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(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】P2022024752
(43)【公開日】2022-02-09
(54)【発明の名称】列車制御システム
(51)【国際特許分類】
B60L 15/40 20060101AFI20220202BHJP
B60L 15/20 20060101ALI20220202BHJP
B61L 23/14 20060101ALI20220202BHJP
B60L 3/08 20060101ALI20220202BHJP
【ＦＩ】
B60L15/40 A
B60L15/20 A
B61L23/14 Z
B60L3/08 A
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020127525
(22)【出願日】2020-07-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-06-30
(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
【弁理士】
【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】森田 隼史
(72)【発明者】
【氏名】内田 敏博
(72)【発明者】
【氏名】細川 公孝
【テーマコード（参考）】
5H125
5H161
【Ｆターム（参考）】
5H125AA05
5H125CA05
5H125CA06
5H125CB09
5H125CB10
5H125DD11
5H125EE52
5H125EE61
5H161AA01
5H161BB02
5H161BB06
5H161CC03
5H161CC04
5H161CC07
5H161CC13
5H161DD23
5H161EE05
5H161EE07
5H161FF01
5H161FF07
(57)【要約】
【課題】列車の自動運転を可能とし且つ従来に比べて導入コストを大幅に低減することの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１０は、列車Ｔの速度がブレーキパターンを超過すると非常ブレーキを作動させるＡＴＳ装置１４と、前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターン及び前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための切替パターンを発生させ、前記運転速度パターン及び前記切替パターンに基づき列車Ｔの走行を制御するＡＴＯ装置１５と、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】列車制御システム１０は、列車Ｔの速度がブレーキパターンを超過すると非常ブレーキを作動させるＡＴＳ装置１４と、前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターン及び前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための切替パターンを発生させ、前記運転速度パターン及び前記切替パターンに基づき列車Ｔの走行を制御するＡＴＯ装置１５と、を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
列車の速度がブレーキパターンを超過すると非常ブレーキを作動させる自動列車停止装置と、
前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターン及び前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための切替パターンを発生させ、前記運転速度パターン及び前記切替パターンに基づき前記列車の走行を制御する自動列車運転装置と、
を含む、列車制御システム。
前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターン及び前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための切替パターンを発生させ、前記運転速度パターン及び前記切替パターンに基づき前記列車の走行を制御する自動列車運転装置と、
を含む、列車制御システム。
【請求項2】
前記自動列車運転装置は、前記列車の速度が前記切替パターンを超過すると前記列車を力行状態から惰行状態に切り替え、その後、前記列車の速度が前記運転速度パターンを超過すると又は超過することが予測されると常用ブレーキを作動させる、請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項3】
前記運転速度パターン上の各速度は、前記ブレーキパターン上の対応速度よりも低く設定され、前記切替パターン上の各速度は、前記運転速度パターン上の対応速度よりも低く設定されている、請求項１又は２に記載の列車制御システム。
【請求項4】
前記自動列車停止装置は、前記列車の走行路の最高速度に基づき、前記走行路における列車停止位置までの距離に基づき、又は、前記走行路における速度制限区間までの距離及び前記速度制限区間の制限速度に基づき前記ブレーキパターンを作成し、
前記自動列車運転装置は、前記最高速度に基づき、前記列車停止位置までの距離に基づき、前記速度制限区間までの距離及び前記速度制限区間の制限速度に基づき、又は、前記ブレーキパターンに基づき前記運転速度パターンを作成するとともに、作成された前記運転速度パターンに基づき前記切替パターンを作成する、
請求項１又は２に記載の列車制御システム。
前記自動列車運転装置は、前記最高速度に基づき、前記列車停止位置までの距離に基づき、前記速度制限区間までの距離及び前記速度制限区間の制限速度に基づき、又は、前記ブレーキパターンに基づき前記運転速度パターンを作成するとともに、作成された前記運転速度パターンに基づき前記切替パターンを作成する、
請求項１又は２に記載の列車制御システム。
【請求項5】
前記ブレーキパターンは、前記列車の走行路における最高速度が示された最高速度パターンを含み、
前記運転速度パターンは、前記最高速度よりも低い目標速度が示された目標速度パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、所定時間後の前記列車の速度が前記目標速度パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～４のいずれか一つに記載の列車制御システム。
前記運転速度パターンは、前記最高速度よりも低い目標速度が示された目標速度パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、所定時間後の前記列車の速度が前記目標速度パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～４のいずれか一つに記載の列車制御システム。
【請求項6】
前記ブレーキパターンは、前記列車の走行路における列車停止位置までに前記列車を停止させるための第１速度照査パターンを含み、
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第１速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記停止用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記停止用速度パターン及び前記停止用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記停止用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～５のいずれか一つに記載の列車制御システム。
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第１速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記停止用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記停止用速度パターン及び前記停止用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記停止用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～５のいずれか一つに記載の列車制御システム。
【請求項7】
前記ブレーキパターンは、前記列車の走行路における速度制限区間の開始位置までに前記列車の速度を制限速度以下に減速させるための第２速度照査パターンを含み、
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第２速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記減速用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記減速用速度パターン及び前記減速用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記減速用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～６のいずれか一つに記載の列車制御システム。
