WO2017195312A1 - 車上装置及び列車占有範囲算出方法 - Google Patents

Abstract

地上子との位置補正用通信による走行位置の補正がなされない場合であっても、安全性の高い列車運行を実現し得る技術を提供すること。車上装置は、地上子４０Ａの設置位置を通過しても当該地上子４０との位置補正用通信が行われていない、つまり検知不良が発生したと判定すると、前方余裕距離及び後方余裕距離を増加させることで、列車占有範囲を拡大する。拡大した列車占有範囲は、次の地上子４０Ｂとの位置補正用通信を行った、つまり検知がなされたと判定できた場合に、拡大前の列車占有範囲に戻される。

Description

車上装置及び列車占有範囲算出方法

　本発明は、車上装置等に関する。

　地上・車上間の通信手段として無線通信を用いた無線列車制御システムの開発が進んでいる。無線列車制御システムでは、地上側設備のコスト削減のため、車上装置において自列車の走行位置を算出し、地上側へ通知している。車上装置における走行位置の算出は、車軸に設けた速度発電機（ＴＧ：タコジェネレータ）やＰＧ（パルスジェネレータ）といった回転検知装置が出力する車輪の回転に応じた回転検知信号に基づいて行っている。このような回転検知信号に基づく走行位置の算出には、車輪の摩耗や空転滑走等による誤差の問題がある。このため、軌道に位置補正用の地上子を設置し、列車が地上子を通過する際に、車上装置で算出している走行位置を、通過した地上子に対応付けられている設置位置で補正する方法が一般的に行われている（例えば、特許文献１参照）。

実開平４－１０８４７９号公報

　しかしながら、車上装置の故障や地上子の故障、或いは、単なる通信失敗といった様々な要因によって、地上子を通過したけれども走行位置が補正されないといった事態が起こり得る。走行位置の誤りは、列車衝突といった事故につながり非常に危険である。

　他方、１回の通信失敗によって走行位置が補正されない場合に即座に列車を停止させることは厳格に過ぎ、列車運行に支障が生じかねない。

　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、地上子との位置補正用通信による走行位置の補正がなされない場合であっても、安全性の高い列車運行を実現し得る技術を提供することである。

　上記課題を解決するための第１の発明は、
　軌道を走行する列車に搭載され、前記列車が存在する可能性のある列車占有範囲を算出する車上装置であって、
　前記列車には、車軸又は車輪の回転に応じた回転検知信号を出力する回転検知装置と、前記軌道に沿って設置された位置補正用の地上子の設置位置を通過する際に、当該地上子と所定の位置補正用通信を行う通信装置とが設けられており、
　前記回転検知信号に基づいて前記列車の走行位置を算出することと、
　前記位置補正用通信が行われたことを検知することと、
　前記検知がなされた場合に前記位置補正用通信に基づいて前記走行位置を補正することと、
　次に検知予定の地上子を検知したか否かを判定するための検知範囲を設定することと、
　前記走行位置を基準にした所与の範囲長の範囲を前記列車占有範囲として決定することであって、次に検知予定の地上子に係る前記検知がなされない状態で、前記走行位置が前記検知範囲を進出した場合（以下、この場合を「検知不良」という）、前記範囲長を拡大させて前記列車占有範囲を決定することと、
　を実行する車上装置である。

　また、他の発明として
　軌道を走行する列車に搭載された車上装置が、前記列車が存在する可能性のある列車占有範囲を算出する列車占有範囲算出方法であって、
　前記列車には、車軸又は車輪の回転に応じた回転検知信号を出力する回転検知装置と、前記軌道に沿って設置された位置補正用の地上子の設置位置を通過する際に、当該地上子と所定の位置補正用通信を行う通信装置とが設けられており、
　前記回転検知信号に基づいて前記列車の走行位置を算出することと、
　前記位置補正用通信が行われたことを検知することと、
　前記検知がなされた場合に前記位置補正用通信に基づいて前記走行位置を補正することと、
　次に検知予定の地上子を検知したか否かを判定するための検知範囲を設定することと、
　前記走行位置を基準にした所与の範囲長の範囲を前記列車占有範囲として決定することであって、次に検知予定の地上子に係る前記検知がなされない状態で、前記走行位置が前記検知範囲を進出した場合（以下、この場合を「検知不良」という）、前記範囲長を拡大させて前記列車占有範囲を決定することと、
　を含む列車占有範囲算出方法を構成しても良い。

