(57)【要約】      （修正有）【課題】線路外の設備を使用しながらも、自列車の現在位置を高精度に算出する。【解決手段】列車定位置停止制御装置１１０は、線路外に設置された複数の対象物１２１について目標停止位置からの距離を示す位置情報を格納した対象物位置ＤＢ１１３と、複数の対象物の少なくとも何れかと自列車との相対距離を算出する相対距離算出部１１２と、自列車の列車速度及び現在位置を算出する速度・位置算出部１１１と、速度・位置算出部１１１によって算出された列車速度及び現在位置に基づいて、制動信号を算出し出力する制御指令算出部１１５と、を備える。このうち、速度・位置算出部１１１は、自列車の車輪の回転速度を示す速度信号に基づいて列車速度を算出し、相対距離算出部１１２で算出された相対距離と、当該相対距離の算出対象となった対象物１２１についての対象物位置ＤＢ１１３に格納された位置情報とに基づいて、現在位置を算出する。【選択図】図２
2020089233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車を所定の目標停止位置に停止させるための制動信号を出力する列車定位置停止制御装置であって、
線路外に設置された複数の対象物のそれぞれについて前記目標停止位置からの距離を示す位置情報を格納した対象物位置記憶部と、
前記複数の対象物の少なくとも何れかの対象物と前記列車との相対距離を算出する相対距離算出部と、
前記列車の列車速度及び現在位置を算出する速度・位置算出部と、
前記速度・位置算出部によって算出された前記列車速度及び前記現在位置に基づいて、前記制動信号を算出し出力する制御指令算出部と、
を備え、
前記速度・位置算出部は、
前記列車の車輪の回転速度を示す速度信号に基づいて前記列車速度を算出し、
前記相対距離算出部で算出された前記相対距離と、当該相対距離の算出対象となった前記対象物についての前記対象物位置記憶部に格納された前記位置情報とに基づいて、前記現在位置を算出する
ことを特徴とする列車定位置停止制御装置。
【請求項２】
前記複数の対象物における優先度合いを示す優先順位を格納した対象物優先順位記憶部をさらに備え、
前記相対距離算出部が、前記対象物位置記憶部に前記位置情報が格納された前記複数の対象物のうちの２以上の対象物に対してそれぞれ前記相対距離を算出した場合に、
前記速度・位置算出部は、
前記列車の車輪の回転速度を示す速度信号に基づいて前記列車速度を算出するとともに、
前記対象物優先順位記憶部に格納された前記優先順位に従って前記２以上の対象物のうちから１つを選択し、該選択した対象物に対する前記相対距離と、前記対象物位置記憶部に格納された当該対象物の前記位置情報とに基づいて、前記現在位置を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の列車定位置停止制御装置。
【請求項３】
前記対象物優先順位記憶部に格納される前記優先順位は、前記複数の対象物のうち前記目標停止位置に近い対象物ほど、高い優先度合いが付される
ことを特徴とする請求項２に記載の列車定位置停止制御装置。
【請求項４】
前記速度・位置算出部は、前記列車の前記列車速度及び前記現在位置を算出する算出処理を所定の演算周期ごとに実行するものであり、
１演算周期の前記算出処理において前記速度・位置算出部は、
前記列車の車輪の回転速度を示す速度信号に基づいて前記列車速度を算出し、
前記列車速度と、前回の演算周期における前記算出処理で算出した前記現在位置とに基づいて第１の現在位置を算出し、
前記相対距離算出部で算出された前記相対距離と、前記対象物位置記憶部に格納された当該対象物の前記位置情報とに基づいて第２の現在位置を算出し、
前記第２の現在位置の算出に用いた前記相対距離の健全性を検定し、前記相対距離が健全性を有すると判定した場合には前記第２の現在位置を前記現在位置として算出し、前記相対距離が健全性を有しない判定した場合には前記第１の現在位置を前記現在位置として算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の列車定位置停止制御装置。
【請求項５】
前記相対距離の健全性の検定では、前記算出した前記第１の現在位置と、前記第２の現在位置の算出に用いた前記対象物の前記位置情報との差分を比較し、当該差分が所定の閾値以下である場合に、前記相対距離が健全性を有すると判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の列車定位置停止制御装置。
【請求項６】
列車を所定の目標停止位置に停止させるための制動信号を出力する列車定位置停止制御装置による列車定位置停止制御方法であって、
