(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軌道を複数台で走行する車両の走行を支援する走行支援システムにおいて、
前記車両の進行方向の所定範囲を監視する監視手段と、前記監視手段の監視結果に基づいて前記軌道内において前記車両の進入を禁止する閉塞区間を設定する閉塞区間設定手段と、前記車両が前記閉塞区間に進入しないように前記車両の走行状態を制御する走行制御手段と、を備える車両と、
前記軌道上の停止位置に配設されるスポット通信機から前記車両に対して、該停止位置から次の停止位置までの区間が直線部から構成される場合には、前記車両の前方を走行している先行車両が該次の停止位置に到着した時点で該停止位置からの発進を許可する信号を送信し、一方、該停止位置から次の停止位置までの区間が曲線部を含んで構成される場合には、前記先行車両が該次の停止位置を発進した後に該停止位置からの発進を許可する信号を送信する管制センタと、からなり、
前記走行制御手段は、また、前記軌道上の停止位置においては、前記管制センタによる発進許否に従って前記車両の走行状態を制御することを特徴とする走行支援システム。
【請求項２】
所定の軌道を複数台で走行する車両の走行を支援する走行支援システムにおいて、
前記車両の進行方向の所定範囲を監視する監視手段と、前記監視手段の監視結果に基づいて前記軌道内において前記車両の進入を禁止する閉塞区間を設定する閉塞区間設定手段と、前記車両が前記閉塞区間に進入しないように前記車両の走行状態を制御する走行制御手段と、を備える車両と、
前記軌道上の停止位置に配設されるスポット通信機から前記車両に対して、該停止位置から次の停止位置までの区間が直線部から構成される場合には、前記車両の前方を走行している先行車両が該次の停止位置に到着した時点で該停止位置からの発進を許可する信号を送信し、一方、該停止位置から次の停止位置までの区間が曲線部から直線部への境界を含んで構成される場合には、前記先行車両が該境界を通過し終えた後に該停止位置からの発進を許可する信号を送信する管制センタと、からなり、
前記走行制御手段は、また、前記軌道上の停止位置においては、前記管制センタによる発進許否に従って前記車両の走行状態を制御することを特徴とする走行支援システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の走行支援システムにおいて、
前記停止位置が、前記車両が発車および停車する駅であることを特徴とする走行支援システム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項記載の走行支援システムにおいて、
前記曲線部が、前記軌道上における左右方向の曲線又は上下方向の曲線であることを特徴とする走行支援システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行支援装置に係り、特に、複数台で走行する車両の走行状態を制御する装置として好適な走行支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、鉄道業務セミナＮｏ．  ２「信号保安・鉄道通信入門」に開示される如く、鉄道のＡＴＣ  （Ａｕｔｏｍｍａｔｅｄ  Ｔｒａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）が知られている。鉄道のＡＴＣ  システムでは、鉄道車輌間の通信がレールを介して行われる。レールは鉄道車両軌道に沿って敷設されている。このため、ＡＴＣ  においては、鉄道車両が軌道上のいかなる位置を走行していても、鉄道車輌間の通信を継続する事ができる。
【０００３】
ＡＴＣ  システムでは、鉄道車輌の軌道上に複数の閉塞区間が連続的に設定され、単一の閉塞区間内に複数の鉄道車輌が併存しないように個々の鉄道車輌が通信によりコントロールされる。具体的には、一の鉄道車輌が一の閉塞区間に存在する場合は、その鉄道車輌に後続する鉄道車輌に対して、少なくとも上記１の閉塞区間に隣接する閉塞区間内で停止するようにレールを介して通信により指示が発せられる。このため、ＡＴＣ  システムによれば単一の閉塞区間に複数の鉄道車輌が進入するのを確実に防止して、鉄道車輌の安全な走行を確保することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したＡＴＣ  システムを鉄道以外の交通システム、すなわち、インフラ施設としてレールを備えていない交通システムに適用するためには、その交通システム内を走行する車両の軌道に沿って、車両と管制センタとの連続的な通信を可能とする通信手段を設置する必要がある。このため、鉄道以外の交通システムで上述したＡＴＣ  システムを実現するためには多大な設備投資が必要となる。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、複数台の車両が走行する交通システムにおいて各車両隊列を安全に走行させ得る走行支援装置を安価な構成で実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、所定の軌道を複数台で走行する車両の走行を支援する走行支援システムにおいて、
前記車両の進行方向の所定範囲を監視する監視手段と、前記監視手段の監視結果に基づいて前記軌道内において前記車両の進入を禁止する閉塞区間を設定する閉塞区間設定手段と、前記車両が前記閉塞区間に進入しないように前記車両の走行状態を制御する走行制御手段と、を備える車両と、
