(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】2023-08-14
(45)【発行日】2023-08-22
(54)【発明の名称】鉄道仮想軌道ブロックシステム
(51)【国際特許分類】
B61L 1/18 20060101AFI20230815BHJP
【ＦＩ】
B61L1/18 H
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2022166791
(22)【出願日】2022-10-18
(62)【分割の表示】P 2019560251の分割
【原出願日】2018-04-30
(65)【公開番号】P2022188282
(43)【公開日】2022-12-20
【審査請求日】2022-10-18
(31)【優先権主張番号】62/502,224
(32)【優先日】2017-05-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】15/965,680
(32)【優先日】2018-04-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】505220284
【氏名又は名称】ビーエヌエスエフ レイルウェイ カンパニー
【住所又は居所原語表記】２５００ Ｌｏｕ Ｍｅｎｋ Ｄｒｉｖｅ， Ｆｏｒｔ Ｗｏｒｔｈ， Ｔｅｘａｓ ７６１３１ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】ジェリー ウェイド スペクト
(72)【発明者】
【氏名】ラルフ イー． ヤング
(72)【発明者】
【氏名】ケント ロバート シュー
(72)【発明者】
【氏名】ミッチェル ウェイン ビアード
【審査官】井古田 裕昭
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－００１０５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０３２１６６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６１Ｌ １／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
機関車内で制動距離を維持するための鉄道軌道制御システムであって、前記鉄道軌道制御システムは、複数の制御システムであって、各々は、対応する物理的軌道ブロックの対応する端部に配置されている、複数の制御システム
を備え、
各制御システムは、
前記対応する物理的軌道ブロック内の列車の存在を検出することと、
前記対応する物理的軌道ブロック内の複数の仮想軌道ブロックのうちの少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の占有を決定することと、
前記対応する物理的軌道ブロック内の前記少なくとも１つの仮想軌道ブロックの前記占有を識別する仮想軌道ブロック位置（ＶＢＰ）メッセージを前記機関車に伝送することであって、前記ＶＢＰメッセージは、前記対応する物理的軌道ブロック内の個々の仮想軌道ブロックの各々の占有ステータスに基づいた前記対応する物理的軌道ブロックの全体の占有ステータスを示す、ことと
を行うように動作可能である、鉄道軌道制御システム。
【請求項2】
前記仮想軌道ブロック位置（ＶＢＰ）メッセージは、ＴＣ－ＡおよびＴＣ－Ｂ信号から決定される占有データを表す、請求項１に記載の鉄道軌道制御システム。
【請求項3】
各制御システムは、前記対応する物理的軌道ブロックの対向する端部に配置された前記制御システムのうちの別のものによって伝送された軌道信号の中断を検出することによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の前記列車の前記存在を検出するように動作可能である、請求項１に記載の鉄道軌道制御システム。
【請求項4】
前記軌道信号は、軌道コードを含む、請求項３に記載の鉄道軌道制御システム。
【請求項5】
各制御システムは、前記対応する物理的軌道ブロックに沿って軌道信号を伝送し、前記列車の車輪から戻って来る前記軌道信号を受信することによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の前記少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の前記占有を決定するように動作可能である、請求項１に記載の鉄道軌道制御システム。
【請求項6】
各制御システムは、前記少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の前記占有を識別する前記ＶＢＰメッセージを無線で伝送するように動作可能である、請求項１に記載の鉄道軌道制御システム。
【請求項7】
各制御システムは、前記列車の前記占有を識別するコードを伝送するように動作可能であり、前記コードは、前記対応する物理的軌道ブロック内の複数の仮想軌道ブロックのうちの１つに対応する少なくとも１ビットを有する、請求項１に記載の鉄道軌道制御システム。
【請求項8】
ＴＣ－Ｂ信号の伝送は、物理的軌道ブロック内の占有の程度を決定する、請求項１に記載の鉄道軌道制御システム。
【請求項9】
ＴＣ－Ｂ信号は、別個の構成要素を伴う送受信機の対を使用して、伝送されたエネルギーの反射として実装される、請求項１に記載の鉄道軌道制御システム。
【請求項10】
機関車内で制動距離を維持するための鉄道軌道制御の方法であって、前記方法は、対応する物理的軌道ブロックの対応する端部に配置されている制御システムによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の列車の存在を検出することと、
