(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線路を横断する踏切道に設置された遮断機及び警報機を動作させて踏切を開閉する踏切制御システムにおいて、
上記線路を走行する列車に搭載され該列車の走行状態を把握すると共に走行制御する車上制御手段と、
上記遮断機及び警報機を含む踏切の開閉動作を制御する踏切警報制御手段と、
上記各制御手段に設けられた無線通信手段及び線路沿線に設けられ列車との通信を行う無線通信手段で構築され、各制御手段及び列車の間で通信を行う無線ネットワークと、
上記無線ネットワークを介して上記各制御手段からの列車状態情報及び踏切状態情報を取り込んで踏切に対する警報制御情報を作成する踏切制御論理部と、
上記踏切制御論理部から送られる警報制御情報を入力して、上記線路に沿って設定された所定範囲の制御ゾーン内の列車走行及び踏切の動作を制御するゾーン制御手段と、を備えて成り、
上記踏切制御論理部は、上記制御ゾーン内の各踏切の各時間帯での交通量のデータをデータベースとして保有し、各踏切の交通量に応じて警報持続時間を調節し、
上記ゾーン制御手段は、異なる列車がそれぞれ下り方向の線路及び上り方向の線路を進行する際、上り又は下り方向の踏切における警報開始及び警報終了時間を予測して、当該踏切における警報持続時間を計数し所定時間を経過している場合は、警報開始点に接近中の列車の該警報開始点への進入を遅らせるように該列車の速度制御をする、
ことを特徴とする踏切制御システム。
【請求項２】
上記ゾーン制御手段は、踏切が動作不能の場合は、列車の当該踏切への接近走行を停止させることを特徴とする請求項１に記載の踏切制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線路を横断する踏切道に設置された遮断機及び警報機等を動作させて踏切を開閉する踏切制御システムに関し、詳しくは、人の操作によることなく、無線ネットワークを利用して制御ゾーン内の列車状態情報及び踏切状態情報を用いて効率良く踏切の動作を制御しようとする踏切制御システムに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
線路を横断する踏切道には、遮断機及び警報機並びに方向指示器等を備えた踏切が設置してある。この踏切は、線路を走行する列車の位置と進路条件をもとに制御される。例えば、踏切手前側の所定距離から踏切直後の所定距離までを踏切警報区間とし、この踏切警報区間内に列車位置検知用として軌道回路又は踏切制御子等が設置してあり、上記踏切警報区間内への列車の進入と進出とを検知して踏切を開閉していた。
【０００３】
例えば、列車進行の上り方向において、上記踏切警報区間の入口区間に列車が進入してきたら、その入口区間に設置された軌道回路で列車の進入を検知し、該軌道回路から踏切警報制御装置に進入検知信号が送られ、該踏切警報制御装置から踏切の遮断機及び警報機等に駆動信号が送られて、警報機を鳴動させて警報すると共に遮断機を閉めていた。その後、列車が線路上を進行して、踏切直後の所定距離までを含む出口区間から列車が進出したら、その出口区間の軌道回路で列車の進出を検知し、該軌道回路から踏切警報制御装置に進出検知信号が送られ、該踏切警報制御装置から踏切の遮断機及び警報機等に停止信号が送られて、警報機の鳴動を停止すると共に遮断機を開けていた。
【０００４】
このような踏切の制御において、或る駅の出発信号機から列車の進行方向前方約１００ｍ以内の距離に在る踏切については、その駅のプラットフォームに進入してきた列車の過走防護のために過走防護区間を設け、列車が上記駅に進入するときは出発進路が設定されていなくても、上記過走防護区間内の踏切を閉じていた。そして、列車が駅のフォームトラックに進入した後、予め定められた時素（例えば３０秒）のタイムアップ、又は駅係員が列車の停止を確認して行う開扉操作（押しボタン操作）により、警報機及び遮断機等を停止して踏切を開けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の踏切の制御においては、特に過走防護区間内の踏切の制御において、列車が駅のフォームトラックに進入した後の踏切の開扉について、予め定められた時素のタイムアップによる場合は、フォームトラックに進入した列車が既に停車したにも拘わらず、所定時間の時素が経過するまで警報状態とされ、踏切は無駄に閉じた状態となる。