JP2005306145A

JP2005306145A - 列車制御装置

Info

Publication number: JP2005306145A
Application number: JP2004124072A
Authority: JP
Inventors: Koki Owada; 晃揮大和田
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2005-11-04
Anticipated expiration: 2024-04-20
Also published as: JP4716276B2

Abstract

【課題】目標停止位置までの間に速度制限区間が存在しても車上装置のソフトウェアの処理負荷を軽減できるようにする。
【解決手段】地上側から常時入手する所定の情報に基づいて列車に搭載されている車上装置で所定の速度照査パターンを作成して列車制御を行う列車制御装置において、所定の目標停止位置を列車の停止位置とする第１の速度照査パターンを作成する第１の速度照査パターン作成手段と、前記所定の目標停止位置までの間に所定の速度制限区間が存在するときに、その所定の速度制限区間に対応した第２の速度照査パターンを作成する第２の速度照査パターン作成手段と、前記所定の速度制限区間からその所定の速度制限区間の制限速度に対応した前記第１の速度照査パターンの照査速度に達するまで所定の速度照査パターンの作成処理を中止する中止手段とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車上において速度照査パターンを作成し、その作成された速度照査パターンを用いて列車の速度制御を行う列車制御装置に係り、特に、目標停止位置までの間の速度制限区間を有する場合であってもソフトウェアの処理負荷を増加させないようにしたものに関する。

近年、列車の運転間隔の縮小及び乗り心地改善のために、常時、地上から得られる所定のデジタル情報（ＡＴＣ情報）に基づいて、車上（列車）において主体的に速度照査パターンを作成し、その作成した速度照査パターンを用いて列車の速度制御を行う、一段制御デジタルＡＴＣ方式の列車制御装置が提案されている（非特許文献１参照。）。

この一段制御デジタルＡＴＣ方式に係る列車制御装置は、常時、地上側から速度照査パターンを作成するための所定の情報を得て、現在の列車位置から目標停止点までの１本の放物線状の速度照査パターンを作成することができるように構成されている。この一段制御デジタルＡＴＣは、より列車の運転間隔の縮小化を図ることができるとともに、乗り心地の改善を図ることができるという特長がある。
平成９年５月１５日（社）日本鉄道技術協会発行「鉄道技術者のための電気概論，信号シリーズ，ＡＴＳ・ＡＴＣ」第４版，Ｐ．７６〜１５５

しかしながら、上記提案に係る一段制御デジタルＡＴＣ方式に係る列車制御装置においては、現在の列車位置から所定の目標停止位置までの間に地上設備上の要因や気象条件等の要因による速度制限区間が存在すると、速度照査パターンの作成の所定の演算処理の回数が増加し、つまり、その演算処理計算点数が増加し、車上装置のソフトウェアの処理負荷が増大するという問題点があった。

図６（ａ），（ｂ）の速度照査パターン図を用いてさらに説明すると、同図（ａ）のＰ0 は、列車イが所定の目標停止位置ａまで所定の距離を有している場合に、その列車イの図示しない車上装置で作成された速度照査パターンを示している。この速度照査パターンＰ0 は、所定の目標停止位置ａにおいて列車イの速度が０となる放物線状を呈している。そして、この速度照査パターンＰ0 上の黒丸印は、列車イが目標停止位置ａまで走行する間にその列車イの車上装置において行われた速度照査パターンＰ0 を作成するための計算点、すなわち、その速度照査パターンＰ0 を作成するための所定の演算処理を行うための地点を示している。この計算（演算処理）は、所定時間（例えば数秒）毎に行われる。したがって、この計算点は、図示されるように、列車速度の低下に伴い密に示される。

上述の各計算点において作成された速度照査パターンが前回の計算点において作成された速度照査パターンＰ0 と異なるとき、例えば、目標停止位置ａにおける図示しない信号機の現示アップが行われたようなときは、目標停止位置が現在よりもさらに遠方（図４（ａ）においては、目標停止位置ａよりも右側）となる新たな速度照査パターンが作成されるが、ここでは、説明を簡単にするために、目標停止位置ａは、列車イがその目標停止位置ａに停止するまで変化しないものとして説明する。

