JP7089063B2 - Position detector and method - Google Patents
Position detector and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7089063B2 JP7089063B2 JP2020561195A JP2020561195A JP7089063B2 JP 7089063 B2 JP7089063 B2 JP 7089063B2 JP 2020561195 A JP2020561195 A JP 2020561195A JP 2020561195 A JP2020561195 A JP 2020561195A JP 7089063 B2 JP7089063 B2 JP 7089063B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moving body
- acceleration
- inclination
- vehicle
- orbit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 30
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 134
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 45
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 39
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 24
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
- B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
本発明は位置検出装置及び方法に関し、例えば鉄道車両に搭載される車両制御装置に適用して好適なものである。 The present invention relates to a position detection device and a method, and is suitable for application to, for example, a vehicle control device mounted on a railroad vehicle.
鉄道車両に搭載された車両制御システムでは、自車両の駆動装置及び保安装置の制御や、乗務員、乗客及び管制への適切な情報提供のために自車両の現在位置を特定する必要がある。特に、ホームドアが設置された駅での停止精度の向上や、運転効率の向上を目的として導入が進められているATO(Automatic Train Operation)システムでは、自車両の位置を正確に特定することが重要である。 In a vehicle control system mounted on a railroad vehicle, it is necessary to specify the current position of the own vehicle in order to control the drive device and the security device of the own vehicle and to provide appropriate information to the crew, passengers and control. In particular, the ATO (Automatic Train Operation) system, which is being introduced for the purpose of improving stop accuracy at stations where platform doors are installed and improving driving efficiency, can accurately identify the position of the own vehicle. is important.
加えて、省力化を主な目的として、記録した位置情報を元に鉄道車両そのものや地上側設備のメンテナンスにフィードバックする動きが近年進められており、このためにも車両の位置を正確に把握することが必要である。 In addition, with the main purpose of labor saving, there has been a recent movement to feed back the recorded position information to the maintenance of the railway vehicle itself and the equipment on the ground side, and for this reason, the position of the vehicle is accurately grasped. It is necessary.
こうした鉄道車両の位置を検出するための位置検出技術としては、従来、地上に設置された地上子又はバリスを用いて鉄道車両の絶対位置を検出し、そこからの走行距離を速度発電機やミリ波センサなどを用いて演算する方法が一般的であるが、この方法によると、地上子又はバリスの設置やメンテナンスに要するコストが事業者にとって負担となる問題があった。 Conventionally, as a position detection technique for detecting the position of such a railroad vehicle, the absolute position of the railroad vehicle is detected by using a ground element or a ballis installed on the ground, and the mileage from the ground element is determined by a speed generator or millimeter. A method of calculating using a wave sensor or the like is common, but according to this method, there is a problem that the cost required for the installation and maintenance of the ground element or the ballis becomes a burden on the operator.
これに対して、近年、明かり区間についてはGPS(Global Positioning System)を用いて鉄道車両の位置を検出することにより、コストを抑制しながら連続的に鉄道車両の位置を検出する方法が普及しつつある。しかしながら、この方法によると、都市部でのGPS信号の干渉や減衰による影響を考慮する必要があるほか、トンネル区間などの不感区間に対応できないという問題があった。 On the other hand, in recent years, a method of continuously detecting the position of a railroad vehicle while controlling the cost by detecting the position of the railroad vehicle using GPS (Global Positioning System) for a light section has become widespread. be. However, according to this method, it is necessary to consider the influence of GPS signal interference and attenuation in urban areas, and there is a problem that it is not possible to deal with dead sections such as tunnel sections.
そこで、鉄道車両が走行する区間に依存することなく鉄道車両の位置を取得するための方法として、パンタグラフに設けられた加速度センサにより鉄道車両の加速度を検知し、検知した加速度を規定値と比較することにより、鉄道車両の位置を取得する方法が特許文献1に開示されている。
Therefore, as a method for acquiring the position of the railroad vehicle without depending on the section in which the railroad vehicle travels, the acceleration of the railroad vehicle is detected by the acceleration sensor provided in the pantograph, and the detected acceleration is compared with the specified value. Thereby, a method of acquiring the position of a railroad vehicle is disclosed in
また特許文献2には、車両に設置された3軸加速度センサにより鉄道車両の加速度を検出し、検出した加速度をデータベースに登録されている加速度と比較することにより、鉄道車両が停止している駅の同定を行う方法が開示されている。
Further, in
さらに特許文献3には、鉄道車両の台車に設置した撮像手段、走行距離検出手段、垂直位置検出手段及び傾斜角検出手段などに基づいて被検体の位置又は寸法を測量する方法が開示されている。
Further,
しかしながら、かかる特許文献1に開示された方法によると、適用可能な対象が駆動電力をパンタグラフによって集電する集電方式の鉄道車両に限定されるため、第3軌条方式又は第4軌条方式を集電方式とする鉄道車両や、内燃機関又はバッテリなどの動力源を内部に備える鉄道車両には適用できないという問題がある。
However, according to the method disclosed in
また特許文献2に開示された技術は、鉄道車両が停止している駅の同定のみに限定された技術であり、任意の区間を走行中の鉄道車両の位置検出及び同定を行い得ない問題がある。
Further, the technique disclosed in
さらに特許文献3に開示された技術によると、被検体の位置検出に撮像手段や撮像位置検出手段が必要となるため、かかる位置検出を行う装置全体の構成が大型化及び煩雑化し、設置やメンテナンスに要するコストが高くなるという問題がある。
Further, according to the technique disclosed in
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、種々の形態の鉄道車両に適用でき、システム全体の設置及びメンテナンスコストを低減しながら簡易な構成で列車位置を検出し得る位置検出装置及び方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and is a position detection device that can be applied to various types of railway vehicles and can detect a train position with a simple configuration while reducing the installation and maintenance costs of the entire system. It is an attempt to propose a method.
かかる課題を解決するため本発明においては、予め定められた軌道上を予め定められた所定パターンで走行する移動体の位置又は当該移動体が位置する前記軌道上の位置を検出する位置検出装置において、前記軌道の各曲線区間の各地点における前記移動体のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度と、前記軌道の各勾配区間の各地点における前記移動体のピッチ方向の傾き及び加速度との少なくとも一方が格納された第1の記憶装置と、前記軌道上を前記所定パターンで走行する前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度と、前記ピッチ方向の傾き及び加速度との少なくとも一方を計測する計測部と、前記計測部により計測された前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記曲線区間の各地点における前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較し、並びに又は、前記計測部により計測された前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記勾配区間の各地点における前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、前記移動体の位置又は当該移動体が位置する前記軌道上の位置を検出する移動体制御部とを設けるようにした。 In order to solve such a problem, in the present invention, in a position detecting device for detecting the position of a moving body traveling on a predetermined track in a predetermined predetermined pattern or the position on the track where the moving body is located. , At least one of the roll direction and yaw direction tilt and acceleration of the moving body at each point of each curved section of the orbit and the pitch direction tilt and acceleration of the moving body at each point of each slope section of the orbit. The first storage device in which the The measuring unit to be measured and the inclination and acceleration of the moving body measured by the measuring unit in the roll direction and the yaw direction are stored at each point of the curved section of the orbit stored in the first storage device. The tilt and acceleration of the moving body in the roll direction and the yaw direction are compared with each other, and the tilt and acceleration of the moving body in the pitch direction measured by the measuring unit are stored in the first storage device. The position of the moving body or the position on the orbit where the moving body is located by comparing with the inclination and acceleration of the moving body in the pitch direction at each point of the slope section of the orbit stored in. A moving body control unit for detecting the above is provided.
