特許 6789840 列車制御情報伝達システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6789840

(24)【登録日】2020年11月6日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】列車制御情報伝達システム

(51)【国際特許分類】

   B61L 27/00 20060101AFI20201116BHJP

   B60L 15/40 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   B61L27/00 K

   B60L15/40 B

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-27458(P2017-27458)

(22)【出願日】2017年2月17日

(65)【公開番号】特開2018-131120(P2018-131120A)

(43)【公開日】2018年8月23日

【審査請求日】2019年9月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】勝田 敬一

(72)【発明者】

【氏名】谷 浩行

(72)【発明者】

【氏名】前川 景示

(72)【発明者】

【氏名】中西 佑介

【審査官】 佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０５７４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８８０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７８８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４０７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７８６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２６８４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｌ ２７／００

Ｂ６０Ｌ １５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部から入力される列車制御情報に基づいて車上信号装置が列車を制御する列車制御情報伝達システムにおいて、
前記列車は、前記列車制御情報を受信し、前記列車が地上子を通過したとき前記地上子を示す情報を含む地上子通過情報を送信する車上無線装置を備え、
路線を走行する第一の列車に搭載された前記車上無線装置からの前記地上子通過情報に基づいて前記路線における前記第一の列車の在線区間を判定し、前記判定に基づいて前記第一の列車の後方に存在する列車在線の閉塞区間と列車非在線の閉塞区間との境界位置である列車在線非在線閉塞区間境界を算出し、前記列車在線非在線閉塞区間境界の位置を前記第一の列車の後方に存在する前記地上子を基点として示す前記列車制御情報を前記第一の列車の後方を走行している第二の列車に搭載された前記車上無線装置に伝達する地上管理装置を備え、
前記第二の列車に搭載された前記車上無線装置は、前記地上子通過時に、前記地上管理装置から伝達された情報の中に通過した地上子を基点とした列車制御情報が無い場合、地上子からの信号を前記車上信号装置に入力し、通過した地上子を基点とした列車制御情報がある場合、前記地上管理装置から伝達された前記列車制御情報の中から前記地上子を基点とした前記列車制御情報を抽出して前記第二の列車に搭載された前記車上信号装置に入力し、前記地上子を示す情報を含む前記地上子通過情報を前記地上管理装置に伝達することを特徴とする列車制御情報伝達システム。

【請求項2】

外部から入力される列車制御情報に基づいて車上信号装置が列車を制御する列車制御情報伝達システムにおいて、
前記列車は、前記列車制御情報を受信し、前記列車が地上子を通過したとき前記地上子を示す情報を含む地上子通過情報を送信する車上無線装置を備え、
路線を走行する第一の列車に搭載された前記車上無線装置からの前記地上子通過情報に基づいて前記路線における前記第一の列車の在線区間を判定し、前記判定に基づいて前記第一の列車の後方に存在する列車在線区間と列車非在線区間との境界位置である列車在線非在線区間境界を算出し、前記列車在線非在線区間境界の位置を前記第一の列車の後方に存在する前記地上子を基点として示す前記列車制御情報を前記第一の列車の後方を走行している第二の列車に搭載された車上無線装置に伝達する地上管理装置を備え、
前記第二の列車に搭載された前記車上無線装置は、前記地上子通過時に、前記地上管理装置から伝達された情報の中に通過した地上子を基点とした列車制御情報が無い場合、地上子からの信号を前記車上信号装置に入力し、通過した地上子を基点とした列車制御情報がある場合、前記地上管理装置から伝達された前記列車制御情報の中から前記地上子を基点とした前記列車制御情報を抽出して前記第二の列車に搭載された前記車上信号装置に入力し、前記地上子を示す情報を含む前記地上子通過情報を前記地上管理装置に伝達することを特徴とする列車制御情報伝達システム。

【請求項3】

請求項１乃至２のいずれか１つに記載された列車制御情報伝達システムであって、
前記車上無線装置は、前記地上子通過を検知した時に前記地上子を基点とした列車制御情報を表示器に表示することを特徴とする列車制御情報伝達システム。

