(57)【要約】【課題】  列車を所定の定点停止位置に正確に停車できるようにブレーキノッチを修正できるようにする。【解決手段】  所定のブレーキノッチ数で減速運転されている列車が所定の定点停止位置の手前の所定の基準位置に達したとき、その所定のブレーキノッチ数における実減速度を算出する実減速度算出手段と、算出された実減速度におけるブレーキノッチ数の１ブレーキノッチ当りの単位減速度を算出する単位減速度算出手段と、前記所定の基準位置に位置する前記列車が前記所定の定点停止位置に停車するのに必要な必要減速度を算出する必要減速度算出手段と、算出された実減速度と算出された必要減速度との差を算出された単位減速度で除してブレーキノッチ数を修正するための加減ブレーキノッチ数を算出する加減ブレーキノッチ数算出手段と、前記所定のブレーキノッチ数を算出された加減ブレーキノッチ数で調整して減速運転を行う減速運転制御手段とを有する。【選択図】      図４
2005051910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のブレーキノッチ数で減速運転されている列車が所定の定点停止位置の手前の所定の基準位置に達したとき、その所定のブレーキノッチ数における実減速度を算出する実減速度算出手段と、
算出された実減速度におけるブレーキノッチ数の１ブレーキノッチ当りの単位減速度を算出する単位減速度算出手段と、
前記所定の基準位置に位置する前記列車が前記所定の定点停止位置に停車するのに必要な必要減速度を算出する必要減速度算出手段と、
算出された実減速度と算出された必要減速度との差を算出された単位減速度で除してブレーキノッチ数を修正するための加減ブレーキノッチ数を算出する加減ブレーキノッチ数算出手段と、
前記所定のブレーキノッチ数を算出された加減ブレーキノッチ数で調整して減速運転を行う減速運転制御手段と、
を有することを特徴とする自動列車運転装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動列車運転装置において、算出された実減速度が算出された必要減速度以上で、かつ、その算出された実減速度とその算出された必要減速度との差を算出された単位減速度で除したときに小数点以下の値があるときは、その小数点以下の値を切り捨てることを特徴とする自動列車運転装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の自動列車運転装置において、列車が所定の定点停止位置に停車したときに所定のブレーキノッチ数でブレーキ制御を行うことを特徴とする自動列車運転装置。
【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に係り、特に、列車を所定の定点停止位置に正確に停車できるようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、列車制御機器の高性能，高精度化に伴って列車（本発明で列車というときは、鉄輪列車及びゴムタイヤ都市型軽量列車を含んでいる。）を自動的に運転制御する自動列車運転装置、いわゆるＡＴＯが普及してきている（特許文献１参照）。
【０００３】
従来、この種の自動列車運転装置は、メモリに列車の走行する軌道（線路）の勾配や曲線、あるいは分岐点等の線路条件情報、列車の各速度における各ブレーキノッチ数に対する停止距離からなるブレーキ制御結果情報等の所定の車上データベースが予め記憶されている。そして、列車は、そのメモリに記憶されている所定の車上データベース、自列車の速度発電機から得た自列車位置や自列車速度等の検出情報及び地上側から得た先行列車位置や信号機現示情報等からなる所定の地上情報に基づいて自動運転制御されるように構成されている。
【特許文献１】特開昭６１−２３６３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の自動列車運転装置は、線路条件に変更があった場合、その変更に伴うデータベースの変更に多大な労力が必要となるとともに、ブレーキ制御結果をブレーキノッチに反映させるためには、全ての環境条件下における長期間に渡る性能試験が必要となるという欠点があった。
