(57)【要約】【課題】変周式およびトランスポンダ式の両方式に対応したＡＴＳ車上装置の更なる小型化を図ることが可能な自動列車停止装置および自動列車停止方法を得る。【解決手段】列車で検出された速度情報２０を速度照査パターンに照査して列車速度を制御するＡＴＳ車上装置１を備えた自動列車停止装置であって、ＡＴＳ車上装置１には、トランスポンダ式地上子からの電文を受信する車上子１３と、変周式地上子の周波数に応じて変周された変周信号を検出する車上子１４とが設置されており、ＡＴＳ車上装置１は、車上子１４から勾配補正を示す変周信号が出力された場合、この変周信号を出力した２つの変周式地上子間の距離を計測し、計測された距離に対応した勾配値で速度照査パターンを補正する。【選択図】図１
2012135147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスポンダ式地上子から送出され列車の走行制御に用いられる電文と、変周式地上子から送出され前記列車の走行制御に用いられる周波数情報とを受信可能に構成され、前記列車で検出された列車速度を速度照査パターンに照査して前記列車速度を制御する車上装置を備えた自動列車停止装置であって、
前記車上装置には、
前記トランスポンダ式地上子からの前記電文を受信する第１の車上子と、前記変周式地上子の周波数に応じて変周された変周信号を検出する第２の車上子とが設置され、
前記第１の車上子を介して前記電文を受信した場合、前記電文に基づいて前記速度照査パターンを生成すると共に、警報を示す変周信号と、即時停止を示す変周信号と、速度照査パターンを発生させる変周信号との何れかが前記第２の車上子から出力された場合、前記電文のフレーム構成と同じフレーム構成の擬似電文に変換してこの擬似電文に基づいて前記速度照査パターンを生成し、前記第２の車上子から勾配補正を示す変周信号が出力された場合、前記列車速度を用いてこの変周信号を出力した２つの前記変周式地上子間の距離を計測し、計測された距離に対応した勾配値を考慮して前記擬似電文に基づく前記速度照査パターンを生成すること特徴とする自動列車停止装置。
【請求項２】
トランスポンダ式地上子から送出され列車の走行制御に用いられる電文と、変周式地上子から送出され前記列車の走行制御に用いられる周波数情報とを受信可能に構成され、前記列車で検出された列車速度を速度照査パターンに照査して前記列車速度を制御する車上装置を備えた自動列車停止装置であって、
前記車上装置には、
前記トランスポンダ式地上子からの前記電文を受信する第１の車上子と、前記変周式地上子の周波数に応じて変周された変周信号を検出する第２の車上子とが設置され、
前記第１の車上子を介して前記電文を受信した場合、前記電文に基づいて前記速度照査パターンを生成すると共に、警報を示す変周信号と、即時停止を示す変周信号と、速度照査パターンを発生させる変周信号との何れかが前記第２の車上子から出力された場合、前記電文のフレーム構成と同じフレーム構成の擬似電文に変換してこの擬似電文に基づいて前記速度照査パターンを生成し、前記第２の車上子から制限速度を示す変周信号が出力された場合、前記列車速度を用いてこの変周信号を出力した２つの前記変周式地上子間の距離を計測し、計測された距離に対応する制限速度を考慮して前記擬似電文に基づく前記速度照査パターンを生成することを特徴とする自動列車停止装置。
【請求項３】
前記車上装置は、
前記警報を示す変周信号に対応した前記擬似電文、前記即時停止を示す変周信号に対応した前記擬似電文、または前記速度照査パターンを発生させる変周信号に対応した前記擬似電文に変換する電文変換部と、
前記トランスポンダ式地上子からの前記電文と前記変周式地上子からの前記周波数情報とを受信すると共に、前記勾配補正を示す変周信号または前記制限速度を示す変周信号を受信した場合には、前記列車速度を用いて前記変周式地上子間の距離を計測する受信部と、
前記速度照査パターンを生成し、前記受信部を介して取り込まれた前記列車速度が前記速度照査パターンを超過した場合、ブレーキ指令を出力する速度照査部と、を有することを特徴する請求項１または２に記載の自動列車停止装置。
【請求項４】
前記車上装置は、
前記警報を示す変周信号に対応した前記擬似電文、前記即時停止を示す変周信号に対応した前記擬似電文、または前記速度照査パターンを発生させる変周信号に対応した前記擬似電文に変換する電文変換部と、
前記速度照査パターンを生成し、前記列車速度が前記速度照査パターンを超過した場合、ブレーキ指令を出力する速度照査部と、
前記トランスポンダ式地上子からの前記電文と前記変周式地上子からの前記周波数情報とを受信すると共に、前記勾配補正を示す変周信号または前記制限速度を示す変周信号を受信した場合には、前記速度照査部を介して取り込まれた前記列車速度を用いて前記変周式地上子間の距離を計測する受信部と、を有することを特徴する請求項１または２に記載の自動列車停止装置。
【請求項５】
前記電文変換部は、停止信号現示の前記変周信号を受信した場合、少なくとも情報種別の値が停止信号現示を表す値に設定された前記擬似電文に変換し、速度制限の前記変周信号を受信した場合、少なくとも情報種別の値が速度制限を表す値に設定された前記擬似電文に変換し、前記即時停止を示す変周信号を受信した場合、情報種別の値が即時停止を表す値に設定された前記擬似電文に変換し、前記警報を示す変周信号を受信した場合、情報種別の値が警報を表す値に設定された前記擬似電文に変換することを特徴する請求項１〜４の何れか１つに記載の自動列車停止装置。
【請求項６】
トランスポンダ式地上子から送出され列車の走行制御に用いられる電文と、変周式地上子から送出され前記列車の走行制御に用いられる周波数情報とを受信可能に構成され、前記列車で検出された列車速度を速度照査パターンに照査して前記列車速度を制御する車上装置に適用される自動列車停止方法であって、
