JP2020090236A - 列車位置検出装置及び列車位置検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線式の列車制御システムにおいて、位置不確定列車の位置情報を容易かつ確実に認識することである。【解決手段】列車位置検出装置７０は、ＬＣＸ１１１〜１１ｎを介して任意の列車１２の車上装置２０と無線通信を行う地上側の中継機３０１〜３０ｎの少なくとも１つから、列車１２のＡＴＣ電文２００を受信する受信部７１１〜７１ｎと、受信したＡＴＣ電文２００の受信元の中継機を特定し、特定した中継機の中継機番号をＡＴＣ電文２００に付加する処理部７２と、中継機番号が付加されたＡＴＣ電文２１０を、地上側で列車の位置情報を管理する無線ＡＴＣ装置６０に送信する送信部７３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、列車位置検出装置及び列車位置検出システムに関する。

従来、列車信号制御システムでは、列車の在線位置を軌道回路やトランスポンダ地上子を用いて把握する方式のＡＴＣ（Automatic Train Control：自動列車制御）システムが一般的に使われていた。また、車上装置の位置認識を主体に列車制御を行う無線式ＡＴＣシステムも知られている。無線式ＡＴＣシステムでは、車上装置が主体となって速度発電機と位置補正トランスポンダ（地上子）とで列車の位置を換算する方式となるため、地上の軌道回路を使わない点で設備をスリム化できるメリットがある。

無線式ＡＴＣシステムとして、複数のＬＣＸ（Leaky Coaxial Cable：漏洩同軸ケーブル）を介して、列車（移動体）の位置情報を当該列車の車上装置（伝送装置）から地上装置（論理回路）へ無線伝送することにより、当該列車の位置を検出する移動体情報検出装置が知られている（特許文献１参照）。

特開昭６０−２２８３５号公報

上記のＬＣＸを使用した無線式ＡＴＣシステムや空間波を使った無線式ＡＴＣシステムは、軌道回路による列車検知の仕組みを持たず、車上装置以外に列車位置を検出する仕組みを持たないため、車両故障や停電などで、地上装置が直前の列車の位置情報を用いてシステム内の列車を安全な間隔で停止させる構成を有する。ただし、位置不確定列車の発生後にＡＴＣシステムによる運行を復旧させるには、周囲の列車を安全な区間に退避させることや、当該列車を位置補正トランスポンダ（地上子）の受信位置まで小移動させ、システムに位置を再認識させる手順が必要となり、人間の注意力に委ねた作業が含まれることから、長時間の輸送障害が避けられなかった。

また、列車位置を追跡する別の手段としては、無線式ＡＴＣシステムで使用する列車無線基地局単位で通信中の列車位置を特定することが考えられる。しかし、ＬＣＸを使用したＡＴＣシステムの場合、地上装置から見て、列車無線基地局から先の無線区間（ＬＣＸ、中継機など）は、１つのアンテナと位置付けられ、列車無線基地局は、どの中継機を介して列車の車上装置から無線受信したのか区別ができず、位置不確定列車が発生した場合の運行の復旧時間が長くなるおそれがあった。

位置不確定列車の車上装置が、当該位置不確定列車の位置情報をＬＣＸの無線電波の強弱に応じて判別する構成も考えられる。ＬＣＸは、接続された中継機に近いほど無線電波が強くなることを利用するものである。しかし、無線の受信強度は変動が激しく、周囲環境やわずかな位置の違いなどで大きく変動するため、車上側での列車位置判別が不安定となる。

本発明の課題は、無線式の列車制御システムにおいて、位置不確定列車の位置情報を容易かつ確実に認識することである。

上記課題を解決するために、本発明の列車位置検出装置は、
複数の漏洩ケーブルを介して任意の列車の車上装置と無線通信を行う地上側の複数の中継機の少なくとも１つから、当該列車の電文情報を受信する受信手段と、
前記受信した電文情報の受信元の中継機を特定し、特定した中継機の中継機識別情報を当該電文情報に付加する付加手段と、
前記中継機識別情報が付加された電文情報を、地上側で列車の位置情報を管理する地上側管理装置に送信する送信手段と、を備える。

また、望ましくは、前記付加手段は、前記電文情報の受信元の中継機で通信に使用されたチャネルを特定し、特定したチャネルのチャネル識別情報を当該電文情報に付加する。

また、望ましくは、前記付加手段は、前記受信手段により、隣り合う複数の中継機から同じ電文情報を受信した場合に、当該受信電文情報の受信元の中継機をそれぞれ特定し、特定した中継機の中継機識別情報を当該電文情報にそれぞれ付加し、
前記送信手段は、前記中継機識別情報がそれぞれ付加された複数の電文情報を前記地上側管理装置に送信する。

