JPH08207769A - 列車保安制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動閉塞方式で高密度、短時隔運転ができる
列車保安制御システムを提供する。 【構成】 列車11a,11b 上の車上制御装置14a,14b が、
線路に沿って敷設されている同軸漏洩ケーブル12a,12b
との間で信号電波の送受信を行い、先行列車11a からの
信号を受信して自列車11b と先行列車11a との車間距離
Ｓabを検出し、その車間距離Ｓabと自列車に設定されて
いる停止可能ブレーキ距離ｄとに基づいて速度パターン
を算出し、それに基づいて速度制御する。これによっ
て、停止可能ブレーキ距離ｄabがブレーキ開始が必要な
車間距離ｄb まで先行列車に近づくまでは巡航速度で走
行させ、ブレーキ開始が必要な距離まで近づけば１段ブ
レーキ制御で停止させる運行制御を行い、高密度運転、
短時隔運転を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動閉塞制御を行う列
車保安制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に、列車保安制御システムは固
定閉塞制御を採用していて、一閉塞区間一列車を基本と
した列車制御を行っている。図１１はこのような従来の
固定閉塞の階段パターンによる保安制御の一例を示しい
る。この図１１において、１０ａ〜１０ｅそれぞれは固
定閉塞区間を示し、１１ａは先行列車、１１ｂは後続列
車を表していて、後続列車１１ｂは先行列車１１ａに対
する位置関係によってＶ１〜Ｖ５に示す速度制御信号を
地上側から受け、この速度制御信号に基づいて速度制御
する。

【０００３】このような階段パターンによる速度制御で
最も効率的な走行方法は速度制限の切替わり時に走行速
度で次の閉塞区間に突っ込み、速度制限オーバーで自動
列車制御装置（ＡＴＣ）によってブレーキがかけられて
急減速してその閉塞区間の制限速度以下になれば、ブレ
ーキを緩解して力行制御していく方法である。すなわ
ち、図１１において速度制限Ｖ１からＶ２への切替わり
点で列車１１ｂにはブレーキがかけられ、速度がＶ２を
下回ったところでブレーキを緩解して力行制御に入り、
次のＶ２からＶ３への速度制限変更点に突入すれば再び
ブレーキがかけられるという動作が繰り返されるのであ
る。

【０００４】このようにして後続列車１１ｂが速度制御
Ｖ４の閉塞区間の先端まで達すると停止することにな
る。

【０００５】この固定閉塞制御による走行は列車が駅で
停車する場合にも同じように適用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の固定閉塞方式の列車保安制御システムでは、次の
ような問題点があった。図１１において＊１〜＊３で示
す区間はブレーキ中の力行区間であり、本来ならば不要
な区間であるが、固定閉塞方式は先行列車との間隔を十
分にとるための安全上の要求から採用されているもの
で、このような区間＊１〜＊３が生じることは安全上か
らは特に問題となることはない。

【０００７】ところが、近年、特に大都市部の通勤時間
帯の列車の大混雑を少しでも解消するために高密度列車
運転、時隔短縮運転が大いに必要とされており、上記の
固定閉塞方式で生じる不要な区間＊１〜＊３はこのよう
な高密度列車運転、時隔短縮運転のニーズにはそぐわな
いものとなってきている。そこで、固定閉塞方式の列車
保安制御システムは長い実績と高い安全性があるもの
の、次のような点で改善の要望が強まってきている。

【０００８】（１）図１１に示した固定閉塞の階段パタ
ーンはブレーキ緩解後の力行区間＊１〜＊３の余裕走行
分が存在するために実質的にブレーキ距離が長くなる。

【０００９】（２）車両性能の向上により高加速、高減
速性能を有する軽量高速車両が導入されるようになって
いるが、このような車両ほど、図１１に示す＊１〜＊３
の余裕走行分が長くなり、車両本来の性能を抑制したパ
ターンの運転しかできない。

【００１０】（３）現行の車両で運転時隔を最小にして
輸送力増強を図ろうとしても、現状の固定閉塞では閉塞
自身が障害となって運転時隔を短縮できず、時隔短縮が
限界に来ており、その抜本的な制御方式の見直しが迫ら
れている。

【００１１】本発明は、このような従来の固定閉塞方式
による列車保安制御システムの問題点に鑑みてなされた
もので、高密度運転、短時隔運転制御に対応できる移動
閉塞方式の列車保安制御システムを提供することを目的
とする。

【００１２】さらに詳しくは、（１）車両の持つ１段ブ
レーキ性能を速度パターンとして発生させ、これを速度
制限信号として速度制御を行うことにより、余裕走行分
をなくす、（２）車両の持つ本来の性能を発揮できる走
行を可能とする、（３）運転時隔を最小にすることがで
きて、高密度運転をさらに進めることができる、（４）
フェイルセーフ性については現状と同等レベルに維持で
きる、という特徴を備えた列車保安制御システムを提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、線路
に沿って敷設され、列車との間で信号電波の送受信を行
う同軸漏洩ケーブルと、列車に搭載された移動閉塞制御
装置とを備えて成る列車保安制御システムであって、移
動閉塞制御装置が、同軸漏洩ケーブルとの間で信号電波
の送受信を行う車上アンテナと、車上アンテナを通して
入力される先行列車からの信号を受信する先行列車信号
受信部と、車上アンテナを通して後続列車に対して信号
を送信する後続列車信号送信部と、先行列車信号受信部
が受信した先行列車からの信号に基づいて先行列車位置
を特定する先行列車位置判定部と、自列車位置を特定す
る自列車位置判定部と、先行列車位置と自列車位置から
両車の車間距離を算出する車間距離演算部と、車間距離
演算部が算出する先行列車との間の車間距離に基づいて
自列車の速度パターンを算出する速度パターン演算部
と、速度パターン演算部の算出する速度パターンに基づ
いて自列車の速度制御を行う速度制御部とを備えたもの
である。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の列車保安制
御システムにおいて、速度パターン演算部が、先行列車
との間の車間距離と自列車に設定されている停止可能ブ
レーキ距離とに基づいて速度パターンを算出するように
したものである。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１又は２の列車
保安制御システムにおいて、漏洩同軸ケーブルが一定距
離ずつ分断され、前後のケーブル間にそれらのケーブル
間の接続、切断を行う中継器が設置され、中継器が同軸
ケーブルを通して自器の存在を示す信号を出力し、各列
車から同軸ケーブルを通して出力されてくる接続、切断
指令を受信する信号送受信器を備え、移動閉塞制御装置
が、中継器との間で交信を行う中継器交信部と、中継器
交信部が受信した中継器の位置と自列車位置判定部が特
定した自列車位置との関係から中継器の接続、切断の判
定を行い、接続指令、切断指令を出力する接続切断判定
部を備えたものである。

【００１６】請求項４の発明は、請求項３の列車保安制
御システムにおいて、中継器が後続車両から接続指令を
優先させる接続切断切換部を備えたものである。

【００１７】請求項５の発明は、請求項３又は４の列車
保安制御システムにおいて、移動閉塞制御装置の接続切
断判定部が、自列車と前方の中継器までの間の距離が自
列車のブレーキ距離に余裕距離を加えた必要間隔距離に
達したときに接続指令を出力するようにしたものであ
る。

【００１８】請求項６の発明は、請求項１〜５いずれか
の列車保安制御システムにおいて、移動閉塞制御装置の
先行列車信号受信部及び後続列車信号送信部が時分割多
重伝送方式で信号を送受信するようにしたものである。

【００１９】請求項７の発明は、請求項１〜６いずれか
の列車保安制御システムにおいて、移動閉塞制御装置の
先行列車信号受信部及び後続列車信号送信部が周波数多
重伝送方式で信号を送受信するようにしたものである。

【００２０】請求項８の発明は、請求項１〜７いずれか
の列車保安制御システムにおいて、線路に沿って固定閉
塞の自動列車制御設備が設置され、列車が自動列車制御
設備と交信し、固定閉塞による自動列車制御を行う自動
列車制御装置と、移動閉塞制御装置と、移動閉塞制御装
置の各機器の異常を検出する異常検出部と、異常検出部
が異常検出したときに移動閉塞制御装置の動作を停止し
て自動列車制御装置に切換える制御方式切換部とを備え
たものである。

【００２１】

【作用】請求項１の発明の列車保安制御システムでは、
列車上の移動閉塞制御装置が、線路に沿って敷設されて
いる同軸漏洩ケーブルとの間で信号電波の送受信を行
い、先行列車からの信号を受信して自列車と先行列車と
の車間距離を検出し、それに基づいて速度パターンを求
めて自列車の速度制御を行う。したがって、従来の固定
閉塞区間に制限されず、前方の列車との位置関係だけで
速度制御することができ、高密度、短時隔運転が可能と
なる。

