WO2025239140A1 - 無線式列車制御システム及び方法 - Google Patents

無線式列車制御システム及び方法

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WO2025239140A1
WO2025239140A1 PCT/JP2025/015421 JP2025015421W WO2025239140A1 WO 2025239140 A1 WO2025239140 A1 WO 2025239140A1 JP 2025015421 W JP2025015421 W JP 2025015421W WO 2025239140 A1 WO2025239140 A1 WO 2025239140A1
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WO
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train
merging
splitting
radio
train control
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PCT/JP2025/015421
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French (fr)
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拓 大萱
研作 新妻
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/08—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only
    • B61L23/14—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only automatically operated
    • B61L23/18—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for controlling traffic in one direction only automatically operated specially adapted for changing lengths of track sections in dependence upon speed and traffic density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation

Definitions

  • the present invention relates to a radio train control system and method.
  • a radio-based train control system (CBTC: Communication Based Train Control) is a system for safely operating trains using radio communications to transmit information between ground and on-board equipment.
  • Non-Patent Document 1 defines various requirements, including safety requirements, and development has been progressing in recent years.
  • the on-board equipment of each train sequentially calculates the train's current position (train location) information and transmits the train location information to the ground equipment via radio communications.
  • the ground equipment calculates the position at which each train can safely operate (hereinafter referred to as the "stopping limit point") from the collected train location information of each train and transmits this to the on-board equipment via radio communications.
  • the on-board equipment calculates an appropriate braking pattern based on vehicle performance and environmental conditions to ensure a safe stop within the stopping limit point received from the ground equipment. It continuously compares the braking pattern with the current running speed and automatically applies brakes if the current running speed exceeds the braking pattern, thereby ensuring safe operation.
  • the radio train control system communicates wirelessly between ground equipment and on-board equipment, receiving and transmitting information on each train's current location and stopping limit points along with a train ID, which is information that can identify each train, and managing train location information and stopping limit points along with the train ID.
  • train location information is calculated based on a variable error corresponding to the distance traveled and a fixed value error (fixed error) relative to the actual train location range.
  • a speed sensor such as a tachometer generator is attached to the train, and the distance traveled is calculated based on the output from the speed sensor.
  • This distance traveled is combined with input information from devices that can identify absolute positions along the track, such as ground coils, to calculate the train's location information.
  • the distance traveled is calculated based on the train's wheel diameter, and because there is an error between the set wheel diameter value and the actual wheel diameter, an error corresponding to the distance traveled occurs in the calculated distance traveled, and therefore the train location information also generates an error corresponding to the distance traveled.
  • the train location information calculated by adding an error corresponding to the distance traveled is larger than the actual train location range.
  • the radio train control system has the ability to set protection zones for any section of the track using ground equipment. Once a protection zone is set, that zone is treated as an obstruction, and the stopping limit points for each train are created outside the protection zone.
  • the train position information and stopping limit points that were managed under one train ID before the split are now managed under two train IDs after the split.
  • the train position information is larger than the actual range of the train's location, the train position information managed under the two train IDs overlaps during the split, and even though the trains did not actually collide, the radio train control system recognizes this as an abnormal event in which two trains have collided.
  • an object of the present invention is to provide a technology in a radio train control system that enables separation and merging processing for trains that do split or merge while continuing to control the distance between trains that do not split or merge.
  • one representative radio train control system of the present invention is a radio train control system that controls the running of trains including splitting and merging trains, and is equipped with a splitting and merging structure that operates in splitting and merging mode, and a train control function structure, wherein the splitting and merging structure receives information on the train ID and train position of the splitting and merging train at the start of splitting and merging from the train control function structure, and transmits information on the train ID and train position of the splitting and merging train at the completion of splitting and merging, and the train control function structure sets a stopping limit point for trains other than the splitting and merging train outside the protection range of the splitting and merging train while splitting and merging are in progress.
  • a radio train control system can continue to control the distance between trains that do not split or merge, while also being able to perform splitting and merging processes for trains that do split or merge. This improves the safety of train operations during splitting and merging, even on lines where a radio train control system has been introduced.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a radio train control system that does not have a division/merging function structure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the train length on the system.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining management of train position information and the like linked to a train ID.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an overview of protection setting management.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an outline of a radio train control system having a division/merging function structure.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating the division sequence.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating the division sequence.
  • FIG. 6C is a diagram illustrating the division sequence.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating a merging sequence.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating the merging sequence.
  • FIG. 7C is a diagram illustrating the merging sequence.
  • a train that undergoes splitting and merging will be referred to as a splitting and merging train, and in particular, the train in its state before splitting and merging will be referred to as a "train before splitting and merging," and the train in its state after splitting and merging will be referred to as a "train after splitting and merging.”
  • train position refers to the train position on the system described below.
  • the train position on the system may also be abbreviated as “virtual train position” or simply “virtual position,” and the train's front and rear end positions on the system may also be abbreviated as “virtual front position” and “virtual rear end position.”
  • the train ID and train position information described in the embodiments are also output as appropriate to a traffic management device that manages the overall operation of trains.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overview of a radio train control system 2 that does not have a division/merging function structure.
  • This radio train control system 2 includes a train control function structure 21, a train 22, and a ground coil 23.
  • Train 22-1 (leading train) and train 22-2 (following train) are shown as trains 22, but other trains in operation can be added in the same way.
  • the train control function structure 21 is installed on the ground and has a train position acquisition unit 212 that receives the train position 2121 from the position/speed calculation unit 221 of the train 22, a memory unit 211 that stores the train position 2121 together with the train ID, an obstacle setting unit 213 that sets obstacle information 2131 such as protection range, and an interval control unit 214 that calculates the stopping limit point 2141 from the obstacle information 2131 and train position 2121, etc., and transmits it to the train 22.
  • a train position acquisition unit 212 that receives the train position 2121 from the position/speed calculation unit 221 of the train 22
  • a memory unit 211 that stores the train position 2121 together with the train ID
  • an obstacle setting unit 213 that sets obstacle information 2131 such as protection range
  • an interval control unit 214 that calculates the stopping limit point 2141 from the obstacle information 2131 and train position 2121, etc., and transmits it to the train 22.
  • the train 22 has an on-board coil 222 that receives position correction information 231 from the ground coil 23, a speed sensor 223 that receives speed pulses 225 from the train 22, and a position/speed calculation unit 221 that calculates the position and running speed of the train 22 from the information from the on-board coil 222 and the speed sensor 223. It also has a speed check unit 224 that calculates a braking pattern from a stopping limit point 2141 received from the interval control unit 214 of the train control functional structure 21 and position/speed information 2211 received from the position/speed calculation unit 221, checks the current running speed, and outputs a brake output 2241.
  • train 22-2 has a similar configuration to train 22-1.
  • train position 2121 includes train position information on the system for trains 22-1 and 22-2, and from this information the stopping limit point 2141 of the following train 22-2 is calculated and transmitted to the speed verification unit 224 of the following train 22-2.
  • FIG. 2 is a diagram explaining the train length 3 on the system.
  • the position of a train on the system is calculated from the position correction information 231 that the train receives from the wayside coil 23 and the information of the speed pulse 225 from the speed sensor 223, as shown in Figure 1.
  • the wayside coil and the train are not always connected, so when the train passes over a wayside coil, the position correction information is received and the train's position is acquired according to that position information. After that, until the train passes over the next wayside coil, the distance that the train has traveled is successively calculated based on the information of the speed pulse received from the speed sensor, and the train's position is updated.
  • an error 32 is calculated, which is a combination of a fixed error due to an error in the installation position of the wayside coil, etc., and a variable error that increases depending on the travel distance due to an error in the setting of the wheel diameter when calculating from information from the speed sensor. Then, taking safety into consideration, the error 32 is added to the head position 311 and rear end position 312 of the actual train, and the position/speed calculation unit 221 calculates the system head position (virtual head position) 33 of the train and the system rear end position (virtual rear end position) 34 of the train.
