(57)【要約】【課題】安全性の高い列車制御システムを提供する。【解決手段】運行管理装置は、列車の走行のための電力の供給が停止するき電停止が発生したとき、列車の位置および速度のデータを含む在線データ、および列車の車両性能および重量のデータを含む列車データに基づいて、列車がブレーキにより最短で停止可能な地点である最短停止可能地点と、惰行により到達可能な地点である惰行到達可能地点との間にある停止可能区間を算出し、在線データと低リスク地点のデータを含む路線データとに基づいて、停止可能区間のうち、低リスク地点に列車を停止可能であるか否かを判定し、低リスク地点に列車を停止可能であると判定した場合、低リスク地点に停止する旨の停止指令を列車に送信し、列車は、停止指令に基づいて停止するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車と、前記列車の運行を管理する運行管理装置と、を備える列車制御システムであって、
前記運行管理装置は、前記列車の走行のための電力の供給が停止するき電停止が発生したとき、前記列車の位置および速度のデータを含む在線データ、および前記列車の車両性能および重量のデータを含む列車データに基づいて、前記列車がブレーキにより最短で停止可能な地点である最短停止可能地点と、惰行により到達可能な地点である惰行到達可能地点との間にある停止可能区間を算出し、前記在線データと低リスク地点のデータを含む路線データとに基づいて、前記停止可能区間のうち、前記低リスク地点に前記列車を停止可能であるか否かを判定し、前記低リスク地点に前記列車を停止可能であると判定した場合、前記低リスク地点に停止する旨の停止指令を前記列車に送信し、
前記列車は、前記停止指令に基づいて停止する、
ことを特徴とする列車制御システム。
【請求項２】
前記低リスク地点は、列車が留まることで災害リスクが高まる区間と列車の進入を禁止した区間との何れでもない箇所または駅である、
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】
前記運行管理装置は、前記低リスク地点に停止不可であると判定した場合、駅に最も近い地点に停止する旨の停止指令を前記列車に送信する、
ことを特徴とする請求項２に記載の列車制御システム。
【請求項４】
前記運行管理装置は、前記列車の前方列車に前記列車が衝突することなく走行可能な限界地点である停止限界点が前記最短停止可能地点と前記惰行到達可能地点との間にある場合、前記最短停止可能地点から前記停止限界点までの区間を前記停止可能区間として算出する、
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】
前記運行管理装置は、前記在線データ、前記列車データ、および前記停止可能区間に基づいて、前記き電停止が発生した区間の手前の前記低リスク地点に前記列車を停止可能であるか否かを判定し、前記き電停止が発生した区間の手前の前記低リスク地点に前記列車を停止可能であると判定した場合、前記き電停止が発生した区間の手前の前記低リスク地点に停止する旨の停止指令を前記列車に送信する、
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】
列車の運行を管理する運行管理装置であって、
処理を行うコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記列車の走行のための電力の供給が停止するき電停止が発生したとき、前記列車の位置および速度のデータを含む在線データ、および前記列車の車両性能および重量のデータを含む列車データに基づいて、前記列車がブレーキにより最短で停止可能な地点である最短停止可能地点と、惰行により到達可能な地点である惰行到達可能地点との間にある停止可能区間を算出し、
前記在線データと低リスク地点のデータを含む路線データとに基づいて、前記停止可能区間のうち、前記低リスク地点に前記列車を停止可能であるか否かを判定し、前記低リスク地点に前記列車を停止可能であると判定した場合、前記低リスク地点に停止する旨の停止指令を前記列車に送信する、
ことを特徴とする運行管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は列車制御システムおよび運行管理装置に関し、例えばき電停止が発生したときに列車の停止制御を行う列車制御システムおよび運行管理装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
列車において非常停止が求められるとき、その停止位置の判断においては、多くの条件を加味する必要があり、最適な停止位置を求めることは難しい。この点、列車の停止後の地点に応じたリスクと列車が衝撃したり脱線したりするリスクとを加算した総合リスクに基づいて、次駅までの間で総合リスクが最も小さい地点を最適な停止位置として求めるシステムが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１９３０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、走行のための電力の供給が停止するき電停止が発生したとき、特許文献１に記載のシステムのように、リスクのみの勘定で停止位置を判定した場合、その停止位置まで列車が辿りつけない事態が起こり得る。
