(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）各閉そく区間について占有の有無を管理する管理装置と、２）転てつ機を制御する転てつ機制御装置と、３）列車に搭載され、各閉そく区間及び前記転てつ機の位置情報に基づき走行予定経路の構成に係る連動制御を行う車上装置と、を具備する運転保安システムによる運転保安方法であって、
前記列車が走行する線路は、一部又は全部が単線であり、
前記閉そく区間は、前記単線を方向別に異なる線路とみなして分割して定義されてなり、
前記車上装置が、走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保を要求する確保要求信号を前記管理装置に送信する確保要求ステップと、
前記管理装置が、前記確保要求信号に基づいて、前記走行予定経路を構成する閉そく区間の全ての閉そく区間が占有無しで、且つ、占有有りの他の閉そく区間に対して所定の支障条件を満たさないことを条件とする所定の占有可能条件を満たすか否かの判定を行い、満たす場合に当該全ての閉そく区間を占有有りとし、確保信号を前記車上装置に送信する占有確保ステップと、
前記車上装置が、前記確保信号を受信した場合に、前記走行予定経路上の転てつ機の転てつ機制御装置に転換指示信号を送信する第１の転換指示ステップと、
前記転換指示信号を受信した転てつ機制御装置が、転換鎖錠を行って転換完了信号を前記車上装置に送信する転換ステップと、
前記車上装置が、前記転換完了信号を受信した場合に、前記走行予定経路への進入を許可する進入許可ステップと、
前記車上装置が、走行済みの閉そく区間の占有解除を要求する解除要求信号を前記管理装置に送信する解除要求ステップと、
前記管理装置が、前記解除要求信号に基づいて、対象の閉そく区間の占有を解除する占有解除ステップと、
を含む運転保安方法。
【請求項２】
前記転てつ機のうち、前記単線上の行き違い可能停車場への進入進出ポイントを転換する転てつ機は、当該行き違い可能停車場からの進出側を反位、進入側を定位としてなり、
前記走行予定経路は、始点及び終点が前記行き違い可能停車場でなり、
前記第１の転換指示ステップは、前記車上装置が、前記走行予定経路を出発する際に、始点側の前記進入進出ポイントに係る転てつ機制御装置に反位への転換指示信号を送信するステップを含み、
前記車上装置が、前記走行予定経路の終点側の前記進入進出ポイントに係る転てつ機制御装置に定位への転換指示信号を送信する第２の転換指示ステップと、
前記車上装置が、前記進入進出ポイントを進出した後に、当該進入進出ポイントに係る転てつ機制御装置に定位への転換指示信号を送信する定位転換指示ステップと、
前記定位転換指示信号を受信した転てつ機制御装置が、転てつ機を定位に転換する定位転換ステップと、
を更に含み、
前記転換ステップは、前記転てつ機制御装置が、前記転換指示信号に含まれる転換方向が定位であり、且つ、定位に転換済みの場合には、直ちに前記転換完了信号を前記車上装置に送信するステップを含む、
請求項１に記載の運転保安方法。
【請求項３】
１）各閉そく区間について占有の有無を管理する管理装置と、２）転てつ機を制御する転てつ機制御装置と、３）列車に搭載され、各閉そく区間及び前記転てつ機の位置情報に基づき走行予定経路の構成に係る連動制御を行う車上装置と、を具備する運転保安システムであって、
前記列車が走行する線路は、一部又は全部が単線であり、
前記閉そく区間は、前記単線を方向別に異なる線路とみなして分割して定義されてなり、
前記管理装置は、
前記車上装置から送信される確保要求信号に基づいて、前記走行予定経路を構成する閉そく区間の全ての閉そく区間が占有無しで、且つ、占有有りの他の閉そく区間に対して所定の支障条件を満たさないことを条件とする所定の占有可能条件を満たすか否かの判定を行い、満たす場合に当該全ての閉そく区間を占有有りとし、確保信号を前記車上装置に送信する占有確保手段と、
前記車上装置から送信される解除要求信号に基づいて、対象の閉そく区間の占有を解除する占有解除手段と、
を備え、
前記車上装置は、
前記走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保を要求する前記確保要求信号を前記管理装置に送信する確保要求手段と、
前記管理装置から前記確保信号を受信した場合に、前記走行予定経路上の転てつ機の転てつ機制御装置に転換指示信号を送信する第１の転換指示手段と、
前記転てつ機制御装置から転換完了信号を受信した場合に、前記走行予定経路への進入を許可する進入許可手段と、
走行済みの閉そく区間の占有解除を要求する解除要求信号を前記管理装置に送信する解除要求手段と、
を備え、
前記転てつ機制御装置は、
前記車上装置から前記転換指示信号を受信した場合に、転換鎖錠を行って転換完了信号を当該車上装置に送信する転換手段を備えた、
運転保安システム。
【請求項４】
１）各閉そく区間について占有の有無を管理する管理装置と、２）転てつ機を制御する転てつ機制御装置と、３）列車に搭載され、各閉そく区間及び前記転てつ機の位置情報に基づき走行予定経路の構成に係る連動制御を行う車上装置と、を具備し、
前記車上装置が、前記走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保を要求する確保要求信号を前記管理装置に送信する確保要求手段と、前記管理装置から確保信号を受信した場合に、前記走行予定経路上の転てつ機の転てつ機制御装置に転換指示信号を送信する第１の転換指示手段と、前記転てつ機制御装置から転換完了信号を受信した場合に、前記走行予定経路への進入を許可する進入許可手段と、走行済みの閉そく区間の占有解除を要求する解除要求信号を前記管理装置に送信する解除要求手段と、を備え、
前記転てつ機制御装置が、前記車上装置から前記転換指示信号を受信した場合に、転換鎖錠を行って転換完了信号を当該車上装置に送信する転換手段を備えた、
運転保安システムの前記管理装置であって、
前記列車が走行する線路は、一部又は全部が単線であり、
前記閉そく区間は、前記単線を方向別に異なる線路とみなして分割して定義されてなり、
前記車上装置から送信される前記確保要求信号に基づいて、前記走行予定経路を構成する閉そく区間の全ての閉そく区間が占有無しで、且つ、占有有りの他の閉そく区間に対して所定の支障条件を満たさないことを条件とする所定の占有可能条件を満たすか否かの判定を行い、満たす場合に当該全ての閉そく区間を占有有りとし、前記確保信号を前記車上装置に送信する占有確保手段と、
前記車上装置から送信される前記解除要求信号に基づいて、対象の閉そく区間の占有を解除する占有解除手段と、
を備えた管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転保安方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
列車の運転に際しては、事故が発生しないように運転の安全を確保する必要がある。そのために、信号機や軌道回路、転てつ機といった地上設備間に相互関係を持たせ、一定の順序で地上設備を動作させる“連動”が実用化されている。例えば、特許文献１には、連動論理を備えた車上装置を列車に搭載し、車上装置から地上装置の制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１５１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている技術では、中央の管理装置が線区全体の列車の運行状況を管理するとともに、信号機や軌道回路、転てつ機といった地上装置の状態をデータベース化して一元管理している。列車は、進路を構成する度に管理装置との間で通信を行い、走行予定の進路に係るデータを管理装置から取得する。車上装置は、連動制御を行いながら列車に進路を進行させて上記のデータを更新し、進路の着点において当該データを管理装置に返還することで、進路の開放を行う。
【０００５】
この技術では、車上装置と管理装置との間で短時間に多量のデータをやり取りする場面が生じ得た。そのため、円滑な列車運行と確実な運転保安とを実現するために、比較的高性能な通信装置や通信設備が必要となり、コスト高の要因となり得た。
【０００６】
本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、車上装置と管理装置との間の通信量を抑えるとともに、円滑な列車運行と運転保安とを実現する新たな仕組みを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための第１の形態は、
１）各閉そく区間について占有の有無を管理する管理装置（例えば、図１の管理装置５）と、２）転てつ機を制御する転てつ機制御装置（例えば、図１の転てつ機制御装置３）と、３）列車に搭載され、各閉そく区間及び前記転てつ機の位置情報に基づき走行予定経路の構成に係る連動制御を行う車上装置（例えば、図１の車上装置１）と、を具備する運転保安システム（例えば、図１の運転保安システム１０００）による運転保安方法であって、
前記車上装置が、走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保を要求する確保要求信号を前記管理装置に送信する確保要求ステップ（例えば、図１７のステップＢ１）と、
