JPH0717198B2 - 踏切制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 この発明は、当該列車の運転パターンに応じて警報時間
制御を行なうようにした踏切制御装置に関する。

従来技術とその欠点 一般的に、踏切の制御距離（警報開始点から踏切までの
距離）は、列車が許容される最高速度で標準警報時間
（例えば41秒間）以上の時間を走行する距離とされてい
る。

ところで、従来は、警報開始点は固定であるから、列車
速度が低下すれば、当然、警報時間が長くなる。そし
て、近年は運行列車本数の増大に伴ない、列車速度が全
般的に低下傾向にあるため、警報時間の長大化傾向が顕
著になり、ラッシュ時間帯においては開扉する機会を失
ってしまう踏切も発生している。

警報時間の長大化の直接原因は、警報開始点が固定であ
ること、及びラッシュ時の列車速度の低下にあるが、間
接原因は従来の踏切制御では制御距離を列車選別情報に
より急行列車用制御距離と普通列車用制御距離とに切換
えるだけで、列車速度に対応した制御距離の切換えを行
なっていないことにある。

この発明の目的 この発明は、上記の点に鑑み、少なくとも当該列車の運
行速度に基づいて運転パターンを特定し、その運転パタ
ーンに応じて制御パターンを設定して警報開始時期を制
御することにより、当該列車に対する警報時間の適切な
制御を行なうようにした踏切制御装置を提供することを
目的とする。

この発明の実施例 この発明の実施例を説明する前に、本考案の理解を容易
にするために運転パターンについて説明する。

一般的に、列車の運転パターン（運転曲線）は列車速度
の低下により、第２図に示すように変化する。

すなわち、同図においてイは、甲駅から乙駅までの通常
速度における運転曲線、ロ及びハは、ラッシュ時の低下
速度における運転曲線であるが、同図から明らかなよう
に、速度差は、運転曲線の力行運転区間（第２図の右上
り区間）、等速運転区間（第２図の水平区間）及び減速
運転区間（第２図の右下り区間）のうち、等速運転区間
に生じていることが分る。

従って、当該列車と先行列車との時隔、先行列車の位置
など、当該列車の所定速度での運転を妨げる要因がない
限り、等速運転区間における列車速度が分れば、その列
車の運転パターンを予想することができる。

そして、所定の運転パターンで走行する時は、同区間の
踏切に対する標準警報時間の条件を満足するような警報
開始時点はおのずと決まり、かつ一定であるから、各種
の運転パターンに対応する制御パターンをそれぞれ設定
することが可能である。

上記の点に鑑み、本発明は、列車センサ（1a）と、保安
処理部（2a）と、駆動回路部（2b）とを有して踏切警報
機器（Ａ）を駆動制御する踏切制御装置であって、 踏切警報機器（Ａ）は、踏切（RC）に設置され、その踏
切（RC）を遮断し、又は警報を発するように作動し、 列車センサ（1a）は、踏切（RC）の手前のレール（Ｌ）
又はそのレール（Ｌ）近傍で、かつ列車が許容される最
高の速度で走行したときの通常時の所定の標準時間を確
保できる距離を保って設けられ、 保安処理部（2a）は、検知部（３）と、記憶部（５）
と、演算部（４）と、遅延制御部（６）とを有し、 検知部（３）は、列車センサ（1a）が列車を検出した信
号に基づいて列車速度を算出し、 記憶部（５）は、予め、列車センサ（1a）を通過する列
車の通常時の運転パターン及びラッシュ時等におけるそ
の通常時の最高速度よりも低い最高速度で走行するとき
の運転パターンの複数の運転パターンと、その各運転パ
ターンにそれぞれ対応して、踏切警報機器（Ａ）を少な
くとも所定の標準時間駆動させる駆動開始時点を決定す
る制御パターンとを記憶しており、 演算部（４）は、算出された列車速度に基づいて運転パ
ターンを特定し、かつその特定された運転パターンに対
応した制御パターンを抽出し、 遅延運転部（６）は、検出部（３）が列車を検出したと
きから駆動開始時点に達するまでに出力信号を出力し、 駆動回路部（2b）は、遅延制御部（６）が出力信号を出
力してないときは検知部（３）が列車を検出したとき、
その出力信号が出力されているときはその出力信号が出
力されなくなったときに、踏切警報機器（Ａ）を駆動さ
せるものである、ことを特徴としている。

次に、この発明の実施例を図面に基いて説明する。

この発明の一実施例に係る踏切制御装置は、踏切RCに設
けられた周知の踏切遮断機、又は踏切警報機、あるいは
これら両方からなる踏切警報機器Ａを駆動制御するもの
であって、第１に、少なくとも当該踏切制御区間caの前
方の閉そく区間5Tに設置された列車センサ（以下、セン
サという）1aを有している。

