(57)【要約】      （修正有）【課題】列車の間隔制御、排他制御、進路の構成制御を担保している保安電文が消失した時でも安全に保安電文を再発行し、システムを復旧させる。【解決手段】走行路の占有権情報を含む保安電文を無線を用いて順番に列車の車上装置と転てつ器装置間で回覧させる事により、列車走行の安全性を確保する信号保安システムにおいて、保安電文を規定時間受信しなかった場合、復旧用電文を回覧させて消失前の保安電文の情報を復元し、その情報に基づいて新たに保安電文を発行して回覧させる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行路の占有権情報を含む保安電文を、
前記占有権情報が設定される１つ以上のブロックで構成される走行路に存在する列車間で順番に回覧させることにより前記保安電文を前記列車間で共有し、列車走行の安全性を確保する信号保安システムにおいて、
前記列車の各々は、
前記保安電文を送信してから次の保安電文を受信するまでの時間が規定時間経過した場合、保有している保安電文に基づく制御を中止し、
さらに前記列車のうち少なくとも一つは、
直前に送信または受信した保安電文に基づいて、
電文を回覧する順序情報が記されたメンバーリストと、
前記１つ以上のブロックで構成される走行路における各ブロックの占有権の所在であるブロック占有権情報と、
前記直前に送信または受信した保安電文の更新時刻情報と、を有する復旧用電文を作成し、
前記復旧用電文を前記メンバーリストに従って回覧させること
を特徴とする信号保安システム。
【請求項２】
走行路の占有権情報と、
転てつ器へ開通方向を指示する指示情報と、
転てつ器が固定されているか否かの鎖錠状態情報とを含む保安電文を、
前記占有権情報が設定される１つ以上のブロックで構成される走行路に存在する列車及び転てつ器間で回覧させることにより前記保安電文を前記列車及び転てつ器間で共有し、列車走行の安全性を確保する信号保安システムにおいて、
前記列車または前記転てつ器の各々は、前記保安電文を送信してから次の保安電文を受信するまでの時間が規定時間経過した場合、保有している保安電文に基づく制御を中止し、
さらに前記列車または前記転てつ器の少なくとも１つは、
直前に送信または受信した保安電文に基づいて、
電文を回覧する順序情報が記されたメンバーリストと、
前記１つ以上のブロックで構成される走行路における各ブロックの占有権の所在であるブロック占有権情報と、
前記列車が前記転てつ器への開通方向を指示する指示情報が記された転てつ器方向指示情報と、
前記転てつ器の方向状態及び鎖錠状態が記された転てつ器状態情報と、
前記直前に送信または受信した保安電文の更新時刻情報と、を有する復旧用電文を作成し、
前記復旧用電文を前記メンバーリストに従って回覧させること
を特徴とする信号保安システム。
【請求項３】
請求項２に記載の信号保安システムにおいて、
前記走行路に存在する転てつ器は、前記復旧用電文を受信すると、
前記復旧用電文に、制御下の前記転てつ器の状態に基づいて、前記転てつ器状態情報を書き込み、
前記復旧用電文の有するメンバーリストに従って次の列車または転てつ器に前記復旧用電文を送信すること
を特徴とする信号保安システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の信号保安システムにおいて、
前記走行路に存在する列車または転てつ器は、前記復旧用電文を受信すると、
前記復旧用電文の有する更新時刻情報と、
前記復旧用電文を受信した列車が直前に送信または受信した保安電文の有する更新時刻情報とを比較し、
前記保安電文の有する更新時刻情報が、前記復旧用電文の更新時刻情報よりも新しい場合、
前記復旧用電文に、直前に送信または受信した前記保安電文の有するメンバーリスト、ブロック占有権情報、転てつ器方向指示情報、または更新時刻情報を書き込み、
前記復旧用電文の有するメンバーリストに従って次の列車または転てつ器に前記復旧用電文を送信すること
を特徴とする信号保安システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の信号保安システムにおいて、
前記復旧用電文を作成した列車または転てつ器は、前記復旧用電文が回覧されて戻って来た際に、前記復旧用電文に記載されているブロック専有権情報、または転てつ器方向指示情報及び転てつ器状態情報に基づいて保安電文を作成して回覧させること
を特徴とする信号保安システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の信号保安システムにおいて、
前記占有権情報が設定される１つ以上のブロックで構成される前記走行路に存在する列車または転てつ器の各々は、
復旧用電文を作成する優先順位が設定されており、
