(57)【要約】【課題】列車の無線通信異常発生時における、安全性確保と定時性維持を両立可能なシステムを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る無線列車制御システムは、線路を走行する複数の列車のそれぞれに備わる車上側制御装置と、線路上に設けられた複数の列車検知装置と、車上側制御装置と無線通信を行うための無線装置及び列車検知装置からの情報受信用の受信装置を備えた地上側制御装置とを有する。地上側制御装置は、線路上の第１の区間内に存在していた列車との無線通信が途絶えた時、当該区間を緊急停止領域に設定することで、当該区間内に位置する各列車に対して無線通信で緊急停止を指示し、また当該区間内に向けて走行中の列車の進入を停止させる。また地上側制御装置は、ユーザーから当該列車についての緊急停止領域解除指示を受領すると、列車検知装置からの情報に基づいて、当該列車が線路上の第２の区間内にいるか判定し、当該列車が第２の区間にいる時には、第１の区間内の各列車の停止状態を解除し、また第１の区間内への列車の進入を許可する。【選択図】図６
2018158607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線路を走行する複数の列車のそれぞれに備わる車上側制御装置と、
前記線路上に設けられた複数の列車検知装置と、
前記車上側制御装置と無線通信を行うための無線装置、及び前記列車検知装置からの情報受信用の受信装置を備えた地上側制御装置と、
を有する無線列車制御システムであって、
前記地上側制御装置は、前記車上側制御装置と無線通信可能であるとともに、前記列車検知装置のそれぞれから列車情報を取得可能に構成されており、
前記地上側制御装置は、複数の前記列車のうち第１の列車に備えられた前記車上側制御装置との無線通信が途絶えた時、
最後に前記第１の列車の前記車上側制御装置から取得した列車位置が、前記線路上の第１の区間の中であったとき、前記第１の区間を緊急停止領域に設定することで、前記第１の区間に位置する各前記列車に対して無線通信で緊急停止を指示し、前記第１の区間の外から前記第１の区間への前記列車の進入を停止させ、
前記地上側制御装置はまた、ユーザーから前記第１の列車についての緊急停止領域解除指示を受領すると、
前記列車検知装置から取得した情報に基づいて前記第１の列車が前記線路上の第２の区間にいるか判定し、
前記第１の列車が前記第２の区間にいる時には、前記第１の区間に位置する各前記列車の停止状態を解除し、前記第１の区間への前記列車の進入を許可する、
ことを特徴とする、無線列車制御システム。
【請求項２】
前記地上側制御装置は、前記第１の区間が緊急停止領域に設定されていない時に、ユーザーから、前記第２の区間に存在する列車についての緊急停止領域解除指示を受領可能に構成されており、
前記地上側制御装置は、複数の前記列車のうち第２の列車が前記第２の区間に存在する時に前記第２の列車についての緊急停止領域解除指示を受領した場合、
前記第２の列車についての緊急停止領域解除指示の受領後に、前記第２の列車の前記車上側制御装置との間の無線通信が途絶えたことを検出した場合、前記第１の区間を緊急停止領域に設定しない、
ことを特徴とする、請求項１に記載の無線列車制御システム。
【請求項３】
前記地上側制御装置は、前記車上側制御装置から無線通信で取得した前記列車の位置情報をもとに、前記列車の走行可能である地点である停止限界点を前記列車ごとに算出して、それぞれの前記列車の前記車上側制御装置に前記停止限界点の情報を送信し、
前記停止限界点の情報を受領した前記列車の前記車上側制御装置は、前記停止限界点までに前記列車が停止するよう、前記列車の速度を制御するよう構成されており、
前記第１の区間が緊急停止領域に設定された時、前記地上側制御装置は、前記第１の区間の外から前記第１の区間に向けて走行中の前記列車の停止限界点を、前記第１の区間の外側の地点に決定し、該停止限界点の情報を前記列車に送信することで、前記第１の区間への前記列車の進入を停止させる、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の無線列車制御システム。
【請求項４】
前記第２の区間は、前記第１の区間内の待避線である、
ことを特徴とする、請求項１ないし３の何れか一項に記載の無線列車制御システム。
【請求項５】
無線通信により、線路を走行する複数の列車の制御を行う地上側制御装置であって、
前記地上側制御装置は、前記列車のそれぞれと無線通信可能であるとともに、前記線路上に設けられた複数の列車検知装置から列車情報を取得可能に構成されており、
前記地上側制御装置は、複数の前記列車のうち第１の列車との無線通信が途絶えた時、
最後に前記第１の列車から取得した列車位置が、前記線路上の第１の区間の中であったとき、前記第１の区間を緊急停止領域に設定することで、前記第１の区間に位置する各前記列車に対して無線通信で緊急停止を指示し、前記第１の区間の外から前記第１の区間への前記列車の進入を停止させ、
前記地上側制御装置はまた、ユーザーから前記第１の列車についての緊急停止領域解除指示を受領すると、
前記列車検知装置から取得した情報に基づいて前記第１の列車が前記線路上の第２の区間内にいるか判定し、
前記第１の列車が前記第２の区間にいる時には、前記第１の区間に位置する各前記列車の停止状態を解除し、前記第１の区間への前記列車の進入を許可する、
