JPH0740835A - ディジタル伝送式自動列車制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ディジタル伝送式ＡＴＣ装置の安全性を高め
る。 【構成】地上から先行列車までの閉塞区間数情報を受信
し（Ｓ１）、情報の誤りチェック後、閉塞区間数を先行
列車までの距離に変換する（Ｓ２，３）。次に、第１メ
モリ内の線区データ及ブレーキ性能からブレーキパター
ンを作成した後（Ｓ４）、第１メモリ内のデータと同一
データを格納する別の第２メモリを用いて前記作成した
ブレーキパターンから閉塞区間数情報を復元し（Ｓ
５）、復元した閉塞区間数情報と地上から送信された距
離変換以前の閉塞区間数情報とを比較する（Ｓ６）。比
較結果が一致した時は、作成ブレーキパターンが適正と
判断してブレーキパターンに従って減速制御を行い、比
較結果が不一致の時は非常ブレーキ作動等の安全側制御
を実行する（Ｓ７，８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地上と車上間の情報伝
送をディジタル信号で行うディジタル伝送方式を採用し
た自動列車制御装置（以下、ＡＴＣ装置という）に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＣ装置は、先行列車との間隔に応じ
て後続列車の許容速度を設定し、後続列車が許容速度を
オーバーすると自動的にブレーキが作動して減速するこ
とで、列車速度を制限するものである。具体的に説明す
ると、軌道に設定した各閉塞区間毎に列車検知を行い、
先行列車の位置に基づいて当該列車後方の各閉塞区間毎
に許容速度を設定し、各閉塞区間にそれぞれの許容速度
情報（ＡＴＣ信号）を連続的に送信する。例えば、図４
のように、閉塞区間５Ｔに先行列車が存在する場合、後
方閉塞区間１Ｔ〜４Ｔには、それぞれ信号現示“７５”
（許容速度７５Ｋｍ／ｈ以下），“５５”（許容速度５
５Ｋｍ／ｈ以下），“４５”（許容速度４５Ｋｍ／ｈ以
下），“０₁ ”（許容停止）に相当するＡＴＣ信号を連
続的に送信する。尚、閉塞区間５Ｔ内の列車後方区間で
は、レール短絡によって送信情報が流れないので
“０₂ ”（絶対停止）の信号現示となる。そして、後続
列車が矢印方向に走行し前方閉塞区間に進入すると、当
該閉塞区間に送信されている許容速度情報を車上側で受
信し、車上側のタコジェネレータから算出した実際の列
車速度と受信した許容速度とを比較し、実速度がオーバ
ーしている場合は、ブレーキ指令を発生し自動的にブレ
ーキが作動するようになっている。

【０００３】従って、後続列車は図４に実速度として示
す曲線のような走行パターンとなる。即ち、後続列車が
先行列車に接近し許容速度の低い前方閉塞区間に進入す
ると、常用ブレーキが作動し、進入した閉塞区間内の許
容速度まで低下させる。尚、進入した閉塞区間の許容速
度まで低下せずに更に前方の閉塞区間に列車が進入した
時には非常ブレーキが作動するようになっている。

【０００４】そして、従来のＡＴＣシステムでは、閉塞
区間に列車が進入した時は、その区間内で許容速度まで
低下させる必要があり、このため、閉塞区間の長さは安
全性を見込んでブレーキ性能の一番悪い車両に合わせて
決定している。ここで、許容速度以下になってから前方
閉塞区間境界までの走行距離を余裕距離と呼んでいる
が、ブレーキ性能の良い車両程、ブレーキ作動時点から
許容速度以下になるまでの距離が短くて済むので、前記
余裕距離が長くなり閉塞区間長さに無駄が生じることに
なる。

【０００５】このように、従来のＡＴＣ装置では閉塞区
間単位で速度制御しており、閉塞区間毎に前記余裕距離
の無駄が発生する。また、閉塞区間に進入する毎にブレ
ーキを作動させることから、ＡＴＣ信号を受信してから
ブレーキが作動するまでの時間、所謂、空走時分も閉塞
区間毎に発生する。このため、列車間の制御間隔に無駄
が多かった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、高速
・高密度運転に対応するきめの細かい列車運転制御のニ
ーズが高まっており、また、多様な車両性能の列車が混
在しても最適な運転制御が行えるような制御方式が望ま
れている。そこで、従来の閉塞区間単位の速度制御に代
えて、先行列車までの距離情報を車上側に与え、この距
離情報に基づいて列車の車両性能を考慮した連続的な独
自のブレーキパターンを作成し、この作成したブレーキ
パターンに基づいて列車の減速制御を行うことが考えら
れている。そして、この場合、距離情報を車上側に伝送
するに際して、制御精度を高めようとすれば送信する情
報量が非常に多くなり、従来のアナログ伝送方式では難
しいことから、ディジタル信号を使用するディジタル伝
送式ＡＴＣ装置が考えられている。

