(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自列車の位置と速度を検知する位置・速度検知手段と自律分散プロトコル通信手段を備え自列車の位置・速度情報をマルチキャスト送信し且つ他列車の位置・速度情報を選択受信する車上制御装置と、自律分散プロトコル通信手段を備えシステム区間全域の列車位置の把握を条件として管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信する追跡管理装置とから構成された列車間隔制御を行う無線による自律分散型列車制御システムであって、前記車上制御装置は選択受信した他列車の位置・速度情報と前記列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックすると共に先行列車の位置および速度を特定し、且つ前記先行列車の位置および速度と前記自列車の位置および速度に基づいて自列車の速度を制御することを特徴とする無線による自律分散型列車制御システム。
【請求項２】
自列車の位置と速度を検知する位置・速度検知手段と自律分散プロトコル通信手段を備え自列車の位置・速度情報をマルチキャスト送信し且つ他列車の位置・速度情報を選択受信する車上制御装置と、所在地点の位置検知手段と自律分散プロトコル通信手段を備えた無線携帯端末と、自律分散プロトコル通信手段を備えシステム区間全域の列車位置の把握を条件として管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信する追跡管理装置と、前記無線携帯端末が出力する列車接近信号に基づいて警報を発する警報装置とから構成された無線による自律分散型列車制御システムであって、前記無線携帯端末は選択受信した列車の位置・速度情報と前記列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックすると共に接近中の列車の位置および速度を特定し、且つ前記接近中の列車の位置および速度と前記位置検知手段が出力する位置情報とに基づいて前記列車接近信号を出力することを特徴とする無線による自律分散型列車制御システム。
【請求項３】
自列車の位置と速度を検知する位置・速度検知手段と自律分散プロトコル通信手段を備え自列車の位置・速度情報をマルチキャスト送信し且つ他列車の位置・速度情報を選択受信する車上制御装置と、自律分散プロトコル通信手段を備え軌道区間及び軌道区間周辺の設備を制御する地上設備制御装置と、自律分散プロトコル通信手段を備えシステム区間全域の列車位置の把握を条件として管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信する追跡管理装置とから構成された自律分散型列車制御システムであって、前記地上設備制御装置は選択受信した列車の位置・速度情報と前記列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックすると共に接近中の列車の位置および速度を特定して所定の制御を行うことを特徴とする無線による自律分散型列車制御システム。
【請求項４】
前記地上設備制御装置は、進路制御装置、踏切制御装置、又はポイント制御装置等であることを特徴とする請求項３の無線による自律分散型列車制御システム。
【請求項５】
前記システム区間全域の列車位置の把握は、中央の運行管理センタがシステム区間全域の追跡管理装置から集めた列車順序情報に基づいて各追跡管理装置が夫々行うものであることを特徴とする請求項１、２又は３の無線による自律分散型列車制御システム。
【請求項６】
前記システム区間全域の列車位置の把握は、システム区間全域の追跡管理装置相互間で授受した列車順序情報に基づいて各追跡管理装置が夫々行うものであることを特徴とする請求項１、２又は３の無線による自律分散型列車制御システム。
【請求項７】
前記システム区間全域の列車位置の把握は、システム区間全域を管轄する追跡管理装置のみで行うことを特徴とする請求項１、２又は３の無線による自律分散型列車制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自律分散プロトコルを適用した無線による列車制御システムに関する。なお、本明細書において、列車制御システムとは、列車間隔制御、進路制御、踏切制御、ポイント制御、列車接近警報等を含む広義の列車制御システムを意味する。
【０００２】
【従来の技術】
特許第１９９３２０３号（特公平７−２９６０６号）には、車上制御装置が検知した自列車の走行位置や速度などの位置・速度情報と、地上制御装置から無線を利用して伝達される停止目標位置や臨時速度制限情報などに基づき、前記車上制御装置が保安速度を算出して間隔制御を行うことを特徴とする無線による列車制御システムが開示されている。
【０００３】
