(57)【要約】【課題】  乗務員による車両の側面扉開の誤操作を防止するなど、車両機器を制御し、列車運行に関する業務を支援する。列車編成内に点在する異なる種類の車両機器の状態情報を収集する。【解決手段】  列車編成内に点在する車両機器を制御する運行支援システムを提供する。この運行支援システムは列車編成全体が乗降可能な側の開扉操作のみを許容する開扉制御手段を有する。また全期間にわたって異なる種類の車両機器状態データおよび車両機器制御指令データを入出力する装置、及び前記車両機器状態データを時刻に対応させ記憶装置へ格納する制御演算装置を有する。【選択図】  図１
2007308092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車編成内に点在する異なる種類の車両機器の状態情報を収集すると共に、車両機器の制御を行う運行支援システム。
【請求項２】
全期間にわたって異なる種類の車両機器状態データおよび車両機器制御指令データからなる車両機器データを取り扱う入出力装置、及び前記車両機器状態データを時刻に対応させ記憶装置へ格納する制御演算装置を有してなる請求項１の運行支援システム。
【請求項３】
車両機器状態データが力行指令、ブレーキ指令、扉開閉、ＡＴＳ装置の状態信号、走行速度、前後進方向、走行位置、異常転動、圧縮空気タンク圧、ブレーキシリンダー圧及び車内温度である請求項１又は２の運行支援システム。
【請求項４】
車両機器データに経時変化があった場合にのみ制御演算装置は記憶装置へデータ格納を行う請求項１〜３いずれかの運行支援システム。
【請求項５】
編成車両中の複数の車両に設置された車両機器データ入出力装置がトレン・ジャンパケーブルにより接続されて車両機器データの多重通信が行われると共に、車両機器データがデータ通信装置を介して装置本体の制御演算装置に伝送される請求項１〜４いずれかの運行支援システム。
【請求項６】
多重通信により同一の車両機器データを格納する記憶装置が編成車両中の複数の車両に設けた不揮発性メモリーである請求項１〜５いずれかの運行支援システム。
【請求項７】
レール近傍に設けた地上子及び車両に取りつけられ前記地上子と送受信を行う車上子からなり、列車の現在位置データを取得する位置データ送受信装置を設けた請求項１〜６いずれかの運行支援システム。
【請求項８】
列車走行方向に所定距離を隔て設けられた地上子間を列車が走行するに要した車輪回転数を基準となる車輪回転数として記憶し、該基準車輪回転数と積算記録している車輪回転数との比較により正確な走行距離及び走行速度を算出すると共に、所定距離間を走行するに要した車輪回転数が変化した場合は自動的に基準車輪回転数を補正し記憶する手段が制御演算装置に設けられてなる請求項７の運行支援システム。
【請求項９】
列車の走行箇所、駅番線及び駅乗降可能位置を含む車両の位置データ、並びに編成両数又は編成長を含む車両側に記録の列車編成データに基づき、列車編成全体が乗降可能な側の開扉操作のみを許容する開扉制御手段を有する請求項７又は８の運行支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は運行支援システムに関する。本発明の運行支援システムはご乗客への安全かつ快適なサービスを提供するために、列車の各機器を制御し、列車運行に関わる業務を支援する装置に関する。本発明の装置は列車の稼働中車両の位置を検知して列車側面扉に対する乗務員の扉開操作の可否を制御するものである。また、多重通信により編成車両間の信号伝達数の増加を図るものであり、列車の各車両機器状態(電気信号、空気圧力、車内温度等)を実質的全期間にわたり電気信号として収集すると共に、列車の各車両機器の動作制御するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、停車時、乗降可能箇所以外の場所において乗務員が誤って扉開操作を行った場合、これを阻止することができないなど、列車運行に関わる業務における乗務員のエラー防止などバックアップを行うことができなかった。また各車両の状態に応じた機器の個別制御等のきめ細かなサービスの提供が困難であった。
