(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連の複数の閉塞区間に対応させて設置され、それぞれの閉塞区間における軌道分類および列車制御の指令事項を制御情報に編成し、各閉塞区間を順に通過する走行列車に、それぞれの制御情報を軌道分類に従った通信情報として伝送する情報伝送手段と、
在線中の閉塞区間を介して通信情報を受信して制御情報を得る電文受信部と、この制御情報のヘッダ部を参照してその閉塞区間に続き隣接する閉塞区間の軌道分類を予め決定する処理選択部と制御情報を保持する車上記憶部とから成る情報先取決定部と、この情報先取決定部を前記電文受信部の受信状態に応じて参照しながら、その閉塞区間の指令事項を制御情報から解読する解読部と、を有し、それぞれの走行列車内に搭載され、それぞれの通信情報を各閉塞区間を介して受信し、一つの閉塞区間における指令事項を再生すると共に、これに続き隣接する閉塞区間の軌道分類を再生する情報再生手段と、
を備え、
前記情報先取決定部は、制御情報が閉塞区間の軌道分類上の長軌道または短軌道に関するものであるかを判別し、その軌道分類に基づいて短軌道に関する制御情報を予め保持しておくことで、前記解読部は、長軌道の閉塞区間と隣接する短軌道の閉塞区間に列車が進入する際にも、制御情報から指令事項を隣接する閉塞区間の長短によらず継続的に解読しながら列車制御を行えるような構成としたことを特徴とする自動列車制御装置。
【請求項２】
前記情報伝送手段は、
複数の閉塞区間からなる路線に対応づけたものであり、各閉塞区間の軌道分類を特定するためのテーブルと、
このテーブルから得られた軌道分類を付与しながら、各閉塞区間における制御情報を編成する情報編成部と、
この制御情報を通信情報として特定の閉塞区間に向けて送信する電文送信部と、
を有することを特徴とする請求項１記載の自動列車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一連の閉塞区間からなる鉄道路線上を複数の列車が高速で走行する際に、それぞれの運行計画および走行状態に応じて、それぞれの制限速度などの制御情報を、多様な長さの電文として伝送しながら各列車の走行制御を行なうための自動列車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄道路線上を走行する列車に対して、適切な制限速度、走行位置などの保安情報を自動的に送出させるための自動列車制御（以下、ＡＴＣという）システムが知られている。このＡＴＣシステムでは、路線上に複数の閉塞区間を順に設定すると共に、駅や線路脇の機器室などにその地上装置を設置し、それぞれの閉塞区間の軌道回路と伝送路を介して接続してある。
【０００３】
このＡＴＣシステムによれば、各閉塞区間を制御単位として一連の保安情報を逐次列車に送り出している。これらの保安情報は、各閉塞区間に相当する軌道回路を単位として列車に伝送され、これらを列車に搭載した車上装置が受信し、該当する列車の制御に用いられる。このため、情報の伝送から受信、さらに列車制御を行なうにはある程度の所要時間がかかり、車上装置は、この所要時間内に加減速その他の情報に含まれる指令を処理する。言い換えると、一つの軌道回路を通過する時間内に、各軌道回路に必要な情報を処理し終えて常に安定した走行制御を実現する。
【０００４】
このような列車制御の所要時間は、情報長が最も長い制御時間の伝送時間に規制される。このため、この所要時間内に車上装置がＡＴＣ装置からの指令内容を判別処理する構成にしてある。これによって、通信および処理機能の各段階をまとまりよく設計できると共に、多様な内容の制御情報を用いる場合であっても、それぞれに対応する一連の列車制御を統一的に管理するＡＴＣシステムを構成することができる。
【０００５】
