JP6748034B2 - 連動システムおよび連動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、対象駅全体の連動処理を複数の連動装置で行う連動システムに関する。
鉄道における駅に設置される連動装置は、その駅の設計図とも言える連動図表を元に作成した連動データに従って動作し、通常、1つの駅に1台の連動装置が設置され、この1台の連動装置で駅全体の連動制御を行うように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2015−071390号公報
連動装置の保守を行う際には、その連動装置を停止させる必要があるため、一般的に、連動装置の保守を行う時間帯(保守間合い)は、列車が走行しない夜間に設けられる。しかし、駅によっては夜間にも貨物列車が走行する時間帯があり、その貨物列車の走行する時間帯が上り線と下り線とで異なる場合もある。保守間合いは、上り線及び下り線ともに貨物列車を含めて完全に列車が走行しない時間帯とするため、貨物列車の走行する時間帯が上り線と下り線とで異なる場合には、保守間合いが非常に短い時間帯となることが多く、連動装置の保守作業が困難となるという問題があった。
そこで、駅構内を、例えば上り線及び下り線の二つの範囲に分割するとともに、上り線用及び下り線用の2台の連動装置を設置し、各連動装置によって範囲毎に制御する方法が実施されている。このように構成することで、連動装置の制御範囲ごと、すなわち、上り線と下り線とで別々に連動装置の保守作業を行うことができ、各装置の保守作業のための充分な保守間合いを設けることが可能となる。
しかしながら、1つの駅に複数台の連動装置を設置する場合、当該駅の連動図表に従って連動処理が実行されるように、各装置の制御範囲に適した連動論理を検討して連動データを作成して各装置に実装することで、連動装置毎(制御範囲毎とも言える)に特有の連動処理を実現していた。例えば、駅構内を上り線及び下り線に分割する場合には、上り線の現場機器(信号機や転てつ機、軌道回路)に関する上り線用の連動データと、下り線の現場機器に関する下り線用の連動データとを個々に作成・実装することで、上り線の制御範囲に適した連動処理と下り線の制御範囲に適した連動処理とを別々に実現していた。
1つの連動図表から連動装置毎に別々の連動データを作成する作業は、非常に労力を要する作業であった。更に、連動図表が変更されれば、連動装置毎の影響範囲を検討し、それに併せて各装置に実装する連動データも別々に修正する必要があり、これも非常に手間を要する作業であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、共通の連動データを実装した複数の連動装置による駅全体の連動処理を行う技術を提供することである。
上記課題を解決するための第1の発明は、
対象駅の駅構内を分割して各連動装置の制御範囲を定め、前記対象駅全体の連動処理を複数の前記連動装置で行う連動システムを構成する前記連動装置(例えば、図2の連動装置10A、図3の連動装置10B)であって、
当該装置の制御範囲内の現場機器(以下「管轄内現場機器」という)に関する情報(以下「管轄内情報」という)を記憶する管轄内情報記憶手段(例えば、図2の第1領域32、図3の第2領域34)と、
他の前記連動装置の制御範囲内の現場機器(以下「管轄外現場機器」という)に関する情報(以下「管轄外情報」という)を記憶する管轄外情報記憶手段(例えば、図2の第2領域34、図3の第1領域32)と、
前記管轄内情報および前記管轄外情報に基づいて、前記対象駅全体の連動処理を行う連動処理手段(例えば、図2,図3の連動論理部20)と、
前記連動処理の結果に基づいて前記管轄内現場機器を制御するとともに、前記管轄内現場機器の状態情報を取得して前記管轄内情報を更新する現場制御手段(例えば、図2,図3の現場制御部50)と、
前記管轄内情報を他の前記連動装置に送信する送信制御手段(例えば、図2,図3の連動論理部20)と、
他の前記連動装置から前記管轄外情報を受信して前記管轄外情報を更新する管轄外情報更新手段(例えば、図2,図3の連動論理部20)と、
