WO2021171382A1 - 列車の車上システム - Google Patents

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    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to an on-board system for trains.
  • the train is provided with a lead-through line extending from the leading car to the trailing car and a separation detection relay operated by the current flowing through the lead-through line.
  • the train is equipped with an on-board control device and an on-board radio device.
  • the on-board control device detects the occurrence of train separation based on the contact information of the separation detection relay, and when the occurrence of train separation is detected, the separation detection information is transmitted to the ground via the on-board radio device. It is configured to send to the control device.
  • the present invention is an on-board system of a train mounted on a train and constituting a wireless train control system together with a ground system on the ground side, capable of detecting the occurrence of train separation, and in the vicinity of a coupler. It is an object of the present invention to provide an on-board system of a train capable of suppressing an increase in wiring space and equipment installation space in the above.
  • an on-board system for trains is provided.
  • the on-board system of the train is a first on-board device installed in the leading vehicle and capable of wireless communication and position detection of the leading vehicle, and installed in the tail vehicle and capable of wireless communication and position detection of the tail vehicle.
  • Train separation based on the second on-vehicle device, the position of the leading vehicle detected by the first on-vehicle device, the position of the tail vehicle detected by the second on-vehicle device, and a preset threshold value. Includes a train separation detection device that detects the occurrence of
  • the train separation detection device detects the occurrence of train separation without using a lead-through line extending from the leading car to the trailing car or a relay operated by the current flowing through the lead-through line. It is configured as follows. That is, it is possible to omit the lead-through line, the relay, and the like in the train. Therefore, according to the on-board system of the train, it is possible to detect the occurrence of train separation, and it is possible to suppress an increase in wiring space and equipment installation space in the vicinity of the coupler as compared with the conventional technique.
  • Train 1 In the wireless train control system, the train 1 travels on the travel path 2 in the direction of arrow A in FIG.
  • Train 1 includes a lead car 10, a tail car 20, and at least one (here, two) intermediate cars 30 arranged between the lead car 10 and the tail car 20, and these cars It is configured by being connected by a coupler.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the on-vehicle system.
  • the leading vehicle 10 of the train 1 includes a first speed generator 11, a first on-vehicle element 12, a first on-vehicle device 13, a first on-vehicle radio device 14, and a train separation detection device. 15 is installed (mounted), and the second speed generator 21, the second on-board child 22, the second on-board device 23, and the second on-board radio 24 are installed (mounted) on the tail vehicle 20 of the train 1. (Installed).
  • the first speed generator 11 is attached to the axle of the leading vehicle 10.
  • the first speed generator 11 is configured to output a signal corresponding to the rotation speed of the axle (that is, the wheel) of the leading vehicle 10.
  • the second speed generator 21 is attached to the axle of the tail vehicle 20.
  • the second speed generator 21 is configured to output a signal corresponding to the rotation speed of the axle (that is, the wheel) of the tail vehicle 20.
  • the output signal of the second speed generator 21 is output to the second on-board device 23, and the second on-board device 23 is used to detect (calculate) the mileage of the tail vehicle 20.
  • the first car upper child 12 is attached to the lower part of the head of the leading car 10 (that is, the lower part of the head of the train 1).
  • the first vehicle upper child 12 receives the point information transmitted from the ground element 3 by, for example, electromagnetically coupling with the ground element 3, and receives the received point information on the first vehicle. It is configured to output to the device 13.
  • the first on-vehicle device 13 and the second on-vehicle device 23 have a processing unit (not shown) for executing various processes, a storage unit for storing various information (not shown), and the like.
  • the first on-vehicle device 13 is connected to the first on-vehicle radio 14 and can transmit and receive signals and information (that is, wireless communication) via the first on-vehicle radio 14.
  • the second on-vehicle device 23 is connected to the second on-vehicle radio 24, and can transmit and receive signals and information (that is, wireless communication) via the second on-vehicle radio 24.
  • the first on-board device 13 detects the speed of the leading vehicle 10 (i.e., the traveling speed V T of the train 1) based on the output signal of the first tachometer generator 11. Further, the first on-vehicle device 13 detects the position P 10 of the leading vehicle 10 and transmits the detected position P 10 of the leading vehicle 10 to the ground device 5. Specifically, the first on-board device 13 is the leading vehicle 10 calculated based on the point information acquired from the ground element 3 via the first on-board element 12 and the output signal of the first speed generator 11. The position P10 of the leading vehicle 10 is detected from the mileage of. The first on-board equipment 13, the position P 10 and the train 1 identification information (train ID) and the train position information on the first car radio 14 and the ground radio 4 comprising a leading vehicle 10 detected It is transmitted to the ground device 5 via.
  • train ID train ID
  • the speed of the first on-board device 13 is based on the stop position of the train 1 included in the ground device 5, taking into account the performance of the train 1 and the speed limit of the traveling path 2. Create a check pattern.
  • the first on-board equipment 13, the speed V T of the train 1 performs the speed Shosa brake control of the train 1 so as not to exceed the pattern (normal brake control).
  • the on-board device of the following train also controls the brake of the following train in the same manner as described above.