  • the system train length 3 which is the distance between the system head position 33 of the train and the system rear end position 34 of the train, is larger than the actual train length 31, which is the distance between the head position 311 of the actual train and the rear end position 312 of the actual train.
  • the system position is controlled so that the actual train length (solid line) falls at least within the range of the system train length (dotted line), and the actual train is not necessarily located at the center of the system range.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating management 4 of train position information and the like linked to train IDs.
  • information such as the system's train front position, system's train rear end position, and stopping limit point is managed in association with the train ID for train ID 41 as described in FIG. 2, as follows: system's train front position 411 for train ID 41, system's train rear end position 412 for train ID 41, and system's stopping limit point 413 for train ID 41.
  • train ID 42 information is managed in association with the train ID as system's train front position 421 for train ID 42, system's train rear end position 422 for train ID 42, and system's stopping limit point 423 for train ID 42.
  • the object managed by the system is the train position on the system, which does not necessarily coincide with the actual position of the actual train.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an overview of protection setting management 5.
  • a stopping limit point 5111 of a following train ID 511 is set outside the train rear end position 5121 of a preceding train ID 512 on the system (see FIG. 4(a)).
  • a protection range 523 is set between a preceding train ID 522 and a following train ID 521 (see FIG. 4(b)).
  • the stopping limit point 5211 of the train ID 521 is set outside the protection range 523 so that the train ID 521 does not enter the protection range 523.
  • protection range Once the protection range is set, the system manages the range so that trains cannot enter it. Protection settings are sometimes used to prevent trains from entering a predicted dangerous range, and sometimes automatically set to ensure safety in the event of a communication failure (automatic protection). Note that Figure 4 shows an example in which a protection range is set between train IDs 521 and 522, but it is also possible to set a protection range between train ID 522 and the train preceding it to prevent intrusion, in which case the protection range should be set to a range that covers the entire train ID 522.
  • the radio train control system 1 includes a train control functional structure 11, a dividing and merging functional structure 12, a train 13, and a ground coil (not shown).
  • the train 13 may include multiple trains that operate in the same manner as the train 22 in FIG. 1.
  • the train control function structure 11 is installed on the ground and has a train position acquisition unit 112 that acquires the position 1121 of a currently running train from the train 13, a memory unit 111 that stores the train position 1121 together with a train ID, an obstacle setting unit 113 that sets obstacle information 1131 such as a protection range, and an interval control unit 114 that calculates a stopping limit point 1141 from the obstacle information 1131 and the train position 1121, etc., and transmits it to the train 13.
  • the stopping limit point 1141 is calculated by the interval control unit 114 based on the train positions 1121 of the preceding train and the following train, and is transmitted to the following train.
  • the obstacle setting unit 113 sets a protection area surrounding the splitting/merging trains.
  • the protection area is set as a fixed area, in principle, at a predetermined location on the track (e.g., a depot or platform) or at an arbitrary location, and splitting/merging is performed within that area.
  • train position information for the splitting/merging train is acquired by the train position acquisition unit 112 of the train control functional structure 11 and stored in the memory unit 111, just like for other trains.
  • information on the splitting/merging train ID and train position 1111 is transmitted from the memory unit 111 to the splitting/merging functional structure 12. Thereafter, the splitting/merging train ID and train position during splitting/merging are acquired and managed by the splitting/merging functional structure 12.
  • the interval control unit 114 calculates the stopping limit point 1141 from the interference information 1131, which is the protection range set by the interference setting unit 113, and the train position 1121, thereby ensuring the safe operation of the train 13.
  • the memory unit 111 receives information on the splitting and merging train ID and train position 1112 at the time of the splitting and merging completion from the splitting and merging function structure 12. After that, the train control function structure 11 performs position acquisition management and interval control of the post-splitting and merging train (train 13).
  • the splitting/merging function structure 12 operates during the splitting/merging period (splitting/merging mode) from the time when splitting/merging starts and when it receives information on the splitting/merging train ID and train position 1111 from the memory unit 111 until it sends information on the splitting/merging train ID and train position 1112 to the memory unit 111 when splitting/merging is completed.
  • the dividing and merging functional structure 12 includes a train position acquisition and management unit 121 installed on the ground and a train 122 in dividing and merging mode.
  • the train position acquisition and management unit 121 has the function of acquiring and managing the train ID and train position of the dividing and merging train during dividing and merging.
  • the dividing and merging functional structure 12 can be implemented as a system separate from the train control functional structure 11.
  • the train control functional structure and the dividing and merging functional structure can share hardware resources such as the CPU and memory, and during dividing and merging, programs related to the functions of the dividing and merging functional structure can be added as extended functions or switched as selectable functions by software.
  • the dividing and merging functional structure can be considered a partial program (subroutine) specialized for functions during dividing and merging within the overall program implementing the radio train control system.
  • the role of the division/merging functional structure 12 in the radio train control system according to the embodiment of the present invention and its relationship with the train control functional structure 11 will be described in more detail below, dividing it into division and merging.
  • FIG. 6 is diagrams explaining the division sequence.
  • the division processes 61 to 66 will be explained in order of processing.
  • Split process 61 Figure 6(a)
  • the pre-split train ID 612 is switched to split mode manually or automatically at a predetermined timing.
  • a protection range 613 is set to a range that includes the head position 6121 of the pre-split train ID 612 on the system and the rear end position 6122 of the train ID 612 on the system, and within which splitting can be completed. Then, using the method described in Figure 4, the stopping limit point 6111 of the following train ID 611 is set outside the protection range 613.
  • the protection range 613 is set as a fixed range at a fixed position in principle.
  • the train control function structure 621 acquires and stores the train head position 6121 on the system of the pre-split train ID 612 at the start of splitting, and the train rear end position 6122 on the system of the train ID 612.
  • the protection range 613 is a fixed range, so the calculation result of the stopping limit point of the following train also outputs the same position.
  • splitting and merging function structure 622 receives and manages the train ID allocation of the post-split train, the train head position 6321 on the system of the train ID 632, the train rear end position 6322 on the system of the train ID 632, and the train head position 6331 on the system of the train ID 633 and the train rear end position 6332 on the system of the train ID 633 from each train.
  • the splitting and merging function structure 622 does not recognize this as a train collision event but allows it to be a normal splitting sequence.
  • Control of the distance between the split trains during the split is not controlled by stopping limit points like the train control function structure 621, but is left to a human system (for example, visual confirmation by the driver) or another system (for example, image recognition control using camera footage).
  • a human system for example, visual confirmation by the driver
  • another system for example, image recognition control using camera footage.
  • the post-split train ID 632 or the post-split train ID 633 may be assigned the same train ID as the pre-split train ID 612.
  • the splitting and merging function structure 622 acquires and stores the train front position 6421 on the system for the split train ID 632 and the train rear end position 6422 on the system for the train ID 632 at the time of splitting completion, as well as the train front position 6431 on the system for the split train ID 633 and the train rear end position 6432 on the system for the train ID 633.
  • the splitting and merging function structure 622 transmits the post-split train ID 632, the train head position 6421 on the system of train ID 632, and the train rear end position 6422 on the system of train ID 632 at the time of splitting completion, as well as the post-split train ID 633, the train head position 6431 on the system of train ID 633, and the train rear end position 6432 on the system of train ID 633 to the train control function structure 621. From this point onwards, the interval control between train ID 632 and train ID 633 is transferred to the train control function structure 621.
