JP2003261028A - 無線応用閉塞制御システム及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストアップとならず、運転本数の増加が可
能であり、またシステムに柔軟性を持たせることができ
る無線応用閉塞制御技術を提供する。 【解決手段】 地上にはスポット的に狭域無線を利用す
る地上側狭域無線通信機200を敷設し、車両300から受信
した車両位置に応じて閉塞制御を行うのみならず、広域
無線通信機も採用して車両側と中央制御装置100とが直
接に無線通信し、必要な閉塞制御を実施する。これによ
り、システム起動時には、中央制御装置100側でＤｏＰ
ａ（商標）のような広域無線手段を用いて車両の検知を
行い、広域無線による検知結果と狭域無線による検知結
果をつき合わせることによって、狭域無線の無線覆域外
の車両でも検知可能とすると共に車両検知の信頼性を向
上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＳ無線のような
狭域無線と移動無線電話のような広域無線とを併用する
無線応用閉塞制御システム及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道信号システムには固定閉塞方
式を採用し、一定区間毎に軌道回路を用いて列車在線を
検知し、安全な走行速度を段階的な信号により伝達する
ことによって路線上の列車群の安全な運行を確保してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
鉄道信号システムでは、列車位置検知が軌道回路単位で
あるため、軌道回路が長ければ列車の位置検知精度が粗
くなり、運転本数を多くできないことや、地上設備とし
て列車検知装置（軌道回路）、信号機、転てつ機などを
設置しなければならなくて設備の投資コスト、メンテナ
ンスコストがかさむといった問題点があった。

【０００４】さらに、コスト低減を目的として、路線上
にスポット的にループアンテナを埋設し、ループアンテ
ナ上で検知した車両情報に基づいて閉塞制御を行う方式
も存在しているが、このようなループアンテナを用いた
方式の場合、いったんループアンテナを埋設した後はそ
の位置や長さを変更するのが困難であるという問題点が
あった。

【０００５】本発明は、このような従来の技術的課題を
解決するためになされたもので、コストアップとなら
ず、運転本数の増加が可能であり、またシステムに柔軟
性を持たせることができる無線応用閉塞制御技術を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、地上にはスポ
ット的に狭域無線を利用する地上側狭域無線通信機を敷
設し、車両から受信した車両位置に応じて閉塞制御を行
うのみならず、広域無線通信機も採用して車両側と中央
制御装置とが直接に無線通信し、必要な閉塞制御を実施
する無線応用閉塞制御システム及び方法を特徴とする。

【０００７】そして請求項１の発明の無線応用閉塞制御
システムは、車両に設置された、車両側狭域無線通信機
及び当該車両側狭域無線通信機よりも広域無線通信が可
能で、かつ自己の現在位置を検知して通知することがで
きる広域無線通信機と、軌道の各所に敷設され、前記車
両側狭域無線通信機と交信して軌道上の車両の在線位置
を検知する地上側狭域無線通信機と、前記地上側狭域無
線通信機と通信し、車両の在線位置を受信し、前記広域
無線機と通信して当該地上側狭域無線通信機の無線覆域
外の車両位置を受信する中央制御装置とを備えたもので
ある。

【０００８】地上の閉塞制御装置側に狭域無線通信機を
持たせ、車両の運転制御装置側の狭域無線送信機との間
で狭域無線通信する方式では、狭域無線通信機の無線覆
域外に存在する車両の位置を検知できない。そのため、
システム起動時には、中央制御装置側でＤｏＰａ（商
標）のような広域無線手段を用いて車両の検知を行い、
広域無線による検知結果と狭域無線による検知結果をつ
き合わせることによって、狭域無線の無線覆域外の車両
でも検知可能とすると共に車両検知の信頼性を向上す
る。

【０００９】請求項２の発明の無線応用閉塞制御システ
ムは、車両に設置された車両側狭域無線通信機、自己の
現在位置を検知するＧＰＳセンサ及び当該車両側狭域無
線通信機よりも広域無線通信が可能で、当該ＧＰＳセン
サの検知した現在位置を通知することができる広域無線
通信機と、軌道の各所に敷設され、前記車両側狭域無線
通信機と交信して軌道上の車両の在線位置を受信する地
上側狭域無線通信機と、前記地上側狭域無線通信機と通
信し、車両の在線位置を受信し、前記広域無線機と通信
して当該地上側狭域無線通信機の無線覆域外の車両位置
を受信する中央制御装置とを備えたものである。

【００１０】地上の閉塞制御装置側に狭域無線通信機を
持たせ、車両の運転制御装置側の狭域無線通信機との間
で狭域無線通信する方式では、狭域無線通信機の無線覆
域外に存在する車両の位置を検知できない。そのため、
システム起動時には、中央制御装置側でＤｏＰａのよう
な広域無線手段を用いて車両の検知を行い、広域無線に
よる検知結果と狭域無線による検知結果をつき合わせる
ことによって、狭域無線の無線覆域外の車両でも検知可
能とすると共に車両検知の信頼性を向上する。また、狭
域無線の覆域外での車両の存在位置をより正確に検知す
るためにＧＰＳセンサにより車両位置を検出する。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
無線応用閉塞制御システムにおいて、複数の路線が並行
する区間に設置され、車両の存在する番線を識別する番
線識別手段を敷設し、前記地上側狭域無線通信機は、前
記車両側狭域無線通信機との交信で得た在線位置と共に
番線識別手段の識別する番線情報を前記中央制御装置に
送信することを特徴とするものである。

【００１２】多くのシステムで車両位置は、一次元で表
現されている。そのため、路線が平行して存在する場合
に、どちらの路線上に存在するかを判断することができ
ない。そこで、路線上にスポット的または連続的に路線
の番線情報などを発信する番線識別手段を敷設し、在線
位置と共に番線識別手段の識別する番線情報を取得し、
車両の在線位置をより正確に取得する。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１〜３の無線応
用閉塞制御システムにおいて、末端駅において地上に、
車両の停止位置過走を検知して前記中央制御装置に停止
位置過走の検知信号を送信する過走位置検知手段を設置
し、前記中央制御装置は、前記停止位置過走の検知信号
を受信した時に、前記狭域無線通信機及び広域無線通信
機を通じて非常停止指示を送信することを特徴とするも
のである。

