JP5728332B2 - レール破断検知システム及びレール破断検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、レール破断検知システム及びレール破断検知装置に関する。特に本発明は、レール破断を検知するレール破断検知システム、並びにレール破断検知装置に関する。

レール破断が起きた場合には、レールの重要な役割である車両の円滑な誘導、案内機能が失われる。そのため、レール破断の防止は、重要である。レール破断を防止するための技術としては、様々なものが知られている（例えば、特許文献１から４参照。）。

特許文献１に記載のレール破断検知方法は、鉄道の軌道におけるレール破断を検知する方法である。このレール破断検知方法は、左右一対のレールに流れる各々の帰線電流を検知し、各々の帰線電流から不均衡を求めて、不均衡が予め設定した値を越えたことにより、レール破断を検知する。

特許文献２に記載のレール破断検出装置は、例えば鉄道においてレールの破断を検出する装置である。このレール破断検出装置は、車両側から線路へ電気信号を出力する。そして、このレール破断検出装置は、線路を伝わってくる電気信号を車両側で受信する。そして、このレール破断検出装置は、受信している電気信号に変化があったときに、レール破断が生じていると検出する。

特許文献３に記載のレール破断検査方法は、鉄道用のレールに破断が生じているか否かを検査する方法である。このレール破断検査方法は、レールにパルス信号を入射する。そして、このレール破断検査方法は、パルス信号の入射位置においてパルス信号の入射波に対する反射波を観測して、位相が同相の波形が観測された場合に、レール破断の可能性有と判断する。

特許文献４に記載のレール破断検知方法は、レールを通じて送信部から送信された軌道回路信号を受信部で受信し、信号の受信状態に基づいて列車を検知する軌道回路が線路に沿って構成された併設する２本の線路が、それぞれのインピーダンスボンドを介して２箇所で電気的に接続されることで形成される還流電気経路中のレール破断の発生を検知する方法である。このレール破断検知方法は、送信部が軌道回路の識別情報を軌道回路信号に含めて送信する。そして、このレール破断検知方法は、受信部により受信された信号の中から、他軌道回路の軌道回路信号を抽出する。そして、このレール破断検知方法は、抽出された他軌道回路の軌道回路信号の信号レベルに基づいて、他軌道回路のレールの破断可能性を推定する。そして、このレール破断検知方法は、抽出された他軌道回路の軌道回路信号に含まれる識別情報に基づいて他軌道回路を特定する。そして、このレール破断検知方法は、破断可能性有りと推定された場合に、特定した他軌道回路に破断発生推定信号を通知する。そして、このレール破断検知方法は、他軌道回路から軌道回路に向けて破断発生推定信号が通知されたことを取得する。そして、このレール破断検知方法は、取得結果を用いて軌道回路におけるレール破断の発生を判定する。

特開平０６−３２１１１０号公報 特開２００２−２９４６０９号公報 特開２０１０−０５９６８８号公報 特開２０１１−０５７９９５号公報

ところで、出願人は、軌道回路に代わるＡＴＡＣＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｒａｉｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる列車制御システムによって、コンピュータと無線技術によりコストダウン、安全性の向上、輸送効率の向上を目指している。ＡＴＡＣＳは、軌道回路による位置検知ではなく、列車自らが検知する車上位置検知としている点が大きな特徴である。より具体的に説明すると、ＡＴＡＣＳは、列車間隔制御、進路制御、踏切制御、保守作業の安全制御等の機能を有している。

