CN106232453B - 列车控制方法和列车控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是在移动闭塞的运转方式与固定闭塞的运转方式之间进行切换来进行列车运行的控制的列车控制方法，当列车(3a)的运转方式从移动闭塞切换为固定闭塞时，能使紧前的移动闭塞的ATP模式(C1)保持有效而行驶。由此，行驶的列车不用暂时停车就能使运转方式在移动闭塞与固定闭塞之间进行切换来进行列车运行的控制。

Description

列车控制方法和列车控制系统
技术领域
本发明涉及在移动闭塞的运转方式与固定闭塞的运转方式之 间进行切换来进行列车运行的控制的列车控制方法，详细地说，涉 及行驶的列车不用暂时停车就能使运转方式在移动闭塞与固定闭 塞之间进行切换来进行列车运行的控制的列车控制方法和实施该方法的列车控制系统。
背景技术
以往的这种列车控制系统使用物理的位置检测装置的在线信 息实施列车检测，具备联动装置和ATP地上装置，联动装置设定作 为进路的备份进路和CBTC进路，ATP地上装置根据来自列车的经 由无线的位置信息实施在线检测，在实施列车控制的无线列车控制系统中，通过切换按无线非搭载车和CBTC控制列车(无线搭载车) 行驶的每个区间设定的进路，能在同一线区上进行双方的混合运行 (例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2011-116212号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1记载的无线列车控制系统中，具备经由无线接收 来自列车的位置信息从而进行列车的在线检测的ATP地上装置，通 过切换按无线非搭载车和无线搭载车(CBTC控制列车)行驶的每 个区间设定的进路，能在同一线区上进行双方的混合运行，能使无 法通过无线检测位置的无线非搭载车和无线搭载车(CBTC控制列 车)同时在同一线区上安全行驶。这仅仅是能使某无线非搭载车和 其它CBTC控制列车双方在同一线区上混合运行，而并非一个CBTC 控制列车在同一线区上在移动闭塞的运转方式与固定闭塞的运转方式之间进行切换来行驶。
另一方面，近年来，使多个列车以移动闭塞的运转方式在同一 线区上行驶的情况越来越多。然而，以往在列车以移动闭塞的运转 方式行驶的过程中，由于无线系统或列车的故障、障碍等而要切换 为固定闭塞的运转方式的行驶的情况下，为了进行该运转方式的切 换，列车必须暂时停车。这样，如果列车暂时停车，则产生运行延 迟的概率变高。
因此，为了应对该问题，本发明要解决的问题在于，提供行驶 的列车不用暂时停车就能使运转方式在移动闭塞与固定闭塞之间 进行切换来进行列车运行的控制的列车控制方法和列车控制系统。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的列车控制方法是在移动闭塞的运 转方式与固定闭塞的运转方式之间进行切换来进行列车运行的控 制的列车控制方法，当运转方式从移动闭塞切换为固定闭塞时，能 使紧前的移动闭塞的ATP(Automatic Train Protection：自动列车防 护)模式保持有效而行驶。
另外，本发明的列车控制系统是在移动闭塞的运转方式与固定 闭塞的运转方式之间进行切换来进行列车运行的控制的列车控制 系统，具有：地上单元，其设置于轨道，发送包含固定闭塞的ATP 模式的信息在内的列车运行信息；车上单元，其搭载于列车，与上述地上单元之间进行通信；车上装置，其进行列车运行的控制，上 述列车运行的控制是进行移动闭塞与固定闭塞的运转方式的切换 并且当运转方式从移动闭塞切换为固定闭塞时能使紧前的移动闭 塞的ATP模式保持有效而行驶；无线装置，其发送接收列车的位置 信息；以及测距单元，其设置于列车的行进方向前部，测量到先行 列车的车尾位置的距离。
