JP2008100623A - 列車制御ネットワークシステムおよび駅中間小型端末装置と駅中間制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駅々間の閉そくを、一体的に関連付けて制御する列車制御ネットワークシステムおよび駅中間小型端末装置と駅中間制御装置とを提供する。
【解決手段】列車を制御するための列車の情報である列車関連情報を検出する列車検出装置と列車を制御するための列車制御装置とが接続される駅中間小型端末装置と駅中間制御装置とが通信網を介して接続される列車制御ネットワークシステムである。駅中間小型端末装置は、列車検出装置が検出した列車関連情報を駅中間制御装置へ送信し、列車関連情報に対する制御情報を駅中間制御装置から受信し、受信した制御情報に基づいて列車制御装置を制御する。駅中間制御装置は、駅中間小型端末装置から列車関連情報を受信し、受信した列車関連情報に基づいて駅中間小型端末装置での列車を制御するための制御情報を生成し、生成した制御情報を駅中間小型端末装置に送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、列車制御装置に関わり、特に、複数の駅中間信号設備が互いに関連する制御装置に関する。

従来の駅中間信号システムは、軌道回路条件に基づく自動信号方式となっており、各閉そくにおいて、閉そく信号機は独立して駅中間信号設備ごとに制御されている。
この従来の駅中間信号システムは、例えば、図１１に示すように、現示を表示するための閉そく信号機４、軌道回路２、ＡＴＳ−Ｐ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｓｔｏｐ ｄｅｖｉｃｅ Ｐ型）などの自動列車停止装置に関連する地上子３を、それぞれの駅中間信号設備８が有しており、それぞれの駅中間信号設備８は独立して、軌道回路２、地上子３からの情報に基づいて、閉そく信号機４や地上子３の制御を実行している。

このような従来の駅中間信号システムでは、列車が閉そく区間に進入すると、当該軌道回路２が落下し、その軌道回路２が落下したことにより、閉そく信号機４の現示を制御するという方式である。この制御は各閉そくで駅中間信号設備８が独立して実行している。また、駅中間信号設備８は、ＡＴＳ−Ｐなどの自動列車停止装置については、地上子３からの情報で各閉そく毎に閉そく信号機４の制御とは別に、その制御を実行している。
なお、ここで、軌道回路２の動作に記される、落下とは列車の進入により２本の線路が短絡された状態のことである。一方、扛上とは、列車の進出により線路が短絡状態から絶縁状態に変化したことを示す。

また、閉そく信号機４、軌道回路２および地上子３は、それぞれの機能ごとに設備が分かれており、それぞれの機能についての情報を、ある駅中間信号設備８から他の駅中間信号設備８へ、受渡しが必要な場合は、別にリレーなどを設けて、それぞれの機能についての情報の受渡しを実行している。
そのため、従来の駅中間信号システムでは、例えば、機器室にある制御装置から駅中間信号設備８などの現場機器まで一本ずつケーブルを接続し、一本のケーブルにおいての電圧の印加により制御を行っているため、膨大な本数のケーブルが必要となる。

更に、例えば、駅中間信号設備と駅中間信号設備との間の情報の伝達においては、従来の駅中間信号システムでは、制御装置から現場機器まで一本ずつケーブルを接続して、電圧制御を行っているため、膨大な本数のケーブルが必要となる。
またケーブル接続方法として、一本ずつケーブルを接続しているため、接続のための作業時間が掛かり、更に、接続の施工ミスを誘発する原因ともなっていた。

なお、このようなケーブルについての問題を解決する方法の１つとして、特許文献１が知られている。特許文献１においては、信号装置と信号装置を制御する遠隔制御装置との間で信号灯の点灯または滅灯の指示する信号を伝送することにより、信号の伝送路は複数の信号灯について個別に設けることなく共有化することができるため、導線の本数を削除することができる。
特開２００４−８２８５４号公報

しかしながら、特許文献１に示される技術は、信号装置と信号装置を制御する遠隔制御装置との間の伝送のみであり、駅中間信号設備８間の情報の伝達については何ら解決するものではない。

また、従来の駅中間信号システムにあっては、各閉そくの設備が独立しているため、指令等で把握できる情報が限定されるという問題がある。そのため、各設備間の機能連携が希薄になるという問題もあった。
また、駅中間信号設備を連携させるようにするためには、複雑なリレー結線論理や、膨大な配線作業が必要であるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、駅々間の閉そくを、一体的に関連付けて制御する列車制御ネットワークシステムおよび駅中間小型端末装置と駅中間制御装置とを提供することにある。

この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、列車を制御するための列車の情報である列車関連情報を検出する列車検出装置と前記列車を制御するための列車制御装置とが接続される駅中間小型端末装置と駅中間制御装置とが通信網を介して接続される列車制御ネットワークシステムであり、前記駅中間小型端末装置は、前記列車検出装置が検出した列車関連情報を前記駅中間制御装置へ送信する駅中間小型端末装置側送信部と、前記列車関連情報に対する制御情報を前記駅中間制御装置から受信する駅中間小型端末装置側受信部と、前記駅中間小型端末装置側受信部が受信した制御情報に基づいて、前記列車制御装置を制御する駅中間小型端末装置側制御部と、を有し、前記駅中間制御装置は、前記駅中間小型端末装置から列車関連情報を受信する駅中間制御装置側受信部と、前記駅中間制御装置側受信部が受信した列車関連情報に基づいて、前記駅中間小型端末装置での列車を制御するための前記制御情報を生成する駅中間制御装置側制御部と、前記駅中間制御装置側制御部が生成した制御情報を前記駅中間小型端末装置に送信する駅中間制御装置側送信部と、を有する、ことを特徴とする列車制御ネットワークシステムである。