また、望ましくは、前記電文情報は、対応する列車の識別情報を含む。

また、望ましくは、前記受信手段は、前記地上側管理装置と前記複数の中継機との間の伝送路に接続された複数の接続部を介して、電文情報を受信する。

また、本発明の列車位置検出システムは、前記列車位置検出装置と、電文情報を受信して一旦記憶し、位置不確定列車の発生時に、当該記憶された電文情報を前記地上側管理装置に送信するサーバと、を備え、
前記送信手段は、前記中継機識別情報が付加された電文情報を前記サーバに送信する。

本発明によれば、無線式の列車制御システムにおいて、位置不確定列車の位置情報を容易かつ確実に認識できる。

本発明の実施の形態の列車制御システムと列車位置検出システムとを示すシステム構成図である。 列車、ＬＣＸ及び中継機を示す構成図である。 車上装置を示すブロック図である。 （ａ）は、第１のＡＴＣ電文の構成を示す図である。（ｂ）は、第２のＡＴＣ電文の構成を示す図である。（ｃ）は、第３のＡＴＣ電文の構成を示す図である。 上り方向及び下り方向の軌道の区間、ＬＣＸを示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

図１〜図４を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態の列車制御システム１と列車位置検出システム２とを含む全体構成を説明する。図１は、本実施の形態の列車制御システム１と列車位置検出システム２とを示すシステム構成図である。

図１に示すように、ＬＣＸの無線式の列車制御システム１は、軌道１０（図２）に沿って敷設された無線信号伝送路兼送受信アンテナとしてのＬＣＸ１１１〜１１ｎ（ｎ：任意の自然数）と、中継機３０１〜３０ｎと、分配・合成部４１と、接続部４２１〜４２ｎと、Ｅ／Ｏ（Electronic/Optical signal）・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎと、基地局５０と、地上側管理装置としての無線ＡＴＣ装置６０と、を備える。列車位置検出システム２は、列車位置検出装置７０と、サーバ８０と、を備える。

ＬＣＸ１１１〜１１ｎは、例えば約１．５［ｋｍ］程度の距離にわたり、軌道１０の両側（上り方向及び下り方向）にそれぞれに設置する。ＬＣＸ１１１〜１１ｎを介して送受信する無線信号は送信周波数と受信周波数が異になるように設定する。

中継機３０１〜３０ｎは、それぞれ、無線信号の接続線を介してＬＣＸ１１１〜１１ｎに接続するとともに、光ファイバＦ１〜Ｆｎを介してＥ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎに接続し、Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎと、ＬＣＸ１１１〜１１ｎとの間の無線信号の送受信を中継する。すなわち、中継機３０１〜３０ｎは、Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎから入力されたＡＴＣ電文１００（光信号で変調された無線信号）を無線信号に復調してＬＣＸ１１１〜１１ｎに送信し、ＬＣＸ１１１〜１１ｎから入力されたＡＴＣ電文２００（無線信号）を、光信号で変調してＥ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎに送信する。また、中継機３０１〜３０ｎは、順に、中継機番号＃１〜＃ｎが対応付けられているものとする。

ＬＣＸ１１１〜１１ｎが設置されている軌道１０の領域には、全体で最大で所定数（例えば最大２０車両）の列車１２が進入することが想定されている。この中で例えば中継機３０１の場合、ＬＣＸ１１１の領域に進入している一台または複数の列車１２との無線信号の送受信を中継する。この無線信号による通信手段は、上り方向及び下り方向の列車のデータ（ＡＴＣ電文１００、ＡＴＣ電文２００）をそれぞれ冗長経路で伝送する必要があるため、複数（例えば４チャネル）のチャネルが用意され、領域内の複数の列車１２の車上装置２０（図２）とチャネルまたは送信タイミングを異にしてデータの送受信を行うことが可能である。この各チャネルの番号をチャネル番号＃１〜＃Ｃ１（Ｃ１：最大のチャネル数（例えば４））とする。中継機３０２〜３０ｎが中継する無線信号のチャネル数は、中継機３０１のチャネル数と同様である。

Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎは、それぞれ、光ファイバＦ１〜Ｆｎを介して中継機３０１〜３０ｎに接続するとともに、無線信号の接続線及び接続部４２１〜４２ｎを介して分配・合成部４１に接続し、中継機３０１〜３０ｎと、分配・合成部４１との間の無線信号を光信号で変調または光信号から復調して、送受信を中継する。具体的には、Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎは、中継機３０１〜３０ｎから受信した光信号で変調された無線信号を無線信号に復調して分配・合成部４１に送信し、分配・合成部４１から受信した無線信号を光信号で変調して中継機３０１〜３０ｎに送信する。列車制御システム１の伝送路は、後述する通信ネットワークＮと、無線ＡＴＣ装置６０から基地局５０の区間とを除いて、無線信号を伝送する伝送路となる。

分配・合成部４１は、基地局５０からのＡＴＣ電文１００（無線信号）を受信し、分配してＥ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎに送信し、Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎからの接続部４２１〜４２ｎを介した中継機ごとのＡＴＣ電文２００（無線信号）を受信し、基地局５０に送信する。

基地局５０は、中継機３０１〜３０ｎを介して列車１２の車上装置２０と無線ＡＴＣ装置６０との間で送受信される信号を中継する列車無線基地局である。基地局５０は、無線ＡＴＣ装置６０からのＡＴＣ電文１００を無線信号に変調して分配・合成部４１に送信する送信部５１と、分配・合成部４１からのＡＴＣ電文２００（無線信号）を復調して無線ＡＴＣ装置６０に送信する受信部５２と、を有する。図１では、１つの基地局５０を代表して示しているが、実際には、基地局５０が例えば３０［ｋｍ］ごとに複数設けられ、各基地局５０が、複数のＬＣＸなどを介して列車１２とのデータ送受信を行い、無線ＡＴＣ装置６０に接続されている。

無線ＡＴＣ装置６０は、所定駅の機器室などに設置され、列車停止位置の算出や車上からの列車位置情報等を管理する論理装置である。無線ＡＴＣ装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）等の演算処理装置や、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のデータ記憶装置、通信装置などから構成される。無線ＡＴＣ装置６０は、列車１２の車上装置２０を制御するためのＡＴＣ電文１００を生成して基地局５０に送信し、列車１２の位置情報などを含むＡＴＣ電文２００を基地局５０から受信する。

列車位置検出装置７０は、接続部４２１〜４２ｎに接続され、接続部４２１〜４２ｎを介して入力されたＡＴＣ電文２００（無線信号）を復調し、中継機３０１〜３０ｎなどの情報を付加してＡＴＣ電文２１０としてサーバ８０に送信する装置である。列車位置検出装置７０は、受信部７１１〜７１ｎと、付加手段としての処理部７２と、送信手段としての送信部７３と、を備える。

受信部７１１〜７１ｎは、それぞれ、接続部４２１〜４２ｎに接続され、Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎからのＡＴＣ電文２００（無線信号）をそれぞれ復調して処理部７２に出力する。処理部７２は、受信部７１１〜７１ｎから入力されたＡＴＣ電文２００に送信元の中継機３０１〜３０ｎの中継機番号及びチャネル番号を付加しＡＴＣ電文２１０として送信部７３に出力する。送信部７３は、処理部７２から入力されたＡＴＣ電文２１０をサーバ８０に送信する（サーバ８０を介して無線ＡＴＣ装置６０に送信する）。

サーバ８０は、列車位置検出装置７０から送信されたＡＴＣ電文２１０を受信して一旦記憶し、通信ネットワークＮを介して無線ＡＴＣ装置６０に適宜送信する在線管理サーバ装置である。サーバ８０は、例えば、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＨＤＤ等の不揮発性のデータ記憶部と、通信部とを備える。通信ネットワークＮは、例えば、専用線などとする。

つぎに、図２を参照して、列車１２の車上装置２０と、ＬＣＸ１１１〜１１ｎとの通信部分を説明する。図２は、列車１２、ＬＣＸ１１ｎ，１１（ｎ−１）及び中継機３０ｎを示す構成図である。

図２に示すように、車上装置２０は、軌道１０上を走行する列車１２に搭載されている。ここでは、ＬＣＸ１１１〜１１ｎのうちのＬＣＸ１１ｎと車上装置２０との無線通信を主として説明するが、他のＬＣＸにおける無線通信も同様である。

