JP2001055143A - 自動列車運転システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最小限の装置の追加により、駅と駅の中間に
停止した列車に対しても再出発指令を与える手段を備え
た自動列車運転システムを提供する。 【解決手段】 駅と駅の間で停止している列車のＡＴＯ
制御部４に遠隔的に出発指令を与える手段として、ＡＴ
Ｃループ１を利用する。駅間で停車した場合に、ＡＴＣ
受信部１１は、検出したＡＴＣ現示速度信号のパルス列
に、再出発指令が含まれていれば、ＡＴＯ制御部４に転
送する。ＡＴＯ制御部４は、駅での出発の場合と同様
に、ブレーキ装置５を解除し、駆動装置６に対して、起
動信号を出力する。一旦起動すると、ＡＴＯ制御部４
は、出発指令が無くなっても、ＡＴＣ現示速度信号に基
づいた速度で走行を継続し、次の駅まで到達できるの
で、地上員が停止した列車に駆けつけて再出発の操作を
する必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動列車運転シス
テムに係り、特に、自動運転中の列車が駅と駅の中間で
停止した場合に、遠隔的かつ迅速に運転を再開するため
の手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＡＴＣ装置は、例えば、『鉄道技
術者のための電気概論 信号シリーズ７ ＡＴＳ・ＡＴ
Ｃ』((社)日本鉄道電気技術協会編 P79〜)に詳述されて
いる。また、無人運転のための自動列車運転(ＡＴＯ)装
置は、『横浜新都市交通金沢シーサイドラインの自動運
転システム』(日本信号技報Vol.17，No.l，P3〜)に記載
されている。

【０００３】自動列車運転をする場合に、駅における列
車発車のための制御として、駅定位置停止中に、地上と
車上との間の局所的な伝送手段、例えば、駅ループによ
り、地上の上位システムから車上に出発指令を与える必
要がある。出発指令を受けた列車は、起動して加速し、
ＡＴＣ装置により指示される現示速度信号を目安とし
て、その速度を超過しないように走行し、次の駅の定位
置に停止する。その後、再び地上から出発指令を受け、
起動して加速するという運転を繰り返す。

【０００４】駅ループなどは、駅の定位置でのみ有効な
伝送手段であり、一旦駅を出発した後、駅と駅の中間で
は、出発指令を与えることはできない。

【０００５】したがって、何らかの理由により、駅と駅
の中間に列車が万一停止してしまったときには、停止し
た列車を再度起動させる際に、地上の指令員がその原因
を調査し、安全を確認した後、列車に対して再出発指令
を与えることが、安全上望ましい。

【０００６】駅と駅の中間では、駅ループが存在しない
ため、駅と駅の中間での再出発指令は、通常の出発指令
と違い、駅定位置ループとは別の手段により伝送する必
要がある。

【０００７】従来は、駅の定位置での伝送手段とは別
に、全線に亘って別のループによる伝送手段を設け、列
車が任意の位置で地上からの再出発指令を受けることが
できるようになっていた。

【０００８】この別のループによる伝送手段が無いと、
指令員が駅と駅の中間の列車停止位置まで行き、列車に
乗り移り、自動列車運転(ＡＴＯ)装置に対して、出発の
指令を直接与えない限り、停止した列車は、駅と駅の中
間に留まることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】自動運転中の列車に指
令を伝送する手段として、従来は、軌道に沿って連続的
に敷設されたデー夕伝送用のループを介してデータを授
受する装置が提案されていた。

【００１０】この方式では、駅ループとは別の伝送ルー
プが必要となり、建設コストおよび保守コストが大幅に
かさみ、経済性の点で問題があった。

【００１１】本発明の目的は、最小限の装置の追加によ
り、駅と駅の中間に停止した列車に対しても再出発指令
を与える手段を備えた自動列車運転システムを提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、自動運転列車の進路上の障害を検知し安
全に走行可能な速度を列車の自動列車制御(ＡＴＣ)制御
部に与えるＡＴＣ装置と、列車の自動列車運転(ＡＴＯ)
制御部に対してブレーキ装置の制御および駆動装置の加
速／減速を指示し自動運転させる自動列車運転(ＡＴＯ)
装置とを地上に有する自動列車運転システムにおいて、
自動運転列車が駅間で停止した場合にＡＴＣ装置を経由
して予め定められた特定の現示速度信号を送信する手段
を地上側に備え、車上のＡＴＣ系統が、特定の現示速度
信号を受信した場合に当該現示速度信号を再出発指令と
解釈してＡＴＯ制御部に転送し、ＡＴＯ制御部が、再出
発指令に基づいて列車のブレーキ装置の解除および駆動
装置の加速を指令する回路を備えた自動列車運転システ
ムを提案する。

