JP4906001B2

JP4906001B2 - 列車制御信号の電文生成方法及び列車速度制御方法

Info

Publication number: JP4906001B2
Application number: JP2009045099A
Authority: JP
Inventors: 了石川; 実佐野; 清久玉川; 誠吉村
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: JP2010195335A

Description

この発明は、地上から列車に対して送信する列車制御信号の電文生成方法及び列車速度制御方法に関するものである。

列車の速度を自動的に制限速度以下に制御するため、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と現在の在線位置で定められた列車制御信号（ＡＴＣ信号）を地上から列車に伝送し、車上装置は受信したＡＴＣ信号から算出される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を減速するようにしている。

この地上から列車に伝送する情報量を拡大して列車性能に応じて停止点まで連続して速度制御を行うため、非特許文献１等に示すように、車上装置は、地上から軌道回路等の伝送路を介して送信された列車制御信号を受信して解読した信号現示情報等の安全を確保するための列車制御情報と、ＲＯＭ等の車上不揮発性記憶媒体に登録された線路勾配や曲線半径等の固定情報とにより先行列車までの最適列車速度を演算し、演算した最適列車速度により列車制御を行っている。

また、車上装置は、地上から軌道回路等の伝送路を介して送信された列車制御信号を受信して解読した信号現示情報等の安全を確保するための列車制御情報と、軌道回路等の伝送路を介した伝送以前に、トランスポンダ等の情報伝送装置により伝送された線路勾配や曲線半径等の固定情報とにより先行列車までの最適列車速度を演算し、演算した最適列車速度により列車制御を行う列車制御方式も採用されている。

さらに、地上から軌道回路等の伝送路を介して送信した先行列車位置や進路開通等により変化する変化情報と、線路勾配や曲線半径等の線路構造に関する固定情報と工事等に伴う臨時速度制限情報等の情報よりなる信号を車上装置で受信して解読し、解読した安全を確保するための列車制御情報と線路勾配や曲線半径等の列車間隔をより短くするために有効な列車制御情報とにより演算して得られた先行列車までの最適列車速度により列車制御を行う列車制御方式も採用されている。

前記のように地上から軌道回路等の伝送路を介して送信されて解読した信号現示情報等の安全を確保するための列車制御情報と車上不揮発性記憶媒体に登録された線路勾配や曲線半径等の情報とにより先行列車までの最適列車速度を演算する列車速度制御方式は、線路改修等による線路勾配や曲線半径等の固定情報が変更になった場合、車上不揮発性記憶媒体に登録した制御データを、変更箇所を走行する全列車一斉に変更するとともに、その変更した内容を確認する必要があり、車上不揮発性記憶媒体の書換えが容易でないという問題がある。

また、線路勾配や曲線半径等の固定情報をトランスポンダ等の情報伝送装置により車上装置に送信する方式では、トランスポンダ等の情報伝送装置を多く設備する必要があり、設備量が増大するという問題がある。

さらに、先行列車位置や進路開通等により変化する変化情報とともに線路勾配や曲線半径等の線路構造に関する固定情報と工事等に伴う臨時速度制限情報等の情報を軌道回路等の伝送路を介して送信する方式では、軌道回路等の伝送路の信号伝送速度に比べて送信する列車制御信号が長くなり、信号伝送時間が長くなって、その間の列車制御が不可能になり列車が走行できなくなってしまうという問題がある。

この発明は、このような問題を解消し、先行列車位置や進路開通等により変化する変化情報を地上から列車に確実に伝送することができるとともに、線路改修等により固定情報が変更になった場合でも、簡単に固定情報を変更して容易に確認することができる列車制御信号の電文生成方法及び列車速度制御方法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信号の電文生成方法は、電文生成手段により列車制御信号の電文を生成するものであり、電文生成手段は、先行列車の位置や進路開通等により変化する変化情報からなる必要最小限の列車制御情報と、固定情報記憶手段に記憶している線路勾配や曲線半径等の列車間隔をより短くする上で有効な固定情報を複数に分割し、分割した各固定情報のなかで付加する分割した固定情報を識別する情報とを有する必要最小列車制御電文毎に、前記必要最小列車制御電文に有する分割した固定情報を識別する情報に対応する分割した固定情報とその固定情報を識別する情報を有する最適列車制御電文を連結して固定情報の分割数に対応した電文を生成することを特徴とする。

