JP4969085B2

JP4969085B2 - 信号保安装置

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Publication number: JP4969085B2
Application number: JP2005329049A
Authority: JP
Inventors: 洋一杉田; 渡部　　悌; 正和秋山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2025-11-14
Also published as: JP2007137076A

Description

本発明は、鉄軽便鉄道（ＬＲＴ；Light Rail Transit）および案内軌条式鉄道（ＡＧＴ；Automated Guided Train）などの軌道上を車両が移動することで輸送を行う輸送システムに係わり、特に、閉塞区間の境界外に地上通信子を設け、車上通信子からの車両識別情報（以下、車両ＩＤと記す）を送受する信号保安装置に関する。

従来の鉄道の信号保安システムにおけるＡＴＣ（Automatic Traffic Control）などの信号保安制御システムでは、軌道回線を用いる方式で列車の在線を検知し、軌道回線を伝送路にして制御情報を連続的に車上に送信することで列車の速度制限を行い、軌道上全線において列車の存在を検出しているが、システムが複雑となり高価となる問題を有する。

上述のような軌道回路を用いず、例えば、ＡＴＳ−Ｐ（Automatic Train Stop P-type）相当のいわゆる軌道回路より廉価なトランスポンダやバリスなどの狭域無線通信装置のみを用いて、列車を検知し、列車の速度を制限するための情報を伝送する信号保安制御システムでは、列車を検知するために軌道上に離散的に設けられたトランスポンダ（以下、地上通信子と記す）によって車両ＩＤを地上と車上間で通信して列車の在，不在を特定している。すなわち、軌道に沿って所定領域に設けられた、例えば、地上通信子によって車両ＩＤを受信して、同じ車両ＩＤを受信しなければ、地上通信子の設置された領域には列車がいないとするチェックイン−チェックアウト方式が行われている。これは、所定領域における列車の存在確認により他の領域の列車の不在証明を行うものであり、このような先行列車の存在のために駅区間で後続列車の進入を禁止する閉塞区間を設けた信号保安システムが特許文献１に開示されている。

特許文献１には所定駅への車両の進行方向と反対の方向の駅進入検知位置に配設された列車の所定駅への進入を検知する第１の地上通信子、所定駅からの車両の進行方向の駅出発検知位置に配置された第２の地上通信子と、所定駅からの列車の出発を検知するための駅区間の境界を示す駅区間境界位置に配置された第３の地上通信子が開示されている。

上述の第１乃至第３の地上通信子は、各地上通信子が設置されている所定駅を特定する駅名、駅番号などの駅情報および第１乃至第３の地上通信子が上記各位置のいずれに設置されているかを特定する設置位置情報を記憶している。このような地上通信子は、車両内の車載制御部が発信する電力供給用の電波を受信し、これによる電力を用いて駅情報および設置位置情報を車載制御装置に送信している。

上記特許文献１の車載制御装置の運行管理部と第１乃至第３の地上通信子間は携帯電話機などの通信端末を介して対象となる列車の位置を確認するための地上子識別情報（以下地上子ＩＤと記す）と、対象となる列車を特定するための車両ＩＤ、ならびに所定駅からの出発許可または所定駅での停止要請などの各種指令を含む進行許可情報および先方駅における故障車両の停車や駅閉鎖などの利用可能性を示す先方駅情報を転送している。

また、特許文献２には、軌道に沿って離散的に一対の地上通信子が配設され、送受信部で受信された列車の速度が予め定めた値以上の場合、隣接する次の閉塞区間への列車の移動を許可する許可信号を出力して、通信を行った閉塞区間は列車不在と判断するようにした信号保安制御システムが開示されている。

特許文献２に開示の信号保安制御システムでは、閉塞区間境界の片側一方に狭域無線通信手としての地上通信子を設けることで、列車の閉塞区間間の移動を速やかに検出できるようにし、閉塞区間の境界の入り口と出側に設けていた従来の信号保安システムに対して通信手段の導入コストを低減させている。

