JP7072671B2 - 車上制御装置、地上子、地上制御装置、無線列車制御システムおよび列車位置補正方法 - Google Patents

車上制御装置、地上子、地上制御装置、無線列車制御システムおよび列車位置補正方法 Download PDF

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Description

本発明は、車上子を備える車上制御装置、地上子、地上制御装置、無線列車制御システムおよび列車位置補正方法に関する。
従来、軌道を走行する列車は、列車位置を検出し、列車位置の情報を地上装置に送信する。地上装置は、列車から取得した列車位置に基づいて、列車の運行制御を行う。列車が現在の列車位置を検出する方法の1つに、列車において、車軸に速度発電機を接続し、車軸の回転によって発生するパルス状の出力信号に基づいて所定の基準位置からの走行距離を算出し、算出した走行距離によって現在の列車位置を検出する方法がある。しかしながら、このような検出方法では、列車の走行中、車輪の空転または滑走によって、算出される走行距離に誤差が含まれることがある。
特許文献1には、列車の前部から進行方向および列車の後部から進行歩行とは反対方向に測定誤差に基づく長さを付加した位置を列車位置とみなして列車の位置を検出する技術が開示されている。特許文献1に記載の列車は、測定誤差に基づく長さを付加した列車位置の情報を地上装置に送信する。
特開2007-331629号公報
一般的に、列車は、列車に搭載された車上子が、地上に設置された地上子から送信される地上子の位置情報を受信すると、地上子の位置情報に基づいて列車位置を補正する。特許文献1に記載の列車は、地上子から送信される位置情報を受信すると、付加されていた測定誤差に基づく長さを0にする。すなわち、列車では、列車位置を補正した時点で、列車の前部位置とされていた位置が、付加されていた測定誤差の分後退してしまう現象が発生する。そのため、地上装置は、列車位置の補正によって列車の停止限界位置が信号機を通過した位置から信号機の手前の位置に戻された場合、信号機を進行現示から停止現示に変更してしまう。この場合、列車は、信号機が進行現示から停止現示に急に変更されたことで緊急停止してしまう、という問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、列車位置の補正を制御可能な車上制御装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車上子とともに列車に搭載される車上制御装置である。車上制御装置は、車上子を介して地上子から、地上子の位置を特定可能な地上子情報を取得する取得部と、地上子に対応付けられた情報であって、列車の位置を示す列車位置情報の補正の可否を示す情報を含む補正可否情報に基づいて、補正可否情報に含まれる情報が補正可の場合、車上子が地上子を通過した際、地上子情報を用いて列車位置情報を補正し、補正可否情報に含まれる情報が補正不可の場合、車上子が地上子を通過した際、列車位置情報を補正しない制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、車上制御装置は、列車位置の補正を制御できるという効果を奏する。
実施の形態1に係る無線列車制御システムの構成例を示す図 実施の形態1に係る地上子の構成例を示すブロック図 実施の形態1に係る列車の構成例を示すブロック図 実施の形態1に係る地上子20aが送信する補正可否情報の例を示す図 実施の形態1に係る地上子20bが送信する補正可否情報の例を示す図 実施の形態1に係る車上制御装置の動作を示すフローチャート 実施の形態1に係る地上子の動作を示すフローチャート 実施の形態1に係る車上制御装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図 実施の形態1に係る車上制御装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図 実施の形態2に係る列車の構成例を示すブロック図 実施の形態2の車上制御装置の記憶部が記憶している対応情報の例を示す図 実施の形態2に係る車上制御装置の動作を示すフローチャート 実施の形態2に係る地上子の動作を示すフローチャート 実施の形態3に係る地上制御装置の構成例を示すブロック図 実施の形態3に係る列車および地上制御装置の動作を説明するための図 実施の形態3に係る車上制御装置の動作を示すフローチャート 実施の形態3に係る地上制御装置の動作を示すフローチャート 実施の形態3に係る地上制御装置の制御部が地上子を検索する動作を示すフローチャート
以下に、本発明の実施の形態に係る車上制御装置、地上子、地上制御装置、無線列車制御システムおよび列車位置補正方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る無線列車制御システム100の構成例を示す図である。無線列車制御システム100は、列車10a,10bと、地上子20a,20bと、地上システム30と、を備える。列車10a,10bを区別しない場合は列車10と称する。列車10は、複数の車両から構成されていてもよいし、1つの車両からなる単行であってもよい。また、地上子20a,20bを区別しない場合は地上子20と称する。
列車10は、後述するように車上子を搭載している。列車10は、車上子を介して位置補正用の地上子20から取得した情報を用いて、算出した列車10の位置を補正することが可能である。列車10は、列車10の位置を示す列車位置情報を地上システム30に送信する。無線列車制御システム100は、地上システム30が、列車10から列車位置情報を取得し、列車10の列車位置情報に基づいて列車10の経路および停止限界位置を決定し、列車10の運行を制御するシステムである。図1では列車10の数が2つであるが、一例であり、地上システム30は、1つまたは3つ以上の列車10の運行を制御することが可能である。
地上システム30の構成について説明する。地上システム30は、無線装置40と、地上制御装置50と、電子連動装置60と、を備える。
無線装置40は、列車10との間で無線通信を行う。具体的には、無線装置40は、列車10から列車位置情報を受信し、地上制御装置50で生成された制御情報を列車10に送信する。