また、前述した軌道回路としては、駅間の高速走行線に敷設される相対的に長い長軌道から、駅構内などに多用される相対的に短い短小軌道まで様々な長さのものがある。この短小軌道の一例には、列車を一つの路線から他の路線に乗り換えさせるための分岐線、列車をプラットホームや支線に入線させるための引込み線や退避線などがある。これらの短小軌道に対しても、それぞれを独立した一つの閉塞区間として列車制御が行なわれる。
【０００６】
言い換えると、短小軌道であろうとなかろうと、列車の実際の走行状態に応じて全ての閉塞区間で連続性のある走行制御が求められる。これにより路線全体にわたって漏れのない一貫した列車制御が実現できると共に、常に運行ダイヤと一致したきめこまかな追従制御が実現できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例による自動列車制御装置には次に述べるような問題点があった。近年、列車の高速化が目覚ましく情報伝送の高速化と伝送情報の増量化を要するため、制御情報をデジタル伝送するようになった。ところが、制御情報の情報量が多くなると、伝送時間が長引いて列車制御の所要時間が長時間を要する。このため、前述した短小軌道上では、走行中に列車が制御情報を最後まで受信し切れないことを予め防止する必要が生じた。
【０００８】
この場合、例えば、後続する通常長さの軌道を介して同じ制御情報を再送することも考えられる。しかし、このような短小軌道上では、先行する軌道での指令事項と連続させた列車制御を行なうことが重要である。このため、後続する軌道上で後追いの列車制御を行なったのでは、この列車制御の連続性が十分に保証できなくなってしまう。
【０００９】
また、たまたま少ない情報量の制御情報を伝送すればよい場合がある。このような場合であっても、情報量が多い場合と同様に車上装置に画一的な処理を行なわせ、列車制御全体の負担を軽くしたい。そのためには、制御情報の伝送フレームの長さを、一定の固定長とした方が都合がよい。このため、伝送フレームを短くして伝送時間を短縮することには限界がある。
【００１０】
このような短小軌道での受信では、前述した列車制御の所要時間による制約、制御情報の再送困難、伝送フレームの短縮制限などが、列車の高速化と相まって無視できない問題となった。従って、これらの問題点の一括した解決が列車制御の上で重要な技術的な課題であった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、長短の軌道が混在する路線で列車制御を行なう際に、特に、情報伝送のデジタル化による列車制御において、列車が長軌道から短小軌道に進入したときに、確実に列車制御の連続性が保証される自動列車制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明による自動列車制御装置は、一連の複数の閉塞区間に対応させて設置され、それぞれの閉塞区間における軌道分類および列車制御の指令事項を制御情報に編成し、各閉塞区間を順に通過する走行列車に、それぞれの制御情報を軌道分類に従った通信情報として伝送する情報伝送手段と、在線中の閉塞区間を介して通信情報を受信して制御情報を得る電文受信部と、この制御情報のヘッダ部を参照してその閉塞区間に続き隣接する閉塞区間の軌道分類を予め決定する処理選択部と制御情報を保持する車上記憶部とから成る情報先取決定部と、この情報先取決定部を電文受信部の受信状態に応じて参照しながら、その閉塞区間の指令事項を制御情報から解読する解読部と、を有し、それぞれの走行列車内に搭載され、それぞれの通信情報を各閉塞区間を介して受信し、一つの閉塞区間における指令事項を再生すると共に、これと隣接する閉塞区間の軌道分類を再生する情報再生手段と、を備え、情報先取決定部は、制御情報が閉塞区間の軌道分類上の長軌道または短軌道に関するものであるかを判別し、その軌道分類に基づいて短軌道に関する制御情報を予め保持しておくことで、解読部は、長軌道の閉塞区間と隣接する短軌道の閉塞区間に列車が進入する際にも、制御情報から指令事項を隣接する閉塞区間の長短によらず継続的に解読しながら列車制御を行えるような構成としたことを特徴とする。
