(57)【要約】  列車併合には衝突リスクがあり、安全性の面から十分な注意を払わなければならない。安全性確保の面から、誘導員による列車操作、目視確認により列車の併合を実現しているが、この方式は併合に時間を要し、輸送力に関わる列車密度低下を招いている。この方式に替わる方法として、レーダーなどの車間距離測定装置を用いた車両制御があり、併合作業の効率を向上させることが可能だが、これらの装置は外部環境による外乱要因により信頼性が低下することがある。  本発明は、先行車両と後続車両を併合させる鉄道車両の制御方法において、速度発電機、故障検知装置およびレーダーを有する列車間において、速度発電機を用いてレーダーの単一故障検知および健全性確認を実施する区間を設け、健全性が確認できたレーダーにより近距離の列車間を制御し、停止することなく列車併合を行うことを特徴とする。
2015132944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の車両と前記第一の車両の後方を走行する第二の車両とが各々の連結手段を介して連結する車両併合システムにおいて、
前記第二の車両は、
前記第二の車両の走行を制御する制御手段と、
前記第一の車両と前記第二の車両との距離を測定する距離測定装置と、
前記第二の車両の走行速度を検出する速度センサと、
前記距離測定装置から得られる情報を元に算出される第一の距離情報と前記速度センサから得られる情報を元に算出される第二の距離情報とを比較して前記距離測定装置が健全か否かを判定する故障検知手段とを備え、
前記制御手段は、前記距離測定装置が健全である場合、前記距離測定装置から得られる距離情報に基づいて前記第二の車両の制御を行うこと
を特徴とする車両併合システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両併合システムにおいて、
前記第一の距離情報は、所定時間内で測定される前記第一の車両と前記第二の車両との距離の差分に基づいて算出され、
前記第二の距離情報は、前記所定時間、及び前記所定時間内で検出される走行速度に基づいて算出され、
前記故障検知手段は、前記第一の距離情報と前記第二の距離情報との差分が、第一の閾値の範囲内か否かを判定し、
前記制御手段は、前記差分が前記第一の閾値の範囲内である場合、前記距離測定装置に基づく制御に切り替えること
を特徴とする車両併合システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両併合システムにおいて、
前記第一の距離情報は、所定時間内で測定される前記第一の車両と前記第二の車両との距離の差分に基づいて算出され、
前記第二の距離情報は、前記所定時間、及び前記所定時間内で検出される走行速度に基づいて算出され、
前記故障検知手段は、前記第一の距離情報と前記第二の距離情報との差分が、第二の閾値の範囲内か否かを判定し、
前記制御手段は、前記差分が前記第二の閾値の範囲内である場合、前記速度センサおよび前記距離測定装置に基づく低速制御に切り替えること
を特徴とする車両併合システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両併合システムにおいて、
前記第二の車両の走行経路上であって、前記第二の車両が前記第一の車両に併合する制御を行う範囲を指定する併合制御範囲指定装置を有し、
前記第二の車両は、併合する制御を行う走行経路上の範囲への侵入を検知すると、前記故障検知手段による前記距離測定装置が健全か否かの判定を行うこと
を特徴とする車両併合システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３に記載の車両併合システムにおいて、
前記第二の車両の走行経路上であって、前記第二の車両と通信を行う少なくとも２つの併合制御範囲指定装置を有し、
前記第二の車両は、前記併合制御範囲指定装置を通過する際に、前記距離測定装置による距離測定を行うこと
を特徴とする車両併合システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５に記載の車両併合システムにおいて、
軌道上を走行する第一の車両及び第二の車両と、
速度発電機である前記速度センサと、
レーダーである前記距離測定装置とを有し、
停車中の前記第一の車両に対し、前記第二の車両は走行パターンを切り替えて連結すること
を特徴とする車両併合システム。
【請求項７】
第一の車両と前記第一の車両の後方を走行する第二の車両とが各々の連結手段を介して連結する車両併合方法において、
前記第一の車両と前記第二の車両との距離を測定し、当該測定した距離から第一の距離情報を算出し、
前記第二の車両の走行速度を検出し、当該検出した車両速度を元に第二の距離情報を算出し、
前記第一の距離情報と前記第二の距離情報とを比較して、前記第一の距離情報が健全か否かを判定し、
前記第一の距離情報が健全である場合、前記第一の距離情報に基づいて前記第二の車両を制御して、前記第一の車両と連結させること
を特徴とする車両併合方法。
【請求項８】
