JP2013005588A - 自動列車停止装置および自動列車停止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】速度照査の精度の更なる向上を図ることが可能な自動列車停止装置および自動列車停止方法を得る。
【解決手段】速度照査パターンを発生させる第１の信号を送信する地上子と速度照査パターンを発生させる情報以外の第２の信号を送信する地上子とから送信される第１の信号および第２の信号を受信可能に構成され、検出された列車速度をブレーキパターンに照査して列車速度を制御するＡＴＳ車上装置１００を備えた自動列車停止装置であって、ＡＴＳ車上装置１００は、車上子１３を介して第１の信号を受信した場合、この第１の信号に基づいて速度照査パターンを生成すると共に、列車速度を用いて列車の走行距離を計測し、車上子１４を介して第２の信号を受信した場合、走行距離と地上子ＤＢ１１から読み出したキロ程情報とに基づいて速度照査パターンを補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道用の列車保安に使用する自動列車停止（ＡＴＳ：Automatic Train Stop）装置に関する。

ＡＴＳ装置は、列車の安全運行を確保するために、列車が停止信号を無視あるいは誤認して進行を続ける場合、自動的にブレーキをかけて列車を停止させて衝突事故を防止する装置である。現在、実用に供されているＡＴＳ装置は、主に発振周波数変周式（変周式）ＡＴＳ装置とトランスポンダ式ＡＴＳ装置とに大別される。以下の説明では、変周式ＡＴＳ装置を単に「ＡＴＳ−Ｓ：Automatic Train Stop-Signal」と称し、トランスポンダ式ＡＴＳ装置を単に「ＡＴＳ−Ｐ：Automatic Train Stop system-Pattern」と称する。ＡＴＳ−Ｓとトランスポンダの区別は、地上と車上間の情報伝達方式の違いおよび列車制動方式の違いによる。ＡＴＳ−Ｓでは、信号機の外方一定距離（「警報距離」という）に地上子を設置しておき、車上子が地上子上を通過するとき、車上子と地上子が電気的に結合することで車上子の常時発振周波数が地上子の共振周波数に変周され、この変周された信号（以下「変周信号」と称する）を読み取るように構成されている。一方、ＡＴＳ−Ｐでは地上子から送信された電文を読み取るように構成されている。

近年、異なる方式のＡＴＳを採用している鉄道会社の間で相互に乗入れを行うケースが増えているため、両方式の区間をまたがって運行される列車には、その両方式に対応できるように、２つの方式の機器を搭載する必要がある。ただし、車上の限られたスペースにこれらの機器を設置することが困難になるという問題だけでなく、機器のコストが高くなる等の問題が生じている。このような問題を解決する手段として、近年のＡＴＳ装置は、送受信部の統合化を図ることにより、一台のＡＴＳ車上装置でＡＴＳ−ＳとＡＴＳ−Ｐに対応可能に構成されている。すなわち、ＡＴＳ−Ｓを搭載した列車が走行可能な区間では、ＡＴＳ−Ｓに切り替えられて変周式地上子からの情報を用いて動作し、ＡＴＳ−Ｐを搭載した列車が走行可能な区間では、ＡＴＳ−Ｐに切り替えられてトランスポンダ式地上子からの情報を用いて動作するように構成されている。

一方、ＡＴＳ−Ｐは、速度発電機からの速度情報に基づいて在線位置を演算し、地上子から送信された電文に基づいて作成されたブレーキパターン（速度照査パターン）と現在の在線位置における速度とを比較して速度制御を実施している。ただし、例えば滑走あるいは空転が生じた場合、列車の実際の在線位置と演算で求められた在線位置との間に乖離が生じることとなる。このような在線位置の乖離を補正するため、下記特許文献２に示される従来技術は、通過地点のＡＴＳ地上子から取得した地点列車制御情報を用いてＡＴＳ地上子の設置地点より先における鉄道車両の位置補正を行うように構成されている。この地上子による在線位置補正精度は、できるだけ多くの地上子を通過することによって補正回数が多くなるほど向上する。

