JPH10236305A - 鉄道車両の走行位置補正方法及び誤補正防止方法 - Google Patents
鉄道車両の走行位置補正方法及び誤補正防止方法Info
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- JPH10236305A JPH10236305A JP5689797A JP5689797A JPH10236305A JP H10236305 A JPH10236305 A JP H10236305A JP 5689797 A JP5689797 A JP 5689797A JP 5689797 A JP5689797 A JP 5689797A JP H10236305 A JPH10236305 A JP H10236305A
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Abstract
際、高精度で走行位置を補正すると共に、走行位置の誤
補正を防止する。 【解決手段】 検出信号を線路データと比較し演算する
制御装置を備えた鉄道車両において、車体と台車間の相
対回転変位より算出した曲線半径と、車輪回転数より積
算した走行距離に基づく車両の走行位置とを、上記線路
データの曲線半径、曲線位置と比較し、線路データ中に
該当する曲線が存在する場合に、車輪回転数より積算し
た走行位置と線路データの曲線位置との差を補正量とし
て車両の走行位置を補正する方法において、相対回転変
位より算出した曲線半径rがあるしきい値r0以下にま
たいだときの走行地点としきい値r0以上にまたいだと
きの走行地点の中間点に対し、線路データ中の該当する
曲線の中間点の差を補正量として車両の走行位置を補正
する。
Description
傾斜制御を正確に行うために必要な鉄道車両の走行位置
補正方法及び誤補正防止方法に関する。
クチュエータで強制的に車体を傾斜させる方法であり、
車両の曲線路進入に合わせて傾斜させるには曲線路位置
の検知が必要である。
置したジャイロ計や加速度計から検知する方法と、軌道
に沿って設置した地上子を利用する方法がある。しか
し、前者の方法は、曲線路進入時点でその位置を検知す
るため、曲線に対する車体傾斜の追従に遅れを生じやす
い。これに対し、後者の方法は、曲線路進入直前の地点
を検知することにより、曲線に対して車体傾斜を追従さ
せるのが容易である。
知方法は、車両が走行する線路のデータ(地上子の位
置、曲線路の位置等)を制御装置内に読み込んでおき、
車輪の回転数をカウントして車両の走行距離を算出し、
車両が地上子を通過するごとに走行距離を線路データに
基づいて補正し、走行距離と線路データ内の曲線路位置
を照合することで曲線路位置を検知するのである(例え
ば特公平3−73511号公報参照)。
補正する方法として台車のボギー角から曲線位置を検出
し、曲線データの曲線位置との差を補正量とする方法
(例えば特開平6−211132号公報参照)がある。
となく走行位置を補正する方法において、台車のボギー
角から曲線位置を検出し、曲線データの曲線位置との差
を補正量とする方法では、補正精度の向上と誤補正を如
何に防止するかが課題となる。
線路通過時における車体傾斜制御を曲線路に対し遅れる
ことなく正確に行うのに必要な車両の走行位置を検知す
る際、高精度で走行位置を補正すると共に、走行位置の
誤補正を防止する方法を提供するものである。
的を達成するため種々の種々の実験、研究を重ねた結果
次の発明を完成するに至った。
の相対回転変位を検出する装置と、車輪の回転数を検出
する装置と、これら装置からの検出信号を予め入力し記
録されている線路データと比較し演算する制御装置を備
えた鉄道車両において、車体と台車間の相対回転変位よ
り算出した曲線半径と、車輪回転数より積算した走行距
離に基づく車両の走行位置とを、上記線路データの曲線
半径、曲線位置と比較し、線路データ中に該当する曲線
が存在する場合に、車輪回転数より積算した走行位置と
線路データの曲線位置との差を補正量として車両の走行
位置を補正する方法において、相対回転変位より算出し
た曲線半径rがあるしきい値r0以下にまたいだときの
走行地点としきい値r0以上にまたいだときの走行地点
の中間点に対し、線路データ中の該当する曲線の中間点
の差を補正量として車両の走行位置を補正することを特
徴とする。
法は、車体と台車間の相対回転変位より算出した曲線半
径rがあるしきい値r0以下にまたいだときの走行地点
としきい値r0以上にまたいだときの走行地点の差が、
線路データ中の該当する曲線の曲線長より長い場合、ま
たは該当する曲線の円曲線長より短い場合は、車両の走
