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【発明の名称】 列車制御方法および装置
【発明者】 【氏名】杉田 洋一
【住所又は居所】茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所日立研究所内

【氏名】渡部 悌
【住所又は居所】茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所日立研究所内

【氏名】横須賀 靖
【住所又は居所】茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所日立研究所内

【氏名】千葉 清志
【住所又は居所】茨城県ひたちなか市市毛１０７０番地 株式会社日立製作所交通システム事業部水戸交通システム本部内
【要約】 【課題】本発明の目的は、電子閉そく方式により在線検知を行う際に安全性の高い運行を行える列車制御方法および装置を提供することにある。

【解決手段】本発明は、列車１が走行する軌道の閉そく区間毎に地上通信子５を設置し、地上通信子５と相互通信可能な車上通信子３を列車１に搭載する。地上制御装置は列車ＩＤを受信すると現在位置情報と停止位置情報を送信し、列車１の車上制御装置は現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成し、列車１の上限速度を防護速度パターンで制限する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に前記地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な車上通信子を前記列車に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記地上通信子と前記車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行うものであって、前記地上制御装置は前記車上制御装置から列車ＩＤを受信すると前記車上制御装置に現在位置情報と停止位置情報を送信し、前記車上制御装置は前記現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成し、前記列車の上限速度を前記防護速度パターンで制限するようにしたことを特徴とする列車制御方法。
【請求項２】列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に前記地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な車上通信子を前記列車に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記地上通信子と前記車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行うものであって、前記車上制御装置を構成するデータベースに前記複数の閉そく区間の間の予め設定した多数の防護速度パターンを格納しておき、前記地上制御装置は前記地上通信子と前記車上通信子が前記特定距離範囲内に近接した際に前記車上制御装置から列車ＩＤを受信すると前記車上制御装置に現在位置情報と停止位置情報を送信し、前記車上制御装置は前記現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを前記データベースから取出し、前記列車の上限速度を前記防護速度パターンで制限するようにしたことを特徴とする列車制御方法。
【請求項３】列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に前記地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な車上通信子を前記列車に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記地上通信子と前記車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行うものであって、前記地上制御装置は前記車上制御装置から列車ＩＤを受信すると前記車上制御装置に現在位置情報と停止位置情報を送信し、前記車上制御装置は前記現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成し、前記防護速度パターンと前記列車速度を比較して列車位置に基づき前記列車の上限速度を前記防護速度パターンで制限するようにしたことを特徴とする列車制御方法。