特開２００５−３２３４４５号公報 特開２００８−０３７２９１号公報（段落００１６〜００１８）

しかしながら、上記特許文献１、２に示される従来技術は、以下のような課題があった。上記特許文献１に示される従来技術は、ＡＴＳ−ＳおよびＡＴＳ−Ｐに対応可能に構成されているものの、ＡＴＳ−ＳとＡＴＳ−Ｐがそれぞれ単独で動作するように構成されているため、例えば、ＡＴＳ−Ｓを搭載した列車およびＡＴＳ−Ｐを搭載した列車が走行可能な区間（変周式およびトランスポンダ式の地上子が設置された区間）において、ＡＴＳ−Ｐに切り替えられた状態での走行の場合、システムとしてはＡＴＳ−Ｐとして動作している。従って、上記特許文献１に示される従来技術に上記特許文献２に示される従来技術の在線位置補正の機能を適用した場合、上記区間には両方式の地上子が設置されているにも関わらず、変周式地上子からの情報をＡＴＳ−Ｐの在線位置認識補正に利用することができない。上述したように、ＡＴＳ−Ｐの在線位置補正の精度は、多くのトランスポンダ式地上子を通過するほど向上するわけであるが、上記従来技術は、ＡＴＳ−Ｐとして動作している場合、変周式地上子からの情報を有効に利用することができないため、速度照査の精度の更なる向上を図ることができないという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、速度照査の精度の更なる向上を図ることが可能な自動列車停止装置および自動列車停止方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ブレーキパターンを発生させる第１の信号を送信する第１の地上子からの前記第１の信号とブレーキパターンを発生させる情報以外の第２の信号を送信する第２の地上子からの前記第２の信号とを受信可能に構成され、列車で検出された列車速度を前記ブレーキパターンに照査して前記列車速度を制御する車上装置を備えた自動列車停止装置であって、前記列車には、前記第１の信号を受信する第１の車上子と前記第２の信号を受信する第２の車上子とが搭載され、前記車上装置には、前記第１の地上子および前記第２の地上子の設置位置を示すキロ程情報が記録されたデータベースが搭載され、前記車上装置は、前記第１の車上子を介して前記第１の信号を受信した場合、前記第１の信号に基づいて前記ブレーキパターンを生成すると共に、前記列車速度を用いて列車の走行距離を計測し、前記第２の車上子を介して前記第２の信号を受信した場合、前記第１の信号を受信してから前記第２の信号を受信するまでの走行距離と前記第２の地上子のキロ程情報とに基づいて前記ブレーキパターンを補正することを特徴とする。

この発明によれば、トランスポンダ式地上子の後に配設された変周式地上子からの変周信号を速度照査パターンの在線位置認識補正に利用するようにしたので、速度照査の精度の更なる向上を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる自動列車停止装置の構成例を示す図である。 図２は、トランスポンダ電文を受信した後に滑走が生じた場合における速度照査部の動作を説明するための図である。 図３は、電文を受信した後に空転が生じた場合における速度照査部の動作を説明するための図である。 図４は、本発明の実施の形態２にかかる自動列車停止装置の構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる自動列車停止装置および自動列車停止方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる自動列車停止装置の構成例を示す図であり、特に、ＡＴＳ車上装置（車上装置）１００を中心として示すものである。図２は、第１の信号であるトランスポンダ電文（以下単に「電文」と称する）を受信した後に滑走が生じた場合における速度照査部の動作を説明するための図であり、図３は、電文を受信した後に空転が生じた場合における速度照査部の動作を説明するための図である。

図１において、ＡＴＳ車上装置１００は、送受信部１２と、速度照査部１０と、地上子ＤＢ（データベース）１１とを有して構成されている。

図１に示される車上子１３は、例えばトランスポンダ方式の周波数帯域に対応しており、後述するトランスポンダ式の地上子５（第１の地上子）からの電文を受信して送受信部１２へ送信する。この電文には、例えば、地点情報、制限速度情報などが含まれている。

車上子１４は、トランスポンダ式以外の方式に対応しており、後述する地上子６（第２の地上子）がＡＴＳ−Ｓの地上子である場合、この地上子６と結合した際に、この周波数に変周された変周信号を送受信部１２へ送信する。

送受信部１２は、車上子１３からの電文を受信した場合、この電文を速度照査部１０へ送信し、車上子１４からの変周信号（第２の信号）を受信した場合、この変周信号を速度照査部１０へ送信する。この変周信号は、例えば車内警報用の周波数（８０ｋＨｚ）や即時停止用の周波数（１２３ｋＨｚ）など、どのような種別であってもよい。なお、送受信部１２は、列車種別、列車編成番号、運行番号などが含まれた制御用電文を地上子５へ送信する機能や、高減速性能車情報などを地上子６へ送信する機能も有しているため、図１に示される送受信部１２には便宜上「送受信部」と表記されている。

地上子ＤＢ１１は、地上子５および地上子６などの設置位置を示すキロ程情報が記録されている。図２に示される地上子５および地上子６にはそれぞれ固有の識別情報が付与されているため、地上子ＤＢ１１には、地上子５および地上子６の各識別情報とキロ程情報とが対応づけて記録されている。地上子６が例えば地上子５から６００ｍの位置に存在する場合、速度照査部１０は、地上子ＤＢ１１を参照することによって、地上子５から地上子６までの距離が６００ｍであることを認識することが可能である。

速度照査部１０には、速度発電機２からの速度情報（列車速度）４と、車上子１３からの電文と、車上子１４からの変周信号とが取り込まれる。速度情報４は、車輪（図示せず）の回転数を検出することによって得られる情報であり、その車輪の径および回転数に応じて変化する。速度照査部１０は、車上子１３からの電文を受信した場合、この電文に含まれる情報に基づいて、在線位置を認識すると共に、速度照査パターンＰを生成する。また、速度照査部１０は、速度情報４を積算することによって在線位置をリアルタイムに更新する。そして、速度照査部１０は、速度照査を実施し、所定の在線位置における列車速度がこの在線位置における速度照査パターンＰを超過した場合、ブレーキ制御装置３に対してブレーキ指令を出力することで安全な速度まで列車速度を低下させる。

