KR20110056412A

KR20110056412A - 차량 운전 장치

Info

Publication number: KR20110056412A
Application number: KR1020117008485A
Authority: KR
Inventors: 마도까 가마따; 스미꼬 고미나또; 히데아끼 나메끼; 준꼬 야마모또
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2011-05-27
Also published as: WO2010044448A1; BRPI0920235A2; JPWO2010044448A1; CN102186713A; US20110184619A1

Abstract

열차의 거동을 섬세하게 제어할 수 있어, 효율적인 정지 제어를 실현할 수 있는 자동 열차 운전 장치(2)를 제공한다. 또한, 자유도가 높은 복수의 목표 설정에 의해, 여러 운용 형태나 요구에 용이하게 대응할 수 있는 자동 열차 운전 장치(2)를 제공한다. 자동 열차 운전 장치(2)는, 열차(1)를 정위치에 정지시킬 때까지 순서대로 달성해야 할 위치와 속도의 조합으로 이루어지는 복수의 목표를 목표 설정부(32)에 의해 설정하고, 설정된 복수의 목표를 달성해야 할 제어 목표로 하여 순서대로 전환한다. 자동 열차 운전 장치(2)는, 제어 명령부(33)에 의해 전환된 제어 목표를 달성하기 위한 제어 명령을 산출하고, 산출된 제어 명령에 의해 당해 차량의 운전을 제어한다. 또한, 자동 열차 운전 장치(2)는, 제어 목표가 달성된 경우, 다음으로 전환되는 제어 목표에 대한 제어 명령을 다시 산출하고, 산출된 제어 명령에 의해 당해 차량의 운전을 제어한다.

Description

차량 운전 장치{VEHICLE DRIVING DEVICE}

본 발명은, 예를 들어 열차 등을 차량을 소정의 위치에 정지시키기 위한 정위치 정지 제어를 자동으로 행하는 차량 운전 장치에 관한 것이다.

최근, 열차 등의 차량의 균일한 운전을 유지하고, 또한 운행 지연을 저감시키기 위하여, 차량 운전 장치가 제안되고 있다. 예를 들어, 열차의 자동 운전 장치에서는, 소정의 위치에 열차를 정지시키기 위한 정위치 정지 제어 등의 운전 제어를 행한다. 최근의 고밀도화의 경향이 있는 열차의 운용 다이어그램에 있어서는, 어느 열차가 소정의 정지 위치를 과주행해 버리면, 당해 열차의 정지 위치를 조정하기 때문에, 열차 운행 지연의 원인이 된다. 또한, 각 역의 홈에 있어서의 승객의 안전을 위하여, 각 역의 홈에 홈 도어라고 불리는 도어의 설치가 진행되고 있다. 이러한 홈 도어가 역의 홈측에 설치되면, 열차는, 홈 도어의 설치 위치에 맞추어 고정밀도로 정지할 필요가 있다.

종래의 차량 운전 장치에서는, 목표로 하는 지점을 설정하여, 그 목표 지점에 당해 차량을 정지시키기 위한 제어를 행하는 것이 많다. 예를 들어, 종래의 차량 운전 장치로서는, 현재의 제어 명령으로 유지한 경우의 제어 결과와 현재의 제어 명령을 소정량 변화시킨 경우의 제어 결과를 비교함으로써, 당해 차량에 실제로 부여하는 제어 명령을 결정하는 기술이 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1).

그러나 최근에는, 한층 더한 제어 정밀도의 향상이 요구되는 경우가 많아지고 있다. 예를 들어, 열차를 정위치에 정지시키는 제어에는, 고도의 정밀도를 확보하는 것이 요구되고 있다. 또한, 최근에는 수송력을 저해하는 일이 없도록, 어떤 지점을 통과하고 나서 정지까지 필요로 하는 시간을 단축화하려는 요구도 커지고 있다. 또한, 승차감 혹은 운용 형태 등을 고려하여 차량을 감속시키는 시간을 상황에 따라 변화시키려는 요구가 있는 경우도 있다.

