(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の走行距離に応じた信号に基づいて列車位置を算出し、算出された列車位置を当該列車が停車駅に停車したときに当該停車駅に応じて予め定められた基準停止位置に較正する列車位置検出装置であって、前記基準停止位置を、列車が停車駅に停止する際の当該列車の停止目標位置を決めるパラメータ群に応じて定め、
前記パラメータ群は、１つのパラメータとして当該列車の編成車両数を含むことを特徴とする列車位置検出装置。
【請求項２】
列車が当該停車駅に停止する際の当該列車の停止目標位置を決めるパラメータ群に応じた当該列車の各停車駅に対応する基準停止位置を記憶した記憶手段と、
当該列車の走行距離に応じた信号を出力する検出手段と、
当該列車が停車駅に停車しているときには、前記記憶手段から当該列車の前記パラメータ群に応じた当該列車の当該停車駅に対応する基準停止位置を読み出して当該列車の列車位置とするとともに、前記列車が走行しているときには、当該列車の前記パラメータ群に応じた当該列車が直前に停車した停車駅に対応する基準停止位置を基準として、前記検出手段からの出力信号に基づいて、当該列車の列車位置を算出する列車位置算出手段と、
を備え、
前記パラメータ群は、１つのパラメータとして当該列車の編成車両数を含むことを特徴とする列車位置検出装置。
【請求項３】
前記パラメータ群が、当該列車の走行路線、走行方向及び編成車両数の各パラメータからなることを特徴とする請求項１又は２記載の列車位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運行中の列車の自位置（列車位置）を検出する列車位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から列車の位置に応じて当該列車の各種の制御が行われているが、近年、列車の高速化にともない、当該列車の位置を正確に把握して運行することが必要になっている。
【０００３】
従来の列車位置の検出は、列車の車輪に速度発電機を設け、速度発電機の出力信号に基づいて、動輪の回転数から列車の走行距離を算出することにより行われている。
【０００４】
しかしながら、車輪に設けた速度発電機を利用して走行距離を求める場合、実際には誤差が大きくなる。すなわち、車輪の径は長年の使用により次第に小さくなるものであり、これを正確に把握することは容易ではなく、相当の精度で動輪の径を測定しても、長距離を走れば誤差が累積して無視できなくなる。また、車輪は加減速時に空転したり滑走したりするので、実際の走行距離とは合わなくなる状態が存在する。
【０００５】
そこで、従来、地上の定点に該定点の近傍にのみ定点情報を発信する発信手段を設け、前記定点情報を受信する受信手段を列車に設け、速度発電機からの信号に基づいて列車位置を算出し、算出された列車位置を、前記受信手段で受信した定点情報に基づいて較正する列車位置検出装置が提案されている（特開平２−２９０１０２号公報）。この列車位置検出装置によれば、列車が地上の定点を通過する度に列車位置が較正されるので、累積誤差が小さくなり、列車位置を正確に検出することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平２−２９０１０２号公報に開示された列車位置検出装置では、地上の各定点に発信手段を特別に設置しなければならず、コストの増大が免れないとともに、各定点に設置された発信手段の保守点検作業にも多大な労力を要する。
【０００７】
そこで、列車は駅で停車するものであり、列車が駅に停車したことや停車駅を識別したりすることは列車自体が有している運行情報やドアの開閉信号などから容易であることから、列車の走行距離に応じた信号に基づいて列車位置を算出し、算出された列車位置を当該列車が停車駅に停車したときに当該停車駅に応じて予め定められた基準停止位置に較正することが考えられる。
【０００８】
この場合には、列車が停車駅に停車する度に列車位置が基準停止位置に較正されるので、累積誤差が小さくなる。また、地上の各定点に特別な発信手段等を設ける必要がないので、安価になるとともに保守点検等も容易となる。
【０００９】
しかしながら、この場合に、前記基準停止位置を各駅に対して１つ（例えば、ホームの中央位置）だけに定めてしまうと、実際には例えば列車の編成車両数に応じて当該駅における停止目標位置が異なり列車は当該停止目標位置に正確に停車されるので、列車位置が正確に較正されず、その較正誤差によって、検出した列車位置に誤差が生じてしまう。
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、地上に発信手段等の特別な設備を要することなく、正確に列車位置を検出することができる列車位置検出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による列車位置検出装置は、列車の走行距離に応じた信号に基づいて列車位置を算出し、算出された列車位置を当該列車が停車駅に停車したときに当該停車駅に応じて予め定められた基準停止位置に較正する列車位置検出装置であって、前記基準停止位置を、列車が停車駅に停止する際に当該列車の停止目標位置を決めるパラメータに応じて定めたものである。
