JP2015123931A - 車両位置認識装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転阻害事故を回避し、地上側の設備コストを低減しうる車両位置認識装置を提供する。
【解決手段】車上データベース方式の車両制御装置２に用いられる車両位置認識装置であって、軌道１において、車両３の進行方向Ｆでみた分岐箇所手前Ｐ１に配置され、車上側に制御情報を供給する。車両位置認識装置は第１地上子４１と第２地上子４２を含み、第１地上子は軌道において、車両の進行方向でみた分岐箇所手前に配置され、第２地上子は分岐後の合流箇所に配置され、第１地上子と第２地上子とは分岐箇所手前から合流箇所までを一つのエリアとして画定する
【選択図】図２

Description

本発明は、車両位置認識装置に関し、具体的には車上データベース方式の車両制御装置に用いられる車両位置認識装置に関する。

従来、鉄道では、運行する複数の車両の走行間隔を保ち、車両同士が衝突しないようにするために、軌道上に閉そく区間を設定し、閉そく区間の境界に信号機等を設置して車両に進行または停止を指示することにより、閉そく区間には１車両しか進入を許可しないようにしている。ここで、運転士が信号機等の指示に従わず、閉そく区間に冒進した場合には車両同士が衝突する危険があるため、現在では車両制御装置によって、各車両の速度超過、及び、過走を自動的に規制することが行われている。

この種の車両制御装置について、例えば、特許文献１には、車上データベース方式の車両制御装置が開示されている。特許文献１記載の車両制御装置は、車両の位置を演算する車両位置演算部と、車両性能が格納された車両データベースと、線路情報が格納された線路データベースと、パターン生成部とを含む。パターン生成部は、車両位置演算部から入力される車両位置情報、車両データベースから入力される車両性能、及び、線路データベースから入力される線路情報に基づいて、線路の速度制限区間における速度照査パターンを生成する。

特許文献１記載の車両制御装置を構成する車両位置演算部は、車軸回転検出器などから供給される速度信号に基づいて自車両の走行距離を算出し、算出した走行距離を、線路データベースに記憶された線路情報と照合することにより、車上側で自車両の現在の在線位置を把握する。

ところで、この種の鉄道では、停車場、信号場、又は、鉄道駅駅構内等において軌道が分岐する箇所があるから、特許文献１記載の車両制御装置のように、車上側で在線位置を算出する構成であっても、当該分岐箇所における分岐器（ポイント）の分岐方向や、分岐後に入線するべき分岐線など、分岐後の具体的な進路情報が地上側から車上側に供給されなければ、車上側で、自車両の現在の在線位置を把握することはできない。

しかし、通信障害や故障などにより分岐後の当該車両の進路情報を地上側から車上側に供給できなかった場合や、駅構内で発生した事故対応のため手動で分岐器の切り替えをしたことにより、車上側に供給された進路情報と、実際の自車両の進行状況との間の不一致が生じた場合には、車上側では、分岐線内を走行する自車両の在線位置を算出することができない。その結果、分岐線内を走行する自車両のみならず、分岐線外を走行中の他車両に対する安全を担保することが不可能となり、運転阻害事故が発生する。

上述した運転阻害事故の問題について、特許文献１に開示されている車両制御装置では、これを完全には解消しえない。また、同問題を解決するには、分岐線の全てに地上子、軌道回路、ＴＡＧ等の地点検知用無線器を設置する必要があるから、コスト高となる。

特開２００９−２４０１１０号公報

本発明の課題は、運転阻害事故を回避しうる車両位置認識装置を提供することである。

本発明のもう１つの課題は、地上側の設備コストを低減しうる車両位置認識装置を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明は、車上データベース方式の車両制御装置に用いられる車両位置認識装置であって、軌道において、車両の進行方向でみた分岐箇所手前に配置され、車上側に制御情報を供給する。

