JP2001157316A - 自動列車制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】デジタルＡＴＣ装置の車上装置の処理部を三重
系で構成できるようにして安全性と輸送の安定性を確保
する。 【解決手段】車上装置で作成する減速パターンに従って
列車を減速するデジタルＡＴＣ装置において、車上装置
の処理部９〜１１を三重系で構成し、共通部１５で３つ
の処理部９〜１１から出力されるブレーキ種類を先に選
択した後、常用ブレーキの場合の最大のノッチ数を選択
し、ブレーキ種類が選択できない場合は非常ブレーキを
選択するようにする。これにより、列車の安全性を確立
した上で、列車間隔を最大限に縮小することができ、輸
送の安定性の確保を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地上装置で検知し
た先行列車から後続列車までの距離関連情報に基づい
て、車上装置で減速パターンを作成し、この減速パター
ンに従って列車を制動操作する自動列車制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動列車制御装置（以下は、ＡＴ
Ｃ装置という）は、図４に示すように、先行列車１と後
続列車２との間の距離関連情報を地上装置（図示せず）
で検知し、先行列車１から後続列車２までの各閉塞区間
１Ｔ〜５Ｔごとに速度制限信号値（以下、信号値とい
う）を決定している。そして、この信号値に対応して定
められた周波数で変調した電流に変換して軌道回路にア
ナログ伝送方式により送出している。一方、後続列車２
に搭載された車上装置では、図５に示すように、受電器
３が前記軌道回路を流れる電流による磁束を受信し、処
理部４〜６が前記信号値に応じた所定の周波数に復調し
て信号値を判定している。そして、速度発電機８が後続
列車２の現在速度を検知し、処理部４〜６が信号値と現
在速度とを比較して後続列車２の現在速度が高い場合に
はブレーキ装置にブレーキ種類を出力し、当該後続列車
２は自動的に減速制御される。ブレーキ種類は、通常の
運転に使われる常用ブレーキ，最も短距離で停止できる
非常ブレーキ，ブレーキ力を発生させないブレーキ緩解
の３種類となっている。

【０００３】なお、図５は従来の新幹線のＡＴＣ装置の
車上装置を示すものである。車上装置は、同一の処理を
並列に行ってブレーキ種類を出力する３つの処理部４〜
６と、これらの処理部４〜６からの信号を処理してブレ
ーキ種類を決定する共通部７とから成る。ブレーキ種類
の決定は、各処理部４〜６が作成した３つのブレーキ種
類のうち、少なくとも２つが一致する場合にはそのブレ
ーキ種類を決定して出力し、各系のブレーキ種類が全く
一致しない場合にはＡＴＣ故障として停止処置のブレー
キ種類を決定している。

【０００４】このように処理部４〜６が三重系になって
おり、１つの共通部７で当該各系の出力を多数決してい
る理由は、列車の安全性と輸送の安定性を向上するため
である。もし、処理部４〜６が１つの系のみしかなけれ
ば、故障が発生してもわからないことになる。例えば、
ＡＴＣ装置に故障が発生して上位信号すなわち本来の信
号値よりも高い速度の信号値に誤認したり、減速すべき
時にブレーキを緩解するようなことは安全上許されな
い。そこで、処理部を二重系にすると各系の出力の不一
致により故障が発生したことはわかるが、どちらの系が
故障したかは判別できず、停止処置をするか、低位優先
すなわち両系の速度の低くなる方を選択せざるを得ず、
安全性は前記の１つの系のみの場合よりも向上するが、
２つの系のうち１つの系が故障すると運転が継続できず
輸送の安定性が阻害される。三重系では、そのうちの１
つの系が故障しても、各系の出力の多数決によって故障
した系が判別でき、残りの正常な２つの系によって運転
が継続でき、列車の安全を確保しつつ輸送の安定性が向
上するからである。