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、き電停止が発生したとき、列車を適切な地点に停止させることができる列車制御システムおよび運行管理装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため本発明においては、列車と、前記列車の運行を管理する運行管理装置と、を備える列車制御システムであって、前記運行管理装置は、前記列車の走行のための電力の供給が停止するき電停止が発生したとき、前記列車の位置および速度のデータを含む在線データ、および前記列車の車両性能および重量のデータを含む列車データに基づいて、前記列車がブレーキにより最短で停止可能な地点である最短停止可能地点と、惰行により到達可能な地点である惰行到達可能地点との間にある停止可能区間を算出し、前記在線データと低リスク地点のデータを含む路線データとに基づいて、前記停止可能区間のうち、前記低リスク地点に前記列車を停止可能であるか否かを判定し、前記低リスク地点に前記列車を停止可能であると判定した場合、前記低リスク地点に停止する旨の停止指令を前記列車に送信し、前記列車は、前記停止指令に基づいて停止するようにした。
【０００７】
また本発明においては、列車の運行を管理する運行管理装置であって、処理を行うコントローラを備え、前記コントローラは、前記列車の走行のための電力の供給が停止するき電停止が発生したとき、前記列車の位置および速度のデータを含む在線データ、および前記列車の車両性能および重量のデータを含む列車データに基づいて、前記列車がブレーキにより最短で停止可能な地点である最短停止可能地点と、惰行により到達可能な地点である惰行到達可能地点との間にある停止可能区間を算出し、前記在線データと低リスク地点のデータを含む路線データとに基づいて、前記停止可能区間のうち、前記低リスク地点に前記列車を停止可能であるか否かを判定し、前記低リスク地点に前記列車を停止可能であると判定した場合、前記低リスク地点に停止する旨の停止指令を前記列車に送信するようにした。
【０００８】
上記構成によれば、き電停止が発生したとき、停止可能区間内の低リスク地点に列車を停止させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安全性の高い列車制御システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態による列車制御システムの構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態による運行管理装置の構成の一例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態による停止可能区間を説明するための図である。
【図４】第１の実施の形態による停止可能区間算出処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態によるき電停止区間内列車停止制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態によるき電停止区間手前列車停止制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１２】
（１）第１の実施の形態
図１において、１は全体として第１の実施の形態による列車制御システムを示す。列車制御システム１は、運行管理装置１０と、地上ＡＴＰ（Automatic  Train  Protection）１１と、列車１２とを含んで構成される。なお、列車１２は、バッテリ１４を含む車上制御装置１３を備える。列車１２は、１台である必要はなく、複数在線してもよい。
【００１３】
以下に列車１２の通常の運行における各装置の動作について説明する。
【００１４】
列車１２の車上制御装置１３は、列車１２の位置と列車１２の速度とを検知し、在線データとして無線により地上ＡＴＰ１１に送信する。なお、在線データには、列車１２の位置、速度、列車長１５などのデータが含まれる。
【００１５】
地上ＡＴＰ１１は、列車１２から無線により送信される在線データを取得し、列車１２が安全に走行可能（前方の列車１２に衝突することなく走行可能）な限界地点である停止限界点１６を求め、無線により列車１２に送信する。列車１２は、停止限界点１６を受信し、前方の列車１２にリアルタイムに追従する移動閉塞制御を実施する。地上ＡＴＰ１１による移動閉塞制御は、すべての制御対象の列車１２に対して実施する。なお、例えば、停止限界点１６については、地上ＡＴＰ１１は、列車１２の状態（位置、ブレーキ特性、勾配など）に対応付けられた停止限界点１６が格納されたデータベース（図示は省略する。）から、列車１２の状態に対応する停止限界点１６を検索して取得する。
【００１６】