【００１４】末端駅には車両停止位置と過走検知位置を
設定し、車両は、速度パターンと車両速度の照査によ
り、過走検知仕置を超えそうだと判断した時点で非常停
止に移行することで過走を防止する。他方、地上は、車
両が過走検知位置を超えた時点で、狭域無線通信機及び
広域無線通信機で当該車両に対して非常停止の指示を出
し、二重の安全性を確保する。

【００１５】請求項５の発明の無線応用閉塞制御方法
は、車両上の運転制御装置が、自動運転モードに移行す
るとき、自己の保持する車両の安全運行に関係する情報
のデータベースと地上の中央制御装置に登録されている
車両の安全運行に関係する情報のデータベースとのバー
ジョン照合を広域無線通信手段を通じて実施し、当該照
合が成立しない場合には車両の自動運転モードへの移行
を禁止することを特徴とするものである。

【００１６】車両側が持つデータベースには路線内の速
度制限や狭域無線通信機の位置など安全に関係する情報
が含まれている。そのため、システム起動時の初期在線
確認の際、データベースのバージョンを地上から問い合
わせ、地上側の送信したバージョンと車両側のデータベ
ースのバージョンとが一致しない車両では自動運転モー
ドへの移行を禁止して自動走行モードでの運行の安全性
を高める。

【００１７】請求項６の発明は、請求項５の無線応用閉
塞制御方法において、車両側と地上側の前記データベー
スのバージョンが異なるときに、地上の中央制御装置か
ら該当車両に対して前記広域無線通信手段を通じて正し
いバージョンのデータベースの内容をダウンロードし、
車両の自動運転モードでの走行を可能にすることを特徴
とするものであり、地上側と車両側とでデータベースの
バージョンが異なる場合、車両に対して正しいバージョ
ンのデータベースの内容を地上からダウンロードするこ
とで、車両の自動運行モードでの走行を可能にし、シス
テムに安全性と共に柔軟性を持たせる。

【００１８】請求項７の発明は、請求項５又は６の無線
応用閉塞制御方法において、前記データベースは、車両
の位置情報と各位置において地上の閉塞制御装置との間
の狭域無線通信に使用する無線チャンネルの情報を有
し、前記運転制御装置の狭域無線通信手段が、当該デー
タベースを参照して自車の現在位置で使用する無線チャ
ンネルを決定し、当該無線チャンネルによって地上の閉
塞制御装置と通信することを特徴とするものであり、車
両が持つデータベース中に、車両位置情報と各位置にお
いて使用する狭域無線チャンネルの情報を付加すること
で、車両は路線上の各ポイントで地上側と他の無線信号
との干渉なく狭域無線通信する。

【００１９】請求項８の発明は、請求項７の無線応用閉
塞制御方法において、前記狭域無線通信手段が決定した
無線チャンネルで通信できない場合、前記車両の運転制
御装置が停止制御することを特徴とするものであり、車
両が誤った路線に進入した場合、使用チャンネルが異な
るために地上側と狭域無線通信ができなくなるが、その
場合には、停止制御することで安全を確保する。

【００２０】請求項９の発明は、請求項７又は８の無線
応用閉塞制御方法において、地上の中央制御装置は、既
定のダイヤが変更された場合、該当車両の運転制御装置
に対して前記広域無線通信手段を通じて以降に使用する
無線チャンネルを通知することを特徴とするものであ
り、運転整理などによりダイヤが変更された場合には、
地上から車両側に送信する情報の中に、以降に使用する
無線チャンネルを付加することで、ダイヤ変更後でも運
行できるようにする。

【００２１】請求項１０の発明は、請求項５〜９の無線
応用閉塞制御方法において、前記狭域無線通信手段は、
所定の基準を超える良好な通信状態でのみ地上の閉塞制
御装置と狭域無線通信を行うことを特徴とするものであ
り、所定の基準を超える良好な通信状態でのみ通信し、
通信状況が悪い箇所でのあやふやな通信を排除し、車両
運行の安全性を高める。

【００２２】請求項１１の発明は、請求項１０の無線応
用閉塞制御方法において、前記狭域無線通信手段は、車
両が狭域無線覆域内に進入しても地上の閉塞制御装置と
正常に狭域無線通信ができない場合、前記車両の運転制
御装置が所定の位置までに車両を停止させることを特徴
とするものであり、車両が無線覆域内に進入しても正常
な信号情報が得られなかった場合、所定の位置までに停
止することで安全を確保する。

【００２３】請求項１２の発明は、請求項５〜１１の無
線応用閉塞制御方法において、シャトル路線の末端駅
に、異線進入車両を検知し、前記無線通信手段を通じて
車両に通知する異線進入検知手段を設置し、前記車両の
運転制御装置は、停止時に前記異線進入検知手段から異
線停止信号を受信しないときに前記車両側のデータベー
スに正常停止位置の指標を書き込み、起動時に当該デー
タベースの正常停止位置の指標の有無により正常停止位
置／異常停止を判断することを特徴とするものである。

