(57)【要約】      （修正有）【課題】無絶縁軌道回路の論理部境界においても電文併合問題を解消し、適切な列車制御情報を識別することを可能にする、列車制御情報伝送システムを提供する。【解決手段】列車制御情報伝送システム１００は、軌道回路４−ｋに沿って複数設置された送信器３−ｋを備える。地上制御装置１−１から受信した列車制御情報を軌道回路４−ｋを介して車上制御装置５に送信する。送信器３−ｋは、列車制御情報を含む伝送パケット１１０を地上制御装置１−１から受信する伝送パケット受信部３１と、軌道回路伝送データ送信部３３を備え、列車制御情報を含む伝送パケット１１０を第１の軌道回路伝送データ１２０として送信するか、車上制御装置５で受信したときに列車制御情報として識別されない第２の軌道回路伝送データ１２０を送信するか、あるいは何れの軌道回路伝送データも送信しないかを選択する。【選択図】図２
2019026229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車制御のための列車制御情報を地上制御装置から軌道回路を走行する列車に搭載された車上制御装置に伝送する列車制御情報伝送システムにおいて、前記軌道回路に沿って複数設置され、前記地上制御装置から受信した前記列車制御情報を前記軌道回路を介して前記車上制御装置に送信する送信器であって、
前記地上制御装置から送信された前記列車制御情報を含む伝送パケットを受信する伝送パケット受信部と、
前記伝送パケット受信部が受信した前記伝送パケットの前記列車制御情報を含む第１の軌道回路伝送データと、前記車上制御装置で受信されたときに前記列車制御情報として識別されない第２の軌道回路伝送データとの何れを前記軌道回路に送信するか、あるいは何れの軌道回路伝送データも送信しないかを選択して実行可能な軌道回路伝送データ送信部と、
を備えることを特徴とする送信器。
【請求項２】
前記列車制御情報伝送システムが無絶縁軌道回路方式の前記軌道回路で採用された場合に、論理部区間の進行方向側の軌道回路境界に隣接して配設された前記軌道回路に対して前記軌道回路伝送データを送信可能な前記送信器であって、
前記軌道回路伝送データ送信部は、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して前記軌道回路に進入したとき、前記第２の軌道回路伝送データを当該軌道回路に送信し、
前記列車が当該軌道回路に進入した後に所定条件が満たされた場合に、前記第１の軌道回路伝送データを当該軌道回路に送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の送信器。
【請求項３】
前記第２の軌道回路伝送データは、正規の前記列車制御情報では用いられないデータ内容で構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の送信器。
【請求項４】
前記伝送パケット受信部が受信した前記伝送パケットに基づく前記第１の軌道回路伝送データ、及び前記第２の軌道回路伝送データを繰り返し作成する軌道回路伝送データ作成部と、
前記軌道回路伝送データ送信部による前記軌道回路伝送データの送信の選択を制御する軌道回路伝送データ出力制御部と、
をさらに備え、
前記軌道回路伝送データ出力制御部は、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して前記軌道回路に進入するまでは、前記軌道回路伝送データ送信部による前記第１の軌道回路伝送データ又は前記第２の軌道回路伝送データの何れの送信も許可しない待機状態に制御し、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して当該軌道回路に進入したとき、前記軌道回路伝送データ作成部によって作成された前記第２の軌道回路伝送データの送信を許可するアイドル状態に制御し、
前記列車が当該軌道回路に進入した後に所定条件が満たされた場合に、前記軌道回路伝送データ作成部によって作成された前記第１の軌道回路伝送データの送信を許可する列車制御データ出力状態に制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の送信器。
【請求項５】
前記伝送パケット受信部が受信した前記伝送パケットに基づいて前記第１の軌道回路伝送データを繰り返し作成する軌道回路伝送データ作成部と、
前記軌道回路伝送データ送信部による前記軌道回路伝送データの送信の選択を制御する軌道回路伝送データ出力制御部と、
をさらに備え、
前記軌道回路伝送データ出力制御部は、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して前記軌道回路に進入するまでは、前記軌道回路伝送データ送信部による前記第１の軌道回路伝送データ又は前記第２の軌道回路伝送データの何れの送信も許可しない待機状態に制御し、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して当該軌道回路に進入したとき、前記軌道回路伝送データ作成部によって作成された前記軌道回路伝送データの送信を許可する列車制御データ出力状態に制御するとともに、前記軌道回路伝送データ作成部に、前記伝送パケット受信部によって既に受信されて処理待機中の前記伝送パケットを正規の前記列車制御情報として識別されない特殊なデータに書き換えさせることによって、当該書き換えた伝送パケットに基づいて前記第２の軌道回路伝送データを作成させる
ことを特徴とする請求項２に記載の送信器。
【請求項６】
列車制御のための列車制御情報を伝送パケットに含めてネットワークに送信する地上制御装置と、
軌道回路に沿って複数設置され、前記ネットワークを介して前記地上制御装置から受信した前記伝送パケットに基づいて、前記列車制御情報を含む軌道回路伝送データを前記軌道回路に送信可能な送信器と、
前記軌道回路を走行する列車に搭載されて、前記軌道回路を介して前記送信器から受信した前記軌道回路伝送データに基づいて、前記列車制御情報を用いた列車制御を行う車上制御装置と、
を備え、
前記送信器は、
前記地上制御装置から送信された前記伝送パケットを受信する伝送パケット受信部と、
前記伝送パケット受信部が受信した前記伝送パケットの前記列車制御情報を含む第１の軌道回路伝送データと、前記車上制御装置で受信されたときに前記列車制御情報として識別されない第２の軌道回路伝送データとの何れを前記軌道回路に送信するか、あるいは何れの軌道回路伝送データも送信しないかを選択して実行可能な軌道回路伝送データ送信部と、
を備える
ことを特徴とする列車制御情報伝送システム。
【請求項７】
無絶縁軌道回路方式の前記軌道回路で採用された前記列車制御情報伝送システムであって、
前記送信器のうち、論理部区間の進行方向側の軌道回路境界に隣接して配設された前記軌道回路に対して前記軌道回路伝送データを送信可能な前記送信器において、
前記軌道回路伝送データ送信部は、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して前記軌道回路に進入したとき、前記第２の軌道回路伝送データを当該軌道回路に送信し、
前記列車が当該軌道回路に進入した後に所定条件が満たされた場合に、前記第１の軌道回路伝送データを当該軌道回路に送信する
ことを特徴とする請求項６に記載の列車制御情報伝送システム。
【請求項８】
前記車上制御装置における前記軌道回路伝送データの受信に伴って発生し得る電文併合の記録を表示可能な表示装置を、さらに備える
ことを特徴とする請求項６に記載の列車制御情報伝送システム。
【請求項９】
前記送信器のうち、前記論理部区間の進行方向側の軌道回路境界に隣接して配設された前記軌道回路に対して前記軌道回路伝送データを送信可能な送信器において、
前記伝送パケット受信部が受信した前記伝送パケットに基づく前記第１の軌道回路伝送データ、及び前記第２の軌道回路伝送データを繰り返し作成する軌道回路伝送データ作成部と、
前記軌道回路伝送データ送信部による前記軌道回路伝送データの送信の選択を制御する軌道回路伝送データ出力制御部と、
をさらに備え、
前記軌道回路伝送データ出力制御部は、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して当該軌道回路に進入するまでは、前記軌道回路伝送データ送信部による前記第１の軌道回路伝送データ又は前記第２の軌道回路伝送データの何れの送信も許可しない待機状態に制御し、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して当該軌道回路に進入したとき、前記軌道回路伝送データ作成部によって作成された前記第２の軌道回路伝送データの送信を許可するアイドル状態に制御し、
前記列車が当該軌道回路に進入した後に所定条件が満たされた場合に、前記軌道回路伝送データ作成部によって作成された前記第１の軌道回路伝送データの送信を許可する列車制御データ出力状態に制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の列車制御情報伝送システム。