ところで、図４（ｂ）に示されるように、目標停止位置ａまでの間に気象条件等による速度制限区間Ｌ1 〜Ｌ3 が存在すると、それら速度制限区間Ｌ1 〜Ｌ3 に対応した速度照査パターンＰ′が作成されるが、この場合、速度制限区間のないときよりも速度照査パターンを作成するための計算点が増加するという問題点が発生してしまう。すなわち、速度制限区間Ｌ1 〜Ｌ3 の存在しない速度照査パターンＰ0 上に表示される計算点の数よりも、速度制限区間Ｌ1 〜Ｌ3 が存在するときに作成される速度照査パターンＰ′上に表示される計算点の数が多くなり、車上装置のソフトウェアの処理負荷が増大してしまうという欠点がある。

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、目標停止位置までの間に速度制限区間が存在してもソフトウェアの処理負荷を増加させることがない列車制御装置を提供することにある。

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、地上側から常時入手する所定の情報に基づいて列車に搭載されている車上装置で所定の速度照査パターンを作成し、その作成された速度照査パターンを用いて列車制御を行う列車制御装置において、所定の目標停止位置を列車の停止位置とする第１の速度照査パターンを作成する第１の速度照査パターン作成手段と、前記所定の目標停止位置までの間に所定の速度制限区間が存在するときに、その所定の速度制限区間に対応した第２の速度照査パターンを作成する第２の速度照査パターン作成手段と、前記所定の速度制限区間からその所定の速度制限区間の制限速度に対応した前記第１の速度照査パターンの照査速度に達するまで所定の速度照査パターンの作成処理を中止する中止手段と、を有することを特徴としている。
本発明の請求項２に記載の列車制御装置は、所定の目標停止位置までの間に所定の速度制限区間が複数存在するとき、それら複数のうちの一つの所定の速度制限区間に対応して一つの所定の速度照査パターンを作成したときに、その一つの所定の速度照査パターンが他の所定の速度制限区間の制限速度よりも低いときは、その他の所定の速度制限区間に対応した速度照査パターンの作成を省略することを特徴としている。

本発明の請求項１に記載の列車制御装置は、所定の目標停止位置を列車の停止位置とする第１の速度照査パターンを作成する第１の速度照査パターン作成手段と、前記所定の目標停止位置までの間に所定の速度制限区間が存在するときに、その所定の速度制限区間に対応した第２の速度照査パターンを作成する第２の速度照査パターン作成手段と、前記所定の速度制限区間からその所定の速度制限区間の制限速度に対応した前記第１の速度照査パターンの照査速度に達するまで所定の速度照査パターンの作成処理を中止する中止手段とを有するので、車上装置のソフトウェアの処理負荷を軽減することができる。
本発明の請求項２に記載の列車制御装置は、所定の目標停止位置までの間に所定の速度制限区間が複数存在するとき、それら複数のうちの一つの所定の速度制限区間に対応して一つの所定の速度照査パターンを作成したときに、その一つの所定の速度照査パターンが他の所定の速度制限区間の制限速度よりも低いときは、その他の所定の速度制限区間に対応した速度照査パターンの作成を省略するので、効率よく速度照査パターンを作成することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る列車制御装置の概略構成図であって、レールＲを走行する列車イには、本発明の列車制御装置を実現するための車上装置ロが搭載されている。このレールＲは、所定の長さに区分された軌道回路に形成されている。

図１中、１は、一つの軌道回路のレールＲの一端側（始端側）にデジタル情報からなる制御信号（本発明の地上側から送出される所定の情報に相当する。）を供給する地上送信器である。すなわち、この地上送信器１は、周知のＡＴＣにおける地上装置と同様に構成されていて、軌道回路識別データ、経路コードデータ、速度制限データ、分岐データ、前方列車位置又は開通区間数データ等の所定のデータ群からなり、このデータ群からなる制御信号をレールＲに供給することができるように構成されている。

