JP3574917B2 - Train interval control system for wireless trains - Google Patents

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Description

【発明の属する技術分野】
【0001】
本発明は無線列車の列車間隔制御システムに係り、特に、列車情報異常時に列車からの位置情報が届かなくなったり、不正な情報が送信されたりした場合でも、列車間隔を安全に制御できる列車間隔制御システムに関する。
【従来の技術】
【0002】
従来、鉄道では列車の安全運行を確保するため、線路脇に設置した信号機を用いたり、レールを伝送媒体として使用し、速度制御情報などを車上に伝送する方式が用いられてきた。これらの方式では、いずれも、閉塞という考えに基づいて安全が確保されている。
【0003】
一般に、この閉塞は、軌道回路によって実現されている。1軌道回路に1列車の在線だけを許可することで、列車間の安全を確保している。このため、この軌道回路の長短で通常運行の列車間隔が決まる。高密度運行を実現するには、列車間隔を縮める必要があるため、短い軌道回路を用いることになる。
【0004】
ところが、この軌道回路はレールを電気的に絶縁し、各軌道回路の境界に設備を設置するため、設備や保守の費用が高くなるという欠点を持っている。
【0005】
このような背景から、軌道回路によらずに列車の位置を検知し、列車に対して安全確保のための制御情報を伝送する方式として、無線信号方式が検討されている。無線信号方式では、一般に、車上で検知した自列車位置を無線によって地上側制御装置に伝送し、地上側では、その列車が安全に進行できる限界位置を求め列車に伝送する。この限界を示す位置を走行許可位置とすると、各列車は、走行許可位置までに安全に停止できるよう、自列車を制御する。
【0006】
無線信号システムでは、車上位置検知機能が、軌道回路位置検知方式に代わり、安全に列車が走行するための基本的な情報の生成を担うことになる。さらに、検知した情報が地上側の列車制御装置に伝わらなければ、地上側装置で列車間隔を制御できないので、列車は走行許可位置を受信不可能となり、走行できない。すなわち、車上位置検知と無線伝送、そして地上側の間隔制御機能が正常に動作しなければ、無線信号システムは成り立たない。
【0007】
無線通信を通して制御するには、一般の携帯電話と同じように、チャネル数と電力などの制限から、沿線に複数の基地局を配置し、全線を隈無く手分けして被う方式が有力である。移動局が、基地局の境界に近づくと、隣の基地局移動局を受け渡す「手渡し制御」すなわち、ハンドオーバー制御がなされる。このようにして、移動局は、進行するにつれて次々と基地局を渡ることになる。
【0008】
無線列車信号システムの例として、欧州が連合して推進しているETCSプロジェクトがある。Proceedings of WCRR'97 Vol.C pp.345-349 " THE UIC SPECIFICATION FOR ETCS - BALANCING COMPETITION, SAFETY AND INTEROPERABILITY "に開示されているように、最終的に欧州の携帯電話規格であるGSMを用いて通信する方式である。無線通信の中でも、公衆無線網の一部を利用して、列車制御するシステムである。
【0009】
一方では、列車制御用に専用の無線通信網を構築して、列車間隔制御するシステムが考えられている。例えば、Proceedings of the 1994 ASME/IEEE Joint Railroad Conference " Wireless Advanced Automatic Train Control " に開示されている(米)Hughes社が提案しているAATCシステムである。このシステムでは、SS(スペクトル拡散)通信装置を用いて、地上と車上で冗長通信ネットワークを構築して、地上と車上の双方で列車位置を検出し、地上装置から許容速度を伝送し列車の安全を確保する方式である。
【0010】
また、空間波を用いずに、LCX(漏洩同軸ケーブル)から漏れる漏洩電波を用いて通信する列車制御システムも提案されている。例えば、特開平2−109770公報や鉄道技術総研報告Vol.10 No.11 '96.11 pp.23-28 "CARATによるインテリジェントな速度制御の現車試験"で開示されているCARATなどのシステムがある。
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
無線列車信号システムに限らず、線路脇に設置された信号を制御して列車を制御するシステムやATC(Automatic Train Control)システムでも、列車信号システムは列車位置を列車制御装置が正しく認識しなければ、適切な制御は実施できない。
【0012】
従来の軌道回路方式では、列車の在線を軌道回路のリレーの状態から判断しており、リレーの扛上状態を不在とし、落下状態を在線としている。リレーの故障は、圧倒的に扛上しない不良が大きく、故障の場合は落下するという故障発生の非対称性、すなわち、リレーが故障しても列車が在線するという安全側に状態が遷移するという特性を利用して安全を確保している。
【0013】
この方式により、たとえリレー故障が発生しても、列車の在線状態と認識する側に行くので、前方列車を不在と見なして追突させる確率を限りなくゼロにしている。この方式は、実績もあり安全走行上有力な方式であり、現在広く用いられている。ただし、軌道回路が必要であり、メンテナンスも必須で、コスト的に不利な点が表面化してきた。
【0014】
無線列車信号システムは、この問題を解決する手段として近年開発が進められている。保安を確保するために、異常が発生した場合に如何に安全を確保するかが大きな問題になっている。
【0015】
無線列車信号システムでは、間隔を制御するための位置情報を車上で検知し、この情報を無線通信により伝送する。受信した制御対象下の列車の位置情報に基づいて、地上の列車制御装置は間隔制御データを作成し、このデータを各列車に向けて送信する。
【0016】
この過程で、位置検知誤りや、無線伝送異常などが絶対に発生しないとはいえず、システム的に異常が発生しても安全側制御となるフェールセーフ性を確保する必要がある。
【0017】
前述のように、軌道回路方式では、リレーのハードウエア的な故障特性を利用して、フェールセーフ性を確保している。
【0018】
無線列車制御システムでは、ハードウエア的にフェールセーフ性を確保することは難しく、理論的にガードしなければならない。位置情報が地上側に届かなくなった列車を支障条件として走行していた続行列車が、この異常列車に追突することを防止できれば、フェールセーフ性が確保できる。
【0019】
フェールセーフ性を確保するには、位置検知機能の信頼性を上げても、通信区間でデータ誤りが発生して地上側に届かなかったり、車上制御装置自体が故障することも考えられ、的確にフェールセーフ性を保証する方式の開発が必要である。フェールセーフ性を確保するために、複雑な通信プロトコルや制御処理を必要とすると、それ事態にバグが入り込む可能性があり、避けなければならない。また、コスト的に負荷が大きくなると、システムとして受け入れられなくなるので、コストパフォーマンス性も考慮しなければならない。さらに、フェールセーフ性を追及するあまり、システムの稼働率や列車の定時運行性を低下させても問題がある。
【0020】
本発明の目的は、先行列車異常時の続行列車に対する効率的なフェールセーフ性を確保するとともに、そのフェールセーフ性をコスト的にも有利な方式で確立できる無線列車の列車間隔制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0021】
本発明は、上記目的を達成するために、各列車の位置を検知する検知手段と、その検知した列車位置情報を無線を用いて地上側に送信する送信手段とが同一線路上を走行する複数の列車上に設けられ、前記列車位置情報を受信する受信手段と、受信した前記列車位置情報から列車が安全に走行できる限界位置である走行許可位置を求めるとともに、その走行許可位置データに基づいて前記列車の先行列車との間隔を制御する列車走行制御手段とが地上側に設けられ、前記列車走行制御手段は、通常時には、前記先行列車の位置から、走行許可位置を求める対象としている列車の位置検知誤差と、前記先行列車の位置検知誤差とを差し引いた地点を走行許可位置とし、前記先行列車の位置情報に異常が認められた時には、前記先行列車の位置から、走行許可位置を求める対象としている列車の位置検知誤差と、前記先行列車の位置検知誤差と、予め想定した前記先行列車の最悪後退距離または異常発生状況に応じて計算される前記先行列車の最悪後退距離とを差し引いた地点を走行許可位置とする。
【0022】
地上側で、列車の位置情報の異常を認知する場合として、
