JPH0686215B2 - 車両情報伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は定められた軌跡に従って移動する車両と固定点
間の情報伝達および軌道上を走行する車両の車両情報伝
達装置に関するものである。

〔従来の技術〕

軌道上を走行する車両に対し制御情報を伝達するものと
しては、一般には軌道回路によるもの、信号、合図の視
覚によるものがあり、さらに軌道上の特定点でその通過
する車両に情報を伝達するループコイル、トランスポン
ダ、共振回路などがある。後者は簡易な情報伝達手段と
して補助的、または一部の機能アップなどに使用されて
いる。従来は車両の絶対位置を連続的に検出してこれを
基に車両の制御を行う考え方はなかったが、軌道の保守
のため測定用車両において車輪の回転パルスによる車両
位置検出は行われており、この場合の初期設定は決めら
れた位置に停車させてその位置を手動入力することで行
われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

近来の新しい運転制御方式の中には保証された走行区間
を従来の固定された閉塞区間によらず、車両位置を車両
自身に検出させ無線により地上で受けて後続車両に可変
の距離情報として与えるものや、同様の方法で列車の制
御を行うものなどが考えられている。この場合各車両の
位置検知の方法には車輪の回転数に比例して発生するパ
ルスを係数する方式が用いれれるが、これは非常に精度
の高い位置検知が可能である反面、移動距離にしたがっ
て誤差が拡大して行くことを避けることができないた
め、軌道上に位置補正用マーカを適宜に設置することが
必要になる。

この制御方式では車両の位置は、当該車両において検出
することが普通であり、初期位置の設定場所は計測用車
両のように特定されてはいない。しかもこの位置誤差は
ある許容値を超えることがあってはならない非常に重要
な情報であり、初期設定に誤りは許されない。従って手
動による場合は正しくチェックが行われること、または
正しい位置を自動的に設定することが求められる。この
場合、前記の位置補正用マーカを利用できれば非常に有
利となる。

従来の技術を用いて車上に曲線、分岐器地点、あるいは
臨時に与える制限速度などの情報を伝達し、また車両の
絶対位置により初期位置制定を行う場合、ループコイル
やトランスポンダはディジタル伝送が可能で機能的に十
分対応できるが地上および車上の装置が複雑になり、特
にループコイルの場合は軌道の保守面で問題を生ずるこ
とがある。最も簡便な共振回路を用いて行う場合は回路
の共振周波数を情報媒体とする他はなく、車上の広帯域
な発信、増幅回路と多数の弁別回路を付加することが必
要で装置が大きくなる。またこの場合、初期位置設定に
ついては本発明のように車上にデータテーブルを設け、
場所を特定する情報を伝達して車上で該当する位置を抽
出して設定する方式になるが、設定場所が多数になると
情報数が不足し、これを確保するためには共振回路を複
数個設置してその組み合わせによる他はなく、この場合
一個の共振回路で表現される情報が混在すると受信ミス
をしたとき情報が化けることが生じ、これを防ぐため常
に１情報に対し２個の共振回路を設置することが必要に
なる。

本発明は、上記問題点を解決し、小型、低廉で信頼性の
高い情報伝達方法及び車両初期位置制定方法並びに車輪
径補正方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明の車両情報伝達装
置は、定められた軌道に沿って複数個設置したマーカ
（2,3,4）と、車両（１）上のマーカ検出装置（13）
と、車両（１）の走行距離検出手段（７）と、車両情報
処理装置（８）とで構成される車両情報伝達装置であっ
て、マーカ（2,3,4）はその設置間隔もしくは複数の設
置間隔の比率を任意の情報に対応させて配置され、車両
情報処理装置（８）は、記憶媒体（18）を有し、マーカ
検知装置（13）と走行距離検出手段（７）との出力を入
力し、記憶媒体（18）のデータを参照して、マーカ（2,
3,4）の示す情報を特定し、車両情報処理装置（８）
は、第一マーカ（２）と第二マーカ（３）と第三マーカ
（４）間距離もしくはその比率により、記憶媒体（18）
のデータを参照して車両の初期位置を特定し、さらに車
両情報処理装置（８）は、第一マーカ（２）と第二マー
カ（３）間距離と第三マーカ（４）間距離もしくはその
比率により、記憶媒体（18）のデータを参照して車両の
車輪径を補正する車両情報伝達装置である。

本発明は、前記車両の車輪の回転によるパルスを係数す
る車両位置検知の方式が誤差率0.2％程度で非常に精度
が高いという事実に基づいて成されており、これは例え
ばマーカの設置間隔を5mからさらに1mづつ広げていった
時にたかだか50mの範囲で46種類の情報が余裕をもって
得られることであり、区間を分割すればさらに無数の情
報が得られることになる。また、２区間の比率によれば
車輪の摩耗量に係わらず、与えられた情報が確立に得ら
れ、課題を解決するための有効な情報伝達手段となる。

