WO2017145246A1 - 速度制御装置、無線列車制御システムおよび速度制御方法 - Google Patents

速度制御装置、無線列車制御システムおよび速度制御方法 Download PDF

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train
pulse count
control device
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徳丸　真
中村　悟志
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a speed control device, a radio train control system, and a speed control method for controlling a train speed using a speed generator.
  • the conventional speed control device converts the AC voltage output from the speed generator into a pulse signal, counts the number of pulses of the pulse signal, and calculates the rotational speed of the wheel.
  • the prior art disclosed in Patent Document 1 includes a speed generator and a sampling circuit that counts pulses sent from the speed generator in order to reduce the error in the train speed using the speed generator. The number of rising edges and the number of falling edges are counted for each sampling time, and the train speed is obtained based on the number of pulses for each counted sampling time.
  • a speed generator mounted on a train makes it difficult to convert an AC voltage into a pulse signal because the generated voltage decreases when the train speed drops below a certain speed in the low speed range.
  • it is difficult to detect the pulse signal in the low speed region it is difficult to calculate the train speed in the low speed region by using only the speed generator in the conventional technique represented by Patent Document 1, and the calculation of the train position. Accuracy is reduced.
  • a pulse generation circuit that generates a pulse signal in the low-speed range may be used. However, this increases the cost compared to the speed generator with a simple structure and is reliable. In general, such a pulse generation circuit is not used because of a decrease in performance.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a speed control device capable of calculating a train speed using a speed generator even in a low speed region.
  • the speed control device of the present invention is a speed control device that controls the speed of a train using a speed generator, and is an alternating current output from the speed generator.
  • the pulse count signal corresponding to the number of rotations of the train wheel cannot be detected using the voltage signal
  • the notch information output from the master controller, the route database information for managing the route data, and the vehicle characteristic data are managed.
  • a calculation unit is provided that calculates the second speed using the pulse count signal. .
  • the train speed can be calculated using a speed generator even in a low speed region.
  • Configuration diagram of speed control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention The figure which shows the power running performance curve used when calculating the speed of the train Flowchart for explaining the operation of the speed control apparatus according to the first embodiment.
  • the block diagram of the calculating part which the speed control apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention has Flowchart for explaining the operation of the speed control apparatus according to the second embodiment.
  • the block diagram of the calculating part which the speed control apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention has Flowchart for explaining the operation of the speed control device according to the third embodiment.
  • FIG. Hardware configuration diagram of the speed control device according to the first to third embodiments of the present invention Configuration diagram of radio train control system according to Embodiment 4 of the present invention Configuration diagram of train-mounted equipment used in the radio train control system shown in FIG. Timing chart showing information transmitted in radio train control system according to embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 1 is a diagram showing a train equipped with a speed control device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the train 100 is provided with wheels 10 for running on the rails 11, and the wheels 10 are rotationally driven by a main motor (not shown).
  • the speed generator 1 is provided on the axle of the wheel 10, and the speed generator 1 generates a sine wave voltage of one cycle per one revolution of the axle, that is, one revolution of the wheel 10. Specifically, the rotor wound in the speed generator 1 rotates along with the rotation of the axle, and the teeth formed on the outer peripheral surface of the rotor pass through the magnetic pole piece, so that the coil wound around the magnetic pole piece An alternating voltage that periodically changes is generated. The AC voltage is output as an AC voltage signal 1 a corresponding to the rotation speed of the wheel 10.
  • the train 100 is provided with a speed controller 8 and a master controller 4 for controlling the train speed.
  • the speed control device 8 includes a signal conversion unit 2, a pulse count unit 3, a calculation unit 7, a route database 5, and a vehicle characteristic database 6.
  • the speed control device 8 may include a train speed control function in addition to these functions.
  • the train speed control function the speed and the speed of the train 100 are controlled by comparing the position and speed of the train with the speed control pattern.
  • a security device can be exemplified.
  • the signal conversion unit 2 converts the AC voltage signal output from the speed generator 1 into a rectangular pulse signal 2a and outputs it.
  • the pulse count unit 3 counts the number of pulse signals 2a generated per unit time and outputs a pulse count signal 3a. That is, the pulse count unit 3 outputs a number of pulse count signals 3 a corresponding to the number of rotations of the wheel 10. In the pulse count unit 3, the number of pulse signals 2a is counted with a period from the rising edge to the falling edge of the pulse signal 2a as one pulse.
  • the master controller 4 is installed in a cab (not shown) of the train 100, determines a power running notch and a brake notch, and outputs it as notch information 4a. In addition to the notch information 4a, the master controller 4 outputs control information necessary for operation such as information indicating the traveling direction of the train 100.
  • route database 5 linear information such as a gradient and a curve radius corresponding to the kilometer of the route is registered as route data 5a.
  • the weight of each vehicle of the train 100, the tensile force corresponding to the notch speed, and the brake force corresponding to the notch speed are registered as vehicle characteristic data 6a.
  • the computing unit 7 computes the first speed V c1 and the second speed V c2 at regular intervals using the pulse count signal 3a, the notch information 4a, the route data 5a, and the vehicle characteristic data 6a.
  • the calculation unit 7 holds the calculated first speed V c1 and second speed V c2 as speed information Vn, and outputs it to a control element that uses the speed information Vn.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the speed control apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the calculation unit 7 shown in FIG. 2 includes a pulse detection unit 71, a speed calculation unit 72, and a position calculation unit 73.
  • the pulse detector 71 determines whether or not the pulse count signal 3a can be detected.
  • the speed calculation unit 72 uses the notch information 4a, the route data 5a, the vehicle characteristic data 6a, and the first speed calculated in the previous calculation cycle. by using the previous value of V c1, it calculates a new first velocity V c1.
  • the speed calculator 72 calculates the second speed V c2 based on the count number of the pulse count signal 3a.
  • the position calculation unit 73 uses the current first speed V c1 or the current second speed V c2 calculated by the speed calculation unit 72 according to the following equation (1), and the train 100 after ⁇ t from the current time.
  • the position P of the first vehicle is calculated.
  • Position P after ⁇ t seconds Current position P + ⁇ t ⁇ Current speed (1)
  • FIG. 3 is a diagram showing a power running performance curve used when calculating the train speed.
  • the vertical axis represents the tensile force per motor mounted on the train 100.
  • the horizontal axis represents the train speed.
  • FIG. 3 shows power running performance curves corresponding to each of the four power running notches 1N, 2N, 3N, and 4N as an example.
  • Each power running performance curve indicates the relationship between the tensile force corresponding to the power running notch and the train speed, and is also called a tensile force curve.
