WO2017017855A1 - 車両情報管理装置 - Google Patents

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WO2017017855A1
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auxiliary machine
information
auxiliary
train
auxiliary equipment
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PCT/JP2015/071711
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English (en)
French (fr)
Inventor
上田　直樹
北口　真也
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/12—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by dc motors

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle information management device that controls the supply of electric power based on vehicle information so that the use of electric power in a train is efficient.
  • a vehicle information management device that manages equipment in a vehicle controls equipment including auxiliary equipment in the vehicle according to the operation of a crew member in the cab.
  • this control only batch ON / OFF control is performed for the auxiliary machine.
  • the auxiliaries of each vehicle perform the same operation all at once according to the crew's operation, that is, they are turned on, so the maximum power consumption in the train organization is the total amount used by all the auxiliaries installed in the train organization. It needs to be assumed.
  • Patent Document 1 which is an example of the prior art, has an issue of “transmitting measurement information to the collection device 300 mounted on a train with low power consumption”, and “measurement devices 100-1 to 100-N and relay devices” 200 switches to an operating state in which each device is operated with a predetermined amount of power in synchronization, and transmits measurement information between the measurement devices 100-1 to 100-N and the relay device 200. After the transmission is completed, the measurement information is transmitted.
  • the switching unit 101 of the devices 100-1 to 100-N and the switching unit 201 of the relay device 200 switch to a power saving state in which each device is operated with a power amount smaller than a predetermined power amount.
  • the switching unit 201 switches the own device to an operating state and measures between the relay device 200 and the collection device 300. To transmit the information. Then, after the transmission ends, the switching section 201 of relay apparatus 200, the state of its own device, switches to the power-saving mode "technique is disclosed.
  • the power consumption of the instrumentation equipment mounted on the vehicle can be reduced, the power consumed in the train is not only due to the instrumentation equipment, but also to the air conditioner and the compressor. Power consumption by the auxiliaries represented is large. Therefore, there is a problem that the power consumption of the entire train cannot be suppressed only by reducing the power consumption of the instrumentation equipment.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a vehicle information management device that can efficiently use electric power while suppressing the maximum power consumption in train formation.
  • the present invention is a vehicle information management device capable of controlling an auxiliary machine group having a plurality of auxiliary machines mounted on a train, from the speed information of the train.
  • the kilometer calculation unit that calculates the kilometer and transmits the kilometer information, the point information including the absolute position information of the train, the kilometer information, and the auxiliary machine state information of the auxiliary machine group are received and sent to the auxiliary machine group
  • a determination unit that transmits determination result information used to generate the auxiliary machine control command
  • an auxiliary machine control command generation unit that receives the determination result information and generates and transmits an auxiliary machine control command.
  • the auxiliary machine control command generation unit generates a command for promoting the operation of the auxiliary machine group at a point immediately before the start of the generation of the regenerative electric power is predicted when the operation of the auxiliary machine group is suppressed, and the generation of the regenerative electric power stops.
  • a command that suppresses the operation of the auxiliary machinery group is generated at a point immediately before it is predicted.
  • the figure which shows an example of a structure of the vehicle information management apparatus concerning embodiment In embodiment, the figure which shows an example in the driving
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a vehicle information management device according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle information management device 11 shown in FIG. 1 is an automatic vehicle 12 that receives ground information from the ground child 2 and an electronic device that receives telegram information from the vehicle top 12 and transmits point information to the vehicle information management device 11. It is mounted on a train 1 including a driving device 10, a speed generator 13 that is attached to the axle of the train 1 and transmits a pulse signal to the vehicle information management device 11, and an auxiliary machine group 14 having a plurality of auxiliary machines.
  • a determination unit 110 that receives information, kilometer information, and auxiliary machine state information and transmits determination result information used to generate an auxiliary machine control command to the auxiliary machine group 14; 110, a point information receiving unit 111 for transmitting to 110, a kilometer calculating unit 112 for receiving the pulse signal transmitted by the speed generator 13, calculating the kilometer and transmitting the kilometer information to the determining unit 110, and determination result information Received from the determination unit 110
  • An auxiliary machine control command generation unit 113 that generates an auxiliary machine control command and transmits the auxiliary machine control command to the auxiliary machine group 14, and an auxiliary machine state that receives auxiliary machine state information transmitted from the auxiliary machine group 14 and transmits the auxiliary machine state information to the determination unit 110
  • An information receiving unit 114 that receives information, kilometer information, and auxiliary machine state information and transmits determination result information used to generate an auxiliary machine control command to the auxiliary machine group 14; 110, a point information receiving unit 111 for transmitting to 110, a kilometer calculating unit 112 for receiving
  • the ground unit 2 transmits and receives information to and from the vehicle upper unit 12 included in the train 1.
