(57)【要約】【課題】地上，車上間で無線通信を行って列車の運転制御を行う際に、無線機能の損なわれた列車を速やかに退避できるようにする。【解決手段】分岐部を中心に形成された列車管理領域群と、その列車管理領域群の各列車管理領域内への列車の進入，進出を検出するトランスポンダ装置と、前記列車管理領域群内に在線する列車と無線交信により得られた列車位置及び前記トランスポンダ装置による列車位置に基づいてその列車管理領域群内に在線する列車を一つの列車管理領域内には一つの列車のみの在線を許すように監視，管理する、地上に設けられた列車管理機と、無線通信機能の損なわれた列車が発生したときに、その列車を前記列車管理領域群内に導き、その後、その列車を前記トランスポンダ装置によりその列車を監視，管理する列車管理機制御手段とからなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の走行する軌道の本線と分岐線との接続する分岐部を中心にその本線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域、その列車管理領域の両側に所定の長さを有してその本線上にそれぞれ形成された列車管理領域及びその分岐線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域からなる列車管理領域群と、
前記列車管理領域群の各列車管理領域内への列車の進入及びその各列車管理領域内からの列車の進出を検出し、少なくとも分岐部又は進路の列車走行安全確保領域近傍に設けられたトランスポンダ装置と、
前記列車管理領域群内に在線する列車と無線交信により得られた列車位置及び前記トランスポンダ装置による列車位置に基づいてその列車管理領域群内に在線する列車を前記２種の列車位置の関連付けを行うことで監視，管理し、分岐部を含む列車管理領域内には一つの列車のみの在線を許すように監視，管理する、地上に設けられた列車管理機と、
無線通信機能の損なわれた列車が発生したときに、その列車を前記列車管理領域群内に導き、他の隣接している管理領域内の列車が前記当該管理領域に進入しようとする場合は、その境界手前で安全に停止させるべき列車制御情報を送出し、その後、無線機能の損なわれた列車を前記トランスポンダ装置によりその列車を監視，管理する列車管理機制御手段と、
からなることを特徴とする列車制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の列車制御装置において、トランスポンダ装置は、有電源型又は無電源型であることを特徴とする列車制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の列車制御装置において、列車管理機における列車の在線状態は、停電時に記憶の喪失しないメモリに記憶されるものであることを特徴とする列車制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の列車制御装置において、列車位置の検知は、その列車に搭載された車上無線機及びその列車の走行する軌道に沿って設けられた沿線無線機で無線ネットワークを形成し、その車上無線機の車上アンテナとその沿線無線機の沿線アンテナとの間の無線伝搬遅延により列車位置を検知する無線測距方式で行われることを特徴とする列車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車制御装置に係り、特に、地上装置と車上装置との間で無線交信を行って列車制御を行う際に無線通信機能の失われた列車を安全に退避させ、他の正常な列車を安全に運転できるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線測距方式を利用した列車制御システムは、列車（鉄輪列車及びゴムタイヤ都市型軽量列車を含む。）に車上無線機を搭載し、その列車の走行する軌道の沿線に沿って所定の間隔をもって設置された複数の沿線無線機との間で無線ネットワークを形成し、車上無線機の車上アンテナと沿線無線機の沿線アンテナとの無線伝搬遅延（時間）を計測して列車位置を検知し、その検知された列車位置に基づいて列車制御を行うように構成されている（特許文献１参照。）。また、地上装置と車上装置との間で無線通信を行って列車制御を行う列車制御としては、多くの提案が行われている（特許文献２，３参照。）。