前記軌道上の停止位置に配設されるスポット通信機から前記車両に対して、該停止位置から次の停止位置までの区間が直線部から構成される場合には、前記車両の前方を走行している先行車両が該次の停止位置に到着した時点で該停止位置からの発進を許可する信号を送信し、一方、該停止位置から次の停止位置までの区間が曲線部を含んで構成される場合には、前記先行車両が該次の停止位置を発進した後に該停止位置からの発進を許可する信号を送信する管制センタと、からなり、
前記走行制御手段は、また、前記軌道上の停止位置においては、前記管制センタによる発進許否に従って前記車両の走行状態を制御する走行支援システムにより達成される。
【０００７】
本発明において、所定の軌道を走行する車両は、車両の進行方向を監視して、車両が安全に走行する上で進入すべきでない領域を検出すると、その領域を閉塞区間として設定する。そして、閉塞区間が設定されると、車両はその区間に進入しないように制御される。個々の車両が閉塞区間に進入しない場合、全ての車両は安全に走行することができる。
また、管制センタは、軌道上の停止位置に停車した車両について、その停止位置から次の停止位置までの区間が直線部から構成される場合には、先行車両が次の停止位置に到着した時点でその停止位置からの発進を許可し、一方、その停止位置から次の停止位置までの区間が曲線部を含んで構成される場合には、先行車両が次の停止位置を発進した後にその停止位置からの発進を許可する。そして、軌道上の停止位置に停車した車両は、管制センタからの発進許否に従って発進制御される。このため、軌道の停止位置間が直線部であるときには車両の運行間隔を適当に短縮しつつ、車両自身において設定される閉塞区間によって車両が先行する車両に不当に接近するのを回避することができる。また、軌道の停止位置間が曲線部を含むときには曲線部を挟んで走行する車両同士を不当に接近させないことを保証することができる。
【０００８】
上記の目的は、請求項２に記載する如く、所定の軌道を複数台で走行する車両の走行を支援する走行支援システムにおいて、
前記車両の進行方向の所定範囲を監視する監視手段と、前記監視手段の監視結果に基づいて前記軌道内において前記車両の進入を禁止する閉塞区間を設定する閉塞区間設定手段と、前記車両が前記閉塞区間に進入しないように前記車両の走行状態を制御する走行制御手段と、を備える車両と、
前記軌道上の停止位置に配設されるスポット通信機から前記車両に対して、該停止位置から次の停止位置までの区間が直線部から構成される場合には、前記車両の前方を走行している先行車両が該次の停止位置に到着した時点で該停止位置からの発進を許可する信号を送信し、一方、該停止位置から次の停止位置までの区間が曲線部から直線部への境界を含んで構成される場合には、前記先行車両が該境界を通過し終えた後に該停止位置からの発進を許可する信号を送信する管制センタと、からなり、
前記走行制御手段は、また、前記軌道上の停止位置においては、前記管制センタによる発進許否に従って前記車両の走行状態を制御する走行支援システムにより達成される。
【０００９】
本発明において、所定の軌道を走行する車両は、車両の進行方向を監視して、車両が安全に走行する上で進入すべきでない領域を検出すると、その領域を閉塞区間として設定する。そして、閉塞区間が設定されると、車両はその区間に進入しないように制御される。個々の車両が閉塞区間に進入しない場合、全ての車両は安全に走行することができる。
また、管制センタは、軌道上の停止位置に停車した車両について、その停止位置から次の停止位置までの区間が直線部から構成される場合には、先行車両が次の停止位置に到着した時点でその停止位置からの発進を許可し、一方、その停止位置から次の停止位置までの区間が曲線部から直線部への境界を含んで構成される場合には、先行車両がその境界を通過し終えた後にその停止位置からの発進を許可する。そして、軌道上の停止位置に停車した車両は、管制センタからの発進許否に従って発進制御される。このため、軌道の停止位置間が直線部であるときには車両の運行間隔を適当に短縮しつつ、車両自身において設定される閉塞区間によって車両が先行する車両に不当に接近するのを回避することができる。また、軌道の停止位置間が曲線部から直線部への境界を含むときには車両の運行間隔をできるだけ短縮しつつ、曲線部を挟んで走行する車両同士を安全に走行させることができる。
この場合、請求項３に記載する如く、上記請求項１又は２記載の走行支援システムにおいて、
前記停止位置が、前記車両が発車および停車する駅であることとしてもよい。
【００１０】
また、請求項４に記載する如く、上記請求項１乃至３の何れか一項記載の走行支援システムにおいて、
前記曲線部が、前記軌道上における左右方向の曲線又は上下方向の曲線であることとしてもよい。
【００１１】
尚、本発明において軌道上の曲線部には、左右方向の曲線、すなわち、軌道のカーブが含まれる他、上下方向の曲線、すなわち、軌道の起伏が含まれる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施例である自動交通システムのインフラ施設を模式的に表した図を示す。
インフラ施設は、レーンマーカ１０を備えている。レーンマーカ１０は本線１２および待機線１４に沿って敷設されている。本線１２は、後述する自動運転車両が乗客を輸送するために走行するレーンである。また、待機線１４は、余剰車両を待機させるためのレーンである。
