WO2018025365A1 - 無線列車制御システム及び無線列車制御方法 - Google Patents

無線列車制御システム及び無線列車制御方法 Download PDF

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WO2018025365A1
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ground base
track
management device
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勝紀 土田
敦 高見
智宏 大西
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三菱電機株式会社
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    • B61L2027/204—Trackside control of safe travel of vehicle or vehicle train, e.g. braking curve calculation using Communication-based Train Control [CBTC]

Definitions

  • the present invention relates to a radio train control system and a radio train control method.
  • CBTC Common Control Based Train Control
  • the train operation is controlled by communication between a radio control compatible train and a ground base device which is a ground control device.
  • a ground base device fails, the position of the train in the area under the jurisdiction of the ground base device cannot be grasped.
  • Patent Document 1 which is a conventional technology, aims to “obtain a train management system that can reliably perform on-line management of trains in an area even when a base device that manages a train goes down”. There is disclosed a technique that enables the on-line management of a train by separately providing an ID detection device connected to the on-line management device without going through the device.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a radio train control system capable of suppressing the increase in equipment cost and reliably performing on-line management of a train even when a ground base device fails.
  • the present invention is a wireless train control system that controls a train on a track on which a track circuit is laid, and performs wireless communication with the train,
  • a terrestrial radio device for acquiring position information;
  • a field device for acquiring track circuit state information indicating whether the track circuit is on a shore or falling; and receiving the position information and the track circuit state information;
  • a ground base device that transmits control information to a train; and
  • a track management device that receives the position information and the track circuit state information and manages track information, the ground radio device, the field device, and the track management device Has a transmission path connected without going through the ground base device, and the station management device can transmit control information to the train via the transmission path when the ground base device fails It is characterized in.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a position and route expression method according to Embodiment 1;
  • storage part The figure which shows an example of a track presence information, track circuit state information, and a switch state information Flow chart showing an example of operation of a standing line management device at the time of failure of the ground base device Flow chart showing details of subroutine processing of S12
  • the flowchart which shows the detail of the subroutine processing of S14 The figure which shows one general structural example of the hardware which implement
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a radio train control system 8 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the wireless train control system 8 shown in FIG. 1 includes a line management device 1 including a track database storage unit 2, ground base devices 3A and 3B, ground wireless devices 4A and 4B, field devices 5A and 5B, a train 6A, 6B and relays 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G.
  • the trains 6A and 6B travel on the track on which the track circuit is laid.
  • the time when communication with the ground base device 3A is interrupted is the time when the ground base device 3A fails
  • the time when communication with the ground base device 3B is failed is when the ground base device 3B is faulty. That is, the ground base devices 3A and 3B transmit the train track information in the jurisdiction area to the track management device 1 as an example, but when the track information is interrupted, the track management device 1 It is recognized that the devices 3A and 3B have failed.
  • the standing line information includes at least one of train position information and track circuit state information, which will be described later.
  • the track circuit state information is information indicating whether the track circuit is on the heel or is dropped.
  • the standing line management device 1 manages the standing line information acquired from the ground base devices 3A and 3B, and train control information for the trains 6A and 6B instead of the ground base devices 3A and 3B when the ground base devices 3A and 3B fail. Can be sent.
  • the track database storage unit 2 stores a track database of an area managed by the track management device 1.
  • the track database will be described later.
  • the ground base devices 3A and 3B communicate with the trains 6A and 6B via the ground radio devices 4A and 4B, receive train information including the position information of the trains 6A and 6B, and receive the train information from the field devices 5A and 5B.
  • the track circuit state information is received and train control information is transmitted to the trains 6A and 6B.
  • the ground radio devices 4A and 4B wirelessly communicate with the trains 6A and 6B, wirelessly transmit the train control information transmitted from the ground base devices 3A and 3B to the trains 6A and 6B, and are received from the trains 6A and 6B. Train information including train position information is acquired and transmitted to the ground base devices 3A and 3B. When the ground base devices 3A and 3B are out of order, the ground radio devices 4A and 4B wirelessly transmit the train control information transmitted from the on-line management device 1 to the trains 6A and 6B and receive the train control information from the trains 6A and 6B. Train information including train position information is transmitted to the on-line management device 1.
  • the field devices 5A, 5B acquire the track circuit state information and the switch state information output from the relays 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G, and transmit them to the ground base devices 3A, 3B.
  • the field devices 5A and 5B send the track circuit state information and the switch state information from the transmission path connected without the ground base devices 3A and 3B. Send to.
  • the track circuit state information indicates a drop
  • the switch state information is information indicating the direction and the lock state of the switch.
  • Each of the trains 6A and 6B controlled by the radio train control system 8 includes an on-board control device (not shown) and an on-board radio device (not shown).
  • the on-board radio device (not shown) is wireless with the ground radio devices 4A and 4B.
  • the information obtained by the on-board wireless device (not shown) through wireless communication is acquired by the on-board control device (not shown).
  • An on-board control device (not shown) controls the trains 6A and 6B.
  • Each of the relays 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, and 7G displays track circuit state information indicating whether or not a train is present on each track circuit indicated by A to G in FIG. Output to.
  • the radio train control system 8 shown in FIG. 1 has a transmission path in which the line management device 1 is connected to the ground radio devices 4A and 4B and the field devices 5A and 5B without the ground base devices 3A and 3B.
  • the standing line management device 1 can operate as a ground base device instead of the ground base devices 3A and 3B. Therefore, even when the ground base devices 3A and 3B are out of order, the on-line management device 1, the ground wireless devices 4A and 4B, and the field devices 5A and 5B are connected without passing through the ground base devices 3A and 3B.
