JP5470315B2

JP5470315B2 - 信号制御システム

Info

Publication number: JP5470315B2
Application number: JP2011084995A
Authority: JP
Inventors: 景示前川; 健二今本; 直樹柴田; 尊善西野; 悌渡部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2031-04-07
Also published as: JP2012218533A; CN102730028A; CN102730028B; KR20120115120A; KR101346428B1

Description

本発明は、列車を衝突させることなく安全に走行させることができる信号制御装置に関するものである。

列車の衝突を回避し、列車走行の安全性を確保するためには、列車の在線位置を検知して、互いの列車が衝突しないように各列車を制御する必要がある。したがって、列車の位置検知のための装置や、列車を制御するための装置が必要となる。運行する列車本数が少ない線区（例えば、駅間に在線する列車が１列車程度の列車間隔の線区）では、上記の装置の初期コスト，メンテナンスコストが問題となる。

そこで、列車本数の少ない線区では、列車の位置検知精度粗くしても運行に支障がないことと、単線区間が多いことから、１駅間に１列車しか在線しない駅間一閉塞という考え方で安全性を確保していることが多い。

駅間一閉塞を実現する方法として、古くから使われている方式として、スタフ閉塞式，タブレット閉塞式といった方式がある。これらの方式は通票と呼ばれる駅間を走行するための許可証を使った方式である。スタフ閉塞式もタブレット閉塞式も各駅間に通票は１個しか同時には存在しない構成となっており、通票を持っている列車のみが駅間を走行できるようにすることで、駅間一閉塞を実現している。

通票を電子化したシステムも例えば特許文献１に開示されている。各駅間に固有の通票を電子データとして作成する。列車が発車するときに、発車する側の駅に設置された地上装置から通票を無線で列車に送信し、送信後は発車する側の駅と列車が向かう駅の両方の地上装置をロックし、解除されるまで通票は送信しない。列車が発車して、次の駅に着いたとき、通票を着いた駅の地上装置に送信し、地上装置で通票を確認し、合っていれば、列車が発車した駅と列車が着いた駅の両方の地上装置のロックを解除し、再び通票を列車に送信できるようになる。このように通票の送信のロックと解除を行うことにより、駅間に通票を持って走行する列車を１列車に限定し、駅間一閉塞を実現して安全性を確保している。

特開平２−６２６８号公報

スタフ閉塞式とタブレット閉塞式では、通票は物理的な物であり、駅で駅員と運転手が扱う必要があり、手間がかかり列車本数が増えると対応しきれない。また、駅員と運転手のヒューマンエラーについては防止できない。

通票を電子化することで、運転手，駅員の作業を減らし、特に通票を列車に受け渡す作業における駅員のヒューマンエラーは防止することができる。しかし、特許文献１に記載のように地上装置が電子化された通票を作成する機能を持つ構成であっても、下記のような運転手のヒューマンエラーは防止することができない。まず、通票を受信していないのに列車を発車させてしまうという運転手のヒューマンエラーを防止することができない。さらに、通票で許可されている走行方向を運転手が勘違いして、通票で許可されていない区間に侵入してしまうという運転手のヒューマンエラーを防止することができない。運転手が走行方向を勘違いする例としては、折り返すべき駅で通票受信後、折り返さずに走行してしまう場合と、前進すべき駅で通票受信後、折り返して走行してしまう場合とがある。このように従来技術では運転手のヒューマンエラーを防止できないという課題があった。

そのため、本発明では運転手のヒューマンエラーがあっても十分な安全性を確保できる信号システムを提供することを目的とする。

列車に備えられた車上制御装置と、駅に備えられた地上装置と、車上制御装置および地上装置との間で送受信され、二つの駅間の走行を許可する電子的な通票と、備え、車上制御装置は、発車駅の地上装置から電子通票を受信した場合に、運転手からの指令に従って列車の走行を可能とし、発車駅の地上装置から電子通票を受信しない場合に、列車の走行を防止する。

または、地上装置から車上制御装置に通票を送信する際に、列車が発車駅を発車する際に、地上装置は、通票と、当該通票が有効となる方向情報と、を車上制御装置へ送信し、車上制御装置は、通票が有効となる方向情報に基づき、当該方向情報と同一の方向への走行を許可し、当該方向情報と逆の方向への走行を防止する。

このような信号制御システムを構築することにより、運転手のヒューマンエラーがあっても列車走行の安全性を確保することが可能となる。

上記により、運転手のヒューマンエラーが発生しても列車の安全性を確保することが可能となる。

実施例における信号制御処理の概要を示す概念図。実施例における列車の発車から次駅到着までの列車の処理の流れを示すフロー図。実施例における列車の発車から次駅到着までの地上装置の処理の流れを示すフロー図。

