(57)【要約】      （修正有）【課題】算出した走行距離情報に基づく列車位置の誤差および車輪の空転や滑走によって生じる列車位置の誤差を補正して安全性の高い停止制御を行うことができる列車制御システムおよび車上装置を提供する。【解決手段】アンテナＡＴを介して地上側装置との間でデータを送受信可能な無線通信手段２１と、車軸の回転数から車両速度を検出する車両速度検出手段２５と、車両速度検出手段によって検出された車両速度に基づいて自列車の位置を算出可能な演算手段２２とを備えた車上装置２０において、演算手段は、車両速度検出手段により検出された車両速度に基づいて走行距離を演算して自列車の先端位置を算出するとともに、先端位置および自列車の長さに前記車両速度に基づいて算出される走行距離の誤差分を加算した値に基づいて自列車の後端位置を算出し、算出された自列車の先端位置および後端位置を示す情報を地上側装置へ送信する。【選択図】図２
2020025389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを介して地上側装置との間でデータを送受信可能な無線通信手段と、
車軸の回転数から車両速度を検出する車両速度検出手段と、
前記車両速度検出手段によって検出された車両速度に基づいて自列車の位置を算出可能な演算手段と、を備えた車上装置であって、
前記演算手段は、前記車両速度検出手段により検出された車両速度に基づいて走行距離を演算して自列車の先端位置を算出するとともに、前記先端位置および自列車の長さに前記車両速度に基づいて算出される走行距離の誤差分を加算した値に基づいて自列車の後端位置を算出し、
前記演算手段により算出された自列車の先端位置および後端位置を示す情報を、地上側装置へ送信するように構成されていることを特徴とする車上装置。
【請求項２】
前記演算手段は、
前記車両速度検出手段により検出された車両速度の変化に基づいて車輪が滑走したか否かを判定し、
車輪が滑走したと判定した場合には、滑走を開始した時点の速度のまま走行したとみなし、当該速度と検出した滑走時間とから移動距離を演算して自列車の先端位置を算出するとともに、予め設定した減速度で走行したとみなし、当該減速度と検出した滑走時間とから移動距離を演算し当該移動距離と自列車の長さとに基づいて後端位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の車上装置。
【請求項３】
前記演算手段は、
前記車両速度検出手段により検出された車両速度の変化に基づいて車輪が空転したか否かを判定し、
車輪が空転したと判定した場合には、予め設定した加速度で走行したとみなし、当該加速度と検出した空転時間とから移動距離を演算して自列車の先端位置を算出するとともに、予め設定した減速度で走行したとみなし、当該減速度と検出した空転時間とから移動距離を演算し当該移動距離と自列車の長さとに基づいて後端位置を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車上装置。
【請求項４】
前記設定した減速度は、列車が走行する路線内の最大勾配区間における自列車の減速特性を考慮して設定されていることを特徴とする請求項３に記載の車上装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車上装置と、
鉄道軌道に沿って設置されたＬＣＸケーブルと、
前記ＬＣＸケーブルに接続され、ＬＣＸケーブルを介して前記鉄道軌道の上を走行する車両側の装置との間でデータを送受信可能な無線通信手段を有する地上側装置と、を備えた列車制御システムであって、
前記車上装置は、前記演算手段により算出された自列車の先端位置および後端位置を含む車両位置情報を、前記地上側装置へ送信し、
前記地上側装置は、前記車上装置から送信された車両位置情報を受信し、車両位置と列車運行管理システムからの情報に応じて停止制御情報を生成して送信可能であり、
