JP4065858B2 - 列車制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車上において主体的に速度照査パターンを生成し、その生成された速度照査パターンを用いて列車の速度制御を行う列車制御装置に関する。

近年、列車の運転間隔の縮小及び乗り心地改善のために、常時、地上から得られる所定のデジタル情報（ＡＴＣ情報）に基づいて、車上（列車）において主体的に速度照査パターンを生成し、その生成した速度照査パターンを用いて列車の速度制御を行う、一段制御デジタルＡＴＣ方式の列車制御装置が提案されている（非特許文献１参照）。この一段制御デジタルＡＴＣ方式に係る列車制御装置は、常時、地上側から得られる所定のデータ（情報）及び予め車上装置に記憶されている軌道回路順列データ等の所定のデータ（情報）を用いて、現在の位置から停止目標点までの１本の放物線状の速度照査パターンを生成することができるように構成されている。

上記一段制御デジタルＡＴＣ方式の列車制御装置の車上装置は、列車の走行するレールに所定の間隔を保って設置されている地上子からのデータに基づいて地上側が主体となって地上子設置間隔に対応した階段状の速度照査パターンを生成するＡＴＳ−Ｐ型の多段制御方式に類似した技術であるので、周知のＡＴＳ−Ｐ型の車上装置と同様の地上側からの信号（情報）を受信する受信部や自列車の速度や位置を検出する速度・位置検出部等の各種処理部によって構成されている。
平成９年５月１５日（社）日本鉄道技術協会発行「鉄道技術者のための電気概論，信号シリーズ，ＡＴＳ・ＡＴＣ，第４版，Ｐ．７６〜１５５」

ところで、上記提案に係る車上側が主体となって速度照査パターンを生成する一段制御デジタルＡＴＣ方式の列車制御装置は、常時、地上側から得られる速度照査パターン生成に必要な信号情報や距離・位置情報等の所定のデータ（以下、地上データという。）と予め車上装置に記憶されている軌道回路順列データ等の基本データ（以下、単に基本データという。）とに基づいて所定の速度照査パターンの生成が行われるが、地上側の路線変更等により車上装置に予め記憶されている基本データの内容が変更になったとき、当然に新たな基本データを記憶させなければならないという性質を有している。例えば、軌道回路の増減により軌道回路順列データが変更になったり、あるいは、新駅の増設により軌道回路順列データが変更になったりしたときは、車上装置を構成する各処理部に予め記憶（設定）する基本データを変更する必要が生ずる。このため、このようなデータ変更に効率よく対処することのできる列車制御装置が望まれていた。

また、車上側が主体となって速度照査パターンを生成する一段制御デジタルＡＴＣ方式の列車制御装置においては、車上装置の各処理部で用いられる各種データを安全に、かつ、効率よく送受信できるようにすることが望まれていた。

そこで、本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、その目的は、地上側の路線変更や新駅増設等により基本データの更新の必要が生じた場合に、車上装置に予め記憶されている基本データの変更が容易に行えるとともに、その変更された基本データを安全に、しかも効率よく各処理部に配信することができる列車制御装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、地上側から得た地上データ及び予め車上装置に記憶されている基本データに基づいて前記車上装置において所定の速度照査パターンを生成し、その生成された速度照査パターンを用いて列車制御を行う列車制御装置において、（ａ）車上装置を構成する受信部、前記所定の速度照査パターンを生成する保安制御部、列車のブレーキ等の機器類を駆動制御する運転制御部を含む処理部をその間に形成されている通信エリアネットワークを介して監視する監視部と、（ｂ）予め車上装置に記憶されている基本データを路線変更や新駅増設等により更新すべき時毎に、新しい基本データを監視部にダウンロードするパーソナルコンピュータ等の外部機器と、（ｃ）その外部機器から前記監視部にダウンロードされ記憶された新しい基本データをその監視部から前記処理部へ時分割でダウンロードするデータ送出手段とを備え、（ｄ）前記監視部は、前記車上装置の電源がＯＦＦされたときは前記処理部に記憶されている基本データをクリアし、前記車上装置の電源がＯＮされたときは前記データ送出手段に前記監視部から前記基本データを前記処理部に再びダウンロードさせるものである、ことを特徴としている。
監視部から処理部への配信は、光ケーブルからなるＬＡＮを介して行うことが望ましい。

