(57)【要約】【課題】１列車の走行のみを許可する駅間の走行許可情報が通信障害等で誤って複製されることを防止し、安全な列車の運行を実現する信号保安システムを提供する。【解決手段】駅間の走行許可情報を、駅の地上装置と列車の車上装置との間あるいは駅の地上装置同士の間で電子的に送受信する際に、複数の通信を段階的に行う。また、走行許可情報は送信装置側で送信の度に異なる識別情報が付加される。更に、走行許可情報は送信側装置で２つ以上に分割され、受信装置側で分割された走行許可情報を合成して有効な走行許可情報とする。【選択図】図２
2014144664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の衝突を防止するために２つ以上の列車の走行を禁止している駅間において、
当該駅間の走行許可を与える走行許可情報を、駅の地上装置と列車の車上装置の間あるいは駅の地上装置同士の間で電子的に送受信する際に、
複数に分割された前記走行許可情報を、複数回の通信により段階的に送信することを特徴とする信号保安システム。
【請求項２】
請求項１に記載の信号保安システムにおいて、前記走行許可情報の送信側装置は、
前記走行許可情報へ送信の度に異なる識別情報を付加することを特徴とする信号保安システム。
【請求項３】
請求項１に記載の信号保安システムにおいて、前記走行許可情報は、
前記走行許可情報の送信側装置によって２つ以上に分割され、
前記分割された走行許可情報は、受信側装置によって再び有効な１つの走行許可情報として合成されることを特徴とする信号保安システム。
【請求項４】
請求項２に記載の信号保安システムにおいて、前記走行許可情報は、
前記走行許可情報の送信側装置によって２つ以上に分割され、
前記分割された走行許可情報は、受信側装置によって再び有効な１つの走行許可情報として合成されることを特徴とする信号保安システム。
【請求項５】
請求項３に記載の信号保安システムにおいて、前記受信側装置は、
前記分割された走行許可情報を受信する毎に、前記送信側装置へ受信応答情報を送信することを特徴とする信号保安システム。
【請求項６】
請求項４に記載の信号保安システムにおいて、前記受信側装置は、
前記分割された走行許可情報を受信する毎に、前記送信側装置へ受信応答情報を送信することを特徴とする信号保安システム。
【請求項７】
請求項５に記載の信号保安システムにおいて、前記送信側装置は、
前記受信応答情報を受信すると、送信が完了した前記分割された走行許可情報を無効化することを特徴とする信号保安システム。
【請求項８】
請求項６に記載の信号保安システムにおいて、前記送信側装置は、
前記受信応答情報を受信すると、送信が完了した前記分割された走行許可情報を無効化することを特徴とする信号保安システム。
【請求項９】
請求項１に記載の信号保安システムにおいて、前記走行許可情報の送信側装置は、
前記走行許可情報を暗号化し、
前記暗号化された走行許可情報と、前記暗号化された走行許可情報を復号するための鍵情報と、を段階的に送信することを特徴とする信号保安システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の信号保安システムにおいて、前記暗号化された走行許可情報及び前記鍵情報の受信側装置は、
前記暗号化された走行許可情報または前記鍵情報を受信する毎に、前記送信側装置へ受信応答情報を送信することを特徴とする信号保安システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の信号保安システムにおいて、前記送信側装置は、
前記受信応答情報を受信すると、送信が完了した前記走行許可情報を無効化することを特徴とする信号保安システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の信号保安システムにおいて、前記走行許可情報の送信側装置は、
前記走行許可情報を圧縮し、
前記圧縮された走行許可情報を段階的に送信することを特徴とする信号保安システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の信号保安システムにおいて、前記圧縮された走行許可情報の受信側装置は、
前記圧縮された走行許可情報を受信する毎に、前記送信側装置へ受信応答情報を送信することを特徴とする信号保安システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の信号保安システムにおいて、前記送信側装置は、
