JP2012020734A

JP2012020734A - 列車位置検知装置

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Publication number: JP2012020734A
Application number: JP2011186582A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Kato; 秀幸加藤; Keigo Otsuka; 啓悟大塚; Akira Kurita; 晃栗田; Makoto Yagi; 誠八木; Koichi Kawachi; 弘一河内
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: JP5412482B2

Abstract

【課題】列車位置計算の基となる車輪径の状態を監視できるようにする。
【解決手段】所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機４及び地上の所定位置に設けられた地上無線機５間の無線の伝播時間に基づいてその所定の軌道における列車位置を検知する無線列車位置検知手段と、前記列車の車軸に接続された速度発電機２の出力信号に基づいて前記所定の軌道における列車の走行距離を算出し、その算出結果によりその所定の軌道における列車位置を検知するＴＧ列車位置検知手段と、前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置と前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置との差に基づいてそのＴＧ列車位置検知手段の列車位置計算の基となる車輪径の補正の必要の有無を判定する判定手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は列車位置検知装置に係り、特に、速度発電機及び無線測距を利用したものに関する。

従来、軌道を走行する列車の列車位置を検知する列車位置検知装置としては、列車の車軸に速度発電機（タコジェネレータ）を接続し、その車軸の回転に伴って発生するパルス状の出力信号に基づいて所定の基準位置からの走行距離を算出し、その算出された走行距離により現在の列車位置を検知する、速度発電機式列車位置検知装置が知られている（非特許文献１及び特許文献１参照）。

この速度発電機式列車位置検知装置は、列車の走行中、車輪が空転又は滑走により算出される走行距離に誤差を含むことがあるので、列車に設けられている車上子が軌道の所定箇所に設けられている地上子と対向して通信が確立したときに、その地上子から送出される絶対位置で補正されるように構成されている。

また、従来の列車位置検知装置としては、列車に搭載された車上無線機及び地上の所定位置に設けられた地上無線機間の無線の伝播時間に基づいて列車位置を検知する無線測距式列車位置検知装置が知られている（特許文献２，３参照）。この無線測距式列車位置検知装置は、軌道を形成するレールに列車検知信号を供給したり、あるいはその軌道に沿ってループコイルを布設する等の地上側の設備が不要になる等の特長を有しているとともに、高精度に列車位置が検知できる特長を有している。
鉄道電気技術者のための信号概論「ＡＴＳ・ＡＴＣ」（社）日本鉄道電気技術協会平成１３年７月２８日改定版発行ｐ．４５，４６。特開２００５−１７８６１４号公報特表平７−５０７７５２号公報特開平１１−２２７６０７号公報

しかしながら、上記従来の無線測距式列車位置検知装置は、地上側の設備費を軽減しながら、高精度に列車位置検知を行うことができるという優れた特長を有しているが、一時的に無線の送受信が絶たれたときのために、何らかの補完装置を設備することが望まれている。

上述の補完装置しては、速度発電機式列車位置検知装置が考えられるが、この速度発電機式列車位置検知装置は、上述したように、車輪の空転又は滑走による検知誤差の発生は不可避であり、車輪径の相違による検知誤差の発生も不可避である。したがって、この発生する検知誤差を的確に把握しなければ無線測距式列車位置検知装置を補完する装置として用いることができないという課題を有している。

また、この速度発電機式列車位置検知装置は、列車の折り返し地点で運転台の変更が行われるなどして電源が落とされると、それまでのデータが初期化されてしまい、その後の位置検知にズレが生じるという不都合があった。このため、データの初期化に対する対策が望まれていた。

そこで、本発明は、上述の要望に応えるためになされたものであって、その目的は、無線測距式列車位置検知装置と速度発電機式列車位置検知装置とを併用できるようにし、高精度で、かつ安全性・信頼性に優れた列車位置検知装置を提供するとともに、運転台変更等によりデータが初期化されても、高精度に列車位置検知を行うことのできる速度発電機式列車位置検知装置を提供することにある。

