JPWO2014064826A1 - 在線検知装置及び在線検知方法 - Google Patents

Abstract

車上が検知した列車位置を地上へ送信することで列車の在線管理を行う無線列車制御システムにおいて、補正子による位置補正の際に生じ得る在線検知の問題。車上装置２０は、測定した列車位置に基づく列車占有範囲を地上装置３０に送信する。そして、地上装置３０では、車上装置２０から取得した列車占有範囲をもとに、各閉そく区間の在線状態を暫定的に検知する。また、各閉そく区間外に進出検知点Ｑｈ，Ｑｒが設定し、列車占有範囲がこの進出検知点Ｑｈ，Ｑｒを超えたことで、当該閉そく区間からの列車の進出を判定する。そして、対象の閉そく区間の暫定的な在線状態の検知結果が在線から非在線に変化した後、当該閉そく区間からの列車の進出が判定されると、当該閉そく区間の在線状態を非在線と確定する。

Description

本発明は、軌道を区分した区間単位で列車の在線状態を検知する在線検知装置等に関する。

近年、軌道回路を不要とし、車上装置で測定した列車の位置情報を地上装置に無線通信することで地上側で列車の位置を検知し、列車を制御するＣＢＴＣ（Communication Based Train Control）システムの開発が進められている。

車上装置における列車位置の検知は、例えば車軸に取り付けられた速度発電機の回転数の計測値をもとに行われ、測定される列車位置は測定誤差を含む。このため、列車の前後に余裕距離（列車長補正値）を付加し、実際の列車長より長い範囲を列車長とみなして、地上装置における在線検知に用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４５７５８０７号公報

また、車上装置において測定された列車位置の測定誤差を減少させるため、軌道に設置した補正子の通過時に、当該補正子と通信して取得した設置位置（絶対位置）をもとに、列車位置を補正することが一般的に行われている。

しかしながら、補正子による位置補正を行うと、補正の前後で列車位置が変化（前進／後退）し得る。このため、ＣＢＴＣシステムにおいては、地上装置は車上装置から受信した列車位置をもとに閉そく区間単位で在線検知をしているが、この補正の前後で列車位置が変化することで、列車の在線検知に不都合が生じる場合がある。

具体的には、車上装置において測定した列車位置が実際の列車位置より前方の場合、補正子の通過によって列車位置が後退する補正がなされる。例えば、補正前は、列車の後端位置が第１の閉そく区間の前方に隣接する第２の閉そく区間に存在するとする。しかし、後退方向の補正によって、列車の後端位置が第１の閉そく区間に戻されることがある。この場合、第１の閉そく区間の在線状態は、補正前は非在線、補正後は在線となる。すなわち、実際には列車は前進しており、列車の進出によって非在線となったはずの第１の閉そく区間が、再度当該列車によって在線となる。すると、第１の閉そく区間に進入しようとしていた後続列車は、進入可能であったはずの第１の閉そく区間が突然進入不可能となり、急ブレーキをかける必要が生じる、といった不都合が生じる。なお、後退方向への補正ではなく、列車位置を前進方向に補正する場合にも不都合は生じ得る。

本発明が解決しようとする課題は、車上が検知した列車位置を地上へ送信することで列車の在線管理を行う無線列車制御システムにおいて、補正子による位置補正の際に生じ得る在線検知の問題にある。

上記課題を解決するための第１の発明は、
軌道を区分した区間単位で列車の在線状態を検知する在線検知装置であって、
前記軌道には補正子が設置されており、
前記列車は、列車位置を測定する測定部と、前記補正子が設置された設置地点を通過する際に前記補正子と通信を行う補正子通信部と、前記補正子通信部による通信結果に基づいて前記列車位置を補正する補正部とを有しており、
前記列車位置に基づき判定される前記列車が存在する可能性のある列車占有範囲を取得する取得部と、
前記列車占有範囲に基づいて、各区間の在線状態を暫定的に検知する暫定検知部と、
第１の区間に隣接する第２の区間内に定めた検知点であって、区間境界から所定距離離れた位置に定められた検知点を、前記列車占有範囲が越えたか否かを判定する検知点通過判定部と、
前記暫定検知部の検知結果と、前記検知点通過判定部の判定結果とを用いて、前記第１の区間での在線状態を確定検知する確定検知部と、
を備えた在線検知装置である。

また、他の発明として、
軌道を区分した区間単位で列車の在線状態を検知する在線検知方法であって、
前記軌道には補正子が設置されており、
前記列車は、列車位置を測定する測定部と、前記補正子が設置された設置地点を通過する際に前記補正子と通信を行う補正子通信部と、前記補正子通信部による通信結果に基づいて前記列車位置を補正する補正部とを有しており、
前記列車位置に基づき判定される前記列車が存在する可能性のある列車占有範囲に基づいて、各区間の在線状態を暫定的に検知することと、
第１の区間に隣接する第２の区間内に定めた検知点であって、区間境界から所定距離離れた位置に定められた検知点を、前記列車占有範囲が越えたか否かを判定することと、
前記暫定的な検知結果と、前記検知点を前記列車占有範囲が越えたか否かの判定結果とを用いて、前記第１の区間での在線状態を確定することと、
を含む在線検知方法を構成しても良い。

この第１の発明等によれば、列車占有範囲に基づく各区間の在線状態の暫定的な検知結果と、第１の区間に隣接する第２の区間内に定められた検知点を列車占有範囲が越えたか否かの判定結果とを用いて、第１の区間での在線状態が確定検知される。

