JP4490606B2

JP4490606B2 - 列車運行制御装置

Info

Publication number: JP4490606B2
Application number: JP2001235760A
Authority: JP
Inventors: 浩新田; 高橋　　功
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2021-08-03
Also published as: JP2003048543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車の運行業務を行う鉄道会社における列車の運行制御を行う列車運行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、列車を運行制御するに当たっては、車上の制御装置にあらかじめ入力して記憶されている運行データを指定して、列車はその運行データに従って運行される。運行データは、列車の行き先や列車種別（急行、普通など）あるいは途中の停車駅などの列車を運行するに必要なデータである。
【０００３】
列車の運行データは、予めＩＣカードやメモリ半導体素子などの記録媒体に記録され、車上の制御装置にデータとして入力される。そして、運行前に乗務員が列車番号を手動で入力して列車番号を特定し、その列車番号に対応する運行データを検索してその列車の運行データを決定している。
【０００４】
また、事故などによりダイヤに乱れが生じた場合には、正規の運行データから変更が生じるので、行先や列車種別、途中の停車駅パターンを乗務員が必要に応じて手動で入力して再設定を行っている。
【０００５】
このようにして、列車番号による運行データが選択され運行が開始される。列車の運行中においては、列車の車輸軸端に設置される速度発電機から入力される速度パルスと車輸の直径とから走行距離を積算して、路線上における位置(キロ程)を求め、そのキロ程に基づいて次に停車する停車駅間での距離を演算するようにしている。そして、客室内に設けられた乗客向けの車内案内表示器や運転台表示器に、次に停車する停車駅の表示タイミングを演算し、その表示タイミングになると次に停車する停車駅の表示を行うようにしている。
【０００６】
列車によっては同じ路線で同じ列車種別であっても、曜日や運行時間帯によって停車駅パターンが異なるものがあるので、運転時には、運転士が携帯する停車駅の停車パターンや停車時間などが記載された仕業表を目視確認することにより、乗務員の介在により停車駅の確認ならびに必要なデータの設定を手動により行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の運行制御装置では、車上に固定の運行データを持つ方式であり、運行前に列車番号を運転士が画面から入力しなければならないので、入力忘れや入力ミスで運行データが正しく設定されない場合がある。また、ダイヤ改正で運行データが変更になる場合には、ダイヤ改正前に運行データを記録したＩＣカードなどの交換や記録したメモリ半導体素子のデータの書き換えの作業が必要であり、多くの時間と人手を要する。
【０００８】
さらに、運用の途中でダイヤの乱れなどにより運行データが変更になった場合には、乗務員が画面から、行先や途中の停車駅を手動で再設定しなければならず、その操作方法は煩雑で時間がかかるため、本来の車掌業務が滞る可能性があった。
【０００９】
一方、停車駅情報を知る上で必要な車両の位置情報は、前述のように速度発電機からのパルスを用いてキロ程の演算をして求めるものであるので、車輪の空転や滑走による影響で実際の列車の位置と、これら速度パルス演算により求められる積算距離情報にずれが生じることがある。
【００１０】
この位置情報の補正方法として、駅に停車した際に同駅のキロ程に補正する方法があるが、長距離の間、駅に停車しない急行列車では、駅間における補正は積算誤算を多く含む可能性があり精度の高い補正ができない。これら積算誤差は実際の在線位置と列車が認識している位置情報にズレとが生じ、車内案内表示器の表示更新タイミングに支障が生じることも考えられる。
【００１１】
また、同一路線でも曜日や時間帯により停車駅パターンが異なる場合には、運転士が携帯している仕業表の目視確認により停車駅の確認を行っているため、不注意や目視確認誤りにより、本来の停車駅を通過するなど問題が発生することも考えられる。そこで、専用の誤通過防止装置を取り付けることも考えられるが、その場合には、誤通過防止装置はその線区専用となるために、他線区に流用できなかったり、空転や滑走によるキロ程演算のズレが生じた場合には、誤通過防止機能が正常に働かないこともある。