  • the on-line management device 1 connected by a road realizes the operation as a ground base device instead of the ground base devices 3A and 3B, thereby operating the radio train control system 8 even when the ground base devices 3A and 3B fail. It is possible.
  • the transmission of information from the ground wireless devices 4A and 4B and the field devices 5A and 5B to the on-line management device 1 may be performed during normal operation of the ground base devices 3A and 3B, or a failure of the ground base devices 3A and 3B. It may be done only occasionally.
  • the on-line management device 1 does not go through the ground base device 3A.
  • the on-line information of the train in the jurisdiction area can be acquired by the track circuit state information acquired from the field device 5A via the connected transmission path.
  • the radio train control system 8 allows the ground management device 1 to operate as the ground base device when the ground base device 3A, 3B fails, so that the ground base device 3A, The operation can be continued even when 3B fails. Next, the operation at the time of failure of the ground base devices 3A and 3B will be described.
  • FIG. 2 is a diagram showing a jurisdiction area of a failed ground base device and a train presence state in the area.
  • the ground base device adjacent to both sides of the jurisdiction area of the failed ground base device is operating normally without failure.
  • the on-line management device 1 can acquire the on-line information of the train from the ground radio device and the on-site device even in an area where the ground base device has failed by the transmission path connected without going through the ground base devices 3A and 3B. It is.
  • the station management device 1 acquires the train track information, the track circuit status information, and the switch status information in the area where the ground base device has failed, and evacuates all trains in the area to the adjacent area. .
  • the train 1 and the train 3 can be saved because there are no other trains between the adjacent ground base device jurisdiction areas.
  • the save operation cannot be performed until the save operation of the train 1 is completed.
  • the train 2 starts the save operation after the save operation of the train 1 is completed.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a position and route expression method in the first embodiment.
  • FIG. 3 shows blocks [B1001], [B1002], [B1003], [B1004], and [B1005].
  • the block [B1001] is connected to the block [B1002]
  • the block [B1002] is connected to the blocks [B1003] and [B1005]
  • the block [B1003] is connected to the block [B1004].
  • a route R1001 is a route from the block [B1001] to the block [B1002]
  • a route R1002 is a route from the block [B1002] to the block [B1005]
  • a route R1003 is the block [B1002] to the block [B1004].
  • the track circuit T1 is a track circuit of the block [B1001]
  • the track circuit T2 is a track circuit of the blocks [B1002], [B1003], [B1004],
  • the block has a start end and an end, and the position in the block is indicated by a distance from the start end or the end.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a track database stored in the track database storage unit 2.
  • a connection block on which the train can travel is defined.
  • block [B1001] the block connected to the upstream side by the three-point leader is not shown, and the switch is not connected. Therefore, for the block [B1001], there is no data in the uplink connection block and the switch condition, and [B1002] is shown in the downlink connection block.
  • Block [B1002] has block [B1001] connected on the upstream side, blocks [B1003] and [B1005] connected on the downstream side, and the switch 10 connected.
  • N indicating Normal
  • R indicating Reverse
  • the direction of the block [B1005] illustrated in FIG. 4 is the localization
  • the direction of the block [B1003] is the inversion.
  • [B1001] is indicated in the uplink connection block
  • [B1003] and [B1005] are indicated in the downlink connection block
  • the switch in [B1003] of the downlink connection block is indicated.
  • the condition is indicated as “10: R”
  • the switch condition in [B1005] of the downstream connection block is indicated as “10: N”.
  • the block [B1003] is connected to the block [B1002] on the upstream side, connected to the block [B1004] on the downstream side, and connected to the switch 10 in the inverted direction. Therefore, for block [B1003], [B1002] is indicated in the uplink connection block, [B1004] is indicated in the downlink connection block, and the switch condition in [B1004] of the downlink connection block is “ 10: R ".
  • block [B1004] the block connected to the down side by the three-point leader is not shown, and the switch is not connected. Therefore, for the block [B1004], there is no data in the downlink connection block and the switch condition, and [B1003] is shown in the uplink connection block.
  • the block [B1005] is connected to the block [B1002] on the upstream side, the block connected to the downstream side by the three-point reader is omitted, and the switch 10 in the localization direction is connected. Therefore, for block [B1005], there is no data in the downlink connection block, [B1002] is shown in the uplink connection block, and the switch condition in [B1002] of the uplink connection block is “ 10: N ".
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of train track information, track circuit state information, and switch state information.
  • the on-line information of the train shown in FIG. 5 indicates the front position and the rear position of the train.
  • the front position of the train exists at a position 100 m from the beginning of the block [B1001] It is shown that the rear position exists at a position 40 m from the start of the block [B1001].
  • the track circuit state information of the train shown in FIG. 5 indicates whether the track circuits T1, T2, and T3 are in the fall state or the saddle state.
  • the track circuit T1 is in the drop state. Yes, the states of the track circuits T2 and T3 are on the top.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the standing line management apparatus 1 when the ground base apparatus 4A fails.
  • the train 6A is selected and the process is started, and the standing line management apparatus 1 selects the standing block of the traveling direction of the train 6A and the front position of the train 6A from the track database stored in the track database storage unit 2 ( S11)
  • Subroutine processing for obtaining a connection block of the currently selected block is performed (S12).
  • the currently selected block is a standing block at the front position of the train 6A.
  • a subroutine for obtaining this connection block will be described later with reference to FIG.
  • the standing line management apparatus 1 determines whether there is an acquired connection block as a result of the subroutine of S12 (S13).
  • connection management device 1 determines that it cannot be saved (S18), and ends the process.