일본 특허 공개 평3-117305호 공보

본 발명의 일 형태는, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 효율적인 정지 제어 혹은 자유도가 높은 정지 제어를 실현할 수 있는 차량 운전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태로서의 차량 운전 장치는, 차량이 정위치에 정지할 때까지 순서대로 달성해야 할 복수의 목표를 각각 위치 및 속도의 조합으로 설정하는 설정 수단과, 상기 설정 수단에 의해 설정된 복수의 목표를 달성해야 할 제어 목표로 하여 순서대로 전환하는 전환 수단과, 상기 전환 수단에 의해 전환된 제어 목표를 달성하기 위한 제어 명령을 산출하고, 산출된 제어 명령에 의해 당해 차량의 운전을 제어하는 제어 수단을 갖는다.

본 발명의 일 형태에 의하면, 효율적인 정지 제어 혹은 자유도가 높은 정지 제어를 실현할 수 있는 차량 운전 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 자동 열차 운전 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 2는, 하나의 정위치를 정지 위치 목표로 한 경우의 제어예를 도시하는 도면이다.
도 3은, 복수의 목표를 순서대로 제어 목표로 한 경우의 제어예를 도시하는 도면이다.
도 4는, 각 목표를 달성하기 위한 제어예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 자동 열차 운전 장치에 있어서의 운전 제어로서의 정점 제어의 동작예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은, 각 목표에 대한 허용 범위의 설정예를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 차량 운전 장치로서의 자동 열차 운전 장치(2)와 자동 열차 운전 장치(2)가 탑재되는 차량으로서의 열차(1)의 구성예를 도시하는 블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 열차(1)에는, 자동 열차 운전 장치(2), 속도 발전기(TG)(11), 차상자(車上子)(12), 구동 장치(13), 제동 장치(14), ATC 장치(15), ATC 수신기(16)가 탑재되어 있다. 상기 속도 발전기(11), 상기 차상자(12), 상기 구동 장치(13), 상기 제동 장치(14), 상기 ATC 장치(15) 및 상기 ATC 수신기(16)는, 자동 열차 운전 장치(2)에 의해 운전이 제어되는 열차(1)에 탑재되는 하드웨어이다.

자동 열차 운전 장치(2)는, 데이터베이스(21), 속도 및 위치 검출부(31), 목표 설정부(32) 및 제어 명령부(33) 등을 갖고 있다. 이와 같은 구성의 자동 열차 운전 장치(2)는, 예를 들어 열차(1)의 선두 차량에 탑재된다. 상기 데이터베이스(21)는, 열차(1)에 탑재된 기억 장치에 의해 구성된다. 상기 속도 및 위치 검출부(31), 상기 목표 설정부(32) 및 상기 제어 명령부(33)는, 각 하드웨어에 접속된 연산 회로 등에 의해 실현된다.

상기 속도 발전기(11)는, 차륜의 회전축에 설치된 타코 제너레이터(TG)에 의해 구성되어 있다. 상기 속도 발전기(11)에 의해 검출되는 신호에 의해, 당해 열차(1)의 속도가 특정된다. 상기 차상자(12)는, 궤도 상에 설치된 지상자(트랜스폰더)로부터의 신호를 검출한다. 상기 차상자(12)에 의해 검출되는 신호에 의해, 당해 열차(1)의 차량 위치가 특정된다.

상기 구동 장치(13)는, 당해 열차(1)를 주행시키기 위한 장치이다. 당해 열차(1)는, 상기 구동 장치(13)에 의해 가속되어, 주행된다. 상기 제동 장치(14)는, 당해 열차(1)를 제동시키기 위한 장치이다. 당해 열차(1)는, 상기 제동 장치(14)에 의해 감속되어, 정지된다. 상기 제동 장치(14)는, 예를 들어 전기 브레이크(회생 브레이크)와 공기 브레이크(마찰 브레이크)에 의해 구성된다. 이 경우, 상기 제동 장치(14)는, 전기 브레이크 및 공기 브레이크를 적절히 전환하여 열차(1)를 정지시키는 제어 등도 행해진다.