地上制御装置50は、車上子を介して地上子20と通信を行う列車10の運行を制御する。地上制御装置50は、列車10から取得した列車位置情報に基づいて列車10の経路および停止限界位置を決定し、列車10に対する制御情報を生成する。
電子連動装置60は、地上制御装置50から取得した列車10の列車位置情報に基づいて列車10が軌道回路81~85のうちどの軌道回路に在線しているのかを判定し、信号機71,72を制御する。
無線列車制御システム100において、地上子20は、車上子を搭載する列車10が通過する際に車上子と通信を行う。地上子20の構成について説明する。図2は、実施の形態1に係る地上子20の構成例を示すブロック図である。地上子20は、記憶部21と、通信部22と、を備える。なお、地上子20a,20bは、記憶部21に記憶されている情報が異なるが、構成そのものは同様である。
記憶部21は、地上子20が設置された位置を示す地上子位置情報、および列車10において列車10の位置を示す列車位置情報の補正の可否を示す情報を含む補正可否情報を記憶する。地上子位置情報は、地上子20が設置された位置を特定可能な地上子情報である。補正可否情報は、地上子20に対応付けられた情報であって、列車10の位置を示す列車位置情報の補正の可否を示す情報を含む。
通信部22は、記憶部21に記憶されている、地上子情報である地上子位置情報、および補正可否情報を列車10に送信する。
列車10の構成について説明する。図3は、実施の形態1に係る列車10の構成例を示すブロック図である。列車10は、車上子11と、速度発電機12と、通信部13と、車上制御装置14と、を備える。列車10は、これらの機器を搭載している。車上制御装置14は、取得部15と、制御部16と、を備える。なお、列車10a,10bは同様の構成である。
車上子11は、地上子20との間で通信を行う。車上子11は、地上子20から、地上子20が設置された位置を特定可能な地上子情報、および補正可否情報を取得する。実施の形態1において、地上子情報は、地上子20が設置された位置を示す情報である地上子位置情報である。
速度発電機12は、列車10の車軸に接続され、車軸の回転に応じたパルス状の信号を出力する。
通信部13は、地上システム30との間で無線通信を行う。通信部13は、車上制御装置14で算出された列車10の列車位置情報を地上システム30へ送信する。また、通信部13は、地上システム30から、列車10を走行および停止させるための制御情報を受信する。
車上制御装置14は、列車10の動作を制御する。車上制御装置14は、速度発電機12から出力される信号を用いて列車10の位置を算出する。また、車上制御装置14は、車上子11を介して地上子20から取得した地上子情報を用いて、算出した列車10の位置を補正することができる。
取得部15は、車上子11を介して地上子20から、地上子情報および補正可否情報を取得する。
制御部16は、速度発電機12から出力される信号を用いて列車10の位置を算出する。また、制御部16は、取得部15および車上子11を介して地上子20から取得した地上子情報を用いて、算出した列車10の位置を補正可否情報に応じて補正することができる。具体的には、制御部16は、補正可否情報に含まれる情報が補正可の場合、車上子11が地上子20を通過した際、地上子情報を用いて列車位置情報を補正する。また、制御部16は、補正可否情報に含まれる情報が補正不可の場合、車上子11が地上子20を通過した際、列車位置情報を補正しない。
つづいて、列車10a,10bの動作について説明する。
列車10aにおいて、車上制御装置14の制御部16は、速度発電機12から出力される信号に基づいて列車10aの列車位置を算出しているが、車輪の空転または滑走によって列車10aの列車位置に誤差が発生する可能性がある。そのため、列車10aの制御部16は、列車10aの長さに余裕を持たせる、すなわち列車10aの長さを実際よりも長いものとして扱う。具体的には、列車10aの制御部16は、列車10aの前部に前部余裕長91aを付加し、列車10aの後部に後部余裕長92aを付加する。これにより、列車10aは、列車10aの前部位置が実際の列車10aの前部位置よりも前部余裕長91aだけ前方にあるものとして走行する。また、列車10aは、列車10aの後部位置が実際の列車10aの後部位置よりも後部余裕長92aだけ後方にあるものとして走行する。列車10aは、前部余裕長91aおよび後部余裕長92aが付加された状態の列車位置情報を地上システム30に送信する。地上システム30の地上制御装置50は、送信された列車位置情報に基づいて、経路の決定、停止限界位置の決定などの処理を行う。列車10aの制御部16は、前回列車位置を補正してからの走行距離によって、前部余裕長91aおよび後部余裕長92aを変更することが可能である。例えば、列車10aの制御部16は、前回列車位置を補正してからの走行距離に比例して、前部余裕長91aおよび後部余裕長92aを長くする。
図1において、地上子20aは、地上子20bと比較して次の駅までの距離が長く、また、近くに信号機71,72もない。列車10aが地上子20aを通過した際に列車位置を補正して、列車10aの位置が急に変化しても、列車10aにおいて特に不都合は生じないと考えられる。そのため、地上子20aは、地上子20aが設置された位置を示す地上子位置情報とともに、地上子20aに対応付けられている補正可否情報を列車10aに送信する。
図4は、実施の形態1に係る地上子20aが送信する補正可否情報の例を示す図である。図4は、列車10aでの列車位置の補正の対象を示すものであり、具体的には、地上子20aを通過した列車10aが、列車10aの前部位置を補正し、列車10aの後部位置を補正することを示している。図4に示す補正可否情報に含まれる情報であって、列車10aの前部位置の補正可否を示す情報を第1の情報とし、列車10aの後部位置の補正可否を示す情報を第2の情報とする。具体的には、図4において、第1の情報は補正対象が前部位置で補正可であることを示し、第2の情報は補正対象が後部位置で補正可であることを示している。前部位置の補正可否については、例えば、列車10の進行方向の近くに信号機などの設備があり、列車10の位置が変更することによって設備の状態に変化が発生することが想定される場合は補正不可とし、その他の場合に補正可とする。また、後部位置の補正可否については、例えば、列車10が駅などの施設に停止する場合など、列車10の長さによって列車10が施設内に収まるか否かを確認中のときは補正不可とし、その他の場合に補正可とする。