【請求項１０】
前記送信器のうち、前記論理部区間の進行方向側の軌道回路境界に隣接して配設された前記軌道回路に対して前記軌道回路伝送データを送信可能な送信器において、
前記伝送パケット受信部が受信した前記伝送パケットに基づいて前記第１の軌道回路伝送データを繰り返し作成する軌道回路伝送データ作成部と、
前記軌道回路伝送データ送信部による前記軌道回路伝送データの送信の選択を制御する軌道回路伝送データ出力制御部と、
をさらに備え、
前記軌道回路伝送データ出力制御部は、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して当該軌道回路に進入するまでは、前記軌道回路伝送データ送信部による前記第１の軌道回路伝送データ又は前記第２の軌道回路伝送データの何れの送信も許可しない待機状態に制御し、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して当該軌道回路に進入したとき、前記軌道回路伝送データ作成部によって作成された前記軌道回路伝送データの送信を許可する列車制御データ出力状態に制御するとともに、前記軌道回路伝送データ作成部に、前記伝送パケット受信部によって既に受信されて処理待機中の前記伝送パケットを正規の前記列車制御情報として識別されない特殊なデータに書き換えさせることによって、当該書き換えた伝送パケットに基づいて前記第２の軌道回路伝送データを作成させる
ことを特徴とする請求項７に記載の列車制御情報伝送システム。
【請求項１１】
列車制御のための列車制御情報を、地上制御装置から送信器を介して、軌道回路を走行する列車に搭載された車上制御装置に伝送する列車制御情報伝送システムによる列車制御情報伝送方法であって、
前記送信器において、前記地上制御装置から送信された前記列車制御情報を含む伝送パケットを受信する伝送パケット受信ステップと、
前記送信器において、前記伝送パケット受信ステップで受信した前記伝送パケットの前記列車制御情報を含む第１の軌道回路伝送データと、前記車上制御装置で受信されたときに前記列車制御情報として識別されない第２の軌道回路伝送データとの何れを前記軌道回路に送信するか、あるいは何れの軌道回路伝送データも送信しないかを選択して実行可能な軌道回路伝送データ送信ステップと、
を備えることを特徴とする列車制御情報伝送方法。
【請求項１２】
前記列車制御情報伝送システムが無絶縁軌道回路方式の前記軌道回路で採用された場合の列車制御情報伝送方法であって、
論理部区間の進行方向側の軌道回路境界に隣接して配設された前記軌道回路に対して前記軌道回路伝送データを送信可能な前記送信器において、
当該送信器による前記軌道回路伝送データ送信ステップでは、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して前記軌道回路に進入したとき、前記第２の軌道回路伝送データを当該軌道回路に送信し、
前記列車が当該軌道回路に進入した後に所定条件が満たされた場合に、前記第１の軌道回路伝送データを当該軌道回路に送信する
ことを特徴とする請求項１１に記載の列車制御情報伝送方法。
【請求項１３】
前記列車制御情報伝送システムが所定の表示装置を有し、
前記車上制御装置における前記軌道回路伝送データの受信に伴って発生し得る電文併合を記録し、当該記録を前記表示装置に表示する表示ステップと、をさらに備える
ことを特徴とする請求項１１に記載の列車制御情報伝送方法。
【請求項１４】
前記送信器のうち、前記論理部区間の進行方向側の軌道回路境界に隣接して配設された前記軌道回路に対して前記軌道回路伝送データを送信可能な送信器において、
前記伝送パケット受信ステップで受信した前記伝送パケットに基づく前記第１の軌道回路伝送データ、及び前記第２の軌道回路伝送データを繰り返し作成する軌道回路伝送データ作成ステップと、
前記軌道回路伝送データ送信ステップによる前記軌道回路伝送データの送信の選択を制御する軌道回路伝送データ出力制御ステップと、
をさらに備え、
前記軌道回路伝送データ出力制御ステップでは、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して当該軌道回路に進入するまでは、前記軌道回路伝送データ送信ステップによる前記第１の軌道回路伝送データ又は前記第２の軌道回路伝送データの何れの送信も許可しない待機状態に制御し、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して当該軌道回路に進入したとき、前記軌道回路伝送データ作成ステップで作成された前記第２の軌道回路伝送データの送信を許可するアイドル状態に制御し、
前記列車が当該軌道回路に進入した後に所定条件が満たされた場合に、前記軌道回路伝送データ作成ステップで作成された前記第１の軌道回路伝送データの送信を許可する列車制御データ出力状態に制御する
ことを特徴とする請求項１２に記載の列車制御情報伝送方法。
【請求項１５】
前記送信器のうち、前記論理部区間の進行方向側の軌道回路境界に隣接して配設された前記軌道回路に対して前記軌道回路伝送データを送信可能な送信器において、
前記伝送パケット受信ステップで受信した前記伝送パケットに基づいて前記第１の軌道回路伝送データを繰り返し作成する軌道回路伝送データ作成ステップと、
前記軌道回路伝送データ送信ステップによる前記軌道回路伝送データの送信の選択を制御する軌道回路伝送データ出力制御ステップと、
をさらに備え、
前記軌道回路伝送データ出力制御ステップでは、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して当該軌道回路に進入するまでは、前記軌道回路伝送データ送信ステップによる前記第１の軌道回路伝送データ又は前記第２の軌道回路伝送データの何れの送信も許可しない待機状態に制御し、
前記列車が前記論理部区間の軌道回路境界を通過して当該軌道回路に進入したとき、前記軌道回路伝送データ作成ステップで作成された前記軌道回路伝送データの送信を許可する列車制御データ出力状態に制御するとともに、前記軌道回路伝送データ作成ステップにおいて、前記伝送パケット受信ステップで既に受信されて処理待機中の前記伝送パケットを正規の前記列車制御情報として識別されない特殊なデータに書き換えさせることによって、当該書き換えた伝送パケットに基づいて前記第２の軌道回路伝送データを作成させる
ことを特徴とする請求項１２に記載の列車制御情報伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信器、列車制御情報伝送システム、及び列車制御情報伝送方法に関し、無絶縁軌道回路方式の軌道回路において列車制御情報を伝送する送信器、列車制御情報伝送システム、及び列車制御情報伝送方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＴＣ（Automatic Train Control）装置やＡＴＳ（Automatic
Train Stop）装置などの列車制御システムでは、地上の制御装置が速度制限情報や位置情報などを含んだデータ（電文）を一定周期で繰り返し送信し、車上の制御装置が、受信したデータを用いて列車のブレーキを制御する。電文の伝送路には軌道回路（レール）を用いることが一般的である。
【０００３】
軌道回路の種類は、軌道回路間に絶縁物を介入させて電気的に絶縁する有絶縁軌道回路と、電気的に絶縁しない無絶縁軌道回路とに大別されるが、初期の列車制御システムでは、有絶縁軌道回路が採用される傾向があった。
【０００４】
有絶縁軌道回路は、各軌道回路を電気的に絶縁しているため、列車の在線状況によらず、列車制御情報を常時送信することができる。列車検知信号と列車制御信号を同一の周波数で送信できることや、軌道回路の断線検知及び送信器の異常監視を常時監視できることなど、利点が多いことから、有絶縁軌道回路では常時送信方式が採用される。
【０００５】
ここで、常時送信方式が採用される有絶縁軌道回路では、列車が軌道回路境界を通過する際に、車上制御装置が境界前後の軌道回路からそれぞれの列車制御情報の部分的な情報を連続して受信してしまう、いわゆる電文併合問題が発生するおそれがあった。より具体的には、境界前後の軌道回路の情報伝送周期における送信タイミングが一致した場合に、異なる軌道回路から送信された電文が１つの列車制御情報に併合されることで、車上制御装置が誤った列車制御情報を取り扱ってしまうことが問題となる。
【０００６】
このような電文併合問題を解消する技術として、例えば特許文献１では、送信器ごとに軌道回路への送信タイミングを設定し、隣接する軌道回路とは異なるタイミングで列車制御情報を送信することが提案されている。特許文献１に開示された列車制御情報伝送システムでは、境界前後の軌道回路の情報伝送タイミングを異ならせることで、併合した列車制御情報のデータ長が車上制御装置に予め登録してあるデータ長とは異なることとなるため、車上制御装置は、併合した列車制御情報を無効の情報と判断して破棄することができる。
