JP2000159105A

JP2000159105A - 無線列車の列車間隔制御システム

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Publication number: JP2000159105A
Application number: JP33248998A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Yokosuka; 靖横須賀; Keiji Maekawa; 景示前川; Keisuke Totsugi; 圭介戸次; Masayuki Shoji; 雅幸庄司; Naohiro Kasuya; 直大糟谷; Noriharu Amitani; 憲晴網谷; Teruo Kobayashi; 輝雄小林; Osamu Iba; 修伊庭; Hiroshi Ebine; 宏海老根; Shigeharu Aoyanagi; 繁晴青柳
Original assignee: Hitachi Ltd; East Japan Railway Co
Current assignee: Hitachi Ltd; East Japan Railway Co
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2000-06-13
Anticipated expiration: 2018-11-24
Also published as: JP3574917B2

Abstract

(57)【要約】【課題】先行列車異常時の続行列車に対する効率的な
フェールセーフ性を確保するとともに、そのフェールセ
ーフ性をコスト的にも有利な方式で確立する。【解決手段】車上制御装置１５には列車４の位置を検
知する機能を有する。その検知した列車位置情報は無線
通信部１６から地上側に送信される。地上側には、地上
側無線装置２と地上制御装置３を有する総合地上側制御
措置１が設置され、無線通信部１６からの列車位置情報
を受信して列車が安全に走行できる限界位置である走行
許可位置を求めている。地上制御装置３内には列車走行
制御部１２が設けられ、この列車走行制御部１２は、先
行列車の位置情報に異常が認められる場合には、該先行
列車の位置から、走行許可位置を求める対象としている
列車の位置検知誤差と、該先行列車の位置検知誤差と、
先行列車が後退する可能性のある距離とを差し引いた地
点を走行許可位置として、列車の間隔を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無線列車の列車間隔
制御システムに係り、特に、列車情報異常時に列車から
の位置情報が届かなくなったり、不正な情報が送信され
たりした場合でも、列車間隔を安全に制御することがで
きる列車間隔制御システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道では列車の安全運行を確保す
るために、線路脇に設置した信号機を用いたり、レール
を伝送媒体として使用し、速度制御情報などを車上に伝
送する方式が用いられてきた。これらの方式はいずれ
も、閉塞という考えに基づいて安全確保がなされてい
る。一般に、この閉塞は、軌道回路によって実現されて
いる。１軌道回路に１列車の在線だけを許可すること
で、列車間の安全を確保している。このため、この軌道
回路の長短で通常運行の列車間隔が決まる。高密度運行
を行うためには、列車間隔を縮める必要があるため、短
い軌道回路を用いることになる。

【０００３】ところが、この軌道回路はレールを電気的
に絶縁し、各軌道回路の境界に設備を設置するため、設
備や保守の費用が高くなるという欠点を持っている。

【０００４】このような背景から、軌道回路によらずに
列車の位置を検知し、列車に対して安全確保のための制
御情報を伝送する方式として、無線信号方式が検討され
ている。無線信号方式では、一般に、車上で検知した自
列車位置を無線によって地上側制御装置に伝送し、地上
側では、その列車が安全に進行できる限界位置を求め列
車に伝送する。この限界を示す位置を走行許可位置とす
ると、各列車は、該走行許可位置までに安全に停止でき
るよう、自列車の制御を行う。

【０００５】無線信号システムでは、車上位置検知機能
が、軌道回路位置検知方式に代り、安全に列車が走行す
るための、基本的な情報の生成を担うことになる。さら
に、該検知した情報が地上側の列車制御装置に伝わらな
ければ、地上側装置で列車間隔を制御することができな
いので、列車は走行許可位置を受信することができず、
走行することはできない。すなわち車上位置検知と無線
伝送、そして地上側の間隔制御機能が正常に動作しなけ
れば、無線信号システムは成り立たない。

【０００６】無線通信を通して制御を行うためには、一
般の携帯電話と同じように、チャネル数と電力等の制限
から、沿線に複数の基地局を配置して、全線を隈無く手
分けして被う方式が有力である。移動局が、基地局の境
界に近づくと、隣の基地局へ移動局を受け渡す「手渡し
制御」すなわち、ハンドオーバー制御が行われる。この
ようにして、移動局は、進行するにつれて次々と基地局
を渡ることになる。

