车辆交通控制装置的制作方法

专利名称：车辆交通控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆交通控制装置，用以在火车铁路系统、新型交通系统等中对车辆(包括火车、单轨火车、汽车、公共汽车和卡车)进行运行控制和移动控制，特别是涉及这样一种车辆交通控制装置，其能够实现运行密度和车辆效率的提高以及成本的降低，同时通过防止车辆与车辆的碰撞、车辆与车辆接触、撞击、出轨、倾覆等而保证安全。
现有铁路中的火车运行控制系统主要是一种基于由使用铁轨的轨道电路和火车移动控制信号检测出的火车位置的分组系统。该闭合系统设计通过在指定路段上只允许一列火车运行(一段-一列火车)来防止火车之间的碰撞。
同样地，在火车站，为了使每列火车都能够进入到相应的站台，联锁控制装置可控制安装在铁路岔路点上的分岔装置，也可控制用以控制火车的运动的信号。
然而，火车的运行密度取决于上述分组的长度。因此，为了提高运行密度，必须改革地面设备如轨道电路和地面信号。这需要大量费用和努力。
还有，在火车站要进行“一轨一列”火车控制。因此，在提高运行密度方面，除信号之外的费用和努力的提高也是一个问题。
通常，地面设备需要沿铁路进行维护保养，并且该维护成本的降低对于铁路的管理来说是一个重要的技术问题。
再有，如果设备由于位置条件不能放置在最佳位置上的话，就需要复杂的控制逻辑，以保证火车的安全运行。这会给实现安全控制造成困难。
本发明的目的是提供一种车辆交通控制装置，其能够实现低成本下的高密度、高效率的车辆运行操作，同时通过防止各站之间和各站之内的事故如车辆-车辆的相撞、车辆-车辆的接触、碰撞、出轨、倾覆、铁路道口事故，并还防止在用于运行于铁路上的车辆的运行系统(如火车铁路系统或新交通系统)中，而保证安全将火车接收到非接收段。
按照本发明的一个方面，提供了一种车辆交通控制装置，其可对运行于铁路上的车辆进行运行控制和移动控制，该车辆交通控制装置包括车辆位置检测单元，其可检测铁路内车辆的位置；铁路占有状态控制单元，用以存储和控制铁路的占有状态；动态占有区段分配请求单元，其可请求动态占有区段的分配，其中在该区段范围内每列车辆可根据由车辆位置检测单元所检测的车辆位置而在入站和出站两个方向上自由地运行；动态占有区段分配单元，其可查询铁道占有状态控制单元，以便将动态占有区段分配给每个车辆，这是由分配请求单元所要求的，用以进行核对操作，分配单元可根据核对结果执行动态占有区段的实际分配，使得轨道占有状态控制单元可存储分配结果；并输出分配结果，地面/车辆传送单元，其可将由动态占有区段分配单元所分配的动态占有区段传送给各个车辆；和车辆速度控制单元，其可根据由地面/车辆传送单元所传送的分配的动态占有区段对各车辆进行速度控制。
在根据本发明第一方面的车辆交通控制装置中，运行部分可单独地分配给各车辆，以防止相撞(如车辆/车辆的碰撞)。这样使各个车辆可安全地运行。
还有，当车辆运行时，在各个车辆之后定位的动态占有区段部分的专有权可自动地重新分配，用以顺序地更新由各车辆所占有的区段。这使得可以对各车辆进行灵活的运行控制。
按照本发明的第二方面，提供了一种车辆交通控制装置，其可对运行在具有道岔的轨道上的各车辆进行运行控制和移动控制，该车辆交通控制装置包括车辆位置检测单元，其可检测在轨道上的各车辆位置；道岔装置状态控制单元，其可控制安装在铁路道岔点上的岔道装置的连接方向和岔道装置的状态，其方向已经发生了改变或被固定；铁路/岔道装置占有状态控制单元，其可存储并控制轨道的占有状态和岔道装置的占有状态；动态占有区段分配请求单元，其可请求动态占有区段的分配，其中在该区段范围内每列车辆可根据由车辆位置检测单元所检测的车辆位置和由岔道装置状态控制单元所控制的岔道装置的状态而在入站和出站两个方向上以及岔道装置的分配上自由地运行；动态占有区段分配单元，其可查询铁道/岔道装置占有状态控制单元，以便将动态占有区段和岔道装置分配给每个车辆，这是由动态占有区段分配请求单元所要求的，用以进行核对操作，分配单元可根据核对结果将动态占有区段和岔道装置实际分配给每个车辆，使轨道/岔道装置占有状态控制单元存储分配结果，并且输出分配结果；地面/车辆传送单元，用以将由动态占有区段分配单元所分配的动态占有区段传送给各个车辆，车辆速度控制单元，其可根据由地面/车辆传送单元所传送的分配的动态占有区段对车辆进行速度控制；和岔道装置控制单元，其可改变和固定由动态占有区段分配单元所分配的岔道装置的连接方向。
除了与第一方面具有相同效果以外，按照本发明第二方面的车辆交通控制装置还具有下列效果。即使当岔道装置的方向加以改变并使车辆通过，具有岔道的铁路仍可单独地分配给车辆，并且可以使车辆在岔道装置的方向加以改变和加以固定以后运行。这样防止了车辆与另一车辆面对面或侧对侧相撞、出轨和倾覆，并且可以保证运行安全。
按照本发明的第三方面，按照第一或第二方面的车辆交通控制装置进一步包括一个运行路线图输入单元，其可输入车辆运行路线图，并且动态占有区段分配请求单元可通过使用由运行路线图输入单元所输入的车辆运行路线图来确定动态占有区段的分配请求范围。
在按照第三方面的车辆交通控制装置中，由于动态占有区段的分配是参照车辆运行路线图而请求的，所以不仅考虑了火车本身的运行计划，而且还考虑了其他火车的运行计划。即使在正常状态下或在交通堵塞、事故等的情况下，仍可有效地进行车辆运行。
