JP2009029234A - 列車運転指示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 列車の運転計画に沿った運転曲線に自列車の位置と速度を一緒に示した画面上に進行方向前方における運転を支援する情報を表示し、また、列車の制動を制御する列車運転指示装置を提供する。
【解決手段】 走行線区に係る情報および計画運転曲線４１を表示し、また列車の現在位置と速度を表す自列車符号４２を表示すると共に、進行方向前方において列車が停止もしくは徐行通過すべき場所３２，３５，３６，５１を探知して、このような場所が検出されたときは列車が当該場所において停止もしくは徐行できるようなブレーキパターン４３〜５０を算出して、運転席に配備した表示装置に重複表示させ、また、ブレーキパターンを超えない限界地点で非常ブレーキを動作させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、運転中の運転士に列車の運転状態と安全な運転方法を表示して示唆し、また、列車の制動を制御する装置に関する。

従来、列車の運転士は線路脇や運転席に現示される信号に従い、路線について定められた制限速度を考慮して、力行、惰行、減速などの操作により列車を運転し、予め定められた列車ダイヤに適合するように運転している。
既存の鉄道方式では、運転士に与えられる運転指示情報は、標識や信号機によるその時点およびその箇所における速度制限等に限られ、その他多くの判断材料は、運転士の記憶力や注意力に頼っている。列車の運転に必要な走行線区の駅位置、配線、線形、制限速度など、進行方向前方に関する知識は、運転士がその路線に高度に習熟していなければ必要の応じて直ちに想起し的確に利用することができない。

そこで、列車が理想的な運転をしているのかどうかを運転中に確認できる装置が開発された。特許文献１には、列車の運転席に設置される列車運転曲線モニタリング装置が開示されている。開示された装置は、運転席に設置したモニタに予め作成しておいた理想の運転曲線をグラフ表示し、その上に走行中の実績運転曲線を重ねて描くことによって、運転士に運転の的確度を容易に認識できるようにしたものである。なお、表示画面の一部に路線条件を表示することができる。

開示の装置を導入すれば、表示された理想運転曲線と実績運転曲線の差異を読み取ることにより、路線に十分熟練しない運転士でもダイヤに沿った運転を相応に行うことができ、また、運転士の運転成績を評価することができる。
しかし、開示装置は、その時点までの運転実績と以降の固定的情報のみを表示するもので、将来の運転方法に関して必要な情報が完全には網羅されていない。

また、特許文献２には、予め定められた地点における列車の運転計画上予め定められた予定通過時刻と、その地点で観測した実際の通過時刻との差を列車走行中に算出し、この差を解消するために必要な回復ランカーブパターンを算出し、この回復ランカーブパターンに従って列車を走行させる列車運行管理制御装置が開示されている。
開示装置は、中央制御室から各列車を遠隔操作できる極めて高度で高価な列車運行システムを対象とするものである。さらに、開示装置は予め定められた運転計画と実際の運転結果が異なるときにこれを回復することだけを目的とし、予想外の障害などを含めて、運転操作に必要な情報を運転士に提示するという点では不十分である。

さらに、特許文献３には、鉄道車両用のヘッドアップディスプレイを使って、鉄道車両の現在位置および現在位置近傍位置における目標走行速度のパターンと現在位置における実際の走行速度を重ねて表示するようにした装置が開示されている。
ヘッドアップディスプレイは、表示画面を通して前方の風景が見通せるディスプレイで、演算して表示された目標運転曲線と実績運転曲線を見ながら前方を見ることができる。

開示装置はいずれも、不測の事象や他列車についての情報を得る手段が付属しておらず、運転士が得られる情報はあくまで予定された運転曲線および実運転と運転曲線の偏差であって、この偏差を解消して初めの予定に従った運転を行えるようにした運転支援装置に過ぎない。
また、現状では、踏切無遮断、ホームでの旅客転落その他の情報が現地で取得されても、運転士にその情報を伝える手段が不十分なため、安全の確保は運転士の注意力に頼る度合いが強い。
特開平０５−０５８２９９号公報 特開平０４−２８３１６３号公報 特開平０５−１１６５６０号公報