【０００５】これに対して、最近では、地上装置から速
度制限信号値を周波数として送出する前記ＡＴＣ装置
（以下は、アナログＡＴＣ装置という）に代わって、特
開平７−４０８３５号公報に開示されたようなデジタル
ＡＴＣ装置が考えだされている。この先願のデジタルＡ
ＴＣ装置は、図６に示すように、停止すべき位置までの
距離関連情報を地上装置からデジタル伝送方式で送出
し、当該距離関連情報と自らの制動能力とに基づいて車
上装置で停止までの減速パターンを作成し、その減速パ
ターンに従って後続列車２を減速制御するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図４及び図
５に示すアナログＡＴＣ装置の場合、処理部４〜６から
共通部７へ入力される信号は、常用ブレーキ，非常ブレ
ーキ，ブレーキ緩解の三種類だけであり、多数決は容易
に成立していた。また常用ブレーキの場合は、通常１〜
７ノッチまで段階的にブレーキ力が設定されているが、
従来のアナログＡＴＣ装置で使用するノッチ数は、安全
サイドの面から最大ノッチ数である７ノッチが採用され
ていた。そのため、各列車のブレーキ性能によっては、
図４に示すように、各閉塞区間でＡＴＣ許容速度まで減
速された後から前方閉塞区間境界までの走行距離（余裕
距離）の分だけ余裕を持って減速されることになる。こ
の余裕距離は、各閉塞区間の全体では大きな割合を示す
ようになり、列車間の制御間隔に大きな無駄が発生して
いた。

【０００７】また従来のアナログＡＴＣ装置では、速度
検知器８として、車輪の回転に基づく１つの速度発電機
を共用しているため、列車のブレーキ時に車輪が滑走し
たり、列車の力行時に車輪が空転すると、検知する速度
に大きな誤差を生じるという精度上の問題があった。

【０００８】一方、図６に示すような減速パターンを車
上側で作成して減速するデジタルＡＴＣ装置では、後続
列車２の現在速度をフィードバックして常用ブレーキの
ノッチ数を細かく制御し、作成した減速パターンに合わ
せた制動を行う必要がある。ところが、このような制御
方法であれば、３つのブレーキ種類に加えて７段階のノ
ッチ数に応じた制御を行う必要があり、アナログＡＴＣ
装置のように３つの処理部４〜６で同一の処理を同時に
行って多数決で決定するという方法では、各処理部にお
ける出力信号の種類が多くなり、ノッチ数の一つが異な
っても多数決が成立しないので、多数決の成立する確率
が極端に低くなる。そのため、故障と判断されて非常ブ
レーキがかかる割合が高くなり、単純に三重系による多
数決制御を採用することができず、結果として、輸送の
安定性を著しく低下するという問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は従来の前記課題
に鑑みてこれを改良除去したものであって、デジタルＡ
ＴＣ装置の車上装置の処理部を三重系で構成できるよう
にして安全性と輸送の安定性を確保せんとするものであ
る。

【００１０】而して、前記課題を解決するために本発明
が採用した請求項１の手段は、先行列車から後続列車ま
での距離関連情報に基づいて減速パターンを作成すると
共に、該減速パターンに従ってブレーキノッチを作成す
る処理部を並列に３つ有し、これらの３つの処理部から
出力されるブレーキノッチを共通部で処理して決定し、
列車の制動操作を行う自動列車制御装置であって、前記
ブレーキノッチは常用ブレーキ，非常ブレーキ，ブレー
キ緩解の３つのブレーキ種類と、常用ブレーキの場合の
段階的なノッチ数とがあり、前記共通部は３つの処理部
から出力されるブレーキ種類を先に選択した後、常用ブ
レーキの場合の最大のノッチ数を選択し、ブレーキ種類
が選択できない場合は非常ブレーキを選択することを特
徴とする自動列車制御装置である。

【００１１】この発明よれば、共通部は、先ず３種類の
ブレーキ種類を多数決で決定するものであり、多数決の
成立は容易である。次に、この発明では、常用ブレーキ
の場合に出力されるノッチ数の決定を行っており、ノッ
チ数の決定は安全サイドに見て最大のノッチ数を選択し
ている。従って、デジタルＡＴＣ装置で、三重系の制動
制御を実現することが可能である。

【００１２】本発明が採用した請求項２の手段は、ブレ
ーキノッチの作成は減速パターンを列車の速度と比較し
て行い、列車の速度検知を３つの処理部において夫々別
個に行うようにした請求項１に記載の自動列車制御装置
である。