发明效果
根据本发明的列车控制方法，当行驶的列车的运转方式从移动 闭塞切换为固定闭塞时，能使紧前的移动闭塞的ATP模式保持有效 而行驶，由此行驶的列车不用暂时停车就能使运转方式在移动闭塞 与固定闭塞之间进行切换来进行列车运行的控制。因此，能降低发 生行驶的列车的运行延迟的概率。
另外，根据本发明的列车控制系统，能由设置于轨道的地上单 元发送包含固定闭塞的ATP模式的信息在内的列车运行信息，由搭 载于列车的车上单元在与上述地上单元之间进行通信而接收包含 上述固定闭塞的ATP模式的信息在内的列车运行信息，由搭载于列车的车上装置进行包含移动闭塞与固定闭塞的运转方式的切换在 内的列车运行的控制，由搭载于列车的无线装置发送接收列车的位 置信息，由设置于列车的行进方向前部的测距单元测量到先行列车 的车尾位置的距离。由此，当实施上述列车控制方法时，行驶的列车不用暂时停车就能使运转方式在移动闭塞与固定闭塞之间进行 切换来进行列车运行的控制。因此，能降低发生行驶的列车的运行 延迟的概率。
附图说明
图1是表示本发明的列车控制系统的实施方式的概略图。
图2是表示上述列车控制系统的测距装置的概略说明图。
图3是表示本发明的列车控制方法的实施方式的说明图，表示 列车的运转方式从移动闭塞切换为固定闭塞的状态。
图4是表示在上述列车控制方法中切换为固定闭塞后的列车行 驶并根据信号机的停止显示而停止的模式的各种状况的说明图。
图5是表示在上述列车控制方法中在紧前的移动闭塞的ATP模 式下减速到预先设定的速度后，测量维持该速度行驶的列车与先行 列车的距离而停止的模式的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
图1是表示实施本发明的列车控制方法的列车控制系统的实施 方式的概略图。该列车控制系统在移动闭塞的运转方式和固定闭塞 的运转方式之间进行切换而进行列车运行的控制。首先，说明作为 列车的运转方式的固定闭塞和移动闭塞。
固定闭塞是以往的列车控制的方式，使不同的列车不能同时占 有同一区间，通常，仅允许1个列车进入一个区间(闭塞区间)。该 区间设定在信号机间，因此设定为固定的区间。在该情况下，不允 许列车在信号机显示行进之前进入该区间。因此，当固定闭塞的区间变长时，线路容量降低而运行效率恶化。
移动闭塞是近年来引入的列车控制的方式，是想要改善固定闭 塞的缺点而引入的。在该移动闭塞中，基于由线路、车上所具备的 各种传感器、转速计、速度计等测量的信息，把握各列车的当前的 准确位置、速度、行进方向，计算机针对各列车计算出不允许其它列车进入的范围而将列车运行的指示直接传递给列车(不需要信号 机)。在该情况下，既能保持安全上需要的最低限度的列车间隔， 又能尽量使列车靠近而行驶。因此，能增大线路容量而提高运行效 率。
如图1所示，本发明的列车控制系统具有：设置于轨道1的地上 单元(日语原文为：“地上子”)2；搭载于列车3的车上单元(日语 原文为：“車上子”)4；搭载于列车3的车上装置5；搭载于列车3 的无线装置6；搭载于列车3的速度传感器7；以及设置在列车3的行 进方向前部的测距装置8。此外，在图1中，附图标记9表示无线装 置6的天线，附图标记10表示列车3的车轮。
地上单元2用于将包含固定闭塞的ATP模式的信息在内的列车 运行信息发送给列车3的车上单元4，因此设置在轨道1侧。在此， “ATP”是英语“Automatic TrainProtection”的缩略语，在日语中 称为“自動列車保安装置(自动列车防护装置)”。该ATP是用于在司 机出错而未遵守限制速度的情况下强制地施加制动来守护列车的 安全，避免事故的系统。并且，“ATP模式”是指在ATP的系统中计 算出的能基于到列车必须停止的位置的剩余距离的信息而由该列 车的制动性能实现的运转曲线(制动模式)。通过进行比照(核对) 使得速度不超过该ATP模式，守护列车的安全。ATP模式有：固定 闭塞的运转方式下的ATP模式即固定闭塞的ATP模式；以及移动闭 塞的运转方式下的ATP模式即移动闭塞的ATP模式。
