(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
経路上の複数の車輛を制御する乗車制御システムにおいて、
複数の車輛の各々に対する予測位置範囲を表わすデータを決定し通信するように構成された軌道プロセッサと、
複数の車輛制御システムと、
を備え、前記複数の車輛の各々は、前記複数の車輛制御システムの１つを収容し、そして前記複数の車輛制御システムの各々は、
センサが収容される前記複数の車輛のうちの１つの車輛の実際の位置の指示子を検出するように構成されると共にその実際の位置を表わすデータを通信するように構成されたセンサと、
前記センサから前記実際の位置を表わすデータを受け取り、前記軌道プロセッサから前記予測位置範囲を表わすデータを受け取り、そして前記実際の位置を表わすデータを、前記予測位置範囲を表わすデータと比較するように構成されたプロセッサと、
前記実際の位置を表わすデータと、前記予測位置範囲を表わすデータとの比較に基づき車輛ブレーキ速度を調整するように構成されたブレーキ速度制御システムと、
を含むものである乗車制御システム。
【請求項２】
前記予測位置範囲を表わすデータ及び前記実際の位置を表わすデータは、各々、時間値を含む、請求項１に記載の乗車制御システム。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記実際の位置を表わすデータ及び前記予測位置範囲を表わすデータ殻の時間値を比較して、前記速度制御システムの調整を容易にするように構成された、請求項１に記載の乗車制御システム。
【請求項４】
前記複数の車輛のいずれか１つにおいて機能不良が識別されたときに前記複数の車輛の各々の移動を不能にするように構成された電気制御回路遮断器を備えた、請求項１に記載の乗車制御システム。
【請求項５】
前記複数の車輛のうちの特定の車輛の実際の位置がその特定の車輛に対する予測位置範囲の外側であることを決定することにより機能不良を識別することを含む、請求項４に記載の乗車制御システム。
【請求項６】
前記センサは、光学センサ又は磁気センサを含む、請求項１に記載の乗車制御システム。
【請求項７】
前記プロセッサは、時間値を受け取り、その時間値を、メモリに記憶されたルックアップ・テーブルに基づく位置の値へ変換するよう構成された、請求項１に記載の乗車制御システム。
【請求項８】
前記複数の車輛制御システムの各々は、前記プロセッサにより制御されるスイッチコントローラで起動されるように構成された分路継電器を備え、その分路継電器は、閉成時に電源が前記乗車制御システムの要素へ電力を供給するのを防止する、請求項１に記載の乗車制御システム。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記複数の車輛のうちの特定の車輛の実際の位置がその特定の車輛に対する予測位置範囲の外側であるとき前記分路継電器を閉成させるように前記スイッチコントローラを起動するよう構成される、請求項８に記載の乗車制御システム。
【請求項１０】
前記速度制御システムは、ブレーキを制御して車輛速度を調整するように構成されたブレーキシステムを含む、請求項１に記載の乗車制御システム。
【請求項１１】
経路上の複数の車輛を制御する方法において、
複数の車輛のうちの１つの車輛の実際の位置の指示子を、複数の車輛のうちの１つの車輛のセンサで検出するステップと、
実際の位置を表わすデータを前記センサと通信するステップと、
実際の位置を表わすデータを複数の車輛のうちの１つの車輛の車輛プロセッサで受け取るステップと、
軌道プロセッサにより通信される予測位置範囲を表わすデータを前記車輛プロセッサにおいて受け取るステップと、
前記実際の位置を表わすデータを、前記予測位置範囲を表わすデータと車輛プロセッサで比較するステップと、
前記実際の位置を表わすデータと前記予測位置範囲を表わすデータとの前記比較に基づいて車輛速度制御システムを調整するステップと、
を備えた方法。
【請求項１２】
複数の車輛の各々に対する前記予測位置範囲を表わすデータを走行期間値に基づき前記軌道プロセッサで決定するステップを更に備えた、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記予測位置範囲を表わすデータを前記軌道プロセッサから軌道の母線要素及び複数の車輛の各々の電極要素を経て複数の車輛の各々の制御システムへ通信するステップを更に備えた請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の車輛のいずれか１つにおいて機能不良が識別されたときに電気制御回路遮断器で前記複数の車輛の各々の移動を不能にするステップを更に備えた、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記予測位置範囲を表わすデータとして時間値を受け取り、その時間値を、メモリに記憶されたルックアップ・テーブルに基づく位置の値へ変換するステップを更に備えた、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
