JP6418813B2

JP6418813B2 - 自動列車停止装置

Info

Publication number: JP6418813B2
Application number: JP2014134811A
Authority: JP
Inventors: 瑛史山口; 康伸岩田; 白井　稔人; 白井　　稔人
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: JP2016013037A

Description

本発明は、自動列車停止装置に関する。

従来のＡＴＳ（Automatic Train Stop）−Ｐ形の自動列車停止装置では、信号機の所定距離手前に設けられた地上子から、その信号機の現示情報が受信されると、列車に搭載されているＡＴＳ−Ｐ車上装置は、その現示情報に基づいて、所定の停止点を停止位置とする速度照査パターンを生成し、この速度照査パターンに従って列車の運転制御を行う（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２０４１０９号公報

しかし、従来のＡＴＳ−Ｐ形の自動列車停止装置では、地上子と信号機との間はケーブルで接続されており無線化されておらず、その結果、地上子を導入する際のコストや保守の負担が大きくなっていた。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、地上子と信号機との間を無線化することを目的とする。

本発明の請求項１に係る自動列車停止装置は、地上子から受信される信号機ＩＤと同じ信号機ＩＤを送信する無線機から現示情報が受信された場合に、当該現示情報に基づいて、所定の停止点で停車可能なように列車の速度を制御する。
本発明の請求項２に係る自動列車停止装置は、請求項１に記載の構成において、前記列車の先頭が前記停止点を超えた後に前記無線機から受信した現示情報については、当該現示情報に基づく前記列車の速度の制御を行わないことを特徴とする。

本発明の請求項３に係る自動列車停止装置は、請求項１に記載の構成において、前記列車の先頭が前記停止点を超えた後に前記無線機から受信した現示情報が停止現示を示す情報である場合に、当該現示情報に基づく前記列車の速度の制御を行わないことを特徴とする。

本発明の請求項４に係る自動列車停止装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構成において、前記地上子から信号機ＩＤとともに、現示に応じた前記停止点までの距離を示す距離情報が受信された場合に、当該距離情報と前記無線機から受信される現示情報とに基づいて前記列車の速度の制御を行うことを特徴とする。

本発明の請求項５に係る自動列車停止装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の構成において、前記無線機から現示情報とともに、現示に応じた前記停止点までの距離を示す距離情報が受信された場合に、当該距離情報と前記無線機から受信される現示情報とに基づいて前記列車の速度の制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、地上子と信号機との間を無線化することができる。

本発明の一実施形態に係る自動列車停止システムの構成の一例を示す図である。制御信号の内容の一例を示す図である。制御動作を示すフローチャートである。速度照査パターンの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
１．実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る自動列車停止システムの構成の一例を示す図である。本システムにおいては、列車Ｔが走行するレールＲに沿って、所定の間隔で複数の信号機Ｓａ〜Ｓｄ（以下、総称して「信号機Ｓ」という。）が設置される。信号機Ｓａと信号機Ｓｂの間には閉そく区間Ｚａが形成され、信号機Ｓａは、この閉そく区間Ｚａに列車Ｔが進入できるか否かを現時する内方信号機である。信号機Ｓｂと信号機Ｓｃの間には閉そく区間Ｚｂが形成され、信号機Ｓｂは、この閉そく区間Ｚｂに列車Ｔが進入できるか否かを現時する内方信号機である。信号機Ｓｃと信号機Ｓｄの間には閉そく区間Ｚｃが形成され、信号機Ｓｃは、この閉そく区間Ｚｃに列車Ｔが進入できるか否かを現時する内方信号機である。

各信号機Ｓの付近には停止点Ｐが設定される。信号機Ｓａの付近には停止点Ｐａが設定され、信号機Ｓｂの付近には停止点Ｐｂが設定され、信号機Ｓｃの付近には停止点Ｐｃが設定され、信号機Ｓｄの付近には停止点Ｐｄが設定される。

各信号機Ｓは、当該信号機の現示（Ｇ現示、Ｙ現示又はＲ現示）を制御する信号制御ユニット１に接続される。この信号制御ユニット１は、地上無線機２に接続され、この地上無線機２は、現示情報と信号機ＩＤとを含む制御信号をアンテナ３を介して列車Ｔに向けて送信する。制御信号の出力範囲の半径は、例えば地上無線機２ａの場合、当該機器と地上子４ａとの間の距離となるように設定される。ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、本発明に係る「自動列車停止装置」の一例であり、地上無線機２は、本発明に係る「無線機」の一例である。