中継機３０ｎは、ＬＣＸ１１ｎを介して列車１２の車上装置２０との間で無線により情報の送受信を行う地上側の設備となる。中継機３０ｎは、無線ＡＴＣ装置６０で生成されＥ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３ｎから送信されたＡＴＣ電文１００（光信号で変調された無線信号）を無線信号に復調し、ＬＣＸ１１ｎを介して、車上装置２０に無線送信し、車上装置２０から無線送信され、ＬＣＸ１１ｎを介して受信したＡＴＣ電文２００（無線信号）を光信号で変調し、Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３ｎなどを介して無線ＡＴＣ装置６０へ送信する。

車上装置２０は、ＬＣＸ１１１〜１１ｎとの間で無線によるデータの送受信を行う無線通信部（移動局）２１、受信した情報を処理したり自列車の位置などの情報を送信するための処理及び車上側システムの制御を行うＡＴＣ車上制御装置２２、ディスクブレーキなどを制御するブレーキ制御装置２３などを備える。なお、図示しないが、ＡＴＣ車上制御装置２２は、速度照査パターンを記憶した記憶装置を備えており、停止位置情報（制御情報）を受信すると記憶装置から速度照査パターンを読み出し、速度照査パターンとそのときの列車の位置や走行速度に基づいて許容速度を算出し列車速度と比較しながら最適なブレーキ力を算出しブレーキ制御装置２３へ制御信号を出力するように構成されている。

無線ＡＴＣ装置６０には、列車ダイヤなどの情報を記憶し走行中の全列車の位置を把握し列車の運行を管理するサーバや該サーバに接続された指令用端末などからなる列車運行管理システム（図示略）が伝送路もしくは通信網を介して接続されている。

なお、上記列車運行管理システムとしては、在来線や新幹線（登録商標）等で既に導入されているシステムを利用することができる。また、列車運行管理システムは、駅ごとに設置され駅ごとの情報を集積する駅装置と、各駅装置からの情報を集積する中央装置等で構成される。駅装置は軌道回路等から列車の在線情報を取得しており、中央装置は各駅装置からの情報を集積することで線区全体の在線状況を把握しているので、列車運行管理システムはリアルタイム性のある列車位置情報を取得して指令用端末に表示することができる。

ついで、図３を参照して、車上装置２０の詳細な装置構成を説明する。図３は、車上装置２０を示すブロック図である。

図３に示すように、車上装置２０は、無線通信部（移動局）２１と、ＡＴＣ車上制御装置２２と、ブレーキ制御装置２３と、軌道１０上に設置されている地上子との間でデータの送受信を行う車上子２４ａを備えた送受信器（以下、車上子と略す）２４と、車軸に設けられた速度発電機２５と、列車無線通話器２６と、を有する。無線通信部（移動局）２１は、ＡＴＣ電文２００などの送信データを無線信号で変調したりアンテナＡＴで受信したＡＴＣ電文１００（無線信号）を復調したりする変復調部２１Ａ、及び無線フレームに多重化されたＡＴＣ電文１００などの受信データのチャネル毎の分離や、チャネル毎の送信データを無線フレームに多重化する分離・合成部２１Ｂを備える。

分離・合成部２１Ｂは、無線フレームに多重化された受信データに含まれる通話音声データと制御データ（停止位置情報や臨時速度制限情報等）を分離したり、送信側の通話音声データと列車位置データなどのデータを無線フレームに多重化したりする機能を備え、分離・合成部２１Ｂで分離された通話音声データは、乗務員席に設けられている列車無線通話器２６へ伝送される。

ＡＴＣ車上制御装置２２は、速度発電機２５からの信号に基づいて車軸回転数と車輪径との積から走行距離を算出して自列車の位置を演算するとともに、地上子を通過する際に車上子２４ａによって受信した情報に基づいて自列車の位置を修正する機能を備える。そして、自列車の位置情報は、ＡＴＣ電文２００として、無線通信部（移動局）２１によって無線ＡＴＣ装置６０へ送信される。車上子２４ａが地上子から受信する情報は、地上子自身の設置位置情報（キロ程）や指定区間の残距離でも良いし、地上子の識別コードでも良い。受信する情報が地上子の識別コードの場合には、地上子の識別コードと設置位置情報との対応表を車上の記憶装置に予め格納しておいて、この対応表を参照することで自列車の位置を修正することができる。

また、ＡＴＣ車上制御装置２２は、ＣＰＵ等の演算処理装置や、ＲＯＭやＲＡＭ等のデータ記憶装置などから構成されており、受信したＡＴＣ電文１００に含まれる停止位置情報や臨時速度制限情報を用いてデータ記憶装置から速度照査パターンを読み出し、速度照査パターンと自列車の速度情報、自列車位置情報を比較しながらブレーキ制御信号を生成する。なお、図示しないが、ＡＴＣ車上制御装置２２には、運転席のブレーキノッチからの信号も入力され、ブレーキノッチ信号に応じたブレーキ力を算出しブレーキ制御装置２３へ制御信号を出力する。

