JP3414614B2 - 列車編成内の車両位置判定装置及び方法 - Google Patents

列車編成内の車両位置判定装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に列車編成
内における鉄道車両の位置を判定する装置及び方法に関
し、特に、列車運転手の介在を必要とせずに、列車編成
内における鉄道車両の位置を自動的に判定する装置及び
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ソリッドステートエレクトロニクスの登
場以来、鉄道輸送技術のメーカーは機関車の制御システ
ムを、従来の機械的な装置からより現代的な電子的装置
へ変換しようと努めてきた。電子的なシステムの方が対
応する機械的な機構より好ましいことを正当化する理由
の一部として、一般にコンピュータ化と関連していると
いう要因がある。それらの要因のうちの２つは、重要な
システムの制御が一層速くなり、かさばる機械的なハー
ドウェアが除去されて重量の減少と利用スペースの増大
が得られることである。信頼性とより高い動作効率が、
それらの要因のうちの別の２つの主な例である。事業の
競争相手に遅れをとらないことを含む市場競争力も、コ
ンピュータ化した機関車制御システムの開発に従事して
いる企業にとって重要な要因である。
【０００３】近年、様々な高度の性能と複雑さを有する
電子的な機関車制御システムが開発されてきた。これら
制御システム内のエレクトロニクスは機関車の制御に必
要な機能を、長年使われてきた旧来の機械的リレーに基
づくシステムより効率的に実行する。そのような機能の
例を幾つか挙げれば、コンピュータ化した機関車制御シ
ステムは、今や機関の推進力、発電制動及び空気制動を
制御している。これらの電子制御システムは、車輪スリ
ップ及びスライド検出回路などその他のシステムとも相
互接続可能である。かかる特徴が鉄道機関車の性能を更
に高めると共に、コンピュータ化システムを鉄道機器製
造業者の顧客にとってより魅力的なものとしている。
【０００４】鉄道輸送技術におけるこのような発展は、
コンピュータ制御システムからますます多くの有用性を
引き出すことに一層拍車をかけてきた。貨物運送や旅客
輸送業などの鉄道機器メーカーの顧客は、より多くの作
業を行い、しかも自動的にそれを行う電子的な機関車制
御システムを期待している。顧客は特に、これまで手動
操作で行われてきた機能が、既存のコンピュータシステ
ムを変更するか、新機能の特定の電子的ハードウェアを
用いるか、或いは両方を併用して自動化されることを要
求することが多い。列車編成内の鉄道車両の位置を自動
的に判定することは、全く新しい機器を用いるか或いは
新しい機器と既存の機器を併用し、現在のシステムと方
法を介して実施可能なそのような機能の１つである。
【０００５】列車編成はその輸送中しばしば停止され、
輸送用の各種物品を受け取ったり引き渡すため鉄道車両
を増車したり減車したりするのが一般的である。そのた
め列車の運転手は他の鉄道車両を増車したり減車したり
する際、鉄道車両の連結と分離が行えるように側線に沿
って列車編成を操作しなければならない。また、列車の
運転手は、特別に装備された鉄道車両での輸送のため物
品を積み卸しできるように、特定の鉄道車両をレール脇
のプラットフォームに隣接して位置させねばならないこ
ともよくある。長さが中位から長いものに及ぶ列車編
成、特に１マイル以上の長さになることもある貨物列車
の場合、列車編成内における特定の鉄道車両の正確な位
置を判定するのはきわめて単調で時間のかかる作業であ
ることが実証されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、列車運転手の介在を必要とせずに、列車編成内
における車両の位置を自動的に判定する装置及び方法を
提供することにある。
【０００７】本発明の別の目的は、列車編成内における
車両の位置を自動的に判定する装置及び方法であって、
各車両に組み込まれた車両演算装置内にそれぞれ１つが
含まれている固有の識別コードを機関車コンピュータが
用いて、列車編成内における全ての車両の位置を確定す
る装置及び方法を提供することにある。
【０００８】本発明の更に別の目的は、列車編成内にお
ける車両の位置を自動的に判定する装置及び方法であっ
て、列車編成内の車両の順序が変更されたり、又は列車
編成に対して他の車両が加えられたり減らされたり或い
は両方がなされた場合でも、各車両に組み込まれた車両
演算装置と相互接続された機関車コンピュータが自動的
に又は列車運転手の指示で、列車編成内における全ての
車両の位置を確定する装置及び方法を提供することにあ
る。
【０００９】本発明のまた別の目的は、機関車コンピュ
ータと複数の列車ラインとを有する列車編成に備えら
れ、列車編成内における車両の位置を自動的に判定する
装置及び方法であって、本発明に専用の装備、又は新し
い機器と機関車コンピュータ及び列車ラインなどの既存
機器との組み合わせを用いることによって実施できる装
置及び方法を提供することにある。
【００１０】本発明の更なる目的は、列車編成内におけ
る車両の位置を自動的に判定する装置及び方法であっ
て、機関車コンピュータと各車両に組み込まれた車両演
算装置とが１本の列車ラインを介して交信し、列車編成
