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技術 重貨物列車グループ化装置およびグループ化方法、ならびに電子制御式空気圧ブレーキシステム

出願人 中車青島四方車輛研究所有限公司
発明者 徐燕芬段勝才趙青
出願日 2016年12月13日 (3年3ヶ月経過) 出願番号 2018-523803
公開日 2019年3月28日 (1年0ヶ月経過) 公開番号 2019-508996
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 整列モード グループ化装置 テールエンド 整列情報 台車ユニット 列車システム 鉄道設備 貨物列車
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課題・解決手段

貨物列車グループ化装置およびグループ化方法、ならびに電子制御式空気圧ブレーキシステムである。BeiDou測位によって車両制御ユニット経度および緯度データが取得され、第1の車両識別端末を検出することによって第1の車両状態データが取得され、車両制御ユニットが、通信モジュールを介して、取得した位置データおよび第1の車両状態データを列車ヘッドエンド装置HEUに送信する必要があるのみであり、それにより、車両制御ユニットと列車ヘッドエンド装置HEUとの間の通信メッセージ数を削減し、様々な車両制御ユニットがそれぞれ切り替え可能な負荷を接続および切断する煩わしい処理を排除し、列車グループ化時間を短縮し、列車グループ化の複雑さを低減し、そのため、列車グループ化が簡便且つ迅速である。

概要

背景

重荷輸送は、鉄道貨物の開発方向である。現在、列車の重荷重モードは、主に次の2つのアプローチによって開発されている。
(1)軸荷重の増加。しかしながら、軸荷重の増加は、列車の運行ラインおよび列車が通過する橋梁に影響を及ぼし、そのため、鉄道インフラストラクチャ建設への投資おび維持費が高くなる。
(2)整列長の増加。このアプローチは、次の利点を有する:整列長を増やすことは簡単で実現可能であり、既存の鉄道設備が十分に活用可能であり、列車の運行ラインおよび列車が通過する橋梁に影響を及ぼさない。しかしながら、それでも整列長を増やすアプローチは、明らかな欠点を有する。列車整列長の増加は、列車の長手方向の衝動を増加させ、そのため、列車の連結器の破損および脱線事故の確率が高まり、したがって、列車の輸送安全性が影響を受ける。長い整列列車の長手方向の衝動は、主に、列車の管圧力の変化を介した空気圧制動および徐放コマンドの伝達に起因する列車の前部および後部の「非同期」によって引き起こされることから、この問題は、列車の整列長にともないより深刻になり、そのため、輸送安全性が深刻に脅かされ、重荷輸送の開発が制限されている。

今日、鉄道用貨車の場合、電子制御式空気圧ブレーキシステム(以下、ECPシステムと呼ぶ)によって列車全体の同期制動および徐放が実現されている。ECPシステムは、台車ユニットの正確な位置を取得し、正確な制御および故障解析を実行することにより、列車の操作性および安全性を向上させる必要がある。
現在、ECPシステムは、切り替え可能な負荷に接続されて列車の整列情報を取得し、パルス数カウントする。しかしながら、この方法では、整列時間は長くなり、整列プロセスが複雑化されるなどがある。

既存の列車整列装置は、ヘッドエンドユニットHEU)、通信電力システム(TPS)、テールエンドユニット台車制御ユニット、切り替え可能な負荷および台車制御電源電流を検出する電流センサを含む。整列プロセスは次のとおりである:

1.HEUが列車の全ての台車に整列命令を送信し、全ての台車がパルス数をカウントし始める。
2.各台車(i)(ここで、i=1、・・・、テールエンド台車データベースシリアル番号)について、
(1)台車(i)が負荷に接続されているかどうかをHEUが検出して、
(2)台車(i)が負荷に接続されたことを示す情報をHEUが受信して、
(3)電流センサによって列車バスの電流を台車制御ユニットが検出し、パルス電流があればパルス数に1だけ加算され、
(4)台車(i)が負荷から切り離されたことを示す情報をHEUが受信する。及び、
3.HEUが列車の全ての台車に整列停止命令を送信し、全ての台車がパルス数のカウントを停止する。

例えば、図1に示されるサンプル列車整列装置を参照すると、この列車は、4つの台車を有し、HEUは、列車スケジューリングプロセスを4回繰り返し実行する。各繰り返しの間に、各台車内の電流の有無を検出して電流の検出数をカウントするように1台の台車のみが列車バスに負荷を接続する。電流の有無および電流検出数に関する情報は、各台車の「パルスカウンタ」に記憶される。列車のパルス数は、表1を参照されたい。各台車の実際の位置は、「パルスカウンタ」の値および列車の整列された台車の総数に基づいている。



表1において、「注1」は、負荷に接続された台車においてパルス数が更新されていないことを示している。

列車整列アプローチは、列車における既存の列車バスを使用することによって完了することができるが、列車バスへの電源切り替えが行われる必要があり、切り替え可能な負荷への接続および切り替え可能な負荷からの切断は、列車の各台車において行われる必要がある。したがって、台車整列プロセスは、複雑で時間を要する。

