JP2023117831A - 車上装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスポンダ式の地上子のような様々な情報を地上から車上に送信可能な地上子ではなく、既存の地上子を用いた列車の速度制御を実現すること。【解決手段】車上装置１０は、地上子を検出する車上子１１０と、ＧＮＳＳによる経緯度を測位する測位部１２０と、地上子毎に、当該地上子の設置位置経緯度と、当該地上子の種別と、当該地上子の種別に応じた制御情報と、を含む属性情報を記憶する地上子属性ＤＢ２００と、地上子の検出がなされた際の測位経緯度と、地上子毎の設置位置と、に基づいて検出された地上子を特定地上子として特定する地上子特定部１６２と、特定時基点からの走行距離を算出する走行距離算出部１６１と、特定時基点からの走行距離と特定地上子の制御情報と、に少なくとも基づいて、列車の速度制御を行う速度制御部１６５と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、車上装置に関する。

平成１７年のＪＲ福知山線脱線事故を契機として鉄道技術基準が改正され、信号機の現示情報、及び、線路の条件に応じて自動的に列車を減速させ、又は停止させる装置の導入が義務化された。これにより、鉄道各社は、信号機の現示情報、及び、線路の条件に応じたＡＴＳ（Automatic Train Stop）装置（自動列車停止装置ともいう）を導入する必要が生じた。

このようなＡＴＳ装置の一例として、トランスポンダ式の地上子を線路に設置して各種の情報を車上側に送信し、車上側で速度照査パターンを作成して列車の速度制御を行うＡＴＳ－Ｐと呼ばれる装置の技術が知られている（例えば、特許文献１の［０００４］～［０００５］段落を参照）。

特開２０１３－１３８６０３号公報

しかしながら、トランスポンダ式ではない既存の地上子をトランスポンダ式の地上子に置き換えて、ＡＴＳ装置に係る全般システムを刷新するためには多額のコストが必要となる。そのため、コスト面で導入が困難な鉄道線区が存在する。このような事情から、トランスポンダ式の地上子のような様々な情報を地上から車上に送信可能な地上子ではなく、地上から車上に送信できる情報が限られた既存の地上子（例えば、ＡＴＳ－Ｓ形と呼ばれるＡＴＳ装置の地上子）を利用して列車の速度制御を行う技術が望まれている。

本発明が解決しようとする課題は、トランスポンダ式の地上子のような様々な情報を地上から車上に送信可能な地上子ではなく、既存の地上子を用いた列車の速度制御を実現することである。

上記課題を解決するための第１の発明は、列車に設置される車上装置であって、地上子を検出する地上子検出手段（例えば、図１等の車上子１１０）と、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）による経緯度を測位する測位手段（例えば、図６の測位部１２０）と、前記地上子毎に、１）当該地上子の設置位置経緯度と、２）当該地上子の種別と、３）当該地上子の前記種別に応じた制御情報と、を含む属性情報を記憶する属性情報記憶手段（例えば、図６の車上記憶部１９０、地上子属性ＤＢ２００）と、前記地上子検出手段による検出がなされた際に前記測位手段から測位経緯度を取得し、当該測位経緯度と、前記属性情報記憶手段に記憶されている前記地上子毎の設置位置経緯度と、に基づいて、前記地上子検出手段により検出された地上子を特定地上子として特定する特定手段（例えば、図６の地上子特定部１６２）と、前記特定地上子を前記地上子検出手段が検出した時の地点を特定時基点とし、車輪又は車軸の回転に応じて前記特定時基点からの走行距離を算出する走行距離算出手段（例えば、図６の走行距離算出部１６１）と、前記特定時基点からの走行距離と前記特定地上子の前記制御情報と、に少なくとも基づいて、前記列車の速度制御を行う速度制御手段（例えば、図６の速度制御部１６５）と、を備える車上装置である。

第１の発明によれば、車上装置は、特定手段による地上子の特定がなされた場合に、当該地上子を地上子検出手段が検出した時の地点を特定時基点として、特定時基点からの列車の走行距離を算出することができる。また、車上装置において、検出対象の地上子毎に、１）設置位置経緯度と、２）種別と、３）当該種別に応じた制御情報と、を含む属性情報を記憶しておく。そして、地上子を検出した場合には、車上装置は、検出時の測位経緯度と、地上子毎の設置位置経緯度とから検出された地上子を特定地上子として特定することができ、当該特定地上子の制御情報を取得できる。そして、車上装置は、特定時基点からの走行距離と、特定地上子の制御情報と、に基づいて列車の速度制御を行うことができる。これによれば、トランスポンダ式の地上子のような様々な情報を地上から車上に送信することなく、地上子を特定することにより取得した制御情報により、列車の速度制御を実現することが可能となる。