  • the division sequence of this embodiment ensures that the acquisition and management of the train ID and train position of the divided train is properly transferred between the train control function structure and the division/merge function structure when division begins and when division is completed, preventing the divided train from being recognized as an abnormal event while division is being carried out. Furthermore, since the protection range for the divided train can be determined even during division and interval control for trains other than the divided train can continue to be carried out in the train control function structure, it is possible to carry out division processing that ensures the safety of the divided train while continuing to control it with the conventional radio train control system.
  • Figures 7A to 7C are diagrams explaining the merging sequence.
  • the merging processes 71 to 76 will be explained in order of processing.
  • Figure 7(a) The pre-merge train ID 712 and train ID 713 are switched to merge mode manually or automatically at a predetermined timing.
  • a protection range 714 is first set in the train control function structure 721 to include the system head position 7131 of the front train ID 713 and the system rear end position 7122 of the rear train ID 712, and to a range within which merging can be completed. Then, using the method described in FIG. 4 , the stopping limit point 7111 of the following train ID 711 is set outside the protection range 714.
  • the protection range 714 is set as a fixed range at a fixed position, in principle. At this time, the system head position of train ID 712 is set to 7121, and the system rear end position of train ID 713 is set to 7132.
  • the train control function structure 721 acquires and stores the train front position 7121 on the system for the train ID 712 before merging, the train rear end position 7122 on the system for train ID 712, as well as the train front position 7131 on the system for the train ID 713 before merging and the train rear end position 7132 on the system for train ID 713 at the time of merging start.
  • the train control function structure 721 transmits to the dividing and merging function structure 722 the train ID 712 before merging, the train head position 7121 on the system for train ID 712, the train rear end position 7122 on the system for train ID 712 at the start of merging, as well as the train ID 713 before merging, the train head position 7131 on the system for train ID 713, and the train rear end position 7132 on the system for train ID 713. From this point on, the merging process for train ID 712 and train ID 713 is transferred to the dividing and merging function structure 722, and the train position of the merged train is not updated in the train control function structure 721 during merging processes 72-75.
  • management of trains other than the merged train such as obtaining the train position of the following train, calculating the stopping limit point, and braking output, continues to be performed by the train control function structure 721 even during merging.
  • the protection range 714 is a fixed range, so the calculation result of the stopping limit point of the following train also outputs the same position.
  • splitting and merging function structure 722 when the pre-merge train ID 712 and the train ID 713 merge into the post-merge train ID 742 within the protection area 714, the splitting and merging function structure 722 receives and manages the train ID allocation of the post-merge train, the system train head position 7321 of train ID 712, the system train rear end position 7322 of train ID 712, and the system train head position 7331 of train ID 713, and the system train rear end position 7332 of train ID 713 from each train.
  • the merging sequence of this embodiment ensures that the acquisition and management of the train ID and train position of the merging train is properly transferred between the train control function structure and the split merging function structure when merging begins and when merging is completed, preventing the merging train from being recognized as an abnormal event while merging is in progress. Furthermore, since the protection range for the merging train can be determined even during merging and interval control for trains other than the merging train can continue to be performed in the train control function structure, it is possible to perform merging processing that ensures the safety of merging trains while continuing to control them with the conventional radio train control system.