【００１２】
また、本発明の第２の態様による列車位置検出装置は、列車が当該停車駅に停止する際に当該列車の停止目標位置を決めるパラメータに応じた当該列車の各停車駅に対応する基準停止位置を記憶した記憶手段と、当該列車の走行距離に応じた信号を出力する検出手段と、当該列車が停車駅に停車しているときには、前記記憶手段から当該列車の前記パラメータに応じた当該列車の当該停車駅に対応する基準停止位置を読み出して当該列車の列車位置とするとともに、前記列車が走行しているときには、当該列車の前記パラメータに応じた当該列車が直前に停車した停車駅に対応する基準停止位置を基準として、前記検出手段からの出力信号に基づいて、当該列車の列車位置を算出する列車位置算出手段と、を備えたものである。
【００１３】
本発明の第３の態様による列車位置検出装置は、前記第１又は第２の態様による列車位置検出装置において、前記パラメータを、当該列車の走行路線、走行方向及び編成車両数としたものである。
【００１４】
前記第１乃至第３の態様による列車位置検出装置によれば、列車の走行距離に応じた信号に基づいて算出された列車位置が、当該列車が停車駅に停車する度に、当該停車駅に応じて予め定められた基準停止位置に較正される。前記基準停止位置は、列車が停車駅に停止する際に当該列車の停止目標位置を決めるパラメータに応じて定められているので、列車は停車駅に停車する際に当該停止目標位置に正確に停止されることから、当該列車が停車駅に停車する度に正確に較正されることになる。このため、列車の走行距離に応じた信号に基づく列車位置の算出の累積誤差が小さくなるとともに、正確な較正が行われることから、列車位置を正確に検出することができる。
【００１５】
そして、前記第１乃至第３の態様による列車位置検出装置によれば、地上の各定点に特別な発信手段等を設ける必要がないので、安価になるとともに保守点検等も容易となる。もっとも、前記第１の態様による列車位置検出装置では、列車位置検出の精度を一層向上させるべく、特開平２−２９０１０２号公報に開示された列車位置検出装置と同様に地上の各定点に発信手段による列車位置の較正を併用してもよい。この場合であっても、停車駅に停車する度に較正されるので、地上の各定点の間隔を大きくして発信手段の数を減らすことができることから、地上の発信手段のみにより較正を行う場合に比べて安価となるとともに保守点検作業も容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態による列車位置検出装置について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００１７】
図１は本実施の形態による列車位置検出装置を示すブロック図である。本実施の形態による列車位置検出装置は、図１に示すように、ＣＰＵ等から構成される処理部１と、メモリカード２と、該メモリカード２に記憶されたデータを読み取るカード読み取り器３と、処理部１の動作を定めるプログラムを記憶するとともに後述する記憶領域４１，４２，４３，４４を有するメモリ４と、運転士等が列車番号等を入力する入力装置５と、検出した列車位置等を表示する表示装置６と、列車の車輪に装着した速度発電機７と、該速度発電機７の出力信号を波形整形する波形整形回路８と、を備えている。図面には示していないが、これらは全て、列車に搭載されている。
【００１８】
処理部１には、波形整形回路８の出力信号（車輪の回転数に応じたパルス信号）が入力されている他、列車が前進中であることを示す前進信号、列車が後進中であることを示す後進信号、列車の速度が３ｋｍ／ｈ以下であることを示す戸開保安３ｋｍ／ｈ信号（この信号は列車の乗降用ドアの開閉制御の際に列車の速度が３ｋｍ／ｈ以下でなければドアが開かないように制御するために用いられるもので、耐ノイズ性の高く信頼性の高い信号である。）、列車の乗降用ドアが開いたことを示す戸開信号、及び、列車の編成車両数を示す編成車両数信号が入力されている。これらの信号は、列車に搭載されているセンサや制御器等から得られる。
【００１９】
図２に、メモリカード２の記憶内容を示す。メモリカード２には、予め図２に示す基準停止位置情報及び運行情報が記憶されている。
【００２０】
すなわち、メモリカード２には、列車が停車駅に停止する際に当該列車の停止目標位置を決めるパラメータに応じて基準停止位置が記憶されている。本実施の形態では、図２（ａ）に示すように、各停車駅に対して、列車の走行路線、走行方向（上り／下り）及び編成車両数を前記パラメータとして、基準停止位置が記憶されている。つまり、停車駅、走行路線、走行方向及び基準停止位置が互いに関連づけられて１組とされ、この組が多数記憶されている。なお、停車駅及び走行路線はコード形式で記憶されている。基準停止位置は、対応する停車駅、走行路線及び走行方向に応じて定まる列車の停止目標位置の、所定基準位置からの距離を示す値とされている。例えば、「名古屋駅、走行路線Ａ、上り、８両、４０９５８７ｍ」、「名古屋駅、走行路線Ａ、上り、１０両、４０９５１６ｍ」などが、基準停止位置情報としてメモリカード２に予め記憶されている。なお、列車の運行に際しては、列車は前記停止目標位置に正確に停車されるものである。