しかし、たとえば軽量軌道鉄道などの低コストの簡易な鉄道では、安全施設に十分な費用が掛けられないため、たとえば平面交差点が多数存在したり、他列車との位置関係その他に応じて信号を現示するシステムが採用できず列車毎に独立して運転士の目視により手動運転したりするので、安全確保のために比較的低速の走行しか認められず、自動車輸送などとの競争が難しい場合もあった。

このような場合にも、進行方向前方における別列車の位置・速度や異常の発生を正確に捕捉し、対策を指示する運転支援装置を用いて、安全に問題がないときは高速の運転をし、危険が発生したときに直ちに安全に対処するようにすれば、全体として高速な運転を行うことができる。
また、簡易な鉄道に限らず、現行の各種鉄道においても、運転士に運転に必要な情報が十分に提示されず運転士の記憶力や注意力に頼っているため、運転操作上の不安全要素を残すこと、運転士の養成に多大な手間を要すること、それにより列車運行の経費を押し上げて他の輸送モードとの競争を不利にしていること、といった不合理を生じさせている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、列車の運転計画に沿った運転曲線に自列車の位置と速度を示した画面上に進行方向前方における運転を支援する情報を表示し、さらに必要に応じて列車の制動を制御させる列車運転指示装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の列車運転指示装置は、列車位置・速度検出装置と通信装置と記憶装置と演算処理装置と表示装置を備えて、進行方向前方における列車の運転方法を指示する図面を表示する列車運転指示装置である。
列車位置・速度検出装置は、列車の現在位置と速度とを検出もしくは算出し、通信装置は、走行線区における設備の状態を示す設備状態情報を受信する。

記憶装置の固定情報データベースに少なくとも、列車の性能情報、走行線区における設備の位置を示す設備位置情報、制限速度情報および計画運転曲線とを予め格納し、流動情報データベースに少なくとも、列車が実際に走行した速度履歴情報、列車位置・速度検出装置により検出された現在位置と速度情報、および受信した設備状態情報を格納する。

演算処理装置は、流動情報データベースに格納された設備状態情報に基づいて、走行線区の進行方向前方にある設備の異常の有無を判定し、異常と判定したときは当該設備の位置において停止もしくは徐行できるようなブレーキパターンを生成して表示装置に表示させる。

表示装置は、設備状態情報と設備位置情報を示す画像と、演算処理装置により生成されたブレーキパターンと、固定情報データベースに格納された運転曲線とを表示する。

本発明の列車運転指示装置は、計画運転曲線と現在位置を重ねて表示するので、運転士が運転計画とのずれを的確に認識して容易にこれを解消させる指針とできるばかりでなく、進行方向前方の設備の状態や運転条件を表示するので、運転士が列車を運転するために必要とされる走行線区の条件を、記憶力と注意力に頼ることなく、表示装置に表示された内容から逐次取得して正確に運転することができる。

さらに、たとえば踏切における障害物検知信号、プラットホームにおけるホーム旅客転落検知信号、分岐器の鎖錠信号、橋梁の異常信号、トンネルにおける異常信号、風速計雨量計地震計などの天象観測器からの異常検出信号、落石検知信号などを通信装置を介して受信して、前方の線路に異常が発生したときに、発生した危険箇所を表示画面に表示し、さらに危険箇所で停止もしくは徐行通過をするためのブレーキパターンを表示画面に表示するので、運転士の資質によらず確実に安全運転をすることができる。
なお、非常ブレーキで危険箇所の手前で停止できるブレーキパターンの限界地点に達したときは非常ブレーキ操作の警報を発して安全を確保できるようにする。また、さらに列車運転指示装置にブレーキ制御装置を接続して、運転士が操作しない場合にも、列車運転指示装置がブレーキ制御装置を動作させて列車を強制的に停止させるようにすることができる。