【００２２】請求項２の発明の列車保安制御システムで
は、移動閉塞制御装置が自車と先行列車との車間距離と
自車に設定されている停止可能ブレーキ距離とに基づい
て速度パターンを算出し、それに基づいて速度制御す
る。したがって、ブレーキ開始が必要な車間距離まで先
行列車に近づくまでは巡航速度で走行させ、ブレーキ開
始が必要な距離まで近づけば１段ブレーキ制御で安全に
停止させることができ、高密度運転、短時隔運転が可能
となる。

【００２３】請求項３の発明の列車保安制御システムで
は、一定距離ずつの漏洩同軸ケーブルの間に中継器を設
置し、各列車の移動閉塞制御装置が前方の中継器と交信
し、その中継器の位置と自列車位置との関係から中継器
の接続、切断制御を行う。したがって、交信する漏洩同
軸ケーブルからの信号電波を常に十分強度の高いものと
することができ、信号交信の信頼性を高く保つことがで
きる。

【００２４】請求項４の発明の列車保安制御システムで
は、漏洩同軸ケーブル間の中継器が後続車両からの接続
指令を優先させて接続制御する。したがって、中継器を
介して接続され前後の漏洩同軸ケーブルを用いて先行列
車と後続列車との交信が確実に行える。

【００２５】請求項５の発明の列車保安制御システムで
は、移動閉塞制御装置が、自列車と前方の中継器までの
間の距離が自列車のブレーキ距離に余裕距離を加えた必
要間隔距離に達したときに接続指令を出力する。したが
って、中継器の直前方に先行列車が存在するような場合
でも安全な車間距離を維持しながら先行列車との交信が
できる。

【００２６】請求項６の発明の列車保安制御システムで
は、自車の移動閉塞制御装置が先行列車の移動閉塞制御
装置、後続列車の移動閉塞制御装置との間で時分割多重
伝送方式で信号を送受信する。したがって、信号送受信
のための設備コストを安価に抑えることができる。

【００２７】請求項７の発明の列車保安制御システムで
は、自車の移動閉塞制御装置が先行列車の移動閉塞制御
装置、後続列車の移動閉塞制御装置との間で周波数分割
多重伝送方式で信号を送受信する。したがって、信号送
受信を高速化することができる。

【００２８】請求項８の発明の列車保安制御システムで
は、移動閉塞制御装置の各機器の異常を検出した時には
自動的に固定閉塞方式の自動列車制御装置に切換える。
これによってシステムの信頼性、安全性を高めることが
できる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説す
る。図１は本発明の列車保安制御システムの一実施例の
システム構成を示しており、従来からの固定閉塞方式と
共に本発明の特徴である移動閉塞方式を採用している。
線路１側に１０ａ〜１０ｆの固定閉塞区間が設定されて
おり、線路１に沿って、約１．５ｋｍ長の漏洩同軸ケー
ブル（ＬＣＸケーブル）１２ａ〜１２ｇが敷設されてい
て、各ＬＣＸケーブル間には中継器１３ａ〜１３ｆが設
置されている。各列車１１ａ〜１１ｃには車上制御装置
１４ａ〜１４ｃが搭載されている。

【００３０】車上制御装置１４は図２に示すような構成
であり、従来の地上側の自動列車制御装置（ＡＴＣ）か
ら信号を受信入力する受電器２１、受電器２１で受信し
た信号を復調するＡＴＣ受信部２２を備えていて、地上
のＡＴＣ設備からの速度制限信号を受信処理する。２３
は車上アンテナであり、ＬＣＸケーブル１２ａ〜１２ｇ
との間で無線信号の送受信する。２４は車上無線送受信
部であり、車上アンテナ２３が送受信する無線信号の入
出力を行う。

【００３１】図２において２５は検出切換部であり、固
定閉塞側のＡＴＣ受信部２２と移動閉塞側の無線信号送
受信部２４とのいずれを使用するかを切換える部分であ
る。２６は現行のＡＴＣ制御部である。２７は走行制御
指令部であり、車上制御装置の中核をなす部分であり、
その詳しい機能を後述するが、この走行制御指令部２７
の判断によって検出切換部２５に固定閉塞方式／移動閉
塞方式いずれにするかの切換信号を与える。

【００３２】２８は予定走行情報部であり、走行路線に
おいて距離ベースに勾配、分岐、曲線、臨時工事などの
速度制限情報や駅の位置情報などを記憶していて、速度
距離演算部２９から距離情報を得て、現停車駅から次駅
までの路線情報を走行制御指令部２７に与える。なお、
この予定走行情報部２８にＩＣカードリーダを採用する
ことによって必要なときに情報を容易に入れ替えること
ができるようになる。

【００３３】２９は速度距離演算部であり、速度発電器
３０の速度パルスをベースにして列車の速度演算、距離
演算を行い、走行制御指令部２７にその結果を出力する
と共に予定走行情報部２８にも与える。

【００３４】３１はパターン照査部であって、走行制御
指令部２７の算出した速度パターンと列車の実速度との
照査を行い、ＡＴＣブレーキ回路３２の制御を行う。３
３は与えられる走行パターンにしたがって列車自動運転
を実行する自動列車運転装置（ＡＴＯ）であり、３４は
このＡＴＯ装置３３に対して速度パターンを与えるＡＴ
Ｏパターン発生部であり、走行制御指令部２７の算出し
た速度パターンを下回る速度で最も効率的な走行パター
ンを演算して発生する。

【００３５】３５はマスコン、３６はインタフェース部
であって、通常、インタフェース部３６はＡＴＯ装置３
３による運転指令を力行、ブレーキ回路３７に与える
が、マスコン３５の操作があったときにはマニュアル運
転を優先させてマスコン３５からの指令に応じて運転す
る論理が組み込まれている。

【００３６】走行制御指令部２７は、 （１）これから走行する路線の速度制限情報（予定走行
情報部２８から） （２）現在走行中の列車の速度、距離情報（速度距離演
算部２９から） （３）現時点での路線状況（検出切換部２５を介して地
上側の移動閉塞設備、固定閉塞設備から吸い上げられた
情報） の３種類の情報を収集し、先行列車との間隔を決定する
速度パターンを演算する。

【００３７】ＬＣＸケーブル１２のケーブル間の中継器
１３は、図３に示す構成である。図３において、４１は
地上アンテナであり、４２はこの地上アンテナ４１に無
線信号の入出力を行う地上送受信部である。４３はＬＣ
Ｘケーブル１２，１２間の接続、切断を行うと共にケー
ブルに流れる信号の増幅を行う増幅器、４４は電源、４
５は接続、切断の切換指令を与える切換部である。

【００３８】中継器１３の地上受信部４２は、周波数チ
ャンネルを切換えるチャンネルセレクタ４６、信号復調
部４７、復調信号の誤り訂正、復号化を行う誤り訂正復
号化部４８、中継器１３によるＬＣＸケーブル１２，１
２間の接続、切断の判定を行う判定制御部４９を受信系
統として備え、送信系統として誤り訂正符号化部５０、
変調部５１を備えている。

【００３９】次に、上記構成の列車保安制御システムの
動作について説明する。図４に示すように、約１．５ｋ
ｍのＬＣＸケーブル１２上において列車１１は、次の中
継器１３との間の距離が少なくとも自列車が最大速度か
ら停止可能なブレーキ距離ｄ（車両構造規則では在来線
で６００ｍ以内に停止することが決められているが、列
車車種ごとに独自の距離を有する）に余裕距離ｌｘを加
えた距離Ｓになった位置で、車上制御装置１４が１つの
周波数ｆ１の信号を用いて接続要求（ＯＮ）信号を出力
する。このとき、中継器１３からは別の周波数ｆ０の信
号を用いて切断中（ＯＦＦ）の信号を受信していなけれ
ばならない。あるいは、ｆ０の信号の受信がない時には
切断状態であると判断する機能を設定しておく。

【００４０】車上制御装置１４からの信号は車上無線送
受信部２４、車上アンテナ２３から無線信号としてＬＣ
Ｘケーブル１２へ送信され、ＬＣＸケーブル１２から中
継器１３へ伝えられる。

【００４１】中継器１３では、地上アンテナ４１がＬＣ
Ｘケーブル１２からの接続要求信号を受信し、チャンネ
ルセレクト部４６で周波数をセレクトし、復調部４７、
誤り訂正復号化部４８を経て判定制御部４９に伝達され
る。判定制御部４９はこの受信信号に基づいて接続判定
を行い、切換部４５に接続切換指令を与え、電源４４の
電力を増幅部４３に供給するようにして中継器１３をオ
ンして、前後のＬＣＸケーブル１２，１２間を１本のケ
ーブルとなるように接続し、同時に信号増幅も行うよう
にする。

