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JP3369656B2 - 車両制御システム - Google Patents
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JP3369656B2 - 車両制御システム - Google Patents

車両制御システム

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JP3369656B2
JP3369656B2 JP21112593A JP21112593A JP3369656B2 JP 3369656 B2 JP3369656 B2 JP 3369656B2 JP 21112593 A JP21112593 A JP 21112593A JP 21112593 A JP21112593 A JP 21112593A JP 3369656 B2 JP3369656 B2 JP 3369656B2
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秀聡 藤盛
宏 須貝
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外部から非接触で記憶
情報をアクセス可能な記憶装置を地上子として線路に設
置し、車両側の車上子により地上子の記憶情報を読み取
ることにより車両を制御する車両制御システムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】線路上を走行する車両の一例として、例
えば線路の保守作業を行うための作業車では線路に埋設
された器具等を破損しないように予め発見しなけばなら
ない。また、他の例として除雪車の前後には除雪用のウ
イングが左右に設けられているが、幅が狭い場所ではウ
イングを前もって閉じなければならなず、また、踏切の
前ではウイングを上げなければならない。
【0003】しかしながら、このような運転方法では、
線路に埋設された器具や雪の下の障害物等を予め発見す
るためには、訓練を積んだ作業者や運転手に依存し、作
業性が悪いという問題点がある。ところで、このような
問題を解決するために、外部から非接触で記憶情報をア
クセス可能な記憶装置を地上子として線路に設置し、線
路に埋設された器具や雪の下の障害物等の情報を予めこ
の地上子に記憶し、作業車側の車上子からこの線路情報
を読み取りながら作業を進める方法が考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、読み取りエラーが発生したり、また、地
上子が故障した場合には重要な情報を読み取ることがで
きないという問題点がある。なお、複数の地上子に同一
の線路情報を記憶して設置すれば上記問題を解決するこ
とができるが非効率的である。
【0005】ところで、作業車や除雪車のような特殊車
両は、客車のような一般車両と異なり、線路上を順方向
と逆方向の両方に進行し、この場合には例えば前方の踏
切や障害物までの距離情報は進行方向に異なるので、進
行方向に異なる線路情報を記憶した地上子を線路に設置
しなければならない。本発明は上記従来の問題点および
車両が軌道上を順方向に進む場合の順方向用軌道データ
と逆方向に進む場合の逆方向用軌道データが車両の進行
方向に応じて相関関係にあることに鑑み、線路に設置さ
れた地上子の線路情報を効率的に利用することができ、
また、地上子の線路情報の信頼性を向上することができ
る車両制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、車両が軌道上を順方向に進む場合の順方向
用軌道データと逆方向に進む場合の逆方向用軌道データ
が車両の進行方向に応じて相関関係にあり、この順方向
用軌道データと逆方向用軌道データをそれぞれ1対の地
上子に記憶して近傍に設置するとともに各対の地上子を
軌道に沿って順次設置し、各対の地上子に記憶された順
方向用軌道データと逆方向用軌道データを車上子により
読み取ってお互いの相関関係により車両進行方向の軌道
データを識別することを特徴とする。
【0007】本発明はまた、車両が車両自体の前後の向
