JP2002225710A - 制御情報伝送システムおよび自動列車制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディジタル制御情報による緊急停止情報の識
別時間を短縮させる。 【解決手段】 列車１１には車上制御装置２０が設けら
れ、また軌道回路１０には、ネットワーク４０を介して
地上制御装置３０に接続された送信装置５０ａ，５０ｂ
が設置されている。上記構成において、列車の緊急停止
条件が入力される緊急停止条件入力部３２と、前記入力
部３２に緊急停止条件が入力されたとき、列車在線状態
記憶部３１に記憶されていた列車の在線状態の情報に、
緊急停止条件の設定を行って列車の制御情報Ｓ０を作成
する制御情報作成部３３と、制御情報Ｓ０に緊急停止条
件が設定されているか否かを判定する判定部５１と、緊
急停止条件が設定されている場合には緊急停止ビットパ
ターンＳ２を生成するビットパターン生成部５３と、緊
急停止条件が設定されていない場合には制御情報Ｓ０を
データフレーム構成の制御情報Ｓ１に編集する制御情報
編集部５２とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、列車または車両
（以下、列車という）と地上の装置との間で情報を伝送
するシステム、特にディジタル制御情報を用いて列車を
制御するための制御情報伝送システム、およびそれを用
いた自動列車制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に鉄道システムにおいては、列車上
には車上制御装置が、地上側には地上制御装置がそれぞ
れ設置され、車上制御装置と地上制御装置間で制御情報
が伝送される。このような制御情報の伝送方式として
は、連続伝送方式と点伝送方式がある。このうち、連続
伝送方式はきめ細かな制御を行うことができることか
ら、現在では主流となっている。連続伝送方式では制御
情報を予め決められた時間間隔で繰り返し伝送すること
により、例えば信号機の現示変化に応じて列車の制御を
行っている。

【０００３】現在、使用されている連続伝送方式による
列車制御としては、例えば自動列車制御装置（ＡＴＣ装
置）がある。同装置において、軌道上の区間毎の制限速
度を与える方法としては、制限速度に対応した周波数の
信号を送受信することで制限速度情報の伝達を行う、ア
ナログ情報伝送による制御方式が用いられている。

【０００４】しかし、近年では、アナログ情報伝送によ
る制御方式に代わって、ディジタル情報伝送による制御
方式が注目されている。例えば、特開平３−１２８７６
０号公報には、制御情報をディジタル情報として変調し
たディジタル制御情報を地上制御装置より送信し、その
ディジタル制御情報を車上制御装置で受信して復調する
ことで情報の伝達を行うディジタル伝送方式が示されて
いる。

【０００５】また、特開平０６−３５１０７２号公報に
は、所定のビットパターンをとるチェック用情報を含ん
だディジタル制御情報を送信し、受信したディジタル制
御情報に含まれるチェック用情報のビットパターンを照
合することで、信号伝送路に障害が発生したことを検知
する多重伝送装置が示されている。

【０００６】さらに、自動列車制御装置（ＡＴＣ装置）
に関しては、例えば、特開平０９−１７５３９６号公報
には、点伝送方式により地上子から送信される制御情報
と、連続伝送方式により信号現示を変化させるために軌
道回路に流される軌道電流信号とを受信し、軌道電流信
号の電気的要素の変化を検知することにより、信号機の
現示変化に即応して停止パターンを更新し得る車上装置
及び車両制御装置が示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、列車制御に
おいて、例えば自動列車制御装置（ＡＴＣ装置）は、列
車を緊急に停止させる必要が発生した場合に、列車を停
止させるための制御情報を、可能な限り速やか且つ確実
に地上制御装置から車上制御装置に伝送する必要があ
る。

【０００８】しかしながら、特開平３−１２８７６０号
公報では、ディジタル制御情報フレーム中に緊急停止の
情報を含んで列車の制御を行う場合、ディジタル制御情
報フレームを完全に受信完了し、制御情報の正当性を確
認してからでないと、列車の緊急停止制御が開始されな
いことになる。