先行列車と後続列車とが連結器を介して連結する車両併合システム用故障検知装置において、
前記後続列車が、停車している先行列車に連結する制御へ切り替える前に、
前記先行列車と前記後続列車との距離を測定する距離測定装置から得られる情報を元に算出される第一の距離情報と、
前記後続列車の走行速度を検出する速度センサから得られる情報を元に算出される第二の距離情報とを比較して前記距離測定装置が健全か否かを判定し、
前記距離測定装置が健全であると判定した後に、前記第一の情報に基づく連結制御へと切り替えること
を特徴とする車両併合システム用故障検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両併合制御システムおよび車両併合制御方法、および車両併合制御システム用誇張検知装置に関し、特に鉄道車両システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開2011-254666号公報（特許文献１）がある。この公報には、停止している先行車両へ後続車両が併合制御を行う際に、ミリ波無線伝送装置および併合支援装置で算出される残走距離によって速度パターンを算出し、併合支援を行う方法が記載されている。停止している先行車両に対する後続車両が併合するための走行制御を行う方法として、特許文献１の〔００３２〕〜〔００３５〕に予め残走距離に対応した走行パターンの設定を、目標速度記憶部に記録しておき、ミリ波無線伝送装置から得られた残走距離を元に、併合支援装置が走行パターンを決定し、列車を制御する方法が示されている。【０００３】
また、特開2013-86741号公報（特許文献２）がある。この公報には、走行する車両における進路制御の正当性を検証するための方法が記載されている。進路制御の正当性検証について、特許文献２の〔００２７〕にて作成された制御データの正当性を確認する手段として、列車の所在位置情報から算出した、制御データに対応する照合データを作成し、これを用いて比較照合を実施することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2011-254666号公報
【特許文献２】特開2013-86741号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の列車併合方式では、制御切換や安全性の観点から、先行列車に併合するために接近する後続列車において、1回もしくは複数回の停止措置が取られている。列車併合においてこの停止措置が列車併合所要時間に占める割合は多く、すなわち停止措置を実施することなく列車併合を実現することは列車併合所要時間を大幅に削減し、また列車併合作業の効率化にも繋がる。ただし、停止措置を実施しない列車併合では、列車併合時に安全性が担保可能な制御が必要となる。【０００６】
特許文献１に記載された方法において、ミリ波無線伝送装置の故障を検知した際には常用最大ブレーキで後続列車を停止させることが記述されているが、ミリ波無線伝送装置が取得した残走距離に大きな誤差があった場合、実残走距離とは異なる誤った走行パターンが選択され、制御の安全性が低下する可能性がある。【０００７】
また速度発電機が生成した速度信号を用いて、併合支援速度が制限速度を超過した場合に非常ブレーキがかかる仕組みとなっていることが記述されているが、速度を車軸の回転を計測して検出しているような場合、低速度走行状態における誤差が大きくなる可能性があり、制御の安全性が低下する可能性が否定できない。【０００８】
また特許文献２に記載された方法において、進路制御データの正当性を確認する方式として、制御データと、所在位置情報を取得しこれから算出した照合データとを比較することでデータの正当性を確認することが記載されているが、制御データおよび所在位置情報を取得するために用いられた各装置そのものの健全性が考慮されていない。【０００９】
したがって、両方のデータが同様の誤りを含んで生成され、本来は誤りであるデータに対して正当性が認められ、誤った制御を行う可能性がある。【００１０】
上記のように、併合のために後続列車を制御するためのデータを取得する段階で、データ取得装置自体の信頼性を検証しなければ、先行列車への衝突などの事故につながる可能性が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、第一の車両と第一の車両の後方を走行する第二の車両とが各々の連結手段を介して連結する車両併合システムにおいて、第二の車両は、第二の車両の走行を制御する制御手段と、第一の車両と第二の車両との距離を測定する距離測定装置と、第二の車両の走行速度を検出する速度センサと、距離測定装置から得られる情報を元に算出される第一の距離情報と速度センサから得られる情報を元に算出される第二の距離情報とを比較して距離測定装置が健全か否かを判定する故障検知手段とを備え、制御手段は、距離測定装置が健全である場合、距離測定装置から得られる距離情報に基づいて第二の車両の制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上記の手段を取ることにより、２つの列車を併合させる場合に、安全性を担保しつつ、列車併合に要する時間を短縮することを実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の装置構成を示した図である。