【０００７】かかるディジタル伝送式ＡＴＣ装置では、
地上側では、各閉塞区間毎に列車検知を行い、先行列車
の位置に基づいて当該列車後方の各閉塞区間毎に先行列
車までの距離情報を送信する。車上側では、地上側から
送信された距離情報を受信し、この距離情報と、車上側
のメモリに予め記憶させてある線区データ（曲線、勾配
等）及び車両性能データ（ブレーキ性能等）に基づいて
図５に示す当該列車に最適な連続的なブレーキパターン
を作成する。そして、作成したブレーキパターンとタコ
ジェネレータから算出される実速度とを比較しながら作
成したブレーキパターンに沿って減速制御するようにな
っている。

【０００８】このようなディジタル伝送式ＡＴＣ装置に
よれば、空走時分は最初の１回しか発生せず余裕距離は
車両のブレーキ性能に関係なくほとんど発生しないた
め、従来のアナログ伝送式のＡＴＣ装置に比べて列車間
隔を狭く制御でき、従来より一層高速・高密度運転が可
能となって運転効率を高めることができる。しかしなが
ら、安全性を考えた場合に、従来のＡＴＣ装置に比べて
不充分な面がある。

【０００９】即ち、従来のＡＴＣ装置では、常に許容速
度情報をレールを介して閉塞区間に与えており、閉塞区
間に列車が存在しない時は、地上側の受信装置で送信情
報を受信して常時チェックしている。閉塞区間に列車が
進入するとレールの短絡によって地上側の受信装置では
受信しないが車上側で地上側の送信情報を受信し、車上
側と地上側の受信装置を同一のものを使用することで整
合性をとっており、閉塞区間に列車が進入する直前まで
許容速度情報のチェックが行われていることなる。

【００１０】一方、ディジタル伝送式ＡＴＣ装置では、
常に先行列車までの距離情報をレールを介して各閉塞区
間に与え、閉塞区間に列車が存在しない時は地上側の受
信装置で送信情報を受信して常時チェックしていること
は従来と同様で安全性が確保されているが、地上からの
距離情報に基づいて車上側装置で作成するブレーキパタ
ーンについては何ら安全性のチェックはなされていな
い。

【００１１】このため、ブレーキパターンの作成に使用
するメモリ内の線区データや車両性能データに誤りが発
生して不適正なブレーキパターンが作成されても、チェ
ック機能がないため、作成された不適正なブレーキパタ
ーンにより減速制御が実行されてしまい安全性の点で問
題がある。本発明はこのような事情に鑑み、ディジタル
伝送式ＡＴＣ装置の安全性を向上させることを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
先行列車の位置情報に基づいて少なくとも前記先行列車
から後続の列車までの距離関連情報をディジタル信号で
地上側から車上側に送信し、前記距離関連情報を受信し
た後続列車側で、車上に搭載したメモリに予め記憶させ
た線区データ及び少なくともブレーキ性能データを含む
車両性能データと前記受信した距離関連情報とに基づい
て当該後続列車のブレーキパターンを作成し、このブレ
ーキパターンに従って当該後続列車の減速制御を行う構
成のディジタル伝送式自動列車制御装置であって、ブレ
ーキパターン作成時に使用する前記メモリに記憶させた
線区データ及び車両性能データと同一のデータを記憶さ
せた別のメモリと、作成されたブレーキパターンから前
記別のメモリに記憶させた線区データ及び車両性能デー
タを用いて距離関連情報を復元する距離関連情報復元手
段と、該距離関連情報復元手段で復元された距離関連情
報と地上から送信される距離関連情報とを比較する比較
手段とを備え、比較手段の比較結果が予め定めた誤差範
囲内で一致した時に作成されたブレーキパターンに従っ
て列車の減速制御を行う構成とした。

