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】車上データベース装置１０は、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Ｓ３とを記録しており、外部から入力される位置情報信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて現在位置より先の地点における情報Ｓ３を出力する。車上データベース装置１０は、車上列車制御装置２０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２０は、速度照査機能部２１を有し、速度照査機能部２１は、車上データベース装置１０から入力される情報Ｓ３に基づいて列車速度制御信号Ｓ５を出力する。
【解決手段】車上データベース装置１０は、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Ｓ３とを記録しており、外部から入力される位置情報信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて現在位置より先の地点における情報Ｓ３を出力する。車上データベース装置１０は、車上列車制御装置２０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２０は、速度照査機能部２１を有し、速度照査機能部２１は、車上データベース装置１０から入力される情報Ｓ３に基づいて列車速度制御信号Ｓ５を出力する。
【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には、信号機が停止現示を示している信号を地上子から受信したときに、所定の停止点を停車位置とする停止パターンを車上において生成し、その停止パターンに基づいて列車を運転制御する自動列車停止装置が開示されている。この地上子は、典型的には、閉そく境界まで所定の制動距離を確保した地点に設置され、到達した列車に対して、当該列車の位置情報、信号機の信号現示情報に基づく距離情報、及び、速度制限情報等を電文として送信する。そして車上側では、受信した前記情報に基づき停止パターンを生成することとなる。
【０００４】
ところで、この種の自動列車停止装置は、車両電源を切断すると、その時点で車上側のメモリに記録されていた停止パターンも一旦消去され、次回の車両電源の立ち上げ後、最初に到達した地上子から前記情報を受信することにより、改めて停止パターンを生成するシステムとなっている。このようなシステムは、車上側のメモリに停止パターンを残した場合、電源切断後の列車の不正移動や、その他自動列車停止装置の不正操作によって、前記メモリに残された停止パターンと、本来あるべき停止パターンとの間で誤差が生じ、冒進の原因となるリスクを回避しようとするものである。
【０００５】
しかし、上述したシステムでは、車両電源を立ち上げ後、最初の地上子に到達するまで間の走行に対し、自動列車停止装置による速度制御が働かないこととなり、その結果、冒進が発生するという新たな問題が生じる。例えば、最初の地上子に到達した時点で既に速度超過状態にあり、当該超過速度に対する制動距離が、前記最初の地上子から閉そく境界までの距離よりも長くなってしまった場合、地上子到達地点で停止パターンを生成したとしても、冒進を回避できないこととなる。
【０００６】
上述した新たな問題に対し、地上子からの受信を受けて初めて停止パターンが形成される特許文献１記載の自動列車停止装置では、これを解消することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２０４１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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位置情報信号から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて前記現在位置より先の前記地点における前記距離情報及び速度制限情報（制限情報）を出力する。
【００１０】
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制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力する。
【００１１】
ところで、この種の自動列車停止装置は、車両電源を切断すると、その地点で車上側のメモリに保有していた停止パターン（列車速度制御信号）も一旦消去され、次回の車両電源の立ち上げ後、最初に到達した地上子から前記情報を受信することにより、改めて停止パターンを生成するシステムとなっている。しかし、このようなシステムでは、車両電源を立ち上げ後、最初の地上子に到達するまで間の走行に対し、自動列車停止装置による速度制御が働かないこととなり、その結果、冒進が発生するという新たな問題が生じる。
【００１２】
上述した新たな問題を解決するため、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。まず、車上データベース装置の第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、いわば仮想の地上子が設定されることとなる。この仮想地上子の設定は、実際の地上子とは異なり、物理的制約及び電気的制約がない上、設置工事を行う必要もない分、コストを低減することができる。
【００１３】
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（制限情報）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制限情報が、予め記録されていることとなる。
【００１４】
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位置情報信号から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて前記現在位置より先の前記地点における制限情報を出力すること、である。この構成によると、列車が、仮想地上子の設定地点に実際に到達していない位置にあっても、前記設定地点における制限情報を、いわば先読みして、車上列車制御装置に出力することができる。
【００１５】
