WO2022153447A1 - 列車制御装置および空転滑走検知方法 - Google Patents

列車制御装置および空転滑走検知方法 Download PDF

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wheel
control unit
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昌 明日香
真 徳丸
元嗣 小崎
諒 中西
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    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0058—On-board optimisation of vehicle or vehicle train operation
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0094—Recorders on the vehicle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • This disclosure relates to a train control device mounted on a train and a slip detection method.
  • the on-board device calculates the speed from the speed pulses detected by the rotation detection devices installed on a plurality of axles, and the error of each speed based on the speed pulses detected by each rotation detection device is obtained.
  • a technique for determining that slipping or sliding has occurred when the threshold is exceeded is disclosed.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to obtain a train control device capable of accurately detecting slipping or slipping occurring in a train while suppressing a lengthening of the detection cycle.
  • the present disclosure is a train control device mounted on a train in order to solve the above-mentioned problems and achieve the purpose.
  • the train control device acquires the first pulse from the first speed sensor that detects the first pulse generated on the first axle of the train, and detects the second pulse generated on the second axle of the train.
  • the train travels a specified distance among the acquisition unit that acquires the second pulse from the second speed sensor, the storage unit that stores the first pulse, and the second pulse, and the first pulse.
  • the train slips or slides based on the pulse ratio of the first pulse number detected at the time and the second pulse number detected when the train travels a specified distance among the second pulses. It is characterized by including a control unit for determining the occurrence of the above.
  • the train control device has an effect that it can accurately detect idling or sliding that occurs in a train while suppressing a lengthening of the detection cycle.
  • a comparative example a diagram showing an example in which each measurement period for counting pulses detected by a speed sensor is independent.
  • FIG. 4 is a fourth diagram showing a transition of a detection state of slipping or sliding on a train according to the first embodiment.
  • a flowchart showing the operation of the train control device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a train 10 on which the train control device 20 according to the first embodiment is mounted.
  • the train 10 is composed of a vehicle 11 and a vehicle 12.
  • the left side of the figure is the traveling direction of the train 10.
  • the train 10 is a two-car train of vehicles 11 and 12, but this is an example and is not limited thereto.
  • the train 10 on which the train control device 20 is mounted may be a 3-car train or more.
  • the vehicle 11 includes a train control device 20, a speed sensor 31, axles 41 to 44, and wheels 51 to 54, 61 to 64.
  • Wheels 51 and 61 are attached to the axle 41
  • wheels 52 and 62 are attached to the axle 42
  • wheels 53 and 63 are attached to the axle 43
  • wheels 54 and 64 are attached to the axle 44.
  • the speed sensor 31 detects the pulse generated on the axle 41.
  • the speed sensor 31 may be referred to as a first speed sensor
  • the axle 41 may be referred to as a first axle
  • the pulse generated by the axle 41 detected by the speed sensor 31 may be referred to as a first pulse.
  • the vehicle 12 includes a speed sensor 32, axles 45 to 48, and wheels 55 to 58, 65 to 68. Wheels 55 and 65 are attached to the axle 45, wheels 56 and 66 are attached to the axle 46, wheels 57 and 67 are attached to the axle 47, and wheels 58 and 68 are attached to the axle 48.
  • the speed sensor 32 detects the pulse generated on the axle 47.
  • the speed sensor 32 may be referred to as a second speed sensor
  • the axle 47 may be referred to as a second axle
  • the pulse generated on the axle 47 detected by the speed sensor 32 may be referred to as a second pulse.
  • the train control device 20 is mounted on the train 10.
  • the train control device 20 includes an acquisition unit 21, a storage unit 22, and a control unit 23.
  • the acquisition unit 21 acquires the first pulse from the speed sensor 31 that detects the first pulse generated on the axle 41 of the train 10. Further, the acquisition unit 21 acquires the second pulse from the speed sensor 32 that detects the second pulse generated on the axle 47 of the train 10. The acquisition unit 21 stores the acquired first pulse and the second pulse in the storage unit 22.
  • the storage unit 22 stores the first pulse and the second pulse acquired by the acquisition unit 21.
  • the storage unit 22 stores the first pulse and the second pulse from the specified time.
  • the storage unit 22 stores, for example, the first pulse and the second pulse acquired by the acquisition unit 21 after the train 10 starts operation on a certain day.
  • the control unit 23 has the number of first pulses detected when the train 10 travels a specified distance among the first pulses stored in the storage unit 22, and the first pulse stored in the storage unit 22. Of the two pulses, the number of second pulses detected when the train 10 travels a specified distance is compared. The control unit 23 determines the occurrence of idling or sliding of the train 10 based on the pulse ratio which is the result of comparing the number of the first pulse and the number of the second pulse.
  • the defined distance means the axle 41, which is the first axle to be detected by the speed sensor 31, and the axle 47, which is the second axle to be detected by the speed sensor 32, in the train 10. The distance between the axles.
  • the control unit 23 of the train control device 20 has the first pulse number detected by the speed sensor 31 and the second pulse detected by the speed sensor 32 during the period in which the train 10 travels the distance between the axles as described above. Calculate the pulse ratio with the number. Further, it is assumed that the train control device 20 is held by the control unit 23 or the storage unit 22 with respect to the pulse ratio at the normal time when the train 10 does not slip or slide. The control unit 23 periodically calculates the pulse ratio while the train 10 is traveling, and compares the calculated pulse ratio with the normal pulse ratio.
  • the control unit 23 determines that the train 10 has slipped or slipped when the difference is equal to or greater than the specified threshold value.
  • the normal pulse ratio may be referred to as a normal pulse ratio.
  • the train 10 slips or slides because there are foreign substances such as water, oil, and fallen leaves on the rails (not shown) in contact with the wheels 51 to 58 and 61 to 68 of the train 10, and the wheels 51 to 58, This is a case where the frictional force between 61 to 68 and the rail is weakened.
  • idling or sliding in the train 10 occurs when the wheels 51 to 58 and 61 to 68 reach a specific position on the rail. Therefore, in the train 10, the speed sensors 31 and 32 are installed at ten distances.
  • the train 10 even if the wheels 51 and 61 attached to the axle 41 to be detected by the speed sensor 31 in front of the traveling direction of the train 10 slip or slide, the train 10 moves in the traveling direction.
  • the wheels 57 and 67 which are located behind and attached to the axle 47 to be detected by the speed sensor 32, are in a state where idling or sliding has not occurred.
  • the wheels 51 and 61 will be referred to as front wheels
  • the wheels 57 and 67 will be referred to as rear wheels.
  • the axle 41 is fitted with front wheels, which are the front wheels 51, 61 of the train 10 in the traveling direction of the train 10, and the axle 47 has the rear wheels 57, of the train 10 in the traveling direction of the train 10.
  • the rear wheel, which is 67, is attached.
  • the control unit 23 of the train control device 20 increases the number of pulses on the axle 41 to which the front wheels are attached during the measurement period in which the number of pulses corresponding to the distance between the axles is generated from the current time on the axle 47 to which the rear wheels are attached. Always compare whether a pulse has occurred.
  • the control unit 23 can determine whether or not the train 10 has slipped or slipped by comparing the pulse ratio, which is the result of the comparison, with the pulse ratio in the normal state.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of pulses detected by the speed sensors 31 and 32 when the train 10 according to the first embodiment does not slip or slide.
