(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各列車の位置を検知する検知手段と、その検知した列車位置情報を無線を用いて地上側に送信する送信手段と、が同一線路上を走行する複数の列車上に設けられ、
前記列車位置情報を受信する受信手段と、受信した前記列車位置情報から列車が安全に走行できる限界位置である走行許可位置を求めるとともに、その走行許可位置データに基づいて前記列車の先行列車との間隔を制御する列車走行制御手段とが地上側に設けられ、
前記列車走行制御手段は、通常時は、前記先行列車の位置から、走行許可位置を求める対象としている列車の位置検知誤差と、前記先行列車の位置検知誤差とを差し引いた地点を走行許可位置とし、前記先行列車に異常が認められた時には、前記先行列車の位置から、走行許可位置を求める対象としている列車の位置検知誤差と、前記先行列車の位置検知誤差と、予め想定した前記先行列車の最悪後退距離または異常発生状況に応じて計算される前記先行列車の最悪後退距離とを差し引いた地点を走行許可位置とすることを特徴とする無線列車の列車間隔制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の列車間隔制御システムにおいて、
列車の健全性を判定する判定手段が地上側に設けられ、前記列車走行制御手段は、前記判定手段が健全と判定した場合は、保持している列車追跡情報を更新し、健全でないと判定した場合は、保持している追跡情報の更新をしないことを特徴とする無線列車の列車間隔制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の列車間隔制御システムにおいて、
前記各列車には、自列車の後退を検知する手段と、前記手段が列車の後退を検知した場合に前記列車のブレーキを作動させる手段とが設けられていることを特徴とする無線列車の列車間隔制御システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は無線列車の列車間隔制御システムに係り、特に、列車情報異常時に列車からの位置情報が届かなくなったり、不正な情報が送信されたりした場合でも、列車間隔を安全に制御できる列車間隔制御システムに関する。
【従来の技術】
【０００２】
従来、鉄道では列車の安全運行を確保するため、線路脇に設置した信号機を用いたり、レールを伝送媒体として使用し、速度制御情報などを車上に伝送する方式が用いられてきた。これらの方式では、いずれも、閉塞という考えに基づいて安全が確保されている。
【０００３】
一般に、この閉塞は、軌道回路によって実現されている。１軌道回路に１列車の在線だけを許可することで、列車間の安全を確保している。このため、この軌道回路の長短で通常運行の列車間隔が決まる。高密度運行を実現するには、列車間隔を縮める必要があるため、短い軌道回路を用いることになる。
【０００４】
ところが、この軌道回路はレールを電気的に絶縁し、各軌道回路の境界に設備を設置するため、設備や保守の費用が高くなるという欠点を持っている。
【０００５】
このような背景から、軌道回路によらずに列車の位置を検知し、列車に対して安全確保のための制御情報を伝送する方式として、無線信号方式が検討されている。無線信号方式では、一般に、車上で検知した自列車位置を無線によって地上側制御装置に伝送し、地上側では、その列車が安全に進行できる限界位置を求め列車に伝送する。この限界を示す位置を走行許可位置とすると、各列車は、走行許可位置までに安全に停止できるよう、自列車を制御する。
【０００６】
無線信号システムでは、車上位置検知機能が、軌道回路位置検知方式に代わり、安全に列車が走行するための基本的な情報の生成を担うことになる。さらに、検知した情報が地上側の列車制御装置に伝わらなければ、地上側装置で列車間隔を制御できないので、列車は走行許可位置を受信不可能となり、走行できない。すなわち、車上位置検知と無線伝送、そして地上側の間隔制御機能が正常に動作しなければ、無線信号システムは成り立たない。
【０００７】
無線通信を通して制御するには、一般の携帯電話と同じように、チャネル数と電力などの制限から、沿線に複数の基地局を配置し、全線を隈無く手分けして被う方式が有力である。移動局が、基地局の境界に近づくと、隣の基地局に移動局を受け渡す「手渡し制御」すなわち、ハンドオーバー制御がなされる。このようにして、移動局は、進行するにつれて次々と基地局を渡ることになる。
