(57)【要約】【課題】移動閉そく方式の無線列車制御システムにおいて、列車の発遅延によって生じる列車間の進行支障を防止すること。【解決手段】先行列車２０ａが駅を出発するまでの間、駅構内の進入側外方（場外）の所定位置に進入抑止点５を設定し、後続列車２０ｂの駅構内への進入を抑止する。先行列車２０ａの駅の発車によって進入抑止点５の設定を開放して、後続列車２０ｂの進入抑止点５を越えて駅構内への進入を可能とする。【選択図】図３
2020040601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各列車の走行位置に基づいて、移動閉そく方式による各列車の走行制御を行う無線列車制御システムであって、
対象列車が停車場を出発するまでの間、当該対象列車の出発待ちによる当該停車場内での列車間の進行支障を抑止するための抑止点を設定し、当該対象列車の出発に応じて当該設定を開放する抑止点制御手段と、
前記対象列車以外の列車について、前記抑止点の内方への進入を抑止させる制御を行う進入抑止制御手段と、
を備えた無線列車制御システム。
【請求項２】
前記抑止点制御手段は、
前記抑止点として、前記対象列車の後続列車の前記停車場内への進入を抑止するために、前記停車場の進入側外方の所定位置に第１の抑止点を設定し、前記対象列車の出発に応じて当該設定を開放する第１の抑止点制御手段、
を有する、
請求項１に記載の無線列車制御システム。
【請求項３】
前記抑止点制御手段は、
前記抑止点として、前記対象列車の次に前記停車場を出発する劣後列車の出発点に第２の抑止点を設定し、前記対象列車の出発に応じて当該設定を開放する第２の抑止点制御手段、
を有する、
請求項１又は２に記載の無線列車制御システム。
【請求項４】
前記第２の抑止点制御手段は、前記対象列車の出発後の進路と前記劣後列車の出発後の進路とが競合するか否かを判定し、競合しない場合には前記第２の抑止点を設定せず、競合する場合に前記第２の抑止点を設定する、
請求項３に記載の無線列車制御システム。
【請求項５】
各列車の走行位置に基づいて、移動閉そく方式による各列車の走行制御を行う無線列車制御システムにおける走行制御方法であって、
対象列車が停車場を出発するまでの間、当該対象列車の出発待ちによる当該停車場内での列車間の進行支障を抑止するための抑止点を設定し、前記対象列車の出発に応じて前記抑止点の設定を開放することと、
前記対象列車以外の列車について、前記抑止点の内方への進入を抑止させる制御を行うことと、
を含む走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動閉そく方式で列車の走行制御を行う無線列車制御システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上・車上間の通信を無線通信として実現する無線列車制御システムを前提とした移動閉そく方式の研究・実用化が進められている（例えば、特許文献１参照）。移動閉そく方式とは、後続列車が先行列車に衝突しないよう、各列車の位置や速度に応じて列車間隔を制御する方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−７５６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
移動閉そく方式では、安全が確保される範囲で列車間隔を詰めることができる。そのため、停車場の１つである駅に停車中の先行列車に発遅延が生じたとしても、固定閉そく方式と比較して、極めて近くに接近するまで後続列車の進行が許可されるため、後続列車への遅延伝播を抑制して遅延の早期回復を図ることが可能である。特に、都心部など運行本数が多い過密区間では有効である。
【０００５】
その一方で、駅構内には多数の列車が在線しこれらの進路が競合することも多いため、発遅延が生じた列車が他の列車の進行を支障して更なる遅延を引き起こしてしまう事態が生じ得る。例えば、駅停車中の先行列車に発遅延が生じた場合、先行列車の後方に接近して停止した後続列車は、先行列車が発車しないと、これ以上進行することができず停止したままである。先行列車の発遅延が長引くほど、先行列車の発車待ちによる後続列車の停止も長引くことになる。後続列車の停車位置によっては、進路が競合する他の列車の進行を支障するような場合もあり得るが、短時間の発遅延ならば、先行列車が発車することでそのような運行支障は速やかに解消される。しかし、先行列車の発遅延が長引くことで後続列車の停止が長引くと、後続列車による他の列車の進行の支障は解消されず、更なる列車遅延を引き起こす要因となる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、移動閉そく方式の無線列車制御システムにおいて、列車の発遅延によって生じる列車間の進行支障を防止すること、である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の発明は、
各列車の走行位置に基づいて、移動閉そく方式による各列車の走行制御を行う無線列車制御システムであって、
対象列車が停車場を出発するまでの間、当該対象列車の出発待ちによる当該停車場内での列車間の進行支障を抑止するための抑止点（例えば、図３の進入抑止点５、図５の出発抑止点７）を設定し、当該対象列車の出発に応じて当該設定を開放する抑止点制御手段（例えば、図７の抑止設定部２１２、抑止開放部２１４）と、