  • the upper row shows the first pulse detected by the speed sensor 31, and the lower row shows the second pulse detected by the speed sensor 32.
  • the horizontal axis represents time.
  • the difference between the pulse ratio in the measurement period in which the number of pulses corresponding to the distance between the axles is generated from the current time on the axle 47 to which the rear wheels are attached and the specified normal pulse ratio is less than the threshold value. Shows the case.
  • FIG. 2 schematically shows each pulse for the sake of simplicity, and the number of pulses detected in the actual measurement period will be larger. The same applies to the figures described below.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of pulses detected by the speed sensors 31 and 32 when idling or sliding occurs in the train 10 according to the first embodiment.
  • the upper row shows the first pulse detected by the speed sensor 31, and the lower row shows the second pulse detected by the speed sensor 32.
  • the horizontal axis represents time.
  • the difference between the pulse ratio in the measurement period in which the number of pulses corresponding to the distance between the axles is generated from the current time on the axle 47 to which the rear wheels are attached and the specified normal pulse ratio is equal to or greater than the threshold value. Shows the case.
  • the control unit 23 can determine whether or not the train 10 has slipped or slipped by comparing the pulse ratio of each measurement period with the defined normal pulse ratio.
  • the measurement period in which the control unit 23 detects the first pulse number and the second pulse number that is, the control unit 23 calculates the pulse ratio ends in one measurement period. It is assumed that a part of the measurement periods overlaps with each other in the preceding and following measurement periods, instead of starting the next measurement period later.
  • the start timing of each measurement period is deviated by, for example, about 100 milliseconds or 200 milliseconds.
  • This period of about 100 milliseconds or 200 milliseconds is the interval at which the control unit 23 calculates the pulse ratio in the measurement period, that is, confirms the pulse ratio. That is, the control unit 23 confirms the pulse ratio at intervals shorter than the period during which the train 10 travels the distance between the axles.
  • the control unit 23 uses the pulses detected by the speed sensors 31 and 32 when the train 10 travels the inter-axle distance at intervals shorter than the measurement period during which the train 10 travels the inter-axle distance. It can be determined whether or not the train 10 has slipped or slipped.
  • the control unit If the distance between the axles is sufficiently long with respect to the pulse interval at which the first pulse and the second pulse are detected, even if there is an error of one pulse in the number of pulses included in each measurement period, the control unit The error of the pulse ratio calculated in 23 becomes extremely small.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of pulses detected by the speed sensors 31 and 32 when idling or sliding occurs for a short period of time on the train 10 according to the first embodiment.
  • the upper row shows the first pulse detected by the speed sensor 31, and the lower row shows the second pulse detected by the speed sensor 32.
  • the horizontal axis represents time.
  • each measurement period for counting the pulses detected by the speed sensors 31 and 32 is independent as a comparative example.
  • FIG. 5 assumes that each measurement period for counting the number of pulses is independent, that is, the next measurement period starts after the end of one measurement period.
  • each measurement period is a period corresponding to the deviation amount of each measurement period shown in FIG. In such a case, even if a sudden pulse is detected as the first pulse in a certain measurement period, the sudden pulse is not detected in the next measurement period, so that it may be regarded as an erroneous detection of the speed sensor 31. There is.
  • the control unit 23 can determine from the pulse ratios in the plurality of measurement periods that the train 10 has slipped or slipped even if the train 10 has slipped or slipped for a short period of time. .. As described above, when the number of times that the train 10 is continuously determined to have slipped or slipped is equal to or more than the specified number of times, the control unit 23 determines that the train 10 has actually slipped or slipped. When the number of times that the train 10 is continuously determined to have slipped or slipped is less than the specified number of times, the control unit 23 determines that the train 10 has not actually slipped or slipped.
  • FIG. 6 is a first diagram showing the transition of the detection state of idling or sliding on the train 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 shows a state similar to that in the case of FIG. 2, and no idling or gliding is detected in either the first pulse of the speed sensor 31 or the second pulse of the speed sensor 32.
  • FIG. 7 is a second diagram showing the transition of the detection state of idling or sliding on the train 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 7 shows a state in which wheels 51 and 61 attached to the axle 41 to be detected by the speed sensor 31 pass through a factor of idling or sliding, and pulse disturbance due to idling or sliding occurs in the first pulse of the speed sensor 31. Is shown.
  • the wheels 57 and 67 attached to the axle 47 to be detected by the speed sensor 32 do not pass through the factors of idling or sliding, and thus are in the same state as in FIG.
  • FIG. 8 is a third diagram showing the transition of the detection state of idling or sliding on the train 10 according to the first embodiment.
  • the wheels 51 and 61 attached to the axle 41 to be detected by the speed sensor 31 pass through the factors of idling or sliding, and the speed sensor 31 It shows a state in which pulse turbulence due to idling or sliding occurs in the first pulse.
  • the wheels 57 and 67 attached to the axle 47 to be detected by the speed sensor 32 do not pass through the factors of idling or sliding, and thus are in the same state as in FIG. FIG.
  • FIG. 9 is a fourth diagram showing the transition of the detection state of idling or sliding on the train 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 9 shows a state in which the train 10 travels the distance between the axles after the wheels 51 and 61 attached to the axle 41 to be detected by the speed sensor 31 pass through the factors of idling or sliding, and the speed sensor 31 is the first. In one pulse, the disturbance of the pulse due to idling or sliding is eliminated.
  • the wheels 57 and 67 attached to the axle 47 to be detected by the speed sensor 32 pass through the factors of idling or sliding, and the second pulse of the speed sensor 32 causes pulse turbulence due to idling or sliding. Indicates the state in which it occurred.
  • the control unit 23 continuously detects the cause of slipping or sliding for a while after FIG. be able to. That is, even if the speed sensor 31 cannot detect idling or sliding, the control unit 23 can continuously detect idling or sliding using the speed sensor 32.
  • the train control device 20 may hold a predetermined pulse ratio in advance in the control unit 23 or the storage unit 22, or the train 10 coasts without slipping or sliding. It may be calculated by the control unit 23 during operation and held by the control unit 23 or the storage unit 22. When the control unit 23 calculates the normal pulse ratio, the control unit 23 may periodically calculate and update the normal pulse ratio.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the train control device 20 according to the first embodiment.
  • the acquisition unit 21 acquires the first pulse from the speed sensor 31 and acquires the second pulse from the speed sensor 32 (step S11).
  • the acquisition unit 21 stores the acquired first pulse and the second pulse in the storage unit 22 (step S12).
  • the control unit 23 reads out the number of the first pulse and the number of the second pulse included in the measurement period at the current time among the first pulse and the second pulse stored in the storage unit 22 (step S13). ..
  • the control unit 23 calculates the pulse ratio using the number of read first pulses and the number of second pulses (step S14).
