JP4753848B2

JP4753848B2 - 列車制御装置

Info

Publication number: JP4753848B2
Application number: JP2006322746A
Authority: JP
Inventors: 英夫中村; 聖高橋; 賢史西田; 晃浅野
Original assignee: Nihon University; Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nihon University; Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2026-11-30
Also published as: JP2008137400A

Description

この発明は、列車の走行位置を検知して列車の速度を自動的に制限速度に制御する列車制御装置、特に地上子を使用しないで列車の走行位置を高精度に検出することに関するものである。

列車を安全に運行させるためには線路を閉そく区間に分割して、１閉そく区間に１列車だけを運転させ、他の列車を同時に入れないようにしている。この閉そく方式を行うためには先行列車の位置を検知して後方の列車に対して先行列車までの距離等の情報を送る必要がある。

この列車検知には、レールを所定の長さに区分けして電気回路を構成した軌道回路の列車進出側の境界から列車検知信号を送信し、軌道回路の列車進入側の境界で所定レベルの列車検知信号を受信しているとき、その軌道回路に列車が在線していないと判定し、列車が軌道回路に進入して車軸によりレールが短絡されて受信している列車検知信号が一定レベル以下になったとき、その軌道回路に列車が在線していると判定している。

地上と列車との間で情報を伝送するために、地上装置は先行列車の位置と進路の条件等により定まる停止目標位置を示す列車制御信号を有する信号電流を変調して軌道回路に送信し、列車は車両の床下に設けた受電器で軌道回路に流れる信号電流を受信し、車上装置は受信した信号電流に有する列車制御信号から得られる先行列車との間隔や停止目標位置までの照査速度パターンに基づき連続的に列車の速度を可変するようにしている。この列車に伝送する情報量を多くするため、近年ではレールに流す信号電流の変調方式にＭＳＫ（Minimum Shift Keying)変調を用いている。

この列車制御信号を伝送するとき、交流電化区間の場合、運転電流の高調波が極めて強力であり、この高調波雑音が入り込んでも通信可能として列車制御信号の伝送を向上させるため、特許文献１や特許文献２等にスペクトラム拡散通信方式を使用した列車制御装置が開示されている。このスペクトラム拡散通信方式を使用した列車制御装置は、地上装置では列車制御信号を擬似雑音符号（以下、ＰＮ符号という）でスペクトラム拡散変調して広い周波数帯に拡散してレールに送信し、列車に搭載された車上装置の受信部は、レールに送られているスペクトラムを拡散した信号を受信して、受信した信号を地上装置と同じＰＮ符号を使用して拡散変調する。このＰＮ符号を使用して拡散変調すると、受信した信号に混入した雑音信号はスペクトラムが拡散され列車制御拡散信号はもとの周波数帯域内に集められて地上装置で発生した元の列車制御信号にもどされる。この拡散変調した信号を狭帯域のバンドパスフィルタを通して雑音成分を除去し、送信された列車制御信号を得るようにしている。

また、車上装置で軌道回路の境界を検出するには、有絶縁軌道回路では、レールに流れている信号電流の位相が転極することを検出する方法や、軌道回路毎に異なる周波数の列車制御信号を送信している場合には、受信する周波数の変化を検出する方法や、列車制御信号に軌道ＩＤを含ませて、受信した軌道ＩＤにより検出する方法が用いられている。

また、無絶縁軌道回路では、軌道境界に絶縁がないため、レールに流れている信号電流の位相が転極することは検出できず、周波数の変化を検出する方法と列車制御信号に含まれる軌道ＩＤにより検出する方法を用いている。また、例えば特許文献３に示された列車位置検出装置は、無絶縁軌道回路に送信されている列車検知信号を受信しなくなった時点により軌道回路の境界を検出し、その時点から自列車の走行距離を計測し、自列車が新たな無絶縁軌道回路に進入して新たな無絶縁軌道回路に係るＡＴＣ信号を受信したときに計測された自列車位置を計測された距離に基づいて補正するようにしている。
特開平７−２２１６７４号公報特開２００４−９０８７１号公報特許第３６３９３８６号公報

