JP4070490B2 - Train control system and train control method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線を利用した信号システムに基づいて列車制御を行う列車制御システム及び列車制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、線区の運転密度等のレベルに応じて、列車の安全な運行を支える信号システムが複数実現されている。これらの信号システムは、何れも軌道回路と地上―車上間の伝達手段とを組み合わせたものであるが、更に近時、移動体通信による無線を利用した信号システムが実現されつつある。
【0003】
この無線を利用した信号システムは、移動体通信の特性を活かした信号システムであり、列車運行に必要な最小限の情報が点制御ATSにより供給された上で、無線を用いて、適切な情報を乗務員に提供して保安度の向上を図ると共に、無線の届く範囲で先行列車情報を用いた列車制御を行い列車の続行性能の改善を図る為のシステムである。
【0004】
例えば、上記無線を利用した信号システムは、無線を介して点制御ATSの無閉そく運転状態となった列車を検出し、先行列車への追突防止を図りつつ、継続してその列車を走行させる機能を有する。特に、無線ゾーン内においては、先行列車位置を車内信号として表示することにより運転士等による確認作業の軽減化が図られる。
【0005】
また、上記無線を利用した信号システムは、上記先行列車位置情報のみならず、各種信号を車内信号とする為、運転士による信号の見間違えによる事故等が防止されると共に、自列車位置を車内表示することによって運転士等による判断が的確に行えるものとなっている。
【0006】
その他、無線を介して、乗り入れ先の運転状況等の適切な情報が乗務員に提供されるので、上記無線を利用した信号システムに対する保安度の向上が更に促進される。
【0007】
また、上記無線を利用した信号システムに必要な設備は、点制御ATSシステムと、デジタル無線システム、ネットワーク制御システム、及び指令システムから成る無線列車制御システムとにより構築され、更に、無線基地局が各駅に設置される。
【0008】
更に、上記無線を利用した信号システムは、上記設備に対しソフトウエアを追加することにより実現可能な指令呼出機能、運行情報提供機能、防護発報機能、及び業務連絡機能等の各種付属機能を有する。
【0009】
ここで、呼出指令機能は、列車乗務員や駅係員が指令に問い合わせる為の呼出機能であり、運行情報提供機能は、乗り入れ線区や接続線路における列車運行情報を列車乗務員に提供する機能である。
【0010】
防護発報機能は、列車が危険な状態になった場合、或いは、危険な状態を検知した場合に、周囲を走行している他の列車へ防護信号を送信して当該他の列車を停止させる機能であり、業務連絡機能は、列車乗務員や駅係員の間で打ち合わせを行う為の機能である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記無線を利用した信号システムを短期間で一度に全線に設けることは、費用、労力等の面から困難であり、この信号システムを従来の点制御ATSに段階的に導入するのが好ましい。この場合、無線の届く範囲(以下、無線ゾーンという)と、無線の届かない範囲(以下、無線不感帯という)とが形成されるので、無線ゾーンと無線不感帯との間でスムーズかつ安全に列車運行が可能な信号システムが必要となる。
【0012】
本発明の課題は、無線を利用した信号システムを点制御ATSに低コストで段階的に導入可能な列車制御システム、及び列車制御方法を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために、次のような特徴を備えている。なお、次に示す手段の説明中、括弧書きにより実施の形態に対応する構成を一例として示す。符号等は、後述する図面参照符号等である。
【0014】
請求項1記載の発明は、
軌道(例えば、図1に示す軌道回路140)を走行する列車(例えば、図1に示す列車200)に搭載された車上装置(例えば、図3に示す車上装置210)と該軌道に沿って設置された地上装置(例えば、図2に示す地上装置100)とを備え、該車上装置と該地上装置との間で無線通信される列車制御情報に基づいて前記列車の運行を制御する列車制御システム(例えば、図1に示す列車制御システム1)において、
前記地上装置は、
通信エリア(例えば、図1に示す無線ゾーンA)を形成し、該通信エリア内の列車に先行列車の現在位置情報を無線送信する地上通信手段(例えば、図2に示すデジタル無線機122)と、
前記通信エリア内の軌道に沿って設置された地上子(例えば、図1に示す地上子130)を介して、該地上子の位置情報と当該地上子を通過する列車に対する制限速度情報とを該列車に送信し、前記通信エリア外の軌道に沿って設置された地上子を介して、該地上子を通過する列車に対する制限速度情報を該列車に送信する送信手段(例えば、図2に示す基地局制御装置123)とを備え、
前記車上装置は、
自列車が前記通信エリア内に在線する場合、前記地上通信手段により無線送信された先行列車の現在位置情報を受信する車上通信手段(例えば、図3に示すデジタル無線機214)と、
自列車に搭載された車上子(例えば、図3に示す車上子216)を介して、前記通信エリア内の地上子の位置情報と該地上子を通過する自列車に対する制限速度情報とを当該通信エリア内の地上子から受信すると共に、前記通信エリア外の地上子を通過する自列車に対する制限速度情報を当該通信エリア外の地上子から受信する受信手段(例えば、図3に示すATS装置215)と、
前記受信手段により受信された前記地上子の位置から自列車が走行した走行距離を算出する走行距離算出手段(例えば、図3に示す位置演算部211a)と、
前記受信手段により受信された前記地上子の位置と前記走行距離算出手段により算出された走行距離とに基づいて自列車の現在位置を算出する現在位置算出手段(例えば、図3に示す位置演算部211a)と、
前記現在位置算出手段により算出された自列車の現在位置と前記車上通信手段により受信された前記先行列車の現在位置とから、自列車と該先行列車との車間距離を算出する車間距離算出手段(例えば、図3に示す位置演算部211a)と、
前記車間距離算出手段により算出された車間距離に応じて自列車の暫定許容速度を設定する暫定許容速度設定手段(例えば、図3に示す速度照査部211b)と、
前記地上通信手段との無線リンクの有無に基づき自列車が前記通信エリア内に在線しているか否か、及び前記先行列車の現在位置情報を受信したか否かを判定する判定手段(例えば、図3に示す制御装置211)と、
前記判定手段により自列車が前記通信エリア内に在線していると判定され、前記先行列車の現在位置情報を受信したと判定された場合、前記暫定許容速度設定手段により設定された暫定許容速度と前記受信手段により受信された制限速度とを比較して小さい方に基づいて自列車の速度を制御する制御し、
前記判定手段により自列車が前記通信エリア外に在線していると判定されたか、又は前記先行列車の現在位置情報を受信していないと判定された場合、該制限速度に基づいて自列車の速度を制御する制御手段(例えば、図3に示す制御装置211)と、
を備えたことを特徴とする。
【0015】
請求項1記載の発明によれば、軌道を走行する列車に搭載された車上装置と該軌道に沿って設置された地上装置とを備え、該車上装置と該地上装置との間で無線通信される列車制御情報に基づいて前記列車の運行を制御する列車制御システムにおいて、前記地上装置では、地上通信手段は、
通信エリアを形成し、該通信エリア内の列車に先行列車の現在位置情報を無線送信し、送信手段は、前記通信エリア内の軌道に沿って設置された地上子を介して、該地上子の位置情報と当該地上子を通過する列車に対する制限速度情報とを該列車に送信すると共に、前記通信エリア外の軌道に沿って設置された地上子を介して、該地上子を通過する列車に対する制限速度情報を該列車に送信し、前記車上装置では、車上通信手段は、自列車が前記通信エリア内に在線する場合、前記地上通信手段により無線送信された先行列車の現在位置情報を受信し、受信手段は、自列車に搭載された車上子を介して、前記通信エリア内の地上子の位置情報と該地上子を通過する自列車に対する制限速度情報とを当該通信エリア内の地上子から受信すると共に、前記通信エリア外の地上子を通過する自列車に対する制限速度情報を当該通信エリア外の地上子から受信し、走行距離算出手段は、前記受信手段により受信された前記地上子の位置から自列車が走行した走行距離を算出し、現在位置算出手段は、前記受信手段により受信された前記地上子の位置と前記走行距離算出手段により算出された走行距離とに基づいて自列車の現在位置を算出し、車間距離算出手段は、前記現在位置算出手段により算出された自列車の現在位置と前記車上通信手段により受信された前記先行列車の現在位置とから、自列車と該先行列車との車間距離を算出し、暫定許容速度設定手段は、前記車間距離算出手段により算出された車間距離に応じて自列車の暫定許容速度を設定し、判定手段は、前記地上通信手段との無線リンクの有無に基づき自列車が前記通信エリア内に在線しているか否か、及び前記先行列車の現在位置情報を受信したか否かを判定し、制御手段は、前記判定手段により自列車が前記通信エリア内に在線していると判定され、前記先行列車の現在位置情報を受信したと判定された場合、前記暫定許容速度設定手段により設定された暫定許容速度と前記受信手段により受信された制限速度とを比較して小さい方に基づいて自列車の速度を制御し、前記判定手段により自列車が前記通信エリア外に在線していると判定されたか、又は前記先行列車の現在位置情報を受信していないと判定された場合、該制限速度に基づいて自列車の速度を制御する。
【0016】
請求項2記載の発明は、
軌道(例えば、図1に示す軌道回路140)を走行する列車(例えば、図1に示す列車200)に搭載された車上装置(例えば、図3に示す車上装置210)と該軌道に沿って設置された地上装置(例えば、図2に示す地上装置100)とを備え、該車上装置と該地上装置との間で無線通信される列車制御情報に基づいて前記列車の運行を制御する列車制御システム(例えば、図1に示す列車制御システム1)を制御するための列車制御方法において、
前記地上装置では、
通信エリア(例えば、図1に示す無線ゾーンA)を形成し、該通信エリア内の列車に先行列車の現在位置情報を無線送信する工程と、
前記通信エリア内の軌道に沿って設置された地上子(例えば、図1に示す地上子130)を介して、該地上子の位置情報と当該地上子を通過する列車に対する制限速度情報とを該列車に送信し、前記通信エリア外の軌道に沿って設置された地上子を介して、該地上子を通過する列車に対する制限速度情報を該列車に送信する工程とを含み、
前記車上装置では、
自列車が前記通信エリア内に在線する場合、前記無線送信された先行列車の現在位置情報を受信する工程と、
自列車に搭載された車上子(例えば、図3に示す車上子216)を介して、前記通信エリア内の地上子の位置情報と該地上子を通過する自列車に対する制限速度情報とを当該通信エリア内の地上子から受信すると共に、前記通信エリア外の地上子を通過する自列車に対する制限速度情報を当該通信エリア外の地上子から受信する工程と、
前記受信された地上子の位置から自列車が走行した走行距離を算出する工程と、
前記受信された地上子の位置と、前記算出された走行距離とに基づいて自列車の現在位置を算出する工程と、
前記算出された自列車の現在位置と前記受信された先行列車の現在位置とから、自列車と該先行列車との車間距離を算出する工程と、
前記算出された車間距離に応じて自列車の暫定許容速度を設定する工程と、
前記無線送信とのリンクの有無に基づき自列車が前記通信エリア内に在線しているか否か、及び前記先行列車の現在位置情報を受信したか否かを判定する工程と、
前記判定により自列車が前記通信エリア内に在線していると判定され、前記先行列車の現在位置情報を受信したと判定された場合、前記設定された暫定許容速度と前記受信された制限速度とを比較して小さい方に基づいて自列車の速度を制御し、
前記判定により自列車が前記通信エリア外に在線していると判定されたか、又は前記先行列車の現在位置情報を受信していないと判定された場合、該制限速度に基づいて自列車の速度を制御する工程と、
を含むことを特徴とする。
【0017】