【００１３】
この自動列車制御装置によれば、情報伝送手段によって、各閉塞区間における指令事項とそれに隣接する閉塞区間の軌道分類とが制御情報に含まれる。このため、その閉塞区間に対する通信情報と共に、その隣接する閉塞区間の軌道分類が予め伝送される。そして、軌道の長短に伴って変化する実際の伝送環境に適した実用的な情報再生手段の構成によって、その閉塞区間の制御情報を通信情報から再生すると共に、併せて後続する閉塞区間の軌道分類が得られる。従って、例えば、この軌道分類からその制御情報を先取り的に予め決定できる。そして、情報先取決定部は、その軌道分類に基づいて短軌道に関する制御情報を予め保持しておくことで、解読部は、長軌道の閉塞区間と隣接する短軌道の閉塞区間に列車が進入する際にも、制御情報から指令事項を隣接する閉塞区間の長短によらず継続的に解読しながら列車制御を行うことが可能となる。
【００１４】
本発明の請求項２記載の自動列車制御装置は、情報伝送手段が、複数の閉塞区間からなる路線脇に設置されたものであり、各閉塞区間の軌道分類を特定するためのテーブルと、このテーブルから得られた軌道分類を付与しながら、各閉塞区間における制御情報を編成する情報編成部と、この制御情報を通信情報として特定の閉塞区間に向けて送信する電文送信部と、を有することを特徴とする。
これによると、長短の軌道が複雑に混在する実際の路線に適した実用的な情報伝送手段の構成を実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は一実施形態による自動列車制御装置の構成例のブロック図である。
この自動列車制御装置１０は、路線上の駅や路線脇の、例えば地上機器室内に設置したフレーム電文の伝送手段２０と、路線上を走行する列車ＴＲ，ＴＲ，…内に搭載した制御情報の各再生手段３０（本図ではその一両分を示す）とから構成したものである。
【００１７】
これにより一連の閉塞区間（本図ではその一部を示す）からなる路線において、それぞれの列車ＴＲ（本図ではその一両を示す）に列車制御のための制御情報が伝えることができる。
また、このフレーム電文から本発明による通信情報を、伝送手段２０から本発明による情報伝送手段を、また、再生手段３０から本発明による情報再生手段をそれぞれ構成する。
【００１８】
この列車ＴＲとしては、例えば鉄道の場合であれば、その路線上を走行する１両または複数両編成からなる列車があるが、その他、一定の路線に沿って走行しながら閉塞区間からなる各軌道回路ＴS，ＴLを介して制御情報を受ける移動車両であればいずれでもよい。以下、複数両編成の列車の１つの軌道回路ＴS,ＴLにおける列車制御の一例について述べる。また、符号２１は、軌道回路ＴS,ＴLとの整合用変成器ブロックを示し、３１は各軌道回路ＴS,ＴLからの信号電流の受電器を示す。
【００１９】
図２は図１に示すフレーム電文の伝送手段の一構成例のブロック図である。
この伝送手段２０は、機器外部との電気的な安全保証のための保安器ブロック２３と、各軌道回路ＴS,ＴLと対応させた各種情報のための軌道送受信ブロック２４と、前述した列車ＴＲの制御情報を、その制御条件に基づいて論理構成するための速度制御論理ブロック４０と、路線全体の集中管理や接続路線との連動などのためのインターフェイスブロック２５とを有するものである。これら保安器ブロック２３、軌道送受信ブロック２４から本発明による電文送信部を構成する。
【００２０】
この他にも、路線の規模、列車ＴＲの形式や走行速度など、このＡＴＣシステムの管理条件に従って各種の支援機器を付設してある。例えば、別の伝送手段２０との管理境界で列車ＴＲからの位置情報を受信し、速度制御論理ブロック４０に伝える境界受信器２６、列車ＴＲが必要上やむおえず一旦停止の位置を超える際のための侵入検知器２７、図示しない電源供給ブロックなどがある。
【００２１】
