JP2005206101A

JP2005206101A - Ａｔｓ−ｐ車上装置を用いた列車制御装置

Info

Publication number: JP2005206101A
Application number: JP2004016828A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Arai; 衛新井
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】一方のエンド側（例えば、先頭車両側）のＡＴＳ−Ｐ車上装置に故障が発生したときに、他方のエンド側（例えば、後部車両側）のＡＴＳ−Ｐ車上装置がバックアップできるようにする。
【解決手段】列車の１エンド側及び２エンド側にそれぞれＡＴＳ−Ｐ車上装置を搭載したＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置であって、前記列車の１エンド側及び２エンド側のいずれか一方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置に故障が発生したときに、その故障の発生したＡＴＳ−Ｐ車上装置の稼動を停止して他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置に切換えて稼動を行う切換稼動手段と、切換えられて稼動されている他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置において自列車の列車長を減算して所定の速度照査パターンを作成する速度照査パターン作成手段とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明はＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置に係り、特に、ＡＴＳ−Ｐ車上装置の他に、ＡＴＳ−Ｓ車上装置も搭載しているときの列車制御装置に関する。

従来、この種のＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置は、地上子から停止信号機までの距離情報を受信してその停止信号機手前で停止できる速度照査パターン（減速パターンと呼ばれているときもある。）を作成するように構成されている。そして、列車は、作成された速度照査パターンと自列車の列車速度とを比較しながら、速度照査パターンに沿うように走行を行い、列車速度が速度照査パターンを超過したとき、ブレーキ（制動）を動作させて停止信号機冒進防護が図られるように構成されている（非特許文献１参照。）。

このＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置は、地上子から停止信号を受信したとき、その停止信号の受信から所定時間以内に乗務員（運転士）が所定のブレーキ操作を行わないときに自動的にブレーキを作動させるＡＴＳ−Ｓ車上装置を用いた列車制御装置よりも保安度が高く、また、乗客の乗心地が優れている等の特長を有している。
（社）日本鉄道電気技術協会発行「鉄道技術者のための電気概論，信号シリーズ，ＡＴＳ・ＡＴＣ」第４版平成９年５月１５日Ｐ．３５−６３

しかしながら、上記従来のＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置は、ＡＴＳ−Ｐ車上装置は１重系構成であるため、そのＡＴＳ−Ｐ車上装置に故障が発生すると速度照査機能が失われてしまうという問題点があった。このような問題点を解決するために、ＡＴＳ−Ｐ車上装置を２重系構成とすることも考えられるが、ＡＴＳ−Ｐ車上装置を２重系構成にすると、その分だけコストアップになるという新たな欠点が発生してしまう。

そこで、本発明は、列車には、その列車の走行方向の先頭の車両、いわゆる１エンド側（１ＥＮＤ側）の車両と、その先頭の車両と反対側の後部の車両、いわゆる２エンド側（２ＥＮＤ側）の車両とにＡＴＳ−Ｐ車上装置がそれぞれ搭載されていることに着目し、さらに、列車によっては、ＡＴＳ−Ｐ車上装置の他にＡＴＳ−Ｓ車上装置を搭載していることに着目して、一方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置に故障が発生しても他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置をバックアップ装置とすることにより速度照査運転を継続することのできるＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置を提供することを目的としている。

本発明に係るＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置は、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１エンド側及び２エンド側にそれぞれＡＴＳ−Ｐ車上装置を搭載したＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置であって、前記列車の１エンド側及び２エンド側のいずれか一方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置に故障が発生したときに、その故障の発生したＡＴＳ−Ｐ車上装置の稼動を停止して他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置に切換えて稼動を行う切換稼動手段と、切換えられて稼動されている他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置において自列車の列車長を減算して所定の速度照査パターンを作成する速度照査パターン作成手段と、を有することを特徴としている。
本発明の請求項２に記載のＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置は、一方のエンド側に搭載されているＡＴＳ−Ｓ車上装置を稼動させるＡＴＳ−Ｓ車上装置稼動手段を設けるとともに、その稼動されたＡＴＳ−Ｓ車上装置から得られる停止現示情報又は速度照査情報を用いて切換えられて稼動されている他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置を補完する補完手段を設けたことを特徴としている。