  • a plurality of powering performance curve information is set in advance in the calculation unit 7, and the speed calculation unit 72 of the calculation unit 7 takes in the notch information 4a as needed, and selects a powering performance curve corresponding to the powering notch.
  • the calculation unit 7 in which the pulse count signal 3a is not detected calculates the current tensile force and acceleration using the selected power running performance curve and the current speed, and obtains the speed after ⁇ t seconds, thereby obtaining the first speed. V c1 is calculated. When the pulse count signal 3a is detected, the calculation unit 7 calculates a second speed V c2 that accelerates the train according to the selected powering performance curve.
  • a brake performance curve corresponding to each of a plurality of brake notches is set in the calculation unit 7 in the brake, and the speed calculation unit 72 of the calculation unit 7 takes in the notch information 4a as needed, and brake performance corresponding to the brake notch. Select a curve.
  • the calculation unit 7 in which the pulse count signal 3a is not detected calculates the current deceleration using the selected brake performance curve and the current speed, and obtains the speed after ⁇ t seconds, thereby obtaining the first speed V c1. Is calculated.
  • the calculation unit 7 calculates a second speed Vc2 that decelerates the train according to the selected brake performance curve.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the speed control apparatus according to the first embodiment.
  • the speed control device 8 converts the AC voltage signal 1a into the pulse signal 2a and outputs the pulse count signal 3a.
  • the speed control device 8 cannot convert the pulse signal 2a because the power generation voltage of the speed generator 1 decreases, and the pulse count signal 3a is output. Disappear.
  • the constant speed V L is assumed to be 5 km / h.
  • the calculation unit 7 starts the process shown in FIG.
  • the pulse count signal 3a is not detected because the train 100 travels at a speed lower than the constant speed VL in S1 that is the signal detection step (S1, No)
  • the speed calculation unit 72 is performed in S2 that is the speed calculation step.
  • speed Vn-1 in the previous cycle corresponds to train position Pn-1 in the previous cycle, speed Vn-1 in the previous cycle, notch position Mn-1 in the previous cycle, route gradient, route curve radius, weight of each vehicle, and notch
  • the first speed V c1 is calculated using the applied tensile force and the braking force corresponding to the notch (S2).
  • the speed calculation unit 72 When the pulse count signal 3a is detected by the train 100 traveling at a speed equal to or higher than the constant speed VL (S1, Yes), the speed calculation unit 72 includes the diameter of the wheel 10 in the count number of the pulse count signal 3a.
  • the second speed V c2 is calculated by multiplying the coefficient (S3).
  • the first speed V c1 and the second speed V c2 calculated in S2 and S3 are held as speed information Vn calculated in the current cycle and are output to a control element using the speed information Vn.
  • the position calculation unit 73 calculates and outputs the position P of the leading vehicle of the train 100 using the speed calculated in S2 and S3 (S4).
  • the speed control device 8 calculates the latest speed using the notch information 4a, the route data 5a, and the vehicle characteristic data 6a even when the power generation voltage of the speed generator 1 decreases during low-speed traveling.
  • the position P of the train 100 can be estimated. Therefore, it is possible to calculate the speed with high accuracy without adding a new sensor other than the speed generator 1 in order to detect the train speed in the low speed region where the generated voltage of the speed generator 1 decreases, and the increase in cost can be suppressed. At the same time, a decrease in reliability can be suppressed.
  • the train 100 including the speed control device 8 of the first embodiment transmits the position P to the ground device by wireless communication
  • the travel interval between the preceding train and the succeeding train can be controlled with high accuracy, and fail-safe Both efficiency and efficient operation can be realized with a cost-effective configuration.
  • FIG. FIG. 5 is a configuration diagram of a calculation unit included in the speed control device according to the second embodiment of the present invention.
  • the calculation unit 7-2 of the second embodiment includes a speed selection unit 74 in addition to the pulse detection unit 71, the speed calculation unit 72, and the position calculation unit 73. Further, the position calculation unit 73 according to the second embodiment calculates the position P using the speed selected by the speed selection unit 74.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the speed control apparatus according to the second embodiment.
  • the speed calculation unit 72 performs the previous cycle train position Pn-1, the previous cycle speed Vn-1, the previous cycle notch position Mn-1, and the route.
  • the first speed V c1 is calculated using the slope of the road, the curve radius of the route, the weight of each vehicle, the tensile force corresponding to the notch, and the braking force corresponding to the notch (S12).
  • the speed selection unit 74 compares the first speed V c1 and the constant speed V L , and if the first speed V c1 is greater than the constant speed V L (S13, Yes), the first speed V c1 and the constant speed V c1 Among the speeds V L , a constant speed V L is selected as the speed V for calculating the position P (S14).
  • the speed selection unit 74 of the first speed V c1 and a constant velocity V L, the first speed V c1, location A speed V for calculating P is selected (S15).
  • the speed calculation unit 72 calculates the second speed V c2 by multiplying the count number of the pulse count signal 3a by a coefficient including the diameter of the wheel 10. (S16).
  • the speed calculated in S14, S15, or S16 is held as the speed information Vn calculated in the current cycle, and is output to the control element using the speed information Vn.
  • the position calculation unit 73 calculates the position P of the leading vehicle of the train 100 using the speed calculated in S14, S15, or S16 (S17).
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a speed selection operation in the calculation unit according to the second embodiment.
  • (A) When the rolling prevention brake is released in the train 100 on which the speed generator 1 is mounted, the calculation unit 7-2 starts the process shown in FIG. 6, and (B) calculates the first speed V c1 and The position P is calculated.
  • the speed control device 8 of the second embodiment even when a preceding train is present in front of the train 100 on which the speed control device 8 is mounted, the position at the highest speed assumed when the pulse count signal 3a cannot be detected. P can be controlled. Therefore, compared with Embodiment 1, the interval between the preceding train and the following train can be controlled with higher accuracy, and the fail-safe property can be improved.
  • FIG. FIG. 8 is a configuration diagram of a calculation unit included in the speed control device according to the third embodiment of the present invention.
  • the calculation unit 7-3 of the third embodiment includes a position correction unit 76 in addition to the pulse detection unit 71, the speed calculation unit 72, and the position calculation unit 73.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the speed control apparatus according to the third embodiment.
  • the speed calculation unit 72 performs the previous cycle train position Pn-1, the previous cycle speed Vn-1, the previous cycle notch position Mn-1, and the route.
  • the first speed V c1 is calculated using the slope of the curve, the curve radius of the route, the weight of each vehicle, the tensile force corresponding to the notch, and the braking force corresponding to the notch (S22).