前記制御システムによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の複数の仮想軌道ブロックのうちの少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の占有を決定することと、
前記制御システムによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の前記少なくとも１つの仮想軌道ブロックの前記占有を識別する仮想軌道ブロック位置（ＶＢＰ）メッセージを前記機関車に伝送することであって、前記ＶＢＰメッセージは、前記対応する物理的軌道ブロック内の個々の仮想軌道ブロックの各々の占有ステータスに基づいた前記対応する物理的軌道ブロックの全体の占有ステータスを示す、ことと
を含む、方法。
【請求項11】
前記仮想軌道ブロック位置（ＶＢＰ）メッセージは、ＴＣ－ＡおよびＴＣ－Ｂ信号から決定される占有データを表す、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
各制御システムは、前記対応する物理的軌道ブロックの対向する端部に配置された前記制御システムのうちの別のものによって伝送された軌道信号の中断を検出することによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の前記列車の前記存在を検出するように動作可能である、請求項１０に記載の方法。
【請求項13】
前記軌道信号は、軌道コードを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
各制御システムは、前記対応する物理的軌道ブロックに沿って軌道信号を伝送し、前記列車の車輪から戻って来る前記軌道信号を受信することによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の前記少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の前記占有を決定するように動作可能である、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
各制御システムは、前記少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の前記占有を識別する前記ＶＢＰメッセージを無線で伝送するように動作可能である、請求項１０に記載の方法。
【請求項16】
各制御システムは、前記列車の前記占有を識別するコードを伝送するように動作可能であり、前記コードは、前記対応する物理的軌道ブロック内の複数の仮想軌道ブロックのうちの１つに対応する少なくとも１ビットを有する、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して、鉄道シグナリングシステムに関し、具体的には、鉄道仮想軌道ブロックシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
ブロックシグナリングは、列車間の間隔を維持し、それによって、衝突を回避するために鉄道事業において使用される周知の技法である。概して、鉄道線路が、軌道ブロックに分割され、自動信号機（典型的には、赤色、黄色、および緑色灯）が、ブロック間の列車移動を制御するために使用される。単一方向の軌道に対して、ブロックシグナリングは、列車が、追突の最小リスクを伴って互いに続くことを可能にする。
【0003】
しかしながら、従来のブロックシグナリングシステムは、少なくとも２つの重要な不利益を被る。第１に、軌道の能力は、追加の信号および関連付けられる制御機器等の追加の軌道インフラストラクチャなしに増されることができない。第２に、従来のブロックシグナリングシステムは、占有されていないブロック内の破損したレールを識別することができない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の原理は、有利には、鉄道によって使用される既存の軌道インフラストラクチャの能力を向上させる、仮想「高密度」ブロックシステム内に具現化される。概して、現在の物理的軌道ブロック構造を複数（例えば、４つ）のセグメント、すなわち、「仮想軌道ブロック」に分割することによって、列車のブロック間隔が、列車の制動能力を正確に反映するように低減させられる。特に、列車間隔は、その物理的軌道ブロック内の仮想軌道ブロックに対する列車位置を識別することによって、物理的軌道ブロック内に維持される。とりわけ、この原理は、列車制動距離が沿線信号機側面を通す代わりに機関車内で維持されるため、沿線信号機の必要性を緩和させる。加えて、物理的軌道ブロックを複数の仮想軌道ブロックに分割することによって、破損したレールが、占有物理的軌道ブロック内で検出されることができる。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
鉄道軌道制御の方法であって、前記方法は、
物理的軌道ブロックを複数の仮想軌道ブロックに分割することであって、前記物理的軌道ブロックは、第１および第２の絶縁されたジョイントによって画定され、前記第１および第２の絶縁されたジョイントは、ある長さの鉄道軌道の対応する第１および第２の端部に配置されている、ことと、
前記複数の仮想軌道ブロックのうちの１つにおける電気回路不連続の位置を検出することと、
前記複数の仮想軌道ブロックのうちの前記１つにおける前記電気回路不連続の存在を検出することに応答して、対応する仮想軌道ブロック位置コードを生成することと
を含み、
前記仮想軌道ブロック位置コードは、前記複数の仮想軌道ブロックのうちの前記１つにおける前記電気回路不連続の位置を示す、方法。
（項目２）