1)車上で位置検知装置が異常を起こし、車上でこの異常を排除できず異常な位置情報が送信されて、地上側でこの情報を受信した場合
2)位置検知異常ではなく、車上制御装置が異常となって送信データが正常ではなくなった場合
3)エア区間またはそれ以外の通信箇所で、通信障害が発生し、正しく情報が伝わらなかった場合
4)車上で位置検知異常を発生し、この異常が発生したことを送信してきた場合
が考えられる。
【0023】
ここで、4)に関しては、システム構成上適切に処理できるように予め対処すればよい。
【0024】
1)〜3)に関しては、上記構成により対処する。すなわち、本発明によれば、先行列車の位置情報に異常が認められる時には、自列車およびその先行列車双方の位置検知誤差だけでなく、先行列車が後退する可能性のある最悪後退距離も考慮して自列車の走行許可位置が求められ、この走行許可位置によって列車間隔が制御される。
【0025】
なお、通常時は、自列車およびその先行列車双方の位置検知誤差だけが考慮されて、列車間隔は制御されている。
【0026】
本発明においては、また、列車の健全性を判定する判定手段が地上側に設けられ、前記列車走行制御手段は、前記判定手段が健全と判定した場合は、保持している列車追跡情報を更新し、健全でないと判定した場合は、保持している追跡情報を更新しない。
【0027】
本発明においては、さらに、前記各列車には、自列車の後退を検知する手段と、前記手段が列車の後退を検知した場合にこの列車のブレーキを作動させる手段とが設けられている。
【発明の実施の形態】
【0028】
次に、図1〜図8を参照して、本発明による無線列車の列車間隔制御システムの実施形態を説明する。
【0029】
図1は、本発明による無線列車の列車間隔制御システムの全体構成を示す図である。
【0030】
総合地上側制御装置1には、地上側無線装置2と地上制御装置3とが設けられている。総合地上側制御装置1は、列車4が走行する線路5に沿って複数設置され、各々がネットワーク6で接続されている。総合地上側制御装置1の地上制御装置3の内部には、地上側制御装置機能ブロック構成7として示すように、無線装置I/F部10、追跡処理部11、列車走行制御部12、通信健全性判定部13および隣接装置通信制御部14が設けられている。
【0031】
列車4には、車上側走行制御装置8が搭載されている。車上側走行制御装置8の内部には、車上側走行制御装置機能ブロック構成9として示すように、車上制御装置15および無線通信部16が設けられている。なお、地上側無線装置2および車上側無線通信部16は、複数の無線通信チャネルを持っている。
【0032】
地上制御装置3は、線路5上を走行する列車4から送信される列車位置情報に基づいて全ての列車を管理し、各列車に対して安全に走行できる限界位置である走行許可位置を送信し、列車を安全に制御している。
【0033】
本実施形態の列車間隔制御システムは、地上側制御装置機能ブロック構成7に示す機能の中で列車を制御する機能に特徴を持たせ、列車位置情報に異常が発生した場合でも、列車を安全かつ効率的に間隔制御できるようにしている。
【0034】
次に、上記列車間隔制御システムについて、その動作の概略を説明する。ただし、本発明と直接の関係がない部分は、省略してある。ここで、地上側無線装置2と車上側無線通信部16に関しては、走行制御に必要な情報が送信可能な無線通信装置であれば、任意のものでよく、アナログ通信やデジタル通信、または時分割多重方式や周波数多重方式など、特定の通信方式に依存しない。
【0035】
列車4を地上側制御装置3で把握して安全に走行させるために、地上側制御装置3は列車4に対して制御情報を送信する。そのためには、まず、地上側無線装置2と車上側無線通信部16が通信可能な状態に接続される。地上側制御装置3は、制御用の計算機ソフトウエアで実現できる。この実現手段に関しては、計算機ソフトウエア、ハードウエアロジックのいずれでもよい。
【0036】
なお、本実施形態の主要な部分である地上側の制御機能に関しては、図2で詳しく説明する。
【0037】
ここでは、車上側の信号を送信することから順を追って説明する。車上側走行制御装置8には、前述したように車上制御装置15と無線通信部16が設けられている。車上制御装置15は、自列車位置を検知したり、ブレーキを制御したり、データベースを管理したりする機能を有する。その車上制御装置15で検知した列車位置情報は、無線通信部16を通して地上側に送信される。
【0038】
送信された情報は、総合地上側制御装置1の中の地上側無線装置2を通して、地上側制御装置3に送られる。地上側制御装置3は、システム内の全列車と通信し情報を収集する。この列車情報や地上側制御装置3で管理している進路情報から、各列車に対して走行可能な限界走行位置を適切に検索して、列車からの情報の受信とは逆の順序で走行許可位置情報を含む制御情報を各列車に対して送信する。
【0039】
この一連の列車側と地上側で無線通信を通した制御処理は、地上側の間隔制御周期に応じて、周期的になされる。車上側走行制御装置8は、制御情報を受信すると適切な走行範囲を認識し、必要であればブレーキを制御する。
【0040】
列車の走行制御情報は、概略、地上側装置機能ブロック構成7に示す機能ブロックで処理して生成される。無線装置I/F部10を通して受信した列車の位置情報を含む列車から送信された情報は、追跡処理部11に送られると同時に、通信健全性判定部13にも伝えられる。
【0041】
さらに、追跡データが、追跡処理部11で処理された後、列車走行制御部12で、走行許可位置情報など列車制御用の送信データが生成される。
【0042】
追跡処理部11、列車走行制御部12、通信健全性判定部13の機能の詳細に関しては、図2以降の図面を用いて詳しく説明する。
【0043】
また、総合地上側制御装置1は、隣接する同様の装置1の下で制御されている列車の情報も考慮して列車間隔を制御する必要があり、隣接装置通信制御部14に接続されたネットワーク6を経由して、隣接した総合地上側制御装置1との間で情報をやりとりする。
【0044】
なお、図1では、総合地上側制御装置1が複数ある場合を示しているが、1つの装置で全線を制御できれば、当然、複数設置する必要はない。逆に、多数の総合地上側制御装置1が必要な場合には、当然、必要に応じてこの装置を設置すればよい。
【0045】
また、地上側制御装置3に地上側無線装置2が1つ接続されている形態を示したが、無線の到達距離を伸ばすために、地上側制御装置3に複数の地上側無線装置2を接続する形態もあり得る。
【0046】
次に、追跡処理部11と列車走行制御部12の処理内容に関して説明する。図2は、追跡処理部11と列車走行制御部12のより詳細な機能構成を示している。
【0047】
追跡処理部11には、データ解析追跡処理部20および列車の後退距離データ保持部21が設けられている。また、列車走行制御部12には、車上位置検知誤差データ保持部22、支障条件検索部23、列車間隔制御部24および列車制御データ生成部25が設けられている。
【0048】
無線装置I/F部10を通して受信した列車位置情報を含む列車からの送信情報は、追跡処理部11内の、データ解析追跡処理部20に入力され、健全性判定部13の結果を検査して受信した列車情報に更新して良いか判定され、OKの場合は、追跡データが更新される。常に、信頼できる追跡データが、列車走行制御部12内の列車間隔制御部24に入力されることになる。
【0049】
列車の後退距離データ保持部21の出力も、列車間隔制御部24に入力される。後退距離データは、全線一律に最悪値を計算しておくか、列車が在線する位置の勾配や編成などでも変化する可能性があるので動的に計算するかは、線区の運用で対応すればよく、どちらでもよい。本実施形態は、データの持ち方や算出法により内容を限定されることはない。
【0050】
後退距離データ保持部21の出力データは、当該列車が後退する可能性のある最大距離を出力する。このデータの使用法に関しては、後ほど図5を用いて説明する。
【0051】
図3は、通信健全性判定部13の処理フローを示している。ここでは、通信健全性判定部13における、列車からの送信データの健全性を検査し、列車情報更新の可否を判定する手法について説明する。
【0052】
図3に示す処理フローに従って、健全性が判定される。本処理は、地上側で周期的に動く列車制御処理の1つとして起動される。まず、処理30で車上から送信されてきた情報を入力する。複数の列車を制御していた場合は当然複数の列車情報が入力される。
【0053】
一方、制御対象列車がいなかったり、存在していたとしても通信障害などで地上側無線装置2で正しくデータが復元できずに伝達されなかった列車データに関しては、この処理にはデータが入力されない。
【0054】
次に、判定処理31で、制御対象下にある列車からの送信データが、送達されるべき許容時間以内に通信されているか判断される。規定した時間を越えた列車に関しては、重大な通信障害や、装置故障などの障害が発生している可能性がある。ここでは、処理36に示すように、異常な車上データを受信したとして、結果を出力する。
