JP5752892B2

JP5752892B2 - 車両制御システム

Info

Publication number: JP5752892B2
Application number: JP2010113468A
Authority: JP
Inventors: 将行宮路; 育男嶋田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2030-05-17
Also published as: JP2011240785A

Description

本発明は、例えば自動列車制御（ＡＴＣ；Automatic Train Control）装置などの列車を制御する装置及びシステムに関する。

図３は従来のＡＴＣシステムの構成図を示す。従来のＡＴＣシステムでは、ＡＴＣ信号はレール１７の軌道回路を用いて送信される。軌道回路を用いた伝送方式の場合、ＡＴＣ地上装置３を各駅に設置しなければならず、更に軌道回路ごとにＡＴＣ地上装置３を設置しなければならない。

例えば、特許文献１には、軌道回路を介して受信した制御信号に基づいて列車の在線を判定する在線判定手段と、この在線判定手段による列車の在線判定結果に基づいて異なる変電系統の交流電源を架線に供給させて、架線電源におけるキ電の切替制御を行なう切替判定手段とを有した自動列車制御装置の地上装置が開示されている。

特開２００１−２１３２０２号公報

従来の軌道回路を用いた列車制御信号の伝送方式の場合、またはトランスポンダなどの地上子を用いた列車制御信号の伝送方式の場合は、軌道回路ごとに列車制御地上装置を設置しなければならないという問題点があった。

従って、本発明の目的は、架線を用いて列車制御信号を伝送することにより、列車の速度制御を可能とすることで、軌道回路の送信部を集約化し、設備コストの削減及び土地の有効利用を図ることにある。

本発明の車両制御システムは、上記課題を解決するために、車両制御地上装置から送信される車両制御信号を車両制御車上装置が受信し、車両制御信号の内容に基づいて速度制御を行う車両制御システムにおいて、電力供給用架線を車両制御信号の伝送路として用い、変電所に、列車の位置情報によって車両制御信号を演算・送信する前記車両制御地上装置と、前記車両制御地上装置に接続され、架線電力を制御すると共に前記車両制御地上装置からの車両制御信号を架線電圧に与えるように制御するき電制御装置と、前記き電制御装置に接続され、前記架線電圧を前記電力供給用架線に供給するき電用変圧器とが備えられており、列車には前記電力供給用架線を通じて送られてくる電力を受けるパンタグラフと、前記パンタグラフからの電力で駆動するモータと、前記パンタグラフからの車両制御信号を受信する送受信機と、車輪の回転数を出力する速度発電器と、前記送受信機で変換された前記車両制御信号と前記速度発電器から出力された列車速度情報から速度照査を行う前記車両制御車上装置と、前記車両制御車上装置からのブレーキ指示に従い列車速度を制御するブレーキ装置とが備えられており、前記車両制御地上装置は車両制御信号としてデジタル信号を生成し前記デジタル信号に列車識別情報を付加した車両制御信号を前記き電制御装置に入力し、前記き電制御装置は、同一変電所により前記架線を介して電力を供給する同一変電所のセクション内の複数の閉塞区間を走行する複数の前記列車に対して、複数の前記列車毎の前記列車識別情報を付加した異なる前記車両制御信号を伝送するように制御を行い、前記車両制御車上装置は前記車両制御信号の前記列車識別情報を判別し、自列車への車両制御信号のみを抽出する。

本発明の実施の形態によれば、列車制御信号を生成する列車制御地上装置は、架線に電力を供給する変電所に設置されている。この構成においては、既存の変電所を利用するため、列車制御地上装置未設備区間に新たに列車制御地上装置を設置する必要はない。

また、列車制御車上装置においては、信号を受信する送受信部にて変換した列車制御信号を用いて速度制御を行うものであり、送受信部を除き既存の装置を利用する。このため、本構成においては、従来の列車制御車上装置に適用することができ、新たに列車制御車上装置を適用する必要はない。

本発明によれば、架線を用いて列車制御信号を伝送する事で、き電区間の幅広い範囲に列車制御信号を伝送することができる。そのため、駅ごとに設置していた列車制御地上装置を変電所ごとに集約できるため、設備の簡素化、保守性の向上、コスト削減が可能である。