また、地上ＡＴＰ１１は、すべての列車１２の在線データ、および地上ＡＴＰ１１が作成した停止限界点１６を運行管理装置１０に送信する。
【００１７】
運行管理装置１０は、路線データを有する。路線データには、駅の位置、勾配、曲線、停止許容地点、き電停止区間などのデータが格納されている。ここで、停止許容地点は、通常は列車１２が停止することが許されない箇所であるが、列車１２の走行のための電力の供給が停止するき電停止が発生したときに限り列車１２が停止することが許容される箇所である。より具体的には、停止許容地点は、トンネル内、橋梁上など、列車が留まることで災害リスクが高まる区間と列車１２の進入を禁止した区間との何れでもない箇所である。以下では、駅と停止許容地点とを総称して低リスク地点という。
【００１８】
運行管理装置１０は、地上ＡＴＰ１１から取得したすべての列車１２の在線データ、および路線データに基づいて、自動運転制御情報（例えば、駅通過、停止指令、出発抑止）を作成し、地上ＡＴＰ１１経由で無線により各列車１２に送信する。また、運行管理装置１０は、各列車１２の車両性能、重量等のデータを格納した列車データを有する。
【００１９】
車上制御装置１３は、地上ＡＴＰ１１から自動運転制御情報、停止限界点１６を取得し、列車１２の速度、停止、出発を自動制御する。車上制御装置１３は、き電停止区間内でも、備えられたバッテリ１４により一定時間動作が可能である。
【００２０】
図２は、運行管理装置１０の構成の一例を示す図である。運行管理装置１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０２、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）１０３、通信ＩＦ（Interface）１０４を含んで構成される。
【００２１】
ＣＰＵ１０１は、運行管理装置１０全体の動作制御を司るプロセッサ（コントローラの一例）である。ＲＡＭ１０２は、例えば半導体メモリなどから構成され、各種プログラムを記憶するために利用されるほか、ＣＰＵ１０１のワークメモリとしても利用される。例えば、ＣＰＵ１０１がＨＤＤ１０３、ＲＯＭ（Read  Only  Memory：図示は省略。）等に格納されたプログラムをＲＡＭ１０２に読み出して実行することにより、運行管理装置１０の機能（プログラムモジュール）が実現される。なお、運行管理装置１０の機能の一部は、回路などの専用のハードウェアにより実現されてもよい。
【００２２】
ＨＤＤ１０３は、上述した路線データ、列車データなどを格納する。通信ＩＦ１０４は、例えば、ＮＩＣ（Network  Interface  Card）から構成され、地上ＡＴＰ１１との通信時におけるプロトコル制御を行う。
【００２３】
かかる列車制御システム１によれば、き電停止が発生したとき、停止可能区間内の低リスク地点に列車１２を停止させることができる。続いて、停止可能区間について図３を用いて説明する。
【００２４】
図３は、停止可能区間を説明するための図である。速度変化２０は、列車１２が現在位置２１からブレーキ動作を行った場合の速度変化を示し、最短停止可能地点２２は、ブレーキにより最短で停止できる地点を示す。速度変化２３は、列車１２が現在位置２１から惰行を行った場合の速度変化を示し、惰行到達可能地点２４は、惰行により到達可能な地点を示す。
【００２５】
停止可能区間２５は、列車１２が停止可能な区間を示す。列車１２の現在位置２１から見て、停止限界点１６が惰行到達可能地点２４より手前に位置する場合、列車１２の停止可能区間２５は、最短停止可能地点２２と停止限界点１６との間の区間となる。また、列車１２の現在位置２１から見て、停止限界点１６が惰行到達可能地点２４より遠方に位置する場合、列車１２の停止可能区間２５は、最短停止可能地点２２と惰行到達可能地点２４との間の区間となる。
【００２６】
図４は、停止可能区間算出処理に係るフローチャートの一例を示す図である。図４に示す処理は、き電停止区間内、およびき電停止区間の手前までに在線する、すべての列車１２に対して行われる。ある区間で、き電停止が発生することを契機に停止可能区間算出処理が開始される。
【００２７】
ステップＳ１１では、運行管理装置１０は、対象列車の速度が「０」であるか否かを判定する。運行管理装置１０は、対象列車の速度が「０」であると判定した場合、処理を終了し、対象列車の速度が「０」でないと判定した場合、ステップＳ１２に処理を移す。
【００２８】
ステップＳ１２では、運行管理装置１０は、路線データと地上ＡＴＰ１１から取得した在線データとに基づいて、対象列車がき電停止区間の手前を走行中であるか否かを判定する。運行管理装置１０は、対象列車がき電停止区間の手前を走行中であると判定した場合、ステップＳ１４に処理を移し、対象列車がき電停止区間の手前を走行中でないと判定した場合、ステップＳ１３に処理を移す。
【００２９】
ステップＳ１３では、運行管理装置１０は、路線データ、列車データ、および地上ＡＴＰ１１から取得した在線データに基づいて、対象列車が現在位置２１から惰行を行った場合の速度変化２３を算出し、惰行により到達可能な地点である惰行到達可能地点２４を算出する。なお、惰行到達可能地点２４については、運行管理装置１０は、列車１２の先端位置に対して算出する。
