列車制御システム
【課題】波状摩耗が発生しやすい区間である加速、減速区間や曲線区間において、通過する列車の速度を分散させることにより、削正装置等を使用することなく、この区間における波状摩耗の成長を確実に抑制する。
【解決手段】軌道を走行する列車を支援あるいは制御する列車制御システムにおいて、列車制御システムは、前記軌道のうち波状摩耗の生じやすい区間を特定し、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する速度パターンを生成し、前記走行速度パターンに基づき運転士への支援情報あるいはノッチ指令を決定する。
【解決手段】軌道を走行する列車を支援あるいは制御する列車制御システムにおいて、列車制御システムは、前記軌道のうち波状摩耗の生じやすい区間を特定し、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する速度パターンを生成し、前記走行速度パターンに基づき運転士への支援情報あるいはノッチ指令を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車走行を制御する列車制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
加速、減速区間や曲線区間のレールには、波状摩耗と呼ばれる波状の摩耗が発生し、列車走行時の騒音や振動の原因となっていた。この問題に対し、下記特許文献１では、削正装置を用いて波状摩耗を削正する方法を提案している。また、下記特許文献２では、車輪とレールとの間に摩擦調整剤を介在させ、摩擦係数をコントロールすることで、波状摩耗の発生を予防する方法を提案している。下記非特許文献１では、波状摩耗の波長と列車の走行速度は図１のように比例関係にあることを実験で明らかにしている。また、同文献には、変形前の波状摩耗の波形と、その後、レールによって削られる変形量の位相差が９０度以上であれば、波状摩耗が成長しないことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１９５８０５号公報
【特許文献２】特開２００１−１５１１０４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「波状摩耗のメカニズム」（鉄道列車と技術 Ｎｏ．９５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の削正装置でレールを削正することで、列車走行時の騒音や振動を防止できる。しかしながら、列車の営業時間外に削正装置を使ってレールを削正する必要があるため、メンテナンスに掛かる労力、コストが大きいという課題があった。
また、特許文献２に示す摩擦調整剤では、波状摩耗を防止することができる。しかし、新たに摩擦調整剤の噴射装置が必要であることと、列車が走行する度に摩擦調整剤を噴射する必要があるため高コストで環境に与える影響が課題となっていた。
【０００６】
また、非特許文献１には、前述のように、変形前の波状摩耗の波形とレールによって削られる変形量の位相差が９０度以上であれば、波状摩耗の成長を抑制できることが示されているが、波状摩耗は、一般的にレールの継ぎ目などを起点にして発生することが知られているため、波状摩耗が発生する起点自体をずらすことにより、波状摩耗の位相を９０度以上ずらすことはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、この課題を解決するため、本発明は、波状摩耗が発生しやすい区間を通過した列車の速度分布が分散するように、列車の速度パターンを決定する列車制御システムを提供する。より具体的には、
（１）軌道を走行する列車を支援あるいは制御する列車制御システムにおいて、前記列車制御システムは、前記軌道のうち波状摩耗の生じやすい区間を特定し、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する速度パターンを生成する。
【０００８】
（２）前記の列車制御システムにおいて、前記走行速度パターンに基づき運転士への支援情報として推奨走行速度、推奨ノッチ、推奨加速度のいずれかを表示する。
【０００９】
（３）前記の列車制御システムにおいて、前記速度パターンに基づきノッチ指令を決定し，該ノッチ指令に基づき列車を自律的に制御する。
【００１０】
（４）前記の列車制御システムにおいて、列車の制限速度を表示する可変速度標識をさらに備え、前記可変速度標識が前記速度パターンに基づき制限速度を変更する。
【００１１】
（５）前記の列車制御システムにおいて、前記列車制御システムが、前記列車の位置及び速度情報に基づいて前記波状摩耗の生じやすい区間における列車の速度分布を積算することにより更新し、更新した速度分布に基づいて、該区間における列車の速度分布が分散するように、各列車に対する前記速度パターンを生成する。
【００１２】
（６）前記の列車制御システムにおいて、前記列車制御システムが、波状摩耗の生じやすい区間において、該区間を通過する各列車の速度分布が分散するように、予め各列車に対する前記速度パターンを生成する。
【００１３】
（７）前記の列車制御システムにおいて、前記列車が速度センサ及び加速度センサを備え、前記列車制御システムが、通過した区間における列車の位置情報、速度情報及び加速度情報に基づいて、当該区間における波状摩耗の進行状況を推定し、推定した波状摩耗の進行状況に基づいて、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する前記速度パターンを生成する。
【００１４】
（８）前記の列車制御システムにおいて、前記列車が、軌道走行時の発生音を収集するマイクロフォンと該発生音を解析する解析装置とからなる波状摩耗検出装置を有し、前記地上システムが前記波状摩耗検出装置の検出値に基づき、波状摩耗の生じやすい区間を特定する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、波状摩耗が発生しやすい区間である加速、減速区間や曲線区間において、通過する列車の速度を分散させることができ、これにより、図１に示す関係から、波状摩耗の波長を分散させることができ、その結果、この区間を列車が同じ速度で通過する場合と比較して、波状摩耗の成長を確実に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】列車走行速度と波状摩耗の波長の関係を示す図。
【図２】実施例１において前提とする列車制御システムを示す図。
【図３】実施例１における列車制御システムのフローチャートを示す図。
【図４】実施例１における波状摩耗が発生しやすい区間の速度分布を示す図。
【図５】実施例１における波状摩耗が発生しやすい区間での速度パターン決定方法を示す図。
【図６】実施例１における波状摩耗が発生しやすい区間以外での速度パターン決定方法を示す図。
【図７】実施例１における推奨ノッチの決定方法を示す図。
【図８】実施例１における運転支援装置による支援情報を示す図。
【図９】実施例１における曲線区間での波状摩耗の進み方を示す図。