【０００７】無線列車信号システムの例として、欧州が
連合して推進しているＥＴＣＳプロジェクトがある。Pr
oceedings of WCRR'97 Vol.C pp.345-349 " THE UIC SP
ECIFICATION FOR ETCS - BALANCING COMPETITION, SAFE
TY AND INTEROPERABILITY "に開示されているように、
最終的に欧州の携帯電話規格であるＧＳＭを用いて通信
する方式である。無線通信の中でも、公衆無線網の一部
を利用して、列車制御するシステムである。

【０００８】一方では、列車制御用に専用の無線通信網
を構築して、列車間隔制御するシステムが考えられてい
る。例えば、Proceedings of the 1994 ASME/IEEE Join
tRailroad Conference " Wireless Advanced Automatic
Train Control " に開示されている（米）Hughes社が
提案しているＡＡＴＣシステムである。該システムで
は、ＳＳ（スペクトル拡散）通信装置を用いて、地上と
車上で冗長通信ネットワークを構築して、地上と車上の
双方で列車位置を検出し、地上装置から許容速度を伝送
し列車の安全を確保する方式である。また、空間波を用
いずに、ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）から漏れる漏洩電
波を用いて通信する列車制御システムも提案されてい
る。例えば、特開平２−１０９７７０公報や鉄道技術総
研報告Vol.10 No.11 '96.11 pp.23-28 "ＣＡＲＡＴによ
るインテリジェントな速度制御の現車試験"で開示され
ているＣＡＲＡＴ等のシステムがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】無線列車信号システム
に限らず、線路脇に設置された信号を制御して列車を制
御するシステムやＡＴＣ（Automatic Train Control）
システムでも、列車信号システムは列車位置を列車制御
装置が正しく認識しなければ、適切な制御は実施できな
い。従来の軌道回路方式では、列車の在線を軌道回路の
リレーの状態から判断しており、リレーの扛上状態を不
在、落下状態を在線としている。リレーの故障は、圧倒
的に扛上しない不良が大きく、故障の場合は落下すると
いう故障発生の非対称性、すなわち、リレーが故障して
も列車が在線するという安全側に状態が遷移するという
特性を利用して安全を確保している。該方式により、た
とえリレー故障が発生しても、列車の在線状態と認識す
る側に行くので、前方列車を不在と見なして追突させる
確率を限りなくゼロにしている。該方式は、実績もあり
安全走行上有力な方式であり、現在広く用いられてい
る。但し、軌道回路が必要であり、メンテナンスも必須
で、コスト的に不利な点が表面化してきた。無線列車信
号システムは、該問題を解決する手段として近年開発が
進められているが、保安を確保するために、異常が発生
した場合に如何に安全を確保するかが大きな問題になっ
ている。

【００１０】無線列車信号システムでは、間隔を制御す
るための位置情報を車上で検知し、該情報を無線通信に
より伝送する。そして、受信した制御対象下の列車の位
置情報を基に、地上の列車制御装置は間隔制御データを
作成し、該データを各列車に向けて送信する。この過程
で、位置検知誤りや、無線伝送異常等が絶対に発生しな
いことはなく、システム的に異常が発生しても安全側制
御となるフェールセーフ性を確保する必要がある。

【００１１】前述のように、軌道回路方式では、リレー
のハード的な故障特性を利用して、フェールセーフ性を
確保している。無線列車制御システムでは、ハード的に
フェールセーフ性を確保することは難しく、理論的にガ
ードしなければならない。位置情報が地上側に届かなく
なった列車を支障条件として走行していた続行列車が、
該異常列車に追突を防止できれば、フェールセーフ性が
確保できる。

【００１２】フェールセーフ性を確保するには、位置検
知機能の信頼性を上げても、通信区間でデータ誤りが発
生して地上側に届かなかったり、車上制御装置自体が故
障することも考えられ、的確にフェールセーフ性を保証
する方式の開発が必要である。フェールセーフ性を確保
するために、複雑な通信プロトコルや制御処理を必要と
すると、それ事態にバグが入り込む可能性があり、避け
なければならない。また、コスト的に負荷が大きくなる
と、システムとして受け入れられなくなるので、コスト
パフォーマンス性も考慮しなければならない。さらに、
フェールセーフ性を追及するあまり、システムの稼働率
や列車の定時運行性を低下させても問題がある。

