JP2014083901A - 無線列車制御システムの地上装置および無線列車制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信によって車上装置が自列車の位置情報を地上装置へ送信する列車制御システムにおいて、列車の在線検知を確実且つ安全に行えるようにする。
【解決手段】無線列車制御システムでは、車上装置から受信した車上位置信号をもとに、地上装置３０において位置検知区間Ｓを単位とした在線検知を行う。地上装置３０が有する閉そく論理回路部２００では、位置記憶リレーによって、車上装置からの車上位置信号が受信されなくなった場合にも、直前の在線検知結果を保持し続けるとともに、また、検知対象の位置検知区間Ｓを含む軌道回路検知区間の軌道リレー１ＴＲによって、検知対象の位置検知区間Ｓの非在線を速やかに検知する。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線列車制御システムの地上装置に関する。

従来、列車の在線検知は軌道回路によって実施されていた。軌道回路によれば、在線及び非在線の両方を検知できるが、その設置や保守に手間や費用がかかるという問題があった。一方、近年では、軌道回路を不要とし、車上装置で計測した列車の位置情報を地上装置に無線通信することで地上側で列車位置を検知し、列車を制御するＣＢＴＣ（Communication Based Train Control）システムの開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１１６２１２号公報

しかしながら、ＣＢＴＣシステムにおける列車位置検知そのものは、原理的に軌道回路方式に比較して信頼性が低くなり得るという問題があった。すなわち、ＣＢＴＣシステムは、車上装置において正確な列車位置が検知されているとともに、列車位置が確実に地上側に伝達されていることが前提のいわゆる開電路方式（Normal Open）のシステムである。このため、例えば車上装置の故障等によって無線通信が途絶えた場合には在線検知ができず、また、無線通信装置を搭載していない保守車両等の在線検知ができない。特に問題であるのは、軌道回路では可能であった“非在線”の検知ができないことである。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、無線通信によって車上装置が自列車の位置情報を地上装置へ送信する列車制御システムにおいて、列車の在線検知を確実且つ安全に行えるようにすることである。

上記課題を解決するための第１の発明は、
軌道回路により軌道回路検知区間毎に列車在線検知が可能な軌道上を走行する列車の車上装置から車上位置信号を無線通信によって地上装置が受信し、当該車上位置信号に基づいて列車制御を行う無線列車制御システムの地上装置（例えば、図３の地上装置３０）であって、
前記列車在線検知により在線有りと検知された軌道回路検知区間に、前記車上位置信号に基づく列車位置が含まれない不整合の発生を検出する第１の不整合検出手段（例えば、図３の不整合検出部１３０）と、
前記不整合の発生が検出された際に、在線有りと検知された軌道回路検知区間への進入を抑止する列車制御を行う進入抑止制御手段（例えば、図３の不整合検出部１３０）と、
を備えた地上装置である。

この第１の発明によれば、車上装置から送信される車上位置信号を無線通信によって地上装置が受信して列車制御を行う無線列車制御システムにおいて、車上位置信号に基づく列車位置検知を行いつつ、列車の在線検知を確実且つ安全に行うことができる。すなわち、軌道回路による列車在線検知によって在線有りと検知された軌道回路検知区間に、受信した車上位置信号に基づく列車位置が含まれないといった不整合が検出された場合に、在線有りと検知された軌道回路検知区間への進入が抑止される。これにより、例えば、車上装置の故障や、無線通信機能を搭載していない保守車両等が存在する場合に、これらの車両の在線を速やかに把握することが可能となる。

また、第２の発明として、第１の発明の地上装置であって、
各列車の車上装置と無線通信を行って、前記車上位置信号に基づく列車位置の登録を含む当該営業日の運用開始に係る列車初期登録を行う初期登録手段（例えば、図３の初期登録部１４０）と、
前記初期登録手段により登録された列車位置と、前記列車在線検知による各軌道回路検知区間毎の在線有無との不整合の発生を検出する運用開始時不整合検出手段（例えば、図３の不整合検出部１３０）と、
前記運用開始時不整合検出手段による検出がなされた場合に、運用開始を抑止する運用開始抑止手段（例えば、図３の処理部１００，不整合検出部１３０）と、
を更に備えた地上装置を構成しても良い。

この第２の発明によれば、営業日の運用開始時に、車上位置信号に基づく列車位置の登録を含む列車初期登録処理が行われ、初期登録された列車位置と在線検知による各軌道回路毎の在線有無との不整合の発生が検出された場合には、運用開始が抑止される。これにより、営業日の運用開始時に、車上装置が故障している列車や無線通信機能を搭載していない保守車両等が存在する場合や、運用開始時に電源未投入の列車（車上装置）があった場合においても、各列車の位置を速やかに把握することが可能となる。

