(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道軌道上の鉄道車両を位置特定する方法であって、
車両の実際の速度の近似値を与える手段（１３）を使用して異なる時刻に車両の速度を測定するステップと、
車両の速度と軌道に固有の幾何学的特性とにのみ依存するように選択された慣性量を、車両上に配置された単一の慣性センサー（１２）を使用して異なる時刻に測定するステップと、
車両が位置特定されるべき時刻に先立つ異なる時刻に測定された車両の近似速度の既知の値と、前記慣性量の測定値と、軌道に固有の前記幾何学的特性とその空間的微分係数とが異なる曲線横座標に関して記憶されているデータベース（１６）であって事前に行われた学習プロセスによって取得された前記データベースとから、非線形オブザーバに基づく収束性のアルゴリズムによって軌道上の車両の横座標を計算するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
【数１】
0003877055.tif 000083
は時刻ｔｉにおける車両の曲線横座標を表し、
車両の速度Ｖｍは一定の時間間隔ＤＴｏで測定され、前記速度の測定値Ｖｍ（ｔｉ）は車両が位置特定されるべき測定時刻ｔＮに先立つ観測時間ウィンドウＴｏの時刻ｔｉ，ｉ∈［１，Ｎ］で行われて、メモリに記憶され、
異なる時刻ｔｉに関して車両上で行われる慣性量の測定値ｙ（ｔｉ）がメモリに記憶されることを特徴とし、また
時刻ｔＮにおける車両の予測された曲線横座標
【数２】
0003877055.tif 000084
は、連続反復によって計算され、各新しい測定時刻ｔＮは、新しい観測ウィンドウＴｏの開始点ｉ＝０がそれに先立つ反復の観測ウィンドウＴｏの測定点ｉ＝１の横座標と一致するように観測ウィンドウＴｏが量ＤＴｏだけシフトされる新しい計算反復を発生させ、前記予測された曲線横座標
【数３】
0003877055.tif 000085
は方程式
【数４】
0003877055.tif 000086
ただし、
【数５】
0003877055.tif 000087
を使って計算され、ここで
【数６】
0003877055.tif 000088
は観測ウィンドウＴｏの各時刻ｔｉにおける車両の修正済みの速度であり、
【数７】
0003877055.tif 000089
は相対速度誤差であり、
【数８】
0003877055.tif 000090
は観測ウィンドウＴｏの開始点の修正済み曲線横座標であり、
【数９】
0003877055.tif 000091
と
【数１０】
0003877055.tif 000092
は先行する反復において、速度Ｖｍ（ｔｉ）の測定値と、各時刻ｔｉにおける単一の慣性量ｙ（ｔｉ）と、方程式
【数１１】
0003877055.tif 000093
を使って評価された曲線横座標
【数１２】
0003877055.tif 000094
のレベルにおける幾何学的特性
【数１３】
0003877055.tif 000095
とその空間的微分係数
【数１４】
0003877055.tif 000096
とから非線形オブザーバに基づく収束性アルゴリズムによって得られるものであることを特徴とする、請求項１に記載の鉄道軌道上の鉄道車両を位置特定する方法。
【請求項３】
データベース（１６）はトリプレット（ｓｊ，ＲＯｊ，ＤＲＯｊ）のデータの正確な知識を保証する運行条件の下で軌道に沿った車両の以前の走行中の異なる横座標ｓｊにおける慣性量ｙ（ｔｊ）を測定することによって得られるトリプレットを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の軌道上の車両を位置特定する方法。
【請求項４】
軌道の如何なる予測された横座標
【数１５】
0003877055.tif 000097
に関しても、幾何学的特性の値
【数１６】
0003877055.tif 000098
と空間的微分係数
【数１７】
0003877055.tif 000099
は、データベース内に記憶された二つのトリプレット（ｓｊ，ＲＯｊ，ＤＲＯｊ）間の補間によって計算されることを特徴とする、請求項３に記載の軌道上の車両を位置特定する方法。
【請求項５】
前記慣性センサー（１２）は偏揺れレート・ジャイロであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の軌道上の車両を位置特定する方法。