前記列車定位置停止制御装置には、線路外に設置された複数の対象物のそれぞれについて前記目標停止位置からの距離を示す位置情報が予め第１の記憶部に格納されており、
前記複数の対象物の少なくとも何れかの対象物と前記列車との相対距離を算出する相対距離算出ステップと、
前記列車の列車速度及び現在位置を算出する速度・位置算出ステップと、
前記速度・位置算出ステップで算出された前記列車速度及び前記現在位置に基づいて、前記制動信号を算出し出力する制御指令算出ステップと、
を備え、
前記速度・位置算出ステップでは、
前記列車の車輪の回転速度を示す速度信号に基づいて前記列車速度を算出し、
前記相対距離算出ステップで算出された前記相対距離と、当該相対距離の算出対象となった前記対象物についての前記第１の記憶部に格納された前記位置情報とに基づいて、前記現在位置を算出する
ことを特徴とする列車定位置停止制御方法。
【請求項７】
前記列車定位置停止制御装置には、さらに、前記複数の対象物における優先度合いを示す優先順位が予め第２の記憶部に格納されており、
前記相対距離算出ステップにおいて、前記第１の記憶部に前記位置情報が格納された前記複数の対象物のうちの２以上の対象物に対してそれぞれ前記相対距離が算出された場合に、
前記速度・位置算出ステップでは、
前記列車の車輪の回転速度を示す速度信号に基づいて前記列車速度を算出し、
前記第２の記憶部に格納された前記優先順位に従って前記２以上の対象物のうちから１つを選択し、該選択した対象物に対する前記相対距離と、前記第１の記憶部に格納された当該対象物の前記位置情報とに基づいて、前記現在位置を算出する
ことを特徴とする請求項６に記載の列車定位置停止制御方法。
【請求項８】
前記第２の記憶部に格納される前記優先順位は、前記複数の対象物のうち前記目標停止位置に近い対象物ほど、高い優先度合いが付される
ことを特徴とする請求項７に記載の列車定位置停止制御方法。
【請求項９】
前記速度・位置算出ステップでは、前記列車の前記列車速度及び前記現在位置を算出する算出処理が所定の演算周期ごとに実行され、
１演算周期の前記算出処理において、
前記列車の車輪の回転速度を示す速度信号に基づいて前記列車速度を算出し、
前記列車速度と、前回の演算周期における前記算出処理で算出した前記現在位置とに基づいて第１の現在位置を算出し、
前記相対距離算出ステップで算出された前記相対距離と、前記第１の記憶部に格納された当該対象物の前記位置情報とに基づいて第２の現在位置を算出し、
前記第２の現在位置の算出に用いた前記相対距離の健全性を検定し、
前記検定によって、前記相対距離が健全性を有すると判定した場合には前記第２の現在位置を前記現在位置として算出し、前記相対距離が健全性を有しないと判定した場合には前記第１の現在位置を前記現在位置として算出する
ことを特徴とする請求項６に記載の列車定位置停止制御方法。
【請求項１０】
前記相対距離の健全性の検定では、前記算出した前記第１の現在位置と、前記第２の現在位置の算出に用いた前記対象物の前記位置情報との差分を比較し、当該差分が所定の閾値以下である場合に、前記相対距離が健全性を有すると判定する
ことを特徴とする請求項９に記載の列車定位置停止制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車定位置停止制御装置及び列車定位置停止制御方法に関し、列車の走行を制御して定位置に停止させる列車定位置停止制御装置及び列車定位置停止制御方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、列車運行ダイヤの過密化やホームドアの整備に伴う列車停止位置の厳密化等によって乗務員の負担が増大している。この乗務員負担の低減や人件費の削減等を目的として、自動列車運転（ＡＴＯ：Automatic Train Control）装置の導入が進められている。ＡＴＯ装置の中でも特に、車両ドア位置をホームドア位置に正確に合わせて列車を停止させる列車定位置停止制御（ＴＡＳＣ：Train Automatic Stop Control）装置は、既設路線の駅にホームドアの導入が進むに伴い、多くの路線への導入が図られている状況にある。
【０００３】
