JPH05249127A - 移動体の速度・移動距離演算装置 - Google Patents
移動体の速度・移動距離演算装置Info
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- JPH05249127A JPH05249127A JP5080792A JP5080792A JPH05249127A JP H05249127 A JPH05249127 A JP H05249127A JP 5080792 A JP5080792 A JP 5080792A JP 5080792 A JP5080792 A JP 5080792A JP H05249127 A JPH05249127 A JP H05249127A
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- Measurement Of Distances Traversed On The Ground (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】速度演算、距離演算が空転滑走等の移動体の運
転時においても正確に求めることができ、また現状の車
輪径データの設定を手動で行なうのではなく自動設定と
し、かつ車輪径数値に測定値をそのまま採用できる移動
体の速度・移動距離演算装置を得ることにある。 【構成】車輪を有する移動体に対して非接触で該移動体
の速度を絶対速度として測定する非接触速度計２１，２
２と、前記車輪の回転から前記移動体の速度を検出する
少なくとも２個の速度発電機７，８と、この各速度発電
機７，８の検出値を入力し、この内の高い値のものを選
択出力する高位優先回路と、高位優先回路の出力と前記
非接触速度計２１，２２の絶対速度に基づいて前記移動
体の速度および移動距離の少なくとも一方を演算する演
算ブロック１３，１４を具備している。
転時においても正確に求めることができ、また現状の車
輪径データの設定を手動で行なうのではなく自動設定と
し、かつ車輪径数値に測定値をそのまま採用できる移動
体の速度・移動距離演算装置を得ることにある。 【構成】車輪を有する移動体に対して非接触で該移動体
の速度を絶対速度として測定する非接触速度計２１，２
２と、前記車輪の回転から前記移動体の速度を検出する
少なくとも２個の速度発電機７，８と、この各速度発電
機７，８の検出値を入力し、この内の高い値のものを選
択出力する高位優先回路と、高位優先回路の出力と前記
非接触速度計２１，２２の絶対速度に基づいて前記移動
体の速度および移動距離の少なくとも一方を演算する演
算ブロック１３，１４を具備している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば鉄道車両等の移
動体の速度および移動距離の少なくとも一方を測定可能
な移動体の速度・移動距離演算装置に関するものであ
る。
動体の速度および移動距離の少なくとも一方を測定可能
な移動体の速度・移動距離演算装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来の鉄道列車保安装置の概要を
示すブロック図である。図において１はパターン付自動
列車停止装置（ＡＴＳ−Ｐ）本体であり、この内部に
は、受信部２、速度照査部３、継電器部４、記録部５の
４つのブロックから構成される。
示すブロック図である。図において１はパターン付自動
列車停止装置（ＡＴＳ−Ｐ）本体であり、この内部に
は、受信部２、速度照査部３、継電器部４、記録部５の
４つのブロックから構成される。
【０００３】受信部２には地上から電文を受け取る車上
子が接続され、速度照査部３には列車の速度周波数を出
力する速度発電機７，８（以下ＳＧ１，ＳＧ２とよぶ）
がとりつけられている。速度演算には列車の車輪径が必
要であり、この車輪径は通常、新製時には８６０φであ
り車輪交換の時期は７８０φ以下になった時である。
子が接続され、速度照査部３には列車の速度周波数を出
力する速度発電機７，８（以下ＳＧ１，ＳＧ２とよぶ）
がとりつけられている。速度演算には列車の車輪径が必
要であり、この車輪径は通常、新製時には８６０φであ
り車輪交換の時期は７８０φ以下になった時である。
【０００４】このため、速度照査部３には車輪径設定用
基板９が必要であり、通常は車輪径銘板１０に各車輪径
が１０mmピッチで印刷されており、この設定は車輪径設
定スイッチ１１で行なう。スイッチ１１で設定した車輪
径が速度照査部３での速度演算、距離演算のベースにな
るものである。
基板９が必要であり、通常は車輪径銘板１０に各車輪径
が１０mmピッチで印刷されており、この設定は車輪径設
定スイッチ１１で行なう。スイッチ１１で設定した車輪
径が速度照査部３での速度演算、距離演算のベースにな
るものである。
【０００５】この様に構成された速度照査部３での速度
演算、距離演算は図１０に示す様にＳＧ１ ７、ＳＧ２
８、２つの速度発電機が出力する速度周波数を高位優
