JPH09267749A - 列車制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軌道情報など各列車が必要とする広い範囲の
情報を地上で管理し、この情報を適時地上から車上に伝
送することによって、車上で管理する情報量を少なく
し、列車の安全を確保することにある。 【解決手段】 軌道６上の列車１に情報を送る地上装置
３と、伝送された情報を用いて列車を制御する車上制御
装置２から構成される列車制御システムにおいて、地上
装置が車上伝送情報５として少なくとも軌道の形状情報
４を管理し、車上制御装置がこの軌道形状情報を用いて
列車を走行制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、列車情報制御シス
テムに係り、特に、必要な情報を適時地上から車上に伝
送する列車制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、列車情報制御システムにおいて、
その列車の保安方式は、地上の制御装置により列車の位
置を検出し、列車に対して現在の速度で停止できる距離
を維持するように、列車の速度を指示する地上装置主導
のシステムであった。このシステムでは、性能の異なる
列車が混在し、かつ、地上装置が各列車の性能を把握で
きない場合には、地上装置から指示する各列車の速度が
共通となることから、現在の速度で停止できる距離を一
般には最も減速性能の劣る列車に合わせていた。このた
め、列車の性能を考慮した制御が困難であった。これに
対して、各列車に停止の位置及び先行列車の位置を考慮
した停止目標位置の情報を与えて、列車が現在の速度と
停止目標位置迄の距離をもとに速度制御を行う車上主導
のシステムが提案されている。この公知例としては、例
えば、特開平２−１０９７７０号公報に、地上装置が列
車位置情報、開通進路情報及び任意の速度制限情報から
保安制御位置情報を作成して列車に送り、列車の車上装
置がこの保安制御位置情報から列車の安全な走行速度パ
ターンを作成し、現在の速度がこの安全な走行速度パタ
ーンを超越しないように、ブレーキなどを制御して速度
を制御する方法が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、列車の安全
を確保するには、列車の速度と停止目標位置迄の距離の
関係を少なくとも現在の距離で確実に停止できる速度
（許容最高速度）以下に保つことが必要である。この速
度は、同じ距離に対する場合でも、列車のブレーキ性
能、軌道の勾配・曲線などの条件によって変化するの
で、車上で許容最高速度を決定するには、停止目標位置
迄の距離の他に予め前記各条件を把握することが必要で
ある。しかし、軌道情報の対象範囲は広い範囲にわたる
ことがあり、この範囲の曲線・勾配の情報を全て事前に
列車に与え、車上主導型の速度制御を行うことは、情報
量が膨大になること、工事などの軌道情報変更に対する
情報の更新管理が煩雑になるなどの問題がある。また、
上記公報記載の技術は、このような広い範囲にわたる膨
大な軌道情報や軌道情報変更に対する情報を全て事前に
列車に与え、車上装置においてこれらの情報処理を実行
することの配慮がなされていないため、列車の保安上に
問題がある。本発明の課題は、軌道情報など各列車が必
要とする広い範囲の情報を地上で管理し、この情報を適
時地上から車上に伝送することによって、車上で管理す
る情報量を少なくし、列車の安全を確保することにあ
る。

【０００４】

【発明を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、軌道上の列車に情報を送る地上装置と、伝送された
情報を用いて列車を制御する車上制御装置から構成され
る列車制御システムにおいて、地上装置が車上伝送情報
として少なくとも軌道の形状情報を管理し、車上制御装
置がこの軌道形状情報を用いて列車を走行制御する。ま
た、車上伝送情報として、軌道の形状情報の外に、少な
くとも他列車の位置情報、および／または、開通進路情
報、および／または、任意の速度制限情報を付加する。
また、地上装置が車上伝送情報を分割して車上伝送分割
情報を作成し、管理すると共に、列車に送る。また、車
上伝送情報を複数等分の車上伝送分割情報に分割すると
共に、列車が走行する軌道を複数の区間に等分し、列車
が初めの区間に進入する時間的段階で、次の区間に関す
る車上伝送分割情報を伝送し、さらに次の区間をこの区
間に関する車上伝送分割情報を伝送する対象区間とす
る。また、列車に車上情報再構成装置を設け、地上装置
より列車に送る車上伝送分割情報を車上で再構築する。