本発明に係る列車位置検知装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機及び地上の所定位置に設けられた地上無線機間の無線の伝播時間に基づいてその所定の軌道における列車位置を検知する無線列車位置検知手段と、前記列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて前記所定の軌道における列車の走行距離を算出し、その算出結果によりその所定の軌道における列車位置を検知するＴＧ列車位置検知手段と、前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置と前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置との差に基づいてそのＴＧ列車位置検知手段の列車位置計算の基となる車輪径の補正の必要の有無を判定する判定手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項２に記載の列車位置検知装置は、判定手段で車輪径の補正が必要と判定されたときに、以後、ＴＧ列車位置検知手段がその補正された車輪径を用いて列車位置計算を行うことを特徴としている。
本発明に係る列車位置検知装置は、上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機及び地上の所定位置に設けられた地上無線機間の無線の伝播時間に基づいてその所定の軌道における列車位置を検知する無線列車位置検知手段と、前記列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて前記所定の軌道における列車の走行距離を算出し、その算出結果によりその所定の軌道における列車位置を検知するＴＧ列車位置検知手段と、前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置及び前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置の両方の列車位置に基づいて前記所定の軌道における列車を追跡する列車追跡手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項４に記載の列車位置検知装置は、列車追跡手段はＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲内に存在するときに、そのまま列車の追跡を継続することを特徴としている。
本発明の請求項５に記載の列車位置検知装置は、列車追跡手段はＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲の外で、かつ列車の進行方向側に存在するときに、そのＴＧ列車位置検知手段の列車位置計算の基となる車輪に空転が発生したと判定する空転判定手段を設けたことを特徴としている。
本発明の請求項６に記載の列車位置検知装置は、列車追跡手段はＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲の外で、かつ列車の進行方向と反対側に存在するときに、そのＴＧ列車位置検知手段の列車位置計算の基となる車輪に滑走が発生したと判定する滑走判定手段を設けたことを特徴としている。
本発明の請求項７に記載の列車位置検知装置は、列車追跡手段はＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲の外に存在するときに、そのＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置を用いずに列車を追跡することを特徴としている。
本発明の請求項８に記載の列車位置検知装置は、列車追跡手段は列車に設けられている車上子が地上の所定の位置に設けられている列車の絶対位置を示す地上子と通信が確立したときに、ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置をその地上子の設置位置に補正し、以後、そのＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置を用いて列車を追跡することを特徴としている。
本発明に係る列車位置検知装置は、上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、列車の走行する所定の軌道の所定位置に設けられた地上子の設置位置からその列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて列車の相対距離を算出し、その算出された相対距離によりその所定の軌道における列車位置を検知する列車位置検知装置において、前記速度発電機の出力信号に基づいて列車の相対距離を算出できなくなったときに、それまでに算出された相対距離を初期化するとともに、その算出できなくなった位置に仮想地上子を設定する仮想地上子設定手段とを有することを特徴としている。
本発明の請求項１０に記載の列車位置検知装置は、仮想地上子設定手段で仮想地上子が設定されたときは、以後、その設定された仮想地上子の設置位置から速度発電機の出力信号に基づいて列車の相対距離を算出し、その算出された相対距離によりその所定の軌道における列車位置を検知することを特徴としている。