前記対象列車以外の列車について、前記抑止点の内方への進入を抑止させる制御を行う進入抑止制御手段（例えば、図７の進路占有鎖錠部２０８）と、
を備えた無線列車制御システムである。
【０００８】
他の発明として、
各列車の走行位置に基づいて、移動閉そく方式による各列車の走行制御を行う無線列車制御システムにおける走行制御方法であって、
対象列車が停車場を出発するまでの間、当該対象列車の出発待ちによる当該停車場内での列車間の進行支障を抑止するための抑止点を設定し、前記対象列車の出発に応じて前記抑止点の設定を開放することと、
前記対象列車以外の列車について、前記抑止点の内方への進入を抑止させる制御を行うことと、
を含む走行制御方法を構成しても良い。
【０００９】
第１の発明等によれば、対象列車が停車場を出発するまでの間、抑止点を設定して対象列車以外の他の列車の抑止点の内方への進入を抑止することで、対象列車の出発待ちによる列車間の進行支障を抑止することができる。移動閉そく方式では、列車間隔を可能な限り詰めることができるが、列車間隔を詰めることを無秩序に許容すると次のような問題が生じ得る。すなわち、対象列車に発遅延が生じると、進路が競合する他の列車がこれ以上進行できずに停止することになり、更なる他の列車の進行を支障してしまうといった、対象列車の出発待ちによる列車間の進行支障が生じる場合がある。このため、対象列車が出発するまで対象列車以外の列車を抑止することで、対象列車の発遅延が生じた場合に生じ得る列車間の運行支障を回避することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
前記抑止点制御手段は、
前記抑止点として、前記対象列車の後続列車の前記停車場内への進入を抑止するために、前記停車場の進入側外方の所定位置に第１の抑止点（例えば、図３の進入抑止点５）を設定し、前記対象列車の出発に応じて当該設定を開放する第１の抑止点制御手段、
を有する、
無線列車制御システムである。
【００１１】
第２の発明によれば、対象列車が停車場を出発するまでの間、対象列車の後続列車による停車場内への進入を抑止することができる。これにより、例えば、対象列車の発遅延が生じた場合に、後続列車が停車場に進入するが所与の停止位置に到達できずに対象列車の直近後方に停止してしまい、他の列車の進路を支障する、といったことを回避できる。
【００１２】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記抑止点制御手段は、
前記抑止点として、前記対象列車の次に前記停車場を出発する劣後列車の出発点に第２の抑止点（例えば、図５の出発抑止点７）を設定し、前記対象列車の出発に応じて当該設定を開放する第２の抑止点制御手段、
を有する、
無線列車制御システムである。
【００１３】
第３の発明によれば、対象列車が停車場を出発するまでの間、対象列車の次に停車場を発車する劣後列車の出発を抑止することができる、これにより、例えば、対象列車の発遅延が生じた場合に、対象列車が出発する前に劣後列車が発時刻となって出発はしたが、対象列車と競合する進路部分に進入できずにその手前で停止してしまい、他の列車の進路を支障する事態になる、といったことを回避できる。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明において、
前記第２の抑止点制御手段は、前記対象列車の出発後の進路と前記劣後列車の出発後の進路とが競合するか否かを判定し、競合しない場合には前記第２の抑止点を設定せず、競合する場合に前記第２の抑止点を設定する、
無線列車制御システムである。
【００１５】
第４の発明によれば、対象列車と劣後列車との進路が競合する場合に、第２の抑止点が設定されて劣後列車の出発が抑止される。対象列車と劣後列車との進路が競合する場合、対象列車の発遅延が生じると、劣後列車が出発はしたが対象列車との進路の競合部分を鎖錠できずにその手前で停止してしまい、他の列車の進行を支障するといった事態が生じ得るが、対象列車と劣後列車との進路が競合しないならば、少なくとも、このような対象列車の発遅延を要因とした劣後列車による他の列車の進行支障は生じないので、劣後列車を抑止する必要は無い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】無線列車制御システムの構成図。
【図２】発遅延によって生じる列車間の進行支障の一例。
【図３】進入抑止点の説明図。
【図４】進入抑止点の設定位置の説明図。
【図５】出発抑止点の説明図。
【図６】進路制御の手順の説明図。
【図７】地上装置の機能構成図。
【図８】列車情報の一例。
【図９】抑止点情報の一例。
【図１０】線路ノード情報の一例。
【図１１】列車制御処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一要素には同一符号を付す。
【００１８】
［システム構成］
図１は、本実施形態の無線列車制御システム１の構成図である。無線列車制御システム１は、地上装置１０と、軌道Ｒを走行する列車２０に搭載されて地上装置１０と所定の無線通信網を介した無線通信が可能な車上装置３０と、を備えて構成され、移動閉そく方式により各列車の走行制御を行うシステムである。無線通信網は、通信エリアが連続して軌道Ｒを含むように複数の無線基地局４０を設置して構成しても良いし、軌道Ｒに沿ってループアンテナやＬＣＸ（同軸漏洩ケーブル）を敷設して構成しても良い。
【００１９】