  • the ground element 2 transmits ground information including the absolute position information of the train 1 to the vehicle upper element 12.
  • the automatic driving device 10 is a device that receives the telegram information from the vehicle upper member 12, transmits the point information to the vehicle information management device 11, and automatically drives the train 1.
  • the automatic driving device 10 is also called ATO (Automatic Train Operation), and transmits a driving command to an on-vehicle control device (not shown).
  • the on-board control device that has received the driving command controls the running of the train 1 by controlling the power running, coasting and braking.
  • the vehicle information management device 11 receives the point information from the automatic driving device 10, transmits an auxiliary machine control command to the auxiliary machine group 14, and receives auxiliary machine state information from the auxiliary machine group 14. That is, referring to status information that is vehicle information of the train 1 including the current position information and operation status information of the train 1, an auxiliary equipment control command is transmitted to the auxiliary equipment group 14 according to the status information of the train 1. To do.
  • the vehicle upper element 12 transmits and receives information to and from the ground element 2 provided on the track of the train 1.
  • the vehicle upper element 12 acquires the current absolute position information of the train 1 from the ground information received from the ground element 2.
  • the vehicle upper part 12 includes this absolute position information in the message information and transmits it to the automatic driving apparatus 10.
  • the speed generator 13 is attached to the wheel axle of the train 1, detects rotation of the wheel, and transmits a pulse signal to the vehicle information management device 11.
  • the pulse signal includes speed information.
  • the auxiliary machine group 14 is a plurality of auxiliary machines, and includes at least an auxiliary machine 14a, an auxiliary machine 14b, and an auxiliary machine 14i as shown in FIG.
  • the auxiliary machine operation states of the auxiliary machines included in the auxiliary machine group 14 include an auxiliary machine operation suppression state and an auxiliary machine operation promotion state.
  • the auxiliary machine 14a, the auxiliary machine 14b, and the auxiliary machine 14i can be exemplified by an air conditioner and an air compressor.
  • An air compressor is also called a compressor.
  • the air compressor mounted on the train is used to open and close the air brake used when the train stops and the door when the train stops, and is operated by surplus power in the auxiliary machine operation promotion state.
  • the accessory control command transmitted by the vehicle information management device 11 is a command for suppressing the operation of the accessory group 14.
  • the auxiliary machine is an air conditioner
  • the air volume is weakened in the auxiliary machine operation restrained state, and the set temperature is raised if the cooling setting is set, or the set temperature is lowered if the heating setting is set.
  • an auxiliary machine is an air compressor
  • an air compressor is stopped or operation is suppressed.
  • the operation state of each auxiliary machine in the auxiliary machine group 14 is improved. That is, the auxiliary machine control command transmitted by the vehicle information management device 11 is a command for promoting the operation of the auxiliary machine group 14.
  • the auxiliary machine is an air conditioner
  • the air volume is increased in the auxiliary machine operation promotion state, and the set temperature is lowered for the cooling setting, or the set temperature is raised for the heating setting.
  • an auxiliary machine is an air compressor
  • an air compressor is operated or operation is promoted.
  • the point information receiving unit 111 is a point information receiving unit in the vehicle information management device 11, and performs processing for transmitting the point information received by the vehicle information management device 11 from the automatic driving device 10 to the determination unit 110.
  • the kilometer calculation unit 112 calculates the speed or acceleration of the train 1 using the pulse signal received from the speed generator 13, calculates the kilometer from the calculated speed or acceleration, and generates kilometer information to determine the determination unit. 110.
  • the auxiliary machine state information receiving unit 114 is a receiving unit of auxiliary machine state information in the auxiliary machine group 14, and transmits auxiliary machine state information received by the vehicle information management device 11 from the auxiliary machine group 14 to the determining unit 110. Process.
  • the determination unit 110 calculates the current position information of the train 1 using the point information of the train 1 received from the point information reception unit 111 and the kilometer information of the train 1 received from the kilometer calculation unit 112, and Whether the operating state of the auxiliary machine group 14 is suppressed by using the position information, the information on the regenerative power generated thereafter in the train 1 and the auxiliary machine state information of the auxiliary machine group 14 received from the auxiliary machine state information receiving unit 114 Or determining whether to promote the operating state of the auxiliary machine group 14, generating determination result information, and transmitting the determination result information to the auxiliary machine control command generating unit 113.
