KR20070037352A - Automatic train operation device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간단한 연산 알고리즘을 이용하면서도 정위치 정지 제어 시의 정지 정밀도를 향상시키는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to improve the stop accuracy during the exact stop control while using a simple calculation algorithm.
상기 과제의 해결 수단으로서, 주행 계획 산출 수단(4)이 산출한 주행 계획에 의거하여 감속 개시 판단 수단(7), 감속 제어 수단(8), 및 최종 위치 결정 제어 수단(9)은 각각 전향 예측 수법을 이용해서 감속 개시 시점의 판단, 감속 제어, 최종 위치 결정 제어를 행하고, 제어 모드 판정 수단(5)이 판정한 모드에 따라 노치(notch) 지령을 노치 출력 결정 수단(10)에 출력한다.As a solution of the above problem, the deceleration start determination means 7, the deceleration control means 8, and the final positioning control means 9 respectively predict the forward direction based on the travel plan calculated by the travel plan calculation means 4. Using the technique, determination of the deceleration start time point, deceleration control, and final positioning control are performed, and a notch command is output to the notch output determination means 10 in accordance with the mode determined by the control mode determination means 5.
속도 검출기, 지상자 검출기, 속도·위치 검출 수단, 주행 계획 산출 수단, 제어 모드 판정 수단, 전환 수단 Speed detector, ground detector, speed / position detection means, travel plan calculation means, control mode determination means, switching means
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타내는 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of an automatic train driving apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타내는 블록도.2 is a block diagram showing a configuration of an automatic train driving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에서의 예측 제어 영역 산출 수단(12)이 산출하는 예측 제어 영역의 일례를 나타내는 설명도.FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the predictive control region calculated by the predictive control region calculating means 12 in FIG. 2. FIG.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타내는 블록도.4 is a block diagram showing a configuration of an automatic train driving apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에서의 주행 계획 산출 수단(4)이 산출하는 주행 계획과 브레이크 토크의 변화 상태의 대응 관계를 나타내는 설명도.FIG. 5 is an explanatory diagram showing a correspondence relationship between a travel plan calculated by the travel plan calculation means 4 in FIG. 4 and a change state of brake torque; FIG.
도 6은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에서의 정지 직전에서의 제어상의 목표 위치의 이동에 대한 설명도.Fig. 6 is an explanatory diagram of the movement of the target position on the control immediately before the stop in the first to third embodiments of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타내는 블록도.7 is a block diagram showing the configuration of an automatic train driving apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
도 8은 도 7에서의 속도·위치 검출 수단(3A)이 연산하는 속도 참값 추정값과, 그에 관련하는 값을 대비해서 나타내는 설명도.FIG. 8 is an explanatory diagram showing the speed true value estimated value calculated by the speed / position detecting means 3A in FIG. 7 compared with a value associated with it; FIG.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타내는 블록도.9 is a block diagram showing a configuration of an automatic train driving apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
도 10은 도 9에서의 주행 계획 산출 수단(4)이 주행 계획의 재산출에 대해 억제하는 기간과, 브레이트 토크가 안정하는 기간의 대응 관계를 나타내는 설명도.FIG. 10 is an explanatory diagram showing a correspondence relationship between a period in which the travel plan calculation means 4 in FIG. 9 restrains the rerun of the travel plan and a period in which the brate torque is stable. FIG.
도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타내는 블록도.11 is a block diagram showing the configuration of an automatic train driving apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타내는 블록도.12 is a block diagram showing a configuration of an automatic train driving apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
도 13은 정위치 정지 제어에서의 「역차감 방식」에 대한 설명도.13 is an explanatory diagram of a "reverse difference method" in the exact position stop control;
도 14는 정위치 정지 제어에서의 「전향 예측 방식」에 대한 설명도.14 is an explanatory diagram of a "forward prediction method" in the exact position stop control;
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1…속도 검출기 2…지상자(地上子) 검출기One… Speed
3…속도·위치 검출 수단 4…주행 계획 산출 수단3... Speed and position detecting means 4... Travel plan calculation
5…제어 모드 판정 수단 6…전환 수단5... Control mode determining means 6. Transition means
6a, 6b, 6c…입력 단자 6d…전환 접점6a, 6b, 6c...
7…감속 개시 판단 수단 8…감속 제어 수단7... Deceleration start determination means 8... Deceleration control means
9…최종 위치 결정 제어 수단 10…노치(notch) 출력 결정 수단9... . Final positioning control means 10... Notch Output Determination Means
11…브레이크 출력 작성 수단 12…예측 제어 영역 산출 수단11... . Brake output creation means 12.. Prediction control region calculation means
13…주행 계획 산출 간격 변경 수단 14…속도 참값 추정 수단13... Travel plan calculation interval changing means 14. Velocity true value estimating means
15…감속도 추정 수단 16…브레이크 모델 갱신 수단15... Deceleration estimation means 16. Brake model update means
17…제어 조건 갱신 수단 M1∼M4…기억부17... Control condition updating means M1 to M4... Memory
본 발명은 정위치 정지 제어를 자동으로 행하는 자동 열차 운전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic train driving device that automatically performs a stop control.
최근, 열차의 운행표는 고밀도화의 경향이 있어, 차량이 소정 정지 위치를 지나치게 되면 정지 위치를 조정하기 때문에 열차 운행 지연의 원인이 된다. 또한, 승객의 안전을 위해서 안전문(homedoor)의 설치가 진행되고 있어, 열차는 안전문의 설치에 맞추어 정밀도 좋게 정지할 필요가 있다. 한편, 베테랑 운전사는 매년 감소하는 경향으로, 앞으로 균일한 운전이 유지될 수 없게 되리라고 염려되고 있다. 균일한 운전을 유지하고, 열차 운행 지연의 우려를 저감시키기 위해, 정위치 정지 제어를 자동으로 행하는 자동 열차 운전 장치가 제안되어 있다.In recent years, the train schedule of the train tends to be denser, and if the vehicle exceeds the predetermined stop position, the stop position is adjusted, which causes a delay in train operation. In addition, installation of a homedoor is in progress for the safety of passengers, and the train needs to be stopped with high accuracy in accordance with the installation of the safety door. Meanwhile, veteran drivers tend to decline every year, fearing that uniform driving cannot be maintained in the future. In order to maintain uniform operation and to reduce the risk of train running delay, an automatic train driving device that automatically performs a fixed position stop control has been proposed.
여기서, 정위치 정지 제어에서의 감속 개시 시점을 결정하는 주요 수법으로서 2개의 수법을 들 수 있다. 본 명세서에서는 이들 2개의 수법을 각각 「역차감 방식」 및 「전향(前向) 예측 방식」이라 부른다.Here, two methods are mentioned as the main method of determining the deceleration start time point in the fixed position stop control. In this specification, these two methods are called a "reverse difference method" and a "forward prediction method", respectively.
