WO2013114622A1 - 電気車の遮断器制御装置 - Google Patents

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義史 瀧川
英治 海原
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    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed

Definitions

  • the present invention relates to a breaker control device for an electric vehicle.
  • a technique is disclosed in which antennas for detecting overhead line voltages are provided at both ends of a vehicle formation, and a circuit-break is performed by detecting a non-voltage section in advance (for example, Patent Document 1).
  • the leading vehicle in the vehicle formation is an accompanying vehicle with a driver's cab without a current collector, and a no-voltage section is set ahead by a length of at least one car from the position of the current collector. It is assumed to be detected. In addition, it does not take into consideration that there is a time lag from when the circuit breaker OFF control is performed until the circuit is actually interrupted. For this reason, when the above prior art is applied to a configuration in which the leading vehicle is a powered vehicle having a current collector, for example, the current collector may be disconnected after the no-voltage section is detected and before the circuit is actually shut off. There was a problem that there was.
  • the present invention has been made in view of the above, and is capable of reliably performing circuit interruption before entering the dead section while preventing the train from being stopped due to circuit interruption when passing through the dead section.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle circuit breaker control device.
  • an electric vehicle circuit breaker control device includes a receiver for detecting a ground element installed at a predetermined position before and after a dead section and each vehicle of the electric vehicle.
  • a circuit breaker control device for an electric vehicle that is mounted every time and controls a circuit breaker provided between a current collector and a main circuit device by detecting the ground element by the receiver, Based on the speed of the vehicle, a travel position calculation unit that calculates the travel position of the vehicle, and the receiver according to the speed of the electric vehicle at the time when the receiver detects the ground unit installed in the traveling direction of the dead section
  • the circuit can be reliably interrupted before entering the dead section while preventing the train from being stopped due to the circuit being interrupted when passing through the dead section.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a train to which the circuit breaker control device according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a diagram of a configuration example of the circuit breaker control device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a circuit breaker-off control concept in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram of a configuration example of the circuit breaker control device according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram of a configuration example of the circuit breaker control device according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a circuit breaker-off control concept in the third embodiment.
  • breaker control device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention (hereinafter, simply referred to as “breaker control device”) will be described with reference to the accompanying drawings.
  • this invention is not limited by embodiment shown below.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a train to which the circuit breaker control device according to the first embodiment is applied.
  • a train electric vehicle traveling on the track 1 collects electric power supplied from the overhead line 5 and supplies it to the main circuit device 11.
  • one train is constituted by a plurality of vehicles including an intermediate power vehicle 3 provided with the current collector 4 and an intermediate associated vehicle (not shown) not provided with the current collector 4.
  • the main circuit device 11 and the current collector 4 are provided in the top car 2 is described, but the present invention is not limited thereto, and the main circuit device 11 and the current collector 4 are provided in the top car 2.
  • the structure which is not provided may be sufficient.
  • a ground element 14 is installed at a predetermined position on the track 1.
  • the ground element 14 is detected by a receiver 13 mounted on each vehicle, and a vacuum provided between the current collector 4 and the main circuit device 11.
  • the circuit breaker (hereinafter simply referred to as “breaker”) 10 is configured to be controlled.
  • the leading vehicle 2 includes a tachometer (hereinafter referred to as “TG”) that detects the train speed from the rotational speed of the wheels. 12), a cab display 7 provided in the cab 6, and a central device 8 of a train information management device.
  • TG tachometer
  • the circuit breaker 10, the main circuit device 11, and the receiver 13 that are provided in the same manner as the leading vehicle 2, the intermediate power vehicle 3 is provided with a terminal device 9 of a train information management device. ing.
  • the driver's cab display 7, the central device 8, and the terminal device 9 are connected between the vehicles, share various information on the train, and collectively manage them.
  • the functions of the central device 8 and the terminal device 9 are equivalent. Therefore, in the following description, the central device 8 and the terminal device 9 are referred to as “train information management” unless it is necessary to distinguish between them. Collectively referred to as devices 8, 9 ".
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the circuit breaker control device according to the first embodiment.
  • the circuit breaker control device 100 according to the first embodiment is configured in the train information management devices 8 and 9 of each vehicle, and includes a travel position calculation unit 21, a circuit breaker control position calculation unit 22, and a circuit breaker.
  • the breaker control unit 23 and the ground unit detection unit 24 are provided, and the circuit breaker 10 is controlled based on the received signal from the receiver 13 and the speed information and kilometer information handled in the train information management devices 8 and 9.
  • the circuit breaker control apparatus 100 is comprised in the terminal device 9, what is necessary is just to acquire speed information and kilometer information from the central apparatus 8 via a network (not shown).
  • FIG. 3 is a diagram showing a circuit breaker-off control concept in the first embodiment.
  • ground pieces 14 are installed before and after the dead section. As described above, in the method of detecting the ground element 14 and controlling the circuit breaker 10 to be turned off / on, when the speed of the train is low when the circuit is interrupted, the train stops before the dead section or within the dead section. there is a possibility.
  • the breaker off control position is determined so that the circuit break is performed at a predetermined breaking position according to the speed at which the ground element 14 in front of the dead section traveling direction is detected. I am doing so.
  • the higher the train speed at the time when the ground element 14 is detected in front of the moving direction of the dead section the more the circuit breaker 10 is turned off at a position farther from the approaching position of the dead section, and vice versa.
