Title:
SCHIENENFAHRZEUGPOSITION-DETEKTIEREINRICHTUNG
Document Type and Number:
Kind Code:
T5

Abstract:

Eine Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine Berechnungseinrichtung (2) für den Absolutposition-Garantiebereich zum Berechnen, auf der Basis eines Messergebnisses einer Position eines Zuges durch GPS-Signale (101) eines GPS-Position-Garantiebereichs, der ein geschätzter Bereich einer Position eines Endteils des Zuges ist, unter Berücksichtigung eines Messfehlers; eine Garantiebereich-Berechnungseinrichtung (4) für die Tachometergenerator-Position zum Berechnen, auf der Basis eines Messergebnisses einer Position des Zuges mittels eines Tachometergenerators (3), der einen relativen Abstand von einer vorher ausgeführten Messung misst, eines Garantiebereichs für die Tachogenerator-Position, der ein geschätzter Bereich einer Position eines Endteils des Zuges unter Berücksichtigung eines Messfehlers ist; und eine Positionsbestimmungseinrichtung (7), die eine von einer Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges und einer Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges als eine erste Richtung und die andere als eine zweite Richtung einstellt, und die zwischen einem Endteil des GPS-Position-Garantiebereichs in der ersten Richtung und einem Endteil des Garantiebereichs für die Tachogenerator-Position in der zweiten Richtung eine Position eines Endteils auf einer positiven Seite der zweiten Richtung als eine Position des Endteils des Zuges in der ersten Richtung bestimmt.





Inventors:
Katsuragi, Takaya (Tokyo, JP)
Tsujita, Wataru (Tokyo, JP)
Takewa, Tomoaki (Tokyo, JP)
Yoshimoto, Koki (Tokyo, JP)
Application Number:
DE112016000508T
Publication Date:
11/23/2017
Filing Date:
01/21/2016
Assignee:
Mitsubishi Electric Corporation (Tokyo, JP)
International Classes:
B60L3/00; B60L15/40; B61L25/02; G01S19/45; G01S19/50
Attorney, Agent or Firm:
Meissner Bolte Patentanwälte Rechtsanwälte Partnerschaft mbB, 80538, München, DE
Claims:
1. Zugpositions-Detektiereinrichtung, die Folgendes aufweist:
– eine Berechnungseinrichtung (2) für den Absolutposition-Garantiebereich zum Berechnen, auf der Basis eines Messergebnisses einer Position eines Zuges mittels eines Absolutabstand-Messsensors (1), eines Absolutposition-Garantiebereichs, der ein geschätzter Bereich einer Position eines Endteils des Zuges ist, unter Berücksichtigung eines Messfehlers;
– eine Berechnungseinrichtung (4) für den Relativposition-Garantiebereich zum Berechnen, auf der Basis eines Messergebnisses einer Position des Zuges mittels eines Relativabstand-Messsensors (3), der einen relativen Abstand von einer Messung misst, die vorher durchgeführt worden ist, eines Relativposition-Garantiebereichs, der ein geschätzter Bereich einer Position eines Endteils des Zuges ist, unter Berücksichtigung eines Messfehlers; und
– eine Positionsbestimmungseinrichtung (7), die die eine von einer Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges und einer Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges als eine erste Richtung und die andere als eine zweite Richtung vorgibt, und die zwischen einem Endteil des Absolutposition-Garantiebereichs in der ersten Richtung und einem Endteil des Relativposition-Garantiebereichs in der zweiten Richtung eine Position eines Endteils auf einer positiven Seite der zweiten Richtung als eine Position des Endteils des Zuges in der ersten Richtung bestimmt,
– wobei der Absolutposition-Garantiebereich einen Garantiebereich für die absolute hintere Endposition aufweist, der ein geschätzter Bereich einer Position eines hinteren Endteils des Zuges ist,
– wobei der Relativposition-Garantiebereich einen Garantiebereich für die relative hintere Endposition aufweist, der ein geschätzter Bereich einer Position des hinteren Endteils des Zuges ist,
– wobei die Positionsbestimmungseinrichtung (7) zwischen einem Endteil des Garantiebereichs für die absolute hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges und einem Endteil des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges eine Position des Endteils auf der positiven Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges als eine Position des hinteren Endteils des Zuges bestimmt, und
– wobei die Berechnungseinrichtung (4) für den Relativposition-Garantiebereich einen neu gemessenen Wert von dem Relativabstand-Messsensor und dessen Messfehler zu einem Anfangswert des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition akkumuliert, der der Garantiebereich für die relative hintere Endposition ist, der auf der Basis des Messergebnisses berechnet wird, das vorher von dem Relativabstand-Messsensor bezogen worden ist, um den Garantiebereich für die relative hintere Endposition zu berechnen, und wenn ein Endteil des Anfangswerts des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges mehr auf einer negativen Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges ist als die Position des hinteren Endteils des Zuges, die vorher von der Positionsbestimmungseinrichtung (7) bestimmt worden ist, sie den Garantiebereich für die relative hintere Endposition berechnet, indem sie als den Anfangswert des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition die Position des hinteren Endteils des Zuges verwendet, die vorher von der Positionsbestimmungseinrichtung (7) bestimmt worden ist.

2. Zugpositions-Detektiereinrichtung nach Anspruch 1, wobei dann, wenn der Garantiebereich für die absolute hintere Endposition und der Garantiebereich für die relative hintere Endposition einander nicht überlappen, die Positionsbestimmungseinrichtung (7) eine Position eines Endteils des Garantiebereichs für die absolute hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges als eine Position des hinteren Endteils des Zuges bestimmt.

3. Zugpositions-Detektiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei dann, wenn eine Position des hinteren Endteils des Zuges, die vorher bestimmt worden ist, mehr auf der positiven Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges liegt als der Endteil, der auf der positiven Seite in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges ist, und zwar zwischen dem Endteil des Garantiebereichs für die absolute hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges und dem Endteil des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges, die Positionsbestimmungseinrichtung (7) die Position des hinteren Endteils des Zuges, die vorher bestimmt worden ist, als eine aktuelle hintere Endposition des Zuges bestimmt.

4. Zugpositions-Detektiereinrichtung, die Folgendes aufweist:
– eine Berechnungseinrichtung (2) für den Absolutposition-Garantiebereich zum Berechnen, auf der Basis eines Messergebnisses einer Position eines Zuges mittels eines Absolutabstand-Messsensors (1), eines Absolutposition-Garantiebereichs, der ein geschätzter Bereich einer Position eines Endteils des Zuges ist, unter Berücksichtigung eines Messfehlers;
– eine Berechnungseinrichtung (4) für den Relativposition-Garantiebereich zum Berechnen, auf der Basis eines Messergebnisses einer Position des Zuges mittels eines Relativabstand-Messsensors (3), der einen relativen Abstand von einer Messung misst, die vorher durchgeführt worden ist, eines Relativposition-Garantiebereichs, der ein geschätzter Bereich einer Position eines Endteils des Zuges ist, unter Berücksichtigung eines Messfehlers; und
– eine Positionsbestimmungseinrichtung (7), die die eine von einer Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges und einer Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges als eine erste Richtung und die andere als eine zweite Richtung einstellt, und die zwischen einem Endteil des Absolutposition-Garantiebereichs in der ersten Richtung und einem Endteil des Relativposition-Garantiebereichs in der zweiten Richtung eine Position eines Endteils auf einer positiven Seite der zweiten Richtung als eine Position des Endteils des Zuges in der ersten Richtung bestimmt,
– wobei der Absolutposition-Garantiebereich einen Garantiebereich für die absolute vordere Endposition aufweist, der ein geschätzter Bereich einer Position eines vorderen Endteils des Zuges ist,
– wobei der Relativposition-Garantiebereich einen Garantiebereich für die relative vordere Endposition aufweist, der ein geschätzter Bereich einer Position des vorderen Endteils des Zuges ist,
– wobei die Positionsbestimmungseinrichtung (7) zwischen einem Endteil des Garantiebereichs für die absolute vordere Endposition in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges und einem Endteil des Garantiebereichs für die relative vordere Endposition in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges eine Position des Endteils auf der positiven Seite der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges als eine Position des vorderen Endteils des Zuges bestimmt, und
– wobei die Berechnungseinrichtung (4) für den Relativposition-Garantiebereich einen neu gemessenen Wert von dem Relativabstand-Messsensor und dessen Messfehler zu einem Anfangswert des Garantiebereichs für die relative vordere Endposition akkumuliert, der der Garantiebereich für die relative vordere Endposition ist, der auf der Basis des Messergebnisses berechnet wird, das vorher von dem Relativabstand-Messsensor bezogen worden ist, um den Garantiebereich für die relative vordere Endposition zu berechnen, und wenn ein Endteil des Anfangswerts des Garantiebereichs für die relative vordere Endposition in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges mehr auf der positiven Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges ist als die Position des vorderen Endteils des Zuges, die vorher von der Positionsbestimmungseinrichtung (7) bestimmt worden ist, sie den Garantiebereich für die relative vordere Endposition berechnet, indem sie als den Anfangswert des Garantiebereichs für die relative vordere Endposition die Position des vorderen Endteils des Zuges verwendet, die vorher von der Positionsbestimmungseinrichtung (7) bestimmt worden ist.