前記車上装置は、前記停止制御情報を受信すると、当該停止制御情報に応じた速度照査パターンを生成し、前記演算手段によって算出された自列車の位置に基づいて、前記車両速度検出手段によって検出された車両速度と前記速度照査パターンとを比較しながらブレーキ制御装置の制御信号を生成し、出力するように構成されていることを特徴とする列車制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を用いた列車制御システムおよび車上装置に関し、特にＬＣＸ（Leaky Coaxial Cable；漏洩同軸ケーブル）を使用した列車無線を利用した列車制御システムおよび車上装置に適用して有用な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の列車制御システムには、軌道上を走行する列車の位置を軌道回路の信号を用いて地上側の設備で把握し、後続の列車が先行列車に接近した場合には、レールを通して停止位置情報を後続の列車へ送信して、車上側の装置では速度照査パターンと列車位置とから許容速度を算出し、列車速度と比較しながら最適なブレーキ力を算出してブレーキをかけるＡＴＣ制御を行うものがある。かかるＡＴＣ制御を行う列車制御システムに関する発明としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。
また、特許文献２には、走行する列車への停止位置情報を、ＬＣＸケーブルを介して送信するようにした列車制御システムに関する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３５１３６９号公報
【特許文献２】特開平０９−１９３８０５号公報
【特許文献３】特開２００６−２３２２１１号公報
【特許文献４】特開２０００−１２１６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１や２に記載されている列車制御システムにおけるＡＴＣ制御は、列車の位置を軌道回路の信号を用いて地上側の設備で把握して行うようにしており、列車の位置を正確に把握することができないため、列車長を考慮した安全な停止制御を実施するようにした場合に、先行列車と後続列車との間隔が長くなって運転間隔が長くなるという課題がある。
そこで、本発明者らは、地上側の設備が軌道回路の信号を用いて列車の位置を把握する従来の列車制御システムに代えて、車上装置側で自列車の位置を算出してその位置情報を地上側の設備へ送信してＡＴＣ制御を行う方式について検討した。
【０００５】
上記のような制御方式によれば、列車の位置を軌道回路単位ではなく数ｍの単位で把握することができるため、精度の高いＡＴＣ制御が可能になり、列車運転間隔を短縮することができる。しかしながら、速度発電機からの信号に基づいて車軸回転数と車輪径との積から走行距離を算出して車上装置で自列車の位置を把握する方式の場合、車輪径の誤差によって列車位置に誤差が生じるおそれがある。また、勾配区間や降雪時等における減加速の際に、レール上での車輪の滑走や空転などによっても列車位置に誤差が生じ、ＡＴＣ制御に支障を来たすおそれがあることが分かった。
【０００６】
さらに、ＡＴＣ制御においては、列車が在線している軌道回路の区間の後端から所定の余裕距離を加算して後続列車の停止位置とする制御を行うので、図３（Ａ）に実線で示すように、先行列車の後端が軌道回路の境界を越えていないにもかかわらず、図３（Ａ）に点線で示すような位置にいると誤って判断すると、後続列車を安全に停止させることができない。そのため、各列車の後端位置を把握して制御する必要があり、そのためには列車の長さを正確に把握することも重要であることが分かった。
【０００７】
なお、列車長を考慮して在線位置を把握して制御を行う発明として、例えば特許文献３に記載されているものがある。特許文献３に記載されている発明は、速度情報の誤差を考慮して、実列車長に所定割合の余裕値(列車長補正値)を、列車の先端位置及び後端位置にそれぞれ足した値を、走行制御に用いる列車長とするようにしたもので、速度情報の誤差に起因する在線位置の誤差を補正することができる。しかし、この発明では、車輪の滑走や空転などによって生じる列車位置の誤差は補正することができない。
【０００８】
一方、特許文献４には、車輪の回転数検出装置等からの信号に基づいて車輪の滑走や空転を検出する検出部や列車の加速度検出部を設け、検出された加速度に基づいて車輪の滑走や空転などによって生じる列車位置の誤差を補正する処理を行うようにした発明が提案されている。しかしながら、特許文献４に記載されている列車位置検知装置は、車輪の滑走や空転などによって生じる列車位置の誤差は補正することはできるものの、列車長をどのように扱って列車の停止制御を実現するかまでは開示していない。そのため、勾配のある区間の走行や降雪時の走行など、実際の列車走行時に発生する様々な状況を考慮した制御がなされないので、安全性にかけるおそれがある（安全性に対する配慮が乏しい）という課題がある。
