(57)【要約】【課題】無閉塞運転時においても列車を安全に走行させることが可能な列車運行管理システムを得ること。【解決手段】本発明は、列車に搭載された車上装置２と、運用中の各列車を管理する地上装置とを備えた列車運行管理システムであって、地上装置は、管理対象の各列車から位置情報を取得して管理するデータベースを備え、車上装置２は、自列車の位置を検出する位置検出部２２と、自列車が無閉塞運転を行っている状態において、自列車の位置情報および先行列車の位置情報に基づいて先行列車との距離を算出し、さらに、算出した距離に基づいて自列車の走行速度の上限を算出する速度上限算出部２４と、を備え、速度上限算出部２４が算出した先行列車との距離、および自列車の速度上限値を運転台のモニタ装置に表示させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車に搭載された車上装置と、運用中の各列車を管理する地上装置とを備えた列車運行管理システムであって、
前記地上装置は、
管理対象の各列車から位置情報を取得して管理するデータベース、
を備え、
前記車上装置は、
自列車の位置を検出する位置検出部と、
自列車の位置情報を前記地上装置へ通知する情報通知部と、
先行列車の位置情報を前記地上装置から取得する情報取得部と、
自列車が無閉塞運転を行っている状態において、自列車の位置情報および先行列車の位置情報に基づいて先行列車との距離を算出し、さらに、算出した距離に基づいて自列車の走行速度の上限を算出する速度上限算出部と、
を備え、
前記速度上限算出部が算出した先行列車との距離、および自列車の速度上限値を運転台のモニタ装置に表示させることを特徴とする列車運行管理システム。
【請求項２】
前記速度上限算出部で算出された速度上限値を自列車の速度が上回っている場合にブレーキ装置に対して減速を指示する速度制御部、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の列車運行管理システム。
【請求項３】
前記速度制御部は、前記速度上限算出部で算出された先行列車との距離が所定値を下回った場合にもブレーキ装置に対して減速を指示することを特徴とする請求項２に記載の列車運行管理システム。
【請求項４】
前記情報取得部は、自列車の速度に基づいて決定した周期で先行列車の位置情報を取得し、
前記速度上限算出部は、前記情報取得部が前記位置情報を取得するごとに、先行列車との距離および自列車の速度上限値を算出することを特徴とする請求項１、２または３に記載の列車運行管理システム。
【請求項５】
前記情報取得部は、自列車と先行列車との距離に基づいて決定した周期で先行列車の位置情報を取得し、
前記速度上限算出部は、前記情報取得部が前記位置情報を取得するごとに、先行列車との距離および自列車の速度上限値を算出することを特徴とする請求項１、２または３に記載の列車運行管理システム。
【請求項６】
列車に搭載され、運用中の各列車の位置情報を各列車から取得して管理する地上装置とともに鉄道システムを構成する車上装置であって、
自列車の位置を検出する位置検出部と、
自列車の位置情報を前記地上装置へ通知する情報通知部と、
先行列車の位置情報を前記地上装置から取得する情報取得部と、
自列車が無閉塞運転を行っている状態において、自列車の位置情報および先行列車の位置情報に基づいて先行列車との距離を算出し、さらに、算出した距離に基づいて自列車の走行速度の上限を算出する速度上限算出部と、
を備え、
前記速度上限算出部が算出した先行列車との距離、および自列車の速度上限値を運転台のモニタ装置に表示させることを特徴とする車上装置。
【請求項７】
列車に搭載された車上装置と、運用中の各列車の位置情報を各列車から取得して管理する地上装置とを備えた鉄道システムにおいて、車上装置が実行する列車運行管理方法であって、
自列車の位置を検出して前記地上装置へ通知する位置検出ステップと、
自列車が無閉塞運転を開始したことを検出する無閉塞運転検出ステップと、
自列車の位置情報および前記地上装置で管理されている先行列車の位置情報に基づいて先行列車との距離を算出する距離算出ステップと、
前記距離算出ステップで算出した距離に基づいて自列車の走行速度の上限を算出する速度上限算出ステップと、
前記距離算出ステップで算出した先行列車との距離、および前記速度上限算出ステップで算出した速度上限値を運転台のモニタ装置に表示させるとともに、表示内容に従った運転を運転士に指示する指示ステップと、