5. Zugpositions-Detektiereinrichtung nach Anspruch 4, wobei dann, wenn der Garantiebereich für die absolute vordere Endposition und der Garantiebereich für die relative vordere Endposition einander nicht überlappen, die Positionsbestimmungseinrichtung (7) eine Position eines Endteils des Garantiebereichs für die absolute vordere Endposition in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges als eine Position des vorderen Endteils des Zuges bestimmt.

Description:
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zugpositions-Detektiereinrichtung, die die Position eines Zuges auf einer Bahnlinie durch Verwendung eines Absolutposition-Positionierungsverfahrens und eines Relativposition-Positionierungsverfahrens in Kombination detektiert.

Stand der Technik

Im gegenwärtigen Gebiet der Bahnlinien ist Folgendes etabliert: Als Verfahren zum Detektieren der Position eines Zuges, wird ein Verfahren, bei welchem der absolute Abstand, der von einer auf dem Boden installierten Positionskorrektur-Gleisantenne empfangen wird, als ein Startpunkt verwendet, und der relative Abstand zur Positionskorrektur-Gleisantenne wird aus der Anzahl von Umdrehungen der Räder mittels eines Tachometergenerators gemessen, der am Zug montiert ist.

Es besteht jedoch ein dahingehendes Problem, dass die Position eines Zuges ungenau bestimmt wird, und zwar infolge eines Kommunikationsfehlers mit einer Gleisantenne, eines Fehlers im Raddurchmesser, der durch Verschleiß oder dergleichen hervorgerufen wird, und des Leerlaufschlupfes eines Rades.

Demzufolge hat man ein Verfahren entwickelt, bei welchem die absolute Position eines Zuges konstant mittels GPS-Satelliten gemessen wird. Die Positionierung mittels der GPS-Satelliten (Global Positioning System) wird von einem Positionierungsfehler begleitet, der durch eine Abnahme der Signalempfangs-Empfindlichkeit, eine Mehrwegeausbreitung oder dergleichen hervorgerufen wird. Daher offenbart das Patentdokument 1 ein Verfahren, bei welchem die Position eines Zuges unter Berücksichtigung der Zuverlässigkeit der Positionsgenauigkeit auf der Basis der GPS-Satelliten bestimmt wird, um den Zug zu steuern.

Stand-der-Technik-DokumentePatentdokumente

  • Patentdokument 1: Japanisches Patent JP 4 786 001 B2

Zusammenfassung der ErfindungMit der Erfindung zu lösende Probleme

Wenn jedoch das GPS für ein sich bewegendes Blocksystem verwendet wird, in welchem Zugformationen so gebildet werden, dass sie zueinander so nahe wie möglich sind, während der notwendige Minimalabstand zwischen den Zugformationen aufrechterhalten wird, der für die Sicherheit notwendig ist, kann ein Positionierungsfehler der Zugposition durch bloßes Auswerten der Zugposition mittels der Zuverlässigkeit von GPS-Satelliten, wie in dem Patentdokument 1 offenbart, nicht in Betracht gezogen werden. Daher besteht ein dahingehendes Problem, dass übermäßig große Reserveabstände jeweils für das vordere und hintere Ende eines Zuges beibehalten werden sollten, und daher kann die Zugsteuerung nicht so durchgeführt werden, dass der Abstand zwischen Zugformationen ausreichend verkürzt wird.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Probleme konzipiert. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zugpositions-Detektiereinrichtung anzugeben, die dazu imstande ist, den Abstand zwischen Zugformationen kurz vorzusehen.

Wege zum Lösen der Probleme

Eine Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf:
eine Berechnungseinrichtung für den Absolutposition-Garantiebereich zum Berechnen, auf der Basis eines Messergebnisses einer Position eines Zuges mittels eines Absolutabstand-Messsensors, eines Absolutposition-Garantiebereichs, der ein geschätzter Bereich einer Position eines Endteils des Zuges ist, unter Berücksichtigung eines Messfehlers;
eine Berechnungseinrichtung für den Relativposition-Garantiebereich zum Berechnen, auf der Basis eines Messergebnisses einer Position des Zuges mittels eines Relativabstand-Messsensors, der einen relativen Abstand von einer Messung misst, die vorher durchgeführt worden ist, eines Relativposition-Garantiebereichs, der ein geschätzter Bereich einer Position eines Endteils des Zuges ist, unter Berücksichtigung eines Messfehlers; und
eine Positionsbestimmungseinrichtung, die die eine von einer Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges und einer Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges als eine erste Richtung und die andere als eine zweite Richtung vorgibt, und die zwischen einem Endteil des Absolutposition-Garantiebereichs in der ersten Richtung und einem Endteil des Relativposition-Garantiebereichs in der zweiten Richtung eine Position eines Endteils auf einer positiven Seite der zweiten Richtung als Position des Endteils des Zuges in der ersten Richtung bestimmt, wobei der Absolutposition-Garantiebereich einen Garantiebereich für die absolute hintere Endposition aufweist, der ein geschätzter Bereich einer Position eines hinteren Endteils des Zuges ist, wobei der Relativposition-Garantiebereich einen Garantiebereich für die relative hintere Endposition aufweist, der ein geschätzter Bereich einer Position des hinteren Endteils des Zuges ist, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung zwischen einem Endteil des Garantiebereichs für die absolute hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges und einem Endteil des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges eine Position des Endteils auf der positiven Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges als Position des hinteren Endteils des Zuges bestimmt, und wobei die Berechnungseinrichtung für den Relativposition-Garantiebereich einen mittels des Relativabstand-Messsensors neu gemessenen Wert und dessen Messfehler zu einem Anfangswert des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition akkumuliert, der der Garantiebereich für die relative hintere Endposition ist, der auf der Basis des Messergebnisses berechnet wird, das vorher durch den Relativabstand-Messsensors erhalten worden ist, um den Garantiebereich für die relative hintere Endposition zu berechnen, und wenn der Endteil des Anfangswerts des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges weiter auf einer negativen Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges liegt als die Position des hinteren Endteils des Zuges, die vorher von der Positionsbestimmungseinrichtung bestimmt worden ist, den Garantiebereich für die relative hintere Endposition berechnet, indem als Anfangswert des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition die Position des hinteren Endteils des Zuges verwendet wird, die vorher von der Positionsbestimmungseinrichtung bestimmt worden ist.

Wirkungen der Erfindung

Bei der Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird bestimmt, dass zwischen dem Endteil des Absolutposition-Garantiebereichs in der ersten Richtung und dem Endteil des Relativposition-Garantiebereichs in der ersten Richtung eine Position eines Endteils, die auf der positiven Seite der zweiten Richtung ist, eine Position des Endteils des Zuges in der ersten Richtung ist. Daher kann ein Reserveabstand im Vergleich zu dem Fall, in welchem die Position des Endteils des Zuges nur auf der Basis des Absolutposition-Garantiebereichs oder nur auf der Basis des Relativposition-Garantiebereichs geschätzt wird, weiter verkürzt werden.

Daher kann der Abstand zwischen Zugformationen kurz vorgegeben werden. Außerdem bewegt sich die geschätzte hintere Endposition des Zuges nicht zurück auf die negative Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges, und ein Positionierungsfehler an der hinteren Endposition des Zuges wird verkürzt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.

2 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.

3 ist ein Diagramm, das die Zugpositionsdetektion durch die Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.

4 ist ein Diagramm, das die Zugpositionsdetektion durch die Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.

5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb einer Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.

6 ist ein Diagramm, das die Zugpositionsdetektion durch die Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.

7 ist ein Diagramm, das die Zugpositionsdetektion durch die Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.

8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.

9 ist ein Diagramm, das einen Positions-Garantiebereich veranschaulicht.

10 ist ein Diagramm, das einen Übergang einer geschätzten hinteren Endposition des Zuges durch die Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.

11 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.

12 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.

13 ist ein Diagramm, das einen Übergang einer geschätzten hinteren Endposition des Zuges durch die Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht.

14 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht.

15 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform veranschaulicht.

16 ist ein Diagramm, das einen Positions-Garantiebereich veranschaulicht.

17 ist ein Diagramm, das einen Übergang einer geschätzten vorderen Endposition des Zuges durch die Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der fünften Ausführungsform veranschaulicht.

18 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der fünften Ausführungsform veranschaulicht.

19 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht.

20 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform veranschaulicht.

21 zeigt Diagramme in 21A, 21B und 21C, die jeweils eine partielle Quadratur veranschaulichen.

