JP3823220B2 - 自動列車制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車または車両（以下、列車という）と地上の装置との間で情報を伝送するシステム、特にディジタル制御情報を用いて列車を制御するための自動列車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に鉄道システムにおいては、列車上には車上制御装置が、地上側には地上制御装置がそれぞれ設置され、車上制御装置と地上制御装置間で制御情報が伝送される。このような制御情報の伝送方式としては、連続伝送方式と点伝送方式がある。このうち、連続伝送方式はきめ細かに制御できるので、現在では主流となっている。連続伝送方式では制御情報を予め決められた時間間隔で繰り返し伝送し、例えば信号機の現示変化に応じて列車を制御している。
【０００３】
現在、使用されている連続伝送方式による列車制御としては、例えば自動列車制御装置（ＡＴＣ装置）がある。同装置において、軌道上の区間毎の制限速度を与える方法としては、制限速度に対応した周波数の信号を送受信し、制限速度情報を伝達するアナログ情報伝送による制御方式が用いられている。
【０００４】
しかし、近年では、アナログ情報伝送による制御方式に代わって、ディジタル情報伝送による制御方式が注目されている。例えば、特開平３−１２８７６０号公報には、制御情報をディジタル情報として変調したディジタル制御情報を地上制御装置から送信し、そのディジタル制御情報を車上制御装置で受信して復調し、情報を伝達するディジタル伝送方式が示されている。
【０００５】
また、特開平０６−３５１０７２号公報には、所定のビットパターンをとるチェック用情報を含んだディジタル制御情報を送信し、受信したディジタル制御情報に含まれるチェック用情報のビットパターンを照合し、信号伝送路に障害が発生したことを検知する多重伝送装置が示されている。
【０００６】
さらに、自動列車制御装置（ＡＴＣ装置）に関しては、例えば、特開平０９−１７５３９６号公報には、点伝送方式により地上子から送信される制御情報と、連続伝送方式により信号現示を変化させるために軌道回路に流される軌道電流信号とを受信し、軌道電流信号の電気的要素の変化を検知し、信号機の現示変化に即応して停止パターンを更新し得る車上装置および車両制御装置が示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、列車制御において、例えば自動列車制御装置（ＡＴＣ装置）は、列車を緊急に停止させる必要が発生した場合に、列車を停止させるための制御情報を、可能な限り速やか且つ確実に地上制御装置から車上制御装置に伝送する必要がある。
【０００８】
しかし、特開平３−１２８７６０号公報では、ディジタル制御情報フレーム中に緊急停止の情報を含んで列車を制御する場合に、ディジタル制御情報フレームを完全に受信完了し、制御情報の正当性を確認してからでないと、列車の緊急停止制御が開始されないことになる。
【０００９】
また、特開平０６−３５１０７２号公報では、ディジタル制御情報に含まれるビットパターンにより信号伝送路に発生する障害を検知しているが、ビットパターンがディジタル制御情報に含まれているので、ディジタル制御情報を完全に受信完了しないと信号伝送路に発生する障害を検知できず、その分だけ制御の開始が遅れる。
【００１０】
さらに、特開平０９−１７５３９６号公報では、信号現示を変化させるために軌道回路に流される軌道電流信号を受信し、軌道電流信号の電気的要素の変化を検知し、信号機の現示変化に即応して停止パターンを更新し得る車上装置および車両制御装置が示されているが、列車が在線している区間の次区間の軌道電流信号によって、次区間の信号現示状態に応じて列車を制御するため、列車が在線している区間で発生する列車を緊急に停止させる事象には即応できない。
【００１１】
