CN103826961A - 列车控制系统的地面装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种地面装置，即使在分别搭载有不同的方式的列车控制系统的车载装置的列车在同一路线（区域）行驶的情况下，也能够掌握各列车的位置并对各列车发送列车控制信号。地面装置（1）经由环形线圈（21～2m）从搭载有ATC/TD车载装置的列车输入列车检测信号（TD信号），并且经由沿线无线电收发器（6～6n）从搭载有CBTC车载装置的列车输入列车位置信号。地面装置（1）基于所输入的列车检测信号及列车位置信号来掌握在行驶线路R上行驶的各列车的位置，且基于所掌握的各列车的位置生成各列车的控制信息并将其变换成ATC信号及CBTC信号。ATC信号经由信息发送部（4）发送给环形线圈（21～2m），CBTC信号经由沿线无线电收发器（6～6n）发送。

Description

列车控制系统的地面装置
技术领域
本发明涉及列车控制系统，特别是涉及向搭载于列车上的车载装置发送用于控制该列车的速度等的列车控制信息的地面装置。
背景技术
列车控制系统基于搭载于列车上的车载装置从地面装置接收到的列车控制信号对该列车的速度等进行控制，由此来确保列车的安全行驶。作为这种列车控制系统，目前提案有各种方式的系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010－36803号公报
专利文献2：日本特开2008－162548号公报
发明所要解决的课题
目前，在一个路线（区域）上应用一个列车控制系统，分别搭载有不同的方式的列车控制系统的车载装置的列车则不能在同一路线（区域）内的行驶线路上行驶。这是因为，由于列车控制系统的方式等而用于检测列车的位置的结构及列车位置信息的类型等有所不同，因此，在方式不同的列车控制系统之间不能彼此共用列车的位置信息等，另外，由于车载装置仅能够从同一方式的列车控制系统的地面装置接收列车控制信号，因此，不能确保在路线（区域）内的安全行驶。
但是，随着铁路网的发达，有时需要对路线的一部分或特定的区域容许分别搭载有不同的方式的列车控制系统的车载装置的列车的驶入。但是，在现有技术中难以应对这样的事态。
另外，在从已有的系统变更为新的系统的情况下，需要在该过渡时兼得已有系统的营运等的实施和新的系统的调整等。因此，在变更系统时，除设置新的系统的地面装置外，还要对搭载有已有系统的车载装置的列车追加新的系统的车载装置，必须要在进行了新的系统的调整等后撤去现有系统的车载装置。即，需要进行至少两次车辆的改造，系统变更时耗费大量时间。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而进行研发的，其目的在于，提供一种地面装置，即使在分别搭载有不同的方式的列车控制系统的车载装置的列车行驶的情况下，也能够掌握在该路线（区域）内的各列车的位置并对各列车发送列车控制信号。
用于解决课题的技术方案
本发明一方面提供一种地面装置，其向搭载于列车上的车载装置发送该列车的列车控制信号。该地面装置包含：输入部，其可输入类型彼此不同的第一列车位置信息和第二列车位置信息；处理部，其基于所输入的所述第一列车位置信息及所述第二列车位置信息掌握在行驶线路上行驶的各列车的位置，且基于所掌握的所述各列车的位置生成所述各列车的控制信息，并将所生成的所述控制信息变换成类型彼此不同的第一列车控制信号及第二列车控制信号；发送部，其发送所述第一列车控制信号及所述第二列车控制信号。
发明效果
上述地面装置输入类型彼此不同的第一列车位置信息和第二列车位置信息从而掌握在特定区域内行驶的各列车的位置，且基于所掌握的所述各列车的位置生成所述各列车的控制信息，并将其变换成类型彼此不同的第一列车控制信号及第二列车控制信号发送。由此，使得搭载有彼此不同的列车控制系统的车载装置的列车能够在所述特定区域内安全行驶。
