(57)【要約】      （修正有）【課題】閑散線区における列車の組成変更や分割・併合に伴う煩雑な処理を簡便に行うことが可能な閑線線区向け無線式列車制御システム等を提供する。【解決手段】列車制御システム１は、列車の全車両に地上との無線通信機能及び車両の位置検知機能を備えた車上装置を搭載し、また地上制御装置２に無線通信機能を設ける。列車の各車両は自車両の在線位置情報と、先頭車、中間車、または後尾車のいずれかを示す車両種別情報とを地上制御装置２に送信する。地上制御装置２は受信した各車両の在線位置情報から列車長を算出し、既知の車両データに基づいて車体長の合計を算出する。更に列車長と車体長の合計とを比較することにより車両識別情報に漏れがないか判定し、判定結果に応じた列車制御情報を生成し、列車の先頭車に送信する。先頭車の車上装置は地上制御装置２から送信された列車制御情報を受信して、当該列車制御情報に応じた列車制御を行う。【選択図】図１
2011189863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の位置検知機能を備えた車上装置と地上に設置される地上装置とが無線通信を利用して列車制御を行う無線式列車制御システムであって、
列車の全車両に前記車上装置を搭載し、
前記地上装置が、各車上装置から車両識別情報と、先頭車・中間車・後尾車の別を示す車両種別情報と、車両の位置情報とを受信する受信手段と、
前記地上装置が、前記受信手段により受信した先頭車の位置情報と後尾車の位置情報とから列車長を算出する列車長算出手段と、
前記地上装置が、前記受信手段により受信した車両識別情報と、該車両識別情報に対応付けて前記地上装置に予め蓄積されている既知の車体長データとから、前記列車の車体長の合計を算出する車体長合計算出手段と、
前記地上装置が、前記列車長と前記車体長の合計とを比較することにより、前記車上装置から受信した前記車両識別情報に漏れがあるか否かを判定する判定手段と、
前記地上装置が前記判定手段による判定結果に応じた列車制御情報を生成して前記列車の先頭車の車上装置に送信し、該先頭車の車上装置は該列車制御情報に基づいて列車を制御する列車制御手段と、
を備えることを特徴とする列車制御システム。
【請求項２】
前記車体長の合計と前記列車長との差が許容誤差範囲内である場合に、
前記判定手段は、前記車上装置から受信した前記車両識別情報に漏れがないと判定し、
前記列車制御手段は、前記地上装置にて算出した前記車体長の合計を列車編成長データとして適用するとともに、前記車両識別情報に対応付けて記憶されている既知の列車制御用データから当該列車の適切な列車制御情報を求め、前記先頭車の車上装置へ送信し、前記先頭車の車上装置は、前記地上装置から受信した列車制御情報に基づいて列車を制御することを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項３】
前記車体長の合計と前記列車長との差が許容誤差範囲を超え、前記車体長の合計が前記列車長より短い場合に、前記判定手段は、前記車上装置から受信した前記車両識別情報に漏れがあると判定し、
前記列車制御手段は、前記地上装置にて算出した前記列車長を列車編成長データとして前記先頭車の車上装置へ送信し、前記先頭車の車上装置は、前記地上装置から受信した前記列車長を列車編成長データとして適用し、車両性能に依存して決定されるべき列車制御情報に関しては、前記車上装置に予め蓄積されている既知の列車制御用データのうち、制約が最も厳しい条件のものを適用し、列車を制御することを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項４】
前記列車長算出手段により列車長の算出ができない場合、前記車体長の合計が前記列車長より長く、許容誤差範囲を超える場合、または前記先頭車及び前記後尾車との通信が異常な場合に、
前記判定手段は、エラーと判定し、
前記列車制御手段は、前記車上装置に予め蓄積されている既知の列車制御用データのうち、制約が最も厳しい条件を適用して列車を制御することを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項５】
前記列車長算出手段は、
現時点での先頭車の位置情報と直前の時点での後尾車の位置情報とを用いて列車長を算出し、算出された列車長の最も小さい値を記憶することを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項６】
全車両に車上装置が搭載された列車の各車上装置との間で無線通信を利用して列車の制御を行なう地上装置であって、
前記各車上装置から車両識別情報と、先頭車・中間車・後尾車の別を示す車両種別情報と、車両の位置情報とを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した先頭車の位置情報と後尾車の位置情報とから列車長を算出する列車長算出手段と、
前記受信手段により受信した車両識別情報と、該車両識別情報に対応付けて前記地上装置に予め蓄積されている既知の車体長データとから、前記列車の車体長の合計を算出する車体長合計算出手段と、
前記列車長と前記車体長の合計とを比較することにより、前記車上装置から受信した前記車両識別情報に漏れがあるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に応じた列車制御情報を生成して前記列車の先頭車の車上装置に送信する列車制御情報送信手段と、
を備えることを特徴とする地上装置。
【請求項７】
自車両の位置検知機能を備えた車上装置と地上に設置される地上装置とが無線通信を利用して列車制御を行う列車制御方法であって、
列車の全車両に前記車上装置を搭載し、
前記地上装置が、各車上装置から車両識別情報と、先頭車・中間車・後尾車の別を示す車両種別情報と、車両の位置情報とを受信する受信ステップと、
前記地上装置が、受信した先頭車の位置情報と後尾車の位置情報とから列車長を算出する列車長算出ステップと、
前記地上装置が、受信した車両識別情報と、該車両識別情報に対応付けて前記地上装置に予め蓄積されている既知の車体長データとから、前記列車の車体長の合計を算出する車体長合計算出ステップと、
前記地上装置が、前記列車長と前記車体長の合計とを比較することにより、前記車上装置から受信した前記車両識別情報に漏れがあるか否かを判定する判定ステップと、
前記地上装置が前記判定ステップにおける判定結果に応じた列車制御情報を生成して前記列車の先頭車の車上装置に送信し、該先頭車の車上装置が該列車制御情報に基づいて列車を制御する列車制御ステップと、
