JP6534624B2 - 車上装置、車上装置を搭載する列車及び信号保安システム - Google Patents

Description

本発明は、電文の回覧を利用した信号保安システムに関する。

鉄道では、従来、軌道回路装置、転てつ器装置及び信号機装置を連動させて、衝突または脱線等の危険のある進路へ列車の進入を許可しない信号保安システムを構築してきた。しかし、従来の信号保安システムに関して、例えば、特許文献１には、「軌道回路装置は、レールを電気的に絶縁し、一端に電源を、反対側の一端にはリレーを接続して、列車によるレール間の短絡を検知する装置で、装置の維持保守費用が高い」ことを課題とし、その解決手段として、「予め決められた区間内を走行する列車の保安が電文に基づいて確保される信号保安システムにおいて、電文は、予め決められた区間内に存在する列車や沿線機器を巡回し、区間内が複数分割されたブロック１つ１つに列車の占有権が設定可能なブロック占有権情報を有する構成とする」ことが開示されている。

電文の回覧を利用した信号保安システムは、列車に搭載された車上装置が回覧されてくる電文の情報を随時更新することによって、走行を企図する進路範囲の占有権を確保し、その進路範囲に含まれる転てつ器を転換して走行する仕組みである。従って、複数の列車が競合する進路を順番に走行しようとする場合、先行する列車が競合する範囲を抜けた後、先行する列車に搭載された車上装置が、電文上で当該範囲の占有権を解放する。次に、後続する列車に搭載された車上装置が、電文上で当該範囲の占有権を確保し、当該範囲に含まれる転てつ器を、走行を企図する進路を開通させる方向に転換することにより初めて、後続する列車は企図する進路を走行することができる。

特開２００６−２３２１０６号公報

前述した電文の回覧を利用した信号保安システムでは、電文は、制御エリア（後述するが、列車の走行路線全体を予め決められた範囲に分割したエリア）に存在する装置間で回覧されている。そのため、先行する列車の車上装置は、自列車が競合する範囲を抜けても、電文が自らに回覧されてくるまでは、当該範囲の占有権を解放することができない。また、後続する列車の車上装置も、先行する列車の車上装置が当該範囲の占有権を解放しても、電文が自らに回覧されてくるまでは、当該範囲の占有権を確保することができない。つまり、電文の回覧順序と回覧タイミングによっては、占有権を解放及び確保するのに必要以上の時間を要する場合が発生してしまう。この必要以上の時間は、列車を高密度に運行させることを阻害する要因につながる。
本発明は、前述の占有権を解放及び確保するのに必要以上の時間を要する課題を解決することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、列車に搭載され電文を更新及び送受信する車上装置であって、電文は、特定エリア内の走行路を走行する複数の列車間で回覧され、当該電文を必要とする時期を示す電文取得希望時刻の情報を含み、車上装置は、電文取得希望時刻の情報に基づいて電文を直接送信する車上装置を決定することを特徴とする。

本発明によれば、進路の競合する範囲を先行する列車が走行し終えた後に、先行する列車による当該範囲の占有権を解放し、後続する列車が当該範囲の占有権を確保し走行可能となるまでの時間を短縮することが可能となり、それにより、列車の高密度運行を可能にする。

図１は、本発明に係る信号保安システムの実施例１の構成を示す図である。 図２は、路線のエリアとブロックの関係を示す図である。 図３は、エリア内のブロックを走行する列車の進路を示す図である。 図４は、実施例１で使用する保安電文のフォーマットを示す図である。 図５は、実施例１のステップ１及び４における保安電文の内容を示す。 図６は、実施例１のステップ５、７及び８における保安電文の内容を示す。 図７は、本発明に係る信号保安システムの実施例２の構成を示す図である。 図８は、実施例２で使用する保安電文のフォーマットを示す図である。 図９は、実施例２のステップ１、２、４及び５の保安電文の内容を示す。 図１０は、実施例２のステップ６及び８の保安電文の内容を示す。 図１１は、保安電文の別の一例を示す図である。 図１２は、保安電文のさらに別の一例を示す図である。