また、第２の発明として、第１の発明の在線検知装置であって、
前記暫定検知部による前記第１の区間の在線状態の検知結果が、在線から非在線に変化したことを検出する在線変化検出部を更に備え、
前記確定検知部は、
前記在線変化検出部による検出がなされた後、１）前記検知点通過判定部により前記検知点を越えていないと判定されている間は、前記列車が前記第１の区間から進出してないと判定し、２）前記検知点を越えたと判定された場合に、前記第１の区間を進出したと判定する進出判定部を有し、
前記在線変化検出部による検出がなされた後、前記進出判定部による進出判定がなされるまでの間、前記第１の区間を在線と判断する、
在線検知装置を構成しても良い。

この第２の発明によれば、第１の区間の在線状態の確定検知は、具体的には次のように行われる。すなわち、第１の区間の在線状態の暫定的な検知結果が在線から非在線に変化した後、列車が第１の区間から進出したと判定されるまでは、第１の区間は在線と確定検知される。第１の区間からの列車の進出は、列車占有範囲が検知点を越えていない間は進出していないと判定され、検知点を越えた場合に進出したと判定される。つまり、列車占有範囲が第１の区間外に位置していることで第１の区間が非在線と暫定検知されても、列車占有範囲が第２の区間内の検知点を越えたと判定されるまでは、第１の区間は非在線とはされない。

これにより、補正子による後退方向への位置補正によって、実際には列車が前進しているのに関わらず、補正前に非在線となっていた区間が当該列車によって再度在線となる事態は生じない。

また、第３の発明として、第２の発明の在線検知装置であって、
前記第２の区間は、前記第１の区間から見て、前記列車の前進方向に隣接する区間であり、
前記列車占有範囲の変化に基づいて前記列車が前進していることを検出する前進検出部を更に備え、
前記検知点通過判定部は、前記暫定検知部により検知された前記第２の区間の在線状態と、前記列車占有範囲の後端位置と前記検知点との位置関係と、に基づいて、前記検知点を前記列車占有範囲が越えたか否かを判定し、
前記進出判定部は、前進による前記第１の区間からの前記列車の進出を判定する、
在線検知装置を構成しても良い。

この第３の発明によれば、列車が前進している場合、列車占有範囲の後端位置と、第１の閉そく区間の前進方向に隣接する第２の区間内に設定された検知点との位置関係に基づいて、検知点を列車占有範囲が越えたか否かが判定される。そして、検知点を列車占有範囲が越えたと判定されると、前進による第１の区間からの列車の進出が判定される。

また、第４の発明として、第２の発明の在線検知装置であって、
前記第２の区間は、前記第１の区間から見て、前記列車の後退方向に隣接する区間であり、
前記列車占有範囲の変化に基づいて前記列車が後退していることを検出する後退検出部を更に備え、
前記検知点通過判定部は、前記暫定検知部により検知された前記第２の区間の在線状態と、前記列車占有範囲の先頭位置と前記検知点との位置関係と、に基づいて、前記検知点を前記列車占有範囲が越えたか否かを判定し、
前記進出判定部は、後退による前記第１の区間からの前記列車の進出を判定する、
在線検知装置を構成しても良い。

この第４の発明によれば、列車が後退している場合、列車占有範囲の先頭位置と、第１の閉そく区間の後退方向に隣接する第２の区間内に設定された検知点との位置関係に基づいて、検知点を列車占有範囲が越えたか否かが判定される。そして、検知点を列車占有範囲が越えたと判定されると、後退による第１区間からの列車の進出が判定される、

また、第５の発明として、第１〜第４の何れかの発明の在線検知装置であって、
前記補正子の前記設置地点から前記区間境界までの距離に基づいて前記区間境界から前記検知点までの距離を決定することで、前記検知点を位置決めする検知点設定部、
を更に備えた在線検知装置を構成しても良い。

この第５の発明によれば、区間境界から検知点までの距離は、補正子の設置地点から区間境界までの距離に基づいて決定される。列車占有範囲は、列車位置に加えて、測定誤差を許容するための余裕距離に基づいて判定される。列車位置の測定誤差は、補正子の通過直後は小さく、通過後の走行距離が長くなるほど大きくなると推定される。このため、補正子の設置地点から区間境界までの距離に基づいた位置に検知点を設定することで、第１の区間からの列車の進出を、速やか且つ確実に判定することが可能となる。

図１は、無線列車制御システムの構成図。 図２は、列車占有範囲の説明図。 図３は、補正子による位置補正の説明図。 図４は、従来の位置補正によって生じる問題点の説明図。 図５は、進出検知点の設定の説明図。 図６は、閉そく区間へ進入時の在線状態の確定検知の説明図。 図７は、閉そく区間から進出時の在線状態の確定検知の説明図。 図８は、車上装置の構成図。 図９は、地上装置の構成図。 図１０は、区間設定情報のデータ構成例。 図１１は、暫定在線情報のデータ構成例。 図１２は、確定在線情報のデータ構成例。 図１３は、検知点設定情報のデータ構成例。 図１４は、在線検知処理のフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

［システム構成］
図１は、本実施形態の無線列車制御システム１の概要である。この無線列車制御システム１は、線路を仮想的に分割した仮想的な閉そく区間を単位として列車の在線／非在線を検知する。

無線列車制御システム１は、列車１０に搭載される車上装置２０と、地上装置３０とを備えて構成される。車上装置２０と地上装置３０とは、無線基地局４０を含む所与の通信回線を介した無線通信が可能となっている。無線基地局４０は、軌道Ｒを連続的に無線通信エリア内に含むように、軌道Ｒに沿って複数設置されている。なお、通信回線は、無線基地局ではなく、軌道Ｒに沿って敷設されたループアンテナや漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸケーブル）を用いて構成することとしても良い。

