JPH0614416A - 鉄道車両用運転支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 乗務員の負担を軽減し一層の安全・定時運転
を確保可能にする。 【構成】 自動列車制御システム４からの信号機情報を
取込むとともに、運行軌道に沿って設けられた速度制限
箇所、速度制限事由、制限速度等の速度制限データ５を
参照し、通過駅、停車駅、時刻等の運転時刻表からなる
運転データ６の運転画面を常時表示し、制限速度箇所に
接近したときに自列車速度、速度制限事由、制限速度等
を主体とした速度制限画面に切替え、停車駅に接近した
ときに編成車両数に応じた停止目標位置画面に切替え、
また駅間で停止したときに異常時連絡参照画面に切替え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は列車運転時刻表、制限速
度、停止位置目標等を適切なタイミングで画面表示して
乗務員の運転を支援するようにした鉄道車両用運転支援
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道車両走行において、地上側で
停止信号を表示している信号機までの距離情報を作成し
て中継器から地上子を介して電磁結合により車上子に伝
送し、受け取った距離情報をもとに制御装置で速度照査
パターンを作成し、速度発電機から照査パターン以上の
速度情報が得られたときには、常用最大ブレーキまたは
非常ブレーキを動作させるようにした自動列車制御シス
テムが開発され、乗務員の運転を支援することが行われ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の自動
列車制御シテステムでは、作成した速度照査パターンよ
りも現実の運転速度が速い場合にブレーキがかかるよう
になっているが、これは運転速度が所定速度をオーバー
したという結果に対する措置であり、あらかじめどのよ
うな運転をしていけばよいかという指針を与えるもので
はなかった。今後、各路線において列車速度を更に向上
させた場合、乗務員の意識が地上信号機の監視業務と外
乱に対する注意に集中することが考えられ、乗務員の負
担を少しでも軽減し、一層の安全・定時運転を確保する
ためには、従来の自動列車制御シテステムのみでは必ず
しも十分とは言えず、今後予想される高速運転業務を支
援するシステムの開発が望まれていた。

【０００４】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、乗務員の負担を軽減して一層の安全・定時運転を確
保することができ、高速運転業務を支援することができ
る鉄道車両用運転用支援システムを提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、速度情報、信
号機情報を送信する自動列車制御手段と、前記速度情報
及び信号機情報、列車運転データ、速度制限データを参
照し、運転支援画面情報を作成して出力する運転支援処
理手段と、運転支援画面情報を表示する表示手段とを備
え、前記運転支援処理手段は、複数の異なる運転支援画
面情報を自動又は手動で切り換えて出力することを特徴
とする。また、運転情報支援処理手段は、常時は列車運
転時刻表を主体とした運転支援画面情報を出力するこ
と、運転速度が前方制限速度より大きいことを条件に、
ブレーキ開始予告点で自列車速度、速度制限事由、制限
速度を主体とした運転支援画面情報を出力すること、停
止位置目標画面出力点に達した時、編成車両数に応じた
停止位置目標を主体とした運転支援画面情報を出力する
こと、駅間で速度０ｋｍ／ｈになったことを条件に、異
常時連絡参照画面情報を出力することを特徴とする。ま
た、本発明は、さらに警報を発するスピーカーを備え、
音声により運転支援するようにしたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明は、自動列車制御システムから信号機情
報を取込むとともに、通過駅、停車駅、時刻データ等の
列車運転データ、軌道に沿って設けられた速度制限箇
所、速度制限事由、制限速度等の速度制限データ、速度
情報を参照し、通過駅、停車駅、時刻等の列車運転時刻
表からなる運転画面を常時表示し、制限速度箇所に接近
したときに自列車速度、速度制限事由、制限速度等を主
体とした画面に切替え、また停車駅に接近したときに編
成車両数に応じた停止位置目標画面に切替え、また駅間
で停止したときに異常時連絡参照画面に切替える。ま
た、速度制限等を主体とした画面、停止位置目標画面表
示を行う場合には同時に音声により警報を発するように
する。その結果、乗務員は地上信号機の監視や外乱に対
する注意に意識を集中することが軽減され、余裕をもっ
て運転することが可能となるので、高速運転業務におい
ても一層の安全性を確保することが可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の実施例の構成を示す図、図２は自
動列車制御システムを示す図、図３は常時表示する画面
を示す図、図４は制限速度等の表示画面を示す図、図５
は停止位置目標表示画面を示す図、図６は異常時連絡参
照画面を示す図、図７はブレーキ開始予告点を説明する
ための図、図８は停止位置目標画面出力点を説明するた
めの図、図９は表示画面切り換え処理フローを示す図、
図１０は異常時連絡参照画面表示処理フローを示す図で
ある。図中、１は運転支援処理手段、２はモニタ、３は
スピーカー、４は自動列車制御手段、５は速度制限デー
タ、６は列車運転データ、４１は符合処理器、４２は中
継器、４３は地上子、４４は車上子、４５は送受信器、
４６は制御器、４７は速度発電機、４８は表示灯スイッ
チ、４９は列車番号設定装置、５０は信号機、５２は情
報ケーブル、５３は電源ケーブル、５５はブレーキであ
る。