また、第２の発明は、前記地上子には、減速制御を種別とする地上子が含まれ、減速制御を種別とする地上子の前記制御情報は、速度照査初速度、当該地上子の内方の速度制限箇所に係る速度制限速度、及び、当該地上子から前記速度制限箇所の始端である速度制限始端までの線路距離を含む、第１の発明の車上装置である。

速度制限箇所とは、鉄道技術基準第５７条の解釈基準５に基づく用語であり、線路の条件により運転速度が制限される箇所をいう。第２の発明によれば、車上装置は、種別が減速制御である地上子を特定地上子として特定した場合に、当該特定地上子について制御情報として記憶されている速度照査初速度、速度制限箇所の制限速度、及び、速度制限始端までの線路距離を用いて列車の速度制御を行うことが可能となる。これによれば、トランスポンダ式の地上子のように様々な情報を地上から車上に送信することなく、地上子を特定することにより、特定した地上子の制御情報を用いた線路の条件に応じた速度制御が可能となる。

また、第３の発明は、前記地上子には、停止制御を種別とする地上子が含まれ、停止制御を種別とする地上子の前記制御情報は、速度照査初速度、及び、当該地上子から内方の信号機に係る停止限界点までの線路距離を含む、第１又は第２の発明の車上装置である。

第３の発明によれば、車上装置は、種別が停止制御である地上子を特定地上子として特定した場合に、当該特定地上子について制御情報として記憶されている速度照査初速度、及び、停止限界点までの線路距離を用いて列車の速度制御を行うことが可能となる。これによれば、トランスポンダ式の地上子のように様々な情報を地上から車上に送信することなく、地上子を特定することにより、特定した地上子の制御情報を用いた停止信号現示に応じた速度制御が可能となる。

車上装置を含む全体システムを示す図。 地上子属性ＤＢの設定例を示す図。 地上子特定処理を説明する図。 速度制御処理の例を説明する図。 速度制御処理の他の例を説明する図。 車上装置の構成例を示すブロック図。 列車制御処理の流れを示すフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。

図１は、本実施形態における車上装置１０を含む全体システムを示す図である。本実施形態の車上装置１０は、信号の現示及び線路の条件に応じて照査速度を設定し、この照査速度に抵触する速度に達した場合に自動的に制動制御（ブレーキ制御）を発動することで列車１を減速させ、又は停止させる装置である。車上装置１０は、線路３に沿って設置された地上子５を検出して、列車１の速度制御を行う。地上子５は、トランスポンダ式の地上子のような様々な情報を地上から車上に送信可能な地上子ではなく、地上から車上に送信できる情報が限られた共振回路よりなる受動型の地上子であり、例えばＡＴＳ－Ｓ形と呼ばれるＡＴＳ装置の地上子である。

ここで、本実施形態の地上子５には、種別が「減速制御」である地上子５（例えば、図１の地上子５ａ）と、種別が「停止制御」である地上子５（例えば、図１の地上子５ｂ）と、の２種類があり、それぞれ適所に設置されている。具体的には、種別が「減速制御」である地上子５（５ａ）は、速度制限箇所の外方の所定位置に設置され、種別が「停止制御」である地上子５（５ｂ）は、信号機の外方の所定位置に設置される。そして、種別が「減速制御」である地上子５（５ａ）は、常時、共振回路を構成している。種別が「停止制御」である地上子５（５ｂ）は、対応する内方の信号機が停止現示である場合に共振回路を構成する。車上装置１０は、共振回路を構成している地上子５と結合した場合に地上子５を検出する。したがって、車上装置１０により、「減速制御」の地上子５（５ａ）は、常時、検出されるが、「停止制御」の地上子５（５ｂ）は、内方の信号機が停止現示である場合にのみ、検出可能となる。図１の例では、地上子５ｂは、内方の信号機７が停止現示の場合に、検出可能となる。