ここで、地上子20から列車10に送信される補正可否情報については、地上子20から列車10に送信される信号のうち特定の場所に配置された2ビットの情報で表すことができる。例えば、2ビットのうち、第1のビットが1のときは前部位置を補正可とし、第1のビットが0のときは前部位置を補正不可とし、第2のビットが1のときは後部位置を補正可とし、第2のビットが0のときは後部位置を補正不可とする。
列車10aの制御部16は、地上子20aを通過した際、車上子11を介して、地上子20aから送信された地上子位置情報および補正可否情報を取得する。列車10aの制御部16は、取得した地上子位置情報および補正可否情報に基づいて、列車10aの前部位置および後部位置を補正する。具体的には、列車10aの制御部16は、列車10aの前部に付加されていた前部余裕長91aをリセットすなわち削除し、列車10aの後部に付加されていた後部余裕長92aをリセットすなわち削除する。このように、列車10aの制御部16は、地上子20aを通過した際に列車10aの位置を補正することで、列車10aの位置を正確に求めることができる。
つぎに、列車10bについて説明する。列車10bの制御部16は、列車10bの前部に前部余裕長91bを付加し、列車10bの後部に後部余裕長92bを付加する。これにより、列車10bは、列車10bの前部位置が実際の列車10bの前部位置よりも前部余裕長91bだけ前方にあるものとして走行する。また、列車10bは、列車10bの後部位置が実際の列車10bの後部位置よりも後部余裕長92bだけ後方にあるものとして走行する。列車10bは、前部余裕長91bおよび後部余裕長92bが付加された状態の列車位置情報を地上システム30に送信する。地上システム30の地上制御装置50は、送信された列車位置情報に基づいて、経路の決定、停止限界位置の決定などの処理を行う。列車10bの制御部16は、前回列車位置を補正してからの走行距離によって、前部余裕長91bおよび後部余裕長92bを変更することが可能である。例えば、列車10bの制御部16は、前回列車位置を補正してからの走行距離に比例して、前部余裕長91bおよび後部余裕長92bを長くする。
図1において、地上子20bは、地上子20aと比較して次の駅までの距離が短く、また、近くに信号機71,72がある。列車10bが地上子20bを通過した際に列車位置を補正して、列車10bの位置が急に変化した場合、列車10bにおいて不都合が生じる可能性がある。例えば、列車10bが前部位置を補正することによって列車10bの図示しない停止限界位置が信号機71,72よりも駅側から信号機71,72よりも手前に変化した場合、電子連動装置60は、信号機71,72のうち列車10bの経路に対応する信号機を進行現示から停止現示に急に切り替えてしまう。この結果、列車10bは、信号機が急に切り替わることで急停止しなければならない。そのため、地上子20bは、地上子20bが設置された位置を示す地上子位置情報とともに、地上子20bに対応付けられている補正可否情報を列車10bに送信する。
図5は、実施の形態1に係る地上子20bが送信する補正可否情報の例を示す図である。図5は、列車10bでの列車位置の補正の対象を示すものであり、具体的には、地上子20bを通過した列車10bが、列車10bの前部位置を補正せず、列車10bの後部位置を補正することを示している。図5に示す補正可否情報において、前部位置の補正可否を示す情報を第1の情報とし、後部位置の補正可否を示す情報を第2の情報とする。具体的には、図5において、第1の情報は補正対象が前部位置で補正不可であることを示し、第2の情報は補正対象が後部位置で補正可であることを示している。
列車10bの制御部16は、地上子20bを通過した際、車上子11を介して、地上子20bから送信された地上子位置情報および補正可否情報を取得する。列車10bの制御部16は、取得した地上子位置情報および補正可否情報に基づいて、列車10bの後部位置を補正し、列車10bの前部位置を補正しない。具体的には、列車10bの制御部16は、列車10bの前部に付加されていた前部余裕長91bをリセットせず、列車10bの後部に付加されていた後部余裕長92bをリセットすなわち削除する。このように、列車10bの制御部16は、地上子20bを通過した際に列車10bの位置を限定的に補正することで、列車10bの急停止などの事態を回避することができる。
列車10に搭載される車上制御装置14の動作を、フローチャートを用いて説明する。図6は、実施の形態1に係る車上制御装置14の動作を示すフローチャートである。車上制御装置14において、制御部16は、速度発電機12からの出力信号に基づいて列車10の列車位置を算出する(ステップS1)。制御部16は、取得部15が車上子11を介して地上子20から、地上子情報である地上子20が設置された位置を示す地上子位置情報、および補正可否情報を取得したか否かを判定する(ステップS2)。
制御部16は、取得部15が車上子11を介して地上子20から、地上子位置情報および補正可否情報を取得した場合(ステップS2:Yes)、補正可否情報に含まれる第1の情報が補正可であるか否かを確認する(ステップS3)。制御部16は、第1の情報が補正可の場合(ステップS3:Yes)、地上子位置情報を用いて列車10の前部位置を補正する(ステップS4)。制御部16は、第1の情報が補正不可の場合(ステップS3:No)、列車10の前部位置を補正しない、すなわちステップS4の処理を省略する。
制御部16は、ステップS4の後、またはステップS3:Noの場合、補正可否情報に含まれる第2の情報が補正可であるか否かを確認する(ステップS5)。制御部16は、第2の情報が補正可の場合(ステップS5:Yes)、地上子位置情報を用いて列車10の後部位置を補正する(ステップS6)。制御部16は、第2の情報が補正不可の場合(ステップS5:No)、列車10の後部位置を補正しない、すなわちステップS6の処理を省略する。