概要

貨物列車グループ化装置およびグループ化方法、ならびに電子制御式空気圧ブレーキシステムである。BeiDou測位によって車両制御ユニット経度および緯度データが取得され、第1の車両識別端末を検出することによって第1の車両状態データが取得され、車両制御ユニットが、通信モジュールを介して、取得した位置データおよび第1の車両状態データを列車のヘッドエンド装置HEUに送信する必要があるのみであり、それにより、車両制御ユニットと列車ヘッドエンド装置HEUとの間の通信メッセージ数を削減し、様々な車両制御ユニットがそれぞれ切り替え可能な負荷を接続および切断する煩わしい処理を排除し、列車グループ化時間を短縮し、列車グループ化の複雑さを低減し、そのため、列車グループ化が簡便且つ迅速である。

目的

既存の鉄道貨物列車を整列する際の複雑な整列プロセス、長い整列時間などの問題を考慮して、本特許出願は、簡便且つ迅速な列車整列を実現し、且つ鉄道貨物列車の整列の際に、列車の整列時間を短縮し、列車整列の複雑さを低減し、列車整列の故障率を低減させ、列車整列の信頼性を向上させることができる、重貨物列車整列装置および整列装置、ならびに電子制御式空気圧ブレーキシステムを提供する

効果

実績

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請求項1

ヘッドエンドユニットHEU)と、複数の台車制御ユニットとを備える重貨物列車整列装置において、前記HEUが前記台車制御ユニットのそれぞれと通信し、各台車制御ユニットが、台車制御モジュールと、前記台車制御モジュールにそれぞれ接続されたBeidou測位モジュールおよび通信モジュールとを備え、第1の車両識別端末が第1の車両として動作する前記台車制御ユニットにさらに設けられ、前記台車制御モジュールが、前記第1の車両識別端末を介して第1の車両状態データを取得し、前記Beidou測位モジュールが、前記対応する台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成され、台車制御モードが、前記通信モジュールを介して、前記HEUによって送信されたコマンドを受信し、前記Beidou測位モジュールから読み出した前記台車制御ユニットの緯度および経度データと、前記台車制御ユニットの前記第1の車両状態データを前記HEUに前記通信モジュールを介して送信する、重貨物列車整列装置。

請求項2

前記台車制御ユニット間の距離を計算する計算モジュールが前記HEUに設けられている、請求項1に記載の重貨物列車整列装置。

請求項3

前記HEUが、整列プロセッサと、前記整列プロセッサに接続された通信モジュールとを備え、前記整列プロセッサが、前記通信モジュールを介して、各台車制御ユニットの台車制御モジュールにそれぞれコマンドを送信し、前記コマンドを受信すると、前記台車制御モジュールが、前記Beidou測位モジュールによって取得された前記台車制御ユニットの前記緯度および経度データを読み出し、前記台車制御ユニットの読み出した前記緯度および経度データならびに前記台車制御ユニットの前記第1の車両状態データを前記整列プロセッサに前記通信モジュールを介して送信する、請求項2に記載の重貨物列車整列装置。

請求項4

前記計算モジュールが、前記整列プロセッサ内に設けられ、前記整列プロセッサが各台車制御ユニットの前記緯度および経度データならびに前記第1の車両状態データを受信した後に前記各台車制御ユニット間の距離を計算するように構成されている、請求項3に記載の重貨物列車整列装置。

請求項5

前記整列プロセッサが、前記通信モジュールを介して各台車制御ユニットの前記台車制御モジュールに整列コマンドを送信する、請求項3に記載の重貨物列車整列装置。

請求項6

前記HEUの前記通信モジュールと各台車制御ユニットの前記通信モジュールとの間において無線通信または有線通信が使用され、前記台車制御ユニットの前記通信モジュール間において無線通信または有線通信が使用される、請求項3から5のいずれか一項に記載の重貨物列車整列装置。

請求項7

請求項1から6のいずれか一項に記載の重貨物列車整列装置を使用する重貨物列車整列方法において、(1)台車制御ユニットの総数をM、前記第1の車両としての台車制御ユニットの第1の車両状態をTRUE、残りの台車制御ユニットの第1の車両状態をNULLとして記録するステップと、(2)ヘッドエンドユニット(HEU)により、通信モジュールを介して全ての台車制御ユニットに整列コマンドを送信し、前記HEUを列車整列モード切り替えるステップと、(3)各台車制御ユニットの台車制御モジュールについて、前記整列コマンドに応答し、Beidou測位モジュールにより、前記台車制御ユニットの緯度および経度データを取得し、第1の車両識別端末を検出することにより、前記台車制御ユニットの第1の車両状態データを取得するステップと、(4)M個の台車制御ユニットにより、M個の台車制御ユニットの緯度および経度データならびに第1の車両状態データを、前記通信モジュールを介して前記HEUに送信し、アレイA[M]を形成するステップと、(5)前記HEUにより、前記第1の車両状態がTRUEである前記台車制御ユニットを検索するために前記アレイA[M]を走査し、前記第1の車両状態がTRUEである前記台車制御ユニットの位置をLocation=1として記録し、前記アレイA[M]から前記台車制御ユニットを取り出してFirstUnitとして記憶し、前記アレイA[M]から前記台車制御ユニットを削除し、BaseOrderとして示されるアレイA[M−1]を取得するように並べ替えるステップと、(6)開始点として前記FirstUnitを使用し、前記開始点から最小の距離を有する前記台車制御ユニットをみつけるために前記BaseOrderにおいて前記FirstUnitから各台車制御ユニットまでの距離を計算し、前記台車制御ユニットの位置をLocation=Location+1として記録するステップと、(7)前記台車制御ユニットを新たなFirstUnitとして使用し、前記BaseOrderから前記台車制御ユニットを削除するステップと、(8)前記ステップ(6)および(7)の動作を繰り返し、前記BaseOrderが空になるまで残りのM−2個の台車制御ユニットの位置を連続的に判定し、それによって重貨物列車の整列を完了するステップと、を備える、重貨物列車整列方法。