本発明の課題は、ディジタル制御情報による緊急情報の識別時間を短縮できる自動列車制御装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、軌道回路に制御情報を送信する送信装置と、軌道回路から制御情報を受信し列車を制御する車上制御装置と、送信装置にネットワークを介して接続された地上制御装置とを備えた自動列車制御装置において、地上制御装置は、外部から列車の緊急停止条件が入力される緊急停止条件入力部と、緊急停止条件入力部に緊急停止条件の入力有りのときは、予め記憶部に記憶されていた列車の在線状態の情報に緊急停止条件を設定して列車の制御情報を作成し、緊急停止条件の入力無しのときは、予め記憶部に記憶されていた列車の在線状態の情報に基づいて列車の制御情報を作成する制御情報作成部とを有し、送信装置は、制御情報作成部で作成された制御情報を入力し該制 御情報に緊急停止条件が設定されているか否かを判定する判定部と、判定部での判定の結果、緊急停止条件が設定されている場合には緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報を生成するビットパターン生成部と、判定部での判定の結果、緊急停止条件が設定されていない場合には、制御情報をデータフレーム構成のディジタル制御情報に編集する制御情報編集部と、ビットパターン生成部で緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報が生成されていない場合には、制御情報編集部で編集したデータフレーム構成のディジタル制御情報を送信し、ビットパターン生成部で緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報が生成されている場合には、制御編集部で編集したフレーム構成のディジタル制御情報を送信中であっても、その送信を中断し、緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報を送信する送信部とを有する自動列車制御装置を提案する。
【００１３】
上記構成によれば、列車を緊急停止させる必要が生じたときは、緊急停止条件入力部に緊急停止条件が入力される。すると、制御情報作成部は、予め記憶部に記憶されていた列車の在線状態の情報に緊急停止条件を設定し、列車の制御情報を作成する。列車を緊急停止させる必要がない通常時には、制御情報作成部は、予め記憶部に記憶されていた列車の在線状態の情報に基づいて列車の制御情報を作成する。次に判定部は、制御情報作成部で作成された列車の制御情報を入力して、その制御情報に緊急停止条件が設定されているか否かを判定する。そして、緊急停止条件が設定されている場合には、ビットパターン生成部は緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報を生成し、そのビットパターンのディジタル制御情報を軌道回路を介して車上制御装置に送信する。これにより、車上制御装置では緊急時であることを直ちに認識して列車を緊急停車させる。なお、緊急停止条件が設定されていない通常の場合には、送信装置は、制御情報編集部でディジタル制御情報をデータフレーム構成のディジタル制御情報に編集し、軌道回路を介してそのディジタル制御情報を車上制御装置に送信する。
【００１４】
また、送信装置は、緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報を送信する必要が生じた場合には、データフレーム構成のディジタル制御情報を送信中であっても、その送信を中断し、緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報を送信するように構成されている。この場合、送信装置は緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報を一定時間送信した後に、データフレーム構成のディジタル制御情報の送信を再開するようにしても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図１〜図３を参照して、本発明による自動列車制御装置の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による自動列車制御装置の全体構成を示している。軌道回路１０を走行する列車１１上には車上制御装置２０が設けられ、列車１１は車上制御装置２０によって走行が制御されている。地上側には列車１１の走行を管理する地上制御装置３０が備えられ、車上制御装置２０と地上制御装置３０との間の情報は、地上制御装置３０とネットワーク４０により結合された複数の送信装置５０ａ，５０ｂ・・・を介して連続伝送方式で伝送される。
【００１６】
地上制御装置３０には、列車在線状態記憶部３１、緊急停止条件入力部３２、および制御情報作成部３３が設けられている。緊急停止条件入力部３２には、例えば、列車防護装置３４のように列車を緊急に停止させる必要が生じた場合に扱われる装置が接続されている。列車在線状態記憶部３１には、軌道回路１０上を走行する列車の在線情報が記憶されている。そして、制御情報作成部３３は列車在線状態記憶部３１と緊急停止条件入力部３２に接続され、列車在線状態記憶部３１および緊急停止条件入力部３２から入力される情報に応じて、送信装置毎に異なる列車の制御情報Ｓ０を作成し、ネットワーク４０を介して各送信装置５０ａ，５０ｂ・・・に送信する。
