JP4589564B2 - 車上データを自動修正する列車制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置に関し、主として自動列車停止装置(以下ＡＴＳと記載する)に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
首都圏の主要線区には、Ｐ形地上子から停止信号機までの距離を直接ディジタル情報により伝達して制御を行うＡＴＳ−Ｐ形が使用されている。しかしながら、ＡＴＳ−Ｐ形は地上設備が高価となり、地方線区や都市間の線区には未だにＡＴＳ−Ｓ形を基本としたＡＴＳ−ＳＮ、ＡＴＳ−ＳＷ、ＡＴＳ−ＳＴなどが使用されている。これらＡＴＳは、停止信号機の所定距離の外方で警報を発生するものである。
【０００３】
このＡＴＳ−Ｓ形においては、車上子が信号機の手前の所定距離の地点に配置された「停止」又は「停止でない」の２値情報しか持たない地上子(以下ＡＴＳ−Ｓ形地上子と記載する)を通過するときに、ＡＴＳ−Ｓ形地上子から車上子を介して「停止」情報が車上の制御装置に伝えられると、その時点で警報ベルを発して運転士に注意を促し、所定の操作をしないと５秒後にブレーキが作動するものである。警報音を発生したとき運転士が確認ボタンを押さない限り自動的にブレーキが作動するが、逆に反射的な無意識の確認操作により自動的なブレーキが作動せず、このためＡＴＳ−Ｓ形では事故を完全に防ぐことのできないのが実状となっている。
【０００４】
これに対し、ＡＴＳ−ＳＰ形は例えば特開平６−２２７３９７号公報に開示されている如く、車上に停止信号機までの距離データを保持し、ＡＴＳ−Ｓ形地上子からの停止情報を受信したとき、車上の距離データにより停止パターン、即ち位置−速度パターンを発生して列車を停止信号機までに安全に停止させる高度なＡＴＳ機能を実現するものである。
【０００５】
しかしながら、地上子や信号機等の地上設備は、構内改良などの工事により頻繁に変更されるので、ＡＴＳ−ＳＰ形はその都度車上データにこれを反映しなければならない。また、ＡＴＳ−ＳＰ形は複雑な運用を行うあらゆる列車に対して、地上子の設置位置変更に伴う車上データのメンテナンスを行うとしていたため、メンテナンスシステムが複雑となる。更に、曲線通過速度を向上させるため、振り子制御とも呼ばれる車体傾斜制御が行われているが、この位置検知のための地上子位置データは、位置変更時は新しいデータをメモリに書き込み、これを差し替えることでメンテナンスを行っており、少数の優等列車のみではあるものの、相当数の人手を有し非常に煩わしい作業となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする第１の課題は、地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、列車が走行中に自動的に車上データを修正するようにして、煩わしく且つハイコストにつながる車上データのメンテナンス作業を廃止し、又は極めて単純化するものである。本発明が解決しようとする第２の課題は、車上にデータを保持することで可能となる様々なハイレベルの機能を有する列車制御装置の実現を容易にする車上データの自動修正システムを提供することでである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１の発明を、地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、車上で計測された概ね連続Ｎ個の計測データのうちのＭ個の計測データとその車上データとの誤差が許容範囲内にあるときであって、且つ、地上子や軌道回路境界等の地上設備が追加、撤去又は位置変更されたことが車上に伝達されないとき、計測データと車上データとの誤差が許容範囲外にある地上設備又は車上データに該当するものがない地上設備のＮ−Ｍ個の個々の計測データについて、複数回の走行で複数個の計測データを取得し且つこれらデータの処理を行って算出した統計的処理が施された計測データを該当する車上データに置き換え、車上データに該当するものがない統計的処理が施された計測データは車上データに追加し、更に車上データに該当する地上設備の計測データがない場合は当該車上データを削除して車上データを自動修正するように構成した。
【０００８】
上記課題を解決する請求項２の発明を、地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、車上で計測された概ね連続Ｎ個の計測データのうちのＭ個の計測データとその車上データとの誤差が許容範囲内にあるときであって、且つ、地上子や軌道回路境界等の地上設備が追加、撤去又は位置変更されたことが地上から車上への通知手段により車上に伝達されたとき、前記通知手段で伝達された地上設備について複数回の走行で複数個の計測データを取得し且つこれらデータの処理を行って算出した統計的処理が施された計測データを該当する車上データに置き換え、車上データに該当するものがない統計的処理が施された計測データは車上データに追加し、更に車上データに該当する地上設備の計測データがない場合は当該車上データを削除して車上データを自動修正するように構成した。
【０００９】
上記課題を解決する請求項３の発明を、地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、車上で計測された概ね連続Ｎ個の計測データのうちのＭ個の計測データとその車上データとの誤差が許容範囲内にあるときであって、地上子や軌道回路境界等の地上設備が追加、撤去又は位置変更されたことが地上から車上への通知手段により車上に伝達されたとき、前記通知手段で伝達された地上設備の計測データがドップラーレーダー等の信頼性の高い非接触型計測機器から得られたものである場合には前記計測データを該当する車上データに置き換え、車上データに該当するものがない計測データは車上データに追加し、更に車上データに該当する地上設備の計測データがない場合は当該車上データを削除して車上データを自動修正するように構成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、ＡＴＳ−ＳＰ形の列車制御装置の基本構成を示した図である。即ち、図１のＡＴＳ−ＳＰ形の列車制御装置は、制御装置２、地上設備位置データ及び制御用固定データを制御装置２に入力するデータ入力部３、軌道回路１１の軌道回路電流信号をレール１４から受信して制御装置２に入力する受電器４、地上子１３から信号機１２の現示情報を受信して制御装置２に入力する車上子５、車上子５が地上子１３から停止情報を受信したときに警報音を発する警報器６、警報音を聞いた運転士が確認の意思表示を行うための確認ボタン７、列車１の速度を検出して制御装置２に入力する速度発電機８、及び制御装置２から与えられた停止パターン１５に基づいてブレーキ１０を制御するブレーキ操作部９とから構成されている。
【００１１】
列車１の制御装置２は速度発電機８の回転により発生するパルスを計数し、列車１の現在位置を常時検出している。列車はこのようにして、車上で通常的に自列車の位置を計測して位置検知を行っている。但し、これは厳密な意味での位置検知でなくともよく、データ検索上十分に安全であれば大まかな位置検知でもかまわない。また、地上設備相互間の相対的な距離により、検出する地上設備位置とデータ上の設備位置の対応が追跡できれば問題はない。この場合、設備相互間の距離は、実測に基づいた距離でなくても、例えば車輪径を１とした相対距離でもかまわないが、当然ながら停止距離など制御に関する距離は絶対的な長さを正しく表すものでなければならない。