本発明の請求項１に記載の列車位置検知装置は、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機及び地上の所定位置に設けられた地上無線機間の無線の伝播時間に基づいてその所定の軌道における列車位置を検知する無線列車位置検知手段と、前記列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて前記所定の軌道における列車の走行距離を算出し、その算出結果によりその所定の軌道における列車位置を検知するＴＧ列車位置検知手段と、前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置と前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置との差に基づいてそのＴＧ列車位置検知手段の列車位置計算の基となる車輪径の補正の必要の有無を判定する判定手段とを有するので、列車位置計算の基となる車輪径の状態を監視することができる。
本発明の請求項２に記載の列車位置検知装置は、ＴＧ列車位置検知手段が判定手段で車輪径の補正が必要と判定されたときに、以後、その補正された車輪径を用いて列車位置計算を行うので、ＴＧ列車位置検知手段は正確な列車位置計算を行うことができる。
本発明の請求項３に記載の列車位置検知装置は、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機及び地上の所定位置に設けられた地上無線機間の無線の伝播時間に基づいてその所定の軌道における列車位置を検知する無線列車位置検知手段と、前記列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて前記所定の軌道における列車の走行距離を算出し、その算出結果によりその所定の軌道における列車位置を検知するＴＧ列車位置検知手段と、前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置及び前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置の両方の列車位置に基づいて前記所定の軌道における列車を追跡する列車追跡手段とを有するので、高信頼性の高い列車追跡を行うことができる。
本発明の請求項４に記載の列車位置検知装置は、列車追跡手段はＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲内に存在するときに、そのまま列車の追跡を継続するので、小さい検知誤差で列車の追跡を行うことができる。
本発明の請求項５に記載の列車位置検知装置は、列車追跡手段はＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲の外で、かつ列車の進行方向側に存在するときに、そのＴＧ列車位置検知手段の列車位置計算の基となる車輪に空転が発生したと判定する空転判定手段を設けたので、容易に空転の発生を検出することができる。
本発明の請求項６に記載の列車位置検知装置は、列車追跡手段はＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲の外で、かつ列車の進行方向と反対側に存在するときに、そのＴＧ列車位置検知手段の列車位置計算の基となる車輪に滑走が発生したと判定する滑走判定手段を設けたので、容易に滑走の発生を検出することができる。
本発明の請求項７に記載の列車位置検知装置は、列車追跡手段はＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲の外に存在するときに、そのＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置を用いずに列車を追跡するので、小さい検知誤差で列車の追跡を行うことができる。
本発明の請求項８に記載の列車位置検知装置は、列車追跡手段は列車に設けられている車上子が地上の所定の位置に設けられている列車の絶対位置を示す地上子と通信が確立したときに、ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置をその地上子の設置位置に補正し、以後、そのＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置を用いて列車を追跡するので、高精度で列車の追跡を行うことができる。
本発明の請求項９に記載の列車位置検知装置は、列車の走行する所定の軌道の所定位置に設けられた地上子の設置位置からその列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて列車の相対距離を算出し、その算出された相対距離によりその所定の軌道における列車位置を検知する列車位置検知装置において、前記速度発電機の出力信号に基づいて列車の相対距離を算出できなくなったときに、それまでに算出された相対距離を初期化するとともに、その算出できなくなった位置に仮想地上子を設定する仮想地上子設定手段とを有するので、列車位置検知のズレを防止することができる。
本発明の請求項１０に記載の列車位置検知装置は、仮想地上子設定手段で仮想地上子が設定されたときは、以後、その設定された仮想地上子の設置位置から速度発電機の出力信号に基づいて列車の相対距離を算出し、その算出された相対距離によりその所定の軌道における列車位置を検知するので、高精度の列車位置検知を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る列車位置検知装置の概略構成図であり、図中、Ｔは列車イの走行する軌道であって、鉄車輪を有する列車の場合は、レールによって構成されている。なお、本発明で列車というときは、電車や気動車等の各種車両を含んでいる。

図１中、１は、列車イに搭載された車上装置である。この車上装置１は、ＣＰＵを中心に構成された演算処理部を有していて、列車イの速度制御や制動制御等の各種制御を司るように構成されている。そして、この車上装置１には、列車イの所定の車輪の車軸に接続され、この車軸の回転に伴ってパルス状の出力信号を出力する速度発電機、いわゆるタコジェネレータ（以下、「ＴＧ」という。）２と、列車イの先頭下部に設けられている車上子３が接続されていて、速度発電機式列車位置検知装置（以下、「ＴＧ式列車位置検知装置」という。）の機能を有している。

図１中、ａは地上子であって、軌道Ｔの所定位置に設置されていて、その設置位置を示す所定の位置情報を車上（列車イ）に向けて送出できるように構成されている。したがって、列車イの進行に伴って車上子３と地上子ａとが対向すると、車上装置１は、車上子３を介して地上子ａの設置位置情報を入力して軌道Ｔにおける列車イの絶対位置を入手することができる。

図１中、４は列車イに搭載され、車上装置１に接続された車上無線機であって、地上の所定位置に設けられている沿線無線機５との間で無線通信ができるように構成されている。すなわち、この列車イは、周知の列車に搭載された車上無線機及び地上に設けられた地上無線機間の無線の伝播時間に基づいて列車位置を検知する無線測距式列車位置検知装置が設備されている。なお、無線測距式列車位置検知装置で得られた列車位置情報は、列車イ側で持つこともできるし、沿線無線機５を制御している図示しない地上装置側でもつこともできるし、あるいは両方で持つこともできる。列車位置情報を車上側、地上側又は両方のいずれで持つかは列車の制御方式によって決められるが、ここでは、説明を簡単にするために、ＴＧ式列車位置検知装置で検知された列車位置情報も無線測距式列車位置検知装置で検知された列車位置情報も車上装置１で管理されるものとして説明する。

