JP5656730B2 - 信号制御システム - Google Patents

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。

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。しかし、運行する列車本数が少ない線区では、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り、大掛かりな装置を導入することは難しい。

列車本数の少ない線区では、単線区間が多く、また列車の位置検知の精度を比較的粗くしても安全な運行に支障しない。そのため、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は例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では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、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、運転手が通票を受取っていない列車を発車させるといったヒューマンエラーが生じる可能性がある。

通票を電子化することで、運転手，駅員の作業を減らし、運転手や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、隣接する次駅にて、当該駅間の通票を返し、更に次の駅間の通票を得るため、各駅での停車が必要であることから、駅通過の運用ができない。

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、駅間への列車の進入を許可する各駅間で定義された電子的な通票と、隣接する駅の地上装置の間で通票を送受信する駅間伝送線と、を備え、地上装置は、駅間伝送線を介して通票を受信して、複数の駅間でそれぞれ定義された複数個の通票を車上制御装置へ送信可能であり、車上制御装置は、受信した通票に応じて、駅間への列車の進入可否、及び次の停車駅を決定する。

または、さらに車上制御装置は、隣接する複数の駅間に対応する複数の通票を地上装置から受信した場合に、受信した複数の通票により進入を許可された駅間で進行方向に最も離れた駅を、次の停車駅に設定する。

上記により、駅間走行の安全を実現しつつ、列車が駅に停車せずに通過する駅通過の運用が可能となる。

実施例における駅通過の運用の様子を示す概念図。 実施例における列車の発車から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駅到着までの地上装置の処理の流れを示すフロー図。 実施例における信号制御処理の概要を示す概念図。

駅間に在線する列車が１列車程度の列車間隔の線区において、駅間一閉塞を実現し、駅通過の運用を実現する目的を、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。

図４に本発明の実施例における信号制御システムの比較例である、隣接駅間の閉塞を実現する手段を示す。本実施例では３つの駅（Ａ駅，Ｂ駅，Ｃ駅）がある。以下、Ａ駅−Ｂ駅間を対象に説明する。

図４において、Ａ駅とＢ駅間の走行許可を意味する電子的な通票（１）１０１は、図４は全体のシステムとしての処理の流れを示しているため、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のいずれかにあり、同時に複数存在することはない。

まずはＡ駅の前記地上装置１０３ａに前記通票（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駅に在線する前記列車１０２は、Ｂ駅に向けて発車するための発車許可要求を、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前記地上装置１０３ａは自身が前記通票（１）１０１を持っている場合は、前記通票（１）１０１を、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内にあった前記通票（１）１０１を削除する。前記地上装置１０３ａが前記通票（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内にあった前記通票（１）１０１を削除する。前記駅間伝送線１０４は前記通票（１）１０１を送受信できれば良いため、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から前記通票（１）１０１を受信した前記地上装置１０３ａは、前記通票（１）１０１を、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の両方が前記通票（１）１０１を持っていない場合は、Ａ駅とＢ駅の間に前記通票（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に前記通票（１）１０１を送信しない。前記地上装置１０３ａは駅Ｂから駅Ａへ到着した他の列車、または前記地上装置１０３ｂから前記通票（１）１０１を受信したら、前記列車１０２に前記通票（１）１０１を送信する。

前記列車１０２は前記地上装置１０３ａより前記通票（１）１０１を受信する。前記列車１０２は前記通票（１）１０１を受信するまでは駅Ａを発車することができないようにブレーキを出力する。前記列車１０２は前記通票（１）１０１を受信したとき、駅Ａを発車できるようにブレーキを緩解する。

前記列車１０２はＢ駅に到着したとき、持っている前記通票（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は持っていた前記通票（１）１０１を削除する。

前記列車１０２から前記通票（１）１０１を受信した前記地上装置１０３ｂは前記通票（１）１０１を保持する。このとき、前記通票（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。

以上のように信号制御システムを構成することにより、唯一存在する前記通票（１）１０１を持つ前記列車１０２のみが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、駅間一閉塞を実現でき前記列車１０２を安全に走行させることが可能となる。

Ｂ駅Ｃ駅間の閉塞は、駅間に唯一存在する通票（２）１１１，Ｂ駅の地上装置１０３ｂ，Ｃ駅の地上装置１０３ｃ，地上装置１０３ｂと地上装置１０３ｃの間の駅間伝送線１１４，Ｃ駅の駅列車伝送装置１１５により、同様に実現される。

次に、本実施例における駅通過の運用の概念図を図１に示す。本実施例では、後に説明する列車の処理および地上装置の処理により、通票（２）１１１を駅間伝送線１０４を利用してＡ駅の地上装置１０３ａに渡し、通票（１）１０１と通票（２）１１１を合わせて列車１０２に渡すことが可能である。そして、列車１０２の車上制御装置は、地上装置１０３ａから受け取った通票が通票（１）１０１のみか、あるいは通票（１）１０１と通票（２）１１１の両方かに応じて、目的地をＢ駅かＣ駅かに切り替えることが可能である。ここでは、車上制御装置が通票（１）１０１と通票（２）１１１の両方を受け取った時には、Ｂ駅を通過してＣ駅まで進行できるものとする。