역차감 방식이란, 도 13의 (a)에 나타낸 바와 같이 먼저 정지 목표 위치(Pe)를 정해 두고, 이것에서 열차의 현재 위치를 향해 진행 방향과는 역방향으로 감속 거리(La) 및 공주(空走)거리(Lb)를 차감함으로써 감속 개시 지점(Ps)을 구하려고 하는 수법이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).As shown in Fig. 13 (a), the reverse subtraction method first determines the stop target position Pe, and from this, the deceleration distance La and the freeway are reversed from the direction of travel toward the current position of the train. ) Is a method of obtaining the deceleration starting point Ps by subtracting the distance Lb (see
여기서, 공주거리(Lb)란, 도 13의 (b)에 나타낸 바와 같이, 공주시간(Tb) 중의 이동 거리이며, 공주시간(Tb)이란 낭비시간(Tb1)과 지연시간(Tb2)을 가산한 것이다. 낭비시간(Tb1)이란 감속 개시 지령의 출력시점(T1)으로부터 노치(notch) 신호의 출력시점(t2)까지의 시간이며, 지연시간(Tb2)이란 시점(t2)에서 브레이크 장치가 노치 신호를 입력하고부터 일정 레벨 이상의 브레이크 토크를 발생시키는 시점(t3)까지의 시간이다.Here, the princess distance Lb is a moving distance in the princess time Tb, as shown in FIG. 13B, and the princess time Tb is obtained by adding waste time Tb1 and delay time Tb2. will be. The waste time Tb1 is the time from the output time T1 of the deceleration start command to the output time t2 of the notch signal, and the brake device inputs the notch signal at the time t2 as the delay time Tb2. Up to a time point t3 for generating a brake torque of a predetermined level or more.
한편 전향 예측 방법이란, 도 14에 나타낸 바와 같이 「전향」, 즉 열차 진행 방향을 향해서 열차의 감속 특성을 예측함으로써 정지 목표 위치(Pe)에 정지하는 것이 가능한 감속 개시 지점을 구하려고 하는 수법이다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).On the other hand, the forward prediction method is a method of trying to find the deceleration starting point that can stop at the stop target position Pe by predicting the "departure", that is, the deceleration characteristic of the train toward the train traveling direction as shown in FIG. For example, refer patent document 2).
즉, 최초에 지점(Ps1)으로부터 감속 제어를 행하기로 한 경우의 정지 목표 위치를 연산하고, 이 정지 목표 위치가 본래의 올바른 정지 목표 위치(Pe)보다 앞쪽이라면, 다음으로 지점(Ps2)으로부터 감속 제어를 행하기로 한 경우의 정지 목표 위치를 연산한다. 이 정지 목표 위치도 본래의 올바른 정지 목표 위치(Pe)보다 앞쪽이라면, 다음 지점(Ps3)으로부터 감속 제어를 행하기로 한 경우의 정지 목표 위치를 더 연산한다. 그리고, 이때의 정지 목표 위치가 본래의 올바른 정지 목표 위치(Pe)에 일치했다면, 이 지점(Ps3)을 감속 개시 지점으로 채용한다.That is, the stop target position when the deceleration control is first performed from the point Ps1 is calculated, and if the stop target position is ahead of the original correct stop target position Pe, then from the point Ps2, Calculate the stop target position when deceleration control is to be performed. If the stop target position is also ahead of the original correct stop target position Pe, the stop target position when the deceleration control is to be performed from the next point Ps3 is further calculated. If the stop target position at this time coincides with the original correct stop target position Pe, this point Ps3 is used as the deceleration start point.
이렇게, 진행 방향을 향해서 전향 예측 연산을 복수회 반복함으로써 감속 개시 지점을 구하는 수법을 전향 예측 방식이라고 부른다. 이 전향 예측 방식은 복수회의 연산을 반복해서 해야만 하지만, 낭비시간 등을 구하는 연산 알고리즘을 간 단화할 수 있어, 단시간에 연산을 행하는 것이 가능해진다.In this way, a method of obtaining the deceleration start point by repeating the forward prediction operation a plurality of times in the advancing direction is called a forward prediction method. Although this forward prediction method must repeat a plurality of operations, it is possible to simplify the calculation algorithm for calculating waste time and the like, and it is possible to perform the calculation in a short time.
[특허문헌 1] 일본 특허출원 2004-253281호(공개특허 2006-74876호)[Patent Document 1] Japanese Patent Application No. 2004-253281 (Publication Patent No. 2006-74876)
[특허문헌 2] 일본 공개특허 2003-235116호 공보[Patent Document 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-235116
특허문헌 1에 따른 종래 기술은 역차감 방식에 의해 감속 개시 지점을 구하도록 하고 있지만, 이 역차감 방식은 낭비 시간을 구하기 위한 연산 알고리즘이 복잡해져서 연산 시간이 길어져서, 감속 개시 지점을 구하는 연산을 종료한 시점에서는 이미 그 감속 개시 지점을 열차가 통과한 후라는 것도 일어날 수 있다.The prior art according to
한편, 특허문헌 2에 따른 종래 기술은 연산 알고리즘이 간단화된 전향 예측 방식에 의해 감속 개시 지점을 구하고 있지만, 감속 개시 지점을 구한 후의 상세한 제어 내용에 대해서는 개시되어 있지 않다.On the other hand, the prior art according to
본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 간단한 연산 알고리즘을 이용하면서도 정위치 정지 제어 시의 정지 정밀도를 향상시키는 것이 가능한 자동 열차 운전 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an automatic train driving apparatus capable of improving the stopping accuracy during the exact stop control while using a simple algorithm.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 열차의 속도 검출 신호 및 위치 검출 신호의 입력에 의거하여, 이 열차의 차량을 소정 목표 위치에 정지시키기 위한 주행 계획을 전향 예측 수법을 이용해서 열차 주행중에 소정 제어 주기마다 산출하는 주행 계획 산출 수단과, 상기 주행 계획 산출 수단이 산출한 주행 계획에 의거하여, 열차의 차량을 상기 소정 목표 위치에 정지시키기 위한 감속 개 시 시점을 열차 주행중에 소정 제어 주기마다 판단하는 감속 개시 판단 수단과, 상기 주행 계획 산출 수단이 산출한 주행 계획에 의거하여, 열차의 차량을 상기 소정 목표 위치에 정지시키기 위한 감속 제어 지령을 열차 주행중에 소정 제어 주기마다 연산해서 출력하는 감속 제어 수단과, 상기 주행 계획 산출 수단이 산출한 주행 계획에 의거하여, 열차의 차량을 상기 소정 목표 위치에 정지시키기 위한 최종 위치 결정 제어 지령을 열자 주행중에 소정 제어 주기마다 연산해서 출력하는 최종 위치 결정 제어 수단과, 상기 감속 개시 판단 수단, 상기 감속 제어 수단, 또는 상기 최종 위치 결정 수단으로부터의 신호에 의거하여, 노치(notch) 출력을 결정하는 노치 출력 결정 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.The present invention is a means for solving the above problems, and based on the input of the speed detection signal and the position detection signal of the train, the traveling plan for stopping the vehicle of the train at a predetermined target position by using the forward prediction method. A predetermined control period during the train running at the time of starting the deceleration for stopping the vehicle of the train at the predetermined target position based on the travel plan calculation means calculated for each predetermined control period and the travel plan calculated by the travel plan calculation means. Calculating and outputting a deceleration control command for stopping the vehicle of the train at the predetermined target position at predetermined control periods during the train journey based on the deceleration start determination means determined every time and the travel plan calculated by the travel plan calculation means. The train based on the deceleration control means and the travel plan calculated by the travel plan calculation means. Final positioning control means for calculating and outputting a final positioning control command for stopping the vehicle at the predetermined target position at every predetermined control period during open traveling, the deceleration start determining means, the deceleration control means, or the final positioning And notch output determining means for determining a notch output based on a signal from the means.