【０００８】
無線列車信号システムの例として、欧州が連合して推進しているＥＴＣＳプロジェクトがある。Proceedings of WCRR'97 Vol.C pp.345-349 " THE UIC SPECIFICATION FOR ETCS - BALANCING COMPETITION, SAFETY AND INTEROPERABILITY "に開示されているように、最終的に欧州の携帯電話規格であるＧＳＭを用いて通信する方式である。無線通信の中でも、公衆無線網の一部を利用して、列車制御するシステムである。
【０００９】
一方では、列車制御用に専用の無線通信網を構築して、列車間隔制御するシステムが考えられている。例えば、Proceedings of the 1994 ASME/IEEE Joint Railroad Conference " Wireless Advanced Automatic Train Control " に開示されている（米）Hughes社が提案しているＡＡＴＣシステムである。このシステムでは、ＳＳ（スペクトル拡散）通信装置を用いて、地上と車上で冗長通信ネットワークを構築して、地上と車上の双方で列車位置を検出し、地上装置から許容速度を伝送し列車の安全を確保する方式である。
【００１０】
また、空間波を用いずに、ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）から漏れる漏洩電波を用いて通信する列車制御システムも提案されている。例えば、特開平２−１０９７７０公報や鉄道技術総研報告Vol.10 No.11 '96.11 pp.23-28 "ＣＡＲＡＴによるインテリジェントな速度制御の現車試験"で開示されているＣＡＲＡＴなどのシステムがある。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
無線列車信号システムに限らず、線路脇に設置された信号を制御して列車を制御するシステムやＡＴＣ（Automatic Train Control）システムでも、列車信号システムは列車位置を列車制御装置が正しく認識しなければ、適切な制御は実施できない。
【００１２】
従来の軌道回路方式では、列車の在線を軌道回路のリレーの状態から判断しており、リレーの扛上状態を不在とし、落下状態を在線としている。リレーの故障は、圧倒的に扛上しない不良が大きく、故障の場合は落下するという故障発生の非対称性、すなわち、リレーが故障しても列車が在線するという安全側に状態が遷移するという特性を利用して安全を確保している。
【００１３】
この方式により、たとえリレー故障が発生しても、列車の在線状態と認識する側に行くので、前方列車を不在と見なして追突させる確率を限りなくゼロにしている。この方式は、実績もあり安全走行上有力な方式であり、現在広く用いられている。ただし、軌道回路が必要であり、メンテナンスも必須で、コスト的に不利な点が表面化してきた。
【００１４】
無線列車信号システムは、この問題を解決する手段として近年開発が進められている。保安を確保するために、異常が発生した場合に如何に安全を確保するかが大きな問題になっている。
【００１５】
無線列車信号システムでは、間隔を制御するための位置情報を車上で検知し、この情報を無線通信により伝送する。受信した制御対象下の列車の位置情報に基づいて、地上の列車制御装置は間隔制御データを作成し、このデータを各列車に向けて送信する。
【００１６】
この過程で、位置検知誤りや、無線伝送異常などが絶対に発生しないとはいえず、システム的に異常が発生しても安全側制御となるフェールセーフ性を確保する必要がある。
【００１７】
前述のように、軌道回路方式では、リレーのハードウエア的な故障特性を利用して、フェールセーフ性を確保している。
【００１８】
無線列車制御システムでは、ハードウエア的にフェールセーフ性を確保することは難しく、理論的にガードしなければならない。位置情報が地上側に届かなくなった列車を支障条件として走行していた続行列車が、この異常列車に追突することを防止できれば、フェールセーフ性が確保できる。
【００１９】
