WO2018139012A1 - 走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システム - Google Patents

走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システム Download PDF

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WO2018139012A1
WO2018139012A1 PCT/JP2017/040903 JP2017040903W WO2018139012A1 WO 2018139012 A1 WO2018139012 A1 WO 2018139012A1 JP 2017040903 W JP2017040903 W JP 2017040903W WO 2018139012 A1 WO2018139012 A1 WO 2018139012A1
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WO
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train
start determination
coasting
determination information
traveling
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Application number
PCT/JP2017/040903
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English (en)
French (fr)
Inventor
小田　篤史
将尭 横田
雄飛 堤
江田　隆則
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/40—Adaptation of control equipment on vehicle for remote actuation from a stationary place

Definitions

  • the present invention relates to a travel control device, a travel control method, and a travel control system, and is suitably applied to, for example, a travel control device, a travel control method, and a travel control system that control train travel according to travel conditions. .
  • ATO automatic train operation
  • TSC Train Automatic Stop Control
  • the ATO device and the driving support device perform driving control and driving operation support based on a driving pattern with low power consumption derived in advance by simulation.
  • a situation in which the vehicle cannot travel according to the travel pattern derived by the simulation occurs due to conditions (travel resistance, boarding rate, etc.) different from the preconditions for the simulation.
  • Patent Document 1 a technique for correcting a traveling pattern according to actual traveling conditions is disclosed (see Patent Document 1). More specifically, when traveling between stations by combining constant speed traveling and coasting, information between stations indicating the distance between the stations where the vehicle travels, and the target traveling time when traveling between stations, between the stations Determine the speed for constant speed travel by referring to the constant speed travel speed information calculated and recorded in advance by simulation of the relationship between the travel time between stations required for travel and the power consumption required for travel between stations. A vehicle that determines the position to start coasting with reference to coasting start position information that records the relationship between the position at which coasting starts from the speed and the travel time required to start coasting and stop at the target position A travel control device and a vehicle travel support device are disclosed.
  • the driving pattern is corrected according to actual driving conditions by changing the position of starting the coasting with reference to the coasting start position information calculated by the simulation. For this reason, after the coasting is started, the travel pattern is not corrected according to the actual travel conditions. For example, when the running resistance and the boarding rate are different from the simulation conditions, the arrival time from starting coasting to the target position of the next station is different from the time calculated by the simulation.
  • Patent Document 1 when the traveling conditions are different from the simulation conditions, the technique described in Patent Document 1 has a problem that the target traveling time cannot be satisfied.
  • the coasting start position information is referred to even after the coasting is started, and power running is performed if it is later than the target travel time, and braking is performed if it is earlier than the target travel time so that the target travel time is satisfied. You can also.
  • this method is the same as following a coasting pattern calculated under a traveling condition different from the actual traveling condition, and powering and coasting, and braking and coasting are repeated. As a result, problems such as deterioration in ride comfort and increase in power consumption occur.
  • the present invention has been made in consideration of the above points, and satisfies the target travel time even when a difference occurs in the actual travel condition from a design value (for example, travel resistance, boarding rate) assumed as a simulation condition.
  • a design value for example, travel resistance, boarding rate
  • it is intended to propose a travel control device, a travel control method, and a travel control system that control the travel of a train so that the amount of power consumption is reduced.
  • a storage unit that stores, for each traveling condition, coasting start determination information that defines a traveling time during coasting from each position of the train to the next target point for each speed of the train;
  • a selection unit that selects coasting start determination information corresponding to the current traveling condition from coasting start determination information stored in the storage unit, and the current position of the train and the train from the coasting start determination information selected by the selection unit
  • a driving time is determined based on the current speed of the train and the driving time for controlling the traveling of the train based on the identified traveling time and the remaining traveling time until the train arrives at the next target point.
  • a creation section for creating a command.
  • the selection unit selects the coasting start determination information corresponding to the current traveling condition from the coasting start determination information stored in the storage unit, and the creation unit includes the selection unit.
  • the travel time is determined based on the current position of the train and the current speed of the train from the coasting start determination information selected in Step 1, and the determined travel time and the remaining travel time until the train arrives at the next target point And a second step of creating a braking / driving command for controlling the traveling of the train.
  • the storage unit stores coasting start determination information for each traveling condition that defines the traveling time during coasting from each position of the train to the next target point for each speed of the train, and the storage unit A selection unit that selects coasting start determination information corresponding to the current traveling condition from the stored coasting start determination information, and from the coasting start determination information selected by the selection unit, the current position of the train and the current speed of the train Creates a braking / driving command for controlling the traveling of the train based on the identified traveling time and the remaining traveling time until the train arrives at the next target point And so on.
  • the braking / driving command for controlling the traveling of the train between the target points is created so as to satisfy the target traveling time and suppress the increase in power consumption even if the traveling condition changes. Therefore, the ATO device, the driving support device, and the like can be appropriately controlled.
  • a travel control device it is possible to realize a travel control device, a travel control method, and a travel control system that control the travel of a train so as to reduce power consumption while satisfying a target travel time.
  • FIGS. 1 to 5 Each device shown in FIGS. 1 to 5 is a device including a processor, a storage medium, and the like.
  • the function of each unit of each device is realized by a processor reading a program stored in a storage medium.
  • FIG. 1, 1 shows the train travel control system by 1st Embodiment as a whole.
  • the train travel control system 1 includes a train 101.
  • the travel of the train 101 is controlled based on a travel pattern (operation curve) that satisfies a target travel time (target travel time) derived in advance by simulation and that consumes less power.
  • target travel time target travel time
  • a braking / driving command (for example, information for adjusting the position where coasting is started) is created, and the train 101 travels according to actual travel conditions.
  • the train 101 may be referred to as a vehicle constituting the train 101 in some cases.
  • the train 101 includes a travel pattern creation device 102, a vehicle information control device 103, an automatic train operation device (hereinafter referred to as an ATO device) 104, a braking / driving control device 110, and a master controller (hereinafter referred to as a mascon) 111.
  • the travel of the train 101 is controlled.
  • the traveling pattern creation device 102 receives the operation pattern, diamond information, position information, and speed information from the vehicle information control device 103.
  • the travel pattern creation device 102 creates (corrects) a travel pattern up to a target point (next station, passing station, passing point, etc.) based on the remaining travel time, which will be described later, and the current position and current speed of the train 101. .
  • a travel pattern (which may be a braking / driving command) to the next station where the power consumption is reduced while satisfying the arrival time of the next station (arrival time when the train 101 arrives at the next station) is created.
  • the travel pattern creation device 102 transmits the created travel pattern or braking / driving command to the ATO device 104.
  • the data format between the traveling pattern creation device 102 and the ATO device 104 is not limited.