另外，通过在变更列车控制系统时使用上述地面装置，从而不需要进行车辆的改造或改造次数减少，相比目前，系统变更时的时间大幅降低。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的地面装置的一个示例的示意图。
图2是表示应用上述实施方式的地面装置而在行驶线路上行驶的列车及其车载装置的结构例的示意图。
图3是表示应用上述实施方式的地面装置而在行驶线路上行驶的其它列车及其车载装置的结构例的示意图。
图4是表示上述实施方式的地面装置的控制部的结构的框图。
图5是用于说明由上述控制部执行的处理的示意图。
标记说明
R…行驶线路
21～2m…环形线圈
3…列车检测部
4…信息发送部
5…地面设备
61～6n…沿线无线电收发器
7…控制部
10…列车
11…ATC/TD车载装置
12a、12b…ATC/TD天线
13…车载设备
14…控制部
20…列车
21…CBTC车载装置
22a、22b…车载无线电收发器
71…在线区间检测部
72…控制信息生成部
73…信息·信号变换部
具体实施方式
首先，对本发明的概要进行说明。
本发明提供列车控制系统的新的地面装置。本发明的地面装置可以使搭载了互不相同的方式及/或分别使用不同类型的信号的列车控制系统的车载装置的列车在同一路线或区域安全地行驶。
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1表示本发明实施方式的地面装置之一例。该地面装置1适用于容许搭载有实施固定闭塞方式的列车控制的ATC/TD系统的车载装置（以下称作“ATC/TD车载装置”）的列车的行驶、和搭载有实施利用无线的移动闭塞方式的列车控制的CBTC系统的车载装置（以下称作“CBTC车载装置”）的列车的行驶的行驶线路R。
如图1所示，地面装置1包含：多个环形线圈21～2m、与各环形线圈连接的列车检测部3及信息发送部4、多个地面设备5、多个沿线无线电收发器6～6n、以及控制部7。
环形线圈21～2m以与将行驶线路R与区分成多个的固定区间B1～Bm分别相对应的方式沿行驶线路R设置。此外，这里使用了环形线圈，但也可以代替环形线圈而设为轨道电路。
各列车检测部3在相对应的环形线圈基于从在行驶线路R上行驶的列车发送的列车检测信号（TD信号）检测在相对应的固定区间是否有列车在线。各列车检测部3的检测结果、即在各固定区间有无在线被输出到控制部7。
此外，在代替环形线圈而使用轨道电路的情况下，例如由将列车检测用的信号电流发送给轨道电路的发送部和接收上述信号电流的接收部构成列车检测部3，并且基于上述信号电流检测列车的在线。
各信息发送部4由控制部7控制，将包含表示列车应停止的区间（固定区间B1～Bn的任一个）的停止区间信息的列车控制信号（以下简称为“ATC信号”）发送给相对应的环形线圈。此外，关于上述停止区间信息及上述ATC信号的内容在后面叙述。
各地面设备5沿行驶线路R设置于相邻的所述固定区间（环形线圈）的边界附近。地面设备5例如由应答器构成，与在行驶线路R上行驶的列车的车载设备电磁耦合而进行信号的发送接收。在本实施方式中，地面设备5将包含表示行驶线路R上的位置的位置信息的信号（以下简称为“位置信号”）发送给列车的车载设备。
