特許 7175582 列車制御システム

(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】

(24)【登録日】2022-11-11

(45)【発行日】2022-11-21

(54)【発明の名称】列車制御システム

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/40 20060101AFI20221114BHJP

   B61L 3/12 20060101ALI20221114BHJP

   B61L 23/14 20060101ALI20221114BHJP

【ＦＩ】

B60L15/40 G

B61L3/12 Z

B61L23/14 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021044753

(22)【出願日】2021-03-18

(65)【公開番号】P2022143946

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2021-11-11

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 森田隼史、内田敏博、細川公孝、青柳孝彦及び藤田浩由が、第５７回鉄道サイバネ・シンポジウム論文集の論文番号５１６（公開日：２０２０年（令和２年）１１月１日）にて、田中和宏及び森田隼史が発明した列車制御システムを含む「ＡＴＳ－ＤＫをベースとした自動列車運転装置の開発」について公開した。

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 森田隼史が、第５７回鉄道サイバネ・シンポジウム（公開日：２０２０年（令和２年）１１月５日）にて、田中和宏及び森田隼史が発明した列車制御システムを含む「ＡＴＳ－ＤＫをベースとした自動列車運転装置の開発」について公開した。

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 交通新聞社が、交通新聞の２０２１年（令和３年）２月２５日付け第２面にて、田中和宏及び森田隼史が発明した列車制御システムを含む「ＡＴＳベース 自動列車運転システム」について公開した。

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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】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】田中 和広

【審査官】井古田 裕昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０６６９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－００５５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０３４２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０９８４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－５８６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－５６２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １５／４０

Ｂ６１Ｌ ３／１２

Ｂ６１Ｌ ２３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

乗務員による走行開始操作に基づく走行開始から最初の地上子の位置情報を取得するまでは所定速度以下の低速で列車を走行させ、前記最初の地上子の位置情報の取得によって速度照査パターンが設定されて前記速度照査パターン上の速度を超えない範囲で前記列車の加減速制御を行う一方、前記最初の地上子から即時停止情報を受信すると前記列車を直ちに停止させる、列車制御システム。

【請求項2】

前記列車が走行を開始してから所定距離走行するまでの間に地上子の位置情報が取得されない場合には前記列車を停止させるように構成され、
前記所定距離は、走行開始前の列車停止位置と、前記列車の走行方向において前記列車停止位置の先にあり且つ前記列車停止位置に最も近い地上子との距離よりも大きく設定されている、
請求項１に記載の列車制御システム。

【請求項3】

前記最初の地上子は、駅における列車停止位置より出口側に設置されて信号現示情報又は即時停止情報を選択的に発信する地上子である、請求項１又は２に記載の列車制御システム。

【請求項4】

列車走行路の互いに異なる位置に設置された複数の地上子と、
前記列車走行路を走行する列車に搭載された車上装置と、
を含み、
前記車上装置は、乗務員による走行開始操作に基づく走行開始から最初の地上子の位置情報を取得するまでは所定速度以下の低速で前記列車を走行させ、前記最初の地上子の位置情報を取得すると取得された前記最初の地上子の位置情報に基づいて速度照査パターンを発生させ、前記速度照査パターン上の速度を超えない範囲で前記列車の加減速制御を行う一方、前記最初の地上子から即時停止情報を受信すると前記列車を直ちに停止させるように構成されている、
列車制御システム。

【請求項5】

前記車上装置は、取得された前記地上子の位置情報に基づいて自動列車停止機能のための速度照査パターン及び前記列車の自動運転のための速度照査パターンを発生させ、前記列車の自動運転のための速度照査パターンに追随するように前記列車を加速させ及び減速させる一方、前記列車の速度が前記自動列車停止機能のための速度照査パターン上の対応速度を超えた場合に前記列車を停止させるように構成されている、
請求項４に記載の列車制御システム。

【請求項6】

前記車上装置は、前記列車を加速状態から惰行状態を経て減速状態に切り替える、請求項５に記載の列車制御システム。

【請求項7】

前記車上装置は、前記列車が走行を開始してから所定距離走行するまでの間に地上子の位置情報を取得しない場合には前記列車を停止させるように構成され、
前記所定距離は、走行開始前の列車停止位置と、前記列車の走行方向において前記列車停止位置の先にあり且つ前記列車停止位置に最も近い地上子との距離よりも大きく設定されている、
請求項４～６のいずれか一つに記載の列車制御システム。

【請求項8】

前記最初の地上子は、駅における列車停止位置よりも駅の出口側に設置されて信号現示情報又は即時停止情報を選択的に発信する地上子である、請求項４～７のいずれか一つの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】

従来の列車の自動運転は、主に自動列車制御装置（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共に前記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、前記制限速度などのＡＴＣ情報が線路（軌道回路）を利用して地上から車上へと送信される。また、ＡＴＯ装置は、あらかじめ設定された運転パターンに従って列車の加速制御やブレーキ制御（減速制御）などを行う装置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】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。前記列車制御システムは、乗務員による走行開始操作に基づく走行開始から最初の地上子の位置情報を取得するまでは所定速度以下の低速で列車を走行させ、前記最初の地上子の位置情報の取得によって速度照査パターンが設定されて前記速度照査パターン上の速度を超えない範囲で前記列車の加減速制御を行う一方、前記最初の地上子から即時停止情報を受信すると前記列車を直ちに停止させる。

【0007】

本発明の他の側面によると、列車走行路の互いに異なる位置に設置された複数の地上子と、前記列車走行路を走行する列車に搭載された車上装置とを含む列車制御システムが提供される。前記列車制御システムにおいて、前記車上装置は、乗務員による走行開始操作に基づく走行開始から最初の地上子の位置情報を取得するまでは所定速度以下の低速で前記列車を走行させ、前記最初の地上子の位置情報を取得すると取得された前記最初の地上子の位置情報に基づいて速度照査パターンを発生させ、前記速度照査パターン上の速度を超えない範囲で前記列車の加減速制御を行う一方、前記最初の地上子から即時停止情報を受信すると前記列車を直ちに停止させるように構成されている。

【発明の効果】

【0008】

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】

【0009】

【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】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図3】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図4】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図5】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図6】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図7】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図8】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図9】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図10】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図11】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図12】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図13】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【図14】前記列車制御システムにおける列車の走行制御の概要を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

まず、本発明の概要を説明する。既述のように、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場合が多い。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装置を新たに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る。ＡＴＳ装置は、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り、停止位置までの距離などのＡＴＳ情報が地上子を利用して地上から車上へと送信される。

【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実現すれば、換言すれば、地上子を利用した地上－車上間通信をベースとした列車の自動運転を実現できれば、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り、ＡＴＳ装置を利用して、換言すれば、地上子を利用する地上－車上間通信をベースとした列車の自動運転を可能とする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（列車走行路）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、「列車走行路」には、複数の停車駅（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１において、複数の駅（図１にはそのうちの１つの駅Ｓのみが示されている）を経由する列車走行路Ｒには、地上側設備として複数の地上子が設置されており、列車走行路Ｒを走行する列車Ｔには、車上側設備として車上子１１、速度発電機１２、車上データベース１３及び車上装置１４が搭載されている。

【0017】

［地上側設備］
前記地上側設備としての複数の地上子は、列車走行路Ｒ上の互いに異なる位置に設置されている。前記複数の地上子のそれぞれは、自身の上方を通過する列車Ｔの車上子１１に対して自身の識別情報（以下「地上子ＩＤ」という）や各種の情報などを地上子情報として発信するように構成されている。本実施形態において、前記複数の地上子は、各駅（ここでは駅Ｓ）における列車停止位置（以下「駅停止位置」という）Ｘに列車Ｔを停止させるために利用される２つの定位置停止制御地上子２１、２２と、各駅（ここでは駅Ｓ）の出口側に設置された出発信号機３０に連動する４つの地上子３１～３４と、各駅（ここでは駅Ｓ）の入口側に設置された場内信号機４０に連動する４つの地上子４１～４４とを含む。

