(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インディックスデータと減速距離データ及びその減速距離データを定める速度データとの対応関係を規定する第１のテーブルから、距離データに対する速度パターンを規定した第２のテーブルの速度データと対応する速度データを検索するステップと、
前記検索した速度データに対応するインディックスデータを割り当てるステップと、を有する速度パターンの圧縮方法。
【請求項２】
請求項１の速度パターンの圧縮方法によって出力されたインディックスデータに対応する第１のテーブルにおける減速距離データを検出するステップと、
前記検出した減速距離データを出力するステップと、
を有する速度パターンの展開方法。
【請求項３】
請求項１の速度パターンの圧縮方法によって出力されたインディックスデータに対応する第１のテーブルにおける減速距離データを検出する手段と、
前記検出した減速距離データを出力する手段と、
前記出力する速度データと、列車の現在の速度データとを比較し、現在の速度のほうが速い場合にブレーキをかける手段と、
を有するパターン制御式自動列車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車を制御するための速度パターンの圧縮方法に関する。特に、速度パターンを用いて列車を制御するパターン制御式自動列車制御装置に用いられる速度パターンの圧縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードなどの記憶媒体に記憶された、位置，速度の点列からなる速度パターンをよみだし、列車の現在位置，現在速度とパターン内の位置，速度を比較して制御を行うパターン制御式自動列車制御装置が特開平７−１３２８３２  号に記載されている。
【０００３】
パターン制御式自動列車制御装置では、現在位置におけるパターン内の速度と現在速度を比較し、現在速度のほうが高い場合にブレーキを出力することで列車の安全を確保するものである。
【０００４】
特開平７−１３２８３２  号によるパターン制御式自動列車制御装置の従来の構成例を図９に示す。図９に示すように、列車１には、パターン制御式自動列車制御装置２，受信装置５，速度位置検知装置６，ブレーキ７が備えられている。
【０００５】
パターン制御式自動列車制御装置２内のパターン保持装置３には、予め列車が停止すべき位置毎に（線路上にたとえば１０００箇所程度存在する）計算された停止用の速度パターンデータ１０が保持されている。
【０００６】
パターン制御式自動列車制御装置２内は、地上装置からの信号を受信する受信装置５の出力（どこまでに停止しなければならないか）を取り込み、列車をその位置までに停止させるパターンを、予め保持しているパターンの中からとりだすパターン保持装置３と、パターン保持装置３がとりだしたパターンと、速度位置検知装置６からの現在速度，現在位置を用い、列車の位置，速度がパターンを超えた場合にブレーキ７を動作させるパターン照査装置４が備えられている。
【０００７】
このように、パターン制御式自動列車制御装置では、パターンを利用するが、従来技術では、精度を高めるために、十分細かい一定の刻み幅で点列を作成していた。このため、作成された速度パターンデータが膨大になっていた。たとえば、１０ｍの位置刻みで、１０ｋｍ分のパターンの点の数は、１０００点となる。パターンは、停止すべき位置毎に用意しなければならないため、すべてのパターンをパターン保持装置３で格納する場合、パターンデータ全体が非常に大きくなってしまう。
【０００８】
このパターンデータ量が膨大となる点を解決するために、一旦作成した速度パターンデータを間引きし、実際に速度パターンデータを利用する際には、予め定めた関数を用いて間引きされた点間を補間することにより、データ量を削減する方法が特開平７−３２７３０２  号「自動列車運転システム」に開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平７−３２７３０２  号に開示された方法を用いると、２点間の速度を求めるために関数を用いた補間演算を行う必要があるため、処理が複雑になる。さらに、処理が複雑になるために、誤った演算となる可能性が高いにも関わらず、その防護策がなされていない。
