JP6713357B2 - 車上装置、列車、及び信号保安システム - Google Patents

Description

本発明は、鉄道、モノレール、ＬＲＴ（Light Rail Transit）、ＡＧＴ（Automated Guided Train）、車等の車両を運行する際の車上装置、列車、及び信号保安システムに関する。

信号保安システムは、従来から、線路を一定区間に区切って、その区間を１列車のみに占有させ、その列車が完全に通過し終わるまでは他の列車を進入させないという、閉塞方式によって列車運行の安全を確保してきた。

特許文献１には、信号保安システムに関して、「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」（特許文献１参照）こと等を課題とし、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」（特許文献１参照）こと等が開示されている。

特開２００６−２３２１０６号公報

特許文献１の信号保安システムは、仮想的に閉塞区間を設定して列車を制御するものであった。しかし、列車と列車を併結させる時には、１つの閉塞区間に複数の列車を進入させることになり、安全を確保するためには、一方の列車が確実に停止していることを運転士や作業員が確認する作業を必要としていた。さらに、各列車の車上装置で検知した列車位置に基づいて、複数列車間の間隔を制御するシステムでは、安全を確保するために、列車と列車が確実に併結されたことを確認する作業を必要としていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、列車と列車を併結させる際の安全性を高めた車上装置、列車、及び信号保安システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、代表的な本発明の車上装置の一つは、走行路を走行する列車の占有範囲情報を含む電文を、他の列車の車上装置との間で受信・送信する車上装置であって、列車が併結される場合には、１つの列車の占有範囲へ他の列車の進入を許可する他列車進入許可情報を前記電文に記入し、前記１つの列車が停止していることを条件に前記他列車進入許可情報を前記電文に記入し、これを消去するまでは前記１つの列車にブレーキを掛け続ける制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、車上装置、列車、又は信号保安システムにおいて、列車と列車を併結させる際の安全性を高めることができる。

実施例１及び２における信号保安システムの一例を示す図である。 実施例１及び２におけるエリアとブロックを示す図である。 実施例１及び２における保安電文の一例を示す図である。 実施例１のステップ１における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。 実施例１のステップ２における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。 実施例１のステップ３における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。 実施例１のステップ４における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。 実施例１のステップ６における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。 実施例２のステップ７における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。 実施例２のステップ８における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。 実施例２のステップ９における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。

保安電文の回覧を利用した信号保安システムにおいては、列車に搭載された車上装置が回覧されてくる保安電文の情報を更新することによって、走行を企図する進路の範囲の占有権を確保して、その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、列車は他の列車と併結するために接近しようとしても、その列車が占有権を持つ範囲には進入することができない。

そこで、列車と列車を併結する場合には、一方の列車が停止していることを運転士や作業員が確認した上で、その列車が占有権を持つ範囲に他方の列車を進入させる必要がある。

実施例１及び２では、各列車の車上装置間で回覧される電文に、一方の列車の車上装置が、列車が停止していることを条件に他列車による自列車の占有範囲への進入許可を与える情報を記入することで、その列車の停止を運転士や作業員が確認せずとも、他方の列車がその列車に対して安全に接近できる信号保安システムを開示する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いてより詳細に説明する。

最初に実施例１及び２の共通的な事項について図１〜図３を示しながら説明する。図１は、実施例１及び２における信号保安システムの一例を示す図である。実施例１及び２における信号保安システムは、図１に示すように、列車１に搭載される車上装置１０１と、列車２に搭載される車上装置１０２と、それらの車上装置間で回覧させる電文である保安電文２０１とから構成される。

車上装置１０１、１０２、１０３は、それぞれの列車を制御するために必要な機能を備える。例えば、保安電文２０１を送受信する機能、保安電文２０１に基づき各列車１、２、３を制御する機能、保安電文２０１を更新する機能、現在の自列車の位置（特に現在のブロック位置）を検知する機能、現在の自列車の速度（停止しているか否かを含む）を検知する機能等を備えている。

図２は、実施例１及び２におけるブロックをエリアとの関係で示す図である。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に分割し、さらに１つの制御エリアを複数のブロックに分割する。実施例１及び２では、図２に示すように、路線全体をエリア１０、エリア２０、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、ブロック１５の５つのブロックに分割している。

