CN102372012B - 列车控制装置和地上装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式涉及列车控制装置和地上装置。提供一种能使各列车高密度运行的列车控制装置。实施方式涉及的列车控制装置的特征在于，具备：无线通信部，对地上装置发送行驶的列车的位置信息，并且从上述地上装置接收上述地上装置基于上述位置信息计算出的减速临界信息；速度对照图形运算部，基于上述减速临界信息，生成上述列车的速度对照图形；速度对照部，控制上述列车的制动，使得上述列车在上述速度对照图形的范围内运动；和周期决定部，每次上述位置信息将要被发送时，计算按上述列车的速度行驶基准距离所需的时间，将计算出的上述时间决定为循环周期，上述无线通信部按上述循环周期发送上述位置信息。

Description

列车控制装置和地上装置

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求日本专利申请2010-180302(申请日：2010年8月11日)，根据该申请享受优先权的利益。本申请参考该申请，包括该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及列车控制装置和地上装置。

背景技术

为了防止因驾驶员没看见信号等导致的危险状态，并且能够安全行驶，存在一种对列车进行控制的列车控制系统。

在这样的列车控制系统中，以前是进行基于固定闭塞的速度控制。所述基于固定闭塞的速度控制是，进行控制，使得在预先设定的闭塞区间内不同时存在2个以上列车。

根据基于固定闭塞的速度控制，如果列车不与先行列车之间空出闭塞区间以上的间隔，则不能前进。并且，考虑安全方面而配合制动性能最低的车辆来设计了其闭塞区间的长度。从而，对于制动性能高的车辆来说，无法做到充分发挥车辆本来性能的行驶。

在象这样地使用了基于固定闭塞的速度控制的列车控制系统中，无法成为与具有多样性能的车辆一个个相对应的控制。此外，闭塞区间成为妨害而不能够缩短行驶间隔。在使用了基于固定闭塞的速度控制的列车控制系统中，做不到与多样性能相对应的控制，并且不能够缩短行驶间隔，因此，高速·高密度运行成为困难的事。

近年来对高速·高密度运行的要求十分强烈，为了应对该要求，取代基于固定闭塞的列车控制系统而提出了一种基于移动闭塞的列车控制系统。

以下，将基于移动闭塞的列车控制系统称作移动闭塞式列车控制系统。

移动闭塞式列车控制系统与基于固定闭塞的列车控制系统不同，是按照各个列车的位置或速度进行各个列车的速度控制的系统。

接着，关于移动闭塞式列车控制系统中的列车控制，进行简单说明。在移动闭塞列车控制系统中，首先，各列车向地上装置发送列车的位置信息等。然后，地上装置根据从列车收到的列车的位置信息等生成停止(或减速)临界信息，并传输给列车。在此，所述减速临界信息是表示减低速度到某个地点(称作减速目标位置)上的速度(减速目标速度)为止的指示的信息。停止临界信息的减速目标速度是0。列车从地上装置收到减速临界信息时，基于减速临界信息、列车的车辆性能及线路坡度，制成独自的制动图形(brake pattern)。列车根据自己制成的制动图形进行自己的速度控制。在此，所述制动图形是为了在减速目标位置上达到减速目标速度而表示了直到减速目标位置的速度变化的曲线。列车在超过了制动图形所示出的速度的情况下，自动用制动进行控制。

象这样地，在移动闭塞式列车控制系统中，各个列车根据与先行列车之间的位置关系或本列车的性能等进行本列车的控制，因此能够个别地设定与先行列车的间隔。正因如此，无需在必要以上设置间隔，能够降低列车间的运行间隔。从而，根据移动闭塞列车控制系统，与基于固定闭塞的列车控制系统相比，期待高速·高密度运行。

在移动闭塞式列车控制系统中，在各列车的车上装置与地上装置之间使用无线通信进行信息(上述的减速临界信息及列车位置信息等)的交换。按照每个重复循环时间进行该信息交换。并且，按照每个该重复循环时间更新制动图形。从而，该信息交换的重复循环时间很大程度上影响着列车控制精度。若列车控制精度好，则越能进行更好的高速·高密度行驶。

另一方面，由于无线通信中频带被限制，因此，当控制系统中交换的信息量变多时，有时传输所需时间就增加，从而重复循环时间变长。例如，当为了提高列车间运行间隔的控制精度而增多了要传输的信息量或者增加了列车台数时，控制系统中交换的信息量变多，传输所需时间增加，从而重复循环时间变长。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种通过防止流过必要以上的信息量并且提高速度较快的列车的控制精度，而能进行各列车的高密度运行的列车控制装置。

实施方式涉及的列车控制装置包含无线通信部、速度对照图形运算部、速度对照部和周期决定部。无线通信部对地上装置发送行驶的列车的位置信息，并且从上述地上装置接收上述地上装置基于上述位置信息计算出的减速临界信息。速度对照图形运算部基于上述减速临界信息，生成上述列车的速度对照图形。速度对照部控制上述列车的制动，使得上述列车在上述速度对照图形的范围内运动。每次上述位置信息将要被发送时，周期决定部计算按上述列车的速度行驶基准距离所需的时间，将计算出的上述时间决定为循环周期。另外，上述无线通信部按上述循环周期发送上述位置信息。

根据上述结构的列车控制装置，能进行各列车的高密度运行。

附图说明

图1是示出第一实施方式涉及的列车控制系统的结构例的图。

图2是示出第一实施方式涉及的列车控制系统的动作的顺序图。

图3是示出第一实施方式涉及的列车控制装置所制成的速度对照图形的例子的图。

图4是示出第一实施方式涉及的列车控制装置决定发送列车信息的循环周期的动作流程图的图。

图5是示出第一实施方式涉及的列车控制系统的变形例的结构的图。

图6是示出第一和第三实施方式涉及的列车控制系统的变形例的图。

图7是用于第二实施方式涉及的列车控制装置决定用于无线发送的循环周期的流程。

图8是示出与列车制动性能相应的速度控制的例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图，关于本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1中示出本发明的第一实施方式涉及的列车控制系统的结构例。图1的列车控制系统包括地上装置12和在轨道13上行驶的列车10中装备的列车控制装置11。地上装置12和列车控制装置11通过无线网络进行通信。

