(57)【要約】      （修正有）【課題】ディジタル伝送路に異常が発生したときにも、自動列車運転装置の制御指令を各駆動制御装置およびブレーキ制御装置に伝送でき、列車の自動運転を継続する。【解決手段】自動列車運転装置１および車両情報制御装置２を搭載した車両１００ａと車両情報制御装置３を搭載した車両１０１とを連結して、列車に引き通されたディジタル伝送路６用いて運転装置１から制御指令を各車両の情報制御装置２，３に伝送し、各車両の情報制御装置２，３から各車両のブレーキ制御装置４または駆動制御装置５に制御指令を伝送して列車制御を行う自動列車運転システムにおいて、運転装置１と各車両の制御装置４，５とをバックアップ伝送路７で接続し、自動列車運転装置１に伝送路６または７とを選択して制御指令を出力する伝送路選択手段１１を備え、ディジタル伝送路６の異常発生時にバックアップ伝送路７を選択して各車両の制御装置４，５を制御する。【選択図】図２
2006149142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動列車運転装置および車両情報制御装置を搭載した車両と車両情報制御装置を搭載した車両とを連結して列車を編成し、列車に引き通されたディジタル伝送路を用いて自動列車運転装置から制御指令を各車両の車両情報制御装置に伝送し、各車両の車両情報制御装置から各車両の制御装置に制御指令を伝送して列車制御を行うようにした自動列車運転システムにおいて、
自動列車運転装置と各車両の制御装置とをバックアップ伝送路で接続し、
自動列車運転装置にディジタル伝送路とバックアップ伝送路とを選択して制御指令を出力する伝送路選択手段を備え、
ディジタル伝送路の異常発生時にバックアップ伝送路を選択して各車両の制御装置を自動列車運転装置から直接に制御するようにした自動列車運転システム。
【請求項２】
前記ディジタル伝送路が光ファイバまたはメタル線で構成され、前記バックアップ伝送路がメタル線で構成される請求項１記載の自動列車運転システム。
【請求項３】
前記ディジタル伝送路の異常発生が、自動列車運転装置と車両情報制御装置との間、車両情報制御装置と車両情報制御装置との間、車両情報制御装置と駆動制御装置との間、車両情報制御装置とブレーキ制御装置との間のディジタル伝送路の障害発生または車両情報制御装置の障害発生である請求項１または請求項２記載の自動列車運転システム。
【請求項４】
前記制御指令が、ブレーキ指令または力行指令である請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の自動列車運転システム。
【請求項５】
前記車両情報制御装置が、ディジタル伝送路または車両情報制御装置の異常の発生を検出し異常発生を自動列車運転装置へ伝送路選択情報を送出する請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の自動列車運転システム。
【請求項６】
前記伝送路選択手段が、ディジタル伝送路の異常発生時にバックアップ伝送路を選択するリレーである請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の自動列車運転システム。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の自動列車運転システムを構成する車両が鉄道車両であり、ドライバレス運転するシステムである自動列車運転システム。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項の自動列車運転システムにおいて、車両の制御装置が、ブレーキ制御装置または駆動制御装置である自動列車運転システム。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項記載の自動列車運転システムを構成する自動列車運転装置であって、
ディジタル伝送路の異常発生時に制御指令をディジタル伝送路からバックアップ伝送路に切替えるリレーを備えた自動列車運転装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項記載の自動列車運転システムを構成する車両情報制御装置であって、
ディジタル伝送路の異常発生時に、伝送路選択情報を送出するとともに車両の制御装置への制御指令の送出を停止する車両情報制御装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項記載の自動列車運転システムを構成する車両の制御装置であって、