【０００９】また、特開平０６−３５１０７２号公報で
は、ディジタル制御情報に含まれるビットパターンによ
り信号伝送路に発生する障害を検知しているが、ビット
パターンがディジタル制御情報に含まれているため、デ
ィジタル制御情報を完全に受信完了しないと信号伝送路
に発生する障害を検知できず、その分だけ制御の開始が
遅れる。

【００１０】さらに、特開平０９−１７５３９６号公報
では、信号現示を変化させるために軌道回路に流される
軌道電流信号を受信し、軌道電流信号の電気的要素の変
化を検知することにより、信号機の現示変化に即応して
停止パターンを更新し得る車上装置及び車両制御装置が
示されているが、列車が在線している区間の次区間の軌
道電流信号によって、次区間の信号現示状態に応じて列
車を制御するため、列車が在線している区間で発生する
列車を緊急に停止させる事象には即応できない。

【００１１】本発明の課題は、ディジタル制御情報によ
る緊急情報の識別時間の短縮化を図ることのできる制御
情報伝送システム、およびそれを用いた自動列車制御装
置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、数種類のディジタル制御情報が伝送され
る伝送経路と、固定長又は可変長フレームのディジタル
制御情報と固定ビットパターンのディジタル制御情報と
を切り替えて伝送経路に送信する送信手段と、伝送経路
からディジタル制御情報を受信する受信手段とを備えた
ことを特徴としている。

【００１３】上記構成によれば、通常時、受信手段は固
定長又は可変長フレームのディジタル制御情報を受信し
ているが、緊急時には、固定ビットパターンのディジタ
ル制御情報を受信して、緊急時であることを直ちに認識
でき、緊急情報の識別時間の短縮化を図ることができ
る。なお、固定ビットパターンとしては、ディジタル信
号の“１”、“０”、“１０”または“０１”等を組み
合わせた任意のビット列が規定回数連続したビットパタ
ーンで構成することができる。

【００１４】また、送信手段は、固定ビットパターンの
ディジタル制御情報を送信する必要が生じた場合には、
固定長又は可変長フレームのディジタル制御情報を送信
中であっても、その送信を中断し、固定ビットパターン
のディジタル制御情報を送信するように構成されてい
る。この場合、送信手段は、固定ビットパターンのディ
ジタル制御情報を一定時間送信した後に、固定長又は可
変長フレームのディジタル制御情報の送信を再開するよ
うにしてもよい。

【００１５】また、本発明は、ディジタル制御情報が伝
送される伝送経路と、ディジタル制御情報を変調し伝送
経路に送信する一方、ディジタル制御情報を送信しない
場合には搬送波のみを伝送経路に送信する送信手段と、
伝送経路からディジタル制御情報を受信し復調する受信
手段とを備えたことを特徴としている。

【００１６】上記構成によれば、通常時、送信手段はデ
ィジタル制御情報を変調して伝送経路を介して受信手段
に送信しているが、緊急時には、送信手段はディジタル
制御情報を送信せず、搬送波のみを伝送経路を介して受
信手段に送信する。これにより、受信手段側では緊急時
であることを直ちに認識できるので、緊急情報の識別時
間の短縮化を図ることができる。

【００１７】また、本発明は、列車側に設置された車上
制御装置と、地上側に設置され車上制御装置にディジタ
ル制御情報を伝送して列車の制御を行う地上制御装置と
を備えた自動列車制御装置において、ディジタル制御情
報として、固定長又は可変長フレームのディジタル制御
情報と固定ビットパターンのディジタル制御情報とを切
り替えて送信する送信手段を、地上制御装置に設けたこ
とを特徴としている。