上述したように、本発明に係る車両位置認識装置は、分岐箇所手前に配置され、車上側に制御情報を供給するから、分岐後の分岐線数に関わらず、一つの車両位置認識装置によって、地上側から車上側に対し、当該車両位置認識装置の位置情報などの制御情報を供給することができる。従って、地上側の設備コストを低減することができる。

また、本発明に係る車両位置認識装置によると、車上側では、供給された制御情報に基づいて在線位置を把握することができるから、運転阻害事故を回避することができる。

本発明に係る車両位置認識装置は、好ましくは、第１地上子と、第２地上子とを含む。第１地上子は、軌道において、車両の進行方向でみた、軌道の分岐箇所手前に配置され、第２地上子は、分岐後の合流箇所に配置される。第１地上子と、第２地上子とは、分岐箇所から合流箇所までを一つのエリアとして画定する。

上述した構成によると、第１地上子によって当該エリアに対する車両の進入が検知され、第２地上子によって当該エリアからの車両の進出が検知されるから、通信障害や故障などにより分岐後の当該車両の進路情報を地上側から車上側に供給できなかった場合や、駅構内で発生した事故対応のため手動で分岐器の切り替えをしたことにより、車上側に供給された進路情報と、実際の自車両の進行状況との間の不一致が生じた場合でも、当該車両がエリアの内外いずれに在線しているかを地上側で把握することが可能となる。その結果、例えば、当該車両が、少なくともエリア内に在線していることが把握されれば、エリア外を走行中の他車両に対する安全が担保される。従って、運転阻害事故を回避することができる。

以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）運転阻害事故を回避しうる車両位置認識装置を提供することができる。
（２）地上側の設備コストを低減しうる車両位置認識装置を提供することができる。

本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。

本発明の実施形態に係る車両制御装置を模式的に示す図である。 図１の車両制御装置を模式的に示す図である。

図１及び図２において同一符号は、同一又は対応部分を示すものとする。図１に示すように、鉄道では、運行する複数の車両（３）の走行間隔を保ち、車両（３）同士が衝突しないようにするために、軌道１上に閉そく区間Ｂを設定し、閉そく区間Ｂの境界ＢＬに信号機等（図示省略）を設置して車両（３）に進行または停止を指示することにより、閉そく区間Ｂには１車両（３）しか進入を許可しないようにしている。

ここで、運転士が信号機等の指示に従わず、閉そく区間Ｂに冒進した場合には車両（３）同士が衝突する危険があるため、現在では車両制御装置によって、各車両（３）の速度超過、及び、過走を自動的に規制することが行われている。図２の車両制御装置２は、車両３側に搭載される車上装置３０と、地上側に設置される地上装置４０とを含む。

車上装置３０は、データベース部３１、信号処理部３２、車上子３３とを含む。これらは、当該技術分野において、周知の構成部分であるから、以下、簡単に説明する。データベース部３１は、この種の車両制御に必要な基本情報が予め記憶されている。ここで、「この種の車両制御に必要な基本情報」とは、車両３が走行する軌道１の距離情報や勾配情報、自車両３の加速性能や制動性能の情報、及び、信号現示の系列情報などであり、端的に言えば、従来の自動車両停止装置（いわゆＡＴＳ装置）や、パターン制御式速度照査機能付き自動車両停止装置（いわゆるＡＴＳ−Ｐ装置）などにおいて、地上子から出力されるべき車両制御情報がこれに該当する。

信号処理部３２は、例えば、車軸回転検出器（図示省略）などから供給される速度信号に基づいて自車両３の走行距離を算出し、算出した走行距離を、データベース部３１に記憶された基本情報と照合することにより、当該軌道１における自車両３の現在の在線位置を継続的に把握する。さらに、信号処理部３２は、必要に応じて、把握した自車両３の現在の在線位置から停止目標位置までの速度照査パターンを生成して制動機構（図示省略）に出力することにより、車両３の走行が制御される。