正常時は車両情報制御装置からディジタル伝送路を介して受信した制御指令によって動作し、ディジタル伝送路の異常発生時にディジタル伝送路からの制御指令を用いずにバックアップ伝送路からの制御指令を用いて動作する車両の制御装置。
【請求項１２】
前記車両の制御装置が、ブレーキ制御装置または駆動制御装置である請求項１１記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動列車運転装置および車両情報制御装置を搭載した車両および車両情報制御装置を搭載した車両からなる列車の自動列車運転システムであって、力行指令やブレーキ指令を、ディジタル制御指令伝送線を経由して各ブレーキ制御装置や各駆動制御装置に伝えるようにしたドライバレスの列車の自動列車運転システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ドライバレスの列車は、自動列車運転装置および車両情報制御装置を搭載した先頭車両と車両情報制御装置を搭載した車両とを連結して列車を編成し、列車に引き通された指令線を用いて自動列車運転装置から各車両のブレーキ制御装置や駆動制御装置に制御指令を伝送して列車制御を行うようにした自動列車運転システムが採用されている。
【０００３】
このような自動列車運転システムにおいては、列車に引き通された指令線がメタル線で構成されており、指令線のオンオフによって制御情報を伝達していることから、制御指令がより多く高度になるにつれて指令線の数が多くなり、列車重量を低減させることが困難であるという問題がある。この問題を解決するとともに、車両情報制御装置の高機能化に対応するために、自動列車運転装置と車両情報制御装置との間、各車両の車両情報制御装置間、車両情報制御装置とブレーキ制御装置および駆動制御装置との間を結ぶ指令線を、例えば光ファイバーまたはメタル線を用いたデジタル伝送線とし、自動列車運転装置からの力行指令やブレーキ指令を、ディジタル伝送線を用いて伝送することが行われている。この自動列車運転システムは、信頼性を高めるためにディジタル伝送系統が二重系に構成されている。
【０００４】
このような自動列車運転システムにおいては、ディジタル伝送系統を二重系に構成しても、自動列車運転装置と車両情報制御装置間の伝送異常、車両情報制御装置間の伝送異常、車両情報制御装置の故障、車両情報制御装置と各ブレーキ制御装置または各駆動制御装置の二重系の双方の系に順次故障が発生した場合および二重系同時故障の場合には、自動列車運転装置の指令が各ブレーキ制御装置または各駆動制御装置に伝わらなく列車の制御ができなくなり、列車が駅中間等で立ち往生してしまうという問題がある。
【０００５】
このような状況は、乗務員が乗車していない自動列車運転システムでは絶対に避けなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明は、自動列車運転装置および車両情報制御装置を搭載した先頭車両と車両情報制御装置を搭載した車両とを連結して列車を編成し、列車に引き通された指令線を用いて自動列車運転装置から力行指令やブレーキ指令を各車両の車両情報制御装置に伝送し、各車両の車両情報制御装置から各車両のブレーキ制御装置や駆動制御装置に制御指令を伝送して列車制御を行うようにした自動列車運転システムにおいて、自動列車運転装置と車両情報制御装置との間、車両情報制御装置と車両情報制御装置との間、車両情報制御装置と駆動制御装置との間、車両情報制御装置とブレーキ制御装置との間のディジタル伝送線に障害が発生した場合に、車両に設けたブレーキ制御装置および駆動制御装置を自動列車運転装置から直接に制御できるようにすることを目的とする。
【０００７】
すなわち、本発明は、自動列車運転装置と車両情報制御装置との間の制御指令の伝送異常、車両情報制御装置の故障、車両情報制御装置と各ブレーキ制御装置または各駆動制御装置との間の制御指令の伝送異常により、自動列車運転装置の制御指令が各ブレーキ制御装置または各駆動制御装置に伝わらなくなった場合にも、列車の力行制御とブレーキ制御を行える自動列車運転システムおよび自動列車制御装置ならびに車両情報制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、自動列車運転装置および車両情報制御装置を搭載した先頭車両と車両情報制御装置を搭載した車両とを連結して列車を編成し、列車に引き通された指令線を用いて自動列車運転装置から力行指令やブレーキ指令を各車両の車両情報制御装置に伝送し、各車両の車両情報制御装置から各車両のブレーキ制御装置や駆動制御装置に制御指