JPH0686214B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、自動列車制御装置（以下ATS装置更に詳しく
は、軌道に沿って設定された多数の制御点毎に端末器を
備え、各端末器が車両位置を検出し、その車両位置検出
信号を地上制御装置に伝送し、地上制御装置では車両位
置検出信号に基づき、各制御点に適合した制御信号を送
信すべく、車両の進行と共に順次に制御信号の内容を切
り換え、この制御信号を、車両位置検出信号に応じた制
御点に設けられた端末器に伝送し、各端末器上を車両が
通過するときに車上装置に送信して車両制御を行なうこ
とにより、構成の単純化、小型化及びコストダウンを図
ったものである。

＜従来の技術＞ ATS装置等の車両制御装置においては、各閉塞区間毎
に、閉塞信号機から所定の距離をおき、軌道に沿って間
隔を隔てて設定された各制御点に端末器を配置し、各端
末器を使用して、閉塞信号機の現示に対応した停止距離
情報を車上に点的に伝送し、車上装置では前記情報の受
信に基づいて、ブレーキ制御を行なうようになってい
る。第６図は従来の車両制御装置の構成を概略的に示す
図で、１は軌道、２は車両、３は地上制御装置、４は閉
塞信号機、51〜5nは端末器、６は車上装置、７はケーブ
ルである。

地上制御装置３には閉塞信号機４の現示Ｇ、Ｙ、Ｒの現
示情報である制御条件が入力される。地上制御装置３は
制御条件に基づき、現示Ｇ、Ｙ、Ｒに対応した停止距離
情報を含む制御信号を作成し、この制御信号をケーブル
７を通して端末器51〜5nに伝送する。制御信号は例えば
ポーリング手法で時分割に送信する。

端末器51〜5nは、軌道１に沿い、閉塞信号機４のある点
P₀の位置から距離l₁〜lnを隔てて設定されたｎ個の制御
点P₁〜Pnのそれぞれに合計ｎ個設置されている。上述の
ように、閉塞信号機４までの各端末器51〜5nの距離l₁〜
lnが異なるので、各端末器51〜5nから停止点である閉塞
信号機４までの停止距離情報が異なる。そこで、地上制
御装置３から各端末器51〜5nに制御信号を送る場合、停
止距離情報に各端末器51〜5nを指定するアドレス情報を
付加して送信する。第８図は制御信号の構成を示す図
で、スタート信号、各端末器宛のアドレス信号、停止点
までの距離情報、誤り検定信号及びストップ信号を符号
化したビット構成となっている。制御信号は地上制御装
置３からケーブル７に送信する際にアナログ信号に変換
される。

各端末器51〜5nは上述の制御信号を、復調解読し、変調
した後に地上子を通して、車上側に送信する。第７図は
端末器51〜5nの従来の構成を示す図である。図におい
て、501は復調器、502はマイクロコンピュータ、503は
制御信号蓄積部、504は変調器、505は地上アンテナであ
る。

各端末器51〜5nはポーリング手法で時分割に送信されて
くるアナログ制御信号を、復調器501で復調し、マイク
ロコンピュータ502で解読する。解読の結果、自端末器
宛の制御信号であると判断したときは、論理レベルで制
御信号蓄積部503に蓄積すると共に、その論理信号を繰
返して読み出し、読み出された信号を変調器504によっ
てFMデジタル変調またはPS変調等の適当な変調方式によ
って変調し、地上アンテナ505から車上に向けて送信す
る。制御信号蓄積部503に蓄積された制御信号は、車両
２の位置とは無関係に、繰返して読み出されており、読
み出されて変調器504及び地上アンテナ505から送信され
ている制御情報が、車両２が通過する際に車上装置６に
よってピックアップされる。閉塞信号機４の現示変更に
より地上制御装置３の制御条件が変った場合は、制御信
号蓄積部503の内容も更新される。

車上装置６は端末器51〜5nと結合される車上子61、車上
受信装置62及び車上制御装置63等を備える。車上制御装
置63の信号は車輪21のブレーキ制御信号として利用され
る。

矢印ａ方向に走行してきた車両２が各端末器51〜5nの上
を通過するとき、各端末器51〜5nの地上アンテナ505と
車上子61との結合により、各端末器51〜5nから送信され
た制御信号が受信される。この制御情報には、当該端末
器に対応した停止距離情報が含まれているから、車上装
置側では、この制御信号を解読し、停止距離情報に応じ
てブレーキ制御を行なう。例えば、閉塞信号機４がＲ現
示である場合のブレーキ開始点が制御点P₂にあるとした
場合、制御点P₂に設定された端末器52から与えられる制
御信号により、車上装置６では制御点P₂からブレーキ制
御を行なう。