このセンサ1a及び閉そく区間5Tと踏切RCとの間の各閉そ
く区間4T〜1Tに設置されたセンサ1b〜1dは、既知の車軸
検知器、又は受信ループなどから構成されている。

そして、それらセンサ1a〜1dからの検知信号は、マイク
ロコンピュータを中心に構成された保安処理部2aに入力
されるように構成されている。

なお、第１図中、S₁〜S₆は各閉そく区間1T〜5Tに設けら
れた信号機である。また、S₀は踏切R₀の先方の閉そく区
間Ｔの信号機である。

保安処理部2aは列車速度（力行、等速、減速の判断を含
む。）などの現状を測定検知する検知部３を有してい
る。そして、この検知部３の速度計測回路3aは、上記セ
ンサ1a〜1dから得られた信号を基に上記列車速度の測定
を行う。この列車速度の測定は、各センサ1a〜1dの検知
信号の発生・消滅をタイマで計測することにより実現す
ることができる。

検知部３の列車時隔算出回路3bは、センサ1bからの信号
に基いて先行列車との時隔を算出し、また、列車位置検
出回路3cは、センサ1b〜1dからの信号により先行列車の
位置を検知することができるように構成されている。

この実施例装置は、第２に、上記検知部３の速度計測
値、先行列車との時隔及び先行列車の位置に基いて、当
該列車の運転パターンを特定する演算部４を備えてい
る。この演算部４は、保安処理部2aの記憶部５の運転パ
ターン記憶部5aに予め記憶されている運転パターン中か
ら、検知部３の速度計測値、先行列車との時隔及び先行
列車の位置を意味するデータに基づいて演算処理して所
定の運転パターンを特定できるように構成されている。

運転パターンは、列車運行ダイヤにおける運転曲線をシ
ミュレーション及び現場調査により、現在運転されてい
るパターンを再現して記憶する。

こうして、検知部３が連続して列車検知、速度測定、運
転時隔の算出、先行列車位置検知をし、演算部４はその
測定値、算出値、位置判定などと運転パターンとの比較
をして、一致するたびにその運転パターンのデータを出
力する。

この実施例に係る踏切制御装置は、第３に、演算部４の
出力データに基いて、記憶部５の制御パターン記憶部5b
に記憶されている制御パターンを読出し、その制御パタ
ーンに基づいて制御される遅延制御部６を有する。この
遅延制御部６は、制御パターンに対応して踏切警報機器
Ａを遅延して駆動開始させる遅延出力リレーXRを制御す
るように構成されている。

ここで、制御パターンの概念について説明する前に、列
車速度と警報開始位置との関係について説明する。

制御パターンの設定に当っては、列車速度と警報開始位
置との関係を考慮する必要がある。すなわち、選択され
た運転パターンで走行した場合に、標準警報時間を満足
するには、センサ1aによる列車検知から何秒後に警報を
開始すれば良いかを判断して遅延制御を行なう必要があ
る。

第３図の曲線は通常の運転パターンである。この場合
の踏切の警報開始点（警報開始時点）は踏切RCからV₁の
等速運転で所定警報時間（ｔ秒）だけ逆算した地点（A₁
点）になる。

同図の曲線はラッシュ時の運転パターンであり、この
場合の警報開始点は同じくV₂の等速運転でｔ秒だけ逆算
した地点（A₂点）になる。

このように列車速度（運転パターン）を順次変化させ
て、警報開始点を求めてグラフ化したものが同図曲線
であり、この実施例では、この曲線を等速運転時の最
小警報開始曲線として採用している。しかし、いずれの
運転パターンの場合も列車速度が所定速度よりも低い場
合は、警報開始位置をそれぞれA₁点及びA₂点より踏切側
に寄せることができる。

また、上記最小警報開始曲線に基いて警報開始した後、
列車が力行運転されると、警報時間が標準警報時間に不
足することになる。これに対処するため、好ましい実施
例では、当該速度から最高速度まで力行しなら走行する
曲線において所定警報時間ｔを確保できる限界点（B₁,B
₂,B₃点）を求め、列車速度を連続的に検出し、力行運転
と判断した場合は列車がB₁,B₂,B₃点に到達したときを警
報開始位置とするようにしている。

第３図において曲線は、各運転パターンにおいてB₁,B
₂,B₃点を求めてグラフ化したものであり、力行運転を考
慮した最小警報開始曲線である。なお、図示の例ではA₁
点はB₁点でもある。

通常ダイヤに基いて走行する列車の運転パターンは、い
くつかのパターンに分類されるか、実際の列車速度は等
速運転中でも波形に変動する。また、列車センサ部及び
制御器の速度照査誤差があるから、連続的な速度査ごと
の制御をしても効果が少ない。