先回路１２に入力する。これはＳＧ１，ＳＧ２のいずれ
か一方が断線トラブルやフォーク折れトラブルを発生
し、速度信号出力が出なくなった時を考慮し２重系にし
ているものである。
演算、距離演算は図１０に示す様にＳＧ１ ７、ＳＧ２
８、２つの速度発電機が出力する速度周波数を高位優
先回路１２に入力する。これはＳＧ１，ＳＧ２のいずれ
か一方が断線トラブルやフォーク折れトラブルを発生
し、速度信号出力が出なくなった時を考慮し２重系にし
ているものである。
【０００６】この高位優先回路１２では、常に周波数の
高い方を採用するように構成されており、高位優先回路
１２の出力は、速度演算ブロック１３、距離演算ブロッ
ク１４に伝えられそれぞれ速度、距離の演算をする様に
なっている。
高い方を採用するように構成されており、高位優先回路
１２の出力は、速度演算ブロック１３、距離演算ブロッ
ク１４に伝えられそれぞれ速度、距離の演算をする様に
なっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】さて、この様に構成さ
れた保安装置の距離演算、速度演算には次の様に大別し
て２つの問題がある。第１の問題は次の通りである。図
１１は、列車の走行曲線を示すグラフである。ＯＡの部
分は力行部分、ＡＢは惰行部分、ＢＣはブレーキの部分
である。図１１においてＸ部は空転を示す部分である。
列車速度の真値は点線部分であるのに、ＳＧ１，ＳＧ２
のいずれかを取りつけた列車の車輪が空転すると、図１
０の高位優先回路１２の作用によって高い周波数が採用
されてしまう。このため、ここで、速度演算、距離演算
に大きな誤差を生じることになる。
れた保安装置の距離演算、速度演算には次の様に大別し
て２つの問題がある。第１の問題は次の通りである。図
１１は、列車の走行曲線を示すグラフである。ＯＡの部
分は力行部分、ＡＢは惰行部分、ＢＣはブレーキの部分
である。図１１においてＸ部は空転を示す部分である。
列車速度の真値は点線部分であるのに、ＳＧ１，ＳＧ２
のいずれかを取りつけた列車の車輪が空転すると、図１
０の高位優先回路１２の作用によって高い周波数が採用
されてしまう。このため、ここで、速度演算、距離演算
に大きな誤差を生じることになる。
【０００８】又、図１１のＹ部は滑走を示す部分であ
る。特に雨天の日など列車は進行しているにもかかわら
ず、ＳＧ１，ＳＧ２いずれかを取りつけた車輪がブレー
キと摩擦力により列車と同期した回転をしなくなってし
まうケースである。実際には、１５０〜１８０秒間完全
に車輪がロックされ速度が０になることも起る。
る。特に雨天の日など列車は進行しているにもかかわら
ず、ＳＧ１，ＳＧ２いずれかを取りつけた車輪がブレー
キと摩擦力により列車と同期した回転をしなくなってし
まうケースである。実際には、１５０〜１８０秒間完全
に車輪がロックされ速度が０になることも起る。
【０００９】この様なケースにおいては、ＳＧ１，ＳＧ
２のいずれか一方が正常動作をしていれば、図１０の高
位優先回路１２で正常速度、距離演算が可能になる。但
し、ＳＧ１，ＳＧ２を取りつけた２軸が同時に滑走すれ
ば当然誤差は発生することになる。
２のいずれか一方が正常動作をしていれば、図１０の高
位優先回路１２で正常速度、距離演算が可能になる。但
し、ＳＧ１，ＳＧ２を取りつけた２軸が同時に滑走すれ
ば当然誤差は発生することになる。
【００１０】図１２は図１１のＸ部分の処理方法に対す
る説明図である。列車において、空転が発生すると、こ
の車輪回転数は短時間のうちに列車の最高速度を越える
程の速度を発生させて非常ブレーキをかけてしまうこと
がある。このため、この様なケースでは現実の鉄道車両
での実験結果をもとに加速度６kW／ｈ又は６km/sec、減
速度６km／ｈ又は６km／sec の割合で速度が増減すると
仮定し、速度演算、距離演算を行なっている。この様な
ことから、図１０の場合の速度補正ブロック１５が図９
に用いられている。以上述べた従来の車軸の回転を利用
した速度検出方法は空転滑走がある限り大きな誤差が発
生してしまう。これが第１の問題点である。第２の問題
点は車輪径補正の問題である。車両の速度と速度周波数
ｆの関係は次式で表わされる。
る説明図である。列車において、空転が発生すると、こ
の車輪回転数は短時間のうちに列車の最高速度を越える
程の速度を発生させて非常ブレーキをかけてしまうこと
がある。このため、この様なケースでは現実の鉄道車両
での実験結果をもとに加速度６kW／ｈ又は６km/sec、減
速度６km／ｈ又は６km／sec の割合で速度が増減すると
仮定し、速度演算、距離演算を行なっている。この様な
ことから、図１０の場合の速度補正ブロック１５が図９
に用いられている。以上述べた従来の車軸の回転を利用
した速度検出方法は空転滑走がある限り大きな誤差が発
生してしまう。これが第１の問題点である。第２の問題
点は車輪径補正の問題である。車両の速度と速度周波数
ｆの関係は次式で表わされる。
【００１１】
【数１】 ここで、Ｖは速度kW／ｈ、Ｚ：ＳＧの歯車数（ＳＧ１回