  • splitting can allow the other train to evacuate or be released. It can also be applied to cases where the other train is combined to rescue the other train, then towed and pushed, and then split again when the trains are separated.
  • Split/combined trains are not limited to two trains, and can also be applied to cases where three or more trains are split or combined.
  • the train control function structure includes an obstacle setting unit and an interval control unit, A radio train control system, characterized in that the interval control unit sets the stopping limit point based on the obstacle information received from the obstacle setting unit.
  • a radio train control system characterized in that the functions realized by the division and merging functional structure are realized as extended functions or selection functions of the functions realized by the train control functional structure.
  • a radio train control system that outputs information on the train's train ID and train position to an operation management device.
  • a radio train control system characterized in that the splitting and merging functional structure entrusts the control of the intervals between splitting and merging trains during splitting and merging to a human system or another system.
  • a radio train control system characterized in that the protection range is set at a predetermined location or at an arbitrary location on the track.
  • a radio train control system characterized in that the splitting and merging trains include trains that have difficulty running on their own.
  • a radio train control method for controlling the running of trains including split and merged trains, the division/merging functional structure receives information on the train ID and train position of the division/merging train at the start of division/merging from the train control functional structure, and transmits information on the train ID and train position of the division/merging train at the completion of division/merging; a train control function structure for setting a stopping limit point for trains other than the splitting/merging train outside a protection range of the splitting/merging train during splitting/merging; (Aspect 9)
  • the train control function structure includes an obstacle setting unit and an interval control unit, A radio-based train control method, characterized in that the interval control unit sets the stopping limit point based on the obstacle information received from the obstacle setting unit.
  • a radio-based train control method characterized in that the functions realized by the division and merging functional structure are realized as extended functions of the functions realized by the train control functional structure.
  • Radio-based train control system with a splitting and merging function structure 11 Train control function structure 111 Memory unit 1111 Train ID and train position at start of splitting/merging 1112 Train ID and train position at completion of splitting/merging 112 Train position acquisition unit 1121 Train position 113 Conflict setting unit 1131 Conflict information 114 Spacing control unit 1141 Stopping limit point 12 Splitting/merging function structure 121 Train position acquisition management unit 122 Train in splitting/merging mode 13 Train 2 Radio train control system (CBTC) without splitting/merging function structure 21 Train control function structure 211 Memory unit 212 Train position acquisition unit 2121 Train position 213 Obstacle setting unit 2131 Obstacle information 214 Spacing control unit 2141 Stop limit point 22 Train 221 Position/speed calculation unit 2211 Position/speed information 222 On-board coil 223 Speed sensor 224 Speed verification unit 2241 Brake output 225 Speed pulse 23 Ground coil 231 Position correction information 3 Train length on system 31 Actual train length 311 Leading position of actual train 312 Rear end position of actual train 32 Error 33 Virtual

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本発明は、無線式列車制御システムにおいて、分割・併合しない列車の間隔制御は継続しつつ、分割・併合する列車に対する分割・併合処理も実施可能にする技術を提供することを目的とする。　そのため、本発明の無線式列車制御システムは、分割・併合列車を含む列車の走行を制御する無線式列車制御システムであって、分割・併合モードで稼働する分割併合構造と、列車制御機能構造を備え、分割併合構造は、列車制御機能構造との間で、分割・併合開始時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を受信し、かつ分割・併合完了時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を送信し、列車制御機能構造は、分割・併合実施中において、分割・併合列車の防護範囲の外方に、分割・併合列車以外の列車に対する停止限界点を設定することを特徴とするものである。