また、さらに走行線区の進行方向前方に存在する他の先行列車から、その位置・速度情報を受信して、その列車の最後尾に到達する前に停止するためのブレーキパターンをその列車の位置と共に表示画面に表示して運転士の参考にさせるようにしてもよい。こうして、どんな運転士にも、先行列車に異常が発生しても追突しないような運転が可能になる。
さらに、先行列車が同位置にあってもその速度が高いほど車間距離を詰められることにすれば、列車の最小運行間隔を短縮してより高密度な運行が可能になる。

なお、自列車の走行実績を表す実績運転曲線を計画運転曲線に重ねて表示するようにしてもよい。実績運転曲線と計画運転曲線を比較することにより運転の良否を明確に認識できるので、次回の運転に資することができる。
これら異常時に対処するためのブレーキパターンは、障害が除かれた後は不要になるので、原因となった事象が解消したときには表示画面から消去することが好ましい。

このように、本発明の列車運転指示装置は、列車の進行方向前方の設備状態情報を逐次取得して表示装置に表示するので、運転士の安全運転を支援し、結果として列車を高速運転することが可能になる。
なお、障害物検知信号などの異常検知信号は、各信号発生器から直接に受信してもよく、また中央管理装置に集中した上で必要な列車に送信するようにしてもよい。
列車と各信号発生器または中央管理装置との通信は、携帯電話などに使われるセルラー通信網や無線ＬＡＮ通信網を利用した低廉な通信方法を介して行うことができる。

表示装置は、運転席に設置されるが、運転士が運転中に適宜参照する必要があるため運転中の視線をあまり動かさないでも表示画面が見える位置に配置することが要求される。また、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドダウンディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイなど、進行方向前方の状態を見通せる表示方式を利用することが好ましい。

なお、列車の位置は、台車に組み込んだエンコーダで車輪回転数から得る方法、車輪間で線路を短絡する位置で検出する方法、衛星測位システム（ＧＰＳ）を利用して列車の緯度経度を検出してマップマッチングで線路上の位置を求める方法などがある。
また、表示画面は運転に必要な部分を指定して適当な倍率に拡大表示できるようにしておくことが好ましい。

以下、１実施例に基づき、図表を用いて、本発明の列車運転指示装置について詳細に説明する。
図１は本実施例における列車運転指示装置の構成図、図2は本実施例の列車運転指示装置を列車の走行線区に適用したシステムの例を示す構成図、図３は表示装置における表示画面例の図面、図４は別列車の状況を反映した表示画面例の図面、図５は別列車の状況を反映するシステム例を示す構成図である。

本実施例の列車運転指示装置は、図１に示す通り、演算処理装置１１、記憶装置１２、表示装置１３、通信装置１４、列車位置・速度検出装置１５、さらに、データ入出力装置１６を備えたパソコンなどの小型の電子計算機システムである。さらに、車両に設けられたブレーキ制御装置１７と接続してもよい。
演算処理装置１１と他の装置はデータバス２１により接続され、情報はパラレルもしくはシリアルなデジタル信号の形でデータバス２１を介して高速に交換される。また、列車位置・速度検出装置１５はセンサ検出信号を入出力インターフェース２２を介して演算処理装置１１に供給する。さらに、演算処理装置１１から発せられたブレーキ操作信号は入出力インターフェース２２を介してブレーキ制御装置１７に供給される。

表示装置１３の表示画面は画像メモリ２３に画素情報を書き込むことにより形成され表示される。画像メモリ２３は記憶装置１２の一部を割いて利用するものであってもよい。
記憶装置１２には、表示装置１３の表示画面を形成する上で、運転中には変化しない条件に係る情報を収納する固定情報データベース２４と、運転中に変化しうる条件に係る情報を収納する流動情報データベース２５が備えられている。