【０００７】
但し、特許文献１に開示された列車制御情報伝送システムの場合は、それぞれが異なる地上制御装置によって制御される２つの軌道回路の境界（以下、論理部境界と呼ぶ）においては、それぞれの地上制御装置が同期しないため、必ずしも論理部境界の前後の軌道回路で異なる情報伝送タイミングに初期化されるとは限らず、電文併合問題が発生する可能性が残されている（非同期による電文併合問題）。
【０００８】
この非同期による電文併合問題に対しては、車上制御装置が、論理部境界の位置を正確に把握する手段を備え、論理部境界を通過するタイミングで受信した列車制御情報を自発的に破棄する処理を行うようにできれば、当該問題を解決し、誤った列車制御情報を用いた列車制御を回避することができると考えられる。有絶縁軌道回路の場合、論理部境界の位置は軌道回路間の絶縁物の位置と一致しており物理的に決定されている。したがって車上制御装置は、論理部境界の位置を正確に把握することができ、論理部境界を通過するタイミングと自発的に電文を破棄するタイミングとを一致させることが容易に可能であり、上記の方法を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４５５０４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで近年では、絶縁体の設置等に係る物理コストやメンテナンス費用の観点から、上述の有絶縁軌道回路に替えて、無絶縁軌道回路における列車制御システムの採用が進んでいる。
【００１１】
無絶縁軌道回路では、常時送信方式を採用した場合に、軌道回路間の信号が干渉するという問題がある。この問題は、隣接する軌道回路に対して異なる周波数を割り当てることで回避できるものの、使用可能な周波数帯域が限られていることや、設備コストが嵩むという弊害がある。そのため、無絶縁軌道回路では、列車の在線を検知しているときにのみ列車制御情報を送信する、いわゆる踏み込み送信方式を採用することが多い。
【００１２】
踏み込み送信方式が採用される無絶縁軌道回路では、列車が特定の軌道回路に進入後、地上制御装置による進入検知が行われるまでの間に一旦、信号を受信しない無信号状態となり、その後、当該軌道回路に対する列車制御情報が最初から送信される形態となるため、電文併合問題は発生しないと考えられてきた。
【００１３】
しかし、無絶縁軌道回路の論理部境界では、境界前方の軌道回路に伝送する列車制御情報を生成する装置と、列車制御情報の出力を許可する装置とが同期しないため、当該軌道回路に対する列車制御情報が先頭から送信される保証がない。すなわち、無絶縁軌道回路においても、有絶縁軌道回路と同様に、論理部境界において電文併合問題が発生する可能性がある（非同期による電文併合問題）。
【００１４】
この非同期による電文併合問題に対して、上述した有絶縁軌道回路に関する説明では、「論理部境界を通過するタイミングに合わせて車上制御装置が電文を自発的に破棄する処理を行う」という解決方法を示したが、無絶縁軌道回路の場合は、当該解決方法を適用しようとしても、以下に詳述するように「境界ずれ」の問題があるために、電文併合問題を十分に解消することが困難であった。
【００１５】
無絶縁軌道回路の場合、軌道回路間に絶縁物はなく、論理部境界を物理的に決定することができない。無絶縁軌道回路において、車上制御装置は、列車検知信号の受信器が物理的にレールに接続している位置（所謂、打ち込み点）を軌道回路の境界と認識する。一方、地上制御装置は、列車検知信号の受信器が境界の両側にある軌道回路から受信した列車検知信号のレベル判定によって、論理的に論理部境界を認識する。すなわち、地上制御装置が認識する実際の論理部境界は、必ずしも打ち込み点と一致するとは限らず、打ち込み点の前後の一定距離内で変動する（所謂、境界ずれ）。この境界ずれのため、車上制御装置が認識する論理部境界と地上制御装置が認識する論理部境界とが異なることがあり、地上制御装置が認識する実際の論理部境界を列車が通過するタイミングと、車上制御装置が自発的に電文を破棄するタイミングとを一致させることは困難となる。
【００１６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、無絶縁軌道回路の論理部境界においても電文併合問題を解消し、適切な列車制御情報を識別することを可能にする送信器、列車制御情報伝送システム、及び列車制御情報伝送方法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】
【００１７】
かかる課題を解決するため本発明においては、列車制御のための列車制御情報を地上制御装置から軌道回路を走行する列車に搭載された車上制御装置に伝送する列車制御情報伝送システムにおいて、軌道回路に沿って複数設置され、地上制御装置から受信した列車制御情報を軌道回路を介して車上制御装置に送信する送信器が提供される。この送信器は、地上制御装置から送信された列車制御情報を含む伝送パケットを受信する伝送パケット受信部と、伝送パケット受信部が受信した伝送パケットの列車制御情報を含む第１の軌道回路伝送データと、車上制御装置で受信されたときに列車制御情報として識別されない第２の軌道回路伝送データとの何れを軌道回路に送信するか、あるいは何れの軌道回路伝送データも送信しないかを選択して実行可能な軌道回路伝送データ送信部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、かかる課題を解決するため本発明においては、列車制御のための列車制御情報を伝送パケットに含めてネットワークに送信する地上制御装置と、軌道回路に沿って複数設置され、ネットワークを介して地上制御装置から受信した伝送パケットに基づいて、列車制御情報を含む軌道回路伝送データを軌道回路に送信可能な送信器と、軌道回路を走行する列車に搭載されて、軌道回路を介して送信器から受信した軌道回路伝送データに基づいて、列車制御情報を用いた列車制御を行う車上制御装置と、を備える列車制御情報伝送システムが提供される。この列車制御情報伝送システムでは特に、送信器が、地上制御装置から送信された伝送パケットを受信する伝送パケット受信部と、伝送パケット受信部が受信した伝送パケットの列車制御情報を含む第１の軌道回路伝送データと、車上制御装置で受信されたときに列車制御情報として識別されない第２の軌道回路伝送データとの何れを軌道回路に送信するか、あるいは何れの軌道回路伝送データも送信しないかを選択して実行可能な軌道回路伝送データ送信部と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、かかる課題を解決するため本発明においては、列車制御のための列車制御情報を、地上制御装置から送信器を介して、軌道回路を走行する列車に搭載された車上制御装置に伝送する列車制御情報伝送システムによる列車制御情報伝送方法が提供される。この列車制御情報伝送方法は、送信器において、地上制御装置から送信された列車制御情報を含む伝送パケットを受信する伝送パケット受信ステップと、伝送パケット受信ステップで受信した伝送パケットの列車制御情報を含む第１の軌道回路伝送データと、車上制御装置で受信されたときに列車制御情報として識別されない第２の軌道回路伝送データとの何れを軌道回路に送信するか、あるいは何れの軌道回路伝送データも送信しないかを選択して実行可能な軌道回路伝送データ送信ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、無絶縁軌道回路の論理部境界においても電文併合問題を解消し、適切な列車制御情報を識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る列車制御情報伝送システムの全体的な構成例を示す図である。
【図２】図１に示した列車制御情報伝送システムの詳細な構成例を示す図である。
【図３】伝送パケット及び軌道回路伝送データの構成例を示す図である。
【図４】列車の在線位置の検知方法の一例を説明するための図である。
【図５】従来の一技術を適用したと仮定した場合において、軌道回路境界を通過する際の電文の伝送状況を説明するための図である。
【図６】第１の実施の形態に係る列車制御情報伝送方法において、軌道回路境界を通過する際の電文の伝送状況を説明するための図である。
【図７】第２の実施の形態に係る列車制御情報伝送方法において、軌道回路境界を通過する際の電文の伝送状況を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００２３】
（１）第１の実施の形態
（１−１）列車制御情報伝送システムの構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る列車制御情報伝送システムの全体的な構成例を示す図である。