【００３０】
ステップＳ１４では、運行管理装置１０は、路線データ、列車データ、および地上ＡＴＰ１１から取得した在線データに基づいて、対象列車が現在位置２１からブレーキ動作を行った場合の速度変化２０を算出し、ブレーキにより最短で停止できる地点である最短停止可能地点２２を算出する。なお、最短停止可能地点２２については、運行管理装置１０は、列車１２の後端位置に対して算出する。
【００３１】
ステップＳ１５では、運行管理装置１０は、ステップＳ１４で求めた最短停止可能地点２２、ステップＳ１３で求めた惰行到達可能地点２４、および地上ＡＴＰ１１からの停止限界点１６に基づいて、対象列車の停止可能区間２５を算出する。より具体的には、運行管理装置１０は、停止限界点１６が惰行到達可能地点２４より手前に位置する場合、最短停止可能地点２２と停止限界点１６との間の区間を停止可能区間２５とする。また、運行管理装置１０は、停止限界点１６が惰行到達可能地点２４より遠方に位置する場合、最短停止可能地点２２と惰行到達可能地点２４との間の区間を停止可能区間２５とする。なお、ステップＳ１２で、ステップＳ１４に移行した場合、停止可能区間２５は、最短停止可能地点２２と停止限界点１６との間の区間となる。
【００３２】
このように、停止限界点に応じて停止可能区間を変更することで、き電停止の発生時の列車１２の停止制御において、列車１２間の衝突を回避できるようになる。
【００３３】
図５は、き電停止区間内列車停止制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。図５に示す処理は、き電停止の発生時にき電停止区間内に在線するすべての列車１２に対して行われる。ただし、対象列車の最終保安は、常に地上ＡＴＰ１１が確保していることを制御の前提とする。
【００３４】
ステップＳ２１では、運行管理装置１０は、路線データ、停止可能区間２５、および地上ＡＴＰ１１からの在線データに基づいて、対象列車が次駅（より広義には、先の駅）まで走行可能、かつ、次駅に停車可能であるか否かを判定する。運行管理装置１０は、対象列車が次駅まで走行可能かつ次駅に停車可能であると判定した場合、ステップＳ２７に処理を移し、対象列車が次駅まで走行不可、または次駅に停車不可であると判定した場合、ステップＳ２２に処理を移す。
【００３５】
ステップＳ２２では、運行管理装置１０は、路線データ、停止可能区間２５、および地上ＡＴＰ１１からの在線データに基づいて、対象列車がき電停止区間を抜けるまで走行可能であるか否かを判定する。運行管理装置１０は、対象列車がき電停止区間の進行方向外方まで走行可能であると判定した場合、処理を終了し、対象列車がき電停止区間の進行方向外方まで走行不可であると判定した場合、ステップＳ２３に処理を移す。
【００３６】
ステップＳ２３では、運行管理装置１０は、路線データ、停止可能区間２５、および地上ＡＴＰ１１からの在線データに基づいて、対象列車がき電停止区間内の停止許容地点に停止可能であるか否かを判定する。運行管理装置１０は、対象列車がき電停止区間内の停止許容地点に停止可能であると判定した場合、ステップＳ２４に処理を移し、対象列車がき電停止区間内の停止許容地点に停止不可であると判定した場合、ステップＳ２６に処理を移す。
【００３７】
ステップＳ２４では、運行管理装置１０は、き電停止区間内の停止許容地点で停止する旨の停止指令を、自動運転制御情報として地上ＡＴＰ１１経由で対象列車の車上制御装置１３に送信する。
【００３８】
ステップＳ２５では、運行管理装置１０から受信した自動運転制御情報に基づいて、対象列車の車上制御装置１３は、対象列車を停止させる。
【００３９】
ステップＳ２６では、運行管理装置１０は、最も駅に近い地点で停止する旨の停止指令を、自動運転制御情報として地上ＡＴＰ１１経由で対象列車の車上制御装置１３に送信する。
【００４０】
ステップＳ２７では、運行管理装置１０は、次駅で停止する旨の停止指令を、自動運転制御情報として地上ＡＴＰ１１経由で対象列車の車上制御装置１３に送信する。
【００４１】
このように、き電停止が発生したとき、き電停止区間内の各列車１２の最短停止可能地点２２、惰行到達可能地点２４、および停止限界点１６を考慮した停止可能区間２５を算出し、各列車１２における低リスク地点への停止を自動制御することで、路線全体の災害リスクを低下させることが可能となる。
【００４２】
図６は、き電停止区間手前列車停止制御処理に係るフローチャートの一例を示す図である。図６に示す処理は、き電停止区間の手前に在線するすべての列車１２に対して行われる。ただし、対象列車の最終保安は常に地上ＡＴＰ１１が確保していることを制御の前提とする。
【００４３】
ステップＳ３１では、運行管理装置１０は、路線データ、停止可能区間２５、および地上ＡＴＰ１１からの在線データに基づいて、対象列車がき電停止区間の手前で停止可能であるか否かを判定する。運行管理装置１０は、対象列車がき電停止区間の手前で停止可能であると判定した場合、ステップＳ３２に処理を移し、対象列車がき電停止区間の手前で停止不可であると判定した場合、ステップＳ３８に処理を移す。