　この第１の発明等によれば、地上子の設置位置を通過しても当該地上子との位置補正用通信が行われていない、つまり当該地上子に基づく走行位置の補正がなされない検知不良が生じた場合であっても、安全性の高い列車運行を担保することが可能となる。つまり、検知不良が生じた場合、そのまま走行を継続すると、走行に伴って誤差が更に増大し得る。列車制御では、各列車の位置は、列車が存在する可能性のある軌道上の範囲である列車占有範囲を用いている。本発明によれば、検知不良が生じた場合、走行位置に含まれる誤差を見込んで列車占有範囲を拡大するため、安全性を担保した列車運行が実現できるのである。

　第２の発明は、第１の発明の車上装置であって、
　前記設定することは、前記検知範囲として、第１の検知範囲と、当該第１の検知範囲よりも内方に範囲限界が位置する第２の検知範囲とを設定することを含み、
　前記決定することは、
　前記走行位置が前記第１の検知範囲を進出した場合に前記検知不良とし、
　前記走行位置が前記第２の検知範囲を進出した場合に前記範囲長を拡大させて前記列車占有範囲を決定する、
　車上装置である。

　第３の発明は、第２の発明の車上装置であって、
　前記第１の検知範囲を設定することは、前記地上子の設置位置を記憶した記憶部から、次に検知予定の地上子の設置位置を選択し、当該選択した設置位置を含むように前記第１の検知範囲を設定することであり、
　前記第２の検知範囲を設定することは、最後に前記検知がなされた時点の走行位置から所定の閾値距離までの範囲を前記第２の検知範囲として設定することである、
　車上装置である。

　第４の発明は、第１の発明の車上装置であって、
　前記検知範囲を設定することは、前記地上子の設置位置を記憶した記憶部から、次に検知予定の地上子の設置位置を選択し、当該選択した設置位置を含むように前記検知範囲を設定することである、
　車上装置である。

　第５の発明は、第１～第４の何れかの発明の車上装置であって、
　前記決定することは、前記検知不良の連続回数に応じて前記範囲長を段階的に拡大させることを含む、
　車上装置である。

　この第５の発明によれば、検知不良の連続回数に応じて列車占有範囲の範囲長を段階的に拡大させることで、列車運行に係るより高い安全性を担保することが可能となる。地上子との位置補正通信が行われずに走行位置の補正がなされない場合、走行距離が伸びるにつれて走行位置に含まれる誤差が増大し得るからである。

　第６の発明は、第１～第４の何れかの発明の車上装置であって、
　前記決定することは、前記検知不良の場合、最後に前記検知がなされてからの前記走行位置に基づく走行距離に応じて前記範囲長の拡大量を変更させることを含む、
　車上装置である。

　この第６の発明によれば、検知不良が生じた場合に、最後に地上子の検知がなされてからの走行位置に基づく走行距離に応じて範囲長の拡大量を変更することで、列車運行に係る安全性を担保することが可能となる。地上子との位置補正通信が行われずに走行位置の補正がなされない場合、走行距離が伸びるにつれて走行位置に含まれる誤差が増大し得るからである。

　第７の発明は、第１～第６の何れかの発明の車上装置であって、
　前記補正する際の前記走行位置の誤差が、所定の閾値以上の場合に、所定の報知を行うこと、
　を更に実行する車上装置である。

　この第７の発明によれば、走行位置の誤差が所定の閾値以上の場合、車上装置における走行位置の算出に誤りが生じていると考えられるため、例えば地上側へ走行位置が誤っている旨を報知することで、地上側において、列車から通知される走行位置が誤っている前提で何らかの対処を行うといったことが可能となる。また、例えば運転台に報知することで、運転士に、運転している列車の走行位置の誤差が大きくなっていることを知らしめ、運転上の注意を喚起することが可能となる。

列車制御システムの全体構成図。 列車占有範囲の説明図。 検知不良の判定手法の説明図。 検知不良による列車占有範囲の拡大の説明図。 連続した検知不良による列車占有範囲の拡大の説明図。 車上装置の機能構成図。 地上子検知データのデータ構成例。 地上子ＤＢのデータ構成例。 余裕距離テーブルのデータ構成例。 車上制御処理のフローチャート。 走行距離に応じた列車占有範囲の拡大の説明図。 検知範囲の他の設定例。