前記トランスポンダ式地上子からの前記電文と前記変周式地上子からの前記周波数情報とを受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて勾配補正を示す変周信号が出力された場合、前記列車速度を用いてこの変周信号を出力した２つの前記変周式地上子間の距離を計測する距離計測ステップと、
警報を示す変周信号、即時停止を示す変周信号、および速度照査パターンを発生させる変周信号の何れかが変周式車上子から出力された場合、前記電文のフレーム構成と同じフレーム構成の電文であって、前記警報を示す変周信号に対応した前記擬似電文、前記即時停止を示す変周信号に対応した前記擬似電文、または前記速度照査パターンを発生させる変周信号に対応した前記擬似電文に変換する電文変換ステップと、
前記距離計測ステップにて計測された距離に対応した勾配値を考慮して前記擬似電文に基づく前記速度照査パターンを生成する速度照査パターン生成ステップと、
を含むことを特徴とする自動列車停止方法。
【請求項７】
トランスポンダ式地上子から送出され列車の走行制御に用いられる電文と、変周式地上子から送出され前記列車の走行制御に用いられる周波数情報とを受信可能に構成され、前記列車で検出された列車速度を速度照査パターンに照査して前記列車速度を制御する車上装置に適用される自動列車停止方法であって、
前記トランスポンダ式地上子からの前記電文と前記変周式地上子からの前記周波数情報とを受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて制限速度を示す変周信号が出力された場合、この変周信号を出力した２つの前記変周式地上子間の距離を計測する距離計測ステップと、
警報を示す変周信号、即時停止を示す変周信号、および速度照査パターンを発生させる変周信号の何れかが変周式車上子から出力された場合、前記電文のフレーム構成と同じフレーム構成の電文であって、前記警報を示す変周信号に対応した前記擬似電文、前記即時停止を示す変周信号に対応した前記擬似電文、または前記速度照査パターンを発生させる変周信号に対応した前記擬似電文に変換する電文変換ステップと、
前記距離計測ステップにて計測された距離に対応する制限速度を考慮して前記擬似電文に基づく前記速度照査パターンを生成する速度照査パターン生成ステップと、
を含むことを特徴とする自動列車停止方法。
【請求項８】
前記電文変換ステップには、
停止信号現示の前記変周信号を受信した場合、少なくとも情報種別の値が停止信号現示を表す値に設定された前記擬似電文に変換するステップと、
速度制限の前記変周信号を受信した場合、少なくとも情報種別の値が速度制限を表す値に設定された前記擬似電文に変換するステップと、
前記即時停止を示す変周信号を受信した場合、情報種別の値が即時停止を表す値に設定された前記擬似電文に変換するステップと、
前記警報を示す変周信号を受信した場合、情報種別の値が警報を表す値に設定された前記擬似電文に変換するステップと、
の少なくとも１つが含まれることを特徴する請求項６または７に記載の自動列車停止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道用の列車保安に使用する自動列車停止（ＡＴＳ：Automatic Train Stop）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴＳ装置は、列車の安全運行を確保するために、列車が停止信号を無視あるいは誤認して進行を続ける場合、自動的にブレーキをかけて列車を停止させて衝突事故を防止する装置である。現在、実用に供されているＡＴＳ装置は、主に発振周波数変周式（変周式）ＡＴＳ装置とトランスポンダ式ＡＴＳ装置とに大別される。以下の説明では、変周式ＡＴＳ装置を単に「ＡＴＳ−Ｓ：Automatic Train Stop-Signal」と称し、トランスポンダ式ＡＴＳ装置を単に「ＡＴＳ−Ｐ：Automatic Train Stop system-Pattern」と称する。
【０００３】
ＡＴＳ−Ｓとトランスポンダの区別は、地上と車上間の情報伝達方式の違いおよび列車制動方式の違いによる。ＡＴＳ−Ｓでは、信号機の外方一定距離（「警報距離」という）に地上子を設置しておき、車上子が地上子上を通過するとき、車上子と地上子が電気的に結合することで車上子の常時発振周波数が地上子の共振周波数に変周され、この変周された信号（以下「変周信号」と称する）を読み取るように構成されている。一方、ＡＴＳ−Ｐでは地上子から送信された電文を読み取るように構成されている。
【０００４】
近年、異なる方式のＡＴＳを採用している鉄道会社の間で相互に乗入れを行うケースが増えているため、両方式の区間をまたがって運行される列車には、その両方式に対応できるように、２つの方式の機器を搭載する必要がある。ただし、車上の限られたスペースにこれらの機器を設置することが困難になるという問題だけでなく、機器のコストが高くなる等の問題が生じている。このような問題を解決する手段として、下記特許文献１に示される従来技術では、送受信部の統合化を図ることにより、一台のＡＴＳ装置でＡＴＳ−ＳおよびＡＴＳ−Ｐに対応可能に構成されている。
【０００５】
他方、ＡＴＳ−Ｓでは、所定の地上子を通過すると、この地上子からの情報により車上装置が警報を作動させ、作動後５秒以内に確認扱いを怠ると非常ブレーキを動作させるものである。確認扱いとは、警報に対して確認ボタンを押す行為である。ただし、警報が作動した後の５秒以内に運転士が確認扱いを行った場合、運転手の確認扱い後の失念によって信号冒進の可能性がある。このような問題を解決する手段として、下記特許文献２に示される従来技術には、ＡＴＳ−Ｓの保安度を高める方式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２３４４５号公報
【特許文献２】特開２００８−０３７２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に示される従来技術は、変周式地上子とトランスポンダ式地上子との両方を検知することが可能であるが、速度照査を行う装置が統合化されていないため、更なる省スペース化への要求を満たすことができないという課題があった。
