WO2016114088A1 - 列車制御装置、列車制御方法及びプログラム - Google Patents

列車制御装置、列車制御方法及びプログラム Download PDF

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WO2016114088A1
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山本　純子
智 射場
陽平 服部
康行 宮島
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株式会社東芝
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a train control device, a train control method, and a program.
  • the factors that affect riding comfort in railcars include acceleration in the left-right, up-down, and front-back directions that passengers receive due to movement and impact of the vehicle, in addition to space in the car, seat comfort, and congestion. Is mentioned.
  • the shape of the track accompanying a curve, a gradient, etc., the break of the track accompanying the passage of a branching part, and the acceleration accompanying the speed change accompanying the acceleration or deceleration of the vehicle greatly influence the riding comfort.
  • the speed when passing the branching part can be set. This can reduce the deterioration of ride comfort.
  • the inter-station travel time may not be shortened if the apparent speed limit is observed.
  • This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the train control apparatus, train control method, and program which can reduce riding comfort deterioration.
  • the acceleration detection unit of the train control device of the embodiment detects the acceleration along the turning radius direction when the train passes through the curved part of the track provided with the cant while turning. Thereby, a train control part sets the passage speed of a train so that it may approach an equilibrium cant, when passing a curve part based on the direction of detected acceleration.
  • FIG. 1 is a schematic configuration block diagram of a train control system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a process flowchart of train travel control when the travel route has a curved shape with a cant.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the balance cant.
  • FIG. 4 is a process flowchart of train travel control when stopping on a different track from the previous travel plan.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of a case where the vehicle stops on a number different from the number of the prior travel plan.
  • FIG. 1 is a schematic configuration block diagram of a train control system according to an embodiment.
  • the train 11 constituting the train control system 10 controls the motor 13, the brake device 14, and the like based on the train control device 12 that controls the train 11, the power running command, the brake (brake) command, and the like from the train control device 12.
  • Drive / brake control device 15 a speed generator (TG) 16, and a vehicle upper member 17 that outputs ground child detection information.
  • TG speed generator
  • the train 11 includes a power receiver 19 that receives an ATC (Automatic Train Control) signal via a rail RL that forms a track circuit, and a communication unit 41 that performs wireless communication between the ground control device 33; A response weight detection sensor 42 that detects the response weight of the vehicle constituting the train 11 and outputs a response weight detection signal SLD.
  • the vehicle travels on a rail with wheels driven / brake by a motor and a brake device controlled by a drive / brake control device.
  • the train control device 12 includes a speed position detection unit 21 that detects the speed and travel position of the train 11, an ATC on-board device 22 that performs automatic speed control of the train 11, and an ATO that performs automatic operation of the train 11. (Automatic Train Operation) device 23, storage unit 24 storing route conditions, operation conditions, vehicle performance, etc., timing unit 25 that performs timing processing and outputs timing information, and detects acceleration and angular acceleration of train 11 And an acceleration detector 26 that outputs acceleration information and angular acceleration information.
  • a speed position detection unit 21 that detects the speed and travel position of the train 11
  • an ATC on-board device 22 that performs automatic speed control of the train 11
  • an ATO that performs automatic operation of the train 11.
  • storage unit 24 storing route conditions, operation conditions, vehicle performance, etc.
  • timing unit 25 that performs timing processing and outputs timing information, and detects acceleration and angular acceleration of train 11
  • an acceleration detector 26 that outputs acceleration information and angular acceleration information.
  • the speed position detection unit 21 detects the train speed based on the TG pulse output from the speed generator (TG) 16 or the ground element detection information received from the ground element 31 via the vehicle upper element 17. And the position are output to the ATC on-board device 22 and the ATO device 23 as speed position information.
  • the ATC on-board device 22 leads the train 11 based on the speed position information from the speed position detector 21 and the ATC signal transmitted from the ATC ground device 32 input via the rail RL and the power receiver 19.
  • the speed limit based on the ATC signal is compared with the speed of the train 11 corresponding to the speed position information output from the speed position detector 21. Then, the ATC on-board device 22 outputs a brake command to the drive / brake control device when the speed of the train 11 exceeds the speed limit.
  • the ATC ground device 32 detects the presence / absence of a train in each block section via the rail RL constituting the track circuit, and determines an ATC signal (signal display) in each block section according to the line status.
  • the ATC signal is transmitted to the ATC on-board device 22 via the rail RL.
  • the ATO device 23 outputs a power running / brake command for driving the train 11 to the next station to the drive / brake control device 15.
  • the ATO device 23 includes the speed position information output from the speed position detection unit 21, the route information, operation information, and vehicle information read from the storage unit 24, and the ATC signal (signal indication) received by the ATC on-board device 22. Based on the timing information (current time) from the timing unit 25, a travel plan is calculated so that the train 11 arrives at a predetermined position of the next station at a predetermined time, and based on this, a power running / brake command is issued. Output.
  • the ATO device 23 integrates the angular acceleration in the yaw direction input from the acceleration detection unit 26 to detect the turning direction at each branch position, and the train 11 enters which line based on the turning direction and the number of turns. Judgment is made. And when ATO apparatus 23 approachs except the number line used as the reference
  • the ATO device 23 uses acceleration as vibration detection information.
  • Direction, amplitude, train turning direction, passing speed, vibration generation position and generation date and time are stored in association with each other up to a predetermined number (for example, the latest 100 sets).
  • the ATO device 23 is within a predetermined distance range, and when the number of vibration detection information storage times (vibration detection frequency) in a predetermined period is equal to or greater than a predetermined value, between stations including the travel position detected as being equal to or greater than the predetermined value.
  • the speed when traveling in the travel position is determined to be lower than the stored passing speed within a range in which a predetermined allowable travel time can be observed.