本発明に係る列車制御装置は、上述した車上データベース装置の第１〜第３の特徴的な構成を有することにより、車上列車制御装置の速度照査機能部には、先読みされた仮想地上子の制限情報が入力され、この入力された制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力することができる。従って、列車が仮想地上子の設定地点に実際に到達していない間の走行に対し、列車制御装置による速度制御を働かせることが可能となり、鉄道交通の安全性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、本発明によれば、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。
【００１７】
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】
【００１８】
【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による列車制御方法について模式的に示す図である。
【図８】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】
【００１９】
図１乃至８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）とを記憶しており、外部から入力される位置情報信号から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて、現在位置より先の前記地点における前記制限情報を出力するものである。以下、図１乃至図８を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１の車上データベース装置１０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。
【００２１】
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（制限情報Ｓ３）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。
【００２２】
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。
【００２３】
位置把握機能部１２は、外部から入力される位置情報信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握する。この位置情報信号Ｓ１は、位置把握機能部１２によって把握されるべき現在位置が、走行中の自列車の現在位置か、又は、停車中の自列車の現在位置かで異ならせることができる。
【００２４】
走行中の自列車の現在位置を把握する場合、位置把握機能部１２は、速度発電機などの車軸回転検出器から供給される速度信号を位置情報信号Ｓ１とし、この速度信号（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。データベース部１１は、その基本情報に、入力された走行距離情報（Ｓ２）を照合して、走行中の自列車の現在位置を把握する。
【００２５】
他方、停車中の自列車の現在位置を把握する場合、位置把握機能部１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から入力されるＧＰＳ電波を位置情報信号Ｓ１とし、この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。データベース部１１は、その基本情報に、入力された位置情報（Ｓ２）を照合して、停車中の自列車の現在位置を把握する。もっとも、ＧＰＳ電波を位置情報信号Ｓ１とした場合、走行中の自列車の現在位置を把握することもできる。
【００２６】
さらに、データベース部１１は、把握した自列車の現在位置を、その基本情報と照合し、現在位置から、その進行方向の先に設定された前記地点を特定し、特定した地点から閉そく境界までの距離情報及び速度制限情報（制限情報Ｓ３）を出力する。
【００２７】
上述したように、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、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、例えば閉そく境界を基準とし、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、車上データベース装置に記録させることにより、同地点に、いわば仮想の地上子が設定されることとなる。この仮想地上子の設定は、実際の地上子とは異なり、物理的制約及び電気的制約がない上、設置工事を行う必要もない分、コストを低減することができる。
【００２８】
次に、第２の特徴は、前記地点から前記特定の位置までの制限情報Ｓ３が記録されていること、である。この構成によると、例えば仮想地上子から閉そく境界までの制限情報Ｓ３が予め車上データベース装置に記録されていることとなる。
【００２９】
さらに、第３の特徴は、外部から入力される位置情報信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて現在位置より先の地点における制限情報Ｓ３を出力すること、である。この構成によると、列車が、仮想地上子の設定地点に実際に到達していない位置にあっても、自列車の現在位置を基準とし、自列車の進行方向でみて先の地点（仮想地上子）における制限情報Ｓ３を、いわば先読みして、車上列車制御装置に出力することができる。
【００３０】
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、制動機構３０とを含む。
【００３１】
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までの制動距離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にはデータ上の、いわば仮想地上子１３（破線表記）が設定されることとなる。
【００３２】
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、車上データベース装置１０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。
【００３３】
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、データベース部１１は、その基本情報に、位置把握機能部１２から入力された位置情報Ｓ２を照合して、自列車の現在位置ＡＬを把握する。この現在位置ＡＬとしては、例えば当該列車の車両電源を切断した位置、当該列車の車両電源を立ち上げた位置、折り返し運転となる当該折り返し駅などが想定される。
