JP5341570B2 - 列車制御装置、制御方法及び制御システム - Google Patents
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[1.第1の実施形態]
[1.1.全体構成]
次に、本発明の第1の実施形態に係る全体構成を図1を参照して以下に説明する。
列車側には、図1に示す通り、走行ルートの設定要求等の列車側の各種機能を制御する列車制御装置1と、速度発電機又はパルスジェネレータ等により列車の位置及び速度を検出する列車位置・速度検出装置2と、地上側との間で無線伝送による情報の送受信を行う車上無線局3と、を備えている。
ここで、列車制御装置1が備える具体的な構成について、以下に説明する。
図1に示す通り、101は、列車位置・速度検出装置2により検出された自列車の位置及び速度に基づいて列車位置情報及び速度情報を演算し決定する列車位置・速度決定部(「取得手段」に対応する)である。102は、列車制御用のダイヤデータ記憶部であり、駅出発時刻、駅停車時刻、駅通過時刻、駅折り返し時刻等の列車の運行予定情報が記憶される。
次に、ルート設定要求部107の具体的な構成について、図2を参照して以下に詳述する。図2に示す通り、ルート設定要求部107は、まず、列車位置・速度決定部101により決定した列車の位置及び速度情報と、ダイヤデータ記憶部102に記憶された列車の運行予定情報と、走行路線形DB103に記憶された分岐器5の位置及び状態情報等と、分岐器通過順序及び転換方向テーブル106に登録された対象走行路に存在する各分岐器5での列車の通過順序及び当該分岐器5の転換方向と、に基づいて自列車の次の停車駅までの走行予定ルートを抽出する走行予定ルート抽出手段107aを備えている。
次に、減速パターン作成部108の具体的な構成について、図4を参照して以下に説明する。
図4に示す通り、減速パターン作成部108は、後述するが、地上装置4から送られた走行予定ルート上の障害情報を受信すると、分岐器通過順序及び転換方向テーブル106に登録された各分岐器5の列車の通過順序及び転換方向に基づいて、この走行予定ルート上で当該障害情報より手前に存在する分岐器5のうち、自列車に通過の際の優先権があり(通過順序が最優先)、かつ、未だ自列車の走行方向に転換及び鎖錠されていない(専有されていない)分岐器5を抽出する分岐器抽出手段108aを備えている。すなわち、この分岐器抽出手段108aは、受信した障害情報より手前で、通過する際の優先権があり、かつ、未だ自列車用に転換又は鎖錠されていない分岐器5を抽出する。
次に、地上装置4の具体的な構成について、以下に説明する。
401は、走行路の線形データベース(以下、走行路線形DBと称する)であり、列車側と同様に、走行路に配設された分岐器5の位置及び状態情報(分岐器の絶対位置及び転換方向等)、分岐又は合流に関する線形情報(分岐器5での分岐又は合流情報)に加え、走行路の傾斜(勾配)や直線・曲線度合い等の情報が記憶される。
次に、上記のような構成を有する第1の実施形態に係る作用について、図5〜10を参照して以下に説明する。なお、列車位置・速度決定部101では、列車位置・速度検出装置2を介して列車の位置及び速度情報が決定され、当該列車の位置及び速度情報が車上無線局3及び無線基地局7を経由して地上装置4の列車在線位置決定部402へ送られているものとする。
このような状況下で、まず、図5に示す通り、列車制御装置1のルート設定要求部107の走行予定ルート抽出手段107aは、駅出発前に、制御用列車ダイヤデータ記憶部102が有する列車の運行予定情報、列車位置・速度決定部101により決定された自列車の位置及び速度情報、走行路線形DB103に記憶された走行路に配設された分岐器5の位置及び状態情報等、及び分岐器通過順序及び転換方向テーブル106に登録された各分岐器5の通過順序及び転換方向に基づいて、次の停車駅までの走行予定ルートを抽出する(S501)。
図6に示す通り、地上装置4において、列車制御装置1のルート設定要求部107により抽出された走行予定ルートを受信すると(S601)、ルート設定部403の障害情報抽出手段403aは、列車位置・速度決定部101により決定された各列車の位置情報である在線状態、及び転てつ装置6から送られる分岐器5の開通方向表示信号を基に、当該走行予定ルート上に存在する先行列車の尾端位置情報や先行列車のために使用されている分岐器5等といった障害情報を抽出する(S602)。
そして、図7に示す通り、車上無線局3を介して列車制御装置1にて、この障害情報を受信すると(S701)、減速パターン作成部108の分岐器抽出手段108aは、分岐器通過順序及び転換方向テーブル106に登録された各分岐器5の列車の通過順序及び転換方向に基づいて、走行予定ルート上で当該障害情報より手前に存在する分岐器5のうち、自列車に通過の際の優先権があり(通過順序が最優先)、かつ、未だ自列車の走行方向に転換及び鎖錠されていない(専有されていない)分岐器5を抽出する(S702)。