본 발명에 따르면, 간단한 연산 알고리즘을 이용하면서도 정위치 정지 제어 시의 정지 정밀도를 향상시키는 것이 가능한 자동 열차 운전 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an automatic train driving apparatus capable of improving the stopping accuracy during the exact stop control while using a simple calculation algorithm.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 속도 검출기(1)는 바퀴의 회전축에 부착된 펄스 제너레이터(pulse generator)(PG) 또는 타코 제너레이터(tacho generator)(TG)에 의해 구성되어 있다. 지상자 검출기(2)는 궤도상에 설치된 지상자(트랜스폰더(transponder))를 검출함으로써 열차의 차량 위치를 검출하는 것이다. 속도·위치 검출 수단(3)은 이들 속도 검출기(1) 및 지상자 검출기(2)로부터의 신호 입력에 의거하여 속도 검출 신호 및 위치 검출 신호를 출력하게 되어 있다.1 is a block diagram showing the configuration of an automatic train driving apparatus according to a first embodiment of the present invention. The
이 실시예에서는 기억부(M1, M2, M3)가 설치되어 있다. 기억부(M1)에는 각 역의 정지 목표 위치와 구배(句配), 곡선 등의 노선 조건 데이터가 기억되어 있고, 기억부(M2)에는 브레이크 특성, 차량 중량이나 제한 속도 등의 차량 모델 데이터가 기억되어 있으며, 기억부(M3)에는 정위치 정지 제어에 관한 제어 조건 데이터가 기억되어 있다.In this embodiment, storage units M1, M2, and M3 are provided. The storage unit M1 stores line condition data such as stop target positions, gradients, and curves in each station. The storage unit M2 stores vehicle model data such as brake characteristics, vehicle weight, and speed limit. The control condition data relating to the exact position stop control is stored in the storage unit M3.
주행 계획 산출 수단(4)은 속도·위치 검출 수단(3)으로부터의 속도 검출 신호 및 위치 검출 신호의 입력, 및 기억부(M1, M2, M3)로부터의 각 데이터의 입력에 의거하여, 열차의 차량을 소정 목표 위치에 정지시키기 위한 주행 계획을 앞서 서술한 전향 예측 수법을 이용해서 열차 주행중에 소정 제어 주기(예를 들면, 50∼100㎳)마다 산출하게 되어 있다.The travel plan calculation means 4 determines the speed of the train based on the input of the speed detection signal and the position detection signal from the speed / position detection means 3 and the input of the respective data from the storage units M1, M2 and M3. The traveling plan for stopping the vehicle at a predetermined target position is calculated for each predetermined control period (for example, 50 to 100 ms) during train travel by using the above-described forward prediction method.
여기서, 주행 계획이란, 열차의 주행 예정을 노치 출력, 열차 위치, 및 열차 속도 등의 조합을 이용해서 나타낸 것이다. 예측용의 브레이크 모델의 오차가 작으면 주행 계획에 따라 현시점에서의 노치 출력을 추출함으로써 주행 계획대로의 주행에 의해 정지 목표 위치로 정확하게 정지할 수 있다.Here, the traveling plan indicates the traveling schedule of the train using a combination of a notch output, a train position, and a train speed. If the error of the predictive brake model is small, the notch output at the present time can be extracted in accordance with the travel plan, thereby accurately stopping to the stop target position by traveling according to the travel plan.
제어 모드 판정 수단(5)은 속도·위치 검출 수단(3)으로부터의 속도 검출 신호 및 위치 검출 신호의 입력, 및 기억부(M3)로부터의 제어 조건 데이터의 입력에 의거하여 현재의 제어 모드를 판정하고, 그 판정 신호를 전환 수단(6)을 통해서 감속 개시 판단 수단(7), 감속 제어 수단(8), 또는 최종 위치 결정 제어 수단(9) 중 어느 하나에 출력하게 되어 있다. 전환 수단(6)은 입력 단자(6a, 6b, 6c) 및 전환 접점(6d)을 갖고 있으며, 제어 모드 판정 수단(5)의 판정 신호에 따라 전환 접점(6d)의 위치가 자동적으로 전환되게 되어 있다.The control mode determination means 5 determines the current control mode on the basis of the input of the speed detection signal and the position detection signal from the speed / position detection means 3 and the input of the control condition data from the storage unit M3. The determination signal is outputted to any one of the deceleration start determination means 7, the deceleration control means 8, or the final positioning control means 9 via the switching means 6. The switching means 6 has
감속 개시 판단 수단(7)은 제어 모드 판정 수단(5)으로부터의 판정 신호를 입력하면 감속 개시 시점을 어느 시점으로 하면 좋을지를 구하기 위해, 현재의 열차의 상태(속도, 위치 등)에 의거하여 전향 예측 수법을 이용해서 소정 제어 주기마다 가(假)주행 계획을 산출하는 것을 주행 계획 산출 수단(4)에 대해서 요구하게 되어 있다.When the deceleration start determining
이 가주행 계획에서의 정지 예측 위치가 정지 목표 위치로부터 크게 떨어져 있으면, 이를 주행 계획으로서 채용하지 않고(아직 감속 개시를 지령하지 않고, 타행(惰行)을 지령함), 다음의 제어 주기에 다시 가주행 계획을 산출시키게 되어 있다. 그리고, 정지 예측 위치가 정지 목표 위치에 충분히 가까운 가주행 계획이 얻어졌다면 이를 주행 계획으로서 채용하고, 이 주행 계획에 의거하여 결정되는 감속 개시 시점에서의 노치 지령 신호를 노치 출력 결정 수단(10)에 출력하도록 되어 있다(이 경우, 다음의 제어 주기는 감속 제어 모드가 됨).If the stop prediction position in this temporary running plan is far from the stop target position, it is not adopted as the driving plan (not yet commanded to start deceleration and commands another row), and then goes back to the next control cycle. The driving plan is to be calculated. And if the run traveling plan where the stop prediction position is close enough to a stop target position is acquired, it will employ | adopt this as a travel plan, and the notch output determination means 10 sends the notch command signal at the deceleration start time determined based on this travel plan. Output (in this case, the next control cycle becomes the deceleration control mode).
여기서, 「노치 지령」이란 「브레이크 노치」라고도 불리는 것으로, 운전석의 브레이크 핸들의 위치(노치 위치)에 따른 감속도(브레이크력)을 얻기 위한 지령이다. 이 노치 지령은 브레이크력의 크기 순서대로 복수 단계(예를 들면, B1∼B7의 7노치)로 나누어져 있고, 「노치 B1」의 노치 지령이 출력된 경우는 가장 브레이크력이 작고, 「노치 B7」의 노치 지령이 출력된 경우가 가장 브레이크력이 커진다. 또한, 차량의 종류에 따라서는 노치 수는 7노치보다 큰 경우, 또는 작은 경우가 있다. 또한, 최근에는 컴퓨터에 의한 섬세한 브레이크 제어를 행하기 때문에 노치 수를 매우 많게 해서, 브레이크력을 거의 연속적으로 변화시킬 수 있도록 하 고 있는 예도 있다.Here, the "notch command" is also called "brake notch" and is a command for obtaining a deceleration (brake force) corresponding to the position (notch position) of the brake handle of the driver's seat. This notch command is divided into plural stages (for example, 7 notches of B1 to B7) in the order of the magnitude of the brake force, and when the notch command of "notch B1" is output, the brake force is smallest and "notch B7". Is generated when the notch command is output. In addition, depending on the type of vehicle, the number of notches may be larger or smaller than seven notches. In addition, in recent years, fine brake control by a computer is performed so that the number of notches is increased so that the brake force can be changed almost continuously.