内における全ての車両の位置を確定する装置及び方法を
提供することにある。
【００１１】上記した本発明の各種目的及び利点の他、
以下の発明の詳細な説明から、特に詳細な説明を添付の
図面及び特許請求の範囲を参照しながら読むことによ
り、本発明の鉄道車両位置判定装置及び方法の更に別の
各種目的及び利点も鉄道制御機器分野の当業者にとって
容易に明らかになるであろう。
【００１２】
【発明を解決するための手段】現時点で好ましい実施形
態において、本発明は列車編成内における鉄道車両の位
置を判定する装置を提供する。列車編成は機関車と、少
なくとも１本の列車ラインと、少なくとも１台の鉄道車
両とを含む。機関車は、該機関車の作動を制御するコン
ピュータ手段を有し、列車ラインは、コンピュータ手段
と列車編成内の各車両とに電力を供給する電力ラインを
有する。本装置は、プログラミング手段に従って動作す
るコンピュータ手段、各鉄道車両に組み込まれ、固有の
識別コードがそれぞれ割り当てられた車両用演算手段、
及びコンピュータ手段を各車両用演算手段に相互接続す
る列車ラインのうち少なくとも１本を含む。車両用演算
手段は、電力ラインに電気信号を印加すると共に、別の
１つの車両用演算手段から電力ラインに印加された電気
信号を検知するのに使われる。コンピュータ手段はそれ
ぞれの識別コードを用いて、各車両用演算手段に順次指
令を発し、電気信号を電力ラインに印加させる。コンピ
ュータ手段が車両用演算手段の１つに指令を発する毎
に、機関車と当該電気信号を印加した車両用演算手段と
の間に位置した他の全ての車両用演算手段の各々が電気
信号を検知する。次いで、機関車と当該鉄道車両との間
に位置した他の車両用演算手段の各々が、列車ラインの
うちの少なくとも１本を介してコンピュータ手段に応答
し、電気信号が検知されたことを指示する。こうしてコ
ンピュータ手段は、電気信号に応答した車両用演算手段
を有する鉄道車両に対する、電気信号を印加した車両用
演算手段を有する鉄道車両の位置を知る。全ての車両用
演算手段に指令を発して応答を受信した後、コンピュー
タ手段が列車編成内における他の全ての車両の位置に対
する各鉄道車両の位置を自動的に判定する。
【００１３】また、本発明は、列車編成内における車両
の位置を判定する方法を提供する。列車編成は機関車
と、少なくとも１本の列車ラインと、少なくとも１台の
鉄道車両とを含む。機関車は機関車の作動を制御するコ
ンピュータ手段を有し、列車ラインは、コンピュータ手
段と列車編成内の各車両とに電力を供給する電力ライン
を有する。列車編成内の各車両は、固有の識別コードを
有する車両演算回路を有している。本方法は、車両演算
回路に割り当てられた全ての識別コードを少なくとも１
本の列車ラインを介して前記コンピュータ手段に供給す
る供給ステップ、割り当てられた識別コードを用いてコ
ンピュータ手段から各車両演算回路に順次指令を発し、
全ての車両演算回路によって認識可能な電気信号を電力
ラインに印加させる指令ステップを含む。また、本方法
は、電気信号を検知し且つコンピュータ手段に応答し、
電気信号が検知されたことを示す応答・検知ステップを
含む。即ち、各車両演算回路が電気信号を電力ラインに
印加した後、機関車と電気信号を印加した車両演算回路
との間に位置する他の全ての車両演算回路において電気
信号が検知される。上記のように位置した他の車両演算
回路について、コンピュータ手段が少なくとも１本の列
車ラインを介し、電気信号が検知されたことを示す応答
を受信する。本発明の鉄道車両位置判定方法は更に、全
ての車両演算回路が電気信号を電力ラインに印加し、コ
ンピュータ手段に適切に応答するまで、前記指令ステッ
プと前記応答・検知ステップを順番に繰り返す反復ステ
ップを含む。次に、本方法は、コンピュータ手段が全て
の車両演算回路に指令を発し応答を受信した後、列車編
成内における他の全ての鉄道車両の位置に対する各鉄道
車両の位置を、コンピュータ手段によって自動的に判定
するステップを含む。
【００１４】以上の構成により本発明は、列車編成内に
おける各車両の正確な順序を自動的且つ迅速に列車の運
転手に知らせる。本装置はそれを用いなければ、鉄道車
両の位置を確認するための別のもっと時間のかかる方法
によって特定の鉄道車両の位置を正確に求めるのに費や
されるであろう時間と労力を節約する。また、本装置
は、鉄道車両の位置を判定する際、それを人手で行う場
合と異なりエラーの可能性を取り除く。非常に短い長さ
の列車編成では贅沢かもしれないが、中位から長いもの
に及ぶ列車編成、特に長い貨物列車の場合、本装置は従
来例よりも進歩している。
【００１５】本発明の装置と方法は、既存の比較的現代
的な列車編成で通例見られる幾つかの構成部品の長所を
一部利用して実現できる。代表的な列車編成は少なくと
も１台の機関車、１台以上の（鉄道）車両、及び複数の
列車ラインを含む。列車ラインは、一般に列車の先頭の
機関車から列車の末尾の車両へと延び、両者間に位置し
た各車両内のエアブレーキと電気装置へそれぞれ接続す
る空気及び電気両ラインを含む。より詳しく言えば、機
関車における空気列車ラインは、作動管、元空気だめ均
圧（ＭＲＥ）管、及び個々の作用及び弛め（ＩＡＲ）管
を含む。機関車編成（即ち重負荷を引くため２台以上の
機関車が相互に接続されている編成）内では、ＭＲＥ、