固定情報データベース２４には、走行線区の駅、走行に使用する線路を指定する配線、カーブや勾配などの線形、走行線区中の制限速度、踏切、分岐器、橋梁、トンネルなどの走行線路に関する情報と、自列車の性能や車長などの情報、自列車の計画運転曲線の情報が格納される。

流動情報データベース２５には、踏切の遮断、分岐器の転換および鎖錠、進路の開通など線路設備の状態、踏切障害物、土砂崩壊、トンネル火災、ホーム旅客転落などの異常発生、風速計、雨量計、水位計、振動計などで検出された異常発生、など走行線区において走行中に変化しうる情報と、位置や速度など自列車において走行中に変化しうる情報と、他の列車特に進行方向前方に存在する列車の位置、速度、車長など他列車情報が格納される。なお、自列車に係る情報には、その時点までの走行履歴を描画し得る運転実績に関する情報も含まれる。
流動情報データベース２５の内容は、情報が更新される度に書き換えられ、常時最新の情報が保持される。

表示装置１３は、運転士が運転中に見ることができるように設置されるが、運転台上に設置する液晶表示装置、プラズマディスプレイやＣＲＴ表示装置、運転席前方の窓を利用したヘッドアップディスプレイやヘッドダウンディスプレイ、運転士の頭からかぶせて装着し前方の視野に重ねて画面を表示するヘッドマウントディスプレイなど、各種の表示装置を利用することができる。

通信装置１４は、無線ＬＡＮ通信網やセルラー通信網など、列車の走行中に送受信できる簡易な通信方法を採用したもので、自列車の情報を運行センターに送信し、運行センターで集約した線路に沿った設備状態情報と他に走行している列車に関する情報を自列車で受信するために使用する。
なお、運行センターを用いないで、列車ごとに自律的に運転を任せる簡易なシステムでは、無線通信網を介して線路沿いの設備と列車の間で直接的に情報を送受信するようにしてもよい。この場合は、列車が進行するにつれて近づいてくる設備の信号発生器を列車側から次々に呼び出して回答させるようにしてもよい。
通信装置１４を介して新しい情報を受信したときは、流動情報データベース２５に格納された情報を書き換えて常に新しい情報を保持するようにする。

データ入出力装置１６は、システムを運用するためのプログラムの入れ換えや線区に関するデータ変更、あるいは運転実績の記録出力などに使用するもので、記憶媒体の駆動装置やキーボード、スイッチなどを含む。
なお、通信装置１４やデータ入出力装置１６は、図示を省略したが、それぞれ適合するインターフェースを付属することは言うまでもない。

列車位置・速度検出装置１５は、列車の現在位置と速度を検出して送信する。従来技術では、台車に組み込んだエンコーダで車輪回転角度を測定して走行距離を算出して列車の位置を決定し、また時間で微分して速度を求める。また、車軸にタコジェネレータを組み込んで速度を測定する方法もある。これらの方法は実績も豊富で信頼性が高い。
さらに、線路を区間に区切って絶縁し、左右の線路が車輪を介して短絡したときにその区間に列車がいることを知る方法もある。この位置検出方法は走行線区に列車が存在することを知る目的で使用され、位置精度は高くない。

本実施例では、列車の位置を衛星測位システム（ＧＰＳ）を使って検出する方法を採用している。ＧＰＳでは、アンテナの位置を数ｍの精度で緯度経度の値で知ることができ、しかも装置は安い。自列車の位置を示す緯度経度を線路地図に当て嵌め線路上の位置を求めて、所定位置からの線路上の走行距離を得る。地図上の移動速度に基づいて列車の速度を求めることができる。