【００１３】
本線１２は、直線部１６，１８およびループ部２０，２２を備えている。直線部１６には、第１駅２４、第２駅２６および第３駅２８が所定間隔をあけて順に設けられている。一方、直線部１８には、第４駅３０、第５駅３２および第６駅３４が所定間隔をあけて順に設けられている。
本実施例において、自動運転車両は、複数台で隊列を組んで本線１２を走行する。以下、この隊列を車両隊列と称す。車両隊列は、図１において時計回り方向に本線１２を進行する。車両隊列は、第１駅２４または第２駅２６から乗り込んだ乗客を第２駅２６または第３駅２８に輸送する。車両隊列は、第３駅２８で全ての乗客を降車させた後、無人状態でループ部２０を走行する。また、車両隊列は、第４駅３０または第５駅３２から乗り込んだ乗客を第５駅３２または第６駅３４に輸送し、無人状態でループ部２２を走行する。車両隊列は、上記の走行規則に従って乗客の輸送を行う。
【００１４】
第１駅２４乃至第６駅３４のそれぞれ、および、待機線１４の出口近傍には、路車間通信機３６〜４８が配設されている。路車間通信機３６〜４８は、通信線５０を介して管制センタ５２に接続されている。路車間通信機３６〜４８は、管制センタ５２と個々の自動運転車両との間で路車間通信を行うための送受信機である。
【００１５】
第１駅２４と第２駅２６との間には、本線１２に沿って基準マーカ５４、通過検知機５６および停止指示マーカ５８が配設されている。同様に、第２駅２６と第３駅２８との間、第４駅３０と第５駅３２との間、および、第５駅３２と第６駅３２との間にも、本線１２に沿って基準マーカ５４、通過検知機５６および停止指示マーカ５８が配設されている。
【００１６】
基準マーカ５４は、所定距離離間して配設された一対の磁気ネイルで構成されている。自動運転車両は車輪の回転数を基準に走行距離を検出する機能を備えている。基準距離マーカ５４は、自動運転車両が走行距離の補正を行うために用いられる。
通過検知機５６は、車両隊列の通過を検知する装置である。通過検知機５６は、車両隊列の通過を検知すると、その情報を管制センタ５２に供給する。停止指示マーカ５８は、単一の磁気ネイルで構成されている。停止指示マーカ５８は、駅間を走行中の車両隊列が次の駅に停車するために減速を開始すべき位置に配設されている。自動運転車両は停止指示マーカ５４の発する磁界を検出することにより減速を開始する。
【００１７】
図２は、本実施例の自動交通システムの電気的な構造を表すブロック構成図を示す。尚、図２において、上記図１に示す構成部分と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図２に示す如く、管制センタ５２には管制コンピュータ６０、および、無線機６１が配設されている。管制コンピュータ６０には、通過検知機５６および路車間通信機３６〜４８が接続されている。管制コンピュータ６０は、通過検知器５６から供給される情報に基づいて、駅間における車両隊列の通過状況を検知する。また、管制コンピュータ６０は、各駅に配設される路車間通信機３６〜４８から供給される情報に基づいて各駅における車両隊列の発車状況を検知する。無線機６１は、本線１２および待機線１４に存在する自動運転車両との間で無線通信を行う。
【００１８】
自動運転車両には、車両システム６２が搭載されている。車両システム６２は、電子制御ユニット６４（以下、ＥＣＵ６４と称す）を備えている。ＥＣＵ６４には、各駅に配設される路車間通信機３６〜４８と通信を行うための路車間通信機６６が配設されている。また、ＥＣＵ６４には、同一の車両隊列に属する他の自動運転車両と車々間通信を行うための車々間通信機６８が配設されている。
【００１９】
同一の車両隊列に属する複数の自動運転車両は、車々間通信機６８を用いて、それぞれ先行車および後続車と通信を行う。車々間通信では、車両のＩＤ情報や車両の走行位置等、所定の情報が通信される。
本実施例において、車両システム６２は、駆動モータ７０を備えている。駆動モータ７０は、自動運転車両の駆動源として用いられる機構である。駆動モータ７０は、ＥＣＵ６４から供給されるモータ指示値Ｍに応じた駆動トルクを発生する。
【００２０】
車両システム６２は、ブレーキアクチュエータ７２を備えている。ブレーキアクチュエータ７２は、車両において任意の制動力を発生させることができる。ブレーキアクチュエータ７２は、ＥＣＵ６４から供給されるブレーキ指示値Ｂに応じた制動力を発生する。
車両システム６２は、位置検知センサ７４、および、車輪パルス発生機７６を備えている。車輪パルス発生機７６は、自動運転車両の車輪に所定の回転角が生ずる毎にパルス信号を発生する。車輪が所定回転角回転する間に自動運転車両が走行する距離は、車輪の外径等が変化することにより変化する。ＥＣＵ６４は、車両が基準マーカ５４を構成する２つの磁気ネイルの間を通過する間に車輪パルス発生機７６から発せられたパルス信号の数に基づいて、そのパルス信号の発生間隔と車両の走行距離との関係を補正し、そのパルス信号に基づいて車両の走行距離Ｓを検出する。
【００２１】
位置検知センサ７４は、上述した基準マーカ５４および停止指示マーカ５８が発する磁界を検知するセンサである。ＥＣＵ６４は、位置検知センサ７４が磁気ネイルの磁界を検出した際に自動運転車両が基準マーカ５４または停止指示マーカ５８を通過したと判断する。
車両システム６２は、障害物検知センサ７８を備えている。障害物センサ７８は、車両隊列の進行方向を監視して、車両隊列の進行を妨げる障害物を検出するセンサである。ＥＣＵ６４は、障害物センサ７８が障害物を検出すると、その後車両を停止させるべく所定の処理を実行する。
