列車の走行管理システム
【課題】強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく所定区間を走行しようとする列車に対してより適格な運転規制を与え得る走行管理システムを提供する。
【解決手段】走行管理システムは、転覆限界風速を得る転覆限界風速評価部と、列車の運転に対する指令を決定し直接的及び／又は間接的に運転規制情報を与え得る列車管理装置へ向けて該指令を送信する指令決定部と、を含む。ここで指令決定部は、外部入力又は予め決定される最低走行速度での転覆限界風速を運転中止風速として運転中止指令を決定する。また、外部入力又は予め決定され且つ最低走行速度よりも速い第１規定走行速度での転覆限界風速を第１基準風速として運転中止風速との風速差が所定値以上である場合、第１基準風速で最低走行速度の徐行として徐行指令を決定する。これらは指令制御部へ与えられて列車の運転を管理する。
【解決手段】走行管理システムは、転覆限界風速を得る転覆限界風速評価部と、列車の運転に対する指令を決定し直接的及び／又は間接的に運転規制情報を与え得る列車管理装置へ向けて該指令を送信する指令決定部と、を含む。ここで指令決定部は、外部入力又は予め決定される最低走行速度での転覆限界風速を運転中止風速として運転中止指令を決定する。また、外部入力又は予め決定され且つ最低走行速度よりも速い第１規定走行速度での転覆限界風速を第１基準風速として運転中止風速との風速差が所定値以上である場合、第１基準風速で最低走行速度の徐行として徐行指令を決定する。これらは指令制御部へ与えられて列車の運転を管理する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する列車の運転を管理するための走行管理システムに関し、特に、強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく所定区間を走行しようとする列車に対して運転規制を与え得る走行管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
走行する列車の運転を管理する各種の走行管理システムが知られている。例えば、自動列車停止装置（ＡＴＳ：Automatic Train Stop）では、列車同士の衝突事故や速度超過による鉄道車両の脱線事故を起こさぬよう、列車の運転者に警報を与えたり、列車のブレーキを強制的に作動させることなどが行われ得る。さらに、自動列車制御装置（ＡＴＣ:Automatic Train Control）では、前方を走行する列車との間隔に応じて、また走行区間の規制速度条件などに応じて、許容される走行速度を列車の運転者に提示したり、列車の走行速度を自動的に制御するなどが行われる。このような走行管理システムにおいて、強風時における鉄道車両の脱線を未然に防ぐべく、所定区間毎に経験的に決定された風速以上を観測すると、該区間を走行しようとする列車に対して走行を抑止又は走行速度を規制するよう運転規制を与える処理を組み込み得る。
【０００３】
ところで、線路上に移動を規制されて走行する鉄道車両において、特に、線路の延びる方向と垂直な方向に吹く風（横風）は、鉄道車両の側面に作用して脱線事故や転覆事故などを引き起こす原因となる。例えば、非特許文献１及び２には、鉄道車両の横風に対する安全性を評価する１つの指標として、横風を受けた鉄道車両が転覆を開始する風速である「転覆限界風速」を定義している。鉄道車両の側面に作用する横風による外力のモーメントは、鉄道車両のばね系を介して車体重心の左右変位及び回転変位を生じさせ、風上側の輪重を減少させる。横風の風速が増すと外力が大きくなって、やがてこの輪重はゼロとなり、さらに風速が増すと鉄道車両は転覆に至るのである。かかる輪重をゼロとする横風の風速を転覆限界風速と定義するのである。
【０００４】
特許文献１では、かかる転覆限界風速を用いて、経験的に決定される強風時の運転規制の安全性を定量的に評価する方法について開示している。風速を階級分けして各階級毎の出現度数確率をワイブル分布に基づいて仮定した上で、転覆限界風速以上の強風に遭遇する確率を算出し、運転規制の安全性について定量的に評価する。これにより、経験的になされる運転規制の妥当性の１つの評価を与え得る。
【０００５】
また、特許文献２では、転覆限界風速を用いて運転規制を与える運行管理方法を開示している。列車の走行区間における周囲の特有の地形を考慮して風速変動特性を求め、最大瞬間風速を予測し、これが転覆限界風速に対して上回る場合に列車に対して走行を抑止又は走行速度を規制する運転規制を与えるのである。転覆限界風速は、あらかじめ列車情報、例えば、車両形式、編成などに対応させてデータベース化され、運行管理の対象とする列車毎に、適宜、データベースから参照される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３０６１１８号公報
【特許文献２】特開２００８−２７５５６８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日比野有、石田弘明「車両の転覆限界風速に関する静的解析法」、鉄道総研報告、第１７巻、第４号、２００３年４月
【非特許文献２】日比野有「風に対する車両の安定性」、鉄道総研報告、第６５巻、第９号、２００８年９月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように、走行管理システムにおいて、強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく、所定区間毎に経験的に決定される風速以上の風が観測されると、該区間を走行しようとする全ての列車に対して走行を抑止又は走行速度を規制する運転規制を与えるようになし得る。ところが、運転規制を与えることとなる風速は所定区間毎に経験的に求められているが、転覆限界風速が鉄道車両の重量や形状によっても異なり得るように、本来、運転規制を与えることとなる風速や運転規制の内容は鉄道車両毎にも異なるはずである。また、運転規制を一律に厳しい方向で与えることで安全性をより高める結果とはなり得るものの、過剰な運転規制は定時運行の妨げとなり、公共交通機関としての使命を考慮すれば、必ずしも好ましいこととは言えない。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく所定区間を走行しようとする列車に対してより適格な運転規制を与え得る走行管理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による運行管理システムは、特定区間を走行する列車の運転を管理するための走行管理システムであって、前記特定区間における前記列車の走行速度に対する転覆限界風速を得る転覆限界風速評価部と、前記特定走行区間を走行しようとする前記列車の運転に対する指令を決定し、前記列車に対して直接的及び／又は間接的に運転規制情報を与え得る列車管理装置へ向けて前記指令を送信する指令決定部と、を含み、前記指令決定部は、外部入力又は予め決定される前記最低走行速度での前記転覆限界風速を運転中止風速として運転中止指令を決定し、及び、外部入力又は予め決定され且つ前記最低走行速度よりも速い第1規定走行速度での前記転覆限界風速を第1基準風速として前記運転中止風速との風速差が所定値以上である場合、前記第1基準風速で前記最低走行速度の徐行として徐行指令を決定し、これらを前記指令制御部へ与えて前記列車の運転を管理することを特徴とする。