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列車１０２の車上制御装置の処理の流れを図２に示す。図２のステップ２０１〜ステップ２１１にて前記列車１０２の走行の安全性を確保する。尚、前記列車１０２はＡ駅に在線しているものとして、通票の種類等も具体的に記す。

ステップ２０１：
列車１０２の車上制御装置は、前記通票（１）１０１を受信するまではブレーキ出力する。ステップ２０２へ進む。

ステップ２０２：
駅Ａから発車するための発車許可要求を前記地上装置１０３ａに送信する。ステップ２０３へ進む。

ステップ２０３：
前記通票（１）１０１を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Ａから発車するための発車許可要求を前記地上装置１０３ａに送信する。

ステップ２０５：
受信した通票をチェックし、通票（１）１０１のみ受信していれば目的駅（次に停車する駅）をＢ駅に、通票（１）１０１と通票（２）１１１を受信していれば目的駅をＣ駅に設定する。例えば、隣接する駅間の通票を２つ以上受信した場合には、進入を許可された駅間で進行方向に最も離れた駅を目的駅に設定する。

少なくとも通票（１）１０１を受信していればステップ２０６に進む。

ステップ２０６：
前記通票（１）１０１を受信した状態になったため、ブレーキを緩解し、ステップ２０７へ進む。

ステップ２０７：
ステップ２０５で設定した目的駅に到着すると、ブレーキを出力する。ステップ２０８へ進む。

ステップ２０８：
到着した駅の前記地上装置１０３に、持っている全ての通票を送信する。ステップ２０９へ進む。

ステップ２０９：
前記地上装置１０３が通票を受信したことが確認できるまでステップ２１０を繰り返す。受信が確認できればステップ２１１へ進む。

ステップ２１０：
前記ステップ２０９と同じく、到着した駅の前記地上装置１０３に持っている全ての通票を送信する。

ステップ２１１：
持っている全ての通票を削除する。

上記のように前記列車１０２の処理を実装することより、前記通票（１）１０１を持つ列車のみがＡ駅−Ｂ駅間を走行することが可能となり、列車の走行の安全性が確保される。また、後に説明する地上装置１０３の処理内容と合わせると、Ａ駅−Ｂ駅間の通票（１）１０１とＢ駅−Ｃ駅間の通票（２）１１１を持つ場合には、Ｂ駅−Ｃ駅間の安全性も確保されており、Ａ駅から、Ｂ駅を通過してＣ駅まで、列車が走行することが可能となる。

本実施例における前記地上装置１０３の列車１０２の駅Ａ発車から目的駅Ｃへ到着までの処理の流れを図３に示す。図３のステップ３０１〜ステップ３１６にて前記列車１０２の走行の安全性を確保する。

ステップ３０１：
地上装置１０３ａは、駅Ａから発車するための発車許可要求を前記列車１０２から受信する。ステップ３０２へ進む。

ステップ３０２：
地上装置１０３ａは、前記列車１０２から要求された駅間に対応する前記通票（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：
地上装置１０３ａは、駅Ａを発車する列車が向かう隣接駅Ｂに前記通票（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から前記通票（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：
列車が発車しようとしている当該駅Ａに到着した他の列車から前記通票（１）１０１を受信したか確認する。

ステップ３０７：
次駅停車要求があるかどうかを確認する。次駅停車要求については、本フローの説明の後に説明を加える。次駅停車要求があればステップ３１０へ、無ければステップ３０８へ進む。

ステップ３０８：
地上装置１０３ａが、駅間伝送線１０４を利用し、地上装置１０３ｂに対して、Ｂ駅−Ｃ駅間で定義された通票（２）１１１（つまり、Ｂ駅−Ｃ駅間への列車の進入許可を示す通票）を要求する。ステップ３０９へ進む。

ステップ３０９：
ステップ３０８で要求した通票（２）１１１を地上装置１０３ａが取得できたかどうかを確認する。この確認は、必要であれば要求の再送も含む。通票（２）１１１の取得を確認できれば、ステップ３１０へ進む。あるいは、通票（２）１１１を取得できないと判断した場合（一定時間の経過後、一定回数要求再送後など）にも、ステップ３１０へ進む。

ステップ３１０：
列車に「全通票」（以下、地上装置１０３ａが通票（１）１０１のみ有する場合はそれのみ、地上装置１０３ａが通票（１）１０１と通票（２）１１１の両方を有する場合はその両方）を送信する。ステップ３１１へ進む。

