WO2016017041A1 - 列車制御装置 - Google Patents

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WO2016017041A1
WO2016017041A1 PCT/JP2014/072128 JP2014072128W WO2016017041A1 WO 2016017041 A1 WO2016017041 A1 WO 2016017041A1 JP 2014072128 W JP2014072128 W JP 2014072128W WO 2016017041 A1 WO2016017041 A1 WO 2016017041A1
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train
blockage
speed limit
travel plan
control device
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PCT/JP2014/072128
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山本　純子
智 射場
陽平 服部
康行 宮島
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株式会社東芝
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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a train control device.
  • the train control device includes the storage unit, the acquisition unit, and the control unit.
  • the storage unit is configured to store a plurality of speed limit information corresponding to each of the plurality of blockages and determined based on the blockage in which at least one preceding preceding train is present.
  • the acquisition means is configured to acquire schedule information indicating a time at which at least one preceding preceding vehicle advances each block. Based on the acquired schedule information and multiple speed limit information, the control unit obtains the speed limit at each blockage accompanying the progress of the own train, and creates a travel plan for the own train using the obtained speed limit Is configured to do.
  • Drawing 1 is a figure showing an example of the whole composition of the train control device by an embodiment.
  • Drawing 2 is a figure showing an example of schedule information which a train control device by an embodiment receives from a preceding train.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of signal development information stored in the storage unit of the train control device according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the speed limit in each blockage based on the signal development information according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example different from FIG. 4 of the speed limit in each blockage based on the signal development information according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example different from FIGS. 4 and 5 of the speed limit in each blockage based on the signal development information according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a figure showing an example of the whole composition of the train control device by an embodiment.
  • Drawing 2 is a figure showing an example of schedule information which a train control device by an embodiment receives from a preceding train.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining an example of a procedure in which the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating an example of processing executed when the train control device according to the embodiment creates a travel plan.
  • the train control system 1000 includes a train 100 that travels on each block T on the track, and an ATC (Automatic Train Control) ground device 200.
  • ATC Automatic Train Control
  • the train 100 includes a communication device 10, a drive / brake control device 20, and a train control device 30.
  • the communication device 10 is configured to communicate with another train 100 (hereinafter referred to as another train) via the antenna 11.
  • the communication device 10 includes schedule information indicating each time or time at which a preceding train that travels one ahead of a train 100 (hereinafter referred to as the own train) provided with the communication device 10 plans to advance each block T on the track. 2) is received from the preceding train.
  • the solid curve indicates the time change of the leading position of the preceding train
  • the dotted curve indicates the time change of the trailing end position of the preceding train.
  • the drive / brake control device 20 is configured to control the drive / brake of the own train by controlling the motor 40 and the brake device 50 connected to the axle.
  • the train control device 30 includes a speed / position detection unit 31, an ATC on-board device 32, an ATO (Automatic Train Operation) device 33, a timer unit 34, and a storage unit 35.
  • the ATO device 33 is an example of a “control unit”.
  • the speed / position detection unit 31 obtains information from a TG (Tachogenerator) 60 installed on the axle, or obtains information from the ground element 300 provided in each block T via the vehicle upper element 70. , Configured to detect the current position and speed of the own train.
  • the detection method of the position and speed of the own train is not limited to this, and the position and speed of the own train may be detected by using, for example, GPS (Global Positioning System).
  • the ATC on-board device 32 is configured to output a brake command for avoiding the own train colliding with the preceding train. More specifically, the ATC on-board device 32 first receives information on the signal indication at the blockage T where the own train is present from the ATC ground device 200 via the receiver 80, and receives the received signal indication. And the speed limit of the own train detected by the speed / position detection unit 31 are compared. The ATC on-board device 32 is configured to output a brake command to the drive / brake control device 20 when the speed of the own train exceeds the speed limit.
  • the ATC ground device 200 detects whether or not the train 100 is present in each blockage T via a track circuit (not shown) provided in each blockage T, and each blockage T according to the status of the line. Is configured to determine the signal presentation at. And the ATC ground apparatus 200 is comprised so that the information regarding the signal display in each obstruction
  • the ATO device 33 includes schedule information received by the communication device 10, information indicating the position and speed of the own train detected by the speed / position detection unit 31, various information stored in the storage unit 35, and an ATC vehicle Based on the signal display information received by the upper device 32 and the current time measured by the time measuring unit 34, the speed limit at each blockage T at each scheduled time at which the preceding train is scheduled to advance the blockage T is calculated. It is configured to calculate. Note that the speed limit at each block T may change depending on which block T the preceding train is on. That is, the speed limit in each block T may change at each scheduled time when the preceding train is scheduled to advance in each block T.
  • route information, operation information, and vehicle information are stored in the storage unit 35.
  • the route information indicates a target stop position as a target when stopping at each stop station, information on the gradient and curve (curvature radius) of the route, signal development information in each blockage T, and a boundary position of each blockage T Information. Further, the route information includes linear information indicating the arrangement of each block T, the correspondence between each number line of each stop station and each block T, and the like.
  • the operation information includes information on the stop station according to the operation type of the own train, the time at which the own train departs and arrives at each stop station, and information indicating on which line of the respective stop station the own train arrives.
  • the vehicle information includes the train length of the own train and the characteristics of acceleration / deceleration according to the power running / brake command.
  • the signal development information includes, as an example, a block number, a block boundary position, and a signal expansion number.
  • the block number is a number associated with each block T on the track.
  • the blockage T having the blockage number n is referred to as blockage Tn.