  • the control unit 23 compares the calculated pulse ratio with the normal pulse ratio (step S15). When the difference between the calculated pulse ratio and the normal pulse ratio is less than the threshold value (step S15: Yes), the control unit 23 determines that the train 10 has not slipped or slipped (step S16). When the difference between the calculated pulse ratio and the normal pulse ratio is equal to or greater than the threshold value (step S15: No), the control unit 23 continuously makes the difference between the calculated pulse ratio and the normal pulse ratio equal to or greater than the threshold value. Count the number of times it has become (step S17). When the number of consecutive times exceeding the threshold value is less than the specified number of times (step S17: No), the control unit 23 determines that no idling or sliding has occurred in the train 10 (step S16).
  • step S17 When the number of times that the threshold value is continuously exceeded is equal to or more than the specified number of times (step S17: Yes), the control unit 23 determines that the train 10 has slipped or slipped (step S18).
  • the train control device 20 periodically performs the operation of the flowchart shown in FIG. 10 at intervals of the above-mentioned deviation amount of the measurement period, that is, about 100 milliseconds or 200 milliseconds.
  • the acquisition unit 21 is an interface such as a communication device.
  • the storage unit 22 is a memory.
  • the control unit 23 is realized by a processing circuit.
  • the processing circuit may be a processor and memory for executing a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example in which the processing circuit 90 included in the train control device 20 according to the first embodiment is configured by the processor 91 and the memory 92.
  • each function of the processing circuit 90 of the train control device 20 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • the software or firmware is written as a program and stored in the memory 92.
  • each function is realized by the processor 91 reading and executing the program stored in the memory 92. That is, the processing circuit 90 includes a memory 92 for storing a program in which the processing of the train control device 202 is eventually executed. It can also be said that these programs cause a computer to execute the procedures and methods of the train control device 20.
  • the processor 91 may be a CPU (Central Processing Unit), a processing device, a computing device, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory 92 includes, for example, non-volatile or volatile such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), and EPROM (registered trademark) (Electrically EPROM).
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory EPROM (Erasable Programmable ROM), and EPROM (registered trademark) (Electrically EPROM).
  • Semiconductor memory magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disc), etc. are applicable.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example in which the processing circuit 93 included in the train control device 20 according to the first embodiment is configured by dedicated hardware.
  • the processing circuit 93 shown in FIG. 12 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). , FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination of these.
  • Each function of the train control device 20 may be realized by the processing circuit 93 for each function, or each function may be collectively realized by the processing circuit 93.
  • the functions of the train control device 20 may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by software or firmware.
  • the processing circuit can realize each of the above-mentioned functions by the dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the train control device 20 is used in the measurement period in which the train 10 travels the distance between the axles 41 and 47 targeted by the speed sensors 31 and 32 of the train 10. , The pulse ratio of the pulse detected by the speed sensors 31 and 32 was calculated, and it was decided whether or not the train 10 slipped or slipped by comparing with the pulse ratio at the normal time. As a result, the train control device 20 can accurately detect idling or sliding that occurs in the train 10 while suppressing the detection cycle from becoming long.
  • Embodiment 2 In the second embodiment, a case where the control unit 23 of the train control device 20 corrects the wheel diameter of the wheels of the train 10 will be described.
  • the configurations of the train 10 and the train control device 20 are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
  • the train control device 20 estimates the speed of the train 10, the mileage of the train 10, and the like by using the pulses acquired from the speed sensors 31 and 32 in the traveling control of the normal train 10.
  • the wheels 51 and 61 attached to the axle 41 to be detected by the speed sensor 31 and the axle 47 to be detected by the speed sensor 32 are attached.
  • Information on the wheel diameters of the wheels 57 and 67 is required.
  • the wheels 51 to 58 and 61 to 68 of the train 10 are gradually scraped as the train 10 travels, and the wheel diameter becomes smaller.
  • the control unit 23 of the train control device 20 assumes that one of the wheels has been scraped and the wheel diameter of the wheel. Is controlled to correct. For the sake of simplicity, it is assumed that the same type of wheels are used for the wheels 51 to 58 and 61 to 68 in the train 10.
  • FIG. 13 is a diagram showing an image of the wheel diameter of the wheels included in the train 10 according to the second embodiment.
  • the wheels 51 and 61 attached to the axle 41 to be detected by the speed sensor 31 are referred to as wheels A
  • the wheels 57 attached to the axle 47 to be detected by the speed sensor 32 Let 67 be the wheel B.
  • the current initial wheel diameter of the wheel A is R_a
  • the current initial wheel diameter of the wheel B is R_b
  • the wheel diameter ratio between the initial wheel diameter R_a of the wheel A and the initial wheel diameter R_b of the wheel B is "R_a /”.
  • R_b Diameter0 ”.
  • the initial wheel diameter R_a is larger than the initial wheel diameter R_b, Radio 0> 1.
  • FIG. 14 is a diagram showing an image in which the wheel B included in the train 10 according to the second embodiment is scraped. Since the wheel diameter does not increase unless it is replaced, the control unit 23 corrects the wheel diameter of the wheel B when Rio1> Ratio0.
  • FIG. 15 is a diagram showing an image in which the wheel A included in the train 10 according to the second embodiment is scraped. Since the wheel diameter does not increase unless it is replaced, in the case of Rio1 ⁇ Ratio0, the control unit 23 corrects the wheel diameter of the wheel A.
  • Ratio1 Ratio0
  • the control unit 23 can also correct the wheel diameter more strictly.
  • Ratio1> Ratio0 will be described as an example, but it can also be applied to the case of Ratio1 ⁇ Ratio0.
  • the control unit 23 calculates the second new wheel diameter R_b 2 of the wheel B when the wheel A is maximally scraped with respect to the mileage of the train 10.
  • the control unit 23 can estimate the speed, mileage, and the like of the train 10 by using the maximum wheel diameter R_b_max and the minimum wheel diameter R_b_min. Since the control unit 23 determines the detection of slipping or sliding of the first embodiment by the number of pulses detected on each wheel, even if the error of each wheel diameter becomes large, it has an influence. You can do it without receiving it.
  • the control unit 23 divides the first wheel diameter of the first wheel attached to the first axle by the second wheel diameter of the second wheel attached to the second axle.
  • the diameter ratio is calculated as a value obtained by dividing the number of second pulses by the number of first pulses and compared periodically.
  • the control unit 23 determines that the second wheel has been scraped and corrects the second wheel diameter.
  • the control unit 23 determines that the first wheel has been scraped and corrects the first wheel diameter.
  • the control unit 23 estimates the speed of the train 10 and the mileage of the train 10 by using the first wheel diameter and the second wheel diameter.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the train control device 20 according to the second embodiment.
  • the control unit 23 calculates the latest wheel diameter ratio (step S21).
  • the control unit 23 compares whether or not the latest calculated wheel diameter ratio is larger than the previously calculated wheel diameter ratio (step S22).
  • the control unit 23 corrects the wheel diameter of the wheel B (step S23).
  • the control unit 23 compares whether or not the latest calculated wheel diameter ratio is smaller than the previously calculated wheel diameter ratio. (Step S24).
  • step S24: Yes When the latest wheel diameter ratio is smaller than the previously calculated wheel diameter ratio (step S24: Yes), the control unit 23 corrects the wheel diameter of the wheel A (step S25). When the latest wheel diameter ratio is not smaller than the wheel diameter ratio calculated last time (step S24: No), the control unit 23 determines that the latest wheel diameter ratio is the same as the wheel diameter ratio calculated last time, and that the wheel A and the wheel B have the latest wheel diameter ratio. Neither wheel diameter is corrected (step S26), and the operation ends.