  • the circuit breaker 10 is controlled to be turned off at a position closer to the dead section entry position.
  • the entry position of the dead section When the circuit is cut off at a position 10 m before, the circuit breaker 10 is turned off 43.8 m before the dead section entry position.
  • the dead section when the train speed is 10 km / h and the free running distance from when the circuit breaker 10 is turned off to when the circuit is actually cut off is 7.5 m, the dead section When the circuit is interrupted at a position 10 m before the approach position, the circuit breaker 10 is controlled to be turned off 17.5 m before the approach position of the dead section.
  • the position where the circuit is interrupted can be set near the entry position of the dead section, and the stop of the train before the dead section or in the dead section can be prevented.
  • the travel position calculation unit 21 calculates the current travel position of the vehicle based on the speed information and the kilometer information and outputs the current travel position to the circuit breaker control unit 23.
  • the ground element detection unit 24 detects the received signal from the receiver 13. Based on this, a ground element detection signal indicating that the ground element 14 has been detected is output to the circuit breaker control position calculation unit 22.
  • the circuit breaker control position calculation unit 22 determines the speed of the train at the time when the ground element 14 installed before the direction of travel of the dead section is detected.
  • the circuit breaker OFF control position for controlling the circuit breaker 10 to OFF is calculated and output to the circuit breaker control unit 23.
  • the circuit breaker control position calculation unit 22 holds, for example, an arithmetic expression indicating the relationship between the circuit breaker off control position and the train speed in advance, and determines the circuit breaker off control position based on the arithmetic expression. calculate.
  • a table indicating the relationship between the circuit breaker off control position and the train speed may be held in advance, and the circuit breaker off control position may be calculated based on the table.
  • the circuit breaker control unit 23 turns off the circuit breaker 10 when the current travel position output from the travel position calculation unit 21 matches the circuit breaker off control position output from the circuit breaker control position calculation unit 22. Control.
  • the circuit breaker is turned off according to the speed of the train at the time when the ground element installed before the traveling direction of the dead section is detected. More specifically, the higher the speed of the train at the time the ground element in front of the dead section traveling direction is detected, the more the circuit breaker is turned off at a position farther from the dead section entry position. As the train speed at the time of detecting the ground element before the section traveling direction is slower, the circuit breaker is controlled to be off at a position closer to the dead section entry position. The circuit can be reliably shut off before entering the station, and even if the train speed is slow, the position where the circuit is shut off should be near the dead section entry position. It is possible, it is possible to prevent the train stop within front or dead sections of dead section.
  • FIG. 4 is a diagram of a configuration example of the circuit breaker control device according to the second embodiment.
  • symbol is attached
  • the circuit breaker control device 100 a is replaced with a circuit breaker control position calculation unit 22 instead of the circuit breaker control position calculation unit 22 and the ground element detection unit 24 described in the first embodiment. 22a and a ground element detection unit 24a, which are configured in the train information management devices 8 and 9 as in the first embodiment.
  • the ground element detection unit 24a knows how many vehicles (hereinafter referred to as “vehicle number”) the vehicle on which the vehicle is mounted (hereinafter referred to as “own vehicle”) is in front of the traveling direction, and progress of the dead section
  • vehicle number the vehicle on which the vehicle is mounted
  • own vehicle the vehicle on which the vehicle is mounted
  • the ground element detection information including the vehicle number is output together with the ground element detection signal indicating that the ground element 14 in front of the direction is detected.
  • ground element detection information including each vehicle number is also output from the ground element detection unit 24a mounted on each vehicle, and each breaker control position calculation unit 22a receives each leading car for one train constituting the train. 2 and ground element detection information of each intermediate power vehicle 3 are input.
  • the circuit breaker control position calculation part 22a grasps
  • the own vehicle ground element detection predicted time t1 which is an estimated time at which the receiver 13 of the own vehicle detects the ground element 14 before the traveling direction of the dead section, is calculated according to equation (1).
  • T1 t2 + d ⁇ (ab) ... (1)
  • d is a delay coefficient for one vehicle
  • a is a vehicle number known by the circuit breaker control position calculation unit 22a
  • b is a vehicle number included in the ground element detection information.
  • the delay coefficient d is a positive variable that changes according to the train speed.
  • the delay coefficient d decreases as the train speed increases, and conversely increases as the train speed decreases.
  • the circuit breaker control position calculation unit 22a may hold an arithmetic expression indicating the relationship between the delay coefficient d and the train speed in advance and calculate the delay coefficient d based on the arithmetic expression. For example, a table indicating the relationship between the delay coefficient d and the train speed may be stored in advance, and the delay coefficient d may be calculated based on the table.
  • the own vehicle ground child detection predicted time t1 is a time obtained by adding a time of 2d to the other vehicle ground child detection time t2. That is, at the time when the receiver 13 of the leading vehicle detects the ground element 14 before the dead section in the traveling direction (the other vehicle ground element detection time t2), the two vehicles move on the ground element 14 before the dead section in the traveling direction. The time after the time required to pass is estimated as the vehicle ground element detection predicted time t1.