图1中示出了列车控制装置11和地上装置12各一个。但是，列车控制系统通常包括多个列车控制装置11和多个地上装置12。并且，配置地上装置12，使得各个列车控制装置11至少能与1个地上装置12进行通信。

首先说明列车控制装置11的结构。列车控制装置11是对地上装置12发送列车的位置信息的装置，若列车速度较快就按较短循环周期进行发送，若列车速度较慢就按较长循环周期进行发送。

列车控制装置11具备速度发电机111、速度距离运算部112、周期决定部113、车上无线部114、速度对照图形运算部115、速度对照部116和天线117。

速度发电机111检测列车10的车轮转速，输出速度脉冲。

速度距离运算部112接收来自速度发电机111的速度脉冲，连续运算本列车10的速度和行驶位置。

车上无线部114通过天线117与地上装置12的地上无线部121进行通信。车上无线部114向地上装置12发送列车信息，从地上装置12接收减速临界信息。在此，列车信息是至少包含位置信息(本列车10的当前行驶位置)的信息。此外，列车信息有时还包含速度信息(本列车10的当前行驶速度)或列车车辆长度。

周期决定部113基于列车10的速度，决定车上无线部114向地上装置12发送列车信息的循环周期。循环周期的决定方法以后叙述。

速度对照图形运算部115根据从地上装置12接收到的减速临界信息和本列车10的车辆性能(例如制动性能)进行速度对照图形的生成。关于减速临界信息和速度对照图形以后叙述。

速度对照部116基于速度对照图形运算部115生成的速度对照图形进行列车10的控制。具体地说，将速度对照图形与列车10的当前行驶位置及速度进行比较，在列车10的速度超过了速度对照图形的情况下，向未图示的制动控制部输出制动指令，使制动控制部进行制动控制。

天线117与地上装置12的天线124进行通信。

下面说明地上装置12的结构。

地上装置12具备地上无线部121、在线管理部122、减速临界信息运算部123和天线124。

地上无线部121通过天线124与列车控制装置11的车上无线部114进行通信。地上无线部121从列车控制装置11接收列车信息，对列车控制装置11发送减速临界信息。

在线管理部122对正在轨道13上的各列车10的位置等列车信息进行管理。在线管理部122在通过地上无线部121收到列车信息时，对列车信息进行更新。

减速临界信息运算部123根据在线管理部122的列车信息计算减速临界信息。关于减速临界信息以后叙述。

天线124与列车控制装置11的天线117进行通信。

图2是示出本发明的第一实施方式涉及的列车控制系统的动作的顺序图。下面使用图2，关于本发明的实施方式涉及的列车控制系统中的列车控制装置11和地上装置12间的处理进行说明。

首先，列车控制装置11内的速度距离运算部112接收来自速度发电机111的速度脉冲，连续运算本列车10的速度和行驶位置。再有，计算本列车10的速度(以下称作速度信息)和行驶位置(以下称作位置信息)的方法不限于此，也可以是例如利用GPS进行计算的方法。

车上无线部114发送包含速度距离运算部112计算出的位置信息和速度信息、以及车辆长度在内的列车信息(S101)。车上无线部114在使列车信息成为特定的帧格式形式之后，实施调制处理、D/A转换以及使无线信号向规定频率的频率变换等的必要处理，然后通过天线117向地上装置12发送。再有，假设车上无线部114向地上装置12发送列车信息的周期遵照后述的周期决定部113所决定的循环周期。周期决定部113决定循环周期的处理的详细内容以后叙述。

另一方面，地上装置12的地上无线部121通过天线124，从列车控制装置11接收列车信息。然后，地上无线部121在对接收到的列车信息实施了向基带的频率变换及A/D转换等的必要处理之后，进行解调处理。其结果，地上无线部121得到从列车控制装置11发送的列车信息(位置信息和行驶速度信息及车辆长度)。再有，地上装置12按照各自的列车控制装置11决定的每个循环周期，分别从轨道13上存在的多个列车控制装置11接收列车信息。地上无线部121每次接收列车信息，就向在线管理部122进行通知。

在线管理部122管理着正在轨道13上的各列车10的位置信息、速度信息、车辆长度等信息。每次从地上无线部121通知各列车10的新列车信息时，在线管理部122都对该列车10的位置信息和速度信息进行更新(S102)。

地上装置12的减速临界信息运算部123在通过地上无线部121接收了列车信息时，计算对于该列车10的减速临界信息(减速目标速度和减速目标位置)(S103)。再有，减速临界信息计算部123也可以取代减速目标位置而计算减速目标距离。该情况下，减速临界信息是减速目标速度和减速目标距离。减速临界信息运算部123根据在线管理部122的列车信息，计算减速临界信息。例如，减速临界信息运算部123基于在线管理部122中管理的、根据先行列车的位置信息和车辆长度所求出的先行列车的最末尾位置、和本列车的位置信息(行驶位置)，计算本列车至少到哪个位置(地点)必须达到设定的减速目标速度。

在此，本列车必须达到减速目标速度的地点是减速目标位置。再有，减速目标速度常常设为0km/h。再有，减速临界信息运算部123在计算减速临界信息时，不仅使用先行列车的最末尾位置和本列车的位置信息，还可以使用速度限制值等其他信息来进行适当计算。

地上装置12的地上无线部121在使减速临界信息运算部123计算出的减速临界信息成为特定的帧格式形式之后，实施调制处理、D/A转换及向规定频率的频率变换等的必要处理，并通过天线124向列车控制装置11进行发送(S104)。