  • Position correction unit 76 includes a first speed V c1 comparing a constant velocity V L, up to a first speed V c1 exceeds a predetermined speed V L repeated comparison operation (S23, No), the first speed V When c1 is equal to or lower than the constant speed VL (S23, Yes), it is determined again whether or not the pulse count signal 3a is detected.
  • the position correction unit 76 corrects the position of the train using the time from when the rolling prevention brake is released until the pulse count signal 3a is detected. Then, the corrected position P2 is calculated (S26).
  • the position correcting unit 76 calculates the position P of the leading vehicle of the train 100 after ⁇ t from the current time by using the first speed V c1 is the current speed V M by the following equation (2). Next, the position correction unit 76 calculates the correction amount L by the following equation (3). Further, the position correction unit 76 calculates a position P2 obtained by subtracting the correction amount L from the position P after ⁇ t seconds according to the following equation (4). That is, the position correction unit 76 adjusts the position P of the leading vehicle of the train 100 so as to be shifted by a certain distance to the opposite side of the traveling direction of the train 100.
  • the speed calculation unit 72 calculates the second speed V c2 by multiplying the count number of the pulse count signal 3a by a coefficient including the diameter of the wheel 10. (S25).
  • the position calculation unit 73 calculates and outputs the position P of the leading vehicle of the train 100 using the speed calculated in S22.
  • the position calculation unit 73 calculates and outputs the position P using the speed calculated in S25 (S27).
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the position correction operation in the calculation unit according to the third embodiment.
  • (A) When the rolling prevention brake is released in the train 100 equipped with the speed generator 1, the calculation unit 7-3 starts the processing shown in FIG. 9, and (B) calculates the first speed V c1 and The position P is calculated.
  • the position calculation unit 73 calculates a position P2 obtained by correcting the position P after ⁇ t seconds with the correction amount L using the above expressions (2) to (4). Thereby, the position of the train 100 when the first speed V c1 is equal to or less than the constant speed VL is adjusted so as to be shifted by a certain distance to the opposite side of the traveling direction of the train 100 as shown in FIG.
  • the speed control device 8 of the third embodiment there is an error between the value of the constant speed VL set in the speed control device 8 and the actual speed of the train 100 at the timing when the pulse count signal 3a is detected. Even in some cases, since the position P of the train 100 can be corrected, the travel interval between the preceding train and the succeeding train can be controlled more accurately than in the first embodiment, and the fail-safe property can be improved.
  • FIG. 11 is a hardware configuration diagram of the speed control device according to the first to third embodiments of the present invention.
  • the speed control device 8 of each embodiment includes an input / output unit 81, a storage unit 82, and a processor 83, and the input / output unit 81, the storage unit 82, and the processor 83 are connected to each other by a data bus 84.
  • the input / output unit 81 is an interface circuit for storing information transmitted from the external device in the storage unit 82 and for the processor 83 to transmit / receive information to / from the external device.
  • the AC voltage signal 1 a and the notch information 4 a are input to the input / output unit 81, and the speed position information regarding the first speed V c1 , the second speed V c2, and the position P is input via the input / output unit 81.
  • Examples of the type of the storage unit 82 include RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and SSD (Solid State Drive).
  • the storage unit 82 stores a program for the processor 83.
  • the storage unit 82 stores route data 5a and vehicle characteristic data 6a.
  • the storage unit 82 temporarily stores the AC voltage signal 1a and the notch information 4a input via the input / output unit 81. Further, the storage unit 82 temporarily stores the first speed V c1 , the second speed V c2, and the position P.
  • the processor 83 is a circuit such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit).
  • the processor 83 includes a signal conversion unit 2, a pulse count unit 3, and calculation units 7, 7-2, 7-3.
  • the processor 83 executes the program stored in the storage unit 82, the signal conversion unit 2, the pulse count unit 3, and the calculation units 7, 7-2, and 7-3 are realized.
  • FIG. FIG. 12 is a configuration diagram of a radio train control system according to Embodiment 4 of the present invention.
  • a system using the speed and position of the train 100 calculated by the speed control device 8 according to the first to third embodiments will be described.
  • the radio train control system 200 shown in FIG. 12 includes a plurality of ground control devices A1, B1, C1, D1 connected via a network 202, and each ground control device A1, B1, C1, D1 via a network 203. And a plurality of radio base stations a to h connected to each other and the ground control devices A1, B1, C1, and D1 via the network 203.
  • the radio train control system 200 divides the route 9 into a plurality of control areas A, B, C, and D, and the ground control devices A1, B1, C1, and D1 are allocated to the bases A, B, C, and D, respectively.
  • Each of the ground control devices A1, B1, C1, and D1 is configured to manage the train 100 at each base.
  • the ground control devices A1, B1, C1, and D1 transmit / receive information necessary for train control to / from other ground control devices A1, B1, C1, and D1 via the network 202.
  • ground control devices A1, B1, C1, and D1 are used, and two radio base stations are connected to the ground control devices A1, B1, C1, and D1.
  • the number of ground control devices and radio base stations is not limited to this.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of train-mounted equipment used in the wireless train control system shown in FIG.
  • FIG. 13 shows a train 100 in communication with the radio base station c.
  • the speed control device 8, the on-board radio device 20, and the train information management device 50 are mounted on one leading vehicle 22 of the train 100.
  • the on-board wireless device 21 and the train information management device 51 are mounted on the other leading vehicle 23 of the train 100.
  • FIG. 13 shows an example of a vehicle-mounted device, but it goes without saying that the actual train 100 is mounted with devices such as a speed generator, a brake control device, and a car upper in addition to these devices.
  • the speed control device 8 is connected to the on-board wireless device 20 and the train information management device 50 through a transmission path in the leading vehicle 22, and the on-board wireless device 21 and the train information management device 51 are connected to each other through a transmission path in the leading vehicle 23.
  • information 25 is transmitted from the radio base station c toward the train 100, and information 26 is transmitted from the train 100 toward the radio base station c.
  • Information 25 is information transmitted from the ground side to the vehicle upper side, and information 26 is information transmitted from the vehicle upper side to the ground side.
  • FIG. 14 is a timing chart showing information transmitted by the radio train control system according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the position information calculated by the speed control device 8 mounted on the train 100 is transmitted to the on-board wireless device 20, and the on-board wireless device 20 that has received the position information sets the position information in a specific transmission frame. .
  • a train ID for identifying each train is set in the transmission frame.
