JP5350990B2 - Wireless level crossing alarm control device and system - Google Patents
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Description
この発明は、鉄道の踏切に設置された踏切警報機の踏切出力を制御する踏切警報制御装置および踏切警報システムに関し、詳しくは、車上装置から踏切警報制御装置へ列車情報を無線で通知する無線式踏切警報制御装置および無線式踏切警報システムに関する。 The present invention relates to a railroad crossing warning control device and a railroad crossing warning system for controlling a railroad crossing output of a railroad crossing alarm installed at a railroad crossing, and more particularly, to wirelessly notify train information from an onboard device to a railroad crossing warning control device. The present invention relates to a type crossing warning control device and a wireless level crossing warning system.
最も一般的な踏切警報装置20は有線式のものであり(例えば非特許文献1参照)、その概要構成を模式図で示した図5(a)は、本願発明の踏切警報システムとの対比説明に役立つ部分を掻い摘んで描いたものである。簡明化のため、単線の例を図示した。
鉄道の軌道11を横切る踏切12(踏切道)には踏切警報機23が設置され、踏切12から少し離れたところには、踏切12へ進行する列車10を検知する踏切制御子21(列車検知装置)が付設され、それらの間には、踏切制御子21から列車在線情報を入力して列車10の踏切12への接近及び通過に応じて踏切警報機23の警報灯や警報音発生器の警報出力を制御する踏切警報制御装置22が設けられている。なお、踏切警報機23は一対のものが踏切道の両端に分かれて設置されることが多い。
The most common railroad
A
これらの踏切制御子21と踏切警報制御装置22と踏切警報機23とが信号ケーブルで接続されて最小構成の踏切警報装置20ができあがるが、踏切12にしゃ断桿を昇降させる遮断機が設置されていれば、踏切警報制御装置22は、警報出力に加えてしゃ断桿の昇降制御も行う踏切制御装置に拡張される。即ち、しゃ断桿の昇降制御を行う踏切制御装置も、踏切警報の出力制御を行えば、踏切警報制御装置に該当する。なお、軌道11において、列車10の踏切接近時に警報を開始すべき位置は踏切警報始動点位置ADCと呼ばれ、列車10の踏切通過直後に警報を停止すべき位置は踏切警報終止点位置BDCと呼ばれ、その後に監視状態を初期化すべき位置は踏切警報リセット点位置CDCと呼ばれる。
These level
無線を導入した踏切警報装置30も知られており(例えば特許文献1参照)、その概要構成を模式図で示した図5(b)は、本願発明の踏切警報システムとの対比説明に役立つ部分を描き直したものである。
この踏切警報装置30が上述の踏切警報装置20と相違するのは、列車10に搭載された列車制御装置31が踏切制御子21に代わって列車位置情報を無線で送信するようになった点と、それを受信した基地局32が無線で転送するようになっている点と、踏切警報制御装置22に代わる踏切制御装置33が無線で列車位置を取得して踏切警報の出力制御すなわち踏切警報制御を行うようになった点である。具体的には、列車位置の変化から列車速度を算出し、その列車速度と減速度とから停止可能位置を算出し、その停止可能位置が踏切12より余裕距離だけ前の地点に達したら、遮断機の降下制御を開始するようになっており、上述した固定的な踏切警報始動点位置ADCには言及が無い。
A
The railroad
無線と有線とを併用した踏切制御システム40も知られており(例えば非特許文献2参照)、その概要構成を模式図で示した図5(c)は、本願発明の踏切警報システムとの対比説明に役立つ部分を抽出して描いたものである。
この踏切制御システム40は、無線を使った列車制御システム(ATACS)のうち踏切制御部分とその関連部分だけを抜き出したものであり、この踏切制御システム40が上述の踏切警報装置20と相違するのは、列車10に搭載された車上装置41が踏切制御子21に代わって列車位置と列車長とを無線で拠点装置42に送信するようになった点と、それを受信した拠点装置42が踏切制御装置43や連動装置などと有線で通信しながら踏切警報機23や転てつ器などを制御するようになった点である。踏切制御機能については、列車の位置,速度情報,車両性能,列車の走行形態に基づいて列車の踏切道への到達時間を計算し、踏切の制御を行うようになっている。
A railroad
This level
図示は割愛したが、路面電車の車上装置と停留所の地上設備との交信を小電力の無線機で行ったり、停留所と運転管理センタとの通信を携帯電話やインターネットで行って、無線設備のコストダウンを図った路面電車位置検知システムも開発されている(例えば特許文献2参照)。安価で簡便な設備の採用により、交信間隔は1秒より長くなっているが、位置を推定する演算手法を工夫して実現にこぎつけている。ただし、路面電車の位置を検知するための技術なので、踏切の警報の制御までは考慮されていない。 Although not shown in the figure, the communication between the on-road device of the tram and the ground equipment of the stop is performed by a low-power radio, or the communication between the stop and the operation management center is performed by a mobile phone or the Internet. A streetcar position detection system has also been developed that reduces costs (see, for example, Patent Document 2). Due to the use of inexpensive and simple equipment, the communication interval is longer than 1 second. However, the calculation method for estimating the position has been devised and implemented. However, since it is a technique for detecting the position of a tram, it does not take into account control of a railroad crossing alarm.
このような従来の無線式踏切警報システムでは、踏切警報装置30の場合は列車の位置と速度と減速度とから停止可能位置を算出して遮断機降下タイミングを決定し、踏切制御システム40の場合は列車の位置や速度から踏切到達時間を算出して踏切を制御するが、何れも算出手法は列車速度が信頼できることを前提としている。
ところで、列車では車軸計にて列車位置を計測するようになっているので(例えば特許文献1参照)、列車速度は、列車位置から差分や微分などの演算にて求められるため、列車位置よりも信頼性・精度が劣ることとなる。
In such a conventional radio level crossing warning system, in the case of the level
By the way, in trains, the train position is measured by an axle meter (see, for example, Patent Document 1), so the train speed is obtained from the train position by calculation such as difference or differentiation, so it is more than the train position. Reliability and accuracy will be inferior.