按照第四方面，按照第一或第二的车辆交通控制装置进一步包括一个重新分配请求单元，其可根据由车辆位置检测单元所检测的每个车辆的位置，确定在每个车辆以后定位并在车辆运行时重新分配的动态占有区段的范围，其与重新分配的时间一起加以确定，重新分配请求单元可在初始运行计划由于事故而发生改变时请求动态占有区段分配单元重新分配动态占有区段。
在按照第四方面的车辆交通控制装置中，由于对火车的动态占有区段的占有权在火车运行以后不仅可顺序地加以取消而且可以在预定的周期加以取消，因此使装置得到简化。
另外，由于用以运行的动态占有区段的分配可以在运行计划改变时加以取消，所以可以实现有效的车辆运行。
按照本发明的第五方面，在按照第四方面的车辆交通控制装置中，动态占有区段重新分配请求单元可设置动态占有区段的时间，使其与动态占有区段的请求分配时间相同。
在按照本发明第五方面的车辆交通控制装置中，由于动态占有区段分配和重新分配请求是在相同的时间下产生的，因此可以降低地面/车辆传送的负荷，并且可使装置得到简化。
按照本发明第六方面，在按照第一或第二方面的车辆交通控制装置中，车辆速度控制单元具有由动态占有区段的端部位置(在运行方面上的车辆端点)到动态占有区段的起始位置形成减速曲线的变化，这是由于车辆的性能和轨道的线性，并且可自动地调节车辆的速度，以便使车辆沿着减速曲线而减速。
在按照本发明第六方面的车辆交通控制装置中，在控制车辆速度过程中，可形成减速曲线，并且车辆的速度可根据减速曲线进行控制。这样可使各车辆安全地停止而不会使其超出动态占有区段。
按照本发明的第七方面，按照第一或第二方面的车辆交通控制装置进一步包括一个车辆位置误差校正单元，其可检测分布在轨道上的车站位置，测量检测位置与实际位置之间的误差，并校正通过车辆位置检测单元所检测的车辆位置。
在按照第七方面的车辆交通控制装置中，由于在检测车辆位置中的误差可通过使用固定目标的检测位置与绝对值之间的位置检测误差来校正，所以车辆位置检测精度得到改善。因此，备用距离可以缩短，从而使车辆的运行密度得到增加。
按照本发明的第八方面，按照第一或第二方面的车辆交通控制装置进一步包括一个动态占有区段手动设置单元，用于手动设置禁止车辆进入的区段。
在按照第八方面的车辆交通控制装置中，在轨道上的给定范围可以通过设置该范围而将运行系统与禁止车辆进入的区段分开。
按照本发明的第九方面，在按照第一或第二方面的车辆交通控制装置中，动态占有区段分配单元可进行区段分配，其不仅要考虑已经分配给其他车辆的动态占有区段，而且还要考虑来自沿铁轨设置的运行障碍检测器、铁路交叉控制装置和轨道关闭控制装置的信息，如降雨量检测器、落石检测器、和障碍检测器。
在按照第九方面的车辆交通控制装置中，由于每个车辆进入的许可/禁止是通过以该方式分配动态占有区段而确定的，所以包含这些检测器的火车运行控制系统可以以简单的形式实现。
按照本发明第十方面，在按照第一或第二方面的车辆交通控制装置中，动态占有区段分配请求单元可设置动态占有区段的最大分配请求范围直到车辆停止的下一站。
在按照第十方面的车辆交通控制装置中，动态占有区段的最大分配请求范围可设置到火车停止的下一站。这样可防止驾驶员通过不能停车的车站。
按照本发明的第十一方面，在按照第一或第二方面的车辆交通控制装置中，动态占有区段分配请求单元总是按照动态占有区段的分配请求范围来设置预定距离。
在按照第十一方面的车辆交通控制装置中，由于请求动态占有区段范围是恒定的的，所以使装置得到简化。
按照本发明第十二方面，在按照第一或第二方面的车辆交通控制装置中，动态占有区段分配请求单元总是设置一定距离，使得相应车辆可按照动态占有区段的分配请求范围在预定时间周期内运行。
在按照第十二方面的车辆交通控制装置中，由于动态占有区段的分配请求范围总是被设置为一定距离使火车在运行时间周期内运行，所以可以对高密度运行的轨道进行灵活的车辆运行变化。
按照本发明的第十三方面，按照第一或第二方面的车辆交通控制装置进一步包括一个平面铁路交叉控制装置，其设置在车辆上并可控制至少一种障碍，和在铁路交叉口处的平面交叉信号，其可根据由车辆位置检测单元所检测的每个车辆的位置和运行方向而使轨道平面交叉。
在按照第十三方面的车辆交通控制装置中，使轨道平面交叉的在每个铁路交叉道口处的障碍和平面交叉信号可受到控制，以便防止通过铁路岔口的火车、行人等之间的相撞，由此保证带有岔口的轨道上的安全。
按照本发明的第十四方面，在按照第二方面的车辆交通控制装置中，在车辆上的车辆位置检测单元可检测轨道内车辆的位置，并且进一步包括一个地面/车辆传送单元，其可由车辆到轨道/岔道装置占有状态控制单元来传送并输入车辆的位置，该位置可通过车辆位置检测单元来检测。
在按照第十四方面的车辆交通控制装置中，由于车辆的位置可对车辆进行检测，所以可以简化装置的设置。
按照本发明的第十五方面，按照第十四方面的车辆交通控制装置进一步包括一个地面/车辆传送单元，其可产生对车辆的动态占有区段分配请求和动态占有区段重新分配请求，传送单元可由车辆传送并输入到动态占有区段分配单元，来自动态占有区段分配请求单元的动态占有区段分配请求和来自动态占有区段重新分配请求单元的动态占有区段重新分配请求是以由车辆位置检测单元所检测的每个车辆的位置为基础的。
在按照第十五方面的车辆交通控制装置中，由于动态占有区段分配和重新分配请求是在经检测的每列火车位置的基础上进行的，所以对各列火车的自主分散型运行控制可由火车本身来进行。
本发明的其他目的和优点将在下面进一步加以描述，通过下面的描述将使其部分更加清楚，或通过实施本发明而得知。本发明的目的和优点可借助于下面特别指出的各种手段和组合而实现和获得。