ことを特徴とする、地上側制御装置。
【請求項６】
前記地上側制御装置は、前記第１の区間が緊急停止領域に設定されていない時に、ユーザーから、前記第２の区間に存在する列車についての緊急停止領域解除指示を受領可能に構成されており、
前記地上側制御装置は、複数の前記列車のうち第２の列車が前記第２の区間に存在する時に前記第２の列車についての緊急停止領域解除指示を受領した場合、
前記第２の列車についての緊急停止領域解除指示の受領後に、前記第２の列車との無線通信が途絶えたことを検出した場合、前記第１の区間を緊急停止領域に設定しない、
ことを特徴とする、請求項５に記載の地上側制御装置。
【請求項７】
前記地上側制御装置は、無線通信で取得した前記列車の位置情報をもとに、前記列車の走行可能である地点である停止限界点を前記列車ごとに算出して、それぞれの前記列車に前記停止限界点の情報を送信し、
前記停止限界点の情報を受領した前記列車は、前記停止限界点までに前記列車が停止するよう、前記列車の速度を制御するよう構成されており、
前記第１の区間が緊急停止領域に設定された時、前記地上側制御装置は、前記第１の区間の外から前記第１の区間に向けて走行中の前記列車の停止限界点を、前記第１の区間の外側の地点に決定し、該停止限界点の情報を前記列車に送信することで、前記第１の区間への前記列車の進入を停止させる、
ことを特徴とする、請求項５または６に記載の地上側制御装置。
【請求項８】
前記第２の区間は、前記第１の区間内の待避線である、
ことを特徴とする、請求項５ないし７の何れか一項に記載の地上側制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を用いた列車制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、列車在線位置検知の手法として、軌道と列車の車軸を電気回路として用いる軌道回路方式が主に使用されている。この方式は、列車在線時に車軸によって２本のレール間が電気的に短絡することを利用し、レールに流した電圧を軌道に接続した装置によって監視することで、列車の在線・非在線を検知するものである。
【０００３】
軌道回路方式は、単純な機器構成となるため機械的な保守が容易である反面、地上設備が多い、天候等によるインピーダンス変化の影響が大きく在線判定閾値調整の必要がある、大まかな在線位置しか検知できないため列車間隔が必要以上に大きくなり列車運用効率が低下する、列車間隔を狭くするには軌道回路を細かく区切る必要がある等の問題点があった。
【０００４】
これに対し、近年、列車の在線位置を無線によって管理する手法が開発されている。この手法では、車上・地上装置間で制御に必要な情報をまとめた通信データが無線によって送受信される。以下、この通信データを電文と表記する。たとえば特許文献１には、車上・地上装置間で無線によって電文を送受信することで列車間隔の制御を行うシステムが開示されている。車上装置は地上装置に自列車位置情報を送信し、地上装置は受信した複数列車の位置情報を基に列車制御を行う。
【０００５】
無線列車制御では、軌道回路無しで位置情報を知ることができるが、列車との通信が途絶え、位置情報に異常が認められた場合には、他列車を含め安全を確保する必要がある。たとえば特許文献１には、先行列車の位置情報に異常が認められる場合には、該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、該先行列車の位置検知誤差と、先行列車が後退する可能性のある距離とを差し引いた地点を走行許可位置として、列車の間隔を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１５９１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
さらに、近年都市部でのダイヤ過密化により、異常列車発生時でも他列車の定時性維持の必要性が増している。そこで、本発明では異常列車発生時の安全性確保と定時性維持の両立を可能とする機能の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る無線列車制御システムは、線路を走行する複数の列車のそれぞれに備わる車上側制御装置と、線路上に設けられた複数の列車検知装置と、車上側制御装置と無線通信を行うための無線装置及び列車検知装置からの情報受信用の受信装置を備えた地上側制御装置とを有する。地上側制御装置は、線路上の第１の区間内に存在していた列車との無線通信が途絶えた時、当該区間を緊急停止領域に設定することで、当該区間内に位置する各列車に対して無線通信で緊急停止を指示し、また当該区間内に向けて走行中の列車の進入を停止させる。また地上側制御装置は、ユーザーから当該列車についての緊急停止領域解除指示を受領すると、列車検知装置からの情報に基づいて、当該列車が線路上の第２の区間内にいるか判定し、当該列車が第２の区間にいる時には、第１の区間内の各列車の停止状態を解除し、また第１の区間内への列車の進入を許可する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、異常列車発生時の安全性確保と定時性維持の両立を可能とする。上記した以外の課題、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】