ここで、速度照査部１０が電文を受信した後に滑走あるいは空転が生じた場合あるいは実際の車輪径の値と予め設定された車輪径の値との間に誤差が生じている場合には、実際の在線位置と速度照査部１０で演算された計測上の在線位置との間には乖離が生じることとなる。この乖離は、路線に配設された各地上子５の設置間隔が長いほど大きくなる。

実施の形態１にかかる速度照査部１０は、地上子５からの電文を受信したとき、地上子ＤＢ１１のキロ程情報を参照して地上子５の次に設置されている地上子６の位置を読み込み、この電文を受信した時点を基点とする自列車の在線位置を速度情報４に基づいてリアルタイムに更新すると共に、地上子６からの変周信号を受信したとき、予め地上子ＤＢ１１から読み込んでいた地上子６の位置を自列車の実際の在線位置であると認識することによって、列車を停止限界位置ｃの手前かつ近傍の位置ｅに停止させるように構成されている。以下、図２および図３を用いてその動作原理を具体的に説明する。

まず、図２を用いて滑走が発生した場合の動作を説明する。列車が図２（ａ）に示される地上子５を通過したとき、速度照査部１０にはこの地上子５からの電文が車上子１３を介して受信される。この電文を受信した速度照査部１０は、地上子５が設置された位置が自列車の在線位置であると認識すると共に、図２（ａ）に示されるような速度照査パターンＰを生成する。そして、速度照査部１０は、地上子５からの電文を受信した時点を基準として、速度情報４を用いて自列車の在線位置をリアルタイムに更新する。

ここで、図２（ａ）に示されるように、電文を受信した後に滑走が生じた場合、滑走後における実際の在線位置ａ１と滑走後における計算上の在線位置ｂとの間には乖離が生じることとなる。上述したように、速度照査部１０は、速度発電機２からの速度情報４を積算することによって在線位置を更新するわけであるが、滑走が生じている間は車輪（図示せず）が一時的にロックした状態となり速度情報４が積算されないため、実際の在線位置ａ１と計算上の在線位置ｂとの間には滑走距離Ｌ１（ｍ）に相当する誤差が生じるためである。

このとき、速度照査部１０で計測される在線位置には誤差が含まれている状態であるため、速度照査部１０で認識される速度照査パターンＰの軌跡は、滑走距離Ｌ１（ｍ）の分だけ進行方向側に移動した形となる。従って、滑走が発生した後の速度照査部１０では、実質的に停止限界位置ｃを超過した位置ｄを立ち上げ位置とする速度照査パターンＰ１が認識され、速度照査部１０は、速度照査パターンＰ１によって列車速度を制御することとなる。

具体例で説明すると、滑走距離Ｌ１（ｍ）に相当する誤差が生じた状態で列車が進行した場合、所定の在線位置ａ２における列車速度が例えば８０ｋｍ／ｓである場合、この列車速度は、在線位置ａ２における速度照査パターンＰの速度ＶＰ（例えば７８ｋｍ／ｓ）を超過しているにもかかわらず、速度照査部１０では、在線位置ａ２における速度照査パターンＰ１の速度ＶＰ１（例えば８２ｋｍ／ｓ）と列車速度（８０ｋｍ／ｓ）との照合が行われ、あたかも列車速度が速度照査パターンＰを超過していない、と判断される。その結果、列車速度が速度照査パターンＰ１を超えるまでブレーキ制御装置３に対するブレーキ指令が出力されず、停止限界位置ｃよりも手前の位置で列車を停止させることができないという問題が生じる。

このような問題を解決するためには速度照査部１０で計測される在線位置ｂ（すなわち速度照査パターンＰ）を定期的に補正する必要があり、この補正の回数を増やすことによって、ＡＴＳ−Ｐの速度照査における在線位置認識精度の更なる向上を図ることが可能となり、列車の安全な運行を実現することが可能となる。

図２（ｂ）を用いて具体的に説明する。列車が地上子５を通過したとき、速度照査部１０には、この地上子５からの電文が車上子１３を介して受信される。この電文を受信した速度照査部１０は、地上子５が設置された位置が自列車の実際の在線位置であると認識すると共に、図２（ｂ）に示されるような速度照査パターンＰを生成する（ブレーキパターン生成ステップ）。さらに、地上子ＤＢ１１のキロ程情報を参照して自列車がこの地上子５の次に通過する地上子６の位置を読み込む。その後、速度照査部１０は、地上子５からの電文を受信した時点を基準として、速度情報４を用いて在線位置をリアルタイムに計測し、地上子６からの変周信号を受信した場合、地上子５からの電文を受信してから地上子６からの変周信号を受信するまでの走行距離を求める（走行距離演算ステップ）。