  • the vehicle ground element detection predicted time t1 is a time obtained by subtracting a time of 2d from the other vehicle ground element detection time t2. That is, two vehicles are in the dead section from the time when the receiver 13 of the fifth vehicle from the front of the train detects the ground element 14 before the dead section in the traveling direction (the other vehicle ground element detection time t2). The time before the time required to pass over the ground element 14 before the traveling direction is estimated as the own vehicle ground element detection predicted time t1.
  • the circuit breaker control position calculation unit 22a When the receiver 13 of the own vehicle cannot detect the ground element 14 before the traveling direction of the dead section, that is, the circuit breaker control position calculation unit 22a has the vehicle number known by the circuit breaker control position calculation unit 22a. When the ground element detection information cannot be detected, the circuit breaker off control position is calculated according to the train speed at the vehicle ground element detection predicted time t1 described above.
  • the circuit breaker control device for an electric vehicle of the second embodiment when the receiver of the own vehicle cannot detect the ground element before the traveling direction of the dead section, Since the receiver of the own vehicle calculates the estimated time to detect the ground element before the moving direction of the dead section using the time when the detector detects the ground element before the moving direction of the dead section, the own vehicle Even if the receiver of the vehicle cannot detect the ground element before the dead section in the direction of travel, the circuit breaker off control position can be calculated using the calculated predicted time of vehicle ground element detection, and the approach to the dead section can be calculated. The previous circuit interruption can be carried out more reliably.
  • the vehicle ground unit detection prediction time may be calculated using the first detected ground unit detection information.
  • a plurality of vehicle ground element detection prediction times may be calculated using the ground element detection information, and an average value of the respective vehicle ground element detection prediction times may be obtained.
  • FIG. 5 is a diagram of a configuration example of the circuit breaker control device according to the third embodiment.
  • symbol is attached
  • the circuit breaker control device 100b includes a circuit breaker control position calculation unit 22b instead of the circuit breaker control position calculation unit 22a described in the second embodiment.
  • a dead section approach position database (hereinafter simply referred to as “DB”) 25 on the route on which the train travels is provided, and is configured in the train information management devices 8 and 9 as in the first embodiment.
  • DB dead section approach position database
  • the DB 25 stores in advance distance information from the station in front of each dead section to the entry position of each dead section for each dead section on the route on which the train runs.
  • FIG. 6 is a diagram showing a circuit breaker-off control concept in the third embodiment.
  • the circuit breaker control position calculation unit 22b sets in advance from the entry position of the dead section stored in the DB 25 when none of the receivers 13 of each vehicle detects the ground element 14 before the traveling direction of the dead section.
  • the breaker OFF control position is calculated according to the train speed at the point A.
  • the point A shown in FIG. 6, that is, a point that is a predetermined distance B before the dead section approach position may be defined by the maximum train speed assumed in advance.
  • the circuit breaker 10 is turned off during traveling at the maximum train speed assumed in advance, and the limit distance C at which the circuit is interrupted is defined, and the limit distance C is determined from the approach position of the dead section.
  • a predetermined distance B is determined by adding a distance D to a predetermined breaking position and a margin E required for calculating the breaker OFF control position. Then, a point A that is a predetermined distance B away from the entry position of the dead section may be set as point A.
  • the distance from the approach position of the dead section to the predetermined breaking position and the margin required for the calculation of the breaker off control position are determined with respect to the limit distance.
  • the circuit breaker is turned off according to the speed of the train when it reaches the position just before the predetermined distance from the dead section approach position.
  • the train speed is detected by TG.
  • the means used for detecting the train speed is not limited to this, and the voltage or current supplied from the main circuit device to the motor is not limited thereto. You may make it detect.
  • the cab display provided in the cab of the top car shows the control operation status such as whether or not the ground element is normally detected in each vehicle, or whether or not the circuit breaker OFF control is normally performed. It can also be configured to output. In this case, the driver can grasp the control operation state of the circuit breaker control device in real time, and can respond quickly when an abnormality occurs.
  • control operation history such as whether or not the ground element is normally detected in each vehicle, or whether or not the circuit breaker is normally controlled, and when the ground element is not detected or the circuit breaker is off. It is also possible to configure such that an abnormal operation history at the time of abnormality can be recorded in a memory provided in the train information management device. In this case, for example, the railroad company can easily confirm that the abnormal operation has occurred, and the manufacturer can verify what processing has been performed when the abnormal operation has occurred. It can be used for analysis, and maintenance can be improved.
  • the configuration shown in the above embodiment is an example of the configuration of the present invention, and can be combined with another known technique, and a part thereof is omitted without departing from the gist of the present invention. Needless to say, it is possible to change the configuration.