しかしながら信号電流の位相が転極することを検出する方法や周波数の変化を検出する方法及び列車検知信号を受信しなくなった時点で軌道回路の境界を検出しても、得られた情報は軌道回路境界の情報のみであり、軌道回路境界の位置や軌道回路長の情報を得ることはできず、列車の位置を特定することはできなかった。

この列車の位置を特定するため、レールの間に地点情報すなわちキロ程を送信する地点検知用地上子を設け、車両に地点検知用地上子からの地点情報を受信する車上子を別個設ける必要があった。このようにレール間に地点検知用地上子を設けると保守作業が低下するという欠点がある。

また、列車制御信号に軌道ＩＤを含ませた電文を送信して、電文を受信して別の軌道回路に入ったことを検出する方式では電文の長さが数１０ビットとなり、電文を受信している時間だけ検出が遅れるため、検出する境界の位置精度が低下してしまう。この検出を早めるために電文のフレーム長を短くすると伝送する情報の内容が制約を受けてしまう。また、同一周波数を使用した場合には、軌道回路の境界を通過したときに電文が結合してしまう問題もある。

この発明は、このような問題を解消し、列車で列車制御信号の打ち込み点通過や列車の位置を精度良く検出するとともに先行列車との距離からブレーキパターンを作成して高密度運転を行うことができる列車制御装置を提供することを目的とするものである。

この発明の列車制御装置は、レールを複数区間に分割し、各区間の列車の進出端に接続された送信器と、各区間の列車の進入端に接続された列車検知用受信器及び列車に搭載された車上装置を有し、前記送信器は、列車検知信号をあらかじめ区間毎に設定された搬送波周波数と拡散符号により変調した列車検知用拡散信号と、列車の進行方向の前方区間の搬送波周波数と拡散符号種別及び区間境界のキロ程を有する地上情報を列車検知用拡散信号と同じ搬送波周波数で列車検知用拡散信号とは異なる拡散符号により変調した情報送信用拡散信号とを重畳してレールに送信し、
前記列車検知用受信器は、列車検知用拡散信号と同じ搬送波周波数で同じ拡散符号によりレールから受信した拡散信号を復調し、復調した列車検知信号のレベルの変化により、各区間に列車が在線したか否を検出し、
前記車上装置は、チャネル選択部と情報選択部と情報処理部及び列車位置算出部を有し、前記チャネル選択部は、区間毎の列車検知用拡散信号と同じ搬送波周波数と拡散符号を組み合わせた整合フィルタを有し、各区間に送信されている列車検知用拡散信号を入力してパルス列を出力し、前記情報選択部は、区間毎の情報送信用拡散信号と同じ搬送波周波数と拡散符号を組み合わせた復調部を有し、各区間に送信されている情報送信用拡散信号を復調して地上情報を抽出し、前記情報処理部は前記チャネル選択部から出力するパルス列の変化により列車が各区間の境界に達したことを認識し、パルス列が出力されなくなったチャネルを検出し、そのチャネルに対応する前記情報選択部の復調部で復調した地上情報に示されている前方区間の搬送波周波数と拡散符号の整合フィルタからパルス列が出力されていることを確認し、確認したチャネルに対応する搬送波周波数と拡散符号の復調部から出力されている地上情報から区間境界のキロ程を抽出し、前記列車位置算出部は前記情報処理部で抽出した区間境界のキロ程と区間境界を検出したとき速度発電機から出力するパルス数により自列車の走行位置を算出することを特徴とする。

前記送信器からレールに送信する地上情報に自区間長も有し、前記車上装置には、前記情報処理部で列車が各区間の境界に達したことを認識したとき、パルス列が出力されなくなったチャネルを検出し、そのチャネルに対応する前記情報選択部の復調部で復調した地上情報に示されている自区間長と、その区間を走行しているときの速度発電機から出力する全パルス数と車輪１回転のパルス数から車輪径を算出して補正する車輪径補正部を有し、
前記列車位置算出部は前記情報処理部で抽出した区間境界のキロ程と区間境界を検出したとき速度発電機から出力するパルス数と前記車輪径補正部で補正した車輪径補正値とから自列車の走行位置を算出する。

また、前記送信器からレールに送信する列車検知信号と地上情報に区間境界のキロ程で示した先行列車位置も有し、前記列車検知用受信器は、復調した列車検知信号に有する先行列車位置を進入側の区間に設けられた前記受信器に伝送し、前記車上装置のパターン作成部は、前記列車位置算出部で算出した自列車の走行位置と前記情報処理部で地上情報から抽出した先行列車位置から速度パターンを作成する。