  • the first on-board equipment 13, based on the output signal of the first tachometer generator 11 detects the speed V T of the train 1, transmits the velocity V T of the detected train 1 to the train separation detecting device 15 (output) do. Further, the first on-vehicle device 13 includes the mileage of the leading vehicle 10 calculated based on the point information acquired from the ground element 3 via the first on-vehicle element 12 and the output signal of the first speed generator 11. The position P 10 of the leading vehicle 10 is detected from the above, and the leading vehicle position information in which the detected position P 10 of the leading vehicle 10 and the detection time T 10 are associated with each other is transmitted (output) to the train separation detection device 15. ..
  • the threshold TH is basically set based on the distance between the first vehicle-mounted child 12 and the second vehicle-mounted child 22.
  • the threshold value TH may be a value obtained by adding a predetermined value to the distance (reference value) between the first vehicle upper child 12 and the second vehicle upper child 22.
  • the first car upper child 12 is attached to the lower part of the head of the train 1
  • the second car upper child 22 is attached to the lower part of the tail of the train 1.
  • the train separation detecting device 15 calculates the position P 10 of the detection time T 10 and the tail car 20 position P 10, the position P 10 of the leading vehicle 10 of the detected leading vehicle 10 detection time difference between T 20 (detection time difference) based on ⁇ T and velocity V T of the train 1, calculates the position P 10 of the leading vehicle 10 'in the detection time T 20 the same time the position P 20 of the tail car 20 and detects the occurrence of a train separation if the difference position P 10 'and the position P 20 of the detected rear vehicle 20 of front car 10 calculated exceeds the threshold value TH.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the train separation detection process executed by the train separation detection device 15. This flowchart is executed, for example, at a predetermined cycle.
  • step S1 the leading vehicle position information is received (input) from the first on-vehicle device 13.
  • step S2 the position P 10 of the leading vehicle 10 and its detection time T 10 are extracted from the leading vehicle position information received in step S1.
  • step S3 it receives the speed V T of the train 1 from the first on-board equipment 13 (input).
  • step S4 the tail vehicle position information is received from the second on-vehicle device 23.
  • step S5 the position P 20 of the tail vehicle 20 and its detection time T 20 are extracted from the tail vehicle position information received in step S4.
  • step S7 the position P 10 ′ of the leading vehicle 10 at the same time as the detection time T 20 of the position P 20 of the tail vehicle 20 is calculated by the following equation. In other words, it corrected based on the position P 10 of the leading vehicle 10 said detected distance calculated by the detection time difference ⁇ T and the train first speed V T.
  • P 10 ' P 10 + V T ⁇ ⁇ T
  • the train 1 When the first on-board device 13 receives (inputs) the train separation detection information from the train separation detection device 15, the train 1 is stopped by, for example, emergency brake control. Further, ground device 5 receives the train separation detection information from the train separation detector 15, to hold the position P 20 of the tail car 20 contained therein as rear position of the train 1. As a result, the stop position of the following train is fixed.
  • the on-board system of the train 1 the first car while being installed in the leading vehicle 10 to detect the position P 10 of the wireless communication and the lead vehicle 10 configured to be 13
  • the second on-board device 23 which is installed in the tail vehicle 20 and is configured to enable wireless communication and detection of the position P 20 of the tail vehicle 20, and a train separation detection device 15 are included.
  • Train separation detecting device 15, the position P 10 of the leading vehicle 10 detected by the first on-board device 13, a position P 20 and the preset threshold TH of the tail car 20 detected by the second on-board equipment 23 It is configured to detect the occurrence of train separation based on this.
  • the train separation detection device 15 when the train separation detection device 15 detects the occurrence of train separation in train 1, it generates train separation detection information indicating the occurrence of train separation, and the generated train separation detection information is used as the ground device 5.
  • is configured to transmit to the train separation detection information includes the position P 20 of the identification information (train ID) and the detected rear vehicle 20 of train 1. Therefore, the ground device 5, it is possible to grasp the position P 20 of the train 1 of the tail car 20 when the train 1 to the train that separation has occurred and train separation occurs, the train separation train 1 when the generated it is possible to calculate the subsequent train stop position of the train 1 on the basis of the position P 20 of the tail car 20.
  • the train separation detector 15, the detection time T of the position P 20 of the detection time T 10 and the tail car 20 position P 10, the position P 10 of the leading vehicle 10 of the detected leading vehicle 10 based on the difference ⁇ T ( T 20 -T 10) and the velocity V T of the train 1 with 20, calculates a position P 10 of the leading vehicle 10 'in the detection time T 20 the same time the position P 20 of the tail car 20 and is configured to detect the occurrence of a train separation if the difference position P 10 'and the position P 20 of the detected rear vehicle 20 of front car 10 calculated exceeds the threshold value TH .
  • the deviation erroneous detection of the occurrence of a train separation between the detection time T 20 of the position P 20 of the detection time T 10 and the tail car 20 position P 10 of the leading vehicle 10 can be suppressed, the train separation occurred
  • the position P 20 of the tail vehicle 20 of the train 1 at that time can be accurately and safely grasped by the ground device 5.
  • the train separation detection device 15 is installed (mounted) on the leading vehicle 10. However, it is not limited to this.
  • the train separation detection device 15 may be installed (mounted) on the tail vehicle 20.
