JP5312597B2 - 自動列車制御装置および列車制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、列車の速度を自動的に制御する自動列車制御装置および列車制御方法に関連し、特に、車上主体で列車位置を管理し、無線装置等の手段を用いて地上制御装置に列車位置情報を伝送し、地上制御装置が複数の列車位置をもとに列車の間隔制御を行う自動列車制御装置および列車制御方法に関するものである。
従来の鉄道では、先行列車に異常が発生した場合に、続行列車に対する効率的なフェールセーフ性を確保し、そのフェールセーフ性をコスト的にも有利な方式として導入する試みがなされている。
このような課題を解決する手段として、下記特許文献１に示される従来技術は、以下のように構成されている。車上制御装置は、列車の位置を検知する機能を有し、検知した列車位置情報を、無線通信部を介して地上側に送信する。地上側には、地上側無線装置と地上制御装置とを有する総合地上側制御措置が設置されている。地上側無線装置は、上述した無線通信部から送信された列車位置情報を受信し、地上制御装置は、列車を安定的に走行させるための限界位置である走行許可位置を求めている。
より具体的に説明すると、地上制御装置内には、列車走行制御部が設けられ、この列車走行制御部は、先行列車の位置情報に異常が認められる場合、走行許可位置を求める対象としている他の列車の位置検知誤差と、先行列車の位置検知誤差と、先行列車が後退する可能性のある距離とを、先行列車の位置から差し引いた地点を上記した走行許可位置として求め、各列車の間隔を制御する。その結果、下記特許文献１に示される従来技術は、先行進路を支障している列車に異常が発生した場合でも、続行列車に対する効率的なフェールセーフ性を確保するとともに、コスト的にも有利な方式でフェールセーフ性を確立している。
しかしながら、特許文献１に示される従来技術は、無線通信部を登載している列車のみに対応した新しい列車制御システムで動作することを前提としたものであるため、無線装置搭載型の列車と無線装置非搭載の列車とを、上述した列車制御システム内に混在して走行させることができないという課題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線装置搭載型および無線装置非搭載のいずれの種類の列車を、同一の列車制御システム内で混在して走行させることができる自動列車制御装置および列車制御方法を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、列車の停止目標位置を演算する地上装置と、前記地上装置から送信された前記停止目標位置を受信し前記列車の速度制御パターンを演算して前記列車の速度を制御する車上装置と、を備えた自動列車制御装置であって、路線には、自列車の前記路線上の在線位置である第１の在線位置を前記地上装置に無線で送信する無線搭載列車と、自列車の在線位置を前記地上装置に無線で送信できない無線非搭載列車とが混在し、前記地上装置は、前記路線の各軌道回路から得られた前記各列車が存在する軌道回路情報である第２の在線位置と、前記第１の在線位置と、前記各列車を識別するための列車ＩＤと、前記無線搭載列車であるか否かを示す列車種別と、を対応付けて管理し、前記各列車に対する停止軌道回路情報を算出し、前記無線搭載列車に対する停止目標位置を算出すること、を特徴とする。
この発明によれば、無線搭載列車に関する列車ＩＤ・列車位置と無線非搭載列車に関する在線情報とを管理し、続行列車が無線搭載列車であるか否かを判断し、続行列車の種類に応じて、停止目標位置および停止軌道回路を列車に送信するようにしたので、無線装置搭載型および無線非搭載列車の列車を同一の列車制御システム内で混在して走行させることができるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかる自動列車制御装置および列車制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる自動列車制御装置の構成を示す図である。自動列車制御装置は、主たる構成として、列車に搭載される車上制御装置（以下単に「車上装置」と称する）１ａおよび車上装置１ｂと、地上に設置される地上制御装置（以下単に「地上装置」と称する）１０とを有して構成されている。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる自動列車制御装置の構成を示す図である。自動列車制御装置は、主たる構成として、列車に搭載される車上制御装置（以下単に「車上装置」と称する）１ａおよび車上装置１ｂと、地上に設置される地上制御装置（以下単に「地上装置」と称する）１０とを有して構成されている。
