JPWO2011055470A1 - Fixed position stop support system - Google Patents
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Abstract
移動体の状況に応じて停止精度を向上させる定位置停止支援システムを得るために、移動体を停止させる減速パターンを記憶する減速パターン記憶部と、ブレーキノッチ毎の設計減速度情報および移動経路上の各位置での経路の幾何的情報を含む減速度パラメータを記憶するパラメータ記憶部20と、移動体の現在位置および現在速度を検出する位置検知部30と、実際の減速度に当該位置における幾何的情報を加味し、操作中のブレーキノッチの設計減速度を減じて当該ブレーキノッチ減速度の補正値を求める特性推定部40と、現在位置、現在速度およびブレーキノッチ毎の補正値に基づいて、位置と速度の関係を減速パターンに近づける推定減速度を持つブレーキノッチを選択するノッチ選択部50とを備える。In order to obtain a fixed position stop support system that improves stopping accuracy according to the status of the moving body, a deceleration pattern storage unit that stores a deceleration pattern for stopping the moving body, design deceleration information for each brake notch, and on the moving path A parameter storage unit 20 that stores a deceleration parameter including geometric information of a route at each position, a position detection unit 30 that detects a current position and a current speed of the moving body, and a geometric value at the position corresponding to the actual deceleration. Based on the characteristic estimation unit 40 for obtaining the correction value of the brake notch deceleration by reducing the design deceleration of the brake notch during operation, and the current position, the current speed, and the correction value for each brake notch, And a notch selector 50 for selecting a brake notch having an estimated deceleration that brings the relationship between the position and the speed closer to the deceleration pattern.
Description
この発明は、鉄道などにおける軌道上移動体を定められた位置に停止させるのを支援する定位置停止支援システムに関する。 The present invention relates to a fixed position stop support system that supports stopping a moving body on a track in a railway or the like at a predetermined position.
従来の定位置停止支援システムにおいては、予め設定された停止位置までの距離情報を送信する送信機能を有する地上側装置と、上記距離情報を受信した距離情報および計測した走行路上での移動量から停止位置までの距離を求める演算手段とを備え、求めた距離を表示するように構成している。これにより、移動体側で、停止位置目標までの距離を随時正確に表示するため、移動体の運転士にとって分かりやすく、停止位置を迅速且つ正確に誘導支援することが示されている(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional fixed position stop support system, the ground side device having a transmission function for transmitting distance information to a preset stop position, the distance information received from the distance information, and the measured travel amount on the traveling road Computation means for obtaining the distance to the stop position is provided, and the obtained distance is displayed. As a result, since the distance to the stop position target is accurately displayed at any time on the mobile body side, it is easy to understand for the driver of the mobile body, and it is shown that the stop position is guided quickly and accurately (for example, patents). Reference 1).
従来の定位置停止支援システムでは、単に停止位置目標までの距離を表示するだけであるから、距離の情報だけでは、どの程度ブレーキノッチを出力すべきか、分からない。したがって、経験が浅い運転士は、定位置に精度良く停止させることは困難であった。また、移動体の重量が通常より大きい、または制動装置の効き具合が通常と異なることによって、減速度が設計値と異なった場合には、定位置に精度良く停止させることは困難となっていた。 In the conventional fixed position stop support system, the distance to the stop position target is simply displayed, so it is not known how much the brake notch should be output only by the distance information. Therefore, it is difficult for an inexperienced driver to stop at a fixed position with high accuracy. In addition, when the deceleration is different from the design value due to the weight of the moving body being larger than usual or the effectiveness of the braking device being different from normal, it is difficult to stop at a fixed position with high accuracy. .
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、ブレーキノッチの減速度が設計値と異なる場合でも、その差異を補正値として記憶し、補正値を加味した推奨ブレーキノッチを運転士に表示することによって、停止精度を向上させることができる定位置停止支援システムを得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the deceleration of the brake notch is different from the design value, the difference is stored as a correction value, and a recommended brake notch taking the correction value into consideration is provided. By displaying on the driver, a fixed position stop support system capable of improving stop accuracy is obtained.
この発明の定位置停止支援システムにおいては、移動体の移動経路上の位置とこの位置での前記移動体の速度との関係を表す関係曲線であって予め定められた停止位置に前記移動体を停止させる減速パターンを記憶する減速パターン記憶部と、前記移動体のブレーキノッチ毎の設計減速度情報および前記移動経路上の各位置での経路の幾何的情報を含む減速度パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、前記移動体の現在位置および現在速度を検出する位置検知部と、前記現在速度の時間的変化から得られる減速度、前記移動体で現在操作されているブレーキノッチ情報および前記減速度パラメータから現在の推定減速度を求め、前記ブレーキノッチの設計時の減速度との差分を補正値として算出する特性推定部と、前記現在位置、前記現在速度および前記現在の推定減速度に基づいて、前記位置と前記速度の関係を前記減速パターンに近づける前記設計時の減速度と前記補正値の和を持つ前記ブレーキノッチを推奨ブレーキノッチとして選択するノッチ選択部とを備えたものである。 In the fixed position stop support system of the present invention, the moving body is placed at a predetermined stop position, which is a relationship curve representing the relationship between the position of the moving body on the moving path and the speed of the moving body at this position. A deceleration pattern storage unit for storing a deceleration pattern to be stopped, and a parameter storage for storing a deceleration parameter including design deceleration information for each brake notch of the moving body and geometric information of a route at each position on the moving route A position detection unit that detects a current position and a current speed of the moving body, deceleration obtained from a temporal change in the current speed, brake notch information currently operated on the moving body, and the deceleration parameter A current estimation deceleration, a characteristic estimation unit that calculates a difference from the deceleration at the time of designing the brake notch as a correction value, the current position, the current A notch that selects the brake notch having the sum of the deceleration and the correction value at the time of design to bring the relationship between the position and the speed closer to the deceleration pattern based on the degree and the current estimated deceleration And a selection unit.