しかしながら、ＡＴＡＣＳは、レール破断を検知するための機能を有していないため、その機能の追加が急務である。そこで、上述した特許文献１から４に記載の技術によっては、一応、レール破断を検知することが可能になると思われる。しかしながら、これらの技術は、ＡＴＡＣＳが導入されていることを想定していない技術である。そのため、これらの技術は、ＡＴＡＣＳとは全く関係のないシステムとして導入する必要があり、その導入や運用が高コストとなる等の問題が想定され、ＡＴＡＣＳと共に採用されるべきレール破断検知システムとしては適切でない。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、レール破断を検知するレール破断検知システムであって、レール上の複数の区間にそれぞれ設けられて、レールを電気回路の一部として利用し、列車の有無を検知する複数の軌道回路と、列車自ら位置検知を行い、無線を使って車上と地上との間で双方向に情報通信を行うことにより列車を制御する列車制御システムと、レール破断を検知するレール破断検知装置とを備え、レール破断検知装置は、各軌道回路にて検知されたレール上の各区間における列車の有無の情報と、列車制御システムにて検知された列車の位置の情報とに基づいて、レール上の各区間にレール破断が起きているか否かを判定するレール破断判定部を有する。

列車制御システムにて検知された列車の位置に対応するレール上の区間を特定する列車検知区間特定部を更に有し、レール破断判定部は、各軌道回路にて検知された各区間における列車の有無の情報と、列車検知区間特定部が特定したレール上の区間の情報とに基づいて、レール上の各区間にレール破断が起きているか否かを判定してよい。

軌道回路にて列車の在線が検知されている区間があり、列車制御システムにて当該区間における列車の在線が検知されていない場合、レール破断判定部は、当該区間にレール破断が起きていると判定してよい。

軌道回路にて列車の在線が検知されていない区間があり、列車制御システムにて当該区間における列車の在線が検知されている場合、レール破断判定部は、当該区間にレール破断が起きていないと判定すると共に、当該レール破断検知システムに障害が発生していると判定してよい。

本発明の第２の形態によると、レール破断を検知するレール破断検知装置であって、レール上の複数の区間にそれぞれ設けられて、レールを電気回路の一部として利用し、列車の有無を検知する複数の各軌道回路にて検知されたレール上の各区間における列車の有無の情報と、列車自ら位置検知を行い、無線を使って車上と地上との間で双方向に情報通信を行うことにより列車を制御する列車制御システムにて検知された列車の位置の情報とに基づいて、レール上の各区間にレール破断が起きているか否かを判定するレール破断判定部を備える。

なおまた、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

以上の説明から明らかなように、この発明は、列車自ら位置検知を行い、無線を使って車上と地上との間で双方向に情報通信を行うことにより列車を制御する列車制御システムと共に採用されるべきレール破断検知システムとして適切なシステムを提供することができる。

一実施形態に係る鉄道施設Ｆの一例を示す図である。 一実施形態に係るレール破断検知システム１００の利用環境の一例を示す図である。 レール破断検知装置１１０のブロック構成の一例を示す図である。 情報集約装置１３０ａのブロック構成の一例を示す図である。 ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ａのブロック構成の一例を示す図である。 区間情報格納部１５４に格納されている情報の一例をテーブル形式で示す図である。 レール破断検知装置１１０、情報集約装置１３０、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０、軌道回路Ｔ、及びＡＴＡＣＳ車上装置の動作シーケンスの一例を示す図である。 レール破断検知装置１１０、情報集約装置１３０、及びＡＴＡＣＳ拠点装置１５０をコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、一実施形態に係る鉄道施設Ｆの一例を示す。鉄道施設Ｆには、駅Ｓ、複数のレールＲ１０、Ｒ２０、Ｒ３０（以下、レールＲと総称する。）、複数の軌道回路Ｔ１１、Ｔ１２，Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ２４、Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ３４（以下、軌道回路Ｔと総称する。）、及び複数の地上子Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２、Ｇ３１、Ｇ３２（以下、地上子Ｇと総称する。）が設けられている。

駅Ｓは、旅客の乗降、又は貨物の積卸しを行うために使用される場所のことである。

レールＲは、鉄道において車輪を直接支持、案内して車両を安全に走行させる地上設備である。鉄道施設Ｆの場合、駅Ｓから３本のレールＲ１０、Ｒ２０、Ｒ３０が設けられている。

軌道回路Ｔは、レールＲ上の複数の区間にそれぞれ設けられて、レールＲを電気回路の一部として利用し、列車の有無を検知するための情報を伝送する装置である。鉄道施設Ｆの場合、レールＲ１０には、軌道回路Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４が設けられている。同様に、レールＲ２０には、軌道回路Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ２４が設けられている。同様に、レールＲ３０には、軌道回路Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ３４が設けられている。

