(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の軌道区間に向けて列車用の信号を供給可能な信号供給部と、
前記信号供給部と複数の軌道区間のうちいずれかとを選択的に接続する接続切替部と、
信号供給部と各軌道区間との間の各信号供給線についてそれぞれ信号の供給状態を検出する検出部と、
検出部による検出結果を各信号供給線毎に設定された閾値と比較し、信号の供給状態の良否を判断する診断部と、を備え、
前記接続切替部は、選択された信号供給線が診断部により信号供給不良と診断された場合には、他の正常な信号供給線を選択して軌道区間と接続することを特徴とする列車用信号供給システム。
【請求項２】
前記信号供給部を複数備え、
さらに、前記検出結果に基づき、各信号供給部の信号出力の診断結果を参照し、正常な信号出力の可能な信号供給部の中から信号の供給を行う信号供給部を選択するか、又は、信号供給部の使用順序に基づいて信号の供給を行う信号供給部を選択し、選択された信号供給部に対し、更に、前記信号供給部と信号供給先の軌道区間との間の信号供給線の診断結果を参照し、信号供給可能な状態であるときは前記信号供給部を選択し、信号供給不可能な状態であるときは別の信号供給部を選択する選択部を備えることを特徴とする請求項１に記載の列車用信号供給システム。
【請求項３】
前記検出部は、信号供給部から前記接続切替部を介して供給された信号の供給状態を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の列車用信号供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車用の信号を供給する列車用信号供給システムに関し、特に、一つの信号供給部から複数の軌道区間に向けて列車用の信号を供給可能な列車用信号供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動列車制御システム（ＡＴＣシステム）では、所定区間の軌道を複数に分割した軌道区間（閉塞区間）毎に信号供給部が設けられ、列車の規制速度を示す信号がこの信号供給部からそれぞれ対応する軌道区間の軌道に供給される。
【０００３】
列車には軌道に対向して前記信号を受信する受電器が設けられ、列車では、受信された信号に基づいて、表示または音声による規制速度の出力が行われたり、速度を超過した際の警報出力が行われたり、あるいは列車のブレーキあるいはモータの制御が行われたりする。
【０００４】
通常、この信号供給部は各軌道区間毎にそれぞれ複数設けられ、そのうち一つが故障した場合にも別の信号供給部から信号が供給されるように構成されている。すなわち、一つの所定区間に対する信号供給部の数は、軌道区間の数の２倍以上となっている。
【０００５】
また、列車速度が高いほど列車の制動距離は長くなるため、このシステムでは、先行列車との距離に応じて列車の最高速度が規定される。例えば、先行列車が一つ先あるいは二つ先の軌道区間に存在する際には規制速度＝０、三つ先に存在する場合には規制速度＝４５ｋｍ／ｈ、そして四つ先に存在する場合には規制速度＝７５ｋｍ／ｈと設定される。このような速度規制が行われる区間において列車を高速（例えば規制速度＝７５ｋｍ／ｈ）で運行するためには、縦続する列車間に空の軌道区間（すなわち列車の存在しない軌道区間）を複数（上記例では三つ以上）存在させる必要がある。すなわち、安全確保および高速運行の観点から、列車運行ダイヤグラムは縦続する列車間に複数の空の軌道区間が存在するように策定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の自動列車制御システムでは、信号供給部の数が所定区間内の軌道区間の数の２倍以上となっているのに対し、上記空の軌道区間が設定されるために、ダイヤグラム通りに運行された通常運転時における信号供給部の同時稼動数は前記軌道区間数より少なく、信号供給部の稼動率（実際に信号を供給している供給器数／全供給器数）は低くなっていた。その分、上記従来の自動列車制御システムでは、システムの設置およびメンテナンスにかかる手間および費用が高くなるとともに、無駄なエネルギ消費が多くなっていた。
【０００７】
