KR101850578B1 - 열차 제어 시스템의 차상 장치 - Google Patents

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Abstract

다른 방식 등의 열차 제어 시스템의 지상측 설비로부터 열차 제어 신호를 수신하여 적절하게 열차의 속도 등을 제어할 수 있는 차상 장치를 제공한다. 열차(1)에 탑재된 차상 장치(10)는, 열차(1)의 주행로를 따라서 설치된 루프 코일로부터 열차 제어 정보를 포함하는 ATC 신호를 수신하는 ATC/TD 안테나(11a, 11b)와, 주행로를 따라서 설치된 연선 무선기로부터 열차 제어 정보를 포함하는 CBTC 신호를 수신하는 차상 무선기(12)와, 상기 ATC 신호에 포함된 열차 제어 정보에 기초해서 열차(1)를 제어하는 ATC 제어부(141)와, 상기 CBTC 신호에 포함된 열차 제어 정보에 기초해서 열차(1)를 제어하는 CBTC 제어부(142)와, ATC 제어부(141) 또는 CBTC 제어부(142)를 선택하는 선택부(143)를 포함한다.

Description

열차 제어 시스템의 차상 장치{ON-VEHICLE DEVICE FOR TRAIN CONTROL SYSTEM}
본 발명은, 열차 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 열차에 탑재되어 지상측 설비로부터 수신한 열차 제어 정보에 기초해서 당해 열차의 속도 등을 제어하는 차상 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 열차 제어 시스템은 열차에 탑재된 차상 장치가 지상측 설비로부터 수신한 열차 제어 정보에 기초해서 당해 열차의 속도 등을 제어함으로써, 열차의 안전한 주행을 확보하고 있다. 종래의 열차 제어 시스템으로서는, 지상측 설비인 루프 코일(또는 궤도 회로)이나 지상자 등과, 차상 장치를 구성하는 수전기나 차상자 등이 전자기 결합하여 상기 열차 제어 정보의 송수신을 행하는 열차 제어 시스템, 혹은, 지상측 설비인 연선 무선기와 차상 장치를 구성하는 차상 무선기 사이에서 상기 열차 제어 정보의 송수신을 행하는 열차 제어 시스템 등이 알려져 있다.
일본 특허 공개 제2010-36803호 공보 일본 특허 공개 제2008-162548호 공보
종래의 차상 장치는, 동일한 방식 및/또는 동일한 종류의 신호를 사용하는 열차 제어 시스템의 지상측 설비로만 열차 제어 정보를 수신할 수 있다. 이 때문에, 특정한 열차 제어 시스템의 지상측 설비가 설치된 영역(노선)을 주행하는 열차는, 그 특정한 열차 제어 시스템의 차상 장치가 탑재된 열차로 제한되어 있었다.
그런데, 철도망이 발달해 오면서, 각각 서로 다른 방식 등의 열차 제어 시스템이 채용된 영역에 대해 열차를 주행시킬 필요성이나 영역의 일부에 다른 방식의 열차 제어 시스템을 채용할 필요성이 생기는 경우가 있다. 그러나, 종래 기술에서는 이와 같은 사태에 대응하는 것이 곤란하다.
또한, 기존의 시스템으로부터 새로운 시스템으로 변경할 경우에는, 그 이행 시에서 기존의 시스템에 의한 영업 운전 등의 실시와 새로운 시스템의 조정 등을 양립시킬 필요가 있다. 이로 인해, 시스템을 변경할 때에는, 기존 시스템의 차상 장치가 탑재된 열차에, 새로운 시스템의 차상 장치를 추가하고, 새로운 시스템의 조정 등을 행한 후에 기존의 시스템의 차상 장치를 철거해야 한다. 즉, 차량의 개조를 적어도 2회 행할 필요가 있어, 시스템 변경 시에 많은 시간이 걸렸다.
본 발명은, 이와 같은 실정을 착안해서 이루어진 것이며, 다른 방식 등의 열차 제어 시스템의 지상측 설비로부터 열차 제어 정보를 수신하여 열차의 속도 등을 적절하게 제어할 수 있는 차상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 의한 차상 장치는, 열차에 탑재되어 지상측 설비로부터 수신한 열차 제어 정보에 기초해서 당해 열차를 제어한다. 이 차상 장치는, 상기 열차의 주행로를 따라서 설치된 제1 지상측 설비로부터, 열차 제어 정보를 포함하는 제1 신호를 수신 가능한 제1 수신부와, 상기 주행로를 따라서 설치된 제2 지상측 설비로부터, 열차 제어 정보를 포함함과 함께 상기 제1 신호와는 종류가 다른 제2 신호를 수신 가능한 제2 수신부와, 상기 제1 신호에 포함된 열차 제어 정보에 기초해서 상기 열차를 제어하는 제1 제어부와, 상기 제2 신호에 포함된 열차 제어 정보에 기초해서 상기 열차를 제어하는 제2 제어부와, 상기 제1 제어부 또는 상기 제2 제어부를 선택하는 선택부를 포함한다.
