(57)【要約】【課題】列車速度が運転曲線に対して乖離した場合であっても、列車の運転時分への影響を軽減することが可能な自動列車運転装置および自動列車運転方法を得る。【解決手段】運転曲線２３として、運転計画に沿った通常運転曲線４１と、運転計画からの運転遅延を回復させる回復運転曲線４２とが設定され、運転曲線２３から得られる目標速度２４に列車速度２６を追従させる自動列車運転装置２１において、通常運転曲線４１から得られる目標速度２４に追従する運転を行っている列車２０の列車速度２６が、目標速度２４を下回り、かつ、所定の速度差が生じた場合、運転曲線４１を、通常運転曲線４１から回復運転曲線４２に切替え、回復運転曲線４２から得られる目標速度２４に列車速度２６を追従させる運転曲線切替部１２を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転曲線として、運転計画に沿った通常運転曲線と、前記運転計画からの運転遅延を回復させる回復運転曲線とが設定され、前記運転曲線から得られる目標速度に列車速度を追従させる自動列車運転装置であって、
前記通常運転曲線から得られる第１の目標速度に追従する運転を行っている前記列車の列車速度が、前記第１の目標速度を下回り、かつ、所定の速度差が生じた場合、前記運転曲線を、前記通常運転曲線から前記回復運転曲線に切替え、前記回復運転曲線から得られる第２の目標速度に前記列車速度を追従させる運転曲線切替部を有すること、
を特徴とする自動列車運転装置。
【請求項２】
運転曲線として、運転計画に沿った通常運転曲線と、前記運転計画からの運転遅延を回復させる回復運転曲線とが設定され、前記運転曲線から得られる目標速度に列車速度を追従させる自動列車運転装置であって、
前記回復運転曲線から得られる第１の目標速度に追従する運転を行っている前記列車の列車速度が、前記第１の目標速度を上回り、かつ、所定の速度差が生じた場合、前記運転曲線を、前記回復運転曲線から前記通常運転曲線に切替え、前記通常運転曲線から得られる第２の目標速度に前記列車速度を追従させる運転曲線切替部を有すること、
を特徴とする自動列車運転装置。
【請求項３】
前記運転曲線切替部は、
前記列車速度と前記目標速度との速度差を検知する目標速度差検知部と、
前記目標速度差検知部からの速度差情報に応じて、前記通常運転曲線または前記回復運転曲線を選択する運転曲線選択部と、
前記運転曲線選択部によって選択された運転曲線に基づいて、前記目標速度を設定する列車目標速度設定部と、
前記列車目標速度設定部からの目標速度情報に基づいて、前記列車速度を制御する列車速度制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動列車運転装置。
【請求項４】
前記運転曲線選択部は、前記通常運転曲線から前記回復運転曲線への切替えと前記回復運転曲線から前記通常運転曲線への切替えとを、何れかの切替のみに制限することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動列車運転装置。
【請求項５】
前記運転曲線選択部は、一の区間における到着地の到着時刻が遅延している場合、次区間以降の運転曲線として前記回復運転曲線を選択することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の自動列車運転装置。
【請求項６】
運転曲線として、運転計画に沿った通常運転曲線と、前記運転計画からの運転遅延を回復させる回復運転曲線とが設定され、前記運転曲線から得られる目標速度に列車速度を追従させる自動列車運転方法であって、
前記通常運転曲線から得られる第１の目標速度に追従する運転を行っている前記列車の列車速度を計測する速度計測ステップと、
前記速度計測ステップで計測された前記列車速度が、前記第１の目標速度を下回り、かつ、所定の速度差が生じたことを検知する目標速度差検知ステップと、
前記目標速度差検知ステップからの速度差情報に基づいて、前記回復運転曲線を選択する運転曲線選択ステップと、
前記運転曲線選択ステップで選択された回復運転曲線から得られる第２の目標速度を設定する列車目標速度設定ステップと、
前記列車目標速度設定ステップからの第２の目標速度情報に基づいて、前記列車速度を制御する列車速度制御ステップと、
を含むことを特徴とする自動列車運転方法。
【請求項７】
運転曲線として、運転計画に沿った通常運転曲線と、前記運転計画からの運転遅延を回復させる回復運転曲線とが設定され、前記運転曲線から得られる目標速度に列車速度を追従させる自動列車運転方法であって、
前記回復運転曲線から得られる第１の目標速度に追従する運転を行っている前記列車の列車速度を計測する速度計測ステップと、
前記速度計測ステップで計測された前記列車速度が、前記第１の目標速度を上回り、かつ、所定の速度差が生じたことを検知する目標速度差検知ステップと、
前記目標速度差検知ステップからの速度差情報に基づいて、前記通常運転曲線を選択する運転曲線選択ステップと、
前記運転曲線選択ステップで選択された通常運転曲線から得られる第２の目標速度を設定する列車目標速度設定ステップと、