【００１０】
本発明は、この問題に鑑み、速度パターンデータを間引きするのではなく、速度パターン内の点の数を保持したまま圧縮することで、速度パターンデータ量を削減する方法を提供することを目的としている。
【００１１】
さらに、圧縮・展開を行ったデータの正当性をチェックする方法を提供することを目的としている。
【００１２】
さらに、本発明では、このパターン圧縮方式を利用して少ないメモリ使用量の自動列車制御装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するために、インデックスデータと減速距離データ及びその減速距離データを定める速度データとの対応関係を規定する第１のテーブルから、距離データに対する速度データのパターンを規定した第２のテーブルにおける速度データと一致する速度データ又は最も近い速度データを検索するステップと、検索する速度データに対応するインデックスデータを割り当てるステップと、を実行する。本発明によれば、速度パターンと比べて著しく情報量の少ないデータで速度パターンを管理することができます。
【００１４】
また、本発明の別の構成としては、圧縮したインデックスデータに対応する第１のテーブルにおける減速距離データを検出するステップと、検出する減速距離データを出力するステップと、を実行することが考えられる。本発明によれば、インデックスデータから圧縮していた速度データを含む第２のテーブルを容易に展開し、参照することができます。
【００１５】
さらに、本発明の別の構成としては、速度パターンの圧縮方法によって出力されたインデックスデータに基づいて、第１のテーブルにおける減速距離データ検出する手段と、前記検索する減速距離データを出力する手段と、前記出力する速度データと列車の現在の速度データとを比較し、現在速度のほうが高い場合にブレーキをかける手段と、を備えさせる。このように、本発明の速度パターンの圧縮及び展開を行うことにより、少ないメモリで効率よく、かつ、処理が簡易な自動列車制御装置を実現することができる。
【００１６】
また、本発明の他の構成としては、速度パターンの圧縮及び展開する方法であって、圧縮前のデータに対するチェックコードを圧縮データに付加し、圧縮パターンを展開した後に、付加されたチェックコードを用いて展開後のデータの正当性をチェックする構成がある。これにより、データ化けや処理の間違いにより誤った制御を行うことを防止することができる。
【００１７】
さらに、他の構成としては、速度パターンを圧縮する手段と、圧縮前の速度パターンに対するチェックコードを、圧縮したデータに付加する手段と、圧縮したデータを速度パターンに展開する手段と、付加されたチェックコードを用いて展開後のデータの正当性をチェックする手段と、正当性を確認した場合に展開した速度データと列車の現在の速度データとを比較し、現在速度のほうが早い場合にブレーキをかける手段とを備えさせる。これにより、データ化や処理の間違いにより、誤った列車の制御を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例は、パターン制御式自動列車制御システムである。
【００１９】
本発明の実施例の構成を図１に示す。
【００２０】
列車１には、パターン制御式自動列車制御装置２，受信装置５，速度位置検知装置６，ブレーキ７が備えられている。
【００２１】
さらに、本発明では、図１のパターン制御式自動列車制御システムは、図９の従来のパターン制御式自動列車制御システムと比較して、パターン圧縮装置８，パターン展開装置９が加えられている点が新規な点である。
【００２２】
図１において、速度パターン圧縮装置８内には、速度，減速度により定まる減速距離を格納した減速距離テーブル３０１（図３）が格納されており、与えられた速度パターンを、圧縮する。速度パターン圧縮装置８により作成された圧縮速度パターンデータは、パターン制御式自動列車制御装置２内の速度パターン保持装置３に格納される。
【００２３】
