(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の軌道回路を移動走行する列車に搭載した車上制御装置と、
列車の車上制御装置に与える列車制御情報を作成する地上制御装置と、
該地上制御装置とネットワークを介して接続されるとともに、伝送制御周期毎に前記地上制御装置から受信した列車制御情報を前記車上制御装置に対して、前記軌道回路を介して伝送する送信器から構成される列車制御情報伝送システムにおいて、
前記軌道回路は、軌道回路間を絶縁した有絶縁軌道回路と、隣接する軌道回路が絶縁されていない無絶縁軌道回路とを有し、
前記地上制御装置は、前記列車が前記有絶縁軌道回路を移動走行している場合には、前記送信器に前記列車制御情報と、当該軌道回路を識別するとともに、前記送信器がその識別情報を受けてから当該軌道回路に列車制御情報を送信するまでの待ち時間であって、隣接する軌道回路間で異なる長さに設定された送信タイミング設定情報を有する軌道回路識別情報を送出するとともに、
前記列車が前記無絶縁軌道回路を移動走行している場合には、列車が特定の軌道へ進入したのを検知後、列車制御信号を列車に送信するものであり、
前記列車が、前記無絶縁軌道回路から、前記有絶縁軌道回路との境界となる片有絶縁軌道回路に進入した際、その進入タイミングと、該片有絶縁軌道回路に隣接する有絶縁軌道回路に設定された前記送信タイミング設定情報とに基づいて、該片有絶縁軌道回路に対する列車制御信号の送信タイミングを設定する送信タイミング設定手段を具備し、
前記送信器が、前記地上制御装置から受信した前記列車制御情報と前記送信タイミング設定手段により設定された送信タイミングに基づいて、前記列車を制御する列車制御情報と当該列車制御情報を検出する列車制御情報検出データとを付加した軌道回路伝送データを作成して前記片有絶縁軌道回路に送信し、前記車上制御装置が前記軌道回路伝送データから列車制御情報検出データを用いて列車制御情報を検出することを特徴とする列車制御情報伝送システム。
【請求項２】
前記列車制御情報検出データは、前記列車制御情報の前又は後に付され、隣接する軌道回路と異なる時間を有するタイミング情報であることを特徴とする請求項１に記載の列車制御情報伝送システム。
【請求項３】
前記送信タイミング設定手段により設定された送信タイミングに到るまでは、列車制御上意味の無い情報と前記列車制御情報検出データとを付加した軌道回路伝送データを作成して出力するようにした請求項１または２に記載の列車制御情報伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴＣ装置やＡＴＳ装置など、地上制御装置から列車の車上に設置した制御装置へ対し、一定周期で繰り返し伝送する列車制御情報伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
列車に対して制御情報を伝送するＡＴＣ装置や一部のＡＴＳ装置では、速度制限情報など、データの増加に伴い、ディジタル方式の列車制御装置が採用されている。また伝送路として軌道回路（レール）を用いて列車制御情報を繰り返し伝送する方法が採用されている。
【０００３】
軌道回路の構成としては、現在、軌道回路間に絶縁物を介入することにより電気的に絶縁して、各軌道に在線する列車に対して制御信号を伝送する有絶縁軌道回路が主流であるが、近年、絶縁物の設置コスト及び保守コストの軽減を目的として、こうした絶縁物を介入しない無絶縁軌道回路が普及してきている。
有絶縁軌道回路は各軌道回路間を電気的に絶縁しているため、送信信号が隣接する軌道回路に漏れないので、隣接軌道回路間が同一の周波数帯域であっても干渉することがなく、列車の在線状態によらず、制御情報を送信する常時送信方法が可能となる。
【０００４】
一方、無絶縁軌道回路では隣接軌道回路間が電気的に接続されるため、車上装置に送信する列車制御信号は、列車が在線している軌道回路のみに送信する踏込み送信方法とすることで、隣接軌道回路における列車制御信号同士の干渉を防止している。
【０００５】
しかし、有絶縁軌道回路においても、列車が軌道回路境界を通過する場合、車上装置が跨った軌道回路の列車制御情報が混在した信号を受信する形となり、各軌道回路の列車制御情報が重畳され、誤った列車制御情報として取り扱われる、いわゆる電文併合問題が発生する。
【０００６】
ところで、無絶縁軌道回路においては、列車が特定の軌道に進入したとき、これを検知した後所定時間経過後に、列車制御信号を列車に送信する踏込み送信方式とすれば、車上装置からみると、列車が特定の軌道に進入後、地上装置による進入検知が行われるまでの間、一旦信号を受信しない無信号状態となり、その後当該軌道に対する列車制御信号が最初から受信する形となるので、上述のような電文併合問題は発生しないといえる。
