JP4786367B2

JP4786367B2 - 鉄道信号保安装置

Info

Publication number: JP4786367B2
Application number: JP2006045557A
Authority: JP
Inventors: 昌明日香
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: JP2007223427A

Description

この発明は、列車に対してＡＴＣ（自動列車制御装置）電文を送信したり、転てつ器や信号機といった現場機器を制御したりすることで列車を制御する鉄道信号保安装置に関するものである。

従来、デジタル信号により列車を制御する鉄道信号保安装置で、転てつ器の転換・信号点灯等の現場機器制御を行う連動論理処理と、列車へ送信するＡＴＣ電文情報を作成するＡＴＣ論理処理を、連動・ＡＴＣ統合論理部に統合し、また双方の処理に共通した論理を一つの共有論理とすることにより、地上側信号保安装置をコンパクト化する技術があった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−４２７６８号公報

上記従来の鉄道信号保安装置にあっては、軌道回路区間の列車在線状態情報や現場機器の状態情報は一旦連動・ＡＴＣ統合論理部に収集されて現場機器の制御情報やＡＴＣ電文を作成するため、制御情報やＡＴＣ電文の作成に連動・ＡＴＣ統合論理部での処理時間が必ず必要となるという問題があった。

例えば、無絶縁軌道回路にＡＴＣ電文を流す場合は、ＡＴＣ電文の混信を防ぐために、列車が在線している軌道回路区間のみにＡＴＣ電文を送信する必要があるが、軌道回路区間の列車在線状態を一旦連動・ＡＴＣ統合論理に収集してＡＴＣ電文を作成すれば、列車が前方の軌道回路区間に進入してからＡＴＣ電文の送信開始までには、連動・ＡＴＣ統合論理部での処理時間を要する。

また、転てつ器を制御する場合は、列車の衝突や脱線を防ぐために、対応する軌道回路区間に列車が在線している状態になれば、直ちに転てつ器の動作を停止側に制御する必要がある。しかしながら、軌道回路区間の列車在線状態を一旦連動・ＡＴＣ統合論理部に収集して転てつ器の制御情報を作成すれば、軌道回路区間に列車が在線している状態になってから、転てつ器の動作を停止側に制御するまでには処理時間を要する。

更には、信号機を進行側に制御する場合は、列車の衝突や脱線を防ぐために、信号機の進路内の軌道回路区間に列車が在線している状態になれば、直ちに信号機現示を停止側に制御する必要がある。しかしながら、軌道回路区間の列車在線状態を一旦連動・ＡＴＣ統合論理部に収集して信号機の制御情報を作成すれば、軌道回路区間に列車が在線している状態になってから、信号機現示を停止側に制御するまでには処理時間を要する。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ＡＴＣ電文の送信や現場機器の制御を高速化することのできる鉄道信号保安装置を得ることを目的とする。

この発明に係る鉄道信号保安装置は、軌道回路区間の列車在線状態を受信する軌道回路状態受信装置と、軌道回路状態受信装置から軌道回路区間の列車在線状態を示す信号を受信し、この信号に基づいて現場機器の制御情報を作成する中央論理処理装置と、中央論理処理装置から制御情報を受信し現場機器を制御する現場機器制御装置とを備える鉄道信号保安装置において、中央論理処理装置と前記軌道回路状態受信装置と前記現場機器制御装置が情報送信網で接続され、現場機器制御装置は情報送信網を介して軌道回路状態受信装置から列車在線状態を示す信号を受信し、中央論理処理装置は、対象となる転てつ器が制御予約中であること、転てつ器のある軌道回路区間を含む進路鎖錠が解錠中であること、転てつ器のある軌道回路区間に列車が在線しないこと、のうち、いずれかの条件を満たさなかった場合は、転てつ器の動作を停止させるための制御情報を作成し、かつ、中央論理処理装置は、対象となる信号機の進路が設定中であること、接近鎖錠・進路鎖錠が鎖錠していること、転てつ器が所定方向を向いていること、進路内の軌道回路区間の全てにおいて列車が在線しないこと、のうち、いずれかの条件を満たさなかった場合は、停止現示の制御情報を作成し、現場機器制御装置は情報送信網を介して軌道回路状態受信装置から列車在線状態を示す信号を受信し、対象となる軌道回路区間に列車が在線しない場合には中央論理処理装置からの制御情報に基づいて現場機器を制御し、対象となる軌道回路区間に列車が在線する場合には、中央論理処理装置からの転てつ器の制御情報にかかわらず、転てつ器の動作を停止する、または中央論理処理装置からの信号機の制御情報にかかわらず信号機を停止側に制御するものである。