车上单元4用于在与上述地上单元2之间进行通信而接收包含 固定闭塞的ATP模式的信息在内的列车运行信息，因此搭载于列车 3。并且，列车运行信息是在上述地上单元2与车上单元4之间以电 磁的方式通信的。
车上装置5用于进行包含移动闭塞与固定闭塞的运转方式的切 换在内的列车运行的控制，因此也搭载于列车3。该车上装置5具备 计算机，取得来自上述车上单元4、后述的无线装置6、速度传感器 7、测距装置8等的信息并进行计算，进行列车运行的控制。另外，该车上装置5创建并保有移动闭塞的ATP模式和固定闭塞的ATP模 式这两种模式。
无线装置6用于发送接收列车3的位置信息，因此也搭载于列车 3。该无线装置6能一边在与其它列车之间发送接收各列车的当前的 准确位置，一边进行移动闭塞的列车运行。此外，也可以发送接收 位置以外的速度、行进方向、运转方式等列车运行信息。
速度传感器7用于测量自身的列车3的行驶速度，因此也搭载于 列车3。
在列车3的行进方向前部(列车的车头)设置有测距装置8。该 测距装置8是测量到先行列车的车尾位置的距离的测距单元，因此， 例如，使用光或电波作为距离测量的介质，接收来自先行列车的车 尾部的反射来进行测量。如图2所示，在自身的列车3a的行进方向前部设置包含发光受光部或电波的发送接收部的测距装置8，从测 距装置8发送光或电波，并接收从在前方行驶的先行列车3b的车尾 车体反射的光或电波而测量到先行列车3b的车尾位置的距离。
或者，上述测距装置8也可以取得先行列车3b的车尾部的图像 作为距离测量的介质，对该图像进行视频解析来进行测量。例如， 在图2中，也可以在自身的列车3a的行进方向前部设置作为测距装 置8的摄像装置，由该摄像装置拍摄在前方行驶的先行列车3b的车尾车体的图像，对所得到的图像进行视频解析来测量能看见已知大 小的先行列车3b的车尾车体的视角，根据该视角的大小，通过计算 来求出到先行列车3b的车尾位置的距离。
此外，上述测距装置8进行的到先行列车3b的车尾位置的距离 的测量不限于使用光或电波，也不限于使用摄像装置，只要是能测 量到先行列车3b的车尾位置的距离的装置即可，也可以使用其它装 置。
下面，参照图3～图5说明使用这种构成的列车控制系统进行的 列车控制方法。该列车控制方法在移动闭塞的运转方式与固定闭塞 的运转方式之间进行切换来进行列车运行的控制，当运转方式从移 动闭塞切换为固定闭塞时，能使紧前的移动闭塞的ATP模式保持有 效而行驶，在该移动闭塞的ATP模式下减速到预先设定的速度后， 能维持该速度行驶。
图3(a)表示自身的列车3a(以下简称为“列车3a”)和先行 列车3b在轨道1的区间1～区间5以移动闭塞的运转方式行驶的状 态。在该状态下，列车3a和先行列车3b均以移动闭塞的运转方式行 驶，如图所示，列车3a和先行列车3b的在线范围为从各列车3a、3b 的车头到车尾的列车的长度。因此，列车3a能靠近至先行列车3b 的紧后方。虚线的曲线C1表示以移动闭塞的运转方式行驶的列车3a 的移动闭塞的ATP模式。该移动闭塞的ATP模式C1表示能一边使速 度沿着曲线C1变化一边行驶，并在先行列车3b的紧后方位置停止。
图3(b)表示在判断为图3(a)的列车3a由于某种障碍而无法 继续以移动闭塞的运转方式行驶的情况下，通过列车3a的车上装置 5的控制使其运转方式自动地从移动闭塞切换为固定闭塞后的状 态。在该状态下，列车3a成为固定闭塞的运转方式，因此，如图所 示，整个区间2成为列车3a的在线范围(以下，在图4和图5的说明 中也相同)。即，区间2成为一个闭塞区间。因此，列车3a的后续列 车不能进入区间2，或不允许列车3a进入区间3。在图3(b)中，设 置在区间2的末尾的信号机11a显示停止(×标记)。此外，先行列 车3b仍为移动闭塞的运转方式，因此其在线范围为该先行列车3b 的长度。