【００２４】従来であれば、シャトル路線において、異
線進入車両が存在した状態でシステムを起動した場合
に、当該車両が異線進入していることを判断する方法が
なかった。そこで、車両のデータベースに正常停止位置
の指標を付加し、正常側の路線に停止した場合には運転
終了時にこの正常停止位置の指標をデータベースに書き
込ませる。そして、次回の起動時には、データベースに
正常停止位置の指標が書き込まれているか否かによって
異線進入を検知する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は、本発明の第１の実施の形態
の無線応用閉塞制御システムの構成を示している。本シ
ステムは、ある路線１の多数の車両の運行を集中監視す
る中央制御装置１００と、路線１を多数の閉塞区間に区
切り、各々には１編成の車両しか存在できないように閉
塞制御する閉塞制御装置２００と、路線１上を走行する
車両毎に搭載される車両制御装置３００から構成されて
いる。各閉塞制御装置２００と車両３００とは、ＳＳ
（スペクトル拡散方式）無線によって通信するようにＳ
Ｓ無線網４００によって結ばれており、中央制御装置１
００と各閉塞制御装置２００との間はＤｏＰａのような
広域無線によって通信し、また各車両３００と中央制御
装置１００との間も直接に同じ広域無線によって通信す
るように広域無線通信網５００によって結ばれている。
さらに、すれ違いのための分岐路線１Ｕ，１Ｄにおいて
はその入口側、出口側に固定情報発信局６００Ａ，６０
０Ｂが設置されており、この固定情報発信局６００Ａ，
６００Ｂはそこを通過する車両３００との間でＳＳ無線
を利用して通信する。

【００２６】図２は、これらの中央制御装置１００、閉
塞制御装置２００及び車両制御装置３００各々の機能構
成と相互関係を示している。なお、これらの各装置はコ
ンピュータにより構成され、種々の機能はそれらに組み
込まれたプログラムを実行することによって発揮される
ものである。

【００２７】中央制御装置１００は、各閉塞制御装置２
００から受信した車両情報に基づいて全車両の走行状況
及び路線内の在線状況を監視するとともに、ダイヤに基
づいて各駅に対して出発指令を出す働きをするものであ
り、運行管理部１０１、システム保守部１０２を備えて
いる。また、ダイヤ、車両ＩＤ、路線情報、閉塞制御装
置情報等、運行制御に必要な諸情報のデータベースを備
え、またそのバージョンを管理している。

【００２８】この中央制御装置の機能構成は図３の表に
示してあり、システム起動、機器動作チェック、在線チ
ェック、時刻管理、制御モード管理、路線状況監視、進
路制御、設定値入力、それに加えて、ＤｏＰａ無線送受
信、ジャーナル管理・保存等の機能を有している。

【００２９】閉塞制御装置２００各々は、路線１上の全
車両３００の走行状況及び路線１内の在線状況を把握
し、専用線内の車両に対してその安全を確保した上で、
ＳＳ無線通信により「出発／停止」の制御情報を送信す
る働きをする。これには、閉塞区間及び単線区間への進
入の許可の指令を含む。また、この「出発／停止」指令
の送信は、駅部における車両３００からの出発合図に対
する出発許可としても用いられる。

【００３０】この閉塞制御装置２００は、進路制御部２
０１、異常時処理部２０２、在線管理部２０３、システ
ム管理部２０４、そして車両側とのＳＳ無線通信のため
の通信制御装置２０５を備えている。そして、閉塞制御
装置２００各々の機能構成は図４の表に示してあり、シ
ステム起動、機器動作チェック、在線チェック、時刻管
理、制御モード管理、ジャーナル管理、在線管理・車両
追跡、閉塞制御、進路制御、駅出発・停止指令出力、Ｄ
ｏＰａ入力・出力、ＳＳ無線入力・出力の機能を有して
いる。

【００３１】各車両に搭載されている車両制御装置３０
０は、車両を自動走行させると共に、地上システムに対
して車両の位置情報などを送信する働きをする。なお、
車両の位置情報は、閉塞制御などに用いられるものであ
る。この車両制御装置３００は、車両情報管理部３０
１、車両走行制御部３０２、車両側アンテナ３０３を備
えている。また、路線走行に必要な諸情報のデータベー
スを中央制御装置１００からダウンロードして保持して
いる。

【００３２】車両制御装置３００の機能構成は図５の表
に示してあり、システム起動、在線チェック、時刻管
理、ジャーナル管理、車両情報管理、車両位置・速度検
知機能、車線保持機能、分岐・合流機能、速度パターン
生成機能、速度照査機能、駅定点停止機能、進行方向転
換機能、ＤｏＰａ入力・出力、ＳＳ無線入力・出力を有
している。

【００３３】固定情報発信局６００Ａ，６００Ｂは位置
情報をそこを通過する車両３００に対してＳＳ無線で発
信するものであり、図６の表に示す固定情報出力機能を
有している。

【００３４】本実施の形態の無線応用閉塞制御システム
で使用する通信インターフェイスについて、図７を用い
て説明する。中央制御装置１００−閉塞制御装置２００
間は、広域無線であるＤｏＰａ網５００を利用し、閉塞
制御装置２００−車両制御装置３００間はＳＳ狭域無線
４００を利用し、固定情報出力局６００Ａ，６００Ｂ−
車両制御装置３００間もＳＳ狭域無線を利用する。中央
制御装置１００−車両制御装置３００間は直接に無線通
信するためにＤｏＰａ網５００を利用する。

【００３５】次に、中央制御装置１００の処理機能につ
いて説明する。

【００３６】（１）状態表示画面 中央制御装置１００の起動時のメイン画面１１０は図８
に示すようなものであり、各閉塞区間に在線する車両情
報を表示する。図示の路線画面表示例は、シャトル路線
で、１閉塞区間には１車両のみ在線の条件を前提とし
て、各閉塞区間（１Ｔ）〜（４Ｔ）に在線する車両につ
いて、車両ＩＤ、車両位置、車両状態、ドア状態を表示
する。これらの情報は、各閉塞制御装置２００から情報
が送られて来る毎に更新する。

【００３７】車両表示位置については、Ｘ座標に関して
は車両位置に基づいて作成し、すれ違い部におけるＹ座
標に関しては、すれ違い部に敷設した固定情報発信局６
００Ａ，６００Ｂの情報によって、車両がどちらの方向
に進入したかを判断して、その情報に基づいて各車両位
置を表示する。

