CN102887156A - 信号安全保障系统以及车上信号装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于，在经由地面信号装置，对搭载于在路线上行驶的车辆的车上信号装置，发送基于该路线的信号方式的控制指令的信号安全保障系统中，能够用1个车上信号装置向具有不同的信号方式的路线驶入。为此，当车辆从当前行驶中的路线进入信号方式不同的路线时，车上信号装置安装依据该进入目标的路线的信号方式的车辆控制程序。然后，车上信号装置执行该车辆控制程序，从而能够在进入目标的路线中，按照进入目标处的地面信号装置基于其信号方式而作成的控制指令来进行车辆控制。
Description
技术领域
本发明涉及进行铁道车辆等的控制的信号安全保障系统以及车上信号装置。
背景技术
关于这样的信号安全保障系统，从下述非专利文献1可知，在用于在欧洲各国间能够实现铁道的相互驶入(interoperability)的统一列车控制系统、即ERTMS/ETCS中存在系统要求规格书。在该系统要求规格书中，规定了“虽然在此之前开发了很多不同的信号安全保障系统，但它们没有互换性，无法相互驶入。为了降低成本，希望导入标准化的系统。”。
在先技术文献
非专利文献
非专利文献1：ERTMS/ETCSSystem Requirements SpecificationChapter 1 Introduction 24.02.2006
发明要解决的课题
现有的信号安全保障系统，由专用的地面信号装置和专用的车上信号装置构成，车辆若不搭载依据所行驶的路线的信号方式的专用的车上信号装置则无法行驶。在这种信号安全保障系统中，在向具有不同的信号方式的路线驶入的情况下，需要搭载依据各个路线的信号方式的车上信号装置，在路线的边界处，需要切换在接下来的路线中使用的车上信号装置，需要很高的成本。
与此相对，若能够确立所述非专利文献1所记载的ERTMS/ETCS那样的通用规格的信号方式，则仅通过在车辆中搭载依据该通用规格的信号方式的车上信号装置，就能够向采用了通用规格的信号方式的路线驶入。不过，在采用这种通用规格的情况下，管辖各自的路线的运营商间的要求规格的调整很难，用于满足各运营商的要求的规格变得复杂，与现有的专用的车上信号装置相比成本提高，而且，各路线的地面信号装置也需要与该通用规格相对应，其更新也需要很高的成本。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种能够用1个车上信号装置来向具有不同的信号方式的路线驶入的信号安全保障系统。
解决课题的手段
为了解决上述课题，在本发明的信号安全保障系统中，采用了如下技术手段。
即，
(1)在经由地面信号装置，对搭载于在路线上行驶的车辆的车上信号装置，发送依据该路线的信号方式的控制指令的信号安全保障系统中，当所述车辆从当前行驶中的路线进入信号方式不同的路线时，所述地面信号装置将依据该进入目标的路线的信号方式的车辆控制程序发送到所述车上信号装置，并使所述车上信号装置执行该车辆控制程序，从而在进入目标的路线中，能够按照所述地面信号装置基于所依据的信号方式而作成的控制指令，来对该车辆进行控制。
(2)在上述的信号安全保障系统中，所述地面信号装置，将使在信号方式不同的路线的边界处执行的车辆控制程序变更的指令发送到所述车上信号装置。
(3)在上述的信号安全保障系统中，所述地面信号装置，在信号方式不同的路线的边界的跟前启动依据所进入的路线的信号方式的车辆控制程序，在通过所述边界时，将基于依据所进入的路线的信号方式的所述车辆控制程序的控制有效化，并且将基于依据已通过的路线的信号方式的车辆控制程序的控制无效化，之后，将使依据已通过的路线的信号方式的所述车辆控制程序结束的指令发送到所述车上信号装置。
