JP7792004B2 - 列車制御システム - Google Patents

Description

本発明は、自動で列車を運転する列車制御システムに関する。

従来列車の自動運転においては、保安装置であるＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置により制限速度の設定や制限速度超過の監視などの安全管理が行われ、制御装置であるＡＴＯ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）装置により運転パターンや速度制御などの運転管理が行われている。
ところがＡＴＣ電文を受信できない等の異常が発生するとＡＴＣ無信号による非常停止動作が発生し、列車の走行ができなくなる。運転資格を持つ乗務員(ドライバ)による運転であれば、各列車に対して非常運転指示を行い、最寄りの駅まで手動運転により退避することや、駅間に停止した場合でも乗務員による避難誘導が可能である。しかし、乗務員が乗車しないドライバレスでの自動運転では異常が発生すると、列車は非常ブレーキによって停車し、自力での走行ができなくなるために、乗客を長時間にわたって列車内に滞留させることとなる。また、乗務員が不在であるため、乗客がドアコックを任意に取り扱い、線路内に降りた乗客が車両と接触することや、怪我をする二次災害のリスクがある。

例えば、特許文献１には、通常走行不能車両が発生した場合に後続車両が駅間で立ち往生する事態を回避する方式が開示されている。特許文献１によれば、複数の車両停止エリアが設けられた駅よりも進行方向前方に通常走行不能車両が発生した場合、当該通常走行不能車両の後続車両を上記の複数の車両停止エリアの何れかに退避させることにより、例えば故障等により通常走行不能な車両が発生したときにも後続車両は最寄りの駅に停車できるようになり、後続車両が駅間で立ち往生する事態を回避できることが開示されている。

特開２００４－３５９０８９号公報

しかし、特許文献１に開示された装置では、自列車に異常が発生した場合は駅以外の場所で停車することになり、乗務員が列車に向かい、運転しない限り当該列車が最寄り駅に停車できないという問題があった。そこで列車に異常が発生した場合でも、その時点で走行可能な位置までできる限り自動運転させることで、列車を最寄り駅に近づける、最寄り駅に停車させる、または最寄り駅で乗客を降ろした後に後続車両が停車し得るよう駅から退避させるなどといった制御に対するニーズがある。
そこで本発明は、異常が発生したときに、列車を異常時走行可能位置まで自動運転により走行させる列車制御システムを提供することを目的とする。

かかる課題を解決するために、代表的な本発明の列車制御システムの一つは、所定の経路上を移動する列車を制御する車上または地上制御装置と、列車の制限速度を管理する車上または地上保安装置と、を備え、異常が発生したときに、異常発生時直前の列車の走行許可位置を基準に定められる異常時走行可能位置まで前記列車が走行するよう制御するものである。

本発明によれば、異常が発生したときに、列車を異常時走行可能位置まで自動運転により走行させる列車制御システムを提供することができる。これにより例えば列車を最寄り駅に停車させ、乗客の退避を可能にすることができ、また、最寄り駅まで列車が走行することで乗務員が速やかに添乗できるなど、異常時の対応が柔軟になる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施をするための形態における説明により明らかにされる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る列車制御システムの概略構成を示す図である。 図２は、正常時の列車の走行許可位置や運転パターン速度などを示す図である。 図３は、保安異常発生時の列車の異常時走行可能位置や運転パターン速度などを示す図である。 図４は、制御異常発生時の列車の異常時走行可能位置などを示す図である。 図５は、異常発生時の、車上制御装置の自動運転処理手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、異常発生時の、乗客のいない停車中の列車に対する車上制御装置の制御の一例を示すフローチャートである。 図７は、異常発生時の、乗客のいない走行中の列車に対する車上制御装置の制御の一例を示すフローチャートである。 図８は、異常発生時の、乗客のいる停車中の列車に対する車上制御装置の制御の一例を示すフローチャートである。 図９は、異常発生時の、乗客のいる走行中の列車に対する車上制御装置の制御の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の第２実施形態に係る列車制御システムの概略構成を示す図である。 図１１は、第２実施形態において、保安異常発生時の列車の非常運転時走行可能位置や非常運転制限速度などを示す図である。 図１２は、第２実施形態において、制御異常発生時の列車の非常運転時走行可能位置や非常運転制限速度などを示す図である。 図１３は、非常運転における、駅間を走行する列車と、駅に停車している先行列車間の送受信を示した図である。 図１４は、第２実施形態における列車制御システムにおいて、障害物検出時の一例を示すフローチャートである。

