JP5694415B2 - 列車位置判定システム - Google Patents

Description

本発明は、停止する列車の位置を判定する列車位置判定システムに関する。

近年、駅のプラットホームにおいては、安全確保のためにホームドアの設置が進められている。ホームドアにはフルスクリーンタイプや可動式ホーム柵といった種類があるが、何れにせよホームドアが設置されている場合、車両ドアがホームドアに対向するように、列車を所定の停止位置に確実に停止させる必要がある。この要求に答えるため、列車を所定の停止位置に停止させるための様々な装置が開発されている。

例えば、特許文献１には、プラットホームに列車の先頭部分を検出する複数の車両検出器を所定の停止位置近傍に設置し、この車両検出器による検出タイミングをもとに算出した当該停止位置付近の速度が所定値以内か否かで、所定の停止位置に停止したかどうかを判断する列車停止位置検出装置が開示されている。また、特許文献２には、プラットホームに列車ドア部分を走査する距離画像センサを設置して、この距離画像センサによる画像データを解析して列車ドアの有無を判定し、列車ドアがあると判定された場合にホームドアを開閉動作させるホームドアシステムが開示されている。

特開平６−２７８５９９号公報 特開２０１１−２０６５７号公報

しかしながら、上述の特許文献１では、算出した列車の走行速度でもって所定の停止位置に停止したかを推定するため、判定誤差が考えられる。ホームドアを設置した駅においては、安全上、許容される停止位置範囲（定位置）に列車が停止していることを確実に判定する必要がある。そのため、例えば、きわめて低速度だからといっても停止位置範囲を越えて列車が停止した場合には、そのことを確実に判定する必要がある。また、特許文献２では、距離画像センサを、各駅の各ホームのホームドア毎に設置する必要があるため、コストが高くなるという問題が有る。

また、列車には、編成車両数が異なる複数種類の列車が存在する。ホームドアを設置した駅においては、到着する列車の編成車両数を把握し、編成車両数に応じて、車両が存在する位置のホームドアのみを開閉する必要がある。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。

上記課題を解決するための第１の発明は、
最小の編成車両数がＭ両（Ｍ≧３）でなる編成車両数が異なる列車が同一の停止位置目標に停止するように運用される駅において、停止する前記列車の位置を判定する列車位置判定システムであって、
第１センサ（例えば、図１のセンサ１０ｆ））及び第２センサ（例えば、図１のセンサ１０ｅ）を、（１）検知対象位置に列車が存在しない或いは車両の連結部が存在する場合に非検知となり、前記検知対象位置に車体が存在する場合に検知となり、且つ、（２）列車が前記停止位置目標に正確に停止した場合に、前記第１センサがｍ両目車両（１≦ｍ＜（Ｍ−１））の車体後方部を前記検知対象位置とし、前記第２センサが（ｍ＋１）両目車両の車体前方部を前記検知対象位置とする、位置に設置して備え、
前記第１センサ及び第２センサの検知結果を用いて、前記列車の位置を判定する位置判定手段と、
前記位置判定手段による判定結果を報知する報知手段と、
を備えた列車位置判定システムである。

この第１の発明によれば、最小の編成車両数がＭ両（Ｍ≧３）でなる編成車両数が異なる列車が同一の停止位置目標に停止するように運用される駅において、第１センサ及び第２センサの検知結果を用いて列車の位置が判定され、この列車位置の判定結果が報知される。第１センサ及び第２センサは、列車が停止位置目標に停止した場合に、第１センサがｍ両目車両（１≦ｍ＜（Ｍ−１））の車体後方部を検知し、第２センサが（ｍ＋１）両目車両の車体前方部を検知する位置に設置されている。センサは、検知対象位置に車両の連結部が位置する場合には非検知となるため、第１センサ及び第２センサの検知結果によって、列車が停止位置目標に位置しているか否かを確実に判定することが可能である。

また、第２の発明として、第１の発明の列車位置判定システムであって、
前記位置判定手段は、前記第１センサ及び第２センサの検知状態が所定の定位置遷移条件を満たした場合に、列車が停止するための定位置に位置していると判断する定位置判断手段を有し、
前記報知手段は、前記定位置判断手段によって定位置に位置していると判断された場合に、その旨を報知する、
列車位置判定システムを構成しても良い。

具体的には、第３の発明として、第２の発明の列車位置判定システムであって、
前記定位置判断手段は、前記第１センサの検知状態が検知のまま、前記第２センサの検知状態が検知、非検知、検知と遷移して、前記第１センサ及び第２センサが共に検知となったことを前記所定の定位置遷移条件として判断する、
列車位置判定システムを構成しても良い。

この第３の発明によれば、定位置遷移条件として、第１センサの検知状態が検知のまま、第２センサの検知状態が、検知、非検知、検知と遷移して、第１センサ及び第２センサがともに検知となったことが判断される。つまり、列車が前進して停止位置目標に位置する際には、先ず、第２センサがｍ両目車両を検知し、続いて第１センサがｍ両目車両を検知する。その後、第１センサは、ｍ両目車両を検知したままであり、第２センサは、検知対象位置がｍ両目車両と（ｍ＋１）両目車両の連結部となって非検知となった後、（ｍ＋１）両目車両を検知する。

また、第４の発明として、第１〜第３の何れかの列車位置判定システムであって、
前記位置判定手段は、前記第１センサの検知状態が検知のまま、前記第２センサの検知状態が検知、非検知と遷移して、前記第１センサが検知、第２センサが非検知となった場合に、列車の位置ズレが生じていると判断する第１の位置ズレ判断手段を有し、
前記報知手段は、前記第１の位置ズレ判断手段によって位置ズレが判断された場合に、その旨を報知する、
列車位置判定システムを構成しても良い。