１つの駅間を１つの閉塞区間とし、１つの駅間に同時に複数の列車が進入することを防止する線区において、駅間一閉塞を実現し、ヒューマンエラーが発生しても、列車を衝突させることなく安全に走行させるという目的を、単純なシステム構成で実現した。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

〔実施例〕
図１に本発明の実施例における信号制御システムの概念を示す。

図示しないが、列車１０２は、駅の地上装置から受信した電子通票（１）１０１を記憶し、記憶した電子通票（１）１０１および当該電子通票と共に記憶された方向情報に基づいて列車の走行を制御する車上制御装置と、を備えている。また、各駅には、電子通票（１）１０１を記憶する地上装置と、列車との伝送を行う駅列車伝送装置とを備える。

図１においてＡ駅とＢ駅間の走行許可を意味する電子通票（１）１０１は、図１では全体のシステムとしての処理の流れを示すために便宜上、複数記載されているが、実際には１つしか存在せず、列車１０２またはＡ駅の地上装置１０３ａ，Ｂ駅の地上装置１０３ｂのいずれかの記憶装置内に存在し、同時に複数箇所に存在することはない。

また、電子通票（１）１０１はＡ駅−Ｂ駅間の走行許可を意味し、電子通票（２）１０１はＣ駅−Ａ駅間の走行許可を意味するというように、各駅間にはそれぞれ固有の電子通票が設けられる。

まずはＡ駅の前記地上装置１０３ａに前記電子通票（１）１０１があり、前記列車１０２がＡ駅を出発してＢ駅に向かう場合の処理の流れを述べる。Ａ駅からＢ駅へ向かう向きを下り方向とする。

Ａ駅にいる前記列車１０２は、Ｂ駅に向けて発車するための発車許可要求をＢ駅に向かう向きである「下り」という方向情報と共に、前記地上装置１０３ａに駅列車伝送装置１０５を介して送信する。前記駅列車伝送装置１０５は前記地上装置１０３と前記列車１０２間の情報の送受信を可能にする装置で、短距離の限定された範囲のみ通信できればよく、トランスポンダ，バリス，汎用の無線機等、様々な装置を用いることができ、本発明において前記駅列車伝送装置１０５は特定しない。

前記列車１０２より発車許可要求を受信したＡ駅の前記地上装置１０３ａは自身がＡ駅から下り方向に対応する前記電子通票（１）１０１（Ａ駅−Ｂ駅間）を持っている場合は、前記電子通票（１）１０１をＢ駅に向かう向きである「下り」という方向情報と共に前記駅列車伝送装置１０５を介して前記列車１０２へ送信し、前記列車１０２が受信したのを確認した後、前記地上装置１０３ａにあった前記電子通票（１）１０１を削除する。

前記地上装置１０３ａがＡ駅から下り方向に対応する前記電子通票（１）１０１を持っていない場合は、駅間伝送線１０４を介して、Ｂ駅の前記地上装置１０３ｂに前記電子通票（１）１０１を要求する。要求を受けた前記地上装置１０３ｂは前記電子通票（１）１０１を持っていれば、前記駅間伝送線１０４を介して前記電子通票（１）１０１を前記地上装置１０３ａに送信し、前記地上装置１０３ａが受信したのを確認した後、前記地上装置１０３ｂにあった前記電子通票（１）１０１を削除する。前記駅間伝送線１０４は前記電子通票（１）１０１の送受信に使うのみで、少ない通信容量でも動作可能である。ツイストペア線，ＩＳＤＮ専用線，イーサネット（登録商標）等様々な伝送線が適用可能であり、本発明では、前記駅間伝送線１０４は特定しない。

前記地上装置１０３ｂから前記電子通票（１）１０１を受信した前記地上装置１０３ａは、前記電子通票（１）１０１を「下り」という方向情報と共に前記駅列車伝送装置１０５を介して前記列車１０２へ送信し、前記列車１０２が受信したのを確認した後、前記地上装置１０３ａ内にあった前記電子通票（１）１０１を削除する。

前記地上装置１０３ａと前記地上装置１０３ｂの両方が前記電子通票（１）１０１を持っていない場合は、Ａ駅とＢ駅の間に前記電子通票（１）１０１を持って走行中の列車がいることを意味しており、Ａ駅，Ｂ駅どちらからも列車を発車させることはできず、前記地上装置１０３ａは前記列車１０２に前記電子通票（１）１０１を送信しない。前記地上装置１０３ａは、Ｂ駅からＡ駅へ到着した他の列車、または前記地上装置１０３ｂから前記電子通票（１）１０１を受信したら、前記列車１０２に前記電子通票（１）１０１を送信する。