ステップ３１１：
前記列車１０２が全通票を受信したことが確認できるまでステップ３１２を繰り返す。受信が確認できればステップ３１３へ進む。

ステップ３１２：
前記ステップ３１０と同じく、地上装置１０３ａが持つ全通票を前記列車１０２へ送信する。

ステップ３１３：
前記列車１０２が地上装置１０３ａの有する全通票を受信したのを確認できれば、地上装置１０３ａに持っている全通票を削除する。ステップ３１４へ進む。

ステップ３１４：
車上制御装置で設定された目的駅Ｃの地上装置１０３ｃは、目的駅Ｃに到着した前記列車１０２から全通票を受信する。ステップ３１５へ進む。

ステップ３１５：
ステップ３１４で受信した全通票が、自駅と隣接駅間との間に定義された通票ではない他の通票を含む場合は、当該通票を隣接駅へ送信する。例えば、Ｃ駅に関して言えば、全通票は通票（１）１０１と通票（２）１１１を含むため、通票（１）１０１が自駅と隣接駅間との間に定義された通票ではない他の通票にあたり、通票（１）１０１が見つかれば駅間伝送線１１４を介してＢ駅へ当該通票（１）１０１を送信する。ステップ３１６へ進む。

ステップ３１６：
ステップ３１５の結果、残った通票を保持する。

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、前述した列車側の処理と合わせ、各駅間において、各駅間で定義された通票を有する列車に駅間への進入を許可することで安全性を確保し、かつ各駅で列車を停車させて通票を送受信することなく、列車を駅通過させる運用が可能となる。特定駅間で定義された通票は、一時的に列車に保持されたまま定義された駅間外へ持ち出され、列車が目的駅に到着した後に、定義された本来の駅間内へ戻されるため、連続的に本システムを運用し、後続の列車に対しても先行列車と同様に、駅通過等の運行を行わせることが可能である。

ステップ３０７にある次駅停車要求について、下記に説明する。

次駅停車要求は、例えば地上側の運転指令所から与えられたり、列車が向かう隣接駅から与えられたり、列車に乗車している乗客から与えられるなど様々な場合が考えられるが、本発明の実施にあたっては、その経路・手段は問わない。例えば、列車が向かう隣接駅に乗車希望人員を検出する手段を設け、その検出結果を次駅停車要求として駅間伝送線１０４を介してＡ駅の地上装置１０３ａに送信したり、あるいは列車の車内に隣接駅での降車希望人員を検出する手段を設け、その検出結果を次駅停車要求としてＡ駅の地上装置１０３ａに送信することで、バスで可能なような、オンデマンド型の駅通過・停車判断による運用が可能となる。

なお、上述した実施例では、便宜上、次駅停車のための特別な要求である次駅停車要求によって駅停車を決定する運用について説明したが、本発明はこれに限られず、逆に通常は各駅に停車するようにし、特別な要求（次駅通過要求）が有った場合に、ステップ３０８に移行して、地上装置１０３ａが、駅間伝送線１０４を利用し、地上装置１０３ｂに対して、Ｂ駅−Ｃ駅間で定義された通票（２）１１１（つまり、Ｂ駅−Ｃ駅間への列車の進入許可を示す通票）を要求するようにし、駅を通過させる運用も、同様に実現できる。

１０１，１１１ 通票
１０２ 列車
１０３ 地上装置
１０４，１１４ 駅間伝送線
１０５，１１５ 駅列車伝送装置

Claims (5)

1. 一つの駅間を一つの閉塞区間とする信号制御システムにおいて、
   前記閉塞区間ごとに定義される電子的な通票であって、列車の当該閉塞区間への侵入を許可する前記通票を保持する手段を有する車上制御装置と、
   複数の駅の各々に備えられ、前記通票を送受信可能な手段を有する地上装置と、
   前記地上装置の間で前記通票を送受信する駅間伝送手段と、
   前記地上装置と前記車上装置との間で前記通票を送受信する地上車上伝送手段と、
   を備え、
   前記車上制御装置は、前記駅間伝送手段と前記地上車上伝送手段とを介して受信した前記通票に応じて、前記駅間への前記列車の進入可否、及び次の停車駅を決定すること
   を特徴とする信号制御システム。
2. 請求項１に記載の信号制御システムにおいて、
   前記車上制御装置は、隣接する複数の駅間に対応する複数の前記通票を前記地上装置から受信した場合に、受信した複数の前記通票により進入を許可された駅間で進行方向に最も離れた駅を、次の停車駅に設定すること
   を特徴とする信号制御システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の信号制御システムにおいて、
   前記車上制御装置は、次に停車する駅を要求する停車駅要求情報を受信する手段を備え、
   前記列車の進入する駅間に対応する通票の有無と、前記停止駅要求情報の有無とに基づいて前記次の停車駅を決定すること
   を特徴とする信号制御システム。
4. 請求項３に記載の信号制御システムにおいて、
   列車の在線駅に隣接する前記地上装置は、前記列車の在線駅の前記地上装置に、前記停車要求情報を通知する手段を有すること
   を特徴とする信号制御システム。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の信号制御システムにおいて、
   前記列車が駅を発車する際には、前記地上装置は前記車上制御装置へ前記通票を送信し、送信し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は、前記車上制御装置は前記通票を保持し、
   前記列車が前記次の停車駅へ到着した際には、前記車上制御装置は保持していた前記通票を到着した駅の前記地上装置に送信し、車上制御装置は保持していた前記通票を削除することで、当該駅間を走行する列車および当該駅間の両端の駅に、同一駅間への進入を許可する前記通票が複数存在することを防止すること
   を特徴とする信号制御システム。

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