請求項２に記載の発明は、前記列車検出装置は、列車の位置情報を検出する軌道回路であり、前記列車関連情報は、前記軌道回路からの位置情報であり、前記列車制御装置は、閉そく信号機である、ことを特徴とする請求項１に記載の列車制御ネットワークシステムである。

請求項３に記載の発明は、前記列車検出装置は、列車から自動列車停止に関する情報である自動列車停止情報を受信する地上子であり、前記列車関連情報は、前記地上子からの列車関連情報であり、前記列車制御装置は、自動列車停止に関する情報を送信する地上子である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の列車制御ネットワークシステムである。

請求項４に記載の発明は、駅中間制御装置側制御部は、前記駅中間小型端末装置の故障の情報である駅中間小型端末装置故障情報を受信しまたは設定され、前記受信しまたは設定された駅中間小型端末装置故障情報と、前記駅中間制御装置側受信部が受信した列車関連情報に基づき、前記駅中間小型端末装置のための前記制御情報を生成する、ことを特徴とする請求項１から請求項３に記載の列車制御ネットワークシステムである。

請求項５に記載の発明は、前記駅中間小型端末装置または前記駅中間制御装置と通信網を介して接続され、列車の位置や速度を監視し、前記前記列車検出装置の故障を監視し、または、前記前記列車検出装置を再起動するための再起動情報を前記前記列車検出装置が接続する駅中間小型端末装置へ送信する、監視制御装置を有する、ことを特徴とする請求項１から請求項３に記載の列車制御ネットワークシステムである。

請求項６に記載の発明は、列車を制御するための列車の情報である列車関連情報を検出する列車検出装置と前記列車を制御するための列車制御装置とが接続される駅中間小型端末装置と駅中間制御装置とが通信網を介して接続される列車制御ネットワークシステムにおいて用いられる駅中間小型端末装置であり、前記列車検出装置が検出した列車関連情報を前記駅中間制御装置へ送信する駅中間小型端末装置側送信部と、前記列車関連情報に対する制御情報を前記駅中間制御装置から受信する駅中間小型端末装置側受信部と、前記駅中間小型端末装置側受信部が受信した制御情報に基づいて、前記列車制御装置を制御する駅中間小型端末装置側制御部と、を有することを特徴とする駅中間小型端末装置である。

請求項７に記載の発明は、列車を制御するための列車の情報である列車関連情報を検出する列車検出装置と前記列車を制御するための列車制御装置とが接続される駅中間小型端末装置と駅中間制御装置とが通信網を介して接続される列車制御ネットワークシステムにおいて用いられる駅中間制御装置であり、前記駅中間小型端末装置から列車関連情報を受信する駅中間制御装置側受信部と、前記駅中間制御装置側受信部が受信した列車関連情報に基づいて、前記駅中間小型端末装置での列車を制御するための前記制御情報を生成する駅中間制御装置側制御部と、前記駅中間制御装置側制御部が生成した制御情報を前記駅中間小型端末装置に送信する駅中間制御装置側送信部と、を有することを特徴とする駅中間制御装置である。

この発明によれば、鉄道システムにおける各装置間と制御装置との間が、ネットワークにより接続されるため、駅機器室に設置される制御装置で、駅中間の信号設備の情報が集約されて制御されるようになるため、鉄道システムにおける各装置間の機能連携を高めた制御が出来るという効果を奏する。
またこの発明によれば、鉄道システムにおける各装置間と制御装置との間が、ネットワークにより接続されるため、鉄道システムにおいて、ケーブルの本数が削減でき、またケーブルの接続方法が簡易となる効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態による列車制御ネットワークシステムの構成を示す概略図である。また、図２は、図１の概要を詳細に示した図である。
図１に示すように、駅と駅との間は、複数の閉そく区間に区分けされており、各閉そく毎に、その区間の駅中間信号設備１（以下、端末１とする）が設置されている。端末１には、その閉そく区間において、軌道回路２と、複数の地上子３と、閉そく信号機４とが接続されている。また、端末１は、ネットワーク６を介して、制御装置５に接続される。
また、制御装置５は、駅と駅との間における複数の端末１と、ネットワーク６を介して接続されている。制御装置５は、例えば、図２に示すように、駅の機器室に設置される。
図１の説明に戻り、ネットワーク６は、例えば、光ファイバーケーブルによる通信網である。

なお、各端末１と制御装置５とには、ネットワーク６において一意に識別するためのＩＰアドレスなどの識別番号が付けられている。
また、各端末１の識別番号と、駅と駅との間における列車の位置情報と、が関係付けられており、例えば、端末位置情報テーブルとして端末１または制御装置５に予め記憶されていてもよい。なお、ここでいう駅と駅との間における列車の位置情報とは、それぞれの閉そく区間を識別する情報である。例えば、それぞれの閉そく区間を１Ｔ、２Ｔ・・・ｎＴ（ただし、ここでｎは自然数である）などの閉そく区間を識別する識別情報により識別する。なお、この場合、各閉そくの並び方の情報（以降、閉そく区間順序情報とする）を制御装置５が予め記憶するようにしてもよい。
また、各端末１に関連する複数の地上子３も、地上子３ごとに識別可能な識別番号を有しており、地上子３の識別番号と位置に関する位置情報とが関連付けてられており、例えば、地上子位置情報テーブルとして端末１または制御装置５に予め記憶されていてもよい。

次に、図３を用いて、端末１と制御装置５との構成を説明する。なお、同図において図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
端末１は、軌道回路制御部１２と、地上子制御部１３と、閉そく信号機制御部１４と、端末側制御部１５と、端末側送受信部１６と、を有する。

軌道回路制御部１２は、軌道回路２より、列車の位置情報を受信し、受信した位置情報を端末側制御部１５へ送信する。軌道回路２は、列車の位置情報を、例えば、軌道回路の落下により、列車が軌道回路上に存在するか否かを検知することにより、列車の位置情報を検出する。
例えば、軌道回路制御部１２は、列車が存在する軌道回路を検出し、検出した軌道回路に対応する閉そく区間を識別する１Ｔなどの情報を、列車の位置情報として検出する。