  • connection management device 1 performs a subroutine process for determining the presence or absence of a line train (S14).
  • the line management apparatus 1 determines whether there is a line of another train from the result of S14 (S15).
  • the subroutine of S14 which determines the presence or absence of an on-line train is later mentioned with reference to FIG.
  • the line management device 1 determines that it cannot be saved (S18), and ends the process. If there is no other train line from the result of S14 (S15: No), the track management apparatus 1 determines whether the currently selected block has reached an area where the ground base apparatus is operating normally. Determine (S16).
  • the on-line management apparatus 1 determines that it can be saved (S17) and ends the process. . If the selected block has not reached the area where the ground base unit is operating normally (S16: No), the line management device 1 advances the selected block in the traveling direction (S19). ) Return to S12. If it is determined that the vehicle can be saved, the train 6A is saved to an area where the ground base device is operating normally. The saving operation may be performed automatically, or the determination result may be displayed on the cab and the driver may perform the saving operation.
  • FIG. 7 is a flowchart showing details of the subroutine processing in S12.
  • the standing line management apparatus 1 determines whether there is a switch condition in the connection information of the selected block (S21). When there is no switch condition in the connection information of the selected block (S21: No), since there is only one block that can be selected, the standing line management apparatus 1 selects a connection block in the traveling direction (S26). ), The subroutine processing is ended. If the connection information of the selected block has a switch condition (S21: Yes), the on-line management device 1 acquires the switch information (S22), and the direction of the switch It is determined whether or not there is connection information that matches (S23).
  • the information on the switch is the direction and the locked state of the switch acquired from the field device. If there is no connection information that matches the direction of the switch (S23: No), the direction of the switch is unknown, and the line management device 1 determines that there is no connection block (S25). ), The subroutine processing is ended.
  • the standing line management apparatus 1 determines whether or not the switch is locked (S24). When the switch is not locked (S24: No), the line management device 1 determines that there is no connection block (S25), and ends the subroutine processing.
  • the switch is locked (S24: Yes)
  • the standing line management apparatus 1 selects a connection block in the traveling direction (S26), and ends the subroutine processing.
  • FIG. 8 is a flowchart showing details of the subroutine processing in S14.
  • the line management device 1 determines whether there is line information of another train that is a block selected by the front position or the rear position (S31). When there is on-line information of another train that is a block selected by the front position or the rear position (S31: Yes), the on-line management device 1 determines that there is another line on the other train (S37), and performs subroutine processing. End. If there is no track information of another train that is the block selected by the front position or the rear position (S31: No), the track management apparatus 1 has a track circuit corresponding to the selected block. Is determined (S32).
  • the track management device 1 determines that there is no track on another train (S36), and ends the subroutine processing. If there is a track circuit corresponding to the selected block (S32: Yes), the track management device 1 determines whether this track circuit is the same as the track circuit corresponding to the front position block of the own train. Is determined (S33). When it is the same as the track circuit corresponding to the front position block of the own train (S33: Yes), the station management device 1 determines that there is no other train (S36) and ends the process.
  • the track management device 1 acquires track circuit state information of the selected block (S34), and this track circuit It is determined whether or not is a cocoon (S35). If the track circuit is not on the coast (S35: No), the station management device 1 determines that there is another train (S37) and ends the subroutine processing. When the track circuit is on the coast (S35: Yes), the track management device 1 determines that there is no track on another train (S36), and ends the subroutine processing.
  • the standing line management apparatus 1 includes a processor, a storage circuit, a receiver, and a transmitter, and each operation can be realized by software.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a general configuration example of hardware for realizing the standing line management apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the apparatus shown in FIG. 9 includes a processor 101, a storage circuit 102, a receiver 103, and a transmitter 104.
  • the processor 101 performs calculation and control by software using the received data, and the memory 102 receives the received data or processor. 101 stores data and software necessary for calculation and control.
  • the receiver 103 is an interface that receives information from the outside.
  • the transmitter 104 is an interface that transmits information to the outside. Note that a plurality of processors 101, storage circuits 102, receivers 103, and transmitters 104 may be provided.
  • the train detection device connected to the track management device is unnecessary, and the train track management can be reliably performed even when the ground base device is out of order while suppressing an increase in equipment cost.
  • a possible wireless train control system can be obtained.
  • the first embodiment it is possible to perform on-line management according to the track circuit state when the control device mounted on the upper side of the vehicle fails.
  • the radio train control system can be restarted early without waiting for the ground base device to recover.
  • Embodiment 2 FIG. In the first embodiment described above, the direction of the switch cannot be changed, and depending on the direction of the switch when the ground base device is out of order, the retracting operation of the existing train can be efficiently performed. The case where it is difficult to perform is assumed. Therefore, in the second embodiment, a radio train control system that can control the direction of the switch even when a failure occurs will be described.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the radio train control system 8a according to the second embodiment of the present invention.
  • the radio train control system 8a shown in FIG. 10 is different from the radio train control system 8 shown in FIG. 1 in that an interlocking device 9 and a switch 10 are added, and the other configurations are the same.
  • the switch 10 is provided in a track circuit indicated by C.
  • the interlocking device 9 is a device that is arranged between the on-line management device 1 and the terrestrial radio devices 4A and 4B and can control the direction of the switch 10 on the track.
  • the interlocking device 9 controls the direction of the switch device 10 according to the instruction of the track management device 1 so that the train on the track can be saved. Can do.
  • the interlocking device 9 switches according to the instruction of the station management device 1 so that the direction of the switch 10 can be saved.
  • the direction of the lever 10 can be controlled.