請求項8

前記BaseOrderにおける前記FirstUnitから各台車制御ユニットまでの取得した距離が距離の集合を形成し、前記開始点から最小の距離を有する前記台車制御ユニットが前記距離の集合から検索される、請求項7に記載の重貨物列車整列方法。

請求項9

先頭機関車と、複数の台車ユニットとを備える電子制御式空気圧ブレーキシステムにおいて、各台車ユニットが、少なくとも1つの台車から構成されており、前記電子制御式空気ブレーキステムが、請求項1から6のいずれか一項に記載の重貨物列車整列装置をさらに備え、前記HEUが前記先頭機関車内に設けられ、前記台車制御ユニットが前記台車ユニット内に設けられている、電子制御式空気圧ブレーキシステム。

請求項10

各台車ユニットが、5台の台車から構成されている、請求項9に記載の電子制御式空気圧ブレーキシステム。

技術分野

0001

本発明は、鉄道車両の技術分野に属し、列車整列技術に関し、具体的には、重貨物列車の整列に主に適用される重貨物列車整列装置および整列方法、ならびに電子制御式空気圧ブレーキシステムに関する。

背景技術

0002

重荷輸送は、鉄道貨物の開発方向である。現在、列車の重荷重モードは、主に次の2つのアプローチによって開発されている。
(1)軸荷重の増加。しかしながら、軸荷重の増加は、列車の運行ラインおよび列車が通過する橋梁に影響を及ぼし、そのため、鉄道インフラストラクチャ建設への投資おび維持費が高くなる。
(2)整列長の増加。このアプローチは、次の利点を有する:整列長を増やすことは簡単で実現可能であり、既存の鉄道設備が十分に活用可能であり、列車の運行ラインおよび列車が通過する橋梁に影響を及ぼさない。しかしながら、それでも整列長を増やすアプローチは、明らかな欠点を有する。列車整列長の増加は、列車の長手方向の衝動を増加させ、そのため、列車の連結器の破損および脱線事故の確率が高まり、したがって、列車の輸送安全性が影響を受ける。長い整列列車の長手方向の衝動は、主に、列車の管圧力の変化を介した空気圧制動および徐放コマンドの伝達に起因する列車の前部および後部の「非同期」によって引き起こされることから、この問題は、列車の整列長にともないより深刻になり、そのため、輸送安全性が深刻に脅かされ、重荷輸送の開発が制限されている。

0003

今日、鉄道用貨車の場合、電子制御式空気圧ブレーキシステム(以下、ECPシステムと呼ぶ)によって列車全体の同期制動および徐放が実現されている。ECPシステムは、台車ユニットの正確な位置を取得し、正確な制御および故障解析を実行することにより、列車の操作性および安全性を向上させる必要がある。
現在、ECPシステムは、切り替え可能な負荷に接続されて列車の整列情報を取得し、パルス数カウントする。しかしながら、この方法では、整列時間は長くなり、整列プロセスが複雑化されるなどがある。

0004

既存の列車整列装置は、ヘッドエンドユニットHEU)、通信電力システム(TPS)、テールエンドユニット台車制御ユニット、切り替え可能な負荷および台車制御電源電流を検出する電流センサを含む。整列プロセスは次のとおりである:

0005

1.HEUが列車の全ての台車に整列命令を送信し、全ての台車がパルス数をカウントし始める。
2.各台車(i)(ここで、i=1、・・・、テールエンド台車データベースシリアル番号)について、
(1)台車(i)が負荷に接続されているかどうかをHEUが検出して、
(2)台車(i)が負荷に接続されたことを示す情報をHEUが受信して、
(3)電流センサによって列車バスの電流を台車制御ユニットが検出し、パルス電流があればパルス数に1だけ加算され、
(4)台車(i)が負荷から切り離されたことを示す情報をHEUが受信する。及び、
3.HEUが列車の全ての台車に整列停止命令を送信し、全ての台車がパルス数のカウントを停止する。

0006

例えば、図1に示されるサンプル列車整列装置を参照すると、この列車は、4つの台車を有し、HEUは、列車スケジューリングプロセスを4回繰り返し実行する。各繰り返しの間に、各台車内の電流の有無を検出して電流の検出数をカウントするように1台の台車のみが列車バスに負荷を接続する。電流の有無および電流検出数に関する情報は、各台車の「パルスカウンタ」に記憶される。列車のパルス数は、表1を参照されたい。各台車の実際の位置は、「パルスカウンタ」の値および列車の整列された台車の総数に基づいている。



表1において、「注1」は、負荷に接続された台車においてパルス数が更新されていないことを示している。

0007

列車整列アプローチは、列車における既存の列車バスを使用することによって完了することができるが、列車バスへの電源切り替えが行われる必要があり、切り替え可能な負荷への接続および切り替え可能な負荷からの切断は、列車の各台車において行われる必要がある。したがって、台車整列プロセスは、複雑で時間を要する。

