(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上装置と列車に搭載された車上装置とを有し、
前記地上装置は、終端防護区間あるいは誤出発防止区間の進入側の速度照査位置に設置された２個１対の地上子と、終端防護区間あるいは誤出発防止区間の各速度制限区間の境界にそれぞれ設置された地上子とを有し、前記２個１対の地上子の間隔と各速度制限区間の間隔は、列車が制限速度で走行したときの通過時間があらかじめ車上装置に設定された標準時間になるように定められ、
前記車上装置は、列車に設けられた車上子が地上子と結合した時から次の地上子と結合したことを検出する時までの間、あらかじめ設定されたサンプリング時間ごとに列車の速度をサンプリングして平均速度を算出し、算出した平均速度と車上子が地上子と結合した時から次の地上子と結合するまでの時間により２つの地上子の間隔を算出し、算出した２つの地上子の間隔とあらかじめ設定された標準時間により終端防護区間あるいは誤出発防止区間の進入側境界及び各速度制限区間の境界より列車進行方向前方の制限速度区間における制限速度を算出し、算出した制限速度により終端防護区間あるいは誤出発防止区間の列車速度を制御することを特徴とする列車速度制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、終端防護区間あるいは誤出発防止区間において列車の速度を制御する列車速度制限装置、特に速度制限機能の向上と地上子の設置費用の低減に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車上速度照査機能を有するＡＴＳ装置は、図６に示すように、レール１に沿って設置された２個１対の地上子２ａ，２ｂ間を列車３が制限速度Ｖで走行したときの通過時間があらかじめ車上装置４１に設定された標準時間Ｔになるようにその間隔Ｌが定められている。列車３に搭載した車上装置３は車上子１６が各地上子２ａ，２ｂと結合したときの時間差、すなわち２つの地上子２ａ，２ｂ間の通過時間Ｔ１を計測し、計測した通過時間Ｔ１と設定されている標準時間Ｔｓとを比較し、通過時間Ｔ１が標準時間Ｔｓより短いときは、列車が制限速度以上で走行しているとしてブレーキ制御を行い、通過時間Ｔ１が標準時間Ｔｓより長いときは、列車が制限速度以下で走行しているとしてブレーキ制御を行わないようにしている。
【０００３】
この従来の車上速度照査機能を有するＡＴＳ装置では、２個１対の地上子２ａ，２ｂが設置されている速度照査地点でだけ列車速度を制御していて、列車３が速度照査地点を通過した後は速度制御ができなかった。また、列車３が速度照査地点を通過した後は速度制御ができないため、例えば終端防護区間あるいは誤出発防止区間において列車３が速度照査地点を通過した後に再力行した場合の防護を行うため、列車３の進入速度を遅くしなければならなかった。
【０００４】
これに対して速度照査地点を通過した後も次の速度照査地点まで連続して速度制御を行う列車速度制御装置が特許文献１に開示されている。この列車速度制御装置は、図７に示すように、車上子１６が速度照査用の２つの地上子２ａ，２ｂとそれぞれ結合したときの速度Ｖ１１，Ｖ１２を検出し、検出した速度Ｖ１１，Ｖ１２から２つの地上子２ａ，２ｂ間の平均速度Ｖ１＝（Ｖ１１＋Ｖ１２）／２を算出する。この算出した平均速度Ｖ１と２つの地上子２ａ，２ｂ間の通過時間Ｔ１から２つの地上子の間隔Ｌを算出し、算出した間隔Ｌと標準時間Ｔｓとにより速度照査地点の制限速度Ｖｃを算出し、算出した制限速度Ｖｃにより次の速度照査地点まで列車の速度を制御している。
【０００５】
また、特許文献１に示された列車速度制御装置により終端防護区間あるいは誤出発防止区間において列車３の過走を防止するため、図８に示すように、各速度照査地点２１ａ〜２１ｄにそれぞれ２個１対の地上子２ａａ，２ｂａ〜地上子２ａｄ，２ｂｄを配置し、各速度照査地点２１ａ〜２１ｄで算出した制限速度により次の速度照査地点まで列車３の速度を制御して、列車３の速度を階段状のパターンで制御するようにしている。
【特許文献１】特開平７−１２３５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のように、車上子１６が速度照査用の２つの地上子２ａ，２ｂとそれぞれ結合したときの速度Ｖ１１，Ｖ１２を検出し、検出した速度Ｖ１１，Ｖ１２から２つの地上子２ａ，２ｂ間の平均速度Ｖ１を算出して速度照査地点の制限速度Ｖｃを算出していると、何らかしらの原因で列車が速度照査地点で停止したり、速度が大きく変動した場合、２つの地上子２ａ，２ｂの間隔Ｌを正確に算出することはできず、速度照査地点の制限速度Ｖｃを算出できなくなり列車３の速度を適切に制御できなくなってしまう。
【０００７】
また、終端防護区間あるいは誤出発防止区間において、列車３の速度を階段状のパターンで制御する場合、各速度照査地点２１ａ〜２１ｄにそれぞれ２個１対の地上子２ａａ，２ｂａ〜地上子２ａｄ，２ｂｄを配置する必要があり、地上子の設置個数が多くなり、多くの費用がかかるという短所もある。