［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の概略構成図である。図１に示すように、無線列車制御システム１は、軌道Ｒを走行する列車２０に搭載される車上装置３０と、地上装置１０と、を備えて構成される。車上装置３０と地上装置１０とは、所定の無線通信網を介した無線通信が可能となっている。無線通信網は、軌道Ｒに沿って通信エリアが途切れることなく連続するように構成され、例えば、軌道Ｒに沿って複数の無線基地局１２を設置して構成しても良いし、或いは、軌道Ｒに沿ってループアンテナや漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）を敷設して構成しても良い。また、軌道Ｒに沿って、位置補正用の地上子４０が設置されている。

　車上装置３０は、パルスジェネレータ（以下、「ＰＧ」という）の速度パルスをもとに、自列車の走行位置及び走行速度を算出する。ＰＧは、回転検知装置の一種であり、当該装置が取り付けられた車軸又は車輪の回転の周波数に応じた回転検知信号である速度パルスを出力する。また、地上子４０を通過する際に、当該地上子４０に対応付けられた絶対位置で走行位置を補正する。また、車上装置３０は、自列車の列車ＩＤや走行位置、走行速度を含む走行情報を地上装置１０へ送信する。そして、地上装置１０から送信されてくる制御情報に基づき、自列車の走行（速度）を制御する。

　地上装置１０は、例えば中央司令所等に設置され、無線通信網を介して車上装置３０と無線通信を行って、軌道Ｒ上の各列車２０の制御を行う。具体的には、車上装置３０から送信される走行情報に基づく各列車２０の位置の情報（在線情報）や、連動装置（不図示）から得られる進路情報等をもとに、各列車２０に対する制御情報を生成し、該当する車上装置３０へ送信する。

［原理］
（Ａ）列車占有範囲
　車上装置３０において算出する走行位置は、自列車の所定部分（例えば、先頭車両の先端部）の位置である。車上装置３０から地上装置１０へは、この走行位置に基づき決定される列車２０が存在する可能性のある列車占有範囲が、自列車２０の位置情報として送信される。

　図２は、列車占有範囲を説明する図である。列車占有範囲は、列車長Ｌｔに、ＰＧによる計測誤差を見込んだ範囲として決定される。すなわち、列車２０の先頭車両の先端部の位置（先頭位置）Ｐｈから、最後尾車両の後端部の位置（最後尾位置）Ｐｒまでが列車長Ｌｔである。つまり、走行位置から先頭位置Ｐｈを求め、この先頭位置Ｐｔから列車長Ｌｔだけ後方の位置を、最後尾位置Ｐｒとする。そして、先頭位置Ｐｈから前方余裕距離Ｌｄｈだけ前方の先端位置Ｐｔｈから、最後尾位置Ｐｒから後方余裕距離Ｌｄｒだけ後方の後端位置Ｐｔｒまでが、列車占有範囲である。列車占有範囲を示す情報としては、例えば先端位置Ｐｔｈ及び後端位置Ｐｔｒが、車上装置３０から地上装置１０へ送信される。

（Ｂ）走行位置の補正
　車上装置３０は、ＰＧの速度パルスに基づいて算出した走行位置には誤差が含まれるため、地上子４０の設置位置を通過する際に当該地上子４０と所定の位置補正用通信を行うことで、算出している走行位置を補正する。位置補正用通信はいわゆる近距離無線通信である。以下、地上子４０を通過する際に当該地上子４０と位置補正用通信を行ったことを、当該地上子を「検知した」という。

（Ｃ）検知不良の判定
　地上子４０の設置位置を通過する際に当該地上子４０との位置補正用通信を行えなかった場合（以下、この場合を「検知不良」という）、走行位置の補正がなされないため、走行位置の信頼性が低下する。地上子４０の検知不良となる原因には、
（イ）車上子を含む車上装置３０側の不具合、
（ロ）地上子４０側の不具合、
（ハ）車上装置３０及び地上子４０はともに正常であり、単なる無線通信の失敗、
　が考えられる。

　先ず、車上装置３０が検知不良をどのように判定するかについて説明する。図３は、検知不良の判定手法を説明する図である。車上装置３０は、軌道Ｒに沿って設置された地上子４０それぞれの設置位置を対応付けた地上子ＤＢ３１０を予め記憶している。車上装置３０は、ＰＧに基づいて算出した現在の走行位置Ｌから、この地上子ＤＢ３１０を参照して、次に検知予定の地上子４０Ｂを選択する。次いで、選択した次の検知予定の地上子４０Ｂの設置位置Ｐから所定距離Ｄだけ前方の位置を検知限度位置Ｌｍとする。設置位置Ｐは誤差の無い絶対位置であるため、検知限度位置Ｌｍも誤差の無い絶対位置である。一方、走行位置Ｌは、車上装置３０が算出している位置であり、誤差を含む。所定距離Ｄは、車上装置３０による算出誤差を見込んで定められる。続いて、現在の走行位置Ｌから検知限度位置Ｌｍまでを、次の検知予定の地上子４０Ｂを検知し得る範囲（以下「検知範囲」という）として設定する。そして、次の検知予定の地上子４０Ｂと位置補正用通信を行わないまま、検知範囲を進出する（すなわち、走行位置Ｌが次の検知予定の地上子４０Ｂの検知限度位置Ｌｍを越える）と、次の検知予定の地上子４０Ｂを検知不良と判定する。