きを変えることにより軌道の進行方向を変更する場合
に、進行方向を変更する情報を前記地上子に記憶してこ
の地上子を進行方向の変更場所に設置し、この情報を車
上子により読み取って進行方向を識別した後、各対の地
上子に記憶された順方向用軌道データと逆方向用軌道デ
ータを車上子により読み取ってお互いの相関関係により
車両進行方向の軌道データを識別することを特徴とす
る。
【0008】さらに本発明は、軌道上の枕木ごとに一対
の地上子を両側に設置し、枕木上の一方の地上子の全て
順方向用軌道データを記憶し、枕木上の他方の地上子の
全てに逆方向用軌道データを記憶し、一対の車上子によ
り前記枕木上の一対の地上子の情報を読取ってお互いの
相関関係により車両進行方向の軌道データを識別する。
そして一対の車上子のいずれか1つが故障した場合に
は、正常な車上子で一方の地上子から読取った情報から
車両進行方向の軌道データを識別する。具体的には、車
両進行方向と異なる順方向又は逆方向用の車上子が故障
した場合は、正常な車上子で読取った情報からそのまま
軌道データを認識する。また車両進行方向と同じ順方向
又は逆方向用の車上子が故障した場合は、正常な車上子
で読取った情報から得た軌道データを反転した軌道デー
タとして認識すればよい。
【0009】
【作用】本発明では、お互いに相関関係にある順方向用
軌道データと逆方向用軌道データをそれぞれ1対の地上
子に記憶し、これらのデータを車上子により読み取って
お互いの相関関係により車両進行方向の軌道データを識
別するので、読み取りエラーが発生したり、また、一方
の地上子が故障した場合にも車両進行方向の軌道データ
を正確に識別することができる。したがって、線路に設
置された地上子の線路情報を効率的に利用することがで
き、また、地上子の線路情報の信頼性を向上することが
できる。
【0010】また、車両が軌道の進行方向を変更する場
合、車両自体の前後の向きを変えることなく前後の運転
方向を変更する方法と車両自体の前後の向きを変える方
法の2通りがあるが、後者の場合には進行方向を変更す
る情報を地上子に記憶して進行方向の変更場所に設置す
るので、順方向用軌道データと逆方向用軌道データを間
違うことなく車両進行方向の軌道データを識別すること
ができる。
【0011】さらに一対の車上子のいずれか1つが故障
しても、正常に軌道データを認識でき、信頼性が高い。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明に係る車両制御装置の一実施例を平
面的に示す説明図である。図1に示す例では線路1の両
側に山や家屋等の障害物2が存在しており、また、図示
省略されているが踏切等が線路1を横断している場合も
ある。また、除雪車3の除雪用ウィング31L、31
R、32L、32Rは、後述するように除雪車3に搭載
されたウィング制御装置7またはオペレータの操作によ
り左右方向に独立して開閉可能であり、また、上下方向
に独立して移動可能である。したがって、除雪車3のウ
ィング31L、31R、32L、32Rは、両側が狭い
区間では閉じなければならず、踏切を通過する場合には
上げなければならない。
【0013】図1において上に向かう方向を順方向と
し、下に向かう方向を逆方向として説明すると、順方向
において障害物2の手前側に地上子5a、5bが隣接す
る枕木4の中央に設置され、また、逆方向において障害
物2の手前側に地上子5d、5cが隣接する枕木4の中
央に設置されている。したがって、除雪車3は順方向で
は地上子5a→5b→5c→5dの順で走行し、逆方向
では地上子5d→5c→5b→5aの順で走行するが、
地上子5a、5cが順方向用として用いられ、地上子5
d、5bが逆方向用として用いられる。ここで地上子5
a〜5dの中に示した矢印は、順方向用か逆方向用かを
示している。
【0014】除雪車3の前部中央には、地上子5a〜5
dの記憶情報を非接触で読み取るためのリーダすなわち
車上子6が設置され、除雪車3のウィング制御装置7は
車上子6を介して読み取られた地上子5a〜5dの記憶
情報に基づいてウィング31L、31R、32L、32
Rを制御したり、またはその記憶情報を表示して操作を
オペレータに促す。
【0015】地上子5a、5bの間および地上子5d、
5cの間は、ある程度距離をおいて例えば隣接する枕木