各列车控制装置11的车上无线部114对地上装置12发送列车信息后，接收有关本列车10的减速临界信息。

速度对照图形运算部115根据接收到的减速临界信息和本列车10的车辆性能(例如制动性能)进行速度对照图形的生成。具体地说，速度对照图形运算部115考虑制动性能来生成速度对照图形，该速度对照图形能够使得在不超过从地上装置12通知的减速目标位置的地点上完成达到减速目标速度的速度控制(S105)。图3中示出速度对照图形的一例。如图3所示，速度对照图形是为了在减速目标位置成为减速目标速度而规定了从当前位置到减速目标位置的位置与速度的关系的图形。

速度对照部116将速度对照图形运算部115得到速度对照图形与本列车10的当前行驶位置及速度进行比较，在列车速度超过了速度对照图形的情况下，向未图示的制动控制部输出制动指令，使制动控制部进行制动控制(S106)。通过遵照如上所述地得到的速度对照图形，就能进行本列车10的速度控制，使得在各列车10不越过减速目标位置的情况下完成直到减速目标速度为止的速度控制。在此，在速度对照图形运算部115计算速度对照图形时，也可以事先保持有包含行驶路线坡度等的数据库，除了自己的车辆性能以外还根据坡度信息来计算速度对照图形。通过这样做，就能进行精度更高的速度对照图形的制作。

如以上说明地，在本实施方式的列车控制系统中，地上装置12和多个列车控制装置11以各列车控制装置11所计算出的循环周期为单位，反复进行列车信息和减速临界信息的收发。即，各列车10中列车信息和减速临界信息的收发频率不同。图2中作为循环周期示出T1、T2的例子。这样，循环周期按照发送列车信息时的列车10的速度而变化。

在此，在本实施方式中，各列车控制装置11对地上装置12发送列车信息时的访问控制方式使用分散型访问控制方式。从而，各列车控制装置11根据本装置中决定的循环周期进行列车信息的发送。即，各列车控制装置11不需要对地上装置12通知本装置中决定的周期，而是只要按照自己决定的周期进行的访问控制来进行列车信息的发送即可。在分散型访问控制方式中，由于各列车10自律地分散地进行发送访问控制，因此，在地上装置12中不需要知道各列车控制装置11的发送周期。再有，分散型访问控制方式存在例如CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/CollisionAvoidance：载波侦听多址访问/防止碰撞)方式和随机访问方式等。

下面，关于各列车控制装置11决定发送列车信息的循环周期的方法进行说明。图4是示出列车控制装置11决定发送列车信息的循环周期的处理方法的流程图。

在每次要发送列车信息时，各列车控制装置11的周期决定部113遵照图4示出的流程图来决定发送列车信息的循环周期。

周期决定部113基于列车10的当前行驶速度和为了决定循环周期而预先设定的基准距离(Xm)，决定循环周期。以下说明详细内容。在此，假设基准距离(Xm)是在列车控制系统中已规定的值。

首先，列车控制装置11的周期决定部113使用列车10的当前行驶速度，计算行驶基准距离Xm所需的时间(S201)。假设该计算出的时间为循环周期。接着，周期决定部113设定计算出的时间的计时器(未图示)(S202)。在此，假设计时器是例如周期决定部113内置的部件。接着，当经过循环周期而定时器时间到时，在定时器时间到的定时(S203)，车上无线部114对地上装置12发送列车信息(S204)。然后，周期决定部113在定时器时间到时，重新使用定时器时间到的定时上的行驶速度，计算行驶基准距离Xm所需的时间(S201)。以下重复进行以上处理。

在此，为了计算循环周期而使用的行驶速度，可以是循环周期计算时刻的行驶速度，也可以是前一个循环周期时间内的平均行驶速度。该行驶速度使用前述的速度距离运算部112计算出的行驶速度。

如以上说明，列车控制装置11将行驶基准距离所需的时间作为1个循环周期，反复进行列车信息的发送。每个列车行驶速度各不相同，并且列车各自的行驶速度也有变化。从而，按照每个列车以及每次列车的速度变化，循环周期变化。即，在以某一定时间进行考虑的情况下，行驶速度越快的列车，发送列车信息的频率越高，另一方面，行驶速度越慢的列车，发送列车信息的频率越低。

以前，各列车每一定时间循环周期发送本列车的列车信息。该情况下，在行驶速度较慢的情况下，不管上一次发送列车信息时通知的列车信息中所含的位置信息是否仅变化一点点，都发送列车信息。但是，一般在位置变化较少的情况下，即使从列车追踪的观点出发考虑，都认为频繁发送列车信息的重要性较低。

在本实施方式的列车控制装置11中，降低从行驶速度较慢的列车发送的列车信息发送频率，不存在即使位置几乎没有变化也发送本列车的列车信息的情况。从而，作为列车控制系统，能够防止必要以上的信息传输量的增加。此外，对于行驶速度较快的列车，列车信息的发送频率增高。从而，对于行驶速度较快的列车，与以前相比，能进行利用更小的移动距离的列车追踪(位置信息的更新)，可以进行高精度的控制。通过这样地使按照列车行驶速度进行列车速度控制成为可能，从而能够实现更加高密度运行。

此外，在本实施方式的列车控制系统中，每次前进基准距离Xm而更新各列车的列车信息。另一方面，以前，由于每一定时间发送列车信息，因此，按照各列车的速度，每前进不同距离而更新各列车的列车信息。从而，以前具有速度较快的列车在列车信息更新前的一定时间当中行驶了与先行列车发生冲突的距离的危险性。但是，在本实施方式的列车控制系统中，由于每次前进基准距离Xm都更新列车信息，因此，通过恰当地规定基准距离Xm，从而即能够恰当地保证各列车间的距离，又能够更新列车信息。其结果，能够进行保证各列车间的距离且保证安全性的控制。