  • the ATO device 104 has two major functions. One is a speed position detection function that detects a speed signal and a position signal, and the other is a control command calculation function that calculates a braking / driving command. That is, the ATO device 104 includes a speed position detection unit 105 that executes a speed position detection function and a control command calculation unit 106 that executes a control command calculation function.
  • the ATO device 104 detects the speed signal from the speed generator 107 installed on the wheel shaft of the train 101 by the speed position detection unit 105, and communicates with the ground unit 108 and the ground unit 108 that send information for control of the train 101.
  • a position signal is detected from the vehicle upper body 109 to be operated.
  • the vehicle upper element 109 is installed on the bottom surface of the train 101 so as to face the ground element 108 provided on the route.
  • the ATO device 104 calculates a braking / driving command based on the acquired speed signal (speed information) and position signal (position information) by the control command calculation unit 106, and uses the calculated braking / driving command as vehicle information control. This is output to the braking / driving control device 110 via the device 103 or the vehicle information control device 103.
  • the control command calculation unit 106 includes a planning unit 112 that executes a planning function, a tracking unit 113 that executes a tracking function, and a speed deviation calculation unit 114.
  • the planning unit 112 receives the position information from the speed position detection unit 105 and plans the target speed of the train 101.
  • the speed deviation calculation unit 114 receives the target speed from the planning unit 112 and the speed information from the speed position detection unit 105, calculates a difference between these speeds, that is, a speed deviation, and outputs the difference to the follower 113.
  • the follower 113 receives the speed deviation calculated by the speed deviation calculator 114 and outputs braking / driving force.
  • the planning function in the planning unit 112 is a function that determines a speed (calculates a target speed) by comparing the current position with a traveling pattern that is held in advance.
  • the planning unit 112 uses the travel pattern from the travel pattern creation device 102 as the travel pattern.
  • the tracking function in the tracking unit 113 is a table that defines the braking / driving force corresponding to the speed deviation by inputting a difference (speed deviation) between the target speed calculated by the speed deviation calculating unit 114 and the current speed. This function reads out the braking / driving force to be output with reference.
  • the ATO device 104 includes the braking / driving force calculated by the follower 113 in the braking / driving command and outputs the braking / driving force to the braking / driving control device 110 via the vehicle information control device 103.
  • the braking / driving control device 110 controls the traveling of the train 101 based on the input braking / driving command.
  • the ATO device 104 receives a braking / driving command from the traveling pattern creation device 102
  • the ATO device 104 outputs the braking / driving command to the braking / driving control device 110 via the vehicle information control device 103 or the vehicle information control device 103.
  • the braking / driving commands from the mascon 111 and the ATO device 104 include a notch command and a torque command.
  • the vehicle information control device 103 is a device that manages information transmission on the train 101. When a braking / driving command is input from the mass control 111 and the ATO device 104, the vehicle information control device 103 outputs the input braking / driving command to the braking / driving control device 110.
  • the mascon 111 is a switch device that remotely controls the output and speed of the train 101 (railway vehicle), and is generally installed in the cab of the railroad vehicle.
  • the configuration of the train 101 may be a configuration other than the configuration shown in FIG. 1.
  • the function of the traveling pattern creation device 102 may be implemented in the ATO device 104.
  • the control of the train 101 using the travel pattern created by the travel pattern creation device 102 is not performed by transmitting the travel pattern to the braking / driving control device 110 via the vehicle information control device 103.
  • the driving pattern may be taught to the driver, and the driver may operate the mascon 111 according to the driving pattern to control the train 101.
  • the travel pattern creation device 102 is an example of a travel control device, and an appropriate configuration that can control the train 101 according to the travel pattern created by the travel pattern creation device 102 or a braking / driving command can be employed.
  • the control method and apparatus configuration are not limited.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the travel pattern creation device 102.
  • the traveling pattern creation device 102 includes a coasting start determination table storage unit 201, a traveling resistance calculation unit 202, a coasting start determination table selection unit 203, and a coasting start determination unit 204.
  • a coasting start determination table storage unit 201 storage unit 201
  • a traveling resistance calculation unit 202 calculation unit 202
  • a coasting start determination table selection unit 203 selection unit 203
  • a coasting start determination unit 204 coasting start determination unit 204.
  • the coasting start determination table storage unit 201 stores a coasting start determination table (an example of coasting start determination information) calculated by simulation under various driving resistance and boarding rate conditions.
  • the coasting start determination table storage unit 201 stores the coasting start determination table together with information on simulation conditions (running resistance and boarding rate) when the coasting start determination table is calculated.
  • the boarding rate has a small influence on the behavior of the vehicle speed (vehicle behavior) during coasting, and may be fixed under simulation conditions.
  • the coasting start determination table may be provided for each running resistance.
  • the constant speed operation is controlled so as to maintain a constant speed while controlling power running, coasting, and braking, but since the tensile force is “0” during coasting, the running resistance calculation unit 202 Then, the running resistance of the vehicle is calculated from the vehicle behavior during coasting during constant speed operation.
  • the travel resistance calculation unit 202 transmits the calculated travel resistance to the coasting start determination table selection unit 203.
  • the traveling resistance may be calculated other than during coasting during constant speed operation, or during powering, braking, etc. May be.
  • the resistance force acting on the traveling vehicle is referred to as train resistance
  • the train resistance is generally represented by the sum of travel resistance, gradient resistance, curve resistance, starting resistance, acceleration resistance, and tunnel resistance.
  • the gradient resistance, curve resistance, starting resistance, acceleration resistance, and tunnel resistance depend on route conditions (gradient, curvature) and vehicle conditions. It will not change unless it is changed.
  • the running resistance since the running resistance constantly changes under the influence of wind or the like, the running resistance is calculated from the vehicle behavior.
  • the running resistance is generally expressed by equation (1).
  • R is the running resistance
  • W is the vehicle mass
  • V the vehicle speed
  • a, b, and c are coefficients.
  • the relationship between the running resistance R and the deceleration ⁇ is expressed by equation (2). Since the running resistance R can be calculated by calculating the deceleration ⁇ from the vehicle behavior (derivative of the vehicle speed) during coasting from the equation (2), the coefficient a, using the equations (1) and (2), b and c are derived, and the running resistance at an arbitrary vehicle speed can be calculated. Each running resistance is calculated from any three vehicle speeds using equation (2), each of the vehicle speed and running resistance is substituted into equation (1), and the simultaneous equations are solved to obtain coefficients a, b, c Is derived. In the present embodiment, it is only necessary to be able to calculate the running resistance, and the calculation method and data to be used are not limited. It should be noted that the boarding rate may be set by measuring and calculating the weight of the person on board, or may be set by the conductor judging from the degree of congestion.
  • the coasting start determination table selection unit 203 stores the traveling resistance calculated by the traveling resistance calculation unit 202 and the boarding rate acquired from the vehicle information control device 103 in each coasting start determination table storage unit 201. Compared with the simulation conditions, the coasting start determination table with the closest simulation conditions is selected and read from the coasting start determination table storage unit 201. The coasting start determination table selection unit 203 transmits the read coasting start determination table to the coasting start determination unit 204.