また本発明においては、予め定められた軌道上を予め定められた所定パターンで走行する移動体の位置又は当該移動体が位置する前記軌道上の位置を検出する位置検出装置において実行される位置検出方法であって、前記位置検出装置は、前記軌道の各曲線区間の各地点における前記移動体のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度と、前記軌道の各勾配区間の各地点における前記移動体のピッチ方向の傾き及び加速度との少なくとも一方が格納された第1の記憶装置を有し、前記軌道上を前記所定パターンで走行する前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度と、前記ピッチ方向の傾き及び加速度との少なくとも一方を計測する第1のステップと、計測した前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記曲線区間の各地点における前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較し、並びに又は、計測した前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記勾配区間の各地点における前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、前記移動体の位置又は当該移動体が位置する前記軌道上の位置を検出する第2のステップとを設けるようにした。 Further, in the present invention, the position detection executed by the position detecting device for detecting the position of the moving body traveling on the predetermined orbit in a predetermined predetermined pattern or the position on the orbit where the moving body is located. In a method, the position detecting device is used to tilt and accelerate the moving body in the roll direction and the yaw direction at each point in each curved section of the orbit, and to move the moving body at each point in each slope section of the orbit. A first storage device in which at least one of tilt and acceleration in the pitch direction is stored, and tilt and acceleration in the roll direction and the yaw direction of the moving body traveling on the track in the predetermined pattern. The first step of measuring at least one of the tilt and acceleration in the pitch direction and the measured tilt and acceleration of the moving body in the roll direction and the yaw direction are stored in the first storage device. The tilt and acceleration of the moving body in the pitch direction compared with and / or measured with the tilt and acceleration of the moving body in the roll direction and the yaw direction at each point of each of the curved sections of the orbit. The position of the moving body or the position of the moving body is located by comparing with the inclination and acceleration of the moving body in the pitch direction at each point of each slope section of the orbit stored in the storage device of 1. A second step of detecting the position on the orbit is provided.
本発明によれば、種々の形態の移動体に適用でき、位置検出のためのシステム全体の設置及びメンテナンスコストを低減しながら簡易な構成で移動体の位置を検出し得る位置検出装置及び方法を実現することができる。 According to the present invention, there is a position detection device and method that can be applied to various forms of moving objects and can detect the position of the moving object with a simple configuration while reducing the installation and maintenance costs of the entire system for position detection. It can be realized.
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)第1の実施の形態
(1-1)本実施の形態による車両制御システムの構成
図1において、1は全体として本実施の形態による車両制御システムの概略構成を示す。この車両制御システム1は、列車2を構成する各鉄道車両(以下、これらを単に車両と呼ぶ)3にそれぞれ搭載された計測部4(4A~4C)と、いずれかの車両3に搭載された車上子5及びGPS受信機6と、例えば先頭車両3に搭載された車両制御装置10、駆動装置11、保安装置12、情報装置13及び記憶装置14とを備えて構成される。(1) First Embodiment (1-1) Configuration of Vehicle Control System According to This Embodiment In FIG. 1, 1 shows a schematic configuration of a vehicle control system according to the present embodiment as a whole. This
各計測部4(4A~4C)は、例えば3軸加速度センサを備えて構成され、3軸加速度センサから出力される3軸方向の加速度に基づいて、慣性航法などの既存の技術を用いて搭載された車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度をそれぞれ算出し、算出結果を計測値として通信線7を介して又は無線により車両制御装置10に送信する。
Each measurement unit 4 (4A to 4C) is configured to be equipped with, for example, a 3-axis acceleration sensor, and is mounted using existing technology such as inertial navigation based on the acceleration in the 3-axis direction output from the 3-axis acceleration sensor. The roll direction, yaw direction, and pitch direction inclination and acceleration of the
車上子5は、列車2が走行する軌道(レール)に沿って複数設置された図示しない地上子やバリスと通信し、これら地上子やバリスから位置情報を取得する機能を有する通信装置である。車上子5は、かかる通信により取得した位置情報を通信線7を介して又は無線により車両制御装置10に送信する。
The on-
GPS受信機6は、GPS衛星から送信される電波を受信し、自列車の位置を測位する受信機である。GPS受信機6は、測位した自列車の位置を車両制御装置10に送信する。
The
車両制御装置10は、各計測部4からそれぞれ送信される各車両のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度と、車上子5及びGPS受信機6からそれぞれ送信される位置情報とに基づいて自列車の現在位置を検出し、検出結果に基づいて駆動装置11、保安装置12及び情報装置13などの車上機器を制御したり、メンテナンスに利用するために自列車の走行時等に取得した各種情報(以下、これをメンテナンス用情報と呼ぶ)を記憶装置14に格納する機能を有する。
The
この車両制御装置10は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)20、メモリ21及び記憶装置22などの情報処理資源を備えて構成される。CPU20は、車両制御装置10全体の動作制御を司るプロセッサである。またメモリ21は、例えば揮発性の半導体メモリから構成され、CPU20のワークメモリとして利用される。後述する制御プログラム23や演算プログラム24は、このメモリ21に格納されて保持される。
As shown in FIG. 2, the
記憶装置22は、ハードディスク装置やSSD(Solid State Drive)などの大容量の不揮発性の記憶装置から構成され、各種情報を長期間保持するために利用される。後述する曲線区間用データベース25及び勾配区間用データベース26は、いずれもこの記憶装置22に格納されて保持される。
The
駆動装置11は、図示しない動力源のモータやブレーキ装置などを駆動制御するデバイスであり、車両制御装置10から与えられる制御情報に基づいて自列車を加速若しくは惰行させるようにモータを動作させ、又は、当該制御情報に基づいて自列車を減速又は停止させるようにブレーキ装置を動作させる。
The
保安装置12は、自動列車停止装置及び自動列車制御装置などから構成され、車両制御装置10から与えられる制御情報に基づいてブレーキパターンを演算する処理やブレーキ装置を動作させる処理などを行う。
The
また情報装置13は、例えば、運転台や客室内のモニタ画面に必要な情報を表示する表示装置と、運転台や客室に設置されたスピーカから必要な音声を出力する音源装置となどから構成される。情報装置13は、車両制御装置10から与えられた制御情報に基づいて、停車駅に接近した際にかかるモニタ画面やスピーカを介して当該停車駅に関する必要な情報を運転手に提供したり、乗換え案内などの必要な情報を客室内の乗客に提供する。
Further, the
記憶装置14は、例えば、ハードディスク装置やSSDなどの大容量の記憶装置から構成され、自列車の走行時などに取得された地上側設備やその車両のメンテナンスに利用するメンテナンス用情報が車両制御装置10により格納される。
The
(1-2)本実施の形態による位置検出機能及びメンテナンス用情報収集機能
次に、車両制御装置10に搭載された本実施の形態の位置検出機能及びメンテナンス用情報収集機能について説明する。まず、本実施の形態の位置検出機能について説明する。(1-2) Position detection function and maintenance information collection function according to the present embodiment Next, the position detection function and maintenance information collection function of the present embodiment mounted on the
列車2が図3(A)に示すような直線区間及び曲線区間を有する場所を走行する場合について考える。ここでは、直線区間及び曲線区間共に高低差がないものとする。
Consider the case where the
この場合、図3(B)に示すように、列車2が直線区間を走行しているときには、各車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度は、これらロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度に対してそれぞれ設定された一定の閾値SH(ロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度の各閾値SHは同じ値でなくてもよい)以下となるが、列車2が曲線区間を走行しているときには、各車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度は、走行している曲線区間の曲率半径と、そのときの列車2の走行速度とに応じた値となる。一方で、このときの車両3のピッチ方向の傾き及び加速度は、直線区間及び曲線区間共にピッチ方向の傾き及び加速度に対して予めそれぞれ設定された一定の閾値SH以下となる。
In this case, as shown in FIG. 3B, when the
従って、所定パターンで走行する列車2について、各曲線区間の複数地点でその地点における車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度を予めそれぞれ計測して記録しておき、車両3の走行中に計測部4により計測したロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度を、上述のように記録しおいた各曲線区間の各地点におけるロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、車両3が走行中の曲線区間や、その曲線区間におけるその車両3が位置する地点(車両位置)をある程度の精度で特定することができる。
Therefore, for the
次に、車両が図4(A)に示すような水平区間及び勾配区間を有する場所を走行する場合について考える。ここでは、水平区間及び勾配区間共に直線区間であるものとする。 Next, consider the case where the vehicle travels in a place having a horizontal section and a slope section as shown in FIG. 4 (A). Here, it is assumed that both the horizontal section and the slope section are straight sections.
