列車制御システムの車上装置
【課題】異なる方式等の列車制御システムの地上側設備から列車制御信号を受信して適切に列車の速度等を制御することのできる車上装置を提供する。
【解決手段】列車１に搭載された車上装置１０は、列車１の走行路に沿って設置されたループコイルから列車制御情報を含むＡＴＣ信号を受信するＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂと、走行路に沿って設置された沿線無線機から列車制御情報を含むＣＢＴＣ信号を受信する車上無線機１２と、前記ＡＴＣ信号に含まれた列車制御情報に基づいて列車１を制御するＡＴＣ制御部１４１と、前記ＣＢＴＣ信号に含まれた列車制御情報に基づいて列車１を制御するＣＢＴＣ制御部１４２と、前記第ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号の少なくとも一方に基づいてＡＴＣ制御部１４１又はＣＢＴＣ制御部１４２を選択する選択部１４３と、を含む。
【解決手段】列車１に搭載された車上装置１０は、列車１の走行路に沿って設置されたループコイルから列車制御情報を含むＡＴＣ信号を受信するＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂと、走行路に沿って設置された沿線無線機から列車制御情報を含むＣＢＴＣ信号を受信する車上無線機１２と、前記ＡＴＣ信号に含まれた列車制御情報に基づいて列車１を制御するＡＴＣ制御部１４１と、前記ＣＢＴＣ信号に含まれた列車制御情報に基づいて列車１を制御するＣＢＴＣ制御部１４２と、前記第ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号の少なくとも一方に基づいてＡＴＣ制御部１４１又はＣＢＴＣ制御部１４２を選択する選択部１４３と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車制御システムに関し、特に列車に搭載されて地上側設備から受信した列車制御情報に基づいて当該列車の速度等を制御する車上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、列車制御システムは、列車に搭載された車上装置が地上側設備から受信した列車制御情報に基づいて当該列車の速度等を制御することにより、列車の安全な走行を確保している。従来の列車制御システムとしては、地上側設備であるループコイル（又は軌道回路）や地上子等と、車上装置を構成する受電器や車上子等と、が電磁結合して前記列車制御情報の送受信を行う列車制御システム、あるいは、地上側設備である沿線無線機と車上装置を構成する車上無線機との間で前記列車制御情報の送受信を行う列車制御システムなどが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３６８０３号公報
【特許文献２】特開２００８−１６２５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車上装置は、同じ方式及び／又は同じ種類の信号を用いる列車制御システムの地上側設備からしか列車制御情報を受信することができない。このため、特定の列車制御システムの地上側設備が設置された領域（路線）を走行する列車は、当該特定の列車制御システムの車上装置が搭載された列車に制限されていた。
【０００５】
ところで、鉄道網が発達してくると、それぞれ異なる方式等の列車制御システムが採用された領域について列車を走行させる必要性や領域の一部に異なる方式の列車制御システムを採用する必要性が生じる場合がある。しかしながら、従来技術ではこのような事態に対応することが困難である。
【０００６】
また、既存のシステムから新たなシステムへと変更する場合には、その移行時において既存のシステムによる営業運転等の実施と新たなシステムの調整等とを両立させる必要がある。このため、システムを変更する際には、既存のシステムの車上装置が搭載された列車に、新たなシステムの車上装置を追加し、新たなシステムの調整等を行った後に既存のシステムの車上装置を撤去しなければならない。すなわち、車両の改造を少なくとも２回行う必要があり、システム変更時に多くの手間がかかっていた。
【０００７】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであり、異なる方式等の列車制御システムの地上側設備から列車制御情報を受信して列車の速度等を適切に制御することのできる車上装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面による車上装置は、列車に搭載されて地上側設備から受信した列車制御情報に基づいて当該列車を制御する。この車上装置は、前記列車の走行路に沿って設置された第１地上側設備から、列車制御情報を含む第１信号を受信可能な第１受信部と、前記走行路に沿って設置された第２地上側設備から、列車制御情報を含むと共に前記第１信号とは種類の異なる第２信号を受信可能な第２受信部と、前記第１信号に含まれた列車制御情報に基づいて前記列車を制御する第１制御部と、前記第２信号に含まれた列車制御情報に基づいて前記列車を制御する第２制御部と、前記第１信号及び前記第２信号の少なくとも一方に基づいて前記第１制御部又は前記第２制御部を選択する選択部と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
上記車上装置によれば、異なる種類の信号を用いる地上側設備のそれぞれから列車制御信号を受信して列車を制御することができるので、車上装置の追加や変更などの車両の改造を行うことなく、列車が異なる列車制御システムの採用された領域（路線）間を走行することを可能とする。また、列車制御システムを変更する際の車両の改造回数を従来に比べて低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による車上装置が適用される列車制御システムの地上側設備の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による車上装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の他の実施形態による車上装置が適用される列車制御システムの地上側設備の他の例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態による車上装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本発明の概要を説明する。
本発明は、列車制御システムの新たな車上装置を提供する。本発明による車上装置は、列車に搭載されて、互いに異なる信号を用いる少なくとも二つの列車制御システムの地上側設備から列車制御情報を受信可能に構成され、受信された列車制御情報のいずれかに基づいて当該列車の速度等を制御する。
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態による車上装置が適用される列車制御システムの地上側設備の一例を示している。図１において、実施形態による車上装置を搭載した列車１が走行する走行路２は、二つの制御領域（第１領域Ｃ１、第２領域Ｃ２）に分かれており、この二つの制御領域ではそれぞれ異なる閉塞方式による列車制御が実施される。具体的には、第１領域Ｃ１では固定閉塞方式による列車制御が実施され、第２領域Ｃ２では移動閉塞方式による列車制御が実施される。
【００１３】
第１領域Ｃ１では、走行路２が複数の閉塞区間Ｂ１〜Ｂｍに区切られており、各閉塞区間Ｂ１〜Ｂｍに対応するループコイル３１〜３ｍが走行路２に沿って設置されている。各ループコイル３１〜３ｍには、それぞれ情報送信部４が接続されている。この情報送信部４は、図示省略した上位の制御装置（ＣＴＣ等）によって制御され、列車が停止すべき閉塞区間を示す停止区間情報を含む列車制御信号（以下単に「ＡＴＣ信号」という）を対応するループコイルに送出する。なお、前記ＡＴＣ信号は、前記停止区間情報に加えて列車１の制限速度情報をさらに含んでもよい。
【００１４】
ここで、図１では省略しているが、ループコイル３１〜３ｎには、各閉塞区間Ｂ１〜Ｂｍにおける列車の在線を検知するための公知の構成が設けられている。列車の在線を検知するための構成は、例えば列車から送出される列車検知信号（ＴＤ信号）を受信するＴＤ信号受信機である。また、ここではループコイルを用いているが、ループコイルに代えて軌道回路としてもよい。なお、軌道回路を用いた場合には、軌道回路に流れる信号電流に基づいて列車の在線を検知する。
【００１５】
一方、第２領域Ｃ２では、沿線無線機５１〜５ｎが走行路２に沿って所定の間隔をあけて設置されている。各沿線無線機５１〜５ｎはアンテナを有しており、図示省略した上位の制御装置によって制御され、列車１が走行できる停止限界情報を含む列車制御信号（以下単に「ＣＢＴＣ信号」という）を送出する。前記停止限界情報は、列車１が停止すべき停止位置を示すものであり、例えば先行列車との間に安全距離（間隔）を確保できる位置を含む。
