(57)【要約】【課題】運行する列車本数が少ない線区や、ＡＴＳ等の列車制御システムを構築することが困難な線区においても、運転士の技能のばらつきによる到着予定時刻のずれや乗り心地の悪化を確実に解消した上で、閉塞区間への列車進入を確実に防止する。【解決手段】列車制御システムは、二つの駅（Ａ駅とＢ駅）と、その一方の駅に到着した列車（１０２）のいずれかに、当該駅間の走行を許可する電子的な通票（１０１）を個別に定め、該通票を保持する列車のみが当該駅間の走行を可能とする。列車（１０２）に備えられた車上制御装置と各駅に備えられた地上装置との間で、通票の送受信を可能とする通信装置を備え、二つの駅（Ａ駅とＢ駅）のうち、地上装置が通票を保持する駅から、列車が発車するときに、当該地上装置から列車の車上制御装置に、通票とともに、他方の駅に到着するまでの運行情報を送信し、列車はこの運行情報に従ってＢ駅に到着までの走行を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの駅間に、当該駅間の走行を許可する電子的な通票を個別に定め、前記二つの駅および当該駅に到着した列車のいずれか一つのみが前記通票を保持可能であり、該通票を保持する列車のみが当該駅間の走行を可能とする列車制御システムであって、
前記列車に備えられた車上制御装置と各駅に備えられた地上装置との間で、前記通票の送受信を可能とする通信装置を備え、前記二つの駅のうち、前記地上装置が前記通票を保持する駅から、前記列車が発車するときに、当該地上装置から前記列車の車上制御装置に、前記通票とともに、他方の駅に到着するまでの運行情報を送信することを特徴とする列車制御システム。
【請求項２】
前記運行情報は、出発駅の出発位置から、到着駅における停車位置までの走行距離に応じた速度情報であることを特徴とする請求項１記載の列車制御システム。
【請求項３】
前記車上制御装置は受信した前記運行情報に従って加減速あるいは停車を行い、到着駅に停車までの運行を制御することを特徴とする請求項２記載の列車制御システム。
【請求項４】
前記車上制御装置は、当該列車の列車種別を到着駅の前記地上装置へ送信し、当該地上装置は、前記列車種別に応じた速度情報を、前記車上制御装置へ送信することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の列車制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駅間に在線する列車が１列車程度の列車間隔の線区において、列車を衝突させることなく安全に走行し、しかも、一定の運転パターンで安定した運転をさせることができる列車制御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、さらには、専用の通信回線を含めたインフラ整備が必要となる。
このため、運行する列車本数が少ない線区では、これらの装置を導入するための初期コスト、メンテナンスコストが問題となり、また、通信回線等のインフラが未整備の諸国では、高速で信頼性の高い通信網を前提とするＡＴＳ等の列車制御システムを構築すること自体が困難である。
【０００３】
そこで、列車本数の少ない線区では、必ずしも列車の位置検知精度が高くなくても運行に支障しないことと、単線区間が多いことから、１駅間に１列車しか在線しない駅間１閉塞という考え方で安全性を確保していることが多い。
駅間１閉塞を実現するものとして、従来から使われている方式として、スタフ閉塞式、タブレット閉塞式といった方式がある。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、各駅間を１閉塞区間とした場合、スタフ、タブレットといった通票を、出発駅で発行してもらい、次駅で返却しなければ新しい通票が発行されない構成となっており、１閉塞区間に１個の通票しか同時には存在しないようにした上で、この通票を持っている列車だけが駅間を走行できるようにすることで、駅間１閉塞を実現している。
【０００４】
下記特許文献１にみられるように、通票を電子化したシステムも開発されている。