さらに、前記レールを分割した各区間の列車の進出端に接続された列車情報受信器を有し、前記車上装置は、前記列車位置算出部で算出した自列車の走行位置と列車編成長を有する車上情報を前記送信器で使用している搬送波周波数と拡散符号とは異なる搬送波周波数と拡散符号により変調した車上情報拡散信号をレールに送信し、前記列車情報受信器は、車上情報拡散信号と同じ搬送波周波数で同じ拡散符号によりレールに送信された車上情報拡散信号を復調し、復調した車上情報に有する列車走行位置と列車編成長から列車の最後尾位置を算出し、算出した列車の最後尾位置を同じ区間の列車検知用受信器に伝送し、前記列車検知用受信器は進入側の区間に設けられた前記受信器に伝送している先行列車位置を伝送された列車の最後尾位置に変更し、前記車上装置のパターン作成部は、前記列車位置算出部で算出した自列車の走行位置と前記情報処理部で地上情報から抽出した先行列車の最後尾位置から速度パターンを作成する。

また、前記前記車上装置からレールに送信する車上情報に列車種別と車輪径の補正状況も有する。

この発明はレールを複数区間に分割した各区間の列車の進出端に接続された送信器からレールに送信する列車検知用拡散信号と情報送信用拡散信号を車上装置で受信し、受信した列車検知用拡散信号により区間境界に達したことを検出し、情報送信用拡散信号に含まれる区間境界のキロ程と区間境界を検出したとき速度発電機から出力するパルス数により列車の走行位置を算出することにより、列車の走行位置を区間長の変化に対応させて検出することができる。

また、送信器からレールに送信する情報送信用拡散信号に自区間長も含め、車上装置は区間境界に達したとき、走行していた区間に送信されていた情報送信用拡散信号に含まれる自区間長と、その区間を走行しているときの速度発電機から出力する全パルス数と車輪１回転のパルス数から車輪径を算出して補正し、区間境界に達したときに抽出した区間境界のキロ程と区間境界を検出したとき速度発電機から出力するパルス数と車輪径補正値とから列車の走行位置を算出することにより、列車の走行位置を高精度で検出することができる。

さらに、送信器からレールに送信する列車検知信号と地上情報に区間境界のキロ程で示した先行列車位置も含み、列車検知用受信器は復調した列車検知信号に有する先行列車位置を進入側の区間に設けられた受信器に伝送することにより列車進入側の各区間に先行列車位置を順次伝送することができ、後続する列車は先行列車位置を確実に検知することができる。

また、車上装置は列車の走行位置と地上情報から抽出した先行列車位置から速度パターンを作成することにより、後続列車の速度を安定して制御することができる。

さらに、レールを分割した各区間の列車の進出端に接続された列車情報受信器を設け、車上装置は列車の走行位置と列車編成長を有する車上情報をレールに送信し、列車情報受信器はレールに送信された車上情報に有する列車走行位置と列車編成長から列車の最後尾位置を算出し、算出した列車の最後尾位置を同じ区間の列車検知用受信器に伝送し、列車検知用受信器は進入側の区間に設けられた受信器に送っている先行列車位置を伝送された列車の最後尾位置に変更することにより進入側の区間に設けられた受信器は列車の最後尾位置を含む地上情報の情報送信用拡散信号をレールに送信でき、車上装置は列車の走行位置と地上情報から抽出した先行列車の最後尾位置から速度パターンを作成するから、列車の運行を安定して高密度化することができる。

また、車上装置から列車種別と車輪径の補正状況も含めた車上情報をレールに送信することにより、列車種別を踏切制御に利用できるとともに車輪径の補正状況を地上で確認することができる。

図１はこの発明の列車制御装置の配置図である。図に示すように、列車制御装置は、列車１が走行するレール２を信号の伝送レベルが保てる長さの区間１Ｔ〜４Ｔに分割し、各区間１Ｔ〜４Ｔの列車１の進出端に接続された送信器３ａ〜３ｄと列車情報受信器４ａ〜４ｄと、各区間１Ｔ〜４Ｔの列車１の進入端に接続された列車検知用受信器５ａ〜５ｄ及び列車１に搭載された車上装置６を有する。

