WO2017195316A1 - 車上装置及び列車占有範囲算出方法 - Google Patents

車上装置及び列車占有範囲算出方法 Download PDF

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WO2017195316A1
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speed
idling
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健司 水野
横山　保
朋範 板垣
敏史 西
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株式会社京三製作所
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    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to an on-vehicle device and the like.
  • a radio train control system using radio communication as a means of communication between the ground and the vehicle is in progress.
  • the position of the own train is calculated in the on-board device and notified to the ground side.
  • Calculation of the traveling position of the own train in the on-board device is based on a rotation detection signal corresponding to the rotation of the axle output from a rotation detection device such as a speed generator (TG: tacho generator) or PG (pulse generator) provided on the axle. Is going.
  • TG speed generator
  • PG pulse generator
  • Patent Document 1 discloses a technique for detecting idling by counting the number of pulses of a multi-axis speed generator.
  • the train occupancy range which is the range on the track where the train may exist, is used as the position of each train.
  • This train occupation range is usually a range longer than the actual train length in which a margin distance is added to the front and rear of the train in consideration of an error in the traveling position in the on-board device. Since train control is performed based on the traveling position of each train, an error in the traveling position leads to an accident such as a train collision and is extremely dangerous. For this reason, in addition to calculating the traveling position with high accuracy, it is also important to appropriately set a margin distance in calculating the train occupation range. In other words, the longer the margin distance is, the lower the risk is, but since it is considered that the train is in the range where the possibility that the train exists is extremely low, there is a disadvantage that the train interval becomes long.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object is to calculate a travel position based on a rotation detection signal from a rotation detection device provided on an axle, and to determine a train occupation range based on the travel position.
  • the second purpose is to make it possible to determine the failure of the rotation detection device.
  • the first invention for solving the above-described problems is An on-board device that is mounted on a train and calculates a train occupation range in which the train may exist,
  • the train is provided with a rotation detection device that outputs a rotation detection signal corresponding to the rotation of each of the plurality of axes of the train, Calculating a traveling position of the train based on the rotation detection signal;
  • a rotation detection device that outputs a rotation detection signal corresponding to the rotation of each of the plurality of axes of the train, Calculating a traveling position of the train based on the rotation detection signal;
  • sliding sliding detecting the occurrence of slipping or sliding
  • a range of a given range length based on the running position is set as the train occupation range (hereinafter referred to as “non-idling range”), and the idling
  • the occurrence of sliding including the non-idle sliding range, setting a range wider than the non-idling range as the train occupation range, Is an on-vehicle device
  • an on-board device mounted on a train is a train occupation range calculation method for calculating a train occupation range in which the train may exist,
  • the train is provided with a rotation detection device that outputs a rotation detection signal corresponding to the rotation of each of the plurality of axes of the train, Calculating a traveling position of the train based on the rotation detection signal;
  • a rotation detection device that outputs a rotation detection signal corresponding to the rotation of each of the plurality of axes of the train, Calculating a traveling position of the train based on the rotation detection signal;
  • sliding sliding detecting the occurrence of slipping or sliding
  • a range of a given range length based on the running position is set as the train occupation range (hereinafter referred to as “non-idling range”), and the idling
  • a train occupation range calculation method including
  • the train occupation range based on the traveling position is determined based on the idling It can be calculated as a range wider than the non-idle skiing range, including the non-idle skiing range that is the train occupancy range when no occurrence is detected.
  • the error in the travel position based on the detection signal from the rotation detection device increases, and thus the safety of the train occupation range can be ensured.
  • the on-vehicle device of the first invention To calculate the travel position is to calculate the travel position for each rotation detection signal for each rotation detection device,
  • the setting includes a range including a train length range of the train based on the travel position, a range for the front margin distance of the train, and a range for the rear margin distance of the train.
  • An on-vehicle device may be configured.
  • the train occupation range when the occurrence of idling is detected, a range wider than the non-idling range is set as the train occupation range by increasing the rear margin distance. For this reason, when the idling occurs, it is possible to appropriately set the train occupation range to a range in which safety can be ensured.
  • the on-vehicle device of the first invention To calculate the travel position is to calculate the travel position for each rotation detection signal for each rotation detection device,
  • the setting is When the occurrence of the idling is detected, the range including the range length based on the rearmost travel position among the calculated travel positions is included, and a range in which the front of the range is expanded is defined as the train occupation range.
  • Setting When the occurrence of the sliding is detected, the range including the range length based on the foremost traveling position among the calculated traveling positions is included, and a range obtained by extending the rear of the range is defined as the train occupation range.
  • Setting, including, An on-vehicle device may be configured.
  • the third aspect of the invention it is possible to appropriately set the train occupation range depending on whether the idling or the sliding occurs. That is, since the rotation of the shaft where idling has occurred becomes faster, the travel position based on the rotation detection signal of the rotation detection device provided on the shaft is ahead of the actual travel position. From this, the travel position based on the rotation detection signal of the rotation detection device provided on the shaft that is estimated to be the most backward travel position among the travel positions calculated for each rotation detection device, i.e., the idling is not generated. By setting it as a reference, it is possible to appropriately set the train occupation range.
  • the traveling position based on the rotation detection signal from the rotation detecting device provided on the shaft is behind the actual traveling position. From this, the forefront travel position among the travel positions calculated for each rotation detection device, that is, the travel position based on the rotation detection signal of the rotation detection device provided on the shaft where it is estimated that no sliding has occurred. By setting it as a standard, it is possible to set the train occupation range appropriately.
  • an on-vehicle device As a fourth invention, there is provided an on-vehicle device according to any one of the first to third inventions,
  • the range length is the sum of the train length of the train, the front margin distance, and the rear margin distance.
  • An on-vehicle device may be configured.
  • the range length of the occupation range is determined as a range obtained by adding the front margin distance and the rear margin distance in consideration of the error related to the rotation detection device to the train length.
  • the rotation detection device is a device that outputs, as the rotation detection signal, two pulse signals having a predetermined phase difference with respect to rotation of a detection target shaft, Calculating pulse period information for each pulse signal; Determining an abnormality of the rotation detection device based on a difference between pulse period information of the two pulse signals related to the same rotation detection device;
  • An on-vehicle device that further executes the above may be configured.
  • the abnormality of the rotation detection device can be determined from the signal itself output from the rotation detection device. That is, since two pulse signals output from the same rotation detection device are signals for the rotation of the same detection target shaft, the pulse period information for each of the two pulse signals should be the same. For this reason, abnormality of the said rotation detection apparatus can be determined by whether the difference of the pulse period information of two pulse signals which a rotation detection apparatus outputs exceeds a predetermined threshold value, for example.
  • the on-vehicle device of the fifth invention Determining an abnormality of the rotation detection device based on whether or not the phase difference between the two pulse signals related to the same rotation detection device is an opposite phase; An on-vehicle device that further executes the above may be configured.
  • the abnormality of the rotation detection device can be determined from the signal itself output from the rotation detection device. That is, the two pulse signals output from the rotation detector are output with a predetermined phase difference, and this phase difference does not change until the rotation of the shaft stops, that is, the train stops. For this reason, abnormality of the said rotation detection apparatus can be determined by whether the phase difference of the two pulse signals which a rotation detection apparatus outputs became a reverse phase.
  • an on-vehicle device Determining an abnormality of the rotation detection device that has output the rotation detection signal based on whether or not at least one of a speed based on the rotation detection signal and an acceleration / deceleration satisfies a predetermined abnormality condition; An on-vehicle device that further executes the above may be configured.
  • the seventh aspect of the invention it is possible to determine abnormality of the rotation detection device. That is, the speed and acceleration / deceleration have a range of values that can be taken from the running performance of the train and the speed limit of the track. For this reason, the abnormal value of the rotation detection signal, that is, the abnormality of the rotation detection device can be determined by setting the value outside the range of possible values as the abnormal condition.
  • an on-vehicle device For each rotation detection device, calculating a speed from the rotation detection signal of the rotation detection device; Of the calculated calculated speeds for each rotation detection device, when a part of the calculated speed is zero speed and the remaining calculated speed is non-zero for a predetermined duration, the speed is related to zero. Determining an abnormality of the rotation detection device or a disconnection of a signal line of the rotation detection device; An on-vehicle device that further executes the above may be configured.
  • the eighth aspect of the invention it is possible to determine abnormality of the rotation detection device or disconnection of the signal line. That is, the speeds calculated for each rotation detection device should all be the same. Further, when the rotation detection signal is not output due to a failure of the rotation detection device or when the signal line is disconnected, the traveling speed based on the rotation detection signal is zero. Thereby, when the speed based on the rotation detection signal of some rotation detection devices is zero and the speed based on the rotation detection signal of the remaining rotation detection devices continues to be non-zero (not zero), It is possible to determine whether there is an abnormality in the rotation detecting device at zero speed or the signal line is broken.
  • the block diagram of a train control system Explanatory drawing of a train occupation range. Explanatory drawing of PG provided in the axle of a train. Explanatory drawing of the setting of the train occupation range at the time of detecting idling.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a radio train control system 1 of the present embodiment.
  • the wireless train control system 1 includes an on-board device 30 and a ground device 10 that are mounted on a train 20 traveling on a track R.
  • the on-board device 30 and the ground device 10 can perform wireless communication via a predetermined wireless communication network.
  • the wireless communication network is configured such that the communication area is continuous without being interrupted along the track R.
  • a plurality of wireless base stations 12 may be installed along the track R, or the track
  • a loop antenna or a leaky coaxial cable (LCX) may be laid along R.
  • a ground element 40 for position correction is installed along the trajectory R.
