JP2003011820A - デジタル伝送式自動列車制御装置 - Google Patents

デジタル伝送式自動列車制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】軌道回路が短い場合でも、軌道回路を通過する
列車が、地上側から伝送される電文を確実に受信できる
デジタル伝送式ATC装置を提供する。 【解決手段】列車2が軌道回路2Tに進入すると、受信
器20内のレベル判定部22はATC信号の受信レベル
がしきい値より低下したと判定し、列車2を検知する。
列車2が検知されると送信制御部12からの信号に従っ
てカウンタ13Bはリセット動作を行う。これによりメ
モリ部13Aからの電文の送信がリセットされる。そし
て、情報作成部11は、カウンタ13Bのリセット動作
によって現在保持している速度制御情報をメモリ部13
Aに送信すると共に、カウンタ13Bを再始動させる。
メモリ部13Aは情報作成部11からの速度制御情報に
基づいて電文を形成し、カウンタ13Bのカウント動作
と連動して形成した電文を最初から送信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地上側から車上側
へ電文を繰り返すデジタルATC信号を伝送して列車の
速度を自動制御するデジタル伝送式自動列車制御(Au
tomaticTrain Control;以下AT
Cとする)装置に関し、特に、地上側から車上側への電
文伝達を確実に行うことのできるデジタル伝送式ATC
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ATC装置は、先行列車との間
隔及び進路の開通状況に応じて、許容運転速度情報を示
すATC信号を地上装置から車上装置に伝送すると共
に、車上側において、列車の速度が許容速度以下になる
ように受信した前記ATC信号に基づいて速度制御を自
動的に行う装置である。
【0003】近年、高速・高密度運転に対応するきめ細
かい列車運転制御のニーズが高まっており、また、多様
な車両性能の列車が混在しても最適な制御が行えるよう
なATC装置が望まれている。このような観点から、デ
ジタル信号を使用して地上、車上間の多情報伝送を実現
するデジタル伝送方式のATC装置が提案されている。
【0004】かかるデジタル伝送方式のATC装置にお
ける情報伝送は、先行列車までの距離情報や列車の進路
情報等の列車の速度制御に関連する速度制御情報を含ん
だ電文単位で行われ、地上装置は、このような電文を繰
り返すデジタルATC信号をレールを介して車上側に伝
送する。一方、車上側では、受信したATC信号の電文
の内容に基づいて例えば停止点又は制限速度区間までの
距離を算出し、許容速度を示すブレーキパターンを作成
し、作成したブレーキパターンに従って速度制御を実行
する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ATC信号
は、上述のような車上側への情報伝送の他に列車検知に
も使用される。ATC信号を利用した列車検知は、軌道
回路の先端側から送信したATC信号を軌道回路の後端
で受信できるように構成した地上装置が、前記ATC信
号の受信レベルを常時監視することによって行われる。
すなわち、列車が軌道回路に進入し、レールが短絡され
ると前記ATC信号の受信レベルが低下することを利用
して、地上装置は前記受信レベルが予め設定されたしき
い値より低下すると列車有りと判定する。したがって、
上述のようなデジタル伝送方式を採用する場合、地上装
置は常時列車の進入を検知できるように、ATC信号の
電文を一定周期で繰り返し軌道回路に向けて送信してい
る。
【0006】しかしながら、上述のような従来のデジタ
ル伝送方式のATC装置は、地上装置がATC信号の電
文を軌道回路に向けて一定周期で繰り返し送信する構成
であるから、多くの場合、軌道回路に進入した列車は電
文を途中から受信してしまうことになる。このため、軌
道回路が短いと、列車が軌道回路を通過する間に完全な
電文を受信できない場合が生じてしまう。