地上子Ｇは、ある地点で地上と車上間の伝送を行うために地上側に設ける装置である。鉄道施設Ｆの場合、レールＲ１０には、地上子Ｇ１１、Ｇ１２が設けられている。同様に、レールＲ２０には、地上子Ｇ２１、Ｇ２２が設けられている。同様に、レールＲ３０には、地上子Ｇ３１、Ｇ３２が設けられている。

図２は、一実施形態に係るレール破断検知システム１００の利用環境の一例を示す。レール破断検知システム１００は、レール破断を検知するシステムである。ここで、レール破断とは、使用中のレールに傷が発生し、破断に至ることである。

レール破断検知システム１００は、レール破断検知装置１１０、複数の情報集約装置１３０ａ〜ｃ（以下、情報集約装置１３０と総称する。）、複数のＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ａ〜ｃ（以下、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０と総称する。）、及び通信回線１７０を備える。ここで、通信回線１７０は、インターネット等のコンピュータネットワーク、通信事業者のコアネットワーク、及び種々のローカルネットワークを含む。

レール破断検知装置１１０は、レール破断を検知する装置である。より具体的に説明すると、レール破断検知装置１１０は、各情報集約装置１３０と通信回線１７０を介して通信接続される。そして、レール破断検知装置１１０は、各軌道回路Ｔにて検知されたレールＲ上の各区間における列車の有無の情報と、ＡＴＡＣＳにて検知された列車の位置の情報とに基づいて、レールＲ上の各区間にレール破断が起きているか否かを判定する。なおまた、ＡＴＡＣＳは、この発明における「列車制御システム」の一例であってよい。

情報集約装置１３０は、各軌道回路Ｔにて検知されたレールＲ上の各区間における列車の有無の情報と、ＡＴＡＣＳにて検知された列車の位置の情報とを集約する装置である。より具体的に説明すると、情報集約装置１３０は、上述したように、レール破断検知装置１１０と通信接続される。また、情報集約装置１３０は、各軌道回路Ｔ、及びＡＴＡＣＳ拠点装置１５０と電気的に接続されている。例えば、情報集約装置１３０ａは、軌道回路Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４とそれぞれ信号線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４（以下、信号線Ｌと総称する。）により電気的に接続されている。また、情報集約装置１３０ａは、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ａと信号線Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８（以下、信号線Ｌと総称する。）により電気的に接続されている。同様に、情報集約装置１３０ｂは、軌道回路Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ２４とそれぞれ信号線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４（以下、信号線Ｌと総称する。）により電気的に接続されている。また、情報集約装置１３０ｂは、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ｂと信号線Ｌ２５、Ｌ２６、Ｌ２７、Ｌ２８（以下、信号線Ｌと総称する。）により電気的に接続されている。同様に、情報集約装置１３０ｃは、軌道回路Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ３４とそれぞれ信号線Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４（以下、信号線Ｌと総称する。）により電気的に接続されている。また、情報集約装置１３０ｃは、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ｃと信号線Ｌ３５、Ｌ３６、Ｌ３７、Ｌ３８（以下、信号線Ｌと総称する。）により電気的に接続されている。ここで、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０と情報集約装置１３０とに接続されている信号線Ｌは、レールＲ上の個別の区間における列車の有無を示す電気信号を送信するための信号線である。例えば、信号線Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８は、それぞれ軌道回路Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４が設けられた区間における列車の有無を示す電気信号を送信するための信号線である。同様に、信号線Ｌ２５、Ｌ２６、Ｌ２７、Ｌ２８は、それぞれ軌道回路Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ２４が設けられた区間における列車の有無を示す電気信号を送信するための信号線である。同様に、信号線Ｌ３５、Ｌ３６、Ｌ３７、Ｌ３８は、それぞれ軌道回路Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３、Ｔ３４が設けられた区間における列車の有無を示す電気信号を送信するための信号線である。そして、情報集約装置１３０は、各軌道回路Ｔにて検知されたレールＲ上の各区間における列車の有無の情報と、ＡＴＡＣＳにて検知された列車の位置の情報とを集約して、これらの情報を示すデータを、レール破断検知装置１１０へ送信する。

ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０は、列車自ら位置検知を行い、無線を使って車上と地上との間で双方向に情報通信を行うことにより列車を制御するＡＴＡＣＳにおける情報処理を行う装置である。より具体的に説明すると、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ａは、レールＲ１０上の列車を制御するＡＴＡＣＳの拠点装置である。同様に、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ｂは、レールＲ２０上の列車を制御するＡＴＡＣＳの拠点装置である。同様に、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ｃは、レールＲ３０上の列車を制御するＡＴＡＣＳの拠点装置である。ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０は、上述したように、情報集約装置１３０と信号線Ｌにより電気的に接続されている。そして、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０は、ＡＴＡＣＳにて検知された列車の位置に対応するレールＲ上の区間を特定する。そして、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０は、レールＲ上の各区間における列車の有無を示す電気信号を、情報集約装置１３０へ信号線Ｌを介して送信する。以下の説明において、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０は、各信号線Ｌから電気信号を常に送信して、列車の位置に対応する区間として特定された区間がある場合、その区間に対応する信号線Ｌから電気信号を送信しないようにするものとする。

なおまた、本実施形態においては、説明が煩雑になることを防ぐことを目的として、レール破断検知システム１００が一のレール破断検知装置１１０を備える構成について説明する。しかしながら、レール破断検知装置１１０は、複数のレール破断検知装置１１０を備えてよい。

図３は、レール破断検知装置１１０のブロック構成の一例を示す。レール破断検知装置１１０は、集約データ受信部１１１、レール破断判定部１１２、及び表示データ出力部１１３を有する。以下、各構成要素の機能及び動作を説明する。

集約データ受信部１１１は、各軌道回路Ｔにて検知されたレールＲ上の各区間における列車の有無の情報と、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０にて検知された列車の位置の情報とが集約されたデータを、情報集約装置１３０から受信する。

レール破断判定部１１２は、各軌道回路Ｔにて検知されたレールＲ上の各区間における列車の有無の情報と、ＡＴＡＣＳにて検知された列車の位置の情報とに基づいて、レールＲ上の各区間にレール破断が起きているか否かを判定する。例えば、軌道回路Ｔにて列車の在線が検知されている区間があり、ＡＴＡＣＳにてその区間における列車の在線が検知されていない場合、レール破断判定部１１２は、その区間にレール破断が起きていると判定する。また、軌道回路Ｔにて列車の在線が検知されていない区間があり、ＡＴＡＣＳにてその区間における列車の在線が検知されている場合、レール破断判定部１１２は、その区間にレール破断が起きていないと判定すると共に、レール破断検知システム１００に異常が発生していると判定する。

表示データ出力部１１３は、レール破断判定部１１２が判定した判定結果をディスプレイに表示させるための表示データを、ディスプレイへ出力する。

図４は、情報集約装置１３０ａのブロック構成の一例を示す。情報集約装置１３０ａは、電気信号受信部１３１ａ、情報集約部１３２ａ、及び集約データ送信部１３３ａを有する。以下、各構成要素の機能及び動作を説明する。

なおまた、情報集約装置１３０ａ以外の情報集約装置１３０ｂ、ｃも、情報集約装置１３０ａが有する構成要素と同じ構成要素を有する。以後の説明では、情報集約装置１３０が有する構成要素がいずれの情報集約装置１３０の構成要素であるかを区別する場合には、各構成要素を有する情報集約装置１３０と同じ添え字（ａ、ｂ、ｃ）を各構成要素の末尾に付して区別する。例えば、電気信号受信部１３１ａ、電気信号受信部１３１ｂ、及び電気信号受信部１３１ｃは、それぞれ情報集約装置１３０ａ、情報集約装置１３０ｂ、及び情報集約装置１３０ｃの構成要素であることを示す。