作動及びＩＡＲの各管が他の機関車のＭＲＥ、作動及び
ＩＡＲの各管とそれぞれ相互接続されている。空気列車
ラインはブレーキ管も含んでいる。ブレーキ管は一連の
ある管長のパイプから構成され、その１つが各車両の下
側に固定され、各車両間に位置した撓継手を介して別の
パイプと相互接続されている。こうしてブレーキ管は、
列車の先頭の機関車から列車の末尾の車両へと延びる１
本の長い連続した管となる。
【００１６】個別には列車ライン又は連通ケーブルとも
呼ばれる電気列車ライン（即ちワイヤ）は、電力ライン
と帰還ラインとを含み、これらのラインは他の電気ライ
ンと一緒に保護導管又はケーブル内に収容されている。
ブレーキ管と同様、電気列車ラインは実際上一連の個々
の導管から構成され、通常その１つが各車両の下側に固
定され、各車両間に位置したコネクタを介して別の導管
と相互接続されている。電力ラインが列車の先頭の機関
車から、列車編成内の各鉄道車両へ電力を供給する。同
じく帰還ラインが、電力ラインから電力供給を受ける電
気回路を完成するための経路を与える。尚、明瞭を期す
ため、以下用いる「列車ライン」という用語は全て他に
明示がなければ、「空気列車ライン」ではなく「電気列
車ライン」を意味するものとする。
【００１７】列車の先頭の機関車は、通例、１つ以上の
コンピュータ化システム、かかる既存のコンピュータ化
システムの少なくとも１つにアクセスするための運転台
キーボード、及び列車の運転をモニターするための運転
台ディスプレイを備えている。この既存のコンピュータ
化システムの一例は、本出願人製のＥＰＩＣ（登録商
標）コンピュータ制御式ブレーキ装置である。このＥＰ
ＩＣコンピュータ制御式ブレーキ装置は、列車編成内の
全ての鉄道車両に関するブレーキの動作を制御する。既
存のコンピュータ化システムの別の一例は本出願人製の
運転台統合装置（Cab Integration Equipment)で、これ
は簡単に言えば列車編成の運転全体を制御する。
【００１８】本発明の鉄道車両位置判定装置及び方法
は、本発明に専用の装備、又は新しい機器と上述した機
関車コンピュータ及び列車ラインなどの既存機器との組
み合わせを用いることによって実施できる。後者の方式
の方が本発明を実施するのに好ましい手段であるが、前
者の方式も同様に効果的である。この点は、以下の詳細
な説明と特許請求の範囲の記載から明らかとなろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の鉄道車両位置判定装置及
び方法を以下詳しく説明する前に、説明を明瞭化し且つ
本発明の理解を容易とするため、添付図面中、同一の機
能を有する同一の構成部品は各図面を通じて同じ参照番
号で示してあることに留意されたい。
【００２０】図１及び図２は、本発明の現時点で好まし
い実施形態の要部詳細を示している。即ち、図１は、総
括的に列車編成を符号１で示しており、各鉄道車両３の
位置を自動的に判定する符号５０で総括的に示すシステ
ム（又は装置）が列車編成１内に装備されている。この
システム５０は、列車編成１の機関車２内に位置するの
が好ましいプログラミング手段（図示せず）に従って動
作するコンピュータ手段２０、各鉄道車両３内に組み込
まれ、固有の識別コードを有する車両用演算手段５１、
及びコンピュータ手段２０を車両用演算手段５１ａ−５
１ｃの各々に相互接続する複数の列車ライン１０のうち
少なくとも１つを含む。
【００２１】上記列車編成１の列車ライン１０は、列車
編成１の先頭の機関車２から末尾の鉄道車両３ｃへ延び
る複数のワイヤを有する。列車ライン１０の例としては
特に、電力ライン１１と帰還ライン１２がある。各車両
用演算手段５１が、電力ライン１１と帰還ライン１２な
どの適切な電気帰還路とに接続されている。各車両用演
算手段５１ａ−５１ｃは電力ライン１１に電気信号を印
加可能であると共に、別の車両用演算手段５１ｃ−５１
ａが電力ライン１１に電気信号を与えたことを検知可能
である。また、各車両用演算手段５１ａ−５１ｃには、
それが装備されている特定の鉄道車両を識別するための
固有の識別コードが割り当てられている。
【００２２】本発明のコンピュータ手段２０は、幾つか
の形態のいずれをも取ることができる。コンピュータ化
システムは現在の機関車の多くに搭載された標準的装置
であるため、本出願人製ＥＰＩＣ（登録商標）コンピュ
ータ制御式ブレーキ装置など既存のコンピュータ化シス
テムを本発明のシステムのコンピュータ手段２０として
使用しうる。或いは、本発明に専用の別個のコンピュー
タ装置をコンピュータ手段２０として用いてもよい。特
にスペースと重量の観点から前者の方式を選ぶ方が好ま
しいが、機関車コンピュータ分野の当業者であれば、コ
ンピュータ手段２０としてどちらを選んでも本発明を実
施可能である。
【００２３】本発明の鉄道車両位置判定システム５０
は、３つの動作段階を有すると考えられる。コンピュー
タ手段２０が初めに車両用演算手段５１ａ−５１ｃから
識別コードを受け取ることを含む第１の段階は、照会段
階と呼ぶことができる。コンピュータ手段２０が各車両
用演算手段５１ａ−５１ｃに指令を発して電力ライン１
１に電気信号を印加させることを含む第２の段階は、デ
ータ収集段階と呼ぶことができる。コンピュータ手段２
０が列車編成１内における各鉄道車両３の位置を計算す
