地上装置、車上装置及び車両制御装置

【課題】車両運転効率向上、コスト低減及び保守作業の危険性回避に寄与し得る車両制御用の地上装置、車上装置、及び、車両制御装置を提供する。
【解決手段】車両制御装置を構成する地上装置1又は車上装置21のうち、地上装置1が、特定地点P0を基準にして予測した車両2の走行時間情報に基づいて、車両2に対する速度制限開始点PBを決定し、送信する機能を有するか、または、車上装置21が、特定地点P0を基準にして予測した自車両2の走行時間情報に基づいて、自車両2の速度制限開始点PBを決定する機能を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両制御用地上装置、車両に搭載される車上装置及びそれらを組み合わせて構成される車両制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
車両の走行する平行レールや、モノレール・カーの走行するモノレール等のいずれの線路でも、線路曲率、気象条件または線路改修工事等により、速度制限の加わる領域(速度制限区間)を有する場合、当該速度制限区間の存在する閉そく区間においては、ATC装置等の地上装置より、車上装置に速度制限情報を送信し、車両速度を制限するようになっている。そのような車両制御技術は、例えば特許文献1、2に記載されている。
【0003】
ところが、この場合の速度制限は閉そく区間毎に行われるため、速度制限区間を持つ閉そく区間に進入する車両に対しては、そのブレーキ性能如何に関わらず、一律に、速度制限区間を持つ閉そく区間に入る前に、速度制限区間に対応して定められた最高許容速度となるような速度制限が加わる。
【0004】
最高許容速度は、一般には、ブレーキ性能のもっとも低い車両を想定して設定される。このため、ブレーキ性能の高い車両であれば、速度制限開始点を、速度制限区間に更に近づいた地点に設定しても、速度制限区間に入る前に、指定された制限速度まで減速できるにも関わらず、ブレーキ性能の低い車両を想定して設定された速度制限開始点からブレーキがかかってしまうから、運行効率が低下する。
【0005】
上述した問題点を解決する手段として、速度制限区間のある閉そく区間内に地上子を設定し、地上子を設置した地点までは、それまでに許容されていた許容最高速度で走行し、地上子を検出した地点を、速度制限開始点とする手法がある。
【0006】
しかしながら、この場合には、地上子の設置及びそのメンテナンスが必要になり、設置及びメンテナンス作業の両面からのコスト高を招くのみならず、危険性の高いメンテナンス作業が必要になるという問題点が残る。特に、モノレール等では、高所での設置作業及びメンテナンス作業となるので、高い作業リスクを負わなければならなくなる。
【0007】
別の手法として、速度制限区間を持つ閉そく区間を細分化することも考えられるが、この場合は、細分化された各閉そく区間に車両制御用の送受信器を有する地上装置が必要になるから、設備コストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2003−95103号公報
【特許文献2】特開2010−95217号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の課題は、車両運転効率向上、コスト低減及び保守作業の危険性回避に寄与し得る車両制御用の地上装置、車上装置、及び、車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述した課題を解決するため、本願発明は、次の地上装置、車上装置、及び、車両制御装置を開示する。
【0011】
まず、本発明に係る地上装置は、特定地点を基準にして予測した車両の走行時間情報に基づいて、前記車両に対する速度制限開始点を決定し、送信する機能を有する。
【0012】
次に、本発明に係る車上装置は、特定地点を基準にして予測した自車両の走行時間情報に基づいて、自車両の速度制限開始点を決定する機能を有する。
【0013】
本発明に係る地上装置及び車上装置は、車両制御装置を構成するために用いられる。その場合の地上装置または車上装置の組み合わせには、以下の3つの態様がある。
【0014】
<第1の形態>