複数の車輛を制御する乗車制御システムにおいて、
レール及び母線を含む軌道と、
前記レールと回路をなす電源と、
前記軌道上に配置された車輛と、
車輛対車輛の予測位置範囲を表わすデータを通信するように構成された軌道プロセッサと、
車輪、車輛軌道監視システム、及び電極を含む車輛の要素であって、車輛軌道監視システムは、車輪と電極との間の回路をなし、車輪は、車輛が軌道上にあるときにレールと電気的に通信するように構成され、そして電極は、車輛が軌道上にあるときに母線と電気的に通信するように構成された車輛の要素と、
車輛に配置された位置センサであって、車輛の実際の位置の指示子を検出するように構成されたセンサと、
車輛に配置されたプロセッサであって、前記センサからの実際の位置を表わすデータを受け取り、前記軌道プロセッサからの予測位置を表わすデータを受け取り、そして前記実際の位置を表わすデータを、前記予測位置範囲を表わすデータと比較するように構成されたプロセッサと、
車輛に配置された作動及び停止システムであって、前記実際の位置を表わすデータと前記予測位置範囲を表わすデータとの比較結果に基づき車輛の電力供給及び／又はブレーキ掛けを調整するように構成された作動及び停止システムと、
を備えた乗車制御システム。
【請求項１７】
前記軌道プロセッサは、前記母線と回路をなし、そして前記母線を経て前記車輛に配置されたプロセッサと通信する、請求項１６に記載の乗車制御システム。
【請求項１８】
前記作動及び停止システムは、前記電源から前記車輛軌道監視システムへ電力が供給されないように前記車輪と電極との間の回路にある分路継電器を閉じるように構成された、請求項１６に記載の乗車制御システム。
【請求項１９】
前記車輛軌道監視システムは、軌道に沿って車輛を引っ張るように構成された車輛モータを備えた、請求項１６に記載の乗車制御システム。
【請求項２０】
前記実際の位置を表わすデータ及び前記予測位置範囲を表わすデータは、各々、時間値を含む、請求項１６に記載の乗車制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本書に記載される主題は一般的には、車輛の運動を監視する装置及び方法に関し、さらに具体的には、経路での車輛運動を監視することに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、線路又は軌道のような経路に沿った車輛運動の監視は、中央制御器又はコンピュータを用いて行なわれている。コンピュータは軌道での各々の車輛の位置を監視して、車輛間隔が予め決められた最小距離の範囲内になると、軌道に位置する全車輛を停止させる。かかるシステムは、コンピュータに加えて、軌道に沿った様々な位置に装着されている多数のセンサ、及び各々のセンサとコンピュータとを接続する複雑な結線を含んでいる。コンピュータ、複雑な結線及び多数のセンサを必要とするため、システムは統合が困難であり、また保守に経費が掛かる。他の欠点としては、軌道設置の後にシステム作用を試験して実証することが要求されること、車輛と軌道との境界面に関してセンサ及びターゲットを整列させるのが技術的に困難であること、最小間隔を十分に重大に侵犯するまで間隔問題を感知し得ないこと、及び付加的なセンサを追加しなければ間隔規準を変更することができず、センサを追加すればシステムがさらに柔軟性を欠くこと等が挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、経費を抑えて中央制御式システムの上述の欠点を解消することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態によれば、経路に位置する複数の車輛を制御する乗車制御システムが、経路プロセッサと、経路プロセッサと回路を成す双方向票決回路（voting circuit）と、プロセッサ同士の間の通信と、経路に沿って電気信号を導通する母線とを含んでいる。複数の車輛の各々の車輛が、少なくとも１台の車輛によって支持されている車輛プロセッサと、経路プロセッサ及び他の車輛プロセッサと回路を成す票決分路継電器（shunt relay）とを含み得る。各々の車輛プロセッサは、車輛の予め決められた状態に際してそれぞれの分路継電器を閉じて、これにより双方向票決回路が他の全車輛に通知を発するように起動されるように構成されていてよい。車輛プロセッサは、経路に沿った位置を初期化し又は保持するように通信を介して他の車輛プロセッサ又は主プロセッサと通信することができる。
