JP5405228B2 - 車上にて情報を集約する高度列車安全制御システム - Google Patents

Description

本発明は、突風や地震などによる突発的な災害から列車の安全を守るための車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムに関するものである。

従来、自然災害時に列車走行の安全を確保するために、沿線に設置した各種センサからのデータや、駅員、運転士及び外部機関からの情報を収集し、運転規制の発令や規制解除・運転再開の判断に利用している（下記特許文献１〜３参照）。この時、情報の信頼性の観点から、判断に用いる重要な情報は、事業者独自で収集したものを用いることが多い。例えば、地上に設置されたセンサにより観測されたデータの値が、あらかじめ定められた基準値を超えた場合、指令員の判断で一定の区間にわたって列車運転の中止や徐行、運転再開などの判断が行われている。

特許第２５９５４１２号公報 特開２００６−２８４２００号公報 特開２００６−３４３１２６号公報

しかしながら、従来の列車安全制御システムにおいては、列車運転の中止や徐行、運転再開などの判断は、主に地上に設置されたセンサのみに依存している。
本発明は、上記状況に鑑みて、車上にて情報を集約することにより災害の発生を予測し、列車自ら安全運行の確保を行うことができる高度列車安全制御システムを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、列車にそれぞれ搭載される、線区内の地理空間情報を記憶する記憶装置を有する制御処理装置と車上観測装置とリアルタイム列車位置・速度計測装置と、線区内の地上観測装置と、指令所と、気象情報や地震情報の提供を行う外部機関とを備え、前記地上観測装置からの地上観測データと、前記車上観測装置からの風や地震動に関する車上観測データと、前記リアルタイム列車位置・速度計測装置からの車両の位置・速度情報と、前記地理空間情報と、前記外部機関からの気象情報や地震情報と、前記指令所から送信される他列車から得られた観測データとを前記制御処理装置で集約し、集約した情報に基づいて前記列車において災害予測を行うことを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、前記地上観測データが風に関する観測データ又は地震動に関する観測データであることを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕記載の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、前記地理空間情報が地盤、地質、地形、構造物又は周辺設備に関する情報であることを特徴とする。

〔４〕上記〔１〕記載の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、前記災害予測の結果に基づいて、前記列車の運転規制の要否を前記列車上において判断することを特徴とする。
〔５〕上記〔４〕記載の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、前記災害予測の結果に基づいて、前記運転規制の解除の可否を前記列車上において判断することを特徴とする。

〔６〕上記〔４〕記載の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、前記災害予測の結果に基づいて、前記列車から前記指令所を介して他の列車に運転規制情報又は運転規制解除情報を報知することを特徴とする。

本発明によれば、車上及び地上で得られた地上観測データと各所からの情報とを組み合わせて、列車上において災害の発生を予測することにより、災害による列車運行への影響を早期に判断し、運転規制等を適切に実施し、突発的な災害に対する安全性の向上を図ることができる。

本発明の実施例を示す車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムの模式図である。 本発明の実施例を示す車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムの制御処理装置のブロック図である。 本発明の実施例を示す車上にて情報を集約する高度列車安全制御フローチャートである。

本発明の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムは、列車にそれぞれ搭載される、線区内の地理空間情報を記憶する記憶装置を有する制御処理装置と車上観測装置とリアルタイム列車位置・速度計測装置と、線区内の地上観測装置と、指令所と、気象情報や地震情報の提供を行う外部機関とを備え、前記地上観測装置からの地上観測データと、前記車上観測装置からの風や地震動に関する車上観測データと、前記リアルタイム列車位置・速度計測装置からの車両の位置・速度情報と、前記地理空間情報と、前記外部機関からの気象情報や地震情報と、前記指令所から送信される他列車から得られた観測データとを前記制御処理装置で集約し、集約した情報に基づいて前記列車において災害予測を行う。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示す車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムの模式図、図２はその高度列車安全制御システムの車上の制御処理装置のブロック図である。
これらの図において、１は列車、２は列車１に搭載される車上観測装置（例えば、風速計、地震計など）、３は列車１に搭載されるリアルタイム列車位置・速度計測装置、４は列車１に搭載される制御処理装置である。５は列車１の線路、６は線区内の地上観測装置、７は指令所であり、地上観測装置６には風向風速計やドップラー風速計や地震計などが設けられている。８は気象庁等の気象情報や地震情報の提供に関与する外部機関、９は保守区ごとに設置される保守管理所、１０は線路５の周辺の地形、１１は線路５の周辺の構造物である。

列車１の制御処理装置４は、図２に示すように、中央処理装置４Ａと、あらかじめ線区の地理空間情報（地盤・地質・地形・構造物・周辺設備）を記憶する記憶装置４Ｂと、災害予測部４Ｃと、列車運転規制・運転再開判定部４Ｄと、入力インターフェース４Ｅと、無線送受信装置４Ｆとを備えており、列車１の車上観測装置２からの車上観測データ２１と、列車１に搭載されるリアルタイム列車位置・速度計測装置３からの列車位置・速度情報２２は有線で入力インターフェース４Ｅを介して取り込まれ、線区内の地上観測装置６からの地上観測データ２３と、指令所７からの他列車１′から得られた観測データ２４と、外部機関８からの気象情報や地震情報２５とが無線送受信装置４Ｆから取り込まれ、無線送受信装置４Ｆからは指令所７と保守管理所９へ無線で情報が配信される。つまり、列車１では、車上観測装置２で風や地震動に関する車上観測データ２１を計測し、リアルタイム列車位置・速度計測装置３で列車位置・速度情報２２を得る。さらに、地上観測装置６で観測された風向、風速、震度、ＳＩ値、加速度値などの地上観測データ２３や、気象庁等の外部機関８からの気象情報や地震情報２５、指令所７から送信される他列車１′から得られた観測データ２４を列車１の制御処理装置４において集約する。列車１の制御処理装置４では、集約された各データ及び情報と、あらかじめ記憶されている地理空間情報２６、自ら取得した車上観測データ２１や列車位置・速度情報２２を利用して、列車１の制御処理装置４の災害予測部４Ｃにおいて自動で災害発生の予測を行い、必要に応じて列車運転規制・運転再開判定部４Ｄにおいて停止や徐行など運転規制の判断を行う。この運転規制情報２７は、指令所７に送信され、列車の運行管理に利用され、周辺を走行する他の列車１′にも指令所７から運転規制情報２８として配信される。また、列車１は災害予測部４Ｃによる災害発生の予測に基づいて、保守管理所９等に巡回範囲情報２９を必要に応じて自動で送信する。

