの設定信号を受信し、距離計は、軌道車の車輪の
回転数を検出して走行距離を積算し、標点検出器は、軌
道車が標点を通過した時に該標点を検出し、距離計の積
算距離をゼロにリセットし、制御装置は、軌道車が高速
または中速速度バンド走行から慣性走行による減速動作
によって低速速度バンド走行域に達するまでに要する基
準走行距離をバンド走行速度と牽引貨車重量毎に求め、
予めリストに記憶し、軌道車が低速速度バンド走行から
制動動作によって停止するまでに要する基準走行距離を
牽引貨車重量毎に求め、予めリストに記憶し、距離計お
よび標点検出器からの出力にもとづいて該検出標点から
軌道車の現在位置までの距離を求め、該距離と前記標点
から目標停止位置までの距離との差によって位置間の第
１の距離を演算し、基準走行距離と設定牽引貨車重量に
もとづいて軌道車の高速または中速速度バンド走行から
慣性走行による減速動作によって低速速度バンド域に達
するまでに要する第２の距離を演算し、基準走行距離と
設定牽引貨車重量にもとづいて軌道車の低速速度バンド
走行から制動動作によって停止するまでに要する第３の
距離を演算し、該制動によって軌道車が停止した位置と
前記標点との間の距離と、および目標停止位置と該標点
との間の距離との誤差により制動誤差を演算し、運転装
置は、制御装置の出力を入力し、軌道車高速または中速
速度バンド走行時であり、かつ第１の距離第２の距離と
第３の距離とを加えた値になった時には、加減速タイミ
ング信号の切換えによって慣性走行により低速速度バン
ドまで減速し、低速速度バンド走行時であり、かつ第１
の距離が第３の距離になった時には、加減速タイミング
信号の切換えによって制動をかけて停止し、かつ制動誤
差が所定値以上の時には、所定値以下になるまで前進、
または後進の寸動走行を行うことを特徴とした構成によ
って、上記課題を解決している。

〔作用〕

屋外を走行する列車を任意の指定位置で停止させる場
合、気象条件、荷重条件および車輪形状等の設備条件が
種々重なり、一定の制動距離にならないため、停止位置
が一定とはならない。

そこで、種々の走行状態での制動実験を行った結果、制
動時の車輪の滑走が、走行位置情報誤差、見掛け上の停
止判定等の誤差となることを知見し、車輪滑走を無くす
ことができれば、自動運転での停止位置制御が可能であ
ることを見い出した。

（ホ）実施例 第１図から第４図までを参照して、本発明のバンド方式
で走行する軌道車１の停止制御装置について具体的に説
明する。

本発明の装置は、段階状走行速度バンド方式（例えば、
高、中、低速速度バンド）により無人運転される軌道車
１を対象とし、その目標停止位置P₂を正確に制御するも
のである。

本発明の装置では、第１図および第２図に示すように、
軌道車が高または中速速度バンドで走行している場合に
は、３段階に分けて停止制御する。まず、第１段階にお
いては、高または中速速度バンドから慣性走行によって
低速速度バンドまで減速処理をする。次いで、第２段階
として一次制動処理を行って目標停止位置付近に停止さ
せる。最後に、第３段階として、目標停止位置まで低速
走行と制動とを組み合わせて寸動走行させる。なお、第
１図において、実線の折線は理論値を、また、破線は実
測値をそれぞれ示す。

本発明のバンド方式で走行する軌道車の停止制御装置
は、第1,3,4図に示すように、地上の送信機７と、車載
の受信機16と、制御装置14と、標点検出器13と、距離計
12と、運転装置15とからなる。

軌道車１は、地上の軌道５にそって段階状走行バンド制
御により無人運転走行し、その軌道の所定の位置には複
数の標点６が設けられている。地上の送信機７は、目標
停止位置P₂に対応する標点62から目標停止位置P₂までの
距離ａと、軌道車１の牽引貨車重量Ｗとを表す設定信号
を送信する。車載の受信機16は、地上の送信機７からの
設定信号を受信する。距離計12は、軌道車１の車輪11の
回転数を検出して走行距離を積算する。標点検出器13
は、軌道車１が標点６を通過した時に該標点を検出し、
距離計12の積算距離をゼロにリセットする。