Beschreibung von AusführungsformenA. Erste Ausführungsform

Bei einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verarbeitung zum Verkürzen eines Reserveabstandes in Bezug auf die hintere Endposition eines eigenen Zuges beschrieben. Die Verarbeitung ermöglicht es einem nachfolgenden Zug, der dem eigenen Zug folgt, das Intervall zwischen den Zügen angemessen zu verkürzen.

A-1. Konfiguration

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. In den Zeichnungen sind identischen oder entsprechenden Komponenten die gleichen Bezugszeichen zugewiesen, und dies gilt für den gesamten Text der Beschreibung. Außerdem sind die Formen der Komponenten, die in der Beschreibung auftauchen, nur anschaulich zu verstehen, und es ist nicht beabsichtigt, dass diese auf die Beschreibung beschränkt werden.

Gemäß 1 weist die Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A Folgendes auf: eine GPS-Antenne 1, eine Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position, einen Tachometergenerator 3, eine Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position, eine Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung 5, eine Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 und eine Positionsbestimmungseinrichtung 7. Es sei angemerkt, dass in der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen der „Tachometergenerator” auch als „Tachogenerator” bezeichnet werden kann.

Die GPS-Antenne 1 empfängt von GPS-Satelliten GPS-Signale 101, um die Position der GPS-Antenne 1 zu bestimmen.

Die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position bezieht die GPS-Signale 101 von der GPS-Antenne 1 und die Bahnlinieninformationen 102 von der Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung 5, und sie berechnet einen GPS-Positions-Garantiebereich 103 auf Basis der Signale und der Informationen. Der GPS-Positions-Garantiebereich 103 ist ein Positionsbereich, in welchem sich ein Zug befindet, wobei der Positionsbereich auf der Basis der GPS-Signale 101 geschätzt wird. Genauer gesagt: Der GPS-Positions-Garantiebereich 103 ist ein Positionsbereich der GPS-Antenne 1, die am Zug montiert ist. Der Positions-„Bereich” wird hier verwendet, da ein Messfehler in Betracht gezogen wird.

Der Tachometergenerator 3 ist an einer Achse des Zuges montiert und misst die Umdrehungsanzahl der Räder.

Die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position berechnet einen Garantiebereich 105 für die Tachometergenerator-Position (einen Garantiebereich für die Tachogenerator-Position) auf der Basis eines Raddrehzahl-Signals 104, das von dem Tachometergenerator 3 gemessen wird. Der Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position ist ein Positionsbereich, in welchem sich der Zug befindet, wobei der Positionsbereich auf der Basis des Raddrehzahl-Signals 104 geschätzt wird. Genauer gesagt: Der Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position ist ein Positionsbereich der Achse des Zuges, wobei der Tachometergenerator 3 an der Achse montiert ist. Der Positions-„Bereich” wird hier verwendet, da ein Messfehler in Betracht gezogen wird.

Die Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung 5 speichert Bahnlinieninformationen 102. Die Bahnlinieninformationen 102 sind Informationen, die verwendet werden, um den GPS-Positions-Garantiebereich 103 und den Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position zu berechnen, und er weist beispielsweise ein Verhältnis zwischen dem Breitengrad/dem Längengrad oder einen Bewegungsabstand und einen Routenabstand in km, Verzweigungsinformationen, Gleiszahlinformationen oder Gefälleinformationen auf.

Die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 bezieht den GPS-Positions-Garantiebereich 103 von der Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position und den Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position von der Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position, und sie vergleicht diese Bereiche. Die Vergleichsverarbeitung wird später beschrieben.

Die Positionsbestimmungseinrichtung 7 bezieht das Vergleichsergebnis 106 von der Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6, und sie schätzt die Position des Zuges auf der Basis diese Vergleichsergebnisses. Genauer gesagt: Die hintere Endposition des Zuges wird geschätzt. Es sei angemerkt, dass die hintere Endposition des Zuges, die hier geschätzt wird, als eine „geschätzte hintere Endposition des Zuges” bezeichnet wird.

A-2. Betrieb

2 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A veranschaulicht. Der Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.

Die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position ist ein Beispiel für eine Berechnungseinrichtung für den Absolutposition-Garantiebereich, die einen Absolutposition-Garantiebereich auf der Basis eines Messergebnisses eines Absolutabstand-Messsensors berechnet. Mit anderen Worten: Die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position bezieht die GPS-Signale 101 von der GPS-Antenne 1, und sie berechnet einen Abstand in km, der eine eindeutige Position auf einer Route des Zuges angibt, auf der Basis der GPS-Signale 101, wobei die Bahnlinieninformationen 102 als einschränkende Bedingungen verwendet werden.

Außerdem verwendet die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position einen SBAS-Empfänger (Satellite Based Augmentation System), der beispielsweise in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2010-234 979 A offenbart ist, um den maximalen Fehler des Abstandes in km zu berechnen, der wie oben beschrieben berechnet worden ist, und er berechnet den GPS-Positions-Garantiebereich 103 unter Berücksichtigung des maximalen Fehlers.

Außerdem hält die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position einen Versatzabstand von einer Installationsposition der GPS-Antenne 1 zum hinteren Ende des Zuges, und sie berechnet einen Positions-Garantiebereich des hinteren Endes des Zuges (als ein „Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition” bezeichnet), indem sie den Versatzabstand zum GPS-Positions-Garantiebereich 103 addiert (Schritt S101).

Danach bezieht die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position das Raddrehzahl-Signal 104 von dem Tachometergenerator 3 und multipliziert die Umdrehungsanzahl der Räder mit einer Radumfangslänge des Zuges, um einen Bewegungsabstand zu berechnen. Die Radumfangslänge wird beispielsweise von der Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position gespeichert. Anschließend wird ein Abstand in km auf der Basis des Bewegungsabstands von einem spezifischen Startpunkt, wie z. B. einer Bewegungs-Startposition berechnet, wobei die Bahnlinieninformationen 102 als einschränkende Bedingungen verwendet werden.

Anschließend berechnet die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position den maximalen Fehler der Distanz in km auf der Basis von Messungen mittels des Tachometergenerators 3 unter Verwendung eines Verfahrens das in Nr. 144-1 (Seiten 2 bis 12) von zusammengestellten Artikeln von Vorträgen von der Japanischen Gesellschaft von Maschinenbauingenieuren angegeben ist, und sie berechnet den Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position unter Berücksichtigung des maximalen Fehlers.

Außerdem hält die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position einen Versatzabstand von der gemessenen Achse, an welcher der Tachometergenerator 3 befestigt ist, zum hinteren Ende des Zuges bereit, und sie berechnet einen Positions-Garantiebereich des hinteren Endes des Zuges (als ein „Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators” bezeichnet), indem sie den Versatzabstand zum Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position addiert (Schritt S102).

Als nächstes führt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 eine Vergleichsverarbeitung durch, bei welcher der GPS-Positions-Garantiebereich 103 mit dem Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position verglichen wird. Genauer gesagt: Zunächst wird bestimmt, ob oder ob nicht der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators einander überlappen (Schritt S103).

Wenn beide Bereiche einander überlappen, bestimmt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6, ob oder ob nicht sich ein hinterer Endwert in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges (nachfolgend als ein „Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition” bezeichnet) des Garantiebereichs für die hintere GPS-Endposition weiter hinten befindet als ein hinterer Endwert in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges (nachfolgend als ein „Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators” bezeichnet) des Garantiebereichs für die hintere Endposition des Tachogenerators in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges (Schritt S104).

3 zeigt den Fall, in welchem sich Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators weiter hinten als der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges befindet. In diesem Fall wird der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S105 in 2). Unterdessen zeigt 4 den Fall, in welchem sich der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition weiter vorn befindet als der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges.

In diesem Fall wird der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition als geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S106 in 2). Selbst wenn sich der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators an der gleichen Position befinden, wird zudem der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition als geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S106 in 2).

Das heißt, die geschätzte hintere Endposition des Zuges ist eine am weitesten hinten liegende Endposition eines Bereichs, in welchem sich der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators überlappen. Mit anderen Worten: Zwischen dem Endteil (dem Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition) des Garantiebereichs für die hintere GPS-Endposition in einer Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges und dem Endteil (dem Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators) des Garantiebereichs für die hintere Endposition des Tachogenerators in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges wird die Position des Endteils auf der positiven Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt.

Im Ergebnis wird der Positionierungsfehler an der hinteren Endposition des Zuges verkürzt, so dass ein Betrieb mit hoher Dichte ermöglicht wird, in welchem das Intervall zwischen dem eigenen Zug und dem nachfolgenden Zug verkürzt ist.

Wenn der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators einander nicht überlappen (Schritt S103 in 2: NEIN), wird in Erwägung gezogen, dass der Leerlaufschlupf eine große Abweichung zwischen der wahren Zugposition und der von dem Tachometergenerator 3 gemessenen Zugposition zur Folge hat. Demzufolge wird der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S106 in 2).