車上装置３０は、自列車の識別情報である列車ＩＤ（IDentification）や走行位置、走行速度を含む車上情報を、随時、地上装置１０へ送信する。走行位置や走行速度は、例えば速度発電機が検出する車軸の回転数の計測値をもとに算出することができる。そして、車上装置３０は、地上装置１０から受信した制御情報に従った自列車の速度制御を行う。
【００２０】
地上装置１０は、例えば中央司令所に設置され、各車上装置３０から取得した車上情報をもとに、各列車２０の走行位置および走行速度を管理する在線管理や、各列車２０の進路設定や占有・鎖錠・解錠を含む進路制御、転てつ器５０の転換制御、踏切道に設けられた踏切警報機６０の鳴動制御、等を行う。
【００２１】
［特徴］
本実施形態の無線列車制御システム１では、列車２０の発遅延を想定した予防的対策として、対象列車の出発待ちによる停車場内での列車間の進行支障を抑止する抑止点を設定し、対象列車の出発に応じて抑止点の設定を開放することを特徴としている。移動閉そく方式では、列車間隔を可能な限り詰めて列車２０を走行させることができるが、列車２０の発遅延が生じると、その遅延列車と進路が競合する他の列車２０が進行できずに停止した状態となり、更なる他の列車２０の進行を妨げる、といった不都合が生じ得る。
【００２２】
図２は、発遅延によって生じる列車間の進行支障の一例である。図２は、停車場の一例として、上り線および下り線の各プラットホームに本線に加えて副本線が設けられているとともに、上り方向側および下り方向側それぞれに交差渡り線（両渡り線）が設けられている駅の例を示している。
【００２３】
この駅では、上り線のプラットホームの本線に、上り方向に向かう先行列車２０ａが停車している。この先行列車２０ａには、上り線に進出する進路が設定されている。また、先行列車２０ａの後続列車２０ｂが上り線を駅に向かって進行している。この後続列車２０ｂは、先行列車２０ａと同じく、上り線のプラットホームの本線に停車する進路が設定されている。また、上り線のプラットホームの副本線には、下り方向に向かう逆向列車２０ｃが停車している。この逆向列車２０ｃは、下り方向側の交差渡り線を経由して下り線に進出する進路が設定されている。また、下り線のプラットホームの副本線には、先行列車２０ａと同じく上り方向に向かう列車であって、駅ダイヤにて定められる駅からの出発順序が先行列車２０ａの次である後発列車２０ｄが停車している。この後発列車２０ｄは、上り方向側の交差渡り線を経由して上り線に進出する進路が設定されている。また、対向列車２０ｅが下り線を駅に向かって進行している。この対向列車２０ｅは、下り線のプラットホームの本線に停車する進路が設定されている。
【００２４】
このような状況において、停車中の先行列車２０ａの発遅延が生じると、逆向列車２０ｃおよび対向列車２０ｅの進行が支障する可能性がある。つまり、後続列車２０ｂは、先行列車２０ａが出発するまでプラットホームに進入することができず、先行列車２０ａの後方（図２では、転てつ器５０ａの手前（下り方向側））で停止することになる。また、後続列車２０ｂは逆向列車２０ｃとも進路が競合しており、その競合部分である転てつ器５０ａの手前で後続列車２０ｂが停止してしまうと、後続列車２０ｂが逆向列車２０ｃの進路を支障する状態となり、逆向列車２０ｃは、定められた発時刻となっても出発できないことになる。
【００２５】
一方、先行列車２０ａが発遅延で停車中の場合に、後発列車２０ｄは、定められた発時刻になると出発するが、先行列車２０ａと競合する転てつ器５０ｂを鎖錠できず、その手前で停止することになる。同一駅を発車して同一方向に進行する二列車の進路の競合部分の優先関係は、当該駅の発時刻が早いほうの列車を優先とする。つまり、先行列車２０ａと後発列車２０ｄとが競合する転てつ器５０ｂの優先関係は、先行列車２０ａが優先であるため、後発列車２０ｄは、先行列車２０ａが通過して鎖錠が解錠されるまで転てつ器５０ｂを鎖錠できない。また、後発列車２０ｄは対向列車２０ｅとも進路が競合しており、その競合部分である転てつ器５０ｂの手前で後発列車２０ｄが停止してしまうことから、後発列車２０ｄが対向列車２０ｅの進路を支障している状態となり、対向列車２０ｅは、転てつ器５０ｂの手前（上り方向側）で停止してしまうことになる。
【００２６】
このような列車間の進行支障を抑止するための抑止点として、列車の駅構内への進入を抑止する第１の抑止点である進入抑止点、および、駅からの列車の出発を抑止する第２の抑止点である出発抑止点を設定する。
【００２７】
図３は、進入抑止点を説明する図である。図３は、図２における駅の下り方向側の一部分を示している。つまり、上り線および下り線の各プラットホームに本線に加えて副本線が設けられているとともに、下り方向側に交差渡り線（両渡り線）が設けられている駅である。
【００２８】
進入抑止点５は、駅に停車する先行列車２０ａを対象列車とし、この先行列車２０ａの後続列車２０ｂの駅への進入を抑止するために、駅構内（停車場内）への進入側外方（図３では、下り方向側）の所定位置に設定される。ここで、先行列車２０ａは駅に停車する列車であるが、後続列車２０ｂは、駅に停車する列車であるか通過する列車であるかは問わない。進入抑止点５が設定されると、後続列車２０ｂは、この進入抑止点５で進行が抑止されて駅構内へ進入できない。そして、先行列車２０ａが駅を出発することで進入抑止点５が開放され、後続列車２０ｂは進入抑止点５を越えて駅構内に進入することができる。
【００２９】