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第２速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記減速用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記減速用速度パターン及び前記減速用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記減速用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～６のいずれか一つ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、列車の自動運転を可能とする列車制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、列車の自動運転は、自動列車制御装置（以下「ＡＴＣ装置」という）と自動列車運転装置（以下「ＡＴＯ装置」という）との組み合わせによって実現されている（特許文献１等参照）。ＡＴＣ装置は、列車の速度が先行列車との間隔や進路の条件などに応じて決定される制限速度を超えると自動的にブレーキを作動させるとともに、制限速度を下回ると自動的にブレーキを緩める装置であり、ＡＴＯ装置は、あらかじめ設定されている運転パターンに従って列車の加速制御やブレーキ制御などを行う装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００３－７９０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
列車の自動運転は、これまで主に人が容易に線路内に立ち入ることのできない路線を中心に行われてきたが、近年、それ以外の一般的な路線への導入も検討され始めている。しかし、上述のように、従来の列車の自動運転は、ＡＴＣ装置とＡＴＯ装置との組み合わせによって実現されているところ、既存の路線の中にはＡＴＣ装置が設備されていない路線が多数存在する。そのため、列車の自動運転を導入するためには導入対象となる路線に前記ＡＴＣ装置を設備する必要があり、多大な導入コストがかかるという課題がある。
【0005】
そこで、本発明は、列車の自動運転を可能とし且つ従来に比べて導入コストを大幅に低減することのできる列車制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面によると、列車制御システムが提供される。この列車制御システムは、列車の速度がブレーキパターンを超過すると非常ブレーキを作動させる自動列車停止装置と、前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターン及び前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための切替パターンを発生させ、前記運転速度パターン及び前記切替パターンに基づき前記列車の走行を制御する自動列車運転装置と、含む。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、列車の自動運転を可能とし且つ従来に比べて導入コストを大幅に低減することのできる列車制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る列車制御システムの概略構成を示す図である。
【図2】ブレーキパターンとしての最高速度パターン及び第１速度照査パターンの一例を示す図である。
【図3】ブレーキパターンとしての最高速度パターン及び第２速度照査パターンの一例を示す図である。
【図4】運転速度パターンとしての目標速度パターン及び停止用速度パターンと、切替パターンとしての停止用切替パターンとの一例を示す図である。
【図5】運転速度パターンとしての目標速度パターン及び減速用速度パターンと、切替パターンとしての減速用切替パターンの一例を示す図である。
【図6】前記列車制御システムを構成するＡＴＯ装置が行う駅間走行制御の一例を示すフローチャートである。
【図7】前記列車制御システムを構成するＡＴＯ装置が行う駅間走行制御の一例を示すフローチャートである。
【図8】前記列車制御システムを構成するＡＴＯ装置が行う駅間走行制御の一例を示すフローチャートである。
【図9】前記列車制御システムを構成するＡＴＯ装置が行う駅間走行制御の一例を示すフローチャートである。
【図10】前記列車制御システムを構成するＡＴＯ装置が行う駅間走行制御の一例を示すフローチャートである。
【図11】速度制限情報が与えられた場合における列車の走行状態を模式的に示す図であり、（ａ）は列車が対応目標速度に近い速度で走行していた場合を示す図であり、（ｂ）は列車が対応目標速度に比べて大幅に低い速度で走行していた場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
まず、本発明の概要を説明する。
【0010】
既述のように、従来の列車の自動運転は、自動列車制御装置（ＡＴＣ装置）と自動列車運転装置（ＡＴＯ装置）との組み合わせによって実現されている。また、既存の路線の中にはＡＴＣ装置が設備されていない路線が多数存在する。このため、既存の路線に列車の自動運転を導入するためには導入対象となる路線にＡＴＣ装置を設備しなければならず、多大な導入コストがかかる。
【0011】
他方、ＡＴＣ装置が設備されていない既存の路線には、自動列車停止装置（以下「ＡＴＳ装置」という）がすでに設備されている場合が多い。ＡＴＳ装置は、ＡＴＣ装置と同様に、列車保安装置の一つであり、列車の運転士が運転操作を誤ったときなどに列車の非常ブレーキ（常用最大ブレーキが非常ブレーキとして機能する場合には常用最大ブレーキを含む。以下同じ。）を作動させる装置である。
【0012】
したがって、ＡＴＣ装置とＡＴＯ装置との組み合わせではなく、ＡＴＳ装置とＡＴＯ装置との組み合わせによって列車の自動運転のためのシステムを構築できれば、既存の路線に列車の自動運転を導入する際のコスト（すなわち、導入コスト）を従来に比べて大幅に低減することが可能である。
【0013】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、ＡＴＳ装置を利用しつつ列車の自動運転を行うように構成された列車制御システムを提供する。
【0014】
ここで、本発明による列車制御システムは、ＡＴＳ装置を利用していればよく、ＡＴＳ装置に加えてさらなる列車保安装置等を利用することを妨げるものではない。また、本発明における「列車」とは、あらかじめ定められた走行路を走行する各種の車両のことをいい、レール上を鉄輪で走行する車両（鉄道車両）はもちろん、専用軌道上をゴムタイヤ等で走行する車両をも含む。また、「走行路」には、複数の「列車」の停車駅（以下単に「駅」という）が設けられているものとする。
【0015】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る列車制御システムについて説明する。
【0016】
図１は、実施形態に係る列車制御システム１０の概略構成を示す図である。図１に示されるように、実施形態に係る列車制御システム１０において、走行路Ｒを走行する列車Ｔには、車上設備として、ＡＴＳ車上子１１、ＡＴＯ車上子１２、速度発電機１３、ＡＴＳ装置１４及びＡＴＯ装置１５が設けられている。また、走行路Ｒには、地上設備としてＡＴＳ地上子２１及びＡＴＯ地上子２２などが設けられている。
【0017】
ＡＴＳ車上子１１は、列車Ｔが走行路Ｒの所定位置に設置されたＡＴＳ地上子２１の上方を通過する際に当該ＡＴＳ地上子２１が発信するＡＴＳ情報を受信可能に構成されている。ＡＴＳ車上子１１によって受信されたＡＴＳ情報は、ＡＴＳ装置１４に送られる。
【0018】
ここで、図１にはＡＴＳ地上子２１が１つしか示されていないが、実際には、信号機と連動するＡＴＳ地上子及び分岐や曲線などによる速度制限区間に対して設けられたＡＴＳ地上子を含む複数のＡＴＳ地上子２１が走行路Ｒに設置されている。そして、複数のＡＴＳ地上子２１のそれぞれは、主に停止位置情報又は速度制限情報をＡＴＳ情報として発信するように構成されている。前記停止位置情報は、列車Ｔが停止しなければならない列車停止位置までの距離を含む。また、前記速度制限情報は、走行路Ｒにおける速度制限が適用される速度制限区間（の開始位置）までの距離、速度制限区間の長さ（又は速度制限区間の終了位置までの距離）及び速度制限区間における制限速度を含む。
【0019】
例えば、ＡＴＳ地上子２１が信号機と連動する場合、ＡＴＳ地上子２１は、列車Ｔから見て対応する信号機の手前に設置され、対応する信号機が停止現示であるとき、自身の設置位置から対応する信号機の手前に設定された列車停止位置までの距離を含む停止位置情報をＡＴＳ情報として発信する。なお、ＡＴＳ地上子２１がいわゆる消去用地上子である場合、ＡＴＳ地上子２１は、対応する信号機と停止位置情報をＡＴＳ情報として発進するＡＴＳ地上子２１との間に設置され、対応する信号機が停止現示から進行現示に現示アップすると、そのことを示す現示アップ情報をＡＴＳ情報として発信する。
【0020】