【0055】
範囲時間内であれば、次の判定処理を実行する。
【0056】
処理32は、列車からのデータに誤りがあるか判定している。誤りチェックは、一般的に用いられているサイクリックリダンダンシーチェック(CRC)方式などで可能である。
ただし、本実施形態では、特に誤りチェック方式に依存はしない。誤りが発見された場合は、前記処理36を実行し、誤りが無ければ次の判定処理を実行する。
【0057】
判定処理33では、送信されてきた情報の通番が、一連の番号で連続性が保たれているかチェックする。突然番号が大きく飛んでいたり、規定していない番号などで、許容範囲を越えていた場合は、装置故障や妨害などの可能性があるので、前記処理36を実行する。
許容範囲内であれば、次の判定処理を実行する。
【0058】
判定処理34では、送信されてきた位置情報の正当性をチェックする。位置データが許容範囲を越えていた場合は、車上の位置検知異常やデータ化けなどが考えられ、前記処理36を実行する。
【0059】
一連の判定処理31から34を通して問題が無かった場合に、処理35が実行され、健全な車上データが受信できたとする判定結果をセットする。
【0060】
図4は、データ解析追跡処理部20の処理フローを示している。処理40で車上からのデータを入力し、処理41で図3に示した処理の出力である通信健全性判定結果を入力する。判定処理42で車上からの健全な受信データであるか否かを判定する。健全な受信データであると判定された場合は、処理43で保持している追跡データを処理40で入力したデータ更新する。
【0061】
健全でないと判定した場合は、処理45で追跡データを更新しないで前値を保持する。健全な場合は、列車が安全に制御されることは当然である。健全でない場合でも、列車制御の特性を考慮すると、前値保持すれば、安全を効率的に確保できる。その説明は、図5を用いて後ほど記述する。
【0062】
処理44は、本実施形態とは関係がないが、最後に追跡関連の処理、運行表示画面へのデータの出力や異常の場合の警報処理などを実行する追跡関連処理を実行し、処理を終了する。
【0063】
図2に戻り、列車走行制御部12の処理について説明する。この制御部12のメイン処理は、各列車に対して適切な走行許可位置を求めて、各列車に出力する制御情報を生成することである。そのために、前記したデータ解析追跡処理部20、列車の後退距離データ保持部21からの出力を入力し、さらに、車上位置検知誤差データ保持部22および支障条件検索部23からの出力も入力して、適切な走行許可位置を求めている。
【0064】
車上位置検知誤差データ保持部22の出力は、位置検知データに内在し得る車上位置検知誤差の最悪値を出力する。
【0065】
車上位置検知性能に関しては、本実施形態に直接関係しないが、ここで、簡単に図8を用いて説明する。自列車位置を認識するには、位置検知センサ73から出力される情報を適切な位置情報、例えば、起点から何キロの位置や何番線に在線しているかなどの情報に変換する。位置精度を決める位置検知センサとしては、例えば、位置検知用のトランスポンダ受信装置と車輪の回転検知計の組合せ、グローバルポジショニングシステム(GPS)の利用、位置検知タグを用いる方法などがある。
【0066】
どのような検知装置を用いても誤差を完全にゼロにすることはできないので、多少の誤差は含まれる。センサの選定は、線区から要求される精度に従って適切な装置を用いればよい。
【0067】
この位置検知出力が、列車走行制御部71を経由し、無線通信I/F部70を通り、車上側無線通信部16に送られ、この通信部16から無線通信によって地上側装置に伝えられる。位置検知データには誤差が含まれることは必然であるため、間隔を安全に制御するには、前記誤差を考慮し余裕をみて走行限界位置を決定する必要がある。そのため、車上位置検知誤差データ保持部22を備え、この出力も使用して、列車間隔制御部24で走行許可位置を求めている。
【0068】
支障条件検索部23の出力は、文字通り走行許可位置を求めようとする列車に対して前方の支障条件の検索結果の出力である。支障条件としては、例えば、前方に列車がある場合、進路が未開通な場合やシステム境界、線路閉鎖や前方の制御装置の異常など、通常発生する支障から、事故によって偶発的に発生するものまで様々な場合が考えられる。
【0069】
本実施形態では、前方支障の原因は特に関係しないので特定はしないが、走行許可位置を求めるには、当該列車に対して直近の前方支障が何であるかは、必要な情報であり、この出力も列車間隔制御部24に入力される。
【0070】
列車間隔制御部24は、図2に示すように5つの入力情報を用いて走行許可位置データを求める。列車間隔制御部24の出力は、列車制御データ生成部25に送られ、前記走行許可位置データとともに、その他必要になる制御情報、例えば装置ID情報や誤り検出用のデータなどが付け加えられて、列車制御データとしてまとめられ、無線装置I/F部10に出力される。
【0071】
図5は、列車間隔制御部24の処理フローを示している。データ解析追跡処理部20の出力を、処理50の追跡データ入力処理で入力する。
【0072】
処理51では、支障条件検索部23の出力、すなわち前方支障条件検索結果を入力する。処理52では、車上位置検知誤差データ保持部22の出力である車上位置検知誤差データを入力し、処理53で走行許可位置を求めようとしている当該列車の位置検知誤差に伴う走行許可位置決定に対する余裕距離を設定する。次に、判定処理54では、処理51で入力した検索結果から、この支障条件が先行列車であるか、それ以外であるかを判定する。 列車以外の支障条件であれば、処理53で設定した余裕距離を考慮して、処理55で走行許可位置を求める。前方支障が列車であれば、処理57で、前方列車の位置検知誤差に伴う余裕距離を設定する。
【0073】
処理58で通信健全性判定部13の出力である健全性の判定結果を入力し、判定処理59でこの結果を検査して、前方支障となる列車が健全に位置が把握できていれば、この列車の位置検知誤差と、処理53で設定した自列車位置誤差を考慮して、処理55で走行許可位置を生成する。
【0074】
一方、処理59において、もし、前方支障となる列車の状態が健全に伝わっていなければ、処理60を実行する。処理60は、列車の後退距離データ保持部21の出力を取り込む処理である。
【0075】
また、判定処理54でこちらのルートに分岐し、前方支障となる列車に異常が発生している場合は、処理53で設定した自列車位置誤差と処理57で設定した前方列車の位置検知誤差データ、およびこの異常列車が後退する可能性がある距離も考慮して、処理55で、走行許可位置を求めることになる。図8を用いて後述するが、車上側では列車の後退検知機能を内蔵し、後退を検知するとブレーキを作動させて即座に止める機能を備えている。 図4を用いて説明したように、列車からの健全なデータだけを用いて位置情報を更新しながら追跡し、たとえ前方列車が位置異常をきたしても、この異常列車の後退の可能性がある距離も含めて、続行列車に対して走行許可位置を求める処理となっているので、安全に列車を制御できる。
【0076】
最後に判定処理56で、制御下の全列車の走行許可位置を求めたか判断し、求めていなければ同じ処理を繰り返す。全列車に対して走行許可位置の算出が終了したら、処理を終了する。
【0077】
たとえ異常列車があったとしても、異常列車が前方支障となる列車のみを特別処理して走行許可位置が求められ、その他の列車に関しては通常の処理で走行許可位置が求められる。したがって、列車の十分な安全走行を確保するとともに、定時運行性に関しての損傷も最小限に押さえられる機能構成となっている。
【0078】
図6は、列車間隔制御部24の処理フローの変形例を示している。図5では、走行許可位置を求めようとしている列車の前方支障となる列車データの健全性も判定して、きめ細かな制御をする場合を示したが、図6では、列車の後退する可能性がある距離が短い場合や特にこの距離が列車運行上問題にならない場合は、通常の状態でも列車が後退する可能性のある距離を考慮して走行許可位置を求める方式とする例を示している。
【0079】
列車異常を検知した場合は、地上制御装置3としては、図4の処理44として示したように、何らかの対策を促す処理が必要になるが、間隔制御機能に関しては、異常の場合も考慮して安全余裕距離を長く取っているので、図5の処理58と判定処理59が省略されたかたちになる。
【0080】
また、処理(53)は図5の処理54に、処理(54)は図5の処理53に相当している。他の処理は、図5の場合と同じである。
【0081】
ところで、図5,図6のフローで、説明を分かりやすくするために、各データのセット処理や判定処理を1つ1つ示したが、これらの処理の区分は特に本実施形態の意味をなすものではなく、処理の統廃合は可能である。