  • the train separation detection device 15 is connected to the second on-board device 23 and the second on-board radio 24.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the on-vehicle system.
  • the difference between the on-board system according to the first embodiment (FIG. 2) and the on-board system according to the second embodiment is that the on-board system according to the second embodiment is not provided with the train separation detection device 15. That is.
  • the elements common to the on-board system according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the first on-board device 13 also serves as the train separation detection device 15 in the on-board system according to the first embodiment. That is, the first on-board device 13 is configured to detect the presence or absence of train separation in the train 1.
  • step S21 the position P 10 of the leading vehicle 10 is detected and the detection time T 10 is stored.
  • step S22 it detects the speed V T of the train 1.
  • steps S23 to S29 is the same as the processing of steps S4 to S10 in FIG.
  • step S30 train 1 is stopped by emergency brake control.
  • step S31 as in step S11 in FIG. 3, train separation detection information indicating the occurrence of train separation is generated. Then, in step S32, the train separation detection information generated in step S31 is transmitted to the ground device 5 to end this flow.
  • the train separation detection device 15 or the first on-board device 13 further separates the trains in the train 1 as follows. It may be configured to detect the occurrence.
  • the second on-vehicle device 23 acquires the point information from the ground element 3 via the second on-vehicle child 22
  • the second on-vehicle device 23 transmits the information indicating that the point information has been acquired to the first on-vehicle device 13. It is composed of.
  • the first on-board equipment 13 via the first on-board coil 12 starts measuring the elapsed time to acquire the point information from the ground unit 3, by dividing the threshold value TH at a speed V T of the train 1 determination The time is determined, and when the information is not received from the second on-board device 23 before the elapsed time reaches the determination time, the occurrence of train separation in the train 1 is detected.