前記受信応答情報を受信すると、送信が完了した前記走行許可情報を無効化することを特徴とする信号保安システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車を衝突させることなく安全に走行させることができる信号保安システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
列車の衝突を回避し、列車走行の安全性を確保するためには、列車の在線位置を検知して、互いの列車が衝突しないように各列車を制御する必要がある。したがって、列車の位置検知のための装置や、列車を制御するための装置が必要となる。しかし、運行する列車本数が少ない線区では、上記の装置の初期コスト、メンテナンスコストが問題となり、大掛かりな装置を導入することは難しい。
【０００３】
また、需要の少ない路線では、列車の運行間隔を短くする必要が無いため、１駅間に１列車しか走行させない駅間一閉塞という考え方で安全性を確保していることが多い。
【０００４】
駅間一閉塞を実現する方法として、スタフ閉塞式、タブレット閉塞式といった古くから使われている方式がある。これらの方式は通票と呼ばれる駅間を走行するための許可証を使った方式である。スタフ閉塞式もタブレット閉塞式も各駅間に通票は１個しか同時には存在しない構成となっており、通票を持っている列車のみが駅間を走行できるようにすることで、駅間一閉塞を実現している。
【０００５】
通票を電子化したシステムは、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では各駅間に固有の通票を電子データとして作成する。列車が発車するときに、発車する側の駅に設置された地上装置から通票を無線で列車に送信し、送信後は発車する側の駅と列車が向かう駅の両方の地上装置をロックし、解除されるまで通票は送信しない。
【０００６】
列車が発車して、到着駅に着いたとき、通票を着いた駅の地上装置に送信し、地上装置で通票を確認し、合っていれば、列車が発車した駅と列車が着いた駅の両方の地上装置のロックを解除し、再び通票を列車に送信できるようになる。このように通票の送信のロックと解除を行うことにより、駅間に通票を持って走行する列車を１列車に限定し、駅間一閉塞を実現して安全性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公平２−６２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
スタフ閉塞式とタブレット閉塞式では、通票は物理的な物であり、駅で駅員と運転手が扱う必要があり、手間がかかり列車本数が増えると対応しきれない。また、運転手が通票を受取っていない列車を発車させるといったヒューマンエラーが生じる可能性がある。
【０００９】
通票を電子化することで、運転手および駅員の作業を減らし、運転手や駅員のヒューマンエラーは防止することができる。しかし、通票の送受信時に通信障害等が発生した場合、通票が複製されてしまう可能性があり、もし複製された場合には複数の異なる列車が通票を保持する事になり衝突の危険が生じる。
【００１０】
本発明の目的は、通信障害等で誤って電子通票が複製されることを防止し、安全な列車の運行を実現する信号保安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】
【００１１】
本発明では、上記課題を解決するために、列車の衝突を防止するために２つ以上の列車の走行を禁止している駅間の信号保安システムにおいて、当該駅間の走行許可を与える情報を、駅の地上装置と車上装置あるいは駅の地上装置同士の間で電子的に送受信する際に、分割された前記走行許可情報を複数回の通信により段階的に送信する。また、走行許可情報は送信装置側で送信の度に異なる識別情報が付加される。更に、走行許可情報は送信側装置で２つ以上に分割され、受信装置側で分割された走行許可情報を合成して有効な走行許可情報としても良い。
【発明の効果】
【００１２】
駅間の走行許可を与える情報が同時に複数存在することを防ぐことができ、安全な列車の運行を実現できる。なお、前述以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施例１における通票を使った基本的な信号保安システムの仕組みの概念図である。
【図２】図２は、実施例１における通票の送受信の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図３】図３は、実施例２における通票の再発行が必要な状況を示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１５】
本発明は、列車の衝突を防止するために２つ以上の列車の走行を禁止している駅間において、駅間の走行許可を与える情報が同時に複数存在することなく、列車を安全に走行させるという目的を、単純なシステム構成で実現したものである。