車上装置２０は、自列車１０の走行位置（列車位置）を測定し、列車位置情報として自列車１０の識別情報（列車ＩＤ等）とともに、地上装置３０へ送信する。なお、列車位置は、例えば起点からの軌道Ｒに沿った距離を示すキロ程でも良いし、直近の出発駅からの軌道Ｒに沿った距離としても良い。何れにせよ、列車位置は、所定位置からの軌道Ｒに沿った距離で示すと好適である。

また、車上装置２０は、軌道Ｒに沿って設置された位置補正用の補正子５０の通過時には、当該補正子５０との無線通信に基づいて列車位置を補正する。

補正子５０は、従来の地上子のように送受信コイルを利用した構成としても良いし、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）を利用した構成としても良い。何れにせよ、近距離無線通信によって、車上装置２０と補正子５０との通信が実現される。

地上装置３０は、車上装置２０から受信した列車位置情報をもとに、閉そく区間を単位とした各列車１０の在線／非在線を検知する。

なお、本実施形態においては、説明の簡明化のため、路線は複線とし、上り線或いは下り線の一方に着目して図示・説明する。しかし、これは一例であって、単線の路線や複々線の路線等にも本発明を適用可能なのは勿論である。

［原理］
（Ａ）車上における位置検知
先ず、車上装置２０における列車位置の検知について説明する。図２は、車上装置２０における列車位置の検知を説明する図である。車上装置２０においては、例えば速度発電機や車軸パルスにより検出された輪軸、車軸又は車輪の回転数を計数することで、列車位置を測定している。以下、代表して速度発電機として説明する。また、速度発電機の設置位置は固定であるため、列車の先頭部及び後端部それぞれとの相対距離は一定である。そこで、測定した列車位置と、これらの相対距離とから、列車１０の先頭位置Ｐｈ及び後端位置Ｐｒを算出する。

本実施形態では、先頭位置Ｐｈを列車位置として説明するが、勿論、後端位置Ｐｒを列車位置としても良い。列車長Ｌは固定だからである。例えば、列車位置（先頭位置）Ｐｈから列車長Ｌだけ後方の位置が、後端位置Ｐｒとなる。

更に、速度発電機に起因する計測誤差を見込んで、位置Ｐｈ，Ｐｒに余裕距離を付加した範囲を、列車１０が存在する可能性が有る列車占有範囲とする。すなわち、列車位置（先頭位置）Ｐｈから先頭余裕距離Ｌｄｈだけ前方の位置Ｐｔｈと、後端位置Ｐｒから後端余裕距離Ｌｄｒだけ後方の位置Ｐｔｒとを算出する。そして、この位置Ｐｔｈ〜Ｐｔｒの範囲を列車占有範囲とする。本実施形態では、この列車占有範囲（詳細には、先頭位置Ｐｔｈ及び後端位置Ｐｔｒ）が、列車位置情報として、車上装置２０から地上装置３０へ送信される。

（Ｂ）補正子５０による列車位置の補正
次に、補正子５０による列車位置の補正について説明する。車上装置２０においては、補正子５０の通過によって列車位置Ｐｈを補正する。具体的には、通過した補正子５０と通信を行うことで当該補正子５０の設置位置（絶対位置）を取得し、この絶対位置をもとに列車位置Ｐｈを補正する。そして、この列車位置Ｐｈの補正に伴って、後端位置Ｐｒ及び列車占有範囲を補正する。

図３は、補正子５０による列車位置の補正を説明する図である。図３において、（１）は補正直前の状態である。なお、測定した列車位置を実線の列車形状で示し、実際の列車位置を破線の列車形状で示している。測定した列車位置Ｐｈ１は、実際の先頭位置Ｐｈ２に対して先行している。そして、列車占有範囲は、位置Ｐｔｈ１〜Ｐｔｒ１の範囲となっている。

その直後に、補正子５０の通過によって、図３の（２）に示すように列車位置Ｐｈを補正したとする。すなわち、列車位置Ｐｈ１が、位置Ｐｈ２まで後退するように補正（変更）される。列車位置の補正に伴って、列車占有範囲も、位置Ｐｔｈ１〜Ｐｔｒ１から位置Ｐｔｈ２〜Ｐｔｒ２の範囲まで後退するように補正される。

なおここで、補正直前の列車位置Ｐｈ１と、補正直後の列車位置Ｐｈ２との差ΔＰｈ（＝｜Ｐｈ１−Ｐｈ２｜）が規定量を超えるならば、異常と判断して非常停止等の所定の処理を行う。詳細には、後退方向への補正の際には後端余裕距離Ｌｄｒが規定量となり、前進方向への補正の際には先頭余裕距離Ｌｄｈが規定量となる。つまり、補正子５０による位置補正の最大補正距離は、前進方向への補正の際には先頭余裕距離Ｌｄｈとなり、後退方向への補正の際には後端余裕距離Ｌｄｒとなる。

（Ｃ）位置補正による問題点
ここで、補正子５０による位置補正の際に生じる従来の問題点について説明する。地上装置３０では、車上装置２０から受信した列車占有範囲をもとに、閉そく区間単位で列車の在線／非在線を検知している。このため、位置補正によって列車位置Ｐｈが後退することで、ある列車がある閉そく区間を進出した直後に同じ列車が再度同じ区間に進入するといった在線状態が覆る事態が生じ得る。