各沿线无线电收发器61～6n沿行驶线路R隔开规定间隔设置。与地面设备5同样，也可以在相邻的上述固定区间（环形线圈）的边界附近设置各沿线无线电收发器61～6n。各沿线无线电收发器61～6n具有天线，与在行驶线路R上行驶的列车的车载无线电收发器之间进行无线信号的发送接收。各沿线无线电收发器61～6n从列车的车载无线电收发器接收表示该列车的位置的列车位置信号（无线信号），并且将接收到的列车位置信号输出给控制部7。另外，各沿线无线电收发器61～6n由控制部7控制，将包含列车可行驶的停止界限信息的列车控制信号（以下简称为“CBTC信号”）发送给车载无线电收发器。所述停止界限信息表示列车应停止的停止位置，例如包含与先行列车之间可确保安全的距离（间隔）的位置。该安全的距离可以根据行驶线路R的状态等任意设定。此外，关于所述停止界限信息及所述CBTC信号在后面叙述。
各沿线无线电收发器61～6n通过在相邻的沿线无线电收发器之间进行无线通信，从而能够在中继信息的同时传递信息。另外，沿线无线电收发器的间隔只要以彼此的信号发送范围重复的方式进行设定即可，但优选以能够将信号发送至两个先头的沿线无线电收发器的间隔进行配置。
控制部7输入各列车检测部3的检测结果及由各沿线无线电收发器61～6n接收到的列车位置信号，并基于所输入的信息掌握在行驶线路R上行驶的各列车的位置。而且，控制部7基于所掌握的各列车的位置生成各列车的控制信息，并且将所生成的控制信息变换成所述ATC信号输出给各信息发送部4，同时将所生成的控制信息变换成所述CBTC信号输出给各沿线无线电收发器61～6n。此外，关于控制部7执行的处理的详情在后面叙述（参照图4）。
在此，对在行驶线路R上行驶的列车进行说明。
图2、3表示在应用了地面装置1的行驶线路R上行驶的列车及其车载装置的结构例。图2表示搭载有ATC/TD车载装置的列车10，图3表示搭载有CBTC车载装置的列车20。
如图2所示，在列车10上搭载有ATC/TD车载装置11。该ATC/TD车载装置11包含：ATC/TD天线12a、12b、车载设备13、以及ATC控制部14。
ATC/TD天线12a、12b设于列车10的前部及后部的下部。ATC/TD天线12a、12b与设于地面侧的环形线圈21～2m电磁耦合从而从该环形线圈接收上述ATC信号，同时将例如列车先头信号及列车后尾信号作为上述TD信号发送给该环形线圈。在此，上述ATC信号的接收通常通过位于列车10的行进方向前侧的ATC/TD天线进行。
车载设备13设于列车10的下部，与各地面设备5电磁耦合而从该地面设备5接收上述位置信号。
向ATC控制部14输入上述ATC信号及上述位置信号，同时从安装于列车10的车轮上的速度发生器（速度检测器）15输入列车10的速度信息。ATC控制部14基于上述位置信号中所含的位置信息及上述速度信息掌握列车10的位置及速度。而且，ATC控制部14基于所掌握的列车10的位置及速度、上述ATC信号中所含的停止区间信息、及列车10的制动性能等生成速度检查图形，且基于所生成的速度检查图形进行制动控制，从而控制列车10的速度。
另外，如图3所示，在列车20上搭载有CBTC车载装置21。该CBTC车载装置21包含：车载无线电收发器22a、22b、车载设备13、以及CBTC控制部23。
车载无线电收发器22a、22b具有设于列车20的上部的天线，从各沿线无线电收发器61～6n接收上述CBTC信号。另外，车载无线电收发器22a、22b将由CBTC控制部23掌握的列车20的位置作为上述列车位置信号发送给沿线无线电收发器61～6n。在此，设于列车20的前部的车载无线电收发器22a和设于列车20的后部的车载无线电收发器22b可以分别与不同的沿线无线电收发器之间进行无线信号的发送接收。
车载设备13设于列车20的下部，与各地面设备5电磁耦合而从该地面设备5接收上述位置信号。
