車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法
【課題】鉄道交通の安全性を確保しつつコストを低減し、且つ、列車制御の高効率化を実現しうる車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法を提供する。
【解決手段】ある特定の位置Ｐ０を基準とした地点Ｐ１の位置情報と、地点Ｐ１から特定の位置Ｐ０までの距離情報及び速度制限情報（制限情報Ｓ３）とを記録した車上データベース装置であって、外部から入力される速度信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握し、自列車が地点Ｐ１に到達したと判断したとき、制限情報Ｓ３を出力する、車上データベース装置。
【解決手段】ある特定の位置Ｐ０を基準とした地点Ｐ１の位置情報と、地点Ｐ１から特定の位置Ｐ０までの距離情報及び速度制限情報（制限情報Ｓ３）とを記録した車上データベース装置であって、外部から入力される速度信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握し、自列車が地点Ｐ１に到達したと判断したとき、制限情報Ｓ３を出力する、車上データベース装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道では、運行する複数の列車の間隔を保ち、列車同士が衝突しないようにするために、軌道上に閉そく区間を設定し、閉そく区間の境界（閉そく境界）に信号機を設置して列車に進行または停止を指示することにより、各閉そく区間には1列車しか進入を許可しないようにしている。さらに、運転士が前記信号機の指示に従わず、冒進した場合には列車同士が衝突する危険があるため、現在では列車制御装置によって、各列車の速度超過及び過走を自動的に規制している。
【０００３】
上述した列車制御装置の一つとして、例えば特許文献１乃至３には自動列車停止装置が開示されている。特許文献１乃至３の自動列車停止装置は、地上装置と、前記地上装置と電文の送受信を行なう車上装置とによって構成されている。地上装置は、典型的には、閉そく境界までの制動距離を確保して設置される地上子と、前記地上子に接続される信号制御器とを有している。そして、信号制御器は閉そく信号機の現示情報に基づく距離情報及び速度制限情報等を生成し、地上子は、生成された前記速度制限情報等を電文として車上装置に送信する。そして、車上装置は、受信した前記電文の内容に基づいて列車制御を行うこととなる。
【０００４】
ところで、この種の列車制御装置では、列車毎に加速性能および制動性能が異なることや、閉そく信号機の現示情報の更新タイミングなどを考慮し、複数の地上子が、閉そく区間の境界からの距離を段階的に異ならせて設置されることとなっている。更に言えば、地上子の設置数および設置位置は、情報の設計に係る効率を考慮し、基本となるパターンが予め決定されており、地上子は複数が前記基本パターンに則って設置されることとなっている。
【０００５】
しかし、実際の地上子の設置にあたっては、各設置場所における物理的制約および電気的制約等から、基本パターンに則って設置できない不都合が多々生じる。
【０００６】
しかも、地上子を設置できない場合、基本パターンから外れた位置に設置される地上子については、出力されるべき前記速度制限情報等を設計しなおす必要があり、情報の設計が非常に面倒になる。このような面倒を避けるには、地上子の設置に先立ち、地上子を基本パターンに則って設置することができるか否かの現地調査を、当該軌道の全長に渡って行う必要があり、莫大な費用負担を強いられる。
【０００７】
そもそも、従来の列車制御装置では、軌道の全長に渡って、その閉そく区間毎に地上子を設置する必要があり、莫大な費用負担を強いられる。特に、既存の地上子の位置を変更する必要が生じた場合や、地上子を新たに追加する必要が生じた場合、その工事は、列車の運行がない終電から始発までの夜間にしか行うことができないため、作業期間が長期化する傾向にあり、その分だけコスト高となる。
【０００８】
上述した問題点は、地上装置及び地上子を必要とする特許文献１乃至３では解消することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３３８５２９５号公報
【特許文献２】特許第３３８５２９６号公報
【特許文献３】特許第３６４５１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、鉄道交通の安全性を確保しつつ、コストを低減しうる車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法を提供することである。
【００１１】
本発明のもう１つの課題は、列車制御の高効率化を実現しうる車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車上データベース装置は、ある特定の位置を基準とした地点の位置情報と、前記地点から前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報とを記録しており、外部から入力される速度信号から自列車の現在位置を把握し、自列車が前記地点に到達したと判断したとき、前記距離情報及び前記速度制限情報を出力する。
【００１３】
本発明に係る車上データベース装置は、車上列車制御装置と組み合わされて、列車制御装置を構成する。車上列車制御装置は、速度照査機能部を有し、速度照査機能部は、車上データベース装置から入力される前記距離情報及び前記速度制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力する。
【００１４】
まず、本発明に係る列車制御装置を構成する車上データベース装置は、３つの特徴的な構成を有している。第１の特徴は、ある特定の位置を基準とした地点の位置情報を記録していること、である。この構成によると、同地点に、いわばデータ上の仮想の地上子が設定されることとなる。
【００１５】
次に、車上データベース装置の第２の特徴は、前記地点から前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報を記録していること、である。この構成によると、仮想地上子として設定された地点において出力されるべき情報が、予め記録されていることとなる。
【００１６】
さらに、車上データベース装置の第３の特徴は、外部から入力される速度信号から自列車の現在位置を把握し、自列車が仮想地上子に到達したと判断したとき、前記距離情報及び前記速度制限情報を出力すること、である。本発明に係る車上データベース装置は、この第３の特徴と、既に説明した第１、第２の特徴とが有機的に機能することにより、列車制御に必要な情報を出力する。
【００１７】
すなわち、本発明に係る車上データベース装置を、車上列車制御装置に組み合わせて列車制御装置を構成した場合、車上データベース装置は、外部から入力される速度信号から自列車の現在位置を把握し、自列車が仮想地上子に到達したと判断したとき、前記距離情報及び速度制限情報を出力する。そして、車上列車制御装置の速度照査機能部は、入力された前記距離情報及び速度制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力することにより、列車制御を行うこととなる。
【００１８】
上述したように、本発明に係る列車制御装置では、軌道内に実際の地上子を設置する替わりに、車上データベース装置上に仮想地上子を設定し、この仮想地上子に基づいて列車制御が行われるものである。従って、実際の地上子の設置工事、及び、同工事のための現地調査が必要なくなる分、コストを低減することができる。
【００１９】