【請求項4】

請求項１乃至２のいずれか１つに記載された列車制御情報伝達システムであって、
前記車上無線装置は、前記地上管理装置から伝達された前記地上子を基点とした列車制御情報が前記地上子通過時点から変化していた場合、次の地上子を通過した時に最新の停止点の位置が表示されることを表示器に表示することを特徴とする列車制御情報伝達システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

技術分野は、鉄道システムの列車制御に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道システムにおいては、運転士が信号機に現示された信号に従って列車を運転することが基本であり、その運転士の誤認や誤操作による事故を防ぐため、以前より自動列車停止装置などの安全設備が設置されてきた。例えば、従来のＡＴＳ（Automatic Train Stop）−Ｐ形の自動列車停止装置は、信号機の所定距離手前に設けられた地上子から受信したその信号機の現示情報に基づいて、所定の停止点を基点とする速度照査パターンを作成し、この速度照査パターンに従って列車を制御する。

【0003】

特許文献１には、このようなＡＴＳ−Ｐ形の自動列車停止装置について、「地上子と信号機との間はケーブルで接続されており無線化されておらず、その結果、地上子を導入する際のコストや保守の負担が大きくなっていた」こと等を課題とし、その解決手段として、「地上子と信号機との間を無線化する」こと等が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−１３０３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、地上子と信号機との間のケーブルだけでなく、沿線に設置される信号機や、軌道回路等の列車検知装置のコストや保守の負担も依然として大きい。また、路線を走行する全ての列車に搭載されている既存のＡＴＳ−Ｐ車上装置を改造するコストも大きい。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願の列車制御情報伝達システムは上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、外部から入力される列車制御情報に基づいて車上信号装置が列車を制御する列車制御情報伝達システムにおいて、前記列車は、前記列車制御情報を受信し、前記列車が地上子を通過したとき前記地上子を示す情報を含む地上子通過情報を送信する車上無線装置を備え、路線を走行する第一の列車に搭載された前記車上無線装置からの前記地上子通過情報に基づいて前記路線における前記第一の列車の在線区間を判定し、前記判定に基づいて前記第一の列車の後方に存在する列車在線の閉塞区間と列車非在線の閉塞区間との境界位置である列車在線非在線閉塞区間境界を算出し、前記列車在線非在線閉塞区間境界の位置を前記第一の列車の後方に存在する前記地上子を基点として示す前記列車制御情報を前記第一の列車の後方を走行している第二の列車に搭載された前記車上無線装置に伝達する地上管理装置を備え、前記第二の列車に搭載された前記車上無線装置は、前記地上子通過時に、前記地上管理装置から伝達された情報の中に通過した地上子を基点とした列車制御情報が無い場合、地上子からの信号を前記車上信号装置に入力し、通過した地上子を基点とした列車制御情報がある場合、前記地上管理装置から伝達された前記列車制御情報の中から前記地上子を基点とした前記列車制御情報を抽出して前記第二の列車に搭載された前記車上信号装置に入力し、前記地上子を示す情報を含む前記地上子通過情報を前記地上管理装置に伝達することを特徴とする。

【0007】

または、外部から入力される列車制御情報に基づいて車上信号装置が列車を制御する列車制御情報伝達システムにおいて、前記列車は、前記列車制御情報を受信し、前記列車が地上子を通過したとき前記地上子を示す情報を含む地上子通過情報を送信する車上無線装置を備え、路線を走行する第一の列車に搭載された前記車上無線装置からの前記地上子通過情報に基づいて前記路線における前記第一の列車の在線区間を判定し、前記判定に基づいて前記第一の列車の後方に存在する列車在線区間と列車非在線区間との境界位置である列車在線非在線区間境界を算出し、前記列車在線非在線区間境界の位置を前記第一の列車の後方に存在する前記地上子を基点として示す前記列車制御情報を前記第一の列車の後方を走行している第二の列車に搭載された車上無線装置に伝達する地上管理装置を備え、前記第二の列車に搭載された前記車上無線装置は、前記地上子通過時に、前記地上管理装置から伝達された情報の中に通過した地上子を基点とした列車制御情報が無い場合、地上子からの信号を前記車上信号装置に入力し、通過した地上子を基点とした列車制御情報がある場合、前記地上管理装置から伝達された前記列車制御情報の中から前記地上子を基点とした前記列車制御情報を抽出して前記第二の列車に搭載された前記車上信号装置に入力し、前記地上子を示す情報を含む前記地上子通過情報を前記地上管理装置に伝達することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