【００１１】
かかる発明によれば、強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく、所定区間を走行しようとする列車毎に多段階式の指令からなる運転規制を与え得る。すなわち、列車の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならないよう、きめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００１２】
上記した発明において、前記指令決定部は、外部入力又は予め決定され且つ前記第１規定走行速度よりも速い第２規定走行速度での前記転覆限界風速を第２基準風速として前記第１基準風速との風速差が所定値以上である場合、前記第２基準風速で前記第１規定走行速度の制限行として制限速度指令を決定することを特徴としてもよい。かかる発明によれば、列車の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならないよう、よりきめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００１３】
上記した発明において、前記第１及び前記第２規定走行速度は、予め決定される速度差に基づいてこれを前記最低走行速度に加算して決定されることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、より簡便に多段階式の指令からなる運転規制を決定し得るのである。
【００１４】
本発明による運行管理システムは、特定区間を走行する列車の運転を管理するための走行管理システムであって、前記特定区間における前記列車の走行速度に対する転覆限界風速を得る転覆限界風速評価部と、前記特定走行区間を走行しようとする前記列車の運転に対する指令を決定し、前記列車に対して直接的及び／又は間接的に運転規制情報を与え得る列車管理装置へ向けて前記指令を送信する指令決定部と、を含み、前記指令決定部は、外部入力又は予め決定される最低走行速度での前記転覆限界風速を運転中止風速として運転中止指令を決定し、及び、外部入力又は予め決定され且つ前記運転中止風速よりも大なる第１基準風速に対応する前記走行速度である第１規定走行速度について前記最低走行速度との速度差が所定値以上である場合、前記第１基準風速で前記最低走行速度の徐行として徐行指令を決定し、これらを前記指令制御部へ与えて前記列車の運転を管理することを特徴とする。
【００１５】
かかる発明によれば、強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく、所定区間を走行しようとする列車毎に多段階式の指令からなる運転規制を与え得る。すなわち、列車の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならないよう、きめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００１６】
上記した発明において、前記指令決定部は、外部入力又は予め決定され且つ前記第１基準風速よりも大なる第２基準風速を前記転覆限界風速としてこれに対応する前記走行速度である前記第２規定走行速度について前記第１規定走行速度との速度差が所定値以上である場合、前記第２基準風速で前記第１規定走行速度の制限行として制限速度指令を決定することを特徴としてもよい。かかる発明によれば、列車の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならないよう、よりきめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００１７】
上記した発明において、前記第１及び前記第２基準風速は、予め決定される風速差に基づいてこれを前記運転中止風速に加算して前記第１基準風速に加算して決定されることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、より簡便に多段階式の指令からなる運転規制を決定し得るのである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による走行管理システムを示すブロック図である。
【図２】本発明による走行管理システムにおける走行速度に対する転覆限界風速の評価の手順を示す図である。
【図３】車体形状の分類例を示す図である。
【図４】地上構造物の分類例を示す図である。
【図５】地上構造物の分類例を示す図である。
【図６】地上構造物の分類例を示す図である。
【図７】本発明による走行管理システムにおける運転規制の概念図である。
【図８】本発明による走行管理システムにおける運転規制の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の１つの実施例である走行管理システムについて、図１乃至図８を用いてその詳細を説明する。
【００２０】
図１に示すように、走行管理システム１は、特定区間１００を走行しようとする列車２の運転を管理、すなわち、線路際に設置された信号１０１や列車２の運転台にある車上信号１０２などの表示を介して間接的に列車２に運転中止や徐行の運転規制を与えたり、列車２の駆動制御系を介して運転速度を直接的に抑制させたりし得るシステムである。例えば、特定区間１００の線路沿いに設けられた風速計などのセンサ１０３で観測される風速について、「風速３０ｍ／ｓで運転中止、風速２５ｍ／ｓで２０ｋｍ／ｈで徐行、風速２０ｍ／ｓで９０ｋｍ／ｈで徐行」など、多段階式の指令からなる運転規制を列車２に与え得るのである。これにより、列車２の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならない、きめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００２１】
詳細には、走行管理システム１は、中央制御部１０を含み、これは転覆限界風速評価部１１及び指令決定部１２のプログラムに沿って、適宜、外部入力又は予め決定された各種パラメータを用いて各処理を行い、列車管理装置１４を介して列車２に上記したような指令（運転規制）を与えるのである。
【００２２】
転覆限界風速評価部１１は、選択された特定区間１００における列車２の走行速度に対する転覆限界風速を得るための計算処理部である。一般的に、列車２の走行速度が速いほど横風による転覆の可能性が高まるが、少なくとも転覆限界風速に与える列車２の走行速度の影響をここでは考慮している。転覆限界風速を計算的に得るためのモデルは、これに限られるものではないが、その１つとして、線路（レール）の延びる方向に対して角度を有して吹く風（横風）において、風下側の車輪とレール接触点まわりのモーメントの静的な釣り合いから輪重減少率を求めていく方法を採用し得る。ここで輪重減少率は、平地に静止した車両の輪重の左右平均である静止輪重からの減少量を静止輪重で割った比と定義される。