【００２４】
図１に例示したように、第１の実施の形態に係る列車制御情報伝送システム１００は、複数の地上制御装置１（個別には、地上制御装置１−１，１−２，…）と、複数のネットワーク２（個別には、ネットワーク２−１，２−２，…）と、複数の送信器３（個別には、送信器３−１，…，３−ｎ，…）と、複数の軌道回路４（個別には、軌道回路４−１，…，４−ｎ，…）と、車上制御装置５と、複数のネットワーク間通信装置８と、を備えて構成される。
【００２５】
ここで、ネットワーク間通信装置８は、隣り合うネットワーク２を接続する通信装置である。地上制御装置１は、隣接する地上制御装置１下のネットワーク２に接続している送信器３に対して通信を行う場合、ネットワーク間通信装置８を経由して行う。また、軌道回路４は全て無絶縁軌道回路である。
【００２６】
そして車上制御装置５は、複数の軌道回路４（個別には軌道回路４−１，…，４−ｋ，４−（ｋ＋１），…，４−ｎ，…）を順に走行する列車５０に搭載される。車上制御装置５の詳細な構成は、図２を参照して後述する。
【００２７】
また図１には、隣り合う軌道回路４の境界について、軌道回路境界６，７が示されている。ここで、軌道回路境界６は、同一の地上制御装置１によって制御される軌道回路４による境界（通常の軌道回路境界）を表す。一方、軌道回路境界７は、異なる地上制御装置１によって制御される軌道回路４による境界（論理部境界の軌道回路境界）を表す。言い換えれば、複数の地上制御装置１は、それぞれが軌道回路４の異なる論理部区間を制御するように配置され、通常の軌道回路境界６は同一の論理部区間内における軌道回路４の境界に相当し、論理部境界の軌道回路境界７はこれらの論理部区間の境界に相当する。
【００２８】
具体的には例えば、図１では、軌道回路４−１〜４−ｋで構成される１つの論理部区間と、軌道回路４−（ｋ＋１）〜４−ｎで構成される別の１つの論理部区間とが隣り合っており、前者は地上制御装置１−１が制御し、後者は地上制御装置１−２が制御する。また、地上制御装置１−１は、送信器３−１〜３−ｋを制御し、地上制御装置１−２は送信器３−（ｋ＋１）〜３−ｎを制御する。但し、後述するように、地上制御装置１−１及び地上制御装置１−２のそれぞれの制御範囲は完全に独立しているわけではなく、例えば、地上制御装置１−１から送信された伝送パケット１１０（図２参照）がネットワーク間通信装置８を経由して送信器３−（ｋ＋１）で受信される等の繋がりを有している。
【００２９】
図２は、図１に示した列車制御情報伝送システムの詳細な構成例を示す図である。なお、図２では、地上制御装置１−２の機能構成が例示されているが、全ての地上制御装置１が同様の構成を有するものとする。また、送信器３−（ｋ＋１）で例示された機能構成についても、全ての送信器３が有するものとする。
【００３０】
図２に示したように、地上制御装置１は、列車検知信号（図４参照）を受信して列車５０の在線位置を検知する列車検知部１１と、速度制限情報や位置情報などの列車制御情報ＣＩを作成する列車制御情報作成部１２と、列車制御情報ＣＩ又は送信器出力許可情報ＰＩを含む伝送パケット１１０を作成する伝送パケット作成部１３と、ネットワーク２を介して送信器３に伝送パケット１１０を送信する伝送パケット送信部１４と、を備えて構成される。このうち、列車検知部１１による列車５０の在線位置の検知方法については、後で図４を参照しながら詳述する。
【００３１】
送信器３は、地上制御装置１から送信された伝送パケット１１０を受信する伝送パケット受信部３１と、列車制御データＣＤを含む軌道回路伝送データ１２０を作成することができる軌道回路伝送データ作成部３２と、軌道回路４に軌道回路伝送データ１２０を送信する軌道回路伝送データ送信部３３と、送信器３の出力を制御する軌道回路伝送データ出力制御部３４と、軌道回路伝送データ１２０を記録する記憶装置３５と、を備えて構成される。
【００３２】
このうち、伝送パケット受信部３１は、受信した伝送パケット１１０の種別を認識する機能を有し、認識した種別に応じた動作を行う。具体的には、伝送パケット受信部３１は、受信した伝送パケット１１０が列車制御情報ＣＩを含むものであった場合に、当該列車制御情報ＣＩを軌道回路伝送データ作成部３２に伝送し、受信した伝送パケット１１０が送信器出力許可情報ＰＩを含むものであった場合に、当該送信器出力許可情報ＰＩを軌道回路伝送データ出力制御部３４に伝送する。
【００３３】
軌道回路伝送データ作成部３２は、軌道回路伝送データ出力制御部３４からの制御信号に従って決定される制御状態（図２の（ａ）〜（ｃ））に応じた複数種類の軌道回路伝送データ１２０を、例えば一定周期で、繰り返し作成する。以下に、軌道回路伝送データ出力制御部３４によって制御される（ａ）〜（ｃ）の制御状態について説明する。
【００３４】
まず、（ａ）の制御状態は「列車制御データ出力状態」と呼び、軌道回路伝送データ出力制御部３４から軌道回路伝送データ送信部３３に、列車制御データを含む軌道回路伝送データ１２０の送信を許可する制御信号（列車制御データ出力許可信号）が出力されたことに基づいて制御される。軌道回路伝送データ１２０のデータ形式については後で図３（Ｂ）に例示するが、当例において、正規の列車制御データを含む軌道回路伝送データ１２０は、列車制御情報検出データＤＤと列車制御データＣＤとから構成され、列車制御データＣＤは伝送パケット受信部３１から伝送された列車制御情報ＣＩと同等のデータとする。軌道回路伝送データ作成部３２は、列車制御データ出力状態向けの軌道回路伝送データ１２０として、伝送パケット受信部３１から伝送された列車制御情報ＣＩに基づいて、適正な列車制御データＣＤを含む軌道回路伝送データ１２０を繰り返し作成している。そして列車制御データ出力状態において、軌道回路伝送データ送信部３３は、軌道回路伝送データ作成部３２が列車制御データ出力状態向けに作成した軌道回路伝送データ１２０を軌道回路４に送信する。
【００３５】
（ｂ）の制御状態は「アイドル状態」と呼び、軌道回路伝送データ出力制御部３４から軌道回路伝送データ送信部３３に、列車制御データとは識別されない特殊なデータを含む軌道回路伝送データ１２０の送信を許可する制御信号（特殊データ出力許可信号）が出力されたことに基づいて制御される。軌道回路伝送データ作成部３２は、アイドル状態向けの軌道回路伝送データ１２０として、車上制御装置５で受信された場合に列車制御データとは識別されない特殊なデータを含む軌道回路伝送データ１２０を繰り返し作成している。ここで特殊なデータとは、当該データを受信した車上制御装置５が列車制御データＣＤと識別することがない形態のデータであって、具体的には例えば、オール「０」又はオール「１」が書き込まれたデータのように、正規の列車制御データＣＤ（または列車制御情報ＣＩ）には用いられないデータ内容で構成される。以後の説明では、この特殊なデータを「アイドルデータ」とも呼ぶ。そしてアイドル状態において、軌道回路伝送データ送信部３３は、軌道回路伝送データ作成部３２がアイドル状態向けに作成した特殊なデータを含む軌道回路伝送データ１２０を軌道回路４に送信する。
【００３６】
（ｃ）は「待機状態」と呼び、軌道回路伝送データ出力制御部３４から軌道回路伝送データ送信部３３に、軌道回路伝送データ１２０の送信を許可しない制御信号（出力禁止信号）が出力されたことに基づいて制御される。待機状態において、軌道回路伝送データ送信部３３は軌道回路伝送データ１２０を軌道回路４に送信しないので、軌道回路伝送データ作成部３２は待機状態向けに軌道回路伝送データ１２０を作成しなくてもよい。
【００３７】
これら（ａ）〜（ｃ）の制御状態が切り替えられて制御されるなかで、軌道回路伝送データ１２０が車上制御装置５においてどのように受信されるかについては後述する。
【００３８】
また、軌道回路伝送データ送信部３３は、軌道回路伝送データ出力制御部３４からの制御信号に従って制御状態（ａ）〜（ｃ）を切り替えるとともに、当該制御状態に応じて、軌道回路伝送データ１２０の軌道回路４への送信を選択する。軌道回路伝送データ１２０は、例えば搬送周波数１ｋＨｚの搬送波に搭載されて１００ｂｐｓの速度で軌道回路４に送出される。
【００３９】
また、記憶装置３５は、軌道回路伝送データ送信部３３が送信する軌道回路伝送データ１２０を記憶する。
【００４０】
車上制御装置５は、送信器３から送信された軌道回路伝送データ１２０を軌道回路４を介して受信する軌道回路伝送データ受信部５１と、受信した軌道回路伝送データ１２０から列車制御情報（列車制御データＣＤ）を抽出する列車制御データ検出部５２と、抽出された列車制御情報を用いてブレーキを制御する列車制御装置５３と、を備えて構成される。
【００４１】
図３は、伝送パケット及び軌道回路伝送データの構成例を示す図である。図３（Ａ）には、伝送パケット１１０の構成例が示され、図３（Ｂ）には、軌道回路伝送データ１２０の構成例が示されている。
【００４２】
