JP3202470B2 - 列車移動閉塞制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動閉塞制御を行う
列車移動閉塞制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道において、列車が先行列車と追突事
故などを起こさないように先行列車がその場で急停車し
ても後続の列車が安全に停止できるように、先行列車と
の間の距離が短くなると後続列車に速度制限を課する区
間を設けている。この区間のことを閉塞と称している。

【０００３】ところで従来は、この閉塞を地理的な区間
によって固定的に割り当てていたために、列車の位置的
な誤差の余裕を見る分、それだけ速度が低く抑えられ、
列車の高速性と高密度性を確保する上で障害となってい
た。

【０００４】そこで列車の位置検出を連続的に行うこと
によって位置的な誤差を抑え、その分、高速で高密度な
列車運行を可能とする移動閉塞という鉄道信号方式が近
年、検討されるようになっている。

【０００５】この移動閉塞の実現のためには、列車が安
全を確保して運行できるような走行速度を先行列車との
車間距離との関係から決定しなければならない。この決
定方法には、地上側で行う方法と車上側で行う方法とが
あるが、いずれにしても走行のための情報を列車が常時
受信する必要があり、移動体通信技術の利用が必須であ
る。地上側と移動側である列車との間で無線信号を伝送
する方式それ自体としては、空間波により基地局のアン
テナから車上側の移動局のアンテナへ直接伝送する方式
と、線路沿いに敷設した漏洩同軸ケーブルを用いて列車
最寄りの距離まで有線で伝送し、空間波の伝播区間を最
小にしてできる限り安定した伝送ができるようにする方
式とが存在する。

【０００６】ところが、従来から鉄道の信号伝送に利用
される移動体通信方式は、例えば、（岸本利彦、佐々木
伸著、「ＬＣＸ通信システム」、昭和５７年８月２０
日、電子通信学会、７３ページ）に示されているように
音声通話の伝送を目的としており、移動閉塞を実現でき
るような信号の伝送を目的としたものは知られていな
い。

【０００７】そのうえ、移動閉塞においては、車上で最
高速度を計算する場合、例えば先行列車との距離および
前方の速度制限点との距離を受信する必要がある。また
列車自身も自列車の位置を移動閉塞の制御装置に送信す
る必要がある。こうした情報は、列車の安全に直接かか
わる事項であるため、回線の接続に失敗したような場合
でも安全に停止できるようにしなければならないが、例
えば、（津田義隆、「信号保安」昭和６２年５月１日、
信号保安協会、２４６ページ）に示されているような従
来の方式では、この点を満足させることができない。

【０００８】図６は、この従来の鉄道用移動体通信方式
をそのまま、移動閉塞の制御に利用した場合の列車移動
閉塞制御装置の構成を示している。つまり、走行中の列
車の保安を確保するために必要な先行列車までの距離な
どの閉塞情報を管理し、各列車に対して情報を伝達する
移動閉塞制御局１ａ，１ｂ，…、この移動閉塞制御局１
ａ，１ｂ，…それぞれに接続され、各列車２ａ，２ｂ，
…に対して無線信号によって情報を伝達するために信号
の変調やデータ伝送の制御を行う基地局３ａ，３ｂ，
…、この基地局３ａ，３ｂ，…に接続され、線路沿いに
敷設された漏洩同軸ケーブル４ａ，４ｂ，…から列車移
動閉塞制御装置が構成されることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来から提案されている列車移動閉塞制御装置では、隣
接する無線ゾーン５ａ，５ｂ，…で同じ無線周波数を再
利用するために漏洩同軸ケーブル４ａ，４ｂ，…の端部
に重なり部を設けずに設置することになるが、このよう
な構成の場合には、列車２ａ，２ｂ，…上の移動局６
ａ，６ｂ，…それぞれから隣接無線ゾーン５ａ，５ｂ，
…に発信される無線情報を他の基地局で受信することが
できないためにケーブル端部から先の信号情報を得るこ
とができず、また移動閉塞制御局１ａ，１ｂ，…間を相
互に通信回線８によって接続して他の基地局との通信が
可能にしたとしても、隣接無線ゾーンへの回線接続に失
敗した場合に列車が無信号で走行することになるために
移動閉塞を実現するには不十分である問題点があった。