【図１０】実施例２における列車制御システムの構成を示す図。
【図１１】実施例３における列車制御システムの構成を示す図。
【図１２】実施例３における列車制御システムのフローチャートを示す図。
【図１３】実施例３における波状摩耗の推定値を示す図。
【図１４】実施例４における列車制御システムの構成を示す図。
【図１５】実施例４における列車制御システムのフローチャートを示す図。
【図１６】実施例４における各グループに割り当てられた速度パターンを示す図。
【図１７】実施例５における列車制御システムの構成を示す図。
【図１８】実施例６における列車制御システムの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１８】
［実施例１］
図２は実施例１の列車制御システム１の全体構成を示す。列車制御システム１は、地上システム７と複数の列車（２ａ、２ｂ・・・）で構成される。ここでは簡単のため列車２ａを用いて説明し、列車２ｂの説明は省略する。列車２ａは、地上システム７と通信するための通信装置３ａと、列車制御装置４ａと、運転士への支援情報を表示する運転支援装置５ａと、列車の走行速度を検出する速度検出装置６ａと、図示しない架線から供給される電力を集電するための図示しないパンタグラフと、パンタグラフからの電力で列車２ａを駆動する図示しないモータと、このモータの交流電力を生成する図示しないインバータと、このインバータを制御する図示しない駆動制御装置と、モータで発生した力をレール１０に伝える車輪１１ａから構成される。地上システム７は、列車２ａと通信するための通信装置８と、地上制御装置９とで構成される。
【００１９】
列車制御装置４ａは、通信装置３ａを介して、速度パターンを地上システム７から受信し、自車の位置及び速度を地上システム７に送信する。列車制御装置４ａは、速度パターン及び速度検出装置６ａで検出した速度に基づき、運転士への支援情報を決定し、前記運転支援装置５ａへ送信し、この運転支援装置５ａが、運転士への支援情報を表示する。なお、地上システム７へ送信する自車位置は、この速度に基づき算出する。但し、ＧＰＳや地上子などで補正してもよい。
地上制御装置９は、通信装置８を介して、各列車の位置及び速度情報を受信する。詳細は後述するが、地上制御装置９は、各列車の前記列車の位置及び速度情報に基づき、波状摩耗が発生しやすい区間の列車の速度分布を逐次更新する。
【００２０】
地上制御装置９は、速度分布及び路線情報（制限速度、走行時間等）に基づき、各列車の速度パターンを生成し、通信装置８を介して、列車の速度パターンを列車２ａに送信する。
実施例１における列車制御システムで行う処理のフローチャートを図３に示す。
一般に波状摩耗が発生しやすい区間とは、列車速度が変化する加速区間（特に急勾配の加速区間）、減速区間、曲線区間である。ステップＳ３１にて、地上制御装置９は、列車２ａより受信した波状摩耗が発生しやすい区間を通過した時の位置及び速度に基づき、図４のような波状摩耗が発生しやすい区間を通過した列車の速度分布を更新する。
【００２１】
速度分布は、図４に示すように横軸が列車速度で、縦軸が通過した列車重量の積算値のグラフで、区間ごとに速度分布を保存することができる。ただし、縦軸はこれに限定するものではなく、その路線を運行する列車の重量が大きく変動しないような場合は、列車の通過列車数等で列車重量に代用してもよい。速度分布を保存する区間は、細かく分割した方がより速度分布履歴の精度が上がり、波状摩耗の成長を抑制しやすくなる。
【００２２】
次に、ステップＳ３２にて、地上制御装置９は、図５に示すように路線情報及び積算した速度分布に基づき波状摩耗が発生しやすい区間の速度パターンを決定する。
すなわち、列車がＡ駅を発車し、次のＢ駅に到着するまでの走行を考えると、区間１−ａ、区間１−ｂが加速区間、区間２−ａから区間２−ｃのうち、区間２−ａが区間２−ｂの曲線区間に伴う減速区間、区間２−ｂが曲線区間、区間２−ｃが曲線区間走行後の加速区間、そして、区間３−ａ、区間３−ｂがＢ駅停車のための減速区間となる。これら区間１−ａ、区間１−ｂ、区間２−ａから区間２−ｃ、区間３−ａ、区間３−ｂが、波状摩耗の生じやすい区間として予め設定する。
【００２３】
ステップＳ３２では、図４に示す、横軸が列車速度で縦軸が通過した列車重量の積算値のグラフに基づき、地上制御装置９は、特定の列車に対し、区間１−ａでは、図５の矢印で示す、最も列車重量の積算値が最も小さい、左端の最低速度域を選択して速度パターンを与える。同様に、それぞれの区間で、矢印で示す、最も列車重量の積算値が小さい速度を選択するように、速度パターンを決定すれば、最終的には、列車速度に対し列車重量の積算値を平準化することが可能になる。
【００２４】
なお、ステップＳ３２で、適切でない速度パターンを設定すると、走行時間（運行時間）を維持できなく可能性があることから、走行時間が維持できなくなるような極端な速度パターンを生成しないように、選択できる速度にある一定の速度範囲を設定し、この範囲か選択するようにするとよい。すなわち、地上制御装置９は、各列車の駅Ａ−駅Ｂ間の運行時間が予め定めたダイアグラムとおりとなり、しかも、その間、極端な加減速が発生しないよう、これらの区間以外での速度パターンも考慮して、所定の幅で速度パターンを選定することが好ましい。
幅の持たせ方は、例えば、制限速度及び走行時間に基づいて、省エネになる一般的な速度パターンを設定し、その速度パターンに一定の速度範囲を設定するとよい。
【００２５】
このように設定した速度範囲の中で、地上制御装置９は、図５に示すような速度分布の決定により、波状摩耗が発生しやすい区間を通過する列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成する。なお、列車の速度分布は、１時間や１日の単位で分散している必要はなく、波状摩耗が成長するより前に（例えば、レールを走行した列車重量の積算値が２００万トン以内に）で分散していればよい。
【００２６】
次に、ステップＳ３３にて、地上制御装置９は、図６に示すように路線情報及び前記波状摩耗が発生しやすい区間の速度パターンに基づき、それ以外の区間の速度パターンを決定する。具体的には、できるだけ走行時間を守るように前記波状摩耗が発生しやすい区間の速度パターンを結ぶ。
続いて、ステップＳ３４にて、列車制御装置４ａは、ステップＳ３２〜３３で決定した速度パターンで走行時間を維持できるか否か判断する。すなわち、例えば、加速区間である区間１−ａ、１−ｂで、低速の速度パターンを指示した場合、Ｂ駅に到るまでの区間において、区間１−ａ、１−ｂで生じた遅れを、所定の微少速度範囲で相殺できる程度のものであるか否かを判断する。
【００２７】
維持できない場合は、ステップＳ３２、ステップＳ３３で走行時間が維持できるように、速度パターンを修正する。維持できる場合は、ステップＳ３５に進み、列車制御装置４ａが、速度パターンを地上制御装置から受信し、運転士への支援情報として推奨速度パターンと推奨ノッチを生成する。
【００２８】
推奨速度パターンは、ステップＳ３１〜ステップＳ３４で求めた速度パターンそのものである。推奨ノッチは、図７に示すように、推奨走行速度と実速度の偏差より決定する。偏差が正の場合（速度が速すぎる場合）は、その偏差の絶対量に応じてブレーキノッチが入る。