【図２】本発明のレーダーより出力される測定結果情報形式の例である。
【図３】本発明の実施例１における列車併合のための全体処理手順の例である。
【図４】本発明の故障検知装置によるレーダー故障検知処理手順の例である。
【図５】本発明の実施例１における故障検知装置によるレーダー健全性確認処理手順の例である。
【図６】本発明の実施例１におけるレーダー健全性確認処理中のレーダー健全性確認の例である。
【図７】本発明の実施例１におけるレーダー制御による後続車両の走行パターン推移を示した図である。
【図８】本発明の実施例２における列車併合のための全体処理手順の例である。
【図９】本発明の実施例２における故障検知装置によるレーダー健全性確認処理手順の例である。
【図１０】本発明の実施例２におけるレーダー健全性確認処理内のレーダー健全性確認の例である。
【図１１】本発明の実施例２における車両低速制御の例である。
【図１２】本発明の実施例２における車両低速制御による後続車両の走行パターン推移を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
本実施例では、無停止に併合制御を行う列車システムについて説明する。【００１６】
図１は、本実施例の鉄道車両システムの構成図の例である。軌道１０３に停止している先行車両１０１に対して軌道１０３を走行しつつ接近する後続車両１０２は、前記先行車両１０１と併合するまで停止することなく併合する併合制御を行う。【００１７】
先行車両１０１は先行車両併合制御装置１１１、先行車両連結器１１２を有する。また後続車両１０２は後続車両走行管理装置１２１、後続車両併合制御装置１２２、後続車両連結器１２３、後続車両故障検知装置１２４、後続車両レーダー１２５、後続車両速度発電機１２６、後続車両列車保安装置１２７を有する。後続車両併合制御装置１２２は後続車両走行管理装置１２１の併合開始指示を受けて先行車両併合制御装置１１１に対して車両間伝送情報１３１を送信する。先行車両併合制御装置１１１は車両間伝送情報１３１を受信する。【００１８】
このうち先行車両併合制御装置１１１と後続車両併合制御装置１２２の間で送受信される車間伝送情報１３１は、例えばレーザを用いた光通信、空間波を用いた無線通信、LCXケーブルを用いた通信などの公知の手段によって実現する。【００１９】
後続車両１０２は、併合制御開始を併合制御開始指定装置１０４の通過、あるいは後続車両レーダー１２５を用いて、後続車両併合制御装置１２２にて判定する。【００２０】
併合制御開始指定装置１０４は、例えば鉄道の地上子のように当該位置を通過した車両に対して任意の情報を伝送する装置であり、併合制御を開始する位置に設置し、通過する列車に併合制御開始の情報を伝送する。併合制御開始指定装置１０４、併合制御終了指定装置１０５は、併合制御範囲指定装置として、軌道１０３にそれぞれ少なくとも一つ以上設置すれば範囲を指定することができる。【００２１】
また併合制御開始指定装置１０４及び併合制御終了指定装置１０５が未設置または故障している場合、後続車両レーダー１２５を用いて併合制御開始を伝達することもできる。後続車両１０２は、先行車両１０１との併合計画情報を保持しており、先行車両１０１との併合地点を把握することができる。当該併合計画情報は、図示しないが、後続車両１０２内にデータベースとして備えておけばよい。また後続車両１０２は、鉄道の地上子及び速度発電機１２６から得られる情報を用いて、自列車の位置を判断できる。具体的には、速度発電機１２６は速度センサとして後続車両１０２の走行速度を検出し、検出された速度を所定時間内で積分すれば走行距離を算出することができるため、過去に地上子などで位置情報を取得していれば、当該地上子の位置情報と、当該地上子を通過後の距離情報に基づいて車両の位置情報を算出できる。前記併合計画情報および自列車の位置から、後続車両１０２は、先行車両１０１との車間距離が算出可能である。前記算出された車間距離が後続車両レーダー１２５の捕捉可能距離となった場合、後続車両走行管理装置１２１は、後続車両レーダー１２５に対してレーダー照射を指示する。後続車両走行管理装置１２１は、後続車両レーダー１２５が先行車両１０１を捕捉、すなわち先行車両１０１との車間距離情報が得られた時点を併合制御開始位置として、併合制御を開始する。【００２２】
これにより後続車両１０２は軌道１０３を走行して併合制御開始指定装置１０４が示す併合制御開始位置を通過した際、あるいは後続車両レーダー１２５が先行車両１０１を捕捉した際に、併合制御を開始する。【００２３】
後続車両走行管理装置１２１は、上記により併合制御開始を判定すると、併合制御開始指示を後続車両併合制御装置１２２へ与える。【００２４】