【請求項４】列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に前記地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な車上通信子を前記列車に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記地上通信子と前記車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行うものであって、前記地上制御装置は前記車上制御装置から列車ＩＤを受信すると前記車上制御装置に現在位置情報と停止位置情報を送信し、前記車上制御装置は前記現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成し、前記列車の車輪の回転数によって求めた列車位置に基づき前記列車の上限速度を前記防護速度パターンで制限するようにしたことを特徴とする列車制御方法。
【請求項５】列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に前記地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な２つの車上通信子を前記列車の進行方向の異なる位置に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記地上通信子と前記２つの車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行うものであって、前記地上制御装置は前記車上制御装置から列車ＩＤを受信すると前記車上制御装置に現在位置情報と停止位置情報を送信し、前記車上制御装置は前記現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成し、前記列車の車輪の回転数を積分して求めた列車位置に基づき前記列車の上限速度を前記防護速度パターンで制限すると共に前記列車の車輪の回転数を積分して求めた列車位置を前記現在位置情報によって補正するようにしたことを特徴とする列車制御方法。
【請求項６】モノレールが走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に２つの地上通信子を軌道の長さ方向の異なる位置に設置すると共に、前記２つの地上通信子の１つと特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な２つの車上通信子を前記モノレールの進行方向の異なる位置に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記２つの地上通信子と前記２つの車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行うものであって、前記車上制御装置を構成するデータベースに前記複数の閉そく区間の間の予め設定した多数の防護速度パターンを格納しておき、前記地上制御装置は前記車上制御装置からモノレールＩＤを受信すると前記車上制御装置に現在位置情報と停止位置情報を送信し、前記車上制御装置は前記現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを前記データベースから取出し、前記モノレールの車軸の回転数を積分して求めたモノレール位置における前記防護速度パターンと前記列車速度を比較して前記モノレールの上限速度を前記防護速度パターンで制限すると共に前記モノレールの車軸の回転数を積分して求めたモノレール位置を前記現在位置情報によって補正するようにしたことを特徴とする列車制御方法。
【請求項７】列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に前記地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な車上通信子を前記列車に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記地上通信子と前記車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行う列車制御装置において、前記車上制御装置から列車ＩＤを受信すると前記車上制御装置に現在位置情報と停止位置情報を送信する地上制御装置と、前記現在位置情報と停止位置情報を受信して現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成し、前記列車の上限速度を前記防護速度パターンで制限する車上制御装置とを具備することを特徴とする列車制御装置。
【請求項８】列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に前記地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な車上通信子を前記列車に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記地上通信子と前記車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行う列車制御装置において、前記車上制御装置は、前記複数の閉そく区間の間の予め設定した多数の防護速度パターンを格納するデータベースと、前記車上通信子と前記地上通信子が前記特定距離範囲内に近接した際に前記地上制御装置に列車ＩＤを送信する列車ＩＤ送信手段と、前記地上制御装置に列車ＩＤを送信することにより前記地上制御装置から送信されてくる現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを前記データベースから選択して出力する防護速度パターン生成手段と、前記防護速度パターン生成手段が出力する前記防護速度パターンによって前記列車の上限速度を制限する速度制限手段とを具備することを特徴とする列車制御装置。
