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JP7336918B2 - Automated train driving system - Google Patents

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JP7336918B2
JP7336918B2 JP2019157531A JP2019157531A JP7336918B2 JP 7336918 B2 JP7336918 B2 JP 7336918B2 JP 2019157531 A JP2019157531 A JP 2019157531A JP 2019157531 A JP2019157531 A JP 2019157531A JP 7336918 B2 JP7336918 B2 JP 7336918B2
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JP
Japan
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information
train
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ato
board
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健爾 吉原
啓之 横山
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East Japan Railway Co
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East Japan Railway Co
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  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Description

本発明は、列車自動運転システムに関し、特に気象情報を活用した鉄道車両の自動運転制御(ATO)を支援可能な列車自動運転システムに有用な技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an automatic train operation system, and more particularly to a technique useful for an automatic train operation system capable of supporting automatic operation control (ATO) of railway vehicles using weather information.

近年、スマートフォン等を使用した気象情報提供サービスが普及し、様々な法人向けサービスも始まってきており、かかるサービスを受けるための現場作業者向けアプリが提供されている。
一方、鉄道分野においても、列車の運行は気象と密接に関係しているため、気象情報の重要性が増しており、現行の鉄道保安システムでは、地震や突風などの防災情報を列車に伝えたり、防災情報に基づいて列車の自動停止や臨時速度制限を通告したりする鉄道事業用インフラが構築されている。しかし、従来の鉄道保安システムにおける列車側での防災情報の活用に関しては、防災情報を列車へ伝達するに留まっており、降雨降雪時のホーム停車の速度調整など輸送安定性の確保については、乗務員の判断や技量に委ねている。
In recent years, weather information providing services using smartphones and the like have become widespread, and various services for corporations have started, and applications for field workers to receive such services have been provided.
On the other hand, in the railway field as well, since train operation is closely related to the weather, the importance of weather information is increasing. , Infrastructure for railway business has been built that notifies automatic stop of trains and temporary speed limit based on disaster prevention information. However, regarding the utilization of disaster prevention information on the train side in the conventional railway security system, it is limited to transmitting disaster prevention information to the train, and ensuring transportation stability such as speed adjustment of platform stops during rain and snowfall depends on the crew. It is left to the judgment and skill of

このため、乗務員に代わって装置が走行制御を行う自動運転制御においては、これまで乗務員の技量でカバーしていた降雨降雪(特にゲリラ豪雨)発生時の運転パターンの修正が課題となっている。
具体的には、降雨降雪時の列車走行においては、車輪とレールとの間の粘着性低下が問題となる。
従来、粘着性を考慮した運転制御に関しては、列車に雨センサ(水滴検知と温度計)を設けるとともに、列車の粘着トルク特性(列車前方が滑りやすい)に合わせた雨天用の動力配分パターンを用意し、空転滑走検知付きの各車駆動用インバータと、それらを統括する編成ネットワーク端末を設けた運転制御システムに関する発明が提案されている(特許文献1)。
For this reason, in automatic driving control, in which the device controls driving instead of the crew, it is necessary to correct the driving pattern during rainfall and snowfall (especially torrential rain), which has been covered by the skill of the crew.
Specifically, when a train runs during rain or snow, a decrease in adhesion between wheels and rails becomes a problem.
Conventionally, with regard to operation control that considers stickiness, rain sensors (water droplet detection and temperature gauges) have been installed on trains, and power distribution patterns for rainy weather have been prepared according to the sticky torque characteristics of trains (the front of the train is slippery). On the other hand, there has been proposed an invention relating to an operation control system provided with an inverter for driving each car with slip/skid detection and a formation network terminal that integrates them (Patent Document 1).

また、気象情報の列車運行制御への活用に関しては、気象情報システム及び地上、車上の制御端末をネットワーク化し、気象情報と過去の空転地点データとオンタイムのダイヤ情報を組み合わせることで、空転情報を生成して列車へ提供するとともに、列車側においては、粘着に余裕ある(空転検知なし)車号にトルクを負担させる制御を行うようにした発明が提案されている(特許文献2)。
さらに、列車走行線区の勾配プロファイルやATC信号、運行ダイヤ情報を車載の制御装置に読み込ませ、現在位置、信号、空転検知及び運転台のワイパー条件をパラメータとして最適なランカーブを選択し、適切なノッチ操作を運転士に提示する機能を制御装置に設けるようにした発明が提案されている(特許文献3)。
In addition, regarding the use of weather information for train operation control, the weather information system and control terminals on the ground and on the train are networked, and weather information, past slip point data, and on-time schedule information are combined to generate slip information. is generated and provided to the train, and on the train side, an invention is proposed in which control is performed so that the car number that has a margin for adhesion (no slip detection) bears the torque (Patent Document 2).
In addition, the slope profile of the train line, ATC signal, and operation schedule information are read into the onboard control device, and the optimum run curve is selected using the current position, signal, wheel slip detection, and wiper conditions of the cab as parameters. An invention has been proposed in which a control device is provided with a function of presenting a notch operation to a driver (Patent Document 3).

特許第4619185号公報Japanese Patent No. 4619185 特許第4225254号公報Japanese Patent No. 4225254 特開2004-357399号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-357399

特許文献1に記載されている発明は、列車毎に独自で降雨を検知し、列車のトルクバランスの最適化を追求するようにしており、外部の気象情報提供サービスから得られる気象情報を活用するものではないため、気象条件を予測した運転制御が行えないとともに、他の列車からの情報を活用した運転制御や列車群を対象とした運転制御が行えないという課題がある。
また、特許文献2に記載されている発明は、気象情報をトリガーとするものの、列車の各インバータの空転検知(力行中の判定)と最適な編成内トルク配分に特化したループ処理であり、実際の列車のダイナミクス(編成内の前後衝動)を考えると、ブレーキ等の他の制御機器との連携が複雑多義になるという課題がある。また、力行モードを対象とした制御提案であり、ブレーキ制御に関しては考慮していないため、ブレーキ性能(停止距離)が気象条件によって左右されるという課題がある。
The invention described in Patent Document 1 detects rainfall independently for each train, pursues optimization of the torque balance of the train, and utilizes weather information obtained from an external weather information provision service. Therefore, it is not possible to perform operation control that predicts weather conditions, and it is not possible to perform operation control that utilizes information from other trains or that targets a group of trains.
In addition, the invention described in Patent Document 2 is a loop process that uses weather information as a trigger, but specializes in idling detection of each inverter of a train (judgment during power running) and optimum torque distribution within the train set. Considering the actual train dynamics (forward and backward impulses in the train set), there is a problem that cooperation with other control devices such as brakes becomes complicated. In addition, since the control proposal targets the power running mode and does not consider brake control, there is the problem that the braking performance (stopping distance) is affected by weather conditions.

さらに、特許文献3に記載されている発明は、予め机上計算した駅間の列車の目標ランカーブ(基準駅間時分)を、車両の走行条件に応じて可変させるものであり、パラメータとして信号条件やワイパー操作を用いており、外部の気象情報提供サービスが提供する気象情報を活用するものではないため、気象条件を予測した自動運転制御が行えないとともに、他の列車からの情報を活用した運転制御や列車群を対象とした運転制御が行えないという課題がある。 Furthermore, the invention described in Patent Document 3 varies the target run curve (reference time between stations) of a train between stations calculated in advance according to the running conditions of the vehicle, and the signal condition as a parameter and wiper operation, and do not utilize weather information provided by an external weather information provision service, so automatic operation control that predicts weather conditions cannot be performed, and operation using information from other trains There is a problem that the operation control for the control and the group of trains cannot be performed.

本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、外部の気象情報配信サーバが提供する気象情報を活用することで、気象条件を予測した列車の自動運転制御が行える列車自動運転システムを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、軌道沿線の気象に関連する環境情報や他の列車からの情報を活用した運転制御を行うことができる列車自動運転システムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、降雨降雪エリアを把握した上で、列車群を制御対象として、複数の列車のそれぞれに対して適切な指令を送信することができる列車自動運転システムを提供することにある。
The present invention has been made with a focus on the above problems, and by utilizing weather information provided by an external weather information distribution server, an automatic train operation system that can perform automatic operation control of trains by predicting weather conditions. intended to provide
Another object of the present invention is to provide an automatic train operation system capable of performing operation control utilizing environmental information related to weather along the track and information from other trains.
Still another object of the present invention is to provide an automatic train operation system capable of transmitting an appropriate command to each of a plurality of trains with a group of trains as the control object after grasping the rain/snow area. It is in.