図４は、列車位置の補正による従来の問題点の説明図である。図４では、地上装置３０における在線検知の一例を示している。在線検知は、列車占有範囲に基づいて行われる。図４において、（１）は補正前の状態である。このとき、車上装置２０から受信した列車占有範囲は、位置Ｐｔｈ１〜Ｐｔｒ１の範囲となっている。位置Ｐｔｈ１，Ｐｔｒ１は、ともに閉そく区間２Ｔに位置している。従って、このときの在線状態は、閉そく区間１Ｔは非在線、閉そく区間２Ｔは在線となる。

その直後に、車上装置２０において、補正子５０の通過によって列車位置Ｐｈが後退する補正がなされたとする。そして、この補正により、車上装置２０から受信する列車占有範囲は、図４の（２）に示すように、位置Ｐｔｈ２〜Ｐｔｒ２の範囲となる。すなわち、列車占有範囲が後退している。先頭位置Ｐｔｈ２は閉そく区間２Ｔに位置するが、後端位置Ｐｔｒ２は閉そく区間１Ｔに位置している。従って、このときの在線状態は、閉そく区間１Ｔ，２Ｔともに在線となる。つまり、実際には列車１０が前進しているに関わらず、地上装置３０においては、当該列車１０の進出によって非在線と検知された閉そく区間１Ｔが、再度、当該列車１０によって在線と検知されるといった不都合が生じる。

なお、図４では、列車占有範囲の後端位置Ｐｔｒが閉そく区間の境界を越えて後退する場合を示したが、先頭位置Ｐｔｈについても同様の不都合が生じる。

（Ｄ）非在線の検知
そこで、本実施形態では、各閉そく区間の外部に進出検知点Ｑを設定し、列車占有範囲がこの進出検知点Ｑを越えたことをもって、当該閉そく区間からの列車の進出を判定する。そして、当該閉そく区間からの列車の進出の判定をもって、当該閉そく区間の非在線の検知を確定する。

図５は、閉そく区間に対する進出検知点の設定の説明図である。図５において、右方向が列車の運転方向である。図５に示すように、閉そく区間Ｔからの進出を判定するための進出検知点Ｑが設定される。すなわち、閉そく区間１Ｔの外方（後方）に隣接する閉そく区間０Ｔ内であって、閉そく区間０Ｔ，１Ｔの境界から後端余裕距離Ｌｄｒだけ離れた位置に、後退による進出を判定するための進出検知点Ｑｒが定められる。また、閉そく区間の内方（前方）に隣接する閉そく区間２Ｔ内であって、閉そく区間１Ｔ，２Ｔの境界から後端余裕距離Ｌｄｒだけ離れた位置に、前進による進出を判定するための進出検知点Ｑｈが設定される。

そして、閉そく区間１Ｔからの列車の進出は、当該列車の列車占有範囲が進出検知点Ｑｒ〜Ｑｈの範囲外となったことによって判定される。すなわち、列車が前進している場合には、当該列車の列車占有範囲の後端位置Ｐｔｒが進出検知点Ｑｈを越えることで、当該閉そく区間１Ｔからの当該列車の進出が判定される。また、列車が後退している場合には、当該列車の列車占有範囲の先頭位置Ｐｔｈが進出検知点Ｑｒを越えることで、当該閉そく区間１Ｔからの当該列車の進出が判定される。

図６は、列車が閉そく区間１Ｔへ進入する際の当該閉そく区間１Ｔについての在線検知を説明する図である。図６において、右方向が列車の運転方向である。また、閉そく区間１Ｔの後退方向に隣接する閉そく区間０Ｔに、当該閉そく区間１Ｔの先頭位置の進出検知点Ｑｒが設定されている。

先ず、図６の（１）に示す状態では、列車占有範囲は閉そく区間０Ｔに位置している。従って、この状態における在線状態は、閉そく区間０Ｔは在線、閉そく区間１Ｔは非在線となる。次いで、図６の（２）に示すように、列車占有範囲が前進して先頭位置Ｐｔｈが閉そく区間０Ｔ，１Ｔの境界を越えると、閉そく区間１Ｔは在線となる。

その直後に、図６の（３）に示すように、列車占有範囲が後退し、先頭位置Ｐｔｈが閉そく区間０Ｔ，１Ｔの境界を越えたとする。しかし、先頭位置Ｐｔｈは閉そく区間１Ｔの進出検知点Ｑｒを越えていないので、当該列車は閉そく区間１Ｔから進出していないと判定し、閉そく区間１Ｔは非在線とせずに在線のままとする。列車占有範囲の後退が補正子５０による位置補正の場合、列車占有範囲が後退する最大距離は余裕距離Ｌｄｒであるため、先頭位置Ｐｔｈが閉そく区間０Ｔ，１Ｔ境界を越えて再度閉そく区間０Ｔに位置する可能性は有るが、進出検知点Ｑｒを越えていない。

その後、図６の（４）に示すように、列車占有範囲が更に後退し、先頭位置Ｐｔｈが閉そく区間１Ｔの進出検知点Ｑｒを越ええると、当該列車が閉そく区間１Ｔから進出したと判定し、閉そく区間１Ｔを非在線とする。なお、この場合、後退により進出したと言える。

図７は、列車が閉そく区間１Ｔから進出する際の、当該閉そく区間１Ｔの在線検知を説明する図である。図７において、右方向が運転方向である。また、閉そく区間１Ｔの前進方向（運転方向）に隣接する閉そく区間２Ｔに、進出検知点Ｑｈが設定されている。

先ず、図７の（１）に示す状態では、列車占有範囲の先頭位置Ｐｔｈは閉そく区間２Ｔに位置し、後端位置Ｐｔｒは閉そく区間１Ｔに位置している。従って、この状態における在線状態は、閉そく区間１Ｔ，２Ｔともに在線である。