【００２３】
詳細には、上記した非特許文献１及び２に述べられているが、典型的な剛体の転倒問題に対して、
（１）車両に作用する外力として、横風による空気力、曲線通過時の超過遠心力、車体の左右振動慣性力、
（２）台車のばねのたわみによる車体重心の左右変位、
の以上２点を考慮する。これにより、輪重減少率Ｄは、
【数１】
但し、
【数２】
と表現できる。ここで、
αｕ ；超過遠心加速度［m/s2］
αｙ ；車体左右振動加速度［m/s2］
Ｆｓ ；横風による横力［N］
ｈＧ＊ ；有効車両重心高さ［m］
ｈＢＣ＊ ；有効風圧中心高さ［m］
ｈＧＴ ；台車重心高さ［m］
ｍＢ ；半車体質量［kg］
ｍＴ ；台車質量［kg］
２ｂ ；車輪／レール接触点間距離［m］
ｇ ；重力加速度［m/s2］
ＣＳ ；空気力係数
ρ ；空気密度［kg/m３］
ｕ ；風速［m/s］
Ｓ ；半車体側面積［m2］
である。すなわち、
輪重減少率Ｄ＝（超過遠心力の影響項）＋（左右振動慣性力の影響項）＋（横風による空気力の影響項）
であって、輪重減少率Ｄは、超過遠心力の影響項、左右振動慣性力の影響項、及び、横風による空気力の影響項の３つの影響項の線形和で表現され得るのである。
【００２４】
図２に示すように、上記した計算モデルでは、特定区間１００を選択（Ｓ１１）することで線形及び走行条件を決定（Ｓ１２）でき、一方、特定区間１００を走行する管理対象の列車２を選択（Ｓ２１）することで車両諸元を決定（Ｓ２２）できる。これらから、上記した輪重減少率Ｄの式における第１の影響項である超過遠心力の評価（Ｓ３１）、及び、同式の第２の影響項である左右振動慣性力の評価（Ｓ３２）を与え得る。また、特定区間１００を選択（Ｓ１１）したことで、地上構造物形状を決定（Ｓ１３）でき、一方、特定区間１００を走行する管理対象の列車２を選択（Ｓ２１）したことで、車体形状を決定（Ｓ２３）できる。これらから、輪重減少率Ｄの式の第３の影響項である空気力の評価（Ｓ３３）を与え得る。その上で、輪重減少率Ｄの式において、Ｄ＝１のとき、すなわち、風上側の輪重がゼロとなるとき、同式の第３の影響項である空気力の影響項に含まれる風速ｕを転覆限界風速として求め得る（Ｓ４１）。
【００２５】
なお、線形及び走行条件の決定（Ｓ１２）において、「線形」は、大きく分けて走行区間の平面線形及び縦断面線形に関連し、例えば、曲線路の曲率の程度（直線路の場合は曲率ゼロとする。）、勾配の程度、カントにおける内側線路と外側線路の高低差の程度などの数値データである。また、「走行条件」は、列車の走行速度に関連し、例えば、許容最高走行速度などの数値データである。
【００２６】
また、車両諸元の決定（Ｓ２２）において、「車両諸元」は、列車の車両編成及び各車両の諸元、例えば、車両重量、台車重量、静止輪重、車両重心高さなどに関する数値データである。
【００２７】
上記輪重減少率Ｄの式からの転覆限界風速を列車２の走行速度に対応させて算出する１つの方法として、いくつかのパラメータの仮定を与えることが好ましい。例えば、線形及び走行条件の決定（Ｓ１２）及び車両諸元の決定（Ｓ２２）により得られる車両重心高さｈＧ及び風圧重心高さｈＢＣからそれぞれ有効車両重心高さｈＧ＊及び有効風圧中心高さｈＢＣ＊を仮定する。また、車体中心高さから風圧中心高さｈＢＣ＊を仮定する。空気力係数ＣＳ、及び、左右振動加速度αｙについては、経験的仮定に加え実験的な仮定をも与え得る。これにより転覆限界風速を容易に求められるのである。
【００２８】
ところで、輪重減少率Ｄの式において、第３の影響項である空気力の影響項の寄与は他の影響項に比べて大きくなるが、故に、空気力係数ＣＳの決定の影響が輪重減少率Ｄに相対的に大きく寄与する。ここでは、空気力係数ＣＳの算出方法として、列車２の走行を加味した上で、風が車体側面にどのように吹き付けるかの計算を行って、及び／又は、風洞試験による模型試験結果を行って算出する。
【００２９】
この空気力係数ＣＳの算出において、列車２の車体断面形状を図３（ａ）〜（ｅ）に示すような５種類に単純化して分類することで、計算及び／又は模型試験を典型化できる。また、特定区間１００の地上構造物についても、図４のような盛り土、図５のような複線高架橋、図６のような単線橋梁などに単純化して分類し、計算及び／又は模型試験を典型化できる。特に、図５の複線高架橋及び図６の単線橋梁では、桁の厚みＸを考慮することで、空気力係数ＣＳの算出をより容易に且つ実用的に典型化できる。
【００３０】
つまり、車体形状の決定（Ｓ２３）では、列車２の車体形状を図３（ａ）〜（ｅ）の車体断面形状から選択できるように外部入力を求め、若しくは、予め選択しておく。また、地上構造物形状の決定（Ｓ１３）では、特定区間１００の地上構造物形状を図４〜図６の地上構造物形状から選択できるように外部入力を求め、若しくは、予め選択しておく。かかる典型分類を用いることで、空気力の評価（Ｓ３３）における空気力係数ＣＳの算出を典型化且つ容易化できて、結果として、転覆限界風速の評価（Ｓ４１）を容易に出来るのである。
【００３１】
また、更なる例として、上記した非特許文献２にも述べられているように、風下側の車輪／レール接触点まわりのモーメントの静的な釣り合いから輪重減少率Ｄを求めるにあたって、
（１）車体重心の変位量については、ばね系モデルを導入し、台車の構造に応じた、例えば、台車のストッパ当たりの有無などを判別しながら、ポテンシャルエネルギーの釣り合いからに左右変位とロール変位を求める。
（２）空気力については、横力、揚力、ローリングモーメントを考慮し、空気力係数及び風圧中心高さに風洞試験による結果を用いる。
（３）車両の走行速度に応じて風向角及び風速を補正する。
（４）左右振動加速度については、実測値若しくは走行速度に比例し最高速度で、０．９８［m/s2］となる一次式を仮定する。
ことができる。これによれば、車体形状の影響、台車構造の影響、走行速度の影響、空気力の風向角依存性などの影響を更に詳細に評価し得る。
【００３２】
次に、指令決定部１２は、転覆限界風速評価部１１で得られた特定区間１００における列車２の走行速度に対する転覆限界風速をもとに、列車２に与えるべき指令を決定するための計算処理部である。
【００３３】
まず、特定区間１００の走行における最低走行速度Ｖｍｉｎ、及び、単数又は複数の規定走行速度Ｖｎ（ｎ＝１，２，３…、Ｖｎ＋１＞Ｖｎ）を外部入力又は予め決定しておいた値を用いて定める。なお、規定走行速度ＶｎとＶｎ＋１との間の差ΔＶを外部入力又は予め決定しておいて、規定走行速度Ｖｎ＝最低走行速度Ｖｍｉｎ＋ｎ×ΔＶの関係式によって求めることとしてもよい。
【００３４】
図７には、走行速度に対する転覆限界風速を実線５０として模式的に示した。一般的には、実線５０は単調減少を示す。まず、最低走行速度Ｖｍｉｎのときの転覆限界風速はｖｍｉｎで示される。同様に、走行速度Ｖ１、Ｖ２、及び、Ｖ３のときの転覆限界風速は、それぞれｖ１、ｖ２、及び、ｖ３で示される。すなわち、風速がＶｍであっても、走行速度ｖｍで同区間を走行すれば転覆の危険性が少ないことを表している。かかる場合、風速ｖｍｉｎを観測されると運転中止、風速ｖ１を観測されるとＶｍｉｎで徐行（図中の○印５１が対応）、風速ｖ２を観測されるとＶ１で徐行（図中の○印５２が対応）、風速ｖ３を観測されるとＶ２で徐行（図中の○印５３が対応）の指令となる。なお、指令に当たっては、安全率を確保して、観測される風速ｖｍｉｎ、ｖ１、ｖ２を小さく、また規定走行速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を小さめにしてもよい。
