JP3783436B2

JP3783436B2 - 列車制御システム、列車に搭載された車上装置、及び列車の地上装置

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Publication number: JP3783436B2
Application number: JP31721898A
Authority: JP
Inventors: 悟村田; 景示前川; 敦川端; 靖横須賀; 弘之秋山; 由英永次
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2018-11-09
Also published as: JP2000142403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車の安全な運行を司る列車制御システム、列車に搭載された車上装置、及び列車の地上装置の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで長い間、同一線路上を同一方向に走行する列車が、追突しないように列車の運行を制御する方式として、線路を複数の区間に区切り、区間内には同時に１列車しか入れないように制御するいわゆる固定閉塞方式が用いられてきた。固定閉塞方式で最も簡単な方式は、図２に示すような信号機に「赤」と「青」の２通りのみを現示する２現示方式である。１区間内に１列車のみが進入することを保証するために、列車が存在している区間の端に設置してある信号機には進入禁止を示す「赤」が現示される。ここで１区間の長さは、列車の最大ブレーキ距離よりも長いことが必要であり、列車が存在している区間の端には進入禁止を示す「赤」が現示され、そのひとつ手前の区間の端に「青」が現示される。列車は、「青」の区間に進入後、次の信号機が「赤」であればブレーキをかけて、赤信号機の手前に停止することになる。この２現示方式で、同一方向へ走行する２列車の最小間隔は、後続列車が赤を見ることが無いという条件で、２区間である。つまり、２列車の最小間隔は、列車の最大ブレーキ距離の２倍以上となる。この間隔が列車の走行密度を決定づけるため、この間隔を短くするために、高密度線区では、「赤」と「青」の間に「黄」や「黄黄」を入れて、区間長を短くした多現示方式が用いられている。例えば、「赤」と「青」の間に「黄」を入れた３現示方式の例を図３を用いて説明する。列車が黄信号機を見てから停止するまでの距離が列車の最大ブレーキ距離よりも長ければ良く、２区間の区間長の和が最大ブレーキ距離よりも長ければ良いことになる。これにより、２現示方式と比較して、区間長を半分にでき、さらに、同一方向へ走行する２列車の最小間隔は３区間となるため、２現示方式に比べて最小間隔を短くすることができる。
【０００３】
固定閉塞方式の現示数を増加し、区間長を無限に短くしていくと、列車後尾位置に赤信号が現示される、いわゆる移動閉塞方式となる。現在提案されている移動閉塞方式、例えば、特開平8−2416 号公報に記載されているように、赤信号、つまり、列車が停止すべき位置は、前方列車の後尾となっている（図４）。ここで、これら従来の信号方式で、単線双方向運転を行う場合を考える。いずれの場合も考え方は、列車が存在する位置を含む区間の端に赤を現示する、というものであるが、図５に示すように、同一線路を逆方向に走行する列車同士では、ブレーキ距離が確保できず、衝突を回避することができない。これを解決するために、従来の技術では、単線区間内の列車進行方向を、地上システムが設定し、設定された方向と逆の方向の信号機はすべて「赤」にする方法が用いられている。具体的には、単線区間の両端の装置同士が連絡を取り、列車を走らせる方向に矛盾がないようにインターロックをとる、という方法が用いられている。これは、上記従来の技術において本質的なものである。
【０００４】