Description

無線式列車制御システム及び方法
　本発明は、無線式列車制御システム及び方法に関する。
　無線式列車制御システム（ＣＢＴＣ：Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）は、地上装置と車上装置との間の情報伝送に無線通信を用いて列車を安全に運行させるためのシステムで、非特許文献１には安全性を含む様々な要求事項が定められ近年開発が進められている。軌道回路を用いたこれまでの列車制御システムと異なり、無線式列車制御システムでは列車の在線位置（列車位置）情報は各々の列車の車上装置が逐次演算を行い、無線通信を介して列車位置情報を地上装置に伝送する。地上装置は収集した各列車の列車位置情報等から各々の列車が安全に走行できる位置(以下、「停止限界点」と呼ぶ)を演算し、無線通信を介して車上装置へ伝送する。車上装置は地上装置から受信した停止限界点までに安全に停車できるように、車両性能と環境条件を踏まえて適切なブレーキパターンを演算し、ブレーキパターンと現在の走行速度を逐次比較し、現在の走行速度がブレーキパターンを上回る場合には自動でブレーキ出力をすることで安全な運行を実現する。
　無線式列車制御システムは、地上装置と車上装置との間の無線通信を行い、各列車の在線位置情報と停止限界点を、各々の列車を特定できる情報である列車ＩＤと合わせて受信・送信し、列車ＩＤとともに列車位置情報と停止限界点を管理する。
　無線式列車制御システムにおける列車の在線位置情報の演算は、後述するように現在主流の演算方式では、実際の列車の在線範囲に対して走行距離に応じた変動誤差と固定値の誤差（固定誤差）を含んで算出される。列車に速度発電機等の速度センサーを取り付け、速度センサーからの出力を元に、走行距離を演算する。この走行距離と、地上子等の沿線上の絶対位置を識別できる装置からの入力情報を組み合わせ、列車の在線位置情報を算出する。走行距離は列車の車輪径を元に演算しており、車輪径の設定値と実際の車輪径との間に誤差が存在するため、走行距離の算出結果には走行距離に応じた誤差が生じ、それに伴い列車位置情報にも走行距離に応じた誤差が生じる。安全な運行を実現するため、走行距離に応じた誤差を加えて算出した列車位置情報は、実際の列車の在線範囲と比べて大きくなる。
　無線式列車制御システムは、地上装置において任意の区間に防護範囲を設定する機能を有する。防護範囲を設定すると、その範囲が支障として扱われ、各列車の停止限界点は防護範囲の外方に作成される。
ＪＩＳ　Ｅ　３８０１－１：２０１８　「無線式列車制御システム」
　無線式列車制御システムにおいて列車の分割運用を実施する場合、分割前には１つの列車ＩＤの元で管理していた列車位置情報と停止限界点を、分割後には２つの列車ＩＤの元で管理することになる。これにより分割を実施した時に、新たな列車ＩＤが１個増えることになり、分割運用に対応した機能を有しない無線式列車制御システムの場合は制御下の路線上に突如新たな列車が出現した異常事象と認識される。また、列車位置情報は実際の列車の在線範囲と比べて大きいため、分割途中に２つの列車ＩＤの元で管理される各々の列車位置情報が重複し、実際の列車は衝突していないにも関わらず、無線式列車制御システム上では列車が衝突した異常事象と認識される。
　無線式列車制御システムの制御下において列車の併合運用を実施する場合、併合前には２つの列車ＩＤの元で管理していた列車位置情報と停止限界点を、併合後には１つの列車ＩＤの元で管理することになる。これにより併合を実施する時に、列車ＩＤが１個減ることになり、併合運用に対応した機能を有しない無線式列車制御システムの場合は制御下の路線上で突如列車が消失する異常事象と認識される。また、列車位置情報は実際の列車の在線範囲と比べて大きいため、併合途中に２つの列車ＩＤの元で管理される各々の列車位置情報が重複し、実際の列車は衝突していないにも関わらず、無線式列車制御システム上では列車が衝突した異常事象と認識される。
　このように従来の無線式列車制御システムの制御では、列車の分割運用または併合運用（分割・併合）を実施する際に異常事象と認識されてしまうという課題があり、非特許文献１にも係る課題認識は開示されていない。
　そこで本発明は、無線式列車制御システムにおいて、分割・併合しない列車の間隔制御は継続しつつ、分割・併合する列車に対する分割・併合処理も実施可能にする技術を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、代表的な本発明の無線式列車制御システムの一つは、分割・併合列車を含む列車の走行を制御する無線式列車制御システムであって、分割・併合モードで稼働する分割併合構造と、列車制御機能構造を備え、前記分割併合構造は、前記列車制御機能構造との間で、分割・併合開始時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を受信し、かつ分割・併合完了時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を送信し、前記列車制御機能構造は、分割・併合実施中において、分割・併合列車の防護範囲の外方に、前記分割・併合列車以外の列車に対する停止限界点を設定することを特徴とするものである。
　本発明によれば、無線式列車制御システムにおいて、分割・併合しない列車の間隔制御は継続しつつ、分割・併合する列車に対する分割・併合処理も実施可能にする。これにより無線式列車制御システムを導入した路線においても、分割・併合中の列車運行の安全性が向上する。
図１は、分割併合機能構造を有しない無線式列車制御システムの概要を説明する図である。 図２は、システム上の列車長を説明する図である。 図３は、列車ＩＤに紐づく列車位置情報等の管理を説明する図である。 図４は、防護設定の管理の概要を説明する図である。 図５は、分割併合機能構造を有する無線式列車制御システムの概要を説明する図である。 図６Ａは、分割のシーケンスを説明する図である。 図６Ｂは、分割のシーケンスを説明する図である。 図６Ｃは、分割のシーケンスを説明する図である。 図７Ａは、併合のシーケンスを説明する図である。 図７Ｂは、併合のシーケンスを説明する図である。 図７Ｃは、併合のシーケンスを説明する図である。
　以下、本発明の実施形態について、図を参照しつつ詳細に説明を行う。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
　以下の説明において、分割・併合を実施する列車に対し分割・併合列車と呼び、特に分割・併合を実施する前の状態の前記列車を「分割・併合前列車」、分割・併合を実施した後の状態の前記列車を「分割・併合後列車」と呼ぶ。
　以下の説明において、特に断りのない限り列車位置というときは後述するシステム上の列車位置を意味する。またシステム上の列車位置を仮想列車位置または単に仮想位置、システム上の列車先頭位置や後端位置についても仮想先頭位置、仮想後端位置のように簡略化することもある。
　以下の説明において特に言及はないが、実施形態で述べられる列車ＩＤや列車位置の情報は列車の運行全体の管理を行う運行管理装置にも適宜出力される。
（分割併合機能構造を有しない無線式列車制御システム）
　まず従来の分割併合機能構造を有しない無線式列車制御システムについて説明する。
　図１は、分割併合機能構造を有しない無線式列車制御システム２の概要を説明する図である。本無線式列車制御システム２では、列車制御機能構造２１と列車２２と地上子２３を備える。列車２２として列車２２―１（先行）と列車２２－２（後行）が記載されているが、その他運行中の列車があれば同様に追加される。
　列車制御機能構造２１は地上に設置され、列車２２の位置・速度演算部２２１から列車位置２１２１を受ける列車位置取得部２１２と、列車ＩＤと共に列車位置２１２１を記憶する記憶部２１１と、防護範囲等の支障情報２１３１を設定する支障設定部２１３と、支障情報２１３１と列車位置２１２１等から停止限界点２１４１を演算して列車２２に送信する間隔制御部２１４を有する。
　列車２２は、地上子２３から位置補正情報２３１を受ける車上子２２２と、列車２２から速度パルス２２５を受ける速度センサ２２３と、車上子２２２と速度センサ２２３の情報から列車２２の位置と走行速度を演算する位置・速度演算部２２１を有する。さらに列車制御機能構造２１の間隔制御部２１４から受ける停止限界点２１４１と位置・速度演算部２２１から受ける位置・速度情報２２１１からブレーキパターンを演算して現在の走行速度と速度照査を行いブレーキ出力２２４１を出力する速度照査部２２４を有する。なお図では省略されているが列車２２－２は列車２２－１と同様の構成を有している。
　図１の例でいえば、列車位置２１２１には列車２２－１と列車２２－２のシステム上の列車位置情報が含まれており、それらの情報から後行列車２２－２の停止限界点２１４１が算出され、後行列車２２－２の速度照査部２２４に送信される。
（システム上の列車位置）
　図２は、システム上の列車長３を説明する図である。無線式列車制御システムでは、図１に示したように列車が地上子２３から受ける位置補正情報２３１と速度センサ２２３からの速度パルス２２５の情報から列車のシステム上の位置を演算する。実際の制御においては、地上子と列車は常時結合しているわけではないため、地上子上を通過した際に位置補正情報を受けて、その位置情報通りに自列車位置を取得し、その後、次の地上子を通過するまでの間は、速度センサで受ける速度パルスの情報により自列車がどれだけの距離を走行しているか逐次演算し、自列車位置を更新していくこととなる。