図１中、破線で示される車上装置１´、ＴＧ２´、車上子３´及び車上無線機４´の各機器は、列車イが折り返し点で運転方向が図１に矢印で示される方向（図１では、列車イは左側から右側に進行するように示されている。）と反対方向になり、運転台が変換されたときに働く機器である。このように、列車イには、進行方向別に機器が設けられているが、以後、説明を簡単にするために、列車イに搭載される機器は１個として説明する。また、地上子ａ及び沿線無線機５は、図１中に各１個しか示されていないが、実際は、軌道Ｔに沿って所定の間隔を保って複数個設けられている。

次に、図２〜図４を用いて、上記構成からなる無線測距式列車位置検知装置及びＴＧ式列車位置検知装置を備えた列車イの列車位置検知の制御動作について説明する。

先ず、図２（ａ）を用いて説明すると、図２（ａ）中、Ｄ₀は列車イの列車長を示し、Ｄ₁は無線測距式列車位置検知装置における検知誤差に基づく長さを示し、また、Ｄ₂はＴＧ式列車位置検知装置における検知誤差に基づく長さを示している。したがって、列車イの列車長Ｄ₀に各検知装置の検知誤差に基づく長さを列車イの進行方向側及びその進行方向と反対側にそれぞれ加えた長さを、軌道Ｔにおける列車イの在線範囲Ｄとしたときは、少なくとも列車イの前方側（進行方向側）の防護を図ることができるとともに、その列車イの後方側（進行方向と反対側）の防護を図ることができ、列車イの安全運行を図ることができる。なお、上述のように、Ｄ₁は、無線測距式列車位置検知装置で算出された列車位置の誤差による安全バッファであるから、以後、「無線測距安全バッファ」といい、Ｄ₂は、ＴＧ式列車位置検知装置で算出された列車位置の誤差による安全バッファであるから、以後、「ＴＧ安全バッファ」という。

図２（ａ）中、ａ´は、本発明の仮基準位置に相当する仮地上子であって、車上装置１が無線測距位置に従って設定した架空の地上子である。この仮地上子ａ´は、無線測距式列車位置検知装置によって設定されるように構成されている。

上述のように、無線測距式列車位置検知装置によって仮地上子ａ´を設定した場合は、この仮地上子ａ´を基点にＴＧ２により列車イの走行距離を算出できるので、無線測距式列車位置検知装置がトンネル等によって不調を来たしたときでも列車イの位置を検知することが可能となる。また、この仮地上子ａ´の設置位置は、無線測距式列車位置検知装置の検知誤差が、列車イの走行距離によって影響を受けないので正確な列車位置に設定できる特長を有している。

すなわち、無線測距式列車位置検知装置の検知誤差は、これまでの多くの実験結果から±数ｍ（例えば±４．５ｍ）の範囲であり、これに対し、ＴＧ式列車位置検知装置の検知誤差は、図３に示されるように、空転，滑走による誤差の他に車輪径の設定違いによる誤差が累積され、列車イの走行距離に応じて大きくなる性質を有している。

図２（ｂ）は、列車イの車上子３が実際に設置されている地上子ａに対向し、その地上子ａから列車イの絶対位置の情報を得た状態を示している。この場合、車上装置１は、仮地上子ａ´よりも精度の高い位置情報が地上子ａから得られるので、無線測距安全バッファＤ₁を取り除くことができ、列車イの在線範囲ＤはＴＧ安全バッファＤ₂のみを考慮すればよくなることを示している。

以下、図４のフローチャートを用いて列車位置検知制御動作について説明する。車上の電源が投入され、列車イが軌道Ｔを走行しようとしているものとする。そして、その列車イがＴＧ２の基準点となる地上子ａに差しかかっていない図１に示される状態において（ステップ１００否定。以下、ステップを「Ｓ」とする。）、その列車イの軌道Ｔにおける在線状態は、図２（ａ）に示されるように、列車長Ｄ₀の前後に無線測距安全バッファＤ₁及びＴＧ安全バッファＤ₂をそれぞれ設けた状態とされる（Ｓ１０２）。したがって、列車イの前方及び後方は、十分な安全バッファによりそれぞれ防護される。そして、列車イの車上装置１では、無線測距式列車位置検知装置から列車位置が得られると仮地上子ａ´を設定し、その仮地上子ａ´の位置がＴＧ式列車位置検知装置の基準とされて列車追跡が行われる（Ｓ１０４、Ｓ１０８）。