フェールセーフ性を確保するには、位置検知機能の信頼性を上げても、通信区間でデータ誤りが発生して地上側に届かなかったり、車上制御装置自体が故障することも考えられ、的確にフェールセーフ性を保証する方式の開発が必要である。フェールセーフ性を確保するために、複雑な通信プロトコルや制御処理を必要とすると、それ事態にバグが入り込む可能性があり、避けなければならない。また、コスト的に負荷が大きくなると、システムとして受け入れられなくなるので、コストパフォーマンス性も考慮しなければならない。さらに、フェールセーフ性を追及するあまり、システムの稼働率や列車の定時運行性を低下させても問題がある。
【００２０】
本発明の目的は、先行列車異常時の続行列車に対する効率的なフェールセーフ性を確保するとともに、そのフェールセーフ性をコスト的にも有利な方式で確立できる無線列車の列車間隔制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記目的を達成するために、各列車の位置を検知する検知手段と、その検知した列車位置情報を無線を用いて地上側に送信する送信手段とが同一線路上を走行する複数の列車上に設けられ、前記列車位置情報を受信する受信手段と、受信した前記列車位置情報から列車が安全に走行できる限界位置である走行許可位置を求めるとともに、その走行許可位置データに基づいて前記列車の先行列車との間隔を制御する列車走行制御手段とが地上側に設けられ、前記列車走行制御手段は、通常時には、前記先行列車の位置から、走行許可位置を求める対象としている列車の位置検知誤差と、前記先行列車の位置検知誤差とを差し引いた地点を走行許可位置とし、前記先行列車の位置情報に異常が認められた時には、前記先行列車の位置から、走行許可位置を求める対象としている列車の位置検知誤差と、前記先行列車の位置検知誤差と、予め想定した前記先行列車の最悪後退距離または異常発生状況に応じて計算される前記先行列車の最悪後退距離とを差し引いた地点を走行許可位置とする。
【００２２】
地上側で、列車の位置情報の異常を認知する場合として、
１）車上で位置検知装置が異常を起こし、車上でこの異常を排除できず異常な位置情報が送信されて、地上側でこの情報を受信した場合
２）位置検知異常ではなく、車上制御装置が異常となって送信データが正常ではなくなった場合
３）エア区間またはそれ以外の通信箇所で、通信障害が発生し、正しく情報が伝わらなかった場合
４）車上で位置検知異常を発生し、この異常が発生したことを送信してきた場合
が考えられる。
【００２３】
ここで、４）に関しては、システム構成上適切に処理できるように予め対処すればよい。
【００２４】
１）〜３）に関しては、上記構成により対処する。すなわち、本発明によれば、先行列車の位置情報に異常が認められる時には、自列車およびその先行列車双方の位置検知誤差だけでなく、先行列車が後退する可能性のある最悪後退距離も考慮して自列車の走行許可位置が求められ、この走行許可位置によって列車間隔が制御される。
【００２５】
なお、通常時は、自列車およびその先行列車双方の位置検知誤差だけが考慮されて、列車間隔は制御されている。
【００２６】
本発明においては、また、列車の健全性を判定する判定手段が地上側に設けられ、前記列車走行制御手段は、前記判定手段が健全と判定した場合は、保持している列車追跡情報を更新し、健全でないと判定した場合は、保持している追跡情報を更新しない。
【００２７】
本発明においては、さらに、前記各列車には、自列車の後退を検知する手段と、前記手段が列車の後退を検知した場合にこの列車のブレーキを作動させる手段とが設けられている。
【発明の実施の形態】
【００２８】
次に、図１〜図８を参照して、本発明による無線列車の列車間隔制御システムの実施形態を説明する。
【００２９】
図１は、本発明による無線列車の列車間隔制御システムの全体構成を示す図である。
【００３０】
総合地上側制御装置１には、地上側無線装置２と地上制御装置３とが設けられている。総合地上側制御装置１は、列車４が走行する線路５に沿って複数設置され、各々がネットワーク６で接続されている。総合地上側制御装置１の地上制御装置３の内部には、地上側制御装置機能ブロック構成７として示すように、無線装置Ｉ／Ｆ部１０、追跡処理部１１、列車走行制御部１２、通信健全性判定部１３および隣接装置通信制御部１４が設けられている。
【００３１】
列車４には、車上側走行制御装置８が搭載されている。車上側走行制御装置８の内部には、車上側走行制御装置機能ブロック構成９として示すように、車上制御装置１５および無線通信部１６が設けられている。なお、地上側無線装置２および車上側無線通信部１６は、複数の無線通信チャネルを持っている。