請求項2記載の発明によれば、軌道を走行する列車に搭載された車上装置と該軌道に沿って設置された地上装置とを備え、該車上装置と該地上装置との間で無線通信される列車制御情報に基づいて前記列車の運行を制御する列車制御システムを制御するための列車制御方法において、前記地上装置では、通信エリアを形成し、該通信エリア内の列車に先行列車の現在位置情報を無線送信し、前記通信エリア内の軌道に沿って設置された地上子を介して、該地上子の位置情報と当該地上子を通過する列車に対する制限速度情報とを該列車に送信し、前記通信エリア外の軌道に沿って設置された地上子を介して、該地上子を通過する列車に対する制限速度情報を該列車に送信し、前記車上装置では、自列車が前記通信エリア内に在線する場合、前記無線送信された先行列車の現在位置情報を受信し、自列車に搭載された車上子を介して、前記通信エリア内の地上子の位置情報と該地上子を通過する自列車に対する制限速度情報とを当該通信エリア内の地上子から受信すると共に、前記通信エリア外の地上子を通過する自列車に対する制限速度情報を当該通信エリア外の地上子から受信し、前記受信された地上子の位置から自列車が走行した走行距離を算出し、前記受信された地上子の位置と、前記算出された走行距離とに基づいて自列車の現在位置を算出し、前記算出された自列車の現在位置と前記受信された先行列車の現在位置とから、自列車と該先行列車との車間距離を算出し、前記算出された車間距離に応じて自列車の暫定許容速度を設定し、前記無線送信とのリンクの有無に基づき自列車が前記通信エリア内に在線しているか否か、及び前記先行列車の現在位置情報を受信したか否かを判定し、前記判定により自列車が前記通信エリア内に在線していると判定され、前記先行列車の現在位置情報を受信したと判定された場合、前記設定された暫定許容速度と前記受信された制限速度とを比較して小さい方に基づいて自列車の速度を制御し、前記判定により自列車が前記通信エリア外に在線していると判定されたか、又は前記先行列車の現在位置情報を受信していないと判定された場合、該制限速度に基づいて自列車の速度を制御する。
【0018】
従って、無線を利用した信号システムを段階的に導入する際に、無線の届く通信エリアと、無線の届かないエリアとが同時に形成されるが、この通信エリアと無線の届かないエリアとの間で安全かつスムーズに列車運行が行える信号システムが実現できるので、無線を利用した信号システムを全線に一度に導入することなく部分的に導入することができ、当該信号システムを低コストで段階的に導入できると共に、点制御ATSに基づく列車制御だけを用いた場合と比べて更に安全かつ高機能な列車制御システムが実現できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図8を参照して本発明を適用した列車制御システム1について詳細に説明する。
本発明を適用した列車制御システム1は、図1〜図3に示すように、無線ゾーンAを形成する基地局120を各駅に設置して構築された無線列車制御システムと、各軌道に設けられた地上子130と列車200に設けられた車上子216とを用いて構築された点制御ATSシステムとを備えた無線を利用した信号システムである。列車制御システム1は、これら無線列車制御システムと点制御ATSシステムとを併用した半連続ATSシステムに基づいて列車制御を行う。以下、この半連続ATSシステムについて詳細に説明する。
【0020】
上記半連続ATSシステムに基づいて列車制御を行う列車制御システム1は、列車200が所定基地局120の無線ゾーンAに位置して基地局120と列車200との間に無線回線が確立されている場合には、無線列車制御システムによる列車制御を行い、列車200が上記無線ゾーンAに位置せず、基地局120と列車200との間で無線回線が設定できない場合には、点制御ATSシステムによる列車制御を行う。
【0021】
従って、列車制御システム1は、無線の信頼性が確立されるまでは既存の点制御ATSシステムによるバックアップを受け、無線の信頼性が確立された後には、列車制御に無線を全面的に用いるシステムへ安全かつスムーズに移行できる。
【0022】
列車制御システム1は、上記半連続ATSシステムが有する機能に加え、車内信号機能、運転通告機能、無閉そく運転防護機能等の基本機能を有する。
上記車内信号機能により、列車200に設けられた表示装置213に制限速度指示曲線や列車200の現在位置、及び先行列車位置情報や、異常時における先行列車と列車200との位置関係等が表示されるので、信号の見間違いによる事故が防止される共に、運転士や指令員が的確な判断を下すことが可能となり、運転通告機能により、無線を用いて司令員が駅長と運転士に直接伝達する、或いは司令員が駅長に伝達し駅長が運転士に伝達することができるので情報授受(運転通告)が適切に行われ、無閉そく運転防護機能により、無線を介して列車200から周囲に在線する他の複数の列車、或いは近傍に設置された基地局120に対し無閉そく防護信号を送信できるので、高機能な無閉そく防護が可能となる。
【0023】
更に、列車制御システム1は、上記基本機能に加え、前方進路表示機能、移動閉塞機能、沿線作業員向け列車接近警報機能、現場機器モニタ機能、踏切状態表示機能等の拡張機能と、指令呼出機能、業務連絡機能、運行情報提供機能、防護発報機能等の付属機能を有する。
【0024】
また、本実施の形態の説明では詳述しないが、列車制御システム1は、地上子130と車上子216とを用いて構築する点制御ATSシステム、デジタル無線機を用いて無線リンクを構築するデジタル無線システムに加え、無線及び有線を介しての通信回線を用いた列車制御を行うネットワーク制御システム、及び、列車運行を統合的に管理運営する列車運行指令システムを更に備えて構成される。
【0025】
先ず、図1〜図3を参照して列車制御システム1の構成を詳細に説明する。
列車制御システム1の全体構成を図1に示す。この列車制御システム1は、地上装置100と列車200とにより構成される。
また、地上装置100の構成を図2に示し、列車200に搭載された車上装置210の構成を図3に示す。
【0026】
まず、地上装置100の構成を説明する。
図2に示すように、地上装置100は、中央制御装置110、基地局120、地上子130、軌道回路140、連動装置150等を備えて構成される。
【0027】
中央制御装置110は、列車位置データベース111、無線機IDデータベース112、運転司令部113等を備え、列車制御システム1を集中制御する。
【0028】
列車位置データベース111は、列車ID等の列車に関するデータと、番線情報、出発時分情報、乗務員運行情報、及び運行ダイヤ情報等の運行に関する各種データを格納し、無線機IDデータベース112は、車上装置210のデジタル無線機214、地上装置100のデジタル無線機122、及び、沿線作業員20が携帯する携帯無線電話10等の無線機のID番号、無線機の種別(車上搭載タイプ、携帯タイプ等)等のデータを格納する。
【0029】
運転司令部113は、図示しない入力端末を介して入力された番線変更等の運転通告、ダイヤ変更、列車運用や乗務員運用の変更等の各種制御信号に応じて、列車制御システム1における列車運行を集中制御する。
【0030】
運転司令部113は、各地上子130に対する前方進路情報、例えば、各地上子130に対する先行列車、駅、カーブ等の各種情報に基づいて、当該各地上子130上を通過する列車に対する点制御ATSの制限速度を算出し、基地局120を介して各地上子130に送信する。ここで、上記各地上子130に対する先行列車の位置は、軌道回路情報又は無線情報から抽出された列車現在位置情報に基づいて判定される。
【0031】
基地局120は、各駅部に配設され、列車200や携帯無線電話10との間で無線可能な無線ゾーンAを形成する(図1参照)。この無線ゾーンAは、例えば、半径2kmの略円を成し、この略円内の電界強度が、例えば、受信感度が6dBμV相当の電界強度となっている。
なお、無線ゾーンAの範囲は、半径2kmの略円に限らず、また、無線ゾーンA内の受信感度は6dBμVに限らない。
【0032】
基地局120は、アンテナ121に接続されたデジタル無線機122及び基地局制御装置123によって成る。
【0033】
基地局制御装置123は、移動局管理部123a、列車追跡部123b、進路管理部123c等を備える。基地局制御装置123は、無線ゾーンA内に設置された地上子130から先行列車の現在位置情報(軌道回路情報或いは無線情報により取得)と共に点制御ATSシステム用情報(例えば、点制御ATSの制限速度情報)を送信し、無線ゾーンAの外部(無線不感帯)に設置された地上子130から点制御ATSシステム用情報を送信する。
【0034】
デジタル無線機122は、アンテナ121を介して列車200と基地局制御装置123との間で行われる無線通信を制御する。基地局制御装置123の移動局管理部123aは、デジタル無線機(列車200のデジタル無線機214或いは携帯無線電話10等)の位置・状態を管理する。すなわち、移動局管理部123aは、デジタル無線機がどの基地局120の無線ゾーンA内にあるかを管理すると共に、デジタル無線機の移動に伴う基地局120の切替処理を行う。列車追跡部123bは、列車の位置を常時管理し、進路管理部123cは、各列車に対する前方進路情報を収集して管理する。
【0035】
地上子130は、地上に複数設けられた点制御ATSシステム用情報の入出力端子であると共に、無線ゾーンA内においては、上記点制御ATSの制限速度情報に加え、基地局120に対する地上子130の位置を示す識別コード(以下で説明する))を列車200に送信する。
【0036】
例えば、無線ゾーンA内の各地上子130は、それぞれ固有の識別コード(例えば、バイナリコード)を列車200に送信し、列車200は、当該無線ゾーンA内の基地局120に対する地上子130の位置を識別コードに対応付けて予め記憶しておく。これにより、列車200は、無線ゾーンA内の所定地上子130を通過する際に当該地上子130から固有の識別コードを受信すると、この識別コードに基づいて、当該無線ゾーンA内の基地局120に対する地上子130の位置を判定し、この判定結果に基づいて地上子130の位置(すなわち、当該地上子130を通過する列車200の絶対位置)を特定できる。
【0037】
また、図3に示すように、隣接する駅に設置された基地局120が有する無線ゾーンAが互いに重なり合わない無線不感帯が存在する場合がある。なお、この無線不感帯をカバーする為に無線基地局を当該無線不感帯に新たに設け、隣り合う無線ゾーンAが互いに重なる領域(例えば、図中符号Bに示す領域)を形成する。このように無線ゾーンAを一部連続化した列車制御システム1を図1に示す。
【0038】
軌道回路140は、列車200が走行する線路であると共に、当該線路上に在線する各列車の位置を連動装置150を介して基地局120に送信する。
【0039】
連動装置150は、地上装置100が備える地上子130、軌道回路140、及び図示しない転轍機等の各種周辺機器を互いに連動させる。
【0040】
次に、列車200に搭載された車上装置210の構成を説明する。
図3に示すように、車上装置210は、制御装置211、速度発電機212、表示装置213、デジタル無線機214、ATS装置215、車上子216、アンテナ217等を備えて構成される。
【0041】
制御装置211は、地上子130を介して取得した自列車(列車200)の絶対位置情報や点制御ATSの制限速度情報等の各種情報、基地局120を介して無線により取得した先行列車位置情報等の各種無線情報、及び、制御信号やブレーキ信号等の各種信号情報に基づいて制御処理を行う。
上記自列車の絶対位置は、既に説明したように、無線ゾーンA内の基地局120に対する地上子130の識別コードに基づいて取得された当該地上子130(すなわち、自列車が通過する地上子130)の位置である。また、上記点制御ATSの制限速度は、軌道回路情報又は無線情報に基づいて各地上子130に対する前方進路情報(例えば、カーブ、駅、又は先行列車等の各種情報)に応じて地上装置100側で設定されるものである。
なお、上記絶対位置は、軌道回路情報と比較することによって整合性のチェックが行われるようにしても良い。
【0042】
制御装置211は、アンテナ217を介して受信する電界強度を常時計測し、所定電界強度(例えば、受信感度が6dBμV相当の電界強度)以上の場合には、自列車が無線ゾーンA内に在線していると判定し、当該所定電界強度未満の場合には、自列車が無線ゾーンAの外部(無線不感帯)に在線していると判定する。
【0043】
また、制御装置211は、後述する位置演算部211aによって算出された自列車現在位置情報を地上装置100側へ無線送信する。
【0044】
また、制御装置211は、位置演算部211a、速度照査部211b、ブレーキ制御部211cを備える。
【0045】
位置演算部211aは、自列車(列車200)が無線ゾーンAの内部に在線する場合、地上子130を介して取得した上記自列車の絶対位置情報と、後述する速度発電機212により検知された自列車の速度と走行時間とから積算した自列車の走行距離とに基づいて自列車現在位置を算出し、上記無線により取得した先行列車位置情報と上記算出した自列車現在位置とに基づいて、自列車から先行列車までの現在の車間距離をリアルタイムに算出する(図6に示すフローチャート参照、後に詳述する)。