列車イの走行により車上子３が基準点となる地上子ａに対向して通信が確立すると（Ｓ１１０肯定）、その地上子ａからは列車イの絶対位置情報が得られるので、列車イの軌道Ｔにおける在線状態は、図２（ｂ）に示されるように、列車長Ｄ₀の前後にＴＧ安全バッファＤ₂を設けた状態とされ（Ｓ１１２否定、Ｓ１１６）、基準点（地上子ａの設置位置）を基に列車追跡が行われる（Ｓ１１４、Ｓ１０８）。そして、さらに列車イの走行が進み、図１では示されていない次の地上子に車上子３が対向したときは、基準点の更新が行われる（Ｓ１１０肯定〜Ｓ１１６）。

上述のように、無線測距式列車位置検知装置とＴＧ式列車位置検知装置とを併用したときは、基準点となる地上子が存在しなくとも、その無線測距式列車位置検知装置で検知された位置に仮地上子ａ´を設定し、以後、ＴＧ式列車位置検知装置で列車イを追跡することができる特長がある。

図５のフローチャートは、車輪径の補正の必要性の有無を判定するための制御動作を示している。この判定は、無線測距式列車位置検知装置の特性及びＴＧ式列車位置検知装置の特性を活かして、ＴＧ式列車位置検知装置の計算の基となる列車イの車輪径値の正当性を判定している。

すなわち、上述の図３に示されるように、無線測距式列車位置検知装置による検知誤差は、列車イの走行距離に関係なく所定範囲にあり、これに対し、ＴＧ式列車位置検知装置の検知誤差は、設定した車輪径が不適切である場合、列車イの走行距離に比例して大きくなる性質を有している。この走行距離に比例した検知誤差は、車輪が摩耗等により変化し、当初の値より車輪径が小さくなることにより発生するので、ＴＧ式列車位置検知装置には、車輪径を一定きざみ（例えば５ｍｍきざみ）で設定する設定スイッチが設けられている。なお、列車の通常の車輪径は７５０ｍｍである。

上述の説明から明らかなように、列車イに無線測距式列車位置検知装置及びＴＧ式列車位置検知装置を備えた場合は、ＴＧ式列車位置検知装置の計算の基となる車輪径の設定が正しく設定されているかを容易に知ることができる。すなわち、車上装置１には、列車イの走行が開始されると（Ｓ２００肯定）、無線測距式列車位置検知装置とＴＧ式列車位置検知装置とから列車位置検知データが入力され（Ｓ２０２）、無線測距式列車位置検知装置による列車イの所定の走行距離毎に両者の検知差が算出される（Ｓ２０４）。そして、一定距離進行時の差の傾きが例えば無線測距式の検知誤差の範囲（例えば±４．５ｍ）内ならば、許容できる範囲としてそのまま列車検知が続行される（Ｓ２０６否定）。

しかしながら、上述の差が所定以上のときは（Ｓ２０６肯定）、車輪径の値を設定し直す必要があるので、その旨が運転台等の所定の箇所に報知される。したがって、係員は、その報知に基づいて車輪径の設定値を変更でき、以後、ＴＧ式列車位置検知装置の検知誤差を小さくすることができる。なお、上述の設定値の変更は、自動的に行うようにしてもよい。

図６（ａ）〜（ｃ）は、車輪の空転の発生及び滑走の発生を検出する原理を示したもので、図中、Ｓは、無線測距式列車位置検知装置で検知された列車イの位置を示している。以下、この位置を無線測距の基準位置Ｓとして説明する。この無線測距の基準位置Ｓの誤差は、上述したように一定の範囲内にあり、ＴＧ式列車位置検知装置のように列車イの走行距離により誤差が累積されるという性質を有していない。

したがって、無線測距式列車位置検知装置で列車イを走行させる場合は、列車イの前方側及び後方側にその無線測距式列車位置検知装置の無線測距安全バッファＤ₁をそれぞれ設定すれば、列車イの前方及び後方の防護を図ることができる。