(4)在上述的信号安全保障系统中，对应于所述车上信号装置的运算器的性能，针对1个信号方式准备多个所述车辆控制程序，所述地面信号装置，从所述车辆控制程序中选择满足该运算器的动作条件的车辆控制程序并发送到所述车上信号装置。
(5)在上述的信号安全保障系统中，对应于经由接口与所述车上信号装置连接的周边设备的构成，针对1个信号方式准备多个所述车辆控制程序，所述地面信号装置，从所述多个车辆控制程序中选择满足该周边设备的动作条件的车辆控制程序并发送到所述车上信号装置。
此外，在本发明的车上信号装置中，采用了如下技术手段。
(6)在搭载于车辆，经由地面信号装置来接收依据该车辆所行驶的路线的信号方式的控制指令的车上信号装置中，当所述车辆从当前行驶中的路线驶入信号方式不同的路线时，安装依据该驶入目标的路线的信号方式的车辆控制程序，并执行该车辆控制程序，从而在驶入目标的路线中，能够按照所述地面信号装置基于所依据的信号方式而作成的控制指令，来对该车辆进行控制。
(7)在上述的车上信号装置中，在信号方式不同的路线的边界处，变更所执行的车辆控制程序。
(8)在上述的车上信号装置中，在信号方式不同的路线的边界的跟前，启动依据所进入的路线的信号方式的车辆控制程序，在通过所述边界时将基于依据所进入的路线的信号方式的所述车辆控制程序的控制有效化，并且将基于依据已通过的路线的信号方式的车辆控制程序的控制无效化，之后，结束依据已通过的路线的信号方式的所述车辆控制程序。
(9)在上述的车上信号装置中，对经由接口而连接的周边设备，发送正在执行的车辆控制程序的种类。
(10)在上述的车上信号装置中，具有运算器、和将周边设备与所述运算器连接的接口，所述运算器，按照所行驶的每条路线安装依据所述路线的信号方式的车辆控制程序，并在所述路线中执行所述车辆控制程序。
(11)在上述的车上信号装置中，从对应于所述车上信号装置的运算器的性能而准备的多个的车辆控制程序中选择满足动作条件的车辆控制程序来执行。
(12)在上述的车上信号装置中，从对应于经由接口与所述车上信号装置连接的周边设备的构成而准备的多个的车辆控制程序中选择满足动作条件的车辆控制程序来执行。
根据本发明，当车辆从当前行驶中的路线进入信号方式不同的路线时，搭载于该车辆的车上信号装置，安装并执行适合该路线的信号方式的车辆控制程序，从而能够不个别地设置适合各信号方式的车上信号装置地，用单一的车上信号装置，顺利地进入信号方式的路线。
附图说明
图1是本发明的信号安全保障系统的构成图的例。
图2是本发明的信号安全保障系统的详细构成图的例子。
图3是表示搭载了本发明的车上信号装置的车辆，向具有不同的信号方式的路线驶入时所进行的车辆程序的切换的例子。
图4是通过本发明的信号安全保障系统，搭载了规格不同的车上信号装置的车辆，选择性地启动依据相同信号方式的不同的车辆控制程序的例子。
符号说明
1路线
10车辆
100地面信号装置
200车上信号装置
203周边设备
300车辆控制程序
400通信网络
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。
【实施例】
[实施例1]
在本实施例中，说明能够用1个车上信号装置向具有不同的信号方式的路线驶入的信号安全保障系统的例子。
图1是在本实施例中使用的信号安全保障系统的构成图的例子。
该信号安全保障系统，由地面信号装置100、搭载于车辆10的车上信号装置200、该车上信号装置200所执行的车辆控制程序300构成，地面信号装置100和车上信号装置200经由通信网络400和周边设备203而连接。
地面信号装置100，为了对在路线1上行驶的车辆进行控制，按照在路线1中使用的信号方式，作成针对搭载于各车辆的车上信号装置200的控制指令。
车上信号装置200，执行适合该路线1的信号方式的车辆控制程序300，按照从地面信号装置100传递的控制指令来对车辆10进行控制。
接下来，利用图2，详细地说明本发明的信号安全保障系统的具体构成例。