この第４の発明によれば、列車が停止目標位置に到達していない位置ズレ（ショート位置）であることが判断される。

また、第５の発明として、第１〜第４の何れかの発明の列車位置判定システムであって、
前記位置判定手段は、前記第１センサの検知状態が検知のまま、前記第２センサの検知状態が検知、非検知、検知と遷移した後、前記第１センサが非検知、第２センサが検知となった場合に、列車の位置ズレが生じていると判断する第２の位置ズレ判断手段を有し、
前記報知手段は、前記第２の位置ズレ判断手段によって位置ズレが判断された場合に、その旨を報知する、
列車位置判定システムを構成しても良い。

この第５の発明によれば、列車が停止位置目標を超えた位置ズレ（オーバー位置）であることが判断される。

また、第６の発明として、第１〜第５の何れかの発明の列車位置判定システムであって、
前記列車には、編成車両数としてｎ種類（ｎ≧２）があり、
前記列車が前記停止位置目標に正確に停止した場合に、少なくとも、最短編成を除く（ｎ−１）種類の列車それぞれの最後尾車両の車体中央部を検知対象位置とする位置にそれぞれ設置した第３センサ（例えば、図１のセンサ１０ｂ，１０ｄ）と、
前記第３センサの検知結果を用いて、前記列車の編成車両数を判定する車両数判定手段を備えた、
列車位置判定システムを構成しても良い。

この第６の発明によれば、第３センサの検知結果を用いて列車の編成車両数が判定される。
第３センサは、少なくとも、最短編成を除く（ｎ−１）種類の列車それぞれの最後尾車両の車体中央部を検知対象位置とする位置にそれぞれ設置されているため、位置ズレが生じた場合でも、多少の位置ズレであれば検知対象位置が車両の連結部になることはなく、第３センサの検知結果によって、列車の編成車両数の判定が可能である。

また、第７の発明として、第６の発明の列車位置判定システムであって、
前記停止位置目標の内方に設置した第４センサ（例えば、図１のセンサ１０ｇ）と、
前記第４センサの検知結果を用いて、前記列車の過走を判定する過走判定手段と、
前記過走判定手段により過走が判定されている場合に、前記車両数判定手段の判定を抑止する車両数判定抑止手段と、
を備えた列車位置判定システムを構成しても良い。

この第７の発明によれば、第４センサの検知結果を用いて列車の過走が判定され、過走が判定されている場合には編成車両数の判定が抑止される。第４センサは停止位置目標の内方に設置されているため、検知結果が検知であることによって、列車の過走を確実に判定することが可能である。そして、列車の過走が判定されている場合には、編成車両数の判定を抑止することで、編成車両数を短く判定するといった誤判定を防止することができる。

また、第８の発明として、第１〜第７の何れかの発明の列車位置判定システムであって、
前記停止位置目標に係る番線に列車が存在することを検出する在線検出手段（例えば、図１５の在線判定部１５０）と、
前記在線検出手段の検出状態が変化した際に、前記第１センサ及び第２センサのうちの何れかの故障判定対象センサの検知状態に基づいて、当該故障判定対象センサが故障しているか否かを判定する故障判定手段（例えば、図１５のセンサ故障判定部１６０）と、
を更に備えた列車位置判定システムを構成しても良い。

この第８の発明によれば、第１センサ及び第２センサのうちの何れかの故障判定対象センサの検知状態に基づいて、当該故障判定センサが故障しているか否かを判定できる。

また、第９の発明として、第８の発明の列車位置判定システムであって、
前記故障判定手段は、前記在線検出手段の検出状態が非検出から検出に変化した際に、前記故障判定対象センサが既に検知状態であった場合に当該故障判定対象センサが故障していると判定する第１の手段を有する、
列車位置判定システムを構成しても良い。

この第９の発明によれば、故障判定対象センサが故障しているか否かの具体的な判定として、停止位置目標に係る番線に列車が存在するか否かの検出状態が非検出から検出に変化した際に、故障判定対象センサが既に検知状態であった場合、故障していると判定される。いわゆるＯＮ故障を判定できる。

また、第１０の発明として、第８又は第９の発明の列車位置判定システムであって、
前記故障判定手段は、前記在線検出手段の検出状態が検出から非検出に変化するまでの間に、前記故障判定対象センサの検知状態に変化が無かった場合に当該故障判定対象センサが故障していると判定する第２の手段を有する、
列車位置判定システムを構成しても良い。

この第１０の発明によれば、故障判定対象センサが故障しているか否かの具体的な判定として、停止位置目標に係る番線に列車が存在するか否かの検出状態が検出から非検出に変化するまでの間に、故障判定対象センサの検知状態に変化が無かった場合、故障していると判定される。いわゆるＯＦＦ故障を判定できる。

列車位置判定システムの構成図。 停止位置目標の説明図。 編成車両数判定用センサの設置の説明図。 編成車両数の判定の説明図。 位置判定用センサの設置の説明図。 位置判定用センサの設置の説明図。 位置判定の説明図。 過走判定用センサの設置の説明図。 在線フラグの非在線→在線の変化の説明図。 在線フラグの在線→非在線の変化の説明図。 センサのＯＮ故障判定の説明図。 センサのＯＦＦ故障判定の説明図。 センサのＯＮ故障判定の説明図。 センサのＯＦＦ故障判定の説明図。 制御装置の機能構成図。 編成車両数判定テーブルのデータ構成図。 位置判定テーブルのデータ構成図。 過走判定テーブルのデータ構成図。 在線判定条件テーブルのデータ構成の説明図。 故障判定条件テーブルのデータ構成の説明図。 列車位置判定処理のフローチャート。 センサ故障判定処理のフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。また、列車位置がずれた場合を分かり易く説明するために、図面上、極端に列車位置をずらして図示している。また、本実施形態では、列車が停止している状態における位置を判定することとして説明するが、勿論、走行速度が停止しているとみなせる程度の低速度で移動中の位置を判定する場合にも本発明を適用可能である。また、本発明は、最小の編成車両数がＭ両（Ｍ≧３）でなる編成車両数が異なる列車が同一の停止位置目標に停止するように運用される駅において適用可能であるが、説明を簡単にするために、８両編成と１０両編成の二種類として説明する。