상기 차상 장치에 의하면, 다른 종류의 신호를 사용하는 지상측 설비의 각각으로부터 열차 제어 신호를 수신하여 열차를 제어할 수 있으므로, 차상 장치의 추가나 변경 등의 차량의 개조를 행하지 않고, 열차가 다른 열차 제어 시스템이 채용된 영역(노선)간을 주행하는 것을 가능하게 한다. 또한, 열차 제어 시스템을 변경할 때의 차량의 개조 횟수를 종래에 비해 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 차상 장치가 적용되는 열차 제어 시스템의 지상측 설비의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 의한 차상 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 차상 장치가 적용되는 열차 제어 시스템의 지상측 설비의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 차상 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
우선, 본 발명의 개요를 설명한다.
본 발명은, 열차 제어 시스템의 새로운 차상 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 차상 장치는, 열차에 탑재되어, 서로 다른 신호를 사용하는 적어도 2개의 열차 제어 시스템의 지상측 설비로부터 열차 제어 정보를 수신 가능하게 구성되고, 수신된 열차 제어 정보 중 어느 하나에 기초해서 당해 열차의 속도 등을 제어한다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 의한 차상 장치가 적용되는 열차 제어 시스템의 지상측 설비의 일례를 나타내고 있다. 도 1에 있어서, 실시 형태에 의한 차상 장치를 탑재한 열차(1)가 주행하는 주행로(2)는, 2개의 제어 영역[제1 영역(C1), 제2 영역(C2)]으로 나뉘어져 있고, 이 2개의 제어 영역에서는 각각 서로 다른 폐색 방식에 의한 열차 제어가 실시된다. 구체적으로는, 제1 영역(C1)에서는 고정 폐색 방식에 의한 열차 제어가 실시되고, 제2 영역(C2)에서는 이동 폐색 방식에 의한 열차 제어가 실시된다.
제1 영역(C1)에서는, 주행로(2)가 복수의 폐색 구간 B1 내지 Bm으로 구획되어 있고, 각 폐색 구간 B1 내지 Bm에 대응하는 루프 코일(31 내지 3m)이 주행로(2)를 따라서 설치되어 있다. 각 루프 코일(31 내지 3m)에는, 각각 정보 송신부(4)가 접속되어 있다. 이 정보 송신부(4)는, 도시 생략한 상위의 제어 장치(CTC 등)에 의해 제어되고, 열차가 정지해야 할 폐색 구간을 나타내는 정지 구간 정보를 포함하는 열차 제어 신호(이하 간단히 「ATC 신호」라고 함)를 대응하는 루프 코일에 송출한다. 또한, 상기 ATC 신호는, 상기 정지 구간 정보 외에 열차(1)의 제한 속도 정보를 더 포함해도 좋다.
여기서, 도 1에서는 생략하고 있지만, 루프 코일(31 내지 3m)에는, 각 폐색 구간 B1 내지 Bm에 있어서의 열차 재선을 검지하기 위한 공지의 구성이 설치되어 있다. 열차 재선을 검지하기 위한 구성은, 예를 들어 열차로부터 송출되는 열차 검지 신호(TD 신호)를 수신하는 TD 신호 수신기이다. 또한, 여기서는 루프 코일을 사용하고 있지만, 루프 코일 대신에 궤도 회로로 해도 좋다. 또한, 궤도 회로를 사용한 경우에는, 궤도 회로에 흐르는 신호 전류에 기초해서 열차 재선을 검지한다.
한편, 제2 영역(C2)에서는, 연선 무선기(51 내지 5n)가 주행로(2)를 따라서 소정의 간격을 두고 설치되어 있다. 각 연선 무선기(51 내지 5n)는 안테나를 갖고 있고, 도시 생략한 상위의 제어 장치에 의해 제어되고, 열차(1)가 주행할 수 있는 정지 한계 정보를 포함하는 열차 제어 신호(이하 간단히 「CBTC 신호」라고 함)를 송출한다. 상기 정지 한계 정보는 열차(1)가 정지해야 할 정지 위치를 나타내는 것이며, 예를 들어 선행 열차와의 사이에 안전 거리(간격)를 확보할 수 있는 위치를 포함한다.
여기서, 제1 영역(C1)에 가장 가까운 연선 무선기(51)는, 그 신호를 송신할 수 있는 범위(신호 송신 범위) 내에, 제2 영역(C2)에 가장 가까운 폐색 구간 Bm의 적어도 일부가 포함되도록 설치된다. 또한, 제2 영역(C2)에 있어서는, 인접하는 연선 무선기끼리가 무선 통신을 행함으로써, 정보를 중계하면서 전달할 수 있다. 또한, 연선 무선기의 간격은, 서로의 신호 송신 범위가 중복되도록 설정하면 되지만, 바람직하게는 2개 앞의 연선 무선기까지 신호를 송신할 수 있는 간격으로 배치한다.
