JP2016028921A - 進路制御システムおよび車上装置並びに地上装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面電車の進路制御システムが用いる伝送手段に単一の異常が発生した場合や軌道上に運行に支障をきたす障害等が発生したことにより、運行スケジュールが乱れた場合に、自動設定した進路の変更を可能として、運行スケジュールの乱れを容易に回復させる。【解決手段】車上装置１１は、路面電車１０がディテクションループ２０の上を通過時に、自動設定した進路制御指示信号を地上装置５０へ送信するが、前記進路制御指示信号の内容を変更する必要がある場合には、次のディテクションループ２１の上を通過時に、前記進路制御指示信号の内容を変更する別の進路制御指示信号を地上装置５０へ送信する。地上装置５０は、前記別の進路制御指示信号に従って信号機３０および転轍機４０を制御して進路を構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、進路制御システムおよび車上装置並びに地上装置に係り、特に都市交通に適用するトラム、ライトレールと呼ばれる比較的狭い地域における輸送手段である路面電車に適用するシステムに関する。

従来からの路面電車は、都市内などの比較的狭い地域における輸送手段の一つである。近年この路面電車は、トラムやライトレールと呼ばれ、その導入コストは地下鉄やモノレールに比べて安価である。それに加えて、路面電車は専用の軌道を走行することから、周囲を走行する自動車などの交通手段から比較的影響を受けにくい交通手段でもある。また、路面電車を自動車や路線バスと連携させるにより交通渋滞が緩和されることが期待され、日本を含めて世界各国で導入が進んでいる状況にある。

路面電車は、路面上に敷設された軌道に沿って走行する。軌道上で、Ｔ字路や十字路など行先を決定する必要がある場合には、分岐点に設置されている転轍機を転換して、所定の方向に走行可能なように軌道を形成しなければならない。形成された軌道のうち、出発点と到着点が規定されているものを、本発明では「進路」と呼ぶ。

路面電車の進路制御については、最も初期には、分岐点に設置された連動装置に対して、操作者が路面電車を目視で確認した後、手動操作により行われていた。その後には、この進路制御は、路面電車の運転者が分岐点直前で路面電車の停止位置や進行タイミングを調整しながら、進行方向を決定する半自動の機能を用いて行われていた。

また、特開２００４−５８９６９号公報（特許文献１）には、進路制御を自動で行う方法が開示されている。特許文献１に記載のシステムは、路面電車が分岐点に進入する前に分岐点に設けられた転轍機の切り換えを行い、路面電車の軌道を決める路面電車用の転轍機制御に関する。当該システムは、路面電車に搭載された車上装置および分岐点に関連して設けられた地上装置で構成される。車上装置は、運行経路を示す運行情報を、路面電車が分岐点を中心とする所定領域に進入した時に地上装置へ送信する。また、地上装置は、受信した運行情報に基づいて、路面電車の経路に応じて転轍機の転換制御を実行する。

さらに、特許文献１に記載の従来技術では、分岐点を中心とする所定領域を通過する前に２個の伝送手段を用い、前記所定領域を通過した後に１個の伝送手段を用いる。前記所定領域を通過する前に用いる１個目の伝送手段は、制御の開始点と位置づけられ、車上装置が前記運行情報を地上装置へ送信するための手段である。２個目の伝送手段は、前記分岐点における転轍機のてっ査鎖錠の開始点で機能する。前記所定領域を通過した後に用いる１個の伝送手段は、てっ査鎖錠の終了点で機能する。特許文献１には、これらの伝送手段により、前記開始点と前記終了点の間に路面電車が在線していることを検知し、てっ査鎖錠を行う方法が開示されている。

特開２００４−５８９６９号公報

特許文献１に記載の従来技術では、路面電車が分岐点を中心とする所定領域に進入する前に、２個の伝送手段を進路制御用およびてっ査鎖錠用に使用している。そのため、進路制御用の伝送手段が異常により通信不可となった場合には、進路設定ができない。また、てっ査鎖錠用の伝送手段が異常により通信不可となった場合には、てっ査鎖錠ができない。すなわち、従来技術では、伝送手段に関して単一の異常が発生した場合に路面電車の走行に重要な機能（進路制御またはてっ査鎖錠）が損なわれ、運行スケジュールの大幅変更を余儀なくするような影響が出てしまう。
また、前記異常発生後に運行スケジュールを回復する方法としては、従来技術では手動の転轍機転換のみである。また、路面電車は、専用軌道とはいえ一般的な鉄道に比べて軌道上の支障など影響を受けやすい面もあって、運行スケジュールが乱れやすい。そのため、自動設定した進路を変更可能とすることにより、回り道や支障区間の迂回のための進路制御を簡便にしてスケジュールの乱れを容易に回復できることが求められる。

