WO2014097349A1 - 列車制御装置および列車制御方法 - Google Patents

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WO2014097349A1
WO2014097349A1 PCT/JP2012/008097 JP2012008097W WO2014097349A1 WO 2014097349 A1 WO2014097349 A1 WO 2014097349A1 JP 2012008097 W JP2012008097 W JP 2012008097W WO 2014097349 A1 WO2014097349 A1 WO 2014097349A1
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train
wireless communication
section
ground
control device
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PCT/JP2012/008097
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山本　純子
佐藤　修二
連 佐方
裕一 沖本
圭二 坂元
光彰 鈴木
岡田　徹也
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株式会社 東芝
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Definitions

  • This embodiment relates to a train control device and a train control method.
  • the train control device that notifies the ground side control device of the train position detected by the train by radio can set the stop limit position of the train with higher resolution than the security function using the current track circuit. . Thereby, the effect of shortening the train operation interval due to the movement blockage is expected. In addition, the number of ground facilities is small as compared to the case where the track circuit requires many complicated wirings. Furthermore, reduction of equipment cost is expected.
  • a method is proposed in which a section where wireless communication is not possible, such as a mountainous area, is registered in advance, and a section where wireless communication is not possible is added as a fixed blockage section by adding a communicable section at both ends.
  • the virtual signal display is performed according to the interval with the preceding train and the driver is navigated, and the fixed blockage section is set including the sections where wireless communication is possible at both ends of the section where wireless communication is not possible.
  • the first radio of the fixed blockage section is displayed by displaying a deceleration signal when the target train approaches the fixed blockage section and a stop signal when reaching the fixed blockage section. The target train stops within the communicable section.
  • a section where wireless communication is not possible occurs due to a failure of a device such as a base station.
  • a device such as a base station.
  • the target train may collide when the preceding train is in the first wirelessly communicable section of the fixed blockage section.
  • a train control device that can ensure safety even when a section where wireless communication is impossible occurs is provided.
  • a train control device that can travel in this section and does not interrupt train operation is provided.
  • a train control device that performs wireless communication between an on-board control device installed in a vehicle and a ground control device mounted on the ground
  • the wireless communication is stopped in a wireless communication interruption section.
  • a fixed block section setting means for setting a section added with a safety deceleration control distance necessary for the fixed block section as a fixed block section, and a margin distance from the end of the fixed block section for a train entering the fixed block section
  • Stop limit position setting means for setting a rear (upstream side) position as a stop limit position on the end side of the fixed blockage section, and control means for controlling the train based on the fixed blockage section and the stop limit position; It is provided with.
  • a wireless communication interruption section where wireless communication is interrupted.
  • a section obtained by adding the safe deceleration control distance to the end is set as a fixed blockage section, and the position behind (upstream) from the end of the fixed blockage section by the margin distance is set for a train entering the fixed blockage section. It is set as an end side stop limit position at the end side of the fixed blockage section.
  • FIG. 4B is a diagram for explaining an example of the operation of the ground control means when the first train enters the section after the section in which the wireless communication described in FIG. It is also a state diagram of the image by the data.
  • FIG. 4B is a diagram for explaining an example of the operation of the ground control means when the first train enters the section after the section in which the wireless communication described in FIG. It is also a state diagram of the image by the data.
  • 4B is a diagram for explaining an example of the operation of the ground control means after the first train has entered the section after correction of the section where the wireless communication described in FIG. It is also a state diagram of an image based on the data being processed. It is a figure explaining the operation example of the further further ground control means after making the first train approach to this section after the correction of the section where the wireless communication described in FIG. It is also a state diagram of the image by the grasped data. It is a figure explaining other embodiment which sets automatically the section where wireless communication was interrupted in the train control system of Drawing 1, and is also a state figure of the image by the data which the ground control device grasps.
  • FIG. Drawing 1 is a lineblock diagram showing the train control device of an embodiment.
  • the train control system according to the present embodiment is a system that controls the running state of a train by transmitting and receiving information by wireless communication between a ground control device installed on the ground and an on-board control device mounted on the train.
  • the ground control device is composed of various devices installed on the ground.
  • the ground control device is a system capable of communicating with a train to be controlled while traveling on a route.
  • the ground control device manages the operation of each train based on the operation schedule and the operation status of each train.
  • the on-board control device is composed of various devices mounted on the train.
  • the on-board controller performs various controls such as a train speed and a brake based on a command given from the ground controller.
  • the on-board control device also has a function of providing the ground control device with various information such as the train speed or the train position during traveling.
  • operation management means 11 On the ground side, operation management means 11, system management means 12, ground control means 14a... 14n, ground radio communication means 16a. 17j is installed, and the vehicle of the train 200 is provided with speed position detecting means 221, on-vehicle control means 222, on-vehicle wireless communication means 223, and the like.
  • the operation management means 11 and the system management means 12 are connected to the inter-base network 13, and a plurality of ground control means 14 a to 14 n are connected to the inter-base network 13.
  • Each ground control means 14a ... n is connected to a corresponding railway network.
  • the ground line network 15 is connected to terrestrial wireless communication means 16a... 16j managed mainly by the ground control means 14n.
  • the inter-base network 13 is used to transmit / receive data between the ground control means 14a... 14n or data between the ground control means 14a.
  • the railway network 15 connects the ground control means 14n and a plurality of ground radio communication means 16a, 16c, 16j.
  • the ground control means may be executed in, for example, a base device, a node, or a server. Moreover, it is not limited to this. Furthermore, the operation management means may be executed in the main server, the main center, etc., but is not limited to this.
  • the terrestrial radio means may be executed in a radio base station, a repeater, or an access point, but is not limited to this.
  • the on-board control device is not limited to the above-described configuration, and some functions may be executed on the ground control device side. Further, conversely, some functions on the ground control device side may be executed on the vehicle control device side.
  • the terrestrial control means 14n connected to the railway network 15 is assigned the jurisdiction area via the terrestrial radio communication means 16a, 16c, 16j. Therefore, the entire communication area for the train to be controlled is spatially divided by the jurisdiction areas of the plurality of ground control means 14a.
  • the railway network 15 is a network that can be used by the ground control means 14n to perform wireless communication with the on-board control device of the train in its own jurisdiction.
  • the train 200 travels on the rail 400 by driving / braking a plurality of wheels 202 by a driving / braking device (not shown) based on a powering / braking command from an operator or an automatic train driving device (ATO).
  • ATO automatic train driving device
  • the speed position detecting means 221 counts the number of pulses of the speed generator (TG) 225 and detects the speed based on the wheel diameter and the number of teeth of the speed generator (TG) 225.
  • the means for obtaining the speed signal need not be limited to the speed generator (TG) 225, and other means such as a pulse generator (PG) may be used.
  • the speed position detection means 221 further integrates the number of pulses of the speed generator (TG) 225 or the detected speed to calculate the moving distance, and also receives the position received from the ground element 226 via the vehicle upper element 227. Based on the information, the vehicle position information is corrected.
  • the position information of the host vehicle may be corrected based on ground element installation position information read from a database (not shown) based on the ground element identification information received from the ground element 226 via the vehicle upper element 227.
  • the detected position information of the own vehicle is transmitted to the ground control means 14n via the on-board wireless communication means 223 and, for example, the ground wireless communication means 16c.
  • the operation management means 11 makes a route setting request to the ground control means 14a... 14n based on the train operation diagram, the train operation status, and the like.
  • the ground control means 14n issues a command to the switch devices 301 and 302 based on the route setting request, performs switching and locking of the switch devices 301 and 302, and grasps the route opening status.
  • a route setting request is made from the operation management means 11 to an interlocking device (not shown), the interlocking device controls the devices 301 and 302, and the ground control means 14n grasps the route opening status via the interlocking device. May be.
  • the ground control means 14n obtains the trouble position as the tip position of the travelable range of each train from the route opening situation and the presence status of the train 200, and there is a margin for estimating the detection error of the train position information from there.
  • the position just before the distance is set as the stop limit position, and is transmitted to the on-board control device via the ground radio communication means 16c and the on-vehicle radio communication means 223.
  • the on-board control device includes, for example, equipment mounted on the train such as speed position detection means 221, on-vehicle control means 222, on-vehicle wireless communication means 223, and a braking device (not shown).
