JP3270305B2 - 鉄道保安システムにおける信号保安装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、減速パターンによ
る減速制御機能を有する鉄道保安システムにおける車上
の信号保安装置に係り、特に乗り心地を向上させ、さら
に省エネルギー効果を図るようにした鉄道保安システム
における信号保安装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、鉄道の分野においては、減速パタ
ーンによる減速制御機能を有する保安システムが多く用
いられている。ここで言う鉄道保安システムとは、列車
運行を行なう上で、列車の追突や転換中の転てつ器への
列車進入による脱線事故等を防止するために、必要に応
じ列車に対して減速制御を行なうシステムを意味してい
る。

【０００３】さて、従来の減速パターンによる減速制御
機能を有する鉄道保安システムは、次のような方式を採
っている。すなわち、まず、車上の信号保安装置におい
て、地上側から送信されてくる情報（例えば、前方の列
車位置、前方の進路状態、前方の制限速度区間、あるい
は制限速度値そのもの等）に基づいて、前方の列車手前
や前方の不成立の進路手前あるいは速度制限区間の手前
を停止目標または減速目標として減速走行した場合の走
行パターンである保安減速パターンを演算し、この保安
減速パターンに基づいて、現時点の列車位置における保
安上の許容速度を演算する。

【０００４】そして、この許容速度と自列車の走行速度
とを比較し、もし列車の走行速度が許容速度を超えてい
れば、直ちに列車の駆動・制動装置に対して減速指令を
出力することにより、自動減速が作動するようになって
いる。

【０００５】ここで、車上で演算する保安減速パターン
は、前方の列車手前や前方の不成立の進路手前あるいは
速度制限区間の手前などを停止目標または減速目標とし
た場合の減速走行パターンであり、減速目標のうち、前
方の列車位置や前方の進路状態は時々刻々と変化するの
で、地上側から情報が送信されてくる度に、認識する減
速パターンが切り替わることとなる。

【０００６】しかしながら、上述したような従来の減速
パターンによる減速制御機能を有する鉄道保安システム
では、次のような問題点がある。すなわち、減速作動、
解除は、何の予告も無しに自動的にかかるため、減速が
かかる際や緩める際の乗り心地が悪いという問題点があ
る。

【０００７】また、列車間隔の小さい高密度な運行で
は、列車の走行は、先行列車との間隔が小さいため、車
上において認識する減速パターンから演算される許容速
度に近い走行速度で走行することになり、鉄道保安シス
テムによる自動減速がかかる頻度が高くなり、上記のよ
うな問題点がますます顕著になる。

【０００８】さらに、鉄道保安システムによる自動減速
がかかる頻度が高くなると、自動減速がかかったり、緩
んだりを繰り返す、加速と減速を繰り返した走行とな
り、全体として無駄な加速が多くなり、省エネルギーの
面でも好ましくない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
鉄道保安システムにおいては、乗り心地が悪い、省エネ
ルギーの面でも好ましくないという問題があった。本発
明の目的は、乗り心地を向上させ、さらに省エネルギー
効果を図ることが可能な鉄道保安システムにおける信号
保安装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項１に対応する発明では、目標地点に
向かって減速走行した場合の走行パターンである保安減
速パターンを演算する保安減速パターン演算手段と、こ
の保安減速パターン演算手段により得られた保安減速パ
ターンに基づいて、現時点の列車位置における保安上の
許容速度を演算し、かつ自列車の走行速度が当該許容速
度を超えていないか否かをチェックし、自列車の走行速
度が当該許容速度を超えている場合には列車の駆動・制
動装置に対して減速指令を出力する速度照査手段と、保
安減速パターンよりも速度レベルの低い走行パターンで
ある警戒減速パターンを演算し、保安減速パターンと警
戒減速パターンとにより囲まれた走行状態を警戒ゾーン
として認識する警戒ゾーン演算手段と、列車の走行状態
が警戒ゾーン演算手段により認識された警戒ゾーンに入
っているか否かを検知し、列車の走行状態が警戒ゾーン
に入っている場合にはその旨を表示装置もしくは警報装
置等の報知手段により運転士に伝達する警戒ゾーン進入
伝達手段とを備えている。

【００１１】また、請求項２に対応する発明では、目標
地点に向かって減速走行した場合の走行パターンである
保安減速パターンを演算する保安減速パターン演算手段
と、この保安減速パターン演算手段により得られた保安
減速パターンに基づいて、現時点の列車位置における保
安上の許容速度を演算し、かつ自列車の走行速度が当該
許容速度を超えていないか否かをチェックし、自列車の
走行速度が当該許容速度を超えている場合には列車の駆
動・制動装置に対して減速指令を出力する速度照査手段
と、保安減速パターンよりも速度レベルの低い走行パタ
ーンである警戒減速パターンを演算し、保安減速パター
ンと警戒減速パターンとにより囲まれた走行状態を警戒
ゾーンとして認識する警戒ゾーン演算手段と、速度照査
手段に設けられ、列車の走行状態が警戒ゾーン演算手段
により認識された警戒ゾーンに入っているか否かを検知
し、列車の走行状態が警戒ゾーンに入っている場合には
列車の駆動・制動装置に対して惰行指令を出力する手段
とを備えている。

【００１２】さらに、請求項３に対応する発明では、目
標地点に向かって減速走行した場合の走行パターンであ
る保安減速パターンを演算する保安減速パターン演算手
段と、この保安減速パターン演算手段により得られた保
安減速パターンに基づいて、現時点の列車位置における
保安上の許容速度を演算し、かつ自列車の走行速度が当
該許容速度を超えていないか否かをチェックし、自列車
の走行速度が当該許容速度を超えている場合には列車の
駆動・制動装置に対して減速指令を出力する速度照査手
段と、保安減速パターンよりも速度レベルの低い走行パ
ターンである警戒減速パターンを演算し、保安減速パタ
ーンと警戒減速パターンとにより囲まれた走行状態を警
戒ゾーンとして認識する警戒ゾーン演算手段と、速度照
査手段に設けられ、自列車と対象とする目標地点とが接
近している場合には、対象としている目標地点の現在の
移動速度と自列車の走行速度との相対速度から、自列車
が相対的に警戒ゾーン演算手段により認識された警戒ゾ
ーンに近づきつつあるか否かを判断し、自列車が相対的
に警戒ゾーンに近づきつつある場合には自列車の駆動・
制動装置に対して加速ノッチ抑制指令を出力する手段と
を備えている。