一方、偏差が負に大きい場合（速度が遅すぎる場合）は、その偏差の絶対量に応じて力行ノッチが入る。なお、図示しないが、推奨走行速度と実速度の偏差より、推奨ノッチではなく推奨加速度を演算してもよい。運転支援表示装置５ａは、推奨走行速度及び推奨ノッチを図８に示すように計器盤に表示する。
【００２９】
運転士はこの推奨速度や推奨ノッチを見て、ノッチを操作することになる。なお、図示しないが運転支援表示装置は推奨ノッチではなく推奨加速度を表示してもよい。以上により、波状摩耗が発生しやすい区間、例えばある曲線区間において、走行時間が同じ列車でも推奨速度や実際の速度が列車ごとに変わり、速度分布が分散することになる。
【００３０】
以上説明した列車制御システム１を適用した時のレールの波状摩耗の進み方について、図９を用いて説明する。図９は曲線区間２−ｂの例である。従来では曲線区間の速度分布は制限速度付近に集中しているため、波状摩耗の波長がほぼ同一となり、通過する列車の積算重量に比例して波状摩耗が成長していく。
一方、この実施例では、波状摩耗が発生しやすい区間における列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成し、それに基づいた運転支援をしているため、各列車によって生成される波状摩耗の波長が分散し、波状摩耗の成長を抑制することができる。
ただし、速度パターンの演算方法は上記の順番や方法に限られたものではなく、例えば、まず一番波状摩耗の発生が顕著な区間（急曲線区間等）に対して速度分布が大きく分散するように速度を決定し、それ以外の区間の速度を決定するようにしてもよい。また、地上システム７の機能を一部、列車２で分担してもよく、その逆でもよい。
【００３１】
［実施例２］
次に実施例２について、実施例１と相違のある部分を中心に説明する。実施例２は、いわゆるＡＴＯ（Automatic Train Operation）を適用した列車に有効なものである。
図１０に列車制御システム１の構成を示す。列車２ａは、実施例１と比較して、車上子２１ａをさらに有し、地上に設置された地上子２２（トランスポンダ）から正確な位置を取得し、速度センサに基づき算出した自車位置を補正することで精度良く列車位置を推定する。また、列車制御装置４ａには、ＡＴＯの機能が搭載されており、力行、制動、停止などの操作を実現できる。また、列車の運転は基本的にＡＴＯが担うため、運転士への運転支援装置を搭載していない。それ以外は実施例１と同様の構成のため説明を省略する。
【００３２】
実施例２の列車制御システム１において行う処理は、実施例１と同様に、図３のステップＳ３１〜３５で推奨ノッチを決定する。前述したように列車制御装置４ａにはＡＴＯの機能が搭載されており、上記のとおり決定された推奨ノッチに基づきノッチを制御する。
以上により、列車制御システムは波状摩耗が発生しやすい区間における列車の速度分布を分散させることができ、各列車によって発生する波状摩耗の波長が分散する。その結果、波状摩耗の成長を抑制することができる。特にＡＴＯが搭載された車両では列車の速度が厳密に制御され、ばらつきが少ないため、波状摩耗の成長が早くなりやすいので、この実施例によれば、特に波状摩耗抑制効果がきわめて高い。
【００３３】
［実施例３］
実施例３について、実施例１と相違のある部分を中心に説明する。実施例３は、列車の速度分布に基づき波状摩耗の進行状況を推定し、それに基づいて運転支援をするものである。
【００３４】
図１１に、実施例３における列車制御システム１の構成を示す。列車２ａは、実施例１と比較して、加速度センサ３１ａをさらに備えており、並進の３軸方向の加速度を検出できる。それ以外は、実施例１との相違はないため、説明を割愛する。
図１２に、実施例３の列車制御システム１において行われる処理のフローチャートを示す。
ステップＳ１２１では、地上制御装置９が、波状摩耗が発生しやすい区間を通過した列車の位置、速度、加速度情報に基づき、波状摩耗の成長を予測する。
この際用いる推定方法としては、例えば“レール波状摩耗の成長過程に関する考察（第４報）、日本機械学会 Dynamics and Design Conference’99 講演論文集”などに記載のシミュレーションモデルを拡張することで実現する。上記シミュレーションモデルにより、現在発生している波状磨耗の波長λ２ｂを推定する。
【００３５】
次に、ステップＳ１２２において、地上制御装置９が、制限速度及び前記波状摩耗推定値に基づき波状摩耗が発生しやすい区間の速度パターンを決定する方法を図１３に示す。Ｓ１２１で推定した波状摩耗の波長λ２ｂと同じ波長の波状摩耗が発生しない速度を演算する。すなわち、列車の走行速度をＶとし、波状摩耗の波長をλ、周波数をνとしたとき、一般的には次の（１）式が成立するので、（１）式に列車ごとに適当に分散させた波長λ（現在発生している波状摩耗の波長λ２ｂとは異なる波長）を入力し、速度を求める。
Ｖ＝λ・ν ・・・（１）
ここで波状摩耗の周波数νは、経験的に得られた値、実験で求めた値を用いてもよいし、推定モデルで得られたものを用いてもよい。このように求めた速度を参考に、波状摩耗が発生しやすい区間における速度パターンを生成する。ステップＳ１２３〜ステップＳ１２５は、実施例１のステップＳ３３〜ステップＳ３５と同様のため説明を省略する。
【００３６】
以上により、列車制御システムは、現在発生している波状摩耗の波長に基づき、波状摩耗が発生しやすい区間における列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成し、それに基づいた運転支援をするため、各列車によって発生する波状摩耗の波長が分散し、波状摩耗の成長を抑制することができる。
【００３７】
［実施例４］
実施例４について、実施例１と相違のある部分を中心に説明する。この実施例では、予め地上システム７が各列車の速度パターンを生成し、各列車の制御システム２に送信する。すなわち、波状摩耗が発生しやすい区間の速度パターンが分散するように地上システム７がフィードフォーワード的に速度を割り当てるようにしている。
【００３８】
実施例４の列車制御システム１の構成を図１４に示す。地上システム７は、各列車からの位置、速度の情報は受信せず、速度パターンを送信している。それ以外のシステム構成は同じため説明を省略する。
実施例４の列車制御システム１で行われる処理のフローチャートを、図１５を用いて説明する。ステップＳ１５１では、走行時間及び制限速度の情報に基づき、波状摩耗が発生しやすい区間が分散するように各列車の速度パターンを生成する。例えば、図１６に示すように、グループを３つに分け、各列車にその速度パターンを送信する。ステップＳ１５２は、実施例１のステップＳ３５と同様のため説明を省略する。
【００３９】