上記課題を解決するために、本出願に係る発明は、
走行駆動装置と制動装置を制御することで列車を走行させる機能を有する車上装置と、前記車上装置へ制御情報を送信可能な地上装置と、少なくとも気象情報提供装置からの気象情報を取得する外部情報収集装置と、を備えた列車自動運転システムにおいて、
前記車上装置は、前記地上装置との間で情報を送受信可能な情報送受信手段と、前記走行駆動装置および前記制動装置を制御して列車走行速度を制御する運転制御手段と、を備え、
前記地上装置は、
各列車の位置を把握し、所定の設定区間へ進入する列車があるか判断可能であるとともに、前記外部情報収集装置から受信した情報に基づいて前記設定区間における粘着力変動事象の程度を判定可能な判定手段と、
前記設定区間における粘着力変動事象の程度が所定レベル以上である場合に、前記車上装置へ走行速度を抑えることを指示する制御情報を生成する制御情報生成手段と、
前記制御情報生成手段により生成された制御情報を送信可能な通信手段と、を備え、
前記車上装置の前記運転制御手段は、前記情報送受信手段により受信した前記制御情報に基づいて前記走行駆動装置および前記制動装置を制御するように構成したものである。
In order to solve the above problems, the invention according to the present application is
Acquiring weather information from an on-board device having a function of running a train by controlling a traveling drive device and a braking device, a ground device capable of transmitting control information to the on-board device, and at least a weather information providing device In an automatic train operation system equipped with an external information collection device,
The on-board equipment comprises information transmitting/receiving means capable of transmitting/receiving information to/from the ground equipment, and operation control means for controlling the running speed of the train by controlling the traveling drive device and the braking device,
The ground equipment includes:
It is possible to grasp the position of each train and determine whether there is a train entering a predetermined section, and to determine the extent of the adhesive force fluctuation event in the set section based on the information received from the external information collection device. and
control information generating means for generating control information instructing the on-board device to reduce the traveling speed when the extent of the adhesive force fluctuation event in the set section is equal to or higher than a predetermined level;
a communication means capable of transmitting the control information generated by the control information generating means;
The operation control means of the on-board device is configured to control the travel drive device and the braking device based on the control information received by the information transmission/reception means.

上記のように構成された列車自動運転システムによれば、外部の気象情報提供装置(気象情報配信サーバ)が提供する気象情報を活用することで、気象条件を予測した自動運転制御を行うことができる。また、地上装置が、外部情報収集装置が収集した気象情報の中から、集中豪雨等の正常な列車運行に悪影響を及ぼすおそれのある情報を抽出し、走行制御を切り替える指令を各列車へ送信することができ、列車の安全走行を担保しつつ、大幅なダイヤ遅延を生じることのないようにすることができ、それによって輸送の安定性を確保することができる。 According to the automatic train operation system configured as described above, by utilizing weather information provided by an external weather information providing device (weather information distribution server), it is possible to perform automatic operation control that predicts weather conditions. can. In addition, the ground equipment extracts information that may adversely affect normal train operation, such as torrential rain, from the weather information collected by the external information collection device, and sends a command to switch running control to each train. Therefore, it is possible to ensure the safe running of the train while preventing a large timetable delay, thereby ensuring the stability of transportation.

ここで、望ましくは、制御対象の列車が走行する軌道の沿線の環境変化を監視する環境監視装置を備え、
前記外部情報収集装置は、前記環境監視装置が検出した沿線環境情報を取得可能であり、
前記地上装置は、前記外部情報収集装置から受信した気象情報および沿線環境情報に基づいて前記設定区間における粘着力変動事象の程度を判定可能に構成する。
かかる構成によれば、軌道沿線の気象に関連する情報を活用した運転制御を行うことができ、気象情報配信サーバが提供する気象情報からは得られない小規模単位のエリアの環境情報に基づいた適切な運転制御が可能になる。
Here, desirably, an environment monitoring device is provided for monitoring environmental changes along the track on which the train to be controlled runs,
The external information collection device is capable of acquiring trackside environment information detected by the environment monitoring device,
The ground device is configured to be able to determine the extent of the adhesive force fluctuation event in the set section based on the weather information and the trackside environment information received from the external information collection device.
According to this configuration, it is possible to perform operation control using information related to the weather along the track, and based on the environmental information of a small-scale area that cannot be obtained from the weather information provided by the weather information distribution server. Appropriate driving control becomes possible.

また、望ましくは、前記粘着力変動事象は降雨または降雪であり、
前記車上装置は、降雨降雪量を検出する検出手段もしくは列車外を撮影する撮像手段を備え、
前記地上装置は、前記検出手段もしくは前記撮像手段の出力に基づいて前記設定区間における降雨降雪量を判定可能に構成する。
上記のような構成によれば、他の列車からの気象に関連する情報を活用した運転制御や列車群を対象とした運転制御を行うことができる。
Also, desirably, the adhesive force variation event is rainfall or snowfall,
The on-board device comprises detection means for detecting the amount of rain and snowfall or imaging means for photographing outside the train,
The ground device is configured to be able to determine the amount of rainfall and snowfall in the set section based on the output of the detection means or the imaging means.
According to the configuration as described above, it is possible to perform operation control using weather-related information from other trains and operation control targeting a group of trains.

また、望ましくは、前記車上装置は、空転滑走量を検出する検出手段を備え、検出された空転滑走量を走行区間情報と共に前記情報送受信手段により前記地上装置へ送信可能であり、
前記地上装置は、前記外部情報収集装置から受信した情報に基づいて判定した前記設定区間における粘着力変動事象の程度および蓄積した前記空転滑走量の情報に基づいて粘着率を算出し、算出した粘着率に応じた制御情報を前記車上装置へ送信するように構成する。
かかる構成によれば、地上装置が走行中の各列車から空転滑走量をリアルタイムで収集して粘着率を算出し、空転滑走が発生した区間へ進入する列車に対して、粘着率に応じた制御情報を送信することができ、より安全であるとともに、所定の停止位置へ正確に停止することができる走行制御を実行させることができる。
Further, desirably, the on-board device includes detection means for detecting an amount of slip/skid, and the detected amount of slip/skid can be transmitted to the ground apparatus by the information transmitting/receiving means together with travel section information,
The ground device calculates the adhesion rate based on the degree of the adhesion force fluctuation event in the set section determined based on the information received from the external information collection device and the accumulated information on the amount of slipping, and the calculated adhesion It is configured to transmit control information according to the rate to the on-board device.
According to such a configuration, the ground equipment collects in real time the amount of slipping from each running train, calculates the sticking rate, and controls the train entering the section where the slipping occurs according to the sticking rate. Information can be transmitted, and travel control can be executed that is safer and allows the vehicle to stop accurately at a predetermined stop position.

また、望ましくは、前記車上装置は、記憶装置から読み出された走行パターンもしくは前記地上装置からの情報に基づいて生成した走行パターンに従って前記走行駆動装置および前記制動装置を制御して列車を走行させる自動運転制御の列車の車上装置であり、
前記地上装置は、前記外部情報収集装置から受信した情報に基づいて判定した前記設定区間における降雨降雪量に応じた制御情報を前記車上装置へ送信し、
前記車上装置の前記運転制御手段は、前記情報送受信手段により受信した前記制御情報に基づいて前記走行パターンを切り替えて前記走行駆動装置および前記制動装置を制御するように構成する。
かかる構成によれば、自動運転制御装置を搭載した自動運転列車に対して、気象情報に基づいた適切な制御指令を与えることができ、制御指令を受けた列車は、降雨降雪時にも安全な走行制御を実行することができる。
Further, desirably, the on-board device controls the travel drive device and the braking device according to a travel pattern read from a storage device or a travel pattern generated based on information from the ground device to travel the train. It is an on-board device for automatic operation control trains that allows
The ground device transmits to the onboard device control information corresponding to the amount of rain and snowfall in the set section determined based on the information received from the external information collection device,
The operation control means of the on-board device is configured to switch the running pattern based on the control information received by the information transmitting/receiving means to control the running drive device and the braking device.
According to this configuration, the automatic operation train equipped with the automatic operation control device can be given an appropriate control command based on the weather information, and the train that receives the control command can run safely even during rain and snow. control can be exercised.

