JP2006199119A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両運行効率と、車両運行速度の適切化を図りえる車両制御システム、特に、移動閉そくシステムを採用する場合に好適な車両制御システムを提供すること。
【解決手段】出発信号機４の内方に、車両が、出発信号機４によって指示された速度で走行したとき区間内で停止できる距離長を持つ仮想区間Ａ１を設定する。そして、先行車両２１の後部が仮想区間Ａ１を抜け出ないうちは、仮想区間Ａ１に対する後続車両２２の進入を禁止し、先行車両２１の後部が、仮想区間Ａ１を抜け出たとき、後続車両２２の仮想区間Ａ１に対する進入を許可する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主として、移動閉そく方式の鉄道システムに適用される車両制御システムに関する。

従来、鉄道システム、例えば自動列車制御(ATC)システムは、軌道回路を用いた固定閉そくを前提として構成されていた。しかし、固定閉そくは当該線区を走行する車両性能の最も悪いものを基準に構成されるため、車両運用効率が悪くなること、階段式の速度制御パターンで運転されるため、乗り心地がどうしても悪くなりやすいこと、などの問題点が指摘されていた。

移動閉そく方式の鉄道システムは、上述した固定閉そく方式の問題点を解消できるものであり、大きく分けて、軌道回路細分化方式と無線通信方式（特許文献１、２参照）とがある。軌道回路細分方式は、従来の固定閉そくと基本的装置構成は同じ方式であるが、速度制御パターンの階段の数を増加させ、乗り心地を改善しようとするものである。ただ、軌道回路の数が非常に多くなることから、経済性に問題がある。無線通信方式の移動閉そくシステムはこのような問題がない点で、軌道回路細分方式に優位する。

上述したように、移動閉そくシステムは、固定閉そくシステムに優位する利点を有するものであるが、軌道回路細分化方式及び無線通信方式の何れの場合でも、後続列車の出発時刻と先行列車が出発時刻の間隔が狭いと、後続列車に指示される制御速度が低く維持される可能性があり、後続列車の乗客の乗り心地が悪くなる傾向になる。

また、軌道回路細分化方式及び無線通信方式の何れを採用した場合でも、駅構内に関しては、固定的な軌道回路を採用せざるを得ない場合が多く、設備的負担から経済的でないため、移動閉そく方式のメリットが生かされない傾向にある。

しかも、レールを使用している鉄道システムでは、上記軌道回路方式も採れるが、ゴムタイヤ方式の場合は、軌道回路を用いることができず、何らかの対策が必要とされていた。
特開２００３−２７６６０６号公報 特開２００３−３４２４９号公報

本発明の課題は、車両運行効率と、車両運行速度の適切化を図りえる車両制御システム、特に、移動閉そくシステムを採用する場合に好適な車両制御システムを提供することである。

本発明のもう１つの課題は、移動閉そくシステムにおいて、駅構内信号制御区間における車両の運用効率を向上させ得る車両制御システムを提供することである。

本発明のもう１つの課題は、移動閉そくシステムにおいて、車両制御上のいわゆる「自殺」を生じさせることなく、走行の安全を確保し得る車両制御システムを提供することである。

本発明のもう１つの課題は、鉄輪方式でもゴムタイヤ方式でも採用することができる新しい信号処理方式を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る車両制御システムでは、まず、信号機設置地点又はその相当地点の内方に、車両が、前記地点で指示された速度で走行したとき区間内で停止できる距離長を持つ仮想区間を設定する。そして、先行車両の後部が前記仮想区間を抜け出ないうちは、前記仮想区間に対する後続車両の進入を禁止し、前記先行車両の後部が前記仮想区間を抜け出たとき、前記後続車両の前記仮想区間に対する進入を許可する。

上記構成によれば、先行車両に対する後続車両の間隔を、仮想区間によって、適切に保ち、仮想区間の終点において停止させる必要が生じても、車両制御が開始される地点で与えられた車両速度に対応したブレーキパターンで、後続車両の速度をブレーキ制御すればよい。このため、後続列車の乗客の乗り心地を良好に保つことができる。

具体的態様として、仮想区間は、車両が、信号機設置地点又はその相当地点から最高速度で走行したときに仮想区間内で停止できる距離長を持つように構成できる。この場合には、仮想区間の終点において停止させる必要が生じても、最高速度で走行した場合のブレーキパターンに従って、車両を円滑に制御することができる。

別の態様として、信号機設置地点又はその相当地点の内方に、車両が、前記地点で指示された速度で走行したとき区間内で停止できる距離長を持つ固定区間を設定し、先行車両の後部が前記固定区間を抜け出ないうちは、前記固定区間に対する後続車両の進入を禁止し、前記先行車両の後部が前記固定区間を抜け出たとき、前記後続車両の前記固定区間に対する進入を許可する方式であってもよい。