【００３５】
ここで、実線５０の勾配が小さいとき、すなわち走行速度に対する転覆限界風速の変化の小さいときや、Ｖｍｉｎ、Ｖ１、Ｖ２、及び、Ｖ３の間隔が小さいとき、ｖｍｉｎとｖ１、ｖ１とｖ２、ｖ２とｖ３の間の差が小さくなり、観測される風速により頻繁に指令の変更を行うこととなる。かかる場合は、ｖｍｉｎとｖ１、ｖ１とｖ２、ｖ２とｖ３の間の差が所定値に達しない場合の走行速度Ｖｍと風速ｖｍの組み合わせを省略することが好ましい。すなわち、例えば、ｖ１とｖ２の間の差が所定値よりも小さい場合、走行速度と転覆限界風速との組み合わせについて、Ｖｍｉｎとｖｍｉｎ、Ｖ１とｖ１、及び、Ｖ３とｖ３を採用する。かかる場合、風速ｖｍｉｎを観測されると運転中止、風速ｖ１を観測されるとＶｍｉｎで徐行、風速ｖ３を観測されるとＶ１で徐行の指令となる。
【００３６】
更に、図８は、特定区間１００が曲線路である場合の走行速度に対する転覆限界風速の典型例である。列車２が曲線路の内側に転覆し得る場合（内方転覆）と外側に転覆し得る場合（外方転覆）とのそれぞれについて、転覆限界風速を走行速度に対して表した。ここで内方転覆する転覆限界風速は、外方転覆する転覆限界風速と比較して、走行速度の遅い場合に小さく、走行速度の速い場合に大きくなる。すなわち、走行速度が速いと遠心力が寄与して外方転覆しやすくなるためである。
【００３７】
あらかじめ定めた最低走行速度Ｖｍｉｎが２０［km/ｈ］のとき、内方転覆し得る転覆限界風速は３０［m/s］である。次に、あらかじめ定めた規定走行速度Ｖ１が５０［km/ｈ］のとき、内方転覆し得る転覆限界風速は２５［m/s］である。また、あらかじめ定めた第２の規定走行速度Ｖ２が８０［km/ｈ］のとき、外方転覆し得る転覆限界風速は２０［m/s］である。なお、内方転覆し得る転覆限界風速は２３［m/s］であり、内方転覆若しくは外方転覆のうちの小さい方の転覆限界風速を採用する。かかる場合、風速３０ｍ／ｓで運転中止、風速２５ｍ／ｓで２０ｋｍ／ｈで徐行、風速２０ｍ／ｓで５０ｋｍ／ｈで徐行の指令となる。
【００３８】
列車管理装置１４は、図１を併せて参照すると、特定区間１００の線路沿いに設けられた風速計などのセンサ１０３で観測される風速について逐次情報を収集し、特定区間１００を走行しようとする列車２を特定し、この運転を管理することとなると、上記した転覆限界風速評価部１１及び指令決定部１２により得られる指令に基づいて、適宜、列車２に運転規制を与える。運転規制は、観測された風速に基づいた指令について、線路際に設置された信号１０１や列車２の運転台にある車上信号１０２などの表示を介して間接的に列車２に運転中止や徐行の運転規制を与えたり、列車２の駆動制御系を介して運転速度を直接的に抑制させたりし得る。
【００３９】
なお、風速に関して、ｖｍｉｎ、ｖ１、ｖ２、及び、ｖ３を外部入力又は予め決定しておいて、これらから上記したと同様に、対応する規定走行速度Ｖｍｉｎ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を決定してもよい。かかる場合も、走行速度Ｖ１、Ｖ２、及び、Ｖ３のときの転覆限界風速がそれぞれｖ１、ｖ２、及び、ｖ３で示され、運転規制等を与えることが出来るのである。
【００４０】
上記した実施例によれば、強風時における脱線を防止すべく、所定区間１００を走行しようとする列車２に多段階式の指令からなる運転規制を与え得る。すなわち、列車２の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならないよう、きめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００４１】
ここまで本発明による代表的実施例及びこれに基づく変形例を説明したが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した請求項の範囲を逸脱することなく種々の代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。
【符号の説明】
【００４２】
２ 列車
１１ 転覆限界風速評価部
１２ 指令決定部
１４ 列車管理装置
１００ 特定区間
１０１ 信号
１０２ 車上信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する列車の運転を管理するための走行管理システムに関し、特に、強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく所定区間を走行しようとする列車に対して運転規制を与え得る走行管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
走行する列車の運転を管理する各種の走行管理システムが知られている。例えば、自動列車停止装置（ＡＴＳ：Automatic Train Stop）では、列車同士の衝突事故や速度超過による鉄道車両の脱線事故を起こさぬよう、列車の運転者に警報を与えたり、列車のブレーキを強制的に作動させることなどが行われ得る。さらに、自動列車制御装置（ＡＴＣ:Automatic Train Control）では、前方を走行する列車との間隔に応じて、また走行区間の規制速度条件などに応じて、許容される走行速度を列車の運転者に提示したり、列車の走行速度を自動的に制御するなどが行われる。このような走行管理システムにおいて、強風時における鉄道車両の脱線を未然に防ぐべく、所定区間毎に経験的に決定された風速以上を観測すると、該区間を走行しようとする列車に対して走行を抑止又は走行速度を規制するよう運転規制を与える処理を組み込み得る。
【０００３】
ところで、線路上に移動を規制されて走行する鉄道車両において、特に、線路の延びる方向と垂直な方向に吹く風（横風）は、鉄道車両の側面に作用して脱線事故や転覆事故などを引き起こす原因となる。例えば、非特許文献１及び２には、鉄道車両の横風に対する安全性を評価する１つの指標として、横風を受けた鉄道車両が転覆を開始する風速である「転覆限界風速」を定義している。鉄道車両の側面に作用する横風による外力のモーメントは、鉄道車両のばね系を介して車体重心の左右変位及び回転変位を生じさせ、風上側の輪重を減少させる。横風の風速が増すと外力が大きくなって、やがてこの輪重はゼロとなり、さらに風速が増すと鉄道車両は転覆に至るのである。かかる輪重をゼロとする横風の風速を転覆限界風速と定義するのである。
【０００４】
特許文献１では、かかる転覆限界風速を用いて、経験的に決定される強風時の運転規制の安全性を定量的に評価する方法について開示している。風速を階級分けして各階級毎の出現度数確率をワイブル分布に基づいて仮定した上で、転覆限界風速以上の強風に遭遇する確率を算出し、運転規制の安全性について定量的に評価する。これにより、経験的になされる運転規制の妥当性の１つの評価を与え得る。
