JP7411345B2

JP7411345B2 - 列車制御装置、当該装置を搭載する鉄道車両および列車制御方法

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Publication number: JP7411345B2
Application number: JP2019125259A
Authority: JP
Inventors: 祐三前島; 直樹柴田; 景示前川; 拾邦円谷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2039-07-04
Also published as: JP2021011141A

Description

本発明は、運行管理に係る列車制御装置、当該装置を搭載する鉄道車両および列車制御方法に関する。

運行管理に係る列車制御に関して、例えば、特許文献１には以下に記す技術が開示されている。「所定区間に備えられた複数の地上子と、複数の車両に搭載され、前記地上子を通過する際に前記地上子と通信を行う車上装置と、を備えた運行管理システムであって、前記地上子間の距離情報、前記地上子と前記車両との相対距離情報、及び前記車両の列車長に基づいて、前記複数の車両間の接近距離を算出し、自列車と前記自列車の前方直近列車とが同方向である場合に、前記地上子間の距離情報と、前記地上子と前記前方直近列車との相対距離情報とを加算し、前記地上子と前記自列車との相対距離情報と、前記前方直近列車の列車長とを減算して、前記自列車と前記前方直近列車との接近距離を算出し、前記算出された接近距離が、予め許容される前記自列車と前記前方直近列車との接近距離である許容車間距離以下である場合に、前記自列車と前記前方直近列車とで、異なる種類の警報を報知する。」
これにより、車両の接近をより精度よく検知して安全性の高い列車システムを提供するものである。

特開２０１６－１３７８７６号公報

列車の走行路は、軌道を複数のブロックに区切ることができる。ここで、ブロックとは、軌道回路を使用する場合には、当該ブロックに対応した軌道回路がカバーする走行路部分である。なお、軌道回路ではなくアクセルカウンタ（ａｘｌｅｃｏｕｎｔｅｒ）を使用する場合には、このブロックを、当該ブロックに対応したアクセルカウンタによりカバーする走行路部分とする。

ブロックに列車が在線した場合、当該ブロックをカバーする軌道回路は落下する。逆に、当該ブロックから別のブロックに列車が移動した場合には、当該軌道回路は扛上する。

しかし、当該ブロックをカバーする軌道回路内に分岐器が含まれる場合、列車が当該軌道回路を通過するまで、当該ブロック区間の鎖錠を解除できないこととなる。

そうなると、列車が当該軌道回路を通過するまで、当該軌道回路をカバーするブロック区間の鎖錠を解除できないことを理由に、常に当該軌道回路がカバーするブロックへ進入する列車が停止することになるため、列車の稼働率（運行効率）の低下を招く。

また、特許文献１においても、上記のような課題や当該課題の解決手段については開示も示唆もされていない。

上記した課題に対して、本願発明者が鋭意検討した結果、本発明を着想するに至り、本発明の目的としては、走行路の鎖錠および解錠を伴う列車の運行に対する安全性を確保した上で列車の稼働率を向上させる列車制御技術を提供することである。

本発明に係る列車制御装置は、ＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ－ＢａｓｅｄＴｒａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）方式を用いた列車制御装置であって、列車の位置情報、列車の走行路を所定の範囲を有するブロックの連結構造として規定する走行路情報および当該ブロック毎の制御状態を格納する記憶部と、列車の位置および運転方向の情報と走行路情報とから在線位置情報を求め当該在線位置情報およびブロック毎の制御状態に基づいてブロックの鎖錠および解錠を実行する処理部とを備え、ブロックが分岐器を伴う場合には、当該ブロックを当該分岐器の開通方向と当該分岐器の開始点または当該ブロック内の列車の車両接触限界により決まる解除点位置とから設定される第１の論理ブロック並びに当該第１の論理ブロックに隣接する第２の論理ブロックから構成し、処理部は、列車の在線位置情報から列車が第１の論理ブロックを通過したことを検知すると分岐器を伴うブロックの鎖錠を解錠することを特徴とする。

本発明によれば、走行路の鎖錠および解錠を伴う列車の運行に対する安全性を確保した上で列車の稼働率を向上させることができる。

走行路（軌道）上の設備の構成の一例を示す概略図である。走行路（軌道）上に存在する設備等に関連する項目をまとめた表を示す図である。分岐器を伴うブロックを論理ブロックで細分（分割）する手法を説明する図である。