【００１３】さらにまた、請求項４に対応する発明で
は、目標地点に向かって減速走行した場合の走行パター
ンである保安減速パターンを演算する保安減速パターン
演算手段と、この保安減速パターン演算手段により得ら
れた保安減速パターンに基づいて、現時点の列車位置に
おける保安上の許容速度を演算し、かつ自列車の走行速
度が当該許容速度を超えていないか否かをチェックし、
自列車の走行速度が当該許容速度を超えている場合には
列車の駆動・制動装置に対して減速指令を出力する速度
照査手段と、速度照査手段に設けられ、自列車と対象と
する目標地点とが接近している場合には、対象としてい
る目標地点の現在の移動速度と自列車の走行速度との相
対速度から、自列車が相対的に保安減速パターンに近づ
きつつあるか否かを判断し、自列車が相対的に保安減速
パターンに近づきつつある場合には自列車の駆動・制動
装置に対して加速ノッチ抑制指令を出力する手段とを備
えている。

【００１４】従って、請求項１に対応する発明の鉄道保
安システムにおける信号保安装置においては、警戒ゾー
ン演算手段において、保安減速パターンよりも安全側の
走行パターン、すなわち保安減速パターンよりも速度レ
ベルの低い走行パターンである警戒減速パターンを演算
し、保安減速パターンと警戒減速パターンとにより囲ま
れた走行状態を警戒ゾーンとして認識し、また警戒ゾー
ン進入伝達手段において、警戒ゾーン演算手段で認識さ
れた警戒ゾーンに列車の走行状態が入っているか否かを
検知し、もし列車の走行状態が警戒ゾーン入っていれ
ば、表示装置もしくは警報装置等の報知手段によって列
車の走行状態が警戒ゾーンに入っていることを運転士に
伝達する。

【００１５】これにより、運転士は、現在の列車の走行
状態が保安減速パターンに接近したことを認識すること
ができ、現在の列車の走行状態から減速走行に滑らかに
乗り移るようなノッチ操作が可能となるため、従来と比
較して減速走行を開始する時の乗り心地を向上すること
ができる。

【００１６】また、請求項２に対応する発明の鉄道保安
システムにおける信号保安装置においては、速度照査手
段において、列車の走行状態が警戒ゾーンに入っている
か否かを検知し、もし列車の走行状態が警戒ゾーンに入
っていれば、直ちに列車の駆動・制動装置に対して惰行
指令を出力する。

【００１７】これにより、保安減速パターンによる減速
制御が開始される前に必ず惰行走行となるため、従来と
比較して減速走行を開始する時の乗り心地を向上するこ
とができる。

【００１８】さらに、請求項３に対応する発明の鉄道保
安システムにおける信号保安装置においては、速度照査
手段において、自列車と対象とする減速目標とが接近し
ている場合には、対象としている減速目標の現在の移動
速度と自列車の走行速度との相対速度から、自列車が相
対的に警戒ゾーンに近づきつつあるか否かを判断し、も
し自列車が相対的に警戒ゾーンに近づきつつあれば、直
ちに列車の駆動・制動装置に対して加速ノッチ抑制指令
を出力する。

【００１９】これにより、加速走行を抑制し、無駄な加
速走行が防止されるため、従来と比較して減速走行を開
始する時の乗り心地を向上することができる。また、前
方の列車位置や前方の進路状態が変化して認識する保安
減速パターンが切り替わり、パターンからパターンへ乗
り移る際に、新しい保安減速パターン付近での無駄な加
速走行を少なくすることができるため、従来と比較して
特に先行列車との間隔が小さく保安減速パターンに接近
して走行する際の乗り心地が向上し、その結果省エネル
ギー効果を図ることができる。

【００２０】さらにまた、請求項４に対応する発明の鉄
道保安システムにおける信号保安装置においては、速度
照査手段において、自列車と対象とする減速目標とが接
近している場合には、対象としている減速目標の現在の
移動速度と自列車の走行速度との相対速度から、自列車
が相対的に保安減速パターンに近づきつつあるか否かを
判断し、もし自列車が相対的に保安減速パターンに近づ
きつつあれば、直ちに列車の駆動・制動装置に対して加
速ノッチ抑制指令を出力する。

【００２１】これにより、加速走行を抑制し、無駄な加
速走行が防止されるため、前方の列車位置や前方の進路
状態が変化して認識する保安減速パターンが切り替わ
り、パターンからパターンへ乗り移る際に、新しい保安
減速パターン付近での無駄な加速走行を少なくすること
ができ、従来と比較して特に先行列車との間隔が小さく
保安減速パターンに接近して走行する際の乗り心地が向
上し、その結果省エネルギー効果を図ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施形態：請求項３に対応）図５および図６
は、請求項３に対応した発明を実施する場合の構成例を
示す図であり、図５は鉄道保安システムの全体構成例を
示すブロック図、図６は同鉄道保安システムにおける車
上側の機能構成例を示すブロック図である。

【００２３】図５において、全体のシステム構成とし
て、車上側である各列車５２に車上信号保安装置５１を
設備し、また地上側に地上信号保安装置５２を設備す
る。さらに、車上側と地上側との双方向の情報授受を可
能とする地上・車上送受信設備５５を設けており、例え
ば漏洩同軸ケーブル等による無線の情報伝送設備を用い
ることができる。