【請求項６】
前記慣性センサー（１２）は横揺れレート・ジャイロであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の軌道上の車両を位置特定する方法。
【請求項７】
測定された相対速度誤差
【数１８】
0003877055.tif 000100
と修正済み横座標
【数１９】
0003877055.tif 000101
は、下記の滑り水平状態オブザーバ方程式
【数２０】
0003877055.tif 000102
から各観測ウィンドウＴｏ内で計算され、
ここで
【数２１】
0003877055.tif 000103
は相対速度誤差ｅの連続した微分係数を表し、ｋとαはパラメータであり、Ｇは下記の微分マトリックス方程式
【数２２】
0003877055.tif 000104
の解Ａによって与えられるシステムの状態の関数としての規準の勾配Ｊであり、ここでは
【数２３】
0003877055.tif 000105
と
【数２４】
0003877055.tif 000106
であることを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載の車両を位置特定する方法。
【請求項８】
測定された相対速度誤差の微分係数
【数２５】
0003877055.tif 000107
は観測ウィンドウＴｏ内ではゼロであると見なされることと、次の計算反復における観測ウィンドウＴｏの
【数２６】
0003877055.tif 000108
と
【数２７】
0003877055.tif 000109
とにそれぞれ対応する観測ウィンドウＴｏの相対速度誤差
【数２８】
0003877055.tif 000110
と修正済み横座標
【数２９】
0003877055.tif 000111
とは、下記の方程式
【数３０】
0003877055.tif 000112
から計算され、ここでｋとαは変数パラメータであって、
【数３１】
0003877055.tif 000113
であり、ここで
【数３２】
0003877055.tif 000114
【数３３】
0003877055.tif 000115
および
【数３４】
0003877055.tif 000116
であることを特徴とする、請求項７に記載の軌道上の車両を位置特定する方法。
【請求項９】
前記方法は、ティルト・システムまたはアクティブな横向き懸架システムといった軌道の幾何学的形状、または車両に課せられた速度特性によって位相が制御されなければならない鉄道車両の被制御システムを制御するために使用されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の軌道上の車両を位置特定する方法。
【請求項１０】
車両の近似的な速度を与える測定手段（１３）と、
単一の慣性センサー（１２）と、
軌道に固有な幾何学的特性とその軌道の異なる曲線横座標に関するその空間的微分係数とが記憶されているデータベース（１６）と、
測定手段（１３）とセンサー（１２）とから情報を受け取り、データベース（１６）に接続されていて、軌道上の車両の横座標を計算するコンピュータとを備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を使用する軌道上の車両を位置特定するシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道上の車両を位置特定する方法に関し、特に車両の速度の近似測定値と車両上で測定される単一の慣性量とから車両の位置に関して大きな精度が得られることを可能にする鉄道軌道上の鉄道車両を位置特定する方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、前記方法を実現する位置特定システムに関し、特に旅客の快適さを改善することを意図した被制御システムを制御するために使用できる位置特定システムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
