JP2018011368A - 遮断器制御方法、制御装置及び地上システム - Google Patents

Abstract

【課題】デッドセクション通過時にシステム全体で冗長的な機能補完を実現する遮断器の制御システムを提供する。【解決手段】前方車両１２及び後方車両１４それぞれに搭載された遮断器２２の制御装置２６は、自車両の遮断器２２を、デッドセクションの手前方に配置された地上子Ｐの検出によってオフ制御し、奥方に配置された地上子Ｐの検出によってオン制御する自己制御を行うとともに、バックアップ制御を行う。バックアップ制御としては、自車両が前方車両ならば、後方車両の遮断器２２を、デッドセクションの奥方に配置された地上子Ｐの検出によってオフ制御し、奥方遠方地上子である地上子Ｐの検出によってオン制御する後方バックアップ制御を行い、自車両が後方車両ならば、前方車両の遮断器２２を、デッドセクションの手前方に配置された地上子Ｐの検出によってオフ制御し、地上子Ｐの検出によってオン制御する前方バックアップ制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、デッドセクションを通過する際に遮断器を制御する技術に関する。

鉄道においては、デッドセクション（無通電区間）の通過の際に、デッドセクション内での架線ショートによる変電設備への影響を避けるため、集電装置（パンタグラフ）からの給電を遮断する必要がある。このため、集電装置と主回路との間にある遮断器を、デッドセクションに差し掛かる前にオフし、デッドセクションの通過後にオンすることを行っている。この遮断器のオン・オフ制御は、例えば、デッドセクションの手前方及び奥方に地上子を設置し、車上において地上子を検出することで実現している。

集電装置を備えた複数の車両で編成された列車では、集電装置を備えた車両毎に遮断器が設けられる。１つの列車における複数の遮断器の制御は、全ての遮断器を同じタイミングでオン・オフ制御したり、或いは、遮断器毎にデッドセクションへの進入タイミングに合わせてオン・オフ制御したりすることができる（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１３／１１４６２２号明細書

鉄道では、信頼性・安全性の観点から多重系（冗長系）の構成とすることが望まれており、デッドセクション通過時の遮断器の制御システムについても同様である。例えば、列車の両端の車両それぞれに遮断器の制御装置を設置して、それぞれの制御装置を二重系化する。進行方向の先頭に位置する制御装置のみが動作し、列車の各集電装置に対応する遮断器を、地上子の検出に応じて一斉にオフ・オン制御したり、或いは、複数の遮断器それぞれに対応させた専用の地上子を配置し、検出した地上子に対応する遮断器をオフ・オン制御したりする方式が考えられる。

しかしながら、遮断器の制御を二重系とすることには、制御装置の故障時に常用系から待機系に切り換わる際の切り換え時間の発生や、制御装置の多重系化による電源容量の増大といった問題があった。また、車上装置を二重系構成としても、そもそも地上子を検出する車上子が一重系であるため、車上子が故障するとバックアップが無いために制御不能となるという問題があった。また、地上子についても同様であり、地上子の故障を考慮して、同一の地上子を２台設置する二重系とする構成が考えられるが、制御対象の遮断器の数に比例して設置台数が増加し、コスト増となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デッドセクション通過時の遮断器の制御システムにおいて、遮断器の制御装置や車上子、地上子の数を抑えつつ、システム全体で冗長的な機能補完を実現する構成とすることである。

上記課題を解決するための第１の発明は、
集電装置と、前記集電装置と主回路との間の電路を遮断する遮断器と、地上子を検出する地上子検出手段とを備えた前方車両および後方車両を有して編成された列車がデッドセクションを通過する際の遮断器制御方法であって、
前記地上子には、
前記デッドセクションの手前方に、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置された手前方遠方地上子と、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置された手前方近接地上子とを少なくとも含む複数の手前方地上子と、
前記デッドセクションの奥方に、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置された奥方近接地上子と、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置された奥方遠方地上子とを少なくとも含む複数の奥方地上子と、
が含まれ、
前記前方車両自身あるいは前記後方車両自身である自車両が、自車両の前記地上子検出手段による前記手前方地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオフ制御し、前記奥方地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオン制御する自己制御と、
前記前方車両が、前記前方車両の前記地上子検出手段による前記奥方地上子の検出に基づいて、前記後方車両の前記遮断器のオフ制御およびオン制御を行う後方バックアップ制御と、
前記後方車両が、前記後方車両の前記地上子検出手段による前記手前方地上子の検出に基づいて、前記前方車両の前記遮断器のオフ制御およびオン制御を行う前方バックアップ制御と、
を切り替えて、前記デッドセクション通過時に前記列車の全ての前記遮断器のオフ制御およびオン制御を行う遮断器制御方法である。