【００１０】この発明はこのような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、移動閉塞制御に必要な信号情報の無
線送受信を確実に行うことができる列車移動閉塞制御装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、閉塞
情報を管理し、各列車に対して制御情報を伝達する移動
閉塞制御局と、移動閉塞制御局に接続され、各列車と移
動閉塞制御局との間で情報の伝達を行うために無線通信
制御を行う基地局と、各列車上に設置され、基地局との
間で無線通信を行う移動局と、線路沿いに敷設され、基
地局からの信号を無線発信し、列車上の移動局からの信
号を受信する漏洩ケーブルとを備えて成る列車移動閉塞
制御装置において、隣接する基地局間で、それぞれに接
続されている漏洩ケーブルの端部間を重複させ、かつ隣
接する漏洩ケーブル間で無線信号周波数を異ならせたも
のである。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の列車移動閉
塞制御装置において、前記線路の全区間にわたり、任意
の１つの基地局とその隣りの他の基地局とのそれぞれに
接続されている前記漏洩ケーブル同士が順次、互いにほ
ぼ半分長ずつ重なり合うようにしたものである。

【００１３】請求項３の発明は、隣接する移動閉塞制御
局間を通信回線によって接続し、各移動閉塞制御局が隣
接する他の移動閉塞制御局に属する基地局と通信できる
ようにしたことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】請求項１の列車移動閉塞制御装置では、隣接す
る基地局間で、それぞれに接続されている漏洩ケーブル
の端部間を重複させ、かつ隣接する漏洩ケーブル間で無
線信号周波数を異ならせることにより、列車が１つの漏
洩ケーブルの無線信号ゾーンの端部まで進んで漏洩ケー
ブルの重複部分に達すると、移動局がその重複部分に達
したことを検出してそれまで接続されていた基地局の無
線チャンネルからそれよりも前方に延長されている漏洩
ケーブルに接続された基地局側のチャンネルに列車走行
中に接続を切替えることができ、万一、その接続の切替
えができない場合でも、それまで接続していた基地局を
通して移動閉塞制御局と通信を継続し、列車の緊急停
止、その他の安全策をとることができるようになり、移
動閉塞制御の信頼性を向上させることができる。

【００１５】請求項２の発明の列車移動閉塞制御装置で
は、線路の全区間にわたり、任意の１つの基地局とその
隣りの他の基地局とのそれぞれに接続されている漏洩ケ
ーブル同士が順次、互いにほぼ半分長ずつ重なり合うよ
うにしたことにより、列車上の移動局と各移動閉塞制御
局との無線通信回線を全２重にすることができ、移動閉
塞制御の信頼性を向上させることができる。

【００１６】請求項３の発明の列車移動閉塞制御装置で
は、隣接する移動閉塞制御局間を通信回線によって接続
し、各移動閉塞制御局が隣接する他の移動閉塞制御局に
属する基地局と通信できるようにすることにより、前方
に分岐があるような場合でも移動局の無線周波数の切替
えを分岐先の周波数に合うように分岐点の手前の漏洩ケ
ーブルの重複区間のうちに切替させることができ、移動
閉塞制御の信頼性が向上する。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。図１は請求項１の発明の一実施例を示している。
この実施例の列車移動閉塞制御装置は、走行中の列車の
保安を確保するために必要な先行列車までの距離などの
閉塞情報を管理し、各列車に対して情報を伝達する移動
閉塞制御局１１ａ，１１ｂ，…、この移動閉塞制御局１
１ａ，１１ｂ，…それぞれに接続され、各列車１２ａ，
１２ｂ，…に対して無線信号によって情報を伝達するた
めに信号の変調やデータ伝送の制御を行う基地局１３
ａ，１３ｂ，…、この基地局１３ａ，１３ｂ，…に接続
され、線路沿いに敷設された漏洩同軸ケーブル１４ａ，
１４ｂ，…を備えている。