上記手段によれば、既存の車上信号装置を改造することなく活用でき、沿線に設置される信号機や、軌道回路等の列車検知装置を不要とすることができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１の列車制御情報伝達システムの構成例を示す図

【図2】実施例１の列車制御情報伝達システムの仕組みの例を説明する図

【図3】速度照査パターンの一例を示す図

【図4】車上無線装置の処理動作の例を示す図

【図5】実施例１の地上管理装置の処理動作の例を示す図

【図6】実施例２の列車制御情報伝達システムの構成例を示す図

【図7】実施例２の地上管理装置の処理動作の例を示す図

【図8】実施例２の列車制御情報伝達システムの仕組みの例を説明する図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。

【実施例1】

【0011】

図１は、本実施例の列車制御情報伝達システムの構成と、列車に搭載されている車上信号装置との接続を示す図である。地上側には、本システムの地上管理装置１、無線機２、地上子３が設置される。また、車上信号装置１１、送受信部１２、車上子１３、表示器１４が搭載されている列車１０には、本システムの車上無線装置１７、第二の表示器１８、無線機１９が設置される。本発明では、既存の車上信号装置を改造することなく活用して、沿線に設置される信号機や列車検知装置を不要することを目的としており、車上信号装置１１、送受信部１２、車上子１３、表示器１４は、既存の装置を使い、その既存の車上信号装置１１と既存の送受信部１２との間に、車上無線装置１７を接続する。なお、既存の車上信号装置１１については、線路上に敷設された地上子等から伝達される列車制御情報に基づいて列車を制御する装置であれば、どのような装置を前提としても構わないが、本実施例では、ＡＴＳ−Ｐ形の車上信号装置を前提として説明する。

【0012】

まず、本システムの前提として、列車に搭載されている車上信号装置１１、送受信部１２について説明する。列車１０に搭載されている車上信号装置１１は、入力された停止点までの距離情報等の列車制御情報に基づいて、指示された停止点を基点とする速度照査パターンを作成し、この速度照査パターンに基づいて、運転に必要となる情報を表示器１４を介して運転士に表示するとともに、列車を制御する装置である。具体的には、列車に備える速度センサから入力される速度情報を積算して列車位置を算出し、列車の走行速度が速度照査パターンに接近した場合に、表示器１４を介して運転士に警報を発し、列車の走行速度が速度照査パターンを超えた場合に、列車に備える継電器部を介して列車のブレーキを動作させる。速度照査パターンとは、列車が停止点までに止まることのできる許容速度を示すものであり、その一例として、図３に停止点６を基点とする列車１０の速度照査パターン７を示す。本実施例ではＡＴＳ−Ｐ形の車上信号装置を前提とするが、ＡＴＳ−Ｐ形の車上信号装置は、本来、送受信部から、地上子の識別番号やその地上子から停止点までの距離情報等を含むＡＴＳ−Ｐ電文を受信して、これを制御に用いる。但し、本実施例では、同様の情報を車上無線装置１７からＡＴＳ−Ｐ電文と同じフォーマットで受信して、これを制御に用いる。この点が既存の自動列車停止システムとは異なる。

【0013】

送受信部１２は、線路上に敷設された地上子と電磁結合する車上子１３を介して、地上子３からの信号を受信する機器である。本実施例ではＡＴＳ−Ｐ形の送受信部を前提とするが、ＡＴＳ−Ｐ形の送受信器は、本来、地上子の識別番号やその地上子から停止点までの距離情報等を含むＡＴＳ−Ｐ電文を受信して、この電文をＡＴＳ−Ｐ車上装置に出力するものである。但し、本実施例では、地上子３から車上子１３を介して受信したＡＴＳ−Ｐ電文を車上無線装置１７に出力する。この点が既存の自動列車停止システムとは異なる。