エリア１０では、左から列車が走行する走行路５１が転てつ器５５により走行路５２と走行路５３に分岐されている。ここで、左からブロック１１、ブロック１２は走行路５１の範囲を、ブロック１３は転てつ器５５を有する範囲を、ブロック１４では走行路５２の範囲を、ブロック１５では走行路５３の範囲を示す。

実施例１及び２では、エリア１０の制御について説明する。実施例１及び２においては、図１に示すように、エリア１０を走行する全列車の車上装置の情報と各列車の占有範囲情報とを１つの保安電文２０１で管理し、この保安電文２０１を、エリア内を走行する全列車の車上装置間で回覧させている。保安電文は上記の情報の制御を行える形態であればどのような形態で管理してもよいが、図３を用いて具体例を説明する。

図３は、実施例１及び２における保安電文の一例を示す図である。実施例１及び２では、図３に示すように、保安電文２０１をエリア識別欄２１１、メンバーリスト欄２１２、ブロック占有権欄２１３、他列車進入許可欄２１４、進入列車管理欄２１５を使って整理して説明する。

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（記憶）される。実施例１及び２ではエリア１０の制御について説明しているので、エリア識別欄２１１には、「１０」と記入される。

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車上装置の識別情報が記入される。各装置はこのメンバーリストに従って保安電文２０１を回覧する。つまり、保安電文を受け取った装置は、保安電文をこのメンバーリスト上の次の列車番号の車上装置に送信し、メンバーリストの最後の装置はメンバーリストの最初の装置に送信する。ここでは、メンバーリスト１、２、３に、列車１、列車２、列車３が記入されているので、メンバーリスト１、２、３、１、２・・・の順に従い、列車１、列車２、列車３、列車１、列車２・・・の順に保安電文２０１が回覧される。

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は、実施例１及び２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場合で説明する。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。車上装置は、保安電文２０１を受信した際、進入しようとするブロック占有権欄２１３を確認し、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。すなわち列車の識別情報を記入されたブロックがその列車の占有範囲となる。

他列車進入許可欄２１４には、当該ブロックの占有権を確保した列車の車上装置が、他列車の当該ブロックへの進入を許可するか否かの情報が記入される。ここで、占有権を確保したブロックの範囲はその列車の占有範囲となる。ブロック毎に進入を許可する場合は他列車進入許可情報として「許可」と記入され、当該ブロックへの進入が許可される。「不許可」であれば、当該ブロックへの進入は許可されない。

さらに、実施例１及び２では、停止して併結を待つ列車を第１の列車、併結するために第１の列車に接近する列車を第２の列車とした時、第１の列車の車上装置が、自列車が停止していることを条件に、これを許可するものである。

進入列車管理欄２１５には、他列車進入許可欄２１４で他列車進入が許可されたブロックへ進入することができる（占有権を持つ列車以外の）すべての列車の識別番号が記入される。実施例１及び２では、第２の列車の車上装置が自列車の識別番号を記入する。

なお、この進入列車管理欄２１５には、他列車進入が許可されたブロックに、同時進入を許可する列車数分だけ、すべて記入する。このとき識別番号が記入された列車のみがこのブロックへの進入が許可される。ここで、他列車として同時進入を許可する列車の数は予め規定しておくことができるものとする。実施例１及び２では１列車とするが、列車の前後から同時に併結するような運用を行う場合には２列車としてもよい。

（実施例１）
次に、実施例１として、信号保安システムが制御するエリア１０において、列車と列車を併結させる仕組みを、停止して併結を待つ列車１に、列車２が接近して併結する場合を例としてステップごとに図４〜図８を示しながら具体例を挙げて説明する。

図４は、実施例１のステップ１における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。ステップ１では、列車１は、ブロック１１から列車２との併結を予定しているブロック１３まで、ブロックの占有権を確保し、通常制御モードで進入する。この時、列車１の車上装置は、保安電文２０１が回覧されてきた時に、ブロック１１、ブロック１２、ブロック１３の占有権を確保し、ブロック１３の終端までの走行を許可する。このときブロック１１、ブロック１２、ブロック１３の他列車進入許可欄２１４は「不許可」となるため、ブロック１５の列車３は、ブロック１３には進入できない。ここで、メンバーリスト欄２１２は、エリア１０内の列車に対して、「列車１」をメンバーリスト「１」に、「列車３」をメンバーリスト「２」に記入する。