前記管理装置が、前記確保要求信号に基づいて、前記走行予定経路を構成する閉そく区間の全てが所定の占有可能条件を満たすか否かの判定を行い（例えば、図１７のステップＡ１）、満たす場合に当該全ての閉そく区間を占有有りとし（例えば、図１７のステップＡ３；Ｙｅｓ→Ａ５）、確保信号を前記車上装置に送信する占有確保ステップ（例えば、図１７のステップＡ７）と、
前記車上装置が、前記確保信号を受信した場合に、前記走行予定経路上の転てつ機の転てつ機制御装置に転換指示信号を送信する第１の転換指示ステップ（例えば、図１７のステップＢ５）と、
前記転換指示信号を受信した転てつ機制御装置が、転換鎖錠を行って転換完了信号を前記車上装置に送信する転換ステップ（例えば、図１７のステップＣ７及びＣ９）と、
前記車上装置が、前記転換完了信号を受信した場合に（例えば、図１７のステップＢ７；Ｙｅｓ）、前記走行予定経路への進入を許可する進入許可ステップ（例えば、図１７のステップＢ９）と、
前記車上装置が、走行済みの閉そく区間の占有解除を要求する解除要求信号を前記管理装置に送信する解除要求ステップ（例えば、図１９のステップＢ３５）と、
前記管理装置が、前記解除要求信号に基づいて、対象の閉そく区間の占有を解除する占有解除ステップ（例えば、図１９のステップＡ１１；Ｙｅｓ→ステップＡ１３）と、
を含む運転保安方法である。
【０００８】
また、第５の形態として、
１）各閉そく区間について占有の有無を管理する管理装置と、２）転てつ機を制御する転てつ機制御装置と、３）列車に搭載され、各閉そく区間及び前記転てつ機の位置情報に基づき走行予定経路の構成に係る連動制御を行う車上装置と、を具備する運転保安システムであって、
前記管理装置は、
前記車上装置から送信される確保要求信号に基づいて、前記走行予定経路を構成する閉そく区間の全てが所定の占有可能条件を満たすか否かの判定を行い、満たす場合に当該全ての閉そく区間を占有有りとし、確保信号を前記車上装置に送信する占有確保手段（例えば、図１５の処理部５１０）と、
前記車上装置から送信される解除要求信号に基づいて、対象の閉そく区間の占有を解除する占有解除手段（例えば、図１５の処理部５１０）と、
を備え、
前記車上装置は、
前記走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保を要求する前記確保要求信号を前記管理装置に送信する確保要求手段（例えば、図１１の処理部１１０）と、
前記管理装置から前記確保信号を受信した場合に、前記走行予定経路上の転てつ機の転てつ機制御装置に転換指示信号を送信する第１の転換指示手段（例えば、図１１の処理部１１０）と、
前記転てつ機制御装置から転換完了信号を受信した場合に、前記走行予定経路への進入を許可する進入許可手段（例えば、図１１の処理部１１０）と、
走行済みの閉そく区間の占有解除を要求する解除要求信号を前記管理装置に送信する解除要求手段（例えば、図１１の処理部１１０）と、
を備え、
前記転てつ機制御装置は、
前記車上装置から前記転換指示信号を受信した場合に、転換鎖錠を行って転換完了信号を当該車上装置に送信する転換手段（例えば、図１４の処理部３１０）を備えた、
運転保安システム（例えば、図１の運転保安システム１０００）を構成してもよい。
【０００９】
この第１又は第５の形態によれば、車上装置が、走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保を要求する確保要求信号を管理装置に送信する。管理装置は、当該確保要求信号に基づいて、走行予定経路を構成する閉そく区間の全てが所定の占有可能条件を満たすか否かの判定を行い、満たす場合に当該全ての閉そく区間を占有有りとし、確保信号を車上装置に送信する。これにより、自列車の走行予定経路に他列車が進入することを防止し、列車運行の安全性を確保することができる。
【００１０】
確保信号を受信すると、車上装置は、走行予定経路上の転てつ機の転てつ機制御装置に転換指示信号を送信する。転てつ機制御装置は、転換指示信号を受信すると、転てつ機の転換鎖錠を行って転換完了信号を車上装置に送信する。そして、車上装置は、転換完了信号を受信すると、列車の走行予定経路への進入を許可する。転てつ機制御装置から転換完了信号を受信するまでの間は走行予定経路への進入を許可しないため、進路の安全性が確保されていない状態で列車が進行することを防止することができる。この許可の是非に関する運転士への報知は、例えば車内信号で実現することができる。
【００１１】
その後、列車が走行予定経路に進入して進行すると、車上装置は、走行済みの閉そく区間の占有解除を要求する解除要求信号を管理装置に送信する。そして、管理装置は、解除要求信号に基づいて、対象の閉そく区間の占有を解除する。走行済みの閉そく区間については占有を解除することで、他列車のために進路を開放することができる。
【００１２】
上記の形態では、管理装置は、閉そく区間の占有有無を管理するだけで済み、従来のように列車の在線情報や転てつ機の定位・反位といった開通情報を管理する必要はなく、管理する情報量を削減することができる。また、管理装置と車上装置との間では、走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保の要求信号や、走行済みの閉そく区間の占有解除の要求信号の送受を行うだけで済むため、情報の伝送量を削減することができる。
【００１３】
また、第２の形態として、第１の形態の運転保安方法であって、
前記列車が走行する線路は、一部又は全部が単線であり（例えば、図２の路線１０）、
前記閉そく区間は、前記単線を方向別に異なる線路とみなして分割して定義されてなり（例えば、図３の閉そく区間Ａ１〜Ａ５及びＢ１〜Ｂ５）、
前記占有確保ステップは、前記管理装置が、前記走行予定経路を構成する全ての閉そく区間が占有無しで、且つ、占有有りの他の閉そく区間に対して所定の支障条件を満たさないことを前記占有可能条件として、前記判定を行うステップ（例えば、図４の閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３、図１７のステップＡ１）を含む、
運転保安方法を構成することも可能である。
【００１４】
この第２の形態によれば、管理装置が、走行予定経路を構成する全ての閉そく区間が占有無しであることは勿論、占有有りの他の閉そく区間に対して所定の支障条件を満たさないことを占有可能条件として判定を行う。このため、他列車と進路が競合しないように、進路確保を安全且つ適切に行うことができる。
【００１５】
また、第３の形態として、第２の形態の運転保安方法であって、
前記転てつ機のうち、前記単線上の行き違い可能停車場への進入進出ポイントを転換する転てつ機は、当該行き違い可能停車場からの進出側を反位、進入側を定位としてなり（例えば、図３の転てつ機１ＣＸ〜３ＣＹ）、
前記走行予定経路は、始点及び終点が前記行き違い可能停車場でなり（例えば、図３のイ駅〜ハ駅）、
前記第１の転換指示ステップは、前記車上装置が、前記走行予定経路を出発する際に、始点側の前記進入進出ポイントに係る転てつ機制御装置に反位への転換指示信号を送信するステップ（例えば、図１７のステップＢ５）を含み、
前記車上装置が、前記走行予定経路の終点側の前記進入進出ポイントに係る転てつ機制御装置に定位への転換指示信号を送信する第２の転換指示ステップ（例えば、図１８のステップＢ１７）と、
前記車上装置が、前記進入進出ポイントを進出した後に、当該進入進出ポイントに係る転てつ機制御装置に定位への転換指示信号を送信する定位転換指示ステップ（例えば、図１８のステップＢ１３又は図１９のステップＢ３１）と、
前記定位転換指示信号を受信した転てつ機制御装置が、転てつ機を定位に転換する定位転換ステップ（例えば、図１８又は図１９のステップＣ１７）と、
を更に含み、
前記転換ステップは、前記転てつ機制御装置が、前記転換指示信号に含まれる転換方向が定位であり（例えば、図１７又は図１８のステップＣ３；定位）、且つ、定位に転換済みの場合には（例えば、図１８又は図１９のステップＣ１５；Ｙｅｓ）、直ちに前記転換完了信号を前記車上装置に送信するステップ（例えば、図１８又は図１９のステップＣ２１）を含む、
運転保安方法を構成することも可能である。
【００１６】
この第３の形態によれば、進入進出ポイントを転換する転てつ機は、進出側を反位、進入側を定位とされる。
車上装置は、走行予定経路の始点側、すなわち進出側の進入進出ポイントに係る転てつ機制御装置には反位への転換指示信号を送信し、終点側、すなわち進入側の進入進出ポイントに係る転てつ機制御装置には定位への転換指示信号を送信する。また、車上装置は、進入進出ポイントを進出すると、当該進入進出ポイントに係る転てつ機制御装置に定位への転換指示信号を送信する。これにより、反位に転換させた始点側の進入進出ポイントを通過した後は、速やかに定位に戻すこととなる。
【００１７】
その一方で、転てつ機制御装置は、車上装置から受信した転換指示信号に含まれる転換方向が定位であり、且つ、定位に転換済みの場合には、直ちに転てつ機の転換完了信号を車上装置に送信する。転てつ機が定位に転換済みであるならば、転てつ機の転換は必要ないため、転換完了信号を速やかに車上装置に送信し、進路内方への進入を許可することができる。従って、列車からしてみれば、走行予定経路の終点側の進入進出ポイントに近づいた場合、当該進入進出ポイントの内方へ速やかに進入することが可能となる。
【００１８】
また、第４の形態として、第１〜第３の何れかの形態の運転保安方法であって、
前記解除要求ステップは、前記車上装置が、前記走行予定経路の終点に到達した場合に、当該終点の閉そく区間を除く閉そく区間の占有解除を要求する前記解除要求信号を送信するステップ（例えば、図１９のステップＢ３５）である、