一方、ポイントによる分岐が存在する駅において、線路の合流点において列車同士がぶつからないように、また同一線路を別方向に走行する列車がぶつからないように、連動装置という装置が用いられてきた。連動装置は、（社）日本鉄道電気技術協会刊「鉄道技術者のための電気概論信号シリーズ５、連動装置２頁〜７頁」に記載されているように、列車が危険な状態とならないように連鎖をとる装置である。これによると、連鎖とは、停車場構内で、列車の到着，出発あるいは車両の入換えなどの複雑な作業をする場合、転てつ器の転換や信号機の取扱いを煩雑に行わなければならないが、このような場合に、転てつ器や信号機の取扱いに一定の順序を持たせ、もし間違った取扱いをしても制御がかからないように鎖錠することをいう。従来の連動装置では、現実の運転時において利用できる情報は、線路上の区間に列車が存在しているか否かの情報のみである。よって、例えば図６に示すように予め設計する際に、列車がどちらの方向に運転しているか、また、列車がブレーキをかけてどこまでに停止できるか、といった情報なしで制御ができるように、あらゆる場合を考慮して、連動装置の制御条件表である連動表が作成されている。連動表の中では、あらゆる場合を考慮して、鎖錠欄，信号制御条件欄，進路鎖錠欄，接近鎖錠欄など、さまざまな連鎖が指定されている。
【０００５】
例えば、図７に示すように同一番線に逆方向から２列車が進入しないように、同一番線へ到着する進路は、逆方向の進路すべてを非開通、つまり、赤信号にしてロックをかけたあとでのみ開通、つまり、青信号にできる、という設定を予め人間が考えて連動表に書き込んでいる。また、図８に示すように接近鎖錠を例にとると、列車がどこまでに停止できるかを列車運行時に把握できないため、青信号から赤信号にしたい進路がある場合、該信号から一定範囲内に列車が存在していたら、予め定めておいた時間、例えば３分、の間は進路のロックを解除せず保持しておくことが行われている。これは、青から赤になった信号までに列車が停止できるかどうかが地上側で分からないためであり、もしも、列車が赤信号を越えた場合でも列車の安全を確保できるように、列車が停止するまでに十分な時間だけロックを継続するというものである。この接近鎖錠における、範囲や時間幅も、予め、人間が考えておくべき事項となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、列車がどの向きに走っているか、どこまでに停止できるか、といった情報なしに制御できるように地上側システムを設計している。つまり、予め、考えうる列車の動きをすべて考えて、危険な動作とならないように、地上装置の動作をひとつひとつ定義していく設計を行っている。このために、地上装置内部の論理が複雑になっている。ここで論じている列車制御システムは、列車の安全を確保するためのシステムであり、間違いは許されない。しかし、従来のやり方では、論理があまりにも複雑になっているため、設計に時間がかかったり、テストに時間がかかったりして保守や改良が困難であるという問題がある。設計に関しては、人間が予めあらゆる状況を想定しなければならないため、設計者の負担が大きい。一方で、人間が作成するものであるため、間違っていないという保証はない。テストについても、大きな駅になると進路の組み合わせ、列車の動きのタイミングなど莫大な数のテストケースが存在するが、これをすべてテストすることはできない。
【０００７】
特に、接近鎖錠など時間を含む条件がある場合、全ケースを網羅することは事実上不可能である。全ケースのテストができないということは、つまり、テストにより安全性を保証できないことになる。さらに、細かい保守，改良の際も、これら設計とテストと同様の問題が発生する可能性があるということである。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、連動表などの複雑な条件を予め作成することなく安全な列車運行を行うことができるような列車制御方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の構成により実現できる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明では列車に搭載された車上装置により算出した算出結果を受信し、受信した算出結果を用いて列車の存在許可位置である範囲制限情報を算出して列車の車上装置へ送信する地上装置を備えた列車制御システムであって、車上装置から送信された列車の識別情報と該列車の存在範囲とにより列車の存在許可位置を示す範囲制限情報を作成する列車範囲制御装置と、線路上の各ポイントについて使用許可情報を作成するポイント制御装置を備え、前記列車範囲制御装置は、線路上のポイントによって区切られる区間を線分とし、各線分に固有の識別子を付して登録する線分ＩＤ部と、各ポイントを使用する列車の識別子を示す許可列車ＩＤ部とを格納した線分単位範囲テーブルを備え、列車に搭載された