発明が解決しようとする課題

0008

既存の鉄道貨物列車を整列する際の複雑な整列プロセス、長い整列時間などの問題を考慮して、本特許出願は、簡便且つ迅速な列車整列を実現し、且つ鉄道貨物列車の整列の際に、列車の整列時間を短縮し、列車整列の複雑さを低減し、列車整列の故障率を低減させ、列車整列の信頼性を向上させることができる、重貨物列車整列装置および整列装置、ならびに電子制御式空気圧ブレーキシステムを提供する。

課題を解決するための手段

0009

この目的のために、本特許出願は、ヘッドエンドユニット(HEU)と、複数の台車制御ユニットとを備える重貨物列車整列装置において、HEUが台車制御ユニットのそれぞれと通信し、各台車制御ユニットが、台車制御モジュールと、台車制御モジュールにそれぞれ接続されたBeidou測位モジュールおよび通信モジュールとを備え、第1の車両識別端末が第1の車両として動作する台車制御ユニットにさらに設けられ、台車制御モジュールが、第1の車両識別端末を介して第1の車両状態データを取得し、Beidou測位モジュールが、対応する台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成され、台車制御モードが、通信モジュールを介して、HEUによって送信されたコマンドを受信し、Beidou測位モジュールから読み出した台車制御ユニットの緯度および経度データと、台車制御ユニットの第1の車両状態データをHEUに通信モジュールを介して送信する、重貨物列車整列装置を提供する。

0010

本特許出願の列車整列装置のさらなる設計として、台車制御ユニット間の距離を計算する計算モジュールがHEUに設けられている。計算モジュールは、ソフトウェアプログラミングによってその計算機能を実現し、各台車制御ユニットの取得した緯度および経度データを使用することによって台車制御ユニット間の距離を計算する。より具体的には、任意の2つの台車制御ユニット間の距離の計算中に、異なる計算式を計算に使用することができる。計算式は、これに限定されるものではないが、以下の式を含む:D=R*arccos(siny1siny2+cosy1cosy2cos(x1−x2))。ここで、Rは、地球の半径であり、6370kmの平均値を有する。一方の台車制御ユニットの緯度および経度は、それぞれ、x1およびy1によって示され、他方の台車制御ユニットの経度および緯度は、それぞれ、x2およびy2によって示され、東経が正値であり、西経が負値であり、北緯が正値であり、緯が負値である。2つの台車コントロールユニット間の距離を、この式によって計算できる。経度および緯度は角度であることから、sinまたはcosの値を計算する際に、経度および緯度は、ラジアンに変換される必要がある。

0011

本特許出願の列車整列装置の好ましい設計として、HEUは、整列プロセッサと、整列プロセッサに接続された通信モジュールとを備える。整列プロセッサは、通信モジュールを介して、各台車制御ユニットの台車制御モジュールにコマンドを送信する。コマンドを受信すると、台車制御モジュールは、Beidou測位モジュールによって取得された台車制御ユニットの緯度および経度データを読み出し、台車制御ユニットの読み出した緯度および経度データならびに台車制御ユニットの第1の車両状態データを、整列プロセッサに、および通信モジュールを介して送信する。

0012

本特許出願の列車整列装置の好ましい設計として、計算モジュールは、整列プロセッサ内に設けられ、整列プロセッサが緯度および経度データならびに各台車制御ユニットの車両状態データを受信した後に各台車制御ユニット間の距離を計算するように構成されている。

0013

本特許出願の列車整列装置の好ましい設計として、整列プロセッサは、通信モジュールを介して各台車制御ユニットの台車制御モジュールに整列コマンドを送信する。

0014

本特許出願の列車整列装置の好ましい設計として、HEUの通信モジュールと各台車制御ユニットの通信モジュールとの間において無線通信または有線通信が使用され、台車制御ユニットの通信モジュール間において無線通信または有線通信が使用される。
この目的のために、本特許出願は、さらに、重貨物列車整列装置によって整列を実現する重貨物列車整列方法において、
(1)台車制御ユニットの総数をM、第1の車両としての台車制御ユニットの第1の車両状態をTRUE、残りの台車制御ユニットの第1の車両状態をNULLとして記録するステップと、
(2)ヘッドエンドユニット(HEU)により、通信モジュールを介して全ての台車制御ユニットに整列コマンドを送信し、HEUを列車整列モードに切り替えるステップと、
(3)各台車制御ユニットの台車制御モジュールについて、整列コマンドに応答し、Beidou測位モジュールにより、台車制御ユニットの緯度および経度データを取得し、第1の車両識別端末を検出することにより、台車制御ユニットの第1の車両状態データを取得するステップと、
(4)M個の台車制御ユニットにより、M個の台車制御ユニットの緯度および経度データならびに第1の車両状態データを、通信モジュールを介してHEUに送信し、アレイ(配列)A[M]を形成するステップと、
(5)HEUにより、第1の車両状態がTRUEである台車制御ユニットを検索するためにアレイA[M]を走査し、第1の車両状態がTRUEである台車制御ユニットの位置をLocation=1として記録し、アレイA[M]から台車制御ユニットを取り出してFirstUnitとして記憶し、アレイA[M]から台車制御ユニットを削除し、BaseOrderとして示されるアレイA[M−1]を取得するように並べ替えるステップと、
(6)開始点としてFirstUnitを使用し、開始点から最小距離を有する台車制御ユニットをみつけるためにBaseOrderにおいてFirstUnitから各台車制御ユニットまでの距離を計算し、台車制御ユニットの位置をLocation=Location+1として記録するステップと、
(7)台車制御ユニットを新たなFirstUnitとして使用し、BaseOrderから台車制御ユニットを削除するステップと、
(8)ステップ(6)および(7)の動作を繰り返し、BaseOrderが空になるまで残りのM−2個の台車制御ユニットの位置を連続的に判定し、重貨物列車の整列を完了するステップと、を備える、重貨物列車整列方法を提供する。