상기 ATC 장치(15)는, 당해 열차(1)의 과주행을 방호하기 위한 장치이다. 상기 ATC 장치(15)에는, 당해 열차(1)가 주행하는 궤도 상으로서의 레일로부터 발신되는 신호를 수신하는 ATC 수신기(16)가 접속되어 있다. 상기 ATC 장치(15)는, 상기 ATC 수신기(16)를 통하여 수신하는 신호에 의해 제한 속도를 판단함과 함께, 차축에 설치된 속도 발전기(11)가 수신하는 신호에 의해 현재의 속도를 판단한다. 상기 ATC 장치(15)는, 현재의 속도가 제한 속도 이상으로 되면 상기 제동 장치(14)에 대하여 비상 브레이크 명령을 출력한다. 또한, 상기 ATC 장치(15)는, 상기 ATC 수신기(16)를 통하여 수신한 신호로부터 얻어지는 정보를 목표 설정부(32) 혹은 제어 명령부(33)에 통지한다.

상기 데이터베이스(DB)(21)는, 당해 열차(1)의 주행 시에 이용하는 다양한 데이터를 기억한다. 예를 들어, 상기 데이터베이스(21)에는, 노선 데이터, 동적 특성 데이터, 제어 데이터 등이 기억되어 있다. 상기 노선 데이터는, 당해 열차(1)가 주행하는 노선에 관한 데이터이다. 상기 노선 데이터에는, 예를 들어 차상자가 검출한 신호에 의해 노선 상의 현재 위치를 특정하기 위한 정보, 각 역의 정지 목표 위치를 나타내는 정보, 구배를 나타내는 정보, 혹은 곡선을 나타내는 정보 등의 정보가 포함된다.

또한, 상기 동적 특성 데이터는, 당해 차량의 시험 주행 및 설계 사양 등에 기초하여 설정되는 당해 차량의 브레이크 특성 등의 동적 특성을 나타내는 데이터이다. 예를 들어, 동적 특성 데이터에는, 브레이크의 강도를 나타내는 노치 명령값에 대응하는 열차(1)의 가속도 및 감속도의 표준값(초기값), 노치 명령에 대한 응답 지연, 차량 중량, 승차율, 구배 저항식 혹은 곡선 저항식의 계수 등의 정보가 포함된다. 즉, 상기 데이터베이스(21)에 기억되어 있는 정보, 현재 위치 및 현재 속도를 사용하여, 당해 차량이 목표 지점을 목표 속도로 통과하는 제어 내용을 행할 수 있게 되어 있다.

상기 속도 및 위치 검출부(31)는, 속도 검출 수단 혹은 위치 검출 수단으로서 기능하여, 속도를 나타내는 신호(속도 검출 신호) 및 위치를 나타내는 신호(위치 검출 신호)를 출력한다. 예를 들어, 상기 속도 및 위치 검출부(31)는, 상기 속도 발전기(11)로부터의 신호 입력에 기초하여 속도를 검출하고, 검출된 속도를 나타내는 정보를 속도 검출 신호로서 출력한다. 또한, 상기 속도 및 위치 검출부(31)는, 궤도 상에 배치된 지상자로부터의 신호를 상기 차상자(12)를 통하여 입력하고, 속도 발전기(11)로부터 입력한 신호와 지상자로부터 입력한 신호에 기초하여 현재 위치를 검출하고, 검출된 현재 위치를 나타내는 정보를 위치 검출 신호로서 출력한다.

상기 목표 설정부(32)는, 목표가 되는 지점 및 속도를 적절히 설정한다. 여기에서는, 상기 목표 설정부(32)는, 목표 지점뿐만 아니라, 목표 지점과 목표 지점에 있어서의 목표 속도의 조합으로 이루어지는 목표를 설정한다. 또한, 상기 목표 설정부(32)가 설정하는 목표는, 미리 데이터베이스(21) 등의 기억 장치에 기억해 두도록 해도 좋고, 임의의 타이밍에 적절히 산출하도록 해도 좋다. 예를 들어, 소정의 속도로 주행하고 있는 차량을 역의 정위치에 정지시키는 제어에서는, 최종적인 정지 위치 목표 및 최종적인 정지 위치 목표에 이르기까지의 노선 데이터가 미리 거의 결정되어 있다. 따라서, 통상 운전 시에 있어서의 소정 위치에 대한 정지 제어에 대해서는, 최종적인 정지 위치에서 정지할 때까지의 복수의 목표를 데이터베이스(21)에 기억해 두도록 하면 된다.

