JP5683203B2

JP5683203B2 - 自動列車制御装置

Info

Publication number: JP5683203B2
Application number: JP2010231043A
Authority: JP
Inventors: 順一渡邉; 晃司丸山
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2030-10-14
Also published as: JP2012081906A

Description

この発明は、レールを情報伝送路とした軌道回路の境界を車上で安定して検知して列車の走行位置を精度良く検知する自動列車制御装置に関するものである。

列車の速度を自動的に制限速度以下に制御するため地上と列車の間で情報を授受する自動列車制御装置は、あらかじめ先行列車との間隔と曲線や分岐等の進路の条件等により定まる停止目標位置と現在の在線位置を示すＡＴＣ信号を軌道回路に伝送し、車上装置は軌道回路から受信したＡＴＣ信号により算出される停止目標位置までの照査速度パターンに基づき連続的に列車を減速する方法である。

この列車の速度制御を適切に行うためには、列車に搭載した車上装置で自列車の走行位置を正確に認識する必要がある。この列車の位置を車上装置で認識するため、例えば特許文献１に示されたデジタル式自動列車制御装置は、列車に搭載した車上装置で速度発電機からの信号により走行距離演算を行い、地上の所定に位置に設けられた位置補正用のトランスポンダ地上子からの絶対位置情報を取得して位置補正を行って車上装置で列車の位置を検出している。

トランスポンダ地上子からの絶対位置情報を取得して位置補正を行うためには地上に多くのトランスポンダ地上子を設ける必要があり、設置や保守に多くの費用を要する。この問題を改善するため特許文献２に示された列車位置検知方法は、車上装置に各軌道回路の絶対位置情報を保持し、軌道回路境界から軌道回路に送信している列車検知信号を受信しているとき、列車の車軸が軌道回路境界を通過した直後に受信している列車検知信号の受信レベルが急激に大きく低下したことを検出して列車が軌道回路境界を通過したと判定して速度発電機からの信号により算出した走行距離を保持した各軌道回路の絶対位置情報により補正している。

しかしながら軌道回路に送信されて車上装置で受信している列車検知信号の受信レベルが低下するのは軌道回路境界を通過するときに限らず、例えば地上装置が故障により１系から２系に切り替わった場合は、その切り替わりの瞬間に受信している信号の受信レベルは「０」になる。また、線路付近に鉄板などの電磁誘導作用を妨げる物体が存在する場合も、列車がその付近を通過すると受信している列車検知信号の受信レベルは急激に低下する。このため軌道回路境界を正確に検知することができない場合がある。

この発明は、このような短所を改善し、軌道回路境界を車上で安定して検知し、列車の走行位置を精度良く検知することができる自動列車制御装置を提供することを目的とするものである。

この発明の自動列車制御装置は、地上装置と列車に搭載された車上装置を有し、前記地上装置は、各軌道回路の列車進出側の境界近傍に接続され、接続された軌道回路を特定する軌道回路番号を有し、軌道回路毎に異なる搬送波周波数のＡＴＣ信号を送信する送信器を有し、前記車上装置は、受信部と受信レベル検知部と受信内容検知部及び軌道回路境界判定部を有し、前記受信部は、受電器を介して各軌道回路に送信されているＡＴＣ信号を受信し、前記受信レベル検知部は、受信したＡＴＣ信号の変化を監視し、受信レベルがあらかじめ設定された閾値より低くなったか否を判別して前記軌道回路境界判定部に出力し、前記受信内容検知部は、受信したＡＴＣ信号に含まれる搬送波周波数を検知して、ＡＴＣ信号の搬送波周波数を前記軌道回路境界判定部に出力し、前記軌道回路境界判定部は、前記受信内容検知部からＡＴＣ信号の搬送波周波数を入力しているときに、前記受信レベル検知部からＡＴＣ信号の受信レベルが閾値より低下したことを示す信号を入力すると、そのときの地点を仮の軌道回路境界と判定し、その後、前記受信レベル検知部からＡＴＣ信号の受信レベルが閾値より高くなったことを示す信号を入力すると、前記受信内容検知部から入力するＡＴＣ信号の搬送波周波数を確認し、受信レベルが閾値より高いＡＴＣ信号の搬送波周波数が仮の軌道回路境界におけるＡＴＣ信号の搬送波周波数と同一である場合には、判定した仮の軌道回路境界を破棄し、受信レベルが閾値より高いＡＴＣ信号の搬送波周波数が仮の軌道回路境界におけるＡＴＣ信号の搬送波周波数と異なる場合には、判定した仮の軌道回路境界を真の軌道回路境界と判定することを特徴とする。