図１４は、上記特許文献２に開示の信号保安制御システム１０を示すもので、軌道6上の車両１の前後に車上通信子２ａ、２ｂが設けられている。地上通信子３ａ、３ｂは、ホーム４の前後に設けられ、車両１がホーム４に停車した時に車上通信子２ａ、２ｂと地上通信子３ａ、３ｂ間でそれぞれ通信可能となるよう車上通信子２ａ、２ｂに対応した位置に設置される。地上の列車制御装置７は制御用ＬＡＮ８、送受信器９を介して車上通信子２ａ、２ｂおよび地上通信子３ａ、３ｂにより地上と列車間で予め登録された車両ＩＤを送受信することにより列車位置を把握管理し、また列車の上限速度やそれに代わる例えば、停止位置などの情報を制御用ＬＡＮ８，送受信器９を介して地上通信子３ａ、３ｂから車上の車上通信子２ａ、２ｂへと送信することで、列車間衝突防止などの保安のための列車制御を行っている。

すなわち、特許文献２では、地上通信子３ａ、３ｂを隣接する閉塞区間５ａ、５ｂの境界の手前に配置し、この地上通信子３ａ上を通過時の列車速度が一定値以上の場合、隣接する閉塞区間５ａに進出できると判断し、閉塞区間５ａを不在と認識するようになされている。
特開２００３−９５１０４号公報特開２００４−２０３２５８号公報

上記した特許文献１には複数の地上通信子を有し、これら地上通信子の一つは各ホーム４に設けられる軌道６上の閉塞区間５ａの境界を示す手前に配設されているが車両ＩＤは公共の携帯電話回線のような通信端末によって伝送され、かつ複数の地上通信子が用いられるためシステムが複雑化し、高価となる課題を有していた。

また、特許文献２では一対の地上通信子３ａ、３ｂを一閉塞区間５ａ、５ｂ内に配設し、一方の地上通信子３ａを車両１が通過後の一定時間経過後の速度を検出し、これが異常停止によっても確実に次の閉塞区間５ａへ移動可能な値であるかを判断して、地上通信子３ａ、３ｂに車両ＩＤを伝送して進出中の閉塞区間５ａの不在判定をおこなっているが、列車長が短い場合は停止しいている状態から地上通信子３ａ位置を通過するまでに十分な加速ができず、隣接する閉塞区間１ａに進出する速度を確保できず、閉塞区間１ａの不在判定ができない課題を有していた。

さらに、車上通信子は稼動率を確保する目的で列車長と同等の間隔を置いて前後一対の車上通信子２ａ、２ｂを設置するが、列車長の異なる列車を混在させて走行させる線区では、異なる列車長の数だけ余計に地上通信子１ａ、１ｂ・・を設置する必要があった。

本発明は叙述の課題を解消するたに列車長にかかわらず、速やかに閉塞区間への進出を検出可能な狭域無線通信装置を用いた信号保安装置を提供することを目的とする。

本発明の信号保安装置は、列車の停止すべき位置である閉塞区間の前方にトランスポンダのごとき第１の狭域無線通信装置を配置し、隣接する閉塞区間に車両が完全に進出しきったとき車両の前後に設けた狭域無線通信装置と交信可能な第２の狭域無線通信装置を設けるように成したものである。また、車上の対の通信子は車上の先頭と後尾に設置され、さらに、対の地上の通信子は一列車のみの存在を許す閉塞区間の境界の前後に一つずつ設置され、二つのうち一つの地上の通信子は閉塞境界手前に該列車が停止した際に先頭の車上の通信子と通信可能な位置に設置され、一つの地上の通信子は該列車が閉塞区間の境界を抜けて隣接する閉塞区間に完全に移動した際に後尾の車上の通信子と通信可能な位置に設置されるようにしたものである。

本発明の信号保安装置によれば、路線上を走る列車長が短い場合でも隣接する閉塞区間への進出が速やかに判定可能となり、確実に隣接する閉塞区間に列車を移動させることができる。