図５は、実施例１のステップ２における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。ステップ２では、列車１は、ブロック１３に停止して列車２との併結を待つ。この時、列車１の車上装置１０１は、併結待ちモードに遷移し、保安電文２０１が回覧されてきた時に、ブロック１１、ブロック１２の占有権を解放し、ブロック１３に他列車進入を許可する情報を記入する。すなわち、ブロック１３の他列車進入許可欄２１４は「許可」となる。ここでの許可は、ブロック１３に列車１が停止していることを検知した時のみ可能とする制御とする。そして、併結待ちモード、すなわち他列車進入を許可する情報を記入している間では、列車１の常用ブレーキを動作させて緩解させない制御とする。

図６は、実施例１のステップ３における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。ステップ３では、列車２は、ブロック１１の占有権を確保し、通常制御モードで進入して停止する。この時、列車２の車上装置１０２は、保安電文２０１が回覧されてきた時に、ブロック１１の占有権を確保し、ブロック１１の終端までの走行を許可する。ここで、メンバーリスト欄２１２は、エリア１０内の列車２が進入してきた際、「列車２」をメンバーリスト「３」に追加する。

図７は、実施例１のステップ４における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。ステップ４では、列車２はブロック１１の終端まで走行して停止すると、列車２の車上装置１０２は、併結モードに遷移し、保安電文２０１が回覧されてきた時に、ブロック１２の占有権と、ブロック１３の進入許可権を確保し、ブロック１３への走行を許可する。すなわち、ブロック１３の進入列車管理欄２１５に「列車２」が記入される。なお、併結モードでは列車の速度を併結時に許容される規定速度以下に制限する。すなわち他列車進入許可欄２１４で「許可」された該当列車（ここでは列車２）は、そのブロック（ここではブロック１３）へ規定速度以下の場合に進入が許可される。

ステップ５では、列車２は、ブロック１２、ブロック１３に進入して列車１と併結する。

図８は、実施例１のステップ６における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。ステップ６では、列車１と列車２の併結が完了した後、列車２の車上装置１０２は、保安電文２０１が回覧されてきた時に、ブロック１１、ブロック１２の占有権と、ブロック１３の進入許可権を解放し、被併結モードに遷移する。また、列車１の車上装置１０１は、列車長を更新した後、保安電文が回覧されてきた時に、ブロック１３に記入した他列車進入を許可する情報を消去し、通常制御モードに復帰する。すなわち、ブロック１３の他列車進入許可欄２１４は「許可」から「不許可」となり、ブロック１３の進入列車管理欄２１５の「列車２」は消去される。

このように、本実施例の信号保安システムでは、列車１と列車２の併結を、列車１の車上装置が列車１の停止を保証した上で行うことができる。

（実施例２）
次に、列車間の併結が不完全で、被併結列車が分離してしまった場合に、被併結列車の車上装置がこれを検知し、安全を保証する仕組みを説明する。実施例２では、この仕組みを、実施例１で併結した列車１と列車２がブロック１４に進出する場合を具体例に挙げて説明する。実施例２では、実施例１のステップ６の続きとなるステップ７から図９〜１１を示しながら説明する。

図９は、実施例２のステップ７における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。ステップ７では、併結が完了した列車１は、ブロック１３から予定しているブロック１４まで走行するために、まず路上のブロック１３の占有権を確保する。次にブロック１４終端まで走行するためには、列車１の車上装置１０１は、保安電文２０１が回覧されてきた時に、ブロック１４の占有権を確保する。すなわち、ブロック１４のブロック占有権欄２１３は「列車１」が記入される。ブロック１４の占有権が確保できた際には、列車１にブロック１４の終端までの走行を許可する。加えて、保安電文２０１の回覧順序を、列車１の次に被併結列車の列車２となるようにメンバーリスト欄２１２を変更する。すなわち、メンバーリスト「１」を「列車１」、メンバーリスト「２」を「列車２」、メンバーリスト「３」を「列車３」とする。

図１０は、実施例２のステップ８における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。ステップ８では、列車１と併結されている列車２がブロック１３を抜ければ、列車１の車上装置１０１は、保安電文が回覧されてきた時に、ブロック１３の占有権を解放する。すなわち、ブロック占有権欄２１３のブロック１３における「列車１」は削除される。

図１１は、実施例２のステップ９における各列車の位置と保安電文の内容を示す図である。ステップ９では、ステップ５で、もし列車１と列車２の併結が不完全であった場合、列車２はブロック１３に残留することになるのでこの場合について説明する。