【００１３】本発明の目的は、先行列車異常時の続行列
車に対する効率的なフェールセーフ性を確保するととも
に、そのフェールセーフ性をコスト的にも有利な方式で
確立することのできる無線列車の列車間隔制御システム
を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、各列車の位置を検知する
検知手段と、その検知した列車位置情報を無線を用いて
地上側に送信する送信手段と、が同一線路上を走行する
複数の列車上に設けられ、前記列車位置情報を受信する
受信手段と、受信した前記列車位置情報から列車が安全
に走行できる限界位置である走行許可位置を求めるとと
もに、その走行許可位置データに基づいて前記列車の先
行列車との間隔を制御する列車走行制御手段と、が地上
側に設けられ、前記列車走行制御手段は、通常時には、
前記先行列車の位置から、走行許可位置を求める対象と
している列車の位置検知誤差と、該先行列車の位置検知
誤差とを差し引いた地点を走行許可位置とし、前記先行
列車の位置情報に異常が認められた時には、該先行列車
の位置から、前記両位置検知誤差と、該先行列車が後退
する可能性のある距離とを差し引いた地点を走行許可位
置とすることを特徴としている。

【００１５】地上側で、列車の位置情報の異常を認知す
る場合として、１）車上で位置検知装置が異常を起こし、車上で該異常
を排除できず異常な位置情報が送信されて、地上側で該
情報を受信した場合２）位置検知異常ではなく、車上制御装置が異常となっ
て送信データが正常ではなくなった場合３）エア区間或いはそれ以外の通信箇所で、通信障害が
発生し、正しく情報が伝わらなかった場合４）車上で位置検知異常を発生し、該異常が発生したこ
とを送信してきた場合が考えられる。

【００１６】ここで、４）に関しては、システム構成上
適切に処理できるように予め対処すればよい。１）〜
３）に関して上記請求項１の構成により対処する。

【００１７】すなわち、請求項１の構成によれば、先行
列車の位置情報に異常が認められる時には、自列車及び
その先行列車双方の位置検知誤差だけでなく、先行列車
が後退する可能性のある距離も考慮して自列車の走行許
可位置が求められ、この走行許可位置によって列車間隔
が制御される。尚、通常時は、自列車及びその先行列車
双方の位置検知誤差だけが考慮されて、列車間隔は制御
されている。

【００１８】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、列車の健全性を判定する判定手段が地上側に設けら
れ、前記列車走行制御手段は、前記判定手段が健全と判
定した場合は、保持している列車追跡情報の更新を行
い、健全でないと判定した場合は、保持している追跡情
報の更新をしないことを特徴としている。

【００１９】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
において、前記各列車には、自列車の後退を検知する手
段と、前記手段が列車の後退を検知した場合に該列車の
ブレーキを作動させる手段とが設けられていることを特
徴としている。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は、本発明に係る列車間隔制御
システムの全体構成を示している。総合地上側制御装置
１には地上側無線装置２と地上制御装置３が設けられて
いる。このような総合地上側制御装置１は、列車４が走
行する線路５に沿って複数設置され、各々がネットワー
ク６で接続されている。列車４には車上側走行制御装置
８が搭載されている。総合地上側制御装置１の地上制御
装置３の内部には、地上側制御装置機能ブロック構成７
として示すように、無線装置Ｉ／Ｆ部１０、追跡処理部
１１、列車走行制御部１２、通信健全性判定部１３およ
び隣接装置通信制御部１４が設けられている。また、車
上側走行制御装置８の内部には、車上側走行制御装置機
能ブロック構成９として示すように、車上制御装置１５
および無線通信部１６が設けられている。尚、地上側無
線装置２および車上側無線通信部１６は複数の無線通信
チャネルを持っている。

【００２１】地上制御装置３は、線路５上を走行する列
車４から送信される列車位置情報を基に全ての列車を管
理して、各列車に対して安全に走行できる限界位置であ
る走行許可位置を送信し、列車を安全に制御している。
そして、本実施の形態の列車間隔制御システムは、地上
側制御装置機能ブロック構成７に示す機能の中で列車を
制御する機能に特徴を持たせ、列車位置情報に異常が発
生した場合でも、列車を安全且つ効率的に間隔制御でき
るようにしている。

【００２２】次に、上記列車間隔制御システムについ
て、その動作の概略を説明する。但し、本発明とは関係
がない部分は省略してある。ここで、地上側無線装置２
と車上側無線通信部１６に関しては、走行制御に必要な
情報が送信可能な無線通信装置であれば任意のもので良
く、アナログ通信やデジタル通信、或いは時分割多重方
式や周波数多重方式等、特定の通信方式を選ぶものでは
ない。

【００２３】列車４を地上側制御装置３で把握して安全
に走行させるために、地上側制御装置３は列車４に対し
て制御情報を送信する。そのために、まず、地上側無線
装置２と車上側無線通信部１６が通信可能な状態に接続
される。地上側制御装置３は、制御用の計算機ソフトで
実現できるものであるが、この実現手段に関しては、計
算機ソフト、ハードウェアロジックのいずれでもかまわ
ない。尚、本実施の形態の主要な部分である地上側の制
御機能に関しては、図２で詳しく説明する。ここでは、
車上側の信号を送信することから順を追って説明する。

