鉄道模型フォーラム Model Train

信通区
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▼ 【73】NTrainで自動運転 真水博之 2004/08/20 22:20 [添付][未読]
【93】Re:NTrainで自動運転 真水博之 2004/09/06 23:32 [添付][未読]
【94】Re:NTrainで自動運転 真水博之 2004/09/06 23:33 [添付][未読]
【95】Re:NTrainで自動運転 真水博之 2004/09/06 23:34 [添付][未読]
【96】Re:NTrainで自動運転 真水博之 2004/09/06 23:36 [添付][未読]
【130】Re2:NTrainで自動運転 真水博之 2004/11/23 22:39 [未読]
【134】御殿場実験線のその後 真水博之 2004/12/12 14:51 [未読]
【135】NTrainで自動運転　駅の仕様変更 真水博之 2005/01/18 19:14 [未読]
【136】RE: NTrainで自動運転　ATSの制限 真水博之 2005/01/18 19:15 [未読]
【139】RE2: NTrainで自動運転　信号を付けました 真水博之 2005/02/12 21:50 [添付][未読]
【73】NTrainで自動運転
 真水博之  2004/08/20 22:20
こだ運で使用しているダイヤ運転支援システムNTrainですが、ダイヤをコンピュータ
で管理している以上、列車の走行順序は把握できるわけです。
で、あれば、通過検出さえ正確に行えれば、ATSやさらに進んで自動運転、または、
駅の自動操作ができるのではないか、と考えてみました。
そこまでできると、より少人数でダイヤ運転ができますし。

とりあえず仕様を作ってみました。
まだ足りないところや、実現不可能な部分もあるかと思いますが、その辺は、製作を
進めるにしたがって修正していきたいと思います。
そのため、実際に着手しているところだけ、妙に仕様が細かくなっています。

現在のところ、全国運転会でのお披露目を目標にHOゲージ用センサーや電子回路部分の
試作を行っています。
まぁ、どこまでできるかですが・・・
進捗状況は、随時ここにアップしていきたいと思います。

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[添付]
NTrain-Auto.txt
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【93】Re:NTrainで自動運転
 真水博之  2004/09/06 23:32
少し時間があきましたが、とりあえず、ハードの試作品ができました。

本当は、回路図を書くべきなんですが、とりあえず写真で報告です。

で、この写真は、パソコンと接続するインターフェース基板です。
パソコンのプリンタポートとケーブルで接続します。

制御線の状態により、この基板でデータ信号とアドレス信号に
分岐するようにし、アドレス信号は、ラッチ付のバッファで出力して
います。

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添付画像
【IF_borad.jpg : 205.6KB】
[添付]
IF_borad.jpg
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【94】Re:NTrainで自動運転
 真水博之  2004/09/06 23:33
こちらは、インターフェース基板とフラットケーブルで接続する
分岐基板です。

フラットケーブルを分岐させれば、この基板は32枚まで接続できます。
ただし、4枚増設するごとにバッファを入れる必要があります。

ICがたくさん並んでいますが、アドレスの上位5ビット設定のための
ディップスイッチ、それを処理するコンパレータとデマルチプレクサ、
あとはデータの入出力の切り替えのバッファだけです。

写真では見えませんが、この基板の裏側には、センサー基板へのケーブル
を接続するコネクタが16個（センサー64個分）並んでいます。

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添付画像
【branch_board.jpg : 242.0KB】
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branch_board.jpg
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【95】Re:NTrainで自動運転
 真水博之  2004/09/06 23:34
こちらが、分岐基板と8芯ケーブル（LANストレートケーブルと同等）で
接続するセンサ基板です。
この基板1枚にセンサーが4個接続できます。
ここで、センサー入力のラッチおよび信号出力のラッチを行います。
信号線節約のため、センサー入力ラッチのリセットと信号出力ラッチの
タイミングは、1本の信号線で行い、データの入出力方向設定信号線の
状態で区別するようにしています。