【０００７】
したがって、有絶縁軌道回路に対しても、無絶縁軌道回路において採用されている踏込み送信方式とすれば、電文併合問題については解消される。
しかし、制御システムの簡素化を目的として、列車制御信号と列車検知信号をひとつの伝送パケットで一括して送信する場合がある。このような場合には、踏込み送信方式では、列車制御信号のみならず、一括して送信される列車検知信号も切断されることとなり、列車保安上、有絶縁軌道回路においては、列車検知信号が所定時間検出されないときは重大な異常と見なし、列車を停止せざるを得ないことから、運行上の不都合が生じる。
【０００８】
このため、有絶縁軌道回路においては、列車制御信号と列車検知信号をひとつの伝送パケットで一括して送信する場合、列車制御信号は常時送信方式を採用せざるを得ないことになるが、そうすると、上述した電文併合問題が発生する可能性がある。
そこで、下記特許文献１にみられるように、送信器毎に軌道回路への送信タイミングを設定し、隣接軌道回路とは異なるタイミングで列車制御信号を送信する案が既に提案されている。これにより、車上装置側からみると、列車が軌道回路境界を通過し、両軌道回路の列車制御情報が併合された場合でも、両軌道回路間で送信タイミングが異なることから、これを差し引いて抽出される列車制御情報のデータ長が予め登録しておいたデータ長と異なるものになることから、軌道回路境界通過時に受信したデータを破棄することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４５５０４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、常時送信方式を採用する有絶縁軌道回路では、各軌道回路における送信タイミングを隣接軌道回路と異なるよう、予め初期状態で設定することが可能である。そのため、必ず送信タイミングを異なるように初期状態で設定すれば、その後電文併合問題は発生しないから、一度設定した後には変更する必要はない。
【００１１】
しかしながら、無絶縁軌道回路と有絶縁軌道回路が混在する場合、片一方のみ絶縁物を介入する片有絶縁軌道回路が存在する。片有絶縁軌道回路については、無絶縁軌道回路と隣接しているため、常時送信方法は採用できず、踏込み方式を採用せざるを得ない。この場合、列車が片有絶縁軌道回路に進入するタイミングは地上制御装置側からは予め特定することができないので、片有絶縁軌道回路から隣接する有絶縁軌道回路へ進入した際、隣接する有絶縁軌道回路に設定された送信タイミングによっては、この片有絶縁軌道回路に対する列車制御情報と隣接する有絶縁軌道回路に対する列車制御情報との重畳により、上述した電文併合問題が発生する可能性がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、無絶縁軌道回路と有絶縁軌道回路が混在する構成においても、本来の列車制御情報であるか否かを検出できる列車制御情報伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記を解決するために、本発明では、複数の軌道回路を移動走行する列車に搭載した車上制御装置と、列車の車上制御装置に与える列車制御情報を作成する地上制御装置と、該地上制御装置とネットワークを介して接続されるとともに、伝送制御周期毎に前記地上制御装置から受信した列車制御情報を前記車上制御装置に対して、前記軌道回路を介して伝送する送信器から構成される列車制御情報伝送システムにおいて、前記軌道回路は、軌道回路間を絶縁した有絶縁軌道回路と、隣接する軌道回路が絶縁されていない無絶縁軌道回路とを有し、前記地上制御装置は、前記列車が前記有絶縁軌道回路を移動走行している場合には、前記送信器に前記列車制御情報と、当該軌道回路を識別するとともに、前記送信器がその識別情報を受けてから当該軌道回路に列車制御情報を送信するまでの待ち時間であって、隣接する軌道回路間で異なる長さに設定された送信タイミング設定情報を有する軌道回路識別情報を送出するとともに、前記列車が前記無絶縁軌道回路を移動走行している場合には、列車が特定の軌道へ進入したのを検知後、列車制御信号を列車に送信するものであり、前記列車が、前記無絶縁軌道回路から、前記有絶縁軌道回路との境界となる片有絶縁軌道回路に進入した際、その進入タイミングと、該片有絶縁軌道回路に隣接する有絶縁軌道回路に設定された前記送信タイミング設定情報とに基づいて、該片有絶縁軌道回路に対する列車制御信号の送信タイミングを設定する送信タイミング設定手段を具備し、前記送信器が、前記地上制御装置から受信した前記列車制御情報と前記送信タイミング設定手段により設定された送信タイミング設定情報に基づいて、前記列車を制御する列車制御情報と当該列車制御情報を検出する列車制御情報検出データとを付加した軌道回路伝送データを作成して前記片有絶縁軌道回路に送信し、前記車上制御装置が前記軌道回路伝送データから列車制御情報検出データを用いて列車制御情報を検出するようにした。