本発明は、路面電車に搭載された車上装置と、軌道上の分岐点手前に設けられた信号機と、分岐点に設置された転轍機と、分岐点を中心にした軌道上の所定区間内における路面電車の存在を検知する在線検知手段と、号機および転轍機を制御する地上装置と、車上装置からの情報を地上装置に伝達する伝送手段とを備える進路制御システムである。そして、車上装置は、路面電車の進路設定または当該進路設定後の進路再設定あるいは進路取消を指示信号として地上装置に対して送信する。地上装置は、車上装置から伝送手段を介して受信した指示信号および在線検知手段から受信した路面電車の在線検知信号に応じて、転轍機の転換制御および信号機の現示制御を実行する。

軌道上に路面電車の運行に支障をきたす事態が発生した場合や地上装置と車上装置の伝送手段に異常が発生した場合にでも、自動で設定した進路を運転士のボタン操作等で変更可能とすることにより、回り道や支障区間の迂回のための進路制御を簡便にして運行スケジュールの乱れを容易に回復させることができる。

図１は、本発明の実施例１における装置構成の概略図である。 図２は、本発明の実施例１における地上装置による処理の流れを示すフローチャートである。 図３は、本発明の実施例１における車上装置が進路設定指示を自動で送信する場合の説明図である。 図４は、本発明の実施例１における車上装置が進路設定指示を手動で送信する場合の説明図である。 図５は、本発明の実施例１における路面電車がてっ査鎖錠区間を通過した場合の説明図である。 図６は、本発明の実施例１における車上装置から地上装置へ送信する進路制御指示信号の内容を示す図である。 図７は、本発明の実施例１における表示端末の表示例を示す図である。

本発明の実施形態の一例である路面電車の進路制御システムの概要は以下のとおりである。地上装置は、路面電車に搭載した車上装置からの進路制御指示信号を、伝送手段（例えば、ループコイル）を介して受信する。地上装置は、受信した進路制御指示信号の内容が、進路取消指示か進路設定指示かを判別する。進路取消指示である場合、地上装置は既設定の進路を取り消す。進路設定指示である場合、地上装置は、初期設定であればその進路を設定し、再設定であれば既設定の進路を取り消したのちに別の進路を再設定する。これにより、路面電車の進路制御システムは、運行スケジュール通りの運行のみならず、スケジュールに乱れが発生した場合の行先変更を容易にする。本実施例では、車上装置との伝送手段としてのループコイルをディテクションループと呼ぶ。

以下、本発明の進路制御システムの実施例について図面を参照して説明する。
なお、図面については、同一の機能を有するものには同一の符号を付けたが、それについての繰り返しの説明を省略することがある。

実施例１について、図１〜図７を用いて説明する。図１は、実施例１における進路制御システムの装置構成の概略を示す図である。
地上装置５０は、ディテクションループ２０〜２２、信号機３０、転轍機４０、表示端末５１およびアクセルカウンタ装置６３と接続される。

ディテクションループ２０〜２２は、車上装置１１と地上装置５０との間で情報を伝達するための伝送手段の一つである。これらディテクションループ２０〜２２は、狭域無線伝送手段であり、路面電車１０に搭載された車上装置１１が送信する進路制御情報を受信して地上装置５０側へ伝送する。車上装置１１は、ディテクションループ２０〜２２の直上に加えて前後数メートルの範囲で、ディテクションループ２０〜２２を介して地上装置５０側へ情報を伝送することが可能となる。

また、車上装置１１と地上装置５０との間で情報を伝達するための伝送手段としては、前記ディテクションループの他に無線ＬＡＮを使用することも可能である。無線ＬＡＮの場合には、車上装置１１側に送信機を配置し、地上装置５０側に受信機を配置する。

表示端末５１は、地上装置５０の状態や制御結果を表示すると共に、ログの蓄積機能を有し、仮に事故などが発生した場合には過去に遡って地上装置５０の制御結果を検証することを可能とする。この表示端末５１は、地上装置５０に近接させて設置するものではなく、保守員等がリアルタイムに確認できるように保守員等が詰めている保安部署などに設置する。