4上に配置することが望ましく、また、他の線路情報用
の地上子を配置しないことが望ましい。尚、車上子6
は、除雪車3の前後に設置するようにしてもよい。地上
子5a〜5dの記憶情報は図2に示すように、作業内容
を示すデータOPと、順方向または逆方向のデータであ
ることを示す方向データと、ウィング31L、31R、
32L、32Rの開閉および上下方向に駆動するコマン
ドと、エラーチェックビットCK等により構成されてい
る。
【0016】そして、順方向用の地上子5a、5cで
は、障害物2の手前側の地上子5aには図3(a)に示
すように、除雪作業を示すデータと、順方向のデータで
あることを示す方向データと、ウィング31L、31
R、32L、32Rを閉じるコマンドが予め記憶され、
また、障害物2が存在しなくなる位置の地上子5cには
図3(c)に示すように、除雪作業を示すデータと、順
方向のデータであることを示す方向データと、ウィング
31L、31R、32L、32Rを開くコマンドが予め
記憶される。
【0017】同様に、逆方向用の5d、5bでは、障害
物2の手前側の地上子5dには図3(d)に示すよう
に、除雪作業を示すデータと、逆方向のデータであるこ
とを示す方向データと、ウィング31L、31R、32
L、32Rを閉じるコマンドが予め記憶され、また、障
害物2が存在しなくなる位置の地上子5bには図3
(b)に示すように、除雪作業を示すデータと、逆方向
のデータであることを示す方向データと、ウィング31
L、31R、32L、32Rを開くコマンドが予め記憶
される。
【0018】ここで、地上子5a〜5dの走行方向デー
タ(順/逆)とウィング制御データ(開/閉)に着目す
ると、順方向に走行して 地上子5a→5b→5c→5d の順で正常に読み取るべきデータ、すなわち読み取りエ
ラーが発生することなく、また、地上子が正常に設置さ
れている場合のデータは、 (順・閉)→(逆・開)→(順・開)→(逆・閉) である。
【0019】したがって、順方向に走行して障害物2の
手前側で正常に読み取るべき地上子5a、5bのデータ
はそれぞれ(順・閉)、(逆・開)であるが、お互いの
走行方向データ(順/逆)が反対であり、また、ウィン
グ制御データ(開/閉)も反対であるので相関関係にあ
る。同様に、障害物2が存在しなくなる位置で正常に読
み取るべき地上子5c、5dのデータはそれぞれ(順・
開)、(逆・閉)であるので相関関係にある。
【0020】また、逆方向に走行して 地上子5d→5c→5b→5a の順で読み取るべきデータは、 (逆・閉)→(順・開)→(逆・開)→(順・閉) であるので、障害物2の手前側で正常に読み取るべき地
上子5d、5cのデータ(逆・閉)、(順・開)は相関
関係にあり、同様に障害物2が存在しなくなる位置で正
常に読み取るべき5b、5aのデータはそれぞれ(逆・
開)、(順・閉)であるので相関関係にある。
【0021】他方、例えば障害物2の手前側において読
み取られる可能性のあるデータの組み合わせは、 (順・閉)が正しく、 (逆・開)が正しい場合。 (順・閉)に誤りがあり、(逆・開)が正しい場合。 (順・閉)が正しく、 (逆・開)に誤りがある場
合。
【0022】(順・閉)に誤りがあり、(逆・開)に
誤りがある場合。 (順・閉)が無応答、 (逆・開)が正しい場合。 (順・閉)が無応答、 (逆・開)に誤りがある場
合。 (順・閉)が正しく、 (逆・開)が無応答。 (順・閉)に誤りがあり、(逆・開)が無応答。
【0023】(順・閉)が無応答、 (逆・開)が
無応答。 の9通りである。なお、における2つ共「無応答」の
場合とは地上子5a〜5dが故障か、元々設置されてい
ないかは区別することができないが、1個より2個同時
に無応答の確率は、1個の場合の確率P(0≦P≦1)
に対してP2 となり、極端に減少する。また、上記〜
、、における読み取りエラーについては、データ
の符号構成や誤り検出法を工夫することにより対処する
ことができる。
【0024】そこで、本実施例では、例えば順方向に走
行した場合に読み取った順方向データと逆方向データの
相関関係により、すなわち逆方向データの走行方向デー
タ(順/逆)とウィング制御データ(開/閉)を反対に
して順方向データと同様に採用することにより、線路1
に設置された地上子5a〜5dの情報を効率的に利用
