JP4775841B2 - 車上／地上間情報伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、モノレールや、新交通システムなどにおいて適用される車上／地上間情報伝送装置に関する。

モノレールや、新交通システムなどにおいては、例えば、特許文献１に開示されているように、列車の走行路に沿って敷設されたループアンテナを介して、車上と地上との間で、必要な情報信号の授受を行なう車上／地上間情報伝送システムが知られている。

ループを使用した車上／地上伝送システムとして、従来の１ループ／１列車在線に代え、トランスポンダ（無電源地上子）を使用して、１ループ上に複数列車が在線することを許容するループ式ＣＢＴＣ（Communication Based Train Control with Shared Loop）システムが提案されている（特許文献１参照）。

ループ式ＣＢＴＣシステムでは、まず、地上子（トランスポンダとも称される）を介して、地上装置から車上装置へ、地点情報を送信する。車上装置は、地上子及び車上子を介して、地上からの地点情報を受信し、ＡＴＯ運転パターンを発生する。

また、ループを介して地上／車上間で双方向伝送を行う。車上装置は固有編番を有し、地上装置は、走行距離、制限速度といった列車制御情報を固有編番ごとに順次車上に対して伝達（ポーリング）する。車上装置は自分宛ての情報を受信した場合、応答を返すことで、自列車等の位置を地上に伝達する。

ところで、ループ式ＣＢＴＣシステムの主な適用領域は、無人運転を指向するモノレールや、新交通システムなどであり、自動列車運転（ＡＴＯ）装置としての機能を備えることが必要である。一般に、ＡＴＯ装置は、自動列車制御（ＡＴＣ）装置をベースにして発車制御、定時運転制御、定位置停止制御などの機能を追加したものである。これらの機能のうち、特に、定位置停止制御（TASC-Train Automatic Stop Control）は、駅の所定の位置に列車を自動的に停車させる制御で、ＡＴＯ装置の主要な機能である。

定位置停止制御に当たっては、地上子（トランスポンダ）を介して、地上装置から車上装置へ、停止位置情報、及び、停止点制度向上のための補正情報を送信する。車上装置は、車上子を介して、地上からの情報を受信し、自己列車の定位置停止制御を行う。

定位置停止制御に当たって、従来は、有電源地上子を用い、有電源地上子を介して、地上／車上間でＡＴＯ制御情報、列車番号等の送受信を行うとともに、可動式ホーム柵、列車扉開閉指令等の各種伝送を行っていた。

ＡＴＯ装置は、地上側と車上側とに分かれて構成される。ＡＴＯ装置を構成する地上装置は、列車の定位置停止検知、ホーム柵、列車扉開閉指令等を与える必要上、有電源地上子のほかに、中継器、符号処理器などを含む。地上装置は、車上からの情報を有電源地上子→中継器→符号処理器を経由して受信するとともに、車上への情報を符号処理器→中継器→有電源地上子を経由して送信する。

ところが、前述したように、ＡＴＯ装置は、ＡＴＣ装置をベースにした装置ではあるものの、その構成要素たる地上装置及び車上装置とも、ＡＴＣ装置とは装置構成が異なるため、別途ＡＴＯ装置を設置する必要があり、システムが大規模になってしまうという重大な問題がある。
特開平９−３０１１７６号公報

本発明の課題は、ＡＴＣ装置と一体化され、簡素化されたＡＴＯ機能を有する車上／地上間情報伝送装置を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る車上／地上間情報伝送装置は、地上装置と、車上装置と、地点検知用地上子と、停止位置検知用地上子とを含む。前記地上装置及び車上装置は、相互に情報の授受を行う。前記地点検知用地上子は、列車走行路に沿って間隔を隔てて配置され、前記車上装置に列車走行路上における自己列車の位置情報を与える。前記停止位置検知用地上子は、無電源で動作するものであって、列車停止領域に配置され、前記車上装置と電気的に結合したとき前記車上装置に停止位置情報を与える。

上述したように、本発明に係る車上／地上間情報伝送装置では、地点検知用地上子が、列車走行路に沿って間隔を隔てて配置され、車上装置に列車走行路上における自己列車の位置情報を与える。車上装置は、地点検知用地上子から得られた情報を、地上装置に伝送する。具体的には、車上装置は固有編番を有し、地上装置は、走行距離、制限速度といった列車制御情報を固有編番ごとに順次車上に対して伝達（ポーリング）する。車上装置は自分宛ての情報を受信した場合、応答を返すことで、自列車等の位置を地上に伝達する。

