(57)【要約】【課題】列車を所定の停止位置に正確に停止できるようにする。【解決手段】先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段とを有する。【選択図】　　　図２
2004082981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、
先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、
列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段と、
を有することを特徴とするＡＴＯ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＡＴＯ装置において、従パターンを超過して所定のブレーキノッチでブレーキが動作したときから所定時間経過後に減速度を求め、その求められた減速度で列車が走行したときに主パターンを超過するまでの時間に基づいてブレーキノッチを選択し、列車の速度が所定の速度まで減速したときに主パターンを超過せず、又は従パターン以下になるかによりブレーキノッチを選択し、既に列車の速度が従パターン以下のときはブレーキを緩解することを特徴とするＡＴＯ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＡＴＯ装置において、所定の停止点近くにおけるブレーキ制御は、予め記憶されている列車の速度毎のブレーキノッチの減速度を所定のブレーキノッチでブレーキを実際に動作させたときの実減速度を用いて補正し、その補正されたブレーキノッチでブレーキを動作させたときに列車が停止するまでの走行距離に基づいてブレーキ制御を行うことを特徴とするＡＴＯ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、列車を自動運転するＡＴＯ装置に係り、特に、定点停止精度を向上させることができるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、列車（電車）を自動運転するＡＴＯ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｉｎ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　）装置は、例えば、平成３年７月２０日に（株）交友社から発行された「信号」（第１７版）のＰ．７７０〜７７９に示されるように、車上に搭載されているＡＴＯ車上装置においてＴＡＳＣパターン（タスクパターン）と呼ばれるパターンを作成し、その作成されたパターンに沿って運転制御が行われるように構成されている。すなわち、ＡＴＯ車上装置で作成されるパターンは、そのパターンの先端位置が列車が停止（停車）しようとする所定の停止位置となるように作成されているので、列車は、自列車の速度発電機及び地上に設置されている地上子から得た地上子情報を基に列車位置及び列車速度を把握しつつブレーキ制御を行って列車をパターンに沿うように運転制御し、列車を所定の停止位置（パターンの先端位置）に停止させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＡＴＯ装置で運転制御される列車は、ホームドア装置を備えた駅に停車することが多く、したがって、列車は、所定の停車位置により正確に停止できるようにすることが望まれている。このように、定点停止精度を向上させようとすると、列車の荷重に対応させてブレーキ制御を行う複雑で高価な応荷重装置を備えたブレーキ制御装置を必要とする欠点がある
【０００４】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単な構成で列車を所定の停止位置に正確に停止させることができるようにしたＡＴＯ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＡＴＯ装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段と、を有することを特徴としている。
本発明の請求項２に記載のＡＴＯ装置は、従パターンを超過して所定のブレーキノッチでブレーキが動作したときから所定時間経過後に減速度を求め、その求められた減速度で列車が走行したときに主パターンを超過するまでの時間に基づいてブレーキノッチを選択し、列車の速度が所定の速度まで減速したときに主パターンを超過せず、又は従パターン以下になるかによりブレーキノッチを選択し、既に列車の速度が従パターン以下のときはブレーキを緩解することを特徴としている。