＜発明が解決しようとする課題＞ 上述したように、従来の車両制御装置においては、端末
器51〜5nのそれぞれが、自端末器宛の制御信号を、論理
レベルで制御信号蓄積部503に蓄積しておき、車両２の
位置とは無関係に、その論理信号を繰返して読み出す構
成となっているため、地上制御装置３から与えられるア
ナログの制御信号を、制御信号蓄積部503に適した論理
レベルに変換し解読する復調器501及びマイクロコンピ
ュータ502が必要であり、更に、変調器504も必要であ
る。このため、各端末器51〜5nの構成が複雑化すると共
に、大型化し、コストアップを招くという問題点があっ
た。

そこで、本発明の課題は、軌道に沿って間隔をおいて配
置された端末器から車上装置に点的に制御信号を伝送す
る点的制御方式の車両制御装置において、車両追跡によ
り各制御点に適合した制御信号を当該制御点に設けられ
た端末器に送信することにより、端末器の構成の単純
化、小型化及びコストダウンを図り得る車両制御装置を
提供することである。

＜課題を解決するための手段＞ 上述した従来の課題を解決するため、本発明に係る車両
制御装置は、端末器と、ケーブルと、地上制御装置と、
車上装置とを含み、 前記端末器は、軌道に沿って間隔を隔てて設けられた多
数の制御点のそれぞれに設置され、それぞれが前記車上
装置から送信される車上信号の有無に基づき車両検知を
行ない、自己に固有の車両位置検出信号を前記ケーブル
を介して前記地上制御装置に供給し、前記地上制御装置
から前記ケーブルを介して供給される自己に固有の制御
信号を前記車上装置に送信するものであり、 前記地上制御装置は、前記車両位置検出信号に基づき、
前記制御点のそれぞれに適合した前記制御信号を送信す
べく、前記車両の進行と共に順次に前記制御信号の内容
を切り換え、車両位置検出信号に応じた端末器に制御信
号を伝送するものであり、 前記車上装置は、前記車上信号を前記端末器に送信し、
前記制御点を通過するときに前記端末器から前記制御信
号を受信し、前記制御信号に基づき車両制御を行なうも
のである。

＜作用＞ 端末器は、軌道に沿って間隔を隔てて設けられた多数の
制御点のそれぞれに設置され、それぞれが車上装置から
送信される車上信号の有無に基づき車両検知を行ない、
自己に固有の車両位置検出信号をケーブルを介して地上
制御装置に供給するから、各端末器が共通のケーブルに
接続された場合でも各端末器の車両検出信号は独立した
ものとなり、地上制御装置はどの端末器からの車両位置
検出信号かを判断することにより車両（列車）位置が分
り、車両追跡が可能になる。

地上制御装置は、車両位置検出信号に基づき、制御点の
それぞれに適合した制御信号を送信すべく、車両の進行
と共に順次に制御信号の内容を切り換え、車両位置検出
信号に応じた端末器に固有の制御信号を伝送し、端末器
は、地上制御装置からケーブルを介して供給される自己
に固有の制御信号を車上装置に送信し、車上装置は、制
御信号に基づき車両制御を行なうから、車上装置は順次
車両直下にある端末器を介して制御点のそれぞれに適合
した制御信号、例えば停止距離情報を受信し適切なブレ
ーキ制御が可能となる。

このように、本発明においては、地上制御装置が車両位
置を追跡しながら、制御点に適合した制御信号を各端末
器に送信することになるので、従来の端末器と異なっ
て、制御信号蓄積部が不要である。このため、端末器は
マイクロコンピュータ、復調器及び変調器等も不要にな
り、全体の構成が簡略化されると共に、小型になり、コ
ストが安価になる。

＜実施例＞ 第１図は本発明に係る車両制御装置の要部の構成を示す
ブロック図、第２図は主として端末器の具体的な構成を
示すブロック図、第３図は地上制御装置の具体的な構成
を示すブロック図である。図において、１は軌道、２は
車両、３は地上制御装置、51〜5nはｎ個の各制御点P₁〜
Pnに設置された各端末器、６は車上装置、７はケーブル
である。８は識別信号発生部、９は送信制御ゲート部、
10及び11は地上アンテナである。端末器51〜5nのそれぞ
れは、識別信号発生部８、送信制御ゲート部９、地上ア
ンテナ10、11を有している。