また、ＡＴＳ地上子２１が分岐や曲線などによる速度制限区間に対して設けられている場合、ＡＴＳ地上子２１は、列車Ｔから見て分岐や曲線などによる速度制限区間の手前に設置され、自身の設置位置から対応する速度制限区間の開始位置までの距離、対応する速度制限区間の終了位置までの距離及び対応する速度制限区間の制限速度を含む速度制限情報をＡＴＳ情報として発信する。
【0021】
ＡＴＯ車上子１２は、列車Ｔが走行路Ｒの所定位置に設置されたＡＴＯ地上子２２の上方を通過する際に当該ＡＴＯ地上子２２が発信するＡＴＯ情報を受信可能に構成されている。ＡＴＯ車上子１２によって受信されたＡＴＯ情報は、ＡＴＯ装置１５に送られる。
【0022】
なお、ＡＴＳ地上子２１と同様、図１にはＡＴＯ地上子２２が１つしか示されていないが、実際には、複数のＡＴＯ地上子２２が列車Ｔから見て各駅の手前に設置されている。そして、複数のＡＴＯ地上子２２のそれぞれは、主に定位置停止情報をＡＴＯ情報として発信するように構成されている。前記定位置停止情報は、自身の設置位置から対応する駅における列車Ｔの目標停止位置（定位置）までの距離を含む。
【0023】
速度発電機１３は、列車Ｔの車軸に取り付けられている。速度発電機１３は、車軸の回転数に応じた信号を出力する。速度発電機１３の出力信号は、ＡＴＳ装置１４及びＡＴＯ装置１５に与えられる。
【0024】
ＡＴＳ装置１４は、列車Ｔの走行中、速度発電機１３の出力信号に基づき列車Ｔの速度（ｋｍ／ｈ）及び列車Ｔの走行距離（走行路Ｒにおける列車Ｔの位置）を検出するように構成されている。また、ＡＴＳ装置１４は、列車Ｔの速度が許容速度を超過すると列車Ｔの非常ブレーキを作動させるように構成されている。以下、本実施形態において、ＡＴＳ装置１４が行う各種の処理動作について具体的に説明する。
【0025】
ＡＴＳ装置１４は、走行路Ｒにおける各駅間の最高速度（各駅間最高速度）が示された最高速度パターンを発生させる。
【0026】
具体的には、本実施形態において、列車Ｔには、走行路Ｒに関する各種の情報が保存された車上データベースＤＢが設けられている。そして、ＡＴＳ装置１４は、車上データベースＤＢから走行路Ｒにおける各駅間最高速度を読み出し、読み出された各駅間最高速度に基づき前記最高速度パターンを作成する。
【0027】
但し、これに限られるものではない。ＡＴＳ装置１４は、あらかじめ作成されて車上データベースＤＢに保存されている前記最高速度パターンを前記データベースから読み出して保持するようにしてもよい。
【0028】
ＡＴＳ装置１４は、ＡＴＳ車上子１１からＡＴＳ情報が送られてくると、換言すれば、ＡＴＳ車上子１１を介してＡＴＳ地上子２１からＡＴＳ情報を取得すると、取得されたＡＴＳ情報をＡＴＯ装置１５に与えるとともに、取得されたＡＴＳ情報に応じた速度照査パターンを発生させる。
【0029】
具体的には、本実施形態において、ＡＴＳ装置１４は、取得されたＡＴＳ情報が前記停止位置情報である場合、列車Ｔのブレーキ性能と、取得された停止位置情報に含まれた前記列車停止位置までの距離とに基づき、列車Ｔを前記列車停止位置までに停止させるための第１速度照査パターンを作成する。
【0030】
また、ＡＴＳ装置１４は、取得されたＡＴＳ情報が前記速度制限情報である場合、列車Ｔのブレーキ性能と、取得された速度制限情報に含まれた前記速度制限区間の開始位置までの距離及び前記速度制限区間における制限速度とに基づき、列車Ｔの速度を前記速度制限区間の開始位置までに制限速度以下に減速させるための第２速度照査パターンを作成する。
【0031】
但し、これらに限られるものではない。ＡＴＳ装置１４は、車上データベースＤＢから勾配などの走行路Ｒの条件を読み出し、読み出された走行路Ｒの条件をさらに加味して前記第１速度照査パターン及び／又は前記第２速度照査パターンを作成してもよい。また、ＡＴＳ装置１４は、あらかじめ作成されて車上データベースＤＢに保存されている前記第１速度照査パターン及び／又は第２速度照査パターンを車上データベースＤＢから読み出して保持するようにしてもよい。
【0032】
なお、ＡＴＳ装置１４は、ＡＴＳ車上子１１を介してＡＴＳ地上子２１から取得されたＡＴＳ情報が前記現示アップ情報である場合には前記第１速度照査パターンを消去し、また、列車Ｔが前記速度制限区間の終了位置まで移動した場合には前記第２速度照査パターンを消去する。
【0033】
図２は、前記最高速度パターン及び前記第１速度照査パターンの一例を示す図であり、図３は、前記最高速度パターン及び前記第２速度照査パターンの一例を示す図である。図２、図３に示されるように、列車Ｔの走行距離（位置）をＸ軸（横軸）、列車Ｔの速度をＹ軸（縦軸）とするグラフにおいて、前記最高速度パターンは、各駅間最高速度を示す直線状又は段状のパターンであり、前記第１速度照査パターン及び前記第２速度照査パターンは、列車Ｔの走行距離（位置）に対して許容される列車Ｔの上限速度を示す曲線状のパターンである。
【0034】
ＡＴＳ装置１４は、列車Ｔが駅間を走行している間、列車Ｔの走行距離（位置）及び列車Ｔの速度を監視する。そして、ＡＴＳ装置１４は、列車Ｔの速度が前記最高速度パターンを超過すると、すなわち、列車Ｔの速度が対応する駅間最高速度（そのときの列車Ｔの位置に適用される駅間最高速度）を上回ると、列車Ｔの非常ブレーキを作動させる。
【0035】
また、ＡＴＳ装置１４は、前記第１速度照査パターンを発生させた場合、列車Ｔの速度が前記第１速度照査パターンを超過すると、すなわち、列車Ｔの速度が前記第１速度照査パターンにおける対応速度（同じ列車位置での前記第１速度照査パターン上の速度）を上回ると、列車Ｔの非常ブレーキを作動させる。
【0036】
さらに、ＡＴＳ装置１４は、前記第２速度照査パターンが発生させた場合、列車Ｔの速度が前記第２速度照査パターンを超過すると、すなわち、列車Ｔの速度が前記第２速度照査パターンにおける対応速度（同じ列車位置での前記第２速度照査パターン上の速度）を上回ると、列車Ｔの非常ブレーキを作動させる。
【0037】
したがって、本実施形態においては、前記最高速度パターン、前記第１速度照査パターン若しくは前記第２速度照査パターン又はこれらの任意の組み合せが本発明の「ブレーキパターン」に相当する。
【0038】
ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔの走行中、速度発電機１３の出力信号に基づき列車Ｔの速度及び列車Ｔの走行距離（位置）を検出するように構成されている。また、ＡＴＯ装置１５は、駅出発から次駅停車までの列車Ｔの一連の運転操作を列車Ｔの乗務員の操作に基づき又は自動的に行うように構成されている。換言すれば、ＡＴＯ装置１５は、駅出発、再発進、駅間走行制御及び定位置停止制御などを行うように構成されている。以下、本実施形態において、ＡＴＯ装置１５が行う各種の処理動作について具体的に説明する。
【0039】
（駅出発及び再発進）
ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔが駅に停止しているときに列車Ｔの乗務員が所定の走行開始操作を行うと、列車Ｔの常用ブレーキを解除するとともに列車Ｔの駆動装置（例えば、電動機）を作動させて列車Ｔを駅から出発させる（駅出発）。また、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔが駅間で停止しているときに列車Ｔの乗務員が前記走行開始操作を行うと、列車Ｔの常用ブレーキを解除するとともに列車Ｔの駆動装置を作動させて列車Ｔを発進させる（再発進）。なお、列車Ｔが非常ブレーキによって停止した場合には、非常ブレーキが解除（緩解）された後に列車Ｔの乗務員が前記走行開始操作を行うことによって又は列車Ｔの乗務員が前記走行開始操作を行った後に非常ブレーキが解除（緩解）されることによって、つまり、非常ブレーキの解除（緩解）及び乗務員による前記走行開始操作を条件に、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔの駆動装置を作動させて列車Ｔを発進させることができる。
ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔが駅に停止しているときに列車Ｔの乗務員が所定の走行開始操作を行うと、列車Ｔの常用ブレーキを解除するとともに列車Ｔの駆動装置（例えば、電動機）を作動させて列車Ｔを駅から出発させる（駅出発）。また、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔが駅間で停止しているときに列車Ｔの乗務員が前記走行開始操作を行うと、列車Ｔの常用ブレーキを解除するとともに列車Ｔの駆動装置を作動させて列車Ｔを発進させる（再発進）。なお、列車Ｔが非常ブレーキによって停止した場合には、非常ブレーキが解除（緩解）された後に列車Ｔの乗務員が前記走行開始操作を行うことによって又は列車Ｔの乗務員が前記走行開始操作を行った後に非常ブレーキが解除（緩解）されることによって、つまり、非常ブレーキの解除（緩解）及び乗務員による前記走行開始操作を条件に、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔの駆動装置を作動させて列車Ｔを発進させることができる。
【0040】
（駅間走行制御）
ＡＴＯ装置１５は、ＡＴＳ装置１４が発生させる前記最高速度パターン、前記第１速度照査パターン及び前記第２速度照査パターンを超過しない速度で列車Ｔを走行させるための運転速度パターンを発生させる。
ＡＴＯ装置１５は、ＡＴＳ装置１４が発生させる前記最高速度パターン、前記第１速度照査パターン及び前記第２速度照査パターンを超過しない速度で列車Ｔを走行させるための運転速度パターンを発生させる。