上記特許に開示されている技術を基礎にしたＣＡＲＡＴと呼ばれる無線による列車制御システムが、財団法人鉄道総合技術研究所により実用化研究が進められており、その概要が財団法人研友社発行の雑誌ＲＲＲの１９９９年８月号と９月号等に報告されている。
【０００４】
ＣＡＲＡＴでは、軌道回路を用いずに列車自体が車上で位置検知を行い、地上の追跡制御装置にその位置情報を無線で送信する。追跡制御装置では、各列車からの位置情報を基に走行許可位置を列車に対して無線で与える。各列車の車上装置では、その走行許可位置への停止パターンを発生させ、列車を衝突させないための間隔制御を行う。車上での位置検知は、基本的には車輪の回転数を積算した走行距離を基本とし、これに地上子による補正を施して行う。また、ＣＡＲＡＴでは、各列車の位置情報と速度情報を基にした踏切制御を行う。
【０００５】
ところで、ＣＡＲＡＴにおける列車の間隔制御については、保安速度決定処理を地上の速度制限点決定と車上の保安速度演算に分割し、地上／車上交信情報が少なくなる地上／車上分担方式が適しているとされている。しかし、最近の移動体通信技術の進歩は目覚しく、検討当時の数倍程度の通信速度が達成されるようになり、しかも通信機器の価格も大幅に低下してきた。そこで、移動体通信技術の進歩に適合した無線による列車制御システムの再検討が必要になってきた。
【０００６】
近い将来、列車の前方監視や予測制御並びに保守作業の防護制御等を含み高度化された輸送計画・運転管理等と連携するインテリジェントな列車制御システムのニーズた高まることが予想される。このようなインテリジェントな列車制御システムの構築は、ＣＡＲＡＴを基本とした列車制御システムに新たな機能を追加したり、列車制御以外のシステム等と接続することが課題となる。これらの機能追加に従って、システム全体として取り扱う情報は多種類、大容量、高頻度となる。このため、従来のＣＡＲＡＴにおける地上装置車上装置間の伝送制御方式では、機能追加の度にこれら２装置にインタフェースの追加や伝送仕様の変更が必要となり、負荷の集中と共に複雑で見通しの悪いシステムとなるという問題がある。
【０００７】
また、性能や信頼性等の面からも問題がある。列車の間隔制御を地上で分担する追跡制御装置が速度制限点を指示するための受信・処理・送信を集中して行うため、後続列車への先行列車の位置・速度情報の伝達遅れという問題が起こり得る。先行列車の位置・速度情報は、後続列車の速度制御に不可欠の情報であって、後続列車が最も迅速に入手したい情報である。
【０００８】
更に、各追跡制御装置が管轄範囲を集中制御するため、追跡制御装置が本来の機能を果たさなくなった場合の影響はその管轄範囲全域に及ぶという問題もある。
【０００９】
そこで、ＣＡＲＡＴをベースにした近い将来のインテリジェント列車制御システムの構築という要求に応えるために、無線による列車制御システムに自律分散プロトコルを適用することが有効であると考えられる。
【００１０】
即ち、車上制御装置、踏切制御装置、ポイント制御装置、携帯端末等をノードとし、これらノードがデータフィールドを介して自律的に接続された無線による自律分散型列車制御システムが、ＣＡＲＡＴをベースにした近い将来のインテリジェント列車制御システムの構築に有効であると考えられる。この場合、前記車上制御装置と前記携帯端末はいずれも、当然ながら無線交信手段を備えたものである。また、各ノードは自律分散プロトコル通信手段を備えている。
【００１１】
自律分散プロトコルでは、各ノードが自律的に情報をマルチキャスト送信し、また各ノードはこれら情報を選択受信してノード毎の制御に用いる。自律分散プロトコルをＣＡＲＡＴに適用するということは、無線基地局を経由するとしても、列車間で位置・速度情報を直接交換することになり、これは地上と車上の機能分担が従来方式よりも車上主体よりとなって、従来方式における追跡制御機能を必要としないものである。
【００１２】
しかし、列車制御のように列車自身が移動する場合には、そのままでは適用できない危険なケースがある。例えば、当初は先行列車から遠く離れていた後続列車が、先行列車の存在を知らないまま接近して来て、たまたま先行列車の故障や情報伝送系のフィルタリング誤りのために先行列車の位置情報が一度も届かないと、後続列車は先行列車の存在を認識できないというケースである。これは追突事故につながる危険なケースである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、自律分散プロトコルを適用して構成された無線による列車制御システムにおいて、拡張容易性、保守性、信頼性、接続性等の自律分散プロトコルの特長を損なわないで、フェールセーフな列車検知を行えるようにすることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１の無線による自律分散型列車制御システムを、自列車の位置と速度を検知する位置・速度検知手段と自律分散プロトコル通信手段を備え自列車の位置・速度情報をマルチキャスト送信し且つ他列車の位置・速度情報を選択受信する車上制御装置と、自律分散プロトコル通信手段を備えシステム区間全域の列車位置の把握を条件として管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信する追跡管理装置とで構成し、前記車上制御装置に選択受信した他列車の位置・速度情報と前記列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックすると共に先行列車の位置および速度を特定し、且つ前記先行列車の位置および速度と前記自列車の位置および速度に基づいて自列車の速度を制御する機能を備えさせた。