A-3. Modifiziertes Beispiel

In einem Bereich, in welchem Signale von GPS-Satelliten nicht empfangen werden können (nachfolgend als ein „Bereich außerhalb der GPS-Reichweite” bezeichnet), beispielsweise in einem Tunnel, kann der GPS-Positions-Garantiebereich nicht berechnet werden. Demzufolge hält die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 Positionsinformationen des Bereichs außerhalb der GPS-Reichweite, und während sich die geschätzte hintere Endposition des Zuges im Bereich außerhalb der GPS-Reichweite befindet, kann der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators exklusiv als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt werden.

Außerdem wird die Positionierung durch GPS-Signale als Absolutposition-Positionierungsverfahren durchgeführt, und die Positionierung durch den Tachogenerator 3 wird als Relativposition-Positionierungsverfahren durchgeführt. Diese Positionierungen sind jedoch nur Beispiele für die jeweiligen Positionierungsverfahren, und daher können auch andere Positionierungsverfahren verwendet werden. Beispielsweise können auch andere Satelliten-Positionierungsverfahren als Absolutposition-Positionierungsverfahren verwendet werden, und andere akkumulierte Laufstrecken-Messgeräte, wie z. B. ein Encoder können als Relativposition-Positionierungsverfahren verwendet werden.

Außerdem behandeln die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position und die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position eine Zugposition als einen Abstand in km auf einer Route. Die Zugposition kann jedoch auch als ein Breitengrad/Längengrad behandelt werden.

Außerdem hält die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position einen Versatzabstand von der Installationsposition der GPS-Antenne 1 zum hinteren Ende des Zuges. Der Versatzabstand kann jedoch auch von der Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung 5 gehalten werden.

Ferner hält der Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position einen Versatzabstand von der gemessenen Achse, an welcher der Tachometergenerator montiert ist, zum hinteren Ende des Zuges. Der Versatzabstand kann jedoch auch von der Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung 5 gehalten werden.

Ferner sind der Tachometergenerator 3 und die GPS-Antenne 1 als Komponenten der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A beschrieben. Diese Komponenten sind jedoch außerhalb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A angeordnet. Die Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A kann so konfiguriert sein, dass sie Signale von diesen Komponenten bezieht.

Ferner wird gemäß 2 der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition berechnet (Schritt S101), und danach wird der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators berechnet (Schritt S102). Die Schritte S101 und S102 können jedoch in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.

A-4. Wirkungen

Bei der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A gemäß der ersten Ausführungsform gilt Folgendes: Der GPS-Positions-Garantiebereich (der Absolutposition-Garantiebereich) weist den Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition (den Garantiebereich für die absolute hintere Endposition) auf, der ein geschätzter Bereich der Position des hinteren Endteils des Zuges ist. Der Garantiebereich für die Tachogenerator-Position (der Relativposition-Garantiebereich) weist den Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators (den Garantiebereich für die relative hintere Endposition) auf, der ein geschätzter Bereich der Position des hinteren Endteils des Zuges ist.

Die Positionsbestimmungseinrichtung 7 bestimmt zwischen dem Endteil des Garantiebereichs für die hintere GPS-Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges und dem Endteil des Garantiebereichs für die hintere Endposition des Tachogenerators in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges eine Position des Endteils auf der positiven Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges als eine Position des hinteren Endteils des Zuges.

Daher kann der Reserveabstand hinsichtlich des nachfolgenden Zuges weiter verkürzt werden, als wenn die Position des hinteren Endteils des Zuges nur auf der Basis des GPS-Positions-Garantiebereichs oder nur auf der Basis des Garantiebereichs für die Tachogenerator-Position geschätzt würde. Daher kann der Abstand zwischen Zugformationen kurz vorgegeben werden.

Bei der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A gemäß der ersten Ausführungsform gilt Folgendes: Wenn der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition (der Garantiebereich für die absolute hintere Endposition) und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators (der Garantiebereich für die relative hintere Endposition) einander nicht überlappen, dann bestimmt die Positionsbestimmungseinrichtung 7 eine Position des Garantiebereichs – für die hintere GPS-Endposition (des Endteils des Garantiebereichs für die absolute hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges) als eine Position des hinteren Endteils des Zuges.

Selbst wenn ein Leerlaufschlupf oder dergleichen eine große Abweichung zwischen der wahren Zugposition und der von dem Tachometergenerator 3 gemessenen Zugposition bewirkt, kann im Ergebnis die Position des hinteren Endteils des Zuges angemessen bestimmt werden.

B. Zweite Ausführungsform

Bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Verarbeitung zum Verkürzen eines Reserveabstands in Hinblick auf die vordere Endposition des eigenen Zuges beschrieben. Die Verarbeitung ermöglicht es, das Zugintervall bezüglich eines vorhergehenden Zuges angemessen zu verkürzen und in eine Vorwärts-Geschwindigkeitsbeschränkungszone mit angemessener Geschwindigkeit einzufahren.

B-1. Konfiguration

Die Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zu derjenigen der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A gemäß 1.

B-2. Betrieb

5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Der Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 und 5 beschrieben.

Der Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position berechnet den GPS-Positions-Garantiebereich 103 auf eine Weise ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform. Außerdem hält die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position einen Versatzabstand von der Installationsposition der GPS-Antenne 1 zum vorderen Ende des Zuges, und sie berechnet einen Positions-Garantiebereich des vorderen Endes des Zuges (als ein „Garantiebereich für die vordere GPS-Endposition” bezeichnet), indem sie den Versatzabstand zum GPS-Positions-Garantiebereich 103 addiert (Schritt S201).

Danach berechnet die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position den Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position auf eine Weise ähnlich zu der ersten Ausführungsform. Außerdem hält die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position einen Versatzabstand von der gemessenen Achse, an welcher der Tachometergenerator 3 befestigt ist, zum vorderen Ende des Zuges bereit, und sie berechnet einen Positions-Garantiebereich des vorderen Endes des Zuges (als ein „Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators” bezeichnet), indem sie den Versatzabstand zum Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position addiert (Schritt S202).

Als nächstes führt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 eine Vergleichsverarbeitung durch, bei welcher der GPS-Positions-Garantiebereich 103 mit dem Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position verglichen wird. Genauer gesagt: Zunächst wird bestimmt, ob oder ob nicht der Garantiebereich für die vordere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators einander überlappen (Schritt S203).

Wenn beide Bereiche einander überlappen, bestimmt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6, ob oder ob nicht sich ein vorderer Endwert in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges (nachfolgend als ein ”Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition” bezeichnet) des Garantiebereichs für die vordere GPS-Endposition weiter hinten als ein vorderer Endwert in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges (nachfolgend als ein ”Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators” bezeichnet) des Garantiebereichs für die vordere Endposition des Tachogenerators in einer Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges befindet (Schritt S204).

6 zeigt den Fall, in welchem sich der Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition weiter vorn befindet als der Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges. In diesem Fall wird der Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators als eine geschätzte vordere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S205 in 5). Unterdessen zeigt 7 den Fall, in welchem sich der Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition weiter hinten befindet als der Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges.

In diesem Fall wird der Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition als die geschätzte vordere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S206 in 5). Selbst dann, wenn sich der Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition und der Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators an der gleichen Position befinden, wird der Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition als die geschätzte vordere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S206 in 5).

Die geschätzte vordere Endposition des Zuges ist eine vorderste Endposition eines Bereichs, in welchem der Garantiebereich für die vordere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators einander überlappen. Im Ergebnis wird der Positionierungsfehler an der vorderen Endposition des Zuges verringert, so dass es möglich wird, den Betrieb mit hoher Dichte zu verwirklichen, bei welchem das Intervall zwischen dem eigenen Zug und dem vorhergehenden Zug verkürzt ist.

Wenn der Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition und der Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators einander nicht überlappen (Schritt S203 in 5: NEIN), wird in Erwägung gezogen, dass der Leerlaufschlupf eine große Abweichung zwischen der wahren Zugposition und der von dem Tachometergenerator 3 gemessenen Zugposition zur Folge hat. Demzufolge wird der Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition als die geschätzte vordere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S206 in 5).

B-3. Modifiziertes Beispiel

Die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 hält Positionsinformationen des Bereichs außerhalb der GPS-Reichweite, und während sich die geschätzte vordere Endposition des Zuges im Bereich außerhalb der GPS-Reichweite befindet, kann der Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators exklusiv als die geschätzte vordere Endposition des Zuges eingestellt werden.

Außerdem hält die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position einen Versatzabstand von der Installationsposition der GPS-Antenne 1 zum vorderen Ende des Zuges. Der Versatzabstand kann jedoch auch von der Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung 5 gehalten werden.

Ferner hält der Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position einen Versatzabstand von der gemessenen Achse, an welcher der Tachometergenerator montiert ist, zum vorderen Ende des Zuges. Der Versatzabstand kann jedoch auch von der Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung 5 gehalten werden.