【０００８】
この発明は、このような短所を改善し、列車の制限速度を精度良く検出して、列車の種別ごとに制限速度を連続して可変制御を行うことができるとともに、列車の速度を階段状の速度パターンで制御する場合でも、地上子の設置数量を大幅に削減することができる列車速度制限装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の列車速度制限装置は、地上装置と列車に搭載された車上装置とを有し、前記地上装置は、終端防護区間あるいは誤出発防止区間の進入側の速度照査位置に設置された２個１対の地上子と、終端防護区間あるいは誤出発防止区間の各速度制限区間の境界にそれぞれ設置された地上子とを有し、前記２個１対の地上子の間隔と各速度制限区間の間隔は、列車が制限速度で走行したときの通過時間があらかじめ車上装置に設定された標準時間になるように定められ、前記車上装置は、列車に設けられた車上子が地上子と結合した時から次の地上子と結合したことを検出する時までの間、あらかじめ設定されたサンプリング時間ごとに列車の速度をサンプリングして平均速度を算出し、算出した平均速度と車上子が地上子と結合した時から次の地上子と結合するまでの時間により２つの地上子の間隔を算出し、算出した２つの地上子の間隔とあらかじめ設定された標準時間により終端防護区間あるいは誤出発防止区間の進入側境界及び各速度制限区間の境界より列車進行方向前方の制限速度区間における制限速度を算出し、算出した制限速度により終端防護区間あるいは誤出発防止区間の列車速度を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、車上子が地上子と結合した時から次の地上子と結合したことを検出した時までの間のサンプリング時間ごとに列車の速度をサンプリングして平均速度を算出して速度照査用の２つの地上子の間隔を算出するから、列車が速度照査位置で停止したり、速度が大きく変動した場合であっても速度照査用の２つの地上子の間隔を正確に算出することができ、制限速度区間の制限速度を車上装置で正確に検出することができる。
【００１１】
また、終端防護区間あるいは誤出発防止区間の進入側境界の速度照査位置に２個１対の地上子を設置し、各制限速度区間の境界にそれぞれ地上子を設置し、２つの地上子の間隔を算出して各制限速度区間の制限速度を検出するから、終端防護区間あるいは誤出発防止区間において階段状で、かつ連続的な速度制限を行うことができ、終端防護区間あるいは誤出発防止区間の進入速度を速くすることができるとともに、列車が再力行することを防護することができる。
【００１２】
さらに、終端防護区間あるいは誤出発防止区間の進入側境界の速度照査位置に２個１対の地上子を設置し、各制限速度区間の境界にそれぞれ地上子を設置するだけで良いから、地上子の設置個数を大幅に減少することができ、地上子の設置費用を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はこの発明の列車速度制限装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、列車速度制御装置は、速度照査地点のレール１に沿って設置された２個１対の速度照査用地上子２ａ，２ｂと、列車３に搭載された車上装置４を有する。２個１対の地上子２ａ，２ｂは列車３が制限速度Ｖｃで走行したときの通過時間があらかじめ車上装置４に設定された標準時間Ｔｓになるようにその間隔Ｌが定められている。例えば図２に示すように制限速度Ｖｃ＝Ｚkm/hから制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hに減速し、制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間を走行した後、制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hに変える場合、制限速度Ｖｃ＝Ｚkm/hの区間と制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間の境界の速度照査位置に制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hと標準時間Ｔｓで定められた間隔ＬＡで２個１対の地上子２ａＡと地上子２ｂＡが設置され、制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間と制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hの区間の境界の速度照査位置に制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hと標準時間Ｔｓで定められた間隔ＬＢで２個１対の地上子２ａＢと地上子２ｂＢが設置されている。
【００１４】
車上装置４は地上子検出部５と計時部６と速度算出部７と速度サンプリング部８とサンプリング速度記憶部９と平均速度演算部１０と地上子間隔演算部１１と標準時間設定部１２と制限速度演算部１３と制限速度保持部１４及び速度比較部１５を有する。