【００４２】これと同時に、判定制御部４９は誤り訂正
符号化部５０、変調部５１、チャンネルセレクト部４６
を通して地上アンテナ４１から「接続中」を示す信号を
出力する。この信号はＬＣＸケーブル１２で受信されて
伝播し、列車１１の車上制御装置１４の車上無線送受信
部２４が車上アンテナ２１を介してＬＣＸケーブル１２
からの漏洩信号を受信し、前方の中継器１３が接続状態
（ＯＮ）になったことを検出切換部２４に与え、検出切
換部２５はその信号を走行制御指令部２７に与える。

【００４３】次に、図５に示すように列車１１が中継器
１３をＯＮにして、前方の新しいＬＣＸケーブル１２の
エリアに入り、その列車１１の最後部が中継器１３を完
全に通り抜けたことを確認してから車上制御装置１４よ
り中継器１３に対して「切断要求」を出力する。

【００４４】中継器１３はこの切断要求信号を受信すれ
ば、上記と同じ経路で電源４４を増幅部４３から切り離
し、ＯＮ状態からＯＦＦにして後方のＬＣＸケーブルを
切り離す。これと同時に、「切断中」を示す信号をＬＣ
Ｘケーブル１２に出力する。

【００４５】こうして、列車１１の車上制御装置１４か
ら中継器１３のＯＮ／ＯＦＦをコントロールする。

【００４６】次に、先行列車の存在検出と速度制御の動
作について説明する。図６に示すように、先行列車１１
ａが中継器１３の先のＬＣＸケーブル１２ａの区間を走
行し、後続列車１１ｂが中継器１３よりも後方のＬＣＸ
ケーブル１２ｂの区間を走行している状態にあった場
合、後続列車１１ｂが中継器１３をＯＮにするまでは、
先行列車１１ａによって中継器１３はＯＦＦされた状態
にあり、中継器１３の前後のＬＣＸケーブル１２ａ，１
２ｂ間は切断状態にある。したがって、この状態では先
行列車１１ａと後続列車１１ｂとの間での交信はできな
い。もっとも、後続列車１１ｂはＬＣＸケーブル１２ｂ
を通じて中継器１３とは交信できる。

【００４７】そこで後続列車１１ｂの車上制御装置１４
ｂは、中継器１３の地点情報と自列車の距離情報をもと
にして中継器１３までの距離を監視していて、中継器１
３からの距離Ｓが上述した停止可能なブレーキ距離ｄｂ
に余裕距離ｌｘを加えた距離になった位置で中継器１３
をＯＮにして前後のＬＣＸケーブル１２ａ，１２ｂ間を
接続する。この接続によって前後のＬＣＸケーブル１２
ａ，１２ｂ間は中継器１３を介して１本のケーブルのよ
うになり、先行列車１１ａと後続列車１１ｂとの間の交
信が可能となる。このとき、信号は減衰しないように中
継器１３によって増幅される。

【００４８】そこで、後続列車１１ｂが先行列車１１ａ
を認識した時点で直ちに先行列車１１ａまでの距離Ｓab
を検出し、その車間距離Ｓabに見合う速度パターン１８
abを演算し、それにしたがってＡＴＯ装置３３を働かせ
る。このときの速度パターンは、例えば、車間距離Ｓab
から余裕距離ｌｘを引いた距離ｄabが前述した停止可能
なブレーキ距離ｄｂまで縮まるまでは巡航速度とし、距
離ｄabがブレーキ距離ｄｂまで縮まれば１段ブレーキを
かける速度パターンとすることができる。

【００４９】先行列車１１ａと後続列車１１ｂとの間の
通信は、先行列車１１ａが自車のキロ程位置、状態信号
（力行、ブレーキ、惰行、停止状態）、速度信号などの
情報を周波数ｆ３の信号で後続列車１１ｂに伝送し、こ
の信号を受信した後続列車１１ｂは、周波数ｆ４の信号
で先行列車１１ａに対して「データ受信済み」の意味を
含んだ「後続列車存在」信号を送信する。

【００５０】ここで、先行列車１１ａは中継器１３に対
して「切断要求信号」を出しているが、後続列車１１ｂ
が中継器１３の手前に位置して「接続要求信号」を出し
ているので、中継器１３はこの「接続要求信号」を優先
させて自器をＯＮとする。そして、後続列車１１ｂが中
継器１３の位置を通り過ぎて「切断要求信号」を出し、
さらに後続の列車から「接続要求信号」を受信していな
い限り、この「切断要求信号」を受けてＯＦＦにし、前
後のＬＣＸケーブル１２ａ，１２ｂ間の接続を切ること
になる。

【００５１】以上の列車間、列車−中継器間の無線信号
の組合せは、次の表１の通りである。

【００５２】

【表１】 上記の表１に基づき、基本機能のシーケンスが進行して
移動閉塞方式が実行される。

【００５３】ここで中継器１３に故障が発生すればＬＣ
Ｘケーブル１３を通じてその「故障中」の信号を受信し
た列車１１の車上制御装置１４は検出切換部２５によっ
てＡＴＣ系統に切換え、以後、現行のＡＴＣによる固定
閉塞方式によるＡＴＣ制御に切換えて安全性を確保す
る。そして、正常な中継器１３のエリアに入れば、再び
その列車は移動閉塞方式に切換えて走行する。

【００５４】ここで、列車間通信、列車−中継器間通信
の態様を図７及び図８に基づいて説明する。図７はそれ
ぞれ２つの無線ゾーン１５ａ，１５ｂで列車１１ａ，１
１ｂ、列車１１ｃ，１１ｄがそれぞれ先行列車、後続列
車として相互に交信している状況を示している。この場
合、無線ゾーン１５ａ，１５ｂそれぞれは独立している
ので、同一の周波数を用いて列車間通信を行う。つま
り、無線ゾーン１５ａにおける先行列車１１ａと後続列
車１１ｂとの間では周波数ｆ２，ｆ３を用いて交信し、
同じように無線ゾーン１５ｂにおける先行列車１１ｃと
後続列車１１ｄとの間でも周波数ｆ２，ｆ３を用いて交
信するのである。

【００５５】図８は１つの無線ゾーン１５ｃに先行列車
１１ａ、中間列車１１ｂ、後続列車１１ｃの３列車が入
り、相互に交信している状況を示している。この場合、
無線ゾーン１５ｃにおいて先行列車１１ａから後続の２
列車１１ｂ，１１ｃに対して自列車のＩＤも含めた先行
列車情報を周波数ｆ２で送信し、同じく中間列車１１ｂ
も自列車ＩＤを含めた先行列車情報を周波数ｆ２で送信
する。そして、中間列車１１ｂは先行列車１１ａに対し
て自列車ＩＤも含めた後続列車信号を周波数ｆ３で送信
し、後続列車１１ｃは先行する２列車１１ａ，１１ｂに
対して自列車のＩＤを含めた後続列車信号を周波数ｆ３
で送信する。

【００５６】そこで、中間列車１１ｂは先行列車１１ａ
から先行列車情報を受けて上述の方法で速度制御する。
また最後尾を走る後続列車１１ｃは先行する２列車１１
ａ，１１ｂから共に先行列車情報を受けるが、近い方の
列車、つまり中間列車１１ｂからの先行列車情報を優先
させてその先行列車情報に基づいて速度制御する。

【００５７】なお、この場合、先行列車１１ａによる中
継器１３ｂに対する「切断要求信号」は、後続列車から
の後続列車信号を受けることによって出力を中止し、後
続する中間列車１１ｂの「接続要求信号」が優先し、中
継器１３ｂはＯＮ状態を維持することになる。また中間
列車１１ｂが中継器１３ｂの位置を完全に通過し終わっ
て「切断要求信号」を出力するようになっても、後続列
車１１ｃとの交信でその出力を中止し、後続列車１１ｃ
から「接続要求信号」が出力されるので、中継器１３ｂ
はそのＯＮ状態は維持することになる。

【００５８】またこの場合、周波数ｆ２，ｆ３によって
３列車が交信するために混信が発生する恐れがあるが、
それを避けるためには各列車毎のＩＤを与え、時分割多
重伝送方式を採用することができる。

【００５９】３列車以上で同時に相互に交信する場合、
その混信を避ける他の伝送方式としては、周波数分割多
重伝送方式も知られている。この周波数分割多重伝送方
式を採用する場合には、図９に示すように各列車の車上
制御装置１４ａ〜１４ｃそれぞれには先行列車情報の出
力周波数としてｆ２とｆ４とを切換えて出力し、また後
続列車信号の出力周波数としてもｆ３とｆ５とを切換え
て出力することができるようにして、基本的には周波数
ｆ２，ｆ３を用いて先行列車情報、後続列車信号を出力
する設定にしておく。