【0018】

２つの定位置停止制御地上子２１、２２は、駅Ｓに向かう列車Ｔから見て、駅Ｓの駅停止位置Ｘの手前に設置されている。なお、以下では、２つの定位置停止制御地上子２１、２２のうち、駅Ｓの駅停止位置Ｘから離れている方の地上子２１を「第１ＴＡＳＣ地上子２１」といい、駅Ｓの駅停止位置Ｘに近い方の地上子２２を「第２ＴＡＳＣ地上子２２」という。

【0019】

第１ＴＡＳＣ地上子２１は、駅Ｓに向かう列車Ｔから見て駅Ｓの手前であって、駅Ｓに近い位置に設置されている。第２ＴＡＳＣ地上子２２は、駅Ｓ内において駅停止位置Ｘの手前数十メートル（例えば３０ｍ）の位置に設置されている。第１ＴＡＳＣ地上子２１及び第２ＴＡＳＣ地上子２２は、自身の地上子ＩＤ及び駅Ｓの駅停止位置Ｘまでの距離情報を地上子情報として発信する。

【0020】

出発信号機３０に連動する４つの地上子３１～３４は、出発信号機３０に向かう列車Ｔから見て出発信号機３０の手前に設置されている。なお、以下では、出発信号機３０に連動する４つの地上子３１～３４のうち、最も手前に設置された地上子３１を「第１ロング地上子３１」といい、残りの３つの地上子３２～３４を「第１直下地上子３２」、「第１冒進防護地上子３３」及び「第１予備直下地上子３４」という。

【0021】

第１ロング地上子３１は、出発信号機３０から最も離れた位置に設置されている。第１ロング地上子３１は、列車Ｔの車上子１１に対して出発信号機３０の現示情報を最初に発信する地上子である。第１ロング地上子３１は、駅Ｓに向かう列車Ｔから見て第１ＴＡＳＣ地上子２１よりも手前に設置されている。第１ロング地上子３１は、出発信号機３０が進行現示の場合、自身の地上子ＩＤ及び出発信号機３０が進行現示であることを示す情報（以下「出発信号機３０の進行現示情報」という）を地上子情報として発信する。また、第１ロング地上子３１は、出発信号機３０が停止現示の場合、自身の地上子ＩＤ及び出発信号機３０が停止現示であることを示す情報（以下「出発信号機３０の停止現示情報」という）を地上子情報として発信する。

【0022】

第１直下地上子３２、第１冒進防護地上子３３及び第１予備直下地上子３４は、駅Ｓにおける駅停止位置Ｘと出発信号機３０との間に、列車Ｔの走行方向にこの順序で設置されている。

【0023】

第１直下地上子３２は、駅Ｓにおける駅停止位置Ｘに近い位置に設置されている。第１直下地上子３２は、出発信号機３０が進行現示の場合、自身の地上子ＩＤ及び出発信号機３０の進行現示情報を地上子情報として発信する。また、第１直下地上子３２は、出発信号機３０が停止現示の場合、自身の地上子ＩＤ及び列車Ｔに非常ブレーキを作動させる即時停止情報を地上子情報として発信する。

【0024】

第１冒進防護地上子３３は、第１直下地上子３２の内方、すなわち、第１直下地上子３２よりも出発信号機３０に近い位置に設置され、第１予備直下地上子３４は、第１冒進防護地上子３３の内方、すなわち、第１冒進防護地上子３３よりもさらに出発信号機３０に近い位置（出発信号機３０の直前）に設置されている。第１冒進防護地上子３３は、例えば第１直下地上子３２の内方で停止した列車Ｔが誤発進（誤出発）した場合に列車Ｔが停止現示の出発信号機３０を超えて進むこと（すなわち、出発信号機３０を冒進すること）を防止するために設けられている。また、第１予備直下地上子３４は、主に出発信号機３０が進行現示から停止現示に変化した場合にそのことをできるだけ出発信号機３０の近くで列車Ｔ側に報知して列車Ｔに非常ブレーキをかけさせる（列車Ｔを直ちに停止させる）ために設けられている。

【0025】

本実施形態において、第１冒進防護地上子３３は、出発信号機３０が進行現示の場合には出発信号機３０の進行現示情報を地上子情報として発信し、出発信号機３０が停止現示の場合には前記即時停止情報を地上子情報として発信する。また、第１予備直下地上子３４は、第１直下地上子３２と同様、出発信号機３０が進行現示の場合には自身の地上子ＩＤ及び出発信号機３０の進行現示情報を地上子情報として発信し、出発信号機３０が停止現示の場合には自身の地上子ＩＤ及び前記即時停止情報を地上子情報として発信する。

【0026】

場内信号機４０に連動する４つの地上子４１～４４は、場内信号機４０に向かう列車Ｔから見て場内信号機４０の手前に設置されている。なお、以下では、場内信号機４０に連動する４つの地上子４１～４４のうち、最も手前に設置された地上子４１を「第２ロング地上子４１」といい、残りの３つの地上子４２～４４を「第２直下地上子４２」、「第２冒進防護地上子４３」及び「第２予備直下地上子４４」という。

【0027】

第２ロング地上子４１は、場内信号機４０から最も離れた位置に設置されている。第２ロング地上子４１は、列車Ｔの車上子１１に対して場内信号機４０の現示情報を最初に発信する地上子である。第２ロング地上子４１は、場内信号機４０の手前数百メートル（例えば６００ｍ）の位置に設置されている。第２ロング地上子４１は、場内信号機４０が進行現示の場合、自身の地上子ＩＤ及び場内信号機４０が進行現示であることを示す情報（以下「場内信号機４０の進行現示情報」という）を地上子情報として発信する。また、第２ロング地上子４１は、場内信号機４０が停止現示の場合、自身の地上子ＩＤ及び場内信号機４０が停止現示であることを示す情報（以下「場内信号機４０の停止現示情報」という）を地上子情報として発信する。

【0028】

第２直下地上子４２、第２冒進防護地上子４３及び第２予備直下地上子４４は、場内信号機４０が停止現示のときに列車Ｔを停止させる列車停止位置（以下「信号停止位置」という）Ｙと場内信号機４０との間に、列車Ｔの走行方向にこの順序で設置されている。本実施形態において、信号停止位置Ｙは、場内信号機４０の手前数十メートル（例えば８０ｍ）の位置に設定される。

【0029】

第２直下地上子４２は、信号停止位置Ｙに近い位置に設置されている。第２直下地上子４２は、場内信号機４０が進行現示の場合、自身の地上子ＩＤ及び場内信号機４０の進行現示情報を地上子情報として発信する。また、第２直下地上子４２は、場内信号機４０が停止現示の場合、自身の地上子ＩＤ及び前記即時停止情報を地上子情報として発信する。

【0030】

第２冒進防護地上子４３は、第２直下地上子４２の内方、すなわち、第２直下地上子４２よりも場内信号機４０に近い位置に設置され、第２予備直下地上子４４は、第２冒進防護地上子４３の内方、すなわち、第２冒進防護地上子４３よりもさらに場内信号機４０に近い位置（場内信号機４０の直前）に設置されている。第２冒進防護地上子４３は、例えば第２直下地上子４２の内方で停止した列車Ｔが誤発進した場合に列車Ｔが停止現示の場内信号機４０を超えて進むこと（すなわち、場内信号機４０を冒進すること）を防止するために設けられている。第２予備直下地上子４４は、主に場内信号機４０が進行現示から停止現示に変化した場合にそのことをできるだけ場内信号機４０の近くで列車Ｔ側に報知して列車Ｔに非常ブレーキをかけさせる（列車Ｔを直ちに停止させる）ために設けられている。

【0031】

本実施形態において、第２冒進防護地上子４３は、場内信号機４０が進行現示の場合には場内信号機４０の進行現示情報を地上子情報として発信し、場内信号機４０が停止現示の場合には前記即時停止情報を地上子情報として発信する。また、第２予備直下地上子４４は、第２直下地上子４２と同様、場内信号機４０が進行現示の場合には自身の地上子ＩＤ及び場内信号機４０の進行現示情報を地上子情報として発信し、場内信号機４０が停止現示の場合には自身の地上子ＩＤ及び前記即時停止情報を地上子情報として発信する。