【００１０】
【図１】実施例に係る無線列車制御システムの概要を示した図である。
【図２】車上側制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】地上側制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】無線列車制御システムによる列車制御方法の概要を示した図である。
【図５】無線列車制御システムによる列車制御方法の概要を示した図である。
【図６】無線列車制御システムによる列車制御方法の概要を示した図である。
【図７】列車位置情報の例を示す図である。
【図８】無線通信異常時に地上側制御装置が行う処理のフローチャートである。
【図９】停止限界点の設定処理のフローチャートである。
【図１０】緊急停止領域解除処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の実施例に係る無線列車制御システムの概要を示した図である。無線列車制御システムは、線路１０上を走行する列車（列車１００ａ，１００ｂ）に搭載される車上側制御装置１０１と、地上側制御装置１０４と、ユーザーが地上側制御装置１０４への指示を出す際に用いる保守端末１１０と、線路１０上に設置される列車検知装置（トランスポンダ）１２０を有する。なお、以下では列車１００ａ，１００ｂに共通の事項について説明する場合、列車１００ａ，１００ｂを総称して「列車１００」と表記する。また図１では、２編成の列車１００ａ，１００ｂだけが示されているが、線路１０上にはこれより多くの列車１００が存在してもよい。なお、列車１００は、モーターやブレーキなどの、列車１００の走行に必要な機器も当然備えているが、本実施例では図示を略している。
【００１３】
車上側制御装置１０１は、線路上を走行する各列車１００に備えられる。車上側制御装置１０１は、自列車（車上側制御装置１０１の搭載されている列車１００）の位置情報を含んだ電文１０５を地上側制御装置１０４へ無線送信する。電文１０５には、位置情報以外の情報、たとえば速度情報や電文送信時刻等が含まれていてもよい。車上側制御装置１０１は、電文１０５の送信を定期的に実施する。さらに、列車１００の車上側制御装置１０１は、地上側制御装置１０４から電文１０６を受信し、受信した電文１０６に基づいて列車１００を制御する。地上側制御装置１０４から列車１００に送信される電文１０６の内容については後述する。
【００１４】
本実施例では、列車１００が現在位置を検出する際、線路１０上に設置された列車検知装置１２０を用いる。列車検知装置１２０は線路１０上の複数箇所に設置されており、各列車検知装置１２０は一意な識別子（ＩＤと呼ぶ）を発信する機能を持つ。列車１００の車上側制御装置１０１はその列車検知装置１２０が発するＩＤを取得することで、列車１００の現在位置を検知する。また列車検知装置１２０は、伝送線２０を介して地上側制御装置１０４と接続されており、列車１００から送信される情報を受信し、地上側制御装置１０４に送信する機能も有する。
【００１５】
列車検知装置１２０はたとえば、公知のＡＴＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｉｎ  Ｓｔｏｐ）で用いられるトランスポンダ等である。ただしそれ以外の装置が列車検知装置１２０として用いられてもよい。列車１００に一意な識別子を送信し、また列車１００からの情報を地上側制御装置１０４へ送信する機能を備えた装置であれば、任意の装置が用いられてよい。
【００１６】
地上側制御装置１０４は、各列車１００の車上側制御装置１０１との間で無線通信によって電文を送受信する装置である。地上側制御装置１０４が列車１００に送信する電文は、停止限界点の情報や緊急停止指示が含まれる。停止限界点と緊急停止指示については後述する。
【００１７】
保守端末１１０は、鉄道路線の運行管理者などのユーザーが地上側制御装置１０４に、設定の変更等を指示する際に用いる装置である。保守端末１１０はユーザーから各種設定の指示を受け付けると、地上側制御装置１０４へ各種設定指示の電文を送信する。各種設定指示の電文を受信した地上側制御装置１０４は、電文で指定されている設定が可能かを判断後、設定可能時には当該設定を行う。
【００１８】
図２は、車上側制御装置１０１の機能ブロック図である。車上側制御装置１０１は位置検知部３０２と、車上側演算装置３０１と、車上側無線装置３００と、送受信装置３０３とを有する。
【００１９】
位置検知部３０２は、列車１００の現在位置を検出するための装置である。本実施例では、位置検知部３０２が列車１００の現在位置を検出する際、線路上に設置された列車検知装置１２０を用いる例を説明する。先に述べたとおり、各列車検知装置１２０は一意な識別子（ＩＤと呼ぶ）を発信する機能を持つ。列車１００が地上に設置された列車検知装置１２０上を走行した時に、位置検知部３０２は送受信装置３０３を介して、その列車検知装置１２０が発するＩＤを取得し、この取得したＩＤを位置情報（たとえば線路の起点からの距離等の情報、或いは緯度経度等の情報）に変換することで自列車の現在位置を検知する。たとえば位置検知部３０２は、各列車検知装置１２０の設置されている位置情報と、その列車検知装置１２０のＩＤとの対応関係を保持し、それを用いて自列車の現在位置を検知するとよい。位置検知部３０２は自列車の現在位置を検知すると、検知した自列車の現在位置情報を車上側演算装置３０１へ送信する。