この点に鑑み、この発明では、通常ダイヤによる運転パ
ターンに運転速度の変動範囲及び上記最小警報開始位置
を考慮にいれた制御パターンを作成し、これに従って、
警報開始位置を設定するようにした。第４図は各種運転
パターンとこれに対応する各制御パターンの例を示す。
同図において斜線部分Vxは運転速度の変動範囲を意味す
る。

次に、第３図の曲線、の求め方及び先行列車の位置
が分る場合又は先行列車の位置と時隔が分る場合の制御
パターンの求め方について説明する。

（ａ）第３図の曲線（等速運転した時、警報時間がｔ
秒となる警報開始地点を表す曲線）を求める式は、下記
の通りである。

列車速度をVKm/h、最小警報時間をｔ秒、踏切制御距離
をLmとすると、 Ｌ＝（V/3.6）×ｔ で求められる。そして、第５図のA₁点はV₁の速度で等速
走行したとき、A₂点はV₂の速度で等速走行したときにそ
れぞれｔ秒となる地点を示す。

（ｂ）また、第３図の曲線（警報開始後、最高速度Vm
axKm/hまで力行しながら踏切まで走行した場合に警報時
間がｔ秒となる地点を表す曲線）を求める式は、下記の
通りである。

加速度をαKm/h/s（実際は列車速度により加速度は異な
るが、ここでは全てをαとする。）、最高速度をVmaxKm
/h、初速度をV₀とすると、第６図に示すように、 （１）P₀点から初速度V₀よりVmaxになるまで力行走行し
たとき、Vmaxになる地点P₁までの距離L₁は、下記の式で
求められる。

L₁＝（Vmax2−V02）/7.2×α （２）P₁点に到達するまでに要する時間T₁は、 T₁＝（Vmax−V0）／α （３）また、P₁点から踏切まVmaxで等速走行したとき要
する時間T2は、 （Ｌ−L₁）＝（Vmax）3.6×T₂ T₂＝（（Ｌ−L₁）×3.6）/Vmax で求められる。

（４）従って、踏切から逆算してｔ秒の地点が警報開始
点（Ｂ点）である。そこで、P₀点からの時間Txは、 Tx＝（T₁＋T₂）−ｔ で求められる。

ゆえに、P₀点から初速度V₀から力行してTx秒走行した位
置（P₀点からの距離） Sx（Ａ点）は、下記の式 Sx＝（Vx₂−V02）/7.2×α ＝（（V₀＋αTx）２−V02）7.2×α により求められる。

（ｃ）先行列車の位置が分る場合の制御パターンの求め
方は、下記の通りである。

第７図に例示するように、先行列車Tfの位置を信号現示
を見ることにより知ることができる。すなわち、当該列
車がどの現示を見て走行しているかにより、続行列車T₁
が最高何Km/hまで力行して走行するかを予想することが
できる。すなわち、 現示がYGならば、最高速度はＶYG（一般に65〜75Km/
h）、同じくＹならば、ＶY（一般に45〜55Km/h）、同じ
くYYならばＶYY（一般に25〜30Km/h）である。

以上のことから、曲線を求める式のVmaxにＶYG,VY,VY
Yなどを代入することにより、第８図に′として示す
ように、先行列車の位置が分ったときの続行列車に対す
る警報開始点を求めることができる。

しかし、この場合、先行列車の検出位置は単位閉塞区間
の進入地点から進出地点までの間のいずれかの点と考え
られるので、多少余裕を見る必要がある。

（ｄ）先行列車の位置と時隔が分った場合の制御パター
ンの求め方は、下記の通りである。

すなわち、第９図及び第10図に示すように、前項のよう
に、各列車TR₁,TR₂,TR₃についてP₀点を通過した時刻と
踏切に到達した時点とを検出し、例えば、列車TR₃がP₀
点に到達した時の先行列車との時隔T₂により列車TR₂とT
R₃との距離を予測する。

先行列車の位置は、P₀点での速度V₀と時隔T₂秒から、
式、 Lx＝（V₀/3.6）×T₂ により求めることができる。

これにより、続行列車が力行運転したときに、現在と同
じ現示で走行することができるか否かを決定することが
できる。先行列車の位置を現示のみにより認識する場合
は、先行列車の位置は閉塞長さ単位でしか知ることがで
きない。これに対し、先行列車と時隔を知ることによ
り、より詳細な列車位置を知ることができる。

続いて、上記構成による作用を説明する。列車が当該踏
切RCの制御区間の手前に接近すると、センサ1aからの出
力信号により検知部３がその列車速度（等速運転、力行
運転、減速運転のいずれであるか）を連続的に判断し、
その測定値及び判断内容を演算部４に与える。