【００３８】なお、中央制御装置１００は、全ての閉塞
制御装置２００が正常動作している時にのみ自動運転モ
ードへの移行を許可する。そして、自動運転モードで運
転中にいずれかの制御装置に異常が発生した場合は非常
停止動作し、非制御モードにする。

【００３９】メイン画面１１０には「リセット」、「シ
ステム状態確認」、「設定値設定」、「進路設定」、
「ログ出力」の各サブメニューボタンが用意されてい
る。

【００４０】（２）システムリセット メイン画面１１０で「リセット」ボタンを選択すること
により、図９のシステムリセット画面１１１に展開す
る。このシステムリセット画面１１１からシステムの起
動を行う。本操作により、各閉塞制御装置は在線チェッ
クを開始する。

【００４１】（３）システム状態確認 メイン画面１１０で「システム状態確認」ボタンを選択
することにより、図１０のシステム状態確認画面１１２
に展開する。この画面１１２では、システムの状態確認
を行う。

【００４２】なお、自動運転モードで運転中、いずれか
の閉塞制御装置の機器動作状態が「異常」になった場合
にも、自動的にこのシステム状態確認画面１１２を表示
し、オペレータに確認を要求する。

【００４３】（４）設定値設定 システム内で使用する時刻や、通信タイムアウト時間な
どを設定する場合、メイン画面１１０から「設定値設
定」ボタンを選択することで、図１１に示す設定値設定
画面１１３を展開し、設定値の設定操作を可能にする。

【００４４】（５）進路設定 各駅部からの出発進路を設定する場合、メイン画面１１
０において「進路設定」ボタンを選択して、図１２の進
路設定画面１１４に展開し、この画面１１４から進路設
定の操作ができるようにする。

【００４５】進路設定情報の送信は、全ての閉塞制御装
置２００が進路設定情報を正常に受信したことが確認で
きるまで行う。そしてこの確認のために、各閉塞制御装
置２００に設定が受け付けられ、確認が返送されてきた
時点でその旨を状態表示画面１１２に表示する。中央制
御装置１００からの進路設定に基づいて、各閉塞制御装
置２００では、進路予約を行うことになる。

【００４６】（６）データロギング メイン画面１１０で「ログ出力」ボタンを選択すること
によってデータログを見ることができる。中央制御装置
１００は、以下のログ情報をファイルに保存する。

【００４７】・エラー履歴（走行に関するトラブル発生
時間、復旧時間及びトラブル内容の履歴。機器状態トラ
ブル、車上トラブル、インターフェイストラブルなど） ・走行履歴（アンテナで受信した車両情報の記録） ・操作履歴（各アンテナに出力した指令、運転モード切
換えの履歴）。

【００４８】・各種設定値（システムスタート時の設定
値の記録。なお、保守端末から設定値の変更が行われた
場合は、その情報も記録する） 次に、閉塞制御装置２００の機能について説明する。

【００４９】（１）システムスタート システムスタート時にはまず電源を閉塞制御装置、中央
制御装置の順で立ち上げる。この電源立ち上げ時は「非
制御モード」からスタートする。この場合、全ての無線
通信機から出される閉塞信号・出発信号は「停止」とす
る。車両管理に用いる全てのテーブルを全区間「無効
（−１）」とする。そして、全ての無線通信機の正常動
作を確認するまで、「非制御モード」を維持する。

【００５０】（２）在線チェック 続いて、在線チェックを行う。これには、全無線通信機
から呼びかけを行い、車両からの返答をもらうことによ
り車両の在線確認を行う。ＤｏＰａのような広域無線通
信を用いて無線覆域外に存在する車両についても位置把
握を行う。所定の時間が経過した時点で、１編成又は２
編成を検知できた場合のみ、「制御モード」へ移行す
る。それ以外の場合は「非制御モード」を継続する。

【００５１】なお、システム起動時は、いずれの閉塞区
間に存在する場合でも、車両からの「出発合図」を受け
るまで出発信号は「停止」のままである。

【００５２】以上の起動処理の後、閉塞制御を開始す
る。

【００５３】まず、図１３の制御路線図において、それ
ぞれの位置は次の通りである。

【００５４】Ｓａ１，Ｓｂ１：駅停止位置（この位置を
超えずに停止する） Ｓａ２，Ｓｂ２：駅ホーム端部（編成の最後尾車両が、
この位置を超えるように停止する） Ｐｕ１，Ｐｄ１：分岐合流部の接触限界 Ｐｕ２，Ｐｄ２：閉塞区間境界（出発を受信していない
車両は、この位置を超えずに停止する）。異線進入発生
時の停止位置（異線進入した車両は、この位置までに停
止する）。

【００５５】図１３の制御路線図において、通信範囲は
次の通りである。

【００５６】Ｓａ１−Ｓａ２：ｍａｘ（車両が最高速度
から停止できる距離、編成最大長） Ｓｂ１−Ｓｂ２：ｍａｘ（車両が最高速度から停止でき
る距離、編成最大長） Ｐｕ１−Ｐｕ２：ｍａｘ（車両が最高速度から停止でき
る距離、編成最大長） Ｐｕ１−Ｐｄ１：車両が最高速度から停止できる距離 Ｐｄ１−Ｐｄ２：ｍａｘ（車両が最高速度から停止でき
る距離、編成最大長） Ｐｄ１−Ｐｕ２：車両が最高速度から停止できる距離 （３）在線管理・車両追跡 本システムにおける閉塞制御は、車両から受信した車両
位置によって行う。図１４に示すように、車両上の車両
制御装置３００各々は、中央制御装置１００との広域無
線通信によりダウンロードしたデータベース内の情報と
して信号授受範囲（無線覆域）をマップとして持ってお
り、無線覆域内に存在している状態で地上の閉塞制御装
置２００からの信号情報を受信できない場合には、所定
の範囲内に停止する。