【０００５】
また、特許文献２では、転覆限界風速を用いて運転規制を与える運行管理方法を開示している。列車の走行区間における周囲の特有の地形を考慮して風速変動特性を求め、最大瞬間風速を予測し、これが転覆限界風速に対して上回る場合に列車に対して走行を抑止又は走行速度を規制する運転規制を与えるのである。転覆限界風速は、あらかじめ列車情報、例えば、車両形式、編成などに対応させてデータベース化され、運行管理の対象とする列車毎に、適宜、データベースから参照される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３０６１１８号公報
【特許文献２】特開２００８−２７５５６８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日比野有、石田弘明「車両の転覆限界風速に関する静的解析法」、鉄道総研報告、第１７巻、第４号、２００３年４月
【非特許文献２】日比野有「風に対する車両の安定性」、鉄道総研報告、第６５巻、第９号、２００８年９月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように、走行管理システムにおいて、強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく、所定区間毎に経験的に決定される風速以上の風が観測されると、該区間を走行しようとする全ての列車に対して走行を抑止又は走行速度を規制する運転規制を与えるようになし得る。ところが、運転規制を与えることとなる風速は所定区間毎に経験的に求められているが、転覆限界風速が鉄道車両の重量や形状によっても異なり得るように、本来、運転規制を与えることとなる風速や運転規制の内容は鉄道車両毎にも異なるはずである。また、運転規制を一律に厳しい方向で与えることで安全性をより高める結果とはなり得るものの、過剰な運転規制は定時運行の妨げとなり、公共交通機関としての使命を考慮すれば、必ずしも好ましいこととは言えない。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく所定区間を走行しようとする列車に対してより適格な運転規制を与え得る走行管理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による運行管理システムは、特定区間を走行する列車の運転を管理するための走行管理システムであって、前記特定区間における前記列車の走行速度に対する転覆限界風速を得る転覆限界風速評価部と、前記特定走行区間を走行しようとする前記列車の運転に対する指令を決定し、前記列車に対して直接的及び／又は間接的に運転規制情報を与え得る列車管理装置へ向けて前記指令を送信する指令決定部と、を含み、前記指令決定部は、外部入力又は予め決定される前記最低走行速度での前記転覆限界風速を運転中止風速として運転中止指令を決定し、及び、外部入力又は予め決定され且つ前記最低走行速度よりも速い第1規定走行速度での前記転覆限界風速を第1基準風速として前記運転中止風速との風速差が所定値以上である場合、前記第1基準風速で前記最低走行速度の徐行として徐行指令を決定し、これらを前記指令制御部へ与えて前記列車の運転を管理することを特徴とする。
【００１１】
かかる発明によれば、強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく、所定区間を走行しようとする列車毎に多段階式の指令からなる運転規制を与え得る。すなわち、列車の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならないよう、きめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００１２】
上記した発明において、前記指令決定部は、外部入力又は予め決定され且つ前記第１規定走行速度よりも速い第２規定走行速度での前記転覆限界風速を第２基準風速として前記第１基準風速との風速差が所定値以上である場合、前記第２基準風速で前記第１規定走行速度の制限行として制限速度指令を決定することを特徴としてもよい。かかる発明によれば、列車の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならないよう、よりきめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００１３】
上記した発明において、前記第１及び前記第２規定走行速度は、予め決定される速度差に基づいてこれを前記最低走行速度に加算して決定されることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、より簡便に多段階式の指令からなる運転規制を決定し得るのである。
【００１４】
本発明による運行管理システムは、特定区間を走行する列車の運転を管理するための走行管理システムであって、前記特定区間における前記列車の走行速度に対する転覆限界風速を得る転覆限界風速評価部と、前記特定走行区間を走行しようとする前記列車の運転に対する指令を決定し、前記列車に対して直接的及び／又は間接的に運転規制情報を与え得る列車管理装置へ向けて前記指令を送信する指令決定部と、を含み、前記指令決定部は、外部入力又は予め決定される最低走行速度での前記転覆限界風速を運転中止風速として運転中止指令を決定し、及び、外部入力又は予め決定され且つ前記運転中止風速よりも大なる第１基準風速に対応する前記走行速度である第１規定走行速度について前記最低走行速度との速度差が所定値以上である場合、前記第１基準風速で前記最低走行速度の徐行として徐行指令を決定し、これらを前記指令制御部へ与えて前記列車の運転を管理することを特徴とする。
【００１５】
かかる発明によれば、強風時における鉄道車両の脱線を防止すべく、所定区間を走行しようとする列車毎に多段階式の指令からなる運転規制を与え得る。すなわち、列車の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならないよう、きめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００１６】
上記した発明において、前記指令決定部は、外部入力又は予め決定され且つ前記第１基準風速よりも大なる第２基準風速を前記転覆限界風速としてこれに対応する前記走行速度である前記第２規定走行速度について前記第１規定走行速度との速度差が所定値以上である場合、前記第２基準風速で前記第１規定走行速度の制限行として制限速度指令を決定することを特徴としてもよい。かかる発明によれば、列車の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならないよう、よりきめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００１７】