行位置を補正しないことを特徴とする。
補正方法または(2)の走行位置誤補正防止方法におい
て、しきい値r0の値を、台車のヨーイング同様により
誤補正しない範囲に設定することを特徴とする。
補正方法または(2)の走行位置誤補正防止方法におい
て、走行する路線区間に応じてしきい値r0の値を変更
することを特徴とする。
法において、線路データの曲線中、補正対象曲線をある
曲線長以上の曲線に限定し、かつ補正量が該当する曲線
長の1/2以上の場合は車両の走行位置を補正しないこ
とを特徴とする。
5の間に設置した台車のボギーによる車体と台車間の相
対回転変位を検知する変位計1からの検知信号6は制御
器2に入力され、ここで相対回転変位に基づいて曲線半
径が求められる。また、車輪の回転数を検出するための
速度発電機3より発生するパルス信号7は制御器2に入
力され、パルス数が積算され、車輪の回転数と車輪径よ
り走行位置が計算される。そして、この走行位置と検知
信号6から計算された曲線半径は図5に示すように、予
め制御器2に記録されている線路データと照合し、線路
データ中に該当する曲線が存在した場合に走行位置の補
正をする。
て鉄道車両の走行位置補正方法を説明する。変位計の値
より算出された曲線半径rがあるしきい値r0以下にな
った地点を曲線進入地点d1とする。次いで、算出され
た曲線半径rがあるしきい値r0以上になった地点を曲
線脱出地点d2とする。そして、d2−d1で求められた
地点を曲線中間地点dmとする。
地点dmを求める。曲線中間地点dmの算出には、線路デ
ータ中の該当する曲線の4地点、すなわち入口緩和曲線
始点BTC、円曲線始点BCC、円曲線終点ECC、出
口緩和曲線終点ETCの距離と曲線半径R及びしきい値
r0を用いて次の1式により求められる。
合し、一致している場合はDm−dmを補正量として走行
位置を補正する。また、一致しない場合は誤補正または
補正精度が悪い場合であるから、この曲線では走行位置
の補正はしない。
づいて説明する。曲線進入地点d1及び曲線脱出地点d2
より求められるしきい値通過地点間距離d=d2−d1が
線路データ中の円曲線長DCよりも短い場合または曲線
長DTよりも長い場合は、d1またはd2の精度が悪いこ
と、または線路データ上の該当地点にある曲線ではない
ことが考えられるため照合不一致とする。
データ中の本来照合すべき曲線の前後に存在する曲線と
照合し、誤補正が行われるのを防ぐため、補正対象曲線
をある一定の曲線長DT以上の範囲に絞り込む。
の曲線または線路データ中の曲線長に対してもDT<d0
となる曲線は補正対象外とする。また、補正量の絶対値
|Dm−dm|が該当する曲線の曲線長DTの1/2以上
の場合も、該当する曲線の前後の曲線で照合される可能
性があるため照合不一致とするる
補正を該当する曲線で繰り返すことにより、走行位置の
累積誤差も小さくできる。その結果、車両の計測走行位
置に基づく曲線位置と実際の曲線位置との誤差を僅少に
でき、曲線位置検知の精度が向上する。また、誤補正を
防止できるため、曲線検知の信頼性が向上する。以上に
より、曲線に対して車体傾斜を追従させるのが容易とな
り、曲線路における車体傾斜制御が正確にできる。
補正方法を実施するための装置例に基づいて説明する。
図1に示すように、車体4と台車5との間に、台車のボ
ギーによる車体と台車間の相対回転変位を検知する変位
計1を設置し、その検知信号6を制御器2に入力するよ
うに設ける。一方、輪軸には速度発電機3が設置され、
そのパルス信号7を制御器2に入力するように設ける。
上記変位計1は、軌道の直線区間では図2に示すよう
に、中立状態にあり、曲線区間では図3に示すように、
作動して変位量xだけ伸縮する。
は、図4においてaは変位計の取付け位置(車体中心か
らの距離)、Lは台車中心間距離の1/2とすればr/
a=L/xとなり、簡略化すればr=aL/xとなる。
なお、図1では、一つの車両に変位計1と速度発電機3
を各一つづつ設けた場合を示したが、これらは必ずしも
各車両に取り付ける必要はなく、1編成の列車に1組設
ければ機能する。
5、図6のフローチャートに基づいて説明する。変位計
の値より算出された曲線半径rは、車両が直線区間から
曲線区間に進入すると時々刻々と値が変わり、予め設定
したしきい値r0以下にまたいだときに速度発電機のパ
ルス信号の積算値と車輪径から求められる車両の走行地
点をメモリ上にd1として記録する。また、車両が曲線
区間から直線区間に脱出すると、曲線半径rの値は次第
に大きくなり、しきい値r0以上にまたいだときの車両
の走行地点をメモリ上にd2として記録する。d1とd2
が記録された時点で今通過した曲線の中間地点dmを下