転あたりの周波数） Ｄは車輪径（mm）
転あたりの周波数） Ｄは車輪径（mm）
【００１２】である。（１）式において速度周波数ｆは
車輪径Ｄに反比例している。もし人為的ミスで８６０φ
を８５０φとまちがえたら誤差は８６０／８５０＝１．
０１２であり１．２％となる。これは１０km走行すれば
１２０ｍもの距離誤差を生ずることになる。又、必らず
発生する問題として８５５φの車輪径を８６０φと設定
すれば、８６０／８５５＝１．００５８で０．５８％の
誤差である。これは距離積算にすると１０km走行したら
５８ｍの距離積算誤差が発生することになる。１km走行
でも５．８ｍである。これは、高密度運転の車両の駅停
止精度±２５cmを要求されている時代にあっては、大き
な矛盾といわねばならない。
車輪径Ｄに反比例している。もし人為的ミスで８６０φ
を８５０φとまちがえたら誤差は８６０／８５０＝１．
０１２であり１．２％となる。これは１０km走行すれば
１２０ｍもの距離誤差を生ずることになる。又、必らず
発生する問題として８５５φの車輪径を８６０φと設定
すれば、８６０／８５５＝１．００５８で０．５８％の
誤差である。これは距離積算にすると１０km走行したら
５８ｍの距離積算誤差が発生することになる。１km走行
でも５．８ｍである。これは、高密度運転の車両の駅停
止精度±２５cmを要求されている時代にあっては、大き
な矛盾といわねばならない。
【００１３】本発明の目的は、速度演算、距離演算が空
転滑走等の移動体の運転時においても正確に求めること
ができ、また現状の車輪径データの設定を手動で行なう
のではなく自動設定とし、かつ車輪径数値に測定値をそ
のまま採用できる移動体の速度・移動距離演算装置を提
供することにある。
転滑走等の移動体の運転時においても正確に求めること
ができ、また現状の車輪径データの設定を手動で行なう
のではなく自動設定とし、かつ車輪径数値に測定値をそ
のまま採用できる移動体の速度・移動距離演算装置を提
供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、以下のように構成したものである。
するため、以下のように構成したものである。
【００１５】請求項１に対応する発明は、車輪を有する
移動体に対して非接触で移動体の速度を絶対速度として
測定する非接触速度検出手段と、前記車輪の回転から前
記移動体の速度を検出する少なくとも２個の速度発電機
と、この各速度発電機の検出値を入力し、この内の高い
値のものを選択出力する高位優先回路と、この高位優先
回路の出力と前記非接触速度検出手段の絶対速度に基づ
いて前記移動体の速度および移動距離の少なくとも一方
を演算する演算手段を具備している。
移動体に対して非接触で移動体の速度を絶対速度として
測定する非接触速度検出手段と、前記車輪の回転から前
記移動体の速度を検出する少なくとも２個の速度発電機
と、この各速度発電機の検出値を入力し、この内の高い
値のものを選択出力する高位優先回路と、この高位優先
回路の出力と前記非接触速度検出手段の絶対速度に基づ
いて前記移動体の速度および移動距離の少なくとも一方
を演算する演算手段を具備している。
【００１６】請求項２に対応する発明は、車輪を有する
移動体に対して非接触で該列車の速度を絶対速度として
測定する非接触速度検出手段と、前記車輪の回転から前
記移動体の速度を検出する少なくとも２個の速度発電機
と、この各速度発電機の検出値を入力し、この内の高い
値のものを選択出力する高位優先回路と、前記移動体の
走行路において一定距離をもって設置される地上子およ
び前記移動体上に設置される移動体検出子により車輪径
を演算する車輪径演算手段と、この車輪径演算手段で演
算された車輪径と、前記非接触速度検出手段からの絶対
速度と、前記高位優先回路の出力に基づいて前記移動体
の速度および移動距離の少なくとも一方を演算する演算
手段とを具備している。
移動体に対して非接触で該列車の速度を絶対速度として
測定する非接触速度検出手段と、前記車輪の回転から前
記移動体の速度を検出する少なくとも２個の速度発電機
と、この各速度発電機の検出値を入力し、この内の高い
値のものを選択出力する高位優先回路と、前記移動体の
走行路において一定距離をもって設置される地上子およ
び前記移動体上に設置される移動体検出子により車輪径
を演算する車輪径演算手段と、この車輪径演算手段で演
算された車輪径と、前記非接触速度検出手段からの絶対
速度と、前記高位優先回路の出力に基づいて前記移動体
の速度および移動距離の少なくとも一方を演算する演算
手段とを具備している。
【００１７】
【作用】請求項１に対応する発明によれば、非接触速度
検出手段により移動体の絶対速度が検出されるので、こ
れを基準速度とし、速度発電機の出力のうち高位のもの
を選択して移動体の速度および移動距離の一方を求める
ようにしたので、速度演算、距離演算が正確に行える。
検出手段により移動体の絶対速度が検出されるので、こ
れを基準速度とし、速度発電機の出力のうち高位のもの
を選択して移動体の速度および移動距離の一方を求める