本発明の請求項３に記載のＡＴＯ装置は、所定の停止点近くにおけるブレーキ制御は、予め記憶されている列車の速度毎のブレーキノッチの減速度を所定のブレーキノッチでブレーキを実際に動作させたときの実減速度を用いて補正し、その補正されたブレーキノッチでブレーキを動作させたときに列車が停止するまでの走行距離に基づいてブレーキ制御を行うことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、一実施の形態に係るＡＴＯ装置の概略構成図であり、列車イの走行するレールｒの近くに所定の間隔を保って複数（図示の例では４個）の地上子Ｐ１　〜Ｐ４　が設置されている。これら地上子Ｐ１　〜Ｐ４　のうち、地上子Ｐ２　〜Ｐ４　は、列車イが停車するホームＨのレールｒに沿って設けられている。また、これら地上子Ｐ１　〜Ｐ４　のうち、黒三角で示される地上子Ｐ１　〜Ｐ３　は、車上（列車イ）からの電力波を受けて駆動して車上に向けて所定の位置情報を送出する、いわゆる無電源トランスポンダ地上子で構成されている。そして、白抜きの三角で示される地上子Ｐ４　は、列車イの停止位置に設置された駆動電源を有する、いわゆる有電源トランスポンダ地上子で構成されている。この地上子Ｐ４　は、上記地上子Ｐ１　〜Ｐ３　と同様に、車上に対して所定の位置情報を送出できるだけでなく、地上に設けられているＡＴＯ装置の車上装置１から車上に対してドア開許可信号等の所定の情報を送信することができ、また、車上（列車イ）から送信されてくる列車番号等の所定の車上情報を受信することができるように構成されている。
【０００７】
列車イには、ＡＴＯ装置の車上装置１０が搭載されている。この車上装置１０は、後述する第１パターンＴ１　及び第２パターンＴ２　のＴＡＳＣパターンの作成処理やそれら作成された第１パターンＴ１　及び第２パターンＴ２　を用いた速度照査処理等の所定の処理のための演算を行うＣＰＵ１１を中心に構成されている。そして、このＣＰＵ１１には、列車イの先頭下部に設けられている車上子（アンテナ）１２を介して上記地上子Ｐ１　〜Ｐ４　と交信するための送受信回路１３と、その列車の車軸に設けられている速度発電機Ｇからの信号を入力処理する入力回路１４と、入出力回路１５と、メモリＭとが接続されている。
【０００８】
上記入出力回路１５は、ＣＰＵ１１に対する種々の設定条件としての運転台条件を入力するとともに、運転台に対して表示情報や警報情報を出力し、さらに、列車イのブレーキ装置（図示せず）に対してブレーキノッチ出力を行い、また、図示しない列車イの駆動装置に対して力行ノッチ出力を行うことができるように構成されている。また、上記メモリＭは、ＣＰＵ１１の各種演算処理用のシステムプログラム以外に、後述するパターン作成やブレーキ制御等を行うための各種の車上データ（車上データベース）が記憶されている。
【０００９】
以下、図２及び図３のパターン図を用いて本発明に係るＡＴＯ装置の制御動作について説明する。なお、説明を容易にするために、具体的な数値を用いて説明するが、これら数値は、一例であって、何ら本発明を限定するものではない。
【００１０】
図２において、駅のホームＨの近傍に設けられている地上子Ｐ４　は、列車イの停止点であり、この地上子Ｐ４　の内方（地上子Ｐ４　に向かって列車イが進行してくる側。図２においては、地上子Ｐ４　の左側。なお、地上子Ｐ４　の右側は外方である。）２ｍの位置に地上子Ｐ３　が設けられ。さらに、地上子Ｐ４　の内方２０ｍの位置に地上子Ｐ２　が設けられ、そして、地上子Ｐ４　の内方４２０ｍの位置に地上子Ｐ１　が設けられている。以下、制御動作毎に分けて説明する。
【００１１】
［第１パターンＴ１　及び第２パターンＴ２　の作成］
列車イの車上装置１０は、地上子Ｐ１　を通過すると、その地上子Ｐ１　から列車イの停止点である地上子Ｐ４　までの距離が４２０ｍであるという距離（位置）情報を得ることができる。車上装置１０のＣＰＵ１１では、この地上側から得た情報に基づいて、まず、その地上子Ｐ４　を停止位置とする、本発明の主パターンに相当する第２パターンＴ２　が作成される。この第２パターンＴ２　は、列車速度が３０ｋｍ／ｈを越える範囲では、減速度β１　が２．５ｋｍ／ｈ／ｓとなるように、また、列車速度が３０ｋｍ／ｈ以下では、減速度β２　が１．５ｋｍ／ｈ／ｓとなるように設定される。つまり、列車速度が低いほど減速度が小さくなるように設定され、したがって、乗心地がよくなり、さらに、減速度が小さくなる分だけ後述する停止位置精度（定点停止情報）の向上が図られるように工夫されている。
【００１２】