ることを含む第３の段階は、位置確認段階と呼ぶことが
できる。
【００２４】更に図１を参照すれば、上記動作の照会段
階時に、各車両用演算手段５１ａ−５１ｃがそれぞれの
識別コードをコンピュータ手段２０に供給する。照会段
階は自動又はマニュアルどちらで発生させてもよい。コ
ンピュータ手段２０と車両用演算手段５１ａ−５１ｃの
両方に初めて電力が供給されるとき、照会段階を自動的
に発生させることができる。例えば、各車両用演算手段
５１ａ−５１は、それが取り付けられている鉄道車両が
列車編成１の列車ライン１０に接続されると直ちに、自
らの識別コードを自動的にコンピュータ手段２０に送
る。また、照会段階は、列車の運転手がキーボードやそ
の他同様の入力装置を介してコンピュータ手段２０に指
示し、全ての車両用演算手段５１ａ−５１ｃに対してそ
れぞれの識別コードを照会したとき、マニュアルで発生
させることもできる。列車の運転時、鉄道車両３は日常
的に増車されたり減車されたりするため、列車の運転手
にとっては、最新の車両用演算手段／鉄道車両識別コー
ドによってコンピュータ手段２０が絶えず更新されるの
で、自動式の方が特に有用である。コンピュータ手段２
０は車両用演算手段５１ａ−５１ｃから全ての識別コー
ドを獲得した後、システム動作のデータ収集段階に入る
ことができる。
【００２５】データ収集段階では、コンピュータ手段２
０が、列車編成１内における各鉄道車両３の相対的位置
を自動的に判定するための一連のテストを実質的に行
う。最も一般的な表現を用いれば、各テストは、コンピ
ュータ手段２０が交互に車両用演算手段５１の各１つに
指令を発し、その他の車両用演算手段５１から応答を受
信することを含む。コンピュータ手段２０が車両用演算
手段５１の１つに指令を発して電力ライン１１に電気信
号を印加させる毎に、機関車２と該当する１つの鉄道車
両３（その車両用演算手段５１が指令に基づいて電気信
号を印加した車両）との間に位置したその他の全ての車
両用演算手段５１が各々電気信号を検知する。そして、
機関車２と該当する１つの鉄道車両３との間に位置した
その他の車両用演算手段５１が各々、列車ライン１０の
１つを介してコンピュータ手段２０に応答を与え、電気
信号が検知されたことを知らせる。コンピュータ手段２
０は全ての車両用演算手段５１に命令を発し、それらか
ら応答を受信した後、各鉄道車両３が列車編成１内で占
めている位置を自動的に判定する。
【００２６】この車両位置判定この車両位置判定システ
ム５０の動作の照会段階とデータ収集段階はおそらく、
図１に示すように４台の車両、即ち１台の機関車と３台
の鉄道車両からなる列車編成を想定した以下の例で最も
分かり易く説明できるであろう。車両位置判定システム
５０に初めて電力が供給されると、或いは列車の運転手
がコンピュータ手段２０を介して電力の供給を指令する
と、各車両用演算手段５１ａ−５１ｃがそれぞれの識別
コードをコンピュータ手段２０に与える。かくしてコン
ピュータ手段２０は得られた識別コードの中から、ラン
ダムに又はその他の基準に従って、車両用演算手段の１
つ（例えば５１ｂ）に電気信号を印加させるように指令
を発する。指令に応じ、車両用演算手段５１ｂは電力ラ
イン１１に電気信号を印加する。機関車２と電力ライン
１１に電気信号を印加した車両用演算手段５１ｂを有す
る鉄道車両３ｂとの間に位置する車両用演算手段は、唯
一車両用演算手段５１ａだけなので、車両用演算手段５
１ａが車両用演算手段５１ｂから発生された電気信号を
検知する。そして車両用演算手段５１ａが列車ライン１
０の１つを介してコンピュータ手段２０に応答し、電気
信号が検知されたことを知らせる。
【００２７】こうして車両用演算手段５１ａが車両用演
算手段５１ｂより前方に位置することを示すデータが得
られた後、コンピュータ手段２０は別の車両用演算手段
（例えば５１ａ）をランダムに選ぶ。そして、車両用演
算手段５１ａが電力ライン１１に電気信号を印加する。
機関車２とこのとき電力ライン１１に電気信号を印加し
た車両用演算手段５１ａを有する鉄道車両３ａとの間に
は車両用演算手段が存在しないので、ここでコンピュー
タ手段２０は、鉄道車両３ａの前方には鉄道車両が存在
しないことを示すデータを処理する。次いでコンピュー
タ手段２０は、別の（この例では最後の）車両用演算手
段（即ち５１ｃ）をランダムに選ぶ。そして、車両用演
算手段５１ｃが電力ライン１１に電気信号を印加する。
機関車２とこのとき電力ライン１１に電気信号を印加し
た車両用演算手段５１ｃを有する鉄道車両３ｃとの間に
存在する車両用演算手段は車両用演算手段５１ａと５１
ｂなので、車両用演算手段５１ａ、５１ｂの両方が車両
用演算手段５１ｃから発生された電気信号を検知する。
次いで車両用演算手段５１ａ、５１ｂの両方が列車ライ
ン１０の１つを介してコンピュータ手段２０に応答し、
電気信号が検知されたことを知らせる。ここでコンピュ
ータ手段２０は、鉄道車両３ａと３ｂが鉄道車両３ｃの
前方に存在することを示すデータを処理する。
【００２８】得られた全ての識別コードをそれぞれの車
両用演算手段５１に発信し、そこからの予期された応答
を受信した後、コンピュータ手段２０はシステム動作の
位置確認段階を開始する。コンピュータ手段２０は各テ
ストから収集されたデータを処理し、列車編成１内にお