ついで、図４及び図５を参照して、列車制御システム１及び列車位置検出システム２の動作を説明する。図４（ａ）は、ＡＴＣ電文１００の構成を示す図である。図４（ｂ）は、ＡＴＣ電文２００の構成を示す図である。図４（ｃ）は、ＡＴＣ電文２１０の構成を示す図である。図５は、上り方向及び下り方向の軌道１０の区間１０（ｍ−１）〜１０（ｍ＋１）、ＬＣＸ１１（ｍ−１）〜１１（ｍ＋１）を示す図である。

列車制御システム１において、無線ＡＴＣ装置６０は、ＡＴＣ電文１００を生成して、基地局５０で無線信号に変調後、分配・合成部４１に送信する。図４（ａ）に示すように、ＡＴＣ電文１００は、ヘッダ部１０１と、本文部１０２と、を有する。ヘッダ部１０１は、制御対象の列車１２を識別する列車ＩＤなどを含む。本文部１０２は、ヘッダ部１０１の列車ＩＤに対応する列車１２の車上装置２０の制御内容を示す制御データ（停止位置情報や臨時速度制限情報等）などを含む。

分配・合成部４１は、基地局５０から受信したＡＴＣ電文１００（無線信号）を全ての中継機３０１〜３０ｎ用に分配して、Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３１〜４３ｎ、中継機３０１〜３０ｎそれぞれを介して、ＬＣＸ１１１〜１１ｎに送信する。ＬＣＸ１１１〜１１ｎは、受信したＡＴＣ電文１００（無線信号）を無線送信する。無線送信されたＬＣＸ１１１〜１１ｎのいずれか１つに対応する軌道１０に列車１２が在線する場合に、その列車１２の車上装置２０の無線通信部２１は、無線送信されたＡＴＣ電文１００（無線信号）を受信する。

分離・合成部２１Ｂは、アンテナＡＴで受信され変復調部２１Ａで復調されたＡＴＣ電文１００をＡＴＣ車上制御装置２２に送信し、ＡＴＣ車上制御装置２２はＡＴＣ電文１０００のヘッダ部１０１の列車ＩＤが自列車に対応するか否かを判別し、自列車に対応する場合に、本文部１０２の制御データに応じて、ブレーキ制御装置２３を制御する。

また、車上装置２０において、ＡＴＣ車上制御装置２２は、車上子２４及び速度発電機２５を用いて自列車の位置情報を算出及び修正し、当該自列車の位置情報を含むＡＴＣ電文２００を生成する。図４（ｂ）に示すように、ＡＴＣ電文２００は、ヘッダ部２０１と、本文部２０２と、を有する。ヘッダ部２０１は、自列車の列車ＩＤなどを含む。本文部２０２は、ヘッダ部２０１の列車ＩＤの列車（自列車）の位置情報などを含む。

図２に示すように、列車１２の車上装置２０が、ＬＣＸ１１ｎのみと無線通信を行う区間に在線する場合には、中継機３０ｎのみがＬＣＸ１１ｎを介してＡＴＣ電文２００（無線信号）を車上装置２０から受信する。中継機３０ｎは、受信したＡＴＣ電文２００（無線信号）を、Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３ｎ、接続部４２ｎを介して分配・合成部４１に送信する。分配・合成部４１は、基地局５０を介して、ＡＴＣ電文２００を無線ＡＴＣ装置６０に送信する。無線ＡＴＣ装置６０は、ＡＴＣ電文２００を受信して自機のデータ記憶部に記憶する。

このとき、列車位置検出装置７０の受信部７１ｎは、接続部４２ｎを介して、ＡＴＣ電文２００（無線信号）をＥ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３ｎから受信し、復調後、多重化された無線フレームを処理部７２に出力する。処理部７２は多重化された無線フレームの当該チャネルからＡＴＣ電文２００を分離し、受信部（受信部７１ｎ）に対応する中継機番号とチャネル番号からＡＴＣ電文２１０を生成する。送信部７３は、ＡＴＣ電文２１０をサーバ８０に送信する。