  • the determined speed is stored as travel adjustment information in association with the travel position, the turning direction of the train, and date / time information.
  • the ATO device 23 determines the speed at the time of passing through the curved portion based on the lateral acceleration and the applied load information input from the acceleration detecting unit 26 during the traveling of the curved portion of the track RL. If the acceleration is positive outside the curve (in the direction opposite to the center of rotation), it is set lower than the passing speed. Similarly, the ATO device 23 determines the speed at the time of passing through the curved portion based on the lateral acceleration and the applied load information input from the acceleration detecting portion 26 during the traveling of the curved portion of the track RL. If the acceleration in the direction is positive inside the curve (in the direction of the center of rotation), it is set high. The ATO device 23 sets the travel position information (corresponding to the position of the curved portion), the applied load information, the speed (speed when passing through the curved portion), and the application date and time as a set.
  • the storage unit 24 includes, as route information, the stop target position of each station, the gradient and curve of the route (curvature radius), the speed limit information and the occlusion length (distance of the occlusion zone) of each occlusion zone, linear information (the arrangement of occlusion zones, Store each line of each station and the branching position, turning direction at the branching position, the blockage section, the difference between the distance traveled to the stop position of each line and the distance traveled to the stop position of the reference number line) Yes.
  • storage part 24 has memorize
  • storage part 24 has memorize
  • the clock unit 25 has an RTC (Real Time Clock) function and clocks the current time.
  • the current time measured by the timer unit 25 is output to the ATO device 23.
  • the timer 25 synchronizes the current time with the GPS time included in the GPS signal transmitted from the GPS satellite, or communicates with an operation management center (not shown) via a communication device (not shown) when the train stops.
  • the current time measured by the time measuring unit 25 of each train 11, 11A is synchronized by a method such as synchronizing the time.
  • the acceleration detection unit 26 is attached to, for example, the ceiling at the center position of both leading vehicles of the formation, and detects acceleration / angular acceleration of six axes (front and rear, left and right, up and down, yaw, pitch, and roll). In the following description, the acceleration detection unit 26 will be described as being attached to all vehicles in the train 11 train.
  • the ATO device 23 includes the speed and position of the train 11 corresponding to the speed position information input from the speed position detection unit 21 at the time of departure from the station, route information to the next station read from the storage unit 24, operation information, vehicle information, ATC Based on the ATC signal (signal display) received by the on-board device 22, a travel plan (fastest travel plan) that arrives at the next station earliest within a range not exceeding the speed limit is calculated. Then, replace the constant speed traveling part and the power running part of the calculated traveling plan with coasting so that the train travels to the next station with as little energy consumption as possible and stops at a predetermined position at the next station at a predetermined time. calculate.
  • the ATO device 23 outputs a power running command and a brake command to the drive / brake control device 15 based on the travel plan while the train 11 is traveling.
  • the ATO device 23 may calculate the power running command and the brake command so that the speed of the train 11 follows the travel curve of the travel plan.
  • the ATO device 23 may output a power running command and a brake command at a timing specified in advance in the travel plan.
  • the ATO device 23 may calculate a power running command and a brake command corresponding to a travel mode (power running, constant speed, coasting or deceleration) in the travel plan.
  • the ATO device 23 detects that the station departure time is before or after the scheduled time, the deviation from the travel curve during traveling is greater than a preset threshold value, or the ATC on-vehicle device 22 receives the ATC via the power receiver 19. If the travel speed corresponding to the signal exceeds the speed limit information read from the storage unit 24, the travel plan is recalculated based on the current position, current speed, and current time, and based on the latest travel plan. To calculate the power running command and brake command.
  • FIG. 2 is a processing flowchart of train travel control when the travel route has a curved shape with a cant.
  • the ATO device 23 is a vehicle obtained from the corresponding acceleration detection unit 26. From the acceleration in the left-right direction and the travel speed obtained from the speed position detector 21, a speed for traveling the curve portion is set (step S11).
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the balance cant. That is, the ATO device 23 sets the speed when traveling along the curved portion so as to be in a balanced cant.
  • the equilibrium cant means a cant (amount) AC in which the resultant force FGR of the gravity FG and the centrifugal force FR is perpendicular to the cant surface fc at the center of gravity COG of the vehicle X.
  • the ATO device 23 determines whether or not acceleration is detected in the acceleration DR 26 in the same direction DR (rotation center direction) as the turning direction (step S12).
  • step S12 when acceleration is detected in the same direction DR (rotation center direction) as the turning direction (step S12; Yes), that is, the acceleration in the left-right direction of the vehicle is inside the curve (rotation center direction). ) Is positive, it means that the centrifugal force FR is insufficient. Therefore, the ATO device 23 has a predetermined value (for example, 2 km / second) than the passing speed based on the traveling speed obtained from the speed position detecting unit 21. h) The passing speed is set so as to be higher, and it approaches the equilibrium cant (step S14), and the process proceeds to step S16.
  • a predetermined value for example, 2 km / second
  • step S12 when no acceleration is detected in the same direction DR (rotation center direction) as the turning direction (step S12; No), the ATO device 23 causes the acceleration detection unit 26 to reverse the direction of the turning direction. It is determined whether or not acceleration is detected in the CDR (rotation center direction) (step S13).
  • step S13 If the acceleration is detected in the direction CDR (rotational radius direction) opposite to the turning direction in the determination in step S13 (step S13; Yes), that is, the acceleration in the left-right direction of the vehicle is a curve. If it is positive outward (in the direction opposite to the center of rotation), the centrifugal force FR is excessive, so the ATO device 23 is more than the passing speed based on the traveling speed obtained from the speed position detector 21. The passing speed is determined so that the speed becomes lower by the value (step S15).