0015

本特許出願の列車整列方法の好ましい設計として、FirstUnitからBaseOrderにおける各台車制御ユニットまでの取得した距離は、距離の集合(距離の集合体)を形成し、開始点から最小の距離を有する台車制御ユニットは、距離の集合から検索される。

0016

この目的のために、本特許出願は、さらに、先頭機関車と、複数の台車ユニットとを備え、各台車ユニットが少なくとも1つの台車から構成される電子制御式空気圧ブレーキシステムにおいて、さらに、重貨物列車整列装置を備え、HEUが先頭機関車内に設けられ、台車制御ユニットが台車ユニット内に設けられている、電子制御式空気圧ブレーキシステムを提供する。

0017

本特許出願の電子制御式空気圧ブレーキシステムの好ましい設計として、各台車ユニットは、5台の台車から構成されている。

0018

先行技術と比較して、本特許出願は、以下の利点および肯定的な効果を有する。
(1)本特許出願によって提供される重貨物列車整列装置は、Beidou測位モジュールが設けられた台車制御ユニットを含み、そのため、各台車制御ユニットの緯度および経度データ(すなわち、位置データ)がBeidou測位によって取得され、第1の車両識別端末が第1の車両として動作する台車制御ユニットに設けられ、HEUが第1の車両識別端末を検出することによって第1の車両状態データを取得し、台車制御ユニットのみが、通信モジュールを介して取得された位置データおよび第1の車両状態データをHEUに送信する必要があるにすぎない。したがって、台車制御ユニットとHEUとの間の通信メッセージ数が削減され、台車制御ユニットと切り替え可能な負荷との接続または切断の複雑な処理が省略され、整列時間が短縮され、整列の複雑さが低減される。
(2)本特許出願によって提供される重貨物列車整列装置において、電源制御システムおよび切り替え可能な負荷が省略され、切り替え可能な負荷の電源切り替えおよび接続および切断を行う必要がなく、故障点数が削減され、そのため、列車整列の故障率が低減され、列車整列の信頼性が向上する。
(3)本特許出願によって提供される重貨物列車整列装置において、通信モジュールは、無線通信または有線通信を使用することができるため、使用が便利であり、適用範囲が広く、列車バスおよびケーブルに対する重貨物列車整列装置の依存性が低減され、重貨物列車の通信モードが豊富になる。
(4)本特許出願の重貨物列車整列方法において、各台車制御ユニットの位置データおよび第1の車両状態データは、それぞれ、台車制御ユニットについてのアレイ(配列)を形成するようにBeidou測位によって且つ第1の車両識別端末を検出することによって取得される。HEUは、TRUEの第1の車両状態の台車制御ユニットをみつけるためにアレイ全体を走査し、TRUEの第1の車両状態の台車制御ユニットの位置が1として記録される。位置1における台車制御ユニットから残りの台車制御ユニットまでの距離を計算することにより、位置1における台車制御ユニットから最小距離を有する台車制御ユニットが求められ、この台車制御ユニットの位置が2として記録される。このようにして、残りの全ての台車制御ユニットの位置が連続的に取得され、列車整列が完了する。したがって、各台車制御ユニットを切り替え可能な台車制御ユニットに接続するかまたは各台車制御ユニットを切り替え可能な負荷から切断する複雑なプロセスは省略される。列車整列プロセスは、簡便化され、列車運行制御性および安全性が向上する。
(5)本特許出願によって提供される重貨物列車整列方法において、列車の電源の必要性が低いため、システムの複雑さを低減することができ、列車システムの安定性を向上させることができる。
(6)本特許出願によって提供される電子制御式空気圧ブレーキシステムにおいて、同期制動および徐放を実現することに基づいて、電子制御式空気圧ブレーキシステムは、重貨物列車整列装置を含み、重貨物列車整列装置は、Beidou測位によって且つ第1の車両識別端末を検出することによって台車制御ユニットの整列情報を取得することから、台車制御ユニットの正確な位置が取得可能であり、正確な制御および故障解析を行うことができ、列車運行の操作性および安全性を向上させることができる。一方、整列中には、重貨物列車整列装置は、電源の切り替えおよび切り替え可能な負荷への接続または切断を行わないことから、整列時間が短縮され、整列の複雑さが低減され、従来技術における長い整列時間および複雑な整列プロセスの問題が解決される。