【００１４】
また、上記の列車制御情報伝送システムにおいて、前記列車制御情報検出データを、列車制御情報の前又は後に付され、隣接する軌道回路と異なる時間を有するタイミング情報としてもよい。
【００１５】
また、前記送信タイミング設定手段により設定された送信タイミングに到るまでは、列車制御上意味の無い情報と前記列車制御情報検出データとを付加した軌道回路伝送データを作成して出力してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の列車制御情報伝送システムによれば、無絶縁軌道回路から有絶縁軌道回路との境界となる片有絶縁軌道回路に進入した際、その進入タイミングと、該片有絶縁軌道回路に隣接する有絶縁軌道回路に設定された送信タイミング設定情報とに基づいて、該片有絶縁軌道回路に対する列車制御信号の送信タイミングが設定される。
そして、進入したタイミングと隣接する有絶縁軌道回路との送信タイミングを比較し、タイミングが一致又は一定時間内である場合は、片有絶縁軌道回路へ送出する列車制御信号のタイミングが一定時間以上の時間差を有するよう、調整するので、このような場合でも、電文併合問題を確実に防止することができ、信頼性を高めることができる。
【００１７】
また、送信タイミング設定手段により設定された送信タイミングに到るまでは、列車制御上意味の無い情報と前記列車制御情報検出データとを付加した軌道回路伝送データを作成して出力することにより、車上装置から見た無信号状態を短くすれば、無信号によるシステム異常の誤検出を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明における列車制御情報伝送システムの全体図
【図２】本発明の列車制御情報伝送システムの詳細図
【図３】本発明における列車制御情報伝送システムにおいて用いられる伝送パケットおよび軌道回路伝送データの構成の例を説明する図
【図４】従来技術において、列車が片有絶縁軌道回路を通過した場合の受信情報を説明する図
【図５】本発明において、列車が片有絶縁軌道回路を通過した場合の受信情報を説明する図
【図６】本発明において、列車が片有絶縁軌道回路を通過した場合の受信情報の別の例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明を適用した列車制御情報伝送システムの一実施形態を示す。本発明に係る列車制御情報伝送システムは、地上制御装置１とネットワーク２と複数の送信器３−１〜３−ｎと無絶縁軌道回路４−１〜４−（ｋ−１）と、片有絶縁軌道回路４−ｋと有絶縁軌道回路４−（ｋ＋１）〜４−ｎと、複数の軌道回路４を順に走行する列車５０に搭載された車上制御装置５とから構成される。
【００２０】
図２は、図１の列車制御情報伝送システムの構成を詳細に示したものである。
地上制御装置１は、本図には示さない列車検知信号を受信し、列車の在線位置を検知する列車検知手段８と、速度信号などの列車制御情報を作成する列車制御情報作成手段９と、列車の軌道回路への進入タイミングと隣接する軌道回路への送信タイミングから各軌道への列車制御信号の送信タイミングを調整する送信タイミング調整機能１０と、伝送パケット作成部１１において、列車制御情報の送信タイミングを含む伝送パケットＰを作成し、ネットワーク２を介して、それぞれ軌道回路４に接続された送信器３に送出する伝送パケット送信機能を有する伝送パケット送信部１２を有している。
【００２１】
送信器３は、伝送パケット１７を受信する伝送パケット受信手段１３と、列車制御信号を出力する列車制御信号出力手段１４と、地上制御装置からの指示に従い、送信タイミングを調整する送信タイミング調整手段１５と、この送信タイミング調整手段１５に従い列車制御情報を付加した列車制御信号を軌道回路へ出力する軌道回路伝送データ送信手段１６を有している。
なお軌道回路伝送データは、例えば搬送周波数１ｋＨｚの搬送波に搭載されて１００ｂｐｓの速度で送出される。また車上制御装置５は、軌道回路を介して、送信器から軌道回路伝送データ１８を受信する軌道回路伝送データ受信手段１９と、受信した軌道回路伝送データより列車制御情報を抽出する列車制御情報検出手段２０と、列車制御情報からブレーキを制御する列車制御装置２１を有している。