  • the coast start determination unit 204 calculates the remaining travel time based on the current time and the arrival target time.
  • the coasting start determination unit 204 is operated from the vehicle information control device 103 by operating patterns (information indicating express trains, stops at each station, etc.), diagram information (in the case of a limited express, information indicating what time and what time it will arrive at station A, etc.) )
  • the arrival target time is calculated using the information.
  • the arrival target time is calculated using the operation pattern and the diamond information from the vehicle information control device 103, but it is only necessary to be able to calculate the arrival target time of the target point (next station, etc.).
  • the method and the data used are not limited. Further, it is sufficient that the remaining running time from the current position to the target point can be calculated, and the method is not limited.
  • the coasting start determination unit 204 determines the timing of shifting to coasting operation from the comparison between the remaining traveling time and the value (running time) of the coasting start determination table at the current position and current speed.
  • the travel pattern creation device 102 transmits the travel pattern expressed in the form of position and speed to the ATO device 104
  • the travel pattern creation device 102 calculates the travel pattern using the equation of motion from the braking / driving command, the vehicle condition, and the route condition ( create.
  • the travel pattern creation device 102 is based on the coasting start determination table information, the current position of the train 101, the current speed of the train 101, and the remaining travel time until the train 101 arrives at the next target point.
  • a traveling pattern up to the next target point of the train 101 can be created.
  • the brake operation immediately before the speed limit and the brake operation when the target point is stopped are controlled by the ATO device 104. More specifically, when the traveling pattern creation device 102 outputs the braking operation immediately before the speed limit and the braking operation when the target point is stopped to the ATO device 104 as a traveling pattern or a braking / driving command, the ATO device 104 operates. Based on the pattern, diamond information, current position, and current time, the target points where the train 101 is traveling are specified, and the brake pattern between the target points where the train 101 is traveling is acquired from the brake pattern held in advance. And used as a running pattern. For the braking / driving command, a physical quantity (notch, tensile force, torque, etc.) that can follow the brake pattern is calculated using the logic of the ATO device 104.
  • FIG. 3 shows a processing procedure of processing executed by the coasting start determination unit 204.
  • step S301 to step S306 the coasting start determining unit 204 creates a braking / driving instruction, for example, a coasting instruction, a brake instruction, a coasting instruction, and the like. This process is executed every operation cycle (for example, 200 msec) of the travel pattern creation device 102.
  • the operation based on the flowchart of FIG. 3 is as follows.
  • Step S301 The coasting start determination unit 204 calculates the remaining travel time based on the current time and the arrival target time.
  • Step S302 The coasting start determination unit 204 refers to the coasting start determination table (FIG. 4) acquired from the coasting start determination table selection unit 203 based on the current position and the current speed, and the value stored in the acquired coasting start determination table Get (traveling minutes). Subsequently, the coasting start determination unit 204 compares the remaining traveling time and the value in the coasting start determination table.
  • the coasting start determination unit 204 compares the remaining traveling time and the value in the coasting start determination table.
  • step S302 if the coasting start determination unit 204 determines that the remaining running time and the value in the coasting start determination table match (Yes), the process proceeds to step S303, where the remaining traveling time and coasting start. If it is determined that the values in the determination table do not match (No), the process proceeds to step S304.
  • the coincidence between the remaining running time and the value in the coasting start determination table is not only strictly exact coincidence, but also approximately coincidence such as ⁇ 15 seconds (coasting start determination table value ⁇ remaining traveling time). Just do it.
  • a certain permissible error (5 seconds, 10 seconds, etc.) may be recognized in the coincidence determination between the remaining running time and the value of the coasting start determination table.
  • a crew member, maintenance staff, etc. from the cab display
  • the allowable error may be changeable.
  • the method for determining the allowable error is not limited to the above. Details of the coasting start determination table will be described later.
  • Step S303 is processing performed when it is determined that the traveling time between target points can be satisfied when coasting operation is started from the current position and current speed. For this reason, the coasting start determination unit 204 sets coasting operation in the braking / driving command (coasting instruction) in step S303.
  • Step S304 The coasting start determination unit 204 refers to the coasting start determination table acquired from the coasting start determination table selection unit 203 based on the current position and the current speed, and acquires the value stored in the acquired coasting start determination table. Subsequently, the coasting start determination unit 204 compares the remaining traveling time and the value in the coasting start determination table.
  • step S304 the coasting start determination unit 204 moves the process to step S305 when the remaining travel time is smaller than the value of the coasting start determination table (the value of the coasting start determination table> the remaining travel time) (Yes). If the remaining running time is greater than the value in the coasting start determination table (the value in the coasting start determination table and ⁇ the remaining running time) (No), the process proceeds to step S306.
  • Step S305 is a process performed when it is determined that the coasting operation is not performed in time even if the coasting operation is continued based on the current position and the current speed, that is, it is determined that the power running is necessary. For this reason, the coasting start determination unit 204 sets a power running operation (power running instruction) in the braking / driving command in step S305.
  • the value of the power running notch set in the braking / driving command may be held in advance, or may be changed by a crew member, a maintenance worker, or the like from a cab display (not shown) installed in the cab.
  • Step S306 is a process performed when it is determined that the user arrives early when coasting operation is continued based on the current position and the current speed. For this reason, in step S306, a brake is set (brake instruction) in the braking / driving command.
  • the value of the brake notch set in the braking / driving command may be held in advance, or may be changed by a crew member, a maintenance worker, or the like from a cab display (not shown) installed in the cab.
  • FIG. 4 shows an example of a coasting start determination table.
  • the coasting start determination table is provided for each target point and for each simulation condition of running resistance and boarding rate.
  • the coasting start determination table holds the running time in association with the position and speed. More specifically, each cell of the matrix stores the travel time necessary until the next target point when the coasting operation is performed from the position and speed corresponding to the cell.
  • the step size of the position and the step size of the speed are defined so as to satisfy the time of the allowable error by performing a simulation in advance. For example, by setting a small step size such as an interval of 1 m, it is possible to satisfy the time of allowable error. However, in this case, the amount of data increases, so in this embodiment, simulation is performed in advance and The step size is long enough to satisfy the time of error.
  • the coasting start timing is determined using the coasting start determination table created under the simulation condition closest to the latest traveling condition, so that powering and coasting, braking and coasting are repeated. It is possible to satisfy the travel time between target points. Further, since power running and coasting and braking and coasting are not repeated, riding comfort is improved, and an increase in power consumption can be suppressed.
  • the components other than the running resistance calculation unit 202 and the coasting start determination table selection unit 203 are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the running resistance calculation unit 202 is omitted, and the coasting start determination table selection unit 203 selects the coasting start determination table.