一方、列車１には、車体底部に車上子１１０が設けられている。車上装置１０は、車上子１１０によって地上子５を検出することで、列車１が当該地上子５の設置位置を通過したことを検出する。

また、車上装置１０は、列車１の走行位置の経緯度を測位する測位部１２０（図６を参照）と、列車１の走行距離を算出する走行距離算出部１６１（図６を参照）と、を備える。走行距離は、列車１が線路３に沿って走行した線路距離である。

測位部１２０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）に代表されるＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）による測位を行う。例えば、測位部１２０は、ＧＰＳ衛星９からの信号を受信するＧＰＳモジュールやＧＰＳ受信機等によって実現できる。ＧＰＳ以外のＧａｌｉｌｅｏや北斗衛星測位システム（ＢｅｉＤｏｕ）を利用することとしてもよい。後述する地上子特定処理では、車上装置１０は、測位部１２０により得られる測位箇所の地球球面座標（緯度・経度・高度）を、測位経緯度として取得する。取得した測位経緯度は、測位経緯度情報１９３（図６を参照）として記憶される。

走行距離算出部１６１は、地上子特定部１６２（図６を参照）によって地上子５の特定がなされた場合に、当該地上子５を車上子１１０が検出した時の地点を特定時基点とし、車輪又は車軸の回転に応じて特定時基点からの走行距離を算出する。例えば、走行距離算出部１６１は、地上子５の検出・特定がなされるたびに、計測値をゼロにリセットする。そして、回転検出器１３の検出信号に基づく列車１の走行距離を計測値に加算することで、特定時基点からの走行距離を随時算出する。回転検出器１３は、車輪又は車軸の回転を検出するパルスジェネレータや速度発電機等で構成される。

また、車上装置１０には、地上子５（列車１が走行する線路３上の全ての地上子５）毎に、当該地上子５の設置位置から内方の線路の条件を含む属性情報を登録した地上子属性ＤＢ２００と、列車の走行性能データ２１０と、が記憶されている。そして、車上装置１０は、車上子１１０による地上子５の検出のたびに、１）当該地上子５が検出対象の地上子５のうちの何れに該当するのかを特定する地上子特定処理を実行する。地上子特定処理の結果、地上子５の特定がなされると、車上装置１０において走行距離算出部１６１が、２）当該地上子（特定地上子）５を車上子１１０が検出した時の地点を特定時基点として、列車１の走行距離を算出する。そして、車上装置１０は、３）特定された地上子（特定地上子）５の属性情報から制御情報を取得する制御情報取得処理と、４）特定時基点からの走行距離、特定地上子の制御情報、及び列車１の走行性能をもとに列車１の速度制御を行う速度制御処理と、を実行する。

１．属性情報について
図２は、本実施形態における地上子属性ＤＢ２００の設定例を示す図である。図２に示すように、地上子属性ＤＢ２００には、検出対象の全ての地上子について、該当する地上子を識別するための地上子番号２０１と、当該地上子の属性情報２０３とが対応付けて設定される。

属性情報２０３には、該当する地上子の設置位置経緯度と、種別と、種別に応じた制御情報と、が設定される。設置位置経緯度には、当該地上子の設置位置の経緯度が設定される。種別には、「減速制御」又は「停止制御」が設定される。

制御情報には、列車の速度制御に用いられる各種属性項目の規定値が設定される。属性項目は、当該地上子から、鉄道技術基準第５７条の解釈基準５に基づく線路の条件に応じた速度制限箇所に至るまでの線路距離、及び／又は、当該地上子より内方における線路勾配に係る項目を含む。速度制限箇所は、ａ）曲線区間、ｂ）分岐器区間、ｃ）速度を制限している構造物区間、ｄ）線路終端部、ｅ）所定の踏切道、ｆ）所定の下り勾配、のうちの何れかである。制御情報には、当該地上子について内方にａ）～ｆ）の何れかの速度制限箇所があるときは、当該速度制限箇所毎に、当該速度制限箇所に係る情報が設定される。ｅ）の所定の踏切道は、当該地上子について内方に踏切道がある場合であって、「踏切遮断機の遮断動作が終了していない踏切道に進入するおそれのある場合」に該当する踏切道である。該当する踏切道がある場合には、速度制限箇所に係る情報として、当該踏切道の箇所の情報が設定される。