【０００８】図１において、本発明のシステムは運転支
援処理手段１、モニタ２、スピーカー３、自動列車制御
手段４からなっている。自動列車制御手段４は、距離情
報作成と送信機能を受け持つ地上側に設置された符合処
理器４１、中継器４２、地上子４３、地上側からの距離
情報を受信して速度照査パターンを作成する機能をもつ
車両側に設置された車上子４４、送受信器４５、制御器
４６、速度発電機４７、表示灯４８、列車番号設定装置
４９とからなっており、その詳細を図２により説明す
る。

【０００９】図２において、符合処理器４１へはどのよ
うな信号表示が行われているかの現示条件が信号機５０
から伝送されており、現示条件が「停止」である場合、
符合処理器４１は、それが受け持っている各地上子４３
ー１，４３ー２……から停止信号を表示している信号機
５０までの距離情報を作成し、情報ケーブル５２を通し
て各中継器４２ー１，４２ー２……へポーリングをかけ
る。各中継器は該当する情報のみを取り込み、地上子４
３ー１，４３ー２……を介して電磁結合により車上子４
４に伝送する。車両側に設置された制御器４６は、送受
信器４５を介して受け取った信号機５０までの距離情報
をもとに運転速度の照査パターンを作成する。照査パタ
ーンは停止信号を表示している信号器５０までの各位置
における運転速度の上限を表したものである。一方、制
御器４６は速度発電機４７から時々刻々速度情報を得て
おり、これが照査パターン以上の速度であると判断した
ときには、ブレーキ５５に対してブレーキ指令を出すと
ともに、表示灯スイッチ４８により警報ランプを点灯す
る。なお、列番設定装置４９は運転開始前に列車番号を
設定するためのものである。

【００１０】運転支援処理手段１はパーソナルコンピュ
ータ等から構成され、地上側からの距離情報を送受信器
４５より取り込むととともに、記憶媒体に予め入力され
た通過駅、停車駅、運転時刻、停車駅における停車位置
等からなる列車運転データ、および速度制限箇所、速度
制限事由、制限速度等からなる速度制限データを読み込
み、さらに速度発電機４７から運転速度情報を取り込
み、これらのデータを基に乗務員に対する運転支援画面
を、運転席に設置されているＣＲＴ等からなるモニタ２
へ表示するとともに、運転支援音声を運転室内に設置さ
れたスピーカー３より出力する。記憶媒体としてはフロ
ッピーディスク、磁気ディスク、ＩＣカード等任意のも
のを使用すればよい。

【００１１】次に、運転支援処理手段１で作成される運
転支援画面について図３〜図６により説明する。図３は
通常表示される「運転画面２」に相当するもので、列車
運転時刻表を主体とした画面である。図示するように、
例えば、最上段に列車番号、特急、急行、快速等の種
別、車両編成、現在時刻、現在位置等を表示し、その下
側に時分、停車駅名、着時刻、発時刻、番線、次の駅ま
での残り時間等を表示し、現在位置を枠１０で囲むよう
にする。そして、通過駅は↓、停車駅名は最下段に別に
表示する。

【００１２】図示の例では、現在時刻１５：００．００
で土浦駅通過中であり、着は「↓」、発は「１５：０
０．００」、残りは０ということになる。そして土浦を
過ぎた直後は、停車場「荒川沖」、着「↓」、発「１
５：０３．３０」、残り「３．３０」と表示される。ま
た、適当な位置に制限速度表示枠１１を設けて前方の制
限速度箇所の制限速度事由と制限速度を表示するととも
に、信号機１２を表示して運転者に予め注意を喚起す
る。