ここで、電文を受信した後に滑走が生じた場合、上述したように、在線位置ａ１と在線位置ｂとの間には滑走距離Ｌ１（ｍ）に相当する誤差が生じている。この滑走距離Ｌ１（ｍ）に相当する誤差が生じた状態で列車が進行した場合において、例えば、地上子５の次に設置されている地上子６を通過したとき、速度照査部１０ではこの地上子６からの変周信号を検出される。変周信号を検出した速度照査部１０は、予め地上子ＤＢ１１から読み込んでいた地上子６の位置を自列車の実際の在線位置であると認識して速度照査パターンＰ１を補正する。

速度照査部１０は、地上子６からの変周信号を受信したとき、予め読み出したキロ程情報を参照して地上子５から地上子６までの距離を求める（距離演算ステップ）。例えば、地上子５を通過した時点から地上子６を通過する時点までの間に速度照査部１０で計測される走行距離が例えば５９０ｍであり、地上子ＤＢ１１から読み出された地上子６から地上子５までの距離が６００ｍである場合、速度照査部１０は、この距離６００ｍと走行距離５９０ｍとの大小関係が距離＞走行距離であるため、滑走が生じていると認識する。そして、速度照査部１０は、距離６００ｍから走行距離５９０ｍを差し引き、その差分（例えば１０ｍ）を算出する。地上子６を通過する以前の速度照査部１０では、位置ｄを立ち上げ位置とする速度照査パターンＰ１が認識されていたため、速度照査部１０は、この位置ｄから上記差分を差し引いた位置ｅを特定する（位置特定ステップ）。また、速度照査部１０は、速度照査パターンＰ１を、位置ｅを立ち上げ位置とする速度照査パターンＰ２に補正する（ブレーキパターン補正ステップ）。そして、速度照査部１０は、この速度照査パターンＰ２に列車速度を照合し、列車速度が速度照査パターンＰ２を超えたとき、ブレーキ制御装置３にブレーキ指令を出力し位置ｅで列車を停止させる。

次に、図３を用いて空転が発生した場合の動作を説明する。列車が図３（ａ）に示される地上子５を通過したとき、速度照査部１０には、この地上子５からの電文が車上子１３を介して受信される。この電文を受信した速度照査部１０は、地上子５が設置された位置が自列車の在線位置であると認識すると共に、図３（ａ）に示されるような速度照査パターンＰを生成する。そして、速度照査部１０は、地上子５からの電文を受信した時点を基準として、速度情報４を用いて自列車の在線位置をリアルタイムに更新する。

ここで、図３（ａ）に示されるように、電文を受信した後に空転が生じた場合、空転後における実際の在線位置ａ１と空転後における計算上の在線位置ｂとの間には乖離が生じることとなる。空転が生じている間は速度情報４が多く積算されるため、在線位置ａ１と在線位置ｂとの間には空転距離Ｌ２（ｍ）に相当する誤差が生じるためである。

このとき、速度照査部１０で計測される在線位置には誤差が含まれている状態であるため、速度照査部１０で認識される速度照査パターンＰの軌跡は、空転距離Ｌ２（ｍ）の分だけ進行方向の逆側に移動した形となる。従って、空転が発生した後の速度照査部１０では、実質的に停止限界位置ｃより手前かつ遠い位置ｆを立ち上げ位置とする速度照査パターンＰ３が認識され、速度照査部１０は、速度照査パターンＰ３によって列車速度を制御することとなる。

具体例で説明すると、空転距離Ｌ２（ｍ）に相当する誤差が生じた状態で列車が進行した場合、所定の在線位置ａ２における列車速度が例えば７６ｋｍ／ｓである場合、この列車速度は、在線位置ａ２における速度照査パターンＰの速度ＶＰ（例えば７８ｋｍ／ｓ）を超過していないにもかかわらず、速度照査部１０では、在線位置ａ２における速度照査パターンＰ３の速度ＶＰ３（例えば７４ｋｍ／ｓ）と列車速度（７６ｋｍ／ｓ）との照合が行われ、あたかも列車速度が速度照査パターンＰを超過した、と判断される。その結果、ブレーキ制御装置３に対するブレーキ指令が出力され、図示しない後続の列車との車間距離が短くなるという問題が生じる。

このような問題を解決するためには速度照査部１０で計測される在線位置ｂ（すなわち速度照査パターンＰ）を定期的に補正する必要があり、この補正の回数を増やすことによって、ＡＴＳ−Ｐの速度照査における在線位置認識精度の更なる向上を図ることが可能となり、列車の安全な運行を実現することが可能となる。

図３（ｂ）を用いて具体的に説明する。列車が地上子５を通過したとき、速度照査部１０には、この地上子５からの電文が車上子１３を介して受信される。この電文を受信した速度照査部１０は、地上子５が設置された位置が自列車の実際の在線位置であると認識すると共に、図３（ｂ）に示されるような速度照査パターンＰを生成する（ブレーキパターン生成ステップ）。さらに、地上子ＤＢ１１のキロ程情報を参照して自列車がこの地上子５の次に通過する地上子６の位置を読み込む。その後、速度照査部１０は、地上子５からの電文を受信した時点を基準として、速度情報４を用いて在線位置をリアルタイムに計測し、地上子６からの変周信号を受信した場合、地上子５からの電文を受信してから地上子６からの変周信号を受信するまでの走行距離を求める（走行距離演算ステップ）。