ようにしたので、速度演算、距離演算が正確に行える。
【００１８】請求項２に対応する発明によれば、車輪径
を演算し、この車輪径と、請求項１と同様に求めた絶対
速度である基準速度と、速度発電機の出力のうちの高位
のものに基いて移動体の速度および移動距離を求めるよ
うにしたので、これらを正確に求めることができ、従っ
て空転、滑走による速度演算、距離演算の誤差の除去が
可能になる。
を演算し、この車輪径と、請求項１と同様に求めた絶対
速度である基準速度と、速度発電機の出力のうちの高位
のものに基いて移動体の速度および移動距離を求めるよ
うにしたので、これらを正確に求めることができ、従っ
て空転、滑走による速度演算、距離演算の誤差の除去が
可能になる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明による移動体の速度・移動距
離演算装置の一実施例を示すブロック図であり、ここで
は鉄道列車の保安装置に適用した例について説明する。
図９の従来例に比較して、非接触速度計検出部２１、非
接触速度計出力回路２２を備えた非接触速度検出手段を
追加し、例えば近接スイッチのような地上信号検出素子
２３を設け、このいずれも速度照査部３に対して信号を
入力するものである。
て説明する。図１は本発明による移動体の速度・移動距
離演算装置の一実施例を示すブロック図であり、ここで
は鉄道列車の保安装置に適用した例について説明する。
図９の従来例に比較して、非接触速度計検出部２１、非
接触速度計出力回路２２を備えた非接触速度検出手段を
追加し、例えば近接スイッチのような地上信号検出素子
２３を設け、このいずれも速度照査部３に対して信号を
入力するものである。
【００２０】このうち、非接触速度検出手段は空転滑走
時の誤差に対しこれを正確に演算可能とする手段であ
り、地上信号検出素子２３は車輪径設定による誤差を除
去するためのものである。まず、空転滑走時における誤
差除去の方法について説明する。非接触速度計は車両の
絶対速度を得ることを目的として研究開発されており、
レーザドップラ法を利用したものと、マイクロ波ドップ
ラ法を利用したものがある。の原理いる。ここで、レー
ザドップラ法の原理について、図２を参照して説明す
る。
時の誤差に対しこれを正確に演算可能とする手段であ
り、地上信号検出素子２３は車輪径設定による誤差を除
去するためのものである。まず、空転滑走時における誤
差除去の方法について説明する。非接触速度計は車両の
絶対速度を得ることを目的として研究開発されており、
レーザドップラ法を利用したものと、マイクロ波ドップ
ラ法を利用したものがある。の原理いる。ここで、レー
ザドップラ法の原理について、図２を参照して説明す
る。
【００２１】レーザ光を相対速度Ｖで動いているレール
に角度θで照射すると、照射光と同じ方向へ散乱される
光の周波数はｆd なる、ドップラ周波数だけ、シフトし
ている。
に角度θで照射すると、照射光と同じ方向へ散乱される
光の周波数はｆd なる、ドップラ周波数だけ、シフトし
ている。
【００２２】
【数２】 ここで、ｆd はドップラ周波数は、ｆo は照射光の周波
数、Ｃは光速、Ｖはレールと車両の相対速度、θはレー
ルと照射光のなす角度である。
数、Ｃは光速、Ｖはレールと車両の相対速度、θはレー
ルと照射光のなす角度である。
【００２３】ドップラシフトを受けた散乱光と照射光
の、一部をビームスプリッタにより混合すると、ドップ
ラ周波数で変調された、光が得られる。この信号を、フ
ォトデテクタに入力しドップラ信号に変換、その中心周
波数を測定すれば、速度が求まる。また、マイクロ波ド
ップラ法の原理について、図３を参照して説明する。レ
ーザドップラ法と同じ原理をマイクロ波を用いて行う方
法である。
の、一部をビームスプリッタにより混合すると、ドップ
ラ周波数で変調された、光が得られる。この信号を、フ
ォトデテクタに入力しドップラ信号に変換、その中心周
波数を測定すれば、速度が求まる。また、マイクロ波ド
ップラ法の原理について、図３を参照して説明する。レ
ーザドップラ法と同じ原理をマイクロ波を用いて行う方
法である。
【００２４】マイクロ波発振器からの出力をカップラと
ホーンアンテナをとうして、レール面に照射し散乱波を
同一のホーンアンテナで受信する。ここからカプラを通
しミキサへ導き、マイクロ波発振器からの出力の一部と
混合し検波することにより、ドップラ信号を得る。この
中心周波数を求めることにより、速度が求まる。
ホーンアンテナをとうして、レール面に照射し散乱波を
同一のホーンアンテナで受信する。ここからカプラを通
しミキサへ導き、マイクロ波発振器からの出力の一部と
混合し検波することにより、ドップラ信号を得る。この
中心周波数を求めることにより、速度が求まる。
【００２５】以上述べた実施例において、車体振動、レ
ールの凹凸の影響誤差としてあらわれるため、全体とし
て速度誤差が±１km／ｈ〜１．５km／ｈ程度になってし
まうこと、現状の速度検出システムに比較するとコスト
