无线列车控制系统、无线列车控制车上系统及无线列车控制地上系统

摘要

本发明提供一种无线列车控制系统、无线列车控制车上系统及无线列车控制地上系统，其目的是仅通过增加地上信标就能可靠地探知从无保安系统的区间进入无线列车控制区间的列车。在无线列车控制系统中具备地上信标，该地上信标在有无保安系统的区间和无线列车控制区间时被设置在无保安系统的区间内，且将能够计算出从该设置位置到无保安系统的区间与无线列车控制区间的边界为止的剩余距离的位置信息通知给列车。列车具备从地上信标接收位置信息的地上信标探知装置、一旦探知到地上信标就与基站开始通信的车上无线机、和根据位置信息生成在系统边界之前停止的刹车模型，且从基站接收列车控制信息的列车控制装置。列车控制装置基于位置信息、刹车模型和列车控制信息，来控制列车从无保安系统的区间向无线列车控制区间的进入。

说明书

技术领域

本发明涉及用无线方式控制按照预定路径移动的移动体，特别是关于 无线列车控制系统。

背景技术

铁路信号系统的路线中存在车库等处于保安系统的控制对象外的地 方。以往，对于这种处于系统外且无其他保安系统的区间，其安全保障仅 靠驾驶员的目视。从系统外的区间进入到系统的控制范围内，虽然有从系 统边界向内侧设置轨道回路，且在系统边界上设置信号机来通知系统内有 无列车的方法，但安全性仍依赖于驾驶员。

近年来，在为削减地上设备而提出的无线列车控制系统(专利文献1) 中，列车探知由于仍是来自列车的自己申报，因此直至确立通信为止无法 进行列车控制，而导致使用了信号机的驶入列车的安全性仍然依赖于驾驶 员。

专利文献1：JP特开2003-276606号公报

在保安系统的控制范围内利用系统执行列车控制，且自动防止列车彼 此间的接近。而在控制对象外的区域，防止列车彼此间的接近则依赖于人 的注意力。为了提高保安系统控制范围内的安全性，有必要使列车安全且 可靠地从保安系统的控制范围之外驶入。特别是在利用了空间波的无线信 号控制系统中，当多列列车进入系统控制范围内时，若后续的列车先被系 统识别，则有可能先行的列车没被识别而发生相撞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线列车控制系统，该系统防止处于由无 线列车控制系统无法控制的状态的列车从无线列车控制区间外进入无线 列车控制区间内。

本发明为达到上述目的，而具备在未进行无线列车控制路径上的区间 配置的地上信标，且列车具备：用于探知地上信标的地上信标探知装置； 在地上信标探知装置探知到地上信标后，与基站开始无线通信的移动台； 以及当列车在未接收列车控制信息的状态下，从未进行无线列车控制的区 间进入无线列车控制的控制区间时，使列车停止在列车进入所述无线列车 控制的控制区间之前的列车控制装置。

另外，还具备：搭载在规定的路径上行驶的列车上，且通过无线从地 上控制装置接收无线列车控制信息的移动台；用于探知被设置在未进行无 线列车控制的路径上的区间内的地上信标的地上信标探知装置；以及当地 上信标探知装置探知到地上信标时，经由移动台与地上控制装置开始无线 通信的列车控制装置，当列车从未进行无线列车控制的路径上的区间进入 无线列车控制的控制区间之前，移动台未接收列车控制信息时，列车控制 装置使列车停止在未进行无线列车控制的路径上的区间内。

此外，还具备第1地上信标和第2地上信标。第1地上信标设置在未 进行无线列车控制的路径上的区间，且向列车侧发送成为移动台开始无线 通信的触发的信息。第2地上信标，当列车从未进行无线列车控制的路径 上的区间进入无线列车控制的控制区间之前，从基站未向移动台发送列车 控制信息时，向列车侧发送成为用于使所述列车停止在未进行所述无线列 车控制的所述路径上的区间内的刹车的触发的信息。

(发明效果)

通过实现用于防止处于用无线列车控制系统无法控制的状态的列车 从无线列车控制区间之外进入无线列车控制区内的无线列车控制系统，从 而能够提高无线列车控制系统的安全性。