以下図面について、本発明の実施の形態を詳述する。実施の形態により本開示が限定されるものではない。尚、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
また、図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
以下の説明において、符号に枝番を付加することで、同一の構成要素を区別する。逆に、枝番が付加された符号の構成要素を区別しない場合には、枝番を除いた符号で総称する。

本開示で、列車の進行方向前方にＡがあった場合、Ａより「外方」というときは、Ａよりも近い側（列車側）を意味し、Ａより「内方」というときは、Ａよりも遠い側（列車と反対側）を意味する。

[第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態に係る列車制御システムの概略構成を示す図である。図１に示すように、列車制御システムは、地上系と、車上系から構成される。また、図２は、正常時の列車の走行許可位置や運転パターン速度などを示す図である。正常時の走行中の列車１１３に対する、走行可能経路１１２ｂ、走行許可位置１０６、運転パターン速度１０５ｂ、及び、停止限界点１１１までの制限速度１１０ｂ、走行経路１１２ａの関係を示している。

列車制御システムは、特に地上制御装置１００ならびに地上保安装置１０４と、線路１２０上を走行する列車１１３に搭載される車上制御装置１１５ならびに車上保安装置１１４とを有する。地上制御装置１００と車上制御装置１１５は列車の自動運転の制御に必要な制御情報を互いに送受信し（以下、「制御通信」ということもある）、主に地上制御装置１００からの指示に基づき車上制御装置１１５が列車の実際の走行を制御する。これらの制御装置はＡＴＯ装置とも称されるが、特に車上制御装置１１５をＡＴＯ装置と呼ぶこともある。同様に地上保安装置１０４と車上保安装置１１４は列車の制限速度などの安全運行に必要な保安情報を互いに送受信する（以下、「保安通信」ということもある）。これら保安装置はＡＴＣ装置とも称される。

地上制御装置１００は、地上制御部１０１と、地上通信部１０２と、走行線区データベース１０３とを有し、地上保安装置１０４と接続する。地上制御部１０１は、正常時の列車１１３の走行可能経路１１２ｂの範囲における走行可能位置を示す走行許可位置１０６、及び、異常時走行可能位置１０８ａの算出、駅間を走行する際の運転パターン１０５ａを算出する。正常時の走行許可位置１０６（以下、単に「走行許可位置」ということもある）は、所定時点で列車が安全に停車し得るものとして設定された位置を意味し、時間と共に更新される。また異常時走行可能位置１０８ａは、異常が発生したとき（後述）に列車が進むことが可能なものとして設定された位置を意味する。
地上通信部１０２は、地上制御部１０１によって算出された情報を車上制御装置１１５に送信する機能を有する。走行線区データベース１０３は、列車１１３の在線位置１０９を管理するためのデータベースである。

車上制御装置１１５は、車上通信部１１６と、車上制御部１１７と、位置取得部１１８とを有し、車上保安装置１１４と接続する。車上通信部１１６は、地上通信部１０２を介して地上制御装置１００と通信を行い、制御情報の送受信が行われる。車上制御部１１７は、到着する到着駅１０７ａ、走行許可位置１０６、及び運転パターン１０５ａに基づいて、制限速度１１０ａ、走行許可位置１０６で速度０ｋｍ／ｈとなる速度未満で列車１１３の運転を制御する。位置取得部１１８は、列車１１３の在線位置を取得する。

次に、保安装置が故障した場合または保安通信の遮断などの通信障害が発生した場合（以下、「保安異常」ということもある）について説明する。図３は、保安異常発生時の列車の異常時走行可能位置や運転パターン速度などを示す図である。保安異常が発生したことで、走行中の列車１１３に対する制限速度が正常時の制限速度１１０ｂから異常時の制限速度１１０ｃ（例えば０ｋｍ／ｈ）に変更され、それに伴い運転パターン速度も正常時の運転パターン速度１０５ｂから異常時の運転パターン速度１０５ｃ（例えば０ｋｍ／ｈ）に変更される。ただしこれにより非常ブレーキがかかり急停車するのではなく、第１実施形態においては図３に示されるように、あらかじめ定められた応急制限速度１１０ｄ以下にて異常時走行可能位置１０８ａまで走行する。ここで異常時走行可能位置１０８ａは、異常が発生したときに、異常発生時直前の走行許可位置を基準に定められる列車の停車位置である。基本的に走行許可位置と同じか、それより内方（列車よりも遠い側）となる、さらに場合によっては外方（列車側）の位置に設定することもあり得る。走行許可位置より内方または外方で停車する場合は、車上制御装置１１５は地上からの指令に従う。走行許可位置を基準にするのは、異常発生時直前の正常時に受信していた走行許可位置１０６までは異常発生時直後であっても走行してよいはずであるという前提に基づく。応急制限速度１１０ｄは、車上制御部１１７があらかじめ地上制御装置１００から受信して取得した異常時走行可能位置１０８ａの情報に基づき安全を考慮し算出したものが記憶部１１９に記憶されている。異常が発生した際に、列車１１３は応急制限速度に従って可能な限り到着駅１０７ａに近づくように走行し得る。例として７０ｋｍ／ｈで走行していた列車が異常発生後は５～１０ｋｍ／ｈの応急制限速度に従い、異常時走行可能位置で停車する運転などが考えられる。