  • the blockage boundary position indicates the position of the start and end of each block T. In the signal development number, all patterns of the speed limit of the own train in each block T according to the existing train position of the preceding train are registered.
  • FIG. 4 shows an example of the speed limit of the own train at blockages T1 to T12 (0 to 6000 m) when the preceding train is not on any blockage T on the track.
  • the graph shown in FIG. 4 corresponds to each numerical value registered in the row where the signal development number is “0” in the signal development information shown in FIG. 3.
  • the speed limit at each blockage T is calculated by referring to each numerical value registered in the row where the signal development number is “0” in the signal development information (see FIG. 3). ing.
  • the preceding train transmits schedule information at regular intervals, when leaving the station, or when the schedule is changed.
  • FIG. 5 shows an example of the speed limit of the own train at each block T when the preceding train is on the block T6 (2500 to 3000 m).
  • the speed limit at blockages T1 to T6 (0 to 3000 m) is the block number 1 among the numerical values in the row where the signal expansion number of the signal expansion information shown in FIG. It corresponds to the numerical values of ⁇ 6.
  • the portion after the blockage T7 (3000 m and after) is the same as the portion after the blockage T7 in the graph shown in FIG.
  • a numerical value “01” and a numerical value “02” are registered in the portions where the block number is 5 and 6 in the row where the signal expansion number of the signal expansion information shown in FIG. 3 is “1”. However, both of these indicate that the speed limit is zero. More specifically, the numerical value “01” indicates that the speed limit is 0 because the preceding train is present at the next blockage T of the blockage T (blocking T5 in FIG. 3) corresponding to the value. The numerical value “02” indicates that the speed limit is 0 because the preceding train is on the blockage T (blockage T6 in FIG. 3) corresponding to the numerical value. .
  • the ATO device 33 specifies a time zone in which the preceding train is on the blockage T6 based on the schedule information received from the preceding train (see FIG. 2), the speed limit at each blockage T in that time zone. (Refer to FIG. 5) is specified by referring to the numerical values of the block numbers 1 to 6 among the numerical values of the signal expansion number “1” in the signal expansion information (refer to FIG. 3). Has been.
  • FIG. 6 shows an example of the speed limit of the own train at each block T when the preceding train is on the block T7 (3000 to 3500 m).
  • the speed limit at the blockages T2 to T7 (500 to 3500 m) is the block number 2 among the numerical values in the row where the signal expansion number of the signal expansion information shown in FIG. It corresponds to the numerical value of ⁇ 7 respectively.
  • the portion where the travel distance is 500 km or earlier (blocking T1) is the same as each speed limit in the portion of blocking T1 in the graph shown in FIG. 4, and the graph shown in FIG.
  • Each speed limit in a portion where the travel distance is 3500 km or more (blocking T8 and after) is the same as each speed limit in a portion after blocking T8 in the graph shown in FIG.
  • the speed limit at each blockage T in that time zone is specified by referring to the numerical values of the block numbers 2 to 7 among the numerical values of the signal expansion number “2” in the signal expansion information (refer to FIG. 3). Has been.
  • the ATO device 33 calculates the speed limit as described above, based on the calculated speed limit, the speed of the own train exceeds the speed limit at each timing of entering the blockage T to the next stop station.
  • the travel plan for traveling at the fastest speed in each blockage T up to the next stop station is constructed.
  • the ATO device 33 is configured to output a power running command and a brake command to the drive / brake control device 20 based on the travel plan thus created.
  • the ATO device 33 When the speed limit at the next block Tn + 1 changes from the first speed to the second speed at the timing ⁇ when the own train enters from the blockage Tn to the next block Tn + 1, the ATO device 33 according to the embodiment If the travel plan is created or modified so that the speed of the own train on the travel plan is equal to or lower than the second speed, and the speed limit at the next blockage Tn + 1 does not change at the first speed at the timing ⁇ , the travel at the timing ⁇ By repeating the process of creating or correcting a travel plan so that the planned speed of the train is less than the first speed for each block T to the next stop station, the travel plan to the next stop station is Configured to create.
  • the ATO device 33 creates a fastest travel plan for traveling each blockage before the blockage T4 at a speed equal to or lower than the speed limit, that is, a fastest travel plan as indicated by a broken line l2. Assuming that the speed limit of the blockage T5 does not change at this timing ⁇ 1, the speed of the train on the fastest travel plan at the timing ⁇ 1 is larger than the speed limit at the blockage T5 at the timing ⁇ 1. Therefore, the ATO device 33 corrects the fastest traveling plan before the block T4 as follows so that the speed of the own train at the timing ⁇ 1 is equal to or lower than the speed limit at the block T5 at the timing ⁇ 1.
  • the ATO device 33 replaces the constant speed portion included in the fastest travel plan shown in FIG. 7 with the coasting portion in order from the end side portion (see the dashed line in FIG. 8).
  • the ATO device 33 also replaces the power running portion with the coasting portion in order from the terminal portion.
  • the powering portion to be replaced here is a repowering portion indicating that the own train that has already been powered once will power again, and does not include the powering portion at the time of departure from the station. This is because if the power running part at the time of departure from the station is replaced with the coasting part, the own train will run slowly from the time of departure from the station. Because it will give.
  • the ATO device 33 replaces the coasting portion with the deceleration portion so that the speed of the own train when entering the blockage T6 is equal to or lower than the speed limit, that is, the travel shown by the broken line l3 in FIG.
  • the travel plan is adopted as the travel plan before the blockage T4.