また、第３の発明として、第１又は第２の発明の地上装置であって、
前記軌道回路検知区間それぞれが１以上の位置検知区間（例えば、図２の位置検知区間Ｓ）に細分化されており、
前記車上位置信号に基づいて前記位置検知区間の単位で列車の存否を判定する列車存否判定手段（例えば、図３の閉そく論理回路部２００）と、
前記列車在線検知により在線有りと検知された軌道回路検知区間に含まれる位置検知区間の何れにも、前記列車存否判定手段により列車が存在すると判定された位置検知区間がない不整合の発生を検出する第２の不整合検出手段（例えば、図３の不整合検出部１３０）と、
を更に備え、
前記進入抑止制御手段は、前記第１の不整合検出手段及び前記第２の不整合検出手段の何れかによる検出の際に、在線有りと検知された軌道回路検知区間への進入を抑止する列車制御を行う、
地上装置を構成しても良い。

この第３の発明によれば、車上位置信号に基づいて、軌道回路検知区間それぞれを細分化した位置検知区間の単位で列車の存否が判定される。そして、列車在線検知により在線有りと検知された軌道回路検知区間に含まれる位置検知区間の何れにも、列車が存在すると判定された位置検知区間がない場合、不整合として検出される。

また、第４の発明として、第３の発明の地上装置であって、
前記列車存否判定手段は、各位置検知区間について、当該位置検知区間内の列車の存在を検知する論理回路部（例えば、図１０の閉そく論理回路部２００）を更に備え、
前記論理回路部は、１）前記車上位置信号に基づく列車位置が当該位置検知区間内の場合に開成し、当該位置検知区間外の場合に閉成する落下接点（例えば、図１０の接点２ＳＲ）と、２）位置記憶リレーの復旧を保持する記憶保持用扛上接点（例えば、図１０の接点２ＳＭ）、及び、当該位置検知区間を含む軌道回路検知区間の検知結果が在線の場合に開成し、非在線の場合に閉成する扛上接点（例えば、図１０の接点１ＴＲ）が並列接続された並列回路とを、前記位置記憶リレーと直列接続して有する、
地上装置を構成しても良い。

無線列車制御システムの構成図。 位置検知区間の設定例。 地上装置の構成図。 第１在線管理情報のデータ構成例。 第３在線管理情報のデータ構成例。 区間構成情報のデータ構成例。 第２在線管理情報のデータ構成例。 不整合区間情報のデータ構成例。 列車登録情報のデータ構成例。 閉そく論理回路部の回路構成図。 閉そく論理回路部の動作説明図。 在線管理処理のフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

［システム構成］
図１は、本実施形態の無線列車制御システム１の構成図である。この無線列車制御システム１は、軌道Ｒを走行する列車２０に搭載される車上装置１０と、地上装置３０とを備えて構成される。車上装置１０と地上装置３０とは、所与の無線通信回線を介した無線通信が可能となっている。

ここで、無線通信回線は、図１に破線で示すように、その通信エリアが連続して軌道Ｒを含むように設置された複数の無線基地局４２によって構成されることとしても良いし、或いは、軌道Ｒに沿って敷設されたループアンテナや漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）によって構成することにしても良い。

また、軌道Ｒには、線路を分割した軌道回路検知区間Ｔ毎に軌道回路が設置され、各軌道回路の境界には、地上装置３０の制御に従って軌道回路信号を軌道回路と送受信する送受信器４４が接続されている。各軌道回路は、軌道Ｒの左右のレールが列車２０の鉄輪及び車軸によって短絡される。

車上装置１０は、自列車の列車ＩＤと自列車の位置を含む車上位置信号を地上装置３０へ送信する。自列車の位置は、例えば、車軸に取り付けられた速度発電機の回転数の計測値をもとに算出する。更に、軌道Ｒに沿って設置された位置補正用の地上子の通過時に、当該地上子との無線通信を行うことで当該地上子の設置位置（絶対位置）を取得し、これによって列車位置を補正する。

地上装置３０は、例えば中央司令所に設置され、車上装置１０との無線通信を行うことで各列車２０の運行を制御する。特に、本実施形態では、車上装置１０から受信した車上位置信号をもとに、位置検知区間を単位とした列車の位置検知を行う。また、地上装置３０は、各送受信器４４と軌道回路信号の送受信を行うことで、軌道回路検知区間単位で列車の在線／非在線を検知することもできる。また、地上装置３０は、検知された各列車の位置に基づいて各列車に速度照査パターンの指示等の走行指示信号を送信して、各列車を制御する。