運転保安方法を構成することも可能である。
【００１９】
この第４の形態によれば、車上装置が、走行予定経路の終点に到達した場合に、当該終点の閉そく区間を除く閉そく区間の占有解除を要求する解除要求信号を送信する。つまり、走行予定経路の終点に到達したために、進路鎖錠（占有）を解錠（解除）することができる。また、終点の閉そく区間については占有を維持させることで、終点の閉そく区間に他の列車が進入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】運転保安システムの概略構成図。
【図２】従来の閉そく区間の定義の説明図。
【図３】実施形態の閉そく区間の定義の説明図。
【図４】閉そく区間占有可否判定用テーブルのテーブル構成の一例。
【図５】始点の出発時における処理手順の説明図。
【図６】走行予定経路の走行時における処理手順の説明図。
【図７】終点の到着時における処理手順の説明図。
【図８】閉そく区間占有可否判定処理の説明図。
【図９】閉そく区間占有可否判定処理の説明図。
【図１０】閉そく区間占有可否判定処理の説明図。
【図１１】車上装置の機能構成の一例。
【図１２】区間定義情報ＤＢのデータ構成の一例。
【図１３】走行予定経路占有情報のデータ構成の一例。
【図１４】転てつ機制御装置の機能構成の一例。
【図１５】管理装置の機能構成の一例。
【図１６】閉そく区間占有情報ＤＢのデータ構成の一例。
【図１７】各装置の処理の流れを示すフローチャート。
【図１８】各装置の処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】各装置の処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】変形例における閉そく区間占有可否判定用テーブルのテーブル構成の一例。
【図２１】ＩＣタグの設置方法の説明図。
【図２２】第２の区間定義情報ＤＢのデータ構成の一例。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態の一例について説明する。但し、本発明を適用可能な実施形態が以下の実施形態に限定されるわけでないことは勿論である。
【００２２】
１．システム構成
図１は、本実施形態における運転保安システム１０００のシステム構成の一例を示す図である。運転保安システム１０００は、主要な機能構成として、車上装置１と、転てつ機２と、転てつ機制御装置３と、管理装置５と、駅伝送装置７とを備えて構成される。
【００２３】
運転保安システム１０００は、主として閑散線区に適用されるシステムである。図１（Ａ）に、本実施形態における路線の概略構成を示す。簡明化のため、留置や検修のための側線を省略して本線のみを示す。線路は全て単線であり、各駅に上り線と下り線のホームを別個に設けて、駅構内で列車がすれ違い可能となっている。各駅は行き違い可能停車場である。
【００２４】
各駅の駅構内には、上り／下りそれぞれのホームに進入／進出するための進入進出ポイントを転換する転てつ機２が設置されている。転てつ機２は、各駅からの進出側を反位、進入側を定位としてなる。そして、転てつ機２に対応付けて設置された転てつ機制御装置３の制御の元、列車の進入／進出のためにポイントを転換する。本実施形態では、隣接する駅間を走行する列車から見て、駅への進入ポイントを転換する転てつ機のことを「進入側転てつ機」と呼称し、駅からの進出ポイントを転換する転てつ機のことを「進出側転てつ機」と呼称して説明する。
【００２５】
図１（Ｂ）に示すように、各列車の車上には車上装置１が搭載される。車上装置１は、各閉そく区間及び各転てつ機２の位置情報に基づいて、列車の走行予定経路の構成に係る連動制御を行う連動制御装置でもある。具体的には、車上装置１は、管理装置５との間で通信を行って、走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保及び占有解除を行う。また、車上装置１は、転てつ機制御装置３との間で通信を行い、車上から転てつ機２を転換・鎖錠／解錠させる。
【００２６】
転てつ機２はいわゆる電気転てつ機であり、図１（Ｃ）に示すように、列車をある線路から他の線路へ移動させるための線路部分でなる分岐器４のトングレールを移動して基本レールに密着させる転換装置と、トングレールを密着状態に保持して列車の振動・衝撃等の外力により転換できないように鎖錠する鎖錠装置とを有して構成される。
【００２７】
転てつ機制御装置３は、転てつ機２の転換・鎖錠／解錠を制御する端末装置（制御端末装置）である。本実施形態では、転てつ機制御装置３は、各転てつ機２に１対１に対応付けられ、対応する転てつ機２の制御装置と一体に、或いは通信線で接続されて近隣に配置される。転てつ機制御装置３は、車上装置１から送信される転てつ機２の転換指示信号に従って転てつ機２を転換・鎖錠／解錠させる制御を行う。
【００２８】
管理装置５は、線区全体の情報を中央で統括的に管理する中央管理装置である。管理装置５は、例えば鉄道事業者の事業所等に配設される。本実施形態において、管理装置５は、線区全体の閉そく区間の占有情報を管理する。管理装置５は駅伝送装置７と通信接続されてなり、駅伝送装置７を介して車上装置１との間で通信を行って、走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保及び占有解除に係る処理を行う。
【００２９】
駅伝送装置７は、各駅に配設される伝送装置であり、列車が駅構内に進入した場合或いは所定の停車位置に停車した場合に当該列車の車上装置１との間で無線通信が可能な位置に配設される。駅伝送装置７は、有線又は無線によって管理装置５と通信接続されており、車上装置１と管理装置５との間の通信を中継する役割を果たす。
【００３０】
２．原理
以下、本実施形態における運転保安方法について説明する。本実施形態の運転保安方法の特徴の１つに、閉そく区間の定義がある。そこで、先ずは本実施形態における閉そく区間の定義を、従来の定義と対比しながら説明する。
【００３１】
図２は、従来における閉そく区間の定義の説明図である。図２（Ａ）は、線区を構成する駅と、当該駅の構内に進入・進出する線路の一部とを図示している。各駅は行き違い駅であり島式ホームを有する。また、駅構内に配設される地上装置としての転てつ機と、線路を一定の区間毎に分割した閉そく区間とを、それぞれ記号化して図示している。
【００３２】
図２（Ａ）において上側のホームが下り線のホームであり、下側のホームが上り線のホームである。「ＣＸ」及び「ＣＹ」は、駅からの進出側を反位、進入側を定位としてなる分岐器４（ポイント）を転換／鎖錠する転てつ機である。「ＡＴ」、「ＢＴ」、「ＣＲＴ」、「ＣＬＴ」、「ＤＴ」及び「ＥＴ」は、一定の区間毎に区切られた閉そく区間である。「ＣＲＴ」及び「ＣＬＴ」は、場内の列車の停車位置を含む閉そく区間であり、それぞれ下り線及び上り線の閉そく区間に対応する。
【００３３】
本実施形態では、線路には軌道回路は敷設されておらず、信号機は全て車上信号機として地上側の設備を省略化している。閑散線区では、大都市の線区と比べて列車の運行本数が少なく、線区それ自体も小規模である。そのため、地上設備を省略化して地上設備の設置やメンテナンスに係るコストを低減させて、鉄道運行に係る経費を出来る限り圧縮したい要望があるためである。
【００３４】
図２（Ａ）に示した構成を１つの単位構成とし、この単位構成を繰り返して路線を形成したものが図２（Ｂ）である。図２（Ｂ）では、「イ駅」、「ロ駅」及び「ハ駅」の３駅と、隣接する駅間を結ぶ単線とを有する路線１０が形成されている。図２（Ｂ）では、便宜的に、図２（Ａ）に示した転てつ機及び閉そく区間の符号の頭に番号を付して区別している。具体的には、「イ駅」に係る単位構成には番号の「１」を、「ロ駅」に係る単位構成には番号の「２」を、「ハ駅」に係る単位構成には番号の「３」を付している。各駅間を結ぶ線路は単線であるため、上り／下りの方向の別に関わらず、共通の記号で閉そく区間が定義されている。
【００３５】
図３は、本実施形態における閉そく区間の定義の説明図である。図３には、図２（Ｂ）と同じ路線１０を図示している。各駅間を結ぶ線路は実際には単線であるが、本実施形態における閉そく区間の定義を明確にするために、上り線と下り線とを意図的に分離し、開いた図として図示している。また、従来の閉そく区間の定義と対比し易いように、図２（Ｂ）で定義した閉そく区間の記号を括弧書きで併記している。
【００３６】
本実施形態では、閉そく区間を、単線を方向別に異なる線路とみなして分割して定義することが特徴である。具体的には、下り方向については、従来の閉そく区間「１ＢＴ」及び「１ＣＲＴ」でなる閉そく区間「Ａ１」と、従来の閉そく区間「１ＤＴ」、「１ＥＴ」及び「２ＡＴ」でなる閉そく区間「Ａ２」と、従来の閉そく区間「２ＢＴ」及び「２ＣＲＴ」でなる閉そく区間「Ａ３」と、従来の閉そく区間「２ＤＴ」、「２ＥＴ」及び「３ＡＴ」でなる閉そく区間「Ａ４」と、従来の閉そく区間「３ＢＴ」及び「３ＣＲＴ」でなる閉そく区間「Ａ５」とがそれぞれ定義されている。
【００３７】
同様に、上り方向については、従来の閉そく区間「３ＤＴ」及び「３ＣＬＴ」でなる閉そく区間「Ｂ１」と、従来の閉そく区間「３ＢＴ」、「３ＡＴ」及び「２ＥＴ」でなる閉そく区間「Ｂ２」と、従来の閉そく区間「２ＤＴ」及び「２ＣＬＴ」でなる閉そく区間「Ｂ３」と、従来の閉そく区間「２ＢＴ」、「２ＡＴ」及び「１ＥＴ」でなる閉そく区間「Ｂ４」と、従来の閉そく区間「１ＤＴ」及び「１ＣＬＴ」でなる閉そく区間「Ｂ５」とがそれぞれ定義されている。