この発明は、ブレーキノッチの減速度が設計値と異なる場合でも、その差を補正値として記憶し、補正値を加味した推奨ブレーキノッチを運転士に提示するので、停止精度を向上させることができる。 In the present invention, even when the deceleration of the brake notch is different from the design value, the difference is stored as a correction value, and the recommended brake notch taking the correction value into consideration is presented to the driver, so that the stopping accuracy can be improved. .
実施の形態1.
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における定位置停止支援システムの構成図である。図において、定位置停止支援システムは、減速パターン作成部10、パラメータ記憶部20、移動体の(車上)位置検知部30、特性推定部40、ノッチ選択部50、およびノッチ表示部60によって構成される。ここで、移動体とは、列車など経路上を移動するものであり、位置検知部30は、列車の車両など移動体上に設けられる。
FIG. 1 is a configuration diagram of a fixed position stop support system according to
図において、減速パターン作成部10は、パラメータ記憶部20に記憶された減速パターンごとのパラメータを読み出して減速パターンを作成し、ノッチ選択部50へ速度パターンの情報を出力する。(車上)位置検知部30は、移動体の現在位置を検知して、現在位置をノッチ選択部50へ出力する。特性推定部40は、現在のブレーキノッチ情報および列車位置と列車速度の時間的変化から減速度を推定して、ノッチ選択部50へ推定した減速度を出力するとともに、パラメータ記憶部20に推定減速度と設計減速度の差を補正値として出力する。ノッチ選択部50は、現在位置と推定した減速度から減速パターンに近づけるような推奨ブレーキノッチを選択する。ノッチ表示部60は、ノッチ選択部50で選択された推奨ブレーキノッチを表示する。
In the figure, the deceleration
なお、減速パターン作成部10は、必須ではなく、手入力などによって減速パターンを作成して、減速パターンを記憶して取り出せる減速パターン記憶部があれば良い。この場合には、減速パターン記憶部から読み出した減速パターンをノッチ選択部50へ出力する。
Note that the deceleration
ここで、減速パターンは、移動体の移動経路上の位置とこの位置での前記移動体の速度との関係を表す関係曲線であって、駅など予め定められた停止位置に前記移動体を停止させる位置と速度との関係曲線である。ブレーキノッチ(ノッチとも呼ぶ)とは、列車などの移動体に設けられ、一定の刻みでブレーキ出力を変化させるコントローラーの段数を示す。減速度とは、ブレーキによって減速される速度の時間的変化の割合を示し、加速度と逆に減速時において正の値をとる。推奨ブレーキノッチとは、予め設定された駅などの定位置に停止するため、本システムが運転士に推奨するブレーキノッチである。 Here, the deceleration pattern is a relationship curve representing the relationship between the position of the moving body on the moving path and the speed of the moving body at this position, and stops the moving body at a predetermined stop position such as a station. It is a relationship curve between the position to be made and speed. A brake notch (also referred to as a notch) indicates the number of stages of a controller that is provided on a moving body such as a train and changes the brake output in a constant increment. Deceleration indicates the rate of time change of the speed decelerated by the brake, and takes a positive value during deceleration contrary to acceleration. The recommended brake notch is a brake notch that the system recommends to the driver in order to stop at a predetermined position such as a preset station.