【００１３】再出発指令と解釈される現示速度信号が、
速度ゼロを除くＡＴＣ現示速度信号の少なくとも２つの
現示速度信号である場合は、ＡＴＣ系統が、地上からの
指令に基づいてそれら複数の現示速度信号のいずれかを
選択し、再出発時の現示速度信号とする手段を備えるこ
とができる。

【００１４】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、自動運転列車の進路上の障害を検知し安全に走行可
能な速度を列車の自動列車制御(ＡＴＣ)制御部に与える
ＡＴＣ装置と、列車の自動列車運転(ＡＴＯ)制御部に対
してブレーキ装置の制御および駆動装置の加速／減速を
指示し自動運転させる自動列車運転(ＡＴＯ)装置とを地
上に有する自動列車運転システムにおいて、自動運転列
車が駅間で停止した場合にＡＴＣ装置を経由して予め定
められた特定の現示速度信号を送信する手段を地上側に
備え、車上のＡＴＣ系統が、特定の現示速度信号を受信
した場合に当該現示速度信号をリセット指令と解釈し、
列車の各機器においてリセット処理を実行する回路を備
えた自動列車運転システムを提案する。

【００１５】この場合も、リセット指令と解釈される現
示速度信号が、速度ゼロを除くＡＴＣ現示速度信号の少
なくとも２つの現示速度信号であるときは、ＡＴＣ系統
が、地上からの指令に基づいてそれら複数の現示速度信
号のいずれかを選択し、再出発時の現示速度信号とする
手段を備えることが可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】

【００１７】

【実施例１】図１は、本発明による自動列車運転システ
ムの実施例１における車上装置の系統構成を示すブロッ
ク図である。車上装置は、駅定位置伝送ループ７からの
信号を取り込む駅定位置伝送用車上アンテナ８と、ＡＴ
Ｏデータ伝送部２と、ＡＴＯ制御部４と、ＡＴＣループ
１からの信号を取り込むＡＴＣ車上アンテナ９と、ＡＴ
Ｃ受信部１１と、ＡＴＣ制御部３と、速度発電機１０
と、ブレーキ装置５と、駆動装置６とを搭載している。

【００１８】図２は、駅定位置伝送ループ７と駅定位置
伝送用車上アンテナ８との関係およびＡＴＣループ１と
ＡＴＣ車上アンテナ９との関係を示す斜視図である。現
在の鉄道システムでは、各駅の定位置には、その定位置
でのみ地上と車上との間で情報を授受するための駅定位
置伝送ループ(駅ループ)７という短小ループが設けられ
ている。駅ループ７は、駅定位置でのドアの開閉制御指
令やＡＴＯ制御部４に出発指令を与えるために用いられ
る。

【００１９】駅と駅の間には、有人運転であるか自動運
転であるかにかかわらず、軌道に沿って、ＡＴＣループ
１が敷設されている。列車では、車上ＡＴＣ装置(ＡＴ
Ｃ受信部)１１が、ＡＴＣループ１から伝送される現示
速度信号を受信し、許容される最高速度を認知し、実速
度がこの現示速度信号で指示される許容速度を越えた場
合に、ＡＴＣ制御部３が自動的にブレーキを指令し、減
速する。

