JP2010235003A

JP2010235003A - 列車在線検知装置

Info

Publication number: JP2010235003A
Application number: JP2009086379A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Takada; 哲也高田; Kenji Mizuno; 健司水野; Takeshi Takanashi; 健高梨
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP4975053B2

Abstract

【課題】固定閉そく方式の軌道回路を用いないシステムにおいて単純な構成で列車の在線位置を精度良く検知する。
【解決手段】車上装置２の在線位置検知部８は列車１の走行位置をキロ程で算出し、算出したキロ程と列車１の運転台向きと列車ＩＤの情報を在線位置情報として車上制御装置５に出力する。車上制御装置５は入力した在線位置情報を車上無線装置６に出力して地上装置３に送信させる。地上装置３の列車管理装置１４は地上基地局１５ａ〜１５ｃを介して車上無線装置６から送信する在線位置情報を受信して列車１が複線区間を走行しているとき、複線区間の上下線のいずれを走行していることと、在線している閉そく区間を検出する。
【選択図】図２

Description

この発明は、軌道回路を使用しない、無線による列車制御システムにおける列車在線検知装置、特に単純な構成で列車の在線検知を行うことに関するものである。

従来、鉄道における列車の在線検知は、レールを用いる電気回路である軌道回路を利用して行っていた。この軌道回路を利用した列車在線検知は、レールを列車の車軸で短絡することにより、該当する軌道回路に列車が在線していることを検知するものであり、レールを車軸で短絡可能な列車であれば車種に関係なく在線検知を行うことができる。また、閉電路式あるいは開電路式の軌道回路を適切に選択することにより、レールが折損した際に列車在線・非在線のどちらか安全側の制御を行うことができるので、フェールセーフ性があり広く普及している。

また、例えば特許文献１に示すように、デジタル式のＡＴＣでは列車制御のため、速度発電機からの信号により列車に搭載した車上装置で走行距離演算を行い、位置補正用のトランスポンダ地上子からの絶対位置情報を取得して位置補正を行って車上で列車の先頭位置を検出している。

また、特許文献２に示すように、ＧＰＳにより列車の位置を緯度・経度の座標情報として取得し、軌道の位置情報を含む地図情報と取得した列車の座標情報に基づいて列車の位置をあらかじめ設定された起点からのキロ程に変換し、ＧＰＳが使用できないトンネル内などでは速度発電機からの信号による距離情報を併用して車上で列車の位置を検知し、検知した列車位置を地上に伝送している。

また、特許文献３に示すように、ＧＰＳに代わって車上無線機と地上の所定位置に設けられた地上無線機間の無線の伝搬時間に基づいて列車の位置を検知している。

従来の軌道回路による列車在線検知は地上設備が多く、保守費用が多く必要であるとともに、列車在線検知の分解能が軌道回路の長さによって制約されるため限界があるという問題があった。これはデジタル式のＡＴＣでも軌道回路を用いるので本質的には変わりない。

ＧＰＳを利用した列車在線検知では、3.5ｍ〜５ｍの間隔で線路が平行して敷設されている複線区間では、緯度・経度で列車の位置を検知しても精度の問題から上下線の区別が付かないという問題がある。この問題を解消するため、特許文献４に示すように、誤差１ｍ程度の観測が可能なＧＰＳによる列車位置検知に加えて列車が現在走行している軌道が上り線か下り線などの線種情報と軌道が通常の軌道であるか分岐線であるかなどの線種からなる軌道情報を車上に記憶させておき、ＧＰＳにより検知した列車位置を記憶した軌道情報を考慮して一番近い軌道上に補正して、隣接する軌道を走行する列車と区別し、ＧＰＳの使用できないトンネル内では速度発電機を併用するとともに、分岐部では別に分岐方向を検出する装置を車上のみ又は地上と車上に設けて列車位置を検知している。

デジタル式のＡＴＣの車上位置検知方法を流用して地上の列車検知装置に伝送しようとすると、軌道回路を利用して軌道回路ＩＤを取得して位置を確定する必要があり、無線を使用して軌道回路を利用しないシステムでは本線と副本線の区別が付かないことが予想されることや、分岐部の合流点では列車の後尾がどちらの線路に存在するかを判断する別の手段が必要になり、単純には実現できない。

従来のデジタル式のＡＴＣにおいて車上装置で列車の位置を検知するために、特許文献５には、車上装置に各軌道回路の並び順に軌道回路ＩＤを記憶するとともに各軌道回路の始端から終端までの距離をキロ程により記憶し、速度発電機からの信号により検知した列車走行位置と記憶した情報を照合して列車がどの軌道回路に在線しているかを検知するシステムが開示されている。