図面の簡単な説明

0019

従来の列車整列装置の構造図である。
本特許出願の実施形態1にかかる重貨物列車整列装置の構造図である。
本特許出願の実施形態1にかかる重貨物列車整列装置の列車整列プロセスの図である。
本特許出願の実施形態5にかかる重貨物列車整列装置の構造図である。
本特許出願の実施形態にかかる重貨物列車整列方法における整列プロセッサによる整列のフローチャートである。

実施例

0020

本特許出願が例示的な実施形態によって以下に具体的に記載される。しかしながら、さらなる説明をすることなく、1つの実施形態における要素、構造および特徴を、他の実施形態に有利に統合できることが理解されるべきである。さらに、用語「第1」、「第2」、「第3」、「第4」、「第5」および「第11」は、単に説明的なものにすぎず、指示または含意の相対的重要性として解釈されることはできない。

0021

実施形態1:図2を参照すると、この実施形態は、ヘッドエンドユニット(HEU)と、4つの台車制御ユニットとを備える重貨物列車整列装置を提供する。HEUは、各台車制御ユニットと通信し、各台車制御ユニットは、台車制御モジュールと、Beidou測位モジュールと、通信モジュールとを備える。4つの台車制御ユニットは、それぞれ第1の台車制御ユニット、第2の台車制御ユニット、第3の台車制御ユニットおよび第4の台車制御ユニットである。第1の台車制御ユニットは、第1の台車制御モジュールと、第1の台車制御モジュールに双方とも接続された第1のBeidou測位モジュールおよび第1の通信モジュールとを備える。第1のBeidou測位モジュールは、第1の台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成されている。第2の台車制御ユニットは、第2の台車制御モジュールと、第2の台車制御モジュールに双方とも接続された第2のBeidou測位モジュールおよび第2の通信モジュールとを備える。第2のBeidou測位モジュールは、第2の台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成されている。第3の台車制御ユニットは、第3の台車制御モジュールと、第3の台車制御モジュールに双方とも接続された第3のBeidou測位モジュールおよび第3の通信モジュールとを備える。第3のBeidou測位モジュールは、第3の台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成されている。第4の台車制御ユニットは、第4の台車制御モジュールと、第4の台車制御モジュールに双方とも接続された第4のBeidou測位モジュールおよび第4の通信モジュールとを備える。第4のBeidou測位モジュールは、第4の台車制御ユニットの緯度および経度データを取得するように構成されている。4つの台車制御ユニットのうち、1つの台車制御ユニットのみが第1の車両として使用される。第1の車両は、第1の台車制御ユニット、第2の台車制御ユニット、第3の台車制御ユニットおよび第4の台車制御ユニットのいずれか1つとすることができる。第1の車両としての台車制御ユニットには、第1の車両識別端末がさらに設けられている。各台車制御ユニットの台車制御モジュールは、第1の車両識別端末を検出することによって第1の車両状態データを取得する。

0022

図2を参照すると、HEUは、整列プロセッサと、整列プロセッサに接続された通信モジュールとを備える。通信モジュールは、第5の通信モードである。整列プロセッサは、第5の通信モジュールを介して、各台車制御ユニットの台車制御モジュールにそれぞれ1つのコマンドを送信する。コマンドを受信すると、台車制御モジュールは、Beidou測位モジュールによって取得された台車制御ユニットの緯度および経度データを読み出し、台車制御ユニットの読み出した緯度および経度データならびに台車制御ユニットの第1の車両状態データを、整列プロセッサに、および通信モジュールを介して送信する。

0023

各台車制御ユニットの位置を判定するために、台車制御ユニット間の距離を計算するための計算モジュールがHEUに設けられている。

0024

計算モジュールは、ソフトウェアプログラミングによって実現される。任意の2つの台車制御ユニット間の距離の計算中に、以下の計算式によって計算が行われる:
D=R*arccos(siny1siny2+cosy1cosy2cos(x1−x2))(1)

0025

ここで、Rは、地球の半径であり、6370kmの平均値を有する。一方の台車制御ユニットの経度および緯度は、それぞれ、x1およびy1によって示され、他方の台車制御ユニットの経度および緯度は、それぞれ、x2およびy2によって示され、東経が正値であり、西経が負値であり、北緯が正値であり、南緯が負値である。

0026

任意の2つの台車制御ユニット間の距離は、上記式によって計算されることができる。経度および緯度は角度であることから、sinまたはcosの値を計算する際に、経度および緯度は、ラジアンに変換される必要がある。

0027

HEUと台車制御ユニットとの間の情報配信を実現するために、第5の通信モジュールは、列車バスを介して、第1の通信モジュール、第2の通信モジュール、第3の通信モジュールおよび第4の通信モジュールと通信する。

0028

整列中において、図3を参照すると、整列プロセスは、第5の通信モジュールを介して、各台車制御ユニットにそれぞれ1つの整列コマンドを送信し、第1の台車制御モジュール、第2の台車制御モジュール、第3の台車制御モジュールおよび第4の台車制御モジュールは、それぞれ、第1の通信モジュール、第2の通信モジュール、第3の通信モジュールおよび第4の通信モジュールを介して、第5の通信モジュールによって送信されたコマンドを受信し、第1のBeidou測位モジュール、第2のBeidou測位モジュール、第3のBeidou測位モジュールおよび第4のBeidou測位モジュールから、それぞれ、第1の台車制御ユニット、第2の台車制御モジュール、第3の台車制御モジュールおよび第4の台車制御モジュール、の緯度および経度データを読み出し、第1の台車制御モジュール、第2の台車制御モジュール、第3の台車制御モジュールおよび第4の台車制御モジュールは、第1の車両識別端末を検出することによって各台車制御ユニットの第1の車両状態情報を取得し、各台車制御ユニットの位置データおよび第1の車両状態データは、各台車制御ユニットの通信モジュールおよび第5の通信モジュールを介して整列プロセッサに送信され、整列プロセッサは、受信した位置および第1の車両状態データを介して計算および整列を行い、列車整列を完了する。