前記列車目標速度設定ステップからの第２の目標速度情報に基づいて、前記列車速度を制御する列車速度制御ステップと、
を含むことを特徴とする自動列車運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動列車運転装置および自動列車運転方法に関し、特に、列車の駅間走行中における異常を探知し、異常が発生した際には運転曲線を切り換える機能を有した自動列車運転装置および自動列車運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動列車運転装置は、運転計画に沿った標準走行パターン（以下「通常運転曲線」と称する）と、運転計画からの運転遅延を回復させる複数個の修正走行パターン（以下「回復運転曲線」と称する）とを備え、ダイヤとの差異が生じたときには、必要とする修正時間を加味して、上記複数個の回復運転曲線から最適のものを選択し、力行制御装置またはブレーキ装置に、所定の信号を与えて制御するようにしている（例えば、特許文献１)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−３６５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示される従来の技術は、一の駅に列車が停車しているときにダイヤを照合し、当該ダイヤに対応した運転曲線を選択して、選択した運転曲線に列車速度を追従させることは可能であるが、当該列車が一の駅から他の駅に向かって走行している間に、何らかの異常（例えば、乗務員がブレーキ操作を行った）の発生によって、列車速度が運転曲線に対して乖離した場合には、列車の運転時分に影響を与えてしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、列車速度が運転曲線に対して乖離した場合であっても、列車の運転時分への影響を軽減することが可能な自動列車運転装置および自動列車運転方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、運転曲線として、前記運転計画に沿った通常運転曲線と、前記運転計画からの運転遅延を回復させる回復運転曲線とが設定され、運転曲線から得られる目標速度に列車速度を追従させる自動列車運転装置において、前記通常運転曲線から得られる第１の目標速度に追従する運転を行っている前記列車の列車速度が、前記第１の目標速度を下回り、かつ、所定の速度差が生じた場合、前記運転曲線を、前記通常運転曲線から前記回復運転曲線に切替え、前記回復運転曲線から得られる第２の目標速度に前記列車速度を追従させる運転曲線切替部を有すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、追従対象の運転曲線を、通常運転曲線から回復運転曲線あるいは回復運転曲線から通常運転曲線に変更するようにしたので、列車速度が運転曲線に対して乖離した場合であっても、列車の運転時分への影響を軽減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる自動列車運転装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、列車速度が通常運転曲線に対して乖離したときの動作を説明するための図である。
【図３】図３は、列車速度が回復運転曲線に対して乖離したときの動作を説明するための図である。
【図４】図４は、運転曲線の変更を決定するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる自動列車運転装置および自動列車運転方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる自動列車運転装置の構成を示す図であり、図２は、列車速度が通常運転曲線に対して乖離したときの動作を説明するための図であり、図３は、列車速度が回復運転曲線に対して乖離したときの動作を説明するための図である。
【００１１】
図１において、列車２０には、自動列車制御装置５、列車走行位置認識装置６、列車制動装置９、列車推進装置１０、および自動列車運転装置２１が搭載されている。
【００１２】
自動列車運転装置２１は、主たる構成として、通常運転曲線記憶部１、回復運転曲線記憶部２、列車速度計測部８、および運転曲線切替部１２を有して構成されている。また、運転曲線切替部１２は、運転曲線選択部３、列車目標速度設定部４、列車速度制御部７、および目標速度差検知部１１を有して構成されている。
【００１３】
通常運転曲線記憶部１には、通常運転曲線（以下単に「通常曲線」と称する）４１が記憶され、回復運転曲線記憶装置２には、回復運転曲線（以下単に「回復曲線」と称する）４２が記憶されており、これらの運転曲線は、運転曲線選択部（以下単に「選択部」と称する）３によって選択される。選択部３は、後述する目標速度差検知部（以下単に「検知部」と称する）１１によって制御される。
【００１４】
列車目標速度設定部（以下単に「設定部」と称する）４は、選択部３で選択された運転曲線２３と、自動列車制御装置５から出力された制限速度４０と、列車走行位置認識装置６から出力された列車の現在位置２５とに基づいて、列車２０の目標速度２４を決定する。