Ferner wird gemäß 5 der Garantiebereich für die vordere GPS-Endposition berechnet (Schritt S201), und danach wird der Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators berechnet (Schritt S202). Die Schritte S201 und S202 können jedoch in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.

Neben den obenstehenden Maßnahmen wird ein modifiziertes Beispiel, das ähnlich zu demjenigen der ersten Ausführungsform ist, auch auf die zweite Ausführungsform angewendet.

B-4. Wirkungen

Bei der Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform gilt Folgendes: Der GPS-Positions-Garantiebereich (der Absolutposition-Garantiebereich) weist den Garantiebereich für die vordere GPS-Endposition (den Garantiebereich für die absolute vordere Endposition) auf, der ein geschätzter Bereich der Position des vorderen Endteils des Zuges ist. Der Garantiebereich für die Tachogenerator-Position (der Relativposition-Garantiebereich) weist den Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators (den Garantiebereich für die relative vordere Endposition) auf, der ein geschätzter Bereich der Position des vorderen Endteils des Zuges ist.

Die Positionsbestimmungseinrichtung 7 bestimmt zwischen dem Endteil des Garantiebereichs für die vordere GPS-Endposition in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges und dem Endteil des Garantiebereichs für die vordere Endposition des Tachogenerators in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges eine Position des Endteils auf der positiven Seite der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges als eine Position des vorderen Endteils des Zuges.

Daher kann der Reserveabstand hinsichtlich des vorhergehenden Zuges weiter verkürzt werden, als wenn die Position des vorderen Endteils des Zuges nur auf der Basis des GPS-Positions-Garantiebereichs oder nur auf der Basis des Garantiebereichs für die Tachogenerator-Position geschätzt würde. Daher kann der Abstand zwischen Zugformationen kurz vorgegeben werden.

Wenn der Garantiebereich für die vordere GPS-Endposition (der absolute Garantiebereich für die vordere Endposition) und der Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators (der relative Garantiebereich für die vordere Endposition) einander nicht überlappen, dann bestimmt die Positionsbestimmungseinrichtung den Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition (die Position des Endteils des absoluten Garantiebereichs für die vordere Endposition in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges) als eine Position des vorderen Endteils des Zuges.

Selbst wenn ein Leerlaufschlupf oder dergleichen eine große Abweichung zwischen der wahren Zugposition und der von dem Tachometergenerator 3 gemessenen Zugposition bewirkt, kann im Ergebnis die Position des vorderen Endteils des Zuges in geeigneter Weise bestimmt werden.

C. Dritte Ausführungsform

Bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu der Verarbeitung in der ersten Ausführungsform ferner auf Positionierungsergebnisse in der Vergangenheit Bezug genommen werden, so dass die Verarbeitung zum weiteren Verkürzen eines Reserveabstands durchgeführt wird.

C-1. Konfiguration

8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung 100B gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Die Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung 100B ist ähnlich zu derjenigen der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A gemäß der ersten Ausführungsform, mit der Abweichung, dass eine geschätzte hintere Endposition 107 des Zuges aus der Positionsbestimmungseinrichtung 7 an die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 ausgegeben wird.

C-2. Betrieb

Begriffe, die mit dem Garantiebereich der hinteren Endposition zusammenhängen, werden unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Garantiebereich + für die hintere Endposition des Tachogenerators ist ein vorderer Endwert des Garantiebereichs für die hintere Endposition des Tachogenerators in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges, und eine hintere Endposition des Zuges zu der Zeit, zu der er die Bewegung startet, wird als ein Anfangswert eingestellt.

Der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators ist synonym mit demjenigen der ersten Ausführungsform, und er stellt einen hinteren Endwert des Garantiebereichs für die hintere Endposition des Tachogenerators in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges dar. Die hintere Endposition des Zuges zu der Zeit, zu welcher mit der Bewegung begonnen wird, wird als ein Anfangswert eingestellt.

Der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition ist synonym mit demjenigen der ersten Ausführungsform, und er stellt einen GPS-Positions-Garantiebereich an der hinteren Endposition des eigenen Zuges dar. Der Garantiebereich + für die hintere GPS-Endposition stellt einen vorderen Endwert des Garantiebereichs für die hintere GPS-Endposition in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges dar. Der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition ist synonym mit demjenigen der ersten Ausführungsform, und er stellt einen hinteren Endwert des Garantiebereichs für die hintere GPS-Endposition in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges dar.

10 zeigt einen Übergang einer geschätzten hinteren Endposition des Zuges, der von der Positionsbestimmungseinrichtung 7 der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100 bestimmt wird. Die horizontale Achse bezeichnet die wahre Zugposition, und die vertikale Achse bezeichnet die gemessene Zugposition. Außerdem wird angenommen, dass der Detektionszyklus, während dessen die Zugposition durch die GPS-Signale 101 detektiert wird, länger als der Detektionszyklus ist, während dessen die Zugposition durch den Tachometergenerator 3 detektiert wird.

11 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100E veranschaulicht. Der Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100B wird nachstehend unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben.

Zunächst berechnet die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position den Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition (Schritt S301), und die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position berechnet den Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators (Schritt S302).

Danach führt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 eine Vergleichsverarbeitung durch, indem sie den Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition mit dem Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators vergleicht. Genauer gesagt: Zunächst wird bestimmt, ob oder ob nicht der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators einander überlappen (Schritt S303). Die Schritte S301 bis S303 sind ähnlich zu den Schritten S101 bis S103 gemäß 2, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben sind.

Wenn der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators einander überlappen, werden Vergleiche zwischen dem Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition, dem Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators und der geschätzten hinteren Endposition des Zuges zu der Zeit der vorhergehenden Detektion der Zugposition vorgenommen (Schritt S304). Es sei angemerkt, dass die geschätzte hintere Endposition des Zuges zur Zeit der vorhergehenden Detektion der Zugposition aus der Positionsbestimmungseinrichtung 7 mittels der Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 vorgenommen wird.

Als ein Ergebnis der Vergleiche wird diejenige, die sich am weitesten vorn in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges befindet, als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt. Genauer gesagt: Wenn sich der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition am weitesten vorn befindet, wird der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S305); wenn sich der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators am weitesten vorn befindet, wird der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S306); und wenn sich die geschätzte hintere Endposition des Zuges zur Zeit der vorhergehenden Detektion der Zugposition am weitesten vorn befindet, wird die geschätzte hintere Endposition des Zuges zur Zeit der vorhergehenden Detektion der Zugposition als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S307).

Mit anderen Worten: Bei der dritten Ausführungsform gilt unter der Annahme, dass sich der Zug nicht rückwärts bewegt, Folgendes: Selbst wenn sich der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition oder der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators weiter hinten befinden als die vorhergehende geschätzte hintere Endposition des Zuges in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges, wird die vorhergehende geschätzte hintere Endposition des Zuges als die aktuelle geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt, so dass eine Einrast- bzw. Sperrverarbeitung durchgeführt wird, um zu verhindern, dass sich die geschätzte hintere Endposition des Zuges rückwärts bewegt.

Danach bestimmt die Positionsbestimmungseinrichtung 7, ob oder ob nicht eine Zugposition bestätigt worden ist (Schritt S308). Wenn beispielsweise der Zug an der Positionskorrektur-Gleisantenne vorbeifährt, kann bestimmt werden, dass die Zugposition bestätigt worden ist. Wenn die Zugposition nicht bestätigt worden ist, kehrt der Prozess wieder zum Schritt S301 zurück, und die Bestimmung der geschätzten hinteren Endposition des Zuges wird wiederholt.

Es sei angemerkt, dass zu der Zeit, zu welcher die Verarbeitung gestartet wird, „die geschätzte hintere Endposition des Zuges zur Zeit der vorhergehenden Detektion der Zugposition” eine hintere Endposition des Zuges zu der Zeit ist, zu welcher die Bewegung gestartet wird.

Als ein Ergebnis der oben beschriebenen Vorgänge gilt Folgendes: Da sich die geschätzte hintere Endposition des Zuges nicht zurück auf die negative Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges bewegt, wird der Positionierungsfehler an der hinteren Endposition des Zuges weiter verkürzt als diejenige bei der ersten Ausführungsform. Daher kann der Zug mit einem verkürzten Intervall zwischen dem eigenen Zug und dem nachfolgenden Zug betrieben werden. Das heißt, es kann ein Betrieb mit hoher Dichte verwirklicht werden.

Wenn der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators einander nicht überlappen (Schritt S303: NEIN), wird in Erwägung gezogen, dass der Leerlaufschlupf eine große Abweichung zwischen der wahren Zugposition und der von dem Tachometergenerator 3 gemessenen Zugposition zur Folge hat. Demzufolge wird der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S305 in 11).