  • LCX leaky coaxial cable
  • the on-board device 30 calculates the traveling position and traveling speed of the own train based on the speed pulse of a pulse generator (hereinafter referred to as “PG”). Further, when the vehicle passes through the ground element 40, the traveling position is corrected with the absolute position associated with the ground element 40. Moreover, traveling information including the train ID, traveling position, and traveling speed of the own train is transmitted to the ground device. And based on the control information transmitted from the ground device 10, the traveling (speed) of the own train is controlled.
  • PG pulse generator
  • the ground device 10 is installed at, for example, a central command office, and performs radio communication with the on-vehicle device 30 to control each train 20 on the track R.
  • each train 20 is based on information on the position of each train 20 based on travel information transmitted from the on-board device 30 (track information), route information obtained from an interlocking device (not shown), and the like. Control information is generated and transmitted to the corresponding on-board device 30.
  • the travel position calculated in the on-board device 30 is the position of a predetermined portion of the own train (for example, the front end portion of the leading vehicle). From the on-board device 30 to the ground device 10, a train occupation range in which the train 20 may exist, which is determined based on the travel position, is transmitted as position information of the own train 20.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the train occupation range.
  • the train occupation range is determined as a range in which a measurement error due to PG is expected in the train length Lt. That is, the train length Lt is from the position (leading position) Ph of the leading end of the leading vehicle of the train 20 to the position Pr (tailing position) Pr of the trailing end of the last vehicle. That is, the head position ph is obtained from the travel position, and the position behind the head position Pt by the train length Lt is set as the rearmost position Pr. Then, the train occupation range is from the front end position Pth forward by the front margin distance Ldh to the rear rear end position Ptr by the rear margin distance Ldr from the rear end position Pr. As information indicating the train occupation range, for example, the front end position Pth and the rear end position Ptr are transmitted from the on-board device 30 to the ground device 10.
  • PG 22-1 and 22-2 which are rotation detection devices, are attached to different axles on the train 20.
  • PG 22-1 is attached to the first axis of the leading vehicle
  • PG 22-2 is attached to the second axis.
  • the PG 22 is a pulse signal having a frequency corresponding to the rotational speed of the attached axle, and outputs two speed pulses PL of so-called A phase and B phase having a phase difference of 90 degrees. That is, PG 22-1 outputs two speed pulses PL1A and PL1B, and PG 22-2 outputs two speed pulses PL2A and PL2B.
  • the on-board device 30 performs an inspection of whether or not the PG 22 is normal based on the speed pulse PL output from the PG 22.
  • (C1) Speed pulse PL Specifically, it is determined whether the speed pulse PL output from PG is appropriate. That is, it is determined whether or not the number of pulses in the predetermined period of each of the speed pulses PL1A and PL1B output from PG 22-1 matches. If they do not match, PG 22-1 is determined to be abnormal.
  • the number of pulses in the predetermined period is a kind of signal period information indicating the period of the speed pulse PL that is a periodic signal.
  • PG 22-2 is similarly determined using the speed pulses PL2A and PL2B.
  • the two speed pulses PL1 and PL2 output from one PG 22 have a phase difference of 90 degrees, but the phase delay / advance relationship is maintained during traveling. This is because the train 20 usually travels only in the forward direction. Therefore, it is determined whether the phase lag / advance relationship between the two speed pulses PL1A and PL1B has been reversed, for example, from the start of traveling, and if it has reversed, PG 22-1 is determined to be abnormal. PG 22-2 is similarly determined using the speed pulses PL2A and PL2B.
  • (C2) Speed V it is determined whether or not the speed V calculated from the speed pulse PL output from the PG is a reasonable value. That is, if the speed V1 calculated from the speed pulses PL1A and PL1B output from the PG 22-1 satisfies the abnormal condition regarding the speed, the PG 22-1 is determined to be abnormal.
  • the abnormal condition regarding the speed is that the speed V exceeds a predetermined speed upper limit value.
  • the speed upper limit value is determined as a speed that is higher (faster) by a predetermined speed than the vehicle performance of the train 20 and the maximum speed of the line section in which the train 20 can travel. That is, if the speed V1 exceeds the speed upper limit value, it is determined that PG 22-1 is abnormal.
  • PG 22-2 is similarly determined using the speed pulses PL2A and PL2B.
  • (C3) Acceleration / deceleration ⁇ it is determined whether the acceleration / deceleration ⁇ calculated from the speed pulse PL output from the PG is an appropriate value. That is, if the acceleration / deceleration ⁇ 1 calculated from the speed pulses PL1A and PL1B output from PG 22-1 satisfies the abnormal condition related to acceleration / deceleration, PG 22-1 is determined to be abnormal.
  • the abnormal condition regarding acceleration / deceleration is that “acceleration / deceleration ⁇ exceeds a predetermined acceleration / deceleration upper limit value”.
  • the acceleration / deceleration upper limit value is determined by the vehicle performance of the train 20, the track conditions such as the steepest slope of the line section on which the train 20 can travel, and the like. That is, if the acceleration / deceleration ⁇ 1 exceeds the acceleration / deceleration upper limit value, it is determined that PG 22-1 is abnormal. PG 22-2 is similarly determined using the speed pulses PL2A and PL2B.
  • (C4) Disconnection detection Further, based on the speed pulse PL output from the PG, the disconnection of the signal line that outputs the speed pulse PL is detected. That is, the speeds V1 and V2 calculated from the speed pulses PL1 and PL2 output from the two PGs 22-1 and 22-2 are compared. One is zero and the other is non-zero. If the operation continues for a predetermined time or longer, the PG 22 corresponding to zero speed is determined to be abnormal due to the disconnection of the signal line or the abnormality of the PG 22.
  • the on-board device 30 detects the occurrence of idling or sliding (hereinafter collectively referred to as “idling / sliding”) based on the speed pulse PL output by the PG. That is, the acceleration / deceleration ⁇ 1 calculated from the speed pulses PL1A and PL2A output from the PG 22-1 is compared with a predetermined acceleration / deceleration threshold value. If the acceleration / deceleration exceeds the threshold value, the axle PG 22-1 is attached to the axle. It is determined that idling has occurred. PG 22-2 is similarly determined using the speed pulses PL2A and PL2B.
  • the speed difference ⁇ V between the speeds V1, V2 calculated from the speed pulses PL1, PL2 output from the PGs 22-1, 22-2 is compared with a predetermined threshold, and if the speed difference ⁇ V exceeds the speed difference threshold, If this is the case, it is determined that idling has occurred.
  • the train occupation range is set to be expanded as shown in FIG. That is, among the traveling positions L1 and L2 calculated from the speed pulses PL1 and PL2 output from the PGs 22-1, 22-2, the leading position Ph and the trailing position Pr are determined based on the traveling position ahead. Then, based on the head position Ph and the tail position Pr, the rear margin distance Ldr is expanded to calculate the train occupation range. The enlarged distance of the rear margin distance Ldr is determined so as to be equal to or larger than the difference ⁇ Ph between the leading positions Ph1 and Ph2 based on the traveling positions L1 and L2.
  • the calculated train occupancy range includes the train occupancy range in the case where no idling has occurred (the train occupancy range in this case is referred to as “non-idling run range”) and the train occupancy range (non-idling run). Time range) becomes wider.
  • the finally calculated train occupation range is calculated based on the train occupation range (upper part of FIG. 4) obtained when the calculation is based on the frontmost travel position and the rearmost travel position. It can also be said to be a range including the train occupation range (middle stage in FIG. 4) obtained in this case.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the on-board device 30.
  • the on-board device 30 is a type configured to include an operation input unit 102, a display unit 104, a communication unit 106, a clock unit 108, a processing unit 200, and a storage unit 300.
  • Computer is a type configured to include an operation input unit 102, a display unit 104, a communication unit 106, a clock unit 108, a processing unit 200, and a storage unit 300.
  • the operation input unit 102 is realized by an input device such as a keyboard, a touch panel, various switches, and various sensors, for example, and outputs an operation signal corresponding to the performed operation to the processing unit 200.
  • the display unit 104 is realized by a display device such as an LED, for example, and performs various displays based on a display signal from the processing unit 200.
  • the communication unit 106 includes a wireless communication module or the like, is connected to the wireless base station 12, and performs wireless communication with external devices including the ground device 10.
  • the clock unit 108 is configured by an oscillation circuit having a crystal oscillator or the like, and outputs a time signal such as a current time measured and an elapsed time from a specified timing to the processing unit 200.
  • the processing unit 200 is realized by an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit), for example, and the entire on-board device 30 is based on programs and data stored in the storage unit 300, data received via the communication unit 106, and the like. Take control. Further, the processing unit 200 includes speed calculation units 202-1 and 202-2, position calculation units 206-1 and 206-2, acceleration / deceleration calculation units 204-1 and 204-2, a PG inspection unit 210, An idle running detection unit 230, a train occupation range calculation unit 240, and a travel control unit 250 are included.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the speed calculation units 202-1 and 202-2 calculate the traveling speeds V1 and V2 of the own train based on the speed pulses PL1 and PL2 output from the PGs 22-1, 22-2, respectively. At this time, two speed pulses PL are output from one PG. Since these two speed pulses are pulse signals of the same frequency having a phase difference of 90 degrees from each other, if PG is normal, Either of the two speed pulses PL may be used.
  • the calculated traveling speeds V1 and V2 are stored as speed data 308.
  • the position calculation units 206-1 and 206-2 calculate the current traveling positions L1 and L2 of the own train based on the speeds V1 and V2 calculated by the speed calculation units 202-1 and 202-2, respectively.
  • the travel position L is calculated as a travel distance expressed in kilometers.
  • the calculated travel positions L1 and L2 are stored as position data 306.
  • the acceleration / deceleration calculation units 204-1 and 204-2 calculate the acceleration / decelerations ⁇ 1 and ⁇ 2 of the own train based on the speed pulses PL1 and PL2 output from the PGs 22-1 and 22-2, respectively. At this time, two speed pulses PL are output from one PG. If PG is normal, any of the two speed pulses PL may be used.