【0046】
速度照査部211bは、自列車(列車200)が無線ゾーンA内に在線する場合、位置演算部211aにより算出された上記車間距離に基づいて自列車の暫定許容速度を算出し、その後、当該算出した暫定許容速度と上記点制御ATSにおける制限速度とを比較して自列車の現在の許容速度を最終的に決定する(図6に示すフローチャート参照、後に詳述する)。
【0047】
速度照査部211bは、自列車(列車200)が無線ゾーンA内に位置する場合、速度発電機212から出力される自列車の現在速度が、上記最終決定された自列車の現在の許容速度より大きいか否かを判定し、大きい場合はブレーキ制御部211cに減速を指示する制御信号を出力する。また、速度照査部211bは、自列車が無線ゾーンAの外部(無線不感帯)に在線する場合、速度発電機212から出力される自列車の現在速度が、地上子130を介して取得された点制御ATSにおける制限速度より大きいか否かを判定し、大きい場合はブレーキ制御部211cに減速を指示する制御信号を出力する。ブレーキ制御部211cは、速度照査部211bから送信された制御信号に応じて、図示しないブレーキ駆動部にブレーキングの調整を指示する。
【0048】
速度発電機212は、自列車(列車200)の車輪の回転によって生成される誘導電圧の大きさに基づいて自列車の速度を検知し、制御装置211に出力する。
【0049】
表示装置213は、運転室等に設けられ、自列車(列車200)の現在速度や制限速度、速度曲線、先行列車位置や先行列車までの距離、及び各種警告表示等を表示する。
【0050】
デジタル無線機214は、アンテナ217を介して基地局120との無線通信を制御し、ATS装置215は、地上子130と車上子216との間の送受信を制御する。
【0051】
次に、本発明を適用した列車制御システム1における動作を説明する。
図4は、本発明を適用した列車制御システム1における基本動作を説明するフローチャートである。
【0052】
先ず、列車200(自列車)の制御装置211は、後述する図5に示す電源投入後のイニシャル処理を行う(ステップS100)。次に、制御装置211は、後述する図6に示す許容速度決定処理を含む半連続ATS処理に移行する(ステップS300)。
【0053】
次いで、制御装置211は、後述する図7に示す通信機能処理に移行し(ステップS500)、最後に、電源がOFFであるか否かを判定する(ステップS700)。
【0054】
電源がONの場合(ステップS700;No)、制御装置211は、ステップS300に移行して半連続ATS処理、及び通信処理を再び実行し、電源がOFFの場合(ステップS700;Yes)、上記一連の動作を終了する。
【0055】
次に、列車制御システム1におけるイニシャル処理、すなわち、電源投入時から定常時へ移行するまでの動作を説明する。
図5は、列車制御システム1におけるイニシャル処理を説明するフローチャートである。
【0056】
先ず、自列車(列車200)の電源が投入されると(ステップS110)、制御装置211は、電源断直前の列車位置情報を読み出し(ステップS120)、その読み出した列車位置情報とGPS(Global Positioning System)による位置情報とを照合して自列車の仮位置をセットする(ステップS130)。
【0057】
次いで制御装置211は、自列車の無線ゾーンA内に設置された基地局120との間に無線リンクが有るか否か、すなわち自列車が無線ゾーンA内に在線しているか否かを判定し(ステップS140)、無線リンクが有る場合、すなわち、自列車が無線ゾーンA内に在線している(例えば、受信感度が6dBμV相当の電界強度以上である)場合(ステップS140;Yes)、自列車上の車上子216が地上子130と結合したか否かを判定する(ステップS150)。
【0058】
ステップS150において、車上子216が地上子130と結合した場合(ステップS150;Yes)、制御装置211は、地上子130を介して取得した自列車の絶対位置情報と、速度発電機212によって積算された自列車の走行距離とに基づいて自列車現在位置を算出し、後述する半連続ATSに基づく速度制御(図6に示すS380を参照)を行う(ステップS170)。
【0059】
ステップS150において、車上子216が地上子130と結合しなかった場合(ステップS150;No)、制御装置211は、地上子130と結合するまで、半連続ATSに基づく速度制御(図6に示すステップS310〜S340;Noを参照)を行う。
【0060】
ステップS140において、自列車との間に無線リンクが無い場合、すなわち、自列車が無線ゾーンA内に在線していない(例えば、受信感度が6dBμV相当の電界強度に至っていない)場合(ステップS140;No)、制御装置211は、無閉そく運転状態として動作する(ステップS180)。次いで、自列車が地上子130と結合すると(ステップS190;Yes)、制御装置211は、ステップS180における無閉そく状態としての動作を解除し、地上子130を介して取得した点制御ATSの制限速度情報に基づいて速度制御する(ステップS200)(図6に示すステップS310〜S340;No参照)。また、制御装置211は、ステップS190において、地上子130と結合しない場合、自列車が地上子130と結合するまで無閉そく運転状態として動作しする(ステップS190;No)。
【0061】
ステップS200の後、制御装置211は、無線リンクがあるか否か(例えば、受信感度が6dBμV相当の電界強度以上であるか否か)を判定し(ステップS210)、無線リンクがある場合(ステップS210;Yes)、ステップS150に移行し、無線リンクがない場合(ステップS210;No)、ステップS200に移行して、点制御ATSに基づく速度制御を継続する。
【0062】
次いで、列車制御システム1の半連続ATS処理について説明する。
図6は、列車制御システム1における半連続ATSの許容速度決定処理を説明するフローチャートである。
【0063】
以下で図6を参照して説明する処理は、自列車(列車200)の許容速度を決定する処理であり、従って、当該処理において自列車の許容速度が決定されると、制御装置211は、当該決定された許容速度と自列車の現在速度(速度発電機212により検知された速度)とに基づいて速度照査を行い、この照査結果に基づいてブレーキ制御を行う。
【0064】
まず、制御装置211は、車上子216が地上子130から点制御ATSの制限速度情報を受信したか否かを判定し(ステップS310)、点制御ATSの制限速度情報を受信しなかった場合(ステップS310;No)、予め設定された暫定制限速度を自列車の許容速度にセットする(ステップS320)。
【0065】
ステップS310において、点制御ATSの制限速度情報を受信した場合(ステップS310;Yes)、制御装置211は、受信した点制御ATSの制限速度を許容速度にセットする(ステップS330)。
【0066】
その後、制御装置211は、無線リンクの有無を判定し(ステップS340)、無線リンクが無い場合(ステップS340;No)、ステップS330に移行し、無線リンクが有る場合(ステップS340;Yes)、当該無線リンクを介して先行列車情報(先行列車の現在位置等)を受信したか否かを判定する(ステップS350)。
【0067】
制御装置211は、ステップS350において、先行列車情報を受信しなかった場合(ステップS350;No)、ステップS330に移行し、先行列車情報を受信した場合(ステップS350;Yes)、当該受信した先行列車情報から先行列車の現在位置に関する情報を取得する(ステップS360)。
【0068】
ステップS360の後、制御装置211は、地上子130から車上子216を介して自列車の絶対位置情報(すなわち、受信した地上子130の識別コード)を受信したか否かを判定し(ステップS370)、絶対位置情報を受信しなかった場合(ステップS370;No)、ステップS330に移行する。
【0069】
ステップS370において、絶対位置情報を受信した場合(ステップS370;Yes)、制御装置211は、この受信した絶対位置情報に基づいて、自列車が在線する無線ゾーンAの基地局120に対する自列車の絶対位置(すなわち、受信した地上子130の位置)を判定し、当該自列車の絶対位置と速度発電機212により積算された自列車の走行距離とに基づいて自列車の現在位置を取得する(ステップS380)。
ここで、制御装置211は、地上子130から車上子216を介して自列車の絶対位置情報を取得した際に(ステップS370;Yes)、点制御ATSの制限速度情報も同時に取得する。
【0070】
ステップS380の後、制御装置211は、ステップS360の段階で取得した先行列車の現在位置からステップS380の段階で取得した自列車の現在位置を差し引いて、先行列車と自列車との車間距離を算出する(ステップS390)。
【0071】
制御装置211は、ステップS390の段階で算出された車間距離から暫定許容速度を算出し、ステップS370の段階で地上子130から車上子216を介して受信した点制御ATSの制限速度情報とこの算出した暫定許容速度とを比較して最終的な許容速度をセットする(ステップS400)。すなわち、制御装置211は、点制御ATSの制限速度と暫定許容速度とを比較して、速度の小さい方を許容速度にセットする。これにより安全な速度制御が実現される。
【0072】
その後、制御装置211は、無線リンクの有無を判定し(ステップS410)、無線リンクが無い場合(ステップS410;No)、自列車は、無線ゾーンAの外部(無線不感帯)に在線していると判定し、点制御ATSの制限速度情報に基づいて列車制御を行い、無線リンクが有る場合(ステップS410;Yes)、自列車の絶対位置が更新されたか否か、すなわち、地上子130から車上子216を介して自列車の絶対位置情報(すなわち、受信した地上子130の識別コード)を再受信したか否かを判定し(ステップS420)、絶対位置情報を再受信しなかった場合(ステップS420;No)、後述するステップS440に移行する。
【0073】
ステップS420において、絶対位置情報を再受信した場合(ステップS420;Yes)、制御装置211は、この再受信した絶対位置情報に基づいて、自列車が在線する無線ゾーンAの基地局120に対する自列車の絶対位置(すなわち、受信した地上子130の位置)を再判定し、当該自列車の絶対位置と速度発電機212により積算された自列車の走行距離とに基づいて自列車の現在位置を更新する(ステップS430)。
【0074】
ステップS430の後、制御装置211は、無線リンクを介して先行列車情報(先行列車の現在位置等)を再受信したか否かを判定する(ステップS440)。
【0075】
制御装置211は、ステップS440において、先行列車情報を再受信しなかった場合(ステップS440;No)、ステップS390に移行し、先行列車情報を再受信した場合(ステップS440;Yes)、当該再受信した先行列車情報から先行列車の現在位置に関する情報を更新して(ステップS450)ステップS390に移行する。
【0076】
以上説明した許容速度決定処理により自列車の許容速度が決定されると、制御装置211は、その都度、当該決定された許容速度と自列車の現在速度とに基づいて速度照査及び速度制御を行う。すなわち、制御装置211は、自列車の現在速度が許容速度を上回っている場合、自列車の現在速度が許容速度以下になるまで減速を指示する制御信号を図示しないブレーキ駆動部に出力する。また、自列車の現在速度が許容速度以下の場合、制御装置211は、ブレーキの緩解を指示する制御信号を上記ブレーキ駆動部に出力すると共に、自列車の現在速度が許容速度に至るまで加速を指示する制御信号を図示しない列車駆動部に出力する。
【0077】
次いで、定常時における列車制御システム1の通信機能に係る動作を説明する。
図7は、定常時における列車制御システム1の通信機能に係る動作を説明するフローチャートである。
【0078】
先ず制御装置211は、自列車(列車200)が所定基地局120の無線ゾーンAに位置し、基地局120との間に無線リンクがあるか否かを監視し(ステップS510)、無線リンクがある場合(ステップS510;Yes)、その無線リンクを介して運転通告情報、及び沿線作業員情報の有無を検知すると共に(ステップS520、S530)、自列車の無線ゾーンA内の現場機器及び携帯無線電話18等の有無を検知する(ステップS540)。
【0079】
次いで制御装置211は、上記無線リンクを介して検知した上記運転通告情報や沿線作業員情報、及び、自列車の無線ゾーンA内の各種現場機器や携帯無線電話10の有無等の各種データを取得し(ステップS550)、その取得した各種データを上記無線リンクを介して基地局120に送信する。
【0080】