さらに、望ましくは、前記設定区間は、予め設定された定位置停止制御区間であり、
前記地上装置は、前記定位置停止制御区間における粘着力変動事象の程度が所定のレベル以上であると判断した場合に、前記定位置停止制御区間へ進入する列車の前記車上装置へ前記制御情報を送信し、
前記車上装置の前記運転制御手段は、前記情報送受信手段により受信した前記制御情報に基づいて前記走行パターンを悪条件時走行パターンに切り替えて前記制動装置を制御するように構成する。
かかる構成によれば、降雨降雪量が非常に多い定位置停止制御区間へ列車が進入する場合においても、列車を所定の停止位置へ正確に停止させることができる。
Further, desirably, the set section is a preset fixed position stop control section,
When the ground equipment determines that the extent of the adhesive force fluctuation event in the fixed position stop control section is equal to or higher than a predetermined level, the ground equipment sends the control information to the on-board device of the train entering the fixed position stop control section. and send
The operation control means of the on-vehicle device is configured to switch the driving pattern to a driving pattern under bad conditions based on the control information received by the information transmitting/receiving means, and to control the braking device.
According to this configuration, even when the train enters the fixed position stop control section where the amount of rainfall and snowfall is very large, the train can be accurately stopped at the predetermined stop position.

本発明に係る列車自動運転システムによれば、外部の気象情報提供装置(気象情報配信サーバ)が提供する気象情報を活用することで、気象条件を予測した列車の自動運転制御が行える。また、軌道沿線の気象に関連する環境情報や他の列車からの情報を活用した運転制御を行うことができる。
さらに、本発明によれば、降雨降雪エリアを把握した上で、列車群を制御対象として、複数の列車のそれぞれに対して適切な指令(制御コマンド)を生成して送信することができるという効果がある。
According to the automatic train operation system according to the present invention, by utilizing weather information provided by an external weather information providing device (weather information distribution server), automatic train operation control can be performed by predicting weather conditions. In addition, operation control can be performed using environmental information related to the weather along the track and information from other trains.
Furthermore, according to the present invention, it is possible to generate and transmit an appropriate command (control command) to each of a plurality of trains with a group of trains as the object of control after grasping the rainfall/snowfall area. There is

本発明に係る列車自動運転システムの一実施形態を示すシステム構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a system block diagram which shows one Embodiment of the train automatic operation system which concerns on this invention. 本発明に係る列車自動運転システムを構成する自動運転装置(車上装置)の具体例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a specific example of an automatic operation device (on-board device) that constitutes an automatic train operation system according to the present invention; FIG. 実施形態の列車自動運転システムにおいて列車走行区間における粘着率Mの変化を、列車位置Pと時間Tを変数として三次元的に表した説明図である。It is explanatory drawing which three-dimensionally represented the change of the adhesion rate M in the train running section by using the train position P and the time T as a variable in the train automatic operation system of embodiment. 列車走行区間における雨天降雪時の制御区間の設定の具体的なイメージを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a concrete image of setting of control sections during rain and snowfall in train running sections; 列車自動運転システムの構成するATO地上装置により実行される自動運転支援制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of a procedure of automatic operation support control processing performed by ATO ground equipment which constitutes an automatic train operation system.

以下、図面を参照しながら本発明に係る列車自動運転システムの一実施形態について説明する。図1は本発明に係る列車自動運転システム全体の構成例を示すシステム構成図である。 An embodiment of an automatic train operation system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example configuration of the entire automatic train operation system according to the present invention.

図1に示すように、本実施形態に係る列車自動運転システムは、気象庁や気象情報を配信する民間の事業者が管理する気象情報配信サーバ11から、伝送線などで構成された通信ネットワーク41を介して気象情報を受信する外部情報収集装置12と列車運行システム30とから構成されている。
外部情報収集装置12は、鉄道沿線に設けられているカメラ13からの映像情報を、通信ネットワーク41を介して受信し、列車の走行環境を把握する機能も有している。また、外部情報収集装置12は、鉄道沿線に設けられている風速計や雨量計などの環境監視装置からの情報を取得し、列車の走行環境をより詳細に把握するようにしても良い。環境監視装置に気象情報配信サーバ11から気象情報を受信する機能を持たせるようにしても良い。この場合、環境監視装置が外部情報収集装置となる。
As shown in FIG. 1, the automatic train operation system according to the present embodiment connects a weather information distribution server 11 managed by the Japan Meteorological Agency or a private operator that distributes weather information to a communication network 41 composed of transmission lines and the like. It is composed of an external information collecting device 12 for receiving weather information via an external information collecting device 12 and a train operation system 30 .
The external information collecting device 12 also has a function of receiving video information from cameras 13 installed along the railway line via the communication network 41 and grasping the running environment of the train. In addition, the external information collecting device 12 may acquire information from environmental monitoring devices such as anemometers and rain gauges installed along railway lines to grasp the running environment of the train in more detail. The environment monitoring device may have a function of receiving weather information from the weather information distribution server 11 . In this case, the environmental monitoring device becomes the external information gathering device.

列車運行システム30は、計画ダイヤ情報および実施ダイヤ情報や管理下にある全列車の車両ID(識別コード)等を格納したデータベースを備えた運行管理装置31と、複数の列車14に搭載されているATO車上装置32と、ATO車上装置32の制御情報を生成するATO地上装置33とを備え、運行管理装置31とATO地上装置33とが、通信ネットワーク42を介してデータ送受信可能に接続されている。
また、通信ネットワーク42には、ATO車上装置32との間でデータ送受信を行う送受信部34が接続されている。ATO車上装置32と送受信部34との間の通信は無線通信であり、軌道の所定位置に設けられた地上子を介して情報を送受信する形態のものでも良いし、軌道回路の電流に乗せた信号で情報を送受信する形態のものでも良い。また、既存の路線で採用されているデジタル列車無線を使用するものであっても良い。
The train operation system 30 includes an operation management device 31 having a database storing planned timetable information, operation timetable information, vehicle IDs (identification codes) of all trains under management, etc., and a plurality of trains 14. An ATO on-board device 32 and an ATO ground device 33 for generating control information for the ATO on-board device 32 are provided. ing.
A transmission/reception unit 34 for transmitting/receiving data to/from the ATO on-board device 32 is also connected to the communication network 42 . Communication between the ATO on-board equipment 32 and the transmitting/receiving unit 34 is wireless communication, and information may be transmitted/received via a beacon provided at a predetermined position on the track, or may be carried on the current of the track circuit. It may be of a form in which information is transmitted and received in the form of a signal. Moreover, it is also possible to use a digital train radio that is used on existing routes.

本実施形態においては、ATO地上装置33と、列車の走行環境を把握する外部情報収集装置12とが、通信ネットワーク43を介してデータ送受信可能に接続されており、ATO地上装置33は、気象情報配信サーバ11や沿線カメラ13から気象情報を取得するとともに、ATO車上装置32へ降雨降雪などの情報に応じて制御情報としての制御コマンド(指令)を生成して送信可能に構成されている。
上記ATO地上装置33は、マイクロプロセッサ(MPU)とMPUが実行するプログラムを記憶するROMのような不揮発性記憶装置とRAMのような読み出し書き込み可能な記憶装置と、ネットワーク通信手段などから構成される。
In this embodiment, the ATO ground device 33 and the external information collection device 12 for grasping the running environment of the train are connected via a communication network 43 so as to be able to transmit and receive data. Weather information is acquired from the distribution server 11 and the wayside camera 13, and a control command (instruction) as control information can be generated and transmitted to the ATO on-board device 32 according to information such as rainfall and snowfall.
The ATO ground unit 33 comprises a microprocessor (MPU), a non-volatile storage device such as a ROM for storing programs executed by the MPU, a readable and writable storage device such as a RAM, network communication means, and the like. .

また、ATO地上装置33は、運行管理装置31から実施ダイヤ情報を、また管理下の全列車のATO車上装置32から車両IDや列車位置および運転方向、運転モードなどの情報を取得して列車運行状況を把握して、ATO車上装置32へ送信する適切な制御コマンドを生成する機能を有するように構成されている。
一方、ATO車上装置32は、車両に搭載されている記憶装置に予め記憶されている駅間ごとに作成された走行パターン(ATOパターン)を読み出して、あるいはATO地上装置33からの次駅停車時刻等の情報に基づいて走行パターンを生成して、その走行パターンとそのときの列車の位置や走行速度に基づいて必要なノッチ指令を力行/制動制御部へ出力し、走行駆動装置(モータ)およびブレーキ装置(制動装置)を制御して走行パターンに従って走行させる機能を有する。
In addition, the ATO ground equipment 33 acquires the operation schedule information from the operation management device 31, and information such as the vehicle ID, train position, driving direction, and driving mode from the ATO on-board equipment 32 of all trains under management, and operates the trains. It is configured to have a function of grasping the operation status and generating an appropriate control command to be transmitted to the ATO on-board device 32 .
On the other hand, the ATO on-board device 32 reads out a running pattern (ATO pattern) created for each station between stations stored in advance in a storage device mounted on the vehicle, or reads the next-station stop from the ATO ground device 33. A running pattern is generated based on information such as time, and based on the running pattern and the position and running speed of the train at that time, the necessary notch command is output to the power running / braking control unit, and the running drive device (motor) and a function to control the brake device (braking device) to make the vehicle run according to the running pattern.