【０００８】
他方、上記特許文献２に示される従来技術は、特定した変周式地上子に対応したトランスポンダ電文をデータベースから取得することによって、あたかもＡＴＳ−Ｐに近い制御を行うことは可能である。しかしながら、上記特許文献２に示される従来技術は、２つの変周式地上子間の距離に応じて制限速度を決定する変周式ＡＴＳ装置（ＡＴＳ−Ｐｓ：Automatic Train Stop system-Signal Pattern）には対応していないという課題があった。すなわち、ＡＴＳ−Ｐｓでは、２つの地上子間距離を計測する機能（「位置検知手段」ともいう）が必要となるわけであるが、上記特許文献２に示される従来技術は、位置検知手段を備えていないため、ＡＴＳ−Ｐｓの区間には対応しておらず、装置の統合化の実現には至っていないという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変周式およびトランスポンダ式の両方式に対応したＡＴＳ車上装置の更なる小型化を図ることが可能な自動列車停止装置および自動列車停止方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、トランスポンダ式地上子から送出され列車の走行制御に用いられる電文と、変周式地上子から送出され前記列車の走行制御に用いられる周波数情報とを受信可能に構成され、前記列車で検出された列車速度を速度照査パターンに照査して前記列車速度を制御する車上装置を備えた自動列車停止装置であって、前記車上装置には、前記トランスポンダ式地上子からの前記電文を受信する第１の車上子と、前記変周式地上子の周波数に応じて変周された変周信号を検出する第２の車上子とが設置され、前記第１の車上子を介して前記電文を受信した場合、前記電文に基づいて前記速度照査パターンを生成すると共に、警報を示す変周信号と、即時停止を示す変周信号と、速度照査パターンを発生させる変周信号との何れかが前記第２の車上子から出力された場合、前記電文のフレーム構成と同じフレーム構成の擬似電文に変換してこの擬似電文に基づいて前記速度照査パターンを生成し、前記第２の車上子から勾配補正を示す変周信号が出力された場合、前記列車速度を用いてこの変周信号を出力した２つの前記変周式地上子間の距離を計測し、計測された距離に対応した勾配値を考慮して前記擬似電文に基づく前記速度照査パターンを生成すること特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、変周信号を受信したときには、列車速度を用いて２つの変周式地上子間の距離を計測すると共にトランスポンダ電文と同等の電文（以下「擬似電文」と称する）を作成して速度照査パターンを生成するようにしたので、変周式およびトランスポンダ式の両方式に対応したＡＴＳ車上装置の更なる小型化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる自動列車停止装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、ＡＴＳ−Ｐｓ区間に配設される地上子と速度照査パターンとの関係を説明するための図である。
【図３】図３は、速度照査パターンの下り勾配補正を説明するための図である。
【図４】図４は、臨時徐行制限の速度照査パターンを説明するための図である。
【図５】図５は、電文変換部における処理内容を中心とするフロー図である。
【図６】図６は、情報種別の内容が制限速度である場合の擬似電文の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、情報種別の内容が停止信号現示である場合の擬似電文の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、速度情報を車上無線局に取り込むように構成した速度制御部の構成例を示す図である。
【図９】図９は、速度情報を速度照査部に取り込むように構成した速度制御部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる自動列車停止装置および自動列車停止方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる自動列車停止装置の構成例を示す図であり、特に、ＡＴＳ車上装置１（車上装置）を中心として示すものである。図１に示されるＡＴＳ車上装置１は、車上子１３（第１の車上子）と変周式の車上子１４（第２の車上子）と速度制御部１５とを有して構成されている。
【００１５】
車上子１３は、トランスポンダ方式の周波数帯域に対応しており、図示しないトランスポンダ式地上子からのトランスポンダ電文を受信して車上無線局１２（受信部）へ送信する。このトランスポンダ電文には、現示状態を表わす情報として、例えば、地点情報、制限速度、勾配情報などが含まれている。
【００１６】
車上子１４は、変周式の周波数帯域に対応しており、現示状態に対応する周波数（共振周波数）を送出する変周式の地上子と結合した際、この周波数に変周された変周信号を、車上無線局１２に送信する。
【００１７】
速度制御部１５は、車上無線局１２と速度照査部１１と電文変換部１６を有して構成され、速度制御部１５には、速度発電機２からの速度情報２０（列車速度）と、車上子１３からのトランスポンダ電文と、車上子１４からの変周信号とが取り込まれ、この速度制御部１５は、列車で検出された速度情報２０を速度照査パターンに照査して列車速度を制御する。
【００１８】
車上無線局１２は、車上子１３からのトランスポンダ電文を受信した場合、トランスポンダ電文を速度照査部１１へ送信すると共に、車上子１４からの変周信号を受信した場合、変周信号を電文変換部１６へ送信する。
【００１９】