再有，在本实施方式的列车控制系统中，列车控制装置11基于从地上装置12接收到的减速临界信息计算速度对照图形，但也可以是地上装置12计算速度对照图形。图5是示出第一实施方式的列车控制系统的变形例1的图。在地上装置12计算速度对照图形的情况下，如图5所示，成为地上装置12具备速度对照图形运算部125，而列车控制装置11不具备速度对照图形运算部115的结构。并且，地上装置12例如在在线管理部122中存储着各列车的车辆性能。并且，地上装置12根据存储的车辆性能和计算出的减速临界信息计算速度对照图形。并且，地上无线部121不发送减速临界信息，而发送速度对照图形。在列车控制装置11通过天线117，用车上无线部117收到速度对照图形时，速度对照部116根据得到的速度对照图形进行速度对照。根据变形例的列车控制系统，列车控制装置11的结构成为更简易的结构。

此外，在本实施方式的列车控制系统中，列车控制装置11决定发送列车信息的循环周期，但也可以是地上装置12决定。图6是示出第一实施方式的列车控制系统的变形例2的图。在地上装置1决定循环周期的情况下，如图6所示，成为地上装置12具备周期决定部126，而列车控制装置11不具备周期决定部113的结构。并且，列车控制装置11对地上装置12发送的列车信息之中包含列车的速度信息。地上装置12的周期决定部113根据收到的速度信息和基准距离决定循环周期。并且，地上装置12的地上无线部121将包含循环周期在内的信息即周期信息与减速临界信息一起发送给列车控制装置11。在列车控制装置11通过天线117，用车上无线部117收到周期信息时，按照周期信息中包含的循环周期发送下个列车信息。地上装置12的周期决定部126基于速度信息和基准距离决定循环周期的方法，使用与列车控制装置11的周期决定部113进行的方法同样的方法就能做到，故省略说明。根据变形例的列车控制系统，列车控制装置11的结构成为更简易的结构。

此外，在本实施方式的列车控制系统中，列车控制装置11向地上装置12发送了包含位置信息、速度信息和车辆数量在内的信息作为列车信息，但列车信息不限于该信息。即，列车控制装置11至少发送位置信息作为列车信息即可。关于车辆数量，例如在各列车初次向地上装置12通知列车信息的情况下或列车的车辆数量有变化的情况下，列车控制装置11进行通知即可。关于速度信息，列车控制装置11不一定需要发送。但是，如变形例1中说明的，在地上装置12生成速度对照图形的情况下，列车控制装置11需要在列车信息中也包含速度信息进行通知。此外，如变形例2说明的，在地上装置12决定列车控制装置11发送列车信息的循环周期的情况下，需要在列车信息中也包含速度信息。

此外，在本实施方式的列车控制系统中，列车控制装置11计算行驶基准距离Xm所需的时间，将该计算出的时间作为1个循环周期来发送列车信息。但是，列车控制装置11也可以成为不计算循环周期，而是每次行驶基准距离Xm就发送列车信息的结构。总之，列车控制装置11是将行驶基准距离Xm的时间作为1个循环来发送列车信息。

此外，在本实施方式的列车控制系统中，列车控制装置11根据列车速度和基准距离Xm，将行驶基准距离Xm的时间作为1个循环周期来发送列车信息。但是，只要是行驶速度越快，列车控制装置11越提高列车信息的发送频率即可，也可以不将按行驶速度行驶基准距离Xm的时间作为1个循环周期来发送列车信息。例如，也可以列车控制装置11的周期决定部113具备规定列车行驶速度和与速度相对应的列车信息的发送循环周期的表，使用该表决定循环周期。

再有，例如通过使用通用的计算机装置作为基本硬件，也能实现列车控制装置11。即，通过使搭载在上述计算机装置中的处理器执行程序，能够实现速度发电机111、速度距离运算部112、周期决定部113、车上无线部114、速度对照图形运算部115、速度对照部116和天线117。这时，可以通过将上述程序预先安装在计算机装置中来实现列车控制装置11，也可以通过在CD-ROM等存储介质中存储、或者经网络散发上述程序，并将该程序适当地安装到计算机装置中，来实现列车控制装置11。

此外，例如通过使用通用的计算机装置作为基本硬件，也能实现地上装置12。即，通过使搭载在上述计算机装置中的处理器执行程序，能够实现地上无线部121、在线管理部122、减速临界信息运算部123和天线124。这时，可以通过将上述程序预先安装在计算机装置中来实现地上装置12，也可以通过在CD-ROM等存储介质中存储、或者经网络散发上述程序，并将该程序适当地安装到计算机装置中，来实现地上装置12。此外，能够适当地利用上述计算机装置中内置或外置的存储器、硬盘或者CD-R、CD-RW、DVD-RAM、DVD-R等存储介质等来实现在线管理部122。

(第二实施方式)

下面，关于第二实施方式涉及的列车控制系统进行说明。第二列车控制系统、列车控制装置、地上装置各自的结构与图1所示的结构相同。从而，以下使用图1，对第二实施方式涉及的列车控制系统进行说明。

在第二实施方式涉及的列车控制系统中，与第一实施方式涉及的列车控制系统不同，列车控制装置11的周期决定部113在计算出的列车信息的发送周期大于规定的时间阈值的情况下，将该时间阈值作为循环周期，在计算出的发送周期在规定的时间阈值以下的情况下，将计算出的发送周期作为循环周期。车上无线部114按这样决定的循环周期发送列车信息。即，本实施方式涉及的列车控制系统是设置有列车信息的发送周期上限的例子。其他各结构的功能与第一实施方式中说明的相同，因此省略说明。

图7是示出第二实施方式涉及的列车控制装置11的动作的流程图。以下使用图7说明第二实施方式涉及的列车控制装置11的动作。

首先，列车控制装置11的周期决定部113与第一实施方式同样地使用列车的当前行驶速度来计算行驶基准距离Xm所需的时间(周期T)(S301)。接着，周期决定部113进行S301中计算出的周期T与预先设定的时间阈值T’的大小关系的比较(S302)。