本発明においては、複数の列車が競合する進路を順番に走行しようとする場合、先行する列車の車上装置は、他の後続する列車の進路と競合する範囲を自列車が走行し終えて当該範囲の占有権を解放できる想定時刻を、電文取得希望時刻として予め電文上に記入する。他列車の車上装置は、電文を送信する際に、該電文中に記入された各車上装置による電文取得希望時刻をチェックし、この時刻を過ぎている場合にその希望時刻を記入した車上装置に電文を送信する。これによって、先行する列車の車上装置は、自列車が当該範囲を走行し終えた直後に、当該範囲の占有権を後続する列車のために解放することができる。
また、後続する列車の車上装置は、先行する列車の進路と競合する範囲の占有権を予約するための占有権予約情報を予め電文上に記入する。先行する列車の車上装置は、当該範囲の占有権を解放した後、当該範囲の占有権予約情報をチェックし、その占有権を予約した後続する列車の車上装置に電文を送信する。これによって、後続する列車の車上装置は、先行する列車の車上装置が当該範囲の占有権を解放した直後に、当該範囲の占有権を確保することができる。
以下、本発明に係る信号保安システムの実施例を、図面を用いてより詳細に説明する。

図１は、本発明に係る信号保安システムの実施例１の構成を示す図である。図１に示すように、実施例１は、列車１に搭載される車上装置１０１、列車２に搭載される車上装置１０２、列車３に搭載される車上装置１０３、それらの車上装置間を回覧する電文である保安電文２０１及び転てつ器５を制御する転てつ器制御装置１０５から構成される。なお、本発明の各実施例では、信号保安システムに用いる電文を「保安電文」として扱うこととする。また、列車に搭載される車上装置のことを、以下では「列車の車上装置」という。

列車が走行する路線全体を予め決められた複数の制御エリア（以下、「エリア」と略す）に分割し、さらに１つのエリアを複数のブロックに分割する。図２は、そのエリアとブロックの例を示す図である。路線全体をエリア１０、エリア２０及びエリア３０の３つのエリアに分割し、エリア１０をブロック１１、ブロック１２、ブロック１３、ブロック１４及びブロック１５の５つのブロックに分割する。

図３は、エリア１０内のブロック１１〜１５を走行する列車の進路を示す図である。太線の矢印が列車の進路を示す。進路は列車が走行する道筋である。例えば、進路１６は、ブロック１２からブロック１３へ到達する道筋とし、進路１７は、ブロック１２からブロック１１へ到達する道筋とする。また、転てつ器５の方向については、進路１６を開通させる方向を定位、進路１７を開通させる方向を反位とする。なお、定位及び反位とは、転てつ器の方向を表す用語で、定位は定常の開通方向、反位は定位の逆方向を指す。

次に、保安電文２０１は、エリア１０を走行する全列車の車上装置の情報、各列車の占有範囲情報、占有範囲の予約情報及び各車上装置による電文取得希望時刻情報を管理する。そして、この保安電文２０１を、エリア１０内を走行する全列車の車上装置間で回覧させる。
保安電文２０１は、前述の各情報をどのような形態で管理してもよい。図４は、実施例１で使用する保安電文２０１のフォーマットを示す図である。保安電文２０１は、エリア識別欄２１１、メンバーリスト欄２１２、ブロック占有権欄２１３、各車上装置による電文取得希望時刻欄２１４及びブロック占有権予約欄２１５から構成される。

エリア識別欄２１１には、保安電文２０１が管理するエリアの識別情報が記入される。
メンバーリスト欄２１２には、当該エリアを走行する各列車の識別情報が記入される。

ブロック占有権欄２１３には、当該エリア内の各ブロックに関して占有権を持つ列車の識別情報が記入される。各列車の占有範囲情報をどのような形態で管理してもよいところ、実施例１では、このブロック占有権欄２１３を用いて、各列車の占有範囲情報を管理する。従って、各列車の車上装置は、必ずブロックの占有権を確保してから当該ブロックに進入する仕組みとなる。つまり、ブロック占有権は、当該ブロックに進入するために必ず確保しなければならないもので、１ブロックに対して１列車だけが確保できるものである。各列車の車上装置は、保安電文２０１を受信した際、他列車による記入がない場合に限り、自列車の識別情報を記入することによって、ブロック占有権を確保できる仕組みである。

電文取得希望時刻欄２１４には、当該エリアを走行する各列車の車上装置が電文を必要とする時期を示す電文取得希望時刻の情報が記入される。各車上装置は、保安電文２０１を送信する際に、他の車上装置による電文取得希望時刻を確認し、この時刻を過ぎている場合にその希望時刻を記入した車上装置に、保安電文２０１を送信する。それ以外の場合は、メンバーリスト上の次の車上装置に保安電文２０１を送信する。メンバーリスト上の最後の車上装置の場合には、メンバーリスト上の最初の車上装置に送信する。