然而，如图3(b)所示，列车3a的运转方式从移动闭塞切换为 固定闭塞时的移动闭塞的ATP模式C1是以比切换后的固定闭塞的 ATP模式(列车3a行驶到区间2的末尾而停止的模式)远的位置为停 止目标的，在上述固定闭塞的ATP模式下不能停止的情况下，能使 图3(a)所示的紧前的移动闭塞的ATP模式C1保持有效而行驶。即， 列车3a假定能安全行驶至从移动闭塞切换为固定闭塞时的移动闭 塞的ATP模式C1的尽头而行驶。在该情况下，能进入图3(b)所示 的后面的区间3。
图4(a)表示图3(b)的列车3a向区间3进入而行驶，根据区 间3末尾的信号机11b的停止显示而停止的状态。在该状态下，当列 车3a从区间2向区间3进入时，是使紧前的移动闭塞的ATP模式C1保 持有效而进入的，因此有可能无法一边在区间3内行驶一边更新固 定闭塞的ATP模式。因此，当运转方式从移动闭塞切换为固定闭塞 时，在固定闭塞的ATP模式下不能停止的情况下，能使紧前的移动 闭塞的ATP模式C1保持有效而行驶，在上述紧前的移动闭塞的ATP 模式C1下减速到预先设定的速度(任意的特定的速度)后，能按维 持该速度(速度保持不变的状态)的运转曲线C2进行行驶。之后， 列车3a在设置于区间3的末尾附近的固定闭塞用的地上单元2a之上 通过，由此，列车3a的车上单元4与上述地上单元2a进行电磁耦合， 而更新固定闭塞的ATP模式。这样，列车3a切换为按照固定闭塞的 ATP模式的行驶，在区间4内先行列车3b是在线的，区间3末尾的信 号机11b显示停止，因此，按照上述固定闭塞的ATP模式的运转曲 线C3，列车3a在信号机11b的跟前停止。
图4(b)表示图3(b)的列车3a向区间3进入而行驶，在区间3 内更新固定闭塞的ATP模式，保持行驶并根据区间4末尾的信号机 11c的停止显示而停止的状态。在该状态下，先行列车3b从图4(a) 所示的状态进入到其前面的区间5。在该情况下，列车3a在区间3 内在紧前的移动闭塞的ATP模式C1下减速到预先设定的速度后，一 边按维持该速度的运转曲线C2行驶一边在区间3的末尾附近的固定 闭塞用的地上单元2a之上通过，由此，列车3a的车上单元4和地上 单元2a进行电磁耦合，而更新为固定闭塞的ATP模式C4。此时，在 区间4内没有列车在线，区间3末尾的信号机11b显示行进(○标记)， 因此，列车3a一边增速到更新后的固定闭塞的ATP模式C4一边向区 间4进入。列车3a在区间4内保持按照固定闭塞的ATP模式C4行驶， 在区间5内先行列车3b是在线的，区间4末尾的信号机11c显示停止， 因此，按照上述固定闭塞的ATP模式C4的停止曲线C5，列车3a在信 号机11c的跟前停止。
图5表示图3(b)的列车3a向区间3进入，在减速后的状态下从 区间3向区间4进入并测量与先行列车3b的距离而停止的状态。在该 情况下，列车3a进入后面的区间3后，控制列车3a，使得在紧前的 移动闭塞的ATP模式C1下减速到预先设定的速度后，一边维持该速度行驶一边测量与先行列车3b之间的距离，在接近从上述减速行驶 速度能停止的距离的时点施加制动来停止。
即，当列车3a从区间2向区间3进入时，是使紧前的移动闭塞的 ATP模式C1保持有效而行驶而进入的，因此，有可能无法一边在区 间3内行驶一边更新固定闭塞的ATP模式。因此，与图4同样，当运 转方式从移动闭塞切换为固定闭塞时，在固定闭塞的ATP模式下不能停止的情况下，能使紧前的移动闭塞的ATP模式C1保持有效而行 驶，在上述紧前的移动闭塞的ATP模式C1下减速到预先设定的速度 (任意的特定的速度)后，能按维持该速度(速度保持不变的状态) 的运转曲线C2进行行驶。在该状态下，一边按速度保持不变的运转 曲线C2行驶，一边由装配到图2所示的列车3a的车头的测距装置8测 量到先行列车3b的车尾位置的距离，在接近从运转曲线C2的速度保 持不变的行驶速度能停止的距离的时点施加制动。这样，按照该制 动操作的运转曲线C6，列车3a在先行列车3b的车尾位置的跟前停止。此外，附图标记2c表示设置在区间4的末尾附近的固定闭塞用 的地上单元，附图标记11d表示区间4末尾的信号机(显示停止)。