〔作用〕

本発明は、単一情報を発する容易なマーカを用い、その
設置間隔または複数区間の距離の比率に情報を割りつ
け、前記設置間隔または距離の比率をキーとしてあらか
じめ決められたデータテーブルからこれを抽出すること
により行う。また、前記運転制御方式において、位置補
正のために地上に設置することが必要になるマーカにつ
いても同様の簡易なものを使用し、車両の初期位置設定
が必要となる場所においては位置補正マーカを共用し、
前記の情報伝達手段で場所を特定する情報を車上に伝達
して、走行開始点の絶対位置を初期設定する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図はマーカ設置間隔の特徴認識による情報伝達の構成
を示し、第２図は車載装置内メモリに格納されているデ
ータテーブルである。第３図および第４図はマーカ設置
間隔の特徴認識による情報伝達の方法を用いた車両情報
伝達装置の構成を示すものである。車両の移動距離は、
第３図において車輪一回転（移動距離2.7m）当り90パル
スの頻度で走行距離検出手段（７）により発生するパル
スを計数して求めている。第１図において、車両（１）
が軌道上を第１図の左方から進入して第一マーカ（２）
上を通過したことをマーカ検知装置（13）により検知し
てこのときの車両位置を記録し、同様に第二マーカ
（３）上を通過したときの位置と第三マーカ（４）を通
過したときの位置とからそれぞれ距離ａ（第一区間
５）、距離ｂ（第二区間６）と距離ａとｂの比率（９）
の値を求める。ａ、ｂは前もって与えるべき情報に対応
するように配置されることは明らかであるが、その一例
として第２図に示すように第１情報から第ｎ情報を等比
的関係を満たすように配置することが考えられる。この
場合車上の車両情報処理装置（８）内の計算機は、当然
いくらかの誤差を含むb/aの値から定められた誤差範囲
内にある値を第２図のテーブル比率（９）から捜し出
し、これに対応する設定区間長（10）の値と計測した地
上の設定区間長（12）の値を比較して誤差が決められた
値より小さければ対応する伝達情報（11）から引き出し
求めるデータとする。

以上が車両情報伝達装置の処理方法の一例であるが、こ
の有効性は前例のごとく回転パルスによる位置検知奉仕
の相対誤差、すなわち複数回測定したとき生じる隔差の
割合が0.2％程度であることと、車輪径は760mm程度でそ
の径摩耗は１年に1mmに満たないという事実から確かめ
られる。具体的な値は当てはめて説明すると、第１図に
おいて地上の設定区間長（12）を20m〜50mとする。これ
を両端10mを残し適宜に２区間に分割すると２区間の引
率は10:40〜40:10、つまり1/4〜４となる。この間を誤
差の10倍の余裕を見た２％の等比率列を作成すると以下
のようになる。

（1/4）（１＋0.02）ｎ＝4,n＝140 ……〔１〕 ｎ＋１の値が伝達できる情報の数でこの場合141となる
が、第２図はｎを１から140とした場合を示している。
同図においても比率（９）の値が情報検索用のキーとな
る比率で、マーカ３個をこの値のいずれかになるように
配置する。また設定区間長（10）はそれぞれの情報に固
有の値とし、キーとなる比率が隣合うところは同図のよ
うに、ａ＋ｂの差が単に連続して並べたときより大きく
なるように配置してチェック用に使用する。キーをb/a
としたのは車輪径は変化しても値は変わらないことを考
慮にいれたものである。なお設定区間長（10）も情報キ
ーの一部として取り扱えばさらに１桁上の情報数を伝達
できる。この場合、地上マーカとしては単一の共振回
路、反射板、マグネット、磁気センサ、ギャップセン
サ、光学的マークなどを用いることが可能で、そのほか
電波や超音波、或は電波の位相差を検出する方法が考え
られる。

以上の方法では地上マーカが固定されており設置場所に
固有情報しか伝達できないが、また、次のような利用方
法が考えられる。

前記した方法では、相前後して走行する列車の走行許容
区間を地上に固定の閉塞区間で分割するのではなく、速
度に応じて連続的に設けることにあり、これは特に駅構
内において有効となる。ところが大駅において側線の端
末まで無線でコントロールするのはポイントとの関連で
論理で複雑になり、ある境界をもって側線側を従来の連
動装置に委ねるのが得策となる。しかしこの境界をまた
がって移動する入れ替え車両や、本線に進入しやがて構
外へ出発する車両があるため、車両制御とは別にそのま
ま連続して位置検知を行い、あるいは側線側から進入点
での位置設定が望まれる。そこで前記車両情報伝達装置
を利用して車両位置、番線、進行方向、その他の情報を
適宜な地点で伝達する。この場合、駅が特定されている
ので全情報をこれに割り当てることができる。