【００５７】（４）閉塞制御 本システムにおける閉塞制御では、信号に関する制御条
件は図１５の表に示すものである。

【００５８】（５）進路制御 閉塞制御における進路制御では、進路要求に対する制御
条件、進路と予約ブロックとの関係は図１６に示す通り
である。

【００５９】全線で閉塞制御装置２００と車両制御装置
３００の通信が可能な場合には、他車両の進路と競合す
る予約ブロックのうち、解除された部分の予約ブロック
までを予約して走行する。

【００６０】（６）駅出発・停止 中央制御装置１００からの進路要求と閉塞制御の結果に
基づいて、該当する無線機より、「出発」、「停止」の
指令を出力する。この場合、無線機からの出力情報に信
号情報を入れる。

【００６１】次に、各車両に搭載される車両制御装置３
００の機能について説明する。車両制御装置３００は、
地上に敷設された磁気マーカの個数の力ウント及びパル
ス積算によって自車両の位置を把握し、当該位置情報を
閉塞制御装置２００に送信する。また、位置情報をもと
に地上の閉塞制御装置２００が作成した閉塞信号及び車
両が持つ路線マップと現在の車両位置をもとに速度パタ
ーンを作成する。

【００６２】そして、作成した速度パターンと現在位置
における車両の速度との照査を行い、停止目標位置に列
車を停止させるように速度制御する。

【００６３】（１）システム起動 システム起動時には、車両制御装置３００は地上からの
「自動運転モード」の情報を受信するまでは走行を行わ
ない。閉塞制御装置から、自車両に対する「在線チェッ
ク」の呼びかけを受けた時点で、自車両の車両情報を回
答する（自車両に対する呼びかけ以外には回答しな
い）。

【００６４】（２）車両位置・速度検知 車両の在線位置を正確に把握するために、車両が車両基
地を出る際の基準点で地上子から基準となる位置情報を
受け取り、その値を基準として、以後、磁気マーカのカ
ウント及びパルス積算によって列車の走行距離を加減算
して自車の位置を把握する。また、単位時間あたりにカ
ウントするパルス数から列車の速度を検知する。

【００６５】（３）速度パターン生成・速度照査 閉塞制御装置２００から受信した停止目標位置の手前に
車両を停止させるための速度パターンを作成する。速度
制限がある場合には、その制限速度以下の速度で列車が
走行するための速度パターンを生成する。

【００６６】速度パターンは、速度ブレーキによる速度
パターン（ＮＢ）と、非常ブレーキによる防護パターン
（ＥＢ）の２つを持つ。そして通常は、速度パターン
（ＮＢ）で制御されるが、列車速度が速度パターン（Ｎ
Ｂ）を超え、防護パターン（ＥＢ）に交差した場合に
は、列車に非常ブレーキを作用させて非常停止させる。

【００６７】また、車両の現在速度・位置と速度パター
ンとを照査し、車両速度が速度パターンと交差すること
を監視する。速度照査の結果、車両速度が速度パターン
と交差した場合、車両を速度パターンに従って減速、停
止させる。ただし、速度パターン（ＥＢ）と交差した場
合は、非常ブレーキを作用させ、車両が完全に停止する
までは非常ブレーキを緩解しない。

【００６８】（４）駅定点停止 車両が持つマップに従って、駅プラットフォームの決め
られた位置に車両を停止させるための速度パターンを作
成し、そのパターンに従って停止制御を行う。

【００６９】（５）進行方向転換 シャトル走行時、端未駅部において進行方向の転換を行
う。

【００７０】次に、上記構成の無線応用閉塞制御システ
ムによる閉塞制御方法について説明する。

【００７１】＜システム全体の流れ＞ （１）システム起動時 図１７に示すシステム起動時、閉塞制御装置２００から
ＳＳ無線により出力される全ての信号は、車両停止側で
ある。

【００７２】車両各々は、システム起動時、ＳＳ無線覆
域内の閉塞制御装置２００から「出発」の信号を受信す
るまでは、走行を開始しない。車両制御装置３００は信
号を出力しない。あるいは閉塞制御装置２００が受信信
号を無視する。

【００７３】なお、車両が駅中間のＳＳ無線覆域外に存
在する状態で地上システムを起動した場合、当該車両３
００は前ＳＳ無線覆域内で受信した走行許可区間までは
そのまま走行を続行する。

【００７４】中央制御装置１００は、全ての閉塞制御装
置２００及び車両制御装置３００に対してＤｏＰａ網５
００で呼びかけを行い、全機器の動作チェックを行う。
また、車両制御装置３００は自己の保持しているデータ
ベースのバージョンを中央制御装置１００のデータベー
スのバージョンと照合し、一致がとれない場合には中央
制御装置１００から広域無線通信網を通じて最新バージ
ョンのデータベースをダウンロードする。

【００７５】全ての閉塞制御装置２００の正常動作が確
認された場合のみ、自動運転モードに移行する。

【００７６】（２）在線チェック 図１８に示すように、中央制御装置１００からの指示に
よって、在線チェックを開始する。各閉塞制御装置２０
０は、中央制御装置１００から受信したシステム内の全
車両に設定されている「管理車両ＩＤ」を用いてポーリ
ングを行う。各車両の車両制御装置３００は、自車両の
呼びかけに対して車両情報を返送する。閉塞制御装置２
００各々は、自装置のＳＳ無線覆域内で検知された車両
情報を中央制御装置１００に送信する。中央制御装置１
００では、システム内の全車両が検知できた時点で、シ
ステムを自動運転モードに移行する。ここで、在線チェ
ックで検知されない車両が存在する場合、また同じ車両
ＩＤが複数の閉塞制御装置２００で検知された場合に
は、システムをスタートさせないで安全性を確保する。

【００７７】この際、すれ違い部１Ｕ，１Ｄに在線する
車両の車両制御装置３００が、信号Ｐｕ１、信号Ｐｄ１
のどちらの呼びかけに対して返答を行うかは、車両の走
行方向により判断する。これを可能にするためには、信
号Ｐｕ１、信号Ｐｄ１の無線チャンネルを分ける方式を
採用している。ただし、同一チャンネルで時分割により
呼びかけを行う方式を採用することもできる。