【0014】

次に、本実施例の列車制御情報伝達システムについて説明する。本システムは、図２に示すように、列車１０が走行する路線４を複数の閉塞区間５ａ、５ｂ、５ｃに区切って、１つの閉塞区間には１列車のみ進入を許可し、その列車が完全に通過し終わるまでは他の列車をその区間に進入させない列車制御情報を作成する。

【0015】

車上無線装置１７は、無線機１９や無線機２を介して、地上管理装置１から、各地上子を基点とした停止点までの距離情報を受信し、この情報を記憶しておき、地上子通過を検知した時、つまり、地上子３から車上子１３や送受信部１２を介して信号が入力された時、その情報の中から当該地上子を基点とした停止点までの距離情報を抽出し、当該地上子の識別番号と合わせて車上信号装置１１に出力する。つまり、本実施例では、送受信部１２からＡＴＳ−Ｐ電文が入力された時、その電文から地上子の識別番号を認識し、地上管理装置１から受信した情報の中から当該地上子を基点とした停止点までの距離情報を抽出し、ＡＴＳ−Ｐ電文と同じフォーマットに成型して車上信号装置１１に出力する。この時、車上無線装置１７は、予め地上管理装置１から伝達され、既に記憶している情報の中から通過した地上子を基点とした列車制御情報を抽出するのであり、列車が地上子を通過してから地上管理装置１と通信をして当該地上子を基点とした列車制御情報をもらうのではない。この仕組みにより、車上信号装置１１は、地上子通過から時間差無く当該地上子を基点とした列車制御情報に基づく列車制御を実行することができる。

【0016】

また、その際、車上無線装置１７は、無線機１９や無線機２を介して、列車１０の識別番号と通過した地上子の識別番号を地上管理装置１に送信し、さらに、当該地上子から停止点までの距離情報を第二の表示器１８を介して運転士に表示する。例えば、「停止点は地上子××から○○メートル」という情報を表示する。

【0017】

なお、車上無線装置１７は、地上管理装置１から情報を受信した時、その情報に含まれる直前に通過した地上子に関する情報、つまり直前に通過した地上子を基点とした停止点までの距離情報が、地上子通過時に車上信号装置１１に出力した時の情報から変化していた場合、先行列車の位置の変化などにより停止点の位置が更新されたことが分かる。そこで、そのような情報を受信した時には、次の地上子を通過した時に停止点の位置が更新されることを第二の表示器１８を介して運転士に表示する。例えば、前段落で説明した情報の下に、「停止点は地上子××から○○メートル（次地上子通過時にパターン更新）」という情報を表示する。

【0018】

また、車上無線装置１７に既存の信号装置としての制御をする設定がされている場合や、地上管理装置１から受信した情報の中に通過した地上子を基点とした列車制御情報が含まれていない場合などは、地上子３から車上子１３や送受信部１２を介して入力された信号をそのまま車上信号装置１１に出力する。この時、車上信号装置１１は既存の信号装置としての制御を行うことになるため、列車が既存の自動列車停止システムが導入されている区間に入っても安全に運転することができる。このような既存の信号装置としての制御をする設定はどのような方式でもよく、地上管理装置１から無線で指示してもよいし、スイッチ等の外部インタフェースを備えて運転士、保守員等から設定できるようにしてもよい。

【0019】

地上管理装置１は、無線機２や無線機１９を介して、車上無線装置１７から、当該装置を搭載した列車１０の通過した地上子の識別番号を受信し、この情報に基づいて、路線上の各閉塞区間における列車の在線・非在線を判断する。具体的には、路線上の地上子の位置、各閉塞区間の接続関係と区間長のデータを記憶しておき、通過した地上子から列車長分の区間を含む閉塞区間を列車在線と判定する。なお、列車長については、車上無線装置１７から送信してもよいし、地上管理装置１が各列車の列車長を記憶しておき、車上無線装置１７から送信された列車の識別番号を使って参照してもよいし、データを持たずに路線を走行する列車の最大長を使ってもよい。その際、列車先頭から車上子の取付け位置までの距離なども考慮しておくことが望ましい。また、列車の進行方向についても、車上無線装置１７から送信してもよいし、地上管理装置１が各列車の通過した地上子を記憶しておき、その地上子との位置関係から判定してもよいし、線路の運転方向が決まっている場合にはその方向を使えばよい。

