WO2018142693A1 - 列車制御システム及び列車制御装置並びに列車制御方法 - Google Patents

列車制御システム及び列車制御装置並びに列車制御方法 Download PDF

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由紀 田村
浩行 谷
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株式会社日立製作所
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    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L23/08Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only
    • B61L23/14Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only automatically operated
    • B61L23/16Track circuits specially adapted for section blocking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves

Definitions

  • the present invention relates to a train control system, a train control device, and a train control method, and more specifically, train control having a function of operating and controlling a train using communication between a train and ground equipment using radio. It relates to systems.
  • Patent Document 1 JP-A-2014-88098 is an example of this type of train control system.
  • a train that “obtains train position information wirelessly transmitted from a train traveling on a track by a along-line radio and obtains train location information in each section BS from an axle detector (present line detection means)”
  • the CBTC ground device controls the travel of the succeeding train based on the train position information of the preceding train and moves the distance between both trains.
  • the following train can be used in the section immediately before the existing section of the preceding train by the CBTC ground device or the interlocking device.
  • the purpose is to provide.
  • a representative train control system of the present invention is: In the train control system that has the function to operate and control the train using communication between the train and the ground equipment,
  • the ground facility has a ground subsystem of a first railway signal system,
  • the first railroad signal system ground subsystem is: Dividing the track on which the first train equipped with the on-board subsystem of the first railway signaling system and the second train of the non-first railway signaling system different from the first railway signaling system into a plurality of sections For each running block, assign either blockage information of moving blockage or fixed blockage, and When the information indicating the current position of the first train is received, the travel block where the first train is located is set as a movement blockage, If the information indicating the current position of the second train could not be received, means for assigning the traveling block where the second train is located to a fixed block; A stop limit information is created based on the allocated movement blockage or the fixed blockage and transmitted to the first train.
  • the flowchart of the 1st step which shows the flow of a process of the ground apparatus (arithmetic part) of FIG.
  • the flowchart of the 2nd step which shows the flow of a process of the ground apparatus (arithmetic part) of FIG.
  • the flowchart of the 3rd step which shows the flow of a process of the ground apparatus (arithmetic part) of FIG.
  • the flowchart of the 4th step which shows the flow of a process of the ground apparatus (arithmetic part) of FIG.
  • the flowchart of the 5th step which shows the flow of a process of the ground apparatus (arithmetic part) of FIG.
  • the flowchart of the 6th step which shows the flow of a process of the ground apparatus (calculation part) of FIG.
  • a CBTC train is a train equipped with CBTC (on-board subsystem), which is one of the railway signal systems, which is a signal security technology that operates and controls trains using communication between trains and ground facilities.
  • a non-CBTC train is a train that does not include a CBTC (on-vehicle subsystem) or that cannot receive stop limit information from a ground device due to a failure or the like.
  • the train position information transmitted by the on-board device installed in the CBTC train (first train), and the train detection information of the CBTC train or non-CBTC train (second train) detected by the train detection device are ground devices. Acquired by (ground subsystem).
  • the ground device creates blockage information of moving blockage or fixed blockage for each block section (travel block) based on the acquired train position information and train detection information, and stop limit information (stop limit) based on the blockage information. Point information) and output to the on-board subsystem.
  • the disadvantage of using a fixed blockage is that a high-speed train has a longer braking distance and therefore occupies a longer blockage section and lowers the line capacity.
  • the blockage section moves as the train moves, and the blockage section increases or decreases according to the traveling speed. And in movement blockage, a roadside signal becomes unnecessary and directions are transmitted directly to a train.
  • the subsequent CBTC train is controlled by the movement blockage by setting the blockage information of the blockage section in which the CBTC train traveled as the movement blockage. That is, the succeeding train can enter the closed section where the preceding train is present.
  • the standing line means that the train exists in the section of the line.
  • the subsequent CBTC train cannot enter the blockage section where the preceding train is present. Due to the traveling of the subsequent CBTC train, the blockage information of the blockage section shifts to the movement blockage, so that the CBTC train that travels thereafter can travel with the movement blockage.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a train control system of the present invention.
  • the train control system includes an on-vehicle subsystem and a ground subsystem.
  • the on-board subsystem has an on-board device 2 and an on-board radio device 3 installed in the CBTC train 1.
  • the ground subsystem is a device that has the function of managing all communications with trains in the zone to be managed, and in addition, calculating the stop limit that must be observed when the train runs within the jurisdiction.
  • the ground device 5 and the ground radio devices (4A, 4B) installed on the ground are provided.
  • the on-board subsystem is a device that continuously controls the speed of the CBTC train 1 based on the safety stop limit and communicates with the ground subsystem to exchange information necessary for safe driving.
  • the on-vehicle device 2 and the on-vehicle wireless device 3 are provided.
  • the train control system has a train detection device 6 (6A, 6B, 6C, 6D) installed in the vicinity of the track, and an interlocking device 7 (subsystem) interlocking with the train detection device 6 and the ground device 5.
  • a train detection device 6 (6A, 6B, 6C, 6D) installed in the vicinity of the track
  • an interlocking device 7 (subsystem) interlocking with the train detection device 6 and the ground device 5.
  • the on-board subsystem supplies the train position information to the on-board wireless device 3, and the on-board wireless device 3 transmits the train position information from the on-board device 2 to the air.
  • the train detection device 6 detects the CBTC train 1 and outputs train detection information indicating the position of the CBTC train 1. Moreover, when the non-CBTC train 8 approaches, the train detection device 6 detects the non-CBTC train 8 and outputs train detection information indicating the position of the non-CBTC train 8.
  • the ground radio apparatus 4 receives the train position information from the onboard apparatus 2 transmitted from the onboard radio apparatus 3 and outputs the train position information to the ground apparatus 5.
