併合支援システムおよび併合支援方法
【課題】併合作業の効率を向上させる。
【解決手段】被併合車Ｂに搭載され測距機能を有するミリ波無線伝送装置４ｂと、併合車Ａに搭載され測距機能を有しミリ波無線伝送装置４ｂから出力される信号に基づいて車間距離情報１０Ｄを出力するミリ波無線伝送装置４ａと、少なくとも併合車Ａに搭載され力行指令１８Ｄまたはブレーキ指令１７Ｄを各車両に送信する列車情報管理装置６ａと、車間距離情報７Ｄと併合車Ａの速度信号１５Ｄに基づいて残走距離を演算し残走距離に基づいて併合車Ａの目標速度を算出し目標速度に追従するように力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄを制御し列車情報管理装置６ａに出力する併合支援装置とを備える。
【解決手段】被併合車Ｂに搭載され測距機能を有するミリ波無線伝送装置４ｂと、併合車Ａに搭載され測距機能を有しミリ波無線伝送装置４ｂから出力される信号に基づいて車間距離情報１０Ｄを出力するミリ波無線伝送装置４ａと、少なくとも併合車Ａに搭載され力行指令１８Ｄまたはブレーキ指令１７Ｄを各車両に送信する列車情報管理装置６ａと、車間距離情報７Ｄと併合車Ａの速度信号１５Ｄに基づいて残走距離を演算し残走距離に基づいて併合車Ａの目標速度を算出し目標速度に追従するように力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄを制御し列車情報管理装置６ａに出力する併合支援装置とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車の併合時における運転を支援する併合支援システムおよび併合支援方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
列車の併合作業は、併合する側の列車（以下「併合車」という）の乗務員と車外の係員が無線などで連携し、乗務員の手動運転で速度調整を行いながら行われている。この速度調整は、速すぎると乗客への衝撃が大きくなり、遅すぎると併合時間が長くなるなどの理由から、乗務員には豊富な経験と注意力が要求されるという状況であった。すなわち、併合作業は、運転手だけでは行うことができないため作業効率が悪く、係員の合図に注意を払わなければならないため乗務員の負担が大きいという状況であった。そのため、自動的に併合支援運転を行うことができ、さらに乗務員のハンドル介入も許容する自由度の高い併合支援システムの導入が望まれていた。
【０００３】
また、列車の併合作業は、事前準備として連結器を覆っているカバーを開放し、連結可能な状態にしてから行われるが、併合車の乗務員は、併合される側の列車（以下「被併合車」という）のカバーの状態を確認することは出来ても、併合車のカバーの状態は、目視により確認することができない場合があり、その場合には車外の係員に無線などで確認しなければならなかった。すなわち、併合運転は、係員から併合準備が完了した旨の合図を受けた後でなければ開始をすることができず、作業効率が悪いという状況であった。そのため、乗務員のみで併合車のカバーの状態を確認することができる併合支援システムの導入が望まれていた。
【０００４】
従来、例えば下記特許文献１に示される併合支援装置は、併合車と被併合車との車間距離をセンサーによって測定し、運転席付近に設置された表示装置に当該車間距離の情報を表示することで乗務員の負担を軽減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１８４００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示される併合支援装置では、数値化された車間距離の情報が提供されるのみであるため、係員の合図や併合時間などを考慮に入れながら速度調整を行う点においては、乗務員の経験などに頼らなければならず、また、乗務員が確認することができる情報は車間距離のみであるため、併合車のカバーの状態は係員に確認しなければならず、作業効率が改善されていないという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、併合作業の効率を向上させる併合支援システムおよび併合支援方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる併合支援システムは、被併合車に搭載され、測距機能を有する第一の伝送装置と、併合車に搭載され、前記測距機能を有し前記第一の伝送装置から出力される信号に基づいて車間距離情報を出力する第二の伝送装置と、少なくとも前記併合車に搭載され、力行指令またはブレーキ指令を各車両に送信する列車情報管理装置と、少なくとも前記併合車に搭載され、速度信号を生成する速度発電機と、前記車間距離情報と前記速度発電機によって生成された前記併合車の速度信号に基づいて残走距離を演算し、前記残走距離に基づいて前記併合車の目標速度を算出し、前記目標速度に追従するような前記力行指令または前記ブレーキ指令を生成する併合支援装置と、を備え、前記併合支援装置は、前記第二の伝送装置を介して前記被併合車側から出力される併合準備完了信号を受信し、かつ、前記併合車側から出力される併合支援開始指令を受信した場合、前記力行指令または前記ブレーキ指令の制御を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる併合支援システムによれば、併合作業の効率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる併合支援システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、残走距離演算の一例を示す図である。
【図３】図３は、残走距離に応じて設定される目標速度の一例を示す図である。
【図４】図４は、残走距離の決定フローの一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、併合支援運転における停車位置の一例を示す図である。
【図６】図６は、残走距離に対応する併合支援制御の決定フローの一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、併合支援制御１における走行速度の決定フローの一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、併合支援制御２における走行速度の決定フローの一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、ハンドル操作が介入した場合の併合支援運転のパターンの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、速度制限パターンを超過した状態の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、併合支援装置が故障した状態の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態５にかかる併合支援システムの構成の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、撮像データの送信を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる併合支援システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる併合支援システムの構成の一例を示す図である。図１に示す併合支援システム１００は、併合車Ａにおいては、主たる構成部として、ハンドル９、併合支援開始操作部３、列車保安装置８、表示装置４、分併装置７ａ、ミリ波無線伝送装置４ａ、併合支援装置１５、列車情報管理装置６ａ、を有して構成されている。被併合車Ｂにおいては、主たる構成部として、列車情報管理装置６ｂ、ミリ波無線伝送装置４ｂ、分併装置７ｂ、および連結器１０ｂを有して構成されている。
【００１３】
併合車Ａにおいて、併合支援装置１５は、走行管理部１と目標速度記憶部２を有して構成されている。
【００１４】
併合支援開始操作部３は、併合支援を開始するときに使用するものである。乗務員が当該併合支援開始操作部３を操作することにより、併合支援の開始を示す併合支援開始指令１Ｄを出力することが可能である。
【００１５】
列車保安装置８は、ＡＴＳ(Automatic Train Stop）地上装置１３から、ＡＴＳ車上装置１２を介して制限速度情報１４Ｄを受信し、さらに速度発電機５が生成した速度信号１５Ｄを受信し、併合支援速度が制限速度情報１４Ｄを超過した場合、併合支援装置１５が併合支援運転を行っているときでも、非常ブレーキ１３Ｄを出力し、併合車Ａを停止することができるように構成されている。なお、図１においてはＡＴＳを示しているが、これに限定されるものではなく、ＡＴＣ（Automatic Train Control）などの運転保安装置を使用することも可能である。
【００１６】
ハンドル９は、乗務員によってアクセル及びブレーキ操作が行われときに、ハンドル操作情報２Ｄを出力することが可能である。
【００１７】
表示装置４は、例えば運転台横に設けられており、数値化された残走距離や併合車Ａの速度を表示するだけでなく、例えば併合車Ａ、被併合車Ｂ、車間距離、および走行速度などの情報を視覚化し、併合支援運転の状況をリアルタイムに表示することも可能である。例えば、併合車Ａ、被併合車Ｂ、併合支援制御時の軌跡、段階的に変化する目標速度、残走距離なども模式的に表示し、併合を開始すると、両車両が徐々に接近し、残走距離や走行速度がリアルタイムに変化するように構成することも可能である。
【００１８】
分併装置７ａは、連結器１０ａと連結器１０ｂが連結し、併合車Ａと被併合車Ｂの併合が完了したとき、列車情報管理装置６ａに併合完了信号１２Ｄを送信することが可能である。分併装置７ｂは、連結器１０ｂのカバーが外され、併合準備が完了したとき、併合準備完了信号２２Ｄを列車情報管理装置６ｂに送信することが可能である。
【００１９】
列車情報管理装置６ｂは、分併装置７ｂから送信された併合準備完了信号２３Ｄを受信し、ミリ波無線伝送装置４ｂに送信することが可能である。
【００２０】
ミリ波無線伝送装置４ｂは、併合準備完了信号２３Ｄを変調し、無線信号としてミリ波無線伝送装置４ａに向けて送信することが可能である。
【００２１】
併合車Ａにおいて、ミリ波無線伝送装置４ａは、ミリ波無線伝送装置４ｂから送信された併合準備完了信号２４Ｄを復調し、列車情報管理装置６ａに伝送することが可能である。さらに、ミリ波無線伝送装置４ａおよびミリ波無線伝送装置４ｂは、測距機能を備えており、測距機能により取得された車間距離情報１０Ｄを列車情報管理装置６ａに伝送することが可能である。なお、ミリ波無線伝送装置４ａおよびミリ波無線伝送装置４ｂは、測距機能を備えていればよく、ミリ波による伝送装置に限定されるものではない。
【００２２】
列車情報管理装置６ａは、列車情報管理装置６ａは、走行管理部１から送信された情報を一括管理することが可能である。走行管理部１から当該列車情報管理装置８に送信された併合支援装置故障４Ｄ、力行指令５Ｄ、ブレーキ指令６Ｄなどの情報を、図示されていないＶＶＶＦインバータなどの車両制御装置に送信することより、併合支援運転における併合車Ａの加速または減速を制御することが可能である。なお、図１において、併合車Ａには列車情報管理装置６ａが一台のみ搭載されているが、列車情報管理装置６ａを各車両に搭載し、車両間に敷設されている伝送路に接続することにより、各車両の列車情報管理装置に当該情報を中継するように構成してもよい。また、上述した伝送路は情報伝達の一手段であり、有線方式に限定されるものではない。また、列車情報管理装置６ａは、表示装置４に併合支援運転の状況をリアルタイムに表示するため、併合車Ａ、被併合車Ｂ、車間距離、および走行速度などの情報を用いて視覚化された映像データを出力することも可能である。
【００２３】
目標速度記憶部２には、併合支援運転時の車間距離に対応する目標速度が複数格納されている。
【００２４】