【００２４】なお、図５において、５３は駅連動装置、
５０１は地上側から車上側への送信データ（先行列車の
位置・速度、または減速目標となり得る進路ＩＤ）、５
０２は当列車の位置と速度、５０３は進路開通状況、５
０４は各列車の位置・速度、５０５は各列車に対する減
速目標情報（各列車に対する５０１の情報）をそれぞれ
示している。

【００２５】一方、車上信号保安装置５１は、図３にそ
の基本構成例を併せて示すように、警戒ゾーン演算手段
６１と、保安減速パターン演算手段６２と、送受信装置
６３と、速度照査手段６４と、自列車速度位置検出手段
６５とから構成している。

【００２６】なお、６６は列車の駆動・制動装置、６７
は演算に必要となるデータベースである路線勾配デー
タ、６８は演算に必要となるデータベースである車両減
速性能データ、６９は演算に必要となるデータベースで
ある進路位置データをそれぞれ示している。

【００２７】また、６０２は先行列車の位置、または減
速目標となり得る進路ＩＤ、６０３は先行列車の速度、
６０４，６０６は保安減速パターン、６０５は警戒減速
パターン、６０８は減速指令または惰行指令または加速
ノッチ抑制指令、６０９はノッチ指令をそれぞれ示して
いる。

【００２８】ここで、警戒ゾーン演算手段６１は、路線
勾配データ６７、車両減速性能データ６８を考慮して、
保安減速パターン演算手段６２により得られた保安減速
パターンよりも速度レベルの低い走行パターンである警
戒減速パターンを演算し、保安減速パターンと警戒減速
パターンとにより囲まれた走行状態を警戒ゾーンとして
認識するものである。

【００２９】また、保安減速パターン演算手段６２は、
路線勾配データ６７、車両減速性能データ６８、進路位
置データ６９を考慮し、地上側から送信されてくる前方
の列車位置，前方の進路状態，前方の制限速度区間，あ
るいは制限速度値等の情報に基づいて、前方の列車手前
や前方の不成立の進路手前あるいは速度制限区間の手前
を停止目標または減速目標として減速走行した場合の走
行パターンである保安減速パターンを演算するものであ
る。

【００３０】さらに、送受信装置６３は、地上信号保安
装置５４との情報の送受信を行なうものである。また、
速度照査手段６４は、送受信装置６３により受信された
先行列車の走行速度を考慮し、保安減速パターン演算手
段６２により得られた保安減速パターンと、警戒ゾーン
演算手段６１により得られた警戒ゾーンと、自列車速度
位置検出手段６５により計測された自列車の位置・速度
とに基づいて、列車の駆動・制動装置６６に対して、減
速指令または惰行指令または加速ノッチ抑制指令を出力
するものである。

【００３１】すなわち、保安減速パターン演算手段６２
により得られた保安減速パターンに基づいて、現時点の
列車位置における保安上の許容速度を演算し、かつ自列
車の走行速度が当該許容速度を超えていないか否かをチ
ェックし、自列車の走行速度が当該許容速度を超えてい
る場合には直ちに列車の駆動・制動装置６６に対して減
速指令を出力する速度照査機能と、列車の走行状態が警
戒ゾーン演算手段６１により認識された警戒ゾーンに入
っているか否かを検知し、列車の走行状態が警戒ゾーン
に入っている場合には直ちに列車の駆動・制動装置６６
に対して惰行指令を出力する機能と、自列車と対象とす
る減速目標とが接近している場合には、対象としている
減速目標の現在の移動速度と自列車の走行速度との相対
速度から、自列車が相対的に警戒ゾーン演算手段６１に
より認識された警戒ゾーンに近づきつつあるか否かを判
断し、自列車が相対的に警戒ゾーンに近づきつつある場
合には列車の駆動・制動装置６６に対して加速ノッチ抑
制指令を出力する機能とを有するものである。

【００３２】さらに、自列車速度位置検出手段６５は、
車軸に取り付けられた速度発電機当によって、自列車の
速度および位置を検出するものである。次に、以上のよ
うに構成した本実施形態の車上信号保安装置５１を備え
た鉄道保安システムの作用について説明する。

【００３３】地上側と車上側との間で、地上・車上送受
信設備５５を介して、以下のような情報のやりとりを行
なう。 （Ａ）（地上側→車上側）：当列車の減速目標 （Ｂ）（車上側→地上側）：当列車の位置、および走行
速度 まず、地上信号保安装置５４では、路線上に在線する全
ての列車５２から、各列車の位置・速度を受信し、かつ
駅連動装置５３より駅周辺の進路開通状況の情報、およ
び運行管理システム等からの臨時の速度制限区間の設定
情報を受信する。

【００３４】そして、受信したこれらの情報を基に、現
時点において各列車それぞれが減速目標とすべき対象
を、以下の（ａ）〜（ｄ）の減速目標の中から選別し、
この選別した減速目標の対象の位置および目標速度を送
信する。

【００３５】（ａ）当列車が進行予定のルート上に在線
する列車のうち、最も近い先行列車 （ｂ）前方の開通していない進路 （ｃ）開通しているが進路内に制限速度がある進路 （ｄ）上記（ａ）（ｂ）（ｃ）以外の速度制限区間 一方、車上信号保安装置５１では、図９に示すようなフ
ロー図に従って処理を行なう。

【００３６】（ステップ９１）送受信装置６３におい
て、地上信号保安装置５４より選別した減速目標（目標
位置、目標速度）を受信する。

【００３７】なお、減速目標の対象が先行列車の場合に
は、その走行速度も受信する。また、進路である場合に
は、進路ＩＤとその開通状況を受信する。 （ステップ９０３）送受信装置６３において、自列車速
度位置検出手段６５によって得られた自列車の走行速度
と位置とを、地上信号保安装置５４に送信する。

【００３８】（ステップ９２）次に、保安減速パターン
演算手段６２において、保安減速パターンを演算する。

【００３９】ここで、保安減速パターンは、例えば図１
１に示すような（位置、速度、減速率）の点列データで
保存し、一つ一つの点列データは、受信した減速目標
（目標位置、目標速度）を初期値として、当列車の減速
性能データと路線の勾配条件等による走行抵抗値等を用
いながら、列車の進行方向と逆方向に演算していく。