ここで、列車定位置停止制御装置の従来技術として、例えば特許文献１には、「設置された地上信号発生器の発生する地点信号を受信する地点受信器よりの信号と、列車の車輪の回転を検出する速度検出部よりの列車速度信号と、それらの信号により駅間を自動走行する自動列車運転装置において、走行駅間の距離と、地点信号発生地点の距離をメモリに記憶し、列車の走行積算距離と、地点信号の発生地点の距離を常に比較照査することにより、地点検出エラーを検出すると共に、地点検出エラー検出時には、走行距離積算情報により、あたかも地点受信したように制御を行い、それにより列車の過走を防止すると共に、定位置停止制御が円滑になされるようにすることを特徴とする自動列車運転装置」が開示されている。
【０００４】
また例えば特許文献２には、「列車の速度及び現在位置を算出する速度・位置算出手段と、駅構内に設置され対象物と列車との相対距離を算出する相対距離算出手段とを備え、速度・位置算出手段は、相対距離算出手段から入力した相対距離の情報及び対象物の位置情報から列車の現在位置を算出する列車定位置停止制御装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３２８５０６号公報
【特許文献２】特開２０１８−０１９４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、原則として線路内の設備として地上子が必要となる。一般的に、鉄道設備の設置に掛かる費用は、線路内の設備か線路外の設備かで大きく異なる。線路内に設備を設置する場合、列車との接触を避けるために高度な安全対策が必要となり、ホームなどの線路外に設置する場合と比較して費用が高くなる。したがって、特許文献１に記載の技術でもって列車定位置停止制御装置を導入しようとした場合、多額の費用が掛かることが課題となる。また、地上子は、列車の停止位置を考慮して離散的にしか設置されていないため、現在位置の補正が連続的に実施できないという課題もある。
【０００７】
これに対し、特許文献２は、上記の課題を考慮してなされたもので、線路外の設備を使用して自列車の現在位置を決定する列車定位置停止制御装置を提案したものである。特許文献２に開示された技術によれば、線路内の設備が不要となり、また併せて車上子も不要となることから、低コストで列車定位置停止制御装置を導入することが可能となる。また、現在位置の補正が、従来の地上子による離散的なものから連続的なものになるため、現在位置の精度が向上する。しかし、特許文献２に開示された技術では、曲線駅の場合に、線路外の設備を複数検知してしまう箇所があり、誤認によって誤った現在位置を認識してしまうおそれがあった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、曲線駅であっても誤認を抑制し、かつ、線路外の設備を使用して自列車の現在位置を高精度で算出可能な列車定位置停止制御装置及び列車定位置停止制御方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明においては、列車を所定の目標停止位置に停止させるための制動信号を出力する列車定位置停止制御装置であって、線路外に設置された複数の対象物のそれぞれについて前記目標停止位置からの距離を示す位置情報を格納した対象物位置記憶部と、前記複数の対象物の少なくとも何れかの対象物と前記列車との相対距離を算出する相対距離算出部と、前記列車の列車速度及び現在位置を算出する速度・位置算出部と、前記速度・位置算出部によって算出された前記列車速度及び前記現在位置に基づいて、前記制動信号を算出し出力する制御指令算出部と、を備える列車定位置停止制御装置が提供される。この列車定位置停止制御装置において、前記速度・位置算出部は、前記列車の車輪の回転速度を示す速度信号に基づいて前記列車速度を算出し、前記相対距離算出部で算出された前記相対距離と、当該相対距離の算出対象となった前記対象物についての前記対象物位置記憶部に格納された前記位置情報とに基づいて、前記現在位置を算出するものである。
【００１０】
また、かかる課題を解決するため本発明においては、列車を所定の目標停止位置に停止させるための制動信号を出力する列車定位置停止制御装置による以下の列車定位置停止制御方法が提供される。