【００４４】
ステップＳ３２では、運行管理装置１０は、路線データ、停止可能区間２５、および地上ＡＴＰ１１からの在線データに基づいて、対象列車がき電停止区間の手前の次駅に停車可能であるか否かを判定する。運行管理装置１０は、対象列車がき電停止区間の手前の次駅に停車可能であると判定した場合、ステップＳ３７に処理を移し、対象列車がき電停止区間の手前の次駅に停車不可であると判定した場合、ステップＳ３３に処理を移す。
【００４５】
ステップＳ３３では、運行管理装置１０は、路線データ、停止可能区間２５、および地上ＡＴＰ１１からの在線データに基づいて、対象列車がき電停止区間の手前の停止許容地点に停止可能であるか否かを判定する。運行管理装置１０は、対象列車がき電停止区間の手前の停止許容地点に停止可能であると判定した場合、ステップＳ３４に処理を移し、対象列車がき電停止区間の手前の停止許容地点に停止不可であると判定した場合、ステップＳ３６に処理を移す。
【００４６】
ステップＳ３４では、運行管理装置１０は、き電停止区間の手前の停止許容地点で停止する旨の停止指令を、自動運転制御情報として地上ＡＴＰ１１経由で対象列車の車上制御装置１３に送信する。
【００４７】
ステップＳ３５では、運行管理装置１０から受信した自動運転制御情報に基づいて、対象列車の車上制御装置１３は、対象列車を停止させる。
【００４８】
ステップＳ３６では、運行管理装置１０は、き電停止区間の手前の最も駅に近い地点で停止する旨の停止指令を、自動運転制御情報として地上ＡＴＰ１１経由で対象列車の車上制御装置１３に送信する。
【００４９】
ステップＳ３７では、運行管理装置１０は、き電停止区間の手前の次駅で停止する旨の停止指令を、自動運転制御情報として地上ＡＴＰ１１経由で対象列車の車上制御装置１３に送信する。
【００５０】
ステップＳ３８では、運行管理装置１０は、図５に示すき電停止区間内列車停止制御処理に処理を移す。
【００５１】
このように、き電停止が発生したとき、き電停止区間までに在線するすべての列車１２に対し、各列車１２の最短停止可能地点２２、惰行到達可能地点２４、および停止限界点１６を考慮した停止可能区間２５を算出し、各列車１２における、き電停止区間の手前の低リスク地点への停止を自動制御することで、路線全体の災害リスクを低下させることが可能となる。
【００５２】
ただし、対象列車の車上制御装置１３に備えられたバッテリ１４の充電が切れた時点で、自動で機械ブレーキが動作し、図４、図５、または図６の処理を終了する。
【００５３】
また、駅間に停止中の列車１２に対しては停止指令、駅に停止中の列車１２に対しては出発抑止指令を、地上ＡＴＰ１１経由で各列車１２の車上制御装置１３に送信することで、各列車１２の停止状態を保持する。
【００５４】
本実施の形態によれば、き電停止が発生したとき、停止可能区間内の低リスク地点に列車１２を停止させることができるので、安全性の高い列車制御システム１を実現することができる。
【００５５】
（２）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を列車制御システム１に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の列車制御システムに広く適用することができる。
【００５６】
また、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
【００５７】
例えば、き電停止区間の手前を走行中の列車１２がき電停止区間の手前で停止可能であっても、前方列車の状況、停止リスク等に応じて、き電停止区間内まで進入し、き電停止区間内で停止してもよい。例えば、き電停止区間の手前を走行中の列車１２については、き電停止区間内に駅があって、駅まで走行可能であり、駅に停車可能である場合、駅に停止するように停止制御を行ってもよい。
【００５８】
また、例えば、き電停止の発生時から列車１２が停止するまで、連続的に停止可能区間２５を計算し、最適な停止位置に列車１２を停止させることも可能である。
【００５９】
また、例えば、き電停止の発生後に停止可能区間２５を算出するのではなく、予め各列車１２の各位置における停止可能区間２５をデータベースに登録しておき、参照する方式としてもよい。
【００６０】
上述の構成については、本発明の要旨を超えない範囲において、適宜に、変更したり、組み合わせたり、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１……列車制御システム、１０……運行管理装置、１１……地上ＡＴＰ、１２……列車、１３……車上制御装置、１４……バッテリ。
【図１】
2019093838.tif 000003
【図２】
2019093838.tif 000004
【図３】
2019093838.tif 000005
【図４】
2019093838.tif 000006
【図５】
2019093838.tif 000007
【図６】
2019093838.tif 000008