附图中示出了本发明的优选实施例，其包含在说明书中并构成说明书的一部分，并且其与上述的一般性描述和下面的优选实施例的详细描述一起用以说明本发明的原理。


图1是一方框图，其表示按照本发明第一实施例的车辆交通控制装置；图2是一方框图，其表示包含在按照本发明车辆交通控制装置中的系统的整个布置；图3是一流程图，用以说明由按照本发明的车辆交通控制装置所执行的涉及火车运行操作的处理过程；图4A-4F是表示车辆(火车)运行机构概念的示意图；图5A-5C是表示车辆(火车)运行机构概念的示意图；图6是表示设置动态占有区段方法概念的示意图，其是本发明的重点；图7A-7E分别表示车辆运行轨道的示意图；图8是表示在轨道占有状态控制单元中控制方法的示意图；图9是一方框图，其表示按照本发明第二实施例的车辆交通控制装置；图10A和10B是表示在第二实施例的轨道/岔道装置占有状态控制单元中控制方法的示意图；图11是一方框图，其表示按照本发明第三实施例的车辆交通控制装置；图12是一方框图，其表示按照本发明第四实施例的车辆交通控制装置；图13是一示意图，用以说明按照本发明第六实施例的车辆交通控制装置的操作；
图14是一方框图，其表示按照本发明第七实施例的车辆交通控制装置；图15是一方框图，其表示按照本发明第十三实施例的车辆交通控制装置；图16是一示意图，用以说明按照本发明第十三实施例的车辆交通控制装置的操作；图17是一方框图，其表示按照本发明第十四实施例的车辆交通控制装置；和图18是一方框图，其表示按照本发明第十五实施例的车辆交通控制装置。
下面将首先描述按照本发明的车辆运行机构的基本概念。
本发明涉及的是一种用以使车辆安全运行的系统(例如，在现行铁路上的ATC(自动火车控制)系统)，防止各车辆在车辆之间面对面相撞、碰撞、出轨、倾覆等。
通常，例如，在铁路上，固定分组系统是用以保证安全的，其中分组区段是固定的。
与此相反，本发明使用的是一种实现移动分组系统的方法。
为了安全运行，每个车辆均给定一定范围(占有范围)，其中车辆可保持运行或停止。给定了该占有范围的车辆可自由地在该范围内运行(考虑双向运行)，而其他车辆不能进入该范围(专有)。该运行范围应当持续地改变，同时车辆运行，因此其称为“动态占有区段”。
因此，每个车辆(或用以控制车辆运行的每个运行控制功能)总是要求在所需运行方向上(需要的路线和目的地)为其本身分配动态占有区段，并且必须在占有区段不需要以后将该分配取消。
在具有岔道的铁路上，岔道装置必须根据车辆的运行在连接方向上进行改变。
如果岔道装置存在于分配给每个车辆的动态占有区段上的话，轨道会首先占有，然后岔道装置会在所需运行方向上进行改变。为了防止车辆倾覆，必须给予每个车辆运行权，使其在轨道固定以后运行。
车辆运行密度的增加和成本的降低目前已经给技术上提出了挑战。本发明的目的在于获得在市区和市区之间速度和铁路运行密度的提高，实现用以在异常状态下便于改变驱动型式的灵活驱动系统，通过降低地区铁路设备的初始投资和降低维护保养成本而获得成本的降低，和获得设备成本和新型交通系统(如铁路和汽车的组合)运行成本的降低。
基于上述概念的本发明各实施例将参照附图详细描述如下。
(第一实施例)图7A-7C是分别表示应用本发明的标准车辆运行轨道的示意图。
参见图7A-7C，作为各车辆的火车22a、22b和22c运行在轨道20上。
在轨道20上具有车站21a、21b和21c。在本实施例中，是将本发明应用于单轨/单向运行和双向运行中。
图1是一方框图，其表示按照本发明第一实施例的车辆交通控制装置布置的一个实例。本实施例的车辆交通控制装置包括车辆位置检测单元1，轨道占有状态控制单元3，动态占有区段分配请求单元4，动态占有区段分配单元5，地面/车辆传送单元9，和车辆速度控制单元6。
车辆位置检测单元1可检测轨道内火车22a、22b和22c的位置。轨道占有状态控制单元3可以以表格的形式存储并管理所有火车(如由车辆位置检测单元1所检测到的火车22a，22b和22c)的位置。轨道占有状态控制单元3还可以以表格的形式存储并管理由动态占有区段分配单元5分配给各火车22a，22b和22c的动态占有区段即轨道的占有状态。
动态占有区段分配请求单元4可根据由车辆位置检测单元1所检测的火车22a，22b和22c的位置在各火车22a，22b和22c以任意方向自由运行的运行范围内确定动态占有区段，并产生相应的分配请求。
动态占有区段分配单元5可查询轨道占有状态控制单元3，以便将动态占有区段分配给火车22a，22b和22c，这是动态占有区段分配请求单元4所请求的，并且可进行核对操作。然后，动态占有区段分配单元5实际上根据该核对结果分配动态占有区段，并将分配结果存储在轨道占有状态控制单元3中并进行输出。
地面/车辆传送单元9可通过动态占有区段分配单元5所分配的动态占有区段发送给火车22a，22b和22c。
车辆速度控制单元6可根据由地面/车辆传送单元9所发出的分配的动态占有区段对火车22a，22b和22c进行速度控制。
换句话说，在上述车辆交通控制装置中，车辆速度控制单元6可在每个恒定时间(例如，一秒)检测轨道内火车22a，22b和22c的位置。分配请求单元4可根据由车辆速度控制单元6所检测的火车22a，22b和22c的位置在运行范围内确定动态占有区段，其中在运行区段中各火车22a，22b和22c可在任何方向如入站和出站方向上自由地运行，在每种情况下火车可以是运行的或是停止的，并且可请求分配。分配单元5可根据分配请求更新动态独占区段的分配。