図３（Ａ）によれば、伝送パケット１１０は例えば、任意の長さのパケット長を持ち、当該パケットの宛先、送信元アドレス、及びその他の情報が記述されたヘッダ部Ｐｈと、列車制御情報ＣＩ又は送信器出力許可情報ＰＩなどの情報が記述されたデータ部Ｐｄとから構成される。
【００４３】
図３（Ｂ）によれば、軌道回路伝送データ１２０は例えば、列車制御情報検出データＤＤと列車制御データＣＤとから構成される。列車制御情報検出データＤＤは、列車制御データＣＤの送信開始を検出するためのデータであり、列車制御情報検出データＤＤが付加されていない軌道回路伝送データ１２０を受信した場合、車上制御装置５は、当該軌道回路伝送データ１２０から列車制御データＣＤを識別することはできない。列車制御データＣＤは、列車制御情報の実データが記述されたデータであり、伝送パケット１１０のデータ部Ｐｄに記述された列車制御情報ＣＩを暗号化、符号化、あるいは変調などの処理を施したデータである。または、列車制御データＣＤと列車制御情報ＣＩとは同じデータとしてもよい。したがって、本説明では、列車制御情報ＣＩと列車制御データＣＤとを分けて説明するが、データの内容的にはこれらを同一視してもよい。なお、軌道回路伝送データ１２０は、例えば列車制御情報検出データＤＤ及び列車制御データＣＤをそれぞれ固定長データとすることで、全体でも固定長データとする。
【００４４】
（１−２）列車検知方法
上述したように、列車制御情報伝送システム１００では、地上制御装置１の列車検知部１１が、列車５０の在線位置を検知する。この検知方法は、一般的な無絶縁軌道回路の列車検知システムにおいて用いられる方法を採用することができるが、以下ではその一例を具体的に説明する。
【００４５】
図４は、列車の在線位置の検知方法の一例を説明するための図である。図４には、無絶縁軌道回路方式において列車検知信号ＴＤを用いて列車５０の在線位置（在線状態）を検知可能なシステムの構成例が示されており、具体的には、軌道回路４に接続可能なネットワーク２上に、列車検知信号ＴＤを受信する列車検知信号受信器８１と、列車検知信号ＴＤを送信する列車検知信号送信器８２とが交互に配置される。
【００４６】
なお、図４において、地上制御装置１−１はネットワーク２−１内の軌道回路４−１〜４−ｋを制御し、その列車検知部１１は軌道回路４−１〜４−ｋにおける列車５０の在線状況を監視するとともに、軌道回路４−（ｋ＋１）における列車５０の在線状況も監視する。一方、地上制御装置１−２はネットワーク２−２内の軌道回路４−（ｋ＋１）以降（終端は不図示）を制御するが、その列車検知部１１は軌道回路４−（ｋ＋２）以降における列車５０の在線状況を監視する。詳細は後述するが、列車検知部１１は、地上制御装置１の制御範囲（同一ネットワーク内）の列車検知信号受信器８１から列車検知信号ＴＤの受信結果を取得することによって、列車５０の在線状況を識別することができる。
【００４７】
図４に例示したシステムにおいて、列車検知信号送信器８２は、両側の軌道回路４に常時（又は定期的に）列車検知信号ＴＤを送信する。そして、送信された列車検知信号ＴＤは、列車５０の在線状況に応じて信号レベルが変化しながら軌道回路４を伝送し、列車検知信号受信器８１で受信される。図４を参照してより具体的に説明する。
【００４８】
例えば、列車検知信号送信器８２−（ｋ−１）は、軌道回路境界６の左側の軌道回路４−（ｋ−１）と右側の軌道回路４−ｋのそれぞれに、列車検知信号ＴＤ（ｋ−１）を送信する。そして軌道回路４−（ｋ−１）に送信された列車検知信号ＴＤ（ｋ−１）は、列車検知信号受信器８１−（ｋ−２）に受信され、軌道回路４−ｋに送信された列車検知信号ＴＤ（ｋ−１）は、列車検知信号受信器８１−ｋに受信される。
【００４９】
一方、図４にも示したように、列車検知信号受信器８１−ｋは、列車検知信号送信器８２−（ｋ＋１）から送信されて軌道回路４−（ｋ＋１）を経由する列車検知信号ＴＤ（ｋ＋１）も受信する。すなわち、列車検知信号受信器８１−ｋは、隣接する２つの列車検知信号送信器８２−（ｋ−１），８２−（ｋ＋１）から、それぞれの列車検知信号ＴＤ（ｋ−１），ＴＤ（ｋ＋１）を受信することになる。
【００５０】
ここで列車検知信号受信器８１は、列車検知信号ＴＤの送信元を識別可能とする。具体的には例えば、送信元の異なる列車検知信号ＴＤについて、周波数の異なる信号を用いたり、識別符号（ＩＤ）を付加した信号を用いたりすればよい。
【００５１】
また、列車検知信号送信器８２から送信された列車検知信号ＴＤのレベルは変化しないが、列車検知信号受信器８１が受信した列車検知信号ＴＤのレベルは列車在線状況によって変化する。詳しくは、伝送経路の軌道回路４に列車５０が在線した場合には、列車検知信号ＴＤが列車５０の車軸によって短絡されて、列車検知信号ＴＤの大部分が列車５０に伝搬することで、列車検知信号受信器８１で受信される列車検知信号ＴＤの信号レベルが低下する。例えば、図４に示すように、列車５０が軌道回路４−（ｋ＋１）に在線する場合、列車検知信号受信器８１−ｋは、軌道回路４−ｋを経由した列車検知信号ＴＤ（ｋ−１）を通常の信号レベルで受信する一方、軌道回路４−（ｋ＋１）を経由した列車検知信号ＴＤ（ｋ＋１）は、信号レベルが低下した状態で受信する。
【００５２】
このように、図４のシステムでは、軌道回路４における在線状況に応じて列車検知信号受信器８１が異なる信号レベルで列車検知信号ＴＤを受信する。そこで、地上制御装置１の列車検知部１１が、同一のネットワーク２に接続している列車検知信号受信器８１に対して列車検知信号ＴＤの受信状況を把握することで、特定の軌道回路４における在線状態を検知・判断することができる。例えば上述の例の場合、地上制御装置１−１の列車検知部１１が、列車検知信号受信器８１−ｋにおける受信状況を把握することによって、軌道回路４−（ｋ＋１）を経由して受信した列車検知信号ＴＤ（ｋ＋１）の信号レベルが低下したことを識別できるため、軌道回路４−（ｋ＋１）に列車５０が在線すると検知することができる。
【００５３】
以上が、無絶縁軌道回路の列車制御情報伝送システム１００における列車検知方法の一例である。なお、図４では、受信機能を有する列車検知信号受信器８１と、送信機能を有する列車検知信号送信器８２とを別の構成で示したが、送受信機能を有する同一構成としてもよい。また、列車検知信号受信器８１及び列車検知信号送信器８２は、図１や図２に示した送信器３と異なる装置としてもよいし、送信器３と列車検知信号ＴＤの送受信機能とを併せ持つ１つの装置としてもよい。具体的には例えば、送信器３について、列車制御情報（列車制御データＣＤ）と列車検知信号ＴＤとを重畳したデータ構成で軌道回路伝送データ１２０を送信するようにし、さらに、列車検知信号ＴＤの受信機能も備えるようにすればよい。
【００５４】
（１−３）列車制御情報伝送
以下では、本実施の形態に係る列車制御情報伝送システム１００による列車制御情報の伝送について説明する。本実施の形態に係る列車制御情報伝送システム１００では、無絶縁軌道回路を採用するため、軌道回路４の境界（通常の軌道回路境界６，論理部境界の軌道回路境界７）を通過するときにどのように列車制御情報の伝送を行うかが問題となる。
【００５５】
そこで、列車５０が軌道回路４−（ｋ−１）から軌道回路４−ｋを経て軌道回路４−（ｋ＋１）に進む状況を例にとって、列車制御情報伝送システム１００による列車制御情報の伝送について具体的に説明する。なお、図２に示したように、列車５０は、軌道回路４−（ｋ−１）から軌道回路４−ｋに進むときに通常の軌道回路境界６を通過し、軌道回路４−ｋから軌道回路４−（ｋ＋１）に進むときに論理部境界の軌道回路境界７を通過する。
【００５６】
（１−３−１）通常の軌道回路境界６の通過
まず、列車５０が軌道回路４−ｋに進入する前、すなわち、軌道回路４−（ｋ−１）に在線しているときは、地上制御装置１−１の列車検知部１１は、軌道回路４−ｋにおいて非在線状態を検知する。このとき地上制御装置１−１では、列車制御情報作成部１２は列車制御情報ＣＩを作成せず、伝送パケット作成部１３は伝送パケット１１０を作成しないので、伝送パケット送信部１４は、軌道回路４−ｋに対応する送信器３−ｋに対して伝送パケット１１０を送信しない。そして、送信器３−ｋは伝送パケット１１０を受信しないため、制御状態は待機状態とされる。
【００５７】
次に、列車５０が通常の軌道回路境界６を通過して軌道回路４−ｋに進入すると、地上制御装置１−１の列車検知部１１は、軌道回路４−ｋにおいて在線状態を検知する。このとき地上制御装置１−１では、列車制御情報作成部１２が列車制御情報ＣＩを作成し、伝送パケット作成部１３が列車制御情報ＣＩを含む伝送パケット１１０を作成し、伝送パケット送信部１４が軌道回路４−ｋに対応する送信器３−ｋに対して伝送パケット１１０を送信する。送信先の送信器３−ｋでは、伝送パケット受信部３１が、受信した当該伝送パケット１１０から列車制御情報ＣＩを抽出し、軌道回路伝送データ作成部３２に伝送する。列車制御情報ＣＩを受け取った軌道回路伝送データ作成部３２は、列車制御情報ＣＩに基づいて軌道回路伝送データ１２０を作成し、軌道回路伝送データ送信部３３に伝送する。そして、軌道回路伝送データ送信部３３が、軌道回路４−ｋに対して軌道回路伝送データ１２０を出力するか否かを選択する。