附图说明

图1是表示本发明的向无线列车控制系统的无线信号控制区间进入 的进入方法的一实施例的图。

图2是表示本发明的无线列车控制系统的列车的一结构例的图。

图3是表示本发明的无线列车控制系统的进入处理的转移条件的图。

图4是表示本发明的无线列车控制系统的进入处理的流程图。

图5是说明流程图的步骤108的图。

图6是表示本发明的向无线列车控制系统的无线信号控制区间进行 的进入方法的另一实施例的图。

具体实施方式

关于在规定路径上行驶的列车与在规定路径沿线所设置的基站间进 行无线通信的无线列车控制系统，参照附图对本发明的实施例进行说明。

(实施例1)

图1是本发明的一个实施例，是表示从未进行无线列车控制的区间向 无线信号控制区间进入的进入方法的结构的图。

在既定的轨道50上行驶的列车10经由设置了天线的基站30，利用 无线与地上控制装置40进行通信。在轨道50上存在非无线列车控制系统 控制范围的其他区间和是无线列车控制系统控制范围的无线列车控制区 间(能进行无线列车控制的区间)，且在两个区间之间设置系统边界。此 处，上述的其他区间是指无线列车控制系统的控制范围之外的区间，既可 以是车库等的没有保安系统的区间，也可以是无线列车控制系统以外的其 他保安系统的控制区间。

从该系统边界起向无线列车控制系统的外侧(其他区间一侧)设置地 上信标(track antenna beacon)20。地上信标20将能够计算出从地上信标 20的设置位置到系统边界的剩余距离的位置信息通知给列车10。该地上 信标20若采用无电源地上信标则有望实现低成本，当然，有源地上信标 也适用于本发明。

在本实施例中，地上信标20是将距系统边界的剩余距离其本身的信 息(以下称为剩余距离信息)作为位置信息来进行通知的。但是，将地上 信标的当前位置通知给车上，且在车上利用数据库等来计算距系统边界的 剩余距离也是可能的。

此处，图1所示的模型切换区间是列车10接收地上信标20发送的剩 余距离信息，并经由基站30与地上控制装置40开始无线通信的区间。

图2是表示列车10一结构例的图。

列车10上配备有：利用无线与地上的基站30进行通信的移动台12、 列车控制装置11、从地上信标20接收剩余距离信息的地上信标探知装置 13、进行列车10的制动动作的刹车装置14、速度检测装置15及位置检 测装置16。列车控制装置11与移动台12、地上信标探知装置13、刹车 装置14、速度检测装置15、以及位置检测装置16连接。

从其他区间向无线列车控制区间行驶的列车10，一旦由地上信标探 知装置13探知到地上信标20，列车控制装置11就接收该信息，且列车 控制装置11就会使移动台12开始与基站30的通信。随后，移动台12 等待接收来自地上控制装置40的列车控制信息。此处，列车控制信息设 为无线列车控制区间内的停止界限信息(本列车与其他列车不相撞、不脱 轨、能够安全行驶的位置信息)。此外，地上信标探知装置13将接收到 的来自地上信标20的距系统边界的剩余距离信息发送给列车控制装置， 且为使列车在系统边界之前停止运行，列车控制装置11根据剩余距离信 息生成刹车模型(pattern)(参照图1中记载的刹车模型)。

地上信标20的设置位置，设为在根据上述刹车模型使列车停止在系 统边界之前时的列车尾部与系统边界之间。通过将地上信标设置在这样的 位置，从而，为了当某一列车从地上控制装置40未接收列车控制信息时 使该列车停止在地上信标20上，在该列车接收列车控制信息之前，其他 列车不会接收来自地上信标20的信息。总之，不会有多辆列车同时开始 无线通信，也不会有后面列车先开始无线通信的情况。由此，可防止进入 无线列车控制系统内的多辆列车发生相撞。

