JP6630254B2 - 電子連動装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道における電子連動装置に関する。

鉄道において信号機や転てつ機などの現場機器が複数設置される拠点となる駅には、各現場機器の制御のために連動装置が設置される。連動装置は、列車を走行させるための進路設定により、転てつ機を所定の方向に転換させ、転てつ機を鎖錠し、列車に対して信号機に進行現示を行うことで走行を許可する。また、列車走行状況を軌道回路により把握し、列車走行に合わせて信号機を停止現示にするとともに、転てつ機の鎖錠を解く。さらには進路に支障が及ばないよう各機器間に一定の連鎖関係を持たせるといった機能を有している。また、駅構内に踏切が設備される場合、その制御を行う。

連動機能を電子機器で実現した電子連動装置は、連動論理を動作させる連動論理部や、現場機器を制御するための電子端末部、進路設定等の操作や状態を目視するための制御盤、保守を行うための保守部などから構成される。電子連動装置の特徴の一つとして、現場機器と接続しない状態でも連動検査を実施可能な試験モードが用意されている。試験モード中は電子端末部を停止させて現場機器を切り離し、模擬化機能で現場機器の代替をすることにより、連動論理部の試験を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

なお、保守のために連動論理部を停止させると、すべての電子端末部は、自身が正常であっても、連動論理部からの指示を受信できないため、現場機器の制御を停止する。

特開２０１２−００１０１２号公報

ところで、電子端末部の役目は、連動論理部の指示に基づき、現場機器を制御するとともに、現場機器の状態を取得して連動論理部に返信することである。上述の試験モードにより連動検査を行う場合や、保守のために連動論理部を停止させる場合、すべての電子端末部は、連動論理部の指示に基づいた現場機器制御を止める。この場合、現場機器は安全側の動作、すなわち、信号機は停止現示、転てつ機は直前の転換状態で鎖錠となる。駅構内の踏切については、鳴動状態（警報機の鳴動、しゃ断棹の降下を含む）となるケースが多いため、一般的には各踏切に作業員を派遣し、使用停止の取扱を行っている。通常、試験モード中や連動論理部の保守中は、線路を閉鎖して列車を走行させない状態とするため、できれば使用停止の取扱を行うことなく、踏切を鳴動させない状態にしたいという要望がある。

本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することにある。

本発明は、制御範囲全域の連動機能を備える連動論理部と、それぞれが前記連動機能による前記連動論理部の指示に基づき信号機を含む現場機器を制御する複数の電子端末部とを備える電子連動装置であって、前記連動論理部には、通信によって前記電子端末部に前記指示を発する通常のモードの他に、前記電子端末部との間の接続を解放する試験モードが設定され、前記電子端末部は、前記指示に基づき前記現場機器を制御する通常の機能と、前記指示に基づかず前記電子端末部において予め定められた条件を基に前記現場機器を制御する現場独立制御機能と、を有し、前記連動論理部において前記試験モードが設定されると前記電子端末部は前記現場独立制御機能で動作し、前記連動論理部において前記試験モードの設定が終了すると前記電子端末部は前記通常の機能で動作する。
また、前記試験モードの場合に、一部の前記電子端末部のみとの間の接続を解放して当該電子端末部を前記現場独立制御機能で動作させ、かつ他の前記電子端末部との間の接続は維持して当該電子端末部を前記指示に基づき前記通常の機能で動作させてもよい。
また、前記電子端末部が前記現場独立制御機能で動作するとき、前記電子端末部のそれぞれが制御する前記現場機器の制御範囲に限定した連動機能を備えてもよい。
また、前記電子端末部が前記現場独立制御機能で動作するとき、前記連動論理部は前記現場機器の情報に代替する模擬情報を設定する機能を備えてもよい。
また、前記電子端末部は、自身に対する操作によって前記現場独立制御機能で動作してもよい