［システム構成］
図１は、本実施形態の列車位置判定システム１の構成図である。列車位置判定システム１は、編成車両数が異なる複数種類（図１では、８両編成及び１０両編成の二種類。すなわち、最小の編成車両数Ｍが８両である。）の列車が、同一の停止位置目標Ｐｍに停止するように運用される駅であり、且つ、ホームドアが設置された駅に適用されることとして説明する。

図１に示すように、列車位置判定システム１は、列車の存在を検知する７つのセンサ１０ａ〜１０ｇと、制御装置２０とを備えて構成され、進入してきた列車の編成車両数を判定するとともに、列車が停止位置目標Ｐｍに合った位置に停止しているかを判定する。なお、停止位置目標Ｐｍは、運転席の位置に定められるのが一般的であるが、図示上は、理解を容易にするために列車の先頭位置に設けられることとして説明する。

ここで、停止位置目標Ｐｍに列車が位置しているとは、図２に示す状態をいう。すなわち、停止位置目標Ｐｍを中心とした所定の範囲（停止位置目標範囲）Ｗ１が定められる。そして、この停止位置目標範囲Ｗ１内に列車の所定位置（例えば、先頭車両の先頭部）が位置している状態を、停止位置目標に位置しているとして判定する。停止位置目標範囲Ｗ１は、列車のドア開口部とホームドアのドア開口部との関係で、乗降時の安全上問題ないとして規定される停止位置のズレが許容される範囲である。また特に、列車の所定位置（例えば、先頭車両の先頭部）が停止位置目標Ｐｍに一致している状態を、列車が“正確”に停止位置に停止しているという。

センサ１０は、例えば、プラットホームの線路側の端部や、プラットホームに設けられたホームドアの線路側の側面に、その検知方向を線路側に向けて設置されている。そして、センサ１０は、近接した列車の車体を側方から検知し、検知対象位置に車体が無い場合や車両の連結部分は非検知となるように位置及び向きが設定される。なお、センサ１０を軌道上等のプラットホーム上面より低い位置に設置し、検知方向を上方向として、車体下方から検知するように設置してもよい。センサ１０による検知状態は、随時、制御装置２０へ出力される。これらのセンサ１０は、例えば、照射光に対する反射光を受光することで対象物の有無を検知する反射型の光センサや、超音波センサ等で実現される。

また、これらのセンサ１０ａ〜１０ｇは、主な用途によって分類することができ、主に編成車両数の判定に用いられる編成車両数判定用センサ（センサ１０ａ〜１０ｄ）、主に列車位置の判定に用いられる位置判定用センサ（センサ１０ｅ，１０ｆ）、主に過走の判定に用いられる過走判定用センサ（センサ１０ｇ）の３種類に分類される。

制御装置２０は、センサ１０ａ〜１０ｇの検知状態をもとに、列車の編成車両数の判定や、列車が停止位置目標Ｐｍに位置しているかの判定を行う。そして、判定結果を、プラットホームに設けられた、車両ドアやプラットホームのホームドアを開閉させる車掌用の表示器３０ａや、停止位置目標Ｐｍの近傍に設けられた列車の運転士用の表示器３０ｂに表示させて報知する。なお、報知方法は、表示ではなく、ブザー等の音でもよい。

［原理］
（Ａ）編成車両数の判定
図３は、編成車両数判定用センサの設置位置の説明図である。編成車両数判定用センサは、編成車両数がｎ種類（ｎ≧２）ある場合、少なくとも最短編成を除く（ｎ−１）種類の列車それぞれの最後尾車両の車体中央部を検知対象位置とするセンサが設けられる。最短編成の最後尾車両に対応するセンサは、何れの編成であっても必ず検知状態が検知となるため、不要とすることができるためである。本実施形態では、１０両編成と８両編成の２種類であるため、編成車両数判定用センサ１０ｂが、最低限必要なセンサ（第３センサ）となる。ただし、本実施形態では、編成車両数の判定の確実性向上、および位置ズレを考慮した列車全体（特に後方部）の位置把握のために、編成車両数判定用センサ１０ａ〜１０ｄを用いることとする。

センサ１０ａ及びセンサ１０ｂは、到着列車が１０両編成か否かの判定を主用途とするセンサである。センサ１０ｂは、停止位置目標に位置している１０両編成の列車の最後尾車両（１０両目車両）の車体中央部を検知対象位置とするように設置され、センサ１０ａは、この最後尾車両（１０両目車両）の後方（実際には存在しないが１１両目の車体の位置）に設置される。センサ１０ａの検知状態が非検知となることで、到着列車が１０両編成であるか否かを判定することを可能とする。

センサ１０ｃ及びセンサ１０ｄは、到着列車が８両編成か否かの判定を主用途とするセンサである。センサ１０ｄは、停止位置目標位置している８両編成の列車の最後尾車両（８両目車両）の車体中央部を検知対象位置するように設置され、センサ１０ｃは、この最後尾車両（８両目車両）の後方（９両目の車体の位置）にセンサ１０ｃが設置されている。

図４は、編成車両数の判定の説明図である。図４では、列車が停止位置目標Ｐｍに停止している状態での、センサ１０ａ〜１０ｄそれぞれの検知状態を示している。すなわち、図４の（１）は、列車が８両編成の場合を示している。この場合、センサ１０ａ〜１０ｄの検知状態は、センサ１０ａ〜ｃが「検知無し」、センサ１０ｄが「検知有り」となる。また、図４の（２）は、列車が１０両編成の場合を示している。この場合、センサ１０ａ〜１０ｄの検知状態は、センサ１０ａが「検知無し」、センサ１０ｂ〜１０ｄが「検知有り」となる。