【００１６】
ここで、第１領域Ｃ１に最も近い沿線無線機５１は、その信号を送信できる範囲（信号送信範囲）内に、第２領域Ｃ２に最も近い閉塞区間Ｂｍの少なくとも一部が含まれるように設置される。また、第２領域Ｃ２においては、隣接する沿線無線機同士が無線通信を行うことにより、情報を中継しながら伝達することができる。さらに、沿線無線機の間隔は、互いの信号送信範囲が重複するように設定すればよいが、好ましくは、二つ先の沿線無線機まで信号を送信できるような間隔で配置する。
【００１７】
第１領域Ｃ１及び第２領域Ｃ２には、走行路２に沿って所定の間隔をあけて地上子６が設置されている。地上子６は、第１領域Ｃ１においては、隣り合う閉塞区間の境界又はその近傍に設置され、第２領域Ｃ２においては、例えば一定距離ごとに設置される。地上子６はトランスポンダ等で構成され、後述する列車１側の車上子と電磁結合して信号の送受信を行う。本実施形態において、地上子６は、走行路２における位置を示す位置情報を含む信号（以下単に「位置信号」という）を送出する。
【００１８】
図２は、本発明の第１実施形態による車上装置の基本的な構成を示している。
図２に示すように、列車１に搭載された車上装置１０は、ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂと、車上無線機１２と、車上子１３と、信号処理部１４と、を含む。
【００１９】
ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂは、列車１の前部及び後部の下部に設けられており、地上側に設置されたループコイル３１〜３ｍと電磁結合して当該ループコイルから前記ＡＴＣ信号を受信すると共に前記ＴＤ信号を当該ループコイルに送出する。前記ＡＴＣ信号の受信は、通常、列車１の進行方向前側に位置するＡＴＣ／ＴＤアンテナによって行われる。なお、ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂに代えて受電器としてもよい。
【００２０】
車上無線機１２は、列車１の上部に設けられたアンテナ１２ａを有しており、各沿線無線機５１〜５ｎに列車１の位置を示す列車位置信号を送信すると共に各沿線無線機５１〜５ｎから前記ＣＢＴＣ信号を受信する。なお、図２には一つの車上無線機１２が示されているが、ＡＴＣ／ＴＤアンテナと同様、列車１の前部と後部のそれぞれに車上無線機１２を設けるようにしてもよい。
車上子１３は、列車１の下部に設けられており、各地上子６と電磁結合して当該地上子６から前記位置信号を受信する。
【００２１】
信号処理部１４は、ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂ、車上無線機１２、及び車上子１３と接続され、これらによって受信された前記ＡＴＣ信号、前記ＣＢＴＣ信号、及び前記位置信号が入力される。また、信号処理部１４には、例えば列車１の車輪に取り付けられた速度発電器（速度検出器）１５から列車１の速度情報が入力される。信号処理部１４は、ＡＴＣ制御部１４１、ＣＢＴＣ制御部１４２、及び選択部１４３を含む。
【００２２】
ＡＴＣ制御部１４１は、前記位置信号に含まれた位置情報及び前記速度情報に基づいて列車１の位置及び速度を把握する。そして、この把握した列車１の位置及び速度、前記ＡＴＣ信号に含まれた停止区間情報（及び制限速度情報）、及び列車１のブレーキ性能などに基づいて速度照査パターンを生成し、生成された速度照査パターンに基づいて列車１のブレーキ制御を行って列車１の速度を制御する。
【００２３】
ＣＢＴＣ制御部１４２は、前記位置信号に含まれた位置情報及び前記速度情報に基づいて列車１の位置及び速度を把握する。列車１の位置については、車上無線機１２と各沿線無線機５１〜５ｎとの間の信号伝播時間に基づいて算出してもよい。そして、この把握した列車１の位置及び速度、前記ＣＢＴＣ信号に含まれた停止限界情報、及び列車１のブレーキ性能などに基づいて速度照査パターンを生成し、生成された速度照査パターンに基づいてブレーキ制御を行って列車１の速度を制御する。
【００２４】
選択部１４３は、入力された信号に基づきＡＴＣ制御部１４１又はＣＢＴＣ制御部１４２を選択する。換言すれば、選択部１４３は、ＡＴＣ制御部１４１及びＣＢＴＣ制御部１４２のいずれか一方のみをアクティブにする。この選択部１４３による制御部の選択によって、ＡＴＣ制御部１４２及びＣＢＴＣ制御部１４２のいずれか一方が列車１の速度制御を実行することになる。選択部１４３は、次のようにして制御部の選択を行う。
【００２５】
（１）前記ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号のいずれか一方しか受信しない場合
この場合、選択部１４３は、受信された信号に対応する制御部を選択する。
例えば、列車１が第１領域Ｃ１（図１参照）を走行している場合、この第１領域Ｃ１には沿線無線機が設置されていないので、車上装置１０は、前記ＡＴＣ信号しか受信することができない。したがって、信号処理部１４（選択部１４３）には、前記ＡＴＣ信号と前記ＣＢＴＣ信号のうち前記ＡＴＣ信号のみが入力されることになる。この場合、選択部１４３は、ＡＴＣ制御部１４１を選択する。
【００２６】
一方、列車１が第２領域Ｃ２を走行している場合、車上装置１０は、前記ＣＢＴＣ信号しか受信することができない。したがって、信号処理部１４（選択部１４３）には、前記ＡＴＣ信号と前記ＣＢＴＣ信号のうち前記ＣＢＴＣ信号のみが入力されることになる。この場合、選択部１４３は、ＣＢＴＣ制御部１４２を選択する。
【００２７】
（２）前記ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号のいずれか一方を受信している状態から両方を受信するようになった場合
この場合、選択部１４３は、新たに受信された信号に対応する制御部を選択し、列車１の速度制御を行う制御部を切り替える。
【００２８】
第２領域Ｃ２に最も近い閉塞区間Ｂｍの少なくとも一部は、第１領域Ｃ１に最も近い沿線無線機５１の送信可能範囲内に位置している。したがって、走行路２には、前記ＡＴＣ信号と前記ＣＢＴＣ信号の両方を受信可能な領域（信号重複領域）が存在する。このため、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に進入する場合には、前記ＡＴＣ信号のみを受信している状態から前記信号重複領域において前記ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号を受信する状態となる。この場合、選択部１４３は、新たに受信されたＣＢＴＣ信号に対応するＣＢＴＣ制御部１４２を選択し、それまでのＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御からＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御へと切り替える。この切り替えは前記信号重複領域において行われる。なお、前記閉塞区間Ｂｍ又は前記信号重複領域においては、原則として列車を停止させず、列車１が低速で走行するように設定しておくのが好ましい。
これにより、速度照査パターンについても、ＡＴＣ制御部１４１によって生成された速度照査パターンから、前記ＣＢＴＣ信号に含まれた停止限界情報に基づいてＣＢＴＣ制御部１４２によって生成される速度照査パターンへと切り替えられる。
【００２９】
一方、列車１が第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に進入する場合には、前記ＣＢＴＣ信号のみを受信している状態から前記信号重複領域において前記ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号を受信する状態となる。この場合、選択部１４３は、新たに受信されたＡＴＣ信号に対応するＡＴＣ制御部１４１を選択し、それまでのＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御からＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御へと切り替える。
これにより、ＣＢＴＣ制御部１４２によって生成された速度照査パターンから、前記ＡＴＣ信号に含まれた停止区間情報に基づいてＡＴＣ制御部１４１によって生成される速度照査パターンへと切り替えられる。
【００３０】
このように前記信号重複領域において制御部の選択（列車制御の切り替え）を行うことにより、制御の空白期間が生じないようにすることができると共に、ＡＴＣ制御部１４１による制御からＣＢＴＣ制御部１４２による制御へ、又は、ＣＢＴＣ制御部１４２による制御からＡＴＣ制御部１４１による制御へと滑らかに切り替えることができるので、運転性等に与える影響を抑制できる。