本発明によると、電子連動装置の試験時や保守時において、安全性を担保した上で現場機器の制御を継続する技術を提供できる。

実施形態に係る、電子連動装置のシステム構成を示すブロック図である。 実施形態に係る、通常時の電子連動装置の動作を説明する図である。 実施形態に係る、現場独立モード時の電子連動装置の動作を説明する図である。 実施形態に係る、通常時及び現場独立モード時の動作を理解が容易なように簡易的に示した図である。 実施形態の変形例に係る、電子連動装置のシステム構成を示すブロック図である。

次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。以下では、電子連動装置において、電子端末部に、試験モードでのみ使用可能な現場独立制御機能を追加する。電子端末部は、連動論理部からの指示により、現場独立制御機能を動作させるモード（以降、「現場独立モード」と称する。）を実行中は、連動論理部の処理結果とは無関係に、あらかじめ定められた条件を元に、現場機器を制御する。

図１は本実施形態に係る電子連動装置１００のシステム構成を示すブロック図である。
電子連動装置１００は、駅構内や線区全体など制御範囲全域の連動機能を備える連動論理部１０と、進路設定や連動状態表示を行う制御盤２１と、保守操作や動作記録を行うための保守部２２と、信号機などの現場機器の制御を行う電子端末部３０と、現場機器５０とから構成される。

ここでは、電子端末部３０として、第１〜第ｎ電子端末部３０＿１〜３０＿ｎを示しており、これらを区別しない場合は、単に「電子端末部３０」と称する。また、現場機器５０として、ここでは信号機５１、転てつ機５２、軌道回路５３、及び踏切５４を例示している。

連動論理部１０、制御盤２１及び保守部２２は、通常、構内に各１台が設置される。電子端末部３０は、構内に１台若しくは複数台設置し、複数台設置する場合には、現場機器５０を制御範囲分けして、特定制御範囲内の現場機器５０を各電子端末部３０が制御する。なお、電子端末部３０は連動論理部１０と同一場所に設置される場合もあるが、隣接駅を含む別の場所に設置される場合もある。

連動論理部１０は、連動制御を行うための論理を有する連動処理部１１と、電子端末部３０との通信を行う伝送部１２、制御盤２１や保守部２２との通信を行う通信部（図示せず）とを有する。

電子端末部３０は、伝送部３１と、端末処理部３２と、入出力部３３とを有する。伝送部３１は、連動論理部１０との通信を行う。入出力部３３は、現場機器５０との接続を行う。端末処理部３２は、伝送部３１が受信した情報を元に入出力部３３を制御し、入出力部３３から取得した情報を元に伝送部３１へ送信する。また、端末処理部３２は、現場独立制御機能３４を備える。現場独立制御機能を動作させる現場独立モードを実行中は、連動論理部１０の処理結果とは無関係に、あらかじめ定められた条件を元に、現場機器５０を制御する。詳細は後述する。

連動論理部１０と電子端末部３０との通信は、連動論理部１０を親装置、電子端末部３０を子装置としたポーリング方式を採用し、連動論理部１０が定周期毎に制御情報とポーリング情報を送信し、各電子端末部３０は自身宛のポーリング情報に返信することで、相互に通信を行っている。すなわち、連動論理部１０が送信を停止すると、電子端末部３０も返信を停止することになる。

つづいて、図２〜図４を参照して、電子連動装置１００の動作を説明する。図２は、通常時の電子連動装置１００の動作を説明する図である。図３は、現場独立モード時の電子連動装置１００の動作を説明する図である。図４は、通常時及び現場独立モード時の動作を理解が容易なように簡易的に示した図である。