この構成によれば、無電源の地点検知用地上子を使用して、１ループ上に複数列車が在線することを許容するＣＢＴＣシステムを構築できる。

更に、本発明に係る車上／地上間情報伝送装置は、停止位置検知用地上子を含む。停止位置検知用地上子は、列車停止領域に配置され、車上装置と電気的に結合したとき車上装置に停止位置情報を与える。従って、車上装置は、車上子を介して、停止位置検知用地上子からの地点情報を受信し、自列車の定位置停止制御を行うことができる。

定位置停止制御後は、例えば、ループアンテナ等を経由して、地上装置と車上装置との間で、列車状態、定位置停車、編成番号、ホーム柵開閉指令、列車扉状態などに関する情報の授受を行うことができる。

停止位置検知用地上子は、無電源、つまり、外部から電源を供給する必要のない地上子である。このことは、ＡＴＯ装置を構成する地上装置に、中継器、符号処理器などを含む必要がないことを意味する。このため、システム構成が著しく簡素化されることになる。

更に、ＡＴＯ装置を構成する車上装置との関連でいえば、車上装置は、もともと、無電源の地点検知用地上子との電気的な結合で地点情報を得ていたのであり、同じく無電源である停止位置検知用地上子との電気的結合に何ら支障はないし、車上装置の構造的な変更をもたらすものではない。

しかも、ＡＴＯ装置を構成する車上装置は、ＡＴＣ装置をベースにして発車制御、定時運転制御、定位置停止制御などの機能を追加したものであり、車上装置はＡＴＣ装置に対する適応性を、既に備えている。

上述したように、本発明は、ＡＴＯ装置を構成する車上装置をそのまま用いることを許容するのであって、システムの簡素化、及び、コストダウンに多大な利益をもたらすことになる。

本発明に係る車上／地上間情報伝送装置は、基本的には、ループ式のＣＢＴＣシステムを構成するのに用いられる。つまり、ループアンテナを含んでおり、ループアンテナは、列車の走行路に沿って敷設されている。地上装置及び車上装置はループアンテナを介して、列車制御情報の授受を行なう。

これとは異なって、ループアンテナを持たず、地上装置及び車上装置は、無線通信により情報の授受を行なってもよい。

以上述べたように、本発明によれば、ＡＴＣ装置と一体化され、しかも簡素化されたＡＴＯ機能を有する車上／地上間情報伝送装置を提供することができる。

本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施例によって更に詳しく説明する。

図１は本発明に係る車上／地上間情報伝送装置の一実施例を説明する図である。図示の車上／地上間情報伝送装置は、例えば、モノレール、ゴムタイヤ式列車、レールバス、浮上式列車（リニアモーターカー）等に用いられるもので、ループアンテナ１と、地上装置３と、車上装置４と、地点検知用地上子Ｐ１〜Ｐ４と、停止位置検知用地上子Ｑ１、Ｑ２とを含む。

ループアンテナ１は、列車♯１、♯２の列車走行路５に沿って敷設されている。ループアンテナ１は、例えば、平行２線式の誘導線であり、列車♯１、♯２の列車走行路５に沿って、設けられている。ループアンテナ１は、駅間に配置されるもので、全長がたとえば、１ｋｍ程度の長大化されたループ形状を持ち、列車走行路５に沿って、順次に配置されている。

地上装置３及び車上装置４は、ループアンテナ１を介して、相互に情報の授受を行なうもので、原則的には、従来より知られているものを用いることができる。地上装置３は、送受信機能及び信号処理機能を有し、ループアンテナ１に対して、列車♯１、♯２に必要な情報信号を送信する一方、車上装置４から送信された信号を、ループアンテナ１を経由して、受信し、解読する。地上装置３は、連動装置、列車集中制御装置（ＣＴＣ装置）などの上位装置から指示を受け、又は、上位装置に情報を伝送する。