  • the ATO device 23 sets the travel position (or a position near the center of the curved portion), the turning direction of the train 11, the applied load information corresponding to the boarding rate, the determined passing speed, and information on the application date and time.
  • the travel adjustment information is stored in the storage unit 24 (step S16).
  • the ATO device 23 stores the travel adjustment information
  • a part of the train 11 passes through the travel position corresponding to the travel adjustment information (or a position near the center of the curved portion).
  • the inter-station travel plan is calculated so that the speed becomes the memorized passing speed (step S17).
  • the ATO device 23 determines that the boarding rate is higher than the boarding rate corresponding to the adaptive weighting information of the travel adjustment information based on the actual boarding rate corresponding to the actual adaptive load information
  • the passage speed is set higher than the passage speed stored as the travel adjustment information so that the centrifugal force works greatly.
  • the travel adjustment is performed.
  • the travel plan is calculated so as to reduce the centrifugal force by setting the passage speed lower than the passage speed stored as information, and the process is terminated.
  • step S13 if no acceleration is detected in the direction CDR (rotation center direction) opposite to the turning direction in the determination in step S13 (step S13; No), the passing speed setting process is terminated.
  • the travel route has a curved shape with a cant, it can be brought closer to a balanced cant, and the riding comfort can be improved.
  • the passing speed is set corresponding to the adaptive weight information.
  • the passing speed when the adaptive load information is, for example, 0%, 50%, 100%,.
  • the ATO device 23 may store the travel plan so that the passing speed determined by the interpolation method is obtained. Further, the speed of the travel adjustment information is adjusted by comparing the result of traveling with the ATO device and the travel adjustment information.
  • the acceleration in the vertical direction or the horizontal direction of the vehicle input from the acceleration detection unit 26 by the ATO device 23 vibrates with an amplitude greater than or equal to a predetermined value
  • the turning direction, passing speed, vibration generation position and generation date and time are associated with each other and stored up to a predetermined number (for example, the latest 100 sets).
  • a communication device such as a wireless communication device is provided in the ATO device, the above-mentioned vibration detection information is notified to the ground side control device provided on the ground side, and the information is stored in the ground side control device. It can also be configured to be used for operation control of other trains and the like. By comprising in this way, the information which the one train 11 acquired can be shared by several trains, and it can contribute to the further ride comfort improvement.
  • the train 11 can travel at a passing speed corresponding to the equilibrium cant, and the riding comfort can be improved.
  • the main line (first number line) and the sub main line (second number line) generally have a difference of several tens of centimeters in the travel distance from the branch portion to a predetermined stop position. Therefore, after correcting the position with the ground element before the branch part (for example, remaining distance of 400 m), after passing through the branch part and entering the main line, the position correction is performed with the next ground element (for example, remaining distance of 20 m). There is a possibility that the train position information recognized by is greatly corrected with respect to the remaining distance.
  • the position correction on the ground unit with the remaining distance of 20 m becomes a size of 1 m or more corresponding to 5% or more of the remaining distance.
  • the predetermined stop position may be shifted by 1 to 2 m between the main line (first line) and the secondary main line (second line).
  • position correction of 2 m or more occurs in the ground element (for example, remaining distance 20 m).
  • FIG. 4 is a process flowchart of train travel control when stopping on a different track from the previous travel plan. Therefore, in the present embodiment, the ATO device 23 integrates the angular acceleration in the yaw direction obtained from the acceleration detection unit 26 of the leading vehicle of the train 11 while the train 11 is traveling, and proceeds at each branch position of the rail RL. The direction (turning direction) is detected (step S21).
  • the ATO device 23 matches the detected traveling direction with the linear information read from the storage unit 24, and determines which line the train 11 has entered based on the traveling direction (turning direction) and the number of times. (Step S22).
  • the ATO apparatus 23 is train position information based on the difference of the travel distance to a stop target position. It has been modified to perform train travel control.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of a case where the vehicle stops on a number different from the number of the prior travel plan. Specifically, consider a station having the first and second lines on the down line as shown in FIG. In this case, according to the distance of a predetermined stop position from the branch position that can proceed to each line, there is a difference of 60 cm in travel distance between the first line and the second line, and the actual stop position is the first line. There is a difference of 2 m between No.1 and No.2.
  • the travel distance from the first branch position SW1 to the stop target position ST1 on the first line is 302.6 m
  • the travel distance to the stop target position ST2 on the second line is 300 m.
  • the original arrival number line when passing through the first branch position SW1 in a fixed position is the second line, and the position correction first position correction position is at a position where the travel distance to the stop target position ST2 on the second line is 400 m. It is assumed that the ground unit 31-1 is installed.
  • step S22 when the train 11 has passed through the first branch position SW1 in a fixed position (step S22; Yes), the ATO device 23 calculates the integration of the angular acceleration in the yaw direction obtained from the acceleration detection unit 26. At the first branch position SW1, no turn (change in the traveling direction) is detected, so it is determined that the vehicle has entered the second line, the train position information is not corrected, and the routine proceeds to normal travel control (step S24). .
  • step S22 when the train 11 passes the first branch position SW1 in the reverse position in the determination in step S22 (step S22; No), the ATO device 23 obtains the angular acceleration in the yaw direction obtained from the acceleration detection unit 26. From the integration, the left turn is detected at the first branch position SW1.
  • step S24 when the travel distance to the stop target position passes over the second ground element 31-2 for position correction provided at the position of 20 m, the vehicle entered the first line. Even in such a case, since a large position correction is not performed, the brake command output from the ATO device 23 does not flutter, and it is possible to avoid deterioration in riding comfort.