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添付画像
【sen_board.jpg : 216.8KB】
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sen_board.jpg
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【96】Re:NTrainで自動運転
 真水博之  2004/09/06 23:36
これが、センサ部分です。
分岐基板とは、6芯ケーブル（ロコネットケーブルと同等）で接続します。
構造は、檀上さんのHPの記事を参考にしました。
センサーと赤外LEDはシャープのPT380とGL380を使用しています。両方とも
半減角は20度前後ですので、若干位置がずれていても、動作に影響ありません。
上部に見えるジャックは信号用のステレオジャック（5Vが共通の2灯式）です。
そのほか、センサーの動作状況を示すLEDを設置しました。

通過車両の床板とゲートの側面下部でセンサーを覆う形にして反応させます。
この仕組みであれば、外乱光に影響されにくいのではないかと思います。
事前のテストでは、直射日光の差す屋外でも正常に動作しました。
十分明るい場所であれば、赤外LEDは不要なんですが、覗き込み等による
誤動作防止と感度調整を簡易化するために取り付けました。

ゲートは、白色の部分は遮光のためですが、上部が透明であることでも
判るように、赤外LEDがしっかり固定できるのであれば、架線柱等でも
かまいません。

ただ、センサーからの電流が、TTLの規格ぎりぎりであるためか、回路の
接続状態により、若干不安定なところがあるので、（本当はもう1段増幅した
ほうがいいかも）回路内の抵抗値などをもう少し見直す必要がありそうです。

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【sensor.jpg : 184.3KB】
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【130】Re2:NTrainで自動運転
 真水博之  2004/11/23 22:39
すでに直前ではありますが、とりあえず、進捗を・・・

まぁ、はっきり言って苦労しております。
ソフトもハードも、個々の部品レベルでは、できてはいるんですが。

完全に動作チェックをした、パソコンからのLocoNet出力プログラムも、
ASP.NETに組み込んだら、いきなり動かなくなって、結局、完全に作り
直し。

センサーは、チーフ付属の50cmケーブルでつないで動作ＯＫだったものが、
自作の2mケーブルでつなぐと反応しなくなったり。
で、改めて50cmのケーブルを自作してつなぐと、ちゃんと動たり。
ケーブルの抵抗ってそんなにシビアなものだったかな・・・

まぁ、そんなこんなで、明日、センサー関連を再検討＆修正して、あさって
には、それぞれのつなぎ部分のプログラムをチェック、最終的には、現地で
調整ということになりそうですね。

まぁ、最悪、実験線は、伴天連ループの引込み線になったりして。

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【134】御殿場実験線のその後
 真水博之  2004/12/12 14:51
真水です。
全国運転会から２週間がたちました。
会場で、最初の目標である１列車での往復は実現したものの、
複数列車の運転には、まだいろいろな問題があることがわかりました。
そこで問題の洗い出しをしたところで、会期が終了し、継続して開発を
行うこととしました。

その結果、機能の段階で、超短縮配置であるものの、自宅に実験線を
再現してみたところ、とりあえず、４列車の自動ダイヤ運転に成功しました。

もっとも長短縮配置なので、ほとんどダンゴ状態でしたが、そこは閉塞を
設けていますので、追突することもなく運転できました。
また、４列車のうち１列車を手動運転に切り替え、１人でダイヤ運転を
楽しむこともできました。

今後は、よりシステムの安定性を高めることと、信号機の対応など
ソフトの改良を行って、実験線ではなく展示線としての運転会の参加、
そして、こだ運での採用を目指したいと思います。

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【135】NTrainで自動運転　駅の仕様変更
 真水博之  2005/01/18 19:14
真水です。
１月も半ばを過ぎましたが、今年もよろしくお願いいたします。

さて、昨年から続けていますNTrainを使用した自動運転です。

以前発表した自動駅レベルの定義ですが、自動運転列車を走らせる
ためには、全駅にセンサを設置しなくてはならず、既存のモジュールを
持ち寄るこだ運では、事実上、使えないと思いますので、プログラムの
仕様を変更して、対応できるようにしました。