【００１８】上記構成によれば、通常時、地上制御装置
は固定長又は可変長フレームのディジタル制御情報を車
上制御装置に送信しているが、緊急時には、地上制御装
置は送信の切替を行って、列車を緊急停止させるための
固定ビットパターンのディジタル制御情報を車上制御装
置に送信する。これにより、車上制御装置では緊急時で
あることを直ちに認識して列車を緊急停車させる。な
お、固定ビットパターンとしては、ディジタル信号の
“１”、“０”、“１０”または“０１”等を組み合わ
せた任意のビット列が規定回数連続したビットパターン
で構成することができる。

【００１９】さらに、本発明は、軌道回路に制御情報を
送信する送信装置と、軌道回路から制御情報を受信し列
車を制御する車上制御装置と、送信装置にネットワーク
を介して接続された地上制御装置とを備えた自動列車制
御装置において、地上制御装置は、外部より列車の緊急
停止条件が入力される緊急停止条件入力部と、緊急停止
条件入力部に緊急停止条件の入力有りのときは、予め記
憶部に記憶されていた列車の在線状態の情報に緊急停止
条件の設定を行って列車の制御情報を作成し、緊急停止
条件の入力無しのときは、予め記憶部に記憶されていた
列車の在線状態の情報に基づいて列車の制御情報を作成
する制御情報作成部とを有し、送信装置は、制御情報作
成部で作成された制御情報を入力し該制御情報に緊急停
止条件が設定されているか否かを判定する判定部と、判
定部での判定の結果、緊急停止条件が設定されている場
合には緊急停止のためのビットパターンを生成するビッ
トパターン生成部と、判定部での判定の結果、緊急停止
条件が設定されていない場合には制御情報をデータフレ
ーム構成に編集する制御情報編集部とを有することを特
徴としている。

【００２０】上記構成によれば、列車を緊急停止させる
必要が生じたときは、緊急停止条件入力部に緊急停止条
件が入力される。すると、制御情報作成部は、予め記憶
部に記憶されていた列車の在線状態の情報に緊急停止条
件の設定を行って列車の制御情報を作成する。列車を緊
急停止させる必要がない通常時には、制御情報作成部
は、予め記憶部に記憶されていた列車の在線状態の情報
に基づいて列車の制御情報を作成する。次に判定部は、
制御情報作成部で作成された列車の制御情報を入力し
て、その制御情報に緊急停止条件が設定されているか否
かを判定する。そして、緊急停止条件が設定されている
場合には、ビットパターン生成部は緊急停止のためのビ
ットパターンを生成し、そのビットパターンの制御情報
を軌道回路を介して車上制御装置に送信する。これによ
り、車上制御装置では緊急時であることを直ちに認識し
て列車を緊急停車させる。なお、緊急停止条件が設定さ
れていない通常の場合には、送信装置は、制御情報編集
部で制御情報をデータフレーム構成に編集し、その制御
情報を軌道回路を介して車上制御装置に送信する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る自動列
車制御装置の全体構成を示している。軌道回路１０を走
行する列車１１上には車上制御装置２０が設けられ、列
車１１は車上制御装置２０によって走行が制御されてい
る。地上側には列車１１の走行を管理する地上制御装置
３０が備えられ、車上制御装置２０と地上制御装置３０
との間の情報伝送は、地上制御装置３０とネットワーク
４０により結合された複数の送信装置５０ａ，５０ｂ・
・・を介して連続伝送方式により行われる。

【００２２】地上制御装置３０には、列車在線状態記憶
部３１、緊急停止条件入力部３２、および制御情報作成
部３３が設けられている。緊急停止条件入力部３２に
は、例えば、列車防護装置３４のように列車を緊急に停
止させる必要が生じた場合に扱われる装置が接続されて
いる。列車在線状態記憶部３１には、軌道回路１０上を
走行する列車の在線情報が記憶されている。そして、制
御情報作成部３３は列車在線状態記憶部３１と緊急停止
条件入力部３２に接続され、列車在線状態記憶部３１お
よび緊急停止条件入力部３２から入力される情報に応じ
て、送信装置毎に異なる列車の制御情報Ｓ０を作成し、
ネットワーク４０を介して各送信装置５０ａ，５０ｂ・
・・に送信する。

