JP2008105477A

JP2008105477A - 列車制御システム

Info

Publication number: JP2008105477A
Application number: JP2006288194A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Sugita; 洋一杉田; Tomoki Inoue; 智己井上; Morimitsu Kubo; 盛光久保
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2008-05-08

Abstract

【課題】
複数回の電文送信を行うことなく、一回の電文の送信で固渋故障を回避する列車制御システムを提供する。
【解決手段】
電文を用いて地上装置と車上装置間で通信を行う列車制御システムにおいて、電文は、ある特定の停車駅から列車が出発し、ある特定の停車駅とは異なる他の停車駅に列車が到着するまでの経路に割り付けられた固有番号を含み、車上装置は、列車がある特定の停車駅を通過するたびに固有番号を更新し、更新された固有番号を地上装置へ送信し、その固有番号に基づいて列車制御を行うシステム。
【選択図】図１

Description

鉄道およびモノレール，ＬＲＴ（Light Rail Transit），ＡＧＴ (Automated Guideway
Transit)などの都市交通等、軌道上を移動する車両を制御する列車制御システムに関する。

地上装置と車上装置間でループコイル，トランスポンダ，軌道回路，無線などの通信手段を介してデジタル電文の送受信を行い、電文に記述された内容に従って列車制御を行う従来のシステムでは、確実に正しい電文を送信することが安全な列車制御には必須である。

このため、一般にＣＲＣなどの誤り訂正符号を用いて冗長符号化を行って誤った電文の採用確率を一定値以下にする方策が採られる。

しかしながら、送受信器など伝送経路中に介在する装置においてメモリー異常などの原因による同じデータを固定的に発信する固渋故障が発生した場合、古いデータが固定的に送信されて誤った制御情報を伝送するという事象が発生し、これは冗長符号化によっても回避が困難となる。このため、従来では、特許文献１に示されるように固渋故障を回避するため電文に番号の変化する通番を付加し、電文の受け手側によって複数の電文を受信し、通番が変化していることを確認して初めて受け取った電文を正しいものとして採用する方式が採用されている。

特開２００２−１２０７２６号公報

上記従来手法では、トランスポンダなどの連続ではなく限られた箇所でのみ通信が可能な装置を用いて列車制御を行うシステムにおいて、トランスポンダ上を高速で通過するなどの運用を行う場合、十分な通信時間が確保できず、複数の電文を受信して通番の更新を見ることが困難となり、固渋故障による危険状態を回避困難であった。

本発明は、これらの問題を解決するため、複数回の電文送信を行うことなく、一回の電文の送信で固渋故障を回避する列車制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、電文を用いて地上装置と車上装置間で通信を行う列車制御システムにおいて、電文は、ある特定の停車駅から列車が出発し、ある特定の停車駅とは異なる他の停車駅に列車が到着するまでの経路に割り付けられた固有番号を含み、その電文の固有番号に基づいて列車制御を行う構成とする。

一回の電文の送信で固渋故障を回避する列車制御システムを提供できる。

以下、本発明の実施例を図に従って説明する。

図１に本発明の列車制御システムの一構成例を示す。列車制御システムは、地上装置と車上装置間を送受信する電文に基づいて列車制御を行うシステムであり、車上装置は、車両１０１，車上通信手段１０６を有し、地上装置は、地上列車制御装置１０２，制御用
ＬＡＮ１０３，送受信器１０４，地上通信手段１０５を有する。

車両１０１と地上列車制御装置１０２は制御用ＬＡＮ１０３，送受信器１０４およびトランスポンダなどの地上通信手段１０５および車上通信手段１０６を介して通信を行う。通信は電文１０７を変調，復調することで行う。電文１０７には後述する固有番号１０８が付加されている。

地上装置の地上列車制御装置１０２は、例えば特開２００５−１７８６６７号公報に記載されるような方法で車両１０１から各車両に付加された識別番号の列車ＩＤを受信することで列車の位置を判定する。列車の位置は図２に示すような閉そく区間（１つの列車のみが存在する区間）単位で在／不在を管理し、得られた列車の在線分布から各列車に対して進行可能な領域の境界点である停止位置を送信する。例えば図２では先行列車２０１が閉そく区間＃ｉ＋１に在線するため、後続列車２０２に対して、手前の閉そく区間＃ｉと閉そく区間＃ｉ＋１との境界を停止位置として後続列車２０２へ送信する。後続列車202は送られた停止位置に基づき停止位置を越えないようなブレーキパターンである防護パターンを生成し、列車速度がこれを越えないようブレーキ制御を実施することにより先行列車２０１との安全な距離を保つ制御を実施する。これらは通信する電文１０７内に列車
ＩＤ，列車の進行方向情報，列車の速度情報を付加し、この電文に基づいて列車制御を行えば実現できる。以下その電文の内容について説明する。