【００１８】基地局１３ａ，１３ｂ，…各々に接続され
る漏洩同軸ケーブル１４ａ，１４ｂ，…各々は無線ゾー
ン１５ａ，１５ｂ，…を形成し、これらの無線ゾーン１
５ａ，１５ｂ，…が端部において隣接する他の無線ゾー
ンと互いに重複し合い、単ケーブル区間１６Ａと、複ケ
ーブル区間１６Ｂを形成している。この複ケーブル区間
１６Ｂの長さは、その直前方で先行列車１２ｂが停車し
ているときに、後続列車１２ａがこの区間１６Ｂに最高
速度で進入してきたときに、急制動をかけて先行列車１
２ｂの手前で十分に停止することができる長さに設定さ
れる。

【００１９】各列車１２ａ，１２ｂ，…には漏洩同軸ケ
ーブル１４ａ，１４ｂ，…が発信する無線信号を受信
し、またその受信無線周波数を切替える機能と、無線信
号を基地局１３ａ，１３ｂ，…に対して無線信号を発信
する無線送信機能とを備えた移動局１７ａ，１７ｂ，…
が搭載されている。

【００２０】次に、上記構成の列車移動閉塞制御装置の
動作について説明する。移動閉塞方式においては、常
時、列車は運行に必要な情報を移動局を通して受信し、
それをもとに安全な運行を保つために自律的に速度制御
を行う。つまり、各列車１２ａ，１２ｂ，…は常時、先
行列車と衝突することがないように制動に必要な距離だ
け間隔をあけて走行し、その間隔が保てなくなった場合
には速度を落とす制御を行うのである。また列車１２
ａ，１２ｂ，…の進路に速度制御区間がある場合には、
その速度を超えないように手前で速度を落とす制御も行
う。そのため、常時、各列車１２ａ，１２ｂ，…ごとに
その地点で許容しうる最大速度を計算し、その速度以下
に列車の実速度を維持する必要がある。

【００２１】そこで、各列車１２ａ，１２ｂ，…の移動
局１７ａ，１７ｂ，…から移動閉塞制御局１１ａ，１１
ｂ，…に対して位置信号を伝送し、また移動閉塞制御局
１１ａ，１１ｂ，…から各無線ゾーン１５ａ，１５ｂ，
…を走行している列車１２ａ，１２ｂ，…に対して、例
えば、前方の速度制限地点までの距離と、制限速度情報
を伝送する必要がある。この無線通信を線路内の全列車
に同じデータを伝送するのは周波数利用効率の面から望
ましくなく、またデータの更新に時間がかかるために制
御の即時性という面から問題がある。そこで、各基地局
１３ａ，１３ｂ，…の無線ゾーン１５ａ，１５ｂ，…そ
れぞれにどの列車が存在するのかは各列車１２ａ，１２
ｂ，…の位置情報を移動閉塞制御局１１ａ，１１ｂ，…
に伝送することによって決定されるので、各無線ゾーン
１５ａ，１５ｂ，…を単位にした情報を列車に伝送する
のが最も適切である。

【００２２】しかしながら、無線ゾーン単位で移動閉塞
制御を行う場合、各列車１２ａ，１２ｂ，…は在圏無線
ゾーンの情報を見ることになるため、無線ゾーンの端部
においては前方の隣接ゾーンの移動閉塞信号情報を知
り、その隣接ゾーンの最初に速度制限区間が存在したり
先行列車が停止していたりすればその手前で制動をかけ
て停止させることができるようにしなければならない。