走行管理部１は、併合車Ａが停止している場合に、併合完了信号９Ｄおよび併合支援開始指令１Ｄを受信すると、目標速度記憶部２の目標速度、車間距離情報１０Ｄ、および速度信号１５Ｄに基づいて、併合車Ａと被併合車Ｂとの正確な残走距離を求め、残走距離に応じて最適な走行パターンを演算する。列車情報管理装置６ａに力行指令５Ｄを送信し、併合車Ａの併合支援運転を開始することが可能である。すなわち、残走距離に対応する目標速度を選択し、その目標速度に併合車Ａの速度が追従するように構成されている。なお、走行パターンとは、併合車Ａの走行速度と目標速度の関係を残走距離に対応して示すものである。
【００２５】
なお、上述した残走距離は、併合車Ａの走行距離を用いて求める場合、車輪径設定値と実車輪径の値の差異などにより、このままでは実際の残走距離と走行管理部１が認識している残走距離との間に誤差が生じてします。一方、ミリ波無線伝送装置４ａおよびミリ波無線伝送装置４ｂには、固有の測距演算周期（例えば約５００ｍｓ）があり、ミリ波無線伝送装置４ａおよびミリ波無線伝送装置４ｂから得られた車間距離情報１０Ｄだけでは、５００ｍｓの間における残走距離を把握することができない。そこで、走行管理部１は、速度信号１５Ｄにより得られた距離情報を、測距演算周期（５００ｍｓ）毎に補正する処理を行い、残走距離をリアルタイムに演算することができるように構成されている。また、ここでは目標速度を目標速度記憶部２から読み出す態様となっているが、これに限定されるものではなく、例えば、目標速度などの情報を、予め持ち運び可能な記憶媒体などに記録し、列車運行前に併合支援装置１５に外部接続する態様であってもよい。
【００２６】
走行管理部１は、併合車Ａの走行速度が残走距離に対応する目標速度に追従するように、力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄを制御し、残走距離が所定の値以下になったとき、力行指令５Ｄの出力を中断し、惰性走行に切り替えて併合するように構成されている。また、走行管理部１は連結器１０ａと連結器１０ｂが連結したとき、併合完了信号１２Ｄを受信し併合支援制御を終了する。なお、力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄの制御の詳細については、後述する図５ないし図８において説明する。
【００２７】
走行管理部１は、併合車Ａが併合支援運転中に、ハンドル操作情報３Ｄを受信した場合は、力行指令５Ｄの出力を中断し、またはブレーキ指令６Ｄを出力することが可能である。また、走行管理部１は、ハンドル操作情報３Ｄを受信した後に併合支援開始指令１Ｄを受信した場合、再び力行指令５Ｄを出力し併合支援運転を再開することが可能である。また、何らかの原因で併合支援装置１５が正常に動作しない場合は、併合支援装置故障４Ｄを出力することが可能である。その場合、当該併合支援装置故障４Ｄを受信した列車情報管理装置６ａは各車両に常用最大ブレーキを出力し、併合支援運転を中断することが可能である。その場合にはハンドル９により手動運転ができるように構成してもよい。さらに、例えば併合支援装置の故障などにより、併合支援装置１５が力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄを正常に制御することができず、併合車Ａの走行速度が速度制限パターンを超過した場合には、走行管理部１は力行指令５Ｄを中断し、列車保安装置８による非常ブレーキ１３Ｄを出力することができるように構成されている。
【００２８】
図２は、残走距離演算の一例を示す図である。縦軸は併合車Ａと被併合車Ｂの車間距離を表し、横軸は併合車Ａの走行距離を表している。
【００２９】
ここで、ミリ波無線伝送装置４ａおよびミリ波無線伝送装置４ｂには、上述したように約５００ｍｓの測距演算周期が存在する。水平方向に伸びる点線であって段階的に示されるものが、約５００ｍｓステップで出力される車間距離情報１０Ｄに基づく車間距離である。
【００３０】
斜め方向に伸びる実線は、速度信号１５Ｄにより得られた車間距離である。走行管理部１は、速度信号１５Ｄにより得られた車間距離（Ｌ１）を、約５００ｍｓ間隔で演算される車間距離で補正し、実線で示すような残走距離（Ｌ２）を算出することが可能である。
【００３１】
図３は、残走距離に応じて設定される目標速度の一例を示す図である。縦軸は併合車Ａの走行速度を表し、横軸は被併合車Ｂまでの残走距離を表している。併合車Ａは停止状態であると仮定する。
【００３２】
併合支援開始操作ポイント１ａにおいて、走行管理部１は、併合準備完了信号１１Ｄと併合支援開始指令１Ｄを受信した場合、併合支援開始操作ポイント１ａから被併合車Ｂまでの残走距離に対応する目標速度を、目標速度記憶部２から選定する。この場合の目標速度は１１ｋｍ/ｈを選択し、１１ｋｍ/ｈに対応する力行指令５Ｄを出力する。併合車Ａは、図３の一点破線に示すような走行パターンで併合支援運転を開始し、残走距離が１９ｍになったとき、走行管理部１は新たな目標速度として５ｋｍ/ｈを選択する。走行管理部１は、新たな目標速度まで併合車Ａを減速する必要があるため、力行指令５Ｄの出力を中断し、必要に応じてブレーキ指令６Ｄを出力する。さらに、残走距離が７ｍになったとき、新たな目標速度として２ｋｍ/ｈを選択し、併合可能な走行速度を制御する。なお、併合支援開始操作ポイント１ａから併合支援運転を開始した場合、残走距離が１９ｍから７ｍの区間における走行速度が高めであるが、これは併合時間の短縮するためであり、状況に応じて、早めにブレーキ指令６Ｄを出力し減速をするように構成してもよい。
【００３３】
併合支援開始操作ポイント１ｂにおいて、走行管理部１は、併合準備完了信号１１Ｄと併合支援開始指令１Ｄを受信した場合、併合支援開始操作ポイント１ｂから被併合車Ｂまでの残走距離に対応する目標速度を、目標速度記憶部２から選定する。この場合の目標速度は上述同様に１１ｋｍ/ｈを選択し力行指令５Ｄを出力する。
【００３４】
ここで、併合車Ａは図３の一点破線に示すような走行パターンで併合支援運転を開始するが、走行管理部１は、残走距離が１９ｍの地点で力行指令５Ｄの出力を中断する。すなわち、最初の目標速度に達する手間に、新たな目標速度（５ｋｍ/ｈ）を選択したときは、後者の目標速度に追従するように制御が行われる。
【００３５】
この場合、併合車Ａを減速するためブレーキ指令６Ｄを出力する。さらに、残走距離が７ｍになった場合、上述同様に目標速度として２ｋｍ/ｈを選択し、ブレーキ指令６Ｄを継続するなどして約２ｋｍ/ｈにまで減速をする。なお、目標速度が変化する位置（距離）や目標速度の値は一例であり、これに限定されるものではなく、任意に変更することができるものとする。また、目標速度のステップをより多く設定してもよい。
【００３６】
図４は、残走距離の決定フローの一例を示すフローチャートである。走行管理部１は、併合準備完了信号１１Ｄと併合支援開始指令１Ｄを受信した場合（ステップＳ１,Ｙｅｓ）、併合支援運転を開始し、ミリ波無線伝送装置４ａから一定の間隔で車間距離情報１０Ｄを受信する（ステップＳ２）。
【００３７】
併合車Ａが停車することなく併合支援運転を継続し、車間距離情報１０Ｄが変化した場合（ステップＳ３,Ｙｅｓ）、走行管理部１は、速度信号１５Ｄにより得られる車間距離を、約５００ｍｓ間隔で演算される車間距離情報７Ｄで補正し、残走距離を求める（ステップＳ４）。連結器１０ａと連結器１０ｂが連結し、併合完了信号９Ｄを受信した場合（ステップＳ６,Ｙｅｓ）、併合支援制御を終了する。
【００３８】
併合車Ａが一時停車するなどして、車間距離情報１０Ｄが変化しない場合（ステップＳ３,Ｎｏ）、走行管理部１は、約５００ｍｓ間隔で演算される車間距離を残走距離とみなす（ステップＳ５）。分併装置７ａから併合完了信号９Ｄを受信しない場合（ステップＳ６,Ｎｏ）、ステップＳ３以降のプロセスを実行する。
【００３９】
このように、残走距離に応じて目標速度が段階的に変わるように構成されているので、残走距離が長い場合には併合時間を短縮することができ、残走距離が短い場合には、無理な加速をせずに併合時の衝撃を抑えることが可能である。
【００４０】
図５は、併合支援運転における停車位置の一例を示す図である。図５において、右側から走行してきた併合車Ａは、併合準備のため、例えば連結器連結器１０ａと連結器１０ｂのカバーを開放する。併合準備完了信号２２Ｄを受信すると、併合車Ａは被併合車Ｂの約４０ｍ手前で一旦停止する。
【００４１】
走行管理部１は、併合支援開始指令１Ｄを受信した場合、ＡＴＳの制限速度情報１４Ｄの基づき１５ｋｍ/ｈの速度制限パターンを発生する。併合車Ａは、速度制限パターンを越えないように力行指令５Ｄやブレーキ指令６Ｄなどの制御（以下「併合支援制御１」という）を開始し、被併合車Ｂの約１０ｍ手前で再び停止する。走行管理部１は、ＡＴＳの制限速度情報１４Ｄに基づき４ｋｍ/ｈの速度制限パターンを発生する。またミリ波無線伝送装置４ａは、被併合車Ｂまでの車間距離を測定する。併合車Ａは、速度制限パターンを越えないように制御（以下「併合支援制御２」という）を開始し、被併合車Ｂの約１ｍ手前で力行指令５Ｄの出力を中断する。
【００４２】
図６は、残走距離に対応する併合支援制御の決定フローの一例を示すフローチャートである。併合車Ａは、被併合車Ｂの約４０ｍ手前で一旦停止し、乗務員が併合支援開始操作部３を操作した場合（ステップＳ１０）、走行管理部１は、１５ｋｍ/ｈの速度制限パターンを発生する（ステップＳ１１）。併合車Ａは、併合支援制御１を開始する（ステップＳ１２）。なお、併合支援制御１の詳細は後述する図７において解説する。被併合車Ｂの約１０ｍ手前を停止目標位置として、力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄを出力する。残走距離が１０ｍ以内であると判断した場合（ステップＳ１３,Ｙｅｓ）、再び停止し、走行管理部１は４ｋｍ/ｈの速度制限パターンを発生する（ステップＳ１４）。走行管理部１は、車間距離を測定し、併合車Ａは速度制限パターンを越えないように併合支援制御２を開始する（ステップＳ１５）。なお、併合支援制御２の詳細は後述する図８において解説する。併合車Ａは、被併合車Ｂの約１ｍ手前で力行指令５Ｄの出力を中断し惰性走行で連結を行う。走行管理部１は、併合完了信号９Ｄを受信した場合（ステップＳ１６,Ｙｅｓ）、併合支援制御２を終了する。
【００４３】
併合支援制御１において、走行管理部１は残走距離が１０ｍ以内ではないと判断した場合（ステップＳ１３,Ｎｏ）、ステップＳ１２以降のプロセスを繰り返す。
【００４４】
併合支援制御２において、走行管理部１は併合完了信号９Ｄを受信しない場合（ステップＳ１６,Ｎo）、ステップＳ１５以降のプロセスを繰り返す。
【００４５】
図７は、併合支援制御１における走行速度の決定フローの一例を示すフローチャートである。図７には、力行指令５Ｄとブレーキ指令６Ｄの判断ステップ７０１と、走行速度の偏差７０２を併記しており、以下それらを対応させながら説明する。
【００４６】
走行管理部１は、併合車Ａの残走距離が４０ｍの地点で力行指令５Ｄを出力し、併合車Ａの車両速度を９〜１１ｋｍ/ｈの間で調整しながら併合支援運転を行い、併合車Ａの残走距離が１０ｍの地点で併合車Ａを停車するように構成されている。
【００４７】
併合車Ａが残走距離１５ｍの地点を越えた場合、すなわち残走距離１０ｍを停車目標位置として、その停車目標位置から５ｍ手前を超えた場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、停止ブレーキを出力するために、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄを出力する（ステップＳ１０６）。
【００４８】
併合車Ａが残走距離１５ｍの地点を越えていない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、目標速度（以下「ＶＰ」という）１０ｋｍ/ｈで併合支援運転を行い、車両速度から目標速度を減じた値（以下「ΔＶ」という）が１ｋｍ/ｈを超えたとき（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、減速するため、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄを出力する（ステップＳ１０７）。なお、ステップＳ１０７に示す「Ｂ１」は、速度偏差の状態７０２の「Ｂ１」に対応している。