次いで、地上装置100の中央制御装置110は、上記基地局120を介して送信された上記各種データを列車位置データベース111に記録して(ステップS560)、上記列車制御システム1における通信機能に係る動作を終了する。
【0081】
また、上記半連続ATSに移行した後に何らかの異常が生じた際、地上装置100の中央制御装置110、及び列車200の制御装置211は、その異常が生じた機能を切り離し、残った正常な機能だけで列車制御システム1を実行する。
【0082】
例えば、中央制御装置110、及び制御装置211は、無線による半連続ATSが機能しない場合には、半連続ATSから点制御ATSに切り替え、車上子216の断線等の点制御ATSが機能しない場合には、無線による防護を行いつつ列車200を走行させる。
【0083】
また、中央制御装置110、及び制御装置211は、データ伝送ができない場合には、音声による通告により対処し、全く機能を失った場合には、駅間の打ち合わせ等の予め取り決めた手順及び文書に基づいて列車200を運行する。
【0084】
次いで、図8(a)、(b)を参照して、列車制御システム1における半連続ATSの速度制御について説明する。
従来の点制御ATSのみによる後続列車の速度曲線(図8(a)参照)は、加速と減速とを断続敵に繰り返して通過するものとなっており、この際、閉そく区間の長さによって後続列車の制限速度が抑えられてしまい、無駄な加速や減速を繰り返すものとなっている。これに対し、列車制御システム1における後続列車の速度曲線(図8(b)参照)は、先行列車が停止中であっても無線による半連続ATSによってリアルタイムに列車速度制御が行えるので、スムーズな列車通過が行える。
【0085】
また、停止目標に停止する先行列車に続いて後続列車も上記停止目標に停止する場合、図8(b)に示す従来の点制御ATSのみによる後続列車の速度曲線は、加速と減速を断続的に繰り返しながら停止するものとなっている。これに対し、図8(a)に示す列車制御システム1における後続列車は、停止している先行列車が存在する場合でも無線による半連続ATSによってリアルタイムに列車速度制御ができる為、スムーズに停止することが可能となる。
【0086】
以上説明したように、半連続ATSシステムに基づく本実施の形態の列車制御システム1によれば、列車200(自列車)が駅近傍等のような基地局120の無線ゾーンA内に在線する場合、自列車は、地上子130から絶対位置情報及び点制御ATSの制限速度情報を取得し、この絶対位置情報と速度発電機212により積算された距離とに基づいて自列車の現在位置を取得すると共に、この自列車の現在位置と無線通信により取得された先行列車の現在位置とに基づいて自列車の許容速度を算出する。また、自列車が無線ソーンAの外部(無線不感帯)に在線する場合、自列車は、地上子130から点制御ATSの制限速度情報を受信する。自列車は、これら無線ゾーンA内において算出した許容速度と、点制御ATSの制限速度情報とに基づいて速度制御を行う。
【0087】
従って、列車制御システム1によれば、無線を利用した信号システムを段階的に導入する際に、無線の届く無線ゾーンAと、無線の届かない無線不感帯とが同時に形成されるが、この無線ゾーンAと無線不感帯との間で安全かつスムーズに列車運行が行える信号システムが実現できるので、無線を利用した信号システムを全線に一度に導入することなく部分的に導入することができ、当該信号システムを低コストで段階的に導入できると共に、点制御ATSに基づく列車制御だけを用いた場合と比べて更に安全かつ高機能な列車制御システムが実現できる。
【0088】
【発明の効果】
本発明によれば、無線を利用した信号システムを段階的に導入する際に、無線の届く通信エリアと、無線の届かないエリアとが同時に形成されるが、この通信エリアと無線の届かないエリアとの間で安全かつスムーズに列車運行が行える信号システムが実現できるので、無線を利用した信号システムを全線に一度に導入することなく部分的に導入することができ、当該信号システムを低コストで段階的に導入できると共に、点制御ATSに基づく列車制御だけを用いた場合と比べて更に安全かつ高機能な列車制御システムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した列車制御システム1の全体構成を示すブロック図である。
【図2】本発明を適用した列車制御システム1における地上装置100の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明を適用した列車制御システム1における車上装置200の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明を適用した列車制御システム1の基本動作を説明するフローチャートである。
【図5】本発明を適用した列車制御システム1におけるイニシャル処理を説明するフローチャートである。
【図6】本発明を適用した列車制御システム1における半連続ATSの許容速度決定処理を説明するフローチャートである。
【図7】本発明を適用した列車制御システム1の定常時における通信機能に係る動作を説明するフローチャートである。
【図8】本発明を適用した列車制御システム1において、駅構内等における停止目標に対する速度制御や、先行列車による無線ゾーン内における停止目標に対する後続列車の速度制御のうち、(a)は、停止目標に停止する先行列車に対して後続列車が通過する際の後続列車の速度制御を示す特性図であり、(b)は、停止目標に先行列車も後続列車も停止する際の後続列車の速度制御を示す特性図である。
【符号の説明】
1 列車制御システム
10 携帯無線電話
100 地上装置
110 中央制御装置
111 列車位置データベース
112 無線機IDデータベース
113 運転司令部
120 基地局
121 アンテナ
122 デジタル無線機
123 基地局制御装置
123a 移動局管理部
123b 列車追跡部
123c 進路管理部
130 地上子
140 軌道回路
150 連動装置
200 列車
210 車上装置
211 制御装置
211a 位置演算部
211b 速度照査部
211c ブレーキ制御部
212 速度発電機
213 表示装置
214 デジタル無線機
215 ATS装置
216 車上子
217 アンテナ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a train control system and a train control method for performing train control based on a signal system using radio.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a plurality of signal systems that support safe operation of trains have been realized in accordance with levels such as line density operation density. Each of these signal systems is a combination of a track circuit and a transmission means between the ground and the vehicle. Recently, however, a signal system using radio by mobile communication is being realized.
[0003]
This radio-based signal system is a signal system that takes advantage of the characteristics of mobile communication. The minimum information required for train operation is supplied by the point control ATS, and appropriate information is obtained using radio. Is a system for improving the continuation performance of trains by providing train crews with the aim of improving safety and performing train control using preceding train information within the reach of radio.
[0004]
For example, the above-mentioned signal system using radio detects a train that is in an unoccupied operation state of the point control ATS via radio, and continuously runs the train while preventing a rear-end collision with the preceding train. Have In particular, in the wireless zone, the confirmation work by the driver or the like can be reduced by displaying the preceding train position as an in-vehicle signal.
[0005]
Moreover, since the signal system using the radio uses not only the preceding train position information but also various signals as in-vehicle signals, accidents due to misreading of signals by the driver are prevented, and the own train position is determined in the vehicle. By displaying, it is possible to make an accurate judgment by a driver or the like.
[0006]
In addition, since appropriate information such as the driving situation of the destination is provided to the crew member via the radio, the improvement of the security level for the signal system using the radio is further promoted.
[0007]
The equipment required for the signal system using radio is constructed by a point control ATS system and a radio train control system including a digital radio system, a network control system, and a command system. Installed.
[0008]
Furthermore, the wireless signal system has various auxiliary functions such as a command call function, operation information providing function, protective alarm function, and business communication function that can be realized by adding software to the equipment. .
[0009]
Here, the call command function is a call function for a train attendant or station staff to inquire about the command, and the operation information providing function is a function for providing the train crew with train operation information in the service line section or connection line.