【0041】
非常ブレーキが作動すると列車Ｔの乗り心地が著しく低下する。また、非常ブレーキの解除には手間がかかるので再発進までに時間を要する。このため、不必要な又は不用意な非常ブレーキの作動はできる限り避けるのが好ましく、このような観点から、前記運転速度パターンが設けられている。以下、前記運転速度パターンについて説明する。
【0042】
ＡＴＯ装置１５は、走行路Ｒにおける各駅間の目標速度（各駅間目標速度）が示された目標速度パターンを前記運転速度パターンとして発生させる。
【0043】
具体的には、本実施形態において、ＡＴＯ装置１５は、車上データベースＤＢから各駅間最高速度を読み出し、読み出された各駅間最高速度よりも低い速度を各駅間目標速度として設定し、設定された各駅間目標速度に基づき前記目標速度パターンを作成する。
【0044】
但し、これに限られるものではない。ＡＴＯ装置１５は、あらかじめ作成されて車上データベースＤＢに保存されている前記目標速度パターンを車上データベースＤＢから読み出して保持するようにしてもよい。あるいは、ＡＴＳ装置１４が前記最高速度パターンをＡＴＯ装置１５に与えるように構成されている場合、ＡＴＯ装置１５は、ＡＴＳ装置１４から与えられた前記最高速度パターンに基づき前記目標速度パターンを作成するようにしてもよい。
【0045】
ＡＴＯ装置１５は、ＡＴＳ装置１４からＡＴＳ情報が与えられると、与えられたＡＴＳ情報に応じた速度パターンを前記運転速度パターンとして発生させる。
【0046】
具体的には、本実施形態において、ＡＴＯ装置１５は、与えられたＡＴＳ情報が前記停止位置情報である場合、列車Ｔのブレーキ性能と、与えられた停止位置情報に含まれた前記列車停止位置までの距離とに基づき停止用速度パターンを作成する。この停止用速度パターンは、パターン上の各速度が前記第１速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された速度パターン、換言すれば、列車Ｔの速度を対応する駅間目標速度から減速させる速度パターンであって、列車Ｔを前記列車停止位置よりも手前の第１所定位置で停止させることが可能な速度パターンである。
【0047】
また、ＡＴＯ装置１５は、与えられたＡＴＳ情報が前記速度制限情報である場合、列車Ｔのブレーキ性能と、与えられた速度制限情報に含まれた前記速度制限区間の開始位置までの距離及び前記速度制限区間における制限速度とに基づき減速用速度パターンを作成する。この減速用速度パターンは、パターン上の各速度が前記第２速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された速度パターン、換言すれば、列車Ｔの速度を対応する駅間目標速度から減速させる速度パターンであって、列車Ｔの速度を前記速度制限区間の開始位置よりも手前の第２所定位置までに制限速度以下に減速させることが可能な速度パターンである。
【0048】
但し、これらに限られるものではない。ＡＴＯ装置１５は、車上データベースＤＢから読み出された走行路Ｒの条件（勾配等）をさらに加味して前記停止用速度パターン及び／又は前記減速用速度パターンを作成してもよい。また、ＡＴＯ装置１５は、あらかじめ作成されて車上データベースＤＢに保存されている前記停止用速度パターン及び／又は前記減速用速度パターンを車上データベースＤＢから読み出して保持するようにしてもよい。さらに、ＡＴＳ装置１４が、ＡＴＳ情報に加えて又は代えて、前記第１速度照査パターン及び前記第２速度照査パターンをＡＴＯ装置１５に与えるように構成されている場合、ＡＴＯ装置１５は、ＡＴＳ装置１４から与えられた第１速度照査パターンに基づき前記停止用速度パターンを作成し及びＡＴＳ装置１４から与えられた第２速度照査パターンに基づき前記減速用速度パターンを作成するようにしてもよい。
【0049】
図４は、図２に対応する図であり、前記目標速度パターン及び前記停止用速度パターンの一例を示している。図５は、図３に対応する図であり、前記目標速度パターン及び前記減速用速度パターンの一例を示している。図４、図５に示されるように、前記目標速度パターンは、各駅間目標速度を示す直線状又は段状のパターンであり、前記停止用速度パターン及び前記減速用速度パターンは、列車Ｔの走行距離（位置）に対して設定された列車Ｔの目標速度を示す曲線状のパターンである。
【0050】
本実施形態において、前記目標速度パターン上の各速度は、前記最高速度パターン上の対応速度よりも所定速度Ｖｓ（例えば、１０ｋｍ／ｈ）だけ低く設定され、前記停止用速度パターン上の各速度は、前記第１速度照査パターン上の対応速度よりも所定速度Ｖｓだけ低く設定され、前記減速用速度パターン上の各速度は、前記第２速度照査パターン上の対応速度よりも所定速度Ｖｓだけ低く設定されている。
【0051】
ＡＴＯ装置１５は、前記停止用速度パターン又は前記減速用速度パターンを発生させると、列車Ｔを力行状態から惰行状態に切り替えるための切替パターンを発生させる。この切替パターンは、主に列車Ｔが力行状態（加速状態）からいきなり減速状態に切り替わることで列車Ｔの乗り心地が低下することを防止するために設けられる。さらに言えば、前記切替パターンは、列車Ｔの前方に前記列車停止位置又は前記速度制限区間が存在する場合に、力行状態にある列車Ｔが惰行状態を経てから減速状態へと切り替わるようにするために設けられている。
【0052】
具体的には、本実施形態において、ＡＴＯ装置１５は、前記停止用速度パターンを発生させた場合、発生させた停止用速度パターンに基づく停止用切替パターンを前記切替パターンとして発生させる。この停止用切替パターン上の各速度は、前記停止用速度パターン上の対応速度よりも低く設定される。好ましくは、ＡＴＯ装置１５は、発生させた停止用速度パターン上の各速度を当該停止用速度パターンにおける列車Ｔの走行距離（位置）よりも列車Ｔから見て第１所定距離Ｄ１だけ手前の位置に対する列車Ｔの速度として設定することによって前記停止用切替パターンを作成する（図４参照）。
【0053】
なお、第１所定距離Ｄ１は、列車Ｔに応じて任意に設定可能である。一例として、列車Ｔが力行をやめてから列車Ｔの加速度が０になるまでの時間を第１時間、常用ブレーキを作動させてから列車Ｔの減速度が発生するまでの時間を第２時間としたとき、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔが前記停止用速度パターン上の各速度で前記第１時間と前記第２時間との合計時間だけ走行した場合の列車Ｔの走行距離を第１所定距離Ｄ１として用いることができる。この場合、前記停止用切替パターンは、ＡＴＯ装置１５に与えられたＡＴＳ情報（前記停止位置情報）を発信したＡＴＳ地上子が実際の設置位置よりも列車Ｔから見て第１所定距離Ｄ１だけ手前の位置に設置されていた場合にＡＴＯ装置１５が発生させる停止用速度パターンであり得る。但し、これに限られるものではない。前記停止用切替パターン上の各速度が前記停止用速度パターン上の対応速度よりも低く設定されていればよく、その限りにおいて、前記停止用切替パターンは任意に作成され得る。
【0054】
また、ＡＴＯ装置１５は、前記減速用速度パターンを発生させた場合、発生させた減速用速度パターンに基づく減速用切替パターンを前記切替パターンとして発生させる。この減速用切替パターン上の各速度は、前記減速用速度パターン上の対応速度よりも低く設定される。好ましくは、ＡＴＯ装置１５は、発生させた減速用速度パターン上の各速度を当該減速用速度パターンにおける列車Ｔの走行距離（位置）よりも列車Ｔから見て第２所定距離Ｄ２だけ手前の位置に対する列車Ｔの速度として設定することによって前記減速用切替パターンを作成する（図５参照）。
【0055】
なお、第１所定距離Ｄ１と同様に、第２所定距離Ｄ２は、列車Ｔに応じて任意に設定可能である。例えば、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔが前記減速用速度パターン上の各速度で前記第１時間と前記第２時間との合計時間だけ走行した場合の列車Ｔの走行距離を第２所定距離Ｄ２として用いることができる。この場合、前記減速用切替パターンは、ＡＴＯ装置１５に与えられたＡＴＳ情報（前記速度制限情報）を発信したＡＴＳ地上子が実際の設置位置よりも列車Ｔから見て第２所定距離Ｄ２だけ手前の位置に設置されていた場合にＡＴＯ装置１５が発生させる減速用速度パターンであり得る。但し、これに限られるものではない。前記減速用切替パターン上の各速度が前記減速用速度パターン上の対応速度よりも低く設定されていればよく、その限りにおいて、前記減速切替パターンは任意に作成され得る。
【0056】
ＡＴＯ装置１５は、ＡＴＳ装置１４から与えられたＡＴＳ情報が前記現示アップ情報である場合には前記停止用速度パターン及び前記停止用切替パターンを消去し、また、列車Ｔが前記速度制限区間の終了位置まで移動した場合には前記減速用速度パターン及び前記減速用切替パターンを消去する。
【0057】
ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔが駅を出発した後及び列車Ｔが再発進した後においては、前記運転速度パターン（前記目標速度パターン、前記停止用速度パターン、前記減速用速度パターン）及び前記切替パターン（前記停止用切替パターン、前記減速用切替パターン）に基づき列車Ｔの走行を制御する。かかるＡＴＯ装置１５による列車Ｔの走行制御（駅間走行制御）については後に詳述する。
【0058】
（定位置停止制御）