【００７８】（３）在線チェック終了時 図１９に示すように、中央制御装置１００による在線チ
ェックが正常終了した時点で、全閉塞制御装置２００に
全車両位置の情報を含む路線状況を送信する。各閉塞制
御装置２００は、車両位置に応じて閉塞制御を行い、閉
塞信号をＳＳ無線により各車両の車両制御装置３００に
送信する。ただし、この時点では、出発進路が設定され
ていないため、車両は走行を開始することはできず、出
発停止状態となる。

【００７９】（４）進路要求 図２０に示すように、中央制御装置１００からそれぞれ
の車両の車両制御装置３００に対する出発進路の要求を
行う。閉塞制御装置２００各々は、要求のあった進路と
競合する進路がすでに設定されていないか判断し、競合
進路がなければ当該進路を要求した車両ＩＤによって予
約する。そして予約が完了した時点で、在線車両の車両
制御装置３００に対して出発信号を出力する。なお、進
路要求は、次の閉塞区間までを予約するものである。ま
た、予約情報には、車両ＩＤの他に走行方向や番線など
を含み、予約解除の際の確認に用いる。

【００８０】（５）無線覆域外 図２１に示すように、左右の各車両のように、その車両
尾端位置若しくはアンテナ位置がＳＳ無線覆域外に出た
時点で、各車両の車両制御装置３００は車両情報の送信
を停止する。なお、図示した路線例の場含、位置Ｓａ
２、位置Ｓｂ２をＳＳ無線覆域の境界としてもよい。

【００８１】また、すれ違い部のように複数車両が同時
に通信を行う箇所で、通信チャンネルを分ける場合は、
この時点で通信チャンネルを次のＳＳ無線覆域用に切り
換える。そのために、中央制御装置１００にて各車両が
次のＳＳ無線覆域で使用するチャンネルを振り分け、前
ＳＳ無線覆域内で各車両に通知する。

【００８２】（６）無線覆域内 図２２に示すように、車両制御装置３００は、ＳＳ無線
覆域内で地上の閉塞制御装置２００からの情報を受信し
た時点で、車両情報の送信を行う。ここで、チャンネル
を分ける方式の場合には、自車両に割り当てられたチャ
ンネルで通信を行う。時分割によって通信する車両を限
定する方式の場合は、自車両に対する呼びかけに対して
通信を行う。この場合、すれ違い部の閉塞装置Ｂ２００
は無線覆域内の車両制御装置３００に対して閉塞停止、
出発停止の指示を送信し、当該車両制御装置３００から
車両情報を受信する。

【００８３】（７）すれ違い部進入 図２３に示すように、車両がすれ違い部に進入すれば、
車両制御装置３００は固定情報発信局６００Ａから受信
した極性（上りＵ、下りＤ）、番線などの情報を車両情
報の中に追加してすれ違い部の閉塞制御装置Ｂ２００に
送信する。固定情報発信局６００Ａは発信専用であり、
同時に複数の車両が無線覆域内に存在することはないた
め、ある１チャンネルが固定で割り当てられている。

【００８４】閉塞制御装置Ｂ２００は、車両情報の中の
車両ＩＤ及び極性、番線などの情報と、進路予約の際の
情報を照合し、一致している場合は車両が正しい方向に
進入したと判断する。ここで、異線進入が発生した場合
や固定情報発信局６００Ａから情報が受信できなかった
場合には、進路予約の際の情報と受信した車両情報との
照合が取れないことから、異常を検知する。

【００８５】（８）すれ違い部進入完了 図２４に示すように、すれ違い部の閉塞制御装置Ｂ２０
０は、無線交信している車両の尾端位置が、すれ違い部
の支障限界（Ｐｕ１，Ｐｄ１）を超えた時点で、上り車
両（Ｕ側）を例にすれば、閉塞区間（１Ｔ）を非在線と
し、閉塞区間（２Ｔ）を在線とする。また、このタイミ
ングで、次の閉塞区間（３Ｔ）までの進路を要求する。

【００８６】（９）閉塞区間境界通過 図２５に示すように、すれ違い部の閉塞制御装置Ｂ２０
０は、受信した車両尾端位置が、すれ違い部の支障限界
（Ｐｕ２、Ｐｄ２）を超えた時点で、上り車両を例にす
れば、閉塞区間（２Ｔ）を非在線とし、次の閉塞区間
（３Ｔ）を在線とする。

【００８７】（１０）無線覆域外 図２６に示すように、車両制御装置３００は、車両尾端
位置（もしくはアンテナ位置）がＳＳ無線覆域外に出た
時点で、車両情報の送信をやめる。

【００８８】（１１）通信覆域内 図２７に示すように、車両制御装置３００は、ＳＳ無線
覆域内で地上からの情報を受信した時点で車両情報の送
信を行う。この場合、自車両に対する呼びかけに対して
のみ返答する。

【００８９】（１２）駅到着 図２８に示すように、車両制御装置３００は、駅に定点
停止した時点で駅到着情報を発信する。駅ホームドアの
制御を行う場合に、本情報を用いる。この時点で、閉塞
制御装置Ａ２００、閉塞制御装置Ｃ２００から出力され
る信号Ｓａ１、信号Ｓｂ１は到着方向の車両に対しての
ものである。

【００９０】なお、図示している路線形状の場合、車両
がＳａ１、Ｓｂ１を超えて走行することはないため、車
両制御装置３００は、自車両の位置がこの位置を超えた
時点で過走発生として非常停止とする。また、地上側の
閉塞制御装置Ａ２００，Ｃ２００も受信した車両位置が
この位置を超えた時点で非常停止の処理を行う。

【００９１】（１３）車両進行方向転換 図２９に示すように、閉塞制御装置Ａ２００，Ｃ２００
は、車両からの走行方向が出発側に変更された時点で閉
塞信号を出発側に変更する。なお、閉塞制御装置２００
から出力される情報には、その閉塞信号がどちらの方向
の車両に対して出されているものかという情報も含まれ
る。