또한, 임의의 타이밍에 당해 열차(1)를 정지 혹은 감속하는 경우, 상기 목표 설정부(32)는, 당해 열차(1)의 정지 위치 혹은 감속도를 최종적인 목표로 제어하기 위한 복수의 목표를 적절히 산출한다. 이 경우, 상기 목표 설정부(32)는, 최종적인 정지 위치 혹은 감속도에 이르기까지의 복수의 목표를 설정한다. 최종 목표에 이르기까지의 목표 수 혹은 각 목표 사이의 폭은, 별도로 설정되는 것으로 한다. 단, 목표 수 혹은 각 목표 사이의 폭은, 많으면 많을수록 정밀도가 향상될 가능성은 있지만, 목표 수가 지나치게 많으면, 노치의 전환이 빈번해져 승차감이 악화되거나, 운전 제어가 복잡해지거나 한다. 이로 인해, 상기 목표 설정부(32)는, 당해 열차(1)를 승차감도 좋고, 효율적으로 정지 위치를 제어하는 목표 수 혹은 목표 폭을 별도로 산출하도록 해도 좋다.

상기 제어 명령부(33)는, 구동 장치(13) 및 제동 장치(14)에 제어 명령을 부여하는 것이다. 상기 제어 명령부(33)는, 각 부로부터 공급되는 정보에 기초하여 구동 장치(13) 및 제동 장치(14)를 제어함으로써 당해 열차(1)의 운전 제어를 행한다. 상기 제어 명령부(33)는, 상기 목표 설정부(32)로부터 제어 목표가 부여될 때마다, 당해 제어 목표를 달성하기 위한 주행 계획을 산출하고, 그 산출된 주행 계획을 따라 제동 장치(14)에 제어 명령을 부여한다. 본 자동 열차 운전 장치(2)에서는, 상기 목표 설정부(32)는, 최종적인 목표(예를 들어 정지 위치)에 이르기까지의 복수의 목표를 설정한다. 이들 목표로부터 상기 제어 명령부(33)가 실제로 제어 목표가 순서대로 전환된다. 즉, 제어 목표는, 하나의 목표가 달성될 때마다 다음 목표를 순서대로 전환할 수 있다. 이로 인해, 상기 제어 명령부(33)에 의한 제어도, 하나의 목표를 달성하면, 다음 제어 목표를 지향하는 제어로 전환할 수 있다.

이어서, 상기 자동 열차 운전 장치(2)에 의한 정점 정지 제어의 원리에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는, 하나의 정위치를 정지 위치 목표로 한 경우의 제어예를 도시하는 도면이다.

도 2에 도시하는 예에서는, 목표 지점 T에 대하여 점선으로 나타내는 패턴을 따르도록 감속을 제어한다. 이 경우, 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이, 점선으로 나타내는 패턴으로 전후하는 오차가 발생하는 것이 상정된다. 도 2에 도시하는 바와 같은 제어 목표에 대한 오차는, 제어 목표가 현재 지점으로부터 먼 지점이면 어느 정도 커질(정밀도가 나빠질) 것으로 예상된다. 또한, 제어 목표가 현재 지점으로부터 먼 지점이면 어느 정도 제어 자체도 어려워진다. 예를 들어, 점선과 같은 패턴을 따르게 하는 제어를 행하는 경우, 제어 목표가 현재 지점으로부터 먼 지점이면 어느 정도 목표의 패턴에 대한 비틀림도 커질 것으로 예상된다.

이에 대해, 도 3은, 제1 목표 T1, 제2 목표 T2, 제3 목표(정지 위치 목표) T3을 순서대로 제어 목표로 한 경우의 제어예를 도시하는 도면이다.