【００１２】
制御装置２は、フェールセーフ構成のＣＰＵと地上設備位置データ及び制御用固定データが記憶されたメモリを具備して構成されている。
【００１３】
本発明は、図１に示した如き制御装置２、即ち地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置に適用されるものである。
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る車上データの自動修正について詳細に説明する。
【００１５】
(第１実施形態)
先ず、地上設備の設置場所が結果的にわずかに変更された場合であって、地上設備の設置場所が変更されたことが地上から車上に伝えられない第１実施形態における車上データの自動修正について、図２と図４を参照して説明する。
【００１６】
通常の保守において、例えば地上子の性能が劣化し、短い列車間合いでこれを取り替えることとなったとき、第１の列車間合いで制御に影響のない近接した場所に新たな地上子を取り付け、第２の列車間合いに新、旧地上子の接続ケーブルの端子を付け替え、第３の列車間合いで旧地上子を撤去するというような、段階的な切り替え作業が行われることがある。このような作業が行われると、地上子の設備位置はわずかに距離がずれることとなり、車上に保持する地上設備位置のデータ即ち車上データの精度が悪くなる。従って、車上データの修正が必要である。
【００１７】
図２は第１実施形態における車上データの自動修正について説明するための地上設備の配置図で、４つの連続した閉塞区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を含む軌道における地上設備の配置図である。図２における計測対象の地上設備は、閉塞区間Ｔ１と閉塞区間Ｔ２の間の軌道回路境界２１、閉塞区間Ｔ２と閉塞区間Ｔ３の間の軌道回路境界２２、閉塞区間Ｔ３と閉塞区間Ｔ４の間の軌道回路境界２３、信号機３１の現示情報を車上に伝えるための地上子２４、信号機３２の現示情報を車上に伝えるための地上子２５及び信号機３３の現示情報を車上に伝えるための地上子２６である。
【００１８】
車上で計測された地上設備の位置データ、即ち計測データは、図２の上段に示す如く、軌道回路境界２１の位置Ａ１、軌道回路境界２２の位置Ａ２、軌道回路境界２３の位置Ａ３、地上子２４の位置Ｂ１、地上子２５の位置Ｂ２、地上子２６の位置Ｂ３の６個のデータである。
【００１９】
一方、車上に保持されている地上設備の位置データ、即ち車上データは、図２の下段に示す如く、軌道回路境界２１の位置ａ１、軌道回路境界２２の位置ａ２、軌道回路境界２３の位置ａ３、地上子２４の位置ｂ１、地上子２５の位置ｂ２、地上子２６の位置ｂ３の６個のデータである。
【００２０】
第１実施形態の図２は、地上子２５が以前の位置、即ち車上データｂ２が計測されたときの設置位置から距離ｄだけ離れた位置に変更され、且つ他の５つの地上設備の位置は変更されていない事例である。そして、この第１実施形態は、地上設備の変更は地上側から車上側に伝達されない事例である。
【００２１】
第１実施形態における車上データの自動修正は、図４のフローチャートに従って行われる。
【００２２】
図４において、車上の制御装置２は概ね連続したＮ個の地上設備の計測データを取得し（１０１）、これらの計測データをメモリに記憶する。図２の如く地上設備が配置されている車上データの自動修正の対象区間では、制御装置２が計測する地上設備は連続６個、つまりＮは６である。そして、列車が図２の左から右に進行して制御装置２が取得した計測データは、Ｂ３、Ａ３、Ｂ２、Ａ２、Ｂ１及びＡ１の６個のである。
【００２３】
続いて制御装置２は６個の地上設備、即ち地上子２６、軌道回路境界２３、地上子２５、軌道回路境界２２、地上子２４及び軌道回路境界２１について、その計測データとこれに該当する車上データをメモリから読み出し、夫々の誤差を算出し（１０２）、メモリに記憶する。算出された誤差は、地上子２６、軌道回路境界２３、地上子２５、軌道回路境界２２、地上子２４及び軌道回路境界２１について夫々εｂ３、εa ３、εｂ 2、εa ２、εｂ１及びεa1である。
【００２４】
ステップ１０２に続いて、制御装置２はＮ個の地上設備について、メモリを検索し計測データと車上データとの誤差が許容誤差範囲以内にある地上設備の数をカウントし、その数がＭ個以上か否かを判定する（１０３）。但し、ＭはＮ以下の整数である。このステップ１０３によって、本発明に係る車上データを自動修正する列車制御装置においては、その地上設備の計測系が正常に作動しているか否かを判断する。
【００２５】
ここでは、ステップ１０２で算出された誤差、即ちεｂ３、εa ３、εｂ 2、εa ２、εｂ１及びεa1の６個の誤差について許容誤差範囲か否かを調べた結果、地上子２５の計測データと車上データとの誤差εｂ 2のみが許容誤差範囲を超えているものとする。すると、許容誤差範囲内にある地上設備の個数は５個となる。従ってステップ１０３における判断はＹＥＳとなり、制御装置２は次のステップ１０４に進む。
【００２６】
ステップ１０４で、制御装置２は計測データと車上データとの誤差が許容誤差範囲を超える地上設備について複数回の走行を行って、複数個の計測データを取得する。ここでは地上子２５について、ｈ回の走行を行ってｈ個の計測データＢ２１〜Ｂ２ｈを取得する。
【００２７】
ステップ１０４に続いて、制御装置２は地上子２５について取得したｈ個の計測データＢ２１〜Ｂ２ｈを統計的に処理し、統計的処理を施された計測データＢ２０を算出し（１０５）、これをメモリに記憶する。この統計的処理は、例えば複数個の計測データの単純平均演算である。しかしながら、実際の運用に当たっては、列車制御の分野において確立された信頼性の高い統計的処理方法が選ばれる。
【００２８】
ステップ１０５に続いて、制御装置２はメモリを検索し、ステップ１０５で算出したデータ、即ち統計的処理を施した計測データと該当する車上データが存在するかを否かを調べる（１０６）。ここでは、車上データｂ２が存在する。従って、ステップ１０６の判断結果はＹＥＳとなり、制御装置２は地上子２５の車上データｂ２を統計的処理を施した計測データＢ２０で置換し（１０７）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。このように、移動させられた地上設備の現在位置は正確に計測され、その計測データは該当する車上データと自動的に置換され、車上データの自動修正が確実に行われる。
【００２９】
ステップ１０６の判定結果がＮＯの場合は、制御装置２は統計的処理を施した計測データが存在し且つこれに該当する車上データが存在しない場合か否かを調べる（１０８）。ステップ１０８の判定結果がＹＥＳならば、制御装置２は統計的処理を施した計測データを車上データとして追加し（１０９）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。制御装置２の動作がステップ１０９に進むのは、地上設備が新た追加された場合である。但し、図２に示した第１実施形態では、ステップ１０９に該当するデータは存在しない。
【００３０】
また、ステップ１０８の判定結果がＮＯならば、即ち車上データが存在し且つ該当する計測データが存在しない場合は、制御装置２は車上データを削除し（１１０）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。制御装置２の動作がステップ１１０に進むのは、地上設備が撤去された場合である。但し、図２に示した第１実施形態では、ステップ１１０に該当するデータは存在しない。
