JP2010076653A - 移動閉塞方式ａｔｃ論理装置を用いた常用系信号とバックアップ系信号を有するバックアップ機能を備えた信号システム - Google Patents

Abstract

【課題】移動閉塞方式によるＡＴＣ論理装置と連動論理装置とを備えた信号システムにおいて、移動閉塞方式の通信に障害が発生したときにも、列車の運行を確保する。
【解決手段】列車５とＡＴＣ論理装置３間を無線通信で接続する移動閉塞方式の信号システムと、ＡＴＣ論理装置３と連携して地上機器２２、２３の動作を制御する連動論理装置１とからなるバックアップ機能を備えた信号システムにおいて、移動閉塞方式の区間の軌道Ｔに連動論理装置１に接続されるバックアップ用列車検知手段２５を複数設け、連動論理装置１に、ＡＴＣ論理装置３の動作が正常であるか否かを判断する位置情報判定部と、ＡＴＣ論理装置３の動作が正常でない場合にバックアップ用列車検知手段２５からのバックアップ用列車検知情報および路線データならびに進路設定情報を用いて転てつ器２２および信号機２３の動作を制御する現場機器制御情報を作成する現場機器制御情報作成部を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道用保安装置（ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置）を用いた信号システムに係り、特に、移動閉塞方式を採用したＡＴＣ論理装置と列車検知情報を用いて地上機器の連動制御を行なう連動論理装置を連携して常用系信号のバックアップを可能にした信号システムに関する。

自己の位置を検出する手段を設けた車上と地上側無線装置との間で空間波を用いて通信して制御情報と位置情報を相互に交換する移動閉塞方式のＡＴＣ信号システムは、例えば特許文献１に示されている。

特許文献１に記載のＡＴＣ信号システムは、無線信号方式（移動閉塞方式）と軌道回路信号方式（固定閉塞方式）の２つの信号方式が混在する信号システムにおいて、列車が両信号方式が混在する区間に在線するとき、列車の停止限界が属する信号方式を判定し、この情報を車上制御装置へ伝え、車上制御装置が列車の停止限界が属する信号方式にしたがって速度制御を行なう方式である。

さらに、連動論理に従って転てつ器の方向転換及び信号機の現示制御を行なう連動論理装置とＡＴＣ論理に従って列車制御を行なうＡＴＣ論理装置とを統合した連動・ＡＴＣ統合型装置であって、連動処理部とＡＴＣ処理部と共有テーブルからなる連動・ＡＴＣ統合論理部を備え、連動処理部は連動論理に従って作成した機器制御情報を共有テーブルに書き込み、同時にＡＴＣ−ＬＡＮを介して現場制御機器に伝送し、転てつ器の方向転換および信号機の現示制御を行い、ＡＴＣ処理部は共有テーブルに書き込まれた情報を読み込み、ＡＴＣ論理に従って、ＡＴＣ電文を作成し、ＡＴＣ電文をＡＴＣ−ＬＡＮを介して送受信機を経て軌道周辺装置に送り、車上ＡＴＣに伝えて、列車制御する方式が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特許文献１に記載の方式では、無線信号方式のみが用いられる区間において、無線による信号の伝送に電波妨害などの障害が発生すると、車上装置と地上装置との間で列車位置情報および列車制御情報を送受信することができなくなり、ＡＴＣ制御による運転が不可能となる。

また、特許文献２に記載のシステムでは、連動論理とＡＴＣ論理との統合を図ることを目的としており、上記無線信号方式における障害の発生に対処することは何ら考慮されていない。

従来の移動閉塞方式を採用したＡＴＣ論理装置３と連動論理装置か１らなる信号システムの構成の例を、図５を用いて説明する。移動閉塞方式を採用した信号システムの軌道Ｔの周辺には、列車の位置の基準となる図示を省略した地上子が適宜配置されている。駅構内には、例えば軌道Ｔ１と軌道Ｔ２が配置され、場内信号機２３−１と、出発信号機２３−２、２３−３が配置されている。場内信号機２３−１の先に設けた転てつ器２２−１の前後に列車検知手段２４−１、２４−２、２４−３が、軌道Ｔ１の出発信号機２３−２の先に設けた転てつ器２２−２の前後に列車検知手段２４−５、２４−６が、軌道Ｔ２の出発信号機２３−３の先に設けた転てつ器２２−２の手前に列車検知手段２４−４が、それぞれ配置されている。地上には、ＡＴＣ論理装置３と地上無線装置４２と無線統括装置４１とが設けられ、列車５に設けた図示を省略した車上無線装置との間で列車位置情報や列車制御情報を送受信する。さらに、地上には、連動論理装置１と位置検知装置２１が設けられる。連動論理装置１は、各列車検知手段２４から位置検知装置２１を経由して列車検知情報を取得するとともに、連動論理に従って、転てつ器２２の転動（方向転換）を指示するとともに、信号機２３の現示を指示する現場機器制御情報を出力する。