ＡＴＯ装置１５は、ＡＴＯ車上子１２からＡＴＯ情報が送られてくると、換言すれば、駅を出発した列車Ｔが次駅に接近してＡＴＯ装置１５がＡＴＯ車上子１２を介してＡＴＯ地上子２２からＡＴＯ情報を取得すると、列車Ｔの速度と、取得されたＡＴＯ情報に含まれた目標停止位置（定位置）までの距離とに基づき、列車Ｔを目標停止位置（定位置）に停止させるため速度パターン（以下「定位置停止パターン」という）を発生させる。そして、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔの速度が前記定位置停止パターンに追随するように主に列車Ｔの常用ブレーキを制御して列車Ｔを目標停止位置（定位置）に停止させる。
ＡＴＯ装置１５は、ＡＴＯ車上子１２からＡＴＯ情報が送られてくると、換言すれば、駅を出発した列車Ｔが次駅に接近してＡＴＯ装置１５がＡＴＯ車上子１２を介してＡＴＯ地上子２２からＡＴＯ情報を取得すると、列車Ｔの速度と、取得されたＡＴＯ情報に含まれた目標停止位置（定位置）までの距離とに基づき、列車Ｔを目標停止位置（定位置）に停止させるため速度パターン（以下「定位置停止パターン」という）を発生させる。そして、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔの速度が前記定位置停止パターンに追随するように主に列車Ｔの常用ブレーキを制御して列車Ｔを目標停止位置（定位置）に停止させる。
【0059】
次に、ＡＴＯ装置１５が行う駅間走行制御、すなわち、前記運転速度パターン及び前記切替パターンに基づく列車Ｔの走行制御の一例を説明する。
【0060】
図６～図１０は、ＡＴＯ装置１５が行う駅間走行制御の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、列車Ｔが駅を出発すると又は駅間で停止した列車Ｔが再出発すると開始される。なお、ＡＴＯ装置１５は、事前に（例えば、列車Ｔが走行路Ｒ上に配置されたときに）前記運転速度パターンとして前記目標運転パターンを発生させている。
【0061】
図６において、ステップＳ１では、ＡＴＳ情報として停止位置情報が与えられたか否かを判定する。停止位置情報が与えられていない場合にはステップＳ２に進む。一方、停止位置情報が与えられた場合にはステップＳ９に進む（図７）。
【0062】
ステップＳ２では、ＡＴＳ情報として速度制限情報が与えられたか否かを判定する。速度制限情報が与えられていない場合にはステップＳ３に進む。一方、速度制限情報が与えられた場合にはステップＳ２３に進む（図９）。
【0063】
ステップＳ３では、列車Ｔの速度及び列車Ｔの走行距離（位置）を検出する。
【0064】
ステップＳ４では、列車Ｔの速度が前記目標速度パターンを超過しているか否かを判定する。列車Ｔの速度が前記目標速度パターンを超過している場合、すなわち、列車Ｔの速度が前記目標速度パターンにおける対応目標速度を上回っていればステップＳ５に進む。一方、列車Ｔの速度が前記目標速度パターンを超過していない場合、すなわち、列車Ｔの速度が前記目標速度パターンにおける対応目標速度以下であればステップＳ６に進む。
【0065】
ステップＳ５では、常用ブレーキを作動させて列車Ｔを減速させる。換言すれば、所定の制動ノッチを選択して列車Ｔの減速度を発生させる。そして、常用ブレーキを作動させるとステップＳ７に進む。
【0066】
ステップＳ６では、列車Ｔの駆動装置の出力を調整する。そして、列車Ｔの駆動装置の出力を調整するとステップＳ７に進む。ここで、ステップＳ６における列車Ｔの駆動装置の出力の調整は、具体的には次のようにして行われる。
【0067】
本実施形態において、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔの駆動装置の出力を互いに異なる出力に設定する複数の力行ノッチのいずれかを選択することによって列車Ｔの駆動装置の出力を調整可能に構成されている。そして、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔの速度が前記目標速度パターンを超過していない場合、前記複数の力行ノッチのそれぞれが選択された場合における所定時間後の列車Ｔの速度及び走行距離（位置）を予測（算出）し、予測（算出）された前記所定時間後の列車Ｔの速度が前記目標速度パターンを超過せず、且つ、列車Ｔの加速度の変化が閾値以下となるような力行ノッチを選択する。ここで、特に制限されるものではないが、複数の力行ノッチが選択可能な場合、ＡＴＯ装置１５は、選択可能な複数の力行ノッチのうち列車Ｔの駆動装置の出力を最も高い出力に設定する力行ノッチを選択することができる。
【0068】
なお、前記所定時間は、列車Ｔの走行安定性などの面からノッチの切り替えが実質的に禁止されるノッチ切替禁止時間よりも長い時間に設定される。特に制限されるものではないが、例えば前記ノッチ切替禁止時間の１．５～２．５倍の時間、好ましくは前記ノッチ切替禁止時間の２倍の時間に設定される。また、前記閾値は、列車Ｔの乗り心地などの面から任意に設定可能であるが、例えば５ｋｍ／ｈ／ｓ以下、好ましくは３ｋｍ／ｈ／ｓ以下、さらに好ましくは２．５ｋｍ／ｈ／ｓ以下に設定される。
【0069】
ステップＳ７では、ＡＴＯ情報が取得されたか否かを判定する。ＡＴＯ情報が取得された場合にはステップＳ８に進み、上述の定位置停止制御を行って、すなわち、列車Ｔを駅における目標停止位置（定位置）に停止させて本フローを終了する。一方、ＡＴＯ情報が取得されていない場合にはステップＳ１に戻る。
【0070】
ステップＳ９（図７）では、前記運転速度パターンとして停止用速度パターンを発生させ、ステップＳ１０では、前記切替パターンとして停止用切替パターンを発生させる。上述のように、前記停止用速度パターンは、列車Ｔを前記列車停止位置よりも手前の第１所定位置で停止させることが可能な速度パターンである。また、前記停止用切替パターン上の各速度は、前記停止用速度パターン上の対応速度よりも低く設定されている。
【0071】
ステップＳ１１では、列車Ｔの速度及び列車Ｔの走行距離（位置）を検出する。
【0072】
ステップＳ１２では、列車Ｔが前記第１所定位置まで移動したか否かを判定する。列車Ｔが前記第１所定位置まで移動した場合には列車Ｔの速度が十分に低下している（後述するステップＳ１５～Ｓ２０の処理を参照）。そのため、列車Ｔが前記第１所定位置まで移動した場合にはステップＳ１３に進み、ステップＳ９で発生させた停止用速度パターン及びステップＳ１０で発生させた停止用切替パターンを消去する。そして、その後、ステップＳ１４に進み、列車Ｔを停止させて本フローを終了する。但し、これに限られるものではない。列車Ｔを前記第１所定位置から前記列車停止位置まで移動させた後に列車Ｔを停止させてもよい。一方、列車Ｔが前記第１所定位置まで移動していない場合はステップＳ１５に進む（図８）。
【0073】
なお、ステップＳ１４の処理で停止した列車Ｔは、列車Ｔの乗務員が前記走行開始操作を行うことで列車Ｔを発進させることができる。
【0074】
ステップＳ１５（図８）では、列車Ｔの速度が前記停止用切替パターンを超過しているか否かを判定する。列車Ｔの速度が前記停止用切替パターンを超過していない場合、すなわち、列車Ｔの速度が前記停止用切替パターンにおける対応速度以下であればステップＳ１６に進む。一方、列車Ｔの速度が前記停止用切替パターンを超過している場合、すなわち、列車Ｔの速度が前記停止用切替パターンにおける対応速度を上回っていればステップＳ１７に進む。
【0075】
ステップＳ１６では、列車Ｔの駆動装置の出力を調整する。このステップＳ１６の処理は、ステップＳ６の処理と基本的に同じである。すなわち、複数の力行ノッチのそれぞれが選択された場合における前記所定時間後の列車Ｔの速度及び走行距離（位置）を予測（算出）し、予測（算出）された前記所定時間後の列車Ｔの速度が前記停止用切替パターンを超過せず、且つ、列車Ｔの加速度の変化が前記閾値以下となるような力行ノッチを選択する。そして、列車Ｔの駆動装置の出力を調整するとステップＳ２１に進む。
【0076】
ステップＳ１７では、列車Ｔが惰行状態であるか否かを判定する。列車Ｔが惰行状態でない場合、すなわち、列車Ｔが力行状態であればステップＳ１８に進む。一方、列車Ｔが惰行状態である場合にはステップＳ１９に進む。
【0077】
ステップＳ１８では、力行ノッチをＯＦＦして列車Ｔを力行状態から惰行状態に切り替える。そして、列車Ｔを力行状態から惰行状態に切り替えるとステップＳ２１に進む。
【0078】
ステップＳ１９では、列車Ｔの速度が前記停止用速度パターンを超過しているか否かを判定する。列車Ｔの速度が前記停止用速度パターンを超過している場合、すなわち、列車Ｔの速度が前記停止用速度パターンにおける対応速度を上回っていればステップＳ２０に進む。一方、列車Ｔの速度が前記停止用速度パターンを超過していない場合、すなわち、列車Ｔの速度が前記停止用速度パターンにおける対応速度以下であればステップＳ２１に進む。
【0079】
ステップＳ２０では、ステップＳ５と同様に、常用ブレーキを作動させて列車Ｔを減速させる。そして、常用ブレーキを作動させるとステップＳ２１に進む。
【0080】
ステップＳ２１では、ＡＴＳ情報としての現示アップ情報が与えられたか否かを判定する。前記現示アップ情報が与えられた場合にはステップＳ２２に進み、ステップＳ９で発生させた停止用速度パターン及びステップＳ１０で発生させた停止用切替パターンを消去した後にステップＳ１に戻る（図６）。一方、前記現示アップ情報が与えられていない場合にはステップＳ１１（図７）に戻る。