【実施例１】
【００１６】
まず、図１に通票を使った基本的な信号保安システムの仕組みを示す。
【００１７】
図１において、Ａ駅とＢ駅間の走行許可を意味する電子的な通票１０１は、全体のシステムとしての処理の流れを示しているため複数記載されているが、実際には１つしか存在せず、列車１０２の車上装置１０６またはＡ駅の地上装置１０３ａ、Ｂ駅の地上装置１０３ｂのいずれかにあり、同時に複数存在することはない。なお、以降の説明でＡ駅の地上装置１０３ａ、Ｂ駅の地上装置１０３ｂを地上装置１０３と総称することがある。
【００１８】
まずはＡ駅の地上装置１０３ａに通票１０１があり、列車１０２がＡ駅を出発してＢ駅に向かう場合の処理の流れを述べる。
【００１９】
Ａ駅に在線する列車１０２の車上装置１０６は、Ｂ駅に向けて発車するための発車許可要求を、Ａ駅の地上装置１０３ａに駅列車伝送装置１０５を介して送信する。駅列車伝送装置１０５は地上装置１０３ａと車上装置１０６間の情報の送受信を可能にする装置で、短距離の限定された範囲のみ通信できればよく、トランスポンダ、バリス、汎用の無線機等、様々な装置を用いることができ、本発明において駅列車伝送装置１０５は特定しない。
【００２０】
列車１０２の車上装置１０６より発車許可要求を受信したＡ駅の地上装置１０３ａは自身が通票１０１を持っている場合は、通票１０１を、駅列車伝送装置１０５を介して列車１０２の車上装置１０６へと送信し、Ａ駅の地上装置１０３ａにあった通票１０１を削除する。
【００２１】
Ａ駅の地上装置１０３ａが通票１０１を持っていない場合は、駅間伝送線１０４を介して、Ｂ駅の地上装置１０３ｂに通票１０１を要求する。要求を受けたＢ駅の地上装置１０３ｂは通票１０１を持っていれば、駅間伝送線１０４を介して通票１０１をＡ駅の地上装置１０３ａに送信し、Ｂ駅の地上装置１０３ｂ内にあった通票１０１を削除する。
【００２２】
駅間伝送線１０４は通票１０１を送受信できれば良いため、少ない通信容量でも動作可能である。無線、電話線、ＩＳＤＮ（登録商標）専用線、イーサネット（登録商標）等様々な伝送線が適用可能であり、本発明では、駅間伝送線１０４は特定しない。
【００２３】
Ｂ駅の地上装置１０３ｂから通票１０１を受信したＡ駅の地上装置１０３ａは、通票１０１を、駅列車伝送装置１０５を介して車上装置１０６へ送信し、Ａ駅の地上装置１０３ａ内にあった通票１０１を削除する。
【００２４】
Ａ駅の地上装置１０３ａと、Ｂ駅の地上装置１０３ｂの両方が通票１０１を持っていない場合は、Ａ駅とＢ駅の間に通票１０１を持って走行中の列車がいることを意味しており、Ａ駅、Ｂ駅どちらからも列車を発車させることはできない。地上装置１０３ａは、Ｂ駅からＡ駅へ到着した他の列車または地上装置１０３ｂから通票１０１を受信したら、車上装置１０６に通票１０１を送信する。
【００２５】
列車１０２の車上装置１０６は、地上装置１０３ａより通票１０１を受信する。車上装置１０６は、通票１０１を受信するまではＡ駅を発車することができないようにブレーキを出力する。車上装置１０６は、通票１０１を受信したときＡ駅を発車できるようにブレーキを緩め解除する。
【００２６】
車上装置１０６は列車１０２がＢ駅に到着したとき、持っている通票１０１を駅列車伝送装置１０５経由で地上装置１０３ｂに送信し、車上装置１０６は持っていた通票１０１を削除する。
【００２７】
車上装置１０６から通票１０１を受信したＢ駅の地上装置１０３ｂは通票１０１を保持する。このとき、通票１０１を保持しているのはＢ駅の地上装置１０３ｂのみであり、他の地上装置、列車が保持していることはない。
【００２８】
駅の転轍機の制御については、発条転轍機を用いれば制御は必要ない。あるいは連動装置を設置し、転轍機の転換、鎖錠を実施し、進路を確保した後に通票１０１を車上装置１０６に送信することで安全に転轍機を制御することが可能となる。
【００２９】
以上のように信号保安システムを構成することにより、唯一存在する通票１０１を持つ列車１０２のみがＡ駅とＢ駅との間を走行できるようにし、駅間に在線する列車を１列車のみとすることが可能となり、駅間一閉塞を実現でき列車１０２を安全に走行させることが可能となる。
【００３０】
次に、本発明の実施例１を図１及び図２で説明する。
【００３１】
図２は、本実施例における通票の送受信のシーケンス図である。図２は通票１０１を地上装置１０３ａから車上装置１０６に送信する場合を想定している。まず、通票を、個別では通票としての機能が成立しないように分割し、通し番号（以下、通番）を付けて通票２２１ａ、通票２２１ｂとする。本例では、通票１０１を通票２２１ａと２２１ｂの２つに分割した場合について説明する。なお、通票１０１の分割数は２つではなく３つ以上でもよい。