【０００９】
本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、無線通信で列車位置情報および停止制御情報を送受信することで列車運転間隔を短縮できるＡＴＣ制御を行うことができる列車制御システムを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、算出した走行距離情報に基づく列車位置の誤差および車輪の空転や滑走によって生じる列車位置の誤差を補正して安全性の高い停止制御を行うことができる列車制御システムおよび車上装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本出願に係る発明は、
アンテナを介して地上側装置との間でデータを送受信可能な無線通信手段と、
車軸の回転数から車両速度を検出する車両速度検出手段と、
前記車両速度検出手段によって検出された車両速度に基づいて自列車の位置を算出可能な演算手段と、を備えた車上装置であって、
前記演算手段は、前記車両速度検出手段により検出された車両速度に基づいて走行距離を演算して自列車の先端位置を算出するとともに、前記先端位置および自列車の長さに前記車両速度に基づいて算出される走行距離の誤差分を加算した値に基づいて自列車の後端位置を算出し、
前記演算手段により算出された自列車の先端位置および後端位置を示す情報を、地上側装置へ送信するように構成したものである。
【００１１】
上記のように構成された車上装置によれば、車両位置を示す情報を列車側で算出して地上側装置へ送信するため、地上側装置が軌道回路の情報に基づいて列車位置を把握する場合に比べて、より正確に列車の後端位置を把握することができ、それによって無駄な間隔が生じるのを回避して列車運転間隔を短縮することができる。さらに、車軸の回転数から算出した走行距離情報に基づく列車位置の誤差を考慮して、列車の後端位置を誤差に応じた分だけ進行方向後側へ延ばす補正をするため、安全性の高い停止制御を行うことができる。
【００１２】
ここで、望ましくは、前記演算手段は、
前記車両速度検出手段により検出された車両速度の変化に基づいて車輪が滑走したか否かを判定し、
車輪が滑走したと判定した場合には、滑走を開始した時点の速度のまま走行したとみなし、当該速度と検出した滑走時間とから移動距離を演算して自列車の先端位置を算出するとともに、予め設定した減速度で走行したとみなし、当該減速度と検出した滑走時間とから移動距離を演算し当該移動距離と自列車の長さとに基づいて後端位置を算出するように構成する。
【００１３】
かかる構成によれば、走行中の列車の車輪が滑走したことを検出して、列車先端は滑走時間分だけ滑走開始時の速度のまま走行したとみなして位置を補正し、列車後端は予め設定した減速度で走行したとみなして位置を補正するため、滑走が発生して車両速度検出手段（速度発電機）からの情報では位置を正確に把握できなくなった際にも、見かけ上の列車長が確実に前後に延ばされ、それによって安全性の高い停止制御を行うことができる。
【００１４】
また、望ましくは、前記演算手段は、
前記車両速度検出手段により検出された車両速度の変化に基づいて車輪が空転したか否かを判定し、
車輪が空転したと判定した場合には、予め設定した加速度で走行したとみなし、当該加速度と検出した空転時間とから移動距離を演算して自列車の先端位置を算出するとともに、予め設定した減速度で走行したとみなし、当該減速度と検出した空転時間とから移動距離を演算し当該移動距離と自列車の長さとに基づいて後端位置を算出するように構成する。
【００１５】
かかる構成によれば、走行中の列車の車輪が空転したことを検出して、列車先端は空転時間分だけ予め設定した加速度で走行したとみなして位置を補正し、列車後端は予め設定した減速度で走行したとみなして位置を補正するため、空転が発生して車両速度検出手段（速度発電機）からの情報では位置を正確に把握できなくなった際にも、見かけ上の列車長が確実に前後に延ばされ、それによって安全性の高い停止制御を行うことができる。
【００１６】
さらに、望ましくは、前記設定した減速度は、列車が走行する路線内の最大勾配区間における自列車の減速特性を考慮して設定されているように構成する。
かかる構成によれば、列車の後端位置を補正する際に、勾配を考慮して設定した減速度で走行したとみなして位置を補正するため、見かけ上の列車長がより安全な進行方向後側へ延ばされ、それによって安全性の高い停止制御を行うことができる。