【００１３】

【作用】かかる構成によれば、各メモリ内の線区データ
及び車両性能データが同じように誤る確率は殆どなく、
一方のデータに誤りがあれば、ブレーキパターン作成の
ための地上からの距離関連情報と作成したブレーキパタ
ーンから復元した距離関連情報との比較結果は予め定め
た誤差範囲から大きくずれ、作成したブレーキパターン
は不適切と判断できる。従って、ディジタル伝送式ＡＴ
Ｃ装置の安全性を高めることが可能である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明のディジタル伝送式ＡＴＣ装置の
地上側の構成を示す図である。図１において、互いに絶
縁されて閉塞区間１Ｔ，２Ｔ，３Ｔ，・・・が構成され
る軌道１１には、各閉塞区間１Ｔ，２Ｔ，３Ｔ，・・・
毎に、以下に説明するＡＴＣ装置の地上側装置が接続さ
れる。尚、図１では、閉塞区間２Ｔについてのみ示し説
明する。

【００１５】閉塞区間２Ｔ内の軌道１１には、閉塞区間
先端側から送信器１２によりディジタル情報が送信さ
れ、このディジタル情報は列車が存在しない時には閉塞
区間２Ｔ後端側で受信器１３により受信される。受信器
１３で受信されたディジタル情報は、送信器１２から送
信したディジタル情報と比較器１４で比較され、一致し
ている場合は送信器１２はディジタル情報を送信し続け
る。不一致の場合は、送信器１２はディジタル情報の送
信を停止する。また、閉塞区間２Ｔに図示のように列車
１０が存在する場合は、車輪により軌道１１が短絡され
てディジタル情報は受信器１３で受信されず、この時に
は、列車検出部１５から後方側閉塞区間に列車検知の出
力が発生する。

【００１６】ここで、送信器１２は、前方側閉塞区間か
らの列車位置情報等に基づいて送信するディジタル情報
を作成する。送信器１２で作成し送信するディジタル情
報としては、各列車の位置に応じて時々刻々変化する情
報が主であって、自分の閉塞区間を知らせる自閉塞区間
ナンバー情報、自閉塞区間における許容速度情報、先行
列車から後続列車（ここでは列車１０が相当する）まで
の距離情報を与える先行列車までの閉塞区間数情報、分
岐部や工事等の速度制限区間における速度制御のための
速度制限までの閉塞区間数情報及び速度制限速度情報等
である。ここで、前記先行列車までの閉塞区間数情報が
先行列車から後続列車までの距離関連情報に相当する。

【００１７】尚、図示しないが、各閉塞区間の後端の境
界近傍には、車上側における位置補正用の位置情報を送
信するための地上子が設置されている。次に、地上側か
ら伝送されるディジタル情報を受信して列車の速度制御
を実行するため列車１０に搭載される車上側装置の構成
を図２に示し説明する。図２において、軌道１１に送信
されたディジタル情報は受電器２１で受信されＡＴＣ受
信器２２に伝送される。ＡＴＣ受信器２２は、受信した
ディジタル情報の誤りチェックを行う情報チェック部２
２Ａと、該情報チェック部２２Ａでチェックされた後の
ディジタル情報内の距離関連情報を第１メモリ２３内に
予め記憶させてあるデータを用いてブレーキパターン作
成用の先行列車から当該列車１０までの距離情報に変換
する情報変換部２２Ｂとを備えている。ＡＴＣ受信器２
２で受信且つ変換した情報は列車制御器２４に伝送され
る。

【００１８】列車制御器２４は、伝送された距離データ
と前記第１メモリ２３内に記憶されている線区データ
（勾配、曲線等）及び車両性能データ（ブレーキ性能
等）とに基づいてブレーキパターンを作成するブレーキ
パターン作成部２４Ａと、該ブレーキパターン作成ブレ
ーキ２４Ａで作成されたブレーキパターンから第１メモ
リ２３と同一のデータを記憶させた第２メモリ２５内の
線区データ及び車両性能データを用いて距離関連情報、
即ち、本実施例では先行列車から後続列車までの閉塞区
間数情報を復元する距離情報作成部２４Ｂと、該距離情
報作成部２４Ｂで復元した閉塞区間数情報とＡＴＣ受信
器２２の情報チェック部２２Ａでチェックされた閉塞区
間数情報とが一致していか否かを比較する比較部２４Ｃ
と、比較部２４Ｃの比較結果が一致している時にタコジ
ェネレータ２６から算出される実際の列車速度を監視し
ながらブレーキパターン作成部２４Ａで作成されたブレ
ーキパターンに従ってブレーキ装置２７を制御して減速
制御するブレーキ制御部２４Ｄとを備えている。