また、前記車上装置は軌道回路境界記憶部と在線位置検知部を有し、前記軌道回路境界記憶部には各軌道回路の軌道回路境界があらかじめ記憶され、前記在線位置検知部は速度発電機からの速度パルス出力を積算して列車の移動距離を算出して走行位置を検出し、前記軌道回路境界判定部から軌道回路境界を示す信号を入力すると、検出している列車の走行位置を前記軌道回路境界記憶部に記憶している各軌道回路の軌道回路境界の位置に補正することを特徴とする。

この発明は、車上装置で受信したＡＴＣ信号の受信レベルが閾値より低下したとき、そのときの地点を仮の軌道回路境界と判定し、その後、ＡＴＣ信号の受信レベルが閾値より高くなったとき、ＡＴＣ信号の内容である搬送周波数やＡＴＣ信号に含まれる軌道回路番号を確認し、受信レベルが低下してから高くなった前後のＡＴＣ信号の内容が同じ場合は判定した仮の軌道回路境界を破棄し、受信レベルが低下してから高くなった前後のＡＴＣ信号の内容が異なる場合は、判定した仮の軌道回路境界を真の軌道回路境界と判定することにより、例えば線路付近に存在する鉄板などの電磁誘導作用を妨げる物体の影響等により受信しているＡＴＣ信号の受信レベルが低下しても、受信レベルが低下した位置を軌道回路境界と誤認することを防ぐことができ、軌道回路境界を車上装置で精度良く検出して列車の走行位置を安定して検出することができる。

この発明の自動列車制御装置の構成を示すブロック図である。車上装置の構成を示すブロック図である。有絶縁軌道回路を使用しているときのＡＴＣ信号の受信レベルと搬送波周波数の変化特性図である。他の車上装置の構成を示すブロック図である。無絶縁軌道回路を使用しているときのＡＴＣ信号の受信レベルと搬送波周波数の変化特性図である。

図１は、この発明の自動列車制御装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、自動列車制御装置は地上装置１と列車２に搭載した車上装置３を有する。

地上装置１は、各軌道回路１Ｔ〜３Ｔの列車進出側の境界に接続された送信器４ａ〜４ｃと、各軌道回路１Ｔ〜４Ｔの列車進入側の境界に接続された受信器５ａ〜５ｄと、先行列車の位置や進路開通等により変化する変化情報を送信器４ａ〜４ｃに送る条件連絡回路６を有する。送信器４ａ〜４ｃは接続された軌道回路１Ｔ〜３Ｔに列車検知信号を送信し、受信器５ａ〜５ｄは接続された軌道回路１Ｔ〜４Ｔに送信された列車検知信号の受信の有無により軌道回路１Ｔ〜４Ｔに列車２が在線するか否を判定する。また、送信器４ａ〜４ｃは条件連絡回路６から送られる先行列車の位置や進路開通等により変化する変化情報と接続された軌道回路１Ｔ〜４Ｔを特定する軌道回路番号に基づいて軌道回路１Ｔ〜３Ｔ毎に異なる搬送波周波数ｆ１〜ｆ３の列車制御信号（ＡＴＣ信号）を生成して各軌道回路１Ｔ〜３Ｔに送信する。

車上装置３は、図２のブロック図に示すように、軌道回路境界記憶部３０と受信部３１と受信レベル検知部３２と受信内容検知部３３と軌道回路境界判定部３４と在線位置検知部３５と復調部３６と演算処理部３７と速度照査部３８及び速度制御部３９を有する。