もっとも、上述の踏切制御システム40を含む「無線を使った列車制御システム(ATACS)」は、東日本旅客鉄道株式会社でモニターランしているが、1秒弱の間に16スロットの割合で無線交信して地上・車上間の情報更新を行っている。
そして、そのような短周期の間であれば列車位置ばかりか列車速度も大きく変動することがないため、無線式であっても踏切警報の開始や終了の時期が正確であり、列車検知ミスの低減や踏切警報時間の適正化についても現行設備以上の性能向上が得られている。
ただし、無線周波数の割り当て確保や,地上(集中)無線局の配置,光LAN等による地上装置への情報配信などに関して、性能の良い設備が必要になっている。
Of course, the “train control system using radio (ATACS)” including the above-mentioned railroad
And during such a short cycle, not only the train position but also the train speed does not fluctuate greatly. In terms of reduction and optimization of the level crossing warning time, the performance improvement over the current equipment has been obtained.
However, facilities with good performance are required for securing radio frequency allocation, terrestrial (concentrated) wireless station arrangement, information distribution to ground devices by optical LAN, and the like.
一方、地方交通線で現在使用している特殊自動閉そくや電子閉そくの老朽化に対処するためにも、無線を利用した列車制御(閉そく管理)が検討されているが、そのような路線では簡便で安価な設備でなければ予算に適わないので、地上設備や無線設備の費用を低減するために、ATACSのような高機能・高性能な無線情報伝送設備を採用することができない。このため、無線交信による地上・車上間の情報更新の頻度は、地上設備一台当り、数秒で1回程度に、抑えることが要請される。また、地上設備の簡素化には、図5(a)の踏切制御子21の設備をなくすが、踏切について予め確定しているうえ多数の踏切警報装置20で実績もある踏切警報始動点位置ADCや踏切警報終止点位置BDCの位置情報を使用するのが望ましい。
On the other hand, in order to cope with the aging of special automatic blockade and electronic blockage currently used in local traffic lines, train control (blockage management) using radio is being studied. Since it is not suitable for a budget unless it is a cheap facility, a high-function and high-performance wireless information transmission facility such as ATACS cannot be adopted in order to reduce the cost of ground facilities and wireless facilities. For this reason, the frequency of information update between the ground and the vehicle by wireless communication is required to be suppressed to about once every several seconds per ground facility. In order to simplify the ground equipment, the equipment of the
しかしながら、数秒に1回程度の情報更新では、踏切警報始動点位置ADCや踏切警報終止点位置BDCかその直近で情報更新ができるとは限らないし、列車の位置や速度から踏切警報の開始や終了の時期を算出するにしても、列車速度の精度・信頼性が低下してしまうので、従来の算出手法では正確な時期を求めることが難しい。このような場合、警報時間割れが発生したり、警報時間が長すぎたりと、不所望な事態を招くおそれがある。
そこで、各設備当りの無線交信の時間間隔を大きく広げても警報時間割れが発生しないよう踏切警報開始時期算出手法を改良することが基本的な技術課題となる。また、警報時間割れに加えて列車の踏切通過中の警報停止も防止することが更なる技術課題となる。
However, when updating information once every few seconds, it is not always possible to update information at or near the level crossing alarm starting point position ADC or level crossing alarm end point position BDC. However, since the accuracy and reliability of the train speed are reduced, it is difficult to obtain an accurate time with the conventional calculation method. In such a case, the alarm time may be broken or the alarm time may be too long, which may cause an undesirable situation.
Therefore, it is a basic technical problem to improve the level crossing alarm start timing calculation method so that the alarm time does not break even if the radio communication time interval for each facility is greatly expanded. Moreover, in addition to breaking the alarm time, it is a further technical problem to prevent the alarm from stopping while the train passes through.
本発明の無線式踏切警報システムは(解決手段1)、このような課題を解決するために創案されたものであり、列車に搭載されて列車位置を含む列車情報を無線で送信する車上装置と、前記列車の走行する軌道の踏切に臨んで設置された踏切警報機と、地上側に設置されていて前記車上装置から無線で列車情報を受信するとともに該列車情報に含まれている列車位置に基づき前記踏切への前記列車の接近及び通過を判定して前記踏切警報機の警報出力を制御する無線式踏切警報制御装置とを備えた無線式踏切警報システムであって、前記無線式踏切警報制御装置が、前記踏切に係る踏切警報始動点位置と区間最高速度と列車最大加速度とをデータ保持していて、無線で列車位置を取得する度にその列車位置に基づいて前記踏切への列車接近判定と前記踏切警報機の警報出力制御とを行うが、その際、その列車位置の変化から列車速度を算出し、その列車速度と前記列車最大加速度と前記区間最高速度とを用いて前記列車の前記踏切警報始動点位置への最早到達時刻を推定し、この推定時刻を踏切警報開始時期として時間切れが生じたときに前記踏切警報機に警報出力を開始させるようになっている、というものである。 The wireless railroad crossing warning system of the present invention (Solution 1) was created to solve such a problem, and is mounted on a train and transmits on-board information including the train position wirelessly. And a railroad crossing alarm installed on the railroad crossing the train travels, and a train installed on the ground side and receiving the train information wirelessly from the on-board device and included in the train information A wireless level crossing warning system comprising: a wireless level crossing warning control device that determines the approach and passage of the train to and from the level crossing based on a position and controls a warning output of the level crossing alarm device, the wireless level crossing warning system The alarm control device holds data of the level crossing alarm starting point position, the section maximum speed, and the train maximum acceleration related to the level crossing, and trains to the level crossing based on the train position each time the train position is acquired wirelessly Approach And the alarm output control of the railroad crossing alarm, in that case, calculate the train speed from the change in the train position, using the train speed, the train maximum acceleration and the section maximum speed, the train of the train The earliest arrival time to the level crossing alarm starting point position is estimated, and when the time-out occurs with this estimated time as the level crossing alarm start time, the level crossing alarm device starts alarm output. .
