| 【発明の名称】 |
自動列車制御装置、及びその方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】本多 節
【氏名】池谷 崇
【氏名】石川 了
【氏名】池田 圭吾
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| 【要約】 |
【課題】本発明の課題は、地上装置から軌道回路に伝送される始端許容速度情報と、終端許容速度情報と、始終端間距離情報とを列車の車上装置で受信して、列車の走行速度を制御することである。
【解決手段】自動列車制御システム１００において、地上装置１３は、先行列車１２’の軌道回路１４上での走行位置に応じて、続行列車１２の始端許容速度情報と、終端許容速度情報と、始端許容速度から終端速度まで減速するのに要する始終端間距離情報とを軌道回路１４の各軌道区間に伝送する。続行列車１２の車上装置１１は、前記情報を受信して、始終端間の減速制御曲線を演算し、実際の走行速度と減速制御曲線からの許容速度と、実際の走行距離と始終端間距離とを、それぞれ比較して、走行速度が減速制御曲線からの許容速度を超過している場合、走行速度を許容速度以下に抑えるように制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】地上装置と車上装置とを備える自動列車制御装置において、前記地上装置は、列車が走行する軌道回路に設置されており、前記軌道回路上を走行する列車の走行位置を検知する走行位置検知手段と、前記走行位置検知手段により検知された列車の走行位置に基づいて、始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを生成して前記軌道回路に伝送する制御情報伝送手段と、を備え、前記車上装置は、前記軌道回路上を走行する列車に搭載されており、前記制御情報伝送手段により前記軌道回路に伝送された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを受信する制御情報受信手段と、前記制御情報受信手段により受信された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とに基づいて、その始終端間の速度制御曲線を演算する速度制御曲線演算手段と、前記軌道回路上を走行する列車の実際の走行速度と走行距離とを検知する走行状態検知手段と、前記速度制御曲線演算手段により演算された速度制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知手段により検知された実際の走行速度とを比較する速度比較手段と、前記制御情報受信手段により受信された始終端間距離情報の始終端間距離と、前記走行状態検知手段により検知された実際の走行距離とを比較する距離比較手段と、前記速度比較手段による比較結果に従って前記列車の走行状態を制御する走行状態制御手段と、を備えることを特徴とする自動列車制御装置。
【請求項２】前記速度制御曲線演算手段は、前記各受信情報に基づいて、前記始終端間の減速制御曲線を演算する減速制御曲線演算手段を備え、前記速度比較手段は、前記減速制御曲線演算手段により演算された減速制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知手段により検知された実際の走行速度とを比較し、前記走行状態制御手段は、前記速度比較手段により、前記実際の走行速度が前記減速制御曲線の許容速度を超過していると判別された場合、走行速度を許容速度以下に減速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。
【請求項３】地上装置と車上装置とを備える自動列車制御装置を制御するための自動列車制御方法において、列車が走行する軌道回路に設置されている前記地上装置は、前記軌道回路上を走行する列車の走行位置を検知する走行位置検知工程と、前記走行位置検知工程で検知された列車の走行位置に基づいて、始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを生成して前記軌道回路に伝送する制御情報伝送工程と、を含み、前記軌道回路上を走行する列車に搭載されている前記車上装置は、前記制御情報伝送工程で前記軌道回路に伝送された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを受信する制御情報受信工程と、前記制御情報受信工程で受信された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とに基づいて、その始終端間の速度制御曲線を演算する速度制御曲線演算工程と、前記軌道回路上を走行する列車の実際の走行速度と走行距離とを検知する走行状態検知工程と、前記速度制御曲線演算工程で演算された速度制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知工程で検知された実際の走行速度とを比較する速度比較工程と、前記制御情報受信工程で受信された始終端間距離情報の始終端間距離と、前記走行状態検知工程で検知された実際の走行距離とを比較する距離比較工程と、前記速度比較工程での比較結果に従って前記列車の走行状態を制御する走行状態制御工程と、を含むことを特徴とする自動列車制御方法。
