JP2011025834A - ループ式ａｔｃ装置による列車制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術のように地上システムと車上システムで装置を機能単位に分散すると、設備投資費の削減や環境負荷の低減の対応を難しくしている。
【解決手段】車上ＡＴＣ装置４２と現場機器２１の装置間の双方向通信を実現し、連動制御機能を車上装置に集約し、車上ＡＴＣ装置４２と現場機器２１間は、車上に設置する車上アンテナ４３と軌道に敷設するループ線１１をデジタル電文による無線による空間伝送で双方向通信し、ループ線１１と現場機器２１は有線による接続とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、モノレール等における列車が走行する軌道に沿って敷設されるループ線により地上システムから車上システムへ、又は車上システムから地上システムへデジタル電文の送受信が可能なループ式ＡＴＣ（Automatic Train Control）車上装置の連動制御方法に関するものである。

従来、列車制御システムの信号保安を担保する連動制御は、地上システムの一部であるリレーロジックによる継電連動装置、又はマイコン制御による電子連動装置で実施している。又、ＡＴＣ装置は、地上システムと車上システムの２つのシステムで列車制御を実施している。装置を分散化、及び冗長化する事で、機能の明確化を図り、信頼性向上、及び稼働率向上を実現している。従来のシステム構成を図２に示す。

地上システム３０は、進路制御を実施する運行管理装置３１、転轍器と信号機の動作に一定の連鎖関係を持たせる連動装置３２、列車位置情報から当該列車が走行可能範囲となる停止点を作成する地上ＡＴＣ装置３３から成る。又、連動装置３２から有線で制御される転轍器等の現場機器２１から成る。

車上システム４０は、地上ＡＴＣ装置３３の停止点情報から制動パターンを生成し列車を制御する車上ＡＴＣ装置４２から成る。

近年、列車制御システムの要望は、安全性の向上は勿論の事、鉄道トータルシステムのコストダウン、ライフサイクルの低減、環境負荷への配慮等が出てきている。

一方で、情報伝達手段の発達に伴い、地上システムと車上システムにおける装置の集約や、列車と保安設備、列車と列車、列車と運行管理装置間の連携動作の構築が可能になってきている。

特開２００２−１２０７２６号公報

前記の従来技術のように地上システムと車上システムで装置を機能単位に分散すると、設備投資費の削減や環境負荷の低減の対応を難しくしている要因となっている。

上記課題を解決するために、本発明では、装置間の双方向通信を実現し、連動制御機能を車上装置に集約する。車上ＡＴＣ装置と現場機器間は、車上に設置する車上アンテナと軌道に敷設するループ線をデジタル電文による空間伝送で双方向通信し、ループ線と現場機器は有線による接続とし、車上ＡＴＣ装置と運行管理装置は、無線で双方向通信する。

本発明の列車制御システムは、列車の走行する軌道に沿って、情報伝送手段のループ線が敷設され、車上システムに搭載される車上アンテナから空間波により前記ループ線を経由し、現場機器に制御用デジタル電文を送信し、車上ＡＴＣ装置から連動論理に基づいた現場機器制御情報を出力することを特徴とする。

また、本発明の列車制御システムは、現場機器からの表示用デジタル電文をループ線を経由し、車上システムに搭載される車上アンテナで受信し、車上ＡＴＣ装置が現場機器制御情報に対する現場機器表示情報を確認出来ることを特徴とする。

また、本発明の列車制御システムは、車上ＡＴＣ装置と運行管理装置が無線による双方向通信を行い、前記運行管理装置と前記車上ＡＴＣ装置間で自列車及び他列車の列車位置情報を送受信出来ることを特徴とする。

本発明によれば、装置間の双方向通信を実現する事で、連動制御機能を車上に移行し、装置と機能の集約化を図る事が出来る。集約を図る事で、設備投資の削減や環境負荷の低減が可能となる。

図１は、本発明のループ式ＡＴＣ装置によるシステム構成図である。 図２は、本発明の実施例の車上ＡＴＣ装置４２の機能を示す図である。 図３は、本発明の実施例の車上ＡＴＣ装置４２の動作を示すフローチャートである。 図４は従来のシステム構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図面に従い説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかるループ式ＡＴＣによる車上主体型の連動制御の概略構成である。連動制御は、進路に関する転轍器を所定の方向に開通させ、進路及び転轍器等を鎖錠することで、進路の安全を確保し、列車の衝突及び脱線を防止する。

図１において、１１はループ線、２１は現場機器（転轍器）、３１は運行管理装置（ＰＴＣ）、４１は列車、４２は車上ＡＴＣ装置、４３は車上アンテナ、４４は無線アンテナを示している。

車上ＡＴＣ装置４２は、運行管理装置３１から無線で進路設定要求を受信する。受信した進路設定要求から、設定する進路の区間と当該進路内に関する転轍器を検索する。

車上ＡＴＣ装置４２は、検索した進路から当該進路に対して支障する列車が存在しないか、運行管理装置３１から受信する列車位置情報に基づき判断する。支障する列車が存在する場合は、進路設定を中止する。支障する列車が存在しない場合は、現場機器制御情報を作成し、車上アンテナ４３とループ線１１を経由し現場機器２１に転換指示を出力する。