図６（ａ）〜（ｃ）中、Ｐは、ＴＧ式列車位置検知装置で検知された列車位置（以下、「ＴＧの検知位置」という。）を示している。このＴＧの検知位置Ｐは、上述したように、無線測距の基準位置Ｓよりも走行距離により大きくなる性質を有している。そして、同図（ａ）では、このＴＧの検知位置Ｐが無線測距の基準位置Ｓを中心に設けられた無線測距安全バッファＤ₁の長さ内にあり、同図（ｂ）では、その無線測距安全バッファＤ₁から外れた列車イの進行方向側にあって、車輪に空転が発生したことを示している。また、同図（ｃ）では、その無線測距安全バッファＤ₁から外れた列車イの進行方向と反対側にあって、車輪に滑走が発生したことを示している。

次に、図７のフローチャートを用いて空転・滑走の発生検出動作を説明する。先ず、列車イの車上装置１には、無線測距式列車位置検知装置で検知された列車位置が取り込まれ、その取り込まれた列車位置を基に無線測距の基準位置Ｓ及び無線測距安全バッファＤ₁が設定される（Ｓ３０２）。

列車イの走行が開始されると、車上装置１には、列車イの走行に伴ってＴＧ式列車位置検知装置で検知されたＴＧの検知位置Ｐが取り込まれ（Ｓ３０４肯定、Ｓ３０６）、その検知位置Ｐが無線測距安全バッファＤ₁内にあるか否かが判定される（Ｓ３０８）。この判定において、検知位置Ｐが無線測距安全バッファＤ₁内のとき（Ｓ３０８肯定、図６（ａ）参照）、列車イが無線測距式列車位置検知装置で運転されているときはその装置で、あるいは列車イがＴＧ式列車位置検知装置で運転されているときはその装置で運転が継続される（Ｓ３１０、Ｓ３１２否定）。

これに対して、検知位置Ｐが無線測距安全バッファＤ₁から外れ、しかも列車イの前方側（先頭側）にあるときは（Ｓ３０８否定、Ｓ３１４肯定。図６（ｂ）参照）、車輪に空転が発生したと判定されてその検知位置Ｐのデータは廃棄され、列車イの運行は、無線測距式列車位置検知装置で得られた列車位置（Ｓ）を用いて行われる（Ｓ３１６、Ｓ３１８）。また、検知位置Ｐが無線測距安全バッファＤ₁から外れ、しかも列車イの後方側にあるときは（Ｓ３１４否定。図６（ｃ）参照）、車輪に滑走が発生したと判定されてその検知位置Ｐのデータは廃棄され、列車イの運行は、無線測距式列車位置検知装置で得られた列車位置（Ｓ）を用いて行われる（Ｓ３２０、Ｓ３１８）。

上述のように、車上装置１では、列車イの車輪の空転・滑走の発生を検出できるので、無線測距安全バッファＤ₁を外れたＴＧ式列車位置検知装置の列車位置を廃棄して安全運転を行うことができる。

次に、図８及び図９を用いて列車イの車上装置１に記憶されている相対距離が初期化（リセット）されたときの検知ズレ発生防止に係る発明について説明する。先ず、図８（ａ）は、軌道Ｔを走行する列車イの車上子３が地上子ａに対向し、車上子３と地上子ａとの通信が確立してからの走行位置を示していて、ＴＧ式列車位置検知装置（図示していない。）が前回と今回の２回、信号を受信したときの例を示している。図８（ａ）中の破線で示される列車イは、車上装置１がＴＧ式列車位置検知装置から信号を受信した初回の列車位置（図示では、前回の車上子位置）で、そのときの地上子ａの設置位置である基準点Ｐ₀から列車イの車上子３までの距離である相対距離は、Ｌ₁として示されている。

図８（ａ）中、実線で示される列車イは、車上装置１がＴＧ式列車位置検知装置から２回目（図示では、今回の車上子位置）に受信したときの走行距離で、このときの相対距離は、Ｌ₂として示されている。この相対距離Ｌ₂は、前回の車上子３の車上子位置Ｐ₁に車上装置１における演算結果である今回と前回の差分（Ｌ₂−Ｌ₁）を加算して求められる。すなわち、今回の車上子位置Ｐ₂は、Ｐ₂＝Ｐ₁＋（Ｌ₂−Ｌ₁）として算出される。