制御部16は、ステップS2:Noの場合、またはステップS5:Noの場合、またはステップS6の後、通信部13を介して、列車10の前部位置および列車10の後部位置を含む列車10の列車位置情報を、通信部13を介して地上システム30に送信する(ステップS7)。制御部16は、ステップS1に戻って上記動作を繰り返し実施する。
地上子20の動作を、フローチャートを用いて説明する。図7は、実施の形態1に係る地上子20の動作を示すフローチャートである。通信部22は、列車10の車上子11が通過、すなわち列車10の車上子11を検出したか否かを確認する(ステップS11)。通信部22は、車上子11を検出していない場合(ステップS11:No)、車上子11を検出するまで待機する。通信部22は、車上子11を検出した場合(ステップS11:Yes)、記憶部21から地上子位置情報および補正可否情報を読み出し、車上子11に送信する(ステップS12)。通信部22は、ステップS11に戻って上記動作を繰り返し実施する。
地上子20の記憶部21に記憶される補正可否情報については、近隣の設備などを考慮して、鉄道事業者の担当者が予め設定しておくこととする。なお、地上子20から送信する補正可否情報について、図4および図5を例にして説明したが、これらに限定されない。地上子20の記憶部21に記憶される補正可否情報については、例えば、第1の情報として前部位置:補正可、第2の情報として後部位置:補正不可とすることも可能であり、第1の情報として前部位置:補正不可、第2の情報として後部位置:補正不可とすることも可能である。また、地上子20の記憶部21に記憶される補正可否情報については、前部位置の補正のみを対象として第1の情報のみとしてもよいし、後部位置の補正のみを対象として第2の情報のみとしてもよい。列車10の制御部16は、補正可否情報が第1の情報のみの場合は図6のフローチャートにおいてステップS5,S6の動作を省略し、補正可否情報が第2の情報のみの場合は図6のフローチャートにおいてステップS3,S4の動作を省略する。
つづいて、車上制御装置14のハードウェア構成について説明する。車上制御装置14において、取得部15は、車上子11で受信された情報を取得する入力インタフェースである。制御部16は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
図8は、実施の形態1に係る車上制御装置14が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ201およびメモリ202で構成される場合、車上制御装置14の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ202に格納される。処理回路では、メモリ202に記憶されたプログラムをプロセッサ201が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、車上制御装置14の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ202を備える。また、これらのプログラムは、車上制御装置14の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
ここで、プロセッサ201は、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)などであってもよい。また、メモリ202には、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically EPROM)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはDVD(Digital Versatile Disc)などが該当する。
図9は、実施の形態1に係る車上制御装置14が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図9に示す処理回路203は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。車上制御装置14の各機能を機能別に処理回路203で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路203で実現してもよい。
なお、車上制御装置14の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
地上子20のハードウェア構成について説明する。地上子20において、通信部22は、列車10の車上子11から照射される電波などを検出した際に記憶部21に記憶されている情報を送信する送信装置である。記憶部21はメモリにより実現される。
以上説明したように、本実施の形態によれば、列車10において、車上制御装置14の制御部16は、地上子20から地上子位置情報および補正可否情報を取得し、補正可否情報の内容に応じて、列車位置情報を補正する、または補正しないこととした。これにより、列車10は、地上子20付近の施設、上記の例では信号機の有無に応じて列車位置情報の補正を制御することができ、列車位置情報が急に変更されたことに伴う急停止などの事態を回避することができる。
なお、図1では図示していないが、駅構内にさらに地上子20を設置し、列車10が信号機71,72を通過した状態で、駅構内に設置された地上子20を用いて列車10が列車位置情報を補正、具体的には、列車10の前部位置を補正できるようにすることも可能である。
実施の形態2.
実施の形態1では、列車10は、地上子20から補正可否情報を取得していた。この場合、地上子20を通過する全ての列車10は、地上子20から同じ内容の補正可否情報を取得し、同じように列車位置を補正する。実施の形態2では、列車10が補正可否情報を保持する場合について説明する。
実施の形態2において、無線列車制御システム100の構成は、図1に示す実施の形態1のときの構成と同様である。また、地上子20の構成は、図2に示す実施の形態1のときの構成と同様である。ただし、実施の形態2において、記憶部21は、地上子情報として、地上子20を識別可能な地上子識別情報を記憶している。地上子識別情報とは、例えば、無線列車制御システム100において各地上子20を一意に表すことが可能なID(IDentification)である。通信部22は、記憶部21に記憶されている地上子識別情報を列車10に送信する。なお、記憶部21は、実施の形態1のときと同様、地上子位置情報を記憶していてもよい。通信部22は、記憶部21に地上子位置情報が記憶されている場合、地上子識別情報とともに、地上子位置情報も併せて送信する。