前記電気回路不連続は、前記仮想軌道ブロックのうちの前記１つ内の破損した軌道を示す開回路である、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記電気回路不連続は、前記複数の仮想軌道ブロックのうちの前記１つ内の列車の車輪によって引き起こされる短絡である、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記複数の仮想軌道ブロックのうちの１つにおける前記電気回路不連続の存在を検出することは、
前記物理的軌道ブロックの前記第１の端部から前記物理的軌道ブロックの前記第２の端部に伝送される第１のコードにおける中断を検出することと、
前記物理的軌道ブロックの前記第１および第２の端部のうちの少なくとも一方から、第２のコードを伝送することと、
前記電気回路不連続から戻って来る前記第２のコードを受信し、前記複数の仮想軌道ブロックのうちの１つ内の前記電気回路不連続の前記位置を決定することと
を含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記第１のコードは、第１の電気信号によって搬送され、前記第２のコードは、第２の電気信号によって搬送される、項目４に記載の方法。
（項目６）
鉄道軌道制御システムであって、前記鉄道軌道制御システムは、各々が対応する物理的軌道ブロックの対応する端部に配置された複数の制御システムを備え、
各制御システムは、
前記対応する物理的軌道ブロック内の列車の存在を検出することと、
前記対応する物理的軌道ブロック内の少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の位置を決定することと、
前記対応する物理的軌道ブロック内の前記少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の前記位置を識別するコードを伝送することと
を行うように動作可能である、鉄道軌道制御システム。
（項目７）
各制御システムは、前記対応する物理的軌道ブロックの対向する端部に配置された前記制御システムのうちの別のものによって伝送された軌道信号の中断を検出することによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の前記列車の存在を検出するように動作可能である、項目６に記載の鉄道軌道制御システム。
（項目８）
前記軌道信号は、軌道コードを含む、項目７に記載の鉄道軌道制御システム。
（項目９）
各制御システムは、前記対応する物理的軌道ブロックに沿って軌道信号を伝送し、前記列車の車輪から戻って来る前記軌道信号を受信することによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の前記少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の前記位置を決定するように動作可能である、項目６に記載の鉄道軌道制御システム。
（項目１０）
各制御システムは、前記少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の前記位置を識別する前記コードを無線で伝送するように動作可能である、項目６に記載の鉄道軌道制御システム。
（項目１１）
各制御システムは、前記列車の前記位置を識別するコードを伝送するように動作可能であり、前記コードは、前記対応する物理的軌道ブロック内の複数の仮想軌道ブロックのうちの１つに対応する少なくとも１ビットを有する、項目６に記載の鉄道軌道制御システム。
（項目１２）
鉄道軌道を制御する方法であって、前記方法は、
複数の物理的軌道ブロックの各々を複数の仮想軌道ブロックに分割することと、
物理的軌道ブロック内の列車の存在を検出することと、
物理的軌道ブロック内の列車の存在を検出することに応答して、前記列車が存在する前記物理的軌道ブロック内の仮想軌道ブロックを決定することと、
前記列車が存在する前記仮想軌道ブロックを識別するコードを伝送することと
を含む、方法。
（項目１３）
前記物理的軌道ブロック内の前記列車の存在を検出することは、前記物理的軌道ブロックを通して伝送される軌道信号の状態における変化を検出することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記列車が存在する前記物理的軌道ブロック内の前記仮想軌道ブロックを決定することは、前記物理的軌道ブロックの第１および第２の端部の少なくとも一方から信号を伝送することと、前記列車の車輪からの前記信号の戻りを受信することとを含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記物理的軌道ブロックの前記第１および第２の端部の少なくとも一方から前記信号を伝送することは、コードを伝送することを含む、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
前記列車が存在する前記物理的軌道ブロック内の前記仮想軌道ブロックを決定することは、前記物理的軌道ブロックの前記第１および第２の端部の各々から信号を伝送することと、前記列車の前方および後方の車輪から対応する戻りの信号を受信することとを含む、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記列車が存在する前記仮想軌道ブロックを識別する前記コードを伝送することは、前記物理的軌道ブロック内の前記複数の仮想軌道ブロックの各々に対応する少なくとも１ビットを含むコードを伝送することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１８）