ける各鉄道車両３の相対的位置を自動的に判定する。上
記の例によって得られたデータを用い、第１のテストで
は、鉄道車両３ａが鉄道車両３ｂの前方に位置すること
が証明された。第２のテストでは、鉄道車両３ａの前方
には鉄道車両が存在しないことが証明された。第３のテ
ストでは、鉄道車両３ａと３ｂが鉄道車両３ｃの前方に
位置することが証明された。次いでこの車両位置判定シ
ステム５０がデータ収集段階に集められたデータを用
い、機関車２の後に鉄道車両３ａ、３ｂ及び３ｃがこの
順序で続くことを、位置確認段階で判定する。
【００２９】この車両位置判定システム５０の車両用演
算手段５１は、特に図２に示したような回路を用いて実
施し得る。この場合車両用演算手段５１は、電気信号を
電力ライン１１に印加する信号印加手段５２、電力ライ
ン１１に印加された電気信号を検知する信号検知手段５
８、及びマイクロプロセッサ６０を含む。信号検知手段
５８は、図２に示したような電流センサ５９を含め、電
気信号通信分野で周知の幾つかの方法のうち任意の１つ
を用いて実施し得る。マイクロプロセッサ６０はコンピ
ュータ手段２０から該当の指令を受け取ると、信号印加
手段５２に指示して電気信号を電力ライン１１に印加さ
せる。また、マイクロプロセッサ６０は、機関車２及び
対応する信号検知手段５８が設置された鉄道車両３の両
方と反対側（後方）に位置した鉄道車両３の１台に位置
した別の車両用演算手段５１から発生された電気信号を
前記信号検知手段５８が検知したとき、少なくとも１本
の列車ラインを介してコンピュータ手段２０にも応答す
る。
【００３０】本発明の信号印加手段５２は、特に図２に
示した回路要素を用いて実施し得る。図示の回路設計に
おいて信号印加手段５２は、電力ライン１１と帰還ライ
ン１２を横切って直列に接続された抵抗５３とトランジ
スタ５４を含む。マイクロプロセッサ６０はコンピュー
タ手段２０から該当の指令を受け取ると、トランジスタ
５４を付勢して、電気信号を電力ライン１１に印加させ
る。トランジスタ５４は電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）とし得る。
【００３１】電気信号通信分野の当業者には明らかなよ
うに、信号印加手段５２としてどんな回路要素を選んだ
としても、それが発生する電気信号は、電力ライン１１
上で通常見られる電気的特性と異なるサイン（特徴）を
有するはずである。例えば、電力ライン１１上で見られ
る電流特性と異なる振幅及び形状の電流パルスなど特有
の電気信号を、図２に示した抵抗５３とＦＥＴトランジ
スタ５４を用いて発生できる。
【００３２】同じく信号検知手段５８は、図２に示した
電流センサ５９を含む幾つかの方法のうち任意の１つを
用いて実施し得る。信号検知手段５２としてどんな回路
要素を選んだとしても、信号印加手段５２から発生され
る電気信号を検出できることは明らかである。
【００３３】また、電気信号通信分野の当業者には明ら
かなように、１台の鉄道車両（例えば３ｂ）に設置され
た車両用演算手段が別の鉄道車両（例えば３ｃ）に設置
された別の車両用演算手段から発信された電気信号を、
後者の鉄道車両（例えば３ｃ）が機関車２及び前者の鉄
道車両（例えば３ｂ）両方と反対側に位置する場合にだ
け検知するように、車両用演算手段回路を設計すること
が可能である。言い換えれば、電気信号を電力ライン１
１に印加した信号印加手段を有する鉄道車両（例えば３
ａ）より後方に位置した鉄道車両（例えば３ｂと３ｃ）
に設置された信号検知手段は、その電気信号を受信しな
い。車両用演算手段回路設計の意図は、列車編成１の前
方端でなく、後方端から来信する電気信号を受信する信
号検知手段を与えることにある。
【００３４】任意選択ではあるが、この車両位置判定シ
ステム５０の上記構成に加えて図２に示すように、ダイ
オード６３などの抑制要素を車両用演算手段５１内に含
めるのが好ましい。ダイオード６３はこの車両位置判定
システム５０を、鉄道車両３上に通例装備されるが本発
明と関連のない、詳しくは示してない電子回路１３から
隔絶する役割を果たしている。こうしないと既存の車両
エレクトロニクス（電子回路）１３が、本発明の鉄道車
両位置判定システム５０によって電力ライン１１に印加
されたり、そこで検知される電気信号に電気的干渉を及
ぼすことがある。
【００３５】次に図３を参照すれば、列車編成内におけ
る鉄道車両の位置を判定するための、全体を１００で示
した方法の必須要素がフローチャートの形で示してあ
る。列車編成は機関車、複数の列車ライン、及び少なく
とも１台の鉄道車両を含む。機関車は、機関車の作動を
制御するコンピュータ手段を有する。列車ラインはコン
ピュータ手段と各鉄道車両に電力を供給する電力ライン
を含み、各鉄道車両にはそれぞれ固有の識別コードが割
り当てられた車両演算回路を含む。方法１００は、各車
両演算回路に割り当てられた全ての識別コードを少なく
とも１本の列車ラインを介してコンピュータ手段に与え
るステップ１２０と、割り当てられた識別コードを用い
てコンピュータ手段から各車両演算回路に順次指令を発
し、全ての車両演算回路によって認識可能な電気信号を
電力ラインに印加させるステップ１３０とを含む。
【００３６】また、鉄道車両の位置判定方法１００は、
上記電気信号を検知し、コンピュータ手段に応答して、