を備えた連動装置である。
第1の発明によれば、複数の連動装置で構成されて対象駅全体の連動処理を行う連動システムにおいて、対象駅の連動図表に元づく連動データを各連動装置の制御範囲に応じて作成する必要がなくなる。すなわち、複数の連動装置それぞれは、対象駅全体の連動処理の結果に基づいて対象駅の駅構内を分割した自制御範囲内の現場機器を制御するとともに、自制御範囲内の現場機器の状態情報を取得する。つまり、連動処理自体は対象駅全体について行うが、実際の現場機器の制御は自制御範囲内についてのみ行う。また、複数の連動装置間で自制御範囲内の現場機器に関する情報を互いに送受信することで、各連動装置は、対象駅の駅構内の全ての現場機器に関する情報を取得することができ、この情報に基づいて対象駅全体の連動処理を行うこととなる。各連動装置は制御範囲が異なるものの、機能構成は全く同じとなる。このため、連動装置や連動データの設計を共通化することができ、設計の手間を大幅に低減することができる。
第2の発明は、第1の発明の連動装置であって、
前記管轄内情報は、前記管轄内現場機器に対する前記連動処理の結果と、前記管轄内現場機器の状態情報とを含み、
前記管轄内情報記憶手段に記憶された前記管轄内情報の前記管轄内現場機器に対する前記連動処理の結果を、前記連動処理手段による連動処理の結果に基づいて更新する手段(図2,図3の連動論理部20)を更に備え、
前記現場制御手段は、前記管轄内情報記憶手段に記憶された前記管轄内情報の前記管轄内現場機器に対する前記連動処理の結果に基づいて前記管轄内現場機器を制御する、
連動装置である。
第2の発明によれば、記憶している管轄内現場機器に関する連動処理の結果は、連動装置自らの連動処理の結果に基づいて更新されて、管轄内現場機器が制御される。しかし、記憶している管轄外現場機器に関する連動処理の結果は、連動装置自らの連動処理の結果に基づいては更新されず、他の現場機器から受信した管轄外情報に基づいて更新されることとなる。すなわち、各連動装置は、記憶している情報の更新についても、制御範囲別に区別して行うこととなる。
第3の発明は、第1又は2の発明の連動装置であって、
前記管轄外情報更新手段は、他の前記連動装置から前記管轄外情報を受信できないことによる非更新時間が所定時間に達した場合に、前記管轄外情報をフェールセーフ側となる所定情報に更新する、
連動装置である。
第3の発明によれば、複数の連動装置のうちの何れかの連動装置が、例えば保守作業のために停止した場合であっても、動作中の他の連動装置は、停止した連動装置の制御範囲に列車が進入しないように安全を確保し、自制御範囲では列車運行を継続させた連動処理を行うことができる。これは、動作を停止した連動装置からは、その制御範囲内の現場機器に関する情報(管轄外情報)が受信されずに非更新時間が所定時間に達するため、フェールセーフ側となる所定情報に更新されることで、その制御範囲へ列車進入させない制御が可能となる。これにより、複数の連動装置の制御範囲それぞれについて、任意の時間帯に別々に保守間合いを設けて保守作業を行うことが可能となる。フェールセーフ側となる所定情報とは、例えば、列車在線状態は列車有りの値、鎖錠状態は鎖錠中の値であり、保安及び列車防護の観点から、当該所定値に更新することにより、連動装置としてフェールセーフな動作を実現できる値である。
第4の発明は、第1〜第3の何れかの発明の連動装置であって、
当該装置の前記制御範囲が何れであるかを設定する設定手段(例えば、図2,図3の装置番号42、及び、連動論理部設定テーブル44)、
を備え、
前記管轄内情報記憶手段および前記管轄外情報記憶手段は、前記管轄内情報記憶手段が前記設定に応じた前記制御範囲に対応する記憶領域として特定され、前記管轄外情報記憶手段が前記設定に応じた他の前記連動装置の前記制御範囲に対応する記憶領域として特定されたメモリ(例えば、図2,図3の内部メモリ30)で構成された、
連動装置である。