제1 영역(C1) 및 제2 영역(C2)에는, 주행로(2)를 따라서 소정의 간격을 두고 지상자(6)가 설치되어 있다. 지상자(6)는, 제1 영역(C1)에 있어서는, 인접하는 폐색 구간의 경계 또는 그 근방에 설치되고, 제2 영역(C2)에 있어서는, 예를 들어 일정 거리마다 설치된다. 지상자(6)는 트랜스폰더 등으로 구성되고, 후술하는 열차(1)측의 차상자와 전자기 결합하여 신호의 송수신을 행한다. 본 실시 형태에 있어서, 지상자(6)는 주행로(2)에 있어서의 위치를 나타내는 위치 정보를 포함하는 신호(이하 간단히 「위치 신호」라고 함)를 송출한다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 차상 장치의 기본적인 구성을 도시하고 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 열차(1)에 탑재된 차상 장치(10)는, ATC/TD 안테나(11a, 11b)와, 차상 무선기(12)와, 차상자(13)와, 신호 처리부(14)를 포함한다.
ATC/TD 안테나(11a, 11b)는 열차(1)의 전방부 및 후방부의 하부에 설치되어 있고, 지상측에 설치된 루프 코일(31 내지 3m)과 전자기 결합하여 당해 루프 코일로부터 상기 ATC 신호를 수신함과 함께 상기 TD 신호를 당해 루프 코일에 송출한다. 상기 ATC 신호의 수신은, 통상, 열차(1)의 진행 방향 전방측에 위치하는 ATC/TD 안테나에 의해 행해진다. 또한, ATC/TD 안테나(11a, 11b) 대신에 수전기로 해도 좋다.
차상 무선기(12)는 열차(1)의 상부에 설치된 안테나(12a)를 갖고 있고, 각 연선 무선기(51 내지 5n)에 열차(1)의 위치를 나타내는 열차 위치 신호를 송신함과 함께 각 연선 무선기(51 내지 5n)로부터 상기 CBTC 신호를 수신한다. 또한, 도 2에는 하나의 차상 무선기(12)가 도시되어 있지만, ATC/TD 안테나와 마찬가지로, 열차(1)의 전방부와 후방부의 각각에 차상 무선기(12)를 설치하도록 해도 좋다.
차상자(13)는 열차(1)의 하부에 설치되어 있고, 각 지상자(6)와 전자기 결합하여 당해 지상자(6)로부터 상기 위치 신호를 수신한다.
신호 처리부(14)는 ATC/TD 안테나(11a, 11b), 차상 무선기(12) 및 차상자(13)와 접속되고, 이들에 의해 수신된 상기 ATC 신호, 상기 CBTC 신호 및 상기 위치 신호가 입력된다. 또한, 신호 처리부(14)에는, 예를 들어 열차(1)의 차륜에 설치된 속도 발전기(속도 검출기)(15)로부터 열차(1)의 속도 정보가 입력된다. 신호 처리부(14)는 ATC 제어부(141), CBTC 제어부(142) 및 선택부(143)를 포함한다.
ATC 제어부(141)는, 상기 위치 신호에 포함된 위치 정보 및 상기 속도 정보에 기초해서 열차(1)의 위치 및 속도를 파악한다. 그리고, 이 파악한 열차(1)의 위치 및 속도, 상기 ATC 신호에 포함된 정지 구간 정보(및 제한 속도 정보) 및 열차(1)의 브레이크 성능 등에 기초해서 속도 조사 패턴을 생성하고, 생성된 속도 조사 패턴에 기초해서 열차(1)의 브레이크 제어를 행하여 열차(1)의 속도를 제어한다.
CBTC 제어부(142)는, 상기 위치 신호에 포함된 위치 정보 및 상기 속도 정보에 기초해서 열차(1)의 위치 및 속도를 파악한다. 열차(1)의 위치에 대해서는, 차상 무선기(12)와 각 연선 무선기(51 내지 5n) 사이의 신호 전파 시간에 기초해서 산출해도 좋다. 그리고, 이 파악한 열차(1)의 위치 및 속도, 상기 CBTC 신호에 포함된 정지 한계 정보 및 열차(1)의 브레이크 성능 등에 기초해서 속도 조사 패턴을 생성하고, 생성된 속도 조사 패턴에 기초해서 브레이크 제어를 행하여 열차(1)의 속도를 제어한다.
선택부(143)는 입력된 신호에 기초해서 ATC 제어부(141) 또는 CBTC 제어부(142)를 선택한다. 바꾸어 말하면, 선택부(143)는 ATC 제어부(141) 및 CBTC 제어부(142) 중 어느 한쪽만을 액티브(인에이블)로 한다. 이 선택부(143)에 의한 제어부의 선택에 의해, ATC 제어부(142) 및 CBTC 제어부(142) 중 어느 한쪽이 열차(1)의 속도 제어를 실행하게 된다.