[0010]
When the train is in a dangerous state or when a dangerous state is detected, the protective alarm function sends a protection signal to other trains that are traveling around and stops the other trains. It is a function, and the business communication function is a function for performing a meeting between train crews and station staff.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is difficult to provide the above-mentioned radio signal system on all the lines at once in a short period from the viewpoint of cost, labor, etc., and it is preferable to introduce this signal system stepwise into the conventional point control ATS. . In this case, a radio reachable range (hereinafter referred to as a radio zone) and a radio non-reachable range (hereinafter referred to as a radio dead zone) are formed, so that train operation is smoothly and safely between the radio zone and the radio dead zone. A signal system that can
[0012]
An object of the present invention is to provide a train control system and a train control method capable of introducing a wireless signal system into a point control ATS at low cost in stages.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention has the following features. In the following description of the means, the configuration corresponding to the embodiment is shown as an example in parentheses. Reference numerals and the like are reference numerals for drawings to be described later.
[0014]
The invention according to claim 1
On-board device (for example, on-board device 210 shown in FIG. 3) mounted on a train (eg, train 200 shown in FIG. 1) traveling on a track (eg, track circuit 140 shown in FIG. 1) and along the track And control the operation of the train on the basis of train control information wirelessly communicated between the on-board device and the ground device. In a train control system (for example, the train control system 1 shown in FIG. 1),
The ground device is
A ground communication means (for example, the digital wireless device 122 shown in FIG. 2) that forms a communication area (for example, the wireless zone A shown in FIG. 1) and wirelessly transmits the current position information of the preceding train to the train in the communication area; ,
Via the ground unit (for example, the ground unit 130 shown in FIG. 1) installed along the track in the communication area, the positional information of the ground unit and the speed limit information for the train passing through the ground unit are obtained. Transmitting means (for example, the base shown in FIG. 2) that transmits to the train the speed limit information for the train passing through the ground element via the ground element installed along the track outside the communication area. Station control device 123),
The on-board device is:
When the own train is in the communication area, on-vehicle communication means (for example, the digital radio 214 shown in FIG. 3) for receiving the current position information of the preceding train wirelessly transmitted by the ground communication means,
The position information of the ground element in the communication area and the speed limit information for the own train passing through the ground element are obtained via the vehicle element (for example, the vehicle element 216 shown in FIG. 3) mounted on the own train. Receiving means (for example, the ATS device shown in FIG. 3) that receives the speed limit information for the own train passing through the ground element outside the communication area from the ground element outside the communication area. 215),
A travel distance calculation means (for example, a position calculation unit 211a shown in FIG. 3) that calculates a travel distance traveled by the own train from the position of the ground unit received by the reception means;
Current position calculation means for calculating the current position of the own train based on the position of the ground unit received by the receiving means and the travel distance calculated by the travel distance calculation means (for example, the position calculation unit shown in FIG. 3) 211a)
Inter-vehicle distance calculating means for calculating the inter-vehicle distance between the own train and the preceding train from the current position of the own train calculated by the current position calculating means and the current position of the preceding train received by the on-vehicle communication means. (For example, the position calculation unit 211a shown in FIG. 3),
Provisional permissible speed setting means (for example, speed check unit 211b shown in FIG. 3) for setting the provisional permissible speed of the own train according to the inter-vehicle distance calculated by the inter-vehicle distance calculation means;
Determination means for determining whether the own train is present in the communication area based on the presence or absence of a radio link with the ground communication means and whether the current position information of the preceding train has been received (for example, FIG. Control device 211) shown in FIG.
When it is determined by the determination means that the own train is in the communication area and the current position information of the preceding train is received, the provisional allowable speed set by the provisional allowable speed setting means Compare with the speed limit received by the receiving means small Control the speed of the own train based on
If it is determined by the determination means that the own train is outside the communication area, or if it is determined that the current position information of the preceding train is not received, the speed of the own train based on the speed limit Control means (for example, the control device 211 shown in FIG. 3) for controlling
It is provided with.
[0015]
According to the first aspect of the present invention, an on-vehicle device mounted on a train traveling on a track and a ground device installed along the track are provided, and wireless communication is performed between the on-vehicle device and the ground device. In the train control system for controlling the operation of the train based on the train control information to be communicated, in the ground device, the ground communication means is:
A communication area is formed, and the current position information of the preceding train is wirelessly transmitted to the train in the communication area, and the transmission means is connected to the ground element via the ground element installed along the track in the communication area. The position information and the speed limit information for the train passing through the ground unit are transmitted to the train, and the limit for the train passing through the ground unit is set via the ground unit installed along the track outside the communication area. The speed information is transmitted to the train, and in the on-board device, the on-board communication means receives the current position information of the preceding train wirelessly transmitted by the ground communication means when the own train is in the communication area. The receiving means transmits the position information of the ground element in the communication area and the speed limit information for the own train passing through the ground element via the vehicle upper element mounted on the own train. When receiving from a child The speed limit information for the own train passing through the ground element outside the communication area is received from the ground element outside the communication area, and the travel distance calculating means is determined from the position of the ground element received by the receiving means. The current position calculation means calculates the current position of the own train based on the position of the ground unit received by the reception means and the travel distance calculated by the travel distance calculation means. Then, the inter-vehicle distance calculating means calculates the distance between the own train and the preceding train from the current position of the own train calculated by the current position calculating means and the current position of the preceding train received by the on-vehicle communication means. The provisional permissible speed setting means sets the provisional permissible speed of the own train according to the inter-vehicle distance calculated by the inter-vehicle distance calculation means, and the determination means communicates with the ground communication means. Based on the presence or absence of a line link, it is determined whether or not the own train is present in the communication area, and whether or not the current position information of the preceding train has been received. When it is determined that the line is in the communication area and it is determined that the current position information of the preceding train has been received, the provisional allowable speed set by the provisional allowable speed setting means and the reception means are received. Compare with speed limit small The speed of the own train is controlled based on the direction, and it is determined by the determination means that the own train is located outside the communication area or the current position information of the preceding train is not received. In this case, the speed of the own train is controlled based on the speed limit.
[0016]
The invention according to claim 2
On-board device (for example, on-board device 210 shown in FIG. 3) mounted on a train (eg, train 200 shown in FIG. 1) traveling on a track (eg, track circuit 140 shown in FIG. 1) and along the track And control the operation of the train on the basis of train control information wirelessly communicated between the on-board device and the ground device. In a train control method for controlling a train control system (for example, the train control system 1 shown in FIG. 1),
In the ground device,
Forming a communication area (for example, wireless zone A shown in FIG. 1), and wirelessly transmitting current position information of a preceding train to a train in the communication area;
Via the ground unit (for example, the ground unit 130 shown in FIG. 1) installed along the track in the communication area, the positional information of the ground unit and the speed limit information for the train passing through the ground unit are obtained. Transmitting to the train, through the ground element installed along the track outside the communication area, transmitting the speed limit information for the train passing through the ground element to the train,
In the on-vehicle device,
When the own train is in the communication area, receiving the current position information of the preceding train transmitted wirelessly;
The position information of the ground element in the communication area and the speed limit information for the own train passing through the ground element are obtained via the vehicle element (for example, the vehicle element 216 shown in FIG. 3) mounted on the own train. Receiving from the ground element in the communication area and receiving speed limit information for the own train passing through the ground element outside the communication area from the ground element outside the communication area;
Calculating the travel distance traveled by the train from the received ground position,
Calculating the current position of the own train based on the received position of the ground unit and the calculated travel distance;
Calculating the inter-vehicle distance between the own train and the preceding train from the calculated current position of the own train and the received current position of the preceding train;
Setting the provisional allowable speed of the own train according to the calculated inter-vehicle distance;
Determining whether or not the own train is present in the communication area based on the presence or absence of a link with the wireless transmission, and whether or not the current position information of the preceding train has been received;
When it is determined by the determination that the own train is in the communication area and the current position information of the preceding train is received, the set provisional allowable speed and the received speed limit Compare small Control the speed of your train based on
When it is determined by the determination that the own train is outside the communication area or the current position information of the preceding train is not received, the speed of the own train is determined based on the speed limit. A controlling step;
It is characterized by including.
[0017]
According to a second aspect of the present invention, an on-vehicle device mounted on a train traveling on a track and a ground device installed along the track are provided, and wirelessly communicated between the on-vehicle device and the ground device. In the train control method for controlling the train control system that controls the operation of the train based on the train control information to be communicated, the ground device forms a communication area, and the train in the communication area has a preceding train. The current position information is wirelessly transmitted, and the position information of the ground element and the speed limit information for the train passing through the ground element are transmitted to the train via the ground element installed along the track in the communication area. The speed limit information for the train passing through the ground element is transmitted to the train via the ground element installed along the track outside the communication area. In the on-board device, the own train is in the communication area. If you are inside Receives the current position information of the preceding train transmitted wirelessly, and the position information of the ground element in the communication area and the speed limit information for the own train passing through the ground element via the upper element mounted on the own train Is received from the ground element outside the communication area, the speed limit information for the own train passing through the ground element outside the communication area is received from the ground element outside the communication area, and the position of the received ground element The travel distance traveled by the host train is calculated, the current position of the host train is calculated based on the received ground position and the calculated travel distance, and the calculated current position of the host train is calculated. And the received current position of the preceding train, the inter-vehicle distance between the own train and the preceding train is calculated, the provisional allowable speed of the own train is set according to the calculated inter-vehicle distance, and the wireless transmission Based on the presence or absence of links It is determined whether or not the local train is in the communication area and whether or not the current position information of the preceding train has been received, and the determination indicates that the local train is in the communication area. If it is determined that the current position information of the preceding train has been received, the set provisional allowable speed is compared with the received speed limit small When the speed of the own train is controlled based on the direction, and it is determined by the determination that the own train is outside the communication area, or the current position information of the preceding train is not received The speed of the own train is controlled based on the speed limit.
[0018]
Therefore, when a signal system using radio is introduced in stages, a communication area where radio reaches and an area where radio does not reach are formed at the same time, but between this communication area and the area where radio does not reach Since a signaling system that can operate trains safely and smoothly can be realized, it is possible to introduce a wireless signaling system in part without introducing it to all lines at once. In addition, a safer and more functional train control system can be realized as compared with the case where only the train control based on the point control ATS is used.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the train control system 1 to which the present invention is applied will be described in detail with reference to FIGS.
The train control system 1 to which the present invention is applied is provided on each track and a radio train control system constructed by installing a base station 120 forming a radio zone A at each station, as shown in FIGS. This is a wireless signal system including a point control ATS system constructed using the ground element 130 and the vehicle upper element 216 provided in the train 200. The train control system 1 performs train control based on a semi-continuous ATS system in which these wireless train control system and point control ATS system are used in combination. The semi-continuous ATS system will be described in detail below.
[0020]
In the train control system 1 that performs train control based on the semi-continuous ATS system, the train 200 is located in the wireless zone A of the predetermined base station 120, and a wireless line is established between the base station 120 and the train 200. In this case, train control is performed by the wireless train control system, and when the train 200 is not located in the wireless zone A and a wireless line cannot be set between the base station 120 and the train 200, the point control ATS system is used. Train control.