前記列車が存在する前記仮想軌道ブロックを識別する前記コードを伝送することは、前記コードを無線で伝送することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１９）
物理的軌道ブロック内の前記列車の存在を検出することは、第１および第２の物理的軌道ブロック内の前記列車の存在を検出することを含み、前記方法は、
前記第１および第２の物理的軌道ブロック内の前記列車の存在を検出することに応答して、前記列車が存在する前記第１および第２の物理的軌道ブロックの各々内の仮想軌道ブロックを決定することと、
前記列車が存在する前記第１および第２の物理的軌道ブロック内の前記仮想軌道ブロックを識別するコードを伝送することと
をさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目２０）
前記第１および第２の物理的軌道ブロックは、絶縁されたジョイントによって分離された隣接した物理的軌道ブロックであり、前記列車が存在する前記第１および第２の物理的軌道ブロックの各々内の仮想軌道ブロックを決定することは、単一の制御システムから前記第１および第２の隣接した物理的軌道ブロックの各々に信号を伝送することを含む、項目１９に記載の方法。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
鉄道軌道制御の方法であって、前記方法は、
物理的軌道ブロックを複数の仮想軌道ブロックに分割することであって、前記物理的軌道ブロックは、第１および第２の絶縁されたジョイントによって画定され、前記第１および第２の絶縁されたジョイントは、ある長さの鉄道軌道の対応する第１および第２の端部に配置されている、ことと、
前記複数の仮想軌道ブロックのうちの１つにおける電気回路不連続の位置を検出することと、
前記複数の仮想軌道ブロックのうちの前記１つにおける前記電気回路不連続の存在を検出することに応答して、対応する仮想軌道ブロック位置コードを生成することと
を含み、
前記仮想軌道ブロック位置コードは、前記複数の仮想軌道ブロックのうちの前記１つにおける前記電気回路不連続の位置を示す、方法。
（項目２）
前記電気回路不連続は、前記仮想軌道ブロックのうちの前記１つ内の破損した軌道を示す開回路である、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記電気回路不連続は、前記複数の仮想軌道ブロックのうちの前記１つ内の列車の車輪によって引き起こされる短絡である、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記複数の仮想軌道ブロックのうちの１つにおける前記電気回路不連続の存在を検出することは、
前記物理的軌道ブロックの前記第１の端部から前記物理的軌道ブロックの前記第２の端部に伝送される第１のコードにおける中断を検出することと、
前記物理的軌道ブロックの前記第１および第２の端部のうちの少なくとも一方から、第２のコードを伝送することと、
前記電気回路不連続から戻って来る前記第２のコードを受信し、前記複数の仮想軌道ブロックのうちの１つ内の前記電気回路不連続の前記位置を決定することと
を含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記第１のコードは、第１の電気信号によって搬送され、前記第２のコードは、第２の電気信号によって搬送される、項目４に記載の方法。
（項目６）
鉄道軌道制御システムであって、前記鉄道軌道制御システムは、各々が対応する物理的軌道ブロックの対応する端部に配置された複数の制御システムを備え、
各制御システムは、
前記対応する物理的軌道ブロック内の列車の存在を検出することと、
前記対応する物理的軌道ブロック内の少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の位置を決定することと、
前記対応する物理的軌道ブロック内の前記少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の前記位置を識別するコードを伝送することと
を行うように動作可能である、鉄道軌道制御システム。
（項目７）
各制御システムは、前記対応する物理的軌道ブロックの対向する端部に配置された前記制御システムのうちの別のものによって伝送された軌道信号の中断を検出することによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の前記列車の存在を検出するように動作可能である、項目６に記載の鉄道軌道制御システム。
（項目８）
前記軌道信号は、軌道コードを含む、項目７に記載の鉄道軌道制御システム。
（項目９）
各制御システムは、前記対応する物理的軌道ブロックに沿って軌道信号を伝送し、前記列車の車輪から戻って来る前記軌道信号を受信することによって、前記対応する物理的軌道ブロック内の前記少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の前記位置を決定するように動作可能である、項目６に記載の鉄道軌道制御システム。
（項目１０）
各制御システムは、前記少なくとも１つの仮想軌道ブロック内の前記列車の前記位置を識別する前記コードを無線で伝送するように動作可能である、項目６に記載の鉄道軌道制御システム。
（項目１１）
各制御システムは、前記列車の前記位置を識別するコードを伝送するように動作可能であり、前記コードは、前記対応する物理的軌道ブロック内の複数の仮想軌道ブロックのうちの１つに対応する少なくとも１ビットを有する、項目６に記載の鉄道軌道制御システム。
（項目１２）
鉄道軌道を制御する方法であって、前記方法は、
複数の物理的軌道ブロックの各々を複数の仮想軌道ブロックに分割することと、
物理的軌道ブロック内の列車の存在を検出することと、
