(57)【要約】【課題】車上分岐装置を用いるシステムの安全性をより高める。【解決手段】本発明の一態様は、軌道を区切る複数の区間毎に列車間の排他制御を行う装置であって、前記列車毎に前記各区間への進入権利の有無を管理する地上装置と、車上分岐装置を備える前記列車に搭載され、前記地上装置が当該列車に対して前記進入権利有りとした前記区間について、当該区間が分岐を含む前記区間である分岐区間である場合、当該分岐区間の当該列車の分岐方向と前記車上分岐装置の分岐方向が一致しているとき、当該分岐区間に進入可能であると自ら判定する車上装置とを備える列車制御システムである。【選択図】図１
2020137332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道を区切る複数の区間毎に列車間の排他制御を行う装置であって、前記列車毎に前記各区間への進入権利の有無を管理する地上装置と、
車上分岐装置を備える前記列車に搭載され、前記地上装置が当該列車に対して前記進入権利有りとした前記区間について、当該区間が分岐を含む前記区間である分岐区間である場合、当該分岐区間の当該列車の分岐方向と前記車上分岐装置の分岐方向が一致しているとき、当該分岐区間に進入可能であると自ら判定する車上装置と
を備える列車制御システム。
【請求項２】
前記地上装置は、上位の装置から前記列車の前記区間への前記進入権利の要求を受けた場合に当該列車の前記区間への前記進入権利の有無を判定するものであって、
前記車上装置は、前記地上装置が自列車に対する前記要求を受けた場合、前記要求に係る当該区間が前記分岐区間であって前記車上分岐装置が鎖錠されていないとき、当該分岐区間の当該列車の分岐方向と前記車上分岐装置の分岐方向を一致させる
請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項３】
前記地上装置は、前記車上装置に対して、少なくとも前記進入権利が有る前記区間の順列を順次通知し、
前記車上装置は、前記地上装置に対して、少なくとも現在の位置を順次通知する
請求項１または２に記載の列車制御システム。
【請求項４】
車上分岐装置を備える列車に搭載され、
軌道を区切る複数の区間毎に前記列車間の排他制御を行う装置であって前記列車毎に前記各区間への進入権利の有無を管理する地上装置が当該列車に対して前記進入権利有りとした前記区間について、当該区間が分岐を含む前記区間である分岐区間である場合、当該分岐区間の当該列車の分岐方向と前記車上分岐装置の分岐方向が一致しているとき、当該分岐区間に進入可能であると自ら判定する
車上装置。
【請求項５】
軌道を区切る複数の区間毎に列車間の排他制御を行う地上装置と、車上分岐装置を備える前記列車に搭載された車上装置とを備える列車制御システムにおいて、
前記地上装置が、前記列車毎に前記各区間への進入権利の有無を管理し、
前記車上装置が、前記地上装置が当該列車に対して前記進入権利有りとした前記区間について、当該区間が分岐を含む前記区間である分岐区間である場合、当該分岐区間の当該列車の分岐方向と前記車上分岐装置の分岐方向が一致しているとき、当該分岐区間に進入可能であると自ら判定する
列車制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車制御システム、車上装置および列車制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムタイヤ式交通システムは、一般的な鉄輪の鉄道システムに比べると建設費が安いという特徴がある。しかしながら、分岐部には転てつ器を設置する必要があり、これに伴う信号線や電力線を沿線に敷設する必要がある。よって、転てつ器を排除できれば、さらなるコストダウンが期待できる。
【０００３】
転てつ器を排除するアイデアとして、特許文献１、特許文献２や特許文献３に、車上分岐装置なるものが公開されている。特許文献１や特許文献２は、転てつ器を用いずに一つの車両を所望の方向に誘導する機構を示しているが、複数の車両が高速で走行する実用的な鉄道システムにおいて安全性を保障する方法が示されていない。一方、特許文献３には、車上分岐装置の安全性を確保するための次のようなシステムが記載されている。
【０００４】
特許文献３に記載されている安全性を確保するためのシステムでは、地上の装置から車上の装置へ、各閉塞区間の速度指令と分岐方向指令とを含む信号を送信する。各車両は、速度指令に従って進行するとともに、分岐方向指令に従って車上転換手段を転換させる。そして、各車両は、軌道の分岐部の対向側隣接区間において、分岐方向指令と車上転換手段の分岐方向が不一致の場合、車両を停止させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５３−９６１１２号公報
【特許文献２】特開昭５０−３５２９３号公報
【特許文献３】特開昭５９−４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３に記載されているシステムでは、軌道の分岐部の例えば２つ前の閉塞区間で分岐方向指令が送信されて転換が開始され、分岐部に隣接する閉塞区間で分岐方向が不一致の場合に車両が停止される。この場合、特許文献３に記載されているシステムでは、車上分岐装置の安全性を確保するために少なくとも２つの閉塞区間が必要となる。このため、例えば複数の分岐部が接近しているような場合には、安全性を確保することが困難になることがあるという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、安全性をより高めることができる列車制御システム、車上装置および列車制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、軌道を区切る複数の区間毎に列車間の排他制御を行う装置であって、前記列車毎に前記各区間への進入権利の有無を管理する地上装置と、車上分岐装置を備える前記列車に搭載され、前記地上装置が当該列車に対して前記進入権利有りとした前記区間について、当該区間が分岐を含む前記区間である分岐区間である場合、当該分岐区間の当該列車の分岐方向と前記車上分岐装置の分岐方向が一致しているとき、当該分岐区間に進入可能であると自ら判定する車上装置とを備える列車制御システムである。