【0020】

そして、地上管理装置１は、上記の方法で判定した、路線上の各閉塞区間における列車の在線・非在線判定結果に基づいて、各地上子から進行方向に存在する列車非在線の閉塞区間全体の長さを計算し、さらにはその長さから所定の余裕距離を減算した距離を算出する。この余裕距離は、既存の自動列車停止システムの値に倣ってもよいし、列車のブレーキ性能や応答時間、天候などの外部条件を踏まえて決定してもよい。もちろん、余裕距離については、車上無線装置側で加味するようにしてもよい。全ての地上子に対してこの計算を行い、その結果を、各地上子を基点とした停止点までの距離情報として、路線上を走行する列車に搭載された車上無線装置に、無線機２を介して送信する。

【0021】

本実施例では、地上管理装置１と車上無線装置１７との通信に無線を使用しているが、その方式は問わない。また、人工衛星を利用した衛星通信や、携帯電話を利用した電話回線通信等を使用してもよい。

【0022】

次に、本実施例の列車制御情報伝達システムの制御動作について説明する。図４は、車上無線装置１７により実行される処理動作を示すフローチャートである。

【0023】

ステップ１０１：車上無線装置１７に情報もしくは信号が入力される。

【0024】

ステップ１０２：無線機２や無線機１９を介して、地上管理装置１からの情報が入力された時は、ステップ１１１に進む。列車１０が地上子３を通過して、地上子３からの信号が車上子１３や送受信部１２を介して入力された時は、ステップ１２１に進む。

【0025】

ステップ１１１：地上管理装置１からの各地上子を基点とした停止点までの距離情報を記憶し、ステップ１１２に進む。既に記憶している場合には更新する。

【0026】

ステップ１１２：列車１０が既に地上子を通過していた場合、つまり、後述するステップ１２５で通過した地上子を基点とした停止点までの距離情報を車上信号装置１１に出力していた場合には、ステップ１１３に進む。そうでない場合にはステップ１０１に戻る。

【0027】

ステップ１１３：ステップ１１１で記憶した各地上子を基点とした停止点までの距離情報から、直前に通過した地上子を基点とした停止点までの距離情報を抽出し、ステップ１１４に進む。

【0028】

ステップ１１４：ステップ１１３で抽出した情報と、後述するステップ１２５で車上信号装置１１に出力した同じ地上子を基点とした停止点までの距離情報とを比較し、差分がある場合にはステップ１１５に進み、差分が無い場合にはステップ１０１に戻る。

【0029】

ステップ１１５：ステップ１１３で抽出した情報を第二の表示機１８に表示する。例えば、後述するステップ１２６で表示した情報の下に、「停止点は地上子××から○○メートル（次地上子通過時にパターン更新）」という情報を表示し、ステップ１０１に戻る。

【0030】

ステップ１２１：地上子３からの信号を記憶し、ステップ１２２に進む。

【0031】

ステップ１２２：車上無線装置１７に既存の信号装置としての制御をする設定がなされている場合はステップ１２４に進み、そうでなければステップ１２３に進む。

【0032】

ステップ１２３：地上子３からの信号から地上子の識別番号を認識して記憶する。ステップ１１１で記憶した情報を検索し、通過した地上子を基点とした停止点までの距離情報が含まれている場合にはステップ１２５に進み、そうでなければステップ１２４に進む。

【0033】

ステップ１２４：地上子３からの信号をそのまま車上信号装置１１に出力し、ステップ１０１に戻る。

【0034】

ステップ１２５：通過した地上子の識別番号と、ステップ１２３で抽出した当該地上子を基点とした停止点までの距離情報とをＡＴＳ−Ｐ電文と同じフォーマットで車上信号装置１１に出力し、ステップ１２６に進む。

【0035】

ステップ１２６：ステップ１２３で抽出した当該地上子を基点とした停止点までの距離情報を第二の表示機１８に表示する。例えば、「停止点は地上子××から○○メートル」という情報を表示し、ステップ１２７に進む。