演算部４は、それらのデータを基に運転パターン記憶部
5aから運転パターンを特定し、その特定した運転に対応
した制御パターンに基づいて遅延出力リレーXRへ出力を
行う。そして、駆動回路部2bに設けた遅延出力リレーXR
の落下（OFF）接点により踏切警報機器Ａを駆動させる
警報リレーYRが落下し、踏切道RCに設置した踏切警報機
器Ａが動作する。

第３図を用いて、遅延出力リレーXR及び警報リレーYRの
動作を具体的に説明する。

（ａ）今、踏切制御区間ca内に進入する列車が力行運転
中の場合は、まず、第３図のA₁点までの遅延制御信号を
出力する。したがって、遅延出力リレーXR及び警報リレ
ーYRは扛上（ON）し、踏切警報機器（Ａは駆動されな
い。その後の列車速度と位置を監視し、なお力行中であ
れば、B₁点で制御出力を停止する。したがって、遅延出
力リレーXR及び警報リレーYRは落下（OFF）し、踏切警
報機器（Ａ）は駆動を開始する。また、等速運転になっ
ていた場合は、当該速度段階に対応する遅延出力に切換
える。

（ｂ）列車が踏切制御区間進入時において等速運転であ
る場合は、まず、当該速度に対応する遅延制御を出力
し、遅延出力リレーXR、警報リレーYRを扛上させる。そ
の後の列車速度と位置の監視によりなお等速運転と判断
された場合は、A₁点で制御出力を停止する。また、途中
で減速し、A₁点での速度が１段階以上下回っている場合
は、当該速度に対応する遅延出力に切換え、引続き監視
する。なお、監視中に力行運転となり、当該速度段階の
範囲を越えた場合は、その場で遅延出力を停止する。

（ｃ）列車が制御区間進入時において減速運転中である
場合は、上記等速運転の場合と同様の制御を行う。

この発明の効果 本発明装置は、踏切の手前に設けられたセンサにおける
列車の速度から運転パターンを特定し、その運転パター
ンに対応した制御パターンにより踏切警報機器を駆動制
御するようにしたので、ラッシュ時においても、常に所
定の標準時間で踏切警報機器を駆動させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す系統図、第２
図は列車運転曲線と速度との関係を示すグラフ、第３図
は列車速度と警報開始位置との関係を示すグラフ、第４
図は各種運転パターンとそれに対応する制御パターンの
一例を示す概要図、第５図及び第６図は列車速度に対応
する制御パターンの求め方を説明する説明図、第７図及
び第８図は先行列車の位置に基いて制御パターンを設定
する場合の説明図、第９図及び第10図は先行列車の位置
及び時隔に基いて制御パターンを設定する場合の説明図
であり、第９図は軌道上の列車の位置を示す模写図、第
10図は各列車の進入検知点及び踏切に対する時刻の関係
を示すタイムチャートである。 1a……列車センサ（センサ）、 RC……踏切道、 2a……保安処理部、2b……駆動回路部、 ３……検知部、４……演算部、５……記憶部、 ６……遅延制御部、 XR……遅延出力リレー、 YR……警報リレー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】列車センサ（1a）と、保安処理部（2a）
   と、駆動回路部（2b）とを有して踏切警報機器（Ａ）を
   駆動制御する踏切制御装置であって、 踏切警報機器（Ａ）は、踏切（RC）に設置され、その踏
   切（RC）を遮断し、又は警報を発するように作動し、 列車センサ（1a）は、踏切（RC）の手前のレール（Ｌ）
   又はそのレール（Ｌ）近傍で、かつ列車が許容される最
   高の速度で走行したときの通常時の所定の標準時間を確
   保できる距離を保って設けられ、 保安処理部（2a）は、検知部（３）と、記憶部（５）
   と、演算部（４）と、遅延制御部（６）とを有し、 検知部（３）は、列車センサ（1a）が列車を検出した信
   号に基づいて列車速度を算出し、 記憶部（５）は、予め、列車センサ（1a）を通過する列
   車の通常時の運転パターン及びラッシュ時等におけるそ
   の通常時の最高速度よりも低い最高速度で走行するとき
   の運転パターンの複数の運転パターンと、その各運転パ
   ターンにそれぞれ対応して、踏切警報機器（Ａ）を少な
   くとも所定の標準時間駆動させる駆動開始時点を決定す
   る制御パターンとを記憶しており、 演算部（４）は、算出された列車速度に基づいて運転パ
   ターンを特定し、かつその特定された運転パターンに対
   応した制御パターンを抽出し、 遅延制御部（６）は、検知部（３）が列車を検出したと
   きから駆動開始時点に達するまでに出力信号を出力し、 駆動回路部（2b）は、遅延制御部（６）が出力信号を出
   力してないときは検知部（３）が列車を検出したとき、
   その出力信号が出力されているときはその出力信号が出
   力されなくなったときに、踏切警報機器（Ａ）を駆動さ
   せるものである、踏切制御装置。