  • the ATO device 33 sets the next blockage T5 below the speed limit and at the fastest speed in the travel plan before the blockage T4 already created, as shown in FIG. What added the fastest driving plan for driving
  • the ATO device 33 then adds the next blockage T6 to the travel plan before the blockage T5 created so far (see the broken line l6 in FIG. 14) by the same procedure as the above procedure (see FIGS. 11 to 13).
  • a travel plan that is less than the speed limit and that travels at the fastest speed is created as a travel plan before the closing T6 (see a straight line l7 in FIG. 15). Note that the timing at which the speed limit at each blockage T changes is calculated based on the schedule information as shown in FIG.
  • the ATO device 33 creates a travel plan for the remaining blocks T7 and T8 up to the next stop station in the same procedure as described above.
  • the broken line l8 of FIG. 16 shows the speed limit in each blockage T which changed when the preceding train moved further from the position of FIG. 15, and the broken line l9 of FIG. 16 shows the travel plan before the blockage T7.
  • a broken line l10 in FIG. 17 indicates the speed limit at each blockage T changed by the preceding train further moving from the position in FIG. 16, and a broken line l11 in FIG. 17 indicates a travel plan before the blockage T8.
  • a travel plan is created from when the own train departs from the station located at blockage T1 and stops at the station located at blockage T8.
  • the storage unit 35 since the ATO device 33 does not need to consider at which timing the speed limit due to the presence of the preceding train changes, the storage unit 35 does not use the schedule information as shown in FIG. A travel plan (running line l12 in FIG. 18) for traveling from blockage T1 to blockage T8 in the time according to the travel plan based on the maximum value of the speed limit registered in the signal development information read from (see FIG. 3). Browse).
  • the ATO device 33 when the ATO device 33 according to the embodiment creates a travel plan as described above, the ATO device 33 based on the created travel plan and the current time measured by the time measuring unit 34 (the own train schedule information). (Information indicating each time at which each block T on the track is scheduled to advance) is calculated. And the ATO apparatus 33 is comprised so that the schedule information of the own train calculated in this way may be transmitted to a subsequent train via the communication apparatus 10.
  • the ATO device 33 first calculates the speed limit at each blockage T when the own train travels to the next stop station in step S1. More specifically, the ATO device 33 is stored in the storage unit 35, schedule information received by the communication device 10, information indicating the speed and position of the own train detected by the speed / position detection unit 31, and the storage unit 35. Based on the signal development information, the signal display information received by the ATC on-board device 32, and the current time measured by the time measuring unit 34, the preceding train at each scheduled time at which each block T is scheduled to advance. The speed limit at each blockage T is calculated. Then, the process proceeds to step S2.
  • step S2 the ATO device 33 creates the fastest travel plan in the next blockage T based on the speed limit calculated in step S1. Then, the process proceeds to step S3.
  • step S3 the ATO device 33 determines whether or not the next stop station exists in the next blockage T.
  • step S3 If it is determined in step S3 that the next stop station exists in the next blockage T, the process proceeds to step S4.
  • step S4 the ATO device 33 determines whether or not the speed limit at each blockage T will not be exceeded even if the train travels along the travel plan created so far.
  • step S4 If it is determined in step S4 that the speed limit is not exceeded, the process proceeds to step S5.
  • step S5 the ATO device 33 creates a travel plan that arrives at the next stop station at the stop time according to the operation plan, based on the fastest travel plan created in step S2. Then, the process ends.
  • step S4 If it is determined in step S4 that the speed limit may be exceeded, that is, if the host train is run according to the travel plan created so far, the speed of the host train in the certain block T will be the speed limit. If it exceeds, the travel plan to the next stop station is not created, and the process ends.
  • step S6 the ATO device 33 determines whether or not the speed of the own train on the travel plan at the timing of entering the next blockage T exceeds the speed limit at the next blockage T at that timing. .
  • step S6 when it is determined that the speed of the own train does not exceed the speed limit, that is, is equal to or lower than the speed limit, the process returns to step S2. If it is determined in step S6 that the speed of the own train exceeds the speed limit, the process proceeds to step S7.
  • step S7 the ATO device 33 determines whether or not there is a constant speed portion indicating that the own train travels at a constant speed in the travel plan in the blockage T immediately before the next blockage T. .
  • step S7 If it is determined in step S7 that a constant speed portion exists, the process proceeds to step S8.
  • step S8 the ATO device 33 corrects the travel plan created so far by replacing the terminal portion of the constant speed portion with the coasting portion indicating that the own train coasts. Then, the process returns to step S6.
  • step S7 determines whether or not there is a repowering portion in the travel plan in the previous blockage T that indicates that the own train that has already been powered once or more will power again. To do.
  • step S9 If it is determined in step S9 that there is a repowering portion, the process proceeds to step S10. In step S10, the ATO device 33 corrects the travel plan created so far by replacing the terminal portion of the repowering portion with the coasting portion. Then, the process returns to step S6.
  • step S9 If it is determined in step S9 that there is no repowering portion, the process proceeds to step S11. In this case, since only the coasting portion or the deceleration portion indicating that the own train decelerates exists in the travel plan in the previous blockage T, the ATO device 33 coasts in step S11. The travel plan created so far is corrected by replacing the terminal part of the part with the deceleration part. Then, the process returns to step S6.
  • signal development information for calculating the speed limit of the own train at each blockage T at each scheduled time when the preceding train is scheduled to advance through each blockage T is stored. Further, the ATO device 33 according to the embodiment acquires schedule information (see FIG. 2) indicating each scheduled time from the preceding train via the communication device 10, and at each scheduled time based on the scheduled information and the signal development information. The speed limit of the own train at each blockage T is calculated, and based on the speed limit, the own train speed is prevented from exceeding the speed limit at each timing when the own train enters each blockage T up to the next stop station.