【０００９】
また、本発明の一態様は、前記地上装置は、上位の装置から前記列車の前記区間への前記進入権利の要求を受けた場合に当該列車の前記区間への前記進入権利の有無を判定するものであって、前記車上装置は、前記地上装置が自列車に対する前記要求を受けた場合、前記要求に係る当該区間が前記分岐区間であって前記車上分岐装置が鎖錠されていないとき、当該分岐区間の当該列車の分岐方向と前記車上分岐装置の分岐方向を一致させる上記列車制御システムである。
【００１０】
また、本発明の一態様は、前記地上装置は、前記車上装置に対して、少なくとも前記進入権利が有る前記区間の順列を順次通知し、前記車上装置は、前記地上装置に対して、少なくとも現在の位置を順次通知する上記列車制御システムである。
【００１１】
また、本発明の一態様は、車上分岐装置を備える列車に搭載され、軌道を区切る複数の区間毎に前記列車間の排他制御を行う装置であって前記列車毎に前記各区間への進入権利の有無を管理する地上装置が当該列車に対して前記進入権利有りとした前記区間について、当該区間が分岐を含む前記区間である分岐区間である場合、当該分岐区間の当該列車の分岐方向と前記車上分岐装置の分岐方向が一致しているとき、当該分岐区間に進入可能であると自ら判定する車上装置である。
【００１２】
また、本発明の一態様は、軌道を区切る複数の区間毎に列車間の排他制御を行う地上装置と、車上分岐装置を備える前記列車に搭載された車上装置とを備える列車制御システムにおいて、前記地上装置が、前記列車毎に前記各区間への進入権利の有無を管理し、前記車上装置が、前記地上装置が当該列車に対して前記進入権利有りとした前記区間について、当該区間が分岐を含む前記区間である分岐区間である場合、当該分岐区間の当該列車の分岐方向と前記車上分岐装置の分岐方向が一致しているとき、当該分岐区間に進入可能であると自ら判定する列車制御方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の各態様によれば、地上装置が列車毎に各区間への進入権利の有無を管理し、車上装置が進入権利有りとされた分岐を含む区間に進入可能であるか否かを自ら判定するので、安全性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る列車制御システムの基本的構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す地上装置２と車上装置１１の動作例を示す状態遷移図である。
【図３】図１に示す地上装置２と車上装置１１の間の通信の例を説明するための図である。
【図４】図１に示す車上装置１１が管理する権利区間テーブルの例を示す模式図である。
【図５】図１に示す車上装置１１の動作例を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す自動位置更新の処理（Ｓ２）の例を示すフローチャートである。
【図７】図５に示す進入可判定の処理（Ｓ４）の例を示すフローチャートである。
【図８】図５に示す転換指令出力の処理（Ｓ６）の例を示すフローチャートである。
【図９】図１に示す列車制御システム１０の動作例を説明するための模式図である。
【図１０】図１に示す列車制御システム１０の動作例を説明するための模式図である。
【図１１】図１に示す列車制御システム１０の動作例を説明するための模式図である。
【図１２】図１に示す列車制御システム１０の動作例を説明するための模式図である。
【図１３】図１に示す列車制御システム１０の動作例を説明するための模式図である。
【図１４】図１に示す列車制御システム１０の動作例を説明するための模式図である。
【図１５】図１に示す列車制御システム１０の動作例を説明するための模式図である。
【図１６】本発明の他の実施形態に係る図１に示す地上装置２と車上装置１１の動作例を示す状態遷移図である。
【図１７】図１に示す地上装置２と車上装置１１の間の本発明の他の実施形態に係る通信の例を説明するための図である。
【図１８】図１に示す車上装置１１が管理する本発明の他の実施形態に係る権利区間テーブルの例を示す模式図である。
【図１９】図１に示す列車制御システム１０の本発明の他の実施形態に係る動作例を説明するための模式図である。
【図２０】図１に示す列車制御システム１０の本発明の他の実施形態に係る動作例を説明するための模式図である。
【図２１】図１に示す列車制御システム１０の本発明の他の実施形態に係る動作例を説明するための模式図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係る列車制御システムを説明するための模式図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係る列車制御システムを説明するための模式図である。
【図２４】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。
【００１６】
〈第１実施形態〉
図１は、本発明の第１実施形態に係る列車制御システム１０の基本的構成例を示すブロック図である。図１に示す列車制御システム１０は、列車１に搭載されている車上装置１１と地上装置２と運行管理装置３を備える。本実施形態において、列車１は、１台の軌道系交通システム用の車両または複数台の軌道系交通システム用の車両の連なりであり、車上分岐装置１２を備える。列車１は、例えばゴムタイヤ式交通システムの１または複数の車両である。なお、図１では、１つの列車１のみを示しているが、列車制御システム１０は複数の列車１を制御する。
【００１７】