図３に車両１０１と地上列車制御装置１０２間で送受信される電文フォーマットの一例を示す。電文３０１は車両１０１から地上列車制御装置１０２へ送信される電文であり、地上列車制御装置１０２において列車の位置を把握するために利用する。電文３０１には列車毎に付加された列車ＩＤ３０３，列車の進行方向が記された進行方向情報３０４，列車の速度が記された速度情報３０５などが記述され、これらの情報に加えて送受信器104におけるメモリー故障などが原因で発生する固渋故障を回避するための固有番号１０８が付加される。

電文３０２は地上列車制御装置１０２から車両１０１へ送信される電文であり、列車間隔を一定に保って安全な運用を実現するための情報である。前述した列車が停止する位置が示された停止位置情報３１０，自列車の存在する閉そく番号３０８，自列車の位置が示された位置情報３１１などが記述される。電文３０２においても電文３０１と同様に固有番号１０８が付加される。

固有番号１０８は、ある特定の停車駅（端末駅）から列車が出発し、ある特定の停車駅とは異なる他の停車駅（端末駅）に列車が到着するまでの経路に割り付けられた固有の番号である。

固有番号１０８の例を図４に示す。本実施例では、ある特定の停車駅を端末駅として説明する。

端末駅４０１，端末駅４０２およびこれらの間に設けられた中間駅４０３で構成される線路形状を有するシステムにおいて、列車は端末駅４０１と他方の端末駅４０２を上りと下りそれぞれ固定的に割り付けられたルートで往復するものとする。このとき、端末駅間の経路にそれぞれ個別の固有番号１０８が割り付けられる（図中ではＡ，Ｂ，Ｃ）。

車上装置は、列車が端末駅で折り返す度に更新される固有番号１０８を電文３０１に付加して、地上通信手段１０５を通過する際にその地上通信手段１０５を介して地上列車制御装置１０２へ送信する。

一方、地上装置の地上列車制御装置１０２は現在車両１０１が進行中の経路に対応した固有番号１０８を電文３０２に付加して車両１０１が地上通信手段１０５を通過する際、その地上通信手段１０５を介して車両１０１へ送信する。

地上列車制御装置１０２では、受信した電文３０１の固有番号１０８を確認し、車両
１０１が現在進行中の経路に対応した固有番号１０８である場合のみ電文３０１を正常電文と判断して採用する。つまり地上列車制御装置１０２は、受信した電文３０１の固有番号１０８と、予め記憶部に記憶した車両が現在進行中の経路に対応した固有番号１０８とを比較し、受信した固有番号１０８が予め記憶部に記憶した固有番号１０８と同一である場合に、受信された電文３０１は正常であると判断する。

車両１０１では、同様に受信された電文３０２の固有番号１０８を確認し、現在進行中の経路に対応した固有番号１０８が付加された電文３０２のみ正常電文として判断して採用する。つまり車両１０１である車上装置は、受信された電文３０２の固有番号１０８と、予め記憶部に記憶された現在進行中の経路に対応した固有番号１０８とを比較し、受信された電文３０２の固有番号１０８が、予め記憶された固有番号１０８と同一である場合に、受信された電文３０２は正常であると判断する。

固有番号１０８の割り付けは、図４に示すようなダイヤ４０４に基づいて予め決定され、地上列車制御装置１０２および車両１０１はダイヤ４０４に従って決定された固有番号１０８を予め記憶部に記録される。上記では端末駅４０１と端末駅４０２間の経路に固有番号１０８を割り付けたが、端末駅４０１から端末駅４０２を介して端末駅４０１に帰ってくるまでの経路は独立なので、ここまでの経路を一つの経路として固有番号１０８を割り付ける方法も可能である。

図４では、端末駅を折り返すたびに割り付けられる固有番号をダイヤ４０４に従って決定する例を示したが、この方法では、想定された運用が行われなかった場合、すなわちダイヤが乱れた場合には、修正したダイヤ４０４を車両１０１および地上列車制御装置102
において再記録されるまで列車の運用が再開されないという問題がある。

このため、図５に示すように、地上列車制御装置１０２は、何らかのルール（予め決めた番号の並びにしたがって順に利用，ランダム生成、etc.）で生成した固有番号１０８を車両１０１が特定駅５０２に到着する度に電文３０２に付加し、車両１０１へ送信する。このとき、特定駅５０２での固渋故障を回避するために、図３の電文３０２を図５の電文５０１の構成とし、新固有番号３１４（第２の固有番号）(図中Ｙ)に加えて端末駅５０２に到着するまでに利用していた旧固有番号３１３（第１の固有番号）（図中Ｘ）と固有番号の変更を通知するフラグ３１２を合わせて付加する。

車両１０１では、受信した電文５０１にフラグ３１２（１，通常０）が付加されていると、自らが現在有している固有番号１０８と旧固有番号３１３が一致しており、且つ旧固有番号３１３とは異なる番号が新固有番号３１４として付加されていた場合、新固有番号３１４を新たな固有番号１０８として利用し、電文５０１の内容を正しいものとして採用する。