C-3. Wirkungen

Bei der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100B gemäß der dritten Ausführungsform gilt Folgendes: wenn die Position des hinteren Endteils des Zuges, die vorher bestimmt worden ist, mehr auf der positiven Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges liegt als der Endteil, der sich auf der positiven Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges befindet, zwischen dem Endteil des Garantiebereichs für die hintere GPS-Endposition (des Garantiebereichs für die absolute hintere Endposition) in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges und dem Endteil des Garantiebereichs für die hintere Endposition des Tachogenerators (des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition) in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges, dann bestimmt die Positionsbestimmungseinrichtung 7 die Position des hinteren Endteils des Zuges, die vorher bestimmt worden ist, als eine aktuelle hintere Endposition des Zuges.

Da sich die geschätzte hintere Endposition des Zuges nicht zurück auf die negative Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges bewegt, wird der Reserveabstand an der hinteren Endposition des Zuges weiter verkürzt als derjenige bei der ersten Ausführungsform. Demzufolge kann der Reserveabstand hinsichtlich des nachfolgenden Zuges verkürzt werden. Daher kann der Abstand zwischen Zugformationen kurz vorgegeben werden.

D. Vierte Ausführungsform

In der dritten Ausführungsform wird der Reserveabstand verkürzt, indem auf die Positionierungsergebnisse in der Vergangenheit Bezug genommen wird. Bei einer vierten Ausführungsform wird jedoch der Reserveabstand in Bezug auf den nachfolgenden Zug weiter verkürzt, indem die geschätzte hintere Endposition des Zuges als ein Anfangswert der relativen Abstandsmessung verwendet wird.

D-1. Konfiguration

12 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung 100C gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht. Die Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung 100C ist ähnlich zu derjenigen der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A gemäß der ersten Ausführungsform, mit der Abweichung, dass eine geschätzte hintere Endposition 108 des Zuges aus der Positionsbestimmungseinrichtung 7 an die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position ausgegeben wird.

D-2. Betrieb

13 zeigt einen Übergang einer geschätzten hinteren Endposition des Zuges, der von der Positionsbestimmungseinrichtung 7 der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100C bestimmt wird. Die horizontale Achse bezeichnet die wahre Zugposition, und die vertikale Achse bezeichnet die gemessene Zugposition. Außerdem wird angenommen, dass der Detektionszyklus, während dessen die Zugposition durch die GPS-Signale 101 detektiert wird, länger als der Detektionszyklus ist, während dessen die Zugposition durch den Tachometergenerator 3 detektiert wird.

14 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100C veranschaulicht. Der Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100C wird nachstehend unter Bezugnahme auf 13 und 14 beschrieben.

Zunächst berechnet die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position den Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition (Schritt S401). Dieser Schritt ist ähnlich zu dem Schritt S101 in 2, der in der ersten Ausführungsform beschrieben ist.

Danach berechnet die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position den Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators, indem sie die geschätzte hintere Endposition 108 des Zuges, die von der Positionsbestimmungseinrichtung 7 bezogen worden ist, als ein Anfangswert des Garantiebereichs – für die hintere Endposition des Tachogenerators verwendet (nachfolgend wird diese Verarbeitung als „Initialisierung der Positionierung durch den Tachogenerator” in der vorliegenden Ausführungsform bezeichnet) (Schritt S402).

Genauer gesagt: Der Bewegungsabstand, der von dem Tachometergenerator 3 gemessen wird, und dessen Positionierungsfehler werden zum Anfangswert des Garantiebereichs – für die hintere Endposition des Tachogenerators akkumuliert. 13 zeigt diesen akkumulierten Wert als einen „aktualisierten Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators”. Mit anderen Worten: In der vierten Ausführungsform wird der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators auf der Annahme aktualisiert, dass sich der Zug nicht rückwärts bewegt.

Danach führt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 eine Vergleichsverarbeitung durch, indem sie den Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition mit dem Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators vergleicht. Genauer gesagt: Zunächst wird bestimmt, ob oder ob nicht der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators einander überlappen (Schritt S403). Dieser Schritt ist ähnlich zu dem Schritt S103 in 2, der in der ersten Ausführungsform beschrieben ist.

Wenn der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators einander überlappen, dann vergleicht die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 den Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition mit dem Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators (Schritt S404), und die Positionsbestimmungseinrichtung 7 bestimmt die geschätzte hintere Endposition des Zuges auf der Basis der Vergleichsergebnis (Schritte S405 und 406). Die Schritte S404 bis 406 sind ähnlich zu den Schritten S104 bis 106 in 2, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Daher wird hier deren detaillierte Beschreibung weggelassen.

Danach bestimmt die Positionsbestimmungseinrichtung 7, ob oder ob nicht die Zugposition bestimmt worden ist (Schritt S407). Wenn beispielsweise der Zug an der Positionskorrektur-Gleisantenne vorbeifährt, kann bestimmt werden, dass die Zugposition bestätigt worden ist. Wenn die Zugposition nicht bestätigt worden ist, kehrt der Prozess wieder zum Schritt S401 zurück, und die Bestimmung der geschätzten hinteren Endposition des Zuges wird wiederholt.

Im Übrigen wird zu der Zeit, zu welcher die Verarbeitung gestartet wird, eine Initialisierung der Positionierung durch den Tachogenerator durchgeführt, indem eine hintere Endposition des Zuges zu der Zeit des Beginns der Bewegung als ein Anfangswert des Garantiebereichs – für die hintere Endposition des Tachogenerators verwendet wird.

Als ein Ergebnis der oben beschriebenen Vorgänge gilt Folgendes: Die geschätzte hintere Endposition des Zuges bewegt sich nicht zurück auf die negative Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges, und der Positionierungsfehler an der hinteren Endposition des Zuges wird weiter verkürzt als diejenige der ersten Ausführungsform. Daher kann ein Betrieb mit hoher Dichte verwirklicht werden, wobei das Intervall zwischen dem eigenen Zug und dem nachfolgenden Zug weiter als bei der dritten Ausführungsform verkürzt ist.

D-3. Wirkungen

Bei der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100C gemäß der vierten Ausführungsform gilt Folgendes: Die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position (eine Berechnungseinrichtung für den Relativposition-Garantiebereich) akkumuliert einen neu gemessenen Wert von dem Tachometergenerator 3 und dessen Messfehler zu einem Anfangswert des Garantiebereichs für die hintere Endposition des Tachogenerators (einem Anfangswert des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition), der der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators (der Garantiebereich für die relative hintere Endposition) berechnet auf der Basis eines Messergebnisses ist, das vorher von dem Tachometergenerator 3 bezogen worden ist (einem Relativabstand-Messsensor), um einen Garantiebereich für die relative hintere Endposition zu berechnen, und wenn der Endteil des Anfangswerts des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition in der Rückwärtsfahrtrichtung des Zuges mehr auf der negativen Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges ist als die Position des hinteren Endteils des Zuges, die vorher von der Positionsbestimmungseinrichtung 7 bestimmt worden ist, berechnet sie den Garantiebereich für die relative hintere Endposition, indem sie als den Anfangswert des Garantiebereichs für die relative hintere Endposition die Position des hinteren Endteils des Zuges verwendet, die vorher von der Positionsbestimmungseinrichtung bestimmt worden ist.

Daher bewegt sich die geschätzte hintere Endposition des Zuges nicht zurück auf die negative Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges, und ein Positionierungsfehler an der hinteren Endposition des Zuges wird weiter als diejenige der dritten Ausführungsform verkürzt. Daher kann ein Betrieb mit hoher Dichte verwirklicht werden, wobei das Intervall zwischen dem eigenen Zug und dem nachfolgenden Zug weiter als bei der dritten Ausführungsform verkürzt ist.

E. Fünfte Ausführungsform

Bei der fünften Ausführungsform wird der Reserveabstand in Bezug auf den vorhergehenden Zug verkürzt, indem die geschätzte vordere Endposition des Zuges als ein Anfangswert der relativen Abstandsmessung verwendet wird.

E-1. Konfiguration

15 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung 100D gemäß der fünften Ausführungsform veranschaulicht. Die Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung 100D ist ähnlich zu derjenigen der Zugpositions-Detektiereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, mit der Abweichung, dass eine geschätzte vordere Endposition 109 des Zuges aus der Positionsbestimmungseinrichtung 7 an die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position ausgegeben wird.

E-2. Betrieb

Begriffe, die sich auf den Garantiebereich der vorderen Endposition beziehen, werden unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. Der Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators ist synonym mit demjenigen der zweiten Ausführungsform, und er stellt einen vorderen Endwert in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges des Garantiebereichs für die vordere Endposition des Tachogenerators dar. Die vordere Endposition des Zuges zu der Zeit, zu welcher mit der Bewegung begonnen wird, wird als ein Anfangswert eingestellt.

Der Garantiebereich – für die vordere Endposition des Tachogenerators stellt einen hinteren Endwert in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges des Garantiebereichs für die vordere Endposition des Tachometergenerators dar, und eine vordere Endposition des Zuges zu der Zeit, zu welcher mit der Bewegung begonnen wird, wird als ein Anfangswert eingestellt.

