JP2005067256A

JP2005067256A - 列車制御装置

Info

Publication number: JP2005067256A
Application number: JP2003208985A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kawachi; 弘一河内
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】地上，車上間の無線通信により在線を管理する際に、分岐部を安全に、かつ、効率よく監視，管理できるようにする。
【解決手段】本線上及び分岐線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域群と、その列車管理領域群の各列車管理領域内への列車の進入及び進出を検出し、少なくとも分岐部の列車走行安全確保領域の外側近傍に設けられたトランスポンダ装置と、無線交信により得られた列車位置及び前記トランスポンダ装置による列車位置に基づいてその列車管理領域群内に在線する列車を前記２種の列車位置の関連付けを行うことで監視，管理し、前記２種の列車情報が一致することを条件に列車走行の許可情報を送出する、地上に設けられた列車管理機とからなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車制御装置に係り、特に、地上装置と車上装置との間で無線交信を行って列車制御を行う際の分岐部周辺の在線管理を安全、かつ、効果的に行えるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、列車制御を行うための列車位置検知としては、列車（鉄輪列車及びゴムタイヤ都市型軽量列車を含む。）の車軸に速度発電機を設けて走行距離を算出して列車位置を検知する速度発電機方式や、地上及び車上（列車）にそれぞれ無線機を設け、それら無線機による通信により列車位置を把握する無線方式が知られている。無線方式の一例としては、列車に車上無線機を搭載し、その列車の走行する軌道の沿線に沿って所定の間隔をもって設置された複数の沿線無線機との間で無線ネットワークを形成し、車上無線機の車上アンテナと沿線無線機の沿線アンテナとの無線伝搬遅延（時間）を計測して列車位置を検知し、その検知された列車位置に基づいて列車制御を行うように構成されている（特許文献１参照。）。また、地上装置と車上装置との間で無線交信を行って列車制御を行う列車制御としては、多くの提案が行われている（特許文献２，３参照。）。
【０００３】
図３を用いてさらに説明すると、各列車イ，ロ，ハ（各列車は同一構成であるので、列車イを例に説明する。）に車上アンテナａ０を備えた車上無線機ｂを搭載するとともに、列車イの走行する軌道Ｔに沿って所定の間隔を保って沿線アンテナ（地上アンテナ）ａ１〜ａ３を備えた複数（図示の例では３個）の沿線無線機（地上無線機）ｃ１〜ｃ３が設置される。そして、予め計測された車上アンテナａ０と沿線アンテナとの間の距離に応じた無線伝搬遅延に基づいて車上アンテナ位置と各沿線アンテナ位置との距離関係が図示しない地上に設けられた列車位置検知装置のメモリにデータベース化されて記憶されている。したがって、列車位置検知装置の位置計算部においては、各沿線アンテナａ１〜ａ３と車上アンテナａ０とのリアルタイムの距離をそのデータベースを用いて計算することにより現在の車上アンテナ位置を決定することができ、その決定された車上アンテナａ０の設置位置からその車上アンテナａ０に係る列車位置を検知することができる。また、地上においては、検知された列車イの列車位置をその列車イを前方列車とする図示しない列車に送信することができる。
【０００４】
列車イに搭載されている車上装置ｄは、ＣＰＵを中心に構成された演算装置を含み、地上側から得られた自列車位置、前方列車位置、あるいは信号機現示等の前方の停車位置及び自列車のブレーキ特性等の所定の情報を基に速度制御パターンを作成できるように構成されている。したがって、列車イは、その作成された速度制御パターンを用いて列車制御を行うことができる。
【０００５】