本発明の請求項１に記載のＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置は、列車の１エンド側及び２エンド側のいずれか一方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置に故障が発生したときに、その故障の発生したＡＴＳ−Ｐ車上装置の稼動を停止して他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置に切換えて稼動を行う切換稼動手段と、切換えられて稼動されている他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置において自列車の列車長を減算して所定の速度照査パターンを作成する速度照査パターン作成手段とを有するので、一方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置が故障しても他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置でバックアップし、速度照査機能を継続することができる。
本発明の請求項２に記載のＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置は、一方のエンド側に搭載されているＡＴＳ−Ｓ車上装置を稼動させるＡＴＳ−Ｓ車上装置稼動手段を設けるとともに、その稼動されたＡＴＳ−Ｓ車上装置から得られる停止現示情報又は速度照査情報を用いて切換えられて稼動されている他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置を補完する補完手段を設けたので、安全性を確保することができる。

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、本発明の一実施の形態に係るＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置の概略構成図である。この図１に示される列車イは、複数の車両（図示の例では８両）の編成からなる所定の列車長（図示の例では１６０ｍ）を有し、レールｒを左から右方向へ進行するものとして示され、その進行方向の先頭側の車両イ′が１ＥＮＤ側とされ、また、その先頭側の車両イ′と反対側の車両イ″が２ＥＮＤ側として示されている。なお、説明の便宜上、以後、車両イ′は先頭車両、車両イ″は後部車両として説明する。

図１中、１ａは、先頭車両イ′に搭載されたＡＴＳ−Ｐ車上装置であり、１０ａは、その先頭車両イ′に搭載されたＡＴＳ−Ｓ車上装置である。また、１ｂは、後部車両イ″に搭載されたＡＴＳ−Ｐ車上装置であり、１０ｂは、その後部車両イ″に搭載されたＡＴＳ−Ｓ車上装置である。そして、後述する故障発生時以外において、先頭車両イ′に搭載されたＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａ及びＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａは、列車イが図１の矢印方向（図１において左から右の方向）へ走行するときに使用され、後部車両イ″に搭載されたＡＴＳ−Ｐ車上装置１ｂ及びＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ｂは、列車イが図１の矢印方向と反対方向（図１において右から左の方向）へ走行するときに使用されるように構成されている。なお、このように、一つの列車にＡＴＳ−Ｐ車上装置及びＡＴＳ−Ｓ車上装置の両方を備えている場合であっても、正常時においてはいずれか一方の装置が使用される。すなわち、列車がＡＴＳ−Ｐ線区を走行するときはＡＴＳ−Ｐ車上装置が使用され、ＡＴＳ−Ｓ線区を走行するときはＡＴＳ−Ｓ車上装置が使用され、また、ＡＴＳ−Ｐ及びＡＴＳ−Ｓの両方の設備区間では、保安度の高いＡＴＳ−Ｐ車上装置が使用される。

各ＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａ，１ｂ及び各ＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａ，１０ｂは、周知のＡＴＳ−Ｐ車上装置及びＡＴＳ−Ｓ車上装置とそれぞれ同様に構成されている。各ＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａ，１ｂ及び各ＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａ，１０ｂは同一構成なので、先頭車両イ′に搭載されている装置を例に説明する。ＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａは、その先頭車両イ′の下部に設けられている車上子（アンテナ）２０ａを介して地上に設けられているＡＴＳ−Ｐ地上子（以下、「Ｐ地上子」という。）ａから図示しない信号機までの停止距離情報等の所定の情報を受信する受信部と、受信した情報及び自列車のブレーキ特性等の所定の情報に基づいて列車イが所定の停止地点で停止でき、あるいは、所定の地点で所定の列車速度となる速度照査パターンを作成する演算部と、作成された速度照査パターン及び図示しない速度発電機からの自列車速度を比較してブレーキを駆動するための所定の出力を出力する出力部とから構成されている。

先頭車両イ′に設けられているＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａは、その先頭車両イ′の下部に設けられている車上子２０ａを介して地上に設けられているＡＴＳ−Ｓ地上子（以下、「Ｓ地上子」という。）から停止信号を受信する受信部と、その受信部が停止信号を受信してから所定時間以内に所定のブレーキ操作を行わないときに自動的にブレーキを駆動させる信号を出力する出力部とから構成されている。