次に、地上制御装置１００が故障した場合または制御通信の遮断などの通信障害が発生した場合（以下、「制御異常」ということもある）について説明する。図４は、制御異常発生時の列車の異常時走行可能位置などを示す図である。制御異常が発生することで、最新の運転パターンを受信できなくなる。そこで、保安異常の場合と同様に、正常時に受信していた走行許可位置１０６までは異常発生時直後であっても走行してよいはずであるという前提に基づき、あらかじめ定められた応急制限速度１１０ｄ以下にて、異常時走行可能位置１０８ａまで走行する。図４では異常時走行可能位置１０８ａが走行許可位置１０６と同じ場合を表している。

＜自動運転処理手順＞
異常が発生したときに、列車の走行がどのような手順で制御されるかを図５～図９を用いて詳細に説明する。ただしここに挙げた手順に限らないことは言うまでもない。実際には異常発生時の列車の状況（例えば乗客の有無、走行中か停止中か、先行列車または後続列車の有無など）に応じて事前に記憶部１１９に記憶された処理手順にしたがって車上制御装置１１５が自動で列車を制御するが、地上からの指令または運転士による操作もあり得る。乗客の有無や先行列車または後続列車の有無などの情報は地上から送信される情報により取得、または車上制御装置１１５に設けられた検出部または乗務員の入力により取得してもよく、これらは記憶部１１９に記憶させることができる。
乗客がいる場合は、できる限り駅または駅の近くに停車して降車し易いようにし、乗客がいない場合または降車した後は、できる限り駅から離れ、乗客のいる後続列車が停車して降車できるようにすることが望まれる。
なお、以下の説明において、列車の進行方向前方の最寄り駅を次駅といい、後方の最寄り駅を前駅などという。

図５は、異常発生時の、車上制御装置１１５の自動運転処理手順の一例を示すフローチャートである。
先ずステップＳ２００では、車上制御装置１１５は、列車制御システムに異常が生じているか否かを判断し、異常が生じていると判断した場合は（ステップＳ２００ＹＥＳ）、ステップＳ２０１を実行し、異常が生じていないと判断した場合は（ステップＳ２００ＮＯ）ステップＳ２０２を実行し、正常時の列車制御に従って運行する。

次にステップＳ２０１以降では、車上制御装置１１５は、乗客が乗車しているか否か、更には走行中か否かに応じて処理を切り分ける。乗客が乗車しておらず（ステップＳ２０１ＮＯ）、走行中でもない場合（ステップＳ２０４ＮＯ）、ステップＳ２０８を実行し、後述する図６の説明内容に従って、乗客のいない停車中の列車１１３に対する制御を行う。

一方、乗客が乗車しておらず（ステップＳ２０１ＮＯ）、走行中である場合（ステップＳ２０４ＹＥＳ）、ステップＳ２０７を実行し、後述する図７の説明内容に従って、乗客のいない走行中の列車１１３に対する制御を行う。

他方で、乗客が乗車しており（ステップＳ２０１ＹＥＳ）、走行中ではない場合（ステップＳ２０３ＮＯ）、ステップＳ２０６を実行し、後述する図８の説明内容に従って、乗客のいる停車中の列車１１３に対する制御を行う。

最後に、乗客が乗車しており（ステップＳ２０１ＹＥＳ）、走行中である場合、（ステップＳ２０３ＹＥＳ）、ステップＳ２０５を実行し、後述する図９の説明内容に従って、乗客のいる走行中の列車１１３に対する制御を行う。