以下に、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

ただし、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではなく、本明細書が開示する技術的思想の範囲内において、当業者による様々な変更および修正が可能である。また、実施例を説明するための図面において、同一の機能を有するものには同一の符号を付け、その繰り返しの説明を省略することがある。

図１は、本発明の実施例に係る列車制御の対象として、場内を含む走行路（軌道）上の設備の構成の一例を示す概略図である。

列車１００は、車上装置１０２を搭載し、この車上装置１０２は、地上システム１０１と情報の送受信を行う。

図１では、列車が走行する軌道１０３を軌道回路に対応した形で一定の区間に区切り、ブロック０３Ｇ～２５Ｇとして表している。また、Ｓ０００１Ｃ、Ｓ０１０１ＣおよびＳ０２０１Ｃは、各軌道の進路名称である。
また、例えば、駅１（１０６）がブロック０５Ｇおよび１５Ｇの位置にあり、駅２（１０７）がブロック１７Ｇの位置にある。

Ｗ０１０１ａとＷ０１０１ｂは、ブロック０３Ｇまたはブロック１３Ｇと両者間の線路とで構成される各分岐点に設置された分岐器を示し、同様に、Ｗ０１０２ａとＷ０１０２ｂは、ブロック０４Ｇまたはブロック１４Ｇと両者間の線路とで構成される各分岐点に設置された分岐器を示し、Ｗ０１０３ａとＷ０１０３ｂは、ブロック１４Ｇまたはブロック２３Ｇと両者間の線路とで構成される各分岐点に設置された分岐器を示している。
分岐路については、一点鎖線の円で囲んだＷ０１０１ｂを例にして、図３を用いた説明を後述する。

図２は、走行路（軌道）上に存在する設備等に関連する項目をまとめた表を示す図である。本発明に係る列車制御では、ＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ－ＢａｓｅｄＴｒａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）方式を使用するが、当該ＣＢＴＣ方式の故障時には、非ＣＢＴＣ方式（従来の軌道回路やアクセルカウンタによる方式）を使用する。

例えば、「場内進路」については、「発点」がブロック１２Ｇで「着点」がブロック１５Ｇ、識別のための「番号」が進路を示すＳ０１０１Ｃ－１５Ｇ、「鎖錠」に係わる分岐器がＷ０１０１、Ｗ０１０２およびＷ０１０３、「信号制御又はてっ査鎖錠」の内「信号制御」に係わるブロックが１３Ｇ、１４Ｇおよび１５Ｇ、「進路区分鎖錠」の内「進路」に係わるブロックが１３Ｇおよび１４Ｇ（非ＣＢＴＣ方式の場合）か１３Ｇ－Ａ、１３Ｇ－ＮＢ、１３Ｇ－ＮＣおよび１４Ｇ（ＣＢＴＣ方式の場合）、である。

また、「分岐器」の一例として、識別のための「番号」がＷ０１０１ａ－Ｗ０１０１ｂ、「信号制御又はてっ査鎖錠」の内「信号制御」に係わるブロックが１３Ｇ（非ＣＢＴＣ方式の場合）か１３Ｇ－ＮＢ、１３Ｇ－ＲＢ（ＣＢＴＣ方式の場合）である。
なお、ＣＢＴＣ方式の場合の、１３Ｇ－Ａ、１３Ｇ－ＮＢ、１３Ｇ－ＮＣおよび１３Ｇ－ＲＢについては、ブロック１３Ｇを更に分割した論理ブロックを示すもので、これについては後述する。

図３は、分岐器を伴うブロックを論理ブロックで細分（分割）する手法を説明する図である。
図３の左側に、一点鎖線で囲んだ分岐器１０５を伴う軌道１０３の一部を示す。これは、図１で一点鎖線の円で囲んだ部分に対応する。なお、運転方向について、図３では、正方向／逆方向ではなく、便宜上（紙面に合わせて）Ｒ方向／Ｌ方向として表している。

軌道１０３は、分岐器１０５の分岐器機構により本線と側線との２つの軌道に分岐する。

解除点１～３は、本線および側線において、分岐器と車両接触限界とに応じて決定される位置である。ここで、図３に「×」印で示す「クリアランス」は、車両接触限界地点を示している。