【０００５】
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、線路条件に変更があっても、従来のような長期間に渡る性能試験を必要とすることなく高精度のブレーキ制御を行うことができ、列車を所定の定点停止位置に正確に停車できるようにした自動列車運転装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る自動列車運転装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、所定のブレーキノッチ数で減速運転されている列車が所定の定点停止位置の手前の所定の基準位置に達したとき、その所定のブレーキノッチ数における実減速度を算出する実減速度算出手段と、算出された実減速度におけるブレーキノッチ数の１ブレーキノッチ当りの単位減速度を算出する単位減速度算出手段と、前記所定の基準位置に位置する前記列車が前記所定の定点停止位置に停車するのに必要な必要減速度を算出する必要減速度算出手段と、算出された実減速度と算出された必要減速度との差を算出された単位減速度で除してブレーキノッチ数を修正するための加減ブレーキノッチ数を算出する加減ブレーキノッチ数算出手段と、前記所定のブレーキノッチ数を算出された加減ブレーキノッチ数で調整して減速運転を行う減速運転制御手段と、を有することを特徴としている。
本発明の請求項２に記載の自動列車運転装置は、算出された実減速度が算出された必要減速度以上で、かつ、その算出された実減速度とその算出された必要減速度との差を算出された単位減速度で除したときに小数点以下の値があるときは、その小数点以下の値を切り捨てることを特徴としている。
本発明の請求項３に記載の自動列車運転装置は、列車が所定の定点停止位置に停車したときに所定のブレーキノッチ数でブレーキ制御を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の自動列車運転装置は、所定のブレーキノッチ数で減速運転されている列車が所定の定点停止位置の手前の所定の基準位置に達したとき、その所定のブレーキノッチ数における実減速度を算出する実減速度算出手段と、算出された実減速度におけるブレーキノッチ数の１ブレーキノッチ当りの単位減速度を算出する単位減速度算出手段と、前記所定の基準位置に位置する前記列車が前記所定の定点停止位置に停車するのに必要な必要減速度を算出する必要減速度算出手段と、算出された実減速度と算出された必要減速度との差を算出された単位減速度で除してブレーキノッチ数を修正するための加減ブレーキノッチ数を算出する加減ブレーキノッチ数算出手段と、前記所定のブレーキノッチ数を算出された加減ブレーキノッチ数で調整して減速運転を行う減速運転制御手段とを有するので、減速運転の途中において簡単な演算処理でブレーキノッチ数が調整され、列車を所定の定点停止位置に高精度に停車させることができ、しかも、列車に応荷重装置が装備されていない場合であっても定点停止が可能となる。また、車上に記憶しておくためのデータベースの情報量を少なくすることができるので、従来に比べ事前の車両性能試験が短期間で済むという特長がある。
本発明の請求項２に記載の自動列車運転装置は、算出された実減速度が算出された必要減速度以上で、かつ、その算出された実減速度とその算出された必要減速度との差を算出された単位減速度で除したときに小数点以下の値があるときは、その小数点以下の値を切り捨てるので、オーバーランを効果的に防止することができる。