【００３２】
地上制御装置３は、線路５上を走行する列車４から送信される列車位置情報に基づいて全ての列車を管理し、各列車に対して安全に走行できる限界位置である走行許可位置を送信し、列車を安全に制御している。
【００３３】
本実施形態の列車間隔制御システムは、地上側制御装置機能ブロック構成７に示す機能の中で列車を制御する機能に特徴を持たせ、列車位置情報に異常が発生した場合でも、列車を安全かつ効率的に間隔制御できるようにしている。
【００３４】
次に、上記列車間隔制御システムについて、その動作の概略を説明する。ただし、本発明と直接の関係がない部分は、省略してある。ここで、地上側無線装置２と車上側無線通信部１６に関しては、走行制御に必要な情報が送信可能な無線通信装置であれば、任意のものでよく、アナログ通信やデジタル通信、または時分割多重方式や周波数多重方式など、特定の通信方式に依存しない。
【００３５】
列車４を地上側制御装置３で把握して安全に走行させるために、地上側制御装置３は列車４に対して制御情報を送信する。そのためには、まず、地上側無線装置２と車上側無線通信部１６が通信可能な状態に接続される。地上側制御装置３は、制御用の計算機ソフトウエアで実現できる。この実現手段に関しては、計算機ソフトウエア、ハードウエアロジックのいずれでもよい。
【００３６】
なお、本実施形態の主要な部分である地上側の制御機能に関しては、図２で詳しく説明する。
【００３７】
ここでは、車上側の信号を送信することから順を追って説明する。車上側走行制御装置８には、前述したように車上制御装置１５と無線通信部１６が設けられている。車上制御装置１５は、自列車位置を検知したり、ブレーキを制御したり、データベースを管理したりする機能を有する。その車上制御装置１５で検知した列車位置情報は、無線通信部１６を通して地上側に送信される。
【００３８】
送信された情報は、総合地上側制御装置１の中の地上側無線装置２を通して、地上側制御装置３に送られる。地上側制御装置３は、システム内の全列車と通信し情報を収集する。この列車情報や地上側制御装置３で管理している進路情報から、各列車に対して走行可能な限界走行位置を適切に検索して、列車からの情報の受信とは逆の順序で走行許可位置情報を含む制御情報を各列車に対して送信する。
【００３９】
この一連の列車側と地上側で無線通信を通した制御処理は、地上側の間隔制御周期に応じて、周期的になされる。車上側走行制御装置８は、制御情報を受信すると適切な走行範囲を認識し、必要であればブレーキを制御する。
【００４０】
列車の走行制御情報は、概略、地上側装置機能ブロック構成７に示す機能ブロックで処理して生成される。無線装置Ｉ／Ｆ部１０を通して受信した列車の位置情報を含む列車から送信された情報は、追跡処理部１１に送られると同時に、通信健全性判定部１３にも伝えられる。
【００４１】
さらに、追跡データが、追跡処理部１１で処理された後、列車走行制御部１２で、走行許可位置情報など列車制御用の送信データが生成される。
【００４２】
追跡処理部１１、列車走行制御部１２、通信健全性判定部１３の機能の詳細に関しては、図２以降の図面を用いて詳しく説明する。
【００４３】
また、総合地上側制御装置１は、隣接する同様の装置１の下で制御されている列車の情報も考慮して列車間隔を制御する必要があり、隣接装置通信制御部１４に接続されたネットワーク６を経由して、隣接した総合地上側制御装置１との間で情報をやりとりする。
【００４４】
なお、図１では、総合地上側制御装置１が複数ある場合を示しているが、１つの装置で全線を制御できれば、当然、複数設置する必要はない。逆に、多数の総合地上側制御装置１が必要な場合には、当然、必要に応じてこの装置を設置すればよい。
【００４５】
また、地上側制御装置３に地上側無線装置２が１つ接続されている形態を示したが、無線の到達距離を伸ばすために、地上側制御装置３に複数の地上側無線装置２を接続する形態もあり得る。
【００４６】
次に、追跡処理部１１と列車走行制御部１２の処理内容に関して説明する。図２は、追跡処理部１１と列車走行制御部１２のより詳細な機能構成を示している。
【００４７】
追跡処理部１１には、データ解析追跡処理部２０および列車の後退距離データ保持部２１が設けられている。また、列車走行制御部１２には、車上位置検知誤差データ保持部２２、支障条件検索部２３、列車間隔制御部２４および列車制御データ生成部２５が設けられている。