  • the ground device 5 has a function of acquiring the train position information received by the ground wireless device 4 and acquiring the train detection information output from the train detection device 6 via the interlocking device 7.
  • the ground device 5 has a function of creating stop limit information for controlling the CBTC train 1 to the stop limit position based on the acquired train position information and train detection information. In addition, it has a function of transmitting stop limit information created by the ground device 5 to the air via the ground wireless device 4.
  • the interlocking device 7 manages the train detection device 6, the traffic light, the branching device, etc., which are related ground side equipment.
  • the on-vehicle wireless device 3 receives the stop limit information from the ground device 5 and supplies it to the on-vehicle device 2.
  • the on-board device 2 controls the CBTC train 1 based on the stop limit information, and the CBTC train 1 can travel to the stop limit position.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the ground device 5.
  • the ground device 5 includes an on-vehicle information transmitting / receiving unit 21, a stop limit information creating unit 22, an interlocking information receiving unit 23, a blockage information creating unit 24, and a traveling block information storage unit 25.
  • the on-vehicle information transmission / reception unit 21 transmits / receives information (including data) to / from the on-vehicle device 2, receives train position information from the ground radio device 4, and generates stop limit information for the train position information.
  • the stop limit information (stop point) created by the stop limit information creating unit 22 is output to the terrestrial radio apparatus 4.
  • the interlocking information receiving unit 23 receives the train detection information of the train detection device 6 as the interlocking information via the interlocking device 7, and outputs the interlocking information (train detection information) to the blockage information creating unit 24.
  • the travel block information storage unit 25 has a table that stores travel blocks 1T to 4T. Other ground fixed information may be stored. The correspondence relationship between the travel block and each piece of information (blockage information, train position information, train detection information) will be described later.
  • the blockage information creating unit 24 When receiving the train detection information, the blockage information creating unit 24 receives the train detection information supplied from the train detection device 6 via the interlocking device 7 and the interlocking information receiving unit 23, and the travel block 1T to the travel block information storage unit 25. Blockage information of the blockage section is created based on 4T. Information corresponding to the travel blocks 1T to 4T, that is, information indicating blockage information (moving blockage, fixed blockage) 31, train position information from the on-board device 2 (present line, absent) 32, train detection information 33 (falling, trapping) The above is temporarily entered (stored) in an internal memory (not shown) of the blockage information creation unit 24, for example.
  • the stop limit information creation unit 22 stops based on the blockage information of the blockage information creation unit 24, the travel block 1T to 4T and travel block information of the travel block information storage unit 25, the train position information from the on-board device 2, and the like.
  • the limit 34 (see FIGS. 3 to 5) is calculated to generate stop limit information (stop point) and output to the on-board information transmitting / receiving unit 21.
  • each unit including the stop limit information creation unit 22 and the blockage information creation unit 24 constitutes a calculation unit.
  • the arithmetic unit controls the operation of the ground device 5 and executes each process according to a program stored therein, and the flow of the process will be described later with reference to FIGS.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the running block row and the initial state of the ground device 5 when one CBTC train 1 is running on the running blocks 1T, 2T, 3T, and 4T on the track. .
  • the traveling blocks 1T to 4T have information indicating blockage information 31, train position information 32, and train detection information 33, respectively, and these pieces of information are stored in the traveling block information storage unit shown in FIG.
  • the block information 31 of the travel block 1T on which the CBTC train 1 travels is “moving block”, the train position information 32 is “present line”, and the train detection information 33 is “fall”.
  • the blockage information 31 is “fixed blockage”
  • the train position information 32 is “absent”
  • the train detection information 33 is “ ⁇ ”.
  • the ground device 5 has the CBTC train 1 existing in the travel block 1T, A stop limit 34 is calculated for the travel block 4T which is the farthest end where the train can travel safely, and stop limit information is created.
  • the stop limit information is information for controlling the CBTC train 1 to stop at a desired stop limit 34 position.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the traveling block row and the state of the ground device 5 when two CBTC trains 1A, 1B are traveling on the traveling blocks 1T, 2T, 3T, 4T on the track. is there.
  • the ground device 5 changes the blockage information of the travel blocks 1T, 2T, 3T, and 4T from “fixed blockage” (see FIG. 3) to “movement”. Moves to “Block”.
  • the ground device 5 sets the train position of the CBTC train 1B, which is the stop limit of “moving block”, to the CBTC. Calculation is made as the stop limit 34 of the train 1A, and stop limit information is created.
  • the CBTC train 1A can travel to the rear end of the CBTC train 1B (including a safety fixed section not to collide with the preceding train) according to the stop limit 34 calculated by the ground device 5.
  • FIG. 5 shows the state of the traveling block train and the ground device 5 when one CBTC train 1 and one non-CBTC train 8 are traveling on the traveling blocks 1T, 2T, 3T, and 4T on the track. It is a figure which shows the relationship.
  • the train block train position information 32 becomes “absent” (travel blocks 2 T, 3 T) and the train detection information 33 becomes “fall” (travel blocks 1 T, 4 T).
  • the blocking information 31 is shifted from “moving blocking” (see FIG. 4) to “fixed blocking”.
  • the ground device 5 confirms the train detection information 33 in the order of the traveling blocks 2T, 3T, and 4T on the traveling block row.
  • the traveling block 4T is “falling”, the “fixed blockage” of the CBTC train 1 is stopped.
  • the end of the travel block 3T that is the limit (including the safety fixed section for preventing collision with the preceding train) is calculated as the stop limit 34 of the CBTC train 1A, and stop limit information is created.
  • the case where the traveling block 4T is “falling” is a case where the ground device 5 receives the train detection information “falling”. Thereby, it can be detected that the preceding train is present, and the CBTC train 1 can be prevented from entering the traveling block 4T which is the closed section of the non-CBTC train 8.