本実施形態では、種別が「減速制御」である地上子の制御情報には、速度照査初速度、当該地上子の内方の速度制限箇所に係る速度制限速度、当該地上子から速度制限箇所の始端である速度制限始端までの線路距離並びに当該速度制御箇所の終端である速度制限終端までの線路距離、線路勾配、等を属性項目として、各属性項目の既定値が設定される。種別が「停止制御」である地上子の制御情報には、速度照査初速度、当該地上子から内方の信号機に係る停止限界点までの線路距離、線路勾配、等を属性項目として、各属性項目の既定値が設定される。

例えば、図２の地上子番号「Ｎｏ．９」の地上子の例では、制御情報には、速度照査初速度、当該地上子の内方の速度制限箇所の速度制限速度、当該地上子から速度制限始端までの線路距離、当該地上子から速度制限終端までの線路距離、停止制御に適用する線路勾配等の各種属性項目について規定値が設定されている。

また、地上子番号「Ｎｏ．１０」の地上子の例では、制御情報には、速度照査初速度、当該地上子の内方の信号機に係る停止限界点までの線路距離、停止制御に適用する線路勾配等の各種属性項目について規定値が設定されている。図１の地上子５ｂの例では、地上子５ｂから信号機７に係る停止限界点Ｐ１までの線路距離が、停止限界点までの線路距離として設定されることとなる。

２．走行性能データについて
走行性能データ２１０は、列車の走行性能を格納する。例えば、走行性能データ２１０は、列車の重量や、最大加速度、常用最大ブレーキによる減速度、非常ブレーキによる減速度、最高速度等を走行性能として格納する。

３．地上子特定処理について
図３は、本実施形態における地上子特定処理を説明するための説明図である。図３では、列車１が走行する線路３上の地上子の設置位置経緯度Ｐ２１，Ｐ２３を「×」印で示している。また、設置位置経緯度Ｐ２１の地上子を列車１の車上装置１０が検出した際に車上装置１０が測位した測位経緯度Ｐ３を黒丸印で示している。

地上子特定処理では、車上装置１０は、車上子１１０による地上子の検出がなされた際に、測位部１２０から測位経緯度を取得する。そして、車上装置１０は、取得した測位経緯度と、地上子属性ＤＢ２００に記憶されている地上子毎の設置位置経緯度と、に基づいて、検出された地上子を特定地上子として特定する。

具体的には、車上装置１０は、検出対象の地上子のうちの、取得した測位経緯度からの距離が測位誤差範囲内の設置位置経緯度の地上子を、特定地上子として（つまり、検出された地上子が当該設置位置経緯度の地上子であるとして）特定する。例えば、図３で説明すると、設置位置経緯度Ｐ２１に設置された地上子を検出した際に、測位経緯度Ｐ３を取得する。次いで、測位経緯度Ｐ３からの距離が測位誤差範囲の距離Ｄａ以内である設置位置経緯度Ｐ２１の地上子を、特定地上子として特定する。

ここで、測位誤差範囲内（設置位置経緯度が測位経緯度から距離Ｄａ以内）に地上子が唯一存在することが、地上子特定の要件となる。測位誤差としての距離Ｄａは、少なくとも２０ｍ以下、更に条件を加えれば１０ｍ以下も可能である。そのため、設置間隔が距離Ｄａの２倍以上である地上子の特定が可能であり、設置間隔が少なくとも４０ｍ、条件を加えれば２０ｍまで、地上子を特定することが可能となる。

４．速度制御処理について
車上装置１０は、地上子特定処理の結果、地上子の特定に成功した場合に、走行距離算出部１６１が、当該地上子に係る特定時基点からの走行距離の算出を開始する。その後、車上装置１０は、速度制御処理を実行する。図４及び図５は、本実施形態における速度制御処理の例を説明する図であり、横軸を線路起点からの線路距離（キロ程）とし、縦軸を速度として、照査速度の設定例を太い実線で示している。図４及び図５では、図２の９番（Ｎｏ．９）及び１０番（Ｎｏ．１０）の２つの地上子を黒塗りの三角形で示している。９番の地上子は種別が「減速制御」であり、１０番の地上子は種別が「停止制御」である。また、図４及び図５では、横軸の区間の勾配を横軸に沿ってグラフ上部に示し、当該区間の速度制限速度を太い破線で示している。図４は、先行列車がいない場合の設定例を示しており、１０番の地上子に対応する内方の信号機７ａを丸にＧの印（進行現示を示す）で示している。図４の場合、１０番の地上子は、信号機７ａが進行現示であるため共振回路を構成していない。一方、図５は、先行列車がいる場合の設定例を示しており、信号機７ａを丸にＲの印（停止現示を示す）で示している。図５の場合、１０番の地上子は、信号機７ａが停止現示であるため共振回路を構成している。