なお、以下の説明では、各信号機Ｓとこれに接続される信号制御ユニット１等の機器との対応関係を明確にするために、信号制御ユニット１等の機器の参照符号の末尾には、対応する信号機Ｓの参照符号の末尾のアルファベットを付す。例えば、信号機Ｓａと接続される信号制御ユニット１には、その参照符号の末尾に「ａ」を付して、「信号制御ユニット１ａ」と呼称する。後述する地上子４についても同様である。

各信号機Ｓの手前（具体的には、列車Ｔの進行方向に対して手前側）には、レールＲに沿って無電源の地上子４が配置される。例えば、地上子４は、信号機Ｓの手前６００ｍ、２００ｍ、３０ｍの３箇所に、２個１組として設置される。ただ、本実施形態では、説明の便宜上、信号機Ｓの手前６００ｍの位置に、２個１組の地上子４が設置されているものとする。

地上子４は、トランスポンダ等により構成され、列車Ｔに搭載された車上子５と電磁結合することにより当該車上子５に対して制御信号を送信する。具体的には地上子４は、対応する信号機Ｓの信号機ＩＤと、後述する制御テーブルとを含む制御信号を車上子５に送信する。

図２は、この制御信号の内容の一例を示す図である。同図に示される制御信号は、地上子４ａから送信される制御信号の一例である。当該制御信号は、対応する信号機Ｓａの信号機ＩＤを示すとともに、現示ごとに停止点までの距離を示している。ここで、距離「Ｄ１」は、地上子４ａから停止点Ｐａまでの距離を示しており、距離「Ｄ２」は、停止点Ｐａから停止点Ｐｂまでの距離を示しており、距離「Ｄ３」は、停止点Ｐｂから停止点Ｐｃまでの距離を示している。制御テーブルは、本発明に係る「距離情報」の一例である。

列車Ｔには、車上子５が設けられている。この車上子５は、トランスポンダ等により構成され、地上子４に接近することにより当該地上子４と電磁結合して当該地上子４から制御信号を受信する。列車Ｔにはまた、車上無線機７が設けられている。この車上無線機７は、アンテナ８を介して地上無線機２から送信される制御信号を受信する。

車上子５と車上無線機７とはＡＴＳ−Ｐ車上装置６に接続され、このＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、地上無線機２から受信された現示情報に基づいて、所定の停止点Ｐで列車Ｔが停車可能なように列車Ｔの速度を制御する。その際、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、車上子５により受信された制御信号と、車上無線機７により受信された制御信号とに基づいて速度照査パターンを生成する。具体的には、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、車上子５により受信された制御信号に示される制御テーブルにおいて、車上無線機７により受信された制御信号に示される現示に対応する距離を特定し、この距離と列車Ｔのブレーキ性能等に基づいて速度照査パターンを生成する。

また、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、車上子５により受信された制御信号に含まれる信号機ＩＤを記憶する。この際、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、車上子５により新たな制御信号が受信されると、その度に当該制御信号に含まれる信号機ＩＤを古い信号機ＩＤに上書きする。

列車Ｔにはまた、列車Ｔの車軸の回転速度に応じた信号を出力する速度発電機（タコジェネレータ）９が設けられている。速度発電機９はＡＴＳ−Ｐ車上装置６と接続され、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、地上子４から別途受信される位置情報と速度発電機９の出力信号から得られる走行距離情報とに基づいて列車Ｔの走行位置を算出する。

次に、上記のＡＴＳ−Ｐ車上装置６により実行される制御動作について説明する。図３は、この制御動作を示すフローチャートである。
本制御動作においてＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、車上無線機７により地上無線機２からの制御信号が受信されると（ステップＳ１）、当該制御信号に含まれる信号機ＩＤが、同装置に記憶されている信号機ＩＤと一致するか否かについて判断する（ステップＳ２）。この判断の結果、信号機ＩＤが一致しない場合には（ステップＳ２否定）、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は当該制御信号を破棄してステップＳ１に戻る。

