JP4912185B2 - 列車制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、地上と列車との間で情報を授受して列車を制御する列車制御装置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地上と列車の間で情報を授受する列車制御装置は、あらかじめ先行列車との間隔と曲線や分岐等の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を示す符号化した列車制御信号を地上から列車に伝送し、車上装置は受信した列車制御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方法である。

この地上と列車との間で情報を伝送するために軌道回路を利用して列車検知を行うとともに列車の速度を自動的に制限速度以下に制御する従来の列車制御装置は、特許文献１に示すように、列車検知信号と列車制御信号を別々に軌道回路に送信している。列車検知信号は各軌道回路の列車進出側の境界から常時送信し、送信した列車検知信号を軌道回路の列車進入側で受信しているときは、その軌道回路に列車無しと判断している。この列車なしの状態の軌道回路に列車が進入して列車進入側で列車検知信号を受信しなくなると、その軌道回路に列車が在線したと判断している。列車制御信号は列車が検知された軌道回路にのみ列車進出側の境界から送信している（踏込み送信）。

このように列車制御信号を列車が在線する軌道回路にだけ送信する踏込み送信では、上下線の軌道回路で列車制御信号の誘導が発生する確率を低減するとともに、前方軌道回路に送信する列車制御信号と混信することを防止している。また、列車制御信号の踏込み送信を使用しないで各軌道回路に列車制御信号を常時送っていると、列車が軌道回路の境界に達して列車の先頭部分が前方に軌道回路に進入して前方の軌道回路で列車在線を検知すると、後方の軌道回路の境界付近に列車が在線しているにもかかわらず後方の軌道回路に送っている列車制御信号で停止情報を誤って送ってしまうが、踏込み送信の場合は、このような弊害が生じることを防ぐことができる。

また、列車を高密度高速運転して輸送力の増強に対応するため、特許文献２に示すように、地上と列車との間で多くの情報量を高速で伝送するデジタル符号化した列車制御信号を列車検知にも使用するシステムが採用されている。このシステムにおいては、列車制御信号を各軌道回路に常時送信する必要があり、踏込み送信方式は採用できなかった。このため、上下線誘導や前方軌道回路に送信している列車制御信号との混信を避けるために軌道回路ＩＤを導入し、周波数分離とＳ／Ｎ改善で対応している。

また、特許文献３に示すように、列車制御信号に各軌道回路を特定する軌道回路ＩＤを付加し、列車に搭載した車上装置には各軌道回路の位置とその軌道回路ＩＤをあらかじめ記憶しておき、軌道回路に送信されている列車制御信号を受信したとき、その列車制御信号に含まれる軌道回路ＩＤと車上側で検知した自列車の在線位置をあらかじめ記憶した各軌道回路の位置とその軌道回路ＩＤと照合して列車制御信号が自列車に適合するか否を判定している。
特開平９−３０１１７３号公報 特開２００３−１１８２０号公報 特開平１１−１１５７６０号公報

デジタル符号化した列車制御信号を列車検知にも使用するシステムにおいて、各軌道回路に送信する列車制御信号の周波数帯域を分離し、列車制御信号に軌道回路ＩＤを有しても、図８に示すように、上り線の軌道回路４Ｔを走行している列車１を軌道回路６Ｔ，５Ｔを通して下り線に進入させるために列車１の運転台を切り替えるとき、軌道回路４Ｔを介して送信されて車上側に記憶した情報は全て消去されてしまう。このため運転台を切り替えて列車１を運行する全ての条件が確定する前に例えば下り線の軌道回路３Ｔに送信している列車制御信号を誘導して列車１が下り線の軌道回路３Ｔに在線していると誤認してしまい、不安全側の制御に移行する可能性がある。

また、列車が軌道回路の境界に達して列車の先頭部分が前方に軌道回路に進入して前方の軌道回路で列車在線を検知したとき、後方の軌道回路の境界付近に列車が在線しているにもかかわらず後方の軌道回路に送っている列車制御信号で停止情報を誤って送信してしまう、いわゆる閉そく境界の頭打ち制御が生じる。