高の面があり、単独で速度検出のメインとして、鉄道車
両に広く採用されるためには、まだまだ時間が必要であ
る。本実施例では、この非接触速度検出器をＳＧ１，Ｓ
Ｇ２の出力信号の判定用として採用するシステムであ
る。
ールの凹凸の影響誤差としてあらわれるため、全体とし
て速度誤差が±１km／ｈ〜１．５km／ｈ程度になってし
まうこと、現状の速度検出システムに比較するとコスト
高の面があり、単独で速度検出のメインとして、鉄道車
両に広く採用されるためには、まだまだ時間が必要であ
る。本実施例では、この非接触速度検出器をＳＧ１，Ｓ
Ｇ２の出力信号の判定用として採用するシステムであ
る。
【００２６】図４は、図１の速度演算、距離演算手段の
構成を示すブロック図である。図においてＳＧ１ ７、
ＳＧ２ ８より発生する速度周波数は速度信号判定回路
１６に入力される。非接触速度信号検出部２１は、その
出力回路２２を経て速度信号判定回路１６に入力され
る。この判定回路１６の出力が速度演算手段１３、距離
演算手段１４のための正式な信号になる。図５に速度信
号判定回路１６の機能を表わすフロー図を示す。このフ
ロー図に示す様に判定回路１６には、以下のような機能
を有している。
構成を示すブロック図である。図においてＳＧ１ ７、
ＳＧ２ ８より発生する速度周波数は速度信号判定回路
１６に入力される。非接触速度信号検出部２１は、その
出力回路２２を経て速度信号判定回路１６に入力され
る。この判定回路１６の出力が速度演算手段１３、距離
演算手段１４のための正式な信号になる。図５に速度信
号判定回路１６の機能を表わすフロー図を示す。このフ
ロー図に示す様に判定回路１６には、以下のような機能
を有している。
【００２７】（１）ＳＧ１ ７，ＳＧ２ ８の出力およ
び非接触速度計２１の出力ＳＧNCが正常に出力されてい
るいるかどうかのチェック機能がある（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３）。 （２）あくまでも基準は非接触速度信号検出部ＳＧNCで
ありＳＧNCとの相対差の少ない方が選定される（Ｓ４，
Ｓ５，Ｓ６）。
び非接触速度計２１の出力ＳＧNCが正常に出力されてい
るいるかどうかのチェック機能がある（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３）。 （２）あくまでも基準は非接触速度信号検出部ＳＧNCで
ありＳＧNCとの相対差の少ない方が選定される（Ｓ４，
Ｓ５，Ｓ６）。
【００２８】（３）ＳＧ１，ＳＧ２がＳＧNCの誤差範囲
（実施例では±１．５km／ｈ）を越える様な場合にはＳ
Ｇ１，ＳＧ２も同時に空転、滑走が発生していると考
え、ＳＧNCの値を採用する（Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１
０，Ｓ１１）。 図６はＸ，Ｙで空転や滑走が発生しても、非接触速度検
出部と速度信号判定回路１６の作用により実線の速度が
選定される様子を示すものである。以上の様な構成によ
り、空転、滑走の様に速度信号が異常になるケースでも
正しい速度演算値と距離演算値が求められる。図７は車
輪径自動設定の方法についての説明図である。
（実施例では±１．５km／ｈ）を越える様な場合にはＳ
Ｇ１，ＳＧ２も同時に空転、滑走が発生していると考
え、ＳＧNCの値を採用する（Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１
０，Ｓ１１）。 図６はＸ，Ｙで空転や滑走が発生しても、非接触速度検
出部と速度信号判定回路１６の作用により実線の速度が
選定される様子を示すものである。以上の様な構成によ
り、空転、滑走の様に速度信号が異常になるケースでも
正しい速度演算値と距離演算値が求められる。図７は車
輪径自動設定の方法についての説明図である。
【００２９】図７（ａ）において列車３０の床下に地上
信号検出素子２３が取付けられる。これは例えば、近接
スイッチの様なもので構成され更に地上（例えばレール
間）に、一定距離ｌをおいて鉄片のような地上子３１
Ａ，３１Ｂが設置される。
信号検出素子２３が取付けられる。これは例えば、近接
スイッチの様なもので構成され更に地上（例えばレール
間）に、一定距離ｌをおいて鉄片のような地上子３１
Ａ，３１Ｂが設置される。
【００３０】列車３０が進行し、検出素子２３が地上子
３１Ａと対向した時、地上信号検出素子にパルス状の信
号が発生、そこから速度周波数のカウントを始める。こ
のカウントは列車３０がｌだけ進んで地上子３１Ｂに対
向するまで継続する。実施例では、列車３０が一定距離
ｌを列車３０が走行した時のパルスカウントによって車
輪径Ｄを速度照査部が自動的に計算で求める方法であ
る。すなわち、距離ｌを進んだ時の周波数カウント値を
ｎp とするとカウント値１ヶ当りの距離ｌp は（３）式
で表せる。
３１Ａと対向した時、地上信号検出素子にパルス状の信
号が発生、そこから速度周波数のカウントを始める。こ
のカウントは列車３０がｌだけ進んで地上子３１Ｂに対