  • a travel plan for traveling at the fastest speed in each blockage T to the next stop station is created, and the own train is controlled based on the travel plan.

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Abstract

　実施形態による列車制御装置は、記憶部と、取得手段と、制御部とを備える。記憶部は、複数の閉塞それぞれに対応し、少なくとも１つ前の先行列車が在線する閉塞に基づいて定まる複数の制限速度情報を記憶するように構成されている。取得手段は、少なくとも１つ前の先行列車が各閉塞を進出する時間を示す予定情報を取得するように構成されている。制御部は、取得した予定情報と複数の制限速度情報とに基づいて、自列車の進行に伴う各閉塞での制限速度を求め、この求めた制限速度を利用して自列車の走行計画を作成するように構成されている。

Description

列車制御装置
　本発明の実施形態は、列車制御装置に関する。
　従来、たとえば先行列車に遅れが発生した場合などにおいて、自列車の遅れを最小限にして後続列車への影響を最小限に抑えるために、走行中の先行列車および自列車を、遅れが発生していない通常時よりも接近させることがある。この場合、先行列車と自列車とが過度に接近した場合には自列車を減速させ、その後先行列車と自列車とが離れた場合にはまた先行列車に近づくように自列車を加速させる。そして再び先行列車と自列車とが過度に接近した場合には、自列車を減速させる。このように、従来では、自列車の加速および減速が繰り返されることがある。
特開２０１１－４５１６８号公報
　上記のような技術では、後続列車への影響を最小限に抑えながら自列車をスムーズに走行させることができれば望ましい。
　実施形態による列車制御装置は、実施形態による列車制御装置は、記憶部と、取得手段と、制御部とを備える。記憶部は、複数の閉塞それぞれに対応し、少なくとも１つ前の先行列車が在線する閉塞に基づいて定まる複数の制限速度情報を記憶するように構成されている。取得手段は、少なくとも１つ前の先行列車が各閉塞を進出する時間を示す予定情報を取得するように構成されている。制御部は、取得した予定情報と複数の制限速度情報とに基づいて、自列車の進行に伴う各閉塞での制限速度を求め、この求めた制限速度を利用して自列車の走行計画を作成するように構成されている。
図１は、実施形態による列車制御装置の全体構成の一例を示した図である。 図２は、実施形態による列車制御装置が先行列車から受信する予定情報の一例を示した図である。 図３は、実施形態による列車制御装置の記憶部に記憶された信号展開情報の一例を示した図である。 図４は、実施形態による信号展開情報に基づいた、各閉塞における制限速度の一例を示した図である。 図５は、実施形態による信号展開情報に基づいた、各閉塞における制限速度の図４とは異なる一例を示した図である。 図６は、実施形態による信号展開情報に基づいた、各閉塞における制限速度の図４および図５とは異なる一例を示した図である。 図７は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図８は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図９は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図１０は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図１１は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図１２は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図１３は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図１４は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図１５は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図１６は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図１７は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図１８は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する手順の一例を説明するための図である。 図１９は、実施形態による列車制御装置が走行計画を作成する際に実行する処理の一例を示したフローチャートである。
　以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
　まず、図１～図２１を参照して、実施形態による列車制御システム１０００の構成の一例について説明する。
　図１に示すように、列車制御システム１０００は、線路上の各閉塞Ｔを走行する列車１００と、ＡＴＣ（Automatic　Train　Control）地上装置２００とを備える。
　列車１００は、通信装置１０と、駆動・制動制御装置２０と、列車制御装置３０とを備える。
　通信装置１０は、アンテナ１１を介して他の列車１００（以下、他列車という）と通信を行うように構成されている。たとえば、通信装置１０は、自身を備えた列車１００（以下、自列車という）の１つ先を走行する先行列車が線路上の各閉塞Ｔを進出する予定の各時刻または時間を示す予定情報（図２参照）を先行列車から受信するように構成されている。