【００１２】
本発明の目的は、車上における乗務員の操作介在を無くし、自動的に運行に必要な運行データを設定できる列車制御装置を提供することである。
【００１３】
【発明を解決するための手段】
請求項１の発明に係る列車運行制御装置は、緯度・経度の絶対値位置で示した前記列車の位置座標情報を検出し、前記列車に送信する位置情報衛星と、前記列車に設けられ、前記位置情報衛星から送信された前記位置座標情報に基づいて前記列車の列車位置情報及び、前記列車の編成番号を演算する情報制御装置と、前記情報制御装置で演算された前記列車位置情報および前記列車の編成番号を前記情報制御装置から受信したとき、ダイヤが通常の場合には前記列車位置情報および前記列車の編成番号を基に通常運行データベースを検索し前記列車の列車番号および運行データを前記情報制御装置に送信し、ダイヤの乱れにより通常運行データを変更した場合には前記列車位置情報および前記列車の編成番号を基に臨時運行データベースを検索し前記列車の列車番号および運行データを前記情報制御装置に送信する地上局と、前記列車に設けられ前記地上局から受信した前記列車番号および前記運行データを列車の運行データとして保存する車上運行パターンサーバとを備え、前記情報制御装置は、前記車上運行パターンサーバに保存された前記運行データおよび、前記位置情報衛星から受信した前記位置座標情報に基づいて演算した列車位置により前記列車を運行するとともに、前記位置情報衛星から受信され位置座標情報に基づいて演算した前記列車の現在位置から前記運行データ上の次に停車する停車駅を検索し、車上に設置された運転台表示器および車上に設置された車内案内表示器への表示データの送信は赤外線で行い、編成内の各車両間の表示データの送受信は小電力無線で行い次駅停車案内の表示を行うことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る運行制御装置の構成図である。列車１内には、情報制御装置２および車上運行パターンサーバ３が搭載されており、情報制御装置２は車上送受信器４に接続されている。そして、車上送受信器４は車上アンテナ５を介して位置情報衛星１７および地上局６とデータ通信が行われる。
【００２２】
すなわち、位置情報衛星１７からは列車の位置座標情報が衛星波通信で受信される。例えば、位置情報衛星１７はＧＰＳ（global positioning system）衛星であり、得られるデータは、列車位置を緯度・経度等の絶対位置で示した位置座標情報である。情報制御装置２は、位置情報衛星１７から受信した列車の位置座標情報に基づいて列車位置を演算する。すなわち、路線上における位置(キロ程)を求めて自列車の位置情報を求める。
【００２３】
そして、車上送受信器４および車上アンテナ５を介して地上波通信にて地上局６に対し、自列車固有の編成番号および自列車の位置情報を送信する。地上局６では、送信されてきた自列車固有の編成番号および自列車の位置情報を地上波通信アンテナ９および地上送受信器８で受信し、地上局コンピュータ７にて処理が行われ、その列車に該当する列車番号および運行データを送信する。
【００２４】
すなわち、ダイヤが通常の場合には通常運行データベース１０を検索し当該列車の列車番号および運行データを送信し、ダイヤの乱れにより通常運行データを変更した場合には、臨時運行データベース１１を検索し当該列車の列車番号および臨時運行データを送信する。
【００２５】
列車１の情報制御装置２では、地上局６から送信されてきた列車番号および運行データを車上アンテナおよび車上送受信器４を介して受信すると、その列車番号および運行データを当該列車の運行データとして車上運行パターンサーバ３に保存する。これにより、情報制御装置２は車上運行パターンサーバ３に格納された運行データに基づいた運行を行う。
【００２６】
また、情報制御装置２は、位置情報衛星１７から受信される位置座標情報に基づいて演算した列車の現在位置から運行データ上の次に停車する停車駅を検索し、車上に設置された車内案内表示器１２に次駅停車案内の表示を行う。すなわち、列車１内の情報制御装置２には光伝送送受信部１３が接続され、光／無線伝送端末１４と赤外線通信により接続されている。そして、車内案内表示器１２は光／無線伝送端末１４から赤外線により表示データを受信して表示を行う。なお、車両間の光／無線伝送端末１４同士は、小電力無線により結ばれてデータの授受を行う。