送信器３は、図２のブロック図に示すように、情報処理部３１と第１の変調部３２と第２の変調部３３及び送信部３４を有する。情報処理部３１は区間境界（打込点）のキロ程で示した先行列車位置を含む列車検知信号を生成して第１の変調部３２に送り、列車１に送信する地上情報を生成して第２の変調部３３に送る。この地上情報には、先行列車位置と自区間長と列車１の進行方向の前方区間の搬送波周波数と拡散符号種別及び区間境界（打込点）のキロ程を有する。第１の変調部３２は送られた列車検知信号をあらかじめ設定された搬送波周波数と拡散符号により変調して列車検知用拡散信号を発生する。第２の変調部３３は送られた地上情報を第１の変調部３２の搬送波周波数と同じ搬送波周波数で第１の変調部３２とは異なる拡散符号により変調して情報送信用拡散信号を発生する。送信部３４は所定の搬送波周波数の列車検知用拡散信号と情報送信用拡散信号をレール２に重畳して送信する。

このレール２に送信する列車検知用拡散信号と情報送信用拡散信号の搬送波周波数は少なくとも２周波使用し、隣接する区間で異なる搬送波周波数を使用する。例えば図１に示すように、区間１Ｔに接続された送信器３ａでは搬送波周波数ｆ１を使用し、区間２Ｔに接続された送信器３ｂでは搬送波周波数ｆ２、区間３Ｔに接続された送信器３ｃでは搬送波周波数ｆ１、区間４Ｔに接続された送信器３ｄでは搬送波周波数ｆ２を使用する。また、第１の変調部３２と第２の変調部３３で変調する拡散符号は例えば異なる４種類を使用し、図１に示すように、送信器３ａの第１の変調部３２はＰＮ１、第２の変調部３３はＰＮ２を使用し、送信器３ｂの第１の変調部３２はＰＮ２、第２の変調部３３はＰＮ３を使用し、送信器３ｃの第１の変調部３２はＰＮ３、第２の変調部３３はＰＮ４を使用し、送信器３ｄの第１の変調部３２はＰＮ４、第２の変調部３３はＰＮ１を使用する。そして区間１Ｔに接続された送信器３ａは搬送波周波数ｆ１で拡散符号ＰＮ１の列車検知用拡散信号と搬送波周波数ｆ１で拡散符号ＰＮ２の情報送信用拡散信号をレール２に送信し、区間２Ｔに接続された送信器３ｂは搬送波周波数ｆ２で拡散符号ＰＮ２の列車検知用拡散信号と搬送波周波数ｆ２で拡散符号ＰＮ３の情報送信用拡散信号をレール２に送信し、区間３Ｔに接続された送信器３ｃは搬送波周波数ｆ１で拡散符号ＰＮ３の列車検知用拡散信号と搬送波周波数ｆ１で拡散符号ＰＮ４の情報送信用拡散信号をレール２に送信し、区間４Ｔに接続された送信器３ｄは搬送波周波数ｆ２で拡散符号ＰＮ４の列車検知用拡散信号と搬送波周波数ｆ２で拡散符号ＰＮ１の情報送信用拡散信号をレール２に送信している。

列車検知用受信器５は、図２のブロック図に示すように、受信部５１と復調部５２及び情報処理部５３を有する。受信部５１は送信器３からレール２に送られている拡散信号を受信する。復調部５２は、同じ区間に接続された送信器３から送信する拡散信号と同じ搬送波周波数で第１の変調部３２に設定された拡散符号と同じ拡散符号により受信部５１で受信した拡散信号を変調して列車検知信号を抽出する。情報処理部５３は復調部５２で抽出した列車検知信号のレベルの変化により、各区間に列車１が在線したか否を検出する。この列車検知用受信器５は列車１の進入側の区間に設けられた送信器３に地上回線で接続され、情報処理部５３で検出した先行列車位置を進入側の区間に設けられた送信器３に伝送する。

車上装置６は、図３のブロック図に示すように、送受信部６１とチャネル選択部６２と情報選択部６３と情報処理部６４と計数部６５と車輪径補正部６６と列車位置算出部６７とパターン作成部６８と情報記憶部６９と速度制御部７０と列車情報作成部７１及び変調部７２を有する。