【０００５】本発明は、軌道情報など各列車が必要とす
る広い範囲の情報を地上で管理し、この情報を適時地上
から車上に伝送するため、車上で管理する情報量が少な
くなり、車上における情報処理が容易かつ円滑化する。
これにより、列車の加減速などの走行制御を高精度に行
い、列車のより高い安全を確保することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態による列
車制御システムの構成を示す。図１において、１は列
車、２は車上制御装置、３は地上装置、４は軌道形状情
報、５は車上伝送情報、６は軌道を表わす。列車制御シ
ステムにおいて、地上装置３は車上伝送情報５を作成し
て列車１に伝送する。このとき、車上伝送情報５の内容
は、軌道形状情報４より構成する。列車１にある車上制
御装置２は、地上装置３より受けた車上伝送情報５を蓄
え、この車上伝送情報５の内容を用いて列車１の加減速
などの走行制御を行う。また、地上装置３より列車１に
車上伝送情報５を送るタイミングは、列車１が駅を出発
してから一定時間毎つまりタイマ（図示せず）を用いて
一定時間毎に送る。または、列車１の位置情報を用い
て、列車１が予め決められた位置に到達した時に送るよ
うにしてもよい。本実施形態は、軌道６に列車１が１本
存在する場合であり、この場合には、地上装置３が車上
伝送情報５として軌道形状情報４を管理し、地上装置３
より列車１に所定のタイミングで軌道形状情報４を送
る。車上制御装置２は、軌道形状情報４を用いて列車１
の加減速などの走行制御を行う。また、列車１を停止さ
せる場合、列車１の速度と停止目標位置までの距離の関
係を、少なくとも現在の距離で確実に停止できる速度
（許容最高速度）以下に保つための列車１の安全を確保
する制御を行う。軌道形状情報４は、勾配の値、曲線の
曲率、転てつ機などによる恒久的速度制限の制限速度の
情報からなる。ここで、軌道６上に勾配が３カ所（勾配
Ａ、勾配Ｂ、勾配Ｃ）、曲線が３カ所（曲線Ａ、曲線
Ｂ、曲線Ｃ）、恒久的速度制限が１カ所（恒久的速度制
限Ａ）がある場合、列車１に送る車上伝送情報５の内容
は、以下のようになる。 車上伝送情報＝｛勾配Ａ情報、勾配Ｂ情報、勾配Ｃ情
報、曲線Ａ情報、曲線Ｂ情報、曲線Ｃ情報、恒久的速度
制限Ａ情報｝ なお、各情報の内容は、以下の情報によって構成される
とする。 勾配情報＝｛勾配の大きさ、開始位置、終了位置もしく
は当該勾配区間長さ｝ 曲線情報＝｛曲率、開始位置、終了位置もしくは当該曲
線区間長さ｝ 恒久的速度制限情報＝｛恒久的速度制限数値、開始位
置、終了位置もしくは当該速度制限区間長さ｝ このように、本実施形態では、地上装置３で広い範囲の
軌道形状情報４を管理することによって、車上で管理す
る情報量を少なくし、列車１の加減速などの走行制御を
高精度に行うことができる。また、列車１を停止させる
場合、列車１の安全を確保することができる。