【００３８】
以上のように、本実施形態における閉そく区間の定義は、上下方向で別々に定められ、従来の定義とは異なっている。具体的には、対向する関係となる閉そく区間については、その一部が重複するように、いわば互い違いのような形で閉そく区間が定義されている。また、上下方向それぞれについて、各閉そく区間には転てつ機２が１つずつ含まれている。
【００３９】
本実施形態では、隣接する駅間であって、出発駅の進出側転てつ機を含む閉そく区間（以下、「進出側閉そく区間」と呼ぶ。）から、到着駅の進入側転てつ機を含む閉そく区間（以下、「進入側閉そく区間」と呼ぶ。）までの経路を、列車の走行予定経路とするものとして説明する。また、出発駅の列車停止位置を「始点」とし、到着駅の列車停止位置を「終点」として説明する。
【００４０】
車上装置１は、始点の出発時に、走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保を要求する確保要求信号を管理装置５に送信する。管理装置５は、車上装置１からの確保要求信号を受けて、走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保が可能であるか否かの判定に係る閉そく区間占有可否判定処理を行う。
【００４１】
図４は、本実施形態において閉そく区間占有可否の判定に使用するテーブルである閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３のテーブル構成の一例を示す図である。閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３は、例えば、横欄に下り方向の閉そく区間「Ａ１」〜「Ａ５」を対応付け、縦欄に上り方向の閉そく区間「Ｂ１」〜「Ｂ５」を対応付けたテーブルとして構成されている。
【００４２】
下り方向及び上り方向の閉そく区間の各組合せについて、一方の閉そく区間から見て他方の閉そく区間が占有確保の際に支障となるか否かが定められている。具体的には、一方の閉そく区間を占有確保する際に支障となる他方の閉そく区間（以下、「確保支障閉そく区間」と呼ぶ。）には「×：確保支障」が対応付けられ、支障とならず確保可能な閉そく区間には「○：確保可」が対応付けられている。
【００４３】
管理装置５は、線区全体の閉そく区間の占有情報をデータベース化して一元管理している（以下、このデータベースを「閉そく区間占有情報ＤＢ（Data Base）」として説明する。）。管理装置５は、車上装置１から確保要求信号を受信すると、閉そく区間占有情報ＤＢと、上記の閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３とを照査し、走行予定経路を構成する各閉そく区間の占有の可否を判定する。
【００４４】
具体的には、閉そく区間占有情報ＤＢを参照し、走行予定経路を構成する全ての閉そく区間が占有無しの状態であることを確認する。また、閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３を参照し、占有有りの他の閉そく区間に対して所定の支障条件を満たさないことを確認する。具体的には、走行予定経路を構成する各閉そく区間に対する確保支障閉そく区間を判定する。そして、走行予定経路を構成する全ての閉そく区間が占有無しの状態であり、且つ、確保支障閉そく区間が占有無しの状態であれば、走行予定経路が占有可能であると判定する。それに対して、確保支障閉そく区間が占有有りの状態であれば、走行予定経路が占有不可と判定する。
【００４５】
図４のテーブルには、各閉そく区間に含まれる転てつ機２及びその開通方向も併せて図示している。例えば、上り方向について、閉そく区間「Ｂ１」に含まれる転てつ機は「３ＣＹ」であり、その開通方向は「定位」である。それに対して、閉そく区間「Ｂ２」に含まれる転てつ機は「３ＣＸ」であり、その開通方向は「反位」である。同様に、下り方向について、閉そく区間「Ａ１」に含まれる転てつ機は「１ＣＸ」であり、その開通方向は「定位」である。それに対して、閉そく区間「Ａ２」に含まれる転てつ機は「１ＣＹ」であり、その開通方向は「反位」である。
【００４６】
次に、具体例を挙げて、本実施形態における運転保安の流れについて説明する。ここでは、図３に示した路線１０において、「ハ駅」の上り線に停車している列車が「ロ駅」の上り線に到着するまでの流れについて説明する。この場合は、「ハ駅」の進出側閉そく区間である「Ｂ２」〜「ロ駅」の進入側閉そく区間である「Ｂ３」までの経路が走行予定経路となる。
【００４７】
２−１．始点出発時の処理
図５は、始点出発時における処理手順の説明図である。最初に、管理装置５は、初期設定として、列車の停車位置の閉そく区間が占有済みであることを確認する（Ａ−０）。列車は閉そく区間「Ｂ１」に停車しているため、閉そく区間「Ｂ１」が占有済みであることの確認を行う。
【００４８】
その後、車上装置１は、走行予定経路である閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」の占有確保を要求する確保要求信号を、駅伝送装置７を介して管理装置５に送信する（Ａ−１）。管理装置５は、車上装置１から確保要求信号を受信すると、走行予定経路の閉そく区間の占有可否判定処理を行う（Ａ−２）。
【００４９】
図８は、この場合における占有可否判定の説明図である。管理装置５は、上り方向の閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」を占有可否判定の対象とし、閉そく区間占有情報ＤＢを参照して、閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」が占有済みでないことを確認する。次いで、閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３を参照し、縦欄（上り方向）の閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」に対応する横欄（下り方向）の閉そく区間を参照する。
【００５０】
すると、閉そく区間「Ｂ２」については、閉そく区間「Ａ４」及び「Ａ５」に「×：確保支障」が対応付けられ、閉そく区間「Ｂ３」については、閉そく区間「Ａ４」に「×：確保支障」が対応付けられている。つまり、閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」を占有確保する際には、閉そく区間「Ａ４」及び「Ａ５」が支障となることがわかる。
【００５１】
この場合、管理装置５は、閉そく区間占有情報ＤＢを参照し、閉そく区間「Ａ４」及び「Ａ５」が占有済みであるか否かを判定する。そして、閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」が占有無しで、且つ、閉そく区間「Ａ４」及び「Ａ５」が占有無しの状態であれば、閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」の占有が可能であると判定する。
【００５２】
図５に戻り、管理装置５は、閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」の占有を確保すると、閉そく区間占有情報ＤＢを更新する（Ａ−３）。そして、管理装置５は、占有確保に成功したことを車上装置１に通知するため、車上装置１に対して占有確保信号を送信する（Ａ−４）。
【００５３】
車上装置１は、管理装置５から占有確保信号を受信すると、「ハ駅」の進出側転てつ機である転てつ機３ＣＸを制御対象とする転てつ機制御装置３ＣＲに対して、転てつ機３ＣＸを反位に転換させるための反位転換指示信号を送信する（Ａ−５）。転てつ機制御装置３ＣＲは、車上装置１から反位転換指示信号を受信すると、転てつ機３ＣＸを反位に転換・鎖錠させる制御を行う（Ａ−６）。ここでの鎖錠は分岐器４の物理的な鎖錠及びてっ査鎖錠を含む意味である。
【００５４】
転てつ機３ＣＸの転換・鎖錠が完了すると、転てつ機制御装置３ＣＲは、自転てつ機２の転換が完了したことを車上装置１に通知するために、車上装置１に対して転換完了信号を送信する（Ａ−７）。転換完了信号を受信すると、車上装置１は、車内信号機を進行現示とする（Ａ−８）。この場合の車内信号機は、駅から進出する列車に対し信号を現示する出発信号機である。出発信号機の進行現示を受けて、列車の運転士は列車を「ハ駅」から出発させる。
【００５５】
２−２．進行時の処理
図６は、走行予定経路の進行時の処理手順の説明図である。車上装置１は、列車が転てつ機３ＣＸの分岐部分を進出したことを検知すると、転てつ機制御装置３ＣＲに対して、転てつ機３ＣＸを定位に転換させるための定位転換指示信号を送信する（Ｂ−１）。転てつ機制御装置３ＣＲは、車上装置１から定位転換指示信号を受信すると、転てつ機３ＣＸを定位に転換・解錠させる制御を行う（Ｂ−２）。
【００５６】
その後、列車は走行予定経路を進行していく。そして、「ロ駅」の進入側転てつ機である転てつ機２ＣＹを制御対象とする転てつ機制御装置２ＣＲと通信可能な状態になると、車上装置１は、転てつ機制御装置２ＣＲに対して、転てつ機２ＣＹを定位に転換させるための定位転換指示信号を送信する（Ｂ−３）。
【００５７】