【００４０】この場合、保安減速パターンの具体的演算
処理は、例えば図１０に示すようなフロー図に従って演
算する。以下、この保安減速パターンの具体的演算処理
について説明する。

【００４１】（ステップ１００１）初期値の設定をす
る。保安減速パターンの初期値に、受信した減速目標
（目標位置、目標速度）をセットする。

【００４２】ここで、受信した減速目標が進路である場
合には、進路ＩＤ、およびその成立状況が送信されてく
るので、車上に進路データとして（進路ＩＤ、進路位置
［ｋｍ］）を持ち、これから参照して減速目標位置を認
識する。

【００４３】（ステップ１００２）カウンタの設定をす
る。 （ステップ１００３）保安減速パターンデータとして、
演算した（位置、速度、減速率）を保存する。ただし、
１回目のループでは、初期値とした（目標位置、目標速
度）のみを保存する。

【００４４】（ステップ１００４）走行抵抗力Ｒ、およ
び減速力Ｆを演算する。これらの演算は、あらかじめ車
上にモデル演算に必要となるパラメータをデータベース
として持たせて、参照することが考えられる。

【００４５】ここで、データベースとして持つパラメー
タは、走行抵抗力のモデル演算については、路線の勾配
データ（位置［ｍ］、勾配値［0/00］の点列データ）を
持ち、減速力のモデル演算については、自列車の減速性
能データ（速度レベル［ｋｍ／ｈ］、減速力［Ｎ］の点
列データ）を持つ。

【００４６】（ステップ１００５）上記ステップ１００
４において得られた走行抵抗力Ｒおよび減速力Ｆと、自
列車の重量Ｍと用いて、減速度αを演算する。

【００４７】なお、ここでは、走行抵抗力Ｒおよび減速
力Ｆを、モデル演算によって求めたが、演算を簡略化す
るために、減速度データを車上データベースとしてあら
かじめ用意し、参照する方法も考えられる。

【００４８】この場合には、減速度が路線の勾配によっ
ては大きく異なり、実際の減速走行パターンとのズレが
大きくなることも考えられるので、例えば減速度の値を
何段階か用意して起き、勾配のきつい位置では切り替え
る等の方法をとることが好ましい。

【００４９】（ステップ１００６）速度Ｖの演算をす
る。この場合、図１０中のステップ１００６中の式によ
り演算する。

【００５０】（ステップ１００７）位置Ｐの演算をす
る。この場合、図１０中のステップ１００７中の式によ
り演算する。

【００５１】（ステップ１００８）上記ステップ１００
７で演算された位置Ｐの値が、当線区の最高速度に達し
たら、保安減速パターン演算を終了する。

【００５２】（ステップ９３）次に、警戒減速ゾーン演
算手段６１において、警戒減速パターンを演算し、警戒
ゾーンを認識する。

【００５３】ここで、警戒減速パターンの演算について
は、図７および図８を参照しながら説明する。図７およ
び図８は、保安減速パターンと警戒減速パターンとの関
係を説明する概念図である。

【００５４】保安減速パターンは、前方の列車手前や前
方の不成立の進路手前あるいは速度制限区間の手前等
を、停止目標または減速目標として減速走行した場合の
走行パターンである。

【００５５】また、警戒減速パターンは、列車の走行状
態、すなわち速度と位置とが保安減速パターンに接近し
ていることを検知することを認識するためのパターンで
あり、例えば図７に示す警戒減速パターンのように、保
安減速パターンで採用した列車の減速力性能、あるいは
減速率の１０％減の値を用いて演算するパターンや、図
８に示す警戒減速パターンのように、保安減速パターン
の速度レベルを単純に５［ｋｍ／ｈ］低いレベルとした
パターン等が考えられる。

【００５６】ここで、前者の場合には、保安減速パター
ンの演算方法と同様にして演算すればよい。また、後者
の場合には、保安減速パターンから例えば５［ｋｍ／
ｈ］を差し引けばよい。

【００５７】そして、警戒ゾーンは、図７および図８の
保安減速パターンと警戒減速パターンとの間に挟まれた
斜線の部分として認識する。すなわち、警戒ゾーンの走
行状態は、保安減速パターンよりも低く、警戒減速パタ
ーンよりも高い速度レベルとなる。

【００５８】（ステップ９４）次に、自列車速度位置検
出手段６５により得られた自列車の速度・位置を、ステ
ップ９２で得られた保安減速パターンとステップ９３で
得られた警戒ゾーンと比較し、３つのケースに場合分け
する。

【００５９】ここで、ケース内容は、図９中のステップ
９０２に示す通りであり、ｃａｓｅ１〜ｃａｓｅ３それ
ぞれの場合について、後述するステップ９５〜ステップ
９７の処理を行なう。

【００６０】なお、ステップ９４以降の処理は、速度照
査手段６４において行なう。 （ステップ９５）ステップ９４において、列車の速度レ
ベルが保安減速パターンよりも高いレベルである場合に
行わなれる処理であり、列車の駆動制動装置６６に対し
て、直ちに減速指令を出力する。

【００６１】（ステップ９６）ステップ９４において、
列車の速度レベルが保安減速パターンよりも低く、警戒
減速パターンよりも高い場合、すなわち走行状態が警戒
ゾーンに入っている場合に行なわれる処理であり、列車
の駆動・制動装置６６に対して惰行指令を出力する。

【００６２】以降、ステップ９７〜ステップ９０１の処
理は、ステップ９４において列車の速度レベルが警戒減
速パターンよりも低い場合に行なわれる処理である。 （ステップ９７）対象とする減速目標位置と自列車の位
置との距離Ｌを演算する。

【００６３】（ステップ９８）ステップ９７で得られた
距離Ｌが小さい場合と大きい場合とに場合分けする。こ
こで、大きい、小さいの判断は、あらかじめあるしきい
値を設定しておき、それ以上か以下かを区別する。