【００２２】
車両システム６２は、操舵アクチュエータ８２を備えている。操舵アクチュエータ８２は、自動運転車両の操舵角を制御する機構である。操舵アクチュエータ８２は、ＥＣＵ６４から供給される操舵指示値に基づいて、車両の操舵角を制御する。
車両システム６２は、横位置検知センサ８４を備えている。横位置検知センサ８４は、レーンマーカ２０を撮影するカメラにより構成される。ＥＣＵ６４は、横位置検知センサ８４から供給される画像データに基づいて、レーンマーカ１０に対する自動運転車両の横位置等を検出する。
【００２３】
車両システム６２は、ヨーレートセンサ８６を備えている。ヨーレートセンサ８６は、自動運転車両のヨーレート（重心軸回りの角速度）に応じて電気信号を出力する。ＥＣＵ６４は、ヨーレートセンサ８６の出力信号に基づいて、車両のヨーレートを検出する。
車両システム６２は、操舵角度センサ８８を備えている。ＥＣＵ６４は、操舵角度センサ８８の出力信号に基づいて、ステアリングホイルの操舵角度を検出する。ＥＣＵ６４は、上述した横位置検知センサ８４、ヨーレートセンサ８６、および、操舵角度センサ８８の出力信号に基づいて、自動運転車両がレーンマーカ１０に沿って走行するように、操舵アクチュエータ８２に供給する操舵指示値を演算する。
【００２４】
車両システム６２は、車両ドア開閉アクチュエータ９０を備えている。車両ドアアクチュエータ９０は、自動運転車両のドアを開閉するアクチュエータである。また、車両システム６２は、ドア状態検知センサ９２を備えている。ドア状態検知センサ９２は、自動運転車両のドアが全開状態であることを表示する出力信号、および、そのドアが全閉状態であることを表示する出力信号を発生するセンサである。
【００２５】
車両システム６４は、さらに無線機９４を備えている。無線機９４は、管制センタ５２に設置される無線機６１に対して所定周波数の信号を送信すると共に、無線機６１から送信される所定周波数の信号を受信する機能を備えている。ＥＣＵ６４は、自動運転車両が正常に走行している間は、無線機９４に対して上記信号の出力を指示する。また、ＥＣＵ６４は、自動運転車両が非常停止した場合は、無線機９４に対してその出力の停止を指示する。
【００２６】
管制センタ５２は、本線１２上を走行しているいずれかの自動運転車両が、上記の信号の出力を停止した場合は、その自動運転車両が非常停止したと判断する。また、管制センタ５２は、いずれかの自動運転車両の非常停止を検知すると、無線機６１から自動運転車両への信号の供給を停止する。各自動運転車両は、管制センタ５２の無線機６１から所定の周波数信号が送信されていない場合は、本線１２上を走行しているいずれかの自動運転車両が非常停止したと判断し、速やかに停止する。
【００２７】
上記の処理によれば、何れかの自動運転車両が非常停止した場合に、速やかに他の自動運転車両を停止状態とすることができる。ところで、何れかの自動運転車両が非常停止した際に、その状態を他の自動運転車両に知らせる機能は、例えば、非常停止した車両が無線機９４により非常停止信号を発生し、その信号を管制センタ５２で受けた無線機６１が、各自動運転車両に対して停止指令信号を発することによっても実現できる。
【００２８】
本実施例のシステムは、車両システム６２が、上述の如く障害物センサ７８を備えている点に第１の特徴を有している。障害物センサ７８は、２つのレーザレーダにより構成されている。それぞれのレーザレーダは、車両の進行方向の所定領域をスキャニングすることができる。本実施例の如く、障害物センサ７８を２つのレーザレーダを用いて２重系とすると、車両隊列の進行を妨げる障害物を高い検出精度のもとに検出することが可能である。
【００２９】
障害物センサ７８を構成するレーザレーダによれば、自動運転車両の前方に存在する他の車両隊列との距離および相対速度を検出することができる。ＥＣＵ６４は、先行する他の車両隊列の後方所定距離の領域を、自車が進入すべきでない閉塞区間として認識している。ＥＣＵ６４は、障害物センサ７８が他の車両隊列を認識する毎に、その車両隊列との相対距離および相対速度に基づいて、閉塞区間に進入しないための走行条件を演算する。
【００３０】
そして、ＥＣＵ６４は、上記の走行条件が演算された後、その条件が満たされるように車両の走行状態を制御する。上記の処理によれば、自動運転車両が何らかの影響で本線１２中に停車しているような状況下で、後続する車両隊列が停車中の自動運転車両に不当に接近するのを確実に防止することができる。このため、本実施例の自動交通システムによれば、車両隊列を本線１２に沿って安全に走行させることができる。
【００３１】
本実施例において、障害物センサ７８は、上記の如く２つのレーダセンサにより構成されている。２つのレーダセンサは、異なる相対速度および相対距離を検出することがある。この場合、閉塞区間に進入しないための走行条件は、それぞれのレーダセンサの検出結果に基づいて２種類演算される。ＥＣＵ６４は、このような場合には、もっとも厳しい走行条件、すなわち、最も大きな減速度を要求する走行条件を選択して車両の制御を行う。
【００３２】
かかる手法によれば、２つのレーダセンサのうち一方のセンサが先行する他の車両隊列との相対距離および相対速度を誤検出した場合においても、確実に自車が閉塞区間に進入するのを防止することができる。尚、本実施例においては、上記の手法は、障害物センサ７８を２つのレーダセンサで構成することを前提としているが、障害物センサ７８を３つ以上のレーダセンサで構成する場合にも、最も厳しい走行条件を選択する手法は、車両隊列を安全に走行させるうえで有効な手法である。