図４で示した線路形状のようにある駅で折り返すような運用を行う場合、上述した特定駅５０２は端末駅４０１、もしくは４０２のいずれかの駅とすればよい。

また、電文５０１に記載されたフラグ３１２の代わりに電文３０２に含まれる車両101の現在の位置情報である「位置情報」を車両１０１で監視し、これが特定駅５０２の場合、フラグが１であったときと同様の処理をする方法も考えられる。以上の方法によれば、特定駅５０２で固渋故障が発生した場合でも車両１０１が有する固有番号１０８と電文
５０１に付加される旧固有番号が一致しないため、電文５０１は採用されず、安全が保証される。また、ダイヤ情報を地上列車制御装置１０２と車両１０１で共有する必要がなく、フレキシブルな列車運用が可能となる。

以上は固有番号１０８の更新を一つの電文で行う方法を述べたが、駅停車時に通信を行うなど通信時間が確保されている場合は、固有番号１０８の更新時のみ電文を複数回受信して固渋故障を回避する方法も考えられる。この場合、電文５０３のように固有番号に加えてフラグを電文に記述する。車両１０１は、フラグ（１、通常０）が付加されていると、電文を連続して監視し、同じ内容の電文５０３が２回以上繰り返して受信され、且つ車両１０１の車上装置内の記憶部に現在記憶された固有番号が受信された新固有番号と異なる場合は、固有番号１０８を新固有番号に更新する。

図４，図５では、端末駅を有した折返し運転を行う線路形状を対象に述べたが、図６のように環状線形状をもつ線区では端末駅５０１を持たないため、固有番号を変更する駅が存在しない。そこで、環状線では図中に示すように、駅６０１の中に切替駅６０２を設け、車両１０１が切替駅６０２に到着した際に、図５で述べた固有番号更新処理を行う。

もちろん、切替駅６０２を基準に経路を更新するダイヤを用意し、これにしたがって設定された固有番号１０８を地上列車制御装置１０２と車両１０１で共有する方法でも実現可能である。

本発明に係る列車制御システムの一実施例を示す図である。本発明の列車制御を説明する図である。本発明に係る列車制御システムにおける電文フォーマットの一例を示す図である。本発明に係る列車制御システムにおける固有番号に基づく列車制御の一例を示す図である。本発明に係る列車制御システムにおける電文フォーマットの他の例を示す図である。本発明に係る列車制御システムを環状線形状を持つ線区に用いた場合を説明する図である。

符号の説明

１０１車両
１０２地上列車制御装置
１０３制御用ＬＡＮ
１０４送受信器
１０５地上通信手段
１０６車上通信手段
１０７，３０１，３０２電文
１０８固有番号
２０１先行列車
２０２後続列車
４０１，４０２端末駅

Claims

電文を用いて地上装置と車上装置間で通信を行う列車制御システムにおいて、
前記電文は、ある特定の停車駅から列車が出発し、前記ある特定の停車駅とは異なる他の停車駅に列車が到着するまでの経路に割り付けられた固有番号を含み、
前記電文の前記固有番号に基づいて列車制御を行うことを特徴とする列車制御システム。
請求項１記載の列車制御システムにおいて、
前記車上装置は、前記列車が前記ある特定の停車駅を通過するたびに前記固有番号を更新し、更新された前記固有番号を前記地上装置へ送信する列車制御システム。
請求項１記載の列車制御システムにおいて、
前記地上装置は、前記列車が進行中の経路に対応した固有番号を前記車上装置へ送信する列車制御システム。
請求項１記載の列車制御システムにおいて、
前記車上装置及び前記地上装置は、予め前記固有番号を記憶する記憶部を有する列車制御システム。
請求項１記載の列車制御システムにおいて、
前記地上装置及び前記車上装置は、受信された前記電文に付加された固有番号が、予め記憶された前記列車が現在進行中の経路に対応した固有番号と同じである場合のみ、前記受信された電文を正常と判断する列車制御システム。
請求項１記載の列車制御システムにおいて、
前記地上装置及び前記車上装置は、受信された前記電文に付加された固有番号が、予め記憶された前記列車が現在進行中の経路に対応した固有番号と異なる場合は、前記受信された電文に異常があると判断する列車制御システム。
請求項１記載の列車制御システムにおいて、
前記固有番号は、列車のダイヤ情報に基づいて予め決定される列車制御システム。
請求項１記載の列車制御システムにおいて、
前記地上装置及び前記車上装置は、前記電文を送受信する通信子を有する列車制御システム。
請求項１記載の列車制御システムにおいて、
前記電文は、前記列車毎に付加された列車ＩＤ、前記列車の進行方向が記された進行方向情報，前記列車の速度が記された速度情報、の少なくとも１つを含む列車制御システム。
請求項１記載の列車制御システムにおいて、
前記電文は、前記固有番号を変更する通知を行うためのフラグを含む列車制御システム。
請求項１０記載の列車制御システムにおいて、
前記車上装置は、前記フラグに１が付加されている場合、同じ内容の電文が２回以上繰り返して受信され、且つ前記車上装置内の前記記憶部に記憶された固有番号と受信された新固有番号が異なる場合は、前記固有番号を前記新固有番号に更新する列車制御システム。