JP5334786B2 - 列車保安制御システム - Google Patents

Description

この発明は、列車の安全な運行を管理する列車保安制御システム、特に列車の運行の乱れの拡大を抑制することに関するものである。

列車が信号機や車内信号などの進行現示によって、その進路に進入した後、その進路に関係する転てつ器を含む軌道回路を通過し終わるまで、その転てつ器を転換できないように鎖錠する進路鎖錠の解錠は、列車の進路内方進入前の接近鎖錠の解錠による進路全体の解錠か、特許文献１に示すように、列車の進路内方進入後の列車後方区分の解錠のいずれかの方法によるものであった。また、進路鎖錠は一つの進路で１区分ではなく、運転要件等に基づいて１つの進路を複数に区分される場合が多い。この区分された進路鎖錠は、列車の後方に隣接する進路鎖錠区分若しくは接近鎖錠が解錠しない限り解錠されない。

列車のダイヤ乱れや線路状態の異常などで、列車進入番線や進路設定の順序を急遽変更するときに、設定済みの進路を列車が接近中に復位したけれども列車が当該進路外方に停止できないで進路内方の途中で停止する場合がある。このように接近している列車が進路内方の途中で停止すると、その列車の前方の進路鎖錠は、その列車が移動しない限り解錠されず、その進路鎖錠と競合する進路が設定できない状態になる。また、進路内方に停止した列車を、進路を確保しないで移動させるような特殊な取扱いをする必要があり、保安レベルを低下させるとともに列車の運行が大きく乱れてしまう。

この発明は、このような問題を解消し、進路設定完了後の進路に列車が接近中に列車ダイヤの乱れ等で当該進路を復位したときに、接近している列車の停止が保証された位置又は停止した位置が進路内方であっても、その位置より前方の進路鎖錠を解除して、他の進路設定を可能として列車運行の乱れの拡大を抑えることができる列車保安制御システムを提供することを目的とするものである。

この発明の列車保安制御システムは、列車に搭載された車上装置と駅における列車の運行を管理する地上装置とを有し、前記車上装置は、現在の列車位置と前記地上装置から送られた列車停止目標位置及び速度制限情報又は列車の現在速度により、進路の終端で列車を停止させるための速度パターンである列車保安制御曲線を作成する列車保安制御曲線作成部と、該列車保安制御曲線作成部で作成した列車保安制御曲線と列車固有情報を含む情報を前記地上装置に送信する送受信部を有し、前記地上装置は、前記車上装置と情報を授受する送受信装置と、該送受信装置で受信した情報から列車保安制御曲線を取得して列車保安制御曲線範囲を算出し、算出した列車保安制御曲線範囲と安全余裕距離により進路鎖錠範囲を決定する進路鎖錠処理部を有することを特徴とする。

そして、前記車上装置の列車保安制御曲線作成部は、進路設定が完了して該当する進路に対する列車保安制御曲線を作成した後、予定が急遽変更されて該当する進路の設定を取り消すことを示す情報を前記送受信部で受信すると、進路設定が取り消された進路終端までの列車保安制御曲線を進路設定が取り消された進路の手前までの列車保安制御曲線に更新し、列車の現在位置が更新した列車保安制御曲線のブレーキ制御開始タイミング前の位置にあり、列車速度が許容速度以下であるときは、更新した列車保安制御曲線を選択し、列車の現在位置が更新した列車保安制御曲線のブレーキ制御開始タイミングより後の位置にあり、列車速度が更新した列車保安制御曲線の列車位置に対応した許容速度より大きいときは、その時点の列車位置と列車速度からブレーキ制御を開始して列車が保証できる停止位置を算出して、前記停止位置に基づいて新たな列車保安制御曲線にさらに更新し、前記地上装置の前記進路鎖錠処理部は、前記更新に係る列車保安制御曲線から算出した列車保安制御曲線範囲と安全余裕距離により進路鎖錠範囲を決定し、前記進路鎖錠範囲外の進路鎖錠を解錠することを特徴とする。

この発明は、現在の列車位置と列車停止目標位置及び速度制限情報又は列車の現在速度により、進路の終端で列車を停止させるための速度パターンである列車保安制御曲線を作成し、作成した列車保安制御曲線により列車保安制御曲線範囲を算出し、算出した列車保安制御曲線範囲に基づいて進路鎖錠範囲を決定するから、列車保安制御曲線によって保証された列車停止位置から先の進路鎖錠を解錠することができる。