運行管理装置３は、複数の列車１の運行を管理する例えば地上の運行管理システムの構成要素であり、各列車１の進路の確保を地上装置２に対して要求する。本実施形態では、運行管理装置３が地上装置２に対して列車１と区間（閉塞区間）を指定して進路を要求する。本実施形態では、この要求を進路要求あるいは進入権利の要求という。
【００１８】
地上装置２は、列車１が走行する軌道を区切る複数の区間毎に列車１間の排他制御を行う装置であって、例えば信号システムを構成する装置であり、列車１毎に各区間への進入権利の有無を管理する。本実施形態において排他制御とは、同一区間に２以上の異なる列車１が同時に進入しないようにする制御である。本実施形態において、区間への進入権利が有るということは、例えば、車上分岐装置１２の分岐方向が分岐部の分岐方向と一致する等、他の条件が整えば、当該列車１が当該区間へ進入可能になるということを意味する。また、区間への進入権利が無いということは、例えば、当該列車１以外の列車１が当該区間への進入権利を有している場合等、当該列車１が当該区間へ進入不可能（進入不可）であるということを意味する。地上装置２は、例えば、上位の装置である運行管理装置３から列車１の区間への進路要求（進入権利の要求）を受けた場合に当該列車１の区間への進入権利の有無を判定する。地上装置２は、車上装置１１に対して、例えば、進入権利が有る区間の順列（進入権利がある各区間を順序に従って並べたもの）を順次通知する。また、地上装置２は、車上装置１１から、少なくとも現在の列車１の位置を示す情報を順次受信する。なお、地上装置２と車上装置１１間の通信は、例えば、軌道回路経由や無線経由とすることができる。
【００１９】
車上装置１１は、車上分岐装置１２を備える列車１に搭載され、地上装置２が当該列車１に対して進入権利有りとした区間について、当該区間が分岐を含む区間である分岐区間である場合、当該分岐区間の当該列車１の分岐方向と車上分岐装置１２の分岐方向が一致しているとき、当該分岐区間に進入可能であると自ら判定する。また、車上装置１１は、地上装置１２が運行管理装置３から列車１の区間への進入権利の要求を受けた場合に当該列車１の当該区間への進入権利の有無を判定するとき、地上装置２が自列車１に対する当該要求を受けたとき、当該要求に係る当該区間が分岐区間であって車上分岐装置１２が鎖錠されていないとき、当該分岐区間の当該列車１の分岐方向と車上分岐装置１２の分岐方向を一致させる。すなわち、車上装置１１は、地上装置２が自列車１に対する当該要求を受けた場合、車上分岐装置１２が鎖錠されていないとき、車上分岐装置１２を制御して、当該分岐区間の当該列車１の分岐方向と車上分岐装置１２の分岐方向を一致させる。また、車上装置１１は、例えば、軌道に設置されている位置マーカ通過情報と速度積算により自己位置を把握し、地上装置１２へ伝送する。また地上装置１２から受け取った進入権利が有る区間の範囲に基づいて、非常ブレーキ速度パターンを生成し、列車速度がこの速度を超過した場合にはブレーキをかける制御を行う。非常ブレーキ速度パターンは、車上装置１１が進入できない区間に進入する前で列車１が安全に停止できるような速度パターンである。車上装置１１は、地上装置１２からら少なくとも進入権利が有る区間の順列を示す情報を順次受信するとともに、地上装置１２に対して少なくとも現在の位置を示す情報を順次通知する。
【００２０】
また、車上分岐装置１２は、例えば特許文献１〜特許文献３に記載されている車上分岐装置とすることができる。車上分岐装置１２は、車上装置１１の指示に応じて、軌道上の分岐部に到達する前に定位または反位の状態に転換方向（分岐方向）を変化させる。図２２に本実施形態の一例として用いる軌道３００の例を模式的に示し、図２３に車上分岐装置１２の構成例を模式的に示す。図２２に示す軌道３００は、区間名（区間の識別情報）が１Ｔ〜８Ｔの８区間（区間１Ｔ〜８Ｔともいう）に区切られて構成されている。図２２に示す軌道３００において、区間３Ｔは分岐部３ｔを有する区間（分岐区間）であり、区間７は分岐部７ｔを有する区間である。この場合、区間３Ｔは、分岐部３ｔを分岐点として、区間３Ｔの共通部３Ｔｃと区間３Ｔの定位側３Ｔｎと区間３Ｔの反位側３Ｔｒに分かれている。また、区間７Ｔは、分岐部７ｔを分岐点として、区間７Ｔの共通部７Ｔｃと区間７Ｔの定位側７Ｔｎと区間７Ｔの反位側７Ｔｒに分かれている。また、図２３に示すように、例えば区間７Ｔの分岐部７ｔは、例えば、分岐案内壁３０１および３０２を有する。車上分岐装置１２は、例えば、支持軸１２３で支持された誘導輪１２１および１２２を有し、支持軸１２３を白抜きの矢印で示す左右方向に移動させ、誘導輪１２１または１２２の一方を分岐案内壁３０１または３０２の一方に当接させることで、分岐方向を変化させる。なお、支持軸１２３が左側または右側に移動されてロックされた状態を、車上分岐装置１２が鎖錠された状態であるという。
【００２１】
次に、図２から図１５を参照して、図１に示す地上装置２と車上装置１１の動作例につて説明する。図２は、図１に示す地上装置２の状態遷移図２Ｓと車上装置１１の状態遷移図１Ｓを示す。地上装置２の状態遷移図２Ｓと車上装置１１の状態遷移図１Ｓは、破線の矢印で示す上下方向で各状態がおおむね対応している。地上装置２は、列車１毎に各区間を、進入不可（ＳＴ１１）、要求あり（ＳＴ１２）、進入権利あり（ＳＴ１３）、または通過中（ＳＴ１４）のいずれかの状態で管理する。進入不可（ＳＴ１１）は、当該列車１を当該区間へ進入不可とする状態であり、運行管理装置３から地上装置２へ当該列車１について当該区間への進路要求があった場合に、地上装置２は、状態を進入不可（ＳＴ１１）から要求あり（ＳＴ１２）へ遷移させる。要求あり（ＳＴ１２）は、地上装置２が運行管理装置３から当該列車１について当該区間への進路要求を受信し、進入権利の有無を判定している（判定中の）状態であり、排他条件が成立することが確認された場合に、地上装置２は状態を要求あり（ＳＴ１２）から進入権利あり（ＳＴ１３）へ遷移させる。排他条件とは、当該区間について、当該列車１以外の列車１に対して進入権利ありの状態となることがないという条件である。進入権利あり（ＳＴ１３）は、当該列車１の当該区間への進入権利があるとする状態であり、当該列車１が当該区間に在線した場合に、地上装置２は状態を進入権利あり（ＳＴ１３）から通過中（ＳＴ１４）へ遷移させる。通過中（ＳＴ１４）は、当該区間を当該列車１が走行中の状態であり、当該列車１が当該区間の通過を完了した場合に、地上装置２は状態を通過中（ＳＴ１４）から進入不可（ＳＴ１１）へ遷移させる。