【請求項４】前記速度制御曲線演算工程は、前記各受信情報に基づいて、前記始終端間の減速制御曲線を演算する減速制御曲線演算工程を備え、前記速度比較工程は、前記減速制御曲線演算工程で演算された減速制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知工程で検知された実際の走行速度とを比較し、前記走行状態制御工程は、前記速度比較工程で、前記実際の走行速度が前記減速制御曲線の許容速度を超過していると判別された場合、走行速度を許容速度以下に減速することを特徴とする請求項３記載の自動列車制御方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地上装置から軌道回路に伝送される列車制御情報を列車の車上装置で受信して、列車の走行速度を制御する自動列車制御装置、及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動列車制御装置は、レール間に設置されている地上装置と、列車に搭載されている車上装置とを備えている。そして、地上装置は、列車の走行速度を減速させる場合、先行列車のレール上の走行位置、及び上位信号の許容速度から下位信号の許容速度まで減速するのに必要な距離等に応じて、所定区間毎に続行列車の上位信号許容速度や下位信号許容速度等を階段上に設定し、制御情報をレール上に伝送する。続行列車の車上装置は、前記制御情報を受信して、所定区間毎の許容速度と実際の走行速度とを比較する。そして、続行列車の車上装置は、所定区間内で上位信号許容速度から下位信号許容速度まで減速するように、走行速度を減速させる。
【０００３】従来の自動列車制御装置を適用した自動列車制御システム２００について、図３、図４を参照して説明する。図３は、従来の自動列車制御装置を適用した自動列車制御システム２００の全体構成を示す図である。図４は、従来の自動列車制御システム２００における自動列車制御車上装置２１の内部構成を示すブロック図である。
【０００４】まず、図３を参照して、従来の自動列車制御装置を適用した自動列車制御システム２００の全体構成を説明する。図３に示すように、自動列車制御システム２００は、列車２２に搭載されている自動列車制御車上装置２１（以下、車上装置２１と呼ぶ。）と、レールである軌道回路２４の軌道区間毎に設置されている自動列車制御地上装置２３（以下、地上装置２３と呼ぶ。）とから構成されている。軌道回路２４は、軌道区間２４ａ〜２４ｈのように、所定の軌道区間長に区切られて電気回路の一部として利用され、地上装置２３から伝送された許容速度信号に応じた電流を流している。また、列車２２は、先行列車２２’に対して続行列車となるので、以下、続行列車２２とする。
【０００５】地上装置２３の設置されている軌道回路２４において、続行列車２２の走行速度を減速させる場合、地上装置２３は、先行列車２２’の列車検知信号を軌道回路２４から受信して、軌道回路２４上の先行列車２２’の走行位置を検知する。そして、地上装置２３は、検知した先行列車２２’の走行位置、及び上位信号許容速度から下位信号許容速度信号まで減速するのに必要な距離等に応じて、軌道区間毎に続行列車２２の上位信号許容速度や下位信号許容速度を階段状に設定し、それら許容速度信号を軌道回路２４の各軌道区間に伝送して、軌道区間毎の許容速度信号に応じた電流を軌道回路２４の各軌道区間上に流す。続行列車２２の車上装置２１は、軌道回路２４の各軌道区間から許容速度信号を受信して、軌道区間毎の許容速度と実際の走行速度とを比較する。そして、車上装置２１は、上位信号許容速度が設定されている軌道区間内で、上位信号許容速度から下位信号許容速度まで減速するようにブレーキをかけ、走行速度を減速させる。よって、車上装置２１は、続行列車２２が上位信号許容速度の設定されている軌道区間から下位信号許容速度の設定されている軌道区間へ進入する際、走行速度が下位信号許容速度以下に制御されていないと、進入時の速度と下位信号許容速度との速度差に関係なくブレーキをかけて、走行速度を許容速度以下に減速させるように制御する。
【０００６】例えば、図３（ａ）に示すように、先行列車２２’が軌道区間２４ｇを走行している際、続行列車２２は、軌道区間２４ａでは許容速度７５ｋｍ／ｈ以下で走行可能で、軌道区間２４ｂと２４ｃでは許容速度４５ｋｍ／ｈ以下で走行可能である。更に、続行列車２２は、軌道区間２４ｄ、２４ｅ、及び２４ｆまで先行列車２２’に接近すると、常用ブレーキ信号０１を受信して常用ブレーキをかける必要がある。続行列車２２は、軌道区間２４ａから２４ｂへ進入する際に滑らかな運転制御曲線を描くように減速しようとすると、軌道区間２４ｂ進入時の走行速度を許容速度４５ｋｍ／ｈ以下に制御しなければならない。よって、続行列車２２は、滑らかな運転制御曲線を描くように減速しようとしても、軌道区間２４ｂへ進入する際にブレーキをかけ、階段状に一度に走行速度を減速しなければならない。または、続行列車２２は、階段状に一度に走行速度を減速するのではなく、他の滑らかな運転制御曲線を描くように減速しようとすると、もっと以前から減速し始めなければならない。