を含むことを特徴とする列車運行管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車運行管理システムに関し、特に、障害等の発生により列車の正常運行が困難な状況となった場合においても安全性を確保して各列車を運行させる列車運行管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な列車運行における安全確保は、線路をある単位（閉塞区間）で細分化し、その中には１列車のみが進入することを保証する仕組みを設けることで行われている。このような仕組みで安全確保を行っている鉄道システムにおいては、ある列車が故障等の理由により停止し運転継続が行えなくなった場合、後続の列車は、先行列車が停止している閉塞区間の手前で停止する必要があり先に進むことができない。駅間に停止した列車においては、乗客の安全確保のための避難や誘導に支障が生じることになる。このような場合、緊急措置として、運転士の注意力によってのみ列車を進行させることができる無閉塞運転という手段が認められているが、この方法では、すべての保安装置を開放し、運転士の眼による注意力のみに頼って運転することとなるため、追突事故等の発生の危険性が通常時よりも非常に高い。そのため、特別な場合を除いて、無閉塞運転を禁止する鉄道事業者が多い。
【０００３】
一方、近年の鉄道システムにおいては、各列車に位置を検出する装置を設けておき、各列車は、自列車の正確な位置を把握し、鉄道システムの保安や乗客への案内等で利用している。また、列車には、運行情報や車両故障情報などを伝送するために、地上との通信機能をもつものもある。地上に伝送された情報は例えば運行管理で利用される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２１７５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、鉄道システムにおいては、閉塞区間を設け、通常時は１区間内への複数列車の進入を禁止することにより安全を確保している。そのため、ある列車が停止し運転継続が行えなくなった場合、後続の列車は、駅間であっても、運転継続が不可能となった列車の手前の閉塞区間中に停止して先に進むことができない。駅間の閉塞区間の距離は一般に、数百メートルから数キロにおよぶことになるが、乗客の安全な避難誘導のためには、ホームのない場所で降車して徒歩で駅まで向かうより、最徐行であっても列車を安全に移動し、自列車の前に停止した列車に接近させ、列車間を移動したほうが安全であることは明らかである。しかし、そのためには無閉塞運転を行う必要がある。無閉塞運転時の安全確保はこれまで運転士１人の注意力にすべてが委ねられており、列車追突などの事故を防止するための仕組みの提供が望まれる。すなわち、無閉塞運転時の安全性を向上させる仕組みの提供が望まれる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無閉塞運転時においても列車を安全に走行させることが可能な列車運行管理システム、車上装置および列車運行管理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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、列車に搭載された車上装置と、運用中の各列車を管理する地上装置とを備えた列車運行管理システムであって、前記地上装置は、管理対象の各列車から位置情報を取得して管理するデータベース、を備え、前記車上装置は、自列車の位置を検出する位置検出部と、自列車の位置情報を前記地上装置へ通知する情報通知部と、先行列車の位置情報を前記地上装置から取得する情報取得部と、自列車が無閉塞運転を行っている状態において、自列車の位置情報および先行列車の位置情報に基づいて先行列車との距離を算出し、さらに、算出した距離に基づいて自列車の走行速度の上限を算出する速度上限算出部と、を備え、前記速度上限算出部が算出した先行列車との距離、および自列車の速度上限値を運転台のモニタ装置に表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、無閉塞運転を行っている列車の安全性を高めることができ、列車運行障害時においても、迅速に乗客を避難させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、車上装置および周辺装置の一例を示す図である。
【図２】図２は、地上装置の一例示す図である。
【図３】図３は、車上装置の構成例を示す図である。
【図４】図４は、列車運行管理システムを適用した鉄道システムの運用例を説明する図である。
【図５】図５は、列車運行管理システムを適用した鉄道システムの運用例を説明する図である。
【図６】図６は、列車運行管理システムを適用した鉄道システムの運用例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる列車運行管理システム、車上装置および列車運行管理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。
【００１１】
実施の形態１．
本発明にかかる列車運行管理システムは、地上に設置された地上装置と、列車に搭載された車上装置とを主要な構成要素として備えている。図１は、列車側に搭載された車上装置および周辺装置の一例を示す図である。また、図２は、地上装置の一例示す図である。