【００１７】
送信装置５０ａには、判定部５１、制御情報編集部５２、ビットパターン生成部５３、および送信部５４が設けられている。送信装置５０ｂ・・・も、内部構成は図示してないが送信装置５０ａと同様な構成である。判定部５１は、地上制御装置３０からネットワーク４０を介して送信されてきた制御情報Ｓ０を受信し、制御情報Ｓ１に編集するか、または緊急停止ビットパターンＳ２を作成するかを判定する。制御情報編集部５２は、判定部５１が制御情報Ｓ０を制御情報Ｓ１に編集すると判定した場合に、制御情報Ｓ０を予め決められた形のデータフレーム構成に編集する。ビットパターン生成部５３は、判定部５１が緊急停止ビットパターンＳ２を作成すると判定した場合に、予め決められた緊急停止ビットパターンを作成する。送信部５４は、制御情報編集部５２で編集された制御情報Ｓ１、またはビットパターン生成部５３で作成された緊急停止ビットパターンＳ２を軌道回路１０に送信する。
【００１８】
車上制御装置２０には、受信器２１、制御情報処理部２２、およびブレーキ制御部２３が設けられている。受信器２１は、地上側に設置された軌道回路１０を流れる制御情報Ｓ１または緊急停止ビットパターンＳ２を受信する。制御情報処理部２２は、受信器２１で受信した情報が予め決められた緊急停止ビットパターンＳ２であるか否かを判断し、緊急停止ビットパターンＳ２であると判断したときは、直ちにブレーキ制御装置２３を制御して列車１１を緊急停止させる。また、制御情報処理部２２は、受信器２１で受信した情報が制御情報Ｓ１であると判断したときは、その制御情報Ｓ１に基づいてブレーキ制御装置２３を制御する。
【００１９】
図１に示すように、制御情報作成部３３で作成される制御情報Ｓ０は、列車を停車させる軌道回路を示す位置情報と、緊急停止情報入力部３２から入力される緊急停止条件が成立しているか示す情報とを含んで構成されている。ここで、位置情報は、列車在線状態記憶部３１に記憶された列車の在線情報をもとに決定される。
【００２０】
制御情報作成部３３で作成された制御情報Ｓ０は、ネットワーク４０を介して例えば送信装置５０ａに送信され、判定部５１は、受信した制御情報Ｓ０に緊急停止条件が設定されているか否かを判定する。そして、判定した結果、制御情報Ｓ０に緊急停止条件が設定されていない場合は、制御情報Ｓ０は、制御情報編集部５２によって、予め決められた制御情報Ｓ１のデータフレーム構成に編集された後、送信部５４から軌道回路１０に送信される。制御情報Ｓ１のデータフレーム単位は、図２に示すように、所定の総ビット数、例えば７５ビットをもって構成され、その内容は、データフレームの開始を示す８ビットのヘッダＨ（例えば、ビット列“１１１１１１１０”）と、伝送すべき情報５８ビットに対しＰＣＦ（プレフィックスコンマフリー）の“０”インサーションによって６ビット毎に９個の“０”を挿入した合計６７ビットの制御データＤＴとからなる。制御データＤＴの内容は、列車を停車させる軌道回路を示す位置情報と、８ビット構成の誤り検出用のＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を含んで構成される。そして、車上制御装置２０の制御情報処理部２２は、受信器２１で受信した情報が、図２に示したようなデータフレーム構成を成すと認識した場合に、制御情報Ｓ１に設定されている停止位置情報に応じてブレーキ制御部２３を制御する。
【００２１】
これに対して、判定部５１での判定の結果、制御情報Ｓ０に緊急停止条件が設定されている場合は、ビットパターン生成部５３によって、予め決められた緊急停止ビットパターンが作成され、その緊急停止ビットパターンは送信部５４を介して軌道回路１０に送信される。この時、送信部５４は、制御情報Ｓ１の送信途中であっても、その送信を中断し、緊急停止ビットパターンＳ２の送信を開始する。緊急停止ビットパターンＳ２は、図３に示すように予め決められたビットパターン、例えば“１”が順次連なって構成されている。制御情報処理部２２は、受信器２１で受信した情報が、図３に示したような一定のビットパターンが規定回数、例えば１５回連続しているのを検知した時点で、列車を緊急停止させるために、ブレーキ制御部２３を制御する。なお、規定回数は、制御情報Ｓ１の所定ビット数よりも少なくなるように規定されている。