次いで、図７の（２）に示すように、列車占有範囲が前進して、後端位置Ｐｔｒが、閉そく区間１Ｔ，２Ｔの境界を越えたとする。しかし、後端位置Ｐｔｒが進出検知点Ｑｈを越えていない。すなわち、後端位置Ｐｔｒは閉そく区間１Ｔ，２Ｔの境界と進出検知点Ｑｈの間に位置しているので、当該列車は、閉そく区間１Ｔからは進出していないと判定し、閉そく区間１Ｔの在線状態は、非在線とせずに在線のままとする。

その直後に、図７の（３）に示すように、補正子５０による位置補正によって列車占有範囲が後退したとする。補正子５０による位置補正の場合、列車占有範囲が後退する最大距離は余裕距離Ｌｄｒであるため、後端位置Ｐｔｒが閉そく区間１Ｔ，２Ｔ境界を越えて、再度閉そく区間１Ｔに位置する可能性がある。

その後、図７の（４）に示すように、列車占有範囲が前進し、後端位置Ｐｈ２が閉そく区間１Ｔの進出検知点Ｑｈを越えると、当該列車が閉そく区間１Ｔから進出したと判定して、閉そく区間１Ｔを非在線とする。これ以降は、図７の（５）に示すように、補正子５０による位置補正によって列車占有範囲が後退したとしても、後端位置Ｐｔｒは、閉そく区間１Ｔ，２Ｔの境界を越えることはない。

［車上装置の構成］
図８は、車上装置２０の構成図である。図８によれば、車上装置２０は、車上処理部１００と、車上記憶部２００とを有する。

車上処理部１００は、例えばＣＰＵ等のプロセッサーや演算装置で実現され、車上記憶部２００に記憶されたプログラムやデータ、無線通信装置１６を介した受信データ等に基づいて、車上装置２０の全体制御を行う。また、車上処理部１００は、列車位置測定部１１０と、補正子通信部１２０と、列車位置補正部１３０と、列車占有範囲算出部１４０とを有する。

列車位置測定部１１０は、車軸に取り付けられた速度発電機１２の回転数の計数値をもとに、列車の位置を測定する。

補正子通信部１２０は、補正子５０の設置地点を通過する際に、補正子５０と通信を行う受電器１４を介して当該補正子５０から当該補正子５０を識別する補正子ＩＤを取得する。補正子５０と受電器１４との間は、近距離無線伝送による通信が行われる。通信可能な最大距離は２０ｃｍ〜１ｍ程度であるため、通信距離を列車位置の誤差として考えた場合、無視できる。

列車位置補正部１３０は、補正子通信部１２０による通信結果に基づいて、列車位置測定部１１０によって測定された列車位置を補正する。具体的には、補正子５０の設置地点の通過時に、補正子通信部１２０によって取得された補正子ＩＤから補正子５０を識別し、対応する絶対位置によって、測定された列車位置を補正する。ここで、補正子５０とその設置位置との対応関係は、補正子情報２３０として定められている。

列車占有範囲算出部１４０は、列車位置を用いて、自列車が存在する可能性のある範囲である列車占有範囲を算出する。すなわち、列車位置Ｐｈから列車長Ｌだけ後方位置を後端位置Ｐｒとする。次いで、列車位置Ｐｈから前方余裕距離Ｌｄｈだけ前方の位置Ｐｔｈと、後端位置Ｐｒから後端余裕距離Ｌｄｒだけ後方位置Ｐｔｒとを算出する。そして、この位置Ｐｔｈ〜Ｐｔｒの範囲を、列車占有範囲とする。

ここで、列車長Ｌは、列車長情報２１０として記憶されている。また、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後端余裕距離Ｌｄｒは、余裕距離情報２２０として記憶されている。

なお、本実施形態では、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後端余裕距離Ｌｄｒは固定値とするが、可変としても良い。可変とする場合、補正子５０の設置地点を通過した後の走行距離に基づいて、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後方余裕距離Ｌｄｒを算出する。具体的には、補正子５０の設置地点からの走行距離が長い程、列車位置測定部１１０による列車位置の測定誤差が大きくなると想定される。このため、例えば、この走行距離に比例するように余裕距離Ｌｄｈ，Ｌｄｒを算出する。なお、補正子５０の設置地点からの走行距離ではなく、補正子５０の設置地点を通過した時点からの経過時間に基づいて、経過時間が長くなるほど余裕距離Ｌｄｈ，Ｌｄｒが長くなるように算出してもよい。

車上記憶部２００は、ＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置で実現され、車上処理部１００が車上装置２０を統合的に制御するためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、車上処理部１００の作業領域として用いられ、車上処理部１００が実行した演算結果や、無線通信装置１６を介した受信データ等が一時的に記憶される。本実施形態では、車上記憶部２００には、列車長情報２１０と、補正子情報２３０と、余裕距離情報２２０とが記憶される。

［地上装置の構成］
図９は、地上装置３０の構成図である。図９によれば、地上装置３０は、操作部３１０と、表示部３２０と、通信部３３０と、地上処理部４００と、地上記憶部５００とを有する。なお、図９に示す地上装置３０の構成は一例であり、更に別の要素を地上装置３０の構成要素として追加しても良い。

操作部３１０は、例えばボタンスイッチやキーボード、タッチパネル等の入力装置で実現され、なされた操作に応じた操作信号を地上処理部４００に出力する。

表示部３２０は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置で実現され、地上処理部４００からの表示信号に従った各表示を行う。