【００３３】
ところで、本実施例の如く、障害物センサ７８を２つのレーザレーダを用いた多重系とする場合は、２つのレーザレーダが互いに干渉するのを防止する必要がある。本実施例において用いられるレーザレーダは、既定の領域をスキャニングするために所定時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）を要する。また、本実施例において用いられるレーザレーダは、１方向へのスキャニングが終了した後、現位置への復帰を図る際にも同様に上記の所定時間を要する。
【００３４】
このため、本実施例においては、２つのレーザレーダを交互にスキャニングさせると共に、それらが現位置に復帰する際には、レーザレーダを非作動状態とすることとしている。上記の処理によれば、２つレーザレーダを干渉させることなく、それら２つのレーダレーザの双方を用いて車両前方を監視することができる。
【００３５】
本実施例のシステムは、一の駅における車両隊列の発着状態に応じて、後続する駅に停車している車両隊列の発車許否が判断される点に第２の特徴を有している。以下、図３および図４を参照して、上記第２の特徴部について説明する。
図３は、直線部１８に並んで配置される第４駅３０と第５駅３２との間の運行規則を説明するための図を示す。
【００３６】
図３（Ａ）は、第４駅３０を出発した車両隊列９６が先行する第５駅３２に到着する前に第４駅３０に後続する車両隊列９８が到着した状態を示す。本実施例において、管制センタ５２は、かかる状況下では第４駅３０の車両隊列の発車を禁止する。
図３（Ｂ）は、上記図３（Ａ）に示す状態が維持された後、車両隊列９６が第５駅３２に到着した後の状態を示す。管制センタ５２は、かかる状況が形成されると、第４駅３０に停車している車両隊列９８の発車を許可する。
【００３７】
上述した運行規則は、第４駅３０と第５駅３２との間で守られていると共に、直線部１６，１８に並んで配置される他の全ての駅間でも同様に守られている。本実施例のシステムでは、車両隊列が直線部１６，１８に並んで配置される駅間を走行するのに要する時間に比して、車両隊列が各駅に停車する時間が短く設定されている。このため、上述した運行規則が直線部の駅で守られていると、先行する車両隊列と、後続する車両隊列とが不当に接近する事態を確実に回避することができる。
【００３８】
先行する車両隊列と後続する車両隊列とが接近するのを確実に防止するうえでは、例えば、先行する車両隊列が先行する駅を発車した後に、後続する車両隊列の発車を許可することが有効である。しかしながら、かかる手法によれば、車両隊列の運行間隔が不必要に長期化する不都合が生ずる。
これに対して、上記図３に示す運行規則によれば、車両隊列の運行間隔を適当に短縮する事ができる。また、本実施例のシステムでは、上述の如く、各自動運転車両が障害物検知センサ７８を備えている。このため、何れかの駅で車両隊列が異常に長時間停車状態を維持しても、後続する車両隊列が、停車中の車両隊列に不当に接近する事はない。従って、本実施例のシステムは、複数の車両隊列を適当な運行間隔で安全に走行させるうえで有効である。
【００３９】
図４は、ループ部２０を挟んで配置される第３駅２８と第４駅３０との間の運行規則を説明するための図を示す。
図４（Ａ）は、第４駅３０および第３駅２８に、それぞれ車両隊列９６および車両隊列９８が停車している状態を示す。本実施例において、管制センタ５２は、かかる状況下では第３駅２８の車両隊列９８の発車を禁止する。
【００４０】
図４（Ｂ）は、上記図４（Ａ）に示す状態が維持された後、第４駅３０から車両隊列９６が発車した後の状態を示す。管制センタ５２は、かかる状況が形成されると、第３駅２８に停車している車両隊列９８の発車を許可する。
上述した運行規則は、第３駅２８と第４駅３０との間で守られていると共に、同様にループ部２２を挟んで配置される第６駅３４と第１駅２４との間でも守られている。自動運転車両がループ部２０，２２を走行する際には、障害物検知センサ７８が先行車両隊列を捕獲し難い状況が形成される。このため、車両隊列がループ部を走行する際には、先行する車両隊列と後続の車両隊列とが接近しないことが保証されていることが望ましい。
【００４１】
上記図４に示す運行規則によれば、ループ部２０，２２を挟んで走行する２群の車両隊列９６、９８を不当に接近させないことを保証することができる。このため、本実施例のシステムによれば、複数の車両隊列をループ部を挟んで安全に走行させることができる。
次に、図５を参照して、ループ部２０，２２を挟んで配置される第３駅２８と第４駅３０との間の運行規則の他の例について説明する。
【００４２】
以下に説明する運行規則は、図５に示す如く、ループ部２０の所定位置に通過検知センサ１００を配設することにより適用することができる。上述の如く、自動運転車両がループ部２０を走行する際には、先行する車両隊列を障害物センサ７８によって捕獲し難い状態が生ずる。通過検知センサ１００は、このような状態が発生する領域の境界部に配設されている。
【００４３】