５－１．種別が「減速制御」である地上子を検出した場合
先ず、図４を参照して、図４の区間を走行中に、種別が「減速制御」である９番の地上子を検出した場合の速度制御について説明する。９番の地上子のように種別が「減速制御」である地上子を検出した場合は、車上装置１０は、内方の速度制限箇所までに所定の速度制限速度になるように列車を減速させる速度制御を行う。

車上装置１０は、列車が９番の地上子の設置位置（Ａ）に差し掛かり、車上子１１０を介して当該地上子を検出すると、地上子特定処理を実行して、検出した地上子を特定する。

そして、車上装置１０は、当該地上子が９番の地上子であることを特定できた場合には、走行距離算出部１６１が算出している走行距離の計測値をゼロにリセットすることで、当該地上子に係る特定時基点からの走行距離の算出を開始する。地上子を検出・特定するたびに、当該地上子を検出した時の地点を特定時基点とした走行距離を算出することとなるため、当該検出・特定以前の車輪の空転、滑走に伴う誤差の影響を受けることはない。

続いて、車上装置１０は、制御情報取得処理を実行する。制御情報取得処理では、車上装置１０は、地上子属性ＤＢ２００を参照し、９番の地上子の属性情報２０３から速度照査初速度、速度制限速度、当該地上子から速度制限始端までの線路距離、当該地上子から速度制限終端までの線路距離、線路勾配等の属性項目の規定値を読み出して、当該地上子の制御情報を取得する。

そして、車上装置１０は、速度制御処理を行う。本実施形態の速度制御処理では、車上装置１０は、走行距離算出部１６１が算出している９番の地上子に係る特定時基点からの走行距離と、制御情報取得処理で取得した当該地上子の制御情報と、走行性能データ２１０と、に基づいて列車の速度制御を行う。例えば、車上装置１０は、ブレーキ制御を発動する速度の基準となる照査速度を設定し、当該照査速度に基づく列車の速度制御を行う。ここでは、９番の地上子の設置位置（Ａ）より内方の照査速度を設定して、速度制御に用いる。

具体的には、車上装置１０は、９番の地上子の制御情報と、走行性能データ２１０とをもとに、速度制限始端から速度制限終端までの間の走行速度を速度制限速度である６５ｋｍ／ｈ以下に制限するための照査速度の設定を行う。先ず、速度照査初速度である８０ｋｍ／ｈから速度制限速度６５ｋｍ／ｈに所定のブレーキ力で減速するのに必要な減速距離を算出する。ここで、「所定のブレーキ力」を常用最大ブレーキで発揮させる場合には、走行性能データ２１０に含まれる常用最大ブレーキの減速度を参考にする。そして、速度制限始端（Ｂ）までの線路距離３２０ｍから減速距離を減算することで、逆算的に制動開始点（Ｃ）を求める。次に、今いる９番の地上子の設置位置（Ａ）から制動開始点（Ｃ）までの照査速度を、速度照査初速度８０ｋｍ／ｈのまま一定の照査速度とする。そして、制動開始点（Ｃ）から速度制限始端（Ｂ）までの照査速度を、速度照査初速度８０ｋｍ／ｈから速度制限速度６５ｋｍ／ｈに徐々に低下させる速度パターンの照査速度とする。そして、速度制限始端（Ｂ）から速度制限終端（Ｄ）を列車が抜けきる位置（Ｅ）までの照査速度を、速度制限速度６５ｋｍ／ｈのまま一定の照査速度とする。

照査速度を設定したならば、車上装置１０は、現在の走行距離に従って照査速度と列車の走行速度とを照査し、照査速度を超えないようにブレーキを作動させるブレーキ制御を行う。走行速度が照査速度に達した場合には、ブレーキを作動させて列車を減速させる。作動させるブレーキの種類は、常用ブレーキでもよいし、非常ブレーキでもよい。