　図２において、実線の曲線は先行列車の先頭位置の時間変化を示し、点線の曲線は先行列車の後端位置の時間変化を示す。縦軸の２５００ｍ、３０００ｍ、３５００ｍ、４０００ｍ、４５００ｍ、５０００ｍ、および５５００ｍという数値が線路上の各閉塞Ｔの境界位置を示すものだとすると、先行列車の後端位置は、上記の境界位置を、それぞれ、約４０ｓ、約７０ｓ、約９５ｓ、約１２５ｓ、および約１６５ｓ後に通過することが分かる。したがって、図２によれば、先行列車が各閉塞Ｔを進出する予定のタイミングが分かる。なお、図２の縦軸および横軸の数値はあくまで一例であって、これらの数値に限定されるものではない。
　駆動・制動制御装置２０は、車軸に接続されたモータ４０と、ブレーキ装置５０とを制御することにより、自列車の駆動・制動を制御するように構成されている。
　列車制御装置３０は、速度・位置検出部３１と、ＡＴＣ車上装置３２と、ＡＴＯ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｉｎ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）装置３３と、計時部３４と、記憶部３５とを備える。ＡＴＯ装置３３は、「制御部」の一例である。
　速度・位置検出部３１は、車軸に設置されたＴＧ（Ｔａｃｈｏｇｅｎｅｒａｔｏｒ）６０から情報を取得したり、各閉塞Ｔに設けられる地上子３００から車上子７０を介して情報を取得したりすることにより、自列車の現在の位置および速度を検出するように構成されている。なお、自列車の位置および速度の検出方法はこれに限られるものではなく、たとえば、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）などを利用して自列車の位置および速度を検出してもよい。
　ＡＴＣ車上装置３２は、自列車が先行列車に追突するのを回避するためのブレーキ指令を出力するように構成されている。より具体的には、ＡＴＣ車上装置３２は、まず、自列車が在線している閉塞Ｔにおける信号現示に関する情報をＡＴＣ地上装置２００から受信器８０を介して受信し、受信した信号現示に基づく制限速度と、速度・位置検出部３１により検出された自列車の速度とを比較するように構成されている。そして、ＡＴＣ車上装置３２は、自列車の速度が制限速度を超過している場合に、駆動・制動制御装置２０にブレーキ指令を出力するように構成されている。
　ここで、ＡＴＣ地上装置２００は、各閉塞Ｔに列車１００が在線しているか否かを各閉塞Ｔに設けられる軌道回路（図示せず）を介して検知し、在線状況に応じて各閉塞Ｔにおける信号現示を決定するように構成されている。そして、ＡＴＣ地上装置２００は、各閉塞Ｔにおける信号現示に関する情報を、軌道回路を介してＡＴＣ車上装置３２に送信するように構成されている。
　ＡＴＯ装置３３は、通信装置１０により受信された予定情報と、速度・位置検出部３１により検出された自列車の位置および速度を示す情報と、記憶部３５に記憶された各種情報と、ＡＴＣ車上装置３２により受信された信号現示情報と、計時部３４により計時される現在時刻とに基づいて、先行列車が各閉塞Ｔを進出する予定の各予定時刻での各閉塞Ｔにおける制限速度を算出するように構成されている。なお、各閉塞Ｔにおける制限速度は、先行列車が線路上のどの閉塞Ｔに在線しているかに応じて変化することがある。つまり、各閉塞Ｔにおける制限速度は、先行列車が各閉塞Ｔを進出する予定の各予定時刻において変化することがある。
　ここで、記憶部３５に記憶される各種情報の例について説明する。記憶部３５には、一例として、路線情報と、運行情報と、車両情報とが記憶されている。
　路線情報は、各停車駅に停車する際の目標となる目標停止位置と、路線の勾配および曲線（曲率半径）に関する情報と、各閉塞Ｔにおける信号展開情報と、各閉塞Ｔの境界位置を示す情報とを含む。また、路線情報は、各閉塞Ｔの並びや、各停車駅の各番線と各閉塞Ｔとの対応関係などを示す線形情報を含む。
　運行情報は、自列車の運転種別に応じた停車駅に関する情報と、自列車が各停車駅を発着する時刻と、自列車が各停車駅のどの番線に到着するかを示す情報とを含む。車両情報は、自列車の列車長と、力行／ブレーキ指令に応じた加速度／減速度の特性とを含む。
　次に、図３～図５を参照して、路線情報に含まれる信号展開情報の例について説明する。図３に示すように、信号展開情報は、一例として、閉塞番号と、閉塞境界位置と、信号展開番号とを含む。
　閉塞番号とは、線路上の各閉塞Ｔに対応付けられた番号である。以下では、説明の便宜上、閉塞番号がｎの閉塞Ｔを閉塞Ｔｎとする。閉塞境界位置は、各閉塞Ｔの始端および終端の位置を示す。信号展開番号には、各閉塞Ｔにおける自列車の制限速度の、先行列車の在線位置に応じた全てのパターンが登録されている。
　たとえば、図４は、先行列車が線路上のどの閉塞Ｔにも在線していない場合の、閉塞Ｔ１～Ｔ１２（０～６０００ｍ）における自列車の制限速度の例を示している。この図４に示したグラフは、図３に示した信号展開情報のうち、信号展開番号が「０」の行に登録された各数値に対応している。
　実施形態によるＡＴＯ装置３３は、先行列車から受信した予定情報（図２参照）に基づいて、先行列車が線路上のどの閉塞Ｔにも在線していない時間帯を特定した場合、その時間帯における各閉塞Ｔでの制限速度（図４参照）を、信号展開情報（図３参照）のうち信号展開番号が「０」の行に登録された各数値を参照することにより算出するように構成されている。なお、先行列車は、予定情報を一定周期、駅を出発する際、または予定が変更となった場合などに送信する。
