JP4805853B2

JP4805853B2 - 列車制御装置

Info

Publication number: JP4805853B2
Application number: JP2007015849A
Authority: JP
Inventors: 康行宮島; 英明行木; 広幸小林; 幸夫鷹箸
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2027-01-26
Also published as: JP2008182860A

Description

本発明は、列車の駆動／制動装置を制御して、制限速度に応じて列車速度を調整する列車制御装置に関する。

列車の駆動／制動装置を制御し、制限速度に応じて列車速度を調整する列車制御装置としては、多段ブレーキ制御ＡＴＣ（Automatic Train Control：自動列車制御装置）がある。多段ブレーキ制御ＡＴＣでは、ＡＴＣ地上装置からレールを介して得られる制限速度情報と、速度発電機のパルス情報などから求められる列車速度とを比較し、列車速度が制限速度を超えないように制御する。例えば、列車速度が制限速度を超過している場合には、列車の駆動／制動装置に常用最大ブレーキ指令を出力し、列車速度が制限速度を下回るように制御する。

また、このような多段ブレーキ制御ＡＴＣの下で動作するＡＴＯ（Automatic Train Operation：自動列車運転装置）装置がある。ＡＴＯ装置は、ＡＴＣの制限速度を超えない範囲で設定された目標速度パターンと列車速度とを比較して力行／ブレーキ指令を演算し、列車の駆動／制動装置に与えることで列車の速度を調整して列車の自動運転を行う。ＡＴＯ装置は、路線の勾配や曲線に応じて設定される恒久速度制限情報を持っており、恒久速度制限に応じた目標パターンを作成するようになっている。

予め求めた目標走行パターンに列車を追従させ、目標走行パターンと実際の走行パターンがずれた場合でも、乗り心地を悪化させず、かつ停止精度を低下させることなく、実走行パターンを目標走行パターンに近づけるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、列車の予測対象位置への目標到達時間と予測対象位置への予測到達時間の差が小さくかつ目標速度の変位量が小さくなるように目標速度を演算し、定時性と良好な乗り心地を両立できるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−２８４５１９号公報特開２００５−３９９１０号公報

しかしながら、朝夕のラッシュ時など列車の運転が高密度になると、列車同士の間隔が短くなり、先行列車が遅延すると後続の列車はさらに先行列車に接近し、列車の駆動／制動装置にブレーキ指令を出力することが多くなる。ＡＴＣのシステムでは、列車同士の衝突防止のため、先行列車の直後には後続列車が進入できない範囲があり、その範囲に列車が接近すると制限速度が小さくなり、一方、距離が離れるにしたがって制限速度が徐々に上がるような信号条件となっている。

すなわち、先行列車に近い区間では恒久速度制限よりも低い制限速度となっており、先行列車に近づきすぎると、この低い制限速度に抵触してＡＴＣブレーキがかかる。従来型の多段ブレーキ制御ＡＴＣでは、列車は在線位置の制限速度をＡＴＣ信号によって知ることができるが、先行列車の遅延によって先方の閉塞区間の制限速度が下がっているかどうかはわからない。

また、在線位置における信号が停止信号（制限速度ゼロ）でなければ出発はできるが、先行列車が止まっていると、次の閉塞区間では停止信号になっていてＡＴＣブレーキがかかる。先行列車が次の区間に入ると、また在線位置の制限速度が上がるので出発加速するが、次の閉塞区間に入るとまた停止信号になっていてＡＴＣブレーキがかかる。このように列車が密に走行している状態で先行列車に遅れが生じると、後続列車は短い時間で加速と減速を繰り返すために乗り心地が悪くなる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、先行列車の遅れによる加速と減速との繰り返しを抑制し、列車の乗り心地を改善できる列車制御装置を提供するものである。