ここで、電文を受信した後に空転が生じた場合、上述したように、在線位置ａ１と在線位置ｂとの間には空転距離Ｌ２（ｍ）に相当する誤差が生じている。この空転距離Ｌ２（ｍ）に相当する誤差が生じた状態で列車が進行した場合において、例えば、地上子５の次に設置されている地上子６を通過したとき、速度照査部１０ではこの地上子６からの変周信号を検出される。変周信号を検出した速度照査部１０は、予め地上子ＤＢ１１から読み込んでいた地上子６の位置を自列車の実際の在線位置であると認識して、速度照査パターンＰ３を補正する。

速度照査部１０は、地上子６からの変周信号を受信したとき、予め読み出したキロ程情報を参照して地上子５から地上子６までの距離を求める（距離演算ステップ）。例えば、地上子５を通過した時点から地上子６を通過する時点までの間に速度照査部１０で計測される走行距離が例えば６１０ｍであり、地上子ＤＢ１１から読み出された地上子６から地上子５までの距離が６００ｍである場合、速度照査部１０は、この距離６００ｍが走行距離６１０ｍとの大小関係が距離＜走行距離であるため、空転が生じていることを検出する。そして、速度照査部１０は、距離６００ｍから走行距離６１０ｍを差し引き、その差分（例えば１０ｍ）を算出する。地上子６を通過する以前の速度照査部１０では、位置ｆを立ち上げ位置とする速度照査パターンＰ３が認識されていたため、速度照査部１０は、この位置ｆに上記差分を加えた位置ｅを特定する（位置特定ステップ）。また、速度照査部１０は、速度照査パターンＰ３を、位置ｅを立ち上げ位置とする速度照査パターンＰ４に補正する（ブレーキパターン補正ステップ）。そして、速度照査部１０は、この速度照査パターンＰ４に列車速度を照合し、列車速度が速度照査パターンＰ４を超えたとき、ブレーキ制御装置３にブレーキ指令を出力し位置ｅで列車を停止させる。

以上に説明したように、実施の形態１にかかる自動列車停止装置は、ブレーキパターン（速度照査パターンＰ）を発生させる第１の信号（電文）を送信する第１の地上子（地上子５）と速度照査パターンＰを発生させる情報以外の第２の信号（変周信号）を送信する第２の地上子（地上子６）とから送信される電文および変周信号を受信可能に構成され、検出された列車速度（速度情報４）を速度照査パターンＰに照査して列車速度を制御するＡＴＳ車上装置１００を備えた自動列車停止装置であって、列車には、電文を受信する第１の車上子（車上子１３）と変周信号を受信する第２の車上子（車上子１４）とが搭載され、ＡＴＳ車上装置１００には、地上子５および地上子６の設置位置を示すキロ程情報が記録された地上子ＤＢ１１が搭載され、ＡＴＳ車上装置１００は、車上子１３を介して電文を受信した場合、この電文に基づいて速度照査パターンＰを生成すると共に、列車速度を用いて列車の走行距離を計測し、車上子１４を介して変周信号を受信した場合、電文を受信してから変周信号を受信するまでの走行距離と地上子６のキロ程情報とに基づいて速度照査パターンＰを補正するようにしたので、地上子５の次に配設された地上子６からの変周信号を速度照査パターンＰの在線位置認識補正に利用することが可能であり、上記乖離が地上子５から地上子６の間で発生した滑走、空転、および車輪径など何れの要因に起因したものであるかにかかわらず、速度照査の精度の更なる向上を図ることができ、列車の安全な運行を実現することが可能である。

また、ＡＴＳ車上装置１００は、地上子６からの第２の信号を受信した場合、地上子ＤＢ１１からキロ程情報を読み出して地上子５から地上子６までの距離を認識し、この距離が走行距離より大きいとき、速度照査パターンＰ１の立ち上げ位置ｄから距離と走行距離との差分を差し引いた位置ｅを特定し、速度照査パターンＰ１を、この位置ｅを立ち上げ位置とする速度照査パターンＰ２に補正するようにしたので、地上子５から地上子６の間で滑走が発生した場合でも、列車を停止限界位置ｃの手前かつ近傍の位置ｅに停止させることが可能である。

また、ＡＴＳ車上装置１００は、地上子６からの第２の信号を受信した場合、地上子ＤＢ１１からキロ程情報を読み出して地上子５から地上子６までの距離を認識し、この距離が走行距離より小さいとき、速度照査パターンＰ３の立ち上げ位置ｆに距離と走行距離との差分を加えた位置ｅを特定し、速度照査パターンＰ３を、この位置ｅを立ち上げ位置とする速度照査パターンＰ４に補正するようにしたので、地上子５から地上子６の間で空転が発生した場合でも、不要なブレーキ制御が抑制されるため、後続の列車との車間距離を保つことが可能である。