【００３１】
以上のように、本実施形態による車上装置１０は、固定閉塞方式による列車制御を行うための地上側設備であるループコイル（又は軌道回路）３１〜３ｍ及び情報送信部４から前記ＡＴＣ信号を受信できると共に、移動閉塞方式による列車制御を行うための地上側設備である沿線無線機５１〜５ｎから前記ＣＢＴＣ信号を受信することができる。そして、選択部１４３が、前記ＡＴＣ信号及び／又は前記ＣＢＴＣ信号に基づいてＡＴＣ制御部１４１及びＣＢＴＣ制御部１４２のうちいずれを用いて列車１を制御するかを判断する。
【００３２】
ＡＴＣ制御部１４１が選択された場合には、ＡＴＣ制御部１４２によって前記ＡＴＣ信号に含まれる列車制御情報（制限速度情報及び／又は停止区間情報）に基づく列車１の制御が実施され、ＣＢＴＣ制御部１４３が選択された場合には、ＣＢＴＣ制御部１４３によって前記ＣＢＴＣ信号に含まれる列車制御情報（停止限界情報）に基づく列車１の制御が実施される。
【００３３】
これにより、車上装置１０を搭載した列車は、それぞれ異なる方式の列車制御が実行されると共に異なる種類の信号を用いる第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２とを安全に走行することができる。また、例えば固定閉塞方式の列車制御システムから移動閉塞方式の列車制御システムに変更する場合にも、列車に搭載されていた従来の車上装置を上記車上装置１０に交換すれば済むので、車両の改造を一回だけ行えばよく、従来に比べて、システム変更時における車両の改造回数を低減できる。
【００３４】
ここで、上記実施形態では、ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂ（又は受電器）がループコイル３１〜３ｍ（又は軌道回路）から前記列車制御情報を受信しているが、地上子６とは別に地上側に設けられた列車制御情報用の地上子から列車制御情報を受信するようにしてもよい。この場合には、地上側設備としての列車制御情報用の前記地上子を例えば各閉塞区間Ｂ１〜Ｂｍに設け、車上装置１０としては、ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂに代えて又は加えて、列車制御情報用の前記地上子と結合して信号の送受信を行う車上子を、車上子１３とは別に設けるようにすればよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、選択部１４３が前記ＡＴＣ信号及び／又は前記ＣＢＴＣの受信の有無に基づいて制御部の選択・切り替えを行っているが、これに代えて、制御部の切り替えを要求する切り替え信号を受信したときに選択部１４３が制御部の切り替えを行うようにしてもよい。
以下、上記実施形態の変形例として説明する。
【００３６】
（変形例１）
選択部１４３は、前記ＡＴＣ信号及び／又は前記ＣＢＴＣ信号に含まれた切り替え信号に基づいて制御部の切り替えを行う。
前記ＡＴＣ信号や前記ＣＢＴＣ信号はさらに情報を含むことができる。そこで、例えば第２領域Ｃ２に最も近い閉塞区間Ｂｍに対応するループコイル３ｍに接続されている情報送信部４が、第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に向かう列車１に対し、前記列車制御情報である前記停止区間情報に加えて前記切り替え信号を含む前記ＡＴＣ信号を送出するように構成する。この場合の切り替え信号は、ＡＴＣ制御部１４１からＣＢＴＣ制御部１４２への切り替えを要求する信号である。
これにより、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に進入する場合、選択部１４３はＣＢＴＣ制御部１４２を選択してＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御からＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御へと切り替える。
【００３７】
また、第１領域Ｃ１に最も近い沿線無線機５１が、第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に向かう列車１に対し、前記列車制御情報である前記停止限界情報に加えて前記切り替え信号を含む前記ＣＢＴＣ信号を送出するように構成する。この場合の切り替え信号は、ＣＢＴＣ制御部１４２からＡＴＣ制御部１４１への切り替えを要求する信号である。
これにより、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に進入する場合、選択部１４３はＡＴＣ制御部１４１を選択してＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御からＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御へと切り替える。
【００３８】
なお、通常は走行路２における列車１の進行方向が固定されているので、第２領域Ｃ２に最も近い閉塞区間Ｂｍに対応するループコイル３ｍに接続されている情報送信部４及び第１領域Ｃ１に最も近い沿線無線機５１のいずれか一方が前記切り替え信号を含む信号を送出するように構成すればよい。
【００３９】
（変形例２）
選択部１４３は、前記ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号とは別に送出される切り替え信号に基づいて制御部の切り替えを行う。
図１に示すように、本実施形態においては、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界を挟むように地上子６が設置されている。そこで、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界を挟む地上子６のうち第１領域Ｃ１側に位置する地上子６が、第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に向かう列車１に対して、前記位置情報に加えてＡＴＣ制御部１４１からＣＢＴＣ制御部１４２への切り替えを要求する切り替え信号を含む前記位置信号を送出するように構成する。また、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界を挟む地上子６のうち第２領域Ｃ２側に位置する地上子６が、第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に向かう列車１に対して、前記位置情報に加えてＣＢＴＣ制御部１４２からＡＴＣ制御部１４１への切り替えを要求する切り替え信号を含む前記位置信号を送出するように構成する。
【００４０】
送出された前記位置信号は、車上子１３によって受信され、信号処理部１４へと出力される。これにより、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に進入する場合、選択部１４３は、前記位置信号に含まれた切り替え信号に基づいてＣＢＴＣ制御部１４２を選択し、ＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御からＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御へと切り替える。また、列車１が第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に進入する場合、選択部１４３は、前記位置信号に含まれた切り替え信号に基づいてＡＴＣ制御部１４２を選択し、ＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御からＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御へと切り替える。
もちろん、列車１の進行方向に応じて、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界を挟むように設置された地上子６のうちの一方のみが前記切り替え信号を含む前記位置信号を送出するようしてもよい。
【００４１】