도 3에 도시하는 예에서는, 각 목표는, 각각 위치와 속도의 조합으로 특정된다. 또한, 위치 x를 x축으로 하고, 속도 v를 y축으로 하면, 각 목표 T1, T2, T3은, xy 좌표로 표현된다. 예를 들어, 제1 목표 T1을 (x1, v1)로 하고, 제2 목표 T2를 (x2, v2)로 하고, 제3 목표 T3을 (x3, v3=0)으로 표현한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 최종적인 목표에 이르기까지 달성되어야 할 복수의 목표를 설정하면, 그들의 각 목표 사이는 크게 이격된 값이 되지 않는다고 사료된다. 따라서, 순차 전환되는 목표에 따라 제어되는 열차(1)의 현재 위치 및 현재 속도는, 현재의 제어 목표에 대하여 크게 이격된 값은 되지 않는다. 이것은, 각 목표를 달성하기 위한 제어가 용이하고, 또한 각 목표에 대하여 일정 이상의 정밀도를 기대(혹은 보증)할 수 있는 것을 의미한다.

즉, 본 자동 열차 운전 장치(2)에서는, 도 3에 도시한 바와 같은 복수의 목표를 순서대로 달성해 가는 제어에 의해, 정지 위치 등의 최종적인 목표에 대해서도 높은 정밀도를 달성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 각 목표를 달성하기 위한 제어로서는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 열차(1)의 위치 및 속도가 제어 목표로서의 위치 및 속도로 되는 제어가 적용된다. 또한, 각 목표를 달성하기 위한 제어로서는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 제어 목표를 기준으로 하는 패턴(도 4의 (b)에 점선으로 나타내는 패턴)을 따르게 하는 제어이어도 좋다.

상기한 바와 같이 본 자동 열차 운전 장치(2)에서는, 순차 전환되는 복수의 목표를 설정함으로써, 고속 영역으로부터 소정의 정위치에 정지할 때까지의 열차(1)의 거동을 섬세하게 제어할 수 있다. 이로 인해, 효율적인 정지 제어를 실현할 수 있어, 소정의 운행 다이어그램에 따른 착실한 정지 제어를 실시할 수 있다. 또한, 특정 지점을 통과할 때의 통과 정밀도를 확보할 수 있기 때문에, 현상보다 정밀도를 더 높이는 효과를 기대할 수 있다. 예를 들어, 떨어짐 지점을 좁힘으로써, 여유 거리를 짧게 할 수 있어, 보다 몰아붙일 수 있다.

또한, 상기와 같은 정지 제어에 의하면, 각 목표의 설정에 대한 자유도가 높기 때문에, 여러 운용 형태나 요구에 용이하게 대응하는 것이 가능하다. 예를 들어, 승차감을 우선하는 정지 제어를 행하는 경우, 정지 직전의 저속 영역에 있어서의 감속 기간에 오랜 시간이 걸리는 목표를 설정함으로써, 서서히 정지하는 듯한 승차감이 좋은 정지 제어를 용이하게 실현할 수 있다. 또한, 정지 시간의 단축을 우선하는 경우, 고속 영역에 있어서의 감속 정도를 크게 하는 목표와 저속 영역에서는 일정한 승차감을 유지할 수 있는 목표를 설정함으로써, 일정한 승차감을 유지하면서 단시간의 정지 제어를 실현할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 각 목표에는, 허용 범위를 갖게 해도 좋다. 예를 들어, 도 3에 도시하는 예에서는, 정지 위치 등의 최종적인 목표 T3 이외의 제1 목표 T1 및 제2 목표 T2에는 허용 범위를 갖게 해도 좋다. 즉, 제1 목표 T1의 거리 x1에 대한 허용 범위를 β1로 하고, 제1 목표 T1의 속도 v1에 대한 허용 범위를 α1로 하면, 제1 목표 T1에 대하여 실제로 달성해야 할 값이 (x1±β1, v1±α1)로 된다. 또한, 제2 목표 T2의 거리 x2에 대한 허용 범위를 β2로 하고, 제2 목표 T2의 속도 v2에 대한 허용 범위를 α2로 하면, 제2 목표 T2에 대하여 실제로 달성해야 할 값이 (x2±β2, v2±α2)로 된다. 단, 최종적인 목표 T3은, 정지 위치이기 때문에 허용 범위를 설정하지 않는다.