  • the stop limit 34 of “fixed blockage” is the end of the next blockage section of the non-CBTC train 8, but considering a case where the non-CBTC train 8 moves backward, a fixed blockage section from the non-CBTC train 8, for example, Alternatively, the travel block 3T may be left and the end of the travel block 2T may be calculated as the stop limit of the CBTC train 1A.
  • FIG. 6 shows a case where one non-CBTC train 8 and one CBTC train 1 travel on traveling blocks 1T, 2T, 3T, and 4T on the track, and a ground signal 61 exists in front of the non-CBTC train 8. It is a figure which shows the relationship between the driving
  • 7 to 12 are flowcharts showing the flow of processing of the ground device 5. The operation based on the flowchart of FIG. 7 is as follows.
  • Step S701 The ground device 5 inputs train detection information.
  • Step S702 The ground device 5 determines whether the train detection information is falling. If it is falling (YES), the process proceeds to step S702. If it is not falling (NO), the process proceeds to step S704.
  • Step S703 The ground device 5 enters the drop in the train detection information column of the blockage information creation unit 24 and proceeds to the second step.
  • Step S704 The ground device 5 fills in the train detection information column of the blockage information creation unit 24 and proceeds to the second step.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the processing procedure of the second step. The operation based on the flowchart of FIG. 8 is as follows.
  • Step S801 The ground device 5 inputs train position information.
  • Step S802 The ground device 5 determines whether or not the CBTC train 1 is present. If it is present (YES), the process proceeds to step S802. If it is not present (NO), the process proceeds to step S804.
  • Step S803 The ground device 5 enters the standing line in the standing line position information of the blockage information creation unit 24 and proceeds to the second step.
  • Step S804 The ground device 5 enters the absence in the train position information of the blockage information creation unit 24 and proceeds to the third step.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the processing procedure of the third step. The operation based on the flowchart of FIG. 9 is as follows.
  • Step S901 The ground device 5 determines whether the train detection information is falling. If it is falling (YES), the process proceeds to step S902. If it is not falling (NO), the process proceeds to the fourth step.
  • Step S902 The ground device 5 determines whether or not the CBTC train 1 is present. If it is present (YES), the process proceeds to step S903. If it is not present (NO), the process proceeds to step S904.
  • Step S903 The ground device 5 enters the movement block in the block information of the block information creation unit 24 and proceeds to the fourth step.
  • Step S904 The ground device 5 enters the fixed blockage in the blockage information of the blockage information creation unit 24 and proceeds to the fourth step.
  • the preceding train may be the first train (FIG. 4) and the second train (FIG. 5), the preceding train is the first train, in step S903,
  • the preceding train is assigned to “movement blockage” in step S903, and when the position information cannot be received due to a radio failure or the like,
  • “fixed blockage” is assigned.
  • the preceding train is the second train, “fixed blockage” is assigned.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining the processing procedure of the fourth step. The operation based on the flowchart of FIG. 10 is as follows.
  • Step S1001 The ground device 5 takes out the travel block train of the CBTC train 1 from the travel block information storage unit 25.
  • Step S1002 The ground device 5 determines whether or not there is a movement block entry in the block information on the travel block row. If there is a movement block entry (YES), the process proceeds to step S1003. If not (NO), the process proceeds to the fifth step.
  • Step S1003 The ground device 5 determines whether or not the re-election is entered in the train position information on the traveling block. If there is no entry (YES), the process proceeds to step S1004. If there is any entry (NO), the process proceeds to step S1005.
  • Step S1004 The ground device 5 enters the end of the travel block sequence in the stop limit information of the stop limit information creating unit 22, and proceeds to the sixth step.
  • Step S1005 The ground device 5 enters the train position of the preceding train in the stop limit information of the stop limit information creating unit 22, and proceeds to the sixth step.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the processing procedure of the fifth step. The operation based on the flowchart of FIG. 11 is as follows.
  • Step S1101 The ground device 5 determines whether or not there is a drop entry in the train detection information on the train block train. When there is no drop entry (YSE), the process proceeds to step S1002, and when there is NO), the process proceeds to step S1103.
  • Step S1102 The ground device 5 enters the end of the travel block sequence in the stop limit information of the stop limit information creating unit 22, and proceeds to the sixth step.
  • Step S1103 In the ground device 5, the train detection information enters the end of the traveling block on the roof in the stop limit information of the stop limit information creating unit 22, and the process proceeds to the sixth step.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining the processing procedure of the sixth step. The operation based on the flowchart of FIG. 12 is as follows.
  • Step S1201 The stop limit information of the stop limit information creating unit 22 is output to the on-board information transmitting / receiving unit 21.