【０００３】
上述の無線測距方式を利用する列車制御システムは、図４に示されるように、各列車イに車上アンテナａ０  を備えた車上無線機ｂを搭載するとともに、列車イの走行する軌道Ｔに沿って所定の間隔を保って沿線アンテナ（地上アンテナ）ａ１  ，ａ２  …を備えた複数（図示の例では３個）の沿線無線機（地上無線機）ｃ１  ，ｃ２  …が設置される。そして、予め計測された車上アンテナａ０  と沿線アンテナとの間の距離に応じた無線伝搬遅延に基づいて車上アンテナ位置と各沿線アンテナ位置との距離関係が図示しない地上に設けられた列車位置検知装置のメモリにデータベース化されて記憶されている。したがって、列車位置検知装置の位置計算部においては、各沿線アンテナａ１  ，ａ２  …と車上アンテナａ０  とのリアルタイムの距離をそのデータベースを用いて計算することにより現在の車上アンテナ位置を決定することができ、その決定された車上アンテナａ０  の設置位置からその車上アンテナａ０  に係る列車位置（列車イ）を検知することができる。また、地上においては、検知された列車イの列車位置をその列車イを前方列車とする図示しない列車に送信することができる。
【０００４】
列車イに搭載されている車上装置ｄは、ＣＰＵを中心に構成された演算装置を含み、地上側から得られた自列車位置、前方列車位置、あるいは信号機現示等の前方の停車位置及び自列車のブレーキ特性等の所定の情報を基に速度制御パターンを作成できるように構成されている。そして、車上装置ｄは、速度発電機Ｇから得られた自列車速度を参照しつつ速度制御パターンに沿って列車イを走行制御し、列車速度が速度制御パターンを越えたときは、ブレーキ駆動信号を出力できるように構成されている。
【０００５】
また、本出願人は、上述の無線測距方式を利用した列車制御システムの分岐部（転てつ器）を含む列車管理領域、すなわち、連動装置で制御される駅構内や車庫等の列車管理領域内の列車を安全に、かつ、効率よく監視、管理できる列車制御装置を別途提案している。この提案に係る列車制御装置は、分岐部を含む一定の列車管理領域内を軌道回路を形成したと同様にして列車を監視，管理することができるので、仮りに列車の無線機能が失われても安全に制御することができる特長がある。なお、この提案に係る列車制御装置については、後に詳述する。
【０００６】
【特許文献１】特許第２７３８４６４号公報
【特許文献２】特公平７−２９６０６号公報
【特許文献３】特開２０００−２１１５１３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記無測距方式やその他の地上・車上間で無線通信により列車制御を行う列車制御装置においては、軌道回路を必要としないなどの多くの利点を有しているが、何らかの理由により列車の無線機能が失われたときに、その無線機能を失われた列車を安全な場所へ退避させないと他の正常な列車の無線による列車制御に支障を来してしまう。このため、無線機能の失われた列車を安全に、かつ、速やかに移動できるようにすることが望まれていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、その目的は、無線機能が失われた列車を安全に、かつ、速やかに移動できるようにするとともに、無線機能が正常な列車の運行は、できるだけ妨げられず、かつ、安全であるようにした列車制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る列車制御装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、列車の走行する軌道の本線と分岐線との接続する分岐部を中心にその本線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域、その列車管理領域の両側に所定の長さを有してその本線上にそれぞれ形成された列車管理領域及びその分岐線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域からなる列車管理領域群と、その列車管理領域群の各列車管理領域内への列車の進入及びその各列車管理領域内からの列車の進出を検出し、少なくとも分岐部又は進路の列車走行安全確保領域（てっ鎖区間、その他の鎖錠区間領域を意味している。）