この軌道回路ＩＤを利用した列車在線検知を用いるシステムを、固定閉そく方式のまま軌道回路を用いないシステムに変更する場合、閉そく境界位置としてキロ程をそのまま使用することが考えられるが、複線区間の上下線や連動駅構内の並行する経路、重複キロ、経路長に差がある副本線の経路、分岐路線などにより同一の値のキロ程が複数出てきてしまい、単純にキロ程だけでは列車の在線位置を検知することはできないという問題がある。

この発明は、このような問題を解消し、固定閉そく方式の軌道回路を用いないシステムにおいて単純な構成で列車の在線位置を精度良く検知することができる列車在線検知装置を提供することを目的とするものである。

この発明の列車在線検知装置は、列車に搭載した車上装置で列車の在線位置を検知し、検知した在線位置を示す在線検知情報を地上装置の列車管理装置に送信する列車在線検知装置において、前記車上装置は、列車位置検知装置と車上制御装置及び車上伝送装置を有し、前記列車位置検知装置は、列車の走行位置をキロ程で算出し、算出したキロ程と列車の運転台向きと列車ＩＤの情報を在線位置情報として前記車上制御装置に出力し、前記車上制御装置は、入力した在線位置情報を前記車上伝送装置から地上装置に送信させ、前記地上装置の列車管理装置は、各列車から受信した在線位置情報から各閉そく区間に列車が在線するか否を判定することを特徴とする。

前記列車位置検知装置は、記憶装置と在線位置検知部を有し、前記記憶装置には列車が走行する各経路の閉そく境界位置・閉そく順列データが記憶され、前記在線位置検知部は、列車の走行位置をキロ程で算出し、算出したキロ程と前記記憶装置に記憶している閉そく境界位置・閉そく順列データとを照合して、前記記憶装置に記憶している閉そく境界位置・閉そく順列データから列車が複線区間の領域と、副本線や分岐路線等を有する領域のいずれにあるかを判定し、列車が複線区間の領域にあるときは、算出したキロ程と列車の運転台向きと列車ＩＤの情報を在線位置情報とし、列車が副本線や分岐路線等を有する領域にあるときは、地上から送信された前途の運転経路と前記記憶装置に記憶した閉そく境界位置・閉そく順列データを参照して列車の走行経路を判別し、算出したキロ程と列車の運転台向きと列車ＩＤと判別した走行経路の情報を在線位置情報とし、前記列車管理装置は受信した走行経路の情報に基づき並行する線路の区別を行うことを特徴とする。

また、前記在線位置検知部は、前記記憶装置に記憶した閉そく境界位置・閉そく順列データに、確定した列車の走行経路に同一のキロ程を二度走行する区間が記憶されている場合は、前記記憶装置に一度目の区間の終了位置を合わせて記憶しておき、前記一度目の区間の終了位置を前記在線位置検知部が検出すると、前記在線位置検知部は前記記憶装置から二度目の区間のキロ程を取得して、算出したキロ程を取得した前記二度目の区間のキロ程に書き換え、二度目の区間が終了するまで在線位置情報の算出したキロ程の情報に重複キロフラグを付し、前記列車管理装置は、受信した在線位置情報に重複キロフラグが付されている場合は、前記一度目の区間の終了位置よりも前方を走行していると判断することを特徴とする。

この発明は、列車の走行位置をキロ程で算出し、算出したキロ程と列車の運転台向きと列車ＩＤの情報を在線位置情報として地上装置に送信するから、単純な構成で列車が複線区間を走行しているとき、複線区間の上下線のいずれを走行していることと、在線している閉そく区間を確実に検出することができる。

また、列車が副本線と分岐路線等を有する領域を走行しているときは、地上から送信された前途の運転経路により、閉そく境界位置・閉そく順列データから列車の走行経路を判別し、算出したキロ程と列車の運転台向きと列車ＩＤと判別した走行経路の情報を在線位置情報として地上装置に送信するから、地上装置は列車が運転経路のどの閉そく区間に在線しているかを精度良く検出することができる。

さらに、閉そく境界位置・閉そく順列データに、確定した列車の走行経路に同一のキロ程を二度走行することが記憶されている場合は、一度目が終了する位置を検出すると、車上装置の認識するキロ程を二度目の走行を開始する地点のキロ程に書き換え、二度目の走行が終了するまで在線位置情報の算出したキロ程の情報に重複キロフラグを付することにより、経路差がある副本線と分岐路線等の領域を列車が通った後にも地上装置で列車が在線する閉そく区間を確実に検出することができる。