そして、本発明の無線式踏切警報制御装置は(解決手段1)、このシステムのうち無線式踏切警報制御装置の部分を特定したものであり、具体的には、制御対象の踏切警報機の臨設された踏切に係る踏切警報始動点位置と区間最高速度と列車最大加速度とをデータ保持していて、列車の車上装置から無線で列車位置を取得する度にその列車位置に基づいて前記踏切への列車接近判定と前記踏切警報機の警報出力制御とを行うが、その際、その列車位置の変化から列車速度を算出し、その列車速度と前記列車最大加速度と前記区間最高速度とを用いて前記列車の前記踏切警報始動点位置への最早到達時刻を推定し、この推定時刻を踏切警報開始時期として時間切れが生じたときに前記踏切警報機に警報出力を開始させるようになっている、というものである。 The wireless railroad crossing warning control device of the present invention (Solution 1) specifies the part of the wireless crossing warning control device of this system. The level crossing warning starting point position, the section maximum speed and the train maximum acceleration related to the level crossing are stored as data, and whenever the train position is acquired wirelessly from the on-board device of the train, the train crossing is based on the train position. Train approach judgment and alarm output control of the railroad crossing alarm, but at that time, calculate the train speed from the change of the train position, using the train speed, the train maximum acceleration and the section maximum speed Estimating the earliest arrival time to the railroad crossing alarm starting point position of the train, and when the time-out occurs with this estimated time as a railroad crossing alarm start time, the railroad crossing alarm device starts alarm output. Toi It is intended.
また、本発明の無線式踏切警報システムは(解決手段2)、上記解決手段1の無線式踏切警報システムであって、前記車上装置が、無線で送信する列車情報に列車長も含めるようになっており、前記無線式踏切警報制御装置が、前記踏切に係る踏切警報終止点位置と列車最大減速度もデータ保持していて、前記踏切警報機に警報出力を開始させた後は、無線で列車位置を取得する度に、その列車位置に基づいて前記踏切に係る列車通過判定と前記踏切警報機の警報出力制御とを行うが、その際、その列車位置の変化から列車速度を算出し、その列車速度と取得済み列車長と前記列車最大減速度とを用いて前記列車の前記踏切警報終止点位置からの最遅通過時刻を推定し、この推定時刻を踏切警報終了時期として時間切れが生じたときに前記踏切警報機に警報出力を停止させるようになっている、というものである。 The wireless railroad crossing warning system according to the present invention is (solution 2), the wireless railroad crossing warning system of solution 1 described above, wherein the onboard device includes the train length in the train information transmitted wirelessly. The wireless railroad crossing warning control device holds data on the railroad crossing alarm end point position and the train maximum deceleration related to the railroad crossing, and after starting the alarm output to the railroad crossing alarm, Every time the train position is obtained, the train crossing determination and the alarm output control of the crossing alarm are performed based on the train position, and at that time, the train speed is calculated from the change in the train position, Using the train speed, the acquired train length, and the maximum train deceleration, the latest passing time from the railroad crossing alarm end point position of the train is estimated, and the time-out occurs with this estimated time as the railroad crossing alarm end time. Said step The alarm output in the alarm device is adapted to stop, is that.
そして、本発明の無線式踏切警報制御装置は(解決手段2)、このシステムのうち無線式踏切警報制御装置の部分を特定したものであり、具体的には、上記解決手段1の無線式踏切警報制御装置であって、前記踏切に係る踏切警報終止点位置と列車最大減速度もデータ保持していて、前記踏切警報機に警報出力を開始させた後は、無線で列車位置を取得する度に、その列車位置に基づいて前記踏切に係る列車通過判定と前記踏切警報機の警報出力制御とを行うが、その際、その列車位置の変化から列車速度を算出し、その列車速度と取得済み列車長と前記列車最大減速度とを用いて前記列車の前記踏切警報終止点位置からの最遅通過時刻を推定し、この推定時刻を踏切警報終了時期として時間切れが生じたときに前記踏切警報機に警報出力を停止させるようになっている、というものである。 The wireless railroad crossing warning control apparatus of the present invention (Solution means 2) specifies the part of the wireless crossing warning control apparatus in this system. It is an alarm control device, which also stores data on the railroad crossing alarm end point position and the maximum train deceleration associated with the railroad crossing, and after starting the alarm output to the railroad crossing alarm, each time the train position is acquired wirelessly In addition, the train passage determination and the warning output control of the railroad crossing warning device are performed based on the train position, and at that time, the train speed is calculated from the change in the train position, and the train speed and the acquired Estimating the latest passing time from the train crossing alarm end point position of the train using the train length and the maximum train deceleration, and using the estimated time as a crossing alarm end time, the crossing alarm Alarm output to the machine Are adapted to sealed, is that.