【００１７】
また、本出願に係る他の発明は、
上記のように構成された車上装置と、
鉄道軌道に沿って設置されたＬＣＸケーブルと、
前記ＬＣＸケーブルに接続され、ＬＣＸケーブルを介して前記鉄道軌道の上を走行する車両側の装置との間でデータを送受信可能な無線通信手段を有する地上側装置と、を備えた列車制御システムであって、
前記車上装置は、前記演算手段により算出された自列車の先端位置および後端位置を含む車両位置情報を、前記地上側装置へ送信し、
前記地上側装置は、前記車上装置から送信された車両位置情報を受信し、車両位置と列車運行管理システムからの情報に応じて停止制御情報を生成して送信可能であり、
前記車上装置は、前記停止制御情報を受信すると、当該停止制御情報に応じた速度照査パターンを生成し、前記演算手段によって算出された自列車の位置に基づいて、前記車両速度検出手段によって検出された車両速度と前記速度照査パターンとを比較しながらブレーキ制御装置の制御信号を生成し、出力するように構成したものである。
【００１８】
上記構成を有する列車制御システムによれば、地上側装置から車上装置へ停止制御情報を無線通信で送信可能であるため、レール伝送方式でデータを送信する場合に比べて、確実に停止制御情報を車両側へ送信することができる。また、車上装置は列車の位置を示す情報を地上側装置へ送信するため、地上側装置が軌道回路からの信号に基づいて列車位置を把握するシステムに比べて、無駄な間隔が生じるのを回避して列車運転間隔を短縮することができる。さらに、車上装置は、算出した走行距離情報に基づく列車位置の誤差を考慮して、列車後端位置を誤差に応じた分だけ進行方向後側へ延ばす補正をした列車位置情報を地上側装置へ送信するため、安全性の高い停止制御を実施することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る列車制御システムによれば、無線通信で列車位置情報および停止制御情報を送受信することで列車運転間隔を短縮できるＡＴＣ制御を行うことができる。また、本発明によれば、算出した走行距離情報に基づく列車位置の誤差および車輪の空転や滑走によって生じる列車位置の誤差を補正して安全性の高い停止制御を行うことができる列車制御システムおよび車上装置を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る列車制御システムの一実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】実施形態の列車制御システムを構成する車上装置の具体例を示すブロック図である。
【図３】実施形態の列車制御システムにおいて、ＡＴＣ制御を行う場合の先行列車と後続列車の位置関係の例を示すもので、（Ａ）は従来の列車制御システムにおける位置関係の例、（Ｂ），（Ｃ）は実施形態の列車制御システムにおける位置関係の例を示す図である。
【図４】実施形態の列車制御システムの構成する車上装置において実行される空転時補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】実施形態の列車制御システムの構成する車上装置において実行される滑走時補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明に係る列車制御システムの一実施形態について説明する。図１は、本発明に係る列車制御システムをＬＣＸ方式の列車無線通信システムに適用した場合のシステム全体の構成例を示すシステム構成図である。
ＬＣＸ方式の列車無線通信システムは、図１に示すように、軌道１０に沿って敷設された信号伝送路兼送受信アンテナとしてのＬＣＸケーブル１１Ａ、１１Ｂと、軌道１０上を走行する列車１２に搭載されている車上装置２０と、所定駅の機器室などに設置されＬＣＸケーブル１１Ａ、１１Ｂを介して列車１２の車上装置２０との間でデータの送受信を行う地上側装置３０とにより構成される。
【００２２】