【０００７】図３（ｂ）に示すように、先行列車２２’が更に進行して軌道区間２４ｈを走行すると、続行列車２２は、軌道区間２４ａと２４ｂでは許容速度７５ｋｍ／ｈ以下で走行可能で、軌道区間２４ｃと２４ｄでは許容速度４５ｋｍ／ｈ以下で走行可能である。更に。続行列車２２は、軌道区間２４ｅ、２４ｆ、及び２４ｇまで先行列車２２’に接近すると、常用ブレーキ信号０１を受信して常用ブレーキをかける必要がある。続行列車２２は、軌道区間２４ａから２４ｂへ進入する際、図３（ａ）で示す状態では滑らかな運転制御曲線を描くように減速することは不可能であるが、図（ｂ）で示す状態ではこの滑らかな運転制御曲線が示す走行速度が許容速度以下であるため、この滑らかな運転制御曲線を描くように減速することが可能である。また、続行列車２２は、軌道区間２４ｂから２４ｃへ進入する際も、前記滑らかな運転制御曲線が示す走行速度が許容速度以下であるため、この滑らかな運転制御曲線を描くように減速することが可能である。
【０００８】次に、図４を参照して、従来の自動列車制御システム２００における車上装置２１の内部構成及び動作を説明する。図４に示すように、自動列車制御システム２００において、車上装置２１は、受信アンテナ２１ａと、受信器２１ｂと、速度発電器２１ｃと、速度照査器２１ｄとを備えており、軌道回路２４には、許容速度信号電流が流れており、列車２２の車輪が当接している。受信アンテナ２１ａは、軌道回路２４から許容速度信号を受信すると、受信した許容速度信号を受信器２１ｂへ送信し、受信器２１ｂは、受信した許容速度信号を速度照査器２１ｄへ送信する。また、速度発電機２１ｃは、列車２２の車輪と接続されており、車輪から実際の走行速度信号を受信し、受信した走行速度信号を速度照査器２１ｄと速度計へ送信する。そして、速度照査器２１ｄは、実際の走行速度と許容速度とを比較して、許容速度以下で走行するようにブレーキをかけて走行速度を減速させるよう制御する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来の自動列車制御システム２００において、軌道区間毎に階段上に許容速度が設定されるので、続行列車２２等は、下位信号許容速度以上でその軌道区間へ進入すると、走行速度と下位信号許容速度との速度差に関係無くブレーキをかけていた。そのため、走行速度と下位信号許容速度との速度差が僅かな場合でも強いブレーキがかかり、列車の乗り心地を悪くしていた。また、駅に停車する際、続行列車２２等がこのようなブレーキをかけないようにするために、下位信号への変化点を列車の停止位置近辺にする必要があった。そのため、高密度運転を行う際、下位信号への変化点が列車の停止位置近辺になるまで先行列車２２’の走行位置を細かく検知する必要があり、軌道区間数の増大に繋がっていた。また、続行列車２２は、下位信号が停止信号の場合、低速で下位信号の軌道区間へ進入しても強いブレーキをかけてしまっていた。そのため、続行列車２２は、その軌道区間の始端近くで停車させられ、先行列車２２’へ接近して列車間隔を詰めることができなかった。
【００１０】更に、上位信号から下位信号へ一定の形状を有する減速制御曲線に基づいて許容速度が軌道区間毎に設定される場合であっても、続行列車２２等は、上位信号から下位信号へ減速するのに要する距離情報を受信できなかった。そのため、軌道区間毎の減速制御曲線の勾配は、その軌道区間内での最悪勾配を示すことが前提となり、上位信号から下位信号へ減速するのに要する距離が大幅に長くなっていた。また、この距離が固定となるので、特に上り勾配の軌道区間に適用する場合には無駄が多く、実用的ではなかった。
【００１１】本発明の課題は、地上装置から軌道回路に伝送される始端許容速度情報と、終端許容速度情報と、始終端間距離情報とを列車の車上装置で受信して、列車の走行速度を制御することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、地上装置（例えば、図１に示す自動列車制御地上装置１３）と車上装置（例えば、図１、図２に示す自動列車制御車上装置１１）とを備える自動列車制御装置（例えば、図１に示す自動列車制御システム１００）において、前記地上装置は、列車が走行する軌道回路（例えば、図１、図２に示す軌道回路１４）に設置されており、前記軌道回路上を走行する列車の走行位置を検知する走行位置検知手段（例えば、図１に示す地上装置１３）と、前記走行位置検知手段により検知された列車の走行位置に基づいて、始端許容速度情報（