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Abstract

同一軌道内におけるCBTC列車と非CBTC列車(車上装置や無線装置が故障したCBTC列車を含む)との混在運転を可能とし、また、混在運転時における列車間の運転間隔を短くし、高密度運行を可能とする技術を提供する。 複数の走行ブロックを有する軌道を異なる鉄道信号方式を搭載した複数の列車が走行する場合、先行する列車の現在位置を示す情報を受信した場合には、当該列車が在線している前記走行ブロックを移動閉塞とし、先行する列車の現在位置を示す情報を受信できなかった場合には、当該列車が在線している前記走行ブロックを固定閉塞に割り当てる。

Description

列車制御システム及び列車制御装置並びに列車制御方法
 本発明は、列車制御システム及び列車制御装置並びに列車制御方法に関し、更に詳しくは、無線を利用し、列車と地上設備の間での通信を使って列車の運行と制御を行う機能を有する列車制御システムなどに関する。
 この種の列車制御システムとして、例えば、特開2014-88098号公報(特許文献1)がある。この特許文献1には、「軌道を走行する列車から無線送信される列車位置情報を沿線無線機によって取得すると共に車軸検知器(在線検知手段)から各区間BSにおける列車在線情報を取得する」列車制御システムによって、「先行列車及びその後続列車の列車位置情報を取得できる場合には、CBTC地上装置により、先行列車の列車位置情報に基づいて後続列車の走行を制御し、両列車の間隔を移動閉塞方式によって制御する。一方、先行列車及びその後続列車の少なくとも一方の列車位置情報を取得できない場合には、CBTC地上装置又は連動装置により、先行列車の在線区間の一つ手前の区間で後続列車を停止させるように後続列車の走行を制御し、両列車の間隔を固定閉塞方式によって制御」し、「同一軌道内におけるCBTC列車と非CBTC列車との安全な混在運転を可能とする」との記載がある(要約書参照)。
特開2014-88098号公報
 特許文献1では、先行列車及びその後続列車の少なくとも一方が列車位置情報を取得できない場合については想定されていない。
 つまり、引用文献1に記載された列車制御システムにあっては、先行列車及びその後続列車の少なくとも一方が列車位置情報を取得できない場合、両列車の間隔を固定閉塞方式で制御するため、先行列車が非CBTC列車の場合、安全走行上、列車間の間隔を所定の距離に保つ必要があり、列車間の間隔を短くできるにも拘らず、列車間の運転間隔を短くできないと言う課題があった。
 そこで、本発明では、例えば、同一軌道内におけるCBTC列車と非CBTC列車との混在運転を可能とし、また、混在運転時における列車間の運転間隔を短くし、高密度運行を可能とする技術を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、代表的な本発明の列車制御システムは、
 列車と地上設備の間での通信を使って列車の運行と制御を行う機能を有する列車制御システムにおいて、
 前記地上設備は、第1鉄道信号方式の地上サブシステムを有し、
 前記第1鉄道信号方式の地上サブシステムは、
 第1鉄道信号方式の車上サブシステムを搭載した第1列車と、前記第1鉄道信号方式と異なる非第1鉄道信号方式の第2列車が、混在して走行する軌道を複数の区間に分割した走行ブロックごとに、移動閉塞、固定閉塞のいずれかの閉塞情報を割り当て、かつ、
 前記第1列車の現在位置を示す情報を受信した場合には、当該第1列車が在線している前記走行ブロックを移動閉塞とし、
 前記第2列車の現在位置を示す情報を受信できなかった場合には、当該第2列車が在線している前記走行ブロックを固定閉塞に割り当てる手段と、
 前記割り当てた移動閉塞又は前記固定閉塞に基づいて停止限界情報を作成し、前記第1列車へ送信する手段を有することを特徴とする。
 本発明によれば、混在運転時における列車、例えば、CBTC列車と非CBTC列車との間隔(運転間隔)を短くし、高密度運行を可能とすることができる。
 上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の列車制御システムの一実施形態を示す概略構成図。 本発明の地上サブシステム(地上装置)の構成例を示すブロック図。 本発明における列車運行時の走行制御の仕組み及び軌道の走行ブロックの閉塞情報、列車位置情報、列車検知情報との関係を説明する図。 本発明における列車運行時の走行制御の仕組み及び軌道の走行ブロックの閉塞情報、列車位置情報、列車検知情報との関係を説明する図。 本発明における列車運行時の走行制御の仕組み及び軌道の走行ブロックの閉塞情報、列車位置情報、列車検知情報との関係を説明する図。 本発明における列車運行時の走行制御の仕組み及び軌道の走行ブロックの閉塞情報、列車位置情報、列車検知情報との関係を説明する図。 図2の地上装置(演算部)の処理の流れを示す第1ステップのフローチャート。 図2の地上装置(演算部)の処理の流れを示す第2ステップのフローチャート。 図2の地上装置(演算部)の処理の流れを示す第3ステップのフローチャート。 図2の地上装置(演算部)の処理の流れを示す第4ステップのフローチャート。 図2の地上装置(演算部)の処理の流れを示す第5ステップのフローチャート。 図2の地上装置(演算部)の処理の流れを示す第6ステップのフローチャート。
 本実施形態の列車制御システムは、CBTC列車と非CBTC列車が同一の軌道を走行する場合を想定している。
 CBTC列車とは、列車と地上設備の間での通信を使って列車の運行と制御を行う信号保安技術である鉄道信号方式の一つであるCBTC(車上サブシステム)を搭載した列車であり、非CBTC列車とは、CBTC(車上サブシステム)を備えていない、またはこれらの故障等により、地上装置からの停止限界情報を受信できない状態にある列車である。
 本実施形態では、CBTC列車(第1列車)に設置する車上装置が送信した列車位置情報と、列車検知装置が検知したCBTC列車又は非CBTC列車(第2列車)の列車検知情報を地上装置(地上サブシステム)が取得する。地上装置は、取得した列車位置情報と、列車検知情報を基に閉塞区間(走行ブロック)ごとに移動閉塞、又は固定閉塞の閉塞情報を作成し、当該閉塞情報を基に停止限界情報(停止限界地点を示す情報)を作成し、車上サブシステムに出力する。