根据剩余距离，还能够在刚生成刹车模型后实施刹车。因此，探知地 上信标20时的列车的速度，设为在探知到地上信标20之后实施刹车而能 在系统边界之前停车的速度。当移动台12未从地上控制装置40接收列车 控制信息时，列车控制装置11控制刹车装置14，按照上述算出的刹车模 型实施刹车，使列车10停止在系统边界之前。当移动台12接收到来自地 上控制装置40的列车控制信息时，无论列车处于行驶状态还是停止状态， 列车控制装置11都控制刹车装置14，解除基于上述的刹车模型的刹车， 并按照列车控制信息使列车行驶而越过系统边界进入无线列车控制区间。 像这样根据刹车模型实施刹车的情况，是由搭载在列车10上的位置检测 装置16(速度发电机等)及速度检测装置15检测出的位置和速度接触到 刹车模型的情况。

图3是表示本发明的进入处理的状态转移的图。

本发明的列车控制装置11将地上信标的探知作为条件，由此从初始 状态转移至无线控制等待状态(等待接收列车控制信息)。在无线控制等 待状态中，根据列车的行驶速度是否接触到列车控制装置11生成的刹车 模型来决定是刹车状态还是非刹车(未实施刹车)状态。然后，无论是刹 车状态还是非刹车状态，在接收到列车控制信息时，从无线控制等待状态 转移至无线控制状态。

图4是表示本发明的进入处理的流程图。

进入处理的步骤依照图4进行说明。

步骤101、102：向系统边界行驶的列车反复判定是否检测到地上信 标(初始状态)。当探知到地上信标时，脱离初始状态而进入步骤103。 当未探知到地上信标时，返回到步骤101，继续行驶。

步骤103：一旦地上信标探知装置探知到地上信标即脱离初始状态， 车上无线机(移动台12)通电。由此设置在列车10上的移动台12与地 上的基站30开始通信。

步骤104：地上信标探知装置接收从地上信标到系统边界的剩余距离 信息。

步骤105：列车控制装置根据在步骤104接收到的剩余距离信息来计 算列车在系统边界之前停止的刹车模型。

步骤106-108：无线控制等待状态的处理。具体说明如下。

步骤106：列车在用速度发电机等的位置检测装置来更新本列车的位 置的同时，从车上无线机(移动台12)向地上控制装置发送本列车位置。 地上控制装置通过接收本列车位置能够识别进入列车，并生成针对进入列 车的列车控制信息，经由基站30发送给列车10。

步骤107：列车等待接收来自地上控制装置的列车控制信息，判定移 动台12是否已接收到信息。当移动台12已接收到信息时，脱离无线控制 等待状态而进入步骤109。当移动台12未接收到信息时，进入步骤108， 继续无线控制等待状态。

步骤108：决定是刹车状态还是非刹车状态。图5表示该块内的处理。 当移动台12未接收到列车控制信息时，进入该状态决定处理。在步骤110， 判定列车的速度是否接触到由步骤105所计算出的刹车模型。当接触到刹 车模型时，进入刹车状态；当未接触到刹车模型时，转移至非刹车状态。 状态决定实施后，返回步骤106，重复106-108的循环。

步骤109：为使列车按照接收到的列车控制信息行驶，而解除基于在 步骤105所计算出的刹车模型的列车控制，并转移至无线控制状态。

综上所述，通过在车上检测出设置在系统边界之前的地上信标20后， 开始与地上控制装置的无线通信，且在驶入系统边界之前利用无线从地上 控制装置未接收到列车控制信息时，使列车停止在系统边界之前，从而能 够防止处于无线列车控制系统无法控制状态的列车从无线列车控制区间 外进入无线列车控制区间内，能够谋求提高无线列车控制系统的安全性。

此外，如上所述，本实施例中根据从地上信标20接收到的剩余距离 信息而生成刹车模型，使列车在不超出刹车模型的范围内行驶，且处于等 待接收列车控制信息的状态。总之，如果列车到达系统边界之前能接收列 车控制信息，则无需停止而能越过系统边界，安全地进入无线列车控制系 统内。因此，与驶入系统边界前必须停车以等待接收列车控制信息的方法 相比，能实现节能的列车运行。

另外，一般情况下，为了可靠地进行从无线列车控制范围外的列车进 入的探知，需要大幅度增加地上设备，但是，根据本实施例，仅通过增加 如地上信标这样的相对简易的设备就能达到上述效果。

(实施例2)