を含むことを特徴とする列車制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閑散線区に好適な無線式列車制御システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＡＲＡＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｎｄ  Ｒａｄｉｏ  Ｔｒａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）やＡＴＡＣＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｒａｉｎ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれるコンピュータ及び無線技術を基礎とした無線式列車制御システムが研究開発されている。例えば、特許文献１には、ＣＡＲＡＴの主要な技術が記載されている。具体的には、各列車に車上制御装置を、地上に地上制御装置を、各列車と地上とにそれぞれ無線伝送装置を備え、各列車が自己の位置を検知する位置検知機能を有し、地上制御装置は、各列車の位置検知情報、連動装置から送信される進路の開通状態情報、及び地上装置が把握する臨時速度制限情報に基づいて、各列車の停止目標位置や臨時速度制限等からなる保安制御位置情報を求め、無線を用いて車上制御装置へ送信することにより列車制御を行なうことが記載されている。また非特許文献１には、ＡＴＡＣＳについて記載されている。ＡＴＡＣＳも同様に、地上の拠点装置、車上制御装置、地上−車上間の無線装置によって上述の位置検知機能や無線による車上地上間情報通信の機能を実現し、更に、列車追跡、列車間隔制御、構内連動制御、踏切制御、臨時速度制限、単線並列、システム進入・進出、及び保守作業の安全制御等の各種機能の開発が進められていることが記載されている。
これらの技術は主に高密度線区向けに開発されたものである。
【０００３】
一方、閑散線区向けに、より低コストな列車制御システムが求められており、例えば非特許文献２のような開発が進められている。非特許文献２には、車上位置検知のための地点検知に無線ＩＣタグを応用することが記載されている。具体的には無線ＩＣタグを封入したタグ地上子を軌間中央に設置し、列車側にアンテナ及びＩＣタグリーダを搭載して、タグ地上子のＩＤ情報を読み取ることとすることで、ＡＴＳ−Ｐ等で使用されている無電源トランスポンダを利用する場合よりもコストを削減することが提案されている。また、地上−車上間の情報伝送に汎用の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を利用したり、無線ＩＣタグによる地点検知の代用としてＧＰＳを利用したりすることも検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第１９９３２０３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「無線による列車制御システム（ＡＴＡＣＳ）」ＪＲテクニカルビューＮｏ．５ｐｐ３１−３８(http://www.jreast.co.jp/development/tech/pdf_5/31-38.pdf）
【非特許文献２】「汎用無線技術による低コストな無線式列車制御システム」（５−Ｓ２２−４）平成２０年電気学会全国大会  山本春生、関清隆他
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような従来の無線式列車制御システム（例えば、ＣＡＲＡＴやＡＴＡＣＳ）では、各編成（当然、運転台付き車両を含む）に車上装置を搭載している。また、閑散線区では、１両単位で任意の列車の組成変更や分割・併合を行っている。
そのため、既存の無線式列車制御システムを閑散線区に適用すると、少なくとも全ての運転台付き車両に車上装置を搭載する必要があることとなる。
また、既存の無線式列車制御システムは、各列車に塔載される１台の車上装置が地上装置と通信をしたり、車上装置の位置検知結果と列車長で列車の存在範囲を検知する（非特許文献１の６．２．２列車間隔制御に記載）ことが標準的であるので、既存の無線式列車制御システムを閑散線区に適用する場合には、位置検知や対地上通信を行う車上装置を特定する処理を行ったり、列車の組成変更や分割・併合により列車長を変化させたりする必要がある。
特に閑散線区では、高密度線区と比較してより頻繁に１両単位での組成変更や分割・併合が行われるため、このような組成変更や分割・併合に伴う煩雑な処理を簡便に行えるシステムが提供されることが望まれていた。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、閑散線区において列車の組成変更や分割・併合に伴う煩雑な処理を簡便に行うことが可能な列車制御システム等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために第１の発明は、自車両の位置検知機能を備えた車上装置と地上に設置される地上装置とが無線通信を利用して列車制御を行う無線式列車制御システムであって、列車の全車両に前記車上装置を搭載し、前記地上装置が、各車上装置から車両識別情報と、先頭車・中間車・後尾車の別を示す車両種別情報と、車両の位置情報とを受信する受信手段と、前記地上装置が、前記受信手段により受信した先頭車の位置情報と後尾車の位置情報とから列車長を算出する列車長算出手段と、前記地上装置が、前記受信手段により受信した車両識別情報と、該車両識別情報に対応付けて前記地上装置に予め蓄積されている既知の車体長データとから、前記列車の車体長の合計を算出する車体長合計算出手段と、前記地上装置が、前記列車長と前記車体長の合計とを比較することにより、前記車上装置から受信した前記車両識別情報に漏れがあるか否かを判定する判定手段と、前記地上装置が前記判定手段による判定結果に応じた列車制御情報を生成して前記列車の先頭車の車上装置に送信し、該先頭車の車上装置は該列車制御情報に基づいて列車を制御する列車制御手段と、を備えることを特徴とする列車制御システムである。
【０００９】
ここで、前記列車制御情報には、例えば、列車の編成長と、許容最高速度、ブレーキ性能、または曲線通過性能等の車両性能に依存する列車制御情報とを含むものとする。
【００１０】
第１の発明の列車制御システムによれば、地上装置は、列車の全車両に搭載された各車上装置から車両識別情報と車両種別情報（先頭車、中間車、後尾車の別を示す情報）と車両の位置情報とを受信し、先頭車及び後尾車の位置から列車長を算出する。また、車両識別情報に対応付けて蓄積されている既知の車体長データに基づいて列車の車体長の合計を算出する。そして、算出した列車長と車体長の合計とを比較することにより車上装置から受信した車両識別情報に漏れがあるか否かを判定し、判定結果に応じた列車制御情報を生成して先頭車の車上装置へ送信する。車上装置は地上装置から送信される列車制御情報に基づいて列車の制御を行う。