この発明の列車速度制御方法は、前記列車制御信号の電文生成方法で生成した列車制御信号の電文を軌道回路に送信して列車の速度を制御する列車速度制御方法であって、列車に搭載された車上装置は、軌道回路に送信されている列車制御信号の電文を受信し、受信した列車制御信号の電文に毎回含まれる必要最小列車制御電文の情報により安全を確保するうえで必要最小限の列車速度制御を行ない、電文毎に分割して入力する最適列車制御電文に含まれる分割した固定情報を識別する情報とその最適列車制御電文が連結された必要最小列車制御電文に含まれる分割した固定情報を識別する情報を照合し、最適列車制御電文が正常に受信されていることを確認すると、必要最小列車制御電文に含まれる情報と最適列車制御電文に含まれる情報により先行列車までの最適列車速度制御に切り換えることを特徴とする。

この発明は、列車制御信号の電文に線路勾配や曲線半径等の線路構造に関する固定情報を示す最適列車制御電文を有するから、線路改修等により固定情報が変更になった場合でも、その部分に該当する地上の送信器の情報を変更して試験して確認するだけで良く、固定情報を容易に変更することができる。

また、線路勾配や曲線半径等の線路構造に関する固定情報を送信するトランスポンダ等の情報伝送装置を設ける必要はなく、設備費を低減することができる。

さらに、列車制御信号の電文の長さが制約される軌道回路を介して列車制御信号の電文を伝送する場合であっても、必要最小列車制御電文毎に分割した固定情報とその固定情報を識別する情報を有する最適列車制御電文を連結して１電文の長さを短くできるから、必要最小列車制御電文を列車で確実に受信して安全を確保するうえで必要最小限の列車速度制御を行うことができる。

また、列車制御信号の電文の長さが制約される軌道回路を介して列車制御信号の電文を伝送する場合であっても、速度制御等の制約が少ない軌道回路進入直後は、列車制御信号の電文に毎回含まれる必要最小列車制御電文を受信して必要最小の列車速度等の列車制御を行い、先行列車等の速度制約点に近づくまでの間に列車制御信号の電文に含まれる最適列車制御電文を受信して線路勾配や曲線半径等に応じて列車間隔をより短くする上で有効な最適列車制御に切り換えて合理的な列車制御を行うことができる。

地上と列車間の情報伝送システム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。地上装置の送信器で生成する列車制御信号の電文構造を示すフレーム構成図である。

図１は、地上と列車との間で列車制御信号等の情報を授受する情報伝送システムの構成を示すブロック図である。図に示すように、情報伝送システムは、地上装置１と列車２に搭載した車上装置３を有し、地上装置１で列車１の位置を検知して列車１に対して速度制御信号等を伝送して列車１の速度を制限速度以下に制御する。

地上装置１は、各軌道回路１Ｔ〜４Ｔの列車進出側の境界に接続された送信器４と、各軌道回路１Ｔ〜４Ｔの列車進入側の境界に接続された受信器５を有する。送信器４は、固定情報記憶部６と電文生成部７及び送信部８を有する。固定情報記憶部６は該当する制御範囲の線路勾配や曲線半径等の線路構造等の列車間隔をより短くする上で有効な固定情報があらかじめ格納されている。電文生成部７は、条件連絡回路１０を介して送られる先行列車の位置や進路開通等により変化する変化情報からなる必要最小限の列車制御情報と固定情報記憶部６に記憶している固定情報を有する列車制御信号の電文を生成する。送信部８は電文生成部７で生成した列車制御信号の電文を各軌道回路１Ｔ〜４Ｔに送信する。受信器４は、各軌道回路１Ｔ〜４Ｔに送信されている列車制御信号の電文の受信の有無により、該当する軌道回路に列車２が在線するか否を検出する。