５－２．種別が「停止制御」である地上子を検出した場合
次に、図５を参照して、種別が「停止制御」である１０番の地上子を検出した場合の速度制御について説明する。図５では、９番の地上子を検出した際に設定し、１０番の地上子を検出するまでの間参照していた照査速度を太い一点鎖線で示している。ここで、上記した図４の例では、信号機７ａが進行現示であり１０番の地上子は共振回路を構成していないため、車上装置１０は、設置位置（Ｆ）に差し掛かっても当該地上子を検出しない。これに対し、図５の例では、信号機７ａは停止現示であり、１０番の地上子は共振回路を構成している。よって、車上装置１０は、当該地上子を検出する。このように種別が「停止制御」の地上子を検出した場合は、車上装置１０は、内方の信号機（ここでは信号機７ａ）に係る停止限界点（Ｇ）までに列車を停止させる速度制御を行う。

具体的には、車上装置１０は、列車が１０番の地上子の設置位置（Ｆ）に差し掛かると、車上子１１０を介して当該地上子を検出する。当該地上子を検出したならば、車上装置１０は、地上子特定処理を実行して、検出した地上子を特定する。

地上子特定処理の結果、当該地上子が１０番の地上子であることを特定できた場合には、車上装置１０は、走行距離算出部１６１が算出している走行距離の計測値をゼロにリセットすることで、当該地上子に係る特定時基点からの走行距離の算出を開始する。

続いて、車上装置１０は、制御情報取得処理を実行する。制御情報取得処理では、車上装置１０は、地上子属性ＤＢ２００を参照し、１０番の地上子の属性情報２０３から速度照査初速度、停止限界点までの線路距離、線路勾配等の属性項目の規定値を読み出して、当該地上子の制御情報を取得する。

そして、車上装置１０は、速度制御処理を行う。速度制御処理では、車上装置１０は、走行距離算出部１６１が算出している１０番の地上子に係る特定時基点からの走行距離と、制御情報取得処理で取得した当該地上子の制御情報と、走行性能データ２１０と、に基づいて列車の速度制御を行う。例えば、車上装置１０は、１０番の地上子の設置位置（Ｆ）より内方の照査速度を設定して、速度制御に用いる。

具体的には、車上装置１０は、１０番の地上子の制御情報と、走行性能データ２１０とをもとに、停止限界点（Ｇ）までに列車を停止させるように照査速度を漸減させる速度パターンを照査速度として設定する。ここでは、停止限界点（Ｇ）で照査速度がゼロとなる（停止限界点（Ｇ）までに停止させる）ような照査速度の速度パターンを、照査速度として設定する。ここで、速度パターンの減速度を、常用最大ブレーキを参考に設定する場合には、走行性能データ２１０に含まれる常用最大ブレーキの減速度を参考にして設定する。

照査速度を設定したならば、車上装置１０は、現在の走行距離が停止限界点（Ｇ）に達するまで照査速度に基づく列車の速度制御を行って、列車を停止限界点（Ｇ）までに停止させる。走行速度が照査速度に達した場合には、ブレーキを作動させて列車を減速させる。作動させるブレーキの種類は、常用ブレーキでもよいし、非常ブレーキでもよいが、速度パターンを設定する際に常用最大ブレーキを参考にした場合には常用最大ブレーキを作動させると好適である。照査速度は、停止限界点（Ｇ）でゼロとなるため、結果的に列車は、停止限界点（Ｇ）の手前で停止することとなる。

また、上記した地上子特定処理では、検出対象の地上子の中から測位誤差範囲内の地上子を特定できず、地上子の特定に失敗する事態も発生し得る。地上子の特定に失敗した場合には、車上装置１０は、例えば、非常ブレーキを作動させて列車を停止させる。

６．車上装置の構成について
図６は、本実施形態における車上装置１０の構成例を示すブロック図である。図６に示すように、車上装置１０は、車上子１１０と、測位部１２０と、操作入力部１３０と、表示部１４０と、通信部１５０と、車上制御部１６０と、車上記憶部１９０とを備えて構成される。

操作入力部１３０は、例えば、スイッチやボタン等を有する入力装置であり、操作入力に応じた操作信号を車上制御部１６０に出力する。表示部１４０は、例えば液晶表示装置等で実現され、車上制御部１６０からの表示信号に応じた表示を行う。