【0036】

ステップ１２７：通過した地上子の識別番号を地上管理装置１に送信し、ステップ１０１に戻る。

【0037】

図５は、地上管理装置１により実行される処理動作を示すフローチャートである。

【0038】

ステップ２０１：地上管理装置１は、路線上の地上子の位置、各閉塞区間の接続関係と区間長のデータを記憶しておく。

【0039】

ステップ２０２：無線機２を介して、車上無線装置１７からの情報が入力された時、この情報、つまり、列車の識別番号やその列車が通過した地上子の識別番号を記憶し、ステップ２０３に進む。なお、ステップ２０３へは、一定時間周期で進むとしてもよい。その場合、その間に入力された複数の情報を合わせて処理することや、処理タイマーなどを設定して装置の健全性をチェックすることなどができる。

【0040】

ステップ２０３：ステップ２０１で記憶した路線上の地上子の位置、各閉塞区間の接続関係と区間長のデータと、ステップ２０２で記憶した列車の識別番号と通過した地上子の識別番号に基づいて、列車が通過した地上子から当該列車の列車長分の区間を計算する。このように計算した在線区間は列車ごとに更新管理する。ステップ２０４に進む。

【0041】

ステップ２０４：ステップ２０３で計算され、かつ更新管理されている各列車の在線区間に基づいて、路線上の各閉塞区間の在線・非在線を判定する。ステップ２０５に進む。

【0042】

ステップ２０５：ステップ２０４で判定した路線上の各閉塞区間における列車の在線・非在線判定結果に基づいて、各地上子から進行方向に存在する列車非在線の閉塞区間全体の長さを計算し、ステップ２０６に進む。

【0043】

ステップ２０６：ステップ２０５で計算した各地上子から進行方向に存在する列車非在線の閉塞区間全体の長さから、所定の余裕距離を減算した距離を算出する。これが、各地上子を基点とした停止点までの距離である。全ての地上子に対してこの計算を行い、ステップ２０７に進む。

【0044】

ステップ２０７：ステップ２０６で計算した各地上子を基点とした停止点までの距離を、路線上を走行する列車に搭載された車上無線装置に、無線機を介して送信し、ステップ２０２に戻る。この情報は、全列車に全ての情報を送信してもよいし、列車ごとに通過すると想定される地上子に関係する情報だけを送信してもよい。

【0045】

以上に説明した制御動作が実行された場合、例えば、図２の路線で説明すると、列車１０ｂが、地上子３ｅを通過すると、列車１０ｂの車上無線装置１７ｂから地上管理装置１へ、通過した地上子３ｅの識別情報が送信され、地上管理装置１は、列車１０ｂの列車長を考慮して、地上子３ｅから当該列車１０ｂの列車長分の区間を含む閉塞区間５ｂを列車在線と判定する。そして、地上子３ａ、３ｂ、３ｃから進行方向に存在する非在線の閉塞区間全体の長さを計算し、その長さから所定の余裕距離９を減算した距離８ａ、８ｂ、８ｃを算出し、列車１０の車上無線装置１７に送信する。

【0046】

そして、列車１０の車上無線装置１７は、この情報を記憶しておき、列車１０が地上子３ａを通過し、地上子３ａからの信号が車上子１３や送受信部１２を介して入力された時、記憶しておいた情報から当該地上子３ａを基点とした停止点までの距離８ａの情報を抽出し、地上子の識別番号３ａと停止点までの距離８ａとをＡＴＳ−Ｐ電文と同じフォーマットで車上信号装置１１に出力する。これにより、車上信号装置１１は、指示された停止点を基点とする速度照査パターンを作成し、この速度照査パターンに従って列車１０を制御することができる。

【0047】

本実施例では、車上信号装置がＡＴＳ−Ｐ車上装置の場合を前提として説明したが、本来のＡＴＳ−Ｐ形の自動列車停止システムは、各信号機が路線上の列車検知装置から閉塞区間の列車の在線・非在線を判定して進行や停止等の現示を表示し、この信号機に接続した符号処理器が、当該信号機の現示に基づいて停止点までの距離を判定し、この停止点までの距離情報と地上子の識別情報とを含むＡＴＳ−Ｐ形の電文を、有電源地上子を介して車上側に送信し、そして、この電文を、ＡＴＳ−Ｐ車上装置が、車上子と送受信器を介して受信し、この電文に含まれている情報に基づいて列車を制御するシステムである。