なお、図1において、符号35が付されている三角形「▲」の記号は軌道10に沿って設けられているATO(自動列車制御)のためのトランスポンダと呼ばれるデータ送信機能を有する地上子(ATOトランスポンダ)であり、ATOトランスポンダ35の送信情報はATOトランスポンダ車上子25(図2参照)によって受信される。ATOトランスポンダ35の送信情報には、例えば列車が自己の位置を補正するための情報が含まれている。 In FIG. 1, the symbol of the triangle "▴" attached with the symbol 35 is a beacon (ATO Transponder), and information transmitted from the ATO transponder 35 is received by the ATO transponder on-board device 25 (see FIG. 2). The information transmitted by the ATO transponder 35 includes, for example, information for the train to correct its own position.

図2には、列車(鉄道車両)14に搭載されるATO車上装置32の構成例が示されている。
図2に示すように、本実施形態におけるATO車上装置32は、走行速度および走行距離を算出するために車輪の回転数を検出する速度発電機21、ブレーキディスクやブレーキパッドおよび駆動手段などを有するブレーキ装置22、軌道回路を介して送信される情報(ATC情報)を受信するATC受信装置23、受信したATC情報に基づいて走行パターンとしてのATCパターンを生成しこのATCパターンに従ってブレーキ装置22を制御するATC制御装置24を備える。
FIG. 2 shows a configuration example of an ATO on-board device 32 mounted on a train (railway vehicle) 14. As shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the ATO on-board device 32 in this embodiment includes a tachometer generator 21 for detecting the number of revolutions of the wheels to calculate the travel speed and travel distance, brake discs and brake pads, driving means, and the like. an ATC receiver 23 for receiving information (ATC information) transmitted via a track circuit; an ATC pattern as a running pattern is generated based on the received ATC information; It has an ATC control device 24 for controlling.

また、ATO車上装置32は、軌道に沿って設けられているATOトランスポンダ35からの情報を受信するATOトランスポンダ車上子25、車輪を回転駆動するモータなどからなる走行駆動装置26、走行速度を見ながら走行駆動装置26およびブレーキ装置22を制御するノッチ指令を出力して自動運転を行う自動運転制御装置27、運転モードを選択するためのスイッチを含むスイッチ類を有する運転台スイッチ装置(運転台SW)28、降雨量を検出するための降雨センサ29を備える。走行駆動装置26はインバータを有しており、インバータは空転滑走検知機能を備えている。降雨センサ29の代わりにカメラを搭載するようにしても良い。 In addition, the ATO on-board device 32 includes an ATO transponder on-board device 25 for receiving information from an ATO transponder 35 provided along the track, a traveling drive device 26 including a motor for rotating the wheels, and a traveling speed. An automatic driving control device 27 that outputs a notch command to control the traveling drive device 26 and the brake device 22 while watching and performs automatic driving, a cab switch device (cab SW) 28, and a rainfall sensor 29 for detecting the amount of rainfall. The traveling drive device 26 has an inverter, and the inverter has a slip/skid detection function. A camera may be mounted instead of the rainfall sensor 29 .

自動運転制御装置27は、マイクロプロセッサ(MPU)とMPUが実行するプログラムや速度照査パターンを記憶するROMのような不揮発性記憶装置と、RAMのような読み出し書き込み可能な記憶装置などから構成される。記憶装置には、走行区間の各駅間ごとに基準となる走行パターンが記憶されており、自動運転制御装置27は、記憶装置から基準となる駅間走行パターンを読み出し、当該走行パターンとそのときの列車の位置や走行速度に基づいて力行に必要なノッチ指令を走行駆動装置26へ出力したり最適なブレーキ力を算出してブレーキ装置22へノッチ指令を出力したりすることができるように構成されている。さらに、先行列車の在線位置に応じて走行パターンを切り替えることができるように構成されていても良い。 The automatic driving control device 27 is composed of a microprocessor (MPU), a non-volatile storage device such as a ROM that stores programs executed by the MPU and speed check patterns, and a readable and writable storage device such as a RAM. . The storage device stores a reference traveling pattern between each station in the traveling section, and the automatic operation control device 27 reads out the reference inter-station traveling pattern from the storage device, and compares the traveling pattern with that time. It is configured to be able to output a notch command necessary for power running to the traveling drive device 26 based on the position and running speed of the train, or to calculate the optimum braking force and output the notch command to the brake device 22. ing. Furthermore, it may be configured such that the running pattern can be switched according to the location of the preceding train.

自動運転制御装置27によるATO制御では、ATOトランスポンダ車上子25から取得する地上子情報を使用し、列車が停止すべき地点情報を認識すると次駅の停車地点に向かいATOパターンに従った運転制御を行う。また、ブレーキ開始地点に設置された地上子の位置補正情報を受けることで、TASC(定位置停止制御)パターンと呼ばれる速度照査パターンを生成して、自己の速度と該パターンとを比較しながらブレーキ装置22を作動させて車両速度を落とし停止する制御が実行される。本実施形態においては、ATC受信装置23により受信した情報は、ATC制御装置24および自動運転制御装置27へ伝送され、自動運転制御に反映される。
また、本実施形態においては、車輪レール間粘着率(粘着レベル)に応じた複数のATOパターン(TASCパターンを含む)が車上の記憶装置に記憶されており、ATO地上装置33から送信されて来る粘着レベルに応じたATOパターンが読み出されて速度制御が実行される。具体的には、粘着率すなわち粘着レベルが低いと通常の加速や減速よりも緩やかな加速、減速を伴うパターンが選択される。
In the ATO control by the automatic operation control device 27, the beacon information acquired from the ATO transponder on-board coil 25 is used, and when the train recognizes the point information where the train should stop, the train moves to the stop point of the next station and the operation is controlled according to the ATO pattern. I do. In addition, by receiving the position correction information of the beacon installed at the braking start point, it generates a speed check pattern called TASC (fixed position stop control) pattern, and brakes while comparing its own speed with the pattern. A control is executed to operate the device 22 to slow down the vehicle and stop it. In this embodiment, the information received by the ATC receiver 23 is transmitted to the ATC control device 24 and the automatic driving control device 27 and reflected in the automatic driving control.
Further, in the present embodiment, a plurality of ATO patterns (including TASC patterns) corresponding to the wheel-rail adhesion rate (adhesion level) are stored in the onboard storage device, and are transmitted from the ATO ground device 33. An ATO pattern corresponding to the coming adhesion level is read out and speed control is executed. Specifically, when the adhesion rate, that is, the adhesion level is low, a pattern with slower acceleration and deceleration than normal acceleration and deceleration is selected.

また、一般的な自動運転制御と同様に、ATC制御の速度照査パターン(ATCパターン)も車上装置32のデータベースに記憶されており、ATC受信装置23がデジタルATC電文信号の情報を受信すると、自動運転制御装置27は、該当するATCパターンをデータベースの中から検索して、該当するATCパターンと自列車位置を元に求めた許容速度以下となるようにブレーキ制御を行うように構成されている。
例えば、遅延した先行列車が前方に在線する情報を受信すると、ATCパターンの速度制限線が下がり、ATOパターンと交差するようになると、ATOパターンに従った自動運転制御を解除して、ATCパターンに従った運転制御を実施する。
In addition, like general automatic driving control, the speed check pattern (ATC pattern) of ATC control is also stored in the database of the on-board device 32, and when the ATC receiver 23 receives the information of the digital ATC message signal, The automatic operation control device 27 is configured to search for the applicable ATC pattern from the database and perform brake control so that the speed is less than or equal to the allowable speed obtained based on the applicable ATC pattern and the own train position. .
For example, when receiving information that a delayed preceding train is on the track ahead, the speed limit line of the ATC pattern drops and when it comes to cross the ATO pattern, the automatic operation control according to the ATO pattern is canceled and the ATC pattern is resumed. Operation control will be carried out accordingly.