地上子制御部１３は、列車からの自動列車停止に関する情報（以降、自動列車停止情報とする）を地上子３から受信し、受信した自動列車停止情報を端末側制御部１５へ送信する。自動列車停止情報とは、例えば、列車のブレーキ性能に関する情報であり、ブレーキ性能が通常の性能であるものか、または通常よりも高い性能のものであるのか、を識別すするための、ブレーキ性能を識別する情報である。自動列車停止情報には、更に、列車の速度に関する情報や、位置に関する情報などが含まれていてもよい。

端末側制御部１５は、軌道回路制御部１２からの位置情報を受信し、受信した位置情報に基づいて位置端末情報を生成し、生成した位置端末情報を、端末側送受信部１６およびネットワーク６を介して制御装置５へ送信する。
また、端末側制御部１５は、地上子制御部１３からの自動列車停止情報を受信し、受信した自動列車停止情報に基づいて自動列車停止端末情報を生成し、生成した自動列車停止端末情報を、端末側送受信部１６およびネットワーク６を介して制御装置５へ送信する。
ここで、自動列車停止端末情報とは、例えば、受信した自動列車停止情報を制御装置５へネットワーク６を介して送信するために、受信した自動列車停止情報に、送信先の制御装置５の識別情報、送信元の端末側制御部１５である端末１の識別情報、および、ネットワーク６を介した通信のために必要な情報を追加したものである。
なお、端末側制御部１５は、関連する端末１の識別番号と制御装置５の識別番号の情報とを予め記憶しており、関連する端末１の識別番号と制御装置５の識別番号とに基づき、位置端末情報または自動列車停止端末情報を生成し制御装置５へ送信する。

また、端末側制御部１５は、送信した端末情報に対する制御情報を制御装置５からネットワーク６および端末側送受信部１６を介して受信し、受信した制御情報に基づいて、自動列車停止の制御に関する情報（以下、自動列車停止制御情報）を、地上子制御部１３を介して地上子３へ送信し、また、受信した制御情報に基づいて、閉そく信号機制御部１４を介して閉そく信号機４を制御する。
ここで、送信した端末情報に対する制御情報とは、例えば、閉そく信号機４を停止現示にする情報や、ＡＴＳ−Ｐにおいて、列車の速度を上げる指示の情報や下げる情報である。

また、端末側制御部１５は、受信した制御情報に基づいて制御処理を実行した後、制御が完了したことを示す応答情報を、端末側送受信部１６とネットワーク６とを介して制御装置５へ送信する。
ここで、端末側制御部１５が実行する受信した制御情報に基づいた制御処理とは、例えば、閉そく信号機４を停止現示にする情報に基づいて、閉そく信号機４を停止現示にする処理を実行することである。また、端末側制御部１５が実行する受信した制御情報に基づいた制御処理とは、例えば、ＡＴＳ−Ｐにおいて、列車の速度を上げる指示の情報や下げる情報に基づいて、地上子３を介して列車に、列車の速度を上げる指示の情報や下げる情報を送信する処理を実行することである。

端末側送受信部１６は、端末側制御部１５の生成した位置端末情報または自動列車停止端末情報を、ネットワーク６を介して制御装置５へ送信する。また、端末側送受信部１６は、制御装置５からの同報制御情報を、ネットワーク６を介して受信し、受信した同報制御情報を端末側制御部１５へ送信する。
なお、後述するように、端末側送受信部１６が制御装置５から受信する同報制御情報には、複数の端末についての制御情報が含まれている。そのため、端末側送受信部１６は、受信した同報制御情報の中から、自端末に関する制御情報のみを抽出する機能と、抽出した制御情報を端末側制御部１５へ送信する機能を有する。

次に、図３の制御装置５に示すように、制御装置５は、制御装置側送受信部５１と、制御装置側制御部５２と、を有する。
制御装置側送受信部５１は、ネットワーク６を介して、端末１から位置端末情報または自動列車停止端末情報を受信し、受信した位置端末情報または自動列車停止端末情報を制御装置側制御部５２へ送信する。
また、制御装置側送受信部５１は、制御装置側制御部５２から同報制御情報を受信し、受信した同報制御情報を、ネットワーク６を介してネットワーク６上の各端末１へブロードキャストにより送信する。

制御装置側制御部５２は、制御装置側送受信部５１から受信した位置端末情報または自動列車停止端末情報に基づき、端末１に関連する閉そく信号機４または地上子３を制御するための情報である制御情報を端末１毎に生成し、生成した端末１毎の制御情報を１つにまとめて同報制御情報を生成し、生成した同報制御情報を、制御装置側送受信部５１とネットワーク６とを介して、ブロードキャストにより各端末１へ送信する。
つまり、制御装置側制御部５２がブロードキャストする同報制御情報には、第１から第ｎ（ここで、ｎは自然数である）の端末１のための制御情報が含まれる。なお、ここで、ネットワーク６には、第１から第ｎの端末１が存在するとする。
なお、制御装置側制御部５２が生成する端末１毎の制御情報には、端末１に関連する閉そく信号機４を制御するための閉そく信号機制御情報と、端末１に関連する地上子３を制御するための自動列車停止制御情報とが含まれる。
なお、制御装置側制御部５２が制御情報を生成する例は、後に具体例を用いて詳述する。

図３を用いて説明したように、本実施形態による列車制御ネットワークシステムでは、各閉そくにおける軌道回路２と、閉そく信号機４と、自動列車停止に関する地上子３と、の情報と制御は端末１に集約され、複数の端末１の情報と制御は全て制御装置５に集約される。
制御装置５は、各閉そくの端末１からの情報を集約し、集約した情報に基づいて、各端末１の制御のための制御情報を生成し、生成した制御情報を同報制御情報としてブロードキャストにより各端末１に送信する。