图2是一方框图，其表示包含该车辆交通控制装置的系统。值得注意的是，图2所示的布置对应于第二、第三、第四、第七、第八、第十四和第十五实施例以及本实施例。由于图2示出了本发明的整个布置，所以本实施例将参照图2加以描述。
在本实施例中，本发明可应用于铁路系统中。
参见图2，火车位置检测单元51可通过使用振荡器、GPS(使用卫星的位置测量系统)等来检测在地面中央功能部分上的所有各火车的位置。火车位置检测单元51对应于图1上的车辆位置检测单元1。铁轨/开关占有状态控制单元53对应于图1中的轨道占有状态控制单元3。
动态占有区段分配请求单元54对应于图1中的动态占有区段分配请求单元4。动态占有区段分配单元55对应于图1中的动态占有区段分配单元5。火车速度控制单元56对应于图1中的车辆速度控制单元6。地面/火车传送单元59对应于图1中的地面/车辆传送单元9。
铁轨/开关占有状态控制单元53、动态占有区段分配请求单元54、和动态占有区段分配单元55具有火车控制地面系统的作用。
下面将描述按照本实施例具有上述布局的车辆交通控制装置的操作。
参见图1，车辆位置检测单元1可检测在轨道内的火车22a，22b和22c的位置。
轨道占有状态控制单元3可以以表格的形式存储由车辆位置检测单元5所输出的所有火车如火车22a，22b和22c的位置。动态占有区段分配单元5可以以表格的形式存储分配给火车22a，22b和22c的动态占有区段。
动态占有区段分配请求单元4可根据由车辆位置检测单元1所输出的火车22a，22b和22c位置请求动态占有区段的分配，该区段运行范围可以使火车22a，22b和22c在任何方向如入站和出站方向自由地运行。这些请求的动态占有区段影响火车的运行密度。轨道占有状态控制单元3可以象图8所示那样以表格的形式管理分配给火车22a，22b和22c的动态占有区段。
在本实施例中，假设铁路系统是单轨系统，并且将由包含车站的侧线位置到另一侧线位置的区段看作请求单元。如果在车站A和B之间具有侧线位置的话，由车站A出发到车站B的火车会请求独占权，以便运行到该侧线位置。由车站B出发到车站A的火车也可请求独占权，以便运行到该侧线位置。采用这样的操作，可以使各火车在侧线上相互通过。
动态占有区段分配单元5可查询轨道占有状态控制单元3，以便将动态占有区段分配给动态占有区段分配请求单元4所请求的火车22a，22b和22c，并且可进行核对操作。动态占有区段的实际分配可在该核对结果的基础上进行。该分配结果可存储在轨道占有状态控制单元3中并输出。
动态占有区段分配单元5可将由动态占有区段分配请求单元4所请求的动态占有区段分配给火车22a，22b和22c，同时用存储于轨道占有状态控制单元3中的内容与该区段进行核对。
特别是，动态占有区段的请求范围可与已经由上述火车或其他火车所占有的区段进行比较。对于还未由其他火车所占有的请求范围的区段的独占权会随着已经由每个请求火车所占有的区段而给予请求的火车。
例如，在地面/车辆传送单元9中，空间波无线电装置可通过使用LCX电报等手段将由动态占有区段分配单元5所分配的动态占有区段发送给火车22a，22b和22c。
车辆速度控制单元6可根据通过地面/车辆发送单元9所发送的分配的动态占有区段对火车22a，22b和22c进行速度控制，以便在动态占有区段边界之前使火车停止。
下面将参照图3、4A-4F和6详细地描述按照本实施例的车辆交通控制装置的操作。
图3是一流程图，其表示涉及火车运行的处理流程。
参见图3，当火车开始运行时，火车会首先请求对轨道的独占权(步骤101)。
火车控制地面系统会检查是否铁轨由另一火车所占有。如果铁轨未被占有的话，系统会接受该请求(步骤102)。
如果铁轨由另一火车占有的话，火车控制地面系统会让该火车占有某区段直到占有由另一火车所占有的区段(该操作将被称作部分接受)。该火车一直保持产生该请求直到所有请求的区段被接受。
如果该请求被接受的话，在该区段对轨道的独占权会被给予该火车，并且该区段会成为该火车的动态占有区段。在给予火车独占权的区段上，要根据火车的运行路线进行运行准备(步骤103)。
当完成运行准备时，火车控制地面系统会设置运行权(步骤104)，并且向火车发出相应的信息。在接收到运行权的情况下(步骤105)，火车将进行第一次运行(步骤106)。
在火车运行以后，会发出请求，取消对火车已经运行通过的区段的独占权和运行权，以便允许另一火车运行(步骤107)，并且取消独占权和运行权(步骤108)。
图4A-4F是概念图，其每幅图表示车辆(火车)运行状态，特别是，表示请求独占权和接受该权的过程。
参见图4A，火车A请求运行到下一站的独占权。参见图B，如果没有其他火车要求该独占权的话，动态占有区段会被分配给火车A。参见图4C，当火车运行时，在火车之后的动态占有区段或自动地被重新分配。参见图4D，假设火车B请求独占权，而与火车A冲突时。由于火车B对于该轨道与火车A冲突(竞争)，其中该轨道是火车B想运行的轨道，火车B需要一定范围内的独占权，在该范围内火车B不会与火车A冲突。参见图4E，火车B占有该区段直到下一站，因此火车A由于火车B而不能通过汇合部分，即使火车A离开车站。参见图4F，当火车B前进时，火车A才可前进。
图6是一概念图，其表示动态占有区段是如何分配的一个实例。如图6所示，可设置动态占有区段，以形成一定环境，使火车可保持安全运行或停止。动态占有区段分配请求单元4可根据火车的运行范围在火车的前头形成动态占有区段。在动态占有区段的每侧上设置一定裕度，以防止由于倾斜等使火车与另一火车等的接触。还有，动态占有区段在高度上的大小要考虑火车的高度和裕度的总和来设置。再有，如果火车只向前运行的话，可以在火车的后面设置对应于位置检测误差的裕度(即约20cm)。如果火车向后或双向运行的话，要考虑对应于运行速度的距离。特别是，在具有岔道的轨道上，在岔道或汇合部分上分配动态占有区段时，更应考虑间距。