【００２２】
一方、車上装置１１は、自列車１について各区間を、進入不可（ＳＴ２１）、転換不可（ＳＴ２２）、転換可（ＳＴ２３）、転換中（ＳＴ２４）、進入可（ＳＴ２５）、または通過中（ＳＴ２６）のいずれかの状態で管理する。進入不可（ＳＴ２１）は、当該列車１が当該区間へ進入不可である状態であり、地上装置２が当該列車１について当該区間を進入権利あり（ＳＴ１３）とした場合に、車上装置１１は、状態を進入不可（ＳＴ２１）から転換不可（ＳＴ２２）へ遷移させる。転換不可（ＳＴ２２）は、当該列車１の車上分岐装置１２が分岐方向を変化させることができない状態であり、転換可（ＳＴ２３）とする条件が成立した場合に、車上装置１１は、状態を転換不可（ＳＴ２２）から転換可（ＳＴ２３）へ遷移させる。当該区間は、例えば、当該区間の後方に未通過または通過中の他の分岐区間がある場合に転換不可（ＳＴ２２）の状態となる。転換可（ＳＴ２３）は、当該列車１の車上分岐装置１２が分岐方向を変化させることができる状態であり、車上分岐装置１２が分岐方向の変更を開始した場合に車上装置１１は、状態を転換可（ＳＴ２３）から転換中（ＳＴ２４）へ遷移させる。転換中（ＳＴ２４）は、当該列車１の車上分岐装置１２が分岐方向を変化させている状態であり、車上分岐装置１２が分岐方向の変更を完了した場合に車上装置１１は、状態を転換中（ＳＴ２４）から進入可（ＳＴ２５）へ遷移させる。進入可（ＳＴ２５）は、当該列車１が当該区間へ進入可（進入可能）である状態であり、当該列車１が当該区間に在線した場合に、車上装置１１は、状態を進入可（ＳＴ２５）から通過中（ＳＴ２６）へ遷移させる。通過中（ＳＴ２６）は、当該区間を当該列車１が走行中の状態であり、当該列車１が当該区間の通過を完了した場合に、車上装置１１は、状態を通過中（ＳＴ２６）から進入不可（ＳＴ２１）へ遷移させる。
【００２３】
図３は、図１に示す地上装置２と車上装置１１の間の情報の通信方向と情報の内容の例を説明するための図である。図３に示すように、地上装置２は車上装置１２へ向けて進入権利がある区間の順列を示す情報を送信し、車上装置１２は地上装置２へ列車１の現在位置を示す情報を送信する。
【００２４】
図４は、図１に示す車上装置１１が管理する権利区間テーブル１１１の構成例を示す模式図である。図４に示す権利区間テーブル１１１は、地上装置２が当該列車１について進入権利ありとしているすべての区間について、進行方向に対応する順に、区間名と分岐の内容と在線か非在線かの別と進入可か不可かの別を対応づけて格納するファイルである。図４に示す権利区間テーブル１１１では、上側の区間が進行方向に対して手前側であり、下側の区間が進行方向に対して向こう側である。図４に示す権利区間テーブル１１１は、図２２に示す軌道３００において、当該列車１が区間２Ｔに在線していて、区間６Ｔまでの各区間が進入権利ありの状態である場合の各情報を含んでいる。例えば、区間２Ｔは、分岐はなし、在線「○」、進入可（ＳＴ２５）の状態である。また、例えば、区間３Ｔは、分岐は「反位」、非在線「−」、進入可（ＳＴ２５）の状態である。分岐については、「なし」、または、ある場合には分岐方向が「定位」と「反位」のどちらなのかを示す。
【００２５】
次に、図５〜図８を参照して、図１に示す車上装置１１の動作例について説明する。図５は、図１に示す車上装置１１の動作例を示すフローチャートである。図６は、図５に示す自動位置更新の処理（Ｓ２）の例を示すフローチャートである。図７は、図５に示す進入可判定の処理（Ｓ４）の例を示すフローチャートである。図８は、図５に示す転換指令出力の処理（Ｓ６）の例を示すフローチャートである。
【００２６】
図５に示す処理は、所定の周期で繰り返し実行される。図５に示す処理を開始すると、車上装置１１は、まず、車上分岐装置１２の分岐状態を検知する（ステップＳ１）。ステップＳ１において、車上装置１１は、車上分岐の状態が、定位、反位、または不定のいずれなのかを検知する。
【００２７】
次に、車上装置１１は、権利区間テーブル１１１内の自位置を更新する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、車上装置１１は、図４を参照して説明した権利区間テーブル１１の中のどこに自身が位置しているのかを判定する。ステップＳ２において、車上装置１１は、例えば、一般的なＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  Ｔｒａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と同様に、位置マーカと、速度積分との組み合わせにより自位置（の範囲）を特定する。車上装置１１は、権利区間テーブル１１１において、非在線の区間に自身が進入した場合は、その区間を「在線」に変更し、先頭の「在線」区間を自身が離脱した場合は、その先頭行を削除する。
【００２８】
図６に示すように、図５のステップＳ２では、車上装置１１は、まず、自位置を計算する（ステップＳ２１）。次に、権利区間テーブル１１１において未処理の進入可の区間が無くなるまで（ステップＳ２２で「進入可の区間なし」と判定されるまで）、車上装置１１は、新たな進入区間を選択しながら（ステップＳ２３）、各区間が在線か非在線かを判定し（ステップＳ２４）、在線の場合には在線に変更する（ステップＳ２５）処理を繰り返し実行する。権利区間テーブル１１１において未処理の進入可の区間が無くなると（ステップＳ２２で「進入可の区間なし」と判定されると）、車上装置１１は、権利区間テーブル１１１の先頭区間が在線か否かを判定する（ステップＳ２６）。権利区間テーブル１１１の先頭区間が非在線の場合（ステップＳ２６で「先頭区間非在線」の場合）、車上装置１１は、権利区間テーブル１１１の先頭行を削除する（ステップＳ２７）。