このような信号システムにおける列車制御の方法を、図６を用いて説明する。軌道Ｔ上に先行列車５Ａと後続列車５Ｂが必要な間隔を保って在線している。先行列車５Ａは、図示を省略した地上子上を通過した時点から走行距離を積算して列車位置情報を作成し、列車位置情報をＡＴＣ論理装置３へ無線を介して送信する。ＡＴＣ論理装置３は、先行列車５Ａから受信した列車位置情報や連動論理装置１から受けた連動設備情報に基づいて、停止点（停止限界）情報や進路情報を含む列車制御情報を作成し無線を介して先行列車５Ａへ送信するとともに、この列車位置情報を連動論理装置１へ通知する。ＡＴＣ論理装置３から列車制御情報を取得した先行列車５Ａは、この列車制御情報を用いて走行パターンを作成し、この走行パターンに基づいて列車の運転を制御する。さらに、ＡＴＣ論理装置３は、後続列車５Ｂから無線を介して列車位置情報を受信し、先行列車５Ａの列車位置情報などに基づいて停止点情報を含む列車制御情報を作成し、無線を介して後続列車５Ｂへ送信する。列車制御情報を取得した後続列車５Ｂは、この列車制御情報を用いて走行パターンを作成し、この走行パターンに基づいて列車の運転を制御する。

連動論理装置１は、転てつ器２２から取得した転動位置情報や信号機２３から取得した現示情報と図示を省略した運行管理装置から入力された進路設定情報を用いて連動論理に基づいて、転てつ器の転動指示情報と信号機の現示指示情報を含む現場機器制御情報（進路制御情報）を作成し、転てつ器２２および信号機２３へそれぞれ通知する。さらに、連動論理装置１は、列車の駅構内への進入を列車検知手段２４−１、２４−２、２４−３からの列車検知情報に基づいて検出し在線情報を切り替える。連動論理とは、上述のような情報を用いて現場機器制御情報や在線情報等を作成する論理である。

このようにして、列車５Ａ、５Ｂは列車制御情報によってＡＴＣ制御され、現場機器はそれぞれ指示された転動位置および信号現示とされる。

このような、信号システムにおいて、列車５とＡＴＣ論理装置３を結ぶ通信システムに何らかの障害が発生して情報の送受信ができなくなると、ＡＴＣ論理装置３は列車位置情報を得ることができず列車制御情報を列車５に伝えることができなくなり、列車５は運転を停止し、運行を確保することができなくなる。
特開２００２−２４０７１５号公報 特開２００４−０４２７６８号公報

本発明は、移動閉塞方式を採用したＡＴＣ論理装置と、連動論理装置とを備えた信号システムにおいて、移動閉塞方式における通信に障害が発生したときに、バックアップ制御を行い、スムーズに信号システムを切り替えて信号システムの稼働率を向上させ、列車の運行を確保することを目的とする。

自己の列車位置情報を、通信を介して地上無線装置経由でＡＴＣ論理装置に通知するとともにＡＴＣ論理装置から列車制御情報を受信して列車の制御を行なう移動閉塞方式のＡＴＣ信号システム（常用信号システム）と、ＡＴＣ論理装置から列車位置情報を取得して転てつ器および信号機を制御する連動論理装置からなる信号システムにおいて、前記移動閉塞方式の区間の軌道に沿って複数のバックアップ用列車検知手段を設け、前記連動論理装置に前記ＡＴＣ論理装置３から受信した列車位置情報と前記バックアップ用列車検知手段からの列車検知情報とのいずれかを選択する位置情報判定部を設け、移動閉塞方式の通信に障害が発生したときに、前記バックアップ用列車検知手段からの列車検知情報に基づいて転てつ器および信号機の動作を制御する。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１を用いて、本発明を適用した常用系信号とバックアップ系信号の切り替え手段を有した信号システムの一実施形態を説明する。