物理的軌道ブロック内の列車の存在を検出することに応答して、前記列車が存在する前記物理的軌道ブロック内の仮想軌道ブロックを決定することと、
前記列車が存在する前記仮想軌道ブロックを識別するコードを伝送することと
を含む、方法。
（項目１３）
前記物理的軌道ブロック内の前記列車の存在を検出することは、前記物理的軌道ブロックを通して伝送される軌道信号の状態における変化を検出することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記列車が存在する前記物理的軌道ブロック内の前記仮想軌道ブロックを決定することは、前記物理的軌道ブロックの第１および第２の端部の少なくとも一方から信号を伝送することと、前記列車の車輪からの前記信号の戻りを受信することとを含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記物理的軌道ブロックの前記第１および第２の端部の少なくとも一方から前記信号を伝送することは、コードを伝送することを含む、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
前記列車が存在する前記物理的軌道ブロック内の前記仮想軌道ブロックを決定することは、前記物理的軌道ブロックの前記第１および第２の端部の各々から信号を伝送することと、前記列車の前方および後方の車輪から対応する戻りの信号を受信することとを含む、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記列車が存在する前記仮想軌道ブロックを識別する前記コードを伝送することは、前記物理的軌道ブロック内の前記複数の仮想軌道ブロックの各々に対応する少なくとも１ビットを含むコードを伝送することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１８）
前記列車が存在する前記仮想軌道ブロックを識別する前記コードを伝送することは、前記コードを無線で伝送することを含む、項目１２に記載の方法。
（項目１９）
物理的軌道ブロック内の前記列車の存在を検出することは、第１および第２の物理的軌道ブロック内の前記列車の存在を検出することを含み、前記方法は、
前記第１および第２の物理的軌道ブロック内の前記列車の存在を検出することに応答して、前記列車が存在する前記第１および第２の物理的軌道ブロックの各々内の仮想軌道ブロックを決定することと、
前記列車が存在する前記第１および第２の物理的軌道ブロック内の前記仮想軌道ブロックを識別するコードを伝送することと
をさらに含む、項目１２に記載の方法。
（項目２０）
前記第１および第２の物理的軌道ブロックは、絶縁されたジョイントによって分離された隣接した物理的軌道ブロックであり、前記列車が存在する前記第１および第２の物理的軌道ブロックの各々内の仮想軌道ブロックを決定することは、単一の制御システムから前記第１および第２の隣接した物理的軌道ブロックの各々に信号を伝送することを含む、項目１９に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【0005】
本発明およびその利点のより完全な理解のために、ここで、以下の説明が、添付図面と併せて参照される。
【0006】
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の原理およびそれらの利点は、同様の番号が同様の部分を示す図面の図１－８に描写される図示される実施形態を参照することによって、最も深く理解される。
【0015】
本発明の原理による、列車検出の２つの方法が、開示される。１つの方法は、占有されていないブロックにおけるレール完全性を決定する。第２の方法は、レール完全性に加えて、占有ブロック内の列車位置を決定する。以下の議論は、３つの異なる例示的状況のもとでのこれらの方法を説明する：（１）物理的軌道ブロック内で休止している（列車がない）システム、（２）物理的軌道ブロック内に単一の列車を伴う動作、および、（３）物理的軌道ブロック内に複数の列車を伴う動作。この議論では、軌道コードＡ（ＴＣ－Ａ）は、鉄道によって一般的に使用される利用可能なオープンソースのエレクトロコードであり、対応する物理的軌道ブロックのレールのうちの少なくとも１つを介して伝送される信号によって搬送される。軌道コードＢ（ＴＣ－Ｂ）は、本願の原理に特有であり、占有物理的軌道ブロック内の１つ以上の仮想軌道ブロック内の列車位置の検出を提供し、好ましくは、対応する物理的軌道ブロックのレールのうちの少なくとも１つを介して伝送される信号によって搬送される。ＴＣ－ＡおよびＴＣ－Ｂは、同一または異なる電気信号によって搬送され得る。好ましくは、ＴＣ－ＡまたはＴＣ－Ｂのいずれかが、連続的に伝送される。概して、ＴＣ－Ａは、コード化されたメッセージを第２の場所に送信する第１の場所に依存し、逆も、同様である（すなわち、１つの場所が、レールを介して情報を交換している）。他方、ＴＣ－Ｂは、別個および別々の構成要素を伴う送受信機の対を使用して伝送されたエネルギーの反射として実装される。ＴＣ－Ｂを用いて、システムは、列車の車軸を通したエネルギーの反射を監視する。
【0016】
仮想軌道ブロック位置（ＶＢＰ）メッセージは、ＴＣ－ＡおよびＴＣ－Ｂ信号から決定される占有データを表し、好ましくは、無線通信リンクを介して、近傍の機関車内のコンピュータに伝送される。以下の議論は、好ましい実施形態を例証するが、本発明の原理の全ての実施形態を示すものではない。ＴＣ－Ａは、好ましくは、伝送機／受信機の対によって実装され、各対の伝送機および受信機は、異なる場所に位置する。ＴＣ－Ｂは、伝送機／受信機の対を用いて実装され、好ましくは、各対の伝送機および受信機は、同一の場所に位置する。伝送機からのエネルギーのシグネチャは、絶縁されたジョイントから列車の最近傍車軸までの距離に比例する。