 固定閉塞を用いることの欠点として、高速な列車はブレーキ距離が長くなるため、より長い閉塞区間を占有して、線路容量を下げることがある。移動閉塞方式では、列車の移動に伴い、閉塞区間も移動し、走行速度に応じて閉塞区間も増減する。そして、移動閉塞では、路側信号機は不要となり、指示は列車に直接伝達される。
 これにより、安全上必要とされる最低限の間隔を保ちながら、できる限り列車を接近させて走行させることができるようになり、線路容量の増大に貢献でき、CBTC列車は、停止限界まで走行できる。
 また、本実施形態では、CBTC列車が走行した閉塞区間の閉塞情報を移動閉塞とすることで、後続のCBTC列車を移動閉塞で制御する。
 すなわち、後続列車は、先行列車の在線している閉塞区間に進入することができる。在線とは、列車がその線路の区間に存在していることである。一方、非CBTC列車が走行した閉塞区間の閉塞情報を固定閉塞とすることで、後続のCBTC列車は、先行列車が在線している閉塞区間に進入することができない。後続のCBTC列車の走行により、閉塞区間の閉塞情報は、移動閉塞に移行するため、以降に走行するCBTC列車は、移動閉塞で走行することができる。
 また、本実施形態では、車上装置や車上無線装置の故障により、CBTC列車が非CBTC列車に移行した場合、故障した列車の在線する閉塞区間の閉塞情報を固定閉塞に移行することで、後続のCBTC列車は、閉塞の停止限界で走行する。
 要するに、本発明の列車制御システムでは、軌道上にCBTC列車と非CBTC列車が混在する場合であっても軌道上における走行ブロックごとに移動閉塞または固定閉塞のいずれかを割り当てることで、CBTC列車および非CBTC列車のそれぞれを制御できるようになり、同一軌道内におけるCBTC列車と非CBTC列車との混在運転において最適な高密度運行を実現できる。
 以下、本発明の列車制御システムの実施例について図面を参照して説明する。
 図1は、本発明の列車制御システムの一実施形態の概略構成を示す図である。
 列車制御システムは、車上サブシステム、地上サブシステム、を備えている。
 車上サブシステムは、CBTC列車1に設置された車上装置2、車上無線装置3を有する。
 地上サブシステムは、管理するゾーン内にいる列車とのすべての通信を管理し、加えて、管轄範囲内において列車が走行する際に守らなければならない停止限界の計算を行う機能を有する装置であって、地上に設置された地上装置5、地上無線装置(4A、4B)を備えている。
 車上サブシステムは、安全上の停止限界に基づいて連続的にCBTC列車1の速度を制御し、安全走行に必要な情報をやりとりするために、地上サブシステムとの通信を行う装置であって、車上装置2、車上無線装置3、を備えている。
 また、列車制御システムは、線路の近傍に設置された列車検知装置6(6A、6B、6C、6D)、列車検知装置6と地上装置5と連動する連動装置7(サブシステム)、を有する。
 車上サブシステムは、列車位置情報を車上無線装置3に供給し、車上無線装置3は、車上装置2からの列車位置情報を空中に対して送信する。
 列車検知装置6は、CBTC列車1が近づいたとき、CBTC列車1を検知し、CBTC列車1の位置を示す列車検知情報を出力する。また、列車検知装置6は、非CBTC列車8が近づいたとき、非CBTC列車8を検知し、非CBTC列車8の位置を示す列車検知情報を出力する。
 地上無線装置4は、車上無線装置3から送信された車上装置2からの列車位置情報を受信し、地上装置5へ出力する。
 地上装置5は、地上無線装置4にて受信した列車位置情報を取得し、また、列車検知装置6から出力される列車検知情報を、連動装置7を介して取得する機能を有する。
 地上装置5は、取得した列車位置情報と列車検知情報を元にCBTC列車1を停止限界位置まで制御する停止限界情報を作成する機能を有する。また、地上装置5にて作成した停止限界情報を、地上無線装置4を介して空中に送信する機能を有する。
 連動装置7は、関連する地上側の設備である列車検知装置6や信号機、分岐器、などの管理を行う。
 車上無線装置3は、地上装置5からの停止限界情報を受信し、車上装置2に供給する。
 これにより、車上装置2は、この停止限界情報を元にCBTC列車1を制御し、CBTC列車1は、停止限界位置まで走行することが可能となる。
 図2は、地上装置5の構成を示すブロック図である。
 地上装置5は、車上情報送受信部21、停止限界情報作成部22、連動情報受信部23、閉塞情報作成部24、走行ブロック情報記憶部25を含んでいる。
 車上情報送受信部21は、車上装置2との間で情報(含データ)の送受信を行うものであり、地上無線装置4から列車位置情報を受信し、当該列車位置情報を停止限界情報作成部22に出力し、また、停止限界情報作成部22にて作成した停止限界情報(停止点)を地上無線装置4に出力する。
 連動情報受信部23は、列車検知装置6の列車検知情報を、連動装置7を介し連動情報として受信し、当該連動情報(列車検知情報)を閉塞情報作成部24に出力する。
 走行ブロック情報記憶部25は、走行ブロック1T~4Tを記憶したテーブルを有する。その他の地上固定情報を記憶してもよい。
 走行ブロックと各情報(閉塞情報、列車位置情報、列車検知情報)との対応関係については後述する。
 閉塞情報作成部24は、列車検知情報を受けたとき、列車検知装置6から連動装置7、連動情報受信部23を介して供給される列車検知情報と走行ブロック情報記憶部25の走行ブロック1T~4Tを元に閉塞区間の閉塞情報を作成する。
 走行ブロック1T~4Tに対応する情報、つまり、閉塞情報を示す情報(移動閉塞、固定閉塞)31、車上装置2からの列車位置情報(在線、不在)32、列車検知情報33(落下、扛上)は、例えば、閉塞情報作成部24の内部メモリ(図示せず)に一時的に記入(記憶)される。
 停止限界情報作成部22は、閉塞情報作成部24の閉塞情報、走行ブロック情報記憶部25の走行ブロック1T~4Tや走行ブロックの情報、車上装置2からの列車位置情報、などを元に停止限界34(図3~図5参照)を算出して停止限界情報(停止点)を作成し、車上情報送受信部21へ出力する。