以上により、波状摩耗が発生しやすい区間における列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成しそれに基づいた運転支援をするため、各列車によって発生する波状摩耗の波長が分散し、波状摩耗の成長を遅らせる又は抑制することができる。特に、実施例４では、運行管理の機能を有する地上システム７で予め各グループに速度パターンを割り当てるため、地上システム７にこのロジックを追加するだけで大きなシステム変更なく実現できる。本実施例ではフィードフォーワード的に速度を決定したが、波状摩耗の発生状況により長期的に速度パターンを見直すなど、フィードバック的なアプローチの他の実施例との組み合わせてもよい。
【００４０】
［実施例５］
実施例５について、第１の実施形態と相違のある部分を中心に説明する。実施例５は、地上システム７が、波状摩耗が発生しやすい区間における列車の速度分布に基づき、各列車の速度パターンを生成し、その情報に基づき可変速度標識５１の制限速度（推奨速度）表示を変更するものである。
【００４１】
実施例５の列車制御システム１の構成を図１７に示す。列車２ａには運転支援装置は搭載していない。また、地上システムからの推奨速度情報を受信しそれを表示する可変速度標識５１がある。それ以外は、実施例１と同様のため説明を省略する。
この列車制御システム１による処理は、実施例１のステップＳ３１からステップＳ３４(図３)と同様である。地上システム７は、制御対象列車のひとつ前の列車が可変速度標識を通過したら、ステップＳ３１〜ステップＳ３４で算出した速度パターンに対応した推奨速度を可変速度標識に送信し、制限速度を書き換える。
【００４２】
以上により、列車制御システムは波状摩耗が発生しやすい区間を通過する列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成し、それに基づいた制限速度を表示するため、各列車によって発生する波状摩耗の波長が分散し、波状摩耗の成長を遅らせる又は抑制することができる。特に実施例５では、運転支援装置も必要なく、可変速度標識が導入されている区間では大きな設備を導入することなくロジックの変更のみで本発明を実現できる。
【００４３】
［実施例６］
実施例６について、実施例１と相違のある部分を中心に説明する。この実施例は、列車２に波状摩耗を検出する波状摩耗検出装置６１ａを搭載し、波状摩耗の検知情報に基づき、列車制御装置４ａが速度パターンを生成するものである。
実施例６の列車制御システム１の構成を図１８に示す。列車２は、波状摩耗検出装置６１ａを備え、波状摩耗の場所を検知できる。波状摩耗検出装置６１ａは、図示しないマイクロフォンとマイクロフォンで取得した音声データを解析する図示しない解析装置からなる。それ以外は、実施例１と同様のため説明を省略する。
なお、一般に、波状摩耗が発生した場合、その波長や周波数に応じて、特定の周波数成分の音声が発生することから、音声データから周波数成分を抽出することにより、波状摩耗の発生状況を検出することができる。
【００４４】
実施例６の列車制御システム１に行われる処理のフローチャートについて説明する。図３のステップＳ３２を除いて、実施例１と同じためステップ３２以外の説明を省略する。
ステップＳ３２では、波状摩耗検出装置６１ａで波状摩耗が発生していると検知した区間の速度パターンを、それ以外の区間よりも大きく分散させる。
以上により、列車制御システム１は波状摩耗が発生しやすい区間を通過する列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成し、それに基づいた運転支援を行うため、各列車によって発生する波状摩耗の波長が分散し、波状摩耗の成長を遅らせたり、抑制することができる。特に実施例６では、波状摩耗が発生し始めた区間の列車の速度を重点的に分散させるので、波状摩耗進行の抑制効果が高い。
以上の実施例１〜６に示す実施形態を示したが、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、同等の手段や方法に置き換えることは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上説明したように、本発明の列車制御システムによれば、軌道のうち波状摩耗の生じやすい区間を特定し、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する速度パターンを生成するので、削正装置や摩擦調整剤散布等の定期的なメンテナンスを必要とすることなく、各列車によって発生する波状摩耗の波長を分散させ、波状摩耗の成長を確実に抑制することができるので、列車の運行の維持管理費を抜本的に改善する列車制御システムとして広く採用されることが期待できる。
【符号の説明】
【００４６】
１…列車制御システム、２…列車、３…列車の通信装置、４…列車制御装置、５…運転支援装置、６…速度検出装置、７…地上システム、８…地上システムの通信装置、９…地上制御システム、１０…レール、１１…車輪、２１…車上子、２２…地上子、３１…加速度センサ、５１…可変速度表示装置、６１…波状摩耗検出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車走行を制御する列車制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
加速、減速区間や曲線区間のレールには、波状摩耗と呼ばれる波状の摩耗が発生し、列車走行時の騒音や振動の原因となっていた。この問題に対し、下記特許文献１では、削正装置を用いて波状摩耗を削正する方法を提案している。また、下記特許文献２では、車輪とレールとの間に摩擦調整剤を介在させ、摩擦係数をコントロールすることで、波状摩耗の発生を予防する方法を提案している。下記非特許文献１では、波状摩耗の波長と列車の走行速度は図１のように比例関係にあることを実験で明らかにしている。また、同文献には、変形前の波状摩耗の波形と、その後、レールによって削られる変形量の位相差が９０度以上であれば、波状摩耗が成長しないことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１９５８０５号公報
【特許文献２】特開２００１−１５１１０４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「波状摩耗のメカニズム」（鉄道列車と技術 Ｎｏ．９５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の削正装置でレールを削正することで、列車走行時の騒音や振動を防止できる。しかしながら、列車の営業時間外に削正装置を使ってレールを削正する必要があるため、メンテナンスに掛かる労力、コストが大きいという課題があった。
また、特許文献２に示す摩擦調整剤では、波状摩耗を防止することができる。しかし、新たに摩擦調整剤の噴射装置が必要であることと、列車が走行する度に摩擦調整剤を噴射する必要があるため高コストで環境に与える影響が課題となっていた。
【０００６】