すなわち、各駅間に固有の通票を電子データとして作成し、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する。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ようにする。
【０００５】
そして、列車が発車して、駅に着いたとき、通票を着いた駅の地上装置に送信し、地上装置で通票の確認が正常に完了すれば、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。
【０００６】
また、下記特許文献２では、駅を発車した先行車両の後部が、安全な距離長となるまで、後続車両が駅の進入するのを禁止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２６６２２４６号公報
【特許文献２】特許第４６０９９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のスタフ閉塞式とタブレット閉塞式においては、通票発行後は、次駅までの走行は、運転士により委ねられており、運転士の技能のばらつきによって駅間の走行時間、乗り心地などが大きく左右される。例えば、次駅到着時間が予定時刻から乖離したり、急激な力行ノッチ操作やブレーキノッチ操作により、加減速度が大きく変動し、乗客に不快感を与えるケースが発生し得る。
さらに、駅間の路線に、急勾配、急カーブがある場合、さらには、災害等により、特定の箇所で一旦停車を行って線路状況の安全確認を行ったり、該当区間で徐行運転を行う必要がある場合も、最終的には運転士の判断と操作に委ねられてしまう。
【０００９】
このことは、通票を電子化した場合も同様であり、単に通票を電子化しただけでは、運転士の技能のばらつき、不必要な停車や過度な徐行による走行時間等の変動を防止することはできない。
そのため、運行する列車本数が少ない線区や、ＡＴＳ等の列車制御システムを構築することが困難な線区においても、駅間１閉塞を確立した上で、運転士の技能のばらつきによる到着予定時刻のずれや乗り心地の悪化、徐行、停止指示の見過ごしを確実に防止できる列車制御システムの開発が強く要望されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明の列車制御システムは、二つの駅と、その一方の駅に到着した列車のいずれかに、当該駅間の走行を許可する電子的な通票を個別に定め、該通票を保持する列車のみが当該駅間の走行を可能とする列車制御システムであって、列車に備えられた車上制御装置と各駅に備えられた地上装置との間で、通票の送受信を可能とする通信装置を備え、二つの駅のうち、地上装置が通票を保持する駅から、列車が発車するときに、当該地上装置から列車の車上制御装置に、通票とともに、他方の駅に到着するまでの運行情報を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の列車制御システムによれば、二つの駅間に複数の通票が生成されることを防止し、車上制御装置は、通票を受信するまで、列車が発車できないようにブレーキ出力を継続することにより、駅間一閉塞を確実に実現することが可能となる。
さらに、地上装置は通票を列車に送信する際、当該通票が有効である駅間の運行情報を合わせて送信する。この運行情報は、例えば、出発駅の出発位置から隣接駅の停車位置までの走行距離に対する速度情報からなる運転パターンであり、車上制御装置は、通票とともに受信した運転パターンに従って、加減速し、隣接駅に停車することができる。
これにより、通票を使用して駅間１閉塞を実現する路線では、通票の受信によって隣接駅までの進路開通が保証されるため、駅間での停車を考慮せず、隣接駅の停車位置まで運転パターンに従って走行できる。
【００１２】
このような列車制御システムを構築することにより、運転士の技能のばらつきがあっても安定した運転を確保することが可能となる。さらに、運行情報として、自然災害や事故が発生した場合、特定区間の徐行運転指示、一次停車指示などが含まれる場合、運転士に負担を与えることなく、自動的にこの運行指示を遵守することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例における信号制御処理の概要を示す概念図