【0081】
ステップＳ２３（図９）では、前記運転速度パターンとして減速用速度パターンを発生させ、ステップＳ２４では、前記切替パターンとして減速用切替パターンを発生させる。上述のように、前記減速用速度パターンは、列車Ｔの速度を速度制限区間の開始位置よりも手前の第２所定位置までに制限速度以下に減速させることが可能な速度パターンであり、前記減速用切替パターン上の各速度は、前記減速用速度パターン上の対応速度よりも低く設定されている。
【0082】
ステップＳ２５では、列車Ｔの速度及び列車Ｔの走行距離（位置）を検出する。
【0083】
ステップＳ２６では、列車Ｔが前記第２所定位置まで移動したか否かを判定する。列車Ｔが前記第２所定位置まで移動している場合にはステップＳ２７に進み、列車Ｔが前記第２所定位置まで移動していない場合にはステップＳ２９（図１０）に進む。
【0084】
ステップＳ２７では、列車Ｔが前記速度制限区間の終了位置まで移動したか否かを判定する。列車Ｔが前記速度制限区間の終了位置まで移動している場合にはステップＳ２８に進み、ステップＳ２３で発生させた減速用速度パターン及びステップＳ２４で発生させた減速用切替パターンを消去した後にステップＳ１に戻る（図６）。一方、列車Ｔが前記速度制限区間の終了位置まで移動していない場合にはステップＳ２５に戻る。
【0085】
ステップＳ２９（図１０）では、列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンを超過しているか否かを判定する。列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンを超過していない場合、すなわち、列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンにおける対応速度以下であればステップＳ３０に進む。一方、列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンを超過している場合、すなわち、列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンにおける対応速度を上回っていればステップＳ３１に進む。
【0086】
ステップＳ３０では、列車Ｔの駆動装置の出力を調整する。このステップＳ３０の処理は、ステップＳ６及びＳ１６の処理と基本的に同じである。すなわち、複数の力行ノッチのそれぞれが選択された場合における前記所定時間後の列車Ｔの速度及び走行距離（位置）を予測（算出）し、予測（算出）された前記所定時間後の列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンを超過せず、且つ、列車Ｔの加速度の変化が前記閾値以下となるような力行ノッチを選択する。そして、列車Ｔの駆動装置の出力を調整するとステップＳ２５に戻る。
【0087】
ステップＳ３１では、列車Ｔが惰行状態であるか否かを判定する。列車Ｔが惰行状態でない場合、すなわち、列車Ｔが力行状態であればステップＳ３２に進む。一方、列車Ｔが惰行状態である場合にはステップＳ３３に進む。
【0088】
ステップＳ３２では、力行ノッチをＯＦＦして列車Ｔを力行状態から惰行状態に切り替える。そして、列車Ｔを力行状態から惰行状態に切り替えるとステップＳ２５に戻る。
【0089】
ステップＳ３３では、列車Ｔの速度が前記減速用速度パターンを超過しているか否かを判定する。列車Ｔの速度が前記減速用速度パターンを超過している場合、すなわち、列車Ｔの速度が前記減速用速度パターンにおける対応速度を上回っていればステップＳ３４に進む。一方、列車Ｔの速度が前記減速用速度パターンを超過していない場合、すなわち、列車Ｔの速度が前記減速用速度パターンにおける対応速度以下であればステップＳ２５に戻る。
【0090】
ステップＳ３４では、ステップＳ５及びＳ２０と同様に、常用ブレーキを作動させて列車Ｔを減速させる。そして、常用ブレーキを作動させるとステップＳ２５に戻る。
【0091】
【0092】
列車Ｔが前記対応目標速度に近い速度で走行していた場合には、ＡＴＯ装置１５が前記減速用切替パターンを発生させた時点で列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンにおける対応速度に近い状態にある。そのため、図１１（ａ）に示されるように、列車Ｔは、力行状態（定速走行）から速やかに惰行状態に切り替わり、惰行状態を経た後に減速状態となって前記減速用速度パターンに追随するように走行する。
【0093】
一方、列車Ｔが駅を出発した直後や列車Ｔが再発進した直後の場合、すなわち、列車Ｔが前記対応目標速度に比べて大幅に低い速度で走行していた場合には、ＡＴＯ装置１５が前記減速用切替パターンを発生させた時点で列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンにおける対応速度よりも大幅に低い状態にある。そのため、図１１（ｂ）に示されるように、列車Ｔは速度制限区間に向かって加速し、その後、列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンを超過すると列車Ｔは力行状態から惰行状態に切り替わる。ここで、本実施形態においては、列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンを超過していない場合、前記所定時間後の列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンを超過せず、且つ、列車Ｔの加速度の変化が前記閾値以下となるような力行ノッチが選択される（図１０のステップＳ３０）。つまり、前記減速用速度パターン及び前記減速用切替パターンの発生後に列車Ｔを加速させる場合、ＡＴＯ装置１５は、前記所定時間後の列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンを超過しないように列車Ｔの駆動装置の出力を調整する。このため、列車Ｔが急激に加速されることはなく、また、列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンにおける対応速度を大幅に超えることもない。そして、列車Ｔの速度が前記減速用切替パターンを超過すると、列車Ｔは、力行状態から惰行状態に切り替わり、惰行状態を経た後に減速状態となって前記減速用速度パターンに追随するように走行する。
【0094】
なお、図６のステップＳ１で停止位置情報が与えられた場合の列車Ｔの走行状態も基本的には上記と同様である。すなわち、列車Ｔが前記対応目標速度に近い速度で走行していた場合、列車Ｔは、力行状態（定速走行）から速やかに惰行状態に切り替わり、惰行状態を経た後に減速状態となって前記停止用速度パターンに追随するように走行する。一方、列車Ｔが前記対応目標速度に比べて大幅に低い速度で走行していた場合、前記停止用速度パターン及び前記停止用切替パターンの発生後に列車Ｔを加速させることになる。この場合、ＡＴＯ装置１５は、前記所定時間後の列車Ｔの速度が前記停止用切替パターンを超過しないように列車Ｔの駆動装置の出力を調整する（図８のステップＳ１６）。そして、列車Ｔの速度が前記停止用切替パターンを超過すると、列車Ｔは、力行状態から惰行状態に切り替わり、惰行状態を経た後に減速状態となって前記停止用速度パターンに追随するように走行する。
【0095】
以上説明したように、本実施形態に係る列車制御システムは、ＡＴＳ装置１４及びＡＴＯ装置１５を含む。ＡＴＳ装置１４は、ブレーキパターン（前記最高速度パターン、前記第１速度照査パターン、前記第２速度照査パターン）を発生させ、列車Ｔの速度が前記ブレーキパターンを超過すると列車Ｔの非常ブレーキをさせるように構成されている。ＡＴＯ装置１５は、前記ブレーキパターンを超過しない速度で列車Ｔを走行させるための運転速度パターン（前記目標速度パターン、停止用速度パターン、減速用速度パターン）と、列車Ｔを力行状態から惰行状態に切り替えるための切替パターン（停止用切替パターン、減速用切替パターン）を発生させ、これら運転速度パターン及び切替パターンに基づき列車Ｔの走行を制御するように構成されている。
【0096】
本実施形態に係る列車制御システムによれば、ＡＴＳ装置１４によって列車Ｔの速度超過を防止して列車Ｔの保安を確保した上で、ＡＴＯ装置１５によって駅出発から次駅停車までの列車Ｔの一連の運転操作が行われる。つまり、本実施形態に係る列車制御システムは、ＡＴＣ装置を利用することなく、列車Ｔの自動運転が可能である。ここで、ＡＴＳ装置１４としては既存のＡＴＳ装置を利用することができるので、既存の路線に対して列車の自動運転を導入する際にＡＴＣ装置を列車保安装置として設備する必要がない。このため、従来に比べて列車の自動運転の導入コストを大幅に低減することができる。
【0097】
特に、本実施形態に係る列車制御システムにおいて、ＡＴＯ装置１５は、前記運転速度パターン及び前記切替パターンに基づき列車Ｔの走行を制御しており、列車Ｔの速度が前記ブレーキパターンを超過してしまうこと及び列車Ｔが力行状態からいきなり減速状態に切り替わることが防止される。このため、不必要な又は不用意な非常ブレーキの作動が回避されるとともに、列車Ｔの乗り心地が低下することも防止される。
【0098】