【００４８】
無線装置Ｉ／Ｆ部１０を通して受信した列車位置情報を含む列車からの送信情報は、追跡処理部１１内の、データ解析追跡処理部２０に入力され、健全性判定部１３の結果を検査して受信した列車情報に更新して良いか判定され、ＯＫの場合は、追跡データが更新される。常に、信頼できる追跡データが、列車走行制御部１２内の列車間隔制御部２４に入力されることになる。
【００４９】
列車の後退距離データ保持部２１の出力も、列車間隔制御部２４に入力される。後退距離データは、全線一律に最悪値を計算しておくか、列車が在線する位置の勾配や編成などでも変化する可能性があるので動的に計算するかは、線区の運用で対応すればよく、どちらでもよい。本実施形態は、データの持ち方や算出法により内容を限定されることはない。
【００５０】
後退距離データ保持部２１の出力データは、当該列車が後退する可能性のある最大距離を出力する。このデータの使用法に関しては、後ほど図５を用いて説明する。
【００５１】
図３は、通信健全性判定部１３の処理フローを示している。ここでは、通信健全性判定部１３における、列車からの送信データの健全性を検査し、列車情報更新の可否を判定する手法について説明する。
【００５２】
図３に示す処理フローに従って、健全性が判定される。本処理は、地上側で周期的に動く列車制御処理の１つとして起動される。まず、処理３０で車上から送信されてきた情報を入力する。複数の列車を制御していた場合は当然複数の列車情報が入力される。
【００５３】
一方、制御対象列車がいなかったり、存在していたとしても通信障害などで地上側無線装置２で正しくデータが復元できずに伝達されなかった列車データに関しては、この処理にはデータが入力されない。
【００５４】
次に、判定処理３１で、制御対象下にある列車からの送信データが、送達されるべき許容時間以内に通信されているか判断される。規定した時間を越えた列車に関しては、重大な通信障害や、装置故障などの障害が発生している可能性がある。ここでは、処理３６に示すように、異常な車上データを受信したとして、結果を出力する。
【００５５】
範囲時間内であれば、次の判定処理を実行する。
【００５６】
処理３２は、列車からのデータに誤りがあるか判定している。誤りチェックは、一般的に用いられているサイクリックリダンダンシーチェック（ＣＲＣ）方式などで可能である。
ただし、本実施形態では、特に誤りチェック方式に依存はしない。誤りが発見された場合は、前記処理３６を実行し、誤りが無ければ次の判定処理を実行する。
【００５７】
判定処理３３では、送信されてきた情報の通番が、一連の番号で連続性が保たれているかチェックする。突然番号が大きく飛んでいたり、規定していない番号などで、許容範囲を越えていた場合は、装置故障や妨害などの可能性があるので、前記処理３６を実行する。
許容範囲内であれば、次の判定処理を実行する。
【００５８】
判定処理３４では、送信されてきた位置情報の正当性をチェックする。位置データが許容範囲を越えていた場合は、車上の位置検知異常やデータ化けなどが考えられ、前記処理３６を実行する。
【００５９】
一連の判定処理３１から３４を通して問題が無かった場合に、処理３５が実行され、健全な車上データが受信できたとする判定結果をセットする。
【００６０】
図４は、データ解析追跡処理部２０の処理フローを示している。処理４０で車上からのデータを入力し、処理４１で図３に示した処理の出力である通信健全性判定結果を入力する。判定処理４２で車上からの健全な受信データであるか否かを判定する。健全な受信データであると判定された場合は、処理４３で保持している追跡データを処理４０で入力したデータに更新する。
【００６１】
健全でないと判定した場合は、処理４５で追跡データを更新しないで前値を保持する。健全な場合は、列車が安全に制御されることは当然である。健全でない場合でも、列車制御の特性を考慮すると、前値保持すれば、安全を効率的に確保できる。その説明は、図５を用いて後ほど記述する。
【００６２】
処理４４は、本実施形態とは関係がないが、最後に追跡関連の処理、運行表示画面へのデータの出力や異常の場合の警報処理などを実行する追跡関連処理を実行し、処理を終了する。
【００６３】