さらに、列車の走行速度および基点からの累積走行距離に関するデータを取得するには、車軸の回転数に比例した信号を利用する。このため、速度、走行距離に関し正確なデータを取得するには車輪の直径が変化するたびに校正値を再設定する必要がある。
【０００３】
編成列車に点在する収集すべき車両機器の状態情報の収集および車両機器の制御指令の伝送には、各車両間の信号の送受を行う多数のトレン・ジャンパケーブルが必要である。
稼働中の実質的な全期間にわたり車両機器の状態を電気信号として収集し、稼働中および稼働後に車両機器の状態を確認できる装置はない。類似の装置として事象発生をトリガーとした短時間の事象信号の記録保持を行う装置があるが記憶件数や記憶容量に限度がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０５６４０号公報
【特許文献２】特開２００３−１７２６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は列車稼働中の実質的な全期間にわたり、車両機器のデータを収集するとともに車両機器の制御を行う運行支援システムを提供するものである。また、本発明は収集した車両機器のデータの記録を行い、稼働後にそのデータを取り出すことを可能とする。また、本発明は多重通信により少ない本数のトレン・ジャンパケーブルを用い列車に点在する列車運行情報の車両間送受信を可能とする。また、実走行距離に対応した車輪回転数に基づく車輪径(又は車輪周)の校正を、取得した車両位置データに基づき自動的に実行することにより正確な走行速度および走行距離情報の取得を可能とする。また、本発明の他の目的は検知される列車の停車位置によって乗務員による列車の扉開操作を許容又は不可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は列車運行の全期間にわたって異なる種類の車両機器状態データおよび車両機器制御指令データ(以下、併せて「車両機器データ」という)を入出力する入出力装置、及び少なくとも当該一列車運行期間中の全期間にわたって、前記車両機器データを時刻に対応させ記憶装置へ格納する制御演算装置を有してなる運行支援システムを提供するものである。
本願の他の発明は、さらに編成車両中の複数の車両に設置された車両機器データ入出力装置がトレン・ジャンパケーブルにより接続されて車両機器データの多重通信が行われると共に、車両機器データがデータ通信装置を介して装置本体の制御演算装置に伝送される運行支援システムである。
【０００７】
本願のさらに他の発明は、列車走行方向に所定距離を隔て設けられた地上子間を列車が走行するに要した車輪回転数を基準となる車輪回転数として記憶し、該基準車輪回転数と積算記録している車輪回転数との比較により正確な走行距離及び走行速度を算出すると共に、所定距離間を走行するに要した車輪回転数が変化した場合は自動的に基準車輪回転数を補正し記憶する手段が制御演算装置に設けられた前記の運行支援システムである。
本願発明は列車の走行箇所、駅番線及び駅乗降可能位置を含む車両の位置データ、並びに編成両数又は編成長を含む車両側に記録の列車編成データに基づき、列車編成全体が乗降可能な側の開扉操作のみを許容する開扉制御手段を有する前記の運行支援システムも提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、列車編成内に点在する各機器の情報を収集し、各機器の制御を行うことができる。また収集した各機器の情報は時刻と対応させ列車稼働中の実質的全期間にわたり記録することで、機器の稼働状況ならびに故障発生原因、事故発生状況等の解析が容易となる。また位置データ送受信装置により車輪径の自動補正が可能となり、正確な列車走行位置情報、走行速度が記録できる。