前記列車１０２は、前記地上装置１０３ａより前記電子通票（１）１０１を方向情報と共に受信する。前記列車１０２の車上制御装置は、前記電子通票（１）１０１を方向情報と共に受信するまでは、列車が走行することができないよう運転手の入力に関わらずに列車にブレーキ力を出力させて走行を防止する。前記地上装置１０３ａから前記電子通票（１）１０１を方向情報と共に受信したとき、前記列車１０２の車上制御装置は、方向情報で指定された方向に走行できるように列車から出力されるブレーキ力を緩解する。方向情報で指定された方向とは逆方向に前記列車１０２が走行していることを検知した場合は、前記列車１０２の車上制御装置は、運転手の入力に関わらず列車にブレーキ力を出力させて、指定された方向以外の方向に走行できないように制御する。

前記列車１０２は、前記地上装置１０３ａより前記電子通票（１）１０１を方向情報と共に受信して走行を開始し、Ｂ駅に到着したとき、持っている前記電子通票（１）１０１を前記駅列車伝送装置１０５を介して前記地上装置１０３ｂに送信する。前記地上装置１０３ｂが前記電子通票（１）１０１受信したのを確認した後、前記列車１０２は持っていた前記電子通票（１）１０１を削除する。

前記列車１０２から前記電子通票（１）１０１を受信した前記地上装置１０３ｂは前記電子通票（１）１０１を保持する。このとき、前記電子通票（１）１０１を保持しているのは前記地上装置１０３ｂのみであり、他の地上装置、列車が保持していることはない。

駅の転轍機の制御については、発条転轍機を用いれば制御は必要ない。あるいは連動装置を設置し、転轍機の転換，鎖錠を実施し、進路を確保した後に前記電子通票（１）１０１を前記列車１０２に送信することで安全に転轍機を制御することが可能となる。

以上のような信号制御システムを構成することにより、前記電子通票（１）１０１は一つしか存在しないこととなるため、前記電子通票（１）１０１を持つ前記列車１０２のみＡ駅Ｂ駅間を走行できるようにし、駅間に在線する列車を１列車のみとすることが可能となり、他の列車との衝突を防止して、前記列車１０２を安全に走行させることが可能となる。また、前記地上装置１０３から列車１０２へ送信される前記電子通票（１）１０１を当該電子通票が有効となる方向情報と共に送信することにより、運転手のヒューマンエラーにより、許可されていない方向に列車１０２が走行することを防止することができる。

本実施例における前記列車１０２の発車から次駅到着までの前記列車１０２の処理の流れを図２に示す。図２のステップ２０１〜ステップ２１２にて前記列車１０２の走行の安全性を確保する。

ステップ２０１：列車１０２が前記電子通票（１）１０１と方向情報を地上装置１０３から受信するまで、車上制御装置はブレーキ出力する。ステップ２０２へ進む。

ステップ２０２：駅から発車するための発車許可要求を発車したい方向情報と共に前記地上装置１０３に送信する。ステップ２０３へ進む。

ステップ２０３：列車１０２が前記電子通票（１）１０１と方向情報を地上装置１０３から受信するまでステップ２０４を繰り返す。受信すればステップ２０５へ進む。

ステップ２０４：前記ステップ２０２と同じく、駅から発車するための発車許可要求を発車したい方向情報と共に前記地上装置１０３に送信する。

ステップ２０５：列車１０２が前記電子通票（１）１０１と方向情報を受信した状態になったため、車上制御装置はブレーキを緩解し、ステップ２０６へ進む。

ステップ２０６：前記列車１０２の走行方向が、地上装置１０３から受信した方向情報と一致しているかチェックし、一致していない場合はステップ２０７へ進む。一致していればステップ２０８へ進む。

ステップ２０７：電子通票により許可された方向とは異なる方向に走行していることを意味しているため、車上制御装置はブレーキを出力し安全を確保する。

ステップ２０８：次の駅に到着すると、ブレーキを出力する。ステップ２０９へ進む。

ステップ２０９：到着した駅の前記地上装置１０３に前記電子通票（１）１０１を送信する。ステップ２１０へ進む。

ステップ２１０：前記地上装置１０３が電子通票を受信したことが確認できるまでステップ２１１を繰り返す。受信が確認できればステップ２１２へ進む。

ステップ２１１：前記ステップ２０９と同じく、到着した駅の前記地上装置１０３に前記電子通票（１）１０１を送信する。

ステップ２１２：前記列車１０２に持っている前記電子通票（１）１０１を削除する。

上記のようなフローで前記列車１０２の処理を実装することにより、列車１０２が前記電子通票（１）１０１を持つ場合に許可された方向のみに列車１０２を走行させることが可能となり、列車の走行の安全性が確保される。