前記列車または転てつ器は、自装置が復旧用電文を作成後、前記自装置より優先順位の低い装置が作成した復旧用電文を受信した場合、回覧を止めること
を特徴とする信号保安システム。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の信号保安システムにおいて、
前記規定時間は、メンバーリストの装置数によって決定されること
を特徴とする信号保安システム。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の信号保安システムにおいて、
前記規定時間は、保安電文に記されていること
を特徴とする信号保安システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車を安全に走行させることができる信号保安システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道の信号保安システムは、鉄道インフラの中でも最も複雑強固に組み上げられたシステムの一つであり、その導入や維持に高いコストを要している。その信号システムの中でも特に高いコストを要する装置は、駅間における列車の間隔制御を行う地上ＡＴＰ装置や、進路が錯綜する駅構内において列車の排他制御と進路の構成制御を行う連動装置といった、高い演算処理能力が必要とされる地上側の信号装置である。
【０００３】
これらの装置は、列車の在線を検知する軌道回路装置、転てつ器の転換・鎖錠を行う転てつ器装置、信号灯を点灯させて列車の運転士に進行許可を伝達する信号機装置等の多くの沿線機器を必要とし、それらを結ぶケーブルやインタフェースも膨大である。
【０００４】
そのため、近年、既存の信号システムの構成から、高性能な演算処理部を必要とする地上側の信号装置や、これらの装置と接続される沿線設備を削減出来るような信号保安システムが開発されてきた。例えば、特許文献１に開示されているように、ある制御エリアに存在する列車や転てつ器の間で電文を回覧させ、制御エリアを複数に分割したブロック毎の占有権、転てつ器の状態、転てつ器への転換指示などの情報を共有し、制御エリアにおける列車の間隔制御、排他制御、進路の構成制御を行う信号保安システムが考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３２１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の信号保安システムでは、列車や転てつ器の間で回覧される電文が装置の故障や無線の異常によって消失してしまった場合、列車や転てつ器の間で共有されていたブロック占有権等の情報更新が出来なくなるため、システムは停止する。その際には、指令員や駅員がその区間内にいる列車位置を全て把握し、その現状を反映した電文を再発行する事でシステムを復旧させる事が出来るが、これには人手や時間がかかるため稼働率が落ちる。
【０００７】
一方で、現状を把握せずに電文を再発行してしまうと、一つの保安電文によって実現されていた列車の間隔制御、排他制御、進路の構成制御が崩れてしまう可能性があり、列車を安全に走行させる事が出来なくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために、本発明は、走行路の占有権情報を含む保安電文を、占有権情報が設定される１つ以上のブロックで構成される走行路に存在する列車間で順番に回覧させることにより保安電文を列車間で共有し、列車走行の安全性を確保する信号保安システムにおいて、列車の各々は、保安電文を送信してから次の保安電文を受信するまでの時間が規定時間経過した場合、保有している保安電文に基づく制御を中止し、さらに列車のうち少なくとも一つは、直前に送信または受信した保安電文に基づいて、電文を回覧する順序情報が記されたメンバーリストと、１つ以上のブロックで構成される走行路における各ブロックの占有権の所在であるブロック占有権情報と、直前に送信または受信した保安電文の更新時刻情報と、を有する復旧用電文を作成し、復旧用電文をメンバーリストに従って回覧させることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、走行路の占有権情報と、転てつ器へ開通方向を指示する指示情報と、転てつ器が固定されているか否かの鎖錠状態情報とを含む保安電文を、占有権情報が設定される１つ以上のブロックで構成される走行路に存在する列車及び転てつ器間で回覧させることにより保安電文を列車及び転てつ器間で共有し、列車走行の安全性を確保する信号保安システムにおいて、列車または転てつ器の各々は、保安電文を送信してから次の保安電文を受信するまでの時間が規定時間経過した場合、保有している保安電文に基づく制御を中止し、さらに列車または転てつ器の少なくとも１つは、直前に送信または受信した保安電文に基づいて、電文を回覧する順序情報が記されたメンバーリストと、１つ以上のブロックで構成される走行路における各ブロックの占有権の所在であるブロック占有権情報と、列車が転てつ器への開通方向を指示する指示情報が記された転てつ器方向指示情報と、転てつ器の方向状態及び鎖錠状態が記された転てつ器状態情報と、直前に送信または受信した保安電文の更新時刻情報と、を有する復旧用電文を作成し、復旧用電文をメンバーリストに従って回覧させることを特徴とする。 