（Ａ）通常時の動作
図２及び図４（ａ）を参照して通常時の動作を説明する。
電子端末部３０は、現場機器情報として、例えば、転てつ機転換表示情報Ｓ５、転てつ機鎖錠表示情報Ｓ６、列車在線表示情報Ｓ７などを入出力部３３を介して取得する。
転てつ機転換表示情報Ｓ５は、転てつ機５２の開通方向（定位又は反位）を示す情報であって、転てつ機５２から得られる。
転てつ機鎖錠表示情報Ｓ６は、転てつ機５２の鎖錠状態（鎖錠又は解錠）を示す情報であって、転てつ機５２から得られる。
列車在線表示情報Ｓ７は、列車の在線状態（列車有り又は無し）を示す情報であって軌道回路５３から得られる。

入力結果は端末処理部３２が集約し、伝送部３１を介して連動論理部１０へ送信される。連動論理部１０は、制御盤２１からの進路設定情報と、電子端末部３０からの現場機器情報を元に、連動制御情報をあらかじめ与えられる論理により作成する。

連動制御情報として、例えば、転てつ機転換制御情報Ｓ１、転てつ機鎖錠制御情報Ｓ２、信号機現示制御情報Ｓ３、踏切鳴動制御情報Ｓ４がある。
転てつ機転換制御情報Ｓ１は、転てつ機５２を定位又は反位に転換させるための情報である。
転てつ機鎖錠制御情報Ｓ２は、転てつ機５２を鎖錠させるための情報である。
信号機現示制御情報Ｓ３は、信号機５１を進行現示又は停止現示にするための情報である。
踏切鳴動制御情報Ｓ４は、踏切５４を鳴動または鳴動停止するための情報である。

これらの連動制御情報の作成には、構内全域の現場機器情報が必要であり、また各連動制御情報同士を相互に照査する必要があるため、連動制御情報の作成は、連動論理部１０が行う必要がある。

作成した連動制御情報は、現場機器５０の制御範囲ごとに区分けし、当該現場機器５０に接続する電子端末部３０へ、伝送部１２を介して送信される。

電子端末部３０は、連動論理部１０から受信した連動制御情報を用いて、入出力部３３を制御し、現場機器５０を動作させる。

端末処理部３２は、伝送部３１及び入出力部３３の制御、及び情報の入出力を行うが、情報の加工は行わない。例えば、電子端末部３０は、列車の接近により踏切を鳴動させる場合、列車の接近（列車在線表示情報Ｓ７が落下）情報を取得し、加工せずに連動論理部１０へ伝送する。連動論理部１０は、列車在線表示情報Ｓ７等を元に、あらかじめ与えられる論理により、踏切鳴動制御情報Ｓ４を作成し、電子端末部３０へ伝送する。電子端末部３０は、受信した情報を加工せず、現場機器５０（踏切５４）に対して鳴動制御を行う。すなわち、連動論理部１０が電子端末部３０を介して取得した情報を加工し、その情報を元に電子端末部３０を介して現場機器５０を制御する形態であり、電子端末部３０は単に入出力機能部であるといえる。

（Ｂ）試験モードへの移行、及び電子端末部３０の解放
図３及び図４（ｂ）を参照して、試験モード及び現場独立モード時の動作を説明する。
保守部２２の操作により、連動論理部１０を試験モードに移行させることができる。連動論理部１０が試験モードに移行すると、保守部２２の操作により、連動論理部１０から電子端末部３０へ、現場独立制御機能３４の使用許可を行うことが可能になる。さらに保守部２２の操作により、電子端末部３０の解放（切り離し）を行うことができる。

連動論理部１０が電子端末部３０を解放すると、連動論理部１０は電子端末部３０へ出力する連動制御情報の送信を停止する。すると、電子端末部３０から連動論理部１０へ出力する現場機器情報の返信も停止する。

なお、試験モード中の連動論理部１０は、電子端末部３０を解放した替わりに、保守部２２から取得した模擬情報を元に単独で試験を行うことが可能である。図３に示すように、模擬情報として、例えば、模擬転てつ機転換表示情報Ｓ５１、模擬転てつ機鎖錠表示情報Ｓ６１、模擬列車在線表示情報Ｓ７１がある。また、保守のため連動論理部１０の電源を切ることを含んで連動論理部１０を停止させることも可能である。