車上装置から列車の識別情報と該列車の存在範囲を受信すると、前記線分単位範囲テーブルに登録し、該線分単位範囲テーブルに、新しく登録した列車ＩＤと同じ列車ＩＤが既に登録されているかを判定し、登録済みの場合、前記線分単位範囲テーブルから既登録の列車ＩＤに対応するデータを削除し、前記線分単位範囲テーブルの範囲部から範囲に重なりがあるか判定し、重なりがある場合にはその重なりが他の列車の範囲と重なっているのか、ポイントと重なっているのかを判定し、他の列車と重なっている場合には、新しく登録した列車の範囲について、重なっている部分を除いた範囲を前記線分単位範囲テーブルに登録することにより範囲制限情報を作成することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による第１の実施例について説明する。
【００１２】
第１の実施例の全体構成を図１に示す。
【００１３】
図１は、ポイントを有する線路６上を列車５が走行している概念図を示したものである。
【００１４】
列車５は車上装置５１を有しており、また、地上側には地上装置１及び進路制御装置２を有している様子を示している。
【００１５】
進路制御装置２は、どの列車が、いつ，どの駅のどの番線に、停車あるいは通過するかの情報が格納されているダイヤデータに基づき、地上装置１に対して列車の進路設定指令を行う装置である。進路制御装置２としては、従来から用いられているＰＲＣ（Programmed Route Control）を利用することができる。また、地上装置１は、進路制御装置２から進路設定指令を受けるものであり、従来の連動装置と同じインターフェースを備えるものである。
【００１６】
ポイント転換装置３は、線路６上のポイント４を切り替える装置である。
【００１７】
本実施例では、ポイント転換装置３として、従来から用いられているポイント転換装置を利用することとする。
【００１８】
地上装置１と車上装置５１の行う処理が本発明のポイントとなる部分であり、以下、順に説明する。
【００１９】
列車５中の車上装置５１は、列車位置を検知する位置検知装置５１１，位置検知装置５１１からの列車位置情報を基に列車範囲を算出して、地上装置１が有している列車範囲制御装置１２に送信する列車範囲算出装置５１２、また同じく地上装置１が有している列車範囲制御装置１２からの範囲制限情報に基づき列車の制御を行う制御装置５１０を有している。この制御装置５１０は、列車を制御するための列車制御情報を作成して列車の運行を制御するものである。制御装置５１０は、例えば範囲制限情報の範囲からでないように列車を停止するためのブレーキパターンを算出するパターン算出装置５１３，パターン算出装置５１３が算出したパターンと列車の位置，速度を照査し、パターンを越えないようにブレーキを作動するパターン照査装置５１４を有している。
【００２０】
位置算出装置５１１は、例えばある基準地点と車軸の回転数により列車の位置を求めることができるものであり、例えば特開平10−24846 号公報に記載されている装置を利用できるものである。
【００２１】
速度算出装置５１５は、例えば車軸の回転により列車の速度を算出するものである。算出した列車の速度は列車範囲算出装置５１２，パターン照査装置５１４に送られる。
【００２２】
また、パターン算出装置５１３におけるパターン算出処理は、地上装置１の列車範囲制御装置１２から指定された位置に停止するためのブレーキパターンを算出する処理であり、例えば特開平8−2416 号公報に記載されているパターン算出方法を用いて実現することができる。
【００２３】
また、パターン算出装置５１３において算出されたブレーキパターンと位置算出装置５１１により算出した自列車の位置、速度算出装置５１５により算出した速度を照査して、自列車の位置，速度がブレーキパターンを越える場合にブレーキをかけるという制御を行うものである。パターン照査装置５１４としては、従来から実用化されているＡＴＳ−Ｐ（自動列車停止装置，詳細は、（社）日本鉄道電気技術協会刊，鉄道技術者のための電気概論，信号シリーズ７，ＡＴＳ・ＡＴＣ，４０頁〜４１頁に記載されているような装置を利用することができる。
列車範囲算出装置５１２は、自列車の現時点の存在範囲を算出するものである。
【００２４】
