JP6284723B2

JP6284723B2 - 列車位置の補正方法

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Publication number: JP6284723B2
Application number: JP2013175845A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　大; 大伊藤; 悟升谷; 義憲播磨; 良次安井
Original assignee: 大同信号株式会社
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2018-02-28
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: JP2015046976A

Description

この発明は、列車位置の補正方法に関し、さらに詳しくは走行することにより生ずる列車の位置と実際の列車の位置とのズレを列車の現在の位置に基づき補正する技術の改良に係るものである。

例えば地方交通線用列車制御システムにおいては、列車は、車上に、走行する線路上の踏切の位置や、線路の曲線・勾配などに関する情報を、距離程に相応したデータベースとして保有している。そして、このデータベースと、走行する現在の位置（起点からの距離程）に基づき、列車が駅や踏切と無線交信できるエリアに進入した当該駅や踏切に対して無線で交信を開始したり、曲線・勾配に応じて速度制限を行う。

また、列車の現在の位置（起点からの距離程）は、速度発電機（タコジェネレータ）からの出力信号を積算することにより知得するが、長い距離を走行すると、種々の原因（空転、滑走等）によって知得した距離程と実際の距離程にズレが発生する。そこで、この距離程のズレを実際の距離程に補正する必要があり、この補正のために、現行は、現地の距離程を書き込んだトランスポンダ無電源地上子（いわゆる、「距離補正用地上子」）を所定の間隔で、軌間に設置する一方、列車にトランスポンダ車上装置と車上子を搭載し、列車が距離補正用地上子の上を通過すると、この地上子から実際の距離程情報を受信し、この情報に自列車の位置（距離程）を合わせるようにしている。

ところで、前記現行の列車制御システムにあっては、地上には、所定の間隔で距離補正用地上子を設置し、車上にはトランスポンダ車上装置と車上子を搭載しなければならず、イニシャル、ランニングコストが増加するという問題があった。また、距離補正用地上子を軌間に設置しなければならないため、保線作業を支障し、また地上子のメンテナンスのため作業者が線路内に入らなければならず、作業者の安全確保など保安上の問題もあった。

関連する特許文献としては、特開２００８−１２６７２１号公報（特許文献１）に示すような列車制御システムや、特開２００９−２４０１１０号公報（特許文献２）に示すような列車制御システムが提案されている。

特許文献１に開示されている列車制御システムは、速度発電機を用いて列車位置を検知したときの在線区間を正確に、かつ安全に設定できるようにし、列車間隔を効率的に制御できるようにすることを目的とし、この目的を達成するために所定の軌道を走行する列車の車軸に接続された速度発電機の出力信号を用いて列車位置を検知するとともに、その検知された列車位置に基づいて所定の列車制御を行う列車制御システムにおいて、前記速度発電機は、前記列車の複数の車軸にそれぞれ接続された複数の速度発電機からなり、それら複数の速度発電機で計測された移動距離の中から最も移動距離の大きい最大移動距離を選択して、又はそれら複数の速度発電機で測定された移動距離の小さい最小移動距離を選択して列車位置を検知する検知手段を設けたものである。そして、この装置にあっては、列車に設けられている車上子が地上の所定位置に設けられている地上子と対向して結合したときに、その地上子から得られる情報に基づいて速度発電機から得られた列車位置を補正する（請求項５や段落００２３〜００２５等を参照）。

また、特許文献２に開示されている列車制御システムは、列車の性能に応じた適正な速度照査パターンを生成することができ、極めて効率のよい速度制御を行うことができるようにすることを目的とし、この目的を達成するために列車の位置を演算する列車位置演算部と、列車性能が格納された車両データベースと、線路情報が格納された線路データベースと、列車位置演算部からの列車位置情報、車両データベースからの列車性能および線路データベースからの線路情報をそれぞれ入力して、線路の速度制限区間に対する速度照査パターンを生成するパターン生成部とを備えたものである。そして、この装置にあっては、列車位置演算部が、車上子が地上子と電磁結合することにより取得された信号に基づいて、タコジェネレータによる走行距離を補正する（請求項３や段落００２４等を参照）。

前記のように、特許文献１の列車制御システム、特許文献２の列車制御システムとも、地上子からの出力信号に基づいて走行距離を補正することには変わりなく、いずれも段落０００３，０００４に挙げた背景技術と基本的には同様な問題を抱えるものである。