  • the calculated acceleration / deceleration ⁇ 1, ⁇ 2 is stored as acceleration / deceleration data 310.
  • the PG inspection unit 210 includes speed pulses PL1A, PL1B, PL2A, PL2B output from the PGs 22-1, 22-2, speeds V1, V2 calculated by the speed calculation units 202-1 and 202-2, and an acceleration / deceleration calculation unit 204. Based on the acceleration / deceleration speeds ⁇ 1 and ⁇ 2 calculated by ⁇ 1 and 204-2, it is inspected whether PG22-1 and 22-2 are normal or abnormal.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of the PG inspection unit 210.
  • the PG inspection unit 210 includes a speed pulse inspection unit 212, a speed inspection unit 214, an acceleration / deceleration inspection unit 216, a speed zero duration measurement unit 218, a disconnection detection unit 220, and an abnormal time. And a control unit 222.
  • the speed pulse inspection unit 212 determines, for each of the PGs 22-1 and 22-2, whether the two speed pulses PL output by the PG are valid. That is, it is determined whether or not the number of pulses in the predetermined period of each of the speed pulses PL1A and PL1B output from PG 22-1 matches. If they do not match, PG 22-1 is determined to be abnormal. Further, it is determined whether the relationship between the phase delay / advance of the two speed pulses PL1A and PL1B has been reversed, for example, from the start of traveling, and if it has reversed, PG 22-1 is determined to be abnormal. Similarly for PG22-2, determination is made using speed pulses PL2A and PL2B.
  • the speed inspection unit 214 determines whether or not the speeds V1 and V2 are appropriate values for the PGs 22-1 and 22-2. That is, if speed V1 calculated from speed pulses PL1A and PL1B output from PG 22-1 exceeds a predetermined speed upper limit value, it is determined that PG 22-1 is abnormal. The same applies to the speed V2 of PG22-2.
  • the speed upper limit value is stored as PG inspection speed upper limit value data 316.
  • the acceleration / deceleration inspection unit 216 determines whether the acceleration / deceleration ⁇ 1, ⁇ 2 is an appropriate value for each of the PGs 22-1, 22-2. That is, if acceleration / deceleration ⁇ 1 calculated from speed pulses PL1A and PL1B output from PG 22-1 exceeds a predetermined acceleration / deceleration upper limit value, PG 22-1 is determined to be abnormal. The same applies to the acceleration / deceleration ⁇ 2 of PG22-2.
  • the acceleration / deceleration upper limit value is stored as PG inspection acceleration / deceleration upper limit value data 318.
  • the speed zero duration measuring unit 218 measures the durations T1 and T2 in which the speeds V1 and V2 are zero for each of the PGs 22-1 and 22-2.
  • the measured durations T1 and T2 are stored as zero speed duration data 320.
  • the disconnection detection unit 220 detects the disconnection of the signal line that outputs the speed pulse PL based on the speed pulse PL output from each of the PGs 22-1 and 22-2. That is, the speeds V1 and V2 are compared, and the speed zero duration T of the PG whose one is zero and the other is non-zero and whose speed V is zero has reached a predetermined duration threshold value. Then, it is determined that the PG having the speed V of zero is abnormal due to the disconnection of the signal line or the failure of the PG 22.
  • the continuation threshold is stored as speed zero duration threshold data 322.
  • the abnormal-time control unit 222 determines the PG determined to be abnormal when any of the speed pulse inspection unit 212, the speed inspection unit 214, the acceleration / deceleration inspection unit 216, and the disconnection detection unit 220 determines that the PG is abnormal.
  • the abnormality detection information shown is transmitted to the ground device 10 and the emergency brake 28 is operated to stop the own train urgently.
  • the idling detection unit 230 detects the occurrence of idling based on the speed pulse PL output from each of the PGs 22-1, 22-2. That is, the acceleration / deceleration ⁇ 1 is compared with a predetermined acceleration / deceleration threshold, and if the acceleration / deceleration ⁇ 1 exceeds the acceleration / deceleration threshold, it is determined that idling has occurred on the axle to which the PG 22-1 is attached. The same applies to the acceleration / deceleration ⁇ 2 of PG22-2. Further, the speed difference ⁇ V between the speeds V1 and V2 is compared with a predetermined speed difference threshold value.
  • the acceleration / deceleration threshold value is stored as acceleration / deceleration threshold value data 324 for idling / sliding detection.
  • the speed difference threshold value is stored as speed slip threshold value data 326 for idling / sliding detection.
  • the train occupation range calculation unit 240 calculates the train occupation range of the own train based on the travel positions L1 and L2 calculated by the position calculation units 206-1 and 206-2. That is, when the idling run detection unit 230 has not detected the occurrence of idling, the starting position Ph and the tail position Pr of the own train are determined based on the running positions L1 and L2. Then, the range from the rearmost position Ptr behind the rear margin distance Ldr from the rearmost position Pr to the front end position Pth forward from the head position Ph to the front margin distance Ldh is defined as a train occupation range (non-idle running range). Calculate (see FIG. 2).
  • the idling / sliding detection unit 230 detects the occurrence of idling / sliding, the non-idling / sliding range is included, and a range wider than the range is calculated as the train occupation range.
  • the rotation speeds of the shafts to which PG 22-1 and 22-2 are attached are different, so that the speed V1 calculated from the speed pulse PL output from each of PG 22-1 and 22-2.
  • V2 and traveling positions L1 and L2 are different.
  • the head position Ph and the tail position Pr are determined based on the front position among the traveling speeds L1 and L2 calculated from the speed pulses PL1 and PL2 output from the PGs 22-1, 22-2, respectively.
  • the enlargement distance of the rear margin distance Ldr is determined so that the difference ⁇ Ph between the leading positions Ph1 and Ph2 based on the traveling positions L1 and L2 is greater than or equal to ⁇ Ph.
  • the range from the rear end position Ptr behind the rear end position Pr to the rear margin distance Ldr and the front end position Ph from the head position Ph to the front end position Ph by the front margin distance Ldh is the train occupation range. Calculate (see FIG. 4).
  • the train length Lt of the own train is included in the specification data 328.
  • the specification data 328 includes, as other data, for example, maximum speed and maximum acceleration at which the host train can travel, and maximum deceleration data in the normal brake.
  • the front margin distance Ldh and the rear margin distance Ldr are stored as a margin distance table 312.
  • the front end position Pth and the rear end position Ptr of the train occupation range are stored as the train occupation range data 314.
  • the traveling control unit 250 controls the traveling (speed) of the own train based on the control information 304 received from the ground device. Specifically, the traveling control unit 250 performs the control based on the track condition, the traveling performance of the own train, and the like. A speed check pattern for stopping at the stop target specified by the information 304 is created. Then, the verification speed corresponding to the current travel position determined by the speed verification pattern is compared with the current travel speed of the own train. If the travel speed is higher than the verification speed, the service brake 26 is operated to automatically Slow down the train.
  • the storage unit 300 is realized by a storage device such as a ROM (Read-Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a hard disk.
  • the storage unit 300 stores programs, data, and the like for the processing unit 200 to control the on-board device 30 in an integrated manner. In addition to being stored, it is used as a work area for the processing unit 200, and temporarily stores calculation results executed by the processing unit 200, data received via the communication unit 106, and the like.
  • the storage unit 300 includes an on-board control program 302, control information 304, position data 306, speed data 308, acceleration / deceleration data 310, margin distance table 312, train occupation range data 314, and PG inspection.
  • Speed upper limit data 316, acceleration / deceleration upper limit data 318 for PG inspection, speed zero duration data 320, speed zero duration threshold data 322, idling / sliding detection acceleration / deceleration threshold data 324, and idling / sliding detection Speed difference threshold data 326 and specification data 328 are stored.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the flow of on-board processing executed in the on-board device 30. This process is realized by the processing unit 200 executing the on-board control program 302.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the speed pulse inspection process.
  • the speed pulse inspection unit 212 determines whether or not the number of pulses of the speed pulses PL1A and PL1B in the predetermined period is the same for PG22-1 (step B1). If not (step B3: NO), PG 22-1 is determined to be abnormal (step B9). Further, it is determined whether or not the phase delay / advance relationship of the speed pulses PL1A and PL1B is reversed (step B5), and if reversed (step B7: YES), PG22-1 is determined to be abnormal. (Step B9).
  • step B11 it is determined whether or not the number of pulses of the speed pulses PL2A and PL2B in a predetermined period match (step B11). If they do not match (step B13: NO), PG22-2 is determined to be abnormal (step B19). Further, it is determined whether or not the phase delay / advance relationship of the speed pulses PL2A and PL2B is reversed (step B15). If reversed (step B17: YES), PG22-2 is determined to be abnormal. (Step B19). When the above processing is performed, the pulse inspection processing is terminated.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the flow of the speed / acceleration / deceleration inspection process.
  • the speed inspection unit 214 compares the speed V1 with a predetermined speed upper limit value, and if the speed V1 exceeds the speed upper limit value (step C1: NO).
  • PG22-1 is determined to be abnormal (step C3).
  • the speed V2 is compared with the speed upper limit value, and if the speed V2 exceeds the speed upper limit value (step C5: NO), the PG 22-2 is determined to be abnormal (step C7).
  • the acceleration / deceleration inspection unit 216 compares the acceleration / deceleration ⁇ 1 with a predetermined acceleration / deceleration upper limit value. If the acceleration / deceleration ⁇ 1 exceeds the acceleration / deceleration upper limit value (step C9: NO), the PG 22-1 is determined to be abnormal. (Step C11). Further, the acceleration / deceleration ⁇ 2 is compared with the acceleration / deceleration upper limit value, and if the acceleration / deceleration ⁇ 2 exceeds the acceleration / deceleration upper limit value (step C13: NO), PG22-2 is determined to be abnormal (step C15). When the above processing is performed, the speed / acceleration / deceleration inspection processing is terminated.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the flow of disconnection detection processing.