【００９２】このようにして、本実施の形態の無線応用
閉塞制御システム及び方法では、車両上の運転制御装置
３００が、自動運転モードに移行するとき、自己の保持
する車両の安全運行に関係する情報のデータベースと地
上の中央制御装置１００に登録されている車両の安全運
行に関係する情報のデータベースとのバージョン照合を
ＤｏＰａのような広域無線通信手段を通じて実施し、照
合が成立しない場合には車両の自動運転モードへの移行
を禁止することにより、自動運転モードで安全運行でき
る。

【００９３】また、車両側と地上側のデータベースのバ
ージョンが異なるときに、地上の中央制御装置１００か
ら該当車両に対してＤｏＰａのような広域無線通信手段
を通じて正しいバージョンのデータベースの内容をダウ
ンロードすることにより、車両の自動運転モードでの走
行が可能になる。

【００９４】そして、上記のデータベースには、車両の
位置情報と各位置において使用する狭域無線チャンネル
の情報を有し、狭域無線通信手段が当該データベースを
参照して自車の現在位置で使用する狭域無線チャンネル
を決定し、当該無線チャンネルによって閉塞制御装置２
００と通信することにより、車両の運転制御装置３００
側は路線上の各位置でその閉塞区間を制御する閉塞制御
装置２００と確実に通信して閉塞制御を受けることがで
きる。また、狭域無線通信手段が決定した無線チャンネ
ルで通信できない場合、車両の運転制御装置３００が停
止制御することにより、フェールセーフの安全性が保証
できる。

【００９５】地上の中央制御装置１００は、既定のダイ
ヤが変更された場合、該当車両の運転制御装置３００に
対して広域無線通信手段を通じて以降に使用する狭域無
線チャンネルを通知することにより、ダイヤ変更に対し
ても自動運転モードで柔軟に対応できる。

【００９６】狭域無線通信手段が、所定の基準を超える
良好な通信状態でのみ通信するようにしたことにより、
システムの信頼度と車両運行の安全性を高めことができ
る。また狭域無線通信手段が、車両が無線覆域内に進入
しても正常に無線通信できない場合、車両の運転制御装
置３００が所定の位置までに車両を停止させるようにす
ることにより、自動運転モードでの安全性を高めること
ができる。

【００９７】シャトル路線の末端駅には、異線進入車両
を検知し、狭域無線通信手段を通じて車両に通知する異
線進入検知手段を設置し、車両の運転制御装置３００
は、停止時に異線進入検知手段から異線停止信号を受信
しないときに車両側のデータベースに正常停止位置の指
標を書き込み、起動時に当該データベースの正常停止位
置の指標の有無により正常停止位置／異常停止を判断す
るので、異線停止後の運転再開時の安全性を高めること
ができる。

【００９８】

【発明の効果】以上にように本発明によれば、地上には
スポット的に狭域無線を利用する地上側狭域無線通信機
を敷設し、車両から受信した車両位置に応じて閉塞制御
を行うのみならず、広域無線通信機も採用して車両側と
中央制御装置とが直接に無線通信し、閉塞制御に必要な
情報を直接送受できるようにしたので、狭域無線通信の
無線覆域外の車両位置について広域無線通信によって位
置確認することができ、狭域無線通信の通信覆域を拡げ
ずに、広域無線通信によって車両の在線確認がとなり、
コストアップせずに運転本数の増加が可能であり、また
システムに柔軟性を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態の無線応用閉塞制御
システムの構成を示すブロック図。

【図２】上記の実施の形態のシステムの機能ブロック
図。

【図３】上記の実施の形態における中央制御装置の機能
表

【図４】上記の実施の形態における閉塞制御装置の機能
表。

【図５】上記の実施の形態における車両制御装置の機能
表。

【図６】上記の実施の形態における固定情報発信局の機
能表。

【図７】上記の実施の形態に使用する通信インターフェ
イスの種別表。

【図８】上記の実施の形態における中央制御装置のメイ
ン画面。

【図９】上記の実施の形態における中央制御装置のシス
テムリセット画面。

【図１０】上記の実施の形態における中央制御装置のシ
ステム状態表示画面。

【図１１】上記の実施の形態における中央制御装置の設
定値設定画面。

【図１２】上記の実施の形態における中央制御装置の進
路設定画面。

【図１３】上記の実施の形態による閉塞制御機能の説明
図。

【図１４】上記の実施の形態による在線管理・車両追跡
機能の説明図。

【図１５】上記の実施の形態による路線各位置と信号を
示す説明図。

【図１６】上記の実施の形態による進路制御機能の説明
図。

【図１７】上記の実施の形態によるシステム起動処理の
説明図。

【図１８】上記の実施の形態による在線チェック処理の
説明図。

【図１９】上記の実施の形態による在線チェック終了処
理の説明図。

【図２０】上記の実施の形態による進路要求処理の説明
図。

【図２１】上記の実施の形態による無線覆域外進出時の
処理の説明図。

【図２２】上記の実施の形態による無線覆域内進入時の
処理の説明図。

【図２３】上記の実施の形態によるすれ違い部進入時の
処理の説明図。

【図２４】上記の実施の形態によるすれ違い部進入完了
時の処理の説明図。

【図２５】上記の実施の形態による閉塞区間境界通過時
の処理の説明図。

【図２６】上記の実施の形態による無線覆域外への再進
出時の処理の説明図。

【図２７】上記の実施の形態による無線覆域内への再進
入時の処理の説明図。

【図２８】上記の実施の形態による末端駅到着時の処理
の説明図。

【図２９】上記の実施の形態による車両進行方向転換時
の処理の説明図。

【符号の説明】

１ 路線 １Ｕ 上り路線 １Ｄ 下り路線 １００ 中央制御装置 ２００ 閉塞制御装置 ３００ 車両制御装置 ４００ ＳＳ無線覆域 ５００ ＤｏＰａ網（広域無線通信網） ６００ 固定情報発信局 １０１ 運行管理部 １０２ システム保守部 ２０１ 進路制御部 ２０２ 異常時処理部 ２０３ システム管理部 ２０４ 在線管理部 ２０５ 通信制御装置 ３０１ 車両情報管理部 ３０２ 車両走行制御部 ３０３ 車両側アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H115 PA08 PC01 PG01 QE10 QN03 SF05 SF06 SF13 SF27 SJ09 SL01 SL06 SL09 TD20 TZ06 TZ08 5H161 AA01 BB02 CC02 CC05 CC13 DD04 DD23 EE05 EE07 FF01 GG02 GG04 GG12 GG13 GG22 JJ05 JJ14 JJ23 JJ27