車上装置２０は、上記ＬＣＸケーブル１１Ａ、１１Ｂとの間で無線によるデータの送受信を行う無線通信部（移動局）２１と、受信したデータを処理したり車輪径の誤差（走行距離誤差）や車輪の空転、滑走の誤差に伴う列車位置の誤差を考慮した列車在線位置および仮想列車長を算出し自列車の位置などの情報を送信したりする処理および車上側システムの制御を行うＡＴＣ車上制御装置２２と、ディスクブレーキなどを制御するブレーキ制御装置２３等を備える。なお、図示しないが、ＡＴＣ車上制御装置２２は、速度照査パターンを記憶した記憶装置を備えており、停止位置情報を受信すると記憶装置から速度照査パターンを読み出し、速度照査パターンとそのときの列車の位置に基づいて許容速度を算出し列車速度と比較しながら最適なブレーキ力を算出しブレーキ制御装置２３へ制御信号を出力するように構成されている。
【００２３】
地上側装置３０は、上記ＬＣＸケーブル１１Ａ、１１Ｂをアンテナとして無線によるデータの送受信を行う無線通信部（基地局）３１と、列車停止位置の算出のための演算を行うＡＴＣ論理部３２などから構成される。図示しないが、地上側装置３０の無線通信部（基地局）３１には、指令室の列車無線操作卓のマイクからの音声信号が供給され、列車との間の音声通話のためのデジタルデータ送受信が行えるように構成されている。
【００２４】
また、地上側装置３０には、中継装置３３を介してＬＣＸケーブル１１Ａ、１１Ｂが接続されており、無線通信部（基地局）３１は、ＬＣＸケーブル１１Ａ、１１Ｂへ基本周波数信号（基本波）を送信し続ける。なお、地上側装置３０の無線通信部（基地局）３１は、無線通信のための変復調機能を有している。
本実施形態においては、上記地上側装置３０に、列車ダイヤなどの情報を記憶し走行中の全列車の位置を把握し先行列車の位置情報や進路開通情報に基づき停止点情報を生成するなどして列車の運行を管理するサーバや該サーバに接続された指令用端末などからなる列車運行管理システム４０が伝送路もしくは通信網を介して接続されている。
【００２５】
なお、上記列車運行管理システム４０としては、在来線や新幹線（登録商標）等で既に導入されているシステムを利用することができる。
また、列車運行管理システム４０は、駅ごとに設置され駅ごとの情報を集積する駅装置と、各駅装置からの情報を集積する中央装置等で構成される。駅装置は軌道回路等から列車の在線情報を取得しており、中央装置は各駅装置からの情報を集積することで線区全体の在線状況を把握しているので、列車運行管理システム４０はリアルタイム性のある列車位置情報を取得して後続列車に対する停止点情報を生成することができる。
【００２６】
図２には、車上装置２０の詳細な構成が示されている。
図２に示すように、車上装置２０は、送信データで送信波を変調したりアンテナＡＴで受信した信号を復調したりする変復調部２１Ａおよび受信データの分離や送受信データの合成を行う分離・合成部２１Ｂを備えた無線通信部（移動局）２１と、ＡＴＣ車上制御装置２２と、ブレーキ制御装置２３と、軌道上に設置されている地上子との間でデータの送受信を行う車上子２４ａを備えた送受信器（以下、車上子と略す）２４と、車軸に設けられた速度発電機２５を有する。
【００２７】
ＡＴＣ車上制御装置２２は、速度発電機２５からの信号に基づいて列車速度を算出することができ、列車速度の単位時間当たりの変化から減加速度を知ることができるとともに、列車速度に基づいて算出した減加速度が通常の減加速時における加速度の値や減速度の値と比べてずれているか判定することで、車輪が空転または滑走したことを認知することができる。
具体的には、列車速度に基づいて算出した加速度が、通常の加速時において出現する加速度よりもかなり大きいときは空転発生と判断することができる。また、列車速度に基づいて算出した減速度が、通常の減速時（ブレーキ装置による制動時）において出現する減速度よりもかなり大きいときは滑走発生と判断することができる。
【００２８】
上記無線通信部（移動局）２１の分離・合成部２１Ｂは、受信信号に含まれる通話音声データと制御データ（停止位置情報や臨時速度制限情報等）を分離したり、送信側の通話音声データと列車位置データなどのデータを合成したりする機能を備え、分離・合成部２１Ｂで分離された通話音声データは、乗務員席に設けられている列車無線通話器２６へ伝送される。なお、上記制御データは、既に設けられている音声通話のためのデジタル列車無線システムにおいて、空きチャンネルがあるときはそのチャンネルを使用して、また空きチャンネルがないときはチャンネル数を増加させることで送信することができる。
【００２９】