 ここで、停止限界情報作成部22及び閉塞情報作成部24を含む各部は、演算部を構成している。演算部は、地上装置5の動作制御を司り、内部に格納されたプログラムに従って、各処理を実行するものであり、その処理の流れは、図7~図12にて後述する。
 次に、CBTC列車1と走行ブロック1T、2T、3T、4Tと停止限界34との関係について説明する。
 図3は、1台のCBTC列車1が軌道上の走行ブロック1T、2T、3T、4T、を走行している場合における、走行ブロック列と地上装置5の初期状態との関係を示す図である。
 走行ブロック1T~4Tは、それぞれ、閉塞情報31、列車位置情報32、列車検知情報33を示す情報を有し、これらの各情報は、図2に示す走行ブロック情報記憶部に記憶する。
 同図において、CBTC列車1が走行する走行ブロック1Tの閉塞情報31は「移動閉塞」、列車位置情報32は「在線」、列車検知情報33は「落下」にある。
 CBTC列車1が走行していない走行ブロック2T、3T、4Tでは、閉塞情報31は「固定閉塞」、列車位置情報32が「不在」、列車検知情報33が「扛上」となる。
 係る状態において、地上装置5は、走行ブロック列上の走行ブロック2T、3T、4Tの列車検知情報33が「扛上」にある場合には、走行ブロック1Tに在線するCBTC列車1に対して、列車が安全に走行できる最遠端である走行ブロック4Tに停止限界34を算出し、停止限界情報を作成する。停止限界情報とは、CBTC列車1を所望の停止限界34の位置で停止するように制御する情報である。
 図4は、2台のCBTC列車1A、1Bが軌道上の走行ブロック1T、2T、3T、4T、を走行している場合における、走行ブロック列と地上装置5の状態との関係を示す図である。
 CBTC列車1Bが走行ブロックを1T、2T、3T、4Tと走行することで、地上装置5は、走行ブロック1T、2T、3T、4Tの閉塞情報を「固定閉塞」(図3参照)から「移動閉塞」に移行する。
 地上装置5は、CBTC列車1AからCBTC列車1Bまでの走行ブロック2T及び3Tの閉塞情報31が「移動閉塞」の場合には、「移動閉塞」の停止限界であるCBTC列車1Bの列車位置をCBTC列車1Aの停止限界34として算出し、停止限界情報を作成する。
 CBTC列車1Aは、地上装置5が算出した停止限界34に従って、CBTC列車1Bの後端(先行列車に衝突しないための安全固定区間を含む)まで走行することができる。
 図5は、1台のCBTC列車1と1台の非CBTC列車8が軌道上の走行ブロック1T、2T、3T、4T、を走行している場合における、走行ブロック列と地上装置5の状態との関係を示す図である。
 地上装置5は、非CBTC列車8の走行により、走行ブロックの列車位置情報32が「不在」(走行ブロック2T、3T)、列車検知情報33が「落下」(走行ブロック1T、4T)となった場合、閉塞情報31を「移動閉塞」(図4参照)から「固定閉塞」に移行する。
 地上装置5は、走行ブロック列上の走行ブロック2T、3T、4Tの順に列車検知情報33を確認して、走行ブロック4Tが「落下」の場合には、CBTC列車1の「固定閉塞」の停止限界である走行ブロック3Tの終端(先行列車に衝突しないための安全固定区間を含む)をCBTC列車1Aの停止限界34として算出し、停止限界情報を作成する。走行ブロック4Tが「落下」の場合とは、地上装置5が列車検知情報「落下」を受信した場合である。
 これにより、先行する列車が在線していることを検知することができ、非CBTC列車8の閉塞区間である走行ブロック4TにCBTC列車1が進入することを防ぐことができる。
 「固定閉塞」の停止限界34は、非CBTC列車8の次の閉塞区間の終端としているが、非CBTC列車8が後進した場合等を考慮して、非CBTC列車8から一定の閉塞区間、例えば、走行ブロック3Tを空けて、走行ブロック2Tの終端をCBTC列車1Aの停止限界として算出してもよい。
 図6は、1台の非CBTC列車8と1台のCBTC列車1が軌道上の走行ブロック1T、2T、3T、4T、を走行し、非CBTC列車8の前に地上信号機61が存在する場合における、走行ブロック列と地上装置5の状態との関係を示す図である。
 非CBTC列車8の制御は、地上装置5の範囲外となるため、本実施例では、その説明は省略する。
 次に、地上装置5(演算部)の処理の流れについて説明する。
 図7~図12は、地上装置5の処理の流れを示すフローチャートである。図7のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
 ステップS701:
 地上装置5は、列車検知情報を入力する。
 ステップS702:
 地上装置5は、列車検知情報が落下であるか否かを判断する。落下である場合(YES)は、ステップS702に進み、落下でない場合(NO)は、ステップS704へ進む。
 ステップS703:
 地上装置5は、閉塞情報作成部24の列車検知情報欄に落下を記入し、第2ステップへ進む。
 ステップS704:
 地上装置5は、閉塞情報作成部24の列車検知情報欄に扛上を記入し、第2ステップへ進む。
 図8は、第2ステップの処理手順を説明するフローチャートである。図8のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
 ステップS801:
 地上装置5は、列車位置情報を入力する。
 ステップS802:
 地上装置5は、CBTC列車1が在線しているか否かを判断する。在線している場合(YES)は、ステップS802に進み、在線していない場合(NO)は、ステップS804へ進む。
 ステップS803:
 地上装置5は、閉塞情報作成部24の在線位置情報に在線を記入し、第2ステップへ進む。
 ステップS804:
 地上装置5は、閉塞情報作成部24の列車位置情報に不在を記入し、第3ステップへ進む。
 図9は、第3ステップの処理手順を説明するフローチャートである。図9のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
 ステップS901:
 地上装置5は、列車検知情報が落下であるか否かを判断する。落下である場合(YES)には、ステップS902へ進み、落下でない場合(NO)には、第4ステップへ進む。
 ステップS902:
 地上装置5は、CBTC列車1が在線しているか否かを判断する。在線している場合(YES)には、ステップS903に進み、在線していない場合(NO)には、ステップS904へ進む。
 ステップS903:
 地上装置5は、閉塞情報作成部24の閉塞情報に移動閉塞を記入し、第4ステップへ進む。
 ステップS904:
 地上装置5は、閉塞情報作成部24の閉塞情報に固定閉塞を記入し、第4ステップへ進む。
 要するに、先行する列車が第1列車(図4)と第2列車(図5)の場合があり、先行する列車が第1列車において、ステップS903において、
 例えば、(図4)には、車上装置2から列車位置情報を受信できた場合は、ステップS903にて、「移動閉塞」に割り当て、無線故障等により位置情報が受信できなかった場合は、ステップS904にえ、「固定閉塞」を割り当てる。先行する列車が第2列車の場合には、「固定閉塞」を割り当てる。
 図10は、第4ステップの処理手順を説明するフローチャートである。図10のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
 ステップS1001:
 地上装置5は、走行ブロック情報記憶部25よりCBTC列車1の走行ブロック列を取り出す。
 ステップS1002:
 地上装置5は、走行ブロック列上の閉塞情報に移動閉塞の記入があるか否かを判断する。移動閉塞の記入がある場合(YES)には、ステップS1003へ進み、ない場合(NO)には、第5ステップへ進む。
 ステップS1003:
 地上装置5は、走行ブロック上の列車位置情報に再選に記入がないか否かを判断する。記入がない場合(YES)には、ステップS1004へ進み、ある場合(NO)には、ステップS1005へ進む。
 ステップS1004:
 地上装置5は、停止限界情報作成部22の停止限界情報に走行ブロック列の終端を記入し、第6ステップへ進む。
 ステップS1005:
 地上装置5は、停止限界情報作成部22の停止限界情報に先行列車の列車位置を記入し、第6ステップへ進む。
 図11は、第5ステップの処理手順を説明するフローチャートである。図11のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
 ステップS1101:
 地上装置5は、列車ブロック列上の列車検知情報に落下の記入がないか否かを判断する。落下の記入がない場合(YSE)には、ステップS1002へ進み、ある場合)NO)には、ステップS1103へ進む。
 ステップS1102:
 地上装置5は、停止限界情報作成部22の停止限界情報に走行ブロック列の終端を記入し、第6ステップへ進む。
 ステップS1103:
 地上装置5は、停止限界情報作成部22の停止限界情報に列車検知情報が扛上の走行ブロックの終端を記入し、第6ステップへ進む。
 図12は、第6ステップの処理手順を説明するフローチャートである。図12のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
 ステップS1201:
 停止限界情報作成部22の停止限界情報を車上情報送受信部21に出力する。
 なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明に開示される技術的思考の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能であり、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 1・・・CBTC列車、2・・・車上装置、3・・・車上無線装置、4・・・地上無線装置、5・・・地上装置、6・・・列車検知装置、7・・・連動装置、1T、2T、3T、4T・・・走行ブロック、8・・・非CBTC列車、21・・・車上情報送受信部、22・・・停止限界情報作成部、23・・・連動情報受信部、24・・・閉塞情報作成部、25・・・走行ブロック情報記憶部、31・・・閉塞情報、32・・・列車位置情報、33・・・列車検知情報、34・・・停止限界、61・・・地上信号機。

Claims (9)

  1.  列車が走行する軌道全体を複数の区間に分割した走行ブロックごとに移動閉塞又は固定閉塞のいずれかを割り当てる列車制御システムであり、
     前記列車の現在位置の情報を受信した場合、先行列車が在線している前記走行ブロックを移動閉塞とし、
     前記列車より先行する先行列車の現在位置の情報を受信できなかった場合、前記先行列車が在線している前記走行ブロックを固定閉塞とし、
     前記移動閉塞又は前記固定閉塞に基づいて停止限界情報を作成し、前記列車へ送信することを特徴とする列車制御システム。
  2.  請求項1記載の列車制御システムにおいて、
     走行ブロックごとに割り当てた前記移動閉塞又は前記固定閉塞の割り当てに基づいて、前記現在位置の情報を受信した前記列車を制御することを特徴とする列車制御システム。
  3.  請求項1記載の列車制御システムにおいて、
     前記現在位置の情報を受信した前記列車が走行するブロックに移動閉塞の割り当てがある場合には、前記列車とその先行列車の間隔を移動閉塞方式によって制御し、
     前記現在位置の情報を受信した前記列車が走行するブロックに固定閉塞の割り当てがある場合には、前記列車とその先行列車の間隔を移動閉塞方式によって制御することを特徴とする列車制御システム。
  4.  列車と地上設備の間での通信を使って列車の運行と制御を行う機能を有する列車制御システムにおいて、
     前記地上設備は、第1鉄道信号方式の地上サブシステムを有し、
     前記第1鉄道信号方式の地上サブシステムは、
     第1鉄道信号方式の地上装置を有し、
     前記地上装置は、
     第1鉄道信号方式の車上装置を搭載した第1列車と、前記第1鉄道信号方式と異なる非第1鉄道信号方式の第2列車が、混在して走行する軌道を複数の区間に分割した走行ブロックごとに、移動閉塞、固定閉塞のいずれかの閉塞情報を割り当て、かつ、