以下、本発明の１形態例を図１乃至図１０によって説明する。図１は本発明の信号保安装置および信号保安システムの構成図を示す。図１において、信号保安装置（システム）２０は、軌道２１に沿って走行する車両２２と、この車両（列車）２２内の前後（列車の場合は先頭車両の前部および最後尾車両の後部）に配設された通信範囲が限定された狭域無線通信装置からなる、例えば、トランスポンダ、バリス、ループコイルなどの第１および第２の車上通信手段（以下、車上通信子と記す）２３ａ、２３ｂを有し、駅のプラットホーム（以下、ホームと記す）２４ｂと隣接する駅のホーム２４ａの前方位置には狭域無線通信装置からなる、例えば、トランスポンダやバリスなどの第１の車上通信手段（以下、地上通信子と記す）２５ｂを有し、先行列車の存在のために駅区間の軌道２１の近傍に後続列車の進入を禁止する第１乃至第ｎの閉塞区間２６ａ、２６ｂ・・２６ｎを設けた閉塞区間の境界２７の近傍に第１の地上通信子２５ａを配設する。すなわち、図１では第１の閉塞区間２６ａ第２の閉塞区間２６ｂの境界２７を挟んで第１および第２の対の地上通信子２５ａ、２５ｂが配設されている。地上制御用ＬＡＮ（以下、ＬＡＮと記す）２９には地上側列車制御装置３０と共にノード２８が接続され、ノード２８には変復調機能を有する第１乃至第ｎの中継器２７ａ、２７ｂ・・２７ｎが接続され、第１および第２の中継器２７ａ、２７ｂは第１および第２の地上通信子２５ａ、２５ｂに接続されている。

ホーム２４ａ、２４ｂに配置される第２の地上通信子２５ｂは車両２２がホーム２４ａ、２４ｂに停車した際に車両２２の進行方向側の前方に取り付けられた第１の車上通信子２３ａと信号の授受が可能位置にとりつけられる。また、隣接する第１の閉塞区間２６ａに配設された第１の地上通信子２５ａは車両２２が第２の閉塞区間２６ｂの境界２７を越え、隣接する第１の閉塞区間２６ａに進出しきった際に第２の車上通信子２３ｂと通信可能位置に設置されている。従って、図１に示すように第１および第２の地上通信子２５ａ、２５ｂは第１の閉塞区間２６ａと第２の閉塞区間２６ｂの境界２７をはさんで１セットで設置されるため、各閉塞区間に地上通信子２５ａ、２５ｂがそれぞれ一つずつ有することになる

第１の地上通信子２５ａと第２の地上通信子２５ｂはそれぞれ中継器２７ａ、２７ｂ−ノード２８―ＬＡＮ２９を介して地上側列車装置３０に予め登録された車両ＩＤ（列車の識別番号）を送信することで、列車の在線位置を検知すると共に車両２２の速度を制限する情報を生成管理し、また列車の上限速度やそれに代わる情報（例えば停止位置など）を車両側列車無線装置３０−ＬＡＮ２９−ノード２８を介して第１の地上通信子２５ａと第２の地上通信子２５ｂから第１の車上通信子２３ａと第２の車上通信子２３ｂへ送信する。車両２２は、速度を制限するための停止位置情報や車両内に設けられた後述する記憶装置（以下、車上ＤＢと記す）３３内に格納される先行列車や軌条２１の形状に応じて予め用意した安全を運行するために必要な情報を用いて次の停止位置に到達するまでの車両２２が守るべき上限速度カーブを生成し、この速度を超えない様に車両２２を自動制御する。

図１の構成では一閉塞区間毎に一駅が存在する場合を説明したが、駅間が長い場合は駅間に複数の閉塞区間２６ａ、２６ｂ・・を設けても良い。この場合、ホーム２４ａのない閉塞区間にも、一つの閉塞区間の境界２７の前後に一対の第１の地上通信子２５ａおよび２５ｂを配置しても良い。

次に、上述の車両２２内の車両信号保安装置３８の系統図を図２に示す。図２において、車両２２内の車両信号保安装置３８は車両２２の前後端に第１の車上通信子２３ａと第２の車上通信子２３ｂが配設され、これら車上通信子２３ａ、２３ｂの一端は車両２２内に配設した変復調機能を有する第１、第２の中継器３７ａ、３７ｂ（または、地上の中継器２７ａ、２７ｂを用いる場合は中継器３７ａ、３７ｂは不要）を介して車両ＩＤ送信部３６および受信部３１の入力端子に接続されている。受信部３１の出力端は車上記憶装置（以下、車上ＤＢと記す）３３と接続された防護パターン生成部３２に接続され、防護パターン生成部３２の出力端は車両信号部３４と速度制御部３５に接続されている。

図３は上記した、防護パターン生成部３２の車両２２の現在位置と停止位置で決定される速度防護パターンをテーブル化した速度防護パターンテーブル３９を示すもので、このテーブル３９は車上ＤＢ３３内に格納されている。