【００２７】
ここで、車内案内表示器１２および車上の情報制御装置２においては、相互の表示データ通信において赤外波長の送受信器をそれぞれに内蔵し、赤外波長でデータ通信を行う。したがって、列車１内の通信配線が不要となり、車内案内表示器１２の設置レイアウトを簡便に行える。また、編成内の各車両間の表示データの送受においては、小電力の無線データ装置を具備し、編成全体における車内案内表示器１２の伝送配線を削減することが可能となる。
【００２８】
次に、列車１内の情報制御装置２の運転席部分には、運転台表示器１５および放送装置１６が設置され、運転士に対して情報の表示や音声による出力を行う。図２は、運転台表示器１５の表示内容の一例を示す平面図である。図２では、列車番号、列車の現在位置、運行情報が表示されたものを示している。
【００２９】
このように、情報制御装置２は、位置情報衛星１７から受信される位置座標情報に基づいて演算した列車の現在位置から運行データ上の次に停車する停車駅を検索し、車上に設置された運転台表示器１５に表示すると共に、停車駅を通過することのないように放送装置１６に停車駅を音声出力する。
【００３０】
図３は、列車１が通常運行データを地上局６から受信する場合の動作を示すフローチャートである。列車１を運行するに当たっては、運転士は列車１の運転台のキーを投入する。運転台のキーの投入は情報制御装置２にて監視される（Ｓ１）。すなわち、情報制御装置２は運転台のキーが投入されたか否かを判定し（Ｓ２）、キーが投入されたときは位置情報衛星１７からの位置座標情報の受信処理を行う（Ｓ３）。そして、位置情報衛星１７から受信した位置座標情報(緯度、経度)に基づいて演算した列車の位置情報と、情報制御装置２の不揮発性メモリにあらかじめ登録された列車固有の編成番号とを地上無線波を通して地上局６に送信する（Ｓ４）。
【００３１】
地上局６では、列車固有の編成番号および自列車位置情報を受信すると、地上局コンピュータ７は、当該列車に適用される運行データを通常運行データベース１０に格納された運行データから検索する（Ｓ５）。このときの検索の条件としては、当該列車からデータを受信した日付と時間(運行管理センターのコンピュータが管理)、編成番号(列車から受信)、列車の在線位置(列車から受信した位置情報から算出)を用いる。
【００３２】
そして、通常運行データベース１０内に適合する運行パターンデータが見つかった場合には、地上局コンピュータ７は地上無線波を経由して、その運用データを当該列車に送信する（Ｓ６）。当該列車の情報制御装置２は、地上局６からの運用データを受信すると（Ｓ７）、車上運行パターンサーバ３に受信した運行データを格納する（Ｓ８）。
【００３３】
このように、列車１の編成ごとに固有の編成番号と位置情報衛星１７からの位置情報とから割り出した自列車の位置情報を地上局６に送信し、地上局６では受信した編成番号および列車位置を基に、通常運行データベース１０から当該編成の列車番号と運行データとを抽出して、当該列車に地上波通信により送信する。
【００３４】
したがって、運転士は、運用の始めに手動により列車番号の入力を行うことが不要となり、自動的に列車番号と運行データが設定できる。また、列車のダイヤの乱れがあった場合にも適正に運行データを設定できる。
【００３５】
図４は、列車１が臨時運行データを地上局６から受信する場合の動作を示すフローチャートである。すなわち、ダイヤが乱れたとき地上局６から変更後の運行データを自動的に車上に送信する場合の動作を示すフローチャートである。
【００３６】
地上局６の地上コンピュータ７は常時ダイヤの乱れの監視をしている（Ｓ１）。すなわち、ダイヤの乱れがあるか否かを判定し（Ｓ２）、事故や災害の発生により各運用列車の運行データが変更になった場合には、運用列車に対して適用すべき臨時運行データを臨時運行データベース１１から検索する（Ｓ３）。
【００３７】
そして、列車固有の編成番号および位置情報を受信したときは、その列車に対して適用する臨時運行データがあるか否かを判定し（Ｓ４）、臨時運行データがある場合には、適用する列車に対して臨時運行データを送信する（Ｓ５）。
【００３８】
当該列車の情報制御装置２は、地上局６からの臨時運用データを受信すると（Ｓ６）、車上運行パターンサーバ３に受信した運行データを更新格納する（Ｓ７）。すなわち、当該列車の情報制御装置２は、臨時運行データを受信すると、それまで車上運行パターンサーバ３に格納していた通常運行データに換えて、新たに受信した臨時運行データを格納する。