このような課題の解決を図るべく、本発明の出願人は、特願２０００−３６５６７４号に記載の発明を既に提案している。該提案した発明にかかる列車用信号供給システムは、所定区間の軌道を複数に分割した軌道区間に列車用の信号を供給する信号供給部と、前記信号供給部と複数の軌道区間のうちいずれかとを選択的に接続して信号の供給される軌道区間を切り替える接続切替部と、を備える。このような構成により、一つの信号供給部から複数の軌道区間に対して信号を供給することができるため、軌道区間毎に信号供給部を設置する必要が無くなり、信号供給部の稼動率を向上することができる。
【０００８】
ところで、このシステムでは、信号供給部毎に信号供給の可否を判別している。軌道区間に信号が正常に供給されない場合としては、信号供給部自体に異常が生じた場合の他に、信号供給部は正常であるが、信号供給部と軌道区間との間の接続切替部を含む信号供給線に異常が生じている場合がある。ここで、後者の場合にも、信号供給部単位で信号供給の可否を決定し、その信号供給部からの信号供給を全て禁止してしまうようなシステムとすると、その信号供給部から信号を供給できる軌道区間に対しても、別の信号供給部からしか信号を供給することができず、その分、余分に信号供給部を準備する必要が生じてしまう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる列車用信号供給システムは、複数の軌道区間に向けて列車用の信号を供給可能な信号供給部と、前記信号供給部と複数の軌道区間のうちいずれかとを選択的に接続する接続切替部と、信号供給部と各軌道区間との間の各信号供給線についてそれぞれ信号の供給状態を検出する検出部と、検出部による検出結果を各信号供給線毎に設定された閾値と比較し、信号の供給状態の良否を判断する診断部と、を備え、前記接続切替部は、選択された信号供給線が診断部により信号供給不良と診断された場合には、他の正常な信号供給線を選択して軌道区間と接続する。
【００１０】
このような構成によれば、信号供給線単位で信号供給の可否を判別することができるので、信号供給部をより効率良く使用することができる。すなわち、信号供給部は、一つの信号供給線を経由して信号を供給できなくなった場合にも、他の正常な信号供給線を経由して信号供給を行うことができる。
【００１１】
また本発明では、前記信号供給部を複数備え、さらに、前記検出結果に基づき、各信号供給部の信号出力の診断結果を参照し、正常な信号出力の可能な信号供給部の中から信号の供給を行う信号供給部を選択するか、又は、信号供給部の使用順序に基づいて信号の供給を行う信号供給部を選択し、選択された信号供給部に対し、更に、前記信号供給部と信号供給先の軌道区間との間の信号供給線の診断結果を参照し、信号供給可能な状態であるときは前記信号供給部を選択し、信号供給不可能な状態であるときは別の信号供給部を選択する選択部を備えるのが好適である。このような構成によれば、信号供給線の状態に応じてより適切な信号供給部から信号を供給することができる。
【００１２】
また本発明では、検出部は、信号供給部から前記接続切替部を介して供給された信号の供給状態を検出するのが好適である。このような構成によれば、接続切替部の異常を含んだ信号供給線の異常を検出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる列車用信号供給システムをＡＴＣシステムとして構成した実施の形態について図面を参照して説明する。まずは、図１および図２を参照して列車用信号供給システムの構成について説明する。図１は、軌道の区分および列車の配置の一例を示す図、また図２は、列車用信号供給システムの概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、軌道１０は所定の区間（管轄区間）毎に区分される。各管轄区間は、さらに複数の軌道区間（例えば閉塞区間；１Ｔ〜１０Ｔ）に区分され、列車１２用の信号は軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）毎に供給される。このシステムでは、信号供給部２４は、軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）毎に設けられるのではなく、管轄区間に対して複数台設けられ、その中から選択された信号供給部（図１の例では、２４ｄ，２４ｃ，２４ｂ）が、列車１２の存在する軌道区間（同、１Ｔ，５Ｔ，７Ｔ）に選択的に接続され、それぞれ列車用の信号を供給する。