実施の形態２．
実施の形態１にかかるＡＴＳ車上装置１００は、地上子６からの変周信号を用いて速度照査パターンＰの補正を行うように構成されているが、実施の形態２にかかるＡＴＳ車上装置２００は、地上子６からの変周信号の代わりに、自動運転支援装置（ＡＴＯ：Automatic Train Operation）からの情報を用いて速度照査パターンＰを補正するように構成されている。ＡＴＳ車上装置２００がＡＴＳ車上装置１００と異なる点は、送受信部１２の代わりに送受信部１５が用いられ、速度照査部１０の代わりに速度照査部１７が用いられ、地上子ＤＢ１１の代わりに地上子ＤＢ１６が用いられている点である。以下、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

図４は、本発明の実施の形態２にかかる自動列車停止装置の構成例を示す図であり、特に、実施の形態２にかかるＡＴＳ車上装置２００と、このＡＴＳ車上装置２００を搭載した列車に搭載されるＡＴＯ車上装置３００とを中心として示すものである。

ＡＴＯ車上装置３００は、主たる構成として、ＡＴＯ地上子（例えば図２に示される地上子６）からの位置情報電文（第２の信号）を取り込む第２の車上子である運転支援装置用の車上子（以下、「車上子３２」）と、車両の力行またはブレーキを制御する演算部３０と、送受信部３１とを有して構成されている。送受信部３１は、車上子３２からの位置情報電文を演算部３０へ送信すると共に、この位置情報電文を列車が地上子６を通過したことを示す地上子通過情報３３として出力する。この地上子通過情報３３には例えば地上子６の識別情報が含まれているものとする。

ＡＴＳ車上装置２００は、送受信部１５と、速度照査部１７と、地上子ＤＢ１６とを有して構成されている。送受信部１５は、車上子１３からの電文を受信した場合、この電文を速度照査部１７へ送信する。地上子ＤＢ１６は、地上子５および地上子６などのキロ程情報が記録されている。これらの地上子にはそれぞれ固有の識別情報が付与されているため、地上子ＤＢ１６にはこれらの地上子の各識別情報とキロ程情報とが対応づけて記録されている。従って、地上子６が、例えば地上子５から６００ｍの位置に存在する場合、速度照査部１７は、車上子１３からの電文または送受信部３１からの地上子通過情報３３が入力されたとき、地上子ＤＢ１６を参照することによって、地上子５から地上子６までの距離が６００ｍであることを認識することが可能である。

速度照査部１７は、地上子５からの電文を受信したときに、地上子ＤＢ１６のキロ程情報を参照して地上子５の次に設置されている地上子６の位置を読み込み、この電文を受信した時点を基点とする自列車の在線位置を、速度情報４に基づいてリアルタイムに更新すると共に、地上子６からの位置情報電文を受信したときに、予め地上子ＤＢ１６から読み込んでいた地上子６の位置を自列車の実際の在線位置であると認識することによって、列車を停止限界位置ｃ近傍に停止させるように構成されている。

図２（ｂ）を用いて滑走が発生した場合におけるＡＴＳ車上装置２００の動作を説明する。列車が地上子５を通過したとき、速度照査部１７には、この地上子５からの電文が車上子１３を介して受信される。この電文を受信した速度照査部１７は、地上子５が設置された位置が自列車の実際の在線位置であると認識すると共に、図２（ｂ）に示されるような速度照査パターンＰを生成する。さらに、地上子ＤＢ１６のキロ程情報を参照して自列車がこの地上子５の次に通過する地上子６の位置を読み込む。その後、速度照査部１７は、地上子５からの電文を受信した時点を基準として、速度情報４を用いて在線位置をリアルタイムに更新する。

ここで、地上子５からの電文を受信した後に滑走が生じて、さらに地上子６を列車が通過したとき、速度照査部１７は地上子通過情報３３を受信する。地上子通過情報３３を受信した速度照査部１７は、予め地上子ＤＢ１６から読み込んでいた地上子６の位置を自列車の実際の在線位置であると認識して、実施の形態１と同様に、速度照査パターンＰ１を速度照査パターンＰ２に補正する。そして、速度照査部１７は、この速度照査パターンＰ２に列車速度を照合し、列車速度が速度照査パターンＰ２を超えたとき、ブレーキ制御装置３にブレーキ指令を出力し位置ｅで列車を停止させる。

次に、図３（ｂ）を用いて空転が発生した場合におけるＡＴＳ車上装置２００の動作を説明する。列車が地上子５を通過したとき、速度照査部１７には、この地上子５からの電文が車上子１３を介して受信される。この電文を受信した速度照査部１７は、地上子５が設置された位置が自列車の在線位置であると認識すると共に、図３（ｂ）に示されるような速度照査パターンＰを生成する。さらに、地上子ＤＢ１６のキロ程情報を参照して自列車がこの地上子５の次に通過する地上子６の位置を読み込む。その後、速度照査部１７は、地上子５からの電文を受信した時点を基準として、速度情報４を用いて自列車の在線位置をリアルタイムに更新する。