  • the transmission frame is transmitted as information 26 to the radio base station in the base of the ground control device that manages the train 100.
  • the radio base station that has received the information 26 extracts position information, and the extracted position information is transmitted to a ground control device that manages the radio base station.
  • the ground control device that has received the position information detects the position of the train that travels within the base of its own device, and exchanges position information with other ground control devices. Stop limit position information for the following train is generated. The generated stop limit position information is transmitted to the radio base station.
  • each ground control device on-line management information indicating which base a train in the base is on is created, and this information is transmitted to a higher-level management system such as an operation management system.
  • a higher-level management system such as an operation management system.
  • the positions of all trains in the system are grasped based on the on-line management information transmitted from each ground control device.
  • the radio base station that has received the stop limit position information sets the stop limit position information in the transmission frame.
  • a base station ID for identifying a radio base station is set in the transmission frame.
  • the transmission frame is received as information 25 by the on-board wireless devices 20 and 21 mounted on the following train.
  • the on-vehicle wireless devices 20 and 21 that have received the information 25 extract stop limit position information included in the information 25 and transmit it to the speed control device 8.
  • the speed control device 8 generates a speed check pattern based on the stop limit position information, and the generated speed check pattern is compared with the speed information. When the speed information exceeds the speed check pattern, the speed control device 8 A command is generated, and the brake command is output to a brake control device (not shown).
  • the train speed can be controlled without using a conventional track circuit, and not only cost reduction and safety improvement can be achieved, but also an appropriate Transport efficiency can be improved by performing train interval control.
  • the radio train control system 200 uses the speed control device 8 of the first to third embodiments, the speed control of the train 100 in the low speed region can be performed with high accuracy while suppressing an increase in cost.
  • 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.
  • 1 speed generator 1a AC voltage signal, 2 signal converter, 2a pulse signal, 3 pulse count unit, 3a pulse count signal, 4 master controller, 4a notch information, 5 route database, 5a route data, 6 vehicle characteristic database, 6a Vehicle characteristic data, 7, 7-2, 7-3 arithmetic unit, 8 speed control device, 9 routes, 10 wheels, 11 rails, 20, 21 on-board radio device, 25, 26 information, 50, 51 train information management Device, 71 pulse detection unit, 72 speed calculation unit, 73 position calculation unit, 74 speed selection unit, 76 position correction unit, 81 input / output unit, 82 storage unit, 83 processor, 84 data bus, 100 train, 200 radio train control System, 202, 203 network.