【００２１】
また、メモリカード２には、図２（ｂ）に示すように、運行情報として、各列車番号に応じて停車駅が停車順に記憶され、各停車駅ごとに走行路線が記憶されている。本実施の形態では、列車番号は、走行方向が上りの場合は奇数値が割り当てられ、走行方向が下りの場合は偶数値が割り当てられ、走行方向の情報も含んでいる。もっとも、運行情報として、列車番号とは別個に走行方向を記憶しておいてもよい。
【００２２】
前記メモリ４は、記憶領域の一部として、図３に示すように列車番号、編成車両数、停車駅カウント値及び列車位置をそれぞれ一時記憶する領域４１，４２，４３，４４を有している。なお、図３は、メモリの一部の記憶領域を示す図である。
【００２３】
次に、処理部１の動作の一例について、図４を参照して説明する。図４は、処理部１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００２４】
処理部１は、動作を開始すると、まずステップＳ１で初期設定を行う。すなわち、処理部１は、入力装置５から列車番号が入力されるのを待ち、列車番号が入力されると、入力された列車番号をメモリ４の領域４１に格納する。また、処理部１は、動作を開始すると、ステップＳ１の時点に限らず、動作中定期的に編成車両数信号を監視し、編成車両数信号が示す最新の編成車両数をメモリ４２に格納する。そして、処理部１は、戸開保安３ｋｍ／ｈ信号及び戸開信号を参照し、列車番号が入力された状態において列車の速度が３ｋｍ／ｈ以下でかつ乗降用ドアが開いている状態のときに、当該列車が始発駅に停車していると認識する。もっとも、始発駅での停車の認識は、このように方法に限定されるものではなく、例えば、運転士等の操作による入力装置からの所定の指令を受けたときに始発駅に停車しているものとして認識するようにしてもよい。始発駅に停車していることを認識すると、処理部１は、メモリ４の領域４３に停車駅カウント値として初期値「１」をセットし、カード読み取り器３を介してメモリカード２から、領域４１の列車番号及び領域４３の値に対応する運行情報中の停車駅（当該列車番号に対応する１番目の停車駅＝始発駅）とこれに対応する走行路線とを読み出し、さらに、読み出された停車駅及び走行路線と領域４１の列車番号が示す走行方向と領域４２の編成車両数とに対応する基準停止位置情報中の基準停止位置を読み出し、読み出された基準停止位置を列車位置の初期値としてメモリ４の領域４４に格納する。以上により、初期設定動作が終了する。
【００２５】
なお、処理回路１は、動作を開始してから終了するまで、メモリ４に格納された最新の値に応じた列車位置を示す列車位置信号を出力するとともに、メモリ４に格納された最新の値に応じた列車位置を表示装置６に表示させる。列車位置信号は、トンネル通過時の標識灯の点灯／消灯制御や車内放送制御など、当該列車における各種の制御に利用される。
【００２６】
前記初期設定が終了すると、処理部１は、ステップＳ２において、前進信号及び後進信号に基づいて、当該列車が走行中か否か判定する。処理部１は、当該列車が走行を開始していなければ開始するまで待ち、当該列車が走行を開始すると、ステップＳ３で距離演算を行う。距離演算は、波形整形回路８から１つのパルス信号が入力されるのを待ち、１つのパルス信号が入力されると、そのパルス信号に応じた走行距離（例えば、速度発電機７を装着した車輪の外径に応じた値）をメモリ４の領域４４の元の値に対して加算又は減算した値を、新たな値としてメモリ４の領域４４に格納する。加算か減算かは、メモリ４の領域４１の列車番号が示す走行方向と前進信号及び後進信号のいずれが得られているかとによって決める。
【００２７】
次に、処理部１は、ステップＳ４で停車駅に停車したか否かを判定する。停車駅に停車していなければ、ステップＳ３に戻る。したがって、列車が次の停車駅に停車するまで、ステップＳ３による距離演算が繰り返され、前回停止した基準停止位置を基準として算出された当該列車の現在の列車位置が順次メモリ４の領域４４に格納されることになる。
【００２８】
ステップＳ４における停車駅に停車したか否かの判定は、例えば、戸開保安３ｋｍ／ｈ信号及び戸開信号を参照し、列車の速度が３ｋｍ／ｈ以下でかつ乗降用ドアが開いている状態となるとともに、その状態のときの検出されている列車位置（メモリ４の領域４４の値）と停車すべき次駅における基準停止位置（メモリ４の領域４１の列車番号に対応するメモリカード２内の運行情報中の停車駅であって領域４３の停車駅カウント値に１を加算した値に対応する停車駅と、この停車駅に対応する運行情報中の走行路線と、メモリ４の領域４１の列車番号が示す走行方向と、メモリ４の領域４２の編成両数とに対応したメモリカード２内の基準停止位置情報中の基準停止位置）との差が所定値以下（例えば、±５００ｍ以下）である場合に、当該列車が停車駅に停車したと判定し、それ以外の場合は当該列車が停車駅に停車していないと判定する。もっとも、当該列車が停車駅に停車したか否かの判定はこの判定方法に限定されるものではない。
【００２９】