【００５８】
軌道回路伝送データ送信部３３による軌道回路伝送データ１２０の送信の選択は、軌道回路伝送データ出力制御部３４からの制御信号（あるいは当該制御信号に基づいて制御される制御状態）に従って決定される。具体的には例えば、出力許可信号（列車制御データ出力許可信号又は特殊データ出力許可信号）が出されている場合（列車制御データ出力状態又はアイドル状態）は軌道回路伝送データ１２０を送信し、出力禁止信号が出されている場合（待機状態）は軌道回路伝送データ１２０を送信しない。そして記憶装置３５には、軌道回路伝送データ送信部３３が送信した軌道回路伝送データ１２０の内容が記録される。このとき、軌道回路伝送データ送信部３３の状態（送信器３−ｋの制御状態）が併せて記録されてもよい。
【００５９】
なお、上述した軌道回路４−（ｋ−１）から軌道回路４−ｋに進むときのように、列車５０が通常の軌道回路境界６を通過する状況では、列車５０の在線状態を検知したときだけ伝送パケット１１０が送信されるため、軌道回路伝送データ出力制御部３４が出力許可の制御情報を常時出力するようにしてもよい。あるいは、軌道回路伝送データ出力制御部３４による制御信号の出力自体を無効としてもよい。何れにしても、送信器３−ｋが伝送パケット１１０を受信した場合に、適切な軌道回路伝送データ１２０を作成して送信できればよい。
【００６０】
その後、地上制御装置１−１は、軌道回路４−ｋにおける在線状態を検知し続ける間、送信器３−ｋに対して伝送パケット１１０を一定周期で繰り返し送信する。同様に、送信器３−ｋも、軌道回路４−ｋに対して軌道回路伝送データ１２０を一定周期で繰り返し送信する。
【００６１】
（１−３−２）論理部境界の軌道回路境界７の通過
その後、列車５０が、軌道回路４−ｋから論理部境界の軌道回路境界７を通過して軌道回路４−（ｋ＋１）に進入すると、地上制御装置１−１の列車検知部１１は、軌道回路４−ｋにおいて再び非在線状態を検知するので、送信器３−ｋに対して伝送パケット１１０の送信を停止する。この停止を受けて、送信器３−ｋでは、制御状態が待機状態に戻る。
【００６２】
ところで、列車５０が論理部境界の軌道回路境界７を通過するとき、図４を参照して前述したように、無絶縁軌道回路方式で用いられる列車検知方法の特性上、論理部境界の進行側の軌道回路４−（ｋ＋１）の在線状況は、地上制御装置１−２の列車検知部１１ではなく、地上制御装置１−１の列車検知部１１によって検知される。これは、図４において、軌道回路４−（ｋ＋１）を経由した列車検知信号ＴＤ（ｋ＋１）を列車検知信号受信器８１−ｋが受信し、この受信結果を地上制御装置１−１の列車検知部１１が取得して軌道回路４−（ｋ＋１）における列車５０の在線状況を識別することから示される。
【００６３】
すなわち、地上制御装置１−２は、軌道回路４−（ｋ＋１）の在線状況を識別できない。そのため、地上制御装置１−２は、列車検知タイミングに合わせて送信器３−（ｋ＋１）に伝送パケット１１０を送信することはできず、列車５０の在線状況と関係なく、例えば常時一定周期で伝送パケット１１０を送信するといった仕組みにせざるを得ない。また、隣り合う軌道回路４−ｋとの混信を防止するために、待機状態の送信器３−（ｋ＋１）では、軌道回路４−（ｋ＋１）に軌道回路伝送データ１２０を送信しないように、軌道回路伝送データ出力制御部３４が軌道回路伝送データ送信部３３に対して出力を禁止する制御信号（出力禁止信号）を出力する。
【００６４】
また、前述したように、列車５０が軌道回路４−（ｋ＋１）に進入したとき、その在線状態は地上制御装置１−１によって検知される。この場合、地上制御装置１−１は、軌道回路４−（ｋ＋１）における列車検知タイミングに合わせて、送信器出力許可信号ＰＩを含んだ伝送パケット１１０（図３（Ａ）参照）を、ネットワーク間通信装置８を介して送信器３−（ｋ＋１）に一定周期で繰り返し送信する。
【００６５】
そして送信器３−（ｋ＋１）では、伝送パケット受信部３１が、受信した伝送パケット１１０に含まれる送信器出力許可信号ＰＩを軌道回路伝送データ出力制御部３４に伝送する。
【００６６】
（１−３−３）電文併合問題への対応
ここまで説明してきたように、列車５０が論理部境界の軌道回路境界７を通過したとき、地上制御装置１−１は、論理部境界の先（軌道回路４−（ｋ＋１））における列車検知タイミングに合わせて送信器出力許可信号ＰＩを含んだ伝送パケット１１０を送信器３−（ｋ＋１）に送信するので、その後、送信器出力許可信号ＰＩを受けた送信器３−（ｋ＋１）は、軌道回路伝送データ１２０を軌道回路４−（ｋ＋１）に送信することとなる。
【００６７】
しかしこのとき、従来の技術では、論理部境界の手前（軌道回路４−ｋ）の在線状態に基づいて送信器３−ｋから送信されていた軌道回路伝送データ１２０と、論理部境界の先（軌道回路４−（ｋ＋１））の在線状態に基づいて送信器３−（ｋ＋１）から送信された軌道回路伝送データ１２０とが連続して車上制御装置５で受信された結果、電文併合問題が発生する可能性があった。これに対して、本実施の形態に係る列車制御情報伝送方法は、このような電文併合問題の発生を回避することができる。
【００６８】
以下では、比較のために、従来の技術によるこのような電文併合問題を図５に具体的に例示したうえで、本実施の形態に係る列車制御情報伝送方法について図６を参照しながら説明する。
【００６９】
（１−３−３−１）従来の技術による電文併合問題
図５は、従来の一技術を適用したと仮定した場合において、軌道回路境界を通過する際の電文の伝送状況を説明するための図である。図５では、後の図６に示した本実施の形態との比較を容易にするために、本実施の形態に係る列車制御情報伝送システム１００の構成に従来の一技術を適用したものとして説明する。また、図５，図６では、論理部境界の軌道回路境界７を通過する場合だけでなく、通常の軌道回路境界６を通過する場合についても列車制御情報の伝送状況を例示している。
【００７０】
図５において、ＣＤ１は軌道回路４−（ｋ−１）に対する列車制御データＣＤに相当し、同様に、ＣＤ２は軌道回路４−ｋに対する列車制御データＣＤに、ＣＤ３は軌道回路４−（ｋ＋１）に対する列車制御データＣＤに相当する。また、ＤＤ１は軌道回路４−（ｋ−１）に対する列車制御情報検出データＤＤに相当し、同様に、ＤＤ２は軌道回路４−ｋに対する列車制御情報検出データＤＤに、ＤＤ３は軌道回路４−（ｋ＋１）に対する列車制御情報検出データＤＤに相当する。
【００７１】
ここで、車上制御装置５は、列車制御情報検出データＤＤを受信することによって、列車制御データＣＤの受信を開始する。また、車上制御装置５は、各軌道回路４で受信した列車制御データＣＤに対して、データ長（例えばビット数）が規定の長さに合致するか否かによって、正常であるか否かを判定し（データ長判定）、正常と判定した場合にのみ、当該列車制御データＣＤを列車制御装置５３による列車制御に使用する。
【００７２】
まず、図５において通常の軌道回路境界６を通過するときの伝送状況を考察する。前述したように、通常の軌道回路境界６の前後では、どちらの軌道回路４−（ｋ−１），４−ｋに対しても、地上制御装置１−１が在線状態の検知を行い、かつ、地上制御装置１−１の制御下にある送信器３−（ｋ−１），３−ｋによって軌道回路伝送データ１２０の送信が行われる。すなわち、地上制御装置１−１は、列車５０が軌道回路４−ｋに踏み込む直前までは、ＤＤ１とＣＤ１とからなる軌道回路伝送データ１２０を送信器３−（ｋ−１）によって送信させ（図５（Ａ）参照）、列車５０が軌道回路４−ｋに踏み込むと、その列車検知タイミングに合わせて送信器出力許可信号ＰＩを含んだ伝送パケット１１０を送信器３−ｋに送信することによって、送信器３−ｋに、ＤＤ２とＣＤ２とからなる軌道回路伝送データ１２０を先頭から送信させることができる（図５（Ｂ）参照）。
【００７３】
その結果、列車５０が軌道回路４−ｋに踏み込む直前に車上制御装置５が受信していた情報制御データＣＤ１は、規定の長さに合致しない未完成のデータとなるため（図５（Ｄ）参照）、データ長判定によって確実に破棄され（図５（Ｅ）参照）、正常な検出データとして取り扱われない（図５（Ｆ）参照）。
【００７４】
一方、図５において論理部境界の軌道回路境界７を通過するときの伝送状況を考察する。論理部境界の軌道回路境界７の前後では、前後の軌道回路４−ｋ，４−（ｋ＋１）に対する在線状態の検知を地上制御装置１−１が行う点は、上述の通常の軌道回路境界６の場合と同じである。しかし、論理部境界の前後では、軌道回路４−ｋに対する軌道回路伝送データ１２０の送信を地上制御装置１−１の制御下にある送信器３−ｋが行う一方で、軌道回路４−（ｋ＋１）に対する軌道回路伝送データ１２０の送信は地上制御装置１−２の制御下にある送信器３−（ｋ＋１）が行う点で異なっている。すなわち、列車５０が軌道回路４−（ｋ＋１）に踏み込む直前までは、地上制御装置１−１がＤＤ２とＣＤ２とからなる軌道回路伝送データ１２０を送信器３−（ｋ−１）によって送信させるが（図５（Ｂ）参照）、列車５０が軌道回路４−（ｋ＋１）に踏み込んだときには、地上制御装置１−２は地上制御装置１−１と同期しているわけではないためにその列車検知タイミングが正確に伝達できず、ＤＤ３とＣＤ３とからなる軌道回路伝送データ１２０を送信器３−（ｋ＋１）によって先頭から送信させることができない。