車上装置４も、送受信機能及び信号処理機能を有し、列車♯１、♯２のそれぞれに備えられている。車上装置４は、地上装置３からループアンテナ１に供給された信号を、ループアンテナ１を通して、受信し、解読する。車上装置４は、列車♯１、♯２の前部から信号ｆ１を送信し、後部から信号ｆ２を送信する。これらの信号ｆ１、ｆ２は、車上から地上への情報信号として送信され、ループアンテナ１を介して、地上装置３によって受信され、解読される。信号ｆ１、ｆ２は、デジタル信号であっても、アナログ信号であってもよい。信号ｆ１は閉塞区間進入信号として利用され、信号ｆ２は閉塞区間進出信号として利用される他、上記のように、車上情報信号としても利用される。

地上装置３は、ループアンテナ１を介して、全列車に向けたポーリング（ブロードキャスト）のための信号を送信する。車上装置４は、自己列車がループアンテナ１上に進入したとき、ポーリングに応答して、自己の列車識別情報を送信する。

地点検知用地上子Ｐ１〜Ｐ４は、列車走行路５に沿って間隔を隔てて配置され、車上装置４に列車走行路５上における位置情報を与える。地点検知用地上子Ｐ１〜Ｐ４は、無電源地上子であって、その数は、任意でよい。

停止位置検知用地上子Ｑ１、Ｑ２は、無電源で動作するものであって、列車停止領域ＳＴ１に配置され、車上装置４と電気的に結合したとき車上装置４に停止位置情報を与える。列車停止領域ＳＴ１は、一般には駅である。

上述したように、本発明に係る車上／地上間情報伝送装置では、地点検知用地上子Ｐ１〜Ｐ４が、列車走行路５に沿って間隔を隔てて配置され、車上装置４に列車走行路５上における自己列車の位置情報を与える。車上装置４は、地上装置３と相互に情報の授受を行ない、地点検知用地上子Ｐ１〜Ｐ４から得られた情報を、ループアンテナ１を経由して、地上装置３に伝送する。具体的には、車上装置４は固有編番を有し、地上装置３は、走行距離、制限速度といった列車制御情報を固有編番ごとに順次車上に対して伝達（ポーリング）する。車上装置４は自分宛ての情報を受信した場合、応答を返すことで、自列車等の位置を地上に伝達する。この構成によれば、無電源の地点検知用地上子Ｐ１〜Ｐ４を使用して、１ループアンテナ上に複数列車が在線することを許容するループ式ＣＢＴＣシステムを構築できる。

更に、本発明に係る本発明に係る車上／地上間情報伝送装置は、停止位置検知用地上子Ｑ１、Ｑ２を含む。図示実施例の場合、停止位置検知用地上子Ｑ１、Ｑ２は、列車♯１の停車している駅、即ち、列車停止領域ＳＴ１に配置され、車上装置４と電気的に結合したとき車上装置４に停止位置情報を与える。従って、車上装置４は、車上子を介して、停止位置検知用地上子Ｑ１、Ｑ２からの地点情報を受信し、定位置停止制御を行うことができる。

上述のようにして、定位置停止制御が行われた後、ＡＴＯ装置を構成する地上装置３は、列車♯１の定位置停止検知、ホーム柵、列車扉開閉指令等を、ループアンテナ１を経由して、車上装置４に送信できる。地上から車上への送信情報の例としては、進行方向、列車扉開許可方向、列車扉開閉指令、ホーム柵状態、駅コードの各情報がある。

一方、ＡＴＯ装置を構成する車上装置４も、ループアンテナ１を経由して、列車状態、定位置停車、編成番号、ホーム柵開閉指令、列車扉状態などを地上装置３に伝送する。

停止位置検知用地上子Ｑ１、Ｑ２は、無電源、つまり、外部から電源を供給する必要のない地上子である。このことは、ＡＴＯ装置を構成する地上装置３に、従来必須であった中継器、符号処理器などを含む必要がないことを意味する。このため、システム構成が著しく簡素化されることになる。

更に、ＡＴＯ装置を構成する車上装置４との関連でいえば、列車♯１の車上装置４は、もともと、無電源の地点検知用地上子Ｐ１〜Ｐ４との電気的な結合で地点情報を得ていたのであり、同じく無電源である停止位置検知用地上子Ｑ１、Ｑ２との電気的結合に何ら支障生じるものではないし、ＡＴＯ装置を構成する車上装置４の構造的な変更をもたらすものではない。