さらに、車上無線局１２は、以下の機能を有する。ＡＴＳ−Ｐｓ区間では、速度照査パターンの下り勾配補正を行うため、所定の場所に設置された２つの地上子間の距離情報が必要となる。さらにＡＴＳ−Ｐｓ区間では、速度照査パターンを生成する際、制限区間の制限速度を求める必要があり、この制限速度を求める場合にも２つの地上子間の距離情報が必要となる。本実施の形態にかかる車上無線局１２は、速度発電機２からの速度情報２０を用いて、距離計測用の地上子の内、１つめの地上子からの変周信号を検知した時点から２つめの地上子からの変周信号を受信するまでの距離を計測し、速度照査部１１は、車上無線局１２で計測された距離を用いて、この距離に対応する勾配値あるいは制限速度を求め、勾配値あるいは制限速度を考慮した速度照査パターンを生成するように構成されている。
【００２０】
なお、車上無線局１２は、例えば列車情報としての列車種別、列車編成番号、運行番号などが含まれた制御用電文をトランスポンダ式地上子へ送信する機能や、高減速性能車情報などを変周式地上子へ送信する機能を有しているため、図１に示される車上無線局１２には便宜上「送受信部」と表記されている。
【００２１】
電文変換部１６には、トランスポンダ電文のフレーム構成と同じフレーム構成の電文であって現示状態に対応した複数の擬似電文が設定されており、電文変換部１６は、車上子１４からの変周信号を受信した場合、この変周信号に対応した擬似電文を速度照査部１１へ送信する。この電文変換部１６の機能は、列車がＡＴＳ−Ｓ区間およびＡＴＳ−Ｐｓ区間を走行する際に用いられる。
【００２２】
次に、速度照査部１１の機能を説明する。速度照査部１１は、車上子１３からのトランスポンダ電文を受信した場合、このトランスポンダ電文に基づいて速度照査パターンを生成し、生成された速度照査パターンと速度情報２０とを比較する。そして、速度照査部１１は、列車速度２０が速度照査パターンを超過した場合、ブレーキ制御装置３に対してブレーキ指令を送信する。
【００２３】
また、速度照査部１１は、電文変換部１６からの擬似電文を受信した場合、この擬似電文と車上無線局１２からの距離情報とに基づいて速度照査パターンを発生させる。この速度照査パターンは、上述したように下り勾配補正や制限区間における制限速度などが加味されたものである。
【００２４】
以下、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の動作を説明する。まず、ＡＴＳ−Ｓ区間における動作を説明する。
【００２５】
信号機が停止信号を現示している場合、信号機外方一定の距離に設置された変周式の地上子（「ロング地上子」と呼ぶ）を列車が通過したとき、車上子１４の常時発振周波数７３ｋＨｚがロング地上子の共振周波数（例えば１３０ｋＨｚ）に変周される。信号機外方一定の距離とは、区間最高の速度の列車が非常ブレーキで停止できる距離である。そして、速度照査部１１は、１３０ｋＨｚの変周信号を検出したとき、運転台に設置された警報ランプや警報ベルに警報指令を出力し、警報から５秒以内に確認扱いがなかった場合にはブレーキ制御装置３にブレーキ指令を出力する。
【００２６】
絶対信号機（例えば場内信号機）が停止信号を現示している場合、変周式のロング地上子を列車が通過したとき、車上子１４の発振周波数７３ｋＨｚがロング地上子の共振周波数（例えば１２３ｋＨｚ）に変周される。速度照査部１１は、１２３ｋＨｚの変周信号を検出したとき、警報を作動させることなくブレーキ制御装置３にブレーキ指令を出力する。
【００２７】
次に、図２〜図４を用いてＡＴＳ−Ｐｓ区間における動作を説明する。なお、図２〜図４は、公知文献「信号概論ＡＴＳ・ＡＴＣ」（社団法人日本鉄道電気技術協会）に記載されているものである。
【００２８】
図２は、ＡＴＳ−Ｐｓ区間に配設された地上子と速度照査パターンとの関係を説明するための図であり、図２には、下り勾配補正が不要な通常のＡＴＳ−Ｐｓ区間が示されると共に、複数の変周式地上子が示されている。
【００２９】
例えば所定の信号機の手前６５５ｍの地点には、第１の速度照査パターンを発生するための第１の地上子が配設されている。また、この信号機の手前３９０ｍの地点には、第２の速度照査パターンを発生するための第２の地上子が２つ配設されている。また、第１の地上子と第２の地上子との間には、ＡＴＳ−Ｓ装置におけるロング地上子と同様に警報を発生させるための地上子が配設され、信号機の手前２０ｍの地点には、非常ブレーキを発生させるための直下地上子が配設されている。
【００３０】
さらに、信号機が停止信号を現示しているときの各地上子の共振周波数は、例えば、第１の地上子では８０ｋＨｚ、ロング地上子では１３０ｋＨｚ、第２の地上子では１０８．５ｋＨｚ、直下地上子では１２３ｋＨｚである。
【００３１】
列車が第１の地上子を通過した場合、車上子１４の常時発振周波数７３ｋＨｚが８０ｋＨｚに変周される。電文変換部１６は、８０ｋＨｚの変周信号に対応した擬似電文に変換し、速度照査部１１は、この擬似電文に基づいて第１の速度照査パターンを生成する。
【００３２】
列車がロング地上子を通過した場合、車上子１４の常時発振周波数７３ｋＨｚが１３０ｋＨｚに変周される。電文変換部１６は、１３０ｋＨｚの変周信号に対応した擬似電文に変換し、速度照査部１１は、この擬似電文に基づいて警報指令を出力し、警報から５秒以内に確認扱いがなかった場合にはブレーキ指令を出力する。
【００３３】
列車が第２の地上子を通過した場合、車上子１４の常時発振周波数７３ｋＨｚは１０８．５ｋＨｚに２回連続して変周される。電文変換部１６は、１０８．５ｋＨｚの変周信号に対応した擬似電文に変換し、速度照査部１１は、この擬似電文に基づいて第２の速度照査パターンを生成する。
【００３４】
列車が直下地上子を通過した場合、車上子１４の常時発振周波数７３ｋＨｚが１２３ｋＨｚに変周される。電文変換部１６は、１２３ｋＨｚの変周信号に対応した擬似電文に変換し、速度照査部１１は、この擬似電文に基づいてブレーキ指令を出力する。
【００３５】
