JPH07267090A - 列車衝突防止装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 保守用車両の作業内容が制限されることなく
衝突を防止し、その作業効率の向上を図ることができ、
営業用列車の衝突防止システムとしても活用の道を開く
ことのできる優れた列車衝突防止装置及びその方法を提
供する。 【構成】 軌道の起点からの列車の絶対位置を示す絶対
位置信号Ａ２を検知するとともに、他の全ての列車の絶
対位置を示す他車両位置信号Ｂ２を検知し、この絶対位
置信号及び他車両位置信号から、当該列車と他の列車と
の間の相対距離を算出し、算出した前記相対距離により
当該列車の進行方向の最も近接した位置にある他の列車
を判別する自動列車制御部１を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、列車の衝突を防止する
列車衝突防止装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道交通においては、列車軌道回
路で各列車の位置を検出して閉塞を行い、列車の衝突を
防止している。例えば、新幹線においては、コンピュー
タ支援システムである「ＣＯＭＴＲＡＣ」を利用してい
る。このシステムにおいては、新幹線同士が衝突（実際
には追突）するのを防止するために、全軌道を約３ｋｍ
の区間に分割して、任意の区間に列車が存在する場合に
はその区間に隣接する区間を閉塞区間とし、他の（後続
の）列車が閉塞区間に隣接する区間（隣接区間という）
を走行しているときは、地上装置からの指令により、閉
塞区間には進入できないようになっている。

【０００３】一方、新幹線等の鉄道交通の軌道や架線等
の保安のために、営業用列車である新幹線列車とは別
に、営業用列車の運行しない深夜等の時間帯に、保守作
業の車両（これを保守用車両という）が運行している。
この保守用車両は線区のさまざまな場所で作業を行う必
要があるため、多くの車両が上り線、下り線に関係なく
頻繁に移動しつつ点検を行っている。この保守用車両同
士の衝突を防止するために、各保守用車両の運転者が無
線で連絡を取りながら安全に作業を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術においては、営業用列車の衝突防止システムを保
守用車両に適用することができないという問題があっ
た。

【０００５】すなわち、「ＣＯＭＴＲＡＣ」を利用した
保守用車両の衝突を防止しようとすると、閉塞区間の距
離が新幹線の運行パターン用であるため、保守用車両の
運行パターンにはそぐわず、その作業効率が低下してし
まう。また、複数の保守用車両が極めて近接して共同作
業を行う等の特殊性があるが、上記従来の閉塞方式が固
定閉塞方式であるため、保守用車両の作業内容が著しく
制限されてしまう。

【０００６】さらに、「ＣＯＭＴＲＡＣ」を保守用車両
にまで、適用することは本質的にできない。

【０００７】本発明はかかる従来の問題を解決するもの
であり、保守用車両の作業内容が制限されることなく衝
突を防止し、その作業効率の向上を図ることができ、営
業用列車の衝突防止システムとしても活用の道を開くこ
とのできる優れた列車衝突防止装置及びその方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】列車衝突防止装置に係る
発明は、上記目的を達成するために、軌道の起点からの
列車の絶対位置を示す第１の絶対位置信号を検知する自
列車位置検知手段と、他の全ての列車の絶対位置を示す
第２の絶対位置信号を検知する他列車位置検知手段と、
前記第１及び第２の絶対位置信号から、当該列車と他の
列車との間の相対距離を算出する相対距離算出手段と、
算出した前記相対距離により当該列車の進行方向の最も
近接した位置にある他の列車を判別する判別手段と、を
備えたことを特徴とする。

【０００９】また、列車衝突防止方法に係る発明は、上
記目的を達成するために、全ての列車の各々からそれぞ
れの絶対位置情報を所定の通信手段を介して外部コンピ
ュータに伝送し、この外部コンピュータから前記全ての
列車に対して前記通信手段を介して全ての列車の絶対位
置列情報を伝送し、各列車において、当該列車の絶対位
置と他の列車の絶対位置とから当該列車と当該他の列車
との相対距離を算出し、当該列車の進行方向の最も近接
した位置にある他の列車と当該列車との相対距離を判別
することを特徴とする。

【００１０】また、列車衝突防止方法に係る他の発明
は、上記目的を達成するために、特定の列車に対して他
の全ての列車の各々からそれぞれの絶対位置情報を所定
の通信手段を介して伝送し、当該特定の列車から前記全
ての列車に対して前記通信手段を介して全ての列車の絶
対位置列情報を伝送し、各列車において、当該列車の絶
対位置と他の列車の絶対位置とから当該列車と当該他の
列車との相対距離を算出し、当該列車の進行方向の最も
近接した位置にある他の列車と当該列車との相対距離を
判別することを特徴とする。

【００１１】

【作用】したがって上記列車衝突防止装置及びに列車衝
突防止方法係る発明によれば、保守用車両の作業内容が
制限されることなく衝突を防止し、その作業効率の向上
を図ることができ、営業用列車の衝突防止システムとし
ても活用の道を開くことが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照して
詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の列車衝突防止装置のシステ
ムを示す構成図である。このシステムは、新幹線の全線
にわたる保線用の保守用車両相互間における衝突事故を
防止するための、連続速度照査、追従閉塞方式の無線標
識を利用した全く新しい信号保安システムである。