【0032】

［車上側設備］
車上子１１は、列車Ｔの下部（好ましくは前側下部）に取り付けられている。車上子１１は、列車Ｔが列車走行路Ｒに設置された各地上子の上方を通過する際に各地上子から発信された地上子情報を受信する。車上子１１によって受信された地上子情報は、車上装置１４に送られる。

【0033】

速度発電機１２は、列車Ｔの車軸に取り付けられている。速度発電機１２は、車軸の回転数に応じた信号を出力する。速度発電機１２の出力信号は、車上装置１４に送られる。

【0034】

車上データベース１３には、列車走行路に関する情報や地上子に関する情報が格納されている。前記列車走行路に関する情報は、列車走行路Ｒにおける最高速度情報（線区最高速度や駅間最高速度）、信号機に関する情報及び列車走行路Ｒにおける速度制限区間に関する情報（速度制限区間の位置、長さ及び制限速度など）を含む。前記速度制限区間は、分岐器による分岐器速度制限区間及び曲線部による曲線速度制限区間を含む。前記地上子に関する情報は、列車走行路Ｒに設置された各地上子の位置情報（例えば地上子ＩＤと対応付けられた位置情報）を含む。

【0035】

車上装置１４は、速度発電機１２の出力信号に基づいて列車Ｔの速度を検出すると共に速度発電機１２の出力信号と地上子の位置情報とに基づいて列車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、車上装置１４は、自動列車停止（ＡＴＳ）装置としての機能と自動列車運転（ＡＴＯ）装置としての機能とを有している。そして、本実施形態において、車上装置１４は、列車Ｔの走行を自動的に制御し、及び／又は、列車Ｔの乗務員の操作に基づいて列車Ｔの走行を制御するように構成されている。以下、車上装置１４が行う列車Ｔの走行制御について説明する。

【0036】

［駅出発及び再発進］
列車Ｔが駅Ｓの駅停止位置Ｘに停止しているとき、出発信号機３０が進行現示になり且つ列車Ｔの乗務員が所定の走行開始操作を行うと、車上装置１４は、列車Ｔの常用ブレーキを解除すると共に列車Ｔの駆動装置（例えば電動機）を作動させて列車Ｔを駅Ｓの駅停止位置Ｘから出発させる（駅出発）。また、車上装置１４は、例えば列車Ｔが信号停止位置Ｙで停止しているときに場内信号機４０が進行現示になり且つ列車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共に列車Ｔの駆動装置を作動させて列車Ｔを発進させる（再発進）。つまり、車上装置１４は、列車Ｔの乗務員による走行開始操作に基づいて列車Ｔの走行を開始させるように構成されている。但し、これに限られるものではない。列車Ｔの乗務員が前記所定の走行開始操作を行うことに加えて及び／又は代えて、前記所定の走行開始操作が専用のネットワークなどを介して遠隔で行われるように構成されてもよい。例えば、列車Ｔに無線機などが前記車上側設備として搭載されている場合、車上装置１４は、無線送信された走行開始指令を前記無線機などによって受信して列車Ｔの走行を開始させるようにしてもよい。

【0037】

［駅間走行］
車上装置１４は、列車Ｔを駅Ｓから出発させると列車Ｔを所定速度（例えば１５ｋｍ／ｈ）以下の低速で走行させる。同様に、車上装置１４は、駅間で停止した列車Ｔを発進させると（すなわち、列車Ｔを再発進させると）列車Ｔを前記所定速度以下の低速で走行させる。つまり、車上装置１４は、走行開始直後においては前記所定速度以下の低速で列車Ｔを走行させるように構成されている。

【0038】

また、車上装置１４は、列車Ｔが走行を開始してから第１所定距離走行しても車上子１１を介して地上子から地上子情報を受信しない場合、すなわち、地上子の位置情報を取得しない場合には、列車Ｔを停止させる。そして、車上装置１４は、列車Ｔの自動的な走行制御（列車Ｔの自動運転）を不可とする。なお、前記第１所定距離は、列車停止位置（例えば駅停止位置Ｘや信号停止位置Ｙ）と、列車Ｔの走行方向において前記列車停止位置の先にある且つ前記列車停止位置に最も近い地上子（例えば第１直下地上子３２や第２直下地上子４２）との距離よりも大きく設定される。

【0039】

他方、車上装置１４は、列車Ｔが走行を開始してから前記第１所定距離走行するまでの間に車上子１１を介して地上子から地上子情報を受信して当該地上子の位置情報を取得すると、速度照査パターンを発生させ、前記速度照査パターン上の対応速度を超えない範囲で列車Ｔを加減速制御するように構成されている。

【0040】

具体的には、本実施形態において、車上装置１４は、列車走行路Ｒに関する情報及び取得された地上子の位置情報に基づいて、自動列車停止機能のための速度照査パターン（以下「ＡＴＳ速度照査パターン」という）を発生させると共に、列車Ｔの自動運転のための速度照査パターン（以下「ＡＴＯ速度照査パターン」という）を発生させる。

【0041】

本実施形態において、前記ＡＴＳ速度照査パターンは、列車走行路Ｒにおける対応区間の最高速度情報に基づく最高速度パターンと、前記速度制限区間に対する速度制限パターンと、列車Ｔから見て一つ先の信号機に対する信号機冒進防護パターンとを含む。なお、前記一つ先の信号機に対する信号機冒進防護パターンは、前記一つ先の信号機が停止現示のときに列車Ｔを前記一つ先の信号機の手前（直前）で停止させることができるように列車Ｔを減速させるパターンである。

【0042】

また、前記ＡＴＯ速度照査パターンは、例えばパターン上の各速度が前記ＡＴＳ速度照査パターン上の対応速度よりも一定速度（例えば１０～１５ｋｍ／ｈ）だけ低い速度に設定されたパターン又は前記ＡＴＳ速度照査パターンを列車Ｔの走行方向とは逆方向に第２所定距離（例えば５０～１００ｍ）だけシフトさせたパターンであり得る。本実施形態において、前記ＡＴＯ速度照査パターンは、前記最高速度パターンに対応する運転速度パターンと、前記速度制限パターンに対応する速度制限区間用速度パターンと、前記信号機冒進防護パターンに対応する信号機停止パターンとを含む。なお、前記ＡＴＯ速度照査パターンは、列車Ｔの自動運転パターンと称される場合もある。

【0043】

そして、車上装置１４は、地上子の位置情報に基づいて前記ＡＴＳ速度照査パターン及び前記ＡＴＯ速度照査パターンを発生させると、前記ＡＴＯ速度照査パターンに追随するように列車Ｔの加減速制御を行うように構成されている。具体的には、本実施形態において、車上装置１４は、前記ＡＴＯ速度照査パターンのうち、列車Ｔの位置に応じてそのときの列車Ｔにとってパターン上の速度が最も低いパターンを選択し、前記選択されたパターンに追随するように列車Ｔの加減速制御を行う。換言すれば、車上装置１４は、列車Ｔの速度と前記選択されたパターンとに基づき、前記選択されたパターン上の速度に近い速度で列車Ｔを走行させるように、列車Ｔを加速させたり、減速させたりするように構成されている。

【0044】

但し、列車Ｔが加速状態からいきなり減速状態に切り替わると、列車Ｔの乗り心地の低下を招くおそれがある。そのため、車上装置１４は、列車Ｔを加速状態からいきなり減速状態に切り替えるのではなく、可能な限り、それら間で列車Ｔを惰行させる（惰行状態とする）ようにしている。したがって、本実施形態における列車Ｔの加減速制御には、列車Ｔを惰行させることが含まれ得る。