向するまで継続する。実施例では、列車３０が一定距離
ｌを列車３０が走行した時のパルスカウントによって車
輪径Ｄを速度照査部が自動的に計算で求める方法であ
る。すなわち、距離ｌを進んだ時の周波数カウント値を
ｎp とするとカウント値１ヶ当りの距離ｌp は（３）式
で表せる。
【００３１】
【数３】 今速度発電機ＳＧ１ ７，ＳＧ２ ８の歯車数をＺとす
ると、車輪径Ｄは次のように計算出来る。
ると、車輪径Ｄは次のように計算出来る。
【００３２】
【数４】
【００３３】この様に（３）式，（４）式で求めた車輪
径Ｄをメモリにストアして使用すれば、Ｄの１桁目は０
〜９を任意に選定出来、四捨五入のない正確な値を得る
ことができる。
径Ｄをメモリにストアして使用すれば、Ｄの１桁目は０
〜９を任意に選定出来、四捨五入のない正確な値を得る
ことができる。
【００３４】この様にして求めた値を使用して（１）式
を計算すれば原理的な誤差は０になり１kmの距離を走行
しても数センチの誤差にしかならない。このような値を
使用し、演算するパターンはＡＴＳ等は規定通の地点で
ブレーキ制御、惰行制御を行なうことが可能であり、到
着停止精度等も飛躍的に向上する。以上述べた演算装置
を用いれば、自動列車運転装置（ＡＴＯ）、定地点停止
制御装置（ＴＡＳＣ）、又最近開発されている運転支援
装置等の性能を著しく向上させることができる。尚同図
４（ｂ）の様に地上子３１を１ヶ地上子検出素子２３
Ａ，２３Ｂ、２ヶとしてもまったく同様である。
を計算すれば原理的な誤差は０になり１kmの距離を走行
しても数センチの誤差にしかならない。このような値を
使用し、演算するパターンはＡＴＳ等は規定通の地点で
ブレーキ制御、惰行制御を行なうことが可能であり、到
着停止精度等も飛躍的に向上する。以上述べた演算装置
を用いれば、自動列車運転装置（ＡＴＯ）、定地点停止
制御装置（ＴＡＳＣ）、又最近開発されている運転支援
装置等の性能を著しく向上させることができる。尚同図
４（ｂ）の様に地上子３１を１ヶ地上子検出素子２３
Ａ，２３Ｂ、２ヶとしてもまったく同様である。
【００３５】前述の実施例の非接触速度検出手段は、レ
ーザドップラ法又はマイクロ波ドップラ法に限らず、空
間フィルタ法、交叉誘導線法、近接スイッチ法のいずれ
かを利用したものでもよい。
ーザドップラ法又はマイクロ波ドップラ法に限らず、空
間フィルタ法、交叉誘導線法、近接スイッチ法のいずれ
かを利用したものでもよい。
【００３６】空間フィルタ法の原理を、図８に示す。対
物レンズを用いて、レール面の像を柵状シリコンフォト
ダイオード上に結ばせる。列車がレール面と相対速度Ｖ
で動くとすると、柵状シリコンフォトダイオード光の像
は光学系の倍率をｍとするとｍＶの速度で動く。柵のピ
ッチをａとすると、柵状シリコンフォトダイオードから
の出力パルスの周期Ｔは（５）式のようになる。
物レンズを用いて、レール面の像を柵状シリコンフォト
ダイオード上に結ばせる。列車がレール面と相対速度Ｖ
で動くとすると、柵状シリコンフォトダイオード光の像
は光学系の倍率をｍとするとｍＶの速度で動く。柵のピ
ッチをａとすると、柵状シリコンフォトダイオードから
の出力パルスの周期Ｔは（５）式のようになる。
【００３７】
【数５】 ここで、Ｔは出力パルスの周期ａは柵状シリコンフォト
ダイオードの柵ピッチ、ｍは光学系の倍率、Ｖは列車と
レールの相対速度 （５）式を周波数ｆs で表わすと、次の（６）式にな
る。
ダイオードの柵ピッチ、ｍは光学系の倍率、Ｖは列車と
レールの相対速度 （５）式を周波数ｆs で表わすと、次の（６）式にな
る。
【００３８】
【数６】 この柵状シリコンフォトダイオードの出力信号の中心周
波数を測定すれば列車とレールの相対速度Ｖを求められ
る。交叉誘導線法の原理は、レール間に一定ピッチの交
叉誘導線を張り、ここに交流の信号電流を流し磁界を作
る。
波数を測定すれば列車とレールの相対速度Ｖを求められ
る。交叉誘導線法の原理は、レール間に一定ピッチの交
叉誘導線を張り、ここに交流の信号電流を流し磁界を作
る。
【００３９】列車にピックアップコイルを取り付け、交
叉誘導線上を走行するとき、コイルに発生する、誘導起
電力を波形整形回路でパルスに変換、デジタル信号処理
回路で速度変換する方法である。
叉誘導線上を走行するとき、コイルに発生する、誘導起
電力を波形整形回路でパルスに変換、デジタル信号処理
回路で速度変換する方法である。
【００４０】近接スイッチ法の原理は、レール間に金属
片を一定ピッチで設置し、列車に近接スイッチを取り付
け、一定ギャップで金属片と対抗させ、近接スイッチが
金属片上を通過するごとに、近接スイッチ内部の発振回
路が停止し、近接スイッチの下に、金属片がない時発振
するという動作を繰り返す。この動作信号をデジタル信
号処理回路で速度変換する方法である。
片を一定ピッチで設置し、列車に近接スイッチを取り付
け、一定ギャップで金属片と対抗させ、近接スイッチが
金属片上を通過するごとに、近接スイッチ内部の発振回
路が停止し、近接スイッチの下に、金属片がない時発振