【００１４】図１において、１は保守用車両に搭載され
た自動列車制御部であり、図示せぬ自動列車にブレーキ
信号である制御出力信号Ｅを与えて、当該保守用車両に
制動をかけてその走行速度を制限させたり、走行を停止
させる。この自動列車制御部１には、受信アンテナ１ａ
及び送受信アンテナ１ｂが装備されている。

【００１５】２は軌道に沿って設けられた無線位置標識
であり、起点（この場合には東京駅）からの絶対位置を
示す絶対位置情報Ａ１を受けて、この絶対位置情報Ａ１
を担う電波に含まれる絶対位置信号Ａ２（これを第１の
絶対位置信号という）を送信アンテナ２ａから放射す
る。この電波は、ノイズに極めて強く、実用的なＳＳ方
式（Spread Spectrum 方式）の２．４ＧＨｚのマイクロ
波であり、電波法で規定されている特定小電力無線であ
る。

【００１６】なお、この無線位置標識２は、起点から５
００ｍごとに設けられ、起点駅から終点駅までの間に多
数設けられている。従って、各無線位置標識２からから
放射される絶対位置信号Ａ２のデータは、起点から順
に、５００ｍ，１０００ｍ，１５００ｍ，……となる。
すなわち、この無線位置標識２は起点からの絶対位置を
示す信号を発する信号発生手段を構成する。

【００１７】３は他の保守用車両に設けられた車両間リ
ンクＵＨＦ無線器であり、４００ＭＨｚのＵＨＦの電波
に含まれる他車両位置信号Ｂ１を送受信アンテナ２ｂか
ら放射する。この放射された電波には、当該他の保守用
車両の絶対位置を示すデータが含まれている。この車両
間リンクＵＨＦ無線器３は、後述するように自動列車制
御部１に設けられている。すなわち、全ての保守用車両
からこの他車両位置信号Ｂ１が放射されている。

【００１８】４は軌道に沿って起点駅から終点駅までの
間に敷設された高品質のＬＣＸケーブルである。ＬＣＸ
とは、Ｌeaky ＣoaＸial cable （漏洩同軸ケーブル）
の略であり、その構造は、同軸ケーブルにスロットとい
う電波漏れ機構を設けて、ケーブル内部を伝送する電気
信号の一部が、電波として外部に放射されるようになっ
ている。

【００１９】新幹線では、上り線及び下り線に敷設され
た２本のＬＣＸケーブル４により、各列車と地上との通
信を行っていて、移動する新幹線列車と地上との間で、
高品質な通信を切れ目なく行うことができる。その通信
内容は、新幹線総合指令所と乗務員が常時連絡を取り合
う指令電話をはじめ、業務電話、公衆電話、車両・軌道
・無線設備の状態を監視する車両モニタ等のデータが含
まれている。ＬＣＸケーブル４は、全ての保守用車両の
車両間リンクＵＨＦ無線器３から放射されたＵＨＦの電
波を受信するとともに、適切な中継増幅を行って、これ
を同じく４００ＭＨｚのＵＨＦの電波として軌道に放射
する。すなわち、このＬＣＸケーブル４は、電波に含ま
れる他車両位置信号Ｂ２（これを第２の絶対位置信号と
いう）を発する信号発生手段を構成する。この電波は自
動列車制御部１のアンテナ１ｂで受信されて、他車両位
置信号Ｂ２が復調されることとなる。

【００２０】また、５は保守用車両の車輪であり、その
回転によって回転検出信号Ｃ及び速度検出信号Ｄを自動
列車制御部１に供給する。

【００２１】図２は自動列車制御部１の内部構成を示す
ブロック図である。図２において、１１は自車両の絶対
位置を示す絶対位置信号Ａ２を担う電波を受信する車上
標識受信機であり、１２は車上標識受信機１１で復調さ
れた絶対位置信号Ａ２を受けるたびに、それを更新して
現在の絶対位置情報を求めるカウンタである。このカウ
ンタ１２は、絶対位置カウンタ１２ａ及び補間距離カウ
ンタ１２ｂで構成される。車上標識受信機１１及びカウ
ンタ１２は、軌道の起点からの自列車の絶対位置を示す
第１の絶対位置信号を検知する自列車位置検知手段を構
成する。１３は車輪５から得られる回転検知信号により
車両の走行距離を算出する走行距離検出手段としての回
転検出器である。

【００２２】１４はＬＣＸケーブル４から放射されるＵ
ＨＦ電波を受信するとともに、カウンタ１２から供給さ
れる自車両の絶対位置を示す絶対位置情報Ｂ１を送信す
る車両間リンクＵＨＦ無線器である。１５は車両間リン
クＵＨＦ無線器１４で復調された絶対位置信号Ｂ２によ
り他車両の絶対位置のデータを格納する他車両絶対位置
メモリである。車両間リンクＵＨＦ無線器１４及び他車
両絶対位置メモリ１５により、他の全ての列車の絶対位
置を示す第２の絶対位置信号を検知する他列車位置検知
手段を構成する。