図３は、速度照査パターンの下り勾配補正を説明するための図である。図３には、一例として、第２の速度照査パターンを発生する第２の地上子から、第１の速度照査パターンを発生する第１の地上子までの平均勾配が２１‰である場合の路線が示されている。マーカ地上子は、例えば、ロング地上子の外方４ｍの地点に設置されているものとする。なお、ＡＴＳ−Ｐｓには、図３に示される第２の速度照査パターンの勾配補正をするための変周信号の組み合わせとして「９５ｋＨｚ＋１３０ｋＨｚ」というものがある。もし、図３に示されるマーカ地上子がない場合、ロング地上子からの変周信号１３０ｋＨｚは、前述した警報用の変周信号として扱われてしまうが、１３０ｋＨの変周信号を出力するロング地上子の手前に、９５ｋＨｚの変周信号を出力するマーカ地上子が配設されていることによって、第２の速度照査パターンの勾配補正が可能となる。
【００３６】
列車が第１の地上子を通過した場合、車上子１４の常時発振周波数７３ｋＨｚが８０ｋＨｚに変周される。電文変換部１６は、８０ｋＨｚの変周信号に対応した擬似電文に変換し、速度照査部１１は、この擬似電文に基づいて第１の速度照査パターンを生成する。
【００３７】
次に、列車がマーカ地上子を通過した場合、車上子１４の常時発振周波数７３ｋＨｚが９５ｋＨｚに変周される。車上無線局１２は、この変周信号を受信したとき速度情報２０を用いて距離の計測を開始し、ロング地上子の変周信号１３０ｋＨｚを検出するまで距離を計測する。車上無線局１２は、車上無線局１２で計測さえた距離が、例えば３．３ｍ〜４．８ｍの範囲の場合には−２５‰の勾配補正情報が得られたと判別する。車上無線局１２には、図３の下側に示されるように、計測された距離と勾配補正情報（勾配値Ｇ）とが対応付けて管理されており、例えば、上述した距離が、１．０ｍ〜２．７ｍの範囲の場合には勾配値Ｇ＝−１５‰となり、５．７ｍ〜７．２ｍの範囲の場合には勾配値Ｇ＝−３５‰となる。
【００３８】
続いて、列車が第２の地上子を通過したことによって、車上子１４の常時発振周波数７３ｋＨｚが１０８．５ｋＨｚに２回連続して変周された場合、電文変換部１６は、１０８．５ｋＨｚの変周信号に対応した擬似電文に変換する。この擬似電文は、第２の速度照査パターンを発生させるための電文である。速度照査部１１は、この擬似電文に基づいて速度照査パターンを生成する際、この速度照査パターンを車上無線局１２からの勾配値で補正する。すなわち、電文変換部１６は、この勾配値を考慮して擬似電文に基づく速度照査パターンを生成する。
【００３９】
図４は、臨時徐行制限の速度照査パターンを説明するための図である。図４に示されるＡＴＳ−Ｐｓ区間には、一例として、速度照査パターン発生用の２つのマーカ地上子と、速度照査パターン消去用の２つのマーカ地上子とが示されている。図４の左側に示される２つのマーカ地上子の間の距離Ｌは、例えば９ｍとする。
【００４０】
列車が１つめのマーカ地上子を通過した場合、車上子１４の常時発振周波数７３ｋＨｚが９０ｋＨｚに変周される。車上無線局１２は、この変周信号を受信したとき速度情報２０を用いて距離の計測を開始し、次のマーカ地上子の変周信号９０ｋＨｚを検出するまで距離を計測する。車上無線局１２は、この距離Ｌが例えば８．３ｍ〜９．８ｍの範囲の場合であるときには、約５００前方に４５ｋｍ／ｈの臨時徐行制限があると判断する。車上無線局１２には、図４の下側に示されるように、計測された距離Ｌと臨時徐行制限（制限速度）とが対応付けて管理されており、例えば、距離Ｌが、３．３ｍ〜４．８ｍの範囲の場合には制限速度＝５５ｋｍ／ｈとなる。
【００４１】
そして、電文変換部１６は、臨時徐行制限に対応した擬似電文に変換する。速度照査部１１は、電文変換部１６からの擬似電文に基づいて第２の速度照査パターンを生成する。
【００４２】
列車が３つめのマーカ地上子を通過した場合、車上子１４の常時発振周波数７３ｋＨｚが９０ｋＨｚに変周される。車上無線局１２は、この変周信号を受信したとき速度情報２０を用いて距離の計測を開始し、次のマーカ地上子の変周信号９０ｋＨｚを検出するまで距離を計測する。このとき得られた距離は、例えば１．０ｍ〜２．７ｍの範囲であると仮定する。この場合、速度照査部１１は、車上無線局１２からの距離が１．０ｍ〜２．７ｍの範囲の場合、速度照査部１１は、臨時徐行制限の速度照査パターンを消去する。
【００４３】
図５は、電文変換部１６における処理内容を中心とするフロー図である。
【００４４】
ステップＳ１０において、列車が地上子を通過した際、車上無線局１２は、車上子１３からのトランスポンダ電文、または車上子１４からの変周信号を受信する。車上子１３からのトランスポンダ電文を受信した場合（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、車上無線局１２は、このトランスポンダ電文を速度照査部１１へ送信する（ステップＳ１５）。
【００４５】
一方、車上子１４からの変周信号を受信した場合（ステップＳ１１，Ｎｏ）、車上無線局１２はこの変周信号を電文変換部１６へ送信し、電文変換部１６によってステップＳ１２の処理が実行される。
【００４６】
ステップＳ１２において、電文変換部１６は、変周信号がＡＴＳ−Ｓ地上子の情報であるかＡＴＳ−Ｐｓ地上子の情報であるかを判断する。なお、この判断は、前述した公知文献「信号概論ＡＴＳ・ＡＴＣ」に示されるように、変周信号とこの変周信号を受信した際の車上装置側の動作（警報や停止など）との対応関係が、ＡＴＳ−Ｓで使用される変周信号とＡＴＳ−Ｐｓで使用される変周信号とで区別されているためである。変周信号がＡＴＳ−Ｓ地上子の情報である場合（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）、電文変換部１６は、ステップＳ１４の処理を実行する。
【００４７】
一方、変周信号がＡＴＳ−Ｓ地上子の情報ではない場合（ステップＳ１２，Ｎｏ）、すなわち変周信号がＡＴＳ−Ｐｓ地上子の情報である場合、電文変換部１６は、ステップＳ１３の処理を実行する。
【００４８】
次に、ステップＳ１３における動作を説明する。ここでは、一例として、図２に示されるＡＴＳ−Ｐｓ区間の変周信号を用いて説明する。
【００４９】