【００３４】
さらに、データベース部１１は、把握した現在位置ＡＬを基準として、自列車の進行方向Ｆでみて先に設定された地点Ｐ１を特定し、地点Ｐ１における制限情報Ｓ３を、いわば先読みして、速度照査機能部２１に出力する。違う言葉で表現すれば、データベース部１１は、自列車が実際に仮想地上子１３に到達していない位置（ＡＬ）にあっても、仮想地上子１３に到達しているものとみなし、仮想地上子１３の制限情報Ｓ３を速度照査機能部２１に出力する。
【００３５】
次に、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、生成した列車速度制御信号Ｓ５を制動機構３０に出力する。すなわち、列車は、現在位置ＡＬから地点Ｐ１までの間の区間Ｌ０を走行しているとき、先読みされた仮想地上子１３の制限情報Ｓ３に基づく列車速度制御信号Ｓ５が、制動機構３０に出力されることにより、速度超過及び過走が規制されることとなる。
【００３６】
その後の継続的な走行により、列車が、仮想地上子１３に到達（又は通過）したとき、当該制動機構３０には、地点Ｐ１でみた信号機の現示情報Ｓ４に基づく列車速度制御信号Ｓ５が出力される。すなわち、位置把握機能部１２は、列車が区間Ｌ０を走行することにより供給される位置情報信号Ｓ２（例えば速度信号）に基づいて位置情報Ｓ２を生成し、データベース部１１に出力する。データベース部１１は、その基本情報に、入力された位置情報Ｓ２を照合して、走行中の自列車の現在位置を継続的に把握し、自列車が仮想地上子１３に到達したと判断したとき、地点Ｐ１でみた現示情報Ｓ４に基づいて、閉そく境界Ｐ０を停止位置とする制限情報Ｓ３を出力する。
【００３７】
通常、この種の列車制御においては、信号現示系列上、列車の進行方向Ｆ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、その基本情報と、地点Ｐ１でみた現示情報Ｓ４とを照合し、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Ｐ０を停止位置とする制限情報Ｓ３を生成し、出力する。
【００３８】
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の列車制御装置において、速度照査機能部２１には、先読みされた仮想地上子１３の制限情報Ｓ３が入力され、この入力された制限情報Ｓ３に基づいて列車速度制御信号Ｓ５が出力されるから、区間Ｌ０の走行に対し、列車停止装置による速度制御を働かせることができる。従って、鉄道交通の安全性を確保することができる。
【００３９】
さらに、その後の継続的な走行により、自列車が仮想地上子１３に実際に到達したとき、データベース部１１は、地点Ｐ１でみた信号機の現示情報Ｓ４に基づいて、閉そく境界Ｐ０を停止位置とする制限情報Ｓ３を出力する。よって、地点Ｐ１から閉そく境界Ｐ０までの走行に対しても、列車停止装置による速度制御が働くこととなる。
【００４０】
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の列車制御装置では、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、地上子の設置工事、及び、地上子の設置工事に先立つ現地調査も不要になる分、設置工事、及び、現地調査費用を削減することができる。
【００４１】
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、情報内容の設計が容易になり、コストを低減することができる。
【００４２】
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るから、設計コストが低減される。
【００４３】
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、既存の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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、これを構成する車上データベース部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、車上データベース部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。
【００４７】
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４とで構成されている。地上装置４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。
【００４８】
地上装置４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配置される地上子４１〜４４を有している。図６を参照すると、地上子４１〜４４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設計の観点から、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４１〜４４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ている。
【００４９】
図５及び図６からは必ずしも明らかではないが、地上子４１〜４４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４１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。具体的に、車上子５０は、列車の走行中、送受信アンテナから地上子駆動用電力波を連続して地上に送信しており、列車が地上子４１の応動距離内に進入し、地上子４１と電磁結合することにより、地上子４１から前記制御電文を受信する。
【００５０】
速度照査機能部２１は、車上子５０から供給された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、車上子５０から供給された電文内容が停止現示のとき、停止パターンを内容とする列車速度制御信号Ｓ５を生成して制動機構３０に出力し、この列車速度制御信号Ｓ５に従って制動機構３０が列車を制御する。
【００５１】