速度制御論理ブロック４０は、軌道送受信ブロック２４との制御情報の伝送、および境界受信器２６との位置情報などの伝送をそれぞれ行なう情報伝送部４１と、図示しない列車ＴＲの位置検知装置や速度指令装置などから指令情報などＳ４１を受ける、制御情報、位置情報、管理情報のための情報編成部４２とを有するものである。
【００２２】
更に、この速度制御論理ブロック４０に、情報編成部４２に付設した、列車ＴＲに向けた現示のための現示テーブル部４４と、前述したインターフェイスブロック２５との各種管理情報のための入出力部４５とが併設される。この現示テーブル部４４には、各軌道回路ＴS，ＴLの分類テーブル４４ａを設け、この分類テーブル４４ａから本発明による軌道分類のテーブルを構成する。
【００２３】
例えば、前記情報編成部４２と、現示テーブル部４４と、制御プログラムのための図示しない地上記憶部とを、また、必要に応じてインターフェイスブロック２５も含めて公知のマイクロプロセッサシステムにより構成すればよい。この現示テーブル部４４については、現示決定のための論理式などをデータベース構成にすればよい。また、列車制御のフェイルセーフ化に配慮して各部を、特に、前記情報編成部４２とその地上記憶部とを２重化構成することが望ましい。
【００２４】
この分類テーブル４４ａには、各軌道回路ＴS,ＴLの物理的な形態、特に長軌道からなるものか、または短小軌道からなるかを、それぞれ対応させて配列したものである。
例えば、前述したデータベースに論理式などと併せて路線ごとに登録させればよく、この場合、別途配列するよりも現示テーブル４４を簡単な構成にできる。
【００２５】
図３は図１に示す制御情報の再生手段の一構成例のブロック図である。
この再生手段３０は、前述した受電器３１と、各フレーム電文のための受信器３２と、走行制御の目標速度や制動量を指示するためのＡＴＣ車上装置５０と、列車ＴＲの駆動軸と連動させた速度発電機３３と、これに基づいて列車ＴＲの走行制御を行なうＡＴＣ速度照査装置３４とを有する。これら受電器３１と受信器３２とから本発明による電文受信部を構成する。この受信器３２として専用の通信プロセッサを用いてもよい。
【００２６】
ＡＴＣ車上装置５０は、列車制御の即時処理または決定処理のための処理選択部５１と、決定処理などのための車上記憶部５２と、それぞれの制御情報のための情報解読部５３とを有するものである。例えば、これら処理選択部５１、車上記憶部５２、情報解読部５３も、公知のマイクロプロセッサシステムによって構成すればよい。この車上記憶部５２には、制御情報の再使用フラグ５２ａを設け、この再使用フラグ５２ａと処理選択部５１とから本発明による情報先取決定部を構成する。
【００２７】
次に、本発明の一実施形態による作用を説明する。
図４は図２に示す伝送手段の情報伝送業務の一例のフローチャートである。
この電文伝送業務は、以下のそれぞれの処理を所定のファームウェアで構成し、例えば、前述した地上記憶部に予め格納しておいてもよい。
【００２８】
また、この情報伝送業務では、所定の新たな情報を情報編成部４２に導き入れることによって、例えば、予め優先順位が設定された割込み処理によって各処理を開始する。その契機としては、例えば、前述した速度指令装置などから新たな指令情報などＳ４１が到来したり、同じく入出力部４５を介して新たな管理情報が入力されたり、また、同じく境界受信器２６から新たな位置情報を受けたりすることを用いればよい。
【００２９】
このように具体的な処理が開始されると、先ず、制御情報の編成処理ＳＴ１１を実行する。この編成処理ＳＴ１１では、導き入れた各情報を解読すると共に、前述した現示テーブル部４４を参照しながら、現時点での各列車ＴＲの走行位置などから、その運行ダイヤに基づく指令事項が決定される。そして、各列車ＴＲの現在位置に合わせて所定の軌道回路ＴS，ＴLを特定し、その列車ＴＲの識別番号などを前記指令事項に付与して制御情報に編成する。
【００３０】