　図５は、先行列車が閉塞Ｔ６（２５００～３０００ｍ）に在線している場合の、各閉塞Ｔにおける自列車の制限速度の例を示している。この図５に示したグラフのうち閉塞Ｔ１～Ｔ６（０～３０００ｍ）における制限速度は、図３に示した信号展開情報の信号展開番号が「１」の行の数値のうち、閉塞番号が１～６の数値にそれぞれ対応している。なお、図５に示したグラフのうち閉塞Ｔ７以降（３０００ｍ以降）の部分は、図４に示したグラフのうち閉塞Ｔ７以降の部分と同様である。
　ここで、図３に示した信号展開情報の信号展開番号が「１」の行のうち閉塞番号が５および６の部分には、それぞれ、「０１」という数値と「０２」という数値が登録されているが、これらは共に制限速度が０であることを表している。より具体的には、「０１」という数値は、その数値に対応する閉塞Ｔ（図３では、閉塞Ｔ５）の１つ先の閉塞Ｔに先行列車が在線しているために制限速度が０になっていることを示し、「０２」という数値は、その数値に対応する閉塞Ｔ（図３では、閉塞Ｔ６）に先行列車が在線しているために制限速度が０になっていることを示す。
　実施形態によるＡＴＯ装置３３は、先行列車から受信した予定情報（図２参照）に基づいて、先行列車が閉塞Ｔ６に在線する時間帯を特定した場合、その時間帯における各閉塞Ｔでの制限速度（図５参照）を、信号展開情報（図３参照）のうち信号展開番号が「１」の行の数値のうち、閉塞番号が１～６の各数値を参照することにより特定するように構成されている。
　図６は、先行列車が閉塞Ｔ７（３０００～３５００ｍ）に在線している場合の、各閉塞Ｔにおける自列車の制限速度の例を示している。この図６に示したグラフのうち閉塞Ｔ２～Ｔ７（５００～３５００ｍ）における制限速度は、図３に示した信号展開情報の信号展開番号が「２」の行の数値のうち、閉塞番号が２～７の数値にそれぞれ対応している。なお、図６に示したグラフのうち走行距離が５００ｋｍ以前（閉塞Ｔ１）の部分は、図４に示したグラフのうち閉塞Ｔ１の部分における各制限速度と同様であり、図６に示したグラフのうち走行距離が３５００ｋｍ以降（閉塞Ｔ８以降）の部分における各制限速度は、図４に示したグラフのうち閉塞Ｔ８以降の部分における各制限速度と同様である。
　実施形態によるＡＴＯ装置３３は、先行列車から受信した予定情報（図２参照）に基づいて、先行列車が閉塞Ｔ７に在線する時間帯を特定した場合、その時間帯における各閉塞Ｔでの制限速度（図６参照）を、信号展開情報（図３参照）のうち信号展開番号が「２」の行の数値のうち、閉塞番号が２～７の各数値を参照することにより特定するように構成されている。
　なお、図３の表の各セルの数値や、図４～図６の縦軸および横軸の数値は、あくまで例示であって、これらの数値に限定されるものではない。
　実施形態によるＡＴＯ装置３３は、上記のように制限速度を算出すると、算出した制限速度に基づいて、次の停車駅までの各閉塞Ｔに進入する各タイミングで自列車の速度が制限速度を超えるのを回避し、かつ次の停車駅までの各閉塞Ｔを最速で走行するための走行計画を作成するように構成されている。そして、ＡＴＯ装置３３は、このように作成した走行計画に基づいて、力行指令およびブレーキ指令を駆動・制動制御装置２０に出力するように構成されている。
　ここで、図７～図１８を参照して、実施形態による走行計画の作成方法についてより詳細に説明する。以下では、自列車が閉塞Ｔ１に位置する駅を出発して閉塞Ｔ８に位置する駅に停車する例について説明する。
　実施形態によるＡＴＯ装置３３は、自列車がある閉塞Ｔｎから次の閉塞Ｔｎ＋１に進入するタイミングτで次の閉塞Ｔｎ＋１における制限速度が第１速度から第２速度に変化する場合、そのタイミングτでの走行計画上の自列車の速度が第２速度以下になるように走行計画を作成または修正し、タイミングτで次の閉塞Ｔｎ＋１における制限速度が第１速度のまま変化しない場合、タイミングτでの走行計画上の自列車の速度が第１速度以下になるように走行計画を作成または修正するという処理を、次の停車駅までの各閉塞Ｔについて繰り返すことにより、次の停車駅までの走行計画を作成するように構成されている。
　たとえば、図７に示すように、先行列車が閉塞Ｔ８に在線していることに起因して、自列車が閉塞Ｔ５に進入するタイミングτ１での制限速度が折れ線ｌ１のようになっている場合、ＡＴＯ装置３３は、まず、閉塞Ｔ４以前の各閉塞を制限速度以下でかつ最速で走行するための最速走行計画、すなわち折れ線ｌ２に示すような最速走行計画を作成する。このタイミングτ１では閉塞Ｔ５の制限速度が変化しないものとすると、タイミングτ１での最速走行計画上の自列車の速度は、タイミングτ１での閉塞Ｔ５における制限速度よりも大きくなっている。そこで、ＡＴＯ装置３３は、タイミングτ１での自列車の速度がタイミングτ１での閉塞Ｔ５における制限速度以下になるように、閉塞Ｔ４以前の最速走行計画を、以下のように修正する。
　まず、ＡＴＯ装置３３は、図８に示すように、図７に示した最速走行計画に含まれる定速部分を、終端側の部分から順に（図８の一点鎖線参照）、惰行部分に置き換える。なお、ここでは図示していないが、最速走行計画に力行部分が含まれている場合には、ＡＴＯ装置３３は、力行部分も、終端側の部分から順に惰行部分に置き換える。ここで置き換える力行部分は、既に１度力行した自列車が再度力行することを示す再力行部分であり、駅出発時における力行部分を含まない。これは、駅出発時における力行部分を惰行部分に置き換えると、自列車が駅出発時からゆっくり走行することになるので、後続列車との間の距離が縮まりやすくなり、後続列車の走行に影響を与えることになるからである。