記2式で求める。
データから曲線中間地点を求める。この線路データ上の
曲線中間地点Dmは前記1式より求めることができる。
上の曲線中間地点Dm)−(測定値より算出した曲線中
間地点dm)で求める。この補正量をパルス信号の積算
と車輪径から求められる車両の走行位置に加算すること
により車両の走行位置が補正される。この補正により、
次に接近する曲線に対してデータ上の曲線位置と実際の
曲線位置が大きくずれるのを避けることができる。以後
前記の補正を繰り返すことにより、データ上の曲線位置
と実際の曲線位置を一致させることができる。
xの式により求められるが、実際には車輪とレール間の
左右方向に存在する遊間や軌道の通り狂いの影響を受
け、走行中は台車のヨーイング動揺となって、曲線半径
rは常に変動している。
よって、しきい値r0をまたぎ、曲線でない地点で曲線
と認識してしまい誤補正する可能性がある。これを防止
するには、しきい値r0は直線に近い値(1/r0=0)
と曲線半径に近い値から離すべきであり、補正対象曲線
の曲線半径をR1とすると1/r0=1/2R1が良い。
多数の曲線で構成されるため、しきい値r0は種々の曲
線半径を考慮して設定しなければならない。例えば、構
造企画より新幹線を除く一般本線の最小曲線半径は20
0mであることから、しきい値r0は400mが下限と
なる。また、しきい値r0の上限は、図9(A)(B)
に示す測定結果を基に、直線区間で曲線半径rの変動の
影響を受けないために2000mとする。
線が多く、後半は曲線半径R3の曲線が多いような場合
には、区間に応じてしきい値r0を前半の区間をr0=2
R2、後半の区間をr0=2R3となるように可変にす
る。このようにすれば、より多くの補正対象曲線で1/
r0=1/2R1にすることができる。例えば、A−B−
Cの走行区間で、A−B間は曲線半径1000m程度の
比較的緩やかな曲線が多く、B−C間は曲線半径400
m程度のきつい曲線が多い場合、A−B間はr0=20
00m、B−C間はr0=800mと設定値を変える。
測定した中間地点と線路データを照合し、誤補正を防止
する方法を説明する。曲線進入地点d1と曲線脱出地点
d2間のしきい値通過地点間距離をdとするとd=d2−
d1となる。図7より、このしきい値通過地点間距離d
は線路データ上の該当する曲線の曲線長DTより短く、
円曲線長DCより長いのは明らかである。もし、しきい
値通過地点間距離dが曲線の曲線長DTより長い場合ま
たは円曲線長DCより短い場合は、線路データ中の照合
した曲線が実際の曲線と相違しているか、もしくは曲線
進入地点d1や曲線脱出地点d2の値に大きな誤差がある
場合である。したがって、d>DTまたはd<DCの場合
は、誤補正を防止するため車両の走行位置を補正しな
い。
線が連続する場合には、線路データ中の該当する曲線の
前後の曲線と照合してしまう誤補正が起こりかねない。
更に、曲線の前後に分岐器がある場合には、分岐器の分
岐側通過を曲線と判断して誤補正をしかねない。
(しきい値d0)以上の曲線に限定する。したがって、
補正対象曲線を線路データの曲線中でDT>d0の曲線の
みに限定する。同様に測定した値である地点d1と地点
d2間の距離dについてもd>d0となる曲線のみに補正
対象を限定する。曲線長のしきい値d0は、例えば20
番分岐器長さを考慮すると50m以上は必要である。
の曲線と照合することを防止するには、補正量の絶対値
|Dm−d0|が該当する曲線長の1/2の長さ以内であ
ることが必要である。例えば、曲線長DT=100m、
曲線長のしきい値d0=80mとした場合、補正量の絶
対値|Dm−d0|=30mならば、測定した中間地点d
mの位置は、線路データ上の該当する曲線のBTCから
ETCの間にあるため、線路データの該当する曲線の前
後の曲線を照合することはない。
mの場合は、|Dm−d0|>DT/2となり、測定した
曲線中間地点dmの位置は、線路データ上の該当する曲
線のBTCからETCの間からはずれる。もしこの場
合、該当する曲線の前後の曲線が近接していると、この
前後の曲線と照合してしまい誤補正をする可能性があ
る。以上の理由により、補正量の絶対値|Dm−d0|>
DT/2の場合は、誤補正を防止するために車両の走行
位置を補正しない。
合と比較のため地点補正を行なわない場合のそれぞれに
ついて、線路データ上の曲率と測定した曲率とを比較し
て図9に示す。図9(A)の結果より、本発明の実施に
よれば線路データ上の曲率がずれていても走行位置が補
正されることにより、次の曲線からは線路データと実際
の曲線位置が一致することがわかる。しかし、比較例の
図9(B)に示すように、地点補正をしない場合は、曲