  • the auxiliary machine control command generation unit 113 generates an auxiliary machine control command using the determination result information received from the determination unit 110 and transmits the auxiliary machine control command to the auxiliary machine group 14.
  • the auxiliary machine control commands generated and transmitted by the auxiliary machine control command generation unit 113 may be transmitted to the auxiliary machines in the auxiliary machine group 14 at a time, or each auxiliary machine in the auxiliary machine group 14 may be transmitted. It may be transmitted individually to the machine.
  • the auxiliary machines 14a, 14b, and 14i are in the operation suppression state, and the determination result information transmitted from the determination unit 110 promotes the operation of the auxiliary machine 14a and suppresses the operation of the auxiliary machines 14b and 14i.
  • the auxiliary machine control command generation unit 113 sends a control command to the effect that the operation of the auxiliary machine 14a should be promoted and the operation of the auxiliary machines 14b and 14i should be suppressed. May be distributed simultaneously, or a control command indicating that the operation should be promoted may be transmitted only to a specific auxiliary machine, that is, only to the auxiliary machine 14a.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the speed, the regenerative braking state, and the auxiliary machine operating state at the traveling point of the train 1.
  • the train 1 shown in FIG. 2 travels from the A station toward the B station.
  • the ground element 2a is a ground element disposed at a position closest to the deceleration start point before the deceleration start point when the station B is stopped.
  • the train 1 starts decelerating from the point b which is the deceleration start point after passing through the point a where the ground element 2a is provided, and stops decelerating at the point c which is the point where the target speed is reached when entering the B station.
  • the points b, c, and d are determined in consideration of the vehicle performance of the train 1.
  • An example of vehicle performance is braking distance.
  • the points b, c, and d are preferably determined in consideration of the ride comfort of the passengers on the train 1.
  • the point a where the ground element 2a is provided is immediately before the point b.
  • the point “a” immediately before the point “b” can be exemplified as a point in front of the point “b” by one vehicle of the train 1.
  • the point d, which is just before entering the B station can be exemplified by a point that is one vehicle ahead of the B station entry point.
  • the positions of the points b and d are not limited to this, and are determined in consideration of the vehicle performance of the train 1 and the ride comfort of the passengers.
  • Train 1 suppresses the operation of auxiliary equipment in the section where power running and coasting are performed after departure from station A (auxiliary equipment operation suppression section shown in FIG. 2). Then, when the train 1 passes through the planned deceleration point b at a preset distance from the ground element 2a installed at the point a, regenerative power is generated by regenerative braking (regenerative power utilization section shown in FIG. 2). Therefore, the auxiliary machine is controlled so as to promote the operation of the auxiliary machine from the point “a” before the regenerative power utilization section where the regenerated power is generated (auxiliary machine operation promoting section shown in FIG. 2). That is, control is performed so as to promote the operation of the auxiliary equipment by predicting that regenerative power is generated immediately after the current position information of the train 1.
  • the auxiliary equipment operation promotion section is continued even in the section where the train 1 coasts from the point c to the point d, and the operation of the auxiliary equipment is suppressed from the accelerated state when starting deceleration for stopping at the station B at the point d. Switching to the state, the train 1 stops at the point e.
  • the auxiliary equipment operation promotion section when entering the auxiliary equipment operation promotion section is predicted at a point before starting deceleration, the auxiliary equipment is promoted to operate, and then the deceleration is started to reduce to the target speed.
  • the regenerative power generated in the system continues to promote the operation of the auxiliary machine, coasting to the front of the stop position when the target speed is reached, and operating the auxiliary machine while starting deceleration to stop before reaching the stop position. Suppress and stop at the stop position with the operation of the auxiliary machine suppressed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of an operation of generating an auxiliary machine control command transmitted to the auxiliary machine group by the vehicle information management device according to the present embodiment.
  • the process is started first, and the determination unit 110 calculates the current position of the train 1 from the point information and the kilometer information, and determines whether or not this current position is an auxiliary equipment operation promotion section. (S1).
  • the auxiliary machine control command generation unit 113 sets the auxiliary machine control command to “promote” (S2), and transmits this auxiliary machine control command. (S3).
  • the auxiliary machine control command generation unit 113 sets the auxiliary machine control command to “suppress” (S4), and transmits this auxiliary machine control command. (S3). After the auxiliary machine control command generation unit 113 transmits the auxiliary machine control command, the determination unit 110 performs the determination of S1 again and repeats this.
  • the determination unit 110 determines whether or not the current position of the train 1 is an auxiliary equipment operation promotion section.