車上装置１から定位転換指示信号を受信すると、転てつ機制御装置２ＣＲは、転てつ機２ＣＹの定位確認及びてっ査鎖錠を行う（Ｂ−４）。正常な状態であれば、進入側のポイントを転換する転てつ機２ＣＹは、定位に転換済みのはずである。そのため、転てつ機制御装置２ＣＲは、転てつ機２ＣＹが定位に転換済みであることを確認した後、鎖錠（てっ査鎖錠）を行い、直ちに転換完了信号を車上装置１に送信する（Ｂ−５）。
【００５８】
転てつ機制御装置２ＣＲから転換完了信号を受信すると、車上装置１は、車内信号機を進行現示とする（Ａ−６）。この車内信号機は、駅構内への進入是非を示す場内信号機の役割となる。場内信号機の進行現示を受けて、列車の運転士は列車を「ロ駅」の場内に進入させる。
【００５９】
なお、何らかの通信障害や転てつ機制御装置３の故障等により、転てつ機２の鎖錠（てっ査鎖錠）が適切に行われないことも考えられる。安全が確保されていない状態で列車を場内に進入させるのは危険である。そこで、転てつ機制御装置２ＣＲから転換完了信号を受信することなく、列車が予め定められた臨界位置を通過した場合は、車上装置１は、列車を緊急停止させる制御を行うなどして、安全を確保することが適切である。
【００６０】
２−３．終点到着時の処理
図７は、終点到着時の処理手順の説明図である。列車が転てつ機２ＣＹの分岐部分を進出したことを検知すると、車上装置１は、転てつ機制御装置２ＣＲに対して、転てつ機２ＣＹを定位に転換させるための定位転換指示信号を送信する（Ｃ−１）。転てつ機制御装置２ＣＲは、車上装置１から定位転換指示信号を受信すると、転てつ機２ＣＹが定位であることを確認し、てっ査鎖錠を解錠する制御を行う（Ｃ−２）。
【００６１】
その後、列車が「ロ駅」の停車位置（終点）に到達すると、車上装置１は、終点の閉そく区間を除く走行予定経路の閉そく区間の占有を解除させるための占有解除要求信号を、駅伝送装置７を介して管理装置５に送信する（Ｃ−３）。終点の閉そく区間には列車が停車しているため、他列車が当該閉そく区間を占有できないようにするためである。終点の閉そく区間は「Ｂ３」であるため、ここでは閉そく区間「Ｂ２」の占有解除を管理装置５に要求することになる。
【００６２】
車上装置１から占有解除要求信号を受信すると、管理装置５は、終点の閉そく区間を除く走行予定経路の閉そく区間の占有を解除する（Ｃ−４）。つまり、閉そく区間「Ｂ３」の占有確保を維持したまま、閉そく区間「Ｂ２」の占有を解除する。また、始点の閉そく区間「Ｂ１」の占有も解除する。
【００６３】
但し、車上装置１と管理装置５との間で通信可能であるならば、始点の「ハ駅」を出発して閉そく区間「Ｂ１」から進出した直後に、車上装置１が管理装置５に閉そく区間「Ｂ１」の占有解除を要求し、管理装置５が閉そく区間「Ｂ１」の占有を解除することとしてもよい。以上で処理は終了となる。
【００６４】
上記の例は一例であるが、次のような例を示すこともできる。図９に示すように、「ハ駅」→「ロ駅」に進行する上り方向の列車と、「イ駅」→「ロ駅」に進行する下り方向の列車とが同時に進路構成を行うような場合である。この場合は、上り方向の列車の走行予定経路は閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」となり、下り方向の列車の走行予定経路は閉そく区間「Ａ２」及び「Ａ３」となる。
【００６５】
図１０は、上記の例における閉そく区間占有可否判定の説明図である。管理装置５は、閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３を参照し、上り方向の列車については、閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」に対して確保支障となる閉そく区間を判定することとなり、下り方向の列車については、閉そく区間「Ａ２」及び「Ａ３」に対して確保支障となる閉そく区間を判定することとなる。
【００６６】
この場合に問題となり得るのは、上下方向の列車の「ロ駅」場内の閉そく区間の確保の可否である。閉そく区間「Ｂ２」及び「Ｂ３」と、閉そく区間「Ａ２」及び「Ａ３」との交差部分（図１０のハッチング部分）に着目すると、何れも「○：確保可」が対応付けられている。従って、上り方向の列車と下り方向の列車とは、互いに進路を妨害することはなく、何れも走行予定経路の占有確保が可能であることがわかる。
【００６７】
３．機能構成
３−１．車上装置１の機能構成
図１１は、車上装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。車上装置１は、主要な機能構成として、処理部１１０と、管理装置用通信部１２０と、転てつ機用通信部１３０と、速度発電機１４０と、記憶部１６０とを備えて構成される。
【００６８】
処理部１１０は、記憶部１６０に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って車上装置１を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを有して構成される。
【００６９】
管理装置用通信部１２０は、駅伝送装置７を介して管理装置５と通信を行うための通信装置である。また、転てつ機用通信部１３０は、転てつ機制御装置３との間で通信を行うための通信装置である。これらの通信には、公知の通信技術を適用可能であり、例えば、管理装置用通信部１２０と駅伝送装置７との間の通信には誘導無線を用い、転てつ機用通信部１３０と転てつ機制御装置３との間の通信にはIEEE802.11によるワイヤレスＬＡＮやＰＨＳ（Personal Handy-phone System）システムを利用した通信等を適用できる。
【００７０】
速度発電機１４０は、車軸の回転数に応じた電圧又はパルスを発生させて、列車の速度を計測する計測装置である。速度発電機１４０により計測された速度は処理部１１０に出力され、走行距離の算出（位置検出）や速度制御（ブレーキ制御）等に利用される。なお、電動機制御用等に別途に速度発電機が列車に備えられている場合には、その速度発電機を兼用することとしてよいことは勿論である。
【００７１】
記憶部１６０は、処理部１１０が車上装置１を統括的に制御するための各種プログラムや各種データ等を記憶した記憶装置であり、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ハードディスク、ＲＡＭ（Random Access Memory）といった記憶装置を有して構成される。
【００７２】
記憶部１６０には、例えば、車上制御プログラム１６１と、区間定義情報ＤＢ１６２と、走行予定経路占有情報１６３と、自列車ＩＤ１６４と、現在位置１６５と、進行方向１６６とが記憶される。
【００７３】
車上制御プログラム１６１は、処理部１１０により読み出され、車上制御処理（図１７〜図１９参照）として実行されるプログラムである。車上制御処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００７４】
区間定義情報ＤＢ１６２は、駅間の各区間に係る定義情報が記憶されたデータベースであり、そのデータ構成例を図１２に示す。区間定義情報ＤＢ１６２には、駅間１６２１と、上下識別１６２３と、閉そく区間通過順１６２５と、転てつ機通過順１６２７とが対応付けて記憶されている。
【００７５】
駅間１６２１は、走行予定経路となる駅間であり、上下識別１６２３は、上り／下り方向の別である。閉そく区間通過順１６２５は、列車が当該走行予定経路を走行する場合に通過する閉そく区間の順番であり、転てつ機通過順１６２７は、列車が当該走行予定経路を走行する場合に通過する転てつ機２の順番である。
【００７６】
走行予定経路占有情報１６３は、走行予定経路に係る閉そく区間の占有情報であり、そのデータ構成例を図１３に示す。走行予定経路占有情報１６３には、自列車の走行予定経路１６３１について、当該走行予定経路１６３１を構成する閉そく区間１６３３と、当該閉そく区間１６３３の占有有無１６３５とが記憶されている。
【００７７】
自列車ＩＤ１６４は、各列車をユニークに識別するための識別情報（ＩＤ）であって、自列車に割り当てられたＩＤである。
【００７８】
現在位置１６５は列車の現在位置であり、例えばキロ程で表される。速度発電機１４０により計測された速度を利用して列車の走行距離を算出し、算出した走行距離から列車の現在位置を検出することができる。進行方向１６６は、列車の進行方向（上り／下り）である。
【００７９】
３−２．転てつ機制御装置３の機能構成
図１４は、転てつ機制御装置３の機能構成を示すブロック図である。転てつ機制御装置３は、主要な機能構成として、処理部３１０と、管理装置用通信部３２０と、車上装置用通信部３３０と、Ｉ／Ｆ（Inter Face）部３４０と、記憶部３６０とを備えて構成される。
【００８０】
処理部３１０は、記憶部３６０に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って転てつ機制御装置３を統括的に制御する制御部であり、ＣＰＵ等のプロセッサーを有して構成される。処理部３１０は、記憶部３６０に記憶されている転てつ機制御プログラム３６１に従って、転てつ機２の転換・鎖錠／解錠を制御する。
【００８１】
管理装置用通信部３２０は、管理装置５との間で通信を行うための通信装置である。また、車上装置用通信部３３０は、車上装置１との間で通信を行うための通信装置である。
【００８２】
Ｉ／Ｆ部３４０は、転てつ機２に対して転換・鎖錠／解錠の制御信号を出力する役割や、転てつ機２から状態指示信号を入力する役割を果たす入出力インターフェースである。