列車イに搭載されている車上装置ロは、列車イの先端下部に設けられた車上子（アンテナ）１０を介して地上側からの情報、すなわち、レールＲからの制御信号及び図示しない地上子からの位置信号を受信する受信部１１を有している。なお、車上子１０は、図１では図面を簡略化するために、レールＲからの制御信号と地上子２からの位置信号とを一つの地上子で受信できるように示されているが、実際は別々に設けられている。なお、地上子は、列車イがその地上子を通過したときに、その地上子から得た位置信号により自列車（イ）の絶体位置を検出することができるように構成されている。

車上装置ロの演算部１２は、ＣＰＵを中心に形成されていて車上装置ロを統括的に制御できるように構成されている。すなわち、この演算部１２は、メモリ１３に格納されているシステムプログラムデータ及び車上データベースを用いて所定の演算処理ができるように構成されている。そして、この演算部１２には、速度照査パターン作成部１４が接続されていて、演算部１２の制御の下に所定の速度照査パターンを作成できるように構成されている。

制御部１２には、受信部１１からの信号入力以外に列車イの車軸に設けられている速度発電機Ｇからの信号も入力できるように構成されている。そして、この制御部１２は、作成された速度照査パターン及び速度発電機Ｇから得られた自列車速度に基づいてブレーキ駆動信号等の所定の出力信号を出力部１５を介して列車イに搭載された図示しない各種駆動機器類に出力できるように構成されている。

以下、図２の速度照査パターン及び図３のフローチャートを用いて制御動作について説明する。今、列車イは、図２に示されるように目標停止位置ａから所定の距離離れた位置に位置しているものとする。そして、車上装置ロの速度照査パターン作成部１４では、このときの自列車位置と目標停止位置ａとに基づいて、上記図６（ａ）と同様の第１の速度照査パターンＰ1 が作成されてメモリ１３に記憶される（ステップ１００。以下、ステップを「Ｓ」とする。）。そして、この第１の速度照査パターンＰ1 の作成時において、地上側から所定の速度制限区間情報が車上（列車イ）に送信されていなければ（Ｓ１０２否定）、列車イは、その作成された速度照査パターンＰ1 を用いた列車制御が行われる（Ｓ１０３）。すなわち、列車イは、その作成された速度照査パターンＰ1 を越えない範囲で、かつ、その速度照査パターンＰ1 に沿うように運転される。また、列車速度が速度照査パターンＰ1 を越えたときは、出力部１５からブレーキ駆動信号が出力されて列車速度が抑制される。

列車イが図２に示されるように目標停止位置ａから所定距離離れた位置（後述するｄの位置）に位置しているときに、地上側から所定の速度制限区間情報が送信されると、すなわち、地上送信器１からレールＲに速度制限区間Ｌの位置及びその速度制限区間Ｌの制限速度Ｖr の速度制限情報が印加されると（Ｓ１０２肯定）、その情報は車上子１０を介して車上装置ロに受信される。車上装置ロの速度照査パターン作成部１４では、地上側から得られた速度制限情報に基づいて、速度制限区間Ｌ用の第２の速度照査パターンＰ2 が作成される。この第２の速度照査パターンＰ2 の作成は、先ず、速度照査パターンＰ1 を目標停止位置ａ（Ｖ＝０）から速度が制限速度Ｖr になるｂまで計算し、Ｖ＝Ｖr においてｂからＬの区間の開始位置ｃまでをフラットに形成する。次に、ｃから現在位置ｄまでの速度照査パターンＰ2 が計算される。このような第２の速度照査パターンＰ2 が作成されると、列車イは、この作成された第２の速度照査パターンＰ2 を用いて列車の運転制御が行われる（Ｓ１０４）。

この第２の速度照査パターンＰ2 に沿った列車制御が行われる際においても、周知の速度照査パターンを用いた列車制御と同様に、図２の黒丸印に示されるように、車上装置ロでは、所定の時間毎に地上側から得た情報を基に速度照査パターンを作成する所定の演算処理が行われ、前回の演算処理で得られた速度照査パターンの補正ないし修正が行われて、常時、作成された速度照査パターン（Ｐ2 ）の正当性がチェックされる。