線データと実際の曲線位置がずれていることがわかる。
法と比較例(従来の技術としてあげた特開平6−211
132号公報記載の発明)について、4種類の計測した
曲率で補正量を比較した例を図10(A)〜(E)に、
またその際の補正量をまとめて表1に示す。
図であり、d1は30m地点、d2は170m地点で、d
=170−30=140m、したがって曲線の中間点は
100m地点である。図10(B)のNo.1と図10
(C)のNo.2の場合は、いずれも5m補正してい
る。そして、図10(D)のNo.3のと図10(E)
のNo.4の場合は、比較例は5m補正しているが、本
発明は補正量が零である。
離の累積誤差が大きくなり、車両はNo.1曲線を通過
したにもかかわらず、曲線データ上はNo.2曲線を通
過中と判断しかねない場合の例を図11(A)(B)に
示す。この場合、請求項1に記載した発明のみによれ
ば、No.2曲線を通過中と判断し誤補正が行なわれ
る。その結果、(No.2曲線地点)−(No.1曲線
地点)=140−30=110mの地点のずれを生じ
る。
方法を加えて行なえば、図11(B)に示すように、し
きい値r0をまたぐ距離d=55mであることから、測
定による曲線はNo.1曲線であることを判断し、正常
に走行位置を補正する。そのため、地点のずれは零とな
る。
方法を加えて行なえば、No.2曲線を通過中と判断
し、誤補正が行われる。そのため、110mmの地点の
ずれが生じる。
車両が分岐側へ走行することによって、分岐器通過時に
測定した曲率に短い曲線と同様な波形が現れた場合を図
12(A)に示す。この場合、請求項1に記載した発明
のみによれば、分岐器通過を短い曲線を通過中と判断し
誤補正が行われる。その結果、(短い曲線地点)−(3
50m地点)=400−350=50mの走行地点のず
れを生じる。
方法を加えて行なえば、図12(B)に示すように、し
きい値r0をまたぐ距離d=35mで、誤補正防止の条
件に合致するため、短い曲線通過と判断し、誤補正が行
われる。その結果、50mの走行地点のずれを生じる。
方法を加えて行なえば、短い曲線の曲線長が40mと短
く、曲線長のしきい値50m以上の条件を満足しないた
め、分岐器で誤補正しない。
12(C)に示す。短い曲線の曲線長が60mで、曲線
長のしきい値50m以上の条件を満足している。しか
し、補正量が510−350=60mとなり、もう一つ
の条件である補正量が該当する曲線長の1/2以上の条
件を満たすため補正せず、この分岐器では誤補正が生じ
ない。
位置に基づく曲線位置と実際の曲線位置との誤差を僅少
にでき、曲線位置検知の精度が向上する。また、誤補正
を防止できるため、曲線検知の信頼性が向上する。
道車両の一例を示す説明図である。
台車との位置関係を示す説明図である。
台車との位置関係を示す説明図である。
との関係を簡略化して示す説明図である。
操作の前半を示すフローチャートである。
図5に引き続いて行われる操作の後半を示すフローチャ
ートである。
の照合をする際のフローチャートである。
(B)は図7中の符号を示した説明図である。
合の線路データ上の曲率と測定した曲率とを比較して示
すグラフ、(B)は地点補正をしない場合の線路データ
上の曲率と測定した曲率とを比較して示すグラフであ
る。
線位置検知の精度を補正量で示した線図で、(A)は曲
線データ上の曲率を示し、(B)〜(E)は計測した曲
率1〜4の場合を示す。
線図で、(A)は曲線データ上の曲率を示し、(B)は
計測した曲率を示す。
実施した際の誤補正の発生を説明する線図で、(A)は
曲線データ上の曲率を、(B)は測定した曲率を、
(C)は他の短い曲線のみを示す。
Claims (5)
- 【請求項1】 台車のボギーによる車体と台車間の相対
回転変位を検出する装置と、車輪の回転数を検出する装
置と、これら装置からの検出信号を予め入力し記録され
ている線路データと比較し演算する制御装置を備えた鉄
道車両において、車体と台車間の相対回転変位より算出
した曲線半径と、車輪回転数より積算した走行距離に基
づく車両の走行位置とを、上記線路データの曲線半径、
曲線位置と比較し、線路データ中に該当する曲線が存在
する場合に、車輪回転数より積算した走行位置と線路デ
ータの曲線位置との差を補正量として車両の走行位置を
補正する方法において、相対回転変位より算出した曲線
半径rがあるしきい値r0以下にまたいだときの走行地
点としきい値r0以上にまたいだときの走行地点の中間
点に対し、線路データ中の該当する曲線の中間点の差を
補正量として車両の走行位置を補正することを特徴とす
る鉄道車両の走行位置補正方法。 - 【請求項2】 車体と台車間の相対回転変位より算出し