【００７５】
より詳しく説明すると、送信器３−ｋから軌道回路４−ｋに対して軌道回路伝送データ１２０が送信されているとき、地上制御装置１−２の制御下にある送信器３−（ｋ＋１）では、制御状態が待機状態とされたまま、地上制御装置１−２から送信される伝送パケット１１０の列車制御情報ＣＩに基づいて、軌道回路４−（ｋ＋１）に送信するための軌道回路伝送データ１２０「ＤＤ３＋ＣＤ３」が作成され、いつでも放出できる状態になっている。そして、軌道回路４−（ｋ＋１）における在線状態が検知されると、その列車検知タイミングに合わせて地上制御装置１−１から送信器出力許可信号ＰＩを含む伝送パケット１１０がネットワーク間通信装置８を経由して送信器３−（ｋ＋１）に送信され、この出力許可信号ＰＩを受信したタイミングで、送信器３−（ｋ＋１）は軌道回路伝送データ１２０「ＤＤ３＋ＣＤ３」を軌道回路４−（ｋ＋１）に出力する（図５（Ｃ）参照）。しかし、出力許可の制御信号（送信器出力許可情報ＰＩ）及び列車制御情報（列車制御情報ＣＩ）は互いに同期していない地上制御装置１−１，１−２から受信されているため、上記の軌道回路伝送データ１２０「ＤＤ３＋ＣＤ３」は先頭から送信されずに、途中から軌道回路４−（ｋ＋１）に送信されることがある。
【００７６】
具体的には図５（Ｄ）に示したように、情報制御データＣＤ２と情報制御データＣＤ３の制御周期が一致している場合に、論理部境界の軌道回路境界７の通過前後において、車上制御装置５では、論理部境界後方の軌道回路４−ｋから受信した情報制御データＣＤ２の一部と、論理部境界前方の軌道回路４−（ｋ＋１）から受信した情報制御データＣＤ３の一部とが併合してしまう。そして、この併合による誤った情報「ＣＤ２の一部＋ＣＤ３の一部」が規定の長さに合致してしまった場合に（図５（Ｅ）参照）、車上制御装置５は、この誤った情報を有効な検出データと誤認識してしまう（図５（Ｆ）参照）。すなわち、車上制御装置５は、誤った情報を用いた列車制御を行う危険性がある。
【００７７】
以上を簡潔にまとめると、従来の技術を用いた場合には、送信器３−（ｋ＋１）は、地上制御装置１−１から送信器出力許可情報ＰＩを受信した直後に、予め地上制御装置１−２から受信していた列車制御情報ＣＩを軌道回路４−（ｋ＋１）に出力するため、電文併合問題が発生し、誤った情報を用いた列車制御が行われる危険性があった。
【００７８】
（１−３−３−２）第１の実施の形態に係る伝送制御
図６は、第１の実施の形態に係る列車制御情報伝送方法において、軌道回路境界を通過する際の電文の伝送状況を説明するための図である。図６を参照して、第１の実施の形態に係る列車制御情報伝送方法について説明する。
【００７９】
図６において通常の軌道回路境界６を通過するときの伝送状況は、図５と同様であり、説明を省略する。
【００８０】
次に、図６において論理部境界の軌道回路境界７を通過するときの伝送状況を考察する。論理部境界の軌道回路境界７の前後の軌道回路４−ｋ，４−（ｋ＋１）に対する在線状態の検知は、地上制御装置１−１が行う。また、軌道回路４−ｋ，４−（ｋ＋１）に対する軌道回路伝送データ１２０の送信については、軌道回路境界後方の軌道回路４−ｋへの送信は地上制御装置１−１の制御下にある送信器３−ｋが行うが、軌道回路境界前方の軌道回路４−（ｋ＋１）への送信は地上制御装置１−２の制御下にある送信器３−（ｋ＋１）が行う。この点も図５と同様である。
【００８１】
しかし、本実施の形態は、列車５０が軌道回路４−（ｋ＋１）に踏み込んだときに、在線状態を検知した地上制御装置１−１から送信器出力許可情報ＰＩを含む伝送パケット１１０がネットワーク間通信装置８を経由して送信器３−（ｋ＋１）に送信され、この送信器出力許可情報ＰＩを受信した送信器３−（ｋ＋１）における伝送制御において、図５で上述した従来の技術とは異なっている。
【００８２】
具体的には、送信器３−（ｋ＋１）において、軌道回路伝送データ出力制御部３４は、送信器出力許可情報ＰＩを受信すると、軌道回路伝送データ送信部３３に対して、待機状態（ｃ）からアイドル状態（ｂ）に遷移させる制御信号（特殊データ出力許可信号）を出力する。当該制御信号の出力に基づいて送信器３−（ｋ＋１）の制御状態はアイドル状態となり、軌道回路伝送データ送信部３３は、軌道回路伝送データ作成部３２によってアイドル状態向けに作成された軌道回路伝送データ１２０、すなわち、列車制御データＣＤとは識別されない特殊なデータ（アイドルデータ）を含む軌道回路伝送データ１２０を軌道回路４−（ｋ＋１）に送信する（図６（Ｃ）参照）。具体的には図６（Ｃ）に示したように、アイドル状態で作成される軌道回路伝送データ１２０は、列車制御情報検出データＤＤを含まず、全てに「０」が書き込まれたアイドルデータで構成されているため、車上制御装置５はこの軌道回路伝送データ１２０から列車制御データＣＤを識別することはない。
【００８３】
上記のアイドル状態は所定期間維持され、その後、軌道回路伝送データ出力制御部３４は、軌道回路伝送データ送信部３３に対して、正規の列車制御データ出力状態（ａ）に遷移させる制御信号（列車制御データ出力許可信号）を出力する。当該制御信号の出力に基づいて送信器３の制御状態は列車制御データ出力状態となり、軌道回路伝送データ送信部３３は、軌道回路伝送データ作成部３２によって列車制御データ出力状態向けに作成された軌道回路伝送データ１２０、すなわち、適正な正規の列車制御データＣＤを含む軌道回路伝送データ１２０（図６（Ｃ）に示したＣＤ３＋ＤＤ３）を軌道回路４−（ｋ＋１）に送信する。
【００８４】
このような本実施の形態に係る伝送制御において、アイドル状態を維持する時間は、例えば正規の軌道回路伝送データの１制御周期よりも長い時間に予め設定することが考えられる。このようにする場合、論理部境界後方の軌道回路４−ｋから受信した情報制御データＣＤ２の一部と、論理部境界前方の軌道回路４−（ｋ＋１）から受信した軌道回路伝送データ１２０「０…０」とが併合したとしても（図６（Ｄ）参照）、併合された電文のデータ長は必ず規定の長さ（１制御周期による列車制御データＣＤのデータ長）よりも長くなるため、データ長判定において正常と判定されずに破棄される（図６（Ｅ）参照）。すなわち、車上制御装置５は、誤った情報「ＣＤ２の一部＋０…０」を用いた列車制御を行うことがない。また、アイドル状態の後に列車制御データ出力状態に遷移してからは、適正な列車制御データＣＤ３を含む軌道回路伝送データ１２０「ＤＤ３＋ＣＤ３」が先頭から送信されるため、車上制御装置５は正常な列車制御データＣＤ３を用いて安全に列車制御を行うことができる（図６（Ｆ）参照）。
【００８５】
また、論理部境界の通過直後に、特殊なデータを送信するアイドル状態に遷移させることによって、車上制御装置５から見て無信号となる時間を最短に抑えることができるため、無信号による異常検知が作動することを防止しながら、論理部境界の通過時にも適正な列車制御情報の伝送を実現することが可能となる。
【００８６】
以上を簡潔にまとめると、第１の実施の形態に係る列車制御情報伝送方法によれば、送信器３−（ｋ＋１）は、地上制御装置１−１から送信器出力許可情報ＰＩを受信した直後に、待機状態からアイドル状態に遷移して、特殊なデータ（アイドルデータ）を含む軌道回路伝送データ１２０（例えば「０…０」）を軌道回路４−（ｋ＋１）に送信することで、電文が併合したとしてもデータ長判定で正常と判定されずに破棄されるようにしている。かくして、列車制御情報伝送システム１００の送信器３は、無絶縁軌道回路の論理部境界においても電文併合問題を解消し、適切な列車制御情報を識別することを可能にする。
【００８７】
（２）第２の実施の形態
上述した本発明の第１の実施の形態では、送信器３の軌道回路伝送データ作成部３２は、軌道回路伝送データ１２０の作成において、列車制御データ出力状態（制御状態（ａ））向けの正規の列車制御データＣＤとアイドル状態（制御状態（ｂ））向けの特殊なデータ（アイドルデータ）との両方を準備する必要がある。このため、従来の列車制御伝送システムと比べて、送信器３の回路規模が大きくなってしまい、製造コストが嵩む可能性がある。
【００８８】
このような課題を克服するものとして、以下に本発明の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態では、送信器３における制御状態を列車制御データ出力状態（制御状態（ａ））と待機状態（制御状態（ｃ））の２通りとすることで回路規模の拡大を抑制しながらも、論理部境界の通過時に電文併合が発生しても誤った情報を用いた列車制御が行われないようにすることができる。