  • vibration generation information may be transmitted to a ground operation control center by a communication device (not shown).
  • vibration detection information and travel adjustment information are transmitted to the operation management center, and these are summed up at the operation management center so that an appropriate traveling speed can be determined by referring to this aggregated data when the train stops at the station. Good.
  • the program executed by the train control device of the present embodiment is an installable format or executable format file, such as a CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, or DVD (Digital Versatile Disk). It is recorded on a readable recording medium and provided.
  • an installable format or executable format file such as a CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, or DVD (Digital Versatile Disk). It is recorded on a readable recording medium and provided.
  • the program run with the train control apparatus of this embodiment may be provided by storing on the computer connected to networks, such as the internet, and downloading via a network. Moreover, you may comprise so that the program run with the train control apparatus of this embodiment may be provided or distributed via networks, such as the internet. Moreover, you may comprise so that the program of the train control apparatus of this embodiment may be previously incorporated in ROM etc. and provided.

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

　実施形態の列車制御装置の加速度検出部は、カントが設けられた線路の曲線部を列車が旋回しつつ通過するときの回転半径方向に沿った加速度を検出する。これにより列車制御部は、検出された加速度の向きに基づいて、曲線部を通過する際に平衡カントに近づくように列車の通過速度を設定するので、カーブや、勾配等に伴う線路の形状、分岐部の通過に伴う線路の途切れ、車両の加速あるいは減速に伴う速度変化に伴う加速度の変化に起因する乗り心地悪化を低減できる。

Description

列車制御装置、列車制御方法及びプログラム
　本発明の実施形態は、列車制御装置、列車制御方法及びプログラムに関する。
　一般に鉄道車両において、乗り心地を左右する要素としては、車内のスペース、座席の座り心地、混雑度等に加えて、車両の動きや衝撃で、乗客が受ける左右方向、上下方向、前後方向の加速度が挙げられる。
　具体的には、カーブや、勾配等に伴う線路の形状、分岐部の通過に伴う線路の途切れ、車両の加速あるいは減速に伴う速度変化に伴う加速度が乗り心地を大きく左右している。
特開平８－２０７７６４号公報
　例えば、列車が分岐器（ポイント）が配置された分岐部（ポイント部）を走行する際は、短い間隔で不連続になっているレール上を走行する。このため、車体に振動が発生し、乗り心地が悪化する虞がある。分岐部が連続する箇所では振動が繰り返し発生するため、さらに乗り心地が悪化する。そのため、分岐部の通過時には列車の速度を低めにして乗り心地の悪化を抑制する運転士もいる。
　また、自動列車運転装置（Automatic　Train　Operation　Equipment：ＡＴＯ装置）でも、分岐部に見かけ上の制限速度を設定したり、分岐部通過時の速度を指定したりすれば、分岐部通過時の速度を低下させ、乗り心地の悪化を防ぐことができる。しかし、駅出発が遅れた場合など、普段より短い駅間走行時間で走行したい場合に、この見かけ上の制限速度を守ると駅間走行時間を短縮できない虞がある。
　また、線路の曲線部の通過時には、車種や乗車率によって遠心力とカントの釣り合う速度が異なるため、釣り合わない速度で走行した場合、乗客に横向きの加速度が掛かり、乗り心地が悪化する虞があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、乗り心地悪化を低減できる列車制御装置、列車制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。
　実施形態の列車制御装置の加速度検出部は、カントが設けられた線路の曲線部を列車が旋回しつつ通過するときの回転半径方向に沿った加速度を検出する。