  • the present invention is not limited to this, and the determination unit 110 determines whether the train 1 It may be determined whether or not the current position is an auxiliary equipment operation suppression section.
  • the maximum power consumption of the entire train organization can be suppressed. That is, not all the auxiliary machines in the auxiliary machine group 14 are activated or promoted at the same time, but the activation timing of each auxiliary machine is collectively managed to suppress the maximum power consumption in the train formation.
  • the vehicle information management device 11 determines the maximum power consumption allowed in the train formation while referring to the regenerative power, and each power consumption amount in the auxiliary machine group 14 falls within the allowable maximum power consumption. Determine the timing for starting the auxiliary equipment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of power consumption when starting timing is controlled so as to distribute the load in the auxiliary machinery group in the train.
  • FIG. 4A in the conventional train, the synchronous control between the auxiliary machines in the auxiliary machine group 14 was not performed.
  • the vehicle information management device 11 manages the timing of the auxiliary machine control command to each auxiliary machine of the auxiliary machine group 14, and thus the load on the auxiliary machine group 14 is excessive. Can be prevented. In this way, it is possible to control so that the peak of power consumption in the auxiliary machine group 14 does not exceed the allowable maximum power consumption.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of power consumption when controlling the auxiliary equipment by shifting the start timing so as to suppress the peak power in the auxiliary equipment group in the train.
  • the vehicle information management device controls all the auxiliary devices to be turned on at the same time when the power is turned on.
  • the power consumption at startup is large. Therefore, if the auxiliary devices 14a, 14b and 14i are activated all at once, the total power used by the auxiliary device group 14 also increases. there were. Therefore, as shown in FIG. 5 (B), if time is added to the auxiliary machine control command to each auxiliary machine of the auxiliary machine group 14 and the start timing is shifted, the peak power of the auxiliary machine group 14 is suppressed. Can do.