したがって、列車の組成変更や分割・併合が１両単位で比較的頻繁に行われる閑散線区に、無線式列車制御システムを導入したとすると全車両に車上装置が塔載されることとなるので、これを活用して、全ての車上装置との間で正常に無線通信が行われているか否かを地上装置側で判定でき、全ての車上装置との間で通信が正常に行われている場合と、通信が正常に行われない車上装置が含まれている場合とで異なる列車制御情報を先頭車に通知して適切な列車制御を行えるようになる。
そのため、列車の組成変更や分割・併合の都度、位置検知や地上との通信を行う車上装置を特定するための処理を行ったり、編成長を変更する処理を行ったりする必要がなく、組成変更や分割・併合に伴う煩雑な処理を簡便に行えるようになる。その際に、各車両との通信の異常を的確に把握できるため安全に列車を運行できる。その結果、高密度線区と比較して、１両単位での組成変更や分割・併合が頻繁に行われる閑散線区に好適な列車制御システムを提供できる。更に、各車両の車上装置から地上装置に対して直接位置情報等を送信するため、車上装置間でデータ伝送を行う必要がなくなり、車上にフェールセーフな伝送回線も不要となる。
【００１１】
また、前記車体長の合計と前記列車長との差が許容誤差範囲内である場合に、前記判定手段は、前記車上装置から受信した前記車両識別情報に漏れがないと判定し、前記列車制御手段は、前記地上装置にて算出した前記車体長の合計を列車編成長データとして適用するとともに、前記車両識別情報に対応付けて記憶されている既知の列車制御用データから当該列車の適切な列車制御情報を求め、前記先頭車の車上装置へ送信し、前記先頭車の車上装置は、前記地上装置から受信した列車制御情報に基づいて列車を制御する。
これにより、全ての車上装置と地上装置との通信が正常に行われていることを確認した上で適切な列車の制御情報を求めて先頭車に送信できるため、安全かつ最適な列車制御を行える。
【００１２】
また、前記車体長の合計と前記列車長との差が許容誤差範囲を超え、前記車体長の合計が前記列車長より短い場合に、前記判定手段は、前記車上装置から受信した前記車両識別情報に漏れがあると判定し、前記列車制御手段は、前記地上装置にて算出した前記列車長を列車編成長データとして前記先頭車の車上装置へ送信し、前記先頭車の車上装置は、前記地上装置から受信した前記列車長を列車編成長データとして適用し、車両性能に依存して決定されるべき列車制御情報に関しては、前記車上装置に予め蓄積されている既知の列車制御用データのうち、制約が最も厳しい条件のものを適用し、列車を制御することが望ましい。
これにより、通信エラーによる一部の車両との通信の漏れを検知できる。特に車体長の合計が前記列車長より短い場合には中間車の通信エラーと判断できるので、機能を一部縮退して制約が最も厳しい条件を適用して列車を制御するので、列車を安全に運行させることができる。
【００１３】
また、前記列車長算出手段により列車長の算出ができない場合、前記車体長の合計が前記列車長より長く、許容誤差範囲を超える場合、または前記先頭車及び前記後尾車との通信が異常な場合に、前記判定手段は、エラーと判定し、前記列車制御手段は、前記車上装置に予め蓄積されている既知の列車制御用データのうち、制約が最も厳しい条件を適用して列車を制御することが望ましい。
これにより、先頭車または後尾車との通信エラーの場合や列車長が算出できない場合に、最も安全な制御に切り替えて列車を運行できる。これにより、通信正常時及び機能縮退時以外にも、適切に列車の制御を行える。
【００１４】
また、前記列車長算出手段は、現時点での先頭車の位置情報と直前の時点での後尾車の位置情報とを用いて列車長を算出し、算出された列車長の最も小さい値を記憶することが望ましい。このように列車長を算出すると、列車走行中は、列車長が真値（車体長の合計）よりも長く算出され、停車時に最小の値（すなわち、真値）に近づくことから、算出した列車長のうち、最小の値を当該列車の列車長として記憶するようにすれば、より真の値に近い列車編成長データを与えることが可能となる。
【００１５】
第２の発明は、全車両に車上装置が搭載された列車の各車上装置との間で無線通信を利用して列車の制御を行なう地上装置であって、前記各車上装置から車両識別情報と、先頭車・中間車・後尾車の別を示す車両種別情報と、車両の位置情報とを受信する受信手段と、前記受信手段により受信した先頭車の位置情報と後尾車の位置情報とから列車長を算出する列車長算出手段と、前記受信手段により受信した車両識別情報と、該車両識別情報に対応付けて前記地上装置に予め蓄積されている既知の車体長データとから、前記列車の車体長の合計を算出する車体長合計算出手段と、前記列車長と前記車体長の合計とを比較することにより、前記車上装置から受信した前記車両識別情報に漏れがあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に応じた列車制御情報を生成して前記列車の先頭車の車上装置に送信する列車制御情報送信手段と、を備えることを特徴とする地上装置である。
【００１６】
第２の発明により、地上装置は、列車の全車両に搭載された各車上装置から車両識別情報と車両種別情報（先頭車、中間車、後尾車の別を示す情報）と車両の位置情報とを受信し、先頭車及び後尾車の位置から列車長を算出する。また、車両識別情報に対応付けて蓄積されている既知の車体長データに基づいて列車の車体長の合計を算出する。そして、算出した列車長と車体長の合計とを比較することにより車上装置から受信した車両識別情報に漏れがあるか否かを判定し、判定結果に応じた列車制御情報を生成して先頭車の車上装置へ送信する。
したがって、閑散線区の列車のように、全車両に車上装置が塔載されている場合に、全ての車上装置との間で正常に無線通信が行われているか否かを地上装置側で判定し、全ての車上装置との間で通信が正常に行われている場合と、通信が正常に行われない車上装置が含まれている場合とで、異なる列車制御情報を生成して先頭車に送信することができる。これにより先頭車はその列車制御情報に基づいて適切な列車制御を行えるようになる。
そのため、列車の組成変更や分割・併合の都度、位置検知や地上との通信を行う車上装置を特定するための処理を行ったり、編成長を変更する処理を行ったりする必要がなく、組成変更や分割・併合に伴う煩雑な処理を簡便に行えるようになる。その際に、各車両との通信の異常を的確に把握できるため安全に列車を運行できる。その結果、高密度線区と比較して、１両単位での組成変更や分割・併合が頻繁に行われる閑散線区に好適な制御を行なう地上装置を提供できる。
【００１７】