【発明の効果】
【００１０】
列車の間隔制御、排他制御、進路の構成制御を担保している保安電文が消失した時でも安全に保安電文を再発行し、システムを復旧させる事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における一実施形態を示す概念図
【図２】実施例１におけるエリアの範囲とブロックの区間を示す路線図
【図３】実施例１における進路上の各ブロックと転てつ器の方向とを示す概念図
【図４】実施例１における保安電文の構成図
【図５】実施例１における保安電文の復旧が必要な状況を示した概念図
【図６】実施例１における保安電文の復旧時の回覧の様子を示した概念図
【図７】実施例１における復旧時の復旧用電文の更新状況を示した概念図
【図８】実施例２における復旧時の状況を示した概念図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の一実施形態である信号保安システムの構成を示す。本実施形態の信号保安システムは、列車Ａ１０１に設置する列車保安装置Ａ１０２と、転てつ器Ａ２０１、転てつ器Ｂ２１１、転てつ器Ｃ２２１に設置または接続された転てつ器保安装置Ａ２０２、転てつ器保安装置Ｂ２１２、転てつ器保安装置Ｃ２２２と、その列車保安装置と転てつ器保安装置間を無線を用いて回覧させる電文である保安電文３０１とから構成される。列車が、複数台存在する場合や、転てつ器及び転てつ器保安装置が４つ以上存在する場合も当然ありうる。
【００１４】
図２に示すように、本実施形態では、列車が走行する路線全体を、予め決められた複数のエリアに分割する。次に、１つのエリアをさらに１列車分が占有を許される単位に分割し、この分割された区間をブロックと呼ぶ。図２では、エリア２を１１のブロックに分割している。図２のように分割した場合、各ブロック内には転てつ器が存在するブロックと存在しないブロックがある。また、列車が走行する単位を進路と呼び、これは連続したブロックからなる。
【００１５】
図３はエリア２の列車の進路を示した図である。本実施形態では、進路１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ、４Ｌ、５Ｌ、６Ｌが存在している。ここで４Ｌという進路は、ブロック１１、進路４Ｌの開通方向が反位の転てつ器３を持つブロック１０、進路４Ｌの開通方向が反位の転てつ器２を持つブロック５、進路４Ｌの開通方向が反位の転てつ器１を持つブロック４、ブロック１の５つのブロックから構成される。ブロック１１、１０、５、４、１の全てのブロックの占有権が１つの列車によって確保されており、各ブロック上の転てつ器の方向が全て進路４Ｌの開通方向を向き、鎖錠（固定）されている状態を確認できた場合に、その列車に対して進路４Ｌの進行許可を与える。なお、定位・反位・ブラは、転てつ器の方向を表す用語である。定位は定常の開通方向、反位は定位の逆方向、ブラは定位でも反位でもない状態のことを言う。
【００１６】
本実施形態では、１つのエリア内の全てのブロックの占有権と全ての転てつ器に対する方向指示と全ての転てつ器の状態とを１つの保安電文３０１で管理し、その保安電文３０１をエリア内に既に進入している全列車と、エリア内に進入しようとしている全列車と、エリア内の全転てつ器間で回覧・共有させる。もちろん、管理する内容が重複しないようにすれば、複数の保安電文で管理してもよい。尚、エリア内に進入しようとしている列車は、エリア内の列車の保安装置、あるいは転てつ器保安装置に進入通知を送信しその事を伝える。
【００１７】
次に、図４を用いて保安電文の一実施形態について説明する。本実施の形態では、保安電文３０１が、図４に示すように、エリア識別欄３１１、メンバーリスト欄３１２、ブロック占有権情報欄３１３、転てつ器方向指示欄３１４、転てつ器状態情報欄３１５、電文種別欄３１６、更新時刻欄３１７で構成される。
【００１８】
エリア識別欄３１１には、保安電文が管理するエリアの識別情報が記入される。
【００１９】
メンバーリスト欄３１２には、保安電文を回覧させる装置の一覧と送信する順番が記入される。
【００２０】