  • the second embodiment it is possible to enable the evacuation operation of the train that is on the line, regardless of the direction of the switch when the ground base device is out of order.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
  • 1 Line management device 2 track database storage unit, 3A, 3B ground base device, 4A, 4B ground radio device, 5A, 5B field device, 6A, 6B train, 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G relay 8, 8a Radio train control system, 9 interlocking device, 10 switch, 101 processor, 102 storage circuit, 103 receiver, 104 transmitter.

Abstract

設備コストの増加を抑えて地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障時にも列車６Ａ，６Ｂの在線管理を確実に行うことを目的とし、軌道回路が敷設された線路上の列車６Ａ，６Ｂを制御する無線列車制御システム８であって、列車６Ａ，６Ｂと無線通信を行い、列車６Ａ，６Ｂの位置情報を取得する地上無線装置４Ａ，４Ｂと、軌道回路が扛上であるか落下であるかを示す軌道回路状態情報を取得する現場装置５Ａ，５Ｂと、位置情報及び軌道回路状態情報を受信して列車６Ａ，６Ｂに制御情報を送信する地上拠点装置３Ａ，３Ｂと、位置情報及び軌道回路状態情報を受信して在線情報を管理する在線管理装置１とを備え、地上無線装置４Ａ，４Ｂ及び現場装置５Ａ，５Ｂと在線管理装置１とは、地上拠点装置３Ａ，３Ｂを介することなく接続された伝送路を有し、在線管理装置１は、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障時には伝送路を介して列車６Ａ，６Ｂに制御情報を送信可能である。

Description

無線列車制御システム及び無線列車制御方法
　本発明は、無線列車制御システム及び無線列車制御方法に関するものである。
　ＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる無線列車制御システムでは、無線制御対応列車と地上の制御装置である地上拠点装置とが通信することで、列車の運行を制御する。このような無線列車制御システムでは、地上拠点装置が故障すると、当該地上拠点装置が管轄するエリアの列車の位置が把握できない。
　従来技術である特許文献１には、「列車を管理する拠点装置がダウンした場合にもそのエリア内の列車の在線管理を確実に行うことのできる列車管理システムを得る」ことを目的とし、拠点装置を介することなく在線管理装置に接続されたＩＤ検知装置を別途設けることで、列車の在線管理を可能とする技術が開示されている。
特開２００７－１５５１７号公報
　しかしながら、上記の従来技術によれば、在線管理装置に接続された列車検知用の装置が必須である。そのため、設備コストが増大する、という問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設備コストの増加を抑えて地上拠点装置の故障時にも列車の在線管理を確実に行うことが可能な無線列車制御システムを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、軌道回路が敷設された線路上の列車を制御する無線列車制御システムであって、前記列車と無線通信を行い、前記列車の位置情報を取得する地上無線装置と、前記軌道回路が扛上であるか落下であるかを示す軌道回路状態情報を取得する現場装置と、前記位置情報及び前記軌道回路状態情報を受信して前記列車に制御情報を送信する地上拠点装置と、前記位置情報及び前記軌道回路状態情報を受信して在線情報を管理する在線管理装置とを備え、前記地上無線装置及び前記現場装置と前記在線管理装置とは、前記地上拠点装置を介することなく接続された伝送路を有し、前記在線管理装置は、前記地上拠点装置の故障時には前記伝送路を介して前記列車に制御情報を送信可能であることを特徴とする。
　本発明によれば、設備コストの増加を抑えて地上拠点装置の故障時にも列車の在線管理を確実に行うことが可能な無線列車制御システムを得ることができる、という効果を奏する。
本発明の実施の形態１に係る無線列車制御システムの一構成例を示す図 故障した地上拠点装置の管轄エリアと当該エリアにおける列車の在線状態を示す図 実施の形態１における位置及び経路の表現方法を説明する図 線路データベース記憶部に記憶されている線路データベースの一例を示す図 列車の在線情報、軌道回路状態情報及び転てつ器状態情報の一例を示す図 地上拠点装置の故障時における在線管理装置の一動作例を示すフローチャート Ｓ１２のサブルーチン処理の詳細を示すフローチャート Ｓ１４のサブルーチン処理の詳細を示すフローチャート 実施の形態１における在線管理装置を実現するハードウエアの一般的な一構成例を示す図 実施の形態２に係る無線列車制御システムの一構成例を示す図
　以下に、本発明の実施の形態に係る無線列車制御システム及び無線列車制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る無線列車制御システム８の一構成例を示す図である。図１に示す無線列車制御システム８は、線路データベース記憶部２を含む在線管理装置１と、地上拠点装置３Ａ，３Ｂと、地上無線装置４Ａ，４Ｂと、現場装置５Ａ，５Ｂと、列車６Ａ，６Ｂと、リレー７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ，７Ｇとを備える。列車６Ａ，６Ｂは軌道回路が敷設された線路上を走行する。