【0045】

なお、車上装置１４は、列車Ｔの速度が前記ＡＴＳ速度照査パターン上の対応速度を超えた場合、非常ブレーキ（又は常用最大ブレーキ）を作動させて列車Ｔを停止させる。

【0046】

ここで、前記ＡＴＳ速度照査パターンとしての信号機冒進防護パターンに関し、車上装置１４は、前記一つ先の信号機に対する信号機冒進防護パターンを発生させた後に車上子１１を介して前記一つ先の信号機に連動する地上子から前記一つ先の信号機の停止現示情報を受信した場合には前記一つ先の信号機に対する信号機冒進防護パターンを維持する。他方、車上装置１４は、車上子１１を介して前記一つ先の信号機に連動する地上子から前記一つ先の信号機の進行現示情報を受信した場合には、前記一つ先の信号機に対する信号機冒進防護パターン及びこれに対応する信号機停止パターンを消去し、もう一つ先の信号機に対する信号機冒進防護パターン及びこれに対応する信号機停止パターン（新たな信号機冒進防護パターン及び新たな信号機停止パターン）を発生させる。つまり、車上装置１４が信号機に連動する地上子から信号機の進行現示情報を受信すると、前記信号機冒進防護パターン（前記ＡＴＳ速度照査パターン）及び前記信号機停止パターン（前記ＡＴＯ速度照査パターン）が更新されるようになっている。

【0047】

［駅停車］
本実施形態において、車上装置１４は、列車Ｔが駅Ｓに接近して車上子１１を介して第１ＴＡＳＣ地上子２１から駅Ｓの駅停止位置Ｘまでの距離情報を受信すると、列車Ｔを駅Ｓの駅停止位置Ｘに停止させるための駅停車パターンを発生させ、発生させた駅停車パターンに追随するように列車Ｔを減速させて列車Ｔを駅停止位置Ｘに停止させる。

【0048】

次に、図２～図１４を参照して列車ＴがＡ駅を出発してからＢ駅に到着するまでの間に列車制御システム１（主に車上装置１４）が行う列車Ｔの走行制御の概要を説明する。なお、ここでは、列車走行路ＲにおけるＡ駅とＢ駅との間に分岐器速度制限区間及び曲線速度制限区間が列車Ｔの走行方向にこの順序で設けられているものとする。また、図２～図１４において、破線は前記ＡＴＳ速度照査パターンを示しており、実線は前記ＡＴＯ速度照査パターンを示しており、二重線は列車Ｔの走行軌跡（速度及び位置）を示している。さらに、図２～図１４において、前記地上側設備に関し、Ａ駅に関連する設備については符号の末尾に「Ａ」が付加されており、Ｂ駅に関連する設備については符号の末尾に「Ｂ」が付加されている。

【0049】

図２は、列車ＴがＡ駅の駅停止位置ＸＡから出発した直後の様子を示している。Ａ駅の出発信号機３０Ａが進行現示となり且つ列車Ｔの乗務員が前記所定の走行開始操作を行うと、車上装置１４は、列車ＴをＡ駅の駅停止位置ＸＡから出発させる。車上装置１４は、列車Ｔを出発させると、列車Ｔを前記所定速度の近傍まで加速させ、その後、列車Ｔを惰行させる（図２の二重線を参照）。これにより、車上装置１４は、列車Ｔが駅を出発した直後（すなわち、列車Ｔの走行開始直後）においては前記所定速度以下の低速で列車Ｔを走行させる。

【0050】

本実施形態において、車上装置１４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、車上装置１４は、列車ＴをＡ駅の駅停止位置ＸＡから出発させると所定の力行ノッチを選択することで列車Ｔを加速させ、列車Ｔの速度が前記所定速度の近傍の速度に到達すると力行ノッチをオフにして列車Ｔを惰行させる。

【0051】

なお、Ａ駅の出発信号機３０Ａが進行現示であるので、第１直下地上子３２Ａ、第１冒進防護地上子３３Ａ及び第１予備直下地上子３４Ａは前記即時停止情報を発信しない。したがって、列車Ｔは、第１直下地上子３２Ａの上方、第１冒進防護地上子３３Ａの上方及び第１予備直下地上子３４Ａの上方を通過することになる。

【0052】

図３は、Ａ駅の駅停止位置ＸＡを出発した列車ＴがＡ駅の出発信号機３０Ａに連動する第１直下地上子３２Ａの上方に到達したときの様子を示している。列車Ｔが第１直下地上子３２Ａの上方に到達すると、車上装置１４は、車上子１１を介して第１直下地上子３２Ａから第１直下地上子３２Ａの地上子ＩＤ及び出発信号機３０の進行現示情報を受信する。すると、車上装置１４は、車上データベース１３にアクセスし、前記地上子に関する情報を参照して第１直下地上子３２Ａの位置情報を取得する。これにより、車上装置１４は、自身が搭載されている列車Ｔの位置を把握し、その後は、把握された列車Ｔの位置及び速度発電機１２の出力信号に基づいて列車Ｔの位置を検出する。

【0053】

また、車上装置１４は、自身が搭載されている列車Ｔの位置を把握すると、前記列車走行路に関する情報を参照し、列車Ｔの位置に応じた前記ＡＴＳ速度照査パターンを発生させる。具体的には、本実施形態において、車上装置１４は、列車走行路Ｒにおける対応区間（ここではＡ駅－Ｂ駅間）の最高速度情報に基づく最高速度パターンと、分岐器速度制限区間に対する分岐器速度制限パターンと、曲線速度制限区間に対する曲線速度制限パターンと、一つ先の信号機であるＢ駅の場内信号機４０Ｂに対する信号機冒進防護パターン（以下「第１信号機冒進防護パターン」という）とを前記ＡＴＳ速度照査パターンとして発生させる（図３の破線を参照）。

【0054】

さらに、車上装置１４は、パターン上の各速度が前記最高速度パターン上の対応速度よりも前記一定速度だけ低い速度に設定された運転速度パターンと、パターン上の各速度が前記分岐器速度制限パターン上の対応速度よりも前記一定速度だけ低い速度に設定された前記分岐器速度制限区間用の速度パターン（以下単に「分岐器速度パターン」という）と、パターン上の各速度が前記曲線速度制限パターン上の対応速度よりも前記一定速度だけ低い速度に設定された前記曲線速度制限区間用の速度パターン（以下単に「曲線速度パターン」という）と、前記第１信号機冒進防護パターンを列車Ｔの走行方向とは逆方向に前記所定距離だけシフトさせた第１信号機停止パターンとを前記ＡＴＯ速度照査パターンとして発生させる（図２の実線を参照）。なお、前記第１信号機停止パターンは、列車ＴをＢ駅の場内信号機４０Ｂの手前数十メートル（例えば８０ｍ）の位置に設定された信号停止位置ＹＢで停止させるように形成されたパターンである。

【0055】

図４は、第１直下地上子３２Ａの上方を通過した列車Ｔが前記分岐器速度制限区間に進入する直前まで走行したときの様子を示している。本実施形態において、第１直下地上子３２Ａの上方を通過した列車Ｔにとっては前記ＡＴＯ速度照査パターンのうち前記分岐器速度パターン上の速度が最も低い。そのため、車上装置１４は、前記分岐器速度パターンに追随するように、列車Ｔの速度と前記分岐器速度パターンとに基づき、列車Ｔを加速させ、惰行させ、及び、減速させる。

【0056】

具体的には、本実施形態において、第１直下地上子３２Ａの上方を通過した直後の列車Ｔの速度は、前記分岐器速度パターン上の対応速度に比べてかなり低い。そのため、車上装置１４は、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第１所定時間後の列車Ｔの速度及び列車Ｔの走行距離（位置）を予測（算出）し、予測（算出）された前記第１所定時間後の列車Ｔの速度が前記分岐器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力行ノッチを選択する。複数の力行ノッチが選択可能な場合、車上装置１４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。これにより、車上装置１４は、列車Ｔを前記分岐器速度パターンに向かって加速させる。なお、前記第１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、前記第１所定時間は、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。

【0057】

その後、選択可能な力行ノッチがなくなると、車上装置１４は、力行ノッチをオフにして列車Ｔを惰行させる。そして、車上装置１４は、列車Ｔを惰行させると、第２所定時間後の列車Ｔの走行距離（位置）を予測し、前記第２所定時間後に列車Ｔが前記分岐器速度パターンに達すると判断した場合、列車Ｔの常用ブレーキを作動させて列車Ｔを減速させる。なお、特に制限されるものではないが、前記第２所定時間は、惰行開始時の列車Ｔの速度や列車Ｔのブレーキ性能などに基づいて適宜設定される。