　具体的には、地上子の設置位置誤差等による固定誤差と、速度センサの情報から演算する際の車輪径の設定誤差により走行距離に依存して大きくなる変動誤差を合わせた誤差３２を求める。その上で、安全性も加味して実列車の先頭位置３１１及び後端位置３１２に誤差３２を加えてシステム上の列車先頭位置（仮想先端位置）３３及びシステム上の列車後端位置（仮想後端位置）３４が位置・速度演算部２２１で算出される。このことからシステム上の列車先頭位置３３とシステム上の列車後端位置３４との間の距離であるシステム上の列車長３は、実列車の先頭位置３１１と実列車の後端位置３１２との間の距離である実列車長３１よりも大きくなる。実際は少なくともシステム上の列車長の範囲（点線）の中に実列車長（実線）が収まるようにシステム上の位置が制御され、必ずしも実列車がシステム上の範囲の中心に位置するとは限らない。
　図３は、列車ＩＤに紐づく列車位置情報等の管理４を説明する図である。無線式列車制御システムではシステム上の列車先頭位置、システム上の列車後端位置、停止限界点等の情報は、図２で説明したように列車ＩＤ４１に関しては、列車ＩＤ４１のシステム上の列車先頭位置４１１、列車ＩＤ４１のシステム上の列車後端位置４１２、列車ＩＤ４１の停止限界点４１３として、列車ＩＤに紐づけて管理される。同様に列車ＩＤ４２に関しては、列車ＩＤ４２のシステム上の列車先頭位置４２１、列車ＩＤ４２のシステム上の列車後端位置４２２、列車ＩＤ４２の停止限界点４２３として、列車ＩＤに紐づけて管理される。
　このようにシステム上で管理する対象はシステム上の列車位置であって実列車の実際の位置と必ずしも一致するものではない。
（防護設定）
　図４は、防護設定の管理５の概要を説明する図である。防護設定が無い状態５１においては、後続の列車ＩＤ５１１の停止限界点５１１１が、先行する列車ＩＤ５１２のシステム上の列車後端位置５１２１の外方に設定される（図４（ａ）参照）。これに対し、防護設定が有る状態５２においては、先行する列車ＩＤ５２２と後続の列車ＩＤ５２１との間に防護範囲５２３が設定される（図４（ｂ）参照）。防護範囲５２３が設定されると、列車ＩＤ５２１が防護範囲５２３に進入しないように、列車ＩＤ５２１の停止限界点５２１１は、防護範囲５２３の外方に設定される。防護範囲が設定されるとそこには列車は侵入できないよう管理される。防護設定は危険が予測される範囲への列車の侵入を阻止する場合や通信障害などが生じた場合に安全確保のために自動で設定する場合（自動防護）などがある。なお、図４では列車ＩＤ５２１、５２２の間に防護範囲が設定される例を示しているが、列車ＩＤ５２２に先行する列車との間にも侵入を阻止すべき防護範囲を設定する場合も考えられ、その場合防護範囲は列車ＩＤ５２２全体をカバーする範囲に設定すればよい。
（分割併合機能構造を有する無線式列車制御システム）
　次に実施形態に係る無線式列車制御システムについて説明する。分割併合機能構造を有しない無線式列車制御システム２と重複する説明は適宜省略する。
　図５は、分割併合機能構造を有する無線式列車制御システム１の概要を説明する図である。本無線式列車制御システム１では列車制御機能構造１１と分割併合機能構造１２と列車１３、地上子（不図示）を備える。列車１３には、図１の列車２２と同様に運行する複数の列車が含まれ得る。
　列車制御機能構造１１は地上に設置され、現在走行している列車位置１１２１を列車１３から取得する列車位置取得部１１２と、列車ＩＤと共に列車位置１１２１を記憶する記憶部１１１と、防護範囲等の支障情報１１３１を設定する支障設定部１１３と、支障情報１１３１と列車位置１１２１等から停止限界点１１４１を演算して列車１３に送信する間隔制御部１１４を有する。なお図１において述べたように、停止限界点１１４１は、先行する列車と後行する列車の列車位置１１２１を基に間隔制御部１１４で演算され後行列車に送信される。
　分割・併合開始時に、支障設定部１１３が分割・併合列車を囲む範囲に防護範囲を設定する。本発明の実施形態では防護範囲は路線上の予め定めた場所（例えば車庫やプラットフォーム）または任意の場所に原則固定して設定され、当該範囲内で分割・併合が実施される。分割・併合が開始されるまで、分割・併合列車の列車位置情報はそれ以外の列車と同様に列車制御機能構造１１の列車位置取得部１１２により取得され記憶部１１１に記憶されており、分割・併合開始時に分割・併合列車ＩＤ・列車位置１１１１の情報が記憶部１１１から分割併合機能構造１２へ送信される。そしてそれ以降分割・併合実施中の分割・併合列車ＩＤ・列車位置は分割併合機能構造１２において取得、管理される。
　分割・併合実施中において、分割・併合列車以外の列車１３（分割・併合列車の後行列車）に対しては、支障設定部１１３で設定した前記防護範囲である支障情報１１３１と列車位置１１２１から間隔制御部１１４が停止限界点１１４１を演算することで、列車１３の安全な運行を確保する。
　そして分割・併合完了時に、記憶部１１１は分割併合機能構造１２から分割・併合完了時の分割・併合列車ＩＤ・列車位置１１１２の情報を受信する。その後は列車制御機能構造１１にて分割・併合後列車（列車１３）の位置取得管理と間隔制御が行われる。
　分割併合機能構造１２は、分割・併合開始時に分割・併合列車ＩＤ・列車位置１１１１の情報を記憶部１１１から受信してから、分割・併合完了時に分割・併合列車ＩＤ・列車位置１１１２の情報を記憶部１１１に送信するまでの分割・併合が実施されている間（分割・併合モード）において稼働する。
　分割併合機能構造１２には、地上に設置される列車位置取得管理部１２１と分割・併合モードの列車１２２が含まれる。列車位置取得管理部１２１は、分割・併合実施中の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置を取得、管理する機能を有する。分割併合機能構造１２は列車制御機能構造１１と別体のシステムとして実装することができる。また他の実装として、プログラムをメモリから呼び出してＣＰＵ等でプロセッサ処理することで機能を実現する際に、列車制御機能構造と分割併合機能構造についてＣＰＵやメモリなどのハードウェア資源を共通にし、ソフトウェアによって分割・併合実施中は分割併合機能構造の機能に関するプログラムを拡張機能として追加したり、選択機能として切り替えたりすることも可能である。この場合分割併合機能構造は無線式列車制御システムを実現する全体プログラムのうち、分割・併合実施中の機能に特化した部分プログラム（サブルーチン）ととらえることも可能である。
　以下に本発明の実施形態である無線式列車制御システムにおける分割併合機能構造１２の役割と列車制御機能構造１１との関係について分割と併合に分けてより詳細に説明する。
＜第一実施形態＞
（分割シーケンス）
　まず分割の場合の無線式列車制御システムまたは無線式列車制御方法における処理の流れ（分割シーケンス）について述べる。図６Ａ～Ｃ（以下、図６と総称する）は、分割のシーケンスを説明する図である。処理順に分割処理６１～６６に分けて説明する。
[分割処理６１]　図６（ａ）
　手動または自動により所定のタイミングで分割前列車ＩＤ６１２が分割モードに変更される。分割開始時には、まず列車制御機能構造６２１において、分割前列車ＩＤ６１２のシステム上の列車先頭位置６１２１及び列車ＩＤ６１２のシステム上の列車後端位置６１２２を含み、且つその内部で分割を完了できる範囲に防護範囲６１３を設定する。その上で図４で説明した手法で後行列車ＩＤ６１１の停止限界点６１１１を防護範囲６１３の外方に設定する。本実施形態では防護範囲６１３は原則固定された位置に固定範囲として設定される。
　列車制御機能構造６２１は、分割開始時の分割前列車ＩＤ６１２のシステム上の列車先頭位置６１２１、及び列車ＩＤ６１２のシステム上の列車後端位置６１２２を取得し記憶する。
[分割処理６２]　図６（ｂ）
　列車制御機能構造６２１は、分割開始時の分割前列車ＩＤ６１２、列車ＩＤ６１２のシステム上の列車先頭位置６１２１、及び列車ＩＤ６１２のシステム上の列車後端位置６１２２を分割併合機能構造６２２に対して送信する。この時以降分割列車ＩＤ６１２の分割処理は分割併合機能構造６２２に移管され、分割処理６２～６５の間、列車制御機能構造６２１においては分割列車の列車位置の更新は行われない。ただし上述したように分割列車以外の例えば後行列車に対する列車位置の取得や停止限界点の演算、ブレーキ出力といった管理は分割実施中も引き続き列車制御機能構造６２１で行われる。本実施形態では防護範囲６１３が固定範囲なので後行列車の停止限界点の演算結果も同じ位置が出力されることになる。
[分割処理６３]　図６（ｃ）
　分割併合機能構造６２２では、防護範囲６１３内において分割前列車ＩＤ６１２が分割後列車ＩＤ６３２と分割後列車ＩＤ６３３に分離する際、分割後列車の列車ＩＤの割り振り、列車ＩＤ６３２のシステム上の列車先頭位置６３２１、及び列車ＩＤ６３２のシステム上の列車後端位置６３２２、さらに列車ＩＤ６３３のシステム上の列車先頭位置６３３１、及び列車ＩＤ６３３のシステム上の列車後端位置６３３２をそれぞれの列車から受信して管理する。分割併合機能構造６２２は分割完了までの間、分割モードの列車ＩＤ６３２と分割モードの列車ＩＤ６３３のシステム上の在線範囲が重複した場合でも、列車衝突の事象とはせず、正常な分割シーケンスとして許容する。分割実施中における分割後列車同士の間隔制御は、列車制御機能構造６２１のような停止限界点による間隔制御でなく、人間系（例えば運転士による目視確認）または他システム（例えばカメラ映像による画像認識制御）に委ねられる。
　なお分割後列車ＩＤ６３２と分割後列車ＩＤ６３３は、どちらかが分割前列車ＩＤ６１２と同一の列車ＩＤに割り振られても差し支えない。
[分割処理６４]　図６（ｄ）
　列車ＩＤ６３２と列車ＩＤ６３３の位置が十分に離れ、列車ＩＤ６３２のシステム上の列車先頭位置６４２１が列車ＩＤ６３３のシステム上の列車後端位置６４３２よりも後方となり、システム上の在線範囲が重複しなくなったことを以って分割処理を完了する。完了の判断基準は特に限定されないが、列車制御機能構造に戻った際に想定される列車ＩＤ６３２の停止限界点が列車ＩＤ６３３のシステム上の列車後端位置６４３２から所定の余裕距離離れた時点を基準にすることが考えられる。
　分割併合機能構造６２２は、分割完了時の分割後列車ＩＤ６３２のシステム上の列車先頭位置６４２１、及び列車ＩＤ６３２のシステム上の列車後端位置６４２２、さらに分割後列車ＩＤ６３３のシステム上の列車先頭位置６４３１、及び列車ＩＤ６３３のシステム上の列車後端位置６４３２を取得し記憶する。