【0007】このように、軌道回路を通過する間に列車
が完全な電文を受信できなくなると、最新の情報が受信
できずに運行効率が低下してしまう虞れがある。また、
情報量が多くなると電文の長さも長くなるので、列車が
完全な電文を受信できなくなる傾向が増長され、高速・
高密度運転に対応するきめ細かい列車運転制御を目的と
したデジタル伝送方式を採用するメリットが薄れてしま
う虞れもある。
【0008】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、軌道回路を通過する列車が地上側から伝送される電
文を確実に受信できるデジタル伝送式ATC装置を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明は、地上装置が列車の速度制御情報を含む電文を
繰り返すデジタルATC信号を軌道回路に送信し、当該
軌道回路を介して受信した前記ATC信号の電文に含ま
れる速度制御情報に基づいて車上装置が列車の速度を自
動制御するデジタル伝送式自動列車制御装置において、
前記地上装置は、列車の軌道回路への進入を検知すると
送信中の電文をリセットし、電文の最初から送信する構
成とした。
【0010】かかる構成では、地上装置は、列車が軌道
回路に進入したことを検知すると、電文を最後まで送信
していなくても送信を打ち切って、電文を最初から送信
する。また、請求項2に係る発明は、前記地上装置は、
軌道回路の先端側から前記ATC信号を送信し、軌道回
路の後端から前記ATC信号を受信し、該ATC信号の
受信レベルがしきい値より小さいと判定したときに列車
の軌道回路への進入を検知する列車検知手段と、該列車
検知手段が列車を検知したときに送信中の電文をリセッ
トし、電文の最初から送信する電文送信制御手段と、を
備えて構成した。
【0011】かかる構成では、列車検知手段は、ATC
信号の受信レベルがしきい値より低下することによって
列車の軌道回路への進入を検知する。電文送信制御手段
は、列車が検知されたときに送信中の電文をリセットし
て電文を最初から送信する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明のデジタル伝送式
ATC装置の一実施形態を示した概略構成図である。
尚、本実施形態では軌道回路が3つの場合を例示する
が、軌道回路は3つに限定されるものでないことは言う
までもない。
【0013】図1において、本実施形態に係るデジタル
伝送式ATC装置は、デジタルATC信号を軌道回路1
T〜3Tに送信する地上装置1と、列車2上に搭載され
る車上装置としての車上受信装置3と、を備えて構成さ
れる。地上装置1は、列車軌道上の連続した軌道回路1
T〜3T毎に設けられて各軌道回路1T〜3Tの先端部
1Ta〜3TaからデジタルATC信号を送信し後端部
1Tb〜3Tbから当該ATC信号を受信する軌道回路
送受信装置4〜6と、各軌道回路1T〜3Tの送受信装
置4〜6、列車2の進路を制御する連動装置7それぞれ
を通信可能に電気的に接続する伝送路8と、を備えて構
成される。
【0014】車上受信装置3は、列車2の先端下部に設
けられた受信コイル9を介して、在線中の軌道回路1T
〜3Tに流れる前記デジタルATC信号を受信し、当該
信号に基づいて列車2の許容速度を示すブレーキパター
ンを作成する。そして、列車2の実速度が、作成したブ
レーキパターンを超えないように例えばブレーキ制動を
行って列車2の自動速度制御を行う。
【0015】図2は、本実施形態に係る軌道回路送受信
装置4〜6のブロック図である。尚、各軌道回路送受信
装置4〜6の構成は同じであるので、ここでは軌道回路
2Tに設けられた軌道回路送受信装置5について説明
し、他の軌道回路送受信装置4、6についての説明を省
略する。図2において、軌道回路送受信装置5は、前方
の軌道回路送受信装置6や連動装置7等から受信した情
報に基づいて電文を作成し、当該電文を繰り返すデジタ
ルATC信号を軌道回路2Tの先端部2Taに送信する
送信器10と、軌道回路2Tに流れている前記ATC信
号を軌道回路2Tの後端部2Tbから受信し、軌道回路