第３の発明は、自車両の位置検知機能を備えた車上装置と地上に設置される地上装置とが無線通信を利用して列車制御を行う列車制御方法であって、列車の全車両に前記車上装置を搭載し、前記地上装置が、各車上装置から車両識別情報と、先頭車・中間車・後尾車の別を示す車両種別情報と、車両の位置情報とを受信する受信ステップと、前記地上装置が、受信した先頭車の位置情報と後尾車の位置情報とから列車長を算出する列車長算出ステップと、前記地上装置が、受信した車両識別情報と、該車両識別情報に対応付けて前記地上装置に予め蓄積されている既知の車体長データとから、前記列車の車体長の合計を算出する車体長合計算出ステップと、前記地上装置が、前記列車長と前記車体長の合計とを比較することにより、前記車上装置から受信した前記車両識別情報に漏れがあるか否かを判定する判定ステップと、前記地上装置が前記判定ステップにおける判定結果に応じた列車制御情報を生成して前記列車の先頭車の車上装置に送信し、該先頭車の車上装置が該列車制御情報に基づいて列車を制御する列車制御ステップと、を含むことを特徴とする列車制御方法である。
【００１８】
第３の発明により、地上装置が列車の全車両に搭載された各車上装置から車両識別情報と車両種別情報（先頭車、中間車、後尾車の別を示す情報）と車両の位置情報とを受信し、先頭車及び後尾車の位置から列車長を算出する。また、車両識別情報に対応付けて蓄積されている既知の車体長データに基づいて列車の車体長の合計を算出する。そして、算出した列車長と車体長の合計とを比較することにより車上装置から受信した車両識別情報に漏れがあるか否かを判定し、判定結果に応じた列車制御情報を生成して先頭車の車上装置へ送信する。車上装置は、前記地上装置から受信した列車制御情報に基づいて列車を制御する。
したがって、列車の組成変更や分割・併合が１両単位で比較的頻繁に行われる閑散線区に、無線式列車制御システムを導入したとすると全車両に車上装置が塔載されることとなるので、これを活用して、全ての車上装置との間で正常に無線通信が行われているか否かを地上装置側で判定でき、全ての車上装置との間で通信が正常に行われている場合と、通信が正常に行われない車上装置が含まれている場合とで異なる列車制御情報を先頭車に通知して適切な列車制御を行えるようになる。
そのため、列車の組成変更や分割・併合の都度、位置検知や地上との通信を行う車上装置を特定するための処理を行ったり、編成長を変更する処理を行ったりする必要がなく、組成変更や分割・併合に伴う煩雑な処理を簡便に行えるようになる。その際に、各車両との通信の異常を的確に把握できるため安全に列車を運行できる。その結果、高密度線区と比較して、１両単位での組成変更や分割・併合が頻繁に行われる閑散線区に好適な列車制御方法を提供できる。更に、車上装置間のデータ伝送を行う必要がないため、車上にフェールセーフな伝送回線も不要となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、閑散線区における列車の組成変更や分割・併合に伴う煩雑な処理を簡便に行うことが可能な閑線線区向け無線式列車制御システム等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る無線式列車制御システム１の装置構成を示す図
【図２】車上装置６内部の構成を示すブロック図
【図３】地上データベース４に予め記憶されている車両データの一例
【図４】無線式列車制御システム１における列車制御処理の流れを説明するフローチャート
【図５】機能正常時の動作を説明する図
【図６】中間車両の通信失敗による機能縮退時の動作を説明する図
【図７】最後尾車両の通信失敗による安全側制御時の動作を説明する図
【図８】走行時の列車長と停車時の列車長との違いについて説明する図
【図９】両運転台車両または片運転台車両と見做せる車両について説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は本発明に係る無線式列車制御システム１の装置構成を示す図、図２は車上装置６内部の構成を示すブロック図、図３は地上データベース４に予め記憶されている車両データの一例である。
【００２２】
図１に示すように、本発明に係る無線式列車制御システム１において、地上には鉄道の線路７が敷設され、地上制御装置２、無線装置３、及び地点検知に利用する地上子８が設置される。地上制御装置２は通常、駅毎に設置され、駅間地上通信回線９により他の地上制御装置２と互いに通信接続されている。また図示しないが、地上には更に電気転てつ機、信号機、入換標識、踏切制御装置、踏切遮断機、その他の地上設備が設置され、これらの地上設備は地上制御装置２によって制御されている。
【００２３】
地上制御装置２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される制御部及び記憶部と、無線装置３を制御する地上車上間通信制御部とを備え、車上装置６との無線通信を行って列車制御情報を生成する処理（後述；図４参照）を実行する。また、地上制御装置２は、地上ＤＢ（データベース）４を有する。
地上データベース４には、各車両の車両データや路線情報等の各種既知データが格納されている。図３に示すように、車両データとして各車両の識別情報（車両ＩＤ）に対応付けて車体長及び最高速度等の車両性能に関する情報が格納されている。これらのデータは列車制御情報の生成時等に参照される。
【００２４】
地上の無線装置３は、地上制御装置２に接続され、電波到達範囲内にある車両の車上装置６との間で地上−車上間通信を行う。
【００２５】
本発明の列車制御システム１は、主に閑散線区において利用される。閑散線区は比較的少量の車両で列車が編成される。また、列車の組成変更や分割・併合が１両単位で比較的頻繁に行われる。そのため、列車５を編成する全ての車両５１，５２，５３，・・・に、それぞれ車上装置６（６Ａ、６Ｂ，６Ｃ，・・・）が搭載されることとなる。車上装置６は、各車両の例えば運転台に設置される。なお、図１では列車の編成は３両としているが、これに限定されない。
【００２６】
車上装置６は、図２に示すように、車上制御装置６１、車両ＤＢ（データベース）６２、ＧＰＳ受信機及びアンテナを含むＧＰＳ装置６３、無線装置６４、車上子６５、速度発電機６６、及び外部機器Ｉ／Ｆ６７を備える。
車上制御装置６１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成される制御部及び記憶部と、無線装置６４を制御する地上車上間通信制御部を備え、地上制御装置２との間で無線を利用した地上−車上間通信を行う。
【００２７】
また、車上制御装置６１は、車上装置６の車両データベース６２、ＧＰＳ装置６３、車上子６５、及び速度発電機６６等を用いて、列車位置の検知、地上から送信される列車制御情報に基づく列車の制御（ブレーキパターンの設定等の処理）を行う。