【００１３】常時、このような画面を表示しておくこと
により、次の停車駅及び停車時刻を確実に知ることがで
きるとともに、制限速度事由の存在、制限速度を予め知
ることができるので、余裕をもって対処することができ
る。

【００１４】図４は制限速度箇所へ接近し、後述する所
定の条件が成立したときに「運転画面」２より自動的に
切り替えられて表示される「運転画面１」を示すもので
あり、前方の速度制限箇所、制限速度並びに自列車の運
転速度を主体とした画面である。例えば、画面の上方に
は運行時刻表を枠２０で囲んで表示し、その下側に現在
位置を太線２５で、速度をカーソル２４で表示するとと
もに、前方の制限速度箇所と制限速度を枠２１内に棒グ
ラフ２６で表示する。枠２１の下部の「出」は駅の出発
信号機、また「５」、「４」は閉そく信号機の番号で、
それぞれ位置を表している。また、左側に直近前方の制
限速度事由と制限速度を枠２２で、また信号器２３の現
示条件を表示する。

【００１５】図示の例では、前方の信号は「青」で現在
「土浦」を時速１１５ｋｍ／ｈ程で通過中であり、出発
位置に制限速度箇所があってその制限速度は時速９５ｋ
ｍ／ｈ、位置「５」、位置「４」の前方にそれぞれ制限
速度箇所があることが表示されている。そして、列車の
進行とともに、枠２１内の表示は、太線２５の位置を固
定して画面が左側へ流れるように表示されていく。な
お、図では駅の位置、出発・場内・閉そくの各信号機等
が表示されているが、これ以外にも、踏切、交・直セク
ション、交・交セクション、鉄橋等が図形化して表示さ
れる。

【００１６】こうして制限速度箇所に接近したときに、
「運転画面２」から「運転画面１」に自動的に表示が切
替えられて直近前方の制限速度事由と制限速度が大きく
表示されるとともに、棒グラフ表示で列車速度、前方の
制限速度箇所と制限速度が次々と表示されるので、乗務
員は余裕をもって適切な対応をすることができる。

【００１７】図５は停車駅へ接近したときに、運転速度
及び停止位置目標の設置箇所との関係により、後述する
所定の条件が成立したときに「運転画面２」より自動的
に切替え表示される「停止位置目標画面」であり、自列
車の編成車両数に対応した停止位置目標を表示する画面
である。例えば、画面上部には枠３０で停車駅名と時
刻、番線等を表示し、その下方左側に停止位置項目欄を
設け、右側に停車駅ホーム輪郭３２、編成車両９，１０
の場合の停止線３３、編成車両６，７，８の場合の停止
線３４を表示する。また、左側に枠３１で囲んで自列車
の編成車両数を表示するとともに、その下方に現在の制
限速度を表示する。

【００１８】こうして停車駅に接近したときに、「運転
画面２」から自動的に「停止位置目標画面」に切り換わ
って自列車の編成車両数とともに、停止位置が表示さ
れ、また制限速度も表示されるので安心して目標位置へ
の停車を行うことができる。

【００１９】なお、「運転画面１」、「運転画面２」、
「停止位置目標画面」は随時マニュアルで切り換えて表
示することも可能である。図６は異常時に駅間で停止し
た場合、関係指令に連絡する項目を主体とした異常時連
絡参照画面である。この画面は、出力している画面の種
別に係わらず、駅間で異常時が発生して停止した場合、
直に連絡する項目について自動的に出力する画面であ
り、連絡場所、列車番号、発生した時刻、発生場所、距
離程、接近踏切、接近目標物等が表示される。

【００２０】異常があったときはどこへ何を連絡すべき
かを表示することにより、乗務員の連絡業務を支援する
ことが可能となる。図７は「運転画面２」から「運転画
面１」への切り替えタイミングを説明するための図であ
る。「運転画面２」から「運転画面１」への切り換えは
以下の条件が成立するときである。すなわち、 運転速度が前方の制限速度より高いこと 下り列車の場合当該列車の現在位置（Ｓ）が下りブレ
ーキ開始予告点（Ｓｄ）に達した時、上り列車の場合当
該列車の現在位置（Ｓ）が上りブレーキ開始予告点（Ｓ
ｕ）に達した時 である。なお、距離は常に当該線区の起点駅を基準と
し、例えば常磐線の場合には上野駅を基準として上りに
おいても上野駅からの距離で表す。