なお、実施形態においては、制御装置５（つまり、制御装置側制御部５２）は、制御情報を予め決められた一定の時間で周期的に送信する。制御装置５は、例えば、２００ｍｓ毎に同報制御情報をブロードキャストにより端末１へ送信する。
なお、実施の形態においては、各端末１はユニキャストにより位置端末情報または自動列車停止端末情報を制御装置５へ送信する。この送信は、予め決められた一定の時間で周期的に送信するようにしてもよいし、位置端末情報または自動列車停止端末情報に変化があった場合のみに送信してもよい。

また、制御装置５（または、制御装置側制御部５２）は、各端末１から受信した直近の位置端末情報または自動列車停止端末情報を記憶するようにしておき、記憶した情報に基づいて制御情報を生成するようにしてもよい。
また、制御装置５（または、制御装置側制御部５２）は、後述するように、各端末１の故障情報を受信しまたは設定され、受信しまたは設定された故障情報に基づいて制御情報を生成するようにしてもよい。

また、制御装置５（または、制御装置側制御部５２）は、端末１から受信した位置端末情報または自動列車停止端末情報から、端末１の識別番号を抽出し、抽出した端末１の識別番号に基づいて、端末位置情報テーブルから位置情報を抽出し、抽出した位置情報に基づいて制御情報を生成してもよい。また、制御装置５は、抽出した位置情報が閉そく区間の識別情報である場合、更に、閉そく区間順序情報に基づいて制御情報を生成してもよい。

次に、図４を用いて、列車制御ネットワークシステムの一例としての動作を説明する。ここでは、列車Ａを用いて列車制御ネットワークシステムの動作を説明する。なお列車Ａには、自動列車停止のための送信部と受信部を有するものとする。
まず、列車Ａが軌道回路を通過し（ステップＳ４０１）、列車Ａの通過により軌道回路２が位置情報を端末１へ送信する（ステップＳ４０２）。端末１は、軌道回路２からの位置情報に基づき、位置端末情報を生成し、生成した位置端末情報を制御装置５へ送信する（ステップＳ４０３）。
また、列車Ａは地上子３へ自動列車停止情報を送信し（ステップＳ４１１）、列車Ａからの自動列車停止情報を受信した地上子３は、受信した自動列車停止情報を端末１へ送信する（ステップＳ４１２）。端末１は、地上子３から受信した自動列車停止情報に基づき、自動列車停止端末情報を生成し、生成した自動列車停止端末情報を制御装置５へ送信する（ステップＳ４１３）。
端末１からの位置端末情報と自動列車端末停止とを受信した制御装置５は、受信した位置端末情報と自動列車端末停止とに基づき、各端末１の制御情報を生成し、生成した制御情報を端末１へ同報制御情報としてブロードキャストにより送信する（ステップＳ４２１）。
制御装置５からの同報制御情報を受信した端末１は、受信した同報制御情報のうち自身の端末１に関する制御情報に基づき、受信した同報制御情報から制御情報を抽出し、抽出した制御情報に基づき自動列車停止制御情報を生成し、地上子３を介して自動列車停止制御情報を列車Ａに送信する（ステップＳ４３１、Ｓ４３２）。
また、制御装置５から同報制御情報を受信した端末１は、制御情報のうち自身の端末１に関する制御情報に基づき、受信した同報制御情報から制御情報を抽出し、抽出した制御情報に含まれる閉そく信号機制御情報に基づき、閉そく信号機４を制御する（ステップＳ４４１）。
次に、受信した制御情報に基づいた制御処理を実行した端末１は、応答情報を制御装置５へ送信する（ステップＳ４５１）。

以上の図１から図４を用いて説明した列車制御ネットワークシステムにより、駅機器室に設置される制御装置５で、駅と駅との間の複数の端末１の情報が集約され、集約された情報に基づいて列車の制御ができるようになる。

次に、各装置間の機能連携を高めた制御装置５での例について説明する。
（例１）
例えば、従来、駅中間において一つの軌道回路が故障して当該閉そく信号機が停止現示になると、閉そく指示運転に切替え、指令からの無線による口頭指示に基づいて、当該軌道回路に列車を通す方式であった。この閉そく指示運転の方式では、「当該閉そく信号機が停止現示であるが、当該軌道回路に列車がおらず、且つ安全であること」を、人が確認してから、列車乗務員と輸送指令が無線で交信しながら当該閉そくを列車が通過する方式を採っており、列車本数が通常時と比べて相当減少するという問題があった。

この問題に対して、本実施形態による列車制御ネットワークシステムにより、軌道回路故障時の縮退運転機能について、閉そく信号機の防護区間を拡大（閉そく信号機の制御論理を変更）することにより、列車本数の減少を低減する例を説明する。
なお、前提条件として、（１）列車長は１軌道回路長よりも短いものとし、（２）故障信号機は次の閉そくを抜けてから制御することとし（閉そく防護区間の拡大は故障軌道回路及び次の正常な起動回路とし）、（３）連続して軌道回路が故障の場合、さらに前方の正常な起動回路を抜けてから制御することとする。なお、現示の順序として、進行現示、注意現示、停止現示の順で、現示の厳しさが定義されているものとする。