【００１２】
図１に示したように、列車運行管理システムは、列車の車両１に車上装置２、表示器３および無線送受信装置４を備える。また、図２に示したように、地上側の地上装置１１は、列車情報データベース１２、列車情報表示端末１３および無線送受信装置１４を備える。これらの列車情報データベース１２、列車情報表示端末１３および無線送受信装置１４は、ネットワーク伝送路１５を介して相互に接続されている。なお、図１では車上装置２、表示器３および無線送受信装置４を同一車両に設置する場合の例を示しているが、これらの装置の一部は別車両に設置してもよい。ただし、表示器３は運転台に設置されるものとする。
【００１３】
図１において、車上装置２は、自列車（車上装置２が搭載されている列車）の位置を検出する機能、検出した自列車の位置を地上装置１１へ通知する機能、地上装置１１から先行列車の位置情報を取得して自列車との先行列車の距離を算出するとともに自列車の走行速度の上限値を算出する。表示器３は、車上装置２で算出された、先行列車との距離および走行速度の上限値を運転士に対して通知する。無線送受信装置４は、地上装置１１の無線送受信装置１４との間で無線通信を行い、車上装置２が検出した自列車位置の情報および地上装置１１が保持している先行列車の位置情報を送受信する。
【００１４】
図２において、地上装置１１の列車情報データベース１２は、運行中の各列車の位置をはじめとする情報を管理するデータベースである。管理対象の情報には、各列車の車上装置２で検出された位置情報が含まれる。同一車両の車上装置２から複数回にわたって位置情報を取得した場合、最後に取得した位置情報を保持しておく。保持している位置情報は、車上装置２から要求を受けた場合に、要求元の車上装置２へ送信する。なお、送信する位置情報は、送信元の車上装置２が搭載された列車の前方に位置している列車の位置情報である。列車情報表示端末１３は、列車情報データベース１２が管理している各種情報を表示・操作するための装置である。
【００１５】
図３は、車上装置２の構成例を示す図である。車上装置２は、情報送受信部２１、位置検出部２２、運転状態監視部２３、速度上限算出部２４および速度制御部２５を備える。車上装置２は、例えば、一般的な列車情報管理装置を利用して実現できる。
【００１６】
情報送受信部２１は、図１に示した無線送受信装置４を介して地上装置１１との間で各種情報を送受信する。また、表示器３で表示させる情報を表示器３へ送信する。すなわち、情報通知部および情報取得部として動作する。
【００１７】
位置検出部２２は、自列車の現在位置を検出し、検出結果を示す位置情報を情報送受信部２１経由で地上装置１１へ送信する。なお、位置の検出方法については特に規定しない。たとえば、駅などの基準点からの距離を車輪の回転数に基づいて算出することにより現在位置を把握する。この場合、より正確な距離を把握するために、保安装置等の位置に基づいて補正することが一般的に行われる。また、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）等を利用した位置検出も適用可能である。
【００１８】
運転状態監視部２３は、自列車の運転状態として、閉塞運転を行っている状態か、それとも、障害発生等の理由で無閉塞運転を行っている状態かを監視する。閉塞運転状態から無閉塞運転状態に切り替わったことを検出した場合および無閉塞運転状態から閉塞運転状態に切り替わったことを検出した場合、検出結果を速度上限算出部２４へ通知する。
【００１９】
速度上限算出部２４は、自列車が無閉塞運転状態の場合、情報送受信部２１経由で先行列車の位置情報（先行列車位置情報）を取得するとともに、位置情報検出部２２による自列車の位置検出結果（自列車位置情報）を取得し、先行列車と自列車の距離を算出する。また、算出した距離に基づいて、自列車の走行速度の上限値を算出する。なお、距離および走行速度上限値は、無閉塞運転状態が終了となるまで、所定のタイミングで繰返し実行する。算出結果（距離，走行速度上限値）は表示器３へ通知され、この通知を受けた表示器３は、先行列車との距離および走行速度上限値をモニタ等に表示して運転士に通知する。運転士は、表示内容を参照しながら列車を走行させることにより、目視などのみに頼って列車を走行させる必要があった従来の無閉塞運転時よりも安全に、列車を走行させることができる。速度上限算出部２４が先行列車位置情報を取得して先行列車との距離および走行速度上限値を算出する処理を繰り返す周期は、自列車の走行速度、先行列車との距離などに応じて決定するようにしてもよい。例えば、走行速度が高い場合や先行列車との距離が短い場合には、周期を短くする。走行速度が高い場合や先行列車との距離が短い場合には追突する可能性が高いため、運転士に通知する情報の更新頻度を高くして安全性を高める必要がある。一方、走行速度が低い場合や先行列車との距離が長い場合には、危険性がそれほど高くないため、運転士に通知する情報の更新頻度を低くしても大きな問題とはならない。更新頻度を低くすることにより、地上装置１１との通信に必要な無線リソースが必要以上に消費されるのを防止できるとともに、地上装置１１側の処理負荷を低く抑えることができる。走行速度および先行列車との距離のいずれか一方を用いて周期を決定するのではなく、双方を用いて決定してもよい。もちろん、他の情報などに基づいて決定してもよい。