【００２１】の当該列車の現在位置Ｓとブレーキ開始
予告点の位置関係は、Ｓｅを速度制限終了位置（ｋ
ｍ）、Ｓｙをブレーキを扱うまでの余裕距離（ｋｍ）と
すると、図７（下り）、図７（上り）から「運転画面
１」が表示されている位置関係は次のようになる。

【００２２】下り列車については、 Ｓｄ≦Ｓ＜Ｓｄ＋Ｓｙ ……（１） または Ｓｄ＋Ｓｙ≦Ｓ≦Ｓｅ ……（２） 上り列車については、 Ｓｕ−Ｓｙ＜Ｓ＜Ｓｕ ……（３） または Ｓｅ≦Ｓ≦Ｓｕ−Ｓｙ ……（４） である。

【００２３】ここでブレーキ開始予告点Ｓｄ、Ｓｕは以
下のように算出される。すなわち、常用ブレーキによる
ブレーキ距離Ｓｖ（ｋｍ）、前方の制限速度Ｖ１、運転
速度をＶ２（ｋｍ／ｈ）、常用ブレーキによる減速度を
Ｄ（ｋｍ／ｈ／ｓｅｃ）、速度制限開始位置Ｓｓ（ｋ
ｍ）、速度制限終了位置Ｓｅ（ｋｍ）としたとき、 Ｓｖ＝｛（Ｖ２）² − （Ｖ１）² ｝／（７．２Ｄ×１０００） Ｓｙ＝Ｖ２×ｔ／（３．６×１０００）（ｔ：ブレーキを扱うまでの余裕時間） Ｓｄ＝Ｓｓ−Ｓｖ−Ｓｙ Ｓｕ＝Ｓｓ＋Ｓｖ＋Ｓｙ である。こうして、「運転画面２」で運転しているとき
に、前方の制限速度よりも運転速度が大きく、かつブレ
ーキ開始予告点に達したときに「運転画面１」に自動的
に切り換わり、（１）〜（４）の何れか１つの条件が成
立している間は「運転画面１」が表示されていることに
なる。なお、同時に、（１）、（３）の条件成立時には
「前方に制限」、（２）、（４）の条件成立時には「ブ
レーキ！ブレーキ！」というように音声出力して警告を
行う。

【００２４】なお、列車の運転はあらかじめ列車毎に運
転速度が決められており、最高速度の高い列車では制限
速度となっても、他の列車では制限速度とならない場合
があり、表示される速度制限箇所とその制限速度は列車
種別により異なる。

【００２５】図８は「運転画面２」から「停止位置目標
画面」への切替えタイミングを説明するための図であ
る。「運転画面２」から「停止位置目標画面」への切り
換えは以下の条件が成立するときであり、Ｓｔｄを下り
停止位置目標画面出力点（ｋｍ）、Ｓｔｓを下り停止位
置目標（ｋｍ）とすると、図８（下り）より Ｓｔｄ＝Ｓｔｓ−Ｓｖ−Ｓｙ また、Ｓｔｕを上り停止位置目標画面出力点（ｋｍ）、
Ｓｕｓを上り停止位置目標（ｋｍ）とすると、図８（上
り）より Ｓｔｕ＝Ｓｕｓ＋Ｓｖ＋Ｓｙ である。すなわち、「運転画面２」から「停止位置目標
画面」への切替えタイミングは停止位置目標より、ブレ
ーキを扱うまでの余裕距離、ブレーキ距離を考慮した位
置ということになる。また、異常時連絡参照画面の出力
タイミングは、駅間で運転速度が０ｋｍ／ｈとなったと
きであり、復帰は運転速度が０ｋｍ／ｈでなくなったと
きである。