【００３２】
また、通番の異なる組み合わせも通票として機能が成立しないようにする。例えば、通票１０１の内容が“ＡＡＡＢＢＢ”で通番が“０１”であれば、例えば、分割した通票２２１ａは“ＡＡＡ０１”、通票２２１ｂは“ＢＢＢ０１”とし、同じ通番である通票２２１ａと通票２２１ｂが組み合わさって初めて有効な通票とする。逆に、分割した通票２２１ａは“ＡＡＡ０１”、通票２２１ｂは“ＢＢＢ０２”であれば、通票２２１ａと通票２２１ｂを組み合わせても有効な通票とはしない。
【００３３】
（１）通信１：２０１（通票２２１ａの送信と受領確認）
（１−１）時系列２１１：
１段階目（１回目）の通信２０１では、時系列２１１時点で、Ａ駅の地上装置１０３ａは、分割した通票のうち“ＡＡＡ０１”という内容を持つ通票２２１ａを駅列車伝送装置１０５経由で列車１０２の車上装置１０６へ送信する。分割した通票のうち“ＡＡＡ０１”を更に分割し、“ＡＡＡ”と”０１“とに再分割して送信してもよい。
【００３４】
（１−２）時系列２１２：
１段階目の通信２０１の時系列２１２時点で、車上装置１０６が通票２２１ａを受信すると、車上装置１０６は通票２２１ａの受信応答を駅列車伝送装置１０５経由で地上装置１０３ａに送信する。なお、地上装置１０３ａは、車上装置１０６から通票２２１ａの受信応答が来るまで通票２２１ａを送信し続ける。
【００３５】
一時的な通信障害等が発生し通票２２１ａの受信をできなくても、地上装置１０３ａが通票２２１ａの受信応答が来るまで通票２２１ａを送信し続けることにより、車上装置１０６は、通票２２１ａの受信を確実に行うことができる。
【００３６】
（１−３）時系列２１３：
１段階目の通信２０１の時系列２１３時点で、地上装置１０３ａが車上装置１０６から通票２２１ａの受信応答を駅列車伝送装置１０５経由で受信すると、地上装置１０３ａは通票２２１ａの送信を止め保持している通票２２１ａを削除し、通票２２１ｂのみを保持する。なお、車上装置１０６は、通票２２１ａの受信応答を、地上装置１０３ａから通票２２１ｂを受信するまで送信し続ける。
【００３７】
一時的な通信障害等が発生し通票２２１ａの受信応答の受領ができなくても、車上装置１０６が通票２２１ａの受信応答を次の通票２２１ｂを受信するまで送信し続けることにより、地上装置１０３ａは、通票２２１ａの受信応答を確実に受領できる。
【００３８】
また、通票の送信履歴管理のため、保持している通票２２１ａを削除するのではなく、“無効”である旨の情報を分割した通票に付加して無効化して保持しておいてもよい。
【００３９】
以上の１段階目（１回目）の通信２０１により、“ＡＡＡ０１”という内容を持つ通票２２１ａをＡ駅の地上装置１０３ａから列車１０２の車上装置１０６へ確実に移動できる。そのため、列車１０２の車上装置１０６のみが通票２２１ａを保持し、他の列車の車上装置や駅の地上装置が同じ通票２２１ａを保持することを防止できる。
【００４０】
（２）通信２：２０２（通票２２１ｂの送信と受領確認）
（２−１）時系列２１４：
２段階目（２回目）の通信２０２では、時系列２１４時点で、Ａ駅の地上装置１０３ａは、分割した通票のうち“ＢＢＢ０１”という内容を持つ通票２２１ｂを駅列車伝送装置１０５経由で列車１０２の車上装置１０６へ送信する。
【００４１】
（２−２）時系列２１５：
２段階目の通信２０２の時系列２１５時点で、車上装置１０６が通票２２１ｂを受信すると、車上装置１０６は通票２２１ｂの受信応答を駅列車伝送装置１０５経由で地上装置１０３ａに送信する。なお、地上装置１０３ａは、車上装置１０６から通票２２１ｂの受信応答が来るまで通票２２１ｂを送信し続ける。
【００４２】
地上装置１０３ａが通票２２１ｂの受信応答が来るまで通票２２１ｂを送信し続けることにより、地上装置１０３ａは、車上装置１０６における通票２２１ｂの受信完了を確実に確認できる。
【００４３】
（２−３）時系列２１６：
２段階目の通信２０２の時系列２１６時点で、地上装置１０３ａは、車上装置１０６から通票２２１ｂの受信応答を受信すると、通票２２１ｂの送信を止め、保持している通票２２１ｂを削除する。車上装置１０６は、通票２２１ｂの受信応答を、出発するまで送信し続ける。
【００４４】
以上の２段階目（２回目）の通信２０２により、“ＢＢＢ０１”という内容を持つ通票２２１ｂをＡ駅の地上装置１０３ａから列車１０２の車上装置１０６へ確実に移動できる。そのため、列車１０２の車上装置１０６のみが通票２２１ｂを保持し、他の列車の車上装置や駅の地上装置が同じ通票２２１ｂを保持することを防止できる。
【００４５】