また、第５の発明として、
集電装置と、前記集電装置と主回路との間の電路を遮断する遮断器と、地上子を検出する地上子検出手段と、前記遮断器を制御する制御装置とを備えた前方車両および後方車両を有して編成されてデッドセクションを通過する列車の前記制御装置であって、
前記地上子には、
前記デッドセクションの手前方に、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置された手前方遠方地上子と、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置された手前方近接地上子とを少なくとも含む複数の手前方地上子と、
前記デッドセクションの奥方に、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置された奥方近接地上子と、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置された奥方遠方地上子とを少なくとも含む複数の奥方地上子と、
が含まれ、
自車両が、自車両の前記地上子検出手段による前記手前方地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオフ制御し、前記奥方地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオン制御する自己制御と、
自車両が前記前方車両である場合に、前記前方車両の前記地上子検出手段による前記奥方地上子の検出に基づいて、前記後方車両の前記遮断器のオフ制御およびオン制御を行う後方バックアップ制御と、
自車両が前記後方車両である場合に、前記後方車両の前記地上子検出手段による前記手前方地上子の検出に基づいて、前記前方車両の前記遮断器のオフ制御およびオン制御を行う前方バックアップ制御と、
を切り替えて実行可能である制御装置を構成しても良い。

この第１の発明等によれば、列車に編成された前方車両及び後方車両の一方の車両の制御装置が故障した場合であっても、デッドセクションの通過時に、他方の車両の制御装置のバックアップ制御によって、一方の車両の遮断器のオフ制御及びオン制御を行うことができる。すなわち、前方車両及び後方車両は、自車両の遮断器を、デッドセクションの手前方に配置された手前方地上子の検出に応じてオフ制御し、デッドセクションの奥方に配置された奥方地上子の検出に応じてオン制御する自己制御を行うとともに、前方車両は、奥方地上子の検出に基づいて、後方車両の遮断器をオフ制御及びオン制御する後方バックアップ制御を行い、後方車両は、手前方地上子の検出に基づいて、前方車両の遮断器をオフ制御及びオン制御する前方バックアップ制御を行うのである。

第２の発明として、第１の発明の遮断器制御方法であって、
前記後方バックアップ制御は、前記前方車両の前記地上子検出手段による前記奥方近接地上子の検出に応じて前記後方車両の前記遮断器をオフ制御し、前記奥方遠方地上子の検出に応じて前記後方車両の前記遮断器をオン制御する制御であり、
前記前方バックアップ制御は、前記後方車両の前記地上子検出手段による前記手前方遠方接地上子の検出に応じて前記前方車両の前記遮断器をオフ制御し、前記手前方近接地上子の検出に応じて前記前方車両の前記遮断器をオン制御する制御である、
遮断器制御方法を構成しても良い。

この第２の発明によれば、前方車両は、後方バックアップ制御として、後方車両の集電装置がデッドセクションに差し掛かる前に、後方車両の遮断器をオフ制御し、後方車両の集電装置がデッドセクションを通過した後に、後方車両の遮断器をオン制御する。また、後方車両は、前方バックアップ制御として、前方車両の集電装置がデッドセクションに差し掛かる前に、前方車両の遮断器をオフ制御し、前方車両の集電装置がデッドセクションを通過した後に、前方車両の遮断器をオン制御する。

第３の発明として、第１又は第２の発明の遮断器制御方法であって、
前記手前方近接地上子には、前記デッドセクションまでの距離が異なる複数の前記手前方近接地上子が含まれ、
前記奥方近接地上子には、前記デッドセクションからの距離が異なる複数の前記奥方近接地上子が含まれ、
前記自己制御は、自車両の前記地上子検出手段による何れかの前記手前方近接地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオフ制御し、何れかの前記奥方近接地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオン制御する制御である、
遮断器制御方法を構成しても良い。

この第３の発明によれば、手前方近接地上子には、デッドセクションまでの距離が異なる複数の地上子が含まれ、奥方近接地上子には、デッドセクションからの距離が異なる複数の地上子が含まれる。つまり、自己制御を二重系に構成していていることになり、例えば、手前方地上子或いは奥方地上子のうちの一つが故障した場合や、検出に失敗した場合であっても、自車両の遮断器のオフ制御及びオン制御を確実に行うことができる。