【００２３】１６は他車両絶対位置メモリ１５に格納さ
れている他車両の絶対位置のデータからカウンタ１２か
ら与えられる自車両の絶対位置のデータを差し引いてそ
の差分を演算して車両相互の相対距離を求める減算器で
ある。この減算器１６で求めた結果は符号を含んだデー
タであり、この場合、他車両が自車両より新大阪側にあ
るときにはプラス、他車両が自車両より東京側にあると
きにはマイナスとする。

【００２４】１７は減算器１６で得られた各他車両の相
対距離から、自車両の進行方向に最も接近している他車
両との相対距離すなわち最近接車両相対距離を判別する
最近接車両相対距離カウンタである。１８はこの最近接
車両相対距離のデータに基づいて、照査速度を定める照
査速度データ生成部である。１９はこの照査速度と車両
の現在速度とを照査して制動出力信号Ｅを送出する速度
照査部である。

【００２５】２０は車輪５から得られる速度検出信号Ｄ
により、車両の現在の速度を検出する速度検出器であ
る。この速度検出器２０から送出される現在速度は上記
速度照査部１９に供給される。

【００２６】２１は車両の運転席に設けられた車上信号
現示装置であり、速度照査部１９から得られる照査速度
と現在速度との照査結果を表示する。２２は照査速度を
表示する照査速度表示部、２３は照査結果に応じて、青
の表示ランプＢ、黄の表示ランプＹ、赤の表示ランプＲ
を点灯するランプ表示部である。

【００２７】図３は軌道の上り線３１及び下り線３２の
両側に設置された架線柱３３に張られたワイヤの中間位
置、すなわち上り線３１及び下り線３２の中間位置に配
置されて、絶対位置情報を担う電波を放射する無指向性
のアンテナ３４を示す図であり、図１における無線位置
標識２の送信アンテナ２ａを示すものである。このアン
テナ３４は、点線で示す狭い領域Ｚの範囲が有効電界強
度領域となる。なお、アンテナ３４が軌道に沿って５０
０ｍごとに設けられていることは既に記述した。

【００２８】図４は車両の概略を示す図であり、この図
に示すように車両１００には、アンテナ３４すなわち図
１における無線位置標識２の送信アンテナ２ａから放射
される電波（自車両の絶対位置信号を担う電波）を受信
する受信アンテナ１ａ、及び、図１におけるＬＣＸケー
ブル４から放射される電波（他車両の絶対位置信号を担
う電波）を受信するとともに、ＬＣＸケーブル４に対し
て自車両の絶対位置信号を担う電波を放射する送受信ア
ンテナ（スロティドアレイアンテナ）が車両の両側に設
けられている。

【００２９】図３及び図４において、各車両は、信号発
生手段であるアンテナ３４からの電波を受信アンテナ１
ａで受信することにより自車両の絶対位置を検出し、Ｌ
ＣＸケーブル４からの電波により他車両の絶対位置を検
出する。さらに、この場合にはおいて、自車両の絶対位
置を検出する際に、アンテナ３４からの電波のレベルを
検出して、そのレベルが最大になる位置を自車両の絶対
位置とする。これについては以下さらに詳細に記述す
る。

【００３０】図５は、図１の自動列車制御部１における
自車両の絶対位置を検出する部分を示す説明図である。
図５（ａ）はそのブロック図であり、４１は受信アンテ
ナ１ａからの電波を受信する受信回路部、４２は受信回
路部４１で復調された絶対位置のデータを検出する位置
データ検出部、４３は受信回路部４１から得られる信号
レベルの最大値を検出する信号レベルピーク検出部であ
り、これらは車上標識受信部１１を構成する。

【００３１】４４は絶対位置データを記憶するアップダ
ウンカウンタであり、データ入力には位置データ検出部
４２からの位置データＰＤが供給され、記憶している入
力データを更新（ロード）するプリセット信号として信
号レベルピーク検出部４３からの最大レベル検出信号Ｐ
Ｔが供給される。

【００３２】従って、アップダウンカウンタ４４内に記
憶（ロード）されている位置データは、図３のアンテナ
３４からの絶対位置情報Ａ１を受信するごとに、その位
置データ（これを上位位置データという）によって更新
され、しかも、アンテナ３４からの電界強度が最大レベ
ルとなる位置で更新されるので、正確な位置を示す位置
データを記憶することができる。また、位置データは、
５００ｍごとに設けられたアンテナ３４を通過するたび
に更新されるので、直前に通過したアンテナ３４から次
に通過するアンテナ３４までの間の５００ｍ未満の位置
データ（これを下位位置データという）については、次
に記述する構成により細かく補間される。