＜乗客なし、停車中＞
図６は、異常発生時の、乗客のいない停車中の列車１１３に対する車上制御装置１１５の制御の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ３００以降では、列車１１３が駅の所定停止位置に停車しているか否か、更には異常時走行可能位置により走行が可能であるか否かに応じて処理を切り分ける。駅の所定停止位置に停車しておらず（ステップＳ３００ＮＯ）、異常時走行可能位置により走行が不可能である場合（ステップＳ３０２ＮＯ）（例えば何らかのトラブル要因など）、ステップＳ３０６を実行し、運転士による運転、またはシステム復旧まで、前－次駅間に停車することを継続する。

駅の所定停止位置に停車しておらず（ステップＳ３００ＮＯ）、異常時走行可能位置により走行が可能である場合（ステップＳ３０２ＹＥＳ）、更にステップＳ３０５を実行し、異常時走行可能位置により、次駅の所定停止位置を通過することが可能かどうかを判断する。異常時走行可能位置により、次駅の所定停止位置を通過することが不可能である場合（ステップＳ３０５ＮＯ）、ステップＳ３０８を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度にて走行し、駅手前の前－次駅間に停車させる。

異常時走行可能位置により、駅の所定停止位置を通過することが可能である場合（ステップＳ３０５ＹＥＳ）、ステップＳ３０７を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度にて走行し、次駅を通過して次－次々駅間に停車させる。

駅の所定停止位置に停車しており（ステップＳ３００ＹＥＳ）、異常時走行可能位置により走行が不可能である場合（ステップＳ３０１ＮＯ）（例えば何らかのトラブル要因など）、ステップＳ３０４を実行し、運転士による運転、またはシステム復旧まで、駅に停車することを継続する。

駅の所定停止位置に停車しており（ステップＳ３００ＹＥＳ）、異常時走行可能位置により走行が可能である場合（ステップＳ３０１ＹＥＳ）、ステップＳ３０３を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度にて走行し、前－次駅間に停車させる。このとき、乗客を先に下車させた後に、後続の列車の運行の妨げとならない位置に列車１１３を停車させる。

＜乗客なし、走行中＞
図７は、異常発生時の、乗客のいない走行中の列車１１３に対する車上制御装置１１５の制御の一例を示すフローチャートである。図７で走行許可位置とあるのは異常発生時直前の走行許可位置を意味する。
ステップＳ４００では、正常時の列車１１３の自動運転において、通常運転（ダイヤ）で次駅を通過する計画（例．快速や回送）であるか否かを判断し、通過する計画がないと判断した場合は（ステップＳ４００ＮＯ）、走行許可位置が次駅の所定停止位置であるか否か、更には異常時走行可能位置が走行許可位置と同じかどうかに応じて処理を切り分ける。走行許可位置が次駅の所定停止位置ではなく（ステップＳ４０２ＮＯ）、異常時走行可能位置と走行許可位置が同じではない場合（ステップＳ４０６ＮＯ）、ステップＳ４１０を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下で走行した後、前－次駅間に停車する。尚、ステップ４１０は、正常時の走行許可位置と異常時走行可能位置が異なるため、正常時の走行許可位置よりも異常時走行可能位置が先の進路を示す場合、同じ駅間停車でも次駅に近い位置までの走行が可能となる。これにより、次駅にいる運転士が列車を運転するために列車へ向かう距離を短くすることができる。

走行許可位置が次駅の所定停止位置ではなく（ステップＳ４０２ＮＯ）、異常時走行可能位置と走行許可位置が同じである場合（ステップＳ４０６ＹＥＳ）、ステップＳ４０９を実行し、走行許可位置と同じ位置である異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下で走行した後、前－次駅間に停車する。

走行許可位置が次駅の所定停止位置であり（ステップＳ４０２ＹＥＳ）、異常時走行可能位置と走行許可位置が同じではない場合（ステップＳ４０５ＮＯ）、更に次駅を通過可能か判断し、通過不可能な場合（ステップＳ４０８ＮＯ）、ステップＳ４１２を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下で走行した後、次駅の所定停止位置より外方に停車する。

また、次駅を通過可能な場合（ステップＳ４０８ＹＥＳ）、ステップＳ４１１を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下で走行し、次駅より内方に（すなわち次駅の所定停車位置を超えて）停車する。こうすることで、後続の列車を次駅に停車させ、乗客を降車することができる。