後続車両併合制御装置１２２は、後続車両走行管理装置１２１より併合制御開始指示を受信した場合、後続車両連結器１２３および車間伝送情報１３１として先行車両併合制御装置１１１へ併合準備指示を送信する。後続車両連結器１２３は、併合準備指示を受信した際、連結器を併合可能な状態に遷移させる。先行車両併合制御装置１１１は、併合準備指示を受信した際、併合準備指示を先行車両連結器１１２へ送信する。先行車両連結器１２３は、併合準備指示を受信した際、連結器を併合可能な状態に遷移させる。【００２５】
また後続車両併合制御装置１２２は、後続車両故障検知装置１２４へ併合準備指示を送信する。なお、後続車両併合制御装置１２２が併合準備指示を後続車両連結器１２３、先行車両併合制御装置１１１、後続車両故障検知装置１２４のそれぞれに送信する順序は、限定されない。【００２６】
後続車両故障検知装置１２４は、レーダー故障検知機能を備えており、後続車両レーダー１２５へ先行車両１０１に対する車間距離測定開始を指示する。前記車間距離測定開始の指示により後続車両レーダー１２５が検出する先行車両１０１と後続車両１０２の車間距離情報を受信し、後続車両レーダー１２５が正常にレーダーとして動作しており、故障していないことを検知する。【００２７】
また後続車両故障検知装置１２４は、レーダー健全性確認機能を備えている。前記車間距離情報及び後続車両速度発電機１２６が生成する速発情報を受信し比較する。後続車両レーダー１２５の健全性を確認するため、比較に用いる情報は速度発電機が生成する速度情報の精度が高いとされる速度5ｋｍ/ｈ以上の際に検出された速度情報を用いると、健全性確認の精度もより高くなる。【００２８】
後続車両レーダー１２５は、測距機能を備えており、後続車両故障検知装置１２４から車間距離測定開始指示を受信した際、先行車両１０１に対して測距機能による車間距離測定を開始する。なお、後続車両レーダー１２５は、測距機能を備えていればよく、レーダーに限定されるものではない。例えば超音波を用いた測距機能を備える装置などが考えられる。【００２９】
後続車両速度発電機１２６は、併合制御が開始すると生成した速度情報を後続車両故障検知装置１２４に送信する。送信する速度情報は、公知技術を用いればよい。【００３０】
後続車両列車保安装置１２７は、後続車両走行管理装置１２１により後続車両レーダー１２５による車両制御下において、後続車両走行管理装置１２１が設定した走行パターンに逸脱した挙動が検出された際、後続車両１０２に対して非常ブレーキをかけることが可能である。逸脱した挙動の検出は公知技術を用いればよい。【００３１】
図２は、後続車両レーダー１２５が備える測距機能を使用し、先行車両１０１と後続車両１０２の車間距離の測定結果情報の一例を示す図である。情報の内容は、測定時の実施時刻および測定の結果として得られる車間距離情報である。本実施例では、併合先の先行車両は停止、もしくは停止とみなせる程度の速度で動いている場合を想定している。よって、測定時刻が進んでいくと、車間距離も少なくなっていき、所定時間内での移動距離が算出可能である。【００３２】
図３は、前述の併合制御開始指定装置１０４などにより併合制御開始位置を検出した後、先行車両１０１と後続車両１０２が併合を完了するまでの全体処理フローを示す。【００３３】
併合制御開始位置を検出し、併合制御を開始すると、後続車両走行管理装置１２１は後続車両連結器１２３および車間伝送情報１３１として先行車両併合制御装置１１１を経由して先行車両連結器１１２へ、列車併合のための連結器併合準備指示を送信する。連結器併合準備指示を受信した後続車両連結器１２３および先行車両連結器１１２は、列車併合のための連結器処理１０２０を実施する。なお、常に併合可能な形態で存在している連結器に関して本処理は不必要とする。また本処理は列車併合時までに完了していればよいので、必ずしもこの段階で実施する必要はないが、安全のために少なくともレーダー車両制御へ移行するまでに実施することが望ましい。【００３４】
次にレーダー故障検知処理１０３０を実施し、後続車両レーダー１２５が正常に動作していることを確認する。後続車両レーダー１２５が正常に動作している場合、後続車両レーダー１２５および後続車両速度発電機１２６を用いてレーダー健全性確認処理１０４０を実施する。レーダー故障検知処理１０３０およびレーダー健全性確認処理１０４０の詳細は図４および図５を用いて後述する。レーダー正常通知及び健全性通知の有無確認１０５０を実施し、レーダー故障検知処理１０４０においてレーダーの正常が検知できなかったまたはレーダー健全性確認処理１０５０においてレーダーの健全性が確認できなかった場合、レーダー制御による列車併合は不可能であるため、併合制御終了１０９０とし、従来の人手による車両操作によって列車併合を実施する。【００３５】
後続車両レーダー１２５の正常動作および健全性が確認された際には、例えば速度発電機や軌道回路を用いた一般的な列車制御から、レーダーによる車両制御に移行する（１０６０）。以降、後続車両１０２は、先行車両１０１と併合が完了するまで、後続車両レーダー１２５から出力される車間距離情報を基に選択された走行パターンを用いて制御される。レーダーによる車両制御における走行パターンの例は図７を用いて後述する。【００３６】