路線Ｒには、一例として、無線装置搭載列車（以下単に「無線搭載列車」と称する）６と、無線装置非搭載列車（以下単に「無線非搭載列車」と称する）７とが混在している状態が示されている。これらの列車には、例えば、ａ〜ｅという列車ＩＤがそれぞれ割り付けられており、ＩＤ＝ｃ、ｄの列車は、無線搭載列車６を示しており、ＩＤ＝ａ、ｂ、ｅの列車は、自列車の在線位置を地上装置１０に無線で送信できない無線非搭載列車７を示している。なお、図１に示される各列車は、地上装置１０と列車との動作を説明するため、概念的に表わしたものである。
無線搭載列車６および無線非搭載列車７が走行する路線Ｒには、位置補正用地上子（以下単に「地上子」と称する）８が、例えば、数ｋｍ程度の間隔で設置されている。当該地上子８は、列車制御信号／列車検知信号中継盤（以下単に「中継盤」と称する）１１に接続されている。
（無線装置搭載列車）
無線搭載列車６には、例えば、車上装置１ａ、車上無線装置２、速度発電機３ａ、および車上子４ａが搭載されている。車上装置１ａは、速度発電機３ａによって列車位置を演算し、地上子８を通過する毎に列車位置を補正する。具体的に説明すると、地上子８は、絶対的な位置情報を出力しており、車上装置１ａは、その出力を用いて列車位置を補正し、補正された列車位置と列車ＩＤとを対応付けて、列車ＩＤ・列車位置２１として出力する。列車ＩＤ・列車位置２１に含まれる列車位置（第１の在線位置）は、路線Ｒ上の在線位置を示すものである。実際の車上装置１ａは、電源回路等の他の機器や回路などを有して構成されているが、図１ではこれらを省略して記載している。
無線搭載列車６には、例えば、車上装置１ａ、車上無線装置２、速度発電機３ａ、および車上子４ａが搭載されている。車上装置１ａは、速度発電機３ａによって列車位置を演算し、地上子８を通過する毎に列車位置を補正する。具体的に説明すると、地上子８は、絶対的な位置情報を出力しており、車上装置１ａは、その出力を用いて列車位置を補正し、補正された列車位置と列車ＩＤとを対応付けて、列車ＩＤ・列車位置２１として出力する。列車ＩＤ・列車位置２１に含まれる列車位置（第１の在線位置）は、路線Ｒ上の在線位置を示すものである。実際の車上装置１ａは、電源回路等の他の機器や回路などを有して構成されているが、図１ではこれらを省略して記載している。
また、無線搭載列車６は、車上無線装置２を搭載しているため、地上装置１０に対して無線で列車ＩＤ・列車位置２１を送信することが可能である。この車上無線装置２は、地上装置１０から無線で送信された停止目標位置２２を受信することもできるため、車上装置１ａは、受信した停止目標位置２２に基づいて速度制御パターン３２を作成する。
（無線非搭載列車）
無線非搭載列車７には、例えば、車上装置１ｂ、速度発電機３ｂ、車上子４ｂ、および受電器５が搭載されている。車上装置１ｂは、速度発電機３ｂによって列車位置を演算し、地上子８を通過する毎に列車位置を補正する。
無線非搭載列車７には、例えば、車上装置１ｂ、速度発電機３ｂ、車上子４ｂ、および受電器５が搭載されている。車上装置１ｂは、速度発電機３ｂによって列車位置を演算し、地上子８を通過する毎に列車位置を補正する。
具体的に説明すると以下の通りである。地上装置１０は、後述する演算によって停止軌道回路情報２３を作成し、車上装置１ｂに対して送信する。無線非搭載列車７には、車上主体型ＡＴＣと呼ばれる車上装置１ｂが搭載されている。当該車上装置１ｂは、自車両の性能や軌道回路（例えば、距離、ルート、勾配、制限速度）に関する車上用データ、停止軌道回路情報２３、および列車位置に応じて停止位置までの照査速度を算出し、列車の速度を制御する。なお、停止軌道回路情報２３は、列車と停止させる軌道回路の名称あるいは番号（例えば、軌道回路１Ｔ〜１１Ｔ）を示すものである。
受電器５は、路線Ｒ上に流れるデジタル電文（停止軌道回路情報２３）を受信するためのものである。このことを具体的に説明すると以下の通りである。地上装置１０から車上装置１ｂへの信号（停止軌道回路情報２３）の伝達には、レールが使用されており、車上装置１ｂは、レールに流れる停止軌道回路情報２３を受電器５によって受信する。すなわち、車上装置１ｂは、受電器５がレールと電磁結合することで停止軌道回路情報２３を受信し、当該停止軌道回路情報２３に基づいて、図１に示される速度制御パターン３１を作成する。
（地上側装置）
地上には、列車検知装置１３、列車制御装置１４、上述した中継盤１１、地上装置１０、および地上無線装置９が設置されている。
地上には、列車検知装置１３、列車制御装置１４、上述した中継盤１１、地上装置１０、および地上無線装置９が設置されている。
中継盤１１は、例えば、無線非搭載列車７の在線位置を列車検知装置１３に中継するために使用される。列車検知装置１３は、中継盤１１を介して、列車の在線軌道回路に関する情報を受信し、在線情報（第２の在線位置）１５として列車追跡処理部１６に出力する。在線情報１５は、路線Ｒの各軌道回路から得られた各列車が存在する軌道回路情報である。具体例で説明すると、在線情報１５は、例えば、ＩＤ＝ｂの無線非搭載列車７が、軌道回路５Ｔから４Ｔに移動した際、軌道回路５Ｔの情報が１から０に変化し、また、軌道回路４Ｔの情報が０から１に変化したこと示す情報である。列車追跡処理部１６は、例えば、所定の車庫から無線非搭載列車７が出庫した際、無線非搭載列車７から得られた列車ＩＤを管理テーブル１７に格納し、さらに、在線情報１５に基づいて、管理テーブル１７の列車ＩＤ、在線軌道回路、および列車種別を関連付けて管理する。