【００１５】
図２に示すように、列車用信号供給システム２０は、管轄区間毎に制御ユニット２２（＝信号供給装置）を備える。制御ユニット２２は、管轄区間内の列車１２用の信号（例えば列車の運行を制御するための信号、列車の規制速度を示すための信号等）の生成および供給を行う信号供給部２４を複数備える。軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）における列車１２の有無は、例えば公知の列車検出装置（ＴＤ；図示せず）によって検出され、制御ユニット２２は、この検出結果に基づいて動作する。また複数の制御ユニット２２およびＴＤは通信回線例えばＬＡＮ（図示せず）によって接続され、制御ユニット２２は、他の管轄区間の制御ユニット２２あるいはＴＤからも、情報（例えば列車用信号、ＴＤによる列車検出結果等）を取得することができる。
【００１６】
制御ユニット２２は、複数の信号供給部２４（２４ａ〜２４ｅ）と、制御ユニット２２各部の制御を司るとともに信号供給部２４に対する軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）の割り当てを決定する制御部２６例えばＣＰＵと、制御部２６の処理に用いられる各種パラメータを格納する記憶部２８（例えばＲＡＭ，ＲＯＭまたはハードディスク等）と、前記割り当てに応じて信号供給部２４と複数の軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）のうちのいずれかとを選択的に接続して信号の供給される軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）を切り替える接続切替部３０と、を備える。
【００１７】
各信号供給部２４は、信号供給線３２によって、管轄区間内の全軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）に並列に接続される。信号供給線３２にはそれぞれ第一開閉スイッチ（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ）３０ａが設けられており、この開閉スイッチ３０ａが閉じられたとき、信号供給部２４と軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）とが接続され、列車１２用の信号の供給が可能となる。すなわち本実施形態では、これら複数の第一開閉スイッチ３０ａによって接続切替部３０が構成されている。制御部２６は、軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）から、信号供給の必要な軌道区間（図１の例では１Ｔ，５Ｔ，７Ｔ）を決定し、さらにそれらのそれぞれに信号を供給する信号供給部（同、２４ｄ，２４ｃ，２４ｂ）を決定する。この決定については後に詳しく述べる。そして制御部２６は、その決定どおりに信号が供給されるよう、接続切替部３０すなわち第一開閉スイッチ３０ａを制御する。
【００１８】
信号供給線３２には、それぞれ、信号の供給状態を検出する検出部３４が設けられる。検出部３４は例えばカレントトランスを含み、信号供給線３２を流れる電流値を検出する。この検出部３４は、接続切替部３０の第一開閉スイッチ３０ａと軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）との間に設けられ、第一開閉スイッチ３０ａを介して供給された信号の供給状態を検出することができる。これにより、第一開閉スイッチ３０ａの開閉不良による供給状態の異常を検出することができる。
【００１９】
検出部３４による検出結果は診断部３６に入力され、ここで信号供給状態の良否が判別される。診断部３６は、各信号供給線３２毎に設定される閾値（例えば電流値）と検出結果とを比較して、良否判別を行う。この診断部３６は、制御部２６から第一開閉スイッチ３０ａに入力される開閉制御信号を取得し、信号供給線３２（第一開閉スイッチ３０ａ）の開状態および閉状態の双方における信号供給状態の良否を判別することができる。この診断結果は、記憶部２８に記憶される。なお、この診断部３６は、ＣＰＵ（制御部２６）内に設けてもよい。