【００３１】
更に、ステップ１０３で、計測データと車上データとの誤差が許容誤差範囲以内にある地上設備の数がＭ個に満たない場合や、Ｎ個を超える数である場合には、制御装置２は地上設備の計測系が異常であると判断し、車上データの自動修正プログラムを終了させる。
【００３２】
(第２実施形態)
次に、地上設備の設置場所が許容誤差範囲を超える程に変更された場合であって、地上設備の設置場所が変更されたことが地上から車上に伝えられる第２実施形態における車上データの自動修正の第１実施例について、図３と図５を参照して説明する。
【００３３】
図３は第２実施形態における車上データの自動修正について説明するための地上設備の配置図で、４つの連続した閉塞区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を含む軌道における地上設備の配置図である。図３における計測対象の地上設備は、閉塞区間Ｔ１と閉塞区間Ｔ２の間の軌道回路境界２１、閉塞区間Ｔ２と閉塞区間Ｔ３の間の軌道回路境界２２、閉塞区間Ｔ３と閉塞区間Ｔ４の間の軌道回路境界２３、信号機３１の現示情報を車上に伝えるための地上子２４、信号機３２の現示情報を車上に伝えるための地上子２５、信号機３３の現示情報を車上に伝えるための地上子２６、及び工事区間である旨を車上に伝えるための地上子２７と２８である。
【００３４】
車上で計測された地上設備の位置データ、即ち計測データは、図３の上段に示す如く、軌道回路境界２１の位置Ａ１、軌道回路境界２２の位置Ａ２、軌道回路境界２３の位置Ａ３、地上子２４の位置Ｂ１、地上子２５の位置Ｂ２、地上子２６の位置Ｂ３、地上子２７の位置Ｃ１、８個のデータである。
【００３５】
図３において、信号機３１の現示は進行信号Ｇである。閉塞区間Ｔ２に列車１６が在線しているので、信号機３２の現示は停止信号Ｒ、且つ信号機３３の現示は注意信号Ｙである。閉塞区間Ｔ４には、後続列車１７が在線している。
【００３６】
一方、車上に保持されている地上設備の位置データ、即ち車上データは、図３の下段に示す如く、軌道回路境界２１の位置ａ１、軌道回路境界２２の位置ａ２、軌道回路境界２３の位置ａ３、地上子２４の位置ｂ１、地上子２５の位置ｂ２、地上子２６の位置ｂ３の６個のデータである。
【００３７】
第２実施形態の図３は、地上側で地上子２５が以前の位置、即ち車上データｂ２が計測されたときの設置位置から距離ｄだけ離れた位置に変更され、一対の地上子２７と地上子２８が追加され、更に他の５つの地上設備の位置は変更されていない事例である。そして、この第２実施形態は、地上設備の変更を地上側から車上側に伝達することができる事例である。地上子２５の変更を車上に伝達する手段は、地上子２５の外方の位置Ｃ１に設置された工事区間進入を車上に伝える地上子２７と、地上子２５の内方の位置Ｃ２に設置された工事区間進出を車上に伝える地上子２８である。
【００３８】
地上子２７と地上子２８は周波数の異なる地上子を複数組合わせて用いるが、同一周波数の地上子の設置間隔の特徴によるものや、Ｐ形地上子等でデータを送信するようにしてもよい。地上子２７と地上子２８は、低コストのものが用いられる。勿論、トランスポンダ等のディジタル情報を伝送可能な手段を用いても車上データを修正できる。この場合は地上から地上設備種別のコード即ちＩＤと変更データを送信し、車上で統計処理を加えず修正することができる。また工事毎に特有のＩＤを送信し、車上ではデータ修正をＩＤにより管理することができる。
なお、工事区間とは当然ながら工事が完全に完了した区間のことである。
【００３９】
列車１７が地上子２６上を通過すると、その車上装置のＡＴＳ機能はＡＴＳ−ＳＰから停止距離を用いないＡＴＳ−Ｓ形、又は縮退したＡＴＳ機能に遷移する。この場合でも列車１７は地上子位置と軌道回路境界位置の計測を継続して行う。
【００４０】
列車１７の進行に従って、その制御装置２は地上子２６から軌道回路境界２１までの連続８個の地上設備、即ち地上子２６、地上子２７、軌道回路境界２３、地上子２５、地上子２８、軌道回路境界２２、地上子２４及び軌道回路境界２１の位置を計測し、計測データＢ３、Ｃ１、Ａ３、Ｂ２、Ｃ２、Ａ２、Ｂ１及びＡ１の８個の計測データを取得し、そのメモリに記憶する。
【００４１】
図５は第２実施形態における車上データの自動修正を行う場合の第１実施例のフローチャートである。
【００４２】
図５において、車上の制御装置２は概ね連続したＮ個の地上設備の計測データを取得し（２０１）、これらの計測データをメモリに記憶する。図３の如く地上設備が配置されている車上データの自動修正の対象区間では、制御装置２が計測する地上設備は連続８個、つまりＮは８である。そして、列車が図２の左から右に進行して制御装置２が取得した計測データは、Ｂ３、Ｃ１、Ａ３、Ｂ２、Ｃ２、Ａ２、Ｂ１及びＡ１の８個である。
【００４３】
続いて制御装置２は８個の地上設備、即ち地上子２６、地上子２７、軌道回路境界２３、地上子２５、地上子２８、軌道回路境界２２、地上子２４及び軌道回路境界２１について、その計測データとこれに該当する車上データをメモリから読み出し、夫々の誤差を算出し（２０２）、メモリに記憶する。算出された誤差は、地上子２６、軌道回路境界２３、地上子２５、軌道回路境界２２、地上子２４及び軌道回路境界２１について夫々εｂ３、εa ３、εｂ 2、εa ２、εｂ１及びεa1である。
【００４４】
ステップ２０２に続いて、制御装置２はＮ個の地上設備について、メモリを検索し計測データと車上データとの誤差が許容誤差範囲以内にある地上設備の数をカウントし、その数がＭ個以上か否かを判定する（２０３）。但し、ＭはＮ以下の整数である。このステップ２０３によって、本発明に係る車上データを自動修正する列車制御装置においては、その地上設備の計測系が正常に作動しているか否かを判断する。
【００４５】
ここでは、ステップ２０２で算出された誤差、即ちεｂ３、εa ３、εｂ 2、εa ２、εｂ１及びεa1の６個の誤差について許容誤差範囲か否かを調べた結果、地上子２５の計測データと車上データとの誤差εｂ 2のみが許容誤差範囲を超えているものとする。すると、許容誤差範囲内にある地上設備の個数は５個となる。図３の区間で車上に記憶されている車上データの地上設備の数は６個である。この６個に対して５個の地上設備の計測データと車上データの誤差が許容誤差範囲であるから、ステップ２０３における判断はＹＥＳとなり、制御装置２は次のステップ２０４に進む。
【００４６】
ステップ２０３に続いて、制御装置２は工事区間進入信号を受信し（２０４）、且つ工事区間進出信号を受信した（２０５）場合に、次のステップに進む。ここでは、図３に示す如く、地上子２７から工事区間進入信号Ｃ１を受信し、且つ地上子２８から工事区間進入信号Ｃ２を受信しているので、次のステップに進む。
【００４７】
即ちステップ２０５に続いて、制御装置２は、工事区間進入信号Ｃ１と工事区間進入信号Ｃ２で特定された工事区間にある地上設備の計測データがあるか否かを調べる（２０６）。ここでは、図３に示す如く、地上子２５の計測データＢ２が存在するので、ステップ２０６の判定結果はＹＥＳである。
【００４８】
ステップ２０６の判定結果がＹＥＳであるから、制御装置２は工事区間にある地上設備について複数回の走行を行って、複数個の計測データを取得する。ここでは地上子２５について、ｈ回の走行を行ってｈ個の計測データＢ２１〜Ｂ２ｈを取得し（２０８）、メモリに記憶する。
【００４９】