（Ｄ）検知不良による列車占有範囲の拡大
　車上装置３０は検知不良が生じたと判定した場合、算出している走行位置に含まれる誤差への対処として、列車占有範囲を拡大する。

　図４は、検知不良に伴う列車占有範囲の拡大を説明する図である。図４（ａ）に示すように、列車２０が、次の検知予定の地上子４０Ａを通過したが位置補正用通信が行われず、検知不良と判定した場合には、図４（ｂ）に示すように、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後方余裕距離Ｌｄｒを増加することで、列車２０の列車占有範囲を拡大する。この時点では、地上子４０Ａの検知不良が、（イ）車上装置３０側の不具合、（ロ）地上子４０Ａ側の不具合、（ハ）通信失敗、の何れであるかは判断できない。但し、走行位置の補正が行われておらず誤差が含まれ得るため、列車占有範囲を拡大するとともに、地上子４０Ａに関する検知不良が生じた旨を、乗務員や地上装置１０へ報知する。

　続いて、列車２０が更に走行し、図４（ｃ）に示すように、次の検知予定の地上子４０Ｂを検知すると、図４（ｄ）に示すように、列車２０の列車占有範囲を、拡大前の範囲長に戻す。この時点で、地上子４０Ａに関する検知不良は、（イ）車上装置３０側の不具合ではなく、（ロ）地上子４０Ａ側の不具合、或いは、（ハ）通信失敗であると推定される。

（Ｅ）検知不良の連続
　また、連続して地上子４０の検知不良を判定した場合には、検知不良の連続回数に応じて列車占有範囲を段階的に拡大する。

　図５は、検知不良の連続に伴う列車占有範囲の拡大を説明する図である。図５（ａ）に示すように、列車２０が地上子４０Ａに関する検知不良が生じたと判定すると、列車占有範囲を拡大する。列車２０が更に走行し、図５（ｂ）に示すように、次の地上子４０Ｂについても検知不良が生じたと判定すると、図５（ｃ）に示すように、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後方余裕距離Ｌｄｒを更に増加させることで、列車占有範囲を更に拡大する。また、連続して検知不良と判定した連続回数が所定回数（図５では２回）に達したことで、車上装置３０に不具合がある旨を地上装置１０へ報知するとともに、非常ブレーキを作動させて列車２０を緊急停止させる。

　つまり、検知不良が生じた連続回数が所定回数に達した場合には、（イ）車上装置３０側の不具合、によって検知不良となっていると推定されるためである。また、検知不良が生じている間の走行距離が長くなれば長くなるほど、車上装置３０において算出している走行位置に含まれる誤差が増加し得るため、連続して検知不良と判定する毎に列車占有範囲を段階的に拡大している。

［機能構成］
　図６は、車上装置３０の機能構成図である。図６に示すように、車上装置３０は、操作入力部１０２と、表示部１０４と、通信部１０６と、時計部１０８と、処理部２００と、記憶部３００とを備えて構成される一種のコンピュータである。

　操作入力部１０２は、例えばキーボードやタッチパネル、各種スイッチ、各種センサ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処理部２００に出力する。表示部１０４は、例えばＬＥＤや小型液晶ディスプレイ等の表示装置で実現され、処理部２００からの表示信号に基づく各種表示を行う。通信部１０６は、無線通信モジュール等によって構成され、電波の届く無線基地局１２に接続することで無線通信網を介して地上装置１０を含む外部装置との無線通信を行う。時計部１０８は、水晶発振器等を有する発振回路によって構成され、計時した現在時刻や、指定タイミングからの経過時間等の時間信号を処理部２００に出力する。