【００２０】
上記検出部３４による検出および診断部３６による診断は、実際に列車１２に向けて供給された信号に対して行ってもよいし、列車１２の存在しない軌道区間（図１の例では、２Ｔ〜４Ｔ，８Ｔ，９Ｔ）に向けて供給された検査用の信号に対して行ってもよい。なお、検査用の信号は、実際の列車１２用の信号と同じ信号とするのが望ましい。
【００２１】
また、各信号供給線３２において、検出部３４と軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）との間には、診断部３６の診断結果（あるいは検出部３４の検出結果）に基づいて信号供給線３２を開閉する第二開閉スイッチ（例えば機械式リレー）３８が設けられる。第二開閉スイッチ３８は、通常状態（すなわち診断部３６により信号供給状態が正常と診断されている状態）では閉じられているが、診断部３６により、その第二開閉スイッチ３８を備えた信号供給線３２の信号供給状態が不良と診断されたときには開かれる。なお、第二開閉スイッチ３８の開閉制御は制御部２６によって行われてもよいし、診断部３６によって行われてもよい。また、第二開閉スイッチ３８の開閉は、信号供給線３２毎に独立に行われてもよいし、同じ信号供給部２４に接続される複数の第二開閉スイッチ３８毎に連動して行われてもよい。
【００２２】
次に、本実施形態にかかる列車用信号供給システム２０における軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）と信号供給部２４との対応付けの決定について説明する。なお、以下の対応付けの決定は、何らかの状態変化が発生したとき（例えば、管轄区間内に新たに列車１２が進入したとき、列車１２の存在する軌道区間（１Ｔ〜１０Ｔ）が変化したとき、信号供給線３２の供給状態が変化したとき、または信号供給部２４の出力状態が変化したとき等）に行われてもよいし、所定のタイミング（例えば所定の時間間隔）で行われてもよい。
【００２３】
制御部２６は、ＴＤによる列車１２の検出結果に基づいて、信号供給を行う軌道区間（図１の例では、１Ｔ，５Ｔ，７Ｔ）を決定する。まず、列車１２の存在する軌道区間（同、１Ｔ，５Ｔ，６Ｔ，７Ｔ，１０Ｔ）が信号の供給先の候補とされ、列車１２が連続した軌道区間（同、６Ｔおよび７Ｔ，１０Ｔおよび１１Ｔ）に跨って検出された場合には、進行方向先側の軌道区間（同、７Ｔ）のみが、信号の供給先として決定される。
【００２４】
次いで制御部２６は、信号供給を行う軌道区間（図１の例では、１Ｔ，５Ｔ，７Ｔ）に対してどの信号供給部（２４ａ〜２４ｅ）から信号を供給するかを決定する。この工程は、制御ユニット２２内の複数の信号供給部２４から、信号の供給を行う信号供給部２４を選択する工程に相当する。制御部２６は、以下１）〜３）の条件に基づいて信号供給部２４を選択する。
【００２５】
１）信号供給部２４の信号出力の可否：  各信号供給部２４の信号出力の可否が、所定のタイミング（例えば所定の時間間隔）で診断され、その結果が記憶部２８に格納されている。制御部２６は、その診断結果を参照し、正常な信号出力の可能な信号供給部２４の中から、信号供給部２４を選択する。なお、信号出力の可否の判断要素としては、例えば、信号供給部２４の出力電圧が所定の電圧範囲内であるか、あるいは変調（例えば周波数変調）が正しく行われているか、等がある。
【００２６】
２）信号供給部２４の使用順序：  複数の信号供給部２４は、非使用状態の長期化による不具合発生あるいは不具合検出の遅延を抑制するため、できるだけ万遍なく使用し、使用回数あるいは使用時間を全信号供給部２４でより均一化するのが望ましい。このため、信号供給部２４の使用順序が記憶部２８に記憶されており、制御部２６は、この使用順序に基づいて信号供給部２４を選択する。使用順序は、例えば、ローテーション（２４ａ→２４ｂ→２４ｃ→２４ｄ→２４ｅ→２４ａ→２４ｂ→・・・）として設定される。また、管轄区間の入口となる軌道区間（図１の例では１Ｔ）以外の軌道区間（この場合、５Ｔ，７Ｔ）に対しては、列車１２がその手前の軌道区間（同、４Ｔ，６Ｔ）にいるときには、通常、その軌道区間（同、４Ｔ，６Ｔ）に対して信号を供給していた信号供給部２４が、選択される。