本実施形態においては、説明の簡明化のため、路線は複線とし、上り線或いは下り線の一方に着目して図示・説明する。しかし、これは勿論一例であって、単線の路線や、複々線の路線等にも本発明を適用可能である。

［位置検知区間の設定］
図２は、位置検知区間の設定例である。位置検知区間Ｓは、各軌道回路検知区間Ｔを１以上の区間に細分化した区間として定められる。図２に示す例では、各駅及び各駅間が１つの軌道回路検知区間Ｔ（１Ｔ〜５Ｔ）として設定されている。そして、駅を含む軌道回路検知区間Ｔ（１Ｔ，３Ｔ，５Ｔ）については、それを１つの位置検知区間Ｓとし、駅間の軌道回路検知区間Ｔ（２Ｔ，４Ｔ）については、それを１以上に分割した区間が位置検知区間Ｓ（２Ｓ〜４Ｓ，６Ｓ〜７Ｓ）として設定されている。なお、位置検知区間Ｓの設定はこれに限らず、１つの位置検知区間Ｓが１つの軌道回路検知区間Ｔのみに含まれる、すなわち軌道回路検知区間Ｔの境界を跨がないように設定すれば良い。

［地上装置の構成］
図３は、地上装置３０の構成図である。図３によれば、地上装置３０は、処理部１００と、閉そく論理回路部２００と、記憶部３００とを有する。なお、本実施形態は各列車の位置検知及び位置管理が主な特徴であり、検知した各列車の位置に基づく各列車への走行指示については従来技術を適用可能であるため、説明を省略する。

処理部１００は、例えばＣＰＵ等の演算装置で実現され、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ、車上装置１０や送受信器４４からの受信データ等に基づいて、地上装置３０の全体制御を行う。また、本実施形態では、処理部１００は、車上信号受信部１１０と、軌道回路信号受信部１２０と、不整合検出部１３０と、初期登録部１４０とを有する。

車上信号受信部１１０は、位置検知区間ｎＳ（ｎは１以上の整数）それぞれに対応する位置検知リレーｎＳＲを有する。そして、車上装置１０から受信した車上位置信号をもとに、位置検知区間Ｓを単位として各列車２０の位置を判断し、列車位置を含むと判断した位置検知区間ｎＳに対応する位置記憶リレーｎＳＭを動作（励磁）させる。

また、車上信号受信部１１０による列車位置の判断結果は、第１在線管理情報３６０として記憶される。図４は、第１在線管理情報３６０のデータ構成の一例を示す図である。図４によれば、第１在線管理情報３６０は、位置検知区間３６１毎に、在線列車ＩＤ３６２を対応付けて格納している。

軌道回路信号受信部１２０は、軌道回路検知区間ｍＴ（ｍは１以上の整数）それぞれに対応する軌道リレーｍＴＲを有する。そして、送受信器４４から受信した軌道回路信号をもとに、軌道回路検知区間Ｔを単位として列車の在線／非在線を判断し、在線と判断した軌道回路検知区間ｍＴに対応する軌道リレーｍＴＲを復旧させる。

また、軌道回路信号受信部１２０による在線／非在線の判断結果は、第３在線管理情報３８０として記憶される。図５は、第３在線管理情報３８０のデータ構成の一例を示す図である。図５によれば、第３在線管理情報３８０は、軌道回路検知区間３８１毎に、在線／非在線を示す在線情報３８２を対応付けて格納している。

ここで、位置検知区間Ｓ及び軌道回路検知区間Ｔの設定位置は、区間構成情報３２０として定められている。図６は、区間構成情報３２０のデータ構成の一例を示す図である。図６に示すように、区間構成情報３２０は、軌道回路検知区間Ｔについての軌道回路検知区間情報３２２と、位置検知区間Ｓについての位置検知区間情報３２４とを含む。軌道回路検知区間情報３２２は、軌道回路検知区間３２２ａそれぞれの両端の位置情報を格納しており、始端位置３２２ｂ及び終端位置３２２ｃを対応付けて格納している。位置検知区間情報３２４は、位置検知区間３２４ａそれぞれの両端の位置情報を格納しており、始端位置３２４ｂ及び終端位置３２４ｃを対応付けて格納している。