図２に戻り、列車走行制御部１２の処理について説明する。この制御部１２のメイン処理は、各列車に対して適切な走行許可位置を求めて、各列車に出力する制御情報を生成することである。そのために、前記したデータ解析追跡処理部２０、列車の後退距離データ保持部２１からの出力を入力し、さらに、車上位置検知誤差データ保持部２２および支障条件検索部２３からの出力も入力して、適切な走行許可位置を求めている。
【００６４】
車上位置検知誤差データ保持部２２の出力は、位置検知データに内在し得る車上位置検知誤差の最悪値を出力する。
【００６５】
車上位置検知性能に関しては、本実施形態に直接関係しないが、ここで、簡単に図８を用いて説明する。自列車位置を認識するには、位置検知センサ７３から出力される情報を適切な位置情報、例えば、起点から何キロの位置や何番線に在線しているかなどの情報に変換する。位置精度を決める位置検知センサとしては、例えば、位置検知用のトランスポンダ受信装置と車輪の回転検知計の組合せ、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）の利用、位置検知タグを用いる方法などがある。
【００６６】
どのような検知装置を用いても誤差を完全にゼロにすることはできないので、多少の誤差は含まれる。センサの選定は、線区から要求される精度に従って適切な装置を用いればよい。
【００６７】
この位置検知出力が、列車走行制御部７１を経由し、無線通信Ｉ／Ｆ部７０を通り、車上側無線通信部１６に送られ、この通信部１６から無線通信によって地上側装置に伝えられる。位置検知データには誤差が含まれることは必然であるため、間隔を安全に制御するには、前記誤差を考慮し余裕をみて走行限界位置を決定する必要がある。そのため、車上位置検知誤差データ保持部２２を備え、この出力も使用して、列車間隔制御部２４で走行許可位置を求めている。
【００６８】
支障条件検索部２３の出力は、文字通り走行許可位置を求めようとする列車に対して前方の支障条件の検索結果の出力である。支障条件としては、例えば、前方に列車がある場合、進路が未開通な場合やシステム境界、線路閉鎖や前方の制御装置の異常など、通常発生する支障から、事故によって偶発的に発生するものまで様々な場合が考えられる。
【００６９】
本実施形態では、前方支障の原因は特に関係しないので特定はしないが、走行許可位置を求めるには、当該列車に対して直近の前方支障が何であるかは、必要な情報であり、この出力も列車間隔制御部２４に入力される。
【００７０】
列車間隔制御部２４は、図２に示すように５つの入力情報を用いて走行許可位置データを求める。列車間隔制御部２４の出力は、列車制御データ生成部２５に送られ、前記走行許可位置データとともに、その他必要になる制御情報、例えば装置ＩＤ情報や誤り検出用のデータなどが付け加えられて、列車制御データとしてまとめられ、無線装置Ｉ／Ｆ部１０に出力される。
【００７１】
図５は、列車間隔制御部２４の処理フローを示している。データ解析追跡処理部２０の出力を、処理５０の追跡データ入力処理で入力する。
【００７２】
処理５１では、支障条件検索部２３の出力、すなわち前方支障条件検索結果を入力する。処理５２では、車上位置検知誤差データ保持部２２の出力である車上位置検知誤差データを入力し、処理５３で走行許可位置を求めようとしている当該列車の位置検知誤差に伴う走行許可位置決定に対する余裕距離を設定する。次に、判定処理５４では、処理５１で入力した検索結果から、この支障条件が先行列車であるか、それ以外であるかを判定する。  列車以外の支障条件であれば、処理５３で設定した余裕距離を考慮して、処理５５で走行許可位置を求める。前方支障が列車であれば、処理５７で、前方列車の位置検知誤差に伴う余裕距離を設定する。
【００７３】
処理５８で通信健全性判定部１３の出力である健全性の判定結果を入力し、判定処理５９でこの結果を検査して、前方支障となる列車が健全に位置が把握できていれば、この列車の位置検知誤差と、処理５３で設定した自列車位置誤差を考慮して、処理５５で走行許可位置を生成する。
【００７４】
一方、処理５９において、もし、前方支障となる列車の状態が健全に伝わっていなければ、処理６０を実行する。処理６０は、列車の後退距離データ保持部２１の出力を取り込む処理である。
【００７５】