  • the train control device 20 corrects the wheel diameter when it detects that the wheels A and B of the train 10 have been scraped. As a result, the train control device 20 can accurately estimate the speed of the train 10, the mileage of the train 10, and the like by using the corrected wheel diameter.
  • the configuration shown in the above embodiments is an example, and can be combined with another known technique, can be combined with each other, and does not deviate from the gist. It is also possible to omit or change a part of the configuration.

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Abstract

列車（１０）に搭載される列車制御装置（２０）であって、列車（１０）の第１の車軸で発生する第１のパルスを検出する速度センサー（３１）から第１のパルスを取得し、列車（１０）の第２の車軸で発生する第２のパルスを検出する速度センサー（３２）から第２のパルスを取得する取得部（２１）と、第１のパルス、および第２のパルスを記憶する記憶部（２２）と、第１のパルスのうち列車（１０）が規定された距離を走行する際に検出された第１のパルス数と、第２のパルスのうち列車（１０）が規定された距離を走行する際に検出された第２のパルス数とのパルス比率に基づいて、列車（１０）の空転または滑走の発生を判定する制御部（２３）と、を備える。

Description

列車制御装置および空転滑走検知方法
　本開示は、列車に搭載される列車制御装置および空転滑走検知方法に関する。
　従来、列車の車軸に設置されたセンサーの検出値を用いて、列車で空転または滑走が発生したことを検知することが行われている。特許文献１には、車上装置が、複数の車軸に設置された回転検知装置で検出された速度パルスから速度を算出し、各回転検知装置で検出された速度パルスに基づく各速度の誤差が閾値を超えた場合、空転または滑走が発生したと判定する技術が開示されている。
国際公開第２０１７／１９５３１６号
　しかしながら、上記従来の技術によれば、列車で空転または滑走が発生したことを検知する場合、短い周期で速度パルスを数える必要がある。そのため、速度パルスを数える周期で数えられる速度パルスの数が少なくなり、当該周期に速度パルスが１つ入るか入らないかで算出される速度に大きな誤差が生じてしまう、という問題があった。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、検出周期が長くなることを抑制しつつ、列車で発生する空転または滑走を精度良く検出可能な列車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、本開示は、列車に搭載される列車制御装置である。列車制御装置は、列車の第１の車軸で発生する第１のパルスを検出する第１の速度センサーから第１のパルスを取得し、列車の第２の車軸で発生する第２のパルスを検出する第２の速度センサーから第２のパルスを取得する取得部と、第１のパルス、および第２のパルスを記憶する記憶部と、第１のパルスのうち列車が規定された距離を走行する際に検出された第１のパルス数と、第２のパルスのうち列車が規定された距離を走行する際に検出された第２のパルス数とのパルス比率に基づいて、列車の空転または滑走の発生を判定する制御部と、を備えることを特徴とする。
　本開示によれば、列車制御装置は、検出周期が長くなることを抑制しつつ、列車で発生する空転または滑走を精度良く検出できる、という効果を奏する。
実施の形態１に係る列車制御装置が搭載される列車の構成例を模式的に示す図 実施の形態１に係る列車で空転または滑走が発生していないときに速度センサーで検出されるパルスの例を示す図 実施の形態１に係る列車で空転または滑走が発生しているときに速度センサーで検出されるパルスの例を示す図 実施の形態１に係る列車で空転または滑走が短い期間発生したときに速度センサーで検出されるパルスの例を示す図 比較例として速度センサーで検出されるパルスを数える各測定期間が独立している例を示す図 実施の形態１に係る列車での空転または滑走の検知状態の推移を示す第１の図 実施の形態１に係る列車での空転または滑走の検知状態の推移を示す第２の図 実施の形態１に係る列車での空転または滑走の検知状態の推移を示す第３の図 実施の形態１に係る列車での空転または滑走の検知状態の推移を示す第４の図 実施の形態１に係る列車制御装置の動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る列車制御装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図 実施の形態１に係る列車制御装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図 実施の形態２に係る列車が備える車輪の車輪径のイメージを示す図 実施の形態２に係る列車が備える車輪Ｂが削れたイメージを示す図 実施の形態２に係る列車が備える車輪Ａが削れたイメージを示す図 実施の形態２に係る列車制御装置の動作を示すフローチャート
　以下に、本開示の実施の形態に係る列車制御装置および空転滑走検知方法を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る列車制御装置２０が搭載される列車１０の構成例を模式的に示す図である。列車１０は、車両１１および車両１２によって構成される。図１の例では、矢印７０が示すように、図の左側を列車１０の進行方向とする。図１において、列車１０が車両１１，１２の２両編成であるが、一例であり、これに限定されない。列車制御装置２０が搭載される列車１０は、３両編成以上であってもよい。
　列車１０において、車両１１は、列車制御装置２０と、速度センサー３１と、車軸４１～４４と、車輪５１～５４，６１～６４と、を備える。車軸４１には車輪５１，６１が取り付けられ、車軸４２には車輪５２，６２が取り付けられ、車軸４３には車輪５３，６３が取り付けられ、車軸４４には車輪５４，６４が取り付けられている。速度センサー３１は、車軸４１で発生するパルスを検出する。以降の説明において、速度センサー３１を第１の速度センサーと称し、車軸４１を第１の車軸と称し、速度センサー３１が検出する車軸４１で発生するパルスを第１のパルスと称することがある。
　列車１０において、車両１２は、速度センサー３２と、車軸４５～４８と、車輪５５～５８，６５～６８と、を備える。車軸４５には車輪５５，６５が取り付けられ、車軸４６には車輪５６，６６が取り付けられ、車軸４７には車輪５７，６７が取り付けられ、車軸４８には車輪５８，６８が取り付けられている。速度センサー３２は、車軸４７で発生するパルスを検出する。以降の説明において、速度センサー３２を第２の速度センサーと称し、車軸４７を第２の車軸と称し、速度センサー３２が検出する車軸４７で発生するパルスを第２のパルスと称することがある。
　前述のように、列車制御装置２０は、列車１０に搭載される。列車制御装置２０は、取得部２１と、記憶部２２と、制御部２３と、を備える。
　取得部２１は、列車１０の車軸４１で発生する第１のパルスを検出する速度センサー３１から第１のパルスを取得する。また、取得部２１は、列車１０の車軸４７で発生する第２のパルスを検出する速度センサー３２から第２のパルスを取得する。取得部２１は、取得した第１のパルスおよび第２のパルスを記憶部２２に記憶させる。