図10は、実施の形態2に係る列車10の構成例を示すブロック図である。列車10は、車上子11と、速度発電機12と、通信部13と、車上制御装置14と、を備える。車上制御装置14は、取得部15と、制御部16と、記憶部17とを備える。なお、列車10a,10bは同様の構成である。記憶部17は、地上子20を識別可能な地上子識別情報と補正可否情報とが対応付けられた対応情報を記憶する。
図11は、実施の形態2の車上制御装置14の記憶部17が記憶している対応情報の例を示す図である。図11に示す対応情報において、地上子識別情報は、前述のように、無線列車制御システム100において各地上子20を一意に表すことが可能なIDである。図11に示す対応情報において、補正可否情報は、各地上子識別情報に対して設定された列車位置の補正の可否を示す。図11において、補正可否情報の前部位置の部分の情報が第1の情報に相当し、補正可否情報の後部位置の部分の情報が第2の情報に相当する。図11において、地上子位置情報は、地上子識別情報で示される地上子20が設置されている位置を示す情報である。なお、地上子20から地上子位置情報が送信される場合には、図11に示す対応情報から地上子位置情報を削除してもよい。車上制御装置14は、地上子位置情報について、地上子識別情報とともに地上子20から取得してもよいし、記憶部17の対応情報に含めていてもよい。
実施の形態2において、地上子20は、列車10の車上子11が通過すると、地上子情報として地上子識別情報を列車10に送信する。地上子20は、地上子識別情報とともに、実施の形態1のときのように地上子位置情報を送信してもよい。
列車10において、車上制御装置14の制御部16は、車上子11および取得部15を介して地上子20から地上子識別情報を取得すると、地上子識別情報に基づいて、記憶部17に記憶されている対応情報を検索する。例えば、制御部16は、地上子20から取得した地上子識別情報が「A1」であった場合、地上子識別情報「A1」で対応情報を検索し、地上子識別情報「A1」に対応する補正可否情報を取得する。図11の例では、制御部16は、前部位置の補正不可、および後部位置の補正可という補正可否情報を取得する。なお、制御部16は、車上子11および取得部15を介して地上子20から地上子識別情報を取得していない場合、図11の例では、地上子識別情報「A1」に対応する地上子識別情報「B1」を取得する。制御部16は、対応情報を検索して取得した地上子識別情報「A1」に対応する補正可否情報に基づいて、列車10の位置を補正する制御を行う。
列車10に搭載される車上制御装置14の動作を、フローチャートを用いて説明する。図12は、実施の形態2に係る車上制御装置14の動作を示すフローチャートである。車上制御装置14において、制御部16は、速度発電機12からの出力信号に基づいて列車10の列車位置を算出する(ステップS1)。制御部16は、取得部15が車上子11を介して地上子20から、地上子識別情報を取得したか否かを判定する(ステップS21)。
制御部16は、取得部15が車上子11を介して地上子20から地上子識別情報を取得した場合(ステップS21:Yes)、取得した地上子識別情報を用いて、記憶部17に記憶されている対応情報を検索し(ステップS22)、取得した地上子識別情報に対応する補正可否情報を取得する(ステップS23)。以降のステップS3からステップS7までの動作は、図6に示す実施の形態1のときの動作と同様である。ただし、制御部16は、ステップS21:Noの場合、またはステップS3:Noの場合、またはステップS5:Noの場合、またはステップS6の後、通信部13を介して、列車10の列車位置情報を地上システム30に送信する(ステップS7)。
地上子20の動作を、フローチャートを用いて説明する。図13は、実施の形態2に係る地上子20の動作を示すフローチャートである。通信部22は、列車10の車上子11が通過、すなわち列車10の車上子11を検出したか否かを確認する(ステップS31)。通信部22は、車上子11を検出していない場合(ステップS31:No)、車上子11を検出するまで待機する。通信部22は、車上子11を検出した場合(ステップS31:Yes)、記憶部21から地上子識別情報を読み出し、車上子11に送信する(ステップS32)。通信部22は、ステップS31に戻って上記動作を繰り返し実施する。
車上制御装置14の記憶部17に記憶される対応情報については、列車10の種別、近隣の設備などを考慮して、鉄道事業者の担当者が予め設定しておくこととする。図11に示す対応情報において、地上子識別情報および地上子位置情報は全ての列車10で共通であるが、補正可否情報については、列車10の種別に応じて異なる設定にしてもよい。例えば、ある駅(駅Aとする)の手前にある地上子20について、駅Aに停車する列車10と、駅Aに停車しない列車10とで異なる内容の補正可否情報にしてもよい。これにより、鉄道事業者の担当者は、列車10の種別に応じて、補正可否情報の内容を異なる設定にすることができる。なお、実施の形態1の地上子20の記憶部21に記憶される補正可否情報と同様、車上制御装置14の記憶部17に記憶される補正可否情報については、前部位置の補正のみを対象として第1の情報のみとしてもよいし、後部位置の補正のみを対象として第2の情報のみとしてもよい。
車上制御装置14のハードウェア構成について、記憶部17はメモリにより実現される。車上制御装置14において、取得部15および制御部16のハードウェア構成は実施の形態1のときと同様である。
以上説明したように、本実施の形態によれば、列車10において、車上制御装置14は、補正可否情報を保持し、地上子20から地上子識別情報を取得し、地上子識別情報に対応する補正可否情報の内容に応じて、列車位置情報を補正するまたは補正しないこととした。これにより、無線列車制御システム100は、列車10の種別に応じて、同一の地上子20に対する列車位置情報の補正の可否を異なる設定にすることができる。
実施の形態3.