【００１５】
上記課題を解決する請求項２の無線による自律分散型列車制御システムを、自列車の位置と速度を検知する位置・速度検知手段と自律分散プロトコル通信手段を備え自列車の位置・速度情報をマルチキャスト送信し且つ他列車の位置・速度情報を選択受信する車上制御装置と、所在地点の位置検知手段と自律分散プロトコル通信手段を備えた無線携帯端末と、自律分散プロトコル通信手段を備えシステム区間全域の列車位置の把握を条件として管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信する追跡管理装置と、前記無線携帯端末が出力する列車接近信号に基づいて警報を発する警報装置とで構成し、前記無線携帯端末に選択受信した列車の位置・速度情報と前記列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックすると共に接近中の列車の位置および速度を特定し、且つ前記接近中の列車の位置および速度と前記位置検知手段が出力する位置情報とに基づいて前記列車接近信号を出力する機能を備えさせた。
【００１６】
上記課題を解決する請求項３の無線による自律分散型列車制御システムを、自列車の位置と速度を検知する位置・速度検知手段と自律分散プロトコル通信手段を備え自列車の位置・速度情報をマルチキャスト送信し且つ他列車の位置・速度情報を選択受信する車上制御装置と、自律分散プロトコル通信手段を備え軌道区間及び軌道区間周辺の設備を制御する地上設備制御装置と、自律分散プロトコル通信手段を備えシステム区間全域の列車位置の把握を条件として管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信する追跡管理装置とで構成し、前記地上設備制御装置に選択受信した列車の位置・速度情報と前記列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックすると共に接近中の列車の位置速度を特定して所定の制御を行う機能を備えさせた。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、レール１０上に先行列車Ｃ、列車Ｃの続行列車Ｂ、列車Ｂの続行列車Ａが在線している制御区間に、本発明を適用した一実施形態の無線による自律分散型列車制御システムの構成図である。
【００１８】
図１に示す無線による自律分散型列車制御システムは列車の間隔制御を行うように構成されたもので、列車Ａ、Ｂ及びＣに搭載された車上制御装置１１、１２及び１３と、地上に設置された無線基地局２１、２２と、同じく地上に設置された追跡管理装置３１、３２と、運行管理装置４１が設置された中央指令センタ４０と、地上ネットワーク５０とで構成されている。地上ネットワーク５０は、無線基地局２１、２２、追跡管理装置３１、３２、及び中央指令センタ４０を同軸ケーブルや光ファイバーで接続するものである。無線基地局２１、２２による通信エリア、即ち基地局エリアは無線伝送路のデータフィールドを形成し、且つ地上ネットワーク５０は地上ネットワークのデータフィールドを形成している。
【００１９】
図１において、列車Ａと列車Ｂは基地局２１の無線伝送路のデータフィールドに存在し、列車Ｃは基地局２２の無線伝送路のデータフィールドに存在している。
【００２０】
車上制御装置１１、１２、１３は、自列車の位置・速度情報をマルチキャスト送信し且つ他列車の位置・速度情報を選択受信する自律分散プロトコル通信手段を夫々備えている。図１の列車Ａ、列車Ｂ及び列車Ｃの在線位置では、車上制御装置１１、１２、１３は位置・速度情報の送受信を以下の如く行っている。
【００２１】
即ち、車上制御装置１１は列車Ａの位置・速度情報Ａを無線基地局２１を介してマルチキャスト送信し、且つ列車Ｂの位置・速度情報Ｂ及び列車Ｃの位置・速度情報Ｃを無線基地局２１から受信している。また、車上制御装置１２は列車Ｂの位置・速度情報Ｂを無線基地局２１を介してマルチキャスト送信し、且つ列車Ａの位置・速度情報Ａ及び列車Ｃの位置・速度情報Ｃを無線基地局２１から受信している。更に、車上制御装置１３は列車Ｃの位置・速度情報Ｃを無線基地局２２を介してマルチキャスト送信している。なお、図示していないが、車上制御装置１３は他列車の位置・速度情報を選択受信している。