走行許可位置が次駅の所定停止位置であり（ステップＳ４０２ＹＥＳ）、異常時走行可能位置と走行許可位置が同じである場合（ステップＳ４０５ＹＥＳ）、ステップＳ４０７を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下で走行した後、次駅の所定停止位置に停車する。

ステップＳ４００で、通常運転で次駅を通過する計画があると判断した場合（ステップＳ４００ＹＥＳ）、走行許可位置が次駅の所定停止位置より内方であるか否かに応じて処理を切り分ける。走行許可位置が次駅の所定停止位置より内方ではない場合（ステップＳ４０１ＮＯ）、ステップＳ４０４を実行し、異常時走行可能位置まで応急制限速度以下で走行した後、前－次駅間または次駅の所定停止位置に停車する。

走行許可位置が次駅の所定停止位置より内方である場合（ステップＳ４０１ＹＥＳ）、ステップＳ４０３を実行し、異常時走行可能位置まで応急制限速度以下で走行した後、次駅より内方に停車する。

＜乗客あり、停車中＞
図８は、異常発生時の、乗客のいる停車中の列車１１３に対する車上制御装置１１５の制御の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ５００以降では、列車１１３が駅の所定停止位置に停車しているか否か、更には異常時走行可能位置により走行が可能であるか否かに応じて処理を切り分ける。駅の所定停止位置に停車しておらず（ステップＳ５００ＮＯ）、異常時走行可能位置により走行が不可能である場合（ステップＳ５０２ＮＯ）（例えば何らかのトラブル要因など）、ステップＳ５０６を実行し、運転士による運転を行うか、またはシステム復旧まで、前―次駅間に停車することを継続する。

駅の所定停止位置に停車しておらず（ステップＳ５００ＮＯ）、異常時走行可能位置により走行が可能である場合（ステップＳ５０２ＹＥＳ）、更にステップＳ５０５を実行し、乗降扉一ヶ所でも駅ホームの乗降に使用できる位置まで走行可能かどうかを判断する。乗降扉一ヶ所でも駅ホームの乗降に使用できる位置まで走行不可能である場合（ステップＳ５０５ＮＯ）、ステップＳ５０８を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下にて走行し、前―次駅間に停車させる。これにより次駅に少しでも近づくことができ、乗客が駅まで歩く距離を短くすることができる。

乗降扉一ヶ所でも駅ホームの乗降に使用できる位置まで走行可能である場合（ステップＳ５０５ＹＥＳ）、ステップＳ５０７を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下にて走行し、次駅に停車させる。その後乗客を降車させる。

駅の所定停止位置に停車しており（ステップＳ５００ＹＥＳ）、異常時走行可能位置により走行が不可能である場合（ステップＳ５０１ＮＯ）（例えば何らかのトラブル要因など）、ステップＳ５０４を実行し、乗客を降車させた後、運転士による運転、またはシステム復旧まで、駅に停車することを継続する。

駅の所定停止位置に停車しており（ステップＳ５００ＹＥＳ）、異常時走行可能位置により走行が可能である場合（ステップＳ５０１ＹＥＳ）、ステップＳ５０３を実行し、乗客を降車させた後、異常時走行可能位置まで、応急制限速度にて走行し、前―次駅間に停車させる。

＜乗客あり、走行中＞
図９は、異常発生時の、乗客のいる走行中の列車１１３に対する車上制御装置１１５の制御の一例を示すフローチャートである。図９で走行許可位置とあるのは異常発生時直前の走行許可位置を意味する。
ステップＳ６００では、正常時の列車１１３の自動運転において、通常運転で次駅を通過する計画（例．快速）であるか否かを判断し、通過する計画がないと判断した場合は（ステップＳ６００ＮＯ）、走行許可位置が次駅の所定停止位置であるか否か、更には異常時走行可能位置が走行許可位置と同じかどうかに応じて処理を切り分ける。走行許可位置が次駅の所定停止位置ではなく（ステップＳ６０２ＮＯ）、異常時走行可能位置と走行許可位置が同じではない場合（ステップＳ６０６ＮＯ）、ステップＳ６１０を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下で走行した後、前－次駅間に停車する。尚、ステップ６１０は、正常時の走行許可位置と異常時走行可能位置が異なるため、正常時の走行許可位置よりも異常時走行可能位置が先の進路を示す場合、同じ駅間停車でも次駅に近い位置までの走行が可能となる。これにより、次駅にいる運転士が列車を運転するために列車へ向かう場合や、乗客を避難誘導する際の距離を短くすることができる。

