JP4227078B2 - 列車位置検知システム - Google Patents

Description

本発明は、列車が存在する特定区間内における位置情報を検知する列車位置検知システムに関するものである。

自動列車制御システム（ＡＴＣ：非特許文献１参照）などで利用される、速度発電機などによる車軸回転数を利用した位置検知手段においては、車輪の滑走や空転などに起因する列車の検出位置の誤差が生じるおそれがある。このような位置検知手段においては、前記検出誤差を修正する方式を具備することが望まれる。例えば、車輪の回転から求まる車輪軸速度を用いた列車位置検知において、車輪が空転したときには加速度検出装置の速度出力を用いて列車位置を高精度で検知するために、列車位置検出装置において、位置速度演算部と空転滑走検出部と加速度補正部を有する情報処理装置と、車軸回転数検出装置と、速度変換処理装置と、絶対位置補正手段と、加速度検出装置とを備え、速度変換処理装置の速度出力と、加速度補正部の加速度出力と、空転滑走検出部の空転滑走判断出力とをもとに、空転滑走時には加速度出力から列車の位置を求め、空転滑走なし時には速度出力から列車の位置を求め、地上の線路上に設置されるトランスポンダの情報を受信する絶対位置補正手段から絶対位置の入力があったときには列車位置を絶対位置で補正する処理を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような方式においては、絶対位置を示す電文伝送可能なトランスポンダを線路上に設置することが必要となり、ＡＴＳ−Ｓシステムのように電文伝送可能なトランスポンダを有さないシステムには適用することができなかった。すなわち、このような方式を適用するには、トランスポンダを新たに設置することが必要であった。
特開２０００−１２１６５８号公報 「鉄道技術者のための信号概論 ＡＴＳ・ＡＴＣ［改訂版］」 日本鉄道電気技術協会 ２００１年

本発明が、解決しようとする課題は、列車位置検地システムにおいて、列車が地点を通過する際、車上装置が自列車位置の認識を行うための位置情報を送信する専用の地上子と、専用の地上子からの位置情報を受信する専用の車上子を設けることなく、従来のシステムにおける地上マーカーを用いて位置検出できるシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、地点通過情報を車上装置に伝達することのできる地上マーカーと、特定区間に在線する列車の車上装置に複数ビット情報を伝達することのできる設備を組み合わせて使用することで、列車位置を検出するシステムを提供する。

すなわち、本発明は、設置地点上を通過する車上装置に対して地点通過情報を送信する地上マーカーと、複数ビット情報を持った電文を列車が走行する区間に対して送出する地上装置と、を有する地上信号設備と、前記地上マーカーからの地点通過情報を受信する地上マーカー用受信器と、前記地上装置から送出された複数ビット情報を持つ電文を受信する電文受信器と、を有する車上装置と、を備える列車位置検知システムにおいて、前記地上装置から送出された電文は、前記地上マーカーの位置情報を有し、前記車上装置は、前記地上マーカー用受信器の受信した地点通過情報と前記電文受信器で受信した電文に含まれる前記地上マーカーの位置情報とから当該列車の在線位置を検知することを特徴とする。
また、本発明は上記列車位置検知システムにおいて、前記車上装置は、前記電文受信器で受信した電文に含まれる前記地上マーカーの位置情報を記憶する記憶手段を備え、前記地上マーカー用受信器の受信した地点通過情報と前記記憶手段で記憶した電文に含まれる前記地上マーカーの位置情報とから当該列車の在線位置を検知することを特徴とする。
さらに、本発明は、上記列車位置検知システムにおいて、前記地上装置から送出された電文の前記地上マーカーの位置情報は、前記地上マーカーの絶対位置情報であり、前記車上装置は、前記地上マーカー用受信器の受信した地点通過情報と前記電文受信器で受信した電文に含まれる前記地上マーカーの絶対位置情報とから当該列車の絶対位置を検知することを特徴とする。
加えて、本発明は、上記のいずれかの列車位置検知システムにおいて、前記列車の在線位置を検知する速度発電機を備え、前記車上装置で検知した列車の位置情報を用いて、前記速度発電機の検知位置情報の誤差を修正する手段を備えることを特徴とする。