従って、列車が停止位置目標に停止している状態でのセンサ１０ａ〜１０ｄの検知状態（有り／無し）の組み合わせによって、編成車両数（８両／１０両）を判定することができる。また、少なくともセンサ１０ｂとセンサ１０ｄは、車体中央部を検知対象位置とすることで、列車が停止位置目標に停止していない場合であっても、位置ズレ量が車両の約１／２程度以下であれば、正しく編成車両数を判定することができる。また、センサ１０ｂのみを設置した場合には、センサ１０ｂの検知状態が検知であれば１０両編成、非検知であれば８両編成と判定することができる。

（Ｂ）位置の判定
図５は、位置判定用センサの設置位置の説明図である。位置判定用センサであるセンサ１０ｅ，１０ｆは、列車が停止位置目標に停止している状態で、センサ１０ｆの検知対象位置が先頭車両の車体後方部となり、センサ１０ｅの検知対象位置が２両目車両の車体前方部となるように設置されている。

すなわち、センサ１０ｅは、列車が、停止位置目標範囲Ｗ１内であって最も後方に位置する状態での、２両目車両の先頭部の位置Ｐ１が検知対象位置となるように設置される。センサ１０ｅは第２センサに相当する。また、センサ１０ｆは、列車が、停止位置目標範囲Ｗ１内であって最も前方に位置する状態での、先頭車両の後端部の位置Ｐ２が検知対象位置となるように設置される。センサ１０ｆは第１センサに相当する。

センサ１０ｅ，１０ｆの検知対象位置の間隔Ｗ３は、停止位置目標範囲Ｗ１と、先頭車両と２両目車両との連結部の幅Ｗ２との和となる。そして、この場合、列車が停止位置目標範囲Ｗ１の外側近傍に位置している場合には、センサ１０ｅ，１０ｆの一方の検知状態が「検知無し」となることで、列車が停止位置目標範囲Ｗ１外に位置すること（位置ズレ）を判定することができる。

なお、センサ１０ｅ，１０ｆの設置位置は、適宜調整することができる。例えば、センサ１０ｅを、検知対象位置が位置Ｐ１より若干前方（内方）となるように設置し、センサ１０ｆを、検知対象位置が位置Ｐ２より若干後方（外方）となるように設置して、Ｗ３＜Ｗ１＋Ｗ２、とすることで、定位置停止の判定を、停止位置目標範囲Ｗ１よりも厳しく判定することとしてもよい。

また、本実施形態では、停止位置目標範囲Ｗ１を、列車のドア開口部とホームドアのドア開口部との関係で許容されるドア位置のズレの範囲として説明しているが、ドア位置の許容ズレ範囲が、停止位置目標範囲Ｗ１より広い場合には、センサ１０ｅ，１０ｆの設置位置を次のように設定することができる。

すなわち、ドア位置の許容ズレ範囲が、停止位置目標範囲Ｗ１の前方側と後方側にそれぞれ距離Ｌ１分広い範囲であるとすると、図６の（１）に示すように、センサ１０ｅを、検知対象位置が位置Ｐ１より距離Ｌ１分後方（外方）の位置に設置し、センサ１０ｆを、検知対象位置が位置Ｐ２より距離Ｌ１分前方（内方）の位置に設置することができる、

この場合、図６の（２）に示すように、センサ１０ｅは、列車が停止位置目標Ｗ１より距離Ｌ１だけ手前の位置で、その検知状態が「検知有り」から「検知無し」に変化する。また、センサ１０ｆは、列車が停止位置目標Ｗ１から距離Ｌ１だけ前方の位置で、その検知状態が「検知有り」から「検知無し」に変化する。つまり、列車が、停止位置目標範囲Ｗ１より広い範囲Ｗ４（＝Ｗ３＋２×Ｌ１：ドア位置の許容ズレ範囲）に位置していればセンサ１０ｅ，１０ｆの両方の検知状態が「検知有り」となり、範囲Ｗ４外であれば一方の検知状態が「検知無し」となることで、列車が、この範囲Ｗ４に位置しているか否かを判定することができる。

図７は、位置の判定の説明図である。図７では、列車が停止位置目標に接近して走行している場合の、センサ１０ｅ，１０ｆの検知状態の変化を示している。先ず、図７の（１）に示すように、列車が停止位置目標に接近すると、センサ１０ｅ，１０ｆが先頭車両を検知して、その検知状態がともに「検知有り」となる。次いで、図７の（２）に示すように、列車が更に前進して、センサ１０ｅが先頭車両と２両目車両との連結部（車両間）を検知すると、その検知状態が「検知無し」に変化する。この（１），（２）は、列車が停止目標位置に到達していない位置（ショート位置）である。

続いて、図７の（３）に示すように、列車が停止位置目標に位置（ジャスト位置）している場合、センサ１０ｅが２両目車両を検知してその検知状態は「検知有り」となり、センサ１０ｆが先頭車両を検知してその検知状態は「検知有り」となる。

その後、図７の（４）に示すように、列車が停止位置目標を越えて前進すると、センサ１０ｆが、先頭車両と２両目車両との連結部を検知して、その検知状態が「検知無し」に変化する。このとき、センサ１０ｅの検知状態は「検知有り」のままである。続いて、図７の（５）に示すように、列車が更に前進すると、センサ１０ｆが、２両目車両を検知して、その検知状態が「検知有り」に変化する。このとき、センサ１０ｅの検知状態は、「検知有り」のままである。この（４），（５）は、列車が停止目標位置を越えた位置（オーバー位置）である。