【００２３】送信装置５０ａには、判定部５１、制御情
報編集部５２、ビットパターン生成部５３、および送信
部５４が設けられている。送信装置５０ｂ・・・も、内
部構成は図示してないが送信装置５０ａと同様な構成で
ある。判定部５１は、地上制御装置３０からネットワー
ク４０を介して送信されてきた制御情報Ｓ０を受信し、
制御情報Ｓ１に編集するか、または緊急停止ビットパタ
ーンＳ２を作成するかの判定を行う。制御情報編集部５
２は、判定部５１が制御情報Ｓ０を制御情報Ｓ１に編集
すると判定した場合に、制御情報Ｓ０を予め決められた
形のデータフレーム構成に編集する。ビットパターン生
成部５３は、判定部５１が緊急停止ビットパターンＳ２
を作成すると判定した場合に、予め決められた緊急停止
ビットパターンを作成する。送信部５４は、制御情報編
集部５２で編集された制御情報Ｓ１、またはビットパタ
ーン生成部５３で作成された緊急停止ビットパターンＳ
２を軌道回路１０に送信する。

【００２４】車上制御装置２０には、受信器２１、制御
情報処理部２２、およびブレーキ制御部２３が設けられ
ている。受信器２１は、地上側に設置された軌道回路１
０を流れる制御情報Ｓ１または緊急停止ビットパターン
Ｓ２を受信する。制御情報処理部２２は、受信器２１で
受信した情報が予め決められた緊急停止ビットパターン
Ｓ２であるか否かを判断し、緊急停止ビットパターンＳ
２であると判断したときは、直ちにブレーキ制御装置２
３を制御して列車１１を緊急停止させる。また、制御情
報処理部２２は、受信器２１で受信した情報が制御情報
Ｓ１であると判断したときは、その制御情報Ｓ１に基づ
いてブレーキ制御装置２３を制御する。

【００２５】図１に示すように、制御情報作成３３で作
成される制御情報Ｓ０は、列車を停車させる軌道回路を
示す位置情報と、緊急停止情報入力部３２から入力され
る緊急停止条件が成立しているか示す情報とを含んで構
成されている。ここで、前記位置情報は、列車在線状態
記憶部３１に記憶された列車の在線情報をもとに決定さ
れる。

【００２６】制御情報作成部３３で作成された制御情報
Ｓ０は、ネットワーク４０を介して例えば送信装置５０
ａに送信され、判定部５１は、受信した制御情報Ｓ０に
緊急停止条件が設定されているか否かを判定する。そし
て、判定した結果、制御情報Ｓ０に緊急停止条件が設定
されていない場合は、制御情報Ｓ０は、制御情報編集部
５２によって、予め決められた制御情報Ｓ１のデータフ
レーム構成に編集された後、送信部５４から軌道回路１
０に送信される。制御情報Ｓ１のデータフレーム単位
は、図２に示すように、所定の総ビット数、例えば７５
ビットをもって構成され、その内容は、データフレーム
の開始を示す８ビットのヘッダＨ（例えば、ビット列
“１１１１１１１０”）と、伝送すべき情報５８ビット
に対しＰＣＦ（プレフィックスコンマフリー）の“０”
インサーションによって６ビット毎に９個の“０”を挿
入した合計６７ビットの制御データＤＴとからなる。制
御データＤＴの内容は、列車を停車させる軌道回路を示
す位置情報と、８ビット構成の誤り検出用のＣＲＣ（Ｃ
ｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）を含
んで構成される。そして、車上制御装置２０の制御情報
処理部２２は、受信器２１で受信した情報が、図２に示
したようなデータフレーム構成を成すと認識した場合
に、制御情報Ｓ１に設定されている停止位置情報に応じ
てブレーキ制御部２３の制御を行う。