さらに、図１に破線で示すように、切り替え信号を送出する送信機７を、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界近傍に設けるようにしてもよい。この場合、図２に破線で示すように、車上装置１０にも、送信機７から送出された切り替え信号を受信する受信機１６を設ける。例えば、送信機７は、列車１の進行方向に応じて切り替え信号を変更できるように構成されており、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に向かう場合には、ＡＴＣ制御部１４１からＣＢＴＣ制御部１４２への切り替えを要求する切り替え信号を送出し、列車１が第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に向かう場合には、ＣＢＴＣ制御部１４２からＡＴＣ制御部１４１への切り替えを要求する切り替え信号を送出する。車上装置１０の受信機１６は、送信機７から送出された切り替え信号を受信して信号処理部１４に出力する。
【００４２】
これにより、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に進入する場合、選択部１４３は、ＣＢＴＣ制御部１４２を選択してＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御からＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御へと切り替え、列車１が第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に進入する場合、選択部１４３は、ＡＴＣ制御部１４２を選択してＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御からＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御へと切り替える。
【００４３】
ところで、以上では、列車１が走行する走行路２が固定閉塞方式による列車制御（ＡＴＣ／ＴＤシステム）が実施される第１領域Ｃ１と無線を利用した移動閉塞方式による列車制御（ＣＢＴＣシステム）が実施される第２領域Ｃ２とに分かれている場合を説明した。しかし、本発明はこれに限るものではない。
例えば第１領域Ｃ１及び第２領域Ｃ２がいずれも無線を利用した移動閉塞方式による列車制御を実施するが、互いに異なる無線（例えば、互いに異なる周波数帯域の信号）を用いる場合がある。このような場合も、第１領域Ｃ１に設置された地上側設備から送出される信号と第２領域Ｃ２に設置された地上側設備から送出される信号とは種類が異なることになる。以下、本発明の第２実施形態として説明する。
【００４４】
図３は、本発明の第２実施形態による車上装置が適用される列車制御システムの地上側設備を示している。図１と同じ構成要素については同一の符号を用いて説明を省略する。図３において、第１領域Ｃ１、第２領域Ｃ１ともに無線を利用した移動閉塞方式による列車制御が実施される。そのため、第１領域Ｃ１についても、第２領域Ｃ２と同様に、沿線無線機８１〜８ｍが走行路２に沿って所定の間隔をあけて設置されている。
【００４５】
第１領域Ｃ１に設置された各沿線無線機８１〜８ｍはアンテナを有しており、図示省略した上位の第１制御装置によって制御され、列車１が走行できる停止限界情報を含む列車制御信号（以下「第１ＣＢＴＣ信号」という）を送出する。第２領域Ｃ２に設置された各沿線無線機５１〜５ｎはアンテナを有しており、図示省略した上位の第２制御装置によって制御され、列車１が走行できる停止限界情報を含む列車制御信号（以下「第２ＣＢＴＣ信号」という）を送出する。なお、前記第１ＣＢＴＣ信号と前記第２ＣＢＴＣ信号は、互いに異なる種類の無線信号であり、例えば両信号は互いに異なる周波数帯域を利用する。
【００４６】
図４は、本発明の第２実施形態による車上装置の基本的な構成を示している。図２と同じ構成要素については同一の符号を用いて説明を省略する。
図４に示すように、第２実施形態による車上装置２０は、第１車上無線機２１と、第２車上無線機２２と、車上子１３と、信号処理部２４と、を含む。
【００４７】
第１車上無線機２１は、第１領域Ｃ１に設置された各沿線無線機８１〜８ｍから前記第１ＣＢＴＣ信号を受信する。第２車上無線機２２は、第２領域Ｃ２に設置された各沿線無線機５１〜５ｎから前記第２ＣＢＴＣ信号を受信する。
【００４８】
信号処理部２４は、第１車上無線機２１、第２車上無線機２２、及び車上子１３と接続され、これらによって受信された前記第１、第２ＣＢＴＣ信号及び前記位置信号が入力される。また、信号処理部２４には、列車１の車輪に取り付けられた速度発電器（速度検出器）１５から列車１の速度情報が入力される。信号処理部２４は、第１ＣＢＴＣ制御部２４１、第２ＣＢＴＣ制御部２４２、及び選択部２４３を含む。
【００４９】
第１ＣＢＴＣ制御部２４１は、前記位置信号に含まれる位置情報及び前記速度情報に基づいて列車１の位置及び速度を把握する。なお、列車１の位置については、第１車上無線機２１と各沿線無線機８１〜８ｍとの間の信号伝播時間に基づいて算出してもよい。そして、この把握した列車１の位置及び速度、前記第１ＣＢＴＣ信号に含まれた停止限界情報、及び列車１のブレーキ性能などに基づいて速度照査パターンを生成し、生成された速度照査パターンに基づいてブレーキ制御を行って列車１の速度を制御する。
なお、第２ＣＢＴＣ制御部２４２の処理については、前記第１実施形態におけるＣＢＴＣ制御部１４２と同じであるので説明を省略する。
【００５０】
選択部２４３は、入力された信号に基づき第１ＣＢＴＣ制御部２４１又は第２ＣＢＴＣ制御部２４２を選択する。なお、選択部２４３による選択部の選択・切り替えは、実質的に前記第１実施形態における選択部１４３と同様である（変形例についても同様）。
【００５１】
第２実施形態による車上装置２０においても前記第１実施形態による車上装置１０と同様の効果を得ることができる。特に第２実施形態による車上装置２０では、列車１が、それぞれ異なる無線（異なる種類の信号）を用いて列車制御が実行される第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２とを安全に走行することを可能にする。
【００５２】
ここで、第２実施形態による車上装置２０においては、受信機１６を設けることなく、第１車上無線機２１又は第２車上無線機２２が、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界近傍に設置された送信機７からの切り替え信号を受信するように構成してもよい。
【００５３】
以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５４】
１…列車、２…走行路、３１〜３ｍ…ループコイル、４…情報送信部、５１〜５ｎ…沿線無線機、６…地上子、８１〜８ｍ…沿線無線機、１０，２０…車上装置、１１ａ，ｂ…ＡＴＣ／ＴＤアンテナ、１２，２１，２２…車上無線機、１３…車上子、１４，２４…信号処理部，１４１…ＡＴＣ制御部、１４２，２４１，２４２…ＣＢＴＣ制御部、１４３，２４３…選択部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車制御システムに関し、特に列車に搭載されて地上側設備から受信した列車制御情報に基づいて当該列車の速度等を制御する車上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、列車制御システムは、列車に搭載された車上装置が地上側設備から受信した列車制御情報に基づいて当該列車の速度等を制御することにより、列車の安全な走行を確保している。従来の列車制御システムとしては、地上側設備であるループコイル（又は軌道回路）や地上子等と、車上装置を構成する受電器や車上子等と、が電磁結合して前記列車制御情報の送受信を行う列車制御システム、あるいは、地上側設備である沿線無線機と車上装置を構成する車上無線機との間で前記列車制御情報の送受信を行う列車制御システムなどが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３６８０３号公報
【特許文献２】特開２００８−１６２５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車上装置は、同じ方式及び／又は同じ種類の信号を用いる列車制御システムの地上側設備からしか列車制御情報を受信することができない。このため、特定の列車制御システムの地上側設備が設置された領域（路線）を走行する列車は、当該特定の列車制御システムの車上装置が搭載された列車に制限されていた。
【０００５】
ところで、鉄道網が発達してくると、それぞれ異なる方式等の列車制御システムが採用された領域について列車を走行させる必要性や領域の一部に異なる方式の列車制御システムを採用する必要性が生じる場合がある。しかしながら、従来技術ではこのような事態に対応することが困難である。
【０００６】
また、既存のシステムから新たなシステムへと変更する場合には、その移行時において既存のシステムによる営業運転等の実施と新たなシステムの調整等とを両立させる必要がある。このため、システムを変更する際には、既存のシステムの車上装置が搭載された列車に、新たなシステムの車上装置を追加し、新たなシステムの調整等を行った後に既存のシステムの車上装置を撤去しなければならない。すなわち、車両の改造を少なくとも２回行う必要があり、システム変更時に多くの手間がかかっていた。