第4の発明によれば、連動装置は、設定した制御範囲に応じて、メモリの記憶領域を、当該装置の制御範囲に対応する記憶領域と、他の連動装置の制御範囲に対応する記憶領域とに分けて特定することができる。これにより、同一構成の連動装置に対して、例えば、装置外部から任意に制御範囲を設定することで当該制御範囲を制御する連動装置として機能させるといったことが可能となる。
連動システムの構成図。 連動装置の通常時の動作説明図。 連動装置の通常時の動作説明図。 連動論理部設定テーブルのデータ構成例。 連動装置の保守作業時の動作説明図。
[システム構成]
図1は、本実施形態の連動システム1の構成図である。図1では、ある一つの駅(A駅)を対象駅とした例を示している。本実施形態の連動システム1は、二台の連動装置10(10A,10B)を備えて構成される。連動装置10A,10Bは通信回線Nで接続されており、相互にデータ通信が可能となっている。
対象駅の駅構内は連動装置10と同数の範囲に分割され、分割された各範囲が連動装置10それぞれの制御範囲として定められている。連動装置10は、自身の制御範囲である自制御範囲内の現場機器(以下、「管轄内現場機器」という)を制御する。現場機器は、信号機、転てつ機、及び、軌道回路を含む。図1では、対象駅を上り線と下り線とに二分割し、連動装置10Aには下り線が制御範囲として定められ、連動装置10Bには上り線が制御範囲として定められている。
連動装置10は、いわゆる電子連動装置であり、本実施形態に関わる主要な機能部として連動論理部20と現場制御部50とを有して構成され、ハードウェア機器構成としては制御盤や保守装置、PTC(Programed Traffic Control:運行管理システム)等の上位装置と接続するためのインターフェース等を有している。
連動論理部20は、連動データ5を記憶しており、この連動データ5に従った連動処理を行う。連動データ5は、対象駅(A駅)全体の制御条件を記載した連動図表3に基づいて作成されたものであり、二台の連動装置10A,10Bそれぞれの連動論理部20は、共通の連動データ5を記憶している。つまり、連動装置10A,10Bそれぞれの連動論理部20は、ともに、対象駅(A駅)全体についての連動処理を行う。なお、図1では、連動データ5として、信号機に関する信号制御条件HRの一部を示しているが、連動データ5は、対象駅(A駅)の全ての信号機に関する信号制御条件を含むとともに、転てつ機制御条件や各種鎖錠条件も含んでいる。
現場制御部50は、自制御範囲内の現場機器(管轄内現場機器)それぞれと接続されており、連動論理部20による連動処理によって得られた制御条件に従って現場機器(管轄内現場機器)を制御するとともに、現場機器(管轄内現場機器)の状態情報を取得して連動論理部20へ出力する。具体的には、制御条件に従って信号機の点灯制御や転てつ機の転換制御を行うとともに、転てつ機の転換方向や軌道回路による列車在線状態を取得して連動論理部20へ出力する。
[連動装置の動作]
(A)通常時
図2,図3は、連動装置10の構成をデータ及び処理の流れとともに示し、連動装置10の通常時の詳細な動作を説明する図である。図2は、連動装置10Aを示し、図3は、連動装置10Bを示している。連動装置10が実行する処理を二重線の四角囲みで示し、連動装置10が有するデータや機能部を単線の四角囲みで示している。
図2,図3に示すように、連動論理部20は、対象駅(A駅)における現場機器7から入力する状態情報や、現場機器7を制御する制御情報や進路鎖錠条件などの制御範囲内の各種情報といった、制御範囲内の現場機器7に関する情報を格納する内部メモリ30を有する。内部メモリ30は、対象駅(A駅)の制御範囲それぞれに対応する複数の記憶領域を有する。すなわち、内部メモリ30は、連動装置10Aの制御範囲内の現場機器7Aに関する情報を格納する第1領域32と、連動装置10Bの制御範囲内の現場機器7Bに関する情報を格納する第2領域34と、を有する。