図３は、上述の無線測距方式を利用した列車制御システムの分岐部（転てつ器）分の列車管理領域を示している。このような列車管理領域としては、駅構内又は車庫が挙げられ、この列車管理領域内の列車は、地上に設置される列車管理機１によって管理されるように構成されている。なお、この図３以外の部分も図示しない列車管理機によって管理される列車管理領域に形成されているが、ここでは省略されている（後述の図１も同じ。）。
【０００６】
上記列車管理機１は、上記沿線無線機ｃ１〜ｃ３に設けられていると同様の地上無線機１ａを有していて、その地上無線機１ａのアンテナａ′を介して少なくとも列車管理領域内の列車（図示の例では列車イ，ロ，ハ）と沿線無線機を介して、又はそれを介することなく送受信できるように構成されている。そして、この列車管理機１は、ＣＰＵを中心にした演算装置で構成される地上装置１ｂを有していて、地上無線機１ａを介して受信した各列車の位置情報及び列車管理領域の境界に設けられているトランスポンダ用の地上子２，２からの列車通過情報に基づいて列車管理領域内の在線状態を検出し、その検出された列車の在線状態をメモリＭに記憶できるように構成されている。
【０００７】
上記地上子２，２は、周知のトランスポンダ装置用の地上子と同様に構成されていて、各列車イ，ロ，ハに設けられているトランスポンダ装置用の車上子ｅが所定の通信範囲（結合範囲）に位置すると、その車上子ｅを介して列車の識別情報を含む所定の車上情報を受信し、その受信した車上情報を列車管理機１へ送信できるように構成されている。したがって、列車管理機１では、地上子２，２から得られた車上情報に基づいても列車管理領域に進入した列車を検出するとともに、その列車管理領域から進出した列車を検出することができる。
【０００８】
【特許文献１】特許第２７３８４６４号公報
【特許文献２】特公平７−２９６０６号公報
【特許文献３】特開２０００−２１１５１３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記列車管理機を設けて列車管理領域内の列車在線を管理する列車制御装置においては、列車の安全性を確保するために監視領域を拡大すると、監視するための列車数が増加して列車の監視処理が複雑になり、地上装置の処理負担が増加してしまうという欠点があった。
【００１０】
さらに、監視する列車数が増加すると、システムの立上時や停電復旧時の列車の初期位置を確定するための処理も複雑になってしまうという新たな問題が発生してしまう。さらに、上述の特許文献に示される場合であっても、分岐部分とその分岐部分を含まない部分を区別して在線状態を管理することができないという問題点があった。この問題点を解決するために、レールを電気回路の一部として列車位置を検知する軌道回路を設けて、分岐部分の列車をその分岐部分を含まない他の部分と区別して列車を検知するようにすることも考えられるが、ゴムタイヤ都市型軽量列車のように、車軸で短絡されるレールを持たない鉄道システムでは軌道回路を設けることができないという問題点があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、分岐部分に軌道回路を設けることなく、しかも、一定の列車管理領域内の列車がたとえ計画的又は非計画的に停電復旧した場合であっても、列車を安全に、かつ、効果的に管理，監視することのできる列車制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る列車制御装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、列車の走行する軌道の本線と分岐線との接続する分岐部を中心にその本線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域、その列車管理領域の両側に所定の長さを有してその本線上にそれぞれ形成された列車管理領域及びその分岐線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域からなる列車管理領域群と、その列車管理領域群の各列車管理領域内への列車の進入及びその各列車管理領域内からの列車の進出を検出し、少なくとも分岐部の列車走行安全確保領域（てっ鎖区間、その他の鎖錠区間領域を意味している。）の外側近傍に設けられたトランスポンダ装置と、前記列車管理領域群内に在線する列車と無線交信により得られた列車位置及び前記トランスポンダ装置による列車位置に基づいてその列車管理領域群内に在線する列車を前記２種の列車位置の関連付けを行うことで監視，管理し、分岐部の列車管理領域内には一つの列車のみの在線を許すように監視，管理する、前記２種の列車情報が一致することを条件に列車走行の許可情報を送出する、地上に設けられた列車管理機と、からなることを特徴としている。