【０００７】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであり、異なる方式等の列車制御システムの地上側設備から列車制御情報を受信して列車の速度等を適切に制御することのできる車上装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面による車上装置は、列車に搭載されて地上側設備から受信した列車制御情報に基づいて当該列車を制御する。この車上装置は、前記列車の走行路に沿って設置された第１地上側設備から、列車制御情報を含む第１信号を受信可能な第１受信部と、前記走行路に沿って設置された第２地上側設備から、列車制御情報を含むと共に前記第１信号とは種類の異なる第２信号を受信可能な第２受信部と、前記第１信号に含まれた列車制御情報に基づいて前記列車を制御する第１制御部と、前記第２信号に含まれた列車制御情報に基づいて前記列車を制御する第２制御部と、前記第１信号及び前記第２信号の少なくとも一方に基づいて前記第１制御部又は前記第２制御部を選択する選択部と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
上記車上装置によれば、異なる種類の信号を用いる地上側設備のそれぞれから列車制御信号を受信して列車を制御することができるので、車上装置の追加や変更などの車両の改造を行うことなく、列車が異なる列車制御システムの採用された領域（路線）間を走行することを可能とする。また、列車制御システムを変更する際の車両の改造回数を従来に比べて低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による車上装置が適用される列車制御システムの地上側設備の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による車上装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の他の実施形態による車上装置が適用される列車制御システムの地上側設備の他の例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態による車上装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本発明の概要を説明する。
本発明は、列車制御システムの新たな車上装置を提供する。本発明による車上装置は、列車に搭載されて、互いに異なる信号を用いる少なくとも二つの列車制御システムの地上側設備から列車制御情報を受信可能に構成され、受信された列車制御情報のいずれかに基づいて当該列車の速度等を制御する。
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態による車上装置が適用される列車制御システムの地上側設備の一例を示している。図１において、実施形態による車上装置を搭載した列車１が走行する走行路２は、二つの制御領域（第１領域Ｃ１、第２領域Ｃ２）に分かれており、この二つの制御領域ではそれぞれ異なる閉塞方式による列車制御が実施される。具体的には、第１領域Ｃ１では固定閉塞方式による列車制御が実施され、第２領域Ｃ２では移動閉塞方式による列車制御が実施される。
【００１３】
第１領域Ｃ１では、走行路２が複数の閉塞区間Ｂ１〜Ｂｍに区切られており、各閉塞区間Ｂ１〜Ｂｍに対応するループコイル３１〜３ｍが走行路２に沿って設置されている。各ループコイル３１〜３ｍには、それぞれ情報送信部４が接続されている。この情報送信部４は、図示省略した上位の制御装置（ＣＴＣ等）によって制御され、列車が停止すべき閉塞区間を示す停止区間情報を含む列車制御信号（以下単に「ＡＴＣ信号」という）を対応するループコイルに送出する。なお、前記ＡＴＣ信号は、前記停止区間情報に加えて列車１の制限速度情報をさらに含んでもよい。
【００１４】
ここで、図１では省略しているが、ループコイル３１〜３ｎには、各閉塞区間Ｂ１〜Ｂｍにおける列車の在線を検知するための公知の構成が設けられている。列車の在線を検知するための構成は、例えば列車から送出される列車検知信号（ＴＤ信号）を受信するＴＤ信号受信機である。また、ここではループコイルを用いているが、ループコイルに代えて軌道回路としてもよい。なお、軌道回路を用いた場合には、軌道回路に流れる信号電流に基づいて列車の在線を検知する。
【００１５】
一方、第２領域Ｃ２では、沿線無線機５１〜５ｎが走行路２に沿って所定の間隔をあけて設置されている。各沿線無線機５１〜５ｎはアンテナを有しており、図示省略した上位の制御装置によって制御され、列車１が走行できる停止限界情報を含む列車制御信号（以下単に「ＣＢＴＣ信号」という）を送出する。前記停止限界情報は、列車１が停止すべき停止位置を示すものであり、例えば先行列車との間に安全距離（間隔）を確保できる位置を含む。
【００１６】
ここで、第１領域Ｃ１に最も近い沿線無線機５１は、その信号を送信できる範囲（信号送信範囲）内に、第２領域Ｃ２に最も近い閉塞区間Ｂｍの少なくとも一部が含まれるように設置される。また、第２領域Ｃ２においては、隣接する沿線無線機同士が無線通信を行うことにより、情報を中継しながら伝達することができる。さらに、沿線無線機の間隔は、互いの信号送信範囲が重複するように設定すればよいが、好ましくは、二つ先の沿線無線機まで信号を送信できるような間隔で配置する。
【００１７】
第１領域Ｃ１及び第２領域Ｃ２には、走行路２に沿って所定の間隔をあけて地上子６が設置されている。地上子６は、第１領域Ｃ１においては、隣り合う閉塞区間の境界又はその近傍に設置され、第２領域Ｃ２においては、例えば一定距離ごとに設置される。地上子６はトランスポンダ等で構成され、後述する列車１側の車上子と電磁結合して信号の送受信を行う。本実施形態において、地上子６は、走行路２における位置を示す位置情報を含む信号（以下単に「位置信号」という）を送出する。
【００１８】
図２は、本発明の第１実施形態による車上装置の基本的な構成を示している。
図２に示すように、列車１に搭載された車上装置１０は、ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂと、車上無線機１２と、車上子１３と、信号処理部１４と、を含む。
【００１９】
ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂは、列車１の前部及び後部の下部に設けられており、地上側に設置されたループコイル３１〜３ｍと電磁結合して当該ループコイルから前記ＡＴＣ信号を受信すると共に前記ＴＤ信号を当該ループコイルに送出する。前記ＡＴＣ信号の受信は、通常、列車１の進行方向前側に位置するＡＴＣ／ＴＤアンテナによって行われる。なお、ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂに代えて受電器としてもよい。
【００２０】
車上無線機１２は、列車１の上部に設けられたアンテナ１２ａを有しており、各沿線無線機５１〜５ｎに列車１の位置を示す列車位置信号を送信すると共に各沿線無線機５１〜５ｎから前記ＣＢＴＣ信号を受信する。なお、図２には一つの車上無線機１２が示されているが、ＡＴＣ／ＴＤアンテナと同様、列車１の前部と後部のそれぞれに車上無線機１２を設けるようにしてもよい。
車上子１３は、列車１の下部に設けられており、各地上子６と電磁結合して当該地上子６から前記位置信号を受信する。
【００２１】
信号処理部１４は、ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂ、車上無線機１２、及び車上子１３と接続され、これらによって受信された前記ＡＴＣ信号、前記ＣＢＴＣ信号、及び前記位置信号が入力される。また、信号処理部１４には、例えば列車１の車輪に取り付けられた速度発電器（速度検出器）１５から列車１の速度情報が入力される。信号処理部１４は、ＡＴＣ制御部１４１、ＣＢＴＣ制御部１４２、及び選択部１４３を含む。
【００２２】
ＡＴＣ制御部１４１は、前記位置信号に含まれた位置情報及び前記速度情報に基づいて列車１の位置及び速度を把握する。そして、この把握した列車１の位置及び速度、前記ＡＴＣ信号に含まれた停止区間情報（及び制限速度情報）、及び列車１のブレーキ性能などに基づいて速度照査パターンを生成し、生成された速度照査パターンに基づいて列車１のブレーキ制御を行って列車１の速度を制御する。
【００２３】