ところで、ＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置など従来の自動列車停止装置では、地点ＡＬで車両電源を切断すると、車上側のメモリに記録されていた停止パターンも一旦消去される。そして、次回の車両電源の立ち上げ後、当該地点ＡＬから走行を開始し、最初に到達した地上子４１から情報を受信することにより、改めて停止パターンを生成するシステムとなっている。このようなシステムは、車上側のメモリに停止パターンを残した場合、電源切断後の列車の不正移動や、その他自動列車停止装置の不正操作によって、前記メモリに残された停止パターンと、本来あるべき停止パターンとの間で誤差が生じ、冒進の原因となるリスクを回避しようとするものである。
【００５２】
しかし、上述したシステムでは、地点ＡＬから地上子４１に到達するまでの距離Ｌ０内の走行に対し、自動列車停止装置による速度制御が働かないこととなり、その結果、冒進が発生するという新たな問題が生じる。例えば、地上子４１に到達した地点Ｐ１で既に速度超過状態にあり、当該超過速度に対する制動距離が、地点Ｐ１から閉そく境界Ｐ０までの距離Ｌ１よりも長くなってしまった場合、地上子４１との電文送受信に基づいて停止パターンを生成したとしても、冒進を回避できないこととなる。
【００５３】
これに対し、図５及び図６の列車制御装置を構成する車上装置において、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、例えば地点Ｐ１の位置情報を車上データベース装置１０に記録させることにより、同地点Ｐ１に、予め仮想地上子１３を設定することができる。仮想地上子１３の設置には物理的制約及び電気的制約が存在しないため、地点Ｐ１〜Ｐ４以外の地点に設定することも可能ではあるが、情報の設計に係る効率を考慮し、好ましくは、基本パターンＬ１〜Ｌ４に沿った地点Ｐ１〜Ｐ４のいずれかに設定される。
【００５４】
そして、車上データベース装置１０は、自列車が実際に仮想地上子１３に到達していない位置（ＡＬ）にあっても、仮想地上子１３に到達しているものとみなし、仮想地上子１３の制限情報Ｓ３を速度照査機能部２１に出力する。この構成によると、距離Ｌ０内の走行に対し、仮想地上子１３の制限情報Ｓ３に基づく速度制御を働かせることが可能となり、もって、鉄道交通の安全性を確保することができる。
【００５５】
しかも、その後の継続的な走行により、列車が、Ｐ１〜Ｐ４の各地点に実際に到達したときは、地上子４１〜４４と車上子５０との間で情報の送受信が行われることとなるから、この種の列車制御装置の本来的な機能により、列車の速度制御が行われ、鉄道交通の安全性が確保されることは言うまでもない。
【００５６】
図７の列車制御装置は、地上子４１の設置地点Ｐ１０と、仮想地上子１３の設定地点Ｐ１とが異なる以外は、図５及び図６の列車制御装置と同一の構成を有している。以下、相違点を中心に説明する。
【００５７】
図５及び図６で既に説明したように、この種の自動列車停止装置では、地上子４１〜４４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４１〜４４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、地上子４１が本来設置されるべき地点Ｐ１が踏切内に当たるなど物理的制約などがある場合、地点Ｐ１から、距離Ｌ１０の分だけ閉そく境界Ｐ０の側に近づく地点Ｐ１０に設置せざるをえなくなる。
【００５８】
従来、基本パターンＬ１〜Ｌ４に沿った位置に地上子４１〜４４を設置できない場合、例えば、地上子４１から送信されるべき速度制限情報等を、差分距離Ｌ１０に基づいて個別に補正する必要があり、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４１〜４４の設置に先立ち、地上子４１〜４４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。
【００５９】
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列車制御装置では、地上子４１〜４４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、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。
【００６０】
これに対し、図７の列車制御装置では、図１乃至図６を参照して説明した利点を全て有することにより、例えば、物理的制約などによって地上子４１を設置できない地点Ｐ１に、実際の地上子４１を設置する代わりに、データ上の仮想地上子１３を設定し、これを地上子４１〜４４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、鉄道交通の安全性を確保しつつ、コストを低減しうる。
【００６１】
また、既存の地上子４１〜４４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、その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。
【００６２】
図８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７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７を参照して説明した利点を全て奏することができる。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 車上データベース装置
２０ 車上列車制御装置
２１ 速度照査機能部
４ 地上装置
Ｓ１ 位置情報信号
Ｓ３ 制限情報
Ｓ５ 列車速度制御信号
Ｐ０ ある特定の位置
Ｐ１〜Ｐ４、Ｐ１０ 地点
ＡＬ 現在位置
Ｆ 列車の進行方向
【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には、信号機が停止現示を示している信号を地上子から受信したときに、所定の停止点を停車位置とする停止パターンを車上において生成し、その停止パターンに基づいて列車を運転制御する自動列車停止装置が開示されている。この地上子は、典型的には、閉そく境界まで所定の制動距離を確保した地点に設置され、到達した列車に対して、当該列車の位置情報、信号機の信号現示情報に基づく距離情報、及び、速度制限情報等を電文として送信する。そして車上側では、受信した前記情報に基づき停止パターンを生成することとなる。
【０００４】