  • the disconnection detection unit 220 determines that the speed V ⁇ b> 1 is zero (step D ⁇ b> 1: YES), and the duration T ⁇ b> 1 where the speed V ⁇ b> 1 is zero exceeds the speed zero duration threshold. If the speed V2 is greater than zero (non-zero) (step D5: YES), the PG 22-1 is determined to be abnormal due to disconnection (step D7).
  • step D9 the speed V2 is zero (step D9: YES)
  • step D11 the duration T2 in which the speed V2 is zero exceeds the speed zero duration threshold (step D11: YES)
  • step D13 the speed V1 is greater than zero. If it is large (non-zero) (step D13: YES), PG22-2 is determined to be abnormal due to disconnection (step D15). When the above processing is performed, the disconnection detection processing is terminated.
  • step A7 YES
  • the abnormality control unit 222 transmits abnormality detection information indicating the PG 22 determined to be abnormal to the ground device 10.
  • Step A9 the emergency brake 28 is operated to stop the own train urgently (Step A11).
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the flow of the idling detection process.
  • the idling / sliding detector 230 compares the acceleration / deceleration ⁇ 1 with a predetermined acceleration / deceleration threshold value. If the acceleration / deceleration ⁇ 1 exceeds the acceleration / deceleration threshold value (step E1: YES), the PG 22-1 is It is determined that idling has occurred on the attached axle (step E9).
  • the acceleration / deceleration ⁇ 2 is compared with the acceleration / deceleration threshold, and if the acceleration / deceleration ⁇ 2 exceeds the acceleration / deceleration threshold (step E3: YES), it is determined that idling has occurred on the axle to which the PG 22-2 is attached. (Step E9).
  • a speed difference ⁇ V between the speeds V1 and V2 is calculated (step E5). Then, the speed difference ⁇ V is compared with a predetermined speed difference threshold value. If the speed difference ⁇ V exceeds the speed difference threshold value (step E7: YES), it is determined that idling has occurred (step E9). When the above processing is performed, the idling / sliding detection processing is terminated.
  • the train occupation range calculation unit 240 calculates the train occupation range. That is, if the occurrence of idling is not determined by the idling detection process (step A15: NO), the starting position Ph and the last position of the own train based on one of the traveling positions L1, L2. Pr is determined (step A17). Then, based on the head position Ph and the rearmost position Pr, the train occupation range (non-idling range) is calculated (step A19).
  • step A15 YES
  • the head position Ph and the tail position Pr of the own train are determined based on the front traveling position among the traveling positions L1 and L2.
  • Step A21 the enlargement distance of the rear margin distance Ldr is determined so as to be equal to or larger than the difference ⁇ Ph between the leading positions Ph based on the traveling positions L1 and L2 (step A23).
  • the train occupation range is calculated from the rear rear end position Ptr by the distance obtained by adding the enlarged distance to the rear margin distance Ldr from the rearmost position to the front position Pth ahead by the front margin distance Ldh from the head position Ph ( Step A25). If the above process is performed, it will return to step S1 and the same process will be repeated.
  • a plurality of PGs 22-1, 22-2 provided on the basis of the speed pulse PL output from each of PGs 22-1, 22-2 provided on different axes.
  • the train start position Ph is determined based on the front travel position
  • the rearmost position Pr is determined based on the rear travel position to calculate the train occupation range. That is, it is possible to calculate the train occupation range as a range wider than the non-idle skiing range while including the non-idle skiing range that is the train occupation range when the occurrence of idling is not detected.
  • the error of the running position based on the detection signal from the rotation detector increases, so the safety can be ensured by calculating the train occupation range to be wide. Further, an error is included in the traveling position L based on the speed pulse from the PG provided on the shaft where the idling occurred, and the error corresponds to the degree of the idling that occurred. For this reason, by calculating the train occupancy range using both the travel position that does not include an error due to idling and the travel position that includes an error due to idling, the train occupancy range is appropriate when an idling event occurs. It is possible to calculate a range length.
  • the abnormality of PG 22 can be determined based on the speed pulse PL, the speed V calculated from the speed pulse PL, the acceleration / deceleration ⁇ , and the traveling position L.
  • idling / sliding In the detection of idling / sliding, it may be further detected by distinguishing which of idling / sliding has occurred. That is, idling occurs during powering, and the rotational speed of the shaft where idling occurs is faster than the rotational speed of the normal shaft (adhesive shaft). On the other hand, sliding occurs at the time of braking, and the rotational speed of the shaft where the sliding has occurred is slower than the rotational speed of the normal shaft (adhesive shaft).