上述のように、基準点Ｐ₀を基に、前回の車上子３の車上子位置Ｐ₁と今回の車上装置１における演算結果（Ｌ₂−Ｌ₁）とから今回の車上子位置Ｐ₂を算出する列車位置検知装置においては、例えば、運転台変更等の何らかの原因で電源断等が行われると（以下、運転台変更で説明する。）、２回目（図示の例では、今回の車上子位置）の相対距離Ｌ₂がリセット（Ｌ₂＝０）されて検知ズレが発生してしまう。

図８（ｂ）は、この検知ズレ発生の原因を示している。すなわち、列車イの運転台変更が行われると、相対距離Ｌ₂が０にリセットされ、このリセットにより、誤った今回の車上位置Ｐ₂’ として、Ｐ₂’ ＝Ｐ₂＋（Ｌ₂−Ｌ₁）＝Ｐ₂＋（０−Ｌ₁）＝Ｐ₂−Ｌ₁が算出されてしまう（図８（ｂ）の実線で示される列車イ参照）。つまり運転台変更が行われても、本来の今回の車上位置は、Ｐ₂でなければならないにもかかわらず、Ｐ₂’ （＝Ｐ₂−Ｌ₁）と誤ってしまう。図８（ｃ）は、この誤った状態を示していて、検知ズレがその後も継続されることを示している。

図９（ａ）〜（ｃ）は、上述の原因で発生した位置ズレを防止するための説明図であり、図１０のフローチャートを用いながら説明する。先ず、図９（ａ）は、地上子ａの設置位置である基準点Ｐ₀からの列車イの走行を示している。この図９（ａ）は、上記図８（ａ）と同一であるので、その説明は省略するが、列車イが走行を開始すると（Ｓ４００肯定）、ＴＧ式列車位置検知装置には、ＴＧ２から位置情報が入手される。そして、その位置情報が入手されると、図８（ａ）を用いたときの説明と同様に、今回の車上子位置Ｐ₂は、Ｐ₂＝Ｐ₁＋（Ｌ₂−Ｌ₁）として算出される（Ｓ４０２肯定、Ｓ４０４）。

上述の走行において、列車イの走行が折り返し運転となり、運転台変更により今回受信した相対距離が初期化（リセット）されたとする（Ｓ４０６肯定）。このリセット時には、前回の相対距離Ｌ₁及び今回の相対距離Ｌ₂がリセット（Ｌ₁＝０，Ｌ₂＝０）されるとともに、列車イの車上子３に対向する軌道Ｔ上に仮想地上子ａ″が設定される（Ｓ４０８）。このときの今回の車上位置Ｐ₂は、図９（ｂ）に示されるように、Ｐ₂＝Ｐ₂＋（Ｌ₂−Ｌ₁）＝Ｐ₂＋（０−０）＝Ｐ₂となり、本来の正しい位置となる。そして、その後、図９（ｃ）に示されるように、列車イの折り返し運転が開始されると、設定された仮想地上子ａ″を前回の車上位置Ｐ₀’として今回の車上位置Ｐ₃が算出される。すなわち、今回の車上位置Ｐ₃は、Ｐ₃＝Ｐ₀’＋（Ｌ₃−０）＝Ｐ₀’＋Ｌ₃として求められる。

上述のように、本発明に係る列車位置検知装置においては、ＴＧ式列車位置検知装置が運転台変更等により相対距離データが初期化（リセット）されても、初期化時に仮想地上子ａ″を設定しているので、この仮想地上子ａ″を基準に相対距離を求めることができる。したがって、本発明に係る列車位置検知装置は、その後の列車位置検知にズレを生じさせないという特長を有している。

本発明に係る列車位置検知装置の概略構成図である。列車の在線状態を示す説明図である。無線測距式列車位置検知装置の検知誤差とＴＧ式列車位置検知装置の検知誤差を説明するための説明図である。列車位置検知制御動作を説明するためのフローチャートである。車輪径の補正の必要の有無を判定するためのフローチャートである。車輪の空転・滑走を説明するための説明図である。車輪の空転・滑走を判定するためのフローチャートである。ＴＧ式列車位置検知装置の検知データが初期化されたときの説明図である。列車の運転台が変更されたときのＴＧ式の列車位置検知装置を説明するための説明図である。ＴＧ式列車位置検知装置の列車位置検知動作を説明するためのフローチャートである。

