JPS5881860A - 複数台の車両の運行制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、所定のガイド・ウェイにそって走行する複
数台の車両の運行制御システムに関する。

車両を無人運行し、所定のガイド・ウェイにそってステ
ーションからステーションに人間または貨物を輸送する
システムが開発されつつある。このような輸送システム
において、車両の運行はコントロール・センタで集中的
に制御され、全ての車両はセンタからの指令にもとづい
て走行する。システムの輸送効率を高めるためには多数
の車両を同時に運行させ、かつ車両の相互間隔を小さく
することが必要である。しかし、車両間隔を短くし走行
車両台数を多くすると・膨大な量のデータを短い時間で
処理しなければならないため、センタに設置される制御
装置が巨大となり、設備や維持費の点から経済的な運営
が困難となる。

この発明は、多数台の車両を物理的に連結せずに一編成
として走行させ、各編成の先頭車両だけをコントロール
・センタで制御し・後続の車両については先行車両との
間隔を一定に保持しながら各車両単独の走行制御を行な
い、センタにおける制御の負担の軽減を図ることを目的
とする。

またこの発明は、編成される車両の順序を任意に設定で
き、自由な車両編成が可能となるとともに、車両を１台
単独でも走行させることのできる運行制御システムを提
供することを目的とする。

以下、図面を参照してこの発明の実施例について詳述す
る。

第１図は、複数２台の車両の運行システム全体の概要を
示している。先頭の車両ｆｉ＋とこれに続く複数台の車
両（２）とからなる編成された車両群および単独で走行
する車両（３）がボされている。

先頭車両ｉ１１と後続車両（２）とは物理的には連結さ
れていない。これらの車両ｆ＋）〜（３）は所定のガイ
ド・ウェイにそって走行する。編成された車両。

のうちの先頭車両ｆｌ）および単独走行車両（３）は、
後述するように、コントロール会センタ（８）から指令
された一定速度で走行するように制御さ、れる。後続車
両（２）は、先行する車両との距離を一定に保つように
走行制御される。しかしながら、すべての車両に搭載さ
れた走行制御装置は全く同じ構成である。センタ（８）
には、中央制御装置（９）が設けられている。

ガイド・ウェイにそって、車両（１）〜（３）とセンタ
（９）との間の通信のためのアンテナ（６）が張られて
いる。また、ガイド・ウェイの所要箇所、°たとえばス
テーションなど、には車両検出器（６）が配置されてい
る。各車両用〜（３）には、あらかじめ車両アドレス（
車両番号）が付されている。

車両検出器（５）は、その設置箇所を通過するまたは停
止した車両の車両アドレスを検出して、センタ（８）に
送る。たとえば、各車両の車体に車両アドレスのコード
が記入され、または車体に同コードを表わす磁石もしく
は投光素子が設けられ、これらが検出器（６）によって
読取られる。各車両検出器（５）には、その位置を示す
ポイント番号が割当てられている。

第２図は、車両の走行制御装置の構成を示している。走
行制御装置は、超音波を用し）て相＋ｔｉＪ後する車両
の車間距離を測定する車間距離測定装置、車両の走行速
度を加減速指令に応じて制御する加減速駆動回路の、セ
ンタ（８）との間の指令およびデータの送受信のための
通信装置（２）、車両の走行速度を検出して、走行速度
に比例した一連のパルスを出力する車両速度検出器財）
、ならびにこれらを制御する主制御装置′ｌから構成さ
れている。車間距離測定装置は、車体の前後にそれぞれ
設けられた超音波送波器（１１ｉ　（＋４＋および受波
器（１２）（１５）、ならびにこれらの送受波器を制御
する送受信回路（＋ｏ）　Ｂ＋ａ）からなる。主制御装
置は、２台の中央処理装置（ＣＰＵという）（１７Ｉ（
２０゛１１このＣＰＵの実行プログラムを記憶したＲ　
ＯＭ　（１９＋、および各種データを記憶するＲ　Ａ　
Ｍ　１８’ｌからなる。

ＣＰＵとしてはマイクロプロセッサが好ましい。

ＣＰ　Ｕ　（ｌｙ＋は、超音波の送受信のＪＮＩ御、車
両距離の算出および先頭車両か後続１１ｊ両かの判別処
理を行なう。ＣＰ　Ｕ　：２ｏｒは、通信制御および加
減速制御処理を行なう。送受信回路１１０＋　！１３＋
　％加減速駆動回路＠、通信装置ｆｉ　（２３１および
速度検出器（財）は、インターフェイス１ｌｌｊ　（２
１１を介してそれぞれＣＰＵ［＋７）（２０１に接続さ
れている。