近傍に設けられたトランスポンダ装置と、前記列車管理領域群内に在線する列車と無線交信により得られた列車位置及び前記トランスポンダ装置による列車位置に基づいてその列車管理領域群内に在線する列車を前記２種の列車位置の関連付けを行うことで監視，管理し、分岐部を含む列車管理領域内には一つの列車のみの在線を許すように監視，管理する、地上に設けられた列車管理機と、無線通信機能の損なわれた列車が発生したときに、その列車を前記列車管理領域群内に導き、他の隣接している管理領域内の列車が前記当該管理領域に進入しようとする場合は、その境界手前で安全に停止させるべき列車制御情報を送出し、その後、無線機能の損なわれた列車を前記トランスポンダ装置によりその列車を監視，管理する列車管理機制御手段と、からなることを特徴としている。
本発明の請求項２に記載の列車制御装置は、トランスポンダ装置は、有電源型又は無電源型であることを特徴としている。
本発明の請求項３に記載の列車制御装置は、列車管理機における列車の在線状態は、停電時に記憶の喪失しないメモリに記憶されるものであることを特徴としている。
本発明の請求項４に記載の列車制御装置は、列車位置の検知は、その列車に搭載された車上無線機及びその列車の走行する軌道に沿って設けられた沿線無線機で無線ネットワークを形成し、その車上無線機の車上アンテナとその沿線無線機の沿線アンテナとの間の無線伝搬遅延により列車位置を検知する無線測距方式で行われることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、一実施の形態に係る列車制御装置の概略構成図、図２は、図１の列車管理領域部分の詳細図で、先の提案に係る列車制御装置に相当する部分である。なお、上記図４と同一構成要素については同一符号を用いて説明する。以下、図２から先に説明する。
【００１１】
図２中、Ａ，Ｂ，Ｃは、列車の走行する本線の軌道Ｔ（以下、この軌道Ｔを本線Ｔとして説明する。）の一定範囲の列車管理領域（以下、「管理領域」という。）を示している。そして、これら管理領域Ａ，Ｂ，Ｃのうち、中間に位置する管理領域Ｂは、転てつ器を有する分岐部Ｐが含まれている。また、図１中、Ｔ′は、転てつ器を介して基準線Ｔに接続される分岐線であり、この分岐線Ｔ′中にも一つの管理領域Ｄが形成されている。
【００１２】
図２中の各列車イ，ロ，ハ（各列車は同一構成であるので、列車イを例に説明する。）には、車上アンテナａ０  を備えた車上無線機ｂが搭載されている。この車上無線機ｂは、図２では省略されているが、列車イが各管理領域Ａ〜Ｄに位置している間においても所定の沿線無線機（図１及び図４のｃ１  ，ｃ２  …参照）と通信ができるように構成されているとともに、後述する列車管理機１との間でも通信ができるように構成されている。すなわち、この列車イも上記図４に示される列車イと同様に、無線測距方式で列車位置検知ができるように構成されている。したがって、地上においては、検知された列車イの列車位置をその列車イを前方列車とする図示しない列車に送信することができる。
【００１３】
列車イに搭載されている車上装置ｄは、ＣＰＵを中心に構成された演算装置を含み、地上側から得られた自列車位置、前方列車位置、あるいは信号機現示等の前方の停車位置及び自列車のブレーキ特性等の所定の情報を基に速度制御パターンを作成できるように構成されている。そして、車上装置ｄは、速度発電機Ｇから得られた自列車速度を参照しつつ速度制御パターンに沿って列車イを走行制御し、列車速度が速度制御パターンを越えたときは、ブレーキ駆動信号を出力できるように構成されている。