実施の形態1では、列車10は、地上子20から補正可否情報を取得していた。また、実施の形態2では、列車10が補正可否情報を保持していた。実施の形態3では、列車10が、地上制御装置50から補正可否情報を取得する場合について説明する。
実施の形態3において、無線列車制御システム100の構成は、図1に示す実施の形態1のときの構成と同様である。また、地上子20の構成は、実施の形態2のときの構成と同様である。また、列車10の構成は、図3に示す実施の形態1のときの構成と同様である。ただし、実施の形態3において、列車10は、補正可否情報を、地上子識別情報と補正可否情報とが対応付けられた対応情報の形式で地上制御装置50から取得する。
図14は、実施の形態3に係る地上制御装置50の構成例を示すブロック図である。地上制御装置50は、記憶部51と、制御部52と、を備える。記憶部51は、地上子20を識別可能な地上子識別情報と補正可否情報とが対応付けられた対応情報を記憶する。対応情報の内容は、実施の形態2において車上制御装置14の記憶部17が記憶している対応情報と同様の内容である。なお、実施の形態2のときと同様、列車10において地上子20から地上子位置情報が送信される場合には、図11に示す対応情報から地上子位置情報を削除してもよい。車上制御装置14は、地上子位置情報について、地上子識別情報とともに地上子20から取得してもよいし、地上制御装置50から取得する対応情報に含まれていてもよい。
図15は、実施の形態3に係る列車10および地上制御装置50の動作を説明するための図である。実施の形態3において、車上制御装置14の制御部16は、通信部13を介して、列車位置情報を地上システム30に送信する。
地上制御装置50の制御部52は、無線装置40を介して列車10から列車位置情報を取得すると、列車10から取得した列車位置情報に基づいて、列車10の経路86,87を決定し、列車10の停止限界位置88を決定する。地上制御装置50の制御部52は、列車10の後部位置から停止限界位置88までの経路86,87上にある地上子20a,20bを検索する。地上制御装置50の制御部52は、地上子20a,20bの地上子識別情報に基づいて、記憶部51に記憶されている対応情報を検索する。例えば、制御部52は、地上子20aの地上子識別情報が「A4」であった場合、地上子識別情報「A4」についての対応情報を取得する。図11の例では、制御部52は、地上子識別情報「A4」、前部位置の補正可、および後部位置の補正可という対応情報を取得する。また、制御部52は、地上子20bの地上子識別情報が「A5」であった場合、地上子識別情報「A5」についての対応情報を取得する。図11の例では、制御部52は、地上子識別情報「A5」、前部位置の補正不可、および後部位置の補正可という対応情報を取得する。地上制御装置50の制御部52は、取得した対応情報を制御情報に含めて、列車10に送信する制御を行う。
列車10の制御部16は、地上制御装置50から取得した制御情報に含まれる対応情報に基づいて、列車10の位置を補正する制御を行う。列車10の制御部16は、地上制御装置50から取得した対応情報に基づいて、地上子20aを通過する際、前部余裕長91をリセットすなわち削除し、後部余裕長92をリセットすなわち削除する。
列車10に搭載される車上制御装置14の動作を、フローチャートを用いて説明する。図16は、実施の形態3に係る車上制御装置14の動作を示すフローチャートである。車上制御装置14において、制御部16は、速度発電機12からの出力信号に基づいて列車10の列車位置を算出する(ステップS1)。制御部16は、取得部15が車上子11を介して地上子20から、地上子識別情報を取得したか否かを判定する(ステップS41)。制御部16は、取得部15が車上子11を介して地上子20から地上子識別情報を取得した場合(ステップS41:Yes)、地上制御装置50から地上子識別情報と補正可否情報とが対応付けられた対応情報を取得したか否かを判定する(ステップS42)。制御部16は、地上制御装置50から対応情報を取得した場合(ステップS42:Yes)、地上子20から取得した地上子識別情報を用いて対応情報を検索し、地上子20から取得した地上子識別情報に対応する補正可否情報に含まれる第1の情報が補正可であるか否かを確認する(ステップS3)。ステップS3からステップS7までの動作は、図6に示す実施の形態1のときの動作と同様である。ただし、制御部16は、ステップS41:Noの場合、またはステップS42:Noの場合、またはステップS5:Noの場合、またはステップS6の後、通信部13を介して、列車10の列車位置情報を地上システム30に送信する(ステップS7)。
図17は、実施の形態3に係る地上制御装置50の動作を示すフローチャートである。地上制御装置50において、制御部52は、列車10から列車位置情報を取得したか否かを確認する(ステップS51)。制御部52は、列車10から列車位置情報を取得していない場合(ステップS51:No)、列車位置情報を取得するまで待機する。制御部52は、列車10から列車位置情報を取得した場合(ステップS51:Yes)、列車位置情報に基づいて列車10の経路86,87を決定し(ステップS52)、列車10の停止限界位置88を決定する(ステップS53)。制御部52は、列車10の後部位置から停止限界位置88までの経路上にある地上子20を検索する(ステップS54)。制御部52は、地上子20の検索の結果を含む制御情報を生成し、無線装置40を介して列車10に制御情報を送信する(ステップS55)。具体的には、制御部52は、検索の結果検出された地上子20に対応する対応情報を列車10に送信する制御を行う。地上制御装置50の制御部52は、上記動作を繰り返し実施する。
制御部52が地上子20を検索する図17に示すフローチャートのステップS54の動作について詳細に説明する。図18は、実施の形態3に係る地上制御装置50の制御部52が地上子20を検索する動作を示すフローチャートである。地上制御装置50の制御部52は、列車10の後部位置から停止限界位置88までの経路86,87上にある地上子20を検索する(ステップS61)。制御部52は、地上子20を検出した場合(ステップS62:Yes)、検出した地上子20の地上子識別情報についての対応情報を記憶部51から取得し、取得した対応情報を検索結果として制御情報に設定する(ステップS63)。制御部52は、地上子20を検出できなかった場合(ステップS62:No)、補正可否情報なしを検索結果として制御情報に設定する(ステップS64)。