　記憶部２２は、取得部２１によって取得された第１のパルスおよび第２のパルスを記憶する。記憶部２２は、規定された時刻からの第１のパルスおよび第２のパルスを記憶する。記憶部２２は、例えば、列車１０がある日の運用を開始してから取得部２１で取得された第１のパルスおよび第２のパルスを記憶する。
　制御部２３は、記憶部２２に記憶されている第１のパルスのうち列車１０が規定された距離を走行する際に検出された第１のパルス数と、記憶部２２に記憶されている第２のパルスのうち列車１０が規定された距離を走行する際に検出された第２のパルス数とを比較する。制御部２３は、第１のパルス数と第２のパルス数とを比較した結果であるパルス比率に基づいて、列車１０の空転または滑走の発生を判定する。規定された距離とは、具体的には、列車１０における、速度センサー３１の検出対象の第１の車軸である車軸４１と、速度センサー３２の検出対象の第２の車軸である車軸４７との間の車軸間距離である。
　つづいて、列車制御装置２０が、列車１０で空転または滑走が発生したか否かを判定する動作について説明する。列車制御装置２０の制御部２３は、前述のように列車１０が車軸間距離を走行する期間において、速度センサー３１で検出された第１のパルス数と速度センサー３２で検出された第２のパルス数とのパルス比率を算出する。また、列車制御装置２０は、列車１０で空転または滑走が発生していない正常時のパルス比率について、制御部２３または記憶部２２が保持しているものとする。制御部２３は、列車１０の走行中、定期的にパルス比率を算出し、算出したパルス比率と正常時のパルス比率とを比較する。制御部２３は、算出したパルス比率と正常時のパルス比率とを比較した結果、差異が規定された閾値以上の場合、列車１０で空転または滑走が発生したと判定する。なお、正常時のパルス比率のことを正常時パルス比率と称することがある。
　一般的に、列車１０で空転または滑走が発生するのは、列車１０の車輪５１～５８，６１～６８の接する図示しないレール上に水、油、落葉などの異物があって車輪５１～５８，６１～６８とレールとの間の摩擦力が弱まる場合である。このように、列車１０において空転または滑走は、レール上の特定の位置に車輪５１～５８，６１～６８が到達することによって発生する。そのため、列車１０において、速度センサー３１，３２を十分離して設置する。これにより、列車１０では、列車１０の進行方向の前方にあって速度センサー３１の検出対象の車軸４１に取り付けられた車輪５１，６１で空転または滑走が発生しても、列車１０の進行方向に対して後方にあって速度センサー３２の検出対象の車軸４７に取り付けられた車輪５７，６７では空転または滑走が未発生の状態が生じる。以降の説明において、車輪５１，６１を前輪と称し、車輪５７，６７を後輪と称する。車軸４１には、列車１０において列車１０の進行方向に対して前方の車輪５１，６１である前輪が取り付けられ、車軸４７には、列車１０において列車１０の進行方向に対して後方の車輪５７，６７である後輪が取り付けられている。
　すなわち、列車１０では、前輪で空転または滑走が発生しても、列車１０が車軸間距離を走行するまでは、後輪で空転または滑走は発生しない。そのため、列車制御装置２０の制御部２３は、後輪が取り付けられた車軸４７で現在時刻から車軸間距離に相当するパルス数が発生する測定期間に、前輪が取り付けられた車軸４１で何個のパルスが発生したのかを常時比較する。制御部２３は、比較した結果であるパルス比率と正常時のパルス比率とを比較することによって、列車１０で空転または滑走が発生したか否かを判定することができる。
　図２は、実施の形態１に係る列車１０で空転または滑走が発生していないときに速度センサー３１，３２で検出されるパルスの例を示す図である。図２において、上段は速度センサー３１で検出された第１のパルスを示し、下段は速度センサー３２で検出された第２のパルスを示している。また、図２において、横軸は時間を示している。図２は、後輪が取り付けられた車軸４７で現在時刻から車軸間距離に相当するパルス数が発生する測定期間におけるパルス比率と、規定された正常時のパルス比率との差異が閾値未満である場合を示している。なお、図２は、説明を簡単にするため各パルスを模式的に示したものであり、実際の測定期間で検出されるパルスの数はもっと多くなる。以降で説明する図においても同様とする。
　図３は、実施の形態１に係る列車１０で空転または滑走が発生しているときに速度センサー３１，３２で検出されるパルスの例を示す図である。図３において、上段は速度センサー３１で検出された第１のパルスを示し、下段は速度センサー３２で検出された第２のパルスを示している。また、図３において、横軸は時間を示している。図３は、後輪が取り付けられた車軸４７で現在時刻から車軸間距離に相当するパルス数が発生する測定期間におけるパルス比率と、規定された正常時のパルス比率との差異が閾値以上である場合を示している。
　このように、制御部２３は、各測定期間のパルス比率と規定された正常時のパルス比率とを比較することによって、列車１０において空転または滑走が発生したか否かを判定することができる。ここで、図２および図３に示すように、制御部２３が第１のパルス数および第２のパルス数を検出、すなわち制御部２３がパルス比率を算出する測定期間は、１つの測定期間終了後につぎの測定期間が開始するのではなく、前後の複数の測定期間で一部の期間が重複しているものとする。各測定期間の開始タイミングは、例えば、１００ミリ秒、または２００ミリ秒程度ずれている。この１００ミリ秒、または２００ミリ秒程度の期間が、制御部２３が測定期間においてパルス比率を算出、すなわちパルス比率を確認する間隔になる。すなわち、制御部２３は、列車１０が車軸間距離を走行する期間よりも短い間隔で、パルス比率を確認する。これにより、制御部２３は、列車１０が車軸間距離を走行する測定期間よりも短い間隔で、列車１０が車軸間距離を走行する際に速度センサー３１，３２で検出されるパルスを用いて、列車１０で空転または滑走が発生したか否かを判定することができる。第１のパルスおよび第２のパルスが検出されるパルス間隔に対して車軸間距離が十分長い場合、各測定期間に含まれるパルスの数にパルス１つ分の誤差が発生しても、制御部２３で算出されるパルス比率の誤差は極めて小さくなる。
　なお、図３に示すように列車１０で空転または滑走が発生した場合、制御部２３が複数の測定期間に渡って連続して、列車１０で空転または滑走が発生したと判定することが想定される。そのため、制御部２３は、列車１０の空転または滑走が発生したと連続して判定した回数によって、実際に空転または滑走が発生したか否かを判定してもよい。図４は、実施の形態１に係る列車１０で空転または滑走が短い期間発生したときに速度センサー３１，３２で検出されるパルスの例を示す図である。図４において、上段は速度センサー３１で検出された第１のパルスを示し、下段は速度センサー３２で検出された第２のパルスを示している。また、図４において、横軸は時間を示している。図５は、比較例として速度センサー３１，３２で検出されるパルスを数える各測定期間が独立している例を示す図である。図５は、パルスの数を数える各測定期間が独立している、すなわち１つの測定期間終了後につぎの測定期間が開始する場合を想定している。図５において、各測定期間は、図４に示す各測定期間のずれ量に相当する期間とする。このような場合、ある測定期間で第１のパルスとして突発的なパルスが検出された場合でも、つぎの測定期間で突発的なパルスが検出されないため、速度センサー３１の誤検出とみなされる可能性がある。
　一方、図４において、制御部２３は、複数の測定期間でのパルス比率から、列車１０で空転または滑走が短い期間発生した場合でも、列車１０で空転または滑走が発生したと判定することができる。このように、制御部２３は、列車１０の空転または滑走が発生したと連続して判定した回数が規定された回数以上の場合、列車１０で空転または滑走が実際に発生したと判定する。制御部２３は、列車１０の空転または滑走が発生したと連続して判定した回数が規定された回数未満の場合、列車１０で空転または滑走が実際には発生していないと判定する。