【００１４】
列車管理機１は、沿線無線機ｃ１  ，ｃ２  …に設けられていると同様の地上無線機１ａを有していて、その地上無線機１ａのアンテナａ′を介して少なくとも列車管理領域内の列車（図示の例では列車イ，ロ，ハ）と沿線無線機を介し、又はそれを介することなく送受信できるように構成されている。そして、この列車管理機１は、ＣＰＵを中心にした演算装置で構成される地上装置１ｂを有していて、地上無線機１ａを介して受信した各列車の位置情報及び列車管理領域の境界に設けられているトランスポンダ用の地上子２ａ〜２ｄからの列車通過情報に基づいて列車管理領域内の在線状態を検出し、その検出された列車の在線状態をメモリＭに記憶できるように構成されている。
【００１５】
図２中、２ａ〜２ｅは、トランスポンダ用の有電源型の地上子であり、これら地上子２ａ〜２ｅは、管理装置１にそれぞれ接続されている。これら地上子２ａ〜２ｅのうち、地上子２ａは、管理領域Ａの始端側（図２では管理領域Ａの左端側）に設けられ、地上子２ｂは、管理領域Ａ及び管理領域Ｂの境界位置に設けられ、地上子２ｃは、管理領域Ｂ及び管理領域Ｃの境界に設けられ、地上子２ｄは、管理領域Ｃの終端側（図２では管理領域Ｃの右端側）に設けられ、そして、地上子２ｅは、分岐線Ｔ′中に設けられる管理領域Ｄと管理領域Ｂとの境界側で、上記地上子２ｂに対応した位置に設けられている。
【００１６】
図３は、管理機１のメモリＭのメモリ内容の一例であり、各管理領域Ａ〜Ｄに在線する列車の識別情報（列車ＩＤ）が記憶されている。図示の例では、図１の在線状態が記憶されていて、メモリＭの管理領域Ａには、列車イの列車ＩＤ「００１」が、管理領域Ｃには、列車ハの列車ＩＤ「００３」が、そして、管理領域Ｄには、列車ロの列車ＩＤ「００２」がそれぞれ記憶されている。なお、このメモリＭは、不揮発メモリ又は無停電電源でバックアップされたメモリから構成されていて、停電が発生しても記憶内容が失われないように工夫されている。
【００１７】
上述のように、基準線Ｔ上の各管理領域Ａ，Ｂ，Ｃ内の列車は、地上子２ａ，２ｂ間、２ｂ，２ｃ間、及び２ｃ，２ｄ間をあたかも軌道回路に形成したときと同様に列車検知することが可能となる。また、各地上子上の列車進行方向も速度発電機Ｇを用いて検出される。例えば、地上子２ａ，２ｂ間内に列車イが在線したとき、列車イは、９０°異なる２相の出力パルスを発生させる速度発電機Ｇに基づいて地上子２ａから地上子２ｂに向けて進行した方向、又は、何らかの理由でそれら地上子２ａ，２ｂ間内で列車イが逆送（列車イが地上子２ｂから地上子２ａに向けた進行）した方向が検出され、その検出された列車の進行方向が車上無線機ｂ又は地上子を介して列車管理機１に送信されて管理される。もちろん、この列車の位置は、車上子ｅを中心にした先頭位置及び後尾位置も正確に把握される。
【００１８】
上述の列車イの列車位置が車上無線機ｂの故障や停電等により列車管理機１が車上（列車イ）からの無線による情報に基づく監視ができなくなったときは、列車イは、非常ブレーキが動作して安全に停止することができる。また、各管理領域Ａ〜Ｄ内の列車は、列車管理機１との間で無線により交信が行われて列車管理機１で列車位置を監視，管理することができるとともに、各地上子２ａ〜２ｅを用いて、列車を管理領域毎に列車検知を行うことができる。したがって、仮りに停電等により地上・車上間の無線通信が不調な列車が存在した場合、当該列車が在線する管理領域内の全列車に対して非常停止制御を行うとともに、当該管理領域内に進入しようとする列車に対しては境界の手前で停止させる制御を行い、当該管理領域内に進入しようとしない列車に対しては通常運転を許容するので、簡単な処理によって安全を確保しながら、列車を所定の位置まで移動することができる特長がある。
【００１９】
さらに、列車管理機１のメモリＭは、不揮発メモリ等の停電に対処することができるように構成されているので、始発時の電源投入時や停電復旧時には、メモリＭに記憶されている列車の在線状況と新たに受信された列車在線情報とを照合して一致状態を確認でき、立上処理を安全に、かつ、効率よく行うことができる。