鉄道軌道上の鉄道車両を位置特定するために日常的に使用される最も単純な手法は、車両の速度を積分することによって、出発点から軌道上を走行した距離を測定することである。しかしながら車両の速度は通常、車軸の回転速度を測定することによって測定される。車輪の直径は、車輪が摩耗するにつれて減少し、車輪は高い駆動トルクと低い接着力が存在するときにスキッド（横滑り）する。したがって速度を積分することは、数１０キロメートル走行後の車両の測定位置と実際の位置との間に大きな誤差を生じることがある。
【０００４】
車両を位置特定するための他の従来技術は、車両が走行する軌道上の鉄道車両を正確に位置特定するために鉄道軌道にビーコンを装備させることからなる。しかしながらこの手法は、鉄道ネットワークのすべての鉄道軌道に沿ってビーコンを設置することを必要とするという欠点を有し、したがってそのコストは非常に高くなる。ＧＰＳシステムを用いて車両を位置特定することからなる手法は、トンネルといった物陰の領域では車両を位置特定できないという欠点を有する。
【０００５】
本出願者によって出願されたフランス特許出願ＦＲ−９９０７４３５は、車両上に配置された複数の慣性センサーの出力から計算される軌道特性を以前の走行中に記憶された鉄道軌道のマップと相関させることによって、鉄道軌道上の鉄道車両を位置特定することによって上記の欠点を改善している。しかしながらこの種の位置特定手法は、複数の慣性センサーの存在を必要とし、これはこれらのセンサーが鉄道車両のコストを増加させるという欠点を有する。更にこの種の位置特定方法は、測定値と記憶された軌道特性との間の相関に関してデータベースを探索することに基づいているので、連続的な位置特定を必ずしも保証していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、実現が単純で経済的であるように、追加の軌道側装置を必要とせずに、単に１個の慣性センサーを使用して、連続的収束によって軌道上の車両の正確な位置特定を可能にする方法を提案することによって上記の欠点を軽減することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
したがって本発明は、鉄道軌道上の鉄道車両を位置特定する方法であって、
車両の実際の速度の近似値を与える手段を使用して異なる時刻に車両の速度を測定するステップと、
車両の速度とカントまたは曲率半径といった軌道に固有の幾何学的特性とにのみ依存するように選択された慣性量を、前記車両上に配置された単一の慣性センサーを使用して異なる時刻に測定するステップと、
前記車両が位置特定されるべき時刻に先立つ異なる時刻に測定された前記車両の近似速度の既知の値と、前記慣性量の測定値と、前記軌道に固有の幾何学的特性とその空間的微分係数とが異なる曲線横座標に関して記憶されており、事前に行われた学習プロセスによって取得されたデータベースとから、非線形オブザーバに基づく収束性アルゴリズムを用いて軌道上の車両の横座標を計算するステップとを含むことを特徴とする前記方法を提供する。
【０００８】
本発明の他の特徴によれば、
前記車両の速度Ｖｍは一定の時間間隔ＤＴｏで測定され、前記速度の測定値Ｖｍ（ｔｉ）は車両が位置特定されるべき測定時刻ｔＮに先立つ観測時間ウィンドウＴｏの時刻ｔｉ，ｉ∈［１，Ｎ］で行われて、メモリに記憶され、
異なる時刻ｔｉに関して車両上で行われる慣性量の測定値ｙ（ｔｉ）がメモリに記憶され、また
時刻ｔＮにおける車両の予測された曲線横座標
【数３５】
0003877055.tif 000002
が連続反復によって計算され、各新しい測定時刻ｔＮは新しい観測ウィンドウＴｏの開始点ｉ＝０がそれに先立つ反復の観測ウィンドウＴｏの測定点ｉ＝１の横座標と一致するように観測ウィンドウＴｏが量ＤＴｏだけシフトされる新しい計算反復を生成し、前記予測された曲線横座標
【数３６】
0003877055.tif 000003
は方程式
【数３７】
0003877055.tif 000004
ただし
【数３８】
0003877055.tif 000005
を使って計算され、ここで
【数３９】
0003877055.tif 000006
は観測ウィンドウＴｏの各時刻ｔｉにおける車両の修正済みの速度であり、
【数４０】
0003877055.tif 000007
は相対速度誤差であり、
【数４１】
0003877055.tif 000008
は観測ウィンドウＴｏの開始点の修正済み曲線横座標であり、
【数４２】
0003877055.tif 000009
と
【数４３】