本発明にかかる移動閉塞方式を採用したＡＴＣ論理装置３と連動論理装置１からなる信号システムは、移動閉塞方式を採用した信号方式の軌道Ｔの周辺に、列車の位置の基準となる図示を省略した地上子が適宜配置されるとともに、列車の通過を検知するバックアップ用列車検知手段２５が所望の間隔で配置されている。駅構内には、軌道Ｔ１と軌道Ｔ２が配置され、場内信号機３２−１と、出発信号機２３−２、２３−３が配置されている。場内信号機２３−１の先に設けた転てつ器２２−１の前後に列車検知手段２４−１、２４−２、２４−３が、軌道Ｔ１の出発信号機２３−２の先に設けた転てつ器２２−２の前後に列車検知手段２４−５、２４−６が、軌道Ｔ２の出発信号機２３−３の先に設けた転てつ器２２−２の手前に列車検知手段２４−４が、それぞれ配置されている。地上には、ＡＴＣ論理装置３と地上無線装置４２と無線統括装置４１とが設けられ、列車５に設けた図示を省略した無線装置との間で列車位置情報や列車制御情報を送受信する。さらに、地上には、連動論理装置１と位置検知装置２１が設けられる。連動論理装置１は、列車位置検知手段２４から位置検知装置２１を経由して列車位置検知情報を取得するとともに、連動論理に従って、転てつ器２２の転動（方向転換）を指示し、信号機２３の現示を指示する現場機器制御情報を出力する。

連動論理装置１は、ＡＴＣ論理装置３から通知された列車位置情報と、図示を省略した運行管理装置からの進路設定情報に基づいて現場機器（転てつ器および信号機）の動作を制御する現場機器制御情報を作成し、この現場機器制御情報を転てつ器２２および信号機２３に通知する手段である。さらに、連動論理装置１は、列車検知手段２４からの列車検知情報、バックアップ用列車検知手段２５からのバックアップ用列車検知情報、図示を省略した運転管理装置からの進路設定情報、路線データデータベースからの路線データに基づいて、信号機２３の現示および転てつ器２２の転動位置の変更を指示する手段である。さらに、本発明における連動論理とは、例えば、ＡＴＣ論理装置３の動作が正常化否か判断できる手段により、列車位置情報、列車検知情報のうち、どの情報を使用するか選択し、その選択に基づいて、路線データ１９、列車位置情報、進路設定情報などにより信号機や転てつ器などの設備を制御するための情報である現場機器制御情報、信号機、転てつ器、列車在線位置などの連動設備情報を作成する論理である。

ＡＴＣ論理装置３は、列車５からの列車位置情報と連動論理装置１からの連動設備情報などに基づいて列車５に対する停止点情報（停止限界情報）を含む列車制御情報を作成し、通信手段を介して送信する手段である。また、ＡＴＣ論理装置３は、列車５からの列車位置情報を連動論理装置１に通知するとともに、連動論理装置１から連動設備情報を取得する。本発明におけるＡＴＣ論理とは、列車からの列車位置情報、連動論理装置からの連動設備情報、路線データなどに基づいて、列車停止点情報、速度制限情報などを含む列車制御情報を作成する論理である。

位置検知装置２１は、複数の列車検知手段２４に接続され、それぞれの列車検知手段２４からの列車検知情報、バックアップ用列車検知手段２５からのバックアップ用列車検知情報に基づいて列車が在線する区間を列車位置として検知する。

転てつ器２２は、連動論理装置１からの現場機器制御情報に基づいて転てつ器２２を転動させ列車の進路を設定する。

信号機２３は、連動論理装置１からの現場機器制御情報に基づいて信号現示を行う。

列車検知手段２４は、列車の通過を検知する手段である。列車検知手段２４は、通常の列車を検知する手段で構成され、それぞれ連動論理装置１に接続されて列車検知情報を連動論理装置１に通知する。

バックアップ用列車検知手段２５は、移動閉塞方式の区間内の軌道の周辺に設置される列車検知手段であり、列車検知手段２４と同様に構成することができ、それぞれ連動論理装置１に接続されてバックアップ用列車検知情報を連動論理装置１に通知する。

無線統括装置４１は、移動閉塞区間に在線する１つまたは複数の列車に対するそれぞれの通信を統括して制御する手段、各列車からの列車位置情報を統括する手段、各列車に対する列車制御情報を統括する手段などを有している。