また、駅係員が列車の停止を確認して開扉操作を行う場合は、列車が駅のフォームトラックに進入する度毎に係員を配置してボタン操作する必要があった。さらに、踏切は線路を走行する列車の位置と進路条件をもとに制御されるので、列車の走行が優先されて、特に朝夕の通勤時間帯には、上り方向及び下り方向の列車の重なりによりいわゆる「開かずの踏切」の状態が出現するものであった。したがって、当該踏切に接続する道路の交通渋滞の原因となることがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、人の操作によることなく、無線ネットワークを利用して制御ゾーン内の列車状態情報及び踏切状態情報を用いて効率良く踏切の動作を制御しようとする踏切制御システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による踏切制御システムは、線路を横断する踏切道に設置された遮断機及び警報機を動作させて踏切を開閉する踏切制御システムにおいて、上記線路を走行する列車に搭載され該列車の走行状態を把握すると共に走行制御する車上制御手段と、上記遮断機及び警報機を含む踏切の開閉動作を制御する踏切警報制御手段と、上記各制御手段に設けられた無線通信手段及び線路沿線に設けられ列車との通信を行う無線通信手段で構築され、各制御手段及び列車の間で通信を行う無線ネットワークと、上記無線ネットワークを介して上記各制御手段からの列車状態情報及び踏切状態情報を取り込んで踏切に対する警報制御情報を作成する踏切制御論理部と、上記踏切制御論理部から送られる警報制御情報を入力して、上記線路に沿って設定された所定範囲の制御ゾーン内の列車走行及び踏切の動作を制御するゾーン制御手段と、を備えて成り、上記踏切制御論理部は、上記制御ゾーン内の各踏切の各時間帯での交通量のデータをデータベースとして保有し、各踏切の交通量に応じて警報持続時間を調節し、上記ゾーン制御手段は、異なる列車がそれぞれ下り方向の線路及び上り方向の線路を進行する際、上り又は下り方向の踏切における警報開始及び警報終了時間を予測して、当該踏切における警報持続時間を計数し所定時間を経過している場合は、警報開始点に接近中の列車の該警報開始点への進入を遅らせるように該列車の速度制御をする、ものである。
【０００８】
このような構成により、線路を走行する列車に搭載された車上制御手段で該列車の走行状態を把握すると共に走行制御し、踏切警報制御手段により遮断機及び警報機を含む踏切の開閉動作を制御し、上記各制御手段に設けられた無線通信手段及び線路沿線に設けられ列車との通信を行う無線通信手段で構築された無線ネットワークにより各制御手段及び列車の間で通信を行い、上記無線ネットワークを介して上記各制御手段からの列車状態情報及び踏切状態情報を取り込んで踏切制御論理部にて踏切に対する警報制御情報を作成し、上記踏切制御論理部から送られる警報制御情報を入力したゾーン制御手段で上記線路に沿って設定された所定範囲の制御ゾーン内の列車走行及び踏切の動作を制御し、上記踏切制御論理部により、上記制御ゾーン内の各踏切の各時間帯での交通量のデータをデータベースとして保有し、各踏切の交通量に応じて警報持続時間を調節し、上記ゾーン制御手段により、異なる列車がそれぞれ下り方向の線路及び上り方向の線路を進行する際、上り又は下り方向の踏切における警報開始及び警報終了時間を予測して、当該踏切における警報持続時間を計数し所定時間を経過している場合は、警報開始点に接近中の列車の該警報開始点への進入を遅らせるように該列車の速度制御をするように動作する。
【００１１】
また、上記ゾーン制御手段は、踏切が動作不能の場合は、列車の当該踏切への接近走行を停止させるものである。これにより、踏切事故を未然に防止することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による踏切制御システムの実施の形態を示すシステム構成図である。この踏切制御システムは、列車１が走行する線路２を横断する踏切道３に設置された遮断機４及び警報機等を動作させて踏切を開閉するもので、車上制御装置５と、踏切警報制御装置６と、ゾーンコントローラ７と、無線ネットワークと、踏切制御論理部８とを備えている。なお、図１において、符号２ｄは下り方向の線路を示し、符号２ｕは上り方向の線路を示し、符号４ｄは下り方向の線路２ｄ側に設けられた遮断機を示し、符号４ｕは上り方向の線路２ｕ側に設けられた遮断機を示している。