ブロック占有権予約欄２１５には、ブロック占有権を予約した列車の識別情報が記入される。保安電文２０１を受信した際に、他列車による記入があり、ブロック占有権を確保できない場合には、当該ブロック占有権予約欄２１５に自列車の識別情報を記入する。これにより、当該ブロックの占有権を予約することができる。各車上装置は、ブロック占有権を解放する際に、当該ブロックの占有権予約欄２１５を確認し、予約があればブロック占有権の解放により更新した保安電文２０１を、予約している列車の車上装置に送信する。それ以外の場合は、メンバーリスト上の次の装置に送信する。メンバーリスト上の最後の車上装置は、メンバーリスト上の最初の車上装置に送信する。

次に、実施例１の信号保安システムが、あるエリアにおいて、列車の間隔制御及び排他制御並びに進路の構成制御を実現する仕組みを説明する。例として、列車１が、図３に示す進路１６を走行する場合を挙げる。なお、図５に、ステップ１及びステップ４における保安電文２０１の内容を示す。

（１−１）ステップ１
列車１が進路１６を走行しようとする場合、列車１の車上装置１０１は、保安電文２０１を受信した際に、保安電文２０１のブロック占有権欄２１３のブロック１２及び１３のブロック占有権に、他列車による記入がないことを確認する。その後、自列車の識別番号（「列車１」）を記入することによって当該ブロックの占有権を確保する。併せてその時に、他の車上装置による電文取得希望時刻を確認する。この時刻が過ぎている欄があれば、その希望時刻を記入した車上装置に当該保安電文２０１を送信する。それ以外の場合は、メンバーリスト上の次の車上装置（本例では、列車３の車上装置１０３）に当該保安電文２０１を送信する。

（１−２）ステップ２
占有権を確保したブロック１２上の転てつ器５を、進路１６を開通させる方向（定位）に転換させる。どのような形態で転てつ器５を転換してもよいところ、実施例１では、列車１の車上装置１０１が、転てつ器５を制御する転てつ器制御装置１０５に直接指示を伝達する。

（１−３）ステップ３
前述の指示を受けた転てつ器制御装置１０５は、この指示を受けた方向に転てつ器を転換する。転換の完了後、転てつ器制御装置１０５は、車上装置１０１に転換完了を通知する。

（１−４）ステップ４
前述の転換完了の通知を受けた車上装置１０１は、列車１に対して進路１６の進行許可を与える。その後、保安電文２０１を受信する度に、車上装置１０１は、列車１の運行計画や運転状態（例えば、列車ダイヤや自動運転指示の時刻情報など）に基づいて、列車１が占有権を確保したブロックを抜けて占有権を解放できる想定時刻を、電文取得希望時刻欄２１４に記入し、更新した保安電文２０１をメンバーリスト上の次の車上装置（本例では、列車３の車上装置１０３）に送信する。この時に、電文取得希望時刻が現在時刻に近い場合、例えば、現在時刻から電文取得希望時刻までの時間が、１つの車上装置が保安電文２０１を受信しこれを更新して次の車上装置に送信するために要する時間より短い場合、次の車上装置への送信を保留する。その場合には、該当する車上装置は、ブロックの占有権を解放できる条件が成立するまで待ってから保安電文２０１を更新して次の車上装置に送信する。

なお、保安電文を通信する際には、通信の傍受または妨害やデータの改竄、コピー及び紛失がないように、相手側に保安電文が確実に伝送されたことが確認できる方法で行う。例えば、通信の暗号化及び復号化、通し番号または時刻情報の付加，通信時間のチェック、送受信元の事前確認及び事後確認、データの返信及びデータに対する誤り検出符号によるデータの正当性チェック等を行う。

続いて、実施例１の信号保安システムが、複数の列車が競合する進路を順番に走行しようとする場合に、先行する列車が競合するブロックの占有権を解放した直後に、占有権の解放及び確保が行える仕組みを説明する。例として、先行する列車１が、図３に示す進路１６を走行した後、後続する列車２が、図３に示す進路１７を走行する場合を挙げる。なお、図６に、ステップ５、ステップ７及びステップ８における保安電文の内容を示す。

まず、車上装置１０１が、列車１に対して進路１６の進行許可を与えるまでの仕組みは、前述のステップ１〜ステップ４と同様である。
次に、進路１７の走行を企図する列車２の車上装置１０２が、ブロック占有権を予約し、先行する列車１が競合するブロックを抜けた後にこのブロックの占有権を確保し、列車２に進路１７の進行許可を与えるまでのシステム挙動について説明する。