前記列車定位置停止制御装置には、線路外に設置された複数の対象物のそれぞれについて前記目標停止位置からの距離を示す位置情報が予め第１の記憶部に格納されており、本列車定位置停止制御方法は、前記複数の対象物の少なくとも何れかの対象物と前記列車との相対距離を算出する相対距離算出ステップと、前記列車の列車速度及び現在位置を算出する速度・位置算出ステップと、前記速度・位置算出ステップで算出された前記列車速度及び前記現在位置に基づいて、前記制動信号を算出し出力する制御指令算出ステップと、を備え、前記速度・位置算出ステップでは、前記列車の車輪の回転速度を示す速度信号に基づいて前記列車速度を算出し、前記相対距離算出ステップで算出された前記相対距離と、当該相対距離の算出対象となった前記対象物についての前記第１の記憶部に格納された前記位置情報とに基づいて、前記現在位置を算出するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、列車定位置停止制御装置及び列車定位置停止制御方法において、線路外の設備を使用しながらも、自列車の現在位置を高精度に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一般的な自動列車運転装置（ＡＴＯ装置）に含まれる列車定位置停止制御装置（ＴＡＳＣ装置）の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係る列車定位置停止制御装置（ＴＡＳＣ装置）の構成を示すブロック図である。
【図３】対象物位置ＤＢに格納されている情報のイメージを説明するための図である。
【図４】対象物優先順位ＤＢに格納されている情報のイメージを説明するための図である。
【図５】列車速度・現在位置算出処理の処理手順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】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施の形態を詳述する。なお、図面に示された各部は、プロセッサ、記憶媒体又はプログラムの何れか又はそれらを組み合わせて構成される機器である。例えば、プロセッサは、記憶媒体に記憶されているプログラムを読み出して各種機能を実現する。
【００１４】
（１）一般的な列車定位置停止制御装置の構成
まず、従来の一般的な列車定位置停止制御装置９１０の概要について説明する。
【００１５】
図１は、一般的な自動列車運転装置（ＡＴＯ装置）に含まれる列車定位置停止制御装置（ＴＡＳＣ装置）の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示す従来の一般的な列車定位置停止制御装置９１０は、列車（車両）を定位置で停止させるための制動指令を算出・出力する装置であり、速度信号及び位置情報を算出する速度・位置算出部９１１と、制動指令を算出する制御指令算出部９１２とを備えて構成される。
【００１７】
速度・位置算出部９１１は、車輪軸に設置された速度発電機９２０から速度信号を取得し、この速度信号に基づいて列車速度を算出することができる。また、速度・位置算出部９１１は、地上子９３０と通信する車上子９４０から位置情報を取得する。そして、速度・位置算出部９１１は、出発駅の位置情報及び列車速度の積算値から現在位置を算出する。但し、列車速度の積算値には積分誤差が発生するため、地上子９３０からの位置情報を受信した時点で、現在位置を地上子９３０からの情報に修正する。車両が地上子９３０の間にいるときは、列車速度の積分値を用いて現在位置を算出する。
【００１８】
制御指令算出部９１２は、速度・位置算出部９１１が検出・算出した速度信号（列車速度）及び位置情報（現在位置）に基づいて制動指令を算出し、算出した制動指令を車両情報制御装置９５０や制駆動制御装置９６０に出力する。
【００１９】
より詳しくは、制御指令算出部９１２は、計画機能を有する計画部（不図示）や追従機能を有する追従部（不図示）を有して構成される。計画機能とは、予め保持する駅停止位置までの制動速度に対し、現在の車両位置を照らし合わせて目標速度を算出する機能である。追従機能とは、目標速度と現在の列車速度との速度偏差を入力し、出力すべき制動力を算出する機能である。
【００２０】
以上のようにして、列車定位置停止制御装置９１０は、制御指令算出部９１２（計画部、追従部）によって算出された制動力を制動指令に含めて、車両情報制御装置９５０や制駆動制御装置９６０に出力する。なお、制動指令には、具体的にはブレーキノッチ指令やトルク指令等がある。
【００２１】
車両情報制御装置９５０は、車上の情報伝送を管理する装置であって、列車定位置停止制御装置９１０からの制動指令を受信すると、受信した制動指令を制駆動制御装置９６０に出力する。また、車両情報制御装置９５０は、マスコン９７０から列車を走行／停止させるための制駆動指令を受信した場合は、受信した制駆動指令を制駆動制御装置９６０に出力する。マスコン９７０は、車両の制駆動を遠隔制御する装置（マスターコントローラ）であって、車両情報制御装置９５０を介して制駆動制御装置９６０に制駆動指令を出力する。そして、制駆動制御装置９６０は、受信した制動指令（または制駆動指令）に基づいて、列車の走行を制御する。
【００２２】