この発言のツリーのトップ（73)にアップした駅の仕様を変更します。

−−−−−−−−−−ここから−−−−−−−−−−
2.駅

2.1.駅の自動化レベル

a.レベル４　自動操作駅
コンピュータにより、到着確認・出発確認・ポイント操作・信号操作を行う。
列車停止位置にセンサの設置が必要。
自動運転列車は停車・通過が可能。

b.レベル３　半自動操作駅
到着確認・出発確認のみコンピュータで行い、ポイント・信号操作は手動で行う。
列車停止位置にセンサの設置が必要。
自動運転列車は停車・通過、および、構内運転士による入出庫・入れ替えが可能。

c.レベル２　非自動操作駅
出発確認のみコンピュータで行い、到着確認・ポイント・信号操作は手動で行う。
列車停止位置のセンサの設置は不要。ATSはなし。
自動運転列車は停車・通過、および、構内運転士による入出庫・入れ替えが可能。
ただし、停車する場合は、駅員の到着確認操作で停車させ、発車は出発信号による。
自動運転列車の通過・停車の区別は到着確認と出発信号の操作順序による。

d.レベル１　無人駅
スプリング以外のポイントが存在せず、コンピュータ制御・駅員配置のない駅。
自動運転列車の運転は不可。
ATSはなし。
−−−−−−−−−−ここまで−−−−−−−−−−

既存モジュールは、モジュールの入り口直前に場内信号・出口から１編成分先に出発確認の
センサをそれぞれ配置することで、レベル２の駅として使用することが可能です。

自動運転列車を停車させる場合には、場内信号を開け、列車が停車位置に来た時点で
到着確認のチェックを入れると停車します。停車後に出発信号を開けておけば、発車時間
になると自動的に発車していきます。
もちろん、出発信号が開いていなければ、停車し続けます。

通過させる場合は、列車の到着前に出発信号を開けておきます。
また、出発信号・場内信号をすべて停止にした状態であれば、構内での入れ替え作業もできます。

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【136】RE: NTrainで自動運転　ATSの制限
 真水博之  2005/01/18 19:15
続けて、ATSについての制限です。

このシステムでは、センサの数をできるだけ減らすため通過位置検出用のセンサと
過走防止用のセンサを兼ねたつくりになっています。
つまり過走余裕がゼロということですね。
列車は、センサを踏まないとその位置に到達したことが検出できないのですが、信号が
停止を示している場合、センサを踏むと同時に強制停車・アドレス開放となります。

したがって、たとえ信号を守って直下で停車したとしても、次に走り出す場合には、
改めてアドレスを取り直さなくてはなりません。

設定によっては、手動運転の列車は過走防止機能を無効にすることもできますので、
それほど問題にはならないとは思いますが。
まぁ、MTrainはあくまで、ダイヤ運転支援システムであって、保安システムではない
と言ってしまえばそれまでなんですけど。

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【139】RE2: NTrainで自動運転　信号を付けました
 真水博之  2005/02/12 21:50
運転もだいぶ安定してきましたので、信号を作ってみました。
極端な短縮配置で実験しているので、信号機が林立しております。

今のところ、10分に1回くらい、センサーが誤動作を起こします。
特に走りの悪い車両が、ポイントを通過したときによくおきるのですが、
ノイズかなぁと思っています。
そのときは、たまにDCC自体も一部列車に非常停止がかかったり、一度、
線路の電源が落ちてしまったこともありました。
そのときは、コントローラで発車させるなり、線路の電源をONにしなおす
なりすれば、元に戻るのですが。
センサーとDCCは電気的にはつながっていないのにねぇ。
ひょっとして、車両が瞬間的にショートを起こして、DCCに悪影響を及ぼす
のと同時に、線路に沿って通してあるセンサーケーブルにもノイズを載せて
いるんでしょうか。

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添付画像
【ntrain_sig.jpg : 205.2KB】
[添付]
ntrain_sig.jpg
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