【００１３】複数の速度検知器によって速度検知を行っ
ているため、一つの速度検知器の車輪が滑走又は空転し
た場合であっても、他の速度検知器からの信号が入力さ
れるので正確な速度検知を行うことが可能である。また
各速度検知器の種類をそれぞれ別々のものとすることも
可能であり、この場合も一種類の速度検知器の故障を他
の種類の速度検知器がカバーすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の構成を図面に示
す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りであ
る。図１は本発明の第１の実施の形態に係るものであ
り、デジタルＡＴＣ装置の車上装置の制御ブロック図で
ある。同図に示す如く、このＡＴＣ装置は、ブレーキノ
ッチを作成するための処理部を並列に３つ有するいわゆ
る三重系である。各処理部９〜１１には、受電器１２か
ら距離関連情報が入力され、速度検知器１３から現在の
列車速度情報が入力され、トランスポンダ車上子１４か
ら列車の現在位置の補正情報が入力される。各処理部９
〜１１で作成されたブレーキノッチは、その全部が一つ
の共通部１５に入力され、ここでブレーキノッチが決定
される。そして、決定されたブレーキノッチは、ブレー
キ制御装置１６へ出力され、列車の速度制御が行われ
る。

【００１５】前記受電器１２は、従来のアナログＡＴＣ
装置の場合と同じように、軌道回路から距離関連情報を
受信するのが一般的であるが、無線によってもよく、ま
た距離関連情報としては距離そのものであっても、閉塞
区間数であってもよい。列車の現在位置は、速度検知器
１３で検知した速度を時間積分して得られる。速度検知
器１３は、車輪の回転による速度発電機が一般的である
が、電波のドップラー効果を利用したドップラー速度計
や光学式のもの及びその他のものであってもよい。また
列車の現在位置情報は、精度を上げるためにトランスポ
ンダ車上子１４の出力によって補正されるが、ＧＰＳ
（衛星を利用した汎地球測位システム）による補正方式
であってもよい。

【００１６】距離関連情報と現在位置情報とは、各系の
処理部９〜１１に入力され、並列処理される。先ず、距
離関連情報から停止すべき位置までの距離を解読し、前
記現在位置情報とメモリに記憶された当該車両のブレー
キ性能及び曲線等の線路に関するデータ等に基づいて減
速パターンを作成する。そして、当該減速パターンと現
在速度とを比較してブレーキノッチを作成する。減速す
る必要のない場合は、「ブレーキ緩解」のブレーキノッ
チが作成される。また前記作成した減速パターンに従っ
て停止できる場合は、「常用ブレーキ」のブレーキノッ
チが作成され、減速パターンと現在速度とを比較してブ
レーキ力の大きさ、すなわち、常用ブレーキの「ノッチ
数（１〜７）」が作成される。できるだけ短い距離で停
止すべき場合は、「非常ブレーキ」のブレーキノッチが
作成される。

【００１７】各系の処理部が作成したブレーキノッチ
は、共通部１５に入力される。この共通部１５における
ブレーキノッチの決定は、図２に示す要領で行われる。
先ず、各処理部９〜１１からのブレーキノッチの入力が
合計で１つ以下ならばＡＴＣ装置故障として「非常ブレ
ーキ」を決定する。各処理部９〜１１からのブレーキノ
ッチの入力が合計で２つ以上であれば、それぞれのブレ
ーキ種類が「非常ブレーキ」か、「ブレーキ緩解」か、
「常用ブレーキ」かを確認し、ブレーキ種類を多数決に
より選択する。多数決は、２つ以上のブレーキ種類が一
致すればそのブレーキ種類を選択し、それが「常用ブレ
ーキ」であれば、各系の常用ブレーキの「ノッチ数」を
確認し、安全原則からしてそのうちの最大の「ノッチ
数」を選択して決定する。多数決でブレーキ種類を選択
できない場合は、ＡＴＣ故障として非常ブレーキを決定
すればよい。

【００１８】このようにしてブレーキノッチを決定する
ことにより、デジタルＡＴＣ装置の車上装置の処理部を
三重系で構成することができ、列車の安全性と輸送の安
定性とを向上させることが可能である。また車上装置で
作成した減速パターンに基づいて正確に列車の制動制御
を行うことができるので、従来のアナログＡＴＣ装置の
ように各閉塞区間において余裕距離が発生せず、無駄の
ない列車制御が可能である。