【００２９】
次に、図５のステップＳ３で、車上装置１１は、権利区間テーブル１１１を更新する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、車上装置１１は、自身が通過済みの先頭区間を削除した後、地上装置２から通知された新たな権利区間を権利区間テーブル１１１の末尾に追加する。車上装置１１は、権利区間テーブル１１１において、追加した区間の状態は仮に「進入不可」とする。また後述する第２実施形態では、車上装置１１は、要求中の区間があれば末尾に追加し、状態を「要求中」とする。
【００３０】
次に、車上装置１１は、進入可判定を行う（ステップＳ４）。ステップＳ４において、車上装置１１は、権利区間テーブル１１１において、先頭から順に、区間状態をチェックし、進入不可である最初の行を見つける。車上装置１１は、権利区間テーブル１１１において、進入不可である区間に分岐が存在しない場合は、進入可とする。一方、車上装置１１は、進入不可である区間に分岐が存在する場合は、車上分岐の状態と、その区間の分岐方向が一致する場合は、進入可とする。
【００３１】
図７に示すように、図５のステップＳ４では、車上装置１１は、まず、権利区間テーブル１１１において進入不可である最初の行を見つける（ステップＳ４１）。進入不可の区間がある場合（ステップＳ４２で「進入不可の区間あり」の場合）、分岐がないとき（ステップＳ４３で「分岐なし」のとき）、車上装置１１は、権利区間テーブル１１１において当該区間を進入可に変更する（ステップＳ４４）。また、分岐がある場合（ステップＳ４３で「分岐あり」の場合）、区間分岐方向と車上分岐方向が一致しているとき（ステップＳ４５で「区間分岐方向と車上分岐方向が一致している」のとき）、車上装置１１は、権利区間テーブル１１１において当該区間を進入可に変更する（ステップＳ４６）。
【００３２】
次に、車上装置１１は、転換可否判定を行う（ステップＳ５）。ステップＳ５において、車上装置１１は、進入可の範囲内に、分岐が一つもない場合は、転換可と判定する。
【００３３】
次に、車上装置１１は、転換指令出力を行う（ステップＳ６）。ステップＳ６において、車上装置１１は、まず、進入不可または要求中である最初の行を見つける。そして、車上装置１１は、その区間に分岐があり、かつ、転換可である場合、車上分岐装置１２に対しその分岐の方向への転換を指令する。
【００３４】
図８に示すように、図５のステップＳ６では、車上装置１１は、まず、権利区間テーブル１１１において進入不可である最初の行を選択する（ステップＳ６１）。進入不可である最初の行が分岐ありの場合（ステップＳ６２で「分岐あり」の場合）、ステップＳ５で転換可と判定されたとき（ステップＳ６３で「転換可」のとき）、分岐が定位のとき（ステップＳ６４で「定位」のとき）、車上装置１１は、車上分岐装置１２に対し定位転換指令を出力し（ステップＳ６５）、一方、分岐が反位のとき（ステップＳ６４で「反位」のとき）、車上装置１１は、車上分岐装置１２に対し反位転換指令を出力する（ステップＳ６６）。
【００３５】
次に、図９〜図１５を参照して、図２２に示す軌道３００において区間２Ｔから区間７Ｔまで対象の列車１が走行する場合の図１に示す列車制御システム１０の動作例について説明する。図９（ａ）〜図１５（ａ）は、図２２に示す軌道３００において列車１の位置を示す模式図である。ただし、図９（ａ）〜図１５（ａ）では、縦軸に速度をとり、列車１の制限速度や非常ブレーキ速度パターンをあわせて示している。図９（ｂ）〜図１５（ｂ）は、図２に示す状態遷移図１Ｓおよび２Ｓにおける図９（ａ）〜図１５（ａ）に示す対象区間（区間７Ｔ（以下、対象区間７Ｔともいう））の状態を示す。図９（ｃ）、図１１（ｃ）〜図１４（ｃ）は、図１８を参照して説明した権利区間テーブル１１１の図９（ａ）、図１１（ａ）〜図１４（a）に対応する内容を示す。
【００３６】
図９は、区間２Ｔに対象の列車１が在線し、対象区間７Ｔの反位側７Ｔｒに他の列車１ａが在線していて、対象区間７Ｔに列車１に対する進路要求がなされていない状態を示す。すなわち、図９は、上位の運行管理装置３等から、対象区間７Ｔへ進入することが要求されていない状態を示す。この場合、図９（ａ）に網掛けして示す区間２Ｔから区間６Ｔは、図９（ｃ）に示すように進入可の状態である。また、対象区間７Ｔは、図９（ｂ）に示すように進入不可の状態（ＳＴ１１およびＳＴ２１）である。なお、図９（ａ）に示すように、車上装置１１は、進行可の状態の区間６Ｔ内で停止できるように、破線で示す非常ブレーキ速度パターンを設定し、列車１の速度を非常ブレーキ速度パターン以下となるように制御する。なお、図９（ａ）に示す例では、区間２Ｔと区間３Ｔに制限速度が設定されていて、車上装置１１は、制限速度以下となるように破線で示す非常ブレーキ速度パターンを設定している。
【００３７】
図１０は、区間２Ｔに対象の列車１が在線し、区間７Ｔの反位側７Ｔｒに他の列車１ａが在線していて、対象区間７Ｔに列車１に対する進路要求がなされた状態を示す。すなわち、図１０は、上位の運行管理装置３等から、対象区間７Ｔへ進入を要求されているが、他の列車１ａが存在しているため、進入できない状態を示す。また、対象区間７Ｔは、図１０（ｂ）に示すように要求ありの状態（ＳＴ１２）と進入不可の状態（ＳＴ２１）である。
【００３８】