軌道回路境界記憶部３０には各軌道回路１Ｔ〜４Ｔの軌道回路境界があらかじめ記憶されている。受信部３１は受電器１０を介して軌道回路１Ｔ〜４Ｔに送信されているＡＴＣ信号を受信する。受信レベル検知部３２は受信部３１で受信したＡＴＣ信号の変化を監視し、受信レベルがあらかじめ設定された閾値ＳＴｈより低くなったか否を判別して軌道回路境界判定部３４に出力する。受信内容検知部３３は受信部３１で受信したＡＴＣ信号の内容を検知するものであり、例えばＡＴＣ信号の搬送波周波数ｆ１〜ｆ３を検出して搬送波周波数を示す信号を軌道回路境界判定部３４に出力する。

軌道回路境界判定部３４は受信内容検知部３３からＡＴＣ信号の搬送波周波数を示す信号を入力しているときに、受信レベル検知部３２からＡＴＣ信号の受信レベルが閾値ＳＴｈより低下したことを示す信号を入力すると、そのときの地点を仮の軌道回路境界と判定する。その後、受信レベル検知部３２からＡＴＣ信号の受信レベルが閾値ＳＴｈより高くなったことを示す信号を入力すると、受信内容検知部３３から入力する搬送波周波数を示す信号を確認し、ＡＴＣ信号の受信レベルが低下する前と同じ搬送波周波数の信号を入力していると、判定した仮の軌道回路境界を破棄する。また、受信レベル検知部３２からＡＴＣ信号の受信レベルが閾値ＳＴｈより高くなったことを示す信号を入力して受信内容検知部３３から入力する搬送波周波数を示す信号を確認したとき、ＡＴＣ信号の受信レベルが低下する前の搬送波周波数とは異なる搬送波周波数の信号が入力していると、判定した仮の軌道回路境界を真の軌道回路境界と判定して在線位置検知部３５に出力する。

在線位置検知部３５は速度発電機１１からの速度パルス出力を積算して列車２の移動距離を算出して走行位置を検出して演算処理部３７に出力している状態で、軌道回路境界判定部３４から軌道回路境界を示す信号を入力すると、検出している列車２の走行位置を軌道回路境界記憶部３０に記憶している各軌道回路１Ｔ〜４Ｔの軌道回路境界の位置に補正して演算処理部３７に出力する。

復調部３６は受信部３１で受信したＡＴＣ信号を復調して演算処理部３７に出力する。演算処理部３７は復調したＡＴＣ信号に含まれる変化情報と列車２の走行位置を参照して列車２の速度パターンを作成して速度照査部３８に出力する。速度照査部３８は入力した速度パターンで示す速度と列車２の速度とを照合して照査して速度制御部３９に出力する。速度制御部３９は速度照査部３８の照査結果によりブレーキ装置等を制御して列車２の速度が制限速度以下になるように制御する。

この地上装置１の送信器４ｂからＡＴＣ信号を列車２が在線する軌道回路２Ｔに送信し、車上装置３で列車の走行位置を検出するときの処理を図３の波形図を参照して説明する。

列車２が軌道回路２Ｔを走行しているとき、受信部３１は送信器４ｂから軌道回路２Ｔに送信している搬送波周波数ｆ２のＡＴＣ信号を受信している。この受信部３１で受信している搬送波周波数ｆ２のＡＴＣ信号の受信レベルの変化を受信レベル検知部３２で監視している。また、受信しているＡＴＣ信号の搬送波周波数ｆ２を受信内容検知部３３で検出して搬送波周波数ｆ２を示す信号を軌道回路境界判定部３４に出力している。この状態で、図２に示す位置ＡでＡＴＣ信号の受信レベルが、例えば線路付近に存在する鉄板などの電磁誘導作用を妨げる物体の影響により閾値ＳＴｈより低くなると、受信レベル検知部３２は受信レベル低下を示す信号を軌道回路境界判定部３４に出力する。軌道回路境界判定部３４は受信内容検知部３３から搬送波周波数ｆ２を示す信号を入力しているときに、受信レベル検知部３２からＡＴＣ信号の受信レベルが閾値ＳＴｈより低下したことを示す信号を入力すると、そのときの地点Ａを仮の軌道回路境界と判定する。