また、進路設定が完了して該当する進路に対する列車保安制御曲線を作成した後、予定が急遽変更されて該当する進路の設定を取り消すとき、進路設定が取り消された進路終端までの列車保安制御曲線を進路設定が取り消された進路の手前までの列車保安制御曲線に更新し、列車の現在位置が更新した列車保安制御曲線のブレーキ制御開始タイミング前の位置にあり、列車速度が許容速度以下であるときは、更新した列車保安制御曲線を選択し、列車の現在位置が更新した列車保安制御曲線のブレーキ制御開始タイミングより後の位置にあり、列車速度が更新した列車保安制御曲線の列車位置に対応した許容速度より大きいときは、その時点の列車位置と列車速度からブレーキ制御を開始して列車が保証できる停止位置を算出して更新した列車保安制御曲線を新たな列車保安制御曲線に更新して進路鎖錠範囲を決定するから、列車ダイヤの乱れや線路状態の異常などで、列車進入番線や進路設定の順序を急遽変更する場合ときに、列車保安制御曲線によって保証された列車停止位置から先の進路鎖錠を解錠することができ、早期の列車運行整理を可能として列車運行乱れの拡大を抑えることができる。

この発明の列車保安制御システムの構成を示すブロック図である。 車上装置の構成を示すブロック図である。 進路鎖錠範囲を決定するときの動作を示す模式図で有る。

図１は、この発明の列車保安制御システムの構成を示すブロック図である。図に示すように、列車保安制御システムは、列車１に搭載された車上装置２と駅３における列車１の運行を管理する地上装置４を有する。車上装置２は、図２のブロック図に示すように、送受信部５と制御情報記憶部６と列車保安制御曲線作成部７とブレーキ制御部８と列車位置検出部９及び速度検出部１０を有する。送受信部５は、地上装置４との間の情報伝送手段、例えばアンテナ１１を介して地上装置４との間で各種情報を授受して処理する。制御情報記憶部６は列車番号や列車固有情報を記憶するとともに送受信部５から出力される地上情報を記憶する。列車位置検出部９は制御情報記憶部６に記憶した位置補正点と速度発電機１２からの信号又はＧＰＳ受信機（不図示）から逐次出力される緯度・経度情報により列車１が走行している位置を検出する。速度検出部１０は速度発電機１２からの情報により列車の速度を検出する。

列車保安制御曲線作成部７は、列車位置検出部９から出力される現在の列車位置と地上装置４から送られて制御情報記憶部６に記憶した列車停止目標位置及び速度制限情報又は列車１の現在速度により列車保安制御曲線（ブレーキパターン）を作成し、予定が急遽変更されて駅３の場内進路設定が取り消されたときに列車保安制御曲線を更新し、ブレーキ制御部８に出力するとともに送受信部５に出力する。送受信部５は入力した列車保安制御曲線と列車固有情報を含む信号を地上装置４に送信する。ブレーキ制御部８は、列車保安制御曲線作成部７で作成した列車保安制御曲線と列車位置検出部９から出力される現在の列車位置と速度検出部１０から出力される列車速度により列車１の速度を制御する。

地上装置４は、伝送路１３を介して接続された連動装置１４と送受信装置１５及び進路鎖錠処理部１６を有する。連動装置１４は、駅３に設けられた軌道回路や信号機及び転てつ器等の現場機器の動作状態を取り込み進路鎖錠処理部１６に送り、進路鎖錠処理部１６から送られる制御情報により駅３の信号機や転てつ器の動作を制御する。送受信装置１５はアンテナ１７を介してＡＴＣ信号等の情報を車上装置２に送信し、車上装置２から送られる情報を受信して進路鎖錠処理部１６に送る。

進路鎖錠処理部１６は、伝送路１３と各種情報を授受する情報伝送部１８と列車保安制御曲線範囲算出部１９及び進路鎖錠範囲決定部２０を有する。列車保安制御曲線範囲算出部１９は送受信装置１５から情報伝送部１８に送られた情報に含まれる列車保安制御曲線により列車保安制御曲線範囲を算出する。進路鎖錠範囲決定部２０は列車保安制御曲線範囲算出部１９で算出した列車保安制御曲線範囲と安全余裕距離Ｌ０により次に進路鎖錠する最前方の位置までを進路鎖錠すべき範囲と決定して情報伝送部１８から連動装置１４に送る。