送受信部６１はレール２に送信されている拡散信号をアンテナ７を介して受信し、列車の情報を示す拡散信号をアンテナ７を介してレール２に送信する。チャネル選択部６２は、図４のブロック図に示すように、搬送波周波数ｆ１と拡散符号ＰＮ１を組み合わせた整合フィルタ６２１と、搬送波周波数ｆ２と拡散符号ＰＮ２を組み合わせた整合フィルタ６２２と、搬送波周波数ｆ１と拡散符号ＰＮ３を組み合わせた整合フィルタ６２３と、搬送波周波数ｆ２と拡散符号ＰＮ４を組み合わせた整合フィルタ６２４を有し、各整合フィルタ６２１〜６２４は送受信部６１で受信した拡散信号を入力して各区間１Ｔ〜４Ｔに送信されている列車検知用拡散信号の拡散符号の１周期ごとに単一パルスを生成し、生成したパルス列を出力する。情報選択部６３は、図４のブロック図に示すように、搬送波周波数ｆ１と拡散符号ＰＮ２を組み合わせた復調部６３１と、搬送波周波数ｆ２と拡散符号ＰＮ３を組み合わせた復調部６３２と、搬送波周波数ｆ１と拡散符号ＰＮ４を組み合わせた復調部６３３と、搬送波周波数ｆ２と拡散符号ＰＮ１を組み合わせた復調部６３４を有し、各復調部６３１〜６３４は送受信部６１で受信した拡散信号を入力して各区間１Ｔ〜４Ｔに送信されている情報送信用拡散信号を復調して地上情報を抽出する。

情報処理部６４はチャネル選択部６２から出力するパルス列の変化により列車１が各区間１Ｔ〜４Ｔの境界に達したことを認識し、情報選択部６３で復調した地上情報から先行列車位置と自区間長と前方区間の搬送波周波数と拡散符号種別及び区間境界（打込点）のキロ程を抽出する。計数部６５は速度発電機８から出力するパルスを計数する。車輪径補正部６６は情報処理部６４で区間境界を検出したとき、情報処理部６４で抽出した列車１が走行している区間の区間長Ｌとその区間を走行したときに計数部６５で計数した全パルス数Ｐと車輪１回転のパルス数Ｐ１から車輪径補正値Ｄを、Ｄ＝（Ｌ・Ｐ１）／（π・Ｐ）で算出する。列車位置算出部６７は情報処理部６４で抽出した区間境界のキロ程と区間境界を検出したときから計数部６５で計数しているパルス数と車輪径補正部６６から出力される車輪径補正値Ｄとから列車１の走行位置を算出する。パターン作成部６７は列車位置算出部６７で算出している自列車走行位置と、情報処理部６４で抽出した先行列車位置又は先行列車最後尾位置及び情報記憶部６９に記憶している速度制御情報により速度パターンを作成する。速度制御部６８はパターン作成部６７で作成した速度パターンにより列車１の速度を制御する。

列車情報作成部７１は、情報記憶部６９に記憶している列車ＩＤと列車編成長と列車種別及び列車位置算出部６７で算出している自列車走行位置と列車走行位置の算出に使用した車輪径の補正状況により車上情報を作成して変調部７２に送る。変調部７２は送られた車上情報を地上の送信器３で使用している搬送波周波数と拡散符号とは異なる搬送波周波数ｆ３と拡散符号ＰＮ５により変調して車上情報の拡散信号を発生する。送受信器６１は発生した車上情報の拡散信号をアンテナ７を介してレール２に送信する。

各区間１Ｔ〜４Ｔの列車１の進入端に接続された列車情報受信器４は、図２のブロック図に示すように、受信部４１と復調部４２及び車上情報処理部４３を有する。受信部４１は車上装置６からレール２に送られている車上情報の拡散信号を受信する。復調部４２は、車上装置６の変調部７２と同じ搬送波周波数ｆ３と拡散符号ＰＮ５により受信部４１で受信した拡散信号を復調する。情報処理部４３は復調された車上情報に有する列車走行位置と列車編成長から列車の最後尾位置を算出するとともに車輪径の補正状況を確認する。この列車情報受信器４は地上回線により同じ区間の列車検知用受信器５に接続され、情報処理部４３で算出した列車最後尾位置を列車検知用受信器５の情報処理部５３に伝送する。