【００３３】４５は車両の進行方向を決定する手動スイ
ッチであり、進行方向信号ｑ１を発生する。この進行方
向信号ｑ１がハイレベルＨのときは、車両の前部が終点
駅に向いている場合であり、進行方向信号ｑ１がローレ
ベルＬのときは、車両の前部が起点駅に向いている場合
である。４６は車輪５からの回転検出信号Ｃにより、車
輪の回転の正逆を示す位相信号ｑ２と、車輪の回転数に
比例した、すなわち車両の走行距離に比例したクロック
信号ＣＫを発生するロータリエンコーダである。この位
相信号ｑ２がハイレベルＨのときは、車両が前進してい
る場合であり、位相信号ｑ２がローレベルＬのときは、
車両が後退している場合である。なお、クロック信号Ｃ
Ｋは、１ｍごとに１つのパルスとなる。

【００３４】４７は進行方向信号ｑ１及び回転正逆信号
ｑ２を入力とする論理回路であり、アップダウンカウン
タ４４のＵＰ端子に供給するカウントアップ信号ｑ０を
生成する。また、４８は信号反転のインバータ回路であ
り、カウントアップ信号ｑ０を反転して、アップダウン
カウンタ４４のＤＯＷＮ端子に供給するカウントダウン
信号を生成する。図５（ｂ）は、この論理回路４７の真
値表を示す図である。

【００３５】この真値表によれば、車両の前部が終点駅
に向いている場合でかつ車両が前進している場合、及
び、車両の前部が起点駅に向いている場合でかつ車両が
後退している場合には、カウントアップ状態となり、車
両が１ｍ走行するごとに下位位置データが“１”づつ加
算（補間）される。一方、車両の前部が終点駅に向いて
いる場合でかつ車両が後退している場合、及び、車両の
前部が起点駅に向いている場合でかつ車両が前進してい
る場合には、カウントダウン状態となり、車両が１ｍ走
行するごとに下位位置データが“１”づつ減算（補間）
される。もっとも、この下位位置データは、直前に通過
したアンテナ３４から次に通過するアンテナ３４までの
間の５００ｍ未満の位置データであるので、プリセット
信号である最大レベル検出信号ＰＴがアップダウンカウ
ンタ４４に供給されるごとに“０”にリセットされる。

【００３６】図６は、相対距離を示す絶対位置を求める
ためのフローチャートである。自車両以外の全車両の絶
対位置を収集して（ステップＳ１）、その収集した位置
データの中から、自車両位置からみて進行方向に最も近
接した最近の車両データを抽出し（ステップＳ２）、そ
の車両の絶対位置すなわちその車両との間の相対距離を
出力する（ステップＳ３）。

【００３７】図７は、照査速度を生成して照査結果を表
示するまでを概念的に示すブロック図である。図７にお
いて、５１は相対距離に応じて照査速度を生成する照査
速度生成部であり、図示せぬメモリのテーブルに格納さ
れている相対距離Ｌ0 に対する標準の照査速度Ｓr （こ
れを標準照査パターンという）のデータを読み出すとと
もに、車両の重量Ｗt 、軌道の傾斜Ｓl 、軌道のカーブ
度合Ｃv 、及びレールの表面状態Ｒs の軌道の状態等を
示すパラメータデータを入力し、標準照査速度をこれら
のパラメータデータで補正して補正照査速度を生成し、
これを実際の照査速度Ｖs とする。

【００３８】５２はこの照査速度Ｖs と現在速度Ｖp を
比較照査して速度差Ｖを算出する速度差照査部である。
５３はこの速度差Ｖを基準速度差Ｖ１又はＶ２と比較し
て、表示信号を選択出力する信号選択部である。５４は
表示信号が停止信号であるとき点灯する赤ランプ、５５
は表示信号が警報信号であるとき点灯する黄ランプ、５
６は表示信号が正常な運転を示す信号であるとき点灯す
る緑ランプである。

【００３９】照査速度生成部５１において、標準照査速
度をこれらのパラメータデータで補正して補正照査速度
を生成する際に、ファジィ推論により生成することがで
きる。例えば、パラメータデータをメンバーシップ関数
として前件部を構成し、相対距離Ｌ0 を前件部変数とし
て、出力である照査速度を求める。このようなファジィ
推論により軌道の状態に応じた補正照査速度を迅速に決
定することができ、すみやかな速度制御、制動制御が可
能となる。

【００４０】図８は、走行距離Ｌに対する現在速度Ｖp
の推移とランプ表示との関係を示す説明図である。この
例は、停止を示す赤ランプ５４が点灯している状態か
ら、制動制御により速度が低下して警報を示す黄ランプ
５５の点灯に推移し、その後、速度がさほど低下しない
まま走行して、停止の赤ランプ５４が点灯し、Ｐ点にお
いて強制的に自動停止となった場合を示すものである。

【００４１】図９は、起点駅から終点駅の間で、上り線
３２及び下り線３３における保線用車両１００の移動の
状態を示す図である。この図でＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、
車両の識別記号であり、点線で示す領域は各車両の進行
方向において定められた閉塞区間を示している。すなわ
ち、このような閉塞区間の設定により、各車両に追従し
て移動する追従閉塞方式を実現している。