令を伝送して列車制御を行うようにした自動列車運転システムにおいて、自動列車運転装置と車両情報制御装置との間、車両情報制御装置と車両情報制御装置との間、車両情報制御装置とブレーキ制御装置との間、車両情報制御装置と駆動制御装置との間を接続する指令線をそれぞれディジタル制御指令伝送線で構成するとともに、自動列車運転装置と各車両のブレーキ制御装置との間および自動列車運転装置と駆動制御装置との間をバックアップ制御指令伝送線で直接接続し、ディジタル制御指令伝送線に異常が発生した場合に、バックアップ制御指令伝送線を介して車両の力行指令およびブレーキ指令を伝送するようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、運転士のいないドライバレス運転を行う列車において、正常時には、自動列車運転装置による制御指令を、ディジタル制御指令伝送線を経由して各ブレーキ制御装置または各駆動制御装置に伝えることができ、自動列車運転装置からの制御指令が車両情報制御装置を経由して正しく伝えられない異常が発生した異常時には、制御指令を車両情報制御装置を経由せずにブレーキ制御装置や駆動制御装置へ伝えることができ、列車が駅中間などで立ち往生または異常走行することなく、自動運転を継続することができる。
【００１０】
また、車両情報制御装置に異常が発生した場合に、その状況によって車両情報制御装置からの異常指令によって列車が制御されて異常走行しまうことがなくなる。
【００１１】
さらに、上記制御指令伝送系統に異常が発生した時でも、正常に列車を制御させるために制御指令伝送系統を二重に設けた場合、各ブレーキ制御装置および各駆動制御装置が採用する指令系統が同一とならない恐れがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に、ドライバレス運転を行う本発明にかかる自動列車運転システムの構成例を示す。図２に、自動列車運転装置および車両情報制御装置ならびにブレーキ制御装置ならびに駆動制御装置の詳細な構成を示す。
【００１３】
図１を用いて、本発明にかかる自動列車運転装置および車両情報制御装置を搭載した先頭車両と車両情報制御装置を搭載した車両とを連結して列車を編成し、列車に引き通されたディジタル制御指令伝送線を用いて自動列車運転装置から力行指令やブレーキ指令を各車両の車両情報制御装置に伝送し、各車両の車両情報制御装置から各車両のブレーキ制御装置や駆動制御装置に制御指令を伝送して列車制御を行うようにした自動列車運転システムの全体構成を説明する。
【００１４】
本発明にかかる自動列車運転システムは、自動列車運転装置１と車両情報制御装置（中央局）２ａを搭載しブレーキ制御装置４と駆動制御装置５を有する先頭車両１００ａと、車両情報制御装置（端末局）３ａ…３ｎを搭載しブレーキ制御装置４および場合によっては駆動制御装置５を有する中間車両１０１ａ，１０１ｂ…１０１ｎと、車両情報制御装置（中央局）２ｂを搭載しブレーキ制御装置４および駆動制御装置５を有する先頭車両１００ｂからなる。本発明の自動列車運転システムは、自動列車運転装置１と車両情報制御装置（中央局）２ａの間、車両情報制御装置（中央局）２ａと車両情報制御装置（端末局）３ａとの間、車両制御情報制御装置（端末局）３ａと車両情報制御装置（端末局）３ｂ…３ｎとの間、車両情報制御装置（端末局）３ｎと車両情報制御装置（中央極）２ｂとの間、各車両情報制御装置２，３とブレーキ制御装置４との間、各車両情報制御装置２，３と駆動制御装置５との間を、ディジタル制御指令伝送線（ディジタル伝送路）６で接続するとともに、自動列車制御装置１と各ブレーキ制御装置４および各駆動制御装置５との間をバックアップ制御指令伝送線（バックアップ伝送路）７で接続して構成される。
【００１５】
自動列車運転装置１は、列車の速度と位置および地上から送られてくる信号に従って、力行指令またはブレーキ指令を車両情報制御装置（中央局）２ａに出す機能を有しており、さらに、車両情報制御装置２，３やディジタル制御指令伝送線６に障害が発生したときに、車両情報制御装置故障リレー１１を動作させてバックアップ制御指令伝送線７を選択して力行指令およびブレーキ指令を各車両のブレーキ制御装置４および駆動制御装置５へ発信する機能を有している。
【００１６】