第４の発明として、第１〜第３の何れかの発明の遮断器制御方法であって、
前記列車は、前記集電装置と前記遮断器と前記地上子検出手段とを備えた中間車両が編成されており、
前記中間車両は、前記前方車両又は前記後方車両として、前記自己制御、前記後方バックアップ制御および前記前方バックアップ制御を行う、
遮断器制御方法を構成しても良い。

この第４の発明によれば、集電装置及び遮断器を備えた車両として、前方車両、後方車両及び中間車両の三両が編成された列車においても同様に、何れかの車両の制御装置が故障した場合であっても、デッドセクションの通過時に、他の車両の制御装置のバックアップ制御によって、制御装置が故障した車両の遮断器のオフ制御及びオン制御を行うことができる。

第６の発明として、第５の発明の制御装置であって、
他車両から故障が発生したことを示す故障信号を受信した場合に、自車両が前記前方車両か前記後方車両かに応じて、前記後方バックアップ制御又は前記前方バックアップ制御を行い、
自車両に故障が発生していない場合には前記自己制御により自車両の前記遮断器を制御し、故障が発生した場合には前記故障信号を他車両に送信して当該他車両による前記後方バックアップ制御又は前記前方バックアップ制御により自車両の前記遮断器が制御される、
制御装置を構成しても良い。

この第６の発明によれば、制御装置は、自車両に故障が発生した場合には、故障信号を他車両に送信するとともに、他車両から故障信号を受信した場合には、自車両が前方車両か後方車両かに応じて、後方バックアップ制御又は前方バックアップ制御を行う。つまり、前方車両及び後方車両の一方の車両に故障が発生した場合に、故障信号によって、他方の車両による一方の車両の遮断器のバックアップ制御が行われる。

第７の発明として、
集電装置と、前記集電装置と主回路との間の電路を遮断する遮断器と、地上子を検出する地上子検出手段と、前記遮断器を制御する第５の発明の制御装置とを備えた前方車両および後方車両を有して編成された列車がデッドセクションを通過する際の地上システムであって、
前記デッドセクションの手前方に、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置した手前方遠方地上子と、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置した手前方近接地上子とを少なくとも含む複数の手前方地上子と、
前記デッドセクションの奥方に、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置した奥方近接地上子と、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置した奥方遠方地上子とを少なくとも含む複数の奥方地上子と、
を備えた地上システムを構成しても良い。

この第７の発明によれば、第５の発明と同様の作用効果を得る地上システムを実現することができる。

列車の編成例。 前方車両及び後方車両の回路構成の概略図。 地上子の配置の説明図。 地上子の配置の説明図。 地上子に割り当てた遮断器の制御機能の一覧。 前方車両の制御装置の故障時の制御例。 後方車両の制御装置の故障時の制御例。 地上子の故障時の制御例。 制御装置の構成図。 前方車両、後方車両及び中間車両の構成図。

［構成］
（Ａ）編成
図１は、本実施形態における列車１０の一例である。図１に示すように、列車１０は、集電装置（本実施形態ではパンタグラフとする）２０が設けられた二車両（それぞれを、進行方向を基準に前方車両１２及び後方車両１４とする）を含む複数の車両で編成される。前方車両１２及び後方車両１４それぞれには、主回路２４と、集電装置２０と主回路２４との間の電路を遮断する真空遮断器（以下、単に「遮断器」という）２２と、制御装置２６と、地上子Ｐを検出する車上子２８とが搭載されている。図１では、前方車両１２である１両目の車両と、後方車両１４である４両目の車両とに集電装置２０が設けられた５両編成の列車１０を示している。また、列車１０が走行する軌道Ｒには、複数の地上子Ｐが配置されている。

制御装置２６（以下、制御装置２６自身のことを「自装置」という）は、地上子Ｐの検出によって、当該制御装置２６が搭載された車両（以下、「自車両」という）の遮断器２２のオン・オフを制御するとともに、他の制御装置２６（以下、「他装置」という）が搭載された車両（以下、「他車両」という）の遮断器２２のオン・オフをバックアップ制御する。

図２は、前方車両１２及び後方車両１４の本実施形態に係る回路構成の概略を示す図である。図２に示すように、前方車両１２及び後方車両１４それぞれにおいて、制御装置２６と遮断器２２との間には２系統の制御線９１，９２が設けられており、制御装置２６は、制御線９１，９２の何れを用いても遮断器２２のオン・オフ制御を行うことができる。また、前方車両１２と後方車両１４との間には、前進条件線、後進条件線及びバックアップ制御線が引き通されている。制御装置２６は、前進条件及び後進条件によって、自車両が前方車両であるか後方車両であるかを判定することができる。また、バックアップ制御線を介して、他車両の遮断器２２のバックアップ制御を行うことができる。また、制御装置２６間では、各制御装置２６が正常であるか故障であるかを示す故障情報のやりとりが可能となっており、制御装置２６は、故障情報によって他装置の故障を判定し、他車両の遮断器２２をバックアップ制御することができる。