なお、ATC受信装置23を設ける代わりに、ATO車上装置32およびATO地上装置33に無線通信機能を持たせ、各列車のATO車上装置32は無線によりATO地上装置33へ自列車の位置情報を送信し、ATO地上装置33は後続列車のATO車上装置32へ先行列車の位置情報等を送信するように構成しても良い。
ここで、各列車から送信される位置情報は、例えば当該列車のATO車上装置32が速度発電機等からの信号に基づいて把握している位置情報である。この位置情報は、ATOトランスポンダ車上子25により受信した情報により補正される。
Instead of providing the ATC receiver 23, the ATO on-board equipment 32 and the ATO ground equipment 33 are provided with a wireless communication function, and the ATO on-board equipment 32 of each train transmits the position information of its own train to the ATO ground equipment 33 by radio. , and the ATO ground device 33 may be configured to transmit the position information of the preceding train to the ATO on-board device 32 of the succeeding train.
Here, the positional information transmitted from each train is, for example, the positional information grasped by the ATO on-board device 32 of the train based on the signal from the tachometer or the like. This position information is corrected by information received by the ATO transponder pickup 25 .

車上装置32の自動運転制御装置27は、時刻表ダイヤ上の出発時刻になるか列車運行管理システム等からの発車許可を受けると、記憶装置から基準となる駅間走行パターン(ATOパターン)を読み出して、当該走行パターンに従って走行制御を開始する。
本実施形態においては、記憶装置のデータベースに、駅間ごとに作成されたATOパターンが記憶されている。
The automatic operation control device 27 of the on-board device 32, when it is the departure time on the timetable diagram or when the departure permission is received from the train operation management system, etc. It reads out and starts running control according to the running pattern.
In this embodiment, the database of the storage device stores an ATO pattern created for each station interval.

ここで、本発明における気象情報を活用した列車群の走行制御の考え方について、図3および図4を用いて説明する。
降雨降雪時に走行中の列車に空転滑走が発生するのは、車輪とレール表面との間に水が入って粘着力が低下するためであり、粘着力は降雨降雪量に依存することが知られている。図3は、列車走行区間における粘着率Mの変化を、列車位置Pと時間Tを変数として三次元的に表したもので、P-T面にメッシュが付されている範囲Aは、気象庁等からの気象情報に基づいて補間なしで換算した雨天運転モードを適用する範囲である。
Here, the concept of running control of a group of trains using weather information in the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.
It is known that the reason why running trains skid when it rains or snows is that water enters between the wheels and the rail surface and the adhesive strength decreases, and it is known that the adhesive strength depends on the amount of rain and snowfall. ing. Fig. 3 shows three-dimensional changes in the adhesion rate M in the train section with the train position P and time T as variables. This is the range in which the rainy weather operation mode is applied without interpolation based on the weather information from.

また、図3において、一点鎖線Bで囲まれた範囲は、粘着率を所定のウェット基準値M1と比較して決定した雨天時警戒範囲、破線Cで囲まれた範囲は、粘着率を所定のヘビーウェット基準値M2と比較して決定した雨天運転モードを適用する範囲である。範囲AやBの領域で、列車走行速度を制限してしまうと、大幅な列車遅延が発生してしまい望ましくない。本発明は、ATO地上装置33が気象情報配信サーバ等からの情報を用いて破線Cで囲まれた範囲を検知して当該区間へ進入する列車に制御コマンドを送信して、列車の走行制御を実行するものである。 In FIG. 3, the range surrounded by the dashed line B is the rainy weather warning range determined by comparing the adhesion rate with the predetermined wet standard value M1, and the range surrounded by the broken line C is the adhesion rate at the predetermined wetness reference value M1. This is the range for applying the rainy weather operation mode determined by comparison with the heavy wet reference value M2. Restricting the running speed of the train in the regions A and B is not desirable because it causes a large train delay. In the present invention, the ATO ground equipment 33 detects the range surrounded by the dashed line C using information from a weather information distribution server or the like, transmits a control command to the train entering the section, and controls the running of the train. to execute.

さらに、列車走行中に空転滑走が発生するのは、惰行運転中ではなく力行運転中およびブレーキ作動中であり、このうち力行運転中の空転は列車位置の検出に悪影響を及ぼすが、列車位置のずれは前述のATOトランスポンダ35からの情報によって補正することができる。一方、ブレーキ作動中に発生する滑走は、乗り心地の低下や所定の停止位置を越えてしまうオーバーランを招くので、回避する必要がある。具体的には、TASC区間のような所定の区間に進入する列車に対してATO地上装置33から列車に制御コマンドを送信して、ATOパターンを減速度の小さな悪天時走行パターン(悪条件時走行パターン)に切り替えることで回避することができる。 Furthermore, slipping occurs during train running not during coasting but during power running and braking. Deviations can be corrected by information from the ATO transponder 35 previously described. On the other hand, skidding that occurs during braking must be avoided because it causes deterioration in ride comfort and overrun in which the vehicle exceeds a predetermined stop position. Specifically, a control command is transmitted from the ATO ground equipment 33 to a train entering a predetermined section such as a TASC section, and the ATO pattern is set to a running pattern in bad weather with a small deceleration (in bad conditions). It can be avoided by switching to the driving pattern).

図4には、走行区間における降雨降雪時の制御区間の設定の具体的なイメージが示されている。図4において、E1,E2,E3はそれぞれTASC区間(定位置停止制御区間)であり、駅の入り口側などに設定される。また、F1,F2は力行運転区間であり、駅の出口側などに設けられる。さらに、図4において、一点鎖線G1,G2で囲まれた範囲は降雨量が中レベルの区間、破線Hで囲まれた範囲は降雨量が強レベルの区間である。14A~14Eは走行中の列車である。 FIG. 4 shows a specific image of the setting of the control section during rain/snow in the travel section. In FIG. 4, E1, E2, and E3 are TASC sections (fixed position stop control sections), which are set on the entrance side of a station or the like. Further, F1 and F2 are power running sections, which are provided on the exit side of a station or the like. Furthermore, in FIG. 4, the range surrounded by dashed lines G1 and G2 is a section with a medium level of rainfall, and the range surrounded by a dashed line H is a section with a high level of rainfall. 14A to 14E are running trains.

本実施形態の列車自動運転システムにおいては、降雨量が強レベルの区間(H)とTASC区間とが重なった区間(図4ではE2)へ進入する列車(図4では14B,14D)に対して制御コマンドを送信して、ATOパターンを、減速度を抑えた悪天時走行パターンに切り替えて雨天降雪時の走行制御を実行させるように支援を行う。降雨量が強レベルの区間(H)と力行運転区間とが重なった区間(図4ではF1)へ進入する列車(図4では14D)に対しては、加速度を抑えた悪天時走行パターンに切り替えた雨天降雪時の走行制御を実行させるように支援を行う。力行運転区間F2を走行する列車14Eに空転が発生して列車位置に誤差が発生した場合、ATOトランスポンダ35からの情報によって、位置の補正が行われる。 In the automatic train operation system of this embodiment, for the train (14B, 14D in FIG. 4) entering the section (E2 in FIG. 4) where the section (H) where the rainfall level is heavy and the TASC section overlap A control command is transmitted to switch the ATO pattern to a bad-weather driving pattern in which deceleration is suppressed, and assistance is provided to execute driving control during rainy weather and snowfall. For the train (14D in FIG. 4) entering the section (F1 in FIG. 4) where the section (H) where the rainfall amount is strong and the power running section overlap, the acceleration is suppressed and the running pattern in bad weather is applied. Support is provided so that the changed travel control during rainy weather and snowfall is executed. When the train 14E traveling in the power running section F2 spins and an error occurs in the train position, the information from the ATO transponder 35 is used to correct the position.

また、本実施形態においては、走行する各列車14に搭載されている降雨センサやカメラなどから収集した情報がATO地上装置33へ送信され、ATO地上装置33は気象情報配信サーバ11からの降雨情報のみならず反対車線を走行する列車や先行列車からの情報に基づいて、降雨状況を判断して制御コマンドを生成し送信する。そのため、気象情報配信サーバからの降雨情報のみでは判断できない、より狭いエリア単位で走行環境を判断して適切な走行制御支援を行うことができる。 Further, in this embodiment, information collected from rainfall sensors, cameras, etc. mounted on each running train 14 is transmitted to the ATO ground equipment 33, and the ATO ground equipment 33 receives the rainfall information from the weather information distribution server 11. In addition, based on information from trains traveling in opposite lanes and preceding trains, rainfall conditions are determined, and control commands are generated and transmitted. Therefore, it is possible to determine the driving environment in units of narrower areas, which cannot be determined only by the rainfall information from the weather information distribution server, and to perform appropriate driving control support.