【0082】
処理55で、走行許可位置を求める時に、図5,図6を用いて説明したように、前方支障条件に合わせて安全を確保できる適切な余裕距離をもって算出できればよい。
【0083】
また、図1に示す例では、各追跡処理部11、列車走行制御部12、通信健全性判定部13が独立した機能ブロックとして示したが、ソフトウエア構造やハードウエアの構造で、各機能の統合や、逆に機能分割したほうが好都合であれば、処理上の変形は可能であるし、変形を妨げるものでもない。例えば、一連のソフトウエア機能ブロックとして、この3つの機能を統合した機能ブロックにまとめることや、電文の解析と追跡処理部の分割などである。これらの変形は、単なる製造上の都合であり、本質的には同じである。
【0084】
また、図2に示す例でも、説明の都合から、機能をブロック分割して示したが、各ブロックの機能を統廃合してもよい。列車間隔制御部24で、各列車位置情報と、列車が後退する可能性のある最大距離データと、車上位置検知誤差の最悪データ、および当該制御列車に対する直近の支障条件の検索結果を用いて、走行許可位置が求められる機能を備えればよい。
【0085】
図7は、図5、図6のフローで示した走行許可位置の求め方の中で、前方支障が列車の場合について、列車の走行を模式的に示す図である。ここで、列車を区別するために、図中にA,Bの記号を付加している。
【0086】
走行許可位置を求めようとしている列車4−Aについて、もし、図5の判定処理54で、Yに分岐し、さらに判定処理59でもYに分岐した場合は、処理55で、走行許可位置として地点65のデータが求められる。余裕距離68は、列車4−Aと4−Bの双方の位置検知誤差を考慮した距離である。もし、判定処理59でNに分岐した場合か、図6で判定処理(53)でYに分岐した場合は、処理55で、走行許可位置として地点66のデータが求められる。
【0087】
距離67は、先行支障列車4−B後退する可能性のある距離である。列車4−Aの前方支障となる列車4−Bからの信頼できる最終の情報が図示する位置であったとして、その後通信異常などを発生したとしても、走行許可位置を66の位置とすることで、距離67以上後退することは無いので、列車4−Aに対する安全は確保できる。
【0088】
図8は、車上制御装置15の処理内容の中で、本実施形態に関係する部分の機能を示している。位置検知センサ73の情報を入力し、列車走行制御部71で位置情報を求める。
走行している方向を検知するための車輪などの回転方向検知センサ75の出力と、運転方向を検知するために運転台の方向などを検知するセンサ76の出力を、列車走行制御部71に入力する。この車輪などの回転方向検知センサ75と運転台の方向などを検知するセンサ76の出力は、後退検知部72にも入力され、列車が後退していないかを検知する。 もし後退を検知すると、ブレーキ74を作動させて停車させる。本機能は、無線列車信号システム以外の信号システムでも用いられており、従来から必要となっている機能を流用している。
【0089】
ここで、列車を停車させるまでに、後退検知からブレーキ作動までの制動遅れ時間、ブレーキの強さや勾配、気象条件などで、後退距離に多少の変動が考えられるが、後退の可能性のある最長の距離として、図2の列車の後退距離データ保持部21はデータを保持している。
【0090】
前記後退距離の利用と列車情報の健全性の判定処理を組合せて、安全で効率的な列車間隔制御機能を実現している。後退の可能性のある距離の考慮は必然であるが、どのようにこの距離を走行許可位置に反映させるかは、線区の運行状況次第でバリエーションが考えられる。例として、図5、図6に示すような制御手法を示した。いずれの手法にするかは、線区の要求に合わせて、前方支障となる列車に異常がある場合に続行列車が衝突しない十分安全な距離を効率的に決定すればよい。
【発明の効果】
【0091】
本発明によれば、先行進路の支障となっている列車に異常が発生したとしても、信頼できる列車位置情報を保持し、後退する可能性のある距離も含めて走行許可位置を求めることができ、安全性を、簡便なコンピュータソフトウエア処理で論理的に実現できる。しかも、ソフトウエア構造もシンプルであり、バリエーション展開も容易である。
【0092】
また、異常が発生した列車に関係する列車だけを対象として走行許可位置を求めることができるので、列車運行上定時性を損なうことも最小限にできる。
【0093】
さらに、システム的に安全を確保するために、車上の装置に関しては、通常装備している後退検知機能など利用でき、コスト的に小さな負荷増加で押さえることが可能である。システム的にも列車制御システムに適した方式となっており、効率的にフェールセーフ性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【0094】
【図1】本発明の列車間隔制御システムの全体構成図である。
【図2】地上側制御装置の機能ブロック図である。
【図3】通信の健全性を判定する処理のフローチャートである。
【図4】追跡処理のフローチャートである。
【図5】列車間隔制御処理のフローチャートである。
【図6】列車間隔制御処理の変形例を示したフローチャートである。
【図7】走行許可位置の算出結果を示す模式図である。
【図8】車上制御装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【0095】
1 総合地上側制御装置
2 地上側無線装置
3 地上制御装置
4 列車
5 線路
6 ネットワーク
7 地上側制御装置機能ブロック構成
8 車上側走行制御装置
9 車上側走行制御装置機能ブロック構成
10 無線装置I/F部
11 追跡処理部
12 列車走行制御部
13 通信健全性判定部
14 隣接装置通信制御部
15 車上制御装置
16 車上側無線通信部
20 データ解析追跡処理部
21 列車の後退距離データ保持部
22 車上位置検知誤差データ保持部
23 支障条件検索部
24 列車間隔制御部
25 列車制御データ生成部
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0001]
The present invention relates to a train interval control system for a wireless train, and in particular, even when position information from a train does not arrive or abnormal information is transmitted when train information is abnormal, the train interval can be safely controlled.Can controlTrain interval control systemAbout.
[Prior art]
[0002]
Conventionally, railways use traffic lights installed alongside railway tracks or use rails as transmission media to ensure safe operation of trains.SuchHas been used to transmit the data to the vehicle. These methodsThenBoth are based on the idea of obstructionSafety is ensured.
[0003]
Generally, this occlusion is achieved by a track circuit. By allowing only one train on the track circuit, safety between trains is ensured. For this reason, the length of the track circuit determines the train interval for normal operation. High density operationTo achieve this,Since it is necessary to shorten the train interval, a short track circuit will be used.
[0004]
However, this track circuit has the drawback that the rails are electrically insulated and the equipment is installed at the boundary of each track circuit, so that the equipment and maintenance costs are high.