上述した車上装置３０は、従来の車上データベース方式の車両制御装置でもみられるところである。ところで、この種の鉄道では、軌道１が分岐する箇所がある。例えば、図１の軌道１は、車両３の進行方向Ｆでみて、進入側の閉そく境界ＢＬよりも手前に分岐箇所Ｐ１があり、進出側の閉そく境界ＢＬよりも後に分岐箇所（合流箇所）がある。軌道１は、分岐箇所に設けられる分岐器（図示省略）を介して複数の分岐線１１〜１３に分岐し、分岐線１１〜１３は合流箇所に設けられる分岐器（図示省略）を介して再び軌道１に合流される。

軌道１において、分岐箇所から合流箇所までのエリアは、停車場、信号場、又は、鉄道駅構内等を含む。本願明細書において、停車場とは、鉄道における駅（貨物用を含む）、信号場、操車場の総称である。信号場とは、停車場として構内には分岐器や信号設備が設けられて運転扱いが行なわれるが、原則として旅客の乗降を取扱わない停車場のことであって、鉄道に関する技術上の基準を定める省令第２条第８号には、専ら車両の行き違い又は待ち合わせを行うために使用される場所をいう、と規定されている。鉄道駅とは、鉄道を構成する施設の一つで、車両への旅客の乗降、貨物の積降に使用する場所である。

図１の閉そく区間Ｂは、例えば、到着駅の駅構内の入線数に応じ、分岐線１１〜１３のそれぞれに設定されるから、車上データベース方式の車両制御装置では、分岐箇所Ｐ１における分岐器の分岐方向や、入線すべき分岐線１１〜１３など、分岐後の自車両３の進路情報を、予め、地上装置４０との通信により取得する必要がある。

しかし、既に説明したところではあるが、通信障害や故障の発生などにより車上装置３０が地上装置４０から進路情報を取得できなかった場合や、駅構内で発生した事故対応のため手動で分岐箇所Ｐ１の分岐器の切り替えをしたことにより、取得した進路情報と実際の進行状況との間の不一致が生じた場合には、車上装置３０の側では、自車両３が分岐線１１〜１３のいずれを走行しているかが不明となり、自車両３の現在の在線位置を正確に把握することが不可能となる。その結果、分岐線１１〜１３内を走行する自車両３のみならず、分岐線１１〜１３外の軌道１を走行中の他車両に対する安全も担保することが不可能となり、運転阻害事故が発生する。

上述した運転阻害事故の問題について、車上データベース方式の車両制御装置単独の構成では、これを完全には解消しえない。また、同問題を解決するには、分岐線１１〜１３の全てに、地上子、軌道回路、ＴＡＧ等の地点検知用無線器を設置する必要があるから、コスト高となる。

この点、車両３に、全地球測位システム（GPS:Global Positioning System）のＧＰＳ受信機などパッシブな位置情報受信機を搭載することにより、自車両３の在線位置を算出することが可能なようにも思われる。しかし、ＧＰＳ電波は、トンネル内や駅校舎内、高層ビル群の間や山間部など地理的条件によっては受信できない不具合が生じる。また、ＧＰＳの位置検知精度には、限界もある。例えば、車両３の側で取得した進路情報では分岐線１１に入線すべきところ、実際の進行状況では分岐線１２に入線している場合、その数ｍ程度の誤差を正確に位置検知することはできず、結局、運転阻害事故が発生する。

図２の車両制御装置２は、上述した運転阻害事故の発生、及び、地上側の設備コスト高の問題を解消するため、車両位置認識装置を有する点に特徴がある。本発明の実施形態に係る車両位置認識装置は、車上データベース方式の車上装置３０が搭載された車両３の制御に用いられるものであって、典型的には、地上子、無線ＩＣタグなどの地点検知用無線器である。以下、具体的に説明する。