この列車制御装置で、図１に示すように、例えば区間１Ｔの区間長が600ｍ、区間２Ｔの区間長が1400ｍ、区間３Ｔの区間長が900ｍ、区間１Ｔの区間長が600ｍで、区間１Ｔと区間２Ｔの境界のキロ程が3k800、区間２Ｔと区間３Ｔの境界のキロ程が5k200、区間３Ｔと区間４Ｔの境界のキロ程が6k100であり、先行列車１ｂが区間４Ｔに在線している場合、図５に示すように区間１Ｔに接続された送信器３ａは先行列車１ｂの位置6k100と自区間長600ｍと前方区間２Ｔの搬送波周波数ｆ２と拡散符号ＰＮ２及び区間境界のキロ程3k800を有する地上情報を搬送波周波数ｆ１で拡散符号ＰＮ２の情報送信用拡散信号でレール２に送信し、区間２Ｔに接続された送信器３ｂは先行列車１ｂの位置6k100と自区間長1400ｍと前方区間３Ｔの搬送波周波数ｆ１と拡散符号ＰＮ３及び区間境界のキロ程5k200を有する地上情報を搬送波周波数ｆ２で拡散符号ＰＮ３の情報送信用拡散信号でレール２に送信し、区間３Ｔに接続された送信器３ｃは先行列車１ｂの位置6k100と自区間長900ｍと前方区間４Ｔの搬送波周波数ｆ２と拡散符号ＰＮ４及び区間境界のキロ程6k100を有する地上情報を搬送波周波数ｆ１で拡散符号ＰＮ４の情報送信用拡散信号でレール２に送信している。

この状態で、例えば図１に示すように、区間１Ｔに在線していた後続の列車１ａが区間２Ｔに進入すると、区間２Ｔの列車検知用受信器５ｂで受信していた搬送波周波数ｆ２で拡散符号ＰＮ２の列車検知用拡散信号が列車１ａの車軸で短絡され、図５（ａ）に示すように、列車検知用受信器５ｂの情報処理部５３は検出している列車検知信号のレベルが低下して列車１ａが区間２Ｔに進入したことを検知すると、列車１ａの位置を区間１Ｔと区間２Ｔの境界にセットし、区間１Ｔの送信器３ａに列車１ａの位置情報例えば3k800を送る。区間１Ｔの送信器３ａは送られた列車１ａの位置情報により先行列車位置を更新して搬送波周波数ｆ１で拡散符号ＰＮ１の列車検知用拡散信号と搬送波周波数ｆ１で拡散符号ＰＮ２の情報送信用拡散信号を重畳してレール２に送信する。

一方、車上装置６の情報処理部６４は、列車１ａが区間２Ｔに進入して、図５（ｂ）に示すように、チャネル選択部６２の搬送波周波数ｆ１と拡散符号ＰＮ１を組み合わせた整合フィルタ６２１からパルス列が出力されなくなると、そのタイミングを区間境界に達したタイミングと判断して区間境界検知信号を車輪径補正部６６と列車位置算出部６７に送るとともにパルス列が出力されなくなったチャネルを検出し、そのチャネルに対応する情報選択部６３の復調部６３１で復調した地上情報に示されている前方区間の搬送波周波数ｆ２と拡散符号ＰＮ２の整合フィルタ６２２からパルス列が出力されていることを確認し、確認したチャネルに対応する搬送波周波数ｆ２と拡散符号ＰＮ３の復調部６３２から出力されている地上情報を選択し、この地上情報に含まれている先行列車１ｂの位置6k100と自区間長1400と前方区間３Ｔの搬送波周波数ｆ１と拡散符号ＰＮ３と区間境界のキロ程5k200を抽出する。