【００６０】そして各列車いずれも、それに先行する列
車から周波数ｆ２で先行列車情報を受信すれば、自車か
ら後続の列車に対して出力する先行列車情報は周波数ｆ
４に自動的に切換えて出力するようにし（このとき、そ
の先行列車情報の受信に対する後続列車信号は周波数ｆ
３で行う）、また先行列車情報を周波数ｆ４で受信すれ
ば後続列車信号を自動的に周波数ｆ５に切換えて出力す
る（このとき、自車から後続の列車に対する先行列車情
報は周波数ｆ２で行う）。

【００６１】そこで、これらの時分割多重伝送方式、周
波数分割多重伝送方式のいずれを採用するかは特に限定
されないが、経済性から見れば時分割多重伝送方式の方
が有利であり、高速性を重視するならば周波数分割伝送
方式を採用することができる。

【００６２】こうして、この実施例の列車保安制御シス
テムでは、高密度運転、短時隔運転を可能とすると共
に、安全性の面でも従来と変わらぬ性能を維持すること
ができるようになる。図１０は従来例の固定閉塞方式と
本発明の移動閉塞方式との性能の比較を示しているが、
本発明の場合、後続列車１１ｂから先行列車１１ａまで
の距離Ｓが停止可能なブレーキ距離ｄに余裕分ｌｘを加
えた距離に近づくまでは巡航速度を継続することがで
き、従来避けることができなかった図１１に示したブレ
ーキ中の力行距離＊１〜＊３が必要ではなくなり、先行
列車１１ａに距離ｄ´分だけ接近した走行が可能とな
り、高密度運転、短時隔運転が可能となるのである。ま
た、ブレーキパターンも車間距離がＳとなったときに働
かせればよいので、多段に設定する必要がなく、１段ブ
レーキをかけるだけでよくなり、制御が簡素になる。

【００６３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、列車上の移動
閉塞制御装置が、線路に沿って敷設されている同軸漏洩
ケーブルとの間で信号電波の送受信を行い、先行列車か
らの信号を受信して自列車と先行列車との車間距離を検
出し、それに基づいて速度パターンを求めて自列車の速
度制御を行うので、従来の固定閉塞区間に制限されず、
前方の列車との位置関係だけで速度制御することがで
き、高密度、短時隔運転が可能となる。

【００６４】請求項２の発明によれば、移動閉塞制御装
置が自車と先行列車との車間距離と自車に設定されてい
る停止可能ブレーキ距離とに基づいて速度パターンを算
出し、それに基づいて速度制御するので、ブレーキ開始
が必要な車間距離まで先行列車に近づくまでは巡航速度
で走行させ、ブレーキ開始が必要な距離まで近づけば１
段ブレーキ制御で安全に停止させることができ、高密度
運転、短時隔運転が可能となる。

【００６５】請求項３の発明によれば、一定距離ずつの
漏洩同軸ケーブルの間に中継器を設置し、各列車の移動
閉塞制御装置が前方の中継器と交信し、その中継器の位
置と自列車位置との関係から中継器の接続、切断制御を
行うので、交信する漏洩同軸ケーブルからの信号電波を
常に十分強度の高いものとすることができ、信号交信の
信頼性を高く保つことができる。

【００６６】請求項４の発明によれば、漏洩同軸ケーブ
ル間の中継器が後続車両からの接続指令を優先させて接
続制御するので、中継器を介して接続され前後の漏洩同
軸ケーブルを用いて先行列車と後続列車との交信が確実
に行える。

【００６７】請求項５の発明によれば、移動閉塞制御装
置が、自列車と前方の中継器までの間の距離が自列車の
ブレーキ距離に余裕距離を加えた必要間隔距離に達した
ときに接続指令を出力するので、中継器の直前方に先行
列車が存在するような場合でも安全な車間距離を維持し
ながら先行列車との交信ができる。

【００６８】請求項６の発明によれば、自車の移動閉塞
制御装置が先行列車の移動閉塞制御装置、後続列車の移
動閉塞制御装置との間で時分割多重伝送方式で信号を送
受信するので、信号送受信のための設備コストを安価に
抑えることができる。

【００６９】請求項７の発明によれば、自車の移動閉塞
制御装置が先行列車の移動閉塞制御装置、後続列車の移
動閉塞制御装置との間で周波数分割多重伝送方式で信号
を送受信するので、信号送受信を高速化することができ
る。

【００７０】請求項８の発明によれば、移動閉塞制御装
置の各機器の異常を検出した時には自動的に固定閉塞方
式の自動列車制御装置に切換えるので、システムの信頼
性、安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成を示すブロッ
ク図。

【図２】上記実施例における車上制御装置のブロック
図。

【図３】上記実施例における中継器のブロック図。

【図４】上記実施例の車上制御装置による中継器の接続
制御動作を示す説明図。

【図５】上記実施例の車上制御装置による中継器の切断
制御動作を示す説明図。

【図６】上記実施例の先行列車−後続列車間の交信動作
を示す説明図。

【図７】上記実施例の先行列車−後続列車間の交信動作
の他の例を示す説明図。

【図８】上記実施例の先行列車−後続列車間の交信動作
のさらに他の例を示す説明図。

【図９】上記実施例における列車間交信に周波数分割多
重伝送方式を用いたときの動作を示す説明図。

【図１０】上記実施例の車上制御装置の速度制御動作を
示す説明図。

【図１１】従来例の固定閉塞方式の速度制御動作を示す
説明図。

【符号の説明】

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，… 固定閉塞区間 １１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，… 列車 １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，… 漏洩同軸ケーブル
（ＬＣＸケーブル） １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，… 中継器 １４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，… 車上制御装置 １５ａ，１５ｂ，… 無線ゾーン １８，１８ａ 速度パターン ２１ 受電器 ２２ ＡＴＣ受信器 ２３ 車上アンテナ ２４ 車上無線送受信部 ２５ 検出切換部 ２６ ＡＴＣ制御部 ２７ 走行制御指令部 ２８ 予定走行情報部 ２９ 速度距離演算部 ３０ 速度発電器 ３１ パターン照査部 ３３ ＡＴＯ装置 ３４ ＡＴＯパターン発生部 ３５ マスコン ３６ インタフェース部 ４１ 地上アンテナ ４２ 地上送受信部 ４３ 増幅部 ４４ 電源 ４５ 切換部 ４６ チャンネルセレクト部 ４７ 復調部 ４８ 誤り訂正復号化部 ４９ 判定制御部 ５０ 誤り訂正符号化部 ５１ 変調部

【手続補正書】

【提出日】平成７年２月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 列車保安制御システム

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動閉塞制御を行う列
車保安制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に、列車保安制御システムは固
定閉塞制御を採用していて、一閉塞区間一列車を基本と
した列車制御を行っている。図１１はこのような従来の
固定閉塞の階段パターンによる保安制御の一例を示しい
る。この図１１において、１０ａ〜１０ｅそれぞれは固
定閉塞区間を示し、１１ａは先行列車、１１ｂは後続列
車を表していて、後続列車１１ｂは先行列車１１ａに対
する位置関係によってＶ１〜Ｖ５に示す速度制御信号を
地上側から受け、この速度制御信号に基づいて速度制御
する。

【０００３】このような階段パターンによる速度制御で
最も効率的な走行方法は速度制限の切替わり時に走行速
度で次の閉塞区間に突っ込み、速度制限オーバーで自動
列車制御装置（ＡＴＣ）によってブレーキがかけられて
急減速してその閉塞区間の制限速度以下になれば、ブレ
ーキを緩解して力行制御していく方法である。すなわ
ち、図１１において速度制限Ｖ１からＶ２への切替わり
点で列車１１ｂにはブレーキがかけられ、速度がＶ２を
下回ったところでブレーキを緩解して力行制御に入り、
次のＶ２からＶ３への速度制限変更点に突入すれば再び
ブレーキがかけられるという動作が繰り返されるのであ
る。

【０００４】このようにして後続列車１１ｂが速度制御
Ｖ４の閉塞区間の先端まで達すると停止することにな
る。

【０００５】この固定閉塞制御による走行は列車が駅で
停車する場合にも同じように適用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の固定閉塞方式の列車保安制御システムでは、次の
ような問題点があった。図１１において＊１〜＊３で示
す区間はブレーキ中の力行区間であり、本来ならば不要
な区間であるが、固定閉塞方式は先行列車との間隔を十
分にとるための安全上の要求から採用されているもの
で、このような区間＊１〜＊３が生じることは安全上か
らは特に問題となることはない。