　なお、以下の説明において、故障であるか否かは通信の可否によって判定する。すなわち、地上拠点装置３Ａとの通信の途絶時を地上拠点装置３Ａの故障時とし、地上拠点装置３Ｂとの通信の途絶時を地上拠点装置３Ｂの故障時とする。すなわち、地上拠点装置３Ａ，３Ｂは、管轄エリアにおける列車の在線情報を在線管理装置１に、一例として一定周期で送信しているが、この在線情報が途絶えると、在線管理装置１は、地上拠点装置３Ａ，３Ｂが故障したと認識する。なお、在線情報には、後述する列車の位置情報及び軌道回路状態情報の少なくともいずれかが含まれる。なお、軌道回路状態情報は、軌道回路が扛上であるか落下であるかを示す情報である。
　在線管理装置１は、地上拠点装置３Ａ，３Ｂから取得した在線情報を管理し、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障時には地上拠点装置３Ａ，３Ｂの代わりに列車６Ａ，６Ｂに対して列車の制御情報を送信することが可能である。
　線路データベース記憶部２は、在線管理装置１が管轄するエリアの線路データベースを記憶している。線路データベースについては後述する。
　地上拠点装置３Ａ，３Ｂは、地上無線装置４Ａ，４Ｂを介して列車６Ａ，６Ｂと通信を行い、列車６Ａ，６Ｂの位置情報をはじめとする列車情報を受信し、現場装置５Ａ，５Ｂからの軌道回路状態情報を受信し、列車６Ａ，６Ｂに列車の制御情報を送信する。
　地上無線装置４Ａ，４Ｂは、列車６Ａ，６Ｂと無線通信を行い、地上拠点装置３Ａ，３Ｂから送信される列車の制御情報を列車６Ａ，６Ｂに無線で送信し、列車６Ａ，６Ｂから受信した列車の位置情報をはじめとする列車情報を取得して地上拠点装置３Ａ，３Ｂに送信する。また、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障時には、地上無線装置４Ａ，４Ｂは、在線管理装置１から送信される列車の制御情報を列車６Ａ，６Ｂに無線で送信し、列車６Ａ，６Ｂから受信した列車の位置情報をはじめとする列車情報を在線管理装置１に送信する。
　現場装置５Ａ，５Ｂは、リレー７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ，７Ｇから出力された軌道回路状態情報及び転てつ器状態情報を取得し、地上拠点装置３Ａ，３Ｂに送信する。また、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障時には、現場装置５Ａ，５Ｂは、地上拠点装置３Ａ，３Ｂを介さずに接続する伝送路から軌道回路状態情報及び転てつ器状態情報を在線管理装置１に送信する。ここで、軌道回路上に列車が在線している場合には、軌道回路状態情報は落下を示し、軌道回路上に列車が在線していない場合には、軌道回路状態情報は扛上を示す。また、転てつ器状態情報は、転てつ器の方向及び鎖錠状態を示す情報である。
　無線列車制御システム８によって制御される列車６Ａ，６Ｂの各々は、図示しない車上制御装置と、図示しない車上無線装置とを備え、図示しない車上無線装置は地上無線装置４Ａ，４Ｂと無線通信を行い、図示しない車上無線装置が無線通信により取得した情報は、図示しない車上制御装置に取得される。図示しない車上制御装置が列車６Ａ，６Ｂを制御する。
　リレー７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ，７Ｇの各々は、図１にＡからＧで示す各軌道回路に列車が在線しているか否かを示す軌道回路状態情報を現場装置５Ａ，５Ｂに出力する。
　図１に示す無線列車制御システム８は、在線管理装置１と、地上無線装置４Ａ，４Ｂ及び現場装置５Ａ，５Ｂとが地上拠点装置３Ａ，３Ｂを介さずに接続される伝送路を有し、在線管理装置１は、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの代わりに地上拠点装置としての動作が可能である。そのため、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障している時でも、在線管理装置１と、地上無線装置４Ａ，４Ｂ及び現場装置５Ａ，５Ｂとは、地上拠点装置３Ａ，３Ｂを介さずに接続する伝送路により接続され、在線管理装置１は、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの代わりに地上拠点装置としての動作を実現することで、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障時にも無線列車制御システム８を動作させることが可能である。
　地上無線装置４Ａ，４Ｂ及び現場装置５Ａ，５Ｂから在線管理装置１への情報の送信は、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの正常稼働時にも行われてもよいし、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障時にのみ行われてもよい。
　また、地上拠点装置及び地上無線装置の双方が故障した場合、一例として地上拠点装置３Ａ及び地上無線装置４Ａの双方が故障した場合には、在線管理装置１は、地上拠点装置３Ａを介さずに接続される伝送路を介して現場装置５Ａから取得した軌道回路状態情報によって管轄エリアの列車の在線情報を取得可能である。
　上記説明したように、本実施の形態１に係る無線列車制御システム８は、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障時には在線管理装置１が地上拠点装置としての動作を行うことで、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障時にも動作を継続することができる。次に、地上拠点装置３Ａ，３Ｂの故障時の動作について説明する。