【００４２】なお、上記実施例においては、保線用車両
を例に採って説明したが、営業用列車を過密に運行させ
る場合にも、安価なシステムとして適用することができ
る。

【００４３】また、上記実施例においては、ＬＣＸケー
ブル４から放射される電波を受信することにより車両の
絶対位置を検出したが、絶対位置を検出する他の実施例
について以下説明する。

【００４４】図１０は現在使用されている在来線の距離
標識を利用した絶対位置検出の構成を示す図である。図
１０において、６１はこの距離標識としてのキロポスト
であり、起点からのキロ程表示６１ａにより列車の乗務
員は現在位置、すなわち基準位置からの絶対位置を認識
することができる。この図のキロポスト６１は現在山の
手線の大崎駅に設置されてるもので、キロ程表示は
「０」を示している。すなわち大崎駅が在来線の起点と
なっていて、例えば、このキロポストから１００キロ離
れた位置のキロポストのキロ程表示は「１００」となっ
ている。

【００４５】６２はこのキロポスト６１に取付金具６３
で固定された電子キロポストである。この電子キロポス
ト６２は、後述するようにマイクロ波を発信する送信機
（図示せず）を備えている。６２ａはその送信機のアン
テナ、６２ｂは耐候性ケース、６２ｃはキロ程を設定す
る設定部、６２ｄは送信機に電力を供給するソーラチャ
ージ用太陽電池パネルである。この電子キロポスト６２
の利点は、現用のキロポスト６１を利用して取付けるこ
とができ、キロ程の設定も当該キロポスト６１のキロ程
表示を見て容易に設定することができる点である。この
電子キロポスト６２から発信されるマイクロ波により、
走行する列車は、起点からの距離情報をキロメートル単
位で受信する。このマイクロ波は先の実施例の場合と同
様ＳＳ方式の２．４ＧＨｚの電波である。

【００４６】図１１は列車におけるキロ程情報を受信す
る車上装置の構成図であり、６４は電子キロポスト６２
からのマイクロ波を受信する車上受信機、６５は受信機
６４で復調されて送出されるキロ情報プリセットであ
る。６６は６桁１０進のプリセッタブルカウンタ（以
下、単にカウンタという）であり、１キロ以上の距離デ
ータを格納する上位桁６６ａと、１キロ未満の距離デー
タを格納する下位桁６６ｂとで構成され、上位データ及
び下位データでキロ程データを表す。６７は１メートル
単位の距離データをカウンタ６６に入力するパルス発生
回路である。６８は回転パルス発生器であり、列車の車
輪７０の回転を検出した回転センサー６９からの検出信
号に応じて回転数すなわち列車の進行する移動量に応じ
て、所定数のパルス信号をパルス発生回路６７に入力す
る。パルス発生回路６７はこのパルス信号の数が１メー
トルの距離に相当する数となるたびに、カウンタ６６の
下位データをインクリメントする。

【００４７】図１１の車上装置において、カウンタ６６
のデータは車上受信機６４からのキロ単位の距離データ
により、その上位桁６６ａは更新（プリセット）され、
下位桁６６ｂは「０」にリセットされる。そしてデータ
更新後は、パルス発生回路６７からの１メートル単位の
距離データが下位桁６６ｂに格納される。下位桁６６ｂ
のデータが「９９９」であるときに次の１メートル単位
のデータを受けると上位桁６６ａにシフト（繰り上げ）
される。すなわち、カウンタ６６の下位桁６６ｂ及びパ
ルス発生回路６７はメートル台の補間機構を構成する。

【００４８】次に、具体的な距離データの送受信の系統
図について説明する。図１２は電子キロポスト６２に内
蔵されている送信機のブロック図である。図１２におい
て、キロ程設定部７１はサムホールスイッチ等のキロ程
設定スイッチによりそのキロポスト６１のキロ程表示の
データが設定される。この設定された距離データはイン
タフェース７２でレベル変換等の信号処理がなされ、擬
似ランダムコードを発生するＰＮコード発生器７３から
のコード信号とミキサー７４で合成される。ミキサー７
４の出力はＰＳＫ変調器７５でディジタル信号からアナ
ログ信号に変換するために位相シフトキーイング変調が
なされ、ＶＣＯ７６からの局部発振信号によりミキサー
７７で合成される。そしてアップコンバータ７８で高い
周波数に変換された後、フィルタ７９で不要成分が除去
されて、電力増幅器８０で電力増幅されてマイクロ波の
電波として発射される。