     前記第1列車の現在位置を示す情報を受信した場合には、当該第1列車が在線している前記走行ブロックを移動閉塞とし、
     前記第1列車の現在位置を示す情報を受信できなかった場合には、当該第1列車が在線している前記走行ブロックを固定閉塞に割り当てる手段と、
     前記割り当てられた移動閉塞又は前記固定閉塞に基づいて停止限界情報を作成し、前記第1列車へ送信する手段と、
     を有することを特徴とする列車制御システム。
  5.  請求項4記載の列車制御システムにおいて、
     前記第1鉄道信号方式の地上装置は、CTBC地上装置であり、前記非第1鉄道信号方式の地上装置は、非CBTC地上装置である
     ことを特徴とする列車制御システム。
  6.  請求項4記載の列車制御システムにおいて、
     前記第1鉄道信号方式の地上装置は、
     前記走行ブロックの閉塞情報、列車位置情報、列車検知情報、を示す各情報を記憶する走行ブロック情報記憶部と、
     先行する前記第2列車の現在位置を示す情報を受信したとき、前記閉塞情報に移動閉塞を記入する閉塞情報作成部と、
     前記閉塞情報作成部の移動閉塞を記入した前記閉塞情報、前記列車位置情報、を元に停止限界情報を作成し、前記第1鉄道信号方式の車上装置を搭載した第1列車へ停止限界情報を含む制御情報を送信する停止限界情報作成部と、
     を有することを特徴とする列車制御システム。
  7.  列車と地上設備の間での通信を使って列車の運行と制御を行う機能を有する列車制御システムにおける地上装置において、
     第1鉄道信号方式の車上装置を搭載した第1列車と、前記第1鉄道信号方式と異なる非第1鉄道信号方式の第2列車が、混在して走行する軌道を複数の区間に分割した走行ブロックごとに、移動閉塞、固定閉塞のいずれかの閉塞情報を割り当て、かつ、
     前記第1列車の現在位置を示す情報を受信した場合には、当該第1列車が在線している前記走行ブロックを移動閉塞とし、
     前記第1列車の現在位置を示す情報を受信できなかった場合には、当該第1列車が在線している前記走行ブロックを固定閉塞に割り当て、
     前記移動閉塞又は前記固定閉塞に基づいて停止限界情報を作成し、前記第1列車へ送信する機能
     を有することを特徴とする列車制御装置。
  8.  複数の列車と地上設備の間での通信を使って列車の運行と制御を行う演算部を含む地上装置を備えた列車制御システムにおける列車制御方法において、
     前記演算部は、
     第1鉄道信号方式の車上装置を搭載した第1列車と、前記第1鉄道信号方式と異なる非第1鉄道信号方式の第2列車が、混在して走行する軌道を複数の区間に分割した走行ブロックごとに、移動閉塞、固定閉塞のいずれかの閉塞情報を割り当てるステップと、
     前記第1列車の現在位置を示す情報を受信した場合には、当該第1列車が在線している前記走行ブロックを移動閉塞に割り当てるステップと、
     前記第1列車の現在位置を示す情報を受信できなかった場合には、当該第1列車が在線している前記走行ブロックを固定閉塞に割り当てるステップと、
     前記割り当てられた移動閉塞又は前記固定閉塞に基づいて停止限界情報を作成し、前記第1列車へ送信するステップ、
     を有することを特徴とする列車制御方法。
  9.  請求項6記載の列車制御システムにおける列車制御方法において、
     前記第1鉄道信号方式がCBTCで、前記第1列車が、CBTCの車上装置を搭載したCBTC列車であり、前記非第1鉄道信号方式が非CBTCで、前記第2列車が非CBTCの車上装置を搭載した非CBTC列車であり
     前記地上装置は、演算部を含み、前記演算部は、
     連動装置から列車検知情報が入力された場合、当該列車検知情報が「落下」であるか否かを判定し、
     その判定結果、「落下」である場合には、前記閉塞情報作成部の列車検知情報に「落下」を記入し、「落下」状態でない場合には、列車検知情報に「扛上」を記入する第1ステップと、
     前記車上装置から列車位置情報が入力された場合、前記CBTC列車が在線しているか否かを判定し、
     その結果、「在線」している場合には、前記閉塞情報作成部の列車位置情報に「在線」を記入し、「在線」していない場合には、前記列車位置情報に「不在」を記入する第2ステップと、
     前記列車検知情報が「落下」であるか否か、前記列車位置情報が「在線」であるか否かを判定し、
     その結果、「落下」であり、かつ「在線」である場合には、前記閉塞情報作成部の閉塞情報に「移動閉塞」を記入し、「落下」であり、かつ「在線」でない場合には、前記閉塞情報に「固定閉塞」を記入する第3ステップと、
     前記閉塞情報作成部より、前記CBTC列車の走行ブロック列を取出し、当該走行ブロック列上の「閉塞情報」に「移動閉塞」の記入がるか否か、走行ブロック列上の列車位置情報に「在線」の記入がないか否かを判定し、
     その結果、「移動閉塞」の記入があり、かつ、「在線」の記入がない場合には、前記停止限界情報作成部の停止限界情報に走行ブロック列の「終端」を記入し、
     「移動閉塞」の記入があり、かつ、「在線」がある場合には、前記停止限界情報に先行列車の「列車位置」を記入する第4ステップと、
     前記第4ステップにて、「移動閉塞」の記入がない場合には、前記走行ブロック列上の列車検知情報に「落下」の記入があるか否かを判定し、
     その結果、「落下」の記入がない場合には、前記停止限界情報に走行ブロックの「終端」を記入し、
     「落下」の記入がある場合には、前記停止限界情報に列車検知情報が「扛上」の走行ブロックの「終端」を記入する第5ステップと、
     前記第4ステップにて、前記停止限界情報作成部の停止限界位置情報に走行ブロック列の「終端」の記入があり、また、前記停止限界情報に先行列車の「列車位置」が記入されている場合には、前記停止限界情報作成部の停止限界情報を出力し、前記第1列車へ送信する第6ステップ
     を有することを特徴とする列車制御方法。
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