当該障害情報抽出手段403aは、先行列車の尾端位置情報として、列車B及び列車Aを抽出し、先行列車のために使用されている分岐器5としては、分岐器5−5のみを抽出する。そのため、走行予定ルート上で最も手前にある障害物としては、列車Aが抽出され、分岐器5−4は抽出されない。しかしながら、上述した列車制御装置1の分岐器抽出手段108aにより、分岐器通過順序及び転換方向テーブル106に登録された各分岐器5の列車の通過順序及び転換方向を参照して、分岐器5−4の通過順序(列車B→C)を取得し、当該分岐器5−4に自列車Cの優先権がないことを認識する。
現時点で走行許可済みの位置である支障位置として決定する(S703)。これにより、現時点で走行許可済みの走行予定ルートが決定される
S706において、ブレーキパターン作成手段108dにより、非常ブレーキパターンと常用最大ブレーキパターンを作成されると、ルート設定要求部107の抵触判定手段107bは、列車位置・速度決定部101により決定される自列車の位置及び速度情報を基に、所定の時間後(例えば、図3で言えばT秒後)に自列車がこの常用最大ブレーキパターンに抵触するかを判定する(S707)。抵触判定手段107bにより抵触しないと判定された場合には(S707のNO)、図5に示したS502の走行予定ルートの送信処理に戻り、それ以降の図6のS601〜603及び図7のS701〜706までの処理が繰り返される。
次に、図8に示すように、無線基地局7を経由して地上装置4において、分岐器5の転換要求指令を受信すると(S801)、ルート設定部403の分岐器転換制御手段403bは、転てつ装置6から送られる分岐器開通方向表示信号に基づいて、要求された分岐器5の使用状態を再度チェックする(S802)。そして、この分岐器転換制御手段403bは、列車側から受信した分岐器5の転換要求指令を転てつ装置6に送信する(S803)。
ここで、列車制御装置1の減速パターン作成部108では、地上側から受信する障害情報が更新される毎にブレーキパターンを更新し、最終的に支障位置が、次の停車駅までの走行予定ルートの終端位置に達するまで更新が続けられる。そして、S704において、走行ルート決定手段108bにより、次の停車駅までの走行予定ルートの全ての設定が完了していると判断された場合には(S704のYES)、次の停車駅までの走行予定ルートが全て設定完了されているとして(S709)、次の停車駅に向けて前述の同様の処理が繰り返される。
[2.1.全体構成]
次に、本発明の第2の実施形態の構成について、図11を参照して以下に説明する。
第2の実施形態では、第1の実施形態の列車制御装置1及び地上装置4に対して、分岐部5の列車通過順序を変更する際に必要な機能を付加した下記のような構成を有している。
次に、運行乱れ監視及び通過順序入替部109の具体的な構成について、図12を参照して説明する。
まず、この運行乱れ監視及び通過順序入替部109は、ルート設定要求部107により要求される次の停車駅までの走行予定ルートと走行路線形DB103に記憶された分岐器5の位置及び状態情報等から、次の停車駅までの走行予定ルート上に存在する分岐器5を抽出する分岐器抽出手段109aを備えている。
次に、上記のような構成を有する第2の実施形態の列車順序の入替手順について、図13〜16を参照して、以下に説明する。
まず、図13に示す通り、列車制御装置1が備える運行乱れ監視及び通過順序入替部109の分岐器抽出手段109aは、ルート設定要求部107により要求される次の停車駅までの走行予定ルートと走行路線形DB103に記憶された分岐器5の位置及び状態情報等から、次の停車駅までの走行予定ルート上に存在する分岐器5を抽出する(S1301)。なお、一例として、列車Aが駅の本線を通過した後に列車Bが側線から出発するような制御用列車ダイヤが組まれている状況下において、列車Aの遅延が発生した際に、列車Bを先行して出発させるような列車順序入替を行う処理を想定する図16のようなケースで言えば、側線に位置する列車Bの列車制御装置1の分岐器抽出手段109aが、次の停車駅までの走行予定ルート上に存在する分岐器5を抽出する。
地上装置4では、図14に示す通り、無線基地局7を介して、列車側の運行乱れ監視及び通過順序入替部109により送られた列車順序入替情報を受信する(S1401)。そして、列車通過順序管理部405が、この受信した列車順序入替情報を送信元である列車を含め各列車の運行乱れ監視及び通過順序入替部109に、無線基地局7及び車上無線局3を経由して送信する(S1402)。すなわち、図16で言えば、地上装置4の列車通過順序管理部405は、受信した列車順序入替情報を、列車Bに加え、その他の各列車の運行乱れ監視及び通過順序入替部109に送信する。