（Ｃ）電子端末部３０の現場独立モード時
電子端末部３０は、現場独立制御機能３４の使用許可を受けた状態で伝送が停止すると、現場独立モードに移行する。

電子端末部３０は、現場独立モードにおいては、現場機器５０からの情報取得を継続し、また現場機器５０への出力も継続する。但し、出力するための情報は連動論理部１０から取得せず、端末処理部３２が現場機器５０から取得した情報と、予め与えられた条件を元に作成する。

例えば、列車の接近により踏切を鳴動させる場合、列車の接近（列車在線表示情報Ｓ７が落下）情報を入出力部３３が取得する。端末処理部３２は、その列車在線表示情報Ｓ７等を元に、あらかじめ与えられる論理により、踏切鳴動制御情報Ｓ４１を作成し、現場機器５０（ここでは踏切５４）に対して鳴動制御を行う。

現場独立制御機能３４がない場合や、現場独立制御機能３４の使用許可を与えられない場合に、試験モードで電子端末部３０が解放されると、電子端末部３０が連動論理部１０から連動制御情報を受信できなくなるため、列車の有無に拘わらず、安全を考慮して、踏切を鳴動させるしか方法がなかった。しかし、現場独立モード下では、列車が在線していなければ踏切５４を鳴動させなくとも良く、万一列車が接近した場合には、踏切５４を鳴動させることができるので、安全を考慮した上で不要な踏切鳴動を抑えることができる。

（Ｄ）試験モードの終了
保守部２２の操作により連動論理部１０が電子端末部３０の解放を停止すると、連動論理部１０は電子端末部３０へ出力する連動制御情報の送信を再開する。すると、電子端末部３０から連動論理部１０へ出力する現場機器情報の返信も再開する。

これにより、電子端末部３０も現場独立モードを終了し、通常どおりに現場機器情報の取得を継続し、また連動論理部１０から取得した連動制御情報をもとに現場機器５０の制御を行う。さらに、保守部２２の操作により連動論理部１０の試験モードを終了させることで、通常通りの動作に戻る。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。そのような変形例を次に説明する。

＜変形例Ａ＞踏切鳴動制御以外の適用
上述の実施形態では、連動論理部１０の保守等の際に、不要な踏切鳴動を行わないための例を記載したが、現場機器５０に対する電子端末部３０の制御範囲を適切に区分することにより、当該制御範囲内に限定された、部分的な連動機能を実現することも可能である。

図５は、現場機器を３つの制御範囲分けを行った場合における、電子連動装置１００のシステム構成を示すブロック図を示している。第１電子端末部３０＿１に第１現場機器５０ａが接続される。第２電子端末部３０＿２に第２現場機器５０ｂが接続される。第３電子端末部３０＿３に第３現場機器５０ｃが接続される。

第１電子端末部３０＿１に接続される第１現場機器５０ａ（信号機（１ＲＢ、１ＲＡ）、転てつ機（２１）、軌道回路（２１Ｔ、１ＲＢＴ）、踏切）の条件を用いることで、進路１ＲＢに関する連動機能を実現でき、同進路内で列車を走行させることが可能となる。

具体的には、転てつ機（２１）を定位転換させ、鎖錠した状態の時に、連動論理部１０を試験モードに移行させ、第１電子端末部３０＿１に現場独立制御機能の使用許可を与え、第１電子端末部３０＿１を解放すると、第１電子端末部３０＿１は現場独立モードとなる。