[分割処理６５]　図６（ｅ）
　分割併合機能構造６２２は、分割完了時の分割後列車ＩＤ６３２、列車ＩＤ６３２のシステム上の列車先頭位置６４２１、及び列車ＩＤ６３２のシステム上の列車後端位置６４２２、さらに分割後列車ＩＤ６３３、列車ＩＤ６３３のシステム上の列車先頭位置６４３１、及び列車ＩＤ６３３のシステム上の列車後端位置６４３２を列車制御機能構造６２１に対して送信する。この時以降列車ＩＤ６３２と列車ＩＤ６３３の間隔制御は列車制御機能構造６２１に移管される。
[分割処理６６]　図６（ｆ）
　列車制御機能構造６２１において、防護範囲６１３を解除し、分割後列車ＩＤ６３２及び分割後列車ＩＤ６３３の分割モードを解除し、列車ＩＤ６３２と列車ＩＤ６３３の間隔制御を再開する。この際、後続の列車ＩＤ６１１の停止限界点６６１１は列車ＩＤ６３２のシステム上の列車後端位置６４２２の外方に、分割後に列車ＩＤ６３３の後続となる列車ＩＤ６３２の停止限界点６６２１は列車ＩＤ６３３のシステム上の列車後端位置６４３２の外方に設定される。
　本実施形態の分割シーケンスにより、分割開始時と分割完了時において分割列車の列車ＩＤ・列車位置に対する取得、管理が列車制御機能構造と分割併合機能構造の間でしっかり移管交換が行われ、分割列車が分割実施中に異常事象と認識されることはなくなる。さらに分割実施中も分割列車の防護範囲を定め分割列車以外の列車に対する間隔制御を列車制御機能構造において継続して行うことができるので、従来の無線式列車制御システムの制御を継続したまま、分割列車の安全性を確保した分割処理を行うことが可能となる。
＜第二実施形態＞
（併合シーケンス）
　次に併合の場合の無線式列車制御システムまたは無線式列車制御方法における処理の流れ（併合シーケンス）について述べる。図７Ａ～Ｃ（以下、図７と総称する）は、併合のシーケンスを説明する図である。処理順に併合処理７１～７６に分けて説明する。
[併合処理７１]　図７（ａ）
　手動または自動により所定のタイミングで併合前列車ＩＤ７１２及び列車ＩＤ７１３が併合モードに変更される。併合開始時には、まず列車制御機能構造７２１において、前方側の列車ＩＤ７１３のシステム上の列車先頭位置７１３１と後方側の列車ＩＤ７１２のシステム上の列車後端位置７１２２を含み、且つその内部で併合を完了できる範囲に防護範囲７１４を設定する。その上で図４で説明した手法で後行列車ＩＤ７１１の停止限界点７１１１を防護範囲７１４の外方に設定する。本実施形態では防護範囲７１４は原則固定された位置に固定範囲として設定される。なお、この時の列車ＩＤ７１２のシステム上の列車先頭位置を７１２１、列車ＩＤ７１３のシステム上の列車後端位置を７１３２とする。
　列車制御機能構造７２１は、併合開始時の併合前列車ＩＤ７１２のシステム上の列車先頭位置７１２１、列車ＩＤ７１２のシステム上の列車後端位置７１２２、さらに併合前列車ＩＤ７１３のシステム上の列車先頭位置７１３１、列車ＩＤ７１３のシステム上の列車後端位置７１３２を取得し記憶する。
[併合処理７２]　図７（ｂ）
　列車制御機能構造７２１は、併合開始時の併合前列車ＩＤ７１２、列車ＩＤ７１２のシステム上の列車先頭位置７１２１、列車ＩＤ７１２のシステム上の列車後端位置７１２２、さらに併合前列車ＩＤ７１３、列車ＩＤ７１３のシステム上の列車先頭位置７１３１、列車ＩＤ７１３のシステム上の列車後端位置７１３２を分割併合機能構造７２２に対して送信する。この時以降列車ＩＤ７１２と列車ＩＤ７１３の併合処理は分割併合機能構造７２２に移管され、併合処理７２～７５の間、列車制御機能構造７２１においては併合列車の列車位置の更新は行われない。ただし上述したように併合列車以外の例えば後行列車に対する列車位置の取得や停止限界点の演算、ブレーキ出力といった管理は併合実施中も引き続き列車制御機能構造７２１で行われる。本実施形態では防護範囲７１４が固定範囲なので後行列車の停止限界点の演算結果も同じ位置が出力されることになる。
[併合処理７３]　図７（ｃ）
　分割併合機能構造７２２では、防護範囲７１４内において併合前列車ＩＤ７１２及び列車ＩＤ７１３が併合後列車ＩＤ７４２へと併合する際、併合後列車の列車ＩＤの割り振り、列車ＩＤ７１２のシステム上の列車先頭位置７３２１、及び列車ＩＤ７１２のシステム上の列車後端位置７３２２、さらに列車ＩＤ７１３のシステム上の列車先頭位置７３３１、及び列車ＩＤ７１３のシステム上の列車後端位置７３３２をそれぞれの列車から受信して管理する。分割併合機能構造７２２は併合完了までの間、併合モードの列車ＩＤ７１２と併合モードの列車ＩＤ７１３のシステム上の在線範囲が重複した場合でも、列車衝突の事象とはせず、正常な併合シーケンスとして許容する。併合実施中における併合前列車同士の間隔制御は、列車制御機能構造７２１のような停止限界点による間隔制御でなく、人間系（例えば運転士による目視確認）または他システム（例えばカメラ映像による画像認識制御）に委ねられる。
　なお、併合後列車ＩＤ７４２は、併合前列車ＩＤ７１２または併合後列車ＩＤ７１３のどちらかと同一の列車ＩＤに割り振られても差し支えない。
[併合処理７４]　図７（ｄ）
　併合前列車ＩＤ７１２と併合前列車ＩＤ７１３の実列車が結合することを以って併合処理を完了する。
　分割併合機能構造７２２は、併合完了時の併合後列車ＩＤ７４２のシステム上の列車先頭位置７４２１、列車ＩＤ７４２のシステム上の列車後端位置７４２２を取得し記憶する。
[併合処理７５]　図７（ｅ）
　分割併合機能構造７２２は、併合完了時の併合後列車ＩＤ７４２、列車ＩＤ７４２のシステム上の列車先頭位置７４２１、列車ＩＤ７４２のシステム上の列車後端位置７４２２を列車制御機能構造７２１に対して送信する。この時以降列車ＩＤ７４２の間隔制御は列車制御機能構造７２１に移管される。
[併合処理７６]　図７（ｆ）
　列車制御機能構造７２１において、防護範囲７１４を解除し、併合後列車ＩＤ７４２の併合モードを解除し、列車ＩＤ７４２の間隔制御を再開する。この際、後続の列車ＩＤ７１１の停止限界点７６１１は、列車ＩＤ７４２のシステム上の列車後端位置７４２２の外方に設定される。
　本実施形態の併合シーケンスにより、併合開始時と併合完了時において併合列車の列車ＩＤ・列車位置に対する取得、管理が列車制御機能構造と分割併合機能構造の間でしっかり移管交換が行われ、併合列車が併合実施中に異常事象と認識されることはなくなる。さらに併合実施中も併合列車の防護範囲を定め併合列車以外の列車に対する間隔制御を列車制御機能構造において継続して行うことができるので、従来の無線式列車制御システムの制御を継続したまま、併合列車の安全性を確保した併合処理を行うことが可能となる。
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や組み合わせ、応用が可能である。
　例えば分割・併合列車の一方の列車が電源断または機器故障等により列車制御機能構造が消失するなどして自走困難な状態に陥った際に適用できる。例として列車が結合している場合、分割により他方の列車を避難・解放することができる。また列車が離れている場合、他方の列車を救援のため併合した上で牽引・推進し、その後分割するケースにも適用可能である。また分割・併合列車は２台に限らず３台以上の列車が分割や併合する場合にも適用可能である。
　本発明の内容となり得る態様を以下に述べる、ただしこれに限られるものではない。
（態様１）
　分割・併合列車を含む列車の走行を制御する無線式列車制御システムであって、
　分割・併合モードで稼働する分割併合機能構造と、
　列車制御機能構造を備え、
　前記分割併合機能構造は、前記列車制御機能構造との間で、分割・併合開始時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を受信し、かつ分割・併合完了時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を送信し、
　前記列車制御機能構造は、分割・併合実施中において、分割・併合列車の防護範囲の外方に、前記分割・併合列車以外の列車に対する停止限界点を設定することを特徴とする、無線式列車制御システム。
（態様２）
　態様１に記載の無線式列車制御システムにおいて、
　前記列車制御機能構造は、支障設定部と間隔制御部を含み、
　前記間隔制御部が、前記支障設定部から受信した支障情報に基づき前記停止限界点を設定することを特徴とする、無線式列車制御システム。
（態様３）
　態様１または２に記載の無線式列車制御システムにおいて、
　前記分割併合機能構造で実現される機能は、前記列車制御機能構造が実現する機能の拡張機能または選択機能として実現することを特徴とする、無線式列車制御システム。
（態様４）
　態様１～３のいずれか一つに記載の無線式列車制御システムにおいて、
　列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を運行管理装置に出力することを特徴とする、無線式列車制御システム。
（態様５）
　態様１～４のいずれか一つに記載の無線式列車制御システムにおいて、
　前記分割併合機能構造は、分割・併合実施中の分割・併合列車の間隔制御を人間系または他システムに委ねることを特徴とする、無線式列車制御システム。
（態様６）
　態様１～５のいずれか一つに記載の無線式列車制御システムにおいて、
　前記防護範囲は、路線上の予め定めた場所または任意の場所で設定することを特徴とする、無線式列車制御システム。
（態様７）
　態様１～６のいずれか一つに記載の無線式列車制御システムにおいて、
　分割・併合列車の中に自走困難な列車が含まれることを特徴とする、無線式列車制御システム。
（態様８）
　分割・併合列車を含む列車の走行を制御する無線式列車制御方法であって、
　分割併合機能構造が、列車制御機能構造との間で、分割・併合開始時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を受信し、かつ分割・併合完了時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を送信し、