【００２０】
車上側演算装置３０１は、位置検知部３０２から受信した位置情報に対して、符号化等の必要な処理を施すことによって電文を作成し、作成した電文を車上側無線装置３００へ送信する装置である。また車上側演算装置３０１は、地上側制御装置１０４から後述する停止限界点などの情報を受信すると、列車１００の制御に必要な計算を行い、計算結果に基づいて列車１００の速度の制御等を行う。具体的には地上側制御装置１０４は、列車１００のブレーキを作動させることで、列車１００の速度を調節する、あるいは列車１００を停止させる制御を行う。
【００２１】
車上側演算装置３０１の機能は、ソフトウェア（コンピュータプログラム）によって実装されてもよい。たとえば車上側演算装置３０１にマイクロプロセッサと、電文の作成や列車１００の制御に必要な計算を行うためのプログラムを格納したメモリを設け、マイクロプロセッサがこのプログラムを実行することにより、車上側演算装置３０１の機能が実現されるとよい。ただし、車上側演算装置３０１の機能の一部または全部が、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアを用いて実装されていてもよい。
【００２２】
車上側無線装置３００は、地上側制御装置１０４との無線通信を行うための装置であり、車上側演算装置３０１から渡された電文を、無線によって地上側制御装置１０４へ送信する。一方、地上側制御装置１０４から電文が無線送信されてきた場合、車上側無線装置３００はそれを受信し、車上側演算装置３０１に渡す。
【００２３】
送受信装置３０３は、列車検知装置１２０を介して地上側制御装置１０４に情報を送信するための装置である。地上側制御装置１０４が各列車を識別できるように、車上側制御装置１０１はそれぞれ、一意な識別子（以下ではこれを“列車ＩＤ”と呼ぶ）を有している。車上側演算装置３０１は列車ＩＤを列車検知装置１２０に送信し、列車検知装置１２０はその列車ＩＤを、列車検知装置１２０のＩＤとともに伝送線２０経由で地上側制御装置１０４に送信する。地上側制御装置１０４は列車検知装置１２０から列車ＩＤを受信することで、列車の位置を検知することができる（つまり列車ＩＤを送信してきた列車検知装置１２０の上に列車が居ることを検知できる）。列車検知装置１２０から送信されてきた情報を用いた列車位置の検知は、無線による電文送受信ができない場合に用いられる。
【００２４】
図３は、地上側制御装置１０４の機能ブロック図である。地上側制御装置１０４は、地上側演算装置４０１と、地上側無線装置４００と、受信装置４０２を有する。地上側無線装置４００は車上側無線装置３００から送信された列車の位置情報を受信し、地上側演算装置４０１へ送信する。地上側演算装置４０１は、受信した列車の位置情報をもとに、後述する停止限界点等の情報を作成し、地上側無線装置４００を介して車上側制御装置１０１へ送信する。車上側演算装置３０１と同じく、地上側演算装置４０１の機能はソフトウェア（コンピュータプログラム）によって実装されていてもよいし、あるいはＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のハードウェアを用いて実装されていてもよい。
【００２５】
受信装置４０２は、列車検知装置１２０からの情報を伝送線２０経由で受信するための装置である。先に述べたとおり、列車検知装置１２０は、列車検知装置１２０の上を通過する列車から列車ＩＤを受信し、その列車ＩＤを伝送線２０経由で地上側制御装置１０４に送信する。受信装置４０２は、列車検知装置１２０から受信した列車ＩＤ（及びこの列車ＩＤを送信してきた列車検知装置１２０の識別子）を地上側演算装置４０１に渡す。地上側演算装置４０１はこの情報を参照することで、地上側無線装置４００から電文を受信できなかった場合でも、列車の位置を検出できる。
【００２６】
続いて、本実施例に係る無線列車制御システムで行われる、停止限界点の設定方法について説明する。停止限界点とは、各列車がその地点までは走行して良いことを示す点である。本実施例に係る無線列車制御システムでは、地上側制御装置１０４が各列車１００の停止限界点を算出してそれを各列車１００に通知し、各列車１００は停止限界点までに停止できるように列車１００の速度の調整などを行う。本実施例に係る無線列車制御システムでは、停止限界点の設定方法に２種類の制御方法がある。１つ目の制御方法では、主として各列車１００の前方を走行する列車（先行列車）の位置に基づいて、停止限界点が決定される。以下ではこの制御方法を「第１の制御方法」と呼ぶ。
【００２７】
図１を用いて第１の制御方法の概要を説明する。第１の制御方法では、地上側制御装置１０４が各列車１００（列車１００ａ，１００ｂ）の位置情報を無線通信により（車上側無線装置３００を介して）取得し、この取得した情報に基づいて、各列車１００の停止限界点を求める。なお、図１において、列車１００ａ及び１００ｂは同一線路１０の上を、右向き（図１の矢印２００の示す向き）に走行しているものとする。つまり列車１００ａは列車１００ｂの前方を走行している。そのため以下の説明では、列車１００ａを「先行列車１００ａ」、列車１００ｂを「後続列車１００ｂ」と呼ぶこともある。
【００２８】