ところで、この種の自動列車停止装置は、車両電源を切断すると、その時点で車上側のメモリに記録されていた停止パターンも一旦消去され、次回の車両電源の立ち上げ後、最初に到達した地上子から前記情報を受信することにより、改めて停止パターンを生成するシステムとなっている。このようなシステムは、車上側のメモリに停止パターンを残した場合、電源切断後の列車の不正移動や、その他自動列車停止装置の不正操作によって、前記メモリに残された停止パターンと、本来あるべき停止パターンとの間で誤差が生じ、冒進の原因となるリスクを回避しようとするものである。
【０００５】
しかし、上述したシステムでは、車両電源を立ち上げ後、最初の地上子に到達するまで間の走行に対し、自動列車停止装置による速度制御が働かないこととなり、その結果、冒進が発生するという新たな問題が生じる。例えば、最初の地上子に到達した時点で既に速度超過状態にあり、当該超過速度に対する制動距離が、前記最初の地上子から閉そく境界までの距離よりも長くなってしまった場合、地上子到達地点で停止パターンを生成したとしても、冒進を回避できないこととなる。
【０００６】
上述した新たな問題に対し、地上子からの受信を受けて初めて停止パターンが形成される特許文献１記載の自動列車停止装置では、これを解消することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２０４１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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位置情報信号から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて前記現在位置より先の前記地点における前記距離情報及び速度制限情報（制限情報）を出力する。
【００１０】
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制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力する。
【００１１】
ところで、この種の自動列車停止装置は、車両電源を切断すると、その地点で車上側のメモリに保有していた停止パターン（列車速度制御信号）も一旦消去され、次回の車両電源の立ち上げ後、最初に到達した地上子から前記情報を受信することにより、改めて停止パターンを生成するシステムとなっている。しかし、このようなシステムでは、車両電源を立ち上げ後、最初の地上子に到達するまで間の走行に対し、自動列車停止装置による速度制御が働かないこととなり、その結果、冒進が発生するという新たな問題が生じる。
【００１２】
上述した新たな問題を解決するため、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。まず、車上データベース装置の第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、いわば仮想の地上子が設定されることとなる。この仮想地上子の設定は、実際の地上子とは異なり、物理的制約及び電気的制約がない上、設置工事を行う必要もない分、コストを低減することができる。
【００１３】
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（制限情報）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制限情報が、予め記録されていることとなる。
【００１４】
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位置情報信号から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて前記現在位置より先の前記地点における制限情報を出力すること、である。この構成によると、列車が、仮想地上子の設定地点に実際に到達していない位置にあっても、前記設定地点における制限情報を、いわば先読みして、車上列車制御装置に出力することができる。
【００１５】
本発明に係る列車制御装置は、上述した車上データベース装置の第１〜第３の特徴的な構成を有することにより、車上列車制御装置の速度照査機能部には、先読みされた仮想地上子の制限情報が入力され、この入力された制限情報に基づいて列車速度制御信号を出力することができる。従って、列車が仮想地上子の設定地点に実際に到達していない間の走行に対し、列車制御装置による速度制御を働かせることが可能となり、鉄道交通の安全性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、本発明によれば、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。
【００１７】
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】
【００１８】
【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による列車制御方法について模式的に示す図である。
【図８】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】
【００１９】
図１乃至８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）とを記憶しており、外部から入力される位置情報信号から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて、現在位置より先の前記地点における前記制限情報を出力するものである。以下、図１乃至図８を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１の車上データベース装置１０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。
【００２１】
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（制限情報Ｓ３）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。
【００２２】
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。
【００２３】
位置把握機能部１２は、外部から入力される位置情報信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握する。この位置情報信号Ｓ１は、位置把握機能部１２によって把握されるべき現在位置が、走行中の自列車の現在位置か、又は、停車中の自列車の現在位置かで異ならせることができる。
【００２４】