図２の車両位置認識装置は、第１地上子４１と、第２地上子４２とを含む。第１地上子４１は、軌道１において、車両３の進行方向Ｆでみた分岐箇所であって、好ましくは分岐箇所から所定の制動距離分を確保した手前の位置（分岐箇所手前Ｐ１）に配置されている。同様に、第２地上子４２は、車両３の進行方向Ｆでみた分岐箇所Ｐ１後の合流箇所であって、好ましくは合流箇所から所定の制動距離分を確保した奥の位置（合流箇所奥Ｐ２）に配置されているに配置されている。

第１、第２地上子４１、４２は、その位置情報に加え、分岐器の分岐方向、到着駅構内の入線数に応じた分岐線１１〜１３など分岐後の自車両３の進路情報を含む制御情報を生成し、生成した制御情報を電文として車上子３３に送信する。換言すれば、第１、第２地上子４１、４２は、分岐箇所を基準とし、分岐箇所手前Ｐ１から合流箇所奥Ｐ２までを一つの検知エリアＡとして画定し、第１地上子４１によって検知エリアＡに対する車両３の進入を検知するとともに、その車上装置３０に制御情報に係る電文を供給する。その結果、車上装置３０は、受信した電文の制御情報に基づいて車両制御を行うこととなる。同様に、第２地上子４２は、検知エリアＡからの車両３の進出を検知するとともに、その進出情報を車上装置３０に電文送信する。

次に、図１及び図２の車両制御装置２による車両制御方法を説明する。既に説明したところではあるが、まず、信号処理部３２は、算出した走行距離情報を、データベース部３１に記憶された基本情報と照合することにより、当該軌道１における自車両３の在線位置を継続的に把握する。ここで、車両３が第１地上子４１に到達したとき、第１地上子４１と、車上子３３との交信により、車両３が検知エリアＡに進入したことが、地上装置４０の側で検知される。さらに検知エリアＡが駅構内なら、第１地上子４１は車上装置３０へ向けて、その位置情報に加え、分岐箇所Ｐ１の分岐器の分岐方向、及び、到着駅において入線すべき分岐線（例えば分岐線１１）等の進路情報を含む制御情報が電文送信され、車上装置３０の側では、制御情報に基づき、分岐後の自車両３の進路が制御される。

その後、車両３が到着駅を出発し、第２地上子４２に到達したとき、第２地上子４２と、車上子３３との交信により、検知エリアＡを進出したことが、地上側で検知される。さらに第２地上子４２から、車上装置３０へ向けて、その位置情報が制御電文として送信されることにより、車両３の側でも、検知エリアＡを進出したことが把握される。

上述した図１及び図２の車両位置認識装置の構成によると、第１地上子４１は、軌道１において、車両３の進行方向Ｆでみた分岐箇所手前Ｐ１に配置されるから、当該車両３が分岐後の自車両３の進路情報を地上側から取得できなかった場合や、地上側から取得した進路情報と実際の進行状況との間の不一致が生じた場合でも、第１地上子４１によって、当該車両３が検知エリアＡに進入したか否かを認識し、車上側、及び、地上側で、当該車両３が検知エリアＡに在線していることを把握することが可能となる。従って、運転阻害事故を回避することができる。

また、第１地上子４１は、分岐箇所手前Ｐ１に配置されるから、分岐後の分岐線（１１〜１３）の数に関わらず、第１地上子４１によって、車上側に制御情報を送信し、且つ、当該車両３は受信した制御情報に基づいて在線位置を算出することができる。従って、地上側の設備コストを低減することができる。すなわち、通常、この種の地上子が、分岐線１１〜１３の閉そく境界ＢＬ毎に設置されるのとは異なり、第１、第２地上子４１、４２は、分岐箇所手前Ｐ１と合流箇所奥Ｐ２にのみ設置されるから、地上子の設置数が低減される分、設備コストを低減することができる。

