JP2009241661A - 無線基地局停止時における列車間隔制御 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の列車間隔制御システムは、軌道上を複数の制御領域に分割して拠点装置を設け、制御領域に第1の距離で配置された無線基地局を有し、無線基地局及び列車上の無線局間の無線通信で、列車位置を検出するものであり、制御領域の境界毎に配置された車軸検出装置と、軌道上に第1の距離より短い第2の距離で配置された、走行距離を補正する地上子とを有し、無線基地局が故障の場合、拠点装置が列車に対し、故障無線区間の開始位置及び終了位置を通知し、列車が故障無線区間に進入すると、列車の運行を縮退運転速度とし、故障無線区間の終了位置を抜けて地上子の通過を検出すると、列車の絶対位置を拠点装置に通知し、列車の位置情報を得る。この位置情報により列車の速度を通常運転速度に戻す。
【選択図】図1
Description
近年、時間当たりに走行する列車が増加したため、より高い精度にて列車の位置を検出することが必要となり、列車上の車上無線基地局と、列車の経路上に所定の間隔で配置された無線基地局との間にて、所定の周期により無線通信を行い、車上で算出した位置検知結果を地上装置が受信して間隔制御を行う装置が開発されている。(例えば、特許文献1参照)。
ここで、上記無線基地局は領域毎に複数個がグループ化されており、グループ化された無線基地局はそれぞれ上記領域に対応する拠点装置により管理されている。
これにより、上記列車制御システムは、図1に示すように、走行中の各列車の位置を車上制御装置が無線基地局との間の無線通信により連続的に検出し、拠点装置に検出した位置を送信し、その位置により拠点装置が走行する列車の間隔を制御するため、軌道回路によらない制御を行うことが可能である。
そのため、車上制御装置のシステムダウン後における当該列車の位置の再把握、ならびに無線基地局のシステムダウン後における全列車の位置の再把握は容易ではない。
特に、無線基地局及び車上無線局の双方が壊れた場合、無線基地局が故障しているため無線通信が行えないのか、あるいは車上の無線機の故障のため位置検出結果が送信できないのかいずれであるかが判らず、位置の判らない車両が走行することとなる。
この場合、例えば、拠点装置の管理する領域の距離が10.0kmあり、列車の長さが0.2kmある場合、15km/hの縮退運転(通常の運転速度120km/h)により、列車全体が上記領域を通過するまでに、41分かかることとなる。また、領域B内に複数の列車が存在する場合、それらの位置把握と進出に時間がかかることとなる。
しかしながら、無線基地局の管理するサブ領域の境界毎に車軸検出装置を配置することはコストアップに繋がり、現実的な対策とは言えない。
また、図2は同実施形態における軌道上への車軸検出装置及び地上子の配置例を示す概念図である。
図1において、列車1には、車上無線局11、アンテナ12、車上制御装置13、車上子14及び記憶部15が搭載されている。
拠点装置2各々は、軌道を一定の距離毎に分割した制御領域毎に設けられており、この制御領域内における列車の位置を検出して、列車間の間隔制御を行い、自身の管理する制御領域において走行している列車の情報を他の拠点装置2に通知する。
無線基地局4は、各制御領域の範囲内に複数個が一定の間隔にて配置されており、配置されている制御領域における拠点装置に制御されている。
軌道近傍には、図2に示すように、車軸検出装置5、ID検出器6、地上子7が配置されている。ここで、車軸検出装置5は、上記制御領域の境界毎に設けられており、列車1の車軸により列車の通過を検出し、検出結果を後述する列車IDとともに、配置された制御領域の境界に隣接する拠点装置2双方に対して出力する。また、地上子7は、図に1つしか記載されていないが、列車の軌道上に予め設定された間隔(例えば、1km)にて複数配置されている。
これにより、拠点装置2は、入力される上記列車IDにより、どの列車1が自身の制御領域にチェックインあるいはチェックアウトしたかを検知することができる。
車上制御装置13は、単位時間における車輪の回転数と、車輪の半径とにより、例えば、n×2πrにより、基準位置からの走行距離を演算し、高い精度にて列車位置を検出し、地上子7に対する相対位置として無線基地局に対して送信している。ここで、nは1秒当たりの車輪の回転数であり、rは車輪の半径である。
ここで、車上制御装置13は、地上子IDの絶対位置(軌道の起点からの距離)と、この絶対位置を基準位置として、上記基準位置からの走行距離(相対距離)を絶対位置に加算し、軌道上の列車の位置検出を行い、この検出した位置情報を無線基地局4に送信する。