不整合検出部１３０は、第２在線管理情報３７０及び第３在線管理情報３８０を参照して、軌道回路検知区間Ｔを単位とした在線／非在線と、位置検知区間Ｓを単位とした在線／非在線の不整合を検出する。

ここで、第２在線管理情報３７０は、閉そく論理回路部２００によって検知された、位置検知区間Ｓを単位とした在線／非在線の情報である。図７は、第２在線管理情報３７０のデータ構成の一例を示す図である。図７によれば、第２在線管理情報３７０は、位置検知区間３７１毎に、在線／非在線を示す在線情報３７２を対応付けて格納している。

そして、不整合検出部３７０は、第３在線管理情報３８０において在線とされている軌道回路検知区間Ｔそれぞれについて、当該軌道回路検知区間Ｔに含まれる位置検知区間Ｓのうち、１つ以上の位置検知区間Ｓが、第２在線管理情報３７０において在線とされているかを判断する。在線とされた軌道回路検知区間Ｔに含まれる位置検知区間の全てが非在線ならば、当該軌道回路検知区間Ｔに不整合が発生したと判断する。そして、不整合検出部１３０は、不整合の発生を判断した軌道回路検知区間Ｔに含まれる全ての位置検知区間Ｓを在線として、当該軌道回路検知区間Ｔへの列車の進入を抑止する。

不整合検出部１３０による検出結果は、不整合区間情報３３０として記憶される。図８は、不整合区間情報のデータ構成の一例である。図８によれば、不整合区間情報３３０は、軌道回路検知区間３３１毎に、不整合の有無を示す不整合情報３３２を対応付けて格納している。

初期登録部１４０は、各営業日の運用開始時等に、存在する全列車を対象として、その位置（初期位置）を登録する列車初期登録を行う。具体的には、車上装置１０から受信した車上位置信号に含まれる列車ＩＤと走行位置とを対応付けて、列車登録情報３４０として記憶する。図９は、列車登録情報３４０のデータ構成の一例である。図９に示すように、列車登録情報３４０は、列車ＩＤ３４１毎に、列車位置３４２を対応付けて格納している。

閉そく論理回路部２００は、位置検知区間Ｓそれぞれに対応して設けられ、位置検知リレーｎＳＲ及び軌道リレーｍＴＲの動作状態をもとに、対応する位置検知区間Ｓにおける在線／非在線を検知する。

図１０は、閉そく論理回路部２００の回路構成図である。なお、図１０においては、閉そく論理回路２００はリレーによって構成されることとしたが、デジタル信号処理による電子回路を用いて実現されることにしても良い。また、図１０では、具体例として、位置検知区間２Ｓを検知対象とする閉そく論理回路部２００の回路構成を示している。位置検知区間２Ｓの手前方（進入側）には位置検知区間１Ｓが隣接し、前方（進出側）には位置検知区間３Ｓが隣接している。また、位置検知区間１Ｓ，２Ｓ，３Ｓは、同一の軌道回路検知区間１Ｔに含まれているとする。

閉そく論理回路部２００は、電源端子２０２と出力端子２０４との間に、１）検知対象の位置検知区間２Ｓの位置検知リレー２ＳＲの落下接点２ＳＲと、２）位置記憶リレー２ＳＭの扛上接点２ＳＭ、前方の位置検知区間３Ｓの位置検知リレー３ＳＲの扛上接点３ＳＲ、検知対象の位置検知区間２Ｓを含む軌道回路検知区間１Ｔの軌道リレー１ＴＲの扛上接点１ＴＲ、及び、手前方の位置検知区間１Ｓの位置検知リレー１ＳＲの扛上接点１ＳＲが並列接続された並列回路と、が直列接続されて構成されている。また、出力端子２０４には位置記憶リレー２ＳＭが接続されている。そして、位置記憶リレー２ＳＭの動作／復旧によって、検知対象の位置検知区間ｎＳの非在線／在線を決定する。

なお、図１０の閉そく論理回路部２００の回路構成は一例であり、更なる接点を追加してもよいことは勿論である。例えば、軌道回路検知区間２Ｔへのチェックイン・チェックアウトの信号に基づき動作する接点を２）の並列回路に更に並列接続させるとしてもよい。

（Ａ）通常時の動作
図１１は、通常時における閉そく論理回路部２００の動作の説明図である。図１１では、具体例として、図１０に示した位置検知区間２Ｓに対応する閉そく論理回路部２００の動作を示している。また、右方向を列車の進行方向として、上から順に、列車の位置と、車上位置検知条件となる位置検知リレー１ＳＲ，２ＳＲ，３ＳＲの動作状態と、位置記憶リレー２ＳＭの動作状態と、軌道回路条件となる軌道リレー１ＴＲの動作状態と、を示している。リレーの動作状態は、「Ｈ」が動作、「Ｌ」が復旧を示している。