【００２３】そこで、この実施例では、無線ゾーン１５
ａ，１５ｂ，…それぞれを構成する漏洩同軸ケーブル１
４ａ，１４ｂ，…それぞれの端部において前後のケーブ
ルが重複するようにケーブルを敷設してある。したがっ
て、いま、例えば列車１２ａが単ケーブル区間１６Ａか
ら複ケーブル区間１６Ｂに進入すれば、この複ケーブル
区間１６Ｂにおいては進行方向のより前方に延長される
漏洩同軸ケーブル１４ｂに接続されている基地局１３ｂ
へ回線チャンネルを切替えることによって、常時、少な
くとも重複している区間１６Ｂだけ前方の情報を受信す
ることができるようになり、隣接する漏洩同軸ケーブル
１４ｂの単ケーブル区間１６Ａの最も手前側の位置（す
なわち、漏洩同軸ケーブル１４ａの端部のすぐ先の位置
に先行列車１２ｂが停止しているような場合でも、それ
を検出して後続の列車１２ａはそれを検出して急制動を
かけて複ケーブル区間１６Ｂの中で安全に停止すること
ができるようになる。

【００２４】次に、請求項１および請求項２の発明の共
通する一実施例を図２に基づいて説明する。この実施例
の列車移動閉塞制御装置は、特に漏洩同軸ケーブルの敷
設の仕方に特徴を持ち、線路の全区間にわたり、隣接す
る漏洩同軸ケーブルが重複する仕方で敷設されている。
すなわち、主に移動閉塞制御局１１ａ、基地局１３ａに
接続される漏洩同軸ケーブル１４ａと、主に移動閉塞制
御局１１ｂ、基地局１３ｂに接続される漏洩同軸ケーブ
ル１４ｂとが互いにほぼ半分の長さの区間１８ａで重複
し、次の移動閉塞制御局１１ｂ、基地局１３ｂに接続さ
れる漏洩同軸ケーブル１４ｂと隣接する主に移動閉塞制
御局１１ｃ、基地局１３ｃに接続される漏洩同軸ケーブ
ル１４ｃとも互いにほぼ半分の長さの区間１８ｂで重複
し、以下同じようにして線路の全区間にわたり漏洩同軸
ケーブルが重複するように敷設されているのである。な
お、その他の構成要素は図１に示した第１実施例と共通
であり、同一の符号を付して示してある。

【００２５】上記の構成の列車移動閉塞制御装置では、
線路の全区間にわたって連続して重複区間を形成するこ
とにより、常時、各列車１２ａ，１２ｂ，…が異なる漏
洩同軸ケーブルを介して通信を行うことができるように
なるが、通常は各列車１２ａ，１２ｂ，…がより前方に
延長する漏洩同軸ケーブル１４ｂ，１４ｃ，…と接続さ
れる基地局１３ｂ，１３ｃ，…と無線通信を行い、移動
閉塞制御を受ける。そして、接続されている基地局との
通信が何らかの理由でできなくなったときには、その区
間で重複している別の漏洩同軸ケーブルを通じて元の基
地局と無線通信を行うようにする。

【００２６】またこの場合、ケーブルの端末以外では重
複しているいずれの側の漏洩同軸ケーブルも利用するこ
とができるので、列車が例えば区間１８ｂに集中して漏
洩同軸ケーブル１４ｃの無線チャンネルが不足するよう
になった場合、一部の列車の無線チャンネルを漏洩同軸
ケーブル１４ｂに切替えることにより、信号用無線回線
を確保することができる。

【００２７】次に、請求項１および請求項３の発明の共
通する実施例について図３に基づいて説明する。この実
施例の列車移動閉塞制御装置は、図１に示した実施例に
おいて、さらに移動閉塞制御局１１ａ，１１ｂ，…を通
信回線１９によって相互に接続し、いまある列車、例え
ば列車１２ａが漏洩同軸ケーブルの重複しない単ケーブ
ル区間１６Ａに存在する場合でもその移動局１７ａが隣
接する移動閉塞制御局１１ｂ、あるいはさらに前方、あ
るいは後方の移動閉塞制御局と通信を行うことができる
ようにしたことを特徴とする。なお、その他の構成要素
については図１の実施例と共通し、同一の符号を付して
示してある。