この発明は、このような問題を解消し、列車制御信号を各軌道回路に常時送信しても踏込み送信と同等の機能を有し、上下線誘導の可能性をなくし、かつ前方軌道回路に送信している列車検知信号との混信受信を回避するとともに、軌道回路の境界付近に列車が在線するときの誤送信を防止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、地上装置と列車に搭載された車上装置を有し、前記地上装置は、各軌道回路の列車進出側境界に接続された送信器と、列車の進入側境界に接続された受信器と、先行列車の位置情報と曲線や分岐等の進路条件を前記送信器に入力する制御部と、前記送信器と前記受信器及び前記制御部を接続する条件連絡回路とを有し、前記送信器は、前記制御部から前記条件連絡回路を介して送られる先行列車の位置情報と曲線や分岐等の進路条件を入力して、軌道回路識別情報と制限速度情報及び該当する軌道回路に列車が在線しない場合は送信ビットとして「１」を付加し、該当する軌道回路に列車が在線する場合は送信ビットとして「０」を付加する列車の在線有無を示す情報を含む列車制御信号を生成する信号波発生部と、該信号波発生部で生成した列車制御信号を受信し、受信した列車制御信号を軌道回路に常時送信する送信部とを有し、前記受信器は、軌道回路に送信された前記列車制御信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記列車制御信号に該当する軌道回路の軌道回路識別情報を有するか否により該当する軌道回路に列車が在線するか否を検出する列車検知部とを有し、前記列車検知部は、検出した列車が在線するか否の情報を、前記条件連絡回路を介して前記送信器に送り、前記送信器の信号波発生部は該当する軌道回路に列車が在線することを示す情報を受信したとき、前記列車制御信号に含まれる列車の在線有無を示す送信ビットを「１」から「０」に変更して前記送信部に送り、前記送信部は、送信ビット「０」を付加した列車制御信号を列車が在線する軌道回路に送信し、前記車上装置は、軌道回路に送信された前記列車制御信号を受信し、受信した列車制御信号のなかから列車の在線有無を示す情報として送信ビット「０」を付加した列車制御信号を選択して列車の速度を制御し、列車の運転台を進行側から後方側に切り替えた場合、前記地上装置の送信器を軌道回路の列車進出側から列車進入側に切り替わるとともに前記受信器を軌道回路の列車進入側から列車進出側に切り替わるまで送信ビット「０」を付加した列車制御信号を受信しないことを特徴とする。

この発明は、軌道回路に常時送信する列車制御信号に列車の在線有無を示す情報を含ませて軌道回路に常時送信し、この列車制御信号を使用して軌道回路に列車が在線することを検知したとき列車制御信号に列車在線ありの情報を付加して軌道回路に送信し、車上装置は軌道回路に送信された列車制御信号を受信して列車在線ありの情報を付加した列車制御信号だけを選択して列車の速度を制御するから、車上装置で受信する列車制御信号に前方の軌道回路に送信している列車制御信号が混信したりあるいは平行する他方軌道回路に送信している列車制御信号が誘導されて混信しても列車が在線する軌道回路に送信された列車制御信号を確実に選択することができ、列車の速度を安全側に制御することができる。

また、車上装置は受信した列車制御信号の中から列車在線ありの情報を付加した列車制御信号だけを選択するから、閉そく境界の頭打ち制御も回避することができる。

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。列車制御装置は、列車１の位置を検知して列車１の速度を自動的に制限速度以下に制御するものであり、地上装置２と列車１に搭載された車上装置３を有する。

地上装置２は、各軌道回路１Ｔ，３Ｔ，５Ｔ，７Ｔの境界に分波器４ａ〜４ｄを介して接続された送信器５ａ〜５ｄと受信器６ａ〜６ｄと条件連絡回路７及び制御部８を有する。送信器５は、図２のブロック図に示すように、信号波発生部９と送信部１０を有する。信号波発生部９は制御部８から条件連絡回路７を介して送られる先行列車の位置情報と曲線や分岐等の進路の条件を入力して軌道回路識別情報（以下、軌道回路ＩＤという）と制限速度情報等及び列車１の在線有無を示す情報を含む列車制御信号を軌道回路１Ｔ，３Ｔ，５Ｔ，７Ｔ毎に生成する。送信部１０は信号波発生部９で生成した列車制御信号を、分波器４ａ〜４ｄを介して各軌道回路１Ｔ，３Ｔ，５Ｔ，７Ｔの列車進出側の境界から送信する。受信器６は受信部１１と列車検知部１２を有する。受信部１１は軌道回路１Ｔ，３Ｔ，５Ｔ，７Ｔに送信された列車制御信号を各軌道回路１Ｔ，３Ｔ，５Ｔ，７Ｔの列車進入側の境界で受信する。列車検知部１２は受信部１１で該当する軌道回路の軌道回路ＩＤを有する列車制御信号の受信の有無により該当する軌道回路に列車１が在線するか否を検知する。