在本实施例的信号安全保障系统中，地面信号装置100由运算器101和通信接口102构成，车上信号装置200由运算器201和周边设备接口202构成。在此，关于车辆控制程序300，车辆控制程序301依据路线1的信号方式，车辆控制程序302依据路线2的信号方式。
地面信号装置100的通信接口102，是将运算器101和通信网络400连接的设备。运算器101经由该通信接口102和通信网络400与车上信号装置200进行通信。
另外，通信网络400既可以为公众网络也可以为专用网络还可以为专用通信路径，也可以使用多个通信网络，此外，通信方式也可以为任何方式。例如，可以考虑802.11或CDMA、GSM等空间波无线通信方式、使用了地面应答器、LCX、轨道电路等的接近无线通信方式等。
并且，运算器101经由通信接口102和通信网络400还与沿线设备103进行通信。通信方式可以为任何方式，既可以和在与车上信号装置的通信中使用的通信网络相同，也可以不同。沿线设备是指与路线上的车辆的运行相关的设备，例如，驾驶指令装置、CTC(列车集中控制装置)、联动装置、轨道电路、转辙机、控制器、地面应答器等。
运算器101，基于经由通信接口102而输入的驾驶指令信息、车辆的位置信息或车辆的探测信息等，为了按照路线个别的信号方式安全地控制车辆，而作成停止点位置或限制速度等控制指令，并经由通信接口102、通信网络400、以及后述的车辆10上的周边设备203而传输到车上信号装置200的周边设备接口202。
另外，周边设备203是与车辆的控制相关的设备，例如，用于与沿线设备或通信网络400连接来与地面信号装置进行通信的通信设备或天线、对车辆10的速度或加速度进行测量的速度传感器或加速度传感器、与驾驶员之间交换信息的显示器或开关、使车辆10的制动器进行动作的制动器装置、TMS(列车信息管理系统)、数据读写器等。通信方式可以为任何方式。例如，可以列举RS-485、以太网(注册商标)、PCI、MVB、CAN、DI/DO(数字输入输出)等。并且，车上信号装置200的周边设备接口202，是将运算器201和这些周边设备203连接的接口。
运算器201将依据所行驶的路线的各信号方式的多个车辆控制程序，与其信号方式相对应地安装并执行，基于经由周边设备接口202而输入的来自地面信号装置100的控制指令、来自周边设备203的传感器信息、来自驾驶员的输入信息等，来作成用于对车辆10进行控制的面向周边设备的控制指令。所作成的面向周边设备的控制指令，经由周边设备接口202被传输到各周边设备203。
另外，在该面向周边设备的控制指令中，不仅包含与车辆10的控制直接相关的指令，而且还包含向周边设备203的设定信息和向驾驶员的显示信息等，而且，作为向驾驶员的显示信息，例如，可以列举当前速度、限制速度、驾驶支援信息、正在执行的车辆控制程序的种类、控制模式等用于传输到显示器的信息。
在运算器201中被执行的车辆控制程序301、302，分别是作成用于按照路线1、路线2的各信号方式来对车辆10进行控制的面向周边设备的控制指令的程序，用于使周边设备203进行动作的设备驱动器，既可以预先安装于运算器201中，并与车辆控制程序的切换联动地切换设备驱动器，也可以为包含在各自的车辆控制程序中的构成。
此外，车辆控制程序的安装的手段可以为任何手段。例如，可以考虑通过从地面信号装置100等位于地面的装置经由通信网络进行下载来安装，或者将各车辆控制程序预先保存在CD、DVD或USB存储器等记录介质中，当车辆控制程序切换时，经由周边设备接口202来进行安装等。像这样，通过具备运算器201随时能够安装适合路线的车辆控制程序的手段，能够不对车上信号装置进行改造地、自由地驶入预先没有行驶的计划的路线、没有事先通知地更新了信号方式的路线、没有事先通知地导入了新的信号方式的路线等。
接着，利用图3具体地说明通过本发明的信号安全保障系统，用1个车上信号装置向具有不同的信号方式的路线驶入时所进行的车辆程序的选择。