ステップ２０８に続いて、制御装置２は地上子２５について取得したｈ個の計測データＢ２１〜Ｂ２ｈを統計的に処理し、統計的処理を施された計測データＢ２０を算出し（２０９）、これをメモリに記憶する。この統計的処理は、例えば複数個の計測データの単純平均演算である。しかしながら、実際の運用に当たっては、列車制御の分野において確立された信頼性の高い統計的処理方法が選ばれる。
【００５０】
ステップ２０８に続いて、制御装置２はメモリを検索し、ステップ２０９で算出したデータ、即ち統計的処理を施した計測データと該当する車上データが存在するかを否かを調べる（２１０）。ここでは、車上データｂ２が存在する。従って、ステップ２１０の判断結果はＹＥＳとなり、制御装置２は地上子２５の車上データｂ２を統計的処理を施した計測データＢ２０で置換し（２１２）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。このように、移動させられた地上設備の現在位置は正確に計測され、その計測データは該当する車上データと自動的に置換され、車上データの自動修正が確実に行われる。
【００５１】
ステップ２１０の判定結果がＮＯの場合は、制御装置２は統計的処理を施した計測データを車上データとして追加し（２１１）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。制御装置２の動作がステップ２１１に進むのは、地上設備が新た追加された場合である。但し、図３に示した第２実施形態では、ステップ２１１に該当するデータは存在しない。
【００５２】
また、ステップ２０６の判定結果がＮＯの場合は、制御装置２は車上データを削除し（２０７）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。制御装置２の動作がステップ２０７に進むのは、地上設備が撤去された場合である。但し、図３に示した第２実施形態では、ステップ２０７に該当するデータは存在しない。
【００５３】
更に、ステップ２０３で、計測データと車上データとの誤差が許容誤差範囲以内にある地上設備の数がＭ個に満たない場合や、Ｎ個を超える数である場合には、制御装置２は地上設備の計測系が異常であると判断し、車上データの自動修正プログラムを終了させる。
【００５４】
次に、地上設備の設置場所が許容誤差範囲を超える程に変更された場合であって、地上設備の設置場所が変更されたことが地上から車上に伝えられる第２実施形態における車上データの自動修正の第２実施例について、図３と図６を参照して説明する。
【００５５】
図６は第２実施形態における車上データの自動修正を行う場合の第２実施例のフローチャートである。
【００５６】
第２実施形態における第２実施例の図６のフローチャートのステップ３０１、ステップ３０２、ステップ３０３、ステップ３０４、ステップ３０５、ステップ３０６、及びステップ３０７は、第２実施形態における第１実施例の図５のフローチャートのステップ２０１、ステップ２０２、ステップ２０３、ステップ２０４、ステップ２０５、２０６、及びステップ２０７と夫々全く同じである。また、ステップ３０８はステップ２１０と、ステップ３０９はステップ２１１と、更にステップ３１０はステップ２１２と夫々全く同じである。
【００５７】
要するに、第２実施形態における第２実施例は、第１実施例で行っている工事区間の計測データについて複数回の走行で複数個の計測データを取得するステップと、複数個の計測データを統計的処置を行って統計的処理を施した計測データを取得するステップが省かれたものである。
【００５８】
従って、第２実施形態における第２実施例では、最初に計測された工事区間の地上設備の計測データがそのまま車上データの自動修正に用いられることになる。図３の場合、制御装置２は地上子２５の車上データｂ２を計測データＢ２で置換し（３１０）、車上データの自動修正プログラムを終了させることになる。
【００５９】
統計的処理を施した計測データでなく、１回の計測で取得したけ計測データを車上データの自動修正に用いる第２実施形態の第２実施例は、地上設備の位置計測に信頼性の高い計測機器が採用されている場合に適用されるものである。信頼性の高い計測機器とは、例えばドップラーレーダー等の非接触型計測機器である。このような非接触型計測機器では、車輪の滑走や空転の影響を排除できるからである。
【００６０】
【発明の効果】
本発明により、車上データを参照して行う列車制御装置において、複雑な運用を行うあらゆる車種の列車に対して、走行中に計測した地上設備の計測データを処理することによって簡単且つ確実に車上データの自動修正を行えるようになった。従って、従来の複雑な車上データメンテナンスシステムが不用になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される列車制御装置の一例の基本的構成を示す図である。
【図２】地上設備の変更が地上から車上に伝えられない第１実施形態の地上設備の配置位置を示した図であって、上段は計測データに基づいた地上設備の配置図、下段は車上データ基づいた地上設備の配置図である。
【図３】地上設備の変更が地上から車上に伝えられる第２実施形態の地上設備の配置位置を示した図であって、上段は計測データに基づいた地上設備の配置図、下段は車上データ基づいた地上設備の配置図である。
【図４】第１実施形態における車上データの自動修正の一実施例の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態における車上データの自動修正の第１実施例の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態における車上データの自動修正の第２実施例の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１、１６、１７、１８ 列車
２ 制御装置
３ データ入力部
４ 受電器
５ 車上子
６ 警報器
７ 確認ボタン
８ 速度発電機
９ ブレーキ操作部
１０ ブレーキ
１１ 軌道回路
１２ 信号機
１３、２４、２５、２６、２７、２８ 地上子
１４ レール
１５ 停止パターン
２１、２２、２３ 軌道回路境界
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４ 閉塞区間
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置に関し、主として自動列車停止装置(以下ＡＴＳと記載する)に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
首都圏の主要線区には、Ｐ形地上子から停止信号機までの距離を直接ディジタル情報により伝達して制御を行うＡＴＳ−Ｐ形が使用されている。しかしながら、ＡＴＳ−Ｐ形は地上設備が高価となり、地方線区や都市間の線区には未だにＡＴＳ−Ｓ形を基本としたＡＴＳ−ＳＮ、ＡＴＳ−ＳＷ、ＡＴＳ−ＳＴなどが使用されている。これらＡＴＳは、停止信号機の所定距離の外方で警報を発生するものである。
【０００３】
このＡＴＳ−Ｓ形においては、車上子が信号機の手前の所定距離の地点に配置された「停止」又は「停止でない」の２値情報しか持たない地上子(以下ＡＴＳ−Ｓ形地上子と記載する)を通過するときに、ＡＴＳ−Ｓ形地上子から車上子を介して「停止」情報が車上の制御装置に伝えられると、その時点で警報ベルを発して運転士に注意を促し、所定の操作をしないと５秒後にブレーキが作動するものである。警報音を発生したとき運転士が確認ボタンを押さない限り自動的にブレーキが作動するが、逆に反射的な無意識の確認操作により自動的なブレーキが作動せず、このためＡＴＳ−Ｓ形では事故を完全に防ぐことのできないのが実状となっている。