【0058】

これにより、車上装置１４は、乗り心地の低下を抑制しつつ列車Ｔをできるだけ速く走行させると共に、列車Ｔが前記分岐器速度制限区間の開始位置に到達するまでに列車Ｔの速度が前記分岐器速度制限区間の制限速度に対応する前記分岐器速度パターン上の速度以下となるように、換言すれば、列車Ｔが前記分岐器速度制限区間の制限速度に対応する前記分岐器速度パターン上の速度以下の速度で前記分岐器速度制限区間に進入するように、列車Ｔを減速させる（図４の二重線を参照）。

【0059】

車上装置１４は、列車Ｔが前記分岐器速度制限区間に進入すると、列車Ｔが前記分岐器速度制限区間から進出するまでの間、換言すれば、列車Ｔが前記分岐器速度制限区間（の終了位置）を通過するまでの間、列車Ｔを前記分岐器速度制限区間の制限速度に対応する前記分岐器速度パターン上の速度以下の速度で走行させる。

【0060】

図５は、列車Ｔが前記分岐器速度制限区間（の終了位置）を通過した後の様子を示している。本実施形態において、前記分岐器速度制限区間を通過した列車Ｔにとっては前記ＡＴＯ速度照査パターンのうち前記曲線速度パターン上の速度が最も低くなる。そのため、車上装置１４は、列車Ｔが前記分岐器速度制限区間（の終了位置）を通過すると、前記曲線速度パターンに追随するように、列車Ｔの速度と前記曲線速度パターンとに基づき、列車Ｔを加速させ、惰行させ、及び、減速させる。

【0061】

具体的には、本実施形態において、前記分岐器速度制限区間を通過した後の列車Ｔの速度は、前記曲線速度パターン上の対応速度に比べてかなり低い。そのため、車上装置１４は、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前記第１所定時間後の列車Ｔの速度及び列車Ｔの走行距離（位置）を予測（算出）し、予測（算出）された前記第１所定時間後の列車Ｔの速度が前記曲線速度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力行ノッチを選択する。複数の力行ノッチが選択可能な場合、車上装置１４は、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。これにより、車上装置１４は、列車Ｔを前記曲線速度パターンに向かって加速させる（図５の二重線を参照）。

【0062】

ここで、本実施形態において、列車走行路Ｒにおける前記分岐器速度制限区間と前記曲線速度制限区間との間にはＢ駅の場内信号機４０Ｂに連動する第２ロング地上子４１Ｂが設置されている。このため、列車Ｔは、前記曲線速度制限区間（の開始位置）に到達する前に第２ロング地上子４１Ｂの上方を通過する。

【0063】

図６は、Ｂ駅の場内信号機４０Ｂが進行現示であるときに、前記分岐器速度制限区間を通過した列車ＴがＢ駅の場内信号機４０Ｂに連動する第２ロング地上子４１Ｂの上方に到達したときの様子を示している。列車Ｔが第２ロング地上子４１Ｂの上方に到達すると、車上装置１４は、車上子１１を介して第２ロング地上子４１Ｂから第２ロング地上子４１Ｂの地上子ＩＤ及び場内信号機４０の進行現示情報を受信する。すると、車上装置１４は、車上データベース１３にアクセスし、前記地上子に関する情報を参照して第２ロング地上子４１Ｂの位置情報を取得する。そして、車上装置１４は、取得された第２ロング地上子４１Ｂの位置情報に基づいて列車Ｔの位置を更新（補正）し、その後は、更新（補正）された列車Ｔの位置及び速度発電機１２の出力信号に基づいて列車Ｔの位置を検出する。

【0064】

また、車上装置１４は、場内信号機４０Ｂの進行現示情報を受信したことにより、前記第１信号機冒進防護パターン及び前記第１信号機停止パターンを消去する。そして、車上装置１４は、もう一つ先の信号機、すなわち、Ｂ駅の場内信号機４０Ｂの一つ先の信号機であるＢ駅の出発信号機３０Ｂに対する信号機冒進防護パターン（以下「第２信号機冒進防護パターン」という）を前記ＡＴＳ速度照査パターンとして発生させると共に、前記第２信号機冒進防護パターンを列車Ｔの走行方向とは逆方向に前記所定距離だけシフトさせた第２信号機停止パターンを前記ＡＴＯ速度照査パターンとして発生させる。

【0065】

図７は、第２ロング地上子４１の上方を通過した列車Ｔが前記曲線速度制限区間に進入する直前まで走行したときの様子を示している。本実施形態において、第２ロング地上子４１の上方を通過した列車Ｔにとっては依然として前記ＡＴＯ速度照査パターンのうち前記曲線速度パターン上の速度が最も低い。そのため、車上装置１４は、引き続き、前記曲線速度パターンに追随するように、列車Ｔの速度と前記曲線速度パターンとに基づき、列車Ｔを加速させ、惰行させ、及び、減速させる。すなわち、車上装置１４は、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第１所定時間後の列車Ｔの速度及び列車Ｔの走行距離（位置）を予測（算出）し、予測（算出）された前記第１所定時間後の列車Ｔの速度が前記曲線速度パターン上の速度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力行ノッチであって、列車Ｔの駆動装置の出力を最も高い出力に設定する前記力行ノッチを選択する。これにより、車上装置１４は、列車Ｔを前記曲線パターンに向かって加速させる。その後、選択可能な力行ノッチがなくなると、車上装置１４は、力行ノッチをオフにして列車Ｔを惰行させる。そして、車上装置１４は、前記第２所定時間後に列車Ｔが前記曲線速度パターンに達すると判断すると、列車Ｔの常用ブレーキを作動させて列車Ｔを減速させる。

【0066】

これにより、車上装置１４は、乗り心地の低下を抑制しつつ列車Ｔをできるだけ速く走行させると共に、列車Ｔが前記曲線速度制限区間の開始位置に到達するまでに列車Ｔの速度が前記曲線速度制限区間の制限速度に対応する前記曲線速度パターン上の速度以下となるように、換言すれば、列車Ｔが前記曲線速度制限区間の制限速度に対応する前記曲線速度パターン上の速度以下の速度で前記曲線速度制限区間に進入するように、列車Ｔを減速させる（図７の二重線を参照）。

【0067】

車上装置１４は、列車Ｔが前記曲線速度制限区間に進入すると、列車Ｔが前記曲線速度制限区間から進出するまでの間、換言すれば、列車Ｔが前記曲線速度制限区間（の終了位置）を通過するまでの間、列車Ｔを前記曲線速度制限区間の制限速度に対応する前記曲線速度パターン上の速度以下の速度で走行させる。

【0068】

図８は、列車Ｔが前記曲線速度制限区間（の終了位置）を通過した後の様子を示している。本実施形態において、Ｂ駅の場内信号機４０Ｂが進行現示であるとき、前記曲線速度制限区間を通過した直後の列車Ｔにとっての前記ＡＴＯ速度照査パターンは前記運転速度パターンになる。そのため、車上装置１４は、列車Ｔが前記曲線速度制限区間（の終了位置）を通過すると、前記運転速度パターンに追随するように、列車Ｔの速度と前記運転速度パターンとに基づき、列車Ｔを加速させ及び惰行させる。

【0069】

前記曲線速度制限区間を通過した直後の列車Ｔの速度は、前記運転速度パターン上の対応速度に比べてかなり低い。そのため、車上装置１４は、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第１所定時間後の列車Ｔの速度及び列車Ｔの走行距離（位置）を予測（算出）し、予測（算出）された前記第１所定時間後の列車Ｔの速度が前記運転速度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力行ノッチであって、列車Ｔの駆動装置の出力を最も高い出力に設定する前記力行ノッチを選択する。これにより、車上装置１４は、列車Ｔを前記運転速度パターンに向かって加速させる（図８の二重線を参照）。そして、選択可能な力行ノッチがなくなると、車上装置１４は、力行ノッチをオフにして列車Ｔを惰行させる。

【0070】

ここで、本実施形態において、列車走行路Ｒにおける前記曲線速度制限区間とＢ駅との間、さらに言えば、前記曲線速度制限区間とＢ駅の駅停止位置ＸＢに列車Ｔを停止させるための第１ＴＡＳＣ地上子２１Ｂとの間にはＢ駅の出発信号機３０Ｂに連動する第１ロング地上子３１Ｂが設置されている。このため、列車Ｔは、Ｂ駅に接近する前に第１ロング地上子３１Ｂの上方を通過する。