在计算出的周期T在时间阈值T’以下的情况下(S302的“是”)，周期决定部113与实施例1同样地设定计算出的周期T作为计时器(S303A)。当经过计算出的周期T而定时器时间到时(S304)，车上无线部114对地上装置12发送列车信息(S305)。另一方面，在计算出的周期T大于时间阈值T’的情况下(S302的“否”)，设定时间阈值T’作为计时器(S303B)。当经过时间阈值T’而定时器时间到时(S304)，车上无线部114对地上装置12发送列车信息(S305)。并且，车上无线部114在发送列车信息的同时，或者在发送后，重新使用该时刻的行驶速度计算周期T(S301)，并进行计算出的周期T与时间阈值T’的比较(S302)。这样地重复进行S301至S305的处理。

接着，关于在本发明的实施方式中设置时间阈值T’作为列车信息的发送周期上限所产生的效果、以及作为时间阈值T’的优选值进行说明。

本发明的实施方式涉及的列车控制系统基本上(周期T在阈值T’以下的情况)与第一实施方式相同，按照各列车基于行驶速度计算出的周期来发送列车信息。另一方面，在周期T超过了上限(时间阈值T’)的情况下，列车信息的发送不是按照周期T，而是按照时间阈值T’的循环周期来发送。这点是与第一实施方式不同的点。通过这样做，列车控制装置11没有按照超过时间阈值T’的循环周期来发送列车信息。以下说明其优点。

例如，在列车正停在车站站台等处的情况下，列车控制装置计算出的前进基准距离Xm所需的时间(T)实质上成为无限时间。此外，即使在列车未停车的情况下，在进行接近于停止的低速行驶时，前进基准距离Xm可能需要必要以上的很大时间。在这样的情况下，列车控制装置11计算非常大的值作为周期T，从而长期间不对地上装置12发送列车信息。

在使用了无线通信的移动闭塞列车控制系统中，即使列车正在行驶且进行来自列车控制装置11的位置信息的发送的情况下，也能够考虑到因为发生无线通信的包错误而地上装置12中不能正确地接收从而位置信息不被更新的情形，或者由于故障等原因而不发送位置信息的情形。在这样的情况下，地上装置12所管理的列车的位置信息就在一定时间中不被更新。并且，在这样的情况下，实际的列车行驶位置和地上装置12所管理的列车位置出现偏离，地上装置12无法做到基于各列车的位置信息的正确且安全的列车控制。为了预防无法进行安全的列车控制的情形，有时使用了无线通信的移动列车控制系统的地上装置12具备在从同一列车的列车控制装置11一定时间以上不通知位置信息的情况下判断为“列车位置丧失”，并停止整个列车运行的功能。

原来因为上述事故，地上装置12是在从同一列车一定时间以上不通知位置信息的情况下判断为列车位置丧失的系统。在本实施例的列车控制系统中，因为是按照使用了行驶速度的周期来进行的列车控制系统，因此是防止判断为“列车位置丧失”的系统。

即，在本实施方式的列车控制系统中，通过将时间阈值T’作为上限来发送列车信息，在单纯基于列车行驶速度的周期很大的情况下，能够进行应对而不至于成为“列车位置丧失”。例如，由于在列车已停止的情况下也至少按照时间阈值T’的周期发送位置信息，因此能够预防地上装置12判断为“列车丧失”。

因此，在本实施例的列车控制系统中，时间阈值T’的值使用至少要小于地上装置12识别为“列车位置丧失”的时间的值。

以上，根据本实施方式的列车控制系统，能够预防列车控制系统因为事故原因以外的原因而判断为“列车位置丧失”并停止全列车运行的情况。

(第三实施方式)

下面，关于第三实施方式涉及的列车控制系统进行说明。第三实施方式涉及的列车控制系统不是按照第一实施方式中使用的自律分散的访问控制，而是按照地上装置12的集中控制方式的访问控制，来进行从列车控制装置11的列车信息的发送。即，第一实施方式涉及的列车控制系统是列车控制装置11遵照以行驶速度为基础决定的循环周期来自律分散地进行本列车的列车信息的发送的方式。但是，在第三实施方式涉及的列车控制系统中，按照集中控制方式的访问控制方式进行列车信息的发送。具体地说，地上装置12基于各列车控制装置11计算出的列车信息的发送循环周期，对各列车10按哪个定时发送该列车信息进行调度。

在本实施例中，作为集中控制型的访问控制方式，以使用了TDMA(Time Division Multiple Access：时分多址)方式的情况为例进行说明。

在自律分散的访问控制方式中，列车控制装置11按自己判断的定时向地上装置12通知列车信息，相对于此，在集中控制型的访问控制方式的情况下，是地上装置12控制各列车控制装置11的列车信息的发送定时的方法。更具体地说，地上装置12进行各列车控制装置11的列车信息的发送定时的调度，各列车控制装置11按照该调度进行列车信息的发送。

以下关于第三实施方式涉及的列车控制系统的各装置的结构进行说明。第三实施方式涉及的列车控制系统的各装置的结构与图1说明的结构相同，因此使用图1进行说明。以下，关于第三实施方式涉及的列车控制系统各装置的结构，仅说明实施例1中说明的不同功能，关于相同功能省略说明。

地上装置12在进行各列车控制装置11的列车信息的发送定时的调度时，需要掌握列车控制装置11计算出的列车信息的发送循环周期。

因此，各列车的列车控制装置11的车上无线部114，与列车信息一起通知包含周期决定部113计算出的循环周期的周期信息。在此，所谓周期信息是例如周期决定部113计算出的、按当前行驶速度行驶了基准距离的情况下需要的时间。

地上装置12的地上无线部121在从各列车的列车控制装置11收到列车信息和周期信息时，基于各列车控制装置11的周期信息等，进行对各列车控制装置11的时隙调度。作为时隙调度，地上无线部121具体进行各列车应该发送下个列车信息的时隙的分配。在此，假设地上无线部12进行的时隙调度是地上装置12能接收来自各列车控制装置11的列车信息、并且满足从各列车控制装置11收到的周期信息的调度。