【００１４】
上記車上制御装置５は、線路２ｄ，２ｕを走行する列車１に搭載され該列車１の走行状態を把握すると共に走行制御する車上制御手段となるもので、例えばタコメータ等の速度センサの検知信号を用いて列車速度を算出し走行状態を把握して、列車状態情報を得るようになっている。そして、この車上制御装置５には、無線通信手段としての列車無線機VRSが接続されて上記列車１に搭載されている。
【００１５】
踏切警報制御装置６は、上記遮断機４ｄ，４ｕ及び図示省略の警報機並びに方向指示器等を含む踏切の開閉動作を制御する踏切警報制御手段となるもので、下り方向又は上り方向の線路２ｄ，２ｕを走行する列車１の接近を検知して警報機の鳴動を制御し、遮断機４ｄ，４ｕの開閉を制御し、通過列車の方向を示す方向指示器を動作させるようになっている。そして、この踏切警報制御装置６には、無線通信手段としての踏切無線機CRSが接続されている。
【００１６】
また、ゾーンコントローラ７は、前記線路２ｄ，２ｕに沿って設定された所定範囲の制御ゾーンCZN内の列車走行及び踏切の動作を制御するゾーン制御手段となるもので、上記制御ゾーンCZN内には複数の駅を含み、それらの駅間には制御対象の複数の踏切を含んでいる。そして、このゾーンコントローラ７は、上記制御ゾーンCZN内の或る一つの駅に設置されており、無線通信手段としての駅無線機SRSが接続されている。
【００１７】
そして、上記車上制御装置５に接続された列車無線機VRSと、踏切警報制御装置６に接続された踏切無線機CRSと、ゾーンコントローラ７に接続された駅無線機SRSと、前記線路２ｄ，２ｕの沿線に設けられ該線路２ｄ，２ｕ上を進行する列車１との間の距離を測定しメッセージを中継するための沿線無線機WRSとで無線ネットワークが構築されている。この無線ネットワークは、上記車上制御装置５と踏切警報制御装置６とゾーンコントローラ７と沿線無線機WRSとの間で、列車状態情報及び踏切状態情報等を双方向通信により送受信するものである。
【００１８】
さらに、踏切制御論理部８は、上記無線ネットワークを介して上記各制御装置５，６，７からの列車状態情報及び踏切状態情報を取り込んで踏切に対する警報制御情報を作成しゾーンコントローラ７へ送るもので、この踏切制御論理部８における演算及び判断により、前記踏切道３に設置された遮断機４ｄ，４ｕ及び警報機等の総ての動作を制御して踏切を開閉するようになっている。
【００１９】
なお、図１において、符号９は、線路が主走行線と退避線とに分かれている場合に、列車１の進路の制御をするために転轍機を動作させる連動装置を示している。この連動装置９は、上記ゾーンコントローラ７及び踏切制御論理部８に接続されて、列車１の位置と踏切の動作状態等から上記転轍機を動作させて列車１の進路の制御をするようになっている。
【００２０】
そして、本発明においては、上記ゾーンコントローラ７は、列車１が駅のプラットフォーム１０ｄ，１０ｕに進入して停止したのを検知したら、踏切制御論理部８からの警報制御情報により上記列車１の進行方向の過走防護区間内にある踏切の閉動作（警報動作）を停止するようになっている。また、上記ゾーンコントローラ７は、異なる列車１がそれぞれ下り方向の線路及び上り方向の線路を進行する際、上り又は下り方向の踏切における警報開始及び警報終了時間を予測して、当該踏切における警報持続時間を計数し所定時間を経過している場合は、警報開始点に接近中の列車１の該警報開始点への進入を遅らせるように該列車１の速度制御をするようになっている。さらに、踏切における遮断機４ｄ，４ｕ及び警報機等が動作不能の場合は、列車１の当該踏切への接近走行を停止させるようになっている。また、上記踏切制御論理部８は、前記制御ゾーンCZN内の各踏切の各時間帯での交通量のデータをデータベースとして保有し、各踏切の交通量に応じて警報持続時間を調節するようになっている。
【００２１】
次に、このように構成された踏切制御システムの動作について説明する。まず、図１において、列車１が下り方向の線路２ｄを進行し、駅のプラットフォーム１０ｄの手前側の区間から上記プラットフォーム１０ｄの区間に進入するとし、駅の出発信号機から列車１の進行方向前方約１００ｍ以内の距離に設定された過走防護区間内にある踏切の制御について、図２を参照して説明する。
【００２２】