ブロック占有権情報欄３１３には、ブロック占有権を持つ列車の識別情報が記入される。ブロック占有権とは、列車がブロックに進入するために確保しなければならない権利である。このブロック占有権は１ブロックに対して１つ存在し、他列車による記入がない場合に、自列車の識別情報を記入することによって、ブロック占有権を確保することができる。
【００２１】
転てつ器方向指示欄３１４には、転てつ器の所属するブロック占有権を持つ列車によって、転てつ器の方向を指示するための指示情報が記入される。転てつ器は、この指示に従って転てつ器の方向を制御する。
【００２２】
転てつ器方向状態欄３１５には、転てつ器によって、転てつ器の方向状態と鎖錠状態の情報が記入される。列車は、この方向状態と鎖錠状態の欄を確認することによって、転てつ器の開通方向と鎖錠状態を認識する。
【００２３】
電文種別欄３１６には、保安電文が制御用なのか復旧用なのかが記入される。
【００２４】
更新時刻欄３１７には、各装置が保安電文を更新した時刻が記入される。
【００２５】
また、保安電文を通信する際には、通信の傍受又は妨害やデータの改竄，コピー，紛失がないように、相手に電文が確実に伝送されたことが確認できる方法で行う。例えば、通信の暗号化及び復号化，通し番号の付加，時刻情報の付加，通信時間のチェック，送信または受信元の事前確認と事後確認，データの返信，データに対する誤り検出符号によるデータの正当性チェック等を行う。
【００２６】
以上のように保安電文をエリア内で回覧させ、各列車が要求する進路のブロック占有権、転てつ器状態を確認し、可能であれば電文を更新してブロックの占有権の確保や転てつ器の転換を指示する。このような仕組みで、列車の間隔制御、排他制御、進路の構成制御を実現する事で、各列車は安全に走行する事が出来る。
【００２７】
次に、図５のように通信エラー等が発生し、保安電文が消失した場合における保安電文３０１の復旧方法を図６に従い説明する。まず、エリア内の全ての装置は制御用の保安電文の回覧待ち時間が規定時間経過した場合、すなわちエリア内の装置が、各々直前の保安電文を送信してから次の保安電文を受信するまでにかかる時間が規定時間経過した場合、保安電文が消失したとみなし、直前に送信または受信した保安電文を、列車や転てつ器の制御に使用しないようにする。このように、保有している保安電文に基づいて列車制御を行うことを中止するとは、例えば、走行中の列車であればブレーキ制御を行い、停車中の列車であればブレーキ制御を維持し、また転てつ器であれば、現在の状態を維持すればよい。ただし、その保安電文の情報は記憶しておく。この保安電文を消失したとみなすまでの時間は、予め各装置に設定されておいてもよいし、ある装置が電文に記入する事にしておいてもよいし、メンバーリストの装置数などの保安電文の情報に応じた可変な値としても良い。また、規定時間経過した場合、保安電文を制御に使用しないようにするためには、保安電文にフラグを付け加えておいても良い。その他、列車制御で用いるデータエリアとは異なるデータエリアに保存し、列車制御で用いるデータエリアから削除しても良い。
【００２８】
図７の時系列に従って、通信エラー後のシステムを復旧させる方法を説明する。なお、復旧用電文４０１を作成する装置をマスター装置と呼ぶ。本実施例では、簡単のためにマスター装置が１台の場合で説明する。
【００２９】
時系列５０１：予め決めておいたマスター装置が、復旧用電文４０１を作成する。本実施例では、転てつ器保安装置Ａ２０２をマスター装置として説明する。マスター装置は復旧用電文４０１の電文種別を「復旧」、転てつ器状態情報を「ブラ/非鎖錠」、他の欄は空白とし作成する。
【００３０】
時系列５０２：マスター装置は、電文種別欄、転てつ器状態情報欄を除き、直前に送信または受信した保安電文の情報を更新時刻欄も含めそのまま復旧用電文４０１に記入する。このようにして作成した復旧用電文４０１を、メンバーリストに対し回覧させる。一方、各転てつ器状態情報は「ブラ/非鎖錠」とし、その転てつ器保安装置が現在の自装置の状態を書き込む事とする。本実施例では、エリア識別欄、メンバーリスト、ブロック占有権情報欄、転てつ器方向指示欄、転てつ器Ａの転てつ器状態情報欄、電文種別、更新時刻を記入する事になる。なお、直前に送信した保安電文ではなく、直前に受信した保安電文の情報を用いて復旧用電文を作成する場合は、設定された回覧待ち時間を元に、列車が存在しうる位置を推定し復旧を実施するなど、他の方法と組み合わせることでより安全性を確保できる。
【００３１】
時系列５０３：列車保安装置Ａ１０２は、復旧用電文４０１と、直前に送信または受信した保安電文の更新時刻を比較する。もし直前に送信または受信した保安電文の更新時刻の方が新しければ、エリア識別欄、メンバーリスト、ブロック占有権情報欄、転てつ器方向指示欄、転てつ器Ａの転てつ器状態情報欄、電文種別、更新時刻に関して、前回送信した保安電文の情報を更新し、古ければ更新しない。本実施例では、列車保安装置Ａ１０２と転てつ器保安装置Ｂ２１２間で保安電文が消失した場合であり、直前に送信または受信した保安電文の更新時刻の方が新しいため、復旧用電文４０１を更新する事になる。