（２）本実施の形態に係る列車定位置停止制御装置の構成
本実施の形態に係る列車定位置停止制御装置１１０の概要について説明する。
【００２３】
図２は、本実施の形態に係る列車定位置停止制御装置（ＴＡＳＣ装置）の構成を示すブロック図である。図２においては、従来の一般的な列車定位置停止制御装置９１０について例示した図１と共通する機能を有する構成には同じ符号を付し、その再度の説明を省略する。なお、図２に示す列車定位置停止制御装置１１０は、図１の列車定位置停止制御装置９１０と同様に自動列車運転装置（ＡＴＯ装置）に組み込むことができるが、本実施の形態はこれに限らず、ＡＴＯ装置を搭載していない列車運転装置に列車定位置停止制御装置１１０が組み込まれてもよい。
【００２４】
本例では、駅構内（ホーム１２０）に設置されて位置補正の基準となる対象物１２１と、当該対象物１２１と自列車との相対距離から自列車の現在位置を算出する列車定位置停止制御装置１１０について説明する。
【００２５】
図２に示したように、列車定位置停止制御装置１１０は、列車（車両）を定位置で停止させるための制動指令を算出し、算出した制動指令を車両情報制御装置９５０を介して制駆動制御装置９６０に出力する装置であって、速度・位置算出部１１１、相対距離算出部１１２、対象物位置データベース（ＤＢ）１１３、対象物優先順位データベース（ＤＢ）１１４、及び制御指令算出部１１５を備えて構成される。図１に示した従来の一般的な列車定位置停止制御装置９１０と異なる点の１つとして、本実施の形態に係る列車定位置停止制御装置１１０は、制動指令を算出するために、地上子及び車上子を必要としない。
【００２６】
速度・位置算出部１１１は、車輪軸に設置された速度発電機９２０から車軸の回転速度である速度信号を取得する。そして速度・位置算出部１１１は、速度発電機９２０から取得した速度信号と、車輪の円周長及び出発駅の位置情報（これらの情報の取得手段は限定されないが、例えば車両情報制御装置９５０やマスコン９７０から取得可能）とに基づいて、自列車の現在位置（第１の現在位置）を算出する。
【００２７】
なお、上記の速度信号は、車軸に取付けられた速度発電機９２０から出力されるパルス信号（電圧）に相当する。この速度信号は、車軸の回転数が多い（すなわち、列車速度が速い）場合は、パルス幅は狭く、かつ振幅は大きくなり、車軸の回転数が少ない（すなわち、列車速度が遅い）場合は、パルス幅が広がり、かつ振幅が小さくなる。速度・位置算出部１１１は、このような速度信号に関して、振幅に予め所定の閾値を設け、閾値を超えた回数をカウントすることによって、信頼性の高い列車速度を演算することができる。
【００２８】
また、速度・位置算出部１１１は、相対距離算出部１１２から相対距離を、対象物位置ＤＢ１１３から対象物位置をそれぞれ取得し、取得した相対距離及び対象物位置に基づいて、自列車の現在位置（第２の現在位置）を算出することができる。
【００２９】
詳細は図５を参照しながら後述するが、本実施の形態において、速度・位置算出部１１１は、「列車速度・現在位置算出処理」を所定の演算周期ごとに実行することにより、自列車の列車速度及び現在位置を算出し、制御指令算出部１１５に送信する。この列車速度・現在位置算出処理のなかで、速度・位置算出部１１１は、適正範囲内の相対距離が取得された場合に、第１の現在位置よりも精度の高い第２の現在位置を算出し、この第２の現在位置を自列車の現在位置として制御指令算出部１１５に送信する（図５のステップＳ９〜Ｓ１１）。なお、以降の説明では、「自列車の現在位置」を単に「現在位置」と称する場合がある。
【００３０】
相対距離算出部１１２は、自列車と、線路外（図２の場合、例えばホーム１２０）に設置された位置補正の基準点となる対象物１２１との相対距離を算出する。対象物１２１は、１つの目標停止位置に対して、当該目標停止位置の付近に少なくとも１つが設置されればよい。但し、障害物や気候状態等によって相対距離算出部１１２が対象物１２１を認識できない可能性を考慮すると、１つの目標停止位置に対して複数の対象物１２１が線路外（ホーム１２０上）に設置されることが好ましい。なお、相対距離算出部１１２は、具体的には例えばカメラ等の撮像装置によって撮影した対象物の画像に対して画像認識を行うことによって相対距離を算出することができるが、本実施の形態は、相対距離算出部１１２が自列車と線路外の対象物１２１との距離が算出できるものであればよく、相対距離を算出する方法について上記方法に限定されるものではない。例えば、カメラ等の撮像装置の代わりに、レーダ等を用いることもできる。
【００３１】