【００２０】本発明は、駅と駅の間で停止している列車
のＡＴＯ制御部４に遠隔的に出発指令を与える手段とし
て、ＡＴＣループ１を利用することを提案する。

【００２１】図３は、実施例１の地上装置の系統構成を
示すブロック図である。ＡＴＣ地上装置３１は、列車検
知系７１から先行列車の在線状況を取り込み、連動装置
６１から駅構内の分岐器，場内信号，出発信号などの状
態を取り込み、これらの情報に応じて、その列車が出し
てもよい速度となる現示速度信号を決定し、各現示速度
信号毎に予め決められた変調周波数の信号を選択して、
搬送波の周波数を各変調周波数で方形波振幅変調した
後、この変調信号を軌道に沿ったＡＴＣループ１に流
す。

【００２２】車上では、図１に示すように、ＡＴＣ受信
部１１がこの信号を受信すると、現示速度信号を判定
し、ＡＴＣ制御部３に現示速度信号を出力する。ＡＴＣ
制御部３は、現示速度信号に基づき、その列車が出して
もよい速度パターンを発生し、その列車の実速度が万一
この現示速度信号を越えた場合、自動的にブレーキ指令
を出す。

【００２３】現示速度信号は、ＡＴＯ制御部４にも入力
される。ＡＴＯ制御部４は、この現示速度信号から所定
値下げた目標速度を設定し、その列車の駆動装置６やブ
レーキ装置５を制御しながら、目標速度周辺の速度で運
転する。

【００２４】駅が近づくと、ＡＴＯ制御部４は、停止目
標点までの距離を認識し、速度発電機１０から得られる
速度情報とこの速度情報を積算して得られる距離情報と
に基づいて、徐々にブレーキ装置５を動作させ、目標位
置すなわち駅定位置に停車する。

【００２５】ＡＴＯ制御部４には、列車が一旦停止した
ことを検知すると、次に出発指令が入らない限りは、自
動的に再起動しないような制御論理が組まれている。駅
停止中、ダイヤで定められる一定時刻になると、ダイヤ
を管理する地上の上位システム、すなわち、図３の運行
制御システム５１から、ＡＴＯデータ伝送部４１，駅ル
ープ７，車上ＡＴＯデータ伝送部２を経由して、出発指
令がＡＴＯ制御部４に入力される。ＡＴＯ制御部４は、
その時のＡＴＣ現示速度信号により決まる目標速度を設
定し、この速度に向けて加速する。

【００２６】図４は、実施例１のＡＴＣ地上装置３１の
構成を示すブロック図である。現示速度信号は、変調周
波数に１対１に対応しており、例えば、周波数ｆlによ
り変調された場合は、現示速度信号５０ｋｍ／ｈを意味
し、周波数ｆ2により変調された場合は、現示速度信号
４５ｋｍ／ｈを意味する。

【００２７】図５は、一般的な現示速度信号と変調周波
数との対応関係の一例を示す図表である。

【００２８】これに対して、図６は、実施例１の現示速
度信号と変調周波数との対応関係の一例を示す図表であ
る。本発明の特徴の一つは、図６に示すように、現示速
度信号が２５ｋｍ／ｈの場合、２つの変調周波数が割り
当てられていることである。ここでは、２つ目の変調周
波数ｆ6の信号を、例えば、ＳＴ２５と表現する。

【００２９】図４において、第１選択部３４は、進路情
報と先行列車の在線情報などによって、周波数ｆl，ｆ
2，ｆ3，ｆ4，ｆ5，ｆ6のうちいずれかの信号を選択す
る。

【００３０】周波数ｆ4，ｆ6は、どちらも現示速度信号
２５ｋｍ／ｈを意味している。本発明の特徴である第２
選択部３３において、通常は、周波数ｆ4が選択されて
いるが、再出発指令が入力されると、周波数ｆ6に切り
替わる。

【００３１】その結果、選択された変調周波数で搬送波
信号を変調する。なお、再出発指令が入った時は、他の
条件で上位現示速度信号を出し得る場合でも、現示速度
信号２５ｋｍ／ｈを選択し、低速で再出発するようにな
っている。

【００３２】ただし、進路情報と在線情報とから現示速
度信号０ｋｍ／ｈを選ぶべき場合には、たとえ再出発指
令が入力されていても、第１選択部３４は、安全上の制
約から、現示速度信号２５ｋｍ／ｈが出力されないよう
に制御する。