また、以後の説明において、添え字が付されていない構成要素の機能及び動作は、同じ符号が付されたいずれの構成要素の機能及び動作を示す。例えば、電気信号受信部１３１で説明された機能及び動作は、電気信号受信部１３１ａ、電気信号受信部１３１ｂ、及び電気信号受信部１３１ｃの機能及び動作を示す。

電気信号受信部１３１は、列車の有無を示す電気信号を、軌道回路Ｔから信号線Ｌを介して受信する。また、電気信号受信部１３１は、レールＲ上の各区間における列車の有無を示す電気信号を、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０から信号線Ｌを介して受信する。

情報集約部１３２は、電気信号受信部１３１が受信している電気信号の状況に基づいて、各軌道回路Ｔにて検知されたレールＲ上の各区間における列車の有無の情報と、ＡＴＡＣＳにて検知された列車の位置の情報とを集約する。

集約データ送信部１３３は、情報集約部１３３が集約した情報を示すデータを、レール破断検知装置１１０へ送信する。

図５は、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ａのブロック構成の一例を示す。ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ａは、列車位置データ受信部１５１ａ、列車検知区間特定部１５２ａ、電気信号送信部１５３ａ、及び区間情報格納部１５４ａを有する。以下、各構成要素の機能及び動作を説明する。

なおまた、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ａ以外のＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ｂ、ｃも、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ａが有する構成要素と同じ構成要素を有する。以後の説明では、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０が有する構成要素がいずれのＡＴＡＣＳ拠点装置１５０の構成要素であるかを区別する場合には、各構成要素を有するＡＴＡＣＳ拠点装置１５０と同じ添え字（ａ、ｂ、ｃ）を各構成要素の末尾に付して区別する。例えば、列車位置データ受信部１５１ａ、列車位置データ受信部１５１ｂ、及び列車位置データ受信部１５１ｃは、それぞれＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ａ、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ｂ、及びＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ｃの構成要素であることを示す。

また、以後の説明において、添え字が付されていない構成要素の機能及び動作は、同じ符号が付されたいずれの構成要素の機能及び動作を示す。例えば、列車位置データ受信部１５１で説明された機能及び動作は、列車位置データ受信部１５１ａ、列車位置データ受信部１５１ｂ、及び列車位置データ受信部１５１ｃの機能及び動作を示す。

列車位置データ受信部１５１は、列車の位置情報を示すデータを、ＡＴＡＣＳ車上装置から受信する。

列車検知区間特定部１５２は、ＡＴＡＣＳにて検知された列車の位置に対応するレールＲ上の区間を特定する。

電気信号送信部１５３は、レールＲ上の各区間における列車の有無を示す電気信号を、情報集約装置１３０へ信号線Ｌを介して送信する。

図６は、区間情報格納部１５４に格納されている情報の一例をテーブル形式で示す。区間情報格納部１５４には、距離（ｍ）、及び区間の各情報が対応付けられて格納されている。

距離（ｍ）は、駅Ｓからの距離（ｍ）である。区間は、距離（ｍ）によって示される位置に対応する軌道回路Ｔが設けられた区間である。

図７は、レール破断検知装置１１０、情報集約装置１３０、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０、軌道回路Ｔ、及びＡＴＡＣＳ車上装置の動作シーケンスの一例を示す。この動作シーケンスの説明においては、図１から図６を共に参照する。

ＡＴＡＣＳ車上装置は、線路の配線のデータを記録した線路データベースを持っている。ＡＴＡＣＳ車上装置は、地上子Ｇと車輪の回転数とに基づいて、今、駅Ｓからの自車両がいる距離を算出する。そして、ＡＴＡＣＳ車上装置は、その距離を示す列車位置データを、そのレールＲに対応するＡＴＡＣＳ拠点装置１５０へ無線送信する（Ｓ１０１）。ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０の列車位置データ受信部１５１は、ＡＴＡＣＳ車上装置から送信されたデータを受信すると、そのデータを、列車検知区間特定部１５２へ送る。

ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０の列車検知区間特定部１５２は、列車位置データ受信部１５１から送られた列車位置データを受け取ると、ＡＴＡＣＳにて検知された列車の位置に対応するレールＲ上の区間を特定する（Ｓ１０２）。より具体的に説明すると、列車検知区間特定部１５２は、列車位置データを受け取ると、区間情報格納部１５４に格納されている情報を参照して、列車位置データによって示される駅Ｓからの列車の距離に対応するレールＲ上の区間を特定する。例えば、列車位置データによって示される駅Ｓからの列車の距離が４１５（ｍ）であった場合、その位置に対応する区間は、軌道回路Ｔ１２が設けられている区間となる。そして、列車検知区間特定部１５２は、特定した区間を示す区間データを、電気信号送信部１５３へ送る。

ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０の電気信号送信部１５３は、列車検知区間特定部１５２から送られた区間データを受け取ると、レールＲ上の各区間における列車の有無を示す電気信号を、情報集約装置１３０へ信号線Ｌを介して送信する（Ｓ１０３）。より具体的に説明すると、上述したように、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０の電気信号送信部１５３は、各信号線Ｌから電気信号を常に送信している。そして、例えば、軌道回路Ｔ１２が設けられた区間のみが区間データによって示されていたとすると、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０ａの電気信号送信部１５３ａは、信号線Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７、Ｌ１８のうち、信号線Ｌ１６から電気信号を送信しないようにする。情報集約装置１３０の電気信号受信部１３１は、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０から送信された電気信号を受信すると、その信号線Ｌを示すデータを、情報集約部１３２へ送る。

一方、軌道回路Ｔは、列車の有無を示す電気信号を、情報集約装置１３０へ信号線Ｌを介して送信する（Ｓ１０４）。より具体的に説明すると、軌道回路Ｔは、列車が検知されていない間、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０と同様に、信号線Ｌから電気信号を常に送信している。そして、軌道回路Ｔは、列車を検知すると、信号線Ｌから電気信号を送信しないようにする。情報集約装置１３０の電気信号受信部１３１は、軌道回路Ｔから送信された電気信号を受信すると、その信号線Ｌを示すデータを、情報集約部１３２へ送る。

情報集約装置１３０の情報集約部１３２は、電気信号受信部１３１から送られたデータを受け取ると、電気信号受信部１３１が受信している電気信号の状況に基づいて、各軌道回路Ｔにて検知されたレールＲ上の各区間における列車の有無の情報と、ＡＴＡＣＳにて検知された列車の位置の情報とを集約する（Ｓ１０５）。例えば、電気信号受信部１３１ａから受け取ったデータによって示される電気信号を受信した信号線Ｌが信号線Ｌ１１、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、Ｌ１７、Ｌ１８だったとすると、情報集約部１３２ａは、軌道回路Ｔ１１が「列車なし」、軌道回路Ｔ１２が「列車あり」、軌道回路Ｔ１３が「列車なし」、軌道回路Ｔ１４が「列車なし」、ＡＴＡＣＳが「軌道回路Ｔ１２の区間に列車あり」とそれぞれ検知したとの情報を集約する。そして、情報集約部１３２は、集約した情報を示す集約データを、集約データ送信部１３３へ送る。

情報集約装置１３０の集約データ送信部１３３は、情報集約部１３２から送られた集約データを受け取ると、レール破断検知装置１１０からの送信要求があるまで、その集約データを保持する。一方、レール破断検知装置１１０は、集約データの送信要求を、各情報集約装置１３０に対して順に行う。そして、情報集約装置１３０の集約データ送信部１３３は、レール破断検知装置１１０からの送信要求を受けると、保持していた集約データを、レール破断検知装置１１０へ送信する（Ｓ１０６）。レール破断検知装置１１０の集約データ受信部１１１は、情報集約装置１３０から送信された集約データを受信すると、その集約データを、レール破断判定部１１２へ送る。

