JP4221350B2 - 列車制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車上において速度照査パターンを作成し、その作成した速度照査パターンを用いて列車の速度制御を行う列車制御装置に係り、特に、自列車位置を喪失した場合でも、安全に速度照査パターンを用いる列車制御を継続できるようにしたものに関する。

近年、列車の運転間隔の縮小及び乗り心地改善のために、常時、地上から得られる所定のデジタル情報（ＡＴＣ情報）及び自列車で把握している自列車位置情報に基づいて、車上（列車）において主体的に速度照査パターンを作成し、その作成した速度照査パターンを用いて列車の速度制御を行う、一段制御デジタルＡＴＣ方式の列車制御装置が提案されている（非特許文献１参照。）。

この一段制御デジタルＡＴＣ方式に係る列車制御装置は、常時、地上側から速度照査パターンを作成するための所定の情報及び自列車（車上）で把握している自列車位置情報に基づいて、現在の位置から目標停止位置までの１本の放物線状の速度照査パターンを作成することができるように構成されている。この一段制御デジタルＡＴＣは、列車の運転間隔の一層の縮小化を図ることができるとともに、乗り心地の改善を図ることができるという特長がある。
平成９年５月１５日（社）日本鉄道技術協会発行「鉄道技術者のための電気概論，信号シリーズ，ＡＴＳ・ＡＴＣ」第４版，Ｐ．７６〜１５５

しかしながら、上記提案に係る一段制御デジタルＡＴＣ方式の列車制御装置においては、自列車位置情報が速度照査パターンを作成する条件の一つとなっているため、何らかの原因により自列車位置情報が喪失したときは、速度照査パターンを作成することができないので、列車の走行を停止しなければならないという不都合が発生する。

そこで、本発明は、上述の不都合を解消するためになされたものであって、その目的は、仮りに自列車位置情報を喪失しても安全に速度照査パターンを用いて列車の運転を継続することができる列車制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車上子を介して地上側からの制御信号及び地上子からの位置信号を常時受信する受信部と、システムプログラムデータ及び車上データベースを用いて所定の演算処理を行う演算部と、その演算部に接続され、自列車で把握している自列車位置情報、前記制御信号、前記位置信号及び速度発電機の出力信号に基づいて速度照査パターンを作成する速度照査パターン作成部とを車上装置に備え、その作成した速度照査パターンを用いて速度制御を行う列車制御装置において、前記自列車位置情報を喪失したときは、自列車の先頭位置が現在存在する軌道回路と次の軌道回路との境界に位置するものとして、前回作成した速度照査パターンを用いて許容速度よりも低い速度で速度制御を行うことを特徴としている。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の列車制御装置において、制御信号に現在の列車位置と所定の目標停止位置との間に所定の制限速度区間が存在することを示す速度制限データが含まれるときは、その所定の制限速度区間をその所定の制限速度区間の開始側に自列車長を加算した仮りの制限速度区間に補正する補正手段を付加し、前記制御信号に現在の列車位置と所定の目標停止位置の間に所定の制限速度区間が存在することを示す速度制限データが含まれるときは、速度照査パターン作成部に、前記制御信号に含まれる速度制限データに基づいて速度照査パターンを作成させ、その作成した速度照査パターンを用いて前記仮の制限速度区間の速度制御を行うことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、自列車位置情報を喪失したときに、自列車の先頭位置を現在位置する軌道回路と次の軌道回路との境界位置に位置するものとして前回作成した速度照査パターンを用いて許容速度よりも低い速度で速度制御を行うので、自列車位置情報を喪失したときでも、速度照査パターンを用いる制御を安全に継続することができる。 請求項２に記載の発明によれば、制御信号に現在の列車位置と所定の目標停止位置との間に所定の制限速度区間が存在することを示す速度制限データが含まれるときは、補正手段がその所定の制限速度区間をその所定の制限速度区間の開始側に自列車長を加算した仮りの制限速度区間に補正し、かつ、速度照査パターン作成部が前記制御信号に含まれる速度制限データに基づいて速度照査パターンを作成し、その作成した速度照査パターンを用いて前記仮の制限速度区間の速度制御を行うので、現在の列車位置と所定の目標停止位置との間に所定の制限速度区間が存在していても列車の安全を確保することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る列車制御装置の概略構成図であって、レールＲを走行する列車イには、本発明の列車制御装置を実現するための車上装置ロが搭載されている。このレールＲは、所定の長さに区分された軌道回路Ｔを構成している。