従って、列車が停止位置目標に接近している際のセンサ１０ｅ，１０ｆの変化によって、列車の位置を判定することができる。すなわち、列車が停止位置目標に位置している（ジャスト位置）、停止位置目標に到達していない（ショート位置）、或いは、停止位置目標を越えた（オーバー位置）の何れであるかを判定できる。

（Ｃ）過走の判定
図８は、過走判定用センサの設置位置の説明図である。過走判定用センサであるセンサ１０ｇは、停止位置目標に位置する列車の先頭位置より前方（内方）の位置を検知するように設置されている。つまり、センサ１０ｇの検知状態は、列車が停止位置目標に位置している場合には「検知無し」となり、列車が停止位置目標を越え（過走）、先頭車両を検知することで「検知有り」となる。過走判定用センサ１０ｇは第４センサに相当する。

（Ｄ）センサの故障判定
ところで、センサ１０が自身で故障の有無を判定する自己診断機能を有していない場合、センサ１０の故障によって上述の編成車両数の判定や位置の判定、過走の判定を正確に行えないおそれがある。そこで、センサ１０の検知状態を用いて、センサ１０の故障の有無を判定する。センサ１０の故障には、検知状態として「検知有り」が続く「ＯＮ故障」と、「検知無し」が続く「ＯＦＦ故障」とがある。本実施形態では、列車が駅に在線しているか否かを表す「在線フラグ」と、センサ１０ａ〜１０ｇの検知状態との組み合わせによって、センサ１０の故障（ＯＮ故障／ＯＦＦ故障）を判定する。

図９は、在線フラグを説明する図であり、「非在線（ＯＦＦ）」から「在線（ＯＮ）」への変化の条件を示している。列車のホームへの進入に伴って、センサ１０ａ〜１０ｇの順に、検知状態が「検知無し」から「検知有り」に変化する。このため、列車の進入側に設置されているセンサ１０ａ，１０ｂの検知状態が、ともに「検知無し」から「検知有り」に変化した場合に、在線フラグを「ＯＮ」とする。

図１０は、在線フラグを説明する図であり、「在線」から「非在線」への変化の条件を示している。列車がホームから進出する際には、センサ１０ａ〜１０ｇの順に、検知状態が「検知有り」から「検知無し」に変化する。このため、列車の進出側に設置されているセンサ１０ｅ，１０ｆ，１０ｇのうちの２つ以上のセンサの検知状態が、「検知有り」から「検知無し」に変化し、「検知無し」の状態が所定時間続いた場合に、在線フラグを「ＯＦＦ」とする。なお、応答時間が長い等、感度が鈍感なセンサを用いた場合には、進出しようとして増速する列車の車両間を敏感に検知することができないため、「検知有り」から「検知無し」に変化した後の所定時間の判定は短い時間（極端には所定時間の判定をせずともよい）としてよい。

図１１は、センサ１０ａの「ＯＮ故障」の判定を説明する図である。センサ１０ａが「ＯＮ故障」しており（すなわち、検知状態が常に「検知有り」）、他のセンサ１０ｂ〜１０ｇは全て正常であると仮定する。先ず、図１１の（１）に示すように、列車がホームに進入する際、列車の先頭部がセンサ１０ａの検知対象位置に到達する前は、在線フラグは「非在線」である。次いで、図１１の（２）に示すように、列車の先頭部がセンサ１０ｂの検知対象位置に達すると、在線フラグが「非在線」から「在線」に変化する。続いて、図１１の（３）に示すように、列車が更に進行し、列車の後端部が、センサ１０ｆの検知対象位置を通過すると、在線フラグが「在線」から「非在線」に変化する。このため、在線フラグが「在線」から「非在線」に変化しても、センサ１０ａの検知状態が（「検知有り」のまま）変化しない。従って、在線フラグが「在線」から「非在線」に変化する間にセンサ１０ａの検知状態に変化が無い場合には、センサ１０ａの「ＯＮ故障」が発生したと判定する。センサ１０ｂの「ＯＮ故障」についても、同様に判定できる。

図１２は、センサ１０ａの「ＯＦＦ故障」の判定を説明する図である。センサ１０ａが「ＯＦＦ故障」しており（すなわち、検知状態が常に「検知無し」）、他のセンサ１０ｂ〜１０ｇは全て正常であると仮定する。先ず、図１２の（１）に示すように、列車がホームに進入する際、列車の先頭部がセンサ１０ａの検知対象位置に到達する前は、在線フラグは「非在線」である。次いで、図１２の（２）に示すように、列車の先頭部がセンサ１０ｂの検知対象位置に達しても、在線フラグは「非在線」のままである。続いて、図１２の（３）に示すように、列車が更に進行すると、センサ１０ｃ，１０ｄの検知状態が、順に「検知無し」から「検知有り」に変化する。このため、在線フラグが「非在線」のまま、センサ１０ｃ，１０ｄの検知状態がともに「検知無し」から「検知有り」に変化した場合には、センサ１０ａの「ＯＦＦ故障」が発生したと判定する。センサ１０ｂの「ＯＦＦ故障」についても、同様に判定できる。

図１３は、センサ１０ｃの「ＯＮ故障」の判定を説明する図である。センサ１０ｃが「ＯＮ故障」しており（すなわち、検知状態が常に「検知有り」）、他のセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｄ〜１０ｇは、全て正常であると仮定する。先ず、図１３の（１）に示すように、列車がホームに進入する際、列車の先頭部がセンサ１０ａの検知対象位置に到達する前は、在線フラグは「非在線」である。次いで、図１３の（２）に示すように、列車の先頭部が、センサ１０ｂの検知対象位置に到達すると、在線フラグが「非在線」から「在線」に変化する。このため、在線フラグが「非在線」から「在線」に変化したとき、センサ１０ｃの検知状態が既に「検知有り」の場合に、センサ１０ｃの「ＯＮ故障」が発生したと判定する。センサ１０ｄ〜１０ｇそれぞれの「ＯＮ故障」についても、同様に判定できる。