列車と地上間で無線を利用して情報を伝送する情報伝送システムの構成図である。車上装置の構成を示すブロック図である。車上装置の列車在線検知装置の記憶装置に記憶した閉そく境界位置・閉そく順列データを示す模式図である。車上装置で列車在線位置を検知して地上装置に送信するときの処理を示すフローチャートである。

図１は、列車１に搭載した車上装置２で列車１の在線位置を検知し、検知した在線位置を示す在線検知情報を地上装置３に軌道回路を使用しないで無線を利用して伝送する情報伝送システムの構成図である。

車上装置２は、図２のブロック図に示すように、列車位置検知装置４と車上制御装置５及び車上無線装置６を有する。列車位置検知装置４は記憶装置７と在線位置検知部８を有する。記憶装置７には列車１が走行する各経路の閉そく境界位置・閉そく順列データが記憶されている。列車１の走行経路が、例えば図１に示すように、列車１が複線区間の上下線を有する領域９と、副本線と分岐路線等を有する連動駅構内１０の場合、記憶装置７には、図３の模式図に示すように、キロ程で表した各閉そく境界位置と各経路０〜経路２の閉そく順列と各経路０〜経路２の列車進行方向を示す閉そく境界位置・閉そく順列データ１１が記憶されている。在線位置検知部８は速度発電機１２からの信号により走行距離を演算して列車１の走行位置をキロ程で算出し、算出したキロ程と記憶装置７に記憶している閉そく境界位置・閉そく順列データ１１とを照合して列車１の在線位置を検出し、在線位置情報を車上制御装置５に出力する。車上制御装置５は在線位置検知部８から入力した在線位置情報を車上無線装置６に出力するとともに、速度発電機１２からの信号により検出している列車１の速度を車上無線装置６から入力する地上からの制御情報により制御する。車上無線装置６はアンテナ１３を介して在線位置情報を地上に送信し、地上から送信させる制御情報を受信して車上制御装置５に出力する。

地上装置３は列車管理装置１４と列車１の走行経路に沿って設けられた複数の地上基地局１５ａ〜１５ｃと連動装置１６及びＡＴＣ装置１７を有する。地上基地局１５ａ〜１５ｃはアンテナ１８を介して車上無線装置６と無線で通信を行う。列車管理装置１４は地上基地局１５ａ〜１５ｃを介して車上無線装置６と情報を授受し、受信した各列車の位置から各閉そく区間の在線・非在線の判定を行う。

前記のように構成された情報伝送システムの車上装置２で列車１の在線位置を検知して地上装置３の列車管理装置１４に送信するときの処理を図４のフローチャートを参照して説明する。

例えば図１でＲ方向に走行している列車１の車上装置２の在線位置検知部８は列車１の走行位置を速度発電機１２からの信号により列車１の走行距離を演算し、列車１の走行位置をキロ程で算出する（ステップＳ１）。この算出したキロ程と記憶装置７に記憶している閉そく境界位置・閉そく順列データ１１とを照合して、列車１が複線区間９にあるか連動駅構内１０に有るかを判定する（ステップＳ２）。この判定の結果、列車１が複線区間９に有る場合は走行経路情報なしを登録し（ステップＳ３）、例えばＡの位置に達している場合、閉そく境界位置・閉そく順列データ１１を確認して当該経路（この場合は経路なし）で同一のキロ程を二度走行する区間内かを確認する（ステップＳ４）。この確認の結果、位置Ａは同一のキロ程を二度走行する区間内でないから、在線位置検知部８は列車ＩＤと位置Ａのキロ程と列車１の運転台向きであるＲ方向と走行経路の情報を在線位置情報として車上制御装置５に出力する。車上制御装置５は入力した在線位置情報を車上無線装置６に送り、アンテナ１３を介して地上装置３に送信させる（ステップＳ５）。

このように列車１が複線区間を走行しているとき、列車１が達したキロ程と列車１の運転台向きと列車ＩＤの情報を在線位置情報として送信するから、地上装置３の列車管理装置１４で列車１が複線区間のＲ方向とＬ方向のいずれを走行していることと在線している閉そく区間を確実に検出することができ、連動装置１６とＡＴＣ装置１７に在線検知情報を伝送できる。