[0021]
Therefore, the train control system 1 is backed up by the existing point control ATS system until the radio reliability is established, and after the radio reliability is established, the train control system 1 uses the radio for the train control. Safe and smooth transition to
[0022]
The train control system 1 has basic functions such as an in-vehicle signal function, a driving notification function, and a non-blocking driving protection function in addition to the functions of the semi-continuous ATS system.
By the above-mentioned in-vehicle signal function, the speed limit instruction curve, the current position of the train 200, the preceding train position information, the positional relationship between the preceding train and the train 200 at the time of abnormality, etc. are displayed on the display device 213 provided in the train 200. Therefore, accidents caused by misreading of signals are prevented, and it is possible for the driver and commander to make accurate judgments. The driver notification function allows the commander to communicate directly to the station manager and driver via radio. Or the commander can communicate to the station manager and the station manager can communicate to the driver, so that information is properly exchanged (driving notice). Thus, since a non-blocking protection signal can be transmitted to other trains or the base station 120 installed in the vicinity, highly functional unblocking protection is possible.
[0023]
Furthermore, in addition to the basic functions described above, the train control system 1 has an advanced function such as a forward route display function, a movement blocking function, a train approach warning function for workers along the line, an on-site equipment monitoring function, a crossing state display function, and a command calling function. , Business communication function, operation information providing function, protective alarm function, etc.
[0024]
Although not described in detail in the description of the present embodiment, the train control system 1 constructs a radio link using a point control ATS system constructed using the ground element 130 and the vehicle upper element 216, and a digital radio. In addition to the digital radio system, the system further includes a network control system that performs train control using a communication line via radio and wire, and a train operation command system that manages and operates train operations in an integrated manner.
[0025]
First, the configuration of the train control system 1 will be described in detail with reference to FIGS.
The overall configuration of the train control system 1 is shown in FIG. The train control system 1 includes a ground device 100 and a train 200.
Moreover, the structure of the ground apparatus 100 is shown in FIG. 2, and the structure of the onboard apparatus 210 mounted on the train 200 is shown in FIG.
[0026]
First, the configuration of the ground device 100 will be described.
As shown in FIG. 2, the ground device 100 includes a central control device 110, a base station 120, a ground unit 130, a track circuit 140, an interlock device 150, and the like.
[0027]
The central controller 110 includes a train position database 111, a radio device ID database 112, an operation command unit 113, and the like, and centrally controls the train control system 1.
[0028]
The train position database 111 stores train-related data such as train ID, and various data related to operation such as line information, departure time / minute information, crew operation information, and operation schedule information. The digital radio 214 of the device 210, the digital radio 122 of the ground device 100, and the ID number of the radio such as the portable radio telephone 10 carried by the line operator 20, the type of the radio (on-vehicle type, portable type) Etc.) is stored.
[0029]
The driving command unit 113 performs the train operation in the train control system 1 in accordance with various control signals such as a driving notification such as a change in the number of lines, a diagram change, a train operation or a crew operation change, etc., input via an input terminal (not shown). Centralized control.
[0030]
The driving command unit 113 performs point control ATS for a train passing on each ground element 130 based on forward route information for each ground element 130, for example, various information such as a preceding train, a station, and a curve for each ground element 130. Is transmitted to each ground unit 130 via the base station 120. Here, the position of the preceding train with respect to each of the above ground elements 130 is determined based on the current train position information extracted from the track circuit information or the radio information.
[0031]
The base station 120 is disposed at each station and forms a wireless zone A that can be wirelessly connected to the train 200 and the mobile wireless telephone 10 (see FIG. 1). The wireless zone A has a substantially circular shape with a radius of 2 km, for example, and the electric field strength in the substantially circular shape is, for example, a field strength corresponding to a receiving sensitivity of 6 dBμV.
The range of the wireless zone A is not limited to a substantially circle with a radius of 2 km, and the reception sensitivity in the wireless zone A is not limited to 6 dBμV.
[0032]
The base station 120 includes a digital radio device 122 and a base station control device 123 connected to the antenna 121.
[0033]
The base station control device 123 includes a mobile station management unit 123a, a train tracking unit 123b, a route management unit 123c, and the like. The base station control device 123 includes point control ATS system information (for example, restriction of point control ATS) together with current position information (acquired by track circuit information or radio information) of the preceding train from the ground unit 130 installed in the radio zone A. Speed information), and the point control ATS system information is transmitted from the ground unit 130 installed outside the wireless zone A (wireless dead zone).
[0034]
The digital wireless device 122 controls wireless communication performed between the train 200 and the base station control device 123 via the antenna 121. The mobile station management unit 123a of the base station control device 123 manages the position / state of a digital radio (such as the digital radio 214 of the train 200 or the portable radio telephone 10). That is, the mobile station management unit 123a manages the base station 120 in which radio zone A the digital radio is located, and performs switching processing of the base station 120 accompanying the movement of the digital radio. The train tracking unit 123b always manages the position of the train, and the route management unit 123c collects and manages the forward route information for each train.
[0035]
The ground unit 130 is an input / output terminal for a plurality of point control ATS system information provided on the ground, and in the wireless zone A, in addition to the speed limit information of the point control ATS, the ground unit 130 for the base station 120 is provided. An identification code (described below) indicating the position of is transmitted to the train 200.
[0036]
For example, each ground element 130 in the wireless zone A transmits a unique identification code (for example, binary code) to the train 200, and the train 200 determines the position of the ground element 130 with respect to the base station 120 in the wireless zone A. Is associated with the identification code and stored in advance. Thus, when the train 200 receives a unique identification code from the ground unit 130 when passing through the predetermined ground unit 130 in the wireless zone A, the base station 120 in the wireless zone A is based on the identification code. The position of the ground element 130 is determined, and the position of the ground element 130 (that is, the absolute position of the train 200 passing through the ground element 130) can be specified based on the determination result.
[0037]
Further, as shown in FIG. 3, there may be a wireless dead zone where the wireless zones A of the base stations 120 installed in adjacent stations do not overlap each other. In order to cover this wireless dead zone, a wireless base station is newly provided in the wireless dead zone, and a region where adjacent wireless zones A overlap each other (for example, a region indicated by symbol B in the figure) is formed. A train control system 1 in which the wireless zone A is partially continuous is shown in FIG.
[0038]
The track circuit 140 is a track on which the train 200 travels, and transmits the position of each train existing on the track to the base station 120 via the interlock device 150.
[0039]
The interlocking device 150 interlocks various peripheral devices such as the ground element 130, the track circuit 140, and the unillustrated switch provided in the ground device 100.
[0040]
Next, the configuration of the onboard device 210 mounted on the train 200 will be described.
As shown in FIG. 3, the on-board device 210 includes a control device 211, a speed generator 212, a display device 213, a digital radio 214, an ATS device 215, an on-board child 216, an antenna 217, and the like.
[0041]
The control device 211 has various information such as absolute position information of the own train (train 200) acquired through the ground element 130, speed limit information of the point control ATS, and preceding train position information acquired wirelessly through the base station 120. The control processing is performed based on various radio information such as, and various signal information such as a control signal and a brake signal.
As described above, the absolute position of the own train is the ground element 130 acquired based on the identification code of the ground element 130 for the base station 120 in the wireless zone A (that is, the ground element 130 through which the own train passes). ) Position. Further, the speed limit of the point control ATS is determined based on the track information or the radio information based on the forward route information for each ground element 130 (for example, various information such as a curve, a station, or a preceding train). It is set by.
The absolute position may be checked for consistency by comparing with the track circuit information.
[0042]
The control device 211 constantly measures the electric field intensity received via the antenna 217. If the electric field intensity is equal to or higher than a predetermined electric field intensity (for example, an electric field intensity corresponding to 6 dBμV), the own train is present in the wireless zone A. If it is less than the predetermined electric field strength, it is determined that the own train is outside the wireless zone A (wireless dead zone).
[0043]
Further, the control device 211 wirelessly transmits the current position information of the own train calculated by a position calculation unit 211a described later to the ground device 100 side.
[0044]
The control device 211 includes a position calculation unit 211a, a speed check unit 211b, and a brake control unit 211c.
[0045]
When the own train (train 200) is located inside the wireless zone A, the position calculation unit 211a is detected by the absolute position information of the own train acquired through the ground unit 130 and the speed generator 212 described later. Based on the traveling distance of the own train accumulated from the speed and traveling time of the own train, to calculate the current position of the own train, based on the preceding train position information acquired by the wireless and the calculated current position of the own train, The current inter-vehicle distance from the own train to the preceding train is calculated in real time (see the flowchart shown in FIG. 6 and described in detail later).
[0046]
When the own train (train 200) is in the wireless zone A, the speed checking unit 211b calculates the provisional allowable speed of the own train based on the inter-vehicle distance calculated by the position calculation unit 211a, and then calculates The provisional allowable speed is compared with the speed limit in the point control ATS to finally determine the current allowable speed of the own train (see the flowchart shown in FIG. 6 and will be described in detail later).
[0047]
When the own train (train 200) is located in the wireless zone A, the speed check unit 211b determines that the current speed of the own train output from the speed generator 212 is greater than the current allowable speed of the own train that is finally determined. It is determined whether or not it is large. If it is large, a control signal for instructing deceleration is output to the brake control unit 211c. In addition, when the own train is outside the wireless zone A (wireless dead zone), the speed checking unit 211b obtains the current speed of the own train output from the speed generator 212 through the ground unit 130. It is determined whether or not the speed is greater than the speed limit in the control ATS. If the speed is larger, a control signal for instructing deceleration is output to the brake control unit 211c. The brake control unit 211c instructs a brake driving unit (not shown) to adjust the braking according to the control signal transmitted from the speed checking unit 211b.
[0048]
The speed generator 212 detects the speed of the own train based on the magnitude of the induced voltage generated by the rotation of the wheel of the own train (train 200), and outputs the detected speed to the control device 211.
[0049]
The display device 213 is provided in a cab or the like, and displays a current speed and a limit speed of the own train (train 200), a speed curve, a preceding train position, a distance to the preceding train, various warning displays, and the like.
[0050]
The digital radio 214 controls radio communication with the base station 120 via the antenna 217, and the ATS device 215 controls transmission / reception between the ground unit 130 and the vehicle unit 216.
[0051]
Next, the operation | movement in the train control system 1 to which this invention is applied is demonstrated.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a basic operation in the train control system 1 to which the present invention is applied.
[0052]
First, the control device 211 of the train 200 (own train) performs an initial process after power-on shown in FIG. 5 described later (step S100). Next, the control device 211 shifts to a semi-continuous ATS process including an allowable speed determination process shown in FIG. 6 described later (step S300).
[0053]
Next, the control device 211 proceeds to a communication function process shown in FIG. 7 described later (step S500), and finally determines whether or not the power is OFF (step S700).