レーダーによる車両制御の走行パターンに従って列車併合１０７０を実施し、レーダーによる車両制御を終了し（１０８０）、併合制御を終了する（１０９０）。【００３７】
図４は、後続車両故障検知装置１２４が実施するレーダー故障検知処理の処理フローを示す。【００３８】
後続車両併合制御装置１２２から併合制御開始指示を受信した後続車両故障検知装置１２４は、後続車両レーダー１２５へレーダー測定開始指示Ｓ１０３１を送信する。レーダー測定開始指示を受信した後続車両レーダー１２５は、測距機能を用いて先行車両１０１に対してレーダーによる測定および後続車両故障検知装置１２４に対して測定結果情報通知を行う（Ｓ１０３２）。後続車両故障検知装置１２４は、後続車両レーダー１２５から通知された測定結果情報の有無確認Ｓ１０３３を行い、図２が示す測定結果情報のうち車間距離の情報が含まれている場合、レーダーは正常に動作していると判断し、後続車両併合制御装置１２２へレーダー正常通知Ｓ１０３５を行い、処理を終了する（１０３６）。測定結果の情報が含まれていない場合、後続車両１０２が後述するレーダー捕捉区間２１１内に存在することを確認（Ｓ１０３４）し、区間内に存在していたら、車間距離の情報を含む測定結果情報が通知されるまで後続車両レーダー１２５から永続的に通知される測定結果情報を解析し続ける。後続車両１０２がレーダー捕捉区間２１１から外れかつ車間距離の情報を含む測定結果情報が観測されなかった場合、後続車両故障検知装置１２４は、レーダー故障検知処理１０３０を終了する（１０３６）。【００３９】
図５は、後続車両故障検知装置１２４が実施するレーダー健全性確認処理の処理フローを示す。【００４０】
後続車両故障検知装置１２４は、前記レーダー故障検知処理によりレーダーの正常な動作を確認した後、後続車両レーダー１２５の健全性確認処理１０４０を実施する。まず、後続車両速度発電機１２６が生成する速度情報取得Ｓ１０４１を行う。速度情報の取得は、後続車両速度発電機１２６が後続車両故障検知装置１２４に対して速度情報を送信してもよいし、後続車両故障検知装置１２４が速度情報を取得してもよい。また、健全性確認の精度を求める場合は、速度情報は5km/h以上のもののみ取得する。次に後続車両レーダー１２５から測定結果情報を受信する（Ｓ１０４２〜Ｓ１０４３）。次に速度情報および測定結果情報を解析し、後続車両レーダー１２５の健全性確認が可能な情報が取得済みであることを確認する（Ｓ１０４４）。健全性確認が可能な情報が取得済みであるとは、測定時刻および車間距離情報を有する測定結果情報を保持し、かつ測定時刻の間に生成された速度情報を保持していることである。健全性確認が可能な情報を取得済みでない場合、再度速度情報および速度結果情報を取得し、健全性確認が可能な情報を取得するまで繰り返す。健全性確認が可能な情報を取得済みの場合、レーダー健全性確認Ｓ１０４５を実施する。後続車両レーダー１２５の健全性通知確認を行い（Ｓ１０４６）、通知済みの場合、レーダー健全性確認処理を終了する（１０４８）。通知済みでない場合、後続車両１０２がレーダー捕捉区間２１１内に存在していることを確認し（Ｓ１０４）、区間内であれば、速度情報取得Ｓ１０４１に戻る。後続車両レーダー１２５の健全性通知済みでなく、かつ後続車両１０２がレーダー捕捉区間２１１外であれば、後続車両レーダー１２５は不健全であると判断し、レーダー健全性確認処理１０４０を終了する（１０４８）。【００４１】
図６は、後続車両故障検知装置１２４が実施するレーダー健全性確認処理内のレーダー健全性確認の処理フローを示す。【００４２】
後続車両故障検知装置１２４は、前記健全性確認が可能な情報を取得した際、後続車両レーダー１２５から通知された測定結果情報を抽出し（Ｓ１０４５−１）、測定時刻および車間距離情報の差分を算出する（Ｓ１０４５−２）。次に後続車両速度発電機１２６から取得した測定時刻内の速度情報を抽出し（Ｓ１０４５−３）、測定時刻の差分および速度情報から走行距離を算出する（Ｓ１０４５−４）。前記から算出された２種類の値を比較し（Ｓ１０４５−５）、比較結果が任意の誤差内であるか否かを確認する（Ｓ１０４５−６）。比較結果が誤差内であった場合、後続車両併合制御装置１２２へ後続車両レーダー１２５の健全性を通知し（Ｓ１０４５−７）、レーダー健全性確認Ｓ１０４５を終了する（Ｓ１０４５−８）。比較結果が誤差外であった場合、何もせずにレーダー健全性確認Ｓ１０４５を終了する（Ｓ１０４５−８）。誤差の閾値は走行パターン２０２および走行パターン２０３に依存するため任意の閾値とするが、０ｍ以上０．１ｍ未満程度を想定する。後続車両併合制御装置１２２は、後続車両故障検知装置１２４から後続車両レーダー１２５の健全性が通知された際、後続車両走行管理装置１２１へ後続車両レーダー１２５による車両制御に移行可能である情報を送信する。後続車両走行管理装置１２１は、後続車両併合制御装置１２２から制御移行可能情報を受信した際、レーダーによる車両制御に切り替え、レーダーによる車両制御によって先行車両１０１と後続車両１０２の併合を実施する。【００４３】
図７は、レーダーによる車両制御による併合実現時の後続車両１０２の挙動を示した図である。【００４４】