【００４９】
ＶＰ１０ｋｍ/ｈに対するΔＶが１ｋｍ/ｈを超えていない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、ブレーキがＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈ未満であるとき（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、惰性で走行するため、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄの出力を中断する（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０８に示す「Ｎ２」は、走行速度の偏差７０２の「Ｎ２」に対応している。
【００５０】
ブレーキがＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈ未満ではない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、力行がＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈを越えているとき（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、惰性で走行するため、走行管理部１は力行指令５Ｄの出力を中断する（ステップＳ１０９）。なお、ステップＳ１０９に示す「Ｎ１」は、走行速度の偏差７０２の「Ｎ１」に対応している。
【００５１】
力行がＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈを越えていない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、ΔＶが-１ｋｍ/ｈ未満のとき（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、加速運転をするため、走行管理部１は力行指令５Ｄを出力する（ステップＳ１１０）。なお、ステップＳ１０７に示す「Ｐ１」は、走行速度の偏差７０２の「Ｐ１」に対応している。
【００５２】
ΔＶが-１ｋｍ/ｈ未満ではない場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、併合支援運転を継続するため、図６のステップＳ１３以降のプロセスを繰り返す。
【００５３】
図８は、併合支援制御２における走行速度の決定フローの一例を示すフローチャートである。図８には、図７と同様に、力行指令５Ｄとブレーキ指令６Ｄの判断ステップ８０１と、走行速度の偏差８０２を併記しており、以下それらを対応させながら説明する。
【００５４】
走行管理部１は、併合車Ａの残走距離が１０ｍの地点で力行指令５Ｄを出力し、併合車Ａの車両速度を１〜３ｋｍ/ｈの間で調整しながら併合支援運転を行い、併合車Ａの残走距離が１ｍの地点で、併合車Ａを惰性走行に切り替えて、そのまま併合するように構成されている。併合車Ａの残走距離１ｍの地点を越えた場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄおよび力行指令５Ｄの出力を中断する（ステップＳ２０６）。なお、ステップＳ２０６に示す「Ｎ１」、「Ｎ２」は、走行速度の偏差８０２の「Ｎ１」、「Ｎ２」に対応している。
【００５５】
併合車Ａの残走距離１ｍの地点を越えていない場合（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、ＶＰ２ｋｍ/ｈで併合支援運転を行い、ΔＶが１ｋｍ/ｈを超えたとき（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、減速するため、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄを出力する（ステップＳ２０７）。なお、ステップＳ２０７に示す「Ｂ１」は、走行速度の偏差８０２の「Ｂ１」に対応している。
【００５６】
ＶＰ２ｋｍ/ｈで併合支援運転を行い、ΔＶが１ｋｍ/ｈを超えた場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、ブレーキがＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈ未満であるとき（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、惰性で走行するため、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄの出力を中断する（ステップＳ２０８）。なお、ステップＳ２０８に示す「Ｎ２」は、走行速度の偏差８０２の「Ｎ２」に対応している。
【００５７】
ブレーキがＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈ未満ではない場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、力行がＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈを越えているとき（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、惰性で走行するため、走行管理部１は力行指令５Ｄの出力を中断する（ステップＳ２０９）。なお、ステップＳ２０９に示す「Ｎ１」は、走行速度の偏差８０２の「Ｎ１」に対応している。
【００５８】
力行がＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈを越えていない場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、ΔＶが-１ｋｍ/ｈ未満のとき（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、加速運転をするため、走行管理部１は力行指令５Ｄを出力する（ステップＳ２１０）。なお、ステップＳ２１０に示す「Ｐ１」は、走行速度の偏差８０２の「Ｐ１」に対応している。
【００５９】
ΔＶが-１ｋｍ/ｈ未満ではない場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、併合支援運転を継続するため、図６のステップＳ１６以降のプロセスを繰り返す。
【００６０】
以上説明したように、実施の形態１の併合支援システム１００によれば、測距機能を有するミリ波無線伝送装置４ｂから得られた車間距離情報７Ｄを補正し、正確な残走距離に基づいて併合車Ａの目標速度を求めることができるので、ミリ波無線伝送装置４ｂの演算周期による車間距離情報１０Ｄの誤差を無くし、リアルタイムに残走距離を演算することが可能である。
【００６１】
また、併合車Ａが停止している状態から併合支援開始操作部３を操作した場合、自動的に併合支援走行を開始し併合完了まで制御するようにしたので、従来のように、車外の係員の合図を待ち、その合図を確認してから乗務員の手動操作によって併合支援運転を行うということがなくなり、効率的な併合作業を行うことが可能である。また、併合開始地点に応じて目標速度が変わるようにしたので、残走距離が長い場合には、最初の目標速度を高めに設定し併合時間を短縮することが可能であり、残走距離が短い場合には、最初の目標速度を低めに設定し無駄な加減速を抑えることが可能である。また、残走距離に応じて目標速度が段階的に変わるようにしたので、併合時の衝撃を抑えること可能である。
【００６２】
さらに、表示装置４には、視覚化された情報を表示するようにしたので、従来は、数値の車間距離情報１０Ｄだけ表示されていたが、列車の運行状態と目標速度の関係など、併合支援運転の状況を容易に把握することができるので、乗務員は併合車Ａの併合支援運転において異常を発見したときなど、即座に併合車Ａを停止するなどの措置をとることが可能である。
【００６３】
実施の形態２．
実施の形態２にかかる併合支援システム１００は、併合支援運転中にハンドル操作が介入した場合、力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄの出力を中断し、さらに併合支援運転を再開できるように構成されている。
【００６４】
図９は、ハンドル操作が介入した場合の併合支援運転のパターンの一例を示す図である。併合車Ａが停止している場合、走行管理部１は、併合準備完了信号１１Ｄと併合支援開始指令１Ｄを受信したとき、残走距離に対応する目標速度を目標速度記憶部２から選定する。ここでは一例として、目標速度として１１ｋｍ/ｈを選択し、１１ｋｍ/ｈに対応する力行指令５Ｄを出力する。併合車Ａは図９の一点破線に示すような走行パターンで併合支援運転を開始する。
【００６５】
ここで、ハンドル操作が介入した場合、走行管理部１は力行指令５Ｄの出力を中断し、必要に応じてブレーキ指令６Ｄを出力する。そして、例えば残走距離が１９ｍ付近で併合車Ａを停止し、再び併合支援運転を開始するときは、乗務員は併合支援開始操作部３を操作すればよい。走行管理部１は、併合支援開始指令１Ｄを受信すると、新たな目標速度として５ｋｍ/ｈを選択し、力行指令５Ｄを出力する。残走距離が７ｍ付近で、新たな目標速度として２ｋｍ/ｈを選択する。行指令５Ｄを中断し、必要に応じてブレーキ指令６Ｄを出力し、２ｋｍ/ｈ付近まで減速する。
【００６６】
以上説明したように、実施の形態２の併合支援システム１００によれば、併合支援運転中にハンドル操作が介入した場合、力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄの出力を中断し、さらに併合支援運転を再開できるように構成しているので、併合支援運転中に乗務員が何らかの原因が発生したことにより、併合車Ａを停止させるような場合において、ハンドル操作が介入したとき、併合支援運転を中断し、乗務員のハンドル操作を優先することができるため、自由度の高い併合支援運転を実現することが可能である。
【００６７】
実施の形態３．
実施の形態３にかかる併合支援システム１００は、併合支援運転中に併合支援装置１５が故障した場合、走行管理部１が備える自己監視回路により併合支援装置１５の故障を検出すると、併合支援装置１５は併合支援装置故障４Ｄを出力し、同時に力行指令５Ｄの出力を中断し、併合支援開始指令１Ｄ、および制限速度情報１４Ｄに依存することなく、併合支援運転を中断するように構成されている。
【００６８】
図１１は、併合支援装置が故障した状態の一例を示す図である。併合支援装置１５は、併合車Ａの併合支援運転を行っている場合において、自己監視回路が故障を検出したとき、走行管理部１は、併合支援装置故障４Ｄを出力するとともに力行指令５Ｄの出力を中断する。
【００６９】
列車保安装置８は、各車両に常用最大ブレーキを出力し、併合車Ａを停止させることが可能である。なお、一旦停止した後に、手動運転により併合作業を再開するように構成してもよい。
【００７０】
以上説明したように、実施の形態３の併合支援システム１００によれば、走行管理部１が併合支援装置故障４Ｄを出力した場合、力行指令５Ｄの出力を中断し、列車保安装置８はブレーキ指令１７Ｄを出力し、併合車Ａを停車するようにしたので、併合支援システム１００による併合支援運転が行えない場合でも、従来の手動運転に切り替えて併合作業を続行することが可能である。
【００７１】
実施の形態４．
実施の形態４にかかる併合支援システム１００は、併合支援運転中に制限速度情報１４Ｄに基づく速度制限パターンを超過した場合に、力行指令５Ｄ、ブレーキ指令６Ｄ、および併合支援開始指令１Ｄに依存することなく、列車保安装置８が非常ブレーキ１３Ｄを出力することができるように構成されている。
【００７２】
図１０は、速度制限パターンを超過した状態の一例を示す図である。列車が併合支援運転またはハンドル操作による手動走行中の場合において、ＡＴＳ地上装置１３から送信された速度情報１４Ｄにより生成された速度制限パターンを超過した場合、走行管理部１は力行指令５Ｄの出力を中断するとともに、列車保安装置８は非常ブレーキ１３Ｄを出力し、併合車Ａを緊急停止させることが可能である。なお、非常ブレーキ１３Ｄによって一旦停止した後に、併合支援開始操作部の操作または手動運転により、運転を再開するように構成してもよい。