【０００４】
これに対し、ＡＴＳ−ＳＰ形は例えば特開平６−２２７３９７号公報に開示されている如く、車上に停止信号機までの距離データを保持し、ＡＴＳ−Ｓ形地上子からの停止情報を受信したとき、車上の距離データにより停止パターン、即ち位置−速度パターンを発生して列車を停止信号機までに安全に停止させる高度なＡＴＳ機能を実現するものである。
【０００５】
しかしながら、地上子や信号機等の地上設備は、構内改良などの工事により頻繁に変更されるので、ＡＴＳ−ＳＰ形はその都度車上データにこれを反映しなければならない。また、ＡＴＳ−ＳＰ形は複雑な運用を行うあらゆる列車に対して、地上子の設置位置変更に伴う車上データのメンテナンスを行うとしていたため、メンテナンスシステムが複雑となる。更に、曲線通過速度を向上させるため、振り子制御とも呼ばれる車体傾斜制御が行われているが、この位置検知のための地上子位置データは、位置変更時は新しいデータをメモリに書き込み、これを差し替えることでメンテナンスを行っており、少数の優等列車のみではあるものの、相当数の人手を有し非常に煩わしい作業となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする第１の課題は、地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、列車が走行中に自動的に車上データを修正するようにして、煩わしく且つハイコストにつながる車上データのメンテナンス作業を廃止し、又は極めて単純化するものである。本発明が解決しようとする第２の課題は、車上にデータを保持することで可能となる様々なハイレベルの機能を有する列車制御装置の実現を容易にする車上データの自動修正システムを提供することでである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１の発明を、地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、車上で計測された概ね連続Ｎ個の計測データのうちのＭ個の計測データとその車上データとの誤差が許容範囲内にあるときであって、且つ、地上子や軌道回路境界等の地上設備が追加、撤去又は位置変更されたことが車上に伝達されないとき、計測データと車上データとの誤差が許容範囲外にある地上設備又は車上データに該当するものがない地上設備のＮ−Ｍ個の個々の計測データについて、複数回の走行で複数個の計測データを取得し且つこれらデータの処理を行って算出した統計的処理が施された計測データを該当する車上データに置き換え、車上データに該当するものがない統計的処理が施された計測データは車上データに追加し、更に車上データに該当する地上設備の計測データがない場合は当該車上データを削除して車上データを自動修正するように構成した。
【０００８】
上記課題を解決する請求項２の発明を、地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、車上で計測された概ね連続Ｎ個の計測データのうちのＭ個の計測データとその車上データとの誤差が許容範囲内にあるときであって、且つ、地上子や軌道回路境界等の地上設備が追加、撤去又は位置変更されたことが地上から車上への通知手段により車上に伝達されたとき、前記通知手段で伝達された地上設備について複数回の走行で複数個の計測データを取得し且つこれらデータの処理を行って算出した統計的処理が施された計測データを該当する車上データに置き換え、車上データに該当するものがない統計的処理が施された計測データは車上データに追加し、更に車上データに該当する地上設備の計測データがない場合は当該車上データを削除して車上データを自動修正するように構成した。
【０００９】
上記課題を解決する請求項３の発明を、地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、車上で計測された概ね連続Ｎ個の計測データのうちのＭ個の計測データとその車上データとの誤差が許容範囲内にあるときであって、地上子や軌道回路境界等の地上設備が追加、撤去又は位置変更されたことが地上から車上への通知手段により車上に伝達されたとき、前記通知手段で伝達された地上設備の計測データがドップラーレーダー等の信頼性の高い非接触型計測機器から得られたものである場合には前記計測データを該当する車上データに置き換え、車上データに該当するものがない計測データは車上データに追加し、更に車上データに該当する地上設備の計測データがない場合は当該車上データを削除して車上データを自動修正するように構成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、ＡＴＳ−ＳＰ形の列車制御装置の基本構成を示した図である。即ち、図１のＡＴＳ−ＳＰ形の列車制御装置は、制御装置２、地上設備位置データ及び制御用固定データを制御装置２に入力するデータ入力部３、軌道回路１１の軌道回路電流信号をレール１４から受信して制御装置２に入力する受電器４、地上子１３から信号機１２の現示情報を受信して制御装置２に入力する車上子５、車上子５が地上子１３から停止情報を受信したときに警報音を発する警報器６、警報音を聞いた運転士が確認の意思表示を行うための確認ボタン７、列車１の速度を検出して制御装置２に入力する速度発電機８、及び制御装置２から与えられた停止パターン１５に基づいてブレーキ１０を制御するブレーキ操作部９とから構成されている。
【００１１】
列車１の制御装置２は速度発電機８の回転により発生するパルスを計数し、列車１の現在位置を常時検出している。列車はこのようにして、車上で通常的に自列車の位置を計測して位置検知を行っている。但し、これは厳密な意味での位置検知でなくともよく、データ検索上十分に安全であれば大まかな位置検知でもかまわない。また、地上設備相互間の相対的な距離により、検出する地上設備位置とデータ上の設備位置の対応が追跡できれば問題はない。この場合、設備相互間の距離は、実測に基づいた距離でなくても、例えば車輪径を１とした相対距離でもかまわないが、当然ながら停止距離など制御に関する距離は絶対的な長さを正しく表すものでなければならない。
【００１２】
制御装置２は、フェールセーフ構成のＣＰＵと地上設備位置データ及び制御用固定データが記憶されたメモリを具備して構成されている。
【００１３】
本発明は、図１に示した如き制御装置２、即ち地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置に適用されるものである。
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る車上データの自動修正について詳細に説明する。
【００１５】
(第１実施形態)
先ず、地上設備の設置場所が結果的にわずかに変更された場合であって、地上設備の設置場所が変更されたことが地上から車上に伝えられない第１実施形態における車上データの自動修正について、図２と図４を参照して説明する。
【００１６】
通常の保守において、例えば地上子の性能が劣化し、短い列車間合いでこれを取り替えることとなったとき、第１の列車間合いで制御に影響のない近接した場所に新たな地上子を取り付け、第２の列車間合いに新、旧地上子の接続ケーブルの端子を付け替え、第３の列車間合いで旧地上子を撤去するというような、段階的な切り替え作業が行われることがある。このような作業が行われると、地上子の設備位置はわずかに距離がずれることとなり、車上に保持する地上設備位置のデータ即ち車上データの精度が悪くなる。従って、車上データの修正が必要である。