この場合、図4(B)に示すように、列車2が水平区間を走行しているときには、その各車両3のピッチ方向の傾き及び加速度は一定の閾値SH(ピッチ方向の傾き及び加速度の各閾値SHは同じ値でなくてもよい)以下となるが、列車2が勾配区間を走行しているときには、各車両3のピッチ方向の傾き及び加速度は、走行している勾配区間の傾斜角と、そのときの列車2の走行速度とに応じた値となる。一方で、このときの各車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度は、水平区間及び勾配区間共にロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度に対してそれぞれ予め設定された一定の閾値SH以下となる。
In this case, as shown in FIG. 4B, when the
従って、所定パターンで走行する列車2について、各勾配区間の複数地点でその地点における車両3のピッチ方向の傾き及び加速度を予めそれぞれ計測して記録しておき、車両3の走行中に計測部4により計測したピッチ方向の傾き及び加速度を、上述のように記録しておいた各勾配区間の各地点におけるピッチ方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、車両3が走行中の勾配区間や、その勾配区間におけるその車両3が位置する地点(車両位置)をある程度の精度で特定することができる。
Therefore, for the
また上述のようにして取得した曲線区間や勾配区間における車両3の位置に基づいて、列車2の位置を特定することができる。例えば、図5に示すように、列車2の先頭車両3の先端をその列車2の位置とする場合、先頭車両3に搭載された計測部4(4A)の計測値に基づいて上述のようにして車両位置(先頭車両3の位置)を求めた場合、求めた車両位置に、当該先頭車両3の先端から当該先頭車両3に搭載された計測部4(4A)までの距離Δdoffを加算することにより列車2の位置を特定することができる。
Further, the position of the
また2番目の車両3に搭載された計測部4(4B)の計測値に基づいて上述のようにして車両位置(2番目の車両3の位置)を求めた場合には、求めた車両位置に対して、先頭車両3に搭載された計測部4(4A)から2番目の車両3に搭載された計測部4(4B)までの距離Δd1と、上述の距離Δdoffとを加算することにより列車2の位置を特定することができる。
Further, when the vehicle position (position of the second vehicle 3) is obtained as described above based on the measured value of the measuring unit 4 (4B) mounted on the
さらに図1の最後尾の車両3に搭載された計測部4(4C)の計測値に基づいて上述のようにして車両位置(図1の最後尾の車両3の位置)を求めた場合には、求めた車両位置に対して、先頭車両3に搭載された計測部4(4A)から2番目の車両3に搭載された計測部4(4B)までの距離Δd1と、2番目の車両3に搭載された計測部4(4C)の車両に搭載された計測部4(4C)までの距離Δd2と、上述の距離Δdoffとを加算することにより列車2の位置を特定することができる。
Further, when the vehicle position (the position of the
以上の原理を踏まえて、本実施の形態の車両制御システム1では、各駅区間を列車2がその駅区間について予め定められた所定パターンで走行することを前提として、列車2の走行範囲内に存在する各曲線区間の複数地点でその地点における車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度を予め計測し、その地点の位置(基準位置からの距離)と対応付けて記録した図6(A)に示すような第1のデータベース(以下、これを曲線区間用データベースと呼ぶ)25が車両制御装置10の記憶装置22(図2)に格納されている。
Based on the above principle, in the
また車両制御装置10の記憶装置22には、各駅区間をかかる所定パターンで列車2が走行することを前提として、列車2の走行範囲内に存在する各勾配区間の複数地点でその地点における車両3のピッチ方向の傾き及び加速度を予め計測し、その地点の位置と対応付けて記録した図6(B)に示すような第2のデータベース(以下、これを勾配区間用データベースと呼ぶ)26も格納されている。
Further, in the
そして車両制御装置10は、列車2の走行時、GPS受信機6(図1)により車両位置を測位できる場合や、地上子やバリスから位置情報を取得できる場合には、そのようにして取得した現在の車両位置や、図示しないミリ波センサや速度発電機などを用いて取得したそこからの走行距離に基づき算出した現在の車両位置に基づいて列車位置を算出し、算出した列車位置に基づいて駆動装置11や保安装置12及び又は情報装置13に送信する制御情報をそれぞれ生成する。また車両制御装置10は、このようにして生成したこれらの制御情報を対応する駆動装置11、保安装置12及び又は情報装置13にそれぞれ送信することにより、これら駆動装置11、保安装置12及び又は情報装置13の動作を制御する。
Then, when the
これに対して、車両制御装置10は、GPS受信機6により車両位置を測位できず、さらに地上子やバリスから位置情報を取得できない場合には、各計測部4からそれぞれ送信されてくる対応する車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度の計測値のうち、例えば先頭車両3に搭載された計測部4(4A)から送信されてきたその車両3(先頭車両3)のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の加速度に基づいて、現在、当該車両3が曲線区間や勾配区間を走行しているか否かを判定する。
On the other hand, when the
そして車両制御装置10は、その車両3が曲線区間を走行中であると判定した場合には、その車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度を、曲線区間用データベース25(図6(A))に登録されている各曲線区間の各地点におけるロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較し、最もロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度の値が近い地点をそのときのその車両3の車両位置として特定すると共に、特定した車両位置に基づいて列車2の位置を検出する。
Then, when the
また車両制御装置10は、その車両3が勾配区間を走行中であると判定した場合には、その車両3のピッチ方向の傾き及び加速度を、勾配区間用データベース26(図6(B))に登録されている各勾配区間の各地点におけるピッチ方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較し、最もピッチ方向の傾き及び加速度の値が近い地点をそのときのその車両3の車両位置として特定すると共に、特定した車両位置に基づいて列車2の位置を検出する。
Further, when the
さらに車両制御装置10は、上述のようにして検出した列車位置と、ミリ波センサや速度発電機などを用いて求めていたその列車2の現在位置との誤差が予め設定された閾値よりも大きい場合には、ミリ波センサや速度発電機などを用いて求めた列車2の現在位置を、上述のようにして検出したその列車2の現在位置に置き換えるようにして補正する。そして車両制御装置10は、このようにして検出した列車2の現在位置に基づいて駆動装置11や保安装置12及び又は情報装置13に送信する制御情報をそれぞれ生成する。
Further, the
次に、本実施の形態によるメンテナンス用情報収集機能について説明する。列車2の各車両3に搭載された計測部4からそれぞれ送信されてきた対応する車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度や、これらに基づいて算出した各車両の直前地点からの高低差などは、列車2が一定速度で走行している状態では、図7に示すように、先頭車両3から順番に計測部4間の距離と、列車2の走行速度とに応じた時間差をもって同じ値が順次得られる。
Next, the maintenance information collection function according to the present embodiment will be described. From the roll direction, yaw direction and pitch direction inclination and acceleration of the