本実施例における列車１０２のＡ駅発車から次のＢ駅到着までの前記地上装置１０３の処理の流れを図３に示す。図３のステップ３０１〜ステップ３１２にて前記列車１０２の走行の安全性を確保する。

ステップ３０１：Ａ駅から発車するための発車許可要求を発車したい方向情報（ここでは、Ｂ駅へ向かう下り方向とする。）と共に前記列車１０２から受信する。ステップ２０２へ進む。

ステップ３０２：前記列車１０２から要求された方向の駅間（Ａ駅―Ｂ駅間）に対応する前記電子通票（１）１０１を持っているか確認する。持っていればステップ３０７へ進む。持ってなければステップ３０３へ進む。

ステップ３０３：前記列車１０２から要求された方向の駅間（Ａ駅―Ｂ駅間）に対応する前記電子通票（１）１０１を受信するまでステップ３０４〜ステップ３０６を繰り返す。受信すればステップ３０７へ進む。

ステップ３０４：前記列車１０２から要求された方向（下り方向）に隣接する駅（Ｂ駅）に前記電子通票（１）１０１を要求する。ステップ３０５へ進む。

ステップ３０５：前記ステップ３０４で要求した隣接駅（Ｂ駅）から前記電子通票（１）１０１を受信したか確認する。ステップ３０６へ進む。

ステップ３０６：前記列車１０２が発車しようとしている当該駅（Ａ駅）に到着した別の列車から前記電子通票（１）１０１を受信したか確認する。

ステップ３０７：前記列車１０２から要求された方向の駅間（Ａ駅―Ｂ駅間）に対応する前記電子通票（１）１０１と、前記電子通票（１）１０１に対応する方向情報を前記列車１０２へ送信する。ステップ３０８へ進む。

ステップ３０８：前記列車１０２が電子通票を受信したことが確認できるまでステップ３０９を繰り返す。受信が確認できればステップ３１０へ進む。

ステップ３０９：前記ステップ３０７と同じく、前記列車１０２から要求された方向の駅間（Ａ駅―Ｂ駅間）に対応する前記電子通票（１）１０１と、前記電子通票（１）１０１に対応する方向情報を前記列車１０２へ送信する。

ステップ３１０：前記列車１０２が前記電子通票（１）１０１を受信したことを確認できれば、地上装置１０３に持っている前記電子通票（１）１０１を削除する。ステップ３１１へ進む。

ステップ３１１：次駅（Ｂ駅）に到着した前記列車１０２から前記電子通票（１）１０１を受信する。ステップ３１２へ進む。

ステップ３１２：前記列車１０２から受信した前記電子通票（１）１０１を地上装置１０３の記憶装置内に保持する。

上記のように前記地上装置の処理を実装することにより、前記電子通票（１）１０１を持つ列車が１駅間に１つになるように前記電子通票（１）１０１を管理することができる。また、走行を許可した方向情報も送信することで、運転手の誤作動により列車が誤った方向に走行することを防止して、列車の走行の安全性が確保される。