【００２２】
また、送信装置５０ａは、緊急停止ビットパターンＳ２を一定時間送信した後、制御情報Ｓ１の送信を再開する機能を備えている。
【００２３】
本実施形態によれば、制御情報Ｓ１の送信途中であっても緊急停止ビットパターンＳ２を送信可能であること、および制御情報Ｓ１よりもデータ長の短いビット列を緊急停止の情報として伝送することから、ディジタル制御情報による緊急停止情報の識別時間を短縮できる。
【００２４】
また、ノイズ等により緊急停止ビットパターン中に緊急停止ビットパターンと異なるビットパターン、例えば“０”が出現して緊急停止ビットパターンの連続が途絶えた場合にも、次ビットから緊急停止ビットパターンが規定回数連続することを検知した時点で、列車を緊急停止させるためにブレーキ制御装置２３を制御し、緊急停止動作の遅れを最小限に抑えることが可能となる。
【００２５】
なお、図３の緊急停止ビットパターンは固定ビットパターンを“１”としたが、これに限らず、“０”、“０１”、“１０”等を連続させたものでも同様の効果が得られることは勿論である。
【００２６】
上記実施形態では、本発明の制御情報伝送システムを鉄道システムに適用した場合について説明してきたが、他の交通システムにも適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ディジタル制御情報による緊急停止情報の識別時間を短縮し、ノイズ等による緊急停止動作の遅れを最小限に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による自動列車制御装置（ＡＴＣ装置）の全体構成図である。
【図２】 制御情報の説明図である。
【図３】 緊急停止ビットパターンの説明図である。
【符号の説明】
１０ 軌道回路
１１ 列車
２０ 車上制御装置
２１ 受信器
２２ 制御情報処理部
２３ ブレーキ制御部
３０ 地上制御装置
３１ 列車在線状態記憶部
３２ 緊急停止条件入力部
３３ 制御情報作成部
３４ 列車防護装置
４０ ネットワーク
５０ａ，５０ｂ 送信装置
５１ 判定部
５２ 制御情報編集部
５３ ビットパターン生成部
５４ 送信部
Ｓ０，Ｓ１ 制御情報
Ｓ２ 緊急停止ビットパターン

Claims (2)

1. 軌道回路に制御情報を送信する送信装置と、前記軌道回路から前記制御情報を受信し列車を制御する車上制御装置と、前記送信装置にネットワークを介して接続された地上制御装置とを備えた自動列車制御装置において、
   前記地上制御装置は、外部から列車の緊急停止条件が入力される緊急停止条件入力部と、前記緊急停止条件入力部に緊急停止条件の入力有りのときは、予め記憶部に記憶されていた列車の在線状態の情報に前記緊急停止条件を設定して列車の制御情報を作成し、前記緊急停止条件の入力無しのときは、予め記憶部に記憶されていた列車の在線状態の情報に基づいて列車の制御情報を作成する制御情報作成部とを有し、
   前記送信装置は、前記制御情報作成部で作成された制御情報を入力し前記制御情報に緊急停止条件が設定されているか否かを判定する判定部と、前記判定部での判定の結果、緊急停止条件が設定されている場合には緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報を生成するビットパターン生成部と、前記判定部での判定の結果、緊急停止条件が設定されていない場合には、前記制御情報をデータフレーム構成のディジタル制御情報に編集する制御情報編集部と、前記ビットパターン生成部で緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報が生成されていない場合には、前記制御情報編集部で編集したデータフレーム構成のディジタル制御情報を送信し、前記ビットパターン生成部で緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報が生成されている場合には、前記制御編集部で編集したフレーム構成のディジタル制御情報を送信中であっても、その送信を中断し、前記緊急停止のためのビットパターンのディジタル制御情報を送信する送信部とを有することを特徴とする自動列車制御装置。
2. 請求項１に記載の自動列車制御装置において、
   前記送信部は、前記緊急停止のためのビットパターンを一定時間送信した後に、前記制御情報編集部で編集したフレーム構成のディジタル制御情報の送信を再開する機能を有することを特徴とする自動列車制御装置。

Images