（１−５）ステップ５
列車２の車上装置１０２は、保安電文２０１を受信した際に、保安電文２０１のブロック占有権欄２１３でブロック１２及び１１の占有権を確認する。その結果、列車１が確保しているブロック１２及び１１の占有権は確保できない。そこで、車上装置１０２は、保安電文２０１のブロック１２及び１１の占有権予約欄２１５に、自列車の識別情報（「列車２」）を記入してブロック占有権を予約し、その後保安電文２０１をメンバーリスト上の次の車上装置（本例では、列車１の車上装置１０１）に送信する。

（１−６）ステップ６
保安電文２０１に記入済みの列車１による電文取得希望時刻が経過した後、保安電文２０１を送信する車上装置は、保安電文２０１を列車１の車上装置１０１に対して送信する。

（１−７）ステップ７
保安電文２０１を受信した列車１の車上装置１０１は、列車１の最後端がブロック１２を抜けていればブロック１１及び１２の占有権を解放し、これにより更新した保安電文２０１をこのブロック１１及び１２を予約している列車２の車上装置１０２に対して送信する。

（１−８）ステップ８
保安電文２０１を受信した列車２の車上装置１０２は、保安電文２０１のブロック占有権欄２１３を確認し、ブロック１２及び１１の占有権を確保し、保安電文２０１をメンバーリスト上の次の車上装置（本例では、列車１の車上装置１０１）に送信する。
（１−９）ステップ９
車上装置１０２は、占有権を確保したブロック１２上の転てつ器５を、進路１７を開通させる方向（反位）に転換させる。転換完了を確認した時点で、車上装置１０２は、列車２に対して進路１７の進行許可を与える。これは、前述のステップ２〜４における車上装置１０１と転てつ器制御装置１０５の動作態様と同様である。

このように、進路１６を走行する列車１と、その後に進路１７の走行を企図する列車２に関して、列車の間隔制御及び排他制御並びに進路の構成制御が実現される。特に、ステップ６〜７では、列車１がブロック１２を抜けた直後に、車上装置１０１に保安電文２０１が送信されてくることから、ブロック占有権の解放を時間ロス無く行うことができる。また、ステップ７〜８では、ブロック１２の占有権が解放された直後にこの占有権を予約していた列車２の車上装置１０２に保安電文２０１が送信されてくることから、ブロック占有権の確保を時間ロス無く行うことができる。

先の実施例１は、列車に搭載される車上装置間で保安電文を回覧させる構成を採用したが、転てつ器制御装置を回覧させるメンバーに含める構成も考えられる。この場合、車上装置は、保安電文を介して転てつ器制御装置へ転てつ器の転換を指示することができる。

図７は、本発明に係る信号保安システムの実施例２の構成を示す図である。図７に示すように、実施例２は、列車１の車上装置１０１、列車２の車上装置１０２、列車３の車上装置１０３、転てつ器５を制御する転てつ器制御装置１０５及びそれらの装置間で回覧させる電文である保安電文３０１とから構成される。

実施例２では、保安電文３０１は、エリア１０を走行する全列車の車上装置及びエリア１０内の全転てつ器制御装置の情報、各列車の占有範囲情報、占有範囲の予約情報、各装置（車上装置または転てつ器制御装置）による電文取得希望時刻情報、及び、エリア１０内の全ての転てつ器に対する方向指示、鎖錠状態並びに方向予約の各情報を管理する。そして、この保安電文３０１を、エリア内に存在する装置間（車上装置及び転てつ器制御装置）で回覧させる。

保安電文３０１は、前述の各情報をどのような形態で管理してもよい。図８は、実施例２で使用する保安電文３０１のフォーマットを示す図である。保安電文３０１は、エリア識別欄３１１、メンバーリスト欄３１２、ブロック占有権欄３１３、各装置（車上装置または転てつ器制御装置）による電文取得希望時刻欄３１４、ブロック占有権予約欄３１５、転てつ器方向指示欄３１６、転てつ器状態欄３１７及び転てつ器方向予約欄３１８から構成される。

なお、エリア識別欄３１１、メンバーリスト欄３１２、ブロック占有権欄３１３、各装置（車上装置または転てつ器制御装置）による電文取得希望時刻欄３１４及びブロック占有権予約欄３１５については、それぞれ、先の実施例１の保安電文２０１における各欄２１１、２１２、２１３、２１４及び２１５と同様である。

転てつ器方向指示欄３１６には、転てつ器を含む範囲（ブロック）の占有権を持つ列車の車上装置によって、転てつ器の転換方向を指示するための指示情報が記入される。車上装置は、この指示情報を記入した場合、この指示対象の転てつ器を制御する転てつ器制御装置にその保安電文３０１を送信し、転てつ器制御装置は、この指示に従って転てつ器を転換する。