ステップＳ４で停車駅に停車したと判定されると、処理部１は、ステップＳ５において、現在のメモリ４の領域４３の停車駅カウント値に１を加算した値を新たな停車駅カウント値として領域４３に記憶させる。
【００３０】
その後、処理部１は、ステップＳ６で列車位置の較正を行う。すなわち、処理部１は、カード読み取り器３を介してメモリカード２から、領域４１の列車番号及び領域４３の値に対応する運行情報中の停車駅とこれに対応する走行路線とを読み出し、さらに、読み出された停車駅及び走行路線と領域４１の列車番号が示す走行方向と領域４２の編成車両数とに対応する、基準停止位置情報中の基準停止位置を読み出し、読み出された基準停止位置を新たな列車位置としてメモリ４の領域４４に格納する。
【００３１】
次に、処理部１は、ステップＳ７において、当該列車が停車している停車駅が終着駅であるか否かを判定する。この判定は、例えば、メモリ４の領域４１の列車番号に対応するメモリカード２内の運行情報中の停車駅であって領域４３の停車駅カウント値に１を加算した値に対応する停車駅が存在するか否かによって行う。ステップＳ７で終着駅でないと判定されると、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２〜Ｓ７を繰り返す。一方、ステップＳ７で終着駅であると判定されると、処理部１は動作を終了する。
【００３２】
本実施の形態によれば、このようにして、ステップＳ３において列車の走行距離に応じた信号（波形整形回路８の出力信号）に基づいて算出された列車位置が、当該列車が停車駅に停車する度に、ステップＳ６において、当該停車駅に応じて予め定められた基準停止位置に較正される。前記基準停止位置は、列車が停車駅に停止する際に当該列車の停止目標位置を決めるパラメータ（本実施の形態では、列車の走行路線、走行方向及び編成車両数）に応じて定められているので、列車は停車駅に停車する際に当該停止目標位置に正確に停止されることから、当該列車が停車駅に停車する度に正確に較正されることになる。このため、列車の走行距離に応じた信号に基づく列車位置の算出の累積誤差が小さくなるとともに、正確な較正が行われることから、列車位置を正確に検出することができる。
【００３３】
そして、本実施の形態によれば、地上の各定点に特別な発信手段等を設ける必要がないので、安価になるとともに保守点検等も容易となる。もっとも、本発明では、列車位置検出の精度を一層向上させるべく、特開平２−２９０１０２号公報に開示された列車位置検出装置と同様に地上の各定点に発信手段による列車位置検出装置の較正を併用してもよい。この場合であっても、停車駅に停車する度に較正されるので、地上の各定点の間隔を大きくして発信手段の数を減らすことができることから、地上の発信手段のみにより較正を行う場合に比べて安価となるとともに保守点検作業も容易となる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００３５】
例えば、前記実施の形態では、速度発電機７及び波形整形回路８が列車の走行距離に応じた信号を出力する検出手段に相当しているが、この検出手段はこのような構成に限定されるものではない。
【００３６】
また、前記実施の形態では、列車が停車駅に停止する際に当該列車の停止目標位置を決めるパラメータとして、現在用いられているパラメータである列車の走行路線、走行方向及び編成車両数を採用しているが、列車の停止目標位置を決めるパラメータが追加や変更された場合には、それに合わせて前記パラメータを適宜変更等すればよい。
【００３７】
さらに、前記実施の形態では、前記基準停止位置情報及び前記運行情報を記憶する手段としてメモリカード２が用いられているが、他の記憶手段を採用してもよい。
【００３８】
さらにまた、前記実施の形態では、列車の編成車両数が自動的に認識されるようになっているが、編成車両数を入力装置を介して入力するようにしてもよい。
【００３９】
また、前記実施の形態では、列車の走行中に波形整形回路８の出力信号のみに基づいて列車位置を算出しているが、列車の走行中に波形整形回路８の出力信号のみならず、速度発電機７を装着した車輪の滑走や空転を検出し、その検出に応じて列車位置の算出に補正を加えてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、地上に発信手段等の特別な設備を必要とせず又はその数を減らすことができ、しかも、正確に列車位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による列車位置検出装置を示すブロック図である。
【図２】メモリカードの記憶内容を示す図である。
【図３】メモリの一部の記憶領域を示す図である。
【図４】処理部１の動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  処理部
２  メモリカード
３  カード読み取り器
４  メモリ
５  入力装置
６  表示装置
７  速度発電機
８  波形整形回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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