　定速部分の全てを上記のように惰行部分に置き換えても、閉塞Ｔ６に進入する際の自列車の速度が制限速度よりも大きい場合、ＡＴＯ装置３３は、図９に示すように、惰行部分を、終端側から順に減速部分に置き換える。そして、ＡＴＯ装置３３は、惰行部分を減速部分に置き換えることにより、閉塞Ｔ６に進入する際の自列車の速度が制限速度以下になるような走行計画、すなわち図１０の折れ線ｌ３に示すような走行計画を作成することができた場合、その走行計画を、閉塞Ｔ４以前の走行計画として採用する。
　上記のように閉塞Ｔ４以前の走行計画を作成した場合、ＡＴＯ装置３３は、図１１に示すように、既に作成した閉塞Ｔ４以前の走行計画に、次の閉塞Ｔ５を制限速度以下でかつ最速で走行するための最速走行計画を追加したものを、閉塞Ｔ５以前の走行計画（図１１に示した定速部分を含む折れ線ｌ４参照）として作成する。そして、自列車が図１１に示す走行計画に沿って閉塞Ｔ６に進入するタイミングτ２では閉塞Ｔ６の制限速度が変化しないものとすると、ＡＴＯ装置３３は、上記図７～図９に示した場合と同様に、図１１に示す走行計画のうちの定速部分を惰行部分に置き換え（図１２参照）、惰行部分を減速部分に置き換える（図１３参照）。
　ここで、自列車が図１３に示した走行計画に沿って閉塞Ｔ６に進入するタイミングτ３で先行列車の在線位置が閉塞Ｔ８から閉塞Ｔ９に変化することにより、各閉塞Ｔにおける制限速度が、図１３の折れ線ｌ１に示す制限速度から、図１４の折れ線ｌ５に示す制限速度に変化したものとする。この場合、図１４に示すように、自列車が閉塞Ｔ６に進入する際の速度は、閉塞Ｔ６における制限速度よりも小さくなるので、ＡＴＯ装置３３は、図１３に示す置き換え（惰行部分から減速部分への置き換え）を停止する。
　そして、ＡＴＯ装置３３は、上記の手順（図１１～図１３参照）と同様の手順により、ここまでに作成した閉塞Ｔ５以前の走行計画（図１４の折れ線ｌ６参照）に、次の閉塞Ｔ６を制限速度以下でかつ最速で走行する走行計画を加えたものを、閉塞Ｔ６以前の走行計画（図１５の直線ｌ７参照）として作成する。なお、各閉塞Ｔにおける制限速度が変化するタイミングは、上記図２に示したような予定情報に基づいて算出される。
　そして、ＡＴＯ装置３３は、次の停車駅までの残りの閉塞Ｔ７およびＴ８における走行計画も、上記と同様の手順で作成する。なお、図１６の折れ線ｌ８は、先行列車が図１５の位置からさらに移動することにより変化した各閉塞Ｔにおける制限速度を示し、図１６の折れ線ｌ９は、閉塞Ｔ７以前の走行計画を示す。また、図１７の折れ線ｌ１０は、先行列車が図１６の位置からさらに移動することにより変化した各閉塞Ｔにおける制限速度を示し、図１７の折れ線ｌ１１は、閉塞Ｔ８以前の走行計画を示す。以上により、自列車が閉塞Ｔ１に位置する駅を出発して閉塞Ｔ８に位置する駅に停車するまでの走行計画が作成される。
　なお、先行列車が全く存在しない場合などには、自列車が閉塞Ｔ１に位置する駅を出発して閉塞Ｔ８に位置する駅に停車するまでの間、自列車が先行列車の存在に起因する制限速度の影響を受けないことがある。この場合、ＡＴＯ装置３３は、先行列車の存在に起因する制限速度がどのタイミングで変化するかを考慮する必要がないので、上記図２に示したような予定情報を用いずに、記憶部３５から読み出した信号展開情報（図３参照）に登録された制限速度の最大値などに基づいて、閉塞Ｔ１から閉塞Ｔ８までを運行計画通りの時間で走行するための走行計画（図１８の折れ線ｌ１２参照）を作成する。
　なお、実施形態によるＡＴＯ装置３３は、上記のように走行計画を作成した場合、作成した走行計画と、計時部３４により計時される現在時刻とに基づいて、自列車の予定情報（自列車が線路上の各閉塞Ｔを進出する予定の各時刻を示す情報）を算出するように構成されている。そして、ＡＴＯ装置３３は、このように算出した自列車の予定情報を、通信装置１０を介して後続列車に送信するように構成されている。
　次に、図１９を参照して、実施形態による列車制御装置３０が走行計画を作成する際に実行する処理の一例について説明する。
　実施形態では、図１９に示すように、ＡＴＯ装置３３は、まず、ステップＳ１において、自列車が次の停車駅まで走行する際の各閉塞Ｔにおける制限速度を算出する。より具体的には、ＡＴＯ装置３３は、通信装置１０により受信された予定情報と、速度・位置検出部３１により検出された自列車の速度および位置を示す情報と、記憶部３５に記憶された信号展開情報と、ＡＴＣ車上装置３２により受信された信号現示情報と、計時部３４により計時される現在時刻とに基づいて、先行列車が各閉塞Ｔを進出する予定の各予定時刻での各閉塞Ｔにおける制限速度を算出する。そして、ステップＳ２に処理が進む。
　次に、ステップＳ２において、ＡＴＯ装置３３は、ステップＳ１において算出された制限速度に基づいて、次の閉塞Ｔにおける最速走行計画を作成する。そして、ステップＳ３に処理が進む。
　次に、ステップＳ３において、ＡＴＯ装置３３は、次の閉塞Ｔに次の停車駅が存在するか否かを判断する。
　ステップＳ３において、次の閉塞Ｔに次の停車駅が存在すると判断された場合には、ステップＳ４に処理が進む。そして、ステップＳ４において、ＡＴＯ装置３３は、ここまでに作成した走行計画に沿って自列車を走行させても各閉塞Ｔにおける制限速度を超えることがないか否かを判断する。
　ステップＳ４において、制限速度を超えることがないと判断された場合には、ステップＳ５に処理が進む。そして、ステップＳ５において、ＡＴＯ装置３３は、ステップＳ２において作成された最速走行計画に基づいて、運行計画通りの停車時刻に次の停車駅に到着するような走行計画を作成する。そして、処理が終了する。