通信部１５０は、外部装置との間でデータ通信を行う。例えば、無線通信機、モデム、ＴＡ（ターミナルアダプタ）、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等によって実現できる。

車上制御部１６０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の電子部品によって実現され、装置各部との間でデータの入出力制御を行う。そして、車上制御部１６０は、所定のプログラムやデータ、車上子１１０を介して地上子から取得した現示情報、測位部１２０による測位経緯度等に基づいて各種の演算処理を行い、車上装置１０の動作を制御する。この車上制御部１６０は、走行距離算出部１６１と、地上子特定部１６２と、制御情報取得部１６３と、速度制御部１６５と、特定失敗時速度制御部１６７と、を含む。これらの機能部は、プログラムを実行することによりソフトウェアとして実現される処理ブロックであってもよいし、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等のハードウェア回路によって実現される回路ブロックであってもよい。本実施形態では、車上制御部１６０が列車制御プログラム１９１を実行することによりソフトウェアとして実現される処理ブロックとして説明する。

地上子特定部１６２は、地上子特定処理を実行する機能部であり、図３を参照して説明した要領で、車上子１１０によって検出された地上子を特定地上子として特定する。具体的には、地上子特定部１６２は、車上子１１０による地上子の検出がなされた際に、測位部１２０による検出時の測位経緯度と、地上子属性ＤＢ２００に記憶されている地上子毎の設置位置経緯度と、に基づいて、検出された地上子を特定地上子として特定する。

制御情報取得部１６３は、制御情報取得処理を実行する機能部であり、地上子特定部１６２によって特定された特定地上子に基づいて、地上子属性ＤＢ２００から特定地上子の制御情報を取得する。

速度制御部１６５は、速度制御処理を実行する機能部である。本実施形態では、速度制御部１６５は、図４及び図５を参照して説明した要領で、走行距離算出部１６１によって随時算出される特定時基点（検出・特定された地上子に係る特定時基点）からの走行距離と、特定地上子の属性情報２０３と、走行性能データ２１０とに基づいて照査速度を設定し、当該照査速度に基づく列車の速度制御を行う。速度制御部１６５は、特に、列車の走行速度が照査速度に達した場合には、例えば、走行速度が照査速度以下となるように常用最大ブレーキを自動的に作動させる。

特定失敗時速度制御部１６７は、検出された地上子の特定に失敗した場合に、例えば、非常ブレーキを作動させて列車を停止させる制御を行う。なお、地上子の特定に失敗した場合には、列車を停止させるのではなく、所定の徐行速度まで減速させるようにブレーキ制御を発動する処理を実行することとしてもよい。

車上記憶部１９０は、ＩＣ（Integrated Circuit）メモリやハードディスク、光学ディスク等の記憶媒体により実現されるものである。この車上記憶部１９０には、車上装置１０を動作させ、車上装置１０が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、当該プログラムの実行中に使用されるデータ等が予め記憶され、或いは処理の都度一時的に記憶される。本実施形態では、車上記憶部１９０には、列車制御プログラム１９１と、測位経緯度情報１９３と、地上子属性ＤＢ２００（図２を参照）と、走行性能データ２１０と、が記憶される。

７．処理の流れについて
図７は、車上装置１０が行う列車制御処理の流れを示すフローチャートである。ここで説明する処理は、車上装置１０において、車上制御部１６０が車上記憶部１９０から列車制御プログラム１９１を読み出して実行することで実現される。

列車制御処理では、車上子１１０によって地上子が検出された場合に（ステップＳ１：ＹＥＳ）、地上子特定部１６２が、地上子特定処理を実行する。すなわち、先ず、地上子特定部１６２は、当該地上子の検出がなされた際の測位経緯度を測位部１２０から取得する（ステップＳ３）。そして、地上子特定部１６２は、取得した測位経緯度と、地上子属性ＤＢ２００に記憶されている地上子毎の設置位置経緯度とに基づいて、検出された地上子を特定する（ステップＳ５）。例えば、地上子特定部１６２は、図３を参照して説明した要領で、測位経緯度からの距離が所定の距離Ｄａ以内である設置位置経緯度の地上子を、特定地上子として特定する。

そして、検出された地上子の特定に成功した場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、走行距離算出部１６１が、走行距離の計測値をゼロにリセットすることで、当該地上子に係る特定時基点からの走行距離の算出を開始する（ステップＳ８）。