するという動作を繰り返す。この動作信号をデジタル信
号処理回路で速度変換する方法である。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、速度演算、距離演算が
空転滑走等の移動体の運転時においても正確に求めるこ
とができ、また現状の車輪径データの設定を手動で行な
うのではなく自動設定とし、かつ車輪径数値に測定値を
そのまま採用できる移動体の速度・移動距離演算装置を
提供することができる。
空転滑走等の移動体の運転時においても正確に求めるこ
とができ、また現状の車輪径データの設定を手動で行な
うのではなく自動設定とし、かつ車輪径数値に測定値を
そのまま採用できる移動体の速度・移動距離演算装置を
提供することができる。
【図１】本発明による移動体の速度・移動距離演算装置
の一実施例の概略構成を示すブロック図。
の一実施例の概略構成を示すブロック図。
【図２】図１の非接触速度計検出部のレーザドップラ法
の原理図。
の原理図。
【図３】図１の非接触速度計検出部のマイクロ波ドップ
ラ法の原理図。
ラ法の原理図。
【図４】図１の速度距離演算手段を説明するためのブロ
ック図。
ック図。
【図５】図１の実施例で演算した走行曲線。
【図６】図１の速度信号判定回路説明図。
【図７】図１の車輪径自動設定説明図。
【図８】図１の非接触速度計検出部の空間フィルタ法の
原理図。
原理図。
【図９】従来の速度・移動距離演算装置の一例の概略構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
【図１０】図９の速度演算、距離演算ブロック図。
【図１１】図９の例で演算した走行曲線。
【図１２】図９の例による空転時の速度演算原理図。
１…パターン付自動列車停止装置本体、２…受信部、３
…速度照差部、４…継電器部、５…記録部、７，８…速
度発電機、１３…速度演算ブロック、１４…距離演算ブ
ロック、１６…速度信号判定回路、２１…非接触速度計
検出部、２２…非接触速度計出力回路、２３…地上信号
検出素子。
…速度照差部、４…継電器部、５…記録部、７，８…速
度発電機、１３…速度演算ブロック、１４…距離演算ブ
ロック、１６…速度信号判定回路、２１…非接触速度計
検出部、２２…非接触速度計出力回路、２３…地上信号
検出素子。
Claims (2)
- 【請求項１】 車輪を有する移動体に対して非接触で該
移動体の速度を絶対速度として測定する非接触速度検出
手段と、 前記車輪の回転から前記移動体の速度を検出する少なく
とも２個の速度発電機と、 この各速度発電機の検出値を入力し、この内の高い値の
ものを選択出力する高位優先回路と、 この高位優先回路の出力と前記非接触速度検出手段の絶
対速度に基づいて前記移動体の速度および移動距離の少
なくとも一方を演算する演算手段と、を具備した移動体
の速度・移動距離演算装置。 - 【請求項２】 車輪を有する移動体に対して非接触で該
移動体の速度を絶対速度として測定する非接触速度検出
手段と、 前記車輪の回転から前記移動体の速度を検出する少なく
とも２個の速度発電機と、 この各速度発電機の検出値を入力し、この内の高い値の
ものを選択出力する高位優先回路と、 前記移動体の走行路において一定距離をもって設置され
る地上子および前記移動体上に設置される移動体検出子
により車輪径を演算する車輪径演算手段と、 この車輪径演算手段で演算された車輪径と、前記非接触
速度検出手段からの絶対速度と、前記高位優先回路の出
力に基づいて前記移動体の速度および移動距離の少なく
とも一方を演算する演算手段と、 を具備した移動体の速度・移動距離演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5080792A JPH05249127A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 移動体の速度・移動距離演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5080792A JPH05249127A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 移動体の速度・移動距離演算装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05249127A true JPH05249127A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12869045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5080792A Pending JPH05249127A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 移動体の速度・移動距離演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05249127A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000162221A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-16 | Kenwood Corp | 車速検出装置 |