また、判定処理５４でこちらのルートに分岐し、前方支障となる列車に異常が発生している場合は、処理５３で設定した自列車位置誤差と処理５７で設定した前方列車の位置検知誤差データ、およびこの異常列車が後退する可能性がある距離も考慮して、処理５５で、走行許可位置を求めることになる。図８を用いて後述するが、車上側では列車の後退検知機能を内蔵し、後退を検知するとブレーキを作動させて即座に止める機能を備えている。  図４を用いて説明したように、列車からの健全なデータだけを用いて位置情報を更新しながら追跡し、たとえ前方列車が位置異常をきたしても、この異常列車の後退の可能性がある距離も含めて、続行列車に対して走行許可位置を求める処理となっているので、安全に列車を制御できる。
【００７６】
最後に判定処理５６で、制御下の全列車の走行許可位置を求めたか判断し、求めていなければ同じ処理を繰り返す。全列車に対して走行許可位置の算出が終了したら、処理を終了する。
【００７７】
たとえ異常列車があったとしても、異常列車が前方支障となる列車のみを特別処理して走行許可位置が求められ、その他の列車に関しては通常の処理で走行許可位置が求められる。したがって、列車の十分な安全走行を確保するとともに、定時運行性に関しての損傷も最小限に押さえられる機能構成となっている。
【００７８】
図６は、列車間隔制御部２４の処理フローの変形例を示している。図５では、走行許可位置を求めようとしている列車の前方支障となる列車データの健全性も判定して、きめ細かな制御をする場合を示したが、図６では、列車の後退する可能性がある距離が短い場合や特にこの距離が列車運行上問題にならない場合は、通常の状態でも列車が後退する可能性のある距離を考慮して走行許可位置を求める方式とする例を示している。
【００７９】
列車異常を検知した場合は、地上制御装置３としては、図４の処理４４として示したように、何らかの対策を促す処理が必要になるが、間隔制御機能に関しては、異常の場合も考慮して安全余裕距離を長く取っているので、図５の処理５８と判定処理５９が省略されたかたちになる。
【００８０】
また、処理（５３）は図５の処理５４に、処理（５４）は図５の処理５３に相当している。他の処理は、図５の場合と同じである。
【００８１】
ところで、図５，図６のフローで、説明を分かりやすくするために、各データのセット処理や判定処理を１つ１つ示したが、これらの処理の区分は特に本実施形態の意味をなすものではなく、処理の統廃合は可能である。
【００８２】
処理５５で、走行許可位置を求める時に、図５，図６を用いて説明したように、前方支障条件に合わせて安全を確保できる適切な余裕距離をもって算出できればよい。
【００８３】
また、図１に示す例では、各追跡処理部１１、列車走行制御部１２、通信健全性判定部１３が独立した機能ブロックとして示したが、ソフトウエア構造やハードウエアの構造で、各機能の統合や、逆に機能分割したほうが好都合であれば、処理上の変形は可能であるし、変形を妨げるものでもない。例えば、一連のソフトウエア機能ブロックとして、この３つの機能を統合した機能ブロックにまとめることや、電文の解析と追跡処理部の分割などである。これらの変形は、単なる製造上の都合であり、本質的には同じである。
【００８４】
また、図２に示す例でも、説明の都合から、機能をブロック分割して示したが、各ブロックの機能を統廃合してもよい。列車間隔制御部２４で、各列車位置情報と、列車が後退する可能性のある最大距離データと、車上位置検知誤差の最悪データ、および当該制御列車に対する直近の支障条件の検索結果を用いて、走行許可位置が求められる機能を備えればよい。
【００８５】
図７は、図５、図６のフローで示した走行許可位置の求め方の中で、前方支障が列車の場合について、列車の走行を模式的に示す図である。ここで、列車を区別するために、図中にＡ，Ｂの記号を付加している。
【００８６】
走行許可位置を求めようとしている列車４−Ａについて、もし、図５の判定処理５４で、Ｙに分岐し、さらに判定処理５９でもＹに分岐した場合は、処理５５で、走行許可位置として地点６５のデータが求められる。余裕距離６８は、列車４−Ａと４−Ｂの双方の位置検知誤差を考慮した距離である。もし、判定処理５９でＮに分岐した場合か、図６で判定処理（５３）でＹに分岐した場合は、処理５５で、走行許可位置として地点６６のデータが求められる。
【００８７】
距離６７は、先行支障列車４−Ｂが後退する可能性のある距離である。列車４−Ａの前方支障となる列車４−Ｂからの信頼できる最終の情報が図示する位置であったとして、その後通信異常などを発生したとしても、走行許可位置を６６の位置とすることで、距離６７以上後退することは無いので、列車４−Ａに対する安全は確保できる。