また、相対距離算出部１１２は、現在位置が、現在認識している対象物位置よりも進行した場合、若しくは相対距離が所定の閾値以下となった場合には、認識する対象物１２１を進行方向上の次の対象物１２１に切り替え、当該次の対象物１２１と自列車との相対距離を算出する。
【００３２】
また、曲線駅や見通しが良い状況等においては、カメラ（相対距離算出部１１２）が複数の対象物１２１を認識することが想定されるが、このような場合、速度・位置算出部１１１は、相対距離算出部１１２が相対距離を算出した複数の対象物１２１のうちから、対象物優先順位ＤＢ１１４に登録されている優先順位（優先度）に従って、最も優先順位の高い対象物１２１を１つ選択し、当該選択した対象物１２１に対して相対距離算出部１１２が算出した相対距離を用いて、現在位置を算出する。あるいは、上記の場合、相対距離算出部１１２が、対象物優先順位ＤＢ１１４を参照して最も優先順位の高い対象物１２１を１つ選択し、当該選択した対象物１２１に対して相対距離を算出して速度・位置算出部１１１に出力するようにしてもよい。
【００３３】
なお、本実施の形態において、対象物１２１は、列車定位置停止制御装置１１０による利用を目的として専用に設置されてもよいし、あるいは、停止目標位置表示板のように、他の利用目的で既に線路外に設置されている設備（但し、当該設備が移動しないことが条件）を利用してもよい。また、対象物１２１の形状、色、設置数等は限定されない。
【００３４】
図３は、対象物位置ＤＢに格納されている情報のイメージを説明するための図である。図３に例示したように、対象物位置ＤＢ１１３には、各対象物１２１について、その形状を示す対象物１１３１と、目標停止位置からの距離を示す対象物位置１１３２との組み合わせが登録されている。対象物１１３１は、例えば画像処理において、カメラ（相対距離算出部１１２）が認識した対象物１２１がどの対象物であるかを識別するために用いることができる。また、図３の場合は、対象物位置１１３２について、目標停止位置を距離「０」としたときの対象物１２１までの距離が示されているが、目標停止位置や対象物位置１１３２を他の数字等（例えば出発駅からの絶対距離等）で表すようにしてもよい。
【００３５】
図４は、対象物優先順位ＤＢに格納されている情報のイメージを説明するための図である。図４に例示したように、対象物優先順位ＤＢ１１４には、各対象物１２１について、その形状を示す対象物１１４１（対象物位置ＤＢ１１３における対象物１１３１と同様）と、優先度合いを示す優先順位１１４２との組み合わせが登録されている。図４の場合、優先順位１１４２は、数値が小さいほど優先度が高いことを意味する。
【００３６】
なお、本実施の形態において、優先順位１１４２には、目標停止位置に近いほど高い優先度を割りあて、目標停止位置から遠いほど低い優先度を割りあてることが好ましい。これは、相対距離算出部１１２が、自列車に近い位置にある対象物１２１ではない物体を何らかの理由で対象物１２１と誤検出してしまった場合に、列車定位置停止制御装置１１０が、算出された相対距離に基づいて目標停止位置まで猶予があると誤認してしまうと危険なためである。したがって、目標停止位置に近い対象物１２１を優先度の高い認識対象とすることにより、仮に別の物体を対象物１２１と誤検出してしまった場合でも、目標停止位置までの距離を過大に算出してしまうことを防止し、列車の安全性・運用性を確保することができる。
【００３７】
制御指令算出部１１５は、速度・位置算出部１１１が算出した列車速度及び現在位置を受け取り、自列車の列車速度と現在位置におけるＴＡＳＣパターン速度との速度偏差から、制動指令を算出し、算出した制動指令を車両情報制御装置９５０や制駆動制御装置９６０に出力する。
【００３８】
（３）列車速度・現在位置算出処理
図５は、列車速度・現在位置算出処理の処理手順例を示すフローチャートである。前述したように、「列車速度・現在位置算出処理」は速度・位置算出部１１１によって所定の演算周期ごとに実行される処理であって、自列車の列車速度及び現在位置を算出し、制御指令算出部１１５に送信する。なお、過去の演算周期における列車速度・現在位置算出処理で算出されたデータのうち、少なくとも、前回の演算周期で算出された現在位置（制御指令算出部１１５に送信された現在位置）は、不図示の記憶部に保持され、速度・位置算出部１１１から取得可能とする。
【００３９】
図５によればまず、ステップＳ１において、速度・位置算出部１１１が、速度発電機９２０から速度信号を取得する。
【００４０】
次に、ステップＳ２において、速度・位置算出部１１１が、速度信号、車輪の円周長、及び出発駅の位置情報に基づいて、列車速度を算出する。
【００４１】