ＡＴＣ車上制御装置２２は、速度発電機２５からの信号に基づいて車軸回転数と車輪径との積から走行距離を算出して自列車の位置を演算するとともに、地上子を通過する際に車上子２４ａによって受信した情報に基づいて自列車の位置を修正する機能を備える。さらに、本実施例のＡＴＣ車上制御装置２２は、後に詳しく説明するように、自列車の位置情報および列車長情報から先端位置と後端位置を算出するとともに、車輪径の誤差（走行距離誤差）や車輪の空転、滑走の誤差に伴う列車位置の誤差を考慮して先端位置と後端位置を修正する。そして、自列車の位置情報（先端位置と後端位置）は、無線通信部（移動局）２１によって地上側装置（基地局）３０へ送信される。
【００３０】
車上子２４ａが地上子から受信する情報は、地上子自身の設置位置情報（キロ程）でも良いし、地上子の識別コードでも良い。受信する情報が地上子の識別コードの場合には、地上子の識別コードと設置位置情報との対応表を車上の記憶装置に予め格納しておいて、この対応表を参照することで自列車の位置を修正することができる。
なお、本実施形態における自列車の先端位置は、車輪の空転、滑走を考慮する一方、後端位置は後続列車のＡＴＣ制御が安全側にて実行されるように決定される。従って、先端位置と後端位置の情報から決まる列車長は、実列車長を正確に反映するものでなく前後に引き延ばされたものとなる。
【００３１】
また、ＡＴＣ車上制御装置２２は、ＣＰＵ等の演算処理装置や、ＲＯＭやＲＡＭ等のデータ記憶装置などから構成されており、受信した停止位置情報や臨時速度制限情報を受信すると記憶装置から速度照査パターンの読み出しと処理を行い、速度照査パターンと自列車の速度情報、自列車位置情報を比較しながらブレーキ制御信号を生成する。図示しないが、ＡＴＣ車上制御装置２２には、運転席のブレーキノッチからの信号も入力され、ブレーキノッチ信号に応じたブレーキ力を算出しブレーキ制御装置２３へ制御信号を出力する。
【００３２】
次に、本実施形態の列車制御システムにおける自列車の先端位置と後端位置の補正すなわち列車長の補正処理について説明する。なお、以下に説明する補正処理は、ＡＴＣ車上制御装置２２に実行される。
本実施形態における自列車の先端位置の認識は、速度発電機２５からの速度信号に基づいて算出した走行距離としている。従って、算出された先端位置は誤差を含んでいることとなる。そのため、この先端位置から単に自列車の長さを引いた値を自列車の後端位置としてしまうと、見かけ上、列車は実際の位置よりも進行方向前方に位置することがあり、その後端位置に基づいて後続列車の停止点情報を生成すると、実際は先行列車がもっと後方に位置している可能性があるので、ＡＴＣ制御を安全に行う上では望ましくない。
【００３３】
そこで、本実施形態においては、自列車の後端位置については、走行距離に１％分を上乗せしたものを後端位置として算出することとした。具体的には、上記のようにして決定した自列車の先端位置から、車上の記憶装置に記憶されている実列車長の値に走行距離に１％分を加算した値を差し引くことで後端位置を算出することとした。なお、後端位置を算出する上記計算（減算）は、列車がキロ程の小さい側からキロ程の大きい方へ走行する場合であり、キロ程の大きい側からキロ程の小さい方へ走行する場合には、（先端位置＋実列車長＋走行距離の１％）が後端位置となる。
【００３４】
上記のような補正処理によって、図３（Ｂ）に示すように、見かけ上の列車の長さＬが実際の長さＬ０よりも長くなる。図３において、実線で表わされているのは実際の列車の位置、点線で表わされているのは補正を行なった仮想的な列車の位置である。また、ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４は軌道回路の境界、Ｐは速度照査パターンである。図３（Ａ）と（Ｂ）を比較すると、本実施形態を適用して、先行列車の後端位置に基づいて後続列車の停止点情報を生成することによって、ＡＴＣ制御を行う上での安全性を高めることができることが分かる。
なお、上記のような補正処理によって算出した先端位置と後端位置は、前述したように、列車が地上子を通過した際に正しい位置情報に修正されることとなる。従って、例えば地上子の設置間隔が３ｋｍの区間を列車が走行した場合でも位置検知誤差は最大３０ｍであり、仮に地上子からのデータ受信に失敗して１２ｋｍの距離を無修正で走行した場合でも位置検知誤差は最大１２０ｍにすぎずしかも安全側であるという利点がある。
【００３５】