【請求項９】列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に前記地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な車上通信子を前記列車に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記地上通信子と前記車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行う列車制御装置において、前記車上制御装置は、前記車上通信子と前記地上通信子が前記特定距離範囲内に近接した際に前記地上制御装置に列車ＩＤを送信する列車ＩＤ送信手段と、前記地上制御装置に列車ＩＤを送信することにより前記地上制御装置から送信されてくる現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成する防護速度パターン生成手段と、前記列車の速度を検出する速度検出手段と、前記防護速度パターンと前記列車速度を比較して前記列車の位置に基づき前記列車の上限速度を前記防護速度パターンによって制限する速度制限手段とを具備することを特徴とする列車制御装置。
【請求項１０】列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に前記地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な車上通信子を前記列車に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記地上通信子と前記車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行う列車制御装置において、前記車上制御装置は、前記車上通信子と前記地上通信子が前記特定距離範囲内に近接した際に前記地上制御装置に列車ＩＤを送信する列車ＩＤ送信手段と、前記地上制御装置に列車ＩＤを送信することにより前記地上制御装置から送信されてくる現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成する防護速度パターン生成手段と、前記列車の車輪の回転数を積分して列車位置を検出する位置検出手段と、前記防護速度パターンと前記列車位置を入力して前記列車の上限速度を前記防護速度パターンによって制限する速度制限手段とを具備することを特徴とする列車制御装置。
【請求項１１】列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に前記地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な２つの車上通信子を前記列車の進行方向の異なる位置に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記地上通信子と前記２つの車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行う列車制御装置において、前記車上制御装置は、前記２つの車上通信子と前記地上通信子が前記特定距離範囲内に近接した際に前記地上制御装置に列車ＩＤを送信する列車ＩＤ送信手段と、前記地上制御装置に列車ＩＤを送信することにより前記地上制御装置から送信されてくる現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成する防護速度パターン生成手段と、前記列車の車輪の回転数を積分して列車位置を検出する位置検出手段と、前記防護速度パターンと前記列車位置を入力して前記列車の上限速度を前記防護速度パターンによって制限する速度制限手段と、前記位置検出手段で検出した列車位置を前記地上制御装置から送信されてくる現在位置情報によって補正する位置補正手段とを具備することを特徴とする列車制御装置。