地上無線装置４２は、移動閉塞区間に在線する１つまたは複数の列車との間で通信する手段、無線統括装置４１と通信する手段などを有している。

列車５は、地上子からの位置情報および車両に搭載された速度センサなどからの情報に基づいて走行時の軌道Ｔ上における自己の位置を演算する列車位置情報作成機能と、ＡＴＣ論理装置３からの列車制御情報と前記列車位置情報に基づいて走行パターンを作成する機能と、走行パターンに基づいて列車を制御する列車制御機能と、ＡＴＣ論理装置に接続される地上無線装置との間で無線により通信を行なう車上通信機能を有している。

上記構成を有する信号システムを構成する連動論理装置１の詳細な機能構成を、図２を用いて説明する。連動論理装置１は、バックアップ用列車検知情報受信部１０と、列車位置情報受信部１１と、位置情報判定部１２と、現場機器情報受信部１３と、設備情報作成部１４と、現場機器制御情報作成部１５と、連動設備情報作成部１６と、ＡＴＣ論理装置通信部１７と、現場機器通信部１８と、路線データデータベース１９とを備えて構成される。

バックアップ用列車検知情報受信部１０は、バックアップ用列車検知手段２５からのバックアップ用列車検知情報を受信する。

列車位置情報受信部１１は、ＡＴＣ論理装置３からの列車位置情報を受信する。

位置情報判定部１２は、ＡＴＣ論理装置３が正常に動作しているか否かを判定し、ＡＴＣ論理装置３が正常に動作しているときにはＡＴＣ論理装置３からの列車位置情報およびバックアップ用列車検知手段２５からの列車検知情報を選択し、ＡＴＣ論理装置３が正常に動作していないときにはバックアップ用列車検知手段２５からの列車検知情報を選択して設備情報作成部１４に通知する。

現場機器情報受信部１３は、転てつ器２２、信号機２３からの現場機器情報を受信する。さらに、現場機器情報受信部１３は、列車検知手段２４からの列車検知情報を受信する。

設備情報作成部１４は、信号機、転てつ器などの現場機器情報、ＡＴＣ論理装置３から送信される各列車の列車位置情報、列車検知情報、バックアップ用列車検知情報と、路線データに基づいて、設備情報を作成する。

現場機器制御情報作成部１５は、路線データと設備情報と進路設定情報に基づいて、信号機、転てつ器などへの制御情報である現場機器制御情報を作成する。

連動設備情報作成部１６は、路線データ１９と設備情報と現場機器制御情報から、列車位置、進路設定情報、信号機や転てつ器などの情報に基づいて連動設備情報を作成する。

ＡＴＣ論理装置通信部１７は、連動設備情報をＡＴＣ論理装置３へ通知する。

現場機器通信部１８は、現場機器制御情報を現場機器（転てつ器２２、信号機２３）に通知する。

路線データデータベース１９には、当該線路の路線長、各地点での勾配情報、各地点での曲線情報、各地点での速度制限情報、転てつ器の分岐の種類、信号機の設置位置、駅構内の線形などの路線データが記述される。

ここで、バックアップ用列車検知情報は、バックアップ用列車検知手段２５から通知される列車の通過を検知した列車検知情報である。

列車位置情報は、列車５から受信した列車の現在位置（基準点からの相対距離または路線内の絶対距離）を示す列車位置情報である。

現場機器情報は、転てつ器２２や信号機器２３の現在の状態を示す情報、および列車検知手段２４から通知される列車検知情報である。

設備情報は、路線データ１９、信号機２２転てつ器２３などの現場機器情報、ＡＴＣ論理装置３から送信される各列車の列車位置情報、列車検知情報、バックアップ用列車検知情報と、路線データに基づいて作成される。