[0005]
From such a background, a wireless signal method is being studied as a method of detecting the position of a train without depending on a track circuit and transmitting control information for ensuring safety to the train. In the wireless signal system, generally, the position of the own train detected on the car is wirelessly transmitted to a ground-side control device, and on the ground side, a limit position at which the train can travel safely is determined and transmitted to the train. Assuming that the position indicating this limit is the traveling permission position, each trainRunningOwn train so that you can safely stop at the permitted positionControl.
[0006]
In the wireless signal system, the on-vehicle position detection function replaces the track circuit position detection method and is responsible for generating basic information for safely running the train. further,DetectedIf information is not transmitted to the ground-side train control device,Out of controlSo the train hasIt becomes impossible to receive and cannot run.That is, unless the on-vehicle position detection, the wireless transmission, and the ground-side interval control function operate properly, the wireless signal system cannot be established.
[0007]
Through wireless communicationControlIn the same way as a general mobile phone, the number of channels and powerSuchDue to the restrictions described above, a method in which a plurality of base stations are arranged along a railway line and the entire line is completely divided and handed over is effective. When a mobile station approaches the boundary of a base station, the adjacent base stationTo"Handing control" for handing over mobile stations, that is, handover controlDone.In this way, mobile stations will cross base stations one after another as they progress.
[0008]
An example of a wireless train signaling system is the ETCS project being promoted by the European Union. Proceedings of WCRR'97 Vol.C pp.345-349 "THE UIC SPECIFICATION FOR ETCS-BALANCING COMPETITION, SAFETY AND INTEROPERABILITY" It is a method to do. This is a train control system that uses a part of the public wireless network among wireless communications.
[0009]
On the other hand, a system for controlling a train interval by constructing a dedicated wireless communication network for train control has been considered. An example is the AATC system proposed by Hughes (USA), which is disclosed in the Proceedings of the 1994 ASME / IEEE Joint Railroad Conference "Wireless Advanced Automatic Train Control".thisThe system uses SS (spread spectrum) communication equipment to build a redundant communication network on the ground and on the car, detects the train position on both the ground and on the car, transmits the permissible speed from the ground equipment, and This is a method to ensure safety.
[0010]
In addition, a train control system that performs communication using a leaked radio wave leaking from an LCX (leakage coaxial cable) without using a space wave has also been proposed. For example, the CARAT disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-109770 and the Railway Technical Research Institute Report Vol.10 No.11 '96 .11 pp.23-28 "Actual vehicle test of intelligent speed control by CARAT"SuchThere is a system.
[Problems to be solved by the invention]
[0011]
Not only the wireless train signal system, but also the system that controls the train by controlling the signals installed beside the tracks and the ATC (Automatic Train Control) system, the train signal system must be able to recognize the train position correctly by the train control device. However, appropriate control cannot be performed.
[0012]
In the conventional track circuit method, the train location is determined from the state of the relay in the track circuit, and the lifting state of the relay is determined.Absent,The falling state is on line. Relay failures are largely non-liftable failures, and fall down in the event of a failure.This is the asymmetry of failure occurrence, meaning that even if the relay fails, the state transitions to the safe side, where the train remains on. Is used to ensure safety.
[0013]
thisAccording to the method, even if a relay failure occurs, the train goes to the side that recognizes the on-rail state of the train, so that the probability of a rear-end collision assuming that the preceding train is absent is set to zero as much as possible.thisThe method is an effective method for safe driving with a proven track record, and is currently widely used.However,Track circuits are required, maintenance is also required, and disadvantages in terms of cost have surfaced.
[0014]
The wireless train signal systemthisIn recent years, development has beenIs underway.In order to ensure security, how to ensure safety in the event of an abnormality has become a major issue.
[0015]
The wireless train signal system detects position information for controlling the interval on the car,thisInformation is transmitted by wireless communication.RecievedLocation information of the train under controlOn the basis of the,The train control device on the ground creates interval control data,thisSend data to each train.
[0016]
During this process, a position detection error or wireless transmissionSuchAbsolutelyIt cannot be said that it does not occur,It is necessary to ensure fail-safeness, which is control on the safe side even if an abnormality occurs in the system.
[0017]
As mentioned above, in the track circuit method, the relayHardwareFail-safety is ensured by utilizing the failure characteristics.
[0018]
In the wireless train control system,HardwareIt is difficult to ensure fail-safety and must be guarded theoretically. A continuation train that was running on a train whose location information has stopped reaching the ground side as a hindrance condition,thisFor abnormal trainsRear-end collisionIf this can be prevented, fail-safety can be ensured.
[0019]
In order to ensure fail-safe performance, even if the reliability of the position detection function is increased, data errors may occur in the communication section and the data may not reach the ground side, or the on-board controller itself may be damaged. It is necessary to develop a method that guarantees fail-safety. If complicated communication protocols and control processing are required to ensure fail-safety, bugs may enter the situation and must be avoided. Further, if the load becomes large in terms of cost, it cannot be accepted as a system, so cost performance must also be considered. Furthermore, there is a problem even if the operation rate of the system and the operability of the train on a regular basis are reduced due to the pursuit of fail-safe performance.
[0020]
An object of the present invention is to secure an efficient fail-safe property for a continuation train in the event of an abnormality in a preceding train, and to improve the fail-safe property in a cost-effective manner.Can be establishedAn object of the present invention is to provide a train interval control system for a wireless train.
[Means for Solving the Problems]
[0021]
The present inventionAchieve the above objectivesIn order for each trainDetecting means for detecting the position, and transmitting means for transmitting the detected train position information to the ground side by wirelessAndProvided on a plurality of trains running on the same track, receiving means for receiving the train position information, and from the received train position information to determine a travel permission position that is a limit position where the train can safely run, Train traveling control means for controlling an interval between the train and a preceding train based on traveling permitted position dataAndUsually provided on the ground side, the train travel control means, at normal times, from the position of the preceding train, a point obtained by subtracting the position detection error of the train for which the travel permission position is to be obtained and the position detection error of the preceding train Is a traveling permission position, and when an abnormality is recognized in the position information of the preceding train, from the position of the preceding train,The position detection error of the train for which the travel permission position is to be obtained, the position detection error of the preceding train, and the worst retreat distance of the preceding train calculated according to the worst retreat distance or abnormality occurrence situation of the preceding train assumed in advance. distanceIs the point at which travel is permittedAnd
[0022]
On the ground side, when recognizing anomalies in train location information,
1) When the position detection device causes an abnormality on the vehicle, the abnormality cannot be eliminated on the vehicle, abnormal position information is transmitted, and this information is received on the ground side.
2) When the transmission data is not normal due to the abnormality of the on-board control device, not the position detection error
3) Air sectionOrWhen a communication failure occurs at other communication points and information is not transmitted correctly
4) When a position detection error occurs on the car and the occurrence of this error is transmitted.
Can be considered.
[0023]
Here, regarding 4), measures may be taken in advance so that processing can be appropriately performed in terms of the system configuration.
[0024]
Regarding 1) to 3), the above configuration will deal with it. That is, according to the present invention, when an abnormality is found in the position information of the preceding train,andThere is a possibility that not only the position detection error of the preceding train but also the preceding train may retreat.Worst retreatThe travel permission position of the own train is determined in consideration of the distance, and the train interval is controlled by the travel permission position.
[0025]
In addition,Normally, own trainandThe train interval is controlled in consideration of only the position detection error of the preceding train.
[0026]
In the present invention,Judgment means for judging the soundness of the train is provided on the ground side, and when the judgment means judges that the soundness is good, the train running control means holds the train tracking informationTo updateIf it is not healthy, keep track ofDo not update
[0027]
In the present invention, further,Each of the trains includes means for detecting the retreat of the own train, and means for activating the brake of the train when the means detects the retreat of the train.Is provided.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0028]
Next, an embodiment of a train interval control system for a wireless train according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0029]
FIG. 1 shows the present invention.By radio trainOverall configuration of train interval control systemFIG.