【００７３】
以上説明したように、実施の形態４の併合支援システム１００によれば、速度制限パターンを超過した場合、走行管理部１は力行指令５Ｄの出力を中断し、列車保安装置８が非常ブレーキ１３Ｄを出力するようにしたので、例えば併合支援装置１５が故障し、力行指令５Ｄの出力を中断することができない場合など、なんらかの原因により併合車Ａの速度が速度制限パターン超過した場合には、図１０に示されている５ｋｍ/ｈや２ｋｍ/ｈなどの目標速度に関係なく、併合車Ａを緊急停止させることが可能である。
【００７４】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、測距機能を有するミリ波無線伝送装置から得られる車間距離情報に基づき算出された残走距離および目標速度の情報を利用する併合支援システムについて説明したが、実施の形態５では、カメラの撮像データを利用する併合支援システムについて説明する。
【００７５】
図１２は、本発明の実施の形態５にかかる併合支援システムの構成の一例を示す図である。図１２に示す併合支援システム１００は、併合車Ａにおいては、主たる構成部として、併合支援開始操作部３３、表示装置３４、分併装置３７ａ、伝送装置３６ａ、併合支援装置３２、および列車情報管理装置３５ａを有して構成されている。被併合車Ｂにおいては、主たる構成部として、列車情報管理装置３５ｂ、伝送装置３６ｂ、分併装置３７ｂ、連結器３８ｂ、およびカメラ１１を有して構成されている。
【００７６】
併合車Ａにおいて、併合支援開始操作部３３は、併合支援を開始するときに使用するものである。乗務員が併合支援開始操作部３３を操作することにより、併合支援を開始することが可能である。
【００７７】
表示装置１４は、例えば運転台の横に設けられており、カメラ１１の撮像データ３４Ｄを受信し、連結器３８ａの状態を表示することが可能である。撮像データ３４Ｄを表示するタイミングは任意に設定でき、例えば併合運転を開始する前に、連結器３８ａの状態を表示することが可能である。また、表示装置３４に他の映像データ（例えば、併合運転中において、併合車Ａの動きと目標速度を対応させてリアルタイムに表示している場合など）と交互に切り替えることができるように構成してもよい。
【００７８】
分併装置３７ａは、連結器３８ａと連結器３８ｂが連結し、併合車Ａと被併合車Ｂの併合が完了したとき、列車情報管理装置３５ａに併合完了信号３３Ｄを送信することが可能である。分併装置３７ｂは、被併合車Ｂの連結器３８ｂのカバーが外され、併合準備が完了したとき列車情報管理装置３５ｂに併合準備完了信号を送信することが可能である。
【００７９】
被併合車Ｂにおいて、カメラ１１は、被併合車Ｂの先頭車両に併合車Ａに向けて設置されている。併合車Ａの連結器３８ａを撮影しているので、併合車Ａの併合準備が完了したか否かを確認することが可能である。なお、図１２において、カメラ１１は被併合車Ｂのみに設置されているが、併合車Ａも被併合車となりうるため、併合車Ａにも設置してもよい。
【００８０】
列車情報管理装置３５ｂは、分併装置３７ｂから受信したカメラ１１の撮像データ３４Ｄを伝送装置３６ｂに送信することが可能である。伝送装置３６ｂは、撮像データ３４Ｄを変調し、無線信号で伝送装置３６ａに送信することが可能である。伝送装置３６ａおよび伝送装置３６ｂは、撮像データ３４Ｄの帯域を無線方式で伝送できる装置であればよい。
【００８１】
併合車Ａにおいて、伝送装置３６ａは、伝送装置３６ｂから送信された撮像データ３４Ｄを復調し、列車情報管理装置３５ａに伝送することが可能である。列車情報管理装置３５ａは、走行管理部３１から送信された情報を一括管理することが可能である。列車情報管理装置３５ａは、併合支援装置３２が有している走行管理部３１から送信された力行指令５Ｄ、ブレーキ指令６Ｄなどの情報を、図示されていない車両制御装置に送信することより、併合車Ａの加速または減速を制御することが可能である。
【００８２】
なお、図１２において、併合車Ａには列車情報管理装置６ａが一台のみ搭載されているが、列車情報管理装置６ａを各車両に搭載し、車両間に敷設されている伝送路に接続することにより、各車両の列車情報管理装置に、力行指令５Ｄ、ブレーキ指令６Ｄなどの情報を中継するように構成してもよい。また、上述した伝送路は情報伝達の一手段であり、有線方式に限定されるものではない。
【００８３】
次に、撮像データ３４Ｄを受信してから併合運転を開始するまでの動作を説明する。被併合車Ｂの乗務員は、例えば、併合車Ａが所定の位置に接近したときなど、併合運転を開始することができる状態になったと判断した場合に、所定の操作を行うことにより、カメラ３９を起動し、併合車Ａの連結器３８ａの撮影を開始する。なお、併合車Ａが所定の距離に接近したときに自動的に撮影を開始するように構成してもよい。
【００８４】
撮像データ３４Ｄは被併合車Ｂの列車情報管理装置３５ｂを経由し、伝送装置３６ｂに送信される。そして、伝送装置３６ｂにおいて変調された撮像データ３４Ｄは、併合車Ａの伝送装置３６ａに送信され、復調された後、列車情報管理装置３５aに送信される。
【００８５】
撮像データ３４Ｄは、表示装置３４に送信され、乗務員は連結器の状態を確認することが可能である。もし連結器３８ａのカバーが閉じていれば、併合運転を開始しないか、併合運転中であれば途中で併合運転を中断するという判断を行うことが可能である。連結器３８ａのカバーが開放され併合準備が完了していれば、乗務員は併合支援開始操作部３３を操作する。走行管理部３１は、併合支援開始操作部３３から送信された併合開始を示す信号と、被併合車Ｂから送信された併合準備完了信号を受信した場合に、力行指令３１Ｄまたはブレーキ指令３２Ｄを出力し併合運転を開始することが可能である。連結器３８ａと連結器３８ｂが連結したとき、走行管理部３１は併合完了信号３３Ｄを受信し併合支援制御を終了する。またカメラ３９は撮像データ３４Ｄの送信を終了する。
【００８６】
図１３は、撮像データの送信を示すフローチャートである。被併合車Ｂの乗務員が所定の操作を行うことにより、カメラ３９は併合車Ａの連結器３８ａの撮影を開始する。撮像データ３４Ｄは、被併合車Ｂの列車情報管理装置３５ｂを経由し、伝送装置３６ｂに送信される（ステップＳ３０１）。撮像データ３４Ｄは、表示装置３４に送信され、連結器３８ａのカバーが開放していることを確認した乗務員は、併合支援開始操作部３３を操作する。走行管理部３１は、併合支援開始操作を示す信号と、併合準備完了信号を受信した場合、力行指令３１Ｄまたはブレーキ指令３２Ｄを出力し、併合運転を開始する。そして、連結器３８ａと連結器３８ｂが連結し、走行管理部３１が併合完了信号３３Ｄを受信した場合（ステップＳ３０２,Ｙｅｓ）、カメラ３９は撮像データ３４Ｄの送信を終了する（ステップＳ３０３）。
【００８７】
連結器３８ａと連結器３８ｂが連結されず、分併装置３７ａから併合完了信号３３Ｄを受信しない場合（ステップＳ３０２,Ｎｏ）、ステップＳ３０２以降のプロセスを繰り返す。
【００８８】
以上説明したように、実施の形態５の併合支援システム１００によれば、併合車Ａの先頭車両を撮像するカメラ３９を被併合車Ｂに搭載し、カメラ３９の撮像データ３４Ｄを併合車Ａに送信する伝送装置３６ｂと、撮像データ３４Ｄを被併合車Ｂから受信する伝送装置３６ａと、伝送装置３６ａを介して撮像データ３４Ｄを受信する列車情報管理装置３５ａを有し、列車情報管理装置３５ａは、撮像データ３４Ｄを運転席の表示装置１４に送信するようにしたので、併合車Ａの乗務員は併合車Ａの連結器３８ａの状態を確認できるので、係員の合図を待たなくても併合運転を開始することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明は、列車の併合時における運転を支援する併合支援システムに適用可能であり、特に、併合作業の効率を向上させることができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１，３１ 走行管理部
１ａ，１ｂ 併合支援開始操作ポイント
２ 目標速度記憶部
３，３３ 併合支援開始操作部
４，３４ 表示装置
４ａ，４ｂ ミリ波無線伝送装置
５ 速度発電機
６ａ，６ｂ，３５ａ，３５ｂ 列車情報管理装置
７ａ，７ｂ，３７ａ，３７ｂ 分併装置
８ 列車保安装置
９ ハンドル
１０ａ，１０ｂ，３８ａ，３８ｂ 連結器
１２ ＡＴＳ車上装置
１３ ＡＴＳ地上装置
１５，３２ 併合支援装置
３６ａ，３６ｂ 伝送装置
３９ カメラ
１００ 併合支援システム
Ａ 併合車
Ｂ 被併合車
１Ｄ 併合支援開始指令
２Ｄ，３Ｄ ハンドル操作情報
４Ｄ 併合支援装置故障
５Ｄ，１８Ｄ，３１Ｄ 力行指令
６Ｄ，１７Ｄ，３２Ｄ ブレーキ指令
７Ｄ 車間距離情報
８Ｄ，１１Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄ，２４Ｄ 併合準備完了信号
９Ｄ，１２Ｄ，３３Ｄ 併合完了信号
１０Ｄ 車間距離情報
１３Ｄ 非常ブレーキ
１４Ｄ 制限速度情報
１５Ｄ 速度信号
３４Ｄ 撮像データ
Ｌ１ 補正前の残走距離
Ｌ２ 補正後の残走距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車の併合時における運転を支援する併合支援システムおよび併合支援方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
列車の併合作業は、併合する側の列車（以下「併合車」という）の乗務員と車外の係員が無線などで連携し、乗務員の手動運転で速度調整を行いながら行われている。この速度調整は、速すぎると乗客への衝撃が大きくなり、遅すぎると併合時間が長くなるなどの理由から、乗務員には豊富な経験と注意力が要求されるという状況であった。すなわち、併合作業は、運転手だけでは行うことができないため作業効率が悪く、係員の合図に注意を払わなければならないため乗務員の負担が大きいという状況であった。そのため、自動的に併合支援運転を行うことができ、さらに乗務員のハンドル介入も許容する自由度の高い併合支援システムの導入が望まれていた。
【０００３】
また、列車の併合作業は、事前準備として連結器を覆っているカバーを開放し、連結可能な状態にしてから行われるが、併合車の乗務員は、併合される側の列車（以下「被併合車」という）のカバーの状態を確認することは出来ても、併合車のカバーの状態は、目視により確認することができない場合があり、その場合には車外の係員に無線などで確認しなければならなかった。すなわち、併合運転は、係員から併合準備が完了した旨の合図を受けた後でなければ開始をすることができず、作業効率が悪いという状況であった。そのため、乗務員のみで併合車のカバーの状態を確認することができる併合支援システムの導入が望まれていた。
【０００４】