【００２８】この実施例の場合、重複ケーブル区間１６
Ｂに後続列車１２ａが進入する前からこの後続列車１２
ａの位置情報を前方の移動閉塞制御局１１ｂが知ること
ができ、先行列車１２ｂの走行状態に応じてより早い段
階で制動をかけたり、あるいは速度制限を開始すること
ができるようになり、移動閉塞制御の信頼性をさらに向
上させることができる。

【００２９】また図４は請求項１〜請求項３の発明の共
通する実施例であり、図２に示した実施例、つまり線路
の全区間にわたって漏洩同軸ケーブルを２重になるよう
に、任意の１つの基地局とそれに隣接する他の基地局と
のそれぞれに接続されている漏洩ケーブル同士が順次、
互いにほぼ半分長ずつ重なり合う形態で敷設した列車移
動閉塞制御装置において、さらに各移動閉塞制御局１１
ａ，１１ｂ，…間を互いに通信回線１９によって接続
し、いずれの列車の移動局とも通信できるようにしたも
のである。なお、その他の構成要素については図１の実
施例と共通し、同一の符号を付して示してある。

【００３０】この実施例の場合にも、上記図３に示した
実施例と同じように、あるケーブル区間１８ａに後続列
車１２ａが進入する前からこの後続列車１２ａの位置情
報を前方の移動閉塞制御局１１ｃが知ることができ、先
行列車１２ｂの走行状態に応じてより早い段階で制動を
かけたり、あるいは速度制限を開始することができるよ
うになり、移動閉塞制御の信頼性をさらに向上させるこ
とができる。

【００３１】次に、図５に基づいて請求項１および請求
項３の発明の共通する他の実施例について説明する。こ
の実施例の列車移動閉塞制御装置は、特に分岐がある線
路に対して適用されるもので、例えば、線路２１ａが駅
ホーム２２で線路２１ｂ，２１ｃに分岐している場合、
漏洩同軸ケーブルも同様に分岐させ、端部に重複区間２
３を形成するようにして各線路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ
それぞれに対して漏洩同軸ケーブル２４ａ，２４ｂ，２
４ｃを敷設する。

【００３２】そして、それぞれの漏洩同軸ケーブル２４
ａ，２４ｂ，２４ｃに対して基地局２５ａ，２５ｂ，２
５ｃを接続し、基地局２５ａは移動閉塞制御局２６ａに
接続し、基地局２５ｂ，２５ｃは共に移動閉塞制御局２
６ｂに接続し、さらにこれらの移動閉塞制御局２６ａ，
２６ｂを通信回線２７によって接続している。

【００３３】上記の実施例の列車移動閉塞制御装置で
は、列車２８が駅ホーム２２に接近してきたとき、重複
区間２３に進入すると漏洩同軸ケーブル２４ａの終端が
近いので移動局２９は漏洩同軸ケーブル２４ｂか２４ｃ
のいずれかに接続を切替えることになるが、いずれに切
替えるかはその切替前に移動局２９が知っていなければ
ならない。この切替方向は線路上の分岐器３０の開通方
向であるが、分岐前の線路２１ａに対応する基地局２５
ａに属する情報ではない。

【００３４】そこでこの場合、移動閉塞制御局２６ｂか
ら通信線２７、移動閉塞制御局２６ａを介して基地局２
５ａにこの分岐開通方向の情報を伝送し、列車２８上の
移動局２９に漏洩同軸ケーブル２１ｂ，２１ｃの無線周
波数その他の切替情報を与え、重複区間３０においてそ
の切替情報に基づいて無線ゾーンを切替える。

【００３５】こうしてこの実施例の場合には、移動局が
直接接続できる無線ゾーン以外の場所における列車運行
に必要な情報を通信回線を介して受信することができる
ようになり、列車運行制御の機能向上も図れることにな
る。