제1 목표 T1 및 제2 목표 T2에 허용 범위를 갖게 하면, 제어가 용이해진다. 제1 목표 T1 및 제2 목표 T2는, 최종적인 목표 T3에 이르기까지 통과 목표이다. 바꾸어 말하면, 통과 목표(예를 들어, 제1 목표 T1, 제2 목표 T2)는, 그들의 목표를 고정밀도로 달성하기 위하여 복잡한 제어를 행하는 것보다, 최종적인 목표(예를 들어, 제3 목표 T3)를 달성하기 위하여 효율적이면서도 원활한 제어를 행하는 것이 중요하다고 사료된다. 따라서, 통과 목표로서의 제1 목표 T1 및 제2 목표 T2의 거리와 속도에 허용 범위를 갖게 함으로써, 최종적인 목표로서의 제3 목표를 달성하기 위한 전체 제어를 효율적이면서도 용이하게 하는 것이 가능하다.

도 6은, 제1 목표 T1 및 제2 목표 T2에 대한 허용 범위의 설정예를 도시하는 도면이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 도 3에 도시하는 각 목표에 허용 범위를 부여하는 경우, 제1 목표 T1에 대한 허용 범위는, 제2 목표 T2에 대한 허용 범위보다 넓은 값을 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 각 목표가 최종 목표를 달성하기 위하여 설정되어 있는 것이기 때문에, 최종 목표에 이르기까지의 각 목표는, 최종 목표에 접근하면 접근할수록 허용 범위를 좁게 하는 것이 효율적이라고 사료된다. 따라서, 도 3에 도시하는 제1 목표 T1 및 제2 목표 T2에 대한 허용 범위는, 도 6에 도시한 바와 같이, α1>α2, β1>β2를 만족하는 값이 바람직하다고 사료된다.

또한, 실제의 열차의 제어는 항상 속도와 거리의 조합으로 행해야 하기 때문에, 목표에 대한 허용 범위도 속도와 거리의 조합으로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 단순하게 거리와 속도에 각각 일정한 허용 범위를 설정하면, 실제의 목표값을 향하여 이상적인 제어가 행해지고 있는 경우에도, 허용 범위 내에 도달한 시점에서 목표가 달성되게 된다. 이러한 상황을 감안하면, 도 3에 도시하는 제1 목표 T1 및 제2 목표 T2에 대한 허용 범위로서는, 각 목표를 중심으로 하는 단순한 직사각형의 영역이 아니고, 도 6에 도시한 바와 같은 허용 범위를 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 최종 목표 이외는, 각 목표의 달성이 다음 목표에 대한 제어의 전환이다. 이 점으로부터 고찰하면, 도 6에 도시한 바와 같은 허용 범위의 설정에서는, 실제의 제어가 각 목표에 대한 이상적인 제어로부터 어긋나 있는 경우, 허용 범위 내이면, 조기에 목표에 대한 제어로 전환할 수 있다. 이에 대해, 도 6에 도시한 바와 같은 허용 범위의 설정에서는, 실제의 제어를 목표에 대하여 이상적인 제어에 가까우면 가까울수록, 목표에 가까운 점에서 다음 목표에 대한 제어로 전환하도록 할 수 있다. 이러한 제어는, 최종적인 목표를 고정밀도로 달성한다는 관점에서 보면, 효율적인 제어라고도 할 수 있다.

이어서, 상기 자동 열차 운전 장치(2)에 있어서의 운전 제어에 대하여 설명한다.

도 5는, 상기 자동 열차 운전 장치(2)에 있어서의 운전 제어로서의 정점 제어의 동작예를 설명하기 위한 흐름도이다.

우선, 상기 자동 열차 운전 장치(2)가, 열차(1)를 어느 한 역에 정지시키는 제어를 개시한 것으로 한다. 정지하는 역에 관한 정보는, 상기 데이터베이스(21)에 기억되어 있다. 예를 들어, 상기 데이터베이스(21)에는, 당해 역에 있어서의 소정의 정지 위치로서의 정위치를 나타내는 정보가 기억되어 있는 것으로 한다.