地上装置１０は、主たる構成として、列車追跡処理部１６、停止目標位置算出部２０（以下単に「算出部２０」と称する）、および停止軌道回路算出処理部１９（以下単に「処理部１９」と称する）を有して構成されている。
（列車追跡処理部）
列車追跡処理部１６は、列車検知装置１３から送信された在線情報１５に基づいて、列車順序・在線位置・車両種別・停止軌道／位置管理テーブル１７（以下単に「管理テーブル１７」と称する）の各情報を管理し、例えば、路線Ｒを走行する列車の在線位置に応じて、管理テーブル１７の在線軌道を逐次更新する。具体的に説明すると以下の通りである。例えば、ＩＤ＝ｂの無線非搭載列車７が軌道回路５Ｔから４Ｔに移動した際、軌道回路５Ｔの在線情報１５が１から０に変化し、軌道回路４Ｔの在線情報１５が０から１に変化する。列車追跡処理部１６は、在線情報１５の変化に応じて、管理テーブル１７における順序列を逐次更新し、列車の在線位置を追跡する。
列車追跡処理部１６は、列車検知装置１３から送信された在線情報１５に基づいて、列車順序・在線位置・車両種別・停止軌道／位置管理テーブル１７（以下単に「管理テーブル１７」と称する）の各情報を管理し、例えば、路線Ｒを走行する列車の在線位置に応じて、管理テーブル１７の在線軌道を逐次更新する。具体的に説明すると以下の通りである。例えば、ＩＤ＝ｂの無線非搭載列車７が軌道回路５Ｔから４Ｔに移動した際、軌道回路５Ｔの在線情報１５が１から０に変化し、軌道回路４Ｔの在線情報１５が０から１に変化する。列車追跡処理部１６は、在線情報１５の変化に応じて、管理テーブル１７における順序列を逐次更新し、列車の在線位置を追跡する。
管理テーブル１７では、無線搭載列車６および無線非搭載列車７の「順序列」、「列車ＩＤ」、「在線軌道」、「在線位置」、「種別」、「停止軌道」、および「停止目標位置」などが管理されている。
これらの項目を説明すると以下の通りである。まず、「順序列」は、列車の進行方向からの順番を示しており、例えば、図１に示される地上装置１０が管轄するエリアにおいて、先頭の列車（ＩＤ＝ａ）から順に１〜５の番号が割当られている。「列車ＩＤ」は、列車に固有のユニークな番号である。種別は、無線搭載車であるか無線非搭載列車であるかを示している。
「在線軌道」は、例えば、図１に示される路線Ｒ上の各列車の軌道回路１Ｔ〜１１Ｔを示し、上述した列車追跡処理部１６によって更新される。無線非搭載列車７の場合、例えば、ＩＤ＝ａの列車は、軌道回路単位で在線位置が管理されるため、管理テーブル１７の在線軌道「前」「後」の欄には、同じ軌道回路（１Ｔ）が格納されている。
一方、無線搭載列車６の場合、例えば、ＩＤ＝ｃの列車は、在線軌道「前」の欄には、先頭車両が存在する軌道回路（６Ｔ）が格納され、在線軌道「後」の欄には、後尾車両が存在する軌道回路（７Ｔ）が格納されている。
「在線位置」は、各軌道回路内における在線位置を、例えばメートル（ｍ）単位で示している。具体例で説明すると、例えばＩＤ＝ｃの列車（無線搭載列車６）の場合、在線軌道「前」の欄には、先頭車両が存在する軌道回路６Ｔ上の在線位置ａａａａ（ｍ）が格納される。在線軌道「後」の欄には、後尾車両が存在する軌道回路７Ｔ上の在線位置ｂｂｂｂ（ｍ）が格納される。ＩＤ＝ｄの列車も同様である。これらの在線位置は、地上無線装置９から算出部２０に送信された列車ＩＤ・列車位置２１に基づくものである。なお、無線非搭載列車７の場合、軌道回路単位で列車の在線位置が管理されるため、管理テーブル１７には、これらの在線位置は記録されない。
「停止軌道」は、処理部１９で算出された停止軌道回路情報２３を示すものである。この停止軌道回路情報２３は、無線搭載列車６であるか無線非搭載列車７であるかを問わず、全ての列車に対して処理部１９で演算され、例えば、ＩＤ＝ｃの列車の停止軌道は５Ｔであり、ＩＤ＝ｅの列車の停止軌道は９Ｔである。
「停止目標位置」は、算出部２０で算出された停止目標位置を、例えばメートル（ｍ）単位で示すものである。管理テーブル１７には、一例として、ＩＤ＝ｄ（無線搭載列車６）の列車の停止目標位置ｃｃｃｃ（ｍ）が示されている。この停止目標位置ｃｃｃｃ（ｍ）は、後続列車が先行列車に対して余裕をもって停車することができるように算出された距離情報である。例えば、先行列車（ＩＤ＝ｃ）の後尾と後続列車（ＩＤ＝ｄ）との車間距離として約２０ｍが設定されている場合、停止目標位置ｃｃｃｃ（ｍ）は、ＩＤ＝ｃの列車の後尾から２０ｍ後方の位置となるように算出される。