例えば、図1のような3両編成の列車2において、先頭車両3が任意の地点(地点Aや地点Bなど)を通過したときにその先頭車両3に搭載された計測部4(4A)から出力された当該先頭車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度や、高低差などの値と、次の車両3(先頭から2番目の車両3)がその地点を通過したときにその車両3に搭載された計測部4(4B)から出力された当該車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度や、高低差などの値とは同じであり、その時間差Δt1は、列車2の走行速度と、先頭車両3及び先頭から2両目に搭載された各計測部4(4A,4B)間の距離とに依存する。
For example, in a 3-
また、その後、最後尾の車両3がその地点を通過したときにその車両3に搭載された計測部4(4C)から出力された当該車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度や、高低差などの値も、先頭から2両目の車両3がその地点を通過したときにその車両3に搭載された計測部4(4B)から出力された当該車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度や、高低差などの値と同じであり、その時間差Δt2は、列車2の走行速度と、先頭から2両目の車両3及び最後尾の車両3にそれぞれ搭載された計測部4(4B,4C)間の距離とに依存する。
After that, when the
従って、先頭車両3から順番に、列車2の走行速度と、隣接する各車両3にそれぞれ搭載された計測部4間の距離とに応じた時間差(Δt1やΔt2など)をもって、各車両3がそれぞれ同一地点を通過するタイミングで各車両3にそれぞれ搭載された計測部4から出力される対応する車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度や、高低差などの値を順番に算出した場合、各計測部4が正常に作動しているのであれば、すべて同じ値が得られるはずである。逆を言えば、繰り返し他の計測部4と同じ値が得られない計測部4については、障害が発生している可能性があると判断することができる。
Therefore, in order from the leading
そこで本実施の形態の車両制御システム1の場合、車両制御装置10には、各車両3がそれぞれ同一地点を通過するタイミングでその車両3の計測部4から与えられるその車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度を、上述のメンテナンス用情報として順次記憶装置14(図1)に格納する。
Therefore, in the case of the
以上のような本実施の形態の位置検出機能及びメンテナンス用情報収集機能を実現するための手段として、車両制御装置10には、図8に示すように、制御部30及び演算部31が設けられている。
As shown in FIG. 8, the
制御部30は、CPU20(図2)がメモリ21(図2)に格納された制御プログラム23(図2)を実行することにより具現化される機能部であり、各計測部4から与えられる対応する車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度を演算部31に転送したり、必要時に曲線区間用データベース25や勾配区間用データベース26から必要な情報を読み出して演算部31に転送する機能を有する。
The
また制御部30は、車上子5やGPS受信機6又は後述のように演算部31により検出された列車位置と、図示しないミリ波センサや速度発電機などを用いて求めたそこからの移動距離とに基づいて自列車の現在位置を逐次算出し、算出した自列車の現在位置に基づいて駆動装置11や保安装置12及び又は情報装置13に送信する制御情報をそれぞれ生成する。
Further, the
さらに制御部30は、各車両3がそれぞれ同一地点を通過するタイミングでその車両3の計測部4から与えられた当該車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度の計測値を関連付けてメンテナンス用情報として記憶装置14に格納する。
Further, the
一方、演算部31は、CPU20がメモリ21に格納された演算プログラム24(図2)を実行することにより具現化される機能部である。
On the other hand, the
演算部31は、各計測部4から制御部30を経由してそれぞれ与えられる対応する車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度を、制御部30から与えられる曲線区間用データベース25や勾配区間用データベース26から読み出された曲線区間や勾配区間の各地点のロール方向、ヨー方向及び又はピッチ方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較し、比較結果に基づいて自列車の現在位置を特定する。そして演算部31は、特定した自列車の現在位置を制御部30に通知する。
The
(1-3)本実施の形態による位置検出機能に関する制御部の処理
図9は、上述のような本実施の形態による位置検出機能に関して車両制御装置10により定期的に実行される処理(以下、これを位置検出処理と呼ぶ)の流れを示す。(1-3) Processing of the control unit related to the position detection function according to the present embodiment FIG. 9 shows the processing periodically executed by the
この場合、この図9に示す位置検出処理が開始されると、まず、車両制御装置10の制御部30がGPS受信機6から送信されてくる位置情報に基づいて、GPS受信機6が自列車の現在位置を測位できたか否かを判定する(S1)。そして制御部30は、この判定で肯定結果を得ると、GPS受信機6から与えられた位置情報に基づいて駆動装置11、保安装置12及び又は情報装置13に送信する制御情報を生成することを決定し(S2)、この後、この位置検出処理を終了する。
In this case, when the position detection process shown in FIG. 9 is started, first, the
これに対して、制御部30は、ステップS1の判定で否定結果を得ると、車上子5が前回の位置検出処理の終了後から現在までの間に地上子やバリスから位置情報を取得できたか否かを判定する(S3)。そして制御部30は、この判定で肯定結果を得ると、地上子やバリスから取得した位置情報に基づいて駆動装置11、保安装置12及び又は情報装置13に送信する制御情報を生成することを決定し(S4)、この後、この位置検出処理を終了する。
On the other hand, when the
一方、制御部30は、ステップS3の判定で否定結果を得ると、特定の車両3(例えば、先頭車両3であり、以下、これを特定車両3と呼ぶ)に搭載された計測部4から送信されてきたその特定車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度のうち、ロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度の一部又は全部がその方向の傾きや加速度に対してそれぞれ予め設定された閾値以上であるか否かを判定する(S5)。
On the other hand, when the
ここで、この判定で肯定結果を得ることは、現在、その特定車両3が曲線区間を走行している可能性が高いことを意味する。かくして、このとき制御部30は、図示しないミリ波センサや速度発電機などを用いて検出しているその特定車両3の現在位置の前後にある複数個分ずつの各曲線区間内の各地点における車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度を曲線区間用データベース25から読み出し、これらの情報を演算部31に転送する。
Here, obtaining a positive result in this determination means that there is a high possibility that the
そして演算部31は、そのときその特定車両3に搭載された計測部4から制御部30を経由して与えられたその特定車両3の現在のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度と、上述のように制御部30から与えられた、曲線区間用データベース25から読み出された各曲線区間内の各地点における車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度とを順次比較することによりその特定車両3の現在位置(正確には特定車両3に搭載された計測部4の現在位置)を特定する(S6)。