転てつ器状態欄３１７には、転てつ器制御装置によって、転てつ器の鎖錠状態の情報が記入される。定位に転換が完了していれば「定位鎖錠」、反位に転換が完了していれば「反位鎖錠」、転換中等それ以外の場合には「非鎖錠」と記入される。転てつ器制御装置は、転換が完了し、定位鎖錠もしくは反位鎖錠を記入した場合、当該転てつ器を含む範囲（ブロック）の占有権を持ち、この転換方向の指示を記入した列車の車上装置に保安電文を送信する。当該車上装置は、受信した保安電文上で転てつ器状態欄３１７を確認することによって、転てつ器の転換完了を確認することができる。

転てつ器方向予約欄３１８には、転てつ器を含む範囲（ブロック）の占有権を予約した列車の車上装置によって、転てつ器の転換方向の予約情報が記入される。保安電文３０１を受信した際、既に他列車による記入がありブロック占有権を確保できない場合、当該ブロック占有権予約欄３１５に自列車の識別情報を記入することで、当該ブロックの占有権を予約すると共に、当該ブロックが転てつ器を含む場合には、転てつ器方向予約欄に所望の転換方向を記入することで、その転てつ器に対する方向も予約することができる。

車上装置は、ブロック占有権を解放する際に、当該ブロックの占有権予約欄３１５を確認する。予約があればブロック占有権の予約を有効化する。さらに、当該ブロックが転てつ器を含む場合、転てつ器の転換方向の予約も有効化する。この際には、解放するブロック占有権欄３１３から自列車の識別番号を、転てつ器方向指示欄３１６から転換方向を、それぞれ消去し、替わって、予約していた列車の識別番号、予約していた転てつ機の転換方向とを記入する。そして、更新した保安電文３０１を、予約が有効となった転てつ器を制御する転てつ器制御装置に送信する。他方、予約がなければ、解放するブロック占有権欄３１３から自列車の識別番号を、転てつ器方向指示欄３１６から転換方向を、それぞれ消去して、メンバーリスト上の次の装置（車上装置または転てつ器制御装置）に送信する。メンバーリスト上の最後の装置（車上装置及び転てつ器制御装置）は、メンバーリスト上の最初の装置（車上装置及び転てつ器制御装置）に送信する。

次に、実施例２の信号保安システムが、あるエリアにおいて、列車の間隔制御及び排他制御並びに進路の構成制御を実現する仕組みを説明する。例として、列車１が、図３に示す進路１６を走行する場合を挙げる。なお、図９に、ステップ１、ステップ２、ステップ４及びステップ５における保安電文の内容を示す。

（２−１）ステップ１
列車１が進路１６を走行しようとする場合、列車１の車上装置１０１は、保安電文３０１を受信した際に、保安電文３０１のブロック占有権欄３１３におけるブロック１２及び１３のブロック占有権に、他列車の車上装置による記入がないことを確認する。車上装置１０１は、その確認後、自列車の識別番号を記入して当該ブロックの占有権を確保する。そして、車上装置１０１は、占有権を確保したブロック１２上の転てつ器５への定位転換指示を転てつ器方向指示欄３１６に記入し、転てつ器５を制御する転てつ器制御装置１０５に対して保安電文３０１を送信する。

（２−２）ステップ２
保安電文３０１を受信した転てつ器制御装置１０５は、保安電文３０１の転てつ器方向指示欄３１６に記入された転てつ器方向指示情報に基づいて、転てつ器５を定位へ転換させることを開始する。そして、転てつ器の転換が完了する想定時刻を、電文取得希望時刻欄３１４に記入し、保安電文３０１を更新する。この時に、他の車上装置による電文取得希望時刻を確認し、この時刻が過ぎている欄があれば、その希望時刻を記入した車上装置に対して保安電文３０１を送信する。それ以外の場合には、メンバーリスト上の次の装置（本例では、列車１の車上装置１０１）に保安電文３０１を送信する。

（２−３）ステップ３
保安電文３０１に記入済みの転てつ器制御装置１０５による電文取得希望時刻が経過した後、保安電文３０１を送信する車上装置は、当該保安電文３０１を転てつ器制御装置１０５に対して送信する。

（２−４）ステップ４
保安電文３０１を受信した転てつ器制御装置１０５は、転てつ器５の定位転換が完了していれば、保安電文３０１の転てつ器状態欄３１７に転てつ器５が定位鎖錠されたことを記入し、この定位転換指示をした車上装置１０１に対して保安電文３０１を送信する。