【００２２】
追跡管理装置３１、３２は、システム区間全域の列車位置の把握を条件として管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信するものである。即ち、追跡管理装置３１は、無線基地局２１が受信した列車Ａの位置・速度情報Ａと列車Ｂの位置・速度情報Ｂ、無線基地局２２が受信した列車Ｃの位置・速度情報Ｃを地上ネットワーク５０を介して受信する。また、追跡管理装置３１は、中央指令センタ４０の運行管理装置４１からは全編成位置掌握情報を地上ネットワーク５０を介して受信する。追跡管理装置３１、３２も勿論、自律分散プロトコル通信手段を夫々備えている。
【００２３】
追跡管理装置が列車順序情報をマルチキャストするまでの過程は、例えば、次の如くである。先ず、追跡管理装置３１は、管轄範囲（基地局２１の無線伝送路のデータフィールド）内の活きている全列車（ここでは列車Ａと列車Ｂ）の位置・速度情報を受信する。また、追跡管理装置３１は地上ネットワーク５０経由で、隣接区間（基地局２２の無線伝送路のデータフィールド）の全列車（ここでは列車Ｃ）の位置・速度情報を受信する。
【００２４】
続いて、追跡管理装置３１は、管轄範囲及び隣接区間における全ての位置・速度情報をまとめた集合位置・速度情報と列車順序情報を作成する。そして、追跡管理装置３１は地上ネットワーク５０経由で、集合位置・速度情報を中央指令センタ４０の運行管理装置４１へ送信する。
【００２５】
更に続いて、中央指令センタ４０の運行管理装置４１は、システム区間全域の列車（厳密には編成位置）の把握を条件として全編成位置掌握情報をブロードキャスト送信する。最後に、追跡管理装置３１は、全編成位置掌握情報を受信すると、既に作成済の列車順序情報を管轄範囲へ向けマルチキャスト送信する。なお、この情報は、地上ネットワーク５０経由で隣接区間にも流れるので、隣接区間の無線伝送路のデータフィールドにも流れる。
【００２６】
上述の説明から明らかな如く、集合位置・速度情報は車上制御装置１１、１２、１３が読むことができない情報である。その理由は、追跡管理装置３１が集合位置・速度情報を中央指令センタ４０の運行管理装置４１へ送信したとき、基地局２１又は基地局２２のルーティング誤りにより無線伝送路のデータフィールドに流れる恐れがあり、車上制御装置１１、１２、１３がこれを受信して列車順序情報と認識し照合に用いると、位置・速度情報の欠落を見逃す危険性があるためである。列車順序情報は、同一内容の集合位置・速度情報が中央指令センタ４０の運行管理装置４１で照査され、システム区間内の全編成位置が掌握された時点で初めて有効となる情報である。
【００２７】
列車順序情報は、その必要最小限の情報としては、管理範囲内に在線する各列車の有無を示す情報、即ち列車番号さえ含まれていれば良い。しかしながら、本発明において追跡管理装置がマルチキャスト送信する情報は、車上の保安速度制御だけでなく、地上のポイント制御や踏切制御等にも用いられる情報であるため、単に各列車の有無を表す情報だけでなく、在線位置に基づいて列車の順序を検索できる情報という広い概念の情報として、本明細書では列車順序情報を扱っている。
【００２８】
前記全編成位置掌握情報とは、システム区間全域の列車位置（全編成の位置）と位置不明な列車(編成)がないことを把握することができる機能が出すメッセージであり、前記機能は基本的には中央指令センタ４０の運行管理装置４１が担う機能である。
【００２９】
中央指令センタ４０の運行管理装置４１は、追跡管理装置３１、３２を含むシステム区間全域の追跡管理装置から、地上ネットワーク５０を介して集合位置速度・情報を受信している。従って、前記システム区間全域の列車位置の把握は、中央指令センタ４０の運行管理センタ４１がシステム区間全域の追跡管理装置から集めた集合位置・速度情報に基づいて行うものである。
【００３０】
また、前記システム区間全域の列車位置の把握は、システム区間全域の追跡管理装置相互間で授受した集合位置・速度情報に基づいて各追跡管理装置が夫々行うようにしてもよい。
【００３１】
更に、前記システム区間全域の列車位置の把握は、システム区間全域を管轄する追跡管理装置のみで行うようにしてもよい。
【００３２】
図１に示した本発明の一実施形態の無線による自律分散型列車制御システム、即ち自律分散プロトコル通信手段を備えた車上制御装置１１、１２、１３をその在線位置に対応する無線基地局２１、２２の各基地局エリア、即ち無線伝送路のデータフィールドに接続し、且つ自律分散プロトコル通信手段を備えた追跡管理装置３１、３２を地上ネットワーク５０のデータフィールドを介して前記無線伝送路のデータフィールドに間接的に接続して構成した無線による自律分散型列車制御システムにおいて、追跡管理装置３１、３２はシステム区間全域の列車位置の把握を条件として管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信する。