  • the detection of the occurrence of such train separation can be used in place of or in combination with the above-mentioned train separation detection process (FIGS. 3 and 5). Then, the detection of the occurrence of such train separation is used instead of the above-mentioned train separation detection process (FIGS. 3 and 5) in a section where a relatively large number of ground elements 3 are installed, for example. , The processing load of the train separation detection device 15 or the first on-board device 13 will be reduced.
  • the first on-board equipment 13 is configured to detect the position P 10 of the leading vehicle 10 based on GPS signals received by the 1GPS receiver 16
  • the second The on-board device 23 is configured to detect the position P 20 of the tail vehicle 20 based on the GPS signal received by the second GPS receiver 26.
  • Others are basically the same as the on-board system according to the first embodiment or the on-board system according to the second embodiment.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

列車の車上システムは、先頭車両１０に設置されて無線通信及び先頭車両１０の位置検出が可能な第１車上装置１３と、後尾車両２０に設置されて無線通信及び後尾車両２０の位置検出が可能な第２車上装置２３と、第１車上装置１３によって検出された先頭車両１０の位置、第２車上装置２３によって検出された後尾車両２０の位置及び予め設定された閾値ＴＨに基づいて列車分離の発生を検知する列車分離検知装置１５と、を含む。前記列車の車上システムは、列車分離の発生を検知することが可能であり、また、従来に比べて連結器近傍における配線スペースや機器設置スペースの増大を抑制することができる。

Description

列車の車上システム
　本発明は、列車の車上システムに関する。
　ＣＢＴＣ（Communications Based Train Control）などの無線式列車制御システムにおいては、列車の車上システムによって列車分離（列車における連結車両の分離）の発生が検知され、列車分離の発生が検知された場合には列車分離の発生を示す情報が前記車上システムから地上側の地上システムに送信されることが多い。このような技術の一例が特許文献１に開示されている。
　特許文献１に記載された列車無線システムにおいて、列車には、先頭車両から後尾車両まで延びる引き通し線及び当該引き通し線を流れる電流によって動作する分離検知用リレーが設けられている。また、前記列車には、車上制御装置及び車上無線装置が搭載されている。前記車上制御装置は、前記分離検知用リレーの接点情報に基づいて列車分離の発生を検知し、列車分離の発生が検知された場合には分離検知情報を前記車上無線装置を介して地上制御装置に送信するように構成されている。
特開２０１５－５４５３７号公報
　ところで、近年、列車内ネットワークの構築などのために車両間を跨ぐ配線の数が増加傾向にある。そのため、特に列車の連結器近傍における配線スペースや機器設置スペースが増大しており、その対策が求められている。
　そこで、本発明は、列車に搭載されて地上側の地上システムと共に無線式列車制御システムを構成する列車の車上システムであって、列車分離の発生を検知することができ、かつ、連結器近傍における配線スペースや機器設置スペースの増大を抑制することのできる列車の車上システムを提供することを目的とする。
　本発明の一側面によると、列車の車上システムが提供される。前記列車の車上システムは、先頭車両に設置されて無線通信及び前記先頭車両の位置検出が可能な第１車上装置と、後尾車両に設置されて無線通信及び前記後尾車両の位置検出が可能な第２車上装置と、前記第１車上装置によって検出された前記先頭車両の位置、前記第２車上装置によって検出された前記後尾車両の位置及び予め設定された閾値に基づいて列車分離の発生を検知する列車分離検知装置と、を含む。
　前記列車の車上システムにおいて、前記列車分離検知装置は、先頭車両から後尾車両まで延びる引き通し線や当該引き通し線を流れる電流によって動作するリレーなどを用いることなく、列車分離の発生を検知するように構成されている。すなわち、列車において前記引き通し線や前記リレーなどを省略することが可能である。このため、前記列車の車上システムによれば、列車分離の発生を検知することができると共に、従来技術に比べて、連結器近傍における配線スペースや機器設置スペースの増大を抑制することができる。
本発明が適用された無線式列車制御システムの一例を示す図である。 前記無線式列車制御システムを構成する車上システムの第１実施形態を示す概略構成図である。 前記第１実施形態における列車分離の検知処理の一例を示すフローチャートである。 前記車上システムの第２実施形態を示す概略構成図である。 前記第２実施形態における列車分離の検知処理の一例を示すフローチャートである。 前記第２実施形態に係る列車分離検知処理の他の例を示すフローチャートである。 前記車上システムの第３実施形態を示す概略構成図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