図２は、本実施例の列車運転指示装置を使用するシステムの例を示す構成図である。図２の例では、自列車１が走行する線路３における、進行方向前方にあるプラットホーム、踏切、その他の設備の状況を設備に付設したそれぞれのセンサ６，７，８で検出し、自列車１はその検出した情報を受信し、適切な運転曲線を表示する。
線路３に沿って設けられる設備に付帯するセンサには、駅におけるホーム旅客転落検知装置６や、踏切における踏切障害物検知装置７、災害の発生が危惧される箇所における、たとえば落石検知器、橋梁異常検知器、異常天象検知器などの異常警報器８、あるいは分岐器における鎖錠検出器などがある。なお、橋梁の異常は振動計や水位計、変位計などで検出することができる。また、異常天象検知器には地震計、雨量計、風速計などがある。

自列車１の位置は複数のＧＰＳ衛星９からの電波を利用する衛星測位システムを利用して安価かつ精密に計測することができる。
移動中の自列車１とセンサ類６，７，８の間の通信は、中継アンテナ１０を使ったセルラー通信網や無線ＬＡＮなどの無線通信を使うことができる。
センサ類６，７，８の状態を示す情報は、常時送信する代わりに、列車１からの発呼を待って必要な列車にのみ送信するようにしてもよい。また、運行センターが設けられている場合は、センサ類６，７，８と運行センターを常時通信接続、あるいは異常発生時に接続して、運行センターに異常情報を集約し、走行する列車毎に運転上必要になったセンサ類の情報を送信するようにしてもよい。

図３は、列車運転指示装置における表示画面例の図面である。
下段に走行線区の状況を示す。下段図には、まず、運転中には変化しない配線や線形などの状況を、固定情報データベース２４に格納された情報を引き出して処理することにより表示する。
図３には、起点となる甲駅３１と甲駅から１．９５ｋｍ離れた乙駅３２の間の配線３３が示されており、配線図の下にカーブの位置と曲線半径３４が示されている。甲駅３１から約１ｋｍと約１．８ｋｍの位置に踏切３５の表示がある。

ここに、流動情報データベース２５から取得した、状況により変化し得る現象を表示する。図には、２つの踏切が未遮断であることを示す表示と、１．４ｋｍ付近に異常箇所３６があることが示されている。
また、線路上には甲駅３１を先ほど出発した９５３列車（自列車）３７が表示されている。自列車３７は、２７０ｍの地点を５０ｋｍ／ｈの速度で走行している。

図面の上段には、運転曲線を表示するグラフ面が下段の図と対応して表示されている。グラフの横軸は線路に沿った距離、縦軸は列車の速度を表す。
グラフ上に速度規制のある区域と設定された制限速度が記載されている。図３では、全域にわたり上限速度６５ｋｍ／ｈで、部分的に２５ｋｍ／ｈ、５５ｋｍ／ｈ、４５ｋｍ／ｈ、３５ｋｍ／ｈの制限速度が設定されていることが示されている。
なお、速度規制区域の位置を示す符号には自列車の車長を加えて、列車の最後尾が規制区域を通過するまでは速度制限を受けることを明確にしている。

上段の図面には、運転計画上の自列車の運転曲線４１が、固定情報データベース２４に格納された情報に基づいて表示される。
グラフには、流動情報データベース２５に格納された自列車情報に基づき、自列車の位置・速度の場所に自列車の符号４２が記入される。自列車符号４２は自列車の車長に相当する長さを持たせると便利である。
なお、出発以来の自列車の運転実績を示す実績運転曲線を表示し、計画された運転と実際の運転の差異を明確にして、今後の運転の参考にさせることもできる。

また、進行方向前方における線区に存在する踏切の遮断状況や異常が発生した場所を表示する。
さらに、障害のないことが確認された進路を下段の線路図上に太線などで表示するようにしてもよい。

駅の位置は下段の表示と上段の表示のいずれにも表示される。自列車が駅で停車するときは、上段の運転曲線表示では列車先頭の停止位置で自列車の速度がゼロになるように表示される。
駅における自列車の出発、到着、通過の場合は、それぞれダイヤに基づき、必要な分岐器の転換および鎖錠が正確に行われているかを鎖錠信号を受信して確認し、走行予定の進路が開通したかを表示する。