列車範囲算出装置５１２が行う処理についての処理フローを図９に示す。まず、位置算出装置５１１から得られる列車位置と、速度算出装置５１５から得られる列車速度により（ステップ９０１）、列車が今すぐにブレーキをかけて停止できる位置を算出する（ステップ９０２）。このために、列車範囲算出装置５１２は、路線上の勾配などの路線条件を保持した路線データベース、および、列車の減速性能を保持した列車性能データベースを備えている。列車範囲としては、列車の後尾から列車の進行方向と逆方向に所定の余裕距離をとった位置から、先程の処理で算出された、今すぐにブレーキをかけて停止できる位置から列車の進行方向に所定の余裕距離をとった位置までを用いる。
【００２５】
本実施例では、列車後方の余裕距離として一律２０ｍ（ステップ９０３）、列車前方の余裕距離として、列車が現在速度で５秒間走行した場合の距離を用いる（図１０）（ステップ９０４）。算出された列車範囲は、無線を通じて列車範囲管理装置１２へ送信される（ステップ９０５）。もちろんステップ９０３の余裕距離と、ステップ９０４での余裕距離を算出するための現在速度で運行した場合の時間は任意に設定できる。
【００２６】
車上装置５１から地上装置１へは、どの列車の情報であるかを特定するための列車の識別子と列車範囲の両端の位置である列車範囲情報を送信する。
【００２７】
本実施例では、列車範囲算出装置５１２として、フェールセーフなコントローラを用い、機能をプログラムとして実現している。
【００２８】
次に、地上装置１の構成について説明する。
【００２９】
地上装置１は、列車範囲制御装置１２とポイント制御装置１１を有している。
地上装置１のポイント制御装置１１は、進路制御装置２から送信された進路制御指令中の進路設定要求を受け付ける要求受付処理機能，進路設定要求に応じてポイント転換装置３にポイント転換要求を送信するポイント転換処理機能，列車範囲制御装置１２からの情報によりポイントをロックしたりロックを解除したりするポイントロック処理機能を有するものである。
【００３０】
要求受付処理機能の行う要求受付処理について図１１を用いて説明する。
【００３１】
要求受付処理は、進路制御装置２からの進路設定要求を取り出し（ステップ１１０１）、ポイント毎に、ポイント転換方向とポイントを使用する列車の識別子をポイント制御装置１１内に保持しているポイント転換要求キューの後尾に順番に登録する（ステップ１１０２）。
【００３２】
ポイント転換処理の処理フローを図１２に示す。
【００３３】
ポイント転換処理は、ポイント転換要求キューの先頭に登録されているポイント転換要求のポイント転換方向を見て（ステップ１２０１）、実際のポイントの向いている方向がポイント転換の要求方向を向いているかどうかの判定を行う（ステップ１２０２）。要求方向を向いてなければポイント転換装置３にポイント転換要求を出し（ステップ１２０４）、そして列車範囲制御装置１２ポイントに対応する列車ＩＤの代わりにポイント転換要求中であることを示す特殊なＩＤを設定して（ステップ１２０５）、ステップ１２０６へ進む。
【００３４】
ステップ１２０２によりポイントがポイント転換要求の要求方向を向いている場合には、このポイントを予約状態として設定し（ステップ１２０３）、列車範囲制御装置１２に対し、ポイント識別子と列車ＩＤをセットにして送信する（ステップ１２０６）。ポイントがポイント転換要求の要求方向を向いていない場合にはステップ１２０５により設定されたポイントの識別子と特殊ＩＤもセットにして列車範囲制御装置１２へ送信する（ステップ１２０６）。後述するようにこのステップ１２０６に応じて、列車範囲制御装置１２は、線分単位範囲テーブルの許可列車ＩＤの情報を更新している。
【００３５】
次にポイントロック処理機能の行うポイントロック処理について図１３を用いて説明する。
【００３６】
ポイントロック処理とは、分岐と許可された列車の重なりを周期的に判定する処理である。
【００３７】
まず、列車範囲制御装置１２から列車範囲と分岐範囲の重なり状態を受信し（ステップ１３０１）、範囲が重なっているかどうかを判定する(ステップ1302)。範囲が重なっている場合には、ポイント状態をロック状態とし(ステップ1303)、ポイントが動かないようにする。また、ステップ１３０２により範囲が重なっていないと判定された場合には、次に一旦重なっていた範囲が重なりがなくなっているものがあるかを判定する（ステップ１３０４）。ステップ１３０４により、範囲に重なりがなくなっていればポイント転換要求キューから先頭の要素を削除する（ステップ１３０５）。ステップ１３０４によりまだ重なっていれば処理を終了する。