列車編成内を貫通するトレン・ジャンパケーブルを通じて多重通信を行うため、配線数を減少させることができ設備コストを低減でき、また追加配線する空間がない箇所についても通信容量の増加をはかることができる。
また、正確な列車走行位置情報の取得により、列車編成全体の少なくとも片側が乗客の乗降可能な位置に停止した場合にのみ、乗務員による当該乗降可能側の車両側面扉の扉開操作を成立させ、それ以外では扉開操作を成立させず、列車側面扉に対する乗務員の扉操作誤り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】
【０００９】
以下に、本発明を具体例により図面を参照しながら更に詳細に説明する。
図１は本発明列車運行システムの一具体例を示す概略図である。図２は本発明のシステムにおける車両機器データのサンプリング及び記録方法を示す模式図である。図３は本発明の運行支援システムを備えた列車が駅構内に接近した場合の説明図である。
【００１０】
図１において、運転台を設備する車両(先頭車)には制御演算装置１、記憶装置２及び内蔵時計３を有する装置本体１０、乗務員に記録状態情報を提供する表示器１１、車両走行位置に関するデータを送受信する位置データ送受信装置１２、編成された車両間で多重通信を行う通信装置１６、各機器から出力されたデータを通信装置に伝送する入出力装置２０が設置されている。１編成の列車は、このような構成を有する前後二両の先頭車と、これらの間に配置される中間車とからなり、中間車には入出力装置２０のみが設置されている。
【００１１】
（装置本体）
装置本体１０内の自動校正可能な内蔵時計３から得られた時刻データと、位置データ送受信装置１２から得られた走行位置データ及び車両編成内の入出力装置２０から伝送された運行データは、制御演算装置１に入力され、これらをリンクさせ記憶装置２に記憶、格納される。記憶装置２は編成車両中の複数の車両、一般的には前後の先頭車計２台に搭載することにより、万一の場合にも確実にデータを取り出すことができる。
また、車両機器データの取得と記録は、少なくとも当該一列車の運行期間中の実質的な全期間にわたって行われる。装置の容量等の仕様や管理、技術上の必要に応じ、路線運行上の１運転及び数回以上の運転期間にわたり、継続してデータの追加取得、記録がなされる。従来装置では事故時点に至るまでの一定時間のみデータを残し、それ以前のデータは順次上書きしたり、間欠的な車両機器データの取得、記録が行われていた。
【００１２】
制御演算装置１による記憶装置２へのデータ格納は、一定時間内で変化がある車両機器データについてのみ行うのが好ましい。このようにして記憶媒体を有効に用いることができる。図２は本発明のシステムにおいて、所定の周期で車両機器データがサンプリングされるところを示す模式図である。本発明のシステムにおいて、車両機器データは適当な周期(0.2秒程度が望ましい)でサンプリングが行われ、前回サンプリング時の車両機器データと比較して同じ場合は記憶装置２へのデータの格納は行わず、車両機器データに変化があった場合のみデータ格納を行う。また、サンプリング周期よりも短い間隔の車両機器データの変化があった場合(ａ)は、当該サンプリングの間隔は変化したデータを保持し、記憶装置へのデータ格納を行う(ｂ)。これらの処理は制御演算装置に組み込まれた公知の汎用データ処理ソフトを用いて行う。
記憶装置２は制御演算装置１から伝送された車両機器データを内部のＲＡＭなどに一時記憶し、一定時間毎または一定量毎に、取り外し可能な不揮発性メモリーへ転送する。不揮発性メモリーとしては、例えばフラッシュメモリーやハードディスクなど公知の記憶媒体がいずれも用いられてよい。
また、表示器１１は各先頭車の運転台に設置され、運転中、乗務員に監視状態等の情報を提供する。
【００１３】
(位置データ送受信装置)
位置データ送受信装置１２は、レール近傍の車両進行方向に複数個設置されている地上子と、車両に設置されている車上子とからなる。これら地上子と、車上子との間の無線通信により位置データ送受信が行われ列車の現在位置データを取得する。設置されている地上子には、当該路線に応じ会社名を示す会社コード、駅コード、ホームコード、ポジションコード、左右情報等の種々の位置データが保管されており、この地上子上を通過した車上子はその情報を受信する。