図１は本発明の自動列車制御装置の実施の形態を示す構成図である。図２は本発明の送受信機の実施の形態を示す構成図である。図３は従来例の自動列車制御装置を示す構成図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。本実施例においては、列車制御信号の一例としてＡＴＣシステムに適用した例を説明する。

図１は、本発明の実施の形態の全体の構成図を示す。変電所２には、列車の位置情報によってＡＴＣ信号を演算・送信するＡＴＣ地上装置３と、架線電力を制御すると共にＡＴＣ地上装置からのＡＴＣ信号を架線電圧に与えるき電制御装置４と、架線電圧を供給するき電用変圧器５とが備えられている。

また、列車８には変電所２から架線６を通じて送られてくる電力を受けるパンタグラフ７と、パンタグラフ７からの電力で列車８を走らせるモータ９と、パンタグラフ７からのＡＴＣ信号を受信する送受信機１１と、車輪１４の回転数を出力する速度発電器１３と、送受信機１１で変換されたＡＴＣ信号と速度発電器１３から出力された列車速度から速度照査を行うＡＴＣ車上装置１０と、ＡＴＣ車上装置１０からのブレーキ指示に従い列車速度を制御するブレーキ装置１２とが備えられている。

前記のように構成されたＡＴＣシステムの動作について説明を行う。例えば、レール１７の軌道回路により軌道閉塞を用いて列車の在線検知が行われる。列車の在線検知により特定された列車位置情報はＡＴＣ地上装置３に送られる。ＡＴＣ地上装置３は、列車の位置情報をもとに、ＡＴＣ信号を生成する。ＡＴＣ地上装置３で生成されたＡＴＣ信号を、き電制御装置４が、架線６に送信するよう制御を行う。

変換されたＡＴＣ信号は架線６を介して列車８に送信される。架線６を介して送信されたＡＴＣ信号はパンタグラフ７を介して列車８に受け取られる。列車８により受け取られたＡＴＣ信号は送受信機１１でＡＴＣ車上装置１０に対応した信号に変換される。

送受信機１１で変換されたＡＴＣ信号はＡＴＣ車上装置１０に送信される。ＡＴＣ車上装置１０は速度発電機１３から得られた速度パルス信号から列車速度を演算する。ＡＴＣ車上装置１０は、演算により得られた列車速度とＡＴＣ信号による速度制限情報をもとにブレーキ指示を行う。ブレーキ装置１２はＡＴＣ車上装置１０からのブレーキ指示に従い、列車の速度制限を行う。

図２は、本発明の送受信機１１の実施の形態の構成図を示す。図２に示すように、送受信機１１は架線７より受信したＡＴＣ信号を、トランス３１を介して変圧する。変圧されたＡＴＣ信号はフィルタ３２にてノイズ除去され、復調部３３にてＡＴＣ車上装置１０に対応した信号に復調され、ＡＴＣ車上装置１０へと出力される。

架線６を用いてＡＴＣ信号を送信するため、同一の変電所区間であるセクション内の複数の列車に対しては同一のＡＴＣ信号を伝送することになる。そのため、ＡＴＣ地上装置３はＡＴＣ信号としてデジタル信号を生成し、信号に列車識別情報を付加する。また、各列車へのＡＴＣ信号を同時に送付する。ＡＴＣ車上装置１０はＡＴＣ信号の列車識別情報を判別し、自列車へのＡＴＣ信号のみを抽出する。

これにより、ＡＴＣ地上装置３は同じセクション内の複数の列車に対して異なるＡＴＣ信号を送信することが可能になる。

従来のＡＴＣ地上装置は、各閉そく区間に設置されており、また、閉そく区間には１編成の列車のみが進入可能となるように制御されるため、ＡＴＣ地上装置は１編成に対してＡＴＣ信号を送信すれば十分であり、同時に複数の編成に対してＡＴＣ信号を送信する必要は無かった。しかし、一般的に同一変電所のセクションの範囲は、閉そく区間よりも広いため、複数の閉そく区間にまたがることになるため、本発明では、複数の編成に対して同時にＡＴＣ信号を送信する可能性がある。

本発明では、ＡＴＣ地上装置は各変電所セクションに配置されるが、一般的に同一変電所のセクションの範囲は、閉そく区間よりも広いため、本発明ではＡＴＣ地上装置の数を低減することが可能となる。