【００１５】
地上子検出部５は車上子１６に接続され、車上子１６が地上子２ａ，２ｂと結合したことを検出する。計時部６は地上子検出部５から速度照査開始用の地上子２ａの検出信号を入力した時に時間の計測を開始し、地上子検出部５から速度照査終了用の地上子２ｂの検出信号を入力した時に時間の計測を終了する。すなわち、計時部６は列車３が地上子２ａ，２ｂ間を通過する時間Ｔ１を計測する。速度算出部７は速度発電機１７からの信号により列車３の速度を算出する。速度サンプリング部８は地上子検出部５から速度照査開始用の地上子２ａの検出信号を入力した時にサンプリング処理を開始し、その時、速度算出部７で算出している速度Ｖ１をサンプリング速度記憶部９に格納し、以後、計時部６から出力されている時間があらかじめ設定されたサンプリング時間ΔＴが経過するたびに速度算出部７で算出している速度Ｖｉ｛ｉ＝２〜（ｎー１｝）をサンプリング速度記憶部９に格納し、地上子検出部５から速度照査終了用の地上子２ｂの検出信号を入力した時に速度算出部７で算出している速度Ｖｎをサンプリング速度記憶部９に格納してサンプリング処理を終了する。平均速度演算部１０は速度照査開始用の地上子２ａを検出してから速度照査終了用の地上子２ｂを検出するまでの間にサンプリング速度記憶部９に格納された速度Ｖ１〜Ｖｎを平均して平均速度Ｖｍを算出する。地上子間隔演算部１１は平均速度演算部１０で算出した平均速度Ｖｍと計時部６で計測した列車３が地上子２ａ，２ｂ間を通過する時間Ｔ１から地上子２ａ，２ｂ間の間隔Ｌ＝（Ｖｍ×Ｔ１）を算出する。標準時間設定部１２にはあらかじめ速度照査用の一定時間、例えば500msecが標準時間Ｔｓとして設定されている。制限速度演算部１３は地上子間隔演算部１１で算出した地上子２ａ，２ｂ間の間隔Ｌと標準時間設定部１２に設定された標準時間Ｔｓにより地上子２ｂより前方の制限速度区間の制限速度Ｖｃ＝（Ｌ／Ｔｓ）を算出して制限速度保持部１４に格納する。速度比較部１５は制限速度保持部１４に保持している制限速度Ｖｃと速度算出部７から逐次送られる列車３の速度Ｖと比較し、速度Ｖが制限速度Ｖｃを超えたときブレーキ制御を実施して速度制限を行う。
【００１６】
前記のように構成した列車速度制限装置で列車３の速度を例えば図２に示すように制限速度Ｖｃ＝Ｚkm/hから制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hに減速するときの処理を図３のフローチャートを参照して説明する。
【００１７】
列車３が制限速度Ｖ＝Ｚkm/hの区間を走行しているときに、車上装置４の地上子検出部５で車上子１６が速度照査開始用の地上子２ａＡと結合したことを検出すると、地上子検出部５は速度照査開始信号を計時部６と速度サンプリング部８に送る（ステップＳ１）。計時部６は速度照査開始信号を入力すると時間の計測を開始し、計測している時間を速度サンプリング部８と地上子間隔演算部１１に送る。速度サンプリング部８は速度照査開始信号を入力すると、その時、速度算出部７で算出した速度Ｖ１を取得してサンプリング速度記憶部９に記憶させる（ステップＳ２）。速度サンプリング部８は、その後、計時部６から出力されている時間があらかじめ設定されたサンプリング時間ΔＴに達すると（ステップＳ３）、速度算出部７で算出している速度Ｖ２を取得してサンプリング速度記憶部９に格納する（ステップＳ４）。この速度のサンプリングを計時部６から出力されている時間がサンプリング時間ΔＴに達するたびに繰り返して速度Ｖｉ｛ｉ＝２〜（ｎー１｝）をサンプリング速度記憶部９に格納する（ステップＳ５，Ｓ３，Ｓ４）。
【００１８】
この速度サンプリング部８で速度のサンプリングを行っているとき、地上子検出部５で車上子１６が速度照査終了用の地上子２ｂＡと結合したことを検出すると、地上子検出部５は速度照査終了信号を計時部６と速度サンプリング部８及び平均速度演算部１０に送る（ステップＳ５）。計時部６は速度照査終了信号を入力すると時間の計測を終了し、計測した時間Ｔ１Ａを速度サンプリング部８と地上子間隔演算部１１に送る。速度サンプリング部８は速度照査終了信号を入力すると、その時、速度算出部７で算出した速度Ｖｎを取得してサンプリング速度記憶部９に記憶させる（ステップＳ６）。
【００１９】
このように車上子１６が速度照査開始用の地上子２ａＡと結合したことを検出した時から速度照査終了用の地上子２ｂＡと結合したことを検出した時までの間、サンプリング時間ΔＴごとに速度Ｖをサンプリングするから、列車３が地上子２ａＡと地上子２ｂＡの間で停止しても、図４に示すように、時間に対して変化する速度をサンプリング速度記憶部９に記憶させることができる。
【００２０】