【００１７】
図２は第１実施形態における車上データの自動修正について説明するための地上設備の配置図で、４つの連続した閉塞区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を含む軌道における地上設備の配置図である。図２における計測対象の地上設備は、閉塞区間Ｔ１と閉塞区間Ｔ２の間の軌道回路境界２１、閉塞区間Ｔ２と閉塞区間Ｔ３の間の軌道回路境界２２、閉塞区間Ｔ３と閉塞区間Ｔ４の間の軌道回路境界２３、信号機３１の現示情報を車上に伝えるための地上子２４、信号機３２の現示情報を車上に伝えるための地上子２５及び信号機３３の現示情報を車上に伝えるための地上子２６である。
【００１８】
車上で計測された地上設備の位置データ、即ち計測データは、図２の上段に示す如く、軌道回路境界２１の位置Ａ１、軌道回路境界２２の位置Ａ２、軌道回路境界２３の位置Ａ３、地上子２４の位置Ｂ１、地上子２５の位置Ｂ２、地上子２６の位置Ｂ３の６個のデータである。
【００１９】
一方、車上に保持されている地上設備の位置データ、即ち車上データは、図２の下段に示す如く、軌道回路境界２１の位置ａ１、軌道回路境界２２の位置ａ２、軌道回路境界２３の位置ａ３、地上子２４の位置ｂ１、地上子２５の位置ｂ２、地上子２６の位置ｂ３の６個のデータである。
【００２０】
第１実施形態の図２は、地上子２５が以前の位置、即ち車上データｂ２が計測されたときの設置位置から距離ｄだけ離れた位置に変更され、且つ他の５つの地上設備の位置は変更されていない事例である。そして、この第１実施形態は、地上設備の変更は地上側から車上側に伝達されない事例である。
【００２１】
第１実施形態における車上データの自動修正は、図４のフローチャートに従って行われる。
【００２２】
図４において、車上の制御装置２は概ね連続したＮ個の地上設備の計測データを取得し（１０１）、これらの計測データをメモリに記憶する。図２の如く地上設備が配置されている車上データの自動修正の対象区間では、制御装置２が計測する地上設備は連続６個、つまりＮは６である。そして、列車が図２の左から右に進行して制御装置２が取得した計測データは、Ｂ３、Ａ３、Ｂ２、Ａ２、Ｂ１及びＡ１の６個のである。
【００２３】
続いて制御装置２は６個の地上設備、即ち地上子２６、軌道回路境界２３、地上子２５、軌道回路境界２２、地上子２４及び軌道回路境界２１について、その計測データとこれに該当する車上データをメモリから読み出し、夫々の誤差を算出し（１０２）、メモリに記憶する。算出された誤差は、地上子２６、軌道回路境界２３、地上子２５、軌道回路境界２２、地上子２４及び軌道回路境界２１について夫々εｂ３、εa ３、εｂ 2、εa ２、εｂ１及びεa1である。
【００２４】
ステップ１０２に続いて、制御装置２はＮ個の地上設備について、メモリを検索し計測データと車上データとの誤差が許容誤差範囲以内にある地上設備の数をカウントし、その数がＭ個以上か否かを判定する（１０３）。但し、ＭはＮ以下の整数である。このステップ１０３によって、本発明に係る車上データを自動修正する列車制御装置においては、その地上設備の計測系が正常に作動しているか否かを判断する。
【００２５】
ここでは、ステップ１０２で算出された誤差、即ちεｂ３、εa ３、εｂ 2、εa ２、εｂ１及びεa1の６個の誤差について許容誤差範囲か否かを調べた結果、地上子２５の計測データと車上データとの誤差εｂ 2のみが許容誤差範囲を超えているものとする。すると、許容誤差範囲内にある地上設備の個数は５個となる。従ってステップ１０３における判断はＹＥＳとなり、制御装置２は次のステップ１０４に進む。
【００２６】
ステップ１０４で、制御装置２は計測データと車上データとの誤差が許容誤差範囲を超える地上設備について複数回の走行を行って、複数個の計測データを取得する。ここでは地上子２５について、ｈ回の走行を行ってｈ個の計測データＢ２１〜Ｂ２ｈを取得する。
【００２７】
ステップ１０４に続いて、制御装置２は地上子２５について取得したｈ個の計測データＢ２１〜Ｂ２ｈを統計的に処理し、統計的処理を施された計測データＢ２０を算出し（１０５）、これをメモリに記憶する。この統計的処理は、例えば複数個の計測データの単純平均演算である。しかしながら、実際の運用に当たっては、列車制御の分野において確立された信頼性の高い統計的処理方法が選ばれる。
【００２８】
ステップ１０５に続いて、制御装置２はメモリを検索し、ステップ１０５で算出したデータ、即ち統計的処理を施した計測データと該当する車上データが存在するかを否かを調べる（１０６）。ここでは、車上データｂ２が存在する。従って、ステップ１０６の判断結果はＹＥＳとなり、制御装置２は地上子２５の車上データｂ２を統計的処理を施した計測データＢ２０で置換し（１０７）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。このように、移動させられた地上設備の現在位置は正確に計測され、その計測データは該当する車上データと自動的に置換され、車上データの自動修正が確実に行われる。
【００２９】
ステップ１０６の判定結果がＮＯの場合は、制御装置２は統計的処理を施した計測データが存在し且つこれに該当する車上データが存在しない場合か否かを調べる（１０８）。ステップ１０８の判定結果がＹＥＳならば、制御装置２は統計的処理を施した計測データを車上データとして追加し（１０９）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。制御装置２の動作がステップ１０９に進むのは、地上設備が新た追加された場合である。但し、図２に示した第１実施形態では、ステップ１０９に該当するデータは存在しない。
【００３０】
また、ステップ１０８の判定結果がＮＯならば、即ち車上データが存在し且つ該当する計測データが存在しない場合は、制御装置２は車上データを削除し（１１０）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。制御装置２の動作がステップ１１０に進むのは、地上設備が撤去された場合である。但し、図２に示した第１実施形態では、ステップ１１０に該当するデータは存在しない。
【００３１】
更に、ステップ１０３で、計測データと車上データとの誤差が許容誤差範囲以内にある地上設備の数がＭ個に満たない場合や、Ｎ個を超える数である場合には、制御装置２は地上設備の計測系が異常であると判断し、車上データの自動修正プログラムを終了させる。
【００３２】
(第２実施形態)
次に、地上設備の設置場所が許容誤差範囲を超える程に変更された場合であって、地上設備の設置場所が変更されたことが地上から車上に伝えられる第２実施形態における車上データの自動修正の第１実施例について、図３と図５を参照して説明する。
【００３３】
図３は第２実施形態における車上データの自動修正について説明するための地上設備の配置図で、４つの連続した閉塞区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を含む軌道における地上設備の配置図である。図３における計測対象の地上設備は、閉塞区間Ｔ１と閉塞区間Ｔ２の間の軌道回路境界２１、閉塞区間Ｔ２と閉塞区間Ｔ３の間の軌道回路境界２２、閉塞区間Ｔ３と閉塞区間Ｔ４の間の軌道回路境界２３、信号機３１の現示情報を車上に伝えるための地上子２４、信号機３２の現示情報を車上に伝えるための地上子２５、信号機３３の現示情報を車上に伝えるための地上子２６、及び工事区間である旨を車上に伝えるための地上子２７と２８である。
【００３４】