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Abstract

　デッドセクション通過時における回路遮断による列車の停止を防止しつつ、デッドセクションへの進入前に確実に回路遮断を実施することが可能な電気車の遮断器制御装置を得ること。デッドセクションの前後の所定位置に設置された地上子を検知する受信器１３と共に電気車の各車両毎に搭載され、受信器１３が地上子を検知することにより集電装置と主回路装置との間に具備された遮断器１０を制御する遮断器制御装置１００であって、電気車の速度に基づいて、車両の走行位置を算出する走行位置算出部２１と、受信器１３がデッドセクションの進行方向手前に設置された地上子を検知した時点における電気車の速度に応じて、遮断器１０をオフ制御する遮断器オフ制御位置を算出する遮断器制御位置算出部２２と、走行位置と遮断器オフ制御位置とが一致した時点で遮断器１０をオフ制御する遮断器制御部２３と、を備える。

Description

電気車の遮断器制御装置
　本発明は、電気車の遮断器制御装置に関する。
　主回路装置に集電装置が接続された状態で列車がデッドセクション（無通電区間）に進入すると、離線によって架線と集電装置との間にアークが発生し、機器の損傷を招く虞がある。このため、デッドセクションを通過する際には、集電装置と主回路装置との間に備えられた真空遮断器をオフ／オン制御する必要がある。従来、デッドセクションの前後に地上子を設置し、その地上子を検知して真空遮断器をオフ／オン制御する手法がある。
　また、例えば、車両編成の両端に架線電圧を検知するアンテナを設け、無電圧区間を事前に検出して回路遮断を実施する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
特開昭５１－０２８９０９号公報
　上記特許文献１に記載された技術は、車両編成の先頭車が集電装置のない運転台付付随車であり、集電装置の位置から最小１両分の長さだけ先に無電圧区間を検出することを前提としている。また、真空遮断器のオフ制御を実施してから実際に回路遮断されるまでにタイムラグがあることを考慮していない。このため、上記従来技術を例えば先頭車が集電装置を有する動力車である構成に適用した場合には、無電圧区間を検知後、実際に回路遮断される前に集電装置が離線する虞がある、という問題があった。
　また、デッドセクションの前後に地上子を設置し、その地上子を検知して真空遮断器をオフ／オン制御する手法では、回路遮断された時点の列車の速度が遅い場合、デッドセクションの手前あるいはデッドセクション内で列車が停止する可能性がある、という問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、デッドセクション通過時における回路遮断による列車の停止を防止しつつ、デッドセクションへの進入前に確実に回路遮断を実施することが可能な電気車の遮断器制御装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる電気車の遮断器制御装置は、デッドセクションの前後の所定位置に設置された地上子を検知する受信器と共に電気車の各車両毎に搭載され、前記受信器が前記地上子を検知することにより集電装置と主回路装置との間に具備された遮断器を制御する電気車の遮断器制御装置であって、前記電気車の速度に基づいて、前記車両の走行位置を算出する走行位置算出部と、前記受信器が前記デッドセクションの進行方向手前に設置された前記地上子を検知した時点における前記電気車の速度に応じて、前記遮断器をオフ制御する遮断器オフ制御位置を算出する遮断器制御位置算出部と、前記走行位置と前記遮断器オフ制御位置とが一致した時点で前記遮断器をオフ制御する遮断器制御部と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、デッドセクション通過時における回路遮断による列車の停止を防止しつつ、デッドセクションへの進入前に確実に回路遮断を実施することができる、という効果を奏する。
図１は、実施の形態１にかかる遮断器制御装置が適用される列車の一例を示す図である。 図２は、実施の形態１にかかる遮断器制御装置の一構成例を示す図である。 図３は、実施の形態１における遮断器オフ制御概念を示す図である。 図４は、実施の形態２にかかる遮断器制御装置の一構成例を示す図である。 図５は、実施の形態３にかかる遮断器制御装置の一構成例を示す図である。 図６は、実施の形態３における遮断器オフ制御概念を示す図である。
　以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる電気車の遮断器制御装置（以下、単に「遮断器制御装置」という）について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる遮断器制御装置が適用される列車の一例を示す図である。図１に示すように、軌道１を走行する列車（電気車）は、架線５から供給される電力を集電して主回路装置１１に供給する集電装置４が備えられた先頭車２、同様に集電装置４が備えられた中間動力車３、および集電装置４が備えられていない中間付随車（図示せず）を含む複数の車両により１編成が構成される。なお、図１に示す例では、先頭車２に主回路装置１１および集電装置４を備えた例を記載したが、これに限らず、先頭車２に主回路装置１１および集電装置４を備えない構成であってもよい。
　軌道１の所定位置には地上子１４が設置され、この地上子１４を各車両に搭載された受信器１３により検知して、集電装置４と主回路装置１１との間に具備された真空遮断器（以下、単に「遮断器」という）１０を制御するように構成されている。