[0030]
The integrated ground-side control device 1 includes a ground-side wireless device 2 and a ground control device 3AndIs provided. A plurality of integrated ground-side control devices 1 are installed along a track 5 on which a train 4 runs, and each is connected by a network 6. Inside the ground control device 3 of the integrated ground control device 1, as shown as a ground control device functional block configuration 7, a wireless device I / F unit 10, a tracking processing unit 11, a train running control unit 12, a communication sound A sex determination unit 13 and an adjacent device communication control unit 14 are provided.
[0031]
The train 4 is equipped with an onboard traveling control device 8.Inside the vehicle-side traveling control device 8, as shown as a vehicle-side traveling control device functional block configuration 9, a vehicle-side control device 15 and a wireless communication unit 16 are provided.In addition,The ground-side wireless device 2 and the vehicle-side wireless communication unit 16 have a plurality of wireless communication channels.
[0032]
The ground control device 3 manages all the trains based on the train position information transmitted from the train 4 traveling on the track 5 and transmits a travel permission position which is a limit position at which the train can safely travel to each train. Control the train safely.
[0033]
This embodimentThe train interval control system has a feature in the function of controlling the train among the functions shown in the ground-side control device functional block configuration 7, so that even if an abnormality occurs in the train position information, the train can be safely controlled.AndThe distance can be controlled efficiently.
[0034]
Next, an outline of the operation of the train interval control system will be described.However,With the present inventiondirectUnrelated partIsOmitted. Here, the ground-side wireless device 2 and the vehicle-side wireless communication unit 16 are wireless communication devices capable of transmitting information necessary for traveling control.if there is,anyThings can beAnalog and digital communications,OrTime division multiplexing and frequency multiplexingSuch, Specific communication methodDoes not depend on
[0035]
The ground-side control device 3 transmits control information to the train 4 so that the train 4 is grasped by the ground-side control device 3 and travels safely. For that purpose, first, the ground-side wireless device 2 and the vehicle-side wireless communication unit 16 are connected in a communicable state. The ground control device 3 is a control computerIt can be realized by software.For this means of implementation,Software, Hardware logicEither may be used.
[0036]
This embodimentThe ground-side control function, which is a main part of the above, will be described in detail with reference to FIG.
[0037]
Here, a description will be given in order from the transmission of the signal on the upper side of the vehicle. The on-vehicle traveling control device 8 is provided with the on-vehicle control device 15 and the wireless communication unit 16 as described above. The on-board controller 15 has a function of detecting the position of the own train, controlling a brake, and managing a database. The train position information detected by the on-board controller 15 is transmitted to the ground through the wireless communication unit 16.
[0038]
The transmitted information is sent to the ground control device 3 through the ground wireless device 2 in the integrated ground control device 1. The ground control device 3 communicates with all trains in the system and collects information. Based on the train information and the route information managed by the ground-side control device 3, an appropriate search is made for the limit travel position at which the vehicle can travel for each train, and the travel is permitted in the reverse order of receiving the information from the train. The control information including the position information is transmitted to each train.
[0039]
This series of control processing via wireless communication between the train side and the ground side periodically executes the control according to the interval control cycle on the ground side.Done.Upon receiving the control information, the vehicle-side traveling control device 8 recognizes an appropriate traveling range, and controls the brake if necessary.
[0040]
The running control information of the train is generally generated by processing the functional blocks shown in the ground-side device functional block configuration 7. The information transmitted from the train including the position information of the train received via the wireless device I / F unit 10 is transmitted to the tracking processing unit 11 and also transmitted to the communication soundness determination unit 13 at the same time.
[0041]
Further, after the tracking data is processed by the tracking processing unit 11, the train travel control unit 12 executes the travel permission position information.SuchTransmission data for train control is generated.
[0042]
The details of the functions of the tracking processing unit 11, the train running control unit 12, and the communication soundness determining unit 13 will be described in detail with reference to the drawings after FIG.
[0043]
In addition, the integrated ground-side control device 1 needs to control train intervals in consideration of information on trains controlled under the adjacent similar device 1, and the network connected to the adjacent device communication control unit 14 needs to be controlled. 6 and information between the adjacent integrated ground-side controller 1To exchange.
[0044]
In addition,FIG. 1 shows a case where there are a plurality of integrated ground-side control devices 1, but if one device can control all lines,Of course,There is no need to install more than one. Conversely, when a large number of integrated ground-side control devices 1 are required, these devices may be installed as necessary.
[0045]
In addition, although the form in which one ground-side wireless device 2 is connected to the ground-side control device 3 is shown, a plurality of ground-side wireless devices 2 are connected to the ground-side control device 3 in order to extend the wireless reach. There may be a form to perform.
[0046]
Next, processing contents of the tracking processing unit 11 and the train traveling control unit 12 will be described. FIG. 2 shows a more detailed functional configuration of the tracking processing unit 11 and the train traveling control unit 12.
[0047]
The tracking processing section 11 is provided with a data analysis tracking processing section 20 and a train retreat distance data holding section 21. The train traveling control unit 12 includes a vehicle position detection error data storage unit 22, a trouble condition search unit 23, a train interval control unit 24, and a train control data generation unit 25.
[0048]
The transmission information from the train including the train position information received through the wireless device I / F unit 10 is input to the data analysis and tracking processing unit 20 in the tracking processing unit 11, and the result of the soundness determination unit 13 is checked. It is determined whether the received train information can be updated, and in the case of OK, the tracking data is updated. Reliable tracking data will always be input to the train interval control unit 24 in the train travel control unit 12.
[0049]
The output of the train retreat distance data holding unit 21 is also input to the train interval control unit 24. For the reverse distance data, calculate the worst value uniformly for the entire line, or calculate the gradient or formation of the position where the train is located.SuchHowever, there is a possibility that it will change, so whether to calculate dynamically should be handled by the operation of the line segment, and eitherGood. In this embodiment,How to hold and calculate dataThe contents are not limited by.
[0050]
The output data of the retreat distance data holding unit 21 indicates the maximum distance that the train may retreat.Output.The use of this data will be described later with reference to FIG.
[0051]
FIG. 3 shows a processing flow of the communication soundness determination unit 13. Here, a description will be given of a method in which the communication soundness determining unit 13 checks the soundness of transmission data from a train and determines whether or not to update train information.
[0052]
Soundness is determined according to the processing flow shown in FIG. This process is started as one of the train control processes that periodically move on the ground side. First, the information transmitted from the vehicle in process 30EnterWhen a plurality of trains are controlled, a plurality of train information is input as a matter of course.
[0053]
On the other hand, even if the train to be controlled does not exist or exists, communicationSuchAs for the train data which is not transmitted because the data cannot be correctly restored by the ground-side wireless device 2, no data is input to this processing.
[0054]
Next, in the determination process 31, it is determined whether the transmission data from the train under the control is communicated within the allowable time to be delivered. For trains that exceed the specified time, serious communication failure or equipment failureSuchMay have failed. Here, as shown in process 36, the result is output on the assumption that abnormal on-vehicle data has been received.
[0055]
If it is within the range time, the next judgment processingExecute.
[0056]
The process 32 determines whether there is an error in the data from the train. Error checking is a commonly used cyclic redundancy check (CRC) methodSuchIs possible.
However, in this embodimentThen, there is no particular dependency on the error checking method. If an error is found, the process 36 is executed, and if no error is found, the next determination process is performed.Execute.
[0057]
In the determination process 33, it is checked whether the serial number of the transmitted information is maintained as a series of numbers. The number suddenly jumps greatly or is an unspecified numberSuchIf it exceeds the allowable range,SuchTherefore, the processing 36 is executed.
If it is within the allowable range, perform the next determinationExecute.
[0058]
In the determination process 34, the validity of the transmitted position information is checked. If the position data is out of the allowable range, abnormal position detection on the vehicle or dataSuchIs performed, and the process 36 is executed.