【００２７】
３）信号供給線３２の使用可否：  制御部２６は、各信号供給線３２に対する診断部３６による診断結果（あるいは検出部３４による検出結果）に基づいて、信号供給部２４を選択する。例えば制御部２６は、上記１）および２）の条件から選択候補となった信号供給部２４に対し、その信号供給部２４と信号供給先の軌道区間（図１の例では、１Ｔ，５Ｔ，７Ｔ）との間の信号供給線３２の診断結果を参照し、信号供給可能な状態であるときは、その信号供給部２４を選択するが、信号供給不可能な状態であるときは、別の信号供給部２４を選択する。その際、再度上記１）および２）の条件に基づいて別の信号供給部２４を選択してもよい。
【００２８】
その一例を図３を参照して説明すると、軌道区間１Ｔに新たに列車１２が進入した際、上記条件１）および２）により、制御部２６は、信号供給部２４ｄを第一候補として選択するが、この信号供給部２４ｄと軌道区間１Ｔとの間の信号供給線３２には第一開閉スイッチ３０ａに故障が発生していたため、信号供給不可と診断されていたとする（なお、このとき、第二開閉スイッチ３８は開かれている）。このため、制御部２６は信号供給部２４ｄを除く他の信号供給部２４について上記条件１）および２）により、使用順序が信号供給部２４ｄの次であり、かつ軌道区間１Ｔとの間の信号供給線３２の正常な、信号供給部２４ｅを代わりに選択する（図３（ａ））。このとき制御部２６は、信号供給部２４ｄが信号供給線３２の異常により選択できなかったことを、記憶部２８に記憶しておく。列車１２が進行し、次の軌道区間２Ｔに進入すると、制御部２６は、手前の軌道区間１Ｔで実際に使用していた信号供給部２４ｅではなく、軌道区間１Ｔで使用する第一候補であった信号供給部２４ｄを選択する。すなわち、軌道区間２Ｔの前の軌道区間１Ｔで信号供給線３２の異常により選択できなかった信号供給部２４ｄがある場合には、制御部２６は、当該軌道区間２Ｔに信号を供給する信号供給部２４として、その選択できなかった信号供給部２４ｄを選択する（図３（ｂ））。本実施形態では信号供給線３２毎に信号供給の良否が判別されるので、信号供給線３２（またはその信号供給線３２に設けられる第一開閉スイッチ３０ａ）に信号供給不良が生じた場合には、その信号供給線３２は用いられないように制御されるが、その不具合の生じた信号供給線３２に接続される信号供給部２４は、他の正常な信号供給線３２を介して、信号の供給を行うことができる。
【００２９】
こうして制御部２６は、軌道区間（図１の例では、１Ｔ，５Ｔ，７Ｔ）に対してそれぞれ信号を供給する信号供給部（同、２４ｄ，２４ｃ，２４ｂ）を決定し、その対応付けにしたがってこれらが接続されるよう、接続切替部３０（第一開閉スイッチ３０ａの開閉）を制御する。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、信号供給部から複数の軌道区間に対して信号の供給可能な列車用信号供給システムにおいて、信号供給部の更なる有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる列車用信号供給システムの適用される軌道の区分および列車の配置の一例を示す図である。
【図２】  本発明にかかる列車用信号供給システムの概略構成図である。
【図３】  本発明にかかる列車用信号供給システムにおける信号供給部と軌道区間との接続の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  軌道、１２  列車、２０  列車用信号供給システム、２２  制御ユニット、２３  通信回線、２４（２４ａ〜２４ｅ）  信号供給部、２６  制御部、２８  記憶部、３０  接続切替部、３０ａ  第一開閉スイッチ、３２  信号供給線、３４  検出部、３６  診断部、３８  第二開閉スイッチ、１Ｔ〜１０Ｔ  軌道区間。
【図１】
0004626928.tif 000002
【図２】
0004626928.tif 000003
【図３】
0004626928.tif 000004