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に設置された、車両側狭域無線通信
   機及び当該車両側狭域無線通信機よりも広域無線通信が
   可能で、かつ自己の現在位置を検知して通知することが
   できる広域無線通信機と、 軌道の各所に敷設され、前記車両側狭域無線通信機と交
   信して軌道上の車両の在線位置を検知する地上側狭域無
   線通信機と、 前記地上側狭域無線通信機と通信し、車両の在線位置を
   受信し、前記広域無線機と通信して当該地上側狭域無線
   通信機の無線覆域外の車両位置を受信する中央制御装置
   とを備えて成る無線応用閉塞制御システム。
2. 【請求項２】 車両に設置された車両側狭域無線通信
   機、自己の現在位置を検知するＧＰＳセンサ及び当該車
   両側狭域無線通信機よりも広域無線通信が可能で、当該
   ＧＰＳセンサの検知した現在位置を通知することができ
   る広域無線通信機と、 軌道の各所に敷設され、前記車両側狭域無線通信機と交
   信して軌道上の車両の在線位置を受信する地上側狭域無
   線通信機と、 前記地上側狭域無線通信機と通信し、車両の在線位置を
   受信し、前記広域無線機と通信して当該地上側狭域無線
   通信機の無線覆域外の車両位置を受信する中央制御装置
   とを備えて成る無線応用閉塞制御システム。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の無線応用閉塞制御
   システムにおいて、複数の路線が並行する区間に設置さ
   れ、車両の存在する番線を識別する番線識別手段を敷設
   し、 前記地上側狭域無線通信機は、前記車両側狭域無線通信
   機との交信で得た在線位置と共に番線識別手段の識別す
   る番線情報を前記中央制御装置に送信することを特徴と
   する無線応用閉塞制御システム。
4. 【請求項４】 末端駅において地上に、車両の停止位置
   過走を検知して前記中央制御装置に停止位置過走の検知
   信号を送信する過走位置検知手段を設置し、 前記中央制御装置は、前記停止位置過走の検知信号を受
   信した時に、前記狭域無線通信機及び広域無線通信機を
   通じて非常停止指示を送信することを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか記載の無線応用閉塞制御システム。
5. 【請求項５】 車両上の運転制御装置が、自動運転モー
   ドに移行するとき、自己の保持する車両の安全運行に関
   係する情報のデータベースと地上の中央制御装置に登録
   されている車両の安全運行に関係する情報のデータベー
   スとのバージョン照合を広域無線通信手段を通じて実施
   し、当該照合が成立しない場合には車両の自動運転モー
   ドへの移行を禁止することを特徴とする無線応用閉塞制
   御方法。
6. 【請求項６】 車両側と地上側の前記データベースのバ
   ージョンが異なるときに、地上の中央制御装置から該当
   車両に対して前記広域無線通信手段を通じて正しいバー
   ジョンのデータベースの内容をダウンロードし、車両の
   自動運転モードでの走行を可能にすることを特徴とする
   請求項５記載の無線応用閉塞制御方法。
7. 【請求項７】 前記データベースは、車両の位置情報と
   各位置において地上の閉塞制御装置との間の狭域無線通
   信に使用する無線チャンネルの情報を有し、 前記運転制御装置の狭域無線通信手段が、当該データベ
   ースを参照して自車の現在位置で使用する無線チャンネ
   ルを決定し、当該無線チャンネルによって地上の閉塞制
   御装置と通信することを特徴とする請求項５又は６記載
   の無線応用閉塞制御方法。
8. 【請求項８】 前記狭域無線通信手段が決定した無線チ
   ャンネルで通信できない場合、前記車両の運転制御装置
   が停止制御することを特徴とする請求項７に記載の無線
   応用閉塞制御方法。
9. 【請求項９】 地上の中央制御装置は、既定のダイヤが
   変更された場合、該当車両の運転制御装置に対して前記
   広域無線通信手段を通じて以降に使用する無線チャンネ
   ルを通知することを特徴とする請求項７又は８記載の無
   線応用閉塞制御方法。
10. 【請求項１０】 前記狭域無線通信手段は、所定の基準
    を超える良好な通信状態でのみ地上の閉塞制御装置と狭
    域無線通信を行うことを特徴とする請求項５〜９のいず
    れか記載の無線応用閉塞制御方法。
11. 【請求項１１】 前記狭域無線通信手段は、車両が狭域
    無線覆域内に進入しても地上の閉塞制御装置と正常に狭
    域無線通信ができない場合、前記車両の運転制御装置が
    所定の位置までに車両を停止させることを特徴とする請
    求項１０記載の無線応用閉塞制御方法。
12. 【請求項１２】 シャトル路線の末端駅に、異線進入車
    両を検知し、前記狭域無線通信手段を通じて車両に通知
    する異線進入検知手段を設置し、 前記車両の運転制御装置は、停止時に前記異線進入検知
    手段から異線停止信号を受信しないときに前記車両側の
    データベースに正常停止位置の指標を書き込み、起動時
    に当該データベースの正常停止位置の指標の有無により
    正常停止位置／異常停止を判断することを特徴とする請
    求項５〜１１のいずれか記載の無線応用閉塞制御方法。