【００１４】
(走行位置、距離、速度)
軌道上、ある基準距離間を走行する車両の車軸は、車輪径が一定であれば回転数も一定となり、車軸の回転数により発生するパルス数も一定となる。しかしながら、通常の走行による摩耗やブレーキ時の車輪ロックに伴う損傷など種々の要因により車輪の変形が生ずる。このため定期的に車輪を削り形状を修正する必要があり、このような車輪径の変化で基準距離間を走行する際の車軸の回転数も変化する。車両走行速度および車両走行距離の測定は、装置に予め記憶させている車輪径と、車軸の回転により発生するパルス数から算出するため、車輪径が変化すると車両走行速度および累積距離に誤差が生じる。
【００１５】
本発明システムの好ましい態様では、列車走行方向に所定距離を隔て設けられた地上子間を列車が走行するに要した車輪回転数を基準となる車輪回転数として記憶し、この基準車輪回転数と、実際の運行中に積算記録している車輪回転数とを比較して正確な走行距離及び走行速度を算出する。そして、制御演算装置は、所定距離間を走行するに要した車輪回転数に所定の誤差が認められた場合は自動的に基準車輪回転数を補正し記憶する。このようにして常に正確な列車走行速度および走行距離情報を取得することができる。
【００１６】
本発明装置では、車輪径の変化のたびに車輪径の設定を変えることを回避するため、基準車輪回転数の自動補正機能を設ける。制御演算装置１は、定められた２地点間を走行する際に得られたパルス数を標準車輪回転数として記憶しており、定められた２地点の地上子を通過する度に得られたパルス数を制御演算装置１に記憶しているパルス数と比較し、複数回の比較によりその差の割合が一定であれば標準車輪回転数の値を補正する。このように自動で標準車輪回転数を補正するため、正確な車両走行速度および車両走行距離が算出できる。
【００１７】
また車両の走行速度ならびに車両走行距離は、車軸端部に設置したパルス発生装置で発生する車軸回転数に応じたパルスと車輪径より算出し、車両走行位置は基準点からの累積車両走行距離により算出する。この車軸端部に設置したパルス発生装置で単位時間あたり発生するパルス数を検知してパルスデータを入出力装置２０に伝送する。
また、パルス発生装置からのパルスは、回転方向に応じて位相が異なるため、乗務員の前進または後進指令と検知した車軸の回転方向が異なる場合には、制御演算装置１により異常転動として検知される。
【００１８】
(車両機器データ)
列車編成内には記録すべき車両機器データ(車両機器状態データおよび車両機器制御指令データ)が散在する。本発明のシステムで取り扱う異なる種類の車両機器データは、各種デジタルデータ、アナログデータ若しくはこれをデジタル化したデータである。
編成された列車に点在する種々の車両機器状態データとしては、例えば力行指令、ブレーキ指令、扉開閉、ＡＴＳ装置の状態信号、走行速度、前後進方向、走行位置、異常転動等のデジタル信号などのデジタルデータがある。また、圧縮空気タンク圧及びブレーキシリンダー圧及び車内温度等のアナログ値は、空電変換器、ＡＤ変換器によりデジタル化される。それぞれ公知の検出手段により取得されこれらのデータは、編成車両中の複数の車両に設置されている入出力装置２０に出力される。
また、車両機器制御指令データとしては車内照明灯制御指令、空調設備制御指令などがある。これらの指令データは、制御演算装置１に接続された車両機器制御装置(図示せず)から通信装置１６を介して編成車両中の複数の車両に設置されている入出力装置２０に出力される。なお、前記車両機器制御装置は、乗務員による車内照明灯の入切、空調設備設定変更等の操作に対応する制御指令を出力する。
