2022-162428 列車制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022162428

(43)【公開日】2022-10-24

(54)【発明の名称】列車制御システム

(51)【国際特許分類】

   B60L 3/00 20190101AFI20221017BHJP

【ＦＩ】

B60L3/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021067274

(22)【出願日】2021-04-12

(71)【出願人】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100087505

【氏名又は名称】西山 春之

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(72)【発明者】

【氏名】内田 敏博

(72)【発明者】

【氏名】國利 知寛

(72)【発明者】

【氏名】法橋 辰哉

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸口 裕亮

【テーマコード（参考）】

5H125

【Ｆターム（参考）】

5H125AA05

5H125CC04

5H125CD02

5H125EE52

5H125EE55

(57)【要約】

【課題】無線通信を用いた列車制御システムにおいて、コストの上昇を招くことなく速度検出装置の故障を検出できる列車制御システムを提供する。
【解決手段】列車制御システムは、速度検出装置１２，１４の出力を車上装置１１，１３に入力して列車１０の速度と位置を算出し、位置情報と速度情報に基づいて列車を制御する。そして、複数の速度検出装置の出力に基づく列車の速度と位置を車上装置１１，１３から地上装置１５に無線送信し、地上装置で速度検出装置の故障判定を行い、故障と判定したときに地上装置から車上装置に通知する、ことを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

速度検出装置の出力を車上装置に入力して列車の速度と位置を算出し、位置情報と速度情報に基づいて列車を制御する列車制御システムであって、
複数の速度検出装置の出力を車上装置から地上装置に無線送信し、前記地上装置で前記速度検出装置の故障判定を行い、故障と判定したときに前記地上装置から前記車上装置に通知する、ことを特徴とする列車制御システム。

【請求項2】

前記複数の速度検出装置はそれぞれ、前記列車の異なる車両に設置された速度発電機である、ことを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。

【請求項3】

前記車上装置は、前運転台と後運転台にそれぞれ設置され、前記列車の異なる車両に設置された速度発電機の出力が、前運転台の車上装置及び後運転台の車上装置にそれぞれ供給される、ことを特徴とする請求項２に記載の列車制御システム。

【請求項4】

前記地上装置は、前記複数台の車上装置から送信された速度情報と位置情報による列車の速度と位置の変化量を比較し、変化量の差から故障判定を行う、ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１つの項に記載の列車制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信を用いた列車制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車上装置側で列車の車両速度に基づいて走行距離を演算し、自列車の先端位置を算出するとともに、先端位置及び自列車の長さに走行距離の誤差分を加算した値に基づいて自列車の後端位置を算出し、算出された自列車の先端位置及び後端位置を示す情報を地上側装置へ送信する列車制御システムが記載されている。

【0003】

この特許文献１では、車軸の回転数から列車速度を検出する速度検出装置（速度発電機）を使用し、速度発電機からの信号に基づいて車軸回転数と車輪径との積から走行距離を算出して自列車の位置を求めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－２５３８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、速度発電機が故障して速度信号が出力されないときに、運転士が乗務していれば列車が走行中に速度計が動かないことで故障を把握できる。速度発電機は、通常、運転台が設置された車両に１台しか設備されていない。

【0006】

このため、既存の列車に上述した列車制御システムを導入する場合には、速度発電機が停止しているのか故障しているのかを判断することができず、危険側故障となる。そこで、速度発電機を２台以上設置し、これらの速度発電機で検出した速度の差により、車上装置が速度発電機の異常を認識できるようにしている。
しかしながら、速度発電機を増設するためには、台車の改造が必要になり、多額の費用と時間を要する、という課題がある。

【0007】

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、無線通信を用いた列車制御システムにおいて、コストの上昇を招くことなく速度検出装置の故障を検出できる列車制御システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る列車制御システムは、速度検出装置の出力を車上装置に入力して列車の速度と位置を算出し、位置情報と速度情報に基づいて列車を制御する列車制御システムであって、複数の速度検出装置の出力を車上装置から地上装置に無線送信し、前記地上装置で前記速度検出装置の故障判定を行い、故障と判定したときに前記地上装置から前記車上装置に通知する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の列車制御システムによれば、複数の速度検出装置の出力を車上装置から地上装置に無線送信し、地上装置で速度検出装置の故障判定を行うようにしたので、コストの上昇を招くことなく速度検出装置の故障を検出できる。例えば、前運転台と後運転台にそれぞれ設置された車上装置用の２台の速度発電機を用いることで、速度発電機を増設する必要がなく、改造にかかる費用と時間を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係る列車制御システムの概略構成図である。

【図2】図１における前運転台に設けられた車上装置の構成例を示すブロック図である。

【図3】図１及び図２に示した列車制御システムにおける速度発電機の故障検出方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る列車制御システムの概略構成を示している。列車１０の前運転台１０ａには、車上装置１１が設置され、この車上装置１１には、速度検出装置としての速度発電機１２の出力が供給される。車上装置１１は、速度発電機１２の出力に基づいて列車１０の速度と位置を算出し、速度情報と位置情報を無線通信により地上装置１５に送信する。

【0012】

また、列車１０の後運転台１０ｂには、車上装置１３が設置され、この車上装置１３には、速度検出装置としての速度発電機１４の出力が供給される。車上装置１３は、速度発電機１４の出力に基づいて列車１０の速度と位置を算出し、速度情報と位置情報を無線通信により地上装置１５に送信する。

