JPH0812079B2 - 列車移動距離計測装置 - Google Patents

列車移動距離計測装置

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JPH0812079B2
JPH0812079B2 JP28722790A JP28722790A JPH0812079B2 JP H0812079 B2 JPH0812079 B2 JP H0812079B2 JP 28722790 A JP28722790 A JP 28722790A JP 28722790 A JP28722790 A JP 28722790A JP H0812079 B2 JPH0812079 B2 JP H0812079B2
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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
検出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てあ
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、力行時(加速時)に空転が発生すると動輪が
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、その慣性質量が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鑑みなされたもので、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が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が
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、予測速度の算出が容易にでき
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1,1の直径の測定毎に
その測定値をセットするもので、車輪1,1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、車輪径が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
bまで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で設定されている車
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、
両者の粘着状態が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が、列車速度演算手段,粘着異
常判定手段,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がら本実施例
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S1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が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=0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<α2のときは、車輪1,1とレールと
の粘着が異常、即ち、それぞれ空転(第4図のA点で示
す)又は滑走(第4図のC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10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α1,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>α1のときは車輪1,1が空転
と判断でき、α<α2のときは車輪1,1が滑走と判断でき
る。
ステップ5では、フラグFを1にセットする。
ステップ6では、粘着異常判定直前の列車速度変化率
α0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で算出した変化率α0
列車速度が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で算出される予測速度V0の差
が、予め設定した所定範囲±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1,1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=0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V0
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
う利点がある。
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〜ステップ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
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でフラグFを
0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V0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が加速度計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
合する計測方法が可能となるが、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
動輪の空転或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
ができる利点がある。
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が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図(A),(B)は本発明の構成を説明するブロッ
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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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. 【請求項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。
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