Der Garantiebereich für die vordere GPS-Endposition ist synonym mit demjenigen der zweiten Ausführungsform, und er stellt einen GPS-Positions-Garantiebereich an der vorderen Endposition des eigenen Zuges dar. Der Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition ist synonym mit demjenigen der zweiten Ausführungsform, und er stellt einen vorderen Endwert des Garantiebereichs für die vordere GPS-Endposition in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges dar. Der Garantiebereich – für die vordere GPS-Endposition stellt einen hinteren Endwert des Garantiebereichs für die vordere GPS-Endposition in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges dar.

17 zeigt einen Übergang einer geschätzten vorderen Endposition des Zuges, der von der Positionsbestimmungseinrichtung 7 der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100D bestimmt wird. Die horizontale Achse bezeichnet die wahre Zugposition, und die vertikale Achse bezeichnet die gemessene Zugposition. Außerdem wird angenommen, dass der Detektionszyklus, während dessen die Zugposition durch die GPS-Signale 101 detektiert wird, länger als der Detektionszyklus ist, während dessen die Zugposition durch den Tachometergenerator 3 detektiert wird.

18 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100D veranschaulicht. Der Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100D wird nachstehend unter Bezugnahme auf 17 und 18 beschrieben.

Zunächst berechnet die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position den Garantiebereich für die vordere GPS-Endposition (Schritt S501). Dieser Schritt ist ähnlich zu dem Schritt S201 in 5, der bei der zweiten Ausführungsform beschrieben ist.

Danach berechnet die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position den Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators, indem sie die geschätzte vordere Endposition 109 des Zuges, die von der Positionsbestimmungseinrichtung 7 bezogen worden ist, als einen Anfangswert des Garantiebereichs + für die vordere Endposition des Tachogenerators verwendet (nachfolgend wird diese Verarbeitung als „Initialisierung der Positionierung durch den Tachogenerator” bei der vorliegenden Ausführungsform bezeichnet) (Schritt S502).

Genauer gesagt: Der Bewegungsabstand, der von dem Tachometergenerator 3 gemessen wird, und dessen Positionierungsfehler werden zum Anfangswert des Garantiebereichs + für die vordere Endposition des Tachogenerators akkumuliert. 17 zeigt diesen akkumulierten Wert als einen „aktualisierten Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators”. Ein Aktualisieren des Garantiebereichs + für die vordere Endposition des Tachogenerators auf diese Weise verhindert es, dass der Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators größer als nötig wird.

Danach führt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 eine Vergleichsverarbeitung durch, indem sie den Garantiebereich + für die hintere GPS-Endposition mit dem Garantiebereich + für die hintere Endposition des Tachogenerators vergleicht. Genauer gesagt: Zunächst wird bestimmt, ob oder ob nicht der Garantiebereich für die vordere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators einander überlappen (Schritt S503). Dieser Schritt ist ähnlich zu dem Schritt S203 in 5, der bei der zweiten Ausführungsform beschrieben ist.

Wenn der Garantiebereich für die vordere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators einander überlappen, dann vergleicht die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6 den Garantiebereich + für die vordere GPS-Endposition mit dem Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators (Schritt S504), und die Positionsbestimmungseinrichtung 7 bestimmt die geschätzte vordere Endposition des Zuges auf der Basis der Vergleichsergebnis (Schritte S505 und 506). Die Schritte S504 bis 506 sind ähnlich zu den Schritten S204 bis 206 in 5, die bei der zweiten Ausführungsform beschrieben sind. Daher wird hier deren detaillierte Beschreibung weggelassen.

Danach bestimmt die Positionsbestimmungseinrichtung 7, ob oder ob nicht eine Zugposition bestätigt worden ist (Schritt S507). Wenn beispielsweise der Zug an der Positionskorrektur-Gleisantenne vorbeifährt, kann bestimmt werden, dass die Zugposition bestätigt worden ist. Wenn die Zugposition nicht bestätigt worden ist, kehrt der Prozess wieder zum Schritt S501 zurück, und die Bestimmung der geschätzten vorderen Endposition des Zuges wird wiederholt.

Im Übrigen wird zu der Zeit, zu welcher die Verarbeitung gestartet wird, eine Initialisierung der Positionierung durch den Tachogenerator durchgeführt, indem eine vordere Endposition des Zuges zu der Zeit des Beginns der Bewegung als ein Anfangswert des Garantiebereichs + für die vordere Endposition des Tachogenerators verwendet wird.

Als ein Ergebnis der oben beschriebenen Vorgänge gilt Folgendes: Die geschätzte vordere Endposition des Zuges bewegt sich nicht weiter nach vorn als der Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges, und daher kann der Betrieb mit hoher Dichte verwirklicht werden, wobei das Intervall zwischen dem vorhergehenden Zug und dem eigenen Zug stärker als dasjenige der zweiten Ausführungsform verkürzt ist.

E-3. Wirkungen

Bei der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100D gemäß der fünften Ausführungsform gilt Folgendes: Die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position (die Berechnungseinrichtung für den Relativposition-Garantiebereich) akkumuliert einen neu gemessenen Wert von dem Tachometergenerator 3 (dem Relativabstand-Messsensor) und dessen Messfehler zu einem Anfangswert des Garantiebereichs für die vordere Endposition des Tachogenerators (einem Anfangswert des Garantiebereichs für die relative vordere Endposition), der der Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators (der relative Garantiebereich der vorderen Endposition) ist, der auf der Basis des vorher von dem Tachometergenerator 3 (dem Relativabstand-Messsensor) bezogenen Messergebnisses berechnet wird, um einen Garantiebereich für die vordere Endposition des Tachogenerators (einen Garantiebereich der relativen vorderen Endposition) zu berechnen, und wenn der Endteil des Anfangswert des Garantiebereichs für die vordere Endposition des Tachogenerators (der Anfangswert des relativen Garantiebereichs für die vordere Endposition) in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges mehr auf der positiven Seite der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges liegt als die Position des vorderen Endteils des Zuges, die vorher von der Positionsbestimmungseinrichtung 7 bestimmt worden ist, berechnet sie den relativen Garantiebereich der vorderen Endposition, indem sie als den Anfangswert des Garantiebereichs für die relative vordere Endposition die Position des vorderen Endteils des Zuges verwendet, die vorher von der Positionsbestimmungseinrichtung 7 bestimmt worden ist.

Daher bewegt sich die geschätzte vordere Endposition des Zuges nicht weiter nach vorn als der Garantiebereich + für die vordere Endposition des Tachogenerators in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges, und daher kann der Betrieb mit hoher Dichte verwirklicht werden, wobei das Intervall zwischen dem vorhergehenden Zug und dem eigenen Zug weiter als dasjenige der zweiten Ausführungsform verkürzt ist.

F. Sechste Ausführungsform

Bei der sechsten Ausführungsform ermöglicht die Verwendung eines Beschleunigungssensors zusätzlich zu der Verarbeitung der ersten Ausführungsform, die Schätzgenauigkeit der Zugposition zu erhöhen und dadurch das Intervall von dem nachfolgenden Zug angemessen zu verkürzen.

F-1. Konfiguration

19 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Zugpositions-Detektiereinrichtung 100E gemäß der sechsten Ausführungsform veranschaulicht. Zusätzlich zu der Konfiguration der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A gemäß der ersten Ausführungsform ist die Zugpositions-Detektiereinrichtung 100E mit einem Beschleunigungssensor 8 und einer Berechnungseinrichtung 9 für den Garantiebereich der Beschleunigungssensor-Position versehen.

Der Beschleunigungssensor 8 misst die Zugbeschleunigung 110 und gibt die Zugbeschleunigung 110 an die Berechnungseinrichtung 9 für den Garantiebereich der Beschleunigungssensor-Position aus.

Die Berechnungseinrichtung 9 für den Garantiebereich der Beschleunigungssensor-Position berechnet einen Garantiebereich 111 der Beschleunigungssensor-Position auf der Basis der Zugbeschleunigung 110, die von dem Beschleunigungssensor 8 gemessen worden ist. Der Garantiebereich 111 der Beschleunigungssensor-Position ist ein Positionsbereich, in welchem sich ein Zug befindet, wobei der Positionsbereich auf der Basis der Zugbeschleunigung 110 geschätzt wird. Der Positions-„Bereich” wird hier verwendet, da ein Messfehler in Betracht gezogen wird.

F-2. Betrieb

20 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100E veranschaulicht. Der Betrieb der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100E wird nachstehend unter Bezugnahme auf 19 und 20 beschrieben.

Der Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position berechnet den GPS-Positions-Garantiebereich 103 auf eine Weise ähnlich zu der ersten Ausführungsform. Außerdem hält die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position einen Versatzabstand von der Installationsposition der GPS-Antenne 1 zum hinteren Ende des Zuges, und sie berechnet einen Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition, indem sie den Versatzabstand zum GPS-Positions-Garantiebereich 103 addiert (Schritt S601).