  • the driving state such as power running and braking can be determined from, for example, a driving operation signal in the cab and the acceleration / deceleration ⁇ . Therefore, it can be determined whether idling or skiing has occurred depending on whether the driving state is power running or braking.
  • the train occupation range is calculated as shown in FIG. That is, when idling occurs, as shown in FIG. 12 (a), from the speed pulses of the traveling positions L1 and L2 of the axis where no idling occurs (the calculated traveling position is the rear axis). Based on the calculated travel position, the start position Ph and the end position Pr of the train are determined. Then, the front margin distance Ldh is expanded to calculate the train occupation range. This is because the travel position calculated from the speed pulse of the shaft where idling does not occur is more likely than the travel position calculated from the speed pulse of the axis where idling occurs.
  • the calculated traveling position is the front axis
  • the start position Ph and the end position Pr of the train are determined.
  • the rear margin distance Ldr is expanded to calculate the train occupation range. This is because the traveling position calculated from the speed pulse of the axis where no sliding has occurred is more likely than the traveling position calculated from the speed pulse of the axis where sliding has occurred.
  • PGs 22-1, 22-2 are provided on two different axes
  • PG22 may be provided on each of three or more axes.
  • phase difference between two velocity pulses is not limited to 90 degrees, and may be other than 45 degrees or 120 degrees, for example.

Landscapes

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Abstract

第１の目的は、車軸に設けた回転検知装置からの回転検知信号に基づく走行位置を算出し、この走行位置に基づく列車占有範囲を、適切な範囲長に算出できるようにすることであり、第２の目的は、回転検知装置の故障を判定できるようにすること。列車の異なる複数の軸に設けられたパルスジェネレータそれぞれが出力する速度パルスに基づいて、パルスジェネレータが設けられた複数の軸の何れかに空転滑走が発生したかを判定し、空転滑走の発生を検知した場合には、パルスジェネレータそれぞれが出力する速度パルスに基づく走行位置のうち、前方の走行位置に基づいて列車の先頭位置を決定するとともに、後方の走行位置に基づいて最後尾位置を決定して、列車占有範囲を算出する。また、速度パルスや、速度パルスから算出された速度や加減速度に基づいて、パルスジェネレータの異常を判定する。

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位置を算出し、地上側へ通知している。車上装置における自列車の走行位置の算出は、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軸の回転に応じた回転検知信号に基づいて行っている。
　回転検知装置が故障すると、回転検知信号が出力されないので走行位置の算出が不可能となるが、回転検知装置が故障せずとも、車輪の摩耗や空転滑走等による走行位置の誤差が避けられない、といった問題が有る。特に、空転滑走は不定期に発生するものであるとともに、発生したときの走行位置の誤差が大きい。特許文献１には、複数軸の速度発電機のパルス数をカウントして、空転滑走を検知する技術が開示されている。
特開２００４－１７３３９９号公報
　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が用いられる。この列車占有範囲は、通常、車上装置における走行位置の誤差を見込んで、列車の前方及び後方に余裕距離を付加した実際の列車長より長い範囲としている。列車制御は各列車の走行位置に基づいてなされるため、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。このため、走行位置を高精度に算出することは勿論のこと、列車占有範囲の算出において、余裕距離を適切に設定することも重要である。つまり、余裕距離が長いほど、危険性は低いが、列車が存在する可能性が極めて低い範囲まで列車が在線しているとみなしているため、列車間隔が長くなってしまうという不都合がある。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、車軸に設けた回転検知装置からの回転検知信号に基づく走行位置を算出し、この走行位置に基づく列車占有範囲を、適切な範囲長に算出できるようにすることであり、第２の目的は、回転検知装置の故障を判定できるようにすることである。
　上記課題を解決するための第１の発明は、
　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、前記列車の複数の軸それぞれに対して、当該軸の回転に応じた回転検知信号を出力する回転検知装置が設けられており、
　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、
　前記回転検知装置別の前記回転検知信号を用いて、前記複数の軸のうちの何れかに空転又は滑走（以下包括して「空転滑走」という）の発生を検知することと、
　前記空転滑走の発生が検知されていない場合には、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（以下「非空転滑走時範囲」という）として設定し、前記空転滑走の発生が検知された場合には、前記非空転滑走時範囲を含み、前記非空転滑走時範囲より広い範囲を前記列車占有範囲として設定することと、
　を実行する車上装置である。
　また、他の発明として
　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、前記列車の複数の軸それぞれに対して、当該軸の回転に応じた回転検知信号を出力する回転検知装置が設けられており、
　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、
　前記回転検知装置別の前記回転検知信号を用いて、前記複数の軸のうちの何れかに空転又は滑走（以下包括して「空転滑走」という）の発生を検知することと、
　前記空転滑走の発生が検知されていない場合には、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（以下「非空転滑走時範囲」という）として設定し、前記空転滑走の発生が検知された場合には、前記非空転滑走時範囲を含み、前記非空転滑走時範囲より広い範囲を前記列車占有範囲として設定することと、
　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、回転検知装置が設けられた複数の軸のうちの何れかでの空転滑走の発生を検知した場合には、走行位置に基づく列車占有範囲を、空転滑走の発生を検知していない場合の列車占有範囲である非空転滑走時範囲を含み、非空転滑走時範囲よりも広い範囲として算出することができる。空転滑走が発生すると、回転検知装置からの検知信号に基づく走行位置の誤差が増加するため、列車占有範囲の安全性を確保することができる。
　第２の発明として、第１の発明の車上装置であって、
　前記走行位置を算出することは、前記回転検知装置別の前記回転検知信号それぞれについて、前記走行位置を算出することであり、
　前記設定することは、前記走行位置を基準にした前記列車の列車長の範囲と、前記列車の前方余裕距離分の範囲と、前記列車の後方余裕距離分の範囲とを含んだ範囲を前記列車占有範囲として設定し、前記空転滑走の発生が検知された場合には、前記後方余裕距離を拡大することで、前記非空転滑走時範囲より広い範囲を前記列車占有範囲として設定することである、
　車上装置を構成しても良い。
　この第２の発明によれば、空転滑走の発生を検知した場合、後方余裕距離を拡大することで、非空転滑走時範囲より広い範囲が列車占有範囲として設定される。このため、空転滑走が発生した際に、列車占有範囲を、安全を担保し得る範囲に適切に設定することが可能となる。
　第３の発明として、第１の発明の車上装置であって、
　前記走行位置を算出することは、前記回転検知装置別の前記回転検知信号それぞれについて、前記走行位置を算出することであり、
　前記設定することは、
　前記空転の発生が検知された場合、前記算出された走行位置のうちの最も後方の走行位置を基準にした前記範囲長の範囲を含み、当該範囲の前方を拡張した範囲を前記列車占有範囲として設定することと、
　前記滑走の発生が検知された場合、前記算出された走行位置のうちの最も前方の走行位置を基準にした前記範囲長の範囲を含み、当該範囲の後方を拡張した範囲を前記列車占有範囲として設定することと、
　を含む、
　車上装置を構成しても良い。
　この第３の発明によれば、空転及び滑走の何れが発生したかに応じて、列車占有範囲を適切に設定することが可能となる。つまり、空転が発生した軸の回転は速くなることから、当該軸に設けられた回転検知装置の回転検知信号に基づく走行位置は、実際の走行位置より前方となる。このことから、回転検知装置別に算出した走行位置のうちの最も後方の走行位置、すなわち空転が発生していないと推測される軸に設けられている回転検知装置の回転検知信号に基づく走行位置を基準とすることで、列車占有範囲を適切に設定することが可能となる。また、滑走が発生した軸の回転は遅くなることから、当該軸に設けられた回転検知装置からの回転検知信号に基づく走行位置は、実際の走行位置より後方となる。このことから、回転検知装置別に算出した走行位置のうちの最も前方の走行位置、すなわち滑走が発生していないと推測される軸に設けられている回転検知装置の回転検知信号に基づく走行位置を基準とすることで、列車占有範囲を適切に設定することが可能となる
　第４の発明として、第１～第３の何れかの発明の車上装置であって、
　前記範囲長は、前記列車の列車長と、前方余裕距離と、後方余裕距離との和である、
　車上装置を構成しても良い。
　この第４の発明によれば、占有範囲の範囲長は、列車長に、回転検知装置に係る誤差を見込んだ前方余裕距離、及び、後方余裕距離を加算した範囲として定められる。
　第５の発明として、第１～第４の何れかの発明の車上装置であって、