本発明によれば、路線変更や新駅増設等により基本データを更新すべき時は、その度に、パーソナルコンピュータから新しい基本データを通信により監視部にダウンロードして迅速に予め車上装置に記憶されている基本データを更新することができる。また、その監視部から各処理部へ時分割でダウンロードするデータ送出手段を備えたので、新しい基本データを敏速に各処理部へ配信することができる。従って、車上において効果的に速度照査パターンを生成することができる。さらに、車上装置の電源がＯＦＦされたときは処理部に記憶されている基本データをクリアし、車上装置の電源がＯＮされたときはデータ送出手段に監視部から前記基本データを処理部に再びダウンロードさせるので、常に更新された軌道回路順列データ等を含む基本データが使用されることとなる。従って、車上装置に、基本データの更新に対応する予備の記憶装置などの予備品を持つ必要がない。
監視部から処理部への配信を、光ケーブルからなるＬＡＮを介して行う場合は、耐ノイズ性に優れるから、新しい基本データを安全に、かつ、効率よく各処理部に配信することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、一実施の形態に係る列車制御装置の概略構成図である。

レールＲを走行する列車（車両）イには、本発明の列車制御装置を実現するための車上装置ロが搭載されている。この車上装置ロは、ＣＰＵを中心に構成され、この車上装置ロ全体を監視する監視部１と、列車イの先頭下部に設けられた車上子（アンテナ）ａを介してレールＲから得られる所定のＡＴＣ情報、又は図示しない地上子から所定の位置情報、つまり地上側からの所定の信号を受信するための増幅回路やフィルタ回路等を含んで形成される受信部２と、ＣＰＵを中心に構成され、地上側から得た地上データ及び予め記憶されている基本データに基づいて所定の速度照査パターンを生成する保安制御部３と、ＣＰＵを中心に構成された運転制御部４と、共通部５とから構成されている。

運転制御部４は運転制御信号生成部４ａ及び速度・位置検出部４ｂからなっている。運転制御信号生成部４ａは、生成された速度照査パターンに沿った列車運転となるように図示しない列車イの駆動系の制御信号を生成し、また、速度・位置検出部４ｂは、列車イの車軸に設けられた図示しない速度発電機及び地上側からの位置情報を基に自列車位置及び自列車の速度をそれぞれ検出できるように構成されている。さらに、共通部５は、リレー論理部により形成され、運転制御信号生成部４ａからの信号を入力し、列車イのブレーキ等の図示しない機器類を駆動制御することができるように構成されている。

上記監視部１、受信部２、保安制御部３及び運転制御部４は、多重化構成（図示の例では２重化）とされているとともに、光ケーブルからなる通信回線Ｌ1 ，Ｌ2 を介して接続されていて、一つの通信エリアネットワーク（ＬＡＮ）が構成されている。したがって、各部（１，２，３，４）には、図示しないが、周知の光・電気変換器及び電気・光変換器が含まれている。このように、光ケーブルからなるＬＡＮを構成しているので、耐ノイズ性に優れ、また、多重化により安全性が確保されている。

図１中、１０は、外部機器の一例である携帯型のパソコン（パーソナルコンピュータ）である。そして、このパソコン１０は、ケーブルＣを介して監視部１に着脱自在に装着できるように構成されている。したがって、監視部１には、パソコン１０と通信を行うための通信制御部が内蔵されている。

以下、図２のフローチャートを用いて制御動作について説明する。今、列車イに車上装置ロが新設されたとする。そして、パソコン１０がケーブルＣを介して監視部１に接続されたとする（ステップ１００肯定。以下、ステップを「Ｓ」とする。）。このパソコン１０のフレキシブルディスク（ＦＤ）等の図示しない記憶部には、事前に入念なチェックを受けた車上装置ロが予め記憶しておかなければならない基本データが記憶されている。すなわち、パソコン１０の記憶部には、監視部１から各部２，３，４にダウンロードすべきデータ（ローディングデータ）が記憶されている。このローディングデータには、データ内容の世代を示す所定のバージョンデータ（バージョンｎ（ｎは世代を表している。））が含まれている。

上記ローディングデータの内容は、主として車上（列車イ）において主体的に速度照査パターンを生成するための基本データであり、ローディングデータヘッダーデータ（ローディングデータのバージョンｎ、各部のプログラムデータのバージョンｎ、各データのサイズ…）、軌道回路順列データ、軌道回路属性データ、ジャンプデータ、区間ジャンプデータ、速度制限データ、分岐データ、曲線速度制限データ、線区最高速度データ、勾配データ、トンネルデータ、減速性能データ、走行抵抗データ、諸定数データ等を含む。