【００１９】図３は本発明の第２の実施の形態に係るデ
ジタルＡＴＣ装置を示す車上装置の制御ブロック図であ
る。この実施の形態では、各処理部９〜１１に独立した
速度検知器１７〜１９を設け、列車速度を個別に入力す
るようにしている。これは図１に示す場合のように、１
つの速度検知器８から全ての処理部９〜１１へ共通した
速度信号を出力するようにした場合は、当該速度検知器
８が故障した場合に、全ての処理部９〜１１が機能を喪
失することと、速度検知器が車輪の回転による速度発電
機である場合に、車輪の滑走や空転によって速度の誤差
が発生し、これが全ての処理部９〜１１に影響すること
が考えられるからである。なお、速度検知器１７〜１９
は、車輪の回転による速度発電機の他、ドップラー速度
計、光学式もの及びその他のもの等が適用可能であり、
各速度検知器１７〜１９の全部を異なる種類のものにし
たり、全てを車輪の滑走等に影響されないドップラー速
度計にする等の組み合わせは自由である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明にあっては、
車上装置で作成する減速パターンに従って列車を減速す
るデジタルＡＴＣ装置において、車上装置の処理部を三
重系で構成し、３つの処理部から出力されるブレーキ種
類を先に選択した後、常用ブレーキの場合の最大のノッ
チ数を選択し、ブレーキ種類が選択できない場合は非常
ブレーキを選択するようにしたから、列車の安全性を確
立した上で、列車間隔を最大限に縮小することができ、
輸送の安定性の確保を図ることが可能である。

【００２１】また本発明にあっては、ブレーキノッチの
作成を、減速パターンと列車の速度とを比較して行うと
共に、列車の速度検知を３つの処理部において夫々別個
に行うようにしたから、一つの速度検知器の車輪が滑走
又は空転した場合であっても、他の速度検知器からの信
号が入力されるので正確な速度検知を行うことが可能で
ある。更に、各速度検知器の種類をそれぞれ別々のもの
にすることもでき、この場合には一種類の速度検知器の
故障又は精度の低下を他の種類の速度検知器がカバーす
ることができ、高精度の列車制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車上装置の制
御ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る車上装置のブ
レーキノッチの決定方法を説明するためのフローチャー
トである。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る車上装置の制
御ブロック図である。

【図４】従来のアナログＡＴＣ装置の速度制御方法を示
す図面である。

【図５】従来のアナログＡＴＣ装置の車上装置の制御ブ
ロック図である。

【図６】従来のデジタルＡＴＣ装置の速度制御方法を示
す図面である。

【符号の説明】

９〜１１…処理部 １２…受電器 １３…速度検知器 １４…トランスポンダ車上子 １５…共通部 １６…ブレーキ制御装置 １７〜１９…速度検知器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H115 PA00 PA08 PC02 PG01 QE10 QI14 QN03 QN13 QN23 RB05 SF05 SJ13 TB03 TB10 TD01 TU07 5H161 AA01 BB06 BB07 CC03 CC07 DD22 EE02 EE07 NN12 NN15 5H209 AA09 BB08 CC05 DD02 DD18 EE03 FF02 GG04 HH15 TT04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先行列車から後続列車までの距離関連情報
   に基づいて減速パターンを作成すると共に、該減速パタ
   ーンに従ってブレーキノッチを作成する処理部を並列に
   ３つ有し、これらの３つの処理部から出力されるブレー
   キノッチを共通部で処理して決定し、列車の制動操作を
   行う自動列車制御装置であって、前記ブレーキノッチは
   常用ブレーキ，非常ブレーキ，ブレーキ緩解の３つのブ
   レーキ種類と、常用ブレーキの場合の段階的なノッチ数
   とがあり、前記共通部は３つの処理部から出力されるブ
   レーキ種類を先に選択した後、常用ブレーキの場合の最
   大のノッチ数を選択し、ブレーキ種類が選択できない場
   合は非常ブレーキを選択することを特徴とする自動列車
   制御装置。
2. 【請求項２】ブレーキノッチの作成は減速パターンを列
   車の速度と比較して行い、列車の速度検知を３つの処理
   部において夫々別個に行うようにした請求項１に記載の
   自動列車制御装置。