また、非特許文献１には、前述のように、変形前の波状摩耗の波形とレールによって削られる変形量の位相差が９０度以上であれば、波状摩耗の成長を抑制できることが示されているが、波状摩耗は、一般的にレールの継ぎ目などを起点にして発生することが知られているため、波状摩耗が発生する起点自体をずらすことにより、波状摩耗の位相を９０度以上ずらすことはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、この課題を解決するため、本発明は、波状摩耗が発生しやすい区間を通過した列車の速度分布が分散するように、列車の速度パターンを決定する列車制御システムを提供する。より具体的には、
（１）軌道を走行する列車を支援あるいは制御する列車制御システムにおいて、前記列車制御システムは、前記軌道のうち波状摩耗の生じやすい区間を特定し、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する速度パターンを生成する。
【０００８】
（２）前記の列車制御システムにおいて、前記走行速度パターンに基づき運転士への支援情報として推奨走行速度、推奨ノッチ、推奨加速度のいずれかを表示する。
【０００９】
（３）前記の列車制御システムにおいて、前記速度パターンに基づきノッチ指令を決定し，該ノッチ指令に基づき列車を自律的に制御する。
【００１０】
（４）前記の列車制御システムにおいて、列車の制限速度を表示する可変速度標識をさらに備え、前記可変速度標識が前記速度パターンに基づき制限速度を変更する。
【００１１】
（５）前記の列車制御システムにおいて、前記列車制御システムが、前記列車の位置及び速度情報に基づいて前記波状摩耗の生じやすい区間における列車の速度分布を積算することにより更新し、更新した速度分布に基づいて、該区間における列車の速度分布が分散するように、各列車に対する前記速度パターンを生成する。
【００１２】
（６）前記の列車制御システムにおいて、前記列車制御システムが、波状摩耗の生じやすい区間において、該区間を通過する各列車の速度分布が分散するように、予め各列車に対する前記速度パターンを生成する。
【００１３】
（７）前記の列車制御システムにおいて、前記列車が速度センサ及び加速度センサを備え、前記列車制御システムが、通過した区間における列車の位置情報、速度情報及び加速度情報に基づいて、当該区間における波状摩耗の進行状況を推定し、推定した波状摩耗の進行状況に基づいて、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する前記速度パターンを生成する。
【００１４】
（８）前記の列車制御システムにおいて、前記列車が、軌道走行時の発生音を収集するマイクロフォンと該発生音を解析する解析装置とからなる波状摩耗検出装置を有し、前記地上システムが前記波状摩耗検出装置の検出値に基づき、波状摩耗の生じやすい区間を特定する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、波状摩耗が発生しやすい区間である加速、減速区間や曲線区間において、通過する列車の速度を分散させることができ、これにより、図１に示す関係から、波状摩耗の波長を分散させることができ、その結果、この区間を列車が同じ速度で通過する場合と比較して、波状摩耗の成長を確実に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】列車走行速度と波状摩耗の波長の関係を示す図。
【図２】実施例１において前提とする列車制御システムを示す図。
【図３】実施例１における列車制御システムのフローチャートを示す図。
【図４】実施例１における波状摩耗が発生しやすい区間の速度分布を示す図。
【図５】実施例１における波状摩耗が発生しやすい区間での速度パターン決定方法を示す図。
【図６】実施例１における波状摩耗が発生しやすい区間以外での速度パターン決定方法を示す図。
【図７】実施例１における推奨ノッチの決定方法を示す図。
【図８】実施例１における運転支援装置による支援情報を示す図。
【図９】実施例１における曲線区間での波状摩耗の進み方を示す図。
【図１０】実施例２における列車制御システムの構成を示す図。
【図１１】実施例３における列車制御システムの構成を示す図。
【図１２】実施例３における列車制御システムのフローチャートを示す図。
【図１３】実施例３における波状摩耗の推定値を示す図。
【図１４】実施例４における列車制御システムの構成を示す図。
【図１５】実施例４における列車制御システムのフローチャートを示す図。
【図１６】実施例４における各グループに割り当てられた速度パターンを示す図。
【図１７】実施例５における列車制御システムの構成を示す図。
【図１８】実施例６における列車制御システムの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１８】
［実施例１］
図２は実施例１の列車制御システム１の全体構成を示す。列車制御システム１は、地上システム７と複数の列車（２ａ、２ｂ・・・）で構成される。ここでは簡単のため列車２ａを用いて説明し、列車２ｂの説明は省略する。列車２ａは、地上システム７と通信するための通信装置３ａと、列車制御装置４ａと、運転士への支援情報を表示する運転支援装置５ａと、列車の走行速度を検出する速度検出装置６ａと、図示しない架線から供給される電力を集電するための図示しないパンタグラフと、パンタグラフからの電力で列車２ａを駆動する図示しないモータと、このモータの交流電力を生成する図示しないインバータと、このインバータを制御する図示しない駆動制御装置と、モータで発生した力をレール１０に伝える車輪１１ａから構成される。地上システム７は、列車２ａと通信するための通信装置８と、地上制御装置９とで構成される。
【００１９】
列車制御装置４ａは、通信装置３ａを介して、速度パターンを地上システム７から受信し、自車の位置及び速度を地上システム７に送信する。列車制御装置４ａは、速度パターン及び速度検出装置６ａで検出した速度に基づき、運転士への支援情報を決定し、前記運転支援装置５ａへ送信し、この運転支援装置５ａが、運転士への支援情報を表示する。なお、地上システム７へ送信する自車位置は、この速度に基づき算出する。但し、ＧＰＳや地上子などで補正してもよい。
地上制御装置９は、通信装置８を介して、各列車の位置及び速度情報を受信する。詳細は後述するが、地上制御装置９は、各列車の前記列車の位置及び速度情報に基づき、波状摩耗が発生しやすい区間の列車の速度分布を逐次更新する。
【００２０】
地上制御装置９は、速度分布及び路線情報（制限速度、走行時間等）に基づき、各列車の速度パターンを生成し、通信装置８を介して、列車の速度パターンを列車２ａに送信する。
実施例１における列車制御システムで行う処理のフローチャートを図３に示す。
一般に波状摩耗が発生しやすい区間とは、列車速度が変化する加速区間（特に急勾配の加速区間）、減速区間、曲線区間である。ステップＳ３１にて、地上制御装置９は、列車２ａより受信した波状摩耗が発生しやすい区間を通過した時の位置及び速度に基づき、図４のような波状摩耗が発生しやすい区間を通過した列車の速度分布を更新する。
【００２１】
速度分布は、図４に示すように横軸が列車速度で、縦軸が通過した列車重量の積算値のグラフで、区間ごとに速度分布を保存することができる。ただし、縦軸はこれに限定するものではなく、その路線を運行する列車の重量が大きく変動しないような場合は、列車の通過列車数等で列車重量に代用してもよい。速度分布を保存する区間は、細かく分割した方がより速度分布履歴の精度が上がり、波状摩耗の成長を抑制しやすくなる。