平均速度演算部１０は地上子検出部５から速度照査終了信号を入力すると、サンプリング速度記憶部９に格納された速度Ｖ１〜Ｖｎを平均して平均速度Ｖｍを算出して地上子間隔演算部１１に送る（ステップＳ７）。地上子間隔演算部１１は平均速度演算部１０から入力した平均速度Ｖｍと計時部６で計測した列車３が地上子２ａＡ，２ｂＡ間を通過する時間Ｔ１Ａから地上子２ａＡと地上子２ｂＡの間隔ＬＡ＝（Ｖｍ×Ｔ１Ａ）を算出して制限速度演算部１３に送る（ステップＳ８）。制限速度演算部１３は入力した地上子２ａＡと地上子２ｂＡの間隔ＬＡと標準時間設定部１２に設定されている速度照査用の標準時間Ｔｓにより地上子２ｂＡより前方の制限速度区間の制限速度Ｖｃ＝Ａ＝（ＬＡ／Ｔｓ）を算出して制限速度保持部１４に格納する（ステップＳ９）。速度比較部１５は、列車３が制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間と制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hの区間の境界の速度照査位置に達するまで制限速度保持部１４に保持している制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hと速度算出部７から逐次送られる列車３の速度Ｖとを比較し、速度Ｖが制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hを超えたときブレーキ制御を実施して速度制限を行う（ステップＳ１０）。
【００２１】
このように車上子１６が速度照査開始用の地上子２ａＡと結合した時から速度照査終了用の地上子２ｂＡと結合したことを検出した時までの間のサンプリング時間ΔＴごとに速度Ｖをサンプリングして平均速度Ｖｍを算出して地上子２ａＡと地上子２ｂＡの間隔ＬＡを算出するから、列車３が速度照査位置で停止したり、速度が大きく変動した場合であっても地上子２ａＡと地上子２ｂＡの間隔ＬＡを正確に算出することができ、列車３の制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hを車上装置４で正確に検出することができる。
【００２２】
列車３が制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間を走行して制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hの区間の境界の速度照査位置に達して車上子１６が速度照査開始用の地上子２ａＢと結合した時から速度照査終了用の地上子２ｂＢと結合したことを検出した時までの間も同様にサンプリング時間ΔＴごとに速度Ｖをサンプリングして平均速度Ｖｍを算出して地上子２ａＢと地上子２ｂＢの間隔ＬＢを算出して制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hを検出する。
【００２３】
次に、速度照査開始用の地上子２ａと結合した時から速度照査終了用の地上子２ｂと結合したことを検出した時までの間のサンプリング時間ΔＴごとに速度Ｖをサンプリングして平均速度Ｖｍを算出して地上子２ａと地上子２ｂの間隔を算出し、算出した間隔と速度照査用の標準時間Ｔｓにより速度照査終了用の地上子２ｂより前方の制限速度区間の制限速度を算出して列車３の速度を制御する列車速度制限装置で、終端防護区間あるいは誤出発防止区間において列車３の速度を階段状の速度パターンで制御する場合について説明する。
【００２４】
例えば車止め１８と絶対停止地上子１９がある終端防護区間において、図５の配置図に示すように、制限速度Ｖｃ＝Ｚkm/hの区間と終端防護区間２０の制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間の境界の速度照査位置に制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hと標準時間Ｔｓで定められた間隔ＬＡで２個１対の地上子２ａと地上子２ｂが設置され、制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間と制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hの区間の境界には地上子２ｃが設置され、制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hの区間と制限速度Ｖｃ＝Ｃkm/hの区間の境界には地上子２ｄが設置され、制限速度Ｖｃ＝Ｃkm/hの区間と制限速度Ｖｃ＝Ｄkm/hの区間の境界には地上子２ｅが設置されている。
【００２５】
この終端防護区間２０内の各制限速度区間の境界に設置された地上子２ｂ，２ｃ，２ｄは、速度照査終了用と速度照査開始用を兼用し、地上子２ａと地上子２ｂの間隔は制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hと標準時間Ｔｓで定められた間隔ＬＡであり、制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間の間隔は制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hと標準時間Ｔｓで定められた間隔ＬＢであり、制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hの区間の間隔は制限速度Ｖｃ＝Ｃkm/hと標準時間Ｔｓで定められた間隔ＬＣであり、制限速度Ｖｃ＝Ｃkm/hの区間の間隔は制限速度Ｖｃ＝Ｄkm/hと標準時間Ｔｓで定められた間隔ＬＤである。
