JP5877538B2 - 列車制御システム - Google Patents

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Description

本発明は列車制御システムに係り、特に、１つの車上装置により、複数の運転モードによる列車の制御を行うことを可能とした列車制御システムに関する。
従来から、いわゆる無線測距方式を利用した列車制御システムは、列車に車上無線機を搭載し、その列車の走行する軌道の沿線に沿って所定の間隔をもって設置された複数の沿線無線機との間で無線ネットワークを形成し、車上無線機の車上アンテナと沿線無線機の沿線アンテナとの無線伝搬遅延（時間）を計測して列車位置を検知し、その検知された列車位置に基づいて列車制御を行うようになっている。
そして、このような無線測距方式を利用した列車制御システムとしては、従来から、例えば、所定の軌道を走行する列車に搭載された車上無線機および地上の所定位置に設けられた地上無線機間の無線の伝播時間に基づいてその所定の軌道における列車位置を検知する無線列車位置検知手段と、列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号に基づいて所定の軌道における列車の走行距離を算出する走行距離算出手段と、無線列車位置検知手段で検知された列車位置を所定の仮基準位置に設定する仮基準位置設定手段と、その仮基準位置設定手段で設定された仮基準位置から走行距離算出手段で算出された走行距離に基づいて所定の軌道における列車位置を検知する列車位置検知算出手段とを備えた技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００７−３３１６２９号公報
ここで、前記従来の技術のような無線測距システムによる運転モードの他に、例えば、ＡＴＳ−Ｐなどシステムによる運転モードがあり、例えば、異なる鉄道会社が相互乗り入れをしている路線などにおいては、各路線ごとにそれぞれ異なる運転モードで列車の制御を行う必要がある。このような場合、従来、列車に各運転モードに対応した車上装置をそれぞれ搭載し、スイッチにより使用する車上装置を切り換えることが行われている。
しかしながら、複数の車上装置を搭載する必要があるため、コストが高くなってしまい、設置場所も確保する必要があるという問題を有している。
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、１つの車上装置により、複数の運転モードによる列車の制御を行うことのできる列車制御システムを提供することを目的とするものである。
本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る列車制御システムは、列車に搭載された車上装置に設けられ異なる運転モードの処理を同時に行う複数の処理部と、
前記各処理部のいずれによる処理結果を用いて走行制御を行うかを選択する運転モード判断部と、
前記運転モード判断部での選択を手動による切り換えを可能とする切り換えスイッチと、
を備え、
前記切り換えスイッチは、一定の条件を満たさない限り手動による切り換えをロックするロック機構を備えていることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記ロック機構によるロック解除の条件は、運転台のマスターコントローラが非常ブレーキ位置にあり、かつ、前記列車が停止している場合であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１において、前記ロック機構によるロック解除の条件は、各運転モードが前記処理部により同時に処理され、それぞれが速度パターンを生成している場合であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、１つの前記運転モードは、連続式ＡＴＰシステムによる連続式ＡＴＰ運転モードであり、前記処理部は、連続式ＡＴＰ処理部であり、
前記連続式ＡＴＰシステムは、前記列車に搭載された車上無線機と、地上の所定位置に設けられ前記車上無線機と情報の送受信を行う沿線無線機と、前記沿線無線機に送受信可能に接続された地上装置と、から構成され、
前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて列車位置を検知して前記車上装置の連続式ＡＴＰ処理部に送り、前記連続式ＡＴＰ処理部は、列車位置情報に基づいて速度パターンを生成することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、１つの前記運転モードは、点式ＡＴＰシステムによる点式ＡＴＰ運転モードであり、前記処理部は、点式ＡＴＰ処理部であり、
前記点式ＡＴＰシステムは、前記列車に搭載された車上子と、地上の所定位置に設けられた地上子と、から構成され、