従来、例えば下記特許文献１に示される併合支援装置は、併合車と被併合車との車間距離をセンサーによって測定し、運転席付近に設置された表示装置に当該車間距離の情報を表示することで乗務員の負担を軽減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１８４００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示される併合支援装置では、数値化された車間距離の情報が提供されるのみであるため、係員の合図や併合時間などを考慮に入れながら速度調整を行う点においては、乗務員の経験などに頼らなければならず、また、乗務員が確認することができる情報は車間距離のみであるため、併合車のカバーの状態は係員に確認しなければならず、作業効率が改善されていないという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、併合作業の効率を向上させる併合支援システムおよび併合支援方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる併合支援システムは、被併合車に搭載され、測距機能を有する第一の伝送装置と、併合車に搭載され、前記測距機能を有し前記第一の伝送装置から出力される信号に基づいて車間距離情報を出力する第二の伝送装置と、少なくとも前記併合車に搭載され、力行指令またはブレーキ指令を各車両に送信する列車情報管理装置と、少なくとも前記併合車に搭載され、速度信号を生成する速度発電機と、前記車間距離情報と前記速度発電機によって生成された前記併合車の速度信号に基づいて残走距離を演算し、前記残走距離に基づいて前記併合車の目標速度を算出し、前記目標速度に追従するような前記力行指令または前記ブレーキ指令を生成する併合支援装置と、を備え、前記併合支援装置は、前記第二の伝送装置を介して前記被併合車側から出力される併合準備完了信号を受信し、かつ、前記併合車側から出力される併合支援開始指令を受信した場合、前記力行指令または前記ブレーキ指令の制御を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる併合支援システムによれば、併合作業の効率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる併合支援システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、残走距離演算の一例を示す図である。
【図３】図３は、残走距離に応じて設定される目標速度の一例を示す図である。
【図４】図４は、残走距離の決定フローの一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、併合支援運転における停車位置の一例を示す図である。
【図６】図６は、残走距離に対応する併合支援制御の決定フローの一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、併合支援制御１における走行速度の決定フローの一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、併合支援制御２における走行速度の決定フローの一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、ハンドル操作が介入した場合の併合支援運転のパターンの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、速度制限パターンを超過した状態の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、併合支援装置が故障した状態の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態５にかかる併合支援システムの構成の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、撮像データの送信を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる併合支援システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる併合支援システムの構成の一例を示す図である。図１に示す併合支援システム１００は、併合車Ａにおいては、主たる構成部として、ハンドル９、併合支援開始操作部３、列車保安装置８、表示装置４、分併装置７ａ、ミリ波無線伝送装置４ａ、併合支援装置１５、列車情報管理装置６ａ、を有して構成されている。被併合車Ｂにおいては、主たる構成部として、列車情報管理装置６ｂ、ミリ波無線伝送装置４ｂ、分併装置７ｂ、および連結器１０ｂを有して構成されている。
【００１３】
併合車Ａにおいて、併合支援装置１５は、走行管理部１と目標速度記憶部２を有して構成されている。
【００１４】
併合支援開始操作部３は、併合支援を開始するときに使用するものである。乗務員が当該併合支援開始操作部３を操作することにより、併合支援の開始を示す併合支援開始指令１Ｄを出力することが可能である。
【００１５】
列車保安装置８は、ＡＴＳ(Automatic Train Stop）地上装置１３から、ＡＴＳ車上装置１２を介して制限速度情報１４Ｄを受信し、さらに速度発電機５が生成した速度信号１５Ｄを受信し、併合支援速度が制限速度情報１４Ｄを超過した場合、併合支援装置１５が併合支援運転を行っているときでも、非常ブレーキ１３Ｄを出力し、併合車Ａを停止することができるように構成されている。なお、図１においてはＡＴＳを示しているが、これに限定されるものではなく、ＡＴＣ（Automatic Train Control）などの運転保安装置を使用することも可能である。
【００１６】
ハンドル９は、乗務員によってアクセル及びブレーキ操作が行われときに、ハンドル操作情報２Ｄを出力することが可能である。
【００１７】
表示装置４は、例えば運転台横に設けられており、数値化された残走距離や併合車Ａの速度を表示するだけでなく、例えば併合車Ａ、被併合車Ｂ、車間距離、および走行速度などの情報を視覚化し、併合支援運転の状況をリアルタイムに表示することも可能である。例えば、併合車Ａ、被併合車Ｂ、併合支援制御時の軌跡、段階的に変化する目標速度、残走距離なども模式的に表示し、併合を開始すると、両車両が徐々に接近し、残走距離や走行速度がリアルタイムに変化するように構成することも可能である。
【００１８】
分併装置７ａは、連結器１０ａと連結器１０ｂが連結し、併合車Ａと被併合車Ｂの併合が完了したとき、列車情報管理装置６ａに併合完了信号１２Ｄを送信することが可能である。分併装置７ｂは、連結器１０ｂのカバーが外され、併合準備が完了したとき、併合準備完了信号２２Ｄを列車情報管理装置６ｂに送信することが可能である。
【００１９】
列車情報管理装置６ｂは、分併装置７ｂから送信された併合準備完了信号２３Ｄを受信し、ミリ波無線伝送装置４ｂに送信することが可能である。
【００２０】
ミリ波無線伝送装置４ｂは、併合準備完了信号２３Ｄを変調し、無線信号としてミリ波無線伝送装置４ａに向けて送信することが可能である。
【００２１】
併合車Ａにおいて、ミリ波無線伝送装置４ａは、ミリ波無線伝送装置４ｂから送信された併合準備完了信号２４Ｄを復調し、列車情報管理装置６ａに伝送することが可能である。さらに、ミリ波無線伝送装置４ａおよびミリ波無線伝送装置４ｂは、測距機能を備えており、測距機能により取得された車間距離情報１０Ｄを列車情報管理装置６ａに伝送することが可能である。なお、ミリ波無線伝送装置４ａおよびミリ波無線伝送装置４ｂは、測距機能を備えていればよく、ミリ波による伝送装置に限定されるものではない。
【００２２】
列車情報管理装置６ａは、列車情報管理装置６ａは、走行管理部１から送信された情報を一括管理することが可能である。走行管理部１から当該列車情報管理装置８に送信された併合支援装置故障４Ｄ、力行指令５Ｄ、ブレーキ指令６Ｄなどの情報を、図示されていないＶＶＶＦインバータなどの車両制御装置に送信することより、併合支援運転における併合車Ａの加速または減速を制御することが可能である。なお、図１において、併合車Ａには列車情報管理装置６ａが一台のみ搭載されているが、列車情報管理装置６ａを各車両に搭載し、車両間に敷設されている伝送路に接続することにより、各車両の列車情報管理装置に当該情報を中継するように構成してもよい。また、上述した伝送路は情報伝達の一手段であり、有線方式に限定されるものではない。また、列車情報管理装置６ａは、表示装置４に併合支援運転の状況をリアルタイムに表示するため、併合車Ａ、被併合車Ｂ、車間距離、および走行速度などの情報を用いて視覚化された映像データを出力することも可能である。
【００２３】
目標速度記憶部２には、併合支援運転時の車間距離に対応する目標速度が複数格納されている。
【００２４】
走行管理部１は、併合車Ａが停止している場合に、併合完了信号９Ｄおよび併合支援開始指令１Ｄを受信すると、目標速度記憶部２の目標速度、車間距離情報１０Ｄ、および速度信号１５Ｄに基づいて、併合車Ａと被併合車Ｂとの正確な残走距離を求め、残走距離に応じて最適な走行パターンを演算する。列車情報管理装置６ａに力行指令５Ｄを送信し、併合車Ａの併合支援運転を開始することが可能である。すなわち、残走距離に対応する目標速度を選択し、その目標速度に併合車Ａの速度が追従するように構成されている。なお、走行パターンとは、併合車Ａの走行速度と目標速度の関係を残走距離に対応して示すものである。
【００２５】
なお、上述した残走距離は、併合車Ａの走行距離を用いて求める場合、車輪径設定値と実車輪径の値の差異などにより、このままでは実際の残走距離と走行管理部１が認識している残走距離との間に誤差が生じてします。一方、ミリ波無線伝送装置４ａおよびミリ波無線伝送装置４ｂには、固有の測距演算周期（例えば約５００ｍｓ）があり、ミリ波無線伝送装置４ａおよびミリ波無線伝送装置４ｂから得られた車間距離情報１０Ｄだけでは、５００ｍｓの間における残走距離を把握することができない。そこで、走行管理部１は、速度信号１５Ｄにより得られた距離情報を、測距演算周期（５００ｍｓ）毎に補正する処理を行い、残走距離をリアルタイムに演算することができるように構成されている。また、ここでは目標速度を目標速度記憶部２から読み出す態様となっているが、これに限定されるものではなく、例えば、目標速度などの情報を、予め持ち運び可能な記憶媒体などに記録し、列車運行前に併合支援装置１５に外部接続する態様であってもよい。
【００２６】
走行管理部１は、併合車Ａの走行速度が残走距離に対応する目標速度に追従するように、力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄを制御し、残走距離が所定の値以下になったとき、力行指令５Ｄの出力を中断し、惰性走行に切り替えて併合するように構成されている。また、走行管理部１は連結器１０ａと連結器１０ｂが連結したとき、併合完了信号１２Ｄを受信し併合支援制御を終了する。なお、力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄの制御の詳細については、後述する図５ないし図８において説明する。
【００２７】
走行管理部１は、併合車Ａが併合支援運転中に、ハンドル操作情報３Ｄを受信した場合は、力行指令５Ｄの出力を中断し、またはブレーキ指令６Ｄを出力することが可能である。また、走行管理部１は、ハンドル操作情報３Ｄを受信した後に併合支援開始指令１Ｄを受信した場合、再び力行指令５Ｄを出力し併合支援運転を再開することが可能である。また、何らかの原因で併合支援装置１５が正常に動作しない場合は、併合支援装置故障４Ｄを出力することが可能である。その場合、当該併合支援装置故障４Ｄを受信した列車情報管理装置６ａは各車両に常用最大ブレーキを出力し、併合支援運転を中断することが可能である。その場合にはハンドル９により手動運転ができるように構成してもよい。さらに、例えば併合支援装置の故障などにより、併合支援装置１５が力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄを正常に制御することができず、併合車Ａの走行速度が速度制限パターンを超過した場合には、走行管理部１は力行指令５Ｄを中断し、列車保安装置８による非常ブレーキ１３Ｄを出力することができるように構成されている。
【００２８】
図２は、残走距離演算の一例を示す図である。縦軸は併合車Ａと被併合車Ｂの車間距離を表し、横軸は併合車Ａの走行距離を表している。
【００２９】
ここで、ミリ波無線伝送装置４ａおよびミリ波無線伝送装置４ｂには、上述したように約５００ｍｓの測距演算周期が存在する。水平方向に伸びる点線であって段階的に示されるものが、約５００ｍｓステップで出力される車間距離情報１０Ｄに基づく車間距離である。
【００３０】
斜め方向に伸びる実線は、速度信号１５Ｄにより得られた車間距離である。走行管理部１は、速度信号１５Ｄにより得られた車間距離（Ｌ１）を、約５００ｍｓ間隔で演算される車間距離で補正し、実線で示すような残走距離（Ｌ２）を算出することが可能である。
【００３１】
図３は、残走距離に応じて設定される目標速度の一例を示す図である。縦軸は併合車Ａの走行速度を表し、横軸は被併合車Ｂまでの残走距離を表している。併合車Ａは停止状態であると仮定する。
【００３２】