停止駅３２においては、通常ブレーキで停止位置に停止できる通常ブレーキパターン４３と非常ブレーキで停止位置に停止できる非常ブレーキパターン４４をそれぞれ表示する。運転士はこれらブレーキパターンを参考に、できれば通常ブレーキで所定の停止位置に列車を停止させる。非常ブレーキパターン４４を超えた地点では非常ブレーキを使っても所定の停止位置に停止できないので、列車運転指示装置は、非常ブレーキパターン４４を超えない限界地点で非常ブレーキを操作するように警報を発する。
なお、より高い安全を確保するために、列車運転指示装置にブレーキ制御装置１７を接続して、非常ブレーキパターン４４を超えない限界地点に達したときに強制的な非常ブレーキ操作信号を入出力インターフェース２２を介してブレーキ制御装置１７に送信するようにしてもよい。

速度制限箇所は運転曲線表示面に合わせて表示されている。列車運転指示装置は、自列車の速度が速度制限をたとえば２ｋｍ／ｈ超過したら警報を発し、５ｋｍ／ｈ超過したら非常ブレーキ警報を発する。また、非常ブレーキ操作信号を送信してブレーキ制御装置１７を作動させ、強制的に非常ブレーキを掛けるようにしてもよい。

走行速度より低速の速度制限箇所に入る部分に、通常ブレーキで制限速度まで減速する通常ブレーキパターン４５と、非常ブレーキで制限速度まで減速する非常ブレーキパターン４６を表示する。運転士はこれらブレーキパターンを参考に、できれば通常ブレーキで新たな制限速度まで減速させる。非常ブレーキパターン４６を超えると非常ブレーキを使っても制限速度を超えてしまうので、列車運転指示装置は、非常ブレーキパターン４６を超えない限界地点で非常ブレーキ操作をするように警報する。また、非常ブレーキ操作信号を送信してブレーキ制御装置１７を作動させるようにしてもよい。

流動情報データベース２５に格納された最新の情報に基づいて、進行方向前方の直近の踏切３５が未遮断であることが分かったときは、運転士が目視で運転して危険があれば直ちに停止できるたとえば１５ｋｍ/ｈなどの安全速度まで減速して安全を確認しながらその踏切を通過できるような通常ブレーキパターン４７と踏切の手前で停止できるような非常ブレーキパターン４８を算定して運転曲線に追加して表示する。非常ブレーキパターン４８を超えない限界地点で列車運転指示装置が非常ブレーキ警報を発する。また、非常ブレーキ操作信号を送信してブレーキ制御装置１７を作動させるようにしてもよい。

なお、低速通過後は、通常の運転に復帰することができる。
踏切に到達する前に踏切が遮断されたことが受信信号で確認されたら、これらのブレーキパターンは消去されて、通常の運転が認められる。
直近以外の踏切については列車進行中に遮断状態になる可能性が高いのでこれらブレーキパターンを薄色で表示しておく。

自列車の進行方向前方において、踏切箇所で踏切障害物検知信号が送信された場合や、予めセンサが設置された部分で土砂崩壊が検知された場合、あるいは駅においてホーム旅客転落センサが作動した場合など、異常検知された場合は、異常検知箇所に到達する前に目視運転で通過できる規定の低速度まで減速できる通常ブレーキパターン４９を表示して、目視で安全を確認しながら問題箇所を通過できるようにする。

また、異常検知箇所の手前で停止できるような非常ブレーキパターン５０を算定して表示する。運転士が通常ブレーキパターン４９を行き過ぎてもブレーキ操作をしない場合は、列車運転指示装置が、非常ブレーキパターン５０を超えない限界地点で非常ブレーキ操作を促す警報を発する。また、非常ブレーキ操作信号を送信してブレーキ制御装置１７を作動させるようにしてもよい。
異常検知箇所を通過した後は通常の運転曲線に復帰する。
また、異常検知が取り消された場合は、その時点でブレーキパターンは消去する。