　また、制御部２３は、速度センサー３１で検出された第１のパルス、および速度センサー３２で検出された第２のパルスを用いることで、短い期間で発生した空転または滑走についても継続して検知することができる。図６は、実施の形態１に係る列車１０での空転または滑走の検知状態の推移を示す第１の図である。図６は、図２の場合と同様の状態を示しており、速度センサー３１の第１のパルス、および速度センサー３２の第２のパルスのいずれでも、空転または滑走は検知されていない。図７は、実施の形態１に係る列車１０での空転または滑走の検知状態の推移を示す第２の図である。図７は、速度センサー３１の検出対象の車軸４１に取り付けられた車輪５１，６１が空転または滑走の要因を通過し、速度センサー３１の第１のパルスで空転または滑走によるパルス乱れが発生した状態を示している。図７において、速度センサー３２の検出対象の車軸４７に取り付けられた車輪５７，６７は空転または滑走の要因を通過していないので、図６のときと同様の状態である。
　図８は、実施の形態１に係る列車１０での空転または滑走の検知状態の推移を示す第３の図である。図８は、図７と同様、速度センサー３１の測定期間内のため、速度センサー３１の検出対象の車軸４１に取り付けられた車輪５１，６１が空転または滑走の要因を通過し、速度センサー３１の第１のパルスで空転または滑走によるパルス乱れが発生した状態を示している。図８において、速度センサー３２の検出対象の車軸４７に取り付けられた車輪５７，６７は空転または滑走の要因を通過していないので、図６のときと同様の状態である。図９は、実施の形態１に係る列車１０での空転または滑走の検知状態の推移を示す第４の図である。図９は、速度センサー３１の検出対象の車軸４１に取り付けられた車輪５１，６１が空転または滑走の要因を通過してから列車１０が車軸間距離を走行した状態であり、速度センサー３１の第１のパルスにおいて空転または滑走によるパルスの乱れが解消されている。一方で、図９は、速度センサー３２の検出対象の車軸４７に取り付けられた車輪５７，６７が空転または滑走の要因を通過し、速度センサー３２の第２のパルスで空転または滑走によるパルス乱れが発生した状態を示している。制御部２３は、このように、速度センサー３１，３２のパルスの検出対象の区間を車軸間距離にすることによって、図９以降もしばらくの間、継続的に空転または滑走の要因を検出し続けることができる。すなわち、制御部２３は、速度センサー３１で空転または滑走を検知できなくなっても、速度センサー３２を用いて空転または滑走を継続して検知することができる。
　なお、列車制御装置２０は、正常時のパルス比率について、あらかじめ規定されたものを制御部２３または記憶部２２で保持していてもよいし、列車１０において空転または滑走が発生しない列車１０の惰行運転中に制御部２３が算出し、制御部２３または記憶部２２で保持していてもよい。制御部２３が正常時のパルス比率を算出する場合、制御部２３は、定期的に正常時のパルス比率を算出して更新してもよい。
　列車制御装置２０の動作を、フローチャートを用いて説明する。図１０は、実施の形態１に係る列車制御装置２０の動作を示すフローチャートである。列車制御装置２０において、取得部２１は、速度センサー３１から第１のパルスを取得し、速度センサー３２から第２のパルスを取得する（ステップＳ１１）。取得部２１は、取得した第１のパルスおよび第２のパルスを記憶部２２に記憶させる（ステップＳ１２）。制御部２３は、記憶部２２に記憶されている第１のパルスおよび第２のパルスのうち、現在時刻における測定期間に含まれる第１のパルス数および第２のパルス数を読み出す（ステップＳ１３）。制御部２３は、読み出した第１のパルス数および第２のパルス数を用いてパルス比率を算出する（ステップＳ１４）。
　制御部２３は、算出したパルス比率と正常時のパルス比率とを比較する（ステップＳ１５）。算出したパルス比率と正常時のパルス比率との差異が閾値未満の場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、制御部２３は、列車１０において空転または滑走が発生していないと判定する（ステップＳ１６）。算出したパルス比率と正常時のパルス比率との差異が閾値以上の場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、制御部２３は、算出したパルス比率と正常時のパルス比率との差異が連続して閾値以上になった回数をカウントする（ステップＳ１７）。連続して閾値以上になった回数が規定された回数未満の場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、制御部２３は、列車１０において空転または滑走が発生していないと判定する（ステップＳ１６）。連続して閾値以上になった回数が規定された回数以上の場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、制御部２３は、列車１０において空転または滑走が発生したと判定する（ステップＳ１８）。列車制御装置２０は、図１０に示すフローチャートの動作を、前述の測定期間のずれ量、すなわち、１００ミリ秒、または２００ミリ秒程度の間隔で定期的に実施する。
　つづいて、列車制御装置２０のハードウェア構成について説明する。列車制御装置２０において、取得部２１は通信装置などのインタフェースである。記憶部２２はメモリである。制御部２３は処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
　図１１は、実施の形態１に係る列車制御装置２０が備える処理回路９０をプロセッサ９１およびメモリ９２で構成する場合の例を示す図である。処理回路９０がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、列車制御装置２０の処理回路９０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９０では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９０は、列車制御装置２０２の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。また、これらのプログラムは、列車制御装置２０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
　ここで、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）などが該当する。
　図１２は、実施の形態１に係る列車制御装置２０が備える処理回路９３を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路９３が専用のハードウェアで構成される場合、図１２に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。列車制御装置２０の各機能を機能別に処理回路９３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９３で実現してもよい。
　なお、列車制御装置２０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、列車制御装置２０は、列車１０の速度センサー３１，３２が検出対象とする車軸４１，４７の車軸間距離を列車１０が走行する測定期間において、速度センサー３１，３２で検出されたパルスのパルス比率を算出し、正常時のパルス比率との比較によって、列車１０で空転または滑走が発生したか否かを判定することとした。これにより、列車制御装置２０は、検出周期が長くなることを抑制しつつ、列車１０で発生する空転または滑走を精度良く検出することができる。