このような本発明の無線式踏切警報制御装置およびシステムにあっては(解決手段1)、列車の進行に合わせて踏切警報の出力制御を行うベーシックな踏切警報装置(20)を手本にして無線化を図ったうえで、警報開始時の演算を列車位置と列車最大加速度などを用いて行うとともに、時間切れ時に安全側の動作を行うようにしたことにより、速度照査パターンを用いて列車の速度を制御するのを前提に警報開始時の演算を列車位置と減速度あるいは列車位置と列車速度を用いて行うシステム(30,40)に比べて、設備が大幅に簡素化されるとともに、無線交信の劣化に耐える力が強化されて、無線交信の時間間隔を広げた場合に限らず、無線交信を非同期にした場合や、短期間なら無線交信が途絶えた場合でも、警報時間割れが発生することはない。
したがって、この発明によれば、各設備当りの無線交信の時間間隔を大きく広げても警報時間割れが発生しない無線式踏切警報制御装置およびシステムを実現することができる。
In such a wireless level crossing warning control device and system of the present invention (Solution 1), a basic level crossing warning device (20) that performs output control of a level crossing warning in accordance with the progress of a train is used as a model. In addition to the wireless operation, the calculation at the start of the alarm is performed using the train position and the maximum train acceleration, etc., and the operation on the safe side is performed when the time expires. Compared to the system (30, 40) that uses the train position and deceleration or the train position and train speed to calculate the alarm at the premise of controlling the speed, the equipment is greatly simplified and wireless Alarm time cracking occurs not only when the time interval of wireless communication is expanded by strengthening the ability to withstand deterioration of communication, but even when wireless communication is asynchronous or when wireless communication is interrupted for a short period of time Rukoto is not.
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a radio level crossing alarm control device and system that does not cause alarm time cracking even if the time interval of radio communication per facility is greatly expanded.
また、本発明の無線式踏切警報制御装置およびシステムにあっては(解決手段2)、警報停止時についても警報開始時に準じた改良を施したことにより、各設備当りの無線交信の時間間隔を大きく広げても警報時間割れも列車の踏切通過中の警報停止も発生しない無線式踏切警報制御装置および無線式踏切警報システムを実現することができる。 Further, in the radio level crossing alarm control device and system of the present invention (Solution means 2), the time interval of radio communication per facility is reduced by improving the alarm stop when the alarm is started. It is possible to realize a wireless level crossing warning control device and a wireless level crossing warning system that do not cause alarm time breaks or stop alarms while passing through a train crossing even if greatly expanded.
このような本発明の無線式踏切警報制御装置およびシステムについて、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例1〜3により説明する。
図1〜2に示した実施例1は、上述した解決手段1(請求項1〜2)及び解決手段2(請求項3〜4)を具現化したものであり、図3に示した実施例2や、図4に示した実施例3は、その変形例である。
なお、それらの図示に際し従来と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、また、それらについて背景技術の欄で述べたことは以下の各実施例についても共通するので、重複する再度の説明は割愛し、以下、従来との相違点を中心に説明する。
With respect to such a wireless railroad crossing warning control device and system of the present invention, specific modes for carrying out this will be described with reference to the following first to third embodiments.
The embodiment 1 shown in FIGS. 1 and 2 embodies the above-described solution 1 (claims 1 and 2) and solution 2 (claims 3 to 4), and the embodiment shown in FIG. 2 and Example 3 shown in FIG. 4 are modifications thereof.
In addition, since the same reference numerals are given to the same constituent elements as those in the past in the illustration thereof, and what is described in the background art section is also common to the following embodiments, it is redundant. The description of this will be omitted, and the following description will focus on differences from the prior art.
本発明の無線式踏切警報制御装置および無線式踏切警報システムの実施例1について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。
ここでも単線の場合を示しており、図1は、(a)が無線式踏切警報システム50の概要模式図、(b)がそれより詳細なブロック図である。また、図2は、(a)が踏切警報開始時期算出手法の説明図、(b)が踏切警報終了時期算出手法の説明図である。
なお、図2を引用した以下の説明において、PはP1〜P5の総称であり、tはt1〜t5の総称であり、LsはLs1〜Ls2の総称であり、tsはts1〜ts2の総称であり、LxはLx3〜Lx4の総称であり、txはtx3〜tx4の総称である。
A specific configuration of the wireless railroad crossing warning control device and the wireless railroad crossing warning system of the present invention will be described with reference to the drawings.
Here, the case of a single wire is also shown, and FIG. 1A is a schematic diagram of a radio level
In the following description referring to FIG. 2, P is a generic name of P1 to P5, t is a generic name of t1 to t5, Ls is a generic name of Ls1 to Ls2, and ts is a generic name of ts1 to ts2. Yes, Lx is a generic term for Lx3 to Lx4, and tx is a generic term for tx3 to tx4.