なお、上述の実施形態において、ＡＴＳ地上子２１は、前記停止位置情報、前記速度制限情報又は前記現示アップ情報をＡＴＳ情報として発信している。しかし、これに限られるものではない。ＡＴＳ地上子２１が自身の識別情報を発信し、ＡＴＳ装置１４が取得されたＡＴＳ地上子２１の識別情報に基づき、対応するＡＴＳ情報を車上データベースＤＢから読み出すように構成されてもよい。なお、ＡＴＯ地上子２２及びＡＴＯ装置１５についても同様である。
【0099】
また、上述の実施形態において、ＡＴＳ装置１４及びＡＴＯ装置１５は、速度発電機１３の出力信号に基づき列車Ｔの速度及び走行距離（位置）を検出している。しかし、これに限られるものではない。ＡＴＳ装置１４及びＡＴＯ装置１５は、速度発電機１３以外の速度検出器等などを利用して列車Ｔの速度及び走行距離（位置）を検出してもよい。
【0100】
また、上述の実施形態において、ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔの速度が前記運転速度パターン（前記目標速度パターン、前記停止用速度パターン、前記減速用速度パターン）を超過すると常用ブレーキを作動させている（図６のステップＳ４→Ｓ５、図８のステップＳ１９→Ｓ２０、図１０のステップＳ３３→Ｓ３４）。しかし、これに限られるものではない。ＡＴＯ装置１５は、列車Ｔの速度が前記運転速度パターンを超過することが予測されると常用ブレーキを作動させるようにしてもよい。例えば、ＡＴＯ装置１５は、前記第２時間後の列車Ｔの速度及び走行距離（位置）を予測し、予測（算出）された前記第２時間後の列車Ｔの速度が前記運転速度パターンを超過する場合に常用ブレーキを作動させるように構成され得る。
【0101】
また、上述の実施形態において、信号機と連動するＡＴＳ地上子２１は、対応する信号機が停止現示であるときに前記停止位置情報をＡＴＳ情報として発信している。しかし、これに限られるものではない。信号機と連動するＡＴＳ地上子２１は、対応する信号機が注意現示であるとき、前記停止位置情報に代えて、自身の設置位置から対応する信号機の手前の所定位置及び前記注意現示の制限速度を含む速度制限情報をＡＴＳ情報として発信してもよい。この場合、ＡＴＳ装置１４は、列車Ｔの速度を前記所定位置までに制限速度以下に減速させるための第２速度照査パターンを発生させ、ＡＴＯ装置１５は、パターン上の各速度が前記第２速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用速度パターンと、パターン上の各速度が前記減速用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用切替パターンとを発生させる。また、ＡＴＳ装置１４は、消去用地上子であるＡＴＳ地上子２１から対応する信号機が注意現示から進行現示に現示アップしたことを示す現示アップ情報を取得すると、発生させた第２速度照査パターンを消去し、ＡＴＯ装置１５は、ＡＴＳ装置１４から前記現示アップ情報が与えられると、発生させた減速用速度パターン及び減速用切替パターンを消去する。
【0102】
また、上述の実施形態において、列車ＴにはＡＴＳ車上子１１及びＡＴＯ車上子１２が設けられ、ＡＴＳ車上子１１がＡＴＳ地上子２１からのＡＴＳ情報を受信し及びＡＴＯ車上子１２がＡＴＯ地上子２２からのＡＴＯ情報を受信している。しかし、これに限られるものではない。列車Ｔに設けられた一つの車上子がＡＴＳ地上子２１からのＡＴＳ情報とＡＴＯ地上子２２からのＡＴＯ情報とを受信するように構成されてもよい。例えば、上述の実施形態において、ＡＴＯ車上子１２が省略され、ＡＴＳ車上子１１がＡＴＳ地上子２１からのＡＴＳ情報とＡＴＯ地上子２２からのＡＴＯ情報とを受信可能に構成される。そして、ＡＴＳ車上子１１によって受信されたＡＴＳ情報はＡＴＳ装置１４に送られ、ＡＴＳ車上子１１によって受信されたＡＴＯ情報はＡＴＳ装置１４を介して又は直接的にＡＴＯ装置１５に送られる。このようにすれば、上述の実施形態と同様の効果が得られることに加えて、上述の実施形態に比べて車上設備の簡素化を図ることもできる。
【0103】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて変形及び変更が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【0104】
１０…列車制御システム、１１…ＡＴＳ車上子、１２…ＡＴＯ車上子、１３…速度発電機、１４…ＡＴＳ装置（自動列車停止装置）、１５…ＡＴＯ装置（自動列車運転装置）、２１…ＡＴＳ地上子、２２…ＡＴＯ地上子、ＤＢ…車上データベース、Ｒ…走行路、Ｔ…列車
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【手続補正書】
【提出日】2020-12-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
列車の速度がブレーキパターンを超過すると非常ブレーキを作動させる自動列車停止装置と、
前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターンと、前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための、走行距離に応じて対応速度が漸減する切替パターンとを発生させ、前記運転速度パターン及び前記切替パターンに基づき前記列車の走行を制御する自動列車運転装置と、
を含む、列車制御システム。
前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターンと、前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための、走行距離に応じて対応速度が漸減する切替パターンとを発生させ、前記運転速度パターン及び前記切替パターンに基づき前記列車の走行を制御する自動列車運転装置と、
を含む、列車制御システム。
【請求項2】
前記自動列車運転装置は、前記列車の速度が前記切替パターンを超過すると前記列車を力行状態から惰行状態に切り替え、その後、前記列車の速度が前記運転速度パターンを超過すると又は超過することが予測されると常用ブレーキを作動させる、請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項3】
前記運転速度パターン上の各速度は、前記ブレーキパターン上の対応速度よりも低く設定され、前記切替パターン上の各速度は、前記運転速度パターン上の対応速度よりも低く設定されている、請求項１又は２に記載の列車制御システム。
【請求項4】
前記切替パターンは、前記運転速度パターン上の各速度を前記運転速度パターンにおける走行距離よりも所定距離だけ少ない走行距離に対応する速度として設定することによって作成される、請求項１～３のいずれか一つの記載の列車制御システム。
【請求項5】
前記ブレーキパターンは、前記列車の走行路における最高速度が示された最高速度パターンを含み、
前記運転速度パターンは、前記最高速度よりも低い目標速度が示された目標速度パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、所定時間後の前記列車の速度が前記目標速度パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～４のいずれか一つに記載の列車制御システム。
前記運転速度パターンは、前記最高速度よりも低い目標速度が示された目標速度パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、所定時間後の前記列車の速度が前記目標速度パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～４のいずれか一つに記載の列車制御システム。
【請求項6】
前記ブレーキパターンは、前記列車の走行路における列車停止位置までに前記列車を停止させるための第１速度照査パターンを含み、
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第１速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記停止用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記停止用速度パターン及び前記停止用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記停止用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～５のいずれか一つに記載の列車制御システム。
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第１速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記停止用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記停止用速度パターン及び前記停止用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記停止用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～５のいずれか一つに記載の列車制御システム。
【請求項7】
前記ブレーキパターンは、前記列車の走行路における速度制限区間の開始位置までに前記列車の速度を制限速度以下に減速させるための第２速度照査パターンを含み、