パラメータ記憶部20は、列車などの移動体の種類(型式)や個体差に応じて、ブレーキノッチ毎の設計減速度(または標準減速度)、車輪径、制御余裕を持たせるための低減率、および列車が運行する経路上の各位置での軌道の勾配情報など、減速パターンまたは後に説明するブレーキ性能を計算するためのパラメータを記憶する。ここで、経路上の各位置での勾配情報は、移動経路の特定位置での幾何学的情報といえる。また、減速度パラメータには、勾配情報、曲線などの経路の幾何的情報、列車などの移動体の重量情報、降雨、降雪の有無を示す天候情報を含めることができる。
The
なお、これらの減速度パラメータは、ROMなどの形式であらかじめ記憶させておいても良い。また、列車が走行するたびに、別途、用意される通信手段によって、上記減速パラメータを地上から列車へ送信しても良い。また、移動体の重量情報は、移動体に設けた計測器により求めたものを記憶しても良く、この場合には、経路途中の積載物、人などの積み込み積み下ろしによる増減を精度良く反映させることができる。また、移動体の重量情報は、多い、普通、少ないなどのボタンなどの簡易なユーザインターフェースによって、入力されるようしても良い。この場合には、簡易な操作で、動的に移動体の概略の重量を変更でき、比較的精度の高い減速パターンまたは推定減速度を求めることができる。 Note that these deceleration parameters may be stored in advance in a format such as a ROM. Further, every time the train travels, the deceleration parameter may be transmitted from the ground to the train by a separately prepared communication means. Further, the weight information of the moving body may store information obtained by a measuring instrument provided on the moving body, and in this case, the increase / decrease due to loading / unloading of a load or a person along the route is accurately reflected. be able to. Further, the weight information of the moving body may be input by a simple user interface such as a large, normal, or small button. In this case, the approximate weight of the moving body can be dynamically changed with a simple operation, and a relatively accurate deceleration pattern or estimated deceleration can be obtained.
また、移動体の経路の幾何学的情報は、経路上の位置により変わるため、上記減速度パラメータと移動体の位置に基づいて、当該位置での幾何学的情報を求める手段を設けると良い。例えば、減速度パラメータとして、予め、移動経路を区間に分割し、区間ごとに勾配、曲率の幾何学的情報を記録したテーブルを持たせることができる。この場合には、移動体の位置から区間を求め、上記テーブルから、求めた区間での勾配、曲率の幾何学的情報を求めるようにすることができる。また、別の例としては、離散的な位置での勾配、曲率情報を記録したテーブルを設けておき、求める位置の両側の離散的な位置での勾配、曲率情報を内挿補間して求める位置での勾配、曲率情報とすることができる。 Further, since the geometric information of the path of the moving body varies depending on the position on the path, it is preferable to provide means for obtaining geometric information at the position based on the deceleration parameter and the position of the moving body. For example, as a deceleration parameter, it is possible to previously have a table in which the travel route is divided into sections and the geometric information of gradient and curvature is recorded for each section. In this case, the section can be obtained from the position of the moving body, and the geometric information of the gradient and curvature in the obtained section can be obtained from the table. As another example, a table that records gradient and curvature information at discrete positions is provided, and the gradient and curvature information at the discrete positions on both sides of the position to be obtained are interpolated and obtained. The slope and curvature information can be used.
減速パターン作成部10は、列車を定位置に停車するための減速パターンを、前記パラメータ記憶部20から読み出したパラメータを用いて作成する。例えば、停止位置通知用地上子3から目標停止位置101までの区間において、勾配X[‰]が一定で且つ列車ブレーキ性能が列車速度によらず減速度β[km/(hs)]が一定であり、空気抵抗および曲線(カーブ)抵抗の影響を無視できるものとする。このとき、残走距離d[m]とこれに対応する速度V(d)[km/h]との関係は、例えば下記の式(1)で表される。
The deceleration
勾配Xは、式(1)に示されるように、値31で除することにより、その勾配が列車に及ぼす減速度に相当する値(単位[km/h])へ変換できる。 The gradient X can be converted to a value (unit [km / h]) corresponding to the deceleration exerted on the train by dividing the gradient X by the value 31, as shown in the equation (1).
上記は、パラメータから減速パターンを求めたが、予め、複数の減速パターンそのものを記憶しておき、記憶された減速パターンから該当する減速パターンを選択して、減速パターンとしても良い。 In the above description, the deceleration pattern is obtained from the parameters. However, a plurality of deceleration patterns themselves may be stored in advance, and the corresponding deceleration pattern may be selected from the stored deceleration patterns to obtain the deceleration pattern.
位置検知部30は、線路上の列車の速度および位置を算出するものである。位置検知部30は、速度発電機と車上子の組合せによるものが多いが、GPSやレーダなどで実現してもよい。速度は、速度発電機のパルスに車輪径を加味することで得られる。また、位置は、あらかじめ定められた位置に設置される地上子の上を列車が通過することで得られる車上子からの情報から、当該地上子の位置を得、さらに地上子位置を基点に速度情報を積分することで線路上の位置を算出する。
The
ブレーキ性能は、ブレーキの個体差や経年劣化、天候などにより変化するレールとの摩擦係数などにより、設計上と異なる特性を持つことがある。特性推定部40は、位置検知部30で得られる位置・速度情報と、運転士の操作により出力されているブレーキノッチから、ブレーキノッチ毎の実際のブレーキ性能を推定する。ブレーキ性能は、車上位置検知部30からの速度情報を微分して得られる実際の減速度に、パラメータ記憶部20で保持している当該位置における勾配情報を加味することで得られる。この勾配情報の加味は、例えば予め勾配ごとに補正する割合を設定しておき、当該位置での勾配に対応する割合をかけることなどで行うことができる。推定したブレーキ性能とパラメータ記憶部20に記憶されているブレーキノッチ毎の設計減速度に大きな差が生じている場合は、差を補正値としてパラメータ記憶部20に出力し、パラメータ記憶部20で記憶しておく。
The brake performance may have different characteristics from the design due to individual differences of brakes, aging deterioration, coefficient of friction with the rail that changes due to weather, and the like. The
位置検知部30が、速度発電機と車上子の組合せによる場合には、ブレーキ操作などによって車輪が滑走すると、位置・速度情報の誤差が増大する。このような誤差に対応するために、特性推定部40に加速度センサを接続し、そこから直接減速度を測定しても良い。
In the case where the
また、ブレーキ性能は、パラメータ記憶部に保持している曲率情報から、当該位置における曲率情報を加味することで得られる。この曲率情報の加味は、例えば予め曲率ごとに補正する割合を設定しておき、当該位置での曲率に対応する割合をかえることなどで行うことができる。 The brake performance can be obtained by adding the curvature information at the position from the curvature information held in the parameter storage unit. This curvature information can be taken into account, for example, by setting a ratio to be corrected for each curvature in advance and changing the ratio corresponding to the curvature at the position.