감속 제어 수단(8)은 제어 모드 판정 수단(5)으로부터의 판정 신호를 입력하면, 감속 개시 시점 이후의 감속 제어 특성을 구하기 위해 현재의 열차의 상태(속도, 위치 등)에 의거하여 전향 예측 수법을 이용해서 소정 제어 주기마다 1개 또는 복수의 가주행 계획을 산출하는 것을 주행 계획 산출 수단(4)에 대해서 요구하도록 되어있다. 여기서, 현재 시점의 브레이크 노치로부터 어느 정도 떨어진 노치를 얼마나 후보로 할까에 대해서는, 제어 조건 데이터로서 기억부(M3)에 기억시켜두도록 되어있다.When the deceleration control means 8 inputs the determination signal from the control mode determination means 5, the forward prediction method is based on the current state of the train (speed, position, etc.) to obtain deceleration control characteristics after the deceleration start time. The driving plan calculation means 4 is required to calculate one or a plurality of temporary running plans for each predetermined control cycle using the. Here, how much the notch away from the brake notch at the present time is a candidate is stored in the storage unit M3 as control condition data.
예를 들면, 현재 시점의 브레이크 노치(예를 들면 B4 노치로 함)로부터 1노치씩 떨어진 노치를 후보로 하는 경우라면, B4±1의 범위는 B3, B4, B5의 3개가 되므로, 이들 3개의 브레이크 노치를 이용한 가주행 계획이 산출된다. 또는, 현재 시점의 브레이크 노치로부터 1노치씩 및 2조치씩 떨어진 노치를 후보로 하는 경우라면, B4±2의 범위는 B2, B3, B4, B4, B6의 4개가 되므로, 이들 5개의 브레이크 노치를 이용한 가주행 계획이 산출된다.For example, in the case where a notch away from the brake notch (for example, B4 notch) at the present time is selected as a candidate, the range of B4 ± 1 becomes three of B3, B4, and B5. A run plan is calculated using the brake notch. Alternatively, in the case of using a notch separated by one notch and two notches from the brake notch at the present time, the range of B4 ± 2 becomes four of B2, B3, B4, B4, and B6. The running plan used is calculated.
그리고, 감속 제어 수단(8)은 산출된 가주행 계획 중에서 정지 예측 위치가 정지 목표 위치에 가장 가까운 가주행 계획을 주행 계획으로서 채용하고, 이 주행 계획에 의거하여 결정되는 감속 제어 지령 신호(노치 지령 신호)를 노치 출력 결정 수단(10)에 출력하게 되어 있다.Then, the deceleration control means 8 employs as the traveling plan the temporary running position whose stop prediction position is closest to the stop target position among the calculated temporary running plans, and the deceleration control command signal (notch command) determined based on the traveling plan. Signal) is output to the notch
마찬가지로, 최종 위치 결정 제어 수단(9)은 제어 모드 판정 수단(5)으로부터의 판정 신호를 입력하면 감속 제어 이후의 정위치 정지 제어 특성을 구하기 위 해, 현재의 열차의 상태(속도, 위치 등)에 의거하여 전향 예측 수법을 이용해서 소정 제어 주기마다 1개 또는 복수의 가주행 계획을 산출하는 것을 주행 계획 산출 수단(4)에 대해서 요구하게 되어 있다.Similarly, when the final positioning control means 9 inputs the determination signal from the control
그리고, 최종 위치 결정 제어 수단(9)은 산출된 가주행 계획 중에서 정지 예측 위치가 정지 목표 위치에 가장 가까운 가주행 계획을 주행 계획으로서 채용하고, 이 주행 계획에 의거하여 결정되는 감속 제어 지령 신호(노치 지령 신호)를 노치 출력 결정 수단(10)에 출력하게 되어 있다.And the last positioning control means 9 employ | adopts as a traveling plan the temporary running position whose stop prediction position is closest to a stop target position among the calculated traveling running plans, and the deceleration control command signal (determined based on this traveling plan) The notch command signal) is output to the notch
노치 출력 결정 수단(10)은 감속 개시 판단 수단(7), 감속 제어 수단(8), 또는 최종 위치 결정 제어 수단(9)으로부터의 노치 지령 신호를 소정 제어 주기마다 입력하고, 이들 입력 신호에 의거하여 결정한 노치 출력 신호를 브레이크 출력 작성 수단(11)에 출력하게 되어 있다. 또한, 노치 출력 결정 수단(10)은 변화율 리미터를 갖고 있어, 노치 출력의 급격한 변화가 억제되게 되어 있다.The notch output determination means 10 inputs the notch command signal from the deceleration start determination means 7, the deceleration control means 8, or the final positioning control means 9 at predetermined control cycles, and based on these input signals. The notch output signal determined as described above is output to the brake output generating means 11. Moreover, the notch output determination means 10 has a change rate limiter, and abrupt change of a notch output is suppressed.
브레이크 출력 작성 수단(11)은 노치 출력 결정 수단(10)으로부터의 노치 출력의 입력에 의거하여 브레이크 출력을 작성하고, 도시를 생략하고 있는 브레이크 장치에 대해서 브레이크 신호를 출력하게 되어 있다. 또한, 브레이크 출력 작성 수단(11)에는 노치 출력 결정 수단(10)으로부터의 노치 출력 신호 외에, 도시를 생략하고 있는 수동 운전 장치로부터 운전사의 조작에 의거하는 노치 출력 신호가 입력되는 경우도 있다. 이 경우, 브레이크 출력 작성 수단(11)은 「매뉴얼 우선」 또는 「고위(高位) 우선」 등의 논리에 의거하여 브레이크 출력을 작성해서 브레이크 신호를 출력한다.The brake output creation means 11 produces a brake output based on the input of the notch output from the notch output determination means 10, and outputs a brake signal to a brake device (not shown). In addition, in addition to the notch output signal from the notch output determination means 10, the notch output signal based on the operation of a driver may be input to the brake output creation means 11 based on the driver not shown. In this case, the brake
다음으로, 도 1의 동작에 대해서 설명한다. 열차 주행 중, 속도·위치 겸출 수단(3)은 속도 검출기(1) 및 지상자 검출기(2)로부터의 신호 입력에 의거하여 속도 검출 신호 및 위치 검출 신호를 출력하고 있다.Next, the operation of FIG. 1 will be described. During the train run, the speed / position combiner means 3 outputs a speed detection signal and a position detection signal based on the signal inputs from the
주행 계획 산출 수단(4)은 감속 개시 판단 수단(7), 감속 제어 수단(8), 또는 최종 위치 결정 제어 수단(9) 중 어느 하나로부터 가주행 계획 산출의 요구가 있으면, 이 속도 검출 신호 및 위치 검출 신호를 입력하는 동시에 기억부(M1∼M3)의 각 데이터를 입력하고, 노치 출력 결정 수단(10)으로부터 피드백(feedback) 신호를 더 입력해서 가주행 계획을 산출하여, 이를 감속 개시 판단 수단(7), 감속 제어 수단(8), 또는 최종 위치 결정 제어 수단(9)에 출력한다.The travel plan calculation means 4, if there is a request for the temporary running plan calculation from any of the deceleration start determination means 7, the deceleration control means 8, or the final positioning control means 9, the speed detection signal and At the same time as inputting the position detection signal, the respective data of the storage units M1 to M3 are inputted, and a feedback signal is further inputted from the notch
감속 개시 판단 수단(7), 감속 제어 수단(8), 또는 최종 위치 결정 제어 수단(9)은 소정 주기마다 주행 계획 산출 수단(4)에 가주행 계획을 산출시키고, 이들 산출시킨 가주행 계획 중에서 최적의 것을 주행 계획으로서 채용한다.The deceleration start determination means 7, the deceleration control means 8, or the final positioning control means 9 calculate the temporary running plan in the traveling plan calculation means 4 at predetermined intervals, and among these calculated temporary running plans. We adopt the most suitable thing as travel plan.