走行中の自列車の現在位置を把握する場合、位置把握機能部１２は、速度発電機などの車軸回転検出器から供給される速度信号を位置情報信号Ｓ１とし、この速度信号（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。データベース部１１は、その基本情報に、入力された走行距離情報（Ｓ２）を照合して、走行中の自列車の現在位置を把握する。
【００２５】
他方、停車中の自列車の現在位置を把握する場合、位置把握機能部１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から入力されるＧＰＳ電波を位置情報信号Ｓ１とし、この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。データベース部１１は、その基本情報に、入力された位置情報（Ｓ２）を照合して、停車中の自列車の現在位置を把握する。もっとも、ＧＰＳ電波を位置情報信号Ｓ１とした場合、走行中の自列車の現在位置を把握することもできる。
【００２６】
さらに、データベース部１１は、把握した自列車の現在位置を、その基本情報と照合し、現在位置から、その進行方向の先に設定された前記地点を特定し、特定した地点から閉そく境界までの距離情報及び速度制限情報（制限情報Ｓ３）を出力する。
【００２７】
上述したように、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、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、例えば閉そく境界を基準とし、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、車上データベース装置に記録させることにより、同地点に、いわば仮想の地上子が設定されることとなる。この仮想地上子の設定は、実際の地上子とは異なり、物理的制約及び電気的制約がない上、設置工事を行う必要もない分、コストを低減することができる。
【００２８】
次に、第２の特徴は、前記地点から前記特定の位置までの制限情報Ｓ３が記録されていること、である。この構成によると、例えば仮想地上子から閉そく境界までの制限情報Ｓ３が予め車上データベース装置に記録されていることとなる。
【００２９】
さらに、第３の特徴は、外部から入力される位置情報信号Ｓ１から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて現在位置より先の地点における制限情報Ｓ３を出力すること、である。この構成によると、列車が、仮想地上子の設定地点に実際に到達していない位置にあっても、自列車の現在位置を基準とし、自列車の進行方向でみて先の地点（仮想地上子）における制限情報Ｓ３を、いわば先読みして、車上列車制御装置に出力することができる。
【００３０】
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、制動機構３０とを含む。
【００３１】
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までの制動距離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にはデータ上の、いわば仮想地上子１３（破線表記）が設定されることとなる。
【００３２】
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、車上データベース装置１０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。
【００３３】
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、データベース部１１は、その基本情報に、位置把握機能部１２から入力された位置情報Ｓ２を照合して、自列車の現在位置ＡＬを把握する。この現在位置ＡＬとしては、例えば当該列車の車両電源を切断した位置、当該列車の車両電源を立ち上げた位置、折り返し運転となる当該折り返し駅などが想定される。
【００３４】
さらに、データベース部１１は、把握した現在位置ＡＬを基準として、自列車の進行方向Ｆでみて先に設定された地点Ｐ１を特定し、地点Ｐ１における制限情報Ｓ３を、いわば先読みして、速度照査機能部２１に出力する。違う言葉で表現すれば、データベース部１１は、自列車が実際に仮想地上子１３に到達していない位置（ＡＬ）にあっても、仮想地上子１３に到達しているものとみなし、仮想地上子１３の制限情報Ｓ３を速度照査機能部２１に出力する。
【００３５】
次に、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、生成した列車速度制御信号Ｓ５を制動機構３０に出力する。すなわち、列車は、現在位置ＡＬから地点Ｐ１までの間の区間Ｌ０を走行しているとき、先読みされた仮想地上子１３の制限情報Ｓ３に基づく列車速度制御信号Ｓ５が、制動機構３０に出力されることにより、速度超過及び過走が規制されることとなる。
【００３６】
その後の継続的な走行により、列車が、仮想地上子１３に到達（又は通過）したとき、当該制動機構３０には、地点Ｐ１でみた信号機の現示情報Ｓ４に基づく列車速度制御信号Ｓ５が出力される。すなわち、位置把握機能部１２は、列車が区間Ｌ０を走行することにより供給される位置情報信号Ｓ２（例えば速度信号）に基づいて位置情報Ｓ２を生成し、データベース部１１に出力する。データベース部１１は、その基本情報に、入力された位置情報Ｓ２を照合して、走行中の自列車の現在位置を継続的に把握し、自列車が仮想地上子１３に到達したと判断したとき、地点Ｐ１でみた現示情報Ｓ４に基づいて、閉そく境界Ｐ０を停止位置とする制限情報Ｓ３を出力する。
【００３７】
通常、この種の列車制御においては、信号現示系列上、列車の進行方向Ｆ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、その基本情報と、地点Ｐ１でみた現示情報Ｓ４とを照合し、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Ｐ０を停止位置とする制限情報Ｓ３を生成し、出力する。
【００３８】
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の列車制御装置において、速度照査機能部２１には、先読みされた仮想地上子１３の制限情報Ｓ３が入力され、この入力された制限情報Ｓ３に基づいて列車速度制御信号Ｓ５が出力されるから、区間Ｌ０の走行に対し、列車停止装置による速度制御を働かせることができる。従って、鉄道交通の安全性を確保することができる。