【００３８】
列車範囲制御装置１２は、列車範囲算出装置５１２から伝送されてきた列車範囲を、他の列車範囲および分岐範囲との重なりを調整して、調整結果を車上装置５１へ送信する範囲調整処理機能と、ポイント制御装置１１からのポイント状態により分岐範囲の状態を更新する分岐範囲状態更新処理機能と、分岐範囲状態をポイント制御装置１１へ送信する分岐状態送信処理機能とを有する。
【００３９】
列車範囲制御装置１２の範囲調整処理機能について、図１５〜図１８を使って説明する。
【００４０】
図１５は、列車範囲制御装置１２内に保持している線分単位範囲テーブル1500を示している。
【００４１】
線分範囲単位テーブル１５００において、線分ＩＤ１５０１は線路を線分単位として区分した場合の各線分固有のＩＤを示したものである。ここで線路を複数の線分の集合としてとらえる場合の考え方について図１６を用いて説明する。
【００４２】
図１６（ａ）は、実際の線路の様子を示している。この線路を分岐をノードとして分岐により分断された線路を線分として表したものが図１６（ｂ）である。図１６（ｂ）のように、線路は分岐であるノード１により線分１，線分２，線分３と区切られる。図１６（ｂ）のようにして区切られた線路の各線分間の関係は、図１６（ｃ）に示すような線分テーブル１６１０，ノードテーブル１６２０として例えば列車範囲制御装置１２内に保持されている。線分テーブル１６１０の１６１１では線分１の右側とノード１が接続されていること、また１６１２により線分２の左側とノード１が接続されていること、さらに１６１３により線分３の左側とノード１が接続されていることが示されている。
【００４３】
また、ノードテーブル１６２０は、１６２１によりノード１について左側に線分１が、右側に線分２と線分３が接続されていることを示しているものである。これら線分テーブル１６１０とノードテーブル１６２０により線路を複数の線分に分けた場合の接続関係が管理されている。
【００４４】
線分単位範囲テーブル１５００は、複数の区分に区切った線分固有の識別子を示す線分ＩＤ１５０１，各線分に現在どの列車が存在しているかまたはどの分岐が存在しているかを示す種別・ＩＤ１５０２，存在する範囲を示す範囲１５０３、線分に存在するのが分岐の場合に、分岐を通過することが許可された列車ＩＤを示す許可列車ＩＤ１５０４により１まとまりのデータ（１５１０，１５２０，１５３０，１５４０）として構成されている。
【００４５】
例えば１５１０では、線分ＩＤ１５０１が１の線分に列車ＩＤが２である列車が存在し、その存在場所は範囲１５０３により０−１００の区間であることを示しているものである。また、１５２０では線分１に分岐１が接続されている（言い換えると存在している）ことを示している。１５２０の情報として、線分ＩＤ１５０１が１の線分上に種別・ＩＤ１５０２により分岐１が存在して、また範囲１５０３により分岐１の存在範囲は３００−３５０の範囲であることを示している。また、前述したポイント制御装置１１から送信されてきたポイントの使用許可を示す分岐許可情報により分岐１は列車１が通過することを許されている旨の許可列車ＩＤ情報が記されている。
【００４６】
尚、この時の線路上の列車の状態は、図１７に示されているような状態を示しているものである。
【００４７】
次に、列車範囲制御装置１２の行う範囲調整処理について図１８を使って説明する。
【００４８】
列車範囲制御装置１２は、列車５の車上装置５１中の列車範囲算出装置５１２から受信した列車のデータを線分単位範囲テーブルに登録する(ステップ1801)。次に、線分単位範囲テーブルに登録した列車ＩＤと同じ列車ＩＤのデータが既に登録されているかどうか判定する（ステップ１８０２）。ステップ１８０２により既に登録されていると判定された場合には既に登録されていた方の列車ＩＤに対応するデータを線分単位範囲テーブルからすべて削除して(ステップ１８０３)、ステップ１８０４に進む。ステップ１８０２でまだ登録されていないと判定された場合にはそのままステップ１８０４に進む。次に、ステップ１８０４では、線分単位範囲テーブルに重なりがあるかを判定する。重なりが有ると判定された場合には、次に種別・ＩＤにより、重なっているのが列車となのか分岐となのかを判定する（ステップ１８０５）。重なっているのが分岐との場合には該当分岐の許可列車ＩＤが重なっている列車の列車ＩＤと一致しているかを判定する（ステップ１８０６）。ステップ１８０６により一致していないと判定された場合には、新しく登録した列車範囲について重なっている範囲を除いた部分を登録する（ステップ１８０７）。ステップ１８０５で重なっているのが列車であると判定された場合には、すぐにステップ１８０７により新しく登録した方の列車範囲を重なっている範囲を除いて登録する。ステップ１８０４で重なり無しと判定されたり、ステップ１８０６で一致していると判定された場合にはそのまま処理を終了する。