信号機３０はてっ査鎖錠区間に設置され、転轍機４０はてっ査鎖錠区間内の分岐点に設置され、地上装置５０が双方を制御する。地上装置５０は、車上装置１０からの進路制御指示信号に従って転轍機４０の転換操作を行う。また、てっ査鎖錠区間の進入端に設置された信号機３０は、路面電車１０に対しててっ査鎖錠区間への進入可否を現示する。この場合に進行可を現示するためには、転轍機４０の鎖錠が条件となる。搭乗運転士は、信号機３０の現示に従い路面電車１０を運転する。

アクセルカウンタ６０〜６２（車軸カウンタ）は、てっ査鎖錠区間における路面電車１０の在線検知を行う在線検知手段の一つであり、その在線検知信号をアクセルカウンタ装置６３へ送信する。在線検知信号を受けたアクセルカウンタ装置６３は、地上装置５０に対して、てっ査鎖錠区間の在線情報を送信する。

実施例１では、在線検知手段としてアクセルカウンタ装置６３を使用する例を示した。他の在線検知手段としては、例えば、てっ査鎖錠区間に敷設されたループコイルや軌道回路などの地上機器を使用してもよく、また、無線を利用してもよい。ループコイルの場合は、ディテクションループとしてそのチェックインチェックアウトの機能を用いれば、伝送手段と在線検知手段とを同種物品のループコイルで実現出来るため、製造コストを抑えることができる。また、無線の場合には、ＧＰＳ機能や無線ＬＡＮにより取得した位置情報から在線検知信号を生成する。これらの在線検知手段の検知信号に基づいて、転轍機４０のてっ査鎖錠が実施される。なお、チェックインチェックアウトの機能とは、てっ査鎖錠区間の各端部にディテクションループを配置し、列車の侵入と進出をカウンタで数えることで、当該区間内に列車在線しているか否かを検知するものである。伝送手段であるディテクションループは、車上装置との伝送によって、列車通過の検知手段として用いることができる。

実施例１における進路としては、信号機３０（併設するアクセルカウンタ６０）を開始点としアクセルカウンタ６１を終了点とする進路、および、信号機３０（併設するアクセルカウンタ６０）を開始点としアクセルカウンタ６２を終了点とする進路の２系統が存在する。

ここにおいて、車上装置が送信する進路制御指示信号の内容としては、２種類存在する。
１つ目は、進路設定指示である。車上装置は、進路設定指示によって目的地への進行方向を地上装置へ伝達する。地上装置は、車上装置から進路設定指示を受信した場合、転轍機の転換が可能であれば、進路が示す方向へ転轍機を転換する。この進路設定指示は、後述するように、車上装置による自動進路設定である初期設定指示と搭乗運転士による手動進路設定である再設定指示がある。
２つ目は、進路取消指示である。車上装置は、以前に送信した進路設定指示（前記初期設定指示や再設定指示）を取り消す必要がある場合、進路取消指示を地上装置へ送信する。地上装置は、車上装置から進路取消指示を受信した場合、以前に受信した進路設定指示を無効とする。

実施例１では、進路取消指示を使用する状況は発生しないが、分岐が多い交差点や路面電車の入換を実施するような軌道では、ある路面電車が進路設定を続けることで、他の路面電車が進路設定できない状況が発生する。そこで、他の路面電車を先に走行させる必要がある場合には、進路取消指示を使用して自動設定した進路を取り消す場合がある。

次に、地上装置５０が車上装置１０から受信した進路制御指示信号により実行する処理内容について説明する。図２は、地上装置５０が実行する処理のフローチャートを示す図である。

ステップ１０１は、処理のスタートを示す。
ステップ１０２にて、地上装置５０は、車上装置１０から受信した進路制御指示信号の内容が、進路取消指示であるか否かを判定する。

ステップ１０２の判定が進路取消指示ではない（すなわち、進路設定指示である）場合には、ステップ１０３にて、地上装置５０は、現在設定中の進路の取消が必要か否かを判定する。不要と判定した場合には、地上装置５０は、ステップ１０５にて進路設定を実行する。逆に、必要と判定した（すなわち、進路再設定指示である）場合には、地上装置５０は、ステップ１０４にて進路取消を実行し、その後に、ステップ１０５にて別の進路設定（再設定）を実行する。

一方で、ステップ１０２の判定が進路取消指示である場合には、ステップ１０６にて、地上装置５０は、既設定の進路があるか否かを判定する。既設定の進路がない場合には、地上装置５０は、ステップ１０８にて処理を終了する。設定中の進路がある場合には、地上装置５０は、ステップ１０７にて地上装置５０は進路取消を実行し、その後に、ステップ１０８にて処理を終了する。