レール破断検知装置１１０のレール破断判定部１１２は、集約データ受信部１１１から送られた集約データを受け取ると、集約データによって示される各軌道回路Ｔにて検知されたレールＲ上の各区間における列車の有無の情報と、ＡＴＡＣＳにて検知された列車の位置の情報とに基づいて、レールＲ上の各区間にレール破断が起きているか否かを判定する（Ｓ１０７）。例えば、軌道回路Ｔにて列車の在線が検知されている区間があり、ＡＴＡＣＳにてその区間における列車の在線が検知されていない場合、レール破断判定部１１２は、その区間にレール破断が起きていると判定する。また、軌道回路Ｔにて列車の在線が検知されていない区間があり、ＡＴＡＣＳにてその区間における列車の在線が検知されている場合、レール破断判定部１１２は、その区間にレール破断が起きていないと判定すると共に、レール破断検知システム１００に異常が発生していると判定する。なおまた、レール破断判定部１１２は、複数回の判定結果が同じ判定結果であった場合に、その判定結果を正式な判定結果として採用するようにしてもよい。そして、レール破断判定部１１２は、その判定結果を示す判定結果データを、表示データ出力部１１３へ送る。

レール破断検知装置１１０の表示データ出力部１１３は、レール破断判定部１１２から送られた判定結果データを受け取ると、その判定結果データによって示されるレール破断の判定結果の情報をディスプレイに表示させるための表示データを、レール破断検知装置１１０と電気的に接続されたディスプレイへ出力する（Ｓ１０８）。このようにして、ディスプレイには、レールＲ上の各区間にレール破断が起きているか否かの情報が表示されることになる。

以上説明したように、レール破断検知システム１００は、ＡＴＡＣＳと共に採用されるべきレール破断検知システムとして適切なシステムである。

図８は、レール破断検知装置１１０、情報集約装置１３０、及びＡＴＡＣＳ拠点装置１５０をコンピュータ等の電子情報処理装置で構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。レール破断検知装置１１０、情報集約装置１３０、及びＡＴＡＣＳ拠点装置１５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）周辺部と、入出力部と、レガシー入出力部とを備える。ＣＰＵ周辺部は、ホスト・コントローラ８０１により相互に接続されるＣＰＵ８０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８０３、グラフィック・コントローラ８０４、及び表示装置８０５を有する。入出力部は、入出力コントローラ８０６によりホスト・コントローラ８０１に接続される通信インターフェース８０７、ハードディスクドライブ８０８、及びＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブ８０９を有する。レガシー入出力部は、入出力コントローラ８０６に接続されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８１０、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、及び入出力チップ８１２を有する。

ホスト・コントローラ８０１は、ＲＡＭ８０３と、高い転送レートでＲＡＭ８０３をアクセスするＣＰＵ８０２、及びグラフィック・コントローラ８０４とを接続する。ＣＰＵ８０２は、ＲＯＭ８１０、及びＲＡＭ８０３に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部の制御をする。グラフィック・コントローラ８０４は、ＣＰＵ８０２等がＲＡＭ８０３内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示装置８０５上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ８０４は、ＣＰＵ８０２等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。

入出力コントローラ８０６は、ホスト・コントローラ８０１と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ８０８、通信インターフェース８０７、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８０９を接続する。ハードディスクドライブ８０８は、ＣＰＵ８０２が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェース８０７は、ネットワーク通信装置８９１に接続してプログラム又はデータを送受信する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ８０９は、ＣＤ−ＲＯＭ８９２からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ８０３を介してハードディスクドライブ８０８、及び通信インターフェース８０７に提供する。

入出力コントローラ８０６には、ＲＯＭ８１０と、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、及び入出力チップ８１２の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ８１０は、レール破断検知装置１１０、情報集約装置１３０、及びＡＴＡＣＳ拠点装置１５０が起動時に実行するブート・プログラム、あるいはレール破断検知装置１１０、情報集約装置１３０、及びＡＴＡＣＳ拠点装置１５０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ８１１は、フレキシブルディスク８９３からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ８０３を介してハードディスクドライブ８０８、及び通信インターフェース８０７に提供する。入出力チップ８１２は、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、あるいはパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。