0003877055.tif 000010
は先行する反復において、速度の測定値Ｖｍ（ｔｉ）と、各時刻ｔｉにおける単一の慣性量ｙ（ｔｉ）と、方程式
【数４４】
0003877055.tif 000011
を使って評価された曲線横座標
【数４５】
0003877055.tif 000012
のレベルにおける幾何学的特性
【数４６】
0003877055.tif 000013
とその空間的微分係数
【数４７】
0003877055.tif 000014
とから非線形オブザーバに基づく収束性アルゴリズムによって得られる。
【０００９】
本発明による方法は更に、個別に、または技術的に実施可能な如何なる組み合わせにおいてでも下記の特徴、すなわち、
前記データベースは、トリプレット（ｓｊ，ＲＯｊ，ＤＲＯｊ）のデータの正確な知識を保証する運行条件の下で軌道に沿った車両の以前の走行中の異なる横座標ｓｊにおける慣性量ｙ（ｔｊ）を測定することによって得られる前記トリプレットを含むことと、
前記軌道の如何なる予測された横座標
【数４８】
0003877055.tif 000015
に関しても、幾何学的特性の値
【数４９】
0003877055.tif 000016
と空間的微分係数
【数５０】
0003877055.tif 000017
は、前記データベース内に記憶された二つのトリプレット（ｓｊ，ＲＯｊ，ＤＲＯｊ）間の補間によって計算されることと、
前記慣性センサーは、偏揺れレート・ジャイロであることと、
前記慣性センサーは、横揺れレート・ジャイロであることと、
前記車両は、鉄道軌道に沿って走行する鉄道車両であることと、
軌道上の車両を位置特定する前記方法は、ティルト・システムまたはアクティブな横向き懸架システムといった軌道の幾何学的形状、または乗客へのアナウンスの記録、または車両に課せられた速度特性によって位相が制御されなければならない鉄道車両の被制御システムを制御するために使用されることとのうちの一つ以上を含むことが出来る。
【００１０】
本発明はまた、車両の近似的な速度を与える測定手段と、
単一の慣性センサーと、
軌道に固有の幾何学的特性とその軌道の異なる曲線横座標に関するその空間的微分係数とが記憶されたデータベースと、
前記速度測定手段と前記センサーとから情報を受け取り、前記データベースに接続されていて、前記軌道上の前記車両の横座標を計算するコンピュータと
を含むことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を使用する、軌道上の車両を位置特定するシステムを提供する。
【００１１】
他の特徴と利点は、本発明による位置特定方法の一実施形態の下記の説明から明らかになるであろう。そしてそれは、単に例として、また付属図面に参照して与えられた説明である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、軌道上を走行する鉄道車両を示しており、この鉄道車両は、好ましくは偏揺れレート・ジャイロである慣性センサー１２と、鉄道車両上に通常備えられており、車軸の回転速度に基づく方法を使用する種類の、車両の近似的実速度を測定するための手段とを組み入れている。この位置特定方法の変形例では、慣性センサー１２は横揺れレート・ジャイロまたは横断方向加速度センサーである。
【００１３】
図２は、車両が鉄道軌道上で正確に位置特定されることを可能にする、鉄道車両を位置特定するシステムのブロック図である。図２に見られるように、本位置特定システムは、片揺れレート・ジャイロ１２と、車両の近似的速度を測定する手段１３とに接続されたコンピュータ１４を含んでいる。コンピュータ１４は、軌道に固有の幾何学的特性ＲＯｊと軌道の異なる横座標ｓｊに関するその空間的微分係数ＤＲＯｊとがトリプレット（ｓｊ，ＲＯｊ，ＤＲＯｊ）の形で記憶されているデータベース１６に関連している。このデータベース１６内に記憶された幾何学的特性は、使用される慣性センサー１２に依存しており、また車両の速度と共に、センサー１２によって供給される慣性測定値の理論値が計算されることを可能にしなくてはならない。
【００１４】
したがってもし慣性センサー１２が偏揺れレート・ジャイロであれば、データベース１６に含まれる特性ＲＯは、軌道の曲率である。鉄道軌道の曲率ρ（ｓ）は、カーブ内の横座標ｓの関数として単に非常にゆっくり変化し、またしたがって片揺れレート・ジャイロによって供給される測定値ｙ（ｔ）は、