図５（Ａ）は、第３駅２８を発車した車両隊列９６が通過検知センサ１００の上部を通過している状態を示す。車両隊列９６が通過検知センサ１００を通過し終える以前に停止した場合は、その後、後続する車両隊列９８が第３駅２８を発車すると、車両隊列９８の障害物センサ７８が適正に車両隊列９６を捕獲しない事態が生じ得る。従って、車両隊列９６が通過検知センサ１００を通過し終えるまでは、後続する車両隊列９８を第３駅２８から発車させないことが適切である。本運行規則によれば、管制センタ５２は、かかる状況下では第３駅２８の車両隊列９８の発車を禁止する。
【００４４】
図５（Ｂ）は、第３駅２８を発車した車両隊列９６が通過検知センサ１００を通過した後の状態を示す。車両隊列９６が通過検知センサ１００を通過した後に停車した場合は、後続する車両隊列９８が車両隊列９６に接近する過程で、車両隊列９８の障害物センサ７８が確実に先行する車両隊列９８を捕獲する。従って、先行する車両隊列９６が通過検知センサ１００を通過した後は、車両隊列の運行間隔を短縮するうえで、後続する車両隊列９８が第３駅２８を出発するのを許可することが適切である。
【００４５】
通過検知センサ１００は、第３駅２８を発車した車両隊列を構成する全ての自動運転車両の通過を検出すると、車両隊列の通過を管制センタ５２に報知する。管制センタ５２は、上記の報知を受けると、第３駅に停車している車両隊列の発車を許可する。上記の処理によれば、ループ部２０を挟んで配置される第３駅２８と第４駅３０との間を、適当な運行間隔で複数の車両隊列を安全に走行させることができる。
【００４６】
上述した運行規則は、第３駅２８と第４駅３０との間に適用することができると共に、第６駅３４と第１駅２４との間にも適用することができる。直線部１６，１８に並んで配置される駅間に上記図３に示す運行規則を適用し、かつ、第３駅２８と第４駅との間、および、第６駅３４と第１駅２４との間の双方に上記の運行規則を適用すると、本実施例の自動交通システムにおいて複数の車両隊列を適当な運行間隔で安全に走行させることが可能である。
【００４７】
尚、上記の実施例においては、障害物センサ７８が特許請求の範囲記載の「監視手段」に、自動運転車両が障害物センサ７８が先行する車両隊列を検出した際にその車両隊列の後方の所定の領域を車両が進入すべきでない閉塞区間と認識することにより特許請求の範囲記載の「閉塞区間設定手段」が、閉塞区間が認識された場合に車両を停止状態に導くことにより特許請求の範囲記載の「走行制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００４８】
また、上記の実施例においては、第１駅２４〜第６駅３４に配設される路車間通信機３６〜４６、および、通過検知機１００が特許請求の範囲記載の「スポット通信機」に相当している。
ところで、上記の実施例においては、障害物センサ７８をレーザレーダを用いて構成することとしているが、障害物センサ７８を実現する機構はレーザレーダに限定されるものではなく、ミリ波レーダ、画像センサ、または、超音波センサ等を用いることとしてもよい。
【００４９】
次に、図６乃至図１２を参照して、本発明の第２実施例について説明する。本実施例の自動交通システムは、第１実施例の自動運転車両を図６に示すインフラ施設上で走行させることにより実現される。
図６は、本実施例の自動運転システムのインフラ施設を模式的に表した図を示す。図６に示すインフラ施設は、本線１１０、待機線１１２〜１２６、および、第１駅１２８〜第５駅１３６を備えている。本線１１０および待機線１１２〜１２６には、第１実施例の場合と同様にレーンマーカが敷設されている。自動運転車両は、そのレーンマーカに沿って走行する。本実施例において、本線１１０は、“１”〜“３８”の閉塞区間に区分されている。
【００５０】
図７は、一の閉塞区間を拡大して表した図を示す。図７に示す如く、閉塞区間の境界部には路車間通信機１３８が配設されている。路車間通信機１３８は、第１実施例の場合と同様に管制センタ５２に接続されている。路車間通信機１３８は、車両が閉塞区間の境界部を通過する際に、個々の自動運転車両に対して、自己のＩＤ情報等を送信する。
【００５１】
閉塞区間の境界部には、路車間通信機１３８と共に磁気マーカ１４０が配設されている。磁気マーカ１４０は、第１実施例のける基準マーカ５４または停止指示マーカ５８と同様に機能するマーカである。上記の構成によれば、本線１１０を走行する自動運転車両は、路車間通信機１３８の通信領域内で磁気マーカ１４０の磁界を検出する。
【００５２】
上記の構成によれば、自動運転車両は、磁気マーカ１４０を通過する毎に、すなわち、閉塞区間の境界部を通過する毎に本線１１０上での絶対位置を検出することができる。また、上記の構成によれば、位置検知センサ７４が、路車間通信機１３８の通信領域外でノイズを検出した際に、そのノイズを磁気マーカ１４０の磁界と誤認識するのを防止することができる。
【００５３】
自動運転車両を、所定のパターンで駅間を精度良く走行させるためには、自動運転車両が、磁気マーカの位置を誤検出することなく、自己の絶対位置を正確に検知し得ることが望ましい。従って、本実施例の自動運転システムによれば、自動運転車両を、正確に所定パターンで駅間を運航させることができる。
以下、図８乃至図１２を参照して、本実施例の自動交通システムで用いられる運航規則について説明する。
【００５４】
図８は、本実施例の自動交通システムで用いられる基本的な運航規則を説明するための図を示す。
図８（Ａ）は、管制センタ５２が、任意の閉塞区間ｎ＋３に車両隊列が存在すると認識する場合の状態を示す。本実施例において、路車間通信機１３８は、車両隊列の先頭車両の通過を検知すると、次の閉塞区間に車両隊列がチェックインしたことを管制センタ５２に報知する。また、路車間通信機１３８は、車両隊列の最後尾の車両の通過を検知すると、前の閉塞区間から車両隊列がチェックアウトしたことを管理センタ５２に報知する。