【００１９】尚、前記地上子からの情報を車上子２８で
受信してトランスポンダ車上装置３０に伝送し、トラン
スポンダ車上装置３０から、位置補正用データとしてＡ
ＴＣ受信器２２を介して列車制御器２４に伝送するか、
又は、直接列車制御器２４に伝送している。また、モニ
タ装置２９は、作成したブレーキパターン、列車の速度
や位置等の運転士に必要な情報を表示するものである。

【００２０】次に図３を参照して本実施例のディジタル
伝送式ＡＴＣ装置の制御動作を説明する。まず、地上側
の送信器１２において、先行列車の位置情報等により車
上側に送信するための上述した情報を含む送信情報を作
成し軌道１１に連続的に送信する。

【００２１】この送信情報が送信されている閉塞区間に
列車１０が進入すると、ステップ１（図中Ｓ１で示し、
以下同様とする）で、ＡＴＣ受信器２２において受電器
２１からの入力状態に基づいて送信情報が受信されたか
否かを判断する。受信された時は、ステップ２に進み、
受信されない時は後述するステップ８に進む。ステップ
２では、情報チェック部２２Ａにおいて受信した受信情
報の誤りチェックを行う。誤りがなければ次のステップ
３に進む。

【００２２】ステップ３では、情報変換部２２Ｂにおい
て、受信情報の内の距離関連情報である先行列車までの
閉塞区間数情報を距離情報に変換する。即ち、第１メモ
リ２３内に予め記憶させた各閉塞区間長さデータを基に
して先行列車が存在する閉塞区間手前位置（当該列車１
０を停止させる位置）までの距離を算出する。ステップ
４では、ステップ３で算出された先行列車までの距離情
報を含む受信情報がＡＴＣ受信器２２から列車制御器２
４に伝送されてブレーキパターン作成部２４Ａで図５に
示すようなブレーキパターンの作成が行われる。ブレー
キパターンは、距離情報と第１メモリ２３内に記憶され
ている線区固有の勾配や曲線等の線区データとブレーキ
性能等の車両性能データとに基づいて作成される。

【００２３】ステップ５では、距離情報作成部２４Ｂに
おいてブレーキパターン作成部２４Ａで作成されたブレ
ーキパターンと第２メモリ２５内のデータに基づいて距
離算出のために地上側から送信された先行列車までの閉
塞区間数情報を復元する。ここで第２メモリ２５には、
第１メモリ２３に記憶させたデータと同一の線区データ
及び車両性能データが記憶されており、これら線区デー
タ及び車両性能データを使用して情報の復元を行う。

【００２４】ステップ６では、ステップ５で作成された
閉塞区間数情報とＡＴＣ受信器２２の情報チェック部２
２Ａで正しいと判断された地上から送信された閉塞区間
数情報とを比較部２４Ｃにおいて比較し、一致している
時はステップ７に進み、不一致の時はステップ８に進
む。ステップ７では、情報が一致していることにより作
成されたブレーキパターンが正しいと判断し、ブレーキ
制御部２４Ｄによりこのブレーキパターンに従った減速
制御が実行される。即ち、タコジェネレータ２６により
列車１０の実際の速度を監視しながら、実際の列車速度
がブレーキパターンに一致するようブレーキ装置２７を
制御して列車速度をフィードバック制御する。

【００２５】ステップ１で地上側の送信情報が受信され
なかった場合、ステップ２で受信情報の誤りチェックで
誤りが検出された場合及びステップ７の比較結果が不一
致の場合は、ステップ８において、地上側装置の故障や
作成したブレーキパターンが不適正と判断して例えば非
常ブレーキを動作させる等の安全側制御を実行して未然
に事故を防止する。

【００２６】尚、地上側では、閉塞区間内に列車が存在
しない時には、送信器１２からの送信情報は軌道１１を
介して受信器１３で受信され、比較器１４で、送信器１
２の送信情報と受信器１３で受信した受信情報とが一致
しているか否かを比較することで送信情報の正否のチェ
ックが行われ、正しくなければ送信器１２からの送信情
報の送信を停止するので、閉塞区間に列車が進入した時
に車上側で送信情報の受信がなく安全側制御が行われ
る。