また、図２に示す通り、前方車両１２の各機器の符号には末尾に「Ａ」を、後方車両１４の各機器の符号には末尾に「Ｂ」を付して適宜区別して説明することする。

（Ｂ）地上子システム
図３は、地上子Ｐの本実施形態の配置例を示す図である。図３に示すように、デッドセクションの近傍に、６個の地上子Ｐ１〜Ｐ６を有する地上システム３０が設けられている。具体的には、デッドセクションの手前方には、デッドセクションから遠い順に手前方地上子である３個の地上子Ｐ１〜Ｐ３の３個の地上子が配置され、デッドセクションの奥方には、デッドセクションから近い順に奥方地上子である３個の地上子Ｐ４〜Ｐ６が配置されている。これらの地上子Ｐ１〜Ｐ６は、デッドセクションを挟んで対称となる距離に配置されている。

手前方地上子Ｐ１〜Ｐ３は、適宜、デッドセクションから最も遠い地上子Ｐ１を手前方遠方地上子Ｐ１、その他の地上子Ｐ２，Ｐ３を手前方近接地上子Ｐ２，Ｐ３と呼ぶ。同様に、奥方地上子Ｐ４〜Ｐ６は、適宜、デッドセクションから最も遠い地上子Ｐ６を奥方遠方地上子Ｐ６、その他の地上子Ｐ４，Ｐ５を奥方近接地上子Ｐ４，Ｐ５と呼ぶ。

図４は、地上子Ｐの具体的な配置位置を説明する図である。図４に示すように、手前方遠方地上子Ｐ１は、デッドセクションからの距離Ｄ１が、前方車両１２と後方車両１４との間の距離（車両間距離）Ｌより長い位置Ｄ１（＞Ｌ）に配置される。つまり、後方車両１４の制御装置２６Ｂが地上子Ｐ１を検出したときに、前方車両１２の集電装置２０Ａがデッドセクションに差し掛からない位置に地上子Ｐ１が設置される。

手前方近接地上子Ｐ２は、デッドセクションからの距離Ｄ２が車両間距離Ｌより短い位置Ｄ２（＜Ｌ）に配置される。つまり、後方車両１４の制御装置２６Ｂが地上子Ｐ２を検出したときに、前方車両１２の集電装置２０Ａがデッドセクションを通過した後となる位置に地上子Ｐ２が設置される。手前方近接地上子Ｐ３は、地上子Ｐ２とデッドセクションとの間に配置される。よって、後方車両１４の制御装置２６Ｂが地上子Ｐ３を検出したときに、前方車両１２の集電装置２０Ａがデッドセクションを通過した後となる位置に地上子Ｐ３が設置される。

奥方近接地上子Ｐ５は、デッドセクションからの距離Ｄ５が車両間距離Ｌより短い位置Ｄ５（＜Ｌ）に配置される。つまり、前方車両１２の制御装置２６Ａが地上子Ｐ５を検出したときに、後方車両１４の集電装置２０Ｂがデッドセクションに差し掛からない位置に地上子Ｐ５が設置される。奥方近接地上子Ｐ４は、デッドセクションと地上子Ｐ５との間に配置される。よって、前方車両１２の制御装置２６Ａが地上子Ｐ４を検出したときに、後方車両１４の集電装置２０Ｂがデッドセクションに差し掛からない位置に奥方近接地上子Ｐ４が設置される。

奥方遠方地上子Ｐ６は、デッドセクションからの距離Ｄ６が車両間距離Ｌより長い位置Ｄ６（＞Ｌ）に配置される。つまり、前方車両１２の制御装置２６Ａが地上子Ｐ６を検出したときに、後方車両１４の集電装置２０Ｂがデッドセクションを通過した後となる位置に地上子Ｐ６が設置される。

制御装置２６は、デッドセクションの近傍に配置された６個の地上子Ｐ１〜Ｐ６のうちの何れを検出したかによって、自車両の遮断器２２の制御（以下、適宜「自己制御」という）や、他車両の遮断器２２のバックアップ制御を行う。