【０００７】ところが、近年、特に大都市部の通勤時間
帯の列車の大混雑を少しでも解消するために高密度列車
運転、時隔短縮運転が大いに必要とされており、上記の
固定閉塞方式で生じる不要な区間＊１〜＊３はこのよう
な高密度列車運転、時隔短縮運転のニーズにはそぐわな
いものとなってきている。そこで、固定閉塞方式の列車
保安制御システムは長い実績と高い安全性があるもの
の、次のような点で改善の要望が強まってきている。

【０００８】（１）図１１に示した固定閉塞の階段パタ
ーンはブレーキ緩解後の力行区間＊１〜＊３の余裕走行
分が存在するために実質的にブレーキ距離が長くなる。

【０００９】（２）車両性能の向上により高加速、高減
速性能を有する軽量高速車両が導入されるようになって
いるが、このような車両ほど、図１１に示す＊１〜＊３
の余裕走行分が長くなり、車両本来の性能を抑制したパ
ターンの運転しかできない。

【００１０】（３）現行の車両で運転時隔を最小にして
輸送力増強を図ろうとしても、現状の固定閉塞では閉塞
自身が障害となって運転時隔を短縮できず、時隔短縮が
限界に来ており、その抜本的な制御方式の見直しが迫ら
れている。

【００１１】本発明は、このような従来の固定閉塞方式
による列車保安制御システムの問題点に鑑みてなされた
もので、高密度運転、短時隔運転制御に対応できる移動
閉塞方式の列車保安制御システムを提供することを目的
とする。

【００１２】さらに詳しくは、（１）車両の持つ１段ブ
レーキ性能を速度パターンとして発生させ、これを速度
制限信号として速度制御を行うことにより、余裕走行分
をなくす、（２）車両の持つ本来の性能を発揮できる走
行を可能とする、（３）運転時隔を最小にすることがで
きて、高密度運転をさらに進めることができる、（４）
フェイルセーフ性については現状と同等レベルに維持で
きる、という特徴を備えた列車保安制御システムを提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の列車保
安制御システムは、線路に沿って敷設され、列車との間
で信号電波の送受信を行う同軸漏洩ケーブルと、列車に
搭載され、同軸漏洩ケーブルとの間で信号電波の送受信
を行う車上アンテナと、車上アンテナを通して入力され
る先行列車からの信号を受信し、車上アンテナを通して
後続列車に対して信号を送信する車上無線送受信部と、
この車上無線送受信部が受信した先行列車からの信号に
基づいて定る先行列車位置と自列車位置から両車の車間
距離を算出し、この車間距離に基づいて自列車の速度パ
ターンを算出する走行制御指令部と、この走行制御指令
部の算出する速度パターンに基づいて自列車の速度制御
を行う速度制御部とを備えたものである。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の列車保安制
御システムにおいて、走行制御指令部が、先行列車との
間の車間距離とあらかじめ自列車の巡行速度での停止可
能ブレーキ距離とに基づいて速度パターンを算出するよ
うにしたものである。

【００１５】請求項３の発明の列車保安制御システム
は、線路に沿って敷設され一定距離ずつ分断された、列
車との間で信号電波の送受信を行う同軸漏洩ケーブル
と、列車に搭載された車上制御装置と、前後のケーブル
間に設置され、それらのケーブル間の接続、切断を行う
中継器と、中継器に設けられ、同軸ケーブルを通して自
器の存在を示す信号を送信し、各列車の車上制御装置か
ら同軸ケーブルを通して出力されてくる接続、切断指令
を受信する地上送受信部と、車上制御装置に設けられ、
中継器との間で交信を行う車上無線送受信部と、この車
上無線送受信部が受信した中継器の位置と自列車位置と
から中継器の接続、切断の判定を行い、接続指令又は切
断指令を出力する接続切換判定部とを備えたものであ
る。

【００１６】請求項４の発明は、請求項３の列車保安制
御システムにおいて、中継器が、先行列車の接続切換判
定部から切断指令が出力され、後続列車の接続切換判定
部から接続指令が出力された際に、後続列車からの接続
指令を優先して制御する切換部を備えたものである。

【００１７】請求項５の発明は、請求項３又は４の列車
保安制御システムにおいて、接続切換判定部が、自列車
と前方の中継器までの間の距離があらかじめ設定された
自列車のブレーキ距離に余裕距離を加えた必要間隔距離
に達したときに接続指令を出力するようにしたものであ
る。

【００１８】請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれ
かの列車保安制御システムにおいて、車上無線送受信部
が時分割多重方式で信号を送受信するようにしたもので
ある。

【００１９】請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれ
かの列車保安制御システムにおいて、車上無線送受信部
が周波数多重方式で信号を送受信するようにしたもので
ある。

【００２０】請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれ
かの列車保安制御システムにおいて、線路に沿って固定
閉塞の自動列車制御設備が設置され、列車が自動列車制
御設備と交信し、固定閉塞による自動列車制御を行う自
動列車制御部と、列車に搭載された各機器の異常を検出
する異常検出部と、異常検出部が異常検出したときに自
動列車制御部への制御に切り換える制御方式切換部とを
備えたものである。

【００２１】

【作用】請求項１の発明の列車保安制御システムでは、
車上無線送受信部が線路に沿って敷設されている同軸漏
洩ケーブルとの間で信号電波の送受信を行い、走行制御
指令部が先行列車からの信号に基づいて定る先行列車位
置と自列車位置とから自列車と先行列車との車間距離を
算出し、この車間距離に基づいて速度パターンを求め、
速度制御部がこの速度パターンに基づいて速度制御を行
う。したがって、従来の固定閉塞区間に制限されず、前
方の列車との位置関係だけで速度制御することができ、
高密度、短時隔運転が可能となる。

【００２２】請求項２の発明の列車保安制御システムで
は、走行制御指令部が自列車と先行列車との車間距離と
自列車に設定されている停止可能ブレーキ距離とに基づ
いて速度パターンを算出し、それに基づいて速度制御部
が速度制御する。したがって、ブレーキ開始が必要な車
間距離まで先行列車に近づくまでは巡航速度で走行さ
せ、ブレーキ開始が必要な距離まで近づけば１段ブレー
キ制御で安全に停止させることができ、高密度運転、短
時隔運転が可能となる。

【００２３】請求項３の発明の列車保安制御システムで
は、一定距離ずつの漏洩同軸ケーブルの間に中継器を設
置し、各列車の車上制御装置に設けられた車上無線送受
信部が前方の中継器と交信し、接続切換判定部が中継器
の位置と自列車の位置との関係から中継器の接続、切断
を判定して接続指令又は切断指令を出力し、中継器に設
けられている地上送受信部がこの接続指令又は切断指令
を漏洩同軸ケーブルを介して受信し、中継器が前後の漏
洩同軸ケーブル間の接続、切断を行う。したがって、交
信する漏洩同軸ケーブルからの信号電波を常に十分強度
の高いものとすることができ、信号交信の信頼性を高く
保つことができる。

【００２４】請求項４の発明の列車保安制御システムで
は、漏洩同軸ケーブル間の中継器が後続車両からの接続
指令を優先させて接続制御する。したがって、中継器を
介して接続され前後の漏洩同軸ケーブルを用いて先行列
車と後続列車との交信が確実に行える。

【００２５】請求項５の発明の列車保安制御システムで
は、接続切換判定部が、自列車と前方の中継器までの間
の距離が自列車のブレーキ距離に余裕距離を加えた必要
間隔距離に達したときに接続指令を出力する。したがっ
て、中継器の直前方に先行列車が存在するような場合で
も安全な車間距離を維持しながら先行列車との交信がで
きる。

【００２６】請求項６の発明の列車保安制御システムで
は、自列車の車上無線送受信部が先行列車の車上無線送
受信部、後続列車の車上無線送受信部との間で時分割多
重伝送方式で信号を送受信する。したがって、信号送受
信のための設備コストを安価に抑えることができる。

【００２７】請求項７の発明の列車保安制御システムで
は、自列車の車上無線送受信部が先行列車の車上無線送
受信部、後続列車の車上無線送受信部との間で周波数分
割多重伝送方式で信号を送受信する。したがって、信号
送受信を高速化することができる。

【００２８】請求項８の発明の列車保安制御システムで
は、移動閉塞制御用の各機器の異常を検出した時には自
動的に固定閉塞方式の自動列車制御装置に切換える。こ
れによってシステムの信頼性、安全性を高めることがで
きる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説す
る。図１は本発明の列車保安制御システムの一実施例の
システム構成を示しており、従来からの固定閉塞方式と
共に本発明の特徴である移動閉塞方式を採用している。
線路側に１０ａ〜１０ｆの固定閉塞区間が設定されてお
り、線路に沿って、約１．５ｋｍ長の漏洩同軸ケーブル
（ＬＣＸケーブル）１２ａ〜１２ｇが敷設されていて、
各ＬＣＸケーブル間には中継器１３ａ〜１３ｆが設置さ
れている。各列車１１ａ〜１１ｃには車上制御装置１４
ａ〜１４ｃが搭載されている。