パソコン１０から監視部１への基本データのダウンロードが終了すると（Ｓ１０２、Ｓ１０４肯定）、監視部１からパソコン１０が取り外され、次いで、監視部１から各部２，３，４に基本データがローディング（ダウンロード）されて各部２，３，４にそれぞれ記憶される（Ｓ１０６、Ｓ１０８肯定）。このパソコン１０から監視部１へのローディングは、路線変更や新駅追加等により基本データが更新される毎に行われるとともに、その更新毎にバージョンｎが更新され、監視部１には、最新の基本データが記憶されるように構成されている。

監視部１から各部２，３，４に基本データがそれぞれ記憶されると、その基本データを用いての列車運転が可能となる（Ｓ１１０）。すなわち、車上装置ロでは、常時、地上側から得られる地上データ及び予め車上装置ロに記憶されている軌道回路順列データ等の基本データ（ローディングデータ）を用いて、現在の位置から停止目標点までの１本の放物線状の速度照査パターンを生成し、その生成された速度照査パターンを用いて列車イの運転が行われる。そして、この運転の途中、列車イが図示しない地上子にさしかかると、その地上子から位置情報を得て自列車位置の補正が行われる。

列車イの運転が終了し、車上装置ロの電源がＯＦＦにされると、各部２，３，４に記憶されているローディングデータがクリアされる。そして、その列車イの運転が開始されて車上装置ロの電源がＯＮされると（Ｓ１１２肯定）、監視部１から基本データが各部２，３，４へ再びダウンロードされる（Ｓ１０６）。

なお、図２のフローチャートでは省略されているが、上述の監視部１から各部２，３，４への基本データの送出は、時分割で常時配信される。したがって、各部２，３，４の単体で電源がＯＮ，ＯＦＦされてもその単体を容易に立ち上げることができる。また、監視部１と保持しているバージョンデータ（バージョンｎ）と各部２，３，４が記憶しているバージョンｎとが常時チェックされ、不一致のときは、各部２，３，４において再ローディングが行われる。さらに、車上装置ロの立上時の一定時間は、通常時よりも速い周期で基本データの送出が行われて各部２，３，４への基本データの記憶が速やかに行われるように工夫されており、車上装置ロの立上げ時間が短縮される。また、上述の基本データ中には、車両毎に異なる情報が含まれており、その基本データにより各部は車両毎の性能が関連づけられるので、基本データの変更のみで各車両に使用可能となる。このため、車両毎に各部の予備品をもつ必要がない。

本発明の一実施の形態に係る列車制御装置の概略構成図である。 制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

イ 列車
ロ 車上装置
ａ 車上子（アンテナ）
１ 監視部
２ 受信部
３ 保安制御部
４ 運転制御部
４ａ 運転制御信号生成部
４ｂ 速度・位置検出部
５ 共通部
１０ パソコン（外部機器）
Ｌ1 ，Ｌ2 通信回線

Claims (2)

1. 地上側から得た信号情報や距離・位置情報等の所定のデータ及び予め車上装置に記憶されている軌道回路順列データ等の基本データに基づいて前記車上装置において所定の速度照査パターンを生成し、その生成された速度照査パターンを用いて列車制御を行う列車制御装置において、
   前記車上装置を構成する受信部、前記所定の速度照査パターンを生成する保安制御部、列車のブレーキ等の機器類を駆動制御する運転制御部を含む処理部をその間に形成されている通信エリアネットワークを介して監視する監視部と、
   前記予め車上装置に記憶されている前記軌道回路順列データ等の基本データを路線変更や新駅増設等により更新すべき時毎に、新しい軌道回路順列データ等の基本データを前記監視部にダウンロードするパーソナルコンピュータ等の外部機器と、
   前記外部機器から前記監視部にダウンロードされ記憶された新しい軌道回路順列データ等の基本データをその監視部から前記処理部へ時分割でダウンロードするデータ送出手段と備え、
   前記車上装置の電源がＯＦＦされたときは前記処理部に記憶されている軌道回路順列データ等の基本データをクリアし、前記車上装置の電源がＯＮされたときは前記データ送出手段に前記監視部から前記軌道回路順列データ等の基本データを前記処理部に再びダウンロードさせるようにした、
   ことを特徴とする列車制御装置。
2. 監視部から各処理部へは光ケーブルからなるＬＡＮを介して配信することを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。

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