制御装置14は、軌道車１が高速または中速速度バンド走
行から慣性走行による減速動作によって低速速度バンド
走行域に達するまでに要する基準走行距離b₀〜b_nを、バ
ンド走行速度と牽引貨車重量Ｗ毎に求め、予めメモリに
記憶し、また、軌道車１が低速速度バンド走行から制動
動作によって停止するまでに要する基準走行距離（c₀〜
c_n）を牽引貨車重量Ｗ毎に求め、予めメモリに記憶す
る。さらに、制御装置14は、距離計12および標点検出器
13からの出力にもとづいてその検出標点62から軌道車１
の現在位置P₁までの距離a₀を求め、該距離と前記標点62
から目標停止位置までの距離ａとの差によって位置P₁,P
₂間の第１の距離Ａを演算し、また、基準走行距離b₀〜b
_nと設定牽引貨車重量Ｗにもとづいて軌道車１の高速ま
たは中速度バンド走行から慣性走行による減速動作によ
って低速速度バンド域に達するまでに要する第２の距離
Ｂを演算し、そして、基準走行距離c₀〜c_nと設定牽引貨
車重量Ｗにもとづいて軌道車１の低速速度バンド走行か
ら制動動作によって停止するまでに要する第３の距離Ｃ
を演算する。制御装置14は、さらに該制動によって軌道
車１が停止した位置P₃と前記標点62との間の距離a₁と、
および目標停止位置P₂と該標点との間の距離ａとの誤差
により制動誤差（ａ−a₁）を演算する。

運転装置15は、制御装置14の出力を入力し、軌道車１が
高速または中速速度バンド走行時であり、かつ第１の距
離Ａが第２の距離Ｂと第３の距離Ｃとを加えた値Ｂ＋Ｃ
になった時には、加減速タイミング信号の切換えによっ
て慣性走行により低速速度バンドまで減速し、低速速度
バンド走行時であり、かつ第１の距離Ａが第３の距離Ｃ
になった時には、加減速タイミング信号の切換えによっ
て制動をかけて停止し、かつ制動誤差が所定値以上の時
には、所定値以下になるまで前進、または後進の寸動走
行を行う。

まず実際の機関車を使って、種々の条件下での制動時車
輪滑走発生有無の実験を行った。最悪条件下でも第１表
のような結果を得た。

この結果、2km/hr以下の速度で制動を掛けると、車輪滑
走は全く発生しないことがわかった。バンド制御のため
5km/hr以下の低速走行時にのみ制動を行うことにより、
停止精度を上げられる。

次に、慣性走行の停止距離を速度毎に行った結果、荷重
条件と設備条件との影響がわずかにある程度で、各機関
車ごとに固有のころがり抵抗により停止までの距離が演
算可能であった。

低速走行により制動を掛けて停止位置誤差を測定した結
果、制動開始時の速度のバラツキにより停止までの距離
が±0.4の精度であった。中速走行時より制動により停
止する場合は、±1.0m以上の誤差で、かつ走行位置測定
は大幅な誤差が発生した。

なお、制動停止距離は、荷重条件が大きく影響するの
で、連結貨車数（空車の場合は1/2）による階段的計数
を与え、制動開始時の速度により演算できることがわか
った。

さらに、貨車への製品積み下し時には、クレーンにより
行われるが、停止位置に誤差が大きいと、その分クレー
ン位置合わせ操作が増し、作業能率低下となる。そこ
で、貨車停止位置のより精度向上が求められる。

このため、制動停止時に、機関車上で実績停止位置と指
定停止位置との差を演算し、その差が、前述要求精度
（±0.2m）以上の場合、寸動により実績停止位置を補正
する。つまり、低速走行動（起動）と制動とを交互に行
い、前記の差がゼロとなる点まで前進または後進動作さ
せた。

本発明の停止制御装置を用いて、ジーゼル機関車に、積
車貨車を一両連結した状態で区間標点より100m離れた点
で停止試験を行った。その結果、高速走行、中速走行に
かかわらず、±0.1mの停止精度であった。