地上无线部121将分配给各列车的分配时隙信息作为控制时隙而通知给各列车控制装置11。

当各列车的列车控制装置11的车上无线部114从地上装置12接收控制时隙时，能够掌握发送本列车的下个列车信息的定时。各列车控制装置11的车上无线部114，以从地上装置12通知的分配时隙的时隙定时发送该时刻的列车信息和周期信息。在此，该周期信息是用于地上装置12决定列车控制装置11发送下个列车信息的定时的信息。

在本实施方式涉及的控制系统中，能够达到与第一实施方式同样的效果，并且，由于如上所述地用地上装置12的集中控制进行无线通信，因此能按更准确的定时实施地上装置12与各列车控制装置11间的通信，列车控制系统的控制变得容易。

再有，通知从各列车控制装置11对地上装置12发送的周期信息和从地上装置12对各列车控制装置11发送的分配时隙的方法，可以是任何方式。例如，本实施方式的地上装置12的地上无线部121可以如上所述地使用特定的时隙(控制时隙)发送分配时隙定时，但也可以在发送所发送的减速临界信息时，与分配时隙定时一起对各列车控制装置11进行通知。

此外，在本实施方式中，作为集中控制方式，以TDMA(Time DivisionMultiple Access)方式为例进行了说明，但只要是集中控制方式，其他方式也可以。

(变形例1)

下面说明第三实施方式的变形例涉及的列车控制系统的变形例。

第三实施方式的变形例涉及的列车控制系统与图6示出的列车控制系统结构相同。因此，使用图6进行说明。

第三实施方式的变形例涉及的列车控制系统是集中控制系统，各结构的功能与第三实施方式中说明的列车控制系统基本相同。但是，在第三实施方式的变形例涉及的列车控制系统中，地上装置12在周期决定部126中，基于从各列车控制装置11通知的速度信息计算循环周期。并且，地上装置12的地上无线部121以本装置中计算出的循环周期为基础，用与上述方法相同的方法进行对各列车的时隙调度，并进行各列车应该发送下个列车信息的时隙的分配。各列车基于从地上装置12收到的时隙发送列车信息的处理，与第三实施方式中说明的方法相同。

该情况下，作为列车控制装置11通知给地上装置12的列车信息，包含有速度信息。

并且，地上装置12的周期决定部126在从列车控制装置11收到列车信息时，基于速度信息，决定列车控制装置11发送列车信息的循环周期。具体地说，周期决定部126将按照收到的列车信息所含的速度信息的速度行驶基准距离Xm所需的时间，作为1个循环周期。地上装置12例如与计算减速临界信息并行地计算循环周期。周期决定部126决定周期后，通知给地上无线部121。当地上无线部121从周期决定部126收到各列车控制装置11的循环周期时，进行对各列车控制装置11的时隙调度。地上无线部121进行时隙调度，以满足各列车控制装置11的循环周期。

之后，地上无线部121对列车控制装置11通知已决定的时隙调度，列车控制装置11基于收到的时隙调度通知列车信息。该实施方法与第三实施方式说明的方法相同，因此省略说明。

根据本变形例涉及的列车控制系统，由于地上装置12基于从各列车通知的行驶速度，决定各自的调度周期，因此，各列车控制装置11中不需要周期决定部113，能够成为简易的结构。

此外，根据本变形例涉及的列车控制系统，能够达到与第一、第三实施方式涉及的列车控制系统同样的效果。

(第四实施方式)

下面说明第四实施方式涉及的列车控制系统。第四列车控制系统、列车控制装置、地上装置各自的结构与图1示出的结构相同。因此，以下使用图1，说明第四实施方式涉及的列车控制系统。

在第四实施方式涉及的列车控制系统中，与第一实施方式的列车控制系统不同，列车控制装置11的周期决定部113决定列车信息的发送周期时使用的基准距离，作为列车控制系统全体不使用一个值，而是根据路线、时刻、车辆性能而设定不同的值。使用基准距离决定循环周期的处理和决定循环周期并发送列车信息的处理等，与第一实施方式相同，因此省略说明。

首先说明基准距离根据路线而不同的情况。

在第四实施方式涉及的列车控制系统中，对每条路线决定基准距离。例如，按照每条路线的列车运行密度来决定。即，越是实施高密度行驶的路线，越缩短基准距离。再有，在对每条路线决定基准距离时，不仅根据每个路线的运行密度，也可以还根据在列车控制系统中传递的信息的传输量或地上装置12管理的列车台数来决定基准距离。在此，所谓路线是连结出发地点与目的地点的线。例如，假设为列车所走的轨道的预先设定的某个区间。此外，在两条轨道并行存在的情况下，也可以将各个轨道区别为各自不同的路线。

在此，说明在对每条路线决定基准距离时，越是实施高密度行驶的路线越缩短基准距离的理由。当缩短基准距离时，因为从列车控制装置11向地上装置12发送列车信息的频率相应增加，列车追踪的精度也提高。并且，越是要求高密度行驶的路线，越要求该列车追踪的精度提高。因此，优选越是实施高密度行驶的路线，越缩短基准距离。

例如，地上装置12对每条路线管理基准距离，并将该基准距离通知给在各路线上行驶的列车的列车控制装置11，列车控制装置11的周期决定部113设定通知到的基准距离。再有，各列车控制装置11的周期决定部113设定基准距离的方法不限于该方法。

(变形例1)

下面说明第四实施方式的变形例1涉及的列车控制系统。第四实施方式涉及的列车控制系统、列车控制装置、地上装置各自的结构与图1示出的结构相同。因此，以下使用图1，说明第四实施方式的变形例1涉及的列车控制系统。

在第四实施方式的变形例1涉及的列车控制系统中，对于列车控制装置11的周期决定部113决定列车信息的发送周期时使用的基准距离，不仅按照每条路线变更基准距离，而且在同一路线内也按照时间带来变更基准距离，该点与第四实施方式的列车控制系统不同。