　これにより列車制御部は、検出された加速度の向きに基づいて、曲線部を通過する際に平衡カントに近づくように列車の通過速度を設定する。
図１は、実施形態の列車制御システムの概要構成ブロック図である。 図２は、走行経路がカントが設けられた曲線形状となっている場合の列車走行制御の処理フローチャートである。 図３は、平衡カントの説明図である。 図４は、事前の走行計画の番線と異なる番線に停止する場合の列車走行制御の処理フローチャートである。 図５は、事前の走行計画の番線と異なる番線に停止する場合の一例の説明図である。
　次に図面を参照して実施形態の列車制御装置を備えた列車制御システムについて説明する。
　図１は、実施形態の列車制御システムの概要構成ブロック図である。
　列車制御システム１０を構成する列車１１は、列車１１の制御を行う列車制御装置１２と、列車制御装置１２からの力行指令、制動（ブレーキ）指令等に基づいてモータ１３、ブレーキ装置１４等を制御する駆動／制動制御装置１５と、速度発電機（ＴＧ）１６と、地上子検知情報を出力する車上子１７と、を備えている。
　また、列車１１は、軌道回路を構成しているレールＲＬを介してＡＴＣ（Automatic　Train　Control）信号を受電する受電器１９と、地上制御装置３３との間で無線通信を行う通信部４１と、列車１１を構成する車両の応加重を検出し、応加重検出信号ＳＬＤを出力する応加重検出センサ４２と、を備えている。
　車両は駆動／制動制御装置に制御されたモータとブレーキ装置により車輪が駆動／制動されてレール上を走行する。
　上記構成において、列車制御装置１２は、列車１１の速度及び走行位置を検出する速度位置検出部２１と、列車１１の自動速度制御を行うＡＴＣ車上装置２２と、列車１１の自動運転を行うＡＴＯ（Automatic　Train　Operation）装置２３と、路線条件、運行条件、車両性能等を記憶した記憶部２４と、計時処理を行い、計時情報を出力する計時部２５と、列車１１の加速度及び角加速度を検出し、加速度情報及び角加速度情報を出力する加速度検出部２６と、を備えている。
　より詳細には、速度位置検出部２１は、速度発電機（ＴＧ）１６の出力したＴＧパルスや、地上子３１から車上子１７を介して受信する地上子検知情報に基づいて、列車の速度と位置を検出し、速度位置情報としてＡＴＣ車上装置２２及びＡＴＯ装置２３に出力する。
　また、ＡＴＣ車上装置２２は、速度位置検出部２１からの速度位置情報と、レールＲＬ及び受電器１９を介して入力されたＡＴＣ地上装置３２の送信したＡＴＣ信号とに基づいて列車１１を先行列車１１Ａとの間の距離を確保し、走行速度を制限するために、ＡＴＣ信号に基づく制限速度と、速度位置検出部２１の出力した速度位置情報に対応する列車１１の速度を比較する。そしてＡＴＣ車上装置２２は、列車１１の速度が制限速度を超過している場合に、駆動／制動制御装置にブレーキ指令を出力する。ここで、ＡＴＣ地上装置３２は、軌道回路を構成しているレールＲＬを介して各閉塞区間の列車在線有無を検知し、在線状況に応じて各閉塞区間のＡＴＣ信号（信号現示）を決定し、レールＲＬを介してＡＴＣ信号をＡＴＣ車上装置２２に送信している。
　ＡＴＯ装置２３は、列車１１を次駅まで走行させるための力行／ブレーキ指令を駆動／制動制御装置１５に出力する。ＡＴＯ装置２３は、速度位置検出部２１が出力した速度位置情報と、記憶部２４から読み出した路線情報、運行情報及び車両情報と、ＡＴＣ車上装置２２の受信したＡＴＣ信号（信号現示）と、計時部２５からの計時情報（現在時刻）とに基づいて、列車１１が所定の時刻に次駅の所定の位置に到着するように走行計画を算出し、これに基づいて力行／ブレーキ指令を出力する。
　さらに、ＡＴＯ装置２３は、加速度検出部２６から入力されたヨー方向の角加速度を積分して各分岐位置での旋回方向を検出し、旋回の方向と回数に基づいて列車１１がどの番線に進入したかを判断している。そしてＡＴＯ装置２３は、事前の走行計画に対応する基準となる番線以外に進入した場合は、停止目標位置までの走行距離の差に基づいて位置情報を修正する。
　さらにまた、ＡＴＯ装置２３は、加速度検出部２６から入力された車両の上下方向または左右方向の加速度が所定値以上となった（所定値以上の振幅で振動した）場合、振動検知情報として、加速度の方向、振幅、列車の旋回方向、通過速度、振動の発生位置及び発生日時を対応づけてセットで所定数（たとえば、最新の１００組）まで記憶する。
　そして、ＡＴＯ装置２３は、所定距離範囲内であって所定期間における振動検知情報記憶回数（振動検知回数）が所定値以上となった場合、所定値以上と検出した当該走行位置を含む駅間について予め定めた所定許容走行時間を守れる範囲で、当該走行位置を走行するときの速度を記憶された通過速度よりも下げて決定する。そして、決定した速度を、走行調整情報として当該走行位置、列車の旋回方向及び日時の情報と対応づけてセットで記憶する。
　また、ＡＴＯ装置２３は、線路ＲＬの曲線部の走行中に加速度検出部２６から入力された左右方向の加速度と応荷重情報とに基づいて、当該曲線部を通過する際の速度を、左右方向の加速度が曲線の外側（回転中心と逆方向）に正であれば通過速度よりも低く設定する。
　同様に、ＡＴＯ装置２３は、線路ＲＬの曲線部の走行中に加速度検出部２６から入力された左右方向の加速度と応荷重情報とに基づいて、当該曲線部を通過する際の速度を、左右方向の加速度が、曲線の内側（回転中心方向）に正であれば高く設定する。
　そして、ＡＴＯ装置２３は、走行調整情報として当該走行位置（＝曲線部の位置に相当）、応荷重情報、速度（曲線部を通過する際の速度）及び適用日時の情報を対応づけてセットで記憶する。
　記憶部２４は、路線情報として、各駅の停止目標位置、路線の勾配と曲線（曲率半径）、各閉塞区間の制限速度情報と閉塞長（閉塞区間の距離）、線形情報（閉塞区間の並び、各駅の各番線と分岐位置・分岐位置での旋回方向・閉塞区間との対応、番線ごとの停止位置までの走行距離と基準となる番線の停止位置までの走行距離との差）を記憶している。また記憶部２４は、運行情報として、運転種別ごとの停車駅と、各駅の発着予定時刻と到着予定番線を記憶している。さらに記憶部２４は、車両情報として、自列車の列車長と、力行／ブレーキ指令に対応した加速度／減速度の特性を記憶している。