また、本発明に係る列車制御装置では、車上データベース装置上に仮想地上子が設定されるから、その設定位置には物理的制約、電気的制約は存在しない。その結果、情報内容の設計が容易になり、列車制御の高効率化を実現することができる。
【００２０】
本発明において、車上データベース装置から出力される距離情報及び速度制限情報は、従来の地上子から出力される距離情報及び速度制限情報と一致させることができるから、既存の車上列車制御装置に、車上データベース装置を組み合わせることが可能である。従って、鉄道交通の安全性を確保しつつ、コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上述べたように、本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）鉄道交通の安全性を確保しつつ、コストを低減しうる車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法を提供することができる。
（２）列車制御の高効率化を実現しうる車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法を提供することができる。
【００２２】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る車上データベース装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る列車制御装置のブロック図である。
【図３】図２に示した列車制御装置による列車制御方法について模式的に示す図である。
【図４】本発明のもう一つの実施形態に係る列車制御装置のブロック図である。
【図５】本発明の更にもう一つの実施形態に係る列車制御装置のブロック図である。
【図６】図５に示した列車制御装置による列車制御方法について模式的に示す図である。
【図７】本発明の更にもう一つの実施形態に係る列車制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１乃至７において同一符号は、同一又は対応部分を示すものとする。本発明の実施形態に係る車上データベース装置は、列車制御用であり、ある特定の位置を基準とした地点の位置情報と、前記地点から前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報（制限情報Ｓ３）とを記録しており、外部から入力される速度信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握し、自列車が前記地点に到達（又は通過）したと判断したとき、制限情報Ｓ３を出力するものである。以下、図１乃至図７を参照して具体的に説明する。
【００２５】
図１の車上データベース装置は、データベース部１１と、位置把握機能部１２とを含む。データベース部１１には、この種の列車制御に必要な基本情報が予め記録されている。ここで、「この種の列車制御に必要な基本情報」とは、自列車が走行する軌道の全長距離情報や勾配情報、自列車の加速性能及び制動性能の情報、信号現示の更新タイミング情報などであり、端的に言えば、従来の自動列車停止装置（いわゆＡＴＳ装置）や、パターン制御式速度照査機能付き自動列車停止装置（いわゆるＡＴＳ−Ｐ装置）などにおいて、地上子から出力されるべき情報がこれに該当する。
【００２６】
本発明の実施形態に係るデータベース部１１は、上記基本情報に加え、ある特定の位置を基準とした地点の位置情報と、地点から特定の位置までの距離情報及び速度制限情報とが記録されている点に特徴の一つがある。ここで、「ある特定の位置」とは、自列車が走行する軌道上において速度超過や過走が規制されるべき位置であり、典型的には、閉そく区間の境界（閉そく境界）がこれに該当する。
【００２７】
また、閉そく境界を「ある特定の位置」とした場合、「ある特定の位置を基準とした地点の位置情報」とは、特定の閉そく境界を基準とし、同境界に対して自列車の制動性能から必要な制動距離を確保した地点の位置情報である。違う言葉で表現すれば、従来のＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置などにおいて、地上子が設置されるべき地点、及び、その位置情報がこれに該当する。以下、説明の都合上、「ある特定の位置」を閉そく境界に統一して説明する。
【００２８】
位置把握機能部１２は、例えば車軸回転検出器（図示しない）などから供給される速度信号Ｓ１に基づいて自列車の走行距離情報Ｓ２を生成し、生成した走行距離情報Ｓ２をデータベース部１１に出力する。
【００２９】
データベース部１１は、入力された走行距離情報Ｓ２を、記録された基本情報と照合することにより、当該軌道における自列車の現在位置を把握し、自列車が所定の地点に到達したと判断したとき、同到達地点でみた閉そく信号機の現示情報Ｓ４に基づいて、閉そく境界を停止位置とする制限情報Ｓ３を出力する。
【００３０】
さらに言えば、列車制御においては、通常、信号現示系列上、列車の進行方向に設置された閉そく信号機群の信号現示を予測することが可能である。データベース部１１は、前記到達地点でみた現示情報Ｓ４を、記録された基本情報と照合し、停止現示を示す閉そく信号機（停止現示信号機）を予測することにより、その停止現示信号機によって示される閉そく境界を停止位置とする制限情報Ｓ３を生成し、出力する。
【００３１】
図１の車上データベース装置は、既に述べたように、３つの特徴的な構成を有している。まず、第１の特徴は、データベース部１１に、特定の位置を基準とした地点の位置情報が記録されていること、である。この構成によると、閉そく境界まで所定の制動距離を確保した地点の位置情報を、データベース部１１に記録させることにより、同地点に、いわばデータ上の仮想地上子が設定されることとなる。
【００３２】
第２の特徴は、データベース部１１に、前記地点から特定の位置までの距離情報及び速度制限情報（制限情報Ｓ３）が記録されていること、である。この構成によると、仮想地上子として設定された地点において出力されるべき、閉そく境界までの制限情報Ｓ３が、予め記録されていることとなる。
【００３３】
さらに、第３の特徴は、速度信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握し、自列車が仮想地上子の地点に到達したと判断したとき、制限情報Ｓ３を出力すること、である。この構成によると、車上データベース装置は、実際に自列車が仮想地上子に到達したとき、制限情報Ｓ３を出力することができる。
【００３４】
次に、図１の車上データベース装置、及び、これを用いた列車制御方法について、図２及び図３を参照して説明する。図２及び図３の列車制御装置は、車上装置のみで構成されており、図１を参照して説明した車上データベース装置１０と、車上列車制御装置２０と、車軸回転検出器３０と、制動機構４０とを含む。
【００３５】
図２の車上データベース装置１０は、車上列車制御装置２０とは別体であり、車上列車制御装置２０に情報伝送ケーブルを介して接続されている。車上データベース装置１０は、図１を参照して説明した３つの特徴的な構成を有しているから、データベース部１１に、閉そく境界Ｐ０から所定の制動距離Ｌ１を確保した地点Ｐ１の位置情報が記録されていることにより、地点Ｐ１に、いわばデータ上の仮想地上子１３（破線表記）が設定されることとなる。
【００３６】
車軸回転検出器３０は、列車の車輪又は車軸付近に取り付けられ、車輪又は車軸の回転に応じた周期性を持つ電圧信号から速度信号Ｓ１を生成するものであり、例えば速度発電機などがこれにあたる。速度信号Ｓ１は、情報伝送ケーブルを介して位置把握機能部１２に出力される。また、制動機構４０は、列車の車輪のいくつかに付設されている。
【００３７】