【００３２】
時系列５０４：時系列５０３と同様に、転てつ器保安装置Ｂ２１２は、復旧用電文４０１と、直前に送信または受信した保安電文の更新時刻を比較し、復旧用電文４０１を更新するかを決定する。本実施例は、列車保安装置Ａ１０２と転てつ器保安装置Ｂ２１２間で保安電文が消失した場合であり、復旧用電文４０１の更新時刻の方が新しいため、復旧用電文４０１を更新しない。ただし、転てつ器Ｂ２１１の転てつ器状態情報は現在の状況に合わせて更新する。
【００３３】
時系列５０５：時系列５０４と同様に、転てつ器保安装置Ｃ２２２は、復旧用電文４０１と、直前に送信または受信した保安電文の更新時刻を比較し、復旧用電文４０１を更新するかを決定する。その結果、復旧用電文４０１の更新時刻の方が新しいため、転てつ器Ｃ２２１の転てつ器状態情報だけを現在の状況に合わせて更新する。
【００３４】
このように、復旧用電文４０１は各装置間を回覧される。そして、復旧用電文４０１がマスター装置である転てつ器保安装置Ａ２０２に戻ってきた時、マスター装置はこの復旧用電文４０１の情報に基づいて、保安電文を再発行する。本実施例では、この電文の電文種別を制御用、更新時刻を現在時刻にすれば、保安電文となる。このようにする事で、保安電文が消失する前の保安電文の情報を復元し、最新の転てつ器の状態情報を把握する事ができ、システムを安全に復旧させる事が出来る。
【００３５】
なお、装置の故障により保安電文が消失した場合も考えられるが、このような場合には復旧用電文４０１の送信または受信時の際に、相手から応答がなければ故障したとみなす事が出来る。この場合、その装置が故障したという情報を復旧用電文４０１に追加し送信するメンバーリストから外す、またメンバーリストに含まれている故障した装置の次の装置へ復旧用電文４０１を送信する事で、復旧用電文４０１やその後の保安電文を回覧させる事が可能である。
【００３６】
また、一部本実施例では装置間の通信は無線を前提としているが、本発明の効果は無線に限らず、有線などでも実現可能である。
【実施例２】
【００３７】
実施例１では、マスター装置が１台の場合を想定しているが、予め複数の装置にマスター装置としての優先順位を個別に設定しておく事で複数の装置をマスター装置とする事が出来る。その場合、各装置の優先順位を予め決めておいた状態で、各装置がその優先順位を記入した復旧用電文を作成し回覧させ、もし自装置が復旧用電文を発行後、自分より優先順位が低い装置の復旧用電文を受信した場合、その復旧用電文の回覧を止める事で、故障していない装置の中で最も優先順位が高い復旧用電文を全装置に回覧させる事が出来る。
【００３８】
図８は、列車保安装置Ａが故障した場合における復旧手段を示している。優先順位は、１番目を転てつ器保安装置Ａ２０２、２番目を列車保安装置Ａ１０２、３番目を転てつ器保安装置Ｂ２１２、４番目を転てつ器保安装置Ｃ２２２としている。この場合、故障していない各装置が復旧用電文を発行すると、実施例１で記載したように、故障した転てつ器保安装置Ａ２０２を除いて復旧用電文が回覧される事になる。その結果、列車保安装置Ａ１０２、転てつ器保安装置Ｃ２２２が発行した復旧用電文４０３、４０４は、故障していない装置の中で最も優先順位が高い転てつ器保安装置Ｂ２１２によって回覧されなくなり、転てつ器保安装置Ｂ２１２の復旧用電文４０２のみが故障していない全装置へ回覧される事になる。
【００３９】
以上のように処理を実装することにより、列車の間隔制御、排他制御、進路の構成制御を担保している保安電文が消失した時でも安全に保安電文を再発行し、システムを復旧させる事が出来る。
【００４０】
なお、優先順位は予め定めておいてもよいし、定期的に信頼性に基づいて変更させてもよい。更に、優先順位という概念は、装置の信頼性に基づくものであってもよいし、単なる順位付けとしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０１  列車
１０２  列車保安装置
２０１、２１１、２２１  転てつ器
２０２、２１２、２２２  転てつ器保安装置
３０１  保安電文
４０１〜４０４  復旧用電文
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015067252.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015067252.tif 000007
【図６】
2015067252.tif 000008
【図７】
2015067252.tif 000009
【図８】
2015067252.tif 000010