本発明の列車制御装置は、列車の加減速度情報及び位置情報に基づいて乗り心地が悪い地点の判定を行い、乗り心地が悪い地点の列車の加減速度情報を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報と関連付けて記録する乗り心地情報記録手段と、前記乗り心地情報記録手段で判定した乗り心地が悪い地点の加減速度を低減するように当該地点の制限速度を修正する乗り心地改善学習手段と、前記乗り心地改善学習手段による制限速度の修正結果を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報と関連付けて記録する乗り心地改善制御情報記録手段と、現在時点でのダイヤ情報、時刻情報、位置情報に基づき、前記乗り心地改善制御情報記録手段に記録された制限速度の修正結果を参照し、当該制限速度修正結果と列車速度に応じて力行またはブレーキ指令を決定する自動列車運転装置とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、先行列車の遅れによる加速と減速との繰り返しを抑制し、列車の乗り心地を改善できる。

図１は本発明の第１の実施の形態の列車制御装置の構成図である。

車両１１は車輪１２がレール１３に案内されて走行し、レール１３に沿って配置された地上子１４からの駅停車情報や絶対位置情報を位置検出手段１５で検出し、列車制御装置１６に入力する。また、列車制御装置１６には、車輪１２の車軸の回転状態によって列車の速度を検知する速度検知手段１７から列車速度ｖが入力され、車両の加減速度を検知する加速度検知手段１８から加速度αが入力され、ＡＴＣ地上装置からレールを介して得られる制限速度ｖ’が入力される。そして、列車制御装置１６は、これら入力した情報に基づき力行／ブレーキ指令を演算して列車を駆動／制動する駆動／制動装置１９に出力する。

列車制御装置１６の自動列車制御装置２０はＡＴＣ地上装置からレールを介して得られる制限速度情報と列車速度とを比較し、列車速度が制限速度を超えないように制御する。また、列車制御装置１６の自動列車運転装置２１は、位置検知手段１５からの位置情報や速度検知手段１７からの速度情報に基づいて自列車位置を求め、自列車位置に基づき、路線情報データベース（図示せず）の勾配、曲線、恒久速度制限情報等を参照して目標速度パターンを作成する。この目標速度パターンは、例えば、自列車位置に対する目標速度として表現され、速度検知手段１７から得られる速度情報と目標速度との関係に応じて力行／ブレーキ指令が演算され、駆動／制動装置１９に出力される。

列車制御装置１６の乗り心地情報記録手段２２は、列車の加減速度情報及び位置情報に基づいて乗り心地が悪い地点の判定を行い、乗り心地が悪い地点の列車の加減速度情報を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報と関連付けて記録するものである。また、列車制御装置１６の乗り心地改善学習手段２３は、乗り心地が悪い地点の加減速度を低減するように当該地点の制限速度を修正するものである。さらに、列車制御装置１６の乗り心地改善制御情報記録手段２４は、乗り心地改善学習手段２３による制限速度の修正結果を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報と関連付けて記録するものである。

乗り心地情報記録手段２２は、加速度検知手段１８から取得した加減速度αまたは速度検知手段１７から取得した列車速度ｖの時間変化率から求めた加減速度に基づき、乗り心地の悪い点を検知する。乗り心地の悪い点が検知された場合には、その時点の加減速度や力行／ブレーキ指令を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報等と関連付けて記録する。例えば、朝夕のラッシュ時のみに乗り心地が悪くなっている点は、先行列車の遅延の影響で恒久速度制限に対して一時的に制限速度が下がり、そのために列車速度が制限速度を超えてＡＴＣブレーキ動作し、大きな減速度が発生して乗り心地が悪くなっている可能性がある。

次に、乗り心地改善学習手段２３は、乗り心地の悪い点で発生していると思われる一時的な速度制限をダイヤ情報や列車位置情報と関連付けて仮想的な恒久速度制限情報として扱うためのものであり、当該地点を加減速なしで通過するための速度を求めて、その値を制限速度とする。

乗り心地改善制御情報記録手段２４は、乗り心地改善学習手段２３で修正した制限速度を記録するもので、列車制御装置１６の自動列車運転装置２１は、その時点のダイヤ情報、時刻情報、位置情報に基づき、乗り心地改善制御情報記録手段２４に記録された修正速度制限情報を参照する。

すなわち、自動列車運転装置２１は、目標速度パターン作成時に自列車位置に基づいて路線情報データベース（図示せず）を参照して得た、勾配、曲線、恒久速度制限情報等に加えて、乗り心地改善制御情報記録手段２４に記録された修正速度制限情報を用いることで、予期せぬＡＴＣブレーキ動作により乗り心地が悪くなるのを防ぐ。