図５は、検出した地上子Ｐに対する遮断器２２の制御機能の割り当ての一覧である。図５に示すように、自己制御の機能として、手前方近接地上子である地上子Ｐ２，Ｐ３にオフ制御が割り当てられ、奥方近接地上子である地上子Ｐ４，Ｐ５にオン制御が割り当てられている。つまり、制御装置２６は、デッドセクションに差し掛かる前に、自車両の遮断器２２に対するオフ制御を、地上子Ｐ２，Ｐ３の検出時に計二回行う機会がある。また、デッドセクションを通過した後は、自車両の遮断器２２に対するオン制御を、地上子Ｐ４，Ｐ５の検出時に計二回行う機会がある。なお、このオン制御は、地上子Ｐ５の検出時をバックアップ用とし、一回のみ行うこととしても良い。

バックアップ制御の機能として手前方遠方地上子である地上子Ｐ１に、前方車両１２の遮断器２２Ａに対するオフ制御が割り当てられ、手前方近接地上子である地上子Ｐ２に、前方車両１２の遮断器２２に対するオン制御が割り当てられている。また、奥方近接地上子である地上子Ｐ５には、後方車両１４の遮断器２２Ｂに対するオフ制御が割り当てられ、奥方遠方地上子である地上子Ｐ６には、後方車両１４の遮断器２２Ｂに対するオン制御が割り当てられている。

図４，５を参照して説明したように、６個の地上子Ｐ１〜Ｐ６の配置位置と、各地上子Ｐ１〜Ｐ６の検出時の遮断器２２の制御機能の割り当てとによって、前方車両１２及び後方車両１４それぞれの制御装置２６のうちの一方が故障した場合であっても、他方の制御装置２６によって一方の車両の遮断器２２がバックアップ制御され、デッドセクションの通過時に遮断器２２を安全にオフ・オン制御することができる。更に、両方の制御装置２６が正常であるならば、６個の地上子Ｐ１〜Ｐ６のうちの一つが故障した場合であっても、デッドセクションの通過時に遮断器２２を安全にオフ・オン制御することができる。すなわち、遮断器２２の制御装置２６や車上子２８、地上子Ｐの数を抑えつつ、システム全体で冗長的な機能補完を実現している。

（Ｃ）制御例
図６は、前方車両１２の制御装置２６Ａが故障した場合の制御例を示す図である。この場合、後方車両１４の制御装置２６Ｂが、自車両（後方車両１４）の遮断器２２Ｂに対する自己制御を行うとともに、前方車両１２の遮断器２２Ａのバックアップ制御（前方バックアップ制御）を行う。

すなわち、後方車両１４の制御装置２６Ｂは、地上子Ｐ１を検出すると、前方車両１２の遮断器２２Ａをオフ制御（バックアップ制御）する。このとき、前方車両１２はデッドセクションの手前方に位置する。次いで、地上子Ｐ２を検出すると、自車両（後方車両１４）の遮断器２２Ｂをオフ制御（自己制御）するとともに、前方車両１２の遮断器２２Ａをオン制御（バックアップ制御）する。このとき、前方車両１２はデッドセクションの奥方に位置している。続いて、地上子Ｐ３を検出すると、自車両（後方車両１４）の遮断器２２Ｂをオフ制御（自己制御）する。その後、後方車両１４がデッドセクションを通過し、地上子Ｐ４を検出すると、自車両（後方車両１４）の遮断器２２Ｂをオン制御（自己制御）する。それ以降は、地上子Ｐ５，Ｐ６を検出しても、遮断器２２の制御は何も行わない。

図７は、後方車両１４の制御装置２６が故障した場合の制御例を示す図である。この場合、前方車両１２の制御装置２６Ａが、自車両（前方車両１２）の遮断器２２Ａに対する自己制御を行うとともに、後方車両１４の遮断器２２Ｂのバックアップ制御（後方バックアップ制御）を行う。

すなわち、前方車両１２の制御装置２６Ａは、地上子Ｐ１を検出しても、遮断器２２の制御は何も行わない。次いで、地上子Ｐ２を検出すると、自車両（前方車両１２）の遮断器２２Ａをオフ制御（自己制御）し、続いて、地上子Ｐ３を検出すると、自車両（前方車両１２）の遮断器２２Ａをオフ制御（自己制御）する。その後、前方車両１２がデッドセクションを通過し、地上子Ｐ４を検出すると、自車両（前方車両１２）の遮断器２２Ａをオン制御（自己制御）する。続いて、地上子Ｐ５を検出すると、後方車両１４の遮断器２２Ｂをオフ制御（バックアップ制御）する。このとき、後方車両１４はデッドセクションの手前方に位置している。そして、地上子Ｐ６を検出すると、後方車両１４の遮断器２２Ｂをオン制御（バックアップ制御）する。このとき、後方車両１４はデッドセクションの奥方に位置している。