【００５５】
従って、図８（Ａ）に示す状態は、閉塞区間ｎ＋３の進入側に配設される路車間通信機１３８が車両隊列のチェックインを管理センタ５２に報知し、かつ、閉塞区間ｎ＋３の脱出側に配設される路車間通信機１３８が車両隊列のチェックアウトを管理センタ５２に報知していない状況下で実現される。管理センタ５２は、かかる状況下では、閉塞区間ｎ＋３の２つ前の閉塞区間ｎ＋１の進入側に配置される路車間通信機１３８に対して、後続の車両隊列１４２の停止を要求する指令信号を発する。
【００５６】
図８（Ｂ）は、上記図８（Ａ）に示す状況下で停止指令を受けた車両隊列１４２が停止した状態を示す。本実施例において、車両隊列１４２は、路車間通信機１３８から停止指令を受けた後速やかに減速処理を開始し、図８（Ｂ）に示す如く次の路車間通信機１３８の通信領域内で、すなわち、閉塞区間ｎ＋１の脱出側に配設された路車間通信機１３８の通信領域内で停止する。
【００５７】
本実施例において、車両隊列１４２を停止させた場合は、その後、車両隊列１４２の停止の原因が消滅した時点で車両隊列１４２に走行を再開することを指令する必要がある。本実施例のシステムは、車両隊列１４２と管制センタ５２との通信を連続的に確保する通信手段を備えていない。このため、車両隊列１４２を停止させる場合は、管制センタ５２からの指示が得られるように、何れかの路車間通信機１３８の通信領域内で停止させることが必要である。
【００５８】
図９は、先行する車両１４４が、閉塞区間ｎ＋３に進入した直後に停止した状態を示す。図９に示す如く、車両１４４が閉塞区間ｎ＋３に進入した直後に停止した場合は、車両隊列１４６の最後尾の車両が、閉塞区間ｎ＋３の進入側に配設される路車間通信機１３８の通信領域内に存在することがある。
従って、管制センタ５２が、閉塞区間ｎ＋３に車両隊列１４４が存在すると認識している場合は、後続する車両隊列１４２を、閉塞区間ｎ＋ｎの進入側に配設される路車間通信機１３８の通信領域内で停止させることが適切である。上述の如く、本実施例のシステムでは、かかる要求を満たす運航規則が用いられている。このため、本実施例の自動交通システムによれば、複数の車両隊列を安全に自動運転させることができる。
【００５９】
図１０は、路車間通信に異常が認められる場合の運航規則を説明するための図を示す。
本実施例において、路車間通信機１３８と車両隊列とは、車両隊列が閉塞区間の境界部を走行する際に路車間通信が適正に実行されたか否かを判別する。その結果、路車間通信が適正に実行されていないと判別される場合は、所定回数に渡って相互通信を繰り返す。
【００６０】
管制センタ５２は、車両隊列が閉塞区間の境界部を通過する際に、路車間通信１３８と車両隊列との通信が、所定回数に渡って適当に実行されない場合は、インフラ側の路車間通信機１３８、または、車両側の路車間通信機６６に異常が生じていると判断する。そして、管理センタ５２は、通信の異常が認められた場合は、その異常の生じた路車間通信機１３８を介して車両隊列に対して停止指令を発する。
【００６１】
図１０は、車両隊列１４２が任意の閉塞区間ｎ＋１の進入する際に通信の異常が判定された場合を示す。この場合、管制センタ５２は、閉塞区間ｎ＋１の進入側に配設された路車間通信機１３８を介して車両隊列１４２に対して停止指令を発する。この場合、車両隊列１４２は、速やかに減速処理を開始し、閉塞区間ｎ＋１の脱出側に配設された路車間通信機１３８の通信領域内で停止する。
【００６２】
車両隊列１４２が、上記図８に示す運航規則に従って本線１１０上を走行している場合、車両隊列１４２が、停止指令を受けることなく閉塞区間ｎ＋１に進入するのは、閉塞区間ｎ＋２に先行する車両隊列が存在しない場合に限られる。従って、路車間通信の異常が認められた後、上記の如く車両隊列１４２の停止を図ることによれば、先行する車両隊列１４４と、後続の車両隊列１４２との間に少なくとも一閉塞区間の距離を確保することができる。このため、本実施例の自動交通システムによれば、路車間通信機１３８、６６に異常が生じた場合においても、複数の車両隊列を安全に自動運転させることができる。
【００６３】
図１１は、待機線で待機している自動運転車両を本線１１０に合流させる際の運航規則を説明するための図を示す。
本実施例の自動交通システムは、乗客数の増加に合わせて車両隊列の編成数を増加させる機能を備えている。かかる機能は、車両隊列１４８が所定の閉塞区間ｎ＋２に存在する場合に、閉塞区間ｎ＋２に続く待機線で待機している自動運転車両１４６を、車両隊列１４８の最後尾に合流させることにより実現できる。
【００６４】
本実施例において、管制センタ５２は、自動運転車両１４６を本線１１０に合流させるに先立って、閉塞区間ｎ＋１の進入側および脱出側に配設される路車間通信機１３８を用いて、閉塞区間ｎ＋１に車両隊列が存在するか否かを判別する。そして、閉塞区間ｎ＋１に車両隊列が存在しないと判別される場合にのみ、待機線から本線１１０への自動運転車両１４６の合流を許可する。
【００６５】
上記の処理によれば、自動運転車両１４６を、他の自動運転車両と干渉させることなく本線１１０に合流させることができる。このため、本実施例の自動交通システムによれば、車両隊列の編成数を、安全に増加させることができる。