併合支援開始操作ポイント１ａにおいて、走行管理部１は、併合準備完了信号１１Ｄと併合支援開始指令１Ｄを受信した場合、併合支援開始操作ポイント１ａから被併合車Ｂまでの残走距離に対応する目標速度を、目標速度記憶部２から選定する。この場合の目標速度は１１ｋｍ/ｈを選択し、１１ｋｍ/ｈに対応する力行指令５Ｄを出力する。併合車Ａは、図３の一点破線に示すような走行パターンで併合支援運転を開始し、残走距離が１９ｍになったとき、走行管理部１は新たな目標速度として５ｋｍ/ｈを選択する。走行管理部１は、新たな目標速度まで併合車Ａを減速する必要があるため、力行指令５Ｄの出力を中断し、必要に応じてブレーキ指令６Ｄを出力する。さらに、残走距離が７ｍになったとき、新たな目標速度として２ｋｍ/ｈを選択し、併合可能な走行速度を制御する。なお、併合支援開始操作ポイント１ａから併合支援運転を開始した場合、残走距離が１９ｍから７ｍの区間における走行速度が高めであるが、これは併合時間の短縮するためであり、状況に応じて、早めにブレーキ指令６Ｄを出力し減速をするように構成してもよい。
【００３３】
併合支援開始操作ポイント１ｂにおいて、走行管理部１は、併合準備完了信号１１Ｄと併合支援開始指令１Ｄを受信した場合、併合支援開始操作ポイント１ｂから被併合車Ｂまでの残走距離に対応する目標速度を、目標速度記憶部２から選定する。この場合の目標速度は上述同様に１１ｋｍ/ｈを選択し力行指令５Ｄを出力する。
【００３４】
ここで、併合車Ａは図３の一点破線に示すような走行パターンで併合支援運転を開始するが、走行管理部１は、残走距離が１９ｍの地点で力行指令５Ｄの出力を中断する。すなわち、最初の目標速度に達する手間に、新たな目標速度（５ｋｍ/ｈ）を選択したときは、後者の目標速度に追従するように制御が行われる。
【００３５】
この場合、併合車Ａを減速するためブレーキ指令６Ｄを出力する。さらに、残走距離が７ｍになった場合、上述同様に目標速度として２ｋｍ/ｈを選択し、ブレーキ指令６Ｄを継続するなどして約２ｋｍ/ｈにまで減速をする。なお、目標速度が変化する位置（距離）や目標速度の値は一例であり、これに限定されるものではなく、任意に変更することができるものとする。また、目標速度のステップをより多く設定してもよい。
【００３６】
図４は、残走距離の決定フローの一例を示すフローチャートである。走行管理部１は、併合準備完了信号１１Ｄと併合支援開始指令１Ｄを受信した場合（ステップＳ１,Ｙｅｓ）、併合支援運転を開始し、ミリ波無線伝送装置４ａから一定の間隔で車間距離情報１０Ｄを受信する（ステップＳ２）。
【００３７】
併合車Ａが停車することなく併合支援運転を継続し、車間距離情報１０Ｄが変化した場合（ステップＳ３,Ｙｅｓ）、走行管理部１は、速度信号１５Ｄにより得られる車間距離を、約５００ｍｓ間隔で演算される車間距離情報７Ｄで補正し、残走距離を求める（ステップＳ４）。連結器１０ａと連結器１０ｂが連結し、併合完了信号９Ｄを受信した場合（ステップＳ６,Ｙｅｓ）、併合支援制御を終了する。
【００３８】
併合車Ａが一時停車するなどして、車間距離情報１０Ｄが変化しない場合（ステップＳ３,Ｎｏ）、走行管理部１は、約５００ｍｓ間隔で演算される車間距離を残走距離とみなす（ステップＳ５）。分併装置７ａから併合完了信号９Ｄを受信しない場合（ステップＳ６,Ｎｏ）、ステップＳ３以降のプロセスを実行する。
【００３９】
このように、残走距離に応じて目標速度が段階的に変わるように構成されているので、残走距離が長い場合には併合時間を短縮することができ、残走距離が短い場合には、無理な加速をせずに併合時の衝撃を抑えることが可能である。
【００４０】
図５は、併合支援運転における停車位置の一例を示す図である。図５において、右側から走行してきた併合車Ａは、併合準備のため、例えば連結器連結器１０ａと連結器１０ｂのカバーを開放する。併合準備完了信号２２Ｄを受信すると、併合車Ａは被併合車Ｂの約４０ｍ手前で一旦停止する。
【００４１】
走行管理部１は、併合支援開始指令１Ｄを受信した場合、ＡＴＳの制限速度情報１４Ｄの基づき１５ｋｍ/ｈの速度制限パターンを発生する。併合車Ａは、速度制限パターンを越えないように力行指令５Ｄやブレーキ指令６Ｄなどの制御（以下「併合支援制御１」という）を開始し、被併合車Ｂの約１０ｍ手前で再び停止する。走行管理部１は、ＡＴＳの制限速度情報１４Ｄに基づき４ｋｍ/ｈの速度制限パターンを発生する。またミリ波無線伝送装置４ａは、被併合車Ｂまでの車間距離を測定する。併合車Ａは、速度制限パターンを越えないように制御（以下「併合支援制御２」という）を開始し、被併合車Ｂの約１ｍ手前で力行指令５Ｄの出力を中断する。
【００４２】
図６は、残走距離に対応する併合支援制御の決定フローの一例を示すフローチャートである。併合車Ａは、被併合車Ｂの約４０ｍ手前で一旦停止し、乗務員が併合支援開始操作部３を操作した場合（ステップＳ１０）、走行管理部１は、１５ｋｍ/ｈの速度制限パターンを発生する（ステップＳ１１）。併合車Ａは、併合支援制御１を開始する（ステップＳ１２）。なお、併合支援制御１の詳細は後述する図７において解説する。被併合車Ｂの約１０ｍ手前を停止目標位置として、力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄを出力する。残走距離が１０ｍ以内であると判断した場合（ステップＳ１３,Ｙｅｓ）、再び停止し、走行管理部１は４ｋｍ/ｈの速度制限パターンを発生する（ステップＳ１４）。走行管理部１は、車間距離を測定し、併合車Ａは速度制限パターンを越えないように併合支援制御２を開始する（ステップＳ１５）。なお、併合支援制御２の詳細は後述する図８において解説する。併合車Ａは、被併合車Ｂの約１ｍ手前で力行指令５Ｄの出力を中断し惰性走行で連結を行う。走行管理部１は、併合完了信号９Ｄを受信した場合（ステップＳ１６,Ｙｅｓ）、併合支援制御２を終了する。
【００４３】
併合支援制御１において、走行管理部１は残走距離が１０ｍ以内ではないと判断した場合（ステップＳ１３,Ｎｏ）、ステップＳ１２以降のプロセスを繰り返す。
【００４４】
併合支援制御２において、走行管理部１は併合完了信号９Ｄを受信しない場合（ステップＳ１６,Ｎo）、ステップＳ１５以降のプロセスを繰り返す。
【００４５】
図７は、併合支援制御１における走行速度の決定フローの一例を示すフローチャートである。図７には、力行指令５Ｄとブレーキ指令６Ｄの判断ステップ７０１と、走行速度の偏差７０２を併記しており、以下それらを対応させながら説明する。
【００４６】
走行管理部１は、併合車Ａの残走距離が４０ｍの地点で力行指令５Ｄを出力し、併合車Ａの車両速度を９〜１１ｋｍ/ｈの間で調整しながら併合支援運転を行い、併合車Ａの残走距離が１０ｍの地点で併合車Ａを停車するように構成されている。
【００４７】
併合車Ａが残走距離１５ｍの地点を越えた場合、すなわち残走距離１０ｍを停車目標位置として、その停車目標位置から５ｍ手前を超えた場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、停止ブレーキを出力するために、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄを出力する（ステップＳ１０６）。
【００４８】
併合車Ａが残走距離１５ｍの地点を越えていない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、目標速度（以下「ＶＰ」という）１０ｋｍ/ｈで併合支援運転を行い、車両速度から目標速度を減じた値（以下「ΔＶ」という）が１ｋｍ/ｈを超えたとき（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、減速するため、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄを出力する（ステップＳ１０７）。なお、ステップＳ１０７に示す「Ｂ１」は、速度偏差の状態７０２の「Ｂ１」に対応している。
【００４９】
ＶＰ１０ｋｍ/ｈに対するΔＶが１ｋｍ/ｈを超えていない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、ブレーキがＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈ未満であるとき（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、惰性で走行するため、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄの出力を中断する（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０８に示す「Ｎ２」は、走行速度の偏差７０２の「Ｎ２」に対応している。
【００５０】
ブレーキがＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈ未満ではない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、力行がＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈを越えているとき（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、惰性で走行するため、走行管理部１は力行指令５Ｄの出力を中断する（ステップＳ１０９）。なお、ステップＳ１０９に示す「Ｎ１」は、走行速度の偏差７０２の「Ｎ１」に対応している。
【００５１】
力行がＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈを越えていない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、ΔＶが-１ｋｍ/ｈ未満のとき（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、加速運転をするため、走行管理部１は力行指令５Ｄを出力する（ステップＳ１１０）。なお、ステップＳ１０７に示す「Ｐ１」は、走行速度の偏差７０２の「Ｐ１」に対応している。
【００５２】
ΔＶが-１ｋｍ/ｈ未満ではない場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、併合支援運転を継続するため、図６のステップＳ１３以降のプロセスを繰り返す。
【００５３】
図８は、併合支援制御２における走行速度の決定フローの一例を示すフローチャートである。図８には、図７と同様に、力行指令５Ｄとブレーキ指令６Ｄの判断ステップ８０１と、走行速度の偏差８０２を併記しており、以下それらを対応させながら説明する。
【００５４】
走行管理部１は、併合車Ａの残走距離が１０ｍの地点で力行指令５Ｄを出力し、併合車Ａの車両速度を１〜３ｋｍ/ｈの間で調整しながら併合支援運転を行い、併合車Ａの残走距離が１ｍの地点で、併合車Ａを惰性走行に切り替えて、そのまま併合するように構成されている。併合車Ａの残走距離１ｍの地点を越えた場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄおよび力行指令５Ｄの出力を中断する（ステップＳ２０６）。なお、ステップＳ２０６に示す「Ｎ１」、「Ｎ２」は、走行速度の偏差８０２の「Ｎ１」、「Ｎ２」に対応している。
【００５５】
併合車Ａの残走距離１ｍの地点を越えていない場合（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、ＶＰ２ｋｍ/ｈで併合支援運転を行い、ΔＶが１ｋｍ/ｈを超えたとき（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、減速するため、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄを出力する（ステップＳ２０７）。なお、ステップＳ２０７に示す「Ｂ１」は、走行速度の偏差８０２の「Ｂ１」に対応している。
【００５６】