地上装置4の列車通過順序管理部405から列車順序入替情報が送信されると、図15に示す通り、各列車の列車制御装置1の運行乱れ監視及び通過順序入替部109は、車上無線局3を介してこれを受信し(S1501)、当該運行乱れ監視及び通過順序入替部109の入替情報登録手段109gが受信した当該列車順序入替情報を制御用列車ダイヤデータ記憶部102に登録する(S1502)。
本発明は、上記のように第2の実施形態に係り、列車順序の入替が行われた後に、列車制御装置1のルート設定要求部107から地上装置4に対して、ルート設定要求を行う場合において、制御用列車ダイヤのバージョン番号の照合を行うことにより、全列車が同一の制御用列車ダイヤを基に走行しているか確認する機能を有する構成態様も包含する。このような構成を有することにより、本発明は、走行予定ルート上に存在する各列車が最新バージョンの制御用列車ダイヤを有するかを確認すること可能となり、特に、列車装置1からのルート設定要求の際に、付加情報である制御用列車ダイヤバージョン情報が、地上装置4が記憶している最新のバージョン情報と合致しない場合に、ルート設定要求を拒否することでき、それ故不安全は分岐器5の転換が行われないようにすることが可能となる。
101…列車位置・速度決定部
102…制御用列車ダイヤデータ記憶部
103…走行路線形DB
104…車両性能DB
105…分岐器通過順序及び転換方向決定部
106…分岐器通過順序及び転換方向テーブル
107…ルート設定要求部
107a…走行予定ルート抽出手段
107b…抵触判定手段
107c…転換指令要求手段
108…減速パターン作成部
108a…分岐器抽出手段
108b…走行ルート決定手段
108c…限界停止位置設定手段
108d…ブレーキパターン作成手段
109…運行乱れ監視及び通過順序入替部
109a…分岐器抽出手段
109b…優先列車抽出手段
109c…使用状態判定手段
109d…遅延時間検出手段
109e…遅延度合い判定手段
109f…列車順序入替情報生成手段
109g…入替情報登録手段
2…列車位置・速度検出装置
3…車上無線局
4…地上装置
402…列車在線位置決定部
403…ルート設定部
403a…障害情報抽出手段
403b…分岐器転換制御手段
403c…分岐器使用状態更新手段
404…ルート構成要素使用状態テーブル
405…列車通過順序管理部
5、5−1〜5−5…分岐器
6…転てつ装置
7…無線基地局
Claims (10)
- 列車の走行を制御するとともに、列車に搭載された無線通信部を介して地上装置と情報の送受信を行う列車制御装置において、
列車の運行予定情報を記憶するダイヤデータ記憶部と、
列車の走行路に設けられた各分岐器を列車が通過する順序を記憶する通過順序記憶部と、
前記各分岐器の位置、転換方向、分岐または合流に関する情報を含む路線形情報を記憶する路線形情報記憶部と、
自列車の位置および速度情報を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した位置情報、前記ダイヤデータ記憶部に記憶されている自列車の運行予定情報、前記通過順序記憶部に記憶されている各分岐器を列車が通過する順序、および前記路線形情報記憶部に記憶されている路線形情報に基づいて自列車の走行予定ルート情報を求めるとともに、前記無線通信部を介し、求めた走行予定ルート情報に基づいて分岐器の転換要求を前記地上装置に送信する要求手段と、
前記無線通信部を介して前記地上装置から受信した障害情報に基づき、この障害情報の手前に位置する分岐器を特定し、この特定した分岐器を基準とする減速パターンを作成する減速パターン作成手段を備え、
前記要求手段は、前記取得手段が取得した位置情報に基づいて自列車が前記減速パターンに抵触すると判定すると、前記無線通信部を介し、前記特定した分岐器が自列車の走行方向となるよう前記地上装置へ転換要求を送信することを特徴とする列車制御装置。 - 前記障害情報は、先行列車の位置情報および先行列車のために確保されている分岐器の情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の列車制御装置。
- 前記ダイヤデータ記憶部に記憶された運行予定情報と、前記無線通信部を介して前記地上装置から受信した他の列車の在線情報に基づき、前記他の列車に遅延が生じているか判定する判定手段と、
この判定手段によって遅延が生じていると判定されると、前記通過順序記憶部に記憶されている各分岐器を通過する順序を、自列車と前記遅延が生じている他の列車とで入れ替えるための列車順序入替情報を生成し、この列車順序入替情報を、前記無線通信部を介して前記地上装置に送信する列車通過順序入替手段と、