本発明の請求項２に記載の列車制御装置は、トランスポンダ装置は、有電源型又は無電源型であることを特徴としている。
本発明の請求項３に記載の列車制御装置は、列車管理機における列車の在線状態は、停電時に記憶の喪失しないメモリに記憶されるものであることを特徴としている。
本発明の請求項４に記載の列車制御装置は、列車位置の検知は、その列車に搭載された車上無線機及びその列車の走行する軌道に沿って設けられた沿線無線機で無線ネットワークを形成し、その車上無線機の車上アンテナとその沿線無線機の沿線アンテナとの間の無線伝搬遅延により列車位置を検知する無線測距方式で行われることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、一実施の形態に係る列車制御装置の概略構成図である。なお、上記図３と同一構成要素については同一符号を用い、これら構成要素については説明が重複するため新規な部分のみについて異なる符号を付して説明する。
【００１４】
図１中、Ａ，Ｂ，Ｃは、列車の走行する本線の軌道Ｔ（以下、この軌道Ｔを本線Ｔとして説明する。）の一定範囲の列車管理領域（以下、「管理領域）という。）を示している。そして、これら管理領域Ａ，Ｂ，Ｃのうち、中間に位置する管理領域Ｂは、転てつ器を有する分岐部Ｐが含まれている。また、図１中、Ｔ′は、転てつ器を介して本線Ｔに接続される分岐線であり、この分岐線Ｔ′中にも管理領域Ｄが形成されている。
【００１５】
図１中、２ａ〜２ｅは、トランスポンダ用の有電源型の地上子であり、これら地上子２ａ〜２ｅは、管理装置１にそれぞれ接続されている。これら地上子２ａ〜２ｅのうち、地上子２ａは、管理領域Ａの始端側（図１では管理領域Ａの左端側）に設けられ、地上子２ｂは、管理領域Ａ及び管理領域Ｂの境界位置に設けられ、地上子２ｃは、管理領域Ｂ及び管理領域Ｃの境界に設けられ、地上子２ｄは、管理領域Ｃの終端側（図１では管理領域Ｃの右端側）に設けられ、そして、地上子２ｅは、分岐線Ｔ′中に設けられる管理領域Ｄと管理領域Ｂとの境界側で、上記地上子２ｂに対応した位置に設けられている。
【００１６】
図２は、管理機１のメモリＭのメモリ内容の一例であり、各管理領域Ａ〜Ｄに在線する列車の識別情報（列車ＩＤ）が記憶されている。図示の例では、図１の在線状態が記憶されていて、メモリＭの管理領域Ａには、列車イの列車ＩＤ「００１」が、管理領域Ｃには、列車ハの列車ＩＤ「００３」が、そして、管理領域Ｄには、列車ロの列車ＩＤ「００２」がそれぞれ記憶されている。なお、このメモリＭは、不揮発メモリ又は非停電電源でバックアップされたメモリから構成されていて、停電が発生しても記憶内容が失われないように工夫されている。
【００１７】
以下、上記構成の列車制御装置における列車制御動作について説明する。先ず、最初に列車イが管理領域Ａに進入する前に位置し（図１に示されるよりも左側に位置し、）、管理領域Ａ側に向けて進行しているものとする。また、列車ハは、管理領域Ｃ内を右側に向けて進行中であり、列車ハは、分岐線Ｔ′（管理領域Ｄ）に停車中とする。
【００１８】
列車イが管理領域Ａ，Ｂ，Ｃを通過する列車の場合、列車イでは、無線測距方式で得られた自列車位置及び地上側から得られた列車ハの位置を基に速度制御パターンが作成される。また、列車ハが管理領域Ｃ内に在線している状態は、列車管理機１及び沿線無線機を介して列車イに送信される。すなわち、列車管理機１では、列車ハの車上子ｅが地上子２ｃ上を通過し、かつ、その車上子ｅが地上子２ｄ上を通過するまでの間、図２に示されるメモリＭの管理領域Ｃには、列車ＩＤ「００３」が記憶される。
【００１９】