電気信号が検知されたことを示す応答・検知ステップ１
４０も含む。即ち、各車両演算回路が電気信号を電力ラ
インに印加すると、機関車とその電気信号を印加した車
両演算回路との間に位置する他の全ての車両演算回路の
各々によって、電気信号が検知される。コンピュータ手
段は少なくとも１本の列車ラインを介して、そのように
位置した他の車両演算回路の各々から、電気信号が検知
されたことを示す応答を受信する。
【００３７】鉄道車両の位置判定方法１００は更に、全
ての車両演算回路が電気信号を電力ラインに印加し、コ
ンピュータ手段に適切に応答するまで、上記の指令ステ
ップ１３０と応答・検知ステップ１４０を順番に繰り返
す反復ステップ１５０を含む。本方法１００は次に、指
令とそれに対する応答を表すデータを用い、列車編成内
における他の全ての鉄道車両の位置に対する各鉄道車両
の位置を、コンピュータ手段によって自動的に判定する
ステップ１６０を含む。
【００３８】機関車は通例列車の運転をモニターするた
めの運転台ディスプレイを有しているので、上記の判定
ステップ１６０の後に、列車編成内における他の全ての
鉄道車両の位置に対する各鉄道車両の位置を運転台ディ
スプレイに表示するステップ１７０を含めることによっ
て、本方法１００を更に向上できる。
【００３９】尚、本発明の装置と方法は旅客や貨物の列
車編成の応用にのみ限定されず、任意の一群の相互接続
される車両に適用可能である。
【００４０】以上、本発明の鉄道車両位置判定装置及び
方法を実施する上で現時点で好ましい実施形態及び幾つ
かの変形例を詳しく説明したが、本発明の関連する鉄道
制御機器分野の当業者であれば、特許請求の範囲に記載
の精神及び範囲を逸脱することなく本発明を実施する各
種別の方法も認識されるであろう。
【００４１】従って、科学と実用分野の発展を促進する
ため、出願人は特許請求の範囲に含まれる全ての主題に
関し、登録特許の占有権を特許法に定められた期間の間
確保するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 列車編成内における鉄道車両の位置を自動的
に判定する装置を備えた列車編成の概略ブロック図で、
判定装置は列車編成の機関車内に配置されたコンピュー
タ、各鉄道車両に組み込まれた車両演算装置、及びコン
ピュータを車両演算装置の各々に相互接続する少なくと
も１本の列車ラインを含む。
【図２】 マイクロプロセッサ、負荷印加装置、及びダ
イオードを含む本発明に基づく車両演算装置のより詳し
い概略図で、鉄道車両に通常装備されているが本発明と
は関連のないエレクトロニクスを表す詳しくは明示して
ない回路も含まれている。
【図３】 列車編成内における鉄道車両の位置を自動的
に判定する方法の概略フローチャートである。
【符号の説明】
１…列車編成、２…機関車、３（３ａ−３ｃ）…鉄道車
両、１０…列車ライン、１１…電力ライン、１２…帰還
ライン、２０…コンピュータ手段（機関車用コンピュー
タ手段もしくは中央コンピュータ手段）、５０…判定シ
ステム（車両位置判定装置）、５１（５１ａ−５１ｃ）
…車両用演算手段、５２…信号印加手段、５３…抵抗、
５４…トランジスタ、５８…信号検知手段、５９…電流
センサ、６０…マイクロプロセッサ、６３…ダイオー
ド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エンジェル・ピー・ビゾス アメリカ合衆国、メリーランド州、ロッ クフォード、フェアウッド・コ−ト ５ (56)参考文献 特開 昭53−23407（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−214701（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−298590（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 3/00 B61L 25/04

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 列車編成内における車両の位置を判定す
    るための装置であって、前記列車編成は、機関車と、少
    なくとも１本の列車ラインと、少なくとも１台の車両と
    を含み、前記機関車は、該機関車の作動を制御する機関
    車用コンピュータ手段を有し、前記少なくとも１本の列
    車ラインは、前記機関車用コンピュータ手段と前記列車
    編成内の少なくとも１台の車両とに電力を供給する電力
    ラインを有する車両位置判定装置において、 （ａ） 前記各車両に配置され、前記電力ラインに電気
    信号を印加し且つ前記電力ラインからの電気信号を検知
    する車両用演算手段であって、各々が固有の識別コード
    を有する前記車両用演算手段と、 （ｂ） 前記機関車用コンピュータ手段内に含まれ、そ
    れぞれ割り当てられた前記識別コードを用いて各車両用
    演算手段に順次指令を発し、前記電気信号を前記電力ラ
    インに印加させるプログラミング手段とを備え、 前記機関車用コンピュータ手段が前記車両用演算手段の
    １つに指令を発する都度、前記機関車と前記電気信号を
    印加した前記車両用演算手段との間に位置した他の全て