地面信号装置100，如前所述，具有运算器101和通信接口102，作成针对在路线1上行驶的车辆的控制指令，此外，地面信号装置110具有运算器111和通信接口112，作成针对在路线2上行驶的车辆的控制指令。
另一方面，车上信号装置200，搭载于车辆10上，具有运算器201和通信接口202，在车辆10行驶于路线1的期间，通过安装于运算器201的车辆控制程序301，来作成用于按照地面信号装置100所作成的控制指令来对车辆10进行控制的面向周边设备的控制指令。
该车辆10，在从路线1向路线2驶入的情况下，在即将驶入之前，从地面信号装置100或沿线设备103向车上信号装置200传递路线1和路线2的路线边界位置、以及变更在该地点执行的车辆控制程序的指令。
此外，在此前后，从地面信号装置100向车上信号装置200的运算器201安装适合路线2的信号方式的车辆控制程序302。该车辆控制程序302，是作成用于按照设置于路线2的地面信号装置110所作成的控制指令，来对车辆10进行控制的面向周边设备的控制指令的程序。
安装了车辆控制程序302的车上信号装置200的运算器201，在路线1和路线2的边界处结束车辆控制程序301，同时启动并执行车辆控制程序302，以后，按照地面信号装置110所作成的控制指令来对车辆10进行控制。
信号安全保障系统的信号方式切换，例如，在国境附近的站内的轨道上被进行的情况下，车辆控制程序的切换，只要在车辆10停靠车站的期间进行即可。
但是，在信号方式切换在站间的轨道上被进行的情况下，由于也存在车辆10正在高速行驶的情况，因此车上信号装置200的运算器201，考虑到车辆控制程序的启动和结束所需的时间，也可以考虑在通过路线的边界之前预先启动车辆控制程序302，并在通过边界的时间点将基于车辆控制程序302的控制有效化，同时将基于车辆控制程序301的控制无效化，之后，结束车辆控制程序301。在此情况下，能够不使车辆停止地进入路线2。
并且，在结束了车辆控制程序301之后，也可以消去该车辆控制程序301。在此情况下，在运算器201中，车辆控制程序301所使用过的存储区域被释放。在被释放后的存储区域中，能够新安装依据另外的信号方式的车辆控制程序。即，在各个路线中，依据其信号方式的车辆控制程序，只要不需要超过运算器201的存储容量的存储容量，车上信号装置200就能够一边反复进行车辆控制程序的安装和消去，一边无数量限制地行驶于信号方式不同的路线。
像这样，通过本发明的信号安全保障系统，车辆能够用1个车上信号装置来行驶于具有不同的信号方式的路线，使车辆的驶入变得容易。
[实施例2]
在本实施例中，说明通过针对1个信号方式准备多个车辆控制程序，即使在搭载于驶入的车辆的车上信号装置的种类不同的情况下，例如，运算器的性能或周边设备构成的种类多种多样的情况下，也能够分别用1个车上信号装置来行驶于该路线的信号安全保障系统的例子。
在本实施例中，将作成用于按照地面信号装置所作成的控制指令来对车辆进行控制的向周边设备的控制指令的车辆控制程序，对应于按照行驶于该路线的每个车辆而不同的型式或标准等、该车辆所具有的车上信号装置的运算器的性能或周边设备构成的差异，分别准备多个。例如，各车辆控制程序进行如下处理：根据搭载于各车辆的车上信号装置中的运算器的处理速度，来变更对来自地面信号装置的控制指令进行处理的周期；或者根据所连接的通信设备的通信速度来变更与通信网络的通信周期；或者根据显示器的大小来变更速度等显示内容；或者根据速度传感器的精度来变更速度计算方法；或者根据制动器装置的种类来变更制动器指令方法等。
利用图4来说明在本实施例的信号安全保障系统中，通过准备多个车辆控制程序，即使在驶入的车辆所搭载的车上信号装置的运算器的性能或周边设备构成的种类多种多样的情况下，也能够用搭载于各个车辆的车上信号装置来行驶于具有不同的信号方式的路线的机制。