【００８３】
記憶部３６０には、例えば、転てつ機制御プログラム３６１と、自転てつ機鎖錠有無３６３と、自区間占有情報３６５とが記憶される。
【００８４】
転てつ機制御プログラム３６１は、処理部３１０により読み出され、転てつ機制御処理（図１７〜図１９参照）として実行されるプログラムである。転てつ機制御処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００８５】
自転てつ機鎖錠有無３６３は、当該転てつ機制御装置３が制御対象とする転てつ機２（自転てつ機）が鎖錠されているか否かを示すフラグであり、主に上述したてっ査鎖錠の有無として用いられる。例えば、自転てつ機２が鎖錠されている場合は「鎖錠有り」、鎖錠されていない場合は「鎖錠無し」がそれぞれ記憶される。
【００８６】
自区間占有情報３６５は、自転てつ機２が設置されている閉そく区間（自閉そく区間）の占有有無を示すフラグである。例えば、自閉そく区間が占有されている場合は「占有有り」、占有されていない場合は「占有無し」が記憶される。
【００８７】
３−３．管理装置５の機能構成
図１５は、管理装置５の機能構成の一例を示すブロック図である。管理装置５は、主要な機能構成として、処理部５１０と、操作部５２０と、表示部５３０と、車上装置用通信部５４０と、転てつ機用通信部５５０と、記憶部５６０とを備え、各部がバス５７０で接続された一種のコンピューターシステムである。
【００８８】
処理部５１０は、記憶部５６０に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って管理装置５を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、ＣＰＵ等のプロセッサーを有して構成される。
【００８９】
操作部５２０は、例えばキーボードやタッチパネル等により構成される入力装置であり、押下されたキーやアイコンの信号を処理部５１０に出力する。この操作部５２０の操作により、運転保安を実現するための各種データの入力等がなされる。
【００９０】
表示部５３０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、処理部５１０から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部５３０には、運転保安に係る各種の情報等が表示される。
【００９１】
車上装置用通信部５４０は、駅伝送装置７を介して車上装置１との間で通信を行うための通信装置である。また、転てつ機用通信部５５０は、転てつ機制御装置３との間で通信を行うための通信装置である。
【００９２】
記憶部５６０には、例えば、管理処理プログラム５６１と、閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３と、閉そく区間占有情報ＤＢ５６５とが記憶される。
【００９３】
管理処理プログラム５６１は、処理部５１０により読み出され、管理処理（図１７〜図１９参照）として実行されるプログラムである。管理処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００９４】
閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３は、閉そく区間の占有可否の判定に使用するテーブルであり、そのテーブル構成は、例えば図４に示した通りである。
【００９５】
閉そく区間占有情報ＤＢ５６５は、線区全体の閉そく区間の占有情報が記憶されたデータベースであり、そのデータ構成例を図１６に示す。閉そく区間占有情報ＤＢ５６５には、下り方向と上り方向とのそれぞれについて、閉そく区間と、当該閉そく区間の占有有無と、当該閉そく区間を占有している列車のＩＤとが対応付けて記憶される。
【００９６】
４．処理の流れ
図１７〜図１９は、車上装置１、転てつ機制御装置３及び管理装置５の各装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。図１７の左側には管理装置５が実行する管理処理を、図１７の中央には車上装置１が実行する車上制御処理を、図１７の右側には転てつ機制御装置３が実行する転てつ機制御処理をそれぞれ示す。
【００９７】
なお、転てつ機制御処理については、進出側転てつ機の制御装置と進入側転てつ機の制御装置との２者が存在するため、同じ処理を繰り返し図示している。また、図１７〜図１９の処理は、定常運行時の処理を記している。そのため、図１７〜図１９の処理の前に、列車の当初在線位置に対応する閉そく区間の占有を設定する等の初期設定の処理が行われていることとする。
【００９８】
図１７〜図１９の処理において、最初に、車上装置１の処理部１１０は、走行予定経路の占有確保要求信号を管理装置５に送信する（ステップＢ１）。管理装置５の処理部５１０は、占有確保要求信号を受信すると、閉そく区間占有可否判定処理を行う（ステップＡ１）。すなわち、記憶部５６０に記憶されている閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３と閉そく区間占有情報ＤＢ５６５とを照査し、上記の原理に従って、走行予定経路を構成する閉そく区間の占有可否を判定する。
【００９９】
走行予定経路を構成する全ての閉そく区間の占有が可能であると判定すると（ステップＡ３；Ｙｅｓ）、処理部５１０は、走行予定経路の占有を確保して、記憶部５６０の閉そく区間占有情報ＤＢ５６５を更新する（ステップＡ５）。そして、処理部５１０は、占有確保信号を車上装置１に送信する（ステップＡ７）。
【０１００】
一方、走行予定経路を構成する閉そく区間のうち、占有不可能である閉そく区間が存在すると判定した場合は（ステップＡ３；Ｎｏ）、処理部５１０は、車上装置１に対して待ち通知を行う（ステップＡ９）。そして、処理部５１０は、ステップＡ３に戻る。占有不可能である閉そく区間の占有が解除されるまでは車上装置１に占有確保信号を送信しないことで、列車運行の安全性を確保する。
【０１０１】
車上装置１の処理部１１０は、管理装置５から占有確保信号を受信するまで待機し（ステップＢ３；Ｎｏ）、占有確保信号を受信したならば（ステップＢ３；Ｙｅｓ）、転換方向を含めて転換指示信号を、進出側転てつ機２を制御対象とする転てつ機制御装置３に送信する（ステップＢ５）。この場合は、反位への転換指示信号となる。
【０１０２】
転てつ機制御装置３の処理部３１０は、車上装置１から転換指示信号を受信するまで待機する（ステップＣ１；Ｎｏ）。そして、転換指示信号を受信したならば（ステップＣ１；Ｙｅｓ）、当該転換指示信号に含まれる転換方向を判定する（ステップＣ３）。転換方向が反位である場合は（ステップＣ３；反位）、処理部３１０は、自閉そく区間の占有が確保されているか否かを判定する（ステップＣ５）。
【０１０３】
自閉そく区間の占有確保の判定は、種々の手法により実現することができる。例えば、転てつ機制御装置３が管理装置５に自閉そく区間の占有有無の問い合わせを行うこととしてもよい。また、管理装置５がステップＡ５において走行予定経路の占有確保を行った後、閉そく区間の占有情報を転てつ機制御装置３に送信することとしてもよい。また、車上装置１が、走行予定経路占有情報１６３を転換指示信号に含めて転てつ機制御装置３に送信することとし、転てつ機制御装置３が、車上装置１から受信した走行予定経路占有情報１６３を参照して自閉そく区間の占有有無を確認することとしてもよい。処理部３１０は、自閉そく区間の占有有無を自区間占有情報３６５として記憶部３６０に記憶させる。
【０１０４】
自閉そく区間の占有が確保されていると判定したならば（ステップＣ５；Ｙｅｓ）、処理部３１０は、自転てつ機２を反位に転換・てっ査鎖錠して、記憶部３６０の自転てつ機鎖錠有無３６３を更新する（ステップＣ７）。そして、処理部３１０は、転換完了信号を車上装置１に送信する（ステップＣ９）。
【０１０５】
一方、ステップＣ５において自閉そく区間の占有が確保されていないと判定した場合は（ステップＣ５；Ｎｏ）、処理部３１０は、異常時処理を行う（ステップＣ１１）。例えば、処理部３１０は、管理装置５と通信を行い、走行予定経路の占有が確保されていない状態で列車が進行しようとしていることを通知する。これにより、管理装置５に対して情報伝送系統等の異常発生を報知し、然るべき検査を促す。
【０１０６】
車上装置１の処理部１１０は、転換完了信号を受信するまで待機する（ステップＢ７；Ｎｏ）。そして、転てつ機制御装置３から転換完了信号を受信したならば（ステップＢ７；Ｙｅｓ）、処理部１１０は、車内信号機（出発信号機）を進行現示として、進路内方への列車の進入を許可する（ステップＢ９）。その後、列車は出発進行となる。
【０１０７】
列車が走行を開始すると、処理部１１０は、列車が分岐部分を進出するまで待機し（ステップＢ１１；Ｎｏ）、分岐部分を進出したならば（ステップＢ１１；Ｙｅｓ）、転換方向を含めて転換指示信号を先の転てつ機制御装置３に送信する（ステップＢ１３）。この場合は、定位への転換指示信号となる。
【０１０８】
転てつ機制御装置３の処理部３１０は、車上装置１から転換指示信号を受信すると（ステップＣ１；Ｙｅｓ）、当該転換指示信号に含まれる転換方向を判定する（ステップＣ３）。そして、転換方向が定位であると判定すると（ステップＣ３；定位）、記憶部３６０の自区間占有情報３６５を参照し、自閉そく区間の占有が確保されているか否かを判定する（ステップＣ１３）。
【０１０９】