車上列車制御装置２０は、速度照査機能部２１と、メモリ領域２２とを有し、速度照査機能部２１は、データベース部１１から入力される制限情報Ｓ３に基づいて列車速度制御信号Ｓ５を生成する。もっとも、車上列車制御装置２０をハードウエア的観点からみれば、速度照査機能部２１は、この種の車上列車制御装置２０に備えられるＣＰＵ（Central Processing Unit）である。すなわち、速度照査機能部２１は、前記ＣＰＵにおける演算処理機能であって、ソフトウェア的な構成要素として、車上列車制御装置２０を構成している。
【００３８】
図２及び図３の列車制御装置による列車制御方法では、まず、車上データベース装置１０において、位置把握機能部１２は、速度信号Ｓ１に基づいて走行中の自列車の走行距離情報Ｓ２を生成し、生成した走行距離情報Ｓ２をデータベース部１１に出力する。
【００３９】
その後、データベース部１１は、入力された走行距離情報Ｓ２を、記録された基本情報と照合して、走行中の自列車の現在位置を把握する。そして現在位置を把握した結果、自列車が仮想地上子１３に到達したと判断したとき、さらに地点Ｐ１でみた現示情報Ｓ４を基本情報と照合し、停止現示信号機によって示される閉そく境界Ｐ０を停止位置とする制限情報Ｓ３を生成し、速度照査機能部２１に出力する。
【００４０】
速度照査機能部２１は、入力された制限情報Ｓ３に基づいて列車速度制御信号Ｓ５を生成し、制動機構４０に出力することにより、制動機構４０が列車の制動を行うこととなる。例えば、現示情報Ｓ４がＲ現示である場合に、列車速度制御信号Ｓ５は、当該閉そく区間内に設定される停止位置で停止するための停止パターンである。
【００４１】
上述したように、図１の車上データベース装置１０、及び、これを用いた図２及び図３の列車制御装置は、軌道内に実際の地上子を設置する替わりに、データベース部１１に仮想地上子１３を設定し、この仮想地上子１３に基づいて列車制御が行われるものである。すなわち、列車制御装置は、車上データベース装置１０を有することにより、実際の地上子が不要となるから、その設置工事、及び、設置工事に先立つ現地調査も不要になる分、コストが低減される。
【００４２】
また、仮想地上子１３は、データベース部１１に設定される位置情報であるから、その設定位置には物理的制約、電気的制約は存在しない。その結果、制限情報Ｓ３の設計が容易になり、列車制御の高効率化を実現することができる。
【００４３】
車上データベース装置１０から出力される制限情報Ｓ３は、従来のＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置などの地上子から出力されるべき制限情報と一致するように設計することが可能である。この構成によると、従来の情報作成ツールやノウハウをそのまま踏襲することが可能となり、コストが低減される。
【００４４】
さらに、制限情報Ｓ３を、従来の地上子の制限情報と一致するように設計した場合、例えば現に運用されている車上列車制御装置２０を改修して、車上データベース装置１０を外部接続することにより、仮想地上子１３のみで列車制御をおこなうことも、地上子と仮想地上子１３とを重畳利用して列車制御をおこなうこともできる。いずれにしても、車上データベース装置１０を、車上列車制御装置２０に外部接続する構成では、車上側の改修が最低限で済むこととなるから、鉄道交通の安全性を確保しつつ、コストを低減することができる。
【００４５】
制限情報Ｓ３の設計において、ＡＴＳ−Ｐ装置のような距離情報ではなく、周波数信号を出力する方式を取ることにより、変周式ＡＴＳにおいても制限情報Ｓ３を出力することが可能となる。
【００４６】
図４の列車制御装置は、図１乃至図３の車上データベース装置１０が、車上列車制御装置２０と一体化されている以外は、図１乃至３を参照して説明した列車制御装置と実質的に同一の構成を有している。以下、相違点を中心に説明する。
【００４７】
図４の車上列車制御装置２０をハードウエア的観点から見れば、図１乃至図３を参照して説明した車上データベース装置（一点鎖線表記）と、これを構成するデータベース部１１及び位置把握機能部１２は、車上列車制御装置２０に備えられるＣＰＵの演算処理機能の一つとなっている。すなわち、データベース部１１及び位置把握機能部１２は、速度照査機能部２１と同様に、ソフトウェア的な構成要素として、車上列車制御装置２０を構成している。図４の実施形態によっても、図１乃至３を参照して説明した車上データベース装置１０、及び、これを用いた列車制御装置の利点を全て有することができる。
【００４８】
図５及び図６は、図１乃至図３を参照して説明した車上データベース装置１０を、ＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置などと組み合わせた列車制御装置の実施形態である。図５及び図６の列車制御装置は、列車側に設置される車上装置１と、地上側に設置される地上装置７とを含む。地上装置７は、当該技術分野において、周知の構成部分であるから、簡単に説明する。
【００４９】
地上装置７は、通常、通過する列車毎に加速性能および制動性能が異なることや、現示情報Ｓ４の更新タイミングなどを考慮し、１つの閉そく区間に、複数の地上子（７１〜７４）が配置される。図６を参照すると、地上子７１〜７４は、閉そく境界Ｐ０からの距離Ｌ１〜Ｌ４を段階的に異ならせて設置され、更に言えば、その設置数および設置位置は、情報の設計に係る効率を考慮し、通常、基本となるパターンが予め決定されている。一例として、図６の地上子７１〜７４のそれぞれは、閉そく境界Ｐ０に遠い側から、到達距離が異なる地点Ｐ１〜Ｐ４ごとに、距離Ｌ１で６００ｍ、距離Ｌ２で１８０ｍ、距離Ｌ３で８５ｍ、距離Ｌ４で３０ｍとなるパターンで設置されることとなる。
【００５０】
図５及び図６からは必ずしも明らかではないが、地上子７１〜７４には、情報伝送ケ−ブルを介して信号制御器が接続されており、例えば車上装置１を搭載する列車が地上子７１に到達したとき、信号制御器によって生成された当該列車の位置情報、信号機の信号現示情報（Ｓ４）に基づく距離情報、及び、速度制限情報等が制御電文として、地上子４０から車上子５０に送信される。
【００５１】
速度照査機能部２１は、車上子５０を介して供給された前記制御電文の内容に基づいて、列車速度制限信号Ｓ５を生成する。例えば、現示情報Ｓ４がＲ現示である場合、速度照査機能部２１は、当該閉そく区間内に設定される停止位置で停止するための列車速度制御信号Ｓ５（停止パターン）を生成して制動機構４０に出力し、この列車速度制御信号Ｓ５に従って制動機構４０が列車を制御する。
【００５２】
上述したように、従来、この種の自動列車停止装置では、地上子７１〜７４は基本パターンＬ１〜Ｌ４に則って設置されることとなっている。しかし、実際の地上子７１〜７４の設置にあたっては、各設置場所における物理的制約および電気的制約等から、基本パターンＬ１〜Ｌ４に則って設置できない不都合が多々生じる。例えば、地点Ｐ２に設置されるべき地上子７２について、地点Ｐ２が踏切内に当たるなど物理的制約がある場合、地点Ｐ２から、距離Ｌ２０の分だけ閉そく境界Ｐ０の側に近づく地点Ｐ２０に設置せざるをえない不都合が生じる。
【００５３】
このように基本パターンＬ１〜Ｌ４に沿った位置に地上子７１〜７４を設置できない場合、例えば、地上子７２から発信されるべき速度制限情報等を、差分距離Ｌ２０に基づいて個別に補正する必要があり、情報の設計が非常に面倒になる。このような面倒を避けるには、地上子７１〜７４の設置に先立ち、地上子７１〜７４を基本パターンＬ１〜Ｌ４に則って設置することができるか否かの現地調査を、当該軌道の全長に渡って行う必要があり、莫大な費用負担を強いられる。
【００５４】