図４は、地上側列車制御装置３０の構成を示すもので、中継器２７ａ（または３７ａ）からからの情報が供給される様に接続された受信処理部４０と、この受信処理部４０に接続された列車検出処理部４１と、この列車検出処理部４１に接続された停止位置生成部４２および運行管理装置４４と、運行管理装置４４から停止位置生成部４２へ情報が供給される様に接続されて停止位置生成部４２から送信処理部４３を経由して中継器２７ａ（または３７ｂ）に出力される。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）は車両２２と地上側列車制御装置３０間の通信プロトコル時の通信電文情報４５、４６を示し、通信電文情報４５には信号種別１、車両ＩＤ、列車の進行方向、列車速度、通信手段種別などが送信され、通信電文情報４６には閉塞Ｎｏ、信号種別２、停止位置、位置情報、出発時刻などが送信される。

図５（Ａ）に示す通信電文４５は第１および第２の車上通信子２３ａ、２３ｂから地上側列車制御部３０へ送信される情報であり、通信電文情報４５の「信号種別１」は車上から地上へ送信されることを示す情報、「車両ＩＤ」は送信基の車両２２の有する車両識別用のＩＤ情報、「進行方向」は車両２２の進行方向を示す情報、「列車速度」は車両２２の通信電文情報４５を生成時の速度情報、「通信手段種別」は第１の車上通信子２３ａか、第２の車上通信子２３ｂから送信かを示す種別情報である。

図５（Ｂ）に示す通信電文４６は地上側列車制御部３０から第１および第２の車上通信子２３ａ、２３ｂへ送信される情報であり、通信電文情報４６の「閉塞Ｎｏ」は送信する対象の車両２２が現存する閉塞区間番号情報、「信号種別２」は地上から車上へ送信されることを示す情報、「停止位置」は列車の停車すべき位置、「位置情報」は車両２２の現在地、すなわち、列車２２が通信中の第１および第２の地上通信子２５ａ、２５ｂの設置位置である。「出発時刻」は車両２２がホーム２４ａ、２４ｂに停車している場合、車両２２が停車中のホーム２４ａ、２４ｂを出発する時刻である。

上記した構成において、図２で詳記した車両２２の車両信号保安装置３８の動作を説明する。図２において、第１および第２の車上通信子２３ａ、２３ｂが第１および第２の地上通信子２５ａ、２５ｂと通信可能な範囲に到達すると、車両ＩＤ送信部３６は車両２２の図５（Ａ）に示な様に車両ＩＤを含む通信電文情報４５を第１および第２の地上通信子２５ａ、２５ｂを介して地上側列車制御装置３０に送信する。

通信電文情報４５を受信した地上側列車制御装置３０は通信電文情報４５に含まれる車両ＩＤを利用して後述の図７で説明する在線検知処理により、列車の位置を把握する。さらに、車両２２の進行限界である停止位置を算出し、この停止位置を含んだ図５（Ｂ）に示す、通信電文情報４６を車両２２に送信する。受信部３１は第１および第２の地上通信子２５ａ、２５ｂと第１および第２の車上通信子２３ａ、２３ｂを介して地上側列車制御装置３０より送信される通信電文情報４６を受信し、通信電文情報４６内に含まれる閉塞Ｎｏ、停止位置、位置情報、出発時刻を読み取り、防護パターン生成部３２へ供給する。

上述の第１および第２の車上通信子２３ａ、２３ｂと第１および第２の地上通信子２５ａ、２５ｂとの情報の授受は通信可能な範囲内にある状態で実施される。防護パターン生成部３２では、受信部３１より送信された通信電文情報４６内の車両２２の閉塞Ｎｏと停止位置を利用して、速度上限カーブを生成する。これは位置に対する上限速度を記録したカーブであり、この速度上限カーブは図３で示す様に、防護パターンと呼ばれるものと同義である。

車両２２の現在位置は第２の閉塞区間２６ｂの境界２７に設置される第２の地上通信子２５ｂの設置位置に相当する。また、図９で後述するが、停止位置５０も第２の地上通信子２５ｂの設置位置に相当するため停止位置５０と閉塞Ｎｏが一対一に対応するため、現在位置４８と停止位置５０との組み合わせは有限となり、用意すべき防護パターン４９も有限となる。防護パターン４９は現在位置４８と停止位５０、更にこの区間の軌道２１の形状によって決定される。