地上装置が本発明に係るものであり、前記車上装置は、前記地上装置から送信された情報に基づいて、自車両の速度を制御する。車上装置は、本発明に係るものではない。
【0015】
第1の形態の車両制御装置において、地上装置は、特定地点を基準にして予測した車両の走行時間情報に基づいて、前記車両に対する速度制限開始点を決定し、送信する機能を有する。
【0016】
通常、車両制御装置において、地上装置は、車両検知システムにより、車両位置を把握している。また、特定地点までの速度制御信号は、当該地上装置が与えたものであり、地上装置は、当然に把握している。
【0017】
そこで、地上装置は、特定地点での車両の速度と、特定地点を基準にして予測した車両の走行時間情報とより、特定地点からの車両の走行距離を予測する。そして、この予測距離情報に基づいて、当該車両のための速度制限開始点を決定し、その情報を車上装置に向けて送信する。この構成によれば、車両2は、速度制限開始点までは、それまでの速度を維持したままで走行することができるので、車両運行効率を向上させることができる。
【0018】
地上装置が、当該車両の車上装置と情報の送受信を行っている場合には、その車両番号等をもとにして、当該車両のブレーキ性能を判定することができるから、そのブレーキ性能に応じて、速度制限開始点を可変することもできる。例えば、ブレーキ性能の高い車両であれば、速度制限開始点を、速度制限区間により近い地点に設定し、車両運行効率を、より向上させることができる。もっとも、自車のブレーキ性能を考慮することなく、最も低いブレーキ性能の車両に合わせて、速度制限開始点を一律に決定してもよい。
【0019】
しかも、地上子を設置する必要がないから、地上子の設置及びそのメンテナンスが不要になり、設置及びメンテナンス作業の両面から、コストダウンを達成することができる。加えて、危険性の高いメンテナンス作業も不要になるから、高所での設置作業及びメンテナンス作業という高い作業リスクを負わなければならないモノレール等では、極めて有用性が高くなる。更に、閉そく区間を細分化する必要もないので、細分化による地上装置の設置数増加というデメリットも生じない。
【0020】
<第2の形態>
第2の形態の車両制御装置では、前記車上装置が本発明に係るものによって構成される。地上装置は、前記車上装置と情報の送受信をおこなう。地上装置は、本発明に係るものではない。
【0021】
第2の形態の車両制御装置において、車上装置は、特定地点を基準にして予測した自車両の走行時間情報に基づいて、自車両の速度制限開始点を決定する機能を有する。
【0022】
通常、車両制御装置においては、車上装置は、地上装置から供給される車両制御信号を受信している。車両制御信号は隣接する閉そく区間の閉そく境界で変化するので、車両制御信号の変化する閉そく境界を特定地点として用いることができる。または、車上装置を構成する地点検出手段、例えば速度発電機等を用いて、自車両の地点を検出し、その検出地点から特定地点を設定することもできる。車上装置は、また、速度発電機等を用いて、自己の実際の走行速度を検出することができるし、地上装置から、許容最高速度信号として与えられることもある。
【0023】
そこで、車上装置は、特定地点における自車両の走行速度と、特定地点を基準にして予測した車両の走行時間情報とより、特定地点からの車両の走行距離を予測する。そして、この予測距離情報と自己のブレーキ性能とに基づいて、自車両のための速度制限開始点を決定する。この構成によれば、速度制限開始点までは、それまでの速度を保って走行できるので、車両運行効率を向上させることができる。
【0024】
しかも、地上子を設置する必要がないから、地上子の設置及びそのメンテナンスが不要になり、設置及びメンテナンス作業の両面から、コストダウンを達成することができる。加えて、危険性の高いメンテナンス作業も不要になるから、高所での設置作業及びメンテナンス作業という高い作業リスクを負わなければならないモノレール等では、極めて有用性が高くなる。更に、閉そく区間を細分化する必要もないので、細分化による地上装置の設置数増加というデメリットも生じない。
【0025】
<第3の形態>