走行許可位置が次駅の所定停止位置ではなく（ステップＳ６０２ＮＯ）、異常時走行可能位置と走行許可位置が同じである場合（ステップＳ６０６ＹＥＳ）、ステップＳ６０９を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下で走行した後、前－次駅間に停車する。

走行許可位置が次駅の所定停止位置であり（ステップＳ６０２ＹＥＳ）、異常時走行可能位置と走行許可位置が同じではない場合（ステップＳ６０５ＮＯ）、更に次駅を通過可能か判断し、通過不可能な場合（ステップＳ６０８ＮＯ）、ステップＳ６１２を実行し、次駅の所定停止位置に停車し、乗客を降車させた後、異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下で走行した後、次駅の所定停止位置より内方に停車する。これは、後続の列車が駅所定停止位置に近い位置で停車可能とするためである。また、ここでいう異常時走行可能位置とは、所定停止位置を越えた先の軌道回路終端を指す。

また、次駅を通過可能な場合（ステップＳ６０８ＹＥＳ）、ステップＳ６１１を実行し、次駅の所定停止位置に停車し、乗客を降車させた後、異常時走行可能位置まで、応急制限速度で走行した後、次駅より内方に停車する。

走行許可位置が次駅の所定停止位置であり（ステップＳ６０２ＹＥＳ）、異常時走行可能位置と走行許可位置が同じである場合（ステップＳ６０５ＹＥＳ）、ステップＳ６０７を実行し、異常時走行可能位置まで、応急制限速度以下で走行した後、次駅の所定停止位置に停車する。

ステップＳ６００で、次駅を通過すると判断した場合（ステップＳ６００ＹＥＳ）、通過予定の次駅で乗降扉一ヶ所でも駅ホームの乗降に使用できる位置まで走行可能か否かに応じて処理を切り分ける。通過予定の駅で乗降扉一ヶ所でも駅ホームの乗降に使用できる位置まで走行不可能な場合（ステップＳ６０１ＮＯ）、ステップＳ６０４を実行し、異常時走行可能位置まで応急制限速度で走行した後、前－次駅間に停車する。これによりできる限り次駅に近づくことが可能となる。

通過予定の次駅で乗降扉一ヶ所でも駅ホームの乗降に使用できる位置まで走行可能な場合（ステップＳ６０１ＹＥＳ）、ステップＳ６０３を実行し、通過予定の次駅でかつ、乗降扉一ヶ所でも駅ホームの乗降に使用できる位置に停車し、乗客を降車させた後、異常時走行可能位置まで応急制限速度で走行した後、次駅より内方に停車する。

以上の自動運転処理を用いて乗客の有無に応じて、走行中、停車中、各適切に運転制御することにより、ＡＴＣ装置やＡＴＯ装置の故障、または地上装置と車上装置間の通信断が発生した場合において、安全な範囲で列車を最寄り駅やその付近まで走行させ、誘導なしに乗客避難を可能にすること、また運転士が列車に向かう時間を短縮する。これにより、故障などによる輸送影響の低減を図るとともに、乗客を長時間にわたって列車内に滞留させることを防止することができる。

[第２実施形態]
本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る列車制御システムは、主に地上制御装置について第１実施形態と異なっており、以下ではこの相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。

図１０は、本発明の第２実施形態に係る列車制御システムの概略構成を示す図である。図１との違いとしては、列車１１３に搭載される車上制御装置１１５に障害物検出部１２９及び列車間通信部１３０を有する点である。

図１１は、第２実施形態において、保安異常発生時の列車１１３の非常運転時走行可能位置１０８ｂや非常運転制限速度１１０ｅなどを示す図である。また図１２は、第２実施形態において、制御異常発生時の列車１１３の非常運転時走行可能位置１０８ｂや非常運転制限速度１１０ｅなどを示す図である。
いずれの場合においても、異常が発生したときに、車上制御装置１１５が列車１１３を異常時走行可能位置１０８ａまで走行させた後、さらに非常運転時の走行可能経路１１２ｃを算出した結果、駅１０７ｂまで非常運転走行が可能であると判断した場合において、異常時走行可能位置１０８ａを超えて、非常運転制限速度１１０ｅ以下にて非常運転時走行可能位置１０８ｂまで走行させることを可能にするものである。