【００３９】
さらに、その後の継続的な走行により、自列車が仮想地上子１３に実際に到達したとき、データベース部１１は、地点Ｐ１でみた信号機の現示情報Ｓ４に基づいて、閉そく境界Ｐ０を停止位置とする制限情報Ｓ３を出力する。よって、地点Ｐ１から閉そく境界Ｐ０までの走行に対しても、列車停止装置による速度制御が働くこととなる。
【００４０】
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の列車制御装置では、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、地上子の設置工事、及び、地上子の設置工事に先立つ現地調査も不要になる分、設置工事、及び、現地調査費用を削減することができる。
【００４１】
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、情報内容の設計が容易になり、コストを低減することができる。
【００４２】
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るから、設計コストが低減される。
【００４３】
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、既存の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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、これを構成する車上データベース部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、車上データベース部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。
【００４７】
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４とで構成されている。地上装置４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。
【００４８】
地上装置４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配置される地上子４１〜４４を有している。図６を参照すると、地上子４１〜４４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設計の観点から、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４１〜４４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ている。
【００４９】
図５及び図６からは必ずしも明らかではないが、地上子４１〜４４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４１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。具体的に、車上子５０は、列車の走行中、送受信アンテナから地上子駆動用電力波を連続して地上に送信しており、列車が地上子４１の応動距離内に進入し、地上子４１と電磁結合することにより、地上子４１から前記制御電文を受信する。
【００５０】
速度照査機能部２１は、車上子５０から供給された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、車上子５０から供給された電文内容が停止現示のとき、停止パターンを内容とする列車速度制御信号Ｓ５を生成して制動機構３０に出力し、この列車速度制御信号Ｓ５に従って制動機構３０が列車を制御する。
【００５１】
ところで、ＡＴＳ装置やＡＴＳ−Ｐ装置など従来の自動列車停止装置では、地点ＡＬで車両電源を切断すると、車上側のメモリに記録されていた停止パターンも一旦消去される。そして、次回の車両電源の立ち上げ後、当該地点ＡＬから走行を開始し、最初に到達した地上子４１から情報を受信することにより、改めて停止パターンを生成するシステムとなっている。このようなシステムは、車上側のメモリに停止パターンを残した場合、電源切断後の列車の不正移動や、その他自動列車停止装置の不正操作によって、前記メモリに残された停止パターンと、本来あるべき停止パターンとの間で誤差が生じ、冒進の原因となるリスクを回避しようとするものである。
【００５２】
しかし、上述したシステムでは、地点ＡＬから地上子４１に到達するまでの距離Ｌ０内の走行に対し、自動列車停止装置による速度制御が働かないこととなり、その結果、冒進が発生するという新たな問題が生じる。例えば、地上子４１に到達した地点Ｐ１で既に速度超過状態にあり、当該超過速度に対する制動距離が、地点Ｐ１から閉そく境界Ｐ０までの距離Ｌ１よりも長くなってしまった場合、地上子４１との電文送受信に基づいて停止パターンを生成したとしても、冒進を回避できないこととなる。
【００５３】
これに対し、図５及び図６の列車制御装置を構成する車上装置において、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、例えば地点Ｐ１の位置情報を車上データベース装置１０に記録させることにより、同地点Ｐ１に、予め仮想地上子１３を設定することができる。仮想地上子１３の設置には物理的制約及び電気的制約が存在しないため、地点Ｐ１〜Ｐ４以外の地点に設定することも可能ではあるが、情報の設計に係る効率を考慮し、好ましくは、基本パターンＬ１〜Ｌ４に沿った地点Ｐ１〜Ｐ４のいずれかに設定される。
【００５４】
そして、車上データベース装置１０は、自列車が実際に仮想地上子１３に到達していない位置（ＡＬ）にあっても、仮想地上子１３に到達しているものとみなし、仮想地上子１３の制限情報Ｓ３を速度照査機能部２１に出力する。この構成によると、距離Ｌ０内の走行に対し、仮想地上子１３の制限情報Ｓ３に基づく速度制御を働かせることが可能となり、もって、鉄道交通の安全性を確保することができる。
【００５５】
しかも、その後の継続的な走行により、列車が、Ｐ１〜Ｐ４の各地点に実際に到達したときは、地上子４１〜４４と車上子５０との間で情報の送受信が行われることとなるから、この種の列車制御装置の本来的な機能により、列車の速度制御が行われ、鉄道交通の安全性が確保されることは言うまでもない。
【００５６】
図７の列車制御装置は、地上子４１の設置地点Ｐ１０と、仮想地上子１３の設定地点Ｐ１とが異なる以外は、図５及び図６の列車制御装置と同一の構成を有している。以下、相違点を中心に説明する。
【００５７】