  • FIG. 5 shows a conceptual diagram of a method for selecting a coasting start determination table in the present embodiment.
  • the coasting start determination table selection unit 203 sets an arbitrary coasting section (for example, two points). In the present embodiment, it is assumed that the first point and the second point are set as shown in FIG.
  • the coasting start determination table selection unit 203 calculates an actual travel time when the vehicle travels from the first point to the second point (in this example, 20 seconds).
  • the coasting start determination table selection unit 203 refers to the value of the first point in the coasting start determination table calculated by each running resistance.
  • the values in the coasting start determination table for the running resistance a, the running resistance b, and the running resistance c are 240 seconds, 250 seconds, and 260 seconds, respectively.
  • the coasting start determination table selection unit 203 refers to the value of the second point in the coasting start determination table calculated by each running resistance.
  • the values in the coasting start determination table for the running resistance a, the running resistance b, and the running resistance c are 220 seconds, 240 seconds, and 250 seconds, respectively.
  • the coasting start determination table selection unit 203 calculates the difference between the values of the first point and the second point in the coasting start determination table.
  • the difference between the running resistance a, the running resistance b, and the running resistance c is 20 seconds, 10 seconds, and 10 seconds, respectively.
  • the coasting start determination table selection unit 203 selects the coasting start determination table of the running resistance that is close to the actual travel time when the calculated difference travels from the first point to the second point.
  • the coasting start determination table of the running resistance a having the closest difference with respect to the actual running time of 20 seconds is selected.
  • calculation of running resistance by simultaneous equations is not necessary, and calculation load is reduced because only table reference, value subtraction, and value comparison are performed.
  • the energy saving traveling pattern is “power running ⁇ coasting ⁇ brake” and constant speed operation is not included, from the vehicle behavior during coasting during constant speed operation.
  • the running resistance cannot be calculated and the coasting start determination table cannot be selected.
  • the running resistance calculated immediately before the vehicle and the coasting start determination table used for the latest coasting start determination are used.
  • the travel resistance and coasting start determination table may be other than the latest one, for example, calculated under the conditions closest to the current conditions (time, boarding rate, sunny weather, rain, snow, etc.)
  • the selected running resistance and coasting start determination table may be used.
  • the calculation of the running resistance and the selection of the coasting start determination table from the vehicle behavior during coasting are calculated and selected from all possibilities. It is not limited to. You may make it implement calculation and selection from the conditions close
  • the present invention is not limited to this, and the train 101 may be a GPS (Global Positioning). System) device may be provided, and position information may be acquired by a GPS device.
  • GPS Global Positioning
  • System Global Positioning
  • the traveling pattern creation device 102 stores the coasting start determination table.
  • the present invention is not limited thereto, and the traveling pattern creation provided in the train 101 is performed.
  • Another device different from the device 102 may store the coasting start determination table, or an external device capable of communicating with the train 101 may store the coasting start determination table.
  • the traveling pattern creation device 102 includes the traveling resistance calculation unit 202, the coasting start determination table selection unit 203, and the coasting start determination unit 204 has been described.