次に、図３、図４および図５を用いて、路面電車１０の走行に伴った地上装置５０の動作を説明する。
図３は、路面電車１０がディテクションループ２０上に在線している場合を示した図である。この状態では、予め設定された進路設定指示（初期設定指示）が、ディテクションループ２０を介して地上装置５０に送信される。その際、搭乗運転士は、特にこの進路設定指示の送信に関わることはなく、車上装置１１が、自動で地上装置５０へ送信する。これは、車上装置１１の機能であり、自動進路設定と呼ぶ。すなわち、基本的に運行スケジュールに従って運行している路面電車は、この自動進路設定により走行を実施する。

ただし、ディテクションループ２０を通過した後に、目的地までの軌道上に何かしら運行への支障（自動車事故など）が発生した場合、やむを得ず目的地を変更または取り消す等の措置を講じる必要が発生する。この場合、ディテクションループ２０と２１の間で、搭乗運転士は、車上装置１１に対して、ボタンやタッチパネルなどの装置を使用して手動設定により目的地の変更または取消しを指示する。

図４は、路面電車１０がディテクションループ２１上に在線している場合を示した図である。この状態では、ディテクションループ２０とディテクションループ２１の間で変更または取り消した前記目的地に対する進路制御指示信号が、車上装置１１からディテクションループ２１を介して地上装置５０に送信される。この進路制御指示信号の内容が進路再設定の場合、この進路再設定は車上装置１１から搭乗運転士の手動操作（ボタンやタッチパネルなどを使用）による機能であり、手動進路設定と呼ぶ。また、進路制御指示信号の内容が進路取消の場合、この取消設定も同様の機能であり、手動進路取消と呼ぶ。

信号機３０は、進路設定が完了するまで進行の現示を行わない。その状態では、路面電車１０は信号機３０（すなわち、てっ査鎖錠区間）の手前で減速または停車することとなる。信号機３０の手前の停車位置には、ディテクションループ２１が設置されていることから、仮に目的地を再度変更することとなっても、進路制御指示信号を地上装置５０へ送信することは可能である。

図５は、路面電車１０がディテクションループ２２上に在線している場合を示した図である。路面電車１０がディテクションループ２２を通過する時、地上装置５０に対して、てっ査鎖錠区間を通過したことが報告される。図５の場合には、路面電車の通過を検知したディテクションループ２２が、その検知信号を地上装置５０へ送信する。

図６は、車上装置１１が、ディテクションループ２０、２１を介して地上装置５０へ送信する進路制御指示信号の内容を示す図である。
車上装置１１がディテクションループ２０を介して送信する進路制御指示信号は、３種類の情報から構成される。１番目の指示種別は、自動進路設定を示す。２番目の車上番号は、車上装置１１を特定する番号であり、地上装置５０が進路制御指示信号を送信した車上装置１１を判別するものである。例えば、進路取消の時に、他の路面電車の進路を誤って取り消すことを防ぐ。３番目の転換方向は、運行スケジュールに従い、直進であれば、直進を示す。ここで、転換方向は実施態様の１例に過ぎず、転換方向に変わり個別に進路を識別できる番号であってもよい。

次に、ディテクションループ２１は、車上装置１１から受信した２つの進路制御指示信号を地上装置５０に送信することが可能である。まず、１つ目の進路制御指示信号１について、１番目の指示種別は、搭乗運転士の手動操作（ボタンやタッチパネルなどを使用）による手動進路設定を示す。この手動進路設定により、先にディテクションループ２０から送信した進路制御指示信号と違う転換方向が設定される。この設定情報を受信した地上装置５０は、先の自動進路設定を無効とし、別の進路再設定を実行する。２番目の車上番号は、車上装置１１を特定する番号であるので変更はない。３番目の転換方向は、図１に示す軌道であれば、右折を示す。

また、２つ目の進路制御指示信号２について、１番目の指示種別は、搭乗運転士の手動操作（ボタンやタッチパネルなどを使用）による手動進路取消を示す。この手動進路取消により、先の自動進路設定または手動進路設定による進路を無効にさせることが可能となる。２番目の車上番号は、車上装置１１を特定する番号であるので変更はない。３番目の転換方向は、進路取消であるので無しを示す。