特開２００８−１２６７２１号公報特開２００９−２４０１１０号公報

この発明は、前記従来の問題を解決し、列車位置（距離程）の補正を、既設の無線式踏切制御装置と踏切障害物検知装置の検知機能を活用して、距離補正用地上子を設置しなくとも行うことができるとともに、コスト削減と作業者の安全確保を図ることができる列車位置（距離程）補正方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、無線式踏切制御装置と、踏切道に設置された投光器及び受光器を有し、該踏切道内に滞留する物体を障害物として検知する踏切障害物検知装置を具えた列車制御システムにおいて、走行する線路上の踏切の位置や線路の曲線・勾配などに関する情報を距離程に相応させて格納した第１のデータベース、及び速度発電機を車上に搭載して当該踏切と無線交信できるエリアに進入した列車から無線を介して一定周期で送信される当該列車の現在位置を補正する方法であって、前記踏切制御装置が、前記第１のデータベース及び速度発電機から求められ無線を介して一定周期で送信される当該列車の現在位置を当該踏切と無線交信できるエリアに進入した列車から受信し、この列車の現在位置情報と、当該踏切制御装置に設けられた第２のデータベースに予め格納されている本踏切の設置位置を示す距離程とを比較することにより、この列車の現在位置情報が本踏切道の所定距離内に接近したと判断した場合には、当該踏切制御装置は、本踏切に設置した踏切障害物検知装置が前記投光器及び受光器により本踏切道内において物体を検知したかどうかを確認し、踏切障害物検知装置から物体を検知したことを示す信号を取得すると、当該列車が本踏切道に到達したものとして、当該列車に対して、無線を介して列車位置補正情報として、前記第２のデータベースに格納されている本踏切の距離程を車上への送信タイミングにおいて車上に送信し、車上では、当該列車の現在位置を本踏切の距離程に置き換えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、当該列車の現在位置情報が本踏切道の所定距離内に接近したと判断した場合には、その後、踏切障害物検知装置が当該列車を検知したことを示す信号の開始時点から列車が踏切道を通過し終わることにより、踏切制御装置が、前記信号の終了時点までの時間の差分を演算し、この差分の時間と、別途列車から送信されるその時点の現在の走行速度とから踏切障害物検知装置が検知した列車の長さを演算し、この長さと、別途列車から送信される自列車の長さとを比較し、その差が許容される範囲にあれば、踏切障害物検知装置が検知した物体は当該列車であると判断し、本踏切の距離程に自列車の長さを加算した値を列車位置補正情報として送信する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、踏切制御装置が、当該列車の現在位置情報により本踏切道の所定距離内に接近したと判断した時点で、踏切道に障害物が存在することを示す信号を踏切障害物検知装置より通知された場合、あるいはそれ以前から通知されている場合、及び踏切障害物検知装置が故障したことにより、フェールセーフ性を確保するために障害物が存在すると同様の信号を通知された場合には、当該列車に対して無線を介して、位置補正無効の情報を送信し、この場合には、車上では当該列車の現在位置の置き換え処理を行わない。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、車上と踏切制御装置のそれぞれが装置内に百ｍsec単位の精度がある内部時計を有し、また時刻データを取得できるＧＰＳ受信機と接続されており、ＧＰＳ受信機から取得した時刻データにより、装置が立上ったとき及び一定間隔でそれぞれの内部時計を校正することにより両者の内部時計を一致・同期させ、踏切制御装置が踏切障害物検知装置にて列車を検知したときに、当該踏切の距離程とともに、検知した時点における踏切制御装置の内部時計の時刻を付加して、車上への送信タイミングにおいて車上に送信し、車上では、当該送信された踏切の距離程および踏切制御装置の内部時計の時刻を受信した時点における車上の内部時計の時刻と、当該受信した踏切制御装置の内部時計の時刻との差分を求め、この差分とその時点の列車の走行速度との積演算を行い、求めた距離を踏切制御装置から受信した当該踏切の距離程に加算し、この加算した距離程で、当該列車の現在位置を置き換える。

この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、踏切制御装置が、第１のデータベース及び速度発電機から求められ無線を介して一定周期で送信される当該列車の現在位置を当該踏切と無線交信できるエリアに進入した列車から受信し、この列車の現在位置情報と、当該踏切制御装置に設けられた第２のデータベースに予め格納されている本踏切の設置位置を示す距離程とを比較することにより、この列車の現在位置情報が本踏切道の所定距離内に接近したと判断した場合には、当該踏切制御装置は、本踏切に設置した踏切障害物検知装置が前記投光器及び受光器により本踏切道内において物体を検知したかどうかを確認し、踏切障害物検知装置から物体を検知したことを示す信号を取得すると、当該列車が本踏切道に到達したものとして、当該列車に対して、無線を介して列車位置補正情報として、前記第２のデータベースに格納されている本踏切の距離程を車上への送信タイミングにおいて車上に送信し、車上では、当該列車の現在位置を本踏切の距離程に置き換えるので、既設あるいは新設の踏切障害物検知装置による列車検知と、車上―踏切間の無線を用いることにより、非常に安価に列車位置（距離程）を補正することができる。しかも、従来の距離補正用地上子を用いる必要がないとともに、該地上子とは違い踏切障害物検知装置は軌間外に設置されるので、保線作業を支障することもなく、またメンテナンスにも制約がなくなるのに加え、無線式踏切制御装置の付加価値が高まるという優れた効果がある。

請求項２に記載の発明によれば、列車の現在位置情報が本踏切道の所定距離内に接近したと判断した場合には、その後、踏切障害物検知装置が当該列車を検知したことを示す信号の開始時点から列車が踏切道を通過し終わることにより、踏切制御装置が、前記信号の終了時点までの時間の差分を演算し、この差分の時間と、別途列車から送信されるその時点の現在の走行速度とから踏切障害物検知装置が検知した列車の長さを演算し、この長さと、別途列車から送信される自列車の長さとを比較し、その差が許容される範囲にあれば、踏切障害物検知装置が検知した物体は当該列車であると判断し、本踏切の距離程に自列車の長さを加算した値を列車位置補正情報として送信するので、踏切障害物検知装置で検知した物体が列車であることの正当性が高まり、踏切制御装置の信頼性がより一層高くなる。

請求項３に記載の発明によれば、踏切制御装置が、当該列車の現在位置情報により本踏切道の所定距離内に接近したと判断した時点で、踏切道に障害物が存在することを示す信号を踏切障害物検知装置より通知された場合、あるいはそれ以前から通知されている場合、及び踏切障害物検知装置が故障したことにより、フェールセーフ性を確保するために障害物が存在すると同様の信号を通知された場合には、当該列車に対して無線を介して、位置補正無効の情報を送信し、この場合には、車上では当該列車の現在位置の置き換え処理を行わないので、障害物の存在を列車と見做し、誤った位置補正をすることを回避することができる。

請求項４に記載の発明によれば、車上と踏切制御装置のそれぞれが装置内に百ｍsec単位の精度がある内部時計を有し、また時刻データを取得できるＧＰＳ受信機と接続されており、ＧＰＳ受信機から取得した時刻データにより、装置が立上ったとき及び一定周期でそれぞれの内部時計を校正することにより両者の内部時計を一致・同期させ、踏切制御装置が踏切障害物検知装置にて列車を検知したときに、当該踏切の距離程とともに、検知した時点における踏切制御装置の内部時計の時刻を付加して、車上への送信タイミングにおいて車上に送信し、車上では、当該送信された踏切の距離程および踏切制御装置の内部時計の時刻を受信した時点における車上の内部時計の時刻と、当該受信した踏切制御装置の内部時計の時刻との差分を求め、この差分とその時点の列車の走行速度との積演算を行い、求めた距離を踏切制御装置から受信した当該踏切の距離程に加算し、この加算した距離程で、当該列車の現在位置を置き換えるので、同じ伝送周期（例えば１秒周期）においても、伝送遅れによる誤差を１／１００単位に抑えることができる。

この発明の一実施の形態の列車制御システムを示す概要図である。全体のフローチャートであり、（Ａ）は踏切部分、（Ｂ）は車上部分をそれぞれ示す。踏切障害物検知装置で検知した物体が列車であることの正当性を高めるための変形例のフローチャートであり、（Ａ）は踏切部分、（Ｂ）は車上部分をそれぞれ示す。図２のフローチャートを前提として踏切障害物検知装置で障害物を検知した場合の変形例を示すフローチャートであり、（Ａ）は踏切部分、（Ｂ）は車上部分をそれぞれ示す。図３のフローチャートを前提として踏切障害物検知装置で障害物を検知した場合の変形例を示すフローチャートであり、（Ａ）は踏切部分、（Ｂ）は車上部分をそれぞれ示す。補正の誤差をより低減させるための変形例について、踏切制御装置と車上装置との間でのデータ送受信の例を示すタイミングチャートである。

以下、この発明の一実施の形態の列車制御システムについて、図面を参照しながら説明する。図１は地方交通線用列車制御システムのサブシステムとしての無線式踏切制御装置を示し、その概要は次の通りである。

１は踏切近くに設置した踏切用基地局・踏切制御装置を示し、該装置の器具箱には無線式踏切制御装置２と、踏切障害物検知装置３と、無線機４，５が設置されている。踏切制御装置２は、I/O１１、データベース（ＤＢ）１２、論理部１３、無線インターフェース（I/F）１４を有し、踏切障害物検知装置３から検知情報を得て、また必要によりI/O１１やＤＢ１２からの情報も得て論理部１３で演算処理し、それから得た情報を基に踏切道脇に設置した遮断機１６の遮断桿の開閉、及び警報機１７の警報の制御を行うようになっている。なお、ＤＢ１２には、当該踏切の距離程などの情報が格納されている。

踏切障害物検知装置３は、踏切道に設置された投光器１８、及び受光器１９を有し、踏切道に障害物が有るか否かを検知するようになっている。すなわち、踏切障害物検知装置３は踏切保安装置のひとつで前記投受光器１８，１９以外にも各種方式のものがあるが、いずれも踏切道付近に設置され、エンストや脱輪などの踏切道内に滞留した自動車などを鉄道の運行に支障がある障害物として検知し、進来してくる列車に停止信号を現示することを目的とした装置である。本来は踏切道内に滞留する障害物を検知する目的であるが、機能的には何らかの物体をも検知することができ、ここでは列車も物体として検知できるようになっている。

一方、２１は所定の線路を走行する列車で、該列車にはデータベース（ＤＢ）２２、位置把握部２３、無線インターフェース（I/F）２４、速度発電機（タコジェネレータ）２６、速度論理部制御部２７のほか、表示装置２８、車両用移動局２９が搭載されている。ＤＢ２２には、走行する線路上の踏切の位置や線路の曲線・勾配などに関する情報を距離程に相応させて格納している。なお、いわゆる「距離補正用地上子」を用いて自列車の位置を補正する従来の方式では、上記装置の他に、トランスポンダ車上装置と車上子が必要である。

列車（車上）２１上では、踏切と無線交信できるエリアに進入した当該踏切にある踏切用基地局・踏切制御装置１に対して、無線を介して、一定周期（例えば１秒周期）で自列車の現在位置（距離程）、現在の走行速度、自列車の長さ（編成長）、の情報を送信する。自列車の現在位置（距離程）と現在の走行速度は、車輪の回転に従ってパルスを発生する速度発電機２６からの信号（パルス数）を速度論理部制御部２７で積算（計数処理）して求める。
なお、踏切と無線交信できるエリアの始端は、当該踏切道から１,０００ｍ〜１,５００ｍ手前に離れた位置で、当該踏切の踏切警報開始位置（列車の速度などにより異なるが、踏切道から６００ｍ〜８００ｍ程度、手前に離れた位置）よりも、更に遠くに離れた位置となる。

また、列車（車上）２１では、データベース（ＤＢ）２２から取得する最寄の踏切までに停車するブレーキパターンを生成し、これに沿って走行する。そして踏切制御装置１から、無線を介して、踏切通過が可能であることを示す遮断完了情報を受信することにより、当該踏切までの停車ブレーキパターンを解除・更新する。その後、踏切支障が発生した場合、踏切制御装置１から、無線を介して、踏切支障の情報を受信することにより、当該踏切までの停車ブレーキパターンに引き戻す。

踏切制御装置２では、列車（車上）２１から無線で送られてくる走行中の列車（自列車）の現在位置（距離程）、現在の走行速度の情報から論理部１３で踏切の警報を開始すべき時期を随時予測し、適時に警報機１７の警報を開始するとともに、自列車の長さ（編成長）の情報から列車が踏切を通過し終わる時期を予測し、適時に警報を停止する。また、前記において、警報を開始し、遮断機の遮断桿が降りた時点で、踏切通過が可能であることを示す遮断完了情報を車上に送信する。その後、踏切支障が発生した場合、踏切支障の情報を車上に送信する。

次に、踏切制御装置１の制御について、図２を用いて説明する。

図２は、踏切制御装置１と列車（車上）２１での処理内容を示すフローチャートである。まず、踏切制御装置１においては、踏切と無線交信できるエリアに進入した列車の車上装置から、ＤＢ２２及び速度発電機２６から求められる当該列車の現在位置、現在の走行速度、及び自列車の長さを、無線機４，５及び無線インターフェース１４を介して一定周期（例えば１秒周期）で受信する（ステップ０１）。

次に、論理部１３は、この受信情報から列車の現在位置が、本踏切道の距離程の手前所定距離内かを比較し（ステップ０２）、所定距離内の場合には当該列車の現在位置により当該列車が本踏切道の手前所定距離内に接近した（以下、図２〜図５では「踏切道の直前に接近」したと略記する）と判定して、次のステップ０３へ移る。所定距離内でない場合は、未接近として受信前の状態（ステップ０１）に復帰する。なお、本踏切の設置位置を示す距離程の情報は、予め踏切制御装置２のＤＢ１２に格納されている。

ここで所定距離とは、速度発電機からの出力信号を積算することにより知得した距離程と実際の距離程のズレの範囲が当該列車制御システムにおいて許容される距離に、伝送遅れなどによる誤差（例えば１０％）を加えた値である。
この許容される距離の例としては、列車が停止位置を万一過走した場合においても、脱線などの危険な事態にならないような処置を行っている当該停止位置からの距離（これを「過走余裕距離」と呼ぶ）１００ｍに対して安全側に余裕をみた５０ｍ、あるいは１車両の長さ２０ｍなどに許容誤差、例えば１０％を加えた値が挙げられる。

次に、前記ステップ０２において列車が踏切道の手前所定距離内に接近したと判定した後、踏切制御装置１は、本踏切に設置した踏切障害物検知装置３が物体を検知したかどうかを確認する（ステップ０３）。その結果、物体検知を示す信号を取得した場合は、当該列車が本踏切道に到達したものとみなし、本踏切の距離程を列車位置補正情報として、当該列車に対して無線インターフェース１４及び無線機４，５を介して送信し（ステップ０４）、処理を終了する。列車検知を示す信号を取得できなかった場合は、列車未到達として、ステップ０３に復帰する。

次に、列車（車上）２１では、踏切制御装置１から送られてきた列車位置補正情報（踏切の距離程）を、無線インターフェース２４を介して受信し（ステップ１１）、この受信した踏切の距離程と、速度論理部制御部２７で上述の方法により算出される自列車の走行位置（距離程）との差分を求める（ステップ１２）。そして、差分が許容範囲内（所定距離内）か否かを確認し（ステップ１３）、範囲内であれば、自列車の走行位置をステップ１１で受信した本踏切の距離程に置き換えて（ステップ１４）、処理を終了する。一方、差分が範囲外であれば、その旨の警報を発するとともに、自動的にブレーキを作動させ停車させる（ステップ１５）。その後の運転再開については、次に列車位置補正情報を受信する箇所までの間、例えば速やかに停車できる速度とされている１５ｋｍ/ｈの低速で運転するなど、当該列車制御システムの運転取扱いに委ねられる。なお、ステップ１３において差分と比較される許容範囲は、前述の所定距離と同じであり、車上のＤＢ２２に格納しておけばよい。

このようにして列車の現在位置を、既設の無線式踏切制御装置と踏切障害物検知装置の物体検知機能を活用して容易に補正するものである。その際に従来のような距離補正用地上子を設置しなくとも行うことができるので、地上子のメンテナンスの必要が無く、コスト削減を図ることができる。しかも、地上子のように軌間に設置しなくともよいので、作業者の安全確保も支障なく図ることができる。

ここで、上述のステップ０３において本踏切に設置した前記踏切障害物検知装置が当該列車を検知したことを示す信号を取得すると、当該列車が本踏切道に到達したものとして、ステップ０４において当該列車に対して無線を介して列車位置補正情報（本踏切の距離程）を送信するが、その前段として、ステップ０２において列車の現在位置情報が本踏切道の所定距離内に接近したと判断することの必要性について述べる。

すなわち、踏切障害物検知装置は、本来は踏切道内に滞留する障害物を検知する目的で設置されるもので、列車が踏切の踏切警報開始位置に到達（列車の速度などにより異なるが、踏切道から６００ｍ〜８００ｍ程度、手前に離れた位置）し、踏切警報が開始後に、踏切道内に物体が一定時間（一般的には５、６秒）以上存在（滞留）すれば、この物体を障害物として検知する。

また、本発明では、踏切障害物検知装置は列車も物体として検知することを利用している。従って、踏切障害物検知装置が検知した物体が障害物であるか列車であるかを判別する必要があるが、列車の現在位置情報が本踏切道の所定距離内に接近した場合には、既に十分長い時間、踏切は警報し道路交通が遮断されている。また距離で言い換えれば、踏切警報を開始する６００ｍ〜８００ｍ程の距離に対して、所定距離５０ｍあるいは２０ｍで十分に短く、また踏切道から列車の進来が確認できる距離であるので、これ以降に自動車などが踏切道に進入することは、意図的な場合以外は現実的にはありえず、これ以降に踏切障害物検知装置が検知した物体は列車と特定できる。このような理由から、上述したステップ０２のように、列車の現在位置情報が本踏切道の所定距離内に接近したと判断することが求められる。

一方、仮に上述の列車の現在位置情報が本踏切道の所定距離（例えば５０ｍあるいは２０ｍ）内に接近したとする判断機能がないとすれば、検知した障害物をもって列車が本踏切道に到達したものと看做し、このときに当該列車に対して列車位置補正情報として、本踏切の距離程を送信することになり、誤った位置補正をすることになる。

＜変形例１＞
図３は、図２のフローチャートを前提としつつ、踏切障害物検知装置で検知した物体が列車であることの正当性を高めるための変形例を示すフローチャートである。ここでは図３を用いて両フローチャートでの異なる部分について主に説明する。

まず、踏切制御装置１においては、前記ステップ０１〜０３の処理を経て踏切障害物検知装置３が当該列車を検知したときに、その列車の検知を開始した時刻Ｔｓを取得する（ステップ２４）。その後、列車が踏切道を通過し終えると、踏切制御装置１は、踏切障害物検知装置３による当該列車の検知を終了した時刻Ｔｅを取得する（ステップ２５）。そして、この検知終了時刻Ｔｅと、ステップ２４で取得した検知開始時刻Ｔｓとの差分（列車検知時間）ｔを求める（ステップ２６）。

次に、踏切制御装置１は、ステップ０１で列車（車上）２１から受信した自列車の現在の走行速度と、ステップ２６で求めた列車検知時間ｔとを乗算し、列車の長さＬを求める（ステップ２７）。そして、この列車の長さＬと、ステップ０１で列車（車上）２１から受信した自列車の長さとの差分を求め（ステップ２８）、この差分が許容範囲内か否かを確認する（ステップ２９）。

その結果、差分が許容範囲内であれば、踏切障害物検知装置で検知した物体は列車であるとして、本踏切の距離程に自列車の長さを加算したもの（列車位置補正情報）、及び位置補正有効情報を車上に送信し（ステップ３０）、処理を終了する。一方、差分が許容範囲外であれば、位置補正無効情報を車上に送信して（ステップ３１）、処理を終了する。なお、ステップ２９において差分と比較される許容範囲も、当該列車制御システムにおいて許容される距離であり、例えば自列車の長さの±１０％を設定し、踏切制御装置２のＤＢ１２に格納しておけばよい。

次に、列車（車上）２１では、踏切制御装置１から送られてきた列車位置補正情報（踏切の距離程に自列車の長さを加算したもの）及び位置補正有効／無効情報を受信し（ステップ４１）、受信した位置補正情報が有効か無効かを確認する（ステップ４２）。その結果、位置補正有効情報を受信した場合には、踏切制御装置１から送られてきた列車位置補正情報と自列車走行位置（距離程）との差分を求め（ステップ４３）、この差分が許容範囲内（所定距離内）か否かを確認する（ステップ４４）。差分が許容範囲内であれば、自列車走行位置（距離程）をこの列車位置補正情報に置き換えて（ステップ４５）、処理を終了する。

一方、ステップ４２で位置補正無効情報の受信を確認した場合、及びステップ４４で前記差分が許容範囲外であることを確認した場合には、その旨の警報を発するとともに、自動的にブレーキを作動させ停車させる（ステップ４６）。その後の運転再開については、次に列車位置補正情報を受信する箇所までの間、例えば速やかに停車できる速度とされている１５ｋｍ/ｈの低速で運転するなど、当該列車制御システムの運転取扱いに委ねられる。

このようにして踏切障害物検知装置で検知した物体が列車であることの正当性を高めるものである。そのため、列車位置補正機能の信頼性がより一層高くなる。

＜変形例２＞
図４は、図２のフローチャートを前提としつつ、踏切障害物検知装置で障害物を検知した場合の変形例を示すフローチャートである。
すなわち、図４は、図２のフローチャートにおけるステップ０２とステップ０３との間に、踏切障害物検知装置で障害物を検知しているか否かを確認するステップ５１が追加されたものである。

すなわち、踏切制御装置１は、前述の図２におけるステップ０１〜０２と同様に、踏切と無線交信できるエリアに進入した列車の車上装置から、当該列車の現在位置、現在の走行速度、及び自列車の長さを、無線機４，５及び無線インターフェース１４を介して一定周期（例えば１秒周期）で受信し、論理部１３において、この受信情報から列車の現在位置が、本踏切道の距離程の手前所定距離内かを比較する。

ここで、列車の現在位置が所定距離内の場合には、当該列車が本踏切道の手前所定距離内に接近したと判定し、次のステップ５１に移る。そして、列車が本踏切道の手前所定距離内に接近したと判定したとき、あるいはそれ以前から、既に踏切障害物検知装置が物体を検知しているか否かを確認する（ステップ５１）。
その結果、物体を検知していない場合（未検知）には、図２のステップ０３と同様に、改めて踏切障害物検知装置にて物体の検知を確認し、ここでも未検知であればステップ０３へ復帰する。一方、ステップ０３で物体を検知した場合には、列車位置補正情報（踏切の距離程）及び位置補正有効情報を車上装置へ送信し（ステップ５２）、処理を終了する。

また、ステップ５１において、列車が本踏切道の手前所定距離内に接近したと判定したとき、あるいはそれ以前から、既に踏切障害物検知装置が物体を検知していることを確認した場合には、位置補正無効情報を車上装置へ送信し（ステップ５３）、処理を終了する。

次に、列車（車上）２１では、踏切制御装置１から列車位置補正情報（踏切の距離程）、自列車の長さ、及び位置補正有効／無効情報を受信し（ステップ６１）、受信した位置補正有効／無効情報の種類を確認する（ステップ６２）。有効である場合には、図２のステップ１２〜ステップ１４と同様に、受信した踏切の距離程と自列車の走行位置（距離程）との差分を求め（ステップ６３）、この差分が許容範囲内（所定距離内）か否かを確認し（ステップ６４）、範囲内であれば、自列車の走行位置をステップ６１で受信した本踏切の距離程に置き換えて（ステップ６５）、処理を終了する。

一方、ステップ６２で位置補正無効情報の受信を確認した場合、及びステップ６４で前記差分が許容範囲外であることを確認した場合には、その旨の警報を発するとともに、自動的にブレーキを作動させ停車させる（ステップ６６）。その後の運転再開については、次に列車位置補正情報を受信する箇所までの間、例えば速やかに停車できる速度とされている１５ｋｍ/ｈの低速で運転するなど、当該列車制御システムの運転取扱いに委ねられる。

次に図５は、図３のフローチャートにおけるステップ０２とステップ０３との間に、踏切障害物検知装置で障害物を検知しているか否かを確認するステップ７１が追加されたものである。このステップ７１の処理は、前述の図４におけるステップ５１と同様であり、このステップ７１の時点で踏切障害物検知装置が物体を検知していれば、ステップ７３において位置補正無効情報を車上装置へ送信し、処理を終了する。
一方、ステップ７１で物体を検知していない場合には、図３のステップ０３以降の処理と同様であるため詳しい説明を省略するが、ステップ７２においては、列車位置補正情報とともに、位置補正有効情報を車上装置へ送信する。

車上装置での処理は、基本的には図３のステップ４１〜４６と同様であり、特に踏切制御装置から位置補正無効情報を受信した場合には、ステップ４６において自動的にブレーキを作動させ停車させる。

このように、踏切制御装置が、当該列車の現在位置情報により本踏切道の所定距離内に接近したと判断した時点で、踏切道に障害物が存在することを示す信号を踏切障害物検知装置より通知された場合、あるいはそれ以前から通知されている場合、及び踏切障害物検知装置が故障したことにより、フェールセーフ性を確保するために障害物が存在すると同様の信号を通知された場合には、当該列車に対して無線を介して、位置補正無効の情報を伝送する。この場合、車上では列車位置補正の置き換え処理を行わないので、障害物の存在を列車と見做し、誤った位置補正をすることを回避することができる。

また、踏切障害物検知装置が故障した場合には、フェールセーフ性を確保するために、踏切障害物検知装置自体が安全側、すなわち障害物が存在する状態に遷移し進来してくる列車に対して停止信号を現示する。従って、踏切障害物検知装置が故障した場合にも、障害物が存在する状態と同じになる。さらに、いずれの場合にも、列車に対して位置補正無効の情報を送信するとともに、踏切支障の情報を送信する。したがって、この場合にも、車上では列車位置補正の置き換え処理を行わないので、誤った位置補正をすることを回避することができる。

＜補正の誤差を低減する変形例＞
次に、前述した図２〜図５の補正方法における補正の誤差をより低減させるための変形例について、図６を用いて説明する。

前述した図２〜図５の補正方法によれば、列車位置（距離程）の補正を、既設の無線式踏切制御装置と踏切障害物検知装置の検知機能を活用して、距離補正用地上子を設置しなくとも行うことができるとともに、コスト削減と作業者の安全確保を図ることができるが、補正の誤差を少なくするための更なる方策が必要である。

すなわち、一個の列車は、点在する無線式踏切制御装置や、ここでは説明を割愛するが駅と無線交信できるエリアに進入した当該踏切や駅に設備された装置など、複数の装置との間で無線を介して情報の伝送を行う必要があるが、それぞれとの伝送のために無線周波数を割り当てることは電波資源の有効活用の観点から許されない。そこで、ひとつの無線周波数を使い、各装置との伝送を時分割に行う方式が一般的であり、この方式では、各装置との伝送は一定の時間間隔（周期。例えば１秒）で行われるので、踏切障害物検知装置が列車を検知し、当該踏切の距離程を車上に伝送するタイミングは、この周期によって左右され、最悪１周期弱（例では１秒弱）遅れる。列車の走行速度を時速９０ｋｍとし、車上への伝送遅れを１秒と仮定すると、その間に列車は２５ｍ進むことになり、この分、補正の誤差となる。

そこでこの例では、この誤差を少なくするために、車上と踏切制御装置のそれぞれが装置内に百ｍsec単位の精度がある内部時計を有し、また時刻データを取得できるＧＰＳ受信機と接続されている（いずれも図示省略）。そして、ＧＰＳ受信機から取得した時刻データにより、装置が立上ったとき及び一定間隔（例えば正時（例えば、０７時００分００．０００秒。）でそれぞれの内部時計を校正することにより両者の内部時計を一致・同期させる。

この場合の処理について、図６のタイミングチャートを用いてより詳細に説明する。図６において、Ｐ１及びＰ２は、踏切制御装置が当該踏切の距離程を車上に伝送する送信タイミングを示し、ここでは１秒周期で送信されている。ここで、踏切制御装置と車上装置は、それぞれがＧＰＳ受信機から取得したＧＰＳ時刻情報により、内部時計の校正を行うことで、両者の内部時計を同期させている。

そして、踏切制御装置が踏切障害物検知装置にて列車を検知したときに、当該踏切の距離程Ｌ１とともに、検知した時点における踏切制御装置の内部時計の時刻Ｔ１を付加して、車上への送信タイミングＰ２において車上に伝送する。一方、車上ではこの情報（距離程と列車を検知した時刻Ｔ１）を受信した時点における車上の内部時計の時刻Ｔ２から、Ｔ２とＴ１との差（Ｔ２−Ｔ１）を求める。

そして、この差分（Ｔ２−Ｔ１）と、その時点の列車走行速度Ｖ１との積演算を行い、補正距離Ｌ３を求める。この補正距離Ｌ３は、踏切制御装置が列車を検知した時点から、車上が情報を受信した時点までに走行した距離となる。そして、このＬ３を、踏切制御装置から受信した当該踏切の距離程Ｌ１に加算し、この加算した距離程(Ｌ１＋Ｌ３)で、車上で認識している距離程Ｌ２を置き換える。これにより、同じ伝送周期（例えば１秒周期）においても、伝送遅れによる誤差を１／１００単位に抑えることができる。

なお、車上と踏切制御装置に搭載するＧＰＳ受信機の時刻精度の観点からの汎用、市販のＧＰＳ受信機の種類としては、１秒間隔で、１秒間に１回時刻データを出力する１ＨＺタイプ、２５０ｍsec間隔で、１秒間に４回時刻データを出力する４ＨＺタイプ、あるいは２００ｍsec間隔で、１秒間に５回時刻データを出力する５Ｈｚタイプがある。