【００６４】その結果、もし距離Ｌが小さい場合には、
これから先、自列車の走行状態がすぐに警戒ゾーンに入
ってしまい、結果的に無駄な加速走行をしてしまうよう
なことを防止するために、ステップ９９以降の処理を行
なう。

【００６５】一方、距離Ｌが大きい場合には、自列車の
走行状態がすぐに警戒ゾーンに入ってしまうことはない
として、列車の駆動・制動装置６６には何の指令も出力
しない。

【００６６】すなわち、運転士は、当区間での基準速度
を目標としてノッチ操作を行ない、列車の駆動制動装置
６６に指令されることとなる。 （ステップ９９）減速目標と自列車との相対速度Ｖ′を
演算する。

【００６７】ここで、減速目標の対象が先行列車である
場合には、走行速度と自列車の走行速度との差を演算
し、減速目標の対象が先行列車以外の進路や速度制限区
間であれば、自列車の走行速度値そのものとする。

【００６８】（ステップ９０１）ステップ９９で得られ
た減速目標と自列車の走行速度との相対速度が、正か負
かにより場合分けを行なう。

【００６９】もし、相対速度が負（０も含むものとす
る）である場合には、減速目標と自列車とが相対的に遠
ざかっているか、または同じ距離を保っている状態であ
るので、自列車に対して警戒ゾーンが遠ざかりつつある
か、または同じ速度で移動しつつあることになり、この
場合には、当分自列車は警戒ゾーンに入ってしまうこと
はないとして、列車の駆動制動装置６６に対して何も指
令しない。

【００７０】一方、相対速度が正である場合には、ステ
ップ９０２の処理を行なう。 （ステップ９０２）ステップ９９で得られた相対速度が
正である場合に行なう処理である。

【００７１】この場合には、減速目標と自列車とが相対
的に近づきつつある状態であるので、自列車に対して警
戒ゾーンが接近しつつあることになり、これから先、自
列車の走行状態がすぐに警戒ゾーンに入ってしまう可能
性が高いとして、列車の駆動・制動装置６６に対して加
速ノッチの抑制指令を出力し、あるレベル以上の加速力
を出力させないようにする。

【００７２】ここで、加速ノッチの抑制指令とは、加速
力がノッチと呼ばれる数段階のレベルで制御されている
場合に、あるレベル以上の加速力を出力させないよう
に、あるノッチ段以上の操作を禁止することを意味す
る。

【００７３】上述したように、本実施形態の車上信号保
安装置５１を備えた鉄道保安システムにおいては、速度
照査手段６４に、列車の走行状態が警戒ゾーンに入って
いる状態かそうでないかを検知し、列車の走行状態が警
戒ゾーンに入っている場合には、直ちに列車の駆動・制
動装置６６に対して惰行指令を出力する機能、および自
列車と対象とする減速目標とが接近している場合には、
対象としている減速目標の現在の移動速度と自列車の走
行速度との相対速度から、自列車が相対的に警戒ゾーン
に近づきつつあるのかそうでないかを判断し、警戒ゾー
ンに近づきつつある場合には、列車の駆動・制動装置６
６に対して加速ノッチ抑制指令を出力する機能を付加す
るようにしたものである。

【００７４】従って、保安減速パターンによる減速制御
が開始される前に必ず惰行走行となるため、前述した従
来の場合と比較して、減速走行を開始する時の乗り心地
を向上することが可能となる。

【００７５】また、加速走行を抑制し、無駄な加速走行
が防止されるため、前述した従来の場合と比較して、減
速走行を開始する時の乗り心地を向上することが可能と
なるばかりでなく、前方の列車位置や前方の進路状態が
変化して認識する保安減速パターンが切り替わり、パタ
ーンからパターンへ乗り移る際に、新しい保安減速パタ
ーン付近での無駄な加速走行を少なくすることができる
ため、前述した従来の場合と比較して、特に先行列車と
の間隔が小さく保安減速パターンに接近して走行する際
の乗り心地が向上し、また無駄な加速走行が少なくな
り、省エネルギー効果を図ることが可能となる。

【００７６】（第２の実施形態：請求項１に対応）本実
施形態では、前述した第１の実施形態における全体構成
および車上構成と同様とし、以下の点についてのみ構成
を変更している。

【００７７】すなわち、車上信号保安装置５１は、図１
にその基本構成例を示すように、速度照査手段６４は、
保安減速パターンに基づいて現時点の列車位置における
保安上の許容速度を演算し、かつ自列車の走行速度がこ
の許容速度をオーバしていないか否かをチェックし、も
し自列車の走行速度が許容速度を超えていれば、直ちに
列車の駆動・制動装置６６に対して減速指令を出力する
機能、すなわち従来の車上信号保安装置５１での速度照
査機能と同等の機能とし、その代わりに、警戒ゾーン進
入伝達装置７０を追加している。

【００７８】ここで、警戒ゾーン進入伝達装置７０は、
前記警戒ゾーン演算手段６１により認識された警戒ゾー
ンに列車の走行状態が入っているか否かを検知し、もし
入っていれば、表示装置もしくは警報装置等の報知手段
により、列車の走行状態が警戒ゾーンに入っていること
を運転士に伝達するものである。

【００７９】以上のように構成した本実施形態の車上信
号保安装置５１を備えた鉄道保安システムにおいては、
警戒ゾーン演算手段６１により、保安減速パターンより
もさらに安全側の走行パターン、すなわち保安減速パタ
ーンよりも速度レベルの低い走行パターンである警戒減
速パターンを演算し、保安減速パターンと警戒減速パタ
ーンとにより囲まれた走行状態を警戒ゾーンとして認識
し、警戒ゾーン進入伝達装置７０により、警戒ゾーン演
算手段６１で認識された警戒ゾーンに列車の走行状態が
入っているか否かを検知し、もし列車の走行状態が警戒
ゾーンに入っている場合には、表示装置もしくは警報装
置等の報知手段で列車の走行状態が警戒ゾーンに入って
いることが、運転士に伝達される。