た曲線半径rがあるしきい値r0以下にまたいだときの
走行地点としきい値r0以上にまたいだときの走行地点
の差が、線路データ中の該当する曲線の曲線長より長い
場合、または該当する曲線の円曲線長より短い場合は、
車両の走行位置を補正せず、誤補正を防ぐことを特徴と
する鉄道車両の走行位置誤補正防止方法。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2において、しき
い値r0の値を、台車のヨーイング同様により誤補正し
ない範囲に設定することを特徴とする鉄道車両の走行位
置補正方法または誤補正防止方法。 - 【請求項4】 請求項1または請求項2において、走行
する路線区間に応じてしきい値r0の値を変更すること
を特徴とする鉄道車両の走行位置補正方法または誤補正
防止方法。 - 【請求項5】 線路データの曲線中、補正対象曲線をあ
る曲線長以上の曲線に限定し、かつ補正量が該当する曲
線長の1/2以上の場合は車両の走行位置を補正せず、
誤補正を防ぐことを特徴とする鉄道車両の走行位置誤補
正防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05689797A JP3490584B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 鉄道車両の走行位置補正方法及び誤補正防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05689797A JP3490584B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 鉄道車両の走行位置補正方法及び誤補正防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10236305A true JPH10236305A (ja) | 1998-09-08 |
| JP3490584B2 JP3490584B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=13040248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05689797A Expired - Fee Related JP3490584B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 鉄道車両の走行位置補正方法及び誤補正防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3490584B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003502211A (ja) * | 1999-06-11 | 2003-01-21 | アルストム | 鉄道車両の制御要素を制御する方法および装置 |
| US7593795B2 (en) * | 2002-05-31 | 2009-09-22 | Quantum Engineering, Inc. | Method and system for compensating for wheel wear on a train |
| WO2014128889A1 (ja) * | 2013-02-21 | 2014-08-28 | 三菱重工業株式会社 | 軌道式車両、および、その車体傾斜制御方法 |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP05689797A patent/JP3490584B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPWO2014128889A1 (ja) * | 2013-02-21 | 2017-02-02 | 三菱重工業株式会社 | 軌道式車両、および、その車体傾斜制御方法 |
| US9643622B2 (en) | 2013-02-21 | 2017-05-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Track-guided vehicle, and car body tilt control method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3490584B2 (ja) | 2004-01-26 |
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