１０１電子通票
１０２列車
１０３地上装置
１０４駅間伝送線
１０５駅列車伝送装置

Claims

２つの駅の間の区間を１つの閉塞区間とする信号制御システムにおいて、
列車に備えられた車上制御装置と、駅に備えられた地上装置と、
前記車上制御装置および前記地上装置との間で送受信され、二つの駅間の走行を許可する電子的な通票と、備え、
前記列車が発車駅を発車する際に、前記地上装置は、前記通票と、当該通票が有効となる方向情報と、を前記車上制御装置へ送信し、
前記車上制御装置は、
発車駅の前記地上装置から前記通票を受信した場合に、前記通票が有効となる方向情報及び運転手からの指令に基づいて、当該方向情報と同一の方向への走行を可能とし、当該方向情報と逆の方向への走行を防止し、
発車駅の前記地上装置から前記通票を受信しない場合に、列車の走行を防止することを特徴とする信号制御システム。
前記車上制御装置が前記通票を受信していない場合に、前記車上制御装置は列車にブレーキ力を出力させて、駅からの発車を防止にすることを特徴とする請求項１記載の信号制御システム。
前記車上制御装置が前記通票及び前記方向情報を受信し、前記方向情報とは逆の方向に列車が走行している場合に、前記車上制御装置は列車にブレーキ力を出力させることを特徴とする請求項１記載の信号制御システム。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の信号制御システムにおいて、
発車駅から前記列車が発車する際に、前記地上装置は、前記地上装置から前記車上制御装置に前記通票を送信して、前記地上装置で保持していた前記通票を削除し、
前記列車が駅間を走行している際に、前記車上制御装置は、前記通票を保持し、
前記列車が到着駅に到着した際に、前記車上制御装置に保持していた前記通票を到着駅の前記地上装置に送信し、前記車上制御装置が保持していた前記通票を削除することを特徴とする信号制御システム。
２つの駅の間の区間を１つの閉塞区間とする信号制御システムにおいて、
列車に備えられた車上制御装置と、駅に備えられた地上装置と、
前記車上制御装置および前記地上装置との間で送受信され、二つの駅間の走行を許可する電子的な通票と、備え、
前記車上制御装置は、
発車駅の前記地上装置から前記通票を受信した場合に、運転手からの指令に従って走行を可能とし、
発車駅の前記地上装置から前記通票を受信しない場合に、列車の走行を防止し、
発車駅から前記列車が発車する際に、前記地上装置は、前記地上装置から前記車上制御装置に前記通票を送信して、前記車上制御装置が前記通票を受信したことを前記地上装置で確認したときに前記地上装置で保持していた前記通票を削除し、
前記列車が駅間を走行している際に、前記車上制御装置は、前記通票を保持し、
前記列車が到着駅に到着した際に、前記車上制御装置は、前記車上制御装置に保持していた前記通票を到着駅の前記地上装置に送信し、前記地上装置が前記通票を受信したことを前記車上制御装置が確認したときに前記車上制御装置が保持していた前記通票を削除することを特徴とする信号制御システム。
２つの駅の間の区間を１つの閉塞区間とする信号制御方法において、
各駅間に、当該駅間を列車が走行することを許可する電子的な通票を設け、
列車に備えられた車上制御装置と駅に備えられた地上装置との間で、前記通票を送受信し、
前記列車が発車駅を発車する際に、前記通票と当該通票が有効となる方向情報を前記地上装置から前記車上制御装置へ送信し、
発車駅の前記地上装置から前記通票を受信した場合に、前記通票が有効となる方向情報及び運転手からの指令に基づいて、当該方向情報と同一の方向への列車の走行を可能とし、当該方向情報と逆の方向への走行を防止し、
発車駅の前記地上装置から前記通票を受信しない場合に、列車の走行を防止することを特徴とする信号制御方法。
前記車上制御装置が前記通票を受信していない場合に、列車にブレーキ力を出力させて、駅からの発車を防止にすることを特徴とする請求項６記載の信号制御方法。
前記車上制御装置が前記通票及び前記方向情報を受信し、前記方向情報とは逆の方向に列車が走行している場合に、列車にブレーキ力を出力させることを特徴とする請求項６記載の信号制御方法。
請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の信号制御方法において、
発車駅から前記列車が発車する際に、前記地上装置から前記車上制御装置に前記通票を送信して、前記地上装置で保持していた前記通票を削除し、
前記列車が駅間を走行している際に、前記車上制御装置に前記通票を保持し、
前記列車が到着駅に到着した際に、前記車上制御装置に保持していた前記通票を到着駅の前記地上装置に送信し、前記車上制御装置が保持していた前記通票を削除することを特徴とする信号制御方法。
２つの駅の間の区間を１つの閉塞区間とする信号制御システムにおいて、
列車に備えられた車上制御装置と、駅に備えられた地上装置と、
前記車上制御装置および前記地上装置との間で送受信され、二つの駅間の走行を許可する電子的な通票と、備え、
前記車上制御装置は、
発車駅の前記地上装置から前記通票を受信した場合に、運転手からの指令に従って走行を可能とし、
発車駅の前記地上装置から前記通票を受信しない場合に、列車の走行を防止し、
発車駅から前記列車が発車する際に、前記車上制御装置が前記通票を受信したことを前記地上装置で確認したときに前記地上装置から前記車上制御装置に前記通票を送信して、前記地上装置で保持していた前記通票を削除し、
前記列車が駅間を走行している際に、前記車上制御装置に前記通票を保持し、
前記列車が到着駅に到着した際に、前記車上制御装置に保持していた前記通票を到着駅の前記地上装置に送信し、前記地上装置が前記通票を受信したことを前記車上制御装置が確認したときに前記車上制御装置が保持していた前記通票を削除することを特徴とする信号制御方法。