上記のような走行制御支援を可能にするため、図1に示す本実施形態の列車自動運転システムは、システムが起動されると、列車運行システム30においては、準備段階として、ATO地上装置33が外部情報収集装置12と通信を行い、データベースのバージョン情報および時刻補正のためにマスタクロック情報のやりとりを行う。また、ATO地上装置33は、自己の管理下にあるすべての列車のATO車上装置32と通信を行い、整合性のチェックおよび時刻同期を行う。 In order to enable the running control support as described above, the automatic train operation system of the present embodiment shown in FIG. It communicates with the external information collecting device 12 and exchanges version information of the database and master clock information for correcting the time. In addition, the ATO ground equipment 33 communicates with the ATO on-board equipment 32 of all trains under its own control to check consistency and time synchronization.

その後、ATO地上装置33は、運行管理装置31から計画ダイヤ情報を、また外部情報収集装置12から気象情報を受信するとともに、各列車のATO車上装置32から、車上装置のIDや列車位置、運転方向、ATO運転モード、編成荷重(乗車率)などの情報を取得する処理を開始し、取得した情報に応じた制御コマンド(ATO制御コマンド)を生成して各列車のATO車上装置32へ送信する処理等を実行する。 After that, the ATO ground equipment 33 receives the planned timetable information from the operation management device 31 and the weather information from the external information collection device 12, and also receives the ID of the on-board equipment and the train position from the ATO on-board equipment 32 of each train. , operation direction, ATO operation mode, train load (occupancy rate), etc., is started, a control command (ATO control command) is generated according to the acquired information, and the ATO on-board device 32 of each train is generated. Executes processing such as sending to

次に、本実施形態の列車自動運転システムを構成するATO地上装置33により実行される自動運転(ATO)支援制御処理の手順の詳細を、図5のフローチャートを用いて説明する。
図5の自動運転支援制御処理が開始されると、ATO地上装置33は、先ず外部情報収集装置12と各列車のATO車上装置32に対してデータベース(DB)のバージョン情報および時刻情報の要求を行い、互いのバージョンおよび時刻の整合性チェックを行う(ステップS1)。また、運行管理装置31に対して、計画ダイヤ情報の要求を行い、取得した計画ダイヤ情報に基づいて計画ダイヤに記述されている列車番号と各列車(ATO車上装置)の車両IDとの紐づけを行う(ステップS2)。これにより、ATO地上装置33は、各列車の予定駅発着時刻を把握することができる。
Next, the details of the procedure of automatic operation (ATO) support control processing executed by the ATO ground equipment 33 that constitutes the automatic train operation system of the present embodiment will be described using the flowchart of FIG.
When the automatic driving support control process of FIG. 5 is started, the ATO ground equipment 33 first requests version information and time information of the database (DB) from the external information collecting device 12 and the ATO on-board equipment 32 of each train. and check the consistency of the versions and times (step S1). In addition, a request for planned timetable information is made to the operation management device 31, and based on the acquired planned timetable information, the train number described in the planned timetable and the vehicle ID of each train (ATO on-board device) are linked. is attached (step S2). As a result, the ATO ground device 33 can grasp the scheduled arrival and departure times of each train.

続いて、ATO地上装置33は、ステップS1およびS2の処理結果に基づいて制御を開始可能か否かの判定を行う(ステップS3)。そして、外部情報収集装置12の準備ができていない(NG)と判定すると、ステップS4へ移行して、運行管理装置31の指令端末に状態を表示させ、制御処理を終了する。また、ステップS3で、外部情報収集装置12の準備ができていると判定するとステップS5へ進む。また、ステップS3で、一部の車両のみ準備ができていないと判定すると、制御不能な一部車両のIDを指定してステップS5へ進む。そして、ステップS5では、制御可能な車両IDを確定する。 Subsequently, the ATO ground equipment 33 determines whether or not control can be started based on the processing results of steps S1 and S2 (step S3). When it is determined that the external information collecting device 12 is not ready (NG), the process proceeds to step S4, the state is displayed on the command terminal of the operation management device 31, and the control process ends. Also, if it is determined in step S3 that the external information collecting device 12 is ready, the process proceeds to step S5. Also, if it is determined in step S3 that only some of the vehicles are not ready, the IDs of some of the uncontrollable vehicles are specified, and the process proceeds to step S5. Then, in step S5, the controllable vehicle ID is determined.

次に、ATO地上装置33は、外部情報収集装置12と連携した列車群制御開始フラグをセットし、制御を開始する(ステップS6)。そして、先ず運行管理装置31に対して実施ダイヤ情報の要求を行うとともに、ATO地上装置33からATO車上装置32へリアルタイム情報の要求を行い、受信した情報に基づいて降雨区間やTASC等の設定区間、各列車の位置、走行速度等を把握する(ステップS7)。 Next, the ATO ground equipment 33 sets a train group control start flag in cooperation with the external information collecting device 12, and starts control (step S6). Then, first, a request for implementation timetable information is made to the operation management device 31, and a request for real-time information is made from the ATO ground device 33 to the ATO on-board device 32, and rainfall sections, TASC, etc. are set based on the received information. The section, the position of each train, the running speed, etc. are grasped (step S7).

なお、ATO地上装置33からATO車上装置32へリアルタイム情報要求が行われると、ATO車上装置32が速度発電機の信号等に基づいて把握している列車速度、列車位置情報(キロ程)、運行方向情報(上り/下り)、運転モード、車両ID、降雨センサで検知した雨量計測値、空転滑走検知情報などが格納されたデータパケットがATO地上装置33へ送信される。これにより、ATO地上装置33は、各列車の現在位置や運転モード、降雨状況を把握することができる。運転モードには、「平常」、列車の遅延を回復する「回復」、平常時よりも速度を低くした「雨天」などが含まれる。これらの情報に基づいて、ATO地上装置33は、低粘着制御を設定する区間や制御をすべき列車(ID)を決定することができる。 Incidentally, when a real-time information request is made from the ATO ground equipment 33 to the ATO on-board equipment 32, the train speed and train position information (kilometers) which the ATO on-board equipment 32 grasps based on the signal of the tachometer, etc. , operation direction information (up/down), driving mode, vehicle ID, rainfall measurement value detected by a rainfall sensor, slip/skid detection information, etc. are stored in a data packet to the ATO ground equipment 33 . As a result, the ATO ground equipment 33 can grasp the current position, operation mode, and rainfall conditions of each train. The operation modes include "normal", "recovery" to recover from train delays, and "rainy weather" in which the speed is lower than normal. Based on these pieces of information, the ATO ground equipment 33 can determine sections for which low adhesion control is to be set and trains (IDs) to be controlled.

次に、ATO地上装置33は、外部情報収集装置12から、気象情報配信サーバ11が配信している気象情報や沿線カメラなど環境監視装置の情報に基づいて判断した走行環境情報の要求を行うとともに、ATO地上装置33からATO車上装置32へリアルタイム情報(雨量計測値、空転滑走検知情報)の要求を行い、受信した情報に基づいて設定区間の降雨レベルや空転滑走レベルを判定する(ステップS8)。
ここで、上記「気象情報」にはリアルタイム気象情報と予測気象情報が含まれ、リアルタイム気象情報と予測気象情報には、時刻、地点番号、降雨レベル、温湿度などが含まれる。また、環境監視装置の情報に基づいて判断した走行環境情報には、監視対象地点もしくは区間や担当者による目視判定結果が含まれる。
Next, the ATO ground device 33 requests from the external information collection device 12 the driving environment information determined based on the weather information distributed by the weather information distribution server 11 and the information of the environment monitoring devices such as the trackside cameras. , ATO ground equipment 33 requests real-time information (measured rainfall, slip/skid detection information) from ATO on-board equipment 32, and determines the rainfall level and slip/skid level of the set section based on the received information (step S8). ).
Here, the "weather information" includes real-time weather information and forecast weather information, and the real-time weather information and forecast weather information include time, point number, rainfall level, temperature and humidity, and the like. Also, the driving environment information determined based on the information of the environment monitoring device includes the monitoring target point or section and the result of visual determination by the person in charge.