また、速度制限情報等の出力を地上子のみに依存する従来のＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置では、地上子７１〜７４の位置を変更する必要が生じた場合や、新たな地上子（７５）を追加する必要が生じた場合、当該工事が完了するまで列車制御を行うことができず、鉄道交通の安全性が不完全なものとなる。しかも、地上子の位置変更及び追加設置工事は、列車の運行がない終電から始発までの夜間にしか行うことができないため、作業期間が長期化する傾向にあり、その分だけコスト高となる。
【００５５】
これに対し、図５及び図６の車上データベース装置１０は、図１乃至図４を参照して説明した利点を全て含み、第１乃至第３の特徴的な構成を有するから、例えば、基本パターンＬ２に沿った地点Ｐ２の位置情報を、データベース部１１に記録させることにより、同地点（Ｐ２）に仮想地上子１３を設定し、この仮想地上子１３に基づいて列車制御を行うことができる。
【００５６】
すなわち、車上装置１を、地上装置（７）と組み合わせて列車制御装置を構成した場合、速度照査機能部２１は、地点Ｐ１、Ｐ２０、Ｐ３、及び、Ｐ４においては、各地上子７１〜７４から送信される制御電文の内容に基づいて列車速度制御信号Ｓ５を出力する一方、地点Ｐ２においては、仮想地上子１３への到達をトリガーとしてデータベース部１１から出力される制限情報Ｓ３に基づいて列車速度制御信号Ｓ５を出力する。この構成によると、地点Ｐ１〜Ｐ４、及び、地点Ｐ２０の全てにおいて列車速度制御信号Ｓ５に基づく列車制御が可能となる。従って、鉄道交通の安全性が確保される。
【００５７】
図５及び図６の列車制御装置では、物理的制約および電気的制約等から地上子７２を設置できない地点Ｐ２に仮想地上子１３を設置し、補完することにより、仮想地上子１３と、地上子７１〜７４と重畳利用して列車制御をおこなうことができる。従って、列車制御の高効率化を実現しうる。また、既存の地上子７１〜７４の位置を変更する必要が生じた場合や、新たな地上子を追加する必要が生じた場合、前記変更又は追加地点に仮想地上子１３を設定することにより、即時に対応することが可能であり、準備期間も短期間ですむから、その分だけコストを低減することができる。
【００５８】
本発明に係る車上データベース装置１０によると、仮想地上子１３のみでも列車制御を行うことは可能であるが、図５及び図６を参照して説明したように、例えば現行のＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置を構成する地上子７１〜７４と組み合わせて運用することにより、鉄道交通の信頼性及び安全性を向上することができる。
【００５９】
更に言えば、ＡＴＳ装置と、ＡＴＳ−Ｐ装置とは、周知のように異なる機能を有しており、それに対応して、地上子及び車上子の構成が互いに異なる。例えば、ＡＴＳ装置用地上子は、ＬＣ回路を主な構成要素とし、車上子と結合したときに、車上装置側の共振周波数が変化することを、列車停止制御に利用する。これに対して、ＡＴＳ−Ｐ装置用地上子は、基本的には無電源であって、車上子からの電力波を受信して電源を生成し、この電源を利用して、地上装置に含まれる送受信装置を動作させ、地上装置と車上装置との間で、列車制御のための信号の送受信を行う。
【００６０】
ところで、ＡＴＳ装置用地上子を有する線路においても、また、ＡＴＳ−Ｐ装置用地上子を有する線路においても、列車制御ができるようにするためには、車上装置としては、両方式に対応できる構成をとることが好ましい。
【００６１】
しかし、既に説明したように、ＡＴＳ装置とＡＴＳ−Ｐ装置とでは、地上子及び車上子の構成が互いに異なる結果、両方式に対応できるようにするためには、例えば車上子を、ＡＴＳ装置用と、ＡＴＳ−Ｐ装置用とで電気磁気的に分離しなければならず、構成が複雑になり、その分だけ、コスト高を招く。しかも、ＡＴＳ−Ｐ装置の車上子には、電力波を送信する車上情報波送受信用アンテナを含んでいるから、各車上子の電気的磁気的分離が不十分であると、ＡＴＳ装置用車上子や地上子が干渉を受け、正常なＡＴＳ装置動作ができなくなる。
【００６２】
上述した問題に対し、本発明の実施形態に係る車上データベース装置１０を用いた列車制御装置では、例えば、ＡＴＳ装置用地上子を有する線路において、車上データベース装置上にＡＴＳ−Ｐ装置用に仮想地上子１３を適宜設定することにより、ＡＴＳ装置とＡＴＳ−Ｐ装置との両方式に対応することができる。
【００６３】
図７の車上装置１は、車上データベース装置１０が、車上列車制御装置２０と一体化されている以外は、基本的に図５及び図６と実質的に同一の構成を有するものであるから、図１乃至図６を参照して説明した利点を全て奏することができる。
【００６４】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。例えば、車上データベース装置１０を構成する位置把握機能部１２は、ＧＰＳ電波（Ｓ１）に基づいて自列車の位置情報（Ｓ２）を生成し、生成した把握位置情報（Ｓ２）をデータベース部１１に出力する構成とすることもできる。この構成においても、データベース部１１は、入力された位置情報（Ｓ２）を、記録された基本情報と照合して、自列車の現在位置を把握することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 車上装置
１０ 車上データベース装置
１１ データベース部
１２ 位置把握機能部
２０ 車上列車制御装置
２１ 速度照査機能部
７ 地上装置
Ｐ０ ある特定の位置
Ｐ１〜Ｐ５ 地点
Ｓ１ 速度信号
Ｓ３ 制限情報
Ｓ５ 列車速度制御信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道では、運行する複数の列車の間隔を保ち、列車同士が衝突しないようにするために、軌道上に閉そく区間を設定し、閉そく区間の境界（閉そく境界）に信号機を設置して列車に進行または停止を指示することにより、各閉そく区間には1列車しか進入を許可しないようにしている。さらに、運転士が前記信号機の指示に従わず、冒進した場合には列車同士が衝突する危険があるため、現在では列車制御装置によって、各列車の速度超過及び過走を自動的に規制している。
【０００３】
上述した列車制御装置の一つとして、例えば特許文献１乃至３には自動列車停止装置が開示されている。特許文献１乃至３の自動列車停止装置は、地上装置と、前記地上装置と電文の送受信を行なう車上装置とによって構成されている。地上装置は、典型的には、閉そく境界までの制動距離を確保して設置される地上子と、前記地上子に接続される信号制御器とを有している。そして、信号制御器は閉そく信号機の現示情報に基づく距離情報及び速度制限情報等を生成し、地上子は、生成された前記速度制限情報等を電文として車上装置に送信する。そして、車上装置は、受信した前記電文の内容に基づいて列車制御を行うこととなる。
【０００４】
ところで、この種の列車制御装置では、列車毎に加速性能および制動性能が異なることや、閉そく信号機の現示情報の更新タイミングなどを考慮し、複数の地上子が、閉そく区間の境界からの距離を段階的に異ならせて設置されることとなっている。更に言えば、地上子の設置数および設置位置は、情報の設計に係る効率を考慮し、基本となるパターンが予め決定されており、地上子は複数が前記基本パターンに則って設置されることとなっている。
【０００５】
しかし、実際の地上子の設置にあたっては、各設置場所における物理的制約および電気的制約等から、基本パターンに則って設置できない不都合が多々生じる。
【０００６】
しかも、地上子を設置できない場合、基本パターンから外れた位置に設置される地上子については、出力されるべき前記速度制限情報等を設計しなおす必要があり、情報の設計が非常に面倒になる。このような面倒を避けるには、地上子の設置に先立ち、地上子を基本パターンに則って設置することができるか否かの現地調査を、当該軌道の全長に渡って行う必要があり、莫大な費用負担を強いられる。
