JP4850164B2 - 列車制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、軌道回路を使用しない無線を利用した列車制御装置、特に簡単な構成で従来の固定閉そく方式と同様なＡＴＣ制御を行うことに関するものである。

軌道回路を使用した固定閉そく式を使用しないで無線を利用した移動閉そく式の列車制御システムが特許文献１や特許文献２等に開示されている。特許文献１に示された列車制御システムは、各列車の車上装置が線路に沿って敷設された漏洩同軸ケーブルとの間で信号電波の送受信を行い、後続列車は先行列車からの信号を受信して自列車と先行列車との車間距離を検出し、検出した車間距離と自列車に設定されている停止可能ブレーキ距離とに基づいて速度パターンを算出し、算出した速度パターンで速度制御をしている。

特許文献２に示された列車制御システムは、車上制御装置で列車の位置を検出し、検出した自列車位置を無線で地上制御装置に伝送し、地上制御装置は受信した列車位置から、その列車が安全に進行できる走行許可位置を求めて列車に伝送し、車上制御装置は受信した走行許可位置までに安全に停止するように列車の速度を制御している。
特開平８−２０７７６９号公報 特開２０００−１５９１０５号公報

無線を利用した移動閉そく式の列車制御システムでは、従来からある軌道回路を使用した固定閉そく式のＡＴＣ制御方式の制御論理を使用できず、新たに複雑な制御論理を開発する必要があった。このため従来の固定閉そく方式のＡＴＣ制御から移行することは容易でないという短所があった。

この発明は、このような短所を改善し、無線を利用した列車制御システムで、実績のある固定閉そく式の列車制御方式の制御論理を利用して精度良く列車を制御する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、車上装置と地上装置を有し、前記車上装置は、基点からの列車の先頭位置を計測するとき、地上に一定区間Ａｋｍ毎に設けた列車の走行位置を補正するための距離補正用地上子を通過するたびに列車の先頭位置を補正し、補正した列車の先頭位置を示す列車位置情報と列車識別情報及び列車長情報を含む列車情報を地上に送信し、地上から受信したＡＴＣ制御情報により列車の速度を制御し、前記地上装置は複数の基地局とＡＴＣ地上装置を有し、前記複数の基地局は無線を利用して前記車上装置と情報を授受し、前記ＡＴＣ地上装置は、無線制御論理部と仮想そく区間記憶部と列車追跡処理部及びＡＴＣ論理部を有し、前記無線制御論理部は、自ＡＴＣ地上装置の制御範囲における複数の基地局と情報の授受を行い、前記仮想閉そく区間記憶部は、自ＡＴＣ地上装置の制御範囲における複数の仮想閉そく区間の位置情報が基点からの距離に応じてあらかじめ格納され、前記列車追跡処理部は、前記車上装置から定周期毎に前記基地局に送信される列車識別情報と列車位置情報及び列車長情報を入力し、入力した列車位置情報に示す補正した列車の先頭位置に対して前記距離補正用地上子の設置間隔Ａｋｍとその距離測定の誤差Ｂ％から得られる最大測定誤差距離（Ａ×Ｂ）ｍを加算して列車の先頭位置を算出し、入力した列車位置情報に示す補正した列車の先頭位置から列車長情報に示す列車長と前記最大測定誤差距離（Ａ×Ｂ）ｍを減算して列車の後尾位置を算出して列車の在線位置を特定し、特定した列車の在線位置と前記仮想閉そく区間記憶部に格納されている仮想閉そく区間の位置情報とを照合して各列車が在線する仮想閉そく区間を算出し、前記ＡＴＣ論理部は、前記列車追跡処理部で算出した各列車が在線する仮想閉そく区間を基に閉そく間隔を算出して列車識別情報を含むＡＴＣ制御情報を生成して前記無線制御論理部を介して前記複数の基地局に送ることを特徴とする。