先ず、列車が位置検知区間１Ｓに位置している状態では（ａ）、位置検知リレー１ＳＲは動作し、位置検知リレー２ＳＲ，３ＳＲ、軌道リレー１ＴＲは復旧している。つまり、扛上接点１ＳＲ、落下接点２ＳＲは閉成し、扛上接点３ＳＲ，１ＴＲは開成している。従って、電源端子２０２と出力端子２０４との間が導通し、位置記憶リレー２ＳＭは動作して非在線を出力する。また、扛上接点２ＳＭは閉成する。

次いで、列車が位置検知区間２Ｓに進入すると（ｂ）、位置検知リレー２ＳＲが動作して落下接点２ＳＲが開成する。これにより、電源端子２０２と出力端子２０４との間が断絶し、位置記憶リレー２ＳＭが復旧して在線を出力する。また、扛上接点２ＳＭが開成する。なおこのとき、位置検知リレー１ＳＲは動作しており、扛上接点１ＳＲは閉成している。また、位置検知リレー３ＳＲは復旧しており、扛上接点３ＳＲは開成している。また、軌道リレー１ＴＲは復旧しており、扛上接点１ＴＲは開成している。

続いて、列車が、位置検知区間１Ｓから完全に進出して位置検知区間２Ｓに進入すると（ｃ）、位置検知リレー１ＳＲが復旧して扛上接点１ＳＲが開成する。しかし、位置検知リレー２ＳＲは動作しており、落下接点２ＳＲは開成のままである。従って、位置記憶リレー２ＳＭは復旧のままであり、在線を出力している。なおこのとき、位置検知リレー３ＳＲは復旧しており、扛上接点３ＳＲは開成している。

その後、列車が位置検知区間３Ｓに進入すると（ｄ）、位置検知リレー３ＳＲが動作し、扛上接点３ＳＲが閉成する。しかし、位置検知リレー２ＳＲは動作しており、落下接点２ＳＲは開成のままである。従って、位置記憶リレー２ＳＭは復旧のままであり、在線を出力している。

そして、列車が、位置検知区間２Ｓから完全に進出すると（ｅ）、位置検知リレー２ＳＲが復旧して、落下接点２ＳＲが閉成する。従って、電源端子２０２と出力端子２０４とが導通し、位置記憶リレー２ＳＭが動作して非在線を出力する。また、扛上接点２ＳＭは閉成する。

（Ｂ）車上装置の故障時の動作
停電や故障等によって、列車からの車上位置信号が受信されなくなった場合について説明する。列車が位置検知区間２Ｓに位置する状態で（図１１の（ｃ））、当該列車からの車上位置信号が受信されなくなった場合を考える。以下、この列車を「故障列車」という。この場合、位置検知リレー２ＳＲが復旧して落下接点２ＳＲが閉成となる。しかし、扛上接点２ＳＭ，１ＳＲ，３ＳＲ，１ＴＲの全てが開成していることから、位置記憶リレー２ＳＭは動作せずに復旧のままであり、扛上接点２ＳＭは開成のままである。従って、在線が保持される。

次いで、車上位置信号が受信されない状態のまま、故障列車が位置検知区間３Ｓに進入し始めると（図１１の（ｄ））、位置検知リレー３ＳＲは依然として動作せずに復旧のままであるため、扛上接点３ＳＲは開成のままである。従って、位置記憶リレー２ＳＭは復旧のままであり、位置検知区間２Ｓの在線が保持される。

続いて、車上位置信号が受信されないまま、故障列車が位置検知区間２Ｓから完全に進出しても（図１１の（ｅ））、位置検知リレー３ＳＲは動作せずに復旧したままであり、扛上接点３ＳＲは開成したままである。従って、位置記憶リレー２ＳＭは復旧のままであり、位置検知区間２Ｓの在線が出力される。

更に故障列車が進行し、位置検知区間２Ｓを含む軌道回路検知区間１Ｔを完全に進出すると、軌道リレー１ＴＲが動作して扛上接点１ＴＲが閉成となることで、位置記憶リレー２ＳＭが動作し、位置検知区間２Ｓは非在線となる。このとき、扛上接点２ＳＭが閉成する。