この発明の鉄道信号保安装置は、ＡＴＣ電文の送信や現場機器の制御を高速化することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による鉄道信号保安装置を示す構成図である。
図において、鉄道信号保安装置は、進路制御入力装置１０１、中央論理処理装置１０２、ＡＴＣ電文送信装置１０３、現場機器制御装置１０４、軌道回路状態受信装置１０５、情報送信網１０６を備えている。

進路制御入力装置１０１は、人間もしくは計算機により進路の設定や解除等の制御命令を入力する装置であり、中央論理処理装置１０２に接続されている。中央論理処理装置１０２は、ＡＴＣ電文送信装置１０３、現場機器制御装置１０４、軌道回路状態受信装置１０５に情報送信網１０６を介して接続されており、ＡＴＣ電文送信装置１０３からは現在送信中のＡＴＣ電文を受信し、また、現場機器制御装置１０４からは信号機の点灯状態・転てつ器の転換方向等の現場機器における状態情報を受信し、更に、軌道回路状態受信装置１０５からは、列車の軌道回路区間の在線状態を示す信号を受信するよう構成されている。そして、中央論理処理装置１０２は、これらの進路制御入力装置１０１、ＡＴＣ電文送信装置１０３、現場機器制御装置１０４、軌道回路状態受信装置１０５から受信した情報に基づいて、転てつ器や信号機等の現場機器の制御情報やＡＴＣ電文の作成を行い、送信するよう構成されている。

ＡＴＣ電文送信装置１０３は、中央論理処理装置１０２で作成されたＡＴＣ電文を受信すると共に、軌道回路状態受信装置１０５からの列車在線状態を示す信号を受信するように構成されている。また、軌道回路状態受信装置１０５からの列車在線状態を示す信号に基づいて列車が在線する軌道回路区間を判断し、列車が在線する軌道回路区間に中央処理装置１０２で作成されたＡＴＣ電文を送信する機能を有している。ここで、列車が在線する軌道回路区間とは、列車の先端が存在する軌道回路区間を言う。現場機器制御装置１０４は、軌道回路状態受信装置１０５からの信号が、対象となる軌道回路区間に列車が在線しない状態を示す場合には、中央論理処理装置１０２からの制御情報に基づいて現場機器の制御を行う共に、現場機器が制御された状態を、各現場機器から状態情報として受信する機能を有している。また、現場機器制御装置１０４は、軌道回路状態受信装置１０５からの信号が、対象となる軌道回路区間に列車が在線する状態を示す場合には、中央論理処理装置１０２からの制御情報にかかわらず、現場機器に対して予め定められた制御を行うよう構成されている。軌道回路状態受信装置１０５は、軌道回路区間の列車在線状態を受信し、列車在線状態を示す信号を中央論理処理装置１０２とＡＴＣ電文送信装置１０３と現場機器制御装置１０４とに送信する装置である。ここで、軌道回路状態受信装置１０５が、列車在線状態を示す信号を中央論理処理装置１０２とＡＴＣ電文送信装置１０３と現場機器制御装置１０４とに送信する方法の１つとしては、中央論理処理装置１０２、ＡＴＣ電文送信装置１０３および現場機器制御装置１０４のそれぞれに対して個別に信号を送信する方法がある。また、他の方法としては、軌道回路状態受信装置１０５は情報送信網１０６に１つの信号を送信し、中央論理処理装置１０２、ＡＴＣ電文送信装置１０３および現場機器制御装置１０４のそれぞれが情報送信網１０６から同一の信号を受信する方法もある。

次に、実施の形態１の動作について説明する。
先ず、中央論理処理装置１０２の動作について説明する。
図２は、中央論理処理装置１０２の動作を示すフローチャートである。
進路選別処理（ステップＳＴ１）では、進路制御入力装置１０１から進路の設定要求が入力され、入力された進路が既に設定中の進路と競合しない場合は、該当進路の設定要求を受け付け、該当進路の転てつ器に対して、該当進路が構成される方向へ転てつ器を制御するための転てつ器制御予約を行う。

次に、進路照査処理（ステップＳＴ２）は、ステップＳＴ１の進路選別処理で受け付けた進路内の転てつ器が、該当進路が構成される方向へ転換したことを現場機器制御装置１０４から受信する現場機器状態情報で確認し、該当進路の設定が完了すると、論理的な鎖錠を行う。ここで、論理的な鎖錠には、少なくとも、進路内の軌道回路区間の全てが該当進路により占有されていることを示す接近鎖錠、進路内の各々の軌道回路が該当進路により占有されていることを示す進路鎖錠がある。