その後、線路付近に存在する電磁誘導作用を妨げる物体の影響を受けなくなって受信部３１で受信しているＡＴＣ信号が閾値ＳＴｈより高くなり、軌道回路境界判定部３４は受信レベル検知部３２からＡＴＣ信号の受信レベルが閾値ＳＴｈより高くなったことを示す信号を入力すると、受信内容検知部３３から入力する搬送波周波数を示す信号を確認し、ＡＴＣ信号の受信レベルが低下する前と同じ搬送波周波数ｆ２を示す信号が入力していると、地点Ａを仮の軌道回路境界とした判定を破棄する。

列車１が走行して軌道回路２Ｔの列車進出側の境界近傍に達して、受信部３１で受信している搬送波周波数ｆ２のＡＴＣ信号の受信レベルは急激に低下して閾値ＳＴｈより低くなると、受信レベル検知部３２は受信レベル低下を示す信号を軌道回路境界判定部３４に出力する。軌道回路境界判定部３４は受信内容検知部３３から搬送波周波数ｆ２を示す信号を入力しているときに、受信レベル検知部３２からＡＴＣ信号の受信レベルが閾値ＳＴｈより低下したことを示す信号を入力すると、そのときの地点を仮の軌道回路境界と判定する。この状態で列車２が軌道回路２Ｔと軌道回路３Ｔの軌道境界を通過して、送信器４ｃから軌道回路３Ｔに送信している搬送波周波数ｆ３のＡＴＣ信号を受信部３１で受信すると、受信内容検知部３３は搬送波周波数ｆ３を示す信号を軌道回路境界判定部３４に出力する。この状態で、受信レベル検知部３２でＡＴＣ信号の受信レベルが閾値ＳＴｈより高くなったことを検出して軌道回路境界判定部３４にＡＴＣ信号の受信レベルが閾値ＳＴｈより高くなったことを示す信号を出力すると、軌道回路境界判定部３４は受信内容検知部３３から入力する搬送波周波数ｆ３を示す信号を確認し、ＡＴＣ信号の受信レベルが低下する前の搬送波周波数ｆ２と異なる搬送波周波数ｆ３を示す信号が入力していることを確認すると、判定した仮の軌道回路境界を、軌道回路２Ｔと軌道回路３Ｔの軌道回路境界と判定して在線位置検知部３５に出力する。

在線位置検知部３５は速度発電機１１からの速度パルス出力を積算して列車２の移動距離を算出して走行位置を検出している状態で、軌道回路境界判定部３４から軌道回路２Ｔと軌道回路３Ｔの軌道回路境界を示す信号を入力すると、検出している列車２の走行位置を軌道回路境界記憶部３０に記憶している軌道回路２Ｔと軌道回路３Ｔの軌道回路境界の位置に補正して演算処理部３７に出力する。演算処理部３７は復調部３６で復調したＡＴＣ信号に含まれる変化情報と列車２の走行位置を参照して列車２の速度パターンを作成して速度照査部３８に出力し、速度照査部３８は入力した速度パターンで示す速度と列車２の速度とを照合して照査して速度制御部３９に出力する。速度制御部３９は速度照査部３８の照査結果によりブレーキ装置等を制御して列車２の速度が制限速度以下になるように制御する。

このようにして例えば線路付近に存在する鉄板などの電磁誘導作用を妨げる物体の影響等により受信部３１で受信しているＡＴＣ信号の受信レベルが低下しても、受信レベルが低下した位置を軌道回路２Ｔと軌道回路３Ｔの軌道回路境界と誤認することを防ぐことができ、軌道回路２Ｔと軌道回路３Ｔの軌道回路境界を車上装置３で精度良く検出して列車２の走行位置を安定して検出して列車２を制御することができる。