【００２４】車上側走行制御装置８には、前述したよう
に車上制御装置１５と無線通信部１６が設けられてい
る。車上制御装置１５は、自列車位置を検知したり、ブ
レーキを制御したり、データベースを管理したりする機
能を有する。その車上制御装置１５で検知した列車位置
情報は、無線通信部１６を通して地上側に送信される。
送信された情報は、総合地上側制御装置１の中の地上側
無線装置２を通して、地上側制御装置３に送られる。地
上側制御装置３は、システム内の全列車と通信し情報を
収集する。該列車情報や地上側制御装置３で管理してい
る進路情報から、各列車に対して走行可能な限界走行位
置を適切に検索して、列車からの情報の受信とは逆の順
序で走行許可位置情報を含む制御情報を各列車に対して
送信する。該一連の列車側と地上側で無線通信を通した
制御処理は、地上側の間隔制御周期に応じて、周期的に
行われる。車上側走行制御装置８は、制御情報を受信す
ると適切な走行範囲を認識し、必要であればブレーキを
制御する。

【００２５】列車の走行制御情報は、概略、地上側装置
機能ブロック構成７に示す機能ブロックで処理して生成
される。無線装置Ｉ／Ｆ部１０を通して受信した、列車
の位置情報を含む列車から送信された情報は、追跡処理
部１１に送られると同時に、通信健全性判定部１３にも
伝えられる。さらに、追跡データが、追跡処理部１１で
処理された後、列車走行制御部１２で、走行許可位置情
報等列車制御用の送信データが生成される。追跡処理部
１１、列車走行制御部１２、通信健全性判定部１３の機
能の詳細に関しては、図２以降の図面を用いて詳しく説
明する。

【００２６】また、総合地上側制御装置１は、隣接する
同様の装置１の下で制御されている列車の情報も考慮し
て列車間隔を制御する必要があり、隣接装置通信制御部
１４に接続されたネットワーク６を経由して、隣接した
総合地上側制御装置１との間で情報のやりとりを行う。

【００２７】尚、図１では、総合地上側制御装置１が複
数ある場合を示しているが、当然一つの装置で全線を制
御できれば、複数設置する必要はない。逆に、多数の総
合地上側制御装置１が必要な場合には、当然、必要に応
じて該装置を設置すればよい。また、地上側制御装置３
に地上側無線装置２が一つ接続されている形態を示した
が、無線の到達距離を伸ばすために、地上側制御装置３
に複数の地上側無線装置２を接続する形態もあり得る。

【００２８】次に、追跡処理部１１と列車走行制御部１
２の処理内容に関して説明する。図２は、追跡処理部１
１と列車走行制御部１２のより詳細な機能構成を示して
いる。図２に示すように、追跡処理部１１にはデータ解
析追跡処理部２０および列車の後退距離データ保持部２
１が設けられている。また、列車走行制御部１２には、
車上位置検知誤差データ保持部２２、支障条件検索部２
３、列車間隔制御部２４および列車制御データ生成部２
５が設けられている。

【００２９】無線装置Ｉ／Ｆ部１０を通して受信した列
車位置情報を含む列車からの送信情報は、追跡処理部１
１内の、データ解析追跡処理部２０に入力され、健全性
判定部１３の結果を検査して受信した列車情報に更新し
て良いか判定され、ＯＫの場合は、追跡データが更新さ
れる。常に、信頼できる追跡データが、列車走行制御部
１２内の列車間隔制御部２４に入力されることになる。
列車の後退距離データ保持部２１の出力も、列車間隔制
御部２４に入力される。後退距離データは、全線一律に
最悪値を計算しておくか、列車が在線する位置の勾配や
編成等でも変化する可能性があるので動的に計算するか
は、線区の運用で対応すればよく、どちらでも構わな
い。データの持ち方や算出法が、特に本実施の形態の内
容を限定するものではない。後退距離データ保持部２１
の出力データは、当該列車が後退する可能性のある最大
距離を出力するものである。該データの使用法に関して
は、後ほど図５を用いて説明する。