【０００５】
本発明の他の観点では、経路に沿って移動可能な車輛のための車輛制御システムが、少なくとも一部が各々の車輛に装着されている車輛作動及び停止システムと、車輛センサ・システムとを含んでいる。車輛センサ・システムは、各々の車輛に装着されており、車輛作動及び停止システムと回路を成す。車輛センサ・システムは、特定の車輛の実際の位置をこの車輛が経路に沿って移動しているときに決定して、この実際の位置を予測位置範囲と比較するように構成されている。車輛センサ・システムはさらに、特定の車輛の実際の位置が予測位置範囲外に位置した場合に経路に位置する全車輛を停止させるように車輛作動及び停止システムに信号通知するように構成されていてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
以下、添付図面を参照して詳細な説明を行なう。
【図１】経路の一部に配設された１台の車輛であって、本発明の一実施形態による車輛制御システムを含む車輛を示す図である。
【図２】図１の経路の一部の上面図である。
【図３】図１の車輛制御システムの詳細を示すブロック図である。
【図４】図３の車輛制御システムのさらなる詳細を示す図である。
【図５】本発明のもう一つの実施形態による経路に沿った複数の車輛を作動させ、かかる車輛を停止させ、またかかる車輛の位置を監視する方法を示す流れ図である。
【図６】本発明の一実施形態による乗車制御システムの模式図である。
【図７】図６の乗車制御システムのさらなる詳細を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の一実施形態は、経路に位置する車輛を作動させ、かかる車輛を停止させ、またかかる車輛の位置を監視するシステム及び方法に関わる。システムの一つの特定の実施形態は、少なくとも一部が各々の車輛に装着されている車輛作動及び停止システムと、各々の車輛に装着されており車輛作動及び停止システムと回路を成す車輛センサ装置とを含んでいる。
【０００８】
図１及び図２を参照すると、乗車システムの複数の車輛の中の１台の車輛１０が示されており、この車輛１０は、車体１２と、車輪１４と、適当なマーク１６とを有すると共に乗客１８を乗せていることが示されている。車輛１０は、軌道２０のような経路に配設されており、経路２０は、枕木（cross beam）２４によって支持されているレール２２を含んでいる。母線（bus bar）又は給電用レール２６が、電気エネルギを発電機（後述）から車輛１０へ電極２８によって供給している。ディスク・ブレーキ３０が車輪１４に装着されていることが示されている。
【０００９】
次に図６を参照すると、本発明の一実施形態による乗車制御システムを示す模式図が参照番号５０に全体的に示されている。図示のように、乗車制御システム５０は、多数の回路接続（参照番号を付していない）を含む給電用レール２６と回路を成す経路又は軌道プロセッサ５２と、各々車輛１０（図１）と共に配置されている複数の車輛制御システム１００とを含んでいる。選択随意の実施形態（図示されていない）では、軌道プロセッサ５２は、給電用レール２６を介してでなく無線通信を介して各々の車輛制御システム１００と連絡していてもよいことが認められよう。軌道プロセッサ５２は、プログラム可能型論理制御器を含んでいてよく、軌道機械のモードのような軌道作用、停止及び始動の各作用、並びに多重安全型信号を介した全軌道切換素子の制御を監視する。軌道プロセッサ５２及び各々の車輛制御システム１００は、軌道機械のモードが軌道に装着された全車輛について安全に制御されることを保証するように連絡し合うことができる。軌道モードに不一致が存在したり、車輛が、位置、速度又は加速パラメータについて自身が範囲から外れていることを感知したり、他の誤動作状態を感知したりした場合には、車輛は軌道プロセッサ及び／又は他の車輛プロセッサと連絡して、各々の車輛１０の停止又は他の反応を生起させる。
【００１０】
軌道プロセッサはまた、あらゆる車輛が経路に沿って等間隔に位置する等のような何らかの予め決められた方式に従って、各々の車輛の理想的な位置を決定してこの位置を経路の各々の車輛に報知するように構成され得る。次いで、各々の車輛が、他の車輛からの間隔を修正するように加速する又は制動することにより、経路に沿った位置を同期させ又は変化させることができる。
【００１１】