車上で計測された地上設備の位置データ、即ち計測データは、図３の上段に示す如く、軌道回路境界２１の位置Ａ１、軌道回路境界２２の位置Ａ２、軌道回路境界２３の位置Ａ３、地上子２４の位置Ｂ１、地上子２５の位置Ｂ２、地上子２６の位置Ｂ３、地上子２７の位置Ｃ１、８個のデータである。
【００３５】
図３において、信号機３１の現示は進行信号Ｇである。閉塞区間Ｔ２に列車１６が在線しているので、信号機３２の現示は停止信号Ｒ、且つ信号機３３の現示は注意信号Ｙである。閉塞区間Ｔ４には、後続列車１７が在線している。
【００３６】
一方、車上に保持されている地上設備の位置データ、即ち車上データは、図３の下段に示す如く、軌道回路境界２１の位置ａ１、軌道回路境界２２の位置ａ２、軌道回路境界２３の位置ａ３、地上子２４の位置ｂ１、地上子２５の位置ｂ２、地上子２６の位置ｂ３の６個のデータである。
【００３７】
第２実施形態の図３は、地上側で地上子２５が以前の位置、即ち車上データｂ２が計測されたときの設置位置から距離ｄだけ離れた位置に変更され、一対の地上子２７と地上子２８が追加され、更に他の５つの地上設備の位置は変更されていない事例である。そして、この第２実施形態は、地上設備の変更を地上側から車上側に伝達することができる事例である。地上子２５の変更を車上に伝達する手段は、地上子２５の外方の位置Ｃ１に設置された工事区間進入を車上に伝える地上子２７と、地上子２５の内方の位置Ｃ２に設置された工事区間進出を車上に伝える地上子２８である。
【００３８】
地上子２７と地上子２８は周波数の異なる地上子を複数組合わせて用いるが、同一周波数の地上子の設置間隔の特徴によるものや、Ｐ形地上子等でデータを送信するようにしてもよい。地上子２７と地上子２８は、低コストのものが用いられる。勿論、トランスポンダ等のディジタル情報を伝送可能な手段を用いても車上データを修正できる。この場合は地上から地上設備種別のコード即ちＩＤと変更データを送信し、車上で統計処理を加えず修正することができる。また工事毎に特有のＩＤを送信し、車上ではデータ修正をＩＤにより管理することができる。
なお、工事区間とは当然ながら工事が完全に完了した区間のことである。
【００３９】
列車１７が地上子２６上を通過すると、その車上装置のＡＴＳ機能はＡＴＳ−ＳＰから停止距離を用いないＡＴＳ−Ｓ形、又は縮退したＡＴＳ機能に遷移する。この場合でも列車１７は地上子位置と軌道回路境界位置の計測を継続して行う。
【００４０】
列車１７の進行に従って、その制御装置２は地上子２６から軌道回路境界２１までの連続８個の地上設備、即ち地上子２６、地上子２７、軌道回路境界２３、地上子２５、地上子２８、軌道回路境界２２、地上子２４及び軌道回路境界２１の位置を計測し、計測データＢ３、Ｃ１、Ａ３、Ｂ２、Ｃ２、Ａ２、Ｂ１及びＡ１の８個の計測データを取得し、そのメモリに記憶する。
【００４１】
図５は第２実施形態における車上データの自動修正を行う場合の第１実施例のフローチャートである。
【００４２】
図５において、車上の制御装置２は概ね連続したＮ個の地上設備の計測データを取得し（２０１）、これらの計測データをメモリに記憶する。図３の如く地上設備が配置されている車上データの自動修正の対象区間では、制御装置２が計測する地上設備は連続８個、つまりＮは８である。そして、列車が図２の左から右に進行して制御装置２が取得した計測データは、Ｂ３、Ｃ１、Ａ３、Ｂ２、Ｃ２、Ａ２、Ｂ１及びＡ１の８個である。
【００４３】
続いて制御装置２は８個の地上設備、即ち地上子２６、地上子２７、軌道回路境界２３、地上子２５、地上子２８、軌道回路境界２２、地上子２４及び軌道回路境界２１について、その計測データとこれに該当する車上データをメモリから読み出し、夫々の誤差を算出し（２０２）、メモリに記憶する。算出された誤差は、地上子２６、軌道回路境界２３、地上子２５、軌道回路境界２２、地上子２４及び軌道回路境界２１について夫々εｂ３、εa ３、εｂ 2、εa ２、εｂ１及びεa1である。
【００４４】
ステップ２０２に続いて、制御装置２はＮ個の地上設備について、メモリを検索し計測データと車上データとの誤差が許容誤差範囲以内にある地上設備の数をカウントし、その数がＭ個以上か否かを判定する（２０３）。但し、ＭはＮ以下の整数である。このステップ２０３によって、本発明に係る車上データを自動修正する列車制御装置においては、その地上設備の計測系が正常に作動しているか否かを判断する。
【００４５】
ここでは、ステップ２０２で算出された誤差、即ちεｂ３、εa ３、εｂ 2、εa ２、εｂ１及びεa1の６個の誤差について許容誤差範囲か否かを調べた結果、地上子２５の計測データと車上データとの誤差εｂ 2のみが許容誤差範囲を超えているものとする。すると、許容誤差範囲内にある地上設備の個数は５個となる。図３の区間で車上に記憶されている車上データの地上設備の数は６個である。この６個に対して５個の地上設備の計測データと車上データの誤差が許容誤差範囲であるから、ステップ２０３における判断はＹＥＳとなり、制御装置２は次のステップ２０４に進む。
【００４６】
ステップ２０３に続いて、制御装置２は工事区間進入信号を受信し（２０４）、且つ工事区間進出信号を受信した（２０５）場合に、次のステップに進む。ここでは、図３に示す如く、地上子２７から工事区間進入信号Ｃ１を受信し、且つ地上子２８から工事区間進入信号Ｃ２を受信しているので、次のステップに進む。
【００４７】
即ちステップ２０５に続いて、制御装置２は、工事区間進入信号Ｃ１と工事区間進入信号Ｃ２で特定された工事区間にある地上設備の計測データがあるか否かを調べる（２０６）。ここでは、図３に示す如く、地上子２５の計測データＢ２が存在するので、ステップ２０６の判定結果はＹＥＳである。
【００４８】
ステップ２０６の判定結果がＹＥＳであるから、制御装置２は工事区間にある地上設備について複数回の走行を行って、複数個の計測データを取得する。ここでは地上子２５について、ｈ回の走行を行ってｈ個の計測データＢ２１〜Ｂ２ｈを取得し（２０８）、メモリに記憶する。
【００４９】
ステップ２０８に続いて、制御装置２は地上子２５について取得したｈ個の計測データＢ２１〜Ｂ２ｈを統計的に処理し、統計的処理を施された計測データＢ２０を算出し（２０９）、これをメモリに記憶する。この統計的処理は、例えば複数個の計測データの単純平均演算である。しかしながら、実際の運用に当たっては、列車制御の分野において確立された信頼性の高い統計的処理方法が選ばれる。
【００５０】
ステップ２０８に続いて、制御装置２はメモリを検索し、ステップ２０９で算出したデータ、即ち統計的処理を施した計測データと該当する車上データが存在するかを否かを調べる（２１０）。ここでは、車上データｂ２が存在する。従って、ステップ２１０の判断結果はＹＥＳとなり、制御装置２は地上子２５の車上データｂ２を統計的処理を施した計測データＢ２０で置換し（２１２）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。このように、移動させられた地上設備の現在位置は正確に計測され、その計測データは該当する車上データと自動的に置換され、車上データの自動修正が確実に行われる。
【００５１】
ステップ２１０の判定結果がＮＯの場合は、制御装置２は統計的処理を施した計測データを車上データとして追加し（２１１）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。制御装置２の動作がステップ２１１に進むのは、地上設備が新た追加された場合である。但し、図３に示した第２実施形態では、ステップ２１１に該当するデータは存在しない。