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Abstract

速度発電機１を用いて列車１００の速度を制御する速度制御装置８は、速度発電機１から出力され列車１００の車輪１０の回転数に対応した交流電圧信号１ａから変換されるパルスカウント信号３ａを検知できないときには、ノッチ情報４ａ、路線データ５ａおよび車両特性データ６ａを用いて第１の速度を演算し、パルスカウント信号３ａを検知できるときには、パルスカウント信号３ａを用いて第２の速度を演算する演算部を備える。また速度制御装置８は、演算部で演算された速度を用いて列車１００の位置を演算する位置演算部を備える。

Description

速度制御装置、無線列車制御システムおよび速度制御方法
　本発明は、速度発電機を用いて列車速度を制御する速度制御装置、無線列車制御システムおよび速度制御方法に関するものである。
　従来の速度制御装置は、速度発電機から出力される交流電圧をパルス信号に変換し、パルス信号のパルス数をカウントして車輪の回転速度を算出する。特許文献１に示される従来技術は、速度発電機を用いて列車速度の誤差の低減を図るため、速度発電機と速度発電機から送られるパルスをカウントするサンプリング回路とを備え、サンプリング回路がパルスの立ち上がりエッジ数および立ち下がりエッジ数をサンプリング時間毎にカウントし、カウントしたサンプリング時間毎のパルス数に基づいて列車の速度を求めている。
特開２０１２－５８０５９号公報
　列車に搭載される速度発電機は列車速度が低速域の一定速度よりも低下した場合、発電電圧が低下するため、交流電圧からパルス信号への変換が困難になる。このように低速域ではパルス信号の検出が困難になるため、特許文献１に代表される従来技術では、速度発電機を用いるだけでは低速域における列車速度の演算が困難であり、列車位置の演算精度が低下する。低速域における列車速度の演算精度を向上させるためには、低速域においてもパルス信号を発生するパルス発生回路を用いればよいが、単純な構造の速度発電機に比べてコストの増加を招き、信頼性の低下を招くため、一般的にはこのようなパルス発生回路は用いられていないのが現状である。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低速域でも速度発電機を用いて列車速度を演算できる速度制御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、本発明の速度制御装置は、速度発電機を用いて列車の速度を制御する速度制御装置であって、前記速度発電機から出力される交流電圧信号を用いて前記列車の車輪の回転数に対応したパルスカウント信号を検知できないときには、マスターコントローラから出力されるノッチ情報と、路線データを管理する路線データベースの情報と、車両特性データを管理する車両特性データベースの情報とを用いて第１の速度を演算し、前記パルスカウント信号を検知できるときには、前記パルスカウント信号を用いて第２の速度を演算する演算部を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、低速域でも速度発電機を用いて列車速度を演算できる、という効果を奏する。
本発明の実施の形態１に係る速度制御装置を搭載した列車を示す図 本発明の実施の形態１に係る速度制御装置の構成図 列車の速度を演算する際に用いられる力行性能曲線を示す図 実施の形態１に係る速度制御装置の動作を説明するフローチャート 本発明の実施の形態２に係る速度制御装置が有する演算部の構成図 実施の形態２に係る速度制御装置の動作を説明するフローチャート 実施の形態２に係る演算部における速度選択動作を説明するための図 本発明の実施の形態３に係る速度制御装置が有する演算部の構成図 実施の形態３に係る速度制御装置の動作を説明するフローチャート 実施の形態３に係る演算部における位置補正動作を説明するための図 本発明の実施の形態１から３に係る速度制御装置のハードウェア構成図 本発明の実施の形態４に係る無線列車制御システムの構成図 図１２に示される無線列車制御システムで用いられる列車搭載機器の構成図 本発明の実施の形態４に係る無線列車制御システムで伝送される情報を示すタイミングチャート
　以下に、本発明の実施の形態に係る速度制御装置、無線列車制御システムおよび速度制御方法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１．
　図１は本発明の実施の形態１に係る速度制御装置を搭載した列車を示す図である。列車１００にはレール１１の上を走行するための車輪１０が設けられており、車輪１０は図示しない主電動機により回転駆動される。
　車輪１０の車軸には速度発電機１が設けられ、速度発電機１は、車軸の１回転当たり、すなわち車輪１０の１回転当たり１周期の正弦波電圧を発生する。具体的には、車軸の回転に伴い速度発電機１に内蔵されるロータが回転し、ロータの外周面に形成された歯部が磁極片を通過することにより、磁極片に巻回されたコイルにおいて周期的に変化する交流電圧が発生する。交流電圧は車輪１０の回転数に対応した交流電圧信号１ａとして出力される。
　列車１００には、列車速度を制御するための速度制御装置８とマスターコントローラ４とが設けられている。速度制御装置８は、信号変換部２、パルスカウント部３、演算部７、路線データベース５および車両特性データベース６を備える。速度制御装置８は、これらの機能以外にも列車速度制御機能を備えてもよく、列車速度制御機能一例としては、列車の位置および速度を速度制御パターンと比較して列車１００の速度を制御する保安装置を例示できる。
　信号変換部２は、速度発電機１から出力された交流電圧信号を矩形波のパルス信号２ａに変換して出力する。
　パルスカウント部３は、単位時間当たりに発生するパルス信号２ａの数をカウントしてパルスカウント信号３ａを出力する。すなわちパルスカウント部３は、車輪１０の回転数に対応した数のパルスカウント信号３ａを出力する。パルスカウント部３では、パルス信号２ａの立ち上がりから立ち下がりまでの区間を１パルスとしてパルス信号２ａの数がカウントされる。
　マスターコントローラ４は、列車１００の図示しない運転台に設置され、力行ノッチおよびブレーキノッチを決定してノッチ情報４ａとして出力する。マスターコントローラ４はノッチ情報４ａ以外にも列車１００の進行方向を示す情報といった運転に必要な制御情報を出力する。
　路線データベース５には、路線のキロ程に対応した勾配および曲線半径といった線形情報が路線データ５ａとして登録されている。
　車両特性データベース６には、列車１００の各車両の重量と、ノッチ速度に対応した引張力と、ノッチ速度に対応したブレーキ力とが車両特性データ６ａとして登録されている。
　演算部７は、パルスカウント信号３ａ、ノッチ情報４ａ、路線データ５ａおよび車両特性データ６ａを用いて、一定周期毎に第１の速度Ｖｃ１および第２の速度Ｖｃ２を演算する。演算部７は、演算した第１の速度Ｖｃ１および第２の速度Ｖｃ２を速度情報Ｖｎとして保持すると共に、速度情報Ｖｎを用いる制御要素に対して出力する。
　図２は本発明の実施の形態１に係る速度制御装置の構成図である。図２に示す演算部７は、パルス検知部７１、速度演算部７２および位置演算部７３を備える。
　パルス検知部７１は、パルスカウント信号３ａを検知できるか否かを判定する。
　パルス検知部７１がパルスカウント信号３ａを検知できないとき、速度演算部７２は、ノッチ情報４ａと、路線データ５ａと、車両特性データ６ａと、１つ前の演算周期で演算された第１の速度Ｖｃ１の前回値とを用いて、新たな第１の速度Ｖｃ１を演算する。