車上装置６は車上子61、受信部62、制御部63、信号送信
部64及び速度検出器65を備えて構成されている。信号送
信部64は車上子61に接続され、車上子61を通して地上に
信号を送信する。速度検出器65は例えば速度発電機等で
構成され車両２の現在速度を検出する。

識別信号発生部８は車上装置６からの車上信号Ｄを受信
し、自端末器に固有の識別信号A₁〜Anを発生する。この
識別信号A₁〜Anは車両位置検出信号A₁〜Anとなるもので
あって、例えば端末器51〜5nのそれぞれ毎に異なる周波
数の信号として割当てられる。実施例における識別信号
発生部８は、バンドパスフィルタ81、レベル判定器82、
整流器83及び発振器84を備える。地上アンテナ10によっ
て受信された車上からの信号をバンドパスフィルタ81に
よって抽出し、そのフィルタ出力をレベル判定器82でレ
ベル判定する。整流器83の出力は、レベル判定出力があ
るときは高レベルになり、レベル判定出力なしのときは
低レベル（略零）になる。そして、レベル判定ありのと
きの整流器83の高レベル出力により、発振器84を動作さ
せ、端末器51〜5n毎に異なる車両位置検出信号A₁〜Anを
発生させる。車両位置検出信号A₁〜Anはケーブル７を通
って地上制御装置３に入力される。第４図は車両２が矢
印ａ方向に進行するときの識別信号A₁〜An、つまり車両
位置検出信号A₁〜Anの発生タイミングを示す図で、車両
２が端末器5n−５（ｎ−１）−・・・・−52−51の順序
で通過するとき、端末器上を通過する度毎に、車両位置
検出信号An−Ａ_{（ｎ−１）}−・・・・・A₂−A₁の順序で
発生する。従って車両位置検出信号A₁−Anより車両２の
位置を知ることができる。

次に、送信制御ゲート部９は地上制御装置３から停止距
離情報を含む制御信号B₁〜Bn及び端末識別信号C₁〜Cnが
入力されたことを条件にして出力を生じ、地上アンテナ
11より車上に制御信号B₁〜Bnを送信する。端末識別信号
C₁〜Cnは端末器51〜5nを指定する信号であって、端末器
51〜5nのそれぞれ毎に異なる周波数信号として割当てら
れている。送信制御ゲート部９では、端末識別信号C₁〜
Cnから自端末器宛の端末識別信号を抽出する。第２図の
実施例では、送信制御ゲート部９は、バンドパスフィル
タ91、レベル判定器92及び整流器93により、端末識別信
号C₁〜Cnの選択回路を構成すると共に、この選択回路の
出力C₁〜Cnと制御信号B₁〜Bnをアンドゲート94に入力す
る回路構成となっている。端末識別信号C₁〜Cnが自端末
器宛のものであるときは、バンドパスフィルタ91によっ
て抽出され、レベル判定器92及び整流器93の出力が高レ
ベルになる。この状態で、自端末宛の制御信号B₁〜Bnが
入力されると、アンドゲート94の入力論理が整い、アン
ドゲート94からは自己の端末器に応じた制御信号B₁〜Bn
が出力され、以上アンテナ11を通して車上側に送信され
る。自己端末宛の制御信号B₁〜Bnが入力された場合で
も、端末識別信号C₁〜Cnがない限り、アンドゲート94は
開かないので、誤って、他端末器宛の制御信号B₁〜Bnが
送信されることはない。

以上制御装置３は識別信号発生部８から与えられた車両
位置検出信号A₁〜Anに基づき、制御点P₁〜Pnに適合した
制御信号B₁〜Bnを、当該端末器51〜5nに送信すべく、車
両２の進行と共に順次に制御信号B₁〜Bnの内容を切り換
える。第３図の実施例において、31は車両位置検出部、
32は制御信号発生部、33はゲート制御信号発生部であ
る。車両位置検出部31は、各端末器51〜5nから送信され
てくる車両位置検出信号A₁〜Anを個別に分離抽出して検
出する。その具体的手段として、この実施例では、選択
中心周波数を車両位置検出信号A₁〜Anの周波数に合わせ
たバンドパスフィルタ311、フィルタ出力レベルを判定
するレベル判定器312及び整流器313を備えたｎ個の検出
回路を入力側でカスケード接続して構成してある。各車
両位置検出回路311〜313で分離抽出された車両位置検出
信号A₁〜Anは制御信号発生器32に入力される。