예시하면, 선택부(143)는, 다음과 같이 하여 제어부의 선택을 행한다.
(1) 상기 ATC 신호 및 상기 CBTC 신호 중 어느 한쪽만 수신하는 경우
이 경우, 선택부(143)는 수신된 신호에 대응하는 제어부를 선택한다.
예를 들어, 열차(1)가 제1 영역(C1)(도 1 참조)을 주행하고 있는 경우, 이 제1 영역(C1)에는 연선 무선기가 설치되어 있지 않으므로, 차상 장치(10)는, 상기 ATC 신호만 수신할 수 있다. 따라서, 신호 처리부(14)[선택부(143)]에는, 상기 ATC 신호와 상기 CBTC 신호 중 상기 ATC 신호만이 입력되게 된다. 이 경우, 선택부(143)는 ATC 제어부(141)를 선택한다.
한편, 열차(1)가 제2 영역(C2)을 주행하고 있는 경우, 차상 장치(10)는, 상기 CBTC 신호만 수신할 수 있다. 따라서, 신호 처리부(14)[선택부(143)]에는, 상기 ATC 신호와 상기 CBTC 신호 중 상기 CBTC 신호만이 입력되게 된다. 이 경우, 선택부(143)는 CBTC 제어부(142)를 선택한다.
(2) 상기 ATC 신호 및 상기 CBTC 신호 중 어느 한쪽을 수신하고 있는 상태로부터 양쪽을 수신하도록 된 경우
이 경우, 선택부(143)는 새롭게 수신된 신호에 대응하는 제어부를 선택하고, 열차(1)의 속도 제어를 행하는 제어부를 전환한다.
제2 영역(C2)에 가장 가까운 폐색 구간 Bm의 적어도 일부는, 제1 영역(C1)에 가장 가까운 연선 무선기(51)의 송신 가능 범위 내에 위치하고 있다. 따라서, 주행로(2)에는, 상기 ATC 신호와 상기 CBTC 신호의 양쪽을 수신 가능한 영역(신호 중복 영역)이 존재한다. 이로 인해, 열차(1)가 제1 영역(C1)으로부터 제2 영역(C2)에 진입하는 경우에는, 상기 ATC 신호만을 수신하고 있는 상태로부터 상기 신호 중복 영역에서 상기 ATC 신호 및 상기 CBTC 신호를 수신하는 상태가 된다. 이 경우, 선택부(143)는 새롭게 수신된 CBTC 신호에 대응하는 CBTC 제어부(142)를 선택하고, 지금까지의 ATC 제어부(141)에 의한 열차(1)의 제어로부터 CBTC 제어부(142)에 의한 열차(1)의 제어로 전환한다. 이 전환은 상기 신호 중복 영역에서 행해진다. 또한, 상기 폐색 구간 Bm 또는 상기 신호 중복 영역에서는, 원칙으로서 열차를 정지시키지 않고, 열차(1)가 저속으로 주행하도록 설정해 두는 것이 바람직하다.
이에 의해, 속도 조사 패턴에 대해서도, ATC 제어부(141)에 의해 생성된 속도 조사 패턴으로부터, 상기 CBTC 신호에 포함된 정지 한계 정보에 기초해서 CBTC 제어부(142)에 의해 생성되는 속도 조사 패턴으로 전환된다.
한편, 열차(1)가 제2 영역(C2)으로부터 제1 영역(C1)에 진입하는 경우에는, 상기 CBTC 신호만을 수신하고 있는 상태로부터 상기 신호 중복 영역에서 상기 ATC 신호 및 상기 CBTC 신호를 수신하는 상태가 된다. 이 경우, 선택부(143)는 새롭게 수신된 ATC 신호에 대응하는 ATC 제어부(141)를 선택하고, 지금까지의 CBTC 제어부(142)에 의한 열차(1)의 제어로부터 ATC 제어부(141)에 의한 열차(1)의 제어로 전환한다.
이에 의해, CBTC 제어부(142)에 의해 생성된 속도 조사 패턴으로부터, 상기 ATC 신호에 포함된 정지 구간 정보에 기초해서 ATC 제어부(141)에 의해 생성되는 속도 조사 패턴으로 전환된다.