【００３０】車上制御装置１４は図２に示すような構成
であり、従来の地上側の自動列車制御装置（ＡＴＣ）か
ら信号を受信入力する受電器２１、受電器２１で受信し
た信号を復調するＡＴＣ受信部２２を備えていて、地上
のＡＴＣ設備からの速度制限信号を受信処理する。２３
は車上アンテナであり、ＬＣＸケーブル１２ａ〜１２ｇ
との間で無線信号の送受信する。２４は車上無線送受信
部であり、車上アンテナ２３が送受信する無線信号の入
出力を行う。

【００３１】図２において２５は検出切換部であり、固
定閉塞側のＡＴＣ受信部２２と移動閉塞側の無線信号送
受信部２４とのいずれを使用するかを切換える部分であ
る。２６は現行のＡＴＣ制御部である。２７は走行制御
指令部であり、車上制御装置の中核をなす部分であり、
その詳しい機能を後述するが、この走行制御指令部２７
の判断によって検出切換部２５に固定閉塞方式／移動閉
塞方式いずれにするかの切換信号を与える。

【００３２】２８は予定走行情報部であり、走行路線に
おいて距離ベースに勾配、分岐、曲線、臨時工事などの
速度制限情報や駅の位置情報などを記憶していて、速度
距離演算部２９から距離情報を得て、現停車駅から次駅
までの路線情報を走行制御指令部２７に与える。なお、
この予定走行情報部２８にＩＣカードリーダを採用する
ことによって必要なときに情報を容易に入れ替えること
ができるようになる。

【００３３】２９は速度距離演算部であり、速度発電器
（ＳＧ）３０の速度パルスをベースにして列車の速度演
算、距離演算を行い、走行制御指令部２７にその結果を
出力すると共に予定走行情報部２８にも与える。

【００３４】３１はパターン照査部であって、走行制御
指令部２７の算出した速度パターンと列車の実速度との
照査を行い、ＡＴＣブレーキ回路３２の制御を行う。３
３は与えられる走行パターンにしたがって列車自動運転
を実行する自動列車運転装置（ＡＴＯ装置）であり、３
４はこのＡＴＯ装置３３に対して速度パターンを与える
ＡＴＯパターン発生部であり、走行制御指令部２７の算
出した速度パターンを下回る速度で最も効率的な走行パ
ターンを演算して発生する。

【００３５】３５は主幹制御器（マスコン）、３６はイ
ンタフェース部（Ｉ／Ｆ部）であって、通常、インタフ
ェース部３６はＡＴＯ装置３３による運転指令を力行ブ
レーキ回路３７に与えるが、マスコン３５の操作があっ
たときにはマニュアル運転を優先させてマスコン３５か
らの指令に応じて運転する論理が組み込まれている。列
車の速度制御は、上述したＡＴＣブレーキ回路３２、Ａ
ＴＯ装置３３又はマスコン３５からの指令に基づいて制
御される力行ブレーキ回路３７のような速度制御部によ
り行われる。

【００３６】走行制御指令部２７は、 （１）これから走行する路線の速度制限情報（予定走行
情報部２８からの入力情報） （２）現在走行中の列車の速度、距離情報（速度距離演
算部２９からの入力情報） （３）現時点での路線状況（検出切換部２５を介して地
上側の移動閉塞設備、固定閉塞設備から吸い上げられた
情報） の３種類の情報を収集し、先行列車との間隔を決定する
速度パターンを演算する。

【００３７】３９は接続切換判定部であり、走行制御指
令部２７から自列車位置と中継器１３ａ〜１３ｆのうち
の直前方の中継器までの距離と自列車の停止可能距離と
の関係から前方の中継器の接続の必要性を判定し、前方
の中継器の接続が必要になったときに車上無線送受信部
２４を通じて接続指令を出力し、逆に直後方の中継器の
接続の必要性が無くなったときに車上無線送受信部２４
を通じて切断指令を出力する。

【００３８】ＬＣＸケーブル１２ａ〜１２ｇのケーブル
間の中継器１３ａ〜１３ｆは、図３に示す構成である。
以下、説明中、ＬＣＸケーブルを符号１２で示し、中継
器を符号１３で示す。図３において、４１は地上アンテ
ナであり、４２はこの地上アンテナ４１に無線信号の入
出力を行う地上送受信部である。４３はＬＣＸケーブル
１２，１２間の接続、切断を行うと共にケーブルに流れ
る信号の増幅を行う増幅器、４４は電源、４５は接続、
切断の切換指令を与える切換部である。

【００３９】中継器１３の地上送受信部４２は、周波数
チャンネルを切換えるチャンネルセレクト部４６、信号
復調部４７、復調信号の誤り訂正、復号化を行う誤り訂
正復号化部４８、中継器１３によるＬＣＸケーブル１
２，１２間の接続、切断の判定を行う判定制御部４９を
受信系統として備え、送信系統として誤り訂正符号化部
５０、変調部５１を備えている。

【００４０】次に、上記構成の列車保安制御システムの
動作について説明する。図４に示すように、約１．５ｋ
ｍのＬＣＸケーブル１２上において列車１１は、次の中
継器１３との間の距離が少なくとも自列車が最大速度か
ら停止可能なブレーキ距離ｄ（車両構造規則では在来線
で６００ｍ以内に停止することが決められているが、列
車車種ごとに独自の距離を有する）に余裕距離ｌｘを加
えた距離Ｓになった位置で、車上制御装置１４が１つの
周波数ｆ１の信号を用いて接続要求（ＯＮ）信号を出力
する。このとき、車上制御装置１４は中継器１３から別
の周波数ｆ０の信号を用いて切断中（ＯＦＦ）の信号を
受信していなければならない。あるいは、ｆ０の信号の
受信がない時には切断状態であると判断する機能を設定
しておく。

【００４１】車上制御装置１４からの信号は車上無線送
受信部２４、車上アンテナ２３から無線信号としてＬＣ
Ｘケーブル１２へ送信され、ＬＣＸケーブル１２から中
継器１３へ伝えられる。

【００４２】中継器１３では、地上アンテナ４１がＬＣ
Ｘケーブル１２からの接続要求信号を受信し、チャンネ
ルセレクト部４６で周波数をセレクトし、復調部４７、
誤り訂正復号化部４８を経て判定制御部４９に伝達され
る。判定制御部４９はこの受信信号に基づいて接続判定
を行い、切換部４５に接続切換指令を与え、電源４４の
電力を増幅部４３に供給するようにして中継器１３をオ
ンして、前後のＬＣＸケーブル１２，１２間を１本のケ
ーブルとなるように接続し、同時に信号増幅も行うよう
にする。

【００４３】これと同時に、判定制御部４９は誤り訂正
符号化部５０、変調部５１、チャンネルセレクト部４６
を通して地上アンテナ４１から周波数ｆ０の信号を用い
て「接続中」を示す信号を出力する。この信号はＬＣＸ
ケーブル１２で受信されて伝播し、列車１１の車上制御
装置１４の車上無線送受信部２４が車上アンテナ２３を
介してＬＣＸケーブル１２からの漏洩信号を受信し、前
方の中継器１３が接続状態（ＯＮ）になったことを検出
切換部２５に与え、検出切換部２５はその信号を走行制
御指令部２７に与える。

【００４４】次に、図５に示すように列車１１が中継器
１３をＯＮにして、前方の新しいＬＣＸケーブル１２の
エリアに入り、その列車１１の最後部が中継器１３を完
全に通り抜けたことを確認してから車上制御装置１４よ
り中継器１３に対して例えば、周波数ｆ１の信号を用い
て「切断要求」を出力する。

【００４５】中継器１３はこの切断要求信号を受信すれ
ば、上記と同じ経路で電源４４を増幅部４３から切り離
し、ＯＮ状態からＯＦＦ状態にして後方のＬＣＸケーブ
ルを切り離す。これと同時に、周波数ｆ０の信号を用い
て「切断中」を示す信号をＬＣＸケーブル１２に出力す
る。

【００４６】こうして、列車１１の車上制御装置１４か
ら中継器１３のＯＮ／ＯＦＦをコントロールする。

【００４７】次に、先行列車の存在検出と速度制御の動
作について説明する。図６に示すように、先行列車１１
ａが中継器１３の先のＬＣＸケーブル１２ａの区間を走
行し、後続列車１１ｂが中継器１３よりも後方のＬＣＸ
ケーブル１２ｂの区間を走行している状態にあった場
合、後続列車１１ｂが中継器１３をＯＮにするまでは、
先行列車１１ａによって中継器１３はＯＦＦされた状態
にあり、中継器１３の前後のＬＣＸケーブル１２ａ，１
２ｂ間は切断状態にある。したがって、この状態では先
行列車１１ａと後続列車１１ｂとの間での交信はできな
い。もっとも、後続列車１１ｂはＬＣＸケーブル１２ｂ
を通じて中継器１３とは交信できる。