　パルス検知部７１がパルスカウント信号３ａを検知できたとき、速度演算部７２は、パルスカウント信号３ａのカウント数に基づいて第２の速度Ｖｃ２を演算する。
　位置演算部７３は、下記（１）式により、速度演算部７２で演算された現在の第１の速度Ｖｃ１または現在の第２の速度Ｖｃ２を用いて、現在時刻からΔｔ後における列車１００の先頭車両の位置Ｐを演算する。
　Δｔ秒後の位置Ｐ＝現在位置Ｐ＋Δｔ×現在速度・・・（１）
　次に速度制御装置８の動作を説明する。以下では図３を用いて速度演算部７２および位置演算部７３における演算動作を説明した上で、図４を用いて速度制御装置８の動作を説明する。
　図３は列車の速度を演算する際に用いられる力行性能曲線を示す図である。縦軸は列車１００に搭載されるモータの１台当たりの引張力を表す。横軸は列車の速度を表す。図３には一例として４つの力行ノッチ１Ｎ，２Ｎ，３Ｎ，４Ｎのそれぞれに対応した力行性能曲線が示される。各力行性能曲線は、力行ノッチに対応した引張力と列車速度との関係を示すものであり引張力曲線とも呼ばれる。複数の力行性能曲線情報は予め演算部７に設定されており、演算部７の速度演算部７２は、ノッチ情報４ａを随時取り込み、力行ノッチに対応した力行性能曲線を選択する。
　パルスカウント信号３ａが検知されない、演算部７は、選択した力行性能曲線と現在速度とを用いて現時点での引張力および加速度を計算し、Δｔ秒後の速度を求めることにより、第１の速度Ｖｃ１を演算する。パルスカウント信号３ａが検知されるとき、演算部７は、選択した力行性能曲線に従い列車を加速させる第２の速度Ｖｃ２を演算する。
　ブレーキも同様に複数のブレーキノッチのそれぞれに対応したブレーキ性能曲線が演算部７に設定されており、演算部７の速度演算部７２は、ノッチ情報４ａを随時取り込み、ブレーキノッチに対応したブレーキ性能曲線を選択する。
　パルスカウント信号３ａが検知されない、演算部７は、選択したブレーキ性能曲線と現在速度とを用いて現時点での減速度を計算し、Δｔ秒後の速度を求めることにより、第１の速度Ｖｃ１を演算する。パルスカウント信号３ａが検知されるとき、演算部７は、選択したブレーキ性能曲線に従い列車を減速させる第２の速度Ｖｃ２を演算する。
　図４は実施の形態１に係る速度制御装置の動作を説明するフローチャートである。
　列車１００が一定速度ＶＬ以上の速度で走行する場合、速度制御装置８では、交流電圧信号１ａがパルス信号２ａに変換され、パルスカウント信号３ａが出力される。ところが列車１００が一定速度ＶＬよりも低い速度で走行する場合、速度制御装置８では、速度発電機１の発電電圧が低下するためパルス信号２ａの変換ができず、パルスカウント信号３ａが出力されなくなる。一定速度ＶＬは５ｋｍ／ｈと仮定する。
　列車１００において転動防止ブレーキが解除されたとき、演算部７は図３に示す処理を開始する。信号検知ステップであるＳ１において、列車１００が一定速度ＶＬ未満の速度で走行することでパルスカウント信号３ａが検知されない場合（Ｓ１，Ｎｏ）、速度演算部７２は、速度演算ステップであるＳ２において、前周期の列車位置Ｐｎ－１と、前周期の速度Ｖｎ－１と、前周期のノッチ位置Ｍｎ－１と、路線の勾配と、路線の曲線半径と、各車両の重量と、ノッチに対応した引張力と、ノッチに対応したブレーキ力とを用いて、第１の速度Ｖｃ１を演算する（Ｓ２）。
　列車１００が一定速度ＶＬ以上の速度で走行することによりパルスカウント信号３ａが検知された場合（Ｓ１，Ｙｅｓ）、速度演算部７２は、パルスカウント信号３ａのカウント数に車輪１０の直径を含む係数を乗じて、第２の速度Ｖｃ２を演算する（Ｓ３）。
　Ｓ２およびＳ３で演算された第１の速度Ｖｃ１および第２の速度Ｖｃ２は、今周期に演算した速度情報Ｖｎとして保持されると共に、速度情報Ｖｎを用いる制御要素に対して出力される。位置演算部７３は、位置演算ステップであるＳ４において、Ｓ２およびＳ３で演算された速度を用いて列車１００の先頭車両の位置Ｐを演算して出力する（Ｓ４）。
　このように実施の形態１の速度制御装置８は、低速走行時に速度発電機１の発電電圧が低下した場合でもノッチ情報４ａ、路線データ５ａおよび車両特性データ６ａを用いて最新の速度を演算して列車１００の位置Ｐを推定することができる。そのため速度発電機１の発電電圧が低下する低速域の列車速度を検出するために速度発電機１以外の新たなセンサを追加しなくても高い精度で速度を演算でき、コストの増加を抑制できると共に、信頼性の低下を抑制できる。
　さらに実施の形態１の速度制御装置８を備える列車１００が無線通信により地上装置に位置Ｐを送信する場合には、先行列車と後続列車との走行間隔を精度良く制御することができ、フェールセーフ性と効率的な運行との双方をコスト面で有利な構成で実現することができる。
実施の形態２．
　図５は本発明の実施の形態２に係る速度制御装置が有する演算部の構成図である。実施の形態２の演算部７－２は、パルス検知部７１、速度演算部７２および位置演算部７３に加えて、速度選択部７４を備える。また実施の形態２の位置演算部７３は速度選択部７４で選択された速度を用いて位置Ｐを演算する。
　図６および図７を用いて実施の形態２の速度制御装置８の動作を説明する。
　図６は実施の形態２に係る速度制御装置の動作を説明するフローチャートである。
　パルスカウント信号３ａが検知されない場合（Ｓ１１，Ｎｏ）、速度演算部７２は、前周期の列車位置Ｐｎ－１と、前周期の速度Ｖｎ－１と、前周期のノッチ位置Ｍｎ－１と、路線の勾配と、路線の曲線半径と、各車両の重量と、ノッチに対応した引張力と、ノッチに対応したブレーキ力とを用いて第１の速度Ｖｃ１を演算する（Ｓ１２）。
　速度選択部７４は、第１の速度Ｖｃ１と一定速度ＶＬを比較し、第１の速度Ｖｃ１が一定速度ＶＬよりも大きい場合（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、第１の速度Ｖｃ１および一定速度ＶＬの内、一定速度ＶＬを、位置Ｐの演算用の速度Ｖとして選択する（Ｓ１４）。
　第１の速度Ｖｃ１が一定速度ＶＬ未満である場合（Ｓ１３，Ｎｏ）、速度選択部７４は、第１の速度Ｖｃ１および一定速度ＶＬの内、第１の速度Ｖｃ１を、位置Ｐの演算用の速度Ｖとして選択する（Ｓ１５）。
　Ｓ１１においてパルスカウント信号３ａが検知された場合（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、速度演算部７２は、パルスカウント信号３ａのカウント数に車輪１０の直径を含む係数を乗じて、第２の速度Ｖｃ２を演算する（Ｓ１６）。
　Ｓ１４、Ｓ１５またはＳ１６で演算された速度は今周期に演算した速度情報Ｖｎとして保持されると共に、速度情報Ｖｎを用いる制御要素に対して出力される。位置演算部７３は、Ｓ１４、Ｓ１５またはＳ１６で演算された速度を用いて列車１００の先頭車両の位置Ｐを演算する（Ｓ１７）。
　図７は実施の形態２に係る演算部における速度選択動作を説明するための図である。（Ａ）速度発電機１を搭載した列車１００において転動防止ブレーキが解除されたとき、演算部７－２は図６に示す処理を開始し、（Ｂ）第１の速度Ｖｃ１の演算および位置Ｐの演算を行う。
　（Ｃ）第１の速度Ｖｃ１が一定速度ＶＬを超えたがパルスカウント信号３ａを検知できない場合、交流電圧信号１ａを用いて列車１００の実速度を演算することができない。（Ｄ）そのため演算部７－２では、パルスカウント信号３ａが検知されるまで一定速度ＶＬを用いて位置Ｐが演算される。すなわち先行列車との衝突を回避するため、パルスカウント信号３ａを検知できないときに想定される最も高い速度である一定速度ＶＬを用いて位置Ｐが演算される。
　（Ｅ）パルスカウント信号３ａが検知された場合、演算部７－２では第２の速度Ｖｃ２を用いて列車１００の位置Ｐが演算される。