Danach berechnet die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position den Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position auf eine Weise ähnlich zu der ersten Ausführungsform. Außerdem hält die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position einen Versatzabstand von der gemessenen Achse, an welcher der Tachometergenerator 3 befestigt ist, zum hinteren Ende des Zuges bereit, und sie berechnet einen Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators, indem sie den Versatzabstand zum Garantiebereich 105 für die Tachogenerator-Position addiert (Schritt S602).

Danach berechnet die Berechnungseinrichtung 9 für den Garantiebereich der Beschleunigungssensor-Position den Garantiebereich 111 der Beschleunigungssensor-Position, indem sie die Zugbeschleunigung 110 zweimal über die Zeit integriert. Genauer gesagt: Die Integration wird gemäß dem Prinzip der partiellen Quadratur durchgeführt, wie in 21 dargestellt.

In 21 zeigt ein schrägschraffierter Bereich einen Kubarturwert oder wahren Wert, mit ihren Details in 21A, 21 und 21. Im Einzelnen zeigt 21A ein linkes Kantenmuster der partiellen Quadratur; 21B zeigt einen wahren Wert; und 21C zeigt einen rechten Kantenwert der partiellen Quadratur. Ein Minimalwert wird durch den linken Kantenwert erhalten, und ein Maximalwert wird durch den rechten Kantenwert erhalten.

Der wahre Wert fällt in diesen Bereich, und zwar vom Minimalwert zum Maximalwert, und er weist einen Berechnungsfehler auf. Außerdem hält die Berechnungseinrichtung 9 für den Garantiebereich der Beschleunigungssensor-Position einen Versatzabstand von der Installationsposition des Beschleunigungssensors 8 zum hinteren Ende des Zuges bereit, und sie berechnet einen Positions-Garantiebereich des hinteren Endes des Zuges (als ein „Garantiebereich der hinteren Endposition des Beschleunigungssensors” bezeichnet), indem sie den Versatzabstand zu dem Garantiebereich 111 der Beschleunigungssensor-Position addiert (Schritt S603).

Anschließend bestimmt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6, ob oder ob nicht die Position des Zuges außerhalb der GPS-Reichweite ist. Genauer gesagt: Die Bestimmung wird beispielsweise auf der Basis einer Signalempfangs-Bestimmungsfunktion durchgeführt, die in einem GPS vorgesehen ist (Schritt S604).

Wenn sich der Zug in einem Gebiet oder Bereich außerhalb der GPS-Reichweite bewegt, bestimmt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6, ob oder ob nicht der Garantiebereich der hinteren Endposition des Beschleunigungssensors und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators einander überlappen (Schritt S605).

Wenn beide Bereiche einander überlappen, bestimmt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6, ob oder ob nicht sich der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators weiter hinten als der Garantiebereich – der hinteren Endposition des Beschleunigungssensors in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges befindet (Schritt S606).

Wenn bestimmt wird, dass sich der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators weiter hinten befindet, wird der Garantiebereich – der hinteren Endposition des Beschleunigungssensors als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S607). Wenn bestimmt wird, dass sich der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators nicht weiter hinten befindet, wird der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S608).

Wenn sich der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators und der Garantiebereich der hinteren Endposition des Beschleunigungssensors nicht überlappen, wird in Betracht gezogen, dass sich der Zug in einem Bereich außerhalb der GPS-Reichweite befindet, und ein Leerlaufschlupf verursacht eine große Abweichung zwischen der wahren Zugposition und der von dem Tachometergenerator 3 gemessenen Zugposition. Demzufolge wird der Garantiebereich – der hinteren Endposition des Beschleunigungssensors als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S607).

Wenn sich der Zug in einem Gebiet oder Bereich bewegt, der in der GPS-Reichweite liegt, ohne den Garantiebereich 111 der Beschleunigungssensor-Position zu verwenden, wird bestimmt, ob oder ob nicht der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators einander überlappen (Schritt S609).

Wenn beide Bereiche einander überlappen, bestimmt die Garantiebereich-Vergleichseinrichtung 6, ob oder ob nicht sich der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition weiter hinten als der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators in der Vorwärtsfahrtrichtung des Zuges befindet (Schritt S610).

Wenn bestimmt wird, dass sich der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition weiter hinten befindet, wird der Garantiebereich – für die hintere Endposition des Tachogenerators als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S608). Wenn bestimmt wird, dass sich der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition nicht weiter hinten befindet, wird der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S611).

Wenn der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition und der Garantiebereich für die hintere Endposition des Tachogenerators einander nicht überlappen, wird der Garantiebereich – für die hintere GPS-Endposition als die geschätzte hintere Endposition des Zuges eingestellt (Schritt S611).

F-3. Modifiziertes Beispiel

Das Verfahren, bei welchem eine hintere Endposition des Zuges geschätzt wird, indem der Beschleunigungssensor zusätzlich zu der Verarbeitung der ersten Ausführungsform verwendet wird, ist vorstehend beschrieben. Auf ähnliche Weise kann auch eine vordere Endposition des Zuges geschätzt werden, indem der Beschleunigungssensor zusätzlich zu der Verarbeitung der zweiten Ausführungsform verwendet wird.

Außerdem hält die Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 2 für die GPS-Position einen Versatzabstand von der Installationsposition der GPS-Antenne zum hinteren Ende des Zuges. Der Versatzabstand kann jedoch auch von der Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung 5 gehalten werden.

Ferner hält der Garantiebereich-Berechnungseinrichtung 4 für die Tachometergenerator-Position einen Versatzabstand von der gemessenen Achse, an welcher der Tachometergenerator montiert ist, zum hinteren Ende des Zuges. Der Versatzabstand kann jedoch auch von der Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung 5 gehalten werden.

Ferner hält der Berechnungseinrichtung 9 für den Garantiebereich der Beschleunigungssensor-Position einen Versatzabstand von der Position, an welcher der Beschleunigungssensor montiert ist, zum hinteren Ende des Zuges. Der Versatzabstand kann jedoch auch von der Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung 5 gehalten werden.

Ferner wird gemäß 20, nachdem der Garantiebereich für die hintere GPS-Endposition berechnet worden ist (Schritt S601), der Garantiebereich für die Tachogenerator-Position berechnet (Schritt S602), und anschließend wird der Garantiebereich der hinteren Endposition des Beschleunigungssensors berechnet (Schritt S603). Die Schritte S601, 602, 603 können jedoch in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.

Neben dem obenstehenden wird ein modifiziertes Beispiel, das ähnlich zu demjenigen der ersten Ausführungsform ist, auch auf die sechste Ausführungsform angewendet.

F-4. Wirkungen

Die Zugpositions-Detektiereinrichtung 100E gemäß der sechsten Ausführungsform verwendet den Positions-Garantiebereich auf der Basis des Beschleunigungssensors in der Zugpositions-Detektiereinrichtung 100A gemäß der ersten Ausführungsform. Dies ermöglicht eine hochgenaue Schätzung einer Zugposition selbst in einem Fall, in welchem ein Leerlaufschlupf eine große Abweichung zwischen einer wahren Zugposition und dem Messergebnis erzeugt, das von dem Tachometergenerator in einem Bereich außerhalb der GPS-Reichweite, wie z. B. einem Tunnel erhalten wird.

Es sei angemerkt, dass bei der vorliegenden Erfindung die Ausführungsformen frei kombiniert werden können, und dass jede Ausführungsform innerhalb des Umfangs der Erfindung angemessen modifiziert oder dabei Merkmale weggelassen werden können.

Bezugszeichenliste

1
GPS-Antenne
2
Garantiebereich-Berechnungseinrichtung für die GPS-Position
3
Tachometergenerator
4
Garantiebereich-Berechnungseinrichtung für die Tachometergenerator-Position
5
Bahnlinieninformations-Speichereinrichtung
6
Garantiebereich-Vergleichseinrichtung
7
Positionsbestimmungseinrichtung
8
Beschleunigungssensor
9
Berechnungseinrichtung für den Garantiebereich der Beschleunigungssensor-Position
100A
Zugpositions-Detektiereinrichtung
100B
Zugpositions-Detektiereinrichtung
100C
Zugpositions-Detektiereinrichtung
100D
Zugpositions-Detektiereinrichtung
100E
Zugpositions-Detektiereinrichtung
101
GPS-Signal
102
Bahnlinieninformationen
103
GPS-Positions-Garantiebereich
104
Raddrehzahl-Signal
105
Garantiebereich für die Tachogenerator-Position
106
Vergleichsergebnis
107
geschätzte hintere Endposition des Zuges
108
geschätzte hintere Endposition des Zuges
109
geschätzte vordere Endposition des Zuges
110
Zugbeschleunigung
111
Garantiebereich der Beschleunigungssensor-Position