第１の地上子を通過した際の変周信号が、例えば図２に示される第１の地上子の変周信号（８０ｋＨｚ）である場合、または図２に示されるロング地上子を通過した際の変周信号が１３０ｋＨｚである場合、電文変換部１６は、ＡＴＳ−Ｐｓ地上子の情報が確定したものとしてステップＳ１４の処理に移行する（ステップＳ１３，Ｙｅｓ）。
【００５０】
さらに、電文変換部１６は、１０８．５ｋＨｚを２回連続して検出した時点で、ＡＴＳ−Ｐｓ地上子の情報が確定したものとしてステップＳ１４の処理に移行する（ステップＳ１３，Ｙｅｓ）。ただし、１０８．５ｋＨｚを１回検出した時点ではＡＴＳ−Ｐｓ地上子の情報が確定していないため、電文変換部１６は、１０８．５ｋＨｚを２回連続して検出するまでステップＳ１０〜１３の処理を実行する（ステップＳ１３，Ｎｏ）。
【００５１】
ステップＳ１４において、電文変換部１６は、各変周信号に対応した擬似電文に変換する。ステップＳ１５において、電文変換部１６は、この擬似電文をトランスポンダ電文として速度照査部１１へ送信する。
【００５２】
次に、図６および図７を用いて擬似電文の具体例を説明する。
【００５３】
図６は、情報種別の内容が制限速度である場合の擬似電文の一例を説明するための図であり、図６に示される電文フレーム１００ａは、速度制限（曲線）の場合における電文に対応するものである。
【００５４】
電文フレーム１００ａは、フラグ１０１（８ｂｉｔ)、情報種別１０２（６ｂｉｔ)、運転方向１０３（２ｂｉｔ）、地上子番号１０４（４ｂｉｔ)、個別情報１０５（３６ｂｉｔ)、ＣＲＣ１０６（１６ｂｉｔ)、およびフラグ１０７(８ｂｉｔ)で構成されている。
【００５５】
フラグ１０１は開始フラグを表す。情報種別１０２には、例えば、速度制限（曲線）におけるコードである「００１０００」が割り当てられている。運転方向１０３には、例えば、ＡＢ線用の「１１」が割り当てられている。地上子番号１０４には、有電源地上子の番号を示す「０００１」から「１１１０」までの番号が割り当てられている。この番号は、「１１１０」までソフトウェアでインクリメントされる。ＣＲＣ１０６（巡回冗長符号；Cyclic Redundancy Check）は、データの誤りを検出するための符号であり、フラグ１０７は終結フラグを表す。
【００５６】
個別情報１０５は、空き領域１１１（３ｂｉｔ)、制限速度１１２（５ｂｉｔ)、制限区間長１１３(８ｂｉｔ)、曲線までの距離１１４（１０ｂｉｔ)、各社の情報１１５（１０ｂｉｔ)で構成されている。
【００５７】
制限速度１１２には、電車の場合例えば６５ｋｍ／ｈを表す「０１１０１」が割り当てられている。制限区間長１１３には、最大値「１１１１１１１１」すなわち最大値１０２０ｍ（４ｍ間隔で２５５パターン）が割り当てられている。
【００５８】
曲線までの距離１１４には、最大値「１１１１１１１１１１」すなわち最大４０９２ｍ（４＊１０２３）を割り当てることができるが、本実施の形態では一例として２５６ｍに相当するコードが割り当てられている。なお、この距離は、線区最大速度からＹ現示相当の速度まで減速するために必要な距離であり、車種毎に、車両の減速度から予め決定するものとする。
【００５９】
各社の情報１１５には、線区コードや駅名コードなどを設定可能だが、本実施の形態では一例として「００００００００００」とする。
【００６０】
なお、図６には、情報種別の内容が「曲線」の速度制限を例示しているが、電文変換部１６には、情報種別の内容が「分岐」や「勾配」などの速度制限に対応した擬似電文も設定されているものとする。
【００６１】
図７は、情報種別の内容が停止信号現示である場合の擬似電文の一例を説明するための図であり、図７に示される電文フレーム１００ｂは、「停止信号現示」の場合における電文に対応するものである。なお、図７に示される電文フレーム１００ｂは、一例として、路線の勾配が「無し」である場合のフレームである。
【００６２】
図７において、電文フレーム１００ｂは、電文フレーム１００ａと同様に、フラグ１０１、情報種別１０２、運転方向１０３、地上子番号１０４、個別情報１０５、ＣＲＣ１０６、およびフラグ１０７で構成されている。電文フレーム１００ａと異なる点は、停止信号現示におけるコードである「００００００」が情報種別１０２に割り当てられている点である。
【００６３】
個別情報１０５は、左から順に、空き領域１２１（２ｉｔ)、分岐パターン継続１２２（１ｂｉｔ)、保全情報（１）１２３（３ｂｉｔ）、空き領域１２４（２ｉｔ)、信号パターン補正１２５（３ｂｉｔ）、保全情報（２）１２６（５ｂｉｔ）、停止現示信号機までの距離１２７（１０ｂｉｔ)、次地上子までの距離１２８（５ｂｉｔ）、および空き領域１２９（５ｂｉｔ）で構成されている。
【００６４】
分岐パターン継続１２２には、制限速度（分岐）を入力したことで発生した分岐パターンの継続を表す「１」、または分岐パターンの消去を表す「０」が割り当てられる。本実施の形態では一例として「０」を割り当てられている。
【００６５】
保全情報（１）１２３には、現示コードＲ、Ｙ、Ｇなどを表す値が割り当てられる。本実施の形態では一例として、停止を表わす「Ｒ」に対応した値が割り当てられている。
【００６６】
信号パターン補正１２５には、下り勾配における減速度を補正する値が割り当てられる。本実施の形態では下り勾配０‰（パーミル）に相当する「０００」が割り当てられている。
【００６７】
保全情報（２）１２６には信号機種別が割り当てられるが、本実施の形態では「０００００」とする。
【００６８】
停止現示信号機までの距離１２７は、勾配値（Ｇ）を考慮して決定する。本実施の形態では、勾配が無い場合の値である３９０ｍに相当する「１１００００１」が割り当てられている。なお、勾配値（Ｇ）は以下の値となる。３９０ｍ（勾配値Ｇ≧−５‰）、４５５ｍ（−５‰＞Ｇ≧−１５‰）、５６０ｍ（−１５‰＞Ｇ≧−２５‰）、７６５ｍ（−２５‰＞Ｇ≧−３５‰）。
【００６９】
次地上子までの距離１２８には、最大値を示す１９２０ｍに相当する「１１１１１」が割り当てられている。
【００７０】
次に、図４に示された電文フレーム１００ａと、図５に示された電文フレーム１００ｂと、ＡＴＳ車上装置１の動作とを関連付けて説明する。