【００１５】
列車速度制御部（以下単に「制御部」と称する）７は、設定部４から出力された目標速度２４と、列車速度計測部８から出力された現在の列車速度２６とに基づいて、列車速度２６が目標速度２４に追従するためのノッチ情報２７を、列車制動装置９および列車推進装置１０に対して出力する。
【００１６】
以下、各部の動作をより詳細に説明すると、検知部１１は、列車速度計測部８が出力する列車速度２６と、設定部４が出力する目標速度２４とを比較し、所定の速度差を検知する。
【００１７】
通常曲線４１が選択されている場合、選択部３は、速度差情報２８に基づいて回復曲線４２を選択し、運転曲線（運転曲線情報）２３として出力する。また、設定部４は、運転曲線２３に従って目標速度（目標速度情報）２４を出力し、制御部７は、目標速度２４に列車速度２６が追従するようにノッチ情報２７を出力する。
【００１８】
回復曲線４２が選択されている場合、選択部３は、速度差情報２８に基づいて通常曲線４１を選択し、運転曲線（運転曲線情報）２３として出力する。また、設定部４は、運転曲線２３に従って目標速度（目標速度情報）２４を出力し、制御部７は、目標速度２４に列車速度２６が追従するようにノッチ情報２７を出力する。
【００１９】
以下、運転曲線の具体例を用いて自動列車運転装置２１の動作を説明する。図２および図３において、列車２０が出発駅３０から到着駅（到着地）３１まで走行する場合、自動列車運転装置２１には、図に示される制限速度４０の速度を越えない範囲で、通常曲線４１および回復曲線４２が設定される。これらの曲線は、各区間毎に設定されているものとする。
【００２０】
（通常運転曲線から回復運転曲線）
図２において、列車２０が出発駅３０を出発し、列車速度２６が通常曲線４１に追従している場合において（Ａ）、何らかの原因（例えば、乗務員がブレーキ操作を行った場合）によって、図２に示される異常発生地点５０付近で列車２０が減速し、列車速度２６が通常曲線４１から減速方向に乖離したとする（Ｂ）。このとき、検知部１１は、選択部３に対して、速度差情報２８を出力し、選択部３は、速度差情報２８に基づいて回復曲線４２に変更する（Ｃ）。
【００２１】
設定部４は、運転曲線２３（回復曲線４２）に従って、目標速度２４を出力し、制御部７は、目標速度２４に列車速度２６が追従するようにノッチ情報２７を出力する。列車制動装置９または列車推進装置１０は、ノッチ情報２７に基づいて列車速度２６を目標速度２４に追従させる。
【００２２】
すなわち、運転曲線切替部１２は、通常曲線４１から得られる目標速度（第１の目標速度）２４に追従する運転を行っている列車２０の列車速度２６が、第１の目標速度を下回り、かつ、所定の速度差が生じた場合、運転曲線２４を、通常曲線４１から回復曲線４２に切替え、回復曲線４２から得られる目標速度（第２の目標速度）２４に列車速度２６を追従させる。
【００２３】
これらの動作を具体例で説明すると、例えば、制限速度４０が７５ｋｍ／ｈ、回復曲線４２の定速時の速度が７２ｋｍ／ｈ、通常曲線４１の定速時の速度が７０ｋｍ／ｈである場合、異常発生地点５０付近で列車速度２６が、例えば、２ｋｍ／ｈ程度減少したときに、選択部３は、通常曲線４１から回復曲線４２に切替える。
【００２４】
なお、上記（Ｂ）の説明では、列車２０が減速した場合として説明しているが、減速した場合に限定されるものではなく、例えば、列車速度２６が加速しているが通常曲線４１から若干乖離した状態も含むものとする。
【００２５】
（回復運転曲線から通常運転曲線）
図３において、列車２０が回復曲線４２に追従して走行している場合において（Ａ）、何らかの原因によって、異常発生地点５１付近で列車２０が加速し、列車速度２６が、回復曲線４２から加速方向に乖離したとき（Ｂ）、検知部１１は、選択部３に対して、速度差情報２８を出力し、選択部３は、速度差情報２８に基づいて通常曲線４１に変更する（Ｃ）。
【００２６】
設定部４は、新たな運転曲線２３（通常曲線４１）に従って目標速度２４を出力し、制御部７は、目標速度２４に列車速度２６が追従するようにノッチ情報２７を出力する。列車制動装置９または列車推進装置１０は、ノッチ情報２７に基づいて列車速度２６を目標速度２４に追従させる。
【００２７】
すなわち、運転曲線切替部１２は、回復曲線４２から得られる目標速度（第１の目標速度）２４に追従する運転を行っている列車２０の列車速度２６が、第１の目標速度を上回り、かつ、所定の速度差が生じた場合、運転曲線２４を、回復曲線４２から通常曲線４１に切替え、通常曲線４１から得られる目標速度（第２の目標速度）２４に列車速度２６を追従させる。
【００２８】
これらの動作を具体例で説明すると、例えば、制限速度４０が７５ｋｍ／ｈ、回復曲線４２の定速時の速度が７２ｋｍ／ｈ、通常曲線４１の定速時の速度が７０ｋｍ／ｈである場合、異常発生地点５１付近で列車速度２６が、例えば、２ｋｍ／ｈ程度増加したとき、選択部３は、回復曲線４２から通常曲線４１に切替える。
【００２９】