列車は通常信号システムによって制御されており、その信号システムは、一般的に、ある適切な安全余裕距離を考慮して列車間の間隔を保つことで、列車運行の安全を確保するものである。従って、後続車両は先行車両にある距離以内に接近することが難しい。そのため、本実施例において後続車両１０２は、併合制御開始指定装置１０４などによりレーダー捕捉区間２１１を通過した情報を受信すると、前述の併合制御処理を実施する。併合制御処理内のレーダー故障検知処理およびレーダー健全性確認処理により、後続車両レーダー１２５の健全性が確認される地点と仮定した制御切換地点２１２において前述のレーダーによる車両制御に移行する。制御移行後、後続車両１０２は、走行パターン２０１を削除し、レーダーによる車両制御によって選択された走行パターン２０２によって走行制御される。後続車両１０２は、走行パターン２０２によって先行車両１０１に接近し、至近距離では先行車両１０１と後続車両１０２を併合可能最低速度となるような走行パターン２０３によってさらに接近し、併合地点２２１で併合を実現する。【００４５】
図７ではレーダー捕捉区間２１１の始点と併合地点２２１までの距離を１００ｍとしているが、これは後続車両レーダー１２５のレーダー到達距離に依存するため、必ずしも１００ｍである必要はない。同様に、レーダー捕捉区間２１１の終点と併合地点２２１までの距離を３０ｍとしているが、レーダー捕捉区間２１１の終点は走行パターン２０１が速度発電機が生成する速度情報の精度が低下すると言われている５km/hで後続車両１０２が走行する地点であり、走行パターン２０１に依存するため、必ずしも３０ｍである必要はない。【００４６】
実施例１によると、列車併合を行う際、後続車両が有するレーダーの健全性を確認する区間を設け、健全性が確認されたレーダーによる車両制御に切り替えることにより、併合のために低速で走行する後続車両の正確な制御が可能となり、一度も停止することなく安全な列車併合を行うことができる。
【実施例２】
【００４７】
実施例１では、レーダー捕捉区間２１１においてレーダー故障検知処理１０３０およびレーダー健全性確認処理１０４０を実施し、レーダー正常通知および健全性通知の有無１０５０を行い、いずれかの通知がなかった場合、併合制御を終了している。【００４８】
実施例２では、レーダー正常通知は確認できたが、レーダー健全性通知は確認できなかった際の併合制御方式について説明する。【００４９】
図８は、実施例２におけるレーダー制御による列車併合のための全体処理手順を示す。【００５０】
２０２０〜２０４０の処理手順は実施例１と同様であるため説明を省略する。レーダー正常通知および健全性レベル１通知の有無確認２０５０を行い、いずれも確認できた場合の移行の処理は実施例１と同様である。いずれかが確認できなかった場合、レーダー正常通知および健全性レベル２通知の有無を確認する（２０７０）。いずれも確認できた場合、車両低速制御に移行する（２０８０）。いずれかが確認できなかった場合、車両低速制御が不可能と判断し、併合制御を終了し（２１１０）、従来の人手による車両操作によって列車併合を実施する。【００５１】
図９は、実施例２における故障検知装置によるレーダー健全性確認処理の処理フローを示す。【００５２】
Ｓ２０４１〜Ｓ２０４５の処理手順は実施例１と同様であるため説明を省略する。レーダー健全性確認Ｓ２０４５を行い、健全性レベル１通知の有無を確認する（Ｓ２０４６）。健全性レベル１通知が確認できた場合、レーダー健全性確認処理２０４０の処理を終了する（２０４８）。健全性レベル１通知が確認できなかった場合、後続車両１０２はレーダー捕捉区間３１１内に存在することを確認する（Ｓ２０４７）。後続車両１０２がレーダー捕捉区間３１１内に存在している場合、速度情報取得Ｓ２０４１に戻る。後続車両１０２がレーダー捕捉区間３１１内に存在していない場合、レーダー健全性確認処理２０４０を終了する（２０４８）。【００５３】
図１０は、実施例２におけるレーダー健全性確認処理内のレーダー健全性確認の処理フローを示す。【００５４】
Ｓ２０４５−１〜Ｓ２０４５−６の処理手順は実施例１と同様であるため説明を省略する。Ｓ２０４５−２およびＳ２０４５−４より算出された値を比較し（Ｓ２０４５−５）、比較結果がレベル１誤差内であるか確認する（Ｓ２０４５−６）。レベル１誤差内であった場合、後続車両併合制御装置１２２へレーダー健全性レベル１通知Ｓ２０４５−７を行い、レーダー健全性確認Ｓ２０４５を終了する（Ｓ２０４５−１０）。レベル１誤差内でなかった場合、比較結果がレベル２誤差内であるかを確認する（Ｓ２０４５−８）。レベル２誤差内であった場合、後続車両併合制御装置１２２へレーダー健全性レベル２通知Ｓ２０４５−９を行い、レーダー健全性確認Ｓ２０４５を終了する（Ｓ２０４５−１０）。レベル２誤差内でなかった場合、何もせずレーダー健全性確認Ｓ２０４５を終了する（Ｓ２０４５−１０）。レベル１誤差およびレベル２誤差の閾値は走行パターン３０２および走行パターン３０３や後続車両１０２の車輪性能に依存するため任意の閾値とするが、レベル１誤差は実施例１の誤差の閾値と同様に０ｍ以上０．１ｍ未満、レベル２誤差は０．１ｍ以上１．０ｍ未満程度を想定する。【００５５】