図１には、先行列車であるＩＤ＝ｃの無線搭載列車６と、先行列車の続行列車であるＩＤ＝ｄの無線搭載列車６が示されているが、このように無線搭載列車６が２編成以上連続して走行する場合には、算出部２０は、ＩＤ＝ｃの無線搭載列車６から列車先頭位置および列車長に関する情報を受信し、余裕距離を考慮して、後続列車の停止目標位置２２を算出する。
停止軌道回路情報算出テーブル（以下単に「算出テーブル」と称する）１８は、列車の在線軌道回路に対応する停止軌道回路を定めたものである。
（停止軌道回路情報算出処理部）
処理部１９は、算出テーブル１８および管理テーブル１７を参照し、各列車に対する停止軌道回路情報２３を算出する。処理部１９は、算出した停止軌道回路情報２３と、列車ＩＤと車両種別とを対応づけて、管理テーブル１７に格納し、さらに、算出された停止軌道回路情報２３を列車制御装置１４に送信する。停止軌道回路情報２３を受信した列車制御装置１４は、路線Ｒに当該停止軌道回路情報２３を送信する。無線非搭載列車７は、路線Ｒから停止軌道回路情報２３を受信し速度制御パターン３１を算出する。
処理部１９は、算出テーブル１８および管理テーブル１７を参照し、各列車に対する停止軌道回路情報２３を算出する。処理部１９は、算出した停止軌道回路情報２３と、列車ＩＤと車両種別とを対応づけて、管理テーブル１７に格納し、さらに、算出された停止軌道回路情報２３を列車制御装置１４に送信する。停止軌道回路情報２３を受信した列車制御装置１４は、路線Ｒに当該停止軌道回路情報２３を送信する。無線非搭載列車７は、路線Ｒから停止軌道回路情報２３を受信し速度制御パターン３１を算出する。
具体例で説明すると以下の通りである。処理部１９は、管理テーブル１７を参照し無線非搭載列車７（例えばＩＤ＝ｅの列車）である場合には、算出テーブル１８に基づいて、先行する列車（例えばＩＤ＝ｄの列車）の在線位置との余裕距離を考慮して、ＩＤ＝ｅの列車の停止軌道回路情報２３（軌道回路９Ｔ）を算出する。処理部１９は、算出された停止軌道回路情報２３（軌道回路９Ｔ）を列車制御装置１４に出力する。ＩＤ＝ｅの列車は、列車制御装置１４を介して軌道回路１１Ｔに出力された停止軌道回路情報２３を受電器５によって受信する。車上装置１ｂは、停止軌道回路情報２３および走行速度から、図１に示される速度制御パターン３１を算出し、速度制御パターン３１に沿ったブレーキ制御を行う。
（停止目標位置算出部）
算出部２０は、管理テーブル１７に基づいて停止目標位置２２を算出する。具体例で説明すると以下の通りである。ＩＤ＝ｄの列車の停止目標位置２２を算出する場合を例にして説明する。算出部２０は、管理テーブル１７を参照し、無線搭載列車６（例えばＩＤ＝ｄ）である場合には、先行列車との在線位置との余裕距離を考慮して、ＩＤ＝ｄの列車の停止目標位置２２を算出する。図１では、ＩＤ＝ｄの列車の直前の列車は、無線搭載列車６（ＩＤ＝ｃの列車）であり、この場合、算出部２０は、ＩＤ＝ｃの列車の後尾車両からの距離を考慮して停止目標位置２２を算出する。算出部２０は、算出された停止目標位置２２を地上無線装置９に出力し、地上無線装置９は、算出部２０からの停止目標位置２２をＩＤ＝ｄの列車に送信する。車上装置１ａは、停止目標位置２２および走行速度から、図１に示される速度制御パターン３２を演算し、速度制御パターン３２に沿ったブレーキ制御を行う。
算出部２０は、管理テーブル１７に基づいて停止目標位置２２を算出する。具体例で説明すると以下の通りである。ＩＤ＝ｄの列車の停止目標位置２２を算出する場合を例にして説明する。算出部２０は、管理テーブル１７を参照し、無線搭載列車６（例えばＩＤ＝ｄ）である場合には、先行列車との在線位置との余裕距離を考慮して、ＩＤ＝ｄの列車の停止目標位置２２を算出する。図１では、ＩＤ＝ｄの列車の直前の列車は、無線搭載列車６（ＩＤ＝ｃの列車）であり、この場合、算出部２０は、ＩＤ＝ｃの列車の後尾車両からの距離を考慮して停止目標位置２２を算出する。算出部２０は、算出された停止目標位置２２を地上無線装置９に出力し、地上無線装置９は、算出部２０からの停止目標位置２２をＩＤ＝ｄの列車に送信する。車上装置１ａは、停止目標位置２２および走行速度から、図１に示される速度制御パターン３２を演算し、速度制御パターン３２に沿ったブレーキ制御を行う。
このように、地上装置１０は、走行中の全ての列車に対して停止軌道回路情報２３を算出するとともに、後続の列車が無線搭載列車６であるか否かを判断し無線搭載列車６に対する停止目標位置２２を算出する。すなわち、路線Ｒの各軌道回路から得られた各列車が存在する軌道回路情報と、列車ＩＤと、在線位置情報と、列車種別とを対応付けて管理し、各列車に対する停止軌道回路情報２３を算出し、無線搭載列車６に対する停止目標位置２２を算出する。そのため、本実施の形態１にかかる自動列車制御装置は、無線搭載列車６と無線非搭載列車７とが同一の列車制御システム内で混在して走行する場合であっても、各列車のフェールセーフ性を確保しつつ列車間の間隔を詰めることが可能である。すなわち、地上装置１０は、例えば、ＩＤ＝ｄの無線搭載列車６を、先行列車の後尾車両の在線区間（７Ｔ）と同じ区間に停止させることが可能である。