【0048】

これに対して、本実施例で説明したシステムは、地上管理装置が、各列車の車上無線装置から列車が通過した地上子の識別番号を受信し、この情報に基づいて閉塞区間の列車の在線・非在線を判定し、各地上子から進行方向に存在する列車非在線の閉塞区間全体の長さを計算、さらにはその長さから所定の余裕距離を減算した距離を算出し、この情報を各地上子を基点とした停止点までの距離として車上無線装置に送信し、そして、車上無線装置が、地上子通過を検知した時に、当該地上子の識別番号とその地上子から停止点までの距離情報をＡＴＳ−Ｐ車上装置に入力するものである。

【0049】

つまり、従来は沿線に設置された列車検知装置、信号機、符号処理器によって作成され、有電源地上子を介して伝達されるＡＴＳ−Ｐ形の列車制御情報を、本実施例によれば、地上管理装置が作成し、無線を介して車上無線装置に伝達することにより、既存のＡＴＳ−Ｐ車上装置は、その処理動作を変えることなく列車を制御することができ、かつ沿線の列車検知装置、信号機、符号処理器、有電源地上子を不要とすることができる。

【0050】

また、従来のＡＴＳ−Ｐ形の自動列車停止システムでは、列車制御に信号機や列車検知装置等の沿線装置を用いるため、列車の運転密度を制約する閉塞区間の設定はそれらの設置間隔によって制約されるが、本システムにはそのような制約は無い。地上管理装置に細かく設定した閉塞区間のデータを記憶しておき、それに合わせて無電源地上子を設置することで、列車を高密度に運転することができる。

【実施例2】

【0051】

実施例１の地上管理装置１は、各地上子を基点とした列車の停止点までの距離を、従来のＡＴＳ−Ｐ形の自動列車停止システムと同様に固定的な閉塞区間に基づいて計算したが、そのような閉塞区間を設けずに、先行列車の最後尾位置を目標に計算してもよい。実施例２では、そのような地上管理装置の処理動作について説明する。実施例２のシステムの構成、地上管理装置以外の装置の処理動作は実施例１と同じであり、実施例１と対応する部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。つまり、システム構成は図７の通りである。

【0052】

地上管理装置１’は、無線機２や無線機１９を介して、車上無線装置１７から、当該装置を搭載した列車１０の通過した地上子の識別番号を受信し、この情報に基づいて、路線上の列車の在線区間を認識する。具体的には、路線上の地上子の位置、線路の長さと接続関係のデータを記憶しておき、通過した地上子から列車長分の区間を列車在線と判定する。なお、列車長については、実施例１と同様、車上無線装置１７から送信してもよいし、地上管理装置１’が各列車の列車長を記憶しておき、車上無線装置１７から送信された列車の識別番号を使って参照してもよいし、データを持たずに路線を走行する列車の最大長を使ってもよい。その際、列車先頭から車上子の取付け位置までの距離なども考慮しておくことが望ましい。また、列車の進行方向についても、車上無線装置１７から送信してもよいし、地上管理装置１’が各列車の通過した地上子を記憶しておき、その地上子との位置関係から判定してもよいし、線路の運転方向が決まっている場合には、その方向を使えばよい。

【0053】

そして、地上管理装置１’は、上記の方法で判定した、路線上の列車在線区間に基づいて、各地上子から進行方向に存在する列車の非在線区間全体の長さを計算し、さらにはその長さから所定の余裕距離を減算した距離を算出する。この余裕距離は、実施例１と同様、既存の自動列車停止システムの値に倣ってもよいし、列車のブレーキ性能や応答時間、天候などの外部条件を踏まえて決定してもよい。もちろん、余裕距離については、車上無線装置側で加味するようにしてもよい。全ての地上子に対してこの計算を行い、その結果を、各地上子を基点とした停止点までの距離情報として、路線上を走行する列車に搭載された車上無線装置に、無線機２を介して送信する。