このように、列車が存在するが、車上装置１０の故障等によって車上位置信号が受信されなくなった場合、位置検知リレー２ＳＲが復旧してしまうが、位置記憶リレー２ＳＭの扛上接点２ＳＭが開成となっている他、扛上接点１ＳＲ，３ＳＲ，１ＴＲも開成となっていることで、在線の出力が保持される。そして、故障列車が、位置検知区間２Ｓを含む軌道回路検知区間１Ｔを完全に進出した時点で、軌道リレー１ＴＲが動作して扛上接点１ＴＲが閉成することで、位置記憶リレー２ＳＭが動作して位置検知区間２Ｓの非在線を出力する。従って、閉そく論理回路部２００によって、当該位置検知区間Ｓ内に故障列車が存在するとしても、その故障列車が当該位置検知区間Ｓを含む軌道回路検知区間Ｔ内に存在する限り、当該位置検知区間Ｓを「在線」として出力・保持する。また、その故障列車が当該位置検知区間Ｓを含む軌道回路検知区間Ｔから進出した場合には、自動的に当該位置検知区間Ｓを「非在線」と検知する。

なお、この場合、列車が位置検知区間２Ｓに位置していないが位置検知区間３Ｓに位置している状態においても位置検知区間２Ｓの在線が出力される。これは、位置検知区間２Ｓ，３Ｓが同一の軌道回路検知区間１Ｔに含まれるように設定されているためである。つまり、車上位置信号が受信されない状態では、検知対象の位置検知区間２Ｓを含む軌道回路検知区間１Ｔの非在線の検知をもって、位置検知区間２Ｓの非在線を出力しているためである。本実施形態において軌道回路は、車上位置信号に基づく位置検知が正しく動作していることを保証する、いわばバックアップシステムとして機能しており、車上位置信号に基づく位置検知の動作が不正の場合に、許容される最低限の範囲での列車制御を実現するように構成されている。軌道回路の敷設・保守には多大なコストや手間がかかるため、出来る限り軌道回路の数を減らすことを考えると、軌道回路の長さ（大きさ）が大きくなり、１つの軌道回路検知区間内に位置検知区間が細分化された構成となるのである。

また、故障列車の例を挙げて説明したが、編成を分割した車両が何らかの事情で位置検知区間に残存してしまった場合も同様である。

（Ｃ）電源投入直後の動作
例えば営業日の始発前の時点等の地上装置３０の電源投入直後における閉そく論理回路部２００の動作について説明する。電源投入前の状態としては、位置検知リレー１ＳＲ，２ＳＲ，３ＳＲ、位置記憶リレー２ＳＭ、及び、軌道リレー１ＴＲの全てのリレーが復旧している。つまり、落下接点２ＳＲは閉成し、扛上接点３ＳＲ，２ＳＭ，１ＴＲは、全て開成となっている。そして、この初期状態から電源投入した時の動作を考える。

すなわち、位置検知区間１Ｓ〜３Ｓの何れにも列車が存在しない場合には、軌道リレー１ＴＲが動作して扛上接点１ＴＲが閉成する。従って、電源端子２０２と出力端子２０４とが導通し、位置記憶リレー２ＳＭが動作し、非在線を出力する。また、扛上接点２ＳＭが閉成する。また、位置検知区間１Ｓ，３Ｓについても同様である。

また、列車が位置検知区間１Ｓに存在し、位置検知区間２Ｓ，３Ｓに存在しない場合には、位置検知リレー２ＳＲが復旧して落下接点２ＳＲが閉成するとともに、軌道リレー１ＴＲが動作して扛上接点１ＴＲが閉成する。従って、電源端子２０２と出力端子２０４とが導通して位置記憶リレー２ＳＭが動作し、非在線を出力する。また、扛上接点２ＳＭが閉成する。

また、列車が位置検知区間２Ｓに存在する場合には、位置検知リレー２ＳＲが動作して、直列接続された落下接点２ＳＲが開成する。従って、位置記憶リレー２ＳＭが復旧し、在線を出力する。また、扛上接点２ＳＭが開成する。

また、列車が位置検知区間３Ｓに存在し、位置検知区間１Ｓ，２Ｓに存在しない場合には、
位置検知リレー２ＳＲが復旧して落下接点２ＳＲが閉成するとともに、位置検知リレー３ＳＲが動作して扛上接点３ＳＲが閉成する。従って、電源端子２０２と出力端子２０４との間が導通して、位置記憶リレー２ＳＭが動作し、非在線を出力する。また、扛上接点２ＳＭが閉成する。