この場合は、先行車両に対する後続車両の間隔を、固定区間によって、適切に保ち、固定区間の終点において停止させる必要が生じても、車両制御が開始される地点で与えられた車両速度に対応したブレーキパターンで、後続車両の速度をブレーキ制御すればよい。このため、後続列車の乗客の乗り心地を良好に保つことができる。この車両制御システムは、移動閉そく方式を採用する車両制御において、固定制御区間を設定することが一般的な駅構内における車両制御に適している。

移動閉そくシステムにおいて駅構内に固定して設定された固定制御区間に適用される車両制御システムに適したものとして、本発明は、更に、次の方式を開示する。

まず、車両位置を計測し、算出した値に理論的な誤差を含む余裕距離を、車両の前後部に設け、車両長と前記余裕距離の合計を安全車両占有領域とする。この場合、前記安全車両占有領域は、車両と共に移動するものとする。

そして、車両が前記固定制御区間に進入する場合は、当該車両の前記安全車両占有領域が前記固定制御区間に一度でも進入したことを条件に、前記固定制御区間における前記車両の在線状態を保持し、前記車両が前記固定制御区間を進出する場合は、一定時間以上連続的に在線情報なしとなったことを条件に、前記固定制御区間における前記車両の在線状態を非在線とする。

この車両制御システムによれば、車両位置に、ある程度の誤差を認めざるを得ない移動閉そくシステムにおいて、安全車両占有領域によって、車両位置の誤差を吸収できるので、在線状態のアオリを防止しながら、駅構内信号制御区間に進入し、又は、進出することができるようにし、駅構内走行の安全を確保することができる。

この場合の具体的な態様として、前記車両が、前記固定制御区間の進入点に設置された信号機の進行指示現示に基づき、一度でも進入した場合は、当該信号機を記憶し、その後、前記信号機の現示が、自車両の在線情報によって停止指示に代わっても、この信号機では停止せず、この前方である次に設備されている信号機の信号制御により運行するようにする。この態様によれば、自殺することなく、走行の安全を確保することができる。

別の態様として、駅構内信号制御区間の進入端部付近、進出端部付近に地上子を設け、車両側にはこれと結合して通信を行うことができる車上子を設け、車両が所定の地上子上を通過した時、前記安全車両占有領域を車両運行の安全を確保しつつ短縮する処理を行う
こともできる。

この態様によれば、駅構内信号制御区間を通過する車両の運用効率を向上させることができる。

以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）車両運行効率と、車両運行速度の適切化を図りえる車両制御システム、特に、移動閉そくシステムを採用する場合に好適な車両制御システムを提供することができる。
（ｂ）移動閉そくシステムにおいて、駅構内信号制御区間における車両の運用効率を向上させ得る車両制御システムを提供することができる。
（ｃ）移動閉そくシステムにおいて、車両制御上のいわゆる「自殺」を生じさせることなく、走行の安全を確保し得る車両制御システムを提供することができる。
（ｄ）鉄輪方式でもゴムタイヤ方式でも採用することができる新しい信号処理方式を提供することができる。

本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施例によって更に詳しく説明する。

図１は本発明に係る車両制御装置の一形態を説明する図である。図は、移動閉そくシステムにおいて、軌道１上を走行する先行車両２１と、駅３に停車している後続車両２２との間の車両制御に本発明を適用した場合を示している。まず、出発信号機４の内方に、車両が、出発信号機４によって指示された速度で走行したとき区間内で停止できる距離長を持つ仮想区間Ａ１を設定する。

移動閉そくシステムを採用する車両制御システムの場合、仮想区間Ａ１は、固定長を持つ移動閉そくＢ１よりも長くなる。既に、従来の問題点として述べたように、移動閉そくシステムでは、後続車両２２は、先行車両２１に対して、短い固定長の移動閉そくＢ１を保ったままで走行することになるので、後続車両２２の出発時刻と先行車両２１が出発時刻の間隔が狭いと、後続車両２２に指示される速度が、例えば、図１の速度ＶＢとして示されるように、低く抑えられる可能性があり、後続車両２２の乗客の乗り心地が悪くなる傾向にあった。

これを改善する手段として、本発明では、先行車両２１の後部が仮想区間Ａ１を抜け出ないうちは、仮想区間Ａ１に対する後続車両２２の進入を禁止し、先行車両２１の後部が、図１に示すように、仮想区間Ａ１を抜け出たとき、後続車両２２の仮想区間Ａ１に対する進入を許可する。