第3の形態の車両制御装置では、地上装置及び車上装置の何れも、本発明に係るものである。この構成によれば、前記地上装置または前記車上装置の何れか一方が故障した場合でも、他方がバックアップし、第1の形態又は2で述べた構成及び利点を確保することができる。前記地上装置及び前記車上装置の何れも正常である場合は、何れか一方を優先的に働かせることができる。
【発明の効果】
【0026】
以上述べたように、本発明によれば、車両運転効率向上、コスト低減及び保守作業の危険性回避に寄与し得る車両制御用の地上装置、車上装置、及び、車両制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明に係る地上装置を用いた車両制御装置の構成を示す図である。
【図2】本発明に係る車上装置を用いた車両制御装置の構成を示す図である。
【図3】本発明に係る地上装置及び車上装置を用いた車両制御装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
<第1の形態>
まず、図1を参照して説明する。図1は、第1の形態の車両制御装置を示し、地上装置1に特徴がある。この地上装置1は、特定地点P0を基準にして予測した車両の走行時間情報に基づいて、車両2に対する速度制限開始点PBを決定し、送信する機能を有する。地上装置1は、車両走行路3の上を走行する車両2に対して、車両制御信号S1を供給する。車両制御信号S1には、速度信号情報及び閉そく識別情報等が含まれる。本発明において、車両2には、平行レール上を走行する一般的な車両の他、磁気浮上列車、モノレールカー、路面電車またはゴムタイヤ式電車等、種々のタイプのものが含まれる。車両制御信号S1は、上述した車両2のタイプに準備された周知の信号伝送系を介して、車両2に伝送される。
【0029】
車両2は、閉そく区間1Tにおいて、車両走行路3上を矢印F1の方向に、最高許容速度Vm1で走行しているものとする。車両2には、車上装置21が備えられており、車上装置21は、地上装置1から送信された車両制御信号S1に基づいて、自車両2の速度を制御する。車上装置21は、本発明に係るものではない。従来から知られているものであってもよいし、これから提案されるものであってもよい。
【0030】
車両走行路3は、上述した車両2のタイプによって、さまざまに変化することは、当業者にとって周知である。図1では、車両走行路3は、3つの閉そく区間1T〜3Tに区画されており、中間の閉そく区間2Tに速度制限区間L4がある。速度制限区間L4は、線路曲率、気象条件または線路改修工事等により、例えば、最高許容速度Vm2(<Vm1)の速度制限の加わる領域である。本発明では、閉そく区間1Tと閉そく区間2Tとの間の閉そく境界を、予測走行時間情報の基準点となる特定地点P0として説明する。
【0031】
車上装置21は、車上アンテナ22によって、地上装置1から送信された車両制御信号S1を受信する。車上装置21は、地上装置1に車上情報S2を送信する機能を有していてもよい。また、車両2には、車上装置21の他に、速度発電機等の速度検出器25や、ブレーキ24等が付設されている。ブレーキ24も、上述した車両2のタイプによってさまざまに変化する。
【0032】
通常、車両制御装置において、地上装置1は、車両検知システムにより、車両位置を把握している。車両検知システムとして、これまで、さまざまなシステムが提案され、実用に供されている。基本的には、何れの車両検知システムであっても、これを適用することができる。
【0033】
また、閉そく区間1Tにおいて、特定地点P0である閉そく境界までの速度制御信号は、当該地上装置1が与えたものであり、地上装置1は、当然に把握している。そこで、地上装置1は、特定地点P0までの車両2の最高許容速度Vm1と、特定地点P0を時間的な基準(t=0)にして予測した車両2の走行時間情報(t=t1)とより、特定地点P0からの車両2の走行距離L2を予測する。予測距離(情報)L2はL2=t1・Vm1となる。
【0034】
そして、この予測距離情報L2に基づいて、特定地点P0から、予測距離情報L2をおいて、当該車両2のための速度制限開始点PBを決定し、その情報を車上装置21に向けて送信する。この構成によれば、車両2は、速度制限開始点PBまでは、それまでの速度を維持したままで走行することができるので、車両運行効率を向上させることができる。