【００４９】図１３は図１１における車上装置の車上受
信機６４のブロック図である。図１２の送信機から発射
されたマイクロ波の電波は、受信増幅部８１で増幅され
て、ＶＣＯ８２からの局部発振信号とともにミキサー８
３で合成される。その後、ダウンコンバータ８４で低い
周波数に変換され、フィルタ８５で不要成分が除去され
る。フィルタ８５の出力は同期捕捉部８６に供給されて
送信側で付加された擬似ランダムコードの解除をするた
めに同期の捕捉がされて、ＰＮコード発生器８７にて送
信側と同じ擬似ランダムコードが生成される。このコー
ド信号はＰＳＫ変調器８８で位相シフトキーイング変調
され、フィルタ８５の出力とともにミキサー８９に入力
されて送信側で付加された擬似ランダムコードの解除す
なわちデコードがなされる。デコードされた信号はフィ
ルタ９０で不要成分が除去されて、ＰＳＫ復調器９１に
供給されてアナログ信号からディジタル信号に変換する
ために位相シフトキーイング復調がなされる。その後、
インタフェース９２でレベル変換等の信号処理がなされ
て、図１１に示すようにカウンタ６６に入力される。

【００５０】このように在来線に配置されてるキロポス
トを利用して、マイクロ波を発射する電子キロポストを
設けることにより、キロ程設定が容易で、かつ列車の車
両内に設けた自動化機器によりきわめて高信頼の起点か
らの距離すなわち列車の絶対位置を検出することができ
る。

【００５１】なお、図１０に示す実施例では電子キロポ
スト６２を現用のキロポスト６１に取付金具６３で取り
付ける方法をとったが、電子キロポストを単独で配置す
るような構成にしても良い。例えば、現用のキロポスト
の位置に当該キロポストと概観デザインが同じで機能は
電子キロポストを構成するような構造にしても良い。こ
の場合にキロ程表示については現行と同様にする。ま
た、新幹線の場合にはキロポストが配置されてないの
で、架線柱に取り付ける構成とする。

【００５２】次に、列車の絶対位置を検出する方法の他
の方法として自動認識技術のＩＤ（識別情報）を利用し
た実施例について以下説明する。

【００５３】ＩＤを利用する方法として、バーコード方
式とデータキャリア方式等がある。データキャリア方式
とは、地上装置である質問器（アンテナ又はヘッドとも
いう）と車上装置である応答器（データキャリアとい
う）との間でＩＤ情報を伝達する方式である。もっとも
バーコード方式もバーコードをデータキャリアとみなせ
ば、上位概念としてはデータキャリア方式に含まれると
解釈することもできる。

【００５４】バーコード方式を利用する場合には、起点
からの絶対位置情報である距離データをバーコードに置
き換えて通過する列車の読取装置すなわちバーコードリ
ーダからからその距離データを読み取る。読み取り方法
としては、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ管から発射される
レーザ光をレンズ等で構成される光学系で収束して、回
転するポリゴンミラーで反射させて、架線柱や軌道の枕
木等に設置されたバーコード板に照射させてポリゴンミ
ラーの回転により走査させ、その反射光を受光素子で受
光する。そして、受光素子で光電変換されたアナログ信
号をＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換し、デコーダ
でその距離データを解読する。この方式の利点は、固定
されるバーコード板に送信機等の特別な装置を必要とせ
ず、安価に設置することができる点である。

【００５５】データキャリア方式としては、電磁結合方
式、電磁誘導方式、マイクロ波方式、光通信方式等があ
るが、列車の絶対位置検出のシステムとしては、電磁誘
導方式及びマイクロ波方式が適している。

【００５６】電磁誘導方式は、ループコイル又はコア入
りコイルを数１０ｃｍの間隔で対向して配置し、５０〜
５００ｋＨｚの長中波帯を使用して、車上装置すなわち
質問器は、軌道内の枕木に一定距離（例えば、５００
ｍ）ごとに設置された地上装置すなわちデータキャリア
に書き込まれている距離データを読み取る。この方式の
利点は、雨、氷、塵埃、鉄粉、磁気、油等の軌道内の悪
い環境の影響を受けないことである。また、車上装置の
アンテナの指向性がゆるやかなため交信範囲が広く、地
上装置の設置が容易なことである。さらに、車上装置の
アンテナの大きさの制限が少ないので、列車の形状及び
軌道に適したアンテナ構造にできることである。またさ
らに、ガラス、木材、プラスチック等の非導電体が車上
装置と地上装置との間に存在しても交信が可能であるの
で、地上装置をこのような非導電体でカバーすることに
より、自然環境等に対して耐久性をもたせることができ
る。

【００５７】マイクロ波方式データキャリアは、２．４
５ＧＨｚの電波により距離データを送受信する。例え
ば、車上装置から発射するマイクロ波を読み取り命令の
送信データで変調して地上装置に発射する。地上装置で
はこれを受信して復調し、読み取り命令を実行し、予め
書き込まれている（メモリ等に格納されいる）距離デー
タすなわち送信データで変調して再び車上装置に反射波
として発射する。車上装置ではこの反射波を受信、復調
してその距離データを解読する。この方式の利点は、マ
イクロ波を使用しているため、車上装置すなわち列車と
地上装置との間の距離が数メートルであっても交信が可
能であり、地上装置の設置場所の制限が少ないことであ
る。また、送受信するアンテナの前面にだけ指向性があ
り後方の指向性は全くないため、金属面に直接アンテナ
を取り付けることが可能であり、列車及び軌道の金属性
や構造に拘束されないことである。さらに、２．４５Ｇ
Ｈｚという非常に高い周波数を使用しているため、外来
ノイズによる通信の影響が少ないので、架線等から発生
する種々のノイズにより距離データの認識に誤りがない
ことである。