すなわち、車上装置６は、無線装置６４による地上制御装置２（地上側の無線装置３）との通信を行う。また車上装置６は、ＧＰＳ装置６３、速度発電機６６、または車上子６５及び地上子８を用いた車両の位置検知を行う。また、車両データベース６２には、路線に関するデータ、車両性能に関するデータ、許容最大編成長等が予め記憶されており、速度の照査やブレーキパターンの作成に用いられる。
【００２８】
なお、車両の位置検知はどのような手法を用いてもよい。車両の位置を検知する手法としては、例えば、トランスポンダを利用するものが広く知られている。また、ＲＦＩＤタグ（地上側）とＲＦＩＤリーダ（車上側）とを用いたもの、ＧＰＳ受信情報と路線の３次元形状データとから位置を算出するもの、車上地上間の無線の伝播時間と速度発電機のパルスとから位置を算出するもの、空間フィルタを用いるもの等も提案されている。車両の位置検知に関する文献としては、特開２００９−１４９２１６号公報、特許４３８７５０８号公報、特開２００７−３３１６２９号公報、「車上における列車速度検知及び位置検知装置の開発」平成１０年鉄道技術シンポジウム（Ｊ−ＲＡＩＬ’９８）６３−６４頁、等が挙げられる。
【００２９】
また、列車編成における先頭車、中間車、後尾車の別は、運転台に設置される運転台選択スイッチを操作者が操作することにより切り替えられ、車上制御装置６１に認識される。運転台選択スイッチが切り替えられると、各車両５１，５２，５３はそれぞれ先頭車、中間車、後尾車としての機能（例えば、先頭車であればマスタコントローラＯＮ、後尾車であればテールランプＯＮ等）を選択する。
以下、車両が先頭車であるか中間車であるか後尾車であるかを示す情報を車両種別情報と呼ぶ。
【００３０】
なお、本実施の形態において、車上制御装置６１は、車両に設けられた車上子６５と速度発電機６６とによって、その車両の先頭位置及び後尾位置を算出するものとする。車上制御装置６１は自車の車体長と車上子６５の搭載位置とを記憶しておくことで、車上子６５が地上子８を検出した位置に車上子６５の塔載位置を加減算することにより、先頭位置及び後尾位置を算出できる。
先頭位置及び後尾位置は、線路の区間（線路を分岐箇所や制御境界等で区切った区間。以下、「線路ブロック」という）の識別情報と、線路ブロックの一端を始点としたブロック内の位置（以下、「ブロック内位置」という）とを組み合わせた形式で表される在線情報として算出されるものとする。具体的には、在線情報「２１Ｔ，９ｍ」は、線路ブロックの識別情報が「２１Ｔ」、ブロック内位置が「９ｍ」の意味を示す。各線路ブロックの長さ情報は、車両ＤＢ６４や地上ＤＢ４に予め記憶されている。そのため、先頭と後尾の在線情報から列車長を算出できる。
【００３１】
速度発電機６６は、車両の車輪の回転数に応じた電圧またはパルスを発生させ、回転速度を計測し、計測した速度を車上制御装置６１へ出力する。
外部機器Ｉ／Ｆ６７は、車上装置６と他の外部機器とを接続するためのインターフェイスである。
【００３２】
以上のような装置構成で実現される無線式列車制御システム１において、各車両５１，５２，５３，・・・の車上装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，・・・は、それぞれ車両の絶対位置（先頭及び後尾の位置を示す在線情報）を検知し、地上制御装置２に対して車両ＩＤ及び車両種別情報とともに送信する。地上制御装置２は、各車上装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，・・・から受信した車両の絶対位置情報に基づいて列車長を算出するとともに、受信した車両ＩＤに基づいて地上ＤＢ３から既知の各車体長を取得し、それらの和（車体長の合計）を算出する。そして、列車長と車体長の合計とを比較することにより、車上装置から受信した車両識別情報に漏れがあるか否かを判定し、判定結果に応じた列車制御情報を生成して列車５の先頭車の車上装置に送信する。列車５の先頭車は地上制御装置２から送信された列車制御情報に基づいてブレーキパターンの設定等の列車制御を行なう。
車両識別情報に漏れがなく、全ての車上装置との通信が正常であると判定した場合は、列車制御システム１は、正常時の最適な動作を行う。
車両識別情報に漏れがあり、一部の車上装置との通信が異常であると判定した場合は、列車制御システム１は、機能縮退した動作を行う。
その他の場合（列車長を算出できない場合、算出した列車長より車体長の合計が長い場合、先頭車または後尾車との通信ができない場合等）は、エラーと判定し、最も安全側の制御動作を行う。各場合の動作は後述する。
また、以下の説明において、各車上装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃをそれぞれ区別しない場合には、「６」の符号を付して説明するものとする。
【００３３】
次に、図４〜図８を参照して、無線式列車制御システム１における列車制御動作について説明する。
図４は、無線式列車制御システム１における列車制御の流れを説明するフローチャート、図５は、通信エラーのない状態の動作を説明する図、図６は、中間車両の通信失敗による機能縮退時の動作を説明する図、図７は、最後尾車両の通信失敗による安全側制御時の動作を説明する図、図８は、車上装置からの位置検知情報に基づいて算出される列車長について説明する図である。
【００３４】
図４の処理の実行開始時、車上装置６は、ＧＰＳ装置６３、速度発電機６６、または先頭及び後尾の車上子６５等により現在の各車両の先頭及び後尾の在線情報（絶対位置）を取得している。また、各車上装置６は運転台選択スイッチの切替操作によってそれぞれ先頭車、中間車、及び後尾車のいずれかに設定されている。なお、車上装置６の起動時は、最も機能縮退させた安全側列車制御情報が設定され、運行が開始されることとなっている。すなわち、車両の保持する既知の路線情報に基づき、「編成長」に関しては許容最大編成長が設定され、「最高速度」等の車両性能に依存する列車制御情報に関しては路線内で最も性能の低い車両の数値が設定されて、最も安全側に制御されるものとする。
【００３５】
列車５の各車両の車上装置６は、現在の先頭及び後尾の在線情報を地上制御装置２に送信する。このとき、車上装置６は、在線情報とともに車両ＩＤと車両種別情報（先頭車、中間車、後尾車の別）を送信する。
地上制御装置２は、編成の各車上装置６から現在の在線情報、車両ＩＤ、及び車両種別情報を受信する（ステップＳ１０１）。そして、地上制御装置２は、まず、先頭車及び後尾車との通信がいずれも正常か否かを判定する（ステップＳ１０２）。先頭車及び後尾車のいずれか一方からの通信が正常でない場合は（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、エラーと判断し（ステップＳ１０９へ）、安全側制御を維持する。