図１１は、区間３Ｔに対象の列車１が在線している状態を示す。図１１は、対象区間７Ｔの反位側７Ｔｒから他の列車１ａが抜け、自列車１に進入の権利が与えられた状態である。図１１（ａ）では、進入権利ありの状態の区間７Ｔを左下がりの網掛けで示す。しかし、この場合、図１１（ａ）に示すように、自列車１は他の分岐上（分岐区間３Ｔ）を通過しているため、車上分岐を転換することができない。この場合、対象区間７Ｔは、図１１（ｂ）に示すように進入権利ありの状態（ＳＴ１３）と転換不可の状態（ＳＴ２２）である。また、図１１（ｃ）に示すように、権利区間テーブル１１１は、先頭行の区間２Ｔが削除され（図１１（ｃ）では削除された行を網掛けして示す）、末尾に区間７Ｔが追加されている。
【００３９】
図１２は、区間４Ｔに対象の列車１が在線している状態を示す。図１２は、列車１が分岐区間３Ｔを抜け、車上分岐の転換が可能となった状態を示す。対象区間７Ｔは、図１２（ｂ）に示すように進入権利ありの状態（ＳＴ１３）と転換可の状態（ＳＴ２３）である。また、図１２（ｃ）に示すように、権利区間テーブル１１１は、先頭行の区間３Ｔが削除されている（図１２（ｃ）では削除された行を網掛けして示す）。
【００４０】
図１３は、区間４Ｔに対象の列車１が在線していて、車上分岐装置１２が反位から定位へ転換中である状態を示す。すなわち、図１３は、列車１が車上分岐転換中の状態を示す。対象区間７Ｔは、図１３（ｂ）に示すように進入権利ありの状態（ＳＴ１３）と転換中の状態（ＳＴ２４）である。
【００４１】
図１４は、区間５Ｔに対象の列車１が在線していて、車上分岐装置１２が定位に転換完了している状態を示す。すなわち、図１４は、車上分岐転換完了の状態を示す。これにより、対象区間７Ｔへの進入が可能となり、非常ブレーキ速度パターンが区間７Ｔまでに停止できるように前進している。対象区間７Ｔは、図１４（ｂ）に示すように進入権利ありの状態（ＳＴ１３）と進入可の状態（ＳＴ２５）である。また、図１４（ｃ）に示すように、権利区間テーブル１１１は、先頭行の区間４Ｔが削除されている（図１４（ｃ）では削除された行を網掛けして示す）。
【００４２】
図１５は、対象区間７Ｔに対象の列車１が在線している状態を示す。すなわち、図１５は、列車１が対象区間を通過中の状態を示す。対象区間７Ｔは、図１５（ｂ）に示すように通過中の状態（ＳＴ１４およびＳＴ２６）である。
【００４３】
以上のように、第１実施形態の列車制御システム１０では、地上装置２は列車間の排他制御までを行い、分岐状態を考慮した最終的な進入可判定を行わない。一方、車上装置１１では、以下の（１）〜（４）の処理が実行される。すなわち、車上装置１１は、（１）分岐上を通過しているか否かの判定、（２）車上分岐の制御、（３）車上分岐の転換完了の検出、（４）進入可判定の各処理を実行する。
【００４４】
なお、列車１がある区間Ａに「進入可」と判断する条件は次の通りである。区間Ａに進入する権利がある、かつ、現在の走行区間から、区間Ａの手前までの区間がすべて「進入可」である、かつ、区間Ａに分岐が無い、または、車上分岐の方向が区間Ａの方向と一致し、鎖錠されている、である。
【００４５】
また、分岐転換可と判断する条件（鎖錠を解放する条件）は、現在の走行区間から進入可の範囲に一つも分岐が存在しない、ことである。
【００４６】
第１実施形態によれば、例えば、車上分岐とＣＢＴＣの組み合わせにおいて、以下を保障することができ、分岐通過時の安全性を担保出来る。１）転換が完了していない分岐に進入しないこと。２）分岐通過制限速度を超過しないこと。３）分岐通過中に転換しないこと。４）分岐を完全に通過するまで、他の列車が進入しないこと。
【００４７】
以上のように、第１実施形態によれば、地上装置２が列車１毎に各区間への進入権利の有無を管理し、車上装置１２が進入権利有りとされた分岐を含む区間に進入可能であるか否かを自ら判定するので、車上分岐装置１２を用いる列車制御システム１０において、安全性をより高めることができる。
【００４８】
〈第２実施形態〉
次に、図１６〜図２１を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、以下により、第１実施形態と比較して、列車間隔の短縮を図る。なお、図１に示す列車制御システム１０の基本的構成は、第１実施形態と第２実施形態で共通である。第２実施形態では、第１実施形態の構成に加えて、「要求あり」の区間も、地上装置２から車上装置１１に伝達する。また、車上装置１１は、分岐が鎖錠されていなければ「要求あり」の区間用に車上分岐の転換を実施する。
【００４９】
図１６は、第２実施形態における図１に示す地上装置２の状態遷移図２Ｓｂと車上装置１１の状態遷移図１Ｓｂを示す。地上装置２は、列車１毎に各区間を、進入不可（ＳＴ３１）、要求あり（ＳＴ３２）、進入権利あり（ＳＴ３３）、または通過中（ＳＴ３４）のいずれかの状態で管理する。図１６に示す進入不可（ＳＴ３１）、要求あり（ＳＴ３２）、進入権利あり（ＳＴ３３）、および通過中（ＳＴ３４）の各状態の内容および遷移条件は、図２に示す進入不可（ＳＴ１１）、要求あり（ＳＴ１２）、進入権利あり（ＳＴ１３）、および通過中（ＳＴ１４）の各状態と同一である。
【００５０】
一方、車上装置１１は、自列車１について各区間を、進入不可（ＳＴ４１）、転換不可（ＳＴ４２）、転換可（ＳＴ４３）、進入可（ＳＴ４４）、または通過中（ＳＴ４５）のいずれかの状態で管理する。進入不可（ＳＴ４１）は、当該列車１が当該区間へ進入不可である状態であり、地上装置２が当該列車１について当該区間に対する進路要求を受けた場合（ＳＴ３２）に、車上装置１１は、状態を進入不可（ＳＴ４１）から転換不可（ＳＴ４２）へ遷移させる。転換不可（ＳＴ４２）は、当該列車１の車上分岐装置１２が分岐方向を変化させることができない状態であり、排他条件（転換可（ＳＴ２３）とする条件）が成立した場合に、車上装置１１は、状態を転換不可（ＳＴ４２）から転換可（ＳＴ４３）へ遷移させる。転換可（ＳＴ４３）は、当該列車１の車上分岐装置１２が分岐方向を変化させることができる状態であり、車上分岐装置１２は車上分岐装置１２が鎖錠されていれば直ちに分岐方向の変更を開始し、車上分岐装置１２が分岐方向の変更を完了した場合に車上装置１１は、状態を転換可（ＳＴ４３）から進入可（ＳＴ４４）へ遷移させる。進入可（ＳＴ４３）は、当該列車１が当該区間へ進入可である状態であり、当該列車１が当該区間に在線した場合に、車上装置１１は、状態を進入可（ＳＴ４３）から通過中（ＳＴ４５）へ遷移させる。通過中（ＳＴ４５）は、当該区間を当該列車１が走行中の状態であり、当該列車１が当該区間の通過を完了した場合に、車上装置１１は、状態を通過中（ＳＴ４５）から進入不可（ＳＴ４１）へ遷移させる。