また、特性推定部40は、パラメータ記憶部20に記憶されているブレーキノッチごとの標準減速度を元に、同じくパラメータ記憶部20に記憶されている勾配情報から現在位置における勾配を求めて補正することで減速度を推定することもできる。これはブレーキノッチを変更した直後などに有効である。
The
ノッチ選択部50は、減速パターン作成部10で作成された減速パターンと、パラメータ記憶部20に記憶したブレーキノッチ毎の設計減速度に補正値を加えた推定減速度に基づき、位置検知部30から得られる現在位置における推奨ブレーキノッチを選択する。すなわち、ノッチ選択部50は、現在位置、現在速度に基づいて、ブレーキノッチのうちで、位置と速度の関係を減速パターンに近づける推定減速度を持つブレーキノッチを推奨ブレーキノッチとして選択する。
Based on the deceleration pattern created by the deceleration
ノッチ表示部60は、ノッチ選択部50の計算結果である最適ノッチ(推奨ブレーキノッチ)と実ノッチに関する情報を表示する。
The
次に、動作について説明する。図2は、ブレーキ性能が悪い状態での、定位置停止支援システムにおける、列車停止位置11と減速パターン12、実際に停車する列車の列車位置−速度曲線13の関係を示したものである。
Next, the operation will be described. FIG. 2 shows the relationship between the
減速パターン作成部10は、減速開始地点14またはその手前に設置されている地上子、あるいは前駅停車位置を基点として位置検知部30から得られる位置情報から、停止駅に近づいたことを判断し、パラメータ記憶部20に記憶している、停止駅に対応する列車停止位置11に停車するための減速パターン13を作成する。
The deceleration
パラメータ記憶部20は、減速パターン13の作成に必要な、ノッチごとの減速度や車輪径、駅近傍の各位置での勾配情報などの減速度パラメータも記憶している。さらに、精度を高める場合は、同じくパラメータ記憶部20に記憶した駅近傍の各位置での移動体線路の曲線情報を考慮して、減速パターン13を求めても良い。ここで、曲線情報は、移動体経路の幾何学的情報の一つであり、例えば移動体経路の曲線形状の曲率である。
The
ここで、勾配情報または曲線情報は、線路上の位置での勾配または曲線の情報で、基準点からの線路(移動体の経路)上の相対距離(キロ程と呼ばれる)を指定すると、その位置での勾配または曲線(曲率)を得るための情報である。任意の位置での勾配、曲線(曲率)を得るために、離散的な位置(代表位置)での勾配、曲率の情報をパラメータ記憶部20に記憶しておき、離散的な位置間を補間(内挿)してその間の任意の勾配、曲率を求めるようにしても良い。また、駅や切替ポイント(転轍機)からの距離Aから距離B間の区間の勾配、曲率情報をパラメータ記憶部20に記憶して、現在位置がどの区間かを求めて、当該区間の勾配、曲率を求めるようにしても良い。
Here, the slope information or curve information is the slope or curve information at the position on the track, and if you specify the relative distance (called kilometer) on the track (route of the moving body) from the reference point, the position This is information for obtaining a slope or a curve (curvature). In order to obtain a gradient and a curve (curvature) at an arbitrary position, information on the gradient and curvature at a discrete position (representative position) is stored in the
列車は、運転士が操作するブレーキノッチの制御結果により減速する。特性推定部40は、位置検知部30の出力(現在位置と現在速度)と現在の位置での経路の幾何学的情報(勾配情報など)とから、当該ブレーキノッチBnによる実際の減速度βBnを推定し、パラメータ記憶部20に記憶されているブレーキノッチ毎の減速度(β0Bnとする)と比較し、その差を補正値ΔβBnとしてパラメータ記憶部20で記憶する。ブレーキノッチ毎の補正値ΔβBnは、推定するたびに上書き更新してもよいし、過去数回分の平均値を取って記憶させてもよい。
The train decelerates according to the control result of the brake notch operated by the driver. The
ノッチ選択部50は、位置検知部30から周期的に列車位置Dtおよび速度Vtを取得し、列車位置における減速パターン12の速度Vptと比較する。パラメータ記憶部20に記憶されているブレーキノッチ毎の減速度β0Bnに従い、減速パターン12の現在位置における減速度γptと、ブレーキノッチBnに対しパラメータ記憶部20で記憶しているブレーキノッチ毎の減速度β0Bnおよび補正値ΔβBnの加算値(加算結果を推定減速度とする)とを比較し、減速度γptと推定減速度の差が十分少なく、かつ速度差Vt−Vptが、0に近づくように、最適なブレーキノッチBptを選択する。また、減速パターンの現在位置での速度と現在速度との速度差が閾値以上の場合には、速度差を小さくして停止位置に停止できかつ現在のブレーキノッチとのノッチ差が最も小さいブレーキノッチを推奨ブレーキノッチとして選択する。例えば、現在速度が減速パターン12より高い場合、γptよりブレーキ性能が高い全てのノッチに対し、各ノッチを固定したままそれぞれのブレーキ性能βBnで停止すると仮定した場合の停止位置PBnを計算し、PBnが列車停止位置11に一番近いブレーキノッチを推奨ブレーキノッチとする。
The