【図２】実施例における列車の出発から次駅到着までの列車の処理の流れを示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
駅間に在線する列車が１列車程度の列車間隔の線区において、駅間１閉塞を確実に実現し、合わせて運転士の技能のばらつきがあっても、安定した運転をさせるという目的を、単純なシステム構成で実現した。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１に本発明の実施例における信号制御システムの概念を示す。
図１において、Ａ駅とＢ駅間の走行許可を意味する通票（１）１０１は、図１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、本実施例では、Ａ駅−Ｂ駅間が単線であり、通票（１）１０１は、列車の進行方向に関係なくこの区間に１つ設定され、Ｂ駅−Ｃ駅など、他の駅間についても、それぞれ個別に通票が設定されるものとする。
【００１６】
まず、Ａ駅の地上装置１０３ａに、通票（１）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。
Ａ駅に停車している列車１０２は、Ｂ駅に向けて発車するための出発許可要求を、駅列車伝送装置１０５を介して地上装置１０３ａに送信する。駅列車伝送装置１０５は、地上装置１０３と列車１０２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。
【００１７】
列車１０２から発車許可要求を受信した地上装置１０３ａは、通票（１）１０１を保持しているので、この通票（１）１０１とともに、この通票（１）１０１が有効なＡ駅からＢ駅までの運行情報を列車１０２に送信する。なお、通票（１）１０１は、閉塞区間毎に１個ずつ設定されるもので、この場合、Ａ駅、Ｂ駅、そして、これらの駅間を走行する列車のいずれかが通票（１）１０１を取得すると、他には存在しないことになる。
【００１８】
また、Ｂ駅までの運行情報は、例えば、出発駅であるＡ駅の出発位置からのＢ駅の停車位置までの位置情報に対応した速度情報、あるいは、力行ノッチ情報、ブレーキノッチ情報などである。列車１０２の車上制御装置は、列車の速度情報やＧＰＳ等からＡ駅の出発位置からの位置情報を取得して、カーブや勾配等、その位置情報に対応した運行情報を読み出し、この運行情報に基づいて、列車速度を制御する。もちろん、運転士が事故回避のため緊急ブレーキを行う場合などは、こうした速度制御は自動的に解除される。
【００１９】
地上装置１０３ａが、駅列車伝送装置１０５を介してこれらの情報を列車１０２へ送信し、列車１０２がこれを受信すると、列車１０２から地上装置１０３ａに確認信号が送信される。地上装置１０３ａは、この確認信号を受信すると、地上装置１０３ａが保有していた通票（１）１０１を削除する。
【００２０】
したがって、この状態で、仮にＢ駅から通票（１）１０１を要求する信号が送られてきても、通票（１）１０１自体が存在しないため、Ｂ駅に送信されることはない。仮に、Ｂ駅に到着した対向列車が、Ｂ駅の地上装置１０３ｂに発車許可要求を行っても、Ｂ駅の地上装置１０３ｂには、この対向列車に通票（１）１０１を送信することができず、Ｂ駅を発車することはできない。これにより、Ａ駅−Ｂ駅の閉塞が確保される。
【００２１】
一方、Ａ駅において、運行情報として、例えば、車両性能と地形情報に依存して定まる照査速度パターンを列車１０２に送信すれば、車上制御装置は地形情報の記憶や、地形情報を考慮した加減速開始位置を演算することなく、この照査速度パターンにしたがって速度制御を行えばよく、高度の演算能力を必要としない。
したがって、この場合には、列車１０２は出発許可要求とともに、列車種別を送信するようにし、地上装置１０３ａは、通票（１）１０１とともに、受信した列車種別に応じた照査速度パターンを選択して列車１０２へ送信するようにする。
【００２２】
さて、列車１０２から出発許可要求を受信したとき、地上装置１０３ａが通票（１）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（１）１０１を要求する。