  • the speed position detection means 221, the on-board control means 222, the on-vehicle wireless communication means 223, etc. are not limited to these names, and may be referred to as a speed position detector, an on-vehicle control device, and an on-vehicle wireless communication device. good.
  • the on-board control device can issue a brake command to the train braking device so as not to overrun the stop limit position sent from the ground control device.
  • ⁇ Wireless communication disruption section> For example, when the terrestrial wireless communication means 16c becomes unable to communicate due to a failure or the like, a section in which wireless communication is interrupted occurs.
  • ⁇ Emergency stop> When wireless communication is interrupted, the train position cannot be notified from the vehicle to the ground, and the stop limit position cannot be notified from the ground to the vehicle. Automatically stops emergency. Moreover, the ground control apparatus may make an emergency stop of the following train depending on the situation.
  • ⁇ Visual driving> For example, in response to an instruction from a ground attendant, the driver operates a button on the cab to shift to a radio disruption permission mode that allows the vehicle to travel even if the cause of the emergency stop has not been resolved. In this radio interruption allowable mode, the train travels by the operation of the driver, and the on-board controller performs brake control so as not to exceed the upper speed limit set for the purpose of ensuring safety. After that, after the train in which wireless communication is interrupted is evacuated by manual visual operation, the wireless communication is interrupted as shown in FIG. 2 until the ground wireless communication means 16c is restored and wireless communication can be performed again. The turn-up operation will be performed on both sides of the section, and the train operation will be divided on both sides of the section. At this time, the target train is notified of the stop limit position with the start position of the interrupted section as an obstacle position so that the train does not enter the section where the wireless communication is interrupted.
  • FIGS. 3A to 3F are diagrams for explaining an example of the operation of the train control device according to the first embodiment, and are also state diagrams of data images grasped by the ground control device.
  • the ground control device detects the deceleration distance A-12 necessary for the train to stop safely and the train position information at the end of the wireless communication disruption section A-11 of the ground wireless communication means in which the wireless communication is disrupted.
  • the fixed communication section A-14 is set from the beginning of the wireless communication disruption section A-11 to the end of the margin distance A-13 (FIG. 3A).
  • a necessary distance until the brake is applied and stopped is referred to as a deceleration distance A-12
  • a distance provided with a margin necessary for maintenance management is referred to as a margin distance A-13.
  • the deceleration distance A-12 may be obtained by calculating a standard distance required for deceleration from the speed or the like, or may be obtained by storing in advance in a table or the like.
  • a distance obtained by adding the deceleration distance A-12 and the margin distance A-13 is referred to as a safe deceleration control distance.
  • the description will be made using the necessary deceleration distance A-1 until the brake is applied, but the vehicle length and the marginal distance A are used by replacing the deceleration distance A-1 with the vehicle length.
  • the distance added with -13 may be used as the safe deceleration control distance. Further, the distance is not limited to the length of the vehicle, and other distances may be used alternatively as long as safety can be ensured.
  • the ground control device sets a stop limit position just before the end of the fixed blockage section A-14 for the train TA located behind (upstream) from the fixed blockage section A-14.
  • the range of the section and the stop limit position are transmitted to the train TA (FIG. 3A).
  • an instruction to shift to a wireless interruption permission mode that allows traveling in a section where wireless communication is interrupted is also given.
  • Train TA enters fixed block section A-14, wireless communication is interrupted (Fig. 3B), and then until wireless communication recovers, The train TA keeps the stop limit position received immediately before the communication interruption and continues to travel (state of FIG. 3C).
  • the ground control device holds the train tail end position received immediately before the communication interruption as the position information of the train TA, and sets the end position of the wireless communication interruption section as the train tip position. Thereby, a train assumed position is set (state of Drawing 3B and Drawing 3C).
  • the ground control device holds the stop limit position for the train TA.
  • the mode is changed from the set wireless interruption allowable mode to the normal control mode, and then the ground
  • the controller recognizes the position of the train TA and calculates the stop limit position by a normal method. That is, the ground control means adopts the train position transmitted by the train. Further, the stop limit position of the train TA is calculated and transmitted according to the route opening status and the status of the preceding train with respect to the train TA.
  • the state of FIG. 3E shows a state where the train TA has passed through the radio interruption section A-11 and the stop limit position has been corrected according to the current train position.
  • the state of FIG. 3F shows a state when the train TA passes through the fixed blockage section A-14 and the next subsequent train TB is permitted to proceed to the fixed blockage section A-14.
  • the ground control device for the subsequent train TB of the train TA, the fixed block section start and the tail position of the train TA ( Among the recognized values), a stop limit position in front of the marginal distance A-15 from the rear one is set and transmitted to the train TB (states in FIGS. 3B, 3C, and 3D).
  • the control of prohibiting backward movement is performed for a train that is traveling in the fixed blockage section.
  • a section in which wireless communication is interrupted due to a failure or the like of the ground wireless communication means occurs, and the train in the section in which wireless communication is disconnected is saved, and then the ground wireless communication means Until the vehicle is restored and wireless communication can be performed again, it is possible to prevent the train operation from being divided on both sides of the section where the wireless communication is interrupted while ensuring safety.
  • Example 2 A procedure for automatically setting the start and end positions of the wireless communication interruption section in the train control apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4A to 4E.
  • the position P3 of the adjacent normal terrestrial radio communication means on the downstream side and the position P4 of the normal terrestrial radio communication means on the upstream side are extracted.
  • the position P3 is the antenna position of the terrestrial radio means adjacent to the downstream of the terrestrial radio means (which is considered to be a failure)
  • the position P4 is the antenna position of the terrestrial radio means adjacent to the upstream of the terrestrial radio means. is there.
  • the rear position (upstream side) of the positions P1 and P3 is the end position of the wireless communication interruption section A-22
  • the front position (downstream side) of the positions P2 and P4 is the start position of the wireless communication interruption section A-22.
  • the fixed blockage section A-24 is set based on the wireless communication interruption section A-23 (FIG. 4C). Also, when the first train TF enters the fixed block section A-24, the train tail end position when the radio communication of this train is interrupted is extracted, and forward (downstream) from the start position of the radio communication disconnect section A-23. Side), the start end position of the wireless communication interruption section A-23 is corrected to this position, and the start end position of the fixed blockage section A-24 is also corrected.
  • the start and end positions of the wireless communication interruption section can be automatically set. Even after the wireless communication disruption section was set, the position where the wireless communication of the train TH that entered the fixed blockage section after the second was recovered was ahead (downstream) from the end position of the wireless communication disruption section. In this case, the end position of the wireless communication interruption section may be corrected each time, and the end position of the fixed blockage section may be corrected together.
  • the wireless communication is restored after the brake is started to stop before the end position of the fixed blockage section, the stop limit position moves forward, the brake is released, and the ride comfort is deteriorated by the short brake ( 4D) can be reduced (FIG. 4E).
  • a safer distance may be additionally extracted in consideration of wireless fluctuations.
  • the radio communicable area of the terrestrial radio communication means can be identified almost accurately.
  • This wireless communicable area is stored in a database or the like as a wireless communication interruption section when the ground wireless communication means fails.
  • the radio communication interruption when the terrestrial radio communication means breaks down, such as by measuring the maximum range where radio interruption occurs when the antenna is installed. It is stored as a section in a database or the like.
  • the wireless communicable area of each terrestrial wireless means can be set by confirming the area by performing radio wave measurement in advance using a monitoring device on site.
  • the wireless communicable area is made into a database and managed by the ground control means.
  • the ground control means maps the management range with various data (data such as a wireless communication interruption section, a fixed blockage section, a deceleration distance, a margin distance, and a stop limit position).
  • the detection of the response signal from the terrestrial radio means is performed by the terrestrial control means that is in charge of managing the terrestrial radio means. For example, if the train identification number that has been regularly confirmed to be received is no longer detected during the operation of the target train (when radio communication is interrupted), the ground control means determines that the ground radio means is out of order. be able to. As described above, it is also possible to automatically set the start and end positions of the wireless communication interruption section.
  • a spatial wave antenna is used as the antenna of the terrestrial radio communication means, and as shown in FIG.