車輪径補正部６６は区間境界検知信号を入力すると区間１Ｔを走行しているときに受信した地上情報に含まれる区間１Ｔの区間長600ｍと区間１Ｔを走行したときに計数部６５で計数した全パルス数Ｐと車輪１回転のパルス数Ｐ１から車輪径Ｄを算出して補正して列車位置算出部６７に送る。列車位置算出部６７は区間境界検知信号を入力すると、情報処理部６４で抽出した区間境界のキロ程5k200と区間境界を検出したとき計数部６５で計数しているパルス数と車輪径補正部６６から出力される車輪径補正値Ｄとから列車１ａの走行位置を算出してパターン作成部６８と列車情報作成部７１に送る。パターン作成部６８は送られた列車１ａの走行位置と情報処理部６４で抽出した先行列車１ｂの位置6k100及び情報記憶部６９に記憶している速度制御情報により速度パターンを作成して速度制御部７０に送る。速度制御部７０は送られた速度パターンにより列車１ａの速度を制御する。

一方、列車情報作成部７１は情報記憶部６９に記憶している列車ＩＤと列車編成長と列車種別と列車位置算出部６７から送られた自列車走行位置及び列車走行位置の算出に使用した車輪径の補正状況により車上情報を作成して変調部７２に送る。変調部７２は送られた車上情報を搬送波周波数ｆ３と拡散符号ＰＮ５により変調して車上情報の拡散信号を発生する。送受信器６１は発生した車上情報の拡散信号をアンテナ７を介してレール２に送信する。

区間２Ｔのレール２に接続された列車情報受信器４の受信部４１は列車２ａからレール２に送られている拡散信号を受信し、復調部４２は、図５（ｃ）に示すように、受信した拡散信号を搬送波周波数ｆ３と拡散符号ＰＮ５により復調して情報処理部４３に送る。情報処理部４３は送られた車上情報から列車ＩＤと列車編成長と列車種別と自列車走行位置及び車輪径の補正状況を抽出して列車２ａの走行位置と列車編成長から列車２ａの最後尾位置を算出するとともに車輪径の補正状況を確認する。そして算出した列車２ａの最後尾位置を列車検知用受信器５ｂの情報処理部５３に伝送する。列車検知用受信器５ｂの情報処理部５３は送られた列車２ａの最後尾位置を区間１Ｔに接続された送信器３ａに送る。区間１Ｔの送信器３ａは送られた列車１ａの最後尾位置により先行列車位置を更新して地上情報を生成し、搬送波周波数ｆ１で拡散符号ＰＮ２の情報送信用拡散信号をレール２に送信する。このようにして列車１ａが区間２Ｔを走行しているとき、区間２Ｔの列車進入側の区間１Ｔに列車１ａの最後尾位置を地上情報として送信できる。したがって例えば先行列車１ｂが区間４Ｔに在線しているとき、後続する列車１ａが区間３Ｔに進入したとき、車上装置６で先行列車位置として先行列車１ｂの最後尾位置の情報を得ることができ、この先行列車１ｂの最後尾位置により速度パターンを生成することにより、列車１の高密度運転を可能にすることができる。また、情報処理部４３で車輪径の補正状況を確認することにより、地上でも車輪径の補正状況を把握することができるとともに抽出した列車種別を踏切制御に利用することができる。

この発明の列車制御装置の配置図である。送信器と列車情報受信器及び列車検知用受信器の構成を示すブロック図である。車上装置の構成を示すブロック図である。車上装置のチャネル選択部と情報選択部の構成を示すブロック図である。列車検知用受信器で復調した列車検知信号と車上装置で復調した地上情報復調信号と列車情報受信器で復調した車上情報復調信号を示す図である。

符号の説明

１；列車、２；レール、３；送信器、４；列車情報受信器、５；列車検知用受信器、
６；車上装置、３１；情報処理部、３２；第１の変調部、３３；第２の変調部、
３４；送信部、４１；受信部、４２；復調部、４３；車上情報処理部、
５１；受信部、５２；復調部、５３；情報処理部、６１；送受信部、
６２；チャネル選択部、６３；情報選択部、６４；情報処理部、６５；計数部、
６６；車輪径補正部、６７；列車位置算出部、６８；パターン作成部、
６９；情報記憶部、７０；速度制御部、７１；列車情報作成部、７２；変調部。