要求を受けた地上装置１０３ｂが通票（１）１０１を保持している場合、すなわち、列車１０２の先行列車がすでにＢ駅に到着して通票（１）１０１が返却され、しかも、その後、Ｂ駅に到着した対向列車からの出発許可要求に応じて、通票（１）１０１を送信していない場合には、駅間伝送線１０４を介してＢ駅にある通票（１）１０１を、Ａ駅にある地上装置１０３ａに送信する。地上装置１０３ａは、通票（１）１０１を受信したときに受信確認信号を送信し、地上装置１０３ｂは、これを受信することにより、通票（１）１０１がＡ駅に正常に送信されたことを確認し、地上装置１０３ｂ内にあった通票（１）１０１を削除する。
【００２３】
なお、駅間伝送線１０４は通票（１）１０１の送受信に使うのみで、少ない通信容量でも動作可能であることから、ツイストペア線、ＩＳＤＮ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。
地上装置１０３ｂから通票（１）１０１を受信した地上装置１０３ａは、通票（１）１０１を、通票（１）１０１が有効である駅間の運行情報、例えば、出発駅の出発位置から隣接駅の停車位置までの走行距離に対する速度情報とともに、駅列車伝送装置１０５を介して列車１０２へ送信する。列車１０２が正常にこれを受信したときに送信される受信確認信号を受信することにより、地上装置１０３ａは、内部にあった通票（１）１０１を削除する。
【００２４】
地上装置１０３ａと地上装置１０３ｂの両方が、通票（１）１０１を持っていない場合は、Ａ駅とＢ駅の間に通票（１）１０１を持って走行中の他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ず、地上装置１０３ａは列車１０２に通票（１）１０１を送信することができない。
そこで、地上装置１０３ａは、走行中の他の列車がＢ駅に到着し、通票（１）１０１が地上装置１０３ｂ経由で返却されるのを待って、列車１０２に通票（１）１０１を送信する。
【００２５】
列車１０２は地上装置１０３ａより、通票（１）１０１と、この通票（１）１０１が有効である駅間、すなわち、この場合Ａ駅を出発してＢ駅に到着するまでの運行情報とともに受信する。
なお、列車１０２の車上制御装置は、通票（１）１０１と、この通票（１）１０１が有効である駅間の運行情報の受信が正常に終了するまでは走行することができないようにブレーキを出力する。
【００２６】
列車１０２の車上制御装置は、通票（１）１０１と、この通票（１）１０１が有効である駅間の運行情報の両方の受信が完了したとき、ブレーキを緩解し、通票（１）１０１が有効であるＡ駅−Ｂ駅間の運行情報に従って加減速して走行する。
距離の測定は、車輪回転数を積算したり、速度を積分する等の方法やＧＰＳを利用することが考えられるが、本発明では距離の測定方法は特定しない。
また、運行情報は、例えば、Ａ駅からの距離をベースに、その地点における速度情報、制限速度情報、力行ノッチ段、ブレーキノッチ段がマップ化されたものである。この運行情報には、自然災害や事故が発生した場合、Ａ駅−Ｂ駅間における特定区間の徐行運転指示、一次停車指示なども含まれる。
【００２７】
また、列車１０２の車上制御装置は、通票（１）１０１を保持しているか否かの情報を運転士に報知することが好ましく、その方法として、ディスプレイや、ＬＥＤ等のランプのほか、ブザー等音声によるものでもよい。
さらに、通票（１）１０１が有効である駅間の運行情報を、発車駅からの走行距離と対応させて、運転士に提示することも好適であり、その表示方法も、ディスプレイ、メータ等、様々なものを採用することができる。表示する運行情報としては、例えば、列車１０２の車上制御装置が、送信された運行情報に基づいて、列車を自動運転する場合は自動運転中であること、力行ノッチ、ブレーキノッチを指示する場合は、その指示情報と現在のノッチ位置などを表示する。
【００２８】
列車１０２がＢ駅に到着したとき、持っている通票（１）１０１を駅列車伝送装置１０５を介してＢ駅の地上装置１０３ｂに送信する。地上装置１０３ｂが通票（１）１０１を受信したのを確認した後、列車１０２の車上装置は、保持していた通票（１）１０１を削除する。