前記点式ＡＴＰ処理部は、前記車上子と前記地上子との電磁結合により取得した情報に基づいて、前記列車の制限速度に基づく速度パターンを生成することを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項４において、前記運転モード判断部は、通常のモードとして前記連続式ＡＴＰ処理部による運転モードによる処理を行うように設定することを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、車上装置に、異なる運転モードの処理を同時に行う複数の処理部を設けるとともに、各処理部のいずれによる処理結果を用いて走行制御を行うかを選択する運転モード判断部を設けるようにしているので、１つの車上装置を設置するだけで、複数の運転モードに対応することができ、従来のように、複数の車上装置を搭載する必要がなく、コストの低減を図ることができるとともに、複数の車上装置の設置場所を確保する必要がない。また、運転モード判断部による各処理部の選択を切り換えるための運転モードの切り換えスイッチを設け、切り換えスイッチに、一定の条件を満たさない限り切り換えスイッチをロックするロック機構を設けるようにしたので、列車の走行中に誤って運転モードを切り換えてしまうことを確実に防止することができ、列車の制御不能を確実に防止することができ、列車の安全な運行を確保することができる。
請求項２に係る発明によれば、ロック機構によるロック解除の条件を、運転台のマスターコントローラが非常ブレーキ位置にあり、かつ、列車が停止している場合としているので、列車が停止した状態で、確実にロック機構を解除することができる。
請求項３に係る発明によれば、ロック機構によるロック解除の条件を、各運転モードが処理部により処理され、それぞれが速度パターンを生成している場合としているので、各運転モードによる列車の走行制御が可能な場合に、確実にロック機構を解除することができる。
請求項４に係る発明によれば、１つの運転モードを連続式ＡＴＰシステムによる連続式ＡＴＰ運転モードとし、処理部を連続式ＡＴＰ処理部とし、地上装置により、車上無線機と沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて列車位置を検知して車上装置の連続式ＡＴＰ処理部に送り、連続式ＡＴＰ処理部は、列車位置情報に基づいて速度パターンを生成するようにしているので、連続式ＡＴＰシステムによる運転モードにより、列車の制御を行うことができる。
請求項５に係る発明によれば、１つの前記運転モードを、点式ＡＴＰシステムによる点式ＡＴＰ運転モードとし、処理部を、点式ＡＴＰ処理部とし、点式ＡＴＰ処理部により、車上子と地上子との電磁結合により取得した情報に基づいて、列車の制限速度に基づく速度パターンを生成するようにしているので、点式ＡＴＰシステムによる運転モードにより、列車の制御を行うことができる。
請求項６に係る発明によれば、運転モード判断部により、通常のモードとして連続式ＡＴＰ処理部による運転モードによる処理を行うように設定するようにしているので、連続式ＡＴＰ処理部による運転モード以外の運転モードで列車の制御を行う場合にのみ運転モードを切り換えるようにすればよい。
本発明に係る列車制御システムの実施形態における列車部分を示す概略構成図である。 本発明に係る列車制御システムの実施形態における車上装置部分の詳細を示す概略構成図である。 本発明に係る列車制御システムの実施形態における路線の例を示す説明図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明に係る列車位置検知システムの実施形態を示す概略構成図であり、本実施形態においては、所定の軌道１上を走行する列車２には、運転者が各種操作を行う運転台３が設置されており、列車２には、運転台３の操作に基づいて列車２の制御を行う車上装置４が搭載されている。この車上装置４は、列車２の速度制御や制動制御などの各種制御を行うように構成されている。また、列車２には、車上装置４に接続された車上無線機５が搭載されている。
また、列車２の軌道１に沿って所定間隔毎に、車上無線機５との間で送受信を行うための複数の沿線無線機６が設置されており、これら沿線無線機６には、地上装置７が接続されている。地上装置７は、沿線無線機６と車上無線機５との通信を行った際の通信時間を計測することにより、沿線無線機６と列車２との距離を演算し、現在の列車２の位置を検知するように構成されている。そして、地上装置７から沿線無線機６および車上無線機５を介して列車位置情報に基づく制限速度や走行可能距離の情報を送信し、車上装置４は、自列車２のブレーキ性能に従って速度パターンを生成し、この速度パターンに基づいて列車２の走行制御を行うように構成されている。前述の車上装置４、車上無線機５、沿線無線機６および地上装置７により、無線測距による連続式ＡＴＰシステムが構成されるようになっており、この連続式ＡＴＰシステムにより、連続式ＡＴＰ運転モードを行うことができるようになっている。
また、列車２には、車上装置４に接続された車上子８が搭載されており、列車２の軌道１の所定の位置には、所定間隔ごとに地上子９が設置されている。そして、車上装置４は、列車２の走行中に車上子８と地上子９とが電磁結合することにより、所定の制限速度情報を取得するように構成されており、車上装置４は、地上子９からの情報に基づいて速度パターンを生成し、この速度パターンに基づいて列車２の走行制御を行うように構成されている。前述の車上装置４、車上子８および地上子９により、ＡＴＳ−Ｐによる点式ＡＴＰシステムが構成されるようになっており、この点式ＡＴＰシステムにより、点式ＡＴＰ運転モードを行うことができるようになっている。