車上装置３は、図３のブロック図に示すように、受信器１３と受信情報選択部１４と演算処理部１５と速度照査部１６及び速度制御部１７を有する。受信器１３は車上子１８を介して軌道回路１Ｔ，３Ｔ，５Ｔ，７Ｔに送信されている列車制御信号を受信する。受信情報選択部１４は受信器１３で受信した列車制御信号に含まれる列車１の在線有無を示す情報から列車１を制御するための列車制御信号を選択する。演算処理部１５は受信情報選択部１４で選択した列車制御信号に含まれる制限速度情報を参照して列車１の速度パターンを作成する。速度照査部１６は演算処理部１５で作成した速度パターンと列車１の速度とを照合して照査する。速度制御部１７は速度照査部１６の照査結果によりブレーキ装置等を制御して列車１の速度が制限速度以下になるように制御する。

この列車制御装置で列車１を検知して列車１の速度を制御するときの動作を図４のフローチャートを参照して説明する。

送信器５ａ〜５ｄは軌道回路１Ｔ，３Ｔ，５Ｔ，７Ｔに列車制御信号を常時送信している（ステップＳ１）。この送信器５ａ〜５ｄから送信する列車制御信号は、図５（ａ）のフレーム構成１９に示すように、軌道回路ＩＤと制限速度情報等及び列車１の在線有無を示す送信ビットを含む。この列車制御信号のフレーム構成１９において、例えば各送信器５ａ〜５ｄから列車制御信号を送信する軌道回路に列車１が在線していない場合は、図５（ｂ）に示すように、送信ビットとして「１」を付加し、軌道回路に列車１が在線している場合は「０」を付加する。

例えば図６の列車１の進行状況を示す模式図の（ａ）に示すように、軌道回路１Ｔ，３Ｔ，５Ｔ，７Ｔからなる下り線の軌道回路１Ｔだけに列車１が在線して、軌道回路２Ｔ，４Ｔ，６Ｔ，８Ｔからなる上り線には列車が在線しない場合、軌道回路１Ｔに列車制御信号を送信する送信器５ａから送信ビット「０」を付加したフレーム構成１９の列車制御信号が軌道回路１Ｔに送信され、他の軌道回路２Ｔ〜８Ｔには送信ビット「１」を付加したフレーム構成１９の列車制御信号が送信される。

この状態で列車１が走行し、図６（ｂ）に示すように、列車１が軌道回路３Ｔに進入すると、軌道回路３Ｔの列車進入側に設けられた受信器６ａは軌道回路３Ｔに送信されている列車制御信号を受信しなくなり、列車検知部１２で軌道回路３Ｔに列車１が進入したことを検知し、軌道回路３Ｔに列車１が進入したことを示す信号を条件連絡回路７から送信器５ｂに送る（ステップＳ２）。送信器５ｂの信号波発生部９は軌道回路３Ｔに列車１が進入したことを示す信号を入力すると軌道回路３Ｔに送信している列車制御信号の送信ビットを「１」から「０」に変更する（ステップＳ３）。

この軌道回路３Ｔに進入した列車１に搭載した車上装置３の受信器１３は軌道回路３Ｔ及び前方の軌道回路５Ｔ，７Ｔに送信している列車制御信号を受信して受信情報選択部１４に送る（ステップ１１）。受信情報選択部１４は送られた列車制御信号の列車在線有無を示す送信ビットを確認し、送信ビット「０」の列車制御信号を選択して演算処理部１５に送る（ステップＳ１２）。演算処理部１５は送られた列車制御信号に含まれる制限速度情報を参照して列車１の速度パターンを作成して速度照査部１６に送る。速度照査部１６は送られた速度パターンと列車１の速度とを照合して照査し、速度制御部１７は速度照査部１６の照査結果によりブレーキ装置等を制御して列車１の速度が制限速度以下になるように制御する（ステップＳ１３）。

この状態で列車１が軌道回路３Ｔから進出して、軌道回路３Ｔの列車進入側に設けられた受信器６ａで軌道回路３Ｔに送信されている列車制御信号を受信し、列車検知部１２で軌道回路３Ｔから列車１が進入したことを検知すると、列車１が軌道回路３Ｔから進出したことを示す信号を条件連絡回路７から送信器５ｂに送る（ステップＳ４）。送信器５ｂの信号波発生部９は軌道回路３Ｔから列車１が進出したことを示す信号を入力すると軌道回路３Ｔに送信している列車制御信号の送信ビットを「０」から「１」に変更する（ステップＳ５）。