尚、中央論理処理装置１０２は、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ９の処理を周期的に実行しており、例えば、後述するステップＳＴ６において転てつ器の制御情報が生成され、この制御情報が転てつ器に送られて転てつ器が所定方向に転換し、この結果がその後の周期のステップＳＴ２で受信される。このように、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ９は中央論理処理装置１０２における複数周期の動作を含んでいる。

次に、転てつ器制御予約解除処理（ステップＳＴ３）では、該当転てつ器を進路内または過走防護区間内に含む全ての進路が解除されたことを確認して、該当転てつ器の制御予約を解除する。尚、この場合も、その制御予約を解除する転てつ器は、それより以前の周期で、関連する進路を全て解除した転てつ器である。

次に、接近鎖錠解錠処理（ステップＳＴ４）では、各接近鎖錠に対応する進路が解除されていること、その進路に接近する軌道回路区間に列車が在線しないことまたはその進路に接近する軌道回路区間に列車が在線しても列車が停止するまでの所定時間が経過していること、該当進路の信号機が停止現示になっていること、および進路内の軌道回路区間へのＡＴＣ電文が列車停止側になっていることを確認し、該当接近鎖錠を解錠する。

次に、進路鎖錠解錠処理（ステップＳＴ５）では、該当進路鎖錠より進路の信号機側に隣接する進路鎖錠または接近鎖錠が解錠していること、該当進路鎖錠が鎖錠する進路鎖錠範囲の軌道回路区間に列車が在線しないことを確認し、該当進路鎖錠を解錠する。

次に、転てつ器制御情報作成処理（ステップＳＴ６）については、更に図３を用いて説明する。
ステップＳＴ６の転てつ器制御情報作成処理では、図３のフローチャートに示すように、対象となる転てつ器が制御予約中であること（ステップＳＴ１１）、転てつ器のある軌道回路区間を含む進路鎖錠が解錠中であること（ステップＳＴ１２）、転てつ器のある軌道回路区間に列車が在線しないこと（ステップＳＴ１３）を確認して転てつ器の制御情報を作成する（ステップＳＴ１４）。これらステップＳＴ１１〜ステップＳＴ１３のうち、いずれかの条件を満たさなかった場合は、転てつ器の動作を停止させるための制御情報を作成する（ステップＳＴ１５）。

次に、信号制御情報作成処理（ステップＳＴ７）については、更に図４を用いて説明する。
ステップＳＴ７の信号制御情報作成処理では、図４のフローチャートに示すように、対象となる信号機の進路が設定中であること（ステップＳＴ２１）、接近鎖錠・進路鎖錠が鎖錠していること（ステップＳＴ２２）、転てつ器が所定方向を向いていること（ステップＳＴ２３）、進路内の軌道回路区間の全てにおいて列車が在線しないこと（ステップＳＴ２４）を確認して信号機進行現示の制御情報を作成する（ステップＳＴ２５）。これらステップＳＴ２１〜ステップＳＴ２４のうち、いずれかの条件を満たさなかった場合は、停止現示の制御情報を作成する（ステップＳＴ２６）。

次に、停止軌道回路情報作成処理（ステップＳＴ８）では、対象となる軌道回路区間（軌道回路区間Ｘとする）の前方軌道回路区間の列車在線状態および進路の設定状態に基づいて、軌道回路区間Ｘに列車が在線する場合に、列車が安全に進入することができる軌道回路区間（軌道回路区間Ｙとする）を検索し、軌道回路区間Ｙを軌道回路区間Ｘの停止軌道回路区間として、停止軌道回路情報を作成する。

図５に、無絶縁軌道回路の場合の停止軌道回路区間の例を示す。軌道回路区間Ｘ（５０１）に対する停止軌道回路区間は、軌道回路区間Ｘ（５０１）より前方であって、列車１が在線する軌道回路区間（５０２）より少なくとも１軌道回路区間を空けた軌道回路区間Ｙ（５０３）である。

次に、ＡＴＣ電文情報作成処理（ステップＳＴ９）では、駅中間の列車が在線する軌道回路区間とその前方の軌道回路区間および設定中の進路内の軌道回路区間に対して、停止軌道回路情報作成処理（ステップＳＴ８）で作成した停止軌道回路情報に基づいたＡＴＣ電文を作成する。

図６に、駅中間の場合のＡＴＣ電文作成の例を示す。
中央論理処理装置１０２は、列車１が在線する軌道回路区間６０１とその前方の軌道回路区間６０２のそれぞれに対してＡＴＣ電文を作成する。