　図２は、故障した地上拠点装置の管轄エリアと当該エリアにおける列車の在線状態を示す図である。図２では、故障した地上拠点装置の管轄エリアの両隣に隣接する地上拠点装置は、故障しておらず正常に動作している。在線管理装置１は、地上拠点装置３Ａ，３Ｂを介さずに接続される伝送路によって、地上拠点装置が故障したエリアについても、列車の在線情報を地上無線装置及び現場装置から取得することが可能である。在線管理装置１は、地上拠点装置が故障したエリアにおける列車の在線情報、軌道回路状態情報及び転てつ器状態情報を取得して、当該エリア内に在線する列車を全て隣接するエリアに待避させる。
　図２においては、列車１及び列車３については、隣接する地上拠点装置管轄エリアまでの間に他の列車が在線していないため待避動作が可能である。しかしながら、列車２については、隣接するエリアまでの間に列車１が在線しているので、列車１の待避動作が完了するまでは待避動作を行うことができない。列車２は、列車１の待避動作完了後に待避動作を開始する。
　図３は、本実施の形態１における位置及び経路の表現方法を説明する図である。図３には、ブロック［Ｂ１００１］，［Ｂ１００２］，［Ｂ１００３］，［Ｂ１００４］，［Ｂ１００５］が示されている。ブロック［Ｂ１００１］はブロック［Ｂ１００２］に接続され、ブロック［Ｂ１００２］はブロック［Ｂ１００３］及びブロック［Ｂ１００５］に接続され、ブロック［Ｂ１００３］はブロック［Ｂ１００４］に接続されている。経路Ｒ１００１は、ブロック［Ｂ１００１］からブロック［Ｂ１００２］への経路であり、経路Ｒ１００２は、ブロック［Ｂ１００２］からブロック［Ｂ１００５］への経路であり、経路Ｒ１００３は、ブロック［Ｂ１００２］からブロック［Ｂ１００４］への経路である。軌道回路Ｔ１は、ブロック［Ｂ１００１］の軌道回路であり、軌道回路Ｔ２は、ブロック［Ｂ１００２］，［Ｂ１００３］，［Ｂ１００４］，［Ｂ１００５］の軌道回路である。
　また、ブロック［Ｂ１００１］に示すように、ブロックには始端及び終端が存在し、ブロック内位置は始端又は終端からの距離によって示される。
　図４は、線路データベース記憶部２に記憶されている線路データベースの一例を示す図である。図４には、列車が走行可能な接続ブロックが定義されている。
　ブロック［Ｂ１００１］は、３点リーダーにより上り側に接続されたブロックの図示が省略され、転てつ器は接続されていない。そのため、ブロック［Ｂ１００１］については、上り側接続ブロック及び転てつ器条件にデータが存在せず、下り側接続ブロックに［Ｂ１００２］が示されている。
　ブロック［Ｂ１００２］は、上り側にブロック［Ｂ１００１］が接続され、下り側にブロック［Ｂ１００３］，［Ｂ１００５］が接続され、転てつ器１０が接続されている。ここで、転てつ器１０の方向が定位であればデータベースにはＮｏｒｍａｌを示すＮが記載され、転てつ器１０の方向が反位であればデータベースにはＲｅｖｅｒｓｅを示すＲが記載される。ここでは、図４に示すブロック［Ｂ１００５］の方向が定位であり、ブロック［Ｂ１００３］の方向が反位である。そのため、ブロック［Ｂ１００２］については、上り側接続ブロックに［Ｂ１００１］が示され、下り側接続ブロックに［Ｂ１００３］及び［Ｂ１００５］が示され、下り側接続ブロックの［Ｂ１００３］における転てつ器条件には「１０：Ｒ」と示され、下り側接続ブロックの［Ｂ１００５］における転てつ器条件には「１０：Ｎ」と示されている。
　ブロック［Ｂ１００３］は、上り側にブロック［Ｂ１００２］が接続され、下り側にブロック［Ｂ１００４］が接続され、反位方向の転てつ器１０が接続されている。そのため、ブロック［Ｂ１００３］については、上り側接続ブロックに［Ｂ１００２］が示され、下り側接続ブロックに［Ｂ１００４］が示され、下り側接続ブロックの［Ｂ１００４］における転てつ器条件には「１０：Ｒ」と示されている。
　ブロック［Ｂ１００４］は、３点リーダーにより下り側に接続されたブロックの図示が省略され、転てつ器は接続されていない。そのため、ブロック［Ｂ１００４］については、下り側接続ブロック及び転てつ器条件にデータが存在せず、上り側接続ブロックに［Ｂ１００３］が示されている。
　ブロック［Ｂ１００５］は、上り側にブロック［Ｂ１００２］が接続され、３点リーダーにより下り側に接続されたブロックの図示が省略され、定位方向の転てつ器１０が接続されている。そのため、ブロック［Ｂ１００５］については、下り側接続ブロックにはデータが存在せず、上り側接続ブロックに［Ｂ１００２］が示され、上り側接続ブロックの［Ｂ１００２］における転てつ器条件には「１０：Ｎ」と示されている。
　図５は、列車の在線情報、軌道回路状態情報及び転てつ器状態情報の一例を示す図である。図５に示す列車の在線情報には、列車の前部位置及び後部位置が示されており、ここでは、列車の前部位置はブロック［Ｂ１００１］の始端から１００ｍの位置に存在し、列車の後部位置はブロック［Ｂ１００１］の始端から４０ｍの位置に存在することが示されている。
　図５に示す列車の軌道回路状態情報には、軌道回路Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の状態が落下であるか、扛上であるかが示されており、ここでは、軌道回路Ｔ１の状態は落下であり、軌道回路Ｔ２，Ｔ３の状態は扛上である。
　図５に示す転てつ器状態情報には、転てつ器の方向及び鎖錠状態が示されており、ここでは、転てつ器１０の方向が定位であり、鎖錠状態が鎖錠であることが示されている。
　図６は、地上拠点装置４Ａの故障時における在線管理装置１の一動作例を示すフローチャートである。まず、列車６Ａを選択して処理をスタートし、在線管理装置１は、線路データベース記憶部２に記憶された線路データベースから列車６Ａの進行方向及び列車６Ａの前部位置の在線ブロックを選択し（Ｓ１１）、現在選択しているブロックの接続ブロックを取得するサブルーチン処理を行う（Ｓ１２）。ここでは、現在選択しているブロックは列車６Ａの前部位置の在線ブロックである。この接続ブロックを取得するサブルーチンについては、図７を参照して後述する。在線管理装置１は、Ｓ１２のサブルーチンの結果、取得した接続ブロックがあるか否かを判定する（Ｓ１３）。