【００５２】
また、ステップ２０６の判定結果がＮＯの場合は、制御装置２は車上データを削除し（２０７）、車上データの自動修正プログラムを終了させる。制御装置２の動作がステップ２０７に進むのは、地上設備が撤去された場合である。但し、図３に示した第２実施形態では、ステップ２０７に該当するデータは存在しない。
【００５３】
更に、ステップ２０３で、計測データと車上データとの誤差が許容誤差範囲以内にある地上設備の数がＭ個に満たない場合や、Ｎ個を超える数である場合には、制御装置２は地上設備の計測系が異常であると判断し、車上データの自動修正プログラムを終了させる。
【００５４】
次に、地上設備の設置場所が許容誤差範囲を超える程に変更された場合であって、地上設備の設置場所が変更されたことが地上から車上に伝えられる第２実施形態における車上データの自動修正の第２実施例について、図３と図６を参照して説明する。
【００５５】
図６は第２実施形態における車上データの自動修正を行う場合の第２実施例のフローチャートである。
【００５６】
第２実施形態における第２実施例の図６のフローチャートのステップ３０１、ステップ３０２、ステップ３０３、ステップ３０４、ステップ３０５、ステップ３０６、及びステップ３０７は、第２実施形態における第１実施例の図５のフローチャートのステップ２０１、ステップ２０２、ステップ２０３、ステップ２０４、ステップ２０５、２０６、及びステップ２０７と夫々全く同じである。また、ステップ３０８はステップ２１０と、ステップ３０９はステップ２１１と、更にステップ３１０はステップ２１２と夫々全く同じである。
【００５７】
要するに、第２実施形態における第２実施例は、第１実施例で行っている工事区間の計測データについて複数回の走行で複数個の計測データを取得するステップと、複数個の計測データを統計的処置を行って統計的処理を施した計測データを取得するステップが省かれたものである。
【００５８】
従って、第２実施形態における第２実施例では、最初に計測された工事区間の地上設備の計測データがそのまま車上データの自動修正に用いられることになる。図３の場合、制御装置２は地上子２５の車上データｂ２を計測データＢ２で置換し（３１０）、車上データの自動修正プログラムを終了させることになる。
【００５９】
統計的処理を施した計測データでなく、１回の計測で取得したけ計測データを車上データの自動修正に用いる第２実施形態の第２実施例は、地上設備の位置計測に信頼性の高い計測機器が採用されている場合に適用されるものである。信頼性の高い計測機器とは、例えばドップラーレーダー等の非接触型計測機器である。このような非接触型計測機器では、車輪の滑走や空転の影響を排除できるからである。
【００６０】
【発明の効果】
本発明により、車上データを参照して行う列車制御装置において、複雑な運用を行うあらゆる車種の列車に対して、走行中に計測した地上設備の計測データを処理することによって簡単且つ確実に車上データの自動修正を行えるようになった。従って、従来の複雑な車上データメンテナンスシステムが不用になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される列車制御装置の一例の基本的構成を示す図である。
【図２】地上設備の変更が地上から車上に伝えられない第１実施形態の地上設備の配置位置を示した図であって、上段は計測データに基づいた地上設備の配置図、下段は車上データ基づいた地上設備の配置図である。
【図３】地上設備の変更が地上から車上に伝えられる第２実施形態の地上設備の配置位置を示した図であって、上段は計測データに基づいた地上設備の配置図、下段は車上データ基づいた地上設備の配置図である。
【図４】第１実施形態における車上データの自動修正の一実施例の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態における車上データの自動修正の第１実施例の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態における車上データの自動修正の第２実施例の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１、１６、１７、１８ 列車
２ 制御装置
３ データ入力部
４ 受電器
５ 車上子
６ 警報器
７ 確認ボタン
８ 速度発電機
９ ブレーキ操作部
１０ ブレーキ
１１ 軌道回路
１２ 信号機
１３、２４、２５、２６、２７、２８ 地上子
１４ レール
１５ 停止パターン
２１、２２、２３ 軌道回路境界
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４ 閉塞区間
Claims (3)
- 地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、車上で計測された概ね連続Ｎ個の計測データのうちのＭ個の計測データとその車上データとの誤差が許容範囲内にあるときであって、且つ、地上子や軌道回路境界等の地上設備が追加、撤去又は位置変更されたことが車上に伝達されないとき、計測データと車上データとの誤差が許容範囲外にある地上設備又は車上データに該当するものがない地上設備のＮ−Ｍ個の個々の計測データについて、複数回の走行で複数個の計測データを取得し且つこれらデータの処理を行って算出した統計的処理が施された計測データを該当する車上データに置き換え、車上データに該当するものがない統計的処理が施された計測データは車上データに追加し、更に車上データに該当する地上設備の計測データがない場合は当該車上データを削除して車上データを自動修正する列車制御装置。
- 地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、車上で計測された概ね連続Ｎ個の計測データのうちのＭ個の計測データとその車上データとの誤差が許容範囲内にあるときであって、且つ、地上子や軌道回路境界等の地上設備が追加、撤去又は位置変更されたことが地上から車上への通知手段により車上に伝達されたとき、前記通知手段で伝達された地上設備について複数回の走行で複数個の計測データを取得し且つこれらデータの処理を行って算出した統計的処理が施された計測データを該当する車上データに置き換え、車上データに該当するものがない統計的処理が施された計測データは車上データに追加し、更に車上データに該当する地上設備の計測データがない場合は当該車上データを削除して車上データを自動修正する列車制御装置。
- 地上子位置や軌道回路境界位置等の地上設備の位置を表す車上データを保持し、この車上データを参照して制御を行う列車制御装置において、車上で計測された概ね連続Ｎ個の計測データのうちのＭ個の計測データとその車上データとの誤差が許容範囲内にあるときであって、地上子や軌道回路境界等の地上設備が追加、撤去又は位置変更されたことが地上から車上への通知手段により車上に伝達されたとき、前記通知手段で伝達された地上設備の計測データがドプラーレーダー等の信頼性の高い非接触型計測機器から得られたものである場合には前記計測データを該当する車上データに置き換え、車上データに該当するものがない計測データは車上データに追加し、更に車上データに該当する地上設備の計測データがない場合は当該車上データを削除して車上データを自動修正する列車制御装置。
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Citations (3)
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