送受信回路（Ｉｌｌによって送波ＷＩＮが駆動され、周
波数（ｆｌ’）（たとえば２５ＫＨ２）の超音波が前方
に向けて送波される。前方に先行車両が存在し、この超
音波が受波器＋１５１によって受波されると、送受信回
路（１３）によってただちに周波数（＋２）（たとえば
２０ＫＨ２）の超？″を波が送波器（１４）から後方に
向けて送波される。この周波数（＋２）の超音波が後続
車両の受波器（１２１によって受波されると、再び送受
信回路（１０ｊによって送波器（１１）から周波数（ｆ
ｌ）の超音波が前方に向けて送波される。このようにし
て、周波数（ｆｌ）　（＋２）の超音波が相前後する車
両間で往復する。車両間で超音波の送受を繰返えすこの
方式は、シングアラウンド方式と呼ばれ−て−いる。異
なる周波数（ｆｉ）（＋２）の超音波が用いられている
のは、相互干渉を防ぐためである。

送受信回路による超音波受波から送波までの時間遅れを
無視すれば、送受信回路（＋０）による超音波の送波周
期σ）は、超音波が相前後する車両間を往復するのに要
する時間に等しい。したがって、後続重両から先行車両
までの車間距離（Ｌ）は、送波周期ｆｆ）を用いて、 Ｌ二□・Ｗ で表わされる。ここで力は音速である。ＣＰＵ（１ηは
、送受信回路ｆｌＯｉからの送波および受波器υを用い
て、後に示すように、先行車両との車間距離を算出する
。同じょ゛うに、送受信回路（１３）がらの送波および
受波Ｉｊ号を用いて、後続車両との車両距離を算出する
こともできる。

受波器（１２Ｊによって超音波を受波したときただちに
送波器（１りから超音波を送波せずに、送受信回路［０
）による超音波送波を一定周期で行なうようにしてもよ
い。また、送波器ｔｌｌｌがらの送波超音波を先行車両
の後面で反射させ、この反射波を受波器（１２１で受波
するようにしてもよい。しがしながら、シングアラウン
ド方式においては、超音波の送波周期が車間距離に応じ
て変化し、車間距離が小さくなったときには送波周期が
短くなり、得られる距離情報が多くなるので、有利であ
る。

第３図は、中央制御装置（９）の構成を示している。こ
の制御装置（９）もＣＰＵｔ３０１を備えている。

ＣＰＵ（イ））には、車両に制御指令を送ｆ、ｌ−ｊ　
ＬがっｉｌＬ両からのデータを受信する通信装置（３］
ｉ、車両データを記憶するメモリ■、記憶されている車
両データを表示する表示装置国、および車両に送る指令
を人力するための制御卓ｔ３４１　、および上述の車両
検出器（５）が接続されている。表示装置叫）としては
、ガイド・ウェイの図と、この図Ｆ二に車両の存在する
位置および車両アドレスとを表示するものが好ましい。

第４図は、車両ＲＡ　Ｍ　（Ｉ’＆ｉの内容の一部を示
している。ＲＡＭ（Ｆ８）内には、測定した重両速度Ｍ
および先行車両との車間距Ｍ（Ｌ）をそれぞれ記憶する
エリヤ、定車間距離制御におけるあらかじめ定められた
許容最大および最小距１１　（Ｌｍａｘ　）（Ｌｍｉｎ
）を記憶するエリヤ、先頭車両フラグ（Ｆｌ）および後
続車両フラグ（Ｆ２）として用いられるエリヤ、その車
両の車両アドレスを記憶するエリヤ、ならびにセンタ（
８）から指令された、定速度制御における定速度パラメ
ータ（ＶＯ）および停止位置パラメータを記憶するエリ
ヤが設けられている。

第５図は、センタ（８）のメモＩＪ　（３２１の内容の
一部を示している。このメモリ（３２）には、０−Ｎま
でのアドレスが付された記憶場所を有するデータ・テー
ブルがあり、各記憶場所に車両アドレス、このアドレス
で示される車両が先頭車両か後続車両かを区別するデー
タ（フラグ（Ｆｌ）　（Ｆ２）に対応）、車両位置（ポ
イ７ト番桂）および車両速度Ｍがそれぞれ記憶される。