地面信号装置100具有运算器101和通信接口102，作成针对在路线1上行驶的车辆的控制指令，此外，地面信号装置110具有运算器111和通信接口112，作成针对在路线2上行驶的车辆的控制指令。
车辆10的车上信号装置200，具有运算器201和通信接口202，运算器201执行在路线1中被安装的车辆控制程序301，作成用于按照地面信号装置100所作成的控制指令来对车辆10进行控制的面向周边设备的控制指令。
另一方面，车辆11的车上信号装置210具有运算器211和通信接口212，该运算器211执行在路线1中被安装的车辆控制程序301，作成用于按照地面信号装置100所作成的控制指令来对车辆11进行控制的面向周边设备的控制指令。
该车辆10，在从路线1向路线2驶入的情况下，如同在实施例1中所说明的那样，在车上信号装置200的运算器201中，安装依据路线2的信号方式的车辆控制程序302，运算器201在进入路线2时执行该车辆控制程序302，以后，按照路线2的地面信号装置110所作成的控制指令来对周边设备203进行控制从而行驶于路线2。
车辆11从路线1向路线2驶入的情况也是同样，在车上信号装置210的运算器211中，安装依据路线2的信号方式的车辆控制程序，运算器211在进入路线2时，执行依据该路线的信号方式的车辆控制程序，对周边设备213进行控制从而行驶于路线2，但设想车上信号装置210，根据其型式或标准，不满足车辆10用的车辆控制程序302的动作条件的情况。这是例如，与车上信号装置200的运算器201相比，运算器211的处理速度较慢，或者所连接的通信设备的通信速度较低，或者速度传感器的精度较低，或者显示器较小的情况。
车辆控制程序的动作条件的判定，例如，既可以考虑预先准备记录了各车辆控制程序的动作条件的表、和记录了各车上信号装置中的运算器的性能和周边设备构成等的规格的表，在安装时，由乘务员对两表进行比较来进行判断，也可以考虑预先由车上信号装置将该规格信息传递给地面信号装置，地面信号装置基于该规格信息来选择能够进行动作的车辆控制程序并发送到车上信号装置，还可以考虑预先存储满足该车辆的车上信号装置所搭载的运算器的动作条件的车辆控制程序的种类，在安装时，由车上信号装置对满足动作条件的车辆控制程序的种类进行确认，或者预先具备记录了车辆控制程序满足动作条件的车上信号装置的种类的表，并在安装时由车上信号装置对该表进行确认。
像这样，在车上信号装置210不满足车辆控制程序302的动作条件的情况下，在车上信号装置210的运算器211中，安装满足动作条件的另外的车辆控制程序303。该车辆控制程序303，是能够根据车上信号装置210的运算器的处理速度、所连接的通信设备的通信速度、速度传感器的精度、显示器的大小，来进行动作的程序。安装的手段，与实施例1相同，可以为任何手段。
另外，车辆控制程序303，优选按照能够确保与车辆控制程序302同等程度的安全性的方式，考虑运算器的性能和周边设备构成，例如，将车辆的容许速度设定得较低，或者将制动距离和停止距离的余裕考虑得较长来对周边设备213进行控制等，对路线2整体的安全性不产生影响。
安装了这样的车辆控制程序303的车上信号装置210的运算器211，在进入路线2时执行车辆控制程序303，以后，按照地面信号装置110所作成的控制指令来对周边设备213进行控制从而行驶于路线2。
像这样，在本发明的信号安全保障系统中，通过针对1个信号方式准备多个车辆控制程序，即使在搭载于驶入的车辆的车上信号装置的种类多种多样的情况下，车辆也能够分别用1个车上信号装置来行驶于该路线，使车辆的驶入变得容易。
另外，本发明不限定于上述实施例，含有各种各样的变形例。例如，上述实施例是用于容易理解地说明本发明而详细地进行了说明的实施例，不一定限定于具备所说明的所有的构成的方式。此外，也可以是将通信网络、沿线设备、周边设备的一部分或全部包含在本发明的信号安全保障系统中的构成。
工业实用性