【0035】
車上装置21は、地上装置1から速度制限開始点PBに到達した旨の車両制御信号S1を受けた時、ブレーキ24に制動信号を送り、自己のブレーキ性能に従ったブレーキパターンBC1で車両速度を制限する。これにより、車両2は、速度制限区間L4に入る手前の地点Psで、速度制限区間L4に設定された最高許容速度Vm2まで減速される。即ち、車上装置21では、特定地点P0となる閉そく境界から、予測距離L2だけ閉そく区間2Tに入り込んだ速度制限開始点PBから、閉そく区間2Tに設定された速度制限区間L4における最高許容速度Vm2に向けた速度制限動作が開始されることになる。地点Psは、速度制御開始点PBから距離L3を隔てている。
【0036】
地上装置1と、当該車両2の車上装置21との間で、情報の送受信を行うタイプの車両制御装置では、例えば、車上装置21から送信された車両番号等をもとにして、当該車両2のブレーキ性能を把握することができる。この場合は、速度制限開始点PBを、当該車両2のブレーキ性能に応じ決定することができる。
【0037】
車両2が、閉そく区間2Tを抜け閉そく区間3Tに入ったときは、地上装置1は、より高い速度Vm3を指示する情報を含む車両御信号S1を送信する。車上装置2は、その車両御信号S1を受信し、それによって許容された最高許容速度Vm3で走行することになる。
【0038】
本発明の車両制御装置によれば、車両2は、速度制限開始点BPまでは、それまでの速度を維持したままで走行することができるので、車両運行効率を向上させることができる。
【0039】
これを、従来の車両制御と対比して説明すると、従来の場合、同じブレーキ性能を持つ車両2が、閉そく区間1Tから閉そく区間2Tに入る場合、両閉そく区間1T−2Tの閉そく境界P0において、閉そく区間2Tにおける最高許容速度Vm2まで減速しなければならない。そうすると、車両2の車上装置21としては、閉そく境界P0よりも距離L5だけ手前の地点Bで速度制御を開始しなければならない。結局、本発明との対比では、速度制限開始点PBが、距離(L2+L5)だけ手前の地点となり、速度Vm2になる位置が、本発明の場合よりも、距離(L2+L3)に相当する時間だけ速くなるから、運行効率がその分だけ低下することになる。逆にいえば、本発明によれば、従来との対比において、距離(L2+L3)に相当する時間だけ、運行効率が向上することになる。
【0040】
しかも、地上子を設置する必要がないから、地上子の設置及びそのメンテナンスが不要になり、設置及びメンテナンス作業の両面から、コストダウンを達成することができる。加えて、危険性の高いメンテナンス作業も不要になるから、高所での設置作業及びメンテナンス作業という高い作業リスクを負わなければならないモノレール等では、極めて有用性が高くなる。更に、閉そく区間を細分化する必要もないので、細分化による地上装置1の設置数増加というデメリットも生じない。もっとも、自車のブレーキ性能を考慮することなく、最も低いブレーキ性能の車両に合わせて、速度制限開始点PBを一律に決定してもよい。
【0041】
<第2の形態>
第2の形態の車両制御装置は、図2に示されている。図において、図1に現れた構成部分と対応する部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は、これを省略する。図2に示す第2の形態の車両制御装置では、車上装置21が本発明に係るものによって構成される。地上装置1は、車上装置21と情報の送受信をおこなう。ただし、図1に示した本発明に係る地上装置ではない。従来より知られているものであってもよいし、これから提案されるものであってもよい。
【0042】
第2の形態の車両制御装置において、車上装置21は、特定地点P0を基準にして予測した自車両2の走行時間情報に基づいて、自車両2の速度制限開始点PBを決定する機能を有する。図2の場合も、特定地点P0は、閉そく区間1Tと閉そく区間2Tとの間の閉そく境界に一致している。
【0043】
通常、車両制御装置においては、車上装置21は、地上装置1から供給される車両制御信号S1を受信している。車両御信号S1は、隣接する閉そく区間1T−2Tの閉そく境界で変化するので、車両御信号S1の変化する閉そく境界を特定地点P0として用いることができる。