【００２７】このように、作成したブレーキパターンが
正しいか否かをチェックすることで、ディジタル伝送式
ＡＴＣ装置における安全性を格段に向上できる。しか
も、各列車個々の車両性能を考慮して作成されたブレー
キパターンに従って列車の速度制御を行うので、車両性
能の異なる列車が混在して走行する場合でも、各列車毎
に適正な速度制御が行われ、また、減速時の空走時分は
１回で済み列車の制御間隔の無駄をなくすことができ
る。従って、従来のアナログ伝送式ＡＴＣ装置に比べて
より一層の高速・高密度運転が可能となる。

【００２８】尚、本実施例では、作成したブレーキパタ
ーンから得られる距離関連情報と地上から送信する距離
関連情報との比較を車上側で行う構成としたが、ブレー
キパターンから得られる距離関連情報を地上側に送信
し、地上側において比較する構成としてもよく、より一
層の安全性を考えるならばこのように地上側で比較する
ことが望ましい。

【００２９】また、本実施例では、先行列車までの閉塞
区間数情報を用いて車上側で距離情報に変換する構成と
したが、先行列車までの距離情報を直接地上側から送信
するようにしてもよい。この場合は、車上のＡＴＣ受信
器２２の情報変換部２２Ｂは不要となる。そして、距離
情報そのものを車上側に直接送信する場合では、地上か
ら送信した距離情報と車上側で復元する距離情報との比
較において、完全一致ではなく予め定めた誤差範囲内で
一致すればよい。ただし、この場合、地上側から送信さ
れた距離情報に対する許容誤差範囲の設定は、安全性を
考慮して、復元距離情報が長くなる側の誤差を復元距離
情報が短くなる側の誤差に比べて小さく設定する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、地
上からの先行列車までの距離情報に基づいて車上側で作
成したブレーキパターンに従って列車を減速制御するデ
ィジタル伝送式ＡＴＣ装置において、作成したブレーキ
パターンの正否をチェックし、正しい場合のみ作成した
ブレーキパターンを用いて減速制御する構成としたの
で、ディジタル伝送式ＡＴＣ装置の信頼性及び安全性を
格段に向上でき、高速・高密度運転を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディジタル伝送式ＡＴＣ装置の一
実施例を示す地上側装置の構成図

【図２】同上実施例の車上側装置の構成図

【図３】同上実施例の制御動作を説明するフローチャー
ト

【図４】従来のＡＴＣ装置の速度制御動作を説明するた
めの図

【図５】ディジタル伝送式ＡＴＣ装置のブレーキパター
ンを示す図

【符号の説明】

１０ 列車 １１ 軌道 １２ 送信器 １３ 受信器 １４ 比較器 １５ 列車検出部 ２１ 受電器 ２２ ＡＴＣ受信器 ２２Ｂ 情報変換部 ２３ 第１メモリ ２４ 列車制御器 ２４Ａ ブレーキパターン作成部 ２４Ｂ 距離情報作成部 ２４Ｃ 比較部 ２４Ｄ ブレーキ制御部 ２５ 第２メモリ ２６ タコジェネレータ ２７ ブレーキ装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先行列車の位置情報に基づいて少なくとも
   前記先行列車から後続の列車までの距離関連情報をディ
   ジタル信号で地上側から車上側に送信し、前記距離関連
   情報を受信した後続列車側で、車上に搭載したメモリに
   予め記憶させた線区データ及び少なくともブレーキ性能
   を含む車両性能データと前記受信した距離関連情報とに
   基づいて当該後続列車のブレーキパターンを作成し、こ
   のブレーキパターンに従って当該後続列車の減速制御を
   行う構成のディジタル伝送式自動列車制御装置であっ
   て、 ブレーキパターン作成時に使用する前記メモリに記憶さ
   せた線区データ及び車両性能データと同一のデータを記
   憶させた別のメモリと、 作成されたブレーキパターンから前記別のメモリに記憶
   させた線区データ及び車両性能データを用いて距離関連
   情報を復元する距離関連情報復元手段と、 該距離関連情報復元手段で復元された距離関連情報と地
   上から送信される距離関連情報とを比較する比較手段と
   を備え、 比較手段の比較結果が予め定めた誤差範囲内で一致した
   時に作成されたブレーキパターンに従って列車の減速制
   御を行う構成としたことを特徴とするディジタル伝送式
   自動列車制御装置。