在第四实施方式的变形例1涉及的列车控制系统中，不仅按照每条路线改变基准距离，而且还根据各路线、时间带来改变基准距离。具体地说，按照每个时间带的列车行驶密度来决定基准距离。即，即使在同一路线内，越是高密度行驶的时间带越较小地设定基准距离，越是低密度行驶的时间带越较大地设定基准距离。

例如，关于该基准距离，地上装置12按照每条路线管理着与各时间带相应的基准距离。将该基准距离设定为，越是进行高密度行驶的时间带，基准距离越短。并且，例如能够利用运行示意图来掌握各时间带中的行驶密度。

并且，在时间带改变而基准距离需要变更的情况下，地上装置12通知给在各路线上行使的列车的列车控制装置11，列车控制装置11的周期决定部113变更、设定通知到的基准距离。再有，各列车控制装置11的周期决定部113设定基准距离的方法也可以不是从地上装置12进行通知的方法，而是各列车控制装置11自身管理着与各时间带相应的基准距离等方法，不限于该方法。

以下说明不仅对每条路线改变基准距离，而且还根据时间带改变基准距离的效果。关于列车的行驶密度，即使在同一路线中，在高峰时和非高峰时的时间带中，列车的运行列数也不同，高峰时进行高密度行驶。因此要求高峰时进行更高精度的列车控制。并且，如前所述，基准距离越短，列车控制装置11越是高频率地对地上装置12发送列车信息，能进行精度高的列车控制。从而，优选根据时间带改变基准距离。

此外，由于通过较大地设定基准距离而各列车的周期整体变大，因此能够削减无线传输的通信量。在按照每条路线而将基准距离设定为一定时，考虑到为了安全而假设最高密度行驶的时间带的情形来设定基准距离。但是，该情况下，若在未进行高密度行驶的时间带中按照用该基准距离求得的发送周期来发送列车信息，则实施了要求精度以上的传输。因此，通过在未进行高密度行驶的时间带中，在满足列车控制要求精度的范围内较大地设定基准距离，能够削减传输信息量。并且，能够随着可削减传输信息量而在无线资源中产生相应的余量。从而与无线资源中产生的余量相应的部分就可以在列车控制装置11与地上装置12之间无线传输其他信息时利用，例如在数据库更新用的信息传输等中使用，以及在增加无线传输中的再送次数上限等中利用。

即，在本变形例中，通过按照每条路线的各时间带使基准距离可变，从而能进行更适合的列车控制，能进行列车控制系统中的列车的高密度行驶。

(变形例2)

下面说明第四实施方式的变形例2涉及的列车控制系统。第四实施方式的变形例2涉及的列车控制系统、列车控制装置、地上装置各自的结构与图1示出的结构相同。因此，以下使用图1，说明第四实施方式的变形例2涉及的列车控制系统。

在第四实施方式的变形例2涉及的列车控制系统中，对于列车控制装置11的周期决定部113决定列车信息的发送周期时使用的基准距离，不仅按照对每条路线进行改变，还根据各列车的制动性能进行改变。即，越是制动性能高的列车越增长基准距离，越是制动性能低的列车越缩短基准距离。

例如，关于该基准距离，地上装置12按照每条路线管理着与在各路线上行驶的列车相应的基准距离。将该基准距离设定为，越是制动性能低的列车，基准距离越短。并且，能够根据各列车的车种等容易地掌握各列车的制动性能。

并且，地上装置12将与各列车的制动性能相应的基准距离通知给列车控制装置11，列车控制装置11的周期决定部113设定通知到的基准距离。再有，各列车控制装置11的周期决定部113设定基准距离的方法也可以不是从地上装置12进行通知的方法，而是各列车控制装置11自身管理着与制动性能相应的基准距离等方法，并不限于该方法。

以下说明不仅按照每条路线改变基准距离，还根据制动性能改变基准距离的效果。

图8中示出与列车的制动性能相应的速度控制的例子。如图8所示，越是制动性能高的列车，越能够快速地降速到减速目标速度。因此，在列车的制动精度不同的2个列车正在以同一速度行驶的情况下，越是制动性能低的列车，越需要在提早的定时实施速度控制。因此，越是制动性能低的列车越要求列车追踪的精度。并且，如前所述，基准距离越短，列车控制装置11越是高频率对地上装置12发送列车信息，能进行精度高的列车控制。另一方面，通过针对制动性能较高的列车，与制动性能较低的列车相比较在满足要求精度的范围内较大地设定基准距离，能够削减传输信息量。因此，优选按照制动性能改变基准距离。并且，能够随着可削减传输信息量而在无线资源中产生相应的余量。从而与无线资源中产生的余量相应的部分能够在列车控制装置11与地上装置12之间需要高精度控制的情况下提高列车信息的发送频率。其结果，更高密度的行驶成为可能。以上，根据本变形例的列车控制系统，通过按照制动性能来使基准距离可变，就能进行更适合的列车控制，能进行列车控制系统中的列车的高密度行驶。

再有，在本变形例中，按照路线和列车的制动性能来决定基准距离，但也可以进一步与变形例1组合，按照路线和列车的制动性能以及时间带来决定基准距离。

以上，根据第四实施方式涉及的列车控制系统，能够适合地在列车控制的精度要求低的情形中削减列车信息的更新频率，而在要求列车控制的精度的情形中提高列车信息的更新频率，能够提供一种灵活性强且有利于缩短各列车间的运行间隔的系统。

以上说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，不是想要限定发明范围。这些实施方式可以用其他的各种各样的方式来实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换、变更。这些实施方式及其变形都包含在发明范围和主旨中，并且还包含在权利要求书中记载的发明及其等同的范围中。

Claims (12)