【００８０】従って、運転士は、現在の走行状態が保安
減速パターンに接近したことを認識することができ、現
在の走行状態から減速走行に滑らかに乗り移るようなノ
ッチ操作が可能となり、前述した従来の場合と比較し
て、減速走行を開始する時の乗り心地を向上することが
可能となる。

【００８１】（第３の実施形態：請求項２に対応）本実
施形態では、前述した第１の実施形態における全体構成
および車上構成と同様とし、以下の点についてのみ構成
を変更している。

【００８２】すなわち、車上信号保安装置５１は、図２
にその基本構成例を示すように、速度照査手段６４は、
先行列車の走行速度については考慮せず、前記保安減速
パターン演算手段６２により得られた保安減速パターン
と、警戒ゾーン演算手段６１により得られた警戒ゾーン
と、自列車速度位置検出手段６５により計測された自列
車の位置・速度とに基づいて、列車の駆動・制動装置６
６に対して減速指令または惰行指令を出力するようにし
ている。

【００８３】換言すれば、前述した本来の速度照査機能
に、列車の走行状態が警戒ゾーン演算手段により認識さ
れた警戒ゾーンに入っているか否かを検知し、列車の走
行状態が警戒ゾーンに入っている場合には直ちに列車の
駆動・制動装置６６に対して惰行指令を出力する機能を
追加している。

【００８４】以上のように構成した本実施形態の車上信
号保安装置５１を備えた鉄道保安システムにおいては、
速度照査手段６４により、列車の走行状態が警戒ゾーン
に入っているか否かを検知し、もし列車の走行状態が警
戒ゾーンに入っている場合には、直ちに列車の駆動・制
動装置６６に対して惰行指令が出力される。

【００８５】従って、保安減速パターンによる減速制御
が開始される前に必ず惰行走行となるため、前述した従
来の場合と比較して、減速走行を開始する時の乗り心地
を向上することが可能となる。

【００８６】（第４の実施形態：請求項４に対応）本実
施形態では、前述した第１の実施形態における全体構成
および車上構成と同様とし、以下の点についてのみ構成
を変更している。

【００８７】すなわち、車上信号保安装置５１は、図４
にその基本構成例を示すように、前記警戒ゾーン演算手
段６１を省略し、その代わりに、速度照査手段６４は、
送受信装置６３により受信された先行列車の走行速度を
考慮し、保安減速パターン演算手段６２により得られた
保安減速パターンと、自列車速度位置検出手段６５によ
り計測された自列車の位置・速度とに基づいて、列車の
駆動・制動装置６６に対して減速指令または加速ノッチ
抑制指令を出力するようにしている。

【００８８】換言すれば、前述した本来の速度照査機能
に、自列車と対象とする減速目標とが接近している場合
には、対象としている減速目標の現在の移動速度と自列
車の走行速度との相対速度から、自列車が相対的に保安
減速パターンに近づきつつあるか否かを判断し、自列車
が相対的に保安減速パターンに近づきつつある場合には
列車の駆動・制動装置６６に対して加速ノッチ抑制指令
を出力する機能を追加している。

【００８９】以上のように構成した本実施形態の車上信
号保安装置５１を備えた鉄道保安システムにおいては、
速度照査手段６４により、自列車と対象とする減速目標
とが接近している場合には、対象としている減速目標の
現在の移動速度と自列車の走行速度との相対速度から、
自列車が相対的に保安減速パターンに近づきつつあるの
か否かを判断し、自列車が相対的に保安減速パターンに
近づきつつある場合には、列車の駆動・制動装置６６に
対して加速ノッチ抑制指令が出力される。

【００９０】従って、加速走行を抑制し、無駄な加速走
行が防止されるため、前方の列車位置や前方の進路状態
が変化して認識する保安減速パターンが切り替わり、パ
ターンからパターンへ乗り移る際に、新しい保安減速パ
ターン付近での無駄な加速走行を少なくすることができ
るため、前述した従来の場合と比較して、特に先行列車
との間隔が小さく保安減速パターンに接近して走行する
際の乗り心地が向上し、また無駄な加速走行が少なくな
り、省エネルギー効果を図ることが可能となる。

【００９１】（他の実施形態）その他の実施形態として
は、前述した図６の実施形態における保安減速パターン
演算手段６２により演算された保安減速パターン、およ
び警戒ゾーン演算手段６１により演算された警戒ゾーン
と、現在の自列車の走行状態（位置、速度）を画面表示
手段の画面上に表示して運転士に伝達し、この画面上に
おいて、速度照査手段６４により列車の駆動・制動装置
６６に出力される減速指令および惰行指令および加速ノ
ッチ抑制指令を表示するような機能を追加することが考
えられる。

【００９２】この場合、運転士に対する画面表示として
は、例えば図７あるいは図８に示すように、横軸を時
間、縦軸を速度としたような表示が考えられる。以上の
ような、運転士に対する伝達装置による情報提供を行な
うことにより、速度照査手段６４において演算される指
令が切り替わるタイミングも、運転士があらかじめ予測
することができるため、運転士がよりきめ細やかに運転
することが可能となり、より一層乗り心地を向上するこ
とが可能となる。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に対応す
る発明によれば、目標地点に向かって減速走行した場合
の走行パターンである保安減速パターンを演算する保安
減速パターン演算手段と、この保安減速パターン演算手
段により得られた保安減速パターンに基づいて、現時点
の列車位置における保安上の許容速度を演算し、かつ自
列車の走行速度が当該許容速度を超えていないか否かを
チェックし、自列車の走行速度が当該許容速度を超えて
いる場合には列車の駆動・制動装置に対して減速指令を
出力する速度照査手段と、保安減速パターンよりも速度
レベルの低い走行パターンである警戒減速パターンを演
算し、保安減速パターンと警戒減速パターンとにより囲
まれた走行状態を警戒ゾーンとして認識する警戒ゾーン
演算手段と、列車の走行状態が警戒ゾーン演算手段によ
り認識された警戒ゾーンに入っているか否かを検知し、
列車の走行状態が警戒ゾーンに入っている場合にはその
旨を表示装置もしくは警報装置等の報知手段により運転
士に伝達する警戒ゾーン進入伝達手段とを備えるように
したので、現在の列車の走行状態が保安減速パターンに
接近したことを運転士が認識することができ、現在の列
車の走行状態から減速走行に滑らかに乗り移るようなノ
ッチ操作ができ、減速走行を開始する時の乗り心地を向
上することが可能な鉄道保安システムにおける信号保安
装置が提供できる。