2Tに進入した列車2を検知したことを送信器10に知
らせるための列車検知信号を生成すると共に、前記AT
C信号の受信レベル及び内容に基づいて列車2が軌道回
路2Tに在線しているか否かを後方の軌道回路送受信装
置4に知らせるための列車位置情報を作成する受信器2
0と、受信器20で作成された列車位置情報を伝送路8
を介して後方の軌道回路送受信装置4に送信すると共
に、前方の軌道回路3Tの軌道回路送受信装置6や連動
装置7等から電文の作成に必要な情報を伝送路8を介し
て受信し、受信した情報を送信器10に送信する伝送器
30と、を備えて構成される。
【0016】送信器10は、伝送器30から送信された
情報に基づいて速度制御情報を作成し、カウンタ13B
がカウントアップしたときに当該速度制御情報をメモリ
部13Aに送信し、速度制御情報の送信完了を示す送信
完了信号をカウンタ13Bに送信する情報作成部11
と、レベル判定部22から送信される列車検知信号に基
づいてカウンタ13Bを強制的にリセットするためのリ
セット信号を生成する送信制御部12と、電文を作成す
る電文作成部13と、作成された電文をFSK(Fre
quency shift Keying)変調する変
調器14と、変調器14から送信される変調波を増幅
し、軌道回路2Tの先端部2TaにATC信号を送信す
る増幅器15と、を備えて構成される。
【0017】電文作成部13は、情報作成部11で作成
された速度制御情報を取り込み、当該速度制御情報を情
報データとして割り当てて電文を形成するメモリ部13
Aと、情報作成部11からの前記送信完了信号に基づい
てカウントを開始し、カウント開始によりメモリ部13
Aに電文を送信させるための信号を送信する一方、送信
制御部12から前記リセット信号を受信するとリセット
動作を行って、速度制御情報をメモリ部13Aに送信さ
せるための信号を情報作成部11に送信するカウンタ1
3Bと、メモリ部13Aから送信される電文の信号変換
を行う信号変換部13Cと、を備えて構成される。
【0018】ここで、情報作成部11と、送信制御部1
2と、電文作成部13とで電文送信制御手段を構成す
る。メモリ部13Aで形成される電文は、例えば図3に
示すように、電文の始まりを表すフラグと、車上受信装
置3が列車2の速度制御を行うために必要な速度制御情
報が割り当てられる情報データと、伝送過程で雑音が混
入した場合等に生じるデータの誤りを検定するためのC
RC(Cyclic RedundancyChec
k)符号と、から構成される。
【0019】前記速度制御情報は、前方の各軌道回路送
受信装置からの列車位置情報に基づいて作成される先行
列車までの軌道回路数情報や軌道回路2Tにおける列車
2の許容速度情報、及び連動装置7の動作状況に基づい
て作成される進路経路情報等列車2の速度制御に関連す
る情報が含まれている。受信器20は、軌道回路2Tに
流れる列車2のモータ電流等、受信信号に含まれるノイ
ズを除去するための帯域フィルタ(BPF)21と、帯
域フィルタ21から出力されるATC信号のレベル判定
を行い、受信レベルがしきい値より低下したときに列車
2の軌道回路2Tへの進入を検知する列車検知手段とし
てのレベル判定部22と、同じく帯域フィルタ21から
出力されるATC信号を復調する復調器23と、復調さ
れた電文が、軌道回路送受信装置5が管轄する軌道回路
2Tからの正規の受信情報か否かを判定する電文解読照
合部24と、レベル判定部22のレベル判定結果と電文
解読照合部24の判定結果とから前記列車位置情報を作
成する列車在線判定部25と、を備えて構成される。
【0020】次に、列車2が軌道回路2Tへ進入すると
きの本実施形態のデジタル伝送式ATC装置の動作を図
2及び図4を用いて説明する。図4は、列車2が軌道回
路2Tへ進入するときに、軌道回路送受信装置5の受信
器20が受信するデジタルATC信号の受信レベル(図
(a))と、該デジタルATC信号の受信レベルに応じ
てレベル判定部22が生成する列車検知信号(図
(b))と、カウンタ13Bをリセットするために送信
制御部12が生成するリセット信号(図(c))と、軌
道回路送受信装置5の送信器10から軌道回路2Tに送