さらに、走行区間内の指定位置で貨車の切離しを行った
後、十分離れた位置まで走行後再び貨車の直前位置で停
止させ、その後連結を行った。この結果、切離し時の実
績位置と、連結前の停止位置精度が±0.2m以下となっ
た。これにより、十分無人による貨車の連結、切離しが
可能であることを確認できた。

（ヘ）効果 本発明によれば、既存設備の大幅な変更を要せずに、無
人起動車を安全かつ正確に所定位置に停止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の説明図。第２図は本発明の装置
の工程を示すフロー・チャート。第３図および第４図は
本発明を実施する装置の説明図。第５図および第６図は
従来の装置の説明図。 1:軌道車、6:地上標点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地上の送信機（７）と、車載の受信機（1
   6）と、制御装置（14）と、標点検出器（13）と、距離
   計（12）と、運転装置（15）とからなるバンド方式で走
   行する軌道車（１）の停止制御装置であって、 軌道車（１）は、地上の軌道（５）にそって段階状走行
   バンド制御により無人運転走行し、その軌道の所定の位
   置には複数の標点（６）が設けられ、 地上の送信機（７）は、目標停止位置（P₂）に対応する
   標点（62）から目標停止位置（P₂）までの距離（ａ）
   と、軌道車（１）の牽引貨車重量（Ｗ）とを表す設定信
   号を送信し、 車載の受信機（16）は、地上の送信機（７）からの設定
   信号を受信し、 距離計（12）は、軌道車（１）の車輪（11）の回転数を
   検出して走行距離を積算し、 標点検出器（13）は、軌道車（１）が標点（６）を通過
   した時に該標点を検出し、距離計（12）の積算距離をゼ
   ロにリセットし、 制御装置（14）は、 軌道車（１）が高速または中速速度バンド走行から慣性
   走行による減速動作によって低速速度バンド走行域に達
   するまでに要する基準走行距離（b₀〜b_n）をバンド走行
   速度と牽引貨車重量（Ｗ）毎に求め、予めメモリに記憶
   し、 軌道車（１）が低速速度バンド走行から制動動作によっ
   て停止するまでに要する基準走行距離（c₀〜c_n）を牽引
   貨車重量（Ｗ）毎に求め、予めメモリに記憶し、 距離計（12）および標点検出器（13）からの出力にもと
   づいて該検出標点から軌道車（１）の現在位置（P₁）ま
   での距離（a₀）を求め、該距離と前記標点（62）から目
   標停止位置までの距離（ａ）との差によって位置（P₁,P
   ₂）間の第１の距離（Ａ）を演算し、 基準走行距離（b₀〜b_n）と設定牽引貨車重量（Ｗ）にも
   とづいて軌道車（１）の高速または中速速度バンド走行
   から慣性走行による減速動作によって低速速度バンド域
   に達するまでに要する第２の距離（Ｂ）を演算し、 基準走行距離（c₀〜c_n）と設定牽引貨車重量（Ｗ）にも
   とづいて軌道車（１）の低速速度バンド走行から制動動
   作によって停止するまでに要する第３の距離（Ｃ）を演
   算し、 該制動によって軌道車（１）が停止した位置（P₃）と前
   記標点（62）との間の距離（a₁）と、および目標停止位
   置（P₂）と該標点との間の距離（ａ）との誤差により制
   動誤差（ａ−a₁）を演算し、 運転装置（15）は、制御装置（14）の出力を入力し、軌
   道車（１）が高速または中速速度バンド走行時であり、
   かつ第１の距離（Ａ）が第２の距離（Ｂ）と第３の距離
   （Ｃ）とを加えた値（Ｂ＋Ｃ）になった時には、加減速
   タイミング信号の切換えによって慣性走行により低速速
   度バンドまで減速し、低速速度バンド走行時であり、か
   つ第１の距離（Ａ）が第３の距離（Ｃ）になった時に
   は、加減速タイミング信号の切換えによって制動をかけ
   て停止し、かつ制動誤差が所定値以上の時には、所定値
   以下になるまで前進、または後進の寸動走行を行う バンド方式で走行する軌道車の停止制御装置。