  • the invention is not limited to this, and a part or all of the traveling resistance calculation unit 202, the coasting start determination table selection unit 203, and the coasting start determination unit 204 is different from the travel pattern creation device 102 provided in the train 101. May be provided, or an external device capable of communicating with the train 101 may be provided.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • one or more of additions, deletions, and substitutions of other configurations can be performed on part of the configuration of each embodiment.
  • each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs and tables for realizing each function is recorded on a recording device such as a memory, hard disk, SSD (Solid State Drive), or recording medium such as an IC (Integrated Circuit) card, SD card, DVD (Digital Versatile Disc) Can be put in.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部と、記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する選択部と、選択部で選択された惰行開始判定情報から列車の現在位置と列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する作成部と、を設けるようにした。

Description

走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システム
　本発明は走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システムに関し、例えば走行条件に応じて列車の走行を制御する走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システムに適用して好適なものである。
　列車運行ダイヤの高過密化や、ホームドア整備に伴う停止位置の厳密化による乗務員の負担の低減を目的として自動列車運転（ＡＴＯ：Automatic Train Operation）装置の導入が進められている。ＡＴＯ装置の中でも、特に、ホームドア位置に車両ドア位置を正確に合わせて列車を停止させる列車定位置停止制御（ＴＡＳＣ：Train Automatic Stop Control）装置は、既設路線駅にホームドア導入が進むに伴い、多くの路線で盛んに導入されている。
　近年、ＡＴＯ装置の本来の目的である目標走行パターンに基づく走行制御に加え、消費電力量の削減もＡＴＯ装置に要求されるようになってきている。一方、ＡＴＯ装置が導入されていない路線向けに消費電力量が少ない走行パターンで走行できるように運転士に運転操作の支援を行う運転支援装置の導入も進められている。
　ＡＴＯ装置および運転支援装置は、シミュレーションで予め導出された消費電力量が少ない走行パターンに基づいて走行制御および運転操作支援を実施する。ところが実際の走行では、シミュレーションの前提条件とは異なる条件（走行抵抗、乗車率など）により、シミュレーションにより導出された走行パターン通りに走行できない事態が発生する。
　この点、走行パターンを実際の走行条件に応じて補正する技術が開示されている（特許文献１参照）。より具体的には、定速走行と惰行とを組み合わせて駅間を走行する場合において、車両が走行する駅間を示す駅間情報と、駅間を走行する際の目標走行時分から駅間の走行に要する駅間走行時分と駅間の走行に要する消費電力量との関係をシミュレーションで予め算出して記録した定速走行速度情報を参照して定速走行を行う速度を決定し、速度ごとに当該速度から惰行を開始する位置と当該惰行を開始して目標位置に停止するまでに要する走行時間との関係を記録した惰行開始位置情報を参照して惰行を開始する位置を決定する車両走行制御装置および車両走行支援装置が開示されている。
特開２０１３－１４６１６６号公報
　特許文献１に記載の技術では、シミュレーションで算出した惰行開始位置情報を参照して惰行を開始する位置を変更することで走行パターンを実際の走行条件に応じて補正している。このため、惰行を開始した後については実際の走行条件に応じた走行パターンの補正は実施されない。例えば、走行抵抗および乗車率がシミュレーション条件と異なる場合、惰行を開始してから次駅の目標位置までの到達時分がシミュレーションで算出した時分と異なってくる。
　このように走行条件がシミュレーション条件と異なる場合、特許文献１に記載の技術では、目標走行時分を満たせない問題がある。
　なお、惰行を開始した後も惰行開始位置情報を参照し、目標走行時分より遅い場合は力行し、目標走行時分より早い場合はブレーキを行うようにして目標走行時分を満たすようにすることもできる。しかしながら、この方法では、実際の走行条件とは異なる走行条件で算出した惰行パターンに追従させることと同じであり、力行と惰行、およびブレーキと惰行が繰り返されることとなる。その結果、乗り心地の悪化、消費電力量の増加という問題が発生する。
　本発明は以上の点を考慮してなされたもので、シミュレーション条件として想定した設計値（例えば、走行抵抗、乗車率）から実際の走行条件に差異が生じた場合においても、目標走行時間を満たしつつ、消費電力量が小さくなるように列車の走行を制御する走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システムを提案しようとするものである。
　かかる課題を解決するため本発明においては、列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する選択部と、前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する作成部と、を設けるようにした。
　また本発明においては、列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部を有する走行制御装置における走行制御方法であって、選択部が、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する第１のステップと、作成部が、前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する第２のステップと、を設けるようにした。
　また本発明においては、列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する選択部と、前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する作成部と、を設けるようにした。
　本発明によれば、走行条件が変化したとしても、目標走行時間を満たし、かつ消費電力量の増加を抑えるように、目標地点間の列車の走行を制御するための制駆動指令を作成することができるので、ＡＴＯ装置、運転支援装置などを適切に制御することができる。
　本発明によれば、目標走行時間を満たしつつ、消費電力量が小さくなるように列車の走行を制御する走行制御装置、走行制御方法、および走行制御システムを実現することができる。
第１の実施の形態による列車走行制御システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態による走行パターン作成装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態による惰行開始判定部の処理に係るフローチャートを示す図である。 第１の実施の形態による惰行開始判定テーブルの構成例を示す図である。 第２の実施の形態による惰行開始判定テーブルの選択方法を示す概念図である。
　以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。図１～図５に示す各装置は、プロセッサ、記憶媒体などを含んで構成される機器である。また、各装置の各部の機能は、プロセッサが記憶媒体に記憶されているプログラムを読み出して実現される。
（１）第１の実施の形態