　Ｓ１２で取得した接続ブロックがない場合（Ｓ１３：Ｎｏ）には、在線管理装置１は、待避不可と判定し（Ｓ１８）、処理をエンドする。Ｓ１２で取得した接続ブロックがある場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）には、在線管理装置１は、在線列車の有無を判定するサブルーチン処理を行う（Ｓ１４）。そして、在線管理装置１は、Ｓ１４の結果から他列車の在線があるか否かを判定する（Ｓ１５）。なお、在線列車の有無を判定するＳ１４のサブルーチンについては、図８を参照して後述する。
　Ｓ１４の結果から他列車の在線がある場合（Ｓ１５：Ｙｅｓ）には、在線管理装置１は、待避不可と判定し（Ｓ１８）、処理をエンドする。Ｓ１４の結果から他列車の在線がない場合（Ｓ１５：Ｎｏ）には、在線管理装置１は、現在選択しているブロックが、地上拠点装置が正常稼働中であるエリアに到達したか否かを判定する（Ｓ１６）。
　選択しているブロックが、地上拠点装置が正常稼働中であるエリアに到達している場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）には、在線管理装置１は、待避可能と判定し（Ｓ１７）、処理をエンドする。選択しているブロックが、地上拠点装置が正常稼働中であるエリアに到達していない場合（Ｓ１６：Ｎｏ）には、在線管理装置１は、進行方向に選択しているブロックを進めて（Ｓ１９）Ｓ１２に戻る。なお、待避可能と判定した場合には、列車６Ａを地上拠点装置が正常稼働中であるエリアまで待避動作させる。また、待避動作は自動で行ってもよいし、運転台に判定結果が表示されて運転手が待避動作を行ってもよい。
　図７は、Ｓ１２のサブルーチン処理の詳細を示すフローチャートである。まず、Ｓ１２の処理をスタートすると、在線管理装置１は、選択したブロックの接続情報に転てつ器条件があるか否かを判定する（Ｓ２１）。選択したブロックの接続情報に転てつ器条件がない場合（Ｓ２１：Ｎｏ）には、選択可能なブロックは１つであるため、在線管理装置１は、進行方向の接続ブロックを選択し（Ｓ２６）、サブルーチン処理をエンドする。選択したブロックの接続情報に転てつ器条件がある場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）には、在線管理装置１は、当該転てつ器の情報を取得し（Ｓ２２）、当該転てつ器の方向に合致する接続情報があるか否かを判定する（Ｓ２３）。なお、ここで、当該転てつ器の情報は、現場装置から取得する、当該転てつ器の方向及び鎖錠状態である。当該転てつ器の方向に合致する接続情報がない場合（Ｓ２３：Ｎｏ）には、当該転てつ器の方向が不明であるとし、在線管理装置１は、接続ブロックなしと判定し（Ｓ２５）、サブルーチン処理をエンドする。当該転てつ器の方向に合致する接続情報がある場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）には、在線管理装置１は、当該転てつ器が鎖錠されているか否かを判定する（Ｓ２４）。当該転てつ器が鎖錠されていない場合（Ｓ２４：Ｎｏ）には、在線管理装置１は、接続ブロックなしと判定し（Ｓ２５）、サブルーチン処理をエンドする。当該転てつ器が鎖錠されている場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）には、在線管理装置１は、進行方向の接続ブロックを選択し（Ｓ２６）、サブルーチン処理をエンドする。
　図８は、Ｓ１４のサブルーチン処理の詳細を示すフローチャートである。まず、Ｓ１４の処理をスタートすると、在線管理装置１は、前部位置又は後部位置が選択しているブロックである他列車の在線情報があるか否かを判定する（Ｓ３１）。前部位置又は後部位置が選択しているブロックである他列車の在線情報がある場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）には、在線管理装置１は、他列車の在線ありと判定し（Ｓ３７）、サブルーチン処理をエンドする。前部位置又は後部位置が選択しているブロックである他列車の在線情報がない場合（Ｓ３１：Ｎｏ）には、在線管理装置１は、選択しているブロックに対応する軌道回路があるか否かを判定する（Ｓ３２）。選択しているブロックに対応する軌道回路がない場合（Ｓ３２：Ｎｏ）には、在線管理装置１は、他列車の在線なしと判定し（Ｓ３６）、サブルーチン処理をエンドする。選択しているブロックに対応する軌道回路がある場合（Ｓ３２：Ｙｅｓ）には、在線管理装置１は、この軌道回路が自列車の前部位置ブロックに対応する軌道回路と同じであるか否かを判定する（Ｓ３３）。自列車の前部位置ブロックに対応する軌道回路と同じである場合（Ｓ３３：Ｙｅｓ）には、在線管理装置１は、他列車の在線なしと判定し（Ｓ３６）、処理をエンドする。自列車の前部位置ブロックに対応する軌道回路と同じでない場合（Ｓ３３：Ｎｏ）には、在線管理装置１は、選択しているブロックの軌道回路状態情報を取得し（Ｓ３４）、この軌道回路が扛上であるか否かを判定する（Ｓ３５）。当該軌道回路が扛上でない場合（Ｓ３５：Ｎｏ）には、在線管理装置１は、他列車の在線ありと判定し（Ｓ３７）、サブルーチン処理をエンドする。当該軌道回路が扛上である場合（Ｓ３５：Ｙｅｓ）には、在線管理装置１は、他列車の在線なしと判定し（Ｓ３６）、サブルーチン処理をエンドする。