進入抑止点５によって、先行列車２０ａの発遅延が生じた場合に、後続列車２０ｂが他の列車の進路を支障してしまうことを回避することができる。つまり、図３では、上り方向の後続列車２０ｂの進路と、下り方向の逆向列車２０ｃの進路とが、駅構内で一部競合しているが、先行列車２０ａが発車するまで後続列車２０ｂが進入抑止点５の位置で抑止されることで、先行列車２０ａの発遅延が生じたとしても、後続列車２０ｂが駅構内に進入してプラットホームの手前（下り方向側）、つまり後続列車２０ｂと逆向列車２０ｃとの進路の競合部分で停止してしまうといった事態は起こらないため、後続列車２０ｂが逆向列車２０ｃの進路を支障してしまうことが回避される。先行列車２０ａの発車後は、後続列車２０ｂはプラットホームまで進行して停車することができるので、一時的に後続列車２０ｂが逆向列車２０ｃの進路を支障した状態となったとしても、時間経過によって解消される。
【００３０】
進入抑止点５の具体的な設定位置について、一例を挙げて説明する。進入抑止点５は、駅構内の進入側外方（場外）であって、抑止される後続列車２０ｂの走行を妨げないような位置に設定されることが望ましい。図４は、進入抑止点５の設定位置の一例を説明する図である。図４では、右方向を列車の進行方向として、駅に停車する先行列車２０ａと、それに続いて駅に進入する後続列車２０ｂとの位置関係の一例を示している。なお、先行列車２０ａおよび後続列車２０ｂは、常用最大加速度で加速し、常用最大ブレーキで減速し、駅間を最高速度で走行するものとする。また、以下に挙げる数値は一例である。
【００３１】
先行列車２０ａは、駅に定められた停止位置目標に停止するために、所定の減速開始地点から減速を開始する。減速開始から停止までに要する時間（減速時間）は、例えば約５０秒、である。また、先行列車２０ａの駅における規定の停車時分を、例えば２０秒、とする。従って、先行列車２０ａが減速を開始してから駅に停車した後、駅を発車するまでに要する時間は、約７０秒、である。
【００３２】
この先行列車２０ａが駅を発車する時点において、後続列車２０ｂが位置する後続地点は、先行列車２０ａの位置（つまり、駅の停止位置目標に停止している位置）から、時間に換算して約１００秒後方の位置とする。この１００秒の列車間隔は、先行列車２０ａおよび後続列車２０ｂがともに最高速度で駅間を走行する場合の適切な列車間隔であって、移動閉そく方式において想定される列車間隔の一例である。詳細には、後続列車２０ｂが、先行列車２０ａと同一番線に停車する場合、異なる番線に停車する場合、駅を通過する場合、のそれぞれで最適な列車間隔は異なるが、これらの場合を総合して最適な列車間隔とすることができる。
【００３３】
後続地点は減速開始地点の後方であり、後続列車２０ｂは、後続地点から減速開始地点まで、時間換算で３０秒（＝１００秒−７０秒）の間、減速せずに走行することができる。この余裕時間（３０秒）に後続列車２０ｂが走行することができる距離（余裕距離）は、最高速度で走行する場合、約８００ｍ、となる。なお、後続列車２０ｂは、減速開始地点に到達すると、駅に停車するならば減速を開始し、駅を通過するならば、そのままあるいは制限速度への減速を開始する。
【００３４】
ここで、先行列車２０ａの駅の発車時点に着目するのは、進入抑止点５は、先行列車２０ａが駅を発車するまでの間、継続的に設定され、先行列車２０ａの発車によって開放されるからである。先行列車２０ａの発遅延が生じていない場合、つまり、先行列車２０ａの駅での停車時間が規定の停車時分（２０秒）を経過するまでは、進入抑止点５によって後続列車２０ｂの進行が抑止されることは望ましくない。そして、先行列車２０ａの発遅延が生じた場合、つまり、先行列車２０ａの駅での停車時間が規定の２０秒を超えた後に、後続列車２０ｂが、進入抑止点５に停止するための減速を開始することが望ましい。従って、後続地点から後続列車２０ｂの防護距離だけ内方の地点である防護地点の更に内方に、進入抑止点５を設定することが望ましい。後続列車２０ｂの防護距離は、最高速度で走行している後続列車２０ｂが最大減速度で停止するために必要な距離であり、例えば約６００ｍ、である。
【００３５】
図４の例では、後続地点から減速開始地点までの余裕距離は約８００ｍであり、後続列車２０ｂの防護距離より長い。また、プラットホームの後端（進入側の端部）から減速開始地点までの距離は、約４００ｍである。つまり、防護地点からプラットホームの後端までの距離は、約６００ｍ、となる。従って、駅構内への進入側に設けられる転てつ器５０の外方であって、防護地点の内方となる範囲として数百ｍ程度を確保でき、この範囲に進入抑止点５を設定するようにすれば良い。
【００３６】
図５は、出発抑止点を説明する図である。図５は、図２における駅の上り方向側の一部分を示している。つまり、上り線および下り線の各プラットホームに本線に加えて副本線が設けられているとともに、上り方向側に交差渡り線（両渡り線）が設けられている駅である。
【００３７】
出発抑止点は、同一駅の別番線から同一線路に進出する出発列車のうち、発時刻が早いほうの優先列車（図２の先行列車２０ａに相当するため、以下、優先列車２０ａともいう）を対象列車とし、発時刻が遅いほうの劣後列車（図２の後発列車２０ｄに相当するため、以下、劣後列車２０ｄともいう）の出発を抑止するために、劣後列車２０ｄの出発点（駅の停止位置ともいえる）に設定される。出発抑止点７が設定されると、劣後列車２０ｄは、この出発抑止点７で進行が抑止されて駅を発車できない。そして、優先列車２０ａが駅を出発することで出発抑止点７が開放され、劣後列車２０ｄは駅を出発することができる。
【００３８】