ＶＰ２ｋｍ/ｈで併合支援運転を行い、ΔＶが１ｋｍ/ｈを超えた場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、ブレーキがＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈ未満であるとき（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、惰性で走行するため、走行管理部１はブレーキ指令６Ｄの出力を中断する（ステップＳ２０８）。なお、ステップＳ２０８に示す「Ｎ２」は、走行速度の偏差８０２の「Ｎ２」に対応している。
【００５７】
ブレーキがＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈ未満ではない場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、力行がＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈを越えているとき（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、惰性で走行するため、走行管理部１は力行指令５Ｄの出力を中断する（ステップＳ２０９）。なお、ステップＳ２０９に示す「Ｎ１」は、走行速度の偏差８０２の「Ｎ１」に対応している。
【００５８】
力行がＯＮの状態で、かつ、ΔＶが０ｋｍ/ｈを越えていない場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、ΔＶが-１ｋｍ/ｈ未満のとき（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、加速運転をするため、走行管理部１は力行指令５Ｄを出力する（ステップＳ２１０）。なお、ステップＳ２１０に示す「Ｐ１」は、走行速度の偏差８０２の「Ｐ１」に対応している。
【００５９】
ΔＶが-１ｋｍ/ｈ未満ではない場合（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、併合支援運転を継続するため、図６のステップＳ１６以降のプロセスを繰り返す。
【００６０】
以上説明したように、実施の形態１の併合支援システム１００によれば、測距機能を有するミリ波無線伝送装置４ｂから得られた車間距離情報７Ｄを補正し、正確な残走距離に基づいて併合車Ａの目標速度を求めることができるので、ミリ波無線伝送装置４ｂの演算周期による車間距離情報１０Ｄの誤差を無くし、リアルタイムに残走距離を演算することが可能である。
【００６１】
また、併合車Ａが停止している状態から併合支援開始操作部３を操作した場合、自動的に併合支援走行を開始し併合完了まで制御するようにしたので、従来のように、車外の係員の合図を待ち、その合図を確認してから乗務員の手動操作によって併合支援運転を行うということがなくなり、効率的な併合作業を行うことが可能である。また、併合開始地点に応じて目標速度が変わるようにしたので、残走距離が長い場合には、最初の目標速度を高めに設定し併合時間を短縮することが可能であり、残走距離が短い場合には、最初の目標速度を低めに設定し無駄な加減速を抑えることが可能である。また、残走距離に応じて目標速度が段階的に変わるようにしたので、併合時の衝撃を抑えること可能である。
【００６２】
さらに、表示装置４には、視覚化された情報を表示するようにしたので、従来は、数値の車間距離情報１０Ｄだけ表示されていたが、列車の運行状態と目標速度の関係など、併合支援運転の状況を容易に把握することができるので、乗務員は併合車Ａの併合支援運転において異常を発見したときなど、即座に併合車Ａを停止するなどの措置をとることが可能である。
【００６３】
実施の形態２．
実施の形態２にかかる併合支援システム１００は、併合支援運転中にハンドル操作が介入した場合、力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄの出力を中断し、さらに併合支援運転を再開できるように構成されている。
【００６４】
図９は、ハンドル操作が介入した場合の併合支援運転のパターンの一例を示す図である。併合車Ａが停止している場合、走行管理部１は、併合準備完了信号１１Ｄと併合支援開始指令１Ｄを受信したとき、残走距離に対応する目標速度を目標速度記憶部２から選定する。ここでは一例として、目標速度として１１ｋｍ/ｈを選択し、１１ｋｍ/ｈに対応する力行指令５Ｄを出力する。併合車Ａは図９の一点破線に示すような走行パターンで併合支援運転を開始する。
【００６５】
ここで、ハンドル操作が介入した場合、走行管理部１は力行指令５Ｄの出力を中断し、必要に応じてブレーキ指令６Ｄを出力する。そして、例えば残走距離が１９ｍ付近で併合車Ａを停止し、再び併合支援運転を開始するときは、乗務員は併合支援開始操作部３を操作すればよい。走行管理部１は、併合支援開始指令１Ｄを受信すると、新たな目標速度として５ｋｍ/ｈを選択し、力行指令５Ｄを出力する。残走距離が７ｍ付近で、新たな目標速度として２ｋｍ/ｈを選択する。行指令５Ｄを中断し、必要に応じてブレーキ指令６Ｄを出力し、２ｋｍ/ｈ付近まで減速する。
【００６６】
以上説明したように、実施の形態２の併合支援システム１００によれば、併合支援運転中にハンドル操作が介入した場合、力行指令５Ｄまたはブレーキ指令６Ｄの出力を中断し、さらに併合支援運転を再開できるように構成しているので、併合支援運転中に乗務員が何らかの原因が発生したことにより、併合車Ａを停止させるような場合において、ハンドル操作が介入したとき、併合支援運転を中断し、乗務員のハンドル操作を優先することができるため、自由度の高い併合支援運転を実現することが可能である。
【００６７】
実施の形態３．
実施の形態３にかかる併合支援システム１００は、併合支援運転中に併合支援装置１５が故障した場合、走行管理部１が備える自己監視回路により併合支援装置１５の故障を検出すると、併合支援装置１５は併合支援装置故障４Ｄを出力し、同時に力行指令５Ｄの出力を中断し、併合支援開始指令１Ｄ、および制限速度情報１４Ｄに依存することなく、併合支援運転を中断するように構成されている。
【００６８】
図１１は、併合支援装置が故障した状態の一例を示す図である。併合支援装置１５は、併合車Ａの併合支援運転を行っている場合において、自己監視回路が故障を検出したとき、走行管理部１は、併合支援装置故障４Ｄを出力するとともに力行指令５Ｄの出力を中断する。
【００６９】
列車保安装置８は、各車両に常用最大ブレーキを出力し、併合車Ａを停止させることが可能である。なお、一旦停止した後に、手動運転により併合作業を再開するように構成してもよい。
【００７０】
以上説明したように、実施の形態３の併合支援システム１００によれば、走行管理部１が併合支援装置故障４Ｄを出力した場合、力行指令５Ｄの出力を中断し、列車保安装置８はブレーキ指令１７Ｄを出力し、併合車Ａを停車するようにしたので、併合支援システム１００による併合支援運転が行えない場合でも、従来の手動運転に切り替えて併合作業を続行することが可能である。
【００７１】
実施の形態４．
実施の形態４にかかる併合支援システム１００は、併合支援運転中に制限速度情報１４Ｄに基づく速度制限パターンを超過した場合に、力行指令５Ｄ、ブレーキ指令６Ｄ、および併合支援開始指令１Ｄに依存することなく、列車保安装置８が非常ブレーキ１３Ｄを出力することができるように構成されている。
【００７２】
図１０は、速度制限パターンを超過した状態の一例を示す図である。列車が併合支援運転またはハンドル操作による手動走行中の場合において、ＡＴＳ地上装置１３から送信された速度情報１４Ｄにより生成された速度制限パターンを超過した場合、走行管理部１は力行指令５Ｄの出力を中断するとともに、列車保安装置８は非常ブレーキ１３Ｄを出力し、併合車Ａを緊急停止させることが可能である。なお、非常ブレーキ１３Ｄによって一旦停止した後に、併合支援開始操作部の操作または手動運転により、運転を再開するように構成してもよい。
【００７３】
以上説明したように、実施の形態４の併合支援システム１００によれば、速度制限パターンを超過した場合、走行管理部１は力行指令５Ｄの出力を中断し、列車保安装置８が非常ブレーキ１３Ｄを出力するようにしたので、例えば併合支援装置１５が故障し、力行指令５Ｄの出力を中断することができない場合など、なんらかの原因により併合車Ａの速度が速度制限パターン超過した場合には、図１０に示されている５ｋｍ/ｈや２ｋｍ/ｈなどの目標速度に関係なく、併合車Ａを緊急停止させることが可能である。
【００７４】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、測距機能を有するミリ波無線伝送装置から得られる車間距離情報に基づき算出された残走距離および目標速度の情報を利用する併合支援システムについて説明したが、実施の形態５では、カメラの撮像データを利用する併合支援システムについて説明する。
【００７５】
図１２は、本発明の実施の形態５にかかる併合支援システムの構成の一例を示す図である。図１２に示す併合支援システム１００は、併合車Ａにおいては、主たる構成部として、併合支援開始操作部３３、表示装置３４、分併装置３７ａ、伝送装置３６ａ、併合支援装置３２、および列車情報管理装置３５ａを有して構成されている。被併合車Ｂにおいては、主たる構成部として、列車情報管理装置３５ｂ、伝送装置３６ｂ、分併装置３７ｂ、連結器３８ｂ、およびカメラ１１を有して構成されている。
【００７６】
併合車Ａにおいて、併合支援開始操作部３３は、併合支援を開始するときに使用するものである。乗務員が併合支援開始操作部３３を操作することにより、併合支援を開始することが可能である。
【００７７】
表示装置１４は、例えば運転台の横に設けられており、カメラ１１の撮像データ３４Ｄを受信し、連結器３８ａの状態を表示することが可能である。撮像データ３４Ｄを表示するタイミングは任意に設定でき、例えば併合運転を開始する前に、連結器３８ａの状態を表示することが可能である。また、表示装置３４に他の映像データ（例えば、併合運転中において、併合車Ａの動きと目標速度を対応させてリアルタイムに表示している場合など）と交互に切り替えることができるように構成してもよい。
【００７８】
分併装置３７ａは、連結器３８ａと連結器３８ｂが連結し、併合車Ａと被併合車Ｂの併合が完了したとき、列車情報管理装置３５ａに併合完了信号３３Ｄを送信することが可能である。分併装置３７ｂは、被併合車Ｂの連結器３８ｂのカバーが外され、併合準備が完了したとき列車情報管理装置３５ｂに併合準備完了信号を送信することが可能である。
【００７９】
被併合車Ｂにおいて、カメラ１１は、被併合車Ｂの先頭車両に併合車Ａに向けて設置されている。併合車Ａの連結器３８ａを撮影しているので、併合車Ａの併合準備が完了したか否かを確認することが可能である。なお、図１２において、カメラ１１は被併合車Ｂのみに設置されているが、併合車Ａも被併合車となりうるため、併合車Ａにも設置してもよい。
【００８０】
列車情報管理装置３５ｂは、分併装置３７ｂから受信したカメラ１１の撮像データ３４Ｄを伝送装置３６ｂに送信することが可能である。伝送装置３６ｂは、撮像データ３４Ｄを変調し、無線信号で伝送装置３６ａに送信することが可能である。伝送装置３６ａおよび伝送装置３６ｂは、撮像データ３４Ｄの帯域を無線方式で伝送できる装置であればよい。
【００８１】
併合車Ａにおいて、伝送装置３６ａは、伝送装置３６ｂから送信された撮像データ３４Ｄを復調し、列車情報管理装置３５ａに伝送することが可能である。列車情報管理装置３５ａは、走行管理部３１から送信された情報を一括管理することが可能である。列車情報管理装置３５ａは、併合支援装置３２が有している走行管理部３１から送信された力行指令５Ｄ、ブレーキ指令６Ｄなどの情報を、図示されていない車両制御装置に送信することより、併合車Ａの加速または減速を制御することが可能である。
【００８２】
なお、図１２において、併合車Ａには列車情報管理装置６ａが一台のみ搭載されているが、列車情報管理装置６ａを各車両に搭載し、車両間に敷設されている伝送路に接続することにより、各車両の列車情報管理装置に、力行指令５Ｄ、ブレーキ指令６Ｄなどの情報を中継するように構成してもよい。また、上述した伝送路は情報伝達の一手段であり、有線方式に限定されるものではない。
【００８３】