【0017】
図１－８に描写される軌道の区分は、物理的軌道ブロック１０１ａ－１０１ｄを表し、物理的軌道ブロック１０１ａおよび１０１ｄは、部分的に示され、物理的軌道ブロック１０１ｂおよび１０１ｃは、全体的に示されている。物理的軌道ブロック１０１ａ－１０１ｄは、従来の絶縁されたジョイント１０２ａ－１０２ｃによって分離される。信号制御局１０３ａ－１０３ｃが、絶縁されたジョイント１０２ａ－１０２ｃに関連付けられる。各信号局１０３は、好ましくは、さらに下で議論されるように、対応する絶縁されたジョイント１０２の両側の軌道に対して伝送する。
【0018】
図１－８に提供される凡例に示されるように、実線矢印が、ＴＣ－Ｂ信号を使用する列車による軌道占有の間の軌道コード伝送を表す。破線矢印が、非占有軌道がＴＣ－Ａ信号を使用する間の軌道コード伝送を表す。
【0019】
本発明に従って、各物理的軌道ブロック１０１ａ－１０１ｄが、複数の仮想軌道ブロック、すなわち、「仮想軌道ブロック」に分割される。図示される実施形態では、これらの仮想軌道ブロックの各々は、各物理的軌道ブロック１０１ａ－１０１ｄの４分の１（２５％）を表すが、代替実施形態では、１物理的軌道ブロックあたりの仮想軌道ブロックの数は、変動し得る。図１－８では、局＃１（１０３ａ）が、仮想軌道ブロックＡ１－Ｈ１に関連付けられ、局＃２（１０３ｂ）が、仮想軌道ブロックＡ２－Ｈ２に関連付けられ、局＃３（１０３ｃ）が、仮想軌道ブロックＡ３－Ｈ３に関連付けられる。言い換えると、図示される実施形態では、各局１０３が、対応する絶縁されたジョイント１０２の左の４つの仮想軌道ブロック（すなわち、仮想軌道ブロックＡｉ－Ｄｉ）、および対応する絶縁されたジョイント１０２の右の４つの仮想軌道ブロック（すなわち、仮想軌道ブロックＥｉ－Ｈｉ）に関連付けられる。この構成では、仮想軌道ブロックは、重複する（例えば、局＃１に関連付けられた仮想軌道ブロックＥ１－Ｈ１が、局＃２に関連付けられた仮想軌道ブロックＡ２－Ｄ２と重複する）。
【0020】
図１は、近傍に列車を伴わない軌道区分を描写する。この時点において、ＴＣ－Ａが、局＃１（１０３ａ）から伝送され、局＃２（１０３ｂ）によって受信され、逆も、同様である。同じことが、局＃２（１０３ｂ）および局＃３（１０３ｃ）にも当てはまる。３つの場所の全ては、それぞれ、対応する仮想軌道ブロックＡｉ－Ｈｉ（ｉ＝１，２，または３）内の占有されていない軌道に相当する１１１１１１１１のＶＢＰメッセージを生成し、伝送する。表１は、図１に示されるシナリオのための種々のコードを分類する。
【表1】
【0021】
図２は、１台の列車１０４が右から進入している同じ軌道区分を描写する。この時点において、ＴＣ－Ａが、局＃１（１０３ａ）と局＃２（１０３ｂ）との間で伝送され、局＃１および＃２は、それぞれ、仮想軌道ブロックＡ１－Ｈ１およびＡ２－Ｈ２のための１１１１１１１１のＶＢＰメッセージを生成し、伝送する。同じことが、局＃２（１０３ｂ）から局＃３（１０３ｃ）にも当てはまる。しかしながら、局＃３（１０３ｃ）への右アプローチは、物理的軌道ブロック１０１ｄ内の列車による短絡に起因して、その右（図示せず）への次の局からのＴＣ－Ａをもはや受信しておらず、したがって、局＃３は、右へのＴＣ－Ａの伝送を終了する。局＃３（１０３ｃ）は、次いで、仮想軌道ブロック占有として伝達された物理的軌道ブロック１０１ｄ（すなわち、列車が位置付けられる単一または複数の仮想軌道ブロック）内の占有の程度を決定するために、ＴＣ－Ｂを右に伝送し始める。この場合、局＃３（１０３ｃ）は、列車が、物理的軌道ブロック１０１ｄの仮想軌道ブロックＦ３－Ｈ３内にあると決定し、したがって、その左側への物理的軌道ブロック１０１ｃの仮想軌道ブロックＡ３－Ｄ３のための１１１１（非占有）と、その右への物理的軌道ブロック１０１ｄの仮想軌道ブロックＥ３のための１（非占有）と、その右への物理的軌道ブロック１０１ｄの仮想軌道ブロックＦ３－Ｈ３のための０００（占有）とのＶＢＰメッセージを生成する。表２は、図２に示されるシナリオのためのコードを分類する。
【表2】
【0022】
図３は、列車が、ここで、局＃２（１０３ｂ）と局＃３（１０３ｃ）との間の物理的軌道ブロック１０１ｃに進入しながら、依然として、局＃３（１０３ｃ）の右の物理的軌道ブロック１０１ｄを占有している、同じ軌道区分を描写する。この時点において、ＴＣ－Ａは、局＃１（１０３ａ）と局＃２（１０３ｂ）との間で伝送され続け、局＃１（１０３ａ）は、仮想軌道ブロックＡ１－Ｈ１のための１１１１１１１１のＶＢＰメッセージを生成し、局＃２は、仮想軌道ブロックＡ２－Ｇ２のための１１１１１１１のＶＢＰメッセージを生成する。しかしながら、局＃２（１０３ｂ）の右アプローチは、物理的軌道ブロック１０１ｃ内の列車による短絡に起因して、局＃３（１０３ｃ）からＴＣ－Ａをもはや受信しておらず、したがって、局＃２は、右へのＴＣ－Ａの伝送を終了する。局＃２は、代わりに、物理的軌道ブロック１０１ｃ内の占有される仮想軌道ブロックの程度を決定するために、ＴＣ－Ｂを右に伝送し始める。
【0023】
特に、列車は、物理的軌道ブロック１０１ｃの仮想軌道ブロックＨ２に進入しており、局＃２（１０３ｂ）は、故に、そのＶＢＰメッセージ内に、仮想軌道ブロックＨ２のための０を生成する。局＃３（１０３ｃ）は、ここで、絶縁されたジョイント１０２ｃの両側が最近傍仮想軌道ブロック内で短絡されることに起因して、仮想軌道ブロックＡ３－Ｈ３のための００００００００のＶＢＰメッセージを生成し、伝送する。表３は、図３のシナリオのためのコードを分類する。
【表3】
【0024】