次に、ＡＴＣ電文送信装置１０３の動作について説明する。
図７は、ＡＴＣ電文送信装置１０３の動作を示すフローチャートである。
ＡＴＣ電文送信装置１０３は、軌道回路状態受信装置１０５から列車在線状態を受信し（ステップＳＴ３１）、中央論理処理装置１０２からは列車が在線する軌道回路区間とその前方の軌道回路区間のそれぞれに対するＡＴＣ電文を受信する（ステップＳＴ３２）。次に、ＡＴＣ電文を受信した軌道回路区間に列車が在線するか否かを、軌道回路状態受信装置１０５からの列車在線状態を示す信号で判断し（ステップＳＴ３３）、実際に列車が在線する軌道回路区間のみにＡＴＣ電文を送信する（ステップＳＴ３４）。一方、ステップＳＴ３３で、ＡＴＣ電文を受信した軌道回路区間に列車が在線しなかった場合はＡＴＣ電文を送信しない（ステップＳＴ３５）。

次に、図８〜図１０を用いて、列車の進行と中央論理処理装置１０２でのＡＴＣ電文情報作成処理とＡＴＣ電文送信装置１０３での軌道回路区間へのＡＴＣ電文の送信処理との関係を説明する。
先ず、図８において、列車１が軌道回路区間Ｘ（８０１）に在線している場合は、中央論理処理装置１０２は、軌道回路区間Ｘ（８０１）およびその前方の軌道回路区間Ｙ（８０２）のそれぞれに対するＡＴＣ電文を作成する。次に、ＡＴＣ電文送信装置１０３は、中央論理処理装置１０２から軌道回路区間Ｘ（８０１）およびその前方の軌道回路区間Ｙ（８０２）のそれぞれに対するＡＴＣ電文を受信すると共に、軌道回路状態受信装置１０５から軌道回路区間Ｘ（８０１）が在線中であることを受信するから、軌道回路区間Ｘ（８０１）へＡＴＣ電文を送信する。

次に、図９に示すように、列車１は、軌道回路区間Ｘ（８０１）から軌道回路区間Ｙ（８０２）へ進入する。この時の軌道回路状態受信装置１０５、中央論理処理装置１０２およびＡＴＣ電文送信装置１０３の処理は図１０のようになる。図１０において、軌道回路状態受信装置１０５の処理周期１０５ａ、中央論理処理装置１０２の処理周期１０２ａおよびＡＴＣ電文送信装置１０３の処理周期１０３ａは、図示のように、同一処理周期となっている。

このような状態で、先ず、軌道回路状態受信装置１０５は、軌道回路区間Ｙ（８０２）に列車１が在線していることを検知したとする（１００１）。これにより、軌道回路状態受信装置１０５は、軌道回路区間Ｙ（８０２）の列車在線状態を示す信号を中央論理処理装置１０２およびＡＴＣ電文送信装置１０３に送信する（１００２）。ＡＴＣ電文送信装置１０３は、軌道回路状態受信装置１０５から送られた軌道回路区間Ｙ（８０２）の列車在線状態を示す信号と、軌道回路区間Ｙ（８０２）に列車１が進入前に予め中央論理処理装置１０２が送信していた軌道回路区間Ｙ（８０２）のＡＴＣ電文から、軌道回路区間Ｙ（８０２）へのＡＴＣ電文の送信を開始する（１００３）。これと並行して、中央論理処理装置１０２は在線中となった軌道回路区間Ｙ（８０２）およびその前方の軌道回路区間Ｚ（８０３）のそれぞれに対するＡＴＣ電文を作成し、ＡＴＣ電文送信装置１０３へ送信を開始する（１００４）。

ＡＴＣ電文送信装置１０３は、このような動作を行うことにより、列車が前方の軌道回路区間Ｙ（８０２）に進入した時点において、中央論理処理装置１０２での処理を待つことなく、軌道回路状態受信装置１０５からの列車在線状態を示す信号の変化により直ちに軌道回路区間Ｙ（８０２）へのＡＴＣ電文を送信開始できるので、前方の軌道回路区間Ｙ（８０２）に進入した列車は直ちに該当軌道回路区間Ｙ（８０２）に対するＡＴＣ電文を受信することができ、その結果、保安性を向上させることができる。