　また、先頭車２には、上述した集電装置４、遮断器１０、主回路装置１１、および受信器１３の他に、車輪の回転速度から列車の速度を検出するタコジェネレータ（以下、「ＴＧ」という）１２、運転台６に備えられた運転台表示器７、および列車情報管理装置の中央装置８が備えられている。また、中間動力車３には、先頭車２と同様に備えられる集電装置４、遮断器１０、主回路装置１１、および受信器１３の他に、列車情報管理装置の端末装置９が備えられている。運転台表示器７、中央装置８、および端末装置９は、各車両間で接続されて列車における各種情報を共有し一括管理している。なお、本実施の形態では、中央装置８および端末装置９の機能は同等であるので、以下の説明では、特に区別する必要のない場合には、中央装置８および端末装置９を「列車情報管理装置８，９」と総称する。
　図２は、実施の形態１にかかる遮断器制御装置の一構成例を示す図である。図２に示すように、実施の形態１にかかる遮断器制御装置１００は、各車両の列車情報管理装置８，９内に構成され、走行位置算出部２１、遮断器制御位置算出部２２、遮断器制御部２３、および地上子検出部２４を備え、受信器１３からの受信信号と列車情報管理装置８，９において扱われる速度情報とキロ程情報とに基づいて遮断器１０を制御する。なお、遮断器制御装置１００が端末装置９内に構成される場合には、中央装置８からネットワーク（図示せず）を介して速度情報およびキロ程情報を取得するようにすればよい。
　つぎに、実施の形態１にかかる遮断器制御装置１００の遮断器オフ制御概念について、図１～図３を参照して説明する。図３は、実施の形態１における遮断器オフ制御概念を示す図である。
　図３に示すように、デッドセクションの前後には地上子１４が設置されている。上述したように、地上子１４を検知して遮断器１０をオフ／オン制御する手法では、回路遮断された時点の列車の速度が遅い場合、デッドセクションの手前あるいはデッドセクション内で列車が停止する可能性がある。
　また、遮断器１０のオフ制御を実施してから実際に回路遮断されるまでにはタイムラグがあるので、列車の速度が異なる場合、遮断器１０のオフ制御を実施してから実際に回路遮断されるまでの空走距離が異なる。つまり、列車の速度が速い程、空走距離が長くなり、逆に、列車の速度が遅い程、空走距離が短くなる。
　したがって、本実施の形態では、デッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検知した時点の速度に応じて、所定の遮断位置において回路遮断が実施されるように、遮断器オフ制御位置を決定するようにしている。つまり、デッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検知した時点における列車の速度が速い程、デッドセクションの進入位置から遠い位置で遮断器１０をオフ制御し、逆に、デッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検知した時点における列車の速度が遅い程、デッドセクションの進入位置に近い位置で遮断器１０をオフ制御する。
　例えば、列車の速度が４０ｋｍ／ｈであり、遮断器１０のオフ制御を実施してから実際に回路遮断されるまでの間の空走距離が３３．８ｍである場合に、デッドセクションの進入位置から１０ｍ手前の位置で回路遮断されるようにする場合、デッドセクションの進入位置から４３．８ｍ手前で遮断器１０をオフ制御する。
　また、例えば、列車の速度が１０ｋｍ／ｈであり、遮断器１０のオフ制御を実施してから実際に回路遮断されるまでの間の空走距離は７．５ｍである場合に、デッドセクションの進入位置から１０ｍ手前の位置で回路遮断されるようにする場合、デッドセクションの進入位置から１７．５ｍ手前で遮断器１０をオフ制御する。
　このように制御することにより、列車の速度が速い場合でも、デッドセクションへの進入前に確実に回路遮断を実施することができる。
　また、列車の速度が遅い場合でも、回路遮断される位置をデッドセクションの進入位置付近とすることができ、デッドセクションの手前あるいはデッドセクション内における列車の停止を防止することができる。
　つぎに、実施の形態１にかかる遮断器制御装置１００の動作について、図１～図３を参照して説明する。
　列車の走行中において、走行位置算出部２１は、速度情報およびキロ程情報に基づいて、車両の現在の走行位置を算出し、遮断器制御部２３に出力する。
　図３に示すように、列車が図中矢印方向に走行し、受信器１３がデッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検知すると、地上子検出部２４は、受信器１３からの受信信号に基づいて、地上子１４を検出したことを示す地上子検出信号を遮断器制御位置算出部２２に出力する。
　遮断器制御位置算出部２２は、地上子検出信号、速度情報、およびキロ程情報に基づいて、デッドセクションの進行方向手前に設置された地上子１４を検知した時点における列車の速度に応じて、遮断器１０をオフ制御する遮断器オフ制御位置を算出して、遮断器制御部２３に出力する。
　ここで、遮断器制御位置算出部２２は、例えば、あらかじめ遮断器オフ制御位置と列車の速度との関係を示す演算式を保持しておき、その演算式に基づいて、遮断器オフ制御位置を算出する。
　あるいは、例えば、あらかじめ遮断器オフ制御位置と列車の速度との関係を示すテーブルを保持しておき、そのテーブルに基づいて、遮断器オフ制御位置を算出するようにしてもよい。
　遮断器制御部２３は、走行位置算出部２１から出力される現在の走行位置と、遮断器制御位置算出部２２から出力された遮断器オフ制御位置とが一致した時点で、遮断器１０をオフ制御する。
　なお、デッドセクション通過後の遮断器１０のオン制御については、デッドセクションの進行方向後方の地上子１４を検知した時点で実施するようにしてもよいし、それ以外の手法を用いてもよい。このデッドセクション通過後の遮断器１０のオン制御の手法により、本発明が限定されるものではないことは言うまでもない。