【００２０】
なお、上述の例では、地上子２ａ〜２ｅは、有電源型としたが無電源型としてもよい。この場合は、車上子ｅが各地上子２ａ〜２ｅを通過したときに、その通過した地上子の識別情報（位置情報）及び列車進行方向情報とともに自列車のＩＤを車上無線機ｂを介して列車管理機１に送信される。例えば、列車イが地上子２ａを通過したとき、列車イの車上無線機ｂからは、地上子２ａの識別番号、進行方向及び列車イの識別番号「００１」が列車管理機１に無線により送信される。したがって、列車管理機１では、列車イが地上子２ａを通過して管理領域Ａに進入したことを検出してその旨をメモリＭに記憶することができる。
【００２１】
以下、上記構成の列車制御装置における列車制御動作について図１及び図２を用いて説明する。先ず、最初に列車イ，ロが共に正常で、管理領域Ａ側に向けて進行しているものとする。また、列車イが管理領域Ａ，Ｂ，Ｃを通過する列車の場合、列車イでは、無線測距方式で得られた自列車位置からこの管理領域を越えた図示しない位置に設定された停止目標点（この停止目標点は、列車イの前方列車の後尾部、あるいは、停止現示信号等により設定される。）までの間に速度制御パターンを作成し、その作成された速度照査パターンを用いて運転制御される。列車管理機１では、列車イの車上子ｅが各地上子２ａ〜２ｄと結合する毎にメモリＭに列車イの列車ＩＤ「００１」を記憶し、また消去して管理領域内の在線管理が行われる。
【００２２】
列車ロでは、列車イと同様に、無線測距方式で自列車位置を得るとともに、無線を介して地上（沿線無線機）から得られた前方列車の列車イの後尾部位置を得て、その列車イの後尾部位置を停止目標点として速度制御パターンが作成される。そして、その作成された速度制御パターンを用いた運転制御が行われる。
【００２３】
次に、図１の状態において列車イに無線機能障害が発生した場合、つまり、列車イが管理領域Ａの中で何らかの理由により無線通信機ｂに故障が発生し、近くの沿線無線機（図１の場合は、沿線無線機ｃ３  ，ｃ４  ）と通信できない故障が発生したときの制御動作について説明する。
【００２４】
無線通信機能の失われた列車イは、無線測距方式による運転制御はできないので、異常発生により停車させられる。また、沿線無線機側（地上側）でも、列車イからの通信が途絶えたことにより列車イに異常が発生したことが把握される。他方、列車ロは、前方列車である列車イに異常状態が発生したことが近くの沿線無線機（図１の例では、沿線無線機ｃ１  ，ｃ２  ）から情報を得るので、列車イが異常状態となる直前の列車イの後尾部を停止目標点として列車ロの進行が行われる。
【００２５】
軌道Ｔ上に故障列車（図示の例では列車イ）が存在すると、列車ロのような正常な列車の運転に支障を来たすので、速やかな排除が必要となる。そこで、無線機能の損なわれている列車イは、退避場所に退避させる必要がある。図１の例では、列車イを管理領域Ｄ（図２参照）への退避が行われる。
【００２６】
列車イの管理領域Ｄへの退避は、前方管理領域に他の列車が存在していないとき、列車イの運転士が安全速度を保って列車イを管理領域Ｄまで運転して行われるが、この際、列車イの車上子ｅが地上子２ａと結合することにより、その列車イは、列車管理機１の監視，管理下におかれる。したがって、後続の列車である列車ロに対して前方列車である列車イが在線している管理領域の始端の位置を列車管理機１及び沿線無線機を介して送信することができ、さらに、列車イが地上子２ｅにより検知されて管理領域Ｄに進入すれば、列車ロの前方の本線Ｔ上に障害がなくなるので、列車ロは、無線測距方式による正常な運転制御を行うことが可能となる。
【００２７】
なお、軌道ＴがＡＴＣで制御される列車が走行できる設備を備えており、また、列車イもそのＡＴＣの車上装置機能を車上装置ｄに備えているときは、軌道Ｔ（レール）からＡＴＣ信号を列車イに送信して列車イを管理領域Ｄまで進めることができる。この場合は、列車イをＡＴＣにより高速で退避させることができ、本線Ｔ上から無線機能の損なわれた列車（図示の例では列車イ）を速やかに排除することができる。