【００３０】図３は、通信健全性判定部１３の処理フロ
ーを示している。ここでは、通信健全性判定部１３にお
ける、列車からの送信データの健全性を検査し、列車情
報更新の可否を判定する手法について説明する。図３に
示す処理フローに従って、健全性が判定される。本処理
は、地上側で周期的に動く列車制御処理の１つとして起
動される。まず、処理３０で車上から送信されてきた情
報の入力を行う。複数の列車を制御していた場合は当然
複数の列車情報が入力される。一方、制御対象列車がい
なかったり、存在していたとしても通信障害等で地上側
無線装置２で正しくデータが復元できずに伝達されなか
った列車データに関しては、該処理にはデータが入力さ
れない。

【００３１】次に、判定処理３１で、制御対象下にある
列車からの送信データが、送達されるべき許容時間以内
に通信されているか判断される。規定した時間を越えた
列車に関しては、重大な通信障害や、装置故障等の障害
が発生している可能性がある。ここでは、処理３６に示
すように、異常な車上データを受信したとして、結果を
出力する。範囲時間内であれば、次の判定処理を行う。

【００３２】処理３２は、列車からのデータに誤りがあ
るか判定している。誤りチェックは、一般的に用いられ
ているサイクリックリダンダンシーチェック（ＣＲＣ）
方式などで可能である。但し、本実施の形態では、特に
誤りチェック方式に依存はしない。誤りが発見された場
合は、前記処理３６を実行し、誤りが無ければ次の判定
処理を行う。

【００３３】判定処理３３では、送信されてきた情報の
通番が、一連の番号で連続性が保たれているかチェック
する。突然番号が大きく飛んでいたり、規定していない
番号等で、許容範囲を越えていた場合は、装置故障や妨
害等の可能性があるので、前記処理３６を実行する。許
容範囲内であれば、次の判定処理を行う。

【００３４】判定処理３４では、送信されてきた位置情
報の正当性をチェックする。位置データが許容範囲を越
えていた場合は、車上の位置検知異常やデータ化け等が
考えられ、前記処理３６を実行する。一連の判定処理３
１から３４を通して問題が無かった場合に、処理３５が
実行され、健全な車上データが受信できたとする判定結
果をセットする。

【００３５】図４はデータ解析追跡処理部２０の処理フ
ローを示している。処理４０で車上からのデータを入力
し、処理４１で図３に示した処理の出力である通信健全
性判定結果を入力する。そして、判定処理４２で車上か
らの健全な受信データであるか否かを判定する。健全な
受信データであると判定された場合は、処理４３で保持
している追跡データを処理４０で入力したデータへ更新
する。健全でないと判定した場合は、処理４５で追跡デ
ータの更新は行なわれず前値を保持する。健全な場合
は、列車制御は安全に行なわれることは当然であるが、
健全でない場合でも、前値保持することで、列車制御の
特性を考慮すると効率的に安全を確保できる。その説明
は、図５を用いて後ほど記述する。処理４４は、本実施
の形態とは関係がないが、最後に追跡関連の処理、運行
表示画面へのデータの出力や異常の場合の警報処理等を
実行する追跡関連処理を実行し、処理を終了する。

【００３６】図２に戻り、列車走行制御部１２の処理に
ついて説明する。該制御部１２のメイン処理は、各列車
に対して適切な走行許可位置を求めて、各列車に出力す
る制御情報を生成することである。そのために、前記し
たデータ解析追跡処理部２０、列車の後退距離データ保
持部２１からの出力を入力し、さらに、車上位置検知誤
差データ保持部２２及び支障条件検索部２３からの出力
も入力して、適切な走行許可位置を求めている。車上位
置検知誤差データ保持部２２の出力は、位置検知データ
に内在し得る車上位置検知誤差の最悪値を出力するもの
である。

【００３７】車上位置検知性能に関しては、本実施の形
態に直接関係しないが、ここで、簡単に図８を用いて説
明する。自列車位置を認識するには、位置検知センサ７
３から出力される情報を適切な位置情報、例えば、起点
から何キロの位置や何番線に在線しているか等の情報に
変換する。位置精度を決める位置検知センサとしては、
例えば、位置検知用のトラポン受信装置と車輪の回転検
知計の組合せ、グローバルポジショニングシステム（Ｇ
ＰＳ）の利用、位置検知タグを用いる方法等があるが、
どのような検知装置を用いても誤差を完全にゼロにする
ことはできず、多少の誤差は含まれる。センサの選定
は、線区から要求される精度に従って適切な装置を用い
ればよい。該位置検知出力が、列車走行制御部７１を経
由して、無線通信Ｉ／Ｆ部７０を通って、車上側無線通
信部１６に送られ、該通信部１６から無線通信によって
地上側装置に伝えられる。位置検知データには誤差が含
まれることは必然であるため、安全に間隔制御するため
には、前記誤差を考慮して余裕をみて走行限界位置を決
定する必要がある。そのため、車上位置検知誤差データ
保持部２２を具備して、該出力も使用して、列車間隔制
御部２４で走行許可位置を求めている。