車上装置３は、図２のブロック図に示すように、受信器１０と演算処理部１１と速度照査部１２及び速度制御部１３を有する。受信器１０は車上子１４を介して軌道回路１Ｔ〜４Ｔに送信されている列車制御信号の電文を受信して復調する。演算処理部１１は受信器１０で復調した列車制御信号に含まれる先行列車の位置や進路開通等により変化する変化情報と、線路勾配や曲線半径等の線路構造等の列車間隔をより短くする上で有効な固定情報を参照して列車２の速度パターンを作成する。速度照査部１２は演算処理部１１で作成した速度パターンと列車２の速度とを照合して照査する。速度制御部１３は速度照査部１２の照査結果によりブレーキ装置等を制御して列車２の速度が制限速度以下になるように制御する。

この地上装置１の送信器４ｂから列車制御信号の電文を列車２が在線する軌道回路２Ｔに送信して車上装置３で受信して列車２の速度を制御するときの処理を説明する。

軌道回路２Ｔに接続された送信器４ｂの電文生成部７で生成する列車制御信号の電文２０は、図３の列車制御信号の電文構造を示すフレーム構成図に示すように、先行列車の位置や進路開通等により変化する変化情報からなる必要最小限の列車制御情報と固定情報記憶部６に記憶している固定情報を複数ｎに分割した各固定情報を示す識別情報を有する必要最小列車制御電文２１と、分割した固定情報とその識別情報を有する複数ｎの最適列車制御電文２２ａ〜２２ｃを有し、必要最小列車制御電文２１に分割した各最適列車制御電文２２ａ〜２２ｃを個々に付加して列車制御信号の１電文を構成している。

この軌道回路２Ｔに接続された送信器４ｂの電文生成部７は、列車制御信号の電文を生成するとき、図３に示すように、必要最小限の列車制御情報と固定情報の分割数と付加する固定情報の識別情報Ａを有する必要最小列車制御電文２１に分割した固定情報とその識別情報Ａを有する最適列車制御電文２２ａを１電文として生成し、次に必要最小限の列車制御情報と固定情報の分割数と付加する固定情報の識別情報Ｂを有する必要最小列車制御電文２１に分割した固定情報とその識別情報Ｂを有する最適列車制御電文２２ｂを１電文として生成し、その後、必要最小限の列車制御情報と固定情報の分割数と付加する固定情報の識別情報Ｃを有する必要最小列車制御電文２１に分割した固定情報とその識別情報Ｃを有する最適列車制御電文２２ｃを１電文として生成する。この処理を繰り返して固定情報の分割数ｎに対応した列車制御信号の電文２０を生成し、この処理を逐次繰り返して列車制御信号の電文２０を送信部８に出力する。送信部８は入力した列車制御信号の電文２０を軌道回路２Ｔに送信する。すなわち軌道回路２Ｔには１電文毎に必要最小列車制御電文２１は毎回送信され、最適列車制御電文２２は複数ｎに分割して送信される。

軌道回路２Ｔに接続された受信器５ｂは軌道回路２Ｔに送信されている列車制御信号の電文２０を受信することにより軌道回路２Ｔに列車２が在線していないことを検知し、軌道回路２Ｔに列車２が進入して送信されている列車制御信号の電文２０を受信しなくなると軌道回路２Ｔに列車２が在線したことを検知する。

軌道回路２Ｔに列車２が在線して車上装置３の受信器１０は軌道回路２Ｔに送信されている列車制御信号の電文２０を車上子１７から受信すると、受信した列車制御信号の電文２０に毎回含まれる必要最小列車制御電文２１の情報と分割された最適列車制御電文２２ａ〜２２ｃに含まれる情報を演算処理部１１に出力する。演算処理部１１は１電文毎に毎回入力する必要最小列車制御電文２１の情報により安全を確保するうえで必要最小限の列車制御用の速度パターンを作成する。そして１電文毎に分割して入力する最適列車制御電文２２ａ〜２２ｃの識別情報Ａ〜Ｃと１電文毎に必要最小列車制御電文２１に含まれる分識別情報Ａ〜Ｃを照合して最適列車制御電文２２ａ〜２２ｃが正常に受信されていることを確認すると、最適列車制御電文２２ａ〜２２ｃに含まれる必要最小限の列車制御情報と最適列車制御電文２２ａ〜２２ｃに含まれる固定情報により先行列車までの最適列車速度の速度パターンに切り換える。速度照査部１２は演算処理部１１で作成した速度パターンと列車２の速度とを照合して照査し、速度制御部１３は速度照査部１２の照査結果により列車２の速度を制御する。