| JP2018091683A (ja) * | 2016-12-01 | 2018-06-14 | 日本信号株式会社 | 車輪径特定装置 |
| US10023162B2 (en) | 2014-09-05 | 2018-07-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Automatic train operation system and brake control device |
| KR20200052488A (ko) * | 2018-11-06 | 2020-05-15 | 한국철도기술연구원 | 자기식 타코미터 출력 제어 장치 및 방법 |
| CN113588984A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-11-02 | 通号城市轨道交通技术有限公司 | 列车测速测距方法、装置、电子设备及存储介质 |
| WO2022097534A1 (ja) * | 2020-11-05 | 2022-05-12 | 株式会社日立製作所 | 車両速度算出装置及び車両速度算出方法 |
| EP3988371A4 (en) * | 2019-06-21 | 2023-07-12 | Hitachi, Ltd. | TRAIN SAFETY SYSTEM, TRAIN SAFETY CONTROL METHOD, AND ON-BOARD TRAIN DEVICE |
-
1992
- 1992-03-09 JP JP5080792A patent/JPH05249127A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000162221A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-16 | Kenwood Corp | 車速検出装置 |
| US10023162B2 (en) | 2014-09-05 | 2018-07-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Automatic train operation system and brake control device |
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| JPWO2022097534A1 (ja) * | 2020-11-05 | 2022-05-12 | ||
| WO2022097534A1 (ja) * | 2020-11-05 | 2022-05-12 | 株式会社日立製作所 | 車両速度算出装置及び車両速度算出方法 |
| AU2021375837B2 (en) * | 2020-11-05 | 2024-09-19 | Hitachi, Ltd. | Vehicle speed calculation device and vehicle speed calculation method |
| AU2021375837A9 (en) * | 2020-11-05 | 2024-10-24 | Hitachi, Ltd. | Vehicle speed calculation device and vehicle speed calculation method |
| AU2021375837C1 (en) * | 2020-11-05 | 2025-04-10 | Hitachi, Ltd. | Vehicle speed calculation device and vehicle speed calculation method |
| AU2021375837C9 (en) * | 2020-11-05 | 2025-05-29 | Hitachi, Ltd. | Vehicle speed calculation device and vehicle speed calculation method |
| CN113588984A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-11-02 | 通号城市轨道交通技术有限公司 | 列车测速测距方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN113588984B (zh) * | 2021-06-29 | 2024-03-26 | 通号城市轨道交通技术有限公司 | 列车测速测距方法、装置、电子设备及存储介质 |
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