上記構成によれば、先行車両２１に対する後続車両２２の間隔を、仮想区間Ａ１によって適切に保ち、仮想区間Ａ１の終点において停止させる必要が生じても、出発信号機４によって与えられた車両速度ＶＡに対応したブレーキパターンで、後続車両２２の速度をブレーキ制御すればよい。このため、後続車両２２の乗客の乗り心地を良好に保つことができる。

出発信号機４によって指示される車両速度ＶＡは、任意の速度でもよいし、最高速度であってもよい。車両速度ＶＡを任意の速度に設定することができるようにすることの利点は、車両運行上の自由度が得られ、ダイヤが乱れた時などの状況に応じた適切な車両運行が可能になる点にある。

一方、出発信号機４によって指示される車両速度ＶＡを、最高速度に設定できるようにした場合は、当然、仮想区間Ａ１は、最高速度で走行したときに仮想区間Ａ１内で停止できる距離長を持つように構成される。この場合は、後続車両２２は、最高速度で走行した場合のブレーキパターンに従って、円滑に停止制御されることになる。

なお、図１では、駅における車両制御を例にとって説明したが、駅間における車両制御にも、同様に適用が可能である。この場合、移動閉そくシステムにおいては、信号機による閉そく画定ではないので、地上装置側からの速度指令を受けながら、仮想区間Ａ１を設定することになる。また、本発明は、移動閉そくシステムを前提としており、鉄輪方式でもゴムタイヤ方式でも採用することができる。

図２は本発明に係る車両制御システムの別の実施の形態を示す図である。図において、図１に現れた構成部分に相当する部分については同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。

この実施例では、出発信号機４の設置された地点の内方に、車両が、出発信号機４によって指示された速度で走行したとき区間内で停止できる距離長を持つ固定区間Ａ２を設定する。固定区間Ａ２は、軌道回路またはループによって構成することができる。

そして、先行車両２１の後部が固定区間Ａ２を抜け出ないうちは、固定区間Ａ２に対する後続車両２２の進入を禁止し、先行車両２１の後部が、図２に図示するように、固定区間Ａ２を抜け出たとき、後続車両２２の固定区間Ａ２に対する進入を許可する。

この場合も、先行車両２１に対する後続車両２２の間隔を、固定区間Ａ２によって、適切に保ち、固定区間Ａ２の終点において停止させる必要が生じたとき、出発信号機４で与えられた車両速度に対応したブレーキパターンで、後続車両２２の速度をブレーキ制御すればよい。このため、後続車両２２の乗客の乗り心地を良好に保つことができる。この車両制御システムは、移動閉そく方式を採用する車両制御において、固定制御区間を設定することが一般的な駅構内における車両制御に適している。

図３は本発明に係る車両制御システムの更に別の形態を示す図である。この車両制御システムは、移動閉そくシステムにおいて、駅構内に固定して設定された固定制御区間Ｃ１に適用される。

まず、後続車両２２について、車両位置を計測し、算出した値に理論的な誤差を含む余裕距離Ｌｆ、Ｌｒを、車両の前後部に設け、車両長Ｌｔと余裕距離Ｌｆ、Ｌｒの合計を安全車両占有領域Ｌ（＝Ｌｔ＋Ｌｆ＋Ｌｒ）とする。安全車両占有領域Ｌは、後続車両２２と共に移動するものとする。先行車両２１についても、同様の安全車両占有領域Ｌが与えられている。車両位置の計測、及び、安全車両占有領域Ｌの算出は、図示しない地上装置又は車上装置において、実行することができる。

そして、後続車両２２が固定制御区間Ｃ１に進入する場合は、後続車両２２の安全車両占有領域Ｌが固定制御区間Ｃ１に一度でも進入したことを条件に、固定制御区間Ｃ１における後続車両２２の在線状態を保持する。

後続車両２２が固定制御区間Ｃ１を進出する場合は、一定時間以上連続的に在線情報なしとなったことを条件に、固定制御区間Ｃ１における後続車両２２の在線状態を非在線とする。

この車両制御システムによれば、車両位置を、例えば、無線通信方式などによって検知していて、ある程度の誤差を認めざるを得ない移動閉そくシステムにおいて、安全車両占有領域Ｌによって、車両位置の誤差を吸収できるので、在線状態のアオリを防止しながら、駅構内信号制御区間に進入し、又は、進出することができるようにし、駅構内走行の安全を確保することができる。

この場合の具体的な態様として、後続車両２２が、固定制御区間Ｃ１の進入点に設置された場内信号機４の進行指示現示に基づき、一度でも進入した場合は、場内信号機４の現示を記憶し、その後、場内信号機４の現示が、自車両の在線情報によって停止指示に代わっても、場内信号機４では停止せず、この前方である次に設備されている信号機の信号制御により運行するようにする。