　処理部２００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置で実現され、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ、通信部１０６を介した受信データ等にもとづいて、車上装置３０の全体制御を行う。また、処理部２００は、位置速度算出部２０２と、地上子検知部２０４と、位置補正部２０６と、位置誤差検知部２０８と、検知不良判定部２１０と、異常時制御部２１２と、列車占有範囲算出部２１４と、走行制御部２１６と、を機能部として有する。これらの機能部は、処理部２００が車上制御プログラム３０２を実行することでソフトウェア的に実現されるものでもよいし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の電子回路によって実現されるものでもよい。

　位置速度算出部２０２は、ＰＧ２２が出力する速度パルスをもとに、自列車の走行速度Ｖ及び走行位置Ｌを算出する。算出した走行速度Ｖ及び走行位置Ｌは、位置速度データ３０４として随時更新記憶される。

　地上子検知部２０４は、地上子４０の設置位置を通過した際に、車上子２４を介して、当該地上子４０と位置補正用通信を行う。位置補正用通信が行われることで、通信対象の地上子４０に関しては「検知した」こととなる。地上子検知部２０４は、位置補正用通信を行って地上子４０から当該地上子４０の地上子ＩＤを受信することで、通信対象の地上子４０を特定することができる。

　地上子４０との位置補正用通信に関する結果は、地上子検知データ３１４として記憶される。図７は、地上子検知データ３１４のデータ構成の一例を示す図である。図７によれば、地上子検知データ３１４は、地上子４０それぞれについて、地上子ＩＤと、検知時の走行位置と、検知済みフラグとを対応付けて格納している。検知時の走行位置とは、位置補正用通信を行った際の走行位置、つまり、位置補正を行う前の走行位置Ｌである。検知済みフラグは、対応する地上子４０を検知したかを示すフラグである。

　位置補正部２０６は、地上子検知部２０４による地上子４０との位置補正用通信に基づいて走行位置Ｌを補正する。具体的には、地上子ＤＢ３１０を参照して、位置補正用通信によって取得した地上子ＩＤに対応付けられている地上子４０の設置位置で、走行位置Ｌを更新する。

　図８は、地上子ＤＢ３１０のデータ構成の一例を示す図である。図８によれば、地上子ＤＢ３１０は、軌道Ｒに沿って設置されている地上子４０それぞれについて、地上子ＩＤと、設置位置とを対応付けて格納している。

　位置誤差検知部２０８は、地上子４０と位置補正用通信を行った際に、その時点での走行位置（すなわち、位置補正部２０６による補正前の走行位置Ｌ）と、当該地上子４０の設置位置との誤差を算出する。そして、この位置誤差が、許容できない程の誤差であることを示す所定の閾値以上である場合に、車上装置３０における走行位置の算出に不具合が生じていると判断し、位置算出に不具合が発生した旨の異常検知情報を地上装置１０へ送信するとともに、非常ブレーキ２８を作動させて自列車を緊急停止させる。

　検知不良判定部２１０は、検知不良を判定する。具体的には、自列車の現在の走行位置Ｌをもとに、地上子ＤＢ３１０を参照して、次に検知予定の地上子４０及びその設置位置を選択する。次いで、選択した次の検知予定の地上子４０の設置位置から所定距離Ｄだけ前方の位置を検知限度位置Ｌｍとして決定し、自列車の現在の走行位置Ｌからこの検知限度位置Ｌｍまでを検知範囲として設定する。そして、次の検知予定の地上子４０との位置補正用通信が行われることなく、自列車の走行位置Ｌが検知範囲を進出したならば、検知予定だった地上子４０に関する検知ができず、検知不良であったと判定し、検知不良連続回数を「１」加算した値に更新する。一方、検知範囲を進出する前に、次の検知予定の地上子４０との位置補正用通信が行われたならば、検知不良連続回数を「０」に更新する。次の検知予定の地上子４０及びその検知範囲については、検知予定地上子データ３１２として随時更新・記憶される。

　異常時制御部２１２は、検知不良判定部２１０によって検知不良が判定された場合に、例えば表示部１０４に所定のメッセージ表示を行うことで、その旨を自列車の乗務員に向けて報知する。また、検知不良連続回数が所定回数（例えば、２回でもよいし３回でもよい）に達した場合に、車上装置３０に不具合が発生した旨の異常検知情報を地上装置１０へ送信するとともに、非常ブレーキ２８を作動させて自列車を緊急停止させる。