前述の実施の形態では、架線６を、ＡＴＣ信号をＡＴＣ地上装置３からＡＴＣ車上装置１０へ送信するために用いる例を説明したが、本実施例では送受信機１１が変調部３４を持つ構成であるため、列車８が持つ列車位置等の情報を、変調部３４により変調して、架線６を通じてＡＴＣ地上装置３に送信することも可能である。

列車位置等の情報を列車８からＡＴＣ地上装置３に送信する場合、ＡＴＣ車上装置１０から送信する信号が送受信機１１に出力される。ＡＴＣ車上装置１０からの信号は送受信機１１内の変調部３４で変調され、トランス３１を介して変圧される。変圧された信号はパンタグラフ７、架線６を通じて変電所２に伝送され、変電所２内のＡＴＣ地上装置３はこの信号を受信する。

前述の実施の形態では、列車位置を認識する手段として軌道回路を用いる例を説明したが、本発明は、この実施の形態には限られず、各列車にトランスポンダ車上子１５を、また地上にトランスポンダ地上子１６を備える事で列車位置を認識する手段としてもよい。

この実施の形態では、列車８はトランスポンダ車上子１５を、また地上にトランスポンダ地上子１６を備えており、これらにより列車位置を取得し、架線６を用いて列車位置情報をＡＴＣ地上装置３に送信する。ＡＴＣ地上装置３は架線６からの列車位置情報をもとに列車位置を認識し、列車制御に用いる。

前述の実施の形態では、ＡＴＣ信号を受信する手段として架線６を用いているが、これに限られず、ＡＴＣ信号を送信する手段として従来の軌道回路と組み合わせてもよい。この場合、ＡＴＣ地上装置から列車へのＡＴＣ信号送信手段を冗長にすることができる。

上述した実施例においては、電力供給用の架線６を用いてＡＴＣ信号を列車に供給する例を示したが、地下鉄やモノレール等の電力供給用のサイドレールを用いてＡＴＣ信号を列車に供給することも可能である。また、当然、制御対象は複数車両から成る列車である必要はなく、車両でも良い。

１発電所
２変電所
３ＡＴＣ地上装置
４き電制御装置
５き電用変圧器
６架線
７パンタグラフ
８列車
９モータ
１０ＡＴＣ車上装置
１１送受信機
１２ブレーキ装置
１３速度発電器
１４車輪
１５トランスポンダ車上子
１６トランスポンダ地上子
１７レール
１８（軌道回路による）ＡＴＣ信号受信器
３１トランス
３２フィルタ
３３復調部
３４変調部

Claims

車両制御地上装置から送信される車両制御信号を車両制御車上装置が受信し、車両制御信号の内容に基づいて速度制御を行う車両制御システムにおいて、
電力供給用架線を車両制御信号の伝送路として用い、
変電所に、列車の位置情報によって車両制御信号を演算・送信する前記車両制御地上装置と、前記車両制御地上装置に接続され、架線電力を制御すると共に前記車両制御地上装置からの車両制御信号を架線電圧に与えるように制御するき電制御装置と、前記き電制御装置に接続され、前記架線電圧を前記電力供給用架線に供給するき電用変圧器とが備えられており、
列車には前記電力供給用架線を通じて送られてくる電力を受けるパンタグラフと、前記パンタグラフからの電力で駆動するモータと、前記パンタグラフからの車両制御信号を受信する送受信機と、車輪の回転数を出力する速度発電器と、前記送受信機で変換された前記車両制御信号と前記速度発電器から出力された列車速度情報から速度照査を行う前記車両制御車上装置と、前記車両制御車上装置からのブレーキ指示に従い列車速度を制御するブレーキ装置とが備えられており、
前記車両制御地上装置は車両制御信号としてデジタル信号を生成し前記デジタル信号に列車識別情報を付加した車両制御信号を前記き電制御装置に入力し、前記き電制御装置は、同一変電所により前記架線を介して電力を供給する同一変電所のセクション内の複数の閉塞区間を走行する複数の前記列車に対して、複数の前記列車毎の前記列車識別情報を付加した異なる前記車両制御信号を伝送するように制御を行い、
前記車両制御車上装置は前記車両制御信号の前記列車識別情報を判別し、自列車への車両制御信号のみを抽出することを特徴とする車両制御システム。
請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
列車が走行するレールの軌道回路により軌道閉塞を用いて前記列車の在線検知を行うことを特徴とする車両制御システム。