  • the wireless communication means is arranged so as to reach the boundary of the wireless communicable area. That is, the radio communicable areas 19c-1, 19c, 19c + 1 are radio communicable areas of the adjacent terrestrial radio communication means 16c-1, 16c, 16c + 1, 16c-1, respectively.
  • the wireless communicable areas 19c-1 and 19c + 1 are adjacent to each other, and the wireless communicable area 19c partially overlaps the wireless communicable areas 19c-1 and 19c + 1.
  • the train can wirelessly communicate with any of the adjacent terrestrial wireless communication means, so there is no section where wireless communication is interrupted.
  • wireless communication since the distance between the antenna of the terrestrial wireless communication means and the train becomes large, wireless communication becomes unstable, and wireless communication may be intermittently interrupted depending on radio wave propagation conditions.
  • section A-31 having a boundary between adjacent terrestrial wireless communication means as a boundary is stored in a database or the like as a section where wireless communication becomes unstable, corresponding to each terrestrial wireless communication means.
  • the wireless communication unstable section of the terrestrial wireless communication means is read from the database and set as a wireless communication disruption section.
  • the train is in the wireless communication disruption section, by giving a position that is a marginal distance from the end position of the fixed blockage section as a stop limit position, even in a section where wireless communication becomes unstable Safety of train operation can be ensured.
  • the first embodiment transmits / receives information to / from the train, the speed position detecting means for detecting the position of the train on the train, the on-board wireless communication means for transmitting / receiving information to / from the ground side, and its antenna.
  • the ground control means and its antenna, and the ground control means that calculates the stop limit position of the train by grasping the train position and the open state of the route while switching and locking the switch, and exceeding the stop limit position
  • a train control device including on-vehicle control means for controlling a brake of a train so as not to exist.
  • the ground control means sets, as a fixed blockage section, a section in which the distance necessary for stopping the train and a margin distance are set in the wireless communication interruption section, and transmits the section to the on-board control device. Further, the ground control means sets a position behind the end of the fixed blockage section by a margin distance as a stop limit position on the end side of the fixed blockage section for the vehicle entering the fixed blockage section, and wireless communication is restored.
  • the ground control means holds the tail position of the train when wireless communication is interrupted in a state where a part or all of the train is in the fixed blockage section until the wireless communication is recovered, and the tail position
  • the position recognized by the ground control means and the start end position of the fixed blockage section a position that is behind by a marginal distance from what is located at the rear, the start side of the fixed blockage section with respect to the following train Can be set as the stop limit position.
  • the on-board control means while the wireless communication is interrupted in a state where a part or all of the train is present in the fixed blockage section, the wireless communication is interrupted and received immediately before entering the fixed blockage section.
  • Means for holding the stop limit position on the end side is provided.
  • the ground control means when the ground control means further stops the wireless communication, the last of the trains downstream of the train in which the wireless communication is interrupted. Compare the start position of the train with the antenna installation position of the terrestrial wireless communication means adjacent to the downstream side of the terrestrial wireless communication means where wireless communication was interrupted, and set the rear one as the end position of the "wireless communication interruption section" Temporary setting, after the wireless communication is interrupted, the tail end position of the top train of the train upstream of the train where the wireless communication was interrupted and the terrestrial wireless where the wireless communication was interrupted The antenna installation position of the terrestrial wireless communication means adjacent to the upstream side of the communication means is compared, and the one located in the front ⁇ downstream> is temporarily set as the start position of the “wireless communication interruption section”.
  • the train head position when the wireless communication has recovered, or the first time after the train has been saved the vehicle enters the fixed blockage section and wireless communication is performed.
  • the start position of the train when the wireless communication of the disconnected train is restored can be reset as the end of the “wireless communication disconnected section”.
  • the position of the tail end of the train when the wireless communication of the train that first entered the fixed blockage section after the train is interrupted can be reset as the start point of the “wireless communication interruption section”.
  • the ground control means when the ground control means further recovers the wireless communication of the train entering and entering the “wireless communication disruption section” When the train start position is ahead of the end of the “wireless communication disruption section”, the end position of the “wireless communication disruption section” is corrected to the train start position when the wireless communication is restored. As a result, the possibility that the brake is applied to stop before the fixed blockage section before the wireless communication is restored is reduced, and the deterioration of riding comfort is reduced.
  • the ground control means further stores a section in which wireless communication is interrupted when a ground wireless base station fails. And means for setting a section in which wireless communication is interrupted according to the failed wireless base station.
  • the terrestrial radio communication means has a boundary between the radio communicable area and a part of the radio communicable area of the adjacent terrestrial radio communication means.
  • the terrestrial control means is arranged so as to overlap, and the ground control means further stores a section in which radio communication becomes unstable when the ground terrestrial radio communication means fails.
  • a means for setting the read wireless communication unstable section as a wireless communication disruption section, and a vehicle entering the fixed blockage section, a position behind the fixed blockage section by a margin distance is set as a stop limit position, Means for holding the wireless communication interruption section until the train head passes.
  • the term “means” in terms of detection means, control means, communication means, etc. is of course within the scope of the present invention even if it is replaced with “device”, “container”, “block” and “module”. is there. Furthermore, in each constituent element of the claims, even when the constituent element is expressed in a divided manner, when a plurality of constituent elements are expressed together, or when they are expressed in combination, they are within the scope of the present invention. Even when the claims are expressed as a method, the apparatus of the present invention is applied.
  • FIG. 7 shows a schematic processing procedure when, for example, the ground control means 14n detects a failure of the terrestrial radio communication means 16c being managed. This procedure is not necessarily limited in the order described herein.
  • step SA1 the ground control means 14n checks the state of the ground radio communication means having jurisdiction over a predetermined interval (step SA1). Now, assume that an abnormality (failure) of the ground radio means 16c is detected. At this time, the ground control means 14n notifies the other ground control means that the ground radio means 16c has failed through the base network. On the other hand, the train that detects the interruption of the wireless communication automatically stops in an emergency (step SA2).
  • the ground control means 14n sets the wireless communication disruption section, the fixed blockage section, and does not enter the fixed blockage section on the image (map) of the data viewed from the active database tracking the standing line information and the like. For example, a proper stop limit position is set (step SA3).
  • the setting state at this time has been described with reference to FIGS. 3A to 6.
  • step SA4 the train in the fixed blockage section and the trains in the section are grasped from the train position information received last from the on-board controller of each train.
  • a train on the fixed blockage section or a train entering the fixed blockage section is visually observed by the driver when the radio is interrupted.
  • step SA5 the latest train position information is reported by wireless communication from the on-board controller of the train that has come out of the fixed block section. Thereafter, the process returns to step SA4 again, and the train in the fixed block section and the train in the section are recognized. As a result, the ground control means 14n determines whether there is another train in the fixed block section. To do. If no train is present in the fixed blockage section, the following train is instructed to enter the fixed blockage section (and the stop limit position where the radio disconnect section can be advanced, the end position of the radio disconnect section, and the radio disconnect A command to switch to the allowable mode may be transmitted.) (Step SA6). Next, it is checked whether or not the failure of the terrestrial wireless communication means 16c has been recovered (step SA8).
  • step SA8 When the failure of the ground radio communication means 16c is recovered, the operation mode is switched to the normal operation control state. If it is determined in step SA8 that the vehicle has not recovered, it waits for a train coming from the fixed blockage section. The following train issues an instruction to stop at the stop limit position on the start side of the fixed blockage section. When the train that has come out from the fixed blockage section is grasped (step SA7: YES), the process returns to step SA6, and the next waiting train enters the fixed blockage section.
  • On-board control means On-board control means, 221 ... Speed position detection means, 223 ... On-vehicle wireless communication means, 14a, 14n ... ground control means, 16a, 16c, 16j, ... terrestrial wireless communication means.