1.一种列车控制装置，其特征在于，具备：

无线通信部，对地上装置发送行驶的列车的位置信息，并且从上述地上装置接收上述地上装置基于上述位置信息计算出的减速临界信息；

速度对照图形运算部，基于上述减速临界信息，生成上述列车的速度对照图形；

速度对照部，控制上述列车的制动，使得上述列车在上述速度对照图形的范围内运动；和

周期决定部，每次上述位置信息将要被发送时，计算按上述列车的速度行驶基准距离所需的时间，将计算出的上述时间决定为循环周期，

上述无线通信部按上述循环周期发送上述位置信息。

2.根据权利要求1所述的列车控制装置，其特征在于，

上述周期决定部在计算出的上述时间超过规定的阈值时间的情况下，将上述阈值时间决定为上述循环周期，在计算出的上述时间在上述阈值时间以下的情况下，将计算出的上述时间决定为上述循环周期，

上述无线通信部按上述循环周期发送上述位置信息，

上述阈值时间在被上述地上装置识别为列车丧失的时间以下。

3.根据权利要求2所述的列车控制装置，其特征在于，

列车运行密度越大，则上述基准距离被设定为越短的距离。

4.根据权利要求2所述的列车控制装置，其特征在于，

所控制的列车的制动性能越低，则上述基准距离被设定为越短的距离。

5.根据权利要求3所述的列车控制装置，其特征在于，

上述无线通信部对上述地上装置的访问控制方式是集中控制型方式，

对地上装置发送包含上述周期决定部所决定的循环周期在内的周期信息，

上述地上装置从多个列车控制装置接收到上述周期信息时，基于上述多个列车控制装置的上述循环周期，对上述多个列车控制装置分别发送上述位置信息的定时进行调度，向上述多个列车控制装置的每一个发送包含上述列车控制装置发送其位置信息的定时在内的定时信息，

当通过上述无线通信部收到上述定时信息时，按上述定时发送上述位置信息。

6.一种列车控制装置，其特征在于，具备：

无线通信部，对地上装置发送行驶的列车的位置信息，并且从上述地上装置接收上述地上装置基于上述位置信息计算出的速度对照图形；

速度对照部，控制上述列车的制动，使得上述列车在上述速度对照图形的范围内运动；和

周期决定部，每次上述位置信息将要被发送时，计算按上述列车的速度行驶基准距离所需的时间，将计算出的上述时间决定为循环周期，

上述无线通信部按上述循环周期发送上述位置信息。

7.一种列车控制装置，其特征在于，具备：

无线通信部，对地上装置发送行驶的列车的位置信息，并且从上述地上装置接收上述地上装置基于上述位置信息计算出的减速临界信息；

速度对照图形运算部，基于上述减速临界信息，生成上述列车的速度对照图形；和

速度对照部，控制上述列车的制动，使得上述列车在上述速度对照图形的范围内运动，

上述列车每行驶基准距离时，上述无线通信部发送上述位置信息，

列车运行密度越大，则上述基准距离被设定为越短的距离。

8.一种列车控制装置，其特征在于，具备：

无线通信部，对地上装置发送行驶的列车的位置信息，并且从上述地上装置接收上述地上装置基于上述位置信息计算出的速度对照图形；和

速度对照部，控制上述列车的制动，使得上述列车在上述速度对照图形的范围内运动，

上述列车每行驶基准距离时，上述无线通信部发送上述位置信息，

列车运行密度越大，则上述基准距离被设定为越短的距离。

9.一种地上装置，是与轨道上行驶的多个列车分别具备的列车控制装置进行通信的装置，其特征在于，具备：

无线通信部，从上述多个列车控制装置分别接收上述列车控制装置所控制的列车的位置信息和包含该列车的速度在内的速度信息；

管理部，针对上述多个列车的每一个，管理上述位置信息，当收到上述位置信息时，进行上述位置信息的更新；

减速临界信息运算部，基于更新后的上述位置信息，计算减速临界信息；和

周期决定部，决定上述列车控制装置发送位置信息的循环周期，所述循环周期是按照由上述列车的速度信息所指定的上述列车的速度行驶基准距离所需的时间，

上述无线通信部对上述列车控制装置发送计算出的上述减速临界信息和上述循环周期。

10.一种地上装置，是与轨道上行驶的多个列车分别具备的列车控制装置进行通信的装置，其特征在于，具备：

无线通信部，从上述多个列车控制装置分别接收上述列车控制装置所控制的列车的位置信息和包含该列车的速度在内的速度信息；

管理部，针对上述多个列车的每一个，管理上述位置信息，当收到上述位置信息时，进行上述位置信息的更新；

减速临界信息运算部，基于更新后的上述位置信息，计算减速临界信息；和

周期决定部，决定上述列车控制装置发送位置信息的循环周期，所述循环周期是按照由上述列车的速度信息所指定的上述列车的速度行驶基准距离所需的时间，

上述无线通信部基于上述多个列车控制装置的上述循环周期，对上述多个列车控制装置分别发送上述位置信息的定时进行调度，向上述多个列车控制装置的每一个发送包含上述列车控制装置发送其位置信息的定时在内的定时信息。

11.一种列车控制装置，其特征在于，具备：

无线通信部，对地上装置发送行驶的列车的位置信息，并且从上述地上装置接收上述地上装置基于上述位置信息计算出的减速临界信息；

速度对照图形运算部，基于上述减速临界信息，生成上述列车的速度对照图形；和

速度对照部，控制上述列车的制动，使得上述列车在上述速度对照图形的范围内运动，

上述列车每行驶基准距离时，上述无线通信部发送上述位置信息，

所控制的列车的制动性能越低，则上述基准距离被设定为越短的距离。

12.一种列车控制装置，其特征在于，具备：

无线通信部，对地上装置发送行驶的列车的位置信息，并且从上述地上装置接收上述地上装置基于上述位置信息计算出的速度对照图形；和

速度对照部，控制上述列车的制动，使得上述列车在上述速度对照图形的范围内运动，

上述列车每行驶基准距离时，上述无线通信部发送上述位置信息，

所控制的列车的制动性能越低，则上述基准距离被设定为越短的距离。