次いでステップＳ３において、速度・位置算出部１１１が、前回の演算周期で演算した現在位置（前回現在位置）を取得する。
【００４２】
次いでＳ４において、速度・位置算出部１１１が、ステップＳ３で取得した前回現在位置とステップＳ２で算出した列車速度等を用いて、自列車の現在位置（第１の現在位置）を算出する。具体的には、第１の現在位置は、以下の式１または式２から算出することができる。
【数１】
2020089233.tif 000003
現在位置が自列車の進行方向に昇順の場合、式１が適用され、現在位置が自列車の進行方向に降順の場合、式２が適用される。
【００４３】
ステップＳ４の処理が終わると、ステップＳ５に進み、速度・位置算出部１１１は、相対距離算出部１１２から相対距離の入力があるか否かを確認する。相対距離の入力がある場合は（ステップＳ５のＹＥＳ）、速度・位置算出部１１１は、相対距離算出部１１２から相対距離を取得し（ステップＳ６）、ステップＳ７に進む。相対距離の入力がない場合は（ステップＳ５のＮＯ）、ステップＳ１１に進む。
【００４４】
ステップＳ７では、速度・位置算出部１１１が、対象物位置ＤＢ１１３を参照して、ステップＳ６で相対距離を取得した対象物１２１の対象物位置１１３２を取得する。具体的には、ステップＳ４で算出した第１の現在位置に対して、相対距離算出部１１２によって複数の対象物１２１が認識された場合、速度・位置算出部１１１は、対象物優先順位ＤＢ１１４を参照し、認識された複数の対象物１２１のうちから優先順位（優先順位１１４２）の高い対象物１２１（対象物１１４１）を検索する。次いで、速度・位置算出部１１１は、対象物位置ＤＢ１１３を参照し、対象物優先順位ＤＢ１１４から検索した優先順位の高い対象物１１４１（対象物１１３１）に対応する対象物位置１１３２を取得する。なお、ステップＳ４で算出した第１の現在位置に対して、相対距離算出部１１２によって認識された対象物１２１が１つであった場合は、速度・位置算出部１１１は対象物優先順位ＤＢ１１４を参照することなく、当該対象物１２１の対象物位置１１３２を対象物位置ＤＢ１１３から取得すればよい。
【００４５】
ステップＳ７の処理が終わると、ステップＳ８に進み、速度・位置算出部１１１は、検定用相対距離を算出する。検定用相対距離は、ステップＳ６で相対距離算出部１１２から取得した相対距離が適切であるかという健全性を検定するために算出される値である。具体的には、検定用相対距離は、ステップＳ４で算出した第１の現在位置とステップＳ７で取得した対象物位置とを用いて、以下の式３または式４から算出することができる。
【数２】
2020089233.tif 000004
なお、式１，式２の場合と同様に、現在位置が自列車の進行方向に昇順の場合、式３が適用され、現在位置が自列車の進行方向に降順の場合、式４が適用される。
【００４６】
次のステップＳ９では、速度・位置算出部１１１が、ステップＳ６で取得した相対距離とステップＳ８で算出した検定用相対距離との差分（絶対値）を算出し、当該差分が検定用の所定の閾値以下であるか否かを判定する。当該判定を行うことにより相対距離の健全性が確認でき、何らかの理由によって異常な相対距離が入力された場合には、現在位置の算出から当該相対距離を除外することにより、誤認に基づく制動指令の決定を防止して列車の安全性を確保することができる。
【００４７】
ステップＳ９において上記差分が所定の閾値以下であると判定した場合は（ステップＳ９のＹＥＳ）、ステップＳ６で取得した相対距離が適正であることを意味するため、ステップＳ１０に進み、当該相対距離を用いてより精度の高い現在位置（第２の現在位置）を算出する。一方、上記差分が所定の閾値以下ではない、すなわち、所定の閾値より大きいと判定した場合は（ステップＳ９のＮＯ）、ステップＳ６で取得した相対距離が適正ではないことを意味するため、ステップＳ１０の処理を行わずにステップＳ１１に進む。
【００４８】
ステップＳ１０では、速度・位置算出部１１１が、ステップＳ６で取得した相対距離を用いて、第１の現在位置よりも精度の高い自列車の現在位置（第２の現在位置）を算出する。具体的には、第２の現在位置は、以下の式５または式６から算出することができる。
【数３】
2020089233.tif 000005
式１〜式４と同様に、現在位置が自列車の進行方向に昇順の場合、式５が適用され、現在位置が自列車の進行方向に降順の場合、式６が適用される。
【００４９】