次に、現場機器制御装置１０４の動作について説明する。
図１１は、現場機器制御装置１０４の動作を示すフローチャートである。
現場機器制御装置１０４は、軌道回路状態受信装置１０５から列車在線状態を示す信号を受信し（ステップＳＴ４１）、中央論理処理装置１０２からは、転てつ器の制御情報、信号機の制御情報を受信する（ステップＳＴ４２）。次に、転てつ器の制御においては、転てつ器のある軌道回路区間に列車が在線しないことを、軌道回路状態受信装置１０５からの列車在線状態を示す信号で判断する（ステップＳＴ４３）。このステップＳＴ４３において、列車が在線しない場合にのみ転てつ器への制御を行い（ステップＳＴ４４）、列車が在線する場合は、中央論理処理装置１０２からの転てつの制御情報にかかわらず、転てつ器の動作を停止する（ステップＳＴ４５）。また、信号機の制御においては、中央論理処理装置１０２から進行現示制御を行う制御情報を受信し、進行現示制御を行う信号機の進路内の軌道回路区間に列車が在線しないことを、軌道回路状態受信装置１０５からの列車在線状態を示す信号で判断する（ステップＳＴ４６）。このステップＳＴ４６において、列車が在線しない場合にのみ信号機への進行現示出力を行い（ステップＳＴ４７）、列車が在線する場合は、中央論理処理装置１０２からの信号機の制御情報にかかわらず、信号機を停止側に制御する（ステップＳＴ４８）。

現場機器制御装置１０４は以上のような動作を行うため、軌道回路区間に列車が在線する状態となれば、中央論理処理装置１０２での処理を待つことなく、軌道回路状態受信装置１０５からの列車在線状態を示す信号の変化により、直ちに、転てつ器の動作を停止することができ、または信号機を停止側に制御できるので、保安性が向上する。

この発明の実施の形態１による鉄道信号保安装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１による鉄道信号保安装置の中央論理処理装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１における転てつ器制御情報作成処理のフローチャートである。この発明の実施の形態１における信号制御情報作成処理のフローチャートである。この発明の実施の形態１における無絶縁軌道回路の場合の停止軌道回路の一例を示す説明図である。この発明の実施の形態１における駅中間の場合のＡＴＣ電文作成範囲の一例を示す説明図である。この発明の実施の形態１における鉄道信号保安装置のＡＴＣ電文送信装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１における列車の進行と軌道回路区間との関係を示す説明図（その１）である。この発明の実施の形態１における列車の進行と軌道回路区間との関係を示す説明図（その２）である。この発明の実施の形態１における軌道回路状態受信装置と中央論理処理装置とＡＴＣ電文送信装置との処理の関係を示す説明図である。この発明の実施の形態１における現場機器制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１列車、１０１進路制御入力装置、１０２中央論理処理装置、１０３ＡＴＣ電文送信装置、１０４現場機器制御装置、１０５軌道回路状態受信装置、１０６情報送信網。

Claims

軌道回路区間の列車在線状態を受信する軌道回路状態受信装置と、
前記軌道回路状態受信装置から軌道回路区間の列車在線状態を示す信号を受信し、前記信号に基づいて現場機器の制御情報を作成する中央論理処理装置と、
前記中央論理処理装置から前記制御情報を受信し前記現場機器を制御する現場機器制御装置とを備える鉄道信号保安装置において、
前記中央論理処理装置と前記軌道回路状態受信装置と前記現場機器制御装置が情報送信網で接続され、前記現場機器制御装置は前記情報送信網を介して前記軌道回路状態受信装置から列車在線状態を示す信号を受信し、
前記中央論理処理装置は、
対象となる転てつ器が制御予約中であること、転てつ器のある軌道回路区間を含む進路鎖錠が解錠中であること、転てつ器のある軌道回路区間に列車が在線しないこと、のうち、いずれかの条件を満たさなかった場合は、転てつ器の動作を停止させるための制御情報を作成し、
かつ、前記中央論理処理装置は、
対象となる信号機の進路が設定中であること、接近鎖錠・進路鎖錠が鎖錠していること、転てつ器が所定方向を向いていること、進路内の軌道回路区間の全てにおいて列車が在線しないこと、のうち、いずれかの条件を満たさなかった場合は、停止現示の制御情報を作成し、
前記現場機器制御装置は前記情報送信網を介して前記軌道回路状態受信装置から列車在線状態を示す信号を受信し、対象となる軌道回路区間に列車が在線しない場合には前記中央論理処理装置からの前記制御情報に基づいて前記現場機器を制御し、対象となる軌道回路区間に列車が在線する場合には、前記中央論理処理装置からの転てつ器の制御情報にかかわらず、転てつ器の動作を停止する、または前記中央論理処理装置からの信号機の制御情報にかかわらず信号機を停止側に制御することを特徴とする鉄道信号保安装置。