上記した発明において、前記第１及び前記第２基準風速は、予め決定される風速差に基づいてこれを前記運転中止風速に加算して前記第１基準風速に加算して決定されることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、より簡便に多段階式の指令からなる運転規制を決定し得るのである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による走行管理システムを示すブロック図である。
【図２】本発明による走行管理システムにおける走行速度に対する転覆限界風速の評価の手順を示す図である。
【図３】車体形状の分類例を示す図である。
【図４】地上構造物の分類例を示す図である。
【図５】地上構造物の分類例を示す図である。
【図６】地上構造物の分類例を示す図である。
【図７】本発明による走行管理システムにおける運転規制の概念図である。
【図８】本発明による走行管理システムにおける運転規制の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の１つの実施例である走行管理システムについて、図１乃至図８を用いてその詳細を説明する。
【００２０】
図１に示すように、走行管理システム１は、特定区間１００を走行しようとする列車２の運転を管理、すなわち、線路際に設置された信号１０１や列車２の運転台にある車上信号１０２などの表示を介して間接的に列車２に運転中止や徐行の運転規制を与えたり、列車２の駆動制御系を介して運転速度を直接的に抑制させたりし得るシステムである。例えば、特定区間１００の線路沿いに設けられた風速計などのセンサ１０３で観測される風速について、「風速３０ｍ／ｓで運転中止、風速２５ｍ／ｓで２０ｋｍ／ｈで徐行、風速２０ｍ／ｓで９０ｋｍ／ｈで徐行」など、多段階式の指令からなる運転規制を列車２に与え得るのである。これにより、列車２の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならない、きめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００２１】
詳細には、走行管理システム１は、中央制御部１０を含み、これは転覆限界風速評価部１１及び指令決定部１２のプログラムに沿って、適宜、外部入力又は予め決定された各種パラメータを用いて各処理を行い、列車管理装置１４を介して列車２に上記したような指令（運転規制）を与えるのである。
【００２２】
転覆限界風速評価部１１は、選択された特定区間１００における列車２の走行速度に対する転覆限界風速を得るための計算処理部である。一般的に、列車２の走行速度が速いほど横風による転覆の可能性が高まるが、少なくとも転覆限界風速に与える列車２の走行速度の影響をここでは考慮している。転覆限界風速を計算的に得るためのモデルは、これに限られるものではないが、その１つとして、線路（レール）の延びる方向に対して角度を有して吹く風（横風）において、風下側の車輪とレール接触点まわりのモーメントの静的な釣り合いから輪重減少率を求めていく方法を採用し得る。ここで輪重減少率は、平地に静止した車両の輪重の左右平均である静止輪重からの減少量を静止輪重で割った比と定義される。
【００２３】
詳細には、上記した非特許文献１及び２に述べられているが、典型的な剛体の転倒問題に対して、
（１）車両に作用する外力として、横風による空気力、曲線通過時の超過遠心力、車体の左右振動慣性力、
（２）台車のばねのたわみによる車体重心の左右変位、
の以上２点を考慮する。これにより、輪重減少率Ｄは、
【数１】
但し、
【数２】
と表現できる。ここで、
αｕ ；超過遠心加速度［m/s2］
αｙ ；車体左右振動加速度［m/s2］
Ｆｓ ；横風による横力［N］
ｈＧ＊ ；有効車両重心高さ［m］
ｈＢＣ＊ ；有効風圧中心高さ［m］
ｈＧＴ ；台車重心高さ［m］
ｍＢ ；半車体質量［kg］
ｍＴ ；台車質量［kg］
２ｂ ；車輪／レール接触点間距離［m］
ｇ ；重力加速度［m/s2］
ＣＳ ；空気力係数
ρ ；空気密度［kg/m３］
ｕ ；風速［m/s］
Ｓ ；半車体側面積［m2］
である。すなわち、
輪重減少率Ｄ＝（超過遠心力の影響項）＋（左右振動慣性力の影響項）＋（横風による空気力の影響項）
であって、輪重減少率Ｄは、超過遠心力の影響項、左右振動慣性力の影響項、及び、横風による空気力の影響項の３つの影響項の線形和で表現され得るのである。
【００２４】
図２に示すように、上記した計算モデルでは、特定区間１００を選択（Ｓ１１）することで線形及び走行条件を決定（Ｓ１２）でき、一方、特定区間１００を走行する管理対象の列車２を選択（Ｓ２１）することで車両諸元を決定（Ｓ２２）できる。これらから、上記した輪重減少率Ｄの式における第１の影響項である超過遠心力の評価（Ｓ３１）、及び、同式の第２の影響項である左右振動慣性力の評価（Ｓ３２）を与え得る。また、特定区間１００を選択（Ｓ１１）したことで、地上構造物形状を決定（Ｓ１３）でき、一方、特定区間１００を走行する管理対象の列車２を選択（Ｓ２１）したことで、車体形状を決定（Ｓ２３）できる。これらから、輪重減少率Ｄの式の第３の影響項である空気力の評価（Ｓ３３）を与え得る。その上で、輪重減少率Ｄの式において、Ｄ＝１のとき、すなわち、風上側の輪重がゼロとなるとき、同式の第３の影響項である空気力の影響項に含まれる風速ｕを転覆限界風速として求め得る（Ｓ４１）。
【００２５】
なお、線形及び走行条件の決定（Ｓ１２）において、「線形」は、大きく分けて走行区間の平面線形及び縦断面線形に関連し、例えば、曲線路の曲率の程度（直線路の場合は曲率ゼロとする。）、勾配の程度、カントにおける内側線路と外側線路の高低差の程度などの数値データである。また、「走行条件」は、列車の走行速度に関連し、例えば、許容最高走行速度などの数値データである。
【００２６】
また、車両諸元の決定（Ｓ２２）において、「車両諸元」は、列車の車両編成及び各車両の諸元、例えば、車両重量、台車重量、静止輪重、車両重心高さなどに関する数値データである。
【００２７】
上記輪重減少率Ｄの式からの転覆限界風速を列車２の走行速度に対応させて算出する１つの方法として、いくつかのパラメータの仮定を与えることが好ましい。例えば、線形及び走行条件の決定（Ｓ１２）及び車両諸元の決定（Ｓ２２）により得られる車両重心高さｈＧ及び風圧重心高さｈＢＣからそれぞれ有効車両重心高さｈＧ＊及び有効風圧中心高さｈＢＣ＊を仮定する。また、車体中心高さから風圧中心高さｈＢＣ＊を仮定する。空気力係数ＣＳ、及び、左右振動加速度αｙについては、経験的仮定に加え実験的な仮定をも与え得る。これにより転覆限界風速を容易に求められるのである。
【００２８】
ところで、輪重減少率Ｄの式において、第３の影響項である空気力の影響項の寄与は他の影響項に比べて大きくなるが、故に、空気力係数ＣＳの決定の影響が輪重減少率Ｄに相対的に大きく寄与する。ここでは、空気力係数ＣＳの算出方法として、列車２の走行を加味した上で、風が車体側面にどのように吹き付けるかの計算を行って、及び／又は、風洞試験による模型試験結果を行って算出する。
【００２９】