【００２２】
次に、ステップＳ３２にて、地上制御装置９は、図５に示すように路線情報及び積算した速度分布に基づき波状摩耗が発生しやすい区間の速度パターンを決定する。
すなわち、列車がＡ駅を発車し、次のＢ駅に到着するまでの走行を考えると、区間１−ａ、区間１−ｂが加速区間、区間２−ａから区間２−ｃのうち、区間２−ａが区間２−ｂの曲線区間に伴う減速区間、区間２−ｂが曲線区間、区間２−ｃが曲線区間走行後の加速区間、そして、区間３−ａ、区間３−ｂがＢ駅停車のための減速区間となる。これら区間１−ａ、区間１−ｂ、区間２−ａから区間２−ｃ、区間３−ａ、区間３−ｂが、波状摩耗の生じやすい区間として予め設定する。
【００２３】
ステップＳ３２では、図４に示す、横軸が列車速度で縦軸が通過した列車重量の積算値のグラフに基づき、地上制御装置９は、特定の列車に対し、区間１−ａでは、図５の矢印で示す、最も列車重量の積算値が最も小さい、左端の最低速度域を選択して速度パターンを与える。同様に、それぞれの区間で、矢印で示す、最も列車重量の積算値が小さい速度を選択するように、速度パターンを決定すれば、最終的には、列車速度に対し列車重量の積算値を平準化することが可能になる。
【００２４】
なお、ステップＳ３２で、適切でない速度パターンを設定すると、走行時間（運行時間）を維持できなく可能性があることから、走行時間が維持できなくなるような極端な速度パターンを生成しないように、選択できる速度にある一定の速度範囲を設定し、この範囲か選択するようにするとよい。すなわち、地上制御装置９は、各列車の駅Ａ−駅Ｂ間の運行時間が予め定めたダイアグラムとおりとなり、しかも、その間、極端な加減速が発生しないよう、これらの区間以外での速度パターンも考慮して、所定の幅で速度パターンを選定することが好ましい。
幅の持たせ方は、例えば、制限速度及び走行時間に基づいて、省エネになる一般的な速度パターンを設定し、その速度パターンに一定の速度範囲を設定するとよい。
【００２５】
このように設定した速度範囲の中で、地上制御装置９は、図５に示すような速度分布の決定により、波状摩耗が発生しやすい区間を通過する列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成する。なお、列車の速度分布は、１時間や１日の単位で分散している必要はなく、波状摩耗が成長するより前に（例えば、レールを走行した列車重量の積算値が２００万トン以内に）で分散していればよい。
【００２６】
次に、ステップＳ３３にて、地上制御装置９は、図６に示すように路線情報及び前記波状摩耗が発生しやすい区間の速度パターンに基づき、それ以外の区間の速度パターンを決定する。具体的には、できるだけ走行時間を守るように前記波状摩耗が発生しやすい区間の速度パターンを結ぶ。
続いて、ステップＳ３４にて、列車制御装置４ａは、ステップＳ３２〜３３で決定した速度パターンで走行時間を維持できるか否か判断する。すなわち、例えば、加速区間である区間１−ａ、１−ｂで、低速の速度パターンを指示した場合、Ｂ駅に到るまでの区間において、区間１−ａ、１−ｂで生じた遅れを、所定の微少速度範囲で相殺できる程度のものであるか否かを判断する。
【００２７】
維持できない場合は、ステップＳ３２、ステップＳ３３で走行時間が維持できるように、速度パターンを修正する。維持できる場合は、ステップＳ３５に進み、列車制御装置４ａが、速度パターンを地上制御装置から受信し、運転士への支援情報として推奨速度パターンと推奨ノッチを生成する。
【００２８】
推奨速度パターンは、ステップＳ３１〜ステップＳ３４で求めた速度パターンそのものである。推奨ノッチは、図７に示すように、推奨走行速度と実速度の偏差より決定する。偏差が正の場合（速度が速すぎる場合）は、その偏差の絶対量に応じてブレーキノッチが入る。
一方、偏差が負に大きい場合（速度が遅すぎる場合）は、その偏差の絶対量に応じて力行ノッチが入る。なお、図示しないが、推奨走行速度と実速度の偏差より、推奨ノッチではなく推奨加速度を演算してもよい。運転支援表示装置５ａは、推奨走行速度及び推奨ノッチを図８に示すように計器盤に表示する。
【００２９】
運転士はこの推奨速度や推奨ノッチを見て、ノッチを操作することになる。なお、図示しないが運転支援表示装置は推奨ノッチではなく推奨加速度を表示してもよい。以上により、波状摩耗が発生しやすい区間、例えばある曲線区間において、走行時間が同じ列車でも推奨速度や実際の速度が列車ごとに変わり、速度分布が分散することになる。
【００３０】
以上説明した列車制御システム１を適用した時のレールの波状摩耗の進み方について、図９を用いて説明する。図９は曲線区間２−ｂの例である。従来では曲線区間の速度分布は制限速度付近に集中しているため、波状摩耗の波長がほぼ同一となり、通過する列車の積算重量に比例して波状摩耗が成長していく。
一方、この実施例では、波状摩耗が発生しやすい区間における列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成し、それに基づいた運転支援をしているため、各列車によって生成される波状摩耗の波長が分散し、波状摩耗の成長を抑制することができる。
ただし、速度パターンの演算方法は上記の順番や方法に限られたものではなく、例えば、まず一番波状摩耗の発生が顕著な区間（急曲線区間等）に対して速度分布が大きく分散するように速度を決定し、それ以外の区間の速度を決定するようにしてもよい。また、地上システム７の機能を一部、列車２で分担してもよく、その逆でもよい。
【００３１】
［実施例２］
次に実施例２について、実施例１と相違のある部分を中心に説明する。実施例２は、いわゆるＡＴＯ（Automatic Train Operation）を適用した列車に有効なものである。
図１０に列車制御システム１の構成を示す。列車２ａは、実施例１と比較して、車上子２１ａをさらに有し、地上に設置された地上子２２（トランスポンダ）から正確な位置を取得し、速度センサに基づき算出した自車位置を補正することで精度良く列車位置を推定する。また、列車制御装置４ａには、ＡＴＯの機能が搭載されており、力行、制動、停止などの操作を実現できる。また、列車の運転は基本的にＡＴＯが担うため、運転士への運転支援装置を搭載していない。それ以外は実施例１と同様の構成のため説明を省略する。
【００３２】
実施例２の列車制御システム１において行う処理は、実施例１と同様に、図３のステップＳ３１〜３５で推奨ノッチを決定する。前述したように列車制御装置４ａにはＡＴＯの機能が搭載されており、上記のとおり決定された推奨ノッチに基づきノッチを制御する。
以上により、列車制御システムは波状摩耗が発生しやすい区間における列車の速度分布を分散させることができ、各列車によって発生する波状摩耗の波長が分散する。その結果、波状摩耗の成長を抑制することができる。特にＡＴＯが搭載された車両では列車の速度が厳密に制御され、ばらつきが少ないため、波状摩耗の成長が早くなりやすいので、この実施例によれば、特に波状摩耗抑制効果がきわめて高い。