【請求項１２】モノレールが走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に２つの地上通信子を軌道の長さ方向の異なる位置に設置すると共に、前記２つの地上通信子の１つと特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な２つの車上通信子を前記モノレールの進行方向の異なる位置に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が前記２つの地上通信子と前記２つの車上通信子を介して通信を行うことで前記列車の在線検出を行う列車制御装置において、前記車上制御装置は、前記複数の閉そく区間の間の予め設定した多数の防護速度パターンを格納するデータベースと、前記２つの車上通信子と前記２つの地上通信子のいずれかが前記特定距離範囲内に近接した際に前記地上制御装置にモノレールＩＤを送信する列車ＩＤ送信手段と、前記地上制御装置に列車ＩＤを送信することにより前記地上制御装置から送信されてくる現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを前記データベースから取出し出力する防護速度パターン生成手段と、前記モノレールの車輪の回転数を積分してモノレール位置を検出する位置検出手段と、前記防護速度パターンと前記モノレール位置を入力して前記モノレールの上限速度を前記防護速度パターンによって制限する速度制限手段と、前記位置検出手段で検出したモノレール位置を前記地上制御装置から送信されてくる現在位置情報によって補正する位置補正手段とを具備することを特徴とする列車制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鉄道やモノレールなどの列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間として列車を制御をする列車制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、鉄道やモノレールなどの列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間として列車を制御している。この場合、列車が閉そく区間に在線しているかを検知することが必要になる。列車の在線検知は、通常、軌道回路によって行っている。軌道回路は軌道の全線（全位置）において列車の在線検知を行えるが、高価になるという欠点がある。
【０００３】このため、閑散線区の単線区間では、軌道回路の代りにトランスポンダなどの通信子を地上と列車に設け、単線区間の入口と出口で列車と地上の間で通信を行うようにしている。地上側の地上制御装置は車上通信子と地上通信子を介して列車から列車ＩＤ（列車識別番号）を受信して列車の入口での存在と出口への到着を把握し、通過してきた単線区間の列車不在を特定している。
【０００４】このように軌道区間の列車不在を特定することを電子閉そく方式と称している。また、電子閉そく方式においては、駅構内における列車検知を軌道回路によって行っていたが，特開平１０−７６９５１号公報に記載されているように，駅構内の軌道回路を用いずに行う方法も提案されている。
【０００５】また、閑散線区における列車の運転は運転士の手動による有視界運転がなされており、列車が赤信号に突入した場合に安全確保のため自動的に急制動を掛けるようにするのみである。
【０００６】ところで、軌道回路を用いずにトランスポンダなどの通信範囲の限定された通信子を列車側と地上側に設け、地上制御装置が列車ＩＤ（車両ＩＤ）を列車より受信して在線検知を行う電子閉そく方式を複線の比較的に高密度な線区の全域に実施することによって低廉なシステム構築が期待できる。
【０００７】具体的には、モノレールなどの列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に地上通信子と特定距離範囲に近接したときに相互通信可能な車上通信子を列車に搭載して通信を行い列車を制御をする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように閉そく区間毎に地上通信子を設置すると共に地上通信子と特定距離範囲に近接したときに相互通信可能な車上通信子を列車に搭載して通信を行い列車を制御しようとすると、次のような問題点がある。
【０００９】閑散線区と異なり複線で比較的に高密度な線区においては、運転頻度の増加に伴って上限速度超過などの運転士による誤操作の発生頻度増加が懸念される。特に、モノレールなどは登板能力を反映して軌道の勾配が大きいなど、軌道の形状が多様なため運転士の技量に頼る度合が高く誤操作を回避することが強く要求される。
【００１０】列車速度を自動的に制限するシステムとしてATC( Automatic Train Control )がある。ATCは軌道回路を介し連続的に上限速度を列車に与え，上限速度を超えた場合自動的にブレーキが作動し，安全を確保するものである。
【００１１】ところが、電子閉そく方式により在線検知を行うシステムは軌道回路がなく、連続的に上限速度を列車に与えられない。即ち、限られた地点でしか情報を与えられないため，軌道の形状，前方列車の位置などで変化する上限速度に対し一定の上限速度だけを列車に送信するATCでは不十分であり、安全な運行ができないという問題点を有する。