第１実施形態では、異常が発生した際に、応急制限速度１１０ｄ以下にて異常時走行可能位置１０８ａまで走行する。ところが、異常時走行可能位置１０８ａを超えたもう少し先に次駅があるが先行列車が次駅に停車している場合、列車１１３は前―次駅間に停車せざるを得ないため、乗客を車内に長時間滞在させる可能性が生じる。そこで、第２実施形態では障害物検出部１２９によって先の進路の障害物の有無を検知しながら、非常運転制限速度１１０ｅの速度以下で異常時走行可能位置１０８ａを超えてゆっくり走行することを可能とする。また、障害物検出部１２９において、列車１１３に先行する列車を検知した場合は、列車間通信部１３０を用いて列車１１３と先行列車で通信を行い、各列車の位置情報から列車間隔を認識することで列車１１３は先行列車にできる限り近接する非常運転時走行可能位置１０８ｂまで走行が可能となる。これにより、先行列車が次駅に停止している場合に、列車１１３は乗客が降車可能なドア１ヶ所以上が駅のホームにかかるように停車することができる。尚、列車１１３に対して続行する列車が接近する場合は、列車間通信部１３０を用いて列車１１３と続行する列車で通信を行う。

図１３は、非常運転における、駅間を走行する列車１１３と、駅１０７ｂに停車している先行列車間の送受信を示した図である。前方の列車より受信する、自認識接近可能距離１３７と、列車１１３が持つ自認識接近可能距離１３５に矛盾がなければ、前方の障害物を検知しつつ列車１１３を走行させ、一定距離まで接近時は接近警報１３６をお互いに送信し合う。また前方の列車は場合により緊急停止指令１３９を送信し、これを受信した列車１１３はただちに停止する。

図１４は、第２実施形態における列車制御システムにおいて、障害物検出時の一例を示すフローチャートである。
先ずステップＳ７００では、異常時走行可能位置まで走行するために、途中に走行の障害となる物があるか否かを判断する。異常時走行可能位置まで走行するために、途中に走行の障害となる物がある場合（ステップＳ７００ＹＥＳ）、ステップＳ７０５を実行し、障害となる物の手前まで走行し、停車する。

異常時走行可能位置まで走行するために、途中に走行の障害となる物が無い場合（ステップＳ７００ＮＯ）、異常時走行可能位置まで走行することで、駅停止が可能か判断する。異常時走行可能位置まで走行することで、駅停止が可能な場合（ステップＳ７０１ＹＥＳ）、ステップＳ７０６を実行し、異常時走行可能位置まで応急制限速度以下で走行し、次駅に停車する。

異常時走行可能位置まで走行しても駅停止が不可能な場合（ステップＳ７０１ＮＯ）、異常時走行可能位置より内方かつ次駅までの間に分岐器があるか否かを判断する。異常時走行可能位置より内方かつ次駅までの間に分岐器がある場合（ステップＳ７０２ＹＥＳ）、ステップＳ７０７を実行し、異常時走行可能位置まで応急制限速度以下で走行し、分岐器手前の前－次駅間に停車する。分岐器は障害物検出部１２９でも検知が困難で、かつ事故リスクの高い通過点であることから、非常運転で分岐器を通過することないよう、その手前の異常時走行可能位置で確実に停車することを可能にする。

異常時走行可能位置より内方かつ次駅までの間に分岐器が無い場合（ステップＳ７０２ＮＯ）、ステップＳ７０３を実行し、異常時走行可能位置より内方、かつ、次駅までの範囲で、障害となる物に衝突しない位置まで非常運転制限速度で走行する。このとき、次駅に停車可能であれば（ステップＳ７０４ＹＥＳ）、ステップＳ７０８を実行し、障害となる物を検出しながら非常運転制限速度以下で走行し、次駅に停車する。

次駅に停車不可能である場合（ステップＳ７０４ＮＯ）、ステップＳ７０９を実行し、障害となる物を検出しながら非常運転制限速度以下で次駅の最寄りまで走行し、前―次駅間に停車する。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明に開示される技術的思考の範囲内において当業者による様々な変更及び修正が可能であり、様々な変形例が含まれる。また、上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために挙げた例であり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上述した実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。
例えば、上述した実施の形態では、異常として保安異常と制御異常の場合を取り上げたが、保安装置や制御装置以外の装置の故障、通信障害、その他の異常の発生に対して適用を妨げるものではない。