図１１は、実施例２における車両低速制御のフローを示す。【００５６】
後続車両１０２は、車両低速制御２０８１を開始すると、速度発電機１２６が生成する速度情報を基に列車走行速度を速度発電機が生成する速度情報において精度が高いとされる下限値である５ｋｍ/ｈに制御する（Ｓ２０８２）。次に、後続車両故障検知装置１２４が後続車両レーダー１２５の測定した測定結果情報から列車速度および車間距離を算出した結果を参照する（Ｓ２０８３〜Ｓ２０８４）。Ｓ２０８４において列車速度が５ｋｍ/ｈよりも速いことを検出した場合（Ｓ２０８５）、列車保安装置１２７へ非常ブレーキ指示Ｓ２０８６を行い、車両低速制御２０８１を終了する（２０８９）。列車速度が５ｋｍ/ｈ以下であった場合、Ｓ２０８４の算出を参照し、車間距離を確認する（Ｓ２０８７）。車間距離が１０ｍよりも大きい場合、Ｓ２０８４に戻り車両低速制御を続ける（Ｓ２０８７）。Ｓ２０８４において車間距離が１０ｍ以下であることを検出した場合（Ｓ２０８７）、以降は惰性速度により先行車両１０１へ接近し、列車併合を行い、車両低速制御２０８１を終了する（２０８９）。Ｓ２０８７における車間距離判定の閾値は１０ｍとしているが、安全が確保可能な任意の閾値でよい。【００５７】
図１２は、車両低速制御による併合実現時の後続車両１０２の挙動を示した図である。【００５８】
後続車両１０２は、通常時、走行パターン３０１で走行している。後続車両１０２は、併合制御開始指定装置１０４などによりレーダー捕捉区間２１１を通過した情報を受信すると、前述の併合制御処理を実施する。併合制御処理内のレーダー故障検知処理およびレーダー健全性確認処理により、レーダー捕捉区間３１１終了地点までにレーダー健全性レベル１通知がなく、レーダー健全性レベル２があった場合、制御切換地点３１２において前述の車両低速制御に移行する。制御移行後、後続車両１０２は、走行パターン３０１を削除し、車両低速制御による走行パターン３０２によって走行制御される。後続車両１０２は、走行パターン３０２によって先行車両１０１に接近し、惰性走行区間３１２を経て、併合地点３２１で併合を実現する。【００５９】
実施例２に記載の併合制御手順によると、後続車両が有するレーダーの健全性を確認する区間を設け、速度発電機が生成する速度情報および健全性レベル２が確認されたレーダーからの測定結果情報による２重の制御となる車両低速制御により、併合のために低速で走行する後続車両の制御が可能となり、一度も停止することなく安全な列車併合を行うことができる。
【実施例３】
【００６０】
実施例１では、レーダー１２５が健全か否かの判定に、おもに速度発電機１２６による情報を用いているが、実施例３では、当該速度発電機からの情報ではなく、併合制御範囲指定装置からの情報に基づいて健全性のチェックを行う例を示す。【００６１】
併合制御を行う範囲に、併合制御範囲指定装置を少なくとも２つ設置する。１つの併合制御範囲指定装置を通過するタイミングで、レーダー１２５による距離測定を行い、更にもう一つの併合制御範囲指定装置を通過するタイミングで、同様に距離測定を行う。後続車両１０２は、２つの併合制御範囲指定装置の距離情報を事前に、もしくは当該制御範囲指定装置から取得することで、２つの併合制御範囲指定装置間を移動した際の、レーダー１２５による距離情報、及び２つの併合制御範囲指定装置間の距離情報とを比較してもよい。それ以降の処理フローについては、実施例１，２と同様にすればよい。【００６２】
なお、本発明における列車とは、一両の車両で構成される編成列車も含み、また鉄道用列車に限定するものではなく、少なくとも２つの車両が連結する制御を行う場合に適用できる。また、２両以上で構成される編成列車に適用する場合には、先頭車両にレーダー１２５を備えればよく、その他の装置は編成列車内のいずれの車両に備えても本発明の効果は得られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年8月31日(2016.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の車両と前記第一の車両の後方を走行する第二の車両とが各々の連結手段を介して連結する車両併合システムにおいて、
前記第二の車両は、
前記第二の車両の走行を制御する制御手段と、
前記第一の車両と前記第二の車両との距離を測定する距離測定装置と、
前記第二の車両の走行速度を検出する速度センサと、
前記距離測定装置から得られる情報を元に所定時間内で測定される前記第一の車両と前記第二の車両との距離の差分に基づいて算出される第一の距離情報と前記速度センサから得られる情報を元に前記所定時間、及び前記所定時間内で検出される走行速度に基づいて算出される第二の距離情報とを比較して、前記第一の距離情報と前記第二の距離情報との差分が、第一の閾値の範囲内か否かを判定し前記距離測定装置が健全か否かを判定する故障検知手段とを備え、
前記制御手段は、前記差分が前記第一の閾値の範囲内である場合、前記距離測定装置から得られる距離情報に基づいて前記第二の車両の制御を行うこと