本発明の請求項３に記載の自動列車運転装置は、列車が所定の定点停止位置に停車したときに所定のブレーキノッチ数でブレーキ制御を行うので、列車が停車したときの移動を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る自動列車運転装置を図面に基づいて説明する。図１（ａ）は、本発明に係る自動列車運転装置の概略構成図であり、列車イの走行する軌道（レール）ｒには、列車イの走行方向に向かって所定の間隔を保って地上子Ｐ1 〜Ｐ4 が設けられている。これら地上子Ｐ1 〜Ｐ4 のうち、地上子Ｐ1 〜Ｐ3 は、車上（列車イ）から電力波を受けたときに地上子の識別情報を含む位置情報を車上に向けて送出する無電源型に構成され、また、地上子Ｐ4 は、列車イを停車させる定点停止位置に設けられ、車上と地上との間で双方向にデータ（情報）の授受が行える有電源型に構成されている。したがって、地上子Ｐ4 には、車上とデータの授受を行うための自動列車運転装置（ＡＴＯ）の地上装置１が接続されている。この地上装置１は、周知の地上装置と同様に、中継器（ＲＰ）及び符号処理器（ＥＣ）を含んでいて、車上（列車イ）に対してドア開閉信号や出発信号等の所定の地上情報を送出するとともに、車上からの列車識別情報（列車ＩＤ）等の所定の車上情報を受信できるように構成されている。
【０００９】
図１（ａ）中、１０は列車イに搭載された自動列車運転装置（ＡＴＯ）の車上装置であり、列車イの先頭下部に設けられた車上子（車上アンテナ）１１を介して地上からの所定の情報（地上情報）を受信し、また、車上から地上へ向けた所定の情報（車上情報）を送受信するためのトランスポンダ送受信回路１２と、列車イの車軸に設けられている速度発電機Ｇからの信号を入力するための速度発電機入力回路１３と、メモリ１４に記憶されているシステムプログラムデータや線路条件情報等の所定のデータ、トランスポンダ送受信回路１２や速度発電機入力回路１３等から得られた外部情報を基に速度照査パターンを作成するとともに、ブレーキ制御や力行制御等の制御のための演算処理を行うＣＰＵを中心に形成された演算回路１５と、外部に対して所定の出力を行うとともに外部からの条件情報等を入力する入出力回路１６とが含まれている。
【００１０】
図１（ｂ）は、列車イがブレーキ制御を行うときのブレーキノッチ数を示していて、ここでは、ブレーキノッチ１〜７の７段階のブレーキノッチが示されている。このブレーキノッチ数は、その数が大きくなると減速度（ｋｍ／ｈ／ｓ）が大きくなる性質を有している。なお、ここに示されるブレーキノッチ数は一列であり、その数を数十段階とすることもできる。段数が大きくなると制御が複雑化する反面、列車イの減速運転制御が滑らかになり乗り心地がよくなる特徴がある。
【００１１】
以下、上記構成の自動列車運転装置のブレーキ制御動作を図２及び図３の説明図と図４のフローチャートとを用いて説明する。今、列車イが演算回路１５で作成された速度照査パターンに従って軌道（レール）ｒを定点停止位置に設定されている地上子Ｐ4 （以下、定点停止位置をＰ4 として説明する。）に向けて走行しているとする。そして、その速度照査パターンに従った走行中、列車イを定点停止位置Ｐ4 に停車させるために演算回路１５から入出力回路１６を介してブレーキノッチ数ｎの所定のブレーキノッチ出力が出力されたとする。これにより列車イは、減速運転が開始される（ステップ１００肯定。以下、ステップを「Ｓ」とする。）。この減速運転で用いられるブレーキノッチ数ｎは、列車イが速度発電機Ｇから得た自列車位置、その自列車位置における列車速度及びその自列車位置から定点停止位置Ｐ4 までの走行距離から求められ、例えばブレーキノッチ３が求められる（Ｓ１０２）。このブレーキノッチ３の減速度βA は、図１（ｂ）に示されるように、１．５ｋｍ／ｈ／ｓであり、列車イは、この減速度βA で減速運転される。
【００１２】
列車イの走行（減速走行）がさらに進み、その列車イが地上子Ｐ2 に達すると（Ｓ１０４肯定）、列車イは、地上子Ｐ2 を介して絶対位置を知ることが可能となる。したがって、列車イは、この地上子Ｐ2 の位置でもって現在のブレーキノッチ数で定点停止位置Ｐ4 に正確に停車できるか否かの判定と、ブレーキノッチ数の修正が行われる。なお、本発明では、地上子Ｐ2 の設置位置を基準位置としている。
【００１３】