【００１２】本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的とするところは電子閉そく方式により在線検知を行う際に安全性の高い運行を行える列車制御方法および装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするところは、列車が走行する軌道を複数に区切った区間を一つの閉そく区間とし各区間毎に地上通信子を設置すると共に地上通信子と特定距離範囲内に近接したときに相互通信可能な車上通信子を列車に搭載し、地上制御装置と車上制御装置が地上通信子と車上通信子を介して通信を行うものであって、地上制御装置は車上制御装置から列車ＩＤを受信すると車上制御装置に現在位置情報と停止位置情報を送信し、車上制御装置は現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成し、列車の上限速度を防護速度パターンで制限するようにしたことにある。
【００１４】本発明の望ましい実施形態は、車上制御装置を構成するデータベースに複数の閉そく区間の間の予め設定した多数の防護速度パターンを格納しておき、地上通信子と車上通信子が特定距離範囲内に近接した際に地上制御装置から送信される現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンをデータベースから取出し、列車の上限速度を防護速度パターンで制限するようにする。
【００１５】本発明は、車上制御装置が地上制御装置から送信される現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成し、列車の上限速度を防護速度パターンで制限するようにしているので、電子閉そく方式により在線検知を行う際にも安全性の高い運行を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下，本発明の一実施例を図に従って説明する。図１〜図３に本発明の一実施例を示し、図１は全体構成図で、図２は車上制御装置の一例構成図を示し、また、図３は地上制御装置の一例構成図を示す。
【００１７】図１において、列車（車両）１は車輪２によって軌道４上を走行する。列車１の床下の下面には２個のトランスポンダ（通信子）３ａ、３ｂが進行方向（前後方向）の異なる位置に固定されている。２個のトランスポンダ（通信子）３ａ、３ｂは列車に搭載されており、以後、車上通信子と称する。
【００１８】軌道４は複数に区切った区間を一つの閉そく区間４―１、４―２、４―３として設定されている。閉そく区間４―１と４―３には駅のプラットホーム６がある例を示している。各閉そく区間４―１、４―２、４―３には各区間毎に１個の地上通信子５が設置されている。列車１に搭載した車上通信子３ａまたは３ｂが地上通信子５と特定距離範囲に近接すると、車上通信子３ａまたは３ｂと地上通信子５の相互通信が可能になる。
【００１９】各区間毎の地上通信子５は中継器８を介して地上制御装置９に接続されている。運行管理装置１０はダイヤに従った運行を実現するために列車（車両）１の出発時刻を管理し，これらの情報を地上制御装置９に与える。
【００２０】図２に車上制御装置の一例構成図を示す。図２において、車両ＩＤ送信部１２は車両１が地上通信子５と通信可能な範囲に到達すると車両ＩＤ（列車ＩＤ）を含んだ通信プロトコルを車上通信子３ａまたは３ｂを介して地上制御装置９に送信する。
【００２１】後述するようにして地上制御装置９から送信される防護速度パターンの生成に必要な車両１がこれから停止するべき位置である停止位置情報と現在位置情報は地上通信子５から車上通信子３ａまたは３ｂを介して受信部１３に受信される。現在位置情報は地上通信子５が設置されている位置、換言すると、閉そく区間名（番号）となる。
【００２２】なお、閉そく区間４―１、４―３のように駅のホーム６で停止している場合には車両１の出発時刻も地上制御装置９から送信される。
【００２３】受信部１３で受信された停止位置情報と現在位置情報は防護速度パターン生成部１４に入力され、また、現在位置情報は位置補正部２１に入力され、出発時刻は車内信号部１９に入力される。データベース（ＤＢ）１５は現在位置から停止位置までの多数の防護速度パターン（速度上限特性）が格納されている。現在位置と停止位置は閉そく区間番号（閉そくＮｏ）で与えられる。
【００２４】防護速度パターン生成部１４は入力された現在位置情報と停止位置情報に基づきデータベース１５から防護速度パターンを選択して取出し車内信号部１９と速度制限部２０に入力される。車内信号部１９は入力した防護速度パターンと後述する位置検出部２２からの列車走行位置に基づき現在走行位置での上限速度を運転士１８に提示する。車内信号部１９は駅のホーム６で停止している場合には車両１の出発時刻も運転士１８に提示する。
【００２５】運転士１８は操作盤１７を操作することによって駆動部１６を制御して、車両１を手動操作する。駆動部１６から得られる車両１の車軸（車輪２）の回転数は位置検出部２２と速度検出部２３に加えられる。位置検出部２２は車輪２の回転数を積分して車両１の車両走行位置を算出して速度制限部２０に加える。また、速度検出部２３で検出した車両速度も速度制限部２０に加えられる。