【００３８】支障条件検索部２３の出力は、文字通り走
行許可位置を求めようとする列車に対して前方の支障条
件の検索結果の出力である。支障条件としては、例え
ば、前方に列車がある場合、進路が未開通な場合やシス
テム境界、線路閉鎖や前方の制御装置の異常等、通常発
生する支障から、事故によって偶発的に発生するものま
で様々な場合が考えられる。本実施の形態では、前方支
障の原因は特に関係しないので特定はしないが、走行許
可位置を求めるためには、当該列車に対して直近の前方
支障が何であるかは、必要な情報であり、該出力も列車
間隔制御部２４に入力される。そして列車間隔制御部２
４は、図２に示すように５つの入力情報を用いて走行許
可位置データを求める。列車間隔制御部２４の出力は、
列車制御データ生成部２５に送られ、前記走行許可位置
データと共に、その他必要になる制御情報、例えば装置
ＩＤ情報や誤り検出用のデータ等が付け加えられて、列
車制御データとして纏められ、無線装置Ｉ／Ｆ部１０に
出力される。

【００３９】次に、図５を用いて列車間隔制御部２４の
処理について説明する。データ解析追跡処理部２０の出
力を、処理５０の追跡データ入力処理で入力する。処理
５１では、支障条件検索部２３の出力、すなわち前方支
障条件検索結果を入力する。処理５２では、車上位置検
知誤差データ保持部２２の出力である車上位置検知誤差
データを入力し、処理５３で走行許可位置を求めようと
している当該列車の位置検知誤差に伴う走行許可位置決
定に対する余裕距離を設定する。

【００４０】次に、判定処理５４では、処理５１で入力
した検索結果から、該支障条件が先行列車であるか、そ
れ以外であるかを判定する。列車以外の支障条件であれ
ば、処理５３で設定した余裕距離を考慮して、処理５５
で走行許可位置を求める。前方支障が列車であれば、処
理５７で、前方列車の位置検知誤差に伴う余裕距離を設
定する。そして、処理５８で通信健全性判定部１３の出
力である健全性の判定結果を入力し、判定処理５９で該
結果を検査して、前方を支障している列車が健全に位置
が把握できていれば、該列車の位置検知誤差と、処理５
３で設定した自列車位置誤差を考慮して、処理５５で走
行許可位置を生成する。

【００４１】一方、処理５９において、もし、前方を支
障している列車の状態が健全に伝わっていなければ、処
理６０を実行する。処理６０は、列車の後退距離データ
保持部２１の出力を取り込む処理である。また、判定処
理５４でこちらのルートに分岐し、前方を支障している
列車に異常が発生している場合は、処理５３で設定した
自列車位置誤差と処理５７で設定した前方列車の位置検
知誤差データ、及び該異常列車が後退する可能性がある
距離も考慮して、処理５５で、走行許可位置を求めるこ
とになる。後ほど、図８を用いて説明するが、車上側で
は列車の後退検知機能を内蔵し、後退を検知するとブレ
ーキを作動させて即座に止める機能を具備している。図
４を用いて説明したように、列車からの健全なデータだ
けを用いて位置情報を更新しながら追跡し、たとえ前方
列車が位置異常をきたしても、該異常列車の後退の可能
性がある距離も含めて、続行列車に対して走行許可位置
を求める処理となっているので、安全に列車を制御でき
る。

【００４２】最後に判定処理５６で、制御下の全列車の
走行許可位置を求めたか判断し、求めていなければ同じ
処理を繰り返す。全列車に対して走行許可位置の算出が
終了したら、処理を終了する。たとえ異常列車があった
としても、異常列車が前方を支障している列車のみ特別
処理を通して走行許可位置が求められ、その他の列車に
関しては通常の処理で走行許可位置が求められる。列車
の十分な安全走行を確保すると共に、定時運行性に関し
ての損傷も最小限に押さえられる機能構成となってい
る。