例えば、図１に示す７５ｋｍ／ｈ）と終端許容速度情報（例えば、図１に示す４５ｋｍ／ｈ）と始終端間距離情報（例えば、図１に示すｘ１ｍ）とを生成して前記軌道回路に伝送する制御情報伝送手段（例えば、図１に示す地上装置１３）と、を備え、前記車上装置は、前記軌道回路上を走行する列車（例えば、図１に示す続行列車１２）に搭載されており、前記制御情報伝送手段により前記軌道回路に伝送された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを受信する制御情報受信手段（例えば、図２に示す受信アンテナ１１ａ、受信器１１ｂ）と、前記制御情報受信手段により受信された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とに基づいて、その始終端間の速度制御曲線を演算する速度制御曲線演算手段（例えば、図２に示す減速制御曲線演算器１１ｆ）と、前記軌道回路上を走行する列車の実際の走行速度と走行距離とを検知する走行状態検知手段（例えば、図２に示す速度発電機１１ｃ）と、前記速度制御曲線演算手段により演算された速度制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知手段により検知された実際の走行速度とを比較する速度比較手段（例えば、図２に示す速度照査器１１ｄ）と、前記制御情報受信手段により受信された始終端間距離情報の始終端間距離と、前記走行状態検知手段により検知された実際の走行距離とを比較する距離比較手段（例えば、図２に示す距離照査器１１ｈ）と、前記速度比較手段による比較結果に従って前記列車の走行状態を制御する走行状態制御手段（例えば、図２に示すブレーキ）と、を備えることを特徴としている。
【００１３】請求項１記載の発明の地上装置と車上装置とを備える自動列車制御装置によれば、前記地上装置は、列車が走行する軌道回路に設置されており、走行位置検知手段により、前記軌道回路上を走行する列車の走行位置を検知し、制御情報伝送手段により、前記走行位置検知手段により検知された列車の走行位置に基づいて、始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを生成して前記軌道回路に伝送し、前記車上装置は、前記軌道回路上を走行する列車に搭載されており、制御情報受信手段により、前記制御情報伝送手段により前記軌道回路に伝送された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを受信し、速度制御曲線演算手段により、前記制御情報受信手段により受信された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とに基づいて、その始終端間の速度制御曲線を演算し、走行状態検知手段により、前記軌道回路上を走行する列車の実際の走行速度と走行距離とを検知し、速度比較手段により、前記速度制御曲線演算手段により演算された速度制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知手段により検知された実際の走行速度とを比較し、距離比較手段により、前記制御情報受信手段により受信された始終端間距離情報の始終端間距離と、前記走行状態検知手段により検知された実際の走行距離とを比較し、走行状態制御手段により、前記速度比較手段による比較結果に従って前記列車の走行状態を制御する。
【００１４】請求項３記載の発明は、地上装置（例えば、図１に示す自動列車制御地上装置１３）と車上装置（例えば、図１、図２に示す自動列車制御車上装置１１）とを備える自動列車制御方法（例えば、図１に示す自動列車制御システム１００）において、列車が走行する軌道回路（例えば、図１、図２に示す軌道回路１４）に設置されている前記地上装置は、前記軌道回路上を走行する列車の走行位置を検知する走行位置検知工程（例えば、図１に示す地上装置１３）と、前記走行位置検知工程で検知された列車の走行位置に基づいて、始端許容速度情報（例えば、図１に示す７５ｋｍ／ｈ）と終端許容速度情報（例えば、図１に示す４５ｋｍ／ｈ）と始終端間距離情報（例えば、図１に示すｘ１ｍ）とを生成して前記軌道回路に伝送する制御情報伝送工程（例えば、図１に示す地上装置１３）と、を含み、前記軌道回路上を走行する列車（例えば、図１に示す続行列車１２）に搭載されている前記車上装置は、前記制御情報伝送工程で前記軌道回路に伝送された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを受信する制御情報受信工程（例えば、図２に示す受信アンテナ１１ａ、受信器１１ｂ）と、前記制御情報受信工程で受信された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とに基づいて、その始終端間の速度制御曲線を演算する速度制御曲線演算工程（例えば、図２に示す減速制御曲線演算器１１ｆ）と、前記軌道回路上を走行する列車の実際の走行速度と走行距離とを検知する走行状態検知工程（例えば、図２に示す速度発電機１１ｃ）と、前記速度制御曲線演算工程で演算された速度制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知工程で検知された実際の走行速度とを比較する速度比較工程（例えば、図２に示す速度照査器１１ｄ）と、前記制御情報受信工程で受信された始終端間距離情報の始終端間距離と、前記走行状態検知工程で検知された実際の走行距離とを比較する距離比較工程（例えば、図２に示す距離照査器１１ｈ）と、前記速度比較工程での比較結果に従って前記列車の走行状態を制御する走行状態制御工程（例えば、図２に示すブレーキ）と、を含むことを特徴としている。