【００４９】
次に、列車範囲制御装置１２の分岐範囲状態更新処理機能について説明する。
分岐範囲状態更新とは、各ポイントにおいて通過することを許可された列車ＩＤを線分単位範囲テーブルの許可列車ＩＤへ登録する処理である。
【００５０】
分岐範囲状態更新処理の処理フローを図１９に示す。
【００５１】
列車範囲制御装置１２は、ポイント制御装置１１から、各ポイント毎に通過することが許されている列車ＩＤを受信し（ステップ１９０１）、線分単位範囲テーブルの許可列車ＩＤへ受け取った列車ＩＤを登録することにより線分単位範囲テーブルを更新する（ステップ１９０２）。
【００５２】
次に、列車範囲制御装置１２の分岐範囲状態送信処理機能について説明する。
分岐範囲状態送信処理とは、列車範囲制御装置１２に保持している線分単位範囲テーブルにより列車範囲と分岐の重なり状態を例えば定期的にポイント制御装置１１へ送信する処理である。
【００５３】
この分岐範囲状態送信処理の処理フローを図２０に示す。
【００５４】
列車範囲制御装置１２は、列車範囲と分岐範囲の重なりの状態をチェックし（ステップ２００１）、周期的にポイント制御装置１１へ送信する（ステップ２００２）。
【００５５】
以上により、列車範囲同士が重ならないように、また、各分岐に対して通過を許可された列車ＩＤと一致する列車ＩＤの列車のみが分岐と重なることができるように制御することができる。
【００５６】
列車範囲制御装置１２は、列車５の車上装置５１中の制御装置５１０に対し、列車範囲を制限する範囲制限情報を送信する。この送信するタイミングは周期的にでも送信されるようにしても良いし、または地上装置側からの指令によってでも良いし、列車側からの指令によって送信されるようにしても良い。列車範囲制御装置１２から列車５に送信される範囲制限情報としては、列車範囲制御装置１２で更新している線分単位範囲テーブルから少なくとも送信対象の列車に対応する列車範囲の両端位置を含むものである。
【００５７】
車上装置５１内の制御装置５１０は範囲制限情報を受け取ると、受け取った範囲制限情報内で列車を運行するように制御を行う。具体的には、制御装置５１０内のパターン算出装置５１３が範囲制限情報を受け取ると、パターン算出装置５１３におけるパターン算出処理は、地上装置１の列車範囲制御装置１２から指定された位置に停止するためのブレーキパターンを算出する。そして、パターン照査装置５１４は、パターン算出装置５１３において算出されたブレーキパターンと、位置算出装置５１１により算出した自列車の位置，速度算出装置５１５により算出した速度を照査して、自列車の位置，速度がブレーキパターンを越える場合にブレーキをかけるという制御を行う。
【００５８】
本実施例では、ポイント制御装置１１，列車範囲制御装置１２として、フェールセーフなコントローラを用い、各装置が有する機能はプログラムとして実現することができるものである。
【００５９】
なお、踏み切りについては、遮断機が開いている場合に、その踏み切りを含む範囲と列車範囲が重ならないように列車範囲を調整し、遮断機が閉まっている場合に、その踏み切りを含む範囲と列車範囲との重なりを許すことで、踏み切りにおける安全を確保できる。
【００６０】
また、保守などのための線路閉鎖では、線路閉鎖が実施されている範囲を列車範囲との重なりを許さない範囲として扱うことで、列車および保守員の安全を確保できる。
【００６１】
また、ホームに乗客が転落した場合に、そのホームを含む範囲に列車防護が作動するが、この列車防護の範囲を、列車範囲との重なりを許さない範囲として扱うことで、列車および乗客の安全を確保できる。
【００６２】
また、列車との通信チャネルが場所によって異なる場合において、ある列車に対して、該列車に対する通信チャネルが確立されていない範囲を、該列車範囲との重なりを許さない範囲として扱うことで、列車との通信不能状態を防止し、列車の安全な走行を確保することができる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