【００５８】なお、上記データキャリア方式において
は、距離データは予め地上装置に書き込まれたものを車
上装置が読み取る構成にしたが、まだ距離データが書き
込まれていない地上装置を設置した後、距離データ書き
込み専用列車を走行させて、その専用列車の車上装置の
リードライトヘッドからその設置された点の正確な距離
データを書き込むような構成にすることも可能である。

【００５９】図１４は車上装置からの距離データの書き
込みも可能なデータキャリア方式の実施例を示す図であ
る。図１４において、９３は列車、９４は列車９３の車
輪、９５はレールである。９６は車上装置の本体として
のＩＤコントローラ、９７は車両９３の底部に設けられ
た機構装置、９８はこの機構装置９７に取り付けられた
リードライトヘッドである。このリードライトヘッド９
８はＩＤコントローラ９６に接続されている。９９はデ
ータキャリアとしての地上装置すなわち距離データを有
するＩＤである。ＩＤコントローラ９６はリードライト
ヘッド９８によりＩＤ９９からその地点の絶対位置を検
出する。

【００６０】図１４において、ＩＤコントローラ９６及
びリードライトヘッド９８をバーコードリーダに、ＩＤ
９９をバーコード板に置き換えた場合には、バーコード
方式を具体化した実施例となる。

【００６１】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように、本発明
によれば、保守用車両の作業内容が制限されることなく
衝突を防止し、その作業効率の向上を図ることができ、
営業用列車の衝突防止システムとしても活用の道を開く
ことができる。具体的には以下に記述する効果が得られ
る。また、列車の絶対位置を正確に検出することができ
る。

【００６２】１）列車位置に依存しない追従閉塞方式の
ため、列車又は車両が全線区のどの位置に存在しても同
じ安全性能を発揮することができ、従来の固定閉塞方式
のような軌道の閉塞区間に大幅な運行制限を受けること
がない。

【００６３】２）システムを構成する機器が単独で動作
しているため、保守、点検、交換等が容易である。

【００６４】３）本システムは軌道上に大がかりな工事
を要しないため、全線区への設置費用が格段に安くでき
る。

【００６５】４）本システムは連続速度照査方式である
ため、連続して衝突防止を図ることができる。

【００６６】５）保守用車両に適用した場合、本線営業
用列車用に設けられている「ＣＯＭＴＲＡＣ」システム
とは完全に独立した衝突防止用のシステムであるため、
有害なるシステム相互間の干渉がない。さらに、軌道、
車両、電力等の方式に依存しないので、設置する地域に
制限されることがなく、設置拡大も自在にできる。

【００６７】６）キロポストに取り付けた電子キロポス
トから絶対位置を示す距離データで変調したマイクロ波
を列車に発射することにより、自動的に起点からの絶対
位置を検出できる。

【００６８】７）列車に質問器として設けた車上装置
と、軌道側にデータキャリアとして設けた地上装置とに
よりデータキャリア方式を利用することにより、正確な
絶対位置を検出できる。

【００６９】８）絶対位置を示す距離データをバーコー
ドとして地上側に設置し、車両に設けたバーコードリー
ダにより絶対位置を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の列車衝突防止装置のシステムを示す構
成図である。

【図２】自動列車制御部１の内部構成を示すブロック図
である。

【図３】上り線、下り線の中間位置に配置された絶対位
置情報を担う電波を放射する無指向性のアンテナを示す
図である。

【図４】保守用車両の概略を示す図である。

【図５】図１の自動列車制御部における自車両の絶対位
置を検出する部分を示す説明図である。

【図６】相対距離を示す絶対位置を求めるためのフロー
チャートである。

【図７】照査速度を生成して照査結果を表示するまでを
概念的に示すブロック図である。

【図８】走行距離に対する現在速度の推移とランプ表示
との関係を示す説明図である。

【図９】起点駅から終点駅の間で上り線及び下り線にお
ける保線用車両の移動の状態を示す図である。

【図１０】現在使用されている在来線の距離標識を利用
した絶対位置検出の構成を示す図である。

【図１１】列車におけるキロ程情報を受信する車上装置
の構成図である。

【図１２】電子キロポスト６２に内蔵されている送信機
のブロック図である。

【図１３】図１１における車上装置の車上受信機６４の
ブロック図である。

【図１４】車上装置からの距離データの書き込みも可能
なデータキャリア方式の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ 自動列車制御部 ２ 無線位置標識 ３ 車両間ＵＨＦ無線機 ４ ＬＣＸケーブル ５ 車輪 Ａ１ 絶対位置情報 Ａ２ 絶対位置信号 Ｂ１ 他車両位置情報 Ｂ２ 他車両位置信号 Ｃ 回転検出信号 Ｄ 速度検出信号 Ｅ 制御出力信号