列車イは、上述のようにして作成され速度制御パターンを用いて運転制御される。そして、列車イが管理領域Ａに進入して列車イの車上子ｅが地上子２ａに結合されると、列車イは管理領域Ａ内に在線したことがメモリＭに記憶され、列車イの車上子ｅが地上子２ｂと結合すると、管理領域Ａから進出して管理領域Ｂ内に在線したことがメモリＭに記憶される。
【００２０】
上述のように、本線Ｔ上の各管理領域Ａ，Ｂ，Ｃ内の列車は、地上子２ａ，２ｂ間、２ｂ，２ｃ間、及び２ｃ，２ｄ間をあたかも軌道回路に形成したときと同様に列車検知することが可能となる。また、各地上子上において列車の進行方向も速度発電機Ｇを用いて検出される。例えば、地上子２ａ，２ｂ間内に列車イが在線したとき、列車イは、９０°異なる２相の出力パルスを発生させる速度発電機Ｇに基づいて地上子２ａから地上子２ｂに向けて進行した方向、又は、何らかの理由でそれら地上子２ａ，２ｂ間内で列車イが逆送（列車イが地上子２ｂから地上子２ａに向けた進行）した方向が検出され、その検出された列車進行方向が地上子を介して列車管理機１に送出されて管理される。
【００２１】
次に、分岐線Ｔ′に停車中の列車ロを本線Ｔに向けて出発させるときの制御動作について説明する。列車ロの出発に当たっては、分岐部を含むため管理領域Ｂに他の列車が在線していない状態が条件とされる。したがって、本線Ｔを管理領域Ａに向けて進行してくる列車（図１の例では列車イ）は、管理領域Ｂへの進入が禁止され、地上子２ｂの位置を停止目標点とした速度制御パターンを作成して運転制御される。
【００２２】
管理領域Ｂに他の列車が在線していないことを条件に列車ロに出発信号が与えられ、列車ロの車上子ｅが地上子２ｅと結合すると、列車ロは、分岐部Ｐを含む管理領域Ｂに進入したことが検出されてその旨がメモリＭに記憶される。そして、列車ロの車上子ｅが地上子２ｃと結合したことを条件に列車ロは管理領域Ｃに進入したと判定され、その旨がメモリＭに記憶される。
【００２３】
上述のように、各管理領域Ａ〜Ｄ内の列車は、列車管理機１との間で無線により交信が行われて列車管理機１で列車位置を監視，管理することができるとともに、各地上子２ａ〜２ｅを用いて、管理領域毎に列車検知を行うことができる。
【００２４】
また、列車管理機１のメモリＭは、不揮発メモリ等の停電に対処することができるように構成されているので、始発時の電源投入時や停電復旧時には、メモリＭに記憶されている列車の在線状況と新たに受信された列車在線情報とを照合して一致状態を確認でき、立上処理を安全に、かつ、効率よく行うことができる。
【００２５】
なお、上述の例では、地上子２ａ〜２ｅは、有電源型としたが無電源型としてもよい。この場合は、車上子ｅが各地上子２ａ〜２ｅを通過したときに、その通過した地上子の識別情報（位置情報）及び列車進行方向情報とともに自列車のＩＤを車上無線機ｂを介して列車管理機１に送信される。例えば、列車イが地上子２ａを通過したとき、列車イの車上無線機ｂからは、地上子２ａの識別番号、進行方向及び列車イの識別番号「００１」が列車管理機１に無線により送信される。したがって、列車管理機１では、列車イが地上子２ａを通過して管理領域Ａに進入したことを検出してその旨をメモリＭに記憶することができる。
【００２６】
上述の例では、列車の車上装置と地上装置は、無線機を介して列車速度や前方列車位置情報を得るようにしたが、周知のＡＴＣのように列車の走行するレールから車上子を介して受信するようにしてもよい。また、列車位置を速度発電機と地上子から生成する列車制御方式であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の列車制御装置は、列車の走行する軌道の本線と分岐線との接続する分岐部を中心にその本線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域、その列車管理領域の両側に所定の長さを有してその本線上にそれぞれ形成された列車管理領域及びその分岐線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域からなる列車管理領域群と、その列車管理領域群の各列車管理領域内への列車の進入及びその各列車管理