【００３３】
［実施例３］
実施例３について、実施例１と相違のある部分を中心に説明する。実施例３は、列車の速度分布に基づき波状摩耗の進行状況を推定し、それに基づいて運転支援をするものである。
【００３４】
図１１に、実施例３における列車制御システム１の構成を示す。列車２ａは、実施例１と比較して、加速度センサ３１ａをさらに備えており、並進の３軸方向の加速度を検出できる。それ以外は、実施例１との相違はないため、説明を割愛する。
図１２に、実施例３の列車制御システム１において行われる処理のフローチャートを示す。
ステップＳ１２１では、地上制御装置９が、波状摩耗が発生しやすい区間を通過した列車の位置、速度、加速度情報に基づき、波状摩耗の成長を予測する。
この際用いる推定方法としては、例えば“レール波状摩耗の成長過程に関する考察（第４報）、日本機械学会 Dynamics and Design Conference’99 講演論文集”などに記載のシミュレーションモデルを拡張することで実現する。上記シミュレーションモデルにより、現在発生している波状磨耗の波長λ２ｂを推定する。
【００３５】
次に、ステップＳ１２２において、地上制御装置９が、制限速度及び前記波状摩耗推定値に基づき波状摩耗が発生しやすい区間の速度パターンを決定する方法を図１３に示す。Ｓ１２１で推定した波状摩耗の波長λ２ｂと同じ波長の波状摩耗が発生しない速度を演算する。すなわち、列車の走行速度をＶとし、波状摩耗の波長をλ、周波数をνとしたとき、一般的には次の（１）式が成立するので、（１）式に列車ごとに適当に分散させた波長λ（現在発生している波状摩耗の波長λ２ｂとは異なる波長）を入力し、速度を求める。
Ｖ＝λ・ν ・・・（１）
ここで波状摩耗の周波数νは、経験的に得られた値、実験で求めた値を用いてもよいし、推定モデルで得られたものを用いてもよい。このように求めた速度を参考に、波状摩耗が発生しやすい区間における速度パターンを生成する。ステップＳ１２３〜ステップＳ１２５は、実施例１のステップＳ３３〜ステップＳ３５と同様のため説明を省略する。
【００３６】
以上により、列車制御システムは、現在発生している波状摩耗の波長に基づき、波状摩耗が発生しやすい区間における列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成し、それに基づいた運転支援をするため、各列車によって発生する波状摩耗の波長が分散し、波状摩耗の成長を抑制することができる。
【００３７】
［実施例４］
実施例４について、実施例１と相違のある部分を中心に説明する。この実施例では、予め地上システム７が各列車の速度パターンを生成し、各列車の制御システム２に送信する。すなわち、波状摩耗が発生しやすい区間の速度パターンが分散するように地上システム７がフィードフォーワード的に速度を割り当てるようにしている。
【００３８】
実施例４の列車制御システム１の構成を図１４に示す。地上システム７は、各列車からの位置、速度の情報は受信せず、速度パターンを送信している。それ以外のシステム構成は同じため説明を省略する。
実施例４の列車制御システム１で行われる処理のフローチャートを、図１５を用いて説明する。ステップＳ１５１では、走行時間及び制限速度の情報に基づき、波状摩耗が発生しやすい区間が分散するように各列車の速度パターンを生成する。例えば、図１６に示すように、グループを３つに分け、各列車にその速度パターンを送信する。ステップＳ１５２は、実施例１のステップＳ３５と同様のため説明を省略する。
【００３９】
以上により、波状摩耗が発生しやすい区間における列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成しそれに基づいた運転支援をするため、各列車によって発生する波状摩耗の波長が分散し、波状摩耗の成長を遅らせる又は抑制することができる。特に、実施例４では、運行管理の機能を有する地上システム７で予め各グループに速度パターンを割り当てるため、地上システム７にこのロジックを追加するだけで大きなシステム変更なく実現できる。本実施例ではフィードフォーワード的に速度を決定したが、波状摩耗の発生状況により長期的に速度パターンを見直すなど、フィードバック的なアプローチの他の実施例との組み合わせてもよい。
【００４０】
［実施例５］
実施例５について、第１の実施形態と相違のある部分を中心に説明する。実施例５は、地上システム７が、波状摩耗が発生しやすい区間における列車の速度分布に基づき、各列車の速度パターンを生成し、その情報に基づき可変速度標識５１の制限速度（推奨速度）表示を変更するものである。
【００４１】
実施例５の列車制御システム１の構成を図１７に示す。列車２ａには運転支援装置は搭載していない。また、地上システムからの推奨速度情報を受信しそれを表示する可変速度標識５１がある。それ以外は、実施例１と同様のため説明を省略する。
この列車制御システム１による処理は、実施例１のステップＳ３１からステップＳ３４(図３)と同様である。地上システム７は、制御対象列車のひとつ前の列車が可変速度標識を通過したら、ステップＳ３１〜ステップＳ３４で算出した速度パターンに対応した推奨速度を可変速度標識に送信し、制限速度を書き換える。
【００４２】
以上により、列車制御システムは波状摩耗が発生しやすい区間を通過する列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成し、それに基づいた制限速度を表示するため、各列車によって発生する波状摩耗の波長が分散し、波状摩耗の成長を遅らせる又は抑制することができる。特に実施例５では、運転支援装置も必要なく、可変速度標識が導入されている区間では大きな設備を導入することなくロジックの変更のみで本発明を実現できる。
【００４３】
［実施例６］
実施例６について、実施例１と相違のある部分を中心に説明する。この実施例は、列車２に波状摩耗を検出する波状摩耗検出装置６１ａを搭載し、波状摩耗の検知情報に基づき、列車制御装置４ａが速度パターンを生成するものである。
実施例６の列車制御システム１の構成を図１８に示す。列車２は、波状摩耗検出装置６１ａを備え、波状摩耗の場所を検知できる。波状摩耗検出装置６１ａは、図示しないマイクロフォンとマイクロフォンで取得した音声データを解析する図示しない解析装置からなる。それ以外は、実施例１と同様のため説明を省略する。
なお、一般に、波状摩耗が発生した場合、その波長や周波数に応じて、特定の周波数成分の音声が発生することから、音声データから周波数成分を抽出することにより、波状摩耗の発生状況を検出することができる。
【００４４】
実施例６の列車制御システム１に行われる処理のフローチャートについて説明する。図３のステップＳ３２を除いて、実施例１と同じためステップ３２以外の説明を省略する。
ステップＳ３２では、波状摩耗検出装置６１ａで波状摩耗が発生していると検知した区間の速度パターンを、それ以外の区間よりも大きく分散させる。