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Abstract

【課題】列車制御装置において、無線通信のできない区間が発生しても安全を確保しながら、この区間の走行を可能とし列車の運行を分断させない列車制御装置を提供する。 【解決手段】　車両に設置した車上制御装置と地上に搭載した地上制御装置間で、無線通信を行う列車制御装置において、無線通信が途絶した無線通信途絶区間に、停止するのに必要な安全減速制御距離を終端に足した区間を、固定閉塞区間として設定する固定閉塞区間設定手段と、前記固定閉塞区間に進入する列車に対し、前記固定閉塞区間の終端から前記余裕距離だけ後方（上流側）の位置を前記固定閉塞区間の終端側における停止限界位置として設定する停止限界位置設定手段と、前記固定閉塞区間と前記停止限界位置に基づいて、前記列車を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする列車制御装置。

Description

列車制御装置および列車制御方法 関連出願の引用
　本出願の関連出願は、２０１１年７月１９日に出願した日本国特許出願第２０１１－１５８４４３号であり、その関連出願の内容全体を引用によりここに包含する。
　本実施形態は列車制御装置および列車制御方法に関する。
　列車が自ら検出した列車位置を、無線を介して地上側制御装置に通知する列車制御装置は、現状の軌道回路を用いた保安機能よりも高い分解能で列車の停止限界位置を設定することができる。それにより、移動閉塞による列車運行間隔短縮の効果が期待される。また、軌道回路が多くの複雑な配線を必要とするのに比べ、地上設備が少なくて済む。さらに、設備コストの低減が期待される。
　しかし、無線通信を利用する方法は、山間部などで無線通信のできない区間が発生する場合がある。その区間に在線する車両の位置を地上側で把握できず、停止限界位置を列車に通知することもできなくなる。そのため、この区間の両側で列車の運行が分断されてしまう。
　そこで、山間部など無線通信のできない区間をあらかじめ登録し、そして、無線通信のできない区間については、その両端に通信可能な区間を加えて固定閉塞区間とみなす方法が提案されている。そして、先行列車との間隔に応じて仮想の信号現示を行って運転士にナビゲーションしており、無線通信のできない区間の両端に無線通信可能な区間を含めて固定閉塞区間を設定している。さらに、先行列車が固定閉塞区間に在線しているとき、固定閉塞区間に対象列車が近づいたら減速信号を、固定閉塞区間に達したら停止信号を現示することにより、固定閉塞区間の最初の無線通信可能な区間内で対象列車が停止する。
　上述した技術に関連する文献を下記に示し、その内容全体を引用によりここに包含する。
特開２００６－２５６５４５号公報
　無線通信のできない区間が発生するさらなるケースとして、基地局などの装置故障などにより無線通信のできない区間が発生することが考えられる。このような場合は、無線通信のできない区間をあらかじめ登録することは不可能であり、また運転士にナビゲーションすることも不可能である。そのため、先行列車が固定閉塞区間の最初の無線通信可能な区間内にいた場合に対象列車が追突する可能性がある。
　そこで本実施の形態では、無線通信のできない区間が発生しても安全を確保できる列車制御装置を提供される。あるいは、この区間の走行を可能とし列車の運行を分断させない列車制御装置を提供される。
　この開示に係る一実施形態では、車両に設置した車上制御装置と地上に搭載した地上制御装置間で、無線通信を行う列車制御装置において、無線通信が途絶した無線通信途絶区間に、停止するのに必要な安全減速制御距離を終端に足した区間を、固定閉塞区間として設定する固定閉塞区間設定手段と、前記固定閉塞区間に進入する列車に対し、前記固定閉塞区間の終端から余裕距離だけ後方（上流側）の位置を前記固定閉塞区間の終端側における停止限界位置として設定する停止限界位置設定手段と、前記固定閉塞区間と前記停止限界位置に基づいて、前記列車を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
　さらに別の態様では、車両に搭載した車上制御装置と地上に設置した地上制御装置間で、無線通信を行う列車制御方法において、無線通信が途絶した無線通信途絶区間に、停止するのに必要な安全減速制御距離を終端に足した区間を、固定閉塞区間として設定し、前記固定閉塞区間に進入する列車に対し、前記固定閉塞区間の終端から前記余裕距離だけ後方（上流側）の位置を前記固定閉塞区間の終端側における終端側停止限界位置として設定する、ことを特徴とする。
実施形態の一例である列車制御装置が適用された列車制御システムの代表的な全体構成を示す図である。 図１の列車制御システムにおいて無線通信が途絶した区間が発生したときの列車制御装置の動作例を説明するために示した図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータイメージの状態図でもある。 図１の列車制御システムにおいて無線通信が途絶した区間が発生したとき列車の停止限界位置の設定方法の例を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図１の列車制御システムにおいて、列車が固定閉塞区間に掛り、無線通信が途絶した場合に、無線通信が回復するまでに列車の停止限界位置を設定する方法の例を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図１の列車制御システムにおいて、列車が固定閉塞区間に掛り、無線通信が途絶した場合に、無線通信が回復するまでに後続の列車の停止限界位置を設定した場合の例を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図１の列車制御システムにおいて無線通信が途絶した区間を進行している列車と地上制御装置との通信が回復した場合の動作例を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図１の列車制御システムにおいて無線通信が途絶した区間を進行している列車と地上制御装置との通信が回復した場合の動作例を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図１の列車制御システムにおいて列車が固定閉塞区間を通過した場合の状態を示す図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図１の列車制御システムにおいて無線通信が途絶した区間の始端と終端を仮設定するときの地上制御手段の動作例を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図４Ａで示した無線通信が途絶した区間の始端と終端を修正する場合の地上制御手段の動作例を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図４Ｂで説明した無線通信が途絶した区間の修正が済んだ後、この区間に最初の列車を進入させるときのさらなる地上制御手段の動作例を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図４Ｂで説明した無線通信が途絶した区間の修正が済んだ後、この区間に最初の列車を進入させた後のさらなる地上制御手段の動作例を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図４Ｂで説明した無線通信が途絶した区間の修正が済んだ後、この区間に最初の列車を進入させた後のまたさらなる地上制御手段の動作例を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図１の列車制御システムにおいて無線通信が途絶した区間を自動設定する他の実施形態を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 図１の列車制御システムにおいて無線通信が途絶した区間を自動設定するさらに他の実施形態を説明する図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータによるイメージの状態図でもある。 地上制御手段１４ｎが地上無線通信手段の故障を検出した際に、地上制御手段１４ｎで用いられる概略的な処理手順を示すフローチャートである。