しかも、ＡＴＯ装置を構成する車上装置４は、ＡＴＣ装置をベースにして発車制御、定時運転制御、定位置停止制御などの機能を追加したものであり、車上装置４はＡＴＣ装置に対する適応性を、既に備えている。

結局、本発明は、ＡＴＯ装置を構成する車上装置４をそのまま用いることを許容するのであって、システムの簡素化、及び、コストダウンに多大な利益をもたらすことになる。

図２は本発明に係る車上／地上間情報伝送装置の別の例を示す図である。図において、図１に現れていた部分に相当する部分には、同一参照符号を付し、重複説明を省略する。この実施例では、形状の大きな１つの停止位置検知用地上子Ｑを用いている。この場合も、図の実施例と同様の作用効果を得ることができる。

図３は本発明に係る車上／地上間情報伝送装置の別の例を示す図である。図において、図１に現れていた部分に相当する部分には、同一参照符号を付し、重複説明を省略する。この実施例では、停止領域ＳＴ１に、ループアンテナ１から独立するループアンテナ１２を設けてある。その他は、図１の実施例と同様であり、同様の作用効果を得ることができる。

図４は本発明に係る車上／地上間情報伝送装置の別の例を示す図である。図において、図１に現れていた部分に相当する部分には、同一参照符号を付し、重複説明を省略する。この実施例では、ループアンテナを持たず、地上装置３及び車上装置４は、無線通信により情報の授受を行なう。

以上、実施の形態を参照して説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々の変形、変更が可能であることは言うまでもない。

本発明に係る車上／地上間情報伝送装置の一実施例を示す図である。 本発明に係る車上／地上間情報伝送装置の別の実施例を示す図である。 本発明に係る車上／地上間情報伝送装置の更に別の実施例を説明する図である。 本発明に係る車上／地上間情報伝送装置の更に別の実施例を説明する図である。

符号の説明

１ ループアンテナ
Ｐ１〜Ｐ４ 地点検知用地上子
Ｑ、Ｑ１、Ｑ２ 停止位置検知用地上子
３ 地上装置
４ 車上装置
♯１、♯２ 列車

Claims (2)

1. 地上装置と、車上装置と、地点検知用地上子と、停止位置検知用地上子と、ループアンテナとを含む車上／地上間情報伝送装置であって、
   前記ループアンテナは、列車走行路に沿って敷設され、列車停止領域と列車停止領域外の区間とにわたる１つのループからなり、前記地上装置と接続されており、
   前記地上装置及び前記車上装置は、前記ループアンテナを介して、相互に情報の授受を行い、
   前記地点検知用地上子は、無電源で動作し、列車走行路沿いに間隔を隔てて列車停止領域外の区間に配置され、前記車上装置に列車走行路上における自己列車の位置情報を与え、
   前記停止位置検知用地上子は、無電源で動作し、列車停止領域に配置され、前記車上装置と電気的に結合したとき前記車上装置に停止位置情報を与え、
   前記地上装置は、前記ループアンテナを介して、前記車上装置に定位置停止検知情報を送信し、
   前記車上装置は、前記ループアンテナを介して、前記地上装置に定位置停車情報を送信する、
   車上／地上間情報伝送装置。
2. 地上装置と、車上装置と、地点検知用地上子と、停止位置検知用地上子と、ループアンテナとを含む車上／地上間情報伝送装置であって、
   前記ループアンテナは、列車走行路に沿って敷設され、列車停止領域と列車停止領域外の区間とに別々に設けられ、互いに独立して前記地上装置と接続されており、
   前記地上装置及び前記車上装置は、前記ループアンテナを介して、相互に情報の授受を行い、
   前記地点検知用地上子は、無電源で動作し、列車走行路沿いに間隔を隔てて列車停止領域外の区間に配置され、前記車上装置に列車走行路上における自己列車の位置情報を与え、
   前記停止位置検知用地上子は、無電源で動作し、列車停止領域に配置され、前記車上装置と電気的に結合したとき前記車上装置に停止位置情報を与え、
   前記地上装置は、前記ループアンテナを介して、前記車上装置に定位置停止検知情報を送信し、
   前記車上装置は、前記ループアンテナを介して、前記地上装置に定位置停車情報を送信する、
   車上／地上間情報伝送装置。

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