　前記回転検知装置は、検知対象の軸の回転に対して所定の位相差をもった２つのパルス信号を前記回転検知信号として出力する装置であり、
　前記パルス信号別のパルス周期情報を算出することと、
　同一の前記回転検知装置に係る前記２つのパルス信号のパルス周期情報の差に基づいて、当該回転検知装置の異常を判定することと、
　を更に実行する車上装置を構成しても良い。
　この第５の発明によれば、回転検知装置から出力される信号自体で、その回転検知装置の異常を判定することができる。つまり、同一の回転検知装置から出力される２つのパルス信号は、同一の検知対象の軸の回転に対する信号であるため、２つのパルス信号別のパルス周期情報は同一となるはずである。このため、回転検知装置が出力する２つのパルス信号のパルス周期情報の差が、例えば所定の閾値を超えるか否かによって、当該回転検知装置の異常を判定することができる。
　第６の発明として、第５の発明の車上装置であって、
　同一の前記回転検知装置に係る前記２つのパルス信号の位相差が逆位相となったか否かに基づいて、当該回転検知装置の異常を判定すること、
　を更に実行する車上装置を構成しても良い。
　この第６の発明によれば、回転検知装置から出力される信号自体で、その回転検知装置の異常を判定することができる。つまり、回転検知装置から出力される２つのパルス信号は、所定の位相差を持って出力され、この位相差は、軸の回転が停止つまり列車が停止するまでは変化しない。このため、回転検知装置が出力する２つのパルス信号の位相差が逆位相となったか否かによって、当該回転検知装置の異常を判定することができる。
　第７の発明として、第１～第６の何れかの発明の車上装置であって、
　前記回転検知信号に基づく速度および加減速度のうちの少なくとも何れか一方が所定の異常条件を満たすか否かに基づいて、当該回転検知信号を出力した前記回転検知装置の異常を判定すること、
　を更に実行する車上装置を構成しても良い。
　この第７の発明によれば、回転検知装置の異常を判定することができる。つまり、速度及び加減速度には、列車の走行性能や線路の制限速度から取り得る値の範囲が存在する。このため、取り得る値の範囲外の値を異常条件とすることで、回転検知信号の異常、すなわち回転検知装置の異常を判定することができる。
　第８の発明として、第１～第７の何れかの発明の車上装置であって、
　前記回転検知装置別に、当該回転検知装置の前記回転検知信号から速度を算出することと、
　前記算出した前記回転検知装置別の算出速度のうち、所定の継続時間の間、一部の算出速度が速度ゼロであり、且つ、残りの算出速度が非ゼロである場合に、速度ゼロに係る前記回転検知装置の異常又は当該回転検知装置の信号線の断線と判定することと、
　を更に実行する車上装置を構成しても良い。
　この第８の発明によれば、回転検知装置の異常又は信号線の断線を判定することができる。つまり、回転検知装置別に算出した速度は、全て同じとなるはずである。また、回転検知装置の故障によって回転検知信号を出力していない場合や、信号線が断線している場合には、回転検知信号に基づく走行速度はゼロとなる。これにより、一部の回転検知装置の回転検知信号に基づく速度がゼロであり、且つ、残りの回転検知装置の回転検知信号に基づく速度が非ゼロ（ゼロでない）の状態が継続した場合に、速度ゼロの回転検知装置の異常又は信号線の断線を判定することができる。
列車制御システムの構成図。 列車占有範囲の説明図。 列車の車軸に設けられるＰＧの説明図。 空転滑走を検知した際の列車占有範囲の設定の説明図。 車上装置の機能構成図。 ＰＧ検査部の機能構成図。 車上制御処理のフローチャート。 速度パルス検査処理のフローチャート。 速度・加減速度検査処理のフローチャート。 断線検知処理のフローチャート。 空転滑走検知処理のフローチャート。 空転及び滑走それぞれを検知した際の列車占有範囲の設定の説明図。
［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。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、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、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）ＰＧ
　列車２０には、回転検知装置である２つのＰＧ２２（ＰＧ２２－１，２２－２）が、それぞれ異なる車軸に取り付けられている。例えば、図３に示すように、先頭車両の第１軸にＰＧ２２－１が取り付けられ、第２軸にＰＧ２２－２が取り付けられる。ＰＧ２２は、取り付けられた車軸の回転速度に応じた周波数のパルス信号であって、９０度の位相差を有する、いわゆるＡ相及びＢ相の２つの速度パルスＰＬを出力する。すなわち、ＰＧ２２－１は、２つの速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂを出力し、ＰＧ２２－２は、２つの速度パルスＰＬ２Ａ，ＰＬ２Ｂを出力する。
（Ｃ）ＰＧの検査
　本実施形態では、車上装置３０は、ＰＧ２２が出力する速度パルスＰＬに基づいて、ＰＧ２２が正常であるか否かの検査を行う。
（Ｃ１）速度パルスＰＬ
　具体的には、ＰＧが出力する速度パルスＰＬが、妥当であるかを判定する。すなわち、ＰＧ２２－１が出力する速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂそれぞれの所定期間におけるパルス数が一致するかを判定し、一致しないならば、ＰＧ２２－１を異常と判定する。この所定期間におけるパルス数が、周期信号である速度パルスＰＬの周期を表す信号周期情報の一種である。ＰＧ２２－２についても、速度パルスＰＬ２Ａ，ＰＬ２Ｂを用いて同様に判定する。
　また、１つのＰＧ２２から出力される２つの速度パルスＰＬ１，ＰＬ２は９０度の位相差を有しているが、その位相の遅れ／進みの関係は、走行中は維持される。通常、列車２０は前進方向にしか進行しないためである。このため、２つの速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂの位相の遅れ／進みの関係が、例えば走行開始時点から反転していないかを判定し、反転しているならば、ＰＧ２２－１を異常と判定する。ＰＧ２２－２についても、速度パルスＰＬ２Ａ，ＰＬ２Ｂを用いて同様に判定する。
（Ｃ２）速度Ｖ
　また、ＰＧが出力する速度パルスＰＬから算出される速度Ｖが、妥当な値であるかを判定する。すなわち、ＰＧ２２－１が出力する速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂから算出した速度Ｖ１が、速度に関する異常条件を満たすならば、ＰＧ２２－１を異常と判定する。速度に関する異常条件は、「速度Ｖが所定の速度上限値を超える」ことである。速度上限値は、列車２０の車両性能や、列車２０が走行しうる線区の最高速度より所定速度だけ高い（速い）速度として定められる。つまり、速度Ｖ１が速度上限値を超えるならば、ＰＧ２２－１を異常と判定する。ＰＧ２２－２についても、速度パルスＰＬ２Ａ，ＰＬ２Ｂを用いて同様に判定する。
（Ｃ３）加減速度α
　また、ＰＧが出力する速度パルスＰＬから算出される加減速度αが、妥当な値であるかを判定する。すなわち、ＰＧ２２－１が出力する速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂから算出した加減速度α１が、加減速度に関する異常条件を満たすならば、ＰＧ２２－１を異常と判定する。加減速度に関する異常条件とは、「加減速度αが所定の加減速度上限値を超える」ことである。加減速度上限値は、列車２０の車両性能や、列車２０が走行しうる線区の最急勾配等の線路条件等によって定められる。つまり、加減速度α１が加減速度上限値を超えるならば、ＰＧ２２－１を異常と判定する。ＰＧ２２－２についても、速度パルスＰＬ２Ａ，ＰＬ２Ｂを用いて同様に判定する。
（Ｃ４）断線検知
　また、ＰＧが出力する速度パルスＰＬに基づいて、速度パルスＰＬを出力する信号線の断線を検知する。すなわち、２つのＰＧ２２－１，２２－２それぞれが出力する速度パルスＰＬ１，ＰＬ２から算出される速度Ｖ１，Ｖ２を比較し、一方がゼロであるとともに他方が非ゼロであり、且つ、その状態が所定時間以上継続されているならば、速度ゼロに対応するＰＧ２２を、信号線の断線による異常、或いは、当該ＰＧ２２の異常と判定する。
（Ｃ５）異常報知
　そして、車上装置３０は、ＰＧの異常を判定すると、異常と判定したＰＧを示す異常検知情報を地上装置１０へ送信するともに、非常ブレーキを作動させて自列車を緊急停車させる。
（Ｄ）空転滑走の検知
　また、車上装置３０は、ＰＧが出力する速度パルスＰＬに基づいて、空転或いは滑走（以下包括して「空転滑走」という）の発生を検知する。すなわち、ＰＧ２２－１が出力する速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ２Ａから算出される加減速度α１と、所定の加減速度閾値とを比較し、加減速度が閾値を超えるならば、ＰＧ２２－１が取り付けられた車軸に空転滑走が発生したと判定する。ＰＧ２２－２についても、速度パルスＰＬ２Ａ，ＰＬ２Ｂを用いて同様に判定する。
　また、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれが出力する速度パルスＰＬ１，ＰＬ２から算出される速度Ｖ１，Ｖ２の速度差ΔＶと、所定の閾値とを比較し、速度差ΔＶが速度差閾値を超えるならば、空転滑走が発生したと判定する。
　そして、空転滑走の発生を判定すると、図４に示すように、列車占有範囲を拡大するように設定する。すなわち、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれが出力する速度パルスＰＬ１，ＰＬ２から算出される走行位置Ｌ１，Ｌ２のうち、前方の走行位置に基づいて先頭位置Ｐｈ及び最後尾位置Ｐｒを決定する。そして、この先頭位置Ｐｈ及び最後尾位置Ｐｒをもとに、後方余裕距離Ｌｄｒを拡大して、列車占有範囲を算出する。後方余裕距離Ｌｄｒの拡大距離は、走行位置Ｌ１，Ｌ２それぞれに基づく先頭位置Ｐｈ１，Ｐｈ２の差ΔＰｈ以上となるように定める。つまり、算出した列車占有範囲は、空転滑走が発生していない場合の列車占有範囲（この場合の列車占有範囲を「非空転滑走時範囲」という）を含むとともに、当該列車占有範囲（非空転滑走時範囲）より広くなる。
　また、最終的に算出される列車占有範囲は、最も前方の走行位置を基準にして算出した場合に得られる列車占有範囲（図４の上段）と、最も後方の走行位置を基準にして算出した場合に得られる列車占有範囲（図４の中段）とを含む範囲ということもできる。
［車上装置］
　図５は、車上装置３０の機能構成を示すブロック図である。図５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、無線基地局１２に接続し、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、速度算出部２０２－１，２０２－２と、位置算出部２０６－１，２０６－２と、加減速度算出部２０４－１，２０４－２と、ＰＧ検査部２１０と、空転滑走検知部２３０と、列車占有範囲算出部２４０と、走行制御部２５０と、を有する。
　速度算出部２０２－１，２０２－２は、それぞれ、ＰＧ２２－１，２２－２が出力する速度パルスＰＬ１，ＰＬ２をもとに、自列車の走行速度Ｖ１，Ｖ２を算出する。このとき、１つのＰＧから２つの速度パルスＰＬが出力されるが、この２つの速度パルスは、互いに９０度の位相差を有する同一周波数のパルス信号であるため、ＰＧが正常であるならば、２つの速度パルスＰＬの何れを用いても良い。算出した走行速度Ｖ１，Ｖ２は、速度データ３０８として記憶される。
　位置算出部２０６－１，２０６－２は、それぞれ、速度算出部２０２－１，２０２－２が算出した速度Ｖ１，Ｖ２をもとに、自列車の現在の走行位置Ｌ１，Ｌ２を算出する。走行位置Ｌは、キロ程で表される走行距離として算出される。算出した走行位置Ｌ１，Ｌ２は、位置データ３０６として記憶される。
　加減速度算出部２０４－１，２０４－２は、それぞれ、ＰＧ２２－１，２２－２が出力する速度パルスＰＬ１，ＰＬ２をもとに、自列車の加減速度α１，α２を算出する。このとき、１つのＰＧから２つの速度パルスＰＬが出力されるが、ＰＧが正常であるならば、２つの速度パルスＰＬの何れを用いても良い。算出した加減速度α１，α２は、加減速度データ３１０として記憶される。