次に、図8を用いて、ノッチ選択部50の動作について説明する。ノッチ選択部50は、ステップ101にて実際の停止位置P0と想定停止位置PBの最小値を記憶する最小位置ずれ値ΔP0を無限大に、想定ノッチ記憶変数Bを現在値Btと設定する。
Next, the operation of the
次に、ステップ102にて、位置検知部30から、列車位置Dtおよび速度Vtを取得する。ステップ103は、列車位置Dtおよび速度Vtから、パラメータ記憶部20に記憶されているブレーキノッチ毎の推定減速度に従い、想定ノッチBでの減速パターン12を計算し、さらに想定停止位置PBと減速パターン12での列車停止位置P0の差ΔPを計算する。
Next, in
ステップ104は、ΔPの絶対値と、最小位置ずれ値ΔP0の絶対値を比較し、ΔPの絶対値の方がΔP0の絶対値より大きければ、終了する。そうでなければ、ステップ105へ進む。 Step 104 compares the absolute value of ΔP with the absolute value of the minimum positional deviation value ΔP0, and ends if the absolute value of ΔP is greater than the absolute value of ΔP0. Otherwise, go to step 105.
ステップ105は、想定ノッチBを装置ノッチ記憶変数Bへ、ΔPをΔP0へそれぞれ記憶させる。次に、パターン106で、想定停止位置が列車停止位置より手前か調べ、手前であればステップ107にて想定ノッチを一段弱く想定し、想定停止位置が列車停止位置より奥であれば、ステップ108で想定ノッチを一段強く想定する。
Step 105 stores the assumed notch B in the device notch storage variable B and ΔP in ΔP0. Next, in
最後に、ステップ109にて想定ノッチが、実際のノッチ段数の範囲内か調べ、範囲外であれば処理を終了し、範囲内であればステップ103に戻る。なお、この求め方は、減速パターン12に適用することができる。
Finally, in
次に、図7を用いて具体的な求め方を説明する。図7は、現在時刻における減速パターン12と列車状態13(列車位置Dt、速度Vt)を示している。現在時刻における減速パターン12の減速度は4ノッチと計算されているが、現在時刻における列車状態13は、減速パターン12よりも速度が低いため、4ノッチのまま停止すれば、列車停止位置より手前に停止することになる(4ノッチでの停止パターン15)。そこで、一段ノッチを下げ、3ノッチ固定でブレーキ出力した停止パターン16も計算し、4ノッチでの停止パターン15と、どちらがより列車停止位置11に近いかを比較し、より近い位置で停止するノッチ(図7の場合3ノッチ)を推奨ブレーキノッチとする。なお、図中、B1,B3は、4ノッチの場合の減速度であり、B2は、3ノッチの場合の減速度である。
Next, a specific calculation method will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the
ノッチ表示部60は、現在出力されているブレーキノッチBtと、ノッチ選択部50によって選択された最適なブレーキノッチBptを、運転士に提示する。
The
次に、ノッチ表示部60の表示例について説明する。図3の(a),(b),(c)は、この発明の実施の形態1による定位置停止支援システムのノッチ表示部60の図形例である。
Next, a display example of the
図において、中央の円形部分に、推奨ブレーキノッチ段数を数字で表示する。また、中央の円形部分の円形以外に、上下に三角形が示されている。中央の円形に近い位置に大型の三角形が、この大型の三角形に続いて小型の三角形が連なって示されている。これらは、操作中のブレーキノッチに対し、推奨するブレーキノッチが高め、または低めであることを、それぞれの図形を点灯させることで示す(なお、図では、斜線部が点灯されていることを示す。)。さらに、上の大型の三角形の上および下の大型の三角形の下に、二つの三角形が連なった形(2連三角形)が示されている。これらの2連三角形の表示が点灯すると、操作中のブレーキノッチに対し、推奨するブレーキノッチが、さらに高め、低めであることを示している。 In the figure, the recommended number of brake notch steps is displayed numerically in the central circular part. In addition to the circular shape of the central circular portion, triangles are shown above and below. A large triangle is shown at a position close to the center circle, and a small triangle is shown following this large triangle. These indicate that the recommended brake notch is higher or lower than the brake notch in operation by lighting each figure (in the figure, the shaded area is lit) .) Furthermore, a shape in which two triangles are connected (double triangle) is shown above the upper large triangle and below the lower large triangle. When the indication of these double triangles is lit, it indicates that the recommended brake notch is higher and lower than the brake notch being operated.