　図１において、１は全体として第１の実施の形態による列車走行制御システムを示す。この列車走行制御システム１は、列車１０１を含んで構成される。かかる列車走行制御システム１では、シミュレーションで予め導出された目標走行時分（目標走行時間）を満たし、かつ消費電力量が少ない走行パターン（運転曲線）に基づいて列車１０１の走行が制御される。また、列車走行制御システム１では、シミュレーションに用いた走行条件（シミュレーション条件）が実際の走行条件と異なる場合、目標走行時分を満たし、かつ消費電力量の増加を抑える実際の走行条件を加味した制駆動指令（例えば、惰行を開始する位置を調整するための情報）が作成され、実際の走行条件に応じた列車１０１の走行が行われる。なお、列車１０１は、場合によっては列車１０１を構成する車両と称する場合がある。
　列車１０１は、走行パターン作成装置１０２と、車両情報制御装置１０３と、自動列車運転装置（以下、ＡＴＯ装置と称する）１０４と、制駆動制御装置１１０と、マスターコントローラ（以下、マスコンと称する）１１１とを備え、列車１０１の走行が制御される。
　走行パターン作成装置１０２は、車両情報制御装置１０３より運用パターン、ダイヤ情報、位置情報、および速度情報を受信する。走行パターン作成装置１０２は、後述する残走行時分と列車１０１の現在位置と現在速度とに基づいて、目標地点（次駅、通過駅、通過地点など）までの走行パターンを作成（補正）する。例えば、次駅の到着時分（列車１０１が次駅に到着する到着時間）を満たしつつ、消費電力量が小さくなる次駅までの走行パターン（制駆動指令であってもよい。）を作成する。また、走行パターン作成装置１０２は、作成した走行パターンまたは制駆動指令をＡＴＯ装置１０４に送信する。なお、走行パターン作成装置１０２とＡＴＯ装置１０４と間のデータ形式は問わない。
　ＡＴＯ装置１０４は、大きく２つの機能を有する。１つは、速度信号および位置信号を検出する速度位置検出機能であり、もう１つは、制駆動指令を算出する制御指令算出機能である。つまり、ＡＴＯ装置１０４は、速度位置検出機能を実行する速度位置検出部１０５、制御指令算出機能を実行する制御指令算出部１０６を備える。
　ＡＴＯ装置１０４は、速度位置検出部１０５により、列車１０１の車輪軸に設置された速度発電機１０７から速度信号を検出し、列車１０１の制御に供する情報を送る地上子１０８、地上子１０８と通信する車上子１０９から位置信号を検出する。車上子１０９は、路線に設けられる地上子１０８に対向するように列車１０１の底面に設置されている。また、ＡＴＯ装置１０４は、制御指令算出部１０６により、取得した速度信号（速度情報）と位置信号（位置情報）とに基づいて制駆動指令を算出し、算出した制駆動指令を、車両情報制御装置１０３、または車両情報制御装置１０３を介して制駆動制御装置１１０に出力する。
　制御指令算出部１０６は、計画機能を実行する計画部１１２、追従機能を実行する追従部１１３、および速度偏差計算部１１４を含んで構成される。
　計画部１１２は、速度位置検出部１０５からの位置情報を受け、列車１０１の目標速度を計画する。速度偏差計算部１１４は、計画部１１２からの目標速度と速度位置検出部１０５からの速度情報とを受け、これらの速度の差、つまり速度偏差を計算し、追従部１１３に出力する。追従部１１３は、速度偏差計算部１１４にて算出された速度偏差を受け、制駆動力を出力する。
　計画部１１２における計画機能とは、予め保持する走行パターンに対し、現在の位置を照らし合わせて速度を決定（目標速度を算出）する機能である。本実施の形態では、計画部１１２は、走行パターンとしては、走行パターン作成装置１０２からの走行パターンを使用する。また、追従部１１３における追従機能とは、速度偏差計算部１１４により計算された目標速度と現在の速度との差分（速度偏差）を入力し、速度偏差に対応する制駆動力を規定したテーブルを参照して出力すべき制駆動力を読み出す機能である。
　ＡＴＯ装置１０４は、追従部１１３にて算出した制駆動力を制駆動指令に含めて車両情報制御装置１０３を介して制駆動制御装置１１０に出力する。制駆動制御装置１１０は、入力した制駆動指令に基づいて列車１０１の走行を制御する。なお、ＡＴＯ装置１０４は、走行パターン作成装置１０２から制駆動指令を受信した場合は、車両情報制御装置１０３、または車両情報制御装置１０３を介して制駆動制御装置１１０に出力する。
　マスコン１１１およびＡＴＯ装置１０４からの制駆動指令には、ノッチ指令、トルク指令等がある。車両情報制御装置１０３は、列車１０１上の情報伝送を管理する装置であり、マスコン１１１およびＡＴＯ装置１０４からの制駆動指令を入力すると、入力した制駆動指令を制駆動制御装置１１０に出力する。なお、マスコン１１１は、列車１０１（鉄道車両）の出力・速度を遠隔制御するスイッチ装置であり、一般に鉄道車両の運転台に設置される。
　なお、列車１０１の構成は、図１に示す構成以外の構成であってもよく、例えば走行パターン作成装置１０２の機能をＡＴＯ装置１０４内に実装してもよい。また、例えば、走行パターン作成装置１０２が作成した走行パターンを用いた列車１０１の制御は、当該走行パターンが車両情報制御装置１０３を介して制駆動制御装置１１０に送信されて行われるのではなく、当該走行パターンを運転士に教示し、運転士が、当該走行パターンに従ってマスコン１１１を操作して列車１０１を制御する構成としてもよい。
　本実施の形態では、走行パターン作成装置１０２は、走行制御装置の一例であり、走行パターン作成装置１０２が作成した走行パターンまたは制駆動指令に従って列車１０１が制御できる適宜の構成を採用することができ、その制御方法および装置構成は問わない。
　次に、走行パターン作成装置１０２について説明する。図２は、走行パターン作成装置１０２の機能構成を示す図である。
　走行パターン作成装置１０２は、惰行開始判定テーブル記憶部２０１、走行抵抗算出部２０２、惰行開始判定テーブル選択部２０３、および惰行開始判定部２０４を備える。以下、各部における機能について説明する。
　惰行開始判定テーブル記憶部２０１は、様々な走行抵抗および乗車率の条件でシミュレーションにより算出した惰行開始判定テーブル（惰行開始判定情報の一例）を記憶している。惰行開始判定テーブル記憶部２０１は、惰行開始判定テーブルを算出したときのシミュレーション条件（走行抵抗および乗車率）の情報とともに惰行開始判定テーブルを記憶する。なお、一般的に乗車率は、惰行中の車両速度の挙動（車両挙動）に与える影響が小さいため、シミュレーション条件では固定としてもよい。付言するならば、惰行開始判定テーブルは、走行抵抗ごとに設けられてもよい。
　一般的に定速運転は、力行、惰行、およびブレーキを制御しながら一定速度を維持するように制御が行われるが、惰行中は引張力が「０」となるので、走行抵抗算出部２０２は、定速運転中の惰行中の車両挙動から当該車両の走行抵抗を算出する。走行抵抗算出部２０２は、算出した走行抵抗を惰行開始判定テーブル選択部２０３に送信する。なお、車両が出力している引張力を走行パターン作成装置１０２が把握できる場合、走行抵抗の算出は、定速運転中の惰行中以外に実施してもよく、力行中、ブレーキ中などに実施してもよい。
　ここで、走行する車両に働く抵抗力は、列車抵抗と呼ばれ、列車抵抗は、一般的に走行抵抗、勾配抵抗、曲線抵抗、出発抵抗、加速抵抗、およびトンネル抵抗の和で表される。列車抵抗のうち勾配抵抗、曲線抵抗、出発抵抗、加速抵抗、およびトンネル抵抗は、路線条件（勾配、曲率）および車両条件に依存し、路線の付け替え、走行パターン作成装置１０２が搭載される車両が変更とならない限り変動しないと考えられる。一方、走行抵抗は、風などの影響で定常的に変化するため、走行抵抗を車両挙動から算出する。走行抵抗は、一般的に（１）式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　ここで、Ｒは、走行抵抗、Ｗは、車両質量、Ｖは、車両速度、a、b、cは、係数である。
　走行抵抗Ｒおよび減速度βの関係は（２）式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　（２）式より、惰行中の車両挙動（車両速度の微分）から減速度βを算出することで、走行抵抗Ｒを算出できるので、（１）式、（２）式を用いて係数a、b、cを導出し、任意の車両速度における走行抵抗が算出可能となる。なお、任意の３つの車両速度よりそれぞれの走行抵抗を（２）式より算出し、車両速度および走行抵抗のそれぞれを（１）式に代入し、連立方程式を解くことで係数a、b、cを導出する。また、本実施の形態では、走行抵抗が算出できればよく、算出方法、および使用するデータは問わない。なお、乗車率については、乗っている人の重みを計測および算出して設定してもよいし、混み具合から車掌が判断して設定してもよい。
　惰行開始判定テーブル選択部２０３は、走行抵抗算出部２０２が算出した走行抵抗と車両情報制御装置１０３から取得した乗車率とを惰行開始判定テーブル記憶部２０１に記憶されている各惰行開始判定テーブルのシミュレーション条件と比較し、最もシミュレーション条件が近い惰行開始判定テーブルを選択し、惰行開始判定テーブル記憶部２０１より読み出す。惰行開始判定テーブル選択部２０３は、読み出した惰行開始判定テーブルを惰行開始判定部２０４に送信する。
　惰行開始判定部２０４は、現在時刻と到着目標時分とに基づいて残走行時分を算出する。この際、惰行開始判定部２０４は、車両情報制御装置１０３から運用パターン（特急、各駅停車などを示す情報）、ダイヤ情報（特急の場合、Ａ駅に何時何分に到着することを示す情報など）を受け、当該情報用いて到着目標時分を算出する。本実施の形態では、車両情報制御装置１０３からの運用パターン、ダイヤ情報を用いて到着目標時分を算出しているが、目標地点（次駅など）の到着目標時分が算出できればよく、算出方法、および使用するデータは問わない。また、現在位置から目標地点までの残走行時分が算出できればよく、その方法は問わない。