【００２６】速度制限部２０は現在の車両走行位置における防護速度パターン（上限速度）と速度検出部２３で検出した車両速度を比較し、車両速度が上限速度より大きいときに速度制限信号を駆動部１６に与える。
【００２７】図３に地上制御装置９の一例構成図を示す。図３において、受信部２５は地上通信子５で受信した列車ＩＤを入力して列車検出処理部２６に加える。列車検出処理部２６は軌道４の各閉そく区間に設けられた全ての非接触の地上通信子５で受信した列車ＩＤに基づいてどの閉そく区間に車両１が存在するかどうかを随時判定し、在線状態を管理する。
【００２８】各閉そく区間の地上通信子５はそれぞれ個別のポートで地上制御装置９に接続されておりポート番号により列車ＩＤを受信した地上通信子５が設置されている閉そく区間を特定する。列車検出処理部２６は在線状態を各閉そく区間毎に車両１が存在するか否かで把握し、閉そく区間に対応した在線／不在をデータベース２７の在線テーブルで管理される。
【００２９】列車検出処理部２６で検出した列車在線情報は停止位置生成部２８と運行管理装置１０に入力される。停止位置生成部２８は列車在線情報に基づき閉そく区間No i に在線する車両１が停止すべき停止位置（閉そく区間）を生成する。また、運行管理装置１０は列車検出処理部２６からの列車在線情報を基にして列車１の運行状況を把握し、停車駅情報や、閉そく区間No i に存在する車両１が駅構内に停車中であれば、この車両１の発車時刻をダイヤより抽出して停止位置生成部２８に与える。
【００３０】次に動作を説明する。列車１が図１に示すように閉そく区間４―１に進入したとする。列車ＩＤ送信部１２は車両１が車上通信子３ａ、３ｂが地上通信子５と通信可能な範囲に到達すると、列車ＩＤを含んだ図６に示すような通信プロトコル１００を車上通信子３ａまたは３ｂを介して地上制御装置９に送信する。
【００３１】地上制御装置９は通信プロトコル１００を受信すると防護速度パターンの生成に必要な列車１が停止するべき位置である停止位置を算出し、停止位置情報を含んだ図６に示すような通信プロトコル１０２を車両１に送信する。
【００３２】車上制御装置の受信部１３は地上通信子５を介して地上制御装置９より送信された通信プロトコル１０２を受信し、閉そく区間番号（閉そくNo）、停止位置情報、現在位置情報を防護速度パターン生成部１４に加える。閉そくNoは車両１が在線している閉そく区間Noであり、現在位置情報は車両１現在地、すなわち、車両１が停止もしくは通過中の地上通信子５の位置である。また、出発時刻は、車両１が駅構内に停止している場合に車両１が停止中の駅を出発する時刻である。
【００３３】地上制御装置９と列車１の車上制御装置との通信プロトコル１００、１０２の通信処理は、車上通信子３ａ、３ｂと地上通信子５が特定距離範囲に近接し相互通信可能な範囲内にある状態で行われる。
【００３４】防護速度パターン生成部１４は、受信部１３で受信された車両１の在線する閉そくNoと停止位置に基づいて防護速度パターン（速度上限特性）を生成する。防護速度パターンは列車１の現在走行位置における上限速度カーブである。
【００３５】列車１の現在位置は地上通信子５が設置される位置に相当し、また、詳細は後述するが、停止位置も非接触の地上通信子５が設置される位置である。このため、停止位置と閉そくNoが一対一に対応する。したがって，現在位置と停止位置の組み合わせは有限になり、用意するべき防護速度パターンも有限となる。
【００３６】防護速度パターンは現在位置と停止位置、さらに、各閉そく区間の勾配などの軌道４の形状によって決定される。
【００３７】図４にデータベース１５に格納されている防護速度パターンのテーブル１０４を示す。防護速度パターン生成部１４は、受信部１３から入力する現在位置情報と停止位置情報に基づき対応する防護速度パターンをデータベース１５の防護速度パターンテーブル１０４より抽出する。
【００３８】図５に現在位置と停止位置との関係で決定される防護速度パターンの一例を示す。図５は現在位置と停止位置の組み合わせとして閉そくNo1−閉そくNo2、閉そくNo1−閉そくNo3、閉そくNo2−閉そくNo3の3つの例を示している。いずれの防護速度パターンも閉そくNoに対応する各区間の地上通信子５が設置される位置を始点および終点として、終点に向けて速度上限が低下し終点で零となるように設定されている。
【００３９】防護速度パターン生成部１４は抽出した防護速度パターンを速度制限部２０と車内信号部１９に与える。また、受信部１３で受信された現在位置情報は位置補正部２１に入力され、出発時刻は車内信号部１９に入力される。
【００４０】一方、位置検出部２２は車輪（車軸）２の回転数を積分して列車位置を検出している。位置検出部２２で検出した列車位置は回転数の積分値（予測値）であり、大きな誤差を含んだものとなる。位置補正部２１は入力した現在位置情報に基づき位置検出部２２が算出した列車位置を実際の値に修正する。
【００４１】車内信号部１９は入力した防護速度パターンと位置検出部２２からの列車走行位置に基づき現在走行位置での上限速度を運転士１８に提示する。車内信号部１９は駅のホーム６で停止している場合には車両１の出発時刻と出発時刻になったタイミングで出発許可を意味する出発信号を運転士１８に提示する。運転士１８は操作盤１７を操作することによって駆動部１６を制御して、車両１を手動操作する。