通信部３３０は、無線基地局４０を介して所与の通信回線に接続し、車上装置２０等の外部装置との無線通信を制御する。

地上処理部４００は、例えばＣＰＵ等のプロセッサや演算装置で実現され、地上記憶部５００に記憶されたプログラムやデータ、無線通信装置１６を介した受信データ等に基づいて、地上装置３０の全体制御を行う。また、地上処理部４００は、列車占有範囲取得部４１０と、在線状態暫定検知部４２０と、在線変化検出部４３０と、検知点通過判定部４４０と、在線状態確定検知部４５０と、検知点設定部４６０と、進行方向検出部４７０とを有する。

列車占有範囲取得部４１０は、各列車１０の車上装置２０から、当該列車が存在する可能性のある列車占有範囲を取得する。取得された列車占有範囲は、取得列車位置情報５４０として蓄積記憶される。

在線状態暫定検知部４２０は、列車占有範囲取得部４１０によって取得された列車占有範囲に基づいて、各閉そく区間の在線状態を暫定的に検知する。すなわち、対象の閉そく区間について、何れかの列車占有範囲が位置するならば、当該閉そく区間を在線と暫定的に検知する。また、何れの列車占有範囲も位置しないならば、当該閉そく区間を非在線と暫定的に検知する。なお、閉そく区間と列車占有範囲とが一部でも重なれば、当該閉そく区間に列車占有範囲が位置するとする。

ここで、閉そく区間の設定情報については、区間設定情報５２０として定められている。図１０は、区間設定情報５２０のデータ構成の一例である。図１０によれば、区間設定情報５２０は、閉そく区間５２１それぞれに、始端位置５２２及び終端位置５２３を対応付けて格納している。基本的に区間設定情報５２０は固定である。

在線状態暫定検知部４２０による検知結果は、暫定在線情報５５０として記憶される。図１１は、暫定在線情報５５０のデータ構成の一例である。図１１によれば、暫定在線情報５５０は、閉そく区間５５１それぞれに、暫定検知された暫定在線状態５５２を対応付けて格納している。

在線変化検出部４３０は、各閉そく区間について、在線状態の変化を検出する。具体的には、対象の閉そく区間について、在線状態確定検知部４５０によって確定検知されている在線状態（確定在線情報５６０）から、在線状態暫定検知部４２０によって暫定検知された在線状態（暫定在線情報５５０）への変化を検出する。検出される変化は、「在線のまま」、「非在線のまま」、「在線から非在線」及び「非在線から在線」の何れかとなる。

検知点通過判定部４４０は、各閉そく区間について、検知点設定部４６０によって設定された進出検知点Ｑｈ，Ｑｒを列車が越えたか否かを判定する。具体的には、対象の閉そく区間の進出検知点Ｑｈと、前進検出部４７１によって前進していると検出されている列車（前進列車）それぞれの後端位置Ｐｔｒとを比較することで、当該進出検知点Ｑｈを当該列車の列車占有範囲が越えたか否かを判断する。すなわち、進出検知点Ｑｈの外方（後方）に位置していた後端位置Ｐｔｒが内方（前方）に変化したならば、進出検知点Ｑｈを当該列車が越えたと判定する。

また、対象の閉そく区間に設置された進出検知点Ｑｒと、後退検出部４７２によって後退していると検出されている列車（後退列車）それぞれの先頭位置Ｐｒとを比較することで、当該進出検知点を当該列車の列車占有範囲が越えたか否かを判断する。すなわち、進出検知点Ｑｒの内方（前方）に位置していた先頭位置Ｐｔｈが外方（後方）に変化したならば、進出検知点Ｑｒを当該列車が越えたと判定する。

在線状態確定検知部４５０は、進出判定部４５１を有し、在線状態暫定検知部４２０による暫定検知結果と、進出判定部４５１の判定結果とを用いて、各閉そく区間の在線状態を確定検知する。

進出判定部４５１は、各閉そく区間について、当該閉そく区間からの列車の進出を判定する。具体的には、検知点通過判定部４４０によって、対象の閉そく区間の進出検知点Ｑｈを前進列車が越えたと判定された場合に、進出判定部４５１は、当該閉そく区間から当該列車が前進によって進出したと判定する。また、検知点通過判定部４４０によって、対象の閉そく区間の進出検知点Ｑｒを後退列車が越えたと判定された場合に、進出判定部４５１は、当該閉そく区間から当該列車が後退によって進出したと判定する。

そして、在線状態確定検知部４５０は、対象の閉そく区間について、暫定検知結果が在線ならば、当該閉そく区間を在線として確定する。また、暫定検知結果が非在線ならば、更に、進出判定部４５１による判定結果を用いて確定検知する。すなわち、暫定検知結果の変化が在線から非在線であり、且つ、進出判定結果が進出である場合には、当該閉そく区間を非在線として確定する。また、暫定検知結果の変化が非在線のままならば、当該閉そく区間を非在線として確定する。

在線状態確定検知部４５０による検知結果は、確定在線情報５６０として記憶される。図１２は、確定在線情報５６０のデータ構成の一例を示す図である。図１２によれば、確定在線情報５６０は、閉そく区間５６１それぞれに、確定検知された確定在線状態５６２を対応付けて格納している。

検知点設定部４６０は、各閉そく区間に進出検知点Ｑｈ，Ｑｒを設定する。具体的には、対象の閉そく区間の外方（後方）であって、隣接する閉そく区間との境界から後端余裕距離Ｌｄｒだけ離れた位置に、後退による進出を判定するための進出検知点Ｑｒを設定する。また、対象の閉そく区間の内方（前方）であって、隣接する閉そく区間との境界から後端余裕距離Ｌｄｒだけ離れた位置に、前進による進出を判定するための進出検知点Ｑｈを設定する。