次に、本実施形態の列車制御システムにおける列車の車輪が空転、滑走した際の列車位置の補正処理について説明する。かかる補正を行うのは、車輪が空転すると速度発電機から実移動距離に相当する回転数よりも多くの回転検知信号が入って来るため、車上の制御装置は実際よりも前方に位置していると誤って認識し、滑走すると実際には列車が移動しているにもかかわらず速度発電機から回転検知信号が入って来ないため、車上の制御装置は実際よりも後方に位置していると誤って認識してしまうためである。上記のように空転と滑走とでは、現象が異なることから補正の仕方も異なるので、以下、空転と滑走に分けて説明する。
【００３６】
先ず、空転発生時における補正処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、以下に説明する補正処理は、ＡＴＣ車上制御装置２２に実行される。
図４の空転発生時の補正処理では、先ず速度発電機２５からの信号（回転数）に基づいて列車速度を算出する（ステップＳ１）。次に、１秒前の列車速度との差をとって加速度α１を算出する（ステップＳ２）。続いて、ステップＳ３へ進んで、算出された加速度α１が予め設定した所定の加速度値αlim（例えば3.5km/h/s）を越えたか否か判定し、加速度値αlimを越えた（Ｙｅｓ）と判定したときは、空転開始と判断してαlimで加速していると仮定して補正速度を算出する（ステップＳ４）。
【００３７】
所定の加速度値αlim（3.5km/h/s）は、通常の加速時において出現する加速度よりも大きな値が選択される。空転時には、車軸が高速で回転する状態になるので、速度発電機２５からの信号に基づいて算出した列車速度の変化から得られる加速度はかなり大きな値となるためである。ステップＳ３で、加速度α１が加速度値αlimを越えていない（Ｎｏ）と判定したときは、ステップＳ１へ戻って上記処理Ｓ１〜Ｓ３を繰り返す。
その後、ステップＳ５へ進んで列車先端位置の補正の処理を行う。具体的には、設定加速度値αlimで加速したものとして移動距離を算出して自列車の先端位置とする。
【００３８】
続いて、ステップＳ６へ進んで列車後端位置の補正の処理を行う。具体的には、路線の中で最も急な勾配（例えば35％０上り勾配）で想定される減速度（例えば1.19km/h/s）で減速したものとして移動距離を算出して自列車の後端位置とする。なお、最も急な勾配（例えば35‰上り勾配）に想定される減速度で減速していると仮定して自列車速度が０になる場合は、自列車速度が０に達した時点で列車が停止したものとして後端位置を保持する。
ここで、後端位置の補正の処理を開始する際の自列車後端位置は、空転検知時の自列車先端位置から列車長とトランスポンダ地上子通過後からの走行距離１％分を足し合わせた値を引いた（もしくは足した）値である。
【００３９】
その後、ステップＳ７へ進んで、ステップＳ４で算出した補正速度が、速度発電機からの信号に基づく列車速度を上回ったか否か判定し、上回った時は空転終了と判断する。一方、ステップＳ７で、ステップＳ４の補正速度が、速度発電機からの信号に基づく列車速度を下回ったと判定した場合は、空転が継続していると判断してステップＳ４へ戻り、補正速度を算出した後、ステップＳ５の列車先端位置補正とステップＳ６の列車後端位置補正を継続して実行する。
【００４０】
次に、滑走発生時における補正処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、以下に説明する補正処理は、ＡＴＣ車上制御装置２２に実行される。
図５の滑走発生時の補正処理では、先ず速度発電機２５からの信号（回転数）に基づいて列車速度を算出する（ステップＳ１１）。次に、１秒前の列車速度との差をとって減速度β１を算出する（ステップＳ１２）。
【００４１】
続いて、ステップＳ１３へ進んで、算出された減速度β１が予め設定した所定の減速度値βlim（例えば6.0km/h/s）を越えたか否か判定し、減速度値βlimを越えた（Ｙｅｓ）と判定したときは、滑走開始と判断して、滑走検知時の速度を記憶する(ステップＳ１４)。ステップＳ１３で、加速度β１が減速度値βlimを越えていない（Ｎｏ）と判定したときは、ステップＳ１１へ戻って上記処理Ｓ１１〜Ｓ１３を繰り返す。
その後、減速度β（例えば4.0km/h/s）で減速していると仮定して補正速度を算出する（ステップＳ１５）。減速度値βlimは、通常の減速時（ブレーキ装置による制動時）において出現する減速度よりも大きな値が選択される。滑走時には、車軸がほぼ回転しない状態になるので、速度発電機２５からの信号に基づいて算出した列車速度の変化から得られる減速度はかなり大きな値となるためである。
【００４２】