この空気力係数ＣＳの算出において、列車２の車体断面形状を図３（ａ）〜（ｅ）に示すような５種類に単純化して分類することで、計算及び／又は模型試験を典型化できる。また、特定区間１００の地上構造物についても、図４のような盛り土、図５のような複線高架橋、図６のような単線橋梁などに単純化して分類し、計算及び／又は模型試験を典型化できる。特に、図５の複線高架橋及び図６の単線橋梁では、桁の厚みＸを考慮することで、空気力係数ＣＳの算出をより容易に且つ実用的に典型化できる。
【００３０】
つまり、車体形状の決定（Ｓ２３）では、列車２の車体形状を図３（ａ）〜（ｅ）の車体断面形状から選択できるように外部入力を求め、若しくは、予め選択しておく。また、地上構造物形状の決定（Ｓ１３）では、特定区間１００の地上構造物形状を図４〜図６の地上構造物形状から選択できるように外部入力を求め、若しくは、予め選択しておく。かかる典型分類を用いることで、空気力の評価（Ｓ３３）における空気力係数ＣＳの算出を典型化且つ容易化できて、結果として、転覆限界風速の評価（Ｓ４１）を容易に出来るのである。
【００３１】
また、更なる例として、上記した非特許文献２にも述べられているように、風下側の車輪／レール接触点まわりのモーメントの静的な釣り合いから輪重減少率Ｄを求めるにあたって、
（１）車体重心の変位量については、ばね系モデルを導入し、台車の構造に応じた、例えば、台車のストッパ当たりの有無などを判別しながら、ポテンシャルエネルギーの釣り合いからに左右変位とロール変位を求める。
（２）空気力については、横力、揚力、ローリングモーメントを考慮し、空気力係数及び風圧中心高さに風洞試験による結果を用いる。
（３）車両の走行速度に応じて風向角及び風速を補正する。
（４）左右振動加速度については、実測値若しくは走行速度に比例し最高速度で、０．９８［m/s2］となる一次式を仮定する。
ことができる。これによれば、車体形状の影響、台車構造の影響、走行速度の影響、空気力の風向角依存性などの影響を更に詳細に評価し得る。
【００３２】
次に、指令決定部１２は、転覆限界風速評価部１１で得られた特定区間１００における列車２の走行速度に対する転覆限界風速をもとに、列車２に与えるべき指令を決定するための計算処理部である。
【００３３】
まず、特定区間１００の走行における最低走行速度Ｖｍｉｎ、及び、単数又は複数の規定走行速度Ｖｎ（ｎ＝１，２，３…、Ｖｎ＋１＞Ｖｎ）を外部入力又は予め決定しておいた値を用いて定める。なお、規定走行速度ＶｎとＶｎ＋１との間の差ΔＶを外部入力又は予め決定しておいて、規定走行速度Ｖｎ＝最低走行速度Ｖｍｉｎ＋ｎ×ΔＶの関係式によって求めることとしてもよい。
【００３４】
図７には、走行速度に対する転覆限界風速を実線５０として模式的に示した。一般的には、実線５０は単調減少を示す。まず、最低走行速度Ｖｍｉｎのときの転覆限界風速はｖｍｉｎで示される。同様に、走行速度Ｖ１、Ｖ２、及び、Ｖ３のときの転覆限界風速は、それぞれｖ１、ｖ２、及び、ｖ３で示される。すなわち、風速がＶｍであっても、走行速度ｖｍで同区間を走行すれば転覆の危険性が少ないことを表している。かかる場合、風速ｖｍｉｎを観測されると運転中止、風速ｖ１を観測されるとＶｍｉｎで徐行（図中の○印５１が対応）、風速ｖ２を観測されるとＶ１で徐行（図中の○印５２が対応）、風速ｖ３を観測されるとＶ２で徐行（図中の○印５３が対応）の指令となる。なお、指令に当たっては、安全率を確保して、観測される風速ｖｍｉｎ、ｖ１、ｖ２を小さく、また規定走行速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を小さめにしてもよい。
【００３５】
ここで、実線５０の勾配が小さいとき、すなわち走行速度に対する転覆限界風速の変化の小さいときや、Ｖｍｉｎ、Ｖ１、Ｖ２、及び、Ｖ３の間隔が小さいとき、ｖｍｉｎとｖ１、ｖ１とｖ２、ｖ２とｖ３の間の差が小さくなり、観測される風速により頻繁に指令の変更を行うこととなる。かかる場合は、ｖｍｉｎとｖ１、ｖ１とｖ２、ｖ２とｖ３の間の差が所定値に達しない場合の走行速度Ｖｍと風速ｖｍの組み合わせを省略することが好ましい。すなわち、例えば、ｖ１とｖ２の間の差が所定値よりも小さい場合、走行速度と転覆限界風速との組み合わせについて、Ｖｍｉｎとｖｍｉｎ、Ｖ１とｖ１、及び、Ｖ３とｖ３を採用する。かかる場合、風速ｖｍｉｎを観測されると運転中止、風速ｖ１を観測されるとＶｍｉｎで徐行、風速ｖ３を観測されるとＶ１で徐行の指令となる。
【００３６】
更に、図８は、特定区間１００が曲線路である場合の走行速度に対する転覆限界風速の典型例である。列車２が曲線路の内側に転覆し得る場合（内方転覆）と外側に転覆し得る場合（外方転覆）とのそれぞれについて、転覆限界風速を走行速度に対して表した。ここで内方転覆する転覆限界風速は、外方転覆する転覆限界風速と比較して、走行速度の遅い場合に小さく、走行速度の速い場合に大きくなる。すなわち、走行速度が速いと遠心力が寄与して外方転覆しやすくなるためである。
【００３７】
あらかじめ定めた最低走行速度Ｖｍｉｎが２０［km/ｈ］のとき、内方転覆し得る転覆限界風速は３０［m/s］である。次に、あらかじめ定めた規定走行速度Ｖ１が５０［km/ｈ］のとき、内方転覆し得る転覆限界風速は２５［m/s］である。また、あらかじめ定めた第２の規定走行速度Ｖ２が８０［km/ｈ］のとき、外方転覆し得る転覆限界風速は２０［m/s］である。なお、内方転覆し得る転覆限界風速は２３［m/s］であり、内方転覆若しくは外方転覆のうちの小さい方の転覆限界風速を採用する。かかる場合、風速３０ｍ／ｓで運転中止、風速２５ｍ／ｓで２０ｋｍ／ｈで徐行、風速２０ｍ／ｓで５０ｋｍ／ｈで徐行の指令となる。
【００３８】
列車管理装置１４は、図１を併せて参照すると、特定区間１００の線路沿いに設けられた風速計などのセンサ１０３で観測される風速について逐次情報を収集し、特定区間１００を走行しようとする列車２を特定し、この運転を管理することとなると、上記した転覆限界風速評価部１１及び指令決定部１２により得られる指令に基づいて、適宜、列車２に運転規制を与える。運転規制は、観測された風速に基づいた指令について、線路際に設置された信号１０１や列車２の運転台にある車上信号１０２などの表示を介して間接的に列車２に運転中止や徐行の運転規制を与えたり、列車２の駆動制御系を介して運転速度を直接的に抑制させたりし得る。
【００３９】
なお、風速に関して、ｖｍｉｎ、ｖ１、ｖ２、及び、ｖ３を外部入力又は予め決定しておいて、これらから上記したと同様に、対応する規定走行速度Ｖｍｉｎ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を決定してもよい。かかる場合も、走行速度Ｖ１、Ｖ２、及び、Ｖ３のときの転覆限界風速がそれぞれｖ１、ｖ２、及び、ｖ３で示され、運転規制等を与えることが出来るのである。
【００４０】
上記した実施例によれば、強風時における脱線を防止すべく、所定区間１００を走行しようとする列車２に多段階式の指令からなる運転規制を与え得る。すなわち、列車２の運転の安全性を損なうことなく、一方で、過剰な運転規制とならないよう、きめ細かな運転規制を与え得るのである。
【００４１】
ここまで本発明による代表的実施例及びこれに基づく変形例を説明したが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した請求項の範囲を逸脱することなく種々の代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。