　以上説明したように、実施の形態１の電気車の遮断器制御装置によれば、デッドセクションの進行方向手前に設置された地上子を検知した時点における列車の速度に応じて、遮断器をオフ制御する、より具体的には、デッドセクションの進行方向手前の地上子を検知した時点における列車の速度が速い程、デッドセクションの進入位置から遠い位置で遮断器をオフ制御し、逆に、デッドセクションの進行方向手前の地上子を検知した時点における列車の速度が遅い程、デッドセクションの進入位置に近い位置で遮断器をオフ制御するようにしたので、列車の速度が速い場合でも、デッドセクションへの進入前に確実に回路遮断を実施することができ、列車の速度が遅い場合でも、回路遮断される位置をデッドセクションの進入位置付近とすることができるので、デッドセクションの手前あるいはデッドセクション内における列車の停止を防止することができる。
実施の形態２．
　実施の形態１では、自車両の受信器により地上子を検出する例について説明したが、本実施の形態では、自車両の受信器が何らかの要因で地上子を検出できなかった場合の例について説明する。図４は、実施の形態２にかかる遮断器制御装置の一構成例を示す図である。なお、実施の形態１と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
　図４に示すように、実施の形態２にかかる遮断器制御装置１００ａは、実施の形態１において説明した遮断器制御位置算出部２２および地上子検出部２４に代えて、遮断器制御位置算出部２２ａおよび地上子検出部２４ａを備え、実施の形態１と同様に、列車情報管理装置８，９内に構成されている。
　地上子検出部２４ａは、自身が搭載された車両（以下、「自車両」という）が進行方向の前から何両目であるか（以下、「車両番号」という）を把握し、デッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検出したことを示す地上子検出信号と共に、車両番号を含めた地上子検出情報を出力する。
　各車両に搭載された地上子検出部２４ａからも同様に各車両番号を含めた地上子検出情報が出力され、遮断器制御位置算出部２２ａには、列車を構成する１編成分の各先頭車２および各中間動力車３の地上子検出情報が入力される。なお、遮断器制御位置算出部２２ａも同様に自車両の車両番号を把握している。
　遮断器制御位置算出部２２ａは、他車両からの地上子検出情報を検出すると、他車両の受信器１３が地上子１４を検出した時刻である他車両地上子検知時刻ｔ２に基づいて、下記（１）式により自車両の受信器１３がデッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検知する推定時刻である自車両地上子検知予測時刻ｔ１を算出する。
　ｔ１＝ｔ２＋ｄ・（ａ－ｂ）　…（１）
　ここで、ｄは１車両分の遅延係数、ａは遮断器制御位置算出部２２ａが把握している車両番号、ｂは地上子検出情報に含まれる車両番号である。遅延係数ｄは、列車の速度に応じて変わる正の変数であり、列車の速度が速い程小さく、逆に、列車の速度が遅い程大きくなる。遮断器制御位置算出部２２ａは、あらかじめこの遅延係数ｄと列車の速度との関係を示す演算式を保持しておき、その演算式に基づいて、遅延係数ｄを算出してもよいし、あるいは、例えば、あらかじめ遅延係数ｄと列車の速度との関係を示すテーブルを保持しておき、そのテーブルに基づいて、遅延係数ｄを算出するようにしてもよい。
　例えば、ａ＝３、つまり、列車の進行方向の前から３両目の車両の遮断器制御位置算出部２２ａにおいて、ｂ＝１、つまり、列車の先頭車両の地上子検出部２４ａから出力された地上子検出情報を検出した場合には、自車両地上子検知予測時刻ｔ１は、他車両地上子検知時刻ｔ２に２ｄ分の時間を加えた時刻となる。つまり、先頭車両の受信器１３がデッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検出した時刻（他車両地上子検知時刻ｔ２）に、車両２台がデッドセクションの進行方向手前の地上子１４上を通過するのに要した時間だけ後の時刻が、自車両地上子検知予測時刻ｔ１として推定される。
　また、例えば、ａ＝３、つまり、列車の進行方向の前から３両目の車両の遮断器制御位置算出部２２ａにおいて、ｂ＝５、つまり、列車の進行方向の前から５両目の車両の地上子検出部２４ａから出力された地上子検出情報を検出した場合には、自車両地上子検知予測時刻ｔ１は、他車両地上子検知時刻ｔ２から２ｄ分の時間を差し引いた時刻となる。つまり、列車の進行方向の前から５両目の車両の受信器１３がデッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検出した時刻（他車両地上子検知時刻ｔ２）から、車両２台がデッドセクションの進行方向手前の地上子１４上を通過するのに要した時間だけ前の時刻が、自車両地上子検知予測時刻ｔ１として推定される。
　遮断器制御位置算出部２２ａは、自車両の受信器１３がデッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検出できなかった場合、つまり、遮断器制御位置算出部２２ａが把握している車両番号の地上子検出情報を検出できなかった場合には、上述した自車両地上子検知予測時刻ｔ１における列車の速度に応じて、遮断器オフ制御位置を算出する。