車上ＡＴＣ装置４２は、ループ線１１と車上アンテナ４３を経由し現場機器２１から出力される転轍器の開通方向の現場機器表示情報を受信する。表示情報の内容から転轍器の開通方向を確認する。所定方向の転換の表示が無い場合は、当該進路に進入する前に列車４１を緊急停止させる。

車上ＡＴＣ装置４２は、運行管理装置３１から当該進路に支障する列車が存在しない事、及び現場機器２１から転轍器の開通方向が所定の表示である事を一定周期で確認する。

車上ＡＴＣ装置４２は、前記状態から車上アンテナ４３とループ線１１を経由し現場機器２１に鎖錠指示を出力する。現場機器２１は、鎖錠指示を受信し、鎖錠制御を実施する。現場機器２１は、ループ線１１と車上アンテナ４３を経由し車上ＡＴＣ装置４２に鎖錠表示情報を出力する。

車上ＡＴＣ装置４２は、運行管理装置３１からの列車位置情報と現場機器２１からの転轍器の開通と鎖錠の表示情報から当該進路に異常が無い場合は、当該進路の停止点と制動パターンを生成し、列車４１を進路内方に進める。

車上ＡＴＣ装置４２は、列車の進行状況に応じ当該進路の進路鎖錠を区分解除する。解除情報は、運行管理装置３１へ出力する。 上記の制御方法により、車上主体型の連動制御方式が可能となる。

図２は、本発明の実施例の車上ＡＴＣ装置４２の機能を示す図である。図２において、３１は、運行管理装置（ＰＴＣ）、４２は車上ＡＴＣ装置、４３は車上アンテナ、４４は無線アンテナを示している。

また、４２１は進路設定要求受信部、４２２は検索部、４２３は運行情報ＤＢ、４２４は列車位置情報受信部、４２５は支障列車存在判定部、４２６は進路設定中止、４２７は現場機器制御情報作成部、４３１は現場機器表示情報確認部、４３２は列車緊急停止、４３３は鎖錠表示情報受信部、４３４は停止点・制動パターン生成部、４３５は進路鎖錠区分解除部を示している。

車上ＡＴＣ装置４２の進路設定要求受信部４２１は、運行管理装置３１から無線アンテナ４４を介して進路設定要求を受信する。検索部４２２は、受信した進路設定要求を、運行管理データベース（ＤＢ）に入力して設定する進路の区間の情報と当該進路内に関する転轍器の情報を検索する。

車上ＡＴＣ装置４２の列車位置情報受信部４２４は、運行管理装置３１から列車位置情報を受信し、支障列車存在判定部４２５は、検索部４２２で検索した進路情報から当該進路に対して支障する列車が存在しないか、運行管理装置３１から受信する列車位置情報に基づき判断する。この場合には、支障する列車が存在する場合は、進路設定中止４２６において進路設定を中止する。支障する列車が存在しない場合は、現場機器制御情報作成部４２７が現場機器制御情報を作成し、車上アンテナ４３から、ループ線１１を経由し現場機器２１に対して転換指示を出力する。

車上ＡＴＣ装置４２の現場機器表示情報確認部４３１は、ループ線１１と車上アンテナ４３を経由して現場機器２１から出力される転轍器の開通方向の現場機器表示情報の受信を受信し、表示情報の内容から転轍器の開通方向を確認する。現場機器表示情報確認部４３１での確認の結果、所定方向の転換の表示が無い場合は、列車緊急停止４３２で、当該進路に進入する前に列車４１を緊急停止させる。

車上ＡＴＣ装置４２の支障列車存在判定部４２５及び現場機器表示情報確認部４３１は、運行管理装置３１から当該進路に支障する列車が存在しない事、及び現場機器２１から転轍器の開通方向が所定の表示である事を一定周期で確認する。

車上ＡＴＣ装置４２の現場機器表示情報確認部４３１は、前記状態から車上アンテナ４３とループ線１１を経由し現場機器２１に鎖錠指示を出力する。現場機器２１は、鎖錠指示を受信し、鎖錠制御を実施する。現場機器２１は、ループ線１１と車上アンテナ４３を経由し車上ＡＴＣ装置４２に鎖錠表示情報を出力する。

車上ＡＴＣ装置４２の停止点・制動パターン生成部４３４は、列車位置情報受信部４２４が運行管理装置３１から受信した列車位置情報と現場機器表示情報確認部４３１が確認した現場機器２１からの転轍器の開通と現場機器表示情報確認部４３１が受信した鎖錠の表示情報から当該進路に異常が無い場合は、当該進路の停止点と制動パターンを生成し、列車４１を進路内方に進める。