【００６４】
本発明の第２の実施例では、分岐範囲をその範囲内に列車が存在するときにポイントを転換すると列車が脱線する可能性がある範囲である脱線範囲と、列車がその分岐を走行する際に他列車と接触しない限界の範囲であるクリアランス範囲とに分け、それぞれ、列車の識別子のキューをもつ構成をとっている。
【００６５】
このうち、脱線範囲は、ポイント制御手段のポイント制御に、クリアランス範囲は、異なる識別子をもつ列車の列車範囲との重ならない制御、つまり、列車範囲制御手段の制御に用いられる。
【００６６】
脱線範囲，クリアランス範囲ともに、第１の実施例の分岐範囲のキューと同じ動作を行う。すなわち、脱線範囲あるいはクリアランス範囲に、指定された識別子の列車範囲が一旦重なった後に、重なりがなくなった時点でキューの先頭から列車の識別子を取り除くという動作を行う。
【００６７】
本第２の実施例によれば、列車が脱線範囲を通過後、直ちに他列車のためにポイント転換を行うことができるため、効率の良いポイント制御が可能になる。無論、当該列車がクリアランス範囲を抜けるまで他列車の列車範囲はクリアランス範囲と重なることができないため、第１の実施例と同様に列車の接触も防止できることは言うまでもない。
【００６８】
本発明の第３の実施例について図２０を用いて説明する。
【００６９】
本発明の第３の実施例の構成において、第１の実施例と異なる点は、列車範囲算出装置５１２が地上装置１内に設置されていることである。この場合、列車５から地上装置１へ送信される情報は、列車ＩＤと列車範囲と列車速度となり、地上装置１内の列車範囲算出装置５１２が列車範囲を算出することになる。他の処理は第１の実施例と同じである。
【００７０】
この場合の構成を整理すると次のようになる。
【００７１】
列車に搭載される車上装置から算出される情報を地上装置が受信し、受信した地上装置が列車の存在許可位置である範囲制限情報を作成して車上装置側へ送信し、地上装置から送信を受けた車上装置は、受信した範囲制限情報に基づいて列車を制御する列車制御システムであって、
前記車上装置は、自列車の速度を算出する速度算出装置と、自列車の位置を算出する位置算出装置を有し、自列車の識別情報と、列車の速度及び列車の位置を前記地上装置に送信し、
前記地上装置は、前記車上装置から送信された列車の速度及び位置の情報により列車範囲を算出する列車範囲算出装置と、前記車上装置から送信された列車の識別情報と前記列車範囲算出装置により算出した列車の存在範囲とにより列車の存在許可位置を示す範囲制限情報を作成する列車範囲制御装置を有し作成した範囲制限情報を対応する列車に送信する、
列車制御システムである。
【００７２】
この構成によれば、第１の実施例の場合の構成と比較して列車毎に列車範囲算出装置を各列車内に備える必要がないという利点がある。
【００７３】
さらに、地上装置は、線路上の各ポイントについて使用許可情報を作成するポイント制御装置を有するようにすれば、リアルタイムにポイントの使用許可情報が把握でき、利便性の高いものとなる。
【００７４】
本発明の第４の実施例について説明する。
【００７５】
本発明の第４の実施例の構成を図２１に示す。
【００７６】
この第４の実施例と、第３の実施例との違いは、パターン算出装置５１３およびパターン照査装置５１４が、地上装置１内に設置されている点である。この場合、地上装置１から列車５へ送信される情報は、制御装置５１０で制御された制御情報であり、さらに詳しくはパターン照査装置５１４により得られるブレーキ指令である。このように本実施例の場合の制御装置５１０は、列車を制御するための列車制御情報を作成して車上装置に送信するものである。車上装置は受け取った列車制御情報に基づいて列車を運行することになる。他の処理は、第３の実施例と同じである。
【００７７】
この場合の構成を整理すると次のようになる。
【００７８】
列車に搭載される車上装置から算出される情報を地上装置が受信し、受信した地上装置が列車の存在許可位置である範囲制限情報を作成して、この範囲制限情報に基づいて列車を制御する制御情報を作成して前記車上装置へ送信し、制御情報を受信した車上装置は該制御情報に基づいて列車を運行する列車制御システムであって、
前記車上装置は、自列車の速度を算出する速度算出装置と、自列車の位置を算出する位置算出装置を有し、自列車の識別情報と、列車の速度及び列車の位置を前記地上装置に送信し、