[0059]
When there is no problem through a series of determination processes 31 to 34, a process 35 is executed to set a determination result that sound vehicle data can be received.
[0060]
FIG.Is3 shows a processing flow of a data analysis tracking processing unit 20. In process 40, data from the vehicle is input, and in process 41, the communication soundness determination result, which is the output of the process shown in FIG. 3, is input. In the determination process 42, it is determined whether or not the data is sound reception data from the vehicle. If it is determined that the received data is sound, the tracking data held in processing 43 is replaced with the data input in processing 40.ToUpdate.
[0061]
If it is determined that it is not healthy, the processing 45Do not updateKeep previous value. If healthy,Trains are safely controlledOf courseIt is.Even if not healthy,Considering the characteristics of train control, safety can be ensured efficiently if the previous value is maintained.The description will be described later with reference to FIG.
[0062]
Process 44 isThis embodimentIt has nothing to do with, but lastly, processing related to tracking, output of data to the operation display screen and alarm processing in case of abnormalitySuchIs performed, and the process is terminated.
[0063]
Returning to FIG. 2, the processing of the train traveling control unit 12 will be described. The main processing of the control unit 12 is to obtain an appropriate travel permission position for each train and generate control information to be output to each train. For this purpose, the outputs from the data analysis and tracking processing unit 20 and the train retreat distance data holding unit 21 are input, and further, the outputs from the on-board position detection error data holding unit 22 and the trouble condition search unit 23 are input. Therefore, an appropriate traveling permission position is required.
[0064]
The output of the on-vehicle position detection error data holding unit 22 indicates the worst value of the on-vehicle position detection error that can be inherent in the position detection data.Output.
[0065]
Regarding on-vehicle position detection performance,This embodimentAlthough not directly related to FIG. 8, a brief description will be given here with reference to FIG. In order to recognize the position of the own train, the information output from the position detection sensor 73 should be replaced with appropriate position information, for example, how many kilometers from the starting point or on what line.SuchTo the information. As a position detection sensor that determines the position accuracy, for example, for position detectiontransponderCombination of receiver and wheel rotation detector, use of global positioning system (GPS), method using position detection tagSuchThere is.
[0066]
It is impossible to completely eliminate the error with any detection device.I ca n’tSome errors are included. For the selection of the sensor, an appropriate device may be used according to the accuracy required from the line section.
[0067]
This position detection output is sent to the vehicle-side wireless communication unit 16 via the train travel control unit 71 and the wireless communication I / F unit 70, and transmitted to the ground-side device by wireless communication from the communication unit 16. Since it is inevitable that the position detection data contains errors,To safely control the interval,It is necessary to determine the travel limit position with a margin in consideration of the error. Therefore, the on-vehicle position detection error data holding unit 22 isPreparationBy using this output, the train interval control unit 24 obtains the travel permission position.
[0068]
The output of the obstruction condition search unit 23 is the output of the search result of the obstruction condition ahead of the train for which the travel permission position is to be calculated. The obstruction conditions include, for example, when there is a train ahead, when the track is unopened, at the system boundary, when the track is closed, or when there is an abnormality in the control device ahead.SuchThere may be various cases, from troubles that occur normally to those that occur accidentally due to accidents.
[0069]
This embodimentThen, the cause of the obstacle in front is not particularly specified, so we do not specify it.To askWhat is the latest obstacle to the front of the train is necessary information, and this output is also input to the train interval control unit 24.
[0070]
The train interval control unit 24 obtains travel permission position data using five pieces of input information as shown in FIG. The output of the train interval control unit 24 is sent to the train control data generation unit 25,WithOther necessary control information such as device ID information and error detection dataSuchAdded as train control dataPut together,Output to the wireless device I / F unit 10.
[0071]
FIG. 5 shows a processing flow of the train interval control unit 24.The output of the data analysis tracking processing unit 20 is input in the tracking data input processing of processing 50.
[0072]
In the process 51, the output of the obstacle condition search unit 23, that is, the result of the forward obstacle condition search is input. In the process 52, the on-board position detection error data output from the on-board position detection error data holding unit 22 is input, and in the process 53, the travel permission position determination is performed according to the position detection error of the train whose travel permission position is to be obtained. Set a margin distance for. Next, in the determination process 54, it is determined from the search result input in the process 51 whether the obstacle condition is a preceding train or other. If the obstacle condition is other than that of a train, the permissible travel position is determined in process 55 in consideration of the margin set in process 53. If the obstacle in front is a train, a margin distance associated with a position detection error of the train ahead is set in process 57.
[0073]
At step 58, the result of the soundness judgment output from the communication soundness judging unit 13 is input, and at step 59, the result is inspected.Hinders forwardIf the position of the train can be grasped soundly, the travel permission position is generated in processing 55 in consideration of the position detection error of this train and the own train position error set in processing 53.
[0074]
On the other hand, in the process 59, ifHinders forwardIf the state of the train is not transmitted properly, the process 60 is executed. The process 60 is a process of taking in the output of the retreat distance data holding unit 21 of the train.
[0075]
In addition, branching to this route in the judgment processing 54,Hinders forwardWhen an abnormality has occurred in the train, the own train position error set in the process 53 and the position detection error data of the forward train set in the process 57,andIn step 55, the travel permission position is determined in consideration of the distance at which the abnormal train may retreat. Using FIG.As will be described later,On the upper side of the car, a built-in train reverse detection function is provided, which activates the brake and stops immediately when reverse is detected.Have.  As described with reference to FIG. 4, tracking is performed while updating the position information using only sound data from the train. Since the process includes obtaining the travel permission position for the continuation train including the distance, the train can be controlled safely.
[0076]
Finally, in the determination process 56, it is determined whether the travel permission positions of all the controlled trains have been obtained, and if not, the same process is repeated. When the calculation of the travel permission position is completed for all the trains, the processing is terminated.
[0077]
Even if there is an abnormal train,Hinders forwardTrain onlySpecial processingThe travel permitted position is obtained, and for other trains, the travel permitted position is obtained by normal processing.Therefore,Ensuring sufficient train safetyWithIt has a functional structure that minimizes damage related to scheduled operation.
[0078]
FIG.Is9 shows a modification of the processing flow of the train interval control unit 24. In FIG. 5, the train whose travel permission position isHinders forwardThe case where the soundness of the train data is also determined and fine-grained control is performed is shown. In FIG. 6, when the distance at which the train may retreat is short or particularly when this distance does not pose a problem in train operation, Also, an example is shown in which a method is used in which the travel permission position is determined in consideration of the distance at which the train may retreat in a normal state.
[0079]
When a train abnormality is detected, the ground control device 3 needs to perform a process for prompting some countermeasures as shown as a process 44 in FIG. 4. Since the safety margin is long, the processing 58 and the determination processing 59 in FIG. 5 are omitted.
[0080]
Further, the processing (53) corresponds to the processing 54 of FIG. 5, and the processing (54) corresponds to the processing 53 of FIG. Other processes are the same as those in FIG.
[0081]
By the way, in the flowcharts of FIGS. 5 and 6, the set processing and the determination processing of each data are shown one by one for easy understanding of the description.This embodimentIt does not make sense, and consolidation of treatment is possible.
[0082]
In the process 55, when obtaining the travel permitted position, as described with reference to FIGS. 5 and 6, it is sufficient that the position can be calculated with an appropriate margin distance that can ensure safety in accordance with the forward obstacle condition.
[0083]
Further, in the example shown in FIG. 1, each of the tracking processing unit 11, the train running control unit 12, and the communication soundness determining unit 13 are shown as independent function blocks.SoftwareIf it is more convenient to integrate the functions or split the functions in the structure or the hardware structure, the processing can be modified, and the modification is not prevented. For example, a series ofSoftwareAs a function block, a function block integrating these three functionsPut togetherAnalysis of message and division of tracking processing unitSuchIt is. These variations are merely a manufacturing convenience and are essentially the same.