【0071】

図９は、Ｂ駅の出発信号機３０Ｂが進行現示であるときに、前記曲線速度制限区間を通過した列車ＴがＢ駅の出発信号機３０Ｂに連動する第１ロング地上子３１Ｂの上方に到達したときの様子を示している。列車Ｔが第１ロング地上子３１Ｂの上方に到達すると、車上装置１４は、車上子１１を介して第１ロング地上子３１Ｂから第１ロング地上子３１Ｂの地上子ＩＤ及び出発信号機３０Ｂの進行現示情報を受信する。すると、車上装置１４は、車上データベース１３にアクセスし、前記地上子に関する情報を参照して第１ロング地上子３１Ｂの位置情報を取得する。そして、車上装置１４は、取得された第１ロング地上子３１Ｂの位置情報に基づいて列車Ｔの位置を更新（補正）し、その後は、更新（補正）された列車Ｔの位置及び速度発電機１２の出力信号に基づいて列車Ｔの位置を検出する。

【0072】

また、車上装置１４は、出発信号機３０Ｂの進行現示情報を受信したことにより、前記第２信号機冒進防護パターン及び前記第２信号機停止パターンを消去する。そして、車上装置１４は、図示省略のさらにもう一つ先の信号機、すなわち、Ｂ駅の出発信号機３０の一つ先の信号機（例えば、Ｂ駅の次の駅であるＣ駅の場内信号機）に対する第３信号機冒進防護パターン（図示省略）を前記ＡＴＳ速度照査パターンとして発生させると共に、前記第３信号機冒進防護パターンを列車Ｔの走行方向とは逆方向に前記所定距離だけシフトさせた第３信号機停止パターン（図示省略）を前記ＡＴＯ速度照査パターンとして発生させる。

【0073】

よって、第１ロング地上子３１Ｂの上方に到達した列車Ｔにとっての前記ＡＴＯ速度照査パターンは依然として前記運転速度パターンである。そのため、車上装置１４は、引き続き、前記運転速度パターンに追随するように、列車Ｔの速度と前記運転速度パターンとに基づき、列車Ｔを加速させ及び惰行させる。

【0074】

ここで、本実施形態において、Ｂ駅の出発信号機３０Ｂに連動する第１ロング地上子３１ＢとＢ駅との間には、Ｂ駅の駅停止位置ＸＢに列車Ｔを停止させるための第１ＴＡＳＣ地上子２１Ｂが設置されている。このため、列車Ｔは、第１ロング地上子３１Ｂの上方を通過してＢ駅に接近すると第１ＴＡＳＣ地上子２１Ｂの上方を通過する。

【0075】

図１０は、Ｂ駅の出発信号機３０Ｂに連動する第１ロング地上子３１Ｂの上方を通過した列車ＴがＢ駅の駅停止位置ＸＢに列車Ｔを停止させるための第１ＴＡＳＣ地上子２１Ｂの上方に到達したときの様子を示している。列車Ｔが第１ＴＡＳＣ地上子２１Ｂの上方に到達すると、車上装置１４は、車上子１１を介して第１ＴＡＳＣ地上子２１Ｂの地上子ＩＤ及びＢ駅の駅停止位置ＸＢまでの距離情報を受信する。すると、車上装置１４は、車上データベース１３にアクセスし、前記地上子に関する情報を参照して第１ＴＡＳＣ地上子２１Ｂの位置情報を取得する。そして、車上装置１４は、取得された第１ＴＡＳＣ地上子２１Ｂの位置情報に基づいて列車Ｔの位置を更新（補正）し、その後は、更新（補正）された列車Ｔの位置及び速度発電機１２の出力信号に基づいて列車Ｔの位置を検出する。また、車上装置１４は、Ｂ駅の駅停止位置ＸＢまでの距離情報に基づいて列車Ｔを駅停止位置ＸＢに停止させるための駅停車パターンを発生させる。但し、これに限られるものではない。第１ＴＡＳＣ地上子２１及び第２ＴＡＳＣ地上子２２に関する情報が車上データベース１３に格納されていない場合などにおいては、車上装置１４は、車上データベース１３にアクセスすることなく、Ｂ駅の駅停止位置ＸＢまでの距離情報に基づいて列車Ｔを駅停止位置ＸＢに停止させるための駅停車パターンを発生させるように構成され得る。

【0076】

図１１は、車上装置１４が前記駅停車パターンを発生させた後の様子を示している。車上装置１４は、前記駅停車パターンを発生させると、発生させた駅停車パターンに追随するように列車Ｔを減速させる。その際、車上装置１４は、車上子１１を介して第２ＴＡＳＣ地上子２２から受信されるＢ駅の駅停止位置Ｘまでの距離情報に基づき、列車Ｔの減速や停止位置を調整することができる。これにより、列車ＴがＢ駅の駅停止位置ＸＢ（第２ＴＡＳＣ地上子２２Ｂの位置）に停止する（図１１の二重線を参照）。

【0077】

ところで、第１直下地上子３２Ａの故障などにより、列車ＴがＡ駅の駅停止位置ＸＡを出発してから前記第１所定距離走行しても、車上装置１４が車上子１１を介して第１直下地上子３２Ａから第１直下地上子３２Ａの地上子ＩＤを受信しない場合、すなわち、第１直下地上子３２Ａの位置情報を取得しない場合があり得る。このような場合、車上装置１４は、自身が搭載されている列車Ｔの位置を把握することができず、前記ＡＴＳ速度照査パターンや前記ＡＴＯ速度照査パターンを発生させることもできない。換言すれば、列車Ｔの安全な走行が確保されない。このため、車上装置１４は、列車Ｔを速やかに停止させると共に、列車Ｔの自動的な走行制御（列車Ｔの自動運転）を不可とする。但し、列車Ｔの乗務員（特に運転士）による列車Ｔの手動運転は可能である。

【0078】

また、列車ＴがＡ駅の駅停止位置ＸＡを出発した直後にＡ駅の出発信号機３０Ａが進行現示から停止現示に変化する場合があり得る。このような場合、車上装置１４は、列車Ｔが第１直下地上子３２Ａ又は第１冒進防護地上子３３Ａの上方に到達したとき、車上子１１を介して前記即時停止情報を受信し、これによって、列車Ｔの非常ブレーキを作動させて列車Ｔを停止させる。このため、列車Ｔが出発信号機３０Ａを冒進することが防止され得る。あるいは、車上装置１４は、列車Ｔが第１予備直下地上子３４Ａの上方に到達したときに車上子１１を介して前記即時停止情報を受信し、これによって、列車Ｔの非常ブレーキを作動させて列車Ｔを停止させる。このため、例えば列車Ｔが出発信号機３０の近傍に至る直前で出発信号機３０が進行現示から停止現示に変化した場合であっても列車Ｔを直ちに停止させて危険を回避することが可能となる。

【0079】

さらに、第１直下地上子３２Ａの内方で停止した列車Ｔが誤発進した場合においても、車上装置１４は、列車Ｔが第１冒進防護地上子３３Ａの上方に到達したときに車上子１１を介して前記即時停止情報を受信し、これによって、列車Ｔの非常ブレーキを作動させて列車Ｔを停止させる。このため、列車Ｔが出発信号機３０Ａを冒進することが防止され得る。あるいは、車上装置１４は、列車Ｔが第１予備直下地上子３４Ａの上方に到達したときに車上子１１を介して前記即時停止情報を受信し、これによって、列車Ｔの非常ブレーキを作動させて列車Ｔを停止させる。このため、例えば第１冒進防護地上子３３Ａの内方で停止した列車Ｔが誤発進した場合においても列車Ｔを直ちに停止させて危険を回避することが可能となる。

【0080】

本実施形態において、車上装置１４は、車上子１１を介して第１直下地上子３２Ａ又は第１冒進防護地上子３３Ａから前記即時停止情報を受信して列車Ｔを停止させた場合、列車Ｔの自動的な走行制御（列車Ｔの自動運転）を不可とする。この場合、列車Ｔが誤出発又は誤発進した可能性が高く、列車Ｔの安全な走行を確保できないおそれがあるからである。