【００３６】
先頭車及び後尾車の両方からの通信が正常で、先頭車及び後尾車から在線情報、車両ＩＤ、及び車両種別情報を取得している場合は（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、次に地上制御装置２は、通信中の全車両の車体長の合計を算出する（ステップＳ１０３）。すなわち、地上制御装置２は、受信した全ての車両ＩＤに対応付けて記憶されている既知の車体長データを地上データベース４から取得し、これらの車体長の合計を算出する（ステップＳ１０３）。
また、地上制御装置２は、ステップＳ１０１で受信した在線情報から、列車の先頭から後尾の距離（列車長）を算出し、ステップＳ１０３で算出した車体長の合計と比較する（ステップＳ１０４）。
【００３７】
ステップＳ１０４における比較の結果、列車長と車体長合計とが許容誤差範囲内である場合は（ステップＳ１０４；誤差範囲内）、編成内の全車両から漏れなく車両識別情報を受信している、すなわち、通信が正常と判断する（ステップＳ１０５）。この場合、地上制御装置２は、当該列車５を最適に運行させるための列車制御情報を生成し、生成した列車制御情報を列車５の先頭車へ送信する。
【００３８】
列車制御情報には、例えば、先頭位置、後尾車ＩＤ、及び列車の編成長と、車両の性能に依存して制約される列車制御のための情報（例えば、最高速度、ブレーキ性能、曲線通過性能等）とが含まれる。これらの列車制御情報の他に、「進路の名称」、「信号現示」等の情報が送信されてもよい。
そして、通信正常と判断されている場合は、列車制御情報の「編成長」は、地上データベース４内のデータを用いて算出した値（ステップＳ１０３にて算出した車体長）が設定され、「最高速度」、「ブレーキ性能」、「曲線通過性能」等の車両性能に依存する列車制御情報は、地上データベース４内に予め格納されている当該列車５の各車両の情報が参照されて設定される。例えば、「最高速度」は受信した車両ＩＤに紐付けされている最高速度値のうち、最も遅い速度が設定されるようにすればよい（ステップＳ１０６）。
【００３９】
列車５の先頭車両の車上装置６は、地上制御装置２から列車制御情報を受信すると、受信した列車制御情報を用いて列車の制御を行なう。例えば、ブレーキパターンを作成する。
【００４０】
図５は、通信正常時の動作の具体例である。
図５の例では、ブロック２１Ｔの長さは４３ｍ、ブロック２３Ｔの長さは１８５ｍとする。
車両ＩＤがそれぞれ「ＩＤ０３」、「ＩＤ２５」、「ＩＤ０８」、及び「ＩＤ０９」の各車両から、地上制御装置２に対してそれぞれ先頭及び後尾の在線情報が送信される。このとき、先頭車は「ＩＤ０３」の車両で、その前（先頭）位置が「２１Ｔ、１５ｍ」、後（後尾）位置が「２１Ｔ、３５ｍ」とする。また、中間車「ＩＤ２５」の前位置が「２１Ｔ、３４ｍ」、後位置が「２３Ｔ、９ｍ」、中間車「ＩＤ０８」の前位置が「２３Ｔ、１０ｍ」、後位置が「２３Ｔ、３０ｍ」、後尾車「ＩＤ０９」の前位置が「２３Ｔ、２９ｍ」、後位置が「２３Ｔ、４９ｍ」であったとする。
【００４１】
地上制御装置２は、受信した各車両の在線情報から列車長を算出する。列車長は、先頭車の前位置及び後尾車の後位置とブロック長さとから「７７ｍ」と算出される。一方、地上制御装置２は地上ＤＢ４に格納されている各車両の車体長を取得し、その合計を算出する。「ＩＤ０３」の車体長は「２０ｍ」、「ＩＤ２５」の車体長は「１６ｍ」、「ＩＤ０８」の車体長は「２０ｍ」、「ＩＤ０９」の車体長は「２０ｍ」であるので、車体長の合計は「７６ｍ」である。
【００４２】
地上制御装置２は、算出した列車長「７７ｍ」と車体長合計「７６ｍ」とを比較する。比較結果が許容誤差範囲内であるので、受信した車両ＩＤに漏れがなく、全車両との通信が正常であると判断する。そして、地上制御装置２は、地上データベース４から各車両の性能に依存した列車制御情報を取得する（例えば、図５では「最高速度」）。図５の例では、速度制限を例えば「１１０ｋｍ／ｈ」とし、また列車の編成長を車体長合計「７６ｍ」とした列車制御情報を生成する。その後、地上制御装置２は生成した列車制御情報を先頭車「ＩＤ０３」に送信する。
先頭車「ＩＤ０３」の車上装置６は、地上制御装置２から列車制御情報を受信すると、受信した車体長合計を列車の編成長として使用する。この情報は、車上装置６で曲線制限の抜け検知や、踏切の通過完了、分岐器制限の抜け検知、その他、種々の用途に使用される。また先頭車「ＩＤ０３」の車上装置６は、受信した車両性能の情報に従ってブレーキパターンを作成し、列車を制御する。
以上の処理を毎周期行い、車上装置６は列車の編成長の数値を後尾車のＩＤが変化するまで保持し続ける。編成の分割・併合が行われた際は、運転台選択スイッチの条件が変化して後尾車が変わるので、その情報が随時地上制御装置２に送信され、自動的に列車長が地上制御装置２によって再計算される
【００４３】
一方、ステップＳ１０４の比較の結果、許容誤差範囲ではなく、列車長より車体長合計の方が短い場合は（ステップＳ１０４；車体長の合計が短い）、受信した車両ＩＤに漏れがある、すなわち、中間に通信が正常でない車両が存在すると判断する（ステップＳ１０７）。この場合、地上制御装置２は、機能縮退した列車制御情報を生成し、生成した列車制御情報を列車５の先頭車へ送信する。
具体的には、「編成長」として、先頭から後尾の在線情報から算出した列車長の値を設定し、車両性能に依存する列車制御情報に関しては、「不明」と設定する。例えば、列車の「最高速度」は「不明」と設定する。列車制御情報の一部に「不明」が設定される場合は、車両側で列車制御情報の不備と判断され、許容可能な安全側制御が採用される。例えば「最高速度」に代表される車両性能に依存する列車制御情報に関しては、路線内で最も制約の大きい条件での数値が設定されることとなる（ステップＳ１０８）。
【００４４】
図６に示す例では、中間車ＩＤ２５との通信が失敗した場合、列車長「７７ｍ」と車体長合計「５６ｍ」とは許容誤差範囲とならないので、地上制御装置２は、編成長を列車５の先頭から後尾の列車長「７７ｍ」とし、最高速度等の車両性能に依存する列車制御情報は「不明」として、先頭車「ＩＤ０３」へ送信する。先頭車「ＩＤ０３」の車上装置６は、地上制御装置２から列車制御情報を受信すると、受信した列車長「７７ｍ」を列車の編成長として設定する。また先頭車「ＩＤ０３」の車上装置６は、車両性能の情報を受信できないので、車上装置に予め記憶されている当該線区を走行する車両のうち最も性能が低い車両の性能の情報、例えば、最高速度「８５ｋｍ／ｈ」を使用して、ブレーキパターンを作成し、列車を制御する。