一方、この判断の結果、信号機ＩＤが一致した場合には（ステップＳ２肯定）、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、当該制御信号に示される現示がＧ現示又はＹ現示であるか否かについて判断する（ステップＳ３）。この判断の結果、Ｇ現示又はＹ現示である場合には（ステップＳ３肯定）、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６はステップＳ４に進む。一方、この判断の結果、Ｇ現示又はＹ現示でない場合には（すなわち、現示がＲ現示である場合には）（ステップＳ３否定）、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６はステップＳ６に進む。

ステップＳ４においてＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、当該制御信号に示される現示が、前回受信され特定された現示と一致するか否かについて判断する。この判断の結果、現示が一致した場合には（ステップＳ４肯定）、この場合は速度照査パターンの更新は不要であるため、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は当該制御信号を破棄してステップＳ１に戻る。一方、この判断の結果、現示が一致しなかった場合には（ステップＳ４否定）、この場合は速度照査パターンの更新が必要であるため、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、当該制御信号に示される現示に基づいて速度照査パターンを更新する（ステップＳ５）。そして、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ６においてＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、当該制御信号に含まれる信号機ＩＤにより識別される信号機Ｓに対応する停止点を列車Ｔの先頭がすでに通過しているか否かについて判断する。具体的には、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、列車Ｔの現在の走行位置と当該停止点の位置とを比較して、列車Ｔの先頭がすでに当該停止点を通過しているか否かについて判断する。ここで、停止点の位置は、例えば、各信号機ＳごとにＡＴＳ−Ｐ車上装置６により予め記憶されているものとする。

この判断の結果、列車Ｔの先頭がすでに当該停止点を通過している場合には（ステップＳ６肯定）、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は当該制御信号を破棄してステップＳ１に戻る。一方、列車Ｔの先頭がまだ当該停止点を通過していない場合には（ステップＳ６否定）、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６はステップＳ７に進む。

ステップＳ７においてＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、当該制御信号に示される現示が、前回受信され特定された現示と一致するか否かについて判断する。この判断の結果、現示が一致した場合には（ステップＳ７肯定）、この場合は速度照査パターンの更新は不要であるため、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は当該制御信号を破棄してステップＳ１に戻る。一方、この判断の結果、現示が一致しなかった場合には（ステップＳ７否定）、この場合は速度照査パターンの更新が必要であるため、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、当該制御信号に示される現示に基づいて速度照査パターンを更新する（ステップＳ８）。そして、ステップＳ１に戻る。
以上が制御動作の流れについての説明である。

以上説明した制御動作が実行された場合、例えば、列車Ｔの先頭が図１の位置Ｌ１に位置しているときに地上無線機２ａから制御信号を受信したときには（ステップＳ１）、このとき列車Ｔの先頭はすでに地上子４ａ上を通過しており、地上子４ａから信号機Ｓａの信号機ＩＤを受信しているため（ステップＳ２肯定）、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、受信した制御信号についてステップＳ３以降の処理を行うことになる。この際、当該制御信号に示される現示がＧ現示である場合であって（ステップＳ３肯定）、前回受信され特定された現示と一致しないときには（ステップＳ４否定）、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、走行照査パターンを更新する（ステップＳ５）。

図４は、速度照査パターンの一例を示す図である。例えば、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、停止点Ｐｂを停止位置とする速度照査パターンＰＴ１に従って運転制御している状態において、Ｇ現示を示す制御信号を受信した場合には、同図に示すように、停止点Ｐｃを停止位置とする速度照査パターンＰＴ２に更新し、この速度照査パターンＰＴ２に従って運転制御を開始する。

別の例として、例えば、列車Ｔの先頭が図１の位置Ｌ２に位置しているときに地上無線機２ａから制御信号を受信したときには（ステップＳ１）、このとき列車Ｔの先頭は、地上子４ａ上を通過している一方で地上子４ｂ上はまだ通過していないため、（ステップＳ２肯定）、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、受信した制御信号についてステップＳ３以降の判断を行うことになる。