本発明の従パターンに相当する第１パターンＴ１　は、第２パターンＴ２　が作成された後に作成される。すなわち、この第１パターンは、その先端位置（停止位置）が地上子Ｐ３　に位置し、さらに、列車イの空走時間（３秒）分の距離を加えたパターンとして作成され、第２パターンＴ２　の内方側でその第２パターンＴ２　に沿う形で作成される。ここにおける空走時間は、列車イにブレーキ指令が行われてから実際にブレーキが作動して列車イに制動がかかるまでの時間で、この列車イでは３秒として示されている。この空走時間は、車両（列車）のブレーキ性能に基づくもので、したがって、列車毎に異なっている。
【００１３】
空走時間３秒で列車速度７０ｋｍ／ｈを基に第２パターンＴ２　から第１パターンＴ１　を作成する例を示すと、まず、第２パターンＴ２　において、列車イの地上子Ｐ１　における列車速度が８３．４ｋｍ／ｈの場合、減速度β１　（２．５ｋｍ／ｈ／ｓ）から減速度β２　（１．５ｋｍ／ｈ／ｓ）への減速度切替え地点は、地上子Ｐ４　の内方８３．３ｍとなる。そして、この第２パターンＴ２　の速度７０ｋｍ／ｈの地点は、地上子Ｐ４　の内方３０５．５ｍであり、この３０５．５ｍに列車イの空走時間（３秒）に進む距離と２ｍとを加えると、空走距離は、５８．４ｍとなる。したがって、第１パターンＴ１　の速度７０ｋｍ／ｈの地点は、３０５．５ｍに５８．４ｍを加えた３６３．９ｍの位置となる。このようにして第２パターンＴ２　に沿った第１パターンＴ１　が引かれる。なお、この第１パターンＴ１　の先端位置は、地上子Ｐ４　の内方２ｍに位置している地上子Ｐ３　の位置であり、また、地上子Ｐ１　における列車イの列車速度は８０．５ｋｍ／ｈとなる。
【００１４】
上述のようにして作成された第１パターンＴ１　及び第２パターンＴ２　は、列車イのブレーキ制御に用いられる。すなわち、列車イが停止点（地上子Ｐ４　）に向って進入するとき、列車イの速度発電機Ｇから得られる列車速度が第１パターンＴ１　を超過した場合にブレーキが動作し、第２パターンＴ２　に沿ったブレーキ制御が行われる。そして、列車速度が第１パターン以下の場合は、ブレーキは緩解される。次にブレーキ制御動作について説明する。
【００１５】
［ブレーキ制御動作］
列車イの図示しないブレーキ装置は、ブレーキノッチがＢ１　，Ｂ２　，Ｂ３　，Ｂ４　，Ｂ５　，Ｂ６　及びＢ７　の７段階に構成されている。ブレーキノッチＢ１　はブレーキ力（制動力）が最も弱く、ブレーキノッチＢ７　はブレーキ力が最も強いように設定されている。なお、上述のブレーキノッチの段階は一例であり、数十段に及ぶものも存在している。
【００１６】
▲１▼列車イが地上子Ｐ１　から地上子Ｐ４　に向って進入中、列車速度が第１パターンＴ１　を超過すると、ブレーキノッチＢ３　で列車イにブレーキが加えられる。
▲２▼ブレーキノッチＢ３　が動作してから１．５秒経過後に減速度を求め、その減速度で走行した場合に第２パターンＴ２　を超過する時間が求められる。
（ａ）上述の求められた第２パターンＴ２　を超過する時間が１秒未満のときは、現在のブレーキノッチよりも２段階上のブレーキノッチＢ５　とされる。
（ｂ）上述の求められた第２パターンＴ２　を超過する時間が１秒以上２秒未満のときは、現在のブレーキノッチよりも１段階上のブレーキノッチとされる。したがって、現在のブレーキノッチがＢ３　の場合、ブレーキノッチはＢ４　とされる。
（ｃ）列車速度が３０ｋｍ／ｈまで減速された場合において、列車イの速度が第２パターンＴ２　を超過しないときは、現在のブレーキノッチより１段階低いブレーキノッチとされる。したがって、現在のブレーキノッチがＢ３　のときは、ブレーキノッチがＢ２　とされる。
（ｄ）列車速度が３０ｋｍ／ｈまで減速された場合において、列車速度が第１パターン以下となるときは、現在のブレーキノッチよりも２段階低いブレーキノッチとされる。したがって、現在のブレーキノッチがＢ３　の場合は、ブレーキノッチはＢ１　とされる。
（ｅ）列車速度が３０ｋｍ／ｈまで減速された場合において、列車イの速度が既に第１パターンＴ１　以下となっているときは、ブレーキは緩解される。
▲３▼上記▲２▼の判定後からは、１．５秒経過する毎に上述の処理と動作が繰返される。
【００１７】
［停止ブレーキ制御動作］
（ａ）列車イが停止点（地上子Ｐ４　）近くになると停止ブレーキ制御が行われる。このブレーキ制御動作は、車上装置１０のメモリＭに車上データベースとして予め記憶されている各列車速度におけるブレーキノッチ単位（Ｂ１　〜Ｂ７　）のブレーキ減速度のデータと、後述する（ｃ）のパターンデータ（速度１０ｋｍ／ｈ以下の各速度における停止距離のデータ）とを用いて行われる。
【００１８】