実施の形態２．
　実施の形態２では、列車制御装置２０の制御部２３が、列車１０の車輪の車輪径を補正する場合について説明する。
　実施の形態２において、列車１０および列車制御装置２０の構成は、図１に示す実施の形態１のときの構成と同様である。列車制御装置２０は、通常の列車１０の走行制御において、速度センサー３１，３２から取得したパルスを用いて、列車１０の速度、列車１０の走行距離などを推定する。列車１０の速度、列車１０の走行距離などの推定においては、速度センサー３１の検出対象の車軸４１に取り付けられた車輪５１，６１の車輪径、および速度センサー３２の検出対象の車軸４７に取り付けられた車輪５７，６７の車輪径の情報が必要になる。しかしながら、列車１０の車輪５１～５８，６１～６８は、列車１０が走行することによって徐々に削れて車輪径が小さくなる。車輪径の値が正確ではない場合、列車制御装置２０で推定される列車１０の速度、列車１０の走行距離などの誤差が大きくなる。そのため、列車制御装置２０の制御部２３は、列車１０で空転または滑走が発生しない列車１０の惰行運転時において前述のパルス比率が変化した場合、いずれかの車輪が削れたとして当該車輪の車輪径を補正する制御を行う。なお、説明を簡単にするため、列車１０において車輪５１～５８，６１～６８は、同種の車輪が使用されているものとする。
　図１３は、実施の形態２に係る列車１０が備える車輪の車輪径のイメージを示す図である。ここでは、説明を簡単にするため、速度センサー３１の検出対象の車軸４１に取り付けられている車輪５１，６１を車輪Ａとし、速度センサー３２の検出対象の車軸４７に取り付けられている車輪５７，６７を車輪Ｂとする。また、車輪Ａの現時点の初期車輪径をＲ＿ａとし、車輪Ｂの現時点の初期車輪径をＲ＿ｂとし、車輪Ａの初期車輪径Ｒ＿ａと車輪Ｂの初期車輪径Ｒ＿ｂとの車輪径比率を「Ｒ＿ａ／Ｒ＿ｂ＝Ｒａｔｉｏ０」とする。ここでは、初期車輪径Ｒ＿ａの方が初期車輪径Ｒ＿ｂよりも大きいため、Ｒａｔｉｏ０＞１となる。なお、車輪径比率Ｒａｔｉｏ０は、前述の第１のパルス数および第２のパルス数を用いて、「Ｒａｔｉｏ０＝第２のパルス数／第１のパルス数」として表すことができる。すなわち、初期車輪径Ｒ＿ａ：初期車輪径Ｒ＿ｂ＝第２のパルス数：第１のパルス数である。
　変化後の車輪径比率Ｒａｔｉｏ１が初期の車輪径比率Ｒａｔｉｏ０より大きくなった場合について説明する。図１４は、実施の形態２に係る列車１０が備える車輪Ｂが削れたイメージを示す図である。交換されない限り車輪径が大きくなることはないから、Ｒａｔｉｏ１＞Ｒａｔｉｏ０の場合、制御部２３は、車輪Ｂの車輪径を補正する。補正後の新車輪径Ｒ＿ｂ１は「Ｒ＿ｂ１＝Ｒ＿ａ×（１／Ｒａｔｉｏ１）」によって算出することができる。制御部２３は、Ｒａｔｉｏ１＞Ｒａｔｉｏ０の場合において、閾値を設けて差異が閾値未満の場合はＲａｔｉｏ１＝Ｒａｔｉｏ０とみなし、車輪Ｂの車輪径を補正しなくてもよい。
　変化後の車輪径比率Ｒａｔｉｏ１が初期の車輪径比率Ｒａｔｉｏ０より小さくなった場合について説明する。図１５は、実施の形態２に係る列車１０が備える車輪Ａが削れたイメージを示す図である。交換されない限り車輪径が大きくなることはないから、Ｒａｔｉｏ１＜Ｒａｔｉｏ０の場合、制御部２３は、車輪Ａの車輪径を補正する。補正後の新車輪径Ｒ＿ａ１は「Ｒ＿ａ１＝Ｒ＿ｂ×Ｒａｔｉｏ１」によって算出することができる。制御部２３は、Ｒａｔｉｏ１＜Ｒａｔｉｏ０の場合において、閾値を設けて差異が閾値未満の場合はＲａｔｉｏ１＝Ｒａｔｉｏ０とみなし、車輪Ａの車輪径を補正しなくてもよい。
　なお、制御部２３は、より厳密に車輪径を補正することも可能である。以下では、一例としてＲａｔｉｏ１＞Ｒａｔｉｏ０の場合について説明するが、Ｒａｔｉｏ１＜Ｒａｔｉｏ０の場合にも適用可能である。まず、制御部２３は、前述のような方法によって車輪Ｂの第１の新車輪径Ｒ＿ｂ１として「Ｒ＿ｂ１＝Ｒ＿ａ×（１／Ｒａｔｉｏ１）」を算出する。つぎに、制御部２３は、車輪Ａが列車１０の走行距離に対して最大削れが発生した場合の車輪Ｂの第２の新車輪径Ｒ＿ｂ２を算出する。ここで、列車１０の単位走行距離当たりの車輪径の最大削れ量をα（ｍ／ｍ）とし、車輪径比率のずれを検出するまでの列車１０の走行距離をＤ（ｍ）とすると、車輪Ａの新車輪径Ｒ＿ａ２は「Ｒ＿ａ２＝Ｒ＿ａ－α×Ｄ」となる。従って、制御部２３は、車輪Ａの最大削れを考慮した車輪Ｂの第２の新車輪径Ｒ＿ｂ２として「Ｒ＿ｂ２＝Ｒ＿ａ２×（１／Ｒａｔｉｏ１）」を算出する。また、制御部３は、車輪Ｂの列車１０の走行距離に対する最大削れ量を考慮して車輪Ｂの第３の新車輪径Ｒ＿ｂ３を算出する。制御部２３は、車輪Ｂの最大削れを考慮した車輪Ｂの第３の新車輪径Ｒ＿ｂ３として「Ｒ＿ｂ３＝Ｒ＿ｂ－α×Ｄ」を算出する。
　制御部２３は、第１の新車輪径Ｒ＿ｂ１、第２の新車輪径Ｒ＿ｂ２、および第３の新車輪径Ｒ＿ｂ３から最大車輪径および最小車輪径を選択する。具体的には、制御部２３は、「最大車輪径Ｒ＿ｂ＿ｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｒ＿ｂ１，Ｒ＿ｂ２，Ｒ＿ｂ３）」によって最大車輪径Ｒ＿ｂ＿ｍａｘを選択する。また、制御部２３は、「最小車輪径Ｒ＿ｂ＿ｍｉｎ＝ＭＩＮ（Ｒ＿ｂ１，Ｒ＿ｂ２，Ｒ＿ｂ３）」によって最小車輪径Ｒ＿ｂ＿ｍｉｎを選択する。制御部２３は、最大車輪径Ｒ＿ｂ＿ｍａｘおよび最小車輪径Ｒ＿ｂ＿ｍｉｎを用いて、列車１０の速度、走行距離などを推定することができる。なお、制御部２３は、実施の形態１の空転または滑走の検出について、各車輪で検出されたパルスの数によって判定していることから、個々の車輪径の誤差が大きくなっても、影響を受けることなく行うことができる。
　このように、制御部２３は、第１の車軸に取り付けられた第１の車輪の第１の車輪径を第２の車軸に取り付けられた第２の車輪の第２の車輪径で除算した車輪径比率を、第２のパルス数を第１のパルス数で除算した値として算出して定期的に比較する。制御部２３は、車輪径比率が前回よりも大きくなった場合、第２の車輪が削れたと判定して第２の車輪径を補正する。制御部２３は、車輪径比率が前回よりも小さくなった場合、第１の車輪が削れたと判定して第１の車輪径を補正する。制御部２３は、第１の車輪径および第２の車輪径を用いて、列車１０の速度および列車１０の走行距離を推定する。
　列車制御装置２０の動作を、フローチャートを用いて説明する。図１６は、実施の形態２に係る列車制御装置２０の動作を示すフローチャートである。列車制御装置２０において、制御部２３は、最新の車輪径比率を算出する（ステップＳ２１）。制御部２３は、算出した最新の車輪径比率が前回算出した車輪径比率より大きいか否かを比較する（ステップＳ２２）。最新の車輪径比率が前回算出した車輪径比率より大きい場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、制御部２３は、車輪Ｂの車輪径を補正する（ステップＳ２３）。最新の車輪径比率が前回算出した車輪径比率よりも大きくない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、制御部２３は、算出した最新の車輪径比率が前回算出した車輪径比率より小さいか否かを比較する（ステップＳ２４）。最新の車輪径比率が前回算出した車輪径比率より小さい場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、制御部２３は、車輪Ａの車輪径を補正する（ステップＳ２５）。最新の車輪径比率が前回算出した車輪径比率より小さくない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、制御部２３は、最新の車輪径比率は前回算出した車輪径比率と同じとして、車輪Ａおよび車輪Ｂのいずれの車輪径も補正せず（ステップＳ２６）、動作を終了する。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、列車制御装置２０は、列車１０の車輪Ａ，Ｂで削れが発生したことを検知した場合、車輪径を補正することとした。これにより、列車制御装置２０は、列車１０の速度、列車１０の走行距離などを推定する場合において、補正した車輪径を用いることによって精度良く推定することができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、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、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、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。