下面将参照图1来描述本实施例。车辆位置检测单元1可检测轨道内车辆的位置，并且将位置输入给轨道占有状态控制单元3，其可通过动态占有区段分配单元5来控制分配给火车22a，22b和22c的动态占有区段。此时，当火车22a，22b和22c的位置改变时，位于各火车之后的动态占有区段的各部分可自动地被重新分配。
如上所述，由于按照本实施例的车辆交通控制装置单独地将各运行区段分配给火车22a，22b和22c，因此防止了各火车之间的相撞及碰撞。这样使各列火车可以安全地运行。
还有，当火车22a，22b和22c运行时，对于位于各列火车之后的动态独占区段各部分的独占权可以自动地被重新分配，以便顺序地更新由火车22a，22b和22c所占有的各区段。这样使得可以对各列火车进行灵活的运行控制。
再有，为了位置检测而使用的卫星有利于对具有长轨道的铁路进行维护，特别是如在陆地上的长距离铁路系统。
用以检测火车22a，22b和22c位置的车辆位置检测单元1不限于第一实施例的形式，其可以采用使用轨道电路、发射机应答机和限制开关的接近检测方式。
每列火车请求分配的所述动态占有区段的范围不限于第一实施例的形式。例如，每列火车22a，22b和22c可请求在车站之间的各区段单元中分配动态占有区段。
在这种情况下，每列火车可在其他火车未占有区段范围内查询对区段的独占权。然而，如果已知火车占有长区段过早的话，则不能有其他火车在该区段上运行，直到该已知火车开走。
(第二实施例)图7D和7E表示应用本发明具有岔路的另一车辆运行轨道。
参见图7D和7己火车22g和22h作为车辆可分别运行在铁路20x和20y上。在铁路20x和20y上具有车站21s和21t。岔道装置25a和25b设置在铁路20x的岔道点上。在这种情况下，运行方向预定在双轨线的各铁路上，用以进行双轨运行。标号24a和24b表示站台。
图9是一方框图，其表示按照第二实施例的车辆交通控制装置布置的一个实例。与图1相同的标号表示图9中相同的部分，并且将省略对其的描述。下面将只描述不同的部分。
如图9所示，按照第二实施例的车辆交通控制装置除了图1中所示布置以外还包括有岔道装置状态控制单元2和岔道装置控制单元7，并且可使用铁路/岔道装置占有状态控制单元3′代替铁路占有状态控制单元3。还有，在第二实施例中的动态占有区段分配请求单元4和动态占有区段分配单元5具有不同于第一实施例中的作用。
岔道装置状态控制单元2可控制在铁路岔道点上所安装岔道装置的连接方向和岔道装置的各状态，如方向改变状态和固定状态。
铁路/岔道装置占有状态控制单元3′可以以表格的方式存储并控制所有火车如火车22a，22b和22c的位置(其可由车辆位置检测单元1检测)和岔道装置的各状态(其可由岔道装置状态控制单元2来控制)。铁路/岔道装置占有状态控制单元3′还可以以表格的方式存储并控制由动态占有区段分配单元5分配给火车22a，22b和22c的动态占有区段和岔道装置的占有状态。
动态占有区段分配请求单元4可根据由车辆位置检测单元1所检测的火车22a、22b和22c的位置和由岔道装置状态控制单元2所控制的岔道装置的状态以及岔道装置，来确定火车22a、22b和22c可在任何方向如入站和出站方向上自由地运行范围的各动态占有区域。然后，动态占有区段分配单元请求单元4可请求分配确定的动态占有区段和岔道装置。
动态占有区段分配单元5可查询动态占有区段分配请求单元4，以便通过动态占有区段分配请求单元4将动态占有区段和岔道装置分配给火车22a，22b和22c，并进行核对操作。然后，动态占有区段分配单元5实际上将根据核对结果分配动态占有区段和岔道装置，并将分配结果存储在铁路/岔道装置占有状态控制单元3′中并将其输出。
岔道装置控制单元7可改变并固定通过动态占有区段分配单元5所分配的岔道装置的连接方向。
图2是一方框图，其表示包含该车辆交通控制装置的整个系统布置的一个实例。与第一实施例相同的标号表示第二实施例中相同的部分，将省略对其的描述。下面只描述不同的部分。
参见图2，轨道/开关占有状态控制单元53对应于图9中的岔道装置状态控制单元2和铁路占有状态控制单元3。
开关控制单元57对应于图9中的岔道装置控制单元7。
开关控制单元52可控制岔道装置的连接方向。
下面将描述按照本实施例具有上述布置的车辆交通控制装置的操作。
与图1中相同部分操作的描述将省略，下面将描述不同的部分。
参见图9，岔道装置状态控制单元2可以以表格的形式存储在轨道岔路点上的岔道装置的占有状态。也就是说，岔道装置状态控制单元2可控制岔道装置的连接方向和岔道装置的状态，如方向改变状态和固定状态。铁路/岔道装置占有状态控制单元3′可以以表格的形式存储并控制所有火车如火车22a，22b和22c的位置(其可由车辆位置检测单元1输出)和岔道装置的状态(其可由岔道装置状态控制单元2输出)。铁路/岔道装置占有状态控制单元3′还可以以表格的形式存储并控制由动态占有区段分配单元5分配给火车22a、22b和22c的动态占有区段和岔道装置的占有状态。也就是说，铁路/岔道装置占有状态控制单元3′可以以图10A和10B所示的表格形式控制岔道装置的占有状态，以及以图8所示表格形式分配给火车22a，22b和22c的动态占有区段。