以上说明了列车3a的运转方式从移动闭塞切换为固定闭塞的 情况下的列车控制方法，以下说明在列车按固定闭塞的运转方式行 驶的过程中能切换为移动闭塞的运转方式的情况。此时，图1所示 的车上装置5自动地将运转方式从固定闭塞切换为移动闭塞。速度 比照所使用的ATP模式也从固定闭塞的ATP模式切换为移动闭塞的 ATP模式。在这种状态下，在满足以下条件的情况下，列车的运转 方式能从固定闭塞向移动闭塞变更。
条件1…用于移动闭塞的地上－车上间通信已恢复，并已创建 移动闭塞的ATP模式。
条件2…满足条件1后，在该列车(设为列车A)的前方的区间 (设为区间B)一度完全没有列车在线，并且在与列车A相反的区 间(设为区间C)有列车在线，而只有列车A进入了上述区间B(用 于确认在同一区间内没有其它列车的条件)。
条件3…满足了条件2时，在上述区间B没有停止因素(用于确 认列车A行驶是否没有危险的条件)。
当满足以上条件时，将运转方式从固定闭塞切换为移动闭塞 后，列车A按照移动闭塞的ATP模式行驶。
附图标记说明
1…轨道
2、2a、2b、2c…地上单元
3…列车
3a…自身的列车
3b…先行列车
4…车上单元
5…车上装置
6…无线装置
7…速度传感器
8…测距装置
11a、11b、11c、11d…信号机
C1…移动闭塞的ATP模式
C2…维持减速后的速度的运转曲线
C4…固定闭塞的ATP模式。

Claims (7)

1.一种列车控制方法，在移动闭塞的运转方式与固定闭塞的运转方式之间进行切换来进行列车运行的控制，其特征在于，
当运转方式从移动闭塞切换为固定闭塞时，能使紧前的移动闭塞的ATP模式保持有效而行驶。
2.根据权利要求1所述的列车控制方法，其特征在于，
在上述紧前的移动闭塞的ATP模式下减速到预先设定的速度后，能维持该速度行驶。
3.根据权利要求1所述的列车控制方法，其特征在于，
在上述紧前的移动闭塞的ATP模式下减速到预先设定的速度后，一边维持该速度行驶一边测量与先行列车之间的距离，在接近能从上述减速行驶速度停止的距离的时点施加制动来停止。
4.一种列车控制系统，在移动闭塞的运转方式与固定闭塞的运转方式之间进行切换来进行列车运行的控制，其特征在于，具有：
地上单元，其设置于轨道，发送包含固定闭塞的ATP模式的信息在内的列车运行信息；
车上单元，其搭载于列车，与上述地上单元之间进行通信；
车上装置，其进行列车运行的控制，上述列车运行的控制是进行移动闭塞与固定闭塞的运转方式的切换并且当运转方式从移动闭塞切换为固定闭塞时能使紧前的移动闭塞的ATP模式保持有效而行驶；
无线装置，其发送接收列车的位置信息；以及
测距单元，其设置于列车的行进方向前部，测量到先行列车的车尾位置的距离。
5.根据权利要求4所述的列车控制系统，其特征在于，
上述车上装置创建并保有移动闭塞的ATP模式和固定闭塞的ATP模式这两种模式。
6.根据权利要求4或5所述的列车控制系统，其特征在于，
上述测距单元使用光或电波作为距离测量的介质，接收来自先行列车的车尾部的反射来进行测量。
7.根据权利要求4或5所述的列车控制系统，其特征在于，
上述测距单元取得先行列车的车尾部的图像作为距离测量的介质，对该图像进行视频解析来进行测量。
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