上述の所定時間毎の演算処理は、図２に示されるように、所定の速度制限区間Ｌの開始位置ｂ及びその速度制限区間Ｌを越えてその速度制限区間Ｌの制限速度Ｖr に対応する第１の速度照査パターンＰ1 に達する位置ｃまでの間、中止される（Ｓ１０６、Ｓ１０８）。この中止される区間の列車速度は、制限速度Ｖr に保たれ、しかも、この制限速度Ｖr は、第１の速度照査パターンＰ1 内であるので、上述の演算処理が中止されても列車イの安全は確保される。なお、図２中、白丸は、速度制限区間Ｌを越えているので、本来ならば上述の演算処理を行わなければならないタイミングを示しているが、ここでは、その演算処理が中止されていることを示している。このように、演算処理が中止されるので、車上装置ロの負荷、すなわち、演算部１２のソフトウェアの処理負荷を軽減することが可能となる。

図４は、目標停止位置ａまでの間に複数（図示の例では３個）の速度制限区間Ｌ1 〜Ｌ3 が存在するときの第１の速度照査パターンＰ1 及び第２の速度照査パターンＰ2 が示されている。このように、複数個の速度制限区間Ｌ1 〜Ｌ3 を有する場合であっても、上記図２に示されるときと同様に、速度制限区間及びその速度制限区間を越えた部分において、上述の所定の演算処理を行わないので、演算部１２のソフトウェアの処理負荷を軽減することができる。

図５は、上記図４と同様に、目標停止位置ａまでの間に複数（図示の例では４個）の速度制限区間Ｌ1 〜Ｌ4 が存在するときの第１の速度照査パターンＰ1 及び第２の速度照査パターンＰ2 が示されている。この場合も上記図２及び図３のときと同様に、演算部１２のソフトウェアの処理負荷を軽減することができる。また、この図５は、複数の速度制限区間Ｌ1 〜Ｌ4 が存在する場合であっても、相前後する速度制限区間の条件によっては、第２の速度照査パターンＰ2 の作成時に考慮に入れなくともよい速度制限区間が発生する場合があることを示している。図５の速度制限区間Ｌ1 はその例である。

すなわち、この図５における第２の速度照査パターンＰ2 は、所定の目標停止位置ａまでの間に複数の速度制限区間Ｌ1 〜Ｌ4 が存在するとき、それら複数のうちの一つの所定の速度制限区間Ｌ2 に対応して一つの所定の速度照査パターンを作成したときにその一つの所定の速度照査パターンが他の所定の速度制限区間Ｌ1 の制限速度よりも低いときは、その他の所定の速度制限区間Ｌ1 に対応した速度照査パターンの作成を省略して作成される。このように第２の速度照査パターンＰ2 が作成された場合、その第２の速度照査パターンＰ2 の速度は、速度制限区間Ｌ1 の制限速度よりも低いので、列車の安全が確保される。

本発明の一実施の形態に係る列車制御装置の概略構成図である。速度照査パターンの一例である。制御動作を示すフローチャートである。速度照査パターンの一例である。速度照査パターンの一例である。従来の速度照査パターンの一例である。

符号の説明

イ列車
ロ車上装置
Ｒレール
１地上送信器
Ｐ1 第１の速度照査パターン
Ｐ2 第２の速度照査パターン

Claims

地上側から常時入手する所定の情報に基づいて列車に搭載されている車上装置で所定の速度照査パターンを作成し、その作成された速度照査パターンを用いて列車制御を行う列車制御装置において、
所定の目標停止位置を列車の停止位置とする第１の速度照査パターンを作成する第１の速度照査パターン作成手段と、
前記所定の目標停止位置までの間に所定の速度制限区間が存在するときに、その所定の速度制限区間に対応した第２の速度照査パターンを作成する第２の速度照査パターン作成手段と、
前記所定の速度制限区間からその所定の速度制限区間の制限速度に対応した前記第１の速度照査パターンの照査速度に達するまで所定の速度照査パターンの作成処理を中止する中止手段と、
を有す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、所定の目標停止位置までの間に所定の速度制限区間が複数存在するとき、それら複数のうちの一つの所定の速度制限区間に対応して一つの所定の速度照査パターンを作成したときに、その一つの所定の速度照査パターンが他の所定の速度制限区間の制限速度よりも低いときは、その他の所定の速度制限区間に対応した速度照査パターンの作成を省略することを特徴とする列車制御装置。