【符号の説明】
【００４２】
２ 列車
１１ 転覆限界風速評価部
１２ 指令決定部
１４ 列車管理装置
１００ 特定区間
１０１ 信号
１０２ 車上信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定区間を走行する列車の運転を管理するための走行管理システムであって、
前記特定区間における前記列車の走行速度に対する転覆限界風速を得る転覆限界風速評価部と、
前記特定走行区間を走行しようとする前記列車の運転に対する指令を決定し、前記列車に対して直接的及び／又は間接的に運転規制情報を与え得る列車管理装置へ向けて前記指令を送信する指令決定部と、を含み、
前記指令決定部は、外部入力又は予め決定される最低走行速度での前記転覆限界風速を運転中止風速として運転中止指令を決定し、及び、外部入力又は予め決定され且つ前記最低走行速度よりも速い第１規定走行速度での前記転覆限界風速を第１基準風速として前記運転中止風速との風速差が所定値以上である場合、前記第１基準風速で前記最低走行速度の徐行として徐行指令を決定し、これらを前記指令制御部へ与えて前記列車の運転を管理することを特徴とする走行管理システム。
【請求項２】
前記指令決定部は、外部入力又は予め決定され且つ前記第１規定走行速度よりも速い第２規定走行速度での前記転覆限界風速を第２基準風速として前記第１基準風速との風速差が所定値以上である場合、前記第２基準風速で前記第１規定走行速度の制限行として制限速度指令を決定することを特徴とする請求項１記載の走行管理システム。
【請求項３】
前記第１及び前記第２規定走行速度は、予め決定される速度差に基づいてこれを前記最低走行速度に加算して決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行管理システム。
【請求項４】
特定区間を走行する列車の運転を管理するための走行管理システムであって、
前記特定区間における前記列車の走行速度に対する転覆限界風速を得る転覆限界風速評価部と、
前記特定走行区間を走行しようとする前記列車の運転に対する指令を決定し、前記列車に対して直接的及び／又は間接的に運転規制情報を与え得る列車管理装置へ向けて前記指令を送信する指令決定部と、を含み、
前記指令決定部は、外部入力又は予め決定される最低走行速度での前記転覆限界風速を運転中止風速として運転中止指令を決定し、及び、外部入力又は予め決定され且つ前記運転中止風速よりも大なる第１基準風速に対応する前記走行速度である第１規定走行速度について前記最低走行速度との速度差が所定値以上である場合、前記第１基準風速で前記最低走行速度の徐行として徐行指令を決定し、これらを前記指令制御部へ与えて前記列車の運転を管理することを特徴とする走行管理システム。
【請求項５】
前記指令決定部は、外部入力又は予め決定され且つ前記第１基準風速よりも大なる第２基準風速を前記転覆限界風速としてこれに対応する前記走行速度である前記第２規定走行速度について前記第１規定走行速度との速度差が所定値以上である場合、前記第２基準風速で前記第１規定走行速度の制限行として制限速度指令を決定することを特徴とする請求項４記載の走行管理システム。
【請求項６】
前記第１及び前記第２基準風速は、予め決定される風速差に基づいてこれを前記運転中止風速に加算して決定されることを特徴とする請求項４又は５に記載の走行管理システム。
【請求項１】
特定区間を走行する列車の運転を管理するための走行管理システムであって、
前記特定区間における前記列車の走行速度に対する転覆限界風速を得る転覆限界風速評価部と、
前記特定走行区間を走行しようとする前記列車の運転に対する指令を決定し、前記列車に対して直接的及び／又は間接的に運転規制情報を与え得る列車管理装置へ向けて前記指令を送信する指令決定部と、を含み、
前記指令決定部は、外部入力又は予め決定される最低走行速度での前記転覆限界風速を運転中止風速として運転中止指令を決定し、及び、外部入力又は予め決定され且つ前記最低走行速度よりも速い第１規定走行速度での前記転覆限界風速を第１基準風速として前記運転中止風速との風速差が所定値以上である場合、前記第１基準風速で前記最低走行速度の徐行として徐行指令を決定し、これらを前記指令制御部へ与えて前記列車の運転を管理することを特徴とする走行管理システム。
【請求項２】
前記指令決定部は、外部入力又は予め決定され且つ前記第１規定走行速度よりも速い第２規定走行速度での前記転覆限界風速を第２基準風速として前記第１基準風速との風速差が所定値以上である場合、前記第２基準風速で前記第１規定走行速度の制限行として制限速度指令を決定することを特徴とする請求項１記載の走行管理システム。
【請求項３】
前記第１及び前記第２規定走行速度は、予め決定される速度差に基づいてこれを前記最低走行速度に加算して決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行管理システム。
【請求項４】
特定区間を走行する列車の運転を管理するための走行管理システムであって、
前記特定区間における前記列車の走行速度に対する転覆限界風速を得る転覆限界風速評価部と、
前記特定走行区間を走行しようとする前記列車の運転に対する指令を決定し、前記列車に対して直接的及び／又は間接的に運転規制情報を与え得る列車管理装置へ向けて前記指令を送信する指令決定部と、を含み、
前記指令決定部は、外部入力又は予め決定される最低走行速度での前記転覆限界風速を運転中止風速として運転中止指令を決定し、及び、外部入力又は予め決定され且つ前記運転中止風速よりも大なる第１基準風速に対応する前記走行速度である第１規定走行速度について前記最低走行速度との速度差が所定値以上である場合、前記第１基準風速で前記最低走行速度の徐行として徐行指令を決定し、これらを前記指令制御部へ与えて前記列車の運転を管理することを特徴とする走行管理システム。
【請求項５】
前記指令決定部は、外部入力又は予め決定され且つ前記第１基準風速よりも大なる第２基準風速を前記転覆限界風速としてこれに対応する前記走行速度である前記第２規定走行速度について前記第１規定走行速度との速度差が所定値以上である場合、前記第２基準風速で前記第１規定走行速度の制限行として制限速度指令を決定することを特徴とする請求項４記載の走行管理システム。
【請求項６】
前記第１及び前記第２基準風速は、予め決定される風速差に基づいてこれを前記運転中止風速に加算して決定されることを特徴とする請求項４又は５に記載の走行管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８２２５５（Ｐ２０１３−８２２５５Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１９５５（Ｐ２０１１−２２１９５５）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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