【００４３】図６は列車間隔制御部２４の処理フローの
変形例を示している。図５では、走行許可位置を求めよ
うとしている列車の前方を支障している列車データの健
全性も判定して、きめ細かな制御をする場合を示した
が、図６では、列車の後退する可能性がある距離が短い
場合や特に該距離が列車運行上問題にならない場合は、
通常の状態でも列車が後退する可能性のある距離を考慮
して走行許可位置を求める方式とする例を示している。
列車異常を検知した場合は、地上制御装置３としては、
図４の処理４４として示したように、何らかの対策を促
す処理が必要になるが、間隔制御機能に関しては、異常
の場合も考慮して安全余裕距離を長く取っているので、
図５の処理５８と判定処理５９が省略されたかたちにな
る。また、処理（５３）は図５の処理５４に、処理（５
４）は図５の処理５３に相当している。他の処理は、図
５の場合と同じである。

【００４４】ところで、図５、図６のフローで、説明を
分かりやすくするために、各データのセット処理や判定
処理を１つ１つ示したが、これらの処理の区分は特に本
実施の形態の意味をなすものではなく、処理の統廃合は
可能である。処理５５で、走行許可位置を求めるとき
に、図５、図６を用いて説明した様に、前方支障条件に
合わせて安全を確保できる適切な余裕距離をもって算出
できれば良い。

【００４５】また、図１に示す例では、各追跡処理部１
１、列車走行制御部１２、通信健全性判定部１３が独立
した機能ブロックとして示したが、ソフト構造やハード
ウェアの構造で、各機能の統合や、逆に機能分割したほ
うが好都合であれば、処理上の変形は可能であるし、変
形を妨げるものでもない。例えば、一連のソフト機能ブ
ロックとして、該３つの機能を統合した機能ブロックに
纏めることや、電文の解析と追跡処理部の分割等であ
る。これらの変形は、単なる製造上の都合であり、本質
的には同じである。

【００４６】また、図２に示す例でも、説明の都合か
ら、機能をブロック分割して示したが、各ブロックの機
能を統廃合してもよい。列車間隔制御部２４で、各列車
位置情報と、列車が後退する可能性の有る最大距離デー
タと、車上位置検知誤差の最悪データ、及び当該制御列
車に対する直近の支障条件の検索結果を用いて、走行許
可位置が求められる機能を具備できればよい。

【００４７】図７は、図５、図６のフローで示した走行
許可位置の求め方の中で、前方支障が列車の場合につい
て、列車の走行を模式的に示す図面で表したものであ
る。ここで、列車を区別するために、図中にＡ，Ｂの記
号を付加している。走行許可位置を求めようとしている
列車４−Ａについて、もし、図５の判定処理５４で、Ｙ
に分岐し、さらに判定処理５９でもＹに分岐した場合
は、処理５５で、走行許可位置として地点６５のデータ
が求められる。余裕距離６８は、列車４−Ａと４−Ｂの
双方の位置検知誤差を考慮した距離である。もし、判定
処理５９でＮに分岐した場合か、図６で判定処理（５
３）でＹに分岐した場合は、処理５５で、走行許可位置
として地点６６のデータが求められる。距離６７は、先
行支障列車４−Ｂの後退する可能性のある距離である。
列車４−Ａの進路を支障している列車４−Ｂからの信頼
できる最終の情報が図示する位置であったとして、その
後通信異常等を発生したとしても、走行許可位置を６６
の位置とすることで、距離６７以上後退することは無い
ので、列車４−Ａに対する安全は確保できる。

【００４８】図８は車上制御装置１５の処理内容の中
で、本実施の形態に関係する部分の機能を示している。
位置検知センサ７３の情報を入力し、列車走行制御部７
１で位置情報を求める。走行している方向を検知するた
めの車輪等の回転方向検知センサ７５の出力と、運転方
向を検知するために運転台の方向等を検知するセンサ７
６の出力を、列車走行制御部７１に入力する。該車輪等
の回転方向検知センサ７５と運転台の方向等を検知する
センサ７６の出力は後退検知部７２にも入力され、列車
が後退していないか、検査される。もし後退を検知する
と、ブレーキ７４を作動させて停車させる。本機能は、
無線列車信号システム以外の信号システムでも用いられ
ており、従来から必要となっている機能の流用を図って
いる。ここで、列車を停車させるまでに、後退検知から
ブレーキ作動までの制動遅れ時間、ブレーキの強さや勾
配、気象条件等で、後退距離に多少の変動が考えられる
が、後退の可能性のある最長の距離として、図２の列車
の後退距離データ保持部２１はデータを保持している。