図８は、地上子Ｐ２が故障した場合の制御例を示す図である。なお、図８では、全ての制御装置２６が正常であることが前提であり、前方車両１２の制御装置２６Ａの制御（自己制御）についてのみ示しているが、後方車両１４の制御装置２６Ｂについても同様の制御を行う。

すなわち、前方車両１２の制御装置２６Ａは、地上子Ｐ１を検出しても、自車両（前方車両１２）の遮断器２２Ａに対して何も制御も行わない。次いで、地上子Ｐ２を通過するが、地上子Ｐ２が故障しているため検出せず、自車両（前方車両１２）の遮断器２２Ａに対する制御は行われない。続いて、地上子Ｐ３を検出すると、自車両（前方車両１２）の遮断器２２Ａをオフ制御する。その後、前方車両１２はデッドセクションを通過し、地上子Ｐ４の検出によって、自車両（前方車両１２）の遮断器２２Ａをオン制御する。

このように、全ての制御装置２６が正常ならば、地上子Ｐ２，Ｐ３の少なくとも一方を検出することができれば、自車両の遮断器２２をオフ制御することができる。また、オン制御についても同様であり、地上子Ｐ４，Ｐ５の少なくとも一方を検出できれば、自車両の遮断器２２をオン制御することができる。なお、地上子Ｐ１，Ｐ６は、自己制御の割り当てがなされていないため、全ての制御装置２６が正常ならば、地上子Ｐ１，Ｐ６が故障したとしても問題はない。

（Ｅ）制御装置
図９は、制御装置２６の構成例である。図９によれば、制御装置２６は、処理部１００と、リレーＱＲを備えている。処理部１００は、地上子検出部１０２と、前後車両判定部１０４と、遮断器制御部１０６と、バックアップ制御部１０８とを有するとともに、地上子ＤＢ（データベース）１１０を記憶している。

地上子検出部１０２は、地上子Ｐの通過時に車上子２８が当該地上子Ｐから取得した地上子ＩＤをもとに、地上子ＤＢ１１０を参照して、検出した地上子Ｐを特定する。

地上子ＤＢ１１０は、軌道Ｒに配置されている地上子Ｐに関するデータベースであり、地上子ＩＤと対応付けて、種類や配置位置等の情報のほか、図５に示したように各地上子Ｐに割り当てた遮断器２２の制御内容を格納している。

前後車両判定部１０４は、前進条件及び後進条件をもとに、自車両が前方車両であるか後方車両であるかを判定する。

遮断器制御部１０６は、地上子検出部１０２による地上子Ｐの検出に基づき、自車両の遮断器２２のオン・オフを制御（自己制御）する。すなわち、自車両の遮断器２２を、地上子Ｐ２，Ｐ３の検出によってオフ制御し、地上子Ｐ４，Ｐ５の検出によってオン制御する。

バックアップ制御部１０８は、地上子検出部１０２による地上子Ｐの検出に基づいて、他車両の遮断器２２のオン・オフを制御（バックアップ制御）する。すなわち、他車両から受信した故障情報が故障を示す場合（つまり、他車両の制御装置２６或いは車上子２８が故障の場合）に、他車両の遮断器２２のオン・オフを制御（バックアップ制御）する。自車両が前方車両１２ならば、他車両（後方車両１４）の遮断器２２Ｂを、地上子Ｐ５の検出によってオフ制御し、地上子Ｐ６の検出によってオン制御する。また、自車両が後方車両１４ならば、他車両（前方車両１２）の遮断器２２Ａを、地上子Ｐ１の検出によってオフ制御し、地上子Ｐ２の検出によってオン制御する。

リレーＱＲは、処理部１００及び車上子２８が正常である場合には扛上し、動作接点ＨＲ１，ＨＲ３が開放されるとともに、動作接点ＨＲ２が構成される。これにより、正常を示す故障情報が他車両の制御装置２６へ出力されるともに、自車両の遮断器２２に対して、制御線９１を介した遮断器制御部１０６による制御がなされる。また、処理部１００或いは車上子２８の故障時にはリレーＱＲが落下し、動作接点ＨＲ１，ＨＲ３が構成されるとともに、動作接点ＨＲ２が開放する。これにより、故障を示す故障情報が他車両の制御装置２６へ出力されるとともに、自車両の遮断器２２に対して、制御線９１を介して、バックアップ制御線を介した他車両の制御装置２６からのバックアップ制御がなされる。