Then, the
具体的に、演算部31は、このステップS6において、曲線区間用データベース25から読み出された各曲線区間内の各地点における車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度と、特定車両3に搭載された計測部4から制御部30を経由して与えられたその特定車両3の現在のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度とのユークリッド距離を算出し、そのユークリッド距離が最も小さい地点を特定車両3に搭載された計測部4の現在位置として特定する。また演算部31は、特定した特定車両3の計測部4の現在位置に、当該計測部4から先頭車両3の先端位置までの距離を加算するようにして列車2の位置を検出する。そして演算部31は、特定した列車2の現在位置を制御部30に通知する。
Specifically, in step S6, the
ただし、かかるユークリッド距離に予め閾値を設けておき、算出した最小のユークリッド距離が当該閾値よりも大きい場合には、特定車両3の計測部4の現在位置を特定せずに、かかるユークリッド距離が最小の地点(軌道上の位置)を制御部30を介して記憶装置14に登録するようにしてもよい。このように最小のユークリッド距離が予め設定された閾値よりも大きい場合、軌道が変形している等の不具合が発生していることが原因の1つとして考えられるため、この軌道上の位置をメンテナンス用情報として利用することができる。
However, if a threshold is set in advance for the Euclidean distance and the calculated minimum Euclidean distance is larger than the threshold, the Euclidean distance is the minimum without specifying the current position of the
一方、制御部30は、ステップS5の判定で否定結果を得ると、特定車両3に搭載された計測部4から送信されてきたその特定車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度のうち、ピッチ方向の傾き及び加速度の一部又は全部がピッチ方向の傾きや加速度に対してそれぞれ予め設定された閾値以上であるか否かを判定する(S7)。
On the other hand, when the
そして制御部30は、この判定で否定結果を得ると、この位置検出処理を終了する。従って、この場合には自列車の現在位置が特定されないまま位置検出処理が終了することになる。
Then, when the
これに対して、ステップS7の判定で肯定結果を得ることは、現在、その特定車両3が勾配区間を走行している可能性が高いことを意味する。かくして、このとき制御部30は、図示しないミリ波センサや速度発電機などを用いて検出しているその特定車両3の現在位置の前後にある複数個分ずつの各勾配区間内の各地点における車両のピッチ方向の傾き及び加速度を勾配区間用データベース26から読み出し、これらの情報を演算部31に転送する。
On the other hand, obtaining a positive result in the determination in step S7 means that there is a high possibility that the
そして演算部31は、そのときその特定車両3に搭載された計測部4から制御部30を経由して与えられたその特定車両3の現在のピッチ方向の傾き及び加速度と、上述のように制御部30から与えられた、勾配区間用データベース26から読み出された各勾配区間内の各地点における車両3のピッチ方向の傾き及び加速度と順次比較することによりその特定車両3の現在位置(正確には特定車両3に搭載された計測部4の現在位置)を特定する(S8)。
Then, the
具体的に、演算部31は、このステップS8において、勾配区間用データベース26から読み出された各勾配区間内の各地点における車両3のピッチ方向の傾き及び加速度と、特定車両3に搭載された計測部4から制御部30を経由して与えられたその特定車両3の現在のピッチ方向の傾き及び加速度とのユークリッド距離を算出し、そのユークリッド距離が最も小さい地点を特定車両3に搭載された計測部4の現在位置として特定する。また演算部31は、特定した特定車両3の計測部4の現在位置に、当該計測部4から先頭車両3の先端位置までの距離を加算するようにして列車2の位置を検出する。そして演算部31は、特定した列車2の現在位置を制御部30に通知する。
Specifically, in step S8, the
ただし、かかるユークリッド距離に予め閾値を設けておき、算出した最小のユークリッド距離が当該閾値よりも大きい場合には、特定車両3の計測部4の現在位置を特定せずに、かかるユークリッド距離が最小の地点(軌道上の位置)を制御部30を介して記憶装置14に登録するようにしてもよい。このように最小のユークリッド距離が予め設定された閾値よりも大きい場合、ステップS7について上述した場合と同様に、軌道が変形している等の不具合が発生しているおそれがあるため、この軌道上の位置をメンテナンス用情報として利用することができる。
However, if a threshold is set in advance for the Euclidean distance and the calculated minimum Euclidean distance is larger than the threshold, the Euclidean distance is the minimum without specifying the current position of the
この後、制御部30は、上述のようにミリ波センサや速度発電機などを用いて常に算出している自列車の現在位置と、上述のようにステップS6又はステップS8で演算部31により特定された自列車の現在位置との差分を算出し、その差分が予め設定された閾値以下であるか否かを判定する(S9)。そして制御部30は、この判定で否定結果を得ると、この位置検出処理を終了する。
After that, the
これに対して、制御部30は、ステップS9の判定で否定結果を得ると、ミリ波センサや速度発電機などを用いて常に算出している自列車の現在位置を、ステップS6又はステップS8で特定した自列車の現在位置に置き換えるようして補正する(S10)。そして制御部30は、この後、この位置検出処理を終了する。
On the other hand, when the
(1-4)本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態の車両制御システム1では、特定車両3の計測部4により計測された当該特定車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度に基づいて列車2が曲線区間や勾配区間を走行しているか否かを判定し、列車2が曲線区間を走行していると判定した場合には、曲線区間用データベース25を参照して列車2の現在位置を検出し、列車2が勾配区間を走行していると判定した場合には、勾配区間用データベース26を参照して列車2の現在位置を検出する。(1-4) Effect of the present embodiment As described above, in the
従って、本実施の形態の車両制御システム1によれば、第3軌条方式又は第4軌条方式を集電方式とする車両3や、内燃機関又はバッテリなどの動力源を内部に備える車両3に対しても適用することができ、また撮像手段や撮像位置検出手段を要することなく、かつ車両3が走行中であっても、列車2の現在位置を適切に検出することができる。
Therefore, according to the
よって本実施の形態によれば、種々の形態の鉄道車両に適用でき、システム全体の設置及びメンテナンスコストを低減しながら簡易な構成で列車位置を検出し得る車両制御システムを実現することができる。 Therefore, according to this embodiment, it is possible to realize a vehicle control system that can be applied to various types of railway vehicles and can detect the train position with a simple configuration while reducing the installation and maintenance costs of the entire system.