この発明は、ＡＴＣ地上装置には制御範囲における複数の仮想閉そく区間をあらかじめ格納しておき、ＡＴＣ地上装置は、列車に搭載した車上装置から定周期毎に送信される列車位置情報と仮想閉そく区間の位置情報から各列車が在線する仮想閉そく区間をもとに閉そく間隔を算出して列車識別情報を含むＡＴＣ制御情報を生成し、生成したＡＴＣ制御情報を無線を利用して車上装置に送信して列車の速度を制御するから、無線を利用した列車制御において、実績のある従来の軌道回路を使用した固定閉そく方式の列車制御方式の制御論理を流用することができ、制御論理の開発のリスクを少なくすることができるとともに従来の固定閉そく方式から容易に移行することができる。

また、従来の連動装置の制御論理をそのまま利用することができ、例えば駅構内等で従来の軌道回路を利用した固定閉そく方式と併用することもできる。

さらに、従来の軌道回路を使用した固定閉そく方式の列車制御方式の制御論理を流用できるから、上位の運行管理システムや他の通信設備、駅設備への列車在線情報を、従来と同様に軌道回路情報形式で提供することができ、それらの装置に変更を加えないで済む。

また、ＡＴＣ地上装置に格納した複数の仮想閉そく区間は適宜変更することができるから、高密度運転に対応することができるとともに列車の速度制御を精度良く行うことができる。

図１はこの発明の列車制御装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、列車制御装置は、列車１ａ，１ｂに搭載された車上装置２と地上装置３を有する。車上装置２は、基点からの列車位置を計測し、計測した列車位置を示す列車位置情報と列車識別情報と列車長情報を含む列車情報を車上子４から地上に送信し、車上子で受信したＡＴＣ制御情報により列車１ａ，１ｂの速度を制御する。

地上装置３は複数の基地局５ａ〜５ｄとＡＴＣ地上装置６を有する。基地局５ａ〜５ｄは無線を利用して車上装置２と情報を授受する。この無線による情報の伝送には、図１に示すように、漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）７を利用する場合について示すが基地局５ａ〜５ｃと列車１に設けたアンテナを利用しても良い。

ＡＴＣ地上装置６は、無線制御論理部８と仮想そく区間記憶部９と列車追跡処理部１０及びＡＴＣ論理部１１を有する。無線制御論理部８はＡＴＣ地上装置の制御範囲の基地局５ａ〜５ｃと例えば光ケーブル等の情報伝送路１２を介して接続され、基地局５ａ〜５ｄと情報の授受を行う。仮想閉そく区間記憶部９は制御範囲における複数、例えば図１に示すように、７組の仮想閉そく区間１０１Ｔ，１０３Ｔ，１０５Ｔ，１０７Ｔ，１０９Ｔ，１１１Ｔ、１１３Ｔの位置情報が基点からの距離であらかじめ格納されている。列車追跡処理部１０は車上装置２から定周期毎に基地局５ａ〜５ｄに送信される列車識別情報と列車位置情報を入力して仮想閉そく区間記憶部９に格納されている仮想閉そく区間の位置情報と照合し、各列車１ａ，１ｂの在線位置を求めて後続列車１ａと先行列車１ｂが在線する仮想閉そく区間を求める。ＡＴＣ論理部１１は連動論理部１３からの情報を信号ＬＡＮ１４を介して入力し、入力した情報と列車追跡処理部１０で求めた後続列車１ａと先行列車１ｂが在線する仮想閉そく区間をもとに閉そく間隔を算出して列車識別情報を含むＡＴＣ制御情報を生成して無線制御論理部８を介して基地局５ａ〜５ｄに送る。基地局５ａ〜５ｄは送られたＡＴＣ制御情報を漏洩同軸ケーブル６を介して列車１ａ，１ｂに送信する。