【００３３】
すると、列車Ｂの車上制御装置１２は選択受信した列車Ａの位置・速度情報Ａ並びに列車Ｃの位置・速度情報Ｃ及び前記列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落の有無をチェックする。従って、列車Ｂの車上制御装置１２は、自列車の間隔制御、即ち保安速度制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。同様に、列車Ａの車上制御装置１１も列車Ｃの車上制御装置１３も、自列車の間隔制御、即ち保安速度制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。
【００３４】
次に、図２は無線による自律分散型列車制御システムの他の実施形態の構成図である。図２に示す実施形態の無線による自律分散型列車制御システムは、１つのデータフィールドを備え、列車間隔制御、進路制御、踏切制御、ポイント制御、及び列車接近警報のいずれをも行えるように構成されている。
【００３５】
即ち、図２に示す実施形態の無線による自律分散型列車制御システムは、１つのデータフィールド１００に、列車Ａに搭載された車上制御装置１１、列車Ｂに搭載された車上制御装置１２、地上沿線に設置された追跡管理装置３１、第１の踏切制御装置７１と第２の踏切制御装置７２とポイント制御装置８１、及び地上沿線で作業員が所持する列車接近警報用の無線携帯端末９０が夫々接続されて構成されたものである。
【００３６】
車上制御装置１１は、夫々が自律分散プロトコル通信手段を備えた位置検知部１１１、保安速度制御部１１２及び進路制御部１１３から構成されている。また、車上制御装置１２は、夫々が自律分散プロトコル通信手段を備えた位置検知部１２１、保安速度制御部１２２及び進路制御部１２３から構成されている。追跡管理装置３１、踏切制御装置７１、踏切制御装置７２、ポイント制御装置８１、及び列車接近警報用の無線携帯端末９０も、自律分散プロトコル通信手段を夫々備えている。
【００３７】
図示されていないが、データフィールド１００には、中央指令センタの運行管理装置も接続されている。
【００３８】
車上制御装置１１と１２、踏切制御装置７１と７２、ポイント制御装置８１、及び列車接近警報用の無線携帯端末９０をデータフィールド１００に接続し、且つ追跡管理装置３１及び図示しない中央指令センタの運行管理装置をデータフィールド１００に接続して構成した本発明の他の一実施形態の無線による自律分散型列車制御システムにおいて、追跡管理装置３１はシステム区間全域の列車位置の把握を条件として管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信する。
【００３９】
すると、列車Ｂの車上制御装置１２は選択受信した列車Ａの位置・速度情報Ａと前記列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックする。従って、列車Ｂの車上制御装置１２は、自列車の間隔制御、即ち保安速度制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。同様に、列車Ａの車上制御装置１１も、自列車の間隔制御、即ち保安速度制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。
【００４０】
また、地上沿線に設置された地上設備制御装置は、間隔制御に用いられる位置・速度情報並びに列車順序情報に基づいて所定の制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。即ち、踏切制御装置７１と踏切制御装置７２は夫々の対象踏切の踏切制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行い、ポイント制御装置８１は対象ポイントのポイント制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。
【００４１】
同様に、無線携帯端末９０は、間隔制御に用いられる位置・速度情報並びに列車順序情報に基づいて列車接近警報に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。
【００４２】
続いて、図３は無線による自律分散型列車制御システムの更に他の実施形態の構成図である。図３に示す実施形態の無線による自律分散型列車制御システムは、複数のデータフィールドを備え、列車間隔制御、進路制御、踏切制御、ポイント制御のいずれをも行えるように構成されている。また、列車接近警報をも行えるようになっている。
【００４３】