（動作）
以下、フローチャートを用いて、処理部１９および算出部２０を中心とする動作を説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかる自動列車制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
以下、フローチャートを用いて、処理部１９および算出部２０を中心とする動作を説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかる自動列車制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
列車追跡処理部１６は、列車検知装置１３から出力された在線情報１５を取り込み（ステップＳ１０）、前周期の管理テーブル１７を参照する（ステップＳ１１）。列車追跡処理部１６は、ステップＳ１０およびステップＳ１１より、管理テーブル１７を最新の状態に更新し（ステップＳ１２）、地上装置１０が管理する範囲内の先頭列車（例えば、ＩＤ＝ａ）を検索する（ステップＳ１３）。
処理部１９は、管理テーブル１７を参照して、当該列車（ＩＤ＝ａ）の後尾車両が存在する軌道回路（図１では、１Ｔ）を読み取り、続行列車（例えば、ＩＤ＝ｂ）の停止軌道回路情報２３を算出し（ステップＳ１４）、算出した停止軌道回路情報２３を管理テーブル１７に格納する（ステップＳ１５）。処理部１９は、列車ＩＤに基づいて、続行列車が無線非搭載列車７であるか否かを判断し、無線非搭載列車７の場合（ステップＳ１６，Ｙｅｓ）、続行列車（ＩＤ＝ｂ）に対して停止軌道回路情報２３を送信し（ステップＳ１７）、管理テーブル１７の順序列を１つ進めて、次の列車の検索を行う（ステップＳ１８）。処理部１９は、地上装置１０が管理する範囲内における最後の列車であるか否かを判断し、最後の列車ではない場合（ステップＳ１９，Ｎｏ）、最後の列車になるまでステップＳ１４以降の処理を繰り返す（ステップＳ１９，Ｙｅｓ）。
ステップＳ１６において、続行列車が無線搭載列車６の場合（ステップＳ１６，Ｎｏ）、算出部２０は、地上無線装置９より列車ＩＤ・列車位置２１を対応のついた形で受信し（ステップＳ２０）。算出部２０は、管理テーブル１７を先頭から検索し（ステップＳ２１）、列車ＩＤが一致すれば、対応する在線位置を追加格納する。算出部２０は、ステップＳ２１で格納した在線位置より、続行列車の停止目標位置２２を算出し（ステップＳ２２）、算出した停止目標位置２２を管理テーブル１７に追加格納する。算出部２０は、管理テーブル１７の順序列を１つ進めて、次の列車の検索を行う（ステップＳ２３）。算出部２０は、地上装置１０が管理する範囲内における最後の列車であるか否かを判断し、最後の列車ではない場合（ステップＳ２４，Ｎｏ）、最後の列車になるまでステップＳ２１以降の処理を繰り返す。最後の列車の場合（ステップＳ２４，Ｙｅｓ）、算出部２０は、停止目標位置２２の格納されている列車について、列車ＩＤを送信先として指定し、指定された続行列車に対して停止目標位置２２を送信する（ステップＳ２５）。
以上に説明したように、本実施の形態にかかる自動列車制御装置は、無線搭載列車６に関する列車ＩＤ・列車位置２１と無線非搭載列車７に関する在線情報１５とを管理し、続行列車が無線搭載列車６であるか否かを判断し、続行列車の種類に応じて、停止目標位置２２と停止軌道回路情報２３を列車に送信するようにしたので、無線搭載列車６と無線非搭載列車７とが同一の列車制御システム内で混在して走行する場合であっても、各列車のフェールセーフ性を確保することが可能である。また、無線搭載列車６が連続して走行する場合、運転時隔を短縮することが可能である。また、管理テーブル１７を用いて停止軌道回路情報２３と停止目標位置２２を算出できるため、例えば、複数の管理テーブル１７を用いて停止軌道回路情報２３と停止目標位置２２を個々に算出する場合に比して、コスト的にも有利である。
実施の形態２．
実施の形態１にかかる自動列車制御装置は、無線搭載列車６と車上主体型ＡＴＣの無線非搭載列車７とが混在して走行する場合に関するものであったが、本実施の形態にかかる自動列車制御装置は、地上主体型ＡＴＣと呼ばれる車上装置１ｂを搭載した無線非搭載列車７と無線搭載列車６とが混在して走行する場合に関するものである。以下、本実施の形態にかかる自動列車制御装置の構成を説明する。なお、第１の実施の形態と同様の部分については、同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