防護パターン生成部３２は受信部３１から送信された現在位置４８と停止位置５０より、これらに対応する速度の防護パターン４９を図３に示す防護パターンテーブル３９から抽出する。抽出された防護パターン４９と現在位置４８および出発時刻は速度制御部３５と車両信号部３４に送信される。速度制御部３５は車両２２の車軸の回転数を積分することで現在位置の予測値を算出して、防護パターン生成部３２より送信された現在位置を基に予測値を実際の値に修正する。また、車両２２の走行中は、現在位置の予測値を送信された速度防護パターン４９に照らし合わせ、車両２２の速度が防護パターン４９で記述される速度を超えた場合は減速する制御を行う。車両信号部３４では送信された防護パターン４９に従って車両２２の存在する位置に対応した速度を運転士に指示し、また、車両２２が駅構内に停車中の時は送信された出発時刻に従い、出発時刻のタイミング時に運転士に出発許可を意味する出発信号を指示する。

次に、図４の地上側列車制御装置３０の動作を説明する。図４において、受信処理部４０は第１および第２の地上通信子２５ａ、２５ｂより送信される図５（Ａ）に示す通信電文４５を受信し、これらの内容を解釈する。列車検出処理部４１は軌道２1上に置かれた第１および第２の地上通信子２３ａ、２３ｂより送信された車両ＩＤ情報を基にどの閉塞区間２６ａ、２６ｂ・・・に車両２２が存在するかを随時判断し、在線状態を管理する。在線状態は各閉塞区間２６ａ、２６ｂ・・・に車両が存在するか否かを把握し、閉塞区間２６ａ、２６ｂ・・・に対応した列車が存在しているか不存在かの判定は図６に示す在線テーブル４７によって管理される。

図６は、在線テーブル４７の１形態を示すもので、図６において、各閉塞区間１乃至Ｎにおいて、車両２２の在線／不在が「１」「０」で表されてメモリなどに記憶されている。図６でＮは存在する閉塞区間の数であり、図６では閉塞区間１と閉塞区間４に列車が存在していることを示す。軌道２１上の第１および第２の地上通信子２３ａ、２３ｂはそれぞれ別個のポートで地上側列車制御装置３０に接続されているので受信したポート番号によって受信した車両ＩＤをうけた第１または第２の地上通信子２３ａ、２３ｂを特定することができる。

次に、図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の概念図により、地上側列車制御装置３０が行う在線判断処理を説明する。図７（Ａ）に示す様に地上側列車制御装置３０は車両２２が第１の閉塞区間２６ａと第２の閉塞区間２６ｂとの境界２７の第１の閉塞区間２６ａの前方（車両２２の進行方向側の境界２７の手前）に配設された第２の地上通信子２３ｂ上で停止、もしくは通過した時点で、通信電文情報４５を受信し、第１の閉塞区間２６ｂの境界２７で通信電文情報４５の「車両ＩＤ」情報を有する車両２２が到達したことを検知する。第２の地上通信子２５ｂの設置位置は車両２２の停止位置であり、また、駅のホームである場合が多い、図７（Ａ）はホーム２４ｂにあることを示している。

通信電文情報４５に含まれる「進行方向」が第２の閉塞区間２６ｂにあることと第１の車上通信子２３ａと第２の地上通信子２５ｂとの通信が終了することで図７（Ｂ）の様に車両２２がホーム２４ｂを出発し、隣接する第１の閉塞区間２６ａに進出したことを検知する。これにより、地上側列車制御装置３０は第１の閉塞区間２６ａを在線とする。

さらに、第２の車上通信子２３ｂが第１の閉塞区間２６ａに設けられた第１の地上通信子２５ａと通信し、得られた通信電文情報４５に含まれた「車両ＩＤ」と通信した際、受信した「車両ＩＤ」との一致を確認することで地上側列車制御装置３０は車両２２が第２の閉塞区間２６ｂを完全に進出して、隣接する第１の閉塞股間２６ａへ移動したことを検知し、第２の閉塞区間２６ｂを図７（Ｃ）に示す様に不在と判定する。