　列車占有範囲算出部２１４は、位置速度算出部２０２によって算出された自列車の走行位置Ｌに基づいて、列車占有範囲を算出する。具体的には、走行位置Ｌをもとに、自列車の先頭位置Ｐｈ及び最後尾位置Ｐｒを決定する。また、余裕距離テーブル３０６を参照し、検知不良連続回数に応じた前方余裕距離Ｌｄｈ及び後方余裕距離Ｌｄｒを決定する。そして、最後尾位置Ｐｒから後方余裕距離Ｌｄｒだけ後方の後端位置Ｐｔｒから、先頭位置Ｐｈから前方余裕距離Ｌｄｈだけ前方の先端位置Ｐｔｈまでの範囲を、列車占有範囲として算出する。算出した列車占有範囲は、列車占有範囲データ３０８として更新記憶される。

　図９は、余裕距離テーブル３０６のデータ構成の一例を示す図である。図９によれば、余裕距離テーブル３０６は、検知不良連続回数それぞれに、前方余裕距離と、後方余裕距離とを対応付けて格納している。検知不良連続回数が多いほど、前方余裕距離及び後方余裕距離が長くなるように定められている。すなわち、検知不良の連続回数に応じて列車占有範囲が段階的に拡大されることとなり、その拡大量は、最後に検知がなされてからの走行距離に応じて大きくなるように変更される。

　走行制御部２１６は、地上装置１０から受信した制御情報３１６をもとに、自列車の走行速度を制御する。具体的には、例えば、線路条件や自列車や走行性能等をもとに、制御情報３１６にて指定された停止目標に停止させるための速度照査パターンを作成する。そして、速度照査パターンで定められる現在の走行位置に対応する照査速度と、自列車の現在の走行位置とを比較し、走行速度が照査速度より高い場合には、常用ブレーキ２６を作動させて自列車を減速させる。

［処理の流れ］
　図１０は、車上装置３０における車上制御処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、処理部２００が車上制御プログラムを実行することで実現される。

　先ず、初期設定として、検知不良連続回数を「０」に設定する（ステップＳ１）。次いで、検知不良判定部２１０が、地上子ＤＢ３１０を参照して、次に検知予定の地上子４０を選択し、この地上子４０の設置位置を含む検知範囲を設定する（ステップＳ３）。

　そして、地上子検知部２０４が地上子４０を検知し（ステップＳ５：ＹＥＳ）、その検知した地上子４０が、次に検知予定の地上子４０（ステップＳ７：ＹＥＳ）、或いは、前回の検知予定の地上子４０ならば（ステップＳ７：ＮＯ～ステップＳ９：ＹＥＳ）、位置補正部２０６が、地上子４０との位置補正用通信をもとに、走行位置を補正する（ステップＳ１１）。

　次いで、位置誤差検知部２０８が、補正前の走行位置（すなわち、地上子４０を検知した時点の走行位置）と、検知した地上子４０の設置位置との誤差を算出し（ステップＳ１３）、算出した位置誤差が所定の閾値以下ならば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、検知不良連続回数を「０」に更新する（ステップＳ２１）。その後、検知不良連続回数（この場合、「０」）に応じて、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後方余裕距離Ｌｄｒを決定し（ステップＳ３５）、走行位置をもとに、列車占有範囲を算出する（ステップＳ３７）。

　一方、位置誤差が閾値を超えるならば（ステップＳ１５：ＮＯ）、非常ブレーキを作動させて自列車を緊急停止させるとともに（ステップＳ１７）、位置算出に不具合が発生した旨の異常信号を地上装置１０へ送信する（ステップＳ１９）。

　また、検知した地上子４０が、次に検知予定の地上子４０でもなく（ステップＳ７：ＮＯ）、前回の検知予定の地上子４０でもないならば（ステップＳ９：ＮＯ）、非常ブレーキを作動させて自列車を緊急停止させるとともに（ステップＳ１７）、位置算出に不具合が発生した旨の異常信号を地上装置１０へ送信する（ステップＳ１９）。

　また、地上子４０を検知することなく（ステップＳ５：ＮＯ）、検知範囲を進出したならば（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、検知不良連続回数を「１」加算した値に更新する（ステップＳ２５）。そして、変更後の検知不良連続回数が所定回数である「２」以上ならば（ステップ２７：ＹＥＳ）、検知不良連続回数に応じて、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後方余裕距離Ｌｄｒを決定して、走行位置をもとに列車占有範囲を算出する（ステップＳ３１）。そして、異常時制御部２１２が、非常ブレーキを作動させて自列車を緊急停止させるとともに（ステップＳ３３）、車上装置３０に不具合が発生した旨の異常信号を地上装置１０へ送信する（ステップＳ３５）。