自閉そく区間の占有が確保されているならば（ステップＣ１３；Ｙｅｓ）、処理部３１０は、自転てつ機２が定位に転換済みであるか否かを判定し（ステップＣ１５）、定位に転換済みではない、つまり反位に転換されていると判定したならば（ステップＣ１５；Ｎｏ）、てっ査鎖錠を解錠し、自転てつ機２を定位に転換して、自転てつ機鎖錠有無３６３を更新する（ステップＣ１７）。そして、処理部３１０は、ステップＣ１に戻る。
【０１１０】
その後、車上装置１の処理部１１０は、次駅の進入側の転てつ機制御装置３の通信圏内に入るまで待機し（ステップＢ１５；Ｎｏ）、通信圏内に入ったならば（ステップＢ１５；Ｙｅｓ）、転換方向を含めて転換指示信号を当該転てつ機制御装置３に送信する（ステップＢ１７）。この場合は、定位への転換指示信号となる。
【０１１１】
転てつ機制御装置３の処理部３１０は、車上装置１から転換指示信号を受信し（ステップＣ１；Ｙｅｓ）、当該転換指示信号に含まれる転換方向が定位であると判定したならば（ステップＣ３；定位）、自区間占有情報３６５を参照し、自閉そく区間の占有が確保されているか否かを判定する（ステップＣ１３）。
【０１１２】
そして、自閉そく区間の占有が確保されており（ステップＣ１３；Ｙｅｓ）、自転てつ機２が定位に転換済みであることを確認すると（ステップＣ１５；Ｙｅｓ）、処理部３１０は、自転てつ機鎖錠有無３６３を参照し、自転てつ機２が鎖錠済みであるか否かを判定する（ステップＣ１９）。そして、自転てつ機２が鎖錠済みではないと判定すると（ステップＣ１９；Ｎｏ）、自転てつ機２をてっ査鎖錠し、自転てつ機鎖錠有無３６３を更新した後、直ちに転換指示信号を車上装置１に送信する（ステップＣ２１）。
【０１１３】
車上装置１の処理部１１０は、転てつ機制御装置３から転換完了信号を受信したか否かを判定する（ステップＢ１９）。そして、転換完了信号を受信したならば（ステップＢ１９；Ｙｅｓ）、車内信号機（場内信号機）を進行現示とし、列車の場内への進入を許可する（ステップＢ２１）。
【０１１４】
ステップＢ１９において転換指示信号を受信しなかった場合は（ステップＢ１９；Ｎｏ）、処理部１１０は、列車の現在位置１６５を参照し、自列車が予め定められた臨界位置を通過したか否かを判定する（ステップＢ２３）。臨界位置を通過していなければ（ステップＢ２３；Ｎｏ）、処理部１１０は、ステップＢ１７に戻る。
【０１１５】
また、自列車が臨界位置を通過しているならば（ステップＢ２３；Ｙｅｓ）、処理部１１０は、列車を緊急停止させるように制御する（ステップＢ２５）。そして、異常時の処理を行う（ステップＢ２７）。
【０１１６】
異常時の処理では、例えば異常発生音声を出力したり、異常発生ランプを点灯させるなどして、運転士に異常発生を報知する。また、情報伝送系統等の異常発生を無線で管理装置５に通知するなどの処理を行う。異常時の処理への対応としては、運転士が、列車を次駅まで徐行運転させるなどの方策が考えられる。
【０１１７】
その後、処理部１１０は、列車が分岐部分を進出するまで待機し（ステップＢ２９；Ｎｏ）、分岐部分を進出したならば（ステップＢ２９；Ｙｅｓ）、転換方向を含めて転換指示信号を、先の転てつ機制御装置３に送信する（ステップＢ３１）。この場合は、定位への転換指示信号となる。
【０１１８】
転てつ機制御装置３の処理部３１０は、車上装置１から転換指示信号を受信し（ステップＣ１；Ｙｅｓ）、上記と同様に自転てつ機２が定位に転換済みであることを確認すると（ステップＣ１５；Ｙｅｓ）、自転てつ機鎖錠有無３６３を参照し、自転てつ機２が鎖錠済みであるか否かを判定する（ステップＣ１９）。そして、自転てつ機２が鎖錠済みであると判定すると（ステップＣ１９；Ｙｅｓ）、自転てつ機２を解錠し、自転てつ機鎖錠有無３６３を更新した後（ステップＣ２３）、ステップＣ１に戻る。
【０１１９】
その後、処理部１１０は、列車が終点に到達するまで待機する（ステップＢ３３；Ｎｏ）。そして、終点に到達したならば（ステップＢ３３；Ｙｅｓ）、処理部１１０は、終点の閉そく区間を除く閉そく区間（始点の閉そく区間を含む）の占有解除を要求する占有解除要求信号を管理装置５に送信する（ステップＢ３５）。そして、処理部１１０は、ステップＢ１に戻る。
【０１２０】
一方、管理装置５の処理部５１０は、車上装置１から占有解除要求信号を受信するまで待機している（ステップＡ１１；Ｎｏ）。そして、占有解除要求信号を受信したならば（ステップＡ１１；Ｙｅｓ）、処理部５１０は、終点の閉そく区間を除く閉そく区間（始点の閉そく区間を含む）の占有を解除し、記憶部５６０の閉そく区間占有情報ＤＢ５６５を更新する（ステップＡ１３）。そして、処理部５１０は、ステップＡ１に戻る。
【０１２１】
５．作用効果
運転保安システム１０００において、車上装置１は、始点の出発時に、走行予定経路を構成する閉そく区間の占有確保を要求する占有確保要求信号を、駅伝送装置７を介して管理装置５に送信する。管理装置５は、車上装置１から確保要求信号を受信すると、走行予定経路を構成する各閉そく区間の占有可否を判定する。そして、走行予定経路を構成する全ての閉そく区間が占有可能であると判定したならば、走行予定経路の全ての閉そく区間を占有有りとし、占有確保信号を車上装置１に送信する。
【０１２２】
閉そく区間占有可否判定処理では、管理装置５は、記憶部５６０に記憶された閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３と閉そく区間占有情報ＤＢ５６５とを照査し、走行予定経路を構成する全ての閉そく区間が占有無しであり、且つ、占有有りの他の閉そく区間に対して、走行予定経路を確保することに支障が無いことを判定する。そして、この条件を満たすならば、走行予定経路の占有が可能であると判定する。閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３を用いることで、他列車の走行予定経路と競合しないように、進路構成を簡易且つ適切に行うことができる。
【０１２３】
車上装置１は占有確保信号を受信すると、進出ポイントに係る転てつ機制御装置３に対して、転てつ機２を反位に転換させるための転換指示信号を送信する。転てつ機制御装置３は車上装置１から転換指示信号を受信すると、自閉そく区間の占有が確保されているか否かを判定し、占有確保されているならば、自転てつ機２を反位に転換し、てっ査鎖錠する。そして、転換完了信号を車上装置１に送信する。
【０１２４】
車上装置１は、転てつ機制御装置３から転換完了信号を受信すると、車内信号機（出発信号機）を進行現示とし、走行予定経路への進入を許可する。自閉そく区間の占有が確保されていない場合は、自転てつ機２の転換・鎖錠を行わず、転換完了信号を車上装置１に送信しないようにすることで、進路が確保されていない状態で列車が進路内方に進入することを防止することができる。
【０１２５】
その後、列車が出発進行して分岐部分を進出すると、車上装置１は、転てつ機制御装置３に対して定位転換指示信号を送信する。転てつ機制御装置３は、車上装置１から定位転換指示信号を受信すると、反位に転換した転てつ機２のてっ査鎖錠を解錠し、定位に転換する制御を行う。これにより、列車が分岐部分を進出した後は、転てつ機２を速やかに定位に戻して解錠することができる。
【０１２６】
その後、車上装置１は、走行予定経路の終点側の進入ポイントに係る転てつ機制御装置３に定位転換指示信号を送信する。転てつ機制御装置３は車上装置１から定位転換指示信号を受信すると、自転てつ機２が定位に転換済みであることを確認する。そして、自転てつ機２をてっ査鎖錠した後、直ちに転換完了信号を車上装置１に送信する。そして、車上装置１は、車内信号機（場内信号機）を進行現示とし、場内への進入を許可する。転てつ機２は通常は定位に転換済みであるため、短時間のうちに転換完了信号を車上装置１に送信することができる。このため、駅構内に接近した列車の進入許可が早期且つ円滑になされる。
【０１２７】
その後、列車が進入ポイントを進出すると、車上装置１は、転てつ機制御装置３に対して定位への転換指示信号を送信する。転てつ機制御装置３は、車上装置１から定位への転換指示信号を受信すると、自転てつ機２が定位に転換済みであることを確認した後、自転てつ機２のてっ査鎖錠を解錠する。そして、列車が終点に到達すると、車上装置１は、走行予定経路の閉そく区間の占有解除を要求する占有解除要求信号を管理装置５に送信する。管理装置５は、車上装置１から受信した解除要求信号に基づいて、終点の閉そく区間を除く閉そく区間の占有を解除する。これにより、終点の閉そく区間に列車が進入することを防止しつつ、他の列車のために速やかに進路を開放することができる。
【０１２８】
６．変形例
６−１．線区
上記の実施形態では、閑散線区における運転保安について説明した。しかし、本発明は必ずしも閑散線区にのみ適用可能というわけではなく、都市部の線区についても同様に適用可能であることは勿論である。
【０１２９】
また、上記の実施形態では、列車が走行する線路は全部が単線であるものとして説明したが、線路の一部が単線であったり、一部又は全部が複線の場合に本発明を適用することも勿論可能である。この場合、複線の上下線それぞれに閉そく区間を定義することで、上記の実施形態と同様のロジックにより運転保安を実現することができる。
【０１３０】
６−２．行き違い可能停車場
上記の実施形態では、行き違い可能停車場として、島式ホームの駅を例に挙げて説明したが、行き違い可能停車場はこれに限られるわけではない。例えば、列車の行き違いや待合せを行うための信号場を行き違い可能停車場としてもよい。
【０１３１】