【００３９】
このように、ダイヤなどの乱れが生じたときに、臨時に変更になった臨時運行データを当該列車に送信するので、列車の行先が変更になった場合や、列車種別が急行から各駅停車になって停車駅が変更になった場合でも、車掌が画面から行先駅や停車駅の変更を行う必要はなく、地上局６からの最新運行データに基づき自動的に運行データの変更を行える。
【００４０】
図５は、位置情報衛星１７からの列車の位置座標情報に基づき停車駅案内表示を行う場合の動作を示すフローチャートである。列車１の情報制御装置２は、位置情報衛星１７から受信した位置座標情報(緯度、経度)に基づいて列車の位置情報を演算し（Ｓ１）、その列車の位置情報を車上運行パターンサーバ３に格納された運行データ上の位置と照合する（Ｓ２）。
【００４１】
すなわち、車上の運行データサーバ３内の運行データを位置座標情報に基に演算した列車の位置情報に補正し、その補正した運行データに基づいて運行路線上の距離(キロ程)を演算し、旅客案内情報の表示タイミングを生成する（Ｓ３）。
【００４２】
そして、その表示タイミングになったか否かを判定し（Ｓ４）、表示タイミングになったときは各車両の車内案内表示器１２に旅客案内情報を表示する（Ｓ５）。また、表示した旅客案内情報の削除タイミングを生成し（Ｓ６）、その削除タイミングになったか否かを判定し（Ｓ７）、削除タイミングになったときは各車両の車内案内表示器１２に表示された旅客案内情報を削除する（Ｓ８）。
【００４３】
このように、列車の位置情報を位置情報衛星１７の位置座標情報から求めた位置情報により補正するので、列車１の走行中でもキロ程の補正が可能であり、特急列車のように停車駅間距離が長い運用でも随時キロ程の補正が出来る。このため、旅客案内の表示タイミングを的確に行うことが可能となる。
【００４４】
すなわち、位置情報衛星から位置座標情報を受信し、この位置座標情報により求めた列車の位置情報を基に、当該列車の運行路線におけるキロ程を求めるので、次駅停車や沿線案内などの旅客サービス情報を適正に客室内の車内案内表示器に表示することが可能となる。また、空転や滑走が発生してもキロ程の演算は随時補正が可能なので、特急列車など停車する駅間の長い列車でも、正しく案内表示を行うことが可能となる。
【００４５】
図６は、位置情報衛星１７からの列車の位置座標情報に基づき、次に停車する停車駅を運転台表示器１５に表示する場合の動作を示すフローチャートである。列車１の情報制御装置２は、位置情報衛星１７から受信した位置座標情報(緯度、経度)に基づいて列車の位置情報を演算し（Ｓ１）、その列車の位置情報を車上運行パターンサーバ３に格納された運行データ上の位置と照合する（Ｓ２）。
【００４６】
すなわち、車上の運行データサーバ３内の運行データを位置座標情報に基に演算した列車の位置情報に補正し、その補正した運行データに基づいて運行路線上の距離(キロ程)を演算し、次の停車駅および現在位置を運転台表示器に表示し（Ｓ３）、次駅に停車する旨を音声や警告音で出力するタイミングを作成する。
【００４７】
そして、その出力タイミングになったか否かを判定し（Ｓ５）、出力タイミングになったときは放送装置１６に出力する（Ｓ６）。また、出力した音声や警告音の停止タイミングを生成し（Ｓ７）、その停止タイミングになったか否かを判定し（Ｓ８）、停止タイミングになったときは放送装置１６に出力されている音声や警告音を停止する（Ｓ９）。
【００４８】
このように、情報制御装置２は、車上の運行データサーバ３内の運行データの列車の停車駅と位置情報衛星１７から受信した列車の位置座標情報から、走行中の列車の次駅が通過駅か停車駅かを認識する。情報処理装置２は列車１のキロ程が停車駅手前の定められた距離に達した場合には、運転台表示器１５に、車両の現在位置情報や停車までの速度、時分等を表示して運転士に注意喚起を行う。また、併せて音声や警告音による注意喚起を行う。これにより、運転士が停車駅に停車失念することを防止できる。つまり、位置情報衛星１７を用いて高い頻度で補正が行われるため、演算誤差による不適合を同避することが可能となる。
【００４９】
本発明の実施の形態によれば、列車１の編成ごとに固有の編成番号と位置情報衛星１７からの位置情報とから割り出した自列車の位置を地上局６に送信し、地上局６では受信した編成番号および列車位置を基に、通常運行データベース１０または臨時運行データベース１１から、当該編成の列車番号と運行データとを抽出して、当該列車に地上波通信により送信する。