前記地上装置は、前記車上装置から送信された列車の速度及び位置の情報により列車範囲を算出する列車範囲算出装置と、前記車上装置から送信された列車の識別情報と前記列車範囲算出装置により算出した列車の存在範囲とにより列車の存在許可位置を示す範囲制限情報を作成する列車範囲制御装置と、該列車範囲制御情報により作成された範囲制限情報により列車を制御する列車制御情報を作成する制御装置とを有し作成した列車制御情報を対応する列車に送信する、
列車制御システムである。
【００７９】
この構成によると第３の実施例と比較して実際に列車を制御する制御装置を各列車に装備しなくてもよいという利点がある。
【００８０】
また、線路上の各ポイントについて使用許可情報を作成するポイント制御装置を有するようにすれより利便性の高いものとなる点は第３の実施例と同様である。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、予め複雑な条件を考えることなく、列車の安全な運行を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。
【図２】従来技術である２現示方式の説明図である。
【図３】従来技術である３現示方式の説明図である。
【図４】従来技術である移動閉塞方式の説明図である。
【図５】従来技術による単線双方向運転の説明図である。
【図６】従来の連動図表の図である。
【図７】同一番線へ向かう進路同士の競合関係を示す図である。
【図８】接近鎖錠の説明図である。
【図９】列車範囲算出処理の処理フロー図である。
【図１０】列車範囲を説明するための図である。
【図１１】要求受付処理の処理フローである。
【図１２】ポイント転換処理の処理フロー図及びポイント転換キューを示す図である。
【図１３】ポイントロック処理の処理フロー図である。
【図１４】範囲調整処理の処理フロー図である。
【図１５】線分単位範囲テーブルを示す図である。
【図１６】線路を複数の線分の集合としてとらえる場合の考え方について説明するための図である。
【図１７】線路上のある状態を示した図である。
【図１８】列車範囲制御装置の行う範囲調整処理についての処理フロー図である。
【図１９】列車範囲制御装置の行う分岐範囲状態更新処理についての処理フロー図である。
【図２０】列車範囲制御装置の行う分岐範囲状態送信処理についての処理フロー図である。
【図２１】本発明の第３の実施例の構成図である。
【図２２】本発明の第４の実施例の構成図である。
【符号の説明】
１…地上装置、２…進路制御装置、３…ポイント転換装置、４…ポイント、５…列車、６…線路、１１…ポイント制御装置、１２…列車範囲制御装置、５１…車上装置、５１０…制御装置、５１１…位置算出装置、５１２…列車範囲算出装置、５１３…パターン算出装置、５１４…パターン照査装置、５１５…速度算出装置。

Claims

列車に搭載された車上装置により算出した算出結果を受信し、受信した算出結果を用いて列車の存在許可位置である範囲制限情報を算出して列車の車上装置へ送信する地上装置を備えた列車制御システムであって、
車上装置から送信された列車の識別情報と該列車の存在範囲とにより列車の存在許可位置を示す範囲制限情報を作成する列車範囲制御装置と、
線路上の各ポイントについて使用許可情報を作成するポイント制御装置を備え、
前記列車範囲制御装置は、線路上のポイントによって区切られる区間を線分とし、各線分に固有の識別子を付して登録する線分ＩＤ部と、各ポイントを使用する列車の識別子を示す許可列車ＩＤ部とを格納した線分単位範囲テーブルを備え、列車に搭載された車上装置から列車の識別情報と該列車の存在範囲を受信すると、前記線分単位範囲テーブルに登録し、
該線分単位範囲テーブルに、新しく登録した列車ＩＤと同じ列車ＩＤが既に登録されているかを判定し、
登録済みの場合、前記線分単位範囲テーブルから既登録の列車ＩＤに対応するデータを削除し、
前記線分単位範囲テーブルの範囲部から範囲に重なりがあるか判定し、
重なりがある場合にはその重なりが他の列車の範囲と重なっているのか、ポイントと重なっているのかを判定し、
他の列車と重なっている場合には、新しく登録した列車の範囲について、重なっている部分を除いた範囲を前記線分単位範囲テーブルに登録することにより範囲制限情報を作成することを特徴とする列車制御システム。