実施の形態１にかかる自動列車制御装置は、無線搭載列車６と車上主体型ＡＴＣの無線非搭載列車７とが混在して走行する場合に関するものであったが、本実施の形態にかかる自動列車制御装置は、地上主体型ＡＴＣと呼ばれる車上装置１ｂを搭載した無線非搭載列車７と無線搭載列車６とが混在して走行する場合に関するものである。以下、本実施の形態にかかる自動列車制御装置の構成を説明する。なお、第１の実施の形態と同様の部分については、同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
図３は、本発明の実施の形態２にかかる自動列車制御装置の構成を示す図である。図３に示される地上装置１０は、実施の形態１にかかる地上装置１０と異なる点として、処理部１９の代わりに信号現示算出処理部４０（以下単に「処理部４０」と称する）を有して構成されている。
図３に示される列車順序・在線位置・車両種別・停止位置管理テーブル４１（以下単に「管理テーブル４１」と称する）では、停止軌道が管理されていないが、これは、後述する処理部４０によって信号現示２４を算出し、算出された信号現示２４を各列車に送信するように構成されているためである。具体的に説明すると以下の通りである。すなわち、実施の形態２にかかる自動列車制御装置は、上述したように地上主体型のＡＴＣを対象としており、例えば、地上装置１０から各列車に対して、速度制限信号２５である信号現示（例えば、０信号、４０信号、９０信号など）を送信する。そして、信号現示２４を受信した車上装置は、列車の現在速度が信号現示２４の速度を上回る場合、自動的にブレーキをかけて列車速度を制御する。
以下、本実施の形態にかかる自動列車制御装置の動作を説明する。処理部４０は、管理テーブル４１を参照し、各列車に対する信号現示２４を算出し、算出した信号現示２４と、列車ＩＤと車両種別とを対応づけて、管理テーブル４１に格納する。さらに、処理部４０は、算出された信号現示２４を列車制御装置１４に送信する。信号現示２４を受信した列車制御装置１４は、路線Ｒに当該信号現示２４を送信する。無線非搭載列車７は、路線Ｒから当該信号現示２４を受信し、図３に示されるような速度制御パターン３１を算出する。なお、列車に送信される信号現示２４は、図３に示すように、制限速度が９０ｋｍ／ｈ、４０ｋｍ／ｈ、０ｋｍ／ｈのように段階的に変化する情報として送信される。
具体例で説明すると以下の通りである。処理部４１は、管理テーブル４１を参照し無線非搭載列車７（例えばＩＤ＝ｅの列車）である場合には、算出テーブル４１に基づいて、先行する列車（例えばＩＤ＝ｄの列車）の在線位置との余裕距離を考慮して、ＩＤ＝ｅの列車の信号現示２４を、９０信号、４０信号、および０信号の順で算出する。処理部４０は、算出された信号現示２４を列車制御装置１４に出力する。ＩＤ＝ｅの列車は、列車制御装置１４を介して軌道回路１１Ｔに出力された信号現示２４を受電器５によって受信する。車上装置１ｂは、信号現示２４および走行速度から、図３に示される速度制御パターン３１を算出し、速度制御パターン３１に沿ったブレーキ制御を行う。
（動作）
以下、フローチャートを用いて、処理部４０および算出部２０を中心とする本実施の形態にかかる自動列車制御装置の動作を説明する。図４は、本発明の実施の形態２にかかる自動列車制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
以下、フローチャートを用いて、処理部４０および算出部２０を中心とする本実施の形態にかかる自動列車制御装置の動作を説明する。図４は、本発明の実施の形態２にかかる自動列車制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
列車追跡処理部１６は、列車検知装置１３から出力された在線情報１５を取り込み（ステップＳ３０）、前周期の管理テーブル４１を参照する（ステップＳ３１）。列車追跡処理部１６は、ステップＳ３０およびステップＳ３１より、管理テーブル４１を最新の状態に更新し（ステップＳ３２）、地上装置１０が管理する範囲内の先頭列車（例えば、ＩＤ＝ａ）を検索する（ステップＳ３３）。
処理部４０は、管理テーブル４１を参照して、当該列車（ＩＤ＝ａ）の後尾車両が存在する軌道回路（図１では１Ｔ）を読み取り、続行列車（例えば、ＩＤ＝ｂ）の信号現示２４を算出し（ステップＳ３４）、算出した信号現示２４を管理テーブル４１に格納する（ステップＳ３５）。処理部４０は、列車ＩＤに基づいて、続行列車が無線非搭載列車７であるか否かを判断し、無線非搭載列車７の場合（ステップＳ３６，Ｙｅｓ）、続行列車（ＩＤ＝ｂ）に対して信号現示２４を送信し（ステップＳ３７）、管理テーブル４１の順序列を１つ進めて、次の列車の検索を行う（ステップＳ３８）。処理部４０は、地上装置１０が管理する範囲内における最後の列車であるか否かを判断し、最後の列車ではない場合（ステップＳ３９，Ｎｏ）、最後の列車になるまでステップＳ３４以降の処理を繰り返す（ステップＳ３９，Ｙｅｓ）。