　ＰＧ検査部２１０は、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれが出力する速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂ，ＰＬ２Ａ，ＰＬ２Ｂ、速度算出部２０２－１，２０２－２が算出した速度Ｖ１，Ｖ２、加減速度算出部２０４－１，２０４－２が算出した加減速度α１，α２に基づいて、ＰＧ２２－１，２２－２が正常であるか異常であるかの検査を行う。
　図６は、ＰＧ検査部２１０の構成図である。図６に示すように、ＰＧ検査部２１０は、速度パルス検査部２１２と、速度検査部２１４と、加減速度検査部２１６と、速度ゼロ継続時間計測部２１８と、断線検知部２２０と、異常時制御部２２２と、を有する。
　速度パルス検査部２１２は、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれについて、当該ＰＧが出力する２つの速度パルスＰＬが妥当であるかを判定する。すなわち、ＰＧ２２－１が出力する速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂそれぞれの所定期間におけるパルス数が一致するかを判定し、一致しないならば、ＰＧ２２－１を異常と判定する。また、２つの速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂの位相の遅れ／進みの関係が、例えば走行開始時点から反転していないかを判定し、反転しているならば、ＰＧ２２－１を異常と判定する。ＰＧ２２－２についても同様に、速度パルスＰＬ２Ａ，ＰＬ２Ｂを用いて判定する。
　速度検査部２１４は、ＰＧ２２－１，２２－２それについて、速度Ｖ１，Ｖ２が妥当な値であるかを判定する。すなわち、ＰＧ２２－１が出力する速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂから算出された速度Ｖ１が、所定の速度上限値を超えるならば、ＰＧ２２－１を異常と判定する。ＰＧ２２－２の速度Ｖ２についても同様である。速度上限値は、ＰＧ検査用速度上限値データ３１６として記憶されている。
　加減速度検査部２１６は、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれについて、加減速度α１，α２が妥当な値であるかを判定する。すなわち、ＰＧ２２－１が出力する速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂから算出された加減速度α１が所定の加減速度上限値を超えるならば、ＰＧ２２－１を異常と判定する。ＰＧ２２－２の加減速度α２についても同様である。加減速度上限値は、ＰＧ検査用加減速度上限値データ３１８として記憶されている。
　速度ゼロ継続時間計測部２１８は、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれについて、速度Ｖ１，Ｖ２がゼロである状態の継続時間Ｔ１，Ｔ２を計測する。計測した継続時間Ｔ１，Ｔ２は、速度ゼロ継続時間データ３２０として記憶される。
　断線検知部２２０は、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれが出力する速度パルスＰＬに基づいて、速度パルスＰＬを出力する信号線の断線を検知する。すなわち、速度Ｖ１，Ｖ２を比較し、一方がゼロであるとともに他方が非ゼロであり、且つ、その速度ＶがゼロであるＰＧの速度ゼロ継続時間Ｔが、所定の継続時間閾値に達しているならば、速度ＶがゼロであるＰＧを、信号線の断線或いは当該ＰＧ２２の故障による異常と判定する。継続閾値は、速度ゼロ継続時間閾値データ３２２として記憶されている。
　異常時制御部２２２は、速度パルス検査部２１２、速度検査部２１４、加減速度検査部２１６、及び、断線検知部２２０の何れかがＰＧの異常と判定した場合に、異常と判定されたＰＧを示す異常検知情報を地上装置１０へ送信するともに、非常ブレーキ２８を作動させて自列車を緊急停止させる。
　空転滑走検知部２３０は、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれが出力する速度パルスＰＬに基づいて、空転滑走の発生を検知する。すなわち、加減速度α１と所定の加減速度閾値とを比較し、加減速度α１が加減速度閾値を超えるならば、ＰＧ２２－１が取り付けられた車軸に空転滑走が発生したと判定する。ＰＧ２２－２の加減速度α２についても同様である。また、速度Ｖ１，Ｖ２の速度差ΔＶと、所定の速度差閾値とを比較し、速度差ΔＶが速度差閾値を超えるならば、空転滑走が発生したと判定する。加減速度閾値は、空転滑走検知用加減速度閾値データ３２４として記憶されている。速度差閾値は、空転滑走検知用速度差閾値データ３２６として記憶されている。
　列車占有範囲算出部２４０は、位置算出部２０６－１，２０６－２によって算出された走行位置Ｌ１，Ｌ２をもとに、自列車の列車占有範囲を算出する。すなわち、空転滑走検知部２３０が空転滑走の発生を検知していない場合には、走行位置Ｌ１，Ｌ２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。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（非空転滑走時範囲）として算出する（図２参照）。
　一方、空転滑走検知部２３０が空転滑走の発生を検知した場合には、非空転滑走時範囲を含むとともに、当該範囲より広い範囲を、列車占有範囲として算出する。空転滑走が発生した場合、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれが取り付けられた軸それぞれの回転数が異なることから、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれが出力する速度パルスＰＬから算出される速度Ｖ１，Ｖ２、及び、走行位置Ｌ１，Ｌ２が異なる。このため、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれが出力する速度パルスＰＬ１，ＰＬ２から算出される走行速度Ｌ１，Ｌ２のうち、前方の位置に基づいて、先頭位置Ｐｈ及び最後尾位置Ｐｒを決定する。また、走行位置Ｌ１，Ｌ２それぞれに基づく先頭位置Ｐｈ１，Ｐｈ２の差ΔＰｈ以上となるように、後方余裕距離Ｌｄｒの拡大距離を決定する。そして、最後尾位置Ｐｒから後方余裕距離Ｌｄｒに拡大距離を加算した距離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Ｐｈまでの範囲を、列車占有範囲として算出する（図４参照）。
　自列車の列車長Ｌｔは、諸元データ３２８に含まれている。諸元データ３２８には、その他のデータとして、例えば、自列車が走行することができる最高速度や最大加速度、通常ブレーキでの最大減速度のデータが含まれる。また、前方余裕距離Ｌｄｈ、及び、後方余裕距離Ｌｄｒは、余裕距離テーブル３１２として記憶されている。また、算出した列車占有範囲は、例えば列車占有範囲の先端位置Ｐｔｈ、及び、後端位置Ｐｔｒが、列車占有範囲データ３１４として記憶される。
　走行制御部２５０は、地上装置から受信した制御情報３０４をもとに、自列車の走行（速度）を制御する、具体的には、線路条件や自列車の走行性能等をもとに、制御情報３０４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速度とを比較し、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。
　記憶部３００は、ＲＯＭ（Read-Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部２００が車上装置３０を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が実行した演算結果や、通信部１０６を介した受信データ等が一時的に記憶される。記憶部３００には、車上制御プログラム３０２と、制御情報３０４と、位置データ３０６と、速度データ３０８と、加減速度データ３１０と、余裕距離テーブル３１２と、列車占有範囲データ３１４と、ＰＧ検査用速度上限値データ３１６と、ＰＧ検査用加減速度上限値データ３１８と、速度ゼロ継続時間データ３２０と、速度ゼロ継続時間閾値データ３２２と、空転滑走検知用加減速度閾値データ３２４と、空転滑走検知用速度差閾値データ３２６と、諸元データ３２８と、が記憶される。
［処理の流れ］
　図７は、車上装置３０において実行される車上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３０２を実行することで実現される。
　先ず、速度パルス検査部２１２が、速度パルス検査処理を行う（ステップＡ１）。図８は、速度パルス検査処理の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、速度パルス検査処理では、速度パルス検査部２１２は、ＰＧ２２－１について、速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂそれぞれの所定期間におけるパルス数が一致するかを判定し（ステップＢ１）、一致しないならば（ステップＢ３：ＮＯ）、ＰＧ２２－１を異常と判定する（ステップＢ９）。また、速度パルスＰＬ１Ａ，ＰＬ１Ｂの位相の遅れ／進みの関係が反転していないかを判定し（ステップＢ５）、反転しているならば（ステップＢ７：ＹＥＳ）、ＰＧ２２－１を異常と判定する（ステップＢ９）。
　次いで、速度パルスＰＬ２Ａ，ＰＬ２Ｂそれぞれの所定期間におけるパルス数が一致するかを判定し（ステップＢ１１）、一致しないならば（ステップＢ１３：ＮＯ）、ＰＧ２２－２を異常と判定する（ステップＢ１９）。また、速度パルスＰＬ２Ａ，ＰＬ２Ｂの位相の遅れ／進みの関係が反転していないかを判定し（ステップＢ１５）、反転しているならば（ステップＢ１７：ＹＥＳ）、ＰＧ２２－２を異常と判定する（ステップＢ１９）。以上の処理を行うと、パルス検査処理を終了する。
　図７に戻り、続いて、速度検査部２１４及び加減速度検査部２１６が、速度・加減速度検査処理を行う（ステップＡ３）。図９は、速度・加減速度検査処理の流れを説明するフローチャートである。図９に示すように、速度・加減速度検査処理では、速度検査部２１４が、速度Ｖ１と所定の速度上限値とを比較し、速度Ｖ１が速度上限値を超えるならば（ステップＣ１：ＮＯ）、ＰＧ２２－１を異常と判定する（ステップＣ３）。また、速度Ｖ２と速度上限値とを比較し、速度Ｖ２が速度上限値を超えるならば（ステップＣ５：ＮＯ）、ＰＧ２２－２を異常と判定する（ステップＣ７）。
　次いで、加減速度検査部２１６が、加減速度α１と所定の加減速度上限値とを比較し、加減速度α１が加減速度上限値を超えるならば（ステップＣ９：ＮＯ）、ＰＧ２２－１を異常と判定する（ステップＣ１１）。また、加減速度α２と加減速度上限値とを比較し、加減速度α２が加減速度上限値を超えるならば（ステップＣ１３：ＮＯ）、ＰＧ２２－２を異常と判定する（ステップＣ１５）。以上の処理を行うと、速度・加減速度検査処理を終了する。
　図７に戻り、続いて、断線検知部２２０が、断線検知処理を行う（ステップＡ５）。図１０は、断線検知処理の流れを説明するフローチャートである。図１０によれば、断線検知処理では、断線検知部２２０が、速度Ｖ１がゼロであるとともに（ステップＤ１：ＹＥＳ）、この速度Ｖ１がゼロである継続時間Ｔ１が速度ゼロ継続時間閾値を超えており（ステップＤ３：ＹＥＳ）、且つ、速度Ｖ２がゼロより大きい（非ゼロ）ならば（ステップＤ５：ＹＥＳ）、ＰＧ２２－１を断線による異常と判定する（ステップＤ７）。
　また、速度Ｖ２がゼロであるとともに（ステップＤ９：ＹＥＳ）、この速度Ｖ２がゼロである継続時間Ｔ２が速度ゼロ継続時間閾値を超えており（ステップＤ１１：ＹＥＳ）、且つ、速度Ｖ１がゼロより大きい（非ゼロ）ならば（ステップＤ１３：ＹＥＳ）、ＰＧ２２－２を断線による異常と判定する（ステップＤ１５）。以上の処理を行うと、断線検知処理を終了する。
　図７に戻り、速度パルス検査処理、速度・加減速度検査処理、及び、断線検知処理の結果、ＰＧ２２－１，２２－２が異常と判定されたかを判断する。ＰＧ２２－１，２２－２の少なくとも一方が異常と判定されたならば（ステップＡ７：ＹＥＳ）、異常時制御部２２２が、異常と判定したＰＧ２２を示す異常検知情報を地上装置１０へ送信するともに（ステップＡ９）、非常ブレーキ２８を作動させて自列車を緊急停止させる（ステップＡ１１）。