列車１０２の車上装置１０６内に、“ＡＡＡ０１”という内容を持つ分割された通票２２１ａと“ＢＢＢ０１”という内容を持つ通票２２１ｂが揃う。この通番“０１”が一致した通票を合成することにより、列車１０２は、Ａ駅からＢ駅への通行が許可される“ＡＡＡＢＢＢ０１”という通票１０１を得ることができる。
【００４６】
上記の機能・処理を列車の車上装置及び駅の地上装置に実装することで、どの時系列で通信障害等が発生しても通票としての機能を持つ通票２２１ａ、通票２２１ｂの組み合わせが、駅と列車において同時に存在する事はなく、通票を安全に送受信する事が出来る。これは列車から地上装置への通票の送受信や、異なる駅の地上装置同士の通票の送受信でも同様である。
【００４７】
また、通票を暗号化し暗号化された通票の情報と、暗号化された通票の情報を復号するための鍵情報を、段階的に送受信して列車走行の安全を確保することもできる。また、分割した通票の送信データ量を圧縮等で少なくして、圧縮した通票を送信し受信した側で伸長して分割した通票を取得してもよい。また、上記の通信状況、分割した通票の移動状況、受信応答の送信・受領状況、通票発行来歴などを地上装置１０３ないし車上装置１０６などの表示装置（図示せず）に表示して信号保安システムの状態を把握できるようにしてもよいし、保守データとして記憶装置（図示せず）に格納し管理してもよい。
【００４８】
なお、地上装置１０３ａが通票２２１ｂを削除する前に、列車１０２が通票２２１ａと通票２２１ｂとを合成した通票１０１を得ることができる。そのため、地上装置１０３ａが通票２２１ｂを保持したまま、列車１０２が出発してしまう可能性がある。
【００４９】
そこで、本発明では、駅の地上装置１０３が通票の送信を完了する毎に通番を、例えば“０１”から“０２”へと更新する。これにより、列車１０２の車上装置１０６が次に通票を受信する時は、通番が更新された通票（例えば“ＡＡＡＢＢＢ０２）”を受信するため、通票が複製されることはなく安全上問題はない。
【００５０】
通番が異なる通票が複数存在する可能性も考えられるが、その場合は通番を比較し、新しい通番を有する通票を有効とし、古い通番の通常を削除するなどして無効化すればよい。
【実施例２】
【００５１】
次に、本発明の実施例２を図３で説明する。
【００５２】
図３は、実施例２における通票の再発行が必要な状況を示した概念図である。
【００５３】
図３のように、Ａ駅にいる列車Ａ３０１が故障して出発できない状況にあり、先にＢ駅にいる列車Ｂ３０２をＡ駅へ出発させたい場合が存在する。この場合、通票１０１の再発行を行う必要があるが、通信２０１が完了していない状態であれば、通票１０１に付けられている通番を“０１”から“０２”に更新した通票を発行し有効な通票とする。そのため、例えＡ駅にいる列車Ａ３０１が通番“０１”である通票の分割された一方を受信していたとしても同じ通番“０１”を有する通票が複製される事はなく安全上問題はない。
【００５４】
また、この通番“０２”の通票を、上記で説明したように段階的に、Ａ駅の地上装置１０３ａからＢ駅の地上装置１０３ｂへ、Ｂ駅の地上装置１０３ｂから列車Ｂ３０２へ送信する。これにより、Ｂ駅にいる列車Ｂ３０２をＡ駅へ出発させることができる。
【００５５】
上記のように、通票を分割し分割した通票を段階的に送信する通信処理を信号保安システムに実装することにより、通票を電子化しても列車を安全に走行させることが出来る。
【００５６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
また、上記した実施例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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例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。
【００５７】
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。
【００５８】
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等の記録媒体に置いてもよい。
【００５９】
また、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】
【００６０】
１０１  通票
１０２  列車
１０３  地上装置
１０４  駅間伝送線
１０５  駅列車伝送装置
１０６  車上装置
２０１、２０２  通信
【図１】
2014144664.tif 000003
【図２】
2014144664.tif 000004
【図３】
2014144664.tif 000005