　以下、実施の形態について図面を参照して説明する。実施の形態によれば、無線を利用して車上から地上に列車在線位置を通知する列車制御装置において、無線通信のできない区間が発生した場合でも、安全を確保しながら、この区間の走行を可能とし列車の運行を分断させないですむ。
［実施例１］
　以下、実施形態の一例である列車制御装置について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態の列車制御装置を示す構成図である。本実施の形態に係る列車制御システムは、地上に設置した地上制御装置と列車に搭載した車上制御装置とが無線通信により情報を送受信することにより、列車の走行状態を制御するシステムである。
　地上制御装置は、地上に設置される各種の機器で構成される。地上制御装置は、路線を走行中の制御対象とする列車との通信が可能なシステムである。地上制御装置は、運行スケジュールおよび各列車の運行状況などに基づいて各列車の運行を管理する。
　車上制御装置は、列車に搭載される各種の機器で構成される。車上制御装置は、地上制御装置から与えられる指令に基づいて列車の速度、ブレーキなどの各種の制御を行う。また、車上制御装置は、走行中に列車の速度あるいは列車の位置などの各種情報を地上制御装置に提供する機能も有する。
　同図において、地上側には、地上制御装置に含まれる、運行管理手段１１、システム管理手段１２、地上制御手段１４a・・・１４ｎ、地上無線通信手段１６a・・・１６ｊとアンテナ１７a・・・１７ｊが設置されており、列車２００の車両には、速度位置検出手段２２１と、車上制御手段２２２と、車上無線通信手段２２３などが設置されている。
　さらに、運行管理手段１１、システム管理手段１２は、拠点間ネットワーク１３に接続されており、拠点間ネットワーク１３には、複数の地上制御手段１４a・・・１４ｎが接続されている。それぞれの地上制御手段１４a・・・１４ｎは、それぞれに対応する沿線ネットワークに接続される。図面では、地上制御手段１４ｎと、沿線ネットワーク１５との関係を示している。沿線ネットワーク１５には、地上制御手段１４ｎが主となり管理する地上無線通信手段１６a・・・１６ｊが接続されている。
　拠点間ネットワーク１３は、地上制御手段１４a・・・１４ｎ同士のデータ、又は地上制御手段１４a・・・１４ｎと運行管理手段１１間のデータを互いに送受信するために利用される。沿線ネットワーク１５は、地上制御手段１４ｎと複数の地上無線通信手段１６a、１６ｃ、１６ｊを接続する。
　なお地上制御手段は、例えば、拠点装置、ノード、サーバー内などで実行されてもよい。また、これに限定されるものではない。さらに、運行管理手段はメインサーバ、メインセンター内などで実行されてもよいが、これに限定されるものではない。また地上無線手段は、無線基地局、中継器或いは、アクセスポイント内で実行されても良いが、これに限定されるものではない。なお、車上制御装置は上述した構成に限定されるものではなく、その一部の機能を地上制御装置側で実行できるようにしてもよい。さらに、逆に、地上制御装置側の一部の機能を車上制御装置側で実行できるようにしてもよい。
　沿線ネットワーク１５に接続された地上制御手段１４ｎは、地上無線通信手段１６a、１６ｃ、１６ｊを介して、その管轄領域が割り当てられる。よって、制御対象となる列車のための全通信領域は、複数の地上制御手段１４a・・・１４ｎ・・・の管轄領域により空間的に分割されている。沿線ネットワーク１５は、地上制御手段１４ｎが、自身の管轄領域内の列車の車上制御装置と無線通信を行うために利用できるネットワークである。
　列車２００は、運転士または自動列車運転装置(ATO)などの力行／ブレーキ指令に基づいて、図示しない駆動／制動装置により複数の車輪２０２が駆動／制動されてレール４００上を走行する。
　速度位置検出手段２２１は、速度発電機(TG)２２５のパルス数をカウントし、車輪径と速度発電機(TG)２２５の歯数に基づいて、速度を検出する。なお、速度信号を得る手段は速度発電機(TG)２２５に限る必要はなく、パルスジェネレータ(PG)など、別の手段を利用しても良い。
　速度位置検出手段２２１は、さらに、速度発電機(TG)２２５のパルス数、ないし、検出速度を積分して、移動距離を算出するほか、地上子２２６から車上子２２７を介して受信した位置情報に基づいて、自車の位置情報を補正する。地上子２２６から車上子２２７を介して受信した地上子識別情報に基づき図示しないデータベースから読み出した地上子設置位置情報に基づいて、自車の位置情報を補正しても良い。
　検出した自車の位置情報は、車上無線通信手段２２３と、例えば地上無線通信手段１６ｃを介し、地上制御手段１４ｎに対して送信される。
　運行管理手段１１は、列車運行ダイヤや列車の運行状況などに基づき、地上制御手段１４a・・・１４ｎ、に進路設定要求を行う。
　地上制御手段１４ｎは、進路設定要求に基づいて、転てつ装置３０１，３０２に指令を出して転てつ器３０１，３０２の転換や鎖錠を行い、進路の開通状況を把握する。
　運行管理手段１１から図示しない連動装置に進路設定要求を行い、連動装置が転てつ装置３０１，３０２の制御を行い、地上制御手段１４ｎは連動装置を介して進路の開通状況を把握するようにしても良い。
　地上制御手段１４ｎは、進路の開通状況と、列車２００の在線状況とから、各列車の進行可能な範囲の先端位置として支障位置を求め、そこから、列車位置情報の検出誤差などを見込んだ余裕距離だけ手前の位置を停止限界位置とし、地上無線通信手段１６ｃ、車上無線通信手段２２３を介して、車上制御装置に送信する。なお車上制御装置は、例えば、速度位置検出手段２２１、車上制御手段２２２、車上無線通信手段２２３、制動装置（図示せず）など列車に搭載されている機器等を含んでいる。速度位置検出手段２２１、車上制御手段２２２、車上無線通信手段２２３などについてもこの呼び名に限定されるものではなく、速度位置検出器、車上制御装置、車上無線通信器と称しても良い。
　車上制御装置は、地上制御装置から送られた停止限界位置を過走しないように、列車の制動装置にブレーキ指令を出すことができる。
　　　＜無線通信の途絶区間＞
　ここで、例えば地上無線通信手段１６ｃが故障などにより通信不能になると、無線通信の途絶した区間が生じる。
　　　＜緊急停止＞無線通信が途絶した状態では、列車位置を車上から地上に通知できず、地上からは停止限界位置を車上に通知できないので、安全を確保するため、無線通信の途絶した列車は自動的に緊急停止する。また、その後続列車は、状況に応じて地上制御装置が緊急停止させてもよい。
　　　＜目視運転＞例えば地上係員の指示に応じ、運転士が運転台にあるボタンを操作することで緊急停止の要因が解消されていない間でも走行できる無線途絶許容モードに移行させる。この無線途絶許容モードでは、列車の走行は運転士の操作によって行なわれ、車上制御装置は安全を確保することを意図して設定された速度上限を超えないようにブレーキ制御を行う。その後、無線通信の途絶した列車を、手動の目視運転で退避させた後、地上無線通信手段１６ｃが復旧して再び無線通信ができるようになるまでは、図２のように、無線通信の途絶した区間の両側で折り返し運転を行うことになり、同区間の両側で列車運行が分断される。なお、このとき、列車が無線通信の途絶した区間に侵入しないように、途絶した区間の開始位置を支障位置とする停止限界位置の通知が対象列車に対して行なわれる。
　　＜次のステップである連続運転を実現するための方法＞
　次に、実施例１における列車制御装置の具体的な列車制御の動作について、図３Ａ－図３Ｆを用いて説明する。図３Ａ－図３Ｆは実施例１の列車制御装置の動作例を説明するための図であり、かつ地上制御装置が把握しているデータイメージの状態図でもある。
　まず、地上制御装置は、無線通信が途絶えた地上無線通信手段の無線通信途絶区間A-11の終端に、列車が安全に停止するのに必要な減速距離A-12と、列車位置情報の検出誤差などを見込んだ余裕距離A-13を足して、無線通信途絶区間A-11の始端から余裕距離A-13の終端までを固定閉塞区間A-14として設定する（図３Ａ）。
　すなわち、本実施例では、ブレーキをかけて止まるまでの必要な距離を減速距離A-12と称し、保全管理上必要な余裕を設けた距離を余裕距離A-13と称している。減速距離A-12は、速度等から減速に必要な標準的な距離を演算で求めてもよいし、予めテーブル等で記憶して求めてもよい。また、ここでは、減速距離A-12と余裕距離A-13を足した距離を、安全減速制御距離と称する。