連動設備情報は、路線データ１９と設備情報と現場機器情報から、列車位置、進路設定情報、信号機や転てつ器などの情報に基づいて作成される。

現場機器制御情報は、転てつ器２２の転動指示情報や信号機２３の現示指示情報などの現場機器への制御の内容を指示する情報である。

進路設定情報は、図示を省略した運行管理手段から通知される列車の進路を設定するための情報である。

図３を用いて、連動論理装置１の位置情報判定部１２における判定処理を説明する。列車位置情報またはバックアップ用列車検知情報を受信すると、位置情報判定部１２は、ＡＴＣ論理装置３が正常に動作しているか否かを判定する（Ｓ１）。この判定は、例えばＡＴＣ論理装置３が所定の時間間隔で列車位置情報を受信しているか否かを監視することにより行なう。ＡＴＣ論理装置３が正常に動作しているときには、次いで、受信した列車位置情報が正常であるか否かを判定する（Ｓ２）。この判定は、例えば、受信した列車位置情報を、バックアップ用列車検知手段２５によって算出される列車が在線している位置を示す情報と比較することにより行なう。列車位置情報が正常なときには、受信した列車位置情報を選択し、受信した列車位置情報による連動論理を実行する（Ｓ３）。ステップＳ１の判断においてＡＴＣ論理装置３が正常に動作していないと判断されたとき、またはステップＳ２の判断において列車位置情報が正常でないと判断されたときには、バックアップ用列車検知手段２５の働きが正常であるか否かを判断する（Ｓ４）。この場合の判断は、例えば、ＡＴＣ論理装置３から送信される列車位置情報を所定の時間間隔で受信しているか否かを監視することにより行なう。バックアップ用列車検知手段の働きが正常であるときには、バックアップ用列車検知情報による連動論理を実行する（Ｓ５）。

以上のようにして、ＡＴＣ論理装置３と列車５との間の通信に障害が発生したときには、ＡＴＣ論理による列車制御に代えて、バックアップ用列車検知情報を用いた連動論理により転てつ器２２および信号機２３を制御して列車を制御する。列車５は、ＡＴＣ論理装置３からの列車制御情報を受信できなくなったことにより、ＡＴＣ論理が通用しなくなったことを知って列車を停止させ、所定の時間が経過した後に、例えば運転者の目視運転による運転制御を再開する。

図４を用いて、バックアップ用列車検知によるバックアップ制御について、説明する。ＡＴＣ論理装置３が正常に動作しない場合に、連動論理装置１は、列車検知手段２４からの列車検知情報およびバックアップ用列車検知手段２５からのバックアップ用列車検知情報を取得して現場機器制御情報を作成し、転てつ器２２および信号機２３を制御する。列車５は、ＡＴＣ論理装置からの列車制御情報を受信しなくなったことにより、ＡＴＣ論理による運転制御ができなくなったことを認識し、運転者の目視などにより運転を行なう。

このバックアップ制御により、移動閉塞方式による列車制御が行なわれている区間で、列車５とＡＴＣ論理装置３との間の通信に障害が発生した場合でも、バックアップ用列車検知によるバックアップ制御を行い、スムーズに信号システムを切り替えて列車の運行を確保することができる。

本発明に係る信号システムの構成を説明する図。 本発明にかかる信号システムを構成する連動論理装置の構成を説明する図。 本発明に係る信号システムを構成する連動論理装置における処理を説明する図。 本発明にかかる信号システムにおけるＡＴＣ論理装置が正常に動作しない場合のバックアップ制御の態様を説明する図。 従来の信号システムの構成を説明する図。 従来の信号システムにおける制御の態様を説明する図。

符号の説明

１…連動論理装置、１０…バックアップ用列車検知情報受信部、１１…列車位置情報受信部、１２…位置情報判定部、１３…現場機器情報受信部、１４…設備情報作成部、１５…現場機器制御情報作成部、１６…連動設備情報作成部、１７…ＡＴＣ論理装置通信部、１８…現場機器通信部、１９…路線データデータベース、２１…位置検出装置、２２…転てつ器、２３…信号機、２４…列車検知手段、２５…バックアップ用列車検知手段、３…ＡＴＣ論理装置、４１…無線統括装置、４２…地上無線装置、５…列車。

Claims (2)

1. 列車に設けたＡＴＣ制御装置とＡＴＣ論理装置間を無線通信で接続する移動閉塞方式の信号システムと、前記ＡＴＣ論理装置と連携して地上機器の動作を制御する連動論理装置とからなるバックアップ機能を備えた信号システムにおいて、
   移動閉塞方式の区間の軌道に前記連動論理装置に接続されるバックアップ用列車検知手段を複数設け、
   前記連動論理装置に、
   前記ＡＴＣ論理装置の動作が正常であるか否かを判断する位置情報判定部と、
   前記ＡＴＣ論理装置の動作が正常でない場合に前記バックアップ用列車検知手段からのバックアップ用列車検知情報および路線データならびに進路設定情報を用いて転てつ器および信号機の動作を制御する現場機器制御情報を作成する現場機器制御情報作成部を設けた
   ことを特徴とするバックアップ機能を備えた信号システム。
2. 請求項１に記載のバックアップ機能を備えた信号システムにおいて、
   前記位置情報判定部における前記ＡＴＣ論理装置の動作の正常性の判断を、前記ＡＴＣ論理装置からの列車位置情報の有無によって行なう
   ことを特徴とするバックアップ機能を備えた信号システム。

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