先頭車両イ′及び後部車両イ″に上述した各ＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａ，１ｂ及びＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａ，１０ｂをそれぞれ搭載した列車イにおいて、先頭車両イ′に搭載されているＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａに故障が発生したときの制御動作を図２の路線図及び図３のフローチャートを用いて説明する。この制御動作を説明する前に、図２に示される路線図について説明する。

図２に示されるレールｒは、列車イの進行方向側に分岐器ロを介して分岐された分岐線ｒ′が設けられている。そして、その分岐器ロの所定距離内方（列車が進行してくる方向。図２においては左側）に信号機ハが設けられている。この信号機ハの内方には、その信号機ハから所定の距離を保ってＰ地上子ａ1 〜ａ7 が設けられているとともに、その信号機ハの直下にＳ地上子ｂ1 が設けられている。上記Ｐ地上子ａ1 〜ａ7 にカッコ書きで示される距離は、信号機ハからの距離が示されている。また、図２中、ａ8 は、Ｐ地上子ａ7 よりも少し内方の位置に設けられたＡＴＳ−Ｐ分岐器速度制限地上子（以下、「速度制限地上子」という。）であり、本線（図２の例では直線で示されるレール）から分岐線ｒ′に列車が進入するときの制限速度情報を車上に送信するためのもので、図２においては、その制限速度は、４５ｋｍ／ｈとされている。

図２中、ｂ2 及びｂ3 は、ＡＴＳ−Ｓ速度照査地上子（以下、「速度照査地上子」という。）であって、Ｐ地上子ａ6 ，ａ7 間の所定位置で、かつ、所定の間隔を保って設けられている。

さて、列車イにおいて、先頭車両イ′に搭載されているＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａが正常なときは（ステップ１００正常。以下、ステップを「Ｓ」とする。）、そのＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａで作成された速度照査パターンを用いた通常の速度照査で列車イの走行運転が行われる（Ｓ１０２）。ところで、その先頭車両イ′に搭載されているＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａに故障が発生したときは（Ｓ１００故障）、その故障したＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａは切り離されて稼動停止となり、その先頭車両イ′に搭載されているＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａが稼動開始されるとともに、列車イの後部車両イ″に搭載されているＡＴＳ−Ｐ車上装置１０ｂが稼動開始される（Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８）。このようなＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａのＯＦＦと、ＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａのＯＮ及びＡＴＳ−Ｐ車上装置１ｂのＯＮは、ＡＴＳ−Ｐ車上装置１ａに設けられている図示しない自己診断回路等の異常検出手段で異常が検出されたときに自動的に切換えることもでき、また、係員により手動で切換えることができる。

列車イが分岐線ｒ′に進入せずに直進する場合は、速度制限地上子ａ8 から車上（列車）に向けての送信は行われない。列車イの走行に伴い列車イの後部車両イ″に設けられている車上子２０ｂがＰ地上子ａ7 に接近すると、そのＰ地上子ａ7 から送信された情報がＡＴＳ−Ｐ車上装置１ｂに受信される。そして、受信された情報が信号機ハが停止現示情報の場合、そのＡＴＳ−Ｐ車上装置１ｂでは、その信号機ハの内方１６０ｍの地点を停止地点とする速度照査パターンＰが作成される。すなわち、列車イの列車長である１６０ｍを減算した速度照査パターンＰが作成される。このように、列車長を減算した速度照査パータンＰが作成されることにより、列車イは、図２に一点鎖線で示されるように、信号機ハの内方内に停止することができ、自列車が信号機ハの外方の軌道回路内に進入してその外方の軌道回路の信号機が停止現示となり、列車がそれ以上進行できなくなる、いわゆる袴踏みを効果的に回避することができる。

上述のように、自列車長を減算して速度照査パターンＰを作成した場合、袴踏みを効果的に回避することが可能であるが、後部車両イ″に設けられているＡＴＳ−Ｐ車上装置１ｂでは、列車イの絶対停止位置（図２の場合は、信号機ハの直下位置）を認識することができない不都合が発生する。しかし、この不都合は、絶対停止位置の認識を列車イの先頭車両イ′に搭載されているＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａの車上子２０ａが信号機ハの直下に設けられているＳ地上子ｂ1 からの信号機ハの停止現示情報を受信することにより回避される。すなわち、このような不都合は、先頭車両イ′に搭載されているＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａにより補完される。