以上の処理を毎周期行い、車上装置６は列車長が最小となったときの数値（走行速度で列車長の値は変化するが停車時の列車長が最小である；図８参照）を後尾車のＩＤが変化するまで保持し続ける。編成の分割・併合が行われた際は、運転台選択スイッチの条件が変化して後尾車が変わるので、その情報が随時地上制御装置２に送信され、自動的に列車長が一旦消去され、地上制御装置２によって再計算された値に再設定される。
【００４５】
また、ステップＳ１０４の比較の結果、列車長と車体長とが許容誤差範囲内になく、列車長より車体長合計の方が長く算出された場合（ステップＳ１０４；車体長の合計が長い）、後尾車との通信エラーであると判断する（ステップＳ１０９）。列車長が算出できない場合もステップＳ１０９へ移行する。この場合、地上制御装置２は、安全側列車制御情報を生成し、生成した列車制御情報を列車５の先頭車へ送信する。
具体的には、「編成長」として「不明」、「最高速度」等の車両性能に依存する列車制御情報として「不明」が設定される。「不明」が設定される場合は、車両側で、許容可能な最も安全な列車制御情報が採用され、「編成長」に関しては許容最大編成長が設定され、「最高速度」等の車両性能に依存する列車制御情報に関しては路線内で最も性能の低い車両の数値が設定されることとなる（ステップＳ１１０）。
【００４６】
図７に示す例では、後尾車との通信が失敗した場合、列車長は算出されない。地上制御装置２は、編成長を「不明」、最高速度等の車両性能に依存する列車制御情報を「不明」とした列車制御情報を生成して、先頭車「ＩＤ０３」へ送信する。
【００４７】
先頭車「ＩＤ０３」の車上装置６は、地上制御装置２から列車制御情報を受信すると、その内容を用いて列車を制御する。地上制御装置２から受信した列車制御情報では編成長と最高速度が「不明」であるので、車両データベース６２に蓄積されている列車制御情報のうち、最も制約の厳しい条件での列車制御情報（例えば、許容最大編成長「１６０ｍ」、最高速度「８５ｋｍ／ｈ」）が適用される。すなわち、列車の編成長については予め車上装置６に記憶している当該線区の最も制約の厳しい条件である許容最大編成長を設定し、車両性能は当該線区を走行する車両のうち最も性能が低い車両の性能を使用して、ブレーキパターンを作成し、列車を制御する。
以上の処理を毎周期行い、車上装置は後尾車のＩＤが送信されるまで編成長が設定されていない状態が継続され、編成長が設定されていないときには許容最大編成長が自動的に適用される。
【００４８】
ここで、図８を参照して車上装置６から送信される在線情報を用いて算出される列車長（先頭〜後尾）について追記する。
なお、上述の実施の形態において、車上装置６の在線情報は所定時間間隔で検知され、また、地上−車上通信は、数秒程度の所定の時間間隔で行っている。つまり、車上装置６の在線情報は所定時間間隔で地上制御装置２へ送信されている。
【００４９】
上述の説明では、地上制御装置２は、列車長を各車両からほぼ同時に受信した在線情報を使用するものとして算出しているが、これに限定されず、現在（図４のフローチャート実行開始時）の先頭車の在線情報と直前の後尾車の在線情報とを使用して列車長を算出してもよい。列車長の算出結果は、無線通信の不具合のみならず、列車の運行状況（停車中か、高速運行中か、低速運行中か）に応じても変化する。
【００５０】
図８（ａ）は高速走行時、図８（ｂ）は低速走行時、図８（ａ）は停車中における列車長の算出結果の違いを示す図である。
図８（ａ）のように、高速走行時は、現在（図４のフローチャート実行開始時）の先頭車の在線情報と直前の後尾車の在線情報とを使用して列車長を算出すると「９９ｍ」となり、実際の車体長（７６ｍ）より、列車長は長く算出される。従って、この誤差（＋２３ｍ）は、車体長（例えば「ＩＤ０３」の２０ｍ）より長いため通信が異常な車両ありと判断され、これらの情報のみを用いて列車制御を行なう場合は、機能縮退時（図４のステップＳ１０７、Ｓ１０８)の動作となる。ただし、車上装置6が以前に正常時の動作が可能となる情報を既に受信している場合は、正常時の動作（図４のＳ１０５、Ｓ１０６）を行なう。
【００５１】
また、図８（ｂ）のように、低速走行時は、現在（図４のフローチャート実行開始時）の先頭車の在線情報と直前の後尾車の在線情報とを使用して列車長を算出すると「８０ｍ」となり、実際の車体長（７６ｍ）より、列車長は長く算出される。この程度の誤差（＋４ｍ）は、当該線区で走行する車両のうち最も短い車両の車体長（例えば１６ｍ）より充分に短いため許容誤差範囲と判断され、正常時の動作（図４のステップＳ１０５、Ｓ１０６）が可能となる。
また、図８（ｃ）のように、停車中は、現在（図４のフローチャート実行開始時）の先頭車の在線情報と直前の後尾車の在線情報とを使用して列車長を算出すると「７７ｍ」となり、実際の車体長（７６ｍ）の許容誤差範囲内であるため、通常の制御を行う。
【００５２】
高速走行時は、列車長の算出誤差が発生しやすいため、この例のように、現在（図４のフローチャート実行開始時）の先頭車の在線情報と直前の後尾車の在線情報とを使用して列車長を算出するようにすれば、列車長誤差は必ずプラス（算出した列車長が実際の車体長合計より長い）となる。
この列車長誤差は、地上制御装置２における編成中の通信異常の検知に使用されるが、誤差がプラス側となっている場合には通信異常の車両が挟まっていると誤検知したこととなり、機能縮退の制御となる。一方、実際に通信異常が起こっていても、「通信異常であること」自体を車両から送信されることはないため、車両ＩＤすら検知できない状況となる。よって、現在（図４のフローチャート実行開始時）の先頭車の在線情報と直前の後尾車の在線情報とを使用して列車長を算出すれば、列車長誤差がプラス側の動作、すなわち機能縮退したより安全な制御に切り替えられるため、列車は安全に運行でき、好適である。
【００５３】
また、車上装置６は列車制御情報を曲線等の速度制限区間の抜け検知（後尾車の後尾が完全に速度制限区間を抜けた否かの検知）や、踏切の通過完了や、分岐器制限の抜け検知等にも使用するが、列車長誤差がプラス側（算出した列車長の方が実際の車体長の合計より長い）に算出されていれば、本来列車が抜けきった制限区間を、列車長が長いため抜けていないと誤認するにすぎないため、結局安全側に制御されることとなる。
【００５４】
このように、低速・高速走行時に必ず長く算出されるように列車長を算出しておけば、誤差が最も小さくなったとき（すなわち停車中の列車長）が、真の列車の長さ（車体長合計）に最も近い値となるので、機能縮退時には算出した列車長の値を列車の編成長として、列車制御情報に設定し、車上装置６は最も小さくなった時の値を記憶して、より小さな値を受信したらその値に更新すればよい。
【００５５】