0029

この実施形態における重貨物列車整列装置は、小型重貨物列車の整列に適用可能である。本実施形態の重貨物列車整列装置の搭載および適用中において、HEUは、先頭機関車に搭載され、台車制御ユニットは、台車に搭載され、異なる台車制御ユニットは、異なる台車に搭載される。

0030

実施形態2:この実施形態において提供される重貨物列車整列装置の構造構成および整列プロセスは、実施形態1におけるものと同様である。この実施形態と実施形態1との相違点は、この実施形態においては、HEUと台車制御ユニットとの間の情報配信を実現するために、第5の通信モジュールが、第1の通信モジュール、第2の通信モジュール、第3の通信モジュールおよび第4の通信モジュールとそれぞれ無線で通信するという点にある。実施形態1における列車バスを使用した通信に比べて、この実施形態は、列車バスおよびケーブルに依存せず、重貨物列車の通信モードが豊富になる。

0031

この実施形態における重貨物列車整列装置による列車の整列中において、整列プロセスは、実施形態1におけるものと同じである。

0032

この実施形態における重貨物列車整列装置は、小型重貨物列車の整列に適用可能である。この実施形態における重貨物列車整列装置の搭載および適用中において、搭載方法は、実施形態1におけるものと同じである。

0033

実施形態3:この実施形態は、実施形態1または2の重貨物列車整列装置によって実施される重貨物列車整列方法を提供する。図5を参照すると、重貨物列車整列方法は、以下のステップを備える。
(1)台車制御ユニットの総数をM、M=4とし、第1の車両としての台車制御ユニットの第1の台車状態がTRUEとして記録され、残りの台車制御ユニットの第1の台車状態がNULLとして記録される。
(2)整列プロセッサは、第5の通信モジュールを介して全ての台車制御ユニットに整列コマンドを送信し、整列プロセッサは、列車整列モードに切り替えられる。
(3)4つの台車制御ユニットの列車制御モジュールは、整列コマンドに応答し、各台車制御ユニットのBeidou測位モジュールによって各台車制御ユニットの緯度および経度データが取得され、第1の車両識別端末を検出することによって各台車制御ユニットの第1の台車状態データが取得される。
(4)4つの台車制御ユニットは、第5の通信モジュールを介して整列プロセッサに緯度および経度データならびに第1の台車状態データを送信し、アレイA[M]を形成する。
(5)整列プロセッサは、第1の車両状態がTRUEである台車制御ユニット

を検索するためにアレイA[M]の走査を行い、第1の台車状態がTRUEである台車制御ユニット

の位置が1として記録され、台車制御ユニット

がアレイ(アレイ)A[M]から取り出されてFirstUnitとして記憶され、台車制御ユニットがアレイA[M]から削除され、アレイA[M]が並べ替えられ、BaseOrderとして示されるアレイA[M−1]を取得する。
(6)開始点としてFirstUnitを使用することにより、FirstUnitからBaseOrderにおける各台車制御ユニットまでの距離が計算され、Distancesetとして示される集合を形成し、Distancesetの走査を行い、開始点から最小距離を有する台車制御ユニット

をみつけ、この台車制御ユニット

の位置が2として記録される。
(7)台車制御ユニット

は、新たなFirstUnitとして使用され、台車制御ユニット

は、BaseOrderから削除される。
(8)ステップ(6)および(7)の動作が繰り返され、位置3および4における残りの2つの台車制御ユニットを連続的に判定し、その後、BaseOrderが空であり、そのため、重貨物列車の整列が完了する。

0034

より具体的には、ステップ(8)において、位置2における台車制御ユニットを開始点として使用することにより、この台車制御ユニットから残りの2つの台車制御ユニットまでの距離が計算され、この台車制御ユニットから最小距離を有する台車制御ユニットをみつける。位置2における台車制御ユニットから最小距離を有する台車制御ユニットの位置が3である場合、最後の台車制御ユニットの位置は4である。

0035

この実施形態における整列方法は、小型重貨物列車の整列に適用可能である。

0036

実施形態4:この実施形態は、先頭機関車と、4つの台車ユニットをと備える電子制御式空気圧ブレーキシステムを提供する。各台車ユニットは、5つの台車から構成されている。電子制御式空気圧ブレーキシステムは、実施形態1または2の重貨物列車整列装置をさらに備える。HEUは、先頭機関車に設けられ、1つの台車制御ユニットは、各台車ユニットに設けられている。