［作用効果］
このように、本実施形態によれば、制御装置２６や車上子２８、地上子Ｐの数を抑えつつ、システム全体で冗長的な機能補完を実現する構成とすることができる。

すなわち、集電装置２０が設けられた二車両（前方車両１２及び後方車両１４）を含めて編成される列車１０において、前方車両１２及び後方車両１４それぞれに搭載された遮断器２２の制御装置２６は、自車両の遮断器２２を、デッドセクションの手前方に配置された手前方近接地上子である地上子Ｐ２，Ｐ３の検出によってオフ制御し、デッドセクションの奥方に配置された奥方近接地上子である地上子Ｐ４，Ｐ５の検出によってオン制御する自己制御を行うとともに、他方の車両の遮断器２２をオフ・オンするバックアップ制御を行う。バックアップ制御としては、自車両が前方車両１２ならば、後方車両１４の遮断器２２を、デッドセクションの奥方に配置された奥方近接地上子である地上子Ｐ５の検出によってオフ制御し、奥方遠方地上子である地上子Ｐ６の検出によってオン制御する後方バックアップ制御を行い、自車両が後方車両１４ならば、前方車両１２の遮断器２２を、デッドセクションの手前方に配置された手前方遠方地上子である地上子Ｐ１の検出によってオフ制御し、手前方近接地上子である地上子Ｐ２の検出によってオン制御する前方バックアップ制御を行う。

また、進行方向が逆方向の列車に対しても、地上子Ｐ１〜Ｐ６の検出順序が逆の論理を適用することで、つまり、図５に示したように地上子Ｐ１〜Ｐ６それぞれに割り当てた制御内容を、地上子Ｐ６〜Ｐ１それぞれに割り当てることで、地上子の追加設置や設置位置の変更を行うことなく、同様なデッドセクションの通過時の遮断器２２の制御を行うことできる。つまり、単線区間において、両方向の列車に対する制御が可能となる。

［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

例えば、集電装置２０を備える三車両を含んで編成される列車についても、本発明を同様に適用可能である。具体的には、前方車両１２や後方車両１４と同様に、集電装置２０、遮断器２２、主回路２４及び車上子２８を備える中間車両を、前方車両１２と後方車両１４との間に配置した列車を編成する。そして、中間車両を前方車両１２或いは後方車両１４として扱って、遮断器２２の制御を行う。

図１０は、前方車両１２、後方車両１４及び中間車両１６の構成図である。図１０では、中間車両１６を後方車両として扱う場合を示している。この場合、中間車両の制御装置２６Ｃは、後方車両１４の制御装置２６Ｂと同様の制御を行う。すなわち、制御装置２６Ｃは、地上子Ｐ２，Ｐ３の検出によって自車両の遮断器２２Ｃをオフ制御し、地上子Ｐ４，Ｐ５の検出によって自車両の遮断器２２Ｃをオン制御する自己制御を行うとともに、前方車両１２の故障の場合には、地上子Ｐ１，Ｐ２の検出によって、前方車両１２の遮断器２２Ａをオフ・オン制御する前方バックアップ制御を行う。なお、図１０では、中間車両１６を後方車両として扱う場合を示したが、前方車両として扱う場合も同様である。

１０ 列車
１２ 前方車両、１４ 後方車両、１６ 中間車両
２０ 集電装置、２２ 真空遮断器（遮断器）、２４ 主回路
２６ 制御装置
１００ 処理部
１０２ 地上子検出部、１０４ 前後車両判定部
１０６ 遮断器制御部、１０８ バックアップ制御部
１１０ 地上子ＤＢ
ＱＲ リレー、ＨＲ１〜ＨＲ３ 動作接点
２８ 車上子
３０ 地上システム、Ｐ（Ｐ１〜Ｐ６） 地上子
Ｒ 軌道

Claims (7)