【００１５】請求項３記載の発明の地上装置と車上装置とを備える自動列車制御装置を制御するための自動列車制御方法によれば、列車が走行する軌道回路に設置されている前記地上装置は、走行位置検知工程で、前記軌道回路上を走行する列車の走行位置を検知し、制御情報伝送工程で、前記走行位置検知工程で検知された列車の走行位置に基づいて、始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを生成して前記軌道回路に伝送し、前記軌道回路上を走行する列車に搭載されている前記車上装置は、制御情報受信工程で、前記制御情報伝送工程で前記軌道回路に伝送された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを受信し、速度制御曲線演算工程で、前記制御情報受信工程で受信された始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とに基づいて、その始終端間の速度制御曲線を演算し、走行状態検知工程で、前記軌道回路上を走行する列車の実際の走行速度と走行距離とを検知し、速度比較工程で、前記速度制御曲線演算工程で演算された速度制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知工程で検知された実際の走行速度とを比較し、距離比較工程で、前記制御情報受信工程で受信された始終端間距離情報の始終端間距離と、前記走行状態検知工程で検知された実際の走行距離とを比較し、走行状態制御工程で、前記速度比較工程での比較結果に従って、前記列車の走行状態を制御する。
【００１６】したがって、請求項１あるいは３記載のいずれかの発明によって、始端許容速度と終端許容速度と始終端間距離とから演算された連続可変な速度制御曲線に基づいて許容速度を設定できるので、従来までのように許容速度により走行速度が階段状に制御されることがなくなる。よって、実際の速度変化により適合した許容速度の変化に従い、滑らかな運転制御曲線を描きながら走行速度を制御できるので、急に走行速度が変化することもなく、快適な列車の乗り心地を乗客に提供することが可能となる。また、許容速度の変化をそれに要する距離情報とともに設定できるので、駅停車時であっても停車に要する速度制曲線に抵触しない制限曲線が得られるまで先行列車位置検知の追跡を要するのみでよく、且つ許容速度の変化を軌道回路のカーブや勾配の強弱等の線路条件に合わせて的確に調節し、実用的に設定できる。よって、先行列車の走行位置を細かく検知する必要がなくなり、高密度運転を行い列車同士の運行間隔が狭くなる際等の軌道区間の細分化も不要となるので、軌道区間数を減少させることが可能となり、列車間隔を詰め、列車の運行が乱れている際の列車遅延を縮小することが可能となる。また、軌道回路の細分化に比例して増大する、地上装置の設置数と現場から集中機器室まで引かれる外線ケーブル数とを削減できるので、地上装置と外線ケーブル等の設置費用やこれらの消費電力を減らして、運営費等を削減することが可能となる。更に、駅の機器設置スペースの確保が容易になり、機器の集中化を抑え、機器室の間隔を縮小することができるので、機器室付近のケーブルの過度集中を防ぎ、ケーブル収容を容易にすると共に工事量を削減することが可能となる。
【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記速度制御曲線演算手段は、前記各受信情報に基づいて、前記始終端間の減速制御曲線を演算する減速制御曲線演算手段を備え、前記速度比較手段は、前記減速制御曲線演算手段により演算された減速制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知手段により検知された実際の走行速度とを比較し、前記走行状態制御手段は、前記速度比較手段により、前記実際の走行速度が前記減速制御曲線の許容速度を超過していると判別された場合、走行速度を許容速度以下に減速することを特徴としている。