図１中、１は、一つの軌道回路Ｔの一端側（始端側）にデジタル情報からなる制御信号（本発明の地上側から送出される所定の情報に相当する。）を供給する地上送信器である。すなわち、この地上送信器１は、周知のＡＴＣにおける地上装置と同様に構成されていて、軌道回路識別データ、経路コードデータ、速度制限データ、分岐データ、前方列車位置又は開通区間数データ等の所定のデータ群からなり、このデータ群からなる制御信号をレールＲに供給することができるように構成されている。

図１中、２は地上子であって、軌道回路Ｔの所定位置に設置されていて、その地上子２の設置位置である位置情報を含む位置信号を車上（列車）に向けて送出できるように構成されている。この地上子２は、通常、一つの軌道回路の始端側及び終端側近くに設置される。また、この地上子２は、周知のＡＴＳ−Ｐ形で用いられる地上子と同様に、車上側から電力波を受信して駆動する無電源型、又は駆動電源を有する有電源型が存在している。地上子２の設置位置を列車イが通過したとき、列車イの車上装置ロでは、その地上子２から位置信号を得て自列車（列車イ）の絶対位置を検出することができるように構成されている。

列車イに搭載されている車上装置ロは、列車イの先端下部に設けられた車上子（アンテナ）１０を介して地上側からの情報、すなわち、レールＲからの制御信号及び地上子２からの位置信号を受信する受信部１１を有している。車上子１０は、図１では図面を簡略化するために、レールＲからの制御信号と地上子２からの位置信号とを一つの地上子で受信できるように示されているが、実際は別々に設けられている。

車上装置ロの演算部１２は、ＣＰＵを中心に形成されていて車上装置ロを統括的に制御できるように構成されている。すなわち、この演算部１２は、メモリ１３に格納されているシステムプログラムデータ及び車上データベースを用いて所定の演算処理ができるように構成されている。この演算部１２には、速度照査パターン作成部１４が接続されていて、演算部１２の制御の下に所定の速度照査パターンを作成できるように構成されている。

演算部１２には、受信部１１からの信号及び速度発電機Ｇからの信号を入力できるように構成されている。そして、この演算部１２は、作成された速度照査パターン及び速度発電機Ｇから得られた自列車速度に基づいてブレーキ駆動信号等の所定の出力信号を出力部１５を介して列車イに搭載された図示しない各種駆動機器類に出力できるように構成されている。

以下、図２（ａ），（ｂ）の速度照査パターン及び図３のフローチャートを用いて制御動作について説明する。図２（ａ），（ｂ）において、１Ｔ〜３Ｔは軌道回路であり、列車イは、軌道回路３Ｔから１Ｔに向けて進行するものとし、また、軌道回路１Ｔの先端は、列車イの目標停止位置ａに設定されている。なお、ここでは、図面を簡略化するために、地上子２は各軌道回路１Ｔ〜３Ｔにそれぞれ１個のみ設けられている。

今、列車イは、軌道回路３Ｔを軌道回路１Ｔの目標停止位置ａに向けて走行しているものとする。この走行中、列車イの車上装置ロでは、地上送信器１からレールＲを介して送信された地上側情報及び速度発電機Ｇの出力信号を基に生成された自列車位置情報に基づいて速度照査パターンＰが作成される（ステップ１００、ステップ１０２、ステップ１０４。以下、ステップを「Ｓ」とする。）。列車イは、目標停止位置ａに達するまでその作成された速度照査パターンＰを用いて運転制御される（Ｓ１０６肯定、Ｓ１０８、Ｓ１１０肯定）。すなわち、列車イは、作成された速度照査パターンＰに沿い、かつ、その速度照査パターンＰの速度を越えないように運転制御され、もし、その速度を越えたときは、列車速度が抑制される。

上記の速度照査パターンＰの作成は、地上側情報及び自列車位置情報に基づいて所定時間毎（例えば数秒毎）に行われ、前回作成された速度照査パターンＰを今回作成した速度照査パターンＰで修正ないし補正する形で行われる。また、列車イが次の軌道回路に進入したとき、及び地上子２を通過したときに、自列車（列車イ）の絶対位置が求められるので、自列車位置情報が補正される（図３のフローチャートでは省略）。