このように列車１が在線する軌道回路３Ｔに送信器５ｂから列車在線を示す送信ビット「０」を含む列車制御信号を送信し、車上装置３は受信した列車制御信号中から送信ビット「０」を含む列車制御信号を選択することにより、車上装置３で受信する列車制御信号に前方の軌道回路５Ｔ，７Ｔに送信している列車制御信号が混信したりあるいは上り線の軌道回路４Ｔに送信している列車制御信号が誘導されて混信しても軌道回路３Ｔに送信している列車制御信号を確実に選択することができ、列車１の速度を安全側に制御することができる。また、車上装置３は受信した列車制御信号中から送信ビット「０」を含む列車制御信号だけを選択するから、閉そく境界の頭打ち制御を回避することができる。

また、図７に示すように、上り線の軌道回路４Ｔを走行している列車１を軌道回路６Ｔ，５Ｔを通して下り線に進入させるために列車１の運転台を切り替えて列車１を運行する全ての条件が確定する前は、車上装置３では送信ビット「１」を含む列車制御信号だけを受信して送信ビット「０」を含む列車制御信号を受信しないから、列車制御信号を誤認して進行することを防ぐことができ、安全性を確保することができる。

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。 地上装置の送信器と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。 地上装置と車上装置の動作を示すフローチャートである。 速度制御信号の構成を示すフレーム構造図である。 列車の進行状況による送信ビットの変化を示す模式図である。 列車の運転台を変更するときの送信ビットを示す模式図である。 従来の列車の運転台を変更するとき状態を示す模式図である。

符号の説明

１；列車、２；地上装置、３；車上装置、４；分波器、５；送信器、６；受信器、
７；条件連絡回路、８；制御部、９；信号波発生部、１０；送信部、１１；受信部、
１２；列車検知部、１３；受信器、１４；受信情報選択部、１５；演算処理部、
１６；速度照査部、１７；速度制御部、１８；車上子、
１９；列車制御信号のフレーム構造。

Claims (1)

1. 地上装置と列車に搭載された車上装置を有し、
   前記地上装置は、各軌道回路の列車進出側境界に接続された送信器と、列車の進入側境界に接続された受信器と、先行列車の位置情報と曲線や分岐等の進路条件を前記送信器に入力する制御部と、前記送信器と前記受信器及び前記制御部を接続する条件連絡回路とを有し、
   前記送信器は、前記制御部から前記条件連絡回路を介して送られる先行列車の位置情報と曲線や分岐等の進路条件を入力して、軌道回路識別情報と制限速度情報及び該当する軌道回路に列車が在線しない場合は送信ビットとして「１」を付加し、該当する軌道回路に列車が在線する場合は送信ビットとして「０」を付加する列車の在線有無を示す情報を含む列車制御信号を生成する信号波発生部と、該信号波発生部で生成した列車制御信号を受信し、受信した列車制御信号を軌道回路に常時送信する送信部とを有し、
   前記受信器は、軌道回路に送信された前記列車制御信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記列車制御信号に該当する軌道回路の軌道回路識別情報を有するか否により該当する軌道回路に列車が在線するか否を検出する列車検知部とを有し、
   前記列車検知部は、検出した列車が在線するか否の情報を、前記条件連絡回路を介して前記送信器に送り、前記送信器の信号波発生部は該当する軌道回路に列車が在線することを示す情報を受信したとき、前記列車制御信号に含まれる列車の在線有無を示す送信ビットを「１」から「０」に変更して前記送信部に送り、前記送信部は、送信ビット「０」を付加した列車制御信号を列車が在線する軌道回路に送信し、
   前記車上装置は、軌道回路に送信された前記列車制御信号を受信し、受信した列車制御信号のなかから列車の在線有無を示す情報として送信ビット「０」を付加した列車制御信号を選択して列車の速度を制御し、
   列車の運転台を進行側から後方側に切り替えた場合、前記地上装置の送信器を軌道回路の列車進出側から列車進入側に切り替わるとともに前記受信器を軌道回路の列車進入側から列車進出側に切り替わるまで送信ビット「０」を付加した列車制御信号を受信しないことを特徴とする列車制御装置。

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