ステップＳ３６において、続行列車が無線搭載列車６の場合（ステップＳ３６，Ｎｏ）、算出部２０は、地上無線装置９より列車ＩＤ・列車位置２１を対応のついた形で受信する（ステップＳ４０）。算出部２０は、管理テーブル４１を先頭から検索し（ステップＳ４１）、列車ＩＤが一致すれば、対応する在線位置を追加格納する。算出部２０は、ステップＳ４１で格納した在線位置より、続行列車の停止目標位置２２を算出し（ステップＳ４２）、算出した停止目標位置２２を管理テーブル４１に追加格納する。算出部２０は、管理テーブル４１の順序列を１つ進めて、次の列車の検索を行う（ステップＳ４３）。算出部２０は、地上装置１０が管理する範囲内における最後の列車であるか否かを判断し、最後の列車ではない場合（ステップＳ４４，Ｎｏ）、最後の列車になるまでステップＳ４１以降の処理を繰り返す。最後の列車の場合（ステップＳ４４，Ｙｅｓ）、算出部２０は、停止目標位置２２の格納されている列車について、列車ＩＤを送信先として指定し、指定された続行列車に対して停止目標位置２２を送信する（ステップＳ４５）。
以上に説明したように、本実施の形態にかかる自動列車制御装置は、無線搭載列車６に関する列車ＩＤ・列車位置２１と無線非搭載列車７に関する在線情報１５とを管理し、続行列車が無線搭載列車６であるか否かを判断し、続行列車の種類に応じて、停止目標位置２２と信号現示２４を列車に送信するようにしたので、地上主体型ＡＴＣの無線非搭載列車７と無線搭載列車６とを、同一の列車制御システム内で混在して走行させることが可能である。
以上のように、本発明は、列車の速度を自動的に制御する自動列車制御装置および列車制御方法に適用可能であり、特に、無線装置搭載型および無線装置非搭載のいずれの種類の列車を、同一の列車制御システム内で混在して走行させることが可能な発明として有用である。
１ａ，１ｂ 車上制御装置
２ 車上無線装置
３ａ，３ｂ 速度発電機
４ａ，４ｂ 車上子
５ 受電器
６ 無線装置搭載列車
７ 無線装置非搭載列車
８ 位置補正用地上子
９ 地上無線装置
１０ 地上制御装置
１１ 列車制御信号／列車検知信号中継盤
１３ 列車検知装置
１４ 列車制御装置
１５ 在線情報（第２の在線位置）
１６ 列車追跡処理部
１７ 列車順序・在線位置・車両種別・停止軌道／位置管理テーブル
１８ 停止軌道回路情報算出テーブル
１９ 停止軌道回路情報算出処理部
２０ 停止目標位置算出部
２１ 列車ＩＤ・列車位置（第１の在線位置）
２２ 停止目標位置
２３ 停止軌道回路情報
２４ 信号現示
２５ 速度制限信号
３１,３２ 速度制御パターン
４０ 信号現示算出処理部
４１ 列車順序・在線位置・車両種別・停止位置管理テーブル
Ｒ 路線
２ 車上無線装置
３ａ，３ｂ 速度発電機
４ａ，４ｂ 車上子
５ 受電器
６ 無線装置搭載列車
７ 無線装置非搭載列車
８ 位置補正用地上子
９ 地上無線装置
１０ 地上制御装置
１１ 列車制御信号／列車検知信号中継盤
１３ 列車検知装置
１４ 列車制御装置
１５ 在線情報（第２の在線位置）
１６ 列車追跡処理部
１７ 列車順序・在線位置・車両種別・停止軌道／位置管理テーブル
１８ 停止軌道回路情報算出テーブル
１９ 停止軌道回路情報算出処理部
２０ 停止目標位置算出部
２１ 列車ＩＤ・列車位置（第１の在線位置）
２２ 停止目標位置
２３ 停止軌道回路情報
２４ 信号現示
２５ 速度制限信号
３１,３２ 速度制御パターン
４０ 信号現示算出処理部
４１ 列車順序・在線位置・車両種別・停止位置管理テーブル
Ｒ 路線
Claims (8)
- 列車の停止目標位置を演算する地上装置と、前記地上装置から送信された前記停止目標位置を受信し前記列車の速度制御パターンを演算して前記列車の速度を制御する車上装置と、を備えた自動列車制御装置であって、
路線には、自列車の前記路線上の在線位置である第１の在線位置を前記地上装置に無線で送信する無線搭載列車と、自列車の在線位置を前記地上装置に無線で送信できない無線非搭載列車とが混在し、
前記地上装置は、
前記路線の各軌道回路から得られた前記各列車が存在する軌道回路情報である第２の在線位置と、前記第１の在線位置と、前記各列車を識別するための列車ＩＤと、前記無線搭載列車であるか否かを示す列車種別と、を対応付けて管理し、前記各列車に対する停止軌道回路情報を算出し、前記無線搭載列車に対する停止目標位置を算出すること、
を特徴とする自動列車制御装置。 - 前記地上装置は、
前記列車ＩＤ、前記第１の在線位置、前記第２の在線位置、および前記列車種別を、前記列車の順序列に対応付けて管理する管理テーブルと、
前記管理テーブルを参照して前記停止軌道回路情報を算出し、前記各列車に送信する停止軌道回路情報算出処理部と、
前記管理テーブルを参照して前記停止目標位置を算出し、前記無線搭載列車に送信する停止目標位置算出部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動列車制御装置。 - 前記停止目標位置算出部は、