Ｔ軌道（レール）
ａ地上子
ａ’ 仮地上子
ａ’’ 仮想地上子
イ列車
１車上装置
２速度発電機（ＴＧ）
３車上子
４車上無線機
５沿線無線機
Ｄ在線範囲
Ｄ₀ 列車長
Ｄ₁ 無線測距安全バッファ
Ｄ₂ ＴＧ安全バッファ
Ｓ無線測距の基準位置
Ｐ₀ 基準点
Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃ 相対距離

Claims

所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機及び地上の所定位置に設けられた地上無線機間の無線の伝播時間に基づいてその所定の軌道における列車位置を検知する無線列車位置検知手段と、
前記列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて前記所定の軌道における列車の走行距離を算出し、その算出結果によりその所定の軌道における列車位置を検知するＴＧ列車位置検知手段と、
前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置と前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置との差に基づいてそのＴＧ列車位置検知手段の列車位置計算の基となる車輪径の補正の必要の有無を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする列車位置検知装置。
請求項１に記載の列車位置検知装置において、前記ＴＧ列車位置検知手段は、前記判定手段で車輪径の補正が必要と判定されたときに、以後、その補正された車輪径を用いて列車位置計算を行うことを特徴とする列車位置検知装置。
所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機及び地上の所定位置に設けられた地上無線機間の無線の伝播時間に基づいてその所定の軌道における列車位置を検知する無線列車位置検知手段と、
前記列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて前記所定の軌道における列車の走行距離を算出し、その算出結果によりその所定の軌道における列車位置を検知するＴＧ列車位置検知手段と、
前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置及び前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置の両方の列車位置に基づいて前記所定の軌道における列車を追跡する列車追跡手段と、
を有することを特徴とする列車位置検知装置。
請求項３に記載の列車位置検知装置において、前記列車追跡手段は、前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲内に存在するときに、そのまま列車の追跡を継続することを特徴とする列車位置検知装置。
請求項４に記載の列車位置検知装置において、前記列車追跡手段は、前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲の外で、かつ列車の進行方向側に存在するときに、そのＴＧ列車位置検知手段の列車位置計算の基となる車輪に空転が発生したと判定する空転判定手段を設けたことを特徴とする列車位置検知装置。
請求項４に記載の列車位置検知装置において、前記列車追跡手段は、前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲の外で、かつ列車の進行方向と反対側に存在するときに、そのＴＧ列車位置検知手段の列車位置計算の基となる車輪に滑走が発生したと判定する滑走判定手段を設けたことを特徴とする列車位置検知装置。
請求項５又は６に記載の列車位置検知装置において、前記列車追跡手段は、前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置が前記無線列車位置検知手段で検知された列車位置を中心にしてその無線列車位置検知手段の検知誤差に相当する範囲の外に存在するときに、そのＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置を用いずに列車を追跡することを特徴とする列車位置検知装置。
請求項７に記載の列車位置検知装置において、前記列車追跡手段は、列車に設けられている車上子が地上の所定の位置に設けられている列車の絶対位置を示す地上子と通信が確立したときに、前記ＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置をその地上子の設置位置に補正し、以後、そのＴＧ列車位置検知手段で検知された列車位置をも用いて列車を追跡することを特徴とする列車位置検知装置。
列車の走行する所定の軌道の所定位置に設けられた地上子の設置位置からその列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて列車の相対距離を算出し、その算出された相対距離によりその所定の軌道における列車位置を検知する列車位置検知装置において、
前記速度発電機の出力信号に基づいて列車の相対距離を算出できなくなったときに、それまでに算出された相対距離を初期化するとともに、その算出できなくなった位置に仮想地上子を設定する仮想地上子設定手段と、
を有することを特徴とする列車位置検知装置。
請求項９に記載の列車位置検知装置において、前記仮想地上子設定手段で仮想地上子が設定されたときは、以後、その設定された仮想地上子の設置位置から前記速度発電機の出力信号に基づいて列車の相対距離を算出し、その算出された相対距離によりその所定の軌道における列車位置を検知することを特徴とする列車位置検知装置。