第１電子端末部３０＿１では、「転てつ機（２１）が定位であること」（転てつ機転換表示情報Ｓ５）、「転てつ機（２１）が鎖錠されていること」（転てつ機鎖錠表示情報Ｓ６）、「軌道回路（２１Ｔ）及び（１ＲＢＴ）に列車が在線していないこと」（列車在線表示情報Ｓ７）がすべて成立する場合に、「信号機（１ＲＢ）を進行現示にする」（信号機現示制御情報Ｓ３１）という条件を与えることで、信号機（１ＲＢ）に関する連動機能を、通常時と同様に行うことができ、列車の走行に応じて信号機（１ＲＢ）を制御できる。また、列車走行に合わせて踏切を鳴動させることもできる。

＜変形例Ｂ＞現場独立モードの部分的適用
上述の実施形態では、試験モードにおいて、すべての電子端末部３０を解放し、現場独立モードで動作させるとしたが、一部の電子端末部３０のみ現場独立モードで動作させ、それ以外の電子端末部３０は解放せず、連動論理部１０の指示に従って処理を継続するような設定も可能である。例えば、図４（ｃ）にそのような制御を行ったときの動作例を示す。第１電子端末部３０＿１のみ現場独立モードにより、＜変形例Ａ＞に記載したような部分的な連動機能を実現させ、それ以外の第２電子端末部３０＿２、第３電子端末部３０＿３及び連動論理部１０は試験モードとすることで第２電子端末部３０＿２、第３電子端末部３０＿３の入出力試験を行うことも可能である。

＜変形例Ｃ＞現場独立モードへの移行方法
上述の実施形態では、保守部２２の操作により電子端末部３０を現場独立モードへ移行させるように記載したが、例えば電子端末部３０に操作部を設け、操作部の設定により現場独立モードへ移行させる方法も可能である。

１０ 連動論理部
１１ 連動処理部
１２ 伝送部
２１ 制御盤
２２ 保守部
３０ 電子端末部
３０＿１ 第１電子端末部
３０＿２ 第２電子端末部
３０＿３ 第３電子端末部
３０＿ｎ 第ｎ電子端末部
３１ 伝送部
３２ 端末処理部
３３ 入出力部
３４ 現場独立制御機能
５０ 現場機器
５０ａ 第１現場機器
５０ｂ 第２現場機器
５０ｃ 第３現場機器
５１ 信号機
５２ 転てつ機
５３ 軌道回路
５４ 踏切
１００ 電子連動装置

Claims (5)

1. 制御範囲全域の連動機能を備える連動論理部と、それぞれが前記連動機能による前記連動論理部の指示に基づき信号機を含む現場機器を制御する複数の電子端末部とを備える電子連動装置であって、
   前記連動論理部には、通信によって前記電子端末部に前記指示を発する通常のモードの他に、前記電子端末部との間の接続を解放する試験モードが設定され、
   前記電子端末部は、前記指示に基づき前記現場機器を制御する通常の機能と、前記指示に基づかず前記電子端末部において予め定められた条件を基に前記現場機器を制御する現場独立制御機能と、を有し、
   前記連動論理部において前記試験モードが設定されると前記電子端末部は前記現場独立制御機能で動作し、
   前記連動論理部において前記試験モードの設定が終了すると前記電子端末部は前記通常の機能で動作することを特徴とする電子連動装置。
2. 前記試験モードの場合に、一部の前記電子端末部のみとの間の接続を解放して当該電子端末部を前記現場独立制御機能で動作させ、かつ他の前記電子端末部との間の接続は維持して当該電子端末部を前記指示に基づき前記通常の機能で動作させることを特徴とする請求項１に記載の電子連動装置。
3. 前記電子端末部が前記現場独立制御機能で動作するとき、前記電子端末部のそれぞれが制御する前記現場機器の制御範囲に限定した連動機能を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電子連動装置。
4. 前記電子端末部が前記現場独立制御機能で動作するとき、前記連動論理部は前記現場機器の情報に代替する模擬情報を設定する機能を備えることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電子連動装置。
5. 前記電子端末部は、自身に対する操作によって前記現場独立制御機能で動作することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電子連動装置。

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