　１０　列車、１１，１２　車両、２０　列車制御装置、２１　取得部、２２　記憶部、２３　制御部、３１，３２　速度センサー、４１～４８　車軸、５１～５８，６１～６８　車輪。

Claims (14)

  1. 　列車に搭載される列車制御装置であって、
    　前記列車の第１の車軸で発生する第１のパルスを検出する第１の速度センサーから前記第１のパルスを取得し、前記列車の第２の車軸で発生する第２のパルスを検出する第２の速度センサーから前記第２のパルスを取得する取得部と、
    　前記第１のパルス、および前記第２のパルスを記憶する記憶部と、
    　前記第１のパルスのうち前記列車が規定された距離を走行する際に検出された第１のパルス数と、前記第２のパルスのうち前記列車が規定された前記距離を走行する際に検出された第２のパルス数とのパルス比率に基づいて、前記列車の空転または滑走の発生を判定する制御部と、
    　を備えることを特徴とする列車制御装置。
  2. 　前記距離は、前記列車における前記第１の車軸と前記第２の車軸との間の車軸間距離である、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。
  3. 　前記第１の車軸には、前記列車において前記列車の進行方向に対して前方の車輪である前輪が取り付けられ、前記第２の車軸には、前記列車において前記列車の進行方向に対して後方の車輪である後輪が取り付けられている、
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の列車制御装置。
  4. 　前記制御部が前記第１のパルス数および前記第２のパルス数を検出する測定期間は、前後の複数の測定期間で一部の期間が重複しており、
    　前記制御部は、各測定期間の開始タイミングのずれ量の間隔で、前記パルス比率を確認する、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の列車制御装置。
  5. 　前記制御部は、前記パルス比率と正常時パルス比率との差異が閾値未満の場合、前記列車において空転または滑走が発生していないと判定し、前記パルス比率と前記正常時パルス比率との差異が閾値以上の場合、前記列車において空転または滑走が発生していないと判定する、
    　ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の列車制御装置。
  6. 　前記制御部は、前記列車の空転または滑走が発生したと連続して判定した回数が規定された回数以上の場合、前記列車で空転または滑走が実際に発生したと判定し、前記列車の空転または滑走が発生したと連続して判定した回数が前記規定された回数未満の場合、前記列車で空転または滑走が実際には発生していないと判定する、
    　ことを特徴とする請求項５に記載の列車制御装置。
  7. 　前記制御部は、前記第１の車軸に取り付けられた第１の車輪の第１の車輪径を前記第２の車軸に取り付けられた第２の車輪の第２の車輪径で除算した車輪径比率を、前記第２のパルス数を前記第１のパルス数で除算した値として算出して定期的に比較し、前記車輪径比率が前回よりも大きくなった場合、前記第２の車輪が削れたと判定して前記第２の車輪径を補正し、前記車輪径比率が前回よりも小さくなった場合、前記第１の車輪が削れたと判定して前記第１の車輪径を補正する、
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の列車制御装置。
  8. 　列車に搭載される列車制御装置の空転滑走検知方法であって、
    　取得部が、前記列車の第１の車軸で発生する第１のパルスを検出する第１の速度センサーから前記第１のパルスを取得し、前記列車の第２の車軸で発生する第２のパルスを検出する第２の速度センサーから前記第２のパルスを取得する第１のステップと、
    　前記取得部が、前記第１のパルス、および前記第２のパルスを記憶部に記憶させる第２のステップと、
    　制御部が、前記第１のパルスのうち前記列車が規定された距離を走行する際に検出された第１のパルス数と、前記第２のパルスのうち前記列車が規定された前記距離を走行する際に検出された第２のパルス数とのパルス比率に基づいて、前記列車の空転または滑走の発生を判定する第３のステップと、
    　を含むことを特徴とする空転滑走検知方法。
  9. 　前記距離は、前記列車における前記第１の車軸と前記第２の車軸との間の車軸間距離である、
    　ことを特徴とする請求項８に記載の空転滑走検知方法。
  10. 　前記第１の車軸には、前記列車において前記列車の進行方向に対して前方の車輪である前輪が取り付けられ、前記第２の車軸には、前記列車において前記列車の進行方向に対して後方の車輪である後輪が取り付けられている、
    　ことを特徴とする請求項８または９に記載の空転滑走検知方法。
  11. 　前記制御部が前記第１のパルス数および前記第２のパルス数を検出する測定期間は、前後の複数の測定期間で一部の期間が重複しており、
    　前記第３のステップにおいて、前記制御部は、各測定期間の開始タイミングのずれ量の間隔で、前記パルス比率を確認する、
    　ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１つに記載の空転滑走検知方法。
  12. 　前記第３のステップにおいて、前記制御部は、前記パルス比率と正常時パルス比率との差異が閾値未満の場合、前記列車において空転または滑走が発生していないと判定し、前記パルス比率と前記正常時パルス比率との差異が閾値以上の場合、前記列車において空転または滑走が発生していないと判定する、
    　ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１つに記載の空転滑走検知方法。
  13. 　前記第３のステップにおいて、前記制御部は、前記列車の空転または滑走が発生したと連続して判定した回数が規定された回数以上の場合、前記列車で空転または滑走が実際に発生したと判定し、前記列車の空転または滑走が発生したと連続して判定した回数が前記規定された回数未満の場合、前記列車で空転または滑走が実際には発生していないと判定する、
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の空転滑走検知方法。
  14. 　さらに、
    　前記制御部が、前記第１の車軸に取り付けられた第１の車輪の第１の車輪径を前記第２の車軸に取り付けられた第２の車輪の第２の車輪径で除算した車輪径比率を、前記第２のパルス数を前記第１のパルス数で除算した値として算出して定期的に比較し、前記車輪径比率が前回よりも大きくなった場合、前記第２の車輪が削れたと判定して前記第２の車輪径を補正し、前記車輪径比率が前回よりも小さくなった場合、前記第１の車輪が削れたと判定して前記第１の車輪径を補正する第４のステップ、
    　を含むことを特徴とする請求項８から１３のいずれか１つに記載の空転滑走検知方法。
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