【００７１】
まず、本実施の形態にかかるＡＴＳ車上装置１を搭載した列車がＡＴＳ−Ｓ区間を運行する場合における動作を説明する。
【００７２】
ＡＴＳ−Ｓ区間における変周信号は、一例として、車内警報用の変周信号を１３０ｋＨｚとし、即時停止用の変周信号を１２３ｋＨｚとして説明する。
【００７３】
ここで、１３０ｋＨｚは車内警報用の変周信号であるが、トランスポンダ情報種別には車内警報に対応するものが無い。そこで、例えば、図６に示される電文フレーム１００ａの情報種別１０２に、警報情報を表すコードを割り当てることで１３０ｋＨｚに対応した擬似電文を作成する。この警報情報を表すコードは、例えば情報種別１０２の予備欄のコード（例えば０００１００）とする。
【００７４】
１３０ｋＨｚの変周信号が検出された場合、電文変換部１６は、この変周信号を対応する擬似電文に変換し、この擬似電文を速度照査部１１へ送信する。速度照査部１１は、この擬似電文を受信したとき、運転台に設置された警報ランプおよび警報ベルに警報指令を出力し、警報から５秒以内に確認扱いがなかった場合にはブレーキ制御装置３にブレーキ指令を出力する。
【００７５】
１２３ｋＨｚの変周信号に対応した擬似電文は、例えば、図６に示される電文フレーム１００ａの情報種別１０２に、即時停止を表すコード「０００００１」を割り当てることで作成する。
【００７６】
１２３ｋＨｚの変周信号が検出された場合、電文変換部１６は、この変周信号に対応する擬似電文に変換し、この擬似電文を速度照査部１１へ送信する。速度照査部１１は、この擬似電文を受信したとき、即座にブレーキ指令を出力する。
【００７７】
次に、本実施の形態にかかるＡＴＳ車上装置１を搭載した列車がＡＴＳ−Ｐｓ区間を運行する場合における動作を説明する。ここでは、図２に示されるＡＴＳ−Ｐｓ区間の図を用いることとする。
【００７８】
８０ｋＨｚの変周信号が検出された場合、電文変換部１６は、この変周信号に対応する擬似電文に変換する。この擬似電文は、例えば、図６に示される電文フレーム１００ａである。そして、速度照査部１１は、この擬似電文を受信したとき、第１の速度照査パターンを生成し、この第１の速度照査パターンと速度情報２０とを比較する。そして、速度照査部１１は、列車速度２０が第１の速度照査パターンを超過する場合、ブレーキ制御装置３に対してブレーキ指令を送信する。
【００７９】
１３０ｋＨｚの変周信号が検出された場合、電文変換部１６は、この変周信号に対応する擬似電文に変換する。この擬似電文は、図６に示される電文フレーム１００ａの情報種別１０２に、警報情報を表すコードを割り当てることで作成する。そして、速度照査部１１は、この擬似電文を受信したとき、運転台に設置された警報ランプと警報ベルに対して警報指令を出力し、警報から５秒以内に確認扱いがなかった場合にはブレーキ指令を出力する。
【００８０】
１０８．５ｋＨｚの変周信号が２回連続して検出された場合、電文変換部１６は、この変周信号（１０８．５ｋＨｚ＋１０８．５ｋＨｚ）に対応する擬似電文に変換して、この擬似電文を速度照査部１１へ送信する。この擬似電文は、例えば、図６に示される電文フレーム１００ａである。速度照査部１１は、電文変換部１６からの擬似電文を受信したとき、第２の速度照査パターンを生成し、生成された第２の速度照査パターンと速度情報２０とを比較する。速度照査部１１は、列車速度２０が第２の速度照査パターンを超過する場合、ブレーキ制御装置３に対してブレーキ指令を送信する。
【００８１】
１２３ｋＨｚの変周信号が検出された場合、電文変換部１６は、この変周信号に対応する擬似電文に変換し、この擬似電文を速度照査部１１へ送信する。この擬似電文は、図７に示される電文フレーム１００ｂの情報種別１０２に、即時停止を表すコードを割り当てることで作成する。そして、速度照査部１１は、この擬似電文を受信したとき、即座にブレーキ指令を出力する。
【００８２】
なお、速度照査部１１は、以下のように構成してもよい。ＡＴＳ−Ｓ区間において１３０ｋＨｚの変周信号が検出された場合、警報作動後の５秒以内に確認扱いがされたときでもブレーキ指令を出力するように構成してもよい。このようにすれば、ＡＴＳ−Ｓ区間における保安度を向上させることが可能である。
【００８３】
図８は、速度情報２０を車上無線局１２に取り込むように構成した速度制御部１５の構成例を示す図である。図１に示される速度制御部１５は、車上無線局１２および速度照査部１１のそれぞれに速度情報２０が入力されるように構成されている。一方、図８に示される速度制御部１５は、速度発電機２からの速度情報２０が車上無線局１２に取り込まれ、速度照査部１１で必要となる速度情報２０は、車上無線局１２を介して取り込まれる。このように構成した場合、車上無線局１２における距離計測を開始するタイミングが遅延することなく、速度発電機２と速度照査部１１との間における速度情報２０を取り込むためのインターフェイスや配線が削減可能である。
【００８４】
図９は、速度情報２０を速度照査部１１に取り込むように構成した速度制御部１５の構成例を示す図である。図９に示される速度制御部１５は、速度発電機２からの速度情報２０が速度照査部１１に取り込まれ、車上無線局１２で必要となる速度情報２０は、速度照査部１１を介して車上無線局１２に取り込まれるように構成されている。このように構成した場合、車上無線局１２における距離計測のタイミングが図８の構成に比べて遅延するものの、車上無線局１２における距離計測は可能であり、かつ、速度発電機２と車上無線局１２との間における速度情報２０を取り込むためのインターフェイスや配線が削減可能である。