【００２６】図９は運転支援処理フローを示す図であ
る。図９において、通常運転においては前述した「運転
画面２」が表示されている（ステップ１０１）。運転速
度が前方制限速度より大となり、かつ現在位置がブレー
キ開始予告点に達すると（ステップ１０２，１０３）、
「運転画面１」に表示を切り換えるとともに、音声によ
る警告を発し（ステップ１０４，１０５）、速度制限終
了位置に達すると「運転画面２」に復帰する。また、
「運転画面２」で通常運転している状態で、停車駅に接
近し、停止位置画面出力点に達すると、（ステップ１０
７）、「停止位置目標画面」に切り換わるとともに、停
車駅名を音声出力し（ステップ１０８，１０９）、駅で
停止すると「運転画面２」に復帰する。

【００２７】図１０は異常時連絡参照画面表示処理フロ
ーを示す図である。通常の画面表示処理が行われている
状態で、駅間で速度が０ｋｍ／ｈとなると、異常時連絡
参照画面に表示を切替え、異常時の処理が終了して列車
が動き出して０ｋｍ／ｈでなくなると通常画面表示処理
に復帰する。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、通常は通
過駅、停車駅、時刻等の運転時刻表が表示され、速度制
限箇所に接近すると自動的に自列車の速度、制限事由、
制限速度等が表示され、また駅に接近すると自動的に自
列車の編成車両数、車両数に応じた停止位置を示す画面
が表示され、また異常発生により停止したときには異常
時連絡事項が自動的に表示されるので、乗務員は画面に
より常に適切な対応が指示され、運転の負担を軽減し、
一層の安全・定時運転を確保することができ、高速運転
業務も効果的に支援することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の構成を示す図である。

【図２】 自動列車制御システムを示す図である。

【図３】 通常表示画面を示す図である。

【図４】 制限速度等の表示画面を示す図である。

【図５】 停止位置表示画面を示す図である。

【図６】 異常時連絡参照画面を示す図である。

【図７】 ブレーキ開始予告点を説明するための図であ
る。

【図８】 停止位置目標画面出力点を説明するための図
である。

【図９】 表示画面切り換え処理フローを示す図であ
る。

【図１０】 異常時連絡参照画面表示処理フローを示す
図である。

【符号の説明】

１…運転支援処理手段、２…モニタ、３…スピーカー、
４…自動列車制御手段、５…速度制限データ、６…列車
運転データ、４１…符合処理器、４２…中継器、４３…
地上子、４４…車上子、４５…送受信器、４６…制御
器、４７…速度発電機、４８…表示灯、４９…列番設定
装置、５０…信号機、５２…情報ケーブル、５３…電源
ケーブル、５５…ブレーキ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 速度情報、信号機情報を送信する自動列
   車制御手段と、前記速度情報及び信号機情報、列車運転
   データ、速度制限データ等を参照し、運転支援画面情報
   を作成して出力する運転支援処理手段と、運転支援画面
   情報を表示する表示手段とを備え、前記運転支援処理手
   段は、複数の異なる運転支援画面情報を自動又は手動で
   切り換えて出力することを特徴とする鉄道車両用運転支
   援システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシステムにおいて、運転
   情報支援処理手段は、常時は列車運転時刻表を主体とし
   た運転支援画面情報を出力することを特徴とする鉄道車
   両用運転支援システム。
3. 【請求項３】 請求項１記載のシステムにおいて、運転
   情報支援処理手段は、運転速度が前方制限速度より大き
   いことを条件に、ブレーキ開始予告点で自列車速度、速
   度制限事由、制限速度を主体とした運転支援画面情報を
   出力することを特徴とする鉄道車両用運転支援システ
   ム。
4. 【請求項４】 請求項１記載のシステムにおいて、運転
   情報支援処理手段は、停止位置目標画面出力点に達した
   時、編成車両数に応じた停止位置目標を主体とした運転
   支援画面情報を出力することを特徴とする鉄道車両用運
   転支援システム。
5. 【請求項５】 請求項１記載のシステムにおいて、運転
   情報支援処理手段は、駅間で速度０ｋｍ／ｈになったこ
   とを条件に、異常時連絡参照画面情報を出力することを
   特徴とする鉄道車両用運転支援システム。
6. 【請求項６】 請求項１記載のシステムにおいて、さら
   に警報を発するスピーカーを備え、音声により運転支援
   するようにしたことを特徴とする鉄道車両用運転支援シ
   ステム。