【0013】

地上装置１５では、受信した速度情報または位置情報から速度発電機１２，１４の故障判定を行い、故障と判定したときに地上装置１５から車上装置１１，１３に通知する。故障判定は、車上装置１１，１３から送信された速度情報または位置情報による列車１０の速度の変化量、または列車１０の位置の変化量を比較し、変化量の差から実行する。

【0014】

例えば、速度差の差が正常範囲内か否かを判定し、正常範囲外であれば故障と判断する。列車１０の車輪の空転などによる誤差を考慮すると、時速３～５ｋｍ以内の速度差がある場合には故障と判断する。そして、速度発電機１２または１４の故障と判断した場合は、地上装置１５から車上装置１１，１３へその旨を通知する。その後、必要があれば、車上装置１１，１３により列車１０を停止させるなどして危険を回避する。

【0015】

図２は、図１における前運転台１０ａの車上装置１１の構成例を示している。車上装置１１は、マイクロコンピュータ等からなる制御装置２１と、列車１０の速度や位置、各種の通知や警告、警報などを表示する表示器２２と、無線装置２３とを備えている。速度発電機１２の出力が制御装置２１に入力されて、列車１０の速度と位置が算出される。算出された速度情報と位置情報は、表示器２２に表示されるとともに、無線装置２３からアンテナ２４を介して地上装置１５に無線送信される。また、必要に応じて、制御装置２１でブレーキ装置２５を制御して列車１０を停止させる。
なお、後運転台の車上装置１３も同様に構成されている。

【0016】

図３は、図１及び図２に示した列車制御システムにおける速度発電機１２または１４の故障検出方法を示している。まず、前後運転台１０ａ，１０ｂの車上装置１１，１３における各制御装置２１で、速度発電機１２，１４からの信号に基づいて列車１０の速度または位置を算出する（ステップＳ１）。次に、前後運転台１０ａ，１０ｂの各車上装置１１，１３から、地上装置１５へ速度情報と位置情報を送信する（ステップＳ２）。

【0017】

続いて、地上装置１５で前後運転台１０ａ，１０ｂの速度情報または位置情報を比較し、その差が正常範囲内か否か判定する（ステップＳ３）。そして、正常範囲内であると判定されると、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１からステップＳ３の動作を繰り返す。
一方、正常範囲内でないと判定されると、地上装置１５から車上装置１１，１３へ警報を出力、または列車停止指令を出力する（ステップＳ４）。車上装置１１，１３側では、例えば表示器２２に表示された警報に基づいて運転士が列車を停止させる、または列車停止指令の受信により車上装置１１がブレーキ装置２５を制御して列車１０を停止させる（ステップＳ５）。

【0018】

なお、列車停止指令が出された後に、地上装置１５から車上装置１１，１３に極低速走行指令を与え、誤って動かされた場合でも速度が上がらないようにしても良い。速度発電機１２または１４の修理が完了していないのに、完了したものとして動かし始めると、次に故障と判断されるまでにある程度走行してしまう。しかし、極低速走行指令を与えることで、その間の走行速度に制限がかかるように予め担保できる。

【0019】

また、地上装置１５で正常範囲内か否かを判定するときに、速度情報または位置情報を用いる場合について説明したが、両方を用いても良いのは勿論である。

【0020】

上述したように、本発明によれば、前運転台１０ａと後運転台１０ｂに設置された車上装置１１，１３に、それぞれ速度発電機１２，１４の出力を供給して列車１０の速度と位置を算出し、車上装置１１，１３から地上装置１５に速度情報と位置情報を無線送信して地上装置１５側で速度発電機１２，１４の故障判定を行うようにしたので、速度発電機を増設する必要がなく、システム更新を行う場合に、改造にかかる費用と時間を抑制できる。

【0021】

通常、列車として走行する車両は、下り／上り列車として前後方向のどちらにでも走行できるように運転台が２か所設置され、それぞれに必要な車上装置が搭載されている。よって、速度発電機を含めた装置を新たに増設する必要がないので、コストの上昇を招くことなく速度発電機の故障検出が実現可能である。しかも、台車の改造のための費用も時間も不要であるので、この点からもコストを抑制することができる。

【0022】

なお、前後運転台１０ａ，１０ｂ間をケーブルで接続して前後運転台１０ａ，１０ｂのある車両Ｔ１，Ｔｎの速度発電機１２，１４の信号を共用して２台と見做すことも考えられるが、その場合も中間車両Ｔ２～Ｔ（ｎ－１）へのケーブル追加工事が必要となる。また、車両間で速度信号を授受するための変換装置が必要になる場合があるなど、やはり多額の費用と時間が必要となるため、本発明の方が有効である。

【0023】

以上の実施形態で説明された回路構成や動作手順等については、本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものに過ぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

【0024】

例えば、列車１０の車輪の空転、滑走が発生したことを車上装置１１，１３が検出した場合は、その旨を地上装置１５に通知し、速度や位置の変化量の平均値を取ったり、一時的に故障判断の正常範囲を変化させたりして、外乱による影響を抑制すると良い。

【0025】

また、図１では速度発電機１２，１４が車上装置１１，１３と同じ車両Ｔ１，Ｔｎに設けられている場合を例に取って説明したが、隣接する車両Ｔ２，Ｔ（ｎ－１）など異なる車両に設置されていても良い。

【符号の説明】

【0026】

１０…列車、１０ａ…前運転台、１０ｂ…後運転台、１１…車上装置、１２…速度発電機（速度検出装置）、１３…車上装置、１４…速度発電機（速度検出装置）、１５…地上装置、２１…制御装置、２２…表示器、２３…無線装置、２４…アンテナ、２５…ブレーキ装置

【図1】

【図2】

【図3】