次に、表示減速パターンと推定減速度からは、4ノッチが最適であり、また運転士は4ノッチでブレーキ操作している場合の表示例を示す。図3(a)では、ノッチ選択部50で選択されたノッチ段数である「4」を中央に表示している。また中央の円形部分が点灯しているため、実際に出力している4ノッチの減速度は、計算上の減速パターンと合致していることを示している。
Next, from the display deceleration pattern and the estimated deceleration, 4 notches are optimal, and a display example in the case where the driver operates the brake with 4 notches is shown. In FIG. 3A, “4”, which is the number of notches selected by the
図3(b)は、減速度が推定減速度より若干下回っているときのノッチ表示部60の状態を示す。ノッチ選択部50は、特性推定部40で求めたブレーキ性能に基づいて、推奨ブレーキノッチとして5ノッチを選択しているため、中央の数字も「5」を表示する。また、中央の円形ではなく、下の三角部分が点灯している。この表示は、操作しているブレーキノッチに対し、推奨ブレーキノッチは一段高いため、一段ノッチを上げるべきであることを示している。
FIG. 3B shows a state of the
図3(c)は、減速度が推定減速度より大きく下回っているときのノッチ表示部60の状態を示す。ノッチ選択部50は、特性推定部40で求めたブレーキ性能に基づいて、推奨ブレーキノッチとして、6ノッチを選択しているため、中央の数字も「6」を表示する。また、中央の円形ではなく、一番下の二連三角形の部分が点灯している。この表示は、操作しているブレーキノッチに対し、推奨ブレーキノッチは二段以上高いため、ノッチを大幅に上げるべきであることを示している。
FIG. 3C shows the state of the
ここで、対比のため、従来の列車の運行について説明する。従来の列車の運行においては、あらかじめ定められたダイヤ通りに列車を運転することが求められている。特に、駅において、列車が定位置からはずれた位置で停車すると、並んで待っている利用客の乗降に支障をきたすだけでなく、ずれが大きい場合には定位置まで列車を再度移動させる必要があり、余分な時間がかかるため、定位置に列車を停止させることは大きな課題となっている。 Here, the operation of the conventional train will be described for comparison. In the operation of a conventional train, it is required to operate the train according to a predetermined schedule. In particular, if the train stops at a position that deviates from the fixed position at the station, it will not only hinder passengers getting on and off waiting in line, but if the deviation is large, the train must be moved again to a fixed position. Because it takes extra time, stopping the train at a fixed position is a major issue.
また、近年では列車の速度制御装置として搭載されている定位置停止機能TASC(Train Automatic Stop Control)により、運転士が操作することなく自動的に定位置に停止させる機能も実現されている。ただし、高価なため、搭載率は多くない。このため、ほとんどの路線においては、現在でも定位置停止の技術は運転士の技量によるところが大きい。通常、運転士は経験の蓄積により、駅毎に減速を開始する地点を自ら設定したり、出力するブレーキノッチに対する実際の減速度を体に覚えこませたりすることで、定位置に停止するためのブレーキノッチ操作技術を維持している。しかし、雨や霧などの環境起因による車輪のすべりや、ブレーキのメンテナンス、あるいは乗車率の変動などの原因で列車のブレーキ性能が設計値と大きく異なると、ブレーキノッチ毎の減速度も経験上の値と異なってしまうことから、定位置からずれて停止してしまうことが発生する。 In recent years, a function to automatically stop at a fixed position without operation by a driver is realized by a fixed position stop function TASC (Train Automatic Stop Control) installed as a train speed control device. However, since it is expensive, the mounting rate is not high. For this reason, on most routes, the technique for stopping at a fixed position still depends on the skill of the driver. Normally, the driver stops at a fixed position by accumulating experience by setting a point to start deceleration at each station or by learning the actual deceleration with respect to the brake notch to be output. The brake notch operation technology is maintained. However, if the brake performance of the train is significantly different from the designed value due to wheel slippage due to environmental factors such as rain or fog, brake maintenance, or fluctuations in the boarding rate, the deceleration for each brake notch is also empirical. Since it differs from the value, it may occur that it stops from a fixed position.