このように、地上装置３０の電源投入直後においても、検知対象の位置検知区間Ｓでの列車の在線を正しく検知することができる。

更に、車上装置１０の電源が未投入の列車や，車上装置１０が故障している列車、無線通信機能を搭載しない列車が存在した場合を考える。この場合には、位置検知リレー１ＳＲ，２ＳＲ，３ＳＲの全てが復旧のままとなる。また、軌道リレー１ＴＲは復旧し、扛上接点１ＴＲは開成となる。このことから、位置記憶リレー２ＳＭは動作することなく復旧のままとなり、在線を出力する。

ところで、在線検知においては、フェールセーフの原則から非在線の検知が重要である。すなわち、実際には列車が存在しているのに非在線として検知することは、絶対に避けなければならない。逆に、システムの故障等により、実際には列車が存在していなくとも在線と検知することは許容される。安全側の動作だからである。

本実施形態の閉そく論理回路部２００によれば、検知対象の位置検知区間Ｓに列車が存在している場合、車上装置１０の故障等によって車上位置信号が受信されない場合や電源投入直後においても、在線を出力する。そして、検知対象の位置検知区間Ｓを含む軌道回路検知区間Ｔの非在線が検知されることによって、確実に位置検知区間Ｓの非在線が出力される。

図３に戻り、閉そく論理回路部２００による在線／非在線の判断結果は、第２在線管理情報３７０として記憶される。

記憶部３００は、ＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部１００が地上装置３０を統合的に制御するためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部１００の作業領域として用いられ、処理部１００が実行した演算結果や、車上装置１０からの受信データ等が一時的に格納される。本実施形態では、記憶部３００には、在線管理プログラム３１０と、区間構成情報３２０と、不整合区間情報３３０と、列車登録情報３４０と、在線管理情報３５０とが記憶される。在線管理情報３５０は、第１在線管理情報３６０、第２在線管理情報３７０及び第３在線管理情報３８０を含む。

［処理の流れ］
図１２は、在線管理処理を説明するフローチャートである。この処理は、地上装置３０の電源投入後に実行が開始される処理であり、処理部１００が在線管理プログラム３１０を実行することで実現される。

先ず、軌道回路信号受信部１２０が、軌道回路検知区間を単位とした在線検知を開始する。この在線検知結果をもとに、第３在線管理情報３８０が随時更新される。

また、初期登録部１４０が初期登録処理を行う。すなわち、車上装置１０から車上位置信号を受信したならば（ステップＡ１：ＹＥＳ）、受信した車上位置信号に含まれる列車ＩＤから送信元の列車を特定し、列車登録情報３４０を参照して登録済みの列車であるか否かを判断する。未登録ならば、受信した車上位置信号に含まれる列車ＩＤと列車位置とを対応付けて列車登録情報３４０に追加することで、当該列車を初期登録する（ステップＡ３）。次いで、不整合検出部１３０が、当該初期登録した列車の初期位置と、軌道回路検知区間Ｔを単位とした在線検知結果とを比較して、不整合が発生していないかの検出を行う。その結果、不整合が検出されたならば（ステップＡ５：ＮＯ）、例えば所定の警告報知を行うといった警告処理を行う（ステップＡ７）。

全ての列車について初期登録が完了したならば（ステップＡ９：ＹＥＳ）、列車の初期登録が完了したとして、無線列車制御システム１の運用を可能と判断して、当該営業日の列車の管理を開始する。

すなわち、処理部１００は、全ての列車（車上装置１０）との通信を監視し、通信が途絶した列車（車上装置１０）が発生したならば（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、全列車に対する緊急停止指令を出力する（ステップＡ１３）。その後、この通信途絶列車（車上装置１０）との通信が回復したならば（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、不整合検出部１３０が、軌道回路検知区間Ｔを単位とした在線／非在線と、位置検知区間Ｓを単位とした在線／非在線の不整合の発生有無の検出を行う。その結果、不整合が検出されないならば（ステップＡ１７：ＹＥＳ）、緊急停止指令の解除を出力する（ステップＡ１９）。そして、ステップＡ１１に戻る。

また、不整合検出部１３０は、随時、軌道回路検知区間Ｔと位置検知区間Ｓとの在線／非在線の不整合の発生の検出を行っており、不整合が検出されたならば（ステップＡ２１：ＹＥＳ）、この不整合が発生した軌道回検知路区間Ｔを登録し（ステップＡ２３）、当該軌道回路検知区間Ｔに含まれる位置検知区間Ｓを「在線」に設定する（ステップＡ２５）。この「在線」の設定により、軌道回路によって在線と検知された軌道回路検知区間Ｔに、車上位置信号に基づく列車位置が含まれないといった不整合が検出された場合に、当該軌道回路検知区間Ｔへの列車の進入が抑止される。その後、ステップＡ１１に戻る。