この無線式踏切警報システム50が既述した従来の踏切警報装置20と相違するのは、踏切制御子21に代えて車上装置51が導入された点と、踏切警報制御装置22に代えて無線式踏切警報制御装置52が導入された点である。
無線式踏切警報制御装置52は踏切警報制御装置22と同じく地上側に設置されて踏切警報機23と有線接続されるが、車上装置51は既述した列車制御装置31や車上装置41と同じく列車10に搭載される。なお、踏切警報機23は、従来と同じで良く、踏切遮断機が並設されていても良い。踏切警報機23に踏切遮断機が並設されている場合は、無線式踏切警報制御装置52が、従来と同じく機能拡張されて、踏切制御装置になる。
This wireless level
The wireless level crossing
車上装置51は、フェールセーフコンピュータに無線機を接続したものからなり、搭載先の列車10の車軸計から自列車の先頭位置を取得するプログラムと、予め設定された搭載先列車10の列車長と各踏切に係る情報とをデータ保持している不揮発性メモリと、自列車の先頭位置を列車位置としそれに列車長と列車識別番号など適宜なデータを加えて列車情報としこの列車情報を無線で送信する無線通信プログラムとを具えている。なお、踏切に係る情報としては、線区における踏切12の位置や,既述した踏切警報始動点位置ADC,踏切警報終止点位置BDCなどが、基点からの距離を示す所謂キロ程で規定されている。
The on-
無線式踏切警報制御装置52も、フェールセーフコンピュータに無線機を接続したものからなり、無線通信可能範囲に進入した列車10の車上装置51から列車情報が送信されて来ると、その受信を試行して正常に受信できたときにはその旨の受信ACKを無線で返信する無線通信プログラムを具えている。この無線通信プログラムは、踏切警報機23の警報出力の制御に関する踏切警報開始や踏切警報停止のイベントを無線で車上装置51へ送信するようにもなっている。無線式踏切警報制御装置52と車上装置51の無線機は、同期式通信であれ非同期通信であれ数秒に1回以上の頻度で交信できれば足り、既述した踏切警報装置30や踏切制御システム40の無線機の廉価版でも良く、やはり既述した路面電車位置検知システムの小電力無線機や携帯電話等でも良く、他の無線機でも良い。
The wireless level crossing
また、無線式踏切警報制御装置52は、踏切警報開始時期算出手段53と踏切警報終了時期算出手段54と時間切れ警報制御手段55といったプログラムと、予め設定された列車最大加速度αと区間最高速度Vmax と列車最大減速度βと警報対象踏切に係る情報とをデータ保持している不揮発性メモリとを具えている。ここで、警報対象踏切は、有線接続されて制御対象になっている踏切警報機23が臨設されている踏切を指し、警報対象踏切に係る情報としては、既述した踏切警報始動点位置ADC,踏切警報終止点位置BDC,踏切警報リセット点位置CDCなどが、キロ程で規定されている。
Further, the wireless level crossing
踏切警報開始時期算出手段53は、受信した列車情報に含まれている列車位置に基づいて警報対象踏切12への列車10の接近を判定できるようにするために、踏切警報開始前は、無線で列車位置Pを取得する度に、その列車位置Pの変化分を即ち今回取得の列車位置と前回取得済み列車位置との差を経過時間Δtで除して推定の列車速度Vを算出し、その列車速度Vと列車最大加速度αと区間最高速度Vmax とを用いて列車10の先頭が踏切警報始動点位置ADCに最短時間で到達するとしたときの最早到達時刻を算出し、これを踏切警報開始時期tsとして時間切れ警報制御手段55に引き渡すようになっている。
The railroad crossing warning start time calculation means 53 is wireless before the start of the crossing warning so that the approach of the
踏切警報開始時期tsの算出手順を具体例で詳述する(図2(a)参照)。例えば時刻t2に列車位置P2を取得すると、先ず、それと前回取得済み列車位置P1との差(P2−P1)と経過時間Δt=(t2−t1)とから現時点の推定列車速度V2を式[(P2−P1)/(t2−t1)]で算出する。それから列車10が列車最大加速度αで速度を上げ、区間最高速度Vmax に達したらその速度を維持すると仮定したうえで、列車位置P2から踏切警報始動点位置ADCまでの距離である踏切警報始動点距離Ls2を上記仮定速度で走行したときの時刻を算出する。この時刻が最早到達時刻であり、踏切警報開始時期ts2となる。このような演算が、時刻t1に列車位置P1を取得したときにも、他の時刻に列車位置Pを取得したときにも、行われるようになっている。
A procedure for calculating the level crossing alarm start timing ts will be described in detail using a specific example (see FIG. 2A). For example, when the train position P2 is acquired at time t2, first, the current estimated train speed V2 is calculated from the difference (P2-P1) between the train position P1 and the previously acquired train position P1 and the elapsed time Δt = (t2-t1). P2-P1) / (t2-t1)]. Then, assuming that the
踏切警報終了時期算出手段54は(図1(b)参照)、受信した列車情報に含まれている列車位置と列車長とに基づいて警報対象踏切12に係る列車10の通過を判定できるようにするために、踏切警報開始後、すなわち時間切れ警報制御手段55が踏切警報機23に警報出力を開始させた後は、無線で列車位置Pを取得する度に、その列車位置Pの変化分を即ち今回取得の列車位置と前回取得済み列車位置との差を経過時間Δtで除して推定の列車速度Vを算出し、その列車速度Vと取得済み列車長と列車最大減速度βとを用いて列車10の最後尾が踏切警報終止点位置BDCを最長時間で通過するとしたときの最遅通過時刻を算出し、これを踏切警報終了時期txとして時間切れ警報制御手段55に引き渡すようになっている。
The level crossing alarm end time calculating means 54 (see FIG. 1B) can determine the passage of the
踏切警報終了時期txの算出手順を具体例で詳述する(図2(b)参照)。例えば時刻t4に列車位置P4を取得すると、先ず、それと前回取得済み列車位置P3との差(P4−P3)と経過時間Δt=(t4−t3)とから現時点の推定列車速度V4を式[(P4−P3)/(t4−t3)]で算出する。それから列車最大減速度βで速度を下げると仮定したうえで、列車位置P4から踏切警報終止点位置BDCまでの距離に列車長を加えた距離である踏切警報終止点距離Lx4を上記仮定速度で走行したときの時刻を算出する。この時刻が最遅通過時刻であり、踏切警報終了時期tx4となる。このような演算が、時刻t3に列車位置P3を取得したときにも、他の時刻に列車位置Pを取得したときにも、行われるようになっている。 A procedure for calculating the level crossing alarm end time tx will be described in detail using a specific example (see FIG. 2B). For example, when the train position P4 is acquired at time t4, first, the current estimated train speed V4 is calculated from the difference (P4-P3) between the train position P3 and the previously acquired train position P3 and the elapsed time Δt = (t4-t3). P4-P3) / (t4-t3)]. Then, assuming that the train speed is decreased at the maximum train deceleration β, the train travels at the above-mentioned assumed speed at the railroad crossing alarm end point distance Lx4, which is the distance from the train position P4 to the railroad crossing alarm end point position BDC plus the train length. The time is calculated. This time is the latest passage time, which is the crossing warning end time tx4. Such a calculation is performed both when the train position P3 is acquired at time t3 and when the train position P is acquired at another time.