【００８９】
図７は、第２の実施の形態に係る列車制御情報伝送方法において、軌道回路境界を通過する際の電文の伝送状況を説明するための図である。なお、第２の実施の形態は、論理部境界の軌道回路境界７を通過するときの伝送制御以外は第１の実施の形態と同様なので、第１の実施の形態の説明と同様に列車制御情報伝送システム１００を用いて説明する。また、図７において通常の軌道回路境界６を通過するときの伝送状況は、図６と同様であり、説明を省略する。
【００９０】
図７において論理部境界の軌道回路境界７を通過するときの伝送制御を説明する。前述したように、第２の実施の形態では、送信器３における制御状態の切替回路は、列車制御データ出力状態（ａ）と待機状態（ｃ）の２通りしか用意されていない。
【００９１】
列車５０が論理部境界の軌道回路境界７を通過して軌道回路４−（ｋ＋１）に踏み込んだときに、在線状態を検知した地上制御装置１−１から送信器出力許可情報ＰＩを含む伝送パケット１１０がネットワーク間通信装置８を経由して送信器３−（ｋ＋１）に送信される。この送信器出力許可情報ＰＩを受信した送信器３−（ｋ＋１）において、第１の実施の形態とは異なる伝送制御が行われる。
【００９２】
具体的には、送信器３−（ｋ＋１）において、軌道回路伝送データ出力制御部３４は、送信器出力許可情報ＰＩを受信すると、軌道回路伝送データ送信部３３に対して、待機状態（ｃ）から列車制御データ出力状態（ａ）に遷移させる制御信号（列車制御データ出力許可信号）を出力する。それと同時に軌道回路伝送データ出力制御部３４は、軌道回路伝送データ作成部３２に対して、当該時点において処理待機中の伝送パケット１１０（それまでの待機状態（ｃ）において伝送パケット受信部によって既に受信されて処理待機中となっている伝送パケット１１０）の全体を、列車制御情報ＣＩではありえないデータ（列車制御情報ＣＩを含むとは識別されないデータ）に書き換えさせる制御信号を出力する。列車制御情報ＣＩを含むとは識別されないデータとは、具体的には例えば、オール「０」又はオール「１」を書き込んだデータであり、第１の実施の形態で説明した「アイドルデータ」と同じである。すなわち、軌道回路伝送データ出力制御部３４は、軌道回路伝送データ作成部３２に、待機状態（ｃ）に受信して処理待機中の伝送パケット１１０の全体をアイドルデータに書き換えさせる。
【００９３】
この結果、列車制御データ出力許可信号に応じて、送信器３−（ｋ＋１）の制御状態は列車制御データ出力状態（ａ）となり、軌道回路伝送データ送信部３３は、軌道回路伝送データ作成部３２によって列車制御データ出力状態向けに作成されていた軌道回路伝送データ１２０を途中から軌道回路４−（ｋ＋１）に送信する。このとき、既に作成されていた軌道回路伝送データ１２０には列車制御データＣＤ３が含まれており、車上制御装置５が受信したときに、その直前に受信した軌道回路伝送データ１２０に含まれる列車制御データＣＤ２の一部と併合し、電文併合「ＣＤ２の一部＋ＣＤ３の一部」が発生する可能性がある（図７（Ｄ）参照）。
【００９４】
しかし、前述したように、第２の実施の形態では、軌道回路伝送データ出力制御部３４は、列車制御データ出力許可信号の出力と同時に、軌道回路伝送データ作成部３２に対して処理待機中の伝送パケット１１０の全体をアイドルデータ（例えばオール「０」）に書き換えさせる制御信号を出力する。したがって、列車制御データ出力状態（ａ）に切り替えられた後に軌道回路伝送データ作成部３２が作成する軌道回路伝送データ１２０は、オール「０」のアイドルデータに基づいて作成されるので、列車制御データＣＤとは識別されない特殊なデータ（アイドルデータ）を含む軌道回路伝送データ１２０となる。図７（Ｃ）に例示したように、このときの軌道回路伝送データ１２０は、正規の列車制御データＣＤを含まない（ＣＤ３に相当する部分のデータが「０…０」）であり、かつ、列車制御情報検出データＤＤ３に相当する部分もアイドルデータ「０…０」となっている。そして、このアイドルデータによる軌道回路伝送データ１２０が軌道回路４−（ｋ＋１）に送信されて車上制御装置５で受信されることで、車上制御装置５では、電文併合が発生した「ＣＤ２の一部＋ＣＤ３の一部」にアイドルデータ「０…０＋０…０」が付加された形で扱われる。したがって、この電文「ＣＤ２の一部＋ＣＤ３の一部＋０…０＋０…０」は必ず規定の長さ（１制御周期による列車制御データＣＤのデータ長）よりも長くなるため、データ長判定が行われると、規定の長さには合致せず正常ではないと判定されて確実に破棄される（図７（Ｅ）参照）。
【００９５】
すなわち、第２の実施の形態において、車上制御装置５は、誤った情報「ＣＤ２の一部＋ＣＤ３の一部」を用いた列車制御を行うことがない。また、送信器３−（ｋ＋１）は、列車制御データ出力状態に遷移した後に受信した伝送パケット１１０に対してはアイドルデータへの書き換えを行わないので、この伝送パケット１１０に基づいて作成された軌道回路伝送データ１２０は、正規の列車制御データＣＤ３を含む形態「ＤＤ３＋ＣＤ３」で軌道回路４−（ｋ＋１）に送信される。そしてこの軌道回路伝送データ１２０を受信した車上制御装置５は、正常な情報である列車制御データＣＤ３を用いて安全に列車制御を行うことができる（図７（Ｆ）参照）。
【００９６】
以上を簡潔にまとめると、第２の実施の形態に係る列車制御情報伝送方法によれば、車上制御装置５から見ると、論理部境界の通過を挟んで、「ＣＤ２の一部＋ＣＤ３の一部」の電文併合が発生したとしても、それに続いて、列車制御検出データＤＤ３がないアイドルデータ「０…０＋０…０」による軌道回路伝送データ１２０を受信することで、併合した電文にアイドルデータが付加された形「ＣＤ２の一部＋ＣＤ３の一部＋０…０＋０…０」で取り扱わせることができる。かくして、上記の電文併合が発生したとしても、第１の実施の形態と同様に、データ長判定で正常と判定されずに破棄することができ、列車制御情報伝送システム１００の送信器３は、無絶縁軌道回路の論理部境界においても電文併合問題を解消し、適切な列車制御情報を識別することを可能にする。
【００９７】
このように、本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果が得られるだけでなく、第１の実施の形態で懸念される送信器３の回路規模の拡大を抑制することができる。
【００９８】
（３）他の実施の形態
以上、無絶縁軌道回路の論理部境界においても電文併合問題を解消し、適切な列車制御情報を識別することを可能にする送信器、列車制御情報伝送システム、及び列車制御情報伝送方法について、第１の実施の形態及び第２の実施の形態を示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、様々な変形や置き換え等を行うことができる。
【００９９】
具体的には例えば、上述した本発明に係る列車制御情報伝送システム１００において、電文併合に関する表示を行う表示装置を追加で備えるようにしてもよい。この表示装置では、電文併合の発生記録や、電文の受信状況全般についての経過記録等が表示される。表示装置は、具体的には例えば、車上制御装置５や地上制御装置１等に搭載することが考えられ、運転士や作業者等が表示装置の表示を確認することによって、列車制御情報の取り扱いが適正に行われているか、異常な処理を行っていないか等を監視・検証することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１      地上制御装置
２      ネットワーク
３      送信器
４      軌道回路
５      車上制御装置
６      （通常の）軌道回路境界
７      （論理部境界の）軌道回路境界
８      ネットワーク間通信装置
１１    列車検知部
１２    列車制御情報作成部
１３    伝送パケット作成部
１４    伝送パケット送信部
３１    伝送パケット受信部
３２    軌道回路伝送データ作成部
３３    軌道回路伝送データ送信部
３４    軌道回路伝送データ出力制御部
３５    記憶装置
５０    列車
５１    軌道回路伝送データ受信部
５２    列車制御データ検出部
５３    列車制御装置
８１    列車検知信号受信器
８２    列車検知信号送信器
１００  列車制御情報伝送システム
１１０  伝送パケット
１２０  軌道回路伝送データ
ＣＤ    列車制御データ
ＣＩ    列車制御情報
ＤＤ    列車制御データ検出データ
Ｐｄ    データ部
Ｐｈ    ヘッダ部
ＰＩ    送信器出力許可情報
【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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