【０００７】
そもそも、従来の列車制御装置では、軌道の全長に渡って、その閉そく区間毎に地上子を設置する必要があり、莫大な費用負担を強いられる。特に、既存の地上子の位置を変更する必要が生じた場合や、地上子を新たに追加する必要が生じた場合、その工事は、列車の運行がない終電から始発までの夜間にしか行うことができないため、作業期間が長期化する傾向にあり、その分だけコスト高となる。
【０００８】
上述した問題点は、地上装置及び地上子を必要とする特許文献１乃至３では解消することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３３８５２９５号公報
【特許文献２】特許第３３８５２９６号公報
【特許文献３】特許第３６４５１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、鉄道交通の安全性を確保しつつ、コストを低減しうる車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法を提供することである。
【００１１】
本発明のもう１つの課題は、列車制御の高効率化を実現しうる車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車上データベース装置は、ある特定の位置を基準とした地点の位置情報と、前記地点から前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報とを記録しており、外部から入力される速度信号から自列車の現在位置を把握し、自列車が前記地点に到達したと判断したとき、前記距離情報及び前記速度制限情報を出力する。
【００１３】
本発明に係る車上データベース装置は、車上列車制御装置と組み合わされて、列車制御装置を構成する。車上列車制御装置は、速度照査機能部を有し、速度照査機能部は、車上データベース装置から入力される前記距離情報及び前記速度制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力する。
【００１４】
まず、本発明に係る列車制御装置を構成する車上データベース装置は、３つの特徴的な構成を有している。第１の特徴は、ある特定の位置を基準とした地点の位置情報を記録していること、である。この構成によると、同地点に、いわばデータ上の仮想の地上子が設定されることとなる。
【００１５】
次に、車上データベース装置の第２の特徴は、前記地点から前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報を記録していること、である。この構成によると、仮想地上子として設定された地点において出力されるべき情報が、予め記録されていることとなる。
【００１６】
さらに、車上データベース装置の第３の特徴は、外部から入力される速度信号から自列車の現在位置を把握し、自列車が仮想地上子に到達したと判断したとき、前記距離情報及び前記速度制限情報を出力すること、である。本発明に係る車上データベース装置は、この第３の特徴と、既に説明した第１、第２の特徴とが有機的に機能することにより、列車制御に必要な情報を出力する。
【００１７】
すなわち、本発明に係る車上データベース装置を、車上列車制御装置に組み合わせて列車制御装置を構成した場合、車上データベース装置は、外部から入力される速度信号から自列車の現在位置を把握し、自列車が仮想地上子に到達したと判断したとき、前記距離情報及び速度制限情報を出力する。そして、車上列車制御装置の速度照査機能部は、入力された前記距離情報及び速度制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力することにより、列車制御を行うこととなる。
【００１８】
上述したように、本発明に係る列車制御装置では、軌道内に実際の地上子を設置する替わりに、車上データベース装置上に仮想地上子を設定し、この仮想地上子に基づいて列車制御が行われるものである。従って、実際の地上子の設置工事、及び、同工事のための現地調査が必要なくなる分、コストを低減することができる。
【００１９】
また、本発明に係る列車制御装置では、車上データベース装置上に仮想地上子が設定されるから、その設定位置には物理的制約、電気的制約は存在しない。その結果、情報内容の設計が容易になり、列車制御の高効率化を実現することができる。
【００２０】
本発明において、車上データベース装置から出力される距離情報及び速度制限情報は、従来の地上子から出力される距離情報及び速度制限情報と一致させることができるから、既存の車上列車制御装置に、車上データベース装置を組み合わせることが可能である。従って、鉄道交通の安全性を確保しつつ、コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上述べたように、本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）鉄道交通の安全性を確保しつつ、コストを低減しうる車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法を提供することができる。
（２）列車制御の高効率化を実現しうる車上データベース装置、列車制御装置、及び、列車制御方法を提供することができる。
【００２２】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る車上データベース装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る列車制御装置のブロック図である。
【図３】図２に示した列車制御装置による列車制御方法について模式的に示す図である。
【図４】本発明のもう一つの実施形態に係る列車制御装置のブロック図である。
【図５】本発明の更にもう一つの実施形態に係る列車制御装置のブロック図である。
【図６】図５に示した列車制御装置による列車制御方法について模式的に示す図である。
【図７】本発明の更にもう一つの実施形態に係る列車制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１乃至７において同一符号は、同一又は対応部分を示すものとする。本発明の実施形態に係る車上データベース装置は、列車制御用であり、ある特定の位置を基準とした地点の位置情報と、前記地点から前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報（制限情報Ｓ３）とを記録しており、外部から入力される速度信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握し、自列車が前記地点に到達（又は通過）したと判断したとき、制限情報Ｓ３を出力するものである。以下、図１乃至図７を参照して具体的に説明する。
【００２５】
図１の車上データベース装置は、データベース部１１と、位置把握機能部１２とを含む。データベース部１１には、この種の列車制御に必要な基本情報が予め記録されている。ここで、「この種の列車制御に必要な基本情報」とは、自列車が走行する軌道の全長距離情報や勾配情報、自列車の加速性能及び制動性能の情報、信号現示の更新タイミング情報などであり、端的に言えば、従来の自動列車停止装置（いわゆＡＴＳ装置）や、パターン制御式速度照査機能付き自動列車停止装置（いわゆるＡＴＳ−Ｐ装置）などにおいて、地上子から出力されるべき情報がこれに該当する。
【００２６】
本発明の実施形態に係るデータベース部１１は、上記基本情報に加え、ある特定の位置を基準とした地点の位置情報と、地点から特定の位置までの距離情報及び速度制限情報とが記録されている点に特徴の一つがある。ここで、「ある特定の位置」とは、自列車が走行する軌道上において速度超過や過走が規制されるべき位置であり、典型的には、閉そく区間の境界（閉そく境界）がこれに該当する。