1. 集電装置と、前記集電装置と主回路との間の電路を遮断する遮断器と、地上子を検出する地上子検出手段とを備えた前方車両および後方車両を有して編成された列車がデッドセクションを通過する際の遮断器制御方法であって、
   前記地上子には、
   前記デッドセクションの手前方に、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置された手前方遠方地上子と、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置された手前方近接地上子とを少なくとも含む複数の手前方地上子と、
   前記デッドセクションの奥方に、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置された奥方近接地上子と、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置された奥方遠方地上子とを少なくとも含む複数の奥方地上子と、
   が含まれ、
   前記前方車両自身あるいは前記後方車両自身である自車両が、自車両の前記地上子検出手段による前記手前方地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオフ制御し、前記奥方地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオン制御する自己制御と、
   前記前方車両が、前記前方車両の前記地上子検出手段による前記奥方地上子の検出に基づいて、前記後方車両の前記遮断器のオフ制御およびオン制御を行う後方バックアップ制御と、
   前記後方車両が、前記後方車両の前記地上子検出手段による前記手前方地上子の検出に基づいて、前記前方車両の前記遮断器のオフ制御およびオン制御を行う前方バックアップ制御と、
   を切り替えて、前記デッドセクション通過時に前記列車の全ての前記遮断器のオフ制御およびオン制御を行う遮断器制御方法。
2. 前記後方バックアップ制御は、前記前方車両の前記地上子検出手段による前記奥方近接地上子の検出に応じて前記後方車両の前記遮断器をオフ制御し、前記奥方遠方地上子の検出に応じて前記後方車両の前記遮断器をオン制御する制御であり、
   前記前方バックアップ制御は、前記後方車両の前記地上子検出手段による前記手前方遠方接地上子の検出に応じて前記前方車両の前記遮断器をオフ制御し、前記手前方近接地上子の検出に応じて前記前方車両の前記遮断器をオン制御する制御である、
   請求項１に記載の遮断器制御方法。
3. 前記手前方近接地上子には、前記デッドセクションまでの距離が異なる複数の前記手前方近接地上子が含まれ、
   前記奥方近接地上子には、前記デッドセクションからの距離が異なる複数の前記奥方近接地上子が含まれ、
   前記自己制御は、自車両の前記地上子検出手段による何れかの前記手前方近接地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオフ制御し、何れかの前記奥方近接地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオン制御する制御である、
   請求項１又は２に記載の遮断器制御方法。
4. 前記列車は、前記集電装置と前記遮断器と前記地上子検出手段とを備えた中間車両が編成されており、
   前記中間車両は、前記前方車両又は前記後方車両として、前記自己制御、前記後方バックアップ制御および前記前方バックアップ制御を行う、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の遮断器制御方法。
5. 集電装置と、前記集電装置と主回路との間の電路を遮断する遮断器と、地上子を検出する地上子検出手段と、前記遮断器を制御する制御装置とを備えた前方車両および後方車両を有して編成されてデッドセクションを通過する列車の前記制御装置であって、
   前記地上子には、
   前記デッドセクションの手前方に、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置された手前方遠方地上子と、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置された手前方近接地上子とを少なくとも含む複数の手前方地上子と、
   前記デッドセクションの奥方に、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置された奥方近接地上子と、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置された奥方遠方地上子とを少なくとも含む複数の奥方地上子と、
   が含まれ、
   自車両が、自車両の前記地上子検出手段による前記手前方地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオフ制御し、前記奥方地上子の検出に応じて自車両の前記遮断器をオン制御する自己制御と、
   自車両が前記前方車両である場合に、前記前方車両の前記地上子検出手段による前記奥方地上子の検出に基づいて、前記後方車両の前記遮断器のオフ制御およびオン制御を行う後方バックアップ制御と、
   自車両が前記後方車両である場合に、前記後方車両の前記地上子検出手段による前記手前方地上子の検出に基づいて、前記前方車両の前記遮断器のオフ制御およびオン制御を行う前方バックアップ制御と、
   を切り替えて実行可能である制御装置。
6. 他車両から故障が発生したことを示す故障信号を受信した場合に、自車両が前記前方車両か前記後方車両かに応じて、前記後方バックアップ制御又は前記前方バックアップ制御を行い、
   自車両に故障が発生していない場合には前記自己制御により自車両の前記遮断器を制御し、故障が発生した場合には前記故障信号を他車両に送信して当該他車両による前記後方バックアップ制御又は前記前方バックアップ制御により自車両の前記遮断器が制御される、
   請求項５に記載の制御装置。
7. 集電装置と、前記集電装置と主回路との間の電路を遮断する遮断器と、地上子を検出する地上子検出手段と、前記遮断器を制御する請求項５に記載の制御装置とを備えた前方車両および後方車両を有して編成された列車がデッドセクションを通過する際の地上システムであって、
   前記デッドセクションの手前方に、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置した手前方遠方地上子と、前記後方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記前方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置した手前方近接地上子とを少なくとも含む複数の手前方地上子と、
   前記デッドセクションの奥方に、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションに差し掛からない位置に配置した奥方近接地上子と、前記前方車両の前記地上子検出手段の検出時に前記後方車両の前記集電装置が前記デッドセクションを通過した後となる位置に配置した奥方遠方地上子とを少なくとも含む複数の奥方地上子と、
   を備えた地上システム。

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