本発明は、列車が走行する区間に複数設置され設置地点上を通過する車上装置に対して地点通過情報を送信する地上マーカーと、複数ビット情報を持った電文を列車が走行する区間に対して送出する地上装置と、を有する地上信号設備と、前記地上マーカーからの地点通過情報を受信する地上マーカー用受信器と、前記地上装置から送出された複数ビット情報をもつ電文を受信する電文受信器と、を有する車上装置と、を備える列車位置検知システムにおいて、前記地上装置が前記区間に送出する電文は前記区間内に設置されている各々の地上マーカーの位置情報を有し、前記車上装置は、前記電文に含まれる複数の前記地上マーカーの位置情報と、前記地上マーカー用受信器から得られる地上マーカーの前記区間内における地上マーカー通過回数の情報と、を用いて当該列車が通過した前記地上マーカーの位置情報を選択し、前記位置情報を前記列車の位置情報として検知することを特徴とする。
また、本発明は、上記列車位置検知システムにおいて、前記車上装置は、前記電文に含まれる複数の前記地上マーカー各々の位置情報と前記地上マーカーの通過回数とを記憶する記憶手段を有し、前記地上マーカー用受信器が前記地点通過情報を受信した後に、前記地上マーカーの通過回数を更新することを特徴とする。
さらに、本発明は上記の列車位置検知システムにおいて、前記地上装置から送出された電文の複数の前記地上マーカーの位置情報は、複数の前記地上マーカーの絶対位置情報であり、前記車上装置は、前記地上マーカー用受信器の受信した地点通過情報と前記電文受信器で受信した電文に含まれる複数の前記地上マーカーの絶対位置情報とから当該列車の絶対位置を検知することを特徴とする。
ｓらに、本発明は上記いずれかの列車位置検知システムにおいて、列車の在線位置を検知する速度発電機を備え、上記車上装置で検知した列車の位置情報を用いて、前記速度発電機の検知位置情報の誤差を修正する手段を備えることを特徴とする。

本発明により、位置情報を送信する専用の地上子と、専用の地上子からの位置情報を受信する専用の車上子を新規に設置することなく、列車位置検知が可能となる。

本発明は、地上マーカー用受信器と、ディジタル電文受信器と、地上マーカーからの地点通過情報およびディジタル電文に包含された地上マーカー位置情報から列車の位置を検知する車上装置とを列車に搭載し、地点通過情報を車上装置に伝達することのできる地上マーカーを軌道上に設けるとともに、前記軌道の特定区間に在線する列車に当該地上マーカーの位置情報を含むディジタル電文を送信する地上装置とを設けることにより、地点情報を送信する専用の地上子（トランスポンダ）と、専用の地上子からの地点情報を受信する専用の車上子を設置することなく、列車位置検知を実現する列車位置検知システムを構成する。

図１を用いて、本発明にかかる列車位置検知システムの第１の実施例のシステム構成を説明する。この実施例は、軌道回路３上に地点通過情報を車上装置に伝達することのできる地上マーカー３３を設けるとともに、軌道回路３を用いて地上装置３１からＡＴＣ用の軌道ディジタル電文Ｔｄｉを送信するように構成された軌道回路システムに、本発明を適用した例である。

列車１は、車上装置１１と、地上マーカー用受信器１２と、軌道ディジタル電文用受信器１３を搭載している。軌道回路３には、軌道ディジタル電文Ｔｄｉを軌道回路３に送出する地上装置３１と、地上マーカー３３が設けられている。地上装置３１は、軌道回路３に対し、軌道回路３の区間内に設置されている地上マーカー３３の位置情報（マーカー位置情報）を包含したビット情報を持つ軌道ディジタル電文Ｔｄｉを送信する装置である。地上マーカー３３は、列車１の地上マーカー用受信器１２との間で地点通過情報を通知する手段である。

車上装置１１は、列車１が軌道回路３に在線しているときに、軌道ディジタル電文用受信器１３が受信した軌道ディジタル電文Ｔｄｉに包含される地上マーカー３３の位置情報を記憶する手段である。また、車上装置１１は、列車１が地上マーカー３３の直上を通過したとき、地上マーカー用受信器１２が受信した地点通過情報をトリガとして、当該車上装置１１が記憶している地上マーカー３３の位置情報を、列車１の在線位置として認識することで、列車１の位置検知を実施する手段である。地上マーカー用受信器１２は、地上マーカー３３の直上に存在しているときに、地点通過情報を受信する手段である。軌道ディジタル電文用受信器１３は、列車１が軌道回路３に在線しているときに、地上装置３１が軌道回路３に送信した軌道ディジタル電文Ｔｄｉを受信する手段である。

この実施例に拠れば、列車１が軌道回路３の区間に進入すると、軌道ディジタル電文受信器１３が軌道回路３から地上マーカー位置情報を包含する軌道ディジタル電文Ｔｄｉを受信し、地上マーカー位置情報を取り出して図示を省略した記憶手段に記憶する。その後、列車が地上マーカー３３の上を通過して地上マーカー用受信器１２が地点通過情報を受信すると、前記記憶されたマーカー位置情報を列車１の在線位置として認識する。このようにして、地上マーカー３３が設置された軌道回路３上を軌道ディジタル電文Ｔｄｉが送信されるシステムにおいて、軌道ディジタル電文Ｔｄｉにマーカー位置情報を包含させることにより、新たな装置を加えることなく、在線位置を検知することができる。