  • the vehicle information management device 11 Control is performed so that power is concentrated on the auxiliary equipment of the vehicle that should be preferentially started up or promoted by suppressing the operation of the auxiliary equipment.
  • the vehicle information management device 11 includes at least a processor, a memory, a receiver, and a transmitter, and the operation of each device can be realized by software.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a general configuration of hardware that implements the vehicle information management device.
  • the apparatus shown in FIG. 6 includes a processor 201, a memory 202, a receiver 203, and a transmitter 204.
  • the processor 201 performs calculation and control by software using the input data, and the memory 202 stores the input data or
  • the processor 201 stores data necessary for calculation and control.
  • the receiver 203 receives the point information transmitted by the automatic driving apparatus 10, the pulse signal transmitted by the speed generator 13, and the auxiliary machine state information transmitted by the auxiliary machine group 14.
  • the transmitter 204 transmits an accessory control command to the accessory group 14. Note that a plurality of processors 201, memories 202, receivers 203, and transmitters 204 may be provided.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

Abstract

列車編成内の最大消費電力を抑えつつ回生電力の効率的な利用を目的とし、列車１に搭載された複数の補機を有する補機群１４を制御可能な車両情報管理装置１１であって、列車１の速度情報からキロ程を演算してキロ程情報を送信するキロ程演算部１１２と、列車１の絶対位置情報を含む地点情報、キロ程情報及び補機群１４の補機状態情報を受信して補機群１４への補機制御指令の生成に用いる判断結果情報を送信する判断部１１０と、判断結果情報を受信して補機制御指令を生成して送信する補機制御指令生成部１１３とを備え、補機制御指令生成部１１３は、補機群１４の稼動抑制時に回生電力の生成の開始が予測される直前の地点にて補機群１４の稼動を促進する指令を生成し、回生電力の生成が停止することが予測される直前の地点にて補機群１４の稼動を抑制する指令を生成する。

Description

車両情報管理装置
　本発明は、列車内における電力の利用が効率的なものとなるように車両情報に基づいて電力の供給を制御する車両情報管理装置に関するものである。
　従来、車両内の機器を管理する車両情報管理装置は、運転台における乗務員の操作に従って車両内にある補機を含む機器の制御を行っている。しかしながら、この制御では補機に対しては一括のオンオフ制御のみが行われている。各車両の補機は、乗務員の操作に従って一斉に同じ動作を行い、すなわちオンするため、列車編成内における消費電力の最大値は、列車編成内に搭載されたすべての補機が使用する総量を想定することを要する。
　従来技術の一例である特許文献１には、「列車に搭載された収集装置３００に少ない消費電力で計測情報を送信する」ことを課題とし、「計測装置１００－１～１００－Ｎ及び中継装置２００は、同期してそれぞれの装置を所定の電力量で動作させる稼動状態に切り替え、計測装置１００－１～１００－Ｎ、中継装置２００間で計測情報の伝送を行う。そして伝送終了後、計測装置１００－１～１００－Ｎの切替部１０１及び中継装置２００の切替部２０１は、それぞれの装置を所定の電力量より小さい電力量で動作させる省電力状態に切り替える。また、中継装置２００は、検出部２０４が収集装置３００を搭載した列車の近接を検出した場合に、切替部２０１は、自装置を稼動状態に切り替えて中継装置２００、収集装置３００間で計測情報の伝送を行う。そして伝送終了後、中継装置２００の切替部２０１は、自装置の状態を、省電力状態に切り替える」技術が開示されている。