先行列車とこの先行列車の続行列車とが共に前記無線搭載列車の場合、前記各列車に対する停止軌道回路情報が算出された後に、前記続行列車に対する停止目標位置を算出することを特徴とする請求項２に記載の自動列車制御装置。 - 列車の停止目標位置を演算する地上装置と、前記地上装置から送信された前記停止目標位置を受信し前記列車の速度制御パターンを演算して前記列車の速度を制御する車上装置と、を備えた自動列車制御装置であって、
路線には、自列車の前記路線上の在線位置である第１の在線位置を前記地上装置に無線で送信する無線搭載列車と、自列車の在線位置を前記地上装置に無線で送信できない無線非搭載列車とが混在し、
前記地上装置は、
前記路線の各軌道回路から得られた前記各列車が存在する軌道回路情報である第２の在線位置と、前記第１の在線位置と、前記各列車を識別するための列車ＩＤと、前記無線搭載列車であるか否かを示す列車種別と、を対応付けて管理し、前記各列車に対する信号現示を算出し、前記無線搭載列車に対する停止目標位置を算出すること、
を特徴とする自動列車制御装置。 - 前記地上装置は、
前記列車ＩＤ、前記第１の在線位置、前記第２の在線位置、および前記列車種別を、前記列車の順序列に対応付けて管理する管理テーブルと、
前記管理テーブルを参照して前記信号現示を算出し、前記各列車に送信する信号現示算出処理部と、
前記管理テーブルを参照して前記停止目標位置を算出し、前記無線搭載列車に送信する停止目標位置算出部と、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の自動列車制御装置。 - 前記停止目標位置算出部は、
先行列車とこの先行列車の続行列車とが共に前記無線搭載列車の場合、前記各列車に対する信号現示が算出された後に、前記続行列車に対する停止目標位置を算出することを特徴とする請求項５に記載の自動列車制御装置。 - 列車の停止目標位置を演算する地上装置と、前記地上装置から送信された前記停止目標位置を受信し前記列車の速度制御パターンを演算して前記列車の速度を制御する車上装置と、を備えた自動列車制御装置に適用可能な列車制御方法であって、
路線には、自列車の前記路線上の在線位置である第１の在線位置を前記地上装置に無線で送信する無線搭載列車と、自列車の在線位置を前記地上装置に無線で送信できない無線非搭載列車とが混在し、
前記地上装置は、
前記第１の在線位置と、前記車上装置から送信され前記各列車を識別するための列車ＩＤと、前記路線の各軌道回路から送信され前記各列車が存在する軌道回路情報である第２の在線位置と、を受信する受信ステップと、
前記列車ＩＤに基づいて、前記無線搭載列車であるか否かを示す列車種別を判断するステップと、
前記第２の在線位置と、前記列車ＩＤと、前記列車種別と、を対応付けて管理し、前記各列車に対する停止軌道回路情報を算出し、前記無線非搭載列車に送信する停止軌道回路情報送信ステップと、
前記無線搭載列車の場合、前記列車ＩＤ、前記第１の在線位置、前記第２の在線位置、および前記列車種別を、列車の順序列に対応付けて管理する管理テーブルを参照して停止軌道回路情報を算出し、前記無線搭載列車に送信する停止目標位置送信ステップと、を含み、
前記各列車の車上装置は、受信した前記停止軌道回路情報に基づいて速度制御パターンを演算するステップを含み、
前記無線搭載列車の車上装置は、受信した前記停止目標位置に基づいて速度制御パターンを演算するステップを含むこと、
を特徴とする列車制御方法。 - 列車の停止目標位置を演算する地上装置と、前記地上装置から送信された前記停止目標位置を受信し前記列車の速度制御パターンを演算して前記列車の速度を制御する車上装置と、を備えた自動列車制御装置に適用可能な列車制御方法であって、
路線には、自列車の前記路線上の在線位置である第１の在線位置を前記地上装置に無線で送信する無線搭載列車と、自列車の在線位置を前記地上装置に無線で送信できない無線非搭載列車とが混在し、
前記地上装置は、
前記第１の在線位置と、前記車上装置から送信され前記各列車を識別するための列車ＩＤと、前記路線の各軌道回路から送信され前記各列車が存在する軌道回路情報である第２の在線位置と、を受信する受信ステップと、
前記列車ＩＤに基づいて、前記無線搭載列車であるか否かを示す列車種別を判断するステップと、
前記第２の在線位置と、前記列車ＩＤと、前記列車種別と、を対応付けて管理し、前記各列車に対する信号現示を算出し、前記無線非搭載列車に送信する信号現示送信ステップと、
前記無線搭載列車の場合、前記列車ＩＤ、前記第１の在線位置、前記第２の在線位置、および前記列車種別を、前記列車の順序列に対応付けて管理する管理テーブルを参照して停止目標位置送信ステップと、を含み、
前記各列車の車上装置は、受信した前記信号現示に基づいて速度制御パターンを演算するステップを含み、
前記無線搭載列車の車上装置は、受信した前記停止目標位置に基づいて速度制御パターンを演算するステップを含むこと、
を特徴とする列車制御方法。
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