【０００７】実際の路線では、複数の列車が存在する場
合が多い。この場合、列車の位置を車上制御装置２に与
えることが列車運行の安全を確保するのに必要である。
図２は、本発明の他の実施形態を示す。本実施形態は、
軌道６上に列車が２本（列車Ａ、列車Ｂ）存在し、列車
Ａの進行方向に列車Ｂが存在している場合であり、図１
の実施形態に比し、地上装置３が列車位置情報７を管理
する点で異なり、その他の構成は同一である。地上装置
３は、列車Ｂの位置を検知し、車上伝送情報５として列
車位置情報７を作成し、列車Ａに送る。このとき、列車
Ａに送る車上伝送情報５の内容は、以下のようになる。 車上伝送情報＝｛列車Ｂの位置、勾配Ａ情報、勾配Ｂ情
報、勾配Ｃ情報、曲線Ａ情報、曲線Ｂ情報、曲線Ｃ情
報、恒久的速度制限Ａ情報｝ このように、本実施形態では、車上制御装置２に地上装
置３より車上伝送情報５として軌道形状情報４に加えて
列車Ｂの位置情報７が与えられる。そのため、地上装置
３で軌道形状情報４と列車Ｂの位置情報７を管理するこ
とによって、車上で管理する情報量を少なくし、列車Ａ
の加減速などの走行制御を高精度に行うことができ、ま
た、列車Ａの安全を確保することができる。

【０００８】次に、図３は、本発明の他の実施形態を示
す。本実施形態は、軌道６に進路が３進路（進路Ａ、進
路Ｂ、進路Ｃ）存在し、列車Ａの進行方向に列車Ｂが存
在している場合であり、図２の実施形態に比し、地上装
置３が開通進路情報８を管理する点で異なり、その他の
構成は同一である。開通進路情報８は、各進路Ａ、Ｂ、
Ｃについて、当該進路がどの列車に与えられているかを
表わし、以下の内容によって構成されるとする。 開通進路情報＝｛開始位置、終了位置もしくは当該進路
長さ、使用列車番号｝ ここで、進路Ａ上には、勾配が３カ所（勾配Ａ、勾配
Ｂ、勾配Ｃ）、曲線が２カ所（曲線Ａ、曲線Ｂ）、恒久
的速度制限が１カ所（恒久的速度制限Ａ）存在するとす
る。進路Ｂ上には、勾配が１カ所（勾配Ｄ）、曲線が１
カ所（曲線Ｄ）、恒久的速度制限が２カ所（恒久的速度
制限Ｂ、恒久的速度制限Ｃ）存在するとする。また、進
路Ｃ上には、勾配が２カ所（勾配Ｅ、勾配Ｆ）、曲線が
１カ所（曲線Ｅ）、恒久的速度制限が０カ所存在すると
する。列車Ａが進路Ａ及び進路Ｂを走行し、列車Ｂが進
路Ｂ及び進路Ｃを走行するとしたとき、各列車Ａ、Ｂに
伝送する車上伝送情報５の内容は、次のようになる。 列車Ａに対する車上伝送情報＝｛列車Ｂの位置、勾配Ａ
情報、勾配Ｂ情報、勾配Ｃ情報、勾配Ｄ情報、曲線Ａ情
報、曲線Ｂ情報、曲線Ｃ情報、曲線Ｄ情報、恒久的速度
制限Ａ情報、恒久的速度制限Ｂ情報、恒久的速度制限Ｃ
情報、開通進路Ａ情報、開通進路Ｂ情報｝ 列車Ｂに対する車上伝送情報＝｛列車Ａの位置、勾配Ｄ
情報、勾配Ｅ情報、勾配Ｆ情報、曲線Ｄ情報、曲線Ｅ情
報、恒久的速度制限Ｂ情報、恒久的速度制限Ｃ情報、開
通進路Ａ情報、開通進路Ｂ情報｝ このように、本実施形態では、車上制御装置２、２’に
地上装置３より車上伝送情報５として軌道形状情報４、
列車Ａ、Ｂの位置情報７及び開通進路情報８が与えられ
る。そのため、地上装置３で軌道形状情報４、列車Ａ、
Ｂの位置情報７及び開通進路情報８を管理することによ
って、車上で管理する情報量を少なくし、列車Ａ、Ｂの
加減速などの走行制御を高精度に行うことができ、ま
た、列車Ａ、Ｂの安全を確保することができる。