制御信号発生部32は、マイクロコンピュータ等の演算制
御部321及び変調器322を備えて構成されている。演算制
御部321には、車両位置検出部31で分離抽出された車両
位置検出信号A₁〜Anが入力される。演算制御部321は、
車両位置検出信号A₁〜Anから、車両２がどの位置を走行
しているか、また、車両２が次のどの端末器上を通過す
るか等を判定し、制御信号B₁〜Bnを送るべき端末51〜5n
及び送信順序等を設定すると共に、判定結果と閉塞信号
機４の現示条件として入力される制御条件とに基づき、
端末器51〜5n毎に送るべき制御信号B₁〜Bnの内容を設定
する。

演算制御部321で設定された制御内容は、車両位置検出
信号A₁〜Anのうち、抽出された車両位置検出信号に基づ
いて、端末器51〜5nの順序に従って順序付けられたシリ
アル信号として、変調器322に供給される。例えば、端
末器5nの車両位置検出信号Anが抽出された場合は、端末
器５（ｎ−１）−５（ｎ−２）・・・・52−51−5nの順
序で、シリアルに送信する。第５図は演算制御部321か
ら変調器322へ送られる信号の構成を示す図で、スター
ト信号、停止距離情報、誤り検定信号及びストップ信号
を符号化した信号となっている。従来と異なって、各端
末51−5nを指定するアドレス信号は不要である。変調器
322は演算制御部321から送られてくる信号を変調し、ケ
ーブル７に制御信号B₁〜Bnを送信する。

また、演算制御部321で得られた端末器選定信号はゲー
ト制御信号発生部33に供給される。ゲート制御信号発生
部33は、演算制御部321から送られてくる端末器選定信
号に基づき、各端末器51〜5n毎に異なる周波数の端末識
別信号C₁〜Cnを送信する。実施例では、原発振器331の
基本周波数を、可変分周回路332において、演算制御部3
21から与えられる端末器選定信号毎に異なる周波数に分
周し、端末器51〜5n毎に異なる周波数の端末識別信号C₁
〜Cnを、ケーブル７に送信する。

次に、実施例の動作を説明する。矢印ａ方向に進行する
車両２が、制御点Pnに設置された端末器5n上を通過する
際、車上に信号送信部64から送信された信号が、車上子
61と地上アンテナ10との結合により、端末器5nによって
受信される。この受信信号は、端末器5nに備えられた識
別信号発生部８のバンドパスフィルタ81によって抽出さ
れ、レベル判定器82でレベル判定され、整流器83から高
レベルの直流出力が得られる。この直流出力は発振器84
に与えられ、発振器84からは周波数fanの車両位置検出
信号Anが出力される。車両２の進行に伴い、車両２が端
末器を通過する度毎に、上述の車両位置検出動作が繰返
され、車両位置が追跡される。

発振器84から出力された周波数fanの車両位置検出信号A
nは、ケーブル７を通して地上制御装置３に入力され、
地上制御装置３に備えられた車両位置検出部31によって
抽出される。車両位置検出部によって抽出された車両位
置検出信号Anは演算制御部321に入力される。演算制御
部321では、車両位置検出信号Anより、車両２が端末器5
n上に位置すると判定し、この車両位置情報に基づき、
制御信号B₁〜Bnを送るべき端末器51〜5nを選定すると共
に、閉塞信号機４の現示条件として入力される制御条件
に基づき、送るべき制御信号B₁〜Bnの内容を設定する。
具体的には、制御信号B₁〜Bnを送るべき順序を端末器５
（ｎ−１）−５（ｎ−２）−・・・−52−51−5nの順序
とし、端末器５（ｎ−１）に対しては停止距離ｌ
_{（ｎ−１）}の情報を含む制御信号Ｂ_{（ｎ−１）}、端末器
５（ｎ−２）に対して停止距離ｌ_{（ｎ−２）}の情報を含
む制御信号Ｂ_{（ｎ−２）}、・・・、端末器52に対しては
停止距離l₂の情報を含む制御信号B₂、端末器51に対して
は停止距離l₁の情報を含む制御信号B₁をそれそれぞれ設
定する。制御信号B₁〜Bnの内容をなす停止距離情報は閉
塞信号機４の現示Ｇ、Ｙ、Ｒに合った内容となってい
る。上述のようにして得られた制御信号B₁〜Bnは、シリ
アル信号として変調器322に供給され、変調器322からケ
ーブル７に変調された制御信号B₁〜Bnが送信される。