つまり、図５では、ともに上り方向の先行列車２０ａの進路と後発列車２０ｄの進路とが一部競合している。しかし、先行列車２０ａが発車するまで後発列車２０ｄが出発抑止点７の位置で抑止される。この結果、先行列車２０ａの発遅延が生じたとしても、後発列車２０ｄが出発して転てつ器５０ｂの手前（下り方向側）、つまり対向列車２０ｅとの進路の競合部分で停止してしまうといった事態は起こらない。そのため、後発列車２０ｄが対向列車２０ｅの進路を支障してしまうことが回避される。先行列車２０ａの発車後は、所定時間の経過後に、後発列車２０ｄは転てつ器５０ｂを通過して進行することができるので、一時的に後発列車２０ｄが対向列車２０ｅの進路を支障した状態となったとしても、時間経過によって解消される。
【００３９】
［進路制御の手順］
図６は、地上装置１０が行う進路制御の手順を説明する図である。列車２０に対する進路制御は、（１）進路設定、（２）進路占有、（３）進路鎖錠、の順に行う。
【００４０】
進路設定は、列車２０が駅を出発する前に、当該列車２０の停車位置（詳細には、先頭位置）を発点とし、次の停車駅の停車番線を着点として、線路に沿って発点から着点に至る経路を予定進路として設定する。つまり、予定進路は、停車駅間を単位として設定される。なお、図６では、次駅が次の停車駅である例を示しているが、途中駅を通過する場合には、予定進路にその通過駅を含むことになる。
【００４１】
次いで、進路占有は、予定進路上の線路ノード（転てつ器５０や踏切道６２）について、発点から近い順に占有可能か否かを判断し、占有可能なノードまでを当該列車で占有する。なお、この“占有”は物理的に占有する意味ではなく、論理的な占有を意味する。
【００４２】
続いて、進路鎖錠は、占有した線路ノードを鎖錠する。線路ノードのうちの転てつ器５０については、予定進路に沿った方向（開通方向）に転換させて鎖錠が完了すると、“鎖錠”として扱う。また、踏切道６２については、列車２０が到着すると予測される時点での踏切警報機の鳴動時分が所定の基準鳴動時分に達すると見込まれた時点で、“鎖錠”として扱う。
【００４３】
線路ノードの占有は、予定進路の設定後に直ちに行うのではなく、列車２０が線路ノードに接近した時点、具体的には、列車が減速することなく通過できるタイミング、で行う。具体的には、転てつ器５０については、物理的な転換・鎖錠に要する時間を考慮し、列車２０が到達すると予測される時刻から転てつ器５０の転換・鎖錠に要する転換余裕時分だけ以前の時刻となったタイミングで、占有・鎖錠を行う。また、踏切道６２については、列車２０が到達すると予測される時点における踏切警報機の継続鳴動時分が所定の基準鳴動時分以上となるタイミングで、占有・鎖錠する。
【００４４】
そして、予定進路のうち、鎖錠した線路ノードまでを、列車が進行可能な進行可能区間とする。詳細には、鎖錠した線路ノードと次の未鎖錠の線路ノードとの間に先行列車が存在しなければ、次の未鎖錠の線路ノードの手前に定められた所定の停止位置までが進行許可区間となり、先行列車が存在するならば、先行列車から所定距離だけ手前の位置までが進行許可区間となる。
【００４５】
本実施形態の特徴として、予定進路上に抑止点が設定されている場合には、この抑止点までを進行許可区間とし、抑止点を越える進路部分については進行許可区間とすることはできない。つまり、進行許可区間を抑止点までの区間とすることで、抑止点を越えて進行しないように列車２０を抑止することができる。
【００４６】
抑止点は、予定進路の設定時に、当該予定進路上に設定することとする。つまり、進入抑止点５は、先行列車２０ａが駅を出発するまでの間、後続列車２０ｂの当該駅への進入を抑止するために、当該駅の進入側外方に設定される（図３参照）。後続列車２０ｂからみれば、先行列車２０ａが次駅に停車する場合に、先行列車２０ａが次駅を発車するまでの間（先行列車２０ａが次駅に到着するまでの間も含まれる）、次駅への進入を抑止する進入抑止点５が設定されることになる。また、出発抑止点７は、優先列車２０ａと劣後列車２０ｄとの進路が競合する場合に、優先列車２０ａが駅を出発するまでの間（優先列車２０ａが次駅に到着するまでの間も含まれる）、劣後列車２０ｄの出発を抑止するために、当該駅の劣後列車２０ｄの出発点に設定される（図５参照）。劣後列車２０ｄからみれば、停車駅において優先列車２０ａと進路が競合する場合に、優先列車２０ａが当該停車駅を出発するまでの間、当該停車駅からの出発を抑止する出発抑止点７が設定されることになる。
【００４７】
列車２０の予定進路は、出発前に、停車中の駅から次の停車駅までの経路として設定される。従って、列車２０の予定進路の設定後に、続けて、設定した予定進路上に、進入抑止点５、および、出発抑止点７を設定するかを判断することができる。つまり、予定進路の着点となる列車の次の停車駅が先行列車の停車駅でもある場合には、次の停車駅への進入側外方に進入抑止点５を設定する。また、予定進路の発点となる列車の現在の停車駅における優先列車と進路が競合する場合には、現在の停車駅における列車２０の出発点に出発抑止点７を設定する。
【００４８】
その後、線路ノードの占有を行う際に、予定進路上に抑止点が設定されているならば、設定されている抑止点までの線路ノードを対象として占有するか否かを判断し、抑止点以降の線路ノードについては占有しないようにする。進入抑止点５は、先行列車の発車によって開放され、出発抑止点７は、優先列車の発車によって開放される。このため、抑止点（進入抑止点５および出発抑止点７）が開放された後は、開放された抑止点以降の線路ノードについて、順次、占有・鎖錠を行って、列車２０の進行許可区間を更新すれば良い。