　なお、上記説明した本実施の形態１において、在線管理装置１は、プロセッサと、記憶回路と、受信器と、送信器とを備え、各動作はソフトウエアにより実現することができる。図９は、本実施の形態１における在線管理装置１を実現するハードウエアの一般的な一構成例を示す図である。図９に示す装置は、プロセッサ１０１、記憶回路１０２、受信器１０３及び送信器１０４を備え、プロセッサ１０１は受信したデータを用いてソフトウエアによる演算及び制御を行い、メモリ１０２は受信したデータ又はプロセッサ１０１が演算及び制御を行うに際して必要なデータ及びソフトウエアの記憶を行う。受信器１０３は、外部から情報を受信するインターフェースである。送信器１０４は、外部に情報を送信するインターフェースである。なお、プロセッサ１０１、記憶回路１０２、受信器１０３及び送信器１０４は、各々複数設けられていてもよい。
　本実施の形態１によれば、在線管理装置に接続された列車検知用の装置が不要であり、設備コストの増加を抑えて地上拠点装置の故障時にも列車の在線管理を確実に行うことが可能な無線列車制御システムを得ることができる。
　また、本実施の形態１によれば、車上側に搭載された制御装置の故障時には軌道回路状態によって在線管理を行うことが可能である。
　また、本実施の形態１によれば、地上拠点装置が故障したエリアから地上拠点装置が故障した状態で列車を待避動作させることが可能である。そのため、地上拠点装置が故障したエリアの前後で折り返し運転をさせることで、地上拠点装置の復旧を待たずに早期に無線列車制御システムを再開させることができる。
実施の形態２．
　上記説明した実施の形態１においては、転てつ器の方向を変えることができず、地上拠点装置の故障時の転てつ器の方向によっては在線している列車の待避動作を効率的に行うことが困難な場合が想定される。そこで、本実施の形態２においては、故障時にも転てつ器の方向を制御可能な無線列車制御システムについて説明する。
　図１０は、本発明の実施の形態２に係る無線列車制御システム８ａの一構成例を示す図である。図１０に示す無線列車制御システム８ａは、図１に示す無線列車制御システム８に対して連動装置９及び転てつ器１０が追加された点が異なり、その他の構成は同じである。
　転てつ器１０は、Ｃで示す軌道回路に設けられている。連動装置９は、在線管理装置１と地上無線装置４Ａ，４Ｂとの間に配され、線路上の転てつ器１０の方向を制御可能な装置である。連動装置９は、転てつ器１０の方向が不明である場合には、在線している列車が待避動作可能なように在線管理装置１の指示に従って転てつ器１０の方向を制御することができる。又は、転てつ器１０の方向によって待避させることができない列車が存在する場合には、連動装置９は、転てつ器１０の方向を待避動作可能なように在線管理装置１の指示に従って転てつ器１０の方向を制御することができる。
　本実施の形態２によれば、地上拠点装置の故障時の転てつ器の方向によらず、在線している列車の待避動作を可能とすることができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　在線管理装置、２　線路データベース記憶部、３Ａ，３Ｂ　地上拠点装置、４Ａ，４Ｂ　地上無線装置、５Ａ，５Ｂ　現場装置、６Ａ，６Ｂ　列車、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｅ，７Ｆ，７Ｇ　リレー、８，８ａ　無線列車制御システム、９　連動装置、１０　転てつ器、１０１　プロセッサ、１０２　記憶回路、１０３　受信器、１０４　送信器。

Claims (5)

  1. 　軌道回路が敷設された線路上の列車を制御する無線列車制御システムであって、
    　前記列車と無線通信を行い、前記列車の位置情報を取得する地上無線装置と、
    　前記軌道回路が扛上であるか落下であるかを示す軌道回路状態情報を取得する現場装置と、
    　前記位置情報及び前記軌道回路状態情報を受信して前記列車に制御情報を送信する地上拠点装置と、
    　前記位置情報及び前記軌道回路状態情報の少なくともいずれかを含む在線情報を管理する在線管理装置とを備え、
    　前記地上無線装置及び前記現場装置と前記在線管理装置とは、前記地上拠点装置を介することなく接続された伝送路を有し、
    　前記在線管理装置は、前記地上拠点装置の故障時には前記伝送路を介して前記列車に制御情報を送信可能であることを特徴とする無線列車制御システム。
  2. 　前記在線管理装置は、前記地上無線装置の故障時には前記伝送路を介して前記軌道回路状態情報を受信することを特徴とする請求項１に記載の無線列車制御システム。
  3. 　前記在線管理装置は、前記地上拠点装置の故障時には前記在線情報を参照して前記列車を正常稼働中の他の地上拠点装置の管轄エリアまで待避させることを特徴とする請求項１に記載の無線列車制御システム。
  4. 　前記在線管理装置と前記地上無線装置との間に配され、前記線路上の転てつ器を制御可能な連動装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線列車制御システム。
  5. 　地上拠点装置の故障時に、この地上拠点装置が管轄するエリアから列車を待避させる待避動作を行う在線管理装置の無線列車制御方法であって、
    　前記在線管理装置が前記列車の前部位置の在線ブロックを選択するステップと、
    　前記在線管理装置が前記列車の進行方向に存在する、前記在線ブロックに接続された接続ブロックを取得するステップと、
    　前記在線ブロックに接続された接続ブロックが存在せず前記接続ブロックを取得できなかった場合には、前記在線管理装置が前記列車の待避動作が不可であると判定するステップと、
    　前記在線管理装置が前記地上拠点装置の管轄エリア内に他の列車が在線しているか否かを判定するステップと、
    　前記管轄エリア内に他の列車が存在する場合には、前記在線管理装置が前記列車の待避動作が不可であると判定するステップと、
    　前記列車が正常稼働中の地上拠点装置の管轄エリアに存在する場合には待避可能と判定するステップと、
    　前記列車が正常稼働中の地上拠点装置の管轄エリアに存在しない場合には在線ブロックの選択を進行方向に１つ進めるステップとを含むことを特徴とする無線列車制御方法。
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