　図１は、本発明が適用された無線式列車制御システムの一例を示す図である。図１に示された無線式列車制御システムは、大別して各列車に搭載された車上システムと地上に設置された地上システムとで構成されている。
　前記無線式列車制御システムにおいて、列車１は、走行路２上を図１中の矢印Ａ方向に走行する。列車１は、先頭車両１０と、後尾車両２０と、先頭車両１０と後尾車両２０との間に配置された少なくとも一つ（ここでは二つ）の中間車両３０と、を含み、これらの車両が連結器によって連結されて構成されている。
　前記無線式列車制御システムにおいて、前記地上システムは、複数の地上子３と、複数の地上無線機４と、地上装置５と、を含む。複数の地上子３のそれぞれは、走行路２における異なる位置に設置されて地点情報（絶対位置情報）を発信する。複数の地上無線機４は、走行路２に沿って互いに所定の間隔をあけて設置されている。地上装置５は、通信線を介して複数の地上無線機４のそれぞれに接続されている。
　図２は、前記車上システムの第１実施形態を示す概略構成図である。
　図２に示されるように、列車１の先頭車両１０には、第１速度発電機１１、第１車上子１２、第１車上装置１３、第１車上無線機１４及び列車分離検知装置１５が設置（搭載）されており、列車１の後尾車両２０には、第２速度発電機２１、第２車上子２２、第２車上装置２３及び第２車上無線機２４が設置（搭載）されている。
　第１速度発電機１１は、先頭車両１０の車軸に取り付けられている。第１速度発電機１１は、先頭車両１０の前記車軸（すなわち、車輪）の回転速度に応じた信号を出力するように構成されている。第１速度発電機１１の出力信号は、第１車上装置１３に出力され、第１車上装置１３が先頭車両１０の速度（＝列車１の速度ＶＴ）や先頭車両１０の走行距離を検出（算出）するために使用される。
　第２速度発電機２１は、後尾車両２０の車軸に取り付けられている。第２速度発電機２１は、後尾車両２０の前記車軸（すなわち、車輪）の回転速度に応じた信号を出力するように構成されている。第２速度発電機２１の出力信号は、第２車上装置２３に出力され、第２車上装置２３が後尾車両２０の走行距離を検出（算出）するために使用される。
　第１車上子１２は、先頭車両１０の先頭下部（すなわち、列車１の先頭下部）に取り付けられている。第１車上子１２は、地上子３の上方を通過する際に地上子３と例えば電磁結合して地上子３から発信される地点情報を受信し、受信された地点情報を第１車上装置１３に出力するように構成されている。
　第２車上子２２は、後尾車両２０の後尾下部（すなわち、列車１の後尾下部）に取り付けられている。第２車上子２２は、地上子３の上方を通過する際に地上子３と例えば電磁結合して地上子３から発信される地点情報を受信し、受信された地点情報を第２車上装置２３に出力するように構成されている。
　第１車上装置１３及び第２車上装置２３は、各種処理を実行する処理部（図示省略）及び各種情報を記憶する記憶部（図示省略）などを有している。第１車上装置１３は、第１車上無線機１４に接続されており、第１車上無線機１４を介して信号や情報を送受信すること（すなわち、無線通信）が可能である。第２車上装置２３は、第２車上無線機２４に接続されており、第２車上無線機２４を介して信号や情報を送受信すること（すなわち、無線通信）が可能である。
　列車分離検知装置１５は、列車１における列車分離の発生を検知する装置である。列車分離検知装置１５は、第１車上装置１３及び第１車上無線機１４に接続されており、第１車上装置１３との間で信号や情報を送受信（出入力）すること及び第１車上無線機１４を介して信号や情報を送受信すること（すなわち、無線通信）が可能である。
　次に、前記無線式列車制御システムの動作、主に地上装置５、第１車上装置１３、列車分離検知装置１５及び第２車上装置２３の動作について説明する。
[通常動作]
　第１車上装置１３は、第１速度発電機１１の出力信号に基づいて先頭車両１０の速度（すなわち、列車１の走行速度ＶＴ）を検出する。また、第１車上装置１３は、先頭車両１０の位置Ｐ１０を検出し、検出された先頭車両１０の位置Ｐ１０を地上装置５に送信する。具体的には、第１車上装置１３は、第１車上子１２を介して地上子３から取得された地点情報と第１速度発電機１１の出力信号に基づいて算出される先頭車両１０の走行距離とから先頭車両１０の位置Ｐ１０を検出する。そして、第１車上装置１３は、検出された先頭車両１０の位置Ｐ１０と列車１の識別情報（列車ＩＤ）とを含む列車位置情報を第１車上無線機１４及び地上無線機４を介して地上装置５に送信する。
　地上装置５は、走行路２を走行する全ての列車に関する情報（例えば、列車長）を記憶している。地上装置５は、前記全ての列車から列車位置情報を受信して走行路２における前記全ての列車の位置を把握する。そして、地上装置５は、各列車の停止位置（停止しなければならない位置であり、走行可能な限界位置を意味する）を算出し、算出された停止位置を含む列車制御信号を対応する列車の車上装置に送信する。例えば、地上装置５は、列車１の先行列車（図示省略）の位置（主に後尾位置）に基づいて列車１の停止位置を算出し、算出された列車１の停止位置を含む列車制御信号を地上無線機４及び第１車上無線機１４を介して第１車上装置１３に送信する。また、地上装置５は、列車１の位置（後尾位置）に基づいて列車１の後続列車の停止位置を算出し、算出された停止位置を含む列車制御信号を前記後続列車の車上装置に送信する。
　第１車上装置１３は、地上装置５から前記列車制御信号を受信すると、そこに含まれた列車１の停止位置に基づき、列車１の性能や走行路２の制限速度などを加味して速度照査パターンを作成する。そして、第１車上装置１３は、列車１の速度ＶＴが前記速度照査パターンを超えないように列車１のブレーキ制御を行う（通常ブレーキ制御）。なお、前記後続列車の車上装置も上記と同様にして前記後続列車のブレーキ制御を行う。
[列車分離検知動作]