이와 같이 상기 신호 중복 영역에서 제어부의 선택(열차 제어의 전환)을 행함으로써, 제어의 공백 기간이 생기지 않도록 할 수 있음과 함께, ATC 제어부(141)에 의한 제어로부터 CBTC 제어부(142)에 의한 제어로, 또는, CBTC 제어부(142)에 의한 제어로부터 ATC 제어부(141)에 의한 제어로 원활하게 전환할 수 있으므로, 운전성 등에 미치는 영향을 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 의한 차상 장치(10)는, 고정 폐색 방식에 의한 열차 제어를 행하기 위한 지상측 설비인 루프 코일(또는 궤도 회로)(31 내지 3m) 및 정보 송신부(4)로부터 상기 ATC 신호를 수신할 수 있음과 함께, 이동 폐색 방식에 의한 열차 제어를 행하기 위한 지상측 설비인 연선 무선기(51 내지 5n)로부터 상기 CBTC 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 선택부(143)가, 상기 ATC 신호 및/또는 상기 CBTC 신호에 기초해서 ATC 제어부(141) 및 CBTC 제어부(142) 중 어느 하나를 사용해서 열차(1)를 제어할지를 판단한다.
ATC 제어부(141)가 선택된 경우에는, ATC 제어부(142)에 의해 상기 ATC 신호에 포함되는 열차 제어 정보(제한 속도 정보 및/또는 정지 구간 정보)에 기초하는 열차(1)의 제어가 실시되고, CBTC 제어부(143)가 선택된 경우에는, CBTC 제어부(143)에 의해 상기 CBTC 신호에 포함되는 열차 제어 정보(정지 한계 정보)에 기초하는 열차(1)의 제어가 실시된다.
이에 의해, 차상 장치(10)를 탑재한 열차는, 각각 서로 다른 방식의 열차 제어가 실행됨과 함께 다른 종류의 신호를 사용하는 제1 영역(C1)과 제2 영역(C2)을 안전하게 주행할 수 있다. 또한, 예를 들어 고정 폐색 방식의 열차 제어 시스템으로부터 이동 폐색 방식의 열차 제어 시스템으로 변경하는 경우에도, 열차에 탑재되어 있었던 종래의 차상 장치를 상기 차상 장치(10)로 교환하면 되므로, 차량의 개조를 한 번만 행하면 되어, 종래에 비해, 시스템 변경 시에서의 차량의 개조 횟수를 저감할 수 있다.
여기서, 상기 실시 형태에서는, ATC/TD 안테나(11a, 11b)(또는 수전기)가 루프 코일(31 내지 3m)(또는 궤도 회로)로부터 상기 열차 제어 정보를 수신하고 있지만, 지상자(6)와는 별도로 지상측에 설치된 열차 제어 정보용의 지상자로부터 열차 제어 정보를 수신하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 지상측 설비로서의 열차 제어 정보용의 상기 지상자를 예를 들어 각 폐색 구간 B1 내지 Bm에 설치하고, 차상 장치(10)로서는, ATC/TD 안테나(11a, 11b) 대신에 또는 추가하여, 열차 제어 정보용의 상기 지상자와 결합해서 신호의 송수신을 행하는 차상자를, 차상자(13)와는 별도로 설치하도록 하면 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 선택부(143)가 상기 ATC 신호 및/또는 상기 CBTC의 수신의 유무에 기초해서 제어부의 선택ㆍ전환을 행하고 있지만, 이에 대신해서, 제어부의 전환을 요구하는 전환 신호를 수신했을 때에 선택부(143)가 제어부의 전환을 행하도록 해도 좋다. 이하, 상기 실시 형태의 변형예로서 설명한다.
(제1 변형예)
선택부(143)는, 상기 ATC 신호 및/또는 상기 CBTC 신호에 포함된 전환 신호에 기초해서 제어부의 전환을 행한다.
상기 ATC 신호나 상기 CBTC 신호는 정보를 더 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어 제2 영역(C2)에 가장 가까운 폐색 구간 Bm에 대응하는 루프 코일(3m)에 접속되어 있는 정보 송신부(4)가, 제1 영역(C1)으로부터 제2 영역(C2)을 향하는 열차(1)에 대해, 상기 열차 제어 정보인 상기 정지 구간 정보 외에 상기 전환 신호를 포함하는 상기 ATC 신호를 송출하도록 구성한다. 이 경우의 전환 신호는 ATC 제어부(141)로부터 CBTC 제어부(142)로의 전환을 요구하는 신호이다.
이에 의해, 열차(1)가 제1 영역(C1)으로부터 제2 영역(C2)에 진입하는 경우, 선택부(143)는 CBTC 제어부(142)를 선택해서 ATC 제어부(141)에 의한 열차(1)의 제어로부터 CBTC 제어부(142)에 의한 열차(1)의 제어로 전환한다.
또한, 제1 영역(C1)에 가장 가까운 연선 무선기(51)가, 제2 영역(C2)으로부터 제1 영역(C1)을 향하는 열차(1)에 대해, 상기 열차 제어 정보인 상기 정지 한계 정보 외에 상기 전환 신호를 포함하는 상기 CBTC 신호를 송출하도록 구성한다. 이 경우의 전환 신호는, CBTC 제어부(142)로부터 ATC 제어부(141)로의 전환을 요구하는 신호이다.