【0044】
また、自車両2の走行速度は、速度検出手段25等を用いて、自車両2を検出することができるし、地上装置1から送信された速度制御信号(許容最高速度信号)によって与えられたものであってもよい。
【0045】
そこで、車上装置21は、特定地点P0における自車両2の走行速度と、特定地点P0を基準にして予測した車両2の走行時間情報tとより、特定地点P0からの車両2の走行距離L2を予測し、この予測距離情報L2と自己のブレーキ性能とに基づいて、自車両2のための速度制限開始点PBを決定する。この構成によれば、車両2は、速度制限開始点PBまでは、それまでの速度を維持したままで走行することができるので、車両運行効率を向上させることができる。
【0046】
車両2の車上装置21は、速度制限開始点PBからは、自己車両のブレーキ性能に従ったブレーキパターンBC2で車両速度を制限する。これにより、車両2は、速度制限区間L4に入る手前の地点Psで、速度制限区間L4に設定された最高許容速度Vm2まで減速される。地点Psは、速度制限開始点PBから距離L3だけ離れている。
【0047】
車両2が、閉そく区間2Tを抜け、閉そく区間3Tに入ったときは、車上装置2は、閉そく区間3Tに供給された車両御信号S1を受信し、それによって許容された最高許容速度Vm3で走行することになる。
【0048】
この場合、ブレーキ性能の高い車両2であればあるほど、速度制限開始点PBを、速度制限区間L4により近い地点に設定することができるから、車両運行効率をさらに向上させることができる。もっとも、自車のブレーキ性能を考慮することなく、最も低いブレーキ性能の車両に合わせて、速度制限開始点PBを一律に決定してもよい。
【0049】
しかも、地上子を設置する必要がないから、地上子の設置及びそのメンテナンスが不要になり、設置及びメンテナンス作業の両面から、コストダウンを達成することができる。加えて、危険性の高いメンテナンス作業も不要になるから、高所での設置作業及びメンテナンス作業という高い作業リスクを負わなければならないモノレール等では、有用性が高くなる。更に、閉そく区間を細分化する必要もないので、細分化による地上装置1の設置数増加というデメリットも生じない。
【0050】
<第3の形態>
図3は第3の形態の車両制御装置を示している。図3において、図1及び図2に現れた構成部分と対応する部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は、これを省略する。図3に図示された車両制御装置では、地上装置1及び車上装置21の何れも、本発明に係るものである。この構成によれば、地上装置1または車上装置21の何れか一方が故障した場合でも、他方がバックアップし、第1の形態又は2で述べた構成及び利点を確保することができる。地上装置1及び車上装置21の何れも正常である場合は、何れか一方を優先的に働かせることができる。
【符号の説明】
【0051】
1 地上装置
2 車両
21 車上装置
3 レール

【特許請求の範囲】
【請求項1】
特定地点を基準にして予測した車両の走行時間情報に基づいて、前記車両に対する速度制限開始点を決定し、送信する機能を有する、地上装置
【請求項2】
特定地点を基準にして予測した自車両の走行時間情報に基づいて、自車両の速度制限開始点を決定する機能を有する、車上装置
【請求項3】
地上装置と、車上装置とを含む車両制御装置であって、
前記地上装置は、請求項1に記載されたものであり、
前記車上装置は、前記地上装置から送信された情報に基づいて、自車両の速度を制御する、
車両制御装置。
【請求項4】
地上装置と、車上装置とを含む車両制御装置であって、
前記車上装置は、請求項2に記載されたものであり、
前記地上装置は、前記車上装置と情報の送受信をおこなう
車両制御装置。
【請求項5】
地上装置と、車上装置とを含む車両制御装置であって、
前記地上装置は、請求項1に記載されたものであり、
前記車上装置は、請求項2に記載されたものである、
車両制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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