時間切れ警報制御手段55は(図1(b)参照)、踏切警報開始時期算出手段53と踏切警報終了時期算出手段54の算出結果に基づいて時間切れ判定を行うとともに、その判定結果に応じて踏切警報機23の警報出力を制御するものであり、具体的には、踏切警報開始前は、踏切警報開始時期算出手段53の算出した踏切警報開始時期tsまでに新たな列車情報が受信されれば未だ時間切れしていないと判定するが、踏切警報開始時期tsまでに新たな列車情報の受信がなければ時間切れが生じたと判定し、時間切れが生じたときには踏切警報機23に警報出力を開始させるようになっている。また、踏切警報開始後は、踏切警報終了時期算出手段54の算出した踏切警報終了時期txまでに新たな列車情報の受信がなければ時間切れが生じたと判定してそのときには踏切警報機23に警報出力を停止させるようになっている。
The time-out alarm control means 55 (see FIG. 1B) performs time-out determination based on the calculation results of the crossing alarm start timing calculation means 53 and the crossing alarm end time calculation means 54, and according to the determination result. Specifically, it controls the alarm output of the
この実施例1の無線式踏切警報システム50システムについて、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図1(a)は、無線式踏切警報システム50の設置状態図、図2(a)は、踏切警報開始動作の説明図、図2(b)は、踏切警報終了動作の説明図である。
The use mode and operation of the wireless railroad
列車10の走行する軌道11に踏切12が形成されており、その踏切12に臨んで踏切警報機23が設置されており、それに無線式踏切警報制御装置52が有線接続されているところで(図1(a)参照)、車上装置51を搭載した列車10が踏切12に向かって軌道11を走行して来て、車上装置51が無線式踏切警報制御装置52の無線通信可能範囲に入ると、数秒に1回程度の頻度で無線通信により列車位置(自列車の先頭位置)と列車長(自列車の長さ)とが車上装置51から送信されて無線式踏切警報制御装置52に届く。そして、その度に(図2(a)参照)、列車位置Pと列車最大加速度αと区間最高速度Vmax とから踏切警報開始時期tsが算出され、時間切れを待って踏切警報開始のための踏切警報制御が行われる。
A
詳述すると、先ず、列車10が位置P1まで来た時刻t1に(図2(a)の左側部分を参照)、そのときの列車位置P1が車上装置51から無線式踏切警報制御装置52に通知される。すると、それに応じて、無線式踏切警報制御装置52では、推定列車速度V1が算出され、列車位置P1から踏切警報始動点位置ADCまでの踏切警報始動点距離Ls1を最短時間で進むと想定したときの踏切警報開始時期ts1が、推定列車速度V1と列車最大加速度αと区間最高速度Vmax とを用いて算出される。そして、時間が経過して時刻が踏切警報開始時期ts1になるまで車上装置51から無線による新たな通知が届かないと無線式踏切警報制御装置52では時間切れになるが、未だそうならないとする。
More specifically, first, at time t1 when the
そうすると、踏切警報開始時期ts1より早い時刻t2に(図2(a)の中央部分を参照)、そのときの列車位置P2が車上装置51から無線式踏切警報制御装置52に通知される。そして、それに応じて、無線式踏切警報制御装置52では、推定列車速度V2が算出され、列車位置P2から踏切警報始動点位置ADCまでの踏切警報始動点距離Ls2を最短時間で進むと想定したときの踏切警報開始時期ts2が、推定列車速度V2と列車最大加速度αと区間最高速度Vmax とを用いて算出される。それから、時間切れの待ちが再開され、時間が経過して時刻が踏切警報開始時期ts2になるまで車上装置51から無線による新たな通知が届かないと無線式踏切警報制御装置52では時間切れになる。そして、今度はそうなったとする。
Then, at the time t2 earlier than the level crossing alarm start timing ts1 (see the central portion of FIG. 2A), the train position P2 at that time is notified from the
時間切れが生じたと判定されると直ちに無線式踏切警報制御装置52から踏切警報機23に対して警報出力の開始制御がなされて、踏切警報機23では警報灯が点滅するとともに警報音発生器から警報音が発せられる。踏切遮断機が並設されている場合、しゃ断桿が降下して踏切12(踏切道)が閉められる。
こうして、踏切警報開始時期ts2には踏切警報が開始されるが、この時点では、列車10が列車位置P2と踏切警報始動点位置ADCとの間にいるか精々踏切警報始動点位置ADCに到達しているかで踏切警報始動点位置ADCを超えていることはないので、踏切警報開始が適切になされる。しかも、列車10が位置P3まで来る時刻t3まで即ち次の無線交信まで踏切警報開始が遅れるという不所望な事態が起こることもない。
As soon as it is determined that a time-out has occurred, the wireless level crossing
Thus, the crossing warning is started at the crossing warning start timing ts2, but at this time, the
踏切警報の開始後も数秒に1回程度の頻度で無線通信により列車位置(自列車の先頭位置)と列車長(自列車の長さ)とを含む列車情報が車上装置51から送信されて無線式踏切警報制御装置52に届く。そして(図2(b)参照)、踏切警報開始後は、無線式踏切警報制御装置52で、列車情報が届く度に、踏切警報を停止する適切な時期を探るために、列車位置Pと列車最大減速度βとから踏切警報終了時期txが算出され、時間切れを待って踏切警報停止のための踏切警報制御が行われる。
Train information including the train position (the head position of the own train) and the train length (the length of the own train) is transmitted from the