　計時部２５は、ＲＴＣ（Real　Time　Clock）機能を有し、現在時刻を計時する。計時部２５が計時する現在時刻はＡＴＯ装置２３へ出力される。なお、計時部２５は、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳ時刻に現在時刻を同期したり、列車の駅停車時に図示しない通信装置を介して図示しない運行管理センタと通信して現在時刻を同期したりする等の方法により、各列車１１、１１Ａの計時部２５が計時する現在時刻は同期されている。
　加速度検出部２６は、編成の両先頭の車両の例えば中心位置の天井に取り付けられ、6軸（前後、左右、上下、ヨー、ピッチ、ロール）の加速度・角加速度を検出する。以下の説明においては、加速度検出部２６については、列車１１の編成の全車両に取り付けたものとして説明する。
　次に実施形態の列車制御システム１０の動作について説明する。
　ＡＴＯ装置２３は、駅出発時に速度位置検出部２１から入力された速度位置情報に対応する列車１１の速度と位置、記憶部２４から読み出した次駅までの路線情報、運行情報、車両情報、ＡＴＣ車上装置２２が受信したＡＴＣ信号（信号現示）に基づいて、制限速度を超えない範囲で次駅に最も早く到着する走行計画（最速の走行計画）を算出する。そして、算出した走行計画の定速走行部分や力行部分を惰行に置き換えて、列車がなるべく少ない消費エネルギーで次駅まで走行し所定の時刻に次駅の所定の位置に停止するように走行計画を算出する。
　そして、ＡＴＯ装置２３は、列車１１の走行中は、走行計画に基づいて、駆動／制動制御装置１５に対し、力行指令及びブレーキ指令を出力する。この場合において、ＡＴＯ装置２３は、走行計画の走行曲線（run　curve）に列車１１の速度を追従させるように力行指令及びブレーキ指令を算出してもよい。また、ＡＴＯ装置２３は、走行計画において、予め指定したタイミングで力行指令及びブレーキ指令を出力してもよい。さらに、ＡＴＯ装置２３は、走行計画での走行モード（力行、定速、惰行あるいは減速）に対応した力行指令及びブレーキ指令を算出するようにしてもよい。
　また、ＡＴＯ装置２３は、駅出発時刻が予定より前後したり、走行中に走行曲線とのずれがあらかじめ設定した閾値より大きくなったり、ＡＴＣ車上装置２２が受電器１９を介して受信したＡＴＣ信号に対応する走行速度が記憶部２４から読み出した制限速度情報を超過してしまったりした場合は、現在位置、現在速度及び現在時刻を起点に走行計画を算出しなおし、最新の走行計画に基づいて力行指令及びブレーキ指令を算出する。
（１）走行経路が、カントが設けられた曲線形状となっている場合の列車走行制御
　ここで、走行経路が、カントがある曲線形状となっている場合の列車走行制御について説明する。
　図２は、走行経路が、カントが設けられた曲線形状となっている場合の列車走行制御の処理フローチャートである。
　走行中、各車両の加速度検出部２６の設置位置に対応する走行経路が、カントが設けられた曲線形状となっている場合には、ＡＴＯ装置２３は、対応する加速度検出部２６から得られる車両の左右方向の加速度と速度位置検出部２１から得られる走行速度とから、当該曲線部分を走行するときの速度を設定する（ステップＳ１１）。
　図３は、平衡カントの説明図である。
　すなわち、ＡＴＯ装置２３は、平衡カントとなるように当該曲線部分を走行するときの速度を設定する。
　ここで平衡カントとは、図３に示すように、車両Ｘの重心ＣＯＧに重力ＦＧと遠心力ＦＲの合力ＦＧＲがカント面ｆｃに垂直になるカント（量）ＡＣをいう。
　具体的には、平衡カントとなっていれば、図３に示すように合力ＦＧＲがカント面ｆｃに垂直になっていれば、車両Ｘの旋回方向と同じ方向ＤＲ及び逆方向ＣＤＲの双方において加速度は検出されないはずである。
　したがって、ＡＴＯ装置２３は、加速度検出部２６において、旋回方向と同じ方向ＤＲ（回転中心方向）に加速度が検出されたか否かを判別する（ステップＳ１２）。
　ステップＳ１２の判別において、旋回方向と同じ方向ＤＲ（回転中心方向）に加速度が検出された場合には（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、すなわち、車両の左右方向の加速度が、曲線の内側（回転中心方向）に正である場合には、遠心力ＦＲが不足しているということなので、ＡＴＯ装置２３は、速度位置検出部２１から得られた走行速度に基づく通過速度よりも所定値（例えば、２ｋｍ／ｈ）だけ高い速度となるように通過速度を設定して平衡カントに近づけ（ステップＳ１４）、処理をステップＳ１６に移行する。
　ステップＳ１２の判別において、旋回方向と同じ方向ＤＲ（回転中心方向）に加速度が検出されなかった場合には（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ＡＴＯ装置２３は、加速度検出部２６において、旋回方向と逆方向ＣＤＲ（回転中心方向）に加速度が検出されたか否かを判別する（ステップＳ１３）。
　ステップＳ１３の判別において、加速度検出部２６において旋回方向と逆の方向ＣＤＲ（回転半径方向）に加速度が検出された場合には（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、すなわち、車両の左右方向の加速度が曲線の外側（回転中心と逆方向）に正である場合には、遠心力ＦＲが過大であるということなので、ＡＴＯ装置２３は、速度位置検出部２１から得られた走行速度に基づく通過速度よりも所定値だけ低い速度となるように通過速度を決定する（ステップＳ１５）。
　そして、ＡＴＯ装置２３は、当該走行位置（あるいは、当該曲線部の中心付近の位置）、列車１１の旋回方向、乗車率に相当する応荷重情報、決定した通過速度及び適用日時の情報をセットで走行調整情報として記憶部２４に記憶する（ステップＳ１６）。
　この結果、ＡＴＯ装置２３は、走行調整情報を記憶した場合には、走行調整情報に対応する走行位置（あるいは、当該曲線部の中心付近の位置）を列車１１の一部が通過している間の速度が、記憶されている通過速度となるように駅間走行計画を算出する（ステップＳ１７）。