この列車保安制御システムで進路鎖錠範囲を決定するときの動作を図３の模式図を参照して説明する。

列車１が駅３に向かって走行しているとき、図３（ａ）に示すように、地上装置４の連動装置１４で駅３の場内信号機１Ｒまでの進路鎖錠が設定され進路設定が完了し、場内進路が未設定のとき、送受信装置１５はアンテナ１７を介して進路設定完了範囲ＲＬ１を示す情報を列車１に送信する。列車１に搭載した車上装置２の送受信部５はアンテナ１１を介して地上装置４の送受信装置１５から送信している場内信号機１Ｒまでの進路設定が完了し、場内進路１Ｒが未設定であることを示す情報（進路設定完了範囲ＲＬ１を示す情報）を受信すると、受信した情報を処理して場内信号機１Ｒまでの進路設定が完了していることを示す情報を制御情報記憶部６に格納する。列車保安制御曲線作成部７は制御情報記憶部６に格納した場内信号機１Ｒまでの進路設定が完了していることを示す情報とあらかじめ制御情報記憶部６に記憶した速度制限情報及び列車位置検出部９から出力される現在の列車位置により進路設定が完了した進路、すなわち場内信号機１Ｒまでの進路の終端で列車１を停止させるための列車保安制御曲線（ブレーキパターン）ＢＰａを作成し、作成した列車保安制御曲線ＢＰａをブレーキ制御部８に出力するとともに作成した列車保安制御曲線ＢＰａの制御範囲を示す情報（以下、列車保安制御曲線ＢＰａ範囲情報という）を送受信部５に出力する。ブレーキ制御部８は入力した列車保安制御曲線ＢＰａと列車位置検出部９から出力される現在の列車位置と速度検出部１０から出力される列車速度により列車１の速度を制御して列車１を走行させる。送受信部５は入力した列車保安制御曲線ＢＰａ範囲情報に制御情報記憶部６に記憶した列車固有情報を含めてアンテナ１１から地上装置４に送信する。

地上装置４の送受信装置１５はアンテナ１７を介して車上装置２から送信されている情報を受信すると、受信した情報を伝送路１３から進路鎖錠処理部１６に送る。進路鎖錠処理部１６の情報伝送部１８は送受信装置１５から送られた列車保安制御曲線ＢＰａ範囲情報を列車保安制御曲線範囲算出部１９に出力する。列車保安制御曲線範囲算出部１９は入力した列車保安制御曲線ＢＰａ範囲情報に基づいて列車保安制御曲線範囲Ｌを算出し、算出した列車保安制御曲線範囲Ｌを進路鎖錠範囲決定部２０に出力する。進路鎖錠範囲決定部２０は入力した列車保安制御曲線範囲Ｌに基づいて、出発信号機１Ｒまでを進路鎖錠すべき範囲とあらためて決定して情報伝送部１８から連動装置１４に送る。連動装置１４は進路鎖錠処理部１６から送られた進路鎖錠すべき範囲に基づいて、図３（ｂ）に示すように出発信号機１Ｒまでの進路鎖錠をあらためて設定する。

次に場内進路１Ｒが設定され、出発信号機３Ｒまでの進路鎖錠が設定されて進路設定が完了すると、進路設定完了範囲ＲＬ２を示す情報を送受信装置１５から車上装置２に送信する。車上装置２の列車保安制御曲線作成部７は、出発信号機３Ｒまでの進路鎖錠が完了したことを示す情報を入力すると、出発信号機３Ｒまでの列車保安制御曲線ＢＰｂを作成してブレーキ制御部８に出力し列車１の速度を制御させる。

このように進路設定完了範囲ＲＬ２の進路設定が完了しているとき、予定が急遽変更されて連動装置１４で場内信号機１Ｒから出発信号機３Ｒまでの進路設定を取り消すことになり、地上装置４の送受信装置１５から場内信号機１Ｒから出発信号機３Ｒまでの進路設定を取り消すことを示す情報が車上装置２に送られると、車上装置２の列車保安制御曲線作成部７は、図３（ｃ）に示すように、作成した出発信号機３Ｒの手前までの列車保安制御曲線ＢＰｂを場内信号機１Ｒの手前までの列車保安制御曲線ＢＰａに更新する。そして列車保安制御曲線作成部７は列車１の現在位置が更新した列車保安制御曲線ＢＰａのブレーキ制御開始タイミングＢＴ前の位置にあり、列車１の速度が許容速度以下であるときは、更新した列車保安制御曲線ＢＰａをブレーキ制御部８に出力するとともに更新した列車保安制御曲線ＢＰａ範囲情報を送受信部５に出力する。送受信部５は入力した列車保安制御曲線ＢＰａ範囲情報を地上装置４に送る。地上装置４の送受信装置１５は受信した情報を進路鎖錠処理部１６に送る。進路鎖錠処理部１６は送られた列車保安制御曲線ＢＰａ範囲情報に基づいて列車保安制御曲線範囲Ｌを算出し、算出した列車保安制御曲線範囲Ｌが場内信号機１Ｒまでの場合は、場内信号機１Ｒまでを進路鎖錠すべき範囲とあらためて決定して連動装置１４に送る。連動装置１４は場内信号機１Ｒまでが進路鎖錠すべき範囲であることを示す情報が送られると場内信号機１Ｒまでを進路鎖錠範囲ＲＬ３として進路鎖錠し、場内信号機１Ｒから出発信号機３Ｒまでの進路鎖錠を直ちに解錠する。