向CBTC控制部23输入上述CBTC信号及上述位置信号，同时从安装于列车20的车轮上的速度发生器（速度检测器）15输入列车20的速度信息。CBTC控制部23基于上述位置信号中所含的位置信息及上述速度信息掌握列车20的位置及速度。此外，关于列车20的位置，也可以基于车载无线电收发器22a、22b和各沿线无线电收发器61～6n之间的信号传播时间等计算出。而且，CBTC控制部23将所掌握的列车20的位置输出给车载无线电收发器22a、22b，另一方面，基于所掌握的列车20的位置及速度、上述CBTC信号中所含的停止界限信息、及列车20的制动性能等生成速度检查图形，并且基于所生成的速度检查图形进行制动控制，从而控制列车20的速度。
其次，对地面装置1的控制部7的结构及控制部7执行的处理进行说明。
图4是表示本实施方式的地面装置1的控制部7的结构的框图。
如图4所示，地面装置1的控制部7包含：在线区间检测部71、控制信息生成部72、以及信息·信号变换部73。
在线区间检测部71基于各列车检测部3的检测结果及由各沿线无线电收发器61～6n接收到的列车位置信号来检测行驶线路R上的列车的在线区间。由该在线区间检测部71检测的在线区间，与列车（更具体而言为搭载于列车上的车载装置）相对应，是固定区间B1～Bm的任一个或比固定区间更小的区间。
例如，如图5（a）所示，在搭载有ATC/TD车载装置的列车10存在于固定区间B3的情况下，由与环形线圈23连接的列车检测部3检测出列车10在固定区间B3在线，且将该检测结果输出给控制部7。该情况下，在线区间检测部71将固定区间B3的整体作为在线区间进行检测。
另一方面，如图5（b）所示，在搭载有CBTC车载装置的列车20存在于固定区间B3的情况下，利用沿线无线电收发器62及/或沿线无线电收发器63接收表示该列车20的位置、即固定区间B3中的具体的列车20的位置的列车位置信号，且将该列车位置信号输出给控制部7。该情况下，在线区间检测部71不是将固定区间B3的整体作为在线区间进行检测，而是将例如基于列车20的位置、列车20的长度Lt、及预先设定的规定长度（富余距离）Ls决定的区间S（＜固定区间B3）作为在线区间进行检测。关于上述规定长度（富余距离）Ls，也可以仅附加于列车20的后方侧。该区间S与固定区间B1～Bm不同，根据列车20的位置进行移动。
此外，在此，在线区间检测部61基于由车载无线电收发器发送的列车位置信号决定区间S，但车载无线电收发器也可以代替上述列车位置信号或在此基础上将表示上述区间S的信息进行无线发送。
控制信息生成部72基于由在线区间检测部检测到的在线区间生成两个列车控制信息。一个是上述停止区间信息，另一个是上述停止界限信息。例如，在固定区间B3整体作为列车10的在线区间被检测到的情况下（参照图5（a）），控制信息生成部72作为列车10相对于后续列车的列车控制信息，生成以从列车的行进方向观察位于固定区间B3的后方的固定区间B2为上述后续列车的停止区间的上述停止区间信息，同时，生成以距固定区间B3的后端安全距离的后方的位置为上述后续列车的停止界限（停止位置）的上述停止界限信息。
此外，在列车10跨着固定区间B2和固定区间B3的边界存在的情况下，控制信息生成部72生成以例如位于固定区间B2的后方的固定区间B1为上述后续列车的停止区间的上述停止区间信息，同时生成以距固定区间B2的后端安全距离的后方的位置为上述后续列车的停止界限（停止位置）的上述停止界限信息。
另一方面，在将比固定区间B3更小的区间S作为列车20的在线区间检测的情况下（参照图5（b）），控制信息生成部72作为列车20相对于后续列车的列车控制信息，生成以从列车的行进方向观察位于包含区间S的固定区间B3的后方的固定区间B2为上述后续列车的停止区间的上述停止区间信息，同时生成以距区间S的后端Sr安全距离的后方的位置为上述后续列车的停止界限（停止位置）的上述停止界限信息。