　本実施例では、ブレーキをかけて止まるまでの必要な減速距離A-1を用いて説明するが、減速距離A-1に置き換えて、車両の長さを用いて、車両の長さと余裕距離A-13を足した距離を安全減速制御距離としても構わない。また、車両の長さに限らず、安全を確保できれば、他の距離を代替的に用いても何ら構わない。
　次に、地上制御装置は、固定閉塞区間A-14より後方(上流側)にいる列車TAに対し、固定閉塞区間A-14の終端から余裕距離だけ手前の停止限界位置を設定し、固定閉塞区間の範囲と停止限界位置を列車TAに送信する（図３Ａ）。また、このとき、無線通信が途絶している区間の走行を許容する無線途絶許容モードへの移行も指示される。
　列車TAは固定閉塞区間A-14に進入し、無線通信が途絶する（図３Ｂ）、その後、無線通信が回復するまで、
・列車TAは、通信途絶直前に受信していた停止限界位置を保持して走行を継続する（図３Ｃの状態）。
・地上制御装置は、列車TAの位置情報として、通信途絶直前に受信した列車尾端位置を保持し、列車先端位置としては、無線通信途絶区間の終端位置を設定する。これにより、列車想定位置を設定する（図３Ｂ，図３Ｃの状態）。
・地上制御装置は、列車TAに対する停止限界位置を保持する。
　列車TAが無線通信途絶区間の終端まで進んで、無線通信が回復すると(図３Ｄ、図３Ｅ、図３Ｆの状態)、設定していた無線途絶許容モードから通常制御モードへ移行し、その後、地上制御装置の、列車TAに対する位置認識や停止限界位置の算出は、通常の方法で行う。すなわち、地上制御手段は、列車が送信してくる列車位置を採用する。また、進路の開通状況や列車TAに対する先行列車の在線状況に応じて、列車TAの停止限界位置を算出し、送信する。
　図３Ｅの状態は、列車TAが無線途絶区間A-11を通過して、停止限界位置が現状の列車位置に合わせて修正された様子を示している。図３Ｆの状態は、列車TAが固定閉塞区間A-14を通過して、次の、後続列車TBが固定閉塞区間A-14への進行を許可されるときの状態を示している。
　また、列車TAの一部または全部が固定閉塞区間A-14に在線している間、地上制御装置は、列車TAの後続列車TBに対し、固定閉塞区間始端と、列車TAの尾端位置(認識値)のうち、より後方のものから余裕距離A-15だけ手前の停止限界位置を設定し、列車TBに送信する(図３Ｂ，図３Ｃ, 図３Ｄの状態)。なお固定閉塞区間を進行中の列車は、後退禁止の制御が行われている。
　このように、実施例１の列車制御装置によれば、地上無線通信手段が故障などにより無線通信の途絶した区間が生じ、無線通信の途絶した区間の列車を待避させたあと、地上無線通信手段が復旧して再び無線通信ができるようになるまで、安全を確保しながら、無線通信の途絶した区間の両側で列車運行を分断させないことができる。
［実施例２］
　実施例１の列車制御装置において、無線通信途絶区間の始端と終端の位置を自動で設定する手順について、図４Ａ－図４Ｅを用いて説明する。
　(手順１)　まず、図４Ａにおいて、無線通信の途絶が発生したとき、無線通信の継続している先行列車のうち最後尾の列車TEの先端位置P1を抽出する。また、無線通信の継続した後続列車のうち先頭の列車TFの緊急停止したときの尾端位置P2を抽出する(停止する前に無線通信の途絶した区間に列車が進入し無線通信が途絶した場合は、途絶時の尾端位置を抽出する)。
　下流側の隣接の正常な地上無線通信手段の位置P3、上流側の隣接の正常な地上無線通信手段の位置P4を抽出する。ここで位置P3は、例えば、地上無線手段（故障と見られる）の下流に隣接する地上無線手段のアンテナ位置であり、位置P4は、地上無線手段の上流に隣接する地上無線手段のアンテナ位置である。
　次に位置P1とP3のうち後方(上流側)のものを無線通信途絶区間A-22の終端位置、位置P2とP4のうち前方(下流側)のものを無線通信途絶区間A-22の始端位置に仮設定する（図４Ａ）。
　(手順２)　次に、無線通信が途絶した列車を待避させる際に無線通信が回復したときの列車先頭位置P5を抽出し、無線通信途絶区間A-22の終端位置より後方(上流側)なら、無線通信途絶区間の終端位置をこの位置P5に修正し、無線通信途絶区間A-23とする（図４Ｂ）。又このとき、図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃで説明したような減速距離A-12,余裕距離A-13などを設定する。
　(手順３)　無線通信途絶区間A-23に基づいて固定閉塞区間A-24を設定する（図４Ｃ）。また最初の列車TFを固定閉塞区間A-24に進入させるとき、この列車の無線通信が途絶したときの列車尾端位置を抽出し、無線通信途絶区間A-23の始端位置よりも前方(下流側)なら、無線通信途絶区間A-23の始端位置をこの位置に修正し、固定閉塞区間A-24の始端位置も併せて修正する。
　無線通信が途絶した列車を待避させる際に、無線通信が途絶した区間から直接待避線などに待避したため、手順２で無線通信途絶区間の終端位置を修正できなかった場合は、この最初に固定閉塞区間に進入した列車TFの無線通信が回復したときの列車先頭位置を抽出して無線通信途絶区間の終端位置の修正に利用しても良い。
　このようにして、無線通信途絶区間の始端と終端の位置を自動で設定することができる。なお、無線通信途絶区間を設定できたあとでも、２番目以降に固定閉塞区間に進入した列車THの無線通信が回復した位置が、無線通信途絶区間の終端位置よりも前方(下流側)だった場合は、その都度、無線通信途絶区間の終端位置を修正し、固定閉塞区間の終端位置も併せて修正するようにしても良い。これにより、固定閉塞区間終端位置の手前で停止しようとしてブレーキを開始したあとに無線通信が回復し、停止限界位置が前方に移動してブレーキを解除して、短いブレーキにより乗り心地が悪化する(図４Ｄ)、という事態を低減することができる（図４Ｅ）。なお、無線通信が回復したときの列車先頭位置P5等を抽出する際には、無線のゆらぎを考慮した、より安全な距離をさらに追加して抽出してもよい。
［実施例３］
　実施例１の列車制御装置において、無線通信途絶区間の始端と終端の位置を自動で設定する別の手順について、図５を用いて説明する。
　実施例１の列車制御装置において、地上無線通信手段のアンテナに漏洩同軸ケーブル(LCX)が使われている場合は、地上無線通信手段の無線通信可能領域はほぼ正確に特定できる。この無線通信可能領域を、地上無線通信手段が故障したときの無線通信途絶区間としてデータベースなどに記憶しておく。
　また、地上無線通信手段のアンテナに空間波アンテナが使われていた場合は、アンテナ設置時などに無線の途絶する最大範囲を測定するなどして、地上無線通信手段が故障したときの無線通信途絶区間としてデータベースなどに記憶しておく。
　上記のデータベースなどから、故障した地上無線通信手段の無線通信途絶区間を読み出し、利用することができる。
　なお各地上無線手段の無線通信可能領域は、予め現地においてメンテナンス係員が監視装置を用いて電波測定を行い、その領域を確認し設定することができる。そして無線通信可能領域は、データベース化されて、地上制御手段により管理される。地上制御手段は、管理範囲を各種のデータ（無線通信途絶区間、固定閉塞区間、減速距離、余裕距離、停止限界位置などのデータ）でマップ化している。
　地上無線手段からの応答信号の検出は、この地上無線手段の管理担当である地上制御手段により行われる。例えば、対象列車が運行の途中であって定期的に受信確認していた列車識別番号が検出されなくなった場合（無線交信が途絶えた場合）、地上制御手段は、地上無線手段の故障と判断することができる。上記したように、無線通信途絶区間の始端と終端の位置を自動で設定することも可能である。
［実施例４］
　実施例１の列車制御装置において、地上無線通信手段のアンテナに、空間波アンテナが使われ、図６に示すように、各地上無線通信手段の無線通信可能領域の境界が、二つ隣の地上無線通信手段の無線通信可能領域の境界に達するように配置するという実施例も可能である。即ち、無線通信可能領域１９ｃ－１，１９ｃ、１９ｃ＋１は、それぞれ、隣接する地上無線通信手段１６ｃ－１、１６ｃ、１６ｃ＋１、１６ｃ－１の無線通信可能領域である。無線通信可能領域１９ｃ－１，１９ｃ＋１は、隣接しており、無線通信可能領域１９ｃは、一部が無線通信可能領域１９ｃ－１，１９ｃ＋１の一部と重なっている。
　この実施例の場合、１つの地上無線通信手段が故障しても、列車は隣接する地上無線通信手段のいずれかと無線通信できるため、無線通信の途絶した区間は生じない。