記憶部15には、地上子IDとこの地上子IDを有する地上子の絶対位置の情報とが対応付けられて記憶されている。また、記憶部15は、地上子IDの配列順と設置箇所も記憶されている。これにより、車上制御装置13は、地上子IDを受信すると今まで計算して求めた基準位置と相対距離とを加算して求めた位置情報を、新たに受信した絶対位値に補正し、新たに走行距離を計算し始め、位置情報を求めて無線基地局4に送信する。
この結果、拠点装置2は、自身の制御管理内において走行する各列車の位置を検出し、各列車の間隔を制御し、他の拠点装置2と各列車の位置を提供、あるいは提供してもらい軌道上における列車間隔の制御を行う。
このとき、車上制御装置13は、故障無線区間と隣接する正常な無線基地局の無線区間との境界に隣接する地上子7が、正常な無線基地局の無線区間に位置する地上子7であり、境界との距離が列車の長さdに満たない場合、正常な無線基地局の無線区間における次の位置にある地上子7を記憶部15から選択し、その地上子7を故障無線区間を通過した際に検出する地上子とする。
各拠点装置2間において、それぞれの拠点装置2が確認信号及び応答信号の送受信により、拠点装置2間相互の故障の有無の判定を行う(ステップS1)。ここで、故障している拠点装置2が検出されない場合、各拠点装置2は処理をステップS2へ進め、故障している拠点装置2が検出された場合、拠点装置の故障時における縮退運転の処理を行うため、処理がステップS16へ進む。
次に、指令員は、上記故障無線区間の一方に隣接する正常な無線基地局の無線区間からなる領域R2(一つあるいは複数の無線区間からなる)にある全列車を、故障無線区間を有さない制御領域Q3へ進出させる指示を行い、領域R2から制御領域Q3への列車の移動を行わせ、領域R2内に列車が存在しないことを、指令員が確認すると処理がステップS4へ移行する(ステップS3)。
そして、制御領域Q2に列車が存在しないことを、指令員が確認すると縮退運転の準備が完了し、縮退運転の処理がステップS7へ移行する(ステップS6)。以降のステップS7からの処理を本実施形態の列車間隔制御システムが行う。
これにより、例えば、制御領域Q1を管理する拠点装置2(以降、2Q1)は、自身の制御領域Q1に停止している制御領域Q2に最も接近している列車に対して、制御領域Q2への進出を指示する。
拠点装置2(以降、2Q2)は、チェックインした列車に対し、故障無線区間内における走行を縮退運転の走行パターンとすることを、故障無線区間内に進入する前に通知する(ステップS7)。この通知には、列車1の走行方向を考慮した故障無線区間の終了位置(終了位置の絶対位置)が含まれている。ここで、本実施形態の説明において、例えば、列車の通常運転の速度を120km/hとし、縮退運転の速度を15km/hとする。
このとき、車上制御装置13は、受信した走行パターンに従い、領域R1において通常運転を行わせ、故障無線区間に進入する際には、縮退運転の速度となる様に列車を減速し、故障無線区間に縮退運転の速度にて進入する。
すなわち、車上制御装置13は、故障無線区間と正常な無線基地局の管理する無線区間との境界の絶対値(すなわち、故障無線区間の終了位置)に対し、列車1の全車両の長さd以上距離が離れた地上子7の地上子IDを読み出し、この地上子IDを自身内部の記憶領域に記憶しておく。
そして、車上制御装置13は、地上子7を通過する毎に、通過した地上子7から地上子IDを読み込む(ステップS9)。
このとき、車上制御装置13は、通過する毎に読み込んだ地上子IDと、内部の記憶領域に記憶した地上子IDとが一致しない場合、次の地上子7の地上子IDを読み込み、一致するまで、比較処理を繰り返す。
一方、車上制御装置13は、通過する毎に読み込んだ地上子IDと、内部の記憶領域に記憶した地上子IDとが一致した場合、故障無線区間を列車1が完全に通過したとして、拠点装置2Q2に対して、通過した地上子7の絶対位置の情報を送信する。
そして、拠点装置2Q2は、列車1の絶対位置の情報が確認されたか否かの判定を車上制御装置からの地上子検出情報を受信して行う(ステップS10)。
このとき、拠点装置2Q2は、列車位置の絶対位置が確認でき、かつ拠点装置2Q2を進出したことを車軸検出装置5により検出できた場合、処理をステップS12へ進め、絶対位置を確認できない場合、処理をステップS13へ進める。
上記走行パターンを入力することにより、車上制御装置13は、縮退運転から通常運転へ走行速度を変更する。
また、拠点装置2Q2は車軸検出装置5により列車の進出を確認することにより、拠点装置2Q1は、制御領域Q1と制御領域Q2との境界に最も近い列車を、制御領域Q2に対して進入させる制御を行うため、処理をステップS7へ進める(ステップS12)。