[0084]
Also, in the example shown in FIG. 2, the functions are divided into blocks for convenience of explanation, but the functions of each block may be integrated. In the train interval control unit 24, each train position information and the train retreatIt is possibleThe maximum distance data and the worst data of on-board position detection error,andUsing the search results of the latest obstacle conditions for the control train,I just need to prepare.
[0085]
FIG. 7 schematically shows the traveling of the train when the front obstacle is a train in the method of obtaining the traveling permitted position shown in the flow of FIGS. 5 and 6.FIG.Here, in order to distinguish trains, symbols A and B are added in the figure.
[0086]
For the train 4-A for which the travel permission position is to be obtained, if the process branches to Y in the determination process 54 of FIG. 5 and further branches to Y in the determination process 59, a point 55 is set as the travel permission position in the process 55. 65 data are required. The margin distance 68 is a distance in consideration of the position detection errors of both the trains 4-A and 4-B. If the process branches to N in the determination process 59 or branches to Y in the determination process (53) in FIG. 6, in process 55, the data of the point 66 is obtained as the travel permission position.
[0087]
Distance 67 is the preceding obstacle train 4-BButThis is the distance that can be set back. Train 4-AHinders forwardAssuming that the last reliable information from the train 4-B is the position shown in the figure, the communication is thereafter abnormalSuchEven if the event occurs, the traveling permission position is set at the position 66, so that the vehicle does not retreat more than the distance 67, so that the safety for the train 4-A can be secured.
[0088]
FIG.IsIn the processing content of the on-board control device 15,This embodimentShows the function of the part related to. The information of the position detection sensor 73 is input, and the train traveling control unit 71 obtains the position information.
Wheels for detecting the direction of travelSuchThe output of the rotation direction detection sensor 75 and the direction of the cab for detecting the driving directionSuchIs output to the train traveling control unit 71. This wheelSuchRotation direction detection sensor 75 and cab directionSuchThe output of the sensor 76 for detecting the train is also input to the reverse detection unit 72 to determine whether the train has retreated.Detect.If reverse is detected, the brake 74 is operated to stop the vehicle. This function is also used in signal systems other than the wireless train signal system, and functions that have been required in the pastIs diverted.
[0089]
Here, before stopping the train, the braking delay time from the detection of reverse movement to the brake operation, the strength and gradient of the brake, the weather conditionsSuchTherefore, the train retreat distance data holding unit 21 shown in FIG. 2 holds data as the longest possible retreat distance, although the retreat distance may vary slightly.
[0090]
A safe and efficient train interval control function is realized by combining the use of the retreat distance with the determination processing of the soundness of the train information. It is inevitable to consider the distance that the vehicle may go backwards, but how this distance is reflected in the travel permitted position may vary depending on the operating conditions of the line section. As an example, a control method as shown in FIGS. 5 and 6 has been described. Which method to use,Obstruction ahead according to line requirementsAbnormal trainis thereSafe enough if the continuation train does not collideEfficient distanceYou only have to decide.
【The invention's effect】
[0091]
According to the present invention,Advance courseHindersEven if an abnormality occurs in the train, it can maintain reliable train position information and determine the permitted travel position, including the distance where the train may retreat.SoftwareLogically realized by processingit can. And the softwareThe structure is simple and variations can be easily developed.
[0092]
In addition, since the travel permission position can be obtained only for the trains related to the train in which the abnormality has occurred, it is possible to minimize the impairment of punctuality during train operation.it can.
[0093]
In addition, in order to ensure safety in the system, the on-vehicle device is equipped with a reverse detection function that is normally equipped.SuchToAvailable,It is possible to reduce the cost with a small increase in load. The system is also suitable for train control systems, ensuring efficient fail-safe operationit can.
[Brief description of the drawings]
[0094]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a train interval control system of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of a ground-side control device.
FIG. 3 is a flowchart of a process for determining communication soundness;chartIt is.
FIG. 4 is a flowchart of a tracking process.chartIt is.
FIG. 5 is a flowchart of a train interval control process.chartIt is.
FIG. 6 is a flowchart showing a modified example of the train interval control process.chartIt is.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a calculation result of a traveling permission position.
FIG. 8 is a functional block diagram of the on-vehicle control device.
[Explanation of symbols]
[0095]
1 Integrated ground-side control device
2 Ground-side wireless device
3 Ground control device
4 trains
5 tracks
6 Network
7 Ground-side control device functional block configuration
8 Vehicle upper traveling control device
9 Upper vehicle traveling control device functional block configuration
10 Wireless device I / F section
11 Tracking processor
12 Train running control unit
13 Communication soundness judgment unit
14 Neighboring device communication control unit
15 On-board control device
16 Upper wireless communication section
20 Data analysis and tracking processor
21 Train retreat distance data storage
22 On-vehicle position detection error data storage
23 Obstacle condition search section
24 Train interval control unit
25 Train control data generator

Claims (3)

各列車の位置を検知する検知手段と、その検知した列車位置情報を無線を用いて地上側に送信する送信手段と、が同一線路上を走行する複数の列車上に設けられ、
前記列車位置情報を受信する受信手段と、受信した前記列車位置情報から列車が安全に走行できる限界位置である走行許可位置を求めるとともに、その走行許可位置データに基づいて前記列車の先行列車との間隔を制御する列車走行制御手段とが地上側に設けられ、
前記列車走行制御手段は、通常時は、前記先行列車の位置から、走行許可位置を求める対象としている列車の位置検知誤差と、前記先行列車の位置検知誤差とを差し引いた地点を走行許可位置とし、前記先行列車に異常が認められた時には、前記先行列車の位置から、走行許可位置を求める対象としている列車の位置検知誤差と、前記先行列車の位置検知誤差と、予め想定した前記先行列車の最悪後退距離または異常発生状況に応じて計算される前記先行列車の最悪後退距離とを差し引いた地点を走行許可位置とすることを特徴とする無線列車の列車間隔制御システム。
Detecting means for detecting the position of each train, and transmitting means for transmitting the detected train position information to the ground side by radio, are provided on a plurality of trains running on the same track,
The receiving means for receiving the train position information, and from the received train position information to determine a running permission position which is a limit position where the train can safely run, and the preceding train of the train based on the running permission position data and trains running control means for controlling the spacing is provided on the ground,
The train running control means is normal is to the position of the preceding train, the position detection error of the train as an object to determine the run permission position, the running permission position point obtained by subtracting the position detection error of the preceding train , wherein when an anomaly is found in the prior train, from said preceding train position, the position detection error of the train as an object to determine the run permission position, the position detection error of the preceding train, the preceding train of a previously assumed A train interval control system for a wireless train, wherein a point obtained by subtracting a worst retreat distance or a worst retreat distance of the preceding train calculated in accordance with an abnormality occurrence situation is set as a traveling permission position.
請求項1に記載の列車間隔制御システムにおいて、
列車の健全性を判定する判定手段が地上側に設けられ、前記列車走行制御手段は、前記判定手段が健全と判定した場合は、保持している列車追跡情報を更新し、健全でないと判定した場合は、保持している追跡情報の更新をしないことを特徴とする無線列車の列車間隔制御システム。
The train interval control system according to claim 1,
Judgment means for judging the soundness of the train is provided on the ground side, and the train traveling control means updates the held train tracking information when the judgment means judges that it is sound, and judges that it is not sound. A train interval control system for a wireless train, characterized in that, in the case, the held tracking information is not updated.
請求項1に記載の列車間隔制御システムにおいて、
前記各列車には、自列車の後退を検知する手段と、前記手段が列車の後退を検知した場合に前記列車のブレーキを作動させる手段とが設けられていることを特徴とする無線列車の列車間隔制御システム。
The train interval control system according to claim 1,
Wherein each train, means for sensing the retraction of the train, the means radio train, characterized in that the means for actuating the train brake when detecting the retraction of the train are provided train Interval control system.
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