【００９４】また、請求項２に対応する発明によれば、
目標地点に向かって減速走行した場合の走行パターンで
ある保安減速パターンを演算する保安減速パターン演算
手段と、この保安減速パターン演算手段により得られた
保安減速パターンに基づいて、現時点の列車位置におけ
る保安上の許容速度を演算し、かつ自列車の走行速度が
当該許容速度を超えていないか否かをチェックし、自列
車の走行速度が当該許容速度を超えている場合には列車
の駆動・制動装置に対して減速指令を出力する速度照査
手段と、保安減速パターンよりも速度レベルの低い走行
パターンである警戒減速パターンを演算し、保安減速パ
ターンと警戒減速パターンとにより囲まれた走行状態を
警戒ゾーンとして認識する警戒ゾーン演算手段と、速度
照査手段に設けられ、列車の走行状態が警戒ゾーン演算
手段により認識された警戒ゾーンに入っているか否かを
検知し、列車の走行状態が警戒ゾーンに入っている場合
には列車の駆動・制動装置に対して惰行指令を出力する
手段とを備えるようにしたので、保安減速パターンによ
る減速制御が開始される前に必ず惰行走行となり、減速
走行を開始する時の乗り心地を向上することが可能な鉄
道保安システムにおける信号保安装置が提供できる。

【００９５】さらに、請求項３に対応する発明によれ
ば、目標地点に向かって減速走行した場合の走行パター
ンである保安減速パターンを演算する保安減速パターン
演算手段と、この保安減速パターン演算手段により得ら
れた保安減速パターンに基づいて、現時点の列車位置に
おける保安上の許容速度を演算し、かつ自列車の走行速
度が当該許容速度を超えていないか否かをチェックし、
自列車の走行速度が当該許容速度を超えている場合には
列車の駆動・制動装置に対して減速指令を出力する速度
照査手段と、保安減速パターンよりも速度レベルの低い
走行パターンである警戒減速パターンを演算し、保安減
速パターンと警戒減速パターンとにより囲まれた走行状
態を警戒ゾーンとして認識する警戒ゾーン演算手段と、
速度照査手段に設けられ、自列車と対象とする目標地点
とが接近している場合には、対象としている目標地点の
現在の移動速度と自列車の走行速度との相対速度から、
自列車が相対的に警戒ゾーン演算手段により認識された
警戒ゾーンに近づきつつあるか否かを判断し、自列車が
相対的に警戒ゾーンに近づきつつある場合には自列車の
駆動・制動装置に対して加速ノッチ抑制指令を出力する
手段とを備えるようにしたので、加速走行を抑制し、無
駄な加速走行を防止し、減速走行を開始する時の乗り心
地を向上することができ、さらに先行列車との間隔が小
さく保安減速パターンに接近して走行する際の乗り心地
が向上し、その結果省エネルギー効果を図ることが可能
な鉄道保安システムにおける信号保安装置が提供でき
る。

【００９６】さらにまた、請求項４に対応する発明によ
れば、目標地点に向かって減速走行した場合の走行パタ
ーンである保安減速パターンを演算する保安減速パター
ン演算手段と、この保安減速パターン演算手段により得
られた保安減速パターンに基づいて、現時点の列車位置
における保安上の許容速度を演算し、かつ自列車の走行
速度が当該許容速度を超えていないか否かをチェック
し、自列車の走行速度が当該許容速度を超えている場合
には列車の駆動・制動装置に対して減速指令を出力する
速度照査手段と、速度照査手段に設けられ、自列車と対
象とする目標地点とが接近している場合には、対象とし
ている目標地点の現在の移動速度と自列車の走行速度と
の相対速度から、自列車が相対的に保安減速パターンに
近づきつつあるか否かを判断し、自列車が相対的に保安
減速パターンに近づきつつある場合には自列車の駆動・
制動装置に対して加速ノッチ抑制指令を出力する手段と
を備えるようにしたので、加速走行を抑制し、無駄な加
速走行を防止し、先行列車との間隔が小さく保安減速パ
ターンに接近して走行する際の乗り心地が向上し、その
結果省エネルギー効果を図ることが可能な鉄道保安シス
テムにおける信号保安装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第２の実施形態における車上信号
保安装置の構成例を示すブロック図。