ここで、車上子１３が地上子５からの電文を受信した後に空転が生じて、さらに地上子６を列車が通過したとき、速度照査部１７は送受信部３１からの地上子通過情報３３を受信する。地上子通過情報３３を受信した速度照査部１７は、予め地上子ＤＢ１６から読み込んでいた地上子６の位置を自列車の実際の在線位置であると認識して、速度照査パターンＰ３を速度照査パターンＰ４に補正する。そして、速度照査部１７は、この速度照査パターンＰ４に列車速度を照合し、列車速度が速度照査パターンＰ４を超えたとき、ブレーキ制御装置３にブレーキ指令を出力し位置ｅで列車を停止させる。

以上に説明したように、実施の形態２にかかる自動列車停止装置は、ブレーキパターン（速度照査パターンＰ）を発生させる第１の信号（電文）を送信する第１の地上子（地上子５）と速度照査パターンＰを発生させる情報以外の第２の信号（位置情報電文）を送信する第２の地上子（地上子６）とから送信される電文および位置情報電文を受信可能に構成され、検出された列車速度（速度情報４）をブレーキパターンＰに照査して列車速度を制御するＡＴＳ車上装置２００を備えた自動列車停止装置であって、列車には、電文を受信する第１の車上子（車上子１３）と位置情報電文を受信する第２の車上子（車上子３２）とが搭載され、ＡＴＳ車上装置２００には、地上子５および地上子６の設置位置を示すキロ程情報が記録された地上子ＤＢ１６が搭載され、ＡＴＳ車上装置２００は、車上子１３を介して電文を受信した場合、この電文に基づいて速度照査パターンＰを生成すると共に、列車速度を用いて列車の走行距離を計測し、車上子３２を介して位置情報電文を受信した場合、電文を受信してから位置情報電文を受信するまでの走行距離と地上子６のキロ程情報とに基づいて速度照査パターンＰを補正するようにしたので、地上子５の次に配設された地上子６からの位置情報電文を速度照査パターンＰの在線位置認識補正に利用することが可能であり、実施の形態１と同様に、速度照査の精度の更なる向上を図ることができ、列車の安全な運行を実現することが可能である。

なお、実施の形態２にかかる自動列車停止装置は、ＡＴＳ車上装置２００がＡＴＯ車上装置３００からの地上子通過情報３３を受信して速度照査パターンＰの補正を行うように構成されているが、ＡＴＯ車上装置３００の代わりに、デジタルＡＴＣのような地上子を利用して列車の運転制御を行う装置を用いて、この地上子を通過したことを判別する情報と、当該地上子の設置位置に関するキロ程情報が記録されたデータベース１６とを用いることで、上記同様に速度照査部１７によるＡＴＳ−Ｐの在線位置補正を行うことも可能である。

なお、実施の形態１、２にかかる速度照査部１０、１７は、トランスポンダ式の地上子５からの電文（第１の信号）を受信可能なトランスポンダ式の車上子１３を用いて、速度照査パターンＰを補正するように構成されているが、例えば、地上子５が速度照査パターンＰを発生させる変周信号（第１の信号）を送信する変周式地上子（例えばＡＴＳ−Ｐｓ地上子）であり、かつ、車上子１３がＡＴＳ−Ｐｓ地上子からの変周信号を受信可能な車上子であり、この車上子１３からの変周信号を用いて速度照査パターンＰを生成するように構成してもよい。

なお、実施の形態１、２にかかるＡＴＳ車上装置１００、２００は、複数の地上子６が地上子５の後に連続して配設されているような場合、これら全ての地上子６からの情報を取り込む度に速度照査パターンＰを補正するように構成してもよいが、例えば１つおきにこの情報を取り込んだときのみ速度照査パターンＰを補正するように構成してもよい。このように構成した場合でも地上子６からの情報を活用していない従来技術に比して、在線位置認識精度を向上させることが可能である。

なお、実施の形態１、２に示した自動列車停止装置は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。

以上のように、本発明は、鉄道用の列車保安に使用する自動列車停止装置に適用可能であり、特に、ＡＴＳ−Ｐの速度照査における在線位置認識精度の更なる向上を図ることが可能な発明として有用である。

２ 速度発電機
３ ブレーキ制御装置
４ 速度情報（列車速度）
５ 地上子（第１の地上子）
６ 地上子（第２の地上子）
１０、１７ 速度照査部
１１、１６ 地上子ＤＢ
１２、１５、３１ 送受信部
１３ 車上子（第１の車上子）
１４ 車上子（第２の車上子）
３０ 演算部
３２ 運転支援装置用の車上子（第２の車上子）
３３ 地上子通過情報
１００、２００ ＡＴＳ車上装置（車上装置）
３００ ＡＴＯ車上装置
Ｌ１ 滑走距離
Ｌ２ 空転距離
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ 速度照査パターン（ブレーキパターン）
ＶＰ、ＶＰ１、ＶＰ３ 速度