特開２０１１－１９３２５４号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、車両に搭載された計装機器の消費電力は小さくできるものの、列車内において消費される電力は計装機器に起因するもののみではなく、空調装置及びコンプレッサに代表される補機による消費電力も大きい。そのため、計装機器の消費電力を小さくするのみでは、列車全体の消費電力の抑制ができない、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、列車編成内の最大消費電力を抑制しつつ、電力の効率的な利用が可能な車両情報管理装置を得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に、本発明は、列車に搭載された複数の補機を有する補機群を制御可能な車両情報管理装置であって、この列車の速度情報からキロ程を演算してキロ程情報を送信するキロ程演算部と、この列車の絶対位置情報を含む地点情報、このキロ程情報及び補機群の補機状態情報を受信して補機群への補機制御指令の生成に用いる判断結果情報を送信する判断部と、この判断結果情報を受信して補機制御指令を生成して送信する補機制御指令生成部とを備える。補機制御指令生成部は、補機群の稼動抑制時に回生電力の生成の開始が予測される直前の地点にて補機群の稼動を促進する指令を生成し、回生電力の生成が停止することが予測される直前の地点にて補機群の稼動を抑制する指令を生成することを特徴とする。
　本発明によれば、列車編成内の最大消費電力を抑制しつつ、電力の効率的な利用ができる、という効果を奏する。
実施の形態にかかる車両情報管理装置の構成の一例を示す図 実施の形態において、列車の走行地点における、速度と、回生ブレーキ状態と、補機稼動状態との一例を示す図 実施の形態における車両情報管理装置が補機群に送信する補機制御指令を生成する動作の一例を示すフローチャート 実施の形態において、列車内の補機群において負荷を分散させるように起動タイミングを制御する際の消費電力の一例を示す図 実施の形態において、列車内の補機群におけるピーク電力を抑制するように各補機の起動タイミングをずらして制御する際の消費電力の一例を示す図 実施の形態にかかる車両情報管理装置を実現するハードウエアの一般的な構成の一例を示す図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる車両情報管理装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　図１は、本発明の実施の形態にかかる車両情報管理装置の構成の一例を示す図である。図１に示す車両情報管理装置１１は、地上子２から地上情報を受信する車上子１２と、車上子１２からの電文情報を受信して地点情報を車両情報管理装置１１に送信する自動運転装置１０と、列車１の車軸に取り付けられてパルス信号を車両情報管理装置１１に送信する速度発電機１３と、複数の補機を有する補機群１４とを備える列車１に搭載され、地点情報、キロ程情報及び補機状態情報を受信して補機群１４への補機制御指令の生成に用いる判断結果情報を送信する判断部１１０と、自動運転装置１０からの地点情報を判断部１１０に送信する地点情報受信部１１１と、速度発電機１３が送信するパルス信号を受信してキロ程を演算してキロ程情報を判断部１１０に送信するキロ程演算部１１２と、判断結果情報を判断部１１０から受信して補機制御指令を生成して補機群１４に送信する補機制御指令生成部１１３と、補機群１４が送信する補機状態情報を受信して判断部１１０に送信する補機状態情報受信部１１４とを備える。
　地上子２は、列車１が備える車上子１２と情報の送受信を行う。ここでは、地上子２は、車上子１２に列車１の絶対位置情報を含む地上情報を送信する。
　自動運転装置１０は、車上子１２から電文情報を受信し、車両情報管理装置１１に地点情報を送信し、列車１を自動で運転する装置である。自動運転装置１０は、ＡＴＯ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｉｎ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）とも呼ばれ、図示しない車上制御装置に対して運転指令を送信する。運転指令を受信した車上制御装置は、力行、惰行及びブレーキの制御を行うことで列車１の走行を制御する。
　車両情報管理装置１１は、自動運転装置１０から地点情報を受信し、補機群１４に補機制御指令を送信し、補機群１４から補機状態情報を受信する。すなわち、列車１の現在位置情報及び運行状態情報をはじめとする列車１の車両情報である状態情報を参照して、この列車１の状態情報に従って補機群１４に対して補機制御指令を送信する。
　車上子１２は、上記したように、列車１の軌道上に設けられた地上子２と情報の送受信を行う。ここでは、車上子１２は、地上子２から受信する地上情報により列車１の現在の絶対位置情報を取得する。車上子１２は、この絶対位置情報を電文情報に含ませて自動運転装置１０に送信する。
　速度発電機１３は、列車１の車輪の車軸に取り付けられ、車輪の回転を検出してパルス信号を車両情報管理装置１１に送信する。パルス信号には速度情報が含まれる。
　補機群１４は、複数の補機であり、図１に示すように少なくとも補機１４ａ、補機１４ｂ及び補機１４ｉが含まれる。補機群１４に含まれる各補機の補機稼動状態には、補機稼動抑制状態と、補機稼動促進状態とがあるものとする。なお、ここで、補機１４ａ、補機１４ｂ及び補機１４ｉには、空調装置及び空気圧縮機を例示することができる。空気圧縮機はコンプレッサとも呼ばれるものである。列車に搭載される空気圧縮機は、列車が停車する際に使用する空気ブレーキ及び停車時のドアの開閉に用いられ、補機稼動促進状態において余剰電力によって動作させる。
　なお、補機稼動抑制状態では補機群１４の各補機の稼動状態は低下する。すなわち、車両情報管理装置１１が送信する補機制御指令は、補機群１４の稼動を抑制する指令である。一例として補機が空調装置である場合には、補機稼動抑制状態では風量を弱めて、冷房設定であれば設定温度を上げ、又は暖房設定であれば設定温度を下げる。又は、一例として補機が空気圧縮機である場合には、補機稼動抑制状態では空気圧縮機を停止させ又は稼動を抑制する。