以上説明したように、本発明の列車制御システム１は、列車５の全車両に、地上との無線通信機能及び車両の位置検知機能を備えた車上装置６を搭載し、また、地上制御装置２にも無線通信機能を設ける。そして、列車の各車両は、自車両の先頭及び後尾の在線情報（位置情報）と、先頭車、中間車、または後尾車のいずれかを示す車両種別情報と、車両識別情報とを地上制御装置２に対して送信する。地上制御装置２は、各車上装置６から送信される各車両の在線情報から列車長を算出し、既知の車両データ（地上データベース４に蓄積された情報）に基づいて、車体長の合計を算出する。そして、地上制御装置２は、列車長と車体長の合計とを比較することで受信した車両識別情報に漏れがないかを判定し、判定結果に応じた内容の列車制御情報を列車の先頭車に送信する。先頭車の車上装置６は、地上制御装置２から送信された列車制御情報を受信して、当該列車制御情報に応じた列車制御を行う。列車長と車体長の合計との比較の結果、許容誤差範囲内である場合は車両識別情報の受信漏れがない、すなわち、通信異常がないと判断して列車編成長を上述の車体長の合計として先頭車に通知し、また地上データベース４に予め蓄積されている車両データから適切な最高速度、ブレーキ性能、曲線通過性能等の車両性能（車両の種類による制約）に依存する列車制御情報を求めて先頭車に通知する。また、列車長と車体長の合計との比較の結果、許容誤差範囲を超え、車体長の合計が短い場合は中間車との通信が異常であると判断し、列車編成長を、車上装置６から受信した位置情報から算出した列車長の値とし、最高速度等の車両性能（車両の種類による制約）に依存する列車制御情報を不明のままとして先頭車に通知する。この場合、列車５は機能縮退して、安全な制御を行う。また、列車長と車体長の合計との比較の結果、列車長が算出できない場合、車体長の合計が長い場合、或いは後尾車または先頭車との通信が異常と判定された場合は、通信エラーと判断し、列車編成長や最高速度を不明のままとして、列車制御情報を生成する。この場合は、列車５は車上装置６の起動時に設定された安全側制御（最も制約の厳しい条件における列車制御情報）を維持する。
【００５６】
従って、複数車両を連結した編成の列車でも、列車の組成変更や分割・併合の都度、位置検知や地上との通信を行う車上装置６を特定するための処理を行ったり、編成長を変更するための特別の処理を行ったりする必要がなく、組成変更や分割・併合に伴う煩雑な処理を簡便に行えるようになる。特に、全車両との通信が正常に行われている場合には列車の編成長や車両性能に最適な列車制御を行える。よって、高密度線区と比較して、１両単位での組成変更や分割・併合が頻繁に行われる閑散線区に好適な列車制御システム１を提供できる。また、全ての車上装置との間で通信が正常に行なわれているか否かを判定し、判定結果に応じた列車制御を行なうため、列車を安全に運行できる。
また、本発明の列車制御システム１では、分割・併合に伴う処理は地上−車上間通信を用いて行えるので、編成内の全車上装置６を接続するためのフェールセーフな伝送回線が不要となる。
なお、本発明の列車制御システムは、全車両との通信に異常がない場合に行われる動作を正常動作として利用することが前提であるが、本発明の「機能縮退時の動作」を積極的に利用することも可能である。すなわち、本発明の列車制御システムによれば、中間車の車上装置6が停止したり未搭載であったりしても、そのことが地上制御装置２に認識されるため、機能縮退して列車を運行させることが可能である。よって、車上装置６が故障した車両の回送や車上装置６を搭載していない検測車等の運転時にも本発明の列車制御システムを利用し、機能縮退時の動作を行なわせることが可能である。
【００５７】
なお、無線通信範囲外の区間や地上制御装置２が動作していないときに車上装置６を再立ち上げした場合は、車上装置６は地上制御装置２から列車の編成長、後尾車ＩＤ、車両性能情報を未取得であるので、自動で安全側制御を行う。
また、列車分離が発生した場合でも、本発明の地上制御装置２は先頭車から後尾車までの列車長を算出する。そのため、分離した前半分だけの長さのように列車長を誤認することがない。つまり、列車長を実際よりも短く判定することがないため、安全側になる。
また、列車救援で駅間で列車を連結した場合は、許容最大編成長よりも長い編成となり得るが、この場合は通常の列車制御を行わないので、列車長や車両性能の情報は列車制御に使用しない。列車の検知については各車両の車上装置６から送信される在線情報により行なっているので問題なく運行できる。
【００５８】
また、上述の実施の形態では、先頭車、中間車、後尾車となる車両は、両運転台車両、もしくは片運転台車両を想定してきたが、本発明はこれに限定されない。本発明の導入されている線区内において、分解検査等を除いて切り離しを行わないで走行する固定編成については、これを１つの車両と見做して取り扱うことも可能である。図９（ａ）は両運転台車両、図９（ｂ）は片運転台車両を示し、図９（ｃ）、（ｄ）は両運転台車両と見做せる編成、図９（ｅ）は片運転台車両と見做せる編成を示している。すなわち、図９（ｃ）に示すように片運転台車両を背中合わせに連結した固定編成や、図９（ｄ）に示すように片運転台車両で運転台のない車両を挟んだ固定編成は、両運転台車両と見做す。また、図９（ｅ）に示すように片運転台車両に運転台の付いていない車両を連結した固定編成は片運転台車両と見做す。これにより、上述の各編成は、車体長が２両分乃至それ以上の車両として取り扱うことができる。
【００５９】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る列車制御システムの好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。例えば、上述の実施の形態で例示した制限速度の値や車体長の値等は一例であり、その他の値としてもよい。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・・無線式列車制御システム
２・・・・地上制御装置
３・・・・無線装置
４・・・・地上データベース
５・・・・列車
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ・・・・車上装置
７・・・・線路
８・・・・地上子
６１・・・車上制御装置
６２・・・車両データベース
６３・・・ＧＰＳ装置
６４・・・無線装置
６５・・・車上子
６６・・・速度発電機
【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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【図９】
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