これにより、車上制御装置13は、故障無線区間を出たとしても、通常速度に比較して低速度の縮退運転を継続する。
次に、制御領域Q2と制御領域Q3との境界に配置された車軸検出装置5は、列車1の通過を検出すると、検出結果を拠点装置2Q2に対して送信する。
そして、拠点装置2Q2は、車軸検出装置5からの上記検出結果を受信すると、故障無線区間を含む制御領域Q2を進出したことを検出し、処理をステップS15へ進める(ステップS14)。
また、ステップS1において、拠点装置2Q2の異常が検出された場合、制御領域境界における隣接する制御領域間における列車のチェックイン及びチェックアウトの制御を、拠点装置2Q2に隣接し、正常に動作している拠点装置を用いて行う(ステップS16)。
これにより、従来の列車制御システムが、無線基地局4が故障すると、故障無線区間全体にて縮退運転を行うのに比較し、本実施形態による列車間隔制御システムは、故障無線区間を列車1が通過したことを地上子7により検出することができるため、故障無線区間のみにおいて縮退運転速度とすることが可能となり、低速運転を行う距離を低減することで、故障無線区間を含む制御領域において、より短い間隔で列車の運行を行うことができる。
また、本実施形態による列車間隔制御システムは、列車1の位置を検出するため、一定の間隔にて配置されている地上子7を、故障無線区間を脱したことを検出するために用いているため、新たな設備を増加することがなく、コストアップの発生を抑制することができる。
なお、チェックイン側については、列車順序が変わらない前提が成立するならば、拠点装置境界での車軸検知装置と拠点装置境界から無線基地局故障区間までの健全な列車位置を組み合わせてチェックインすることでより効率よく列車間隔を制御できる。
2…拠点装置
4…無線基地局
5…車軸検出装置
6…ID検出器
7…地上子
11…車上無線局
12…アンテナ
13…車上制御装置
14…車上子
15…記憶部
Claims (5)
- 列車の走行する軌道上を複数の制御領域に分割し、該制御領域における前記列車の走行を制御する拠点装置が設けられ、該拠点装置が前記制御領域に第1の距離をおいて配置された無線基地局を有し、該無線基地局と前記列車に搭載された無線局との間の無線通信により、車上で検出した列車の位置を地上で追跡して列車の間隔を制御する列車位置検出システムであって、
前記制御領域の境界毎に配置された列車の位置を検出する車軸検出装置と、
軌道上に前記第1の距離より短い第2の距離を置いて配置された、列車の走行距離を補正するための地上子と
を有し、
いずれかの無線基地局が故障した場合、前記拠点装置が前記列車に対し、故障した無線基地局の管理領域である故障無線区間の開始位置及び終了位置を通知し、列車の車上制御装置が前記故障無線区間では、列車の走行速度を通常に比較して遅い縮退運転速度とし、前記故障無線区間を抜け、前記終了位置を抜けて前記地上子を通過したことを検出すると、該地上子に対応する絶対位置を、正常な無線基地局を介して前記拠点装置に通知することで、該拠点装置が故障無線区間を退出したと判断し、列車速度を通常運転速度に戻し、列車が拠点装置境界の車軸検知装置通過後に、故障無線局を含む拠点装置制御領域を進出と判断することを特徴とする列車間隔制御システム。 - 前記車上制御装置が前記地上子各々の絶対位置と該地上子を識別する地上子IDとの対応テーブルを有していることを特徴とする請求項1記載の列車間隔制御システム。
- 前記車上制御装置が、前記故障無線区間を通過したことを検出するため、前記地上子IDを読み出す地上子として、前記故障無線区間と隣接する正常な無線基地局の管理する無線区間との境界から、列車の長さに対応する距離を超える位置にある地上子の地上子IDを、前記対応テーブルから選択することを特徴とする請求項2記載の列車間隔制御システム。
- 前記車上制御装置が、前記故障無線区間を通過したことを検出するため、前記地上子IDを読み出す地上子として、前記故障無線区間と隣接する正常な無線基地局の管理する無線区間との境界に隣接する地上子の前記境界との距離が列車の長さに満たない場合、該地上子の次の位置にある地上子の地上子IDを前記対応テーブルから選択することを特徴とする請求項2に記載の列車間隔制御システム。
- 前記拠点装置が、前記列車の前記故障無線区間から、隣接する正常な無線基地局の管理する無線区間に進入した前記地上子IDを検出すると、前記列車に対して縮退運転速度から通常運転速度に戻すことを指示する制御信号を送信することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の列車間隔制御システム。
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