(2)第2の実施の形態
図8との対応部分に同一符号を付して示す図10は、図8について上述した車両制御装置10の論理構成に代えて適用される第2の実施の形態による車両制御装置40の論理構成を示す。本実施の形態の車両制御装置40のハードウェア構成は第1の実施の形態の車両制御装置10と同様であるため、ここでの説明は省略する。(2) Second Embodiment FIG. 10 showing the corresponding portion with FIG. 8 with the same reference numeral is the second embodiment applied to FIG. 8 in place of the above-mentioned logical configuration of the
本実施の形態の車両制御装置40は、制御部41にはGPS受信機6及び車上子5からの位置情報のみが与えられ、各車両3にそれぞれ搭載された計測部4からの計測値が演算部42に与えられる点と、演算部42が曲線区間用データベース25及び勾配区間用データベース26に直接アクセスできる点とが第1の実施の形態の車両制御装置10と大きく相違し、これ以外の点については第1の実施の形態の車両制御装置10と同様の機能を有する。
In the
従って、本実施の形態の車両制御装置40では、演算部42は、制御部41を経由することなく、各計測部4から送信されてきた対応する車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度を直接取得し、取得したこれらの情報に基づき、曲線区間用データベース25及び勾配区間用データベース26を参照して、第1の実施の形態の演算部31(図8)と同様に自列車の現在位置を検出し、検出結果を制御部41に通知する。
Therefore, in the
また制御部41は、演算部42により特定された自列車の現在位置に基づいて、第1の実施の形態の制御部30と同様に必要な制御情報を生成し、生成した制御情報を対応する駆動装置11、保安装置12及び又は情報装置13に送信したり、必要なメンテナンス用情報を記憶装置14に格納する。
Further, the
以上の構成を有する本実施の形態の車両制御装置40によれば、第1の実施の形態と同様に、種々の形態の鉄道車両に適用でき、システム全体の設置及びメンテナンスコストを低減しながら簡易な構成で列車位置を検出し得る車両制御システムを実現することができる。
According to the
(3)他の実施の形態
なお上述の第1及び第2の実施の形態においては、実際に列車2を走行させたときに得られた各曲線区間のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度や、各勾配区間のピッチ方向の傾きや加速度に基づいて曲線区間用データベース25や勾配区間用データベース26を生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、軌道(レール)が敷設された地形等や軌道の形状情報と、列車2の走行パターンとなどの情報に基づいて計算により各曲線区間の各地点における車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度の理論値や、各勾配区間の各地点における車両3のピッチ方向の傾き及び加速度の理論値を算出して曲線区間用データベース25及び勾配区間用データベース26を生成するようにしてもよい。(3) Other Embodiments In the above-mentioned first and second embodiments, the inclination and acceleration in the roll direction and the yaw direction of each curved section obtained when the
また上述の第1及び第2の実施の形態においては、列車2の位置を特定するために本発明の位置検出方法を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、不具合のある軌道上の位置を特定するために本発明の位置検出方法を適用するようにしてもよい。
Further, in the above-mentioned first and second embodiments, the case where the position detection method of the present invention is applied to specify the position of the
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、曲線区間用データベース25及び勾配区間用データベース26の2つのデータベースを用意するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これら曲線区間用データベース25及び勾配区間用データベース26の内容を1つのデータベースにまとめてデータベースを1つだけ設けるようにしてもよい。
Further, in the above-mentioned first and second embodiments, the case where two databases, the database for the
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、各計測部4がそれぞれ3軸加速度センサを備え、3軸加速度センサの出力に基づいてロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の車両3の傾きまでも算出して計測値として制御部30や演算部42に送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各計測部4を3軸加速度センサのみから構成し、その出力に基づいて制御部30や演算部42において車両3の傾きを算出する(つまり本発明の計測部の機能の一部を制御部30や演算部42に割り当てる)ようにしてもよい。
Further, in the first and second embodiments described above, each measuring
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、本発明を列車2の位置検出に利用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、予め定められた軌道上を予め定められた走行パターンで走行する自動運転自動車などの移動体の位置検出にも適用することができる。
Further, in the above-mentioned first and second embodiments, the case where the present invention is used for the position detection of the
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、勾配区間については、各地点における車両3のピッチ方向の傾き及び加速度のみを利用して位置を列車位置を特定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、計測部4により計測されたピッチ方向の加速度に基づいて各地点における車両3の基準地点からの高さ位置を慣性航法等により計測して勾配区間用データベース26に登録しておき、列車2の走行中も同様にして各車両3の高さ位置を計測し、勾配区間では、車両3のピッチ方向の傾き及び加速度と、そのときの車両3の高さ位置とに基づいて、列車2の現在位置を検出するようにしてもよい。
Further, in the above-mentioned first and second embodiments, the case where the train position is specified by using only the inclination and acceleration of the
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、特定車両3に搭載された計測部4から与えられる計測値にのみ基づいて自列車の現在位置を検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、より多くの計測部4から与えられる計測値に基づいて自列車の現在位置を検出するようにしてもよい。例えば、特定車両3に搭載された計測部4から与えられた計測値に基づいて自列車の現在位置を検出できなかった場合には他の車両3に搭載された計測部4から与えられる計測値に基づいて自列車の現在位置を検出するようにしてよい。
Further, in the first and second embodiments described above, the case where the current position of the own train is detected only based on the measured value given by the measuring
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、予め取得した各曲線区間の各地点における車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度と、計測部4により計測された車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度とに基づいて曲線区間を走行中の列車2の位置を検出すると共に、予め取得した各勾配区間の各地点における車両3のピッチ方向の傾き及び加速度と、計測部4により計測された車両3のピッチ方向の傾き及び加速度とに基づいて勾配区間を走行中の列車2の位置を検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、曲線区間及び勾配区間の少なくとも一方においてのみ列車2の位置を検出するようにしてもよい。
Further, in the first and second embodiments described above, the inclination and acceleration of the
さらに上述の第1及び第2の実施の形態においては、計測部4により計測された車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度を、曲線区間用データベース25に格納された軌道の各曲線区間の各地点における車両3のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較したり、計測部4により計測された車両3のピッチ方向の傾き及び加速度を、勾配区間用データベース26に格納された軌道の各勾配区間の各地点における車両3のピッチ方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、車両3の位置又は車両3が位置する軌道上の位置を検出する移動体制御部としての機能を列車2に持たせるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば車両制御装置10における上述の機能を地上側の設備に持たせ、計測部4により計測された車両3のロール方向、ヨー方向及びピッチ方向の傾き及び加速度を列車2から地上側の設備に順次転送し、地上側の設備においてそのときのその列車2の位置を上述のようにして算出し、算出結果を列車2側に転送するようにしてもよい。このようにしても第1及び第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
Further, in the first and second embodiments described above, the inclination and acceleration of the
本発明は、予め定められた軌道上を予め定められた所定パターンで走行する種々の移動体の位置又は当該移動体が位置する軌道上の位置を検出する位置検出装置に広く適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to a position detecting device for detecting the position of various moving objects traveling on a predetermined orbit in a predetermined predetermined pattern or the position on the orbit in which the moving object is located. ..
1……車両制御システム、2……列車、3……車両、4,4A~4C……計測部、5……車上子、6……GPS受信機、10,40……車両制御装置、11……駆動装置、12……保安装置、13……情報装置、14,22……記憶装置、20……CPU、21……メモリ、23……制御プログラム、24……演算プログラム、25……曲線区間用データベース、26……勾配区間用データベース、30,41……制御部、31,42……演算部。 1 ... vehicle control system, 2 ... train, 3 ... vehicle, 4,4A-4C ... measurement unit, 5 ... on-board child, 6 ... GPS receiver, 10,40 ... vehicle control device, 11 ... Drive device, 12 ... Security device, 13 ... Information device, 14, 22 ... Storage device, 20 ... CPU, 21 ... Memory, 23 ... Control program, 24 ... Arithmetic program, 25 ... ... database for curved section, 26 ... database for gradient section, 30, 41 ... control unit, 31, 42 ... arithmetic unit.