内部メモリ30の記憶領域は、連動装置10の制御範囲に対応する記憶領域が、自制御範囲内の現場機器(管轄内現場機器)に関する情報(以下、「管轄内情報」という)を記憶する管轄内情報記憶手段となり、それ以外の記憶領域が、自制御範囲外の現場機器(管轄外現場機器)に関する情報(以下、「管轄外情報」という)を格納する管轄外情報記憶手段となる。つまり、連動装置10Aにおいては、第1領域32が管轄内情報記憶手段であり、第2領域34が管轄外情報記憶手段である。また、連動装置10Bにおいては、第2領域34が管轄内情報記憶手段であり、第1領域32が管轄外情報記憶手段である。
そして、内部メモリ30の管轄内情報記憶手段の記憶内容は、連動論理部20による連動処理の結果や、現場制御部50から入力される現場機器7の状態情報によって更新され、管轄外情報記憶手段の記憶内容は、制御範囲が対応する他の連動装置10からの受信情報によって更新される。
すなわち、連動装置10Aにおいては、図2に示すように、連動論理部20は、連動データ5に従った連動処理22を行い、その処理結果24によって、内部メモリ30の管轄内情報記憶手段である第1領域32の記憶内容(管轄内情報。より詳細には、管轄内現場機器に関する連動処理の結果)を更新するが管轄外情報記憶手段である第2領域34の記憶内容(管轄外情報)は更新しないメモリ更新処理26を行う。また、現場制御部50が、内部メモリ30の第1領域32の記憶内容に従って自制御範囲である下り線の現場機器7A(管轄内現場機器)を制御するととともに、これらの管轄内現場機器の状態情報を取得して内部メモリ30の第1領域32の記憶内容(管轄内情報。より詳細には、管轄内現場機器の状態情報)を更新する。
また、連動論理部20は、内部メモリ30の管轄内情報記憶手段である第1領域32の記憶内容(管轄内情報)を読み出して連動装置10Bへ送信するとともに、連動装置10Bから連動装置10Bの制御範囲である上り線の現場機器7Bに関する情報を受信し、受信した情報によって内部メモリ30の第2領域34の記憶内容(管轄外情報)を更新する送受信処理28を行う。
また、連動装置10Bについても同様である。すなわち、図3に示すように、連動論理部20は、連動データ5に従った連動処理22を行い、その処理結果24に従って、内部メモリ30の管轄内情報記憶手段である第2領域34の記憶内容(管轄内情報。より詳細には、管轄内現場機器に関する連動処理の結果)を更新するが管轄外情報記憶手段である第1領域32の記憶内容(管轄外情報)は更新しないメモリ更新処理26を行う。また、現場制御部50が、内部メモリ30の第2領域34の記憶内容に従って自制御範囲である上り線の現場機器7B(管轄内現場機器)を制御するとともに、これらの管轄内現場機器の状態情報を取得して、内部メモリ30の第2領域34の記憶内容(管轄内情報。より詳細には、管轄内現場機器の状態情報)を更新する。
また、連動論理部20は、内部メモリ30の第2領域34の記憶内容(管轄内情報)を読み出して連動装置10Aへ送信するとともに、連動装置10Aから、連動装置10Aの制御範囲である下り線の現場機器7Aに関する情報を受信し、受信した情報によって内部メモリ30の第1領域32の記憶内容(管轄外情報)を更新する送受信処理28を行う。
従って、連動装置10A,10B何れにおいても、内部メモリ30は、対象駅の全ての現場機器に関する最新の情報を記憶していることになり、連動論理部20は、この内部メモリ30の記憶内容に従って、連動データ5に従った対象駅全体についての連動処理を行うことができる。
また、連動論理部20は、連動処理22やメモリ更新処理26、送受信処理28の各処理を、所定時間間隔で繰り返し行う。そして、他の連動装置10とデータの送受信を行う送受信処理28では、当該他の連動装置10から情報が受信されないことによる当該他の連動装置10の制御範囲に対応する内部メモリ30の記憶領域(管轄外情報記憶手段)の記憶内容が更新されない非更新時間が所定時間に達した場合には、当該記憶領域の記憶内容を、フェールセーフ側となる所定情報に更新する。フェールセーフ側となる所定情報とは、例えば、列車在線状態は列車有りの値、鎖錠状態は鎖錠中の値であり、保安及び列車防護の観点から、当該所定値に更新することにより、連動装置としてフェールセーフな動作を実現できる値である。