이에 의해, 열차(1)가 제1 영역(C1)으로부터 제2 영역(C2)에 진입하는 경우, 선택부(143)는 ATC 제어부(141)를 선택해서 CBTC 제어부(142)에 의한 열차(1)의 제어로부터 ATC 제어부(141)에 의한 열차(1)의 제어로 전환한다.
또한, 통상은 주행로(2)에 있어서의 열차(1)의 진행 방향이 고정되어 있으므로, 제2 영역(C2)에 가장 가까운 폐색 구간 Bm에 대응하는 루프 코일(3m)에 접속되어 있는 정보 송신부(4) 및 제1 영역(C1)에 가장 가까운 연선 무선기(51) 중 어느 한쪽이 상기 전환 신호를 포함하는 신호를 송출하도록 구성하면 좋다.
(제2 변형예)
선택부(143)는, 상기 ATC 신호 및 상기 CBTC 신호와는 별도로 송출되는 전환 신호에 기초해서 제어부의 전환을 행한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 제1 영역(C1)과 제2 영역(C2)의 경계를 사이에 두도록 지상자(6)가 설치되어 있다. 따라서, 제1 영역(C1)과 제2 영역(C2)의 경계를 사이에 두는 지상자(6) 중 제1 영역(C1)측에 위치하는 지상자(6)가, 제1 영역(C1)으로부터 제2 영역(C2)을 향하는 열차(1)에 대해, 상기 위치 정보 외에 ATC 제어부(141)로부터 CBTC 제어부(142)로의 전환을 요구하는 전환 신호를 포함하는 상기 위치 신호를 송출하도록 구성한다. 또한, 제1 영역(C1)과 제2 영역(C2)의 경계를 사이에 두는 지상자(6) 중 제2 영역(C2)측에 위치하는 지상자(6)가, 제2 영역(C2)으로부터 제1 영역(C1)을 향하는 열차(1)에 대해, 상기 위치 정보 외에 CBTC 제어부(142)로부터 ATC 제어부(141)로의 전환을 요구하는 전환 신호를 포함하는 상기 위치 신호를 송출하도록 구성한다.
송출된 상기 위치 신호는 차상자(13)에 의해 수신되고, 신호 처리부(14)로 출력된다. 이에 의해, 열차(1)가 제1 영역(C1)으로부터 제2 영역(C2)에 진입하는 경우, 선택부(143)는, 상기 위치 신호에 포함된 전환 신호에 기초해서 CBTC 제어부(142)를 선택하고, ATC 제어부(141)에 의한 열차(1)의 제어로부터 CBTC 제어부(142)에 의한 열차(1)의 제어로 전환한다. 또한, 열차(1)가 제2 영역(C2)으로부터 제1 영역(C1)에 진입하는 경우, 선택부(143)는, 상기 위치 신호에 포함된 전환 신호에 기초해서 ATC 제어부(142)를 선택하고, CBTC 제어부(142)에 의한 열차(1)의 제어로부터 ATC 제어부(141)에 의한 열차(1)의 제어로 전환한다.
물론, 열차(1)의 진행 방향에 따라서, 제1 영역(C1)과 제2 영역(C2)의 경계를 사이에 두도록 설치된 지상자(6) 중 한쪽만이 상기 전환 신호를 포함하는 상기 위치 신호를 송출하도록 해도 좋다.
또한, 도 1에 파선으로 나타내는 바와 같이, 전환 신호를 송출하는 송신기(7)를, 제1 영역(C1)과 제2 영역(C2)의 경계 근방에 설치하도록 해도 좋다. 이 경우, 도 2에 파선으로 나타내는 바와 같이, 차상 장치(10)에도, 송신기(7)로부터 송출된 전환 신호를 수신하는 수신기(16)를 설치한다. 예를 들어, 송신기(7)는 열차(1)의 진행 방향에 따라서 전환 신호를 변경할 수 있도록 구성되어 있고, 열차(1)가 제1 영역(C1)으로부터 제2 영역(C2)을 향하는 경우에는, ATC 제어부(141)로부터 CBTC 제어부(142)로의 전환을 요구하는 전환 신호를 송출하고, 열차(1)가 제2 영역(C2)으로부터 제1 영역(C1)을 향하는 경우에는, CBTC 제어부(142)로부터 ATC 제어부(141)로의 전환을 요구하는 전환 신호를 송출한다. 차상 장치(10)의 수신기(16)는 송신기(7)로부터 송출된 전환 신호를 수신하여 신호 처리부(14)에 출력한다.