　他方で、補機稼動促進状態では補機群１４の各補機の稼動状態は向上する。すなわち、車両情報管理装置１１が送信する補機制御指令は、補機群１４の稼動を促進する指令である。一例として補機が空調装置である場合には、補機稼動促進状態では風量を強めて、冷房設定であれば設定温度を下げ、又は暖房設定であれば設定温度を上げる。又は、一例として補機が空気圧縮機である場合には、補機稼動促進状態では空気圧縮機を稼動させ又は稼動を促進する。
　地点情報受信部１１１は、車両情報管理装置１１における地点情報の受信部であり、自動運転装置１０から車両情報管理装置１１が受信した地点情報を判断部１１０に送信するための処理を行う。
　キロ程演算部１１２は、速度発電機１３から受信したパルス信号を用いて列車１の速度又は加速度を演算し、演算した速度又は加速度からキロ程を演算してキロ程情報を生成して判断部１１０に送信する。
　補機状態情報受信部１１４は、補機群１４における補機状態情報の受信部であり、補機群１４から車両情報管理装置１１が受信した補機状態情報を判断部１１０に送信するための処理を行う。
　判断部１１０は、地点情報受信部１１１から受信した列車１の地点情報と、キロ程演算部１１２から受信した列車１のキロ程情報とを用いて列車１の現在位置情報を演算し、この現在位置情報と、列車１においてその後生じる回生電力の情報と、補機状態情報受信部１１４から受信した補機群１４の補機状態情報とを用いて、補機群１４の稼動状態を抑制するのか、又は補機群１４の稼動状態を促進するのかを判断して判断結果情報を生成し、補機制御指令生成部１１３に対して判断結果情報を送信する。
　補機制御指令生成部１１３は、判断部１１０から受信した判断結果情報を用いて補機制御指令を生成して補機群１４に送信する。なお、補機制御指令生成部１１３が生成して送信する補機制御指令は、補機群１４内の各補機に対して一括で送信されてもよいし、補機群１４内の各補機に対して個別に送信されてもよい。具体的な一例として、補機１４ａ，１４ｂ，１４ｉが稼動抑制状態であり、判断部１１０から送信された判断結果情報が、補機１４ａの稼動を促進し、補機１４ｂ，１４ｉの稼動を抑制すべきとの判断結果情報である場合には、補機制御指令生成部１１３は、補機１４ａの稼動を促進して補機１４ｂ，１４ｉの稼動を抑制すべき旨の制御指令を全補機に対して一斉配信してもよいし、稼動を促進すべき旨の制御指令を特定の補機のみ、すなわち補機１４ａにのみ送信してもよい。
　図２は、列車１の走行地点における、速度と、回生ブレーキ状態と、補機稼動状態との一例を示す図である。図２に示す列車１は、Ａ駅からＢ駅に向かって走行している。地上子２ａは、Ｂ駅停止時の減速開始地点の手前であって減速開始地点に最も近い位置に配された地上子である。列車１は、地上子２ａが設けられた地点ａを通過後に減速開始地点である地点ｂから減速を開始し、Ｂ駅侵入時の目標速度に到達する地点である地点ｃで減速を停止して惰行し、その後、Ｂ駅に侵入する直前である地点ｄにて減速を再開し、Ｂ駅の地点ｅに停止する。地点ｂ，ｃ，ｄは、列車１の車両性能を考慮して決定される。車両性能の一例は、制動距離である。また、地点ｂ，ｃ，ｄは、列車１の乗客の乗り心地も考慮して決定されることが好ましい。なお、地上子２ａが設けられた地点ａは、地点ｂの直前である。ここで、地点ｂの直前である地点ａは、地点ｂよりも列車１の車両一両分だけ手前の地点を例示することができる。Ｂ駅に侵入する直前である地点ｄは、Ｂ駅侵入地点よりも列車１の車両一両分だけ手前の地点を例示することができる。ただし、地点ｂ，ｄの位置はこれに限定されるものではなく、列車１の車両性能及び乗客の乗り心地を考慮して決定されるものである。
　列車１は、Ａ駅出発後に力行及び惰行を行う区間においては補機の稼動を抑制する（図２に示す補機稼動抑制区間）。そして、列車１が地点ａに設置された地上子２ａから予め設定された距離にある減速予定地点ｂを通過すると、回生ブレーキによって回生電力が生じる（図２に示す回生電力活用区間）。そのため、この回生電力が生じる回生電力活用区間の手前である地点ａから補機の稼動を促進するように補機を制御する（図２に示す補機稼動促進区間）。すなわち、列車１の現在位置情報から、その直後に回生電力が生じることを予測して補機の稼動を促進するように制御する。その後、列車１が地点ｃから地点ｄまで惰行する区間においても補機稼動促進区間を継続させ、地点ｄにおいて駅Ｂに停止するための減速を開始する際に補機の稼動を促進状態から抑制状態に切り替えて、列車１は地点ｅに停止する。
　すなわち、図２に示す列車１では、減速を開始する手前の地点において補機稼動促進区間への侵入を予測して補機の稼動を促進し、その後減速を開始して目標速度まで減速する際に生じる回生電力を用いて補機の稼動を促進し続け、目標速度に達すると停止位置の手前まで惰行し、停止位置の手前に達すると停止するための減速を開始しつつ補機の稼動を抑制し、補機の稼動を抑制した状態で停止位置に停止する。
　図３は、本実施の形態における車両情報管理装置が補機群に送信する補機制御指令を生成する動作の一例を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートでは、まず処理を開始し、判断部１１０は、地点情報とキロ程情報から列車１の現在位置を算出し、この現在位置が補機稼動促進区間であるか否を判定する（Ｓ１）。列車１の現在位置が補機稼動促進区間である場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）には、補機制御指令生成部１１３は補機制御指令を「促進」とし（Ｓ２）、この補機制御指令を送信する（Ｓ３）。列車１の現在位置が補機稼動促進区間でない場合（Ｓ１：Ｎｏ）には、補機制御指令生成部１１３は補機制御指令を「抑制」とし（Ｓ４）、この補機制御指令を送信する（Ｓ３）。補機制御指令生成部１１３が補機制御指令を送信した後に、判断部１１０は再度Ｓ１の判定を行い、これを繰り返す。