【図２】本発明による第３の実施形態における車上信号
保安装置の構成例を示すブロック図。

【図３】本発明による第１の実施形態における車上信号
保安装置の構成例を示すブロック図。

【図４】本発明による第４の実施形態における車上信号
保安装置の構成例を示すブロック図。

【図５】本発明による第１の実施形態における地上側の
システム構成も含めた全体のシステム構成例を示す図。

【図６】本発明による第１の実施形態における車上側の
システム構成例を示すブロック図。

【図７】本発明における保安減速パターンと警戒減速パ
ターンおよび警戒ゾーンの関係を説明するための概念
図。

【図８】本発明における保安減速パターンと警戒減速パ
ターンおよび警戒ゾーンの関係を説明するための概念
図。

【図９】同第１の実施形態における車上信号保安装置内
での具体的処理を説明するためのフローチャート。

【図１０】同第１の実施形態における車上信号保安装置
内の保安減速パターン演算機能における保安減速パター
ン演算のアルゴリズムを説明するフローチャート。

【図１１】同第１の実施形態における車上信号保安装置
内の保安減速パターン演算手段における保安減速パター
ンの演算方法を説明するための概念図。

【符号の説明】

５１…車上信号保安装置、 ５２…列車、 ５３…駅連動装置、 ５４…地上信号保安装置、 ５５…地上・車上送受信設備、 ６１…警戒ゾーン演算手段、 ６２…保安減速パターン演算手段、 ６３…送受信装置、 ６４…速度照査手段、 ６５…自列車速度位置検出手段、 ６６…列車の駆動・制動装置、 ６７…路線勾配データ、 ６８…車両減速性能データ、 ６９…進路位置データ、 ５０１…は地上側から車上側への送信データ、 ５０２…当列車の位置と速度、 ５０３…進路開通状況、 ５０４…各列車の位置・速度、 ５０５…各列車に対する減速目標情報、 ６０２…先行列車の位置、または減速目標となり得る進
路ＩＤ、 ６０３…先行列車の速度、 ６０４，６０６…保安減速パターン、 ６０５…警戒減速パターン、 ６０８…減速指令または惰行指令または加速ノッチ抑制
指令、 ６０９はノッチ指令。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61L 23/14 B60L 15/40

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標地点に向かって減速走行した場合の
   走行パターンである保安減速パターンを演算する保安減
   速パターン演算手段と、この保安減速パターン演算手段
   により得られた保安減速パターンに基づいて、現時点の
   列車位置における保安上の許容速度を演算し、かつ自列
   車の走行速度が当該許容速度を超えていないか否かをチ
   ェックし、自列車の走行速度が当該許容速度を超えてい
   る場合には列車の駆動・制動装置に対して減速指令を出
   力する速度照査手段と、 前記保安減速パターンよりも速度レベルの低い走行パタ
   ーンである警戒減速パターンを演算し、前記保安減速パ
   ターンと警戒減速パターンとにより囲まれた走行状態を
   警戒ゾーンとして認識する警戒ゾーン演算手段と、 列車の走行状態が前記警戒ゾーン演算手段により認識さ
   れた警戒ゾーンに入っているか否かを検知し、列車の走
   行状態が警戒ゾーンに入っている場合にはその旨を表示
   装置もしくは警報装置等の報知手段により運転士に伝達
   する警戒ゾーン進入伝達手段と、 を備えたことを特徴とする鉄道保安システムにおける信
   号保安装置。
2. 【請求項２】 目標地点に向かって減速走行した場合の
   走行パターンである保安減速パターンを演算する保安減
   速パターン演算手段と、この保安減速パターン演算手段
   により得られた保安減速パターンに基づいて、現時点の
   列車位置における保安上の許容速度を演算し、かつ自列
   車の走行速度が当該許容速度を超えていないか否かをチ
   ェックし、自列車の走行速度が当該許容速度を超えてい
   る場合には列車の駆動・制動装置に対して減速指令を出
   力する速度照査手段と、 前記保安減速パターンよりも速度レベルの低い走行パタ
   ーンである警戒減速パターンを演算し、前記保安減速パ
   ターンと警戒減速パターンとにより囲まれた走行状態を
   警戒ゾーンとして認識する警戒ゾーン演算手段と、 前記速度照査手段に設けられ、列車の走行状態が前記警
   戒ゾーン演算手段により認識された警戒ゾーンに入って
   いるか否かを検知し、列車の走行状態が警戒ゾーンに入
   っている場合には前記列車の駆動・制動装置に対して惰
   行指令を出力する手段と、 を備えたことを特徴とする鉄道保安システムにおける信
   号保安装置。
3. 【請求項３】 目標地点に向かって減速走行した場合の
   走行パターンである保安減速パターンを演算する保安減
   速パターン演算手段と、この保安減速パターン演算手段
   により得られた保安減速パターンに基づいて、現時点の
   列車位置における保安上の許容速度を演算し、かつ自列
   車の走行速度が当該許容速度を超えていないか否かをチ
   ェックし、自列車の走行速度が当該許容速度を超えてい
   る場合には列車の駆動・制動装置に対して減速指令を出
   力する速度照査手段と、 前記保安減速パターンよりも速度レベルの低い走行パタ
   ーンである警戒減速パターンを演算し、前記保安減速パ
   ターンと警戒減速パターンとにより囲まれた走行状態を
   警戒ゾーンとして認識する警戒ゾーン演算手段と、 前記速度照査手段に設けられ、自列車と対象とする目標
   地点とが接近している場合には、対象としている目標地
   点の現在の移動速度と自列車の走行速度との相対速度か
   ら、自列車が相対的に前記警戒ゾーン演算手段により認
   識された警戒ゾーンに近づきつつあるか否かを判断し、
   自列車が相対的に警戒ゾーンに近づきつつある場合には
   自列車の前記駆動・制動装置に対して加速ノッチ抑制指
   令を出力する手段と、 を備えたことを特徴とする鉄道保安システムにおける信
   号保安装置。
4. 【請求項４】 目標地点に向かって減速走行した場合の
   走行パターンである保安減速パターンを演算する保安減
   速パターン演算手段と、この保安減速パターン演算手段
   により得られた保安減速パターンに基づいて、現時点の
   列車位置における保安上の許容速度を演算し、かつ自列
   車の走行速度が当該許容速度を超えていないか否かをチ
   ェックし、自列車の走行速度が当該許容速度を超えてい
   る場合には列車の駆動・制動装置に対して減速指令を出
   力する速度照査手段と、 前記速度照査手段に設けられ、自列車と対象とする目標
   地点とが接近している場合には、対象としている目標地
   点の現在の移動速度と自列車の走行速度との相対速度か
   ら、自列車が相対的に前記保安減速パターンに近づきつ
   つあるか否かを判断し、自列車が相対的に保安減速パタ
   ーンに近づきつつある場合には自列車の前記駆動・制動
   装置に対して加速ノッチ抑制指令を出力する手段と、 を備えたことを特徴とする鉄道保安システムにおける信
   号保安装置。