이 경우, 본 실시예에서는, 감속 제어 수단(8)은 정지 예측 위치가 정지 목표 위치보다 앞쪽의 충분히 가까운 위치가 되어 있는 가주행 계획 중에서 브레이크력이 가장 약한 것을 주행 계획으로서 채용하게 되어 있다. 이에 의해, 승차감의 악화를 억제할 수 있고, 또한, 이후의 제어 정밀도의 저하도 억제할 수 있다.In this case, in the present embodiment, the deceleration control means 8 adopts the driving plan having the weakest brake force among the temporary running plans in which the stop predicted position is sufficiently close to the front of the stop target position. Thereby, deterioration of a ride comfort can be suppressed, and the fall of subsequent control precision can also be suppressed.
한편, 제어 모드 판정 수단(5)은 속도·위치 검출 수단(3)으로부터의 속도 검출 신호 및 위치 검출 신호, 및 기억부(M3)로부터의 제어 조건 데이터의 입력에 의거하여 현재 시점의 제어 모드를 판정하고 있다. 그리고, 현재 시점의 제어 모드가 감속 개시 판단 모드라고 판정했다면, 제어 모드 판정 수단(5)은 전환 접 점(6d)을 입력 단자(6a)에 위치시키고, 그 취지의 판정 신호를 감속 개시 판단 수단(7)에 출력한다.On the other hand, the control mode determination means 5 selects the control mode at the present time based on the input of the speed detection signal and the position detection signal from the speed / position detection means 3 and the control condition data from the storage unit M3. Judging. And if it is determined that the control mode at the present time is the deceleration start determination mode, the control mode determination means 5 locates the
감속 개시 판단 수단(7)은 제어 모드 판정 수단(5)으로부터 판정 신호를 입력하고 있는 사이에는 소정 제어 주기마다 주행 계획 산출 수단(4)에 가주행 계획을 산출시키고, 그 정지 예측 위치가 정지 목표 위치에 충분히 가까우면 주행 계획으로서 채용하며, 그 최후의 노치를 노치 지령으로서 노치 출력 결정 수단(10)에 출력한다. 노치 출력 결정 수단(10)은 이 노치 지령의 입력에 의거하여 노치 출력 신호를 브레이크 출력 작성 수단(11)에 출력하고, 브레이크 출력 작성 수단(11)은 이 노치 출력 신호의 입력에 의거하여 브레이크 신호를 도시를 생략하고 있는 브레이크 장치에 출력한다.The deceleration start determination means 7 calculates the temporary running plan to the traveling plan calculation means 4 every predetermined control period while the determination signal is input from the control mode determination means 5, and the stop prediction position is the stop target. If it is close enough to a position, it adopts as a traveling plan, and outputs the last notch to the notch output determination means 10 as a notch command. The notch output determination means 10 outputs a notch output signal to the brake output creation means 11 based on the input of this notch command, and the brake output creation means 11 receives the brake signal based on the input of this notch output signal. Is output to the brake device, not shown.
다음으로, 제어 모드 판정 수단(5)은 현재 시점의 제어 모드를 감소 제어 모드로 판정하고, 전환 접점(6d)을 입력 단자(6b)에 위치시키며, 그 취지의 판정 신호를 감속 제어 수단(8)에 출력한다.Next, the control
감속 제어 수단(8)은 제어 모드 판정 수단(5)으로부터 판정 신호를 입력하고 있는 사이에는 소정 제어 주기마다 복수의 브레이크 노치에 의해 주행 계획 산출 수단(4)에 가주행 계획을 산출시키고, 정지 예측 위치가 정지 목표 위치에 가장 가까운 가주행 계획을 주행 계획으로서 채용하며, 그 노치를 노치 지령으로서 노치 출력 결정 수단(10)에 출력한다. 노치 출력 결정 수단(10)은 이 노치 지령의 입력에 의거하여 노치 출력 신호를 브레이크 출력 작성 수단(11)에 출력하고, 브레이크 출력 작성 수단(11)은 이 노치 출력 신호의 입력에 의거하여 브레이크 신호를 도시 를 생략하고 있는 브레이크 장치에 출력한다.While the deceleration control means 8 inputs the determination signal from the control mode determination means 5, the traveling plan calculation means 4 calculates the temporary running plan by a plurality of brake notches every predetermined control period, and stops prediction. The temporary running plan whose position is closest to the stop target position is adopted as the traveling plan, and the notch is output to the notch output determination means 10 as a notch command. The notch output determination means 10 outputs a notch output signal to the brake output creation means 11 based on the input of this notch command, and the brake output creation means 11 receives the brake signal based on the input of this notch output signal. Is output to the brake device, not shown.
여기서, 감속 제어 수단(8)은 상술한 바와 같이, 소정의 제어 주기마다 주행 계획을 새로 산출하고, 이 새로 산출한 주행 계획에 따른 노치 지령을 노치 출력 결정 수단(10)에 출력하고 있지만, 브레이크 출력 작성 수단(11)으로부터 출력되는 브레이크 신호가 전환된 직후인 경우에는 일정 시간 그 노치 지령을 유지하도록 한다. 이는 브레이크 노치의 빈번한 전환(헌팅(hunthing))을 방지하기 위해서이다.Here, as described above, the deceleration control means 8 newly calculates a travel plan for each predetermined control period, and outputs a notch command according to the newly calculated travel plan to the notch
다음으로, 제어 모드 판정 수단(5)은 현재 시점의 제어 모드를 최종 위치 결정 제어 모드로 판정하고, 전환 접점(6d)을 입력 단자(6c)에 위치시키며, 그 취지의 판정 신호를 최종 위치 결정 제어 수단(9)에 출력한다.Next, the control
최종 위치 결정 제어 수단(9)은 제어 모드 판정 수단(5)으로부터 판정 신호를 입력하고 있는 사이에는, 소정 제어 주기마다 복수의 브레이크 노치에 의해 주행 계획 산출 수단(4)에 가주행 계획을 산출시키고, 정지 예측 위치가 정지 목표 위치에 가장 가까운 가주행 계획을 주행 계획으로서 채용하며, 그 노치를 노치 지령으로서 노치 출력 결정 수단(10)에 출력한다. 노치 출력 결정 수단(10)은 이 노치 지령의 입력에 의거하여 노치 출력 신호를 브레이크 출력 작성 수단(11)에 출력하고, 브레이크 출력 작성 수단(11)은 이 노치 출력 신호의 입력에 의거하여 브레이크 신호를 도시를 생략하고 있는 브레이크 장치에 출력한다.While the final positioning control means 9 inputs the determination signal from the control
여기서, 최종 위치 결정 제어 수단(9)도 감속 제어 수단(8)과 마찬가지로, 브레이크 출력 작성 수단(11)으로부터 출력되는 브레이크 신호가 전환된 직후인 경우에는 일정 시간 그 노치 지령을 유지하고, 브레이크 노치의 헌팅을 방지하도록 하고 있다. 그러나, 최종 위치 결정 제어에서는 헌팅의 방지와 동시에 정지 목표 위치로의 정지를 정밀도 좋게 행하는 것도 중시하지 않으면 안된다. 따라서, 노치 지령을 유지하는 시간은 필요 최소한이 되도록 해서 정지 정밀도를 확보하고 있다.Here, similarly to the deceleration control means 8, the last positioning control means 9 also maintains the notch command for a predetermined time when the brake signal output from the brake output generating means 11 is switched immediately, and the brake notch. To prevent hunting. However, in the final positioning control, it is also important to prevent the hunting and to accurately stop the target position. Therefore, the stop accuracy is secured by making the time required to hold the notch command minimum.