図１２は、本線１１０に存在する自動運転車両を待機線に脱出させる際の運航規則を説明するための図を示す。
【００６６】
本実施例の自動交通システムは、乗客数の減少に合わせて車両隊列の編成数を減少させる機能を備えている。かかる機能は、車両隊列１５０が所定の閉塞区間ｎに存在する場合に、車両隊列１５０の先頭車両１５２を、その閉塞区間ｎに続く待機線に脱出させることにより実現できる。
本実施例において、管制センタ５２は、自動運転車両１５２を待機線に脱出させるに先立って、待機線の進入側に配設される路車間通信機１３８を用いて、待機線に自動運転車両１５２を収納するスペースが空いているか否かを確認する。そして、そのスペースが空いていると判別される場合にのみ、本線１１０から待機線への自動運転車両１５２の脱出を許可する。
【００６７】
上記の処理によれば、自動運転車両１５２を、他の自動運転車両と干渉させることなく本線１１０から待機線１０に脱出させることができる。このため、本実施例の自動交通システムによれば、車両隊列の編成数を、安全に減少させることができる。
尚、上記の実施例においては、路車間通信機１３８が前記請求項２記載の「スポット通信機」に相当している。
【００６８】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、インフラ施設と車両との連続的な通信を可能とする通信手段を設けることなく、個々の車両隊列に、それらの進行方向に閉塞区間を設定させることができる。このため、本発明によれば、複数台の車両を安全に隊列走行させる走行支援装置を安価に実現することができる。
【００６９】
請求項２記載の発明によれば、車両が所定の軌道に沿って走行する際に適宜インフラ施設と車両との間で路車間通信を行い得るシステムを安価に実現することができる。
請求項３記載の発明によれば、インフラ施設から車両に対して発車関連情報および停車関連情報を提供する事ができる。このため、本発明によれば、車両隊列の発車状況および停車状況を適正に管理し得るシステムを安価に実現することができる。
【００７０】
また、請求項４記載の発明によれば、監視手段が車両前方を監視し難い軌道上の曲線部で、インフラ施設から車両に対して必要な情報を提供し得るシステムを安価に実現する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である自動交通システムのインフラ施設を模式的に表した図である。
【図２】本発明の第１実施例である自動交通システムの電気的な構成を表すブロック構成図である。
【図３】本発明の第１実施例において直線部に隣接して配置される駅間に適用される運航規則を説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施例においてループ部を挟んで配置される駅間に適用される運航規則の一例を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施例においてループ部を挟んで配置される駅間に適用される運航規則の他の例を説明するための図である。
【図６】本発明の第２実施例である自動交通システムのインフラ施設を模式的に表した図である。
【図７】図６に示すインフラ施設の閉塞区間を拡大して表した図である。
【図８】本発明の第２実施例の自動交通システムにおいて用いられる基本的な運航規則を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施例の自動交通システムにおいて用いられる基本的な運航規則により得られる効果を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２実施例の自動交通システムにおいて路車間通信に異常が認められる場合に用いられる運航規則を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施例の自動交通システムにおいて待機線から本線に自動運転車両を合流させる際に用いられる運航規則を説明するための図である。
【図１２】本発明の第２実施例の自動交通システムにおいて本線から待機線に自動運転車両を脱出させる際に用いられる運航規則を説明するための図である。
【符号の説明】
１２  本線
２４，２６，２８，３０，３２，３４  第１駅乃至第６駅
３６，３８，４０，４２，４４，４６，４８，１３８  路車間通信機
５２  管制センタ
５４  基準マーカ
５８  停止指示マーカ
６１，９４  無線機
７８  障害物センサ
１００  通過検知センサ
１４０  磁気マーカ
ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３  閉塞区間
【図１】
0003607966.tif 000002
【図２】
0003607966.tif 000003
【図３】
0003607966.tif 000004
【図４】
0003607966.tif 000005
【図５】
0003607966.tif 000006
【図６】
0003607966.tif 000007
【図７】
0003607966.tif 000008
【図８】
0003607966.tif 000009
【図９】
0003607966.tif 000010
【図１０】
0003607966.tif 000011
【図１１】
0003607966.tif 000012
【図１２】
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