また、第１地上子４１は、検知エリアＡへの車両３の進入を検知することができるから、通信障害や故障の発生などにより車上装置３０が地上装置４０から進路情報を取得できなかった場合や、駅構内で発生した事故対応のため手動で分岐箇所Ｐ１の分岐器の切り替えをしたことにより、取得した進路情報と実際の進行状況との間の不一致が生じた場合でも、少なくとも車両３が検知エリアＡ内に存在することを確認できる。従って、運転阻害事故を回避することができる。

第２地上子４２は、分岐後の合流箇所奥Ｐ２に配置されるから、第２地上子４２によって、検知エリアＡから進出したか否かを認識し、車上側、及び、地上側で、当該車両３が検知エリアＡから進出したことを把握することが可能となる。従って、運転阻害事故を回避することができる。

上述したように、図１及び図２の車両制御装置２は、第１、第２地上子４１、４２を有することにより、分岐箇所Ｐ１における分岐方向が不明となった場合、分岐箇所手前Ｐ１から合流箇所奥Ｐ２までを一つのブロック（検知エリアＡ）として認識することで、車両３の現在の在線位置が少なくとも検知エリアＡ内外のどちらにいるのかが把握できるようにする。これにより、例えば、軌道回路等を使用しない線区の単線区間の交換駅において、軌道１の本線部分を走行している車両３、換言すれば検知エリアＡ以外に在線している車両３には衝突の危険がない。具体的に、図１において、車両３が分岐箇所Ｐ１より前の軌道１を走行中、正常であれば、車上装置３０が、検知エリアＡの分岐線１１〜１３のいずれに入線するかの進路情報を第１地上子４１から受信することで、自車両３の位置認識が可能であるが、分岐線１１〜１３のいずれに入線するか不明な場合、車上装置３０は、検知エリアＡにいると認識する。このような、位置認識を行うことで、少なくとも、分岐箇所Ｐ１より前の軌道１に在線する車両、及び、分岐箇所Ｐ２より後の軌道１に在線する車両は、安全に運行することが担保され、運転阻害が回避される。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。例えば、本発明の実施形態に係る車両位置認識装置は、少なくとも分岐（Ｐ１）側に第１地上子４１を有していれば、図１及び図２を参照して説明した利点を奏することができるから、軌道１において分岐（Ｐ１）後の合流（Ｐ２）が存在しない場合には、必ずしも第２地上子４２を有していなくともよい。

さらに言えば、本発明の実施形態に係る車両位置認識装置は、合流（Ｐ２）側に第１地上子４２を有していれば、図１及び図２を参照して説明した利点を奏することができるから、必ずしも第１地上子４１を有していなくともよい。

１ 軌道
４１ 第１地上子
４２ 第２地上子
Ａ 検知エリア
Ｐ１ 分岐箇所
Ｐ２ 合流箇所
Ｆ 車両の進行方向

Claims (4)

1. 車上データベース方式の車両制御装置に用いられる車両位置認識装置であって、軌道において、車両の進行方向でみた分岐箇所手前に配置され、車上側に制御情報を供給する、
   車両位置認識装置。
2. 車上データベース方式の車両制御装置に用いられる車両位置認識装置であって、第１地上子と、第２地上子とを含み、
   前記第１地上子は、軌道において、車両の進行方向でみた分岐箇所手前に配置され、
   前記第２地上子は、前記分岐後の合流箇所に配置され、
   前記第１地上子と、前記第２地上子とは、前記分岐箇所手前から前記合流箇所までを一つのエリアとして画定する、
   車両位置認識装置。
3. 請求項２に記載された車両位置認識装置であって、
   前記第１地上子は、前記エリアに対する車両の進入を検知し、
   前記第２地上子は、前記エリアからの車両の進出を検知する、
   車両位置認識装置。
4. 請求項３に記載された車両位置認識装置であって、
   前記エリアは、停車場、信号場、又は、鉄道駅を含む、
   車両位置認識装置。

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