図７にさらに詳細に示すように、軌道プロセッサ５２は、双方向票決回路５６（図４）及び母線制御信号のための二重出力５８と回路を成すように接続されることができ、双方向票決回路５６は、公知の態様で構成された多数の半導体ゲート（作用は後にあらためて説明する）を含んでおり、二重出力５８は、複数の車輛によって監視される軌道機械のモードを定義するのに用いられる。各々の車輛制御システム１００が、分路継電器６６を作動させる出力スイッチ制御器６４と、軌道プロセッサ５２から送られるアナログ信号及び／又はディジタル信号のための入力６８とを含んでいてよい。また、負荷抵抗器（図示されていない）を用いて、１台の車輛についての既知の負荷を軌道プロセッサ５２に供給して、車輛の台数がアナログ入力（図示されていない）の値によって定義され得るようにしてもよい。
【００１２】
図３に示すように、本発明による経路に位置する車輛を作動させ、かかる車輛を停止させ、またかかる車輛の位置を監視する車輛制御システムの一実施形態が参照番号１００に全体的に示されている。本実施形態では、制御システム１００は、プロセッサ１１０と、メモリ１１２と、タイマ１１４と、距離／速度センサ１１６と、車輛作動及び停止システム１１８とを含んでいる。プロセッサ１１０、メモリ１１２、タイマ１１４、距離／速度センサ１１６及び車輛作動及び停止システム１１８の一部は、車輛１０に配置されている区画室１１９に配置されていてよい。
【００１３】
プロセッサ１１０は、プログラム可能型論理制御器のような任意の適当なプロセッサであってよい。メモリ１１２は、限定しないがＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びフラッシュ・メモリのような任意の適当な形式であってよい。
【００１４】
メモリ１１２は、プロセッサ１１０用のプログラムを記憶して、車輛１０が軌道２０に沿って走行している時間が与えられたときの予測位置範囲についてのルックアップ・テーブルを記憶することができる。
【００１５】
タイマ１１４は、車輛１０が軌道２０に沿って走行している実際の時間とタイミングを合わせるようにプロセッサ１１０によって用いられ得るタイミング作用を提供する。
【００１６】
距離／速度センサ１１６は、磁石１２０及び磁場又は光センサ１２２を含んでいてよく、これらの磁石１２０及びセンサ１２２は共に、車輪１４によって移動された距離に対応する電気パルスをプロセッサ１１０に供給するように公知の態様で作用する。選択随意で、マルチターン・エンコーダのような他のセンサを用いてもよい。距離を決定するためには、パルスをプロセッサ１１０によって数える又は直接測定して距離を決定し、ここから、軌道２０に沿った車輛１０の位置を決定することができる。距離／速度センサ１１６はまた、公知のパルス成形サーキットリを含み得ることが認められよう。
【００１７】
プロセッサ１１０は、ソフトウェア又はファームウェアのような任意の適当な手段を介して、車輛１０が軌道２０に沿って走行を開始したとの初期信号を開始インジケータ１２４から受け取って、この後に、上述のように軌道に沿った車輛の実際の位置を連続的に又は規則的間隔で算出するように構成されている。プロセッサ１１０はさらに、例えばタイマ１１４からの時間に基づいて軌道２０に沿った車輛１０の予測位置範囲を求め、この予測位置範囲を実際の位置と比較するように構成されている。実際の位置が予測位置範囲から外れている場合には、プロセッサ１１０は線１２６に沿って作動及び停止システム１１８に信号を送り、システム１１８は後にあらためて説明するように、車輛１０が軌道２０に沿ってこれ以上前進しないように車輛１０を停止させると共に、軌道に沿って走行している他のあらゆる車輛の進行を停止させるように構成されている。さらに、プロセッサ１１０は、軌道プロセッサ５２から理想的な位置を受け取って、車輛１０の位置を理想的な位置と比較し、後述のように制動し、又は制動しないことにより補償のために車輛速度を加速するように構成されていてもよい。
【００１８】
本発明の実施に用いるのに適した作動及び停止システム１１８の一実施形態を図４に示す。図示のように、作動及び停止システム１１８はプロセッサ１２８を含んでおり、プロセッサ１２８は、メモリ１３０、電源１３２、上で触れた出力スイッチ制御器６４（図７も参照されたい）、ブレーキ制御器１３６及び車輛軌道モニタ１３８と相互接続されている。
【００１９】
プロセッサ１２８は、図３に関連して上で説明したプロセッサ１１０と同様のものであってもよいし、一つの選択随意の実施形態では、二つの別個のプロセッサ１１０及び１２８の代わりに、両方のプロセッサが各プロセッサの所載の作用を果たす一つのプロセッサとして共に結合されていてもよいことが認められよう。
【００２０】
同様に、メモリ１３０も上述のメモリ１１２と同様のものであってよく、プロセッサ１２８を構成設定するプログラムを記憶するように作用することができる。
【００２１】
電源１３２は、バッテリ、発電機又は変圧器のような任意の適当な電源であってよい。選択随意で、電源１３２は省かれてもよく、且つ／又は電極２８を介して受け取られる電力を変圧したものであってもよい。電源１３２は、出力スイッチ制御器６４、及びブレーキ３０（図１）に装着され得るブレーキ制御器１３６の両方を作動させるのに十分な電気エネルギを供給することができる。