【００４９】
地上装置１０は、列車２０について設定・更新した進行許可区間の情報を、当該列車２０の車上装置３０への制御情報に含めて送信する。
【００５０】
そして、列車が線路ノードを通過すると、当該列車による当該線路ノードの鎖錠が解除（解錠）され、続いて、占有が解除される。つまり、予定進路全体を一度に占有・鎖錠するのではなく、列車の走行に応じて、順次線路ノードを占有・鎖錠してゆき、列車の通過に応じて、順次、占有・鎖錠を解除してゆくことになる。
【００５１】
［機能構成］
図７は、地上装置１０の機能構成図である。図７によれば、地上装置１０は、入力部１０２と、表示部１０４と、時計部１０６と、無線通信部１０８と、有線通信部１１０と、処理部２００と、記憶部３００とを備えて構成される一種のコンピュータシステムである。
【００５２】
入力部１０２は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置で実現され、操作入力に応じた操作信号を処理部２００に出力する。表示部１０４は、例えば液晶ディスプレイやタッチパネル等の表示装置で実現され、処理部２００からの表示信号に基づく各種表示を行う。時計部１０６は、水晶発振器等を有する発振回路によって構成され、現在時刻や、指定タイミングからの経過時間を計時する。無線通信部１０８は、例えば無線通信モジュール等の無線通信装置で実現され、車上装置３０等の外部装置と無線通信網を介した無線通信を行う。有線通信部１１０は、転てつ器５０や踏切警報機６０等の外部機器と通信ケーブル等を介した有線通信を行う。
【００５３】
処理部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の演算装置や演算回路で実現されるプロセッサーであり、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ、入力部１０２や無線通信部１０８、有線通信部１１０からの入力データ等に基づいて、地上装置１０の全体制御を行う。また、処理部２００は、機能的な処理ブロックとして、在線管理部２０２と、進路設定部２０４と、走行予測部２０６と、進路占有鎖錠部２０８と、進路解除部２１０と、抑止設定部２１２と、抑止開放部２１４と、を有する。処理部２００が有するこれらの各機能部は、処理部２００がプログラムを実行することでソフトウェア的に実現することも、専用の演算回路で実現することも可能である。本実施形態では、前者のソフトウェア的に実現することとして説明する。
【００５４】
在線管理部２０２は、車上装置３０から受信した車上情報をもとに、各列車２０の走行位置および走行速度を管理する。走行位置および走行速度は、列車情報３４０において管理される。
【００５５】
図８は、列車情報３４０の一例である。図８に示すように、列車情報３４０は、地上装置１０の管理対象となる列車２０それぞれについて、識別情報である列車ＩＤ３４１と、性能データ３４２と、走行位置３４３と、走行速度３４４と、抑止設定情報３４５と、予定進路データ３４６と、を対応付けて格納している。
【００５６】
性能データ３４２は、当該列車２０の走行性能に関するデータであり、列車長や最高速度、最大加速度、最大減速度等を含んでいる。走行位置３４３は、当該列車２０の先頭位置である。抑止設定情報３４５は、当該列車２０に設定された抑止に関するデータである。列車２０の予定進路は駅間を単位として設定されるので、設定され得る抑止点は、予定進路の発点となる駅の出発点に設定される出発抑止点７、着点となる次の停車駅の進入側外方の所定位置に設定される進入抑止点５、通過駅を含む場合にはその通過駅の進入側外方の所定位置に設定される進入抑止点５、である。予定進路データ３４６は、設定された予定進路に関するデータであり、進路の発点および着点となる駅名や番線のほか、予定進路上の各線路ノードについて、占有しているか否かである占有状態、および、鎖錠しているか否かである鎖錠状態を含んでいる。
【００５７】
本実施形態では、抑止点の設定位置は固定であり、設定され得る抑止点に関しては抑止点情報３３０として記憶されている。
【００５８】
図９は、抑止点情報３３０の一例である。図９によれば、抑止点情報３３０は、駅３３１毎に、当該駅３３１に関して設定され得る全ての抑止点それぞれについて、識別情報である抑止点ＩＤ３３２と、抑止種別３３３と、設定位置３３４と、を対応付けて格納している。抑止種別３３３は、進入抑止点５であるのか出発抑止点７であるのかの種別である。設定位置３３４は、例えばキロ程で表される線路上の絶対位置であり、出発抑止点７ならば番線も含む。本実施形態では、停車場を駅として説明しているが、信号場や操車場を停車場に含める場合には、それらの停車場についても同様に抑止点情報３３０が定められる。
【００５９】
進路設定部２０４は、列車２０の予定進路を設定する。具体的には、駅ダイヤ情報３１０を参照し、ある列車２０のある駅の出発時刻の所定時間前となると、当該列車２０の予定進路として、当該駅から次の停車駅までの進路を設定する。駅ダイヤ情報３１０は、駅毎に、当該駅を着発する全ての列車について、着発番線や着時刻、発時刻等を対応つけて格納している。また、予定進路の設定には、線路ノード情報３２０を参照して、進路上の線路ノードを判断する。
【００６０】