以上により、列車制御システム１は波状摩耗が発生しやすい区間を通過する列車の速度分布が分散するように速度パターンを生成し、それに基づいた運転支援を行うため、各列車によって発生する波状摩耗の波長が分散し、波状摩耗の成長を遅らせたり、抑制することができる。特に実施例６では、波状摩耗が発生し始めた区間の列車の速度を重点的に分散させるので、波状摩耗進行の抑制効果が高い。
以上の実施例１〜６に示す実施形態を示したが、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、同等の手段や方法に置き換えることは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上説明したように、本発明の列車制御システムによれば、軌道のうち波状摩耗の生じやすい区間を特定し、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する速度パターンを生成するので、削正装置や摩擦調整剤散布等の定期的なメンテナンスを必要とすることなく、各列車によって発生する波状摩耗の波長を分散させ、波状摩耗の成長を確実に抑制することができるので、列車の運行の維持管理費を抜本的に改善する列車制御システムとして広く採用されることが期待できる。
【符号の説明】
【００４６】
１…列車制御システム、２…列車、３…列車の通信装置、４…列車制御装置、５…運転支援装置、６…速度検出装置、７…地上システム、８…地上システムの通信装置、９…地上制御システム、１０…レール、１１…車輪、２１…車上子、２２…地上子、３１…加速度センサ、５１…可変速度表示装置、６１…波状摩耗検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道を走行する列車を支援あるいは制御する列車制御システムにおいて、前記列車制御システムは、前記軌道のうち波状摩耗の生じやすい区間を特定し、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する速度パターンを生成する列車制御システム。
【請求項２】
前記走行速度パターンに基づき運転士への支援情報として推奨走行速度、推奨ノッチ、推奨加速度のいずれかを表示する請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項３】
前記速度パターンに基づきノッチ指令を決定し、該ノッチ指令に基づき列車を自律的に制御する請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項４】
列車の制限速度を表示する可変速度標識をさらに備え、前記可変速度標識が前記速度パターンに基づき制限速度を変更する請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項５】
前記列車制御システムが、前記列車の位置及び速度情報に基づいて前記波状摩耗の生じやすい区間における列車の速度分布を積算することにより更新し、更新した速度分布に基づいて、該区間における列車の速度分布が分散するように、各列車に対する前記速度パターンを生成する請求項１から４のいずれかに記載の列車制御システム
【請求項６】
前記列車制御システムが、波状摩耗の生じやすい区間において、該区間を通過する各列車の速度分布が分散するように、予め各列車に対する前記速度パターンを生成する請求項１から請求項４のいずれかに記載の列車制御システム。
【請求項７】
前記列車が速度センサ及び加速度センサを備え、前記列車制御システムが、通過した区間における列車の位置情報、速度情報及び加速度情報に基づいて、当該区間における波状摩耗の進行状況を推定し、推定した波状摩耗の進行状況に基づいて、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する前記速度パターンを生成する請求項１から請求項４のいずれかに記載の列車制御システム。
【請求項８】
前記列車が、軌道走行時の発生音を収集するマイクロフォンと該発生音を解析する解析装置とからなる波状摩耗検出装置を有し、前記地上システムが前記波状摩耗検出装置の検出値に基づき、波状摩耗の生じやすい区間を特定する請求項１から請求項４のいずれかに記載の列車制御システム。
【請求項１】
軌道を走行する列車を支援あるいは制御する列車制御システムにおいて、前記列車制御システムは、前記軌道のうち波状摩耗の生じやすい区間を特定し、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する速度パターンを生成する列車制御システム。
【請求項２】
前記走行速度パターンに基づき運転士への支援情報として推奨走行速度、推奨ノッチ、推奨加速度のいずれかを表示する請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項３】
前記速度パターンに基づきノッチ指令を決定し、該ノッチ指令に基づき列車を自律的に制御する請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項４】
列車の制限速度を表示する可変速度標識をさらに備え、前記可変速度標識が前記速度パターンに基づき制限速度を変更する請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項５】
前記列車制御システムが、前記列車の位置及び速度情報に基づいて前記波状摩耗の生じやすい区間における列車の速度分布を積算することにより更新し、更新した速度分布に基づいて、該区間における列車の速度分布が分散するように、各列車に対する前記速度パターンを生成する請求項１から４のいずれかに記載の列車制御システム
【請求項６】
前記列車制御システムが、波状摩耗の生じやすい区間において、該区間を通過する各列車の速度分布が分散するように、予め各列車に対する前記速度パターンを生成する請求項１から請求項４のいずれかに記載の列車制御システム。
【請求項７】
前記列車が速度センサ及び加速度センサを備え、前記列車制御システムが、通過した区間における列車の位置情報、速度情報及び加速度情報に基づいて、当該区間における波状摩耗の進行状況を推定し、推定した波状摩耗の進行状況に基づいて、該区間における列車の速度分布が分散するように各列車に対する前記速度パターンを生成する請求項１から請求項４のいずれかに記載の列車制御システム。
【請求項８】
前記列車が、軌道走行時の発生音を収集するマイクロフォンと該発生音を解析する解析装置とからなる波状摩耗検出装置を有し、前記地上システムが前記波状摩耗検出装置の検出値に基づき、波状摩耗の生じやすい区間を特定する請求項１から請求項４のいずれかに記載の列車制御システム。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−２４５８３５（Ｐ２０１２−２４５８３５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１７６４０（Ｐ２０１１−１１７６４０）
【出願日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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