図４の運行管理装置４４はダイヤに従った運行を実現するために車両２２の出発時刻を管理し、これらの情報を地上側列車制御装置３０に供給する。また、車両２２の異常運転により後退した場合も、第１の地上通信子２５ａと第１の車上通信子２３ａとの通信により後退による第２の閉塞区間２６ｂへの異常進入も検知でき、後退時在線も確実に検知可能となる。

図８は図４の列車検出処理部４１の在線検知の処理を説明するためのフローチャートを示すものであり、第１ステップＳ８−１では、第２の地上通信子２５ｂによって車両２２の車両ＩＤ（j）を第１の車上通信子２３ａから受信したか否かの判断を行う。車両ＩＤが送信されていないＮＯでは第１ステップＳ８−１に戻されて第１ステップＳ８−１の処理を繰り返す、車両ＩＤが送信されているＹＥＳでは第２ステップＳ８−２に進みホーム２４ｂへの到着を検知する。第３ステップＳ８−３では受信した通信電文情報４５の「通信手段種別情報」は車上通信子２３ａから送信された電文情報であり、かつ、「進行方向」が第１の閉塞区間（ｉ）２６ａへ向かう方向であるとき第２の地上通信子２５ｂとの通信が終了したかを確認する。すなわち、第１の車上通信子２３ａおよび第２の地上通信子２５ｂ間で通信が終了したか否かを判断し、通信が終了した場合は第４ステップＳ８−４に移り、車両（ｊ）２２が進入した第１の閉塞区間（ｉ）２６ａを在状態とする。終了しない場合は第３ステップＳ８−３の処理を繰り返す。

第５ステップＳ８−５では第１の地上通信子２５ｂにより車両ＩＤ（Ｊ）を含む通信電文情報４５を第２の車上通信子２３ｂより受信したかを確認する。受信したＹＥＳの場合は処理を第６ステップＳ８−６に移し、車両（ｊ）２２の出発した第２の閉塞区間（ｉ−１）２６ｂを不在状態とする。受信しない場合は第５ステップＳ８−５を繰り返し、第６ステップＳ８−６の終了後はエンドに至る。

図９は図４に示す停止位置生成部４２の基本的な防護パターン生成の概念図を示すもので図６の在線テーブル４７の情報を受けた停止位置生成部４２では閉塞区間Ｎｏｉに存在する車両２２に対して、車両２２が守るべき防護パターン４９を生成する車両２２の現在位置４８は第１の車上通信子２３ａが軌道２１に設置された第２の地上通信子２５ｂ上にあり、現在位置４８に対する停止位置５０は先行列車の存在する閉塞区間２６ａより一つ手前の閉塞区間２６ｂであり、車両２２は停止後に新たな防護パターン４９を地上側から地上通信子２５ａ、２５ｂを介してもらう必要があるため、この閉塞区間における停止位置５０は第１の車上通信子２３ａが第２の地上通信子２５ｂ上に来た状態で停止する部位となる。防護パターン４９は図９に示す様に停止位置４８に近づくに従って、上限速度が滑らかに減少するように設定されている。一方、地上側列車制御装置３０より受けた在線テーブル４７を基に列車の運行状況を把握し、停車駅情報や閉塞Ｎｏｉに存在する車両２２が駅構内に停車中であれば、この発車時刻をダイヤより抽出して停止位置生成部４２へ送信する。

図１０は、停止位置生成部４２の処理フローチャートを示すもので、第１ステップＳ１０−１では在線テーブル４７を用いて閉塞Ｎｏｉの閉塞区間より前方で先行列車が存在する閉塞区間の手前の閉塞区間を抽出する。第２ステップＳ１０−２中では抽出した閉塞区間をｊとするとｊにおいて、進行方向よりの地上通信子が設置される部位、すなわち、閉塞区間ｊに於いて車上通信子２３ａが地上通信子２５ｂの上に来る位置を停止位置５０とする。

第３ステップＳ１０−３では、地上側列車制御装置より受信した次駅情報を基に、受信処理部４０で検出された車両ＩＤを有する車両２２の次の停車駅が閉塞区間ｊより手前の閉塞区間に存在するかをしらべる。すなわち、運行管理装置４４より支持される車両２２の次の停車駅が閉塞区間より手前の閉塞区間に存在するか否かを判断する。手前に存在するＹＥＳの場合は処理を第４ステップＳ１０−４に移し、存在しないＮＯの場合は第５ステップＳ１０−５に移す。