【０００９】次に、図４は、本発明の他の実施形態を示
す。本実施形態は、軌道６に進路が３進路（進路Ａ、進
路Ｂ、進路Ｃ）存在し、列車Ａの進行方向に列車Ｂが存
在している場合であり、図３の実施形態に比し、地上装
置３が任意の速度制限情報９を管理する点で異なり、そ
の他の構成は同一である。任意の速度制限情報９は、以
下の内容によって構成されるとする。 任意の速度制限情報＝｛任意の速度制限数値、開始位
置、終了位置もしくは当該速度制限区間長さ｝ ここで、任意の速度制限の区間数が１区間（任意の速度
制限区間Ａ）で、その対象範囲が進路Ａ上にある場合、
列車Ａに対する車上伝送情報５は、以下のようになる。 列車Ａに対する車上伝送情報＝｛列車Ｂの位置、勾配Ａ
情報、勾配Ｂ情報、勾配Ｃ情報、勾配Ｄ情報、曲線Ａ情
報、曲線Ｂ情報、曲線Ｃ情報、曲線Ｄ情報、恒久的速度
制限Ａ情報、恒久的速度制限Ｂ情報、恒久的速度制限Ｃ
情報、開通進路Ａ情報、開通進路Ｂ情報、任意の速度制
限区間Ａ情報｝ このように、本実施形態では、車上制御装置２に地上装
置３より車上伝送情報５として軌道形状情報４、列車Ｂ
の位置情報７、開通進路情報８及び任意速度制限情報９
が与えられる。そのため、地上装置３で軌道形状情報
４、列車Ｂの位置情報７、開通進路情報８及び任意速度
制限情報９を管理することによって、車上で管理する情
報量を少なくし、列車Ａの加減速などの走行制御を高精
度に行うことができ、また、列車Ａの安全を確保するこ
とができる。

【００１０】次に、図５は、本発明の他の実施形態を示
す。本実施形態は、軌道６に区間が４区間（区間番号
Ａ、区間番号Ｂ、区間番号Ｃ、区間番号Ｄ）存在し、列
車Ａの進行方向に列車Ｂが存在している場合であり、図
４の実施形態に比し、地上装置３が車上伝送分割情報
５’を有する点で異なり、その他の構成は同一である。
車上伝送分割情報５’は、車上伝送情報５を分割した情
報であり、列車Ａに送る。ここで、車上制御装置２が持
つ車上伝送情報５の範囲は、少なくとも列車Ａが現在の
速度から制動を行った時に確実に停止するのに必要な範
囲より広い範囲である必要がある。実際には、各列車の
速度は刻々と変化しているので、例えば、列車の速度を
常に最高速度と見なして一意に定義し、伝送対象範囲を
決める方法がある。この場合、実際の列車速度より高い
速度を用いるために、伝送対象範囲は必要以上に広い範
囲となるが、列車が安全を保つために、必要な範囲より
必ず広い範囲の情報を保持することになり、列車の安全
を損なうことはない。