図４（ｃ）に示すように、ＡＴＣ電文２１０は、ＡＴＣ電文２００（ヘッダ部２０１、本文部２０２）と、ヘッダ部２１１と、を有する。ヘッダ部２１１は、ＡＴＣ電文２００の送信元の中継機の中継機番号及びＡＴＣ電文２００が無線送信されたチャネルのチャネル番号などを含む。処理部７２は、入力されたＡＴＣ電文２００を受信した受信部７１ｎに対応する中継機番号＃ｎと、ＡＴＣ電文２００が含まれていた無線フレーム内のチャネル番号（例えばチャネル番号＃Ｎ）を含むヘッダ部２１１を生成して当該ＡＴＣ電文２００に付加して、ＡＴＣ電文２１０を生成する。

サーバ８０は、ＡＴＣ電文２１０を列車位置検出装置７０から受信して自機のデータ記憶部に記憶する。列車１２の車上装置２０において、車両故障や停電などで再起動が発生した場合に、当該列車１２のＡＴＣ電文２００の本文部２０２の列車の位置情報は、不確定な情報となり、当該列車１２が位置不確定列車となる。無線ＡＴＣ装置６０は、位置不確定列車が発生すると、当該位置不確定列車の列車ＩＤをヘッダ部２０１に含むＡＴＣ電文２１０をサーバ８０に要求する。サーバ８０は、要求されたＡＴＣ電文２１０を自機のデータ記憶部から読み出して、通信ネットワークＮを介して無線ＡＴＣ装置６０に送信する。このため、無線ＡＴＣ装置６０は、位置不確定列車についても、対応するＡＴＣ電文２１０のヘッダ部２１１の中継機番号から、だいたいの列車の位置（ここでは、中継機３０ｎに対応する軌道１０の位置）を認識でき、ヘッダ部２１１のチャネル番号から、その無線通信で使用しているチャネルを認識できる。

図１に示すように、列車１２の車上装置２０が、ＬＣＸ１１ｎに対応する軌道１０上の区間と、ＬＣＸ１１（ｎ−１）に対応する区間との中間位置に在線する場合、車上装置２０が送信したＡＴＣ電文２００（無線信号）はＬＣＸ１１ｎ，１１（ｎ−１）の両方を介して、中継機３０ｎ，３０（ｎ−１）でそれぞれ受信する。２つのＡＴＣ電文２００（無線信号）は、同じ内容の無線信号であり、それぞれ、中継機３０ｎ，３０（ｎ−１）から、Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ４３ｎ，４３（ｎ−１）、接続部４２ｎ，４２（ｎ−１）、分配・合成部４１に送信される。分配・合成部４１では２つのＡＴＣ電文２００（無線信号）を合成するが、同じ内容の無線信号であるため、合成後はＡＴＣ電文２００（無線信号）がひとつの無線信号となり基地局５０で復調後、無線ＡＴＣ装置６０に送信される。

これとともに、２つのＡＴＣ電文２００は、接続部４２ｎ，４２（ｎ−１）から、列車位置検出装置７０に送信され、受信部７１ｎ，７１（ｎ−１）により受信される。処理部７２は、２つのＡＴＣ電文２００をいずれも採用する。処理部７２は、受信部７１ｎにより復調されたＡＴＣ電文２００に基づき、中継機３０ｎに対応する中継機番号＃ｎ及びチャネル番号（例えば＃Ｎ）を含むヘッダ部２１１を有するＡＴＣ電文２１０と、受信部７１（ｎ−１）により復調されたＡＴＣ電文２００に基づき、中継機３０（ｎ−１）に対応する中継機番号＃（ｎ−１）及びチャネル番号（例えば＃Ｎ）を含むヘッダ部２１１を有するＡＴＣ電文２１０と、を生成する。位置不確定列車が発生し、当該位置不確定列車に対応して、中継機３０ｎ，３０（ｎ−１）に応じたＡＴＣ電文２１０が生成されている場合に、無線ＡＴＣ装置６０は、サーバ８０から受信する中継機３０ｎ，３０（ｎ−１）に応じた２つのＡＴＣ電文２１０のヘッダ部２１１に応じて、当該位置不確定列車の位置が、中継機３０ｎ付近、つまりＬＣＸ１１ｎ，１１（ｎ−１）の境界付近であることを認識できる。

また、図５に示すように、列車１２の上り方向及び下り方向の軌道１０に沿ってＬＣＸ１１（ｍ−１）〜１１（ｍ＋１）（ｍ；ｎより小さい整数）が設けられている場所を考える。軌道１０のうち、ＬＣＸ１１（ｍ−１）〜１１（ｍ＋１）に対応する区間を、区間１０（ｍ−１）〜１０（ｍ＋１）とする。軌道１０の各区間は、例えば１．５［ｋｍ］の長さとする。