【００２７】
また、閉そく境界を「ある特定の位置」とした場合、「ある特定の位置を基準とした地点の位置情報」とは、特定の閉そく境界を基準とし、同境界に対して自列車の制動性能から必要な制動距離を確保した地点の位置情報である。違う言葉で表現すれば、従来のＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置などにおいて、地上子が設置されるべき地点、及び、その位置情報がこれに該当する。以下、説明の都合上、「ある特定の位置」を閉そく境界に統一して説明する。
【００２８】
位置把握機能部１２は、例えば車軸回転検出器（図示しない）などから供給される速度信号Ｓ１に基づいて自列車の走行距離情報Ｓ２を生成し、生成した走行距離情報Ｓ２をデータベース部１１に出力する。
【００２９】
データベース部１１は、入力された走行距離情報Ｓ２を、記録された基本情報と照合することにより、当該軌道における自列車の現在位置を把握し、自列車が所定の地点に到達したと判断したとき、同到達地点でみた閉そく信号機の現示情報Ｓ４に基づいて、閉そく境界を停止位置とする制限情報Ｓ３を出力する。
【００３０】
さらに言えば、列車制御においては、通常、信号現示系列上、列車の進行方向に設置された閉そく信号機群の信号現示を予測することが可能である。データベース部１１は、前記到達地点でみた現示情報Ｓ４を、記録された基本情報と照合し、停止現示を示す閉そく信号機（停止現示信号機）を予測することにより、その停止現示信号機によって示される閉そく境界を停止位置とする制限情報Ｓ３を生成し、出力する。
【００３１】
図１の車上データベース装置は、既に述べたように、３つの特徴的な構成を有している。まず、第１の特徴は、データベース部１１に、特定の位置を基準とした地点の位置情報が記録されていること、である。この構成によると、閉そく境界まで所定の制動距離を確保した地点の位置情報を、データベース部１１に記録させることにより、同地点に、いわばデータ上の仮想地上子が設定されることとなる。
【００３２】
第２の特徴は、データベース部１１に、前記地点から特定の位置までの距離情報及び速度制限情報（制限情報Ｓ３）が記録されていること、である。この構成によると、仮想地上子として設定された地点において出力されるべき、閉そく境界までの制限情報Ｓ３が、予め記録されていることとなる。
【００３３】
さらに、第３の特徴は、速度信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握し、自列車が仮想地上子の地点に到達したと判断したとき、制限情報Ｓ３を出力すること、である。この構成によると、車上データベース装置は、実際に自列車が仮想地上子に到達したとき、制限情報Ｓ３を出力することができる。
【００３４】
次に、図１の車上データベース装置、及び、これを用いた列車制御方法について、図２及び図３を参照して説明する。図２及び図３の列車制御装置は、車上装置のみで構成されており、図１を参照して説明した車上データベース装置１０と、車上列車制御装置２０と、車軸回転検出器３０と、制動機構４０とを含む。
【００３５】
図２の車上データベース装置１０は、車上列車制御装置２０とは別体であり、車上列車制御装置２０に情報伝送ケーブルを介して接続されている。車上データベース装置１０は、図１を参照して説明した３つの特徴的な構成を有しているから、データベース部１１に、閉そく境界Ｐ０から所定の制動距離Ｌ１を確保した地点Ｐ１の位置情報が記録されていることにより、地点Ｐ１に、いわばデータ上の仮想地上子１３（破線表記）が設定されることとなる。
【００３６】
車軸回転検出器３０は、列車の車輪又は車軸付近に取り付けられ、車輪又は車軸の回転に応じた周期性を持つ電圧信号から速度信号Ｓ１を生成するものであり、例えば速度発電機などがこれにあたる。速度信号Ｓ１は、情報伝送ケーブルを介して位置把握機能部１２に出力される。また、制動機構４０は、列車の車輪のいくつかに付設されている。
【００３７】
車上列車制御装置２０は、速度照査機能部２１と、メモリ領域２２とを有し、速度照査機能部２１は、データベース部１１から入力される制限情報Ｓ３に基づいて列車速度制御信号Ｓ５を生成する。もっとも、車上列車制御装置２０をハードウエア的観点からみれば、速度照査機能部２１は、この種の車上列車制御装置２０に備えられるＣＰＵ（Central Processing Unit）である。すなわち、速度照査機能部２１は、前記ＣＰＵにおける演算処理機能であって、ソフトウェア的な構成要素として、車上列車制御装置２０を構成している。
【００３８】
図２及び図３の列車制御装置による列車制御方法では、まず、車上データベース装置１０において、位置把握機能部１２は、速度信号Ｓ１に基づいて走行中の自列車の走行距離情報Ｓ２を生成し、生成した走行距離情報Ｓ２をデータベース部１１に出力する。
【００３９】
その後、データベース部１１は、入力された走行距離情報Ｓ２を、記録された基本情報と照合して、走行中の自列車の現在位置を把握する。そして現在位置を把握した結果、自列車が仮想地上子１３に到達したと判断したとき、さらに地点Ｐ１でみた現示情報Ｓ４を基本情報と照合し、停止現示信号機によって示される閉そく境界Ｐ０を停止位置とする制限情報Ｓ３を生成し、速度照査機能部２１に出力する。
【００４０】
速度照査機能部２１は、入力された制限情報Ｓ３に基づいて列車速度制御信号Ｓ５を生成し、制動機構４０に出力することにより、制動機構４０が列車の制動を行うこととなる。例えば、現示情報Ｓ４がＲ現示である場合に、列車速度制御信号Ｓ５は、当該閉そく区間内に設定される停止位置で停止するための停止パターンである。
【００４１】
上述したように、図１の車上データベース装置１０、及び、これを用いた図２及び図３の列車制御装置は、軌道内に実際の地上子を設置する替わりに、データベース部１１に仮想地上子１３を設定し、この仮想地上子１３に基づいて列車制御が行われるものである。すなわち、列車制御装置は、車上データベース装置１０を有することにより、実際の地上子が不要となるから、その設置工事、及び、設置工事に先立つ現地調査も不要になる分、コストが低減される。
【００４２】
また、仮想地上子１３は、データベース部１１に設定される位置情報であるから、その設定位置には物理的制約、電気的制約は存在しない。その結果、制限情報Ｓ３の設計が容易になり、列車制御の高効率化を実現することができる。
【００４３】
車上データベース装置１０から出力される制限情報Ｓ３は、従来のＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置などの地上子から出力されるべき制限情報と一致するように設計することが可能である。この構成によると、従来の情報作成ツールやノウハウをそのまま踏襲することが可能となり、コストが低減される。
【００４４】
さらに、制限情報Ｓ３を、従来の地上子の制限情報と一致するように設計した場合、例えば現に運用されている車上列車制御装置２０を改修して、車上データベース装置１０を外部接続することにより、仮想地上子１３のみで列車制御をおこなうことも、地上子と仮想地上子１３とを重畳利用して列車制御をおこなうこともできる。いずれにしても、車上データベース装置１０を、車上列車制御装置２０に外部接続する構成では、車上側の改修が最低限で済むこととなるから、鉄道交通の安全性を確保しつつ、コストを低減することができる。
【００４５】
制限情報Ｓ３の設計において、ＡＴＳ−Ｐ装置のような距離情報ではなく、周波数信号を出力する方式を取ることにより、変周式ＡＴＳにおいても制限情報Ｓ３を出力することが可能となる。
【００４６】