【００１１】そこで、図７及び図８を用いて、車上伝送
情報５の分割方法及び車上伝送分割情報を送るタイミン
グについて説明する。図７は車上伝送情報５を１等分、
図８は車上伝送情報５を４等分した場合を示す。まず、
車上伝送情報５は、列車Ａの速度が最高速度で代用して
一定と見なし、この速度に対して列車Ａが必要とする情
報の範囲に分割する。ここで、図７では、この範囲を列
車Ａが走行する区間（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）を１分割
とした区間に相当する範囲であるとする。また、図８で
は、この範囲を列車Ａが走行する区間（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）（Ｄ）の４分割の１区間に相当する範囲であると
する。図７において、車上伝送情報５を１分割とした場
合、列車Ａに伝送する情報は、区間（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
（Ｄ）の全てについて、列車Ａが区間（Ａ）に進入する
以前の経過時間（０）の段階で、区間（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）（Ｄ）に列車Ａが必要とする車上伝送情報５を１
分割とした車上伝送分割情報５’を伝送する。すなわ
ち、図中、列車Ａが区間（Ａ）に進入する以前の経過時
間（０）の段階では、区間（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）の
全てが情報の伝送対象区間となり、列車Ａが区間（Ａ）
に進入したときの経過時間（１）の段階では、既に車上
伝送情報５が伝送され、区間（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）
の全てが情報の伝送済区間となる。なお、経過時間
（２）は列車Ａが区間（Ｂ）に進入したことを示す。

【００１２】図８において、車上伝送情報５を４分割し
た場合、列車Ａに伝送する情報は、列車Ａが初めの区間
に進入したときの経過時間の段階で、次の区間に関する
車上伝送分割情報５’を伝送し、さらに次の区間をこの
区間に関する車上伝送分割情報５’を伝送する対象区間
とする。すなわち、図中、列車Ａが区間（Ａ）に進入す
る以前の経過時間（０）の段階では、区間（Ａ）及び
（Ｂ）に関するそれぞれ車上伝送情報５の１／４分割分
の車上伝送分割情報５’が伝送される対象区間となる。
列車Ａが区間（Ａ）に進入したときの経過時間（１）の
段階では、既に１／４分割分の車上伝送分割情報５’が
伝送され、区間（Ａ）（Ｂ）が情報の伝送済区間とな
り、区間（Ｃ）がこの区間に関する１／４分割分の車上
伝送分割情報５’を伝送する対象区間となる。列車Ａが
区間（Ｂ）に進入したときの経過時間（２）の段階で
は、区間（Ｃ）が車上伝送分割情報５’の伝送済区間と
なり、区間（Ｄ）がこの区間に関する１／４分割分の車
上伝送分割情報５’を伝送する対象区間となる。

【００１３】このようにして、図７及び図８の車上伝送
情報５の分割方法及び車上伝送分割情報を送るタイミン
グによれば、いずれも車上伝送分割情報５’は、列車Ａ
の安全を保障するために、列車Ａが区間に進入する以前
に車上で保持されることになり、車上制御装置２は、受
信した列車伝送分割情報５’を用いて自列車の走行制御
を高精度に行うことになる。また、図８に示す車上伝送
分割情報の伝送タイミングによれば、例えば、列車Ａが
区間（Ａ）に位置する経過時間（１）の時に、区間
（Ｄ）に任意の臨時速度制限を設定する場合、区間
（Ｄ）の列車伝送分割情報５’は、列車Ａに伝送してい
ないため、前記任意の臨時速度制限情報を考慮した区間
（Ｄ）の新しい列車伝送分割情報を作成し、列車Ａが区
間（Ｂ）に進入した後の経過時間（２）の段階で、区間
（Ｄ）の情報の一つとして当該情報を伝送することがで
きる。これは、情報伝送において、余分な伝送負荷とな
らない、という利点がある。