【数５１】
0003877055.tif 000018
と書くことが出来るが、ここでρ（ｓ）は横座標ｓにおける軌道の曲率であり、Ｖ（ｓ）は車両の速度である。
【００１５】
もし慣性センサー１２が、横揺れレート・ジャイロであれば、データベース１６に含まれる特性ＲＯは、軌道のカント（横断面傾斜）Ｄ（ｓ）である。カントは一般に、レール間の距離Ｌに比べて小さく、横揺れレート・ジャイロによって供給される測定値ｙ（ｔ）は、
【数５２】
0003877055.tif 000019
と書くことが出来る。
【００１６】
データベース１６内のトリプレット（ＲＯｊ，ＤＲＯｊ，ｓｊ）は、鉄道軌道上を走行する鉄道車両を必要とする学習プロセスと、車両の速度を積分することによって得られる異なる横座標ｓｊのための慣性測定手段１２を用いて慣性値を測定することとによって得られる。無論、このデータベース１６を学習させるためのこの車両走行中に、測定された速度およびそれにしたがって取得された軌道の横座標が正確であるように、車輪とレールとの間にスリップがないように、速度測定手段１３が較正され、走行条件が選択される。軌道の幾何学的特性とカントは、前述の方程式の一つの逆適用によって、それから横座標に関して微分することによってオフラインで計算される。
【００１７】
次にこの位置特定システムの一般的機能を示す流れ図である図３を参照して説明するように、コンピュータ１４は、図１に示す幅Ｔｏの観測時間ウィンドウ内で片揺れレート・ジャイロ１２と速度測定手段１３とによって測定された値に基づいて一連の計算ステップを連続的に反復する。
【００１８】
次にこの位置特定システムの一般的機能を示す流れ図である図３を参照して説明するように、コンピュータ１４は、片揺れレート・ジャイロ１２によって生成された値ｙ（ｔｉ）と速度測定手段１３によって生成された値Ｖｍ（ｔｉ）とが、一定の期間ＤＴｏだけ分離された種々の時刻ｔｉである異なる時刻ｔｉ、ｉ∈［１，Ｎ］に、車両の曲線横座標
【数５３】
0003877055.tif 000020
に対応して記憶されている幅Ｔｏの観測時間ウィンドウ内で一連の計算ステップを反復する。先行する反復観測ウィンドウＴｏが破線で示されている図１に見られるように、観測ウィンドウＴｏは、新しい観測ウィンドウの開始点に対応する新しい横座標
【数５４】
0003877055.tif 000021
が先行する反復で使用された観測ウィンドウの横座標
【数５５】
0003877055.tif 000022
に対応するように、各新しい反復ごとに時間間隔ＤＴｏだけシフトされる。
【００１９】
計算を単純にするために、今後説明される位置特定方法の特定の実施形態では、速度はゆっくり変化し、したがって測定された速度に関する相対誤差の微分係数
【数５６】
0003877055.tif 000023
は観測時間Ｔｏに亘ってゼロであると仮定している。各反復ごとに、すなわち観測ウィンドウが時間的にＤＴｏだけシフトされる度ごとにコンピュータ１４によって実行される一連の計算ステップを以下に説明する。最後の点ｔＮは、最後の測定点に対応している。
【００２０】
第１のステップ１８でコンピュータ１４は、偏揺れレート・ジャイロ１２からの第Ｎ番目の値ｙ（ｔＮ）と速度測定手段１３からの第Ｎ番目の値Ｖｍ（ｔＮ）とを受け取ってそのメモリに格納し、そのメモリ内で、車両が位置特定されるべき現在時刻ｔＮに先立つ幅Ｔｏの観測時間ウィンドウ内に在る種々の時刻ｔｉに得られた測定値に加えられる。
【００２１】
第１のステップ１８の時にコンピュータ１４はまた、観測された曲線横座標
【数５７】
0003877055.tif 000024
と先の反復時にコンピュータ１４によって計算された相対速度誤差
【数５８】
0003877055.tif 000025
とを受け取る。横座標
【数５９】
0003877055.tif 000026
は、新しい観測ウィンドウの開始点に対応する。この計算プロセスを開始するために、先行する反復が存在しない最初の計算反復に関して、開始時曲線横座標
【数６０】
0003877055.tif 000027
は近似的に知られていると仮定しており、
【数６１】
0003877055.tif 000028
は例えばゼロであると仮定している。
【００２２】
上記のデータからコンピュータ１４は、方程式
【数６２】