この場合、従来技術においては、図２（ａ）に示すように、プラットフォーム１０ｄの直前区間の軌道回路により「列車あり」を検知した状態で、上記踏切は、図２（ｄ）に示すように警報ありとされ、遮断機４ｄ，４ｕは閉じられている。その後、列車１がプラットフォーム１０ｄの区間に進入すると、図２（ｂ）に示すように、その区間の軌道回路により「列車あり」を検知する。この軌道回路の「列車あり」の検知信号により、図２（ｃ）に示すように、時素カウントが開始され、予め定められた時素（例えば３０秒）のカウント終了により、図２（ｄ）に示すように、踏切の警報が停止され、上記遮断機４ｄ，４ｕが開かれる。したがって、プラットフォーム１０ｄにおける列車１の停止に関係なく、時素カウントの開始から所定時間が経過しないと、踏切の警報は停止されないものであった。
【００２３】
これに対し、本発明においては、図１に示すゾーンコントローラ７が列車無線機VRSと沿線無線機WRSからの情報を常に監視しており、複数の沿線無線機WRSから送信される各沿線無線機WRSと列車無線機VRSとの間の距離情報と、上記各沿線無線機WRS自身の位置情報とから、対象の列車１の位置を算出している。いま、図１において、列車１が下り方向の線路２ｄを進行しているとし、プラットフォーム１０ｄの直前区間に列車１が進入したのを、ゾーンコントローラ７と列車無線機VRSとの列車位置の検出により検知して、図２（ｅ）において、当該踏切の警報を開始して遮断機４ｄ，４ｕが閉じられる。その後、列車１の進行により、駅のプラットフォーム１０ｄの区間に進入したのがゾーンコントローラ７によって検出される。
【００２４】
この状態で、踏切制御論理部８は、上記ゾーンコントローラ７からの列車位置情報と上記列車無線機VRSから送られてくる列車状態情報とを用いて、列車位置が所定の時間（例えば３秒間）にわたって変化が無く、かつ列車速度がゼロのときに、対象の列車１はその位置で停止していると判断する。これにより、図２（ｅ）に示すように、列車１について停車検知をする。この時点で、上記踏切制御論理部８は、駅からの出発信号機が列車１の停止現示（赤信号標示）であり、かつ列車１が駅のプラットフォーム１０ｄで停車したのを検知して、図２（ｅ）に示すように、踏切の警報が停止され、遮断機４ｄ，４ｕが開かれる。
【００２５】
したがって、本発明によれば、図２（ｃ）に示す時素カウントが終了するまで待つことなく、図２（ｅ）に示すように、列車１について停車検知をしたら直ちに踏切の警報を停止して、遮断機４ｄ，４ｕを開くことができる。一般的には、時素カウントの時間は安全を見込んで多少長くとってあるので、本発明では、従来よりも時間Ｔだけ早く踏切の閉動作を停止して、踏切を開くことができる。
【００２６】
次に、図１において、ある列車１が下り方向の線路２ｄ及び他の列車１が上り方向の線路２ｕを進行し、上り又は下り方向の踏切における警報開始及び警報終了時間を予測して、警報開始点に接近中の列車１の該警報開始点への進入を遅らせるよう速度制御をする場合の踏切の制御について、図３を参照して説明する。この場合、図１に示す踏切制御論理部８は、制御ゾーンCZN内の各踏切について警報が持続している時間（警報持続時間）を、図３（ａ）に示すように監視している。ここで、上記踏切制御論理部８は、制御ゾーンCZN内の各踏切の各時間帯での交通量のデータをデータベースとして保有し、各踏切の交通量に応じて警報持続時間を調節する。
【００２７】
いま、図３（ｂ）に示すように、下り方向の線路２ｄ上の或る踏切において、その踏切が時刻ｔ1で警報を開始したとし、上記線路２ｄを進行する列車１の走行速度から計算すると、時刻ｔ4で警報を終了すると予測されたとする。この場合、当該踏切は、図３（ａ）に示す時刻ｔ2で所定の警報持続時間よりも長い警報時間となるので、踏切制御論理部８は、その踏切の警報持続時間がオーバーすることをゾーンコントローラ７へ知らせる。
【００２８】
ゾーンコントローラ７は、警報持続時間がオーバーする踏切を通知されると、当該踏切に接近中及び警報区間内に在線する他の列車１の位置と列車速度から、上り方向及び下り方向の警報開始又は警報終了時間を予測する。例えば、図３（ｃ）に示すように、上り方向の線路２ｕ上を進行する列車１が当該踏切の警報区間に入って警報開始をする予測時刻がｔ3であるとする。いま、上述のように、当該踏切の下り方向の警報終了の予測時刻はｔ4であり、その警報終了の予測時刻ｔ4よりも前に上り方向の警報開始の予測時刻ｔ3が到来し、その時間差が所定の範囲内にあるとする。