[0054]
When the power supply is ON (step S700; No), the control device 211 proceeds to step S300, executes the semi-continuous ATS process and the communication process again, and when the power supply is OFF (step S700; Yes), the above series. End the operation.
[0055]
Next, the initial process in the train control system 1, that is, the operation from when the power is turned on to when shifting to the steady state will be described.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the initial process in the train control system 1.
[0056]
First, when the power of the own train (train 200) is turned on (step S110), the control device 211 reads the train position information immediately before the power is turned off (step S120), and the read train position information and GPS (Global Positioning). The temporary position of the own train is set by collating with the position information by System) (step S130).
[0057]
Next, the control device 211 determines whether or not there is a wireless link with the base station 120 installed in the wireless zone A of the own train, that is, whether or not the own train is present in the wireless zone A. (Step S140) When there is a wireless link, that is, when the own train is present in the wireless zone A (for example, the reception sensitivity is equal to or higher than the electric field strength corresponding to 6 dBμV) (Step S140; Yes), the own train It is determined whether or not the upper vehicle upper 216 is coupled to the ground child 130 (step S150).
[0058]
In step S150, when the vehicle upper element 216 is coupled to the ground element 130 (step S150; Yes), the control device 211 integrates the absolute position information of the own train acquired via the ground element 130 and the speed generator 212. Based on the travel distance of the train, the train current position is calculated, and speed control (see S380 shown in FIG. 6) based on a semi-continuous ATS described later is performed (step S170).
[0059]
In step S150, when the vehicle upper element 216 is not coupled to the ground element 130 (step S150; No), the control device 211 controls the speed based on the semi-continuous ATS until it is coupled to the ground element 130 (shown in FIG. 6). Steps S310 to S340; see No).
[0060]
In step S140, when there is no wireless link with the own train, that is, when the own train is not present in the wireless zone A (for example, the reception sensitivity does not reach the electric field intensity equivalent to 6 dBμV) (step S140; No), the control device 211 operates as an unclosed operation state (step S180). Next, when the own train is coupled to the ground unit 130 (step S190; Yes), the control device 211 cancels the operation as the non-blocking state in step S180, and the speed limit of the point control ATS acquired through the ground unit 130 is reached. The speed is controlled based on the information (step S200) (steps S310 to S340 shown in FIG. 6; see No). Further, when the control device 211 is not coupled to the ground unit 130 in step S190, the control device 211 operates as an unclosed operation state until the own train is coupled to the ground unit 130 (step S190; No).
[0061]
After step S200, the control device 211 determines whether or not there is a radio link (for example, whether or not the reception sensitivity is equal to or higher than the electric field intensity corresponding to 6 dBμV) (step S210). (S210; Yes), the process proceeds to step S150, and if there is no radio link (step S210; No), the process proceeds to step S200, and the speed control based on the point control ATS is continued.
[0062]
Next, the semi-continuous ATS process of the train control system 1 will be described.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the allowable speed determination process for the semi-continuous ATS in the train control system 1.
[0063]
The process described below with reference to FIG. 6 is a process of determining the allowable speed of the own train (train 200). Therefore, when the allowable speed of the own train is determined in the process, the control device 211 Speed verification is performed based on the determined allowable speed and the current speed of the own train (speed detected by the speed generator 212), and brake control is performed based on the verification result.
[0064]
First, the control device 211 determines whether or not the vehicle upper element 216 has received the speed limit information for the point control ATS from the ground element 130 (step S310), and has not received the speed limit information for the point control ATS. (Step S310; No), the provisional speed limit set in advance is set to the allowable speed of the own train (Step S320).
[0065]
In step S310, when the speed limit information of the point control ATS is received (step S310; Yes), the control device 211 sets the received speed limit of the point control ATS to an allowable speed (step S330).
[0066]
Thereafter, the control device 211 determines the presence / absence of a radio link (step S340). If there is no radio link (step S340; No), the process proceeds to step S330, and if there is a radio link (step S340; Yes), It is determined whether or not the preceding train information (current position of the preceding train, etc.) has been received via the wireless link (step S350).
[0067]
When the preceding train information is not received in step S350 (step S350; No), the control device 211 proceeds to step S330 and receives the preceding train information (step S350; Yes). Information on the current position of the preceding train is acquired from the information (step S360).
[0068]
After step S360, the control device 211 determines whether or not the absolute position information of the own train (that is, the received identification code of the ground unit 130) has been received from the ground unit 130 via the vehicle upper unit 216 (step S360). S370) If absolute position information has not been received (step S370; No), the process proceeds to step S330.
[0069]
When the absolute position information is received in step S370 (step S370; Yes), the control device 211 determines the absolute value of the own train with respect to the base station 120 in the wireless zone A where the own train is located based on the received absolute position information. The position (that is, the position of the received ground element 130) is determined, and the current position of the own train is acquired based on the absolute position of the own train and the traveling distance of the own train accumulated by the speed generator 212 (step) S380).
Here, when the control device 211 acquires the absolute position information of the own train from the ground element 130 via the vehicle upper element 216 (step S370; Yes), the speed limit information of the point control ATS is also acquired at the same time.
[0070]
After step S380, the control device 211 calculates the inter-vehicle distance between the preceding train and the own train by subtracting the current position of the own train acquired in step S380 from the current position of the preceding train acquired in step S360. (Step S390).
[0071]
The control device 211 calculates the provisional allowable speed from the inter-vehicle distance calculated in the step S390, and the speed limit information of the point control ATS received from the ground child 130 via the vehicle upper member 216 in the step S370 and this The final allowable speed is set by comparing with the calculated provisional allowable speed (step S400). That is, the control device 211 compares the speed limit of the point control ATS with the provisional allowable speed, and sets the smaller speed to the allowable speed. Thereby, safe speed control is realized.
[0072]
Thereafter, the control device 211 determines whether or not there is a wireless link (step S410). If there is no wireless link (step S410; No), the own train is present outside the wireless zone A (wireless dead zone). If it is determined and the train control is performed based on the speed limit information of the point control ATS and there is a wireless link (step S410; Yes), whether or not the absolute position of the own train has been updated, that is, from the ground unit 130 to the vehicle When the absolute position information of the own train (that is, the received identification code of the ground child 130) is re-received via the child 216 (step S420), and the absolute position information is not re-received (step S420) S420; No), the process proceeds to step S440 described later.
[0073]
In step S420, when the absolute position information is re-received (step S420; Yes), the control device 211, based on the re-received absolute position information, the own train for the base station 120 in the wireless zone A where the own train is located. The current position of the own train is updated based on the absolute position of the own train and the traveling distance of the own train accumulated by the speed generator 212. (Step S430).
[0074]
After step S430, the control device 211 determines whether or not the preceding train information (such as the current position of the preceding train) has been received again via the wireless link (step S440).
[0075]
When the preceding train information is not re-received in Step S440 (Step S440; No), the control device 211 proceeds to Step S390, and when the preceding train information is received again (Step S440; Yes), the re-reception is performed. The information on the current position of the preceding train is updated from the preceding train information (step S450), and the process proceeds to step S390.
[0076]
When the allowable speed of the own train is determined by the above-described allowable speed determination process, the control device 211 performs speed check and speed control based on the determined allowable speed and the current speed of the own train each time. . That is, when the current speed of the own train exceeds the allowable speed, the control device 211 outputs a control signal instructing deceleration until the current speed of the own train is equal to or lower than the allowable speed to a brake drive unit (not shown). When the current speed of the own train is less than or equal to the allowable speed, the control device 211 outputs a control signal instructing the release of the brake to the brake drive unit, and accelerates until the current speed of the own train reaches the allowable speed. The control signal to instruct | indicate is output to the train drive part which is not shown in figure.
[0077]
Next, an operation related to the communication function of the train control system 1 in a steady state will be described.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation related to the communication function of the train control system 1 in a steady state.
[0078]
First, the control device 211 monitors whether or not the own train (train 200) is located in the wireless zone A of the predetermined base station 120 and there is a wireless link with the base station 120 (step S510). If there is (step S510; Yes), the presence / absence of driving notification information and along-line worker information is detected via the wireless link (steps S520 and S530), and the field device and mobile radio in the wireless zone A of the own train are detected. The presence or absence of the telephone 18 or the like is detected (step S540).
[0079]
Next, the control device 211 obtains the above-mentioned driving notification information and along-line worker information detected via the above-mentioned wireless link, and various data such as the presence / absence of various on-site devices and mobile wireless telephones 10 in the wireless zone A of the own train. (Step S550), and transmits the acquired various data to the base station 120 via the wireless link.
[0080]
Next, the central control device 110 of the ground device 100 records the various data transmitted via the base station 120 in the train position database 111 (step S560), and the operation related to the communication function in the train control system 1 Exit.
[0081]
Further, when any abnormality occurs after the transition to the semi-continuous ATS, the central control device 110 of the ground device 100 and the control device 211 of the train 200 disconnect the function in which the abnormality has occurred, and only the remaining normal functions. The train control system 1 is executed.
[0082]
For example, the central control device 110 and the control device 211 switch from the semi-continuous ATS to the point control ATS when the wireless semi-continuous ATS does not function, and the point control ATS such as disconnection of the vehicle upper 216 does not function. First, the train 200 is caused to travel while performing wireless protection.
[0083]
In addition, the central control device 110 and the control device 211 deal with voice notifications when data transmission is not possible. Based on this, the train 200 is operated.
[0084]
Next, the semi-continuous ATS speed control in the train control system 1 will be described with reference to FIGS.
The speed curve (see FIG. 8 (a)) of the succeeding train based only on the conventional point control ATS repeatedly passes acceleration and deceleration to the intermittent enemy. At this time, the succeeding train depends on the length of the block section. The speed limit of the train is suppressed, and unnecessary acceleration and deceleration are repeated. On the other hand, the speed curve of the following train in the train control system 1 (see FIG. 8B) is smooth because the train speed can be controlled in real time by the semi-continuous ATS by radio even when the preceding train is stopped. You can pass the train.
[0085]
In addition, when the subsequent train stops at the stop target following the preceding train that stops at the stop target, the speed curve of the subsequent train based only on the conventional point control ATS shown in FIG. 8B is intermittently accelerated and decelerated. It is supposed to stop while repeating. On the other hand, the subsequent train in the train control system 1 shown in FIG. 8A stops smoothly because the train speed can be controlled in real time by the semi-continuous ATS by radio even when there is a preceding train that is stopped. It becomes possible.
[0086]
As described above, according to the train control system 1 of the present embodiment based on the semi-continuous ATS system, the train 200 (own train) is in the wireless zone A of the base station 120 such as the vicinity of the station. The own train acquires the absolute position information and the speed limit information of the point control ATS from the ground element 130, and acquires the current position of the own train based on the absolute position information and the distance accumulated by the speed generator 212. At the same time, the allowable speed of the own train is calculated based on the current position of the own train and the current position of the preceding train acquired by wireless communication. Further, when the own train is outside the wireless zone A (wireless dead zone), the own train receives the speed limit information of the point control ATS from the ground unit 130. The own train performs speed control based on the allowable speed calculated in the wireless zone A and the speed limit information of the point control ATS.