このように、列車速度２６が、追従中の運転曲線２３から乖離したことによって、到着駅３１への到着時間が変わる可能性がある場合、自動列車運転装置２１は、列車２０の加減速による乗り心地悪化への配慮から、運転曲線２３の切替を繰り返すことなく、運転時分への影響を軽減することが可能である。
【００３０】
すなわち、選択部３は、出発駅３０から到着駅３１までの区間で、通常曲線４１から回復曲線４２への切替えと回復曲線４２から通常曲線４１への切替えとを、何れかのみに制限する。
【００３１】
図４は、運転曲線２３の変更を決定するフローチャートである。検知部１１は、列車速度２６と目標速度２４とを比較し、列車２０が走行中であり、かつ、列車速度２６が目標速度２４から乖離したと判断した場合（ステップＳ１０，Ｙｅｓ）、列車速度２６が、通常曲線４１に追従しているか回復曲線４２に追従しているかを判断する。
【００３２】
列車速度２６が通常曲線４１に追従している場合（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、検知部１１は、選択部３に対して速度差情報２８を出力し、選択部３は、速度差情報２８に基づいて回復曲線４２に変更する（ステップＳ１２）。
【００３３】
ステップＳ１１において、列車速度２６が回復曲線４２に追従している場合（ステップＳ１１，Ｎｏ）、検知部１１は、選択部３に対して速度差情報２８を出力し、選択部３は、速度差情報２８に基づいて通常曲線４１に変更する（ステップＳ１３）。
【００３４】
ステップＳ１０において、列車速度２６が目標速度２４から乖離していないと判断した場合（ステップＳ１０，Ｎｏ）、検知部１１は待機状態となる。
【００３５】
なお、上記の動作説明において、列車速度２６の速度差として、２ｋｍ／ｈを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、２ｋｍ／ｈ以外の任意の速度差を用いてもよい。
【００３６】
また、検知部１１は、目標速度２４の変更条件として、例えば、路線の高低差あるいは勾配といった路線データを考慮して、運転曲線２３を変更させるように構成してもよい。例えば、上り坂を通常曲線４１にて走行中の列車２０は、運転時分を短縮し難い状況であるため、この場合、検知部１１は、自動列車運転装置２１に予め記録されている路線データと、キロ程と、列車速度２６とに応じて、運転曲線２３を回復曲線４２に変更する。また、下り坂を通常曲線４１にて走行中の列車２０に対しては、上述同様に、検知部１１は、運転曲線２３を通常曲線４１に変更する。このように、本実施の形態にかかる自動列車運転装置２１は、路線データを持つことによって、外乱と路線データとを組み合わせて、運転曲線２３を変更させることも可能である。
【００３７】
なお、図２および図３では、列車２０が出発駅３０を出発してから到着駅３１に到着するまでにおける運転曲線２３の切替に関して説明しているが、例えば、到着駅３１から他の駅までの間（図示せず）に、列車２０から出発駅３０までにおける運転曲線２３の変更動作を引き継ぐことも可能である。すなわち、選択部３は、図２に示される一の区間における到着駅（到着地）３１の到着時刻が遅延している場合、次区間以降で前記回復曲線４２を選択する。
【００３８】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる自動列車運転装置２１は、列車２０が運転曲線２３に追従しながら駅間を走行している際に、何らかの異常発生により、選択中の運転曲線２３に対して列車速度２６が乖離した場合、通常曲線４１から回復曲線４２、あるいは回復曲線４２から通常曲線４１に変更するようにしたので、列車２０の運転時分への影響を軽減することが可能である。また、回復運転時に、列車速度２６が回復運転曲線を上回った場合には、即座に通常曲線４１に変更されるため、無駄な力行が抑制され、省エネルギー化を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明は、列車の駅間走行中における異常を探知し、異常が発生した際には運転曲線を切り換える機能を有した自動列車運転装置および自動列車運転方法に適用可能であり、特に、列車の運転時分への影響を軽減することが可能な発明として有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１  通常運転曲線記憶部
２  回復運転曲線記憶部
３  運転曲線選択部
４  列車目標速度設定部
５  自動列車制御装置
６  列車走行位置認識装置
７  列車速度制御部
８  列車速度計測部
９  列車制動装置
１０  列車推進装置
１１  目標速度差検知部
１２  運転曲線切替部
２０  列車
２１  自動列車運転装置
２３  運転曲線
２４  目標速度（第１の目標速度，第２の目標速度）
２５  現在位置
２６  列車速度
２７  ノッチ情報
２８  速度差情報
３０  出発駅
３１  到着駅（到着地）
４０  制限速度
４１  通常運転曲線
４２  回復運転曲線
５０，５１  異常発生地点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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