即ち、図３に示す実施形態の無線による自律分散型列車制御システムは、複数のデータフィールド５１、５２、６１、６２に、列車Ａに搭載された車上制御装置１１、列車Ｂに搭載された車上制御装置１２、列車Ｃに搭載された車上制御装置１３、列車Ｄに搭載された車上制御装置１４、地上沿線の一区間に設置された追跡管理装置３１、踏切制御装置７０、更に地上沿線の他の一区間に設置された追跡管理装置３２、ポイント制御装置８０が夫々接続されて構成されたものである。また、列車接近警報用の無線携帯端末９０は無線伝送路のデータフィールド６２のエリアに存在している。
【００４４】
車上制御装置１１は、夫々が自律分散プロトコル通信手段を備えた位置検知部１１１、保安速度制御部１１２及び進路制御部１１３を具備している。車上制御装置１１は、更に、車内ＬＡＮのデータフィールド１１４と車上局１１５を具備している。位置検知部１１１、保安速度制御部１１２及び進路制御部１１３は車内ＬＡＮのデータフィールド１１４に接続されている。そして、車内ＬＡＮのデータフィールド１１４は、車上局１１５を介して無線伝送路のデータフィールド６１に接続されている。
【００４５】
列車Ｂ、Ｃ、Ｄの夫々の車上制御装置も、位置検知部、保安速度制御部、進路制御部、車内ＬＡＮのデータフィールド及び車上局を具備し、車上制御装置１１と同様に構成されている。
【００４６】
各列車の走行に伴い、列車Ａに搭載された車上制御装置１１及び列車Ｂに搭載された車上制御装置１２は、その在線位置に対応する無線伝送路のデータフィールド(基地局エリア)６１内に存在し、列車Ｃに搭載された車上制御装置１３及び列車Ｄに搭載された車上制御装置１４は無線伝送路のデータフィールド(基地局エリア)６２内に存在している。
【００４７】
無線伝送路のデータフィールド(基地局エリア)６１内に存在する踏切制御装置７０は、無線伝送路のデータフィールド６１に対応する地上ネットワーク上のデータフィールド５１に接続され、無線伝送路のデータフィールド(基地局エリア)６２内に存在するポイント制御装置８０は、無線伝送路のデータフィールド(基地局エリア)６２に対応する地上ネットワーク上のデータフィールド５２に接続されている。
【００４８】
更に、無線伝送路のデータフィールド６１と地上ネットワークのデータフィールド５１は無線基地局７１に接続されており、無線伝送路のデータフィールド６２と地上ネットワークのデータフィールド５２は無線基地局７２に接続されている。無線基地局７１は管轄区間は勿論のこと、隣接区間の一部をカバーする通信エリア（基地局エリア)を有する。同様に、無線基地局７２は管轄区間は勿論のこと、隣接区間の一部をカバーする通信エリア（基地局エリア)を有する。
【００４９】
図示されていないが、地上ネットワークのデータフィールド５１と５２を含むデータフィールドには、中央指令センタの運行管理装置も接続されている。
【００５０】
図３に示す如く構成された本発明の更に他の一実施形態の無線による自律分散型列車制御システムにおいて、追跡管理装置３１と３２はシステム区間全域の列車位置の把握を条件として管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信する。
【００５１】
すると、列車Ａの車上制御装置１１は選択受信した他列車の位置・速度情報と前記列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックする。その結果、欠落がない場合には、列車Ａの車上制御装置１１は、自列車の間隔制御、即ち保安速度制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。同様に、列車Ｂ〜Ｄの夫々の車上制御装置も、自列車の間隔制御、即ち保安速度制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。
【００５２】
同様に、地上沿線の一区間に設置された踏切制御装置７０は、無線伝送路のデータフィールド６１及び６２、地上ネットワーク５１と５２を含むデータフィールドを介して、対象踏切の踏切制御に必要な位置・速度情報並びに列車順序情報を受信する。踏切制御装置７０は、選択受信した列車の位置・速度情報と列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックすることによって、対象踏切の踏切制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。
【００５３】
また同様に、地上沿線の一区間に設置されたポイント制御装置８０は、無線伝送路のデータフィールド６１及び６２、地上ネットワーク５１と５２を含むデータフィールドを介して、対象ポイントの制御に必要な位置・速度情報並びに列車順序情報を受信する。ポイント制御装置８０は、選択受信した列車の位置・速度情報と列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックすることによって、対象ポイントの制御に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。