図４は、列車が、ここで、局＃２（１０３ｂ）と局＃３（１０３ｃ）との間にある、同じ軌道区分を描写する。この時点において、ＴＣ－Ａは、局＃１（１０３ａ）と局＃２（１０３ｂ）との間で伝送され続け、局＃１は、仮想軌道ブロックＡ１－Ｈ１のための１１１１１１１１のＶＢＰメッセージを生成し、局＃２は、仮想軌道ブロックＡ２－Ｄ２のための１１１１１のＶＢＰメッセージを生成する。局＃２（１０３ｂ）の右アプローチは、依然として、局＃３（１０３ｃ）からＴＣ－Ａを受信しておらず、したがって、局＃２は、物理的軌道ブロック１０１ｃ内の列車の仮想軌道ブロック位置を検出するために、ＴＣ－Ｂを右に転送し続ける。列車が仮想軌道ブロックＦ２－Ｈ２内に位置付けられる場合、局＃２（１０３ｂ）は、仮想軌道ブロックＡ２－Ｅ２のための１１１１１と、仮想軌道ブロックＦ２－Ｈ２のための０００とのＶＢＰメッセージを生成し、伝送する。
【0025】
局＃３（１０３ｃ）は、物理的軌道ブロック１０１ｄがもはや占有されていないので、ＴＣ－Ｂを左に、ＴＣ－Ａを右に伝送する。具体的には、列車が仮想軌道ブロックＢ３－Ｄ３内に位置付けられる場合、局＃３（１０３ｃ）は、仮想軌道ブロックＡ３－Ｄ３のための００００と、仮想軌道ブロックＥ３－Ｈ３のための１１１１とのＶＢＰメッセージを生成する。表４は、図４のシナリオのためのコードを分類する。
【表4】
【0026】
図５は、列車が、ここで、局＃１（１０３ａ）と局＃２（１０３ｂ）との間の物理的軌道ブロック１０１ｂ内にあり、局＃２（１０３ｂ）と局＃３（１０３ｃ）との間の物理的軌道ブロック１０１ｃ内にある同じ軌道区分を描写する。局＃１は、列車位置が仮想軌道ブロックＨ１内にあることを決定し、局＃３は、列車位置が仮想軌道ブロックＡ３－Ｂ３内にあることを決定する、局＃１および局＃３の両方は、ＴＣ－Ｂシグナリングを使用し、列車の仮想軌道ブロック位置を決定する。列車が仮想軌道ブロックＨ１内にある場合、局＃１（１０３ａ）は、仮想軌道ブロックＡ１－Ｇ１のための１１１１１１１と、仮想軌道ブロックＨ１のための０とから成るＶＢＰメッセージを生成する。局＃２（１０３ｂ）は、絶縁されたジョイント１０２ｂの両側が最近傍仮想軌道ブロック内で短絡されることに起因して、仮想軌道ブロックＡ２－Ｈ２のための００００００００のＶＢＰメッセージを生成する。
【0027】
局＃３（１０３ｃ）の左アプローチは、依然として、局＃２（１０３ｂ）からＴＣ－Ａを受信しておらず、この場合、仮想軌道ブロックＡ３－Ｂ３である物理的軌道ブロック１０１ｃ内の列車の仮想軌道ブロック位置を決定するために、ＴＣ－Ｂを左に伝送し続ける。局＃３（１０３ｃ）は、右への物理的軌道ブロック１０１ｄがその右（図示せず）への局からのＴＣ－Ａをもはや受信していないので、同様に、ＴＣ－Ｂを右に伝送する。これは、第２の列車が右から局＃３（１０３ｃ）に接近していることを示す。局＃３（１０３ｃ）は、故に、仮想軌道ブロックＡ３－Ｂ３のための００と、仮想軌道ブロックＣ３－Ｇ３のための１１１１１と、仮想軌道ブロックＨ３のための０とのＶＢＰメッセージを生成する。表５は、図５のシナリオのためのコードを分類する。
【表5】
【0028】
図６は、第１の列車が局＃１（１０３ａ）と局＃２（１０３ｂ）との間にあり、第２の列車が局＃３（１０３ｃ）への右アプローチにある同じ軌道区分を描写する。組み合わせられる局＃１および局＃２の両方が、ＴＣ－Ｂシグナリングを使用し、第１の列車に関する列車の仮想軌道ブロック位置が、仮想軌道ブロックＢ２－Ｄ２内にあることを決定する。したがって、局＃１（１０３ａ）は、仮想軌道ブロックＡ１－Ｅ１のための１１１１１と、仮想軌道ブロックＦ１－Ｈ１のための０００とから成るＶＢＰメッセージを生成する。局＃２（１０３ｂ）は、仮想軌道ブロックＡ２のための００００と、仮想軌道ブロックＥ２－Ｈ２のための１１１１とのＶＢＰメッセージを生成する。
【0029】
局＃２（１０３ｂ）の右アプローチおよび局＃３（１０３ｃ）の左アプローチが、ここで、ＴＣ－Ａ信号を伝送し、受信している。局＃３（１０３ｃ）は、ＴＣ－Ｂを右に伝送し続け、物理的軌道ブロック１０１ｄの仮想軌道ブロックＦ３－Ｈ３内の第２の列車を検出する。したがって、局＃３（１０３ｃ）は、仮想軌道ブロックＡ３－Ｅ３のための１１１１１と、仮想軌道ブロックＦ３－Ｈ３のための０００とのＶＢＰメッセージを生成する。表６は、図６のシナリオのためのコードを分類する。
【表6】
【0030】
図７は、第１の列車が、ここで、局＃１（１０３ａ）の左（図示せず）の局と局＃１との間の物理的軌道ブロック１０１ａ内にあり、局＃１（１０３ａ）と局＃２（１０３ｂ）との間の物理的軌道ブロック１０１ｂ内にもある同じ軌道区分を描写する。局＃１（１０３ａ）は、ＴＣ－Ｂシグナリングを使用して、第１の列車の存在を検出し、絶縁されたジョイント１０２ａの両側が最近傍仮想軌道ブロック内で短絡されることに起因して、仮想軌道ブロックＡ１－Ｈ１のための００００００００から成るＶＢＰメッセージを生成し、伝送する。局＃２（１０３ｂ）の左アプローチは、依然として、第１の列車による短絡に起因して、局＃１（１０３ａ）からＴＣ－Ａを受信しておらず、したがって、局＃２は、ＴＣ－Ｂを左に伝送し続ける。局＃２（１０３ｂ）は、ここで、右への物理的軌道ブロック１０１ｃが、第２の列車による短絡に起因して、局＃３（１０３ｃ）からＴＣ－Ａをもはや受信していないので、同様に、ＴＣ－Ｂを右に伝送する。
【0031】
具体的には、ＴＣ－Ｂシグナリングから、局＃２は、仮想軌道ブロックＡ２－Ｂ２内にある第１の列車と、占有されていないものとしての仮想軌道ブロックＣ２－Ｇ２と、仮想軌道ブロックＨ２内の第２の列車とを検出する。したがって、局＃２（１０３ｂ）は、仮想軌道ブロックＡ２－Ｂ２のための００と、仮想軌道ブロックＣ２－Ｇ２のための１１１１１と、仮想軌道ブロックＨ２のための０とのＶＢＰメッセージを生成し、伝送する。第２の列車が、ここで、局＃２（１０３ｂ）と局＃３（１０３ｃ）との間の物理的軌道ブロック１０１ｃ内にあり、局＃３（１０３ｃ）と局＃３（１０３ｃ）の右（図示せず）の局との間の物理的軌道ブロック１０１ｄ内にもある。この場合、局＃３（１０３ｃ）は、絶縁されたジョイント１０２ｃの両側が、最近傍仮想軌道ブロック内で短絡されることに起因して、仮想軌道ブロックＡ３－Ｈ３のための００００００００のＶＢＰメッセージを生成する。表７は、図７のシナリオのためのコードを分類する。