図５及び図６で既に説明したように、この種の自動列車停止装置では、地上子４１〜４４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４１〜４４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、地上子４１が本来設置されるべき地点Ｐ１が踏切内に当たるなど物理的制約などがある場合、地点Ｐ１から、距離Ｌ１０の分だけ閉そく境界Ｐ０の側に近づく地点Ｐ１０に設置せざるをえなくなる。
【００５８】
従来、基本パターンＬ１〜Ｌ４に沿った位置に地上子４１〜４４を設置できない場合、例えば、地上子４１から送信されるべき速度制限情報等を、差分距離Ｌ１０に基づいて個別に補正する必要があり、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４１〜４４の設置に先立ち、地上子４１〜４４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。
【００５９】
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列車制御装置では、地上子４１〜４４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、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。
【００６０】
これに対し、図７の列車制御装置では、図１乃至図６を参照して説明した利点を全て有することにより、例えば、物理的制約などによって地上子４１を設置できない地点Ｐ１に、実際の地上子４１を設置する代わりに、データ上の仮想地上子１３を設定し、これを地上子４１〜４４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、鉄道交通の安全性を確保しつつ、コストを低減しうる。
【００６１】
また、既存の地上子４１〜４４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、その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。
【００６２】
図８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７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７を参照して説明した利点を全て奏することができる。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 車上データベース装置
２０ 車上列車制御装置
２１ 速度照査機能部
４ 地上装置
Ｓ１ 位置情報信号
Ｓ３ 制限情報
Ｓ５ 列車速度制御信号
Ｐ０ ある特定の位置
Ｐ１〜Ｐ４、Ｐ１０ 地点
ＡＬ 現在位置
Ｆ 列車の進行方向
【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憶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位置情報信号から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて前記現在位置より先の前記地点における前記距離情報及び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】
請求項１に記載された車上データベース装置であって、さらに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又は２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４】
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又は２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５】
請求項３又は４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６】
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位置情報信号とから自列車の現在位置を把握し、列車の進行方向でみて前記現在位置より先の前記地点における前記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憶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位置情報信号から自列車の現在位置を把握し、自列車の進行方向でみて前記現在位置より先の前記地点における前記距離情報及び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】
請求項１に記載された車上データベース装置であって、さらに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又は２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４】
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又は２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５】
請求項３又は４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６】
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位置情報信号とから自列車の現在位置を把握し、列車の進行方向でみて前記現在位置より先の前記地点における前記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８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９３９５９（Ｐ２０１３−９３９５９Ａ）
【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２０１１−２３４１１５（Ｐ２０１１−２３４１１５）
【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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