まず、図５（ａ）に示すように、列車Ａの進行方向に、閉そく区間が下り８Ｔ、下り７Ｔ、下り６Ｔ、下り５Ｔ、下り４Ｔ、下り３Ｔ、下り２Ｔ、下り１Ｔの順にあり、閉そく区間には、下り８、下り７、下り６、下り５、下り４、下り３、下り２、下り１の閉そく信号機がそれぞれ対応して設置してある。なお、各閉そく信号機は、閉そく信号機が関連する閉そく区間において、例えば、列車が閉そく区間に進入してくる部分となる、閉そく区間の端部付近に設置される。
各閉そく信号機は、停止現示を赤色（以下Ｒ）、注意現示を黄色（以下Ｙ）、進行現示を緑（または青）色（以下Ｇ）、を現示する。列車Ａを運転する車掌は、閉そく信号機の現示（の色）に基づき、１つの閉そく区間には２台以上の列車が存在しないように列車Ａを運転することにより、列車同士の衝突を防止する。

まず、第１のケースとして、軌道回路が１箇所故障した場合において、当該軌道回路、後方１軌道回路、前方１軌道回路を支障設定する方法について説明する。
例えば、図５（ａ）に示すように、下り６の軌道回路で故障発生を検知した場合について説明する。この場合、故障が発生した下り６Ｔと、その先の進行方向の下り５Ｔとについて列車がいないことを乗務員が確認して指令に申告し、指令ではこれら２つの軌道回路について支障設定を行う。

支障設定を実行した結果、図５（ｂ）に示すように、防護区間として、下り６の閉そく信号機については、防護区間が下り６Ｔと下り５Ｔとになる。なお、図５（ｂ）に示していない他の閉そく信号機についての防護区間は、その閉そく信号機に関する１つの防護区間のみである。この防護区間の情報は、例えば、防護区間情報として制御装置５の内部に記憶される。

次に、この場合の列車の動きと、制御装置５が生成する現示の情報について図５（ｃ）に示す列車位置現示情報テーブルＴ１０を用いて説明する。
制御装置５は、列車Ａが下り６Ｔに進入した情報を受信すると、受信した列車Ａの位置情報と、防護区間情報とに基づき、下り８の閉そく信号機を注意現示Ｙ、下り７の閉そく信号機を停止現示Ｒ、下り６の閉そく信号機を進行現示Ｇ、とする制御情報を生成し、生成した制御情報を端末１に送信する。この場合、下り６の閉そく信号機においては、故障で列車を検知できないため、下り６の閉そく信号機を進行現示Ｇのままである。
以下、説明の簡略のために、列車Ａの位置情報と、制御装置５が生成する現示に関する制御情報とについてのみ説明する。

ここで説明の簡単のために、以降においては「下り１の閉そく信号機を停止現示Ｒにする」を、「下り１をＲにする」と表記して説明する。また、停止現示Ｒ以外の、注意現示をＹおよび進行現示Ｇにおいても、同様に表記して説明する。
次に、列車Ａが、更に下り７Ｔを進出すると、下り８をＧ、下り７をＹ、下り６をＲ、下り５をＧとする。次に、列車Ａが、更に下り５Ｔに進入すると、下り８をＧ、下り７をＹ、下り６をＲ、下り５をＲ、下り４をＧとする。次に、列車Ａが、更に下り６Ｔを進出すると、下り８をＧ、下り７をＹ、下り６をＲ、下り５をＲ、下り４をＧとする。次に、列車Ａが、更に下り４Ｔに進入すると、下り８をＧ、下り７をＹ、下り６をＲ、下り５をＲ、下り４をＲ、下り３をＧとする。次に、列車Ａが、更に下り５Ｔに進出すると、下り８をＧ、下り７をＧ、下り６をＹ、下り５をＴ、下り４をＲ、下り３をＧとする。次に、列車Ａが、更に下り３Ｔに進出すると、下り８をＧ、下り７をＧ、下り６をＧ、下り５をＧ、下り４をＹ、下り３をＲ、下り２をＧとする。
ここでは、列車が、下り５Ｔを抜けた場合に、現示アップが行われる。
制御装置５は、以上のように、図５（ｃ）の列車位置現示情報テーブルＴ１０に従い、列車Ａの位置情報に基づいて、各閉そく信号機の現示に関する制御情報を生成する。

なお、列車位置現示情報テーブルＴ１０は、防護区間情報に基づいて人が制御装置５内に設定してもよいし、予め防護区間情報に基づいて列車位置現示情報テーブルＴ１０が生成しておき、生成した列車位置現示情報テーブルＴ１０を制御装置５内に記憶しておき、防護区間情報に基づいて制御装置５が列車位置現示情報テーブルＴ１０を選択するようにしてもよいし、または、防護区間情報に基づいて制御装置５が列車位置現示情報テーブルＴ１０を生成するようにしてもよい。

なお、制御装置５の動作として、例えば、図４のステップＳ４０３において、列車Ａの位置情報を受信した制御装置５は、受信した列車Ａの位置情報と、防護区間情報または列車位置現示情報テーブルＴ１０とに基づいて、各閉そく信号機４についての現示についての制御情報を生成し、生成した制御情報を各端末１に送信することにより、各閉そく信号機の現示を制御する（ステップＳ４２１、ステップＳ４４１）ようにする。

次に、図６を用いて、第２のケースとして、軌道回路故障が連続２箇所の場合について説明する。なお、同図において図５の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
例えば、図６（ａ）に示すように、下り６と下り５との軌道回路で故障発生を検知した場合について説明する。
この場合、下り６Ｔと、下り５Ｔと、下り４とについて列車がいないことを乗務員が確認して指令に申告し、指令ではこれら３つの軌道回路について支障設定を行う。

支障設定を実行した結果、図６（ｂ）に示すように、防護区間として、下り６については、防護区間が下り６Ｔと下り５Ｔと下り４Ｔとになる。また、下り５については、防護区間が下り５Ｔと下り４Ｔとになる。

この場合の、列車位置現示情報テーブルＴ１０は、例えば、図６（ｃ）になる。制御装置５は、以下、同様に、図６（ｃ）の列車位置現示情報テーブルＴ１０に従い、列車Ａの位置情報に基づいて、各閉そく信号機の現示に関する制御情報を生成する。