【００３３】図７は、実施例１の車上装置のＡＴＣ受信
部１１の構成を示すブロック図である。ＡＴＣループに
流れる信号電流は、ＡＴＣ車上アンテナ９で受信され、
その信号は、搬送波を検波するための搬送波バンドパス
フィルタ１３に入力される。さらに、変調周波数を判別
するための各周波数ｆl〜ｆ6に対応した変調波バンドパ
スフィルタ１４に入力され、変調波の周波数を判別す
る。

【００３４】ここで、例えば、図６に対応して、周波数
ｆlは、現示速度信号５０ｋｍ／ｈを意味し、周波数ｆ2
は、現示速度信号４５ｋｍ／ｈを意味し、周波数ｆ3
は、現示速度信号４０ｋｍ／ｈを意味し、周波数ｆ5
は、現示速度信号０ｋｍ／ｈを意味すると、予め定義さ
れている。

【００３５】図７に示すように、周波数ｆ4が検出され
た場合も、周波数ｆ6が検出された場合も、論理和１５
によって、現示速度信号２５ｋｍ／ｈを意味するように
置き換えるが、周波数ｆ6については、再出発指令を出
力するように構成してある。

【００３６】検出された現示速度信号は、図１のＡＴＣ
制御部３およびＡＴＯ制御部４に伝送される。再出発指
令は、ＡＴＯ制御部４に伝えられる。

【００３７】駅間で停車した場合には、地上のＡＴＣ信
号に再出発指令が含まれていれば、駅での出発の場合と
同様に、ＡＴＯ制御部４が、駆動装置６に対して、起動
信号を出力する。

【００３８】一旦、起動すると、ＡＴＯ制御部４は、出
発指令が無くなっても、ＡＴＣ現示速度信号に基づいた
速度で、走行を継続する。したがって、地上側として
は、周波数ｆ6を一旦送信し、その後に再度周波数ｆ4に
すれば、現示速度信号２５ｋｍ／ｈで走行を継続する。
一旦周波数ｆ6を送った後、周波数ｆlにした場合は、加
速して５０ｋｍ／ｈ付近で走行することになる。

【００３９】本実施例１によれば、ＡＴＣループによっ
て、駅間においても任意の位置で、列車に対して、再出
発指令を与えることができるため、他の伝送手段を必要
とせず、経済的に有利な自動列車運転システムを実現で
きる。

【００４０】なお、本明細書および図面で示した具体的
変調周波数は、単なる例示であり、本発明は、これらの
変調周波数には限定されない。

【００４１】

【実施例２】図８は、実施例２のＡＴＣ地上装置３１の
構成を示すブロック図であり、図９は、実施例２の車上
装置のＡＴＣ受信部１１の構成を示すブロック図であ
り、図１０は、実施例２の現示速度信号と変調周波数と
の対応関係の一例を示す図表である。

【００４２】実施例１が、同一現示速度信号に対して２
つの変調周波数を割り当てるのは、現示速度信号２５ｋ
ｍ／ｈのみであったが、本実施例２では、図１０に示す
ように、現示速度信号０ｋｍ／ｈを除く全ての現示速度
信号に拡大したものである。

【００４３】本実施例２によれば、種々の現示速度信号
を再出発指令に対応して送信できるようになる。そのた
め、実施例１で現示速度信号２５ｋｍ／ｈのみに限定さ
れていた再出発指令速度の制限が無くなり、より自由度
の高い再出発制御を実現できる。

【００４４】

【実施例３】図１１は、実施例３の地上装置の系統構成
を示すブロック図であり、図１２は、実施例３の車上装
置の構成を示すブロック図であり、図１３は、実施例３
のＡＴＣ地上装置３１の構成を示すブロック図であり、
図１４は、実施例３の車上装置のＡＴＣ受信部１１の構
成を示すブロック図である。

【００４５】列車が駅と駅の間に停止してしまう一因と
して、機器の完全な故障の他に、機器自体は正常であっ
ても保護動作による機能の一時的停止が発生することが
考えられる。

【００４６】保護動作による機能の一時的停止の場合、
機器をリセットすると、機器自体は復旧する場合が多
い。したがって、リセット指令さえ遠隔指令により与え
られれば、停止中の列車に要員を敢えて派遣し、乗り移
り処理する必要が無い場合が多く、列車の運転再開まで
の時間を短縮できる。