Claims (10)
前記軌道の各曲線区間の各地点における前記移動体のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度と、前記軌道の各勾配区間の各地点における前記移動体のピッチ方向の傾き及び加速度との少なくとも一方が格納された第1の記憶装置と、
前記軌道上を前記所定パターンで走行する前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度と、前記ピッチ方向の傾き及び加速度との少なくとも一方を計測する計測部と、
前記計測部により計測された前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記曲線区間の各地点における前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較し、並びに又は、前記計測部により計測された前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記勾配区間の各地点における前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、前記移動体の位置又は当該移動体が位置する前記軌道上の位置を検出する移動体制御部と
を備えることを特徴とする位置検出装置。 In a position detecting device that detects the position of a moving body traveling on a predetermined orbit in a predetermined predetermined pattern or the position on the orbit where the moving body is located.
At least one of the roll direction and yaw direction inclination and acceleration of the moving body at each point of each curved section of the orbit and the pitch direction inclination and acceleration of the moving body at each point of each gradient section of the orbit. The stored first storage device and
A measuring unit that measures at least one of the tilt and acceleration in the roll direction and the yaw direction and the tilt and acceleration in the pitch direction of the moving body traveling on the track in the predetermined pattern.
The inclination and acceleration of the moving body in the roll direction and the yaw direction measured by the measuring unit are measured by the moving body at each point of each curved section of the orbit stored in the first storage device. The orbital, which is compared with the inclination and acceleration in the roll direction and the yaw direction, respectively, and / or the inclination and acceleration in the pitch direction of the moving body measured by the measuring unit are stored in the first storage device. The moving body control that detects the position of the moving body or the position on the orbit where the moving body is located by comparing with the inclination and acceleration of the moving body in the pitch direction at each point of each of the slope sections of the above. A position detection device characterized by being provided with a unit.
検出した前記移動体の位置に基づいて前記移動体に搭載された車上機器を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 The moving body control unit is
The position detection device according to claim 1, wherein the on-vehicle equipment mounted on the moving body is controlled based on the detected position of the moving body.
前記計測部により計測された前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度の一部又は全部が当該ロール方向及び当該ヨー方向の傾き及び加速度についてそれぞれ予め設定された第1の閾値以上のときに、前記計測部により計測された前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記曲線区間の各地点における前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、前記移動体の位置又は当該移動体が位置する前記軌道上の位置を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 The moving body control unit is
A part or all of the inclination and acceleration of the moving body in the roll direction and the yaw direction measured by the measuring unit is equal to or higher than the first preset thresholds for the inclination and acceleration in the roll direction and the yaw direction, respectively. At this time, the inclination and acceleration of the moving body in the roll direction and the yaw direction measured by the measuring unit are measured at each point of the curved section of the orbit stored in the first storage device. The first aspect of claim 1, wherein the position of the moving body or the position on the orbit where the moving body is located is detected by comparing the inclination and the acceleration of the moving body in the roll direction and the yaw direction, respectively. The described position detector.
前記計測部により計測された前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度の一部又は全部が当該ピッチ方向の傾き及び加速度についてそれぞれ予め設定された第1の閾値以上のときに、前記計測部により計測された前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記勾配区間の各地点における前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、前記移動体の位置又は当該移動体が位置する前記軌道上の位置を検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 The moving body control unit is
When a part or all of the inclination and acceleration of the moving body in the pitch direction measured by the measuring unit is equal to or higher than the first threshold value set in advance for the inclination and acceleration in the pitch direction, the measuring unit determines. The measured inclination and acceleration of the moving body in the pitch direction are the inclination and acceleration of the moving body in the pitch direction at each point of each of the gradient sections of the orbit stored in the first storage device, respectively. The position detecting device according to claim 1, wherein the position of the moving body or the position on the orbit where the moving body is located is detected by comparison.
各前記車両にそれぞれ前記計測部が搭載され、
メンテナンス用の情報を格納するための第2の記憶装置を備え、
前記移動体制御部は、
各前記車両がそれぞれ同一地点を通過するタイミングで当該地点を通過する前記車両に搭載された前記計測部から与えられる当該車両の前記ロール方向、前記ヨー方向及び前記ピッチ方向の傾き及び加速度の一部又は全部を前記メンテナンス用の情報として前記第2の記憶装置に格納する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 The moving body is a train composed of a plurality of vehicles.
Each vehicle is equipped with the measurement unit.
Equipped with a second storage device for storing maintenance information
The moving body control unit is
A part of the inclination and acceleration of the vehicle in the roll direction, the yaw direction and the pitch direction given by the measurement unit mounted on the vehicle passing through the same point at the timing when each vehicle passes the same point. The position detection device according to claim 1, wherein the entire information is stored in the second storage device as information for maintenance.
前記位置検出装置は、
前記軌道の各曲線区間の各地点における前記移動体のロール方向及びヨー方向の傾き及び加速度と、前記軌道の各勾配区間の各地点における前記移動体のピッチ方向の傾き及び加速度との少なくとも一方が格納された第1の記憶装置を有し、
前記軌道上を前記所定パターンで走行する前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度と、前記ピッチ方向の傾き及び加速度との少なくとも一方を計測する第1のステップと、
計測した前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記曲線区間の各地点における前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較し、並びに又は、計測した前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記勾配区間の各地点における前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、前記移動体の位置又は当該移動体が位置する前記軌道上の位置を検出する第2のステップと
を備えることを特徴とする位置検出方法。 A position detection method executed by a position detection device that detects the position of a moving body traveling on a predetermined orbit in a predetermined predetermined pattern or the position on the orbit in which the moving body is located.
The position detection device is
At least one of the roll direction and yaw direction inclination and acceleration of the moving body at each point of each curved section of the orbit and the pitch direction inclination and acceleration of the moving body at each point of each gradient section of the orbit. Has a first stored storage device,
A first step of measuring at least one of the tilt and acceleration in the roll direction and the yaw direction and the tilt and acceleration in the pitch direction of the moving body traveling on the track in the predetermined pattern.
The measured inclinations and accelerations of the moving body in the roll direction and the yaw direction are measured in the roll direction and the yaw of the moving body at each point in each curved section of the orbit stored in the first storage device. The tilt and acceleration of the moving body in the pitch direction compared to and / or measured with the inclination and acceleration in the direction are measured at each point of the gradient section of the orbit stored in the first storage device. A position characterized by comprising a second step of detecting the position of the moving body or the position on the orbit where the moving body is located by comparing with the inclination and acceleration of the moving body in the pitch direction, respectively. Detection method.
ことを特徴とする請求項6に記載の位置検出方法。 The position detection method according to claim 6, further comprising a third step of controlling an on-vehicle device mounted on the moving body based on the detected position of the moving body.
計測した前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度の一部又は全部が当該ロール方向及び当該ヨー方向の傾き及び加速度についてそれぞれ予め設定された第1の閾値以上のときに、計測した前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記曲線区間の各地点における前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、前記移動体の位置又は当該移動体が位置する前記軌道上の位置を検出する
ことを特徴とする請求項6に記載の位置検出方法。 In the second step,
Measured when a part or all of the measured inclination and acceleration of the moving body in the roll direction and the yaw direction is equal to or higher than the first preset thresholds for the roll direction and the inclination and the acceleration in the yaw direction. The tilt and acceleration of the moving body in the roll direction and the yaw direction are measured in the roll direction and the yaw direction of the moving body at each point of each curved section of the orbit stored in the first storage device. The position detection method according to claim 6, wherein the position of the moving body or the position on the orbit where the moving body is located is detected by comparing with the inclination and the acceleration of the moving body, respectively.