次に、図７を用いて、第３のケースとして、軌道回路故障が１軌道回路離れて２箇所の場合について説明する。なお、同図において図５の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
例えば、図７（ａ）に示すように、下り６と下り４との軌道回路で故障発生を検知した場合について説明する。
この場合、下り６Ｔと下り５Ｔ、および、下り４と下り３、について列車がいないことを乗務員が確認して指令に申告し、指令ではこれら４つの軌道回路について支障設定を行う。

支障設定を実行した結果、図７（ｂ）に示すように、防護区間として、下り６については、防護区間が下り６Ｔと下り５Ｔとになる。また、下り４については、防護区間が下り４Ｔと下り３Ｔとになる。

この場合の、列車位置現示情報テーブルＴ１０は、例えば、図７（ｃ）となる。制御装置５は、以下、同様に、図７（ｃ）の列車位置現示情報テーブルＴ１０に従い、列車Ａの位置情報に基づいて、各閉そく信号機の現示に関する制御情報を生成する。

従来の軌道回路においては閉そく区間ごとに独立した設備であったため、いくつかの軌道回路をまとめて管理することは出来なかった。これに対し、本実施形態においては、第１から第４のケースを用いて説明したように、１つの軌道回路が故障した場合においても、また、複数の軌道回路が故障した場合においても、制御装置５に軌道回路の故障情報を集約することにより、故障した軌道回路についての前後の軌道回路と一体とした軌道回路として閉そく信号機の制御情報を生成し、閉そく信号機を制御することにより、軌道回路が故障した場合においても、安全に列車を通すことが出来る。
すなわち本発明の実施形態によれば、軌道回路が故障した場合においても、軌道回路故障時にも支障設定が行われた後は、ネットワークにより駅々間の閉そく区間を、制御装置５にて関連付けて制御することにより、様々な軌道回路の故障時においても、安全を確保しながら通常の閉そく指示における運転よりも多くの列車を運行させることができるという効果を奏する。

次に、各装置間の機能連携を高めた制御装置５での他の例について説明する。
（例２）
例２においては、自動列車停止装置を、ＡＴＳ−ＰまたはＡＴＳ−Ｐシステムとして説明する。
従来のＡＴＳ−Ｐシステムは、全て専用ハードウェアを利用しているため、信号現示の内容等は、別のシステムからハードウェアインタフェースを通して情報取得する必要があった。そのため、複雑な装置構成となっていた。

従来のＡＴＳ−Ｐシステムについて、その動作を、図８を用いて説明する。
まず、列車ＡからのＡＴＳ−ＰのトランスポンダであるＴ−１８０から高減速列車の車上電文が、地上子３を介して、エンコーダＥＣ０に入力される（ステップＳ９０１）。
ここで、高減速列車の車上電文とは、列車についての送信情報であり、列車のブレーキ性能に関する情報である。なお、高減速列車とは、ブレーキ性能において、減速性能が高い列車を示す情報である。
次に、エンコーダＥＣ０は、エンコーダ間伝送でエンコーダＥＣ２に高減速列選条件の情報を送信する（ステップＳ９０２）。次に、エンコーダＥＣ２は、高速リレー（ＨＩＳＲ）を動作させる（ステップＳ９０３）。次に、信号灯回路への条件挿入により、閉そく信号機を現示アップする（ステップＳ９０４）。なお、現示アップとは、ＡＴＳ−Ｐにおいて、列車の速度を上げる指示をすることである。

従来のＡＴＳ−Ｐシステムでは、エンコーダ毎に電文送受信を行っているのに対し、本実施形態による列車制御ネットワークシステムでは、制御装置５に、一旦、地上子３の情報を集約する。
その上で、制御装置５内で、閉そく信号機４の現示情報、列車選別情報、踏切情報、制御図表の情報を参照して、停止パターンを作成して、地上子３へ送信する。この際、全ての情報が制御装置５という、単一装置内にあるため、ハードウェア的なインタフェースが必要なく、情報の効率的な利用が可能となり、装置構成がシンプルとなる。
なお、上記に説明したように、制御装置５は、閉そく信号機４の現示情報、列車選別情報、踏切情報、制御図表の情報に基づいて、制御情報を生成してもよい。

次に、図９を用いて、本実施形態による列車制御ネットワークシステムにおけるＡＴＳ−Ｐシステムについて説明する。
まず、列車ＡからのＡＴＳ−ＰのトランスポンダＴ−１８０から高減速列車の車上電文が、地上子３を介して端末１であるＦＣ０に入力される（ステップＳ１００１）。次に、ＦＣ０は、車上電文をネットワーク経由で制御装置５に送信する（ステップＳ１００２）。
次に、制御装置５は、制御図表の論理を参照し、制御情報（例えば、現示アップ情報）を生成し、生成した制御情報を端末１にブロードキャスト送信する（ステップＳ１００３）。
次に、端末１であるＦＣ２は、制御装置５からブロードキャスト送信された制御情報（例えば、現示アップ情報）を受信し、受信した制御情報（例えば、現示アップ情報）に基づいて、閉そく信号機４を制御（例えば、現示アップ）する（ステップＳ１００４）。

また、従来のＡＴＳ−Ｐシステムでは、高減速車が接近した場合に、閉そく信号機４の現示アップを行う機能があるが、従来、エンコーダ間通信で高減速車であることの情報を伝送していたが、本実施形態による列車制御ネットワークシステムでは、エンコーダ間通信という概念ではなく、制御装置５経由での情報伝達を行う。