0037

この実施形態においては、20台の台車を有する列車の整列が実現される。

0038

実施形態5:図4を参照すると、この実施形態は、ヘッドエンドユニット(HEU)と、10個の台車制御ユニットとを備える重貨物列車整列装置を提供する。HEUは、台車制御ユニットのそれぞれと通信し、台車制御ユニットのそれぞれは、台車制御モジュールと、測位モジュールと、通信モジュールとを備える。各台車制御ユニットは、測位モジュールによってその緯度および経度データを取得する。10台の台車制御ユニットのうち、1つの台車制御ユニットのみが第1の車両として使用される。第1の車両は、10台の台車制御ユニットのいずれか1つとすることができる。第1の車両としての台車制御ユニットには、第1の車両識別端末がさらに設けられ、各台車制御ユニットの台車制御モジュールは、第1の車両識別端末を検出することによって第1の車両状態データを取得する。

0039

HEUは、整列プロセッサと、整列プロセッサに接続された通信モジュールとを備える。通信モジュールは、第11の通信モードである。整列プロセッサは、第11の通信モジュールを介して、各台車制御ユニットの台車制御モジュールにそれぞれ1つのコマンドを送信する。コマンドを受信すると、台車制御モジュールは、測位モジュールによって取得された台車制御ユニットの緯度および経度データを読み出し、台車制御ユニットの読み出した緯度および経度データならびに台車制御ユニットの第1の車両状態データを、整列プロセッサおよび通信モジュールを介して送信する。

0040

この実施形態における重貨物列車整列装置による列車の整列中において、整列プロセスは、実施形態1におけるものと同じである。

0041

この実施形態の重貨物列車整列装置は、中型重貨物列車の整列に適用可能である。この実施形態における重貨物列車整列装置の搭載および適用中において、搭載方法は、実施形態1におけるものと同じである。

0042

実施形態6:この実施形態は、実施形態5における重貨物列車整列装置によって実施される重貨物列車整列方法を提供する。図5を参照すると、重貨物列車整列方法は、以下のステップを備える。
(1)台車制御ユニットの総数をM、M=10とし、第1の車両としての台車制御ユニットの第1の台車状態がTRUEとして記録され、残りの台車制御ユニットの第1の台車状態がNULLとして記録される。
(2)整列プロセッサは、第11の通信モジュールを介して全ての台車制御ユニットに整列コマンドを送信し、整列プロセッサは、列車整列モードに切り替えられる。
(3)10台の台車制御ユニットの列車制御モジュールは、整列コマンドに応答し、各台車制御ユニットの測位モジュールによって各台車制御ユニットの緯度および経度データが取得され、第1の車両識別端末を検出することによって各台車制御ユニットの第1の台車状態データが取得される。
(4)10台の台車制御ユニットは、第11の通信モジュールを介して整列プロセッサに緯度および経度データならびに第1の台車状態データを送信し、アレイA[M]を形成する。
(5)整列プロセッサは、第1の車両状態がTRUEである台車制御ユニット

を検索するためにアレイA[M]の走査を行い、第1の台車状態がTRUEである台車制御ユニット

の位置がLocation=1として記録され、台車制御ユニット

がアレイA[M]から除去されてFirstUnitとして記憶され、台車制御ユニット

がアレイA[M]から削除され、アレイA[M]が並べ替えられ、BaseOrderとして示されるアレイA[M−1]を取得する。
(6)開始点としてFirstUnitを使用することにより、FirstUnitからBaseOrderにおける各台車制御ユニットまでの距離が計算され、Distancesetとして示される集合を形成し、Distancesetの走査を行い、開始点から最小距離を有する台車制御ユニット

をみつけ、この台車制御ユニット

の位置がLocation=Location+1として記録され、すなわち、台車制御ユニット

の位置は2である。
(7)台車制御ユニット

は、新たなFirstUnitとして使用され、台車制御ユニット

は、BaseOrderから削除される。
(8)ステップ(6)および(7)の動作が繰り返され、BaseOrderが空になるまで残りのM−2台の台車制御ユニットの位置を連続的に判定し、それによって重貨物列車の整列が完了する。

0043

具体的には、ステップ(8)において、残りの8台の台車制御ユニットが存在し、ステップ(6)および(7)の動作が繰り返され、位置3、4、5、6、7、8、9および10における台車制御ユニットを連続的に判定する。

0044

この実施形態における整列方法は、中型重貨物列車の整列に適用可能である。

0045

実施形態7:この実施形態は、先頭機関車と、10台の台車ユニットとを備える電子制御式空気圧ブレーキシステムを提供する。各台車ユニットは、6台の台車から構成されている。電子制御式空気圧ブレーキシステムは、実施形態5における重貨物列車整列装置をさらに備える。HEUは、先頭機関車に設けられ、1つの台車制御ユニットは、各台車ユニットに設けられている。

0046

この実施形態においては、60台の台車を有する列車の整列が実現される。
実施形態の拡張として、重貨物列車整列装置における台車制御ユニットの数および電子制御式空気圧ブレーキシステムにおける台車ユニットの数は、重貨物列車の台車の総数に応じて任意に設定されることができ、重貨物列車整列装置および整列方法は、異なる重貨物列車の整列を実現し、異なるサイズの重貨物列車に適用可能である。
上述した実施形態は、本特許出願を説明するために使用され、本特許出願を限定するものではない。本特許出願の精神内および添付の特許請求の範囲の保護範囲内で本特許出願に対してなされた変更例および代替例は、本特許出願の保護範囲に含まれるものとする。

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