　以上説明したように、実施の形態２の電気車の遮断器制御装置によれば、自車両の受信器がデッドセクションの進行方向手前の地上子を検出できなかった場合には、他車両の受信器がデッドセクションの進行方向手前の地上子を検出した時刻を利用して、自車両の受信器がデッドセクションの進行方向手前の地上子を検出する推定時刻を算出するようにしたので、自車両の受信器がデッドセクションの進行方向手前の地上子を検出できなかった場合でも、算出した自車両地上子検知予測時刻を用いて遮断器オフ制御位置を算出することができ、デッドセクションへの進入前における回路遮断をより確実に実施することができる。
　なお、自車両以外の複数の車両において地上子を検出した場合には、最初に検出した地上子検出情報を用いて、自車両地上子検知予測時刻を算出するようにしてもよいし、複数の地上子検出情報を用いて複数の自車両地上子検知予測時刻を算出し、各自車両地上子検知予測時刻の平均値を求めるようにしてもよい。
実施の形態３．
　本実施の形態では、各車両の何れの受信器もデッドセクションの進行方向手前の地上子を検出できなかった場合の例について説明する。図５は、実施の形態３にかかる遮断器制御装置の一構成例を示す図である。なお、実施の形態２と同一または同等の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
　図５に示すように、実施の形態３にかかる遮断器制御装置１００ｂは、実施の形態２において説明した遮断器制御位置算出部２２ａに代えて、遮断器制御位置算出部２２ｂを備え、さらに、列車が走行する路線におけるデッドセクション進入位置データベース（以下、単に「ＤＢ」という）２５を備え、実施の形態１と同様に、列車情報管理装置８，９内に構成されている。
　ＤＢ２５には、あらかじめ列車が走行する路線における各デッドセクション毎に、各デッドセクションの手前の駅から各デッドセクションの進入位置までの距離情報が格納されている。
　図６は、実施の形態３における遮断器オフ制御概念を示す図である。遮断器制御位置算出部２２ｂは、各車両の何れの受信器１３もデッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検出できなかった場合には、ＤＢ２５に格納されたデッドセクションの進入位置からあらかじめ設定された所定距離Ｂだけ手前のＡ点に到達した時点で、Ａ点における列車の速度に応じて、遮断器オフ制御位置を算出する。
　図６に示すＡ点、つまり、デッドセクションの進入位置から所定距離Ｂだけ手前の地点は、あらかじめ想定される列車の最高速度で規定すればよい。つまり、あらかじめ想定される列車の最高速度で走行中に遮断器１０をオフ制御して、回路遮断が実施される限界距離Ｃを規定し、その限界距離Ｃに対して、デッドセクションの進入位置から所定の遮断位置までの距離Ｄおよび遮断器オフ制御位置の算出に要するマージンＥを加えた所定距離Ｂを定める。そして、デッドセクションの進入位置から所定距離Ｂだけ手前の地点をＡ点とすればよい。
　このように、各車両の何れの受信器１３もデッドセクションの進行方向手前の地上子１４を検出できなかった場合でも、あらかじめ想定される列車の最高速度で規定したＡ点に到達した時点で、Ａ点における列車の速度に応じて、遮断器オフ制御位置を算出することにより、デッドセクションへの進入前における回路遮断をさらに確実に実施することができる。
　以上説明したように、実施の形態３の電気車の遮断器制御装置によれば、あらかじめ想定される列車の最高速度で走行中に遮断器をオフ制御して、回路遮断が実施される限界距離を規定し、その限界距離に対して、デッドセクションの進入位置から所定の遮断位置までの距離および遮断器オフ制御位置の算出に要するマージンを加えた所定距離を定めておき、各車両の何れの受信器もデッドセクションの進行方向手前の地上子を検出できなかった場合に、デッドセクションの進入位置から上述した所定距離だけ手前の位置に到達した時点で、列車の速度に応じた遮断器オフ制御位置を算出することにより、デッドセクションへの進入前における回路遮断をさらに確実に実施することができる。
　なお、上述した実施の形態では、列車の速度をＴＧにより検出するものとして説明したが、列車の速度の検出に用いる手段はこれに限らず、主回路装置からモータに供給される電圧あるいは電流から検出するようにしてもよい。
　また、各車両において地上子を正常に検出したか否か、あるいは遮断器のオフ制御が正常に行われたか否か等の制御動作状態を先頭車の運転台に備えられた運転台表示器に出力するように構成することも可能である。この場合には、運転手がリアルタイムに遮断器制御装置の制御動作状態を把握することができ、異常発生時に迅速に対応することが可能となる。
　また、各車両において正常に地上子を検出したか否か、あるいは正常に遮断器のオフ制御が行われたか否か等の制御動作履歴や、地上子の未検出時、あるいは遮断器のオフ制御異常時における異常動作履歴等を列車情報管理装置内に備えられたメモリに記録できるように構成することも可能である。この場合には、例えば、異常動作が発生したことを鉄道会社側で容易に確認することができ、また、異常動作が発生した際にどのような処理が行われたか等をメーカー側で検証あるいは解析する際に活用することができ、メンテナンス性を高めることができる。
　なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
　１　軌道
　２　先頭車（車両）
　３　中間動力車（車両）
　４　集電装置
　５　架線
　６　運転台
　７　運転台表示器
　８　列車情報管理装置（中央装置）
　９　列車情報管理装置（端末装置）
　１０　遮断器（真空遮断器）
　１１　主回路装置
　１２　タコジェネレータ（ＴＧ）
　１３　受信器
　１４　地上子
　２１　走行位置算出部
　２２，２２ａ，２２ｂ　遮断器制御位置算出部
　２３　遮断器制御部
　２４，２４ａ　地上子検出部
　１００，１００ａ，１００ｂ　遮断器制御装置

Claims (14)