これについても詳述すると、先ず、列車10が位置P3まで来た時刻t3に(図2(b)の左側部分を参照)、そのときの列車位置P3が車上装置51から無線式踏切警報制御装置52に通知される。すると、それに応じて、無線式踏切警報制御装置52では、推定列車速度V3が算出され、列車位置P3に先頭の位置する列車10の最後尾から踏切警報終止点位置BDCまでの踏切警報終止点距離Lx3を最長時間で進むと想定したときの踏切警報終了時期tx3が、推定列車速度V3と列車最大減速度βとを用いて算出される。そして、時間が経過して時刻が踏切警報終了時期tx3になるまで車上装置51から無線による新たな通知が届かないと無線式踏切警報制御装置52では時間切れになるが、未だそうならないとする。
This will also be described in detail. First, at the time t3 when the
そうすると、踏切警報終了時期tx3より早い時刻t4に(図2(b)の中央部分を参照)、そのときの列車位置P4が車上装置51から無線式踏切警報制御装置52に通知される。そして、それに応じて、無線式踏切警報制御装置52では、推定列車速度V4が算出され、列車位置P4から踏切警報終止点位置BDCまでの踏切警報終止点距離Lx4を最長時間で進むと想定したときの踏切警報終了時期tx4が、推定列車速度V4と列車最大減速度βとを用いて算出される。それから、時間切れの待ちが再開され、時間が経過して時刻が踏切警報終了時期tx4になるまで車上装置51から無線による新たな通知が届かないと無線式踏切警報制御装置52では時間切れになる。そして、今度はそうなったとする。
Then, at time t4 earlier than the level crossing alarm end time tx3 (see the center portion of FIG. 2B), the train position P4 at that time is notified from the
時間切れが生じたと判定されると直ちに無線式踏切警報制御装置52から踏切警報機23に対して警報出力の停止制御がなされて、踏切警報機23では警報灯が滅灯するとともに警報音発生器が静かになる。踏切遮断機が並設されている場合は、しゃ断桿が上昇して踏切12(踏切道)が開けられる。
こうして、踏切警報終了時期tx4には踏切警報が止むが、この時点では、列車10が踏切警報終止点位置BDCを通過しているので、踏切警報停止が適切になされる。しかも、列車10が位置P5まで来る時刻t5まで即ち次の無線交信まで踏切警報の終了が遅れることが少ないうえ、その場合は直ちに踏切警報が止められるので、警報時間が短い。
As soon as it is determined that the time has expired, the wireless level crossing
Thus, the level crossing alarm is stopped at the level crossing alarm end time tx4. At this point, the
そして、列車10が踏切警報リセット点位置CDCを通過した後に、そのときの列車位置Pが車上装置51から無線式踏切警報制御装置52に通知されると、無線式踏切警報制御装置52は、通過した列車10の車上装置51との無線通信に基づく監視状態をリセットして、他の列車10の車上装置51が無線通信可能範囲を入って来るのを待つ。
このように、無線式踏切警報システム50にあっては、踏切警報開始時期と踏切警報停止時期を推定するに際し、従来とは異なる算出手法を用いて、推定列車速度Vが一瞬しか算入されないようにしたことにより、無線交信の時間間隔を従来より大きく広げても、踏切警報が適切に出力される。
また、車上装置51が受信した踏切警報開始や踏切警報停止の情報と列車位置や保持データとの整合チェックを行うことにより、列車10側の走行がより適切なものとなる。
Then, after the
As described above, in the radio level
Further, by performing a consistency check between the information on the level crossing alarm start and level crossing alarm stop received by the on-
図3にブロック図を示した本発明の無線式踏切警報システム60が上述した実施例1のシステム50と相違するのは、車上装置51に代わる車上装置61が無線送信する列車情報に列車種別も含ませるようになった点と、無線式踏切警報制御装置52に代わる無線式踏切警報制御装置62が列車種別に応じて幾つかの保持データを使い分けるようになった点である。
列車種別は、普通列車や特急列車などが典型例であり、列車の走行態様を分類するのに役立つ指標であるうえ、列車のダイヤ等から簡単かつ明確に定まるので、車上装置61に設定するのも容易である。
The radio level
Typical types of trains are ordinary trains and limited express trains, which are indicators that are useful for classifying train travel modes and are easily and clearly determined from train schedules. It is easy.
無線式踏切警報制御装置62は、列車最大加速度αと区間最高速度Vmax と列車最大減速度βについては列車種別毎にデータを保持しており、踏切警報開始時期算出手段53に代わる踏切警報開始時期算出手段63も、踏切警報終了時期算出手段54に代わる踏切警報終了時期算出手段64も、無線で受信した列車種別に該当する保持データが有るときはそれを用いるようになっている。なお、該当するデータが無いときや、列車種別が得られなかったときには、保持データのうち最も大きな値のものを用いるようになっている。
この場合、最早到達時刻や最遅通過時刻が個々の列車の走行態様に対応してより正確に算出されるので、警報時間割れ発生を防止しつつ警報時間を更に短縮することができる。
The wireless railroad crossing
In this case, since the earliest arrival time and the latest passage time are calculated more accurately according to the traveling mode of each train, the alarm time can be further shortened while the occurrence of alarm time cracking is prevented.