計測した前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度の一部又は全部が当該ピッチ方向の傾き及び加速度についてそれぞれ予め設定された第1の閾値以上のときに、計測した前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度を、前記第1の記憶装置に格納された前記軌道の各前記勾配区間の各地点における前記移動体の前記ピッチ方向の傾き及び加速度とそれぞれ比較することにより、前記移動体の位置又は当該移動体が位置する前記軌道上の位置を検出する
ことを特徴とする請求項6に記載の位置検出方法。 In the second step,
When a part or all of the measured inclination and acceleration in the pitch direction of the moving body is equal to or higher than a preset first threshold value for the inclination and acceleration in the pitch direction, the measured pitch direction of the moving body is reached. By comparing the inclination and acceleration of the moving body with the inclination and acceleration of the moving body in the pitch direction at each point of each of the gradient sections of the orbit stored in the first storage device, the position of the moving body is obtained. The position detection method according to claim 6, wherein the position on the orbit where the moving body is located is detected.
前記軌道上を前記所定パターンで走行する前記移動体の前記ロール方向及び前記ヨー方向の傾き及び加速度と、前記ピッチ方向の傾き及び加速度との少なくとも一方を計測する計測部が各前記車両にそれぞれ搭載され、
メンテナンス用の情報を格納するための第2の記憶装置を備え、
前記第2のステップでは、
各前記車両がそれぞれ同一地点を通過するタイミングで当該地点を通過する前記車両に搭載された計測部により計測された当該車両の前記ロール方向、前記ヨー方向及び前記ピッチ方向の傾き及び加速度の一部又は全部を前記メンテナンス用の情報として前記第2の記憶装置に格納する
ことを特徴とする請求項6に記載の位置検出方法。 The moving body is a train composed of a plurality of vehicles.
Each vehicle is equipped with a measuring unit that measures at least one of the tilt and acceleration in the roll direction and the yaw direction of the moving body traveling on the track in the predetermined pattern and the inclination and acceleration in the pitch direction. Being done
Equipped with a second storage device for storing maintenance information
In the second step,
A part of the inclination and acceleration of the vehicle in the roll direction, the yaw direction and the pitch direction measured by the measuring unit mounted on the vehicle passing through the same point at the timing when each vehicle passes the same point. The position detection method according to claim 6, wherein the entire information is stored in the second storage device as the maintenance information.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018238950 | 2018-12-20 | ||
JP2018238950 | 2018-12-20 | ||
PCT/JP2019/042702 WO2020129423A1 (en) | 2018-12-20 | 2019-10-30 | Position detection device and method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020129423A1 JPWO2020129423A1 (en) | 2021-10-14 |
JP7089063B2 true JP7089063B2 (en) | 2022-06-21 |
Family
ID=71101170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020561195A Active JP7089063B2 (en) | 2018-12-20 | 2019-10-30 | Position detector and method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7089063B2 (en) |
WO (1) | WO2020129423A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2597083B (en) * | 2020-07-14 | 2023-02-22 | Siemens Mobility Ltd | Train route mapping system and method |
JP2024031626A (en) * | 2022-08-26 | 2024-03-07 | 株式会社日立製作所 | Location estimation system and location estimation method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007015483A (en) | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Odakyu Dentetsu Kk | Railroad vehicle travel position detection method |
JP2010091296A (en) | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Tokyo Keiki Inc | Track position data imparting system and track position data imparting method |
JP2014044096A (en) | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Tokyo Keiki Inc | Orbital position data giving system, and orbital position data giving method |
JP2018179573A (en) | 2017-04-05 | 2018-11-15 | 日鉄住金レールウェイテクノス株式会社 | Travel running speed and position detection method of railway vehicle and stop duration determination method |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3816018B2 (en) * | 2002-03-28 | 2006-08-30 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | Train own vehicle position detection method and train own vehicle position detection system |
JP5752633B2 (en) * | 2012-03-28 | 2015-07-22 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Speed detection device, travel position calculation device, and speed calculation method |
JP6509573B2 (en) * | 2015-02-03 | 2019-05-08 | 日本車輌製造株式会社 | Railway vehicle travel position detection system |
JP6969885B2 (en) * | 2017-04-05 | 2021-11-24 | 日鉄レールウェイテクノス株式会社 | How to identify the travel route of a railway vehicle |
-
2019
- 2019-10-30 JP JP2020561195A patent/JP7089063B2/en active Active
- 2019-10-30 WO PCT/JP2019/042702 patent/WO2020129423A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007015483A (en) | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Odakyu Dentetsu Kk | Railroad vehicle travel position detection method |
JP2010091296A (en) | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Tokyo Keiki Inc | Track position data imparting system and track position data imparting method |
JP2014044096A (en) | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Tokyo Keiki Inc | Orbital position data giving system, and orbital position data giving method |
JP2018179573A (en) | 2017-04-05 | 2018-11-15 | 日鉄住金レールウェイテクノス株式会社 | Travel running speed and position detection method of railway vehicle and stop duration determination method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2020129423A1 (en) | 2021-10-14 |
WO2020129423A1 (en) | 2020-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11845482B2 (en) | Obstacle detection device and obstacle detection method | |
US7164975B2 (en) | Geometric track and track/vehicle analyzers and methods for controlling railroad systems | |
US6681160B2 (en) | Geometric track and track/vehicle analyzers and methods for controlling railroad systems | |
US20140142868A1 (en) | Apparatus and method for inspecting track in railroad | |
CN110780665B (en) | Vehicle unmanned control method and device | |
US20180335774A1 (en) | Abnormality detection device | |
US20170057355A1 (en) | Vehicle speed control system | |
KR101157756B1 (en) | Device for measuring the movement of a self-guiding vehicle | |
JP5619632B2 (en) | Mobile control system | |
KR101590712B1 (en) | Rail car and track monitoring system using running record and the method | |
CN110132220A (en) | A dynamic three-dimensional tunnel section deformation detection and analysis system, method and device | |
JP6071632B2 (en) | Railway vehicle position detection system | |
US20200339171A1 (en) | Vehicle control system | |
JP7089063B2 (en) | Position detector and method | |
CN109476236A (en) | Train fixed position stop control device | |
CN105555637A (en) | Vehicle-based positioning system and method of using the same | |
CN107921976B (en) | Detection device and method for monitoring a defined limit of a train of vehicles, in particular rail vehicles | |
US20200143173A1 (en) | Route inspection system | |
CN113002588B (en) | Train track foreign matter detection method and system | |
JP2008285118A (en) | Abnormality diagnosis measuring system for railway equipment | |
WO2024170463A1 (en) | Systems and methods for assessing track condition | |
JP2008238888A (en) | Train position detecting system | |
JPH09207774A (en) | Rail vehicle, rail track curve detection device and method, and vehicle body attitude control device | |
JP4619890B2 (en) | Track maintenance facility data detection and inspection equipment | |
JP7562133B2 (en) | Positioning system and method for acquiring positioning error |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220405 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220607 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220609 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7089063 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |