JP6298336B2 - 列車制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、地震発生信号を地上から受信した場合に列車速度を制御する列車制御装置に関する。

鉄道システムは、地震が発生した場合には、いち早く列車を停止させることを原則として設計されている。例えば、地震発生を検知した場合にき電を停止して列車を停止させたり、地上から送信される地震情報を受信した列車がブレーキを動作させて停止させるといった方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１８３８５３号公報

列車を停止させる場合、従来の地震発生時のブレーキは、いち早く停止させるために非常ブレーキを動作させるのが一般的であった。そのため、地震時の在線をできれば回避したい位置に停止する可能性があった。例えば、地上高の高い橋梁上や、線路脇が山の斜面にほど近い区間、長い隧道の最深部等である。
また、地震が発生した場合に、停止ではなく、徐行速度まで減速させる運転方法も知られているが、徐行速度までの減速方法は、非常ブレーキ或いは常用最大ブレーキを動作させるのが一般的であったため、上述と同じ問題が生じ得た。
本発明は、上述した課題に鑑みて考案されたものであり、地震発生時の新たな列車制御を実現するための技術の提供を目的とする。

以上の課題を解決するための第１の発明は、
自列車の列車位置或いは当該列車位置を含む地域に地震が到達する地震到達タイミングの情報を含む地震発生信号を地上から受信した場合に列車速度を制御する列車制御装置（例えば、図１の車上装置１０）であって、
前記自列車の走行線区のうちの在線回避推奨区間を記憶する記憶手段（例えば、図１の記憶部２００）と、
前記地震発生信号の受信に応じて徐行速度以下または停止状態となる所定の速度規制状態となるように列車速度を制御する速度制御手段であって、所定ブレーキを継続動作させて前記速度規制状態となる予測位置および予測タイミングを予測し、当該予測タイミングから前記地震到達タイミングまでの間に余裕時間がある場合に、前記予測位置と前記在線回避推奨区間との位置関係に基づいて列車速度を制御する速度制御手段（例えば、図１の速度制御部１３０）と、
を備えた列車制御装置である。

この第１の発明によれば、例えば地上高の高い橋梁上や長い隧道の最深部といった自列車の走行線区のうちの在線回避推奨区間を記憶し、地震到達タイミングの情報を含む地震発生信号を地上から受信した場合に、所定の速度規制状態となるように列車速度を制御する。ただし、例えば非常ブレーキや常用最大ブレーキ等の所定ブレーキを継続動作させて速度規制状態となる予測位置および予測タイミングを予測する。そして、予測タイミングから地震到達タイミングまでの間に余裕時間がある場合には、予測位置と在線回避推奨区間との位置関係に基づいて列車速度を制御する。

したがって、列車を速度規制状態とするまでに余裕時間があれば、地震到達タイミングにおいて在線回避推奨区間以外の位置で、速度規制状態となるような列車制御を可能とする新たな列車制御技術を実現できる。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記速度制御手段が、前記予測位置が前記在線回避推奨区間内である場合に、前記地震到達タイミングにおいて前記在線回避推奨区間の終端より内方に前記速度規制状態で在線するための速度制御パターン（例えば、図４の速度制御パターンＲＰ１）を算出し、当該速度制御パターンで列車速度を制御する区間通過制御手段（例えば、図１の速度制御部１３０、図１０のステップＳ４０〜Ｓ４２）を有する、
列車制御装置である。

この第２の発明によれば、所定ブレーキを継続動作させて速度規制状態となる予測位置が在線回避推奨区間内である場合に、地震到達タイミングにおいて当該在線回避推奨区間を通過して速度規制状態となるように列車速度を制御することが可能となる。

より具体的には、例えば第３の発明のように、
前記区間通過制御手段が、前記予測位置から前記在線回避推奨区間の終端までの距離と、前記余裕時間と、現在の走行状況と、前記自列車の列車走行性能諸元とを用いて、加速及び／又は惰行を含めて前記速度制御パターンを算出する、
列車制御装置を構成することとしてもよい。

また、第４の発明は、第２又は第３の発明において、
前記地震発生信号には、到達地震の揺れの大きさを示す指標値である到達地震指標値の情報が含まれ、
前記記憶手段が、前記在線回避推奨区間それぞれについて、前記到達地震指標値に応じた在線回避の推奨レベルを対応付けて更に記憶し（例えば、図２の在線回避推奨区間テーブル２１０）、
前記区間通過制御手段が、受信した前記地震発生信号に含まれる前記到達地震指標値に対応する推奨レベルに基づいて在線回避推奨区間を選択し（例えば、図１０のステップＳ１６）、当該選択した在線回避推奨区間を対象に、前記速度制御パターンを算出する、
列車制御装置である。

この第４の発明によれば、在線回避推奨区間それぞれについて到達地震指標値に応じた在線回避の推奨レベルが対応付けて記憶される。そして、受信した地震発生信号に含まれる到達地震指標値に対応する推奨レベルに基づいて在線回避推奨区間が選択される。よって、到達地震の揺れの大きさに応じて、在線を回避すべき在線回避推奨区間を適切に選択することが可能となる。

また、第５の発明は、第１〜第４の何れかの発明において、
前記速度制御手段が、前記予測位置が前記在線回避推奨区間の始端より外方の場合に、前記地震到達タイミングにおける列車位置が当該始端の外方となる範囲において、前記所定ブレーキより減速度が小さいブレーキで制動する制御を行う減速度低減制動手段（例えば、図５の速度制御パターンＲＰ２）を有する、
列車制御装置である。

この第５の発明によれば、予測位置が在線回避推奨区間の始端より外方の場合には、地震到達タイミングにおける列車位置が当該始端の外方となる範囲において減速度を小さくしたブレーキで制動することが可能となる。これにより、地震到達タイミングで在線回避推奨区間内に在線することを回避しつつ、地震発生時の急ブレーキを緩和して、乗客にかかる慣性力を低減することができる。

また、第６の発明は、第１〜第５の何れかの発明において、
すれ違い列車の走行位置を含むすれ違い列車走行状況情報を取得するすれ違い列車走行状況情報取得手段（例えば、図１のすれ違い列車情報取得部１２０）を更に備え、
前記速度制御手段は、
前記すれ違い列車走行状況情報に基づいて、前記予測タイミングにおける前記すれ違い列車の走行位置を予測するすれ違い列車位置予測手段（例えば、図１０のステップＳ１０）と、
前記すれ違い列車位置予測手段により予測された前記すれ違い列車の走行位置を含む所定範囲を前記在線回避推奨区間として前記列車速度の制御を行うすれ違い列車基準速度制御手段（例えば、図１０のステップＳ１０）と、
を有する、
列車制御装置である。

この第６の発明によれば、地震到達時に、すれ違い列車の走行位置を含む所定範囲に在線することがないように列車速度を制御することが可能となる。

車上装置の機能構成を示すブロック図。 在線回避推奨区間テーブルの例を示す図。 キロ程判定テーブルの例を示す図。 本実施形態の列車制御の一例を示す図。 本実施形態の列車制御の一例を示す図。 本実施形態の列車制御の一例を示す図。 本実施形態の列車制御の一例を示す図。 本実施形態の列車制御の一例を示す図。 本実施形態の列車制御の一例を示す図。 本実施形態の列車制御の流れを示すフローチャート。

本発明を適用した列車制御装置である車上装置１０の実施形態について説明する。車上装置１０は列車に搭載されて（以下、車上装置１０が搭載された列車を適宜「自列車」という）、地上装置２０から地震発生信号を受信した場合に当該自列車の速度を制御する装置である。なお、自列車は、電気車や機関車、浮上式鉄道車両などの何れでもよい。

まず、車上装置１０の構成について説明する。
図１は、車上装置１０の機能構成を示すブロック図である。車上装置１０は、制御部１００と、記憶部２００と、操作部３１０と、表示部３２０と、音出力部３３０と、列車駆動制御装置４００と、ブレーキ制御装置５００と、通信部６００とを備え、レールを介して、或いは線路沿いに設置された漏洩同軸ケーブルを介して、或いは無線通信により地上装置２０と通信可能に構成されている。

制御部１００は、車上装置１０を統括して制御する機能部であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーや各種電子回路等を有して構成され、走行状況情報２４０の随時更新や、すれ違い列車走行状況情報２５０の取得、列車制御用のプログラムに従った地震発生時列車制御処理（図１０参照）の実行、等を行う。制御部１００は、主な機能部として、走行位置算出部１１０と、すれ違い列車情報取得部１２０と、速度制御部１３０とを有する。

走行位置算出部１１０は、車軸に取り付けられた速度発電機やＧＰＳ測位装置等からの出力に基づいて、キロ程で表される線路上の自列車の位置を特定する。例えば、速度発電機から出力されるＰＧ信号は速度に比例した周波数の電圧信号であるため、当該信号が示す速度に自列車の車輪径および単位時間を乗算することで、単位時間当たりの移動距離を求め、これを累積していくことで自列車の走行位置（例えばキロ程）を算出することができる。また、ＧＰＳ測位装置からの出力は地球座標系の位置情報（緯度経度）であるため、この緯度経度を、各地点のキロ程が記録された線路地図情報と照合することで自列車の走行位置を算出することができる。位置情報に高度を含めた３次元としてもよいことは勿論である。

制御部１００は、走行位置算出部１１０が算出する走行位置の他、運転台から得られる走行速度およびノッチ操作情報等の走行状態、走行方向（上り／下り）の情報、等を含む走行状況情報２４０を随時更新する。また、制御部１００は、通信部６００を介して最新の走行状況情報２４０を地上装置２０に随時送信する。

すれ違い列車情報取得部１２０は、地上装置２０から、自列車の周囲を走行し、且つ逆向きの走行（対向）或いは併走（追い抜き／追い越され）等してすれ違う列車の走行状況であるすれ違い列車走行状況情報２５０を随時受信する。すれ違い列車走行状況情報２５０には、当該すれ違い列車の走行位置の他、走行線区や走行区間、走行方向、走行速度、緊急停止する場合に想定される想定停止位置や想定停止区間、等の情報が含まれている。地上装置２０は、当該線区を走行中の全ての列車から走行状況情報を受信・収集しており、各列車には、当該列車の周囲を走行するすれ違い列車の走行状況情報を随時送信している。

速度制御部１３０は、地震発生信号の受信に応じて徐行速度以下または停止状態となる所定の速度規制状態となるように自列車の列車速度を制御する。本実施形態では地震発生信号は地上装置２０から受信することとする。地上装置２０は、緊急地震速報や早期地震警報システム等の公知の地震警報システムから警報（緊急地震速報）を受信した場合に、当該線区の各列車について、当該列車の走行位置又は走行位置を含む地域に地震動が到達する地震到達タイミング（猶予時間）と到達震度とを判定し、これらの判定情報を含む地震発生信号を生成して、当該列車の車上装置１０へ送信する。すなわち、自列車にとっては、地震発生信号は、地震発生後、自列車に地震が到達する前に送信される信号であり、地震到達タイミングと到達震度とを含んだ信号である。なお、到達震度は、到達地震の揺れの大きさを示す指標値（到達地震指標値）の一例である。各地点に到達した地震の揺れの大きさを示す指標値であれば、例えば、ガル等の別の値を用いてもよい。

なお、公衆無線通信網や公衆電話網などを介して公知の地震警報システムから車上装置１０が直接警報（緊急地震速報）を受信し、車上装置１０において自列車に地震動が到達する地震到達タイミングおよび到達震度を算出することとしてもよい。

また、地震発生信号には、複数の到達地域に関する地震到達タイミングおよび到達震度を含めることとしてもよい。その場合、到達地域別の地震到達タイミングおよび到達震度の情報が地震発生信号に含まれる。車上装置１０としては、図３に示すようなキロ程判定テーブル２２０を記憶部２００に記憶しておき、地震発生信号に含まれる到達地域の情報からキロ程を換算することで、線路上の各位置における地震到達タイミングおよび到達震度を把握することができる。

速度制御部１３０は、地震発生信号を受信すると、現在の走行状況から即時に非常ブレーキや常用最大ブレーキ等の所定ブレーキを継続動作させた場合に速度規制状態となる予測位置および予測タイミングを予測する。そして、予測タイミングから、地震発生信号に含まれる地震到達タイミングまでの間に余裕時間があるかを判定し、余裕時間がある場合に、予測位置と在線回避推奨区間との位置関係に基づいて列車速度を制御する。

在線回避推奨区間とは、例えば、地上高の高い橋梁上や、線路脇が山の斜面にほど近い区間、長い隧道の最深部等、地震動の到来時に在線を回避することが推奨される区間のことであり、在線回避推奨区間テーブル２１０に予め設定される。図２は、在線回避推奨区間テーブル２１０の構成例を示す図である。在線回避推奨区間テーブル２１０は、当該区間の識別情報である区間名と、当該区間を定義するための両端の位置（キロ程）と、上り／下りの方向種別と、推奨レベルとを対応付けて格納する。推奨レベルは、在線を回避すべき推奨度合いが強いほど大きい値が設定され、本実施形態では、震度毎（到達地震指標値毎）に設定される。なお、区間を定義するための位置は、キロ程ではなく、緯度経度や緯度経度高度などの地球座標系上の座標で定義することとしてもよい。その場合、座標からキロ程、及び、キロ程から座標を求める機能部を別途有することとすると好適である。

具体的に図４〜図９を参照して本実施形態の列車制御を説明する。図４〜図９は、何れも余裕時間があり、列車の図示位置で地震発生信号を受信した場合の速度制御の例を示している。また、列車は横軸方向に移動することとし、曲線は当該列車の速度制御パターンを示し、太実線は在線回避推奨区間を示し、在線回避推奨区間の両端を黒三角で示している。

図４は、余裕時間の間に、在線回避推奨区間Ｚ１を通過できる場合の列車制御の例を示している。自列車Ｔ１が現在の走行状況から即時に所定ブレーキを継続動作させた場合の速度制御パターンが速度制御パターンＳＰ１である。速度制御パターンＳＰ１は、いわゆるブレーキ曲線となる。速度制御パターンＳＰ１によれば、自列車Ｔ１が速度規制状態となる予測位置は位置ＥＰ１であり、在線回避推奨区間Ｚ１内である。車上装置１０は、在線回避推奨区間Ｚ１の終端と予測位置ＥＰ１間の距離を求める。そして、当該距離と、余裕時間と、現在の走行状況と、自列車の走行性能諸元２３０とを用いて、加速及び／又は惰行を含めて、地震到達タイミングにおいて在線回避推奨区間Ｚ１の終端より内方に移動できるかを判定し、移動できる場合に、その速度制御パターンＲＰ１を算出する。すなわち、在線回避推奨区間Ｚ１を通過させる速度制御パターンＲＰ１である。そして、速度制御パターンＲＰ１に従った自列車Ｔ１の速度制御を実行する。この結果、地震到達タイミングにおいて、在線回避推奨区間Ｚ１の終端の内方である位置ＴＰ１に、自列車Ｔ１を速度規制状態で在線させることができる。

図４の例では、速度制御パターンＲＰ１として、現状の走行速度を一時的に維持した後に、所定ブレーキを継続動作させる速度制御パターンを示しているが、一時的に加速したり、惰行したり、減速度を低減させたりした速度制御パターンを算出することとしてもよい。

図５は、自列車Ｔ２が即時に所定ブレーキを継続動作させたとしても在線回避推奨区間Ｚ２内に位置しないため、減速度を低減させた速度制御パターンで列車制御する例を示している。即時に所定ブレーキを継続動作させた場合の速度制御パターンＳＰ２によれば、自列車Ｔ２の予測位置は位置ＥＰ２であり、在線回避推奨区間Ｚ２の始端よりも外方（手前方）である。そのため、所定ブレーキによって乗客にかかる慣性力を緩和するため、地震到達タイミングにおいて速度規制状態となる列車位置が在線回避推奨区間Ｚ２の始端よりも外方となる範囲において減速度を低減する。図５の例では、元の速度制御パターンＳＰ２よりも曲線が緩やかになった速度制御パターンＲＰ２が算出され、この速度制御パターンＲＰ２に従って自列車Ｔ２の速度制御が実行される。地震到達タイミングにおいて速度規制状態となる自列車Ｔ２の位置ＴＰ２は、在線回避推奨区間Ｚ２の外方（手前方）である。

図６は、すれ違い列車Ｔ４を考慮して自列車Ｔ３の速度制御を行う場合の例を示す図である。すれ違い列車Ｔ４を対向列車として表している。すれ違い列車Ｔ４が即時に所定ブレーキを継続動作させた場合の速度制御パターンＳＰ４によれば、すれ違い列車Ｔ４の予測位置は位置ＥＰ４である。自列車Ｔ３の車上装置１０は、地震到達タイミング及びその後所定時間（例えば３０秒間や１分間など）の間におけるすれ違い列車とのすれ違いを回避する目的で、このすれ違い列車Ｔ４の予測位置ＥＰ４に基づいて、すれ違い列車用の在線回避推奨区間Ｚ３を設定する。例えば、上り／下りの方向を変更するだけで予測位置ＥＰ４のキロ程をそのまま用いることとし、当該キロ程の前後所定範囲（例えば１ｋｍ）を、すれ違い列車用の在線回避推奨区間Ｚ３として設定することができる。なお、予測位置ＥＰ４の代わりに、すれ違い列車Ｔ４が停止し得る位置や区間の情報（例えば、すれ違い列車走行状況情報２５０に含まれる想定停止位置や想定停止区間の情報）、すれ違い列車の進行方向前方に予め設定されている当該すれ違い列車の回避区間の情報、などを用いてすれ違い列車用の在線回避推奨区間Ｚ３を設定してもよい。

また、自列車Ｔ３が即時に所定ブレーキを継続動作させた場合の速度制御パターンＳＰ３によれば、自列車Ｔ３の予測位置は位置ＥＰ３である。予測位置ＥＰ３は、在線回避推奨区間Ｚ３内である。そこで、図４を参照して説明した手法と同様にして速度制御パターンＲＰ３を算出し、速度制御パターンＲＰ３に従った自列車Ｔ３の速度制御を実行する。この結果、地震到達タイミングにおいて自列車Ｔ３を速度規制状態とし、且つ、すれ違い列車Ｔ４とすれ違いが生じない位置に在線させることができる。
なお、すれ違い列車Ｔ４側も自列車Ｔ３と同様の処理を実行する。

図７は、複数の在線回避推奨区間が存在する場合の列車制御の例を示す図である。在線回避推奨区間Ｚ５は隧道内の深部に設定され、在線回避推奨区間Ｚ６は隧道の出口より先の、線路近くに崖がある区間に設定されている。在線回避推奨区間Ｚ５と在線回避推奨区間Ｚ６とは重複しておらず、互いの間には在線回避推奨区間が設定されていない。
車上装置１０は、基本的に、図４を参照して説明した通り、地震到達タイミングまでに在線回避推奨区間を通過できる場合には通過する列車制御を行うが、通過した先で、地震到達タイミングにおいて他の在線回避推奨区間内に在線することとならないように、速度制御パターンＲＰ５が算出される。図７の例では、速度制御パターンＲＰ５は、在線回避推奨区間Ｚ５と在線回避推奨区間Ｚ６との間の位置ＴＰ５で速度規制状態となるように算出されている。

図８は、予測位置が在線回避推奨区間内であり、地震到達タイミングまでに当該在線回避推奨区間を通過できない場合の列車制御の例を示す図である。自列車Ｔ７が即時に所定ブレーキを継続動作させた場合の速度制御パターンＳＰ７によれば、自列車Ｔ７の予測位置は位置ＥＰ７であるが、位置ＥＰ７は在線回避推奨区間Ｚ７内である。また、余裕時間を考慮して、地震到達タイミングにおいて速度規制状態となる地点をぎりぎりまで内方に移動させる速度制御パターンＲＰ７を算出しても、その位置ＴＰ７は依然として在線回避推奨区間Ｚ７内である。その場合、車上装置１０は、予測位置ＥＰ７から、在線回避推奨区間ＳＰ７の両端のうちの直近の端点までの距離ＳＤと、位置ＴＰ７から、在線回避推奨区間ＳＰ７の両端のうちの直近の端点までの距離ＲＤとを算出する。そして、距離ＳＤと距離ＲＤとのうち、短い方の距離に対応する位置ＥＰ７，ＴＰ７、すなわち、短い方の距離に相当する速度制御パターンを選択する。図８の例では、距離ＳＤ＞距離ＲＤであるため、速度制御パターンＲＰ７が選択される。そして、選択した速度制御パターンＲＰ７に従って、自列車Ｔ７の速度制御を実行する。

図８によれば、自列車Ｔ７は、地震到達タイミングにおいて在線回避推奨区間の外に位置することができないが、在線回避推奨区間の両端のうちの近い方に位置することができる。その結果、例えば、緊急停止した後の旅客の救援や旅客の避難誘導に要する時間を短縮し得る。

図９は、複数の在線回避推奨区間の一部又は全部が重複する場合の列車制御の例を示す図である。図９によれば、在線回避推奨区間Ｚ８と在線回避推奨区間Ｚ９とが一部重複している。
この場合、２つの方法がある。１つは、区間の一部が重複している在線回避推奨区間Ｚ８，Ｚ９を連続した１つの区間とみなす方法である。もう１つは、優先順位をつけて在線回避推奨区間Ｚ８，Ｚ９の何れかを選択する方法である。前者の方法を採用する場合には、連続した１つの在線回避推奨区間とみなした区間に対して、図４，５，８を参照して説明した列車制御を適用することができる。後者の方法を採用する場合には、優先順位をつけて選択した在線回避推奨区間に対して、図４，５，８を参照して説明した列車制御を適用することができる。

本実施形態では後者の方法を採用し、在線回避推奨区間テーブル２１０に設定されている推奨レベルに基づいて在線回避推奨区間を選択することとする。具体的には、自列車の予測位置が含まれる在線回避推奨区間が複数ある場合に、当該複数の在線回避推奨区間それぞれについて到達震度に対応する推奨レベルを判定し、推奨レベルが高い方の在線回避推奨区間を選択する。例えば、図９の例では、自列車Ｔ８の予測位置Ｔ８が含まれる在線回避推奨区間Ｚ８，Ｚ９のうち、到達震度に対応する推奨レベルが高い方を選択する。そして、選択した在線回避推奨区間について、図４，５，８を参照して説明した列車制御を適用する。

図１に戻り、速度制御部１３０は、上述した列車制御を実現するための機能部として、予測部１３１と、すれ違い列車用回避区間設定部１３２と、回避区間選択部１３３と、速度制御パターン算出部１３７と、実行制御部１３９とを有する。

予測部１３１は、走行状況情報２４０を参照して、現在の走行状況から即時に非常ブレーキや常用最大ブレーキ等の所定ブレーキを継続動作させた場合に速度規制状態となる予測位置および予測タイミングを予測する。なお、所定ブレーキの減速度は走行性能諸元２３０に予め定められている。

すれ違い列車用回避区間設定部１３２は、地上装置２０から受信するすれ違い列車走行状況情報２５０に基づき、すれ違い列車が所定ブレーキを継続動作させた場合の速度規制状態となる位置を予測し、当該位置を含む所定範囲を、当該すれ違い列車とのすれ違いを回避することを目的とした在線回避推奨区間として設定する。

回避区間選択部１３３は、すれ違い列車用回避区間設定部１３２で設定された在線回避推奨区間を含め、在線回避推奨区間テーブル２１０に設定されている在線回避推奨区間のうちから、予測部１３１で予測された予測位置を含む在線回避推奨区間と、当該予測位置の内方に直近するＮ個（例えばＮは１でもよいし、２でもよい）の在線回避推奨区間とを選択する。

速度制御パターン算出部１３７は、回避区間選択部１３３で選択された区間（在線回避推奨区間）を用いて、速度制御パターンを可変に算出する。算出する方法は、図４〜図９を参照して説明した通りである。

実行制御部１３９は、速度制御パターン算出部１３７で算出された速度制御パターンに従った速度制御を実行すべく、列車駆動制御装置４００やブレーキ制御装置５００に制御信号を出力して、予測タイミングに速度規制状態とさせる速度制御を実行する。

記憶部２００は、ハードディスクやＳＳＤ、メモリ等によって構成され、在線回避推奨区間テーブル２１０（図２参照）と、キロ程判定テーブル２２０（図３参照）と、走行性能諸元２３０と、走行状況情報２４０と、すれ違い列車走行状況情報２５０とを記憶する。また、図１０に示す地震発生時の列車制御を実現するためのプログラムを記憶する。

走行性能諸元２３０は、自列車の列車速度と減速度との関係を定めたブレーキパターンや、ブレーキノッチに対応する減速度、非常ブレーキの減速度、最高速度、最高加速度などの加減速に係る諸元や、車両重量などの車両仕様に係る諸元のデータを格納する。

操作部３１０は、例えば操作ボタンやスイッチ、タッチパネル等により構成され、各種データの設定や指示操作の入力に利用される。表示部３２０は、液晶ディスプレイや表示ランプ等により構成され、車上装置１０の実行状態や実行結果等が表示される。音出力部３３０は、スピーカで構成され、例えば地震発生信号を受信した旨を報知したり、列車制御の内容などを音声で出力する。

列車駆動制御装置４００は、自列車の走行に係る駆動源を制御する装置であり、自列車が電気車であれば電動機制御装置に相当する。ブレーキ制御装置５００は、自列車を制動させる機械式ブレーキ或いは電気式ブレーキを制御する装置である。

次に、車上装置１０の動作を図１０を参照して説明する。
図１０は、車上装置１０が実行する地震発生時の列車制御の流れを示すフローチャートである。列車制御に当たって、走行状況情報２４０の随時更新および地上装置２０への随時送信と、地上装置２０からのすれ違い列車走行状況情報２５０の随時受信が行われているものとする。

まず、車上装置１０は、地震発生信号を受信したかを監視しており（ステップＳ２）、地震発生信号を受信した場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、予測部１３１が、走行状況情報２４０を用いて、自列車が即時に所定ブレーキを継続動作させた場合に速度規制状態となる予測位置と、その予測タイミングとを予測する（ステップＳ４）。そして、予測タイミングから、地震発生信号に含まれる地震到達タイミングまでの間に時間的な余裕があるか否かを判断する（ステップＳ６）。余裕時間がない場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、所定ブレーキの継続動作を即時に開始する速度制御を行う（ステップＳ８）。

一方、余裕時間がある場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、すれ違い列車用回避区間設定部１３２が、すれ違い列車走行状況情報２５０を用いて、予測タイミングにおけるすれ違い列車の位置を予測し、当該位置を含む所定範囲をすれ違い列車とのすれ違いを回避するための在線回避推奨区間に設定する（ステップＳ１０）。

次いで、回避区間選択部１３３が、在線回避推奨区間テーブル２１０に設定された在線回避推奨区間、および、ステップＳ１０で設定した在線回避推奨区間のうちから、予測位置を含む在線回避推奨区間と、予測位置の内方直近Ｎ個の在線回避推奨区間とを選択する（ステップＳ１２）。もしも、選択した在線回避推奨区間のうち、一部又は全部が重複する区間がある場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、重複する在線回避推奨区間の推奨レベルが高い方の区間を選択し、低い方の区間を選択から除外して絞り込む（ステップＳ１６）。

次いで、速度制御パターン算出部１３７は、予測位置が、選択された在線回避推奨区間の何れかの区間内か否かを判定する（ステップＳ１８）。何れの区間内でもない場合には（ステップＳ１８：ＮＯ）、予測位置の内方直近の在線回避推奨区間の始端までを進行限界位置として（ステップＳ２０）、この進行上限位置より手前で速度規制状態とするように減速度を低減させた速度制御パターンを算出する（ステップＳ２２）。ステップＳ２０〜Ｓ２２は、図５を参照して説明した速度制御に該当する。

ステップＳ１８において、予測位置が、何れかの在線回避推奨区間内の場合には（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、余裕時間や走行状況情報２５０、走行性能諸元２３０等に基づいて、予測タイミングまでに当該在線回避推奨区間を通過して速度規制状態とすることができるかを判定する（ステップＳ２６）。通過可能の場合には（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、当該在線回避推奨区間の終端より内方において、予測タイミングで速度規制状態とするように速度制御パターンを算出する（ステップＳ４０）。ステップＳ４０は、図４を参照して説明した速度制御に該当する。

ステップＳ２６において、予測タイミングまでに当該在線回避推奨区間を通過できないと判定された場合には（ステップＳ２６：ＮＯ）、余裕時間に基づいて、自列車を最大限進行させることができる位置を算出する（ステップＳ３０）。そして、予測位置と、ステップＳ３０で算出した算出位置とのうち、当該在線回避推奨区間の端部に近い方を選択する（ステップＳ３２）。そして、選択した位置に対応する速度制御パターンを算出する（ステップＳ３４）。ステップＳ３０〜Ｓ３４は、図８を参照して説明した速度制御に該当する。

ステップＳ２２，Ｓ３４，Ｓ４０の何れかの処理の後は、算出した速度制御パターンに従って、実行制御部１３９が速度制御を実行する（ステップＳ５０）。こうして、在線回避推奨区間を可能な限り回避した位置に、予測タイミングまでに、速度規制状態で在線させることができる。

以上、本実施形態によれば、例えば地上高の高い橋梁上や長い隧道の最深部といった自列車の走行線区のうちの在線回避推奨区間を設定しておき、地震到達タイミングの情報を含む地震発生信号を地上から受信した場合に、所定の速度規制状態となるように列車速度を制御することができる。速度制御は、例えば非常ブレーキや常用最大ブレーキ等の所定ブレーキを継続動作させて速度規制状態となる予測位置および予測タイミングを予測する。そして、予測タイミングから地震到達タイミングまでの間に余裕時間がある場合に、予測位置と在線回避推奨区間との位置関係に基づいて速度制御が行われる。

これにより、列車を速度規制状態とするまでに余裕時間があれば、地震到達タイミングにおいて在線回避推奨区間以外の位置で、速度規制状態となるような列車制御を可能とする新たな列車制御技術を実現できる。

以上、本発明を適用した実施形態を説明したが、本発明が適用可能な形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
例えば、上述の実施形態では、推奨レベルに基づく在線回避推奨区間の選択を、在線回避推奨区間同士が一部又は全部において重複した場合に行うこととした（図１０のステップＳ１４のＹＥＳ〜Ｓ１６）。この推奨レベルに基づく在線回避推奨区間の抽出を、より前段のステップで行うこととしてもよい。例えば、受信した地震発生信号に含まれる到達震度に対応する推奨レベルが、所定レベル以上の在線回避推奨区間のみを一次選択しておき、図１０のステップＳ１２では、この一次選択で選択された在線回避推奨区間の中から選択することとしてもよい。こうすることで、ステップＳ１２で選択され得る在線回避推奨区間の数を減らすことができる。

また、どのような在線回避推奨区間を在線回避推奨区間２１０に設定するかの基準は任意に定められる。例えば、道床種別（バラスト／スラブ）や、脱線防止ガードの有無、曲率などを、在線回避推奨区間の設定基準に組み込むこととしてもよい。

また、上述の実施形態では、車上装置１０が速度制御を行うこととして説明したが、地上装置２０が各列車の速度制御を行う鉄道システムにおいては、地上装置２０が、上述した車上装置１０の速度制御を代替実行することとしてよい。

１０…車上装置
１００…制御部
１２０…すれ違い列車情報取得部
１３０…速度制御部
１３１…予測部
１３２…すれ違い列車用回避区間設定部
１３３…回避区間選択部
１３７…速度制御パターン算出部
１３９…実行制御部
２００…記憶部
２１０…在線回避推奨区間テーブル
２３０…走行性能諸元
２４０…走行状況情報
２５０…すれ違い列車走行状況情報
２０…地上装置

Claims (7)