【0081】

図１２～図１４は、Ｂ駅の場内信号機４０Ｂが停止現示であるときに、前記分岐器速度制限区間を通過した列車ＴがＢ駅の場内信号機４０Ｂに連動する第２ロング地上子４１Ｂの上方に到達した場合を示している。この場合、列車Ｔが第２ロング地上子４１Ｂの上方に到達すると、車上装置１４は、車上子１１を介して第２ロング地上子４１Ｂから第２ロング地上子４１Ｂの地上子ＩＤ及び場内信号機４０の停止現示情報を受信する。場内信号機４０Ｂの停止現示情報を受信したことにより、車上装置１４は、前記第１信号機冒進防護パターン及び前記第１信号機停止パターンを維持する（図１２参照）。但し、この場合においても、Ｂ駅の場内信号機４０Ｂが進行現示であるときと同様（図６、図７）、第２ロング地上子４１Ｂの上方を通過した列車Ｔにとっては依然として前記ＡＴＯ速度照査パターンのうち前記曲線速度パターン上の速度が最も低い。そのため、車上装置１４は、引き続き、前記曲線速度パターンに追随するように、列車Ｔの速度と前記曲線速度パターンとに基づき、列車Ｔを加速させ、惰行させ、及び、減速させる。すなわち、車上装置１４は、乗り心地の低下を抑制しつつ列車Ｔをできるだけ速く走行させ、及び、列車Ｔを前記曲線速度制限区間の制限速度に対応する前記曲線速度パターン上の速度以下の速度で前記曲線速度制限区間に進入させる（図１３の二重線を参照）。

【0082】

列車Ｔが前記曲線速度制限区間に進入すると、列車Ｔにとっては前記ＡＴＯ速度照査パターンのうち前記第１信号機停止パターン上の速度が最も低くなる。そのため、車上装置１４は、前記第１信号機停止パターンにしたがって列車Ｔを減速させることになる。そして、車上装置１４は、列車ＴをＢ駅の場内信号機４０Ｂの信号停止位置ＹＢで停止させる（図１４の二重線を参照）。

【0083】

その後、Ｂ駅の場内信号機４０Ｂが進行現示になり且つ列車Ｔの乗務員が前記所定の走行開始操作を行うと、車上装置１４は、列車Ｔを信号停止位置ＹＢから発進させる。列車Ｔを信号停止位置ＹＢから発進させると、車上装置１４は、列車ＴをＡ駅の駅停止位置ＸＡから出発させたときと同様、列車Ｔを前記所定速度の近傍まで加速させた後に列車Ｔを惰行させる。すなわち、車上装置１４は列車Ｔを前記所定速度以下の低速で走行させる。

【0084】

そして、信号停止位置ＹＢを発進した列車ＴがＢ駅の場内信号機４０Ｂに連動する第２直下地上子４２Ｂの上方に到達すると、車上装置１４は、車上子１１を介して第２直下地上子４２Ｂから第２直下地上子４２Ｂの地上子ＩＤ及び場内信号機４０の進行現示情報を受信する。すると、車上装置１４は、車上データベース１３にアクセスし、前記地上子に関する情報を参照して第２直下地上子４２Ｂの位置情報を取得し、取得された第２直下地上子４２Ｂの位置情報に基づいて列車Ｔの位置を更新する。また、車上装置１４は、場内信号機４０Ｂの進行現示情報を受信したことにより、前記第１信号機冒進防護パターンを消去する。さらに、車上装置１４は、第２信号機冒進防護パターン（図６参照）を前記ＡＴＳ速度照査パターンとして発生させると共に、第２信号機停止パターン（図６参照）を前記ＡＴＯ速度照査パターンとして発生させる。その後については、上述した、Ｂ駅の場内信号機４０Ｂが進行現示であるときに列車Ｔが第２ロング地上子４１Ｂの上方に到達した場合と同様である。

【0085】

ここで、第２直下地上子４２Ｂの故障などにより、列車Ｔが信号停止位置ＹＢを発進してから前記第１所定距離走行しても車上子１１を介して第２直下地上子４２Ｂから第２直下地上子４２Ｂの地上子ＩＤを受信しない場合、すなわち、第２直下地上子４２Ｂの位置情報を取得しない場合があり得る。このような場合、車上装置１４は、自身が搭載されている列車Ｔの位置を正確に把握することができず、列車Ｔの安全な走行が十分に確保されない。このため、車上装置１４は、列車Ｔを速やかに停止させると共に、列車Ｔの自動的な走行制御（列車Ｔの自動運転）を不可とする。但し、列車Ｔの乗務員（特に運転士）による列車Ｔの手動運転は可能である。

【0086】

また、列車Ｔが信号停止位置ＹＢを発進した直後にＢ駅の場内信号機４０Ｂが停止現示に変化する場合があり得る。この場合、車上装置１４は、列車Ｔが第２直下地上子４２Ｂ又は第２冒進防護地上子４３Ｂの上方に到達したとき、車上子１１を介して前記即時停止情報を受信し、これによって、列車Ｔの非常ブレーキを作動させて列車Ｔを停止させる。このため、列車Ｔが場内信号機４０Ｂを冒進することが防止され得る。あるいは、車上装置１４は、列車Ｔが第２予備直下地上子４４Ｂの上方に到達したときに車上子１１を介して前記即時停止情報を受信し、これによって、列車Ｔの非常ブレーキを作動させて列車Ｔを停止させる。このため、例えば列車Ｔが場内信号機４０の近傍に至る直前で場内信号機４０が進行現示から停止現示に変化した場合であっても列車Ｔを直ちに停止させて危険を回避することが可能となる。

【0087】

さらに、第２直下地上子４２Ｂの内方で停止した列車Ｔが誤発進した場合においても、車上装置１４は、列車Ｔが第２冒進防護地上子４３Ｂの上方に到達したときに、車上子１１を介して前記即時停止情報を受信し、これによって、列車Ｔの非常ブレーキを作動させて列車Ｔを停止させる。このため、列車Ｔが場内信号機４０Ｂを冒進することが防止され得る。あるいは、車上装置１４は、列車Ｔが第２予備直下地上子４４Ｂの上方に到達したときに車上子１１を介して前記即時停止情報を受信し、これによって、列車Ｔの非常ブレーキを作動させて列車Ｔを停止させる。このため、例えば第２冒進防護地上子４３Ｂの内方で停止した列車Ｔが誤発進した場合においても列車Ｔを直ちに停止させて危険を回避することが可能となる。

【0088】

本実施形態において、車上装置１４は、車上子１１を介して第２直下地上子４２Ｂ又は第２冒進防護地上子４３Ｂから前記即時停止情報を受信して列車Ｔを停止させた場合、列車Ｔの自動的な走行制御（列車Ｔの自動運転）を不可とする。この場合、列車Ｔが誤発進した可能性が高く、列車Ｔの安全な走行を確保できないおそれがあるからである。

【0089】

なお、Ｂ駅の出発信号機３０Ｂが停止現示であるときに、前記曲線速度制限区間を通過した列車ＴがＢ駅の出発信号機３０Ｂに連動する第１ロング地上子３１Ｂの上方に到達した場合、前記第２信号機冒進防護パターン及び前記第２信号機停止パターンが維持されることになる。この場合、車上装置１４は、例えば、列車Ｔが第１ＴＡＳＣ地上子２１Ｂの上方に到達して前記駅停車パターンを発生させると、前記第２信号機停止パターンを消去する。そして、車上装置１４は、発生させた前記駅停車パターンに追随するように列車Ｔを減速させる。これにより、上述した、Ｂ駅の出発信号機３０Ｂが進行現示であるときに列車Ｔが第１ロング地上子３１Ｂの上方に到達した場合と同様、列車ＴがＢ駅の駅停止位置ＸＢに停止する。