地上装置３の例えば地上基地局１５ａは車上無線装置６から送信している在線位置情報を受信すると列車管理装置１４に出力する。列車管理装置１４は入力した在線位置情報から、各閉そく区間に列車が在線するか否かを判定した結果である在線検知情報を連動装置１６とＡＴＣ装置１７に出力する。連動装置１６は在線検知情報を入力すると、入力した在線検知情報に基づく進路情報をＡＴＣ装置１７に出力する。ＡＴＣ装置１７は在線検知情報と進路情報が入力すると、各閉そく区間について入力した進路情報から作成した経路情報と、進路情報と先行列車の在線位置等に応じた開通区間情報を列車管理装置１４に出力する。列車管理装置１４は入力した経路情報と開通区間情報をから、列車1に対する前途の経路情報と開通区間情報のみを抜き出して地上基地局１５に出力して列車１に送信させる。

車上装置２の車上無線装置６を地上から送信されている列車１の進路情報と開通区間情報を受信して車上制御装置５に出力する。車上制御装置５は入力した進路情報と開通区間情報により列車１の速度を制御する。

また、列車１が走行して（ステップＳ６）、算出したキロ程が複線区間９にあるか連動駅構内１０に有るかを判定した結果（ステップＳ１，Ｓ２）、列車１の走行位置が連動駅構内１０である場合、車上装置２の在線位置検知部８は地上から送信された前途の運転経路と記憶装置７に記憶した閉そく境界位置・閉そく順列データ１１とを照合して列車１の走行経路を判別し（ステップＳ７）、閉そく境界位置・閉そく順列データ１１を確認して当該経路で同一のキロ程を二度走行する区間内かを確認する（ステップＳ４）。この確認の結果、列車１の走行経路が同一のキロ程を二度走行する区間内でない場合、在線位置検知部８は列車ＩＤと算出したキロ程と列車１の運転台向きであるＲ方向と走行経路の情報を在線位置情報として車上制御装置５に出力する。車上制御装置５は入力した在線位置情報を車上無線装置６に送り、アンテナ１３を介して地上装置３に送信させる（ステップＳ５）。地上装置の列車管理装置１４は列車１から送信された在線位置情報により列車１が並行する線路のいずれに在線しているかを検出することができる。

また、列車１の走行位置が連動駅構内１０であり、在線位置検知部８で列車１の走行経路を判別して、閉そく境界位置・閉そく順列データ１１を確認して当該経路で同一のキロ程を二度走行する区間内かを確認した結果、列車１の走行経路が同一のキロ程を二度走行する区間内である場合（ステップＳ４）、列車１の走行位置が同一キロ程の一度目の区間の終了する位置に達したかどうかを確認する（ステップＳ８）。例えば列車１が経路１を走行する場合、閉そく境界位置・閉そく順列データ１１には経路０と経路１の経路差から同一キロ程を二度走行することが一度目の区間の終了する位置である閉そく境界Ｃに紐付けされて記憶されており、閉そく境界Ｃの前方に同一のキロ程を二度走行する区間がある。そこで同一キロ程の一度目の区間の終了位置に達したかを確認した結果、同一キロ程の一度目の区間の終了位置に達していない場合、例えば列車１が連動駅構内１０のＲ方向の経路１を走行して閉そく境界Ｂに達してから複線区間９の閉そく境界Ｃに達するまで、在線位置検知部８は列車ＩＤと算出したキロ程と列車１の運転台向きであるＲ方向と走行経路の情報を在線位置情報として車上制御装置５に出力する。車上制御装置５は入力した在線位置情報を車上無線装置６に送り、アンテナ１３を介して地上装置３に送信させる（ステップＳ５）。

また、列車１の走行経路が同一のキロ程を二度走行する区間内であり、在線位置検知部８は列車１の走行位置が同一キロ程を二度走行する区間の終了するキロ程に達したかどうかを確認し（ステップＳ８）、この確認の結果、同一キロ程を二度走行する区間の終了するキロ程に達している場合は、列車１の走行位置が同一キロ程の一度目の区間か二度目の区間かを重複キロ程フラグで確認する（ステップＳ９）。この確認の結果、列車１の走行位置が同一キロ程を二度走行する区間の終了するキロ程に一度目に到達した場合、例えば列車１が連動駅構内１０のＲ方向の経路１を走行して閉そく境界Ｂに達してから複線区間９の閉そく境界Ｃに達すると、閉そく境界Ｃに紐付けされて記憶装置７に記憶されている同一キロ程を二度走行する区間の情報を取得し、重複キロ程フラグをオンにして同一キロ程を二度走行する区間の開始するキロ程に書き換え（ステップＳ１０）、列車ＩＤと重複キロ程を示す重複キロ程フラグを付けたキロ程と列車１の運転台向きであるＲ方向と走行経路の情報を在線位置情報として車上制御装置５に出力する。車上制御装置５は入力した在線位置情報を車上無線装置６に送り、アンテナ１３を介して地上装置３に送信させる（ステップＳ５）。そして列車１が同一のキロ程の二度目の走行する区間の終了するキロ程まで達し、重複キロフラグで二度目の区間と確認されると（ステップＳ６，Ｓ１〜Ｓ９）、重複キロ程フラグをオフにして（ステップＳ１１）、列車ＩＤとキロ程と重複キロ程フラグの有無と列車１の運転台向きであるＲ方向と走行経路の情報を在線位置情報として車上制御装置５に出力する。車上制御装置５は入力した在線位置情報を車上無線装置６に送り、アンテナ１３を介して地上装置３に送信させる（ステップＳ５）。