ところで、何らかの理由により、速度発電機Ｇの出力を基に生成された自列車位置情報を喪失することが考えられる（Ｓ１０６否定）。本来、このような自列車位置情報を喪失したときは、速度照査パターンＰの作成ができなくなるので、列車イは停止されるが、本発明においては、列車イを現在の軌道回路３Ｔと次の軌道回路２Ｔとの境界に位置しているとして（図２（ａ）の鎖線で示される列車イ参照）、前回の演算処理で求められた速度照査パターンＰを用いて列車イの運転が継続される（Ｓ１１２）。この場合、図２に示されるように、列車イが軌道回路３Ｔの実線で示される位置に存在していても、列車イは、軌道回路３Ｔと２Ｔとの境界に位置しているとみなされるので、列車イの速度は実線で示される位置で許容される速度Ｖ0 よりも低い速度Ｖ1 とされる。従って、列車イの安全性は確保される。

上述のように、自列車位置情報を喪失した場合であっても、列車イが次の軌道回路２Ｔに進入したときに、その軌道回路２Ｔを示す地上側情報に基づいて自列車位置情報を入手でき、また、列車イが地上子２を通過したときも、その地上子２からの位置情報に基づいて自列車位置情報を入手して正常な制御動作に復帰させることができる（Ｓ１１４否定、Ｓ１１０否定、Ｓ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６肯定、Ｓ１０８）。

ところで、軌道回路の中には、地上設備の状態等に起因して、あるいは気象条件等により制限速度が課された区間が存在することがある。図２（ｂ）は、軌道回路２Ｔに制限速度Ｖが設定されている例を示している（Ｓ１１４肯定）。このような制限速度区間が設定されていても、自列車位置情報が正常であれば、自列車位置が正確に把握されるので、図２（ｂ）の実線で示される速度照査パターンＰを用いた運転制御、すなわち、軌道回路３Ｔと２Ｔとの境界において制限速度Ｖとなる速度照査パターンＰを用いて運転制御が可能である。

しかし、自列車位置が正常に把握されないときは、自列車（列車イ）長分だけ制限速度Ｖを越えて進入するおそれが発生する。このため、このような制限速度区間が存在する場合は、その制限速度区間（軌道回路２Ｔ）の始端側（軌道回路３Ｔ側）に列車長Ｌだけ制限速度区間を長くした仮りの速度照査パターンＰ′が作成され、その作成された速度照査パターンＰ′を用いて運転制御が行われる（Ｓ１１６）。このように、制限速度区間が延長されるため、列車イが制限速度Ｖを越えて本来の制限速度区間（軌道回路２Ｔ）に進入するのを防止することができる。もちろん、このような仮りの速度照査パターンＰ′が作成された場合でも、新たな軌道回路の進入又は地上子２により自列車位置情報が正常に生成できたときは、本来の速度照査パターンＰに復帰される。

本発明の一実施の形態に係る列車制御装置の概略構成図である。 速度照査パターンの一例である。 制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

イ 列車
ロ 車上装置
Ｒ レール
１ 地上送信器
２ 地上子
Ｐ 速度照査パターン
Ｐ′ 仮りの速度照査パターン

Claims (2)

1. 車上子を介して地上側からの制御信号及び地上子からの位置信号を常時受信する受信部と、システムプログラムデータ及び車上データベースを用いて所定の演算処理を行う演算部と、その演算部に接続され、自列車で把握している自列車位置情報、前記制御信号、前記位置信号及び速度発電機の出力信号に基づいて速度照査パターンを作成する速度照査パターン作成部とを車上装置に備え、その作成した速度照査パターンを用いて速度制御を行う列車制御装置において、
   前記自列車位置情報を喪失したときは、自列車の先頭位置が現在存在する軌道回路と次の軌道回路との境界に位置するものとして、前回作成した速度照査パターンを用いて許容速度よりも低い速度で速度制御を行うことを特徴とする列車制御装置。
2. 請求項１に記載の列車制御装置において、
   前記制御信号に現在の列車位置と所定の目標停止位置との間に所定の制限速度区間が存在することを示す速度制限データが含まれるときは、その所定の制限速度区間をその所定の制限速度区間の開始側に自列車長を加算した仮りの制限速度区間に補正する補正手段を付加し、
   前記制御信号に現在の列車位置と所定の目標停止位置の間に所定の制限速度区間が存在することを示す速度制限データが含まれるときは、速度照査パターン作成部に、前記制御信号に含まれる速度制限データに基づいて速度照査パターンを作成させ、その作成した速度照査パターンを用いて前記仮の制限速度区間の速度制御を行うことを特徴とする列車制御装置。

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