地上子Ｐ2 におけるブレーキノッチの修正は、まず、現在のブレーキノッチｎの単位ブレーキノッチ（１ブレーキノッチ）当りの減速度β1 が求められる（Ｓ１０６）。例えば、ブレーキノッチｎが３の場合、その単位当りの減速度は、１．５ｋｍ／ｈ／ｓ／３の０．５ｋｍ／ｈ／ｓとなる。また、列車イの地上子Ｐ2 における列車速度及び地上子（基準位置）Ｐ2 から地上子（定点停止位置）Ｐ4 間の既知の距離に基づいて列車イをその地上子Ｐ4 に停車させるために必要な必要減速度βB が求められる（Ｓ１０８）。
【００１４】
図２の一点鎖線は、当初の減速度βA で修正なしで列車イを運転したときは、定点停止位置Ｐ4 をオーバーランすることを示しており、また、図３の一点鎖線は、当初の減速度βA で修正なしで列車イを運転したときは、定点停止位置Ｐ4 をショートランすることを示している。オーバーランの例としては、列車イに想定されている乗客数よりも多くの乗客が乗車していて列車重量が大きくなりブレーキの利きが甘くなった場合などがあり、また、ショートランの例としては、上述の例とは逆に、列車イに想定される乗客数より少ない乗客しか乗車していないために列車重量が小さくブレーキの利きが強すぎる場合などである。オーバーラン又はショートランは、天候によっても起きることがある。
【００１５】
上記図２及び図３のいずれの場合であっても、基準位置Ｐ2 に位置する列車イを定点停止位置Ｐ4 に正確に停車させるためには、図２及び図３にそれぞれ鎖線で示される必要減速度βB の線に沿う減速度運転となるように当初のブレーキノッチｎを加減しなければならない。つまり、図２の例では、ブレーキノッチｎを現在よりも大きくなるように修正する必要があり、図３の例では、ブレーキノッチｎを現在よりも小さくなるように修正する必要がある。
【００１６】
そこで、本発明では、このブレーキノッチｎの修正のために、基準位置Ｐ2 における実減速度βA と必要減速度βB との差を単位ブレーキノッチの減速度β1 で除して修正するための（加減するための）ブレーキノッチＮを求めるようにしている（Ｓ１１０）。
【００１７】
図２のように実減速度βA が必要減速度βB より小さいときは（βA ＜βB ）、加算されるブレーキノッチ数Ｎは、Ｎ＝（βB −βA ）／β1 となり、したがって、現在のブレーキノッチｎにＮを加算したブレーキノッチ（ｎ＋Ｎ）でブレーキ制御が行われる（Ｓ１１２）。また、図３のように実減速度βA が必要減速度βB より大きいときは（βA ≧βB ）、減算されるブレーキノッチ数Ｎは、Ｎ＝（βA −βB ）／β1 となり、したがって、現在のブレーキノッチｎにＮを減算したブレーキノッチ（ｎ−Ｎ）でブレーキ制御が行われる（Ｓ１１２）。なお、この際、求められる修正されるブレーキノッチ数Ｎに小数点が発生したときは、その小数点は切り捨てられ、列車イが少なくとも定点停止位置Ｐ4 からオーバーランしないように配慮される。これは、列車イがオーバーランしたときに列車イをバックして定点停止位置Ｐ4 に停車させる制御よりも、列車イがショートランしたときに列車イを進行させて定点停止位置Ｐ4 に停車させる方が列車制御が容易だからである。
【００１８】
なお、上述の例では、ブレーキノッチ数の修正は、列車イが地上子Ｐ2 に差掛かったときの一箇所でのみ行ったが、この地上子Ｐ2 の手前の地上子Ｐ1 の位置等の複数の箇所で行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は、本発明の自動列車運転装置の概略構成図、（ｂ）は、ブレーキノッチ数と減速度の関係を示す説明図である。
【図２】制御動作を示す説明図である。
【図３】制御動作を示す説明図である。
【図４】制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２０】
ｒ  軌道
Ｐ1 〜Ｐ4   地上子
１  地上装置
イ  列車
１０  車上装置
１１  車上子
１２  トランスポンダ送受信回路
１３  速度発電機入力回路
Ｇ  速度発電機
１４  メモリ
１５  演算回路
１６  入出力回路
【図１】
2005051910.tif 000003
【図２】
2005051910.tif 000004
【図３】
2005051910.tif 000005
【図４】
2005051910.tif 000006