【００４８】そこで後続列車１１ｂの車上制御装置１４
ｂは、中継器１３の地点情報と自列車の距離情報をもと
にして中継器１３までの距離を監視していて、中継器１
３からの距離Ｓが上述した停止可能なブレーキ距離ｄｂ
に余裕距離ｌｘを加えた距離になった位置で中継器１３
をＯＮにして前後のＬＣＸケーブル１２ａ，１２ｂ間を
接続する。この接続によって前後のＬＣＸケーブル１２
ａ，１２ｂ間は中継器１３を介して１本のケーブルのよ
うになり、先行列車１１ａと後続列車１１ｂとの間の交
信が可能となる。このとき、信号は減衰しないように中
継器１３によって増幅される。

【００４９】そこで、後続列車１１ｂが先行列車１１ａ
を認識した時点で直ちに先行列車１１ａまでの距離Ｓab
を検出し、その車間距離Ｓabに見合う速度パターン１８
abを演算し、それにしたがってＡＴＯ装置３３を働かせ
る。このときの速度パターンは、例えば、車間距離Ｓab
から余裕距離ｌｘを引いた距離ｄabが前述した停止可能
なブレーキ距離ｄｂまで縮まるまでは巡航速度とし、距
離ｄabがブレーキ距離ｄｂまで縮まれば１段ブレーキを
かける速度パターンとすることができる。

【００５０】先行列車１１ａと後続列車１１ｂとの間の
通信は、先行列車１１ａが自列車のキロ程位置、状態信
号（力行、ブレーキ、惰行、停止状態）、速度信号など
の情報を周波数ｆ２の信号で後続列車１１ｂに伝送し、
この信号を受信した後続列車１１ｂは、周波数ｆ３の信
号で先行列車１１ａに対して「データ受信済み」の意味
を含んだ「後続列車存在」信号を送信する。

【００５１】ここで、先行列車１１ａは中継器１３に対
して「切断要求信号」を出しているが、後続列車１１ｂ
が中継器１３の手前に位置して「接続要求信号」を出し
ているので、中継器１３はこの「接続要求信号」を優先
させて自器をＯＮとする。そして、後続列車１１ｂが中
継器１３の位置を通り過ぎて「切断要求信号」を出し、
さらに後続の列車から「接続要求信号」を受信していな
い限り、この「切断要求信号」を受けてＯＦＦにし、前
後のＬＣＸケーブル１２ａ，１２ｂ間の接続を切ること
になる。

【００５２】以上の列車間、列車−中継器間の無線信号
の組合せは、次の表１の通りである。

【００５３】

【表１】 上記の表１に基づき、基本機能のシーケンスが進行して
移動閉塞方式が実行される。

【００５４】ここで中継器１３に故障が発生すればＬＣ
Ｘケーブル１３を通じてその「故障中」の信号を受信し
た列車１１の車上制御装置１４は検出切換部２５によっ
てＡＴＣ系統に切換え、以後、現行のＡＴＣによる固定
閉塞方式によるＡＴＣ制御に切換えて安全性を確保す
る。そして、正常な中継器１３のエリアに入れば、再び
その列車は移動閉塞方式に切換えて走行する。

【００５５】ここで、列車間通信、列車−中継器間通信
の態様を図７及び図８に基づいて説明する。図７はそれ
ぞれ２つの無線ゾーン１５ａ，１５ｂで列車１１ａ，１
１ｂ、列車１１ｃ，１１ｄがそれぞれ先行列車、後続列
車として相互に交信している状況を示している。この場
合、無線ゾーン１５ａ，１５ｂそれぞれは独立している
ので、同一の周波数を用いて列車間通信を行う。つま
り、無線ゾーン１５ａにおける先行列車１１ａと後続列
車１１ｂとの間では周波数ｆ２，ｆ３を用いて交信し、
同じように無線ゾーン１５ｂにおける先行列車１１ｃと
後続列車１１ｄとの間でも周波数ｆ２，ｆ３を用いて交
信するのである。

【００５６】図８は１つの無線ゾーン１５ｃに先行列車
１１ａ、中間列車１１ｂ、後続列車１１ｃの３列車が入
り、相互に交信している状況を示している。この場合、
無線ゾーン１５ｃにおいて先行列車１１ａから後続の２
列車１１ｂ，１１ｃに対して自列車のＩＤも含めた先行
列車情報を周波数ｆ２で送信し、同じく中間列車１１ｂ
も自列車ＩＤを含めた先行列車情報を周波数ｆ２で送信
する。そして、中間列車１１ｂは先行列車１１ａに対し
て自列車ＩＤも含めた後続列車信号を周波数ｆ３で送信
し、後続列車１１ｃは先行する２列車１１ａ，１１ｂに
対して自列車のＩＤを含めた後続列車信号を周波数ｆ３
で送信する。

【００５７】そこで、中間列車１１ｂは先行列車１１ａ
から先行列車情報を受けて上述の方法で速度制御する。
また最後尾を走る後続列車１１ｃは先行する２列車１１
ａ，１１ｂから共に先行列車情報を受けるが、近い方の
列車、つまり中間列車１１ｂからの先行列車情報を優先
させてその先行列車情報に基づいて速度制御する。

【００５８】なお、この場合、先行列車１１ａによる中
継器１３ｂに対する「切断要求信号」は、後続列車から
の後続列車信号を受けることによって出力を中止し、後
続する中間列車１１ｂの「接続要求信号」が優先し、中
継器１３ｂはＯＮ状態を維持することになる。また中間
列車１１ｂが中継器１３ｂの位置を完全に通過し終わっ
て「切断要求信号」を出力するようになっても、後続列
車１１ｃとの交信でその出力を中止し、後続列車１１ｃ
から「接続要求信号」が出力されるので、中継器１３ｂ
はそのＯＮ状態は維持することになる。

【００５９】またこの場合、周波数ｆ２，ｆ３によって
３列車が交信するために混信が発生する恐れがあるが、
それを避けるためには各列車毎のＩＤを与え、時分割多
重伝送方式を採用することができる。

【００６０】３列車以上で同時に相互に交信する場合、
その混信を避ける他の伝送方式としては、周波数分割多
重伝送方式も知られている。この周波数分割多重伝送方
式を採用する場合には、図９に示すように各列車の車上
制御装置１４ａ〜１４ｃそれぞれには先行列車情報の出
力周波数としてｆ２とｆ４とを切換えて出力し、また後
続列車信号の出力周波数としてもｆ３とｆ５とを切換え
て出力することができるようにして、基本的には周波数
ｆ２，ｆ３を用いて先行列車情報、後続列車信号を出力
する設定にしておく。

【００６１】そして各列車いずれも、それに先行する列
車から周波数ｆ２で先行列車情報を受信すれば、自列車
から後続の列車に対して出力する先行列車情報は周波数
ｆ４に自動的に切換えて出力するようにし（このとき、
その先行列車情報の受信に対する後続列車信号は周波数
ｆ３で行う）、また先行列車情報を周波数ｆ４で受信す
れば後続列車信号を自動的に周波数ｆ５に切換えて出力
する（このとき、自列車から後続の列車に対する先行列
車情報は周波数ｆ２で行う）。

【００６２】そこで、これらの時分割多重伝送方式、周
波数分割多重伝送方式のいずれを採用するかは特に限定
されないが、経済性から見れば時分割多重伝送方式の方
が有利であり、高速性を重視するならば周波数分割伝送
方式を採用することができる。

【００６３】こうして、この実施例の列車保安制御シス
テムでは、高密度運転、短時隔運転を可能とすると共
に、安全性の面でも従来と変わらぬ性能を維持すること
ができるようになる。図１０は従来例の固定閉塞方式と
本発明の移動閉塞方式との性能の比較を示しているが、
本発明の場合、後続列車１１ｂから先行列車１１ａまで
の距離Ｓが停止可能なブレーキ距離ｄに余裕分ｌｘを加
えた距離に近づくまでは巡航速度を継続することがで
き、従来避けることができなかった図１１に示したブレ
ーキ中の力行距離＊１〜＊３が必要ではなくなり、先行
列車１１ａに距離ｄ´分だけ接近した走行が可能とな
り、高密度運転、短時隔運転が可能となるのである。ま
た、ブレーキパターンも車間距離がＳとなったときに働
かせればよいので、多段に設定する必要がなく、１段ブ
レーキをかけるだけでよくなり、制御が簡素になる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
車上無線送受信部が線路に沿って敷設されている同軸漏
洩ケーブルとの間で信号電波の送受信を行い、走行制御
指令部が先行列車からの信号に基づいて定る先行列車位
置と自列車位置とから自列車と先行列車との車間距離を
算出し、この車間距離に基づいて速度パターンを求め、
速度制御部がこの速度パターンに基づいて速度制御を行
うようにしているので、従来の固定閉塞区間に制限され
ず、前方の列車との位置関係だけで速度制御することが
でき、高密度、短時隔運転が可能である。