信されるデジタルATC信号(図(d))と、車上受信
装置3が受信するデジタルATC信号(図(e))のタ
イムチャートである。
【0021】図4において、列車2が軌道回路2Tに進
入する前は、レベル判定部22は送信器10から送信さ
れたデジタルATC信号をレール、帯域フィルタ21を
介して受信するので、デジタルATC信号の受信レベル
がしきい値(図中のトリガレベル)以上であると判定
し、軌道回路2Tに列車2が進入していないことを示す
列車検知信号を列車在線判定部25に送信する(図4
(a)、(b))。これと同時に電文解読照合部24
は、復調器23で復調された電文が、軌道回路送受信装
置5が管轄する軌道回路2Tからの正規の受信情報か否
かを判定し、判定結果を列車在線判定部25に送信す
る。
【0022】そして、列車在線判定部25は、電文解読
照合部24が正規の受信情報を受信したと判定すれば、
列車2は軌道回路2Tに在線していないと判定し、列車
無しを示す列車位置情報を、伝送路8を介して後方の軌
道回路送受信装置4に送信する。列車2が軌道回路2T
に進入すると、軌道回路2Tのレールは列車2の車輪に
より短絡されるので、受信器20が軌道回路2Tの後端
部2Tbで受信するATC信号の受信レベルはしきい値
より低下する(図4(a))。したがって、レベル判定
部22は列車2の軌道回路2Tへの進入を検知し、軌道
回路2Tに列車2が進入したことを示す列車検知信号を
送信制御部12と列車在線判定部25に送信する(図4
(b))。
【0023】送信制御部12は、レベル判定部22から
軌道回路2Tに列車2が進入したことを示す列車検知信
号を受信すると、カウンタ13Bをリセットするための
リセット信号を生成する(図4(c))。カウンタ13
Bは、前記リセット信号に基づいてリセット動作を行
う。これにより、メモリ部13A内の電文の送信をリセ
ットする(図4(d))。
【0024】カウンタ13Bのリセット動作と同時に情
報作成部11は、現在保持している速度制御情報をメモ
リ部13Aに送信し、送信が完了すると送信完了信号を
カウンタ13Bに送信する。送信完了信号の受信によっ
てカウンタ13Bがカウントを再開すると、メモリ部1
3Aは情報作成部11からの速度制御情報を情報データ
として割り当てて電文を形成し、カウンタ13Bのカウ
ントと連動して、形成した電文を最初から送信する。そ
して、カウンタ13Bがカウントアップすると1電文の
送信が完了し、以降カウンタ13Bがカウントアップす
る度に電文の送信を繰り返す。(図4(d))。尚、情
報作成部11が作成する速度制御情報は、伝送器30か
ら送られる情報の変更により随時更新される。
【0025】信号変換器13Cは、メモリ部13Aから
送信された情報をP/S(parallel/seri
al)変換し、変換した情報をカウンタ13Bのカウン
ト動作に従って順次送信する。こうして電文作成部13
で作成された電文を、変調器14でFSK変調し、増幅
器15で増幅し、軌道回路2Tに送信する。そして、軌
道回路2Tに進入した列車2の車上送受信装置3は、完
全な電文を受信する(図4(e))。
【0026】列車在線判定部25は、レベル判定部22
でデジタルATC信号の受信レベルがしきい値を超えて
いると判定され、且つ、電文解読照合部24で正規の受
信情報であると判定されたときに列車無しと判定し、そ
れ以外のときは列車有りと判定する。したがって、列車
在線判定部25は、軌道回路2Tに列車2が進入したこ
とを示す列車検知信号をレベル判定部22から入力すれ
ば、受信情報が正規の情報であるか否かに関わらず軌道
回路2T内に列車2が在線していると判定する。したが
って、列車在線判定部25は列車有りを示す列車位置情
報を、後方の軌道回路送受信装置4に送信する。
【0027】このように、軌道回路2T内に列車2が進
入したことを検知すると電文の送信をリセットし、電文
を最初から送信する構成としたので、列車2が軌道回路
2Tに進入するのとほぼ同時に地上装置1から列車2側
に電文を最初から送信できる。したがって、列車2は軌
道回路2Tが短い場合でも軌道回路2Tを通過する間に