이러한 최종적인 정지 위치로서의 정위치를 나타내는 정보가 얻어지면, 상기 목표 설정부(32)는, 당해 열차(1)를 정위치에 정지시킬 때까지의 복수의 목표를 설정하는 설정 처리를 행한다(스텝 S11). 이 설정 처리는, 정위치에 이르기까지 순서대로 달성해야 할 복수의 목표를 결정하는 처리이다.

상기와 같은 복수의 목표는, 각 정위치에 대응시켜 데이터베이스(21)에 기억해 두도록 해도 좋다. 예를 들어, 통상의 운전 상태에 있어서 역의 정위치에 열차(1)를 정차하는 제어에 사용하는 복수의 목표는, 미리 데이터베이스(21) 등에 기억되어 있는 쪽이 효율적이라고 사료된다. 이 경우, 상기 목표 설정부(32)는, 상기 데이터베이스(21)로부터 당해 역의 정위치에 대응하는 복수의 목표를 판독하여 설정한다.

또한, 상기와 같은 복수의 목표는, 상기 목표 설정부(32)가 산출하도록 해도 좋다. 이 경우, 상기 목표 설정부(32)는, 열차(1)의 현재 위치, 열차(1)의 현재 속도, 현재 위치부터 정위치까지의 노선 데이터 및 당해 열차(1)의 차량 데이터 등에 기초하여 상기 역의 정위치를 최종적인 정지 목표 위치로 하는 복수의 목표를 산출하여 설정하는 설정 처리를 행한다. 또한, 상기 목표 설정부(32)에서는, 상기 설정 처리에 있어서, 효율적인 제어를 실현할 수 있는 각 목표 사이의 간격을 산출하도록 해도 좋다. 이 경우, 각 목표 사이의 간격으로서는, 예를 들어 각 목표에 있어서의 목표 위치의 간격, 혹은 위치 및 속도의 2차원 공간에 있어서의 거리 등을 생각할 수 있다.

상기 목표 설정부(32)에 의해 복수의 목표가 설정되면, 상기 제어 명령부(33)는, 설정된 복수의 목표 중 최초의 목표를 현재의 제어 목표로 하여 정지 제어를 행한다(스텝 S12). 즉, 상기 제어 명령부(33)는 현재가 제어 목표를 달성하기 위한 주행 계획을 산출하고, 산출된 주행 계획에 따라 당해 열차(1)의 운전(정지)을 제어한다. 이러한 운전 제어 상태에 있어서, 상기 목표 설정부(32) 혹은 상기 제어 명령부(33)는, 당해 열차(1)의 상태 변화를 감시하고 있다.

예를 들어, 당해 열차(1)가 역에 정지한 경우(실제로는 최종 목표가 달성된 경우)(스텝 S13, "예"), 상기 목표 설정부(32)는, 다음 역까지의 구간에 있어서 다음 역의 소정의 정위치를 최종적인 정지 목표로 하는 복수의 목표를 설정한다(스텝 S14). 이 경우, 상기 스텝 S12로부터의 처리를 실행함으로써 다음 역의 정위치에 정지시키는 제어를 실행할 수 있다. 즉, 상기 목표 설정부(32)는, 역에서의 정차 시에, 다음 구간에 있어서의 복수의 목표를 산출하여, 그들의 목표를 설정하는 기능을 갖고 있다.

또한, ATC 장치(15)가 ATC 수신기(16)에 의해 수신하는 ATC 신호가 변화한 경우(스텝 S15, "예"), 상기 목표 설정부(32)는, 상기 ATC 신호에 의해 통지된 조건에 따라 상기 스텝 S11에서 설정한 복수의 목표를 재설정하는 처리를 행한다(스텝 S16). 즉, 상기 목표 설정부(32)는, ATC 신호에 따라 주행 중에 설정을 마친 목표를 재설정하는 처리를 행하는 기능을 갖고 있다.