そしてステップＳ１１では、速度・位置算出部１１１は、今回の演算周期において算出された列車速度及び現在位置を制御指令算出部１１５に送信する。なお、ステップＳ１１で送信される現在位置は、ステップＳ１０を経由した場合には第２の現在位置が用いられ、ステップＳ１０を経由しなかった場合（ステップＳ５でＮＯと判定された場合、またはステップＳ９でＮＯと判定された場合）には第１の現在位置が用いられる。
【００５０】
ステップＳ１１の処理が終わると、速度・位置算出部１１１は、送信した列車速度及び現在位置を不図示の記憶部に格納し、今回の演算周期における列車速度・現在位置算出処理を終了する。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に係る列車定位置停止制御装置１１０によれば、速度・位置算出部１１１が列車速度・現在位置算出処理を行うことにより、地上子及び車上子を用いることなく、線路外の設備（例えばホーム１２０の対象物１２１）を利用して、精度良く自列車の列車速度及び現在位置を算出することができるため、制御指令算出部１１５は、これらの算出結果を用いて、高精度で列車を目標停止位置に停止させる制動指令を出力することができる。特に、地上子を利用した位置検出とは異なり、複数の対象物１２１を利用することによって、連続的に補正しながら現在位置を算出できることから、現在位置の精度を高めることができる。
【００５２】
また、本実施の形態に係る列車定位置停止制御装置１１０では、図５のステップＳ６〜Ｓ１０に示したように、速度・位置算出部１１１が、相対距離算出部１１２によって算出された相対距離を用いて現在位置（第２の現在位置）を算出するか否かについて、相対距離算出部１１２が算出した相対距離と、信頼性の高い速度発電機９２０からの速度信号に基づく列車速度を用いて算出した現在位置（第１の現在位置）と対象物位置ＤＢ１１３に登録された対象物位置１１３２とから算出した検定用相対距離とを比較することにより、相対距離算出部１１２によって算出された相対距離の健全性を確認することができる。そして、健全性が確認された場合にのみ、当該相対距離を用いて算出した現在位置（第２の現在位置）を現在位置として採用することにより、制御指令算出部１１５に出力される現在位置の信頼性を高めることができる。かくして、曲線駅等において複数の対象物１２１を検知（認識）した場合でも、誤認に基づく制御処理を防止することができる。
【００５３】
また、本実施の形態に係る列車定位置停止制御装置１１０では、相対距離算出部１１２が、線路外の設備（例えばホーム１２０の対象物１２１）を複数検出した場合でも、対象物優先順位ＤＢ１１４に検出対象の優先順位を予め定めておくことにより、速度・位置算出部１１１は、現在位置を算出するために用いる対象物１２１を適切に選択でき、誤認を防止しながら、より正確な現在位置を算出することができる。
【００５４】
なお、本発明は上記した実施の形態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、上記した実施の形態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、実施の形態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。具体的には例えば、図２に示した列車定位置停止制御装置１１０が、速度・位置算出部１１１によって算出・送信された列車速度及び現在位置を表示する表示部をさらに備えるようにしてもよい。このように構成する場合、列車内で列車速度及び現在位置をリアルタイムで視認可能にすることができる。
【００５５】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記憶媒体に置くことができる。
【００５６】
また、図面において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１１０  列車定位置停止制御装置
１１１  速度・位置算出部
１１２  相対距離算出部
１１３  対象物位置データベース（ＤＢ）
１１４  対象物優先順位データベース（ＤＢ）
１１５  制御指令算出部
１２０  ホーム
１２１  対象物
９１０  列車定位置停止制御装置
９１１  速度・位置算出部
９１２  制御指令算出部
９２０  速度発電機
９３０  地上子
９４０  車上子
９５０  車両情報制御装置
９６０  制駆動制御装置
９７０  マスコン（マスターコントローラ）
【図１】
2020089233.tif 000006
【図２】
2020089233.tif 000007
【図３】
2020089233.tif 000008
【図４】
2020089233.tif 000009
【図５】
2020089233.tif 000010