【００４２】速度制限部２０は位置検出部２２の車両走行位置と速度検出部２３の車両速度を入力して、現在の車両走行位置における防護速度パターン（上限速度）と速度検出部２３で検出した車両速度を比較し、車両速度が上限速度より大きいときに速度制限信号を駆動部１６に与える。
【００４３】一方、地上制御装置９は地上通信子５からの通信プロトコル１００を受信部２５を介して列車検出処理部２６に入力する。通信プロトコル１００は図６に示すように車上から地上へ送信されたプロトコルであることを示す信号種別１と送信元である車両１の列車ＩＤで構成される。
【００４４】受信部２５は通信プロトコル１００より抽出した信号種別１により地上より送信された正しい信号であることを判断して、正しければ列車ＩＤを列車検出処理部２６に加える。列車検出処理部２６は軌道４の各閉そく区間４―１、４―２、４―３…に設置された全ての地上通信子５から送信される列車ＩＤ情報に基いてどの閉そく区間に車両が存在するかどうかを随時判定して在線状態を管理する。
【００４５】列車１の在線状態は各閉そく区間毎に列車１が存在するか否かで把握し，閉そく区間に対応した在線／不在は図７に示すようなデータベース２７の在線テーブル１０６で管理される。各閉そくNo毎に在線を表す「１」または不在を表す「０」が格納されている。Nは存在する閉そく区間の数である。
【００４６】軌道４の各閉そく区間に設置される地上通信子５はそれぞれ個別のポートで地上制御装置９に接続されており、受信したポート番号により列車ＩＤを発信した地上通信子５が設置されている閉そくNoを特定する。
【００４７】図８に地上制御装置９が行う在線判定処理の概念図を示す。地上制御装置９は列車１が閉そく区間に設置された地上通信子５上に停止、もしくは通過した時点で列車ＩＤを受信し、この閉そく区間を在線とする。また、このとき一つ手前の閉そく区間で受信した列車ＩＤと今回受信した列車ＩＤとを比較部３１で比較し、一致したときに一つ手前の閉そく区間に在線していた列車１が次区間の閉そく区間に移動したことを把握して手前の閉そく区間を列車不在とする処理を行う。
【００４８】図８は閉そく区間 # i に列車１が到達して閉そく区間 # i の在線が処理され、また、一つ手前の閉そく区間 # i-1で受信した列車ＩＤと閉そく区間 # iで受信した列車ＩＤが一致したため閉そく区間 # i-1を開放する様子を示している。
【００４９】なお、本実施例では在線を検出する最小単位が閉そく区間に対応しているが、閉そく区間を一つの在線判定の最小単位とし、これらを複数まとめたものを閉そく区間として運用することも可能である。
【００５０】図９に列車検出処理部２６が実行する在線検知の処理フローを示す。列車検出処理部２６はステップＳ１において受信部２５に列車ＩＤが受信されたかどうか一定周期で判定する。列車ＩＤが受信されていればステップＳ２に移行し、受信されていなければステップＳ１の処理を繰り返し実行する。ステップＳ２では閉そく区間毎に用意した列車ＩＤを格納する変数、閉そくＩＤ（閉そくNo iには閉そくＩＤ # iが対応）に対し、列車ＩＤを検出した閉そくNo iに対応する閉そくＩＤ # i へ列車ＩＤを代入する。
【００５１】ステップＳ２からステップＳ３に移行して一つ手前の閉そく区間の閉そくＩＤ# i-1と閉そくＩＤ # iを比較する。ステップＳ４では，閉そくＩＤ # i-1と閉そくＩＤ # iが一致するときステップＳ５に移行し、一致しないときはステップＳ７に移行する。
【００５２】ステップＳ５では在線テーブル１０６における閉そくNo i-1を不在「０」とする。ステップＳ５からステップＳ６に移り在線テーブル１０６における閉そくNoiを在線「１」とする。ステップＳ７では在線テーブル１０６の列車在線情報を停止位置生成部２６と運行管理装置１０に送信する。
【００５３】停止位置生成部２６は列車検出処理部２６から列車在線情報を入力すると閉そくNo i に在線する列車１に対して列車１が守るべき停止位置を生成する。
【００５４】図１０に停止位置生成部２６が行う停止位置を生成する概念図を示す。列車１の存在する現在位置９０１は閉そく区間 # iに設置された地上通信子５の上である。現在位置９０１に対する停止位置９０２は先行列車１Ａの存在する閉そく区間より一つ手前の閉そく区間であり、列車１は停止後に新たな防護速度パターンを地上制御装置９から貰う必要がある。この閉そく区間における停止位置９０２は上述したように地上通信子５の設置されている位置となる。
【００５５】防護速度パターンは図１０に示すように停止位置９０２に近づくにしたがって上限速度が滑らかに減少するよう設定される。一方、運行管理装置１０は列車検出処理部２６から与えられた列車在線情報に基づき列車１の運行状況を把握し、停車駅情報や閉そくNo i に存在する列車１が駅構内に停車中であればこれの発車時刻をダイヤより抽出して停止位置生成部２８に加える。