ここで、位置不確定列車の列車１２が発生し、当該位置不確定列車の列車１２の車上装置２０がＬＣＸ１１ｍに対応する区間１０ｍに位置する場合を考える。車上装置２０が、ＬＣＸ１１ｍを介して無線通信が可能であるので、無線ＡＴＣ装置６０は、中継機３０ｍ、分配・合成部４１、基地局５０などを介してＡＴＣ電文２００を受信し、これと並行して列車位置検出装置７０で生成された当該位置不確定列車の列車１２のＡＴＣ電文２１０をサーバ８０に要求して受信する。

無線ＡＴＣ装置６０は、受信したＡＴＣ電文２１０だけでは、位置不確定列車の列車１２が、上り方向を走行して区間１０ｍに在線していたのか、下り方向を走行して区間１０ｍに在線していたのか、判別できない。そこで、無線ＡＴＣ装置６０は、受信したＡＴＣ電文２１０のヘッダ部２０１に含まれる列車ＩＤを取得し、取得した列車ＩＤに対応する区間１０ｍに進入直前の防護区間（例えば、２［ｋｍ］）に在線時の列車１２の位置情報を自機のデータ記憶部から取得する。区間１０ｍに対応する上り方向の防護区間をＰＺｍ１とし、区間１０ｍに対応する下り方向の防護区間をＰＺｍ２とする。無線ＡＴＣ装置６０は、位置不確定列車の列車１２の進入直前の位置情報が防護区間ＰＺｍ１、ＰＺｍ２のどちらにあるかによって、現在の当該位置不確定列車の列車１２が上り方向の区間１０ｍに在線しているのか、下り方向の区間１０ｍに在線しているのかを判別できる。

また、無線ＡＴＣ装置６０は、管理対象の各列車の位置情報を、上り方向又は下り方向であるかの情報や、駅などの各番線の在線情報に関連付けて自機のデータ記憶部に記憶している場合には、位置不確定列車の列車１２の列車ＩＤに対応する直前の位置情報に対応する上り方向又は下り方向であるかの情報や、番線の在線情報を参照することにより、現在の当該位置不確定列車の列車１２が上り方向及び下り方向のどちらの区間に在線しているかや、何番線に在線しているかを判別できる。

以上、本実施の形態によれば、列車位置検出装置７０は、ＬＣＸ１１１〜１１ｎを介して任意の列車１２の車上装置２０と無線通信を行う地上側の中継機３０１〜３０ｎの少なくとも１つから、ＡＴＣ電文２００を受信する受信部７１１〜７１ｎと、受信したＡＴＣ電文２００の受信元の中継機を特定し、特定した中継機の中継機番号をＡＴＣ電文２００に付加する処理部７２と、中継機番号が付加されたＡＴＣ電文２１０を、地上側で列車の位置情報を管理する無線ＡＴＣ装置６０に送信する送信部７３と、を備える。

このため、無線式の列車制御システムにおいて、位置不確定列車が発生した場合に、当該位置不確定列車の位置情報を、ＡＴＣ電文２１０の中継機番号の中継機のＬＣＸに対応する軌道１０の位置として容易かつ確実に認識できる。より具体的には、位置不確定列車の発生の際の復旧手順に人間系で列車位置を確認していた作業時間の短縮とシステム化による安全性向上が期待でき、位置不確定列車の位置検出において、専用のバックアップ設備（軌道回路や車軸検知など）を設ける必要がなく、無線式ＡＴＣシステムで使用する列車無線設備の改修（列車位置検出装置７０の追加）（及び地上のサーバ８０の追加）の規模で実現できるため、低コストで保守負担も少ないメリットがある。

また、処理部７２は、ＡＴＣ電文２００の受信元の中継機で通信に使用されたチャネルを特定し、特定したチャネルのチャネル番号をＡＴＣ電文２００に付加してＡＴＣ電文２１０とする。このため、無線ＡＴＣ装置６０は、位置不確定列車のＡＴＣ電文２１０のチャネル番号を参照することにより、当該位置不確定列車が使用しているチャネルを認識できる。