  1. 　デッドセクションの前後の所定位置に設置された地上子を検知する受信器と共に電気車の各車両毎に搭載され、前記受信器が前記地上子を検知することにより集電装置と主回路装置との間に具備された遮断器を制御する電気車の遮断器制御装置であって、
    　前記電気車の速度に基づいて、前記車両の走行位置を算出する走行位置算出部と、
    　前記受信器が前記デッドセクションの進行方向手前に設置された前記地上子を検知した時点における前記電気車の速度に応じて、前記遮断器をオフ制御する遮断器オフ制御位置を算出する遮断器制御位置算出部と、
    　前記走行位置と前記遮断器オフ制御位置とが一致した時点で前記遮断器をオフ制御する遮断器制御部と、
    　を備えることを特徴とする電気車の遮断器制御装置。
  2. 　前記遮断器制御位置算出部は、前記デッドセクションの進行方向手前に設置された前記地上子を検知した時点における前記電気車の速度が速い程、前記デッドセクションの進入位置から遠い位置を前記遮断器オフ制御位置として算出し、前記デッドセクションの進行方向手前に設置された前記地上子を検知した時点における前記電気車の速度が遅い程、前記デッドセクションの進入位置に近い位置を前記遮断器オフ制御位置として算出することを特徴とする請求項１に記載の電気車の遮断器制御装置。
  3. 　前記遮断器制御位置算出部は、前記遮断器オフ制御位置と前記電気車の速度との関係を示す演算式を保持し、当該演算式に基づいて前記遮断器オフ制御位置を算出することを特徴とする請求項２に記載の電気車の遮断器制御装置。
  4. 　前記遮断器制御位置算出部は、前記遮断器オフ制御位置と前記電気車の速度との関係を示すテーブルを保持し、当該テーブルに基づいて前記遮断器オフ制御位置を算出することを特徴とする請求項２に記載の電気車の遮断器制御装置。
  5. 　前記遮断器制御位置算出部は、前記遮断器制御装置と共に前記車両に設置された前記受信器が前記デッドセクションの進行方向手前に設置された前記地上子を検出しなかった場合に、当該車両以外の他車両に設置された前記受信器の何れかが当該地上子を検知した他車両地上子検知時刻に基づいて、前記遮断器オフ制御位置を算出することを特徴とする請求項２に記載の電気車の遮断器制御装置。
  6. 　前記遮断器制御位置算出部は、前記他車両地上子検知時刻に基づいて、前記遮断器制御装置と共に前記車両に設置された前記受信器が前記デッドセクションの進行方向手前に設置された前記地上子を検知する自車両地上子検知予測時刻を推定し、前記自車両地上子検知予測時刻における前記電気車の速度に応じて、前記遮断器オフ制御位置を算出することを特徴とする請求項５に記載の電気車の遮断器制御装置。
  7. 　前記遮断器制御位置算出部は、前記各車両に搭載された前記受信器の何れもが前記デッドセクションの進行方向手前に設置された前記地上子を検知しなかった場合に、前記デッドセクションへの進入位置から所定距離手前の位置における前記電気車の速度に応じて、前記遮断器オフ制御位置を算出することを特徴とする請求項５に記載の電気車の遮断器制御装置。
  8. 　前記遮断器制御位置算出部は、前記各車両に搭載された前記受信器の何れもが前記デッドセクションの進行方向手前に設置された前記地上子を検知しなかった場合に、前記デッドセクションへの進入位置から所定距離手前の位置における前記電気車の速度に応じて、前記遮断器オフ制御位置を算出することを特徴とする請求項６に記載の電気車の遮断器制御装置。
  9. 　前記各車両に搭載された前記受信器が前記地上子を正常に検出したか否か、あるいは前記遮断器のオフ制御が正常に実施されたか否かを含む制御動作状態を前記電気車の先頭車の運転台に具備された運転台表示器に出力することを特徴とする請求項７に記載の電気車の遮断器制御装置。
  10. 　前記各車両に搭載された前記受信器が前記地上子を正常に検出したか否か、あるいは前記遮断器のオフ制御が正常に実施されたか否かを含む制御動作状態を前記電気車の先頭車の運転台に具備された運転台表示器に出力することを特徴とする請求項８に記載の電気車の遮断器制御装置。
  11. 　前記各車両に搭載された前記受信器が正常に前記地上子を検出したか否か、あるいは前記遮断器のオフ制御が正常に実施されたか否かを含む制御動作履歴、または、前記地上子の未検出時、あるいは前記遮断器のオフ制御異常時における異常動作履歴の一方あるいは両方を、列車情報管理装置内に具備されたメモリに記録することを特徴とする請求項７に記載の電気車の遮断器制御装置。
  12. 　前記各車両に搭載された前記受信器が正常に前記地上子を検出したか否か、あるいは前記遮断器のオフ制御が正常に実施されたか否かを含む制御動作履歴、または、前記地上子の未検出時、あるいは前記遮断器のオフ制御異常時における異常動作履歴の一方あるいは両方を、列車情報管理装置内に具備されたメモリに記録することを特徴とする請求項８に記載の電気車の遮断器制御装置。
  13. 　前記各車両に搭載された前記受信器が正常に前記地上子を検出したか否か、あるいは前記遮断器のオフ制御が正常に実施されたか否かを含む制御動作履歴、または、前記地上子の未検出時、あるいは前記遮断器のオフ制御異常時における異常動作履歴の一方あるいは両方を、列車情報管理装置内に具備されたメモリに記録することを特徴とする請求項９に記載の電気車の遮断器制御装置。
  14. 　前記各車両に搭載された前記受信器が正常に前記地上子を検出したか否か、あるいは前記遮断器のオフ制御が正常に実施されたか否かを含む制御動作履歴、または、前記地上子の未検出時、あるいは前記遮断器のオフ制御異常時における異常動作履歴の一方あるいは両方を、列車情報管理装置内に具備されたメモリに記録することを特徴とする請求項１０に記載の電気車の遮断器制御装置。
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