し、また、地上子5a〜5dの線路情報の信頼性を向上
することができる。
【0025】また、地上子5a〜5dには図2および図
3に示すようにエラーチェックビットCKが記憶されて
いるので、1回の通信で読み取りエラーが発生すると誤
り量を検出することによりデータの信頼性を向上するこ
とができる。なお、上記実施例では、除雪車3自体が向
きを変更するなく、すなわち運転席を変更またはそのま
ま後退して1つの線路1を往復するように構成されてい
るので、すなわち除雪車3は進む向きを変えずに軌道上
を進む向き(除雪車3の前後)を変えるので走行方向デ
ータ(順/逆)が必要になる場合について説明したが、
他の例として図4に示すように線路1に対して走行方向
変換用線路1a、1bを設け、除雪車3自体が向きを変
更して、すなわち運転席を変更することなくそのまま前
進して線路1の上り方向と下り方向に走行する車両が存
在する。
【0026】そこで、このような場合には走行方向変換
用線路1a、1bに沿って、図5(a)(b)に示すよ
うに方向変換データと、線路1の上り方向または下り方
向を示すデータがそれぞれ記憶された地上子51a、5
1bを設置することにより上記車両の進行方向を識別す
ることができる。また、上記実施例では、地上子5aと
5bおよび地上子5dと5cを枕木4の中央に設置した
が、枕木4の中央に設置することができない場合には図
6に示すように枕木4の両端に各方向の地上子151R
〜154R、151L〜154Lを設置して左右を示す
データを記憶するとともに、車両3の前後の右側にそれ
ぞれリーダ161R、162Rを設置するようにしても
よい。
【0027】図6に示す例えば右側の地上子151R〜
154Rにはそれぞれ順方向、逆方向、順方向、逆方向
用のデータが記憶され、図示左側の地上子151L〜1
54Lに逆方向、順方向、逆方向、順方向用のデータが
記憶される。そして、車両3が順方向に走行する場合に
はリーダ161Rにより図示右側の地上子 151R→152R→153R→154R を順次読み取って順方向と逆方向データの論理関係に基
づいて進行方向のデータを識別する。
【0028】ここで、前述したように車両3が逆方向に
走行する場合には運転席を変更してまたはそのまま後退
して折り返す場合と、図4に示すように運転席を変更し
ない場合の2通りがあるが、前者の場合にはリーダ16
2Rにより、後者の場合にはリーダ161Rにより図示
左側すなわち進行方向右側の地上子 151L→152L→153L→154L を順次読み取って順方向と逆方向データの論理関係に基
づいて進行方向のデータを識別することができる。
【0029】図7は枕木4の両側に一対の地上子を設置
する場合の他の実施例を示す。図7の実施例では、枕木
4の一方に配置した地上子251R,252Rを全て順
方向用とし、例えば地上子251Rに(順・閉)のデー
タを記憶し、地上子252Rには(順・開)のデータを
記憶する。また枕木4の他方に配置した地上子251
L,252Rを全て逆方向用とし、例えば地上子251
Rに(逆・閉)のデータを記憶し、地上子252Rには
(逆・開)のデータを記憶する。
【0030】この場合、車両3が方向転換しなければ、
車上子161Rは順方向用として使用され、車上子16
2Rは逆方向用として使用される。また車両3が方向転
換する場合には、車上子161Rは順方向進行時は順方
向用として使用され、逆方向進行時は逆方向用として使
用される。同時に車上子162Rは、順方向進行時は逆
方向用として使用され、逆方向進行時は順方向用として
使用される。
【0031】車上子161R,162Rがともに正常な
場合は、車上子161R,162Rの2つで枕木4ごと
に設置した一対の地上子251R,252Lと252
R,251Lを順次読み、両者の相関から車両進行方向
の軌道データを識別する。更に、車上子161R,16
2Rのどちらか1つが故障した場合であっても、一対の
地上子の相関関係から軌道データを識別できる。例えば
順方向に進行中に車上子161Rが故障した場合、逆方
向用の地上子162Rのみで地上子252L,251L
の順番にデータを読むことになる。このとき順方向用の
車上子161Rの故障が判っていることから、逆方向用
の車上子162Rで読取った軌道データを反転したデー