【００４９】前記後退距離の利用と列車情報の健全性の
判定処理を組合せて、安全で効率的な列車間隔制御機能
を実現している。後退の可能性のある距離の考慮は必然
であるが、どのように該距離を走行許可位置に反映させ
るかは、線区の運行状況次第でバリエーションが考えら
れ、例として、図５、図６に示すような制御手法を示し
た。いずれの手法にするかは、前方を支障している列車
に異常が合った場合に続行列車が衝突しない十分安全な
距離を、線区の要求に合わせて効率的に決定すればよ
い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
先行進路を支障している列車に異常が発生したとして
も、信頼できる列車位置情報を保持し、後退する可能性
のある距離も含めて走行許可位置を求めることができ、
安全性を、簡便なコンピュータソフト処理で論理的に実
現できる効果がある。しかもソフト構造もシンプルであ
り、バリエーション展開も容易である。

【００５１】また、異常が発生した列車に関係する列車
だけを対象として走行許可位置を求めることができるの
で、列車運行上定時性を損なうことも最小限にできる効
果がある。

【００５２】さらに、システム的に安全を確保するため
に、車上の装置に関しては、通常装備している後退検知
機能等を利用することができ、コスト的に小さな負荷増
加で押さえることが可能である。また、システム的にも
列車制御システムに適した方式となっており、効率的に
フェールセーフ性を確保できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の列車間隔制御システムの全体構成図で
ある。

【図２】地上側制御装置の機能ブロック図である。

【図３】通信の健全性を判定する処理のフロー図であ
る。

【図４】追跡処理のフロー図である。

【図５】列車間隔制御処理のフロー図である。

【図６】列車間隔制御処理の変形例を示したフロー図で
ある。

【図７】走行許可位置の算出結果を示す模式図である。

【図８】車上制御装置の機能ブロック図である。

【符号の説明】

１総合地上側制御装置２地上側無線装置３地上制御装置４列車５線路６ネットワーク７地上側制御装置機能ブロック構成８車上側走行制御装置９車上側走行制御装置機能ブロック構成１０無線装置Ｉ／Ｆ部１１追跡処理部１２列車走行制御部１３通信健全性判定部１４隣接装置通信制御部１５車上制御装置１６車上側無線通信部２０データ解析追跡処理部２１列車の後退距離データ保持部２２車上位置検知誤差データ保持部２３支障条件検索部２４列車間隔制御部２５列車制御データ生成部

フロントページの続き (72)発明者前川景示茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者戸次圭介茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者庄司雅幸茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者糟谷直大茨城県ひたちなか市市毛1070番地株式会社日立製作所水戸工場内 (72)発明者網谷憲晴東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所システム事業部内 (72)発明者小林輝雄東京都渋谷区代々木二丁目２番２号東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者伊庭修東京都渋谷区代々木二丁目２番２号東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者海老根宏東京都渋谷区代々木二丁目２番２号東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者青柳繁晴東京都渋谷区代々木二丁目２番２号東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者三浦忠雄東京都渋谷区代々木二丁目２番２号東日本旅客鉄道株式会社内Ｆターム(参考） 5H115 PG01 QN12 SF18 SL01 SL06 TB01 TO01 TU14 TZ02 TZ07 5H161 AA01 BB02 CC13 DD21 EE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各列車の位置を検知する検知手段と、そ
の検知した列車位置情報を無線を用いて地上側に送信す
る送信手段と、が同一線路上を走行する複数の列車上に
設けられ、前記列車位置情報を受信する受信手段と、受信した前記
列車位置情報から列車が安全に走行できる限界位置であ
る走行許可位置を求めるとともに、その走行許可位置デ
ータに基づいて前記列車の先行列車との間隔を制御する
列車走行制御手段と、が地上側に設けられ、前記列車走行制御手段は、通常時は、前記先行列車の位
置から、走行許可位置を求める対象としている列車の位
置検知誤差と、該先行列車の位置検知誤差とを差し引い
た地点を走行許可位置とし、前記先行列車に異常が認め
られた時には、該先行列車の位置から、前記両位置検知
誤差と、該先行列車が後退する可能性のある距離とを差
し引いた地点を走行許可位置とすることを特徴とする無
線列車の列車間隔制御システム。
【請求項２】請求項１に記載の列車間隔制御システム
において、列車の健全性を判定する判定手段が地上側に設けられ、
前記列車走行制御手段は、前記判定手段が健全と判定し
た場合は、保持している列車追跡情報の更新を行い、健
全でないと判定した場合は、保持している追跡情報の更
新をしないことを特徴とする無線列車の列車間隔制御シ
ステム。
【請求項３】請求項１に記載の列車間隔制御システム
において、前記各列車には、自列車の後退を検知する手段と、前記
手段が列車の後退を検知した場合に該列車のブレーキを
作動させる手段とが設けられていることを特徴とする無
線列車の列車間隔制御システム。