[0087]
Therefore, according to the train control system 1, when the signal system using radio is introduced step by step, the radio zone A where radio reaches and the radio dead zone where radio does not reach are formed simultaneously. Since a signaling system that can safely and smoothly operate trains between A and the wireless dead zone can be realized, it is possible to partially introduce a wireless signaling system without introducing it to all lines at once. Can be introduced in stages at a low cost, and a safer and more functional train control system can be realized as compared with the case where only the train control based on the point control ATS is used.
[0088]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a signal system using radio is introduced step by step, a communication area where radio reaches and an area where radio does not reach are formed at the same time. A signal system that can safely and smoothly operate trains can be realized with this system, so it is possible to introduce a signal system that uses radio at a low cost without introducing it all at once. It can be introduced in stages, and a safer and more functional train control system can be realized as compared with the case where only train control based on point control ATS is used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a train control system 1 to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a ground device 100 in the train control system 1 to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an on-board device 200 in the train control system 1 to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a basic operation of the train control system 1 to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an initial process in the train control system 1 to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a flowchart for explaining an allowable speed determination process for a semi-continuous ATS in the train control system 1 to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation related to a communication function in a steady state of the train control system 1 to which the present invention is applied.
FIG. 8 shows a train control system 1 to which the present invention is applied; among the speed control for a stop target in a station premises and the like and the speed control of a subsequent train for a stop target in a radio zone by a preceding train, (a) is a stop It is a characteristic view which shows the speed control of the succeeding train when a succeeding train passes with respect to the preceding train which stops to a target, (b) is the speed of the succeeding train when both a preceding train and a succeeding train stop at a stop target. It is a characteristic view which shows control.
[Explanation of symbols]
1 Train control system
10 Mobile wireless phone
100 Ground equipment
110 Central control unit
111 Train position database
112 Radio ID database
113 Driving Command
120 base station
121 Antenna
122 digital radio
123 Base station controller
123a Mobile Station Management Department
123b Train tracking unit
123c Course Management Department
130
140 Track circuit
150 interlocking device
200 trains
210 On-vehicle equipment
211 Control device
211a Position calculation unit
211b Speed check section
211c Brake control unit
212 speed generator
213 Display device
214 digital radio
215 ATS equipment
216 Car upper
217 Antenna

Claims (2)

軌道を走行する列車に搭載された車上装置と該軌道に沿って設置された地上装置とを備え、該車上装置と該地上装置との間で無線通信される列車制御情報に基づいて前記列車の運行を制御する列車制御システムにおいて、
前記地上装置は、
通信エリアを形成し、該通信エリア内の列車に先行列車の現在位置情報を無線送信する地上通信手段と、
前記通信エリア内の軌道に沿って設置された地上子を介して、該地上子の位置情報と当該地上子を通過する列車に対する制限速度情報とを該列車に送信し、前記通信エリア外の軌道に沿って設置された地上子を介して、該地上子を通過する列車に対する制限速度情報を該列車に送信する送信手段とを備え、
前記車上装置は、
自列車が前記通信エリア内に在線する場合、前記地上通信手段により無線送信された先行列車の現在位置情報を受信する車上通信手段と、
自列車に搭載された車上子を介して、前記通信エリア内の地上子の位置情報と該地上子を通過する自列車に対する制限速度情報とを当該通信エリア内の地上子から受信すると共に、前記通信エリア外の地上子を通過する自列車に対する制限速度情報を当該通信エリア外の地上子から受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記地上子の位置から自列車が走行した走行距離を算出する走行距離算出手段と、
前記受信手段により受信された前記地上子の位置と前記走行距離算出手段により算出された走行距離とに基づいて自列車の現在位置を算出する現在位置算出手段と、
前記現在位置算出手段により算出された自列車の現在位置と前記車上通信手段により受信された前記先行列車の現在位置とから、自列車と該先行列車との車間距離を算出する車間距離算出手段と、
前記車間距離算出手段により算出された車間距離に応じて自列車の暫定許容速度を設定する暫定許容速度設定手段と、
前記地上通信手段との無線リンクの有無に基づき自列車が前記通信エリア内に在線しているか否か、及び前記先行列車の現在位置情報を受信したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により自列車が前記通信エリア内に在線していると判定され、前記先行列車の現在位置情報を受信したと判定された場合、前記暫定許容速度設定手段により設定された暫定許容速度と前記受信手段により受信された制限速度とを比較して小さい方に基づいて自列車の速度を制御し、
前記判定手段により自列車が前記通信エリア外に在線していると判定されたか、又は前記先行列車の現在位置情報を受信していないと判定された場合、該制限速度に基づいて自列車の速度を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする列車制御システム。
An on-vehicle device mounted on a train traveling on a track and a ground device installed along the track, and based on train control information wirelessly communicated between the on-vehicle device and the ground device In a train control system that controls train operation,
The ground device is
A ground communication means for forming a communication area and wirelessly transmitting current position information of a preceding train to a train in the communication area;
Via the ground element installed along the track in the communication area, the position information of the ground element and the speed limit information for the train passing through the ground element are transmitted to the train, and the track outside the communication area. Transmission means for transmitting speed limit information for the train passing through the ground element to the train via the ground element installed along the line,
The on-board device is:
On-vehicle communication means for receiving the current position information of the preceding train wirelessly transmitted by the ground communication means when the own train is in the communication area;
While receiving the position information of the ground element in the communication area and the speed limit information for the own train passing through the ground element from the ground element in the communication area, via the vehicle element mounted on the own train, Receiving means for receiving speed limit information for the own train passing through the ground unit outside the communication area from the ground unit outside the communication area;
A travel distance calculating means for calculating a travel distance traveled by the train from the position of the ground unit received by the receiving means;
Current position calculating means for calculating the current position of the own train based on the position of the ground unit received by the receiving means and the travel distance calculated by the travel distance calculating means;
Inter-vehicle distance calculating means for calculating the inter-vehicle distance between the own train and the preceding train from the current position of the own train calculated by the current position calculating means and the current position of the preceding train received by the on-board communication means. When,
Provisional permissible speed setting means for setting the provisional permissible speed of the own train according to the inter-vehicle distance calculated by the inter-vehicle distance calculation means;
Determination means for determining whether the own train is present in the communication area based on the presence or absence of a wireless link with the ground communication means, and whether the current position information of the preceding train has been received,
When it is determined by the determination means that the own train is in the communication area and the current position information of the preceding train is received, the provisional allowable speed set by the provisional allowable speed setting means Compare the speed limit received by the receiving means to control the speed of the own train based on the smaller one,
If it is determined by the determination means that the own train is outside the communication area, or if it is determined that the current position information of the preceding train is not received, the speed of the own train based on the speed limit Control means for controlling
A train control system characterized by comprising:
軌道を走行する列車に搭載された車上装置と該軌道に沿って設置された地上装置とを備え、該車上装置と該地上装置との間で無線通信される列車制御情報に基づいて前記列車の運行を制御する列車制御システムを制御するための列車制御方法において、
前記地上装置では、
通信エリアを形成し、該通信エリア内の列車に先行列車の現在位置情報を無線送信する工程と、
前記通信エリア内の軌道に沿って設置された地上子を介して、該地上子の位置情報と当該地上子を通過する列車に対する制限速度情報とを該列車に送信し、前記通信エリア外の軌道に沿って設置された地上子を介して、該地上子を通過する列車に対する制限速度情報を該列車に送信する工程とを含み、
前記車上装置では、
自列車が前記通信エリア内に在線する場合、前記無線送信された先行列車の現在位置情報を受信する工程と、
自列車に搭載された車上子を介して、前記通信エリア内の地上子の位置情報と該地上子を通過する自列車に対する制限速度情報とを当該通信エリア内の地上子から受信すると共に、前記通信エリア外の地上子を通過する自列車に対する制限速度情報を当該通信エリア外の地上子から受信する工程と、
前記受信された地上子の位置から自列車が走行した走行距離を算出する工程と、
前記受信された地上子の位置と、前記算出された走行距離とに基づいて自列車の現在位置を算出する工程と、
前記算出された自列車の現在位置と前記受信された先行列車の現在位置とから、自列車と該先行列車との車間距離を算出する工程と、
前記算出された車間距離に応じて自列車の暫定許容速度を設定する工程と、
前記無線送信とのリンクの有無に基づき自列車が前記通信エリア内に在線しているか否か、及び前記先行列車の現在位置情報を受信したか否かを判定する工程と、
前記判定により自列車が前記通信エリア内に在線していると判定され、前記先行列車の現在位置情報を受信したと判定された場合、前記設定された暫定許容速度と前記受信された制限速度とを比較して小さい方に基づいて自列車の速度を制御し、
前記判定により自列車が前記通信エリア外に在線していると判定されたか、又は前記先行列車の現在位置情報を受信していないと判定された場合、該制限速度に基づいて自列車の速度を制御する工程と、
を含むことを特徴とする列車制御方法。
An on-vehicle device mounted on a train traveling on a track and a ground device installed along the track, and based on train control information wirelessly communicated between the on-vehicle device and the ground device In a train control method for controlling a train control system that controls train operation,
In the ground device,
Forming a communication area, wirelessly transmitting the current position information of the preceding train to a train in the communication area;
Via the ground element installed along the track in the communication area, the position information of the ground element and the speed limit information for the train passing through the ground element are transmitted to the train, and the track outside the communication area. Transmitting the speed limit information for the train passing through the ground element to the train via the ground element installed along the line,
In the on-vehicle device,
When the own train is in the communication area, receiving the current position information of the preceding train transmitted wirelessly;
While receiving the position information of the ground element in the communication area and the speed limit information for the own train passing through the ground element from the ground element in the communication area, via the vehicle element mounted on the own train, Receiving speed limit information for the own train passing through the ground unit outside the communication area from the ground unit outside the communication area;
Calculating the travel distance traveled by the train from the received ground position,
Calculating the current position of the own train based on the received position of the ground unit and the calculated travel distance;
Calculating the inter-vehicle distance between the own train and the preceding train from the calculated current position of the own train and the received current position of the preceding train;
Setting the provisional allowable speed of the own train according to the calculated inter-vehicle distance;
Determining whether or not the own train is present in the communication area based on the presence or absence of a link with the wireless transmission, and whether or not the current position information of the preceding train has been received;
When it is determined by the determination that the own train is in the communication area and the current position information of the preceding train is received, the set provisional allowable speed and the received speed limit To control the speed of the own train based on the smaller one,
When it is determined by the determination that the own train is outside the communication area or the current position information of the preceding train is not received, the speed of the own train is determined based on the speed limit. A controlling step;
Including a train control method.
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