この列車制御装置で後続列車２ａの速度を制御するときの処理を図２のフローチャートを参照して説明する。

例えば列車１ａ，１ｂの車上装置２は定周期毎に列車識別情報と列車長情報及び基点からの列車１ａ，１ｂの先頭位置を示す列車位置情報を含む列車情報を車上子４から漏洩同軸ケーブル７に送信する（ステップＳ１）。この車上装置２で基点からの位置情報を計測するとき、地上に一定間隔例えば１ｋｍ毎に設けた距離補正用地上子を通過するたびに位置情報を補正する。

基地局５ａ〜５ｄは列車１ａ，１ｂの車上装置２から車上子４を介して漏洩同軸ケーブル７送信している列車情報を受信してＡＴＣ地上装置６の無線制御論理部８に送る（ステップＳ２）。ＡＴＣ地上装置６の列車追跡処理部１０は無線制御論理部８から列車１ａ，１ｂの列車情報を入力すると、列車１ａ，１ｂの列車識別情報と列車長情報及び列車位置情報等を取り出す（ステップＳ３）。取り出した列車長情報と列車位置情報により列車１ａ，１ｂの先頭位置と後尾位置を補正する（ステップＳ４）。この列車１ａ，１ｂの先頭位置と後尾位置を補正するとき、列車の走行位置を補正するための距離補正用地上子が例えば１ｋｍ毎に設けられている場合、距離測定の誤差を１％とすると最大測定誤差は±１０ｍとなる。そこで例えば列車１ａの車上装置３から送られた列車位置情報で先頭位置が基点からＸｋｍである場合、列車１ａの先頭位置の補正値として（Ｘｋｍ＋１０ｍ）とし、列車１ａの列車長がＬｍの場合、列車の後尾位置の補正値を（Ｘｋｍ−Ｌｍ−１０ｍ）として列車１ａの在線位置を特定する。このように列車１ａ，１ｂの先頭位置と後尾位置を補正することにより、列車が在線する仮想閉そく区間を正確に算出することができ、安全性を向上することができる。但し、全列車１が同一列車長であるような路線においては、列車長情報をＡＴＣ地上装置６にあらかじめ格納させておくことにより、列車長情報を列車情報に含めないこともできる。また、列車情報には列車の進行方向情報を含めても良い。

列車追跡処理部１０は特定した列車１ａ，１ｂの在線位置と仮想閉そく区間記憶部９に格納されている仮想閉そく区間の位置情報とから各列車１ａ，１ｂの在線位置を追跡して後続列車１ａと先行列車１ｂが在線する仮想閉そく区間を求めて列車識別情報とともにＡＴＣ論理部１１に送る（ステップＳ５）。

ＡＴＣ論理部１１は連動論理部１３から入力した情報と列車追跡処理部１０から送られた後続列車１ａと先行列車１ｂが在線する仮想閉そく区間をもとに閉そく間隔を算出する。例えば図１に示すように後続列車１ａが仮想閉そく区間１１３Ｔに在線して先行列車１ｂが仮想閉そく区間１０５Ｔと１０３Ｔに在線している場合、後続列車１ａと先行列車１ｂとの間の閉そく間隔は「４」となり先行列車１ｂの後尾位置の在線位置は仮想閉そく区間１０５Ｔとなる。そして後続列車１ａを先行列車１ｂが在線する仮想閉そく区間１０５Ｔの外方区間である仮想閉そく区間１０７Ｔに停止させるために、閉そく間隔と列車識別情報を含むＡＴＣ制御情報を生成して無線制御論理部８に送る。無線制御論理部８は送られたＡＴＣ制御情報から後続列車１ａが在線する仮想閉そく区間１１３Ｔに対するＡＴＣ制御情報を抽出して基地局５ａ〜５ｄに送る（ステップＳ６）。基地局５ａ〜５ｄは送られたＡＴＣ制御情報を漏洩同軸ケーブル６に送信する（ステップＳ７）。

後続列車１ａの車上装置２は漏洩同軸ケーブルに送信されているＡＴＣ制御情報を車上子４を介して受信すると、受信したＡＴＣ制御情報から列車１ａの列車識別情報を有する閉そく間隔を抽出し、抽出した閉そく間隔から速度照査パターンを算出し、算出した速度照査パターンにより列車１ａの速度を制御する（ステップＳ８）。