この制御方式は、後続車両２２が、一旦、固定制御区間Ｃ１に入り、場内信号機４が停止指示に変わった後、逆方向に退出した場合でも、後続車両２２が、再度、固定制御区間Ｃ１に入るのを許容する。従って、後続車両２２は、いわゆる「車両自殺」を生じることなく、円滑、かつ、安全に走行することができる。

更に、本線１１及び分岐線１２を有する駅構内においては、例えば、分岐線１２に、入線した車両２０の後部又は前部が、本線１１に入線した車両の後部と接触することのない列車検知領域Ｃ２を、分岐線１２上に仮想する。この構成によれば、分岐線１２に入線した車両２０が、列車検知領域Ｃ２内に入っていることを確認した上で、後続車両２２が固定制御区間Ｃ１内に進入するのを許可することができるので、車両運行の安全性が確保される。

図４は本発明に係る車両制御システムの更に別の形態を示す図である。この車両制御システムも、移動閉そくシステムにおいて、駅構内に固定して設定された固定制御区間Ｃ１に適用される。

駅構内信号制御区間の進入端部付近、進出端部付近に地上子５１、５２をそれぞれ設け、後続車両２２（または先行車両２１）の側にはこれと結合して通信を行うことができる車上子２３を設け、後続車両２２（または先行車両２１）が所定の地上子５１又は５２上を通過した時、安全車両占有領域Ｌを、車両運行の安全を確保しつつ、短縮する処理を行うこともできる。この態様によれば、駅構内信号制御区間を通過する車両の運用効率を向上させることができる。

以上、実施の形態を参照して説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々の変形、変更が可能であることは言うまでもない。

本発明に係る車両制御システムの一実施の形態を説明する図である。 本発明に係る車両制御システムの別の実施の形態を説明する図である。 本発明に係る車両制御システムの更に別の実施の形態を説明する図である。 本発明に係る車両制御システムの更に別の実施の形態を説明する図である。

符号の説明

１ 軌道
２１ 先行車両
２２ 後続車両
４ 信号機
Ａ１ 仮想区間
Ａ２ 固定区間
Ｂ１ 移動閉そく
Ｃ１ 固定制御区間
Ｌ 安全車両占有領域

Claims (6)

1. 信号機設置地点又はその相当地点の内方に、車両が、前記地点で指示された速度で走行したとき区間内で停止できる距離長を持つ仮想区間を設定し、
   先行車両の後部が前記仮想区間を抜け出ないうちは、前記仮想区間に対する後続車両の進入を禁止し、
   前記先行車両の後部が前記仮想区間を抜け出たとき、前記後続車両の前記仮想区間に対する進入を許可する
   車両制御システム。
2. 請求項１に記載された車両制御システムであって、前記仮想区間は、車両が前記地点から最高速度で走行したときに前記仮想区間内で停止できる距離長を持つ車両制御システム。
3. 信号機設置地点又はその相当地点の内方に、車両が、前記地点で指示された速度で走行したとき区間内で停止できる距離長を持つ固定区間を設定し、
   先行車両の後部が前記固定区間を抜け出ないうちは、前記固定区間に対する後続車両の進入を禁止し、
   前記先行車両の後部が前記固定区間を抜け出たとき、前記後続車両の前記固定区間に対する進入を許可する
   車両制御システム。
4. 移動閉そくシステムにおいて駅構内に固定して設定された固定制御区間に適用される車両制御システムであって、
   車両位置を計測し、算出した値に理論的な誤差を含む余裕距離を、車両の前後部に設け、車両長と前記余裕距離の合計を安全車両占有領域とし、前記安全車両占有領域は、車両と共に移動するものであり、
   車両が前記固定制御区間に進入する場合は、当該車両の前記安全車両占有領域が前記固定制御区間に一度でも進入したことを条件に、前記固定制御区間における前記車両の在線状態を保持し、
   前記車両が前記固定制御区間を進出する場合は、一定時間以上連続的に在線情報なしとなったことを条件に、前記固定制御区間における前記車両の在線状態を非在線とする
   車両制御システム。
5. 請求項４に記載された車両制御システムであって、
   前記車両が、前記固定制御区間の進入点に設置された信号機の進行指示現示に基づき、一度でも進入した場合は、当該信号機の指示を記憶し、
   その後、前記信号機の現示が、自車両の在線情報によって停止指示に代わっても、この信号機では停止せず、この前方である次に設備されている信号機の信号制御により運行する
   車両制御システム。
6. 請求項４に記載された車両制御システムであって、
   駅構内信号制御区間の進入端部付近及び進出端部付近に地上子を設け、車両側にはこれと結合して通信を行うことができる車上子を設け、
   車両が所定の地上子上を通過した時、前記安全車両占有領域を短縮する処理を行う
   車両制御システム。
   
   

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