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の列車制御装置。 - 前記判定手段は、前記運行予定情報と前記地上装置から受信した他の列車の在線情報から遅延時間を求め、この遅延時間があらかじめ決められた閾値より大きいときに遅延が生じていると判定することを特徴とする請求項3に記載の列車制御装置。
- 列車の走行を制御するとともに、列車に搭載された無線通信部を介して地上装置と情報の送受信を行う列車制御装置による制御方法において、
自列車の位置および速度情報を取得し、
前記取得した自列車の位置情報、記憶部から読み出した自列車の運行予定情報、各分岐器を列車が通過する順序、および路線形情報に基づいて自列車の走行予定ルート情報を求めるとともに、前記無線通信部を介し、求めた走行予定ルート情報に基づいて分岐器の転換要求を前記地上装置に送信し、
前記無線通信部を介して前記地上装置から受信した障害情報に基づき、この障害情報の手前に位置する分岐器を特定し、
この特定した分岐器を基準とする減速パターンを作成し、
前記取得した位置情報に基づいて自列車が前記減速パターンに抵触すると判定すると、前記無線通信部を介し、前記特定した分岐器が自列車の走行方向となるよう前記地上装置へ転換要求を送信することを特徴とする制御方法。 - 前記障害情報は、先行列車の位置情報および先行列車のために確保されている分岐器の情報を含むことを特徴とする請求項5に記載の制御方法。
- 前記記憶部から読み出した運行予定情報と、前記無線通信部を介して前記地上装置から受信した他の列車の在線情報に基づき、前記他の列車に遅延が生じているか判定し、
この判定の結果、遅延が生じていると判定すると、前記記憶部に記憶されている各分岐器を通過する順序に基づいて自列車と前記遅延が生じている他の列車とで入れ替えるための列車順序入替情報を生成し、
この生成した列車順序入替情報を、前記無線通信部介して前記地上装置に送信することを特徴とする請求項5または6に記載の制御方法。 - 前記他の列車に遅延が生じているかの判定は、前記運行予定情報と前記地上装置から受信した他の列車の在線情報から遅延時間を求め、この遅延時間があらかじめ決められた閾値より大きいときに遅延が生じていると判定することを特徴とする請求項7に記載の制御方法。
- 分岐器の制御を行う地上装置と、列車の走行を制御するとともに、列車に搭載された無線通信部を介して前記地上装置と情報の送受信を行う列車制御装置からなる制御システムにおいて、
前記列車制御装置は、
列車の運行予定情報を記憶するダイヤデータ記憶部と、
列車の走行路に設けられた各分岐器を列車が通過する順序を記憶する通過順序記憶部と、
前記各分岐器の位置、転換方向、分岐または合流に関する情報を含む路線形情報を記憶する路線形情報記憶部と、
自列車の位置および速度情報を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した自列車の位置情報、前記ダイヤデータ記憶部に記憶されている自列車の運行予定情報、前記通過順序記憶部に記憶されている各分岐器を列車が通過する順序、および前記路線形情報記憶部に記憶されている路線形情報に基づいて自列車の走行予定ルート情報を求めるとともに、前記無線通信部を介し、求めた走行予定ルート情報に基づいて分岐器の転換要求を前記地上装置に送信する要求手段と、
前記無線通信部を介して前記地上装置から受信した障害情報に基づき、この障害情報の手前に位置する分岐器を特定し、この特定した分岐器を基準とする減速パターンを作成する減速パターン作成手段を備え、
前記要求手段は、前記取得手段が取得した位置情報に基づいて自列車が前記減速パターンに抵触すると判定すると、前記無線通信部を介し、前記特定した分岐器が自列車の走行方向となるよう前記地上装置へ転換要求を送信し、
前記地上装置は、
地上に設置された無線通信部を介して受信した各列車の位置情報および転てつ装置から受信した各分岐器の開通方向情報に基づき、前記地上に設置された無線通信部を介して前記列車制御装置に送信される障害情報を生成する障害情報生成手段と、
前記地上に設置された無線通信部を介して受信した転換要求に基づいて、該当する分岐器の転換を行うよう前記転てつ装置に指示する転換制御手段と
を備えたことを特徴とする制御システム。 - 前記障害情報は、先行列車の位置情報および先行列車のために確保されている分岐器の情報を含むことを特徴とする請求項9に記載の制御システム。
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