【００２７】これに対して、判定部５１での判定の結
果、制御情報Ｓ０に緊急停止条件が設定されている場合
は、ビットパターン生成部５３によって、予め決められ
た緊急停止ビットパターンが作成され、その緊急停止ビ
ットパターンは送信部５４を介して軌道回路１０に送信
される。この時、送信部５４は、制御情報Ｓ１の送信途
中であってもその送信を中断し、緊急停止ビットパター
ンＳ２の送信を開始する。緊急停止ビットパターンＳ２
は、図３に示すように予め決められたビットパターン、
例えば“１”が順次連なって構成されている。制御情報
処理部２２は、受信器２１で受信した情報が、図３に示
したような一定のビットパターンが規定回数、例えば１
５回連続しているのを検知した時点で、列車を緊急停止
させるためにブレーキ制御部２３を制御する。なお、前
記規定回数は、制御情報Ｓ１の所定ビット数よりも少な
くなるように規定されている。

【００２８】また、送信装置５０ａは、緊急停止ビット
パターンＳ２を一定時間送信した後、制御情報Ｓ１の送
信を再開する機能を備えている。

【００２９】本実施の形態によれば、制御情報Ｓ１の送
信途中であっても緊急停止ビットパターンＳ２を送信可
能であること、および制御情報Ｓ１よりもデータ長の短
いビット列を緊急停止の情報として伝送することから、
ディジタル制御情報による緊急停止情報の識別時間の短
縮化を図ることができる。

【００３０】また、ノイズ等により緊急停止ビットパタ
ーン中に緊急停止ビットパターンと異なるビットパター
ン、例えば“０”が出現して緊急停止ビットパターンの
連続が途絶えた場合にも、次ビットから緊急停止ビット
パターンが規定回数連続することを検知した時点で、列
車を緊急停止させるためにブレーキ制御装置２３の制御
を行うことにより、緊急停止動作の遅れを最小限に抑え
ることが可能となる。

【００３１】なお、図３の緊急停止ビットパターンは固
定ビットパターンを“１”としたが、これに限らず、
“０”、“０１”、“１０”等を連続させたものでも同
様の効果が得られることは勿論である。

【００３２】上記実施の形態では、本発明の制御情報伝
送システムを鉄道システムに適用した場合について説明
してきたが、これに限らず、本発明の制御情報伝送シス
テムは他の交通システムにも適用可能である。

【００３３】また、送信装置５０ａ，５０ｂ・・・が通
常時は地上制御装置３０からの制御情報Ｓ０を変調して
軌道回路１０に送信し、緊急停止条件が設定された制御
情報Ｓ０が入力されたときには、送信装置５０ａ，５０
ｂ・・・は制御情報Ｓ０を変調せずに、搬送波のみを軌
道回路１０に送信するように構成しても、上記実施の形
態と同様な作用効果を得ることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ディジタル制御情報による緊急停止情報の識別時間の短
縮化を図ることができ、またノイズ等による緊急停止動
作の遅れを最小限に抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動列車制御装置（ＡＴＣ装置）
の全体構成図である。

【図２】制御情報の説明図である。

【図３】緊急停止ビットパターンの説明図である。

【符号の説明】

１０ 軌道回路 １１ 列車 ２０ 車上制御装置 ２１ 受信器 ２２ 制御情報処理部 ２３ ブレーキ制御部 ３０ 地上制御装置 ３１ 列車在線状態記憶部 ３２ 緊急停止条件入力部 ３３ 制御情報作成部 ３４ 列車防護装置 ４０ ネットワーク ５０ａ，５０ｂ 送信装置 ５１ 判定部 ５２ 制御情報編集部 ５３ ビットパターン生成部 ５４ 送信部 Ｓ０，Ｓ１ 制御情報 Ｓ２ 緊急停止ビットパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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内 (72)発明者 片岡 義和 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 松本 憲二郎 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） 5H161 AA01 BB03 CC05 CC14 DD02 DD07 EE04 FF01 5K033 AA02 BA06 BA08 CB19 CC04 DA01 5K034 AA03 CC06 MM21