なお、余裕距離Ｌｄｒは固定値とするが、可変としても良い。可変とする場合、余裕距離Ｌｄｒは、列車１０が補正子５０の設置地点を通過した後の走行距離や走行経過時間に基づいて定める。但し、補正子５０や、隣接する閉そく区間同士の区間境界の位置は固定であるため、進出検知点Ｑｈ，Ｑｒの位置も固定的に位置決めされる。すなわち、補正子５０の設置地点から区間境界までの距離に基づいて、当該区間境界から進出検知点Ｑｈ，Ｑｒまでの距離を決定することで、進出検知点Ｑｈ，Ｑｒは位置決めされる。具体的には、例えば、図５において、対象の閉そく区間１Ｔとその外方に隣接する閉そく区間０Ｔとの境界から進出検知点Ｑｒまでの距離を、外方直近の補正子５０の設置地点から、当該境界までの距離に応じて定める。また、対象の閉そく区間１Ｔとその内方に隣接する閉そく区間２Ｔとの境界から進出検知点Ｑｈまでの距離を、外方直近の補正子５０の設置地点から、当該境界までの距離に応じて定める。

図１３は、検知点設定情報５３０のデータ構成の一例を示す図である。図１３によれば、検知点設定情報５３０は、閉そく区間５３１それぞれについて、後退による進出を判定するための後退進出検知点Ｑｒ５３２、及び、前進による進出を判定するための前進進出検知点Ｑｈ５３３の設定位置を対応付けて格納している。

進行方向検出部４７０は、前進検出部４７１と、後退検出部４７２とを有し、列車占有範囲取得部４１０によって取得された列車占有範囲の変化に基づいて、列車の進行方向を判定する。前進検出部４７１は、列車占有範囲の変化に基づいて、列車が前進していることを検出する。後退検出部４７２は、列車占有範囲の変化に基づいて、列車が後退していることを検出する。

地上記憶部５００は、ＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置で実現され、地上処理部４００が地上装置３０を統合的に制御するためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、地上処理部４００の作業領域として用いられ、地上処理部４００が実行した演算結果や、無線通信装置１６を介した受信データ等が一時的に格納される。本実施形態では、地上記憶部５００には、在線検知プログラム５１０と、区間設定情報５２０と、検知点設定情報５３０と、取得列車位置情報５４０と、暫定在線情報５５０と、確定在線情報５６０とが記憶される。

［処理の流れ］
図１４は、地上装置３０において実行される在線検知処理を説明するフローチャートである。この処理は、地上処理部４００が在線検知プログラム５１０を実行することで実現される。

列車の車上装置２０から電文を受信したならば（ステップＡ１：ＹＥＳ）、列車占有範囲取得部４１０が、この電文に含まれる列車占有範囲（先頭位置Ｐｔｈ及び後端位置Ｐｔｒ）を取得する（ステップＡ３）。電文を受信していないならば（ステップＡ１：ＮＯ）、列車占有範囲取得部４１０は、前回の列車占有範囲を取得する（ステップＡ５）。

次いで、進行方向検出部４７０が、取得した先頭位置Ｐｔｈ及び後端位置Ｐｔｒをもとに、当該列車の進行方向を判定する（ステップＡ７）。また、在線状態暫定検知部４２０が、取得された列車占有範囲をもとに、在線状態の暫定検知を行う（ステップＡ９）。

続いて、各閉そく区間を対象としたループＡの処理を行う。ループＡでは、在線状態確定検知部４５０が、対象の閉そく区間の在線状態の確定検知を行う。すなわち、対象の閉そく区間の在線状態の暫定検知結果が在線ならば（ステップＡ１１：ＹＥＳ）、対象の閉そく区間の在線状態を在線と確定する（ステップＡ１７）。

一方、対象の閉そく区間の在線状態の暫定検知結果が非在線ならば（ステップＡ１１：ＮＯ）、対象の閉そく区間の確定されている在線状態、すなわち前回の在線状態を判断する。確定されている在線状態が在線であり（ステップＡ１３：ＮＯ）、且つ、進出判定部４５１によって対象の閉そく区間からの当該列車の進出が判定されていないならば（ステップＡ１５：ＮＯ）、対象の閉そく区間の在線状態を在線と確定する（ステップＡ１７）。また、確定されている在線状態が在線であるが（ステップＡ１３：ＮＯ）、且つ、進出判定部４５１によって対象の閉そく区間からの進出が判定されているならば（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、対象の閉そく区間の在線状態を非在線と確定する（ステップＡ１９）。

また、確定されている在線状態が非在線ならば（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、対象の閉そく区間の在線状態を非在線と確定する（ステップＡ１９）。ループＡはこのように行われる。

全ての閉そく区間を対象としたループＡの処理を終了すると、ステップＡ１に戻り、同様の処理を繰り返す。

［作用効果］
このように、本実施形態の無線列車制御システム１では、車上装置２０は、測定した列車位置に基づく列車占有範囲を地上装置３０に送信する。そして、地上装置３０では、車上装置２０から取得した列車占有範囲をもとに、各閉そく区間の在線状態を暫定的に検知する。また、各閉そく区間外に進出検知点Ｑｈ，Ｑｒが設定されており、列車占有範囲がこの進出検知点Ｑｈ，Ｑｒを越えたことで、当該閉そく区間からの列車の進出を判定する。そして、対象の閉そく区間の暫定的な在線状態の検知結果が在線から非在線に変化した後、当該閉そく区間からの列車の進出が判定されると、当該閉そく区間の在線状態を非在線と確定する。これにより、補正子５０による後退方向への位置補正によって、実際には列車が前進しているのに関わらず、非在線となった区間が当該列車によって再度在線となる事態は生じない。