また、ステップS8では、ATO地上装置33が保有するデータベースから降雨レベル判定用の補正値を読み出して利用するようにしても良い。さらに、ATO地上装置33は、既に雨天の区間が設定されている場合には、雨天区間の設定を解除するか判定する。
続いて、ATO地上装置33は、各降雨区間における車輪の粘着率の低下割合を算出し、走行制御対応区間および制御対象列車(ID)、運転モードを決定して、制御コマンドを生成し送信する(ステップS9)。なお、この制御コマンド(列車IDを含む)の送信は、運用中の全列車のATO車上装置32へブロードキャスト方式で送信する。ただし、制御対象の列車を指定して送信しても良い。
Further, in step S8, the correction value for determining the rainfall level may be read out from the database held by the ATO ground equipment 33 and used. Furthermore, when the rain section has already been set, the ATO ground device 33 determines whether to cancel the setting of the rain section.
Subsequently, the ATO ground equipment 33 calculates the reduction rate of the adhesion rate of the wheels in each rainfall section, determines the section corresponding to travel control, the train to be controlled (ID), and the operation mode, and generates and transmits a control command. (Step S9). This control command (including the train ID) is transmitted to the ATO on-board devices 32 of all trains in operation by a broadcast method. However, it is also possible to specify and transmit the train to be controlled.

ATO地上装置33から送信された制御コマンドを受信したATO車上装置32は、自己宛てのコマンドであるか判定し、自己宛てのコマンドである場合には、TASCパターンを変更し、変更したパターンに従ってブレーキ制御を実行するするとともに、制御結果(停車精度、滑走検知回数、駅間所要時間、回生失効など)のトレースを開始し、トレースしたデータを、TASC区間情報および列車ID、運転モード情報などと共にATO地上装置33へ送信し、ATO地上装置33は受信したデータをデータベースへ格納する。
ステップS9の後、ATO地上装置33は、ステップS7へ戻って上記処理を繰り返す。
Upon receiving the control command transmitted from the ATO ground equipment 33, the ATO on-board equipment 32 determines whether the command is addressed to itself, and if the command is addressed to itself, changes the TASC pattern and follows the changed pattern. In addition to executing brake control, trace control results (stopping accuracy, number of slip detection times, required time between stations, regeneration failure, etc.) is started, and the traced data is displayed together with TASC section information, train ID, operation mode information, etc. The data is transmitted to the ATO ground equipment 33, and the ATO ground equipment 33 stores the received data in a database.
After step S9, the ATO ground equipment 33 returns to step S7 and repeats the above process.

上記のような手順に従った処理によれば、外部情報収集装置12が気象情報配信サーバ11から取得した気象情報や環境監視装置(13)から取得した環境情報に基づいて粘着率を算出し、粘着率に応じた制御コマンドを、降雨量の多い所定区間へ進入する列車のATO車上装置32へ送信して走行速度転を平常ときに比べて抑制することができる。これにより、列車が空転滑走を起こすのを回避して、乗り心地の改善および停止区間での正確な定位置停止を実現することができる。また、列車に降雨センサやカメラが搭載されている場合には、それらの機器からの情報に基づいて、自己および他列車のより適切な自動運転制御を実現することができる。 According to the process according to the procedure as described above, the external information collecting device 12 calculates the adhesion rate based on the weather information obtained from the weather information distribution server 11 and the environmental information obtained from the environment monitoring device (13), A control command corresponding to the adhesion rate can be transmitted to the ATO on-board device 32 of a train entering a predetermined section with a large amount of rainfall to suppress running speed fluctuations compared to normal times. This can prevent the train from skidding, improving ride comfort and achieving accurate fixed position stops at stop sections. Also, if the train is equipped with a rainfall sensor or a camera, it is possible to implement more appropriate automatic operation control of the train itself and other trains based on the information from those devices.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ATO地上装置33が外部情報収集装置12を介して気象情報配信サーバ11が気象情報を取得するように構成しているが、ATO地上装置33が直接気象情報配信サーバ11や環境監視装置(13)から気象情報や沿線環境情報を取得するように構成しても良い。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are possible. For example, in the above embodiment, the ATO ground equipment 33 is configured to obtain weather information from the weather information distribution server 11 via the external information collection device 12, but the ATO ground equipment 33 directly obtains weather information from the weather information distribution server 11. It may also be configured to acquire weather information and environment information along the railway line from the environment monitoring device (13).

また、上記実施形態では、列車に搭載された降雨センサからの情報に基づいて降雨降雪量を算定して自動運転制御に反映しているが、車輪とレールとの粘着力に影響する事象は降雨降雪だけではなく、レール表面への落ち葉や黄砂、油の付着もある。そこで、降雨センサに限定されず、山間地等を走行する列車においては風速計測器を搭載して、計測した風速や気象情報配信サーバ11から取得した風速情報を用いて秋期に落葉による空転滑走を予測したり、レール表面の油を検知可能なセンサを設けて油の付着による空転滑走を予測したり、黄砂予報等を用いて車輪の粘着力の変化を予測して車両の自動運転制御に反映するなど、車輪とレール表面との粘着力(粘着率)に影響する事象を把握して車両の自動運転制御に反映するようにしても良い。本明細書においては、車輪とレール表面との粘着力(粘着率)に影響する事象を粘着力変動事象と称する。 In the above embodiment, the rainfall amount is calculated based on the information from the rainfall sensor mounted on the train and reflected in the automatic operation control. In addition to snowfall, fallen leaves, yellow sand, and oil adhere to the rail surface. Therefore, without being limited to the rainfall sensor, trains running in mountainous areas are equipped with an anemometer, and using the measured wind speed and the wind speed information obtained from the weather information distribution server 11, skidding due to falling leaves is performed in autumn. Prediction of slipping due to adhesion of oil by installing a sensor that can detect oil on the rail surface, prediction of changes in wheel adhesion using yellow sand forecast, etc. and reflecting it in the automatic driving control of the vehicle For example, events that affect the adhesion (adhesion rate) between the wheels and the rail surface may be grasped and reflected in the automatic operation control of the vehicle. In this specification, an event that affects the adhesion (adhesion rate) between the wheel and the rail surface is referred to as an adhesion fluctuation event.

さらに、上記実施形態では、車上装置32が、列車の車軸に設けられている速度発電機21からの信号に基づいて演算した走行距離情報から自身の位置を算出しているが、列車に搭載したGPS信号の受信装置からの情報に基づいて自列車位置を把握するようにしても良い。
また、上記実施形態では、自動運転制御を行う列車に制御コマンドを送信して制御するシステムに適用した場合を説明したが、自動運転ではなく乗務員が運転操作をする列車に対して制御コマンドを送信し、コマンドの内容を運転台のモニタに表示させ、モニタに表示された指示に従って乗務員が運転操作するシステムにも利用することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the on-board device 32 calculates its own position from the travel distance information calculated based on the signal from the tachometer 21 provided on the axle of the train. The position of the own train may be grasped based on the information from the GPS signal receiving device.
In addition, in the above embodiment, the case where it is applied to a system that controls by sending a control command to a train that performs automatic operation control has been described, but a control command is sent to a train that is operated by a crew instead of automatic operation However, it can also be used in a system in which the contents of the commands are displayed on the monitor in the driver's cab and the driver operates according to the instructions displayed on the monitor.