　なお、図３においては、判断部１１０は、列車１の現在位置が補機稼動促進区間であるか否を判定しているが、本発明はこれに限定されず、判断部１１０は、列車１の現在位置が補機稼動抑制区間であるか否を判定してもよい。
　なお、上記のように補機を制御するに際して、各車両の補機群１４の各補機を個別に制御すると、列車編成全体の最大消費電力を抑制することができる。すなわち、補機群１４の各補機のすべてを一斉に起動又は稼動促進するのではなく、各補機の起動のタイミングを一括管理して列車編成内における最大消費電力を抑制する。車両情報管理装置１１は、回生電力を参照しつつ列車編成内において許容される最大消費電力を決定し、補機群１４における消費電力量が、この許容される最大消費電力内に収まるように各補機の起動のタイミングを決定する。
　図４は、列車内の補機群において負荷を分散させるように起動タイミングを制御する際の消費電力の一例を示す図である。図４（Ａ）に示すように、従来の列車では、補機群１４の各補機間における同期制御は行っていなかった。しかしながら、補機群１４の各補機間における同期をとることなく起動させると、補機群１４における負荷が過大となるという問題があった。そこで、図４（Ｂ）に示すように、車両情報管理装置１１が、補機群１４の各補機への補機制御指令のタイミングを管理することで、補機群１４における負荷が過大となることを防止することができる。このようにして、補機群１４における消費電力量のピークが許容される最大消費電力量を超えないように制御することができる。
　図５は、列車内の補機群におけるピーク電力を抑制するように各補機の起動タイミングをずらして制御する際の消費電力の一例を示す図である。図５（Ａ）に示すように、従来の列車では、電源投入時に車両情報管理装置がすべての補機を一斉にオンするよう制御していた。しかしながら、すべての補機を一斉にオンすると立ち上げ時の消費電力が大きいため、補機１４ａ，１４ｂ，１４ｉを一斉に起動すると、補機群１４で使用される総電力も大きくなるという問題があった。そこで、図５（Ｂ）に示すように、補機群１４の各補機への補機制御指令に時素を付加して起動タイミングをずらすと、補機群１４のピーク電力を抑制することができる。
　また、上記のように補機群１４を制御するに際して、一部の車両の補機を優先的に起動し又は稼動促進する必要が生じた場合には、車両情報管理装置１１は、他の車両の補機の稼動を抑制して優先的に起動し又は稼動促進させるべき車両の補機に電力を集中させるように制御する。このように制御を行うことで、列車編成全体の負荷を抑制しつつ、補機を適切に制御することができる。
　なお、以上説明した実施の形態において、車両情報管理装置１１は、少なくともプロセッサと、メモリと、受信器と、送信器とを備え、各装置の動作はソフトウエアにより実現することができる。図６は、車両情報管理装置を実現するハードウエアの一般的な構成の一例を示す図である。図６に示す装置は、プロセッサ２０１、メモリ２０２、受信器２０３及び送信器２０４を備え、プロセッサ２０１は入力されたデータを用いてソフトウエアによる演算及び制御を行い、メモリ２０２は入力されたデータ又はプロセッサ２０１が演算及び制御を行うに際して必要なデータの記憶を行う。受信器２０３は、自動運転装置１０が送信する地点情報、速度発電機１３が送信するパルス信号及び補機群１４が送信する補機状態情報を受信する。送信器２０４は、補機群１４に補機制御指令を送信する。なお、プロセッサ２０１、メモリ２０２、受信器２０３及び送信器２０４は、各々複数設けられていてもよい。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、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、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　列車、２　地上子、１０　自動運転装置、１１　車両情報管理装置、１２　車上子、１３　速度発電機、１４　補機群、１４ａ，１４ｂ，１４ｉ　補機、１１０　判断部、１１１　地点情報受信部、１１２　キロ程演算部、１１３　補機制御指令生成部、１１４　補機状態情報受信部。

Claims (3)

  1. 　列車に搭載された複数の補機を有する補機群を制御可能な車両情報管理装置であって、
    　前記列車の速度情報からキロ程を演算してキロ程情報を送信するキロ程演算部と、
    　前記列車の絶対位置情報を含む地点情報、前記キロ程情報及び前記補機群の補機状態情報を受信して前記補機群への補機制御指令の生成に用いる判断結果情報を送信する判断部と、
    　前記判断結果情報を受信して前記補機制御指令を生成して送信する補機制御指令生成部とを備え、
    　前記補機制御指令生成部は、
    　前記補機群の稼動抑制時に回生電力の生成の開始が予測される直前の地点にて前記補機群の稼動を促進する指令を生成し、
    　前記回生電力の生成が停止することが予測される直前の地点にて前記補機群の稼動を抑制する指令を生成することを特徴とする車両情報管理装置。
  2. 　前記補機群の各補機の起動タイミングの同期をとって一括管理することで、前記補機群における消費電力量のピークが、許容される最大消費電力量を超えないように制御することを特徴とする請求項１に記載の車両情報管理装置。
  3. 　前記補機群の各補機の起動タイミングを互いに異ならせることで、前記補機群における消費電力量のピークを抑制することを特徴とする請求項１に記載の車両情報管理装置。
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