　また、検知不良連続回数が「２」未満ならば（ステップＳ２７：ＮＯ）、検知不良が生じて走行位置の補正がなされていない旨の警報を乗務員室へ出力する（ステップＳ２９）。そして、検知不良連続回数に応じて、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後方余裕距離Ｌｄｒを決定し（ステップＳ３７）、走行位置をもとに、列車占有範囲を算出する（ステップＳ３９）。以上の処理を行うと、ステップＳ３に戻り、同様の処理を繰り返す。

［作用効果］
　本実施形態によれば、車上装置３０は、地上子４０の設置位置を通過しても当該地上子４０との位置補正用通信が行われていない、つまり検知不良が発生したと判定すると、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後方余裕距離Ｌｄｒを増加させることで、列車占有範囲を拡大する。ＰＧ２２からの速度パルスに基づいて算出している走行位置には誤差が含まれ、地上子４０との位置補正用通信に基づく補正がなされないと、走行に伴ってこの誤差が蓄積されて増加し得る。このため、検知不良が発生した場合に、算出している走行位置に含まれる誤差を見込んで列車占有範囲を拡大することで、安全性を担保した列車運行を実現することができる。

　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）列車占有範囲の拡大
　検知不良と判定したときの列車占有範囲の拡大量を、検知不良連続回数に応じて段階的に増加させるのではなく、最後に地上子の検知がなされてからの走行距離に応じて決定しても良い。

　具体的には、図１１に示すように、地上子４０Ｘを検知して走行位置の補正を行った後、次の検知予定の地上子４０Ｙを検知不良と判定すると、列車２０の列車占有範囲を拡大する。このとき、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後方余裕距離Ｌｄｒを、地上子４０Ｘを検知した時点からの走行距離に応じて決定する。補正がなされない場合、走行距離に応じて走行位置に含まれる誤差が増加し得るので、前方余裕距離Ｌｄｈ及び後方余裕距離Ｌｄｒを、例えば最後に地上子４０を検知した時点からの走行距離に比例するように決定することで、列車占有範囲をより適切に決定し、列車運行の一層の安全性を担保することが可能となる。

（Ｂ）検知範囲
　また、上述の実施形態では、検知不良の連続回数に応じて列車占有範囲を拡大することとしたが、検知不良の連続回数ではなく、最後に地上子の検知がなされてからの走行距離に応じて列車占有範囲を拡大することにしても良い。

　具体的には、図１２（ａ）に示すように、列車２０が地上子４０Ａを検知すると、次に検知予定の地上子４０Ｂを検知したか否かを判定するための検知範囲として、第１の検知範囲と、第２の検知範囲とを設定する。第１の検知範囲は、上述の実施形態における「検知範囲」に相当する（図３参照）。すなわち、列車２０の現在の走行位置Ｌから、次の検知予定の地上子４０Ｂの設置位置Ｐから所定距離Ｄだけ前方の検知限度位置Ｌｍまでを、「第１の検知範囲」とする。「第２の検知範囲」は、列車２０が地上子４０Ａを検知した時点の走行位置Ｌ０から、所定の「閾値距離」だけ前方の位置Ｌｎまでの範囲とする。この「閾値距離」は地上子４０の設置間隔より長い距離とし、第２の検知範囲が第１の検知範囲を包含するように定められる。

　そして、図１２（ｂ）に示すように、列車２０が「第１の検知範囲」を進出すると、地上子４０Ｂを検知不良と判定する。この時点では、検知不良連続回数を「１回」とするが、「第２の検知範囲」を進出していないので、列車占有範囲は変化しない。続いて、列車２０が更に走行し、図１２（ｃ）に示すように、列車２０が「第２の検知範囲」を進出すると、列車２０の列車占有範囲を拡大する。

（Ｃ）検知不良による地上への報知
　また、検知不良連続回数が２回に達すると、車上装置３０から地上装置１０へ、車上装置３０に不具合が有る旨を報知することとしたが、報知の基準となる回数を３回以上としても良いし、１回の検知不良によって報知を行うこととしても良い。