【００４７】図１５は、実施例３の現示速度信号と変調
周波数との対応関係の一例を示す図表である。本実施例
３では、ＡＴＣ信号にリセット指令信号ＲＥＳ０を含ま
せて伝送し、遠隔的に再出発指令できるようにする。

【００４８】図１１に示すように、リセット指令は、運
行制御システム５１からＡＴＣ地上装置３１に入力され
る。運行制御システム５１では、指令員が、図示しない
指令卓の遠隔リセットスイッチを操作し、リセット指令
を発生させる。このリセット指令は、ＡＴＣ地上装置３
１に入力され、周波数ｆ6が選択される。実施例３にお
いては、周波数ｆ5，ｆ6ともに、ＡＴＣ現示速度信号０
ｋｍ／ｈを示す。リセットが扱われるべき状態は、列車
が停止中であることが望ましいため、リセットが現示速
度信号ゼロにおいてなされても、何ら不都合は生じな
い。

【００４９】リセット指令は、図１２に示すように、車
上においてＡＴＣ受信器部１１で受信される。変調周波
数ｆ5，ｆ6に対しては、いずれが受信された場合でも、
論理和１５によって、現示速度信号０ｋｍ／ｈが、ＡＴ
Ｃ受信部１１から出力されるが、周波数ｆ6が受信され
た場合のみ、ＡＴＣ受信部１１から、リセットの対象と
なるブレーキ装置５，駆動装置６などの機器に、リセッ
ト指令が出力される。

【００５０】本実施例３によれば、他の伝送手段を新た
に設けることなく、ＡＴＣ装置にわずかな付加機能を追
加するだけで、駅と駅の間に存在する列車に対して、リ
セット指令を出すことが可能になり、設備の新設および
保守費用を大幅に削減できる。

【００５１】なお、リセット対象となる機器は、図示の
ブレーキ装置５，駆動装置６に限らず、ＡＴＣ制御部３
やＡＴＯ制御部４を含め、種々の車上機器であってもよ
い。

【００５２】また、本実施例３の場合も、図８に示した
実施例２における第２選択部３３のような構成を採用す
ると、種々の現示速度信号を再出発指令に対応して送信
できるようになることは明らかであろう。そのため、で
現示速度信号２５ｋｍ／ｈのみに限定されていた再出発
指令速度の制限が無くなり、より自由度の高い再出発制
御を実現できる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、ＡＴＣループによっ
て、駅間においても任意の位置で、列車に対して、再出
発指令を与えることができるため、他の伝送手段を必要
とせず、経済的に有利な自動列車運転システムを実現で
きる。

【００５４】また、現示速度信号０ｋｍ／ｈを除く全て
の現示速度信号に対して２つの変調周波数を割り当てる
と、種々の現示速度信号を再出発指令に対応して送信で
きるようになるので、再出発指令速度の制限が無くな
り、より自由度の高い再出発制御を実現できる。

【００５５】さらに、ＡＴＣ信号にリセット指令信号を
含ませて伝送すると、駅と駅の間に存在する列車に対し
て、リセット指令を出すことが可能になり、設備の新設
および保守費用を大幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動列車運転システムの実施例１
における車上装置の系統構成を示すブロック図である。

【図２】駅定位置伝送ループ７と駅定位置伝送用車上ア
ンテナ８との関係およびＡＴＣループ１とＡＴＣ車上ア
ンテナ９との関係を示す斜視図である。

【図３】実施例１の地上装置の系統構成を示すブロック
図である。

【図４】実施例１のＡＴＣ地上装置３１の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】一般的な現示速度信号と変調周波数との対応関
係の一例を示す図表である。