【００２２】
ここで図１及び図２を併せて参照して述べると、車輛軌道モニタ１３８は、給電用レール２６に沿ってエネルギ出力を監視する任意の適当な装置であってよく、エネルギの逸失時にはプロセッサ１２８に通知する。選択随意の実施形態では、車輛軌道モニタはまた、車輛１０を駆動する電動機（図示されていない）を含んでいてよい。車輛軌道モニタ１３８は、電極２８を介して給電用レール２６に接続され、また車輪１４を介してレール２２に接続されている。発電機３０（図４）が、給電用レール２６に接続された電子制御式回路遮断器５６とレール２２との間で回路を成して接続されていてよい。通常は閉じている分路継電器６６（図７も参照されたい）は、電極２８と車輪１４との間で回路を成すことができ、スイッチ制御器６４によって遠隔操作され得る。
【００２３】
動作に関して述べると、プロセッサ１２８は、例えばソフトウェア又はファームウェアを介して、プロセッサ１１０からの命令信号に応答して、ブレーキ３０（図１）を掛けるようにブレーキ制御器１３６に通知することにより車輛１０の運動を停止させるように構成され得る。同時に、プロセッサ１２８はさらに、分路継電器６６を閉じて発電機３０（図４）を短絡させるように出力スイッチ制御器６４に通知し、また各々の車輛の車輛軌道監視システム１３８を介して停止が要求されたとの通知を軌道２０を走行している他の車輛が受け取るように双方向票決回路５６に通報するように構成され得る。プロセッサ１２８はまた、現在の速度を調べて、上述のように軌道２０での位置の誤差が識別されたときに補正するために、上述のように必要に応じてブレーキ３０（図１）を掛けるように構成され得る。位置の誤差が、５フィートを上回る又は例えば他の車輛の５フィート以内に入る等のように予め決められた閾値位置を上回る場合には、プロセッサ１２８は、双方向票決回路５６に通報することができ、停止が要求されたとの通知を軌道２０を走行している他の車輛が受け取るようにすることができる。
【００２４】
本発明のもう一つの実施形態による経路に沿って移動可能な複数の車輛の位置を監視して制御する方法が、図５の参照番号２００に全体的に示されている。ブロック２１０に示すように、この方法は、車輛制御システムの少なくとも一部を各々の車輛に配置するステップと、ブロック２１２に示すように、車輛センサ装置を各々の車輛に装着するステップとを含んでいる。方法はまた、ブロック２１４に示すように、各々の車輛が経路に位置している所与の時間について経路に沿った予測位置範囲を記憶するステップと、ブロック２１６に示すように、車輛が経路に沿って移動しているときに各々の車輛の実際の位置を決定するように各々の車輛センサを用いるステップとを含んでいる。さらに、ブロック２１８に示すように、方法は、多数の所与の時間について各々の車輛の実際の位置を予測位置範囲と比較するステップと、ブロック２２０に示すように、実際の位置が一つでも予測位置範囲外に位置した場合に全車輛を停止させるステップとを含んでいる。
【００２５】
本書に記載されるシステム及び方法の技術的効果としては、軌道での車輛の位置を決定することが挙げられる。他の技術的効果としては、位置が予測位置範囲内にあるか否かを決定することが挙げられる。
【００２６】
現状で最も実際的であり好適と考えられる実施形態に関して本発明を説明したが、本発明は本書に開示されたこれらの実施形態に限定されないものと理解されたい。寧ろ、本発明は、特許請求の範囲の要旨及び範囲内に含まれる様々な改変及び均等構成の全てを網羅するものとする。
【符号の説明】
【００２７】
１０  車輛
１２  車体
１４  車輪
１６  マーク
１８  乗客
２０  軌道
２２  レール
２４  枕木
２６  母線
２８  電極
３０（図１）  ディスク・ブレーキ
３０（図４）  発電機
５０  乗車制御システム
５２  経路又は軌道プロセッサ
５６  回路遮断器
５８  二重出力
６４  出力スイッチ制御器
６６  分路継電器
６８  入力
１００  車輛制御システム
１１０  プロセッサ
１１２  メモリ
１１４  タイマ
１１６  距離／速度センサ
１１８  車輛作動及び停止システム
１１９  区画室
１２０  磁石
１２２  磁場又は光センサ
１２４  開始インジケータ
１２６  線
１２８  プロセッサ
１３０  メモリ
１３２  電源
１３６  ブレーキ制御器
１３８  車輛軌道モニタ
２００  経路に沿って移動可能な複数の車輛の位置を監視して制御する方法
【図１】
0005314023.tif 000002
【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】
0005314023.tif 000008