이에 의해, 열차(1)가 제1 영역(C1)으로부터 제2 영역(C2)에 진입하는 경우, 선택부(143)는 CBTC 제어부(142)를 선택해서 ATC 제어부(141)에 의한 열차(1)의 제어로부터 CBTC 제어부(142)에 의한 열차(1)의 제어로 전환하고, 열차(1)가 제2 영역(C2)으로부터 제1 영역(C1)에 진입하는 경우, 선택부(143)는 ATC 제어부(142)를 선택해서 CBTC 제어부(142)에 의한 열차(1)의 제어로부터 ATC 제어부(141)에 의한 열차(1)의 제어로 전환한다.
그런데, 이상에서는, 열차(1)가 주행하는 주행로(2)가 고정 폐색 방식에 의한 열차 제어(ATC/TD 시스템)가 실시되는 제1 영역(C1)과 무선을 이용한 이동 폐색 방식에 의한 열차 제어(CBTC 시스템)가 실시되는 제2 영역(C2)으로 나뉘어져 있는 경우를 설명했다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어 제1 영역(C1) 및 제2 영역(C2)이 모두 무선을 이용한 이동 폐색 방식에 의한 열차 제어를 실시하지만, 서로 다른 무선(예를 들어, 서로 다른 주파수 대역의 신호)을 사용하는 경우가 있다. 이와 같은 경우도, 제1 영역(C1)에 설치된 지상측 설비로부터 송출되는 신호와 제2 영역(C2)에 설치된 지상측 설비로부터 송출되는 신호는 종류가 다르게 된다. 이하, 본 발명의 제2 실시 형태로서 설명한다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 차상 장치가 적용되는 열차 제어 시스템의 지상측 설비를 도시하고 있다. 도 1과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 사용해서 설명을 생략한다. 도 3에 있어서, 제1 영역(C1), 제2 영역(C1) 모두 무선을 이용한 이동 폐색 방식에 의한 열차 제어가 실시된다. 그 때문에, 제1 영역(C1)에 대해서도, 제2 영역(C2)과 마찬가지로, 연선 무선기(81 내지 8m)가 주행로(2)를 따라서 소정의 간격을 두고 설치되어 있다.
제1 영역(C1)에 설치된 각 연선 무선기(81 내지 8m)는 안테나를 갖고 있고, 도시 생략한 상위의 제1 제어 장치에 의해 제어되고, 열차(1)가 주행할 수 있는 정지 한계 정보를 포함하는 열차 제어 신호(이하 「제1 CBTC 신호」라고 함)를 송출한다. 제2 영역(C2)에 설치된 각 연선 무선기(51 내지 5n)는 안테나를 갖고 있고, 도시 생략한 상위의 제2 제어 장치에 의해 제어되고, 열차(1)가 주행할 수 있는 정지 한계 정보를 포함하는 열차 제어 신호(이하 「제2 CBTC 신호」라고 함)를 송출한다. 또한, 상기 제1 CBTC 신호와 상기 제2 CBTC 신호는, 서로 다른 종류의 무선 신호이며, 예를 들어 양쪽 신호는 서로 다른 주파수 대역을 이용한다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 차상 장치의 기본적인 구성을 도시하고 있다. 도 2와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 사용해서 설명을 생략한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 제2 실시 형태에 의한 차상 장치(20)는, 제1 차상 무선기(21)와, 제2 차상 무선기(22)와, 차상자(13)와, 신호 처리부(24)를 포함한다.
제1 차상 무선기(21)는, 제1 영역(C1)에 설치된 각 연선 무선기(81 내지 8m)로부터 상기 제1 CBTC 신호를 수신한다. 제2 차상 무선기(22)는, 제2 영역(C2)에 설치된 각 연선 무선기(51 내지 5n)로부터 상기 제2 CBTC 신호를 수신한다.
신호 처리부(24)는, 제1 차상 무선기(21), 제2 차상 무선기(22) 및 차상자(13)와 접속되고, 이들에 의해 수신된 상기 제1, 제2 CBTC 신호 및 상기 위치 신호가 입력된다. 또한, 신호 처리부(24)에는, 열차(1)의 차륜에 설치된 속도 발전기(속도 검출기)(15)로부터 열차(1)의 속도 정보가 입력된다. 신호 처리부(24)는, 제1 CBTC 제어부(241), 제2 CBTC 제어부(242) 및 선택부(243)를 포함한다.
제1 CBTC 제어부(241)는, 상기 위치 신호에 포함되는 위치 정보 및 상기 속도 정보에 기초해서 열차(1)의 위치 및 속도를 파악한다. 또한, 열차(1)의 위치에 대해서는, 제1 차상 무선기(21)와 각 연선 무선기(81 내지 8m) 사이의 신호 전파 시간에 기초해서 산출해도 좋다. 그리고, 이 파악한 열차(1)의 위치 및 속도, 상기 제1 CBTC 신호에 포함된 정지 한계 정보 및 열차(1)의 브레이크 성능 등에 기초해서 속도 조사 패턴을 생성하고, 생성된 속도 조사 패턴에 기초해서 브레이크 제어를 행하여 열차(1)의 속도를 제어한다.