【図６】実施例１の現示速度信号と変調周波数との対応
関係の一例を示す図表である。

【図７】実施例１の車上装置のＡＴＣ受信部１１の構成
を示すブロック図である。

【図８】実施例２のＡＴＣ地上装置３１の構成を示すブ
ロック図である。

【図９】実施例２の車上装置のＡＴＣ受信部１１の構成
を示すブロック図である。

【図１０】実施例２の現示速度信号と変調周波数との対
応関係の一例を示す図表である。

【図１１】実施例３の地上装置の系統構成を示すブロッ
ク図である。

【図１２】実施例３の車上装置の構成を示すブロック図
である。

【図１３】実施例３のＡＴＣ地上装置３１の構成を示す
ブロック図である。

【図１４】実施例３の車上装置のＡＴＣ受信部１１の構
成を示すブロック図である。

【図１５】実施例３の現示速度信号と変調周波数との対
応関係の一例を示す図表である。

【符号の説明】

１ ＡＴＣループ ２ ＡＴＯデータ伝送車上部 ３ ＡＴＣ制御部 ４ ＡＴＯ制御部 ５ ブレーキ装置 ６ 駆動装置 ７ 駅定位置伝送ループ(駅ループ) ８ 駅定位置伝送用アンテナ ９ ＡＴＣ車上アンテナ １０ 速度発電機 １１ ＡＴＣ受信部 １３ 搬送波バンドパスフィルタ １４ 変調波バンドパスフィルタ １５ 論理和 ２１ 車両 ３１ ＡＴＣ地上装置 ３２ 変調周波数発生器 ３３ 第２選択部 ３４ 第１選択部 ３５ 変調器 ３６ キャリア周波数発生器 ４１ ＡＴＯデータ伝送地上部 ５１ 運行制御システム ６１ 連動装置 ７１ 列車検知系

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動運転列車の進路上の障害を検知し安
   全に走行可能な速度を前記列車の自動列車制御(ＡＴＣ)
   制御部に与えるＡＴＣ装置と、前記列車の自動列車運転
   (ＡＴＯ)制御部に対してブレーキ装置の制御および駆動
   装置の加速／減速を指示し自動運転させる自動列車運転
   (ＡＴＯ)装置とを地上に有する自動列車運転システムに
   おいて、 前記自動運転列車が駅間で停止した場合に前記ＡＴＣ装
   置を経由して予め定められた特定の現示速度信号を送信
   する手段を地上側に備え、 車上のＡＴＣ系統が、前記特定の現示速度信号を受信し
   た場合に当該現示速度信号を再出発指令と解釈して前記
   ＡＴＯ制御部に転送し、 前記ＡＴＯ制御部が、前記再出発指令に基づいて前記列
   車のブレーキ装置の解除および駆動装置の加速を指令す
   る回路を備えたことを特徴とする自動列車運転システ
   ム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の自動列車運転システム
   において、 前記再出発指令と解釈される現示速度信号が、速度ゼロ
   を除くＡＴＣ現示速度信号の少なくとも２つの現示速度
   信号であり、 前記ＡＴＣ系統が、地上からの指令に基づいてそれら複
   数の現示速度信号のいずれかを選択し、再出発時の現示
   速度信号とする手段を備えたことを特徴とする自動列車
   運転システム。
3. 【請求項３】 自動運転列車の進路上の障害を検知し安
   全に走行可能な速度を前記列車の自動列車制御(ＡＴＣ)
   制御部に与えるＡＴＣ装置と、前記列車の自動列車運転
   (ＡＴＯ)制御部に対してブレーキ装置の制御および駆動
   装置の加速／減速を指示し自動運転させる自動列車運転
   (ＡＴＯ)装置とを地上に有する自動列車運転システムに
   おいて、 前記自動運転列車が駅間で停止した場合に前記ＡＴＣ装
   置を経由して予め定められた特定の現示速度信号を送信
   する手段を地上側に備え、 車上のＡＴＣ系統が、前記特定の現示速度信号を受信し
   た場合に当該現示速度信号をリセット指令と解釈し、前
   記列車の各機器においてリセット処理を実行する回路を
   備えたことを特徴とする自動列車運転システム。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の自動列車運転システム
   において、 前記リセット指令と解釈される現示速度信号が、速度ゼ
   ロを除くＡＴＣ現示速度信号の少なくとも２つの現示速
   度信号であり、 前記ＡＴＣ系統が、地上からの指令に基づいてそれら複
   数の現示速度信号のいずれかを選択し、再出発時の現示
   速度信号とする手段を備えたことを特徴とする自動列車
   運転システム。