次に、撮像データ３４Ｄを受信してから併合運転を開始するまでの動作を説明する。被併合車Ｂの乗務員は、例えば、併合車Ａが所定の位置に接近したときなど、併合運転を開始することができる状態になったと判断した場合に、所定の操作を行うことにより、カメラ３９を起動し、併合車Ａの連結器３８ａの撮影を開始する。なお、併合車Ａが所定の距離に接近したときに自動的に撮影を開始するように構成してもよい。
【００８４】
撮像データ３４Ｄは被併合車Ｂの列車情報管理装置３５ｂを経由し、伝送装置３６ｂに送信される。そして、伝送装置３６ｂにおいて変調された撮像データ３４Ｄは、併合車Ａの伝送装置３６ａに送信され、復調された後、列車情報管理装置３５aに送信される。
【００８５】
撮像データ３４Ｄは、表示装置３４に送信され、乗務員は連結器の状態を確認することが可能である。もし連結器３８ａのカバーが閉じていれば、併合運転を開始しないか、併合運転中であれば途中で併合運転を中断するという判断を行うことが可能である。連結器３８ａのカバーが開放され併合準備が完了していれば、乗務員は併合支援開始操作部３３を操作する。走行管理部３１は、併合支援開始操作部３３から送信された併合開始を示す信号と、被併合車Ｂから送信された併合準備完了信号を受信した場合に、力行指令３１Ｄまたはブレーキ指令３２Ｄを出力し併合運転を開始することが可能である。連結器３８ａと連結器３８ｂが連結したとき、走行管理部３１は併合完了信号３３Ｄを受信し併合支援制御を終了する。またカメラ３９は撮像データ３４Ｄの送信を終了する。
【００８６】
図１３は、撮像データの送信を示すフローチャートである。被併合車Ｂの乗務員が所定の操作を行うことにより、カメラ３９は併合車Ａの連結器３８ａの撮影を開始する。撮像データ３４Ｄは、被併合車Ｂの列車情報管理装置３５ｂを経由し、伝送装置３６ｂに送信される（ステップＳ３０１）。撮像データ３４Ｄは、表示装置３４に送信され、連結器３８ａのカバーが開放していることを確認した乗務員は、併合支援開始操作部３３を操作する。走行管理部３１は、併合支援開始操作を示す信号と、併合準備完了信号を受信した場合、力行指令３１Ｄまたはブレーキ指令３２Ｄを出力し、併合運転を開始する。そして、連結器３８ａと連結器３８ｂが連結し、走行管理部３１が併合完了信号３３Ｄを受信した場合（ステップＳ３０２,Ｙｅｓ）、カメラ３９は撮像データ３４Ｄの送信を終了する（ステップＳ３０３）。
【００８７】
連結器３８ａと連結器３８ｂが連結されず、分併装置３７ａから併合完了信号３３Ｄを受信しない場合（ステップＳ３０２,Ｎｏ）、ステップＳ３０２以降のプロセスを繰り返す。
【００８８】
以上説明したように、実施の形態５の併合支援システム１００によれば、併合車Ａの先頭車両を撮像するカメラ３９を被併合車Ｂに搭載し、カメラ３９の撮像データ３４Ｄを併合車Ａに送信する伝送装置３６ｂと、撮像データ３４Ｄを被併合車Ｂから受信する伝送装置３６ａと、伝送装置３６ａを介して撮像データ３４Ｄを受信する列車情報管理装置３５ａを有し、列車情報管理装置３５ａは、撮像データ３４Ｄを運転席の表示装置１４に送信するようにしたので、併合車Ａの乗務員は併合車Ａの連結器３８ａの状態を確認できるので、係員の合図を待たなくても併合運転を開始することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように、本発明は、列車の併合時における運転を支援する併合支援システムに適用可能であり、特に、併合作業の効率を向上させることができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１，３１ 走行管理部
１ａ，１ｂ 併合支援開始操作ポイント
２ 目標速度記憶部
３，３３ 併合支援開始操作部
４，３４ 表示装置
４ａ，４ｂ ミリ波無線伝送装置
５ 速度発電機
６ａ，６ｂ，３５ａ，３５ｂ 列車情報管理装置
７ａ，７ｂ，３７ａ，３７ｂ 分併装置
８ 列車保安装置
９ ハンドル
１０ａ，１０ｂ，３８ａ，３８ｂ 連結器
１２ ＡＴＳ車上装置
１３ ＡＴＳ地上装置
１５，３２ 併合支援装置
３６ａ，３６ｂ 伝送装置
３９ カメラ
１００ 併合支援システム
Ａ 併合車
Ｂ 被併合車
１Ｄ 併合支援開始指令
２Ｄ，３Ｄ ハンドル操作情報
４Ｄ 併合支援装置故障
５Ｄ，１８Ｄ，３１Ｄ 力行指令
６Ｄ，１７Ｄ，３２Ｄ ブレーキ指令
７Ｄ 車間距離情報
８Ｄ，１１Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄ，２４Ｄ 併合準備完了信号
９Ｄ，１２Ｄ，３３Ｄ 併合完了信号
１０Ｄ 車間距離情報
１３Ｄ 非常ブレーキ
１４Ｄ 制限速度情報
１５Ｄ 速度信号
３４Ｄ 撮像データ
Ｌ１ 補正前の残走距離
Ｌ２ 補正後の残走距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被併合車に搭載され、測距機能を有する第一の伝送装置と、
併合車に搭載され、前記測距機能を有し前記第一の伝送装置から出力される信号に基づいて車間距離情報を出力する第二の伝送装置と、
少なくとも前記併合車に搭載され、力行指令またはブレーキ指令を各車両に送信する列車情報管理装置と、
少なくとも前記併合車に搭載され、速度信号を生成する速度発電機と、
前記車間距離情報と前記速度発電機によって生成された前記併合車の速度信号に基づいて残走距離を演算し、前記残走距離に基づいて前記併合車の目標速度を算出し、前記目標速度に追従するような前記力行指令または前記ブレーキ指令を生成する併合支援装置と、
を備え、
前記併合支援装置は、前記第二の伝送装置を介して前記被併合車側から出力される併合準備完了信号を受信し、かつ、前記併合車側から出力される併合支援開始指令を受信した場合、前記力行指令または前記ブレーキ指令の制御を開始することを特徴とする併合支援システム。
【請求項２】
前記併合支援装置は、ハンドル操作情報を受信した場合、前記力行指令または前記ブレーキ指令の制御を中断し、前記併合支援開始指令を受信したとき、前記力行指令または前記ブレーキ指令の制御を再開することを特徴とする請求項１に記載の併合支援システム。
【請求項３】
前記列車情報管理装置は、前記併合支援装置の故障信号を受信した場合、常用最大ブレーキ指令を出力することを特徴とする請求項１に記載の併合支援システム。
【請求項４】
地上装置から送信される制限速度情報を受信する列車保安装置を備え、
前記制限速度情報を受信した場合、
前記併合支援装置は、前記力行指令または前記ブレーキ指令の制御を中断し、
前記列車保安装置は、非常ブレーキを出力することを特徴とする請求項１に記載の併合支援システム。
【請求項５】
前記列車情報管理装置は、前記併合車および前記被併合車の走行状況がリアルタイムに変化する映像データであって、少なくとも前記目標速度と列車の走行状態とを視覚化した映像データを所定の表示装置に出力することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の併合支援システム。
【請求項６】
被併合車に搭載され、併合車の連結器を撮影するカメラと、
前記カメラの撮像データを前記併合車に送信する第一の伝送装置と、
前記撮像データを前記被併合車から受信する第二の伝送装置と、
前記第二の伝送装置を介して前記撮像データを受信する列車情報管理装置と、
を備え、
前記列車情報管理装置は、前記撮像データを運転席の表示装置に出力することを特徴とする併合支援システム。
【請求項７】
列車の併合支援方法であって、
併合車と被併合車との車間距離を測定する測定ステップと、
前記測定ステップにより測定された車間距離情報を受信する受信ステップと、
前記車間距離情報と前記併合車の速度情報に基づいて残走距離を演算し、当該演算された残走距離の情報に基づいて前記併合車の目標速度を生成する生成ステップと、
前記併合車の走行速度が前記目標速度に追従するように力行指令またはブレーキ指令を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする併合支援方法。
【請求項８】
列車の併合支援方法であって、
カメラによって撮影された併合車の連結器の撮像データを前記併合車に送信する送信ステップと、
前記撮像データを受信する受信ステップと、
前記撮像データを表示装置に出力する出力ステップと、
を含むことを特徴とする併合支援方法。
【請求項１】
被併合車に搭載され、測距機能を有する第一の伝送装置と、
併合車に搭載され、前記測距機能を有し前記第一の伝送装置から出力される信号に基づいて車間距離情報を出力する第二の伝送装置と、
少なくとも前記併合車に搭載され、力行指令またはブレーキ指令を各車両に送信する列車情報管理装置と、
少なくとも前記併合車に搭載され、速度信号を生成する速度発電機と、
前記車間距離情報と前記速度発電機によって生成された前記併合車の速度信号に基づいて残走距離を演算し、前記残走距離に基づいて前記併合車の目標速度を算出し、前記目標速度に追従するような前記力行指令または前記ブレーキ指令を生成する併合支援装置と、
を備え、
前記併合支援装置は、前記第二の伝送装置を介して前記被併合車側から出力される併合準備完了信号を受信し、かつ、前記併合車側から出力される併合支援開始指令を受信した場合、前記力行指令または前記ブレーキ指令の制御を開始することを特徴とする併合支援システム。
【請求項２】
前記併合支援装置は、ハンドル操作情報を受信した場合、前記力行指令または前記ブレーキ指令の制御を中断し、前記併合支援開始指令を受信したとき、前記力行指令または前記ブレーキ指令の制御を再開することを特徴とする請求項１に記載の併合支援システム。
【請求項３】
前記列車情報管理装置は、前記併合支援装置の故障信号を受信した場合、常用最大ブレーキ指令を出力することを特徴とする請求項１に記載の併合支援システム。
【請求項４】
地上装置から送信される制限速度情報を受信する列車保安装置を備え、
前記制限速度情報を受信した場合、
前記併合支援装置は、前記力行指令または前記ブレーキ指令の制御を中断し、
前記列車保安装置は、非常ブレーキを出力することを特徴とする請求項１に記載の併合支援システム。
【請求項５】
前記列車情報管理装置は、前記併合車および前記被併合車の走行状況がリアルタイムに変化する映像データであって、少なくとも前記目標速度と列車の走行状態とを視覚化した映像データを所定の表示装置に出力することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の併合支援システム。
【請求項６】
被併合車に搭載され、併合車の連結器を撮影するカメラと、
前記カメラの撮像データを前記併合車に送信する第一の伝送装置と、
前記撮像データを前記被併合車から受信する第二の伝送装置と、
前記第二の伝送装置を介して前記撮像データを受信する列車情報管理装置と、
を備え、
前記列車情報管理装置は、前記撮像データを運転席の表示装置に出力することを特徴とする併合支援システム。
【請求項７】
列車の併合支援方法であって、
併合車と被併合車との車間距離を測定する測定ステップと、
前記測定ステップにより測定された車間距離情報を受信する受信ステップと、
前記車間距離情報と前記併合車の速度情報に基づいて残走距離を演算し、当該演算された残走距離の情報に基づいて前記併合車の目標速度を生成する生成ステップと、
前記併合車の走行速度が前記目標速度に追従するように力行指令またはブレーキ指令を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする併合支援方法。
【請求項８】
列車の併合支援方法であって、
カメラによって撮影された併合車の連結器の撮像データを前記併合車に送信する送信ステップと、
前記撮像データを受信する受信ステップと、
前記撮像データを表示装置に出力する出力ステップと、
を含むことを特徴とする併合支援方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２５４６６６（Ｐ２０１１−２５４６６６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８２７９（Ｐ２０１０−１２８２７９）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
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