【００２２】
なお、伝送パケットＰおよび軌道回路伝送データＴの例を、図３（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）に示すように、伝送パケットＰは、例えば、任意の長さのパケット長を持ち、当該パケットＰの宛先アドレスや送信元アドレス、その他の情報を記述したヘッダ部Ｐｈとデータを記述したＰｄから構成される。データ部Ｐｄには、列車制御情報ＣＩと送信タイミング設定情報ＴＩが記述される。
【００２３】
軌道回路伝送データＴは、図３（ｂ）に示すように、列車制御情報ＣＤの前に列車制御データ検出データＤＤから構成される。
【００２４】
ここで地上制御装置１は、無絶縁軌道回路については、列車が特定の軌道に進入したとき、これを検知して列車在線時であることを確認した後に、列車制御信号を送信し、一方、有絶縁軌道回路については、列車在線非在線にかかわらず、常時列車制御信号を送信している。
【００２５】
次に、列車５０が無絶縁軌道回路４−１から片有絶縁軌道回路４−２へ進入した場合を考える。片有絶縁軌道回路４−２の隣接軌道回路４−３が有絶縁軌道回路の場合、地上制御装置１は、有絶縁軌道回路４−３への列車制御信号の送信タイミングを確認する。
すなわち、有絶縁軌道回路４−３への列車制御信号の送信タイミングは、例えば３種類用意され、隣接する軌道回路間で互いに異なるようにすることにより、複数の軌道回路に対する列車制御情報の重畳により電文併合問題が発生しないようにしており、地上制御装置は、列車５０が無絶縁軌道回路４−１から片有絶縁軌道回路４−２へ進入したのを確認した時点で、有絶縁軌道回路４−３に対して設定された送信タイミング設定情報を読み出す。
そして、列車５０が片有絶縁軌道回路４−２に進入したタイミングと、読み出した隣接軌道回路４−３の送信タイミング設定情報が一致又は一定時間以内である場合は、一定時間を超える送信タイミングを算出して設定する。
【００２６】
送信タイミングはビット長でもよいし、タイミングを遅らせる時間を示してもよい。あるいは、タイミングを調整するビット数や時間を一律で決定しておいて、遅らせるか否かを伝達するフラグでも構わない。地上制御装置１は、算出した送信タイミングを付加した伝送パケットＰを伝送パケット作成部１１で作成し、片有絶縁軌道回路４−２の送信器３−２へ伝達する。
【００２７】
送信器３−２は、伝送パケットＰから列車制御情報を受信すると、軌道回路へ列車制御信号を出力する。ここで送信タイミング情報ＴＩとは、各送信器が列車制御情報ＣＩと送信タイミング設定情報ＴＩを搭載した伝送パケットＰを受けてから、当該軌道４に軌道回路伝送データＴを送信するまでの待ち時間である。このように、送信器３−２は、地上制御装置から受信した送信タイミング情報に従い、信号に付加する列車制御情報を遅らせるタイミングを調整する。
なお、以後、送信器３−１に与えるタイミング情報ＴＩを送信タイミングｄｔ１、送信器３−２に与えるタイミング情報ＴＩを送信タイミングｄｔ２、送信器３−３に与えるタイミング情報ＴＩを送信タイミングｄｔ３とする。
【００２８】
図４、図５、図６を用いて、無絶縁軌道回路４−１から有絶縁軌道回路４−３まで列車が移動した場合において、車上装置で受信する列車制御情報を説明する。
図４、図５、図６で示すＣＤ１は軌道回路４−１に対する列車制御情報を、ＣＤ２は軌道回路４−２に対する列車制御情報を、ＣＤ３は軌道回路４−３に対する列車制御情報を示している。また、ＤＤ１は軌道回路４−１に対する列車制御情報検出データを、ＤＤ２は軌道回路４−２に対する列車制御情報検出データを、ＤＤ３は軌道回路４−３に対する列車制御情報検出データを示している。ここで車上制御装置５は列車制御情報検出データＤＤを受信することで、データ受信動作を開始し、各列車制御情報ＣＤを受信する。また、各軌道回路で受信した列車制御情報ＣＤに対して、例えばビット数が正常であるかを判定し、正常である場合のみ列車の制御に使用する。
【００２９】
ここで、従来技術を適用した場合において、伝送制御周期の途中で、列車５０が片有絶縁軌道回路４−２から有絶縁軌道回路４−３へ進入した場合を図４に示す。図４においては、片有絶縁軌道回路４−２へは送信タイミングｄｔ２、有絶縁軌道回路４−３へは送信タイミングｄｔ３の時間を遅らせて送信器から軌道回路へ出力する。図４に示すように、片有絶縁軌道回路４−２と有絶縁軌道回路４−３とが電気的に絶縁されていないことから、ＣＤ２とＣＤ３を併合したデータを受信する。この場合、ＣＤ２の送信タイミングが片有絶縁軌道回路４−２に侵入したタイミングで決定されるため、図４に示す例では、ＣＤ２とＣＤ３の送信タイミングが一致となり、ＣＤ２とＣＤ３を併合したデータは車上装置において有効と認識され、誤った情報で列車制御を行う場合があった。