또한, 현재의 제어 목표를 달성한 경우, 상기 목표 설정부(32)는, 상기 스텝 S11에서 설정한 복수의 목표 중, 달성한 목표의 다음 목표를 제어 목표로 전환한다 (스텝 S18). 이 경우, 상기 목표 설정부(32)는, 제어 명령부(33)에 대하여 전환한 제어 목표를 통지한다. 이에 의해, 상기 제어 명령부(33)는, 전환된 목표를 현재의 제어 목표로 하여 정지 제어를 행한다(스텝 S12). 즉, 상기 제어 명령부(33)에서는, 전환된 제어 목표를 달성하기 위한 주행 계획을 산출하고, 산출된 주행 계획에 따라 당해 열차(1)의 운전(정지)을 제어한다.

또한, 제어 명령부(33)는, 구동 장치(13) 및 제동 장치(14)로부터의 정보에 기초하여 목표값을 변경하도록 해도 좋다. 또한, 제어 명령부(33)는, ATC 장치(15) 등의 외부의 장치로부터의 신호에 기초하여 목표값을 변경해도 좋다.

상기와 같은 실시 형태에 관한 자동 열차 운전 장치는, 열차를 정위치에 정지시킬 때까지 순서대로 달성해야 할 위치와 속도의 조합으로 이루어지는 복수의 목표를 설정하고, 설정된 복수의 목표를 달성해야 할 제어 목표로 하여 순서대로 전환하고, 전환된 제어 목표를 달성하기 위한 제어 명령을 산출하고, 산출된 제어 명령에 의해 당해 차량의 운전을 제어한다. 또한, 자동 열차 운전 장치는, 제어 목표가 달성된 경우, 다음으로 전환되는 제어 목표에 대한 제어 명령을 다시 산출하고, 산출된 제어 명령에 의해 당해 차량의 운전을 제어한다.

상기와 같은 실시 형태에 관한 자동 열차 운전 장치에 의하면, 정위치에 정지할 때까지의 열차의 거동을 섬세하게 제어할 수 있어, 효율적인 정지 제어를 실현할 수 있다. 또한, 최종적인 정지 목표에 도달할 때까지의 복수의 목표의 설정은 자유도가 높기 때문에, 여러 운용 형태나 요구에 용이하게 대응하는 것이 가능하다.

Claims

차량 운전 장치로서,
차량이 정위치에 정지할 때까지 순서대로 달성해야 할 복수의 목표를 각각 위치 및 속도의 조합으로 설정하는 설정 수단과,
상기 설정 수단에 의해 설정된 복수의 목표를 달성해야 할 제어 목표로 하여 순서대로 전환하는 전환 수단과,
상기 전환 수단에 의해 전환된 제어 목표를 달성하기 위한 제어 명령을 산출하고, 산출된 제어 명령에 의해 당해 차량의 운전을 제어하는 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 차량 운전 장치.
제1항에 있어서, 상기 차량이 정지해야 할 정위치마다, 위치 및 속도의 조합으로 이루어지는 복수의 목표를 기억하는 기억 수단을 갖고,
상기 설정 수단은, 차량을 정위치에 정지시키는 경우에, 상기 기억 수단에 기억되어 있는 당해 정위치에 대응하는 복수의 목표를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 장치.
제1항에 있어서, 상기 설정 수단은, 당해 차량이 정지한 경우, 다음에 정지해야 할 정위치에 정지할 때까지 순서대로 달성해야 할 복수의 목표를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 장치.
제1항에 있어서, 당해 차량이 주행하는 궤도로부터 공급되는 ATC 신호를 수신하고, 수신된 ATC 신호에 따라 운전 제어를 행하는 ATC 장치를 더 갖고,
상기 설정 수단은, 상기 ATC 장치가 수신하는 ATC 신호에 따라 복수의 목표를 재설정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 장치.
제1항에 있어서, 상기 설정 수단은, 상기 정위치에 정지할 때까지의 복수의 목표에 있어서 인접하는 각 목표 사이의 목표 폭을 산출하고, 산출된 목표 폭이 되는 복수의 목표를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전 장치.