动态占有区段分配请求单元4可在火车22a，22b和22c以任何方向如入站和出站方向上自由地运行范围内请求动态占有区段的分配，并根据由车辆位置检测单元1所输出的火车22a，22b和22c的位置和由岔道装置状态控制单元2所输出的岔道装置的状态分配岔道装置。
动态占有区段分配单元5可查询动态占有区段分配请求单元4，以便通过动态占有区段分配请求单元4将动态占有区段和岔道装置分配给火车22a，22b和22c，并进行核对操作。然后，动态占有区段单元5实际上将根据核对结果分配动态占有区段和岔道装置，并且将分配结果存储在铁路/岔道装置占有状态控制单元3′中并输出。
岔道装置控制单元7可改变并固定由动态占有区段分配单元5所分配的岔道装置的方向。
下面将参照图3和5详细地描述按照第二实施例的车辆交通控制装置的操作。
图3是一流程图，其表示涉及火车运行的处理流程图。
参见图3，当火车开始运行时，火车会首先请求对铁路的独占权(步骤101)。火车控制地面系统会检查轨道和开关是否由另一火车占有。如果轨道和开关未被占有的话，系统接受请求(步骤102)。如果轨道由另一火车占有的话，火车控制地面系统会让该火车占有与由另一火车所占有区段相邻的区段(该操作将被称为部分接受)。该火车保持产生该请求直到所有请求的区段被接受。如果该请求被接受的话，在该区段对铁路的独占权会被给予该火车，并且该区段会成为该火车的动态占有区段。在给予火车独占权的区段中，可根据火车运行路线进行运行准备(步骤103)。在这种情况下，在具有岔道的铁路上，开关可进行转换(步骤109)。
当完成运行准备时，火车控制地面系统可设置运行权(步骤104)，并且将相应的信息发送给火车。在接收到运行权的情况下(步骤105)，火车在第一时间运行(步骤106)。
在火车运行以后，可请求取消对火车已经通过的区段的独占权和运行权，以便允许另一火车运行(步骤107)，并且取消独占权和运行权(步骤108)。
图5A-5C是概念图，其表示车辆(火车)运行机构，特别是，示出了可扩大的独占权的接受范围，可进行的运行准备和可设置的运行权的实例。
假设火车C运行在主轨道上，同时火车D运行在侧线上，如图5A所示。火车D被给予火车C后面部分的独占权，并正在运行。参见图5B，当火车C前进时，在火车C所占有的开关状态被取消，火车D可占有铁路而进入侧线。然后，开关控制单元开始切换开关，以准备运行。参见图5C，在开关完全切换并固定以后，也要设置对火车D动态占有区段的剩余区段的运行权。
如上所述，除了与第一实施例具有相同效果以外，第二实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。由于对岔道装置的独占权很容易加以分配，所以当岔道装置的方向被改变并使车辆通过时，仍可将具有岔道的铁路单独地加以分配，并且在岔道装置的方向被改变和固定以后，可使车辆运行。这样防止了车辆面对面或侧对侧地与另一车辆相撞、出轨和倾覆，并且可以保证安全地运行。
(第三实施例)图11是一方框图，其表示按照第三实施例的车辆交通控制装置的布置的实例。与图1相同的标号表示图11中相同的部分，并且将省略对其的描述。下面只描述不同的部分。
如图11所示，按照第三实施例的车辆交通控制装置除了图1所示的布置以外还具有运行线路图形输入单元10。运行线路图形输入单元10可将火车22a，22b和22c的运行线路图输入到动态占有区段分配请求单元4。动态占有区段分配请求单元4通过使用由运行线路图形输入单元10所输入的车辆运行线路图来确定动态占有区段的分配请求范围。
下面将描述按照本实施例具有上述设置的车辆交通控制装置的操作。
下面将省略与图1中相同部分操作的描述，而只描述不同的部分。
参见图11，动态占有区段分配请求单元4通过使用由运行线路图形输入单元10所输入的火车22a，22b和22c的运行线路图来确定动态占有区段的分配请求范围。为了确定动态占有区段的分配请求范围，需要确定请求的时间。
根据铁路的运行线路图确定火车22a，22b和22c的请求范围如下。在靠近市区的区段上，其中该区段的运行密度是高的，可设置短的请求范围，如以车站为单位。在距离市区较远的区段上，其中该区段的运行密度是低的，可以以主要车站为单位来设置请求范围。
如上所述，除了与第一实施例具有相同的效果以外，本实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。由于动态占有区段的分配是参照车辆的运行线路图来请求的，因此不仅考虑了火车本身的运行计划，而且还考虑了其他火车的运行计划。这样使得可以简化装置。还有，在正常状态下或在交通堵塞、事故等情况下，通过迅速地响应动态运行线路图的变化请求可实现有效的车辆运行。
(第四实施例)图12是一方框图，其表示按照第四实施例的车辆交通控制装置布置的一个实例。与图1相同的标号表示图12中相同的部分，并且将省略对其的描述。下面将只描述不同的部分。
如图12所示，按照本实施例的车辆交通控制装置除了图1所示设置以外还包括一个动态占有区段重新分配请求单元8(对应于图2中的动态占有区段重新分配请求单元58)。
动态占有区段重新分配请求单元8可根据由车辆位置检测单元1所检测的各火车位置在火车22a，22b和22c之后确定动态占有区段的范围，其中随着火车的运行该区段将解除分配，连同解除分配时间。还有，当初始运行计划由于事故等而改变时，动态占有区段重新分配请求单元8会请求动态占有区段分配单元5重新分配动态占有区段。
下面将描述按照本实施例具有上述布置的车辆交通控制装置的操作。
与图1中相同部分的操作的描述将加以省略，下面将只描述不同部分。