　第１車上装置１３は、第１速度発電機１１の出力信号に基づいて列車１の速度ＶＴを検出し、検出された列車１の速度ＶＴを列車分離検知装置１５に送信（出力）する。また、第１車上装置１３は、第１車上子１２を介して地上子３から取得した地点情報と第１速度発電機１１の出力信号に基づいて算出される先頭車両１０の走行距離とから先頭車両１０の位置Ｐ１０を検出し、検出された先頭車両１０の位置Ｐ１０とその検出時刻Ｔ１０とが対応付けられた先頭車両位置情報を列車分離検知装置１５に送信（出力）する。
　第２車上装置２３は、第２車上子２２を介して地上子３から取得した地点情報と第２速度発電機２１の出力信号に基づいて算出される後尾車両２０の走行距離とから後尾車両２０の位置Ｐ２０を検出し、検出された後尾車両２０の位置Ｐ２０とその検出時刻Ｔ２０とが対応付けられた後尾車両位置情報を第２車上無線機２４及び第１車上無線機１４を介して列車分離検知装置１５に送信する。
　列車分離検知装置１５は、第１車上装置１３によって検出された先頭車両１０の位置Ｐ１０、第２車上装置２３によって検出された後尾車両２０の位置Ｐ２０及び予め設定された閾値ＴＨに基づいて列車１における列車分離の発生を検知するように構成されている。閾値ＴＨは、基本的には、第１車上子１２と第２車上子２２との間の距離に基づいて設定される。例えば、閾値ＴＨは、第１車上子１２と第２車上子２２との間の距離（基準値）に所定値が加算された値であり得る。但し、本実施形態においては、上述のように、第１車上子１２は、列車１の先頭下部に取り付けられており、第２車上子２２は、列車１の後尾下部に取り付けられている。すなわち、第１車上子１２と第２車上子２２との間の距離は列車１の列車長Ｌにほぼ等しい。したがって、閾値ＴＨは、列車１の列車長Ｌに対応する値（例えば、列車長Ｌ＋α）として設定されてもよい。
　具体的には、本実施形態において、列車分離検知装置１５は、前記検出された先頭車両１０の位置Ｐ１０、先頭車両１０の位置Ｐ１０の検出時刻Ｔ１０と後尾車両２０の位置Ｐ２０の検出時刻Ｔ２０との差（検出時刻差）ΔＴ及び列車１の速度ＶＴに基づいて、後尾車両２０の位置Ｐ２０の検出時刻Ｔ２０と同時刻における先頭車両１０の位置Ｐ１０′を算出し、算出された先頭車両１０の位置Ｐ１０′と前記検出された後尾車両２０の位置Ｐ２０との差が閾値ＴＨを超えている場合に列車分離の発生を検知する。
　図３は、列車分離検知装置１５が実行する列車分離の検知処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、例えば、所定の周期で実行される。
　ステップＳ１では、第１車上装置１３から前記先頭車両位置情報を受信（入力）する。ステップＳ２では、ステップＳ１において受信された前記先頭車両位置情報から先頭車両１０の位置Ｐ１０及びその検出時刻Ｔ１０を抽出する。
　ステップＳ３では、第１車上装置１３から列車１の速度ＶＴを受信（入力）する。
　ステップＳ４では、第２車上装置２３から前記後尾車両位置情報を受信する。ステップＳ５では、ステップＳ４において受信された前記後尾車両位置情報から後尾車両２０の位置Ｐ２０及びその検出時刻Ｔ２０を抽出する。
　ステップＳ６では、先頭車両１０の位置Ｐ１０の検出時刻Ｔ１０と後尾車両２０の位置Ｐ２０の検出時刻Ｔ２０との差（検出時刻差）ΔＴ（＝Ｔ２０－Ｔ１０）を算出する。
　ステップＳ７では、下式により、後尾車両２０の位置Ｐ２０の検出時刻Ｔ２０と同時刻における先頭車両１０の位置Ｐ１０′を算出する。換言すれば、前記検出された先頭車両１０の位置Ｐ１０を前記検出時刻差ΔＴ及び列車１の速度ＶＴによって算出される距離に基づいて補正する。
　Ｐ１０′＝Ｐ１０＋ＶＴ×ΔＴ
　ステップＳ８では、ステップＳ７において算出（補正）された先頭車両１０の位置Ｐ１０′と、ステップＳ５において抽出された後尾車両２０の位置Ｐ２０との差（位置差）ΔＰ（＝Ｐ１０′－Ｐ２０）を算出する。
　ステップＳ９では、ステップＳ８において算出された位置差ΔＰが閾値ＴＨを超えているか否かを判定する。位置差ΔＰが閾値ＴＨを超えていない場合には本フローを終了し、位置差ΔＰが閾値ＴＨを超えていればステップＳ１０に進む。
　ステップＳ１０では、列車１における列車分離の発生を検知し、ステップＳ１１では、前記列車分離の発生を示す列車分離検知情報を生成する。ここで、生成される列車分離検知情報は、ステップＳ５において抽出された後尾車両２０の位置Ｐ２０（すなわち、第２車上装置２３によって検出された後尾車両２０の位置Ｐ２０）及び列車１の識別情報（列車ＩＤ）を含む。そして、ステップＳ１２において、ステップＳ１１で生成された列車分離検知情報を第１車上装置１３及び地上装置５に送信して（すなわち、第１車上装置１３に出力すると共に地上装置５に無線送信して）本フローを終了する。
　第１車上装置１３は、列車分離検知装置１５から前記列車分離検知情報を受信（入力）すると、例えば、非常ブレーキ制御によって列車１を停止させる。また、地上装置５は、列車分離検知装置１５から前記列車分離検知情報を受信すると、そこに含まれた後尾車両２０の位置Ｐ２０を列車１の後尾位置として保持する。これにより、前記後続列車の停止位置が固定されることになる。
　以上のように、本実施形態に係る列車１の車上システムは、先頭車両１０に設置されると共に無線通信及び先頭車両１０の位置Ｐ１０の検出が可能に構成された第１車上装置１３と、後尾車両２０に設置されると共に無線通信及び後尾車両２０の位置Ｐ２０の検出が可能に構成された第２車上装置２３と、列車分離検知装置１５と、を含む。列車分離検知装置１５は、第１車上装置１３によって検出された先頭車両１０の位置Ｐ１０、第２車上装置２３によって検出された後尾車両２０の位置Ｐ２０及び予め設定された閾値ＴＨに基づいて列車分離の発生を検知するように構成されている。このため、列車分離の発生を検知するために先頭車両１０から後尾車両２０まで延びる引き通し線などが列車１に設けられる必要がなく、従来技術に比べて、列車１における連結器近傍における配線スペースや機器設置スペースの増大が抑制され得る。