停止限界点の決定方法は、列車１００が他の列車に衝突する等の事故が発生しない地点が求められる方法であれば、任意の方法が用いられてよい。たとえば図１の例において、地上側制御装置１０４が後続列車１００ｂの停止限界点を求める時、先行列車１００ａの位置から所定距離（たとえばｘメートル）手前の位置１０９を列車Ａの停止限界点と決定しても良い。あるいはこれ以外の公知の方法が用いられてよい。たとえば特許文献１には、列車の走行許可位置（列車が安全に走行できる限界位置）を求める方法が開示されているが、本実施例に係る地上側制御装置１０４も特許文献１に記載の方法で列車の走行許可位置を求め、この求められた走行許可位置を停止限界点としてもよい。
【００２９】
また、車上側無線装置３００の故障などの理由で、地上側制御装置１０４が無線通信で列車１００の位置情報を取得できなくなった場合には、地上側制御装置１０４は最後に無線通信で取得した列車１００の位置情報をもとに、停止限界点を求める。
【００３０】
停止限界点についての情報を含む電文を受信した列車１００の車上側制御装置１０１は、それを元に列車速度を制御する。車上側制御装置１０１は停止限界点に列車１００が停止できるよう、停止限界点までの各地点における制限速度を決定する。車上側制御装置１０１は列車ブレーキ性能、線区形状等の情報も考慮して、各地点における制限速度を決定するとよい。そして列車１００が、決定された制限速度を超えていた場合は、車上側制御装置１０１は自動でブレーキ動作を行って、列車１００の速度を制御する。
【００３１】
一方、２つ目の制御方法は、主に駅の構内などの特定の場所に存在する列車１００が、地上側制御装置１０４と無線通信ができなくなった場合に実行される方法である。以下ではこの制御方法を「第２の制御方法」と呼ぶ。図４を用いて、第２の制御方法の概要を説明する。
【００３２】
図４において、列車５０１及び５０２、５０３はいずれも、図１で説明した列車１００と同等の設備を有している。また、図４において、“区間Ａ”と記されている領域は、後述する緊急停止領域に設定される領域であり、たとえば駅構内などの領域である。
【００３３】
列車５０１及び５０２は、左方向に走行中で、列車５０３は右方向に走行中とする。またこれらの列車のうち、列車５０１は無線通信ができなくなったことにより、地上側制御装置１０４で位置を特定できなくなった列車であるとする。以下では列車５０１のことを、異常列車５０１と呼ぶこともある。列車５０１（あるいは５０２，５０３）で無線通信ができなくなる場合とは、たとえば車上側無線装置３００の故障等があり得るが、これ以外に、保守などの目的で列車５０１のパンタグラフを下げたことにより、車上側制御装置１０１への給電が停止した場合もある。
【００３４】
各列車５０１，５０２，５０３が図４に示された位置に存在している時、地上側制御装置１０４が列車５０１との通信が途絶えた（一定時間以上、列車５０１からの無線通信による電文伝送がない）ことを検出すると、地上側制御装置１０４は安全性確保のために、区間Ａを緊急停止領域に設定する。なお、区間Ａはあらかじめ固定的に定められている領域で、地上側制御装置１０４は区間Ａの位置情報を把握している。区間Ａが緊急停止領域に設定されると、地上側制御装置１０４はその時点で区間Ａに存在している列車（図４の例では列車５０３）には、即座に停止するよう指示し、また区間Ａに向かって走行中の列車（図４の例では列車５０２）に対しては、区間Ａ内への進入を禁止させる。
【００３５】
具体的には地上側制御装置１０４は、列車５０３には緊急停止電文を送信する。緊急停止電文を受けた列車５０３の車上側制御装置１０１は、列車５０３を即座に停止させる。また地上側制御装置１０４は、緊急停止領域（区間Ａ）の範囲外の地点、たとえば区間Ａと列車５０２の間の地点（図４の例では地点５０４）を列車５０２の停止限界点と決定し、決定した停止限界点の情報を、列車５０２に無線で送信する。その結果、列車５０２は緊急停止領域に進入出来ずに停止する。これにより、区間Ａ内の列車はすべて停止し、また区間Ａ内への列車の進入はなくなる。なお、ここでの停止限界点の決定方法は特定の方法に限定されるものではない。少なくとも区間Ａの範囲外の地点が停止限界点と決定される方法であれば、任意の方法が採用されてよい。
【００３６】
第２の制御方法における問題点を、図５を用いて説明する。図５は、区間Ａが緊急停止領域に定められた後、列車５０１の運転手が列車５０１を他列車の走行に影響のない場所へ移動した時の状態を表している。他列車の走行に影響のない場所とは、待避線などの、通常時に列車が走行しない場所（の区間）で、たとえば図５の例では、区間Ｂと記載された領域が待避線である。列車５０１の運転手は、列車５０１を区間Ｂへ移動後、点検あるいは事故時の対応等のためにパンタグラフ下げ・バッテリ切りを行う。この時、地上側制御装置１０４と異常列車５０１との通信異常状態は継続しているので、区間Ａは緊急停止領域に設定された状態が続いている。この状態で点検作業などが長引くと、区間Ａは緊急停止領域に設定された状態が長時間保持されたままになり、異常列車５０１以外の列車（列車５０２，５０３など）が走行できない状態が長く続くことになる。
【００３７】