タが正しい順方向の軌道データとなる。例えば地上子2
52Lのデータは(逆・開)であるが、これを反転して
(順・閉)とすることで、地上子251Rを故障した車
上子161Rで読取ったと同じ結果を得ることができ
る。
【0032】これに対し図6の実施例では、車上子16
1R,162Rのどちらか1つが故障してしまうと、相
関関係を利用しても軌道データを正しく読取ることがで
きず、図7の実施例の方が信頼性の点で優れている。次
に図8を参照して上記実施例における非接触式の地上子
と車上子の一例を説明する。車上子6には制御手段であ
るMPU(マイクロプロセッサ)22、変調回路40お
よび復調回路46を備えたデータ伝送部32、共通コア
に巻回された送信コイル34aおよび受信コイル34
b、図1のウィング制御装置7に対する上位インタフェ
ース48が設けられている。
【0033】MPU22は図3や図5に示したように車
上子5のメモリ44に格納された情報を読み出し制御す
るとともに、書き込み制御を行うことができる。データ
伝送部32内の変調回路40は、地上子5に対するMP
U22からの信号を変調し、送信コイル34aに出力す
る。また、復調回路46は、地上子5からの送信信号か
らデータを復調してMPU22に出力する。
【0034】地上子5には、送受信用コイル36、送受
信コイル36の送信と受信を切り替える切替スイッチ5
0、復調回路52及び変調回路56を備えたデータ伝送
部38、メモリ制御部42、EEPROMなどの不揮発
性のメモリ44、並びに電源用の整流回路41が設けら
れている。送受信コイル36はコントローラ42からの
信号で、車上子6からアクセスがない状態および車上子
6からのデータ受信時に図示の受信側aに切り替えられ
る。また車上子6からのリードコマンドに基づきメモリ
44からのリードデータを送信する際には、送信側bに
切り替えられる。データ伝送部38の復調回路52は、
コイル36を介して受信した受信信号を復調してコント
ローラ42に出力する。コントローラ42は受信コマン
ドに基づき、メモリ44のリードアクセスまたはライト
アクセスを実行する。
【0035】データ伝送部38の変調回路56は、コン
トローラ42によるメモリ44からのリードデータをア
ナログ信号に変調し、コイル36を介して車上子6に送
信する。また、地上子5には整流回路41が設けられ、
切替スイッチ50が受信側aに切り替えられた状態でコ
イル36に得られる受信信号を整流し、直流電源電圧V
ccを各回路に供給する。
【0036】尚、地上子5としては電池内蔵型のものと
してもよい。また車上子6と地上子5の非接触伝送とし
て、コイルを用いた電磁誘導結合を例にとっているが、
電波方式、光通信方式などの適宜の非接触伝送を採用す
ることができる。また図8の車上子6は、書込みおよび
読出し可能な場合を例にとっているが、本発明の車上子
としては、少なくとも読出しができるものであればよ
い。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、お互いに
相関関係にある順方向用軌道データと逆方向用軌道デー
タをそれぞれ1対の地上子に記憶し、これらのデータを
車上子により読み取ってお互いの相関関係により車両進
行方向の軌道データを識別するので、読み取りエラーが
発生したり、また、地上子が故障した場合にも順方向用
軌道データを正確に識別することができ、したがって、
線路に設置された地上子の線路情報を効率的に利用する
ことができ、また、地上子の線路情報の信頼性を向上す
ることができる。
【0038】さらに、車両が軌道の進行方向を変更する
場合、車両自体の前後を変えることなく運転方向を変更
する方法と車両自体の前後を変える方法の2通りがある
が、前者の場合には進行方向を変更する情報を地上子に
記憶して進行方向の変更場所に設置するので、順方向用
軌道データと逆方向用軌道データを間違うことなく車両
進行方向の軌道データを識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両制御システムの一実施例を平
面的に示す説明図。
【図2】図1の地上子に記憶されるデータの構成を示す
説明図。
【図3】図1の地上子に記憶されるデータの具体例を示
す説明図。
【図4】車両が運転席を変更することなく車両自体の向