解除点１は、Ｌ方向において、本線に対して定位（Ｎ）で側線に対して反位（Ｒ）であって、その位置は、分岐器の開始位置に設定する。なお、余裕をみて、分岐器の開始位置の手前側に解除点位置をずらしてもよい。

解除点２は、Ｒ方向において、本線に対して定位（Ｎ）であって、その位置は、車両接触限界地点（クリアランス）から本線に対して求めた位置である。なお、余裕をみて、求めた位置の以遠側に解除点位置をずらしてもよい。

解除点３は、Ｒ方向において、本線に対して反位（Ｒ）であって、その位置は、車両接触限界地点（クリアランス）から側線に対して求めた位置である。なお、余裕をみて、求めた位置の以遠側に解除点位置をずらしてもよい。

本発明は、分岐器を伴うブロックを更に論理ブロックで細分化して分割することにより、分岐器を伴うブロック区間の解錠の迅速化を図り、列車運行の稼働率を向上させるものである。

図３の右側には、分岐器を伴うブロックを更に分割細分化した論理ブロックを示している。各論理ブロック（１３Ｇ－Ａ、１３Ｇ－ＮＢ、１３Ｇ－ＮＣ、１３Ｇ－ＲＢおよび１３Ｇ－ＲＣ）は、分岐器の開通方向と先の解除点１～３とに基づいて、分岐器を伴うブロックを分割細分化して以下のように設定される。

先ず、Ｒ方向の軌道において、分岐器を伴うブロックの開始点から解除点１までの本線の軌道を論理ブロック１３Ｇ－Ａとする。

次に、分岐点を伴う形で、解除点１と２との間を論理ブロック１３Ｇ－ＮＢ、解除点１と３との間を論理ブロック１３Ｇ－ＲＢとする。

更に、解除点２から分岐器を伴うブロックの終了点までの本線の軌道を論理ブロック１３Ｇ－ＮＣとし、解除点３から分岐器を伴うブロックの終了点までの側線の軌道を論理ブロック１３Ｇ－ＲＣとする。

これにより、分岐器を伴うブロックは、分岐器を伴う論理ブロック（１３Ｇ－ＮＢおよび１３Ｇ－ＲＢ）と当該論理ブロックに隣接する論理ブロック（１３Ｇ－Ａ、１３Ｇ－ＮＣおよび１３Ｇ－ＲＣ）とで構成される。また、これら論理ブロックの長さは、列車長より短く設定することができる。

この分割した論理ブロックにより、Ｒ方向に進行する列車が、論理ブロック１３Ｇ－ＮＢを通過して論理ブロック１３Ｇ－ＮＣに進入すれば、または、論理ブロック１３Ｇ－ＲＢを通過して論理ブロック１３Ｇ－ＲＣに進入すれば、分岐器を伴うブロックの鎖錠を解錠することが可能となる。

また、Ｌ方向に進行する列車が、本線側の論理ブロック１３Ｇ－ＮＢを通過して論理ブロック１３Ｇ－Ａに進入すれば、または、側線側の論理ブロック１３Ｇ－ＲＢを通過して論理ブロック１３Ｇ－Ａに進入すれば、分岐器を伴うブロックの鎖錠を解錠することが可能となる。

以上のとおり、本発明は、分岐器を伴うブロックを更に論理ブロックで細分化して分割することにより、分岐器を伴うブロック区間の解錠の迅速化を図り、列車運行の稼働率を向上させることを可能にする。

次に、上記した論理ブロックを含めた形態でブロックが区切られた軌道上を列車が運行する場合の列車制御について説明する。
地上装置１０１は、列車１００の車上装置１０２から受信する列車位置情報と、列車１００の進行方向の先頭位置に当たるブロックの識別符号に対する列車の運転方向（正方向または逆方向）とに基づいて、在線位置情報を作成し保持（記憶）する。なお、列車位置情報については、車上装置１０２に限らず、地上装置１０１自体で取得するようにしてもよい。