次に、先行する別列車が自列車の進行方向前方に存在する場合に、自列車を適切に運転できるように支援するようにした列車運転指示装置について説明する。
図４は、先行する別列車が自列車の進行方向前方に存在する場合の表示画面例を示す図面、図５は別列車の状況を反映するシステム例を示す構成図である。

図４には、始点から２．３ｋｍの地点にある甲駅から乙駅、丙駅を通って丁駅に至る線区における表示画面例が示されている。
本システムでは、図５に示すように、列車の運行を管理する運行センター４が設けられている。また、各設備のセンサ６，７，８の検出情報は信号線を使った有線通信システム５を利用して一旦運行センター４で収集し、必要な情報のみ無線通信網を介して走行している列車１，２に伝送する。

図４の下段表示は、線路３上に自列車１に先行する別の列車２が表示されている他は、図３における表示と同様である。
先行する別列車２の位置・速度はたとえばＧＰＳ衛星９を用いたＧＰＳ測定結果をマップに当て嵌めて算出され、別列車２から無線通信により運行センター４に送信される。
また、図４の上段の運転曲線も、先行する別列車２に追突しないようなブレーキパターンを追加する以外は、図３の表示と同様である。

図４では、運転曲線上の別列車の位置・速度の場所に、車長を表した別列車表示５１が列車番号と位置速度の表示と一緒に表示され、さらに、自列車１が先行列車に追突しないため、別列車の最後尾の位置で停車できる通常ブレーキパターン５２と非常ブレーキパターン５３が記入されている。
列車運転指示装置は、非常ブレーキパターン５３を超えない限界地点で、非常ブレーキ操作を促す警報を発する。また、非常ブレーキ操作信号を送信してブレーキ制御装置１７を作動させるようにしてもよい。
なお、先行列車に対するブレーキパターンは、自列車と先行列車の距離が所定距離以内に近づいた場合にのみ表示してもよい。

また、図４、図５に記載した列車運転指示装置においても、運行センターを用いず、センサ類と列車の間および自列車と別列車の間を直接に無線通信で情報交換してもよいことは言うまでもない。

本発明の列車運転指示装置を用いることにより、列車の進行方向前方における運転条件を運転席において表示するので、運転士は曖昧な記憶力やその場での注意力に頼らなくても常に正しい情報を用いて運転を行うことができる。さらに、進行方向前方における設備状態を表示し、必要によりブレーキパターンを表示するので、不的確な判断を避けて常に安全に運転することができる。また、自列車が非常ブレーキパターンを超過しようとする場合に、自動的に非常ブレーキを操作するように構成したものでは、さらに安全な運転が可能になる。
なお、システムにエラーが生じたときにも列車運行全てを停止するのではなく、個々の列車は運転士の判断により危険を回避できる安全速度で運転することとすれば、最低限の運行を確保できる。

本発明の１実施例における列車運転指示装置の構成図である。 本実施例の列車運転指示装置を列車の走行線区に適用したシステムの例を示す構成図である。 本実施例の表示装置における表示画面例の図面である。 本実施例において別列車の状況を反映した表示画面例の図面である。 本実施例において別列車の状況を反映するシステム例を示す構成図である。