【００２０】
速度制御部２５は、自列車の走行速度と速度上限算出部２４で算出された走行速度上限値とを比較し、走行速度が走行速度上限値を超過していることを検出した場合には、図示を省略したブレーキ装置に対して減速を指示する。
【００２１】
以下に、本実施の形態の列車運行管理システムを適用した鉄道システムの動作について、図４〜図６を用いて詳細に説明する。
【００２２】
図４は、列車３２（以下、説明の便宜上「障害列車３２」と記載する）が停止し運転継続が行えなくなった場合を示す。障害列車３２は、駅３１で停止した後に装置故障などの理由で運転継続不能になったとする。この場合、後続の列車３３は、障害列車３２の後方の閉塞区間の境界手前で停止する。同様に、後続の列車３４は列車３３の後方の閉塞区間の境界手前で停止する。後続の列車３５も同様である。安全が確保された方法では、これ以上各列車を近づけることができない。したがって、乗客を避難させるためには、無閉塞運転を行って、各列車を接近させて乗客を移乗させるかまたは、ホームのない場所で乗客を降車させ、最寄りの駅（駅３１）まで徒歩で移動させるかの選択を行うことになる。図４のケースでは、障害列車３２が駅に停車中であり、後続の各列車（後続列車３３，３４，…）は駅３１まで走行することが物理的に可能であること、ホームのない場所で乗客を降車させ、線路上を徒歩で移動させる処置は危険であることから、障害列車３２の後続の各列車は無閉塞運転により駅３１まで走行することが現実的な選択肢となる。
【００２３】
図４の状態では、まず、後続列車３３を無閉塞運転して障害列車３２に接近させる。障害列車３２を含む各列車は、図１および図３に示した車上装置２を搭載している。よって、各列車の位置情報は図２に示した地上装置１１へ送信され、列車情報データベース１２で管理されている。そのため、後続列車３３は、所定の操作等を行って無閉塞運転を開始すると、まず、車上装置２の速度上限算出部２４が、地上装置１１の列車情報データベース１２より先行列車である障害列車３２の位置情報を取得する。速度上限算出部２４は、次に、取得した位置情報と、位置検出部２２で検出された自列車の位置情報とに基づいて、両列車間の距離を算出する。先行列車（障害列車３２）との距離が十分であれば、速度上限算出部２４は、先行列車との距離に基づいて、走行速度の上限値を決定する。走行速度の上限値は安全な走行が確保可能な値となるように決定する。
【００２４】
速度上限算出部２４は、走行速度の上限値が得られると、表示器３を利用して、先行列車までの距離と安全な走行速度を示す速度上限値を運転士に対して指示する。たとえば、表示器３の画面上に表示すれば、運転士はこれを見て列車を進行させることができる。表示の他、音声による指示や表示と音声を併用した指示を行うようにしてもよい。後続列車３３の運転士は、指示内容に従って運転を開始する。運転が開始された後も、後続列車３３に搭載された車上装置２の速度上限算出部２４は、上述した動作を繰返し実行し、先行列車との距離を算出するとともに、先行列車との距離が十分であれば走行速度の上限値を決定する動作を継続し、動作結果に応じた指示を運転士に対して行う。なお、車上装置２の速度制御部２５は、走行速度を監視しており、指示した走行速度上限値に走行速度が達した場合には、ブレーキ装置に対して減速を指示し、走行速度上限値以下の走行速度が維持されるようにする。このとき、速度超過を示す警報通知を併せて行う、または、当該警報通知をまず行い、その後、速度超過状態が解消されずに一定時間が経過した場合にブレーキ装置に対する減速指示を行うようにしてもよい。
【００２５】
先行列車との距離および走行速度上限値の通知を運転士に対して行い、通知内容に従った運転が開始された後、先行列車である障害列車３２に接近したことを検出した場合、すなわち、先行列車との距離が十分ではなくなった場合、速度上限算出部２４は、表示器３を通じて、先行列車に接近したことを示す警報を発して運転士に知らせる。このとき、先行車両への接近を運転士に知らせたにもかかわらずブレーキ操作等の操作（列車を停止させる操作）が実行されずに所定時間が経過した場合（または所定距離を走行した場合）、速度制御部２５がブレーキ装置に対して減速を指示し、自動的にブレーキをかけるようにしてもよい。これにより、追突を回避して列車の安全を確保できる。このような方法で、後続列車３３は障害列車３２に接近し、必要な場合は連結作業を行い、乗客を安全に避難させる。
【００２６】