　実施の形態２の速度制御装置８によれば、速度制御装置８を搭載した列車１００の前に先行列車が存在する場合でも、パルスカウント信号３ａを検知できないときに想定される最も高い速度で位置Ｐを制御できる。そのため実施の形態１に比べて、先行列車と後続列車との間隔をより精度良く制御できフェールセーフ性を高めることができる。
実施の形態３．
　図８は本発明の実施の形態３に係る速度制御装置が有する演算部の構成図である。実施の形態３の演算部７－３は、パルス検知部７１、速度演算部７２および位置演算部７３に加えて、位置補正部７６を備える。
　図９および図１０を用いて実施の形態３の速度制御装置８の動作を説明する。
　図９は実施の形態３に係る速度制御装置の動作を説明するフローチャートである。
　パルスカウント信号３ａが検知されない場合（Ｓ２１，Ｎｏ）、速度演算部７２は、前周期の列車位置Ｐｎ－１と、前周期の速度Ｖｎ－１と、前周期のノッチ位置Ｍｎ－１と、路線の勾配と、路線の曲線半径と、各車両の重量と、ノッチに対応した引張力と、ノッチに対応したブレーキ力とを用いて第１の速度Ｖｃ１を演算する（Ｓ２２）。
　位置補正部７６は、第１の速度Ｖｃ１と一定速度ＶＬを比較し、第１の速度Ｖｃ１が一定速度ＶＬを超えるまで比較動作を繰り返し（Ｓ２３，Ｎｏ）、第１の速度Ｖｃ１が一定速度ＶＬ以下の場合（Ｓ２３，Ｙｅｓ）、再びパルスカウント信号３ａが検知されたか否かを判定する。
　パルスカウント信号３ａが検知された場合（Ｓ２４，Ｙｅｓ）、位置補正部７６は、転動防止ブレーキが解除されてからパルスカウント信号３ａを検知するまでの時間を用いて列車の位置を補正して、補正後の位置Ｐ２を演算する（Ｓ２６）。
　具体的には、位置補正部７６は、下記（２）式により現在速度ＶＭである第１の速度Ｖｃ１を用いて現在時刻からΔｔ後における列車１００の先頭車両の位置Ｐを演算する。次に位置補正部７６は下記（３）式により補正量Ｌを演算する。さらに位置補正部７６は、下記（４）式によりΔｔ秒後の位置Ｐから補正量Ｌを差し引いた位置Ｐ２を演算する。すなわち位置補正部７６は列車１００の先頭車両の位置Ｐを、列車１００の進行方向の逆側に一定距離ずらすように調整する。
　Δｔ秒後の位置Ｐ＝現在位置Ｐ＋Δｔ×現在速度ＶＭ・・・（２）
　補正量Ｌ＝Δｔ×（ＶＬ－ＶＭ）／２・・・（３）
　位置Ｐ２＝Δｔ秒後の位置Ｐ－補正量Ｌ・・・（４）
　Ｓ２１においてパルスカウント信号３ａが検知された場合（Ｓ２１，Ｙｅｓ）、速度演算部７２は、パルスカウント信号３ａのカウント数に車輪１０の直径を含む係数を乗じて、第２の速度Ｖｃ２を演算する（Ｓ２５）。
　Ｓ２４においてパルスカウント信号３ａが検知されない場合（Ｓ２４，Ｎｏ）、位置演算部７３は、Ｓ２２で演算された速度を用いて列車１００の先頭車両の位置Ｐを演算して出力する。また位置演算部７３はＳ２５で演算された速度を用いて位置Ｐを演算して出力する（Ｓ２７）。
　図１０は実施の形態３に係る演算部における位置補正動作を説明するための図である。（Ａ）速度発電機１を搭載した列車１００において転動防止ブレーキが解除されたとき、演算部７－３は図９に示す処理を開始し、（Ｂ）第１の速度Ｖｃ１の演算および位置Ｐの演算を行う。
　（Ｃ）演算された現在速度ＶＭである第１の速度Ｖｃ１が一定速度ＶＬを超えていない状態でパルスカウント信号３ａが検知された場合、パルスカウント信号３ａが検知されたときに推定された第１の速度Ｖｃ１は、実際の列車速度よりも高い可能性がある。（Ｄ）そこで位置演算部７３は、上記の（２）式から（４）式により、Δｔ秒後の位置Ｐを補正量Ｌで補正した位置Ｐ２を演算する。これにより第１の速度Ｖｃ１が一定速度ＶＬ以下のときの列車１００の位置は、図１０に示すように列車１００の進行方向の逆側に一定距離ずらすように調整される。
　（Ｅ）第１の速度Ｖｃ１が一定速度ＶＬを超えてパルスカウント信号３ａが検知された場合、演算部７－３では第２の速度Ｖｃ２が演算され、第２の速度Ｖｃ２を用いて列車１００の位置Ｐが演算される。
　実施の形態３の速度制御装置８によれば、速度制御装置８に設定された一定速度ＶＬの値と、パルスカウント信号３ａが検知されるタイミングにおける列車１００の実速度との間に誤差がある場合でも、列車１００の位置Ｐを補正できるため、実施の形態１に比べて先行列車と後続列車との走行間隔をより精度良く制御でき、フェールセーフ性を高めることができる。
　図１１は本発明の実施の形態１から３に係る速度制御装置のハードウェア構成図である。
　各実施の形態の速度制御装置８は、入出力部８１、記憶部８２およびプロセッサ８３を含み、入出力部８１、記憶部８２およびプロセッサ８３はデータバス８４で相互に接続されている。
　入出力部８１は、外部機器から送信される情報を記憶部８２に記憶させると共に、プロセッサ８３が外部機器との間で情報を送受信するためのインターフェース回路である。各実施の形態では、交流電圧信号１ａおよびノッチ情報４ａが入出力部８１に入力され、第１の速度Ｖｃ１、第２の速度Ｖｃ２および位置Ｐに関する速度位置情報が入出力部８１を介して速度制御装置８の外部機器に対して出力される。速度位置情報の送信先の例としては、列車１００に搭載される保安装置、列車１００に搭載される列車情報管理装置、および地上側に設置された地上制御装置である。
　記憶部８２の種類としては、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）を例示できる。記憶部８２は、プロセッサ８３用プログラムを記憶する。また記憶部８２は、路線データ５ａおよび車両特性データ６ａを記憶する。また記憶部８２は、入出力部８１を介して入力された交流電圧信号１ａおよびノッチ情報４ａを一時的に記憶する。さらに記憶部８２は、第１の速度Ｖｃ１、第２の速度Ｖｃ２および位置Ｐを一時的に記憶する。
　プロセッサ８３はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）といった回路である。プロセッサ８３は信号変換部２、パルスカウント部３および演算部７，７－２，７－３を有する。記憶部８２に格納されたプログラムをプロセッサ８３が実行することにより、信号変換部２、パルスカウント部３および演算部７，７－２，７－３が実現される。
実施の形態４．
　図１２は本発明の実施の形態４に係る無線列車制御システムの構成図である。実施の形態４では実施の形態１から３に係る速度制御装置８で演算された列車１００の速度および位置を用いたシステムを説明する。
　図１２に示される無線列車制御システム２００は、ネットワーク２０２を介して接続された複数の地上制御装置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１と、ネットワーク２０３を介して各地上制御装置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１に接続された複数の無線基地局ａ～ｈと、ネットワーク２０３を介して各地上制御装置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１とを有して構成されている。
　無線列車制御システム２００は、路線９上を複数の制御領域である拠点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割し、各拠点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに地上制御装置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１を設け、各地上制御装置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１が各拠点における列車１００を管理するように構成されている。地上制御装置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１はネットワーク２０２を介して、列車制御に必要な情報を他の地上制御装置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１との間で送受信する。