図4に、従来の列車停止位置11に停止する場合に想定されている減速パターン12と列車速度13の関係を示す。減速パターン12は、運転士の頭の中でイメージされており、減速パターン12と駅手前で走行している列車速度13が交わる地点も、減速開始地点14として記憶されている。
In FIG. 4, the relationship between the
運転士は、列車が減速開始地点14に到達すると、イメージされている減速パターン12に列車速度13が一致するように、ブレーキノッチを操作する。減速パターン12と列車速度13の差が大きくなると、差を減らすようにノッチを上げたり下げたりして、減速度を調節し、最終的に列車停止位置11ちょうどに列車を停止させる。これでは、運転士がイメージとして持つ減速パターン12、減速開始地点14によるため、運転士の技量により定位置に列車を停止させていた。
When the train reaches the
上記特許文献1では、位置に停止する精度を向上させるため、停止位置目標までの距離を演算子、表示する支援装置が示されている。しかし、停止位置目標までの距離をもとにどの程度ブレーキノッチを出力すべきか判断するのは運転士の経験に依存する。このため、経験が浅い運転士や、減速度が設計値と異なった場合には、定位置に精度良く停止させることは困難である。
In
図5は、上記を具体的に説明する図である。図5は、ブレーキノッチの減速度が設計値よりも低い場合の操作例である。運転士は、図4と同様に、減速開始地点14に到達すると、ブレーキノッチを操作するが、操作した4ノッチの出力に対し、想定以下の減速度しか出なかったため、減速パターン12から列車速度13が離れて行ってしまっている。運転士は減速度が不足していることに気づいた段階で7ノッチを出力しているが、減速パターン12に近づくことができず、列車停止位置11を超過して停車している。
FIG. 5 is a diagram for specifically explaining the above. FIG. 5 is an operation example when the deceleration of the brake notch is lower than the design value. The driver operates the brake notch when reaching the
これに対して、この発明の実施の形態1に係る定位置停止支援システムは、ノッチ選択部50が、減速パターン作成部10が作成した、列車を定位置に停車するための減速パターン、位置検知部30による列車の現在位置、および特性推定部40で推定したブレーキノッチ毎の補正値から、推奨ブレーキノッチを算出し、ノッチ表示部60が推奨ブレーキノッチを運転士に指示するから、列車を定位置に停車する停止精度を向上させることができる。これまでは運転士の経験に基づき妥当と思われるノッチを判断していたが、本実施形態による定位置停止支援システムが妥当なノッチを指示するため、運転士の経験に関わらず精度よく列車を定位置に停車させることができる。
On the other hand, in the fixed position stop support system according to
また、この発明の実施の形態1に係る定位置停止支援システムは、ノッチ選択部50が、減速パターン作成部10が作成した、列車を定位置に停車するための減速パターン、位置検知部30による列車の現在位置、および特性推定部40で推定したブレーキノッチ毎の補正値から、推奨ブレーキノッチを算出し、ノッチ表示部60が推奨ブレーキノッチを運転士に指示するから、ブレーキ性能が設計値と異なっても、またはブレーキが設計値より低い減速度しか出せない場合でも、適切なノッチ操作を指示するため、精度よく定位置に列車を停止させることができる効果がある。
Further, in the fixed position stop support system according to
実施の形態2.
上記実施の形態では、位置検知部30が移動体の現在位置を計測したが、残距離計測部で、停止位置までの距離を正確に計測するようにしても良い。以下、本実施の形態について説明する。上記実施の形態における符号と同じ符号を付したものは、上記実施の形態の構成に対応する、または同等のものであることを示す。
In the above embodiment, the
図6は、この発明実施の形態2による定位置停止支援システムを示す構成図である。図において、定位置停止支援システムは、上記実施の形態1による構成に加え、残走距離測定部70を備えたものである。残走距離測定部70以外の他の構成は、実施の形態1と同等のものである。
FIG. 6 is a block diagram showing a fixed position stop support system according to
位置検知部30は、位置補正地点からの走行距離を速度発電機などで積算することで列車の位置を検知するため、位置補正地点からの距離が長くなるほど、距離の誤差も増大する。
Since the
また、通常の速度発電機による距離積算では、極低速での距離積算情報が不正確であるという特徴を持つため、停止直前での距離精度はさらに悪くなる。 In addition, distance accumulation by a normal speed generator has a feature that distance accumulation information at an extremely low speed is inaccurate, and therefore distance accuracy immediately before stoppage is further deteriorated.
残走距離測定部70は、停止位置までの距離を、レーダや電波測量方式、GPSなどによって正確に測定する。そのため、停止直前の残総距離は、位置検知部30からの情報よりも、残走距離測定部70からの情報のほうが、精度が良くなる。
The remaining
本発明では、パラメータ記憶部20に保持した閾値により、位置検知部30からの情報を残走距離測定部70からの情報に切り替える、または双方の情報を加味して列車の位置および速度情報を判断する。これにより、停車直前になっても、精度を悪化させることなく、ノッチ選択部50は適切なブレーキノッチを算出する効果がある。
In the present invention, based on the threshold value stored in the
実施の形態3.