【００５４】
更に、列車接近警報は、次のようにして行われる。列車接近警報用の無線携帯端末９０は、備えているＧＰＳ受信装置等によって、その所在を検知する。また、列車接近警報用の無線携帯端末９０は、無線伝送路のデータフィールド６１及び６２、地上ネットワーク５１と５２を含むデータフィールドを介して、位置・速度情報並びに列車順序情報を受信する。列車接近警報用の無線携帯端末９０は、選択受信した列車の位置・速度情報と列車順序情報との照合により位置・速度情報の欠落をチェックすることによって、列車接近警報に不可欠な列車検知をフェールセーフに行うことができる。
【００５５】
以上詳細に説明した通り、本発明に係る無線による自律分散型列車制御システムは、システム区間全域の列車位置掌握を条件に管轄範囲の列車順序情報をマルチキャスト送信する追跡管理装置を設置したことと、各列車がマルチキャスト送信する位置・速度情報と前記列車順序情報の照合により各列車の車上制御装置がフェールセーフな列車検知を行うことを特徴とするものである。
【００５６】
列車順序情報は、先行列車の装置故障や情報伝送系のフィルタリング誤りのため先行列車の位置情報が一度も届かないなど、列車の移動に伴う該列車の周辺列車の増減を含む前後関係の変化が把握できないことによる危険を防止するために用いられる。そのため、新しい区間(追跡管理装置の管轄範囲)に進入したとき前方に存在する列車の存在を認識できさえすれば良く、しかも該区間は、通常、列車のブレーキ距離よりも十分長いため、マルチキャスト送信頻度は低くても構わない。各列車は、一定時間内に列車順序情報を受信できなければ緊急停止することで安全を確保でき、列車順序情報の受信により自列車近傍に存在する列車を漏れなく認識して、特に先行列車であることを認識した列車の位置情報が一度も届かなければ停止するなどして安全を確保できる。
【００５７】
なお、位置・速度情報を一旦受信できれば、以後は通番管理により位置情報の欠落の判断がつくため、列車順序情報の到着を待たなければ速度制御できないという訳ではなく、自律分散プロトコルの特長を損なうことはない。
【００５８】
この列車検知のための情報は、同じ無線基地局の圏内に存在する全てのノードが共有できるため、その他の様々な機能においてもフェールセーフな列車検知が可能なうえ、各機能との接続性が良く発展性が高い。
【００５９】
なお、本発明に係る無線による自律分散型列車制御システムでは、従来のＣＡＲＡＴにおける地上装置と車上装置との間の情報伝送よりも情報量は増大するが、情報伝送量を試算した結果、ＩＭＴ−２０００レベルの伝送路で対応可能であることが分かった。
【００６０】
ところで、追跡管理装置は、図１に示す如く、基本的には無線基地局に併設される。しかしながら、必ずしも無線基地局と一対一の関係で併設しなければならないものではない。１追跡管理装置が１線区全域を管轄する(管理範囲＝１線区全域)など、線区の特徴(高密度線区／閑散線区)に応じた構成が可能である。
【００６１】
【発明の効果】
本発明により、自律分散プロトコルを適用して構成された無線による列車制御システムにおいて、拡張容易性、保守性、信頼性、接続性等の自律分散プロトコルの特長を損なわないで、フェールセーフな列車検知を行えるようにすることが可能になった。従って、近い将来のインテリジェントな列車制御システムの構築につながる実用的な無線による自律分散型列車制御システムが提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る無線による自律分散型列車制御システムの一実施形態の構成図である。
【図２】  本発明に係る無線による自律分散型列車制御システムの他の実施形態の構成図である。
【図３】  本発明に係る無線による自律分散型列車制御システムの更に他の実施形態の構成図である。
【符号の説明】
１０  レール
１１，１２，１３  車上制御装置
２１，２２  無線基地局
３１，３２  追跡管理装置
４０  中央指令センタ
４１  運行管理装置
５０，５１，５２  地上ネットワークのデータフィールド
６１，６２  無線伝送路のデータフィールド
７０，７１，７２  踏切制御部
８０，８１  ポイント制御装置
９０  列車接近警報用の無線携帯端末
１００  データフィールド
１１１，１２１  位置検知部
１１２，１２２  保安速度制御部
１１３，１２３  進路制御部
１１４  車内ＬＡＮ
１１５  車上局
【図１】
0004564214.tif 000002
【図２】
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【図３】
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