　また、本実施形態において、列車分離検知装置１５は、列車１における列車分離の発生を検知すると、列車分離の発生を示す列車分離検知情報を生成し、生成された列車分離検知情報を地上装置５に送信するように構成され、前記列車分離検知情報は、列車１の識別情報（列車ＩＤ）及び前記検出された後尾車両２０の位置Ｐ２０を含む。このため、地上装置５は、列車１に列車分離が発生したこと及び列車分離が発生したときの列車１の後尾車両２０の位置Ｐ２０を把握できると共に、列車分離が発生したときの列車１の後尾車両２０の位置Ｐ２０に基づいて列車１の後続列車の停止位置を算出することができる。
　特に、本実施形態において、列車分離検知装置１５は、前記検出された先頭車両１０の位置Ｐ１０、先頭車両１０の位置Ｐ１０の検出時刻Ｔ１０と後尾車両２０の位置Ｐ２０の検出時刻Ｔ２０との差ΔＴ（＝Ｔ２０－Ｔ１０）及び列車１の速度ＶＴに基づいて、後尾車両２０の位置Ｐ２０の検出時刻Ｔ２０と同時刻における先頭車両１０の位置Ｐ１０′を算出し、算出された先頭車両１０の位置Ｐ１０′と前記検出された後尾車両２０の位置Ｐ２０との差が閾値ＴＨを超えている場合に列車分離の発生を検知するように構成されている。このため、先頭車両１０の位置Ｐ１０の検出時刻Ｔ１０と後尾車両２０の位置Ｐ２０の検出時刻Ｔ２０とのずれによる列車分離の発生の誤検知が抑制され得ると共に、列車分離が発生したときの列車１の後尾車両２０の位置Ｐ２０が地上装置５によって精度よく且つ安全側に把握され得る。
　なお、前記第１実施形態に係る車上システムにおいては、列車分離検知装置１５が先頭車両１０に設置（搭載）されている。しかし、これに限られるものではない。例えば、列車分離検知装置１５が後尾車両２０に設置（搭載）されてもよい。この場合、列車分離検知装置１５は、第２車上装置２３及び第２車上無線機２４に接続される。
　次に、前記車上システムの第２実施形態について説明する。
　図４は、前記車上システムの第２実施形態を示す概略構成図である。前記第１実施形態に係る車上システム（図２）と第２実施形態に係る車上システムとの相違は、第２実施形態に係る車上システムにおいては列車分離検知装置１５が設けられていないことである。なお、前記第１実施形態に係る車上システムと共通する要素については同一の符号を付してその説明は省略する。
　第２実施形態に係る車上システムにおいては、第１車上装置１３が前記第１実施形態に係る車上システムにおける列車分離検知装置１５を兼ねている。すなわち、第１車上装置１３が列車１における列車分離の有無を検知するように構成されている。
　図５は、第１車上装置１３が実行する列車分離の検知処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図３に示されるフローチャートと同様、例えば、所定の周期で実行される。
　図５において、ステップＳ２１では、先頭車両１０の位置Ｐ１０を検出すると共にその検出時刻Ｔ１０を記憶する。ステップＳ２２では、列車１の速度ＶＴを検出する。
　ステップＳ２３～ステップＳ２９の処理は、図３におけるステップＳ４～Ｓ１０の処理と同じである。
　ステップＳ３０では、非常ブレーキ制御によって列車１を停止させる。ステップＳ３１では、図３におけるステップＳ１１と同様、列車分離の発生を示す列車分離検知情報を生成する。そして、ステップＳ３２において、ステップＳ３１で生成された列車分離検知情報を地上装置５に送信して本フローを終了する。
　前記第２実施形態に係る車上システムにおいても前記第１実施形態に係る車上システムと同様の効果が得られる。
　なお、前記第２実施形態に係る車上システムにおいては、第１車上装置１３が前記第１実施形態に係る車上システムにおける列車分離検知装置１５を兼ねている。しかし、これに限られるものではない。第２車上装置２３が列車分離検知装置１５を兼ねてもよい。すなわち、第２車上装置２３が列車１における列車分離の有無を検知するように構成されてもよい。この場合、第２車上装置２３は、例えば図６に示されるフローチャートの処理を実行する。
　図６において、ステップＳ４１～ステップＳ４３の処理は、図３におけるステップＳ１～Ｓ３の処理と同じである。ステップＳ４４では、後尾車両２０の位置Ｐ２０を検出すると共にその検出時刻Ｔ２０を記憶する。ステップＳ４５～Ｓ５１の処理は、図３におけるステップＳ６～ステップＳ１２の処理と同じである。
　このようにしても前記第１実施形態に係る車上システムと同様の効果が得られる。
　また、前記第１実施形態に係る車上システム又は第２実施形態に係る車上システムにおいて、列車分離検知装置１５又は第１車上装置１３は、さらに以下のようにして列車１における列車分離の発生を検知するように構成されてもよい。
　すなわち、列車分離検知装置１５又は第１車上装置１３は、第１車上装置１３が第１車上子１２を介して所定の地上子３から地点情報を取得してから閾値ＴＨを列車１の速度ＶＴで除算して得られる判定時間（ＴＨ／ＶＴ）が経過するまでに前記第２車上装置２３が第２車上子２２を介して前記所定の地上子３（即ち、同一の地上子３）から地点情報を取得しない場合に、列車１における列車分離の発生を検知するように構成され得る。
　この場合、第１車上装置１３は、例えば、第１車上子１２を介して地上子３から地点情報を取得すると、前記地点情報を取得したことを示す第１情報を列車分離検知装置１５に送信するように構成され、第２車上装置２３は、第２車上子２２を介して地上子３から地点情報を取得すると、前記地点情報を取得したことを示す第２情報を列車分離検知装置１５に送信するように構成される。そして、列車分離検知装置１５は、第１車上装置１３から前記第１情報を受信すると経過時間の計測を開始し、閾値ＴＨを第１車上装置１３から受信された列車１の速度ＶＴで除算して判定時間を決定し、経過時間が前記判定時間となるまでに第２車上装置２３から前記第２情報を受信しない場合に列車１における列車分離の発生を検知する。