図２を用いて、本発明にかかる列車位置検知システムの第２の実施例のシステム構成を説明する。この実施例は、第１の実施例における軌道回路３を介して列車１へ送信するディジタル電文、を無線により列車１へ送信するようにした例である。列車１は、車上装置１１と、地上マーカー用受信器１２と、無線ディジタル電文受信器１４を搭載している。

車上装置１１は、列車１が無線有効区間５に在線しているときに、無線ディジタル電文受信器１４が受信した無線ディジタル電文Ｒｄｉに包含される複数の地上マーカー３３の各々の位置情報を記憶する機能と、無線有効区間５における地上マーカー３３の通過回数を記憶する機能（通過回数カウンタ）と、列車１が地上マーカー３３の直上を通過したとき、地上マーカー用受信器１２が受信した地点通過情報をトリガとして、前記記憶している複数の地上マーカー３３の各々の位置情報のうち、記憶している無線有効区間５における地上マーカー３３の通過回数個目の位置情報を、列車１の在線位置として認識して列車の位置検知を実施する機能と、列車１の位置検知を実施すると同時に、無線有効区間５における地上マーカー３３の通過回数を１加算する機能とを有している。

地上マーカー用受信器１２は、地上マーカー３３の直上に存在しているときに、地点通過情報を受信する手段である。無線ディジタル電文受信器１４は、列車１が無線有効区間５に在線しているときに、地上装置３１が無線有効区間５に送信した無線ディジタル電文Ｒｄｉを受信する手段である。この実施例における無線ディジタル電文Ｒｄｉは、無線有効区間５内に設置された複数の地上マーカー３３の位置情報を包含している。

地上装置３１は、無線有効区間５に対し、無線有効区間５の区間内に設置されている複数の地上マーカー３３の各々の位置情報を包含したビット情報を持つ無線ディジタル電文Ｒｄｉを送信する装置である。

無線ディジタル電文受信器１４は、列車１が無線有効区間５に在線しているときに、地上装置３１が無線有効区間５に送信した無線ディジタル電文Ｒｄｉを受信する。車上装置１１は、列車１が無線有効区間５に進入した時に、無線有効区間５における地上マーカー３３の通過回数をクリアする。また、車上装置１１は、列車１が無線有効区間５に在線しているときに、無線ディジタル電文受信器１４が受信した無線ディジタル電文Ｒｄｉに包含される複数の地上マーカー３３の各々の位置情報を記憶する。さらに、車上装置１１は、列車１が地上マーカー３３の直上を通過したとき、地上マーカー用受信器１２が受信した地点通過情報をトリガとして、当該車上装置１１が記憶している複数の地上マーカー３３の各々の位置情報のうち、当該車上装置１１が記憶している無線有効区間５における地上マーカー３３の通過回数個目の位置情報を、列車１の在線位置として認識することで、列車１の位置検知を実施すると同時に、通過回数カウンタの無線有効区間５における地上マーカー３３の通過回数を１加算する。

この実施例によれば、車１が軌道回路３の無線有効区間５内に進入して、無線ディジタル電文受信器１４が受信した無線有効区間内に設置された複数の地上マーカーに対応するマーカー位置情報を包含する無線ディジタル電文Ｒｄｉから複数の地上マーカー位置情報を取り出して図示を省略した記憶手段に記憶するとともに、通過回数カウンタをクリアし、その後、列車が一番目の地上マーカー３３−１の上を通過して地上マーカー用受信器１２が地点通過情報を受信すると通過回数カウンタを１カウントアップし、前記記憶された複数のマーカー位置情報のうち第１のマーカー位置情報を列車１の在線位置として認識する。その後２番目の地上マーカー３３−２の上を通過して地上マーカー用受信器１２が地点通過情報を受信すると通過回数カウンタを１カウントアップし、前記記憶された複数のマーカー位置情報のうち第１２マーカー位置情報を列車１の在線位置として認識する。このようにして、軌道上に地上マーカー３３が設置され、複数の値マーカー位置情報を包含する無線ディジタル電文Ｒｄｉが送信されるシステムにおいて、新たな装置を加えることなく、在線位置を検知することができる。

以上のように、本発明は、自動列車制御システムなどで利用される、速度発電機などによる車軸回転数を利用した位置検知手段において、車輪の滑走、空転などに起因する列車の検出位置の誤差の修正手段として適用することができる。