　なお、ステップＳ４において、制限速度を超えることがあると判断された場合、すなわち、ここまでに作成した走行計画に沿って自列車を走行させると、ある閉塞Ｔにおいて自列車の速度が制限速度を超えてしまう場合には、次の停車駅までの走行計画が作成されず、そのまま処理が終了する。
　ここで、ステップＳ３において、次の閉塞Ｔに次の停車駅が存在しないと判断された場合には、ステップＳ６に処理が進む。そして、ステップＳ６において、ＡＴＯ装置３３は、次の閉塞Ｔに進入するタイミングでの走行計画上の自列車の速度が、そのタイミングでの次の閉塞Ｔにおける制限速度を超えるか否かを判断する。
　ステップＳ６において、自列車の速度が制限速度を超えない、すなわち制限速度以下であると判断された場合には、ステップＳ２に処理が戻る。また、ステップＳ６において、自列車の速度が制限速度を超えると判断された場合には、ステップＳ７に処理が進む。
　ステップＳ７において、ＡＴＯ装置３３は、次の閉塞Ｔの１つ前の閉塞Ｔにおける走行計画の中に、自列車が定速で走行することを示す定速部分が存在するか否かを判断する。
　ステップＳ７において、定速部分が存在すると判断された場合には、ステップＳ８に処理が進む。そして、ステップＳ８において、ＡＴＯ装置３３は、定速部分の終端側の部分を、自列車が惰行することを示す惰行部分に置き換えることにより、ここまでに作成した走行計画を修正する。そして、ステップＳ６に処理が戻る。
　一方、ステップＳ７において、定速部分が存在しないと判断された場合には、ステップＳ９に処理が進む。そして、ステップＳ９において、ＡＴＯ装置３３は、１つ前の閉塞Ｔにおける走行計画の中に、既に１回以上力行した自列車が再度力行することを示す再力行部分が存在するか否かを判断する。
　ステップＳ９において、再力行部分が存在すると判断された場合には、ステップＳ１０に処理が進む。そして、ステップＳ１０において、ＡＴＯ装置３３は、再力行部分の終端側の部分を惰行部分に置き換えることにより、ここまでに作成した走行計画を修正する。そして、ステップＳ６に処理が戻る。
　ステップＳ９において、再力行部分が存在しないと判断された場合には、ステップＳ１１に処理が進む。この場合、１つ前の閉塞Ｔにおける走行計画の中には、惰行部分か、または自列車が減速することを示す減速部分しか存在しないことになるので、ＡＴＯ装置３３は、ステップＳ１１において、惰行部分の終端側の部分を減速部分に置き換えることにより、ここまでに作成した走行計画を修正する。そして、ステップＳ６に処理が戻る。
　以上説明したように、実施形態による記憶部３５には、先行列車が各閉塞Ｔを進出する予定の各予定時刻での各閉塞Ｔにおける自列車の制限速度を算出するための信号展開情報（図３参照）が記憶されている。また、実施形態によるＡＴＯ装置３３は、上記の各予定時刻を示す予定情報（図２参照）を通信装置１０を介して先行列車から取得し、予定情報および信号展開情報に基づいて各予定時刻での各閉塞Ｔにおける自列車の制限速度を算出し、制限速度に基づいて、自列車が次の停車駅までの各閉塞Ｔに進入する各タイミングで自列車の速度が制限速度を超えるのを回避し、かつ次の停車駅までの各閉塞Ｔを最速で走行するための走行計画を作成し、走行計画に基づいて自列車を制御するように構成されている。これにより、自列車が次の停車駅までの各閉塞Ｔに進入する各タイミングで自列車の速度が制限速度を超えるのを回避しながら、自列車を次の停車駅まで最速で走行させることができるので、後続列車への影響を最小限に抑えながら自列車をスムーズに走行させることができる。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、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。上記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、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。

Claims (5)

  1. 　複数の閉塞それぞれに対応し、少なくとも１つ前の先行列車が在線する閉塞に基づいて定まる複数の制限速度情報を記憶する記憶部と、
    　前記少なくとも１つ前の先行列車が各閉塞を進出する時間を示す予定情報を取得する取得手段と、
    　制御部と、を備え、
    　この制御部は、
    　　前記取得した予定情報と前記複数の制限速度情報とに基づいて、自列車の進行に伴う各閉塞での制限速度を求め、
    　　この求めた制限速度を利用して自列車の走行計画を作成する
    ことを特徴とする列車制御装置。
  2. 　前記制御部は、自列車が次の閉塞に進入するタイミングにおいて、前記取得した予定情報と前記複数の制限速度情報とに基づいた各閉塞の制限速度を求めることを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。
  3. 　前記制御部は、前記タイミングを、前記作成した走行計画に従って自列車を走行させたときに次の閉塞に進入する時間に基づいて定めることを特徴とする請求項２に記載の列車制御装置。
  4. 　前記走行計画は、自列車が停車している駅を出発してから次駅に停車するまでの計画であることを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。
  5. 　前記制御部は、前記走行計画に基づいて自列車を走行させた場合に、各閉塞を進出するときの時間を含む予定情報を作成し、この作成した予定情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。
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