さらに、地上装置１０１は、在線位置情報に基づいて、図３のＲ方向に進行する列車１００が、分岐器１０５を伴う論理ブロック（図３に示す、論理ブロック１３Ｇ－ＮＢまたは１３Ｇ－ＲＢ）の解除点位置（図３に示す、解除点２または解除点３）を通過し、次のブロック（図３に示す、論理ブロック１３Ｇ－ＮＣまたは１３Ｇ－ＲＣ）に進入したことを検知した場合、当該分岐器１０５を伴う論理ブロック区間の鎖錠を解錠する。列車の解除点位置の通過検知は、地上装置１０１に限らず、車上装置１０２または現場にある分岐器で検知するようにしてもよい。

ここにおいて、地上装置１０１は、上記した本発明に係る列車運行のための列車制御の機能（動作態様）を奏するために、その構成の一部として、例えば、記憶部と処理部とから（共に図示せず）構成される列車制御装置を備えることができる。

記憶部には、車上装置１０２または地上装置１０１で取得した列車の位置情報、列車の走行路を先に説明したブロックの連結構造として規定した走行路情報、および、当該ブロック毎の制御状態を示す情報、が格納され記憶される。

列車の走行路を連結構造により構成するブロックには、先に説明した論理ブロックが含まれる。また、ブロック毎の制御状態を示す情報としては、例えば分岐器の開通状態（開通方向など）を示す情報などがある。

処理部は、列車の位置および運転方向の情報と走行路情報とから在線位置情報を求める処理、および、先に説明した分岐器を伴う論理ブロック区間の鎖錠の解錠処理を含めたブロックの鎖錠および解錠処理などを実行する。

また、上記した本発明に係る列車運行のための列車制御の機能（動作態様）を、地上装置１０１ではなく、車上装置１０２が実行するようにし、上記した列車制御装置を車上装置１０２が備えるようにしてもよい。

１００：列車、１０１：地上装置、１０２：車上装置、１０３：軌道、
１０４：論理ブロック、１０５：分岐器、１０６：駅１、１０７：駅２

Claims

ＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ－ＢａｓｅｄＴｒａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）方式を用いた列車制御装置であって、
列車の位置情報、当該列車の走行路を所定の範囲を有するブロックの連結構造として規定する走行路情報および当該ブロック毎の制御状態を記憶する記憶部と、
前記列車の位置および運転方向の情報と前記走行路情報とから在線位置情報を求め、当該在線位置情報および前記ブロック毎の制御状態に基づいて前記ブロックの鎖錠および解錠を実行する処理部と
を備え、
前記ブロックが分岐器を伴う場合には、当該ブロックを、当該分岐器の開通方向と当該分岐器の開始点および当該ブロック内での前記列車の車両接触限界により決まる解除点位置とから設定される第１の論理ブロック並びに当該第１の論理ブロックに隣接する第２の論理ブロックから構成し、
前記処理部は、前記列車の前記在線位置情報から前記列車が前記第１の論理ブロックを通過したことを検知すると、前記分岐器を伴う前記ブロックの鎖錠を解錠する
ことを特徴とする列車制御装置。
請求項１に記載の列車制御装置であって、
前記第１および前記第２の各論理ブロックは、前記列車の列車長より短く設定される
ことを特徴とする列車制御装置。
請求項１または２に記載の列車制御装置であって、
当該列車制御装置は、地上側装置として設置される
ことを特徴とする列車制御装置。
請求項１または２に記載の列車制御装置を搭載する鉄道車両。
列車の運行をＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ－ＢａｓｅｄＴｒａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）方式を用いて制御する列車制御方法であって、
前記列車の走行路を所定の範囲を有するブロックの連結構造として規定する走行路情報および当該ブロック毎の制御状態を記憶し、
前記ブロックが分岐器を伴う場合には、当該ブロックを、当該分岐器の開通方向と当該分岐器の開始点および当該ブロック内での前記列車の車両接触限界により決まる解除点位置とから設定される第１の論理ブロック並びに当該第１の論理ブロックに隣接する第２の論理ブロックに分割し、
前記列車の位置および運転方向の情報と前記走行路情報とから前記列車が前記第１の論理ブロックを通過したことを検知すると、前記分岐器を伴う前記ブロックの鎖錠を解錠する
ことを特徴とする列車制御方法。
請求項５に記載の列車制御方法であって、
前記第１および前記第２の各論理ブロックを、前記列車の列車長より短く設定する
ことを特徴とする列車制御方法。