各車両に設置されている入出力装置２０は、トレン・ジャンパケーブルにより接続されて前記車両機器データの多重通信が行われる。また、この車両機器データはデータの通信装置１６を介して装置本体１０の制御演算装置１に伝送される。本発明のシステムでは編成車両の多数の入出力信号および情報の多重通信を行うため、１又は複数、好ましくは２本のトレン・ジャンパケーブルと通信装置１６、これに接続する入出力装置２０を備え、車両走行箇所に関するデータを送受信する車上および地上設備を備える。
【００１９】
各車両の入出力装置２０は、当該車両内の各機器から出力された記録すべき運行情報を通信装置１６による多重通信を用いて車両編成に引き通されているシールドされた１本又はそれ以上、好ましくは2本(２回線分)のトレン・ジャンパケーブルを通じて装置本体１０に伝送する。
【００２０】
なお、力行指令検出装置では、乗務員のハンドル操作による各力行指令に応じた電気信号を検知して乗務員の力行操作に従った力行指令データを入出力装置２０に伝送している。また、ブレーキ指令検出装置では、乗務員のハンドル操作によるブレーキ弁ハンドル角度またはブレーキステップに応じた電気信号を検知して乗務員のブレーキ操作に従ったブレーキ指令データを入出力装置に伝送する。扉開閉検出装置は、車両側面の各扉が完全に閉じているかを列車側面扉の扉端部に設置した検出装置により検知し、その扉開閉データを入出力装置に伝送する。ＡＴＳ装置状態検出装置はＡＴＳ装置は信号を受信し、その信号に応じた制御信号を出力するが、この受信状態および信号出力状態を検知してその状態信号データを入出力装置に伝送する。さらに、前後進指令検出装置では、乗務員のレバー操作による前進、後進指令に応じた電気信号を検知して乗務員の前後進操作に応じた前後進指令データを入出力装置に伝送する。
【００２１】
(列車側面扉の開扉制御)
走行箇所(停車駅)等における所定位置での開扉操作制御は位置データ送受信装置１２より取得したデータを参照して行われる。駅構内に設置された地上側設備より車両の現在位置に関する位置データ(走行箇所、駅番線、駅乗降可能位置等)を車上側設備により受け取り、装置本体１０にあらかじめ記憶している列車編成データ(編成両数又は編成長を含む)と比較し、列車停止位置が乗降可能な位置か否かを検知する。前記車両の位置データ及び列車編成データに基づいて、列車編成全体が乗降可能な側の開扉操作のみを許容する。列車編成全体が乗降可能位置にある場合、乗降可能な方向の列車側面扉に対し、乗務員が開扉操作をすると列車側面扉は開く。これに対し乗降不能側の列車側面扉については乗務員が開扉操作をした場合も列車側面扉は開かない。両側が乗降可能な場合は、乗務員による開扉操作により両側の列車側面扉が開く。列車が駅以外、駅手前で停止または駅を過走した場合等、列車編成の全てまたは一部が乗降可能位置から出ている場合は乗務員が開扉操作をしても列車側面扉は全て開かない。このようにして、乗務員が誤って乗客が乗降できない箇所で扉開操作をした場合も列車側面扉は開かない。
列車編成データとして、装置本体に当該列車の運用種別(特急、急行、普通等)情報を入力し、当該列車が停車すべき駅の上記乗降可能位置に停車した場合のみ、乗務員の開扉操作により列車側面扉が開き、停車すべきでない駅に停車した場合は、列車側面扉は開かないように制御する機能を付加することができる。
【００２２】
この開扉操作制御を図３を参照してより具体的に説明する。列車先頭車両に設置された車上子(以下、先頭車上子３１という)並びに列車最後尾車両に設置された車上子(以下、最後尾車上子３２という)と、レール近傍に設置された地上子３３，３４により位置情報を送受信し、列車の現在位置を検出し、乗務員の開扉操作の可否を制御する。
図３(a)のように先頭車上子３１が駅入口に設置された地上子(以下、入口地上子３３という)を通過する際に、入口地上子３３から駅、入線番線、ホーム左右情報を受信する。
【００２３】