　しかし、地上無線通信手段のアンテナと列車との距離が大きくなるため、無線通信が不安定になり、電波伝播状況によっては、無線通信が断続的に途絶する可能性もある。
　そこで、例えば隣接する地上無線通信手段との中間地点を境界とする区間A-31を、無線通信が不安定になる区間として、個々の地上無線通信手段に対応させてデータベースなどに記憶しておく。そして、故障した地上無線通信手段が検出されたとき、この地上無線通信手段の無線通信不安定区間をデータベースから読み出して無線通信途絶区間として設定する。そして先に説明したように、列車が無線通信途絶区間にいる間は固定閉塞区間の終端位置から余裕距離だけ手前の位置を停止限界位置として与えることにより、無線通信が不安定になった区間でも列車運行の安全を確保することができる。
　上記したように、第１の実施形態は、列車上で列車の位置を検出する速度位置検出手段と、地上側と情報を送受信する車上無線通信手段およびそのアンテナと、列車と情報を送受信する地上無線通信手段およびそのアンテナと、転てつ器の転換・鎖錠を行うとともに列車位置や進路の開通状態を把握して列車の停止限界位置を算出する地上制御手段と、停止限界位置を超えないように列車のブレーキを制御する車上制御手段と、を備えた列車制御装置を提供する。
　ここで、前記地上制御手段は、無線通信途絶区間に、列車の停止に必要な距離と余裕距離を併せた区間を、固定閉塞区間として設定し、車上制御装置にも送信する。また地上制御手段は、前記固定閉塞区間に進入する車両に対し、前記固定閉塞区間の終端から余裕距離だけ後方の位置を前記固定閉塞区間の終端側の停止限界位置として設定し、無線通信が回復するまで保持する。さらにまた地上制御手段は、前記固定閉塞区間に列車の一部または全部が在線する状態で無線通信の途絶したときの列車の尾端位置を、無線通信が回復するまで保持し、前記尾端位置として前記地上制御手段で認識している位置と前記固定閉塞区間の始端位置のうち、より後方に位置するものから余裕距離だけ後方の位置を、後続の列車に対し、前記固定閉塞区間の始端側の停止限界位置として設定することができる。
　このように在線列車と、無線通信途絶区間と、固定閉塞区間と、停止限界位置、尾端位置などの状況設定を行い、固定閉塞区間に進入する列車に対して、停止限界位置情報を提供することにより、列車の連続した運行が可能となる。
　一方、車上制御手段は、前記固定閉塞区間に列車の一部または全部が在線する状態で無線通信が途絶している間は、無線通信が途絶し前記固定閉塞区間に進入直前に受けた前記終端側の停止限界位置を保持する手段を備えている。
　これにより、車両制御装置により、列車の安全を確保しながら、無線通信途絶区間の両側で列車の運行を分断せずにしないですむ。
　さらに上記した第１の実施形態の列車制御装置において第２の実施形態では、地上制御手段が、さらに、無線通信が途絶したときに、無線通信が途絶した列車より下流側の列車のうち最後尾の列車の先頭位置と、無線通信が途絶した地上無線通信手段の下流側に隣接する地上無線通信手段のアンテナ設置位置とを比較し、後方にある方を「無線通信途絶区間」の終端位置に仮設定し、無線通信が途絶したあと、無線通信が途絶した列車より上流側の列車のうち先頭の列車が緊急停止したときの<当該列車の>尾端位置と、無線通信が途絶した地上無線通信手段の上流側に隣接する地上無線通信手段のアンテナ設置位置とを比較し、前方＜下流＞にある方を「無線通信途絶区間」の始端位置に仮設定する。また、無線通信が途絶した列車を、無線通信が途絶した区間から待避させる際に、無線通信が回復したときの列車先頭位置、あるいは、列車待避後最初に前記固定閉塞区間に進入し無線通信が途絶した列車の無線通信が回復したときの列車先頭位置を、「無線通信途絶区間」の終端として設定しなおすことができる。さらに列車待避後最初に固定閉塞区間に進入した列車の無線通信が途絶したときの列車尾端位置を、「無線通信途絶区間」の始端として設定しなおすことができる。これにより、無線通信途絶区間を自動判定し、固定閉塞区間を自動で設定できる。
　また上記した第１又は第２の実施形態の列車制御装置において第３の実施形態では、地上制御手段が、さらに、「無線通信途絶区間」に進入して進出する列車の無線通信が回復したときの列車先頭位置が、「無線通信途絶区間」の終端より先だったときは、「無線通信途絶区間」の終端位置を、無線通信の回復したときの列車先頭位置に修正する。これにより、無線通信が回復する前に固定閉塞区間手前に停止しようとしてブレーキが掛かる可能性を低減して、乗り心地の悪化を低減する。
　さらにまた上記した第１の実施形態の列車制御装置において第４の実施形態では、地上制御手段は、さらに、地上の無線基地局が故障したときに無線通信の途絶する区間を記憶しておく手段と、故障した無線基地局に応じて無線通信の途絶する区間を設定する手段を備えている。
　これにより、故障した無線基地局を指定するだけで固定閉塞区間を設定できる。さらにまた上記した第１の実施形態の列車制御装置において第５の実施形態では、地上無線通信手段が、その無線通信可能領域の境界が、隣接する地上無線通信手段の無線通信可能領域と一部重複するように配置され、地上制御手段が、さらに、地上の地上無線通信手段が故障したときに無線通信の不安定になる区間を記憶しておく手段と、故障した地上無線通信手段に応じて読み出した無線通信の不安定になる区間を無線通信途絶区間として設定する手段と、固定閉塞区間に進入する車両に、固定閉塞区間の終端から余裕距離だけ後方の位置を停止限界位置として設定し、無線通信途絶区間を列車先頭が通過するまで保持する手段とを備えている。これにより、無線通信が不安定になった区間でも列車運行の安全を確保することができる。
　上記した説明において、検出手段、制御手段、通信手段など用語において「手段」は、「装置」、「器」、「ブロック」及び「モジュール」に置き換えても本発明の範疇であることは勿論である。さらにまた、請求項の各構成要素において、構成要素を分割して表現した場合、或いは複数を合わせて表現した場合、或いはこれらを組み合わせて表現した場合であっても本発明の範疇である。また請求項を方法として表現した場合であっても本発明の装置を適用したものである。
　図７は、例えば地上制御手段１４ｎが、管理している地上無線通信手段１６ｃの故障を検出した際の概略的な処理手順を示している。この手順は、ここで説明される順序が必ずしも限定されるわけではない。
　まず通常状態では、ステップＳＡ１では、地上制御手段１４ｎは、所定のインターバールで管轄している地上無線通信手段の状態をチェックしている（ステップＳＡ１）。今、地上無線手段１６ｃの異常(故障）が検出されたとする。このときは、地上制御手段１４ｎは、他の地上制御手段に対しても拠点ネットワークを通じて、地上無線手段１６ｃが故障したことを伝達する。一方、無線通信の途絶を検出した列車は、自動で緊急停止をする（ステップＳＡ２）。
　次に、地上制御手段１４ｎは、在線情報などを追跡しているアクティブデータベースからみたデータのイメージ（マップ）上で、無線通信途絶区間の設定、固定閉塞区間の設定、固定閉塞区間に進入させないような停止限界位置の設定などを行う（ステップＳＡ３）。このときの設定状態は、先の図３Ａ－図６で説明した。
　また、各列車の車上制御装置から最後に受信した列車位置情報から、固定閉塞区間に掛る列車及び当該区間内の列車を把握する（ステップＳＡ４）。固定閉塞区間に列車が在線する場合、無線途絶時に、固定閉塞区間に掛っている列車、又は固定閉塞区間に進入すみの列車は、運転士による目視で進行する。
　次に、固定閉塞区間から出てきた列車の車上制御装置から最新の列車位置情報が無線通信により報告される（ステップＳＡ５）。その後、再び、ステップＳＡ４に戻り、固定閉塞区間に掛る列車及び当該区間内の列車が認識され、その結果、地上制御手段１４ｎは、他に固定閉塞区間内に在線する列車があるかどうかを判定する。固定閉塞区間内に列車が在線しない場合、後続の列車に固定閉塞区間に進入するように指示を出す(また、無線途絶区間を進出できる停止限界位置と、無線途絶区間の終端位置と、無線途絶許容モードへの切り替え指令を伝えてもよい。)（ステップＳＡ６）。次に、地上無線通信手段１６ｃの故障が回復しているかどうかチェックする(ステップＳＡ８)。地上無線通信手段１６ｃの故障が回復している場合は、通常運行制御状態に切り替わる。ステップＳＡ８にて、回復していないと判断されれば、固定閉塞区間からでてくる列車を待つ。後続の列車は、固定閉塞区間の始端側の停止限界位置で停止するように指示を出している。固定閉塞区間から出てきた列車を把握した場合（ステップＳＡ７：YES）、ステップＳＡ６にもどり、待機している次の列車を固定閉塞区間に進入させる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　２００、TA,TB,TE,TF,TG,TH　・・・・列車、２２２・・・車上制御手段、２２１・・・速度位置検出手段、２２３・・・車上無線通信手段、１４ａ，１４ｎ・・・地上制御手段、１６ａ，１６ｃ，１６ｊ・・・・地上無線通信手段。