また、不整合検出部１３０は、不整合と登録された軌道回路検知区間が有る場合（ステップＡ２７：ＹＥＳ）、当該軌道回路検知区間Ｔの不整合が解消されたか否かを判断する。その結果、不整合が解消されたならば（ステップＡ２９：ＹＥＳ）、当該軌道回路検知区間Ｔの不整合の登録を解除する（ステップＡ３１）。その後、ステップＡ１１に戻る。

［作用効果］
このように、本実施形態の無線列車制御システム１では、車上装置１０から受信した車上位置信号をもとに、地上装置３０において位置検知区間Ｓを単位とした在線検知を行う。また、地上装置３０が有する閉そく論理回路部２００では、車上装置１０からの車上位置信号が受信されなくなった場合にも、検知対象の位置検知区間Ｓを含む軌道回路検知区間Ｔの軌道リレー１ＴＲによって、検知対象の位置検知区間Ｓの在線／非在線をフェールセーフに検知することができる。これにより、無線制御列車システムにおける列車の在線検知をより正確且つ安全に行うことが可能となる。

なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

１ 無線列車制御システム
１０ 車上装置
３０ 地上装置
１００ 処理部
１１０ 車上信号受信部、ｎＳＲ 位置検知リレー
１２０ 軌道回路信号受信部、ｍＴＲ 軌道リレー
１３０ 不整合検出部、１４０ 初期登録部
２００ 閉そく論理回路部
３００ 記憶部
３１０ 在線管理プログラム、３２０ 区間構成情報
３３０ 不整合区間情報、３４０ 列車登録情報
３５０ 在線管理情報
３６０ 第１在線管理情報、３７０ 第２在線管理情報
３８０ 第３在線管理情報
２０ 列車
４２ 無線基地局、４４ 送受信器

本発明は、無線列車制御システムの地上装置等に関する。

Claims (4)

1. 軌道回路により軌道回路検知区間毎に列車在線検知が可能な軌道上を走行する列車の車上装置から車上位置信号を無線通信によって地上装置が受信し、当該車上位置信号に基づいて列車制御を行う無線列車制御システムの地上装置であって、
   前記列車在線検知により在線有りと検知された軌道回路検知区間に、前記車上位置信号に基づく列車位置が含まれない不整合の発生を検出する第１の不整合検出手段と、
   前記不整合の発生が検出された際に、在線有りと検知された軌道回路検知区間への進入を抑止する列車制御を行う進入抑止制御手段と、
   を備えた地上装置。
2. 各列車の車上装置と無線通信を行って、前記車上位置信号に基づく列車位置の登録を含む当該営業日の運用開始に係る列車初期登録を行う初期登録手段と、
   前記初期登録手段により登録された列車位置と、前記列車在線検知による各軌道回路検知区間毎の在線有無との不整合の発生を検出する運用開始時不整合検出手段と、
   前記運用開始時不整合検出手段による検出がなされた場合に、運用開始を抑止する運用開始抑止手段と、
   を更に備えた請求項１に記載の地上装置。
3. 前記軌道回路検知区間それぞれが１以上の位置検知区間に細分化されており、
   前記車上位置信号に基づいて前記位置検知区間の単位で列車の存否を判定する列車存否判定手段と、
   前記列車在線検知により在線有りと検知された軌道回路検知区間に含まれる位置検知区間の何れにも、前記列車存否判定手段により列車が存在すると判定された位置検知区間がない不整合の発生を検出する第２の不整合検出手段と、
   を更に備え、
   前記進入抑止制御手段は、前記第１の不整合検出手段及び前記第２の不整合検出手段の何れかによる検出の際に、在線有りと検知された軌道回路検知区間への進入を抑止する列車制御を行う、
   請求項１又は２に記載の地上装置。
4. 前記列車存否判定手段は、各位置検知区間について、当該位置検知区間内の列車の存在を検知する論理回路部を更に備え、
   前記論理回路部は、１）前記車上位置信号に基づく列車位置が当該位置検知区間内の場合に開成し、当該位置検知区間外の場合に閉成する落下接点と、２）位置記憶リレーの復旧を保持する記憶保持用扛上接点、及び、当該位置検知区間を含む軌道回路検知区間の検知結果が在線の場合に開成し、非在線の場合に閉成する扛上接点が並列接続された並列回路とを、前記位置記憶リレーと直列接続して有する、
   請求項３に記載の地上装置。

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