領域内からの列車の進出を検出し、少なくとも分岐部の列車走行安全確保領域の外側近傍に設けられたトランスポンダ装置と、前記列車管理領域群内に在線する列車と無線交信により得られた列車位置及び前記トランスポンダ装置による列車位置に基づいてその列車管理領域群内に在線する列車を前記２種の列車位置の関連付けを行うことで監視，管理し、分岐部の列車管理領域内には一つの列車のみの在線を許すように監視，管理する、前記２種の列車情報が一致することを条件に列車走行の許可情報を送出する、地上に設けられた列車管理機とからなるので、あたかも分岐部分に軌道回路を形成したと同様にして列車を監視，制御することができる。
本発明の請求項２に記載の列車制御装置は、トランスポンダ装置を有電源型又は無電源型としたので、いずれの方式の地上子でも採用することができる。特に、有電源型の地上子としたときは、車上からの無線通信が不調であっても地上子を介して列車位置を得ることができ、無電源型の地上子としたときは、通信ケーブルを省略することができる。
本発明の請求項３に記載の列車制御装置は、列車管理機における列車の在線状態は、停電時に記憶の喪失しないメモリに記憶されるので、始発の立上時や停電復旧時に効果的に対処することができる。
本発明の請求項４に記載の列車制御装置は、列車位置の検知は、その列車に搭載された車上無線機及びその列車の走行する軌道に沿って設けられた沿線無線機で無線ネットワークを形成し、その車上無線機の車上アンテナとその沿線無線機の沿線アンテナとの間の無線伝搬遅延により列車位置を検知する無線測距方式で行われるが、この場合においても上述と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る列車制御の概略構成図である。
【図２】メモリ内容の一例である。
【図３】従来の列車制御の概略構成図である。
【符号の説明】
１列車管理機
１ａ地上無線機
１ｂ地上装置
Ｍメモリ
２ａ〜２ｅ地上子
ａ０，ａ′，ａ１〜ａ３アンテナ
ｂ車上無線機
ｃ１〜ｃ３沿線無線機
ｄ車上装置
イ，ロ，ハ列車
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ管理領域
Ｐ分岐部

Claims

列車の走行する軌道の本線と分岐線との接続する分岐部を中心にその本線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域、その列車管理領域の両側に所定の長さを有してその本線上にそれぞれ形成された列車管理領域及びその分岐線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域からなる列車管理領域群と、
前記列車管理領域群の各列車管理領域内への列車の進入及びその各列車管理領域内からの列車の進出を検出し、少なくとも分岐部の列車走行安全確保領域の外側近傍に設けられたトランスポンダ装置と、
前記列車管理領域群内に在線する列車と無線交信により得られた列車位置及び前記トランスポンダ装置による列車位置に基づいてその列車管理領域群内に在線する列車を前記２種の列車位置の関連付けを行うことで監視，管理し、分岐部を含む列車管理領域内には一つの列車のみの在線を許すように監視，管理する、前記２種の列車情報が一致することを条件に列車走行の許可情報を送出する、地上に設けられた列車管理機と、
からなることを特徴とする列車制御装置。
請求項１に記載の列車制御装置において、トランスポンダ装置は、有電源型又は無電源型であることを特徴とする列車制御装置。
請求項１又は２のいずれかに記載の列車制御装置において、列車管理機における列車の在線状態は、停電時に記憶の喪失しないメモリに記憶されるものであることを特徴とする列車制御装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の列車制御装置において、列車位置の検知は、その列車に搭載された車上無線機及びその列車の走行する軌道に沿って設けられた沿線無線機で無線ネットワークを形成し、その車上無線機の車上アンテナとその沿線無線機の沿線アンテナとの間の無線伝搬遅延により列車位置を検知する無線測距方式で行われることを特徴とする列車制御装置。