第４ステップＳ１０−４では次に停車する駅のホームに設置されている地上通信子２５ｂの上に車上通信子２３ａが来る位置を停車位置５０とする。第５ステップＳ１０−５では、閉塞区間ｉが車両２２の停車する区間かどうかを地上側列車制御装置３０より得た情報を基に判断する。停車区間であつた場合には地上側列車制御装置３０より受けた発車時刻を第６ステップＳ１０−６の様に通信電文テーブル４６に追加する。

第５ステップＳ１０−５が停車区間でない場合は、第７ステップＳ１０−７に進み、停止位置５０と閉塞区間ｉの現在位置を通信電文テーブル４６に追加し、送信処理部４５に送信する。

送信処理部４３は停止位置生成部４２より送信された停止位置５０、現在位置４８である位置情報及び出発時刻に閉塞区間ｉの「閉塞Ｎｏ」と「信号種別」を通信電文情報４６に追加し、閉塞区間ｉに設置される第２の地上通信子２５ｂへ通信電文情報４６を送信している。

上述の構成例では防護パターン生成のための停止位置を地上側で作成し、車２２に停止位置５０のみを与える例を示したが、車上ＤＢ３３に相当する記憶装置を地上側列車制御装置３０側に持ち、上述した防護パターン生成部３２と同等な処理により防護パターン４９を地上側列車制御装置３０で作成し、これを停止位置の代わりに通信電文情報４６に付加して、車上２２へ送信しても良い。この場合は、車上２２において、車上ＤＢ３３、防護パターン生成部３２が不要となり、また、地上側で車上ＤＢ３３を一括管理できるためメンテナンス性を向上させることが出来る。

次に、信号保安システムの稼働率を向上させるための構成を図１１に示す。以下、図１１乃至図１３において、図１との対応部分は同一符号を付して重複説明を省略する。トランスポンダなどで実現される地上通信子２５ａ、２５ｂは、筐体内にコイルやセラミックなどを配設したシンプルな構成を有するため、比較的破損しにくい一方で、デジタルデータを変復調する中継器２７ａ、２７ｂは電子機器で構成されているため故障率は大きくなる。そこで、図１１では中継器２７ａ、２７ｂにそれぞれ並列に中継器２７ａ、２７ｂと同一性能仕様の中継器２７ｃ、２７ｄを接続し、中継器２７ａ、２７ｃと中継器２７ｂ、２７ｄを対とした２重系とし、互いの出力を監視し、一方の経路故障時にはこれを通知し、他方の経路で運用を継続している間に修理を行うことで稼動率を大幅に向上可能となる。

図１２および図１３に信号保安システムを簡略化しコストを低減させるため、第１および第２の車上通信子２３ａ、２３ｂをいずれかい一つにした場合の構成を示す。図１２は第１の車上通信子２３ａを無くした場合を示すもので図１２において、第１の車上通信子２３ａを無くす場合は列車２２がホーム２４ｂに停止した時に地上側列車制御装置３０と情報の授受を行う必要があるため、第２の地上通信子２５ｂはホーム２４ｂの後方に配置し、車両２２がホーム２４ｂに停車時に第２の車上通信子２３ｂと通信可能な位置に第２の地上通信子２５ｂを設けている。

図１３は第２の車上通信子２３ｂを無くした場合を示すもので図１３において、第２の車上通信子２３ｂを無くす場合は、第２の地上通信子２５ｂの配置位置は図１と同様であるが、第１の地上通信子２５ａは車両２２が隣接する第１の閉塞区間２６ａに移動し終わった際に第１の車上通信子２３ａと通信可能な位置に設置する。これらの構成では、列車長の異なる複数の列車が混在して走行する場合は列車長の数だけ地上通信子を用意する必要があるので列車長が固定のシステムに有効な手法となる。

本発明の信号保安装置および信号保安方法ならびに信号保安システムは、特定の近接位置で通信可能な対の地上の通信子と対の車上の通信子を介して車上と地上で通信し、列車の在線検知と列車の速度制御を行う信号保安装置において、対の地上の通信子の一方は二つの閉塞区間の境界の一方に配設され、他方の地上の通信子は二つの閉塞区間の境界の他方に配設し、車上の通信子と情報の授受をおこなうようになしたので列車長にかかわらず速やかに隣接する閉塞区間への進出判定が可能となり、共通のシステム構成で列車長の異なる複数の列車を混在させて運用可能となる。