図１４は、センサ１０ｃの「ＯＦＦ故障」の判定を説明する図である。センサ１０ｃが「ＯＦＦ故障」しており（すなわち、検知状態が常に「検知無し」）、他のセンサ１０ａ，１０ｂ，１０ｄ〜１０ｇは、全て正常であるとする。先ず、図１４の（１）に示すように、列車がホームに進入する際には、列車の先頭部がセンサ１０ｂの検知対象位置に到達すると、在線フラグが「非在線」から「在線」に変化する。次いで、図１４の（２）に示すように、列車が進行して先頭部がセンサ１０ｃの検知対象位置に到達しても、センサ１０ｃの検知状態は「検知無し」のままである。続いて、図１４の（３）に示すように、列車が更に進行して、後端部が、センサ１０ｆの検知対象位置を過ぎると、在線フラグが「在線」から「非在線」に変化する。このため、在線フラグが「在線」から「非在線」に変化しても、センサ１０ｃの検知状態が（「検知無し」のまま）で変化しない場合に、センサ１０ｃの「ＯＦＦ故障」が発生したと判定する。センサ１０ｄ〜１０ｇそれぞれの「ＯＦＦ故障」についても、同様に判定できる。

［機能構成］
図１５は、制御装置２０の機能構成の概略を示す図である。図１５によれば、制御装置２０は、機能的に処理部１００と、記憶部２００とを備えて構成される一種のコンピュータシステムといえる。もちろん、操作部や表示部をさらに備えて構成されるとしてもよい。

処理部１００は、例えばＣＰＵ等のプロセッサや演算装置で実現され、記憶部２００に記憶されたプログラムやデータ、センサの検知結果等に基づいて制御装置２０の全体制御を行う。また、処理部１００は、進入判定部１１０と、編成車両数判定部１２０と、位置判定部１３０と、過走判定部１４０と、在線判定部１５０と、センサ故障判定部１６０とを有し、列車位置判定プログラム２１０に従った列車位置判定処理（図１３参照）を実行する。

進入判定部１１０は、列車全体がホームへ進入しきったこと（入りきり）を判定する。列車がホームに進入し始めて停止位置目標に接近する際には、センサ１０ａ〜１０ｆの順に、検知状態が「検知無し」から「検知有り」へと変化する。このため、センサ１０ｆが非検知から検知へと変化したことをもって、列車のホームへの進入（入りきり）を判定する。

編成車両数判定部１２０は、編成車両数判定用センサ１０ａ〜１０ｄの検知結果に基づいて、進入してきた列車の編成車両数を判定する。具体的には、進入判定部１１０によって列車の進入が判定された後に、センサ１０ａ〜１０ｄの検知状態（検知有り／無し）の組み合わせが、編成車両数判定テーブル２２０にて定められるセンサ条件を満たすか否かに応じて、列車の編成車両数を判定する。

図１６は、編成車両数判定テーブル２２０のデータ構成例である。図１６に示すように、編成車両数判定テーブル２２０は、編成車両数判定用センサ１０ａ〜１０ｄそれぞれの検知状態の組み合わせであるセンサ条件と、編成車両数とを対応付けて格納している。

位置判定部１３０は、位置判定用センサ１０ｅ，１０ｆの検知結果に基づいて、列車の位置を判定する。具体的には、編成車両数判定部１２０によって編成車両数が判定された後に、センサ１０ｅ，１０ｆそれぞれの検知状態の遷移が、位置判定テーブル２３０にて定められるセンサ条件（定位置遷移条件）の何れを満たすかに応じて、列車の位置を判定する。

図１７は、位置判定テーブル２３０のデータ構成例である。図１７に示すように、位置判定テーブル２３０は、位置判定用センサ１０ｅ，１０ｆそれぞれの検知状態の遷移であるセンサ条件と、停止位置目標に対する列車位置とを対応付けて格納している。

過走判定部１４０は、過走判定用センサ１０ｇの検知結果に基づいて、列車の過走を判定する。すなわち、センサ１０ｇの検知状態が、過走判定テーブル２４０にて定められるセンサ条件を満たすか否かに応じて、過走の有無を判定する。

図１８は、過走判定テーブル２４０のデータ構成例である。図１８に示すように、過走判定テーブル２４０は、過走判定用センサ１０ｇの検知状態であるセンサ条件と、過走有無とを対応付けて格納している。

在線判定部１５０は、センサ１０の検知結果に基づいて、在線フラグを判定する。具体的には、センサ１０の検知状態の組み合わせが、在線判定条件テーブル２８０で定められる判定条件の何れかを満たすかに応じて、在線フラグを判定する。

図１９は、在線判定条件テーブル２８０のデータ構成の一例を示す図である。図１９に示すように、在線判定条件テーブル２８０は、在線フラグの変化と、センサ１０の検知状態の条件である在線判定条件とを対応付けて格納している。

センサ故障判定部１６０は、在線フラグと、センサ１０それぞれの検知結果とに基づいて、センサ１０それぞれの故障を判定する。具体的には、在線フラグと、センサ１０の検知状態との組み合わせが、故障判定条件テーブル２９０にて定められる故障判定条件を満たすか否かに応じて、センサ１０の故障（ＯＮ故障／ＯＦＦ故障）の発生を判定する。また、センサ故障判定部１６０は、在線フラグが「非在線」から「在線」に変化する間に全てのセンサ１０の検知状態が変化した場合には、上述の故障（ＯＮ故障／ＯＦＦ故障）の発生の判定を取り消し、全てのセンサ１０は正常（故障が発生していない）と判定する。これは、虫や落ち葉などによる故障の誤判定を補償するためである。