（２−５）ステップ５
保安電文３０１を受信した列車１の車上装置１０１は、転てつ器５が定位に転換されたことを確認し、列車１に対して進路１６の進行許可を与える。その後は、保安電文３０１を受信する度に、列車１の運行計画や運転状態（例えば、列車ダイヤや自動運転指示の時刻情報など）に基づいて、列車１が占有権を確保したブロックを抜けて占有権を解放できる想定時刻を電文取得希望時刻欄３１４に記入する。保安電文３０１を更新して、メンバーリスト上の次の装置（本例では、列車３の車上装置１０３）に送信する。この時に、電文取得希望時刻が現在時刻に近い場合、例えば、現在時刻から電文取得希望時刻までの時間が、１つの車上装置が保安電文を受信してこれを更新して次の装置に送信するために要する時間より短い場合、次の装置（車上装置または転てつ器制御装置）への送信を保留する。その場合には、ブロックの占有権を解放できる条件が成立するまで待ってから保安電文３０１を更新してメンバーリスト上の次の装置（車上装置または転てつ器制御装置）に送信する。

なお、保安電文を通信する際には、通信の傍受または妨害やデータの改竄、コピー及び紛失がないように、相手に保安電文が確実に伝送されたことが確認できる方法で行う。例えば、通信の暗号化及び復号化、通し番号または時刻情報の付加、通信時間のチェック、送受信元の事前確認及び事後確認、データの返信及びデータに対する誤り検出符号によるデータの正当性チェック等を行う。この点は、実施例１と同様である。

続いて、実施例２の信号保安システムが、複数の列車が競合する進路を順番に走行しようとする場合に、先行する列車が競合するブロックの占有権を解放した直後に、占有権の解放及び確保が行える仕組みを説明する。例として、先行する列車１が、図３に示す進路１６を走行した後、後続する列車２が、図３に示す進路１７を走行する場合を挙げる。なお、図１０に、ステップ６及びステップ８における保安電文の内容を示す。

まず、車上装置１０１が、列車１に対して進路１６の進行許可を与えるまでの仕組みは前述のステップ１〜ステップ５と同様である。
次に、進路１７の走行を企図する列車２の車上装置１０２がブロック占有権を予約し、列車１が競合する範囲（ブロック）を抜けた後、この範囲（ブロック）を確保して列車２に進路１７の進行許可を与えるまでのシステム挙動について説明する。

（２−６）ステップ６
列車２の車上装置１０２は、保安電文３０１を受信した際に、保安電文３０１のブロック占有権欄３１３におけるブロック１２及び１１の占有権を確認する。その結果、列車１が確保しているブロック１２及び１１の占有権は確保できない。そこで、車上装置１０２は、ブロック１２及び１１の占有権予約欄３１５に自列車の識別情報（「列車２」）を記入してブロック占有権を予約すると共に、転てつ器５の転てつ器方向予約欄３１８に進路１７を開通させる方向（反位）を記入する。そして、保安電文３０１をメンバーリスト上の次の装置（本例では、転てつ器制御装置１０５）に送信する。

（２−７）ステップ７
保安電文３０１に記入済みの列車１の車上装置１０１による電文取得希望時刻が経過した後、保安電文３０１を送信する装置（車上装置または転てつ器制御装置）は、当該保安電文３０１を列車１の車上装置１０１に送信する。

（２−８）ステップ８
保安電文３０１を受信した列車１の車上装置１０１は、列車１の最後端がブロック１２を抜けていればブロック１１及び１２の占有権を解放し、これにより列車２の車上装置１０２によるブロック１１及び１２の占有権の予約及びブロック１２が含む転てつ器５の転換方向の予約を有効化する。そして、更新した保安電文３０１を転てつ器５を制御する転てつ器制御装置１０５に対して送信する。
その後、転てつ器５が反位に転換され、この転換を車上装置１０２が確認し、列車２に対して進路１７の進行許可を与えるまでの流れは、前述の車上装置１０１と転てつ器制御装置１０５によるステップ２〜５の動作態様と同様である。

以上のように、進路１６を走行する列車１と、その後に進路１７の走行を企図する列車２に関して、列車の間隔制御及び排他制御並びに進路の構成制御が実現される。特に、ステップ７〜８では、列車１がブロック１２を抜けた直後に、列車２のブロック１２の占有権予約及び進路１７の開通方向に対する転てつ器５の転換予約が有効化することから、ブロック占有権の解放及び確保並びに転てつ器の方向指示を時間ロス無く行うことができる。