此外，在列车20跨着固定区间B2和固定区间B3的边界存在的情况下，则区间S的后端Sr位于固定区间B2。该情况下，生成以位于固定区间B2的后方的固定区间B1作为上述后续列车的停止区间的上述停止区间信息，同时生成以距区间S的后端Sr安全距离的后方的位置为上述后续列车的停止界限（停止位置）的上述停止界限信息。
信息·信号变换部73将由控制信息生成部72生成的列车控制信息、即上述停止区间信息及上述停止界限信息分别变换成不同类型的信号。具体而言，将上述停止区间信息变换成列车侧的ATC/TD天线12a、12b可经由环形线圈21～2m接收的方式的信号。另一方面，将上述停止界限信息变换成可以在沿线无线电收发器61～6n和车载无线电收发器22a、22b之间发送接收的无线信号。这些信号方式是公知的，所以省略说明。
而且，信息·信号变换部73以将上述停止区间信息进行变换而得到的信号为上述ATC信号，同时作为列车10或列车20的后续列车的列车控制信号输出给与规定的环形线圈连接的信息发送部，并且以将上述停止界限信息进行变换而得到的信号为上述CBTC信号，同时作为列车10或列车20的后续列车的列车控制信号输出给规定的沿线无线电收发器。
由此，就在行驶线路R上行驶的列车而言，无论是搭载有ATC/TD车载装置的列车10及搭载有CBTC车载装置的列车20的任何一个，该列车的车载装置都能够接收用于该列车的列车控制信号，从而实施确切的速度控制等。
此外，在此，对搭载有ATC/TD车载装置的列车10或搭载有CBTC车载装置的列车20存在于固定区间B3内的情况及跨着固定区间B2和固定区间b3的边界存在的情况进行了说明，但对于列车10或列车20存在于其它固定区间的情况或跨着其它两个固定区间的边界存在的情况而言也是相同的。
根据本实施方式的地面装置1，对于搭载有ATC/TD车载装置的列车10和搭载有CBTC车载装置的列车20在行驶线路R上混合存在的情况，也能够掌握各列车的行驶线路R上的位置。而且，地面装置1基于所掌握的各列车的位置生成各列车的控制信息，且将所生成的控制信息变换成ATC/TD天线及车载无线电收发器分别能够接收的方式的信号发送。由此，搭载有ATC/TD车载装置的列车10及搭载有CBTC车载装置的列车20均能够在行驶线路R上安全行驶。
另外，在对于例如采用ATC/TD系统的路线（区域）将列车控制系统变更为CBTC系统的情况下，如果将本实施方式的地面装置适用于该路线（区域）的行驶线路，则能够兼得搭载有ATC/TD车载装置的列车的营运和搭载有CBTC车载装置的列车的CBTC系统的调整等。因此，不需要如目前那样进行两次车辆的改造，系统变更时的时间大幅降低。
此外，在以上说明的实施方式中，上述列车检测信号（TD信号）及/或列车检测部3的检测结果和上述列车位置信号相当于本发明的“列车位置信息”，上述停止区间信息及上述停止界限信息相当于本发明的“列车的控制信息”，上述ATC信号及上述CBTC信号相当于本发明的“列车控制信号”，固定区间B1～Bm相当于本发明的“检测区间”。另外，控制部6作为本发明的“处理部”发挥作用。
但是，如上对适用于搭载有ATC/TD车载装置的列车和搭载有CBTC车载装置的列车行驶的行驶线路的地面装置进行了说明，但本发明不限于此。
例如，有时也容许搭载有第一CBTC系统的车载装置（以下称作“第一CBTC车载装置”）的列车和搭载有与上述第一CBTC系统不同的使用无线（例如频带不同的无线信号）的第二CBTC系统的车载装置（以下称作“第二CBTC车载装置”）的列车在同一区域行驶。这种情况下，只要沿该区域的行驶线路分别设置第一CBTS系统用的沿线无线电收发器及第二CBTC系统用的沿线无线电收发器，并在此基础上控制部7执行例如如下的处理即可。