　あるいは、第２車上装置２３は、第２車上子２２を介して地上子３から地点情報を取得すると、前記地点情報を取得したことを示す情報を第１車上装置１３に送信するように構成される。そして、第１車上装置１３は、第１車上子１２を介して地上子３から地点情報を取得すると経過時間の計測を開始し、閾値ＴＨを列車１の速度ＶＴで除算して判定時間を決定し、経過時間が前記判定時間となるまでに第２車上装置２３から前記情報を受信しない場合に列車１における列車分離の発生を検知する。
　このような列車分離の発生の検知は、上述の列車分離の検知処理（図３、図５）に代えて又は併せて用いられ得る。そして、このような列車分離の発生の検知が、例えば、比較的多くの地上子３が設置されている区間において上述の列車分離の検知処理（図３、図５）に代えて用いられることによって、列車分離検知装置１５又は第１車上装置１３の処理負荷が軽減されることになる。
　次に、前記車上システムの第３実施形態について説明する。
　図７は、前記車上システムの第３実施形態を示す概略構成図である。前記第１及び第２実施形態に係る車上システム（図２、図４）と第３実施形態に係る車上システムとの主な相違は、第３実施形態に係る車上システムでは、第１車上子１２に代えて第１ＧＰＳ受信機１６が先頭車両１０に設置（搭載）され、第２車上子２２に代えて第２ＧＰＳ受信機２６が後尾車両２０に設置（搭載）されていることである。好ましくは、第１ＧＰＳ受信機１６は、先頭車両１０の先頭（すなわち、列車１の先頭）近傍に設置され、第２ＧＰＳ受信機２６は、後尾車両２０の後尾（すなわち、列車１の後尾）近傍に設置される。
　第３実施形態に係る車上システムにおいて、第１車上装置１３は、第１ＧＰＳ受信機１６によって受信されたＧＰＳ信号に基づいて先頭車両１０の位置Ｐ１０を検出するように構成され、第２車上装置２３は、第２ＧＰＳ受信機２６によって受信されたＧＰＳ信号に基づいて後尾車両２０の位置Ｐ２０を検出するように構成される。なお、その他については、基本的に、前記第１実施形態に係る車上システム又は前記第２実施形態に係る車上システムと同じである。
　前記第３実施形態に係る車上システムにおいても前記第１実施形態に係る車上システムと同様の効果が得られる。
　以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上述の実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能である。
　１…列車、２…走行路（列車走行路）、３…地上子、４…地上無線機、５…地上装置、１０…先頭車両、１１…第１速度発電機、１２…第１車上子、１３…第１車上装置、１４…第１車上無線機、１５…列車分離検知装置、１６…第１ＧＰＳ受信機、２０…後尾車両、２１…第２速度発電機、２２…第２車上子、２３…第２車上装置、２４…第２車上無線機、２６…第２ＧＰＳ受信機、３０…中間車両

Claims (8)

  1. 　先頭車両に設置され、無線通信及び前記先頭車両の位置検出が可能な第１車上装置と、
    　後尾車両に設置され、無線通信及び前記後尾車両の位置検出が可能な第２車上装置と、
    　前記第１車上装置によって検出された前記先頭車両の位置、前記第２車上装置によって検出された前記後尾車両の位置及び予め設定された閾値に基づいて列車分離の発生を検知する列車分離検知装置と、
    　を含む、列車の車上システム。
  2. 　前記列車分離検知装置は、前記列車分離の発生を検知すると、前記列車分離の発生を示す列車分離検知情報を地上装置に無線送信するように構成され、
    　前記列車分離検知情報は、前記列車の識別情報及び前記検出された前記後尾車両の位置を含む、請求項１に記載の列車の車上システム。
  3. 　前記第１車上装置又は前記第２車上装置が前記列車分離検知装置を兼ねている、請求項１に記載の列車の車上システム。
  4. 　前記列車分離検知装置は、前記検出された前記先頭車両の位置、前記先頭車両の位置の検出時刻と前記後尾車両の位置の検出時刻との差及び列車速度に基づいて、前記後尾車両の位置の検出時刻と同時刻における前記先頭車両の位置を算出し、算出された前記先頭車両の位置と前記検出された前記後尾車両の位置との差が前記閾値を超えた場合に列車分離の発生を検知するように構成されている、請求項１に記載の列車の車上システム。
  5. 　前記第１車上装置は、前記先頭車両に設置された第１車上子を介して列車走行路に設置された地上子から取得した地点情報と、前記先頭車両の車軸に取り付けられた第１速度発電機の出力信号と、に基づいて、前記先頭車両の位置を検出するように構成され、
    　前記第２車上装置は、前記後尾車両に設置された第２車上子を介して前記地上子から取得した地点情報と、前記後尾車両の車軸に取り付けられた第２速度発電機の出力信号と、に基づいて、前記後尾車両の位置を検出するように構成されている、
    　請求項１～４のいずれか一つに記載の列車の車上システム。
  6. 　前記閾値が前記第１車上子と前記第２車上子との間の距離に基づいて設定されている、請求項５に記載の列車の車上システム。
  7. 　前記列車分離検知装置は、さらに、前記第１車上装置が前記第１車上子を介して前記地上子から前記地点情報を取得してから前記閾値を列車速度で除算して得られる時間が経過するまでに前記第２車上装置が第２車上子を介して前記地上子から地点情報を取得しない場合に列車分離の発生を検知するように構成されている、請求項５に記載の列車の車上システム。
  8. 　前記第１車上装置は、前記先頭車両に設置された第１ＧＰＳ受信機によって受信されたＧＰＳ信号に基づいて前記先頭車両の位置を検出するように構成され、
    　前記第２車上装置は、前記後尾車両に設置された第２ＧＰＳ受信機によって受信されたＧＰＳ信号に基づいて前記後尾車両の位置を検出するように構成されている、
    　請求項１～４のいずれか一つに記載の列車の車上システム。
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