図１０は、線路ノード情報の一例である。図１０に示すように、線路ノード情報３２０は、線区に設けられている全ての線路ノードそれぞれについて、識別情報である線路ノードＩＤ３２１と、ノード種別３２２と、設置位置３２３と、進路状態データ３２４と、を対応付けて格納している。ノード種別３２２は、転てつ器や踏切道といった線路ノードの種別である。設置位置３２３は、例えばキロ程で表される線路上の絶対位置である。進路状態データ３２４は、線路ノードに対する列車の予定進路の設定状態であり、当該線路ノードを予定進路に含む列車毎に、当該列車に占有されているか否かの占有状態と、鎖錠されているか否かの鎖錠状態と、を対応付けて含んでいる。
【００６１】
走行予測部２０６は、列車２０が予定進路を最短時間で走行したときの走行位置と走行速度との関係を表す走行予測方程式を作成する。具体的には、列車２０に設定された予定進路上の線路ノードのうち、他の列車２０に占有されている線路ノード、および、競合関係が他の列車の優先となっている線路ノードについて、その手前の所定位置で停止するための防護パターンを設定する。また、予定進路上に設定されている抑止点（あるいは、その手前の所定位置としても良い）に停止するための防護パターンを設定する。そして、線区に定められた制限速度を守りつつ、設定した防護パターンに従って、加速時には最大加速度で、減速時には最大減速度で走行するような、列車２０の走行予測方程式を作成する。
【００６２】
進路占有鎖錠部２０８は、線路ノードに対する占有および鎖錠を行う。具体的には、線路ノードそれぞれについて、列車２０についての走行予測方程式から求められる占有開始時刻になると、当該線路ノードを当該列車２０で占有する。次いで、線路ノードが転てつ器ならば、当該占有した列車２０の開通方向へ転換させて鎖錠する。また、線路ノードが踏切道ならば、踏切警報機６０の鳴動を開始させ、走行予測方程式から予測される当該列車２０の踏切道への到達所要時分と、踏切警報機６０の継続鳴動時分との合計が、基準鳴動時分に達した時点で、当該踏切道を鎖錠する。
【００６３】
線路ノードの占有開始時刻は、列車２０が減速することなく当該線路ノードを通過できる時刻として定められる。すなわち、転てつ器については、走行予測方程式から予測される列車２０の当該転てつ器の到達時刻から、所定の転換余裕時分だけ以前の時刻が、占有開始時刻となる。また、踏切道については、走行予測方程式から予測される列車２０の当該踏切道への到達時刻から、所定の基準鳴動時分だけ以前の時刻が、占有開始時刻となる。
【００６４】
進路解除部２１０は、線路ノードに対する占有・鎖錠の解除を行う。具体的には、線路ノードそれぞれについて、当該線路ノードの設置位置を、当該線路ノードを占有している列車２０が通過すると、占有および鎖錠を解除する。
【００６５】
抑止設定部２１２は、対象列車が停車場を出発するまでの間、対象列車の出発待ちによる停車場内での列車間の進行支障を抑止するための抑止点を設定する。具体的には、ある列車２０に対する抑止点として、当該列車２０の次の停車駅が、対象列車である先行列車の停車駅でもある場合に、当該次の停車駅の進入側外方の所定位置に進入抑止点５を設定する。また、当該列車２０の停車駅において、対象列車である優先列車２０ａと進路が競合する場合に、当該停車駅の当該列車２０の出発点に出発抑止点７を設定する。この抑止点の設定は、例えば、進路設定部２０４による列車２０の予定進路の設定後に、当該列車２０に対して行う。
【００６６】
抑止開放部２１４は、抑止設定部２１２により設定された抑止点を開放する。具体的には、対象列車である先行列車が停車駅を出発すると、後続列車に対して設定された進入抑止点５を開放する。また、出発抑止点７については、対象列車である優先列車が停車駅を出発すると、劣後列車に対して設定された出発抑止点７を開放する。
【００６７】
記憶部３００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のＩＣ（Integrated Circuit）メモリやハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部２００が地上装置１０を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が実行した演算結果や、入力部１０２や無線通信部１０８、有線通信部１１０からの入力データ等が一時的に格納される。本実施形態では、記憶部３００には、列車制御プログラム３０２と、駅ダイヤ情報３１０と、線路ノード情報３２０と、抑止点情報３３０と、列車情報３４０と、が記憶される。
【００６８】
［処理の流れ］
図１１は、列車制御処理を説明するフローチャートである。この処理は、地上装置１０において処理部２００が実行する処理である。
【００６９】
先ず、線区内の全ての駅を順に対象としたループＡの繰り返し処理を行う。ループＡでは、進路設定部２０４が、駅ダイヤ情報３１０を参照して、対象の駅（当該駅）における何れかの列車２０の発時刻の所定時間前となったかを判断する。なったならば（ステップＳ１：ＹＥＳ）、その列車２０について、当該駅から次の停車駅までの予定進路を設定する（ステップＳ３）。
【００７０】