なお、列車10は、地上子20を検出し、地上子20から取得した地上子識別情報を地上制御装置50に送信してもよい。この場合、地上制御装置50では、制御部52が、列車10から取得した地上子識別情報についての対応情報を記憶部51から取得し、取得した対応情報を含む制御情報を生成し、無線装置40を介して列車10に制御情報を送信する。すなわち、制御部52は、列車10から地上子識別情報を取得した場合、取得した地上子識別情報に対応する補正可否情報を含む対応情報を列車10に送信する制御を行う。なお、地上制御装置50では、制御部52が、列車10から取得した地上子識別情報が1つの場合、取得した地上子識別情報についての補正可否情報を記憶部51の対応情報から取得し、取得した補正可否情報を含む制御情報を生成し、無線装置40を介して列車10に制御情報を送信してもよい。
また、地上制御装置50は、列車10の種別に応じた対応情報を記憶部51に記憶しておいてもよい。地上制御装置50の制御部52は、列車10から列車位置情報を取得する際、列車10の種別を識別可能な列車識別情報も取得する。地上制御装置50の制御部52は、列車10の種別に応じて、同一の地上子20に対する列車位置情報の補正の可否を異なる設定にして制御情報を生成し、送信することができる。
地上制御装置50のハードウェア構成について、記憶部51はメモリにより実現される。制御部52は処理回路により実現される。地上制御装置50が備える処理回路は、実施の形態1の車上制御装置14が備える処理回路と同様の構成である。
以上説明したように、本実施の形態によれば、無線列車制御システム100において、地上制御装置50が、補正可否情報を保持することとした。列車10は、地上制御装置50から、経路上の地上子20に対応する補正可否情報を取得することができる。また、無線列車制御システム100において、対応情報を保持する装置が地上制御装置50のみであることから、鉄道事業者の担当者は、各地上子20に対する補正可否情報を変更する場合、地上制御装置50の記憶部51の内容のみ変更すればよく、効率的に作業を行うことができる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
10,10a,10b 列車、11 車上子、12 速度発電機、13,22 通信部、14 車上制御装置、15 取得部、16,52 制御部、17,21,51 記憶部、20,20a,20b 地上子、30 地上システム、40 無線装置、50 地上制御装置、60 電子連動装置、71,72 信号機、81~85 軌道回路、86,87 経路、88 停止限界位置、91,91a,91b 前部余裕長、92,92a,92b 後部余裕長、100 無線列車制御システム。

Claims (20)

  1. 車上子とともに列車に搭載される車上制御装置であって、
    前記車上子を介して地上子から、前記地上子の位置を特定可能な地上子情報を取得する取得部と、
    前記地上子に対応付けられた情報であって、前記列車の位置を示す列車位置情報の補正の可否を示す情報を含む補正可否情報に基づいて、前記補正可否情報に含まれる情報が補正可の場合、前記車上子が前記地上子を通過した際、前記地上子情報を用いて前記列車位置情報を補正し、前記補正可否情報に含まれる情報が補正不可の場合、前記車上子が前記地上子を通過した際、前記列車位置情報を補正しない制御部と、
    を備えることを特徴とする車上制御装置。
  2. 前記取得部は、前記車上子を介して前記地上子から、前記地上子情報である前記地上子が設置された位置を示す地上子位置情報、および前記補正可否情報を取得し、
    前記制御部は、前記補正可否情報に含まれる情報である前記列車の前部位置の補正の可否を示す第1の情報が補正可の場合、前記地上子位置情報を用いて前記列車の前部位置を補正し、前記第1の情報が補正不可の場合、前記列車の前部位置を補正しない、
    ことを特徴とする請求項1に記載の車上制御装置。
  3. 前記地上子を識別可能な地上子識別情報と前記補正可否情報とが対応付けられた対応情報を記憶する記憶部、
    を備え、
    前記取得部は、前記車上子を介して前記地上子から、前記地上子情報である前記地上子識別情報を取得し、
    前記制御部は、前記地上子から取得した前記地上子識別情報を用いて前記対応情報を検索し、前記補正可否情報に含まれる情報である前記列車の前部位置の補正の可否を示す第1の情報が補正可の場合、前記地上子が設置された位置を示す地上子位置情報に基づいて前記列車の前部位置を補正し、前記第1の情報が補正不可の場合、前記列車の前部位置を補正せず、
    前記地上子位置情報は、前記地上子識別情報とともに前記地上子から取得する、または前記対応情報に含まれることを特徴とする請求項1に記載の車上制御装置。
  4. 前記取得部は、前記車上子を介して前記地上子から、前記地上子情報である前記地上子を識別可能な地上子識別情報を取得し、
    前記制御部は、前記地上子識別情報と前記補正可否情報とが対応付けられた対応情報を地上制御装置から取得し、前記地上子から取得した前記地上子識別情報を用いて前記対応情報を検索し、前記補正可否情報に含まれる情報である前記列車の前部位置の補正の可否を示す第1の情報が補正可の場合、前記地上子が設置された位置を示す地上子位置情報に基づいて前記列車の前部位置を補正し、前記第1の情報が補正不可の場合、前記列車の前部位置を補正せず、
    前記地上子位置情報は、前記地上子識別情報とともに前記地上子から取得する、または前記対応情報に含まれることを特徴とする請求項1に記載の車上制御装置。
  5. 前記制御部は、前記補正可否情報に含まれる情報である前記列車の後部位置の補正の可否を示す第2の情報が補正可の場合、前記地上子位置情報に基づいて前記列車の後部位置を補正し、前記第2の情報が補正不可の場合、前記列車の後部位置を補正しない、
    ことを特徴とする請求項2から4のいずれか1つに記載の車上制御装置。
  6. 車上子を搭載する列車が通過する際に前記車上子と通信を行う地上子であって、