列車１０２から通票（１）１０１を受信した地上装置１０３ｂは、通票（１）１０１を保持することになるが、このとき、通票（１）１０１を保持しているのは地上装置１０３ｂのみとなり、他の地上装置、列車が保有することはない。
【００２９】
以上のように列車制御システムを構成し、地上装置１０３から通票（１）１０１を当該通票が有効となる駅間の運行情報とともに送信することにより、運転士の技能のばらつきがあっても安定した運転を確保することが可能となる。
本実施例における列車１０２の発車から次駅到着までの処理の流れを図２に示す。本実施例では、地上装置１０３ａが運行情報として、Ａ駅を出発してＢ駅に到着するまでの、位置−速度情報マップである運転パターンを列車１０２に送信するものとする。
本実施例では、図２のステップ２０１〜ステップ２１２により列車１０２の走行の安全性と駅間走行の安定性を確保する。
【００３０】
ステップ２０１：列車１０２の車上制御装置は、Ａ駅に到着し、乗客の乗降が終了し、車両ドアが完全に閉じられるまで、ブレーキを継続し、ステップ２０２へ進む。
ステップ２０２：Ａ駅からＢ駅に向けて発車するため、出発許可要求を列車１０２列車種別とともに地上装置１０３に送信する。ステップ２０３へ進む。
ステップ２０３：通票（１）１０１と通票（１）１０１が有効である駅間の運行情報、すなわち、本実施例の場合、Ａ駅を出発してＢ駅に到着するまでの位置−速度情報マップを受信するまでステップ２０４を繰り返し、受信が完了すればステップ２０５へ進む。
ステップ２０４：ステップ２０２と同じく、駅から発車するための出発許可要求を地上装置１０３に送信する。
ステップ２０５：通票（１）１０１と通票（１）１０１が有効である駅間の運行情報を受信した状態になったため、ブレーキを緩解し、ステップ２０６へ進む。
ステップ２０６：列車１０２の走行距離が受信した通票（１）１０１が有効である駅間の運転パターンの停止位置に到達するまで、ステップ２０７、２０９、２１１を繰り返す。
ステップ２０７：列車１０２の速度が運転パターンより大きいかチェックする。大きい場合、ステップ２０８へ進む。大きくなければステップ２０９へ進む。
ステップ２０８：列車１０２が速度を低下させるため、ブレーキを出力する。
ステップ２０９：列車１０２の速度が運転パターンより小さいかチェックする。小さい場合、ステップ２１０へ進む。小さくなければステップ２１１へ進む。
ステップ２１０：列車１０２が速度を上昇させるため、力行を出力する。
ステップ２１１：列車１０２の走行距離が受信した運転パターンの停止位置に到達しているかチェックする。到達していれば、ステップ２１２へ進む。
ステップ２１２：通票（１）１０１が有効である距離を列車１０２が走行したことを意味しており、ブレーキを出力する。
ステップ２１３：到着した駅の地上装置１０３に通票（１）１０１を送信する。
ステップ２１４：地上装置１０３が通票を受信したことが確認できるまでステップ２１５を繰り返す。受信が確認できればステップ２１６へ進む。
ステップ２１５：ステップ２１３と同じく、到着した駅の地上装置１０３に通票（１）１０１を送信する。
ステップ２１６：列車１０２の持っている通票（１）１０１を削除する。
【００３１】
列車１０２の車上制御装置に上述のような処理を実装することより、通票（１）１０１を持つ場合に、通票（１）１０１が有効である駅間を一定の運転パターンに従って列車が走行することが可能となり、列車の安定した運転が実現される。
上記の実施例では、Ａ駅とＢ駅間が単線の場合を前提にしたが、複線の場合でも、各駅間毎に、上り用通票、下り通票を設定し、一方の路線において、先行列車が通票をＢ駅に返却された場合のみ、Ａ駅からの通票要求に応じて通票を返却し、後続列車からの通票要求に応じて、Ａ駅が後続列車からの通票要求に応じて通票と運行情報を後続列車に送信することで、上り路線、下り路線で別個に駅間閉塞を行うことができる。ただし、この場合、軌道回路、有電源地上子、車軸検知器などの手段で先行列車がＢ駅を出発したことを確認した後に、後続列車へ出発許可を与える必要がある。
【符号の説明】
【００３２】
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
【図１】
2014054964.tif 000003
【図２】
2014054964.tif 000004