이상에서 서술한 도 1의 구성에 의하면, 주행 계획 산출 수단(4)이 전향 예측 수법을 이용해서 산출한 주행 계획에 의거하여 감속 개시 판단 수단(7), 감속 제어 수단(8), 및 최종 위치 결정 제어 수단(9)이 각각 감속 개시 시점의 판단, 감속 제어, 최종 위치 결정 제어를 행하고 있으므로, 간단한 연산 알고리즘을 이용하면서 정위치 정지 제어 시의 정지 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the configuration of FIG. 1 described above, the deceleration start determination means 7, the deceleration control means 8, and the final position based on the travel plan calculated by the travel plan calculation means 4 using the forward prediction method. Since the determination control means 9 performs determination, deceleration control, and final positioning control at the start of deceleration, respectively, it is possible to improve the stop accuracy during the exact stop control while using a simple algorithm.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2가 도 1과 다른 주된 점은, 예측 제어 영역 산출 수단(12) 및 기억부(M4)가 추가되어 있는 점, 감속 개시 판단 수단(7) 및 감속 제어 수단(8)이 기억부(M4)로부터의 예측 제어 영역을 입력하도록 되어 있는 점, 및 노치 출력 결정 수단(10)의 출력이 감속 개시 판단 수단(7) 및 감속 제어 수단(8)에 피드백되도록 되어 있는 점이다.2 is a block diagram showing the configuration of an automatic train driving apparatus according to a second embodiment of the present invention. 2 is different from FIG. 1 in that the predictive control region calculating means 12 and the storage unit M4 are added, and the deceleration
이 도면에서, 예측 제어 영역 산출 수단(12)은 속도·위치 검출 수단(3)으로부터의 속도 검출 신호 및 위치 검출 신호의 입력, 및 기억부(M1, M2, M3)로부터의 각 데이터의 입력에 의거하여 예측 제어 영역을 산출하고, 이 산출한 예측 제어 영역을 기억부(M4)에 기억시키게 되어 있다.In this figure, the predictive control region calculating means 12 is adapted to the input of the speed detection signal and the position detection signal from the speed / position detection means 3 and the input of the respective data from the storage units M1, M2, M3. Based on this, a predictive control region is calculated, and the calculated predictive control region is stored in the storage unit M4.
도 3은 이 예측 제어 영역의 일례를 나타낸 설명도이며, 주행 계획의 상방(上方) 및 하방(下方)에 각각 예측 제어 영역 상한 및 예측 제어 영역 하한이 설정 되어 있다. 이 도면에서의 주행계획을 기준의 브레이크 노치를 이용해서 산출한 기준 감속 곡선으로 하면, 예측 제어 영역 상한은 강한 브레이크 노치를 이용해서 산출한 감속 곡선, 예측 제어 영역 하한은 약한 브레이크 노치를 이용해서 산출한 감속 곡선이라고 할 수 있다. 예측 제어 영역은 이 예측 제어 영역 상한 및 예측 제어 영역 하한에 의해 둘러싸이는 영역이다.3 is an explanatory diagram showing an example of this predictive control region, in which a predictive control region upper limit and a predictive control region lower limit are set above and below the travel plan, respectively. If the driving plan in this figure is a reference deceleration curve calculated using the reference brake notch, the deceleration curve calculated using the strong brake notch is calculated and the lower limit of the predicted control area is calculated using the weak brake notch. It can be called a deceleration curve. The predictive control region is an area surrounded by the upper limit of the predictive control region and the lower limit of the predictive control region.
그리고, 감속 개시 판단 수단(7) 및 감속 제어 수단(8)은 이 예측 제어 영역을 참조하면서 제어를 행하고, 만약 열차의 속도 및 위치가 이 예측 제어 영역으로부터 일탈했을 때에는 피드백 제어를 행함으로써 즉시 예측 제어 영역 내로 되돌리도록 한다.The deceleration start determination means 7 and the deceleration control means 8 perform the control while referring to this predictive control area, and immediately predict the result by performing feedback control when the speed and position of the train deviate from the predictive control area. Return to the control area.
즉, 주행 계획 산출 수단(4)이 산출 때에 이용하는 예측용 브레이크 모델의 오차가 크거나, 큰 외란(外亂)이 들어가거나 하면, 주행 계획의 정밀도가 악화되고 정지 정밀도도 악화된다. 그 때문에, 최대 브레이크 노치를 이용한 경우라도 정지 목표 위치를 지나쳐서 달리거나, 또는 반대로 타행 운전에 의해서도 정지 목표 위치에 도달하지 않는 상황이 발생할 우려가 있었다. 본 실시예는 예측용 브레이크 모델의 오차나 외란이 커져서 예측 제어 영역으로부터 벗어난 경우에는 전향 예측에 의거하여 산출한 주행 계획에 의한 제어로부터 피드백 제어로 전환하여, 어느 정도 승차감을 희생해서라도 로버스트(robust)성을 확보하려고 하는 것이다.That is, if the error of the predictive brake model used by the travel plan calculation means 4 at the time of calculation or a large disturbance enters, the accuracy of the travel plan is deteriorated and the stop accuracy is also deteriorated. Therefore, even when the maximum brake notch is used, there is a possibility that a situation may occur in which the vehicle stops past the stop target position or otherwise does not reach the stop target position by another drive. In the present embodiment, when the error or disturbance of the predictive brake model is increased and the deviation is caused from the predictive control region, the present invention switches to the feedback control from the driving plan calculated based on the forward prediction, and at the expense of riding comfort to some extent. It is trying to secure the castle.
단, 정지 직전이 되면 예측 제어 영역을 벗어나 있어도 전향 예측에 의거하여 산출한 주행 계획에 의한 제어를 행하도록 한다(그래서, 최종 위치 결정 제어 수단(9)에는 기억부(M4)로부터의 데이터가 입력되지 않는 구성으로 되어 있음). 이는, 전향 예측에 의거하여 산출한 주행 계획에 의한 제어에 의하면 낭비 시간이나 응답 지연을 고려할 수 있기 때문에, 피드백 제어보다 정지 위치 오차를 작게 할 수 있기 때문이다.However, if it is just before the stop, control by the driving plan calculated based on the forward prediction is performed even if it is out of the predictive control region (so that data from the storage unit M4 is input to the final positioning control means 9. Is not configured). This is because the waste time and the response delay can be taken into account by the control based on the traveling plan calculated based on the forward prediction, so that the stop position error can be made smaller than the feedback control.
또한, 피드백 제어를 행함에 있어서는, 예를 들면 다음과 같은 3가지 수법을 생각할 수 있다.In addition, in performing feedback control, the following three methods can be considered, for example.
⑴ 예측 제어 영역 경계의 감속 곡선을 목표로 추종 제어를 행한다.Follow-up control is performed for the deceleration curve of the boundary of the prediction control region.
⑵ 기준 감속 곡선(도 3의 「주행 계획」 곡선)을 목표로 추종 제어를 행한다.Follow-up control is performed with reference to a reference deceleration curve ("travel plan" curve in FIG. 3).
⑶ 기준 감속 곡선을 목표로 추종 제어를 행하고, 예측 제어 영역 내로 되돌아오면 전향 예측에 의거하여 산출한 주행 계획에 의한 제어로 복귀한다.Follow-up control is performed on the reference deceleration curve, and when it returns to the prediction control area, it returns to the control by the traveling plan calculated based on the forward prediction.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 4가 도 1과 다른 점은, 주행 계획 산출 간격 변경 수단(13)은 주행 계획 산출 수단(4)이 주행 계획을 산출할 때의 간격을 브레이크 토크(감속도)의 변화 상태에 따라 변화시키도록 하는 것이다. 여기서, 「간격」이란, 예를 들면 도 3에 나타낸 주행 계획의 곡선을 작성할 때의 플롯(plot) 간격을 가리키고 있다.4 is a block diagram showing the configuration of the automatic train driving apparatus according to the third embodiment of the present invention. 1 differs from FIG. 1 in that the travel plan calculation interval changing means 13 changes the interval when the travel plan calculation means 4 calculates the travel plan according to the change state of the brake torque (deceleration). To do that. Here, "interval" refers to the plot interval at the time of creating the curve of the traveling plan shown in FIG. 3, for example.