10 軌道
11 気象情報配信サーバ(気象情報提供装置)
12 外部情報収集装置
13 沿線カメラ(環境監視装置)
14 列車(車両)
21 速度発電機
22 ブレーキ装置
23 ATC受信装置
24 ATC制御装置
25 ATOトランスポンダ車上子
26 走行駆動装置
27 自動運転制御装置(運転制御手段)
29 降雨センサ(走行状況検知手段)
32 車上装置(自動運転装置)
35 ATOトランスポンダ(ATC地上子)
10 track 11 weather information distribution server (weather information providing device)
12 external information gathering device 13 wayside camera (environment monitoring device)
14 train (vehicle)
21 speed generator 22 brake device 23 ATC receiver 24 ATC control device 25 ATO transponder on-board coil 26 traveling drive device 27 automatic operation control device (operation control means)
29 rain sensor (driving condition detection means)
32 On-board device (automatic driving device)
35 ATO transponder (ATC ground coil)

Claims (6)

走行駆動装置と制動装置を制御することで列車を走行させる機能を有する車上装置と、前記車上装置へ制御情報を送信可能な地上装置と、少なくとも気象情報提供装置からの気象情報を取得する外部情報収集装置と、を備えた列車自動運転システムであって、
前記車上装置は、前記地上装置との間で情報を送受信可能な情報送受信手段と、前記走行駆動装置および前記制動装置を制御して列車走行速度を制御する運転制御手段と、を備え、
前記地上装置は、
各列車の位置を把握し、所定の設定区間へ進入する列車があるか判断可能であるとともに、前記外部情報収集装置から受信した情報に基づいて前記設定区間における粘着力変動事象の程度を判定可能な判定手段と、
前記設定区間における粘着力変動事象の程度が所定レベル以上である場合に、前記車上装置へ走行速度を抑えることを指示する制御情報を生成する制御情報生成手段と、
前記制御情報生成手段により生成された制御情報を送信可能な通信手段と、を備え、
前記車上装置の前記運転制御手段は、前記情報送受信手段により受信した前記制御情報に基づいて前記走行駆動装置および前記制動装置を制御するように構成されていることを特徴とする列車自動運転システム。
Acquiring weather information from an on-board device having a function of running a train by controlling a traveling drive device and a braking device, a ground device capable of transmitting control information to the on-board device, and at least a weather information providing device An automatic train operation system comprising an external information collection device,
The on-board equipment comprises information transmitting/receiving means capable of transmitting/receiving information to/from the ground equipment, and operation control means for controlling the running speed of the train by controlling the traveling drive device and the braking device,
The ground equipment includes:
It is possible to grasp the position of each train and determine whether there is a train entering a predetermined section, and to determine the extent of the adhesive force fluctuation event in the set section based on the information received from the external information collection device. and
control information generating means for generating control information instructing the on-board device to reduce the traveling speed when the extent of the adhesive force fluctuation event in the set section is equal to or higher than a predetermined level;
a communication means capable of transmitting the control information generated by the control information generating means;
The automatic train operation system, wherein the operation control means of the on-board device is configured to control the traveling drive device and the braking device based on the control information received by the information transmission/reception means. .
制御対象の列車が走行する軌道の沿線の環境変化を監視する環境監視装置を備え、
前記外部情報収集装置は、前記環境監視装置が検出した沿線環境情報を取得可能であり、
前記地上装置は、前記外部情報収集装置から受信した気象情報および沿線環境情報に基づいて前記設定区間における粘着力変動事象の程度を判定可能であることを特徴とする請求項1に記載の列車自動運転システム。
Equipped with an environmental monitoring device that monitors environmental changes along the track on which the train to be controlled runs,
The external information collection device is capable of acquiring trackside environment information detected by the environment monitoring device,
2. The train automation system according to claim 1, wherein said ground equipment is capable of determining the extent of the adhesive force fluctuation event in said set section based on the weather information and trackside environment information received from said external information collecting device. driving system.
前記粘着力変動事象は降雨または降雪であり、
前記車上装置は、降雨降雪量を検出する検出手段もしくは列車外を撮影する撮像手段を備え、
前記地上装置は、前記検出手段もしくは前記撮像手段の出力に基づいて前記設定区間における降雨降雪量を判定可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の列車自動運転システム。
the adhesive force variation event is rain or snow;
The on-board device comprises detection means for detecting the amount of rain and snowfall or imaging means for photographing outside the train,
3. The automatic train operation system according to claim 1, wherein the ground equipment can determine the amount of rainfall and snowfall in the set section based on the output of the detection means or the imaging means.
前記車上装置は、空転滑走量を検出する検出手段を備え、検出された空転滑走量を走行区間情報と共に前記情報送受信手段により前記地上装置へ送信可能であり、
前記地上装置は、前記外部情報収集装置から受信した情報に基づいて判定した前記設定区間における粘着力変動事象の程度および蓄積した前記空転滑走量の情報に基づいて粘着率を算出し、算出した粘着率に応じた制御情報を前記車上装置へ送信することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の列車自動運転システム。
The on-vehicle device is provided with a detection means for detecting an amount of slip/skid, and can transmit the detected amount of slip/skid together with travel section information to the ground equipment by the information transmitting/receiving means,
The ground device calculates the adhesion rate based on the degree of the adhesion force fluctuation event in the set section determined based on the information received from the external information collection device and the accumulated information on the amount of slipping, and the calculated adhesion 4. The automatic train operation system according to any one of claims 1 to 3, wherein control information corresponding to a rate is transmitted to said on-board device.
前記車上装置は、記憶装置から読み出された走行パターンもしくは前記地上装置からの情報に基づいて生成した走行パターンに従って前記走行駆動装置および前記制動装置を制御して列車を走行させる自動運転制御の列車の車上装置であり、
前記地上装置は、前記外部情報収集装置から受信した情報に基づいて判定した前記設定区間における降雨降雪量に応じた制御情報を前記車上装置へ送信し、
前記車上装置の前記運転制御手段は、前記情報送受信手段により受信した前記制御情報に基づいて前記走行パターンを切り替えて前記走行駆動装置および前記制動装置を制御することを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の列車自動運転システム。
The on-board device controls the traveling drive device and the braking device according to the traveling pattern read from the storage device or the traveling pattern generated based on the information from the ground device to perform automatic operation control for running the train. It is an on-board device of a train,
The ground device transmits to the onboard device control information corresponding to the amount of rain and snowfall in the set section determined based on the information received from the external information collection device,
The operation control means of the on-board device switches the running pattern based on the control information received by the information transmitting/receiving means to control the running drive device and the braking device. 5. The automatic train operation system according to any one of 4.
前記設定区間は、予め設定された定位置停止制御区間であり、
前記地上装置は、前記定位置停止制御区間における粘着力変動事象の程度が所定のレベル以上であると判断した場合に、前記定位置停止制御区間へ進入する列車の前記車上装置へ前記制御情報を送信し、
前記車上装置の前記運転制御手段は、前記情報送受信手段により受信した前記制御情報に基づいて前記走行パターンを悪条件時走行パターンに切り替えて前記制動装置を制御することを特徴とする請求項5に記載の列車自動運転システム。
The set section is a preset fixed position stop control section,
When the ground equipment determines that the extent of the adhesive force fluctuation event in the fixed position stop control section is equal to or higher than a predetermined level, the ground equipment sends the control information to the on-board device of the train entering the fixed position stop control section. and send
6. The driving control means of the on-board device controls the braking device by switching the driving pattern to a driving pattern under adverse conditions based on the control information received by the information transmitting/receiving means. The train automatic operation system described in .
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025014070A (en) * 2021-10-01 2025-01-29 株式会社日立製作所 Driving pattern generator

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004359020A (en) 2003-06-03 2004-12-24 Kyosan Electric Mfg Co Ltd Automatic train control device
JP2005204491A (en) 2003-12-16 2005-07-28 Hitachi Ltd Control device of electric motor vehicle, control device of vehicle, and vehicle
JP2007202249A (en) 2006-01-25 2007-08-09 Toyo Electric Mfg Co Ltd Propulsion control support device for railroad vehicle
JP2007210445A (en) 2006-02-09 2007-08-23 Railway Technical Res Inst Regulated speed evaluation system for moving objects
JP2012200030A (en) 2011-03-18 2012-10-18 Toshiba Corp Train weight calculation system
WO2015132839A1 (en) 2014-03-03 2015-09-11 株式会社日立製作所 Signal system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5515361A (en) * 1978-07-21 1980-02-02 Hitachi Ltd Train speed control system
JPS63209407A (en) * 1987-02-24 1988-08-31 Toshiba Corp Automatic train driving device
JP3305187B2 (en) * 1996-01-12 2002-07-22 株式会社東芝 High-density train operation system equipment

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004359020A (en) 2003-06-03 2004-12-24 Kyosan Electric Mfg Co Ltd Automatic train control device
JP2005204491A (en) 2003-12-16 2005-07-28 Hitachi Ltd Control device of electric motor vehicle, control device of vehicle, and vehicle
JP2007202249A (en) 2006-01-25 2007-08-09 Toyo Electric Mfg Co Ltd Propulsion control support device for railroad vehicle
JP2007210445A (en) 2006-02-09 2007-08-23 Railway Technical Res Inst Regulated speed evaluation system for moving objects
JP2012200030A (en) 2011-03-18 2012-10-18 Toshiba Corp Train weight calculation system
WO2015132839A1 (en) 2014-03-03 2015-09-11 株式会社日立製作所 Signal system

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