Claims (20)

  1. 　車両に設置した車上制御装置と地上に搭載した地上制御装置間で、無線通信を行う列車制御装置において、無線通信が途絶した無線通信途絶区間に、停止するのに必要な安全減速制御距離を終端に足した区間を、固定閉塞区間として設定する固定閉塞区間設定手段と、前記固定閉塞区間に進入する列車に対し、前記固定閉塞区間の終端から余裕距離だけ後方（上流側）の位置を前記固定閉塞区間の終端側における停止限界位置として設定する停止限界位置設定手段と、
    前記固定閉塞区間と前記停止限界位置に基づいて、前記列車を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする列車制御装置。
  2. 　請求項１の列車制御装置において、前記安全減速制御距離は、前記車両の停止に必要な減速距離と余裕距離を足した距離であることを特徴とする列車制御装置。
  3. 　請求項１の列車制御装置において、前記安全減速制御距離は、車両の長さと余裕距離を足した距離であることを特徴とする列車制御装置。
  4. 　請求項２の列車制御装置において、前記停止限界位置設定手段は、さらに、　前記固定閉塞区間に前記列車の一部または全部が在線する状態で、無線通信が途絶したときの前記列車の尾端位置と前記固定閉塞区間の始端位置とのうち、より後方（上流側）に位置するものから余裕距離だけ後方（上流側）の位置を、後続列車に対して前記固定閉塞区間の始端側における停止限界位置として設定することを特徴とする列車制御装置。
  5. 　請求項４の列車制御装置において、さらに、停止限界位置を超えないように列車のブレーキを制御する車上制御手段と、転てつ器の転換・鎖錠を行うとともに列車位置や進路の開通状態を把握して列車の停止限界位置を算出する地上制御手段と、を備えたことを特徴とする列車制御装置。
  6. 　請求項５の列車制御装置において、前記車両側に、前記列車の位置を検出する速度位置検出手段と、地上側と情報を送受信する車上無線通信手段およびそのアンテナと、前記車上制御手段とを有し、地上側に、列車と情報を送受信する地上無線通信手段およびそのアンテナと、前記地上制御手段を有することを特徴とする列車制御装置。
  7. 　請求項６の列車制御装置において、前記地上制御手段が、前記固定閉塞区間設定手段に設定された前記固定閉塞区間を前記車上制御装置に送信する手段と、前記限界位置設定手段により設定された前記停止限界位置を無線通信が回復するまで保持する手段とを、備えていることを特徴とする列車制御装置。
  8. 　請求項７の列車制御装置において、前記車上制御手段が、前記固定閉塞区間内に列車の一部または全部が在線する状態で無線通信が途絶している間は、無線通信が途絶し前記固定閉塞区間に進入直前に受けた前記終端側の停止限界位置を保持する手段を備えている列車制御装置。
  9. 　請求項７の列車制御装置において、前記地上制御手段が、さらに、無線通信が途絶したときに、無線通信が途絶した列車より下流側の列車のうち最後尾の列車の先頭位置と、無線通信が途絶した地上無線通信手段の下流側に隣接する地上無線通信手段のアンテナ設置位置とを比較し、後方（上流側）にある方を「無線通信途絶区間」の終端位置に仮設定する手段と、無線通信が途絶したあと、無線通信が途絶した列車より上流側の列車のうち先頭の列車が緊急停止したときの尾端位置と、無線通信が途絶した地上無線通信手段の上流側に隣接する地上無線通信手段のアンテナ設置位置とを比較し、前方（下流側）にある方を「無線通信途絶区間」の始端位置に仮設定する手段と、無線通信が途絶した列車を、無線通信が途絶した区間から待避させる際に、無線通信が回復したときの列車先頭位置、あるいは、列車待避後最初に固定閉塞区間に進入し無線通信が途絶した列車の無線通信が回復したときの列車先頭位置を、前記「無線通信途絶区間」の終端として設定しなおす手段と、列車待避後最初に固定閉塞区間に進入した列車の無線通信が途絶したときの列車尾端位置を、前記「無線通信途絶区間」の始端として設定しなおす手段とを備えている、列車制御装置。
  10. 　請求項９の列車制御装置において、前記地上制御手段が、さらに、前記「無線通信途絶区間」に進入して進出する列車の無線通信が回復したときの列車先頭位置が、前記「無線通信途絶区間」の終端より先（上流側）だったときは、「無線通信途絶区間」の終端位置を、無線通信の回復したときの列車先頭位置に修正する手段を備えている、列車制御装置。
  11. 　請求項７の列車制御装置において、前記地上制御手段が、さらに、地上の無線基地局が故障したときに無線通信の途絶する区間を記憶しておく手段と、故障した無線基地局に応じて無線通信の途絶する区間を設定する手段を備えている、列車制御装置。
  12. 　請求項７の列車制御装置において、前記地上無線通信手段が、その無線通信可能領域の境界が、隣接地上無線通信手段の無線通信可能領域と一部重複するように配置され、前記地上制御手段が、さらに、地上の前記地上無線通信手段が故障したときに無線通信の不安定になる区間を記憶しておく手段と、故障した前記地上無線通信手段に応じて読み出した無線通信の不安定になる区間を前記無線通信途絶区間として設定する手段と、前記固定閉塞区間に進入する車両に、前記固定閉塞区間の終端から前記余裕距離だけ後方（上流側）の位置を前記停止限界位置として設定し、前記無線通信途絶区間を列車先頭が通過するまで保持する手段とを備えている、列車制御装置。
  13. 　請求項８の列車制御装置において、前記列車が前記無線通信途絶区間の終端まで進んで、無線通信が回復したとき、前記地上制御手段は、前記速度位置検出手段によって検知された列車位置と、前記地上制御装置により算出された停止限界位置を用いて、前記列車を制御することを特徴とする列車制御装置。
  14. 　車両に搭載した車上制御装置と地上に設置した地上制御装置間で、無線通信を行う列車制御方法において、無線通信が途絶した無線通信途絶区間に、停止するのに必要な安全減速制御距離を終端に足した区間を、固定閉塞区間として設定し、前記固定閉塞区間に進入する列車に対し、前記固定閉塞区間の終端から余裕距離だけ後方（上流側）の位置を前記固定閉塞区間の終端側における終端側停止限界位置として設定する、ことを特徴とする列車制御方法。
  15. 　請求項１４の列車制御方法において、前記安全減速制御距離は、前記車両の停止に必要な減速距離と余裕距離を足した距離であることを特徴とする列車制御方法。
  16. 　請求項１４の列車制御方法において、前記安全減速制御距離は、車両の長さと余裕距離を足した距離であることを特徴とする列車制御方法。
  17. 　請求項１５の列車制御方法において、前記列車が前記固定閉塞区間に進入し、無線通信が途絶してから、無線通信が回復するまで、前記列車は、通信途絶直前に設定されていた終端側停止限界位置を保持して走行を継続することを特徴とする列車制御方法。
  18. 　請求項１５の列車制御方法において、前記列車が前記無線通信途絶区間の終端まで進んで、無線通信が回復したとき、前記列車に設けられた速度位置検出手段によって検知される列車位置と進路の開通状態とを基に、算出された停止限界位置を用いて、前記列車を制御することを特徴とする列車制御方法。
  19. 　請求項１５の列車制御方法において、前記固定閉塞区間に前記列車の一部または全部が在線する状態で、無線通信が途絶したときの前記列車の尾端位置と前記固定閉塞区間の始端位置とのうち、より後方（上流側）に位置するものから余裕距離だけ後方（上流側）の位置を、後続列車に対して前記固定閉塞区間の始端側における始端側停止限界位置として設定することを特徴とする列車制御方法。
  20. 　請求項１４の列車制御方法において、設定された固定閉塞区間と終端側停止限界位置とを前記地上制御装置から前記車上制御装置送信し、送信された情報を基に、前記列車を制御することを特徴とする列車制御方法。


    　　　　　　　　　　　　　　　　　
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