一方、演算制御部321で得られた端末器選択情報はゲー
ト制御信号発生部33にも供給され、各端末器毎に、周波
数の異なる端末識別信号C₁〜Cnが作成される。この端末
識別信号C₁〜Cnはゲート制御信号発生部33からケーブル
７に送信される。

各端末器51〜5nでは、上述のようにして送信されてくる
端末識別信号C₁〜Cnが自端末器宛のものであるときは、
バンドパスフィルタ91、レベル判定器92及び整流器93を
通して高レベルの端末識別信号C₁〜Cnの出力が得られ
る。この状態で、自端末宛の制御信号B₁〜Bnが入力され
ると、アンドゲート94の入力論理が整い、アンドゲート
94からは自己の端末器に応じた制御信号B₁〜Bnが出力さ
れ、地上アンテナ11を通して車上側の車上子61に送信さ
れる。

車上装置６では、車上子61及び受信部62で受信された制
御信号B₁〜Bnの内容を制御部63で解読し、これに応じた
ブレーキ制御を行なう。ブレーキ制御は速度検出器65か
ら与えられる速度検出信号と、制御信号B₁〜Bnから解読
された速度情報とを比較して行なう。

＜発明の効果＞ 以上述べたように、本発明は、端末器が軌道に沿って間
隔を隔てて設けられた多数の制御点のそれぞれに設置さ
れ、それぞれの端末器が車上装置から送信される車上信
号の有無に基づき車両検知を行ない、自己に固有の車両
位置検出信号をケーブルを介して地上制御装置に供給
し、地上制御装置が車両位置検出信号に基づき、制御点
のそれぞれに適合した制御信号を送信すべく、車両の進
行と共に順次に制御信号の内容を切り換え、車両位置検
出信号に応じた端末器に制御信号を伝送し、端末器が地
上制御装置から供給される自己に固有の制御信号を車上
装置に伝送し、車上装置が制御信号に基づき車両制御を
行なうから、各端末器に従来のような制御信号蓄積、マ
イクロコンピュータ、復調器及び変調器等を備える必要
がなく、全体の構成が簡略化でき、小型、かつ、安価な
車両制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両制御装置のブロック図、第２
図は各端末器の具体的な構成を示すブロック図、第３図
は地上制御装置の具体的な構成を示すブロック図、第４
図は本発明に係る車両制御装置における車両位置検出信
号発生を示す図、第５図は本発明に係る車両制御装置に
おける制御信号の構成を示す図、第６図は従来の車両制
御装置のブロック図、第７図は従来の車両制御装置にお
ける各端末器の構成を示すブロック図、第８図は従来の
車両制御装置における制御信号の構成を示す図である。 １……軌道、２……車両 ３……地上制御装置、４……閉塞信号機 ６……車上装置、８……識別信号発生部 ９……送信制御ゲート部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端末器（51〜5n）と、ケーブル（７）と、
   地上制御装置（３）と、車上装置（６）とを含む車両制
   御装置であって、 前記端末器（51〜5n）は、軌道に沿って間隔を隔てて設
   けられた多数の制御点（P₁〜Pn）のそれぞれに設置さ
   れ、それぞれが前記車上装置（６）から送信される車上
   信号Ｄに基づき自己に固有の車両位置検出信号（A₁〜A
   n）を前記ケーブル（７）を介して前記地上制御装置
   （３）に供給し、前記地上制御装置（３）から前記ケー
   ブル（７）を介して供給される自己に固有の制御信号
   （B₁〜Bn）を前記車上装置（６）に送信するものであ
   り、 前記地上制御装置（３）は、前記車両位置検出信号（A₁
   〜An）に基づき、前記制御点（P₁〜Pn）のそれぞれに適
   合した前記制御信号（B₁〜Bn）を送信すべく、車両の進
   行と共に順次に前記制御信号（B₁〜Bn）の内容を切り換
   え、前記車両位置検出信号（A₁〜An）に応じた前記端末
   器（51〜5n）に前記制御信号（B₁〜Bn）を伝送するもの
   であり、 前記車上装置（６）は、前記車上信号Ｄを前記端末器
   （51〜5n）に送信し、前記制御点（P₁〜Pn）を通過する
   ときに前記端末器（51〜5n）から前記制御信号（B₁〜B
   n）を受信し、前記制御信号（B₁〜Bn）に基づき車両制
   御を行なうものである 車両制御装置。