　図１２に示される無線列車制御システム２００では、４つの地上制御装置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１が用いられ、地上制御装置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１に２つの無線基地局が接続されているが、地上制御装置および無線基地局の数はこれに限定されるものではない。
　図１３は図１２に示される無線列車制御システムで用いられる列車搭載機器の構成図である。図１３では無線基地局ｃと通信中の列車１００が示される。
　列車１００の一方の先頭車両２２には速度制御装置８、車上無線装置２０および列車情報管理装置５０が搭載される。列車１００の他方の先頭車両２３には車上無線装置２１および列車情報管理装置５１が搭載される。
　図１３では車両搭載機器の一例が示されているが、実際の列車１００にはこれらの機器以外にも速度発電機、ブレーキ制御装置、車上子といった機器が搭載されていることは言うまでもない。
　速度制御装置８は先頭車両２２内の伝送路で車上無線装置２０および列車情報管理装置５０に接続され、車上無線装置２１および列車情報管理装置５１は先頭車両２３内の伝送路で接続される。
　列車１００と無線基地局ｃとの間では、無線基地局ｃから列車１００に向けて情報２５が送信され、列車１００から無線基地局ｃに向けて情報２６が送信される。情報２５は地上側から車上側に送信される情報であり、情報２６車上側から地上側に送信される情報である。
　図１４は本発明の実施の形態４に係る無線列車制御システムで伝送される情報を示すタイミングチャートである。
　（１）列車１００に搭載された速度制御装置８で演算された位置情報は車上無線装置２０に伝送され、位置情報を受信した車上無線装置２０は位置情報を特定の伝送フレームにセットする。伝送フレームには位置情報の他にも各列車を識別する列車ＩＤもセットされる。伝送フレームは情報２６として、当該列車１００を管理する地上制御装置の拠点内の無線基地局に送信される。
　（２）情報２６を受信した無線基地局は位置情報を抽出し、抽出された位置情報は当該無線基地局を管理する地上制御装置に送信される。
　（３）位置情報を受信した地上制御装置は、自装置の拠点内を走行する列車の位置を検知すると共に、他の地上制御装置との間で位置情報の授受を行い、位置情報に基づいて後続列車に対する停止限界位置情報を生成する。生成された停止限界位置情報は無線基地局に送信される。
　なお各地上制御装置では、拠点内に在線する列車がどの拠点に在線しているかを示す在線管理情報が作成され、この情報が運行管理システム等の上位の管理システムへ送信される。上位の管理システムでは、各地上制御装置から送信された在線管理情報に基づいてシステム内の全列車の位置が把握される。
　（４）停止限界位置情報を受信した無線基地局は、停止限界位置情報を伝送フレームにセットする。伝送フレームには、停止限界位置情報の他にも無線基地局を識別する基地局ＩＤがセットされる。伝送フレームは情報２５として後続列車に搭載される車上無線装置２０，２１に受信される。
　情報２５を受信した車上無線装置２０，２１は情報２５に含まれる停止限界位置情報を抽出して速度制御装置８へ送信する。速度制御装置８では、停止限界位置情報に基づいて速度照査パターンが生成され、生成された速度照査パターンは速度情報と比較され、速度情報が速度照査パターンを超過したとき、速度制御装置８ではブレーキ指令が生成され、ブレーキ指令は図示しないブレーキ制御装置に出力される。
　このように構成された無線列車制御システム２００によれば、従来の軌道回路を用いることなく列車の速度制御を行うことができ、コストダウンと安全性の向上を図ることができるだけでなく、適切な列車間隔制御を行うことにより、輸送効率を向上させることができる。
　また無線列車制御システム２００は実施の形態１から３の速度制御装置８を用いるため、低速域における列車１００の速度制御をコストの増加を抑えながら精度良く行うことができる。
　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　速度発電機、１ａ　交流電圧信号、２　信号変換部、２ａ　パルス信号、３　パルスカウント部、３ａ　パルスカウント信号、４　マスターコントローラ、４ａ　ノッチ情報、５　路線データベース、５ａ　路線データ、６　車両特性データベース、６ａ　車両特性データ、７，７－２，７－３　演算部、８　速度制御装置、９　路線、１０　車輪、１１　レール、２０，２１　車上無線装置、２５，２６　情報、５０，５１　列車情報管理装置、７１　パルス検知部、７２　速度演算部、７３　位置演算部、７４　速度選択部、７６　位置補正部、８１　入出力部、８２　記憶部、８３　プロセッサ、８４　データバス、１００　列車、２００　無線列車制御システム、２０２，２０３　ネットワーク。

Claims (5)

  1. 　速度発電機を用いて列車の速度を制御する速度制御装置であって、
    　前記速度発電機から出力され前記列車の車輪の回転数に対応した交流電圧信号から変換されるパルスカウント信号を検知できないときには、マスターコントローラから出力されるノッチ情報と、路線データを管理する路線データベースの情報と、車両特性データを管理する車両特性データベースの情報とを用いて第１の速度を演算し、前記パルスカウント信号を検知できるときには、前記パルスカウント信号を用いて第２の速度を演算する演算部を備えたことを特徴とする速度制御装置。
  2. 　前記演算部は、
    　前記第１の速度および前記第２の速度を演算する速度演算部と、
    　前記第２の速度が一定速度を超えるときには前記一定速度を選択し、前記第２の速度が一定速度未満のときには前記第２の速度を選択する速度選択部と、
    　前記速度選択部で選択された速度を用いて前記列車の位置を演算する位置演算部と
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載の速度制御装置。
  3. 　前記演算部は、
    　前記第１の速度および前記第２の速度を演算する速度演算部と、
    　前記第１の速度が一定速度以下であるときに前記パルスカウント信号を検知できる場合には、前記パルスカウント信号を検知するまでの時間を用いて列車の位置を補正する位置補正部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の速度制御装置。
  4. 　請求項２または請求項３に記載の速度制御装置で演算された前記位置を表示することを特徴とする無線列車制御システム。
  5. 　速度発電機を用いて列車速度を制御する速度制御装置に適用される速度制御方法であって、
    　前記速度発電機から出力され列車の車輪の回転数に対応した交流電圧信号から変換されるパルスカウント信号を検知したか否かを判断する信号検知ステップと、
    　前記信号検知ステップで前記パルスカウント信号を検知できないときには、マスターコントローラから出力されるノッチ情報と、路線データを管理する路線データベースの情報と、車両特性データを管理する車両特性データベースの情報とを用いて速度を演算する速度演算ステップと、
    　前記速度演算ステップで演算された速度を用いて前記列車の位置を演算する位置演算ステップとを含むことを特徴とする速度制御方法。
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