列車２の車上装置１０２は、列車１から保安電文２０１が回覧されてきた時、列車２が在線しているブロック１３のブロック占有権欄２１３を確認する。このとき、図１０でも示されるように列車１がブロック１３を抜ければ、ブロック１３におけるブロック占有権欄２１３の「列車１」は削除され、ブロック１３のブロック占有権欄２１３は空欄に変化する。在線しているブロック１３のブロック占有権欄２１３が空欄に変化していた場合、列車２の車上装置１０２は、併結列車と分離したと認識し、常用ブレーキを動作させ、当該ブロックの占有権を確保する。すなわち、ブロック１３におけるブロック占有権欄２１３に「列車２」と記入する。これにより、ブロック１３への他列車の進入を防ぐことができる。さらに、指令員、運転士、作業員とのインタフェースを備えている場合には、列車分離の警報を報知してもよい。

本発明の信号保安システムは、上述した２つの実施例１、２に示したように、列車と列車を併結させる時、安全を確保するために一方の列車が停止していることを、運転士や作業員ではなく、システムによって保証することが可能となる。また、列車と列車が不完全な併結作業のため分離してしまった場合でも、これをシステムによって安全に検知することができる。このため、運転士や作業員による確認無しでも、列車と列車を併結させる時には一方の列車の車上装置が列車の停止を保証し、列車と列車の併結が不十分で分離した時にはこれを検知し、システムを安全に遷移させることができる。

本発明における実施例では、エリア内に２台の列車が存在する場合で説明したが、当然、列車が２台以上存在してもよい。また、エリア１０を４つのブロックに分割したが、４つ以上に細かく分割してもよい。エリア１０の全てのブロック占有権、他列車進入許可情報、他列車進入許可権などを１つの保安電文で管理するとしたが、管理する内容が重複しないようにすれば、複数の保安電文で管理してもよい。

本発明における実施例では、各列車の占有範囲や予約範囲をブロック単位で表したが、当然、ある基準点からの相対位置で表してもよいし、緯度経度等の絶対位置で表してもよい。その際、保安電文には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された各列車の占有範囲が記入される。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。なお本発明は、列車と列車を連結する場合に広く適用することができる。

１、２、３…列車
１１、１２、１３、１４、１５…ブロック
１０、２０、３０…エリア
１０１、１０２、１０３…車上装置
２０１…保安電文

Claims (7)

1. 走行路を走行する列車の占有範囲情報を含む電文を、他の列車の車上装置との間で受信・送信する車上装置であって、
   列車が併結される場合には、１つの列車の占有範囲へ他の列車の進入を許可する他列車進入許可情報を前記電文に記入し、
   前記１つの列車が停止していることを条件に前記他列車進入許可情報を前記電文に記入し、これを消去するまでは前記１つの列車にブレーキを掛け続ける制御を行う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、
   前記電文には、進入列車管理情報を含み、
   前記他の列車が前記１つの列車に併結するために進入が許可された前記１つの列車の占有範囲へ進入する時に、前記進入列車管理情報として前記他の列車の識別番号を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、
   前記進入列車管理情報として前記他の列車の識別番号を予め規定された列車数を超えずに前記電文に記入できるようにし、前記電文に記入された列車が前記１つの列車の占有範囲に進入を許可されることを特徴とする車上装置。
4. 請求項２に記載の車上装置であって、
   前記他の列車が進入が許可された前記１つの列車の占有範囲に進入する際に、速度を予め規定された速度以下に制限することを特徴とする車上装置。
5. 走行路を走行する列車の占有範囲情報を含む電文を、他の列車の車上装置との間で受信・送信する車上装置であって、
   列車が併結される場合には、１つの列車の占有範囲へ他の列車の進入を許可する他列車進入許可情報を前記電文に記入し、
   複数の列車が併結された場合に、
   進行方向前方となる第一の列車の車上装置は、前記電文の回覧順序を、第一の列車の次に進行方向後方となる第二の列車の車上装置となるように変更し、
   第二の列車の車上装置は、前記電文上で自列車の在線範囲の占有権状態を確認し、在線範囲の占有権が解放されている場合には、前記在線範囲の占有権を確保することを特徴とする車上装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の車上装置を搭載することを特徴とする列車。
7. 請求項１から５のいずれか一項に記載の車上装置を搭載する複数の列車において、各列車の前記車上装置の間で前記複数の列車の占有情報を含む電文が回覧されていることを特徴とする信号保安システム。

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