ＣＢＴＣ制御部１４２は、前記位置信号に含まれた位置情報及び前記速度情報に基づいて列車１の位置及び速度を把握する。列車１の位置については、車上無線機１２と各沿線無線機５１〜５ｎとの間の信号伝播時間に基づいて算出してもよい。そして、この把握した列車１の位置及び速度、前記ＣＢＴＣ信号に含まれた停止限界情報、及び列車１のブレーキ性能などに基づいて速度照査パターンを生成し、生成された速度照査パターンに基づいてブレーキ制御を行って列車１の速度を制御する。
【００２４】
選択部１４３は、入力された信号に基づきＡＴＣ制御部１４１又はＣＢＴＣ制御部１４２を選択する。換言すれば、選択部１４３は、ＡＴＣ制御部１４１及びＣＢＴＣ制御部１４２のいずれか一方のみをアクティブにする。この選択部１４３による制御部の選択によって、ＡＴＣ制御部１４２及びＣＢＴＣ制御部１４２のいずれか一方が列車１の速度制御を実行することになる。選択部１４３は、次のようにして制御部の選択を行う。
【００２５】
（１）前記ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号のいずれか一方しか受信しない場合
この場合、選択部１４３は、受信された信号に対応する制御部を選択する。
例えば、列車１が第１領域Ｃ１（図１参照）を走行している場合、この第１領域Ｃ１には沿線無線機が設置されていないので、車上装置１０は、前記ＡＴＣ信号しか受信することができない。したがって、信号処理部１４（選択部１４３）には、前記ＡＴＣ信号と前記ＣＢＴＣ信号のうち前記ＡＴＣ信号のみが入力されることになる。この場合、選択部１４３は、ＡＴＣ制御部１４１を選択する。
【００２６】
一方、列車１が第２領域Ｃ２を走行している場合、車上装置１０は、前記ＣＢＴＣ信号しか受信することができない。したがって、信号処理部１４（選択部１４３）には、前記ＡＴＣ信号と前記ＣＢＴＣ信号のうち前記ＣＢＴＣ信号のみが入力されることになる。この場合、選択部１４３は、ＣＢＴＣ制御部１４２を選択する。
【００２７】
（２）前記ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号のいずれか一方を受信している状態から両方を受信するようになった場合
この場合、選択部１４３は、新たに受信された信号に対応する制御部を選択し、列車１の速度制御を行う制御部を切り替える。
【００２８】
第２領域Ｃ２に最も近い閉塞区間Ｂｍの少なくとも一部は、第１領域Ｃ１に最も近い沿線無線機５１の送信可能範囲内に位置している。したがって、走行路２には、前記ＡＴＣ信号と前記ＣＢＴＣ信号の両方を受信可能な領域（信号重複領域）が存在する。このため、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に進入する場合には、前記ＡＴＣ信号のみを受信している状態から前記信号重複領域において前記ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号を受信する状態となる。この場合、選択部１４３は、新たに受信されたＣＢＴＣ信号に対応するＣＢＴＣ制御部１４２を選択し、それまでのＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御からＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御へと切り替える。この切り替えは前記信号重複領域において行われる。なお、前記閉塞区間Ｂｍ又は前記信号重複領域においては、原則として列車を停止させず、列車１が低速で走行するように設定しておくのが好ましい。
これにより、速度照査パターンについても、ＡＴＣ制御部１４１によって生成された速度照査パターンから、前記ＣＢＴＣ信号に含まれた停止限界情報に基づいてＣＢＴＣ制御部１４２によって生成される速度照査パターンへと切り替えられる。
【００２９】
一方、列車１が第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に進入する場合には、前記ＣＢＴＣ信号のみを受信している状態から前記信号重複領域において前記ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号を受信する状態となる。この場合、選択部１４３は、新たに受信されたＡＴＣ信号に対応するＡＴＣ制御部１４１を選択し、それまでのＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御からＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御へと切り替える。
これにより、ＣＢＴＣ制御部１４２によって生成された速度照査パターンから、前記ＡＴＣ信号に含まれた停止区間情報に基づいてＡＴＣ制御部１４１によって生成される速度照査パターンへと切り替えられる。
【００３０】
このように前記信号重複領域において制御部の選択（列車制御の切り替え）を行うことにより、制御の空白期間が生じないようにすることができると共に、ＡＴＣ制御部１４１による制御からＣＢＴＣ制御部１４２による制御へ、又は、ＣＢＴＣ制御部１４２による制御からＡＴＣ制御部１４１による制御へと滑らかに切り替えることができるので、運転性等に与える影響を抑制できる。
【００３１】
以上のように、本実施形態による車上装置１０は、固定閉塞方式による列車制御を行うための地上側設備であるループコイル（又は軌道回路）３１〜３ｍ及び情報送信部４から前記ＡＴＣ信号を受信できると共に、移動閉塞方式による列車制御を行うための地上側設備である沿線無線機５１〜５ｎから前記ＣＢＴＣ信号を受信することができる。そして、選択部１４３が、前記ＡＴＣ信号及び／又は前記ＣＢＴＣ信号に基づいてＡＴＣ制御部１４１及びＣＢＴＣ制御部１４２のうちいずれを用いて列車１を制御するかを判断する。
【００３２】
ＡＴＣ制御部１４１が選択された場合には、ＡＴＣ制御部１４２によって前記ＡＴＣ信号に含まれる列車制御情報（制限速度情報及び／又は停止区間情報）に基づく列車１の制御が実施され、ＣＢＴＣ制御部１４３が選択された場合には、ＣＢＴＣ制御部１４３によって前記ＣＢＴＣ信号に含まれる列車制御情報（停止限界情報）に基づく列車１の制御が実施される。
【００３３】
これにより、車上装置１０を搭載した列車は、それぞれ異なる方式の列車制御が実行されると共に異なる種類の信号を用いる第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２とを安全に走行することができる。また、例えば固定閉塞方式の列車制御システムから移動閉塞方式の列車制御システムに変更する場合にも、列車に搭載されていた従来の車上装置を上記車上装置１０に交換すれば済むので、車両の改造を一回だけ行えばよく、従来に比べて、システム変更時における車両の改造回数を低減できる。
【００３４】
ここで、上記実施形態では、ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂ（又は受電器）がループコイル３１〜３ｍ（又は軌道回路）から前記列車制御情報を受信しているが、地上子６とは別に地上側に設けられた列車制御情報用の地上子から列車制御情報を受信するようにしてもよい。この場合には、地上側設備としての列車制御情報用の前記地上子を例えば各閉塞区間Ｂ１〜Ｂｍに設け、車上装置１０としては、ＡＴＣ／ＴＤアンテナ１１ａ，１１ｂに代えて又は加えて、列車制御情報用の前記地上子と結合して信号の送受信を行う車上子を、車上子１３とは別に設けるようにすればよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、選択部１４３が前記ＡＴＣ信号及び／又は前記ＣＢＴＣの受信の有無に基づいて制御部の選択・切り替えを行っているが、これに代えて、制御部の切り替えを要求する切り替え信号を受信したときに選択部１４３が制御部の切り替えを行うようにしてもよい。
以下、上記実施形態の変形例として説明する。
【００３６】
（変形例１）
選択部１４３は、前記ＡＴＣ信号及び／又は前記ＣＢＴＣ信号に含まれた切り替え信号に基づいて制御部の切り替えを行う。
前記ＡＴＣ信号や前記ＣＢＴＣ信号はさらに情報を含むことができる。そこで、例えば第２領域Ｃ２に最も近い閉塞区間Ｂｍに対応するループコイル３ｍに接続されている情報送信部４が、第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に向かう列車１に対し、前記列車制御情報である前記停止区間情報に加えて前記切り替え信号を含む前記ＡＴＣ信号を送出するように構成する。この場合の切り替え信号は、ＡＴＣ制御部１４１からＣＢＴＣ制御部１４２への切り替えを要求する信号である。
これにより、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に進入する場合、選択部１４３はＣＢＴＣ制御部１４２を選択してＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御からＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御へと切り替える。