また、処理部７２は、受信部７１１〜７１ｎにより、隣り合う複数の中継機から同じＡＴＣ電文２００を受信した場合に、当該受信したＡＴＣ電文２００の受信元の中継機をそれぞれ特定し、特定した中継機の中継機番号をＡＴＣ電文２００にそれぞれ付加し、中継機番号がそれぞれ付加された複数のＡＴＣ電文２１０を無線ＡＴＣ装置６０に送信する。このため、無線ＡＴＣ装置６０は、隣り合うＬＣＸ（例えばＬＣＸ１１（ｎ−１），ＬＣＸ１１ｎ）の境界である中継機（例えば中継機３０ｎ）付近を列車の在線位置とすることができ、在線位置が不正確になることを防ぐことができる。

また、ＡＴＣ電文２００（２１０）は、対応する列車ＩＤを含む。このため、無線ＡＴＣ装置６０は、位置不確定列車の列車ＩＤを用いて、当該位置不確定列車の過去の位置情報及びその関連情報を参照できる。例えば、関連情報が、防護区間の情報や、在線した軌道１０の上り方向又は下り方向の情報や、番線の情報である場合に、位置不確定列車の現在の在線の軌道１０の上り方向又は下り方向や、番線を判別できる。

また、処理部７２は、ヘッダ部２１１が付加されたＡＴＣ電文２１０を、送信部７３を介してサーバ８０に送信し、サーバ８０は、当該ＡＴＣ電文２１０を受信して一旦記憶し、位置不確定列車の発生時に、無線ＡＴＣ装置６０からの要求に従い、当該記憶されたＡＴＣ電文２１０を無線ＡＴＣ装置６０に送信する。列車位置検出システム２は、列車位置検出装置７０と、サーバ８０と、を備える。このため、位置不確定列車以外の不要なＡＴＣ電文２１０を無線ＡＴＣ装置６０に送信しないので、無線ＡＴＣ装置６０の処理負担を低減できる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。

また、上記実施の形態における列車制御システム１及び列車位置検出システム２の各構成要素の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。

１ 列車制御システム
１０ 軌道
１１１〜１１ｎ ＬＣＸ
１２ 列車
２０ 車上装置
２１ 無線通信部
２２ ＡＴＣ車上制御装置
２３ ブレーキ制御装置
２４ａ 車上子
２４ 送受信器（車上子）
２５ 速度発電機
２６ 列車無線通話器
３０１〜３０ｎ 中継機
Ｆ１〜Ｆｎ 光ファイバ
４１ 分配・合成部
４２１〜４２ｎ 接続部
４３１〜４３ｎ Ｅ／Ｏ・Ｏ／Ｅコンバータ
５０ 基地局
５１ 送信部
５２ 受信部
６０ 無線ＡＴＣ装置
２ 列車位置検出システム
７０ 列車位置検出装置
７１１〜７１ｎ 受信部
７２ 処理部
７３ 送信部
８０ サーバ
Ｎ 通信ネットワーク

Claims (6)

1. 複数の漏洩ケーブルを介して任意の列車の車上装置と無線通信を行う地上側の複数の中継機の少なくとも１つから、電文情報を受信する受信手段と、
   前記受信した電文情報の受信元の中継機を特定し、特定した中継機の中継機識別情報を当該電文情報に付加する付加手段と、
   前記中継機識別情報が付加された電文情報を、地上側で列車の位置情報を管理する地上側管理装置に送信する送信手段と、を備える列車位置検出装置。
2. 前記付加手段は、前記電文情報の受信元の中継機で通信に使用されたチャネルを特定し、特定したチャネルのチャネル識別情報を当該電文情報に付加する請求項１に記載の列車位置検出装置。
3. 前記付加手段は、前記受信手段により、隣り合う複数の中継機から同じ電文情報を受信した場合に、当該受信電文情報の受信元の中継機をそれぞれ特定し、特定した中継機の中継機識別情報を当該電文情報にそれぞれ付加し、
   前記送信手段は、前記中継機識別情報がそれぞれ付加された複数の電文情報を前記地上側管理装置に送信する請求項１又は２に記載の列車位置検出装置。
4. 前記電文情報は、対応する列車の識別情報を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の列車位置検出装置。
5. 前記受信手段は、前記地上側管理装置と前記複数の中継機との間の伝送路に接続された複数の接続部を介して、電文情報を受信する請求項１から４のいずれか一項に記載の列車位置検出装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の列車位置検出装置と、
   電文情報を受信して一旦記憶し、位置不確定列車の発生時に、当該記憶された電文情報を前記地上側管理装置に送信するサーバと、を備え、
   前記送信手段は、前記中継機識別情報が付加された電文情報を前記サーバに送信する列車位置検出システム。

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