在线区间检测部71基于由第一CBTC系统用的各沿线无线电收发器接收到的列车位置信号来检测搭载有上述第一CBTC车载装置的列车的在线区间，同时基于由第二CBTC系统用的各沿线无线电收发器接收到的列车位置信号来检测行驶线路上的搭载有上述第二CBTC车载装置的列车的在线区间。该情况下检测出的在线区间是相当于上述区间S的区间。
控制信息生成部72基于由在线区间检测部检测到的在线区间生成各列车的控制信息。该情况下的控制信息，生成以由在线区间检测部71检测到的距在线区间的后端安全距离的后方的位置为位于该在线区间的列车的后续列车的停止界限（停止位置）的上述停止界限信息。
信息·信号变换部73将由控制信息生成部72生成的列车控制信息、即上述停止界限信息分别变换成类型不同的两种无线信号。一个是上述第一CBTC系统中使用的第一频带的无线信号，另一个是上述第二CBTC系统中使用的第二频带的无线信号。
而且，信息·信号变换部73将上述第一频带的无线信号输出给上述第一CBTC系统用的规定的沿线无线电收发器，将上述第二频带的无线信号输出给上述第二CBTC系统用的规定的沿线无线电收发器，以作为位于上述在线区间的列车的后续列车的列车控制信号。
由此，就在行驶线路上行驶的列车而言，无论是搭载有第一CBTC车载装置的列车及搭载有与第一CBTC车载装置不同的使用无线的第二CBTC车载装置的列车的任何一个，该列车的车载装置都能够接收用于该列车的列车控制信号，从而实施确切的速度控制等。
以上对本发明的实施方式及其变形例进行了说明，但本发明不限于此，当然可基于本发明的技术思想进行进一步的变形或变更。

Claims (6)

1.一种地面装置，其向搭载于列车上的车载装置发送该列车的列车控制信号，其特征在于，包含：
输入部，其可输入类型彼此不同的第一列车位置信息和第二列车位置信息；
处理部，其基于所输入的所述第一列车位置信息及所述第二列车位置信息掌握在行驶线路上行驶的各列车的位置，且基于所掌握的所述各列车的位置生成所述各列车的控制信息，并将所生成的所述控制信息变换成类型彼此不同的第一列车控制信号及第二列车控制信号；
发送部，其发送所述第一列车控制信号及所述第二列车控制信号。
2.如权利要求1所述的地面装置，其特征在于，
所述第一列车位置信息是表示将所述行驶线路分割成多个的各检测区间各自的列车在线的信息，
所述第二列车位置信息是表示所述行驶线路上的列车的位置的信息或表示比所述检测区间更小的区间上的列车在线的信息。
3.如权利要求1所述的地面装置，其特征在于，
所述第一列车位置信息是经由附设于所述行驶线路上的环形线圈或轨道电路检测到的信息，
所述第二列车位置信息是从所述车载装置无线发送的信息。
4.如权利要求3所述的地面装置，其特征在于，
所述第一列车控制信号是包含以所述检测区间的任一区间作为列车应停止的停止区间的所述控制信息，并且经由所述环形线圈或所述轨道电路发送的信号，
所述第二列车控制信号是包含以列车可行驶的停止界限作为停止位置的所述控制信息，并且作为无线信号发送的信号。
5.如权利要求1～4中任一项所述的地面装置，其特征在于，
所述第一列车位置信息是用于进行固定闭塞方式的列车控制的信息，
所述第二列车位置信息是用于进行移动闭塞方式的列车控制的信息。
6.如权利要求1所述的地面装置，其特征在于，
所述第一列车位置信息及所述第二列车位置信息是以不同的频带从所述车载装置无线发送的信息，
所述第一列车控制信号是从所述发送部作为与所述第一列车位置信息相对应的频带的无线信号而发送的信号，
所述第二列车控制信号是从所述发送部作为与所述第二列车位置信息相对应的频带的无线信号而发送的信号。
CN201280046882.4A 2011-09-30 2012-09-24 列车控制系统的地面装置 Active CN103826961B (zh)

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