続いて、該当する軌道分類の検索処理ＳＴ１２を実行する。この検索処理ＳＴ１２では、その軌道回路ＴS,ＴLに相当する閉塞区間のシーケンス番号などを特定し、前述した軌道分類の分類テーブル４４ａを参照しながら、これを検索キーとして該当する軌道分類を読み取る。そして、読み取った軌道分類を、例えば引数として制御情報を次の処理に渡す。
【００３１】
続いて、これら編成された制御情報などに基づいてフレーム電文の送信処理ＳＴ１３を実行する。この送信処理ＳＴ１３では、検索された軌道分類を制御情報に合体させながら、それぞれを一定様式のフレーム電文に変換させる。そして、先に特定した軌道回路ＴS，ＴLを指定し、これに向けてそれぞれのフレーム電文を送信してから、その送信処理の正常終了を確認して次の情報伝送業務に移る。
【００３２】
図５は、図４に示す情報伝送業務のフレーム電文の一例を示す様式図である。
このフレーム電文の様式としては、例えば、その電文の前後に開始フラグＦ１と終了フラグＦ２とを付加し、この開始フラグＦ１に続けてヘッダ部ＨＤを設け、順に電文の情報種別を示す属性領域Ｚ、特定した軌道回路ＴS，ＴLの区間番号Ｔn、制御対象の列車ＴＲの識別番号ＩＤなどの各領域を形成して該当する符号を設定する。
【００３３】
更に、このヘッダ部ＨＤに続けて電文本体を収納して所望の制御事項、数値、許容値などに関するメッセージを設定する。終了フラグＦ２の直前に所定の誤り検出符号を置き、例えば、簡易にはＣＲＣ符号などでデータ品質を保証させる。
情報種別としては、例えば、その軌道回路ＴS，ＴLとこれに隣接する軌道回路ＴS，ＴLとの形態を示す軌道分類、例えば、簡易には長軌道から短小軌道に移るか否かのフラグ、メッセージのシーケンス番号、その版数などを登録しておく。
【００３４】
この情報伝送業務によれば、前述した分岐線などの短小軌道に列車ＴＲが差し掛かったとき、これに先行する前方軌道において既に短小軌道の軌道形態を予め決定することができる。この他にも、例えば、予め決定した軌道形態が予定する制御情報の電文伝送に適するかどうかを判別し、その結果、不適なものである場合にのみ、その軌道形態を特定の軌道分類として制御情報と共に伝送させることもできる。また、その短小軌道の２つまたはそれ以上手前で軌道分類を伝送させても、更に、複数種の短小軌道を区別して伝送させてもよい。
【００３５】
図６は図３に示す再生手段の情報再生業務の一例のフローチャートである。
この情報再生業務は、以下のそれぞれの処理を所定のファームウェアで構成し、例えば、前述した車上記憶部５２に予め格納しておけばよいが、この他、各部を論理回路で構成してもよい。
【００３６】
また、この情報再生業務では、新たなフレーム電文を再生手段３０の受信器３２に導き入れることによって、例えば、予め優先順位が設定された割込み処理によって各処理を開始する。その契機としては、例えば、前述した受電器を介して軌道回路からフレーム電文のキャリアが到来したことを用いればよい。
【００３７】
こうして具体的な処理が開始されると、先ず、フレーム電文の受信処理ＳＴ２１を実行する。この受信処理ＳＴ２１では、軌道回路を介して伝送された伝送手段２０からのフレーム電文を、前述した受信器３２によって受信する。
【００３８】
続いて、その軌道分類の判定処理ＳＴ２２を実行する。この判定処理ＳＴ２２では、受信したフレーム電文のヘッダ部ＨＤを参照しながら、その属性領域Ｚに設定された情報種別に従って、後続する軌道回路ＴS，ＴLの形態を判別する。その結果、その軌道分類が長軌道を示すものであれば、直ちに制御情報の解読処理ＳＴ２４を実行するが、短小軌道への移行を示すものであると、次回の情報再生業務のために予め制御情報の決定処理ＳＴ２３を実行する。
【００３９】
この制御情報の決定処理ＳＴ２３では、在線中の軌道回路ＴS，ＴLに関する現時点での制御情報に基づいて、後続の軌道回路ＴS，ＴLのための制御情報を予め決定しておく。例えば、簡易には次回の情報再生業務まで現時点の制御情報を保持しておく再使用フラグ５２ａを立てておけばよく、これによって、先行する最後の長軌道と同じ列車制御を短小軌道でも継続できる。この他、その長軌道での制御情報を車上記憶部５２に格納させておけば、それに続く１つまたは複数の短小軌道でも、これを繰り返し使用できる。