を特徴とする車両併合システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両併合システムにおいて、
前記第一の距離情報は、所定時間内で測定される前記第一の車両と前記第二の車両との距離の差分に基づいて算出され、
前記第二の距離情報は、前記所定時間、及び前記所定時間内で検出される走行速度に基づいて算出され、
前記故障検知手段は、前記第一の距離情報と前記第二の距離情報との差分が、第一の閾値より大きい値を持つ第二の閾値の範囲内か否かを判定し、
前記制御手段は、前記差分が前記第二の閾値の範囲内である場合、前記速度センサおよび前記距離測定装置に基づく低速制御に切り替えること
を特徴とする車両併合システム。
【請求項３】
請求項１ないし請求項２のいずれか一つに記載の車両併合システムにおいて、
前記第二の車両の走行経路上であって、前記第二の車両が前記第一の車両に併合する制御を行う範囲を指定する併合制御範囲指定装置を有し、
前記第二の車両は、併合する制御を行う走行経路上の範囲への侵入を検知すると、前記故障検知手段による前記距離測定装置が健全か否かの判定を行うこと
を特徴とする車両併合システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項２のいずれか一つに記載の車両併合システムにおいて、
前記第二の車両の走行経路上であって、前記第二の車両と通信を行う少なくとも２つの併合制御範囲指定装置を有し、
前記第二の車両は、前記併合制御範囲指定装置を通過する際に、前記距離測定装置による距離測定を行うこと
を特徴とする車両併合システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の車両併合システムにおいて、
軌道上を走行する第一の車両及び第二の車両と、
速度発電機である前記速度センサと、
レーダーである前記距離測定装置とを有し、
停車中の前記第一の車両に対し、前記第二の車両は走行パターンを切り替えて連結すること
を特徴とする車両併合システム。
【請求項６】
第一の車両と前記第一の車両の後方を走行する第二の車両とが各々の連結手段を介して連結する車両併合方法において、
前記第一の車両と前記第二の車両との距離を測定し、所定時間内で測定される前記第一の車両と前記第二の車両との距離の差分に基づいて第一の距離情報を算出し、
前記第二の車両の走行速度を検出し、前記所定時間、及び前記所定時間内で検出される走行速度に基づいて第二の距離情報を算出し、
前記第一の距離情報と前記第二の距離情報とを比較して、前記第一の距離情報と前記第二の距離情報との差分が、第一の閾値の範囲内か否かを判定し前記第一の距離情報が健全か否かを判定し、
前記差分が前記第一の閾値の範囲内である場合、前記第一の距離情報に基づいて前記第二の車両を制御して、前記第一の車両と連結させること
を特徴とする車両併合方法。
【請求項７】
先行列車と後続列車とが連結器を介して連結する車両併合システム用故障検知装置において、
前記後続列車が、停車している先行列車に連結する制御へ切り替える前に、
前記先行列車と前記後続列車との距離を測定する距離測定装置から得られる情報を元に所定時間内で測定される前記先行車両と前記後続車両との距離の差分に基づいて算出される第一の距離情報と、
前記後続列車の走行速度を検出する速度センサから得られる情報を元に前記所定時間、及び前記所定時間内で検出される走行速度に基づいて算出される第二の距離情報とを比較して、前記第一の距離情報と前記第二の距離情報との差分が、第一の閾値の範囲内か否かを判定し前記距離測定装置が健全か否かを判定し、
前記差分が前記第一の閾値の範囲内であると判定した後に、前記第一の情報に基づく連結制御へと切り替えること
を特徴とする車両併合システム用故障検知装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、第一の車両と第一の車両の後方を走行する第二の車両とが各々の連結手段を介して連結する車両併合システムにおいて、第二の車両は、第二の車両の走行を制御する制御手段と、第一の車両と第二の車両との距離を測定する距離測定装置と、第二の車両の走行速度を検出する速度センサと、距離測定装置から得られる情報を元に所定時間内で測定される第一の車両と第二の車両との距離の差分に基づいて算出される第一の距離情報と速度センサから得られる情報を元に所定時間、及び所定時間内で検出される走行速度に基づいて算出される第二の距離情報とを比較して、第一の距離情報と第二の距離情報との差分が、第一の閾値の範囲内か否かを判定し距離測定装置が健全か否かを判定する故障検知手段とを備え、制御手段は、差分が第一の閾値の範囲内である場合、距離測定装置から得られる距離情報に基づいて第二の車両の制御を行うことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
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【国際調査報告】
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