0003877055.tif 000029
から観測ウィンドウＴｏ内の各時刻ｔｉごとに修正済み速度
【数６３】
0003877055.tif 000030
を計算する。
【００２３】
次のステップ２０でコンピュータ１４は、観測ウィンドウＴｏ、言い換えれば
【数６４】
0003877055.tif 000031
における修正済み速度
【数６５】
0003877055.tif 000032
の時間積分によって各曲線横座標の推定値
【数６６】
0003877055.tif 000033
を計算する。
【００２４】
ステップ２０の終了時ｉ＝Ｎに関して、現在時刻ｔＮにおける車両の推定位置は、方程式
【数６７】
0003877055.tif 000034
から知られ、その横座標は本位置特定方法によって得られた鉄道軌道上の鉄道車両の修正済み位置に対応している。
【００２５】
後続の計算ステップは、観測ウィンドウＴｏの点１の修正済み横座標
【数６８】
0003877055.tif 000035
と、同じ点１で観測された相対速度誤差
【数６９】
0003877055.tif 000036
とを計算し、これらの値
【数７０】
0003877055.tif 000037
と
【数７１】
0003877055.tif 000038
はそれぞれ、次の計算反復時に車両の修正済み位置を計算するための規準データ
【数７２】
0003877055.tif 000039
【数７３】
0003877055.tif 000040
として役に立つ。
【００２６】
ステップ２２でコンピュータ１４は最初に、各推定曲線横座標
【数７４】
0003877055.tif 000041
ごとに曲率半径の値
【数７５】
0003877055.tif 000042
とその空間的微分係数の値
【数７６】
0003877055.tif 000043
とを計算する。これらの値
【数７７】
0003877055.tif 000044
と
【数７８】
0003877055.tif 000045
は、データベース１６から抽出された二つの隣接するトリプレット（ＲＯｊ，ＤＲＯｊ，ｓｊ）間の線形補間によって計算される。
【００２７】
同じステップ２２で各推定曲線横座標
【数７９】
0003877055.tif 000046
における慣性測定値
【数８０】
0003877055.tif 000047
は、方程式
【数８１】
0003877055.tif 000048
を使用して評価される。
【００２８】
次のステップ２４でコンピュータ１４は、滑り水平状態オブザーバ方法を使用して、観測ウィンドウＴｏ内の点１で測定された速度に関して観測された横座標の微分係数
【数８２】
0003877055.tif 000049
と相対速度誤差の微分係数
【数８３】
0003877055.tif 000050
とを計算する。この方法の理論は、１９９９年に発行された雑誌「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」、第７２巻、第１３号の１２０４から１２１７ページのＭａｚｅｎ  ＡＬＡＭＩＲによる論文に記載されている。
【００２９】
値
【数８４】
0003877055.tif 000051
と
【数８５】
0003877055.tif 000052
は、上記の数学的方法を鉄道車両の位置特定に適用することによって得られる下記の方程式
【数８６】
0003877055.tif 000053
から計算され、ここで
【数８７】
0003877055.tif 000054
であり、ここで
【数８８】
0003877055.tif 000055
【数８９】
0003877055.tif 000056
および
【数９０】
0003877055.tif 000057
である。中間変数
【数９１】
0003877055.tif 000058
【数９２】
0003877055.tif 000059
は、下記の方程式
【数９３】
0003877055.tif 000060
【数９４】
0003877055.tif 000061
から決定される。
【００３０】
上記の方程式でｋとαはパラメータである。例えばオブザーバが最小の誤差で推定を行うことを保証するためには
【数９５】
0003877055.tif 000062
であり、また直線における安定性を保証するためにはα＝１である。
【００３１】
【数９６】