次いで、抑止設定部２１２が、その列車２０（当該列車）に対する抑止点を設定する抑止設定処理（ステップＳ５〜Ｓ１１）を行う。抑止設定処理では、抑止設定部２１２は、当該列車の先行列車の次の停車駅が、当該列車に設定した予定進路上の駅であるかを判断する。そうであるならば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、抑止点情報３３０を参照してその駅（先行列車の次の停車駅）の進入側外方に、当該列車に対する進入抑止点５を設定する（ステップＳ７）。また、対象駅に出発順序が当該列車の直前の優先列車が存在し、且つ、対象列車とその優先列車との進路が競合するかを判断する。そうであるならば（ステップＳ９：ＹＥＳ）、対象駅における当該列車の出発点に、当該列車に対する出発抑止点７を設定する（ステップＳ１１）。ここまでが抑止設定処理である。ループＡの処理はこのように行われる。
【００７１】
全ての駅を対象としたループＡの繰り返し処理を終了すると、続いて、全ての列車２０を順に対象としたループＢの繰り返し処理を行う。ループＢでは、抑止開放部２１４が、対象の列車（当該列車）に対する抑止点の設定を開放する抑止開放処理（ステップＳ１３〜Ｓ２３）を行う。抑止開放処理では、抑止開放部２１４は、当該列車に出発抑止点７が設定されているかを判断する。設定されているならば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、続いて、優先列車が駅を出発したかを判断し、出発したならば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、当該列車に対する出発抑止点７の設定を開放する（ステップＳ１７）。また、当該列車に進入抑止点５が設定されているかを判断する。設定されているならば（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、先行列車が駅を出発したかを判断し、出発したならば（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、当該列車に対する進入抑止点５の設定を開放する（ステップＳ２３）。ここまでが抑止開放処理である。
【００７２】
次いで、走行予測部２０６が、列車走行予測処理を行って、当該列車が予定進路を最短時間で走行したときの走行位置と走行速度との関係を表す走行予測方程式を作成する。このとき、予定進路上に設定された抑止点に防護パターンを設定することで、当該列車が抑止点を越えて進行しないように予測する（ステップＳ２５）。続いて、進路占有鎖錠部２０８が、進路占有鎖錠処理を行って、当該列車の予定進路上の線路ノードに対する占有および鎖錠を行う。（ステップＳ２７）。具体的には、当該列車の走行予測方程式から求められる占有開始時刻となった線路ノードを当該列車で占有・鎖錠する。その後、進路解除部２１０が、進路解除処理を行って、当該列車の予定進路上の線線路ノードに対する占有・鎖錠の解除を行う（ステップＳ２９）。具体的には、当該列車が通過した線路ノードの占有および鎖錠を解除する。ループＢの処理はこのように行われる。全ての列車２０を対象としたループＢの処理を終了すると、ステップＳ１に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００７３】
［作用効果］
このように、本実施形態の無線列車制御システム１によれば、対象列車が停車場を出発するまでの間、抑止点を設定して対象列車以外の他の列車の抑止点の内方への進入を抑止することで、対象列車の出発待ちによる列車間の進行支障を抑止することができる。移動閉そく方式では、列車間隔を可能な限り詰めることができるが、対象列車に発遅延が生じると、進路が競合する他の列車がこれ以上進行できずに停止することになり、更なる他の列車の進行を支障してしまうといった、対象列車の出発待ちによる列車間の進行支障が生じる場合がある。後続列車が先行列車に可能な限り詰めて走行しても、先行列車はいずれ駅に停止するため、これに伴い後続列車も停止する。つまり、後続列車は先行列車に対して余裕距離を有して走行することができる。このため、この余裕距離を利用して対象列車が出発するまで対象列車以外の列車を抑止することで、対象列車の発遅延が生じた場合に生じ得る列車間の運行支障を回避することができる。
【００７４】
［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００７５】
例えば、上述の実施形態では、停車場の一例である駅として説明したが、信号場や操車場といった他の停車場についても適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１…無線列車制御システム
１０…地上装置
２００…処理部
２０２…在線管理部、２０４…進路設定部、２０６…走行予測部
２０８…進路占有鎖錠部、２１０…進路解除部
２１２…抑止設定部、２１４…抑止開放部
３００…記憶部
３０２…列車制御プログラム
３１０…駅ダイヤ情報、３２０…線路ノード情報
３３０…抑止点情報、３４０…列車情報
２０…列車、３０…車上装置
４０…無線基地局、５０…転てつ器、６０…踏切警報機
５…進入抑止点、７…出発抑止点
【図１】
2020040601.tif 000003
【図２】
2020040601.tif 000004
【図３】
2020040601.tif 000005
【図４】
2020040601.tif 000006
【図５】
2020040601.tif 000007
【図６】
2020040601.tif 000008
【図７】
2020040601.tif 000009
【図８】
2020040601.tif 000010
【図９】
2020040601.tif 000011
【図１０】
2020040601.tif 000012
【図１１】
2020040601.tif 000013