    の車両用演算手段の各々が電気信号を検知し、且つ前記
    少なくとも１本の列車ラインを介して前記機関車用コン
    ピュータ手段に応答し、電気信号が検知されたことを指
    示すると共に、全ての車両用演算手段に指令を発して応
    答を受信した後、前記機関車用コンピュータ手段が前記
    列車編成内における他の全ての車両の位置に対する各車
    両の位置を自動的に判定する、車両位置判定装置。
  2. 【請求項２】 前記車両用演算手段が、 （ａ） 前記電気信号を前記電力ラインに印加する信号
    印加手段と、 （ｂ） 前記電力ラインに印加された前記電気信号を検
    知する信号検知手段と、 （ｃ） 前記機関車用コンピュータ手段からの指令に応
    じ、電気信号を前記電力ラインに印加するように前記信
    号印加手段に指示すると共に、前記信号検知手段が前記
    機関車及び当該信号検知手段の設置された車両の両方と
    反対側に位置する車両のいずれかに配置された車両用演
    算手段から発信された電気信号を検知したとき、前記少
    なくとも１本の列車ラインを介して前記機関車用コンピ
    ュータ手段に応答するマイクロプロセッサと、 を含む請求項１記載の車両位置判定装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の列車編成内における車両
    位置判定装置であって、 （ａ） 前記少なくとも１本の列車ラインが、前記電力
    ラインによって与えられる電気回路を完成するための経
    路を与える帰還ラインを含み、 （ｂ） 前記信号印加手段が前記電力ラインと前記帰還
    ラインを横切って直列に接続された抵抗及びトランジス
    タを含み、 前記マイクロプロセッサが自らに割り当てられた識別コ
    ードを前記機関車用コンピュータ手段から受け取ると、
    前記マイクロプロセッサが前記トランジスタを付勢し電
    気信号を前記電力ラインに印加する車両位置判定装置。
  4. 【請求項４】 前記トランジスタが電界効果トランジス
    タである請求項３記載の車両位置判定装置。
  5. 【請求項５】 前記信号検知手段が電流センサを含む請
    求項２記載の車両位置判定装置。
  6. 【請求項６】 前記車両用演算手段が更に、前記電力ラ
    インと車両に配置された既存の電子部品との間に接続さ
    れ、該既存の電子部品が前記車両位置判定装置の動作に
    電気的干渉を及ぼすのを防ぐダイオードを含む請求項１
    記載の車両位置判定装置。
  7. 【請求項７】 前記機関車用コンピュータ手段にすでに
    供給されている電力が前記車両用演算手段に初めて供給
    されるとき、該車両用演算手段がその識別コードを前記
    機関車用コンピュータ手段へ自動的に与える請求項１記
    載の車両位置判定装置。
  8. 【請求項８】 列車の運転手が前記機関車用コンピュー
    タ手段に指示して前記車両用演算手段の識別コードを要
    請したとき、前記車両用演算手段がその識別コードを前
    記機関車用コンピュータ手段に与える請求項１記載の車
    両位置判定装置。
  9. 【請求項９】 列車編成内における車両の位置を判定す
    る装置であって、前記列車編成は、機関車と、少なくと
    も１本の列車ラインと、少なくとも１台の車両とを含
    み、前記少なくとも１本の列車ラインは、前記列車編成
    内の少なくとも１台の車両に電力を供給する電力ライン
    を有する車両位置判定装置において、 （ａ） 前記各車両に配置され、前記電力ラインに電気
    信号を印加し且つ前記電力ラインから電気信号を検知す
    る車両用演算手段であって、各々が固有の識別コードを
    有する前記車両用演算手段と、 （ｂ） 前記電力ラインに接続され、それぞれ割り当て
    られた前記識別コードを用いて各車両用演算手段に順次
    指令を発し、前記電気信号を前記電力ラインに印加させ
    る中央コンピュータ手段とを備え、 前記中央コンピュータ手段が前記車両用演算手段の１つ
    に指令を発する都度、前記機関車と前記電気信号を印加
    した前記車両用演算手段との間に位置したその他全ての
    車両用演算手段の各々が電気信号を検知し、且つ前記少
    なくとも１本の列車ラインを介し前記中央コンピュータ
    手段に応答し、電気信号が検知されたことを指示すると
    共に、全ての前記車両用演算手段に指令を発して応答を
    受信した後、前記中央コンピュータ手段が前記列車編成
    内におけるその他全ての車両の位置に対する各車両の位
    置を自動的に判定する車両位置判定装置。
  10. 【請求項１０】 前記中央コンピュータ手段が前記機関
    車の作動を制御する機関車用コンピュータ手段であり、
    該機関車用コンピュータ手段内に、該機関車用コンピュ
    ータ手段が各車両用演算手段に順次指令を発し且つ該車
    両用演算手段から受信した応答に基づいて前記列車編成
    内における車両の位置を自動的に判定することを可能と
    するプログラミング手段が含まれている請求項９記載の
    車両位置判定装置。
  11. 【請求項１１】 前記車両用演算手段が、 （ａ） 前記電気信号を前記電力ラインに印加する信号