【0090】

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１は、走行開始直後は前記所定速度以下の低速で列車Ｔを走行させ、地上子の位置情報の取得によって速度照査パターンが設定されて前記速度照査パターン上の速度を超えない範囲で列車Ｔの加減速制御を行うように構成されている。例えば、列車Ｔの車上装置１４は、列車ＴをＡ駅から出発させると前記所定速度以下の低速で列車Ｔを走行させ、Ａ駅の出発信号機３０Ａに連動する第１直下地上子３２Ａの位置情報を取得すると、自動運転停止機能のための前記ＡＴＳ速度照査パターン及び列車の自動運転のための前記ＡＴＯ速度照査パターンを発生させる。そして、列車Ｔの車上装置１４は、前記ＡＴＯ速度照査パターンに追随するように、列車Ｔの速度と前記ＡＴＯ速度照査パターンとに基づき、列車Ｔを加速させ、惰行させ、及び、減速させる一方、列車Ｔの速度が前記ＡＴＳ速度照査パターン上の対応速度を超えた場合に列車Ｔを停止させる。

【0091】

このため、本実施形態に係る列車制御システム１によれば、地上子を利用する地上－車上間通信をベースとした列車の自動運転を実現すること、換言すれば、既存のＡＴＳ装置を利用しつつ列車の自動運転を実現することが可能である。したがって、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新たに設備する必要がなく、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。

【0092】

また、列車Ｔの車上装置１４は、列車Ｔが走行を開始してから前記第１所定距離走行するまでの間に地上子の位置情報を取得しない場合には列車Ｔを停止させるように構成されている。例えば、列車Ｔの車上装置１４は、列車ＴがＡ駅の駅停止位置ＸＡから出発してから前記所定距離走行するまでの間に第１直下地上子３２Ａの位置情報を取得しない場合や列車Ｔが信号停止位置ＹＢから発進してから前記所定距離走行するまでの間に第２直下地上子４２Ｂの位置情報を取得しない場合には列車Ｔを停止させる。このため、安全な走行が十分に確保されない状態での車上装置１４による列車Ｔの走行制御が回避され得る。

【0093】

なお、上述の実施形態においては車上装置１４が自動列車停止（ＡＴＳ）装置としての機能と自動列車運転（ＡＴＯ）装置としての機能とを有している。しかし、これに限られるものではない。車上装置１４に代えてＡＴＳ装置とＡＴＯ装置とが列車Ｔに搭載されてもよい。この場合、前記ＡＴＳ装置が前記ＡＴＳ速度照査パターンを発生させると共に列車Ｔの速度が前記ＡＴＳ速度照査パターン上の対応速度を超えた場合に列車Ｔを停止させるように構成され、前記ＡＴＯ装置が前記ＡＴＯ速度照査パターンを発生させると共に前記ＡＴＯ速度照査パターンに追随するように列車Ｔを加速させ、惰行させ、及び、減速させるように構成される。

【0094】

また、上述の実施形態において、列車Ｔの車上装置１４は、列車Ｔが走行を開始してから前記第１所定距離走行するまでの間に地上子の位置情報を取得しない場合に列車Ｔを停止させるように構成されている。しかし、これに限られるものではない。列車Ｔの車上装置１４は、例えば信号機に関する情報（特に、信号機までの距離情報や信号機の進行現示情報）を取得することにより、当該信号機まで走行させることが可能である。よって、列車Ｔの車上装置１４は、列車Ｔが走行を開始してから所定距離走行するまでの間の地上子の位置情報及び信号機に関する情報を取得しない場合に列車Ｔを停止させるように構成されてもよい。

【0095】

また、上述の実施形態においては各駅の列車停止位置Ｘに列車Ｔを停止させるために利用される２つのＴＡＳＣ地上子２１、２２と、各駅の出口側に設置された出発信号機３０に連動する４つの地上子３１～３４と、各駅の入口側に設置された場内信号機４０に連動する４つの地上子４１～４４とが前記地上側設備として列車走行路Ｒに設置されている。しかし、これに限られるものではない。各駅の駅停止位置Ｘに列車Ｔを停止させるためのＴＡＳＣ地上子の個数、出発信号機３０に連動する地上子の個数及び場内信号機４０に連動する地上子の個数は、任意に設定可能である。

【0096】

例えば、駅Ｓの列車停止位置Ｘに第３定位置停止制御地上子（第３ＴＡＳＣ地上子）が設置されてもよい。この場合、車上装置１４は、車上子１１を介して第３ＴＡＳＣ地上子が発信する地上子情報を受信することによって、列車Ｔが駅Ｓの駅停止位置Ｘに停止したか否かを確認すること、及び／又は、必要に応じて列車Ｔの停止位置を調整することが可能である。

【0097】

また、場内信号機４０に連動する地上子として、第２ロング地上子４１と第２直下地上子４２との間に中間地上子がさらに設置されてもよい。この場合、前記中間地上子は、場内信号機４０の現示が上位変化すると（例えば場内信号機４０が停止現示から進行現示に変化すると）、自身の地上子ＩＤ及び場内信号機４０の現示が上位変化したことを示す現示アップ情報を地上子情報として発信する。また、前記中間地上子は、場内信号機４０の現示が下位変化すると（例えば場内信号機４０が進行現示から停止現示に変化すると）、自身の地上子ＩＤ及び場内信号機４０の現示が下位変化したことを示す現示ダウン情報を地上子情報として発信する。そして、車上装置１４は、車上子１１を介して前記中間地上子から場内信号機４０の現示アップ情報を受信すると、前記第１信号機冒進防護パターン及び前記第１信号機停止パターンを消去し、前記第２信号機冒進防護パターンを前記ＡＴＳ速度照査パターンとして発生させると共に前記第２信号機停止パターンを前記ＡＴＯ速度照査パターンとして発生させる。また、車上装置１４は、車上子１１を介して前記中間地上子から場内信号機４０の現示ダウン情報を受信すると、例えば前記第１信号機冒進防護パターン及び前記第１信号機停止パターンを再度発生させる。

【0098】

さらに、第１冒進防護地上子３３及び第１予備直下地上子３４の少なくとも一方が省略されたり、第２冒進防護地上子４３及び第２予備直下地上子４４の少なくとも一方が省略されたりしてもよい。

【0099】

また、上述の実施形態において、車上装置１４は、選択可能な力行ノッチがなくなると力行ノッチをオフにして列車Ｔを惰行させるようにしている。しかし、これに限られるものではない。例えば、車上装置１４は、パターン上の各速度が前記分岐器速度パターン上の対応速度よりも一定速度だけ低い速度に設定された第１切替パターン、パターン上の各速度が前記曲線速度パターン上の対応速度よりも一定速度だけ低い速度に設定された第２切替パターン、及び／又は、信号機停止パターンを列車Ｔの走行方向とは逆方向に前記所定距離だけシフトさせた第３切替パターンを発生させる。そして、車上装置１４は、列車Ｔの速度が前記第１切替パターン、前記第２切替パターン又は前記第３切替パターンを超過すると列車Ｔを惰行させる（力行状態から惰行状態に切り替える）ようにしてもよい。

【0100】

さらに、上述の実施形態において、車上装置１４は、速度発電機１２の出力信号に基づいて列車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。車上装置１４は、速度発電機１２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。

【0101】

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】

【0102】

１…列車制御システム、１１…車上子、１２…速度発電機、１３…車上データベース、１４…車上装置、２１…第１定位置停止制御（ＴＡＳＣ）地上子、２２…第２定位置停止制御（ＴＡＳＣ）地上子、３０（３０Ａ、３０Ｂ）…出発信号機、３１（３１Ｂ）…第１ロング地上子、３２（３２Ａ、３２Ｂ）…第１直下地上子、３３（３３Ａ、３３Ｂ）…第１冒進防護地上子、３４（３４Ａ、３４Ｂ）…第１予備直下地上子、４０（４０Ｂ）…場内信号機、４１（４１Ｂ）…第２ロング地上子、４２（４２Ｂ）…第２直下地上子、４３（４３Ｂ）…第２冒進防護地上子、４４（４４Ｂ）…第２予備直下地上子、Ｒ…列車走行路、Ｔ…列車、Ｘ（ＸＡ、ＸＢ）…駅停止位置、Ｙ（ＹＢ）…信号停止位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】