また、連動装置10において、連動論理部20は、装置番号42と、連動論理部設定テーブル44とを記憶している。
装置番号42は、連動装置10A,10Bの何れであるかを示す番号であり、外部からの入力信号によって切り替え設定が可能となっている。もちろん、操作入力やディップスイッチによって切り替え設定可能とすることとしてもよい。
連動論理部設定テーブル44は、連動装置10A,10Bの何れかとして機能するための設定に関するデータテーブルである。図4は、連動論理部設定テーブル44の一例である。図4によれば、連動論理部設定テーブル44は、装置番号44aに、対象駅の制御範囲44bと、この制御範囲44bに対応する内部メモリ30の記憶領域(管轄内情報記憶手段)44cとを対応付けて格納している。
連動論理部設定テーブル44に従い、記憶している装置番号42に応じて、当該装置の制御範囲や、制御範囲に対応する内部メモリ30の記憶領域、すなわち、内部メモリ30に対する管轄内情報記憶手段の割り当てを設定するとともに、他の連動装置の制御範囲に対応する内部メモリ30の記憶領域、すなわち、内部メモリ30に対する管轄外情報記憶手段の割り当てを設定することで、連動装置10A或いは連動装置10Bとして機能することになる。
このように、連動装置10A,10Bは、連動処理自体としては対象駅全体の連動処理を行うが、実際の現場機器7の制御は、当該装置の制御範囲内の現場機器についてのみ行うことになる。
(B)保守作業時
連動装置10の保守作業時の動作について説明する。図5は、連動装置10の保守作業時の動作を説明する図である。図5では、連動装置10Bの保守作業を行う例を示している。この場合、保守作業の対象となる連動装置10Bの電源をオフして動作を停止させることになる。
一方、連動装置10Aは、通常時の動作を行う。つまり、連動論理部20が、連動処理22を行って内部メモリ30の第1領域32の記憶内容を更新する。また、連動論理部20は、連動装置10Bとの送受信処理28を行うが、連動装置10Bは動作を停止しているため、連動装置10Bの制御範囲である上り線の現場機器に関する情報が受信されない。このため、内部メモリ30の第2領域34の記憶内容が更新されない非更新時間が所定時間に達することとなり、第2領域34の記憶内容がフェールセーフ側となる所定情報に更新される。つまり、上り線の現場機器の状態情報はフェールセーフ側となる所定情報となる。例えば、上り線の全ての軌道回路の状態情報は列車有りの値、転てつ機や信号機の鎖錠状態は鎖錠中の値となる。
この結果、連動論理部20が行う連動処理では、連動装置10Bの制御範囲である上り線と連絡する進路は設定できないが、連動装置10Aの制御範囲である下り線の範囲内で完結する進路設定は行うことができる。図5では、上り線の32号転てつ機を含む進路1RCが設定できず、信号機1RCは停止現示となるが、下り線の制御範囲である進路1RAや進路1RBは設定できる。つまり、連動装置10Bの制御範囲である上り線に列車を進入させず、連動装置10Aの制御範囲である下り線にのみ列車運行を継続させることができる連動処理が行われることになる。
[作用効果]
このように、本実施形態の連動システム1によれば、連動データを各連動装置の制御範囲に応じて作成する必要はなく、共通の対象駅全体の連動データ5を実装した複数の連動装置10A,10Bによって、対象駅全体の連動処理を行うことができる。すなわち、連動装置10A,10Bそれぞれは、対象駅全体の連動データ5に基づく対象駅全体の連動処理の結果に基づいて対象駅の駅構内を分割した自制御範囲内の現場機器(管轄内現場機器)を制御するとともに、自制御範囲内の現場機器の状態情報を取得する。また、連動装置10A,10B間で自制御範囲内の現場機器に関する情報を送受信することで、連動装置10A,10Bは、対象駅の駅構内の全ての現場機器に関する情報を取得することができ、この情報に基づいて対象駅全体の連動処理を行うことができる。この結果、連動装置10A,10Bの一方を、例えば保守作業のために停止させた場合であっても、連動システム1全体として、停止させた連動装置10の制御範囲に列車を進入させず、自制御範囲内で列車走行を継続可能な連動制御を行うことができる。