在第一实施例中，对于位于火车22a，22b和22c之后的动态占有区段部分的独占权随着火车的运行而自动消除的。与此相反，图11中的动态占有区段重新分配请求单元8可接收车辆位置检测单元1的输出，并且随着火车的运行来确定火车22a，22b和22c之后的动态占有区段以及重新分配时间。
当运行区段由于火车的延时或事故等而发生改变时，动态占有区段重新分配请求单元8可请求解除分配已经请求并接受的动态占有区段。在这种情况下，如果火车在传输的一瞬间(如，10秒)以后采用标准的减速挡时，在运行方向的前头可设置动态占有区段的解除分配范围，同时将使火车停止所需要的距离和误差裕度(如，20m)的总和留作独占权。
如上所述，除了与第一实施例具有相同效果以外，第四实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。由于对火车的动态占有区段的独占权在火车运行以后不仅顺序地被消除而且是在预定周期之后被消除，因此可简化装置。
还有，由于在运行计划发生改变时用以运行的动态占有区段的分配被消除，所以可实现有效的车辆运行。
再有，为使火车停止所需要的距离可根据标准减速来计算，其中在该标准减速下的火车要考虑到传输的延迟而停止，由此要考虑安全的裕度。这样防止了火车与另一火车的相撞和出轨，并且可灵活地响应火车的运行请求。
(第五实施例)在按照第五实施例的车辆交通控制装置中，在图12中所示第四实施例中的动态占有区段重新分配请求单元8可在与动态占有区段分配请求的时间相同的时间设置动态占有区段的解除分配时间。
在按照第五实施例具有上述布置的车辆交通控制装置中，动态占有区段分配和重新分配请求可在火车上产生。在这种情况下，动态占有区段重新分配请求单元8可在与动态占有区段分配请求的时间相同的时间设置动态占有区段的重新分配时间。这样可减少地面/车辆传送的负荷并使装置简化。
如上所述，除了与第四实施例具有相同的效果以外，按照第五实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。由于动态占有区段分配请求和重新分配请求是在相同时间产生的，因此可减少地面/车辆传送的负荷，并且可简化装置。
(第六实施例)第六实施例的车辆交通控制装置具有与图1所示第一实施例相同的布置。在该布置中，图1中的车辆速度控制单元6考虑到车辆性能和铁路的线性由动态占有区段的端部位置(在车辆运行方向上的端点)到起始位置形成减速曲线的作用，并且可自动地调整车辆的速度，用以沿减速曲线减小其速度。
下面将参照图13来描述按照本实施例具有上述布置的车辆交通控制装置的操作。
与图1中相同部分的操作描述将被省略，下面将只描述不同部分。
图13表示在车辆E和F持续运行时如何设置对其的限速的一个实例。假设车辆F在图13所示范围内以预定限速向前运行没有任何障碍。图13所示的动态占有区段由于前进的车辆F而可设置给车辆E，并且可以对车辆E确定限速，如图13所示，使得车辆E在占有区段上不会超速。
车辆速度控制单元6考虑到车辆的性能和铁路的线性度而由动态占有区段的端部位置(在车辆运行方向上的端点)到起始位置形成减速曲线，并且自动地调节车辆的速度，以便沿减速曲线降低其速度。
各个车辆通过形成车辆的减速曲线和按照该曲线以该方式控制其速度而可安全地运行，其不会超速。
如上所述，除了与第一实施例具有相同效果以外，按照第六实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。在控制车辆速度过程中，可形成减速曲线，并且车辆的速度可根据减速曲线加以控制。这样使得其可以安全地停止，不会在动态占有区段上超速。
(第七实施例)图14是一方框图，其表示按照第七实施例的车辆交通控制装置的主要部分的设置实例。与图1中相同的标号表示与图14中相同的部分，并且将省略对其的描述。下面将只描述不同部分。第七实施例的车辆交通控制装置除了图1所示设置以外还设有一个车辆位置误差校正单元(对应于图2中的火车位置校正单元61)。
车辆位置误差校正单元可检测铁路上所分布的车站的位置，测量检测位置与实际位置之间的误差，并且校正由车辆位置检测单元1所检测出的车辆位置。按照第七实施例，车站位置检测器205可通过使用车站控制器204的GPS的车站位置检测器205来检测分布于铁路上的车站位置，并且比较计算器207可测量检测位置与实际位置(绝对位置)206之间的之间的误差。可将每个误差通过无线基站208发送给误差校正装置203。然后，误差校正装置203校正由火车位置检测器202所检测的车辆的位置，其中位置检测器对应于使用GPS的车辆位置检测单元1，由此获得最终的火车位置。
在按照第七实施例具有上述设置的车辆交通控制装置中，车辆位置误差校正单元可通过使用固定目标如车站的检测位置与绝对值之间的误差来校正车辆的检测位置，即车辆位置检测单元1的输出。在这种情况下，由于车站位置与绝对值进行了比较，所以沿铁路可均匀地形成误差信号。这样改进了车辆位置校正精度。
如上所述，除了与第一实施例具有相同效果以外，按照第七实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。由于在检测车辆位置过程中的误差可通过使用固定目标的检测位置与绝对值之间的位置检测误差而加以校正，所以车辆位置检测精度得到改善。因此，裕度距离可减小，并且车辆的运行密度可增加。
(第八实施例)按照第八实施例的车辆交通控制装置具有与图1所示第一实施例相同的设置。该装置除了图1所示设置以外还具有动态占有区段手动设置区段(对应于图2中的动态占有区段手动设置区段62)。动态占有区段手动设置区段可用于手动地设置禁止火车进入的区段。