このように列車制御信号の電文２０に線路勾配や曲線半径等の線路構造に関する固定情報を示す最適列車制御電文２２ａ〜２２ｃを有するから、線路改修等により固定情報が変更になった場合でも、その部分に該当する送信器４の情報を変更して試験して確認するだけで良く、固定情報を容易に変更することができる。また、線路勾配や曲線半径等の線路構造に関する固定情報を送信するトランスポンダ等の情報伝送装置を設ける必要はなく、設備費を低減することができる。

また、列車制御信号の電文２０の長さが制約される軌道回路を介して列車制御信号の電文２０を伝送する場合であっても、必要最小列車制御電文２１毎に分割した固定情報とその固定情報を識別する情報を有する最適列車制御電文２２を連結して１電文の長さを短くできるから、必要最小列車制御電文２１を列車で確実に受信して安全を確保するうえで必要最小限の列車速度制御を行うことができる。

さらに、列車制御信号の電文２０の長さが制約される軌道回路を介して列車制御信号の電文２０を伝送する場合であっても、速度制御等の制約が少ない軌道回路進入直後は、列車制御信号の電文に毎回含まれる必要最小列車制御電文２１を受信して必要最小の列車速度等の列車制御を行い、先行列車等の速度制約点に近づくまでの間に列車制御信号の電文２０に含まれる最適列車制御電文２２ａ〜２２を受信して線路勾配や曲線半径等に応じて列車間隔をより短くする上で有効な最適列車制御に切り換えることにより合理的な列車制御を行うことができる。

１；地上装置、２；列車、３；車上装置、４；送信器、５；受信器、
６；固定情報記憶部、７；電文生成部、８；送信部、９；条件連絡回路、
１０；受信器、１１；演算処理部、１２；速度照査部、１３；速度制御部、
１４；車上子、２０；列車制御信号の電文、２１；必要最小列車制御電文、
２２；最適列車制御電文。

鉄道と電気技術平成１９年５月（社）日本鉄道電気技術協会発行第７１頁〜第７６頁。

Claims

電文生成手段は、先行列車の位置や進路開通等により変化する変化情報からなる必要最小限の列車制御情報と、固定情報記憶手段に記憶している線路勾配や曲線半径等の列車間隔をより短くする上で有効な固定情報を複数に分割し、分割した各固定情報のなかで付加する分割した固定情報を識別する情報とを有する必要最小列車制御電文毎に、前記必要最小列車制御電文に有する分割した固定情報を識別する情報に対応する分割した固定情報とその固定情報を識別する情報を有する最適列車制御電文を連結して固定情報の分割数に対応した電文を生成することを特徴とする列車制御信号の電文生成方法。
請求項１記載の電文生成方法で生成した列車制御信号の電文を軌道回路に送信して列車の速度を制御する列車速度制御方法であって、
列車に搭載された車上装置は、軌道回路に送信されている列車制御信号の電文を受信し、受信した列車制御信号の電文に毎回含まれる必要最小列車制御電文の情報により安全を確保するうえで必要最小限の列車速度制御を行ない、電文毎に分割して入力する最適列車制御電文に含まれる分割した固定情報を識別する情報とその最適列車制御電文が連結された必要最小列車制御電文に含まれる分割した固定情報を識別する情報を照合し、最適列車制御電文が正常に受信されていることを確認すると、必要最小列車制御電文に含まれる情報と最適列車制御電文に含まれる情報により先行列車までの最適列車速度制御に切り換えることを特徴とする列車速度制御方法。