これを防ぐために、本実施例に係る無線列車制御システムでは、地上側制御装置１０４と異常列車５０１との間の無線通信の異常状態が継続していても、運行管理者等のユーザーからの指示によって、区間Ａの緊急停止領域の設定を解除することができるように構成されている。図６は、ユーザーが保守端末１１０に緊急停止領域解除指示を入力した時の状態を表している。なお、緊急停止領域解除の指示は列車ごとに行われる。図４（または図５）のように列車５０１の無線通信に異常が発生した場合、ユーザーは列車５０１の緊急停止領域解除を指示する。ユーザーから、列車５０１の緊急停止領域解除指示を受けた保守端末１１０は、地上側制御装置１０４へ向けて列車５０１の緊急停止領域解除要求電文を送信する。
【００３８】
地上側制御装置１０４は緊急停止領域解除要求電文を受信すると、異常列車５０１が区間Ｂ内に存在していることを、列車検知装置１２０から取得する情報によって確認する。区間Ｂも区間Ａと同様、あらかじめ固定的に定められている領域で、地上側制御装置１０４は区間Ｂの位置情報を把握している。またこのとき、異常列車５０１を構成する全ての車両が区間Ｂ内に存在していることを確認できると望ましいが、一部の車両のみが区間Ｂ内に存在していることを確認するだけでもよい。
【００３９】
異常列車５０１が区間Ｂ内に存在していることが確認されると、通常の状態、つまり区間Ａが緊急停止領域に設定されていない状態に戻される。具体的には、地上側制御装置１０４は、これまで区間Ａ内にいた列車５０３に対する緊急停止電文の送信を停止し、列車５０３の走行を許可する。また区間Ａの外にいる列車５０２に対しては、地上側制御装置１０４は第１の制御方法で算出された停止限界点の情報を送信する（つまり列車５０２の先行列車の位置に基づいて停止限界点を求める）。これにより、停止状態となっていた列車５０２及び５０３が正常に走行できるようになる。
【００４０】
図７は、地上側演算装置４０１が保持する列車の位置情報（以下、「列車位置情報」と呼ぶ）の例である。列車位置情報４１０には、地上側制御装置１０４が通信している各列車の位置等の情報が格納される。列車位置情報４１０内の情報のうち、列車ＩＤ４１１、線名４１２、位置４１３には、列車１００の車上側制御装置１０１から送られてきた情報が格納される。列車ＩＤ４１１が列車の識別子（列車ＩＤ）で、線名４１２は列車が走行している路線の名称である。路線が複線の場合には、図７に示されるように、線名４１２には路線の名称に加えて「上り」あるいは「下り」の情報も格納される。位置４１３は、列車の位置を表す。図７では、位置４１３にはキロ程が格納される例が示されている。ただし列車の位置を特定可能な情報であれば、キロ程以外の情報が位置４１３に格納されてもよい。
【００４１】
停止限界点４１４には、地上側演算装置４０１が算出した停止限界点の情報が格納される。地上側演算装置４０１は停止限界点を算出すると、停止限界点４１４にそれを格納するとともに、先に述べたとおり列車１００にそれを送信する。図７では、停止限界点４１４にキロ程が格納される例が示されているが、キロ程以外の情報が停止限界点４１４に格納されてもよい。
【００４２】
通信状態４１５は、地上側制御装置１０４が列車１００と無線通信可能か否かを表す情報が格納される。地上側制御装置１０４が列車１００と無線通信可能である場合、通信状態４１５には「０」が格納され、地上側制御装置１０４が列車１００と無線通信できなくなった時、地上側演算装置４０１は通信状態４１５に「１」を格納する。初期状態では、全ての列車１００の通信状態４１５は「０」に設定されている。各列車１００は定期的に地上側制御装置１０４に無線で情報を送信しているので、地上側制御装置１０４は、もしもある列車１００からの情報が所定時間以内に届かなかった場合、その列車１００の通信状態４１５を「１」に変更する。逆に列車１００からの無線通信が回復した場合、つまり列車１００から無線による電文の送信が再開されたことを地上側制御装置１０４が確認すると、地上側制御装置１０４はその列車１００の通信状態４１５を「０」に変更する。
【００４３】
解除設定４１６は、緊急停止領域解除要求電文を受信した時に設定される。詳細は後述する。また地上側制御装置１０４は列車位置情報４１０に加えて、緊急停止領域設定フラグ４５０を有する。これについても具体的な使われ方は後述する。
【００４４】
続いて、本実施例に係る地上側制御装置１０４で実行される処理について、図８から図１０のフローチャートを用いて説明する。図８は、地上側制御装置１０４が、列車１００との間の無線通信が途絶えたことを検知した時に行う処理の流れを表している。なお、以下の説明では、地上側制御装置１０４との無線通信が途絶えた列車を「列車Ｅ」と呼ぶ。また、これまでの説明と同様に、緊急停止領域に設定される領域のことを、「区間Ａ」と呼び、通信異常の発生した列車を移動（退避）させる領域で他列車の走行に影響のない場所のことを「区間Ｂ」と呼ぶ。
【００４５】
地上側制御装置１０４が、列車Ｅとの無線通信が途絶えたことを検知すると、列車位置情報４１０を参照し、列車位置情報４１０に記録されている列車Ｅの位置が区間Ａ内であるか判定する（Ｓ１００１）。つまり地上側制御装置１０４は、最後に列車Ｅから無線で受信した列車Ｅの位置情報に基づいて、列車Ｅの位置を判定する。なお、区間Ａは上で述べたように駅構内の領域等の、あらかじめ定められた区間であり、地上側制御装置１０４は区間Ａの位置情報を認識している。
【００４６】
列車Ｅの位置が区間Ａ内でない場合、図８の処理は終了する。この場合、各列車は第１の制御方法に基づく制御が行われる。これについては、後で図９を用いて説明する。