［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

（Ａ）列車占有範囲の算出
例えば、車上装置２０は、列車占有範囲ではなく列車位置を送信することとする。この場合、地上装置３０は、車上装置２０から列車位置を受信する。そして、列車占有範囲取得部４１０が、受信した列車位置をもとに、当該列車の列車占有範囲を算出する。

１ 無線列車制御システム
１０ 列車
１２ 速度発電機、１４ 受電器、１６ 無線通信装置
２０ 車上装置
１００ 車上処理部
１１０ 列車位置測定部、１２０ 補正子通信部
１３０ 列車位置補正部、１４０ 列車占有範囲算定部
２００ 車上記憶部
２１０ 列車長情報、２２０ 余裕距離情報、２３０ 補正子情報
３０ 地上装置
３１０ 操作部、３２０ 表示部、３３０ 通信部
４００ 地上処理部
４１０ 列車占有範囲取得部、４２０ 在線状態暫定検知部
４３０ 在線変化検出部、４４０ 検知点通過判定部
４５０ 在線状態確定検知部、４５１ 進出判定部
４６０ 検知点設定部
４７０ 進行方向検出部、４７１ 前進検出部、４７２ 後退検出部
５００ 車上処理部
５１０ 在線検知プログラム
５２０ 区間設定情報、５３０ 検知点設定情報
５４０ 取得列車位置情報
５５０ 暫定在線情報、５６０ 確定在線情報
４０ 無線基地局
５０ 補正子

Claims (6)

1. 軌道を区分した区間単位で列車の在線状態を検知する在線検知装置であって、
   前記軌道には補正子が設置されており、
   前記列車は、列車位置を測定する測定部と、前記補正子が設置された設置地点を通過する際に前記補正子と通信を行う補正子通信部と、前記補正子通信部による通信結果に基づいて前記列車位置を補正する補正部とを有しており、
   前記列車位置に基づき判定される前記列車が存在する可能性のある列車占有範囲を取得する取得部と、
   前記列車占有範囲に基づいて、各区間の在線状態を暫定的に検知する暫定検知部と、
   第１の区間に隣接する第２の区間内に定めた検知点であって、区間境界から所定距離離れた位置に定められた検知点を、前記列車占有範囲が越えたか否かを判定する検知点通過判定部と、
   前記暫定検知部の検知結果と、前記検知点通過判定部の判定結果とを用いて、前記第１の区間での在線状態を確定検知する確定検知部と、
   を備えた在線検知装置。
2. 前記暫定検知部による前記第１の区間の在線状態の検知結果が、在線から非在線に変化したことを検出する在線変化検出部を更に備え、
   前記確定検知部は、
   前記在線変化検出部による検出がなされた後、１）前記検知点通過判定部により前記検知点を越えていないと判定されている間は、前記列車が前記第１の区間から進出してないと判定し、２）前記検知点を越えたと判定された場合に、前記第１の区間を進出したと判定する進出判定部を有し、
   前記在線変化検出部による検出がなされた後、前記進出判定部による進出判定がなされるまでの間、前記第１の区間を在線と判断する、
   請求項１に記載の在線検知装置。
3. 前記第２の区間は、前記第１の区間から見て、前記列車の前進方向に隣接する区間であり、
   前記列車占有範囲の変化に基づいて前記列車が前進していることを検出する前進検出部を更に備え、
   前記検知点通過判定部は、前記暫定検知部により検知された前記第２の区間の在線状態と、前記列車占有範囲の後端位置と前記検知点との位置関係と、に基づいて、前記検知点を前記列車占有範囲が越えたか否かを判定し、
   前記進出判定部は、前進による前記第１の区間からの前記列車の進出を判定する、
   請求項２に記載の在線検知装置。
4. 前記第２の区間は、前記第１の区間から見て、前記列車の後退方向に隣接する区間であり、
   前記列車占有範囲の変化に基づいて前記列車が後退していることを検出する後退検出部を更に備え、
   前記検知点通過判定部は、前記暫定検知部により検知された前記第２の区間の在線状態と、前記列車占有範囲の先頭位置と前記検知点との位置関係と、に基づいて、前記検知点を前記列車占有範囲が越えたか否かを判定し、
   前記進出判定部は、後退による前記第１の区間からの前記列車の進出を判定する、
   請求項２に記載の在線検知装置。
5. 前記補正子の前記設置地点から前記区間境界までの距離に基づいて前記区間境界から前記検知点までの距離を決定することで、前記検知点を位置決めする検知点設定部、
   を更に備えた請求項１〜４の何れか一項に記載の在線検知装置。
6. 軌道を区分した区間単位で列車の在線状態を検知する在線検知方法であって、
   前記軌道には補正子が設置されており、
   前記列車は、列車位置を測定する測定部と、前記補正子が設置された設置地点を通過する際に前記補正子と通信を行う補正子通信部と、前記補正子通信部による通信結果に基づいて前記列車位置を補正する補正部とを有しており、
   前記列車位置に基づき判定される前記列車が存在する可能性のある列車占有範囲に基づいて、各区間の在線状態を暫定的に検知することと、
   第１の区間に隣接する第２の区間内に定めた検知点であって、区間境界から所定距離離れた位置に定められた検知点を、前記列車占有範囲が越えたか否かを判定することと、
   前記暫定的な検知結果と、前記検知点を前記列車占有範囲が越えたか否かの判定結果とを用いて、前記第１の区間での在線状態を確定することと、
   を含む在線検知方法。

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