　一方、ＰＧ２２－１，２２－２はともに異常でないと判定されたならば（ステップＡ７：ＮＯ）、空転滑走検知部２３０が、空転滑走検知処理を行う。図１１は、空転滑走検知処理の流れを説明するフローチャートである。図１１によれば、空転滑走検知部２３０は、加減速度α１と、所定の加減速度閾値とを比較し、加減速度α１が加減速度閾値を超えるならば（ステップＥ１：ＹＥＳ）、ＰＧ２２－１が取り付けられた車軸に空転滑走が発生したと判定する（ステップＥ９）。また、加減速度α２と、加減速度閾値とを比較し、加減速度α２が加減速度閾値を超えるならば（ステップＥ３：ＹＥＳ）、ＰＧ２２－２が取り付けられた車軸に空転滑走が発生したと判定する（ステップＥ９）。
　また、速度Ｖ１，Ｖ２の速度差ΔＶを算出する（ステップＥ５）。そして、この速度差ΔＶと、所定の速度差閾値とを比較し、速度差ΔＶが速度差閾値を超えるならば（ステップＥ７：ＹＥＳ）、空転滑走が発生したと判定する（ステップＥ９）。以上の処理を行うと、空転滑走検知処理を終了する。
　図７に戻り、続いて、列車占有範囲算出部２４０が、列車占有範囲の算出を行う。
　すなわち、空転滑走検知処理によって空転滑走の発生が判定されていないならば（ステップＡ１５：ＮＯ）、走行位置Ｌ１，Ｌ２の何れかをもとに、自列車の先頭位置Ｐｈ、及び、最後尾位置Ｐｒを決定する（ステップＡ１７）。そして、この先頭位置Ｐｈ、及び、最後尾位置Ｐｒをもとに、列車占有範囲（非空転滑走時範囲）を算出する（ステップＡ１９）。
　一方、空転滑走の発生が判定されたならば（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、走行位置Ｌ１，Ｌ２のうち、前方の走行位置をもとに、自列車の先頭位置Ｐｈ及び最後尾位置Ｐｒを決定する（ステップＡ２１）。また、走行位置Ｌ１，Ｌ２それぞれに基づく先頭位置Ｐｈの差ΔＰｈ以上となるよう、後方余裕距離Ｌｄｒの拡大距離を決定する（ステップＡ２３）。そして、最後尾位置から後方余裕距離Ｌｄｒに拡大距離を加算した距離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だけ前方の先頭位置Ｐｔｈまでを、列車占有範囲として算出する（ステップＡ２５）。以上の処理を行うと、ステップＳ１に戻り、同様の処理を繰り返す。
［作用効果］
　このように、本実施形態によれば、異なる複数の軸に設けられたＰＧ２２－１，２２－２それぞれが出力する速度パルスＰＬに基づいて、ＰＧ２２－１，２２－２が設けられた複数の軸の何れかに空転滑走が発生したかを判定し、空転滑走の発生を検知した場合には、ＰＧ２２－１，２２－２それぞれが出力する速度パルスＰＬに基づく走行位置Ｌ１，Ｌ２のうち、前方の走行位置に基づいて列車の先頭位置Ｐｈを決定するとともに、後方の走行位置に基づいて最後尾位置Ｐｒを決定して、列車占有範囲を算出する。つまり、空転滑走の発生を検知していない場合の列車占有範囲である非空転滑走時範囲を含むとともに非空転滑走時範囲より広い範囲として列車占有範囲を算出することができる。
　空転滑走が発生すると、回転検知装置からの検知信号に基づく走行位置の誤差が増加するため、列車占有範囲を広くなるように算出することで、安全性を確保することができる。また、空転滑走が発生した軸に設けられたＰＧからの速度パルスに基づく走行位置Ｌには誤差が含まれ、その誤差は、発生した空転滑走の程度に応じたものとなる。このため、空転滑走による誤差を含まない走行位置と、空転滑走による誤差を含む走行位置と、の両方を用いて列車占有範囲を算出することで、空転滑走が発生した場合に列車占有範囲を適切な範囲長に算出することができる。
　また、速度パルスＰＬや、速度パルスＰＬから算出された速度Ｖや加減速度α、走行位置Ｌに基づいて、ＰＧ２２の異常を判定することができる。
［変形例］
　なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
（Ａ）空転滑走の検知
　空転滑走の検知において、更に、空転及び滑走の何れが発生したのかを区別して検知することとしても良い。すなわち、空転は力行時に発生し、空転が発生した軸の回転速度は正常な軸（粘着軸）の回転速度に比較して速くなる。一方、滑走は制動時に発生し、滑走が発生した軸の回転速度は正常な軸（粘着軸）の回転速度に比較して遅くなる。力行や制動といった運転状態は、例えば、運転台における運転操作信号や、加減速度αから判断することができる。従って、運転状態が力行か制動かによって、空転が発生したのか滑走が発生したのかを判定することができる。
　そして、空転及び滑走のどちらが発生したかに応じて、図１２に示すように、列車占有範囲を算出する。すなわち、空転が発生した場合には、図１２（ａ）に示すように、走行位置Ｌ１，Ｌ２のうち、空転が発生していない軸（算出される走行位置が後方の軸）の速度パルスから算出される走行位置に基づいて、列車の先頭位置Ｐｈ及び最後尾位置Ｐｒを決定する。そして、前方余裕距離Ｌｄｈを拡大して、列車占有範囲を算出する。空転が発生していない軸の速度パルスから算出される走行位置の方が、空転が発生した軸の速度パルスから算出される走行位置よりも、より確からしい位置となるからである。
　一方、滑走が発生した場合には、図１２（ｂ）に示すように、走行位置Ｌ１，Ｌ２のうち、滑走が発生していない軸（算出される走行位置が前方の軸）の速度パルスから算出される走行位置に基づいて、列車の先頭位置Ｐｈ及び最後尾位置Ｐｒを決定する。そして、後方余裕距離Ｌｄｒを拡大して、列車占有範囲を算出する。滑走が発生していない軸の速度パルスから算出される走行位置の方が、滑走が発生した軸の速度パルスから算出される走行位置よりも、より確からしい位置となるからである。
（Ｂ）３つ以上のＰＧ
　また、異なる２つの軸に２つのＰＧ２２－１，２２－２を設けることとしたが、３つ以上の軸それぞれＰＧ２２を設けることとしても良い。
（Ｃ）２つの速度パルスの位相差
　１つのＰＧ２２が出力する２つの速度パルスＰＬの位相差は、９０度に限らず、例えば４５度や１２０度など、これ以外としても良い。
１　列車制御システム
　１０　地上装置、１２　無線基地局
　２０　列車
　　２２（２２－１，２２－２）　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
　　　２０２－１，２０２－２　速度算出部、２０４－１，２０４－２　加減速度算出部
　　　２０６－１，２０６－２　位置算出部
　　　２１０　ＰＧ検査部
　　　　２１２　速度パルス検査部、２１４　速度検査部、２１６　加減速度検査部
　　　　２１８　速度ゼロ継続時間計測部、２２０　断線検知部
　　　　２２２　異常時制御部
　　　２３０　空転滑走検知部、２４０　列車占有範囲算出部
　　　２５０　走行制御部
　　３００　記憶部
　　　３０２　車上制御プログラム、３０４　制御情報
　　　３０６　位置データ、３０８　速度データ、３１０　加減速度データ
　　　３１２　余裕距離テーブル、３１４　列車占有範囲データ
　　　３１６　ＰＧ検査用速度上限値データ、３１８　ＰＧ検査用加減速度上限値データ
　　　３２０　速度ゼロ継続時間データ、３２２　速度ゼロ継続時間閾値データ
　　　３２４　空転滑走検知用加減速度閾値データ
　　　３２６　空転滑走検知用速度差閾値データ
　　　３２８　諸元データ
４０　地上子
Ｒ　軌道

Claims (9)

  1. 　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、前記列車の複数の軸それぞれに対して、当該軸の回転に応じた回転検知信号を出力する回転検知装置が設けられており、
    　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、
    　前記回転検知装置別の前記回転検知信号を用いて、前記複数の軸のうちの何れかに空転又は滑走（以下包括して「空転滑走」という）の発生を検知することと、
    　前記空転滑走の発生が検知されていない場合には、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（以下「非空転滑走時範囲」という）として設定し、前記空転滑走の発生が検知された場合には、前記非空転滑走時範囲を含み、前記非空転滑走時範囲より広い範囲を前記列車占有範囲として設定することと、
    　を実行する車上装置。
  2. 　前記走行位置を算出することは、前記回転検知装置別の前記回転検知信号それぞれについて、前記走行位置を算出することであり、
    　前記設定することは、前記走行位置を基準にした前記列車の列車長の範囲と、前記列車の前方余裕距離分の範囲と、前記列車の後方余裕距離分の範囲とを含んだ範囲を前記列車占有範囲として設定し、前記空転滑走の発生が検知された場合には、前記後方余裕距離を拡大することで、前記非空転滑走時範囲より広い範囲を前記列車占有範囲として設定することである、
    　請求項１に記載の車上装置。
  3. 　前記走行位置を算出することは、前記回転検知装置別の前記回転検知信号それぞれについて、前記走行位置を算出することであり、
    　前記設定することは、
    　前記空転の発生が検知された場合、前記算出された走行位置のうちの最も後方の走行位置を基準にした前記範囲長の範囲を含み、当該範囲の前方を拡張した範囲を前記列車占有範囲として設定することと、
    　前記滑走の発生が検知された場合、前記算出された走行位置のうちの最も前方の走行位置を基準にした前記範囲長の範囲を含み、当該範囲の後方を拡張した範囲を前記列車占有範囲として設定することと、
    　を含む、
    　請求項１に記載の車上装置。
  4. 　前記範囲長は、前記列車の列車長と、前方余裕距離と、後方余裕距離との和である、
    　請求項１～３の何れか一項に記載の車上装置。
  5. 　前記回転検知装置は、検知対象の軸の回転に対して所定の位相差をもった２つのパルス信号を前記回転検知信号として出力する装置であり、
    　前記パルス信号別のパルス周期情報を算出することと、
    　同一の前記回転検知装置に係る前記２つのパルス信号のパルス周期情報の差に基づいて、当該回転検知装置の異常を判定することと、
    　を更に実行する請求項１～４の何れか一項に記載の車上装置。
  6. 　同一の前記回転検知装置に係る前記２つのパルス信号の位相差が逆位相となったか否かに基づいて、当該回転検知装置の異常を判定すること、
    　を更に実行する請求項５に記載の車上装置。
  7. 　前記回転検知信号に基づく速度および加減速度のうちの少なくとも何れか一方が所定の異常条件を満たすか否かに基づいて、当該回転検知信号を出力した前記回転検知装置の異常を判定すること、
    　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. 　前記回転検知装置別に、当該回転検知装置の前記回転検知信号から速度を算出することと、
    　前記算出した前記回転検知装置別の算出速度のうち、所定の継続時間の間、一部の算出速度が速度ゼロであり、且つ、残りの算出速度が非ゼロである場合に、速度ゼロに係る前記回転検知装置の異常又は当該回転検知装置の信号線の断線と判定することと、
    　を更に実行する請求項１～７の何れか一項に記載の車上装置。
  9. 　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、前記列車の複数の軸それぞれに対して、当該軸の回転に応じた回転検知信号を出力する回転検知装置が設けられており、
    　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、
    　前記回転検知装置別の前記回転検知信号を用いて、前記複数の軸のうちの何れかに空転又は滑走（以下包括して「空転滑走」という）の発生を検知することと、
    　前記空転滑走の発生が検知されていない場合には、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（以下「非空転滑走時範囲」という）として設定し、前記空転滑走の発生が検知された場合には、前記非空転滑走時範囲を含み、前記非空転滑走時範囲より広い範囲を前記列車占有範囲として設定することと、
    　を含む列車占有範囲算出方法。
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