[変形例]
以下に、具体的な変形例（代替例）をいくつか挙げるが、本発明は、これらの変形例をさらに組み合わせてもよい。
例えば、障害物検出部は、カメラや電波等を発するセンサ、位置情報を取得するＧＰＳ等のセンサ、レールの誘起電圧などを使用しても良い。また、列車間通信部の通信は、列車間通信部間で直接通信を行うＢｌｕｅｔｏｏｔｈや赤外線などを用いても良いし、地上に配置する中継器等を経由して通信を行う一般公衆無線や移動体通信、漏洩同軸ケーブルなどを用いても良い。

１００ 地上制御装置
１０１ 地上制御部
１０２ 地上通信部
１０３ 走行線区データベース
１０４ 地上保安装置
１０５ａ 運転パターン
１０５ｂ 正常時の運転パターン速度
１０５ｃ 異常時の運転パターン速度
１０６ 走行許可位置
１０７ａ 到着駅
１０７ｂ 駅
１０８ａ 異常時走行可能位置
１０８ｂ 非常運転時走行可能位置
１０９ 在線位置
１１０ａ 制限速度
１１０ｂ 正常時の制限速度
１１０ｃ 異常時の制限速度
１１０ｄ 応急制限速度
１１０ｅ 非常運転制限速度
１１１ 停止限界点
１１２ａ 走行経路
１１２ｂ 正常時の走行可能経路
１１２ｃ 非常運転時の走行可能経路
１１３ 列車
１１４ 車上保安装置
１１５ 車上制御装置
１１６ 車上通信部
１１７ 車上制御部
１１８ 位置取得部
１１９ 記憶部
１２０ 線路
１２９ 障害物検出部
１３０ 列車間通信部
１３５ 自認識接近可能距離
１３６ 接近警報
１３７ 自認識接近可能距離
１３８ 接近警報
１３９ 緊急停止指令

Claims (7)

1. 所定の経路上を移動する列車の速度を管理する保安装置からの指示に基づき前記列車を制御する車上制御装置であって、
   前記車上制御装置は、
   保安異常が発生した場合、または、制御異常が発生した場合に、異常発生時直前の前記列車の走行許可位置を基準に定められる異常時走行可能位置まで前記列車が走行するよう制御し、応急制限速度以下で前記異常時走行可能位置まで前記列車が走行するよう制御する、
   ことを特徴とする車上制御装置。
2. 請求項１に記載の車上制御装置であって、
   前記車上制御装置は、
   先の進路の障害物を検出する障害物検出部と、
   前記列車に先行または続行する列車と通信を行う列車間通信部とを備え、
   保安異常が発生した場合、または、制御異常が発生した場合に、前記異常時走行可能位置を超えて、非常運転制限速度以下で非常運転時走行可能位置まで前記列車が走行するよう制御する、
   ことを特徴とする車上制御装置。
3. 請求項１に記載の車上制御装置であって、
   前記車上制御装置による制御が、
   前記列車と前記列車に続行する列車（以下、「後続列車」という）に乗客ありの情報を取得し、
   前記列車を駅に停車させ、前記列車の乗客を降車させ、
   前記後続列車を前記駅に停車させ、前記後続列車の乗客を降車することを可能にすべく、前記列車が前記異常時走行可能位置まで走行する、
   手順を含むことを特徴とする車上制御装置。
4. 請求項１に記載の車上制御装置であって、
   前記車上制御装置による制御が、
   前記列車に乗客なし、前記列車に続行する列車（以下、「後続列車」という）に乗客ありの情報を取得し、
   前記後続列車を駅に停車させ、乗客を降車することを可能にすべく、前記列車が前記駅の所定停止位置を超えて、前記異常時走行可能位置まで走行する、
   手順を含むことを特徴とする車上制御装置。
5. 請求項１に記載の車上制御装置であって、
   前記保安異常には、前記保安装置が故障した場合、または、保安通信の通信障害が発生した場合を含むこと特徴とする車上制御装置。
6. 請求項１に記載の車上制御装置であって、
   前記制御異常には、地上制御装置が故障した場合、または、制御通信の通信障害が発生した場合を含むこと特徴とする車上制御装置。
7. 請求項１、請求項３乃至７に記載の車上制御装置と、
   前記列車の制御に用いる制御情報を送受信する地上制御装置と、
   前記列車の制限速度を管理する車上保安装置及び地上保安装置と、
   を備える列車制御システム。