1. 自列車の列車位置或いは当該列車位置を含む地域に地震が到達する地震到達タイミングの情報を含む地震発生信号を地上から受信した場合に列車速度を制御する列車制御装置であって、
   前記地震発生信号には、到達地震の揺れの大きさを示す指標値である到達地震指標値の情報が含まれ、
   前記自列車の走行線区のうちの在線回避推奨区間それぞれについて、前記到達地震指標値に応じた在線回避の推奨レベルを対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記地震発生信号の受信に応じて徐行速度以下または停止状態となる所定の速度規制状態となるように列車速度を制御する速度制御手段であって、所定ブレーキを継続動作させて前記速度規制状態となる予測位置および予測タイミングを予測し、当該予測タイミングから前記地震到達タイミングまでの間に余裕時間がある場合に、前記予測位置と、前記地震発生信号に含まれる前記到達地震指標値に対応する推奨レベルに基づいて選択した在線回避推奨区間との位置関係に基づいて列車速度を制御する速度制御手段と、
   を備えた列車制御装置。
2. 前記速度制御手段は、前記予測位置が前記在線回避推奨区間内である場合に、前記地震到達タイミングにおいて前記在線回避推奨区間の終端を越えた位置に前記速度規制状態で在線するための速度制御パターンを算出し、当該速度制御パターンに基づいて列車速度を制御する、
   請求項１に記載の列車制御装置。
3. 前記速度制御手段は、前記予測位置から前記在線回避推奨区間の終端までの距離と、前記余裕時間と、現在の走行状況と、前記自列車の列車走行性能諸元とを用いて、加速及び／又は惰行を含めて前記速度制御パターンを算出する、
   請求項２に記載の列車制御装置。
4. 前記速度制御手段は、前記予測位置が前記在線回避推奨区間の始端より手前の場合に、前記地震到達タイミングにおける列車位置が当該始端の手前となる条件の下、前記所定ブレーキより減速度が小さいブレーキで制動する制御を行う、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の列車制御装置。
5. 自列車の列車位置或いは当該列車位置を含む地域に地震が到達する地震到達タイミングの情報を含む地震発生信号を地上から受信した場合に列車速度を制御する列車制御装置であって、
   すれ違い列車の走行位置を含むすれ違い列車走行状況情報を取得するすれ違い列車走行状況情報取得手段と、
   前記地震発生信号の受信に応じて所定ブレーキを継続動作させて徐行速度以下または停止状態となる所定の速度規制状態となる予測位置および予測タイミングを予測することと、前記すれ違い列車走行状況情報に基づいて、前記予測タイミングにおける前記すれ違い列車の走行位置を予測することと、前記予測された前記すれ違い列車の走行位置を含む所定範囲を在線回避推奨区間とすることと、前記予測タイミングから前記地震到達タイミングまでの間に余裕時間がある場合に、前記予測位置と前記在線回避推奨区間との位置関係に基づいて列車速度を制御することと、を実行する速度制御手段と、
   を備えた列車制御装置。
6. 列車に搭載された制御装置が、前記列車の列車位置或いは当該列車位置を含む地域に地震が到達する地震到達タイミングの情報を含む地震発生信号を地上から受信した場合に列車速度を制御するための制御方法であって、
   前記地震発生信号には、到達地震の揺れの大きさを示す指標値である到達地震指標値の情報が含まれ、
   前記制御装置は、前記列車の走行線区のうちの在線回避推奨区間それぞれについて、前記到達地震指標値に応じた在線回避の推奨レベルを対応付けて記憶する記憶部を備え、
   前記地震発生信号を受信した場合に、所定ブレーキを継続動作させて徐行速度以下または停止状態となる所定の速度規制状態となる予測位置および予測タイミングを予測することと、
   前記予測タイミングから前記地震到達タイミングまでの間に余裕時間がある場合に、前記予測位置と、前記地震発生信号に含まれる前記到達地震指標値に対応する推奨レベルに基づいて選択した在線回避推奨区間との位置関係に基づいて列車速度を制御することと、
   を含む制御方法。
7. 列車に搭載された制御装置が、前記列車の列車位置或いは当該列車位置を含む地域に地震が到達する地震到達タイミングの情報を含む地震発生信号を地上から受信した場合に列車速度を制御するための制御方法であって、
   すれ違い列車の走行位置を含むすれ違い列車走行状況情報を取得することと、
   前記地震発生信号を受信した場合に、所定ブレーキを継続動作させて徐行速度以下または停止状態となる所定の速度規制状態となる予測位置および予測タイミングを予測することと、
   前記すれ違い列車走行状況情報に基づいて、前記予測タイミングにおける前記すれ違い列車の走行位置を予測することと、
   前記予測された前記すれ違い列車の走行位置を含む所定範囲を在線回避推奨区間とすることと、
   前記予測タイミングから前記地震到達タイミングまでの間に余裕時間がある場合に、前記予測位置と前記在線回避推奨区間との位置関係に基づいて列車速度を制御することと、
   を含む制御方法。

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