도 5는 주행 계획 산출 수단(4)이 산출하는 주행 계획과, 브레이크 토크 및 브레이크 노치의 변화 상태의 대응 관계를 나타낸 설명도이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 브레이크 노치 전환 후에 브레이크 토크가 크게 변화할 때까지의 과도적 영역에서는 주행 계획 산출 수단(4)은 미세한 간격(즉, 짧은 플롯 간격)으로 전향 예측을 행하고, 한편, 브레이크 토크가 거의 변화하지 않는 정상적 영역에서는 주행 계획 산출 영역(4)은 성긴 간격(즉, 긴 플롯 간격)으로 전향 예측을 행하도록 한다.FIG. 5: is explanatory drawing which showed the correspondence relationship of the travel plan which the travel plan calculation means 4 calculates, and the change state of a brake torque and a brake notch. As shown in this figure, in the transient area until the brake torque changes greatly after switching the brake notch, the travel plan calculation means 4 performs forward prediction at minute intervals (i.e., short plot intervals). In the normal area where the torque hardly changes, the travel
이에 의해, 주행 계획 산출 수단(4)은 변화가 심한 과도적 영역에서도 정밀도가 높은 주행 계획을 산출할 수 있고, 또한, 변화가 거의 없는 정상적 영역에서는 연산 회수를 삭감하고 있으므로 연산 처리 시간의 증가를 억제할 수 있다.As a result, the travel plan calculation means 4 can calculate the travel plan with high accuracy even in the transient area with a great change, and also reduce the number of calculations in the normal area with little change, thereby increasing the calculation processing time. It can be suppressed.
그런데, 앞서 서술한 각 실시예에서의 감속 개시 판단 수단(7) 및 감속 제어 수단(8)이 산출하는 주행 계획에서는 제어상의 목표 위치를 본래의 정지 목표 위치보다 앞쪽으로 설정하는 동시에, 최종 위치 결정 제어 수단(9)이 산출하는 주행 계획에서는 제어상의 목표 위치와 본래의 정지 목표 위치가 일치하도록 설정하고 있다.By the way, in the traveling plan calculated by the deceleration start determination means 7 and the deceleration control means 8 in each of the above-described embodiments, the control target position is set to the front of the original stop target position and the final position determination is made. In the travel plan calculated by the control means 9, the control target position and the original stop target position are set to coincide.
즉, 도 6에 나타낸 바와 같이 정지 직전이 되어서 감속 제어 수단(8)으로부터 최종 위치 결정 수단(9)으로 제어가 이동할 때는, 제어상의 목표 위치가 더 먼곳으로 이동하게 된다. 따라서, 최종 위치 결정 제어 수단(9)은 그때까지 감속 제어 수단(8)에 의해 산출되어 있던 주행 계획에서의 브레이크 노치보다도 약한 브레이크 노치로 차량을 정지시킬 수 있어, 정지시의 쇼크를 완화할 수 있다.That is, as shown in Fig. 6, when the control moves from the deceleration control means 8 to the final positioning means 9 just before the stop, the target position on the control moves to a farther place. Therefore, the final positioning control means 9 can stop the vehicle with a brake notch weaker than the brake notch in the travel plan calculated by the deceleration control means 8 until then, and can reduce the shock at the time of stopping. have.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 7이 도 1과 다른 점은, 속도·위치 검출 수단(3A)이 속도 참값 추정 수단(14)을 갖고 있는 점이다. 본 실시예는 속도 검출의 정밀도 악화를 방지하고, 주행 계획 산출에 대해서 일정 레벨의 정밀도를 확보하려고 하는 것이다.7 is a block diagram showing the configuration of an automatic train driving apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 7 differs from FIG. 1 in that the speed / position detecting means 3A has a speed true value estimating means 14. This embodiment attempts to prevent the deterioration of the accuracy of the speed detection and to secure a certain level of accuracy for the travel plan calculation.
즉, PG 또는 TG에 의해 구성되는 속도 검출기(1)로부터의 속도 펄스 신호는 속도 분해능의 폭으로 크게 진동을 반복하기 때문에, 그대로는 제어 신호로서 이용할 수 없다. 제어 신호로서 이용하기 위해서는, 복수 주기분(예를 들면 10 제어 주기분)의 펄스 신호의 이동 평균을 취해서 평활화할 필요가 있다. 그러나, 복수 주기분의 펄스 신호의 이동 평균을 취한다는 것은, 그만큼 오래된 과거의 데이터에 의거하여 속도 검출을 행하고 있다는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 오래된 데이터에 의거하는 속도 검출 신호는, 현재 시점의 진짜 속도와 어긋남이 커져서, 이를 주행 계획 산출 수단(4)이 이용해서 주행 계획을 산출하면, 그만큼 주행 계획의 정밀도가 저하하게 된다.That is, the speed pulse signal from the
거기서, 이 제 4 실시예에서는 속도 참값 추정 수단(14)을 갖는 속도·위치 검출 수단(3A)을 설치하고, 속도 검출기(1)로부터의 펄스 신호를 평활화할 때, 이들 펄스 신호 사이의 시간적 어긋남을 보정한 속도 참값 추정값을, 예를 들면 하기한 식 ⑴에 의해 연산하고, 이 속도 참값 추정값을 속도 검출 신호로 해서 속도·위치 검출 수단(3A)이 주행 계획 산출 수단(4)에 출력하도록 하고 있다.In this fourth embodiment, the speed and position detection means 3A having the speed true value estimating means 14 is provided, and when the pulse signals from the
[식 1][Equation 1]
도 8은 속도 검출기(1)로부터의 속도 검출 생값(生値)(속도 펄스 신호), 그 이동 평균, 속도 참값 추정값, 및 속도 참값의 각 변화 상태를 시뮬레이션에 의해 구하고, 이들을 대비해서 나타낸 설명도이다. 「속도 참값」은 시뮬레이션이기 때문에 구할 수 있는 것이지, 실제의 제어에서는 구할 수 없는 것이다.FIG. 8 is an explanatory diagram showing simulations of the speed detection raw values (speed pulse signals) from the
이 도면에 나타낸 바와 같이, 속도 검출 생값은 큰 진동을 반복한 변화 상태로 되어 있다. 그리고, 그 이동 평균은 진동분이 평활화된 것으로 되어 있기 때문에 큰 진동은 억제되어 있지만, 오래된 데이터를 이용해서 이동 평균을 취하고 있기 때문에 속도 참값과의 사이에서 어긋남이 커져 있다. 그러나, 본 실시예에서는 속도 참값 추정 수단(14)이 속도 참값과 가까운 값을 갖는 속도 참값 추정값을 연산하고 있으며, 속도·위치 검출 수단(3A)은 이 속도 참값 추정값을 속도 검출 신호로서 출력하고 있다. 따라서, 속도·위치 검출 수단(3A)이 출력하는 속도 검출 신호는 지극히 정밀도가 높은 것으로 되어 있다.As shown in this figure, the velocity detection raw value is in a change state in which a large vibration is repeated. Since the moving average is a smoothing of the vibration, the large vibration is suppressed. However, since the moving average is taken using old data, the deviation from the true speed value increases. However, in the present embodiment, the speed true value estimation means 14 calculates the speed true value estimated value having a value close to the speed true value, and the speed / position detecting means 3A outputs this speed true value estimated value as the speed detection signal. . Therefore, the speed detection signal output by the speed / position detection means 3A is extremely high in accuracy.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 9가 도 1과 다른 점은, 감속도 추정 수단(15) 및 브레이크 모델 갱신 수단(16)이 추가되어, 기억부(M2)에 기억되어 있는 차량 모델 데이터 중 브레이크 모델 데이터가 브레이크 모델 갱신 수단(16)에 의해 갱신되도록 되어 있는 점이다.9 is a block diagram showing the configuration of an automatic train driving apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. 9 differs from FIG. 1 in that the deceleration estimating means 15 and the brake model updating means 16 are added so that the brake model data among the vehicle model data stored in the storage unit M2 is the brake model updating means. The point is to be updated by (16).