【００２６】
そして列車３の車上子１６が終端防護区間２０の速度照査開始用の地上子２ａと結合した時から制限速度Ｖｃ＝Ｚkm/hの区間と制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間の境界に設けられた地上子２ｂと結合したことを検出した時までの間のサンプリング時間ΔＴごとに速度Ｖをサンプリングして平均速度Ｖｍを算出して地上子２ａと地上子２ｂの間隔ＬＡを算出して制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hを検出する。この検出した制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hに応じて列車３を走行させる。列車３が制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間を走行しているとき、車上子１６が地上子２ｂと結合した時から制限速度Ｖｃ＝Ａkm/hの区間と制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hの区間の境界に設けられた地上子２ｃと結合したことを検出した時までの間のサンプリング時間ΔＴごとに速度Ｖをサンプリングして平均速度Ｖｍを算出して地上子２ｂと地上子２ｃの間隔ＬＢを算出して制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hを検出する。同様に、列車３が制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hの区間を走行しているとき、車上子１６が地上子２ｃと結合した時から制限速度Ｖｃ＝Ｂkm/hの区間と制限速度Ｖｃ＝Ｃkm/hの区間の境界に設けられた地上子２ｄと結合したことを検出した時までの間のサンプリング時間ΔＴごとに速度Ｖをサンプリングして平均速度Ｖｍを算出して地上子２ｃと地上子２ｄの間隔ＬＣを算出して制限速度Ｖｃ＝Ｃkm/hを検出し、列車３が制限速度Ｖｃ＝Ｃkm/hの区間を走行しているとき、車上子１６が地上子２ｄと結合した時から制限速度Ｖｃ＝Ｃkm/hの区間と制限速度Ｖｃ＝Ｄkm/hの区間の境界に設けられた地上子２ｅと結合したことを検出した時までの間のサンプリング時間ΔＴごとに速度Ｖをサンプリングして平均速度Ｖｍを算出して地上子２ｄと地上子２ｅの間隔ＬＤを算出して制限速度Ｖｃ＝Ｄkm/hを検出する。
【００２７】
このように終端防護区間２０の進入側境界の速度照査位置に２個１対の地上子２ａと地上子２ｂを設置し、各制限速度区間の境界に地上子２ｃと地上子２ｄ及び地上子２ｅを設置し、地上子２ｂ，２ｃ，２ｄで速度照査終了用と速度照査開始用を兼用することにより、終端防護区間２０において階段状で、かつ連続的な速度制限を行うことができ、列車３の速度が各速度制御区間で制限速度になったときにブレーキ制御を行うことができ、図５に示すように終端防護区間２０における列車３の進入速度Ｖｔを従来の車上速度照査機能を有するＡＴＳ装置を使用した場合の進入速度Ｖｓより速くすることができるとともに、終端防護区間２０において列車３が再力行することを防護することができる。
【００２８】
また、終端防護区間２０の進入側境界の速度照査位置に地上子２ａと地上子２ｂを設置し、各制限速度区間の境界に地上子２ｃと地上子２ｄ及び地上子２ｅを設置するだけで良いから、地上子の設置個数を大幅に減少することができ、地上子の設置費用を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の列車速度制限装置の構成を示すブロック図である。
【図２】２個１対の速度照査用地上子の配置図である。
【図３】制限速度検出処理を示すフローチャートである。
【図４】サンプリング時間毎にサンプリングした速度の変化特性図である。
【図５】速度照査用地上子の他の配置図である。
【図６】従来のＡＴＳ装置の配置図である。
【図７】従来の列車速度制御装置で制限速度を算出するときの処理の説明図である。
【図８】従来の列車制御装置で設計したときの制限速度の速度パターンと地上子の配置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１；レール、２；地上子、３；列車、４；車上装置、５；地上子検出部、
６；計時部、７；速度算出部、８；速度サンプリング部、
９；サンプリング速度記憶部、１０；平均速度演算部、１１；地上子間隔演算部、
１２；標準時間設定部、１３；制限速度演算部、１４；制限速度保持部、
１５；速度比較部、１６；車上子、１７；速度発電機、１８；制限速度切換制御部。
【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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