【００８５】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置は、トランスポンダ式地上子からのトランスポンダ電文を受信する車上子１３（第１の車上子）と、変周式地上子の周波数に応じて変周された変周信号を検出する車上子１４（第２の車上子）とが設置され、車上子１３を介してトランスポンダ電文を受信した場合、この電文に基づいて速度照査パターンを生成すると共に、警報を示す変周信号と、即時停止を示す変周信号と、速度照査パターンを発生させる変周信号との何れかが車上子１４から出力された場合、トランスポンダ電文のフレーム構成と同じフレーム構成の擬似電文に変換し、この擬似電文に基づいて速度照査パターンを生成し、車上子１４から勾配補正を示す変周信号または制限速度を示す変周信号が出力された場合、速度情報２０（列車速度）を用いてこの変周信号を出力した２つの変周式地上子間の距離を計測し、計測された距離に対応した勾配値を考慮して前記擬似電文に基づく前記速度照査パターンを生成し、または計測された距離に対応する制限速度を考慮して前記擬似電文に基づく前記速度照査パターンを生成するＡＴＳ車上装置１を備えるようにしたので、複数の速度照査部１１を搭載することなく、ＡＴＳ−Ｓ区間、ＡＴＳ−Ｐｓ区間、およびＡＴＳ−Ｐ区間における列車の速度制御が可能である。さらに、ＡＴＳ−Ｐｓ区間においては、路線の下り勾配または速度制限区間における制限速度を考慮して速度照査パターンを生成可能である。その結果、本実施の形態にかかる自動列車停止装置によれば、異なる方式のＡＴＳ装置を統合することが可能となり、更なるコストダウンを実現することができるだけでなく、列車床下のぎ装スペースを縮小することが可能である。特に、従来技術は、ＡＴＳ−Ｐｓ方式には対応していなかったが、本実施の形態にかかるＡＴＳ車上装置１は、車上無線局１２に位置検知手段を備えているため、ＡＴＳ−Ｐｓ方式の区間にも対応することが可能である。
【００８６】
また、ＡＴＳ車上装置１は、警報を示す変周信号に対応した擬似電文、即時停止を示す変周信号に対応した擬似電文、または速度照査パターンを発生させる変周信号に対応した擬似電文に変換する電文変換部１６と、トランスポンダ式地上子からの電文と変周式地上子からの周波数情報を受信すると共に、勾配補正を示す変周信号または制限速度を示す変周信号を受信した場合には、列車速度を用いて変周式地上子間の距離を計測する車上無線局１２と、速度照査パターンを生成し、車上無線局１２を介して取り込まれた列車速度が速度照査パターンを超過した場合にはブレーキ指令を出力する速度照査部１１と、を有するようにしたので、車上無線局１２における距離計測を開始するタイミングが遅延することなく、速度発電機２と速度照査部１１との間における速度情報２０を取り込むためのインターフェイスや配線が削減可能である。
【００８７】
さらに、ＡＴＳ車上装置１は、警報を示す変周信号に対応した擬似電文、即時停止を示す変周信号に対応した擬似電文、または速度照査パターンを発生させる変周信号に対応した擬似電文に変換する電文変換部１６と、速度照査パターンを生成し、列車速度が速度照査パターンを超過した場合、ブレーキ指令を出力する速度照査部１１と、トランスポンダ式地上子からの電文と変周式地上子からの周波数情報とを受信すると共に、勾配補正を示す変周信号または制限速度を示す変周信号を受信した場合には、速度照査部１１を介して取り込まれた列車速度を用いて変周式地上子間の距離を計測する車上無線局１２と、を有するようにしたので、車上無線局１２における距離計測が可能であり、かつ、速度発電機２と車上無線局１２との間における速度情報２０を取り込むためのインターフェイスや配線が削減可能である。
【００８８】
また、電文変換部１６は、停止信号現示の変周信号を受信した場合、少なくとも情報種別の値が停止信号現示を表す値に設定された擬似電文に変換し、速度制限の変周信号を受信した場合、少なくとも情報種別の値が速度制限を表す値に設定された擬似電文に変換し、即時停止を示す変周信号を受信した場合、情報種別の値が即時停止を表す値に設定された擬似電文に変換し、警報を示す変周信号を受信した場合、情報種別の値が警報を表す値に設定された擬似電文に変換するようにしたので、変周式地上子の周波数検知のみで、トランスポンダ式地上子からの電文と同等の擬似電文を作成し、ＡＴＳ−Ｐ装置の機能で速度照査パターンを発生させることが可能である。
【００８９】
なお、本実施の形態に示した自動列車停止装置は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、本発明は、鉄道用の列車保安に使用する自動列車停止装置に適用可能であり、特に、変周式およびトランスポンダ式の両方式に対応した車上装置の更なる小型化を図ることが可能な発明として有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１  ＡＴＳ車上装置（車上装置）
２  速度発電機
３  ブレーキ制御装置
１１  速度照査部
１２  車上無線局（受信部）
１３  車上子（第１の車上子）
１４  車上子（第２の車上子）
１５  速度制御部
１６  電文変換部
２０  速度情報（列車速度）
１００ａ  電文フレーム
１００ｂ  電文フレーム
１０１  フラグ
１０２  情報種別
１０３  運転方向
１０４  地上子番号
１０５  個別情報
１０６  ＣＲＣ
１０７  フラグ
１１１、１２１、１２４、１２９  空き領域
１１２  制限速度
１１３  制限区間長
１１４  曲線までの距離
１１５  各社の情報
１２２  分岐パターン継続
１２３  保全情報（１）
１２５  信号パターン補正
１２６  保全情報（２）
１２７  停止現示信号機までの距離
１２８  次地上子までの距離
【図１】
2012135147.tif 000003
【図２】
2012135147.tif 000004
【図３】
2012135147.tif 000005
【図４】
2012135147.tif 000006
【図５】
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【図６】
2012135147.tif 000008
【図７】
2012135147.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012135147.tif 000011