【００１８】請求項２記載の発明によれば、前記速度制御曲線演算手段の減速制御曲線演算手段により、前記各受信情報に基づいて、前記始終端間の減速制御曲線を演算し、前記速度比較手段により、前記減速制御曲線演算手段により演算された減速制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知手段により検知された実際の走行速度とを比較し、前記走行状態制御手段により、前記速度比較手段により、前記実際の走行速度が前記減速曲線の許容速度を超過していると判別された場合、走行速度を許容速度以下に減速する。
【００１９】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記速度制御曲線演算工程は、前記各受信情報に基づいて、前記始終端間の減速制御曲線を演算する減速制御曲線演算工程を備え、前記速度比較工程は、前記減速制御曲線演算工程で演算された減速制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知工程で検知された実際の走行速度とを比較し、前記走行状態制御工程は、前記速度比較工程で、前記実際の走行速度が前記減速制御曲線の許容速度を超過していると判別された場合、走行速度を許容速度以下に減速することを特徴としている。
【００２０】請求項４記載の発明によれば、前記速度制御曲線演算工程の減速制御曲線演算工程で、前記各受信情報に基づいて、前記始終端間の減速制御曲線を演算し、前記速度比較工程で、前記減速制御曲線演算工程で演算された減速制御曲線に基づいて設定される許容速度と、前記走行状態検知工程で検知された実際の走行速度とを比較し、前記走行状態制御工程で、前記速度比較工程で前記実際の走行速度が前記減速制御曲線の許容速度を超過していると判別された場合、走行速度を許容速度以下に減速する。
【００２１】したがって、請求項２あるいは４記載のいずれかの発明によって、演算された連続可変な減速制御曲線に基づいて許容速度を設定できるので、走行速度を減速する際、従来までのように許容速度により滑らかな走行速度の減速を制御されることがなくなる。よって、急にブレーキがかかることもなく、列車は徐々に且つ安全に停止することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図１、図２を参照して、本発明の自動列車制御装置を適用した実施の形態における、自動列車制御システム１００について説明する。本発明の自動列車制御装置を適用した自動列車制御システム１００は、レール間に設置されている地上装置と、列車に搭載されている車上装置とを備えている。そして、地上装置は、先行列車のレール上の走行位置に基づいて、続行列車の始端許容速度と終端許容速度と始終端間距離とからなる制御情報を軌道回路上に伝送する。続行列車の車上装置は、この制御情報を受信して、始終端間の減速制御曲線を演算し、実際の走行速度と減速制御曲線からの許容速度と、実際の走行距離と始終端間距離とを、それぞれ比較する。そして、続行列車の車上装置は、走行速度が減速制御曲線からの許容速度を超過している場合、走行速度を許容速度以下に抑えるように制御を行う。このように、本発明の自動列車制御装置を適用した自動列車制御システム１００は、地上装置から軌道回路に伝送される始端許容速度情報と、終端許容速度情報と、始終端間距離情報とを列車の車上装置で受信して、列車の走行速度を減速するように制御する。
【００２３】図１は、本発明の自動列車制御装置を適用した実施の形態における自動列車制御システム１００の全体構成を示す図である。図２は、自動列車制御システム１００における自動列車制御車上装置１１の内部構成を示すブロック図である。
【００２４】まず、図１を参照して、本発明を適用した実施の形態における自動列車制御システム１００の全体構成を説明する。図１に示すように、自動列車制御システム１００は、列車１２に搭載されている自動列車制御車上装置１１（以下、車上装置１１と呼ぶ。）と、レールである軌道回路１４の軌道区間毎に設置されている自動列車制御地上装置１３（以下、地上装置１３と呼ぶ。）とから構成されている。軌道回路１４は、軌道区間１４ａ〜１４ｆのように、所定の軌道区間長に区切られて電気回路の一部として利用され、地上装置１３から伝送された始端許容速度信号と終端許容速度信号と始終端間距離信号とにそれぞれ応じた各電流を流している。また、列車１２は、先行列車１２’に対して続行列車となるので、以下、続行列車１２とする。
【００２５】地上装置１３の設置されている軌道回路１４において、続行列車１２の走行速度を減速させる場合、地上装置１３は、先行列車１２’の列車検知信号を軌道回路１４から受信して、軌道回路１４上の先行列車１２’の走行位置を検知する。そして、地上装置１３は、検知した先行列車１２’の走行位置に応じて、軌道区間毎に続行列車１２の始端許容速度と、終端許容速度と、始端許容速度から終端速度まで減速するのに要する始終端間距離とを決定し、それらを軌道回路１４の各軌道区間に伝送して、軌道区間毎のそれらに応じた電流を軌道回路１４の各軌道区間上に流す。続行列車１２の車上装置１１は、軌道回路１４の各軌道区間から前記始端許容速度信号と前記終端許容速度信号と前記始終端間距離信号とを受信して、始終端間の減速制御曲線を演算し、実際の走行速度と減速制御曲線からの許容速度と、実際の走行距離を始終端間距離と、それぞれ比較する。そして、車上装置１１は、走行速度が減速制御曲線からの許容速度を超過している場合、常用ブレーキをかけて、走行速度を許容速度以下に抑えるように制御する。