また、進路設定完了範囲ＲＬ２の進路設定が完了しているとき、予定が急遽変更されて連動装置１４で場内信号機１Ｒから出発信号機３Ｒまでの進路設定を取り消すことになり、地上装置４の送受信装置１５から場内信号機１Ｒから出発信号機３Ｒまでの進路設定を取り消すことを示す情報が車上装置２に送られて列車保安制御曲線作成部７で作成した出発信号機３Ｒの手前までの列車保安制御曲線ＢＰｂを場内信号機１Ｒの手前までの列車保安制御曲線ＢＰａに更新したとき、図３（ｄ）に示すように、列車１の現在位置が更新した列車保安制御曲線ＢＰａのブレーキ制御開始タイミングＢＴ後の位置にあり、列車１の速度が列車保安制御曲線ＢＰａの列車位置に対応した許容速度以上のとき、列車１が保証できる停止位置を算出して列車保安制御曲線ＢＰａを場内信号機１Ｒの第１内方軌道回路２１Ｔの終端までの列車保安制御曲線ＢＰｃに更新する。列車保安制御曲線作成部７は更新した列車保安制御曲線ＢＰｃをブレーキ制御部８に出力するとともに更新した列車保安制御曲線ＢＰｃ範囲情報を送受信部５に出力する。送受信部５は入力した列車保安制御曲線ＢＰｃ範囲情報を地上装置４に送信する。地上装置４の送受信装置１５は受信した情報を進路鎖錠処理部１６に送る。進路鎖錠処理部１６は送られた列車保安制御曲線ＢＰｃ範囲情報に基づいて列車保安制御曲線範囲Ｌを算出し、算出した列車保安制御曲線範囲Ｌに基づいて場内信号機１Ｒの第１内方軌道回路２１Ｔの終端までを進路鎖錠すべき範囲とあらためて決定して連動装置１４に送る。連動装置１４は場内信号機１Ｒの第１内方軌道回路２１Ｔの終端までが進路鎖錠すべき範囲であることを示す情報が送られると場内信号機１Ｒの内方の軌道回路２１Ｔの終端までを進路鎖錠範囲ＲＬ４として進路鎖錠し、場内信号機１Ｒの第１内方軌道回路２１Ｔの終端から出発信号機３Ｒまでの進路鎖錠を直ちに解錠する。この解錠により出発信号機５から着点Ｅまでと場内信号機４Ｌから着点Ｂまでの進路設定が可能なり、列車１が停止する前に早期の列車運行整理を行うことができる。

この進路鎖錠範囲ＲＬ４の終端で列車１が停止した後、場内進路１Ｒ若しくは場内信号機１Ｒの第１内方軌道回路２１Ｔの終端から出発信号機３Ｒまでの進路設定がされると、車上装置２の列車保安制御曲線作成部７で新たに列車保安制御曲線を作成することにより列車１を走行させる。