図４の列車制御装置は、図１乃至図３の車上データベース装置１０が、車上列車制御装置２０と一体化されている以外は、図１乃至３を参照して説明した列車制御装置と実質的に同一の構成を有している。以下、相違点を中心に説明する。
【００４７】
図４の車上列車制御装置２０をハードウエア的観点から見れば、図１乃至図３を参照して説明した車上データベース装置（一点鎖線表記）と、これを構成するデータベース部１１及び位置把握機能部１２は、車上列車制御装置２０に備えられるＣＰＵの演算処理機能の一つとなっている。すなわち、データベース部１１及び位置把握機能部１２は、速度照査機能部２１と同様に、ソフトウェア的な構成要素として、車上列車制御装置２０を構成している。図４の実施形態によっても、図１乃至３を参照して説明した車上データベース装置１０、及び、これを用いた列車制御装置の利点を全て有することができる。
【００４８】
図５及び図６は、図１乃至図３を参照して説明した車上データベース装置１０を、ＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置などと組み合わせた列車制御装置の実施形態である。図５及び図６の列車制御装置は、列車側に設置される車上装置１と、地上側に設置される地上装置７とを含む。地上装置７は、当該技術分野において、周知の構成部分であるから、簡単に説明する。
【００４９】
地上装置７は、通常、通過する列車毎に加速性能および制動性能が異なることや、現示情報Ｓ４の更新タイミングなどを考慮し、１つの閉そく区間に、複数の地上子（７１〜７４）が配置される。図６を参照すると、地上子７１〜７４は、閉そく境界Ｐ０からの距離Ｌ１〜Ｌ４を段階的に異ならせて設置され、更に言えば、その設置数および設置位置は、情報の設計に係る効率を考慮し、通常、基本となるパターンが予め決定されている。一例として、図６の地上子７１〜７４のそれぞれは、閉そく境界Ｐ０に遠い側から、到達距離が異なる地点Ｐ１〜Ｐ４ごとに、距離Ｌ１で６００ｍ、距離Ｌ２で１８０ｍ、距離Ｌ３で８５ｍ、距離Ｌ４で３０ｍとなるパターンで設置されることとなる。
【００５０】
図５及び図６からは必ずしも明らかではないが、地上子７１〜７４には、情報伝送ケ−ブルを介して信号制御器が接続されており、例えば車上装置１を搭載する列車が地上子７１に到達したとき、信号制御器によって生成された当該列車の位置情報、信号機の信号現示情報（Ｓ４）に基づく距離情報、及び、速度制限情報等が制御電文として、地上子４０から車上子５０に送信される。
【００５１】
速度照査機能部２１は、車上子５０を介して供給された前記制御電文の内容に基づいて、列車速度制限信号Ｓ５を生成する。例えば、現示情報Ｓ４がＲ現示である場合、速度照査機能部２１は、当該閉そく区間内に設定される停止位置で停止するための列車速度制御信号Ｓ５（停止パターン）を生成して制動機構４０に出力し、この列車速度制御信号Ｓ５に従って制動機構４０が列車を制御する。
【００５２】
上述したように、従来、この種の自動列車停止装置では、地上子７１〜７４は基本パターンＬ１〜Ｌ４に則って設置されることとなっている。しかし、実際の地上子７１〜７４の設置にあたっては、各設置場所における物理的制約および電気的制約等から、基本パターンＬ１〜Ｌ４に則って設置できない不都合が多々生じる。例えば、地点Ｐ２に設置されるべき地上子７２について、地点Ｐ２が踏切内に当たるなど物理的制約がある場合、地点Ｐ２から、距離Ｌ２０の分だけ閉そく境界Ｐ０の側に近づく地点Ｐ２０に設置せざるをえない不都合が生じる。
【００５３】
このように基本パターンＬ１〜Ｌ４に沿った位置に地上子７１〜７４を設置できない場合、例えば、地上子７２から発信されるべき速度制限情報等を、差分距離Ｌ２０に基づいて個別に補正する必要があり、情報の設計が非常に面倒になる。このような面倒を避けるには、地上子７１〜７４の設置に先立ち、地上子７１〜７４を基本パターンＬ１〜Ｌ４に則って設置することができるか否かの現地調査を、当該軌道の全長に渡って行う必要があり、莫大な費用負担を強いられる。
【００５４】
また、速度制限情報等の出力を地上子のみに依存する従来のＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置では、地上子７１〜７４の位置を変更する必要が生じた場合や、新たな地上子（７５）を追加する必要が生じた場合、当該工事が完了するまで列車制御を行うことができず、鉄道交通の安全性が不完全なものとなる。しかも、地上子の位置変更及び追加設置工事は、列車の運行がない終電から始発までの夜間にしか行うことができないため、作業期間が長期化する傾向にあり、その分だけコスト高となる。
【００５５】
これに対し、図５及び図６の車上データベース装置１０は、図１乃至図４を参照して説明した利点を全て含み、第１乃至第３の特徴的な構成を有するから、例えば、基本パターンＬ２に沿った地点Ｐ２の位置情報を、データベース部１１に記録させることにより、同地点（Ｐ２）に仮想地上子１３を設定し、この仮想地上子１３に基づいて列車制御を行うことができる。
【００５６】
すなわち、車上装置１を、地上装置（７）と組み合わせて列車制御装置を構成した場合、速度照査機能部２１は、地点Ｐ１、Ｐ２０、Ｐ３、及び、Ｐ４においては、各地上子７１〜７４から送信される制御電文の内容に基づいて列車速度制御信号Ｓ５を出力する一方、地点Ｐ２においては、仮想地上子１３への到達をトリガーとしてデータベース部１１から出力される制限情報Ｓ３に基づいて列車速度制御信号Ｓ５を出力する。この構成によると、地点Ｐ１〜Ｐ４、及び、地点Ｐ２０の全てにおいて列車速度制御信号Ｓ５に基づく列車制御が可能となる。従って、鉄道交通の安全性が確保される。
【００５７】
図５及び図６の列車制御装置では、物理的制約および電気的制約等から地上子７２を設置できない地点Ｐ２に仮想地上子１３を設置し、補完することにより、仮想地上子１３と、地上子７１〜７４と重畳利用して列車制御をおこなうことができる。従って、列車制御の高効率化を実現しうる。また、既存の地上子７１〜７４の位置を変更する必要が生じた場合や、新たな地上子を追加する必要が生じた場合、前記変更又は追加地点に仮想地上子１３を設定することにより、即時に対応することが可能であり、準備期間も短期間ですむから、その分だけコストを低減することができる。
【００５８】
本発明に係る車上データベース装置１０によると、仮想地上子１３のみでも列車制御を行うことは可能であるが、図５及び図６を参照して説明したように、例えば現行のＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置を構成する地上子７１〜７４と組み合わせて運用することにより、鉄道交通の信頼性及び安全性を向上することができる。
【００５９】
更に言えば、ＡＴＳ装置と、ＡＴＳ−Ｐ装置とは、周知のように異なる機能を有しており、それに対応して、地上子及び車上子の構成が互いに異なる。例えば、ＡＴＳ装置用地上子は、ＬＣ回路を主な構成要素とし、車上子と結合したときに、車上装置側の共振周波数が変化することを、列車停止制御に利用する。これに対して、ＡＴＳ−Ｐ装置用地上子は、基本的には無電源であって、車上子からの電力波を受信して電源を生成し、この電源を利用して、地上装置に含まれる送受信装置を動作させ、地上装置と車上装置との間で、列車制御のための信号の送受信を行う。
【００６０】
ところで、ＡＴＳ装置用地上子を有する線路においても、また、ＡＴＳ−Ｐ装置用地上子を有する線路においても、列車制御ができるようにするためには、車上装置としては、両方式に対応できる構成をとることが好ましい。
【００６１】