在按照该实施例具有上述设置的车辆交通控制装置中，动态占有区段手动设置区段可用于自动地设置禁止火车进入的区段。该操作可根据火车运行时火车的运行路线和目的地而请求并接受的动态占有区段的操作单独地进行。采用该操作，当铁路通过使火车使用动态占有区段而占有时，其他火车的驶入将被禁止。这样使得其可随意地在任何时间设置关闭的铁路区段。
如上所述，除了与第一实施例具有相同效果以外，本实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。铁路上的给定范围可通过将该范围设置为禁止火车驶入的区段而与运行系统分开。
(第九实施例)
按照第九实施例的车辆交通控制装置具有与图1所示第一实施例相同的设置。图1中的动态占有区段分配单元5可将动态占有区段分配给指定车辆，其不仅要考虑已经分配给其他车辆的动态占有区段而且还要考虑来自运行障碍检测器、铁路岔道控制装置以及铁轨关闭控制装置的信息，其中各装置(如降雨量检测器、落石检测器、障碍检测器)是沿铁路而设置的。
在具有按照本实施例的上述设置的车辆交通控制装置中，当动态占有区段分配单元5要确定将区段分配给指定车辆时，单元不仅会接收到表示已经分配给其他车辆的动态占有区段的信息，而且还会接收到来自运行障碍检测器、铁路岔道控制装置和铁轨关闭控制装置的信息，如落石信息和障碍信息，其中各装置沿铁路而设置，如降雨量检测器、落石检测器、障碍检测器。然后，动态占有区段分配单元5将动态占有区段分配给火车，同时避开这些点(在这些点之前分配区段)。
由于每个车辆驶入的允许/禁止是通过以该方式分配动态占有区段而确定的，因此包括这些检测器的火车运行控制系统可以以简单的方式实现。
如上所述，除了与第一实施例具有相同效果以外，按照第九实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。由于每个车辆驶入的允许/禁止是通过以该方式分配动态占有区段而确定的，所以包括这些检测器的火车运行控制系统可以以简单的方式实现。
(第十实施例)按照第十实施例的车辆交通控制装置具有与图1所示第一实施例相同的设置。在图1中的动态占有区段分配请求单元4可设置动态占有区段的最大分配请求范围直到火车停止的下一站。
在具有按照本实施例的上述设置的车辆交通控制装置中，动态占有控制装置分配请求单元4可设置动态占有区段的最大分配请求范围直到火车停止的下一站，并且可在火车停站以后请求分配动态占有区段到下一站。这样防止了司机通过车站而不停车。
如上所述，除了具有与第一实施例相同的效果以外，按照本实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。动态占有区段的最大分配请求范围可设置到火车停止的下一站。这样防止了司机通过车站而不停车。
(第十一实施例)
按照第十一实施例的车辆交通控制装置具有与图1所示第一实施例相同的设置。在该设置中，图1中的动态占有区段分配请求单元4总是将预定距离设置为动态占有区段的分配请求范围。
在具有按照第十一实施例的上述设置的车辆交通控制装置中，动态占有区段分配请求单元4总是将预定距离(如，10km)设置为动态占有区段的分配请求范围。这样使得其可以以简单的布线方式简化铁路上的装置。
如上所述，除了与第一实施例具有相同效果以外，按照本实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。由于请求动态占有区段的范围是恒定的，所以装置可以加以简化。
(第十二实施例)按照第十二实施例的车辆交通控制装置具有与图1所示第一实施例相同的设置。在该设置中，图1中的动态占有区段分配请求单元4总是将动态占有区段的分配请求范围设置为一定距离，使得车辆可在预定时间周期内运行。
在具有按照本实施例的上述设置的车辆交通控制装置中，动态占有区段分配请求单元4总是将动态占有区段的分配请求范围设置为一定距离，使得车辆可在预定时间周期内运行(请求距离)＝∑{火车速度}×(单位时间)＝(恒定时间)假设交通堵塞出现在高密度的铁路上。在这种情况下，当每列火车请求在余兴方向上以3分钟的间隔请求动态占有区段时，站台、铁路和通过时间可以以3分钟的间隔加以改变。因此，可以时间灵活的车辆运行。
如上所述，车辆与第一实施例具有相同效果以外，按照第十二实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。由于动态占有区段的分配请求范围总是设置为一定距离，使得火车在预定时间周期内运行，所以可以在高密度的铁路上进行灵活的车辆运行变化。
(第十三实施例)在本实施例中，本发明可应用于一定的情况下，其中在铁路岔道上具有障碍物和平面交叉信号。
图15是一方框图，其表示按照本实施例的车辆交通控制装置设置的一个实例。与图1相同的标号表示图15的相同部分，并且将省略对其的描述。下面将只描述不同的部分。如图15所示，按照本实施例的车辆交通控制装置除了图1所示设置以外还具有平面铁路交叉控制装置11和运行控制单元12(对应于图2中的运行控制单元50)，其加在车辆上。
运行控制单元12可控制(比方说)在运行方向上火车22a，22b和22c的运行。平面铁路交叉控制装置儿可在由车辆位置检测单元1所检测的火车位置和运行方向的基础上控制铁路交叉平面交叉铁路上的栅栏和平面交叉信号的至少一个。
下面将参照图16来描述按照本实施例具有上述设置的车辆交通控制装置的操作。
与图1