きを変えることにより走行方向を変更する場合を示す説
明図。
【図5】図4の地上子に記憶されるデータの具体例を示
す説明図。
【図6】地上子を枕木の両端に設置した場合の実施例を
示す説明図。
【図7】地上子を枕木の両端に設置した場合の他の実施
例を示す説明図。
【図8】図1の地上子と車上子の具体例を示すブロック
【符号の説明】
1,1a,1b:線路 2:障害物 3:除雪車(車両) 4:枕木 5,5a〜5d,51a,51b,151R 〜154R,151L 〜154L:地上子 6,161R,162R:車上子 7:ウィング制御装置 22:MPU(マイクロプロセッサ) 31L,31R,32L,32R:ウィング 32,38:データ伝送部 34a:送信コイル 34b:受信コイル 36:送受信コイル 40,56:変調回路 41:整流回路 42:コントローラ 44:メモリ 46,52:復調回路 48:上位インタフェース
フロントページの続き (72)発明者 本間 一哉 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (72)発明者 藤盛 秀聡 東京都千代田区丸の内1丁目6番5号 東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 須貝 宏 東京都千代田区丸の内1丁目6番5号 東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 高野 満 東京都千代田区丸の内1丁目6番5号 東日本旅客鉄道株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−100793(JP,A) 特開 昭54−45015(JP,A) 特開 昭52−143604(JP,A) 特開 昭53−27524(JP,A) 実開 昭61−189701(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60L 1/00 - 3/12 B60L 7/00 - 13/00 B60L 15/00 - 15/42 B61L 1/00 - 29/32 G06K 19/07

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両が軌道上を順方向に進む場合の順方向
    用軌道データと逆方向に進む場合の逆方向用軌道データ
    が車両の進行方向に応じて相関関係にあり、この順方向
    用軌道データと逆方向用軌道データをそれぞれ1対の地
    上子に記憶して近傍に設置するとともに各対の地上子を
    軌道に沿って順次設置し、各対の地上子に記憶された順
    方向用軌道データと逆方向用軌道データを車上子により
    読み取ってお互いの相関関係により車両進行方向の軌道
    データを識別することを特徴とする車両制御システム。
  2. 【請求項2】請求項1記載の車両制御システムにおい
    て、車両が車両自体の前後の向きを変えることにより軌
    道の進行方向を変更する場合に、進行方向を変更する情
    報を前記地上子に記憶してこの地上子を進行方向の変更
    場所に設置し、この情報を車上子により読み取って進行
    方向を識別した後、前記各対の地上子に記憶された順方
    向用軌道データと逆方向用軌道データを車上子により読
    み取ってお互いの相関関係により車両進行方向の軌道デ
    ータを識別することを特徴とする車両制御システム。
  3. 【請求項3】請求項1記載の車両制御システムにおい
    て、軌道上の枕木ごとに一対の地上子を両側に設置し、
    前記枕木上の一方の地上子の全て順方向用軌道データを
    記憶し、前記枕木上の他方の地上子の全てに逆方向用軌
    道データを記憶し、一対の車上子により前記枕木上の一
    対の地上子の情報を読取ってお互いの相関関係により車
    両進行方向の軌道データを識別し、前記一対の車上子の
    いずれか1つが故障した場合には、正常な車上子で一方
    の地上子から読取った情報から車両進行方向の軌道デー
    タを識別することを特徴とする車両制御システム。
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