【００８８】
図８は、車上制御装置１５の処理内容の中で、本実施形態に関係する部分の機能を示している。位置検知センサ７３の情報を入力し、列車走行制御部７１で位置情報を求める。
走行している方向を検知するための車輪などの回転方向検知センサ７５の出力と、運転方向を検知するために運転台の方向などを検知するセンサ７６の出力を、列車走行制御部７１に入力する。この車輪などの回転方向検知センサ７５と運転台の方向などを検知するセンサ７６の出力は、後退検知部７２にも入力され、列車が後退していないかを検知する。  もし後退を検知すると、ブレーキ７４を作動させて停車させる。本機能は、無線列車信号システム以外の信号システムでも用いられており、従来から必要となっている機能を流用している。
【００８９】
ここで、列車を停車させるまでに、後退検知からブレーキ作動までの制動遅れ時間、ブレーキの強さや勾配、気象条件などで、後退距離に多少の変動が考えられるが、後退の可能性のある最長の距離として、図２の列車の後退距離データ保持部２１はデータを保持している。
【００９０】
前記後退距離の利用と列車情報の健全性の判定処理を組合せて、安全で効率的な列車間隔制御機能を実現している。後退の可能性のある距離の考慮は必然であるが、どのようにこの距離を走行許可位置に反映させるかは、線区の運行状況次第でバリエーションが考えられる。例として、図５、図６に示すような制御手法を示した。いずれの手法にするかは、線区の要求に合わせて、前方支障となる列車に異常がある場合に続行列車が衝突しない十分安全な距離を効率的に決定すればよい。
【発明の効果】
【００９１】
本発明によれば、先行進路の支障となっている列車に異常が発生したとしても、信頼できる列車位置情報を保持し、後退する可能性のある距離も含めて走行許可位置を求めることができ、安全性を、簡便なコンピュータソフトウエア処理で論理的に実現できる。しかも、ソフトウエア構造もシンプルであり、バリエーション展開も容易である。
【００９２】
また、異常が発生した列車に関係する列車だけを対象として走行許可位置を求めることができるので、列車運行上定時性を損なうことも最小限にできる。
【００９３】
さらに、システム的に安全を確保するために、車上の装置に関しては、通常装備している後退検知機能などを利用でき、コスト的に小さな負荷増加で押さえることが可能である。システム的にも列車制御システムに適した方式となっており、効率的にフェールセーフ性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の列車間隔制御システムの全体構成図である。
【図２】地上側制御装置の機能ブロック図である。
【図３】通信の健全性を判定する処理のフローチャートである。
【図４】追跡処理のフローチャートである。
【図５】列車間隔制御処理のフローチャートである。
【図６】列車間隔制御処理の変形例を示したフローチャートである。
【図７】走行許可位置の算出結果を示す模式図である。
【図８】車上制御装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  総合地上側制御装置
２  地上側無線装置
３  地上制御装置
４  列車
５  線路
６  ネットワーク
７  地上側制御装置機能ブロック構成
８  車上側走行制御装置
９  車上側走行制御装置機能ブロック構成
１０  無線装置Ｉ／Ｆ部
１１  追跡処理部
１２  列車走行制御部
１３  通信健全性判定部
１４  隣接装置通信制御部
１５  車上制御装置
１６  車上側無線通信部
２０  データ解析追跡処理部
２１  列車の後退距離データ保持部
２２  車上位置検知誤差データ保持部
２３  支障条件検索部
２４  列車間隔制御部
２５  列車制御データ生成部
【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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【図７】
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【図８】
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