車上ＡＴＣ装置４２の進路鎖錠区分解除部４３５は、列車の進行状況に応じ当該進路の進路鎖錠を区分解除する。解除情報は、無線アンテナ４４を経由して運行管理装置３１へ出力する。 上記の制御方法により、車上主体型の連動制御方式が可能となる。

図３は、本発明の実施例の車上ＡＴＣ装置４２の動作を示すフローチャートである。図３において、車上ＡＴＣ装置４２の動作が開始されると、ステップＳ３０１において、車上ＡＴＣ装置４２は、運行管理装置３１から無線で進路設定要求を受信し、ステップＳ３０２において、受信した進路設定要求から、設定する進路の区間と当該進路内に関する転轍器を検索する。

車上ＡＴＣ装置４２は、ステップＳ３０３において、運行管理装置３１から列車位置情報を受信し、ステップＳ３０４において、検索した進路から当該進路に対して支障する列車が存在しないか、運行管理装置３１から受信する列車位置情報に基づき判断する。ステップＳ３０４において、支障する列車が「存在する」場合は、ステップＳ３０５において、進路設定を中止する。一方、ステップＳ３０４において、支障する列車が「存在しない」場合は、ステップＳ３０６において、現場機器制御情報を作成し、ステップＳ３０７において、車上アンテナ４３とループ線１１を経由し現場機器２１に転換指示を出力する。

車上ＡＴＣ装置４２は、ステップＳ３０８において、ループ線１１と車上アンテナ４３を経由し現場機器２１から出力される転轍器の開通方向の現場機器表示情報を受信する。次いで、ステップＳ３０９において、表示情報の内容から転轍器の開通方向を確認する。ステップＳ３０９において、所定方向の転換の表示が「無い」場合は、ステップＳ３１０において、当該進路に進入する前に列車４１を緊急停止させる。

車上ＡＴＣ装置４２は、ステップＳ３０３とステップＳ３０９における運行管理装置３１から当該進路に支障する列車が存在しないこと、及び現場機器２１から転轍器の開通方向が所定の表示であることを一定周期で確認する。

車上ＡＴＣ装置４２は、ステップＳ３１１において、前記状態から鎖錠指示を出力し、ステップＳ３１２において、車上アンテナ４３とループ線１１を経由し現場機器２１に鎖錠指示を送信する。現場機器２１は、鎖錠指示を受信し、鎖錠制御を実施する。現場機器２１は、ループ線１１と車上アンテナ４３を経由し車上ＡＴＣ装置４２に鎖錠表示情報を出力し、ステップＳ３１３において、車上ＡＴＣ装置４２は、鎖錠表示情報を受信する。

車上ＡＴＣ装置４２は、ステップＳ３１４において、運行管理装置３１からの列車位置情報と現場機器２１からの転轍器の開通と鎖錠の表示情報から進路上の異常の有無を判定し、当該進路に異常が「無い」場合は、当該進路の停止点と制動パターンを生成し、列車４１を進路内方に進める。また、異常が「有る」場合は、動作を終了する。

車上ＡＴＣ装置４２は、ステップＳ３１７において、列車の進行状況に応じ当該進路の進路鎖錠の区分解除を行って、解除情報を運行管理装置３１へ出力する。上記の制御方法により、車上主体型の連動制御方式が可能となる。

１１ ループ線
２１ 現場機器（転轍器）
３０ 地上システム
３１ 運行管理装置（ＰＴＣ）
３２ 連動装置
３３ 地上ＡＴＣ装置
４０ 車上システム
４１ 列車
４２ 車上ＡＴＣ装置
４３ 車上アンテナ
４４ 無線アンテナ
４２１ 進路設定要求受信部
４２２ 検索部
４２３ 運行情報ＤＢ
４２４ 列車位置情報受信部
４２５ 支障列車存在判定部
４２６ 進路設定中止
４２７ 現場機器制御情報作成部
４３１ 現場機器表示情報確認部
４３２ 列車緊急停止
４３３ 鎖錠表示情報受信部
４３４ 停止点・制動パターン生成部
４３５ 進路鎖錠区分解除部

Claims (3)

1. 列車の走行する軌道に沿って、情報伝送手段のループ線が敷設され、車上システムに搭載される車上アンテナから空間波により前記ループ線を経由し、現場機器に制御用デジタル電文を送信し、車上ＡＴＣ装置から連動論理に基づいた現場機器制御情報を出力することを特徴とする列車制御システム。
2. 請求項１に記載の列車制御システムにおいて、
   現場機器からの表示用デジタル電文を前記ループ線を経由し、車上システムに搭載される車上アンテナで受信し、車上ＡＴＣ装置が現場機器制御情報に対する現場機器表示情報を確認出来ることを特徴とする列車制御システム。
3. 請求項１に記載の列車制御システムにおいて、
   前記車上ＡＴＣ装置と運行管理装置が無線による双方向通信を行い、前記運行管理装置と前記車上ＡＴＣ装置間で自列車及び他列車の列車位置情報を送受信出来ることを特徴とする列車制御システム。

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