【００３６】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
隣接する基地局間で、それぞれに接続されている漏洩ケ
ーブルの端部間を重複させ、かつ隣接する漏洩ケーブル
間で無線信号周波数を異ならせているので、列車が１つ
の漏洩ケーブルの無線信号ゾーンの端部まで進んで漏洩
ケーブルの重複部分に達すると、移動局がその重複部分
に達したことを検出してそれまで接続されていた基地局
の無線チャンネルからそれよりも前方に延長されている
漏洩ケーブルに接続された基地局側のチャンネルに列車
走行中に接続を切替えることができ、また万一、その接
続の切替えができない場合でも、それまで接続していた
基地局を通して移動閉塞制御局と通信を継続し、列車の
緊急停止、その他の安全策をとることができるようにな
り、移動閉塞制御の信頼性を向上させることができる。

【００３７】請求項２の発明によれば、線路の全区間に
わたり、任意の１つの基地局とその隣りの他の基地局と
のそれぞれに接続されている漏洩ケーブル同士が順次、
互いにほぼ半分長ずつ重なり合うようにしたので、列車
上の移動局と各移動閉塞制御局との無線通信回線を２重
にすることができ、移動閉塞制御の信頼性をいっそう向
上させることができる。

【００３８】請求項３の発明によれば、隣接する移動閉
塞制御局間を通信回線によって接続し、各移動閉塞制御
局が隣接する他の移動閉塞制御局に属する基地局と通信
できるようにしているので、前方に分岐があるような場
合でも移動局の無線周波数の切替えを分岐先の周波数に
合うように分岐点の手前の漏洩ケーブルの重複区間のう
ちに切替させることができ、線路の敷設形態に左右され
ずに移動閉塞制御を行うことができ、移動閉塞制御の信
頼性をいっそう向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例の回路ブロック図。

【図２】請求項１および請求項２の発明の共通する実施
例の回路ブロック図。

【図３】請求項１および請求項３の発明の共通する実施
例の回路ブロック図。

【図４】請求項１〜請求項３の発明の共通する実施例の
回路ブロック図。

【図５】請求項１および請求項３の発明の共通する他の
実施例の回路ブロック図。

【図６】従来例の回路ブロック図。

【符号の説明】

１１ａ，１１ｂ，… 移動閉塞制御局 １２ａ，１２ｂ，… 列車 １３ａ，１３ｂ，… 基地局 １４ａ，１４ｂ，… 漏洩同軸ケーブル １５ａ，１５ｂ，… 無線ゾーン １６Ａ 単ケーブル区間 １６Ｂ 複ケーブル区間 １７ａ，１７ｂ，… 移動局 １８ａ，１８ｂ，… 重複区間 １９ 通信回線 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 線路 ２２ 駅ホーム ２３ 重複区間 ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ 漏洩同軸ケーブル ２５ａ，２５ｂ 基地局 ２６ａ，２６ｂ 移動閉塞制御局 ２７ 通信回線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61L 23/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉塞情報を管理し、各列車に対して制御
   情報を伝達する移動閉塞制御局と、前記移動閉塞制御局
   に接続され、各列車と前記移動閉塞制御局との間で情報
   の伝達を行うために無線通信制御を行う基地局と、各列
   車上に設置され、前記基地局との間で無線通信を行う移
   動局と、線路沿いに敷設され、前記基地局からの信号を
   無線発信し、前記列車上の移動局からの信号を受信する
   漏洩ケーブルとを備えて成る列車移動閉塞制御装置にお
   いて、 隣接する基地局間で、それぞれに接続されている前記漏
   洩ケーブルの端部間を重複させ、かつ隣接する漏洩ケー
   ブル間で無線信号周波数を異ならせて成ることを特徴と
   する列車移動閉塞制御装置。
2. 【請求項２】 前記線路の全区間にわたり、任意の１つ
   の基地局とその隣りの他の基地局とのそれぞれに接続さ
   れている前記漏洩ケーブル同士が順次、互いにほぼ半分
   長ずつ重なり合うようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の列車移動閉塞制御装置。
3. 【請求項３】 隣接する前記移動閉塞制御局間を通信回
   線によって接続し、各移動閉塞制御局が隣接する他の移
   動閉塞制御局に属する基地局と通信できるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の列車移動閉塞制
   御装置。