【００３０】
これに対し、本発明を適用した場合において、伝送制御周期の途中で、列車５０が片有絶縁軌道回路４−２から有絶縁軌道回路４−３へ進入した場合を図５に示す。列車５０が受信する列車制御情報は、図５に示すように、片有絶縁軌道回路４−２と有絶縁軌道回路４−３とが電気的に絶縁されていないことから、次の制御周期のＣＤ２とＣＤ３を併合したデータとなるが、前述のように、片有絶縁軌道回路４−２での送信タイミングが、列車５０が片有絶縁軌道回路４−２に進入したタイミングに対し、所定時間のずれがあることからＣＤ２とＣＤ３を併合したデータのデータ長が正常なビット数となることはないので、車上装置において、この情報が無効の情報であることが確実に検出可能となる。
なお、ここでは、データ長で検知するケースを示したが、データ間隔が一定時間で無いことにより、無効の情報を検知するようにしてもよい。
【００３１】
ただし、一定時間を超える送信タイミングを算出して設定する際、車上装置からは、列車制御信号を受信していない無信号状態と認識し、この無信号状態が一定時間以上継続すると、車上装置は、列車制御情報伝送システムに重大な障害が発生したものと見なし、ブレーキをかけ列車停止させるため、無信号状態は短い方が望ましい。例えば、図４における無信号状態と図５における無信号状態を比較すると、図５の方が長くなっていることが分かる。
【００３２】
そのため、片有絶縁軌道回路４−２に対する送信器３−ｋは、列車制御情報の算出した送信タイミングに基づいて、正規の列車制御情報ＣＤ２は遅らせるが、図６に示すように、例えば０データなどの列車制御上意味の無い情報を前段に付加して、信号を出力する。こうすることで、車上が認識する無信号状態を極力短くして、無信号によるシステム異常の誤検出を確実に防止することが可能となる。
【００３３】
なお、図４、図５、図６の例においては、列車制御情報検出データＤＤと列車制御情報ＣＤの長さが制御周期の長さと一致している例を示したが、異なる場合も考えられる。その場合は、ＤＤとＣＤを送信していない間、列車制御上意味の無いデータを送信しても構わないし、無信号状態としても構わない。ただし、上述の通り、車上装置において、無信号状態を監視しているため、何かしらの信号を出力した方が望ましい。
【００３４】
以上のように、地上制御装置において、有絶縁軌道回路と隣接する片有絶縁軌道回路に対する列車制御情報の送信タイミングを在線状態の情報を元にずらすことで、電文が併合した場合についても、車上で検知することが可能となる。また、片有絶縁軌道回路進入時は列車制御情報を送信するまで、情報を付加しない列車制御信号を出力するので、車上装置から見た無信号状態を短くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上説明したように、本発明によれば、無絶縁軌道回路と有絶縁軌道回路が混在する場合でも、その境界の片有絶縁軌道回路への送信タイミングを調整することで、片有絶縁軌道回路から有絶縁軌道回路へ侵入した場合に、受信した列車制御信号を列車の車上制御装置が本来の軌道回路伝送情報であるか否かを確実に検出できるようになり、きわめて高度の信頼性、安全性が求められる列車制御情報伝送システムに広く採用されることが期待できる。
【符号の説明】
【００３６】
１    地上制御装置
２    ネットワーク
３    送信器
４    軌道回路
５    車上制御装置
６    絶縁物を介さない軌道回路境界
７    絶縁物を介す軌道回路境界
８    地上制御装置における列車検知部
９    地上制御装置における列車制御情報作成手段
１０  地上制御装置における送信タイミング設定手段
１１  地上制御装置における伝送パケット作成部
１２  地上制御装置における伝送パケット送信部
１３  送信器における伝送パケット受信手段
１４  送信器における列車制御信号出力手段
１５  送信器における送信タイミング調整手段
１６  送信器における軌道回路伝送データ送信手段
１７  伝送パケット
１８  軌道回路伝送データ
１９  車上制御装置における軌道回路伝送データ受信手段
２０  車上制御装置における列車制御情報検出手段
２１  車上制御装置における列車制御装置
５０  走行列車
【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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【図６】
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