６−３．閉そく区間占有可否判定
図４で説明した閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３を以下のように構成して、閉そく区間の占有可否判定を行うことも可能である。
【０１３２】
図２０は、変形例における閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３Ｂを示す図である。テーブル構成自体は、図４の閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３と同じである。しかし、閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３Ｂでは、ハッチングを示した部分が閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３と異なっている。
【０１３３】
具体的には、図４のテーブルにおいて「×：確保支障」となっている閉そく区間の組合せの他に、（Ａ）上り閉そく区間「Ｂ１」と下り閉そく区間「Ａ５」との組合せ、（Ｂ）上り閉そく区間「Ｂ３」と下り閉そく区間「Ａ３」との組合せ、（Ｃ）上り閉そく区間「Ｂ５」と下り閉そく区間「Ａ１」との組合せ、についても確保支障「×：確保支障」が対応付けられている。これは、停車場の停止位置を含む閉そく区間の長さが短い場合に、列車の冒進を抑止するために規定したものである。従って、閉そく区間占有可否判定用テーブル５６３Ｂを用いて閉そく区間占有可否判定を行うことで、列車が冒進することを防ぐことができる。
【０１３４】
６−４．列車の位置検出
上記の実施形態では、車上装置１の速度発電機１４０が計測した速度に基づいて走行距離を算出し、列車の位置検出を行うものとして説明した。しかし、列車の位置検出方法はこれに限られるわけではなく、例えば衛星測位システムの一種であるＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して列車の位置を検出することも可能である。
【０１３５】
６−５．ＩＣタグによる通過位置の確認
線路に沿ってＩＣタグ９を設置し、車上装置１が走行予定経路を走行中に、ＩＣタグ９からＩＣタグ情報を受信して列車の通過位置を確認することとしてもよい。
【０１３６】
この場合は、軌道に沿って、例えば各閉そく区間の端部に１つの閉そく区間につき１つのＩＣタグ９を設置する。ＩＣタグ９は、例えばレール間の枕木方向中央位置に設置し、列車が閉そく区間を通過する際に、列車の車両下部（車体下部であってもよいし、台車下部であってもよい。）の枕木方向中央位置に設けられたタグリーダーによりＩＣタグ９と通信を行って、ＩＣタグ９からＩＣタグ情報を読み取る構成とすることが考えられる。
【０１３７】
図２１は、ＩＣタグ９の設置方法の説明図である。図の見方は図３と同じである。上り／下りの各方向について、各閉そく区間の進入側の端部には、ＩＣタグ９が１つずつ設置されている。各ＩＣタグ９には、当該ＩＣタグ９を識別するための識別情報（タグＩＤ）を割り当てて、記憶部に記憶させておく。車上装置１は、列車がＩＣタグ９の設置位置を通過する際に、タグリーダーによってＩＣタグ９からＩＣタグ情報を読み取る。
【０１３８】
この場合、車上装置１の記憶部１６０には、例えば図２２に示すような第２の区間定義情報ＤＢ１６２Ｂを記憶させておけばよい。第２の区間定義情報ＤＢ１６２Ｂは、図１２の区間定義情報ＤＢ１６２と同様のデータ構成であるが、閉そく区間通過順１６２５の欄に、ＩＣタグ通過順も併せて記憶されている。
【０１３９】
列車が走行予定経路を走行している間、車上装置１は、各閉そく区間に設置されているＩＣタグ９からＩＣタグ情報を読み取って受信し、受信したＩＣタグ情報を第２の区間定義情報ＤＢ１６２Ｂと照査することで、自列車が位置している閉そく区間を特定・確認する。このようにして列車の通過位置を確認することで、転てつ機制御装置３に対する転換指示信号の送信タイミング等を調整することができる。また、通過位置を随時確認することで、列車が冒進しないように制御することも可能となる。
【０１４０】
なお、第２の区間定義情報ＤＢ１６２Ｂを予め車上装置１の記憶部１６０に記憶させておくのではなく、車上装置１が、始点の出発時に管理装置５から走行予定経路に係るＩＣタグ９のリスト情報（タグリスト情報）を取得することとしてもよい。タグリスト情報には、走行予定経路を走行中に列車がＩＣタグ９を通過する順序を定めておけばよい。
【０１４１】
６−６．転てつ機の制御
上記の実施形態では、転てつ機制御装置３が、自閉そく区間が占有有りであることを確認した場合に、転てつ機２の制御を行うものとして説明した。前述したように、転てつ機制御装置３が自閉そく区間の占有有無を確認する手段は任意である。つまり、列車が走行予定経路の走行を開始する前に、転てつ機制御装置３が管理装置５から自閉そく区間の占有情報を取得することも可能であるし、車上装置１から自閉そく区間の占有情報を取得することも勿論可能である。
【０１４２】
また、列車は走行しており、車上装置１と転てつ機制御装置３との通信が無線により行われることを考えると、某かの通信障害によって、転てつ機制御装置３が車上装置１からの転換指示信号の受信に失敗することも想定される。そこで、管理装置５からの指示に従って、転てつ機制御装置３が転てつ機２を制御可能としてもよい。
【０１４３】
管理装置５は、各閉そく区間の占有情報を閉そく区間占有情報ＤＢ５６５で管理している。そのため、管理装置５が管理している占有情報に応じて転てつ機２の鎖錠／解錠を行うこととしても、列車運行の安全性は確保される。このことから、例えば、転てつ機２を鎖錠した列車が既に解錠指示できない地点にいるといったいわゆるロック状態に陥っている場合は、管理装置５が、走行予定経路の占有を解除したことを確認した後に、転てつ機制御装置３に対して転てつ機２の強制解錠を指示し、転てつ機２を強制的に解錠させることとしてもよい。
【０１４４】
６−７．列車ＩＤによる鎖錠／解錠
上記の実施形態では、転てつ機制御装置３が、自閉そく区間の占有情報に基づいて転てつ機２を鎖錠／解錠するものとして説明した。この転てつ機２の鎖錠／解錠の安全性をより確実ならしめるために、列車ＩＤによる鎖錠／解錠を行うこととしてもよい。
【０１４５】
この場合には、転てつ機制御装置３は、例えば、自閉そく区間の占有情報と併せて、自閉そく区間を占有確保した列車のＩＤを管理装置５から取得する。車上装置１は、転てつ機制御装置３と通信を行う際に、自列車のＩＤを転換指示信号に含めて転てつ機制御装置３に送信する。そして、転てつ機制御装置３は、車上装置１から受信した列車ＩＤと、自閉そく区間を占有確保している列車ＩＤとを照査し、列車ＩＤが一致する場合に、自転てつ機２を鎖錠／解錠させる。
【０１４６】
６−８．車上装置と管理装置との間の通信
上記の実施形態では、車上装置１と管理装置５とが駅伝送装置７を介して通信を行うものとして説明したが、駅伝送装置７を省略し、例えば携帯電話網を用いた無線通信によって車上装置１と管理装置５とを直接通信接続することもできる。
【符号の説明】
【０１４７】
１０００      運転保安システム
１              車上装置
１１０          処理部
１２０          管理装置用通信部
１３０          転てつ機用通信部
１４０          速度発電機
１６０          記憶部
２              転てつ機
３              転てつ機制御装置
３１０          処理部
３２０          管理装置用通信部
３３０          車上装置用通信部
３４０          Ｉ／Ｆ部
３６０          記憶部
４              分岐器
５              管理装置
５１０          処理部
５２０          操作部
５３０          表示部
５４０          車上装置用通信部
５５０          転てつ機用通信部
５６０          記憶部
７              駅伝送装置
９              ＩＣタグ
【図１】
0005683254.tif 000002
【図２】
0005683254.tif 000003
【図３】
0005683254.tif 000004
【図４】
0005683254.tif 000005
【図５】
0005683254.tif 000006
【図６】
0005683254.tif 000007
【図７】
0005683254.tif 000008
【図８】
0005683254.tif 000009
【図９】
0005683254.tif 000010
【図１０】
0005683254.tif 000011
【図１１】
0005683254.tif 000012
【図１２】
0005683254.tif 000013
【図１３】
0005683254.tif 000014
【図１４】
0005683254.tif 000015
【図１５】
0005683254.tif 000016
【図１６】
0005683254.tif 000017
【図１７】
0005683254.tif 000018
【図１８】
0005683254.tif 000019
【図１９】
0005683254.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0005683254.tif 000023