前記説明では受信内容検知部３３で受信したＡＴＣ信号の搬送波周波数ｆ１〜ｆ３を検出して軌道回路境界判定部３４に出力する場合について示したが、図４の車上装置のブロック図に示すように、受信内容検知部３３は復調部３６で復調したＡＴＣ信号に含まれる軌道回路番号を検出して軌道回路境界判定部３４に出力しても良い。

また、前記説明ではＡＴＣ信号の伝送路として軌道絶縁を有する有絶縁軌道回路１Ｔ〜４Ｔを使用した場合について示したが、図５に示すように、軌道回路２Ｔに送信器４ｂから送信する搬送周波数ｆ２のＡＴＣ信号とともに送信器４ｃから軌道回路３Ｔに送信する搬送周波数ｆ３のＡＴＣ信号が送られる無絶縁軌道回路１Ｔ〜４ＴをＡＴＣ信号の伝送路として使用した場合も、ＡＴＣ信号の受信レベルの閾値ＳＴｈを適切に設定することにより、同様にして軌道回路２Ｔと軌道回路３Ｔの軌道回路境界を車上装置３で精度良く検出して列車２の走行位置を安定して検出することができる。

１；地上装置、２；列車、３；車上装置、４；送信器、５；受信器、
６；条件連絡回路、１０；受電器、１１；速度発電機、３０；軌道回路境界記憶部、
３１；受信部、３２；受信レベル検知部、３３；受信内容検知部、
３４；軌道回路境界判定部、３５；在線位置検知部、３６；復調部、
３７；演算処理部、３８；速度照査部、３９；速度制御部。

特許第３４４３７９２号公報特許第４０８７７８６号公報

Claims

地上装置と列車に搭載された車上装置を有し、
前記地上装置は、各軌道回路の列車進出側の境界近傍に接続され、接続された軌道回路を特定する軌道回路番号を有し、軌道回路毎に異なる搬送波周波数のＡＴＣ信号を送信する送信器を有し、
前記車上装置は、受信部と受信レベル検知部と受信内容検知部及び軌道回路境界判定部を有し、
前記受信部は、受電器を介して各軌道回路に送信されているＡＴＣ信号を受信し、
前記受信レベル検知部は、受信したＡＴＣ信号の変化を監視し、受信レベルがあらかじめ設定された閾値より低くなったか否を判別して前記軌道回路境界判定部に出力し、
前記受信内容検知部は、受信したＡＴＣ信号に含まれる搬送波周波数を検知して、ＡＴＣ信号の搬送周波数を前記軌道回路境界判定部に出力し、
前記軌道回路境界判定部は、前記受信内容検知部からＡＴＣ信号の搬送波周波数を入力しているときに、前記受信レベル検知部からＡＴＣ信号の受信レベルが閾値より低下したことを示す信号を入力すると、そのときの地点を仮の軌道回路境界と判定し、その後、前記受信レベル検知部からＡＴＣ信号の受信レベルが閾値より高くなったことを示す信号を入力すると、前記受信内容検知部から入力するＡＴＣ信号の搬送波周波数を確認し、受信レベルが閾値より高いＡＴＣ信号の搬送波周波数が仮の軌道回路境界におけるＡＴＣ信号の搬送波周波数と同一である場合には、判定した仮の軌道回路境界を破棄し、受信レベルが閾値より高いＡＴＣ信号の搬送波周波数が仮の軌道回路境界におけるＡＴＣ信号の搬送波周波数と異なる場合には、判定した仮の軌道回路境界を真の軌道回路境界と判定することを特徴とする自動列車制御装置。
前記車上装置は、軌道回路境界記憶部と在線位置検知部を有し、
前記軌道回路境界記憶部には、各軌道回路の軌道回路境界があらかじめ記憶され、前記在線位置検知部は、速度発電機からの速度パルス出力を積算して列車の移動距離を算出して走行位置を検出し、前記軌道回路境界判定部から軌道回路境界を示す信号を入力すると、検出している列車の走行位置を前記軌道回路境界記憶部に記憶している各軌道回路の軌道回路境界の位置に補正することを特徴とする請求項１記載の自動列車制御装置。