車両情報制御装置（中央局）２ａは、例えばディジタル制御指令伝送線６を経由した自動列車運転装置１からの例えば２８ノッチの力行指令や２８ステップのブレーキ指令を受けて自車両のブレーキ制御装置４や駆動制御装置５に転送する働きや、他の車両情報制御装置（中央局）２ｂや車両情報制御装置（端末局）３ａ〜３ｎに転送する、働きを有している。また、車両情報制御装置（中央局）２ａは、ディジタル制御指令伝送線６上の障害の発生や、各車両情報制御装置（端末局）３ａ〜３ｎおよび車両情報制御装置（中央局）３ｂにおける障害の発生を検出して、障害が発生したことを知らせる車両情報制御装置故障情報を自動列車運転装置１へ出力する働きを有している。さらに、車両情報制御装置（中央局）２ａは、各車両からディジタル制御指令伝送線６上を送られてきた車両扉開閉異常情報や検査情報などの各種の情報を先頭車両１００ａのディスプレイ上に表示する働きを有している。
【００１７】
車両情報制御装置（中央局）２ｂは、ディジタル制御指令伝送線６上から受信したブレーキ指令や力行指令などの制御指令を、自車両のブレーキ制御装置４や駆動制御装置５に転送する働きや、自車両の各種情報をディジタル制御指令伝送線６上に送出したり、各車両からディジタル制御指令伝送線６上を送られてきた車両扉開閉異常情報や検査情報などの各種の情報を先頭車両１００ｂのディスプレイ上に表示する働きを有している。
【００１８】
車両情報制御装置（端末局）３は、ディジタル制御指令伝送線６上から受信したブレーキ指令や力行指令などの制御指令を、自車両のブレーキ制御装置４や駆動制御装置５に転送するとともに下流の車両情報制御装置（端末局）３へ転送する働きや、自車両の各種情報をディジタル制御指令伝送線６上に送り出す機能を有している。
【００１９】
ブレーキ制御装置４は、車両情報制御装置２，３からの例えば２８ステップのブレーキ指令を、ディジタル制御指令伝送線６を介して受信し、対応する強さにブレーキを動作させる働きを有している。さらに、ブレーキ制御装置４は、伝送線上に障害が発生したことを受けて、ディジタル制御指令伝送線６からの制御指令を用いずに自動列車運転装置１からバックアップ制御指令伝送線７上に送出される例えば８ステップのバックアップブレーキ指令を受けて、ブレーキを動作させる働きを有している。
【００２０】
駆動制御装置５は、車両情報制御装置２，３からの例えば２８ノッチの力行指令を、ディジタル制御指令伝送線６を介して受信し、対応するノッチで電動機を動作させる働きを有している。さらに、駆動制御装置５は、伝送線上に障害が発生したことを受けて、ディジタル制御指令伝送線６からの制御指令を用いずに自動列車運転装置１からバックアップ制御指令伝送線７上に送出される例えば８ノッチのバックアップ力行指令を受けて、対応するノッチで電動機を動作させる働きを有している。
【００２１】
ディジタル制御指令伝送線６は、例えば、光ファイバーで構成され、制御指令や各種情報をディジタル信号として双方向に伝送する働きを有している。このディジタル信号の伝送は、多数の周波数を用いて多チャンネル化することができ、時分割により多チャンネル化することができる。
【００２２】
バックアップ制御指令伝送線７は、例えば、メタルワイヤで構成される伝送線であり、３本のブレーキ指令線７１と、３本の力行指令線７２と、故障情報線７３とを有している。バックアップ制御指令伝送線７上の制御指令の伝送は、例えば、各伝送線に電圧を印加するか印加しないかよって、情報を伝送し、複数の伝送線への印加電圧のオンオフの組み合わせにより多くのステップの制御情報を伝送することができる。
【００２３】
図２を用いて、自動列車運転装置１とバックアップ制御指令伝送線７の詳細な構成を説明する。自動列車制御装置１は、車両情報制御装置故障リレー１１と、ブレーキ用リレー１２と、力行用リレー１３とを有している。
【００２４】
車両情報制御装置故障リレー１１は、リレーコイル１１１とリレー接点１１２〜１１４を有しており、リレー接点１１２〜１１４は通常は開となっており、車両情報制御装置２，３からディジタル制御指令伝送線６の障害発生時や車両情報制御装置２，３自体の故障発生時に発せられる車両情報制御装置故障情報によってリレーコイル１１１が付勢されてリレー接点１１２〜１１４が閉じられ、バックアップ制御指令伝送線７が選択される。
【００２５】
リレー接点１１２は、ブレーキ用リレー１２の接点に接続されるブレーキ制御指令用の接点であり、リレー接点１１３は、力行用リレー１３の接点に接続される力行指令用の接点であり、リレー接点１１４は、故障情報線７３に接続され、車両情報制御装置故障情報が発せられたことを車両情報制御装置２，３と各車両のブレーキ制御装置４および駆動制御装置５へ通知するための接点である。
【００２６】