以下，表示本发明另一实施例。与实施例1相比主要的不同点在于， 地上信标设置在两处。

图6是表示作为本实施例的从未进行无线列车控制的区间向无线列 车控制区间进入的进入方法的结构的图。

在既定的轨道50上行驶的列车10经由基站30利用无线与地上控制 装置40进行通信。在轨道50上存在非无线列车控制系统控制范围的其他 区间和是无线列车控制系统控制范围的无线列车控制区间(能进行无线列 车控制的区间)，且在两个区间之间设置系统边界。此处，上述的其他区 间是指无线列车控制系统的控制范围之外的区间，既可以是车库等的没有 保安系统的区间，也可以是无线列车控制系统以外的其他保安系统的控制 区间。

从该系统边界起向无线列车控制系统的外侧(其他区间一侧)设置地 上信标21a，在系统边界与地上信标21a之间设置地上信标21b。这里的 地上信标21a及21b若采用无电源地上信标则有望实现低成本，当然，有 源地上信标也适用于本发明。

地上信标21b的设置位置，设为在列车探知到地上信标21b后实施刹 车且能停止在系统边界之前的位置。地上信标21a的设置位置，设为从通 过上述刹车而使列车停止在系统边界之前时的列车的尾部至系统边界之 间的位置。

通过将地上信标设置在这样的位置，从而，为了当某一列车从地上控 制装置40未接收到列车控制信息时使该列车停止在地上信标21a上，在 该列车接收列车控制信息之前，其他列车不会接收来自地上信标21a的信 息。总之，不会有多辆列车同时开始无线通信，也不会有后面列车先开始 无线通信的情况。由此，可防止进入无线列车控制系统内的多辆列车发生 相撞。

列车10的构成与图2相同。

从其他区间向无线列车控制区间行驶的列车10，一旦由地上信标探 知装置13探知到地上信标21a，车上无线机(移动台12)就开始与基站 30的通信，并等待接收来自地上控制装置40的列车控制信息。列车10 的地上信标探知装置13从地上信标21a接收地上信标21a的位置信息。 此处，从地上信标21a接收的信息不一定是位置信息，只要是成为列车 10与地上控制装置开始无线通信的触发的信息即可。

列车10的地上信标探知装置13一旦探知到地上信标21b，就从地上 信标21b接收停止命令。探知地上信标21b时的列车速度，设为探知后实 施刹车而能在系统边界前停车的速度。

在探知地上信标21b之前通过移动台12接收到来自地上控制装置40 的列车控制信息时，列车控制装置11依照列车控制信息使列车行驶，并 越过系统边界而进入无线列车控制区间。在探知地上信标21b之前未接收 到来自地上控制装置40的列车控制信息时，列车控制装置11从探知到地 上信标21b的地点实施刹车，使列车停止在系统边界之前。在探知到地上 信标21b后，或者在列车停止后接收到列车控制信息时，从接收到列车控 制信息的时刻解除上述刹车，依照列车控制信息行驶，并越过系统边界而 进入无线列车控制区间。

综上所述，通过在车上检测出设置在系统边界之前的地上信标21a 后，开始与地上控制装置的无线通信，并在探知地上信标21b之前通过无 线从地上控制装置未接收到列车控制信息时，使列车停止在系统边界之 前，从而能够防止处于无线列车控制系统无法控制状态的列车从无线列车 控制区间外进入无线列车控制区间内，能够谋求提高无线列车控制系统的 安全性。

并且，与实施例1不同，由于依据地上信标21b的探知信息开始使处 于无线列车控制系统无法控制状态的列车(未接收到来自地上控制装置的 列车控制信息的列车)停止在系统边界之前的刹车，因此无需由列车控制 装置11生成刹车模型，有可简化列车控制装置的效果。

另外，一般情况下，为了可靠地进行从无线列车控制范围外的列车进 入的探知，需要大幅度增加地上信标，但是根据本实施例，仅通过增加如 地上信标这样的相对简易的地上设备就能达到上述效果。

附图符号的说明：

10…列车

11…列车控制装置

12…移动台

13…地上信标探知装置

14…刹车装置

15…速度检测装置

16…位置检测装置

20，21a，21b…地上信标

30…基站

40…地上控制装置

50…轨道