（ｂ）ブレーキを動作しているときに、実減速度がブレーキノッチ幾つに相当するかをメモリＭの車上データベースから求める。例えば、速度７０ｋｍ／ｈ時にブレーキノッチがＢ３　で、そのときの実減速度が２．７ｋｍ／ｈ／ｓであった場合、車上データベースから最も近いブレーキノッチを検索し、その値がＢ３　＝２．５ｋｍ／ｈ、Ｂ４　＝３．０ｋｍ／ｈ／ｓとすると、
（２．７−Ｂ３　）／（Ｂ４　−Ｂ３　）＝４−（（２．７−２．５）／（３．０−２．５））＝＋０．４
となる。したがって、予め記憶されているブレーキノッチＢ３　の減速度は、予め記憶されているブレーキノッチＢ３　に＋０．４を加算したブレーキノッチＢ３．４　に相当することになる。ここにおける＋０．４は、列車イの荷重等によるものである。そして、このときの＋０．４の値がメモリＭに記憶される。なお、保安ブレーキ（非常ブレーキ）動作中、及びブレーキノッチを変更してから１秒間は、このような記憶は安全上除かれる。
【００１９】
（ｃ）列車イの速度１０ｋｍ／ｈのときのブレーキノッチのデータの平均化が行われる。
例えば、平均化した値が＋０．２５であった場合は、ブレーキノッチＢ２　はブレーキノッチＢ２．２５、ブレーキノッチＢ３　はブレーキノッチＢ３．２５、…、ブレーキノッチＢ５　はブレーキノッチＢ５．２５として、図３に示されるような速度１０ｋｍ／ｈから停止地点までのパターンが作成される。
【００２０】
メモリＭに記憶されている速度１０ｋｍ／ｈにおけるパターンデータにおいて、ブレーキノッチＢ２　の停止距離が１５ｍで、ブレーキノッチＢ３　が１３ｍであった場合、ブレーキノッチＢ３．２５の停止距離は１３．５ｍとなる。したがって、ブレーキノッチＢ３　を動作した場合の列車イの停止距離は１３．５ｍとなる。
【００２１】
（ｄ）基本的に図３のパターンと列車速度がクロスしたときに、そのブレーキノッチを保持すれば目標となる停止点（地上子Ｐ４　）に停車することができるが、より確実性を向上するために、列車速度と各パターンを照査してブレーキノッチが選択される。なお、列車が低速になると速度発電機Ｇからの正確な出力が得られないことから、速度３ｋｍ／ｈ以下では、現状のブレーキノッチが保持される。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載のＡＴＯ装置は、先端位置が所定の停止点に位置するように作成された主パターンと、先端位置が前記所定の停止点の内方側に所定の距離を保って位置し、かつ、その所定の距離に列車の空走時間の走行距離を加算して前記主パターンに沿うように作成された従パターンと、列車速度が前記従パターンを超過したときにブレーキを動作させて前記主パターンに沿うようにブレーキ制御を行い、その列車の速度がその従パターン以下になったときにブレーキを緩解するブレーキ制御手段とを有するので、列車をパターンに沿って運転制御することができる。
本発明の請求項２に記載のＡＴＯ装置は、従パターンを超過して所定のブレーキノッチでブレーキが動作したときから所定時間経過後に減速度を求め、その求められた減速度で列車が走行したときに主パターンを超過するまでの時間に基づいてブレーキノッチを選択し、列車の速度が所定の速度まで減速したときに主パターンを超過せず、又は従パターン以下になるかによりブレーキノッチを選択し、既に列車の速度が従パターン以下のときはブレーキを緩解するので、列車をパターンに沿って効率よく運転制御することができる。
本発明の請求項３に記載のＡＴＯ装置は、所定の停止点近くにおけるブレーキ制御は、予め記憶されている列車の速度毎のブレーキノッチの減速度を所定のブレーキノッチでブレーキを実際に動作させたときの実減速度を用いて補正し、その補正されたブレーキノッチでブレーキを動作させたときに列車が停止するまでの走行距離に基づいてブレーキ制御を行うので、列車を所定の停止点に正確に停止させることができる。すなわち、列車の荷重に対応してブレーキ制御を行う複雑で高価な応荷重装置を備えたブレーキ制御装置を必要とすることなく、定点停止精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＡＴＯ装置の概略構成図である。
【図２】パターンの説明図である。
【図３】パターンの説明図である。
【符号の説明】
ｒ　レール
Ｐ１　〜Ｐ４　　地上子
１　地上装置
イ　列車
１０　車上装置
１１　ＣＰＵ
１２　車上子
１３　送受信回路
１４　入力回路
１５　入出力回路
Ｇ　速度発電機
Ｔ１　　第１パターン（従パターン）
Ｔ２　　第２パターン（主パターン）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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