同様の手順により後続列車３４を後続列車３３に、後続列車３５を後続列車３４に接近させると、図５に示したような状態となる。
【００２７】
図５の場合、後続列車３４の乗客は安全ではあるが、自列車から障害列車３２までの３列車の距離を徒歩で移動しなれれば避難できないことになり、その労力は苦痛である。そのため、たとえば、駅に停車している障害列車３２の中の全乗客が避難した後、後続列車３３で障害列車３２を推進することにより、後続列車３３と障害列車３２は駅３１のホームより前方に移動することができる。もちろん、この後続列車３３と障害列車３２の推進も無閉塞運転となるが、本実施の形態を適用した場合には、障害列車３２の前方に在線する列車の位置を判断しながら安全に移動可能である。こうして、駅３１のホームに後続列車３４を接近させることで、後続列車３４の乗客はホームに安全に降りることも可能である。後続列車３５に対しても同様の手順を繰り返すことで、駅３１のホームに接近させることが可能であり、図６の状態となる。
【００２８】
また、列車の前面に貫通路がない場合は、接近させても列車間を移動させて乗客を安全に避難させることができないが、図６に示した状態にしてから避難させる方法であれば、駅３１のホーム上に各列車の乗客を安全に避難させることができる。
【００２９】
これらの方法は障害列車３２が駅３１にある場合を述べたが、障害列車３２が駅間にある場合であっても適用可能である。
【００３０】
このように、本実施の形態の列車運行管理システムにおいて、鉄道システムの各列車に搭載された車上装置は自列車の現在位置を検出して地上側へ送信し、地上側の地上装置は、各列車の車上装置から受け取った管理する。また、車上装置は、自列車が無閉塞運転を行っている場合には、先行列車の位置情報を地上装置から取得して自列車と先行列車の距離を算出するとともに、算出した距離に基づいて、安全が確保可能な走行速度の上限値を算出し、算出した距離および走行速度上限値を運転士に通知し、安全な速度での列車走行を指示することとした。さらに、安全な速度での列車走行が維持できていない場合、および先行列車への接近を検出した場合には、ブレーキ装置に対して減速を指示して走行速度を低下させる、または列車を停止させることとした。これにより、他の列車が故障により走行不可能となった場合や軌道回路の故障、信号装置の故障などにより無閉塞運転を実施する必要性が生じた場合においても、列車を安全に走行させることができる。
【００３１】
列車運行障害が発生した場合、多くの場合、障害列車の直後の列車の乗客は、避難することができず、列車内に留まらざるを得ない状態で復旧を待つしかなかった。従来の無閉塞運転は運転士１人の注意力にのみ頼ることとなるため、安全確保上の問題があるうえ、これを行うための手続きや安全確認に多大な時間を要していたが、本発明によれば、比較的安全な方法で、かつ、列車情報管理装置などの車上装置によるバックアップをもって、無閉塞運転を遂行することができる。これにより、列車運行障害時においても、迅速に乗客を避難させることができる。
【００３２】
本発明による方法は、既存の列車情報管理装置（既存の列車に搭載されている列車情報管理装置）を上述した車上装置として扱い、列車情報管理装置が備えている各種手段を利用して実現することができる。そのため、特別な装置を新規に開発する必要がなく、列車情報管理装置のソフトウェアの変更と、地上施設のデータベースを設置することで実現が可能である。
【００３３】
以上のように、本発明による列車情報管理装置によれば、列車運行障害発生時においても、安全を確保するとともに、より迅速に、乗客を避難させることができる。また、無閉塞運転を実施するための複雑な手続きや操作、安全確認は、列車情報管理装置と、これと通信を行う地上施設とにより行うことができるため、運転士は、乗客の安全確保により専念することができ、質の高い輸送サービスを提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかる列車運行管理システムは、障害発生などに伴う無閉塞運転を安全に行うことが可能な鉄道システムを実現する場合に有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１  車両
２  車上装置
３  表示器
４，１４  無線送受信装置
１１  地上装置
１２  列車情報データベース
１３  列車情報表示端末
１５  ネットワーク伝送路
２１  情報送受信部
２２  位置検出部
２３  運転状態監視部
２４  速度上限算出部
２５  速度制御部
３１  駅
３２〜３５  列車
【図１】
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【図２】
2013258847.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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