ブレーキ用リレー１２は、例えば３個のリレー接点が並列に接続されており、ブレーキパターンによってリレー接点を選択的に閉じてブレーキ指令線７１にパターン情報を送出するように構成される。ブレーキ指令線７１には、例えば、それぞれ１００Ｖの電圧が印加され、オンオフの情報によって、８種のブレーキパターンのいずれかが選択される。
【００２７】
力行用リレー１３は、例えば３個のリレー接点が並列に接続されており、力行ノッチによってリレー接点を選択的に閉じて力行指令線７２にノッチ情報を送出するように構成される。力行指令線７２には、例えば、それぞれ１００Ｖの電圧が印加され、オンオフの情報によって、８種の力行ノッチのいずれかが選択される。
【００２８】
通常、先頭車両１００ａにある自動列車運転装置１が力行指令やブレーキ指令などの制御指令を発すると、ディジタル制御指令伝送線６を介して車両情報制御装置（中央局）２ａに送られる。車両情報制御装置（中央局）２ａは、受信した制御指令をディジタル制御指令伝送線６を介して中間車両１０１のそれぞれにある車両情報制御装置（端末局）３および先頭車両１００ｂにある車両情報制御装置（中央局）２ｂに転送する。車両情報制御装置（中央局）２ａ、２ｂおよび車両情報制御装置（端末局）３は各局に接続されているブレーキ制御装置４または駆動制御装置５にディジタル制御指令伝送線６を通し、受信した制御指令を転送する。ブレーキ制御装置４は、受信した制御指令がブレーキ指令であれば、指令された強さのブレーキ制御を行う。また、駆動制御装置５、は受信した制御指令が力行指令であれば、指令された強さの力行制御を行う。
【００２９】
自動列車運転装置１は、ディジタル制御指令伝送線６を通して制御指令を車両情報制御装置の（中央局）２ａ、２ｂ、および車両情報制御装置（端末局）３に伝えると同時に、制御指令がブレーキ指令であれば、ブレーキ用リレー１２をオンし、力行指令であれば力行用リレー１３をオンする。しかし、平常時は車両情報制御装置故障リレー１１がオフしているため、自動列車運転装置１の指制御令が、ブレーキ指令線７１、力行指令線７２を通して、ブレーキ制御装置４または駆動制御装置５には伝わらないようになっている。
【００３０】
車両情報制御装置（中央局）２ａ、２ｂまたは車両情報制御装置（端末局）３の何れかが自動列車運転装置１の指令を正しくに伝えることができなくなった時、車両情報制御装置（中央局）２ａ、２ｂまたは車両情報制御装置（端末局）３は車両情報制御装置故障線１０を通して、車両情報制御装置故障情報を車両情報制御装置故障線７３へ送出して、自動列車運転装置１内の車両情報制御装置故障リレー１１をオンする。これにより、自動列車運転装置１、車両情報制御装置（中央局）２ａ，２ｂ、車両情報制御装置（端末局）３、ブレーキ制御装置４、駆動制御装置５に発生した異常を、故障情報線７３を通して伝えることができる。故障情報線７３からの情報により、車両情報制御装置（中央局）２ａ，２ｂおよび端末局３はその制御を止める。
【００３１】
自動列車運転装置１は、車両情報制御装置故障リレー１１がオンしたことにより、ブレーキ用リレー１２また力行用リレー１３の情報が、ブレーキ指令線７１または力行指令線７２を通して、ブレーキ制御装置４および駆動制御装置５に伝えることができるようになる。ブレーキ制御装置４および駆動制御装置５は、ディジタル制御指令伝送線６からの情報により、採用する指令をブレーキ指令線７１または力行指令線７２からの情報に切り替える。
【００３２】
これらの一連の動作により、ディジタル制御指令伝送線６上に障害が発生してブレーキ制御装置４または駆動制御装置５に自動列車運転装置１の制御指令が正しく伝えられなくなっても、バックアップ制御指令伝送線７のブレーキ指令線７１または力行指令線７２を通して伝えられるので、列車が駅中間などで立ち往生せず、自動列車運転装置１の自動運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明にかかる自動列車運転装置および車両情報制御装置を搭載した列車の一例を説明する図。
【図２】本発明の自動列車運転装置および車両情報制御装置を搭載した列車の指令系統の詳細を説明する図。
【符号の説明】
【００３４】
１…自動列車運転装置
２…車両情報制御装置（中央局）
３…車両情報制御装置（端末局）
４…ブレーキ制御装置
５…駆動制御装置
６…ディジタル制御指令伝送線
７…バックアップ制御指令伝送線
１１…車両情報制御装置故障リレー
１２…力行用リレー
１３…ブレーキ用リレー
７１…ブレーキ指令線
７２…力行指令線
７３…故障情報線
７４…車両情報制御装置故障線
１００…先頭車両
１０１…中間車両
【図１】
2006149142.tif 000003
【図２】
2006149142.tif 000004