図２０は、故障判定条件テーブル２９０のデータ構成の一例を示す図である。図２０によれば、故障判定条件テーブル２９０は、センサそれぞれについて、ＯＮ故障判定条件と、ＯＦＦ故障判定条件とを対応付けて格納している。ＯＮ故障判定条件及びＯＦＦ故障判定条件は、在線フラグの設定値とセンサ１０の検知状態の組み合わせである。

記憶部２００は、ＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部１００が制御装置２０を統合的に制御するためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部１００の作業領域として用いられ、処理部１００が実行した演算結果や、センサ１０それぞれからの検知結果等が一時的に格納される。本実施形態では、列車位置判定プログラム２１０と、センサ故障判定プログラム２６０と、編成車両数判定テーブル２２０と、位置判定テーブル２３０と、過走判定テーブル２４０と、在線判定条件テーブル２８０と、故障判定条件テーブル２９０とが記憶される。

［処理の流れ］
（Ａ）列車位置判定処理
図２１は、列車位置判定処理の流れを説明するフローチャートである。先ず、進入判定部１１０が、新たな列車のホームへの進入（入りきり）を判定すると（ステップＡ１：ＹＥＳ）、過走判定部１４０が、センサ１０ｇの検知状態に基づいて、当該列車の過走判定を行い（ステップＡ３）、判定結果を出力する（ステップＡ５）。

その結果、過走と判定されたならば（ステップＡ７：ＹＥＳ）、編成車両数の判定ができないとしてステップＡ９〜Ａ１７の処理をスキップすることで、編成車両数の判定を抑止する。

また、過走をしていないと判定されたならば（ステップＡ７：ＮＯ）、続いて、編成車両数判定部１２０が、センサ１０ａ〜１０ｄの検知状態に基づいて、当該列車の編成車両数の判定を行い（ステップＡ９）、判定結果を出力する（ステップＡ１１）。その結果、編成車両数が判定されたならば（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、位置判定部１３０が、センサ１０ｅ，１０ｆの検知状態の変化に基づいて、当該列車の位置の判定を行い（ステップＡ１５）、判定結果を車掌用表示器３０ａ及び運転士用表示器３０ｂに表示出力させる（ステップＡ１７）。

その後、対象駅からの発車等によって当該列車に対する位置等の判定を終了するかを判断し、終了しないならば（ステップＡ１９：ＮＯ）、ステップＡ３に戻り、同様の処理を繰り返す。終了するならば（ステップＡ１９：ＹＥＳ）、本処理を終了する。

（Ｂ）故障判定処理
図２２は、センサ故障判定処理の流れを説明するローチャートである。この処理は、列車位置判定処理とは独立且つ並行して実行される処理である。

先ず、在線フラグが「非在線」ならば（ステップＢ１：ＮＯ）、センサ故障判定部１６０が、センサ１０ｃ，１０ｄの検知状態をもとにセンサ１０ａ，１０ｂのＯＦＦ故障判定を行い（ステップＢ１）、判定結果を外部出力する（ステップＢ３）。

次いで、在線フラグが「非在線」から「在線」に変化すると（ステップＢ５：ＹＥＳ）、センサ故障判定部１６０が、在線フラグの設定値の変化及びセンサ１０ｃ〜１０ｇの検知状態をもとにセンサ１０ｃ〜１０ｇのＯＮ故障判定を行い（ステップＢ７）、判定結果を外部出力する（ステップＢ９）。

その後、在線フラグが「在線」から「非在線」に変化すると（ステップＢ１１：ＹＥＳ）、センサ故障判定部１６０が、在線フラグの設定値の変化及びセンサ１０ａ，１０ｂの検知状態をもとにセンサ１０ａ，１０ｂのＯＮ故障判定を行うとともに、在線フラグの設定値の変化及びセンサ１０ｃ〜１０ｇの検知状態をもとにセンサ１０ｃ〜１０ｇのＯＦＦ故障判を行い（ステップＢ１３）、判定結果を外部出力する（ステップＢ１５）。

続いて、在線フラグが「在線」から「非在線」に変化した間に全てのセンサ１０の検知状態が変化したか否かを判断し、変化したならば（ステップＢ１７：ＹＥＳ）、全てのセンサ１０は「正常（故障無し）」と判定して、判定結果を外部出力する（ステップＢ１９）。その後、外部からの終了指示等によって本処理を終了するか否かを判断し、終了しないならば（ステップＢ２１：ＮＯ）、ステップＢ１に戻り、同様の処理を繰り返す。終了するならば（ステップＢ２１：ＹＥＳ）、本処理を終了する。

［作用効果］
このように、本実施形態の列車位置判定システム１は、駅のプラットホームに設置された、列車の車体を検知し車両間の連結部は検知しないセンサ１０ａ〜１０ｇと、制御装置２０とを備えて構成される。

センサ１０ｅ，１０ｆは、それぞれ、停止位置目標Ｐｍに位置する列車の２両目車両と先頭車両を検知する位置に設置される。制御装置２０は、このセンサ１０ｅ，１０ｆの検知状態の遷移によって列車が停止位置目標範囲に位置しているか否かを確実に判定することが可能である。また、制御装置２０は、センサ１０ｅ，１０ｆの検知状態の遷移に基づいて、停止位置目標に合ったジャスト位置であるか、ショート位置／オーバー位置であるかを判定することもできる。そして、判定結果が車掌用表示器３０ａや、運転士用表示器３０ｂに表示（報知）される。また、編成車両数判定用センサであるセンサ１０ａ〜１０ｄの検知状態によって列車の編成車両数を判定することができる。

また、センサ１０ａ〜１０ｇそれぞれが故障しているか否かを、センサ１０ａ〜１０ｇそれぞれの検知状態に基づいて判定し、その判定結果を外部出力することができる。
これにより、列車の位置や編成車両数の判定の信頼性の向上を図ることができる。