本発明の列車位置検知システムの第１の実施例の構成を説明する概念図。 本発明の列車位置検知システムの第２の実施例の構成を説明する概念図。

符号の説明

１ 列車
１１ 車上装置
１２ 地上マーカー用受信器
１３ 軌道ディジタル電文受信器
１４ 無線ディジタル電文受信器
３ 軌道回路
３１ 地上装置
３３ 地上マーカー
５ 無線有効区間
Ｒｄｉ 無線ディジタル電文
Ｔｄｉ 軌道ディジタル電文

Claims (8)

1. 設置地点上を通過する車上装置に対して地点通過情報を送信する地上マーカーと、複数ビット情報を持った電文を列車が走行する区間に対して送出する地上装置と、を有する地上信号設備と、
   前記地上マーカーからの地点通過情報を受信する地上マーカー用受信器と、前記地上装置から送出された複数ビット情報を持つ電文を受信する電文受信器と、を有する車上装置と、を備える列車位置検知システムにおいて、
   前記地上装置から送出された電文は、前記地上マーカーの位置情報を有し、
   前記車上装置は、前記地上マーカー用受信器の受信した地点通過情報と前記電文受信器で受信した電文に含まれる前記地上マーカーの位置情報とから当該列車の在線位置を検知することを特徴とする列車位置検知システム。
2. 請求項１の列車位置検知システムにおいて、
   前記車上装置は、前記電文受信器で受信した電文に含まれる前記地上マーカーの位置情報を記憶する記憶手段を備え、前記地上マーカー用受信器の受信した地点通過情報と前記記憶手段で記憶した電文に含まれる前記地上マーカーの位置情報とから当該列車の在線位置を検知することを特徴とする列車位置検知システム。
3. 請求項１又は請求項２の列車位置検知システムにおいて、
   前記地上装置から送出された電文の前記地上マーカーの位置情報は、前記地上マーカーの絶対位置情報であり、
   前記車上装置は、前記地上マーカー用受信器の受信した地点通過情報と前記電文受信器で受信した電文に含まれる前記地上マーカーの絶対位置情報とから当該列車の絶対位置を検知することを特徴とする列車位置検知システム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項の列車位置検知システムにおいて、
   前記列車の在線位置を検知する速度発電機を備え、
   前記車上装置で検知した列車の位置情報を用いて、前記速度発電機の検知位置情報の誤差を修正する手段を備えることを特徴とする列車位置検知システム。
5. 列車が走行する区間に複数設置され設置地点上を通過する車上装置に対して地点通過情報を送信する地上マーカーと、複数ビット情報を持った電文を列車が走行する区間に対して送出する地上装置と、を有する地上信号設備と、
   前記地上マーカーからの地点通過情報を受信する地上マーカー用受信器と、前記地上装置から送出された複数ビット情報をもつ電文を受信する電文受信器と、を有する車上装置と、を備える列車位置検知システムにおいて、
   前記地上装置が前記区間に送出する電文は前記区間内に設置されている各々の地上マーカーの位置情報を有し、
   前記車上装置は、前記電文に含まれる複数の前記地上マーカーの位置情報と、前記地上マーカー用受信器から得られる地上マーカーの前記区間内における地上マーカー通過回数の情報と、を用いて当該列車が通過した前記地上マーカーの位置情報を選択し、前記位置情報を前記列車の位置情報として検知することを特徴とする列車位置検知システム。
6. 請求項５の列車位置検知システムにおいて、
   前記車上装置は、前記電文に含まれる複数の前記地上マーカー各々の位置情報と前記地上マーカーの通過回数とを記憶する記憶手段を有し、
   前記地上マーカー用受信器が前記地点通過情報を受信した後に、前記地上マーカーの通過回数を更新することを特徴とする列車位置検知システム。
7. 請求項５又は請求項６の列車位置検知システムにおいて、
   前記地上装置から送出された電文の複数の前記地上マーカーの位置情報は、複数の前記地上マーカーの絶対位置情報であり、
   前記車上装置は、前記地上マーカー用受信器の受信した地点通過情報と前記電文受信器で受信した電文に含まれる複数の前記地上マーカーの絶対位置情報とから当該列車の絶対位置を検知することを特徴とする列車位置検知システム。
8. 請求項５ないし請求項７のいずれか１項の列車位置検知システムにおいて、
   列車の在線位置を検知する速度発電機を備え、
   上記車上装置で検知した列車の位置情報を用いて、前記速度発電機の検知位置情報の誤差を修正する手段を備えることを特徴とする列車位置検知システム。

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