また、本実施形態においては、図２に示すように、車上装置４には、点式ＡＴＰシステムの演算処理を行う点式ＡＴＰ処理部１０および連続式ＡＴＰシステムの演算処理を行う連続式ＡＴＰ処理部１１が設けられている。これら点式ＡＴＰ処理部１０および連続式ＡＴＰ処理部１１は、それぞれ地上子９からの情報または沿線無線機６からの情報が送られる状態において、同時に処理を行うように構成されている。そして、点式ＡＴＰ処理部１０は、地上子９から電磁結合により取得した情報に基づいて、列車２の制限速度に基づく速度パターンを生成するように構成されている。連続式ＡＴＰ処理部１１は、車上無線機５により取得した情報に基づいて、走行可能な距離基づく速度パターンを生成するように構成されている。
また、車上装置４には、点式ＡＴＰ処理部１０および連続式ＡＴＰ処理部１１のうち、いずれの処理結果を利用するかを選択する運転モード判断部１２が設けられている。本実施形態においては、これら各点式ＡＴＰ処理部１０および連続式ＡＴＰ処理部１１は、地上子９または沿線無線機６から情報が送られている時は、常に処理を行うように構成されており、運転モード判断部１２により選択された処理部の処理結果が利用されるように構成されている。そして、運転モード判断部１２により選択された点式ＡＴＰ処理部１０または連続式ＡＴＰ処理部１１の処理結果に基づいて、ブレーキ装置１３を動作制御するように構成されている。
また、運転台３には、運転モード切り換えスイッチ部１４が設けられており、運転モード切り換えスイッチ部１４には、切り換えスイッチ１５およびこの切り換えスイッチ１５の動作をロックするロック機構１６が設けられている。ロック機構１６としては、電磁ロック機構１６などが適用される。そして、ロック機構１６は、例えば、運転台３のマスターコントローラが非常ブレーキ位置にあり、かつ、列車２が停止状態になった場合など、所定のロック解除条件を満足した場合にのみ解除をすることができるように構成されている。また、その他の解除条件としては、例えば、連続式ＡＴＰ運転モードおよび点式ＡＴＰ運転モードにより、それぞれ点式ＡＴＰ処理部１０および連続式ＡＴＰ処理部１１により処理され、それぞれが速度パターンを生成している場合に解除することができるようにしてもよい。この場合には、各運転モードによる速度パターンが生成されているので、切り換えスイッチを切り換えても、いずれかの速度パターンによる走行制御を行うことが可能である。
例えば、図３に示すように、地上子９および沿線無線機６が設置されているＡ路線においては、切り換えスイッチ１５により連続式ＡＴＰ運転モードにより処理を行うように切り換え、運転モード判断部１２により、連続式ＡＴＰ処理部１１を選択し、連続式ＡＴＰ処理部１１による処理結果に基づいてブレーキ装置１３の制御を行う。そして、駅１７から先の地上子９のみが設置されているＢ路線においては、駅１７において、運転台３のマスターコントローラが非常ブレーキ位置にあり、かつ、列車２が停止している時に、ロック機構１６が解除され、運転士の操作により、切り換えスイッチ１５を点式ＡＴＰ運転モードにより処理を行うように切り換え、運転モード判断部１２により、点式ＡＴＰ処理部１０を選択し、点式ＡＴＰ処理部１０による処理結果に基づいてブレーキ装置１３の制御を行うものである。
なお、本実施形態においては、切り換えスイッチ１５により、点式ＡＴＰ処理部１０および連続式ＡＴＰ処理部１１を手動で切り換える場合について説明したが、例えば、沿線無線機６および地上子９が設置されている路線においては、通常のモードとして連続式ＡＴＰ処理部１１による運転モードによる処理を行うように設定しておき、必要な場合にのみ点式ＡＴＰ処理部１０による運転モードに切り換えようにしてもよいし、その逆に、通常のモードとして点式ＡＴＰ処理部１０による運転モードによる処理を優先的に行うように設定するようにしてもよい。また、列車２の現在位置を取得し、列車２が列車２が沿線無線機６が設置されている路線を走行中か、あるいは、地上子９が設置されている路線を走行中かを判断することにより、連続式ＡＴＰ処理部１１により処理を行うか、または点式ＡＴＰ処理部１０により処理を行うかを自動的に切り換えるようにしてもよい。
次に、本実施形態の動作について説明する。
まず、沿線無線機６と車上無線機５との間で通信を行い、この通信時間を計測することにより、地上装置７により、沿線無線機６と列車２との距離を演算し、列車２がどの位置に存在しているかを検知する。そして、地上装置７から沿線無線機６および車上無線機５を介して列車２位置情報に基づく制限速度や走行可能距離の情報を送信し、車上装置４の連続式ＡＴＰ処理部１１により、列車２の速度パターンを生成する。
一方、列車２の走行中に車上子８と地上子９とが電磁結合することにより、車上装置４が所定の制限速度情報を取得し、車上装置４の点式ＡＴＰ処理部１０により、地上子９からの情報に基づいて速度パターンを生成する。