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数種類のディジタル制御情報が伝送され
   る伝送経路と、固定長又は可変長フレームのディジタル
   制御情報と固定ビットパターンのディジタル制御情報と
   を切り替えて前記伝送経路に送信する送信手段と、前記
   伝送経路から前記ディジタル制御情報を受信する受信手
   段と、を備えたことを特徴とする制御情報伝送システ
   ム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の制御情報伝送システム
   において、 前記固定ビットパターンは、ディジタル信号の“１”、
   “０”、“１０”または“０１”等を組み合わせた任意
   のビット列が規定回数連続したビットパターンからなる
   ことを特徴とする制御情報伝送システム。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の制御情報伝送システム
   において、 前記送信手段は、前記固定ビットパターンのディジタル
   制御情報を送信する必要が生じた場合には、前記固定長
   又は可変長フレームのディジタル制御情報を送信中であ
   っても、その送信を中断し、前記固定ビットパターンの
   ディジタル制御情報を送信することを特徴とする制御情
   報伝送システム。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の制御情報伝送システム
   において、 前記送信手段は、前記固定ビットパターンのディジタル
   制御情報を一定時間送信した後に、前記固定長又は可変
   長フレームのディジタル制御情報の送信を再開する機能
   を有することを特徴とする制御情報伝送システム。
5. 【請求項５】 ディジタル制御情報が伝送される伝送経
   路と、前記ディジタル制御情報を変調し前記伝送経路に
   送信する一方、前記ディジタル制御情報を送信しない場
   合には搬送波のみを前記伝送経路に送信する送信手段
   と、前記伝送経路から前記ディジタル制御情報を受信し
   復調する受信手段と、を備えたことを特徴とする制御情
   報伝送システム。
6. 【請求項６】 列車側に設置された車上制御装置と、地
   上側に設置され前記車上制御装置にディジタル制御情報
   を伝送して前記列車の制御を行う地上制御装置と、を備
   えた自動列車制御装置において、 前記ディジタル制御情報として、固定長又は可変長フレ
   ームのディジタル制御情報と固定ビットパターンのディ
   ジタル制御情報とを切り替えて送信する送信手段を、前
   記地上制御装置に設けたことを特徴とする自動列車制御
   装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の自動列車制御装置にお
   いて、 前記固定ビットパターンは、ディジタル信号の“１”、
   “０”、“１０”または“０１”等を組み合わせた任意
   のビット列が規定回数連続したビットパターンからなる
   ことを特徴とする自動列車制御装置。
8. 【請求項８】 軌道回路に制御情報を送信する送信装置
   と、前記軌道回路から前記制御情報を受信し列車を制御
   する車上制御装置と、前記送信装置にネットワークを介
   して接続された地上制御装置と、を備えた自動列車制御
   装置において、 前記地上制御装置は、外部より列車の緊急停止条件が入
   力される緊急停止条件入力部と、 前記緊急停止条件入力部に緊急停止条件の入力有りのと
   きは、予め記憶部に記憶されていた列車の在線状態の情
   報に前記緊急停止条件の設定を行って列車の制御情報を
   作成し、前記緊急停止条件の入力無しのときは、予め記
   憶部に記憶されていた列車の在線状態の情報に基づいて
   列車の制御情報を作成する制御情報作成部と、を有し、 前記送信装置は、前記制御情報作成部で作成された制御
   情報を入力し該制御情報に緊急停止条件が設定されてい
   るか否かを判定する判定部と、 前記判定部での判定の結果、緊急停止条件が設定されて
   いる場合には緊急停止のためのビットパターンを生成す
   るビットパターン生成部と、 前記判定部での判定の結果、緊急停止条件が設定されて
   いない場合には前記制御情報をデータフレーム構成に編
   集する制御情報編集部と、を有することを特徴とする自
   動列車制御装置。