符号の説明

１ 自列車
２ 先行列車
３ 線路
４ 運行センター
５ 有線通信システム
６ ホーム旅客転落検知装置
７ 踏切障害物検知装置
８ 異常警報器
９ ＧＰＳ衛星
１０ 中継アンテナ
１１ 演算処理装置
１２ 記憶装置
１３ 表示装置
１４ 通信装置
１５ 列車位置・速度検出装置
１６ データ入出力装置
１７ ブレーキ制御装置
２１ データバス
２２ 入出力インターフェース
２３ 画像メモリ
２４ 固定情報データベース
２５ 流動情報データベース
３１、３２ 駅
３３ 配線
３４ カーブの位置と曲線半径
３５ 踏切
３６ 異常箇所
３７ 自列車
４１ 計画運転曲線
４２ 自列車符号
４３ 駅における通常ブレーキパターン
４４ 駅における非常ブレーキパターン
４５ 制限速度まで減速するときの通常ブレーキパターン
４６ 制限速度まで減速するときの非常ブレーキパターン
４７ 踏切未遮断のときの通常ブレーキパターン
４８ 踏切未遮断のときの非常ブレーキパターン
４９ 設備異常があったときの通常ブレーキパターン
５０ 設備異常があったときの非常ブレーキパターン
５１ 別列車表示
５２ 先行列車があったときの通常ブレーキパターン
５３ 先行列車があったときの非常ブレーキパターン

Claims (7)

1. 列車位置・速度検出装置と通信装置と記憶装置と演算処理装置と表示装置を備える列車運転指示装置であって、
   前記列車位置・速度検出装置は、自列車の現在位置と速度とを検出もしくは算出し、
   前記通信装置は、走行線区における設備の状態を示す設備状態情報を受信し、
   前記記憶装置には固定情報データベースと流動情報データベースを備えて、
   前記固定情報データベースに少なくとも、自列車の性能情報と、前記設備の位置を示す設備位置情報、制限速度情報および計画運転曲線とを予め格納し、
   前記流動情報データベースに少なくとも、自列車が実際に走行した速度履歴情報、前記列車位置・速度検出装置により検出された現在位置と速度情報および前記受信した設備状態情報を格納し、
   前記演算処理装置は、前記流動情報データベースに格納された設備状態情報に基づいて、進行方向前方にある設備の異常の有無を判定し、異常と判定した場合には当該設備の位置に応じたブレーキパターンを生成し、
   前記表示装置は、前記設備状態情報および前記設備位置情報を示す画像と、前記生成されたブレーキパターンと、前記固定情報データベースに格納された運転曲線とを表示する、
   列車運転指示装置。
2. 前記通信装置は、さらに前記走行線区の進行方向前方に存在する他の列車から、該他の列車の位置情報と速度情報を受信し、
   前記記憶装置は、さらに前記受信した該他の列車の位置情報と速度情報を格納し、
   前記演算処理装置は、さらに該他の列車の位置および速度に応じたブレーキパターンを生成し、
   前記表示装置は、さらに前記他の列車の位置および速度に応じたブレーキパターンを表示する、
   請求項１記載の列車運転指示装置。
3. さらに、自列車が前記演算処理装置により生成されたブレーキパターンを超過する限界地点においてブレーキを動作させるブレーキ制御装置を備える、
   請求項１または２記載の列車運転指示装置。
4. 前記演算処理装置は、さらに列車が実際に走行した位置と当該位置における列車の速度との関係を示す実績運転曲線を算出して前記表示装置に表示させる、
   請求項１から３のいずれかに記載の列車運転指示装置。
5. 前記演算処理装置は、さらに、異常と判定された前記設備が正常になった場合には前記ブレーキパターンを前記表示装置から消去する、
   請求項１から４のいずれかに記載の列車運転指示装置。
6. 前記表示装置に表示される走行線区における設備は、踏切、プラットホーム、分岐器、橋梁、トンネルのいずれかを含み、
   前記設備状態情報は、障害物検知装置、ホーム旅客転落検知装置、分岐器鎖錠装置、橋梁異常検知器、異常天象検知器、落石検知器のうち１つ以上から発信される、
   請求項１から５のいずれかに記載の列車運転指示装置。
7. 前記表示装置は、前記固定情報データベースに格納された列車の性能情報と前記流動情報データベースに格納された現在位置情報とに基づいて、列車の現在位置を列車長を表す記号で表記する、
   請求項１から６のいずれかに記載の列車運転指示装置。

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