0003877055.tif 000063
と
【数９７】
0003877055.tif 000064
とを計算し、それから時間積分によって、観測ウィンドウＴｏ内の点１における修正済み横座標と速度に関する相対速度誤差とにそれぞれ対応する修正済み値
【数９８】
0003877055.tif 000065
と
【数９９】
0003877055.tif 000066
とが得られる。
【００３２】
それからステップ２４で得られた値
【数１００】
0003877055.tif 000067
と
【数１０１】
0003877055.tif 000068
は、これらの値が次の計算反復時に使用できるように第１の計算ステップ１８の入力にフィードバックされるが、こうして得られた値
【数１０２】
0003877055.tif 000069
と
【数１０３】
0003877055.tif 000070
は新しい計算反復で使用される
【数１０４】
0003877055.tif 000071
【数１０５】
0003877055.tif 000072
の値に対応しており、その計算反復のために、観測ウィンドウＴｏは、新しい観測ウィンドウの開始点ｉ＝０がそれに先行する観測ウィンドウの点ｉ＝１に対応するようにシフトされる。
【００３３】
上記の種類の位置特定方法は、各測定時刻ｔＮで正確に鉄道車両を位置特定するという利点を持っている。
【００３４】
本発明による位置特定方法は好ましくは、ティルト・システムまたはアクティブな横向き懸架システムといった鉄道軌道の幾何学形状、または車両に課せられた速度特性によって位相が制御されることを必要とする鉄道車両の被制御システムを制御するために使用される。
【００３５】
今ここに説明した本発明は、車両上にただ１個の慣性センサーと、車両の近似的な速度と軌道に固有の幾何学的特性を含むデータベースとを必要とするだけで、経済的に実現できるという利点を持っている。
【００３６】
上述の例は計算を単純にするために、速度はゆっくり変化するということ、またしたがって速度の相対誤差の微分係数は時間ウィンドウＴｏに亘ってゼロであるということを仮定しているが、本発明は決してどの点においても上述の例に限定されないことは言うまでもない。それどころか逆に本位置特定方法は、滑り水平状態オブザーバ理論を更に一般的に使用でき、下記の方程式
【数１０６】
0003877055.tif 000073
を使用することによって速度のより早い変化を考慮に入れることができる。ここで
【数１０７】
0003877055.tif 000074
は、
【数１０８】
0003877055.tif 000075
などによる相対速度誤差ｅの連続した微分係数を表す。
【００３７】
上記の方程式でｋとαは変数パラメータであり、Ｇはシステムの状態の関数としての規準Ｊの勾配であり、これは下記の微分マトリックス方程式
【数１０９】
0003877055.tif 000076
の解Ａによって与えられる。ここで
【数１１０】
0003877055.tif 000077
【数１１１】
0003877055.tif 000078
である。
【００３８】
したがってゼロ・オーダーのオブザーバの場合を取れば、すなわち観測ウィンドウＴｏ内で
【数１１２】
0003877055.tif 000079
を取れば、前述の特定の実施形態で使用した方程式が得られる。すなわち
【数１１３】
0003877055.tif 000080
である。
【００３９】
第２のオーダーのオブザーバの場合、すなわち観測ウィンドウＴｏで
【数１１４】
0003877055.tif 000081
に関しては、下記の方程式
【数１１５】
0003877055.tif 000082
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による位置特定方法の特定の一実施形態に使用される観測時間ウィンドウの原理を示す図。
【図２】本発明による位置特定方法の構成を示すブロック図。
【図３】本発明による位置特定方法の主要なステップを示す流れ図。
【符号の説明】
１２  慣性センサー
１３  車両の近似的速度を測定する手段
１４  コンピュータ
１６  データベース
【図１】
0003877055.tif 000117
【図２】
0003877055.tif 000118
【図３】
0003877055.tif 000119