このように同一のキロ程を二度走行する区間では、二度目の区間では重複キロ程フラグを付けたキロ程を地上装置３に送信するから、副本線等を有する連動駅構内１０での経路合流後も列車管理装置１４で列車１が在線する閉そく区間を確実に検出することができる。また、同様な方法で複線区間でも線路の付け替えでキロ程が延びてしまったときに設けるダブルメータにも対応することができる。

１；列車、２；車上装置、３；地上装置、４；列車位置検知装置、
５；車上制御装置。６；車上無線装置、７；記憶装置、８；在線位置検知部、
９；複線区間の上下線を有する領域、１０；連動駅構内、
１１；閉そく境界位置・閉そく順列データ、１２；速度発電機、１３；アンテナ、
１４；列車管理装置、１５；地上基地局、１６；連動装置、１７；ＡＴＣ装置。

特許第３４４３７９２号公報特許第３８８４０５２号公報特開２００７−３３１６２９号公報特開２００８−１３７６５２号公報特許第３９７３３９２号公報

Claims

列車に搭載した車上装置で列車の在線位置を検知し、検知した在線位置を示す在線検知情報を地上装置の列車管理装置に送信する列車在線検知装置において、
前記車上装置は、列車位置検知装置と車上制御装置及び車上伝送装置を有し、
前記列車位置検知装置は、列車の走行位置をキロ程で算出し、算出したキロ程と列車の運転台向きと列車ＩＤの情報を在線位置情報として前記車上制御装置に出力し、前記車上制御装置は、入力した在線位置情報を前記車上伝送装置から地上装置に送信させ、
前記地上装置の列車管理装置は、各列車から受信した在線位置情報から各閉そく区間に列車が在線するか否を判定することを特徴とする列車在線検知装置。
請求項１記載の列車在線検知装置において、
前記列車位置検知装置は、記憶装置と在線位置検知部を有し、前記記憶装置には列車が走行する各経路の閉そく境界位置・閉そく順列データが記憶され、前記在線位置検知部は、列車の走行位置をキロ程で算出し、算出したキロ程と前記記憶装置に記憶している閉そく境界位置・閉そく順列データとを照合して、前記記憶装置に記憶している閉そく境界位置・閉そく順列データから列車が複線区間の領域と、副本線や分岐路線等を有する領域のいずれにあるかを判定し、列車が複線区間の領域にあるときは、算出したキロ程と列車の運転台向きと列車ＩＤの情報を在線位置情報とし、列車が副本線や分岐路線等を有する領域にあるときは、地上から送信された前途の運転経路と前記記憶装置に記憶した閉そく境界位置・閉そく順列データを参照して列車の走行経路を判別し、算出したキロ程と列車の運転台向きと列車ＩＤと判別した走行経路の情報を在線位置情報とし、
前記列車管理装置は受信した走行経路の情報に基づき並行する線路の区別を行うことを特徴とする列車在線検知装置。
請求項２記載の列車在線検知装置において、
前記在線位置検知部は、前記記憶装置に記憶した閉そく境界位置・閉そく順列データに、確定した列車の走行経路に同一のキロ程を二度走行する区間が記憶されている場合は、前記記憶装置に一度目の区間の終了位置を合わせて記憶しておき、前記一度目の区間の終了位置を前記在線位置検知部が検出すると、前記在線位置検知部は前記記憶装置から二度目の区間のキロ程を取得して、算出したキロ程を取得した前記二度目の区間のキロ程に書き換え、二度目の区間が終了するまで在線位置情報の算出したキロ程の情報に重複キロフラグを付し、
前記列車管理装置は、受信した在線位置情報に重複キロフラグが付されている場合は、前記一度目の区間の終了位置よりも前方を走行していると判断することを特徴とする列車在線検知装置。