保安電文の回覧を利用した信号保安システムを、列車を高密度に運行する路線に適用する場合、１つのエリア内に数多くの列車とそれに搭載された車上装置が存在することになる。保安電文をメンバーリスト順に回覧させると、全メンバーの車上装置を一巡する時間はメンバー数が多くなればなるほど長くなってしまう。

しかし、本発明に係る信号保安システムは、先の実施例１及び２に示したように、このような場合でも、各メンバー装置が、占有権を解放できる想定時刻等を電文取得希望時刻として予め保安電文上に記入すると共に、保安電文の送信時に、他のメンバー装置による電文取得希望時刻をチェックし、この希望時刻が過ぎている場合には、この希望時刻を記入したメンバー装置に保安電文を送信する。これによって、ブロック占有権の解放等の処理を時間ロス無く行うことができる。また、各メンバー装置が、既に他のメンバー装置によって占有権が確保されている範囲の占有権を予約するために、占有権予約情報を保安電文上に記入する。この占有権を確保しているメンバー装置が、当該範囲の占有権解放後、予約済みのメンバー装置への保安電文の送信や占有権予約の有効化によって、ブロック占有権の確保を時間ロス無く行うことができる。つまり、多数の列車を運行する際、その運行間隔をより短縮させる効果があり、列車の高密度運行を可能にする。

以上のように、本発明の２つの実施例では、列車の運行計画や運転状態に基づいて、確保した占有範囲の解放時刻を想定し、電文取得希望時刻として電文に記入する構成で説明した。しかし、確保した占有範囲の解放時刻だけでなく、列車の運行計画や運転状態に基づいて、占有範囲を確保する時刻を想定し、次の進路の要求時刻や次の進路の要求地点への到達時刻も考慮して、考慮した条件の内で最も早い時刻を電文取得希望時刻として記入してもよい。これにより、保安電文をより効率的に回覧させることができる。

さらに、システム全体の信頼性を確保するために、各メンバー装置が常に予め決められた時間以内に保安電文を送受信することで、保安電文の回覧時の健全性を確認し、この時間以内に保安電文を１回も受信できなかった場合には警報を出力するという仕組みを採用することができる。しかし、回覧順序が動的に変更されると、保安電文の回覧に問題が発生していない場合でも警報が出力されてしまう場合がある。そのような場合には、各メンバー装置は、保安電文の回覧時の健全性を確認するために、タイムアウト時間も考慮して電文取得希望時刻を決定してもよい。これにより、警報を出力する仕組みにおいてもシステム全体の信頼性を確保することができる。

以上では、本発明を２つの実施例により説明したが、本発明は先の２つの実施例に限定されるものではなく、種々の変形例が含まれる。また、２つの実施例を構成する各構成要素においても、２つの実施例に記載した形態に拘束されるものではない。
例えば、エリア１０を５つのブロックに分割したが、６つ以上に細かく分割してもよい。エリア内に存在する列車数は、高密度運行を目指すことから、当然、３台に留まらず３台以上存在してもよい。また、エリア内の全てのブロック占有権を１つの保安電文で管理することに替えて、管理内容が重複しないように区別すれば、複数の保安電文で管理してもよい。

次に、保安電文についての変形例を示す。先の各実施例では、保安電文における予約欄を１つ設ける構成で説明したが、優先順位の異なる複数の予約欄を設けることもできる。すなわち、先行する列車のブロック占有権の解放に伴い、優先順位の最も高い予約欄から予約を実行し、それ以外の予約欄の優先順位を繰り上げるように構成してもよい。

また、先の各実施例では、各列車の占有範囲や占有予約範囲をブロック単位で表したところ、その範囲を、ブロック単位ではなく、ある基準点からの相対位置や緯度経度等の絶対位置で表してもよい。その具体例として、図１１には、ある基準点からの相対位置によって各列車の占有範囲や占有予約範囲を表し、保安電文中に記入した例を示す。さらに、図１２には、緯度経度の絶対位置によって各列車の占有範囲や占有予約範囲を表し、保安電文中に記入した例を示す。

１、２、３ 列車、５ 転てつ器、１０、２０、３０ エリア、
１１、１２、１３、１４、１５ ブロック、１６、１７ 進路、
１０１、１０２、１０３ 車上装置、１０５ 転てつ器制御装置、
２０１、３０１ 保安電文

Claims (15)