Claims (5)

1. ブレーキパターンを発生させる第１の信号を送信する第１の地上子からの前記第１の信号とブレーキパターンを発生させる情報以外の第２の信号を送信する第２の地上子からの前記第２の信号とを受信可能に構成され、列車で検出された列車速度を前記ブレーキパターンに照査して前記列車速度を制御する車上装置を備えた自動列車停止装置であって、
   前記列車には、前記第１の信号を受信する第１の車上子と前記第２の信号を受信する第２の車上子とが搭載され、
   前記車上装置には、前記第１の地上子および前記第２の地上子の設置位置を示すキロ程情報が記録されたデータベースが搭載され、
   前記車上装置は、
   前記第１の車上子を介して前記第１の信号を受信した場合、前記第１の信号に基づいて前記ブレーキパターンを生成すると共に、前記列車速度を用いて列車の走行距離を計測し、
   前記第２の車上子を介して前記第２の信号を受信した場合、前記第１の信号を受信してから前記第２の信号を受信するまでの走行距離と前記第２の地上子のキロ程情報とに基づいて前記ブレーキパターンを補正することを特徴とする自動列車停止装置。
2. 前記車上装置は、
   前記第２の信号を受信した場合、前記キロ程情報に基づいて前記第１の地上子から前記第２の地上子までの距離を認識し、この距離が前記走行距離より大きいとき、前記ブレーキパターンの立ち上げ位置から前記距離と前記走行距離との差分を差し引いた位置を特定し、前記ブレーキパターンを、この位置を立ち上げ位置とするパターンに補正することを特徴とする請求項１に記載の自動列車停止装置。
3. 前記車上装置は、
   前記第２の信号を受信した場合、前記キロ程情報に基づいて前記第１の地上子から前記第２の地上子までの距離を認識し、この距離が前記走行距離より小さいとき、前記ブレーキパターンの立ち上げ位置に前記距離と前記走行距離との差分を加えた位置を特定し、前記ブレーキパターンを、この位置を立ち上げ位置とするパターンに補正することを特徴とする請求項１に記載の自動列車停止装置。
4. ブレーキパターンを発生させる第１の信号を送信する第１の地上子からの前記第１の信号とブレーキパターンを発生させる情報以外の第２の信号を送信する第２の地上子からの前記第２の信号とを受信可能に構成され、前記列車で検出された列車速度を前記ブレーキパターンに照査して前記列車速度を制御する車上装置に適用される自動列車停止方法であって、
   前記列車には、前記第１の信号を受信する第１の車上子と前記第２の信号を受信する第２の車上子とが搭載され、
   前記第１の車上子を介して前記第１の信号を受信した場合、前記第１の信号に基づいて前記ブレーキパターンを生成するブレーキパターン生成ステップと、
   前記第２の車上子を介して前記第２の信号を受信した場合、前記第１の信号を受信してから前記第２の信号を受信するまでの走行距離を求める走行距離演算ステップと、
   前記第２の信号を受信した場合、前記第２の地上子のキロ程情報に基づいて、前記第１の地上子から前記第２の地上子までの距離を求める距離演算ステップと、
   前記距離が前記走行距離より大きいとき、前記ブレーキパターンの立ち上げ位置から前記距離と前記走行距離との差分を差し引いた位置を特定する位置特定ステップと、
   前記ブレーキパターンを、この位置を立ち上げ位置とするパターンに補正するブレーキパターン補正ステップと、
   を含むことを特徴とする自動列車停止方法。
5. 方法（空転）
   ブレーキパターンを発生させる第１の信号を送信する第１の地上子からの前記第１の信号とブレーキパターンを発生させる情報以外の第２の信号を送信する第２の地上子からの前記第２の信号とを受信可能に構成され、前記列車で検出された列車速度を前記ブレーキパターンに照査して前記列車速度を制御する車上装置に適用される自動列車停止方法であって、
   前記列車には、前記第１の信号を受信する第１の車上子と前記第２の信号を受信する第２の車上子とが搭載され、
   前記第１の車上子を介して前記第１の信号を受信した場合、前記第１の信号に基づいて前記ブレーキパターンを生成するブレーキパターン生成ステップと、
   前記第２の車上子を介して前記第２の信号を受信した場合、前記第１の信号を受信してから前記第２の信号を受信するまでの走行距離を求める走行距離演算ステップと、
   前記第２の信号を受信した場合、前記第２の地上子のキロ程情報に基づいて、前記第１の地上子から前記第２の地上子までの距離を求める距離演算ステップと、
   前記距離が前記走行距離より大きいとき、前記ブレーキパターンの立ち上げ位置から前記距離と前記走行距離との差分を差し引いた位置を特定するステップと、
   前記ブレーキパターンを、この位置を立ち上げ位置とするパターンに補正するブレーキパターン補正ステップと、
   を含むことを特徴とする自動列車停止方法。

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