【0054】

また、地上管理装置により実行される処理動作を示すフローチャートを図７に示す。

【0055】

ステップ２０１’：地上管理装置１’は、路線上の地上子の位置、線路の長さと接続関係のデータを記憶しておく。

【0056】

ステップ２０２’：無線機２を介して、車上無線装置１７からの情報が入力された時、この情報、つまり、列車の識別番号やその列車が通過した地上子の識別番号を記憶し、ステップ２０３’に進む。なお、ステップ２０３’へは、一定時間周期で進むとしてもよい。その場合、その間に入力された複数の情報を合わせて処理することや、処理タイマーなどを設定して装置の健全性をチェックすることなどができる。

【0057】

ステップ２０３’：ステップ２０１’で記憶した路線上の地上子の位置、線路の長さと接続関係のデータと、ステップ２０２’で記憶した列車の識別番号と通過した地上子の識別番号に基づいて、列車が通過した地上子から当該列車の列車長分の区間を計算する。このように計算した在線区間は列車ごとに更新管理する。ステップ２０５’に進む。

【0058】

ステップ２０５’：ステップ２０３’で計算した路線上の各列車の在線区間に基づいて、各地上子から進行方向に存在する列車の非在線区間全体の長さを計算し、ステップ２０６’に進む。

【0059】

ステップ２０６’：ステップ２０５’で計算した各地上子から進行方向に存在する列車非在線区間全体の長さから、所定の余裕距離を減算した距離を算出する。これが、各地上子を基点とした停止点までの距離である。全ての地上子に対してこの計算を行い、ステップ２０７’に進む。

【0060】

ステップ２０７’：ステップ２０６’で計算した各地上子を基点とした停止点までの距離を、路線上を走行する列車に搭載された車上無線装置に、無線機を介して送信し、ステップ２０２’に戻る。この情報は、全列車に全ての情報を送信してもよいし、列車ごとに通過すると想定される地上子に関係する情報だけを送信してもよい。

【0061】

以上に説明した制御動作が実行された場合、例えば、図８の路線で説明すると、列車１０ｂが、地上子３ｅを通過すると、列車１０ｂの車上無線装置１７ｂから地上管理装置１’へ、通過した地上子３ｅの識別情報が送信され、地上管理装置１は、列車１０ｂの列車長を考慮して、地上子３ｅから当該列車１０ｂの列車長分の区間を列車在線と判定する。そして、地上子３ａ、３ｂ、３ｃから進行方向に存在する非在線の閉塞区間全体の長さを計算し、その長さから所定の余裕距離９を減算した距離８ａ’、８ｂ’、８ｃ’を算出し、列車１０の車上無線装置１７に送信する。

【0062】

そして、列車１０の車上無線装置１７は、この情報を記憶しておき、列車１０が地上子３ａを通過し、地上子３ａからの信号が車上子１３や送受信部１２を介して入力された時、記憶しておいた情報から当該地上子３ａを基点とした停止点までの距離８ａ’の情報を抽出し、地上子の識別番号３ａと停止点までの距離８ａ’とをＡＴＳ−Ｐ電文と同じフォーマットで車上信号装置１１に出力する。これにより、車上信号装置１１は、指示された停止点を基点とする速度照査パターンを作成し、この速度照査パターンに従って列車１０を制御することができる。

【0063】

つまり、本実施例によれば、地上管理装置が、先行列車の最後尾位置を目標に計算した列車制御情報を作成して無線を介して車上無線装置に伝達し、車上無線装置は、その列車制御情報を既存の自動列車停止システムのフォーマットで車上信号装置に出力することにより、既存のＡＴＳ−Ｐ車上装置は、その処理動作を変えることなく列車を制御することができ、かつ、沿線の列車検知装置、信号機、符号処理器、有電源地上子を不要とすることができ、さらに、後続列車の停止点は、閉塞区間の境界に制約されず、先行列車の最後尾位置を目標に計算されるため、列車をより高密度に運転することができる。

【0064】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0065】

１、１’ 地上管理装置
２、１９ 無線機
３ 地上子
４ 路線
５ 閉塞区間
６ 停止点
７ 速度照査パターン
８ 地上子から停止点までの距離
９ 余裕距離
１０ 列車
１１ 車上信号装置
１２ 送受信器
１３ 車上子
１４ 表示器
１７ 車上無線装置
１８ 第二の表示器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】