【００２９】
この場合、そのままの踏切制御では、下り方向の踏切の閉動作と、上り方向の踏切の閉動作とが繋がった状態となり、いわゆる「開かずの踏切」の状態が出現することとなる。そこで、ゾーンコントローラ７は、上り方向の線路２ｕ上を進行し当該踏切の警報開始点に接近中の列車１に対し、図３（ｄ）に示すように、上記下り方向の警報終了の予測時刻ｔ4よりも後の時刻ｔ5においてその踏切の警報開始点に到達するように列車１の速度制御をする。すなわち、上記ゾーンコントローラ７から速度制御信号を駅無線機SRSを介して送信し、列車無線機VRSで受信して車上制御装置５により列車１の速度を制御して、上記踏切の警報開始点への進入を遅らせる。
【００３０】
これにより、時刻ｔ4で下り方向の踏切が開き、時刻ｔ5において上り方向の踏切が閉じることとなる。したがって、図３（ｅ）に示すように、時刻ｔ4から時刻ｔ5の間は、踏切が開く時間となり、いわゆる「開かずの踏切」の状態が解消される。上記時刻ｔ4から時刻ｔ5の踏切が開く時間は、あまり長くなくてもよく、人又は自動車が踏切道３を１回渡り切る時間だけでもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係る発明によれば、車上制御手段や踏切警報制御手段に設けられた無線通信手段及び線路沿線に設けられ列車との通信を行う無線通信手段で構築された無線ネットワークにより、各制御手段及び列車の間で通信を行い、上記無線ネットワークを介して上記各制御手段からの列車状態情報及び踏切状態情報を取り込んで踏切制御論理部にて、踏切に対する警報制御情報を作成し、上記踏切制御論理部から送られる警報制御情報を入力したゾーン制御手段により、上記線路に沿って設定された所定範囲の制御ゾーン内の列車走行及び踏切の動作を制御することができる。これにより、人の操作によることなく、上記ゾーン制御手段により無線ネットワークを利用して制御ゾーン内の列車状態情報及び踏切状態情報を用いて効率良く踏切の動作を制御することができる。この場合、上記踏切制御論理部により、上記制御ゾーン内の各踏切の各時間帯での交通量のデータをデータベースとして保有し、各踏切の交通量に応じて警報持続時間を調節することができ、各踏切の交通量に応じて踏切を閉じる時間を適宜決定し、踏切を通過する列車の運行と当該踏切に接続する道路の交通量とのバランスを図ることができる。また、上記ゾーン制御手段により、異なる列車がそれぞれ下り方向の線路及び上り方向の線路を進行する際、上り又は下り方向の踏切における警報開始及び警報終了時間を予測して、当該踏切における警報持続時間を計数し所定時間を経過している場合は、警報開始点に接近中の列車の該警報開始点への進入を遅らせるように該列車の速度制御をすることができ、いわゆる「開かずの踏切」の状態を解消することができる。
【００３４】
また、請求項２に係る発明によれば、上記ゾーン制御手段は、踏切が動作不能の場合は、列車の当該踏切への接近走行を停止させることにより、踏切事故を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による踏切制御システムの実施の形態を示すシステム構成図である。
【図２】  上記踏切制御システムにおいて、駅からの過走防護区間内にある踏切の制御動作を説明するタイミング線図である。
【図３】  上記踏切制御システムにおいて、各進行方向の踏切における警報開始点に接近中の列車の該警報開始点への進入を遅らせるよう速度制御をする場合の踏切の制御動作を説明するタイミング線図である。
【符号の説明】
１…列車
２ｄ…下り方向の線路
２ｕ…上り方向の線路
３…踏切道
４ｄ…下り方向の遮断機
４ｕ…上り方向の遮断機
５…車上制御装置
６…踏切警報制御装置
７…ゾーンコントローラ
８…踏切制御論理部
１０ｄ…下り方向のプラットフォーム
１０ｕ…上り方向のプラットフォーム
VRS…列車無線機
WRS…沿線無線機
CRS…踏切無線機
SRS…駅無線機
【図１】
0004859298.tif 000002
【図２】
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【図３】
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