パターン制御式自動列車制御装置２内には、地上装置からの信号を受信する受信装置５の出力（どこまでに停止しなければならないか）を取り込み、列車をその位置までに停止させるパターンを、予め保持している圧縮パターンの中からとりだすパターン保持装置３と、パターン保持装置３がとりだした圧縮パターンを展開するパターン展開装置９，パターン展開装置９により展開されたパターンと、速度位置検知装置６からの現在速度，現在位置を用い、列車の位置，速度がパターンを超えた場合にブレーキ７を動作させるパターン照査装置４が備えられている。
【００２４】
以下では、図２〜図７を用いて、本発明のポイントである、速度パターン圧縮装置８におけるパターン圧縮処理と、パターン展開装置９におけるパターン展開処理について詳細な説明を行う。
【００２５】
まず、パターン圧縮処理について説明する。ここでは、従来方式により、距離−速度平面上にパターンの点列が作成されているものとする。パターンの点列は、図２に示すように、５ｋｍ／ｈ刻みで作成されているものとする。パターンの点列のデータは、図２のパターンデータ２０１に示すように、点毎に、位置と速度の値が格納されている。位置をｍ単位で４バイトで、速度をｋｍ／ｈ単位で同じく４バイトで表現すると、１点あたり８バイトとなる。速度０ｋｍ／ｈから１３５ｋｍ／ｈまで２８点を表現すると、２８×８＝２２６バイトのメモリが必要となる。停止すべき位置が１０００あるとすると、全データは、２２６ｋバイトとなる。
【００２６】
これを、図３に示す速度・減速度毎の減速距離テーブル３０１を参照して、圧縮する。本実施例では、減速距離テーブルとして、５ｋｍ／ｈ単位の速度毎に、ブレーキによる減速度が勾配により変化する場合の減速距離を保持するテーブルを用いている。これは、次の理由による。
【００２７】
列車のブレーキ減速度は、一般に速度依存性があり、図４のような特性を持っている。図４の特性では、列車速度が０［ｋｍ／ｈ］からＶ０［ｋｍ／ｈ］までは減速度はβ０［ｋｍ／ｈ／秒］一定であり、列車速度がＶ０［ｋｍ／ｈ］を越えると、速度に比例して減速度が減少し、速度Ｖｍａｘ［ｋｍ／ｈ］  において減速度はβ１［ｋｍ／ｈ／秒］まで減少する。
【００２８】
図４の減速度は、平坦線における減速度であり、当然のことながら、上り勾配では減速度が高くなり、下り勾配では減速度が低くなる。よって、図４の特性に、勾配の影響を加味すると、図５のような曲線群が得られる。
【００２９】
図３のテーブルは、この曲線群を、５ｋｍ／ｈ刻みにテーブル化したものであり、テーブルの大きさを小さくしつつ精度の高いテーブル化が可能な形としている。
【００３０】
次に、図３の減速距離テーブルを用いて、パターンを圧縮する処理について説明する。圧縮処理のフローを図６に示す。
【００３１】
圧縮処理では、まず、圧縮対象のパターンを取り出す（ステップ６０１）。本実施例では、パターンとして、図２に示すパターンデータ２０１を例としてとりあげる。パターンを取り出すと、パターンの原点を圧縮パターンの先頭に格納する（ステップ６０２）。次に、パターンの原点を基準点にセットする（ステップ６０３）。以降、パターンの終点に到達するまで以下の処理を繰り返す（ステップ６０４）。
【００３２】
基準点と次の点との間の距離を取り出し、減速距離テーブルの中で、基準点と次の点の速度帯に対応する列を検索し、基準点と次の点との間の距離以上となる最も近い減速距離を選び、その行のインデックスを保存する（ステップ６０５）。ステップ６０５で求めた減速距離を基準点に加えた位置と次の点の速度を新しい基準点として（ステップ６０６）、ステップ６０４へもどる。
【００３３】
パターンの終端に到達した場合、最後に、元のパターンデータに対するチェックコードとして、元のパターンデータのＣＲＣコード（巡回冗長符号）を計算して付加しておく（ステップ６０７）。
【００３４】
以上の処理により、たとえば、図２のパターンデータは、図７の圧縮データ
７０１に変換される。圧縮データ７０１は、原点の位置，速度は、絶対値を指定するが、以降は、直前の点からの距離を、減速距理テーブル３０１のインデックスで表現している。図７の例では、原点から点１までの距離は、速度０［ｋｍ／ｈ］から５［ｋｍ／ｈ］の欄のインデックス１の位置における減速距離であることを示している。以降、同様に、点１と点２の間の距離は、速度５［ｋｍ／ｈ］から１０［ｋｍ／ｈ］の欄のインデックス２の位置における減速距離となる。
【００３５】