【００３７】
また、第１領域Ｃ１に最も近い沿線無線機５１が、第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に向かう列車１に対し、前記列車制御情報である前記停止限界情報に加えて前記切り替え信号を含む前記ＣＢＴＣ信号を送出するように構成する。この場合の切り替え信号は、ＣＢＴＣ制御部１４２からＡＴＣ制御部１４１への切り替えを要求する信号である。
これにより、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に進入する場合、選択部１４３はＡＴＣ制御部１４１を選択してＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御からＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御へと切り替える。
【００３８】
なお、通常は走行路２における列車１の進行方向が固定されているので、第２領域Ｃ２に最も近い閉塞区間Ｂｍに対応するループコイル３ｍに接続されている情報送信部４及び第１領域Ｃ１に最も近い沿線無線機５１のいずれか一方が前記切り替え信号を含む信号を送出するように構成すればよい。
【００３９】
（変形例２）
選択部１４３は、前記ＡＴＣ信号及び前記ＣＢＴＣ信号とは別に送出される切り替え信号に基づいて制御部の切り替えを行う。
図１に示すように、本実施形態においては、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界を挟むように地上子６が設置されている。そこで、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界を挟む地上子６のうち第１領域Ｃ１側に位置する地上子６が、第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に向かう列車１に対して、前記位置情報に加えてＡＴＣ制御部１４１からＣＢＴＣ制御部１４２への切り替えを要求する切り替え信号を含む前記位置信号を送出するように構成する。また、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界を挟む地上子６のうち第２領域Ｃ２側に位置する地上子６が、第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に向かう列車１に対して、前記位置情報に加えてＣＢＴＣ制御部１４２からＡＴＣ制御部１４１への切り替えを要求する切り替え信号を含む前記位置信号を送出するように構成する。
【００４０】
送出された前記位置信号は、車上子１３によって受信され、信号処理部１４へと出力される。これにより、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に進入する場合、選択部１４３は、前記位置信号に含まれた切り替え信号に基づいてＣＢＴＣ制御部１４２を選択し、ＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御からＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御へと切り替える。また、列車１が第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に進入する場合、選択部１４３は、前記位置信号に含まれた切り替え信号に基づいてＡＴＣ制御部１４２を選択し、ＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御からＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御へと切り替える。
もちろん、列車１の進行方向に応じて、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界を挟むように設置された地上子６のうちの一方のみが前記切り替え信号を含む前記位置信号を送出するようしてもよい。
【００４１】
さらに、図１に破線で示すように、切り替え信号を送出する送信機７を、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界近傍に設けるようにしてもよい。この場合、図２に破線で示すように、車上装置１０にも、送信機７から送出された切り替え信号を受信する受信機１６を設ける。例えば、送信機７は、列車１の進行方向に応じて切り替え信号を変更できるように構成されており、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に向かう場合には、ＡＴＣ制御部１４１からＣＢＴＣ制御部１４２への切り替えを要求する切り替え信号を送出し、列車１が第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に向かう場合には、ＣＢＴＣ制御部１４２からＡＴＣ制御部１４１への切り替えを要求する切り替え信号を送出する。車上装置１０の受信機１６は、送信機７から送出された切り替え信号を受信して信号処理部１４に出力する。
【００４２】
これにより、列車１が第１領域Ｃ１から第２領域Ｃ２に進入する場合、選択部１４３は、ＣＢＴＣ制御部１４２を選択してＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御からＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御へと切り替え、列車１が第２領域Ｃ２から第１領域Ｃ１に進入する場合、選択部１４３は、ＡＴＣ制御部１４２を選択してＣＢＴＣ制御部１４２による列車１の制御からＡＴＣ制御部１４１による列車１の制御へと切り替える。
【００４３】
ところで、以上では、列車１が走行する走行路２が固定閉塞方式による列車制御（ＡＴＣ／ＴＤシステム）が実施される第１領域Ｃ１と無線を利用した移動閉塞方式による列車制御（ＣＢＴＣシステム）が実施される第２領域Ｃ２とに分かれている場合を説明した。しかし、本発明はこれに限るものではない。
例えば第１領域Ｃ１及び第２領域Ｃ２がいずれも無線を利用した移動閉塞方式による列車制御を実施するが、互いに異なる無線（例えば、互いに異なる周波数帯域の信号）を用いる場合がある。このような場合も、第１領域Ｃ１に設置された地上側設備から送出される信号と第２領域Ｃ２に設置された地上側設備から送出される信号とは種類が異なることになる。以下、本発明の第２実施形態として説明する。
【００４４】
図３は、本発明の第２実施形態による車上装置が適用される列車制御システムの地上側設備を示している。図１と同じ構成要素については同一の符号を用いて説明を省略する。図３において、第１領域Ｃ１、第２領域Ｃ１ともに無線を利用した移動閉塞方式による列車制御が実施される。そのため、第１領域Ｃ１についても、第２領域Ｃ２と同様に、沿線無線機８１〜８ｍが走行路２に沿って所定の間隔をあけて設置されている。
【００４５】
第１領域Ｃ１に設置された各沿線無線機８１〜８ｍはアンテナを有しており、図示省略した上位の第１制御装置によって制御され、列車１が走行できる停止限界情報を含む列車制御信号（以下「第１ＣＢＴＣ信号」という）を送出する。第２領域Ｃ２に設置された各沿線無線機５１〜５ｎはアンテナを有しており、図示省略した上位の第２制御装置によって制御され、列車１が走行できる停止限界情報を含む列車制御信号（以下「第２ＣＢＴＣ信号」という）を送出する。なお、前記第１ＣＢＴＣ信号と前記第２ＣＢＴＣ信号は、互いに異なる種類の無線信号であり、例えば両信号は互いに異なる周波数帯域を利用する。
【００４６】
図４は、本発明の第２実施形態による車上装置の基本的な構成を示している。図２と同じ構成要素については同一の符号を用いて説明を省略する。
図４に示すように、第２実施形態による車上装置２０は、第１車上無線機２１と、第２車上無線機２２と、車上子１３と、信号処理部２４と、を含む。
【００４７】
第１車上無線機２１は、第１領域Ｃ１に設置された各沿線無線機８１〜８ｍから前記第１ＣＢＴＣ信号を受信する。第２車上無線機２２は、第２領域Ｃ２に設置された各沿線無線機５１〜５ｎから前記第２ＣＢＴＣ信号を受信する。
【００４８】
信号処理部２４は、第１車上無線機２１、第２車上無線機２２、及び車上子１３と接続され、これらによって受信された前記第１、第２ＣＢＴＣ信号及び前記位置信号が入力される。また、信号処理部２４には、列車１の車輪に取り付けられた速度発電器（速度検出器）１５から列車１の速度情報が入力される。信号処理部２４は、第１ＣＢＴＣ制御部２４１、第２ＣＢＴＣ制御部２４２、及び選択部２４３を含む。
【００４９】