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第２速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記減速用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記減速用速度パターン及び前記減速用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記減速用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～６のいずれか一つに記載の列車制御システム。
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第２速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記減速用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記減速用速度パターン及び前記減速用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記減速用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～６のいずれか一つに記載の列車制御システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明の一側面によると、列車制御システムが提供される。この列車制御システムは、列車の速度がブレーキパターンを超過すると非常ブレーキを作動させる自動列車停止装置と、前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターンと、前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための、走行距離に応じて対応速度が漸減する切替パターンとを発生させ、前記運転速度パターン及び前記切替パターンに基づき前記列車の走行を制御する自動列車運転装置と、含む。
【手続補正書】
【提出日】2021-04-30
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
列車の速度がブレーキパターンを超過すると非常ブレーキを作動させる自動列車停止装置と、
前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターンと、前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための、走行距離に応じて対応速度が漸減する切替パターンとを発生させ、前記列車の速度が前記切替パターン上の対応速度より低い場合に前記列車を加速させ、前記列車の速度が前記切替パターンを超過すると前記列車を力行状態から惰行状態に切り替え、その後、前記列車の速度が前記運転速度パターンを超過すると又は超過することが予測されると常用ブレーキを作動させる自動列車運転装置と、
を含む、列車制御システム。
前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターンと、前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための、走行距離に応じて対応速度が漸減する切替パターンとを発生させ、前記列車の速度が前記切替パターン上の対応速度より低い場合に前記列車を加速させ、前記列車の速度が前記切替パターンを超過すると前記列車を力行状態から惰行状態に切り替え、その後、前記列車の速度が前記運転速度パターンを超過すると又は超過することが予測されると常用ブレーキを作動させる自動列車運転装置と、
を含む、列車制御システム。
【請求項2】
前記運転速度パターン上の各速度は、前記ブレーキパターン上の対応速度よりも低く設定され、前記切替パターン上の各速度は、前記運転速度パターン上の対応速度よりも低く設定されている、請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項3】
前記切替パターンは、前記運転速度パターン上の各速度を前記運転速度パターンにおける走行距離よりも所定距離だけ少ない走行距離に対応する速度として設定することによって作成される、請求項１又は２に記載の列車制御システム。
【請求項4】
前記ブレーキパターンは、前記列車の走行路における最高速度が示された最高速度パターンを含み、
前記運転速度パターンは、前記最高速度よりも低い目標速度が示された目標速度パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、所定時間後の前記列車の速度が前記目標速度パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～３のいずれか一つに記載の列車制御システム。
前記運転速度パターンは、前記最高速度よりも低い目標速度が示された目標速度パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、所定時間後の前記列車の速度が前記目標速度パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～３のいずれか一つに記載の列車制御システム。
【請求項5】
前記ブレーキパターンは、前記列車の走行路における列車停止位置までに前記列車を停止させるための第１速度照査パターンを含み、
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第１速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記停止用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記停止用速度パターン及び前記停止用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記停止用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～４のいずれか一つに記載の列車制御システム。
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第１速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記停止用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された停止用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記停止用速度パターン及び前記停止用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記停止用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～４のいずれか一つに記載の列車制御システム。
【請求項6】
前記ブレーキパターンは、前記列車の走行路における速度制限区間の開始位置までに前記列車の速度を制限速度以下に減速させるための第２速度照査パターンを含み、
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第２速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記減速用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記減速用速度パターン及び前記減速用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記減速用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～５のいずれか一つに記載の列車制御システム。
前記運転速度パターンは、パターン上の各速度が前記第２速度照査パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用速度パターンを含み、
前記切替パターンは、パターン上の各速度が前記減速用速度パターン上の対応速度よりも低く設定された減速用切替パターンを含み、
前記自動列車運転装置は、前記減速用速度パターン及び前記減速用切替パターンの発生後に前記列車を加速させる場合、所定時間後の前記列車の速度が前記減速用切替パターンを超過しないように前記列車の駆動装置の出力を調整する、
請求項１～５のいずれか一つに記載の列車制御システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明の一側面によると、列車制御システムが提供される。この列車制御システムは、列車の速度がブレーキパターンを超過すると非常ブレーキを作動させる自動列車停止装置と、前記ブレーキパターンを超過しない速度で前記列車を走行させるための運転速度パターンと、前記列車を力行状態から惰行状態に切り替えるための、走行距離に応じて対応速度が漸減する切替パターンとを発生させ、前記列車の速度が前記切替パターン上の対応速度より低い場合に前記列車を加速させ、前記列車の速度が前記切替パターンを超過すると前記列車を力行状態から惰行状態に切り替え、その後、前記列車の速度が前記運転速度パターンを超過すると又は超過することが予測されると常用ブレーキを作動させる自動列車運転装置と、を含む。