【００１４】次に、図６は、本発明の他の実施形態を示
す。本実施形態は、軌道６に区間が４区間（区間番号
Ａ、区間番号Ｂ、区間番号Ｃ、区間番号Ｄ）存在し、列
車Ａの進行方向に列車Ｂが存在している場合であり、図
５の実施形態に比し、列車Ａに車上情報再構成装置１０
を設ける点で異なり、その他の構成は同一である。車上
情報再構成装置１０は、地上装置３より受けた車上伝送
分割情報５’を車上伝送情報５に再構築する。再構築
は、例えば、勾配などの一つの路線情報の範囲が複数の
伝送区間にわたる場合、実際の路線では単一の情報であ
っても、車上では複数個の情報として扱う。本実施形態
では、車上情報再構成装置１０を設けることにより、余
分な伝送負荷を生じることのない車上伝送情報の伝送が
可能となる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
地上装置で軌道情報など各列車が必要とする広い範囲の
情報を管理し、列車の走行に合わせて適時にこの広い範
囲の情報を車上制御装置に送ることによって、車上で管
理する情報量を少なくし、列車の加減速などの走行制御
を高精度に行うことができ、また、列車のより高い安全
を確保することができる。また、本発明によれば、地上
装置で軌道情報など各列車が必要とする広い範囲の情報
を管理し、列車の走行に合わせて適時にこの広い範囲の
情報を車上制御装置に送ることによって、列車を停止さ
せる場合、列車の速度と停止目標位置までの距離の関係
を、少なくとも現在の距離で確実に停止できる速度（許
容最高速度）以下に保つための列車のより高い安全を確
保することができる。また、本発明によれば、列車が区
間に進入する以前に車上伝送情報または車上伝送分割情
報を車上で保持することにより、より高い列車の安全を
保障することができる。また、本発明によれば、車上伝
送情報を分割した車上伝送分割情報を作成し、この伝送
タイミングとして列車の走行する軌道を複数に等分した
区間に合わせて適時に送ることにより、より高い列車の
安全を保障すると共に、新しい情報を付加して伝送する
に当って、この新しい情報を余分な伝送負荷としない情
報伝送が可能となる。また、本発明によれば、地上装置
より受けた車上伝送分割情報を列車上で車上伝送情報に
再構築することにより、余分な伝送負荷を生じることな
く、車上伝送情報を伝送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による列車制御システムの
構成図

【図２】本発明の他の実施形態

【図３】本発明の他の実施形態

【図４】本発明の他の実施形態

【図５】本発明の他の実施形態

【図６】本発明の他の実施形態

【図７】図５において、車上伝送情報を１等分、軌道を
１つの区間に等分したときの情報伝送のタイミングと区
間の関係を示した図

【図８】図５において、車上伝送情報を４等分、軌道を
４つの区間に等分したときの情報伝送のタイミングと区
間の関係を示した図

【符号の説明】

１、Ａ、Ｂ 列車 ２ 車上制御装置 ３ 地上装置 ４ 軌道形状情報 ５ 車上伝送情報 ５’ 車上伝送分割情報 ６ 軌道 ７ 列車位置情報 ８ 開通進路情報 ９ 任意の速度制限情報 １０ 車上情報再構成装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 忠 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 高岡 征 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸工場内 (72)発明者 村田 悟 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軌道上の列車に情報を送る地上装置と、
   伝送された情報を用いて列車を制御する車上制御装置か
   ら構成される列車制御システムにおいて、地上装置が車
   上伝送情報として少なくとも軌道の形状情報を管理し、
   車上制御装置がこの軌道形状情報を用いて列車を走行制
   御することを特徴とする列車制御システム。
2. 【請求項２】 請求項１において、車上伝送情報とし
   て、軌道の形状情報の外に、少なくとも他列車の位置情
   報、および／または、開通進路情報、および／または、
   任意の速度制限情報を付加することを特徴とする列車制
   御システム。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、地上
   装置が車上伝送情報を分割して車上伝送分割情報を作成
   し、管理すると共に、列車に送ることを特徴とする列車
   制御システム。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２において、車上
   伝送情報を複数等分の車上伝送分割情報に分割すると共
   に、列車が走行する軌道を複数の区間に等分し、列車が
   初めの区間に進入する時間的段階で、次の区間に関する
   車上伝送分割情報を伝送し、さらに次の区間をこの区間
   に関する車上伝送分割情報を伝送する対象区間とするこ
   とを特徴とする列車制御システム。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４において、列車
   に車上情報再構成装置を設け、地上装置より列車に送る
   車上伝送分割情報を車上で再構築することを特徴とする
   列車制御システム。