このような圧縮表現を用いることで、元のパターンデータ（図２）において、位置を４バイト、速度を４バイトで表現していたとすると、０ｋｍ／ｈから１３５ｋｍ／ｈまでのデータ量は、２８点で２２８バイトであったものが、図７の圧縮データでは、原点の位置・速度で８バイト、以降の２７点は、各１バイトで表現でき、３５バイトに圧縮できる。ＣＲＣコード２バイトを付加しても３７バイトである。停止すべき位置が１０００個あるとすると、合計３７ｋバイトとなり、１７％弱にまで圧縮することができる。
【００３６】
さらに、同じインデックスが連続する場合、いくつ連続するかを示すデータを挿入することにより、さらに圧縮効果を高めることができる。
【００３７】
次に、パターン展開装置９におけるパターン展開処理について説明する。パターン展開処理のフローを図８に示す。
【００３８】
パターン展開処理では、まず、圧縮パターンを取り込む（ステップ８０１）。次に、原点データを取り出す（ステップ８０２）。この原点データを基準点とする（ステップ８０３）。以降、データが無くなるまで以下の処理を繰り返す（ステップ８０４）。
【００３９】
パターンは固定速度刻み（この例では５ｋｍ／ｈ刻み）であるから、基準点の速度に５ｋｍ／ｈを加えた値が次の速度となる（ステップ８０５）。データを参照し、データに記載してあるインデックスと、基準点の速度と次の点の速度の速度帯を用いて減速距離テーブルを参照し、減速距離をし、取り出した減速距離を、基準点の位置に加え、次の点の位置とする（ステップ８０６）。次の点を基準点とし（ステップ８０７）、ステップ８０４へ戻る。
【００４０】
すべての点の処理を終了すると、データの最後に付加されているＣＲＣコードを用いて展開後のデータが正しいものであるかをチェックする（ステップ８０８）。チェックにより正しいことが検証されたら、正常終了する。チェックによりデータが正常でないと判断された場合、エラーとして終了する。このチェックにより、データ化けなどが発生した場合にも、間違ったデータによる誤った制御を行うことを防止できる。
【００４１】
以上の処理により、図８の圧縮データを、図２のパターンデータに展開できる。展開後のパターンデータは、パターン照査装置４に渡され、従来のパターン制御式自動列車制御装置と同じ論理で照査が行われる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、効率のよいパターン圧縮・展開が可能となる。従って、使用するメモリ量が削減でき、パターンをパターン制御式自動列車制御装置内に保持することが可能となる。さらに、圧縮前のデータに対するチェックコードを付加しておくことで、展開後にデータの正当性をチェックすることができ、制御の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例における圧縮前のパターンデータを示す図である。
【図３】本発明の実施例における減速距離テーブルを示す図である。
【図４】列車のブレーキ減速度の速度依存性を示す図である。
【図５】列車のブレーキ減速度が勾配により変化する様子を示す図である。
【図６】本発明の実施例におけるパターン圧縮装置の処理フローを示す図である。
【図７】本発明の実施例におけるパターンの圧縮結果を示す図である。
【図８】本発明の実施例におけるパターン展開装置の処理フローを示す図である。
【図９】パターン制御式自動列車制御装置の構成図である。
【符号の説明】
１…列車、２…パターン制御式自動列車制御装置、３…パターン保持装置、４…パターン照査装置、５…受信装置、６…速度位置検知装置、７…ブレーキ、８…パターン圧縮装置、９…パターン展開装置、１０…パターンデータ、２０１…圧縮前のパターンデータ、３０１…減速距離テーブル、７０１…圧縮後データ。
【図１】
0003624764.tif 000002
【図２】
0003624764.tif 000003
【図３】
0003624764.tif 000004
【図４】
0003624764.tif 000005
【図５】
0003624764.tif 000006
【図６】
0003624764.tif 000007
【図７】
0003624764.tif 000008
【図８】
0003624764.tif 000009
【図９】
0003624764.tif 000010