【００２８】
なお、上述の例では、分岐部Ｐの手前には、一つだけの管理領域Ａを設けたが、地上子２ａの手前側（図１及び図２では、地上子２ａの左側方向）に所定の間隔を保ってさらに地上子を設け、その地上子と地上子２ａとでさらにもう一つの管理領域を形成して管理領域を広げるようにしてもよい。このように、管理領域が広げられると、その分だけ無線機能の損なわれた列車を列車管理機１で制御することが可能となる。また、地上子２ａ等の地上子位置に対応させて信号機を設けることもできる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の列車制御装置は、列車の走行する軌道の本線と分岐線との接続する分岐部を中心にその本線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域、その列車管理領域の両側に所定の長さを有してその本線上にそれぞれ形成された列車管理領域及びその分岐線上に所定の長さを有して形成された列車管理領域からなる列車管理領域群と、その列車管理領域群の各列車管理領域内への列車の進入及びその各列車管理領域内からの列車の進出を検出し、少なくとも分岐部又は進路の列車走行安全確保領域近傍に設けられたトランスポンダ装置と、前記列車管理領域群内に在線する列車と無線交信により得られた列車位置及び前記トランスポンダ装置による列車位置に基づいてその列車管理領域群内に在線する列車を前記２種の列車位置の関連付けを行うことで監視，管理し、分岐部を含む列車管理領域内には一つの列車のみの在線を許すように監視，管理する、地上に設けられた列車管理機と、無線通信機能の損なわれた列車が発生したときに、その列車を前記列車管理領域群内に導き、他の隣接している管理領域内の列車が前記当該管理領域に進入しようとする場合は、その境界手前で安全に停止させるべき列車制御情報を送出し、その後、無線機能の損なわれた列車を前記トランスポンダ装置によりその列車を監視，管理する列車管理機制御手段とからなるので、無線機能の損なわれた列車を管理領域において速やかに監視，制御でき、正常な列車の運行に支障を来さないようにすることができる。
本発明の請求項２に記載の列車制御装置は、トランスポンダ装置を有電源型又は無電源型としたので、いずれの方式の地上子でも採用することができる。特に、有電源型の地上子としたときは、車上からの無線通信が不調であっても地上子を介して列車位置を得ることができ、無電源型の地上子としたときは、通信ケーブルを省略することができる。
本発明の請求項３に記載の列車制御装置は、列車管理機における列車の在線状態は、停電時に記憶の喪失しないメモリに記憶されるので、始発の立上時や停電復旧時に効果的に対処することができる。
本発明の請求項４に記載の列車制御装置は、列車位置の検知は、その列車に搭載された車上無線機及びその列車の走行する軌道に沿って設けられた沿線無線機で無線ネットワークを形成し、その車上無線機の車上アンテナとその沿線無線機の沿線アンテナとの間の無線伝搬遅延により列車位置を検知する無線測距方式で行われるので、管理領域内においても列車に搭載されている車上無線機を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る列車制御の概略構成図である。
【図２】列車管理領域部分の詳細図である。
【図３】メモリ内容の一例である。
【図４】従来の列車制御の概略構成図である。
【符号の説明】
１  列車管理機
１ａ  地上無線機
１ｂ  地上装置
Ｍ  メモリ
２ａ〜２ｅ  地上子
ａ０  ，ａ′，ａ１  〜ａ３    アンテナ
ｂ  車上無線機
ｃ１  ，ｃ２  …  沿線無線機
ｄ  車上装置
イ，ロ，ハ  列車
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  管理領域
Ｐ  分岐部
【図１】
2005067258.tif 000003
【図２】
2005067258.tif 000004
【図３】
2005067258.tif 000005
【図４】
2005067258.tif 000006