【００２６】例えば、図１に示すように、先行列車１２’が軌道区間１４ｅを走行している際、続行列車１２は、軌道区間１４ａにおいて、許容速度７５ｋｍ／ｈ以下で走行可能である。そして、続行列車１２は、軌道区間１４ｂにおいて、始端許容速度７５ｋｍ／ｈと、終端許容速度４５ｋｍ／ｈと、始終端間距離ｘ１ｍとから演算された減速制御曲線で示される許容速度以下で走行可能である。そして、続行列車１２は、軌道区間１４ｃにおいて、始端許容速度４５ｋｍ／ｈと、終端許容速度０ｋｍ／ｈと、始終端間距離ｘ２ｍとから演算された減速制御曲線で示される許容速度以下で走行可能である。更に、続行列車１２は、軌道区間１４ｄまで行列車１２’に接近すると、常用ブレーキ信号０１を受信して常用ブレーキをかける必要がある。続行列車１２は、軌道区間１４ａから１４ｂへ進入する際、及び軌道区間１４ｂから１４ｃへ進入する際、運転制御曲線で示す走行速度が軌道区間毎に演算された減速制御曲線で示す許容速度よりも常に減速しているので、滑らかな運転制御曲線を描くように減速することができる。
【００２７】次に、図２を参照して、自動列車制御システム１００における車上装置１１の内部構成及び動作を説明する。図２に示すように、自動列車制御システム１００において、車上装置１１は、受信アンテナ１１ａと、受信器１１ｂと、速度発電器１１ｃと、速度照査器１１ｄと、データ判別器１１ｅと、減速制御曲線演算器１１ｆと、距離カウンタ１１ｇと、距離照査器１１ｈとを備えており、軌道回路１４には、始端許容速度信号電流と、終端許容速度信号電流と、始終端間距離信号電流とが流れており、列車１２の車輪が当接している。
【００２８】受信アンテナ１１ａは、軌道回路１４から始端許容速度信号と、終端許容速度信号と、始終端間距離信号とを受信すると、受信した信号を受信器１１ｂへ送信する。受信器１１ｂは、受信した前記信号をデータ判別器１１ｅへ送信する。データ判別器１１ｅは、受信した前記信号を判別し、始端許容速度情報と、終端許容速度情報と、始終端間距離情報とを減速制御曲線演算器１１ｆへ、始終端間距離情報を距離照査器１１ｈへ、それぞれ送信する。速度発電機１１ｃは、列車１２の車輪と接続されており、車輪から実際の走行速度情報を受信し、受信した走行速度情報を速度照査器１１ｄ、距離カウンタ１１ｇ、そして速度計へ、それぞれ送信する。
【００２９】減速制御曲線演算器１１ｆは、データ判別器１１ｅから受信した始端許容速度情報と、終端許容速度情報と、始終端間距離情報とから始終端間の減速制御曲線を演算し、この減速制御曲線の情報を速度照査器１１ｄへ送信する。速度照査器１１ｄは、速度発電機１１ｃから受信した走行速度情報から走行速度を設定し、減速制御曲線演算器１１ｆから受信した始終端間の減速制御曲線から許容速度を設定し、実際の走行速度と減速制御曲線からの許容速度とを比較する。そして、速度照査器１１ｄは、実際の走行速度が減速制御曲線からの許容速度を超過している場合、列車１２の常用ブレーキをかけ、走行速度を許容速度以下に抑えるよう制御する。距離カウンタ１１ｇは、速度発電機１１ｃから受信した走行速度情報から走行距離を積算し、実際の走行距離情報を距離照査器１１ｈへ送信する。距離照査器１１ｈは、距離カウンタ１１ｇから受信した走行距離情報から走行距離を検出し、データ判別器１１ｅから受信した始終端間距離情報から始終端間距離を検出し、実際の走行距離と始終端間距離とを比較する。そして、距離照査器１１ｈは、その比較結果を速度照査器１１ｄへ送信し、実際の走行距離が始終端間距離を超過し、この際の走行速度が許容速度を超過している場合、列車１２の常用ブレーキをかけ、走行速度を許容速度以下に抑えるよう制御する。
【００３０】以上のように、本発明の自動列車制御装置を適用した実施の形態における自動列車制御システム１００において、地上装置１３は、先行列車１２’の軌道回路１４上での走行位置に応じて、続行列車１２の始端許容速度情報と、終端許容速度情報と、始終端間距離情報とを軌道回路１４の各軌道区間に伝送する。続行列車１２の車上装置１１は、前記情報を受信して、始終端間の減速制御曲線を演算し、実際の走行速度と減速制御曲線からの許容速度と、実際の走行距離と始終端間距離とを、それぞれ比較する。そして、車上装置１１は、走行速度が減速制御曲線からの許容速度を超過している場合、走行速度を許容速度以下に抑えるように制御する。このように、車上装置１１は、地上装置１３から軌道回路１４に伝送される始端許容速度情報と終端許容速度情報と始終端間距離情報とを受信して、続行列車１２の走行速度を減速するように制御する。