1. 列車に搭載され電文を更新及び送受信する車上装置であって、
   前記電文は、特定エリア内の走行路を走行する複数の前記列車間で回覧され、当該電文を必要とする時期を示す電文取得希望時刻の情報を含み、
   前記車上装置は、前記電文取得希望時刻の情報に基づいて前記電文を直接送信する車上装置を決定する
   ことを特徴とする車上装置。
2. 請求項１に記載の車上装置であって、
   前記電文は、複数の前記列車それぞれが占有する前記走行路の占有範囲の情報を含み、
   前記車上装置は、自らの列車の運行計画または運転状態に基づいて、自らの列車が占有する前記占有範囲を解放できる想定時刻を、前記電文取得希望時刻の情報として前記電文に記入する
   ことを特徴とする車上装置。
3. 請求項２に記載の車上装置であって、
   前記車上装置は、前記想定時刻が現在時刻に近い場合に、前記記入した電文を回覧に回して送信するか当該送信を保留するか判定する
   ことを特徴とする車上装置。
4. 請求項２または３に記載の車上装置であって、
   前記車上装置は、前記電文を受信すると、前記電文取得希望時刻の情報に基づいて前記想定時刻以降であれば当該電文取得希望時刻を記入した車上装置に当該電文を直接送信する
   ことを特徴とする車上装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の車上装置であって、
   前記電文は、設定済みの前記占有範囲の情報に対して当該占有範囲を次に占有することを予約する列車を示す占有範囲予約の情報を含み、
   前記車上装置は、自らの列車が占有する前記占有範囲を解放する際に、前記占有範囲予約の情報に基づいて前記電文を直接送信する車上装置を決定する
   ことを特徴とする車上装置。
6. 請求項５に記載の車上装置であって、
   前記車上装置は、自らの列車が走行を企図する前記走行路の占有範囲に対して、他列車が既に当該占有範囲の情報を設定していた場合に、前記電文に自らの列車による前記占有範囲予約の情報を記入する
   ことを特徴とする車上装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の車上装置及び前記走行路内に配置される転てつ器を制御する転てつ器制御装置を備える信号保安システムであって、
   前記電文は、前記列車に前記転てつ器制御装置も加えて回覧され、前記転てつ器の転換方向を指示する転てつ器方向指示の情報をさらに含み、
   前記車上装置は、前記電文に自らの列車が占有する前記走行路の占有範囲の情報を記入する際に、当該占有範囲に配置される転てつ器に対する前記転てつ器方向指示の情報も併せて記入し、記入した当該電文を当該転てつ器を制御する転てつ器制御装置に直接送信する
   ことを特徴とする信号保安システム。
8. 請求項７に記載の信号保安システムであって、
   前記転てつ器制御装置は、前記電文を受信すると、前記転てつ器方向指示の情報に基づいて自らの転てつ器の転換が完了する想定時刻を前記電文取得希望時刻の情報として当該電文に記入する
   ことを特徴とする信号保安システム。
9. 請求項８に記載の信号保安システムであって、
   前記車上装置は、前記電文を受信すると、前記電文取得希望時刻の情報に基づいて前記想定時刻以降であれば前記転てつ器制御装置に当該電文を直接送信する
   ことを特徴とする信号保安システム。
10. 請求項９に記載の信号保安システムであって、
    前記電文は、前記転てつ器の転換状態を示す転てつ器状態の情報をさらに含み、
    前記転てつ器制御装置は、前記転てつ器方向指示の情報に基づいて自らの転てつ器を転換し、当該転換の完了後に自らの転てつ器の転換状態を前記転てつ器状態の情報として前記電文に記入し、記入した当該電文を前記転てつ器方向指示の情報を記入した車上装置に直接送信する
    ことを特徴とする信号保安システム。
11. 請求項１０に記載の信号保安システムであって、
    前記車上装置は、前記電文を受信すると、自らの列車が占有する前記占有範囲に含まれる転てつ器の前記転てつ器状態の情報を確認し、自らの列車に対する進行の許可または不許可を判定する
    ことを特徴とする信号保安システム。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載した車上装置であって、
    前記車上装置は、自らの列車の運行計画または運転状態に基づいて走行を企図する前記走行路の占有範囲を確保するための想定時刻を、前記電文取得希望時刻の情報として前記電文に記入する
    ことを特徴とする車上装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載した車上装置であって、
    前記車上装置は、タイムアウト時間を考慮した前記電文取得希望時刻の情報を前記電文に記入する
    ことを特徴とする車上装置。
14. 請求項７〜１１のいずれか１項に記載の信号保安システムであって、
    前記転てつ器制御装置は、タイムアウト時間を考慮した前記電文取得希望時刻の情報を前記電文に記入する
    ことを特徴とする信号保安システム。
15. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載した車上装置を搭載することを特徴とする列車。

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