如上所述，根据本发明，在车辆从当前行驶中的路线进入信号方式不同的路线时，在其边界的前后，搭载于车辆的车上信号装置，安装并执行适合该路线的信号方式的车辆控制程序，因此能够不个别地设置适合各信号方式的车上信号装置地，用单一的车上信号装置，顺利地驶入信号方式不同的路线，因而，尤其期待广泛地采用于跨越国境行驶的列车等。
Claims (12)
1.一种信号安全保障系统，其经由地面信号装置，对搭载于在路线上行驶的车辆的车上信号装置，发送依据该路线的信号方式的控制指令，
所述信号安全保障系统的特征在于，
当所述车辆从当前行驶中的路线进入信号方式不同的路线时，所述地面信号装置将依据该进入目标的路线的信号方式的车辆控制程序发送到所述车上信号装置，并使所述车上信号装置执行该车辆控制程序，从而在进入目标的路线中，能够按照所述地面信号装置基于所依据的信号方式而作成的控制指令，来对该车辆进行控制。
2.根据权利要求1所述的信号安全保障系统，其特征在于，
所述地面信号装置，将使在信号方式不同的路线的边界处执行的车辆控制程序变更的指令发送到所述车上信号装置。
3.根据权利要求1所述的信号安全保障系统，其特征在于，
所述地面信号装置，在信号方式不同的路线的边界的跟前启动依据所进入的路线的信号方式的车辆控制程序，在通过所述边界时，将基于依据所进入的路线的信号方式的所述车辆控制程序的控制有效化，并且将基于依据已通过的路线的信号方式的车辆控制程序的控制无效化，之后，将使依据已通过的路线的信号方式的所述车辆控制程序结束的指令发送到所述车上信号装置。
4.根据权利要求1所述的信号安全保障系统，其特征在于，
对应于所述车上信号装置的运算器的性能，针对1个信号方式准备多个所述车辆控制程序，所述地面信号装置，从所述车辆控制程序中选择满足该运算器的动作条件的车辆控制程序并发送到所述车上信号装置。
5.根据权利要求1所述的信号安全保障系统，其特征在于，
对应于经由接口与所述车上信号装置连接的周边设备的构成，针对1个信号方式准备多个所述车辆控制程序，所述地面信号装置，从所述多个车辆控制程序中选择满足该周边设备的动作条件的车辆控制程序并发送到所述车上信号装置。
6.一种车上信号装置，其搭载于车辆，经由地面信号装置来接收依据该车辆所行驶的路线的信号方式的控制指令，
所述车上信号装置的特征在于，
当所述车辆从当前行驶中的路线驶入信号方式不同的路线时，安装依据该驶入目标的路线的信号方式的车辆控制程序，并执行该车辆控制程序，从而在驶入目标的路线中，能够按照所述地面信号装置基于所依据的信号方式而作成的控制指令，来对该车辆进行控制。
7.根据权利要求6所述的车上信号装置，其特征在于，
在信号方式不同的路线的边界处，变更所执行的车辆控制程序。
8.根据权利要求6所述的车上信号装置，其特征在于，
在信号方式不同的路线的边界的跟前，启动依据所进入的路线的信号方式的车辆控制程序，在通过所述边界时将基于依据所进入的路线的信号方式的所述车辆控制程序的控制有效化，并且将基于依据已通过的路线的信号方式的车辆控制程序的控制无效化，之后，结束依据已通过的路线的信号方式的所述车辆控制程序。
9.根据权利要求6所述的车上信号装置，其特征在于，
对经由接口而连接的周边设备，发送正在执行的车辆控制程序的种类。
10.根据权利要求6所述的车上信号装置，其特征在于，
具有运算器、和将周边设备与所述运算器连接的接口，所述运算器按照所行驶的每条路线安装依据所述路线的信号方式的车辆控制程序，并在所述路线中执行所述车辆控制程序。
11.根据权利要求6所述的车上信号装置，其特征在于，
从对应于所述车上信号装置的运算器的性能而准备的多个的车辆控制程序中选择满足动作条件的车辆控制程序来执行。
12.根据权利要求6所述的车上信号装置，其特征在于，
从对应于经由接口与所述车上信号装置连接的周边设备的构成而准备的多个的车辆控制程序中选择满足动作条件的车辆控制程序来执行。
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