【００５６】図１１に停止位置生成部２８の処理フローを示す。停止位置生成部２８はステップＳ１１において列車検出処理部２６からの列車在線情報を用いて列車１の在線する閉そくNo iの閉そく区間（以下、 iとする）より前方に先行車両の在線する閉そく区間の一つ手前の閉そく区間を抽出する。ステップＳ１２に移り、この閉そく区間をjとするとjにおいて進行方向よりの地上通信子５の設置される位置を停止位置９０２とする。
【００５７】ステップＳ１２からステップＳ１３に移行して運行管理装置１０より受信した次駅情報に基づき受信部２５において受信した列車ＩＤを有する列車１の次の停車駅が閉そく区間jより手前の閉そく区間に存在するか判定する。次の停車駅が手前に存在する場合はステップＳ１４に移行し、存在しない場合はステップＳ１５に移行する。
【００５８】ステップＳ１４では次に停車する駅のホームに設置される地上通信子５の設置位置を停止位置９０２とする。ステップＳ１５では、閉そく区間 iが列車１の停車する区間かどうか運行管理装置１０より得た情報を基に判定する。ステップＳ１５で停車区間であると判定すると、運行管理装置１０より受けた発車時刻を通信プロトコル１０２に追加しステップＳ１６に移行する。
【００５９】ステップＳ１５で停車区間でないと判定するとステップＳ１６に移る。ステップＳ１６は停止位置９０２と閉そく区間 i の現在位置を通信プロトコル１０２に追加して送信部２９に加える。
【００６０】送信部２９は停止位置生成部２８から入力した停止位置９０２、現在位置である位置情報および出発時刻に閉そく区間 i の閉そく区間Noと信号種別２を通信プロトコル１０２に追加し，閉そく区間 i に設置される地上通信子５から車上通信子３を介して車上制御装置に通信プロトコル１０２を送信する。
【００６１】図１２に本発明の他の実施例を示す。図１２の実施例は２個の地上通信子５ａ、５ｂを軌道４長さ方向の異なる位置に設置するようにしたものである。
【００６２】図１２では列車１に搭載された２個の車上通信子３ａ、３ｂと対になるように２個の地上通信子５ａ、５ｂが設置されている。なお、図１２においては車上制御装置の一部の図示を省略している。
【００６３】このように構成すると次のような効果が得られる。このことを図１３を参照して説明する。
【００６４】列車１が地上通信子５ａ、５ｂ上で停止することなく走行するものとする。２個の地上通信子５ａ、５ｂが設置されていると、図１３の状態１から状態３に遷移する過程で，車上通信子３ａ、３ｂが地上通信子５ａ、５ｂと相互通信可能な特定距離範囲内に近接する頻度が2倍になる。すなわち、地上−車上間での通信可能な時間が2倍になる。
【００６５】このようにすると、地上と車上との通信量を増加させることができ、図１の実施例に比べ列車１の地上通信子５上の通過速度を大きくすることができる。また、列車１が地上通信子５上に停止する場合でも２系統で通信できるので一つが故障しても他方で通信可能となり信頼性を向上させることができる。
【００６６】さらに、駅のホームに地上通信子５が設置され、列車１が停車している場合に速度上限パターンに加えて発進許可信号を加えたり、もしくは速度上限パターンに発進許可の意味を持たせることもできる。
【００６７】以上のようにして列車を制御するのであるが、車上制御装置が地上制御装置から送信される現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成し、列車の上限速度を防護速度パターンで制限するようにしているので、電子閉そく方式により在線検知を行う際にも安全性の高い運行を行うことができる。
【００６８】なお、上述の実施例は列車がモノレールを例に挙げ説明したが、鉄道システムや他の都市交通システムの列車（車両）であっても同様にして制御できることは勿論のことである。
【００６９】また、地上と車上の通信子はトランスポンダでなくループコイルなどの他の通信子でも同様な効果を奏し得ることは明らかなことである。
【００７０】
【発明の効果】本発明は、車上制御装置が地上制御装置から送信される現在位置情報と停止位置情報に基づき現在位置から停止位置までの防護速度パターンを生成し、列車の上限速度を防護速度パターンで制限するようにしているので、軌道回路を用いない電子閉そく方式により在線検知を行う際にも安全性の高い運行を行うことができる。
【出願人】 【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【住所又は居所】東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地
【出願日】 平成１３年１２月４日（２００１．１２．４）
【代理人】 【識別番号】１０００７４６３１
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 幸彦 （外１名）
【公開番号】 特開２００３−１７４７０６（Ｐ２００３−１７４７０６Ａ）
【公開日】 平成１５年６月２０日（２００３．６．２０）
【出願番号】 特願２００１−３７００２１（Ｐ２００１−３７００２１）