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道交通の列車において他の列車との衝
   突を防止する装置であって、 軌道の起点からの当該列車の絶対位置を示す第１の絶対
   位置信号を検知する自列車位置検知手段と、 他の全ての列車の絶対位置を示す第２の絶対位置信号を
   検知する他列車位置検知手段と、 前記第１及び第２の絶対位置信号から、当該列車と他の
   列車との間の相対距離を算出する相対距離算出手段と、 算出した前記相対距離により当該列車の進行方向の最も
   近接した位置にある他の列車を判別する判別手段と、を
   備えたことを特徴とする列車衝突防止装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、当該判別した他の列
   車と当該列車との相対距離に基づいて速度制御及び制動
   制御を行う制動制御手段と、を備えたことを特徴とする
   列車衝突防止装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記第１の絶対位置
   信号は、前記軌道に沿って前記起点からそれぞれ異なる
   位置に複数設けられた信号発生手段から発せられること
   を特徴とする列車衝突防止装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記第１の絶対位置
   信号の最大レベルを検出するレベル検出手段を備え、前
   記自列車位置検知は当該レベル検出手段が最大レベルを
   検出した位置が当該列車の現在の絶対位置とすることを
   特徴とする列車衝突防止装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、当該列車の走行距離
   を算出する走行距離検出手段を備え、前記自列車位置検
   知手段は直前の第１の絶対位置信号を検知した位置に当
   該算出した走行距離を加算又は減算して現在の絶対位置
   とすることを特徴とする列車衝突防止装置。
6. 【請求項６】 請求項４において、当該算出した走行距
   離は前記第１の絶対位置信号を検知するたびに更新され
   ることを特徴とする列車衝突防止装置。
7. 【請求項７】 請求項１において、当該判別した他の列
   車と当該列車との相対距離に応じて参照する照査速度デ
   ータを生成する照査速度生成手段と、当該列車の現在の
   速度を検出して現在速度データを生成する速度検出手段
   と、前記照査速度データと前記現在速度データとを比較
   照査する速度照査手段と、備えたことを特徴とする列車
   衝突防止装置。
8. 【請求項８】 請求項７において、前記速度照査手段の
   照査結果に基づいて制動制御を行う制動制御手段と、備
   えたことを特徴とする列車衝突防止装置。
9. 【請求項９】 請求項６において、前記照査速度生成手
   段は、当該判別した他の列車と当該列車との相対距離に
   応じた標準照査速度データを、軌道の状態を示すデータ
   に基づいてファジィ推論により補正し、当該補正照査速
   度データを前記参照する照査速度データとすることを特
   徴とする列車衝突防止装置。
10. 【請求項１０】 請求項１において、前記列車は、鉄道
    交通の軌道上を移動して当該軌道及び架線の保守を行う
    保守用車両であることを特徴とする列車衝突防止装置。
11. 【請求項１１】 鉄道交通において列車同士の衝突を防
    止する方法であって、全ての列車の各々からそれぞれの
    絶対位置情報を所定の通信手段を介して外部コンピュー
    タに伝送し、 この外部コンピュータから前記全ての列車に対して前記
    通信手段を介して全ての列車の絶対位置列情報を伝送
    し、 各列車において、当該列車の絶対位置と他の列車の絶対
    位置とから当該列車と当該他の列車との相対距離を算出
    し、 当該列車の進行方向の最も近接した位置にある他の列車
    と当該列車との相対距離を判別することを特徴とする列
    車衝突防止方法。
12. 【請求項１２】 鉄道交通において列車同士の衝突を防
    止する方法であって、 特定の列車に対して他の全ての列車の各々からそれぞれ
    の絶対位置情報を所定の通信手段を介して伝送し、 当該特定の列車から前記全ての列車に対して前記通信手
    段を介して全ての列車の絶対位置列情報を伝送し、 各列車において、当該列車の絶対位置と他の列車の絶対
    位置とから当該列車と当該他の列車との相対距離を算出
    し、 当該列車の進行方向の最も近接した位置にある他の列車
    と当該列車との相対距離を判別することを特徴とする列
    車衝突防止方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１又は請求項１２において、
    当該判別した相対距離に基づいて制動制御を行うことに
    より衝突を防止することを特徴とする列車衝突防止方
    法。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、前記特定の列車
    は任意に定めた列車であることを特徴とする列車衝突防
    止方法。
15. 【請求項１５】 請求項１において、前記絶対位置を示
    す距離データで変調した電波を発射する電子キロポスト
    を軌道側に設け、当該電波を受信して前記絶対位置を検
    出する車上装置を列車に設けたことを特徴とする列車衝
    突防止装置。
16. 【請求項１６】 請求項１１において、質問器である車
    上装置とデータキャリアである地上装置との間でデータ
    キャリア方式により前記絶対位置情報を交信することを
    特徴する列車衝突防止方法。
17. 【請求項１７】 請求項１１において、地上装置に前記
    絶対位置情報を示すバーコードから列車に設けたバーコ
    ードリーダにより前記絶対位置情報を読み取ることを特
    徴とする列車衝突防止方法。