(ｃ)は駅の正常停止位置(駅乗降可能位置)に列車が停車した場合である。このように最後尾車上子３２が入口地上子３３を通過し、かつ先頭車上子３１が駅出口に設置された地上子(以下、出口地上子３４という)を通過しない地点で停止した場合、列車編成全体が乗降可能と判断し、入口地上子３３より取得した駅、入線番線、ホーム左右情報に基づき、乗降可能な方向すなわちホーム側の列車側面扉に対して、乗務員が開扉操作を行えば列車側面扉は開く。このとき乗降不能の方向すなわちホーム反対側は乗務員が開扉操作を行っても列車側面扉は開かない。両側が乗降可能すなわち両側にホームがある場合は、乗務員が開扉操作を行えば両側の列車側面扉は開く。
【００２４】
(ａ)のように列車停止位置が駅以外、駅手前で停止した場合は、地上子から当該駅に関する情報を受信していないため乗降不能位置と判断し、乗務員が開扉操作を行っても列車側面扉は開かない。
(ｂ)のように先頭車上子３１が入口地上子３３を通過し、最後尾車上子３２が入口地上子３３を通過せずに停止した場合、列車編成の一部が乗降可能不能位置と判断し、乗務員が開扉操作を行っても列車側面扉は全て開かない。
(ｄ)のように先頭車上子３１が出口地上子３４を通過後に停止した場合、列車編成の一部が乗降可能不能位置と判断し乗務員が開扉操作を行っても列車側面扉は全て開かない。
(ｅ)のように最後尾車上子３２が出口地上子３４を通過し停止した場合、列車編成全体が乗降不能位置と検知し、乗務員が開扉操作を行っても列車側面扉は全て開かない。
【００２５】
(ｄ)、(ｅ)のように先頭車上子３１が出口地上子３４を通過後に停止し、後進により(ｃ)(正常停止位置)のように再び先頭車上子３１が出口地上子３４を通過し、かつ最後尾車上子３２が入口地上子３３を通過しない地点で停止した場合は、列車編成全体が乗降可能と判断し、入口地上子３３より取得した駅、入線番線、ホーム左右情報に基づき、乗降可能な方向すなわちホーム側の列車側面扉に対して、乗務員が開扉操作を行えば列車側面扉は開く。このとき乗降不能の方向すなわちホーム反対側は乗務員が開扉操作を行っても列車側面扉は開かない。両側が乗降可能すなわち両側にホームがある場合は、乗務員が開扉操作を行えば両側の列車側面扉は開く。
(ｃ)、(ｄ)、(ｅ)のように最後尾車上子３２が入口地上子３３を通過後に停止し、後進により(ａ)、(ｂ)のように再び最後尾車上子３２が入口地上子３３を通過した後に停止した場合、列車編成全体または一部が乗降不能位置と判断し、乗務員が開扉操作を行っても列車側面扉は全て開かない。
【００２６】
列車側面扉は、乗務員が扉開閉スイッチに対して開扉操作をすることにより構成される扉開閉回路に電流が流れることにより開く。列車編成全体または一部が乗降不能と検知した場合、扉開閉回路の一部を遮断し、乗務員が扉開閉スイッチに対して開扉操作を行っても回路が構成されず列車側面扉は全て開かない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のシステムは列車運転の実質的な全期間にわたりデータ記録を行うことができ、事故調査の解析に有用である。また、乗務員による列車の扉開の誤操作を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の運行支援システムの一具体例を示す概略図である。
【図２】本発明のシステムにおける車両機器データのサンプリング及び記載方法を示す模式図である。
【図３】本発明の運行支援システムを備えた列車が駅構内に接近した場合の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：制御演算装置            ２：記憶装置              ３：内蔵時計
１０：装置本体              １１：表示器              １２：位置データ送受信装置
１６：通信装置              ２０：入出力装置          ３１：先頭車上子
３２：最後尾車上子          ３３：入口地上子          ３４：出口地上子
【図１】
2007308092.tif 000003
【図２】
2007308092.tif 000004
【図３】
2007308092.tif 000005