この際、列車Ｔは閉そく区間Ｚａに進入していることから、他の列車の同区間への進入を禁止するため、信号機Ｓａの現示はＲ現示（停止現示）となっており、これに伴い、地上無線機２ａから送信される制御信号にはＲ現示を示す現示信号が含まれることになる。よって、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６では、ステップＳ３の判断が否定となり、ステップＳ６の判断が行われることになるが、本例では列車Ｔの先頭は位置Ｌ２に位置しておりすでに停止点Ｐａを通過しているため、ステップＳ６の判断は肯定となる。この結果、当該制御信号に基づいて速度照査パターンの更新が行われることはなく、当該制御信号は破棄されることになる。すなわち、ＡＴＳ−Ｐ車上装置６は、当該制御信号に基づいて列車Ｔの速度の制御を行わない。

仮に、ステップＳ６の処理が行われず、ステップＳ３の否定の結果、ステップＳ７及びＳ８の処理が行われるとすると、列車Ｔの先頭は、停止すべき停止点Ｐａをすでに通過しているため、急制動が行われる可能性がある。しかし、本制御動作によれば、列車Ｔが停止点Ｐａを越えた後に地上無線機２から受信された当該制御信号については、当該制御信号に基づく速度照査パターンの更新は行われずに破棄されるため、急制動の発動が回避される。

このように、本制御動作によれば、自動列車停止システムの無線化に伴って発生する、いわゆる袴踏みの問題が解消されるため、例えば、地上子を無電源化し、また地上子用のケーブルをなくすことで、保守の負担の軽減が図られる。また、信号機の追加や移設が容易になる。また、従来は、地上子を介してしか列車Ｔの速度照査パターンを更新できなかったところ、地上無線機２により現示信号を無線で送信可能としたことにより、連続的に速度照査パターンを更新することが可能となる。

２．変形例
上記の実施形態は下記のように変形してもよい。また、下記の変形例は他の１以上の変形例と組み合わせてもよい。

２−１．変形例１
上記の実施形態では、制御テーブルの情報は地上子４から送信されているが、この情報は地上無線機２から送信されるようにしてもよい。この際、地上無線機２は、信号機Ｓの現示に対応する、停止点までの距離の情報のみを送信するようにしてもよい。

２−２．変形例２
上記の実施形態では、地上子４から受信される位置情報と速度発電機９の出力信号から得られる走行距離情報とに基づいて列車Ｔの走行位置を特定しているが、これに代えて、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機を使って列車Ｔの走行位置を特定するようにしてもよい。

２−３．変形例３
上記の実施形態に係る動作制御のプログラムは、磁気テープ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリ等の記憶媒体に記憶された状態で提供されてもよい。また、当該プログラムは、インターネット等の通信回線を介してダウンロードされてもよい。

２−４．変形例４
上記の実施形態に係る動作制御のステップＳ６では、列車Ｔの先頭が停止点をすでに通過しているか否かについて判断が行われているが、ここで停止点とその位置が比較される対象は列車Ｔの先頭に限らず、他の部分であってもよい。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

１…信号制御ユニット、２…地上無線機、３…アンテナ、４…地上子、５…車上子、６…ＡＴＳ−Ｐ車上装置、７…車上無線機、８…アンテナ、９…速度発電機

Claims

地上子から受信される信号機ＩＤと同じ信号機ＩＤを送信する無線機から現示情報が受信された場合に、当該現示情報に基づいて、所定の停止点で停車可能なように列車の速度を制御する
自動列車停止装置。
前記列車の先頭が前記停止点を超えた後に前記無線機から受信した現示情報については、当該現示情報に基づく前記列車の速度の制御を行わない
請求項１に記載の自動列車停止装置。
前記列車の先頭が前記停止点を超えた後に前記無線機から受信した現示情報が停止現示を示す情報である場合に、当該現示情報に基づく前記列車の速度の制御を行わない
請求項１に記載の自動列車停止装置。
前記地上子から信号機ＩＤとともに、現示に応じた前記停止点までの距離を示す距離情報が受信された場合に、当該距離情報と前記無線機から受信される現示情報とに基づいて前記列車の速度の制御を行う
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動列車停止装置。
前記無線機から現示情報とともに、現示に応じた前記停止点までの距離を示す距離情報が受信された場合に、当該距離情報と前記無線機から受信される現示情報とに基づいて前記列車の速度の制御を行う
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動列車停止装置。