　この場合において、ＡＴＯ装置２３は、実際の応荷重情報に対応する実際の乗車率に基づいて、走行調整情報の応加重情報に対応する乗車率よりも乗車率が高いと判断されるときは、走行調整情報として記憶された通過速度よりも通過速度を高めに設定して遠心力が大きく働くように設定する。一方、ＡＴＯ装置２３は、実際の応荷重情報に対応する実際の乗車率に基づいて、走行調整情報の応加重情報に対応する乗車率よりも乗車率が低いと判断されるときは、走行調整情報として記憶された通過速度よりも通過速度を低めに設定して遠心力が小さくなるように走行計画を算出し処理を終了する。
　一方、ステップＳ１３の判別において、旋回方向と逆方向ＣＤＲ（回転中心方向）に加速度が検出されなかった場合には（ステップＳ１３；Ｎｏ）、通過速度の設定処理を終了する。
　これらの結果、走行経路が、カントが設けられた曲線形状となっている場合に、より平衡カントに近づけることができ、乗り心地をより良いものとすることができる。
　以上の説明では、応加重情報に対応させて、通過速度を設定する構成としていたが、応荷重情報が、例えば、０％、５０％、１００％、…、２５０％のときの通過速度をそれぞれ記憶しておき、ＡＴＯ装置２３は、内挿法により定めた通過速度となるように走行計画を算出するようにしてもよい。さらに、ＡＴＯ装置走行した結果と走行調整情報とを比較して走行調整情報の速度を調整する。
　以上の説明では、ＡＴＯ装置２３が加速度検出部２６から入力された車両の上下方向または左右方向の加速度が所定値以上の振幅で振動した場合、振動検知情報として、加速度の方向、振幅、列車の旋回方向、通過速度、振動の発生位置及び発生日時を対応づけてセットで所定数（たとえば、最新の１００組）まで記憶する構成を採っていた。
　しかしながら、ＡＴＯ装置に無線通信装置等の通信装置を設け、地上側に設けられた地上側制御装置に対して、上述した振動検知情報を通知し、地上側制御装置において、それらの情報を記憶し、他の列車等の運行制御に用いるように構成することも可能である。このように構成することにより、一つの列車１１が取得した情報を複数の列車で共有することができ、より一層の乗り心地向上に寄与することができる。
　これにより、走行経路が、カントが設けられた曲線形状となっている場合であっても平衡カントに相当する通過速度で列車１１を走行させることができ、乗り心地を向上させることができる。
（２）事前の走行計画の番線と異なる番線に停止する場合の列車走行制御
　次に事前の走行計画の番線と異なる番線に停止する場合の列車走行制御について説明する。
　まず、従来の問題点を説明する。
　ＡＴＯ装置２３が駅の所定位置に精度よく列車を停止させる（例えば停止位置誤差±３５ｃｍ以内）ためには、自列車位置を正確に把握しておく必要がある。
　そこで、通常、駅の手前の複数箇所（例えば、残距離４００ｍ地点、２０ｍ地点、１ｍ地点の３箇所）で地上子３１による位置補正を行って、ＡＴＯ装置２３の認識する列車位置情報を補正することとなる。
　ところで、本線（第１の番線）と副本線（第２の番線）では、分岐部から所定の停止位置までの走行距離に数十ｃｍの差があるのが一般的である。そのため、分岐部手前の地上子（例えば残距離４００ｍ）で位置補正した後、分岐部を通過して副本線に進入し、次の地上子（例えば残距離２０ｍ）で位置補正を行うと、ＡＴＯの認識する列車位置情報が残距離に対して大きく修正される可能性がある。
　例えば、残距離４００ｍの地上子から次の残距離２０ｍの地上子まで３８０ｍ走行する間の位置検知誤差は最大でも３８０ｍ×±０．２％＝±０．７６ｍの範囲に収まると考えられる。しかしながら、ここでさらに実際の走行距離の差の６０ｃｍの誤差が追加されると、残距離２０ｍの地上子での位置補正が残距離の５％以上に相当する１ｍ以上の大きさになる可能性がある。
　したがって、停止間際になって比較的大きな位置補正があることとなり、制御指令がバタつくなどして乗り心地が悪化する可能性がある。
　さらに、駅によっては、本線（第１の番線）と副本線（第２の番線）とで、所定の停止位置が１～２ｍずれている場合がある。このような場合には、例えば、本線（第１の番線）に進入する予定だった列車が、副本線（第２の番線）に進入した場合、副本線（第２の番線）に進入後に設けられている地上子（例えば残距離２０ｍ）で２ｍ以上の位置補正が発生する可能性がある。
　このように、停止間際に大きな位置補正が発生すると、乗り心地の悪化だけでなく停止位置精度も悪化する可能性が大きい。このため、分岐後の副本線側に追加の地上子を置いて、駅停止ブレーキを始める前に位置補正をやり直すことが考えられる。しかしながら、番線が多い場合や、編成長が異なる複数の編成に対応する必要がある場合は地上子の追加設置数が多くなり、設置コストや保守コストの増加につながることなる。
　図４は、事前の走行計画の番線と異なる番線に停止する場合の列車走行制御の処理フローチャートである。
　そこで、本実施形態においては、ＡＴＯ装置２３は、列車１１の走行中は、列車１１の先頭車両の加速度検出部２６から得られるヨー方向の角加速度を積分してレールＲＬの各分岐位置における進行方向（旋回方向）を検出する（ステップＳ２１）。
　そして、ＡＴＯ装置２３は、検出した進行方向と、記憶部２４から読みだした線形情報とを突き合わせ、進行方向（旋回方向）とその回数に基づいて列車１１がどの番線に進入したかを判別する（ステップＳ２２）。
　そして、本実施形態では、列車１１が基準となる番線以外に進入した場合には、以下に説明するように、ＡＴＯ装置２３は、停止目標位置までの走行距離の差に基づいて列車位置情報を修正して列車走行制御を行うようにされている。
　図５は、事前の走行計画の番線と異なる番線に停止する場合の一例の説明図である。
　具体的には、図５に示すような、下り線に１番線と２番線がある駅を考える。
　この場合において、各番線へ進行可能な分岐位置から所定の停止位置のキロ程によれば、１番線と２番線との間で走行距離に６０ｃｍの差があり、実際の停止位置は、１番線と２番線との間で２ｍの差があるものとする。
　すなわち、図５に示すように、第１の分岐位置ＳＷ１から１番線の停止目標位置ＳＴ１までの走行距離は３０２．６ｍ、２番線の停止目標位置ＳＴ２までの走行距離は３００ｍであるものとする。