完全な電文を確実に受信できる。
【0028】尚、本実施形態では、送信制御部12は、
レベル判定部22から軌道回路2Tに列車2が進入した
ことを示す列車検知信号を受信した後、直ちにリセット
信号を送信してカウンタ13Bをリセットする構成とし
たが、列車検知信号の受信後、電文の送信状況を確認し
てカウンタ13Bをリセットする構成としてもよい。具
体例として、例えば、送信制御部12はカウンタ13B
の動作を常時監視し、軌道回路2Tに列車2が進入した
ことを示す列車検知信号を受信した後、所定時間が経過
してからリセット信号を送信する構成が挙げられる。こ
のようにすれば、前記所定時間の間に情報作成部11で
速度制御情報が更新されるような場合に、更新された新
たな速度制御情報を含むATC信号を列車2側に送信で
きるようになる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1、2に係
る発明によれば、地上装置は、列車が軌道回路に進入し
た後速やかに完全な電文を送信するので、軌道回路が短
い場合でも列車が軌道回路を通過する間に確実に電文を
車上側で受信できる。これにより車上装置は、最新の速
度制御情報に基づいて列車の自動速度制御を行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデジタル伝送式自動列車制御装置の一
実施形態を示した概略構成図
【図2】同上本実施形態に係る軌道回路送受信装置のブ
ロック図
【図3】同上実施形態に係るデジタル伝送式自動列車制
御装置の情報伝送に使用される電文の構成を示した図
【図4】同上実施形態に係るデジタル伝送式自動列車制
御装置の動作タイムーチャート
【符号の説明】
1 地上装置 2 列車 3 車上受信装置 4〜6 軌道回路送受信装置 9 車上受信装置 10 送信器 11 情報作成部 12 送信制御部 13 電文作成部 13A メモリ部 13B カウンタ 20 受信器 22 レベル判定部 30 伝送器 1T〜3T 軌道回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田名井 正博 埼玉県さいたま市上木崎1丁目13番8号 日本信号株式会社与野事業所内 (72)発明者 久保田 清登 愛知県名古屋市中村区名駅1丁目1番4号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 市川 敬史 愛知県名古屋市中村区名駅1丁目1番4号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 漆畑 孝 神奈川県横浜市鶴見区平安町2丁目29番地 の1 株式会社京三製作所内 Fターム(参考) 5H161 AA01 BB03 DD02 DD21

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】地上装置が列車の速度制御情報を含む電文
    を繰り返すデジタルATC信号を軌道回路に送信し、当
    該軌道回路を介して受信した前記ATC信号の電文に含
    まれる速度制御情報に基づいて車上装置が列車の速度を
    自動制御するデジタル伝送式自動列車制御装置におい
    て、 前記地上装置は、列車の軌道回路への進入を検知すると
    送信中の電文をリセットし、電文の最初から送信する構
    成としたことを特徴とするデジタル伝送式自動列車制御
    装置。
  2. 【請求項2】前記地上装置は、軌道回路の先端側から前
    記ATC信号を送信し、軌道回路の後端から前記ATC
    信号を受信し、該ATC信号の受信レベルがしきい値よ
    り小さいと判定したときに列車の軌道回路への進入を検
    知する列車検知手段と、 該列車検知手段が列車を検知したときに送信中の電文を
    リセットし、電文の最初から送信する電文送信制御手段
    と、 を備えて構成したことを特徴とする請求項1に記載のデ
    ジタル伝送式自動列車制御装置。
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