本発明の信号保安装置および信号保安方法ならびに信号保安システムは、対の車上の通信子は車両ＩＤおよび進行方向ならびに通信子ＩＤを地上に送信し、対の地上の通信子は停止位置情報あるいはホームドア制御信号を送信するようにしたので、携帯無線などを用いずに対の地上の通信子を介して在線検知情報などの授受を行なうことが出来る。

本発明の信号保安装置および信号保安方法ならびに信号保安システムは、対の通信子に接続される変復調機能を有する中継器は２重系構成としたので、高い稼働率を実現可能となる。

本発明の信号保安装置の１形態例を示す構成図である。本発明の信号保安装置の１形態例を示す系統図である。本発明の信号保安装置に用いる記憶装置に格納する防護パターンテーブルである。本発明の信号保安装置に用いる地上側列車制御装置の1形態例を示す系統図である。本発明の信号保安装置に用いる通信プロトコル用の通信電文情報を示す表である。本発明の信号保安装置の閉塞Ｎｏ毎の列車の在線／不存在を示す在線テーブルである。本発明の信号保安装置に用いる地上側列車制御装置の在線検知説明用概念図である。本発明の信号保安装置に用いる地上側列車制御装置の在線検知処理用のフローチャートである。本発明の信号保安装置に用いる停止位置生成部の防護パターン生成の概念図である。本発明の信号保安装置に用いる停止位置生成部の防護パターン生成のフローチャートである。本発明の信号保安装置の他の形態例を示す構成図である。本発明の信号保安装置のさらに他の形態例（Ｉ）を示す構成図である。本発明の信号保安装置のさらに他の形態例（II）を示す構成図である。従来の信号保安装置の構成図である。

符号の説明

２０・・・信号保安装置（システム）、２１・・・軌道、２２・・・車両、２３ａ、２３ｂ・・・第Ｉ及び第２の車上通信子、２４ａ、２４ｂ・・・ホーム、２５ａ、２５ｂ・・・第Ｉ及び第２の地上通信子、２６ａ、２６ｂ・・・第Ｉ及び第２の閉塞区間、２７・・・境界、２７ａ〜２７ｄ（３７ａ〜３７ｄ）・・・中継器、２８・・・ノード、２９・・・制御用ＬＡＮ、３０・・・地上側列車制御装置、３１・・・受信部、３２・・・防護パターン生成部、３３・・・車上ＤＢ、３４・・・車両信号部、３５・・・速度制御部、３６・・・車両ＩＤ、３９・・・防護パターンテーブル、４０・・・受信処理部、４１・・・列車検出処理部、４２・・・停止位置生成部、４３・・・送信処理部、４４・・・運行管理装置、・・・、４５、４６・・・通信電文情報、４７・・・在線テーブル

Claims

特定の近接位置で通信可能な対の地上の通信子と対の車上の通信子を介して車上と地上で通信し、列車の在線検知と列車の速度制御を行う信号保安装置において、
前記対の地上の通信子の一方は二つの閉塞区間の境界の一方に配設され、他方の地上の通信子は二つの閉塞区間の境界の他方に配設され、
前記対の車上の対の通信子は車上の先頭と後尾に設置され、
さらに、前記対の地上の通信子は一列車のみの存在を許す前記閉塞区間の前記境界の前後に一つずつ設置され、二つのうち一つの地上の通信子は閉塞境界手前に該列車が停止した際に前記先頭の車上の通信子と通信可能な位置に設置され、一つの地上の通信子は該列車が閉塞区間の境界を抜けて隣接する閉塞区間に完全に移動した際に前記後尾の車上の通信子と通信可能な位置に設置されることを特徴とする信号保安装置。
前記対の車上の通信子は車両ＩＤおよび進行方向ならびに通信子ＩＤを地上に送信し、
前記対の地上の通信子は停止位置情報あるいはホームドア制御信号を送信することを特徴とする請求項１記載の信号保安装置。
前記対の地上の通信子に接続される変復調機能を有する中継器は２重系構成を有することを特徴とする請求項１または２記載の信号保安装置。