このようにＡＴＣ地上装置６の仮想閉そく区間記憶部９に制御範囲における複数の仮想閉そく区間をあらかじめ格納しておき、この仮想閉そく区間を使用して列車１ａ，１ｂを制御するから、無線を利用した列車制御において実績のある従来の軌道回路を使用した固定閉そく方式の列車制御方式の制御論理を流用することができ、制御論理の開発のリスクを少なくすることができるとともに従来の固定閉そく方式から容易に移行することができる。また、上位の運行管理システムや他の通信設備、駅設備への列車在線情報を、従来と同様に軌道回路情報形式で提供することができ、それらの装置に変更を加えないで済む。

また、従来の連動装置の制御論理をそのまま利用することができ、例えば駅構内等で従来の軌道回路を利用した固定閉そく方式と併用することもできる。

さらに、ＡＴＣ地上装置６の仮想閉そく区間記憶部９に格納した複数の仮想閉そく区間を適宜設定することができるから、高密度運転に対応することができるとともに列車２の速度制御を精度良く行うことができる。

この発明の列車制御装置の構成を示すブロック図である。 列車制御装置の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１；列車、２；車上装置、３；地上装置、４；車上子、５；基地局、
６；ＡＴＣ地上装置、７；漏洩同軸ケーブル、８；無線制御論理部、
９；仮想そく区間記憶部、１０；列車追跡処理部、１１；ＡＴＣ論理部、
１２；情報伝送路、１３；連動論理部、１４；信号ＬＡＮ。

Claims (1)

1. 車上装置と地上装置を有し、
   前記車上装置は、基点からの列車の先頭位置を計測するとき、地上に一定区間Ａｋｍ毎に設けた列車の走行位置を補正するための距離補正用地上子を通過するたびに列車の先頭位置を補正し、補正した列車の先頭位置を示す列車位置情報と列車識別情報及び列車長情報を含む列車情報を地上に送信し、地上から受信したＡＴＣ制御情報により列車の速度を制御し、
   前記地上装置は複数の基地局とＡＴＣ地上装置を有し、前記複数の基地局は無線を利用して前記車上装置と情報を授受し、
   前記ＡＴＣ地上装置は、無線制御論理部と仮想そく区間記憶部と列車追跡処理部及びＡＴＣ論理部を有し、前記無線制御論理部は、自ＡＴＣ地上装置の制御範囲における複数の基地局と情報の授受を行い、
   前記仮想閉そく区間記憶部は、自ＡＴＣ地上装置の制御範囲における複数の仮想閉そく区間の位置情報が基点からの距離に応じてあらかじめ格納され、
   前記列車追跡処理部は、前記車上装置から定周期毎に前記基地局に送信される列車識別情報と列車位置情報及び列車長情報を入力し、入力した列車位置情報に示す補正した列車の先頭位置に対して前記距離補正用地上子の設置間隔Ａｋｍとその距離測定の誤差Ｂ％から得られる最大測定誤差距離（Ａ×Ｂ）ｍを加算して列車の先頭位置を算出し、入力した列車位置情報に示す補正した列車の先頭位置から列車長情報に示す列車長と前記最大測定誤差距離（Ａ×Ｂ）ｍを減算して列車の後尾位置を算出して列車の在線位置を特定し、
   特定した列車の在線位置と前記仮想閉そく区間記憶部に格納されている仮想閉そく区間の位置情報とを照合して各列車が在線する仮想閉そく区間を算出し、
   前記ＡＴＣ論理部は、前記列車追跡処理部で算出した各列車が在線する仮想閉そく区間を基に閉そく間隔を算出して列車識別情報を含むＡＴＣ制御情報を生成して前記無線制御論理部を介して前記複数の基地局に送ることを特徴とする列車制御装置。

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