またこのメモリ国には処理カウンタ（Ｃ）として用いら
れるエリヤがある。

第６図は、ＣＰＵ（ｌηによる超音波送受波制御、車間
距離（Ｌ）の算出、および先頭車両か後続車両かの判別
処理の手順を示している。まず送波器（１１）から周波
数（ｆｌ）の超音波を送波させ（ステップｆ４０）　）
、測定可能な距離に相当する時間をＣＰＵ（Ｉη内のタ
イマにプリセットする（ステップ（４１１）。そして、
受波器（１２）が周波数（Ｆ２）の超音波を受波したか
どうかを調べ（ステップ（４り）、受波した場合には上
述の原理にしたがって先行車両との車間距離（Ｌ）を算
出し、ＲＡ　Ｍ（Ｉ）ｊｌに記憶する（ステップ（４９
）。車間距ｍ（Ｌ＞は超音波送波から受波までの時間に
比例するから、この時間を距離（［、）としてＲＡ　Ｍ
　ｔｌｌｌに記憶してもよい。周波数（Ｆ２）の超音波
を受波器（１２１が受波したということは、先行する車
両が存在することを意味するから、この車両は後続車両
であり、後続車両フラグ（Ｆ２）をオンとする（ステッ
プ＋４６１　）。

タイマにプリセットした所定時間が経過しても周波１　
（Ｆ２）の超音波を受波しない場合には（ステップ＋４
２）　テＮ　Ｏ、ステップ＋４３１テＹ　Ｅ　Ｓ　）、
原則的には、測定可能な距艇の範囲内には先行する車両
が存在しないことを意味するがら、この車両は先頭車両
であり、先頭車両フラグ（Ｆｌ）をオンとする（ステッ
プ（峙）。ステップ＋４４）および咽の処理ののち、ス
テップ（社）に戻って、超音波送波を繰返えす。

受波器（１５ｊが後続車両からの周波数（ｆｌ）の超音
波を受波した場合には、この受波信号はＣＰＵ０７）に
対する割込信号となり、ＣＰ　Ｕ　（Ｉ’）は割込処理
を実行する。超音波を受波すると（ステップ闘）、送波
器（１４）から周波数（Ｆ２）の超音波を送波させて（
ステップ（４８１）、割込処理を終える。

送波器（１４）から超音波を送波後、一定時間以内に受
波器（１５）が超音波を受波したかどうかを検査するこ
とにより（ステップ（４に５〜（４４１と同じような処
理）、後続する車両が存在するかどうかを判定すること
ができる。先行する車両も後続する車両も存在しない場
合には、この車両は１台単独で走行していることになる
。

車両速度の測定処理の手順については図示は省略するが
、速度検出器１２４）から入力するパルスの時間間隔ま
たは一定時間内に入力するパルス数を計数することによ
り、車両速度Ｍが求められ、この速度（ＭはＲＡ　Ｍ　
（１８’ｌに記憶される。車両速度の測定処理は、一定
時間ごとに行なわれる。

第７図は、ＣＰ　Ｕ　（２ｏ）による通信制御および加
減速制御処理の手順を示している。まず通信装置！ｔｒ
２３がセンタからの電文を受信したがどうがを調べる（
ステップｆ５０＋　）。センタと車両との間で送受され
る電文には、発信元または送信先の車両の・アドレスが
含まれている。電文受信であれば、その電文中の車両ア
ドレスがＲＡ　ｙｉ　Ｑ８）に記憶されている自軍アド
レスと一致するかどうかを検査する（ステ、ツブｔ５１
１　）。両アドレスが一致した場合には自軍に向けた電
文であるから、その内容を解読する（ステップ＠）。こ
の電文がデータ収集のための電文であった場合には（ス
テップ（至）でＹＥＳ）、これに応答して、ＲＡＭ（１
８ｊ内に記憶されている自軍アドレス、測定車両速度Ｍ
およびフラグ（Ｆｌ）　（Ｆ２）の内容を編集して、セ
ンタ（８）に送信する（ステップ（財））。データ収集
のための電文でなければ、走行制御指令のための電文で
あり、この電文中には定速度パラメータ（ＶＯ）および
停止位置のポイント番号を表わす停止位置パラメータが
含まれているがら、これをＲＡ　Ｍ　（＋８）に記憶す
る（ステップ（５５１）。

電文の受信がなく（ステップωでＮｏ）、または受信し
た電文中のアドレスが自軍アドレスと一致しない場合に
は（ステップ（５１１でＮＯ）、加減速制御処理に移る
。この処理ではまず、先頭車両フラグ（Ｆｌ）がオンが
どうが（ステップ圀））、後続車両フラグ（Ｆ２）がオ
ンがどうが（ステップ畷）を順次調べる。フラグ（Ｆｌ
）がオンの場合には、この車両は先頭車両であるがら、
ＲＡ　Ｍ　（１８１に記憶されている定速度パラメータ
（■０）によって表わされる一定速度で走行するよう定
速度制御を行なう（ステップ＠）。単独走行車両につい
てもステップωでＹＥＳとなるから、この定速度制御が
行なわれる。