예측용 브레이크 모델에 오차가 있는 경우, 감속도 추정을 행해서 브레이크 모델을 수정하면 주행 계획의 정밀도를 향상시키고, 정지 정밀도를 향상시킬 수 있다.If there is an error in the predictive brake model, the deceleration estimation can be performed to correct the brake model, thereby improving the accuracy of the traveling plan and improving the stopping accuracy.
그러나, 이 감속도 추정을 행하기 위해서는 브레이크 노치 전환 후, 브레이 크 토크가 어느 정도 안정된 상태가 되어 있지 않으면 안되어, 브레이크 토크가 안정되기 전에 브레이크 노치를 전환하는 것이 반복되면 감속도를 추정할 수 없고, 주행 계획의 정밀도가 악화되게 된다.However, in order to perform this deceleration estimation, the brake torque must be in a stable state after switching the brake notch. If the switching of the brake notch is repeated before the brake torque is stabilized, the deceleration cannot be estimated. As a result, the accuracy of the driving plan is deteriorated.
본 실시예에서는 감속도 추정 수단(15)이 열차의 감속도를 추정하는 동시에, 이 감속도 추정에 의거하여 예측용 브레이크 모델의 오차가 일정 이상 크다고 판단된 경우에 브레이크 모델 갱신 수단(16)이 예측용 브레이크 모델을 갱신한다.In the present embodiment, when the deceleration estimating means 15 estimates the deceleration of the train and determines that the error of the predictive brake model is greater than a certain level based on the deceleration estimation, the brake model updating means 16 Update the predictive brake model.
그리고, 도 10에 나타낸 바와 같이 감속 제어 수단(8)은 타행 운전 상태에서 브레이크 노치를 전환하고부터 일정 시간 사이에는 그 노치 지령을 유지하도록 한다. 단, 감속도 추정을 개시한 때의 속도가 낮은 경우에는 정지 목표 위치에 도달하기까지의 시간이 짧아, 노치 지령의 유지에 의해 감속 개시 판단 및 감속 제어 가 때를 놓칠 가능성이 있으므로, 이러한 경우에는 노치 지령의 유지 시간을 어느 정도 짧게 하는 것이 바람직하다.As shown in Fig. 10, the deceleration control means 8 maintains the notch command between the brake notches in the coasting operation state and for a predetermined time. However, when the speed at the start of deceleration estimation is low, the time until reaching the stop target position is short, and deceleration start judgment and deceleration control may miss time due to the retention of the notch command. It is preferable to shorten the holding time of a notch command to some extent.
이렇게, 본 실시예에 의하면 확실하게 감속도 추정을 행하고, 예측용 브레이크 모델의 갱신을 행할 수 있으므로, 주행 계획의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 따라서 정지 목표 위치에 대한 정지 정밀도를 향상시킬 수 있다.In this manner, according to the present embodiment, since the deceleration can be reliably estimated and the prediction brake model can be updated, the accuracy of the traveling plan can be improved, and thus the stopping accuracy for the stop target position can be improved.
도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 11이 도 1과 다른 점은, 기억부(M3)의 제어 조건 데이터를 갱신하기 위한 제어 조건 갱신 수단(17)이 추가되어 있는 점이다. 이 제어 조건 갱신 수단(17)은 과거의 제어 결과를 기억하고 있어, 이 기억한 데이터에 의거하여 기억부(M3)의 제어 조건 데이터를 갱신하는 것이다.11 is a block diagram showing the configuration of an automatic train driving apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 11 differs from FIG. 1 in that control condition updating means 17 for updating control condition data of the storage unit M3 is added. The control condition updating means 17 stores past control results, and updates the control condition data of the storage unit M3 based on the stored data.
본 실시예에 의하면, 어떤 역 사이에 특유의 경향이 있는 경우, 제어 파라미터, 감속도 추정 파라미터, 제어 게인(gain) 등의 제어 조건 데이터 중에서 하나 또는 복수의 데이터를 역 사이 파라미터로서 선택하고, 이를 역 사이마다 조정함으로써 정지 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the present embodiment, when there is a characteristic tendency between certain inverses, one or a plurality of data among control condition data such as control parameters, deceleration estimation parameters, control gains, etc. are selected as inverse parameters, and By adjusting between stations, the stopping accuracy can be improved.
예를 들면, 도 6에서 정지 직전이 되어서 감속 제어 수단(8)으로부터 최종 위치 결정 수단(9)으로 제어가 이행할 때는, 제어상의 목표 위치를 더 먼곳으로 이동시킴으로써 정지 직전의 브레이크 노치를 약하게 하는 기술에 대하여 설명했지만, 어느 특정한 역 사이에서는 반드시 정지 직전에 지나치는 경향이 있는 등의 경우, 이때에 너무 약한 브레이크 노치가 선택되지 않도록 제어 조건 갱신 수단(17)은 감속 제어 수단(8)의 제어상의 목표 위치를 다른 역 사이보다 정지 목표 위치에 가깝게 하거나, 또는 최종 위치 결정 제어 수단(9)의 브레이크 노치 하한을 1단 강하게 하는 등으로 조정을 행한다. 이에 의해, 어느 역 사이의 고유의 경향을 보상해서 정지 정밀도를 향상시킬 수 있다.For example, when control is shifted from the deceleration control means 8 to the final positioning means 9 just before stopping in FIG. 6, the brake notch just before stopping is weakened by moving the target position on the control further. Although the technique has been described, the control condition updating means 17 controls the deceleration control means 8 so that a brake notch that is too weak is not selected at this time, for example, if it tends to pass immediately before stopping between certain specific stations. The target position of the image is made closer to the stop target position than between the other stations, or the brake notch lower limit of the final positioning control means 9 is made stronger by one step. As a result, the inherent tendency between the inverses can be compensated and the stopping accuracy can be improved.
도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 자동 열차 운전 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 이 실시예는 이제까지 서술해온 각 실시예의 기능을 모두 구비하는 구성으로 한 것이다. 본 실시예의 작용 또는 동작에 대해서는, 기술한 각 실시예에서의 설명으로부터 용이하게 유추할 수 있기 때문에 생략하기로 한다.12 is a block diagram showing the configuration of an automatic train driving apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. This embodiment is configured to include all the functions of each embodiment described so far. The operation or operation of this embodiment will be omitted since it can be easily inferred from the description in each embodiment described.
본 발명에 따르면, 간단한 연산 알고리즘을 이용하면서도 정위치 정지 제어 시의 정지 정밀도를 향상시키는 것이 가능한 자동 열차 운전 장치를 제공할 수 있 다.According to the present invention, it is possible to provide an automatic train driving apparatus capable of improving the stopping accuracy during the exact stop control while using a simple calculation algorithm.
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