【表7】
【0032】
図８は、複数の沿線占有指示を１つの一般的な列車占有の図に組み合わせることを描写する。図示される実施形態では、各局の左の４つの仮想軌道ブロックは、隣接する局の右の４つの仮想軌道ブロックに重複する。同じことが、それぞれ、各局の右側にも当てはまる。沿線データが、図８に示されるように整列させられ、論理「または」が適用される場合、列車占有は、最近傍占有仮想軌道ブロックに対して決定されることができる。言い換えると、ＶＢＰコードを受信する近傍にあるいかなる列車も、シグナリングの側面の必要性なく、近傍にある任意の他の列車の位置を決定することができる。表８は、図８のシナリオのためのコードを分類する。
【表8】
【0033】
本発明の原理に従って、仮想軌道ブロックが占有されているかまたは占有されていないかを決定することが、いくつかの技法のうちのいずれか１つを使用して実装されることができる。好ましくは、既存の中核論理コントローラおよび軌道インフラストラクチャが、使用され、システムは、仮想軌道ブロックが占有されていない場合を決定すると、既存のエレクトロコード機器とインターフェースをとる。
【0034】
図示される実施形態では、システムは、標準的な物理的軌道ブロックの２５％の増分である仮想軌道ブロックを区別するが、代替実施形態では、物理的軌道ブロックは、より短いまたはより長い仮想軌道ブロックに分割され得る。加えて、図示される実施形態では、列車下の破損したレールの事象では、中核論理コントローラが、最近傍仮想軌道ブロック（物理的軌道ブロックの２５％の増分）に、破損したレールを記録し、その警報を設定し、その場所を示す。
【0035】
好ましくは、システムは、列車の前方（前）および後方（後）車軸の両方を検出し、接近ならびに前進における軌道占有を検出し、実証するための能力を有する。この原理は、列車位置を決定するための任意の特定のハードウェアシステムまたは方法によって制約されず、いくつかの公知の方法のいずれか１つが、従来のハードウェアとともに、使用されることができる。
【0036】
例えば、車輪位置が、物理的軌道ブロックの一端から物理的軌道ブロックの他端に向かって伝送され、列車の車輪によって短絡される電流を使用して検出され得る。列車の前方から提供される電流が、前方車輪を検出し、列車の後方から提供される電流が、後方車輪を検出する場合、概して、軌道のインピーダンスが既知であるので、絶縁されたジョイントから伝送される電流は、ブロックに沿った短絡の位置に比例するであろう。列車位置が分かると、個々の仮想軌道ブロックの占有も、分かる。ＤＣまたはＡＣ電流のいずれかが、使用され、仮想軌道ブロックの占有の有無を検出することができるが、ＡＣオーバーレイが利用される場合、ＡＣ電流は、好ましくは、６０Ｈｚ未満であり、軌道回路が占有されるまで、オフのままである。
【0037】
加えて、列車位置が、運動センサ等の従来の鉄道／高速道路グレードの交差点警報システムハードウェアを使用して検出されることができる。そのうえ、全地球測位システム（ＧＰＳ）追跡、無線周波数検出等の非軌道関連技法も、列車位置を決定するために使用され得る。
【0038】
図示される実施形態では、最大の短絡感度は、０．０６オームであり、通信フォーマットは、相互運用可能な列車制御（ＩＴＣ）メッセージングに基づき、軌道回路健全性の監視は、０～１００％および１００～０％の平滑な遷移に基づく。
【0039】
好ましい実施形態では、電力消費要件は、既存の沿線インターフェースユニット（ＷＩＵ）仕様に準拠する。ロギング要件は、占有率、占有を決定する方法、特定の時間における方向、メッセージ伝送内容およびタイミング、較正時間ならびに結果、破損したレールの決定、エラーコード等を含む。
【0040】
上で説明される実施形態は、固定された（すなわち、移動していない）軌道回路の１２，０００フィートの最大長さに基づくが、軌道回路の最大長さは、代替実施形態では、変動し得る。上で説明されるビット説明は、占有されていない仮想軌道ブロックのために１であり、占有されている仮想軌道ブロックのために０であるが、代替実施形態では、逆の論理も、使用され得る。
【0041】
軌道位置を測定し、ＴＣ－Ｂを生成するための１つの技法は、物理的軌道ブロックの一端から物理的軌道ブロックの他端に向かって伝送され、列車の車輪によって短絡される電流に基づく。概して、軌道のインピーダンスが既知であるので、絶縁されたジョイントから伝送される電流は、ブロックに沿った短絡の位置に比例するであろう。列車位置が分かると、個々の仮想軌道ブロックの占有も、分かる。
【0042】
本発明は、具体的な実施形態を参照して説明されているが、これらの説明は、限定する意味で解釈される意図はない。開示される実施形態の種々の修正ならびに本発明の代替実施形態が、本発明の説明を参照すると当業者に明白となるであろう。概念および開示される具体的な実施形態が、本発明の同一の目的を実行するために他の構造を修正または設計するための基礎として容易に利用され得ることが、当業者によって理解されるべきである。そのような同等な構成が、添付の請求項で述べられるように、本発明の精神および範囲から逸脱しないことも、当業者によって理解されるべきである。
【0043】
したがって、本請求項が、本発明の真の範囲に該当する任意のそのような修正または実施形態を網羅するであろうことが考えられる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