【００３１】したがって、始端許容速度と終端許容速度と始終端間距離とから演算された連続可変な減速制御曲線に基づいて許容速度を設定できるので、従来までのように許容速度により走行速度が階段状に制御されることがなくなる。よって、実際の速度変化により適合した許容速度の変化に伴い、滑らかな運転制御曲線を描きながら走行速度を制御できるので、急に走行速度が変化することもなく、快適な列車の乗り心地を乗客に提供することが可能となる。また、許容速度の変化をそれに要する距離情報とともに設定できるので、駅停車時であっても停車に要す速度曲線に抵触しない制御曲線が得られるまで先行列車位置検知の追跡を要すのみでよく、且つ許容速度の変化を軌道回路１４のカーブや勾配の強弱等の線路条件に合わせて的確に調節し、実用的に設定できる。よって、先行列車１２’の走行位置を細かく検知する必要がなくなり、高密度運転を行い列車同士の運行間隔が狭くなる際等の軌道区間の細分化も不要となるので、軌道区間数を減少させることが可能となり、列車間隔を詰め、列車の運行が乱れている際の列車遅延を縮小することが可能となる。また、軌道回路１４の細分化に比例して増大する、地上装置１３の設置数と現場から集中機器室まで引かれる外線ケーブル数とを削減できるので、地上装置１３と外線ケーブル等の設置費用やこれらの消費電力を減らして、運営費等を削減することが可能となる。更に、駅の機器設置スペースの確保が容易になり、機器の集中化を抑え、機器室の間隔を縮小することができるので、機器室付近のケーブルの過度集中を防ぎ、ケーブル収容を容易にすると共に工事量を削減することが可能となる。
【００３２】なお、本発明は、上記実施の形態の内容に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本発明の自動列車制御装置を適用した実施の形態における自動列車制御システム１００において、図１に示すように軌道回路を分割し、許容速度を設定したが、軌道回路の分割は、軌道回路の湾曲状況や通過する列車の本数等を考慮して、最適に設定されればよい。
【００３３】
【発明の効果】請求項１あるいは３記載のいずれかの発明によれば、始端許容速度と終端許容速度と始終端間距離とから演算された連続可変な速度制御曲線に基づいて許容速度を設定できるので、従来までのように許容速度により走行速度が階段状に制御されることがなくなる。よって、実際の速度変化により適合した許容速度の変化に従い、滑らかな運転制御曲線を描きながら走行速度を制御できるので、急に走行速度が変化することもなく、快適な列車の乗り心地を乗客に提供することが可能となる。また、許容速度の変化をそれに要する距離情報とともに設定できるので、駅停車時であっても停車に要す速度曲線に抵触しない制御曲線が得られるまで先行列車位置検知の追跡を要すのみでよく、且つ許容速度の変化を軌道回路のカーブや勾配の強弱等の線路条件に合わせて的確に調節し、実用的に設定できる。よって、先行列車の走行位置を細かく検知する必要がなくなり、高密度運転を行い列車同士の運行間隔が狭くなる際等の軌道区間の細分化も不要となるので、軌道区間数を減少させることが可能となり、列車間隔を詰め、列車の運行が乱れている際の列車遅延を縮小することが可能となる。また、軌道回路の細分化に比例して増大する、地上装置の設置数と現場から集中機器室まで引かれる外線ケーブル数とを削減できるので、地上装置と外線ケーブル等の設置費用やこれらの消費電力を減らして、運営費等を削減することが可能となる。更に、駅の機器設置スペースの確保が容易になり、機器の集中化を抑え、機器室の間隔を縮小することができるので、機器室付近のケーブルの過度集中を防ぎ、ケーブル収容を容易にすると共に工事量を削減することが可能となる。
【００３４】請求項２あるいは４記載のいずれかの発明によれば、演算された連続可変な減速制御曲線に基づいて許容速度を設定できるので、走行速度を減速する際、従来までのように許容速度により滑らかな走行速度の減速を制御されることがなくなる。よって、急にブレーキがかかることもなく、列車は徐々に且つ安全に停止することが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２９２
【氏名又は名称】株式会社京三製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年５月２３日（２０００．５．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９００３３
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３３３５１１（Ｐ２００１−３３３５１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月３０日（２００１．１１．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１５１６１３（Ｐ２０００−１５１６１３） |
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