そして、列車２が走行する路線に応じて、切り換えスイッチ１５を切り換えることにより、連続式ＡＴＰ処理部１１または点式ＡＴＰ処理部１０による処理結果に基づいてブレーキ装置１３の動作制御を行うようになっている。
そして、路線が変わった場合など運転モードを切り換える場合は、運転台３のマスターコントローラが非常ブレーキ位置にあり、かつ、列車２が停止状態になった場合にロック機構１６のロックが解除されるものであり、切り換えスイッチ１５を操作することにより、運転モードを切り換えることができるものである。
以上述べたように、本実施形態においては、車上装置４に、連続式ＡＴＰ処理部１１および点式ＡＴＰ処理部１０を設け、これら連続式ＡＴＰ処理部１１および点式ＡＴＰ処理部１０により、同時に処理を行うとともに、列車２が走行する路線に応じて、切り換えスイッチ１５を切り換えることにより、連続式ＡＴＰ処理部１１または点式ＡＴＰ処理部１０による処理結果に基づいてブレーキ装置１３の動作制御を行うようにしているので、１つの車上装置４を設置するだけで、複数の運転モードに対応することができ、従来のように、複数の車上装置４を搭載する必要がなく、コストの低減を図ることができるとともに、複数の車上装置４の設置場所を確保する必要がない。
また、本実施形態においては、切り換えスイッチ１５をロック機構１６によりロックし、運転台３のマスターコントローラが非常ブレーキ位置にあり、かつ、列車２が停止状態になった場合にのみロック機構１６のロックを解除するようにしているので、列車２の走行中に誤って運転モードを切り換えてしまうことがない。そのため、例えば、沿線無線機６が設置されていない路線において、連続式ＡＴＰ処理部１１による運転モードに切り換えてしまうと、所定の情報が送られず、列車２が制御不能となるおそれがあるが、本実施形態においては、このような事態を確実に防止することができ、列車２の安全な運行を確保することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。
１ 軌道
２ 列車
３ 運転台
４ 車上装置
５ 車上無線機
６ 沿線無線機
７ 地上装置
８ 車上子
９ 地上子
１０ 点式ＡＴＰ処理部
１１ 連続式ＡＴＰ処理部
１２ 運転モード判断部
１３ ブレーキ装置
１４ 運転モード切り換えスイッチ部
１５ 切り換えスイッチ
１６ ロック機構
１７ 駅

Claims (6)

  1. 列車に搭載された車上装置に設けられ異なる運転モードの処理を同時に行う複数の処理部と、
    前記各処理部のいずれによる処理結果を用いて走行制御を行うかを選択する運転モード判断部と、
    前記運転モード判断部での選択を手動による切り換えを可能とする切り換えスイッチと、
    を備え、
    前記切り換えスイッチは、一定の条件を満たさない限り手動による切り換えをロックするロック機構を備えていることを特徴とする列車制御システム。
  2. 前記ロック機構によるロック解除の条件は、運転台のマスターコントローラが非常ブレーキ位置にあり、かつ、前記列車が停止している場合であることを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
  3. 前記ロック機構によるロック解除の条件は、各運転モードが前記処理部により同時に処理され、それぞれが速度パターンを生成している場合であることを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
  4. １つの前記運転モードは、連続式ＡＴＰシステムによる連続式ＡＴＰ運転モードであり、前記処理部は、連続式ＡＴＰ処理部であり、
    前記連続式ＡＴＰシステムは、前記列車に搭載された車上無線機と、地上の所定位置に設けられ前記車上無線機と情報の送受信を行う沿線無線機と、前記沿線無線機に送受信可能に接続された地上装置と、から構成され、
    前記地上装置は、前記車上無線機と前記沿線無線機との間における無線の伝播時間に基づいて列車位置を検知して前記車上装置の連続式ＡＴＰ処理部に送り、前記連続式ＡＴＰ処理部は、列車位置情報に基づいて速度パターンを生成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の列車制御システム。
  5. １つの前記運転モードは、点式ＡＴＰシステムによる点式ＡＴＰ運転モードであり、前記処理部は、点式ＡＴＰ処理部であり、
    前記点式ＡＴＰシステムは、前記列車に搭載された車上子と、地上の所定位置に設けられた地上子と、から構成され、
    前記点式ＡＴＰ処理部は、前記車上子と前記地上子との電磁結合により取得した情報に基づいて、前記列車の制限速度に基づく速度パターンを生成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の列車制御システム。
  6. 前記運転モード判断部は、通常のモードとして前記連続式ＡＴＰ処理部による運転モードによる処理を行うように設定することを特徴とする請求項４に記載の列車制御システム。
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