図３は本発明の実施例を示す車上にて情報を集約する高度列車安全制御フローチャートである。
（１）列車１の制御処理装置４の線区の地理空間情報記憶装置４Ｂに、線区の地理空間情報（地盤・地質・地形・構造物・周辺設備）２６をデータベースとして備えておく（ステップＳ１）。

（２）車上観測装置２により風や地震動に関する車上観測データ２１を計測し、また、リアルタイム列車位置・速度計測装置３により列車１の位置・速度情報２２を得る（ステップＳ２）。
（３）線区内の地上観測装置６からの風や地震動に関する地上観測データ２３、指令所７からの他列車１′で得られた観測データ２４、そして気象庁等の外部機関８からの気象情報や地震情報２５を列車１で収集する。

（４）上記ステップＳ１で記憶されているデータと上記ステップＳ２，Ｓ３で得た各データ及び情報とを組み合わせて、列車１上で災害予測部４Ｃにおいて自動で災害発生の予測を行う（ステップＳ４）。
（５）上記ステップＳ４の災害予測部４Ｃにおける災害発生の予測に基づいて、列車１の運転規制（停止、徐行）が必要であるか否かの判断を列車運転規制・運転再開判定部４Ｄにおいて行う（ステップＳ５）。

（６）上記ステップＳ５において運転規制が必要であると判断した場合、列車１は運転規制を行うとともに、指令所７にその運転規制情報２７を送り、指令所７は周辺を走行している他の列車１′に運転規制情報２８を報知する（ステップＳ６）。
（７）列車１上において、災害の予測を継続して行い、運転規制を解除できるか否かを判断する（ステップＳ７）。

（８）ステップＳ７において運転規制を解除できると判断した場合には、列車１は運転規制を解除し、運転を再開する。同時に、指令所７にその解除情報を送り、指令所７は周辺を走行している他の列車１′にその解除情報を報知する（ステップＳ８）。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムは、列車上において精度の高い災害予測を行い、列車の安全運行に寄与するツールとして利用可能である。

１ 列車
２ 車上観測装置
３ リアルタイム列車位置・速度計測装置
４ 制御処理装置
４Ａ 中央処理装置
４Ｂ 線区の地理空間情報記憶装置
４Ｃ 災害予測部
４Ｄ 列車運転規制・運転再開判定部
４Ｅ 入力インターフェース
４Ｆ 無線送受信装置
５ 線路
６ 線区内の地上観測装置
７ 指令所
８ 外部機関
９ 保守管理所
１０ 線路の周辺の地形
１１ 線路の周辺の構造物
２１ 車上観測データ
２２ 列車位置・速度情報
２３ 地上観測データ
２４ 他列車から得られた観測データ
２５ 気象情報や地震情報
２６ 地理空間情報
２７，２８ 運転規制情報
２９ 巡回範囲情報

Claims (6)

1. （ａ）列車にそれぞれ搭載される、線区内の地理空間情報を記憶する記憶装置を有する制御処理装置と車上観測装置とリアルタイム列車位置・速度計測装置と、
   （ｂ）線区内の地上観測装置と、
   （ｃ）指令所と、
   （ｄ）気象情報や地震情報の提供を行う外部機関とを備え、
   （ｅ）前記地上観測装置からの地上観測データと、前記車上観測装置からの風や地震動に関する車上観測データと、前記リアルタイム列車位置・速度計測装置からの車両の位置・速度情報と、前記地理空間情報と、前記外部機関からの気象情報や地震情報と、前記指令所から送信される他列車から得られた観測データとを前記制御処理装置で集約し、集約した情報に基づいて前記列車において災害予測を行うことを特徴とする車上にて情報を集約する高度列車安全制御システム。
2. 請求項１記載の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、前記地上観測データが風に関する観測データ又は地震動に関する観測データであることを特徴とする車上にて情報を集約する高度列車安全制御システム。
3. 請求項１記載の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、前記地理空間情報が地盤、地質、地形、構造物又は周辺設備に関する情報であることを特徴とする車上にて情報を集約する高度列車安全制御システム。
4. 請求項１記載の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、前記災害予測の結果に基づいて、前記列車の運転規制の要否を前記列車上において判断することを特徴とする車上にて情報を集約する高度列車安全制御システム。
5. 請求項４記載の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、前記災害予測の結果に基づいて、前記運転規制の解除の可否を前記列車上において判断することを特徴とする車上にて情報を集約する高度列車安全制御システム。
6. 請求項４記載の車上にて情報を集約する高度列車安全制御システムにおいて、前記災害予測の結果に基づいて、前記列車から前記指令所を介して他の列車に運転規制情報又は運転規制解除情報を報知することを特徴とする車上にて情報を集約する高度列車安全制御システム。

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