    印加手段と、 （ｂ） 前記電力ラインに印加された前記電気信号を検
    知する信号検知手段と、 （ｃ）前記中央コンピュータ手段からの指令に応じ、前
    記電気信号を前記電力ラインに印加するように前記信号
    印加手段に指示すると共に、前記信号検知手段が前記機
    関車及び当該信号検知手段の設置された車両の両方と反
    対側に位置する車両のいずれかに配置された前記車両用
    演算手段から発信された電気信号を検知したとき、前記
    少なくとも１本の列車ラインを介して前記中央コンピュ
    ータ手段に応答するマイクロプロセッサと、 を含む請求項９記載の車両位置判定装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の車両位置判定装置に
    おいて、 （ａ） 前記少なくとも１本の列車ラインが、前記電力
    ラインによって与えられる電気回路を完成するための経
    路を与える帰還ラインを含み、 （ｂ） 前記信号印加手段が、前記電力ライン及び前記
    帰還ラインを横切って直列に接続された抵抗とトランジ
    スタを含んでいて、 前記マイクロプロセッサが自らに割り当てられた識別コ
    ードを前記中央コンピュータ手段から受け取ると、前記
    マイクロプロセッサが前記トランジスタを付勢し電気信
    号を前記電力ラインに印加するようになっている車両位
    置判定装置。
  13. 【請求項１３】 前記トランジスタが電界効果トランジ
    スタである請求項１２記載の車両位置判定装置。
  14. 【請求項１４】 前記信号検知手段が電流センサを含む
    請求項１１記載の車両位置判定装置。
  15. 【請求項１５】 前記車両用演算手段が更に、前記電力
    ラインと車両に配置された既存のエレクトロニクスとの
    間に接続され、該既存のエレクトロニクスが前記車両位
    置判定装置の動作に電気的干渉を及ぼすのを防ぐダイオ
    ードを含む請求項９記載の車両位置判定装置。
  16. 【請求項１６】 前記中央コンピュータ手段にすでに供
    給されている電力が前記車両用演算手段に初めて供給さ
    れるとき、該車両用演算手段がその識別コードを前記中
    央コンピュータ手段へ自動的に与える請求項９記載の車
    両位置判定装置。
  17. 【請求項１７】 列車の運転手が前記中央コンピュータ
    手段に指示して前記車両用演算手段の識別コードを要請
    したとき、該車両用演算手段がその識別コードを前記中
    央コンピュータ手段に与える請求項９記載の車両位置判
    定装置。
  18. 【請求項１８】 前記少なくとも１本の列車ラインに代
    えて、専用電力ラインと専用帰還ラインのうち少なくと
    も一方が前記車両位置判定装置で用いられる請求項１０
    記載の車両位置判定装置。
  19. 【請求項１９】 列車編成内における車両の位置を判定
    する方法であって、前記列車編成が機関車と、少なくと
    も１本の列車ラインと、少なくとも１台の車両とを含
    み、前記機関車が該機関車の作動を制御するコンピュー
    タ手段を有し、前記少なくとも１本の列車ラインが前記
    コンピュータ手段と前記列車編成内の各車両とに電力を
    供給する電力ラインを有し、各車両が固有の識別コード
    を有する車両演算回路を有する、車両位置判定方法にお
    いて、 （ａ） 前記車両演算回路に割り当てられた全ての識別
    コードを前記少なくとも１本の列車ラインを介して前記
    コンピュータ手段に供給する供給ステップと、 （ｂ） 前記割り当てられた識別コードを用いて前記コ
    ンピュータ手段から各車両演算回路に順次指令を発し、
    全ての車両演算回路によって認識可能な電気信号を前記
    電力ラインに印加させる指令ステップと、 （ｃ） 各車両演算回路が電気信号を前記電力ラインに
    印加した後、前記機関車と前記電気信号を印加した前記
    車両演算回路との間に位置する他の全ての車両演算回路
    において、前記電気信号を検知し且つ前記少なくとも１
    本の列車ラインを介してコンピュータ手段に応答し、電
    気信号が検知されたことを示す応答・検知ステップと、 （ｄ） 前記コンピュータ手段が全ての車両演算回路に
    指令を発し、前記応答を受信するまで、前記指令ステッ
    プと前記応答・検知ステップを順番に繰り返す反復ステ
    ップと、 （ｅ） 前記指令とそれに対する前記応答を表すデータ
    を用い、前記列車編成内における他の全ての車両の位置
    に対する各車両の位置を、前記コンピュータ手段によっ
    て自動的に判定する判定ステップと、 を有する車両位置判定方法。
  20. 【請求項２０】 前記機関車がディスプレイを更に含
    み、前記車両位置判定方法が前記判定ステップの後に、
    前記列車編成内における他の全ての車両の位置に対する
    各車両の位置を前記ディスプレイに表示するステップを
    含む請求項１９記載の車両位置判定方法。
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