フラグ（Ｆ２）がオンの場合には、この車両は後続車両
であるから、先行車両との車間距離が一定となるように
加減速制御する。ＲＡＭｆ１８）に記憶されている測定
車間距離（１，）ならびに許容最大および最小距Ｍｉ（
Ｌｍａｘ　）　（Ｌｍｉｎ　）を読出しくステップ（５
ω）、これらの距離を比較する。

Ｌ　＞Ｌ　ｍａｘであれば（ステップ（（至）でＹＥＳ
）。

先行車両と離れすぎているがら、駆動回路＠に加速指令
を出力して加速させる（ステップノ１））。

Ｌ＜Ｌｍｉｎの場合には（ステップ（ＱでＹＥＳ　）、
先行車両に接近しすぎであるから減速指令を出力して減
速させる（ステップ（Ｂ３１）ｏＬｍａｘ≧Ｌ≧Ｌｍｉ
ｎであれば（ステップωおよび姉のいずれでもＮＯ）、
車間距離は許容範囲内であるから、そのままの速度で走
行させる。このようにして、後続車両は、先行車両との
車間距離が（Ｌｍａｘ）〜（Ｌｍｉｎ）の範囲に保たれ
る。後続車両の加減速制御において、車両の走行速度Ｍ
が考慮されかつ加減速か複数段階に行なわれれば、一層
正確な定車間距離制御が可能となる。

第７図に示す処理は、一定時間ごとに繰返して行なわれ
る。

第８図は、センタにおけるＣＰＵωのデータ収集処理の
手順を示抄ている。まず処理カウンタ（Ｃ）にＯをセッ
トしくステップｆｆ１）　）　、カウンタ（Ｃ）の内容
によってメモリ（支）内の車両データ・テーブルの記憶
場所をアドレスする。指定したアドレスに記憶されてい
る車両アドレスを読出しくステップｆｆｌ＋　）　、こ
の読出したアドレスを含むデータ収集電文を編集して送
信する（ステップ面）。すると、電文中のアドレスと一
致する車両アドレスの車両から上述の処理（第７図、ス
テップｔ５４１）によって、車両データか送られてくる
のでこれを受信すると（ステップｆ７３１でＹＥＳ）、
受信した速度Ｍおよびフラグ（Ｆｌ　）または（Ｆ２）
を、車両データ・テーブルの対応する記憶場所に記憶す
る（ステップｔ７４１　）。そして、カウンタ（Ｃ）の
内容に＋１したのち（ステップ■）、カウンタ（Ｃ）の
内容がＮ＋１になっているかどうかを検査する（ステッ
プｑ６））。カウンタＣ）の内容がＮ以下であれば、ス
テップ１７１１に戻り、更新されたカウンタ（Ｃ）の内
容で次の記憶場所をアドレスし、同様にして他の車両の
データを収集し、メモリ■に記憶する。以上の処理を繰
返し、カウンタΩの内容がＮ＋１になった場合には（ス
テップ＋７８％でＹＥＳ）、メモリ■中の車両データ・
テーブルのすべての記憶場所についてのデータの書′込
みが終了したことになる。車両データは、刻々と変化す
るから、ステップ［相］に戻って、アドレス０の記憶場
所から再びデータ収集を繰返す。

第９図は、ＣＰＵ（至）による車両検出器（５）からの
車両検出信号処理の手順を示している。この処理は、車
両検出信号を割込信号とする割込処理である。車両検出
器（５）からの検出信号を受信すると（ステップ面）、
この信号中に含まれてる ｉ用益（５）のポイント番号と車両アドレスとを読取る
。そして、読取った車両アドレスに対応させて、ポイン
ト番号をメモリ■の車両データ・テーブルに車両位置と
して記憶する（ステップ＠）。