　そして、第１の分岐位置ＳＷ１を定位で通過したときの本来の到着番線は２番線であり、２番線の停止目標位置ＳＴ２までの走行距離が４００ｍとなる位置に、位置補正用の第１の地上子３１－１が設置されているものとする。
　ステップＳ２２の判別において、列車１１が第１の分岐位置ＳＷ１を定位で通過した場合には（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、ＡＴＯ装置２３は、加速度検出部２６から得られるヨー方向の角加速度の積分から第１の分岐位置ＳＷ１においては、旋回（進行方向の変更）は検出されないので、２番線に入線したと判断し、列車位置情報の補正は行わず、通常の走行制御に移行する（ステップＳ２４）。
　一方、ステップＳ２２の判別において、列車１１が第１の分岐位置ＳＷ１を反位で通過した場合には（ステップＳ２２；Ｎｏ）、ＡＴＯ装置２３は、加速度検出部２６から得られるヨー方向の角加速度の積分から第１の分岐位置ＳＷ１において、左方向への旋回を検出することとなる。
　したがって、列車１１が１番線に入線すると判断して、２番線の停止目標位置ＳＴ２までの走行距離３００ｍと、１番線の停止目標位置ＳＴ２までの走行距離３０２．６ｍとの差の２．６ｍだけ残距離を増やす方向に（在線位置を２．６ｍ引き戻す方向に）走行位置（＝列車位置情報）を補正する（ステップＳ２３）。
　これにより、番線による走行距離の差に起因する走行位置（＝列車位置情報）の誤差は分岐部（＝第１の分岐位置ＳＷ１）の通過時に補正される。
　したがって、続く通常走行制御において（ステップＳ２４）、停止目標位置までの走行距離が２０ｍの位置に設けられた位置補正用の第２の地上子３１－２上を通過する際、１番線に進入した場合でも大きな位置補正は行われないので、ＡＴＯ装置２３から出力されるブレーキ指令がバタついたりせず、乗り心地が悪化するのを避けることができる。
　以上の説明のように、分岐部など振動が発生しやすい個所で走行速度を落とし、振動を軽減することができる。
　ところで、分岐以外の箇所で振動を検知する場合は保線に問題がある可能性があるので、図示しない通信装置により振動発生情報を地上の運行管制センタに送信するようにしてもよい。
　さらに、振動検知情報、走行調整情報を運行管理センタに送信し、運行管理センタでこれらを集計し、列車が駅停車時などにこの集計データを参照して適切な走行速度を決めるようにしてもよい。
　本実施形態の列車制御装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
　また、本実施形態の列車制御装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の列車制御装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
　また、本実施形態の列車制御装置のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
　以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (7)

  1. 　カントが設けられた線路の曲線部を列車が旋回しつつ通過するときの回転半径方向に沿った加速度を検出する加速度検出部と、
    　前記検出された加速度の向きに基づいて、前記曲線部を通過する際に平衡カントに近づくように前記列車の通過速度を設定する列車制御部と、
    　を備えた列車制御装置。
  2. 　前記列車の応加重を検出する応加重検出部を備え、
    　前記列車制御部は、前記応加重に対応する乗車率に基づいて前記通過速度を補正する、
    　請求項１記載の列車制御装置。
  3. 　前記列車制御部は、前記平衡カントに近づくように前記列車の通過速度を設定する際に用いた応加重情報に対応する乗車率よりも乗車率が高いと判断されるときは、通過速度を高い側に補正し、前記平衡カントに近づくように前記列車の通過速度を設定する際に用いた応加重情報に対応する乗車率よりも乗車率が低いと判断されるときは、通過速度を低い側に補正する、
    　請求項２記載の列車制御装置。
  4. 　前記加速度検出部は、列車の上下方向、左右方向及び前後方向への加速度を検出し、
    　前記列車制御部は、上下方向または左右方向の加速度が所定値以上となった場合に、振動検知情報として、加速度の方向、振幅、通過速度、振動の発生位置及び発生日時を対応づけて記憶する、
    　請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の列車制御装置。
  5. 　地上制御装置と通信可能な通信部を備え、
    　前記加速度検出部は、列車の上下方向、左右方向及び前後方向への加速度を検出し、
    　前記列車制御部は、上下方向または左右方向の加速度が所定値以上となった場合に、振動検知情報として、加速度の方向、振幅、通過速度、振動の発生位置及び発生日時を対応づけて前記通信部を介して前記地上制御装置に通知する、
    　請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の列車制御装置。
  6. 　列車に搭載された列車制御装置において実行される列車制御方法であって、
    　カントが設けられた線路の曲線部を前記列車が旋回しつつ通過するときの回転半径方向に沿った加速度を検出する過程と、
    　前記検出された加速度の向きに基づいて、前記曲線部を通過する際に平衡カントに近づくように前記列車の通過速度を設定する過程と、
    　を備えた列車制御方法。
  7. 　列車に搭載された列車制御装置をコンピュータにより制御するためのプログラムであって、
    　前記コンピュータを、
    　カントが設けられた線路の曲線部を前記列車が旋回しつつ通過するときの回転半径方向に沿った加速度を検出する手段と、
    　前記検出された加速度の向きに基づいて、前記曲線部を通過する際に平衡カントに近づくように前記列車の通過速度を設定する手段と、
    　して機能させるプログラム。
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