踏切制御装置が踏切障害物検知装置にて列車を検知した時点における踏切制御装置の内部時計の時刻Ｔ１と、車上でこの情報（距離程と列車を検知した時刻Ｔ１）を受信した時点における車上の内部時計の時刻Ｔ２との差分（相対時間）から、この間の走行した距離を求め補正するものなので、両者の内部時計が百ｍsec単位で同期していることが重要であり、ＧＰＳ受信機の得られる時刻の精度は副次的な問題であり、ＧＰＳ受信機の種類はどのような種類であってもよい。

以上、各実施の形態で示した無線式踏切制御装置２や踏切障害物検知装置３はあくまでも一例であり、実施に際しては特許請求の範囲に記載した技術的事項を変更しない限り、ほかの構成としてもよいことは勿論である。

１踏切用基地局・踏切制御装置
２無線式踏切制御装置
３踏切障害物検知装置
４，５無線機
１１ I/O
１２データベース（ＤＢ）
１３論理部
１４無線インターフェース（I/F）
１６遮断機
１７警報機
１８投光器
１９受光器
２１列車
２２データベース（ＤＢ）
２３位置把握部
２４無線インターフェース（I/F）
２６速度発電機（タコジェネレータ）
２７速度論理部制御部
２８表示装置
２９車両用移動局

Claims

無線式踏切制御装置と、踏切道に設置された投光器及び受光器を有し、該踏切道内に滞留する物体を障害物として検知する踏切障害物検知装置を具えた列車制御システムにおいて、走行する線路上の踏切の位置や線路の曲線・勾配などに関する情報を距離程に相応させて格納した第１のデータベース、及び速度発電機を車上に搭載して当該踏切と無線交信できるエリアに進入した列車から無線を介して一定周期で送信される当該列車の現在位置を補正する方法であって、
前記踏切制御装置が、前記第１のデータベース及び速度発電機から求められ無線を介して一定周期で送信される当該列車の現在位置を当該踏切と無線交信できるエリアに進入した列車から受信し、この列車の現在位置情報と、当該踏切制御装置に設けられた第２のデータベースに予め格納されている本踏切の設置位置を示す距離程とを比較することにより、この列車の現在位置情報が本踏切道の所定距離内に接近したと判断した場合には、
当該踏切制御装置は、本踏切に設置した踏切障害物検知装置が前記投光器及び受光器により本踏切道内において物体を検知したかどうかを確認し、踏切障害物検知装置から物体を検知したことを示す信号を取得すると、当該列車が本踏切道に到達したものとして、当該列車に対して、無線を介して列車位置補正情報として、前記第２のデータベースに格納されている本踏切の距離程を車上への送信タイミングにおいて車上に送信し、車上では、当該列車の現在位置を本踏切の距離程に置き換えることを特徴とする列車位置の補正方法。
当該列車の現在位置情報が本踏切道の所定距離内に接近したと判断した場合には、その後、踏切障害物検知装置が当該列車を検知したことを示す信号の開始時点から列車が踏切道を通過し終わることにより、踏切制御装置が、前記信号の終了時点までの時間の差分を演算し、この差分の時間と、別途列車から送信されるその時点の現在の走行速度とから踏切障害物検知装置が検知した列車の長さを演算し、この長さと、別途列車から送信される自列車の長さとを比較し、その差が許容される範囲にあれば、踏切障害物検知装置が検知した物体は当該列車であると判断し、本踏切の距離程に自列車の長さを加算した値を列車位置補正情報として送信する請求項１に記載の列車位置の補正方法。
踏切制御装置が、当該列車の現在位置情報により本踏切道の所定距離内に接近したと判断した時点で、踏切道に障害物が存在することを示す信号を踏切障害物検知装置より通知された場合、あるいはそれ以前から通知されている場合、及び踏切障害物検知装置が故障したことにより、フェールセーフ性を確保するために障害物が存在すると同様の信号を通知された場合には、当該列車に対して無線を介して、位置補正無効の情報を送信し、この場合には、車上では当該列車の現在位置の置き換え処理を行わないことを特徴とする請求項１又は２に記載の列車位置の補正方法。
車上と踏切制御装置のそれぞれが装置内に百ｍsec単位の精度がある内部時計を有し、また時刻データを取得できるＧＰＳ受信機と接続されており、ＧＰＳ受信機から取得した時刻データにより、装置が立上ったとき及び一定間隔でそれぞれの内部時計を校正することにより両者の内部時計を一致・同期させ、踏切制御装置が踏切障害物検知装置にて列車を検知したときに、当該踏切の距離程とともに、検知した時点における踏切制御装置の内部時計の時刻を付加して、車上への送信タイミングにおいて車上に送信し、車上では、当該送信された踏切の距離程および踏切制御装置の内部時計の時刻を受信した時点における車上の内部時計の時刻と、当該受信した踏切制御装置の内部時計の時刻との差分を求め、この差分とその時点の列車の走行速度との積演算を行い、求めた距離を踏切制御装置から受信した当該踏切の距離程に加算し、この加算した距離程で、当該列車の現在位置を置き換えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の列車位置の補正方法。