以上、例２に説明したように、従来のＡＴＳ−Ｐシステムで、エンコーダ毎に電文送受信を行っていたのに対し、列車制御ネットワークシステムでは、制御装置５に一旦、地上子３の情報を集約して、他の閉そく信号機４や軌道回路２の情報と組み合わせることにより、特別なハードウェアインタフェースを作成することなく、単一の制御装置５内で一元的に情報を処理し、地上子３に対し、出力を行うことができる。そのため、装置構成がシンプルになり、かつネットワーク制御に適した制御方式となる。
更に高減速車が接近した場合に、閉そく信号機４の現示アップを行う際も、列車制御ネットワークシステムでは、エンコーダ間通信という概念ではなく、制御装置５経由での情報伝達を行うことによりネットワークに適した情報伝達方式となり、またネットワークを多重系化することにより、システム故障時の稼働率が向上するという効果を奏する。

次に、各装置間の機能連携を高めた他の例について説明する。
（例３）
従来の監視系においては、定常状態監視システムがあるが、制御系とは全く別系統となっていた。また、各閉そくにある機器がそれぞれ個別に設置されていたことから、監視系のセンサもそれぞれ個別に設定されていた。さらに、指令や保守箇所への回線が、例えば、モデム伝送などであり、脆弱であり、故障の発生、回復情報程度しか、伝達することができなかった。
また、現場の信号設備の内、リセットすれば回復する見込みのある設備について、現場に行かないとリセット出来ないため、復旧時間が遅れる場合がある、という問題があった。

このような問題を解決するために、本実施形態の図３における列車制御ネットワークシステムに、遠隔監視装置７を追加する。
遠隔監視装置７は、端末１および制御装置５とネットワーク６を介して接続される。遠隔監視装置７は、例えば、駅の機器室または指令に設置される。なお、遠隔監視装置７は、制御装置５とネットワーク６とは異なるネットワーク、例えば、駅機器室内のネットワークとにより接続されてもよい。

遠隔監視サーバ７は、端末１から送信される位置端末情報または自動列車停止端末情報を受信し、列車に関する情報を監視する。または、端末１が、端末１自身に関する情報、または、端末１に関連する閉そく信号機４または軌道回路２または地上子３に関する情報を、端末１から受信し、これを監視する機能を有する。
または、遠隔監視サーバ７は、端末１に関連する閉そく信号機４または軌道回路２または地上子３に関する監視のための要求信号を端末１に送信し、端末１が、遠隔監視サーバ７からの要求信号し基づいて監視のための情報を遠隔監視装置７へ送信するようにしてもよい。

また、遠隔監視装置７は、直接に端末１と通信するようにしてもよいし、制御装置５を介して端末１と通信するようにしてもよい。
また、遠隔監視装置７は、制御装置５に蓄積される端末１や列車に関する情報に基づいて監視処理を実行してもよい。

また、遠隔監視装置は、監視する情報を出力する出力手段を有する。監視員は遠隔監視装置７の出力手段により監視情報を見ることにより、機器のリセットなどのための監視制御情報を遠隔監視装置７の入力手段を用いて入力する。
遠隔監視装置７は、入力されたリセットなどのための監視制御情報に基づいて、機器と関連する端末１へ監視制御情報を送信する。監視制御信号を受信した端末１は、受信した監視制御情報に基づいて関連する機器をリセット処理などの監視制御処理を実行する。

なお、遠隔監視装置７は、複数の機器によるシステムでもよく、例えば、図１０に示すように、遠隔制御サーバ、遠隔監視サーバ、保守端末、監視制御クライアントにより構成されるようにしてもよい。なお、同図において図３の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。

なお、このシステムの監視、制御系は、サーバ・クライアント方式を採用し、現場閉そく信号機器からの情報は、端末１および制御装置５を通じて、遠隔監視サーバに送信されるようにしてもよい。
ネットワーク６内にある現場閉そく信号機器、端末１、ネットワーク機器などの全ての機器に関する情報がネットワーク６を介して遠隔監視制御サーバに送信される。
現場閉そく信号機器が実行する送信の方法は、情報が周期的に送信されるようにしてもよいし、情報がイベント的に送信されるようにしてもよい。
なお、現場閉そく信号機器としては、閉そく設備、色灯閉そく信号機、中継閉そく信号機、ＡＴＳ−Ｓ地上子、ＡＴＳ−Ｐ地上子、軌道回路がある。また、現場閉そく信号機器としては、棒線駅諸設備、出発反応標識、列車接近掲示板、接近表示灯、回路遮断器、構内ＡＴＳ−Ｐなどが含まれてもよい。

遠隔監視サーバに蓄積された情報は、指令や技術センター、メンテナンスセンターに設置された監視制御クライアントに表示される。この詳細な現場機器の情報に基づいて、司令員やメンテナンス係員は、障害復旧を迅速に行うことが可能となる。
また、監視制御クライアントから現場の小型制御端末のリセットが行えることから、小型制御端末に起因する一時故障について、迅速に復旧を図ることが出来る。

以上の例３について説明したように、本実施形態による列車制御ネットワークシステムに遠隔監視装置７を追加し、制御装置５と端末１とネットワーク機器とを含めて一体として集約した監視システムおよび制御システムとした。
これにより、機器室と同等の監視、及び制御を指令、技術センター、メンテナンスセンターからも実行可能となり、そのため、障害復旧の迅速化を図ることができるという効果を奏する。また、制御系と監視系との装置を統合したことにより、設備システムが簡素化されるという効果を奏する。

なお、本実施形態においては、自動列車停止装置としてＡＴＳ−Ｐのみについて説明したが、自動列車停止装置としてはこれに限られるものではなく、ＡＰＳ−Ｓ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｓｔｏｐ ｄｅｖｉｃｅ Ｓ型）や、他の自動列車停止装置を用いることも、また、これらを任意に組み合わせてもよい。