次に、ステップＳ１６へ進んで先端位置の補正の処理を行う。具体的には、ステップＳ１４で記憶した列車速度で走行（等速走行）したものとして移動距離を算出して自列車の先端位置とする。
その後、ステップＳ１７へ進んで、後端位置の補正の処理を行う。具体的には、路線の中で最も急な勾配（例えば35％０上り勾配）で上記所定の減速度値βlim（例えば6.0km/h/s）でブレーキをかけた場合に想定される減速度β（例えば1.19km/h/s＝βlim＋β最急勾配）で走行したものとして移動距離を算出して自列車の後端位置とする。そして、このようにして補正された後端位置と図４の処理で算出された前端位置が列車の位置情報として地上側装置３０へ送信される。
【００４３】
なお、ステップＳ１７においては、上記減速度β（＝βlim＋β最急勾配）による減速で自列車速度が０になる場合は、自列車速度が０に達した時点で列車が停止したものとして後端位置を保持する。後端位置の補正の処理を開始する際の自列車後端位置は、滑走検知時の自列車先端位置から列車長とトランスポンダ地上子通過後からの走行距離１％分を足し合わせた値を引いた（もしくは足した）値である。
上記のような手順に従った補正処理によれば、車輪の空転や滑走が発生した場合にも、見かけ上の列車長を前後に引き延ばすとともに、列車の後端位置を、後続列車のＡＴＣ制御を実施する場合に安全側になるように補正することができるようになる。
【００４４】
その後、ステップＳ１８へ進んで、ステップＳ１５で算出した補正速度が速度発電機からの信号に基づく列車速度を下回った（Ｙｅｓ）と判定したときは、滑走終了と判断する。
一方、ステップＳ１８で、補正速度が速度発電機からの信号に基づく列車速度を上回った（Ｎｏ）場合は、滑走が継続していると判断し、ステップＳ１５へ戻って補正速度を算出し、ステップＳ１６の列車先端位置補正とステップＳ１７の列車後端位置補正を継続して実行する。
【００４５】
上記フローチャートのステップＳ６とＳ１７では、最も急な勾配（例えば35％０上り勾配）で最大ブレーキをかけた場合に想定される減速度で走行したものとして移動距離を算出して自列車の後端位置としているが、勾配を検出するセンサを車両側に設けて、勾配に応じた減速度を演算して移動距離を算出しても良い。また、勾配区間（キロ程）と勾配の値は予め分かっているので、勾配区間（キロ程）と勾配値の対応を示す表データを車上の記憶装置に記憶しておいて、把握している自列車の位置（キロ程）に基づいて対応表を参照して勾配を読み出し、その勾配に応じた減速度を演算して移動距離を算出するようにしても良い。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、軌道回路単位で列車停止位置を設定しているが、本発明のような常に安全側に列車位置を認識するシステムによれば、図３（Ｃ）に示すように、先行列車の後端位置を基準としてそこから所定の余裕距離をおいた位置を列車停止位置として設定することも可能である。
また、上記実施形態では、ＬＣＸ方式の列車無線通信システムに適用した場合について説明したが、他の通信方式の列車無線通信システムに適用することも可能である。
【００４７】
さらに、上記実施形態では、速度発電機からの信号から算出した速度の変化率から車輪が空転または滑走したことを検知しているが、例えば車両に加速度センサを設けこの加速度センサからの信号に基づいて検知した減加速度と速度発電機からの信号から算出した減加速度とを比較することで、車輪が空転または滑走したことを検知するようにしても良い。
また、上記実施形態では、車上子２４ａを有する送受信器２４が地上子との間でデータの送受信を行う機能を有すると説明したが、地上子からデータを受信する機能のみを有するものであっても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１０  軌道
１１Ａ、１１Ｂ  ＬＣＸケーブル
１２  列車（車両）
２０  車上装置
２１  無線通信部（移動局）
２２  ＡＴＣ車上制御装置（位置算出演算手段、速度制御手段）
２３  ブレーキ制御装置
２４ａ  車上子
２４  送受信器
２５  速度発電機
３０  地上側装置
３１  無線通信部（基地局）
３２  ＡＴＣ論理部
４０  列車運行管理システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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