【００６５】請求項２の発明によれば、走行制御指令部
が自列車と先行列車との車間距離と自列車に設定されて
いる停止可能ブレーキ距離とに基づいて速度パターンを
算出し、それに基づいて速度制御部が速度制御するよう
にしているので、ブレーキ開始が必要な車間距離まで先
行列車に近づくまでは巡航速度で走行させ、ブレーキ開
始が必要な距離まで近づけば１段ブレーキ制御で安全に
停止させることができ、高密度運転、短時隔運転が可能
である。

【００６６】請求項３の発明によれば、一定距離ずつの
漏洩同軸ケーブルの間に中継器を設置し、各列車の車上
制御装置に設けられた車上無線送受信部が前方の中継器
と交信し、接続切換判定部が中継器の位置と自列車の位
置との関係から中継器の接続、切断を判定して接続指令
又は切断指令を出力し、中継器に設けられている地上送
受信部がこの接続指令又は切断指令を漏洩同軸ケーブル
を介して受信し、中継器が前後の漏洩同軸ケーブル間の
接続、切断を行うようにしているので、交信する漏洩同
軸ケーブルからの信号電波を常に十分強度の高いものと
することができ、信号交信の信頼性を高く保つことがで
きる。

【００６７】請求項４の発明によれば、漏洩同軸ケーブ
ル間の中継器が後続車両からの接続指令を優先させて接
続制御するようにしているので、中継器を介して接続さ
れ前後の漏洩同軸ケーブルを用いて先行列車と後続列車
との交信が確実に行える。

【００６８】請求項５の発明によれば、接続切換判定部
が、自列車と前方の中継器までの間の距離が自列車のブ
レーキ距離に余裕距離を加えた必要間隔距離に達したと
きに接続指令を出力するようにしているので、中継器の
直前方に先行列車が存在するような場合でも安全な車間
距離を維持しながら先行列車との交信ができる。

【００６９】請求項６の発明によれば、自列車の車上無
線送受信部が先行列車の車上無線送受信部、後続列車の
車上無線送受信部との間で時分割多重伝送方式で信号を
送受信するようにしているので、信号送受信のための設
備コストを安価に抑えることができる。

【００７０】請求項７の発明によれば、自列車の車上無
線送受信部が先行列車の車上無線送受信部、後続列車の
車上無線送受信部との間で周波数分割多重伝送方式で信
号を送受信するようにしているので、信号送受信を高速
化することができる。

【００７１】請求項８の発明によれば、移動閉塞制御用
の各機器の異常を検出した時には自動的に固定閉塞方式
の自動列車制御装置に切換えるようにしているので、シ
ステムの信頼性、安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成を示すブロッ
ク図。

【図２】上記実施例における車上制御装置のブロック
図。

【図３】上記実施例における中継器のブロック図。

【図４】上記実施例の車上制御装置による中継器の接続
制御動作を示す説明図。

【図５】上記実施例の車上制御装置による中継器の切断
制御動作を示す説明図。

【図６】上記実施例の先行列車−後続列車間の交信動作
を示す説明図。

【図７】上記実施例の先行列車−後続列車間の交信動作
の他の例を示す説明図。

【図８】上記実施例の先行列車−後続列車間の交信動作
のさらに他の例を示す説明図。

【図９】上記実施例における列車間交信に周波数分割多
重伝送方式を用いたときの動作を示す説明図。

【図１０】上記実施例の車上制御装置の速度制御動作を
示す説明図。

【図１１】従来例の固定閉塞方式の速度制御動作を示す
説明図。

【符号の説明】 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，… 固定閉塞区間 １１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，… 列車 １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，… 漏洩同軸ケーブル
（ＬＣＸケーブル） １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，… 中継器 １４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，… 車上制御装置 １５ａ，１５ｂ，… 無線ゾーン １８，１８ａ 速度パターン ２１ 受電器 ２２ ＡＴＣ受信器 ２３ 車上アンテナ ２４ 車上無線送受信部 ２５ 検出切換部 ２６ ＡＴＣ制御部 ２７ 走行制御指令部 ２８ 予定走行情報部 ２９ 速度距離演算部 ３０ 速度発電器 ３１ パターン照査部 ３３ ＡＴＯ装置 ３４ ＡＴＯパターン発生部 ３５ マスコン ３６ インタフェース部 ３９ 接続切換判定部 ４１ 地上アンテナ ４２ 地上送受信部 ４３ 増幅部 ４４ 電源 ４５ 切換部 ４６ チャンネルセレクト部 ４７ 復調部 ４８ 誤り訂正復号化部 ４９ 判定制御部 ５０ 誤り訂正符号化部 ５１ 変調部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線路に沿って敷設され、列車との間で信
   号電波の送受信を行う同軸漏洩ケーブルと、列車に搭載
   された移動閉塞制御装置とを備えて成る列車保安制御シ
   ステムであって、 前記移動閉塞制御装置が、前記同軸漏洩ケーブルとの間
   で信号電波の送受信を行う車上アンテナと、前記車上ア
   ンテナを通して入力される先行列車からの信号を受信す
   る先行列車信号受信部と、前記車上アンテナを通して後
   続列車に対して信号を送信する後続列車信号送信部と、
   前記先行列車信号受信部が受信した先行列車からの信号
   に基づいて先行列車位置を特定する先行列車位置判定部
   と、自列車位置を特定する自列車位置判定部と、先行列
   車位置と自列車位置から両車の車間距離を算出する車間
   距離演算部と、前記車間距離演算部が算出する先行列車
   との間の車間距離に基づいて自列車の速度パターンを算
   出する速度パターン演算部と、前記速度パターン演算部
   の算出する速度パターンに基づいて自列車の速度制御を
   行う速度制御部とを備えたことを特徴とする列車保安制
   御システム。
2. 【請求項２】 前記速度パターン演算部が、前記先行列
   車との間の車間距離と自列車に設定されている停止可能
   ブレーキ距離とに基づいて速度パターンを算出すること
   を特徴とする請求項１記載の列車保安制御システム。
3. 【請求項３】 前記漏洩同軸ケーブルが一定距離ずつ分
   断され、 前後のケーブル間にそれらのケーブル間の接続、切断を
   行う中継器が設置され、 前記中継器が前記同軸ケーブルを通して自器の存在を示
   す信号を出力し、各列車から前記同軸ケーブルを通して
   出力されてくる接続、切断指令を受信する信号送受信器
   を備え、 前記移動閉塞制御装置が、前記中継器との間で交信を行
   う中継器交信部と、前記中継器交信部が受信した中継器
   の位置と前記自列車位置判定部が特定した自列車位置と
   の関係から前記中継器の接続、切断の判定を行い、接続
   指令、切断指令を出力する接続切断判定部を備えて成る
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の列車保安制御シ
   ステム。
4. 【請求項４】 前記中継器が後続車両からの接続指令を
   優先させる接続切断切換部を備えて成ることを特徴とす
   る請求項３記載の列車保安制御システム。
5. 【請求項５】 前記移動閉塞制御装置の接続切断判定部
   が、自列車と前方の中継器までの間の距離が自列車のブ
   レーキ距離に余裕距離を加えた必要間隔距離に達したと
   きに接続指令を出力することを特徴とする請求項３又は
   ４記載の列車保安制御システム。
6. 【請求項６】 前記移動閉塞制御装置の先行列車信号受
   信部及び後続列車信号送信部が時分割多重伝送方式で信
   号を送受信することを特徴とする請求項１〜５いずれか
   記載の列車保安制御システム。
7. 【請求項７】 前記移動閉塞制御装置の先行列車信号受
   信部及び後続列車信号送信部が周波数多重伝送方式で信
   号を送受信することを特徴とする請求項１〜５いずれか
   記載の列車保安制御システム。
8. 【請求項８】 線路に沿って固定閉塞の自動列車制御設
   備が設置され、 前記列車が前記自動列車制御設備と交信し、固定閉塞に
   よる自動列車制御を行う自動列車制御装置と、前記移動
   閉塞制御装置と、前記移動閉塞制御装置の各機器の異常
   を検出する異常検出部と、前記異常検出部が異常検出し
   たときに前記移動閉塞制御装置の動作を停止して前記自
   動列車制御装置に切換える制御方式切換部とを備えて成
   る請求項１〜７いずれか記載の列車保安制御システム。