    前記地上子が設置された位置を示す地上子位置情報、および前記列車において前記列車の位置を示す列車位置情報の補正の可否を示す情報を含む補正可否情報を記憶する記憶部と、
    地上子情報である前記地上子位置情報、および前記補正可否情報を前記列車に送信する通信部と、
    を備えることを特徴とする地上子。
  7. 前記補正可否情報は、前記列車の前部位置の補正の可否を示す第1の情報を含む、
    ことを特徴とする請求項6に記載の地上子。
  8. 前記補正可否情報は、前記列車の前部位置の補正の可否を示す第1の情報、および前記列車の後部位置の補正の可否を示す第2の情報を含む、
    ことを特徴とする請求項6に記載の地上子。
  9. 車上子を介して地上子と通信を行う列車の運行を制御する地上制御装置であって、
    前記地上子を識別可能な地上子識別情報と、前記列車において前記列車の位置を示す列車位置情報の補正の可否を示す情報を含む補正可否情報とが対応付けられた対応情報を記憶する記憶部と、
    前記対応情報を前記列車に送信する制御を行う制御部と、
    を備えることを特徴とする地上制御装置。
  10. 前記補正可否情報は、前記列車の前部位置の補正の可否を示す第1の情報を含む、
    ことを特徴とする請求項9に記載の地上制御装置。
  11. 前記補正可否情報は、前記列車の前部位置の補正の可否を示す第1の情報、および前記列車の後部位置の補正の可否を示す第2の情報を含む、
    ことを特徴とする請求項9に記載の地上制御装置。
  12. 前記制御部は、前記列車から前記列車の位置を示す列車位置情報を取得した場合、前記列車位置情報に基づいて前記列車の経路および停止限界位置を決定し、前記列車の後部位置から前記停止限界位置までの経路上にある地上子を検索し、検索の結果検出された地上子に対応する対応情報を前記列車に送信する制御を行う、
    ことを特徴とする請求項9から11のいずれか1つに記載の地上制御装置。
  13. 前記制御部は、前記列車から前記地上子識別情報を取得した場合、取得した前記地上子識別情報に対応する補正可否情報を含む対応情報を前記列車に送信する制御を行う、
    ことを特徴とする請求項9から11のいずれか1つに記載の地上制御装置。
  14. 請求項1に記載の車上制御装置と、
    請求項6に記載の地上子と、
    を備えることを特徴とする無線列車制御システム。
  15. 請求項1に記載の車上制御装置と、
    請求項9に記載の地上制御装置と、
    を備えることを特徴とする無線列車制御システム。
  16. 車上子とともに列車に搭載される車上制御装置の列車位置補正方法であって、
    取得部が、前記車上子を介して地上子から、前記地上子の位置を特定可能な地上子情報を取得する第1のステップと、
    制御部が、前記地上子に対応付けられた情報であって、前記列車の位置を示す列車位置情報の補正の可否を示す情報を含む補正可否情報に基づいて、前記補正可否情報に含まれる情報が補正可の場合、前記車上子が前記地上子を通過した際、前記地上子情報を用いて前記列車位置情報を補正し、前記補正可否情報に含まれる情報が補正不可の場合、前記車上子が前記地上子を通過した際、前記列車位置情報を補正しない第2のステップと、
    を含むことを特徴とする列車位置補正方法。
  17. 前記第1のステップにおいて、前記取得部は、前記車上子を介して前記地上子から、前記地上子情報である前記地上子が設置された位置を示す地上子位置情報、および前記補正可否情報を取得し、
    前記第2のステップにおいて、前記制御部は、前記補正可否情報に含まれる情報である前記列車の前部位置の補正の可否を示す第1の情報が補正可の場合、前記地上子位置情報に基づいて前記列車の前部位置を補正し、前記第1の情報が補正不可の場合、前記列車の前部位置を補正しない、
    ことを特徴とする請求項16に記載の列車位置補正方法。
  18. 前記第1のステップにおいて、前記取得部は、前記車上子を介して前記地上子から、前記地上子情報である前記地上子を識別可能な地上子識別情報を取得し、
    前記第2のステップにおいて、前記制御部は、前記地上子から取得した前記地上子識別情報を用いて前記地上子識別情報と前記補正可否情報とが対応付けられた対応情報を検索し、前記補正可否情報に含まれる情報である前記列車の前部位置の補正の可否を示す第1の情報が補正可の場合、前記車上子が前記地上子を通過した際、前記地上子が設置された位置を示す地上子位置情報に基づいて前記列車の前部位置を補正し、前記第1の情報が補正不可の場合、前記車上子が前記地上子を通過した際、前記列車の前部位置を補正せず、
    前記地上子位置情報は、前記地上子識別情報とともに前記地上子から取得する、または前記対応情報に含まれることを特徴とする請求項16に記載の列車位置補正方法。
  19. 前記第1のステップにおいて、前記取得部は、前記車上子を介して前記地上子から、前記地上子情報である前記地上子を識別可能な地上子識別情報を取得し、
    前記第2のステップにおいて、前記制御部は、前記地上子識別情報と前記補正可否情報とが対応付けられた対応情報を地上制御装置から取得し、前記地上子から取得した前記地上子識別情報を用いて前記対応情報を検索し、前記補正可否情報に含まれる情報である前記列車の前部位置の補正の可否を示す第1の情報が補正可の場合、前記車上子が前記地上子を通過した際、前記地上子が設置された位置を示す地上子位置情報に基づいて前記列車の前部位置を補正し、前記第1の情報が補正不可の場合、前記車上子が前記地上子を通過した際、前記列車の前部位置を補正せず、
    前記地上子位置情報は、前記地上子識別情報とともに前記地上子から取得する、または前記対応情報に含まれることを特徴とする請求項16に記載の列車位置補正方法。
  20. 前記第2のステップにおいて、前記制御部は、前記補正可否情報に含まれる情報である前記列車の後部位置の補正の可否を示す第2の情報が補正可の場合、前記地上子位置情報に基づいて前記列車の後部位置を補正し、前記第2の情報が補正不可の場合、前記列車の後部位置を補正しない、
    ことを特徴とする請求項17から19のいずれか1つに記載の列車位置補正方法。
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