また、進路設定完了範囲ＲＬ２の進路設定が完了しているとき、予定が急遽変更されて連動装置１４で場内信号機１Ｒから出発信号機３Ｒまでの進路設定を取り消すことになり、地上装置４の送受信装置１５から場内信号機１Ｒから出発信号機３Ｒまでの進路設定を取り消すことを示す情報が車上装置２に送られて列車保安制御曲線作成部７で作成した出発信号機３Ｒの手前までの列車保安制御曲線ＢＰｂを場内信号機１Ｒの手前までの列車保安制御曲線ＢＰａに更新したとき、図３（ｅ）に示すように、列車１の現在位置が更新した列車保安制御曲線ＢＰａのブレーキ制御開始タイミングＢＴより後の位置にあり、列車１の速度が列車保安制御曲線ＢＰａの列車位置に対応した許容速度より大きいときは、その時点の列車位置と列車速度からブレーキ制御を開始して列車１が保証できる停止位置を算出して列車保安制御曲線ＢＰａを列車保安制御曲線ＢＰｃに更新する。列車保安制御曲線作成部７は更新した列車保安制御曲線ＢＰｃをブレーキ制御部８に出力するとともに更新した列車保安制御曲線ＢＰｃ範囲情報を送受信部５に出力する。送受信部５は入力した列車保安制御曲線ＢＰｃ範囲情報を地上装置４に送信する。地上装置４の送受信装置１５は受信した情報を進路鎖錠処理部１６に出力する。進路鎖錠処理部１６は入力した列車保安制御曲線ＢＰｃ範囲情報に基づいて列車保安制御曲線範囲Ｌを算出し、算出した列車保安制御曲線範囲Ｌに基づいて場内信号機１Ｒの第２内方軌道回路２２Ｔの終端までを進路鎖錠すべき範囲とあらためて決定して連動装置１４に送る。連動装置１４は場内信号機１Ｒの内方の軌道回路２１Ｔの終端までが進路鎖錠すべき範囲であることを示す情報が送られると場内信号機１Ｒの第２内方軌道回路２２Ｔの終端までを進路鎖錠範囲ＲＬ５として進路鎖錠し、場内信号機１Ｒの第２内方軌道回路２２Ｔの終端から出発信号機３Ｒまでの進路鎖錠を直ちに解錠する。この解錠により場内信号機４Ｌから着点Ｂまでの進路設定が可能にすることができる。

この進路鎖錠範囲ＲＬ５の終端で列車１が停止した後、場内進路１Ｒ若しくは場内信号機１Ｒの第２内方軌道回路２２Ｔの終端から出発信号機３Ｒまでの進路が設定されると、車上装置２の列車保安制御曲線作成部７で新たに列車保安制御曲線を作成することにより列車１を走行させる。

１；列車、２；車上装置、３；駅、４；地上装置、５；送受信部、
６；制御情報記憶部、７；列車保安制御曲線作成部、８；ブレーキ制御部、
９；列車位置検出部、１０；速度検出部、１１；アンテナ、１２；速度発電機、
１３；伝送路、１４；連動装置、１５；送受信装置、１６；進路鎖錠処理部、
１７；アンテナ、１８；情報伝送部、１９；列車保安制御曲線範囲算出部、
２０；進路鎖錠範囲決定部。

特開２０００−２５６１６

Claims (1)

1. 列車に搭載された車上装置と駅における列車の運行を管理する地上装置とを有し、
   前記車上装置は、現在の列車位置と前記地上装置から送られた列車停止目標位置及び速度制限情報又は列車の現在速度により、進路の終端で列車を停止させるための速度パターンである列車保安制御曲線を作成する列車保安制御曲線作成部と、該列車保安制御曲線作成部で作成した列車保安制御曲線と列車固有情報を含む情報を前記地上装置に送信する送受信部を有し、
   前記地上装置は、前記車上装置と情報を授受する送受信装置と、該送受信装置で受信した情報から列車保安制御曲線を取得して列車保安制御曲線範囲を算出し、算出した列車保安制御曲線範囲と安全余裕距離により進路鎖錠範囲を決定する進路鎖錠処理部を有し、
   前記車上装置の列車保安制御曲線作成部は、進路設定が完了して該当する進路に対する列車保安制御曲線を作成した後、予定が急遽変更されて該当する進路の設定を取り消すことを示す情報を前記送受信部で受信すると、進路設定が取り消された進路終端までの列車保安制御曲線を進路設定が取り消された進路の手前までの列車保安制御曲線に更新し、
   列車の現在位置が更新した列車保安制御曲線のブレーキ制御開始タイミング前の位置にあり、列車速度が許容速度以下であるときは、更新した列車保安制御曲線を選択し、
   列車の現在位置が更新した列車保安制御曲線のブレーキ制御開始タイミングより後の位置にあり、列車速度が更新した列車保安制御曲線の列車位置に対応した許容速度より大きいときは、その時点の列車位置と列車速度からブレーキ制御を開始して列車が保証できる停止位置を算出して、前記停止位置に基づいて新たな列車保安制御曲線にさらに更新し、
   前記地上装置の前記進路鎖錠処理部は、前記更新に係る列車保安制御曲線から算出した列車保安制御曲線範囲と安全余裕距離により進路鎖錠範囲を決定し、前記進路鎖錠範囲外の進路鎖錠を解錠することを特徴とする列車保安制御システム。

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