列車イの走行中、車上子２０ｂがＰ地上子ａ6 に達するまでに、信号機ハが停止現示から注意現示に現示アップしたときは、車上子２０ｂを介してＰ地上子ａ6 からその現示アップされた情報がＡＴＳ−Ｐ車上装置１ｂに受信されるので、ＡＴＳ−Ｐ車上装置１ｂでは、Ｐ地上子ａ6 から受信した情報に基づいて列車長を減算した新たな速度照査パターンが作成される。したがって、列車イは、その新たに作成された速度照査パターンに基づいて運転される。

次に、列車イが分岐器ロを介して分岐線ｒ′に進入するときの制御動作について説明する。この場合、速度制限地上子ａ8 からは、車上（列車イ）に向けて所定の制限速度（図示の例では４５ｋｍ／ｈ）と分岐器ロまでの距離情報が送信される。したがって、列車イは、車上子２０ｂを介して速度制限地上子ａ8 から上述の情報を受信すると、上述と同様な列車長を減算した形で、かつ、分岐器ロの地点の列車速度が所定速度（４５ｋｍ／ｈ）となる速度照査パターンを作成して列車イの運転が行われる。

ところで、列車長によっては、後部車両イ″に設けられているＡＴＳ−Ｐ車上装置１ｂで作成された速度照査パターンで列車イが運転されたときに分岐器ロの列車速度が制限速度を越えることが考えられる。なぜならば、速度制限地上子ａ8 から情報を得て速度照査パターンを作成する時点において、列車イの先頭は列車長分先に位置しているからである。しかし、この制限速度の超過の不都合は、先頭車両イ′に設けられているＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａで次のようにして補完される。

すなわち、先頭車両イ′に搭載されているＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａは、車上子２０ａが所定の間隔を保って設置されている一対の速度照査地上子ｂ2 ，ｂ3 を通過すると、それら速度照査地上子ｂ2 ，ｂ3 間を通過した時間から列車イの列車速度が検出され、その検出された列車速度が所定の制限速度（４５ｋｍ／ｈ）を越えているときにブレーキを駆動させる制御信号を出力する。したがって、後部車両イ″に搭載されているＡＴＳ−Ｐ車上装置１ｂで作成される速度照査パターンに遅れがあっても、先頭車両イ′に搭載されているＡＴＳ−Ｓ車上装置１０ａの速度照査情報によって制限速度の超過時の不都合を補完し、安全を確保することができる。

本発明の一実施の形態に係るＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置の概略構成図である。制御動作を説明するための説明図である。制御動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

イ列車
イ′ 先頭車両（１エンド）
イ″ 後部車両（２エンド）
ｒレール
ｒ′ 分岐線
ロ分岐器
ハ信号機
１ａ，１ｂＡＴＳ−Ｐ車上装置
１０ａ，１０ｂＡＴＳ−Ｓ車上装置
ａ，ａ1 〜ａ7 ＡＴＳ−Ｐ地上子（Ｐ地上子）
ａ8 ＡＴＳ−Ｐ分岐器速度制限地上子（速度制限地上子）
ｂ，ｂ1 ＡＴＳ−Ｓ地上子（Ｓ地上子）
ｂ2 ，ｂ3 ＡＴＳ−Ｓ速度照査地上子（速度照査地上子）

Claims

列車の１エンド側及び２エンド側にそれぞれＡＴＳ−Ｐ車上装置を搭載したＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置であって、
前記列車の１エンド側及び２エンド側のいずれか一方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置に故障が発生したときに、その故障の発生したＡＴＳ−Ｐ車上装置の稼動を停止して他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置に切換えて稼動を行う切換稼動手段と、
切換えられて稼動されている他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置において自列車の列車長を減算して所定の速度照査パターンを作成する速度照査パターン作成手段と、
を有することを特徴とするＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置。
請求項１に記載のＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置であって、一方のエンド側に搭載されているＡＴＳ−Ｓ車上装置を稼動させるＡＴＳ−Ｓ車上装置稼動手段を設けるとともに、その稼動されたＡＴＳ−Ｓ車上装置から得られる停止現示情報又は速度照査情報を用いて切換えられて稼動されている他方のエンド側のＡＴＳ−Ｐ車上装置を補完する補完手段を設けたことを特徴とするＡＴＳ−Ｐ車上装置を用いた列車制御装置。