【００５１】
図１７は、第２実施形態における図１に示す地上装置２と車上装置１１の間の情報の通信方向と情報の内容の例を説明するための図である。図１７に示すように、地上装置２は車上装置１２へ向けて進入権利のある区間の順列を示す情報とその次の区間の要求状態を示す情報を送信し、車上装置１２は地上装置２へ列車１の現在位置を示す情報を送信する。
【００５２】
図１８は、第２実施形態において図１に示す車上装置１１が管理する権利区間テーブル１１１ｂの構成例を示す模式図である。図１８に示す権利区間テーブル１１１ｂは、地上装置２が当該列車１について進入権利ありとしているすべての区間について、進行方向に対応する順に、区間名と分岐の内容と在線か非在線かの別と進入可か不可か要求中かの別とを対応づけて格納するファイルである。
【００５３】
図１８に示す権利区間テーブル１１１ｂでは、図４に示す第１実施形態の権利区間テーブル１１１と同様に、上側の区間が進行方向に対して手前側であり、下側の区間が進行方向に対して向こう側である。図１８に示す権利区間テーブル１１１ｂは、図２２に示す軌道３００において、当該列車１が区間２Ｔに在線していて、区間７Ｔまでの各区間が進入権利ありの状態である場合の各情報を含んでいる。例えば、区間２Ｔは、分岐はなし、在線「○」、進入可（ＳＴ４４）の状態である。例えば、区間７Ｔは、分岐は「定位」、非在線「−」、要求中（ＳＴ３２）の状態である。
【００５４】
次に、図１９〜図２１を参照して、図２２に示す軌道３００において区間５Ｔから区間７Ｔまで対象の列車１が走行する場合の図１に示す列車制御システム１０の動作例について説明する。図１９〜図２１は、（ａ）および（ｂ）が第１実施形態の場合の例、（ｃ）および（ｄ）が第２実施形態の場合の例を示す。図１９（ａ）〜図２１（ａ）は、図２２に示す軌道３００において列車１の位置を示す模式図である。ただし、図１９（ａ）〜図２１（ａ）では、縦軸に速度をとり、列車１の制限速度や非常ブレーキ速度パターンをあわせて示している。図１９（ｂ）〜図２１（ｂ）は、図２に示す状態遷移図１Ｓおよび２Ｓにおける図１９（ａ）〜図２１（ａ）に示す象区間（区間７Ｔ）の状態を示す。また、図１９（ｃ）〜図２１（ｃ）は、図２２に示す軌道３００において列車１の位置を示す模式図である。また、図１９（ｄ）〜図２１（ｄ）は、図１６に示す状態遷移図１Ｓｂおよび２Ｓｂにおける図１９（ｃ）〜図２１（ｃ）に示す象区間（区間７Ｔ）の状態を示す。
【００５５】
図１９（ａ）は、第１実施形態において、区間５Ｔに対象の列車１が在線し、対象区間７Ｔの反位側７Ｔｒに他の列車１ａが在線していて、対象区間７Ｔに列車１に対する進路要求がなされている状態を示す。この場合、図１９（ａ）に網掛けして示す区間５Ｔから区間６Ｔは、進入可の状態である。また、対象区間７Ｔは、図１９（ｂ）に示すように要求ありの状態（ＳＴ１２）と進入不可の状態（ＳＴ２１）である。また、列車１の車上分岐装置１２は反位の状態である。なお、図１９（ａ）に示すように、車上装置１１は、進行可の状態の区間６Ｔ内で停止できるように、破線で示す非常ブレーキ速度パターンを設定し、列車１の速度を非常ブレーキ速度パターン以下となるように制御する。図１９（ａ）および（ｂ）に示す第１実施形態の場合、前方の区間が要求されているが、列車１には伝達されていない。
【００５６】
一方、図１９（ｃ）は、第２実施形態において、区間５Ｔに対象の列車１が在線し、対象区間７Ｔの反位側７Ｔｒに他の列車１ａが在線していて、対象区間７Ｔに列車１に対する進路要求がなされている状態を示す。この場合、図１９（ｃ）に網掛けして示す区間５Ｔから区間６Ｔは、進入可の状態である。また、対象区間７Ｔは、図１９（ｄ）に示すように要求ありの状態（ＳＴ３２）と転換可の状態（ＳＴ４３）である。また、列車１の車上分岐装置１２は鎖錠がされておらず、転換中の状態に移行している。なお、図１９（ｃ）に示すように、車上装置１１は、進行可の状態の区間６Ｔ内で停止できるように、破線で示す非常ブレーキ速度パターンを設定し、列車１の速度を非常ブレーキ速度パターン以下となるように制御する。図１９（ｃ）および（ｄ）に示す第２実施形態の場合、前方区間が要求された時点で、車上分岐が鎖錠されていなければ転換を開始している。
【００５７】
図２０（ａ）は、第１実施形態において、区間６Ｔに対象の列車１が在線し、対象区間７Ｔに列車１に対する進入権利ありとの判定がなされた状態を示す。この場合、図２０（ａ）に右下がりの網掛けで示す区間６Ｔは進入可の状態であり、左下がりの網掛けで示す区間７Ｔは進入権利ありの状態である。また、対象区間７Ｔは、図２０（ｂ）に示すように進入権利ありの状態（ＳＴ１３）と転換可の状態（ＳＴ２３）である。また、列車１の車上分岐装置１２は反位の状態である。なお、図２０（ａ）に示すように、車上装置１１は、進行可の状態の区間６Ｔ内で停止できるように、破線で示す非常ブレーキ速度パターンを設定し、列車１の速度を非常ブレーキ速度パターン以下となるように制御する。図２０（ａ）および（ｂ）に示す第１実施形態の場合、前方の区間の進入権利を取れた後に、「転換可」となる。
【００５８】
一方、図２０（ｃ）は、第２実施形態において、区間６Ｔに対象の列車１が在線している状態を示す。この場合、図２０（ｃ）に網掛けして示す区間６Ｔから区間７Ｔは、進入可の状態である。また、対象区間７Ｔは、図２０（ｄ）に示すように進入権利ありの状態（ＳＴ３３）と進入可の状態（ＳＴ４４）である。また、列車１の車上分岐装置１２は定位の状態である。なお、図２０（ｃ）に示すように、車上装置１１は、進行可の状態の区間７Ｔ内で停止できるように、破線で示す非常ブレーキ速度パターンを設定し、列車１の速度を非常ブレーキ速度パターン以下となるように制御する。図２０（ｃ）および（ｄ）に示す第２実施形態の場合、前方の区間の進入権利を取れた段階ではすでに転換完了しており、直ちに、「進入可」となっている。