【００４７】
列車Ｅの位置が区間Ａ内である場合は、地上側制御装置１０４は列車位置情報４１０を参照し、列車Ｅの解除設定４１６が「１」であるか判定する（Ｓ１００２）。解除設定４１６が「１」の場合（Ｓ１００２：ＹＥＳ）、この処理は終了する。一方解除設定４１６が「０」の場合には（Ｓ１００２：ＮＯ）、地上側制御装置１０４は緊急停止領域設定フラグ４５０を「１」に設定し（Ｓ１００３）、処理を終了する。緊急停止領域設定フラグ４５０が「１」に設定されることで、区間Ａは緊急停止領域に設定されたことになる。
【００４８】
図９は、地上側制御装置１０４が各列車に対して停止限界点、あるいは緊急停止電文を送信する時の処理の流れを示している。地上側制御装置１０４は定期的に図９の処理を実行するように構成されている。
【００４９】
Ｓ１５０１では、地上側制御装置１０４は緊急停止領域設定フラグ４５０が「１」か否か判定する。緊急停止領域設定フラグ４５０が「１」の場合（Ｓ１５０１：ＹＥＳ）、地上側制御装置１０４はＳ１５０２〜Ｓ１５０４の処理を行うことで、各列車は第２の制御方法によって制御される。一方緊急停止領域設定フラグ４５０が「０」の場合には（Ｓ１５０１：ＮＯ）、地上側制御装置１０４はＳ１５０５を実行する。Ｓ１５０５では、地上側制御装置１０４は各列車の停止限界点を第１の制御方法によって求め、求めた停止限界点を列車位置情報４１０（の停止限界点４１４）に格納するとともに各列車に通知し、処理を終了する。第１の制御方法については先に説明済みのため、ここでの説明は略す。
【００５０】
Ｓ１５０２では、地上側制御装置１０４は列車位置情報４１０を参照することで、区間Ａ内に存在する列車をすべて特定する（線名４１２及び位置４１３が区間Ａの範囲内にある列車を特定すればよい）。そして地上側制御装置１０４は、特定された全ての列車に対して、緊急停止電文を送信する。これにより区間Ａ内の全列車が停止する。
【００５１】
続いてＳ１５０３で地上側制御装置１０４は列車位置情報４１０を参照することで、区間Ａ内に向かって走行中の列車を特定し、それらの列車の停止限界点を算出する。ここで算出される停止限界点は先に述べたとおり、区間Ａの範囲外の地点（かつ区間Ａ内に向かって走行中の列車の前方に位置する点）である。そして地上側制御装置１０４は算出した停止限界点を列車位置情報４１０（の停止限界点４１４）に格納するとともに、区間Ａ内に向かって走行中の列車に無線で通知する。
【００５２】
最後にＳ１５０４で地上側制御装置１０４は、Ｓ１５０２またはＳ１５０３で特定された列車以外の列車について、第１の制御方法によって停止限界点を算出する。そして地上側制御装置１０４は算出した停止限界点を列車位置情報４１０（の停止限界点４１４）に格納するとともに、各列車に無線で通知し、処理を終了する。
【００５３】
図１０は、ユーザーが保守端末１１０に緊急停止領域解除指示を入力した時に、地上側制御装置１０４で行われる処理の流れを示している。ユーザーが保守端末１１０に、ある列車（以下ではこの列車を「列車Ｄ」と呼ぶ）の緊急停止領域解除指示を入力し、保守端末１１０がそれに応じて地上側制御装置１０４に列車Ｄの緊急停止領域解除要求電文を送信すると、地上側制御装置１０４は図１０の処理を開始する。
【００５４】
Ｓ２００１で地上側制御装置１０４は、列車検知装置１２０から送信されてくる情報を確認し、列車Ｄの情報を受信できているか判定する。列車Ｄの情報を受信できていない場合（Ｓ２００１：ＮＯ）、ここで処理を終了する。
【００５５】
一方、地上側制御装置１０４が列車Ｄの情報を受信できている場合（Ｓ２００１：ＹＥＳ）、Ｓ２００２で地上側制御装置１０４は、列車Ｄの情報をもとに、列車Ｄが区間Ｂ（待避線などの、他列車の走行に影響のない場所）に存在するか判定する。区間Ｂも区間Ａと同様、あらかじめ定められた領域であり、地上側制御装置１０４は区間Ｂの位置情報も把握している。列車検知装置１２０は、列車Ｄから列車ＩＤを受信すると、列車検知装置１２０のＩＤと共に列車ＩＤを地上側制御装置１０４に送信する。そのため地上側制御装置１０４は、区間Ｂ内の列車検知装置１２０から列車Ｄの列車ＩＤが送信されてきたことを検出した場合、列車Ｄが区間Ｂ内に存在していると判断できる。
【００５６】
列車Ｄが区間Ｂ内に存在しない場合（Ｓ２００２：ＮＯ）、処理は終了する。列車Ｄが区間Ｂ内に存在する場合（Ｓ２００２：ＹＥＳ）、地上側制御装置１０４は、列車位置情報４１０内の情報のうち、列車Ｄの解除設定４１６を「１」に変更する（Ｓ２００３）。続いて地上側制御装置１０４は、緊急停止領域設定フラグ４５０を０に変更し（Ｓ２００４）、処理を終了する。
【００５７】
図１０の処理が実行されると、緊急停止領域設定フラグ４５０が０に変更される。そのため、地上側制御装置１０４が図９の処理を実行する際、Ｓ１５０２〜Ｓ１５０４の処理は実行されないので、無線通信ができなくなった列車が存在していても、区間Ａ内または区間Ａ近辺にいる他の列車は走行可能になる。逆に区間Ａが緊急停止領域に設定された状態を解除できない場合、無線通信ができなくなった列車の無線通信機能が復旧するまでは、区間Ａが緊急停止領域に設定されたままの状態が長時間継続し、区間Ａ内または区間Ａ近辺にいる他の列車はすべて停止し続けることになる。これは安全性確保の観点からすると好ましいかもしれないが、列車の定時性維持を難しくする。特に、列車５０１が他の列車の走行に影響のない場所（区間Ｂ）にいることが判明している場合には、他の列車は通常通り走行していても安全性の問題はないため、そのような場合には区間Ａは緊急停止領域に設定されない方が、列車の定時性維持の観点からは好ましい。そのため本実施例に係る無線列車制御システムでは、人手で（保守端末１１０等を用いて）区間Ａが緊急停止領域に設定された状態を解除できるようにしている。