　惰行開始判定部２０４は、残走行時分と現在位置および現在速度における惰行開始判定テーブルの値（走行時分）との比較から惰行運転に移行するタイミングを判定する。
　以下では、走行パターン作成装置１０２にて作成される制駆動指令をＡＴＯ装置１０４に送信する構成例について説明する。
　なお、走行パターン作成装置１０２は、位置および速度の形式で表される走行パターンをＡＴＯ装置１０４に送信する場合、制駆動指令と車両条件および路線条件とから運動方程式を用いて走行パターンを算出（作成）する。付言するならば、走行パターン作成装置１０２は、惰行開始判定テーブルの情報、列車１０１の現在位置、列車１０１の現在速度、および列車１０１が次目標地点に到着するまでの残走行時分に基づいて、列車１０１の次目標地点までの走行パターンを作成することができる。
　また、本実施の形態では、速度制限直前のブレーキ動作、および目標地点停止時のブレーキ動作については、ＡＴＯ装置１０４により制御される。より具体的には、走行パターン作成装置１０２において、速度制限直前のブレーキ動作、および目標地点停止時のブレーキ動作を走行パターンまたは制駆動指令としてＡＴＯ装置１０４に出力する場合、ＡＴＯ装置１０４は、運用パターン、ダイヤ情報、現在位置、および現在時刻に基づいて、列車１０１が走行している目標地点間を特定し、予め保持しているブレーキパターンから列車１０１が走行する目標地点間のブレーキパターンを取得し、走行パターンとして用いる。また、制駆動指令については、ＡＴＯ装置１０４の論理を使用して、ブレーキパターンに追従可能な物理量（ノッチ、引張力、トルクなど）が算出される。
　次に、惰行の開始に係る処理について説明する。図３は、惰行開始判定部２０４により実行される処理の処理手順を示す。
　ステップＳ３０１～ステップＳ３０６では、惰行開始判定部２０４は、制駆動指令、例えば、カ行指示、ブレーキ指示、惰行指示などを作成する。本処理は、走行パターン作成装置１０２の動作周期（例えば２００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。図３のフローチャートに基づく動作は、以下のとおりである。
　ステップＳ３０１：
　惰行開始判定部２０４は、現在時刻と到着目標時分とに基づいて残走行時分を算出する。
　ステップＳ３０２：
　惰行開始判定部２０４は、現在位置と現在速度とに基づいて、惰行開始判定テーブル選択部２０３より取得した惰行開始判定テーブル（図４）を参照し、取得した惰行開始判定テーブルに格納された値（走行時分）を取得する。続いて、惰行開始判定部２０４は、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値とを比較する。
　ステップＳ３０２では、惰行開始判定部２０４は、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値とが一致していると判定した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０３に処理を移し、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値とが一致していないと判定した場合（Ｎｏ）、ステップＳ３０４に処理を移す。ここで、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値とが一致とは、厳密に完全一致するだけではなく、±１５秒など略一致（惰行開始判定テーブルの値≒残走行時分）していればよい。
　また、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値との一致判定には、一定の許容誤差（５秒、１０秒など）を認めてもよく、例えば、運転台表示器より乗務員、保守員などが許容誤差を変更可能としてもよい。なお、許容誤差の決定方法は、上記に限らないことは言うまでもない。惰行開始判定テーブルの詳細については後述する。
　ステップＳ３０３：
　ステップＳ３０３は、現在位置および現在速度から惰行運転を開始した場合、目標地点間走行時分を満たせると判定されたときに行われる処理である。このため、惰行開始判定部２０４は、ステップＳ３０３では、制駆動指令に惰行運転をセット（惰行指示）する。
　ステップＳ３０４：
　惰行開始判定部２０４は、現在位置と現在速度とに基づいて惰行開始判定テーブル選択部２０３より取得した惰行開始判定テーブルを参照し、取得した惰行開始判定テーブルに格納された値を取得する。続いて、惰行開始判定部２０４は、残走行時分と惰行開始判定テーブルの値とを比較する。
　ステップＳ３０４では、惰行開始判定部２０４は、残走行時分が惰行開始判定テーブルの値よりも小さい（惰行開始判定テーブルの値＞残走行時分）場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０５に処理を移し、残走行時分が惰行開始判定テーブルの値よりも大きい（惰行開始判定テーブルの値と＜残走行時分）場合（Ｎｏ）、ステップＳ３０６に処理を移す。
　ステップＳ３０５：
　ステップＳ３０５は、現在位置および現在速度に基づいて惰行運転を継続しても目標地点間走行時分に間に合わない、すなわち力行が必要であると判定されたときに行われる処理である。このため、惰行開始判定部２０４は、ステップＳ３０５では、制駆動指令に力行運転をセット（力行指示）する。制駆動指令にセットする力行ノッチの値は、予め保持しておいてもよいし、運転台に設置した運転台表示器（図示せず）より乗務員、保守員などが変更可能としてもよい。
　ステップＳ３０６：
　ステップＳ３０６は、現在位置および現在速度に基づいて惰行運転を継続した場合、早着すると判定されたときに行われる処理である。このため、ステップＳ３０６では、制駆動指令にブレーキをセット（ブレーキ指示）する。制駆動指令にセットするブレーキノッチの値は、予め保持しておいてもよいし、運転台に設置した運転台表示器（図示せず）より乗務員、保守員などが変更可能としてもよい。
　次に、惰行開始判定テーブルについて説明する。図４は、惰行開始判定テーブルの一例を示す。惰行開始判定テーブルは、目標地点間ごとに、かつ走行抵抗および乗車率のシミュレーション条件ごとに設けられる。
　惰行開始判定テーブルは、位置および速度に対応付けて走行時分を保持する。より具体的には、マトリクスの各升目には、升目に対応する位置および速度から惰行運転を実施した場合に次の目標地点までに必要な走行時分が格納されている。位置の刻み幅および速度の刻み幅については、予めシミュレーションなどが行われ、許容誤差の時分を満たすように定義される。例えば１ｍ間隔など刻み幅を小さく設定することにより、許容誤差の時分を満たすことができるが、その場合、データ量が多くなってしまうので、本実施の形態では、シミュレーションを予め行って、許容誤差の時分を満たす長い間隔となる刻み幅を設けている。
　以上のように、本実施の形態では、直近の走行条件に最も近いシミュレーション条件で作成された惰行開始判定テーブルを用いて惰行開始タイミングを判定するため、力行と惰行、ブレーキと惰行が繰り返されることなく、目標地点間の走行時分を満たすことが可能となる。また、力行と惰行、ブレーキと惰行が繰り返されることがないため、乗り心地が向上し、消費電力量の増加を抑えることができる。
（第２の実施の形態）
　第１の実施の形態では、車両挙動に基づいて走行抵抗を算出し、算出した走行抵抗に基づいて惰行開始判定テーブルを選択する構成について説明した。第２の実施の形態では、車両挙動と惰行開始判定テーブルの値とに基づいて惰行開始判定テーブルを直接選択する構成について説明する。
　本実施の形態では、走行抵抗算出部２０２および惰行開始判定テーブル選択部２０３以外は、第１の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。本実施の形態では、走行抵抗算出部２０２が省略され、惰行開始判定テーブル選択部２０３にて惰行開始判定テーブルが選択される。
　図５は、本実施の形態における惰行開始判定テーブルの選択方法の概念図を示す。
　はじめに、惰行開始判定テーブル選択部２０３は、任意の惰行区間（例えば、２地点）を設定する。本実施の形態では、図５に示すように、第１の地点および第２の地点が設定されたとする。惰行開始判定テーブル選択部２０３は、第１の地点から第２の地点までに車両が走行したときの実際の走行時分（本例では、２０秒とする。）を算出する。
　次に、惰行開始判定テーブル選択部２０３は、各走行抵抗で算出した惰行開始判定テーブルの第１の地点の値を参照する。図５では、走行抵抗a、走行抵抗b、走行抵抗cの惰行開始判定テーブルの値は、それぞれ２４０秒、２５０秒、２６０秒とする。
　次に、惰行開始判定テーブル選択部２０３は、各走行抵抗で算出した惰行開始判定テーブルの第２の地点の値を参照する。図５では、走行抵抗a、走行抵抗b、走行抵抗cの惰行開始判定テーブルの値は、それぞれ２２０秒、２４０秒、２５０秒とする。
　次に、惰行開始判定テーブル選択部２０３は、惰行開始判定テーブルの第１の地点および第２の地点の値の差分を算出する。図５では、走行抵抗a、走行抵抗b、走行抵抗cの差分がそれぞれ２０秒、１０秒、１０秒とする。