しかし、既に説明したように、ＡＴＳ装置とＡＴＳ−Ｐ装置とでは、地上子及び車上子の構成が互いに異なる結果、両方式に対応できるようにするためには、例えば車上子を、ＡＴＳ装置用と、ＡＴＳ−Ｐ装置用とで電気磁気的に分離しなければならず、構成が複雑になり、その分だけ、コスト高を招く。しかも、ＡＴＳ−Ｐ装置の車上子には、電力波を送信する車上情報波送受信用アンテナを含んでいるから、各車上子の電気的磁気的分離が不十分であると、ＡＴＳ装置用車上子や地上子が干渉を受け、正常なＡＴＳ装置動作ができなくなる。
【００６２】
上述した問題に対し、本発明の実施形態に係る車上データベース装置１０を用いた列車制御装置では、例えば、ＡＴＳ装置用地上子を有する線路において、車上データベース装置上にＡＴＳ−Ｐ装置用に仮想地上子１３を適宜設定することにより、ＡＴＳ装置とＡＴＳ−Ｐ装置との両方式に対応することができる。
【００６３】
図７の車上装置１は、車上データベース装置１０が、車上列車制御装置２０と一体化されている以外は、基本的に図５及び図６と実質的に同一の構成を有するものであるから、図１乃至図６を参照して説明した利点を全て奏することができる。
【００６４】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。例えば、車上データベース装置１０を構成する位置把握機能部１２は、ＧＰＳ電波（Ｓ１）に基づいて自列車の位置情報（Ｓ２）を生成し、生成した把握位置情報（Ｓ２）をデータベース部１１に出力する構成とすることもできる。この構成においても、データベース部１１は、入力された位置情報（Ｓ２）を、記録された基本情報と照合して、自列車の現在位置を把握することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 車上装置
１０ 車上データベース装置
１１ データベース部
１２ 位置把握機能部
２０ 車上列車制御装置
２１ 速度照査機能部
７ 地上装置
Ｐ０ ある特定の位置
Ｐ１〜Ｐ５ 地点
Ｓ１ 速度信号
Ｓ３ 制限情報
Ｓ５ 列車速度制御信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある特定の位置を基準とした地点の位置情報と、前記地点から前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報とを記録した車上データベース装置であって、外部から入力される速度信号から自列車の現在位置を把握し、自列車が前記地点に到達したと判断したとき、前記距離情報及び前記速度制限情報を出力する、車上データベース装置。
【請求項２】
車上データベース装置と、車上列車制御装置とを含む列車制御装置であって、
前記車上データベース装置は、請求項１に記載されたものでなり、前記車上列車制御装置とは別体であり、
前記車上列車制御装置は、前記速度照査機能部を有し、
前記速度照査機能部は、前記車上データベース装置から入力される前記距離情報及び前記速度制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力する、
列車制御装置。
【請求項３】
車上データベース装置と、車上列車制御装置とを含む列車制御装置であって、
前記車上データベース装置は、請求項１に記載されたものでなり、前記車上列車制御装置と一体化されており、
前記車上列車制御装置は、前記速度照査機能部を有し、
前記速度照査機能部は、前記車上データベース装置から入力される前記距離情報及び前記速度制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力する、
列車制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載された列車制御装置であって、さらに地上装置を含み、
前記地上装置は、軌道内において、ある特定の位置を基準とした地点に設置され、自列車が設置地点に到達したとき、前記設置地点から前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報を前記車上列車制御装置に出力する、
列車制御装置。
【請求項５】
車上データベース装置において、特定の位置を基準とした地点の位置情報と、外部から入力される速度信号とから自列車の現在位置を把握し、自列車が前記地点に到達したと判断したとき、前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報を出力し、
前記車上列車制御装置において、前記車上データベース部から入力された前記距離情報及び前記速度制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力する、
列車制御方法。
【請求項１】
ある特定の位置を基準とした地点の位置情報と、前記地点から前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報とを記録した車上データベース装置であって、外部から入力される速度信号から自列車の現在位置を把握し、自列車が前記地点に到達したと判断したとき、前記距離情報及び前記速度制限情報を出力する、車上データベース装置。
【請求項２】
車上データベース装置と、車上列車制御装置とを含む列車制御装置であって、
前記車上データベース装置は、請求項１に記載されたものでなり、前記車上列車制御装置とは別体であり、
前記車上列車制御装置は、前記速度照査機能部を有し、
前記速度照査機能部は、前記車上データベース装置から入力される前記距離情報及び前記速度制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力する、
列車制御装置。
【請求項３】
車上データベース装置と、車上列車制御装置とを含む列車制御装置であって、
前記車上データベース装置は、請求項１に記載されたものでなり、前記車上列車制御装置と一体化されており、
前記車上列車制御装置は、前記速度照査機能部を有し、
前記速度照査機能部は、前記車上データベース装置から入力される前記距離情報及び前記速度制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力する、
列車制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載された列車制御装置であって、さらに地上装置を含み、
前記地上装置は、軌道内において、ある特定の位置を基準とした地点に設置され、自列車が設置地点に到達したとき、前記設置地点から前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報を前記車上列車制御装置に出力する、
列車制御装置。
【請求項５】
車上データベース装置において、特定の位置を基準とした地点の位置情報と、外部から入力される速度信号とから自列車の現在位置を把握し、自列車が前記地点に到達したと判断したとき、前記特定の位置までの距離情報及び速度制限情報を出力し、
前記車上列車制御装置において、前記車上データベース部から入力された前記距離情報及び前記速度制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力する、
列車制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９３９５８（Ｐ２０１３−９３９５８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４１１４（Ｐ２０１１−２３４１１４）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【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５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
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