第１０図は、センタ（８）における車両の運行指令処理
の一例を示している。表示装置（２）には、メモリ（支
）のデータ・テーブルに記憶されている車両データが表
示されている。したがって、操作員は、ガイド・ウェイ
にそって走行する全車両の状態を掌握することができる
。そこで、ある車両について運行状態を設定または変更
したい場合には、操作卓（財）を用いてその車両の車両
アドレスを指定しくステップ１８０））、続いて走行速
度パラメータ（ｖＯ）、停止位置パラメータなどの走行
指令を入力する（ステップ＋８１１　）。するとＣＰＵ
Ｃ３０１は、これらの走行制御指令の電文を編集して送
信する（ステップ□□□）。これにより、アドレスされ
た車両は、走行制御指令を受信し、ＲＡ　Ｍ　（１８）
に記憶しく第７図、ステップ＠）、この指令にしたがっ
て走行する（ステップ＠）。

この実施例では、指令された位置で車両が停止する制御
の詳細は示されていないが、車両に位置検出器を設け、
検出位置と指令位置とが−致したとさに停止させればよ
いがら、容易に構成することができる。必要ならば、セ
ンタからの走行制御指令中に、フラグＦ１またはＦ２を
強制的にオンとする指令を含ませておけば、構成されて
いる車両をその編成から切離したり、逆に編成車両群に
加えさせたりすることが可能となる。また、第１０図の
処理手順において、走行制御指令を操作員が入力してい
るが、ＣＰＵ■内にあらかじめ車両の運行データを組込
んでおき、この運行データにもとづいて車両に指令を送
るようにすることもできる。

以上のようにこの発明の運行制御システムでは、センタ
においてすべての車両の運行状態を把握することができ
、かつ任意の車両に行先、編成、停止位置および走行速
度などを指令し、この指令にしたがって車両を走行させ
ることができる。しかも、すべての車両が先頭車両か後
続車両かを判別する機能をもっており、先頭車両であれ
ば定速度制御が、後続車両であれば定車間距離制御がそ
れぞれ行なわれる。したがって、複数台の車両を物理的
に連結せずに一編成として運行させることが可能であっ
て、この場合には先頭車両はセンタから指令された速度
で走行し、後続車両は先頭車両に、追従して車間距離を
一定に保つように走行する。各車両がその編成順序位置
を判断するから、自由な車両編成が可能となり、また車
両１台による単独走行もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ガイド・ウェイにそって走行する複数台の車
両の運行状態を示す図、第２図は各車両の走行制御装置
を示すブロック図、第３図はセンタにおける中央制御装
置の構成を示すブロック図、第４図は車両のＲＡＭの内
容を示す図、第５図はセンタのメモリの内容を示す図、
第６図は、車両のＣＰＵによる車間距離測定および車両
判別処理の手順を示すフロー・チャート、第７図は、車
両のＣＰＵによる通信制御および加減速制御処理手順を
示すフロー・チャート、第８図はセンタにおける車両デ
ータ収集処理手順を示すフロー・チャート、第９図は、
車両検出の割込処理手順を示すフロー・チャート、第１
０図は、走行制御指令の処理手順を示すフロー・チャー
トである。 （１）＋２＋　＋３１・・・車両、（５）・・・車両検
出器、（８）・・拳コントロールーセンタ、（９）・・
・中央制御装置、＋ＩＯ！　（１３）・・・送受信回路
、（１１）（１４）・・・超音波送波器、（１２１Ｑ６
）・・・超音波受波器５、（Ｉ７）（ロ）弼・・・ＣＰ
Ｕ、吐・・・ＲＡＭ、器・・・加減速駆動回路、（支）
ｌ　＋３＋１・・・す、ω・・・表示装置。 以　　上 特許出願人　　　建設省土木研究所長大久保忠良同　　
　立石電機株式会社 外４名 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれ車両アドレスが付けられ、所定のガイド・ウェ
   イにそって走行する複数台の車両の運行を制御するシス
   テムであって、 車両に搭載された走行制御装置、 労イド・ウェイの所要箇所に設けられ、車両の通過とそ
   のアドレスを検出する車両検出器、および コントロール・センタに設け、られた中央制御装置から
   なり、 車両の走行制御装置は、 先行車両との車間距離を測定する車間距離測定装置、 先行車両の有無を検出して先頭車両か後続車両かを判別
   する手段、 車両の走行速度を測定する車両速度検出器、先頭車両の
   場合には指令された一定速度で走行するよう、後続車両
   の場合には先行車両との車間距離が一定になるよう走行
   速度を制御する加減速制御装置、および コントロール・セン多からの指令を受信するとともにコ
   ントロール・センタに車両データを送信する通信装置、
   を備え、 中央制御装置は、 車両に走行制御指令を送信するとともに車両からの車両
   で一夕を受信する通信装置、車両からの車両データおよ
   び車両検出器からのデータを記憶する記憶装置、および 記憶されているデータの表示装置、を備えている、 複数台の車両の運行制御システム。