　前記列車制御機能構造が、分割・併合実施中において、分割・併合列車の防護範囲の外方に、前記分割・併合列車以外の列車に対する停止限界点を設定することを特徴とする、無線式列車制御方法。
（態様９）
　態様８に記載の無線式列車制御方法において、
　前記列車制御機能構造は、支障設定部と間隔制御部を含み、
　前記間隔制御部が、前記支障設定部から受信した支障情報に基づき前記停止限界点を設定することを特徴とする、無線式列車制御方法。
（態様１０）
　態様８または９に記載の無線式列車制御方法において、
　前記分割併合機能構造で実現される機能は、前記列車制御機能構造が実現する機能の拡張機能として実現することを特徴とする、無線式列車制御方法。
１　分割併合機能構造を有する無線式列車制御システム（ＣＢＴＣ）
１１　列車制御機能構造
１１１　記憶部
１１１１　分割・併合開始時の列車ＩＤ・列車位置
１１１２　分割・併合完了時の列車ＩＤ・列車位置
１１２　列車位置取得部
１１２１　列車位置
１１３　支障設定部
１１３１　支障情報
１１４　間隔制御部
１１４１　停止限界点
１２　分割併合機能構造
１２１　列車位置取得管理部
１２２　分割・併合モードの列車
１３　列車
２　分割併合機能構造を有しない無線式列車制御システム（ＣＢＴＣ）
２１　列車制御機能構造
２１１　記憶部
２１２　列車位置取得部
２１２１　列車位置
２１３　支障設定部
２１３１　支障情報
２１４　間隔制御部
２１４１　停止限界点
２２　列車
２２１　位置・速度演算部
２２１１　位置・速度情報
２２２　車上子
２２３　速度センサ
２２４　速度照査部
２２４１　ブレーキ出力
２２５　速度パルス
２３　地上子
２３１　位置補正情報
３　システム上の列車長
３１　実列車長
３１１　実列車の先頭位置
３１２　実列車の後端位置
３２　誤差
３３　仮想先端位置（システム上の列車先頭位置）
３４　仮想後端位置（システム上の列車後端位置）
４　列車ＩＤに紐づく列車位置情報等の管理
４１　列車ＩＤ
４１１　列車ＩＤ４１の仮想先頭位置
４１２　列車ＩＤ４１の仮想後端位置
４１３　列車ＩＤ４１の停止限界点
４２　列車ＩＤ
４２１　列車ＩＤ４２の仮想先頭位置
４２２　列車ＩＤ４２の仮想後端位置
４２３　列車ＩＤ４２の停止限界点
５　防護設定の概要
５１　防護設定が無い状態
５１１　列車ＩＤ
５１１１　列車ＩＤ５１１の停止限界点
５１２　列車ＩＤ
５１２１　列車ＩＤ５１２の仮想後端位置
５２　防護設定が有る状態
５２１　列車ＩＤ
５２１１　列車ＩＤ５２１の停止限界点
５２２　列車ＩＤ
５２３　防護範囲
６　分割のシーケンス
６１　分割処理
６１１　列車ＩＤ
６１１１　列車ＩＤ６１１の停止限界点
６１２　分割前列車ＩＤ
６１２１　列車ＩＤ６１２の仮想先頭位置
６１２２　列車ＩＤ６１２の仮想後端位置
６１３　防護範囲
６２　分割処理
６２１　列車制御機能構造
６２２　分割併合機能構造
６３　分割処理
６３２　分割後列車ＩＤ
６３２１　列車ＩＤ６３２の仮想先頭位置
６３２２　列車ＩＤ６３２の仮想後端位置
６３３　分割後列車ＩＤ
６３３１　列車ＩＤ６３３の仮想先頭位置
６３３２　列車ＩＤ６３３の仮想後端位置
６４　分割処理
６４２１　列車ＩＤ６３２の仮想先頭位置
６４２２　列車ＩＤ６３２の仮想後端位置
６４３１　列車ＩＤ６３３の仮想先頭位置
６４３２　列車ＩＤ６３３の仮想後端位置
６５　分割処理
６６　分割処理
６６１１　列車ＩＤ６１１の停止限界点
６６２１　列車ＩＤ６３２の停止限界点
７　併合のシーケンス
７１　併合処理
７１１　列車ＩＤ
７１１１　列車ＩＤ７１１の停止限界点
７１２　併合前列車ＩＤ
７１２１　列車ＩＤ７１２の仮想先頭位置
７１２２　列車ＩＤ７１２の仮想後端位置
７１３　併合前列車ＩＤ
７１３１　列車ＩＤ７１３の仮想先頭位置
７１３２　列車ＩＤ７１３の仮想後端位置
７１４　防護範囲
７２　併合処理
７２１　列車制御機能構造
７２２　分割併合機能構造
７３　併合処理
７３２１　列車ＩＤ７１２の仮想先頭位置
７３２２　列車ＩＤ７１２の仮想後端位置
７３３１　列車ＩＤ７１３の仮想先頭位置
７３３２　列車ＩＤ７１３の仮想後端位置
７４　併合処理
７４２　併合後列車ＩＤ
７４２１　列車ＩＤ７４２の仮想先頭位置
７４２２　列車ＩＤ７４２の仮想後端位置
７５　併合処理
７６　併合処理
７６１１　列車ＩＤ７１１の停止限界点

Claims (10)

  1. 　分割・併合列車を含む列車の走行を制御する無線式列車制御システムであって、
    　分割・併合モードで稼働する分割併合機能構造と、
    　列車制御機能構造を備え、
    　前記分割併合機能構造は、前記列車制御機能構造との間で、分割・併合開始時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を受信し、かつ分割・併合完了時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を送信し、
    　前記列車制御機能構造は、分割・併合実施中において、分割・併合列車の防護範囲の外方に、前記分割・併合列車以外の列車に対する停止限界点を設定することを特徴とする、無線式列車制御システム。
  2. 　請求項１に記載の無線式列車制御システムにおいて、
    　前記列車制御機能構造は、支障設定部と間隔制御部を含み、
    　前記間隔制御部が、前記支障設定部から受信した支障情報に基づき前記停止限界点を設定することを特徴とする、無線式列車制御システム。
  3. 　請求項１または２に記載の無線式列車制御システムにおいて、
    　前記分割併合機能構造で実現される機能は、前記列車制御機能構造が実現する機能の拡張機能または選択機能として実現することを特徴とする、無線式列車制御システム。
  4. 　請求項１または２に記載の無線式列車制御システムにおいて、
    　列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を運行管理装置に出力することを特徴とする、無線式列車制御システム。
  5. 　請求項１または２に記載の無線式列車制御システムにおいて、
    　前記分割併合機能構造は、分割・併合実施中の分割・併合列車の間隔制御を人間系または他システムに委ねることを特徴とする、無線式列車制御システム。
  6. 　請求項１または２に記載の無線式列車制御システムにおいて、
    　前記防護範囲は、路線上の予め定めた場所または任意の場所で設定することを特徴とする、無線式列車制御システム。
  7. 　請求項１または２に記載の無線式列車制御システムにおいて、
    　分割・併合列車の中に自走困難な列車が含まれることを特徴とする、無線式列車制御システム。
  8. 　分割・併合列車を含む列車の走行を制御する無線式列車制御方法であって、
    　分割併合機能構造が、列車制御機能構造との間で、分割・併合開始時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を受信し、かつ分割・併合完了時の分割・併合列車の列車ＩＤ・列車位置の情報を送信し、
    　前記列車制御機能構造が、分割・併合実施中において、分割・併合列車の防護範囲の外方に、前記分割・併合列車以外の列車に対する停止限界点を設定することを特徴とする、無線式列車制御方法。
  9. 　請求項８に記載の無線式列車制御方法において、
    　前記列車制御機能構造は、支障設定部と間隔制御部を含み、
    　前記間隔制御部が、前記支障設定部から受信した支障情報に基づき前記停止限界点を設定することを特徴とする、無線式列車制御方法。
  10. 　請求項８または９に記載の無線式列車制御方法において、
    　前記分割併合機能構造で実現される機能は、前記列車制御機能構造が実現する機能の拡張機能または選択機能として実現することを特徴とする、無線式列車制御方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006232211A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 East Japan Railway Co 列車長算出方法及び列車制御システム
JP2013095293A (ja) * 2011-11-01 2013-05-20 Nippon Signal Co Ltd:The 列車制御システム
WO2015132944A1 (ja) * 2014-03-07 2015-09-11 株式会社日立製作所 車両併合制御システムおよび車両併合制御方法、および車両制御システム用故障検知装置
JP2019031179A (ja) * 2017-08-08 2019-02-28 三菱電機株式会社 列車制御システム、車上装置、および地上装置
CN116176663A (zh) * 2022-12-08 2023-05-30 卡斯柯信号有限公司 全自动联挂作业列车非期望移动防护方法、设备及介质

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006232211A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 East Japan Railway Co 列車長算出方法及び列車制御システム
JP2013095293A (ja) * 2011-11-01 2013-05-20 Nippon Signal Co Ltd:The 列車制御システム
WO2015132944A1 (ja) * 2014-03-07 2015-09-11 株式会社日立製作所 車両併合制御システムおよび車両併合制御方法、および車両制御システム用故障検知装置
JP2019031179A (ja) * 2017-08-08 2019-02-28 三菱電機株式会社 列車制御システム、車上装置、および地上装置
CN116176663A (zh) * 2022-12-08 2023-05-30 卡斯柯信号有限公司 全自动联挂作业列车非期望移动防护方法、设备及介质

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