なお、上述の実施形態においては、最小編成車両数Ｍを８両とし、８両編成及び１０両編成の二種類の編成車両数の列車に適用した場合を説明したが、最小編成車両数Ｍは３両以上であれば良く、また、３種類以上の編成車両数の列車に適用しても良い。

また、上述の実施形態では、位置判定用センサであるセンサ１０ｆ（第１センサ），１０ｅ（第２センサ）は、それぞれ、先頭車両、２両目車両を検知対象位置とするように設置されることとしたが、センサ１０ｆ（第１センサ）が２両目以降のｍ両目車両（１≦ｍ＜（Ｍ−１））を検知対象位置とし、センサ１０ｅ（第２センサ）がその次の（ｍ＋１）両目車両を検知対象とするように設置しても良い。

１ 列車位置判定システム
１０ センサ
１０ａ〜１０ｄ 編成車両数判定用センサ、１０ｅ，１０ｆ 位置判定用センサ
１０ｇ 過走判定用センサ
２０ 制御装置
１００ 処理部
１１０ 進入判定部、１２０ 編成車両数判定部
１３０ 位置判定部、１４０ 過走判定部
１５０ 在線判定部、１６０ センサ故障判定部
２００ 記憶部
２１０ 列車位置判定プログラム、２２０ 編成車両数判定テーブル
２３０ 位置判定テーブル、２４０ 過走判定テーブル
２５０ センサ検知データ
２６０ センサ故障判定プログラム、２７０ 在線フラグ
２８０ 在線判定条件テーブル、２９０ 故障判定条件テーブル
３０ａ 車掌用表示器、３０ｂ 運転士用表示器

Claims (10)

1. 最小の編成車両数がＭ両（Ｍ≧３）でなる編成車両数が異なる列車が同一の停止位置目標に停止するように運用される駅において、停止する前記列車の位置を判定する列車位置判定システムであって、
   第１センサ及び第２センサを、（１）検知対象位置に列車が存在しない或いは車両の連結部が存在する場合に非検知となり、前記検知対象位置に車体が存在する場合に検知となり、且つ、（２）列車が前記停止位置目標に正確に停止した場合に、前記第１センサがｍ両目車両（１≦ｍ＜（Ｍ−１））の車体後方部を前記検知対象位置とし、前記第２センサが（ｍ＋１）両目車両の車体前方部を前記検知対象位置とする、位置に設置して備え、
   前記第１センサ及び第２センサの検知結果を用いて、前記列車の位置を判定する位置判定手段と、
   前記位置判定手段による判定結果を報知する報知手段と、
   を備えた列車位置判定システム。
2. 前記位置判定手段は、前記第１センサ及び第２センサの検知状態が所定の定位置遷移条件を満たした場合に、列車が停止するための定位置に位置していると判断する定位置判断手段を有し、
   前記報知手段は、前記定位置判断手段によって定位置に位置していると判断された場合に、その旨を報知する、
   請求項１に記載の列車位置判定システム。
3. 前記定位置判断手段は、前記第１センサの検知状態が検知のまま、前記第２センサの検知状態が検知、非検知、検知と遷移して、前記第１センサ及び第２センサが共に検知となったことを前記所定の定位置遷移条件として判断する、
   請求項２に記載の列車位置判定システム。
4. 前記位置判定手段は、前記第１センサの検知状態が検知のまま、前記第２センサの検知状態が検知、非検知と遷移して、前記第１センサが検知、第２センサが非検知となった場合に、列車の位置ズレが生じていると判断する第１の位置ズレ判断手段を有し、
   前記報知手段は、前記第１の位置ズレ判断手段によって位置ズレが判断された場合に、その旨を報知する、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の列車位置判定システム。
5. 前記位置判定手段は、前記第１センサの検知状態が検知のまま、前記第２センサの検知状態が検知、非検知、検知と遷移した後、前記第１センサが非検知、第２センサが検知となった場合に、列車の位置ズレが生じていると判断する第２の位置ズレ判断手段を有し、
   前記報知手段は、前記第２の位置ズレ判断手段によって位置ズレが判断された場合に、その旨を報知する、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の列車位置判定システム。
6. 前記列車には、編成車両数としてｎ種類（ｎ≧２）があり、
   前記列車が前記停止位置目標に正確に停止した場合に、少なくとも、最短編成を除く（ｎ−１）種類の列車それぞれの最後尾車両の車体中央部を検知対象位置とする位置にそれぞれ設置した第３センサと、
   前記第３センサの検知結果を用いて、前記列車の編成車両数を判定する車両数判定手段を備えた、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の列車位置判定システム。
7. 前記停止位置目標の内方に設置した第４センサと、
   前記第４センサの検知結果を用いて、前記列車の過走を判定する過走判定手段と、
   前記過走判定手段により過走が判定されている場合に、前記車両数判定手段の判定を抑止する車両数判定抑止手段と、
   を備えた請求項６に記載の列車位置判定システム。
8. 前記停止位置目標に係る番線に列車が存在することを検出する在線検出手段と、
   前記在線検出手段の検出状態が変化した際に、前記第１センサ及び第２センサのうちの何れかの故障判定対象センサの検知状態に基づいて、当該故障判定対象センサが故障しているか否かを判定する故障判定手段と、
   を更に備えた請求項１〜７の何れか一項に記載の列車位置判定システム。
9. 前記故障判定手段は、前記在線検出手段の検出状態が非検出から検出に変化した際に、前記故障判定対象センサが既に検知状態であった場合に当該故障判定対象センサが故障していると判定する第１の手段を有する、
   請求項８に記載の列車位置判定システム。
10. 前記故障判定手段は、前記在線検出手段の検出状態が検出から非検出に変化するまでの間に、前記故障判定対象センサの検知状態に変化が無かった場合に当該故障判定対象センサが故障していると判定する第２の手段を有する、
    請求項８又は９に記載の列車位置判定システム。
    
    

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