続いて、制御情報取得部１６３が制御情報取得処理を実行し、地上子属性ＤＢ２００において特定地上子の地上子番号２０１と対応付けられた属性情報２０３から、制御情報を読み出して取得する（ステップＳ９）。

続いて、速度制御部１６５が、速度制御処理を実行する。すなわち、先ず、速度制御部１６５は、ステップＳ２で算出を開始した特定時基点からの走行距離と、ステップＳ９で取得した制御情報と、走行性能データ２１０と、に基づいて照査速度を設定し（ステップＳ１１）、設定した照査速度に基づく列車の速度制御を開始する（ステップＳ１３）。その後は、ステップＳ１に戻って次の地上子の検出を待機し、上記した処理を繰り返す。

一方、地上子を特定できなかった（検出された地上子の特定に失敗した）場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、特定失敗時速度制御部１６７が、非常ブレーキを作動させて列車を停止させる（ステップＳ１５）。

以上説明したように、本実施形態によれば、車上装置１０において、検出対象の地上子毎に、当該地上子の設置位置経緯度と、当該地上子の種別と、当該地上子の種別に応じた制御情報と、を含む属性情報２０３を登録した地上子属性ＤＢ２００を記憶しておく。また、車上装置１０において、列車の走行性能データ２１０を記憶しておく。そして、地上子が検出されたときには、車上装置１０は、当該時点で測位された測位経緯度と、地上子毎の設置位置経緯度とから、検出された地上子を特定地上子として特定する。特定地上子を特定した場合は、車上装置１０は、当該地上子を検出した時の地点を特定時基点として、列車の走行距離を算出する。そして、地上子属性ＤＢ２００から特定地上子の制御情報を取得し、特定時基点からの走行距離と、取得した特定地上子の制御情報と、走行性能データ２１０とに基づいて照査速度を設定し、当該照査速度に基づく列車の速度制御を行う。これによれば、トランスポンダ式の地上子のような様々な情報を地上から車上に送信可能な地上子ではなく、既存の地上子を利用した安全性の高い列車の速度制御を実現することが可能となる。

１０ 車上装置、１１０ 車上子、１２０ 測位部、１３０ 操作入力部、１４０ 表示部、１５０ 通信部、１６０ 車上制御部、１６１ 走行距離算出部、１６２ 地上子特定部、１６３ 制御情報取得部、１６５ 速度制御部、１６７ 特定失敗時速度制御部、１９０ 車上記憶部、１９１ 列車制御プログラム、１９３ 測位経緯度情報、２００ 地上子属性ＤＢ、２０３ 属性情報、２１０ 走行性能データ、１ 列車、３ 線路、５ 地上子

Claims (3)

1. 列車に設置される車上装置であって、
   地上子を検出する地上子検出手段と、
   ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）による経緯度を測位する測位手段と、
   前記地上子毎に、１）当該地上子の設置位置経緯度と、２）当該地上子の種別と、３）当該地上子の前記種別に応じた制御情報と、を含む属性情報を記憶する属性情報記憶手段と、
   前記地上子検出手段による検出がなされた際に前記測位手段から測位経緯度を取得し、当該測位経緯度と、前記属性情報記憶手段に記憶されている前記地上子毎の設置位置経緯度と、に基づいて、前記地上子検出手段により検出された地上子を特定地上子として特定する特定手段と、
   前記特定地上子を前記地上子検出手段が検出した時の地点を特定時基点とし、車輪又は車軸の回転に応じて前記特定時基点からの走行距離を算出する走行距離算出手段と、
   前記特定時基点からの走行距離と前記特定地上子の前記制御情報と、に少なくとも基づいて、前記列車の速度制御を行う速度制御手段と、
   を備える車上装置。
2. 前記地上子には、減速制御を種別とする地上子が含まれ、
   減速制御を種別とする地上子の前記制御情報は、速度照査初速度、当該地上子の内方の速度制限箇所に係る速度制限速度、及び、当該地上子から前記速度制限箇所の始端である速度制限始端までの線路距離を含む、
   請求項１に記載の車上装置。
3. 前記地上子には、停止制御を種別とする地上子が含まれ、
   停止制御を種別とする地上子の前記制御情報は、速度照査初速度、及び、当該地上子から内方の信号機に係る停止限界点までの線路距離を含む、
   請求項１又は２に記載の車上装置。

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