【００４０】
続いて、これらの制御情報に基づいて制御情報の解読処理ＳＴ２４を実行する。この制御情報の解読処理ＳＴ２４では、前述した再使用フラグ５２ａを検査し、これが立っておらず現時点の軌道回路ＴS，ＴLが長軌道であれば、受信したフレーム電文から制御情報を復元し、それぞれに含ませた各種の指令事項を解読する。また、再使用フラグ５２ａが立って軌道回路ＴS，ＴLが短小軌道であれば、先行する最後の長軌道での列車制御をこの短小軌道でも繰り返し行なう。
【００４１】
または、前述した決定処理ＳＴ２３で保持しておいた制御情報を、例えば車上記憶部５２から読み出して、その指令事項を再び解読してもよい。これによって、いずれの軌道回路ＴS，ＴLにおいても、得られた解読結果に基づいてほぼ同様の解読手順を実行し、所定の列車制御を行なうため、この解読処理ＳＴ２４を一律で簡単な構成にできる。
【００４２】
このような再生手段３０の電文再生業務によれば、予め後続する軌道の軌道分類を情報伝送手段２０から取得し、それが短小軌道である場合の列車制御を予め決定しておくため、先行する軌道と連続性のある列車制御が実現できる。例えば、特定の軌道回路ＴS，ＴLが短小軌道であるために地上機器室内の伝送手段２０から制御情報を受けられない可能性があるとき、この先取りした軌道分類に基づいて、後続の短小軌道に関する列車制御を予め決定でき、ひいては路線全体にわたって跡切れることのない列車制御が実現できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、予め後続する閉塞区間の軌道分類を情報伝送手段から情報再生手段に伝送させておくため、先行する軌道と連続性のある列車制御が実現できる。このため、長短の軌道が混在する路線で列車制御を行なう際に、列車が長軌道から短小軌道に進入するときにも、確実に列車制御の連続性が保証可能な自動列車制御装置を提供することができる。例えば、車上での列車制御の所要時間を短くする必要のある分岐軌道、引き込み線などの短小軌道では、フレーム電文が必ずしも受信しきれないものとして、ＡＴＣ車上装置で列車制御の連続性を保証できる。
また、請求項２記載の自動列車制御装置によれば、長短の軌道が複雑に混在する実際の路線に適した実用的な情報伝送手段の構成を実現でき、請求項３記載の自動列車制御装置によれば、軌道の長短に伴って変化する実際の伝送環境に適した実用的な再生手段の構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による自動列車制御装置の構成例を説明する図
【図２】図１に示すフレーム電文の伝送手段の一構成例のブロック図
【図３】図１に示す制御情報の再生手段の一構成例のブロック図
【図４】図２に示す伝送手段の情報伝送業務の一例のフローチャート
【図５】図４に示す情報伝送業務のフレーム電文の一例を示す様式図
【図６】図３に示す再生手段の情報再生業務の一例のフローチャート
【符号の説明】
１０…自動列車制御装置、２０…伝送手段、２１…整合用変成器ブロック、２３…保安器ブロック、２４…軌道送受信ブロック、２５…インターフェイスブロック、２６…境界受信器、２７…侵入検知器、３０…再生手段、３１…受電器、３２…受信器、３３…速度発電機、３４…ＡＴＣ速度照査装置、４０…速度制御論理ブロック、４１…情報伝送部、４２…情報編成部、４４…現示テーブル部、４４ａ…分類テーブル、４５…入出力部、５０…ＡＴＣ車上装置、５１…処理選択部、５２…車上記憶部、５２ａ…再使用フラグ、５３…情報解読部、Ｓ４１…指令情報、ＴS,ＴL…軌道回路、ＴＲ…列車。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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