Claims

レールを複数区間に分割し、各区間の列車の進出端に接続された送信器と、各区間の列車の進入端に接続された列車検知用受信器及び列車に搭載された車上装置を有し、
前記送信器は、列車検知信号をあらかじめ区間毎に設定された搬送波周波数と拡散符号により変調した列車検知用拡散信号と、列車の進行方向の前方区間の搬送波周波数と拡散符号種別及び区間境界のキロ程を有する地上情報を列車検知用拡散信号と同じ搬送波周波数で列車検知用拡散信号とは異なる拡散符号により変調した情報送信用拡散信号とを重畳してレールに送信し、
前記列車検知用受信器は、列車検知用拡散信号と同じ搬送波周波数で同じ拡散符号によりレールから受信した拡散信号を復調し、復調した列車検知信号のレベルの変化により、各区間に列車が在線したか否を検出し、
前記車上装置は、チャネル選択部と情報選択部と情報処理部及び列車位置算出部を有し、
前記チャネル選択部は、区間毎の列車検知用拡散信号と同じ搬送波周波数と拡散符号を組み合わせた整合フィルタを有し、各区間に送信されている列車検知用拡散信号を入力してパルス列を出力し、
前記情報選択部は、区間毎の情報送信用拡散信号と同じ搬送波周波数と拡散符号を組み合わせた復調部を有し、各区間に送信されている情報送信用拡散信号を復調して地上情報を抽出し、
前記情報処理部は前記チャネル選択部から出力するパルス列の変化により列車が各区間の境界に達したことを認識し、パルス列が出力されなくなったチャネルを検出し、そのチャネルに対応する前記情報選択部の復調部で復調した地上情報に示されている前方区間の搬送波周波数と拡散符号の整合フィルタからパルス列が出力されていることを確認し、確認したチャネルに対応する搬送波周波数と拡散符号の復調部から出力されている地上情報から区間境界のキロ程を抽出し、
前記列車位置算出部は前記情報処理部で抽出した区間境界のキロ程と区間境界を検出したとき速度発電機から出力するパルス数により自列車の走行位置を算出することを特徴とする列車制御装置。
前記送信器からレールに送信する地上情報に自区間長も有し、
前記車上装置には、前記情報処理部で列車が各区間の境界に達したことを認識したとき、パルス列が出力されなくなったチャネルを検出し、そのチャネルに対応する前記情報選択部の復調部で復調した地上情報に示されている自区間長と、その区間を走行しているときの速度発電機から出力する全パルス数と車輪１回転のパルス数から車輪径を算出して補正する車輪径補正部を有し、
前記列車位置算出部は前記情報処理部で抽出した区間境界のキロ程と区間境界を検出したとき速度発電機から出力するパルス数と前記車輪径補正部で補正した車輪径補正値とから自列車の走行位置を算出する請求項１記載の列車制御装置。
前記送信器からレールに送信する列車検知信号と地上情報に区間境界のキロ程で示した先行列車位置も有し、
前記列車検知用受信器は、復調した列車検知信号に有する先行列車位置を進入側の区間に設けられた前記受信器に伝送し、
前記車上装置は、前記列車位置算出部で算出した自列車の走行位置と前記情報処理部で地上情報から抽出した先行列車位置から速度パターンを作成するパターン作成部を有する請求項１又は２記載の列車制御装置。
前記レールを分割した各区間の列車の進出端に接続された列車情報受信器を有し、
前記車上装置は、前記列車位置算出部で算出した自列車の走行位置と列車編成長を有する車上情報を前記送信器で使用している搬送波周波数と拡散符号とは異なる搬送波周波数と拡散符号により変調した車上情報拡散信号をレールに送信し、
前記列車情報受信器は、車上情報拡散信号と同じ搬送波周波数で同じ拡散符号によりレールに送信された車上情報拡散信号を復調し、復調した車上情報に有する列車走行位置と列車編成長から列車の最後尾位置を算出し、算出した列車の最後尾位置を同じ区間の列車検知用受信器に伝送し、
前記列車検知用受信器は進入側の区間に設けられた前記受信器に伝送している先行列車位置を伝送された列車の最後尾位置に変更し、
前記車上装置のパターン作成部は、前記列車位置算出部で算出した自列車の走行位置と前記情報処理部で地上情報から抽出した先行列車の最後尾位置から速度パターンを作成する請求項３記載の列車制御装置。
前記前記車上装置からレールに送信する車上情報に列車種別と車輪径の補正状況も有する請求項４記載の列車制御装置。