또한, 제2 CBTC 제어부(242)의 처리에 대해서는, 상기 제1 실시 형태에 있어서의 CBTC 제어부(142)와 동일하므로 설명을 생략한다.
선택부(243)는 입력된 신호에 기초해서 제1 CBTC 제어부(241) 또는 제2 CBTC 제어부(242)를 선택한다. 또한, 선택부(243)에 의한 선택부의 선택ㆍ전환은, 실질적으로 상기 제1 실시 형태에 있어서의 선택부(143)와 마찬가지이다(각 변형예에 대해서도 마찬가지임).
제2 실시 형태에 의한 차상 장치(20)에 있어서도 상기 제1 실시 형태에 의한 차상 장치(10)와 마찬가지인 효과를 얻을 수 있다. 특히 제2 실시 형태에 의한 차상 장치(20)에서는, 열차(1)가, 각각 서로 다른 무선(서로 다른 종류의 신호)을 사용해서 열차 제어가 실행되는 제1 영역(C1)과 제2 영역(C2)을 안전하게 주행하는 것을 가능하게 한다.
여기서, 제2 실시 형태에 의한 차상 장치(20)에 있어서는, 수신기(16)를 설치하지 않고, 제1 차상 무선기(21) 또는 제2 차상 무선기(22)가, 제1 영역(C1)과 제2 영역(C2)의 경계 근방에 설치된 송신기(7)로부터의 전환 신호를 수신하도록 구성해도 좋다.
이상, 본 발명의 실시 형태 및 그 변형예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상에 기초해서 한층 더한 변형이나 변경이 가능한 것은 물론이다.
1 : 열차
2 : 주행로
31 내지 3m : 루프 코일
4 : 정보 송신부
51 내지 5n : 연선 무선기
6 : 지상자
81 내지 8m : 연선 무선기
10, 20 : 차상 장치
11a, 11b : ATC/TD 안테나
12, 21, 22 : 차상 무선기
13 : 차상자
14, 24 : 신호 처리부
141 : ATC 제어부
142, 241, 242 : CBTC 제어부
143, 243 : 선택부

Claims (12)

  1. 열차에 탑재되어, 지상측 설비로부터 수신한 열차 제어 정보에 기초해서 상기 열차를 제어하는 차상 장치로서,
    상기 열차의 주행로를 따라서 설치된 제1 지상측 설비로부터, 열차 제어 정보를 포함하는 제1 신호를 수신하도록 구성된 제1 수신부와,
    상기 주행로를 따라서 설치된 제2 지상측 설비로부터, 열차 제어 정보를 포함함과 함께 상기 제1 신호와는 종류가 다른 제2 신호를 수신하도록 구성된 제2 수신부와,
    상기 제1 신호에 포함된 열차 제어 정보에 기초해서, 상기 열차를 제어하는 제1 제어부와,
    상기 제2 신호에 포함된 열차 제어 정보에 기초해서, 상기 열차를 제어하는 제2 제어부와,
    상기 제1 제어부 또는 상기 제2 제어부를 선택하는 선택부
    를 포함하고,
    상기 제1 지상측 설비 및 상기 제2 지상측 설비 중 적어도 하나는 상기 열차의 주행로를 따라서 설치된 복수의 연선 무선기이고,
    상기 선택부는, 상기 제1 신호만을 수신하고 있는 상태로부터 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 수신하는 상태가 되면, 상기 제2 제어부를 선택해서 상기 제1 제어부에 의한 상기 열차의 제어로부터 상기 제2 제어부에 의한 상기 열차의 제어로 전환하는 차상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 연선 무선기는, 인접하는 상기 연선 무선기끼리 무선 통신을 행하여 정보를 중계하면서 전달 가능한 구성인 차상 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 수신부 또는 상기 제2 수신부 중 한쪽은, 상기 제1 지상측 설비 또는 상기 제2 지상측 설비와의 전자기 결합에 의해 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호를 수신하고,
    상기 제1 수신부 또는 상기 제2 수신부 중 다른 쪽은, 상기 제1 지상측 설비 또는 상기 제2 지상측 설비로부터 무선 송신된 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호를 수신하는 차상 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 수신부는 상기 제1 지상측 설비로부터 무선 송신된 상기 제1 신호를 수신하고,
    상기 제2 수신부는 상기 제2 지상측 설비로부터 무선 송신된 상기 제2 신호를 수신하고,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호는, 주파수 대역이 서로 다른 무선 신호인 차상 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 지상측 설비는, 고정 폐색 방식 및 이동 폐색 방식 중 한쪽에 의한 열차 제어를 행하기 위해 설치된 것이며,
    상기 제2 지상측 설비는, 상기 고정 폐색 방식 및 상기 이동 폐색 방식 중 다른 쪽에 의한 열차 제어를 행하기 위해 설치된 것인 차상 장치.
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