　惰行開始判定テーブル選択部２０３は、算出した差分が第１の地点から第２の地点までに車両が走行したときの実際の走行時分に近い走行抵抗の惰行開始判定テーブルを選択する。図５では、実際の走行時分２０秒に対して差分が最も近かった走行抵抗aの惰行開始判定テーブルが選択される。
　以上のように、本実施の形態によれば、連立方程式による走行抵抗の算出が不要となり、テーブルの参照、値の減算、値の比較のみの処理となるため計算負荷が低減される。
（２）他の実施の形態
　なお上述の第１及び第２の実施の形態においては、本発明を列車１０１に搭載される走行パターン作成装置１０２に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の装置に広く適用することができる。
　また上述の第１および第２の実施の形態においては、例えば省エネ走行パターンが「力行→惰行→ブレーキ」であり、定速運転が含まれない場合、定速運転中の惰行中の車両挙動から走行抵抗の算出、および惰行開始判定テーブルの選択ができない。この場合、当該車両の直近に算出された走行抵抗および直近の惰行開始判定に使用された惰行開始判定テーブルを用いるようにする。また、走行抵抗および惰行開始判定テーブルについては、直近以外のものを使用してもよく、例えば現在の条件（時刻、乗車率、晴れ、雨、雪等の天気など）に最も近い条件で算出および選択された走行抵抗および惰行開始判定テーブルを使用してもよい。
　また上述の第１および第２の実施の形態においては、惰行中の車両挙動から走行抵抗の算出および惰行開始判定テーブルの選択を全ての可能性の中から算出および選択をしていたが、これに限られるものではない。過去に算出および選択した走行抵抗および惰行開始判定テーブルに近い条件から算出および選択を実施するようにしてもよい。例えば、同じ車両、同じ日では、走行抵抗は、大きく変化しないと考え、走行抵抗の算出および惰行開始判定テーブルの選択の解の範囲を限定してもよい。このようにすることで、走行抵抗の算出および惰行開始判定テーブルの選択に関わる計算負荷を低減することが可能となる。
　また上述の第１及び第２の実施の形態においては、位置信号（位置情報）を地上子１０８から取得する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、列車１０１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置を備え、ＧＰＳ装置により位置情報を取得するようにしてもよい。
　また上述の第１及び第２の実施の形態においては、走行パターン作成装置１０２が惰行開始判定テーブルを記憶する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、列車１０１に設けられる走行パターン作成装置１０２とは異なる他の装置が惰行開始判定テーブルを記憶してもよいし、列車１０１と通信可能な外部の装置が惰行開始判定テーブルを記憶するようにしてもよい。
　また上述の第１及び第２の実施の形態においては、走行パターン作成装置１０２が走行抵抗算出部２０２、惰行開始判定テーブル選択部２０３、および惰行開始判定部２０４を備える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、走行抵抗算出部２０２、惰行開始判定テーブル選択部２０３、および惰行開始判定部２０４の一部または全部を、列車１０１に設けられる走行パターン作成装置１０２とは異なる他の装置が備えてもよいし、列車１０１と通信可能な外部の装置が備えるようにしてもよい。
　なお本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施の形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、および置換の一または複数を行うことが可能である。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に置くことができる。
　１……列車走行制御システム、１０１……列車、１０２……走行パターン作成装置、１０３……車両情報制御装置、１０４……自動列車運転装置（ＡＴＯ装置）、１０５……速度位置検出部、１０６……制御指令算出部、１０７……速度発電機、１０８……地上子、１０９……車上子、１１０……制駆動制御装置、１１１……マスターコントローラ（マスコン）、１１２……計画部、１１３……追従部、１１４……速度偏差計算部

Claims (11)

  1. 　列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部と、
    　前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する選択部と、
    　前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する作成部と、
    　を備えることを特徴とする走行制御装置。
  2. 　前記記憶部は、列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を前記走行条件である走行抵抗ごとに記憶し、
    　前記列車が定速運転かつ惰行しているときの速度に基づいて前記列車の走行抵抗を算出する算出部を備え、
    　前記選択部は、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から前記算出部で算出された走行抵抗に対応する惰行開始判定情報を選択する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
  3. 　前記算出部は、前記列車の走行抵抗を算出することができない場合、直近に算出した前記列車の走行抵抗を算出結果として用いる、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の走行制御装置。
  4. 　前記算出部は、前記列車について過去に算出した走行抵抗の中から、現在の条件に最も近い条件の走行抵抗を算出結果として用いる、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の走行制御装置。
  5. 　前記選択部は、任意の２地点間の実際の走行時間と、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報の前記２地点の走行時間の差分とを走行条件ごとに比較し、前記実際の走行時間に最も近い差分となる惰行開始判定情報を選択する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
  6. 　前記選択部は、惰行開始判定情報を選択することができない場合、直近に選択した前記列車の惰行開始判定情報を選択する、
    　ことを特徴とする請求項５に記載の走行制御装置。
  7. 　前記選択部は、前記列車について過去に選択した惰行開始判定情報の中から、現在の条件に最も近い条件の惰行開始判定情報を選択する、
    　ことを特徴とする請求項５に記載の走行制御装置。
  8. 　前記記憶部は、列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を前記走行条件である走行抵抗および乗車率ごとに記憶し、
    　前記選択部は、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行抵抗および乗車率に対応する惰行開始判定情報を選択し、
    　前記作成部は、前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とが許容誤差の範囲内で一致すると判定した場合、惰行指示を示す制駆動指令を作成する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御装置。
  9. 　前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報の走行時間は、位置および速度のマトリクスで保持され、前記位置の刻み幅と前記速度の刻み幅は、前記許容誤差を満たすように定義されている、
    　ことを特徴とする請求項８に記載の走行制御装置。
  10. 　列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部を有する走行制御装置における走行制御方法であって、
    　選択部が、前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する第１のステップと、
    　作成部が、前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する第２のステップと、
    　を備えることを特徴とする走行制御方法。
  11. 　列車の各位置から次の目標地点までの惰行時の走行時間を前記列車の速度ごとに規定した惰行開始判定情報を走行条件ごとに記憶する記憶部と、
    　前記記憶部に記憶される惰行開始判定情報から現在の走行条件に対応する惰行開始判定情報を選択する選択部と、
    　前記選択部で選択された惰行開始判定情報から前記列車の現在位置と前記列車の現在速度とに基づいて走行時間を特定し、特定した走行時間と前記列車が次の目標地点に到着するまでの残走行時間とに基づいて、前記列車の走行を制御するための制駆動指令を作成する作成部と、
    　を備えることを特徴とする走行制御システム。
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