上記実施の形態では、パラメータ記憶部20で記憶する補正値はブレーキノッチごとで分類して記憶したが、さらに走行区間で分類してもよい。これは、レールの状態などが走行区間によって異なり、滑りやすい区間や滑りにくい区間があることから、同じ気象条件でも位置によって補正値が変動する場合にも対応できる効果がある。また、運転士が気象条件を入力し、気象条件によってさらに分類してもよい。さらに、経年劣化による長期的な変動を排除するため、補正値の記憶点数の上限を設定してもよい。
In the above embodiment, the correction values stored in the
以上のように、本発明に係る定位置停止支援システムは、鉄道などにおける軌道上移動体を定められた位置に停止させるのを支援する定位置停止支援システムに好適なものである。 As described above, the fixed position stop support system according to the present invention is suitable for a fixed position stop support system that supports stopping a moving body on a track in a railway or the like at a predetermined position.
10 減速パターン作成部、
20 パラメータ記憶部、
30 位置検知部、
40 特性推定部、
50 ノッチ選択部、
60 ノッチ表示部、
70 残走距離測定部。10 Deceleration pattern creation section,
20 parameter storage unit,
30 position detector,
40 characteristic estimation unit,
50 notch selector,
60 notch display,
70 Remaining distance measurement unit.
この発明の定位置停止支援システムにおいては、移動体の移動経路上の位置とこの位置での前記移動体の速度との関係を表す関係曲線であって予め定められた停止位置に前記移動体を停止させる減速パターンを記憶する減速パターン記憶部と、前記移動体のブレーキノッチ毎の設計減速度情報および前記移動経路上の各位置での経路の幾何的情報を含む減速度パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、前記移動体の現在位置および現在速度を検出する位置検知部と、前記現在速度の時間的変化から得られる減速度および前記減速度パラメータから現在の実際の減速度を求め、前記移動体で現在操作されているブレーキノッチの設計時の減速度との差分を補正値として算出する特性推定部と、前記現在位置、前記現在速度および前記現在操作されているブレーキノッチの設計時の減速度に基づいて、前記位置と前記速度の関係を前記減速パターンに近づける前記設計時の減速度と前記補正値の和を持つ前記ブレーキノッチを推奨ブレーキノッチとして選択するノッチ選択部と、前記推奨ブレーキノッチを運転士に提示する表示部とを備えたものである。 In the fixed position stop support system of the present invention, the moving body is placed at a predetermined stop position, which is a relationship curve representing the relationship between the position of the moving body on the moving path and the speed of the moving body at this position. A deceleration pattern storage unit for storing a deceleration pattern to be stopped, and a parameter storage for storing a deceleration parameter including design deceleration information for each brake notch of the moving body and geometric information of a route at each position on the moving route determined the parts, and a position detection unit for detecting a current position and current speed of the moving body, the current actual reduced speed from the deceleration parameter deceleration Contact and obtained from the temporal change of the current speed, the moving a characteristic estimating unit for calculating a difference between the deceleration at the time of designing the brake notches that are currently operated by the body as a correction value, the current position, the current speed and the current operation Based on the deceleration at the time of design of which brake notches are, as a recommended brake notch the brake notch with the sum of the speed relationship between the position and the deceleration at the time of the design closer to the deceleration pattern wherein the correction value A notch selection unit for selection and a display unit for presenting the recommended brake notch to the driver are provided.
列車は、運転士が操作するブレーキノッチの制御結果により減速する。特性推定部40は、位置検知部30の出力(現在位置と現在速度)と現在の位置での経路の幾何学的情報(勾配情報など)とから、当該ブレーキノッチBnによる実際の減速度βBnを算出し、パラメータ記憶部20に記憶されているブレーキノッチ毎の設計減速度(β0Bnとする)と比較し、その差を補正値ΔβBnとしてパラメータ記憶部20で記憶する。ブレーキノッチ毎の補正値ΔβBnは、推定するたびに上書き更新してもよいし、過去数回分の平均値を取って記憶させてもよい。
The train decelerates according to the control result of the brake notch operated by the driver. The
ノッチ選択部50は、位置検知部30から周期的に列車位置Dtおよび速度Vtを取得し、列車位置における減速パターン12の速度Vptと比較する。パラメータ記憶部20に記憶されているブレーキノッチ毎の設計減速度β0Bnに従い、減速パターン12の現在位置における減速度γptと、ブレーキノッチBnに対しパラメータ記憶部20で記憶しているブレーキノッチ毎の設計減速度β0Bnおよび補正値ΔβBnの加算値(加算結果を推定減速度とする)とを比較し、減速度γptと推定減速度の差が十分少なく、かつ速度差Vt−Vptが、0に近づくように、最適なブレーキノッチBptを選択する。また、減速パターンの現在位置での速度と現在速度との速度差が閾値以上の場合には、速度差を小さくして停止位置に停止できかつ現在のブレーキノッチとのノッチ差が最も小さいブレーキノッチを推奨ブレーキノッチとして選択する。例えば、現在速度が減速パターン12より高い場合、γptよりブレーキ性能が高い全てのノッチに対し、各ノッチを固定したままそれぞれのブレーキ性能βBnで停止すると仮定した場合の停止位置PBnを計算し、PBnが列車停止位置11に一番近いブレーキノッチを推奨ブレーキノッチとする。
The
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