なお、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
(A)連動装置10の台数
上述の実施形態では、2台の連動装置10A,10Bで構成される連動システム1について説明したが、3台以上の連動装置10で構成される連動システムについても同様に適用可能である。この場合、連動装置10の連動論理部20における内部メモリ30は、当該装置を含む複数台(N台)の連動装置それぞれの制御範囲に対応するN個の記憶領域を有することとする。そして、各連動装置10は、自制御範囲内の情報を他の連動装置10へ送信するとともに、他の連動装置10から受信した情報によって、当該他の連動装置10に対応する内部メモリ30の記憶領域を更新する。
(B)制御範囲の分割方法
上述の実施形態では、2台の連動装置の制御範囲を上り線と下り線に分割したが、その他の分割方法でもよい。例えば、本線と車庫線のような分割でもよく、当該駅の形態により適宜分割可能である。
1 連動システム
10(10A,10B) 連動装置、
20 連動論理部
22 連動処理、24 処理結果、26 メモリ更新処理、28 送受信処理
30 内部メモリ、32 第1領域、34 第2領域
42 装置番号、44 連動論理部設定テーブル
50 現場制御部
3 連動図表、5 連動データ、
7(7A,7B) 現場機器

Claims (4)

  1. 対象駅の駅構内を分割して各連動装置の制御範囲を定め、各制御範囲内の現場機器に対する連動処理に係る制御を、当該制御範囲を管轄する連動装置のみが行う連動システムであって、
    前記連動装置それぞれは、
    前記連動装置の制御範囲別に対応付けられた記憶領域に当該制御範囲内の現場機器に関する情報を記憶するメモリであって、当該装置の制御範囲内の現場機器(以下「管轄内現場機器」という)のみに関する情報(以下「管轄内情報」という)を記憶する管轄内情報記憶領域と、他の前記連動装置の制御範囲内の現場機器(以下「管轄外現場機器」という)のみに関する情報(以下「管轄外情報」という)を記憶する管轄外情報記憶領域とを有するメモリと
    前記管轄内情報および前記管轄外情報に基づいて、前記対象駅全体の連動処理を行う連動処理手段と、
    前記連動処理手段による前記対象駅全体の連動処理の結果のうち、前記管轄内現場機器に関する結果に基づいて、前記管轄内情報記憶領域に記憶された前記管轄内情報のみを更新する管轄内情報更新手段と、
    前記管轄内情報記憶領域に記憶された前記管轄内情報に基づいて前記管轄内現場機器のみを制御するとともに、前記管轄外情報記憶領域に記憶された前記管轄外情報を更新せず、前記管轄内現場機器の状態情報を取得して前記管轄内情報記憶領域に記憶された前記管轄内情報を更新する現場制御手段と、
    前記管轄内情報記憶領域に記憶された前記管轄内情報を他の前記連動装置に送信する送信制御手段と、
    他の前記連動装置から前記管轄外情報を受信して、前記管轄内情報記憶領域に記憶された前記管轄内情報を更新せず、前記管轄外情報記憶領域に記憶された前記管轄外情報を更新する管轄外情報更新手段と、
    を備える共通仕様である、
    連動システム
  2. 前記管轄外情報更新手段は、他の前記連動装置から前記管轄外情報を受信できないことによる非更新時間が所定時間に達した場合に、前記管轄外情報記憶領域に記憶された前記管轄外情報を、在線有り或いは鎖錠中である所定の状態を示す情報に更新する、
    請求項に記載の連動システム
  3. 前記連動装置それぞれは、
    当該装置の前記制御範囲が何れであるかを設定する設定手段、
    を備え、
    前記メモリは、前記設定に基づいて、前記管轄内情報記憶領域と前記管轄外情報記憶領域とが特定可能である
    請求項1又は2に記載の連動システム
  4. 請求項1〜3の何れか一項に記載の連動システムを構成する連動装置。
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