【００５０】
したがって、運転士は、運用の始めに手動により列車番号の入力を行うことが不要となり、自動的に列車番号と運行データが設定できる。また、列車のダイヤの乱れがあった場合にも適正に運行データを設定できる。
【００５１】
また、位置情報衛星１７の情報から求めた位置情報を用いて、走行中でもキロ程の補正が可能となるので、次の停車駅等の旅客案内の表示タイミングを的確に行うことが可能となり、運転士が停車駅の失念することを防止できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、位置情報衛星から求めた列車の位置座標情報に基づく位置情報、列車の編成番号、地上の運行データを統合管理することにより、運転士または車掌による運行データ選択の業務を軽減し、設定忘れや誤操作を防止できる。したがって、車内案内表示器１２への誤表示を防止でき、乗客への迷惑(行先駅の誤表示など)を防止できる。また、ダイヤの変更時には、地上局から変更したデータを送信できるので、乗務員による手動再設定業務の軽減が図れる。
【００５３】
さらに、位置情報衛星を用いてキロ程の補正を行えるので、駅停車の有無の条件に関係なく自動的に補正が可能となる。このため停車駅間が長い場合でも正しく補正ができ、停車駅の認識がずれて乗務員が強制的に補正を行う操作も必要なくなるので、乗務員の業務を低減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る運行制御装置の構成図。
【図２】本発明の実施の形態における運転台表示器の表示内容の一例を示す平面図。
【図３】本発明の実施の形態において、列車が通常運行データを地上局から受信する場合の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態において、列車が臨時運行データを地上局から受信する場合の動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施の形態において、位置情報衛星からの列車の位置座標情報に基づき停車駅案内表示を行う場合の動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施の形態において、位置情報衛星からの列車の位置座標情報に基づき、次に停車する停車駅を運転台表示器に表示する場合の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…列車、２…情報制御装置、３…車上運行パターンサーバ、４…車上送受信器、５…車上アンテナ、６…地上局、７…地上局コンピュータ、８…地上送受信器、９…地上波通信用アンテナ、１０…通常運行データベース、１１…臨時運行データベース、１２…車内案内表示器、１３…光伝送送受信部、１４…光／無線伝送端末、１５…運転台表示器、１６…放送装置、１７…位置情報衛星

Claims

緯度・経度の絶対値位置で示した前記列車の位置座標情報を検出し、前記列車に送信する位置情報衛星と、
前記列車に設けられ、前記位置情報衛星から送信された前記位置座標情報に基づいて前記列車の列車位置情報及び、前記列車の編成番号を演算する情報制御装置と、
前記情報制御装置で演算された前記列車位置情報および前記列車の編成番号を前記情報制御装置から受信したとき、ダイヤが通常の場合には前記列車位置情報および前記列車の編成番号を基に通常運行データベースを検索し前記列車の列車番号および運行データを前記情報制御装置に送信し、ダイヤの乱れにより通常運行データを変更した場合には前記列車位置情報および前記列車の編成番号を基に臨時運行データベースを検索し前記列車の列車番号および運行データを前記情報制御装置に送信する地上局と、
前記列車に設けられ前記地上局から受信した前記列車番号および前記運行データを列車の運行データとして保存する車上運行パターンサーバとを備え、
前記情報制御装置は、前記車上運行パターンサーバに保存された前記運行データおよび、前記位置情報衛星から受信した前記位置座標情報に基づいて演算した列車位置により前記列車を運行するとともに、前記位置情報衛星から受信され位置座標情報に基づいて演算した前記列車の現在位置から前記運行データ上の次に停車する停車駅を検索し、車上に設置された運転台表示器および車上に設置された車内案内表示器への表示データの送信は赤外線で行い、編成内の各車両間の表示データの送受信は小電力無線で行い次駅停車案内の表示を行うことを特徴とする列車運行制御装置。