【００５８】
また、上では主に、線路上に無線通信ができなくなった列車が居る場合を前提として、各処理を説明してきたが、無線通信不可能な列車が存在しない場合でも、ユーザーは緊急停止領域解除の指示を行ってもよい。その場合にも、地上側制御装置１０４は図１０や図９の処理を実行する。無線通信不可能な列車が存在しない時に、緊急停止領域解除が指示された場合の地上側制御装置１０４の処理の流れを、図６、図８、図１０を参照しながら概説する。
【００５９】
図６において、列車５０１は正常な状態（無線通信が可能な状態）で、また区間Ａは緊急停止領域に設定されていない（つまり、地上側制御装置１０４が管理する緊急停止領域設定フラグ４５０が「０」である）とする。また列車５０１は、点検作業などの目的で、これからパンタグラフ下げが行われる（給電が停止する）対象の列車とする。この時にユーザーが列車５０１の緊急停止解除の指示を行うと、先に述べたとおり図１０が行われる。図６の状態では、列車５０１は区間Ｂ内に存在するため、地上側制御装置１０４は、Ｓ２００３，Ｓ２００４を実行する。Ｓ２００３が実行されることにより、列車位置情報４１０内の情報のうち、列車５０１の解除設定４１６が「１」に設定される。
【００６０】
その後、列車５０１の運転士あるいは保守員が、点検作業などの目的で列車５０１のパンタグラフ下げを行ったとする。この場合、列車５０１と地上側制御装置１０４間の無線通信が停止するので、地上側制御装置１０４は列車５０１について、図８の処理を開始する。地上側制御装置１０４が図８の処理を実行する時、列車５０１の解除設定４１６が「１」に設定されているため、Ｓ１００３は行われない。
【００６１】
つまり、区間Ａが緊急停止領域に設定されないことにより、列車５０１以外の列車（列車５０２や列車５０３）は停止しなくても良くなり、各列車の定時運行を妨げない制御が可能になる。もし、無線通信不可能な列車が存在する場合だけ緊急停止領域解除の指示が行えるようになっている場合、列車５０１が他の列車の走行に影響のない場所（区間Ｂ）にいる場合であっても、列車５０１への給電が停止すると必ず区間Ａが緊急停止領域に設定され、列車５０１以外の列車（列車５０２や列車５０３）が区間Ａ内（または区間Ａ付近）で停止することになる。これは列車の定時運行の妨げになり、好ましくない。そのため本実施例に係る無線列車制御システムでは、区間Ｂ（つまり他の列車の走行に影響のない場所）にいる列車について緊急停止解除の指示が行われている場合、その列車への給電が停止して地上側制御装置１０４との無線通信が途絶えたとしても、区間Ａが緊急停止領域に設定されないように制御している。
【００６２】
なお、通信断以外にも複数列車位置不定の場合にも、上で説明した列車の制御方法は有効である。たとえば車上側無線装置３００は正常だが位置検知部３０２の故障するケースもあり得、その場合には地上側制御装置１０４で列車の位置を特定できなくなる。そのような場合でも上で説明した手順で、緊急停止領域の設定及び解除処理を行うことで列車の制御を行うことができる。
【００６３】
また、上で説明した例では、車上側制御装置１０１の位置検知部３０２は、線路上に設置されているトランスポンダなどの列車検知装置から得られる情報をもとに列車位置を検出する例を説明したが、これ以外の方法で列車位置を検出してもよい。別の実施形態として、位置検知部３０２は、列車車輪の回転数を計測し、それをもとに走行距離を算出することで、列車位置を求めてもよい。
【００６４】
また、上で説明した区間Ａや区間Ｂは、特定の場所に限定されない。たとえば区間Ｂは、通信異常が発生した列車を退避可能な場所で、他の列車の走行に影響を及ぼさない場所であれば任意の場所でよい。また区間Ａや区間Ｂの場所（位置情報）を、保守端末１１０から地上側設定装置１０４に対して設定できるように、無線列車制御システムが構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１００（１００ａ，１００ｂ）：列車
１０１：車上側制御装置
１０４：地上側制御装置
１０５，１０６：電文
１１０：保守端末
３００：車上側無線装置
３０１：車上側演算装置
３０２：位置検知部
３０３：送受信装置
４００：地上側無線装置
４０１：地上側演算装置
４０２：受信装置
５０１，５０２，５０３：列車
【図１】
2018158607.tif 000003
【図２】
2018158607.tif 000004
【図３】
2018158607.tif 000005
【図４】
2018158607.tif 000006
【図５】
2018158607.tif 000007
【図６】
2018158607.tif 000008
【図７】
2018158607.tif 000009
【図８】
2018158607.tif 000010
【図９】
2018158607.tif 000011
【図１０】
2018158607.tif 000012