１　列車制御システム
　１０　地上装置、１２　無線基地局
　２０　列車
　　２２　パルスジェネレータ（ＰＧ）、２４　車上子
　　２６　常用ブレーキ、２８　非常ブレーキ
　３０車上装置
　　１０２　操作入力部、１０４　表示部、１０６　通信部、１０８　時計部
　２００　処理部
　　２０２　位置速度算出部、２０４　地上子検知部
　　２０６　位置補正部、２０８　位置誤差検知部
　　２１０　検知不良判定部、２１２　異常時制御部
　　２１４　列車占有範囲算出部、２１６　走行制御部
　３００　記憶部
　　３０２　車上制御プログラム、３０４　位置速度データ
　　３０６　余裕距離テーブル、３０８　列車占有範囲データ
　　３１０　地上子ＤＢ、３１２　検知予定地上子データ
　　３１４　地上子検知データ、３１６　制御情報
４０　地上子
Ｒ　軌道

Claims (8)

1. 　軌道を走行する列車に搭載され、前記列車が存在する可能性のある列車占有範囲を算出する車上装置であって、
   　前記列車には、車軸又は車輪の回転に応じた回転検知信号を出力する回転検知装置と、前記軌道に沿って設置された位置補正用の地上子の設置位置を通過する際に、当該地上子と所定の位置補正用通信を行う通信装置とが設けられており、
   　前記回転検知信号に基づいて前記列車の走行位置を算出することと、
   　前記位置補正用通信が行われたことを検知することと、
   　前記検知がなされた場合に前記位置補正用通信に基づいて前記走行位置を補正することと、
   　次に検知予定の地上子を検知したか否かを判定するための検知範囲を設定することと、
   　前記走行位置を基準にした所与の範囲長の範囲を前記列車占有範囲として決定することであって、次に検知予定の地上子に係る前記検知がなされない状態で、前記走行位置が前記検知範囲を進出した場合（以下、この場合を「検知不良」という）、前記範囲長を拡大させて前記列車占有範囲を決定することと、
   　を実行する車上装置。
2. 　前記設定することは、前記検知範囲として、第１の検知範囲と、当該第１の検知範囲よりも内方に範囲限界が位置する第２の検知範囲とを設定することを含み、
   　前記決定することは、
   　前記走行位置が前記第１の検知範囲を進出した場合に前記検知不良とし、
   　前記走行位置が前記第２の検知範囲を進出した場合に前記範囲長を拡大させて前記列車占有範囲を決定する、
   　請求項１に記載の車上装置。
3. 　前記第１の検知範囲を設定することは、前記地上子の設置位置を記憶した記憶部から、次に検知予定の地上子の設置位置を選択し、当該選択した設置位置を含むように前記第１の検知範囲を設定することであり、
   　前記第２の検知範囲を設定することは、最後に前記検知がなされた時点の走行位置から所定の閾値距離までの範囲を前記第２の検知範囲として設定することである、
   　請求項２に記載の車上装置。
4. 　前記検知範囲を設定することは、前記地上子の設置位置を記憶した記憶部から、次に検知予定の地上子の設置位置を選択し、当該選択した設置位置を含むように前記検知範囲を設定することである、
   　請求項１に記載の車上装置。
5. 　前記決定することは、前記検知不良の連続回数に応じて前記範囲長を段階的に拡大させることを含む、
   　請求項１～４の何れか一項に記載の車上装置。
6. 　前記決定することは、前記検知不良の場合、最後に前記検知がなされてからの前記走行位置に基づく走行距離に応じて前記範囲長の拡大量を変更させることを含む、
   　請求項１～４の何れか一項に記載の車上装置。
7. 　前記補正する際の前記走行位置の誤差が、所定の閾値以上の場合に、所定の報知を行うこと、
   　を更に実行する請求項１～６の何れか一項に記載の車上装置。
8. 　軌道を走行する列車に搭載された車上装置が、前記列車が存在する可能性のある列車占有範囲を算出する列車占有範囲算出方法であって、
   　前記列車には、車軸又は車輪の回転に応じた回転検知信号を出力する回転検知装置と、前記軌道に沿って設置された位置補正用の地上子の設置位置を通過する際に、当該地上子と所定の位置補正用通信を行う通信装置とが設けられており、
   　前記回転検知信号に基づいて前記列車の走行位置を算出することと、
   　前記位置補正用通信が行われたことを検知することと、
   　前記検知がなされた場合に前記位置補正用通信に基づいて前記走行位置を補正することと、
   　次に検知予定の地上子を検知したか否かを判定するための検知範囲を設定することと、
   　前記走行位置を基準にした所与の範囲長の範囲を前記列車占有範囲として決定することであって、次に検知予定の地上子に係る前記検知がなされない状態で、前記走行位置が前記検知範囲を進出した場合（以下、この場合を「検知不良」という）、前記範囲長を拡大させて前記列車占有範囲を決定することと、
   　を含む列車占有範囲算出方法。

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