図７は、進路制御指示信号に関連する状態情報の内容を表示端末５１の画面上に表示した例を示す図である。地上装置５０が入力情報として自動進路設定を受信した場合、その指示内容（図では、自動進路設定指示）、受信したディテクションループの番号（図では、ディテクションループＮｏ．○）、進路の開始点および終了点（図では、Ａ→Ｂ）を表示する。同様に、地上装置５０が入力情報として手動進路設定を受信した場合、その指示内容（図では、手動進路設定指示）、受信したディテクションループの番号（図では、ディテクションループＮｏ．△）と、進路の開始点および終了点（図では、Ａ→Ｃ）を表示する。また、前記の状態情報の表示に限らず、転轍機や信号機等の機器の状態情報を、必要に応じて表示端末５１の画面上に適宜表示させることも可能である。これらの表示により、地上装置５０の動作状態を常時監視することができる。

なお、本発明は以上で説明した実施例に限定されるものではなく、本明細書に開示する技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。

１０ 路面電車
１１ 車上装置
２０、２１、２２ ディテクションループ
３０ 信号機
４０ 転轍機
５０ 地上装置
５１ 表示端末
６０、６１、６２ アクセルカウンタ
６３ アクセルカウンタ装置

Claims (11)

1. 路面電車に搭載された車上装置と、
   軌道上の分岐点手前に設けられた信号機と、
   前記分岐点に設置された転轍機と、
   前記分岐点を中心にしたてっ査鎖錠区間内における前記路面電車の在線を検知する在線検知手段と、
   前記信号機および前記転轍機を制御する地上装置と、
   前記車上装置から送信される指示信号を前記地上装置に伝達する伝送手段と
   を備え、
   前記車上装置は、前記路面電車の進路設定または当該進路設定後の進路再設定あるいは進路取消を前記指示信号として送信し、
   前記地上装置は、前記在線検知手段が前記てっ査鎖錠区間内における前記路面電車の在線を検知する前に、前記車上装置から前記伝送手段を介して受信した前記指示信号に応じて前記転轍機の転換制御および前記信号機の現示制御を実行する
   ことを特徴とする進路制御システム。
2. 請求項１に記載の進路制御システムであって、
   前記進路設定は前記車上装置側で自動設定し、前記進路再設定または前記進路取消は前記路面電車の搭乗運転士が手動で設定する
   ことを特徴とする進路制御システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の進路制御システムであって、
   前記伝送手段は、ループコイルまたは無線ＬＡＮである
   ことを特徴とする進路制御システム。
4. 請求項１または請求項２に記載の進路制御システムであって、
   前記指示信号は、指示種別と車上番号と転換方向の情報を含む
   ことを特徴とする進路制御システム。
5. 請求項４に記載の進路制御システムであって、
   前記指示種別は、自動進路設定または手動進路設定を示し、
   前記車上番号は、前記車上装置を特定する番号を示し、
   前記転換方向は、進路を識別可能な情報を示す
   ことを特徴とする進路制御システム。
6. 請求項１または請求項２に記載の進路制御システムであって、
   前記在線検知手段は、アクセルカウンタまたは軌道回路である
   ことを特徴とする進路制御システム。
7. 請求項１または請求項２に記載の進路制御システムであって、
   前記在線検知手段は、ループコイルのチェックインチェックアウト機能である
   ことを特徴とする進路制御システム。
8. 請求項１または請求項２に記載の進路制御システムであって、
   前記在線検知手段は、無線ＬＡＮを使って取得した前記路面電車の位置情報から当該路面電車の在線検知信号を生成する手段である
   ことを特徴とする進路制御システム。
9. 請求項１または請求項２に記載の進路制御システムであって、
   前記地上装置の状態または制御結果を表示する表示手段をさらに備える
   ことを特徴とする進路制御システム。
10. 路面電車に搭載された車上装置であって、
    在線検知手段が軌道上の分岐点を中心にしたてっ査鎖錠区間内における前記路面電車の存線を検知する前に、指示信号に応じて前記分岐点手前に設けた信号機の現示制御および当該分岐点に設置した転轍機の転換制御を実行する地上装置に対して、
    前記路面電車の進路設定または当該進路設定後の進路再設定あるいは進路取消を前記指示信号として送信する
    ことを特徴とする車上装置。
11. 軌道上の分岐点手前に設けた信号機および当該分岐点に設置した転轍機を制御する地上装置であって、
    路面電車に搭載された車上装置から、当該路面電車の進路設定または当該進路設定後の進路再設定あるいは進路取消を指示信号として受信し、
    在線検知手段が前記分岐点を中心にしたてっ査鎖錠区間内における前記路面電車の存線を検知する前に、前記指示信号に応じて前記信号機の現示制御および前記転轍機の転換制御を実行する
    ことを特徴とする地上装置。

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