ＣＰＵ８０２が実行するプログラムは、フレキシブルディスク８９３、ＣＤ−ＲＯＭ８９２、又はＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ８０８にインストールされ、ＲＡＭ８０３に読み出されてＣＰＵ８０２により実行される。ＣＰＵ８０２により実行されるプログラムは、レール破断検知装置１１０を、図１から図７に関連して説明した集約データ受信部１１１、レール破断判定部１１２、及び表示データ出力部１１３として機能させ、情報集約装置１３０を、図１から図７に関連して説明した電気信号受信部１３１、情報集約部１３２、及び集約データ送信部１３３として機能させ、ＡＴＡＣＳ拠点装置１５０を、図１から図７に関連して説明した列車位置データ受信部１５１、列車検知区間特定部１５２、電気信号送信部１５３、及び区間情報格納部１５４として機能させる。

以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク８９３、ＣＤ−ＲＯＭ８９２の他に、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）又はＰＤ（Ｐｈａｓｅ Ｄｉｓｋ）等の光学記録媒体、ＭＤ（ＭｉｎｉＤｉｓｋ）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークあるいはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶媒体を記録媒体として使用して、ネットワークを介したプログラムとして提供してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００ レール破断検知システム
１１０ レール破断検知装置
１１１ 集約データ受信部
１１２ レール破断判定部
１１３ 表示データ出力部
１３０ 情報集約装置
１３１ 電気信号受信部
１３２ 情報集約部
１３３ 集約データ送信部
１５０ ＡＴＡＣＳ拠点装置
１５１ 列車位置データ受信部
１５２ 列車検知区間特定部
１５３ 電気信号送信部
１５４ 区間情報格納部
１７０ 通信回線
Ｆ 鉄道施設
Ｇ 地上子
Ｌ 信号線
Ｒ レール
Ｓ 駅
Ｔ 軌道回路

Claims (5)

1. レール破断を検知するレール破断検知システムであって、
   レール上の複数の区間にそれぞれ設けられて、前記レールを電気回路の一部として利用し、列車の有無を検知する複数の軌道回路と、
   列車自ら位置検知を行い、無線を使って車上と地上との間で双方向に情報通信を行うことにより列車を制御する列車制御システムと、
   レール破断を検知するレール破断検知装置と
   を備え、
   前記レール破断検知装置は、
   前記各軌道回路にて検知された前記レール上の各区間における列車の有無の情報と、前記列車制御システムにて検知された列車の位置の情報とに基づいて、前記レール上の各区間にレール破断が起きているか否かを判定するレール破断判定部
   を有するレール破断検知システム。
2. 前記列車制御システムにて検知された列車の位置に対応する前記レール上の区間を特定する列車検知区間特定部
   を更に有し、
   前記レール破断判定部は、前記各軌道回路にて検知された前記各区間における列車の有無の情報と、前記列車検知区間特定部が特定した前記レール上の区間の情報とに基づいて、前記レール上の各区間にレール破断が起きているか否かを判定する
   請求項１に記載のレール破断検知システム。
3. 前記軌道回路にて列車の在線が検知されている区間があり、前記列車制御システムにて当該区間における列車の在線が検知されていない場合、前記レール破断判定部は、当該区間にレール破断が起きていると判定する
   請求項２に記載のレール破断検知システム。
4. 前記軌道回路にて列車の在線が検知されていない区間があり、前記列車制御システムにて当該区間における列車の在線が検知されている場合、前記レール破断判定部は、当該区間にレール破断が起きていないと判定すると共に、当該レール破断検知システムに障害が発生していると判定する
   請求項２又は３のいずれか一項に記載のレール破断検知システム。
5. レール破断を検知するレール破断検知装置であって、
   レール上の複数の区間にそれぞれ設けられて、前記レールを電気回路の一部として利用し、列車の有無を検知する複数の各軌道回路にて検知された前記レール上の各区間における列車の有無の情報と、列車自ら位置検知を行い、無線を使って車上と地上との間で双方向に情報通信を行うことにより列車を制御する列車制御システムにて検知された列車の位置の情報とに基づいて、前記レール上の各区間にレール破断が起きているか否かを判定するレール破断判定部
   を備えるレール破断検知装置。

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