第１ＣＢＴＣ制御部２４１は、前記位置信号に含まれる位置情報及び前記速度情報に基づいて列車１の位置及び速度を把握する。なお、列車１の位置については、第１車上無線機２１と各沿線無線機８１〜８ｍとの間の信号伝播時間に基づいて算出してもよい。そして、この把握した列車１の位置及び速度、前記第１ＣＢＴＣ信号に含まれた停止限界情報、及び列車１のブレーキ性能などに基づいて速度照査パターンを生成し、生成された速度照査パターンに基づいてブレーキ制御を行って列車１の速度を制御する。
なお、第２ＣＢＴＣ制御部２４２の処理については、前記第１実施形態におけるＣＢＴＣ制御部１４２と同じであるので説明を省略する。
【００５０】
選択部２４３は、入力された信号に基づき第１ＣＢＴＣ制御部２４１又は第２ＣＢＴＣ制御部２４２を選択する。なお、選択部２４３による選択部の選択・切り替えは、実質的に前記第１実施形態における選択部１４３と同様である（変形例についても同様）。
【００５１】
第２実施形態による車上装置２０においても前記第１実施形態による車上装置１０と同様の効果を得ることができる。特に第２実施形態による車上装置２０では、列車１が、それぞれ異なる無線（異なる種類の信号）を用いて列車制御が実行される第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２とを安全に走行することを可能にする。
【００５２】
ここで、第２実施形態による車上装置２０においては、受信機１６を設けることなく、第１車上無線機２１又は第２車上無線機２２が、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２の境界近傍に設置された送信機７からの切り替え信号を受信するように構成してもよい。
【００５３】
以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５４】
１…列車、２…走行路、３１〜３ｍ…ループコイル、４…情報送信部、５１〜５ｎ…沿線無線機、６…地上子、８１〜８ｍ…沿線無線機、１０，２０…車上装置、１１ａ，ｂ…ＡＴＣ／ＴＤアンテナ、１２，２１，２２…車上無線機、１３…車上子、１４，２４…信号処理部，１４１…ＡＴＣ制御部、１４２，２４１，２４２…ＣＢＴＣ制御部、１４３，２４３…選択部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車に搭載され、地上側設備から受信した列車制御情報に基づいて当該列車を制御する車上装置であって、
前記列車の走行路に沿って設置された第１地上側設備から、列車制御情報を含む第１信号を受信可能な第１受信部と、
前記走行路に沿って設置された第２地上側設備から、列車制御情報を含むと共に前記第１信号とは種類の異なる第２信号を受信可能な第２受信部と、
前記第１信号に含まれた列車制御情報に基づいて、前記列車を制御する第１制御部と、
前記第２信号に含まれた列車制御情報に基づいて、前記列車を制御する第２制御部と、
前記第１信号及び前記第２信号の少なくとも一方に基づいて、前記第１制御部又は前記第２制御部を選択する選択部と、
を含む、車上装置。
【請求項２】
前記選択部は、前記第１信号のみが受信される場合に前記第１制御部を選択し、前記第２信号のみが受信される場合に前記第２制御部を選択する、請求項１に記載の車上装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記第１信号のみを受信している状態から前記第１信号及び前記第２信号を受信する状態となると、前記第２制御部を選択して前記第１制御部による前記列車の制御から前記第２制御部による前記列車の制御へと切り替える、請求項１又は２に記載の車上装置。
【請求項４】
前記選択部は、前記第１信号及び前記第２信号の少なくとも一つに含まれる切り替え信号に基づいて、前記第１制御部による前記列車の制御から前記第２制御部による前記列車の制御へと切り替える、請求項１又は２に記載の車上装置。
【請求項５】
前記第１地上側設備が設置されている第１領域と前記第２地上側設備が設置されている第２領域との境界近傍に設置された第３地上側設備から送出された切り替え信号を受信可能な第３受信部をさらに含み、
前記選択部は、前記第３受信部によって受信された前記切り替え信号に基づいて、前記第１制御部による前記列車の制御から前記第２制御部による前記列車の制御へと切り替える、請求項１又は２に記載の車上装置。
【請求項６】
前記第１受信部又は前記第２受信部が、前記第３受信部としての機能を有する、請求項５に記載の車上装置。
【請求項７】
前記第１受信部又は前記第２受信部の一方は、前記第１地上側設備又は前記第２地上側設備との電磁結合によって前記第１信号又は前記第２信号を受信し、
前記第１受信部又は前記第２受信部の他方は、前記第１地上側設備又は前記第２地上側設備から無線送信された前記第１信号又は前記第２信号を受信する、請求項１〜６のいずれか一つに記載の車上装置。
【請求項８】
前記第１信号と前記第２信号とは、周波数帯域の異なる無線信号である、請求項１〜６のいずれか一つに記載の車上装置。
【請求項９】
前記第１地上側設備は、固定閉塞方式及び移動閉塞方式の一方による列車制御を行うために設置されたものであり、
前記第２地上側設備は、前記固定閉塞方式及び前記移動閉塞方式の他方による列車制御を行うために設置されたものである、請求項１〜６のいずれか一つに記載の車上装置。
【請求項１】
列車に搭載され、地上側設備から受信した列車制御情報に基づいて当該列車を制御する車上装置であって、
前記列車の走行路に沿って設置された第１地上側設備から、列車制御情報を含む第１信号を受信可能な第１受信部と、
前記走行路に沿って設置された第２地上側設備から、列車制御情報を含むと共に前記第１信号とは種類の異なる第２信号を受信可能な第２受信部と、
前記第１信号に含まれた列車制御情報に基づいて、前記列車を制御する第１制御部と、
前記第２信号に含まれた列車制御情報に基づいて、前記列車を制御する第２制御部と、
前記第１信号及び前記第２信号の少なくとも一方に基づいて、前記第１制御部又は前記第２制御部を選択する選択部と、
を含む、車上装置。
【請求項２】
前記選択部は、前記第１信号のみが受信される場合に前記第１制御部を選択し、前記第２信号のみが受信される場合に前記第２制御部を選択する、請求項１に記載の車上装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記第１信号のみを受信している状態から前記第１信号及び前記第２信号を受信する状態となると、前記第２制御部を選択して前記第１制御部による前記列車の制御から前記第２制御部による前記列車の制御へと切り替える、請求項１又は２に記載の車上装置。
【請求項４】
前記選択部は、前記第１信号及び前記第２信号の少なくとも一つに含まれる切り替え信号に基づいて、前記第１制御部による前記列車の制御から前記第２制御部による前記列車の制御へと切り替える、請求項１又は２に記載の車上装置。
【請求項５】
前記第１地上側設備が設置されている第１領域と前記第２地上側設備が設置されている第２領域との境界近傍に設置された第３地上側設備から送出された切り替え信号を受信可能な第３受信部をさらに含み、
前記選択部は、前記第３受信部によって受信された前記切り替え信号に基づいて、前記第１制御部による前記列車の制御から前記第２制御部による前記列車の制御へと切り替える、請求項１又は２に記載の車上装置。
【請求項６】
前記第１受信部又は前記第２受信部が、前記第３受信部としての機能を有する、請求項５に記載の車上装置。
【請求項７】
前記第１受信部又は前記第２受信部の一方は、前記第１地上側設備又は前記第２地上側設備との電磁結合によって前記第１信号又は前記第２信号を受信し、
前記第１受信部又は前記第２受信部の他方は、前記第１地上側設備又は前記第２地上側設備から無線送信された前記第１信号又は前記第２信号を受信する、請求項１〜６のいずれか一つに記載の車上装置。
【請求項８】
前記第１信号と前記第２信号とは、周波数帯域の異なる無線信号である、請求項１〜６のいずれか一つに記載の車上装置。
【請求項９】
前記第１地上側設備は、固定閉塞方式及び移動閉塞方式の一方による列車制御を行うために設置されたものであり、
前記第２地上側設備は、前記固定閉塞方式及び前記移動閉塞方式の他方による列車制御を行うために設置されたものである、請求項１〜６のいずれか一つに記載の車上装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−７８２１２（Ｐ２０１３−７８２１２Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６８４３（Ｐ２０１１−２１６８４３）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
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