一方、運転支援装置を設け、自動列車運転装置２１は目標速度パターン作成時には、乗り心地改善制御情報記録手段２４に記録された修正速度制限情報を参照せずに目標速度パターンを作成し、運転支援装置により乗り心地改善制御情報記録手段２４に記録された修正速度制限情報を運転台のモニタ（図示せず）に表示するようにしてもよい。これにより、先方の速度制限が一時的に下がることを運転士に知らしめ、緩やかな手動ブレーキ操作であらかじめ速度を低下させておくことで、乗り心地を悪化させないようにすることができる。

本発明の実施の形態によれば、列車の加減速度情報及び位置情報に基づいて乗り心地が悪い地点の判定を行い、乗り心地が悪い地点の列車の加減速度情報を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報と関連付けて記録する乗り心地情報記録手段２２と、乗り心地情報記録手段２２で判定した乗り心地が悪い地点の加減速度を低減するように当該地点の制限速度を修正する乗り心地改善学習手段２３と、乗り心地改善学習手段２３による制限速度の修正結果を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報と関連付けて記録する乗り心地改善制御情報記録手段２４を設け、乗り心地改善制御情報記録手段２４に記録された制限速度の修正結果を参照し、当該制限速度修正結果と列車速度に応じて力行またはブレーキ指令を決定するので、列車の乗り心地の悪化を防止できる。

すなわち、列車乗り心地を悪くする減速-加速が発生する列車ダイヤ・路線上の列車位置を学習して、減速−加速を行わずに当該地点を通過する速度を計算して自動運転するので、列車の乗り心地が改善される。また、減速−加速を繰返して通過するのではなく低速の一定速度で走行するので、当該地点通過に要する時間を短くすることが可能となり、その場合には列車運行に必要な電力量を低減できる。

本発明の第１の実施の形態の列車制御装置の構成図。

符号の説明

１１…車両、１２…車輪、１３…レール、１４…地上子、１５…位置検出手段、１６…列車制御装置、１７…速度検知手段、１８…加速度検知手段、１９…駆動／制動装置、２０…自動列車制御装置、２１…自動列車運転装置、２２…乗り心地情報記録手段、２３…乗り心地改善学習手段、２４…乗り心地改善制御情報記録手段

Claims

列車の加減速度情報及び位置情報に基づいて乗り心地が悪い地点の判定を行い、乗り心地が悪い地点の列車の加減速度情報を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報と関連付けて記録する乗り心地情報記録手段と、前記乗り心地情報記録手段で判定した乗り心地が悪い地点の加減速度を低減するように当該地点の制限速度を修正する乗り心地改善学習手段と、前記乗り心地改善学習手段による制限速度の修正結果を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報と関連付けて記録する乗り心地改善制御情報記録手段と、現在時点でのダイヤ情報、時刻情報、位置情報に基づき、前記乗り心地改善制御情報記録手段に記録された制限速度の修正結果を参照し、当該制限速度修正結果と列車速度に応じて力行またはブレーキ指令を決定する自動列車運転装置とを備えたことを特徴とする列車制御装置。
列車の加減速度情報及び位置情報に基づいて乗り心地が悪い地点の判定を行い、乗り心地が悪い地点の列車の加減速度情報を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報と関連付けて記録する乗り心地情報記録手段と、前記乗り心地情報記録手段で判定した乗り心地が悪い地点の加減速度を低減するように当該地点の制限速度を修正する乗り心地改善学習手段と、前記乗り心地改善学習手段による制限速度の修正結果を、ダイヤ情報、時刻情報、位置情報と関連付けて記録する乗り心地改善制御情報記録手段と、現在時点でのダイヤ情報、時刻情報、位置情報に基づき、前記乗り心地改善制御情報記録手段に記録された制限速度の修正結果を参照し、現在位置から先の制限速度修正結果を運転台に表示し、運転士に知らしめる運転支援装置とを備えたことを特徴とする列車制御装置。