第３図および第４図において上記方法を応用した車両情
報伝達装置の実施例を述べる。第３図は前記無線による
新しい車両制御システムの車上の構成を示し、太い点線
でかこまれた部分が車載装置（14）で、地上部分は第４
図による。この車両制御方式では、車両の位置が制御の
要となる。それゆえ制御区間内に存在する車両は常に自
身の位置を地上に送信し続け、車上装置の電源を絶たれ
たときには車両は移動できず停車位置をそのまま連続し
て記憶する。したがって通常の始発列車は前日の停車位
置を記憶しており無線リンクが構成されれば走行可能と
なる。初期位置設定を必要とするのは、制御区間外から
進入した車両や、出庫したばかりの車両、または特殊な
入れ換え車両や新たに発生した列車（１列車が２列車に
分割されたもの）なのであり、これを行う場所は特別な
場合を除いて限定され、中以上の駅についてそれぞれ数
カ所程度と考えられる。

設定の手順は地上装置との無線リンクを取ることから始
められる。初めてリンクがとれた状態では列車位置は未
設定な数値（9999）が設定されている。この場合に限り
地上からの移動許可情報により、初期位置設定に必要な
だけ（設定区間長＋5m）移動が可能となり、指定された
速度（30km/h以下）と方法（惰行）で地上の設定区間長
（12）を走行する。前記情報の伝達方法で述べた手順で
第２図の車上メモリの初期位置テーブルから伝達情報
（11）を引出し、車両の初期位置として装置内メモリに
設定記憶する。車両がほぼ直線区間を設定された前記の
速度と方法で走行する場合非常に高精度で安定した（0.
1％以下）位置検知が可能であり、さらに測定された比
率（９）の値および設定区間長（10）が決められた誤差
の範囲にあるかどうかチェックが行われ、極めて信頼性
の高い初期位置設定が可能となる。この場合以上の設定
区間長（12）を用いて常に車輪径の微小補正を行うこと
で高測定精度を保つことできる。以上の場合マーカの単
一の共振回路を用いた簡易なもので実施可能である。

〔発明の効果〕 新しい運転制御システムでは、車上に回転パルスの計数
や走行列車位置までに安全に停止するための複雑な速度
制御を行うために計算機その他の電子機器が登載されて
おり、新たに初期位置設定用の情報テーブルを持ちこれ
を検索する処理を組み込むことはそれほどコストを必要
としない。また地上には位置補正用のマーカを多数設置
することにより、経済性を考慮するとマーカはできるだ
け簡易のものが好ましく、また車両の使用実態から前記
システムの車上装置は現行車両に積み込むことを余儀な
くされ、この場合狭い運転室の設置されるので装置はで
きるだけ小型であることが望まれる。本発明の第一の効
果はこれらの要望に添って前記システムになくてはなら
ない車載装置を、位置補正マーカを利用することにより
簡易で低廉、小型で信頼性の高いものとして実現できる
ことにある。第二の効果は単一の情報しか持たない前記
の簡易なマーカを用いて、その設置間隔に特徴を持たせ
ることにより汎用性に富む車両情報伝達装置を提供でき
ることにある。

【図面の簡単な説明】

第１図はマーカの設置間隔の特徴認識による情報伝達の
構成を示す図、第２図は車載装置内に格納されているデ
ータテーブルを示す図、第３図は車両情報伝達装置と、
これを用いて行う車上の装置構成を示す図、第４図は車
載装置に第１図の情報伝達方法を用いていることを示す
図である。 １……車両（移動体）、２……第一マーカ、３……第二
マーカ、４……第三マーカ、５……第一区間、６……第
二区間、７……走行距離検出手段、８……車両情報処理
装置、９……比率、10……設定区間長、11……伝達情
報、12……地上の設定区間長、13……マーカ検知装置、
14……車載装置、15……無線装置、16……ブレーキ制御
装置、17……車内表示器、18……記憶媒体、a,b……マ
ーカ間距離

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定められた軌道に沿って複数個設置したマ
   ーカ（2,3,4）と、車両（１）上のマーカ検出装置（1
   3）と、車両（１）の走行距離検出手段（７）と、車両
   情報処理装置（８）とで構成される車両情報伝達装置で
   あって、 マーカ（2,3,4）は、その設置間隔もしくは複数の設置
   間隔の比率を任意の情報に対応させて配置され、 車両情報処理装置（８）は、記憶媒体（18）を有し、マ
   ーカ検知装置（13）と走行距離検出手段（７）との出力
   を入力し、記憶媒体（18）のデータを参照して、マーカ
   （2,3,4）の示す情報を特定するものである 車両情報伝達装置。
2. 【請求項２】車両情報処理装置（８）は、第一マーカ
   （２）と第二マーカ（３）と第三マーカ（４）間距離も
   しくはその比率により、記憶媒体（18）のデータを参照
   して車両の初期位置を特定するものである 特許請求の範囲第一項に記載された車両情報伝達装置。
3. 【請求項３】車両情報処理装置（８）は、第一マーカ
   （２）と第二マーカ（３）間距離と第三マーカ（４）間
   距離もしくはその比率により、記憶媒体（18）のデータ
   を参照して車両の車輪径を補正する 特許請求の範囲第一項に記載された車両情報伝達装置。