なお、本実施形態においては、制御装置５は、各端末１への制御情報を、同報制御情報としてブロードキャストにより送信するとして説明したが、これに限られるものではなく、制御装置５は、各端末１毎の制御情報を生成し、生成した制御情報を各端末１へユニキャストにより送信するようにしてもよい。
また、制御装置５は、各端末１への制御情報を、予め決められた一定の時間で周期的に送信するとして説明したが、これに限られるものではなく、制御装置５は、端末１での制御が必要なときに、端末１へ制御情報を送信するようにしてもよい。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明は、列車制御システムに用いて好適である。

この発明の一実施形態による列車制御ネットワークシステムの概略図である。 この発明の一実施形態による列車制御ネットワークシステムの概略を説明する概略図である。 この発明の一実施形態による列車制御ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。 この発明の一実施形態による列車制御ネットワークシステムの動作を示す動作図である。 列車制御ネットワークシステムの例１の第１のケースを説明する説明図である。 列車制御ネットワークシステムの例１の第２のケースを説明する説明図である。 列車制御ネットワークシステムの例１の第３のケースを説明する説明図である。 従来の自動列車停止装置の動作を説明する説明図である。 列車制御ネットワークシステムによる自動列車停止装置の動作を説明する説明図である。 遠隔監視装置がある列車制御ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。 従来の駅中間信号設備による列車制御システムの構成図である。

符号の説明

１ 端末
２ 軌道回路
３ 地上子
４ 閉そく信号機
５ 制御装置
６ ネットワーク
１２ 軌道回路制御部
１３ 地上子制御部
１４ 閉そく信号機制御部
１５ 端末側制御部
１６ 端末側送受信部
５１ 制御装置側送受信部
５２ 制御装置側制御部

Claims (7)

1. 列車を制御するための列車の情報である列車関連情報を検出する列車検出装置と前記列車を制御するための列車制御装置とが接続される駅中間小型端末装置と駅中間制御装置とが通信網を介して接続される列車制御ネットワークシステムであり、
   前記駅中間小型端末装置は、
   前記列車検出装置が検出した列車関連情報を前記駅中間制御装置へ送信する駅中間小型端末装置側送信部と、
   前記列車関連情報に対する制御情報を前記駅中間制御装置から受信する駅中間小型端末装置側受信部と、
   前記駅中間小型端末装置側受信部が受信した制御情報に基づいて、前記列車制御装置を制御する駅中間小型端末装置側制御部と、
   を有し、
   前記駅中間制御装置は、
   前記駅中間小型端末装置から列車関連情報を受信する駅中間制御装置側受信部と、
   前記駅中間制御装置側受信部が受信した列車関連情報に基づいて、前記駅中間小型端末装置での列車を制御するための前記制御情報を生成する駅中間制御装置側制御部と、
   前記駅中間制御装置側制御部が生成した制御情報を前記駅中間小型端末装置に送信する駅中間制御装置側送信部と、
   を有する、
   ことを特徴とする列車制御ネットワークシステム。
2. 前記列車検出装置は、列車の位置情報を検出する軌道回路であり、
   前記列車関連情報は、前記軌道回路からの位置情報であり、
   前記列車制御装置は、閉そく信号機である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の列車制御ネットワークシステム。
3. 前記列車検出装置は、列車から自動列車停止に関する情報である自動列車停止情報を受信する地上子であり、
   前記列車関連情報は、前記地上子からの列車関連情報であり、
   前記列車制御装置は、自動列車停止に関する情報を送信する地上子である、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の列車制御ネットワークシステム。
4. 駅中間制御装置側制御部は、
   前記駅中間小型端末装置の故障の情報である駅中間小型端末装置故障情報を受信しまたは設定され、前記受信しまたは設定された駅中間小型端末装置故障情報と、前記駅中間制御装置側受信部が受信した列車関連情報に基づき、前記駅中間小型端末装置のための前記制御情報を生成する、ことを特徴とする請求項１から請求項３に記載の列車制御ネットワークシステム。
5. 前記駅中間小型端末装置または前記駅中間制御装置と通信網を介して接続され、列車の位置や速度を監視し、前記前記列車検出装置の故障を監視し、または、前記前記列車検出装置を再起動するための再起動情報を前記前記列車検出装置が接続する駅中間小型端末装置へ送信する、監視制御装置を有する、ことを特徴とする請求項１から請求項３に記載の列車制御ネットワークシステム。
6. 列車を制御するための列車の情報である列車関連情報を検出する列車検出装置と前記列車を制御するための列車制御装置とが接続される駅中間小型端末装置と駅中間制御装置とが通信網を介して接続される列車制御ネットワークシステムにおいて用いられる駅中間小型端末装置であり、
   前記列車検出装置が検出した列車関連情報を前記駅中間制御装置へ送信する駅中間小型端末装置側送信部と、
   前記列車関連情報に対する制御情報を前記駅中間制御装置から受信する駅中間小型端末装置側受信部と、
   前記駅中間小型端末装置側受信部が受信した制御情報に基づいて、前記列車制御装置を制御する駅中間小型端末装置側制御部と、
   を有することを特徴とする駅中間小型端末装置。
7. 列車を制御するための列車の情報である列車関連情報を検出する列車検出装置と前記列車を制御するための列車制御装置とが接続される駅中間小型端末装置と駅中間制御装置とが通信網を介して接続される列車制御ネットワークシステムにおいて用いられる駅中間制御装置であり、
   前記駅中間小型端末装置から列車関連情報を受信する駅中間制御装置側受信部と、
   前記駅中間制御装置側受信部が受信した列車関連情報に基づいて、前記駅中間小型端末装置での列車を制御するための前記制御情報を生成する駅中間制御装置側制御部と、
   前記駅中間制御装置側制御部が生成した制御情報を前記駅中間小型端末装置に送信する駅中間制御装置側送信部と、
   を有することを特徴とする駅中間制御装置。

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