図4にブロック図を示した本発明の無線式踏切警報システム70が上述した実施例1のシステム50と相違するのは、車上装置51に代わる車上装置71が無線送信する列車情報に自列車の列車最大加速度と列車最高速度と列車最大減速度も含ませるようになった点と、無線式踏切警報制御装置52に代わる無線式踏切警報制御装置72が無線で受信した列車情報と保持データとを使い分けるようになった点である。
自列車の列車最大加速度と列車最高速度と列車最大減速度は、列車仕様から簡単かつ明確に定まるので、車上装置71に設定するのも容易である。
The wireless railroad
Since the maximum train acceleration, maximum train speed, and maximum train deceleration of the own train are easily and clearly determined from the train specifications, it is easy to set the on-
無線式踏切警報制御装置72では、踏切警報開始時期算出手段53に代わる踏切警報開始時期算出手段73が、列車最大加速度には受信データを優先採用するが、最高速度には受信データと保持データとを比較して値の小さい方を採用するようになっている。また、踏切警報終了時期算出手段54に代わる踏切警報終了時期算出手段74が、列車最大減速度に受信データを優先採用するようになっている。さらに、何れのデータについても、無線受信で的確に取得できなかったときには、保持データが演算に使用される。
この場合、最早到達時刻や最遅通過時刻が個々の列車の走行性能に対応してより正確に算出されるので、警報時間割れ発生を防止しつつ警報時間を更に短縮することができる。
In the wireless railroad crossing
In this case, since the earliest arrival time and latest passage time are calculated more accurately in accordance with the traveling performance of each train, the alarm time can be further shortened while the occurrence of alarm time cracking is prevented.
[その他]
本願発明の無線式踏切警報システム50,60,70は、有線式踏切警報装置20の設備更新を契機として開発されたものであるが、併用も可能である。例えば、踏切警報装置20の設置されている踏切と無線式踏切警報制御装置52,62,72の設置された踏切とが同じ路線に混在していても良い。あるいは、踏切警報制御装置22が老朽化していても踏切制御子21は未だ使用できるような場合には、無線式踏切警報制御装置52,62,72に踏切制御子21の出力も取り込んで安全側を優先採用する等のことにより、一つの踏切に係る設備で協動させるようにしても良い。
[Others]
The wireless level
本発明の無線式踏切警報制御装置および無線式踏切警報システムは、上記実施例で示した単線の場合に適用が限られる訳でなく、複線化されたところの踏切や複数路線の並走するところの踏切にも適用することができる。 The radio level crossing warning control device and the radio level crossing warning system of the present invention are not limited to the case of the single line shown in the above-described embodiment, but the level crossing where multiple lines are used and where multiple lines run in parallel It can also be applied to railway crossings.
10…列車、11…軌道、12…踏切、
20…踏切警報装置(踏切警報システム)、21…踏切制御子(列車検知装置)、
22…踏切警報制御装置(踏切制御装置)、23…踏切警報機、
30…踏切警報装置(踏切警報システム)、31…列車制御装置(車上装置)、
32…基地局、33…踏切制御装置(踏切警報制御装置)、
40…踏切制御システム(踏切警報システム)、
41…車上装置、42…拠点装置、43…踏切制御装置(踏切警報制御装置)、
50…無線式踏切警報システム、
51…車上装置、52…無線式踏切警報制御装置(踏切制御装置)、
53…踏切警報開始時期算出手段、54…踏切警報終了時期算出手段、
55…時間切れ警報制御手段、
60…無線式踏切警報システム、
61…車上装置、62…無線式踏切警報制御装置(踏切制御装置)、
63…踏切警報開始時期算出手段、64…踏切警報終了時期算出手段、
70…無線式踏切警報システム、
71…車上装置、72…無線式踏切警報制御装置(踏切制御装置)、
73…踏切警報開始時期算出手段、74…踏切警報終了時期算出手段、
ADC…踏切警報始動点位置、
BDC…踏切警報終止点位置、CDC…踏切警報リセット点位置、
Vmax…区間最高速度、P1〜P5…列車位置、t1〜t5…時刻、
V1〜V4…推定列車速度、α…列車最大加速度、β…列車最大減速度、
ts…踏切警報開始時期、Ls…踏切警報始動点距離、
tx…踏切警報終了時期、Lx…踏切警報終止点距離
10 ... Train, 11 ... Track, 12 ... Railroad crossing,
20 ... Railroad crossing warning device (railroad crossing warning system), 21 ... Railroad crossing controller (train detection device),
22 ... Crossing warning control device (crossing control device), 23 ... Crossing warning device,
30 ... Crossing warning device (crossing warning system), 31 ... Train control device (on-board device),
32 ... Base station, 33 ... Crossing control device (crossing warning control device),
40 ... Crossing control system (crossing warning system),
41 ... on-board device, 42 ... base device, 43 ... crossing control device (crossing warning control device),
50 ... Wireless level crossing warning system,
51: On-board device, 52 ... Wireless crossing warning control device (crossing control device),
53 ... level crossing alarm start time calculating means, 54 ... level crossing alarm end time calculating means,
55. Time-out alarm control means,
60 ... Wireless level crossing warning system,
61: On-board device, 62 ... Wireless level crossing warning control device (crossing control device),
63 ... level crossing alarm start time calculation means, 64 ... level crossing alarm end time calculation means,
70 ... Wireless level crossing warning system,
71 ... on-board device, 72 ... wireless crossing warning control device (crossing control device),
73 ... level crossing alarm start time calculation means, 74 ... level crossing alarm end time calculation means,
ADC ... railroad crossing alarm starting point position,
BDC: Crossing alarm end point position, CDC: Crossing alarm reset point position,
Vmax ... Section maximum speed, P1 to P5 ... Train position, t1 to t5 ... Time,
V1 to V4: Estimated train speed, α: Maximum train acceleration, β: Maximum train deceleration,
ts ... Railroad crossing alarm start timing, Ls ... Railroad crossing alarm start point distance,
tx: Railroad crossing alarm end time, Lx: Railroad crossing alarm end point distance
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