【００５９】
図２１（ａ）は、第１実施形態において、区間６Ｔに対象の列車１が在線し、対象区間７Ｔに列車１に対する進入権利ありとの判定がなされた状態を示す。この場合、図２１（ａ）に右下がりの網掛けで示す区間６Ｔは進入可の状態であり、左下がりの網掛けで示す区間７Ｔは進入権利ありの状態である。また、対象区間７Ｔは、図２１（ｂ）に示すように進入権利ありの状態（ＳＴ１３）と転換中の状態（ＳＴ２４）である。また、列車１の車上分岐装置１２は転換中の状態である。なお、図２１（ａ）に示すように、車上装置１１は、進行可の状態の区間６Ｔ内で停止できるように、破線で示す非常ブレーキ速度パターンを設定し、列車１の速度を非常ブレーキ速度パターン以下となるように制御する。図２１（ａ）および（ｂ）に示す第１実施形態の場合、転換完了するまで、対象区間に進入できない。また、転換時間分、列車運行密度が犠牲となる。
【００６０】
一方、図２１（ｃ）は、第２実施形態において、区間７Ｔに対象の列車１が在線している状態を示す。この場合、図２１（ｃ）に網掛けして示す区間７Ｔは、進入可の状態である。また、対象区間７Ｔは、図２１（ｄ）に示すように通過中の状態（ＳＴ３４およびＳＴ４５）である。また、列車１の車上分岐装置１２は定位の状態である。なお、図２１（ｃ）に示すように、車上装置１１は、進行可の状態の区間７Ｔ内で停止できるように、破線で示す非常ブレーキ速度パターンを設定し、列車１の速度を非常ブレーキ速度パターン以下となるように制御する。図２１（ｃ）および（ｄ）に示す第２実施形態の場合、第１実施形態の場合１より早く、対象区間に進入している。
【００６１】
以上のように、第２実施形態によれば、車上分岐装置を用いる列車制御システム１０において安全性を維持したまま、運行密度を上げることができる。
【００６２】
なお、第１実施形態と第２実施形態は、地上の運行管理システム（運行管理装置３）から信号システム（地上装置２）に対して進路を要求している例を示したが、例えば、特開２０１７−９４９７５号公報に記載されているように、車上装置が自律的に進路要求するシステムと組み合わせても良い。
【００６３】
以上のように、本発明の各実施形態によれば、高密度運転を行う鉄道システムにおいて、運行密度と安全性を損なうことなく、地上の設備を削減しコストを削減することができる。
【００６４】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００６５】
〈コンピュータ構成〉
図２４は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９０は、プロセッサ９１、メインメモリ９２、ストレージ９３、インタフェース９４を備える。
上述の運行管理装置３、地上装置２および車上装置１１は、コンピュータ９０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ９３に記憶されている。プロセッサ９１は、プログラムをストレージ９３から読み出してメインメモリ９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ９１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ９２に確保する。
【００６６】
プログラムは、コンピュータ９０に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージに既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータは、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
【００６７】
ストレージ９３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ９３は、コンピュータ９０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース９４または通信回線を介してコンピュータ９０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９０が当該プログラムをメインメモリ９２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ９３は、一時的でない有形の記憶媒体である。 
【符号の説明】
【００６８】
１、１ａ  列車
１Ｔ〜８Ｔ  区間
２  地上装置
３  運行管理装置
１０  列車制御システム
１１  車上装置
１２  車上分岐装置
１１１  権利区間テーブル
３００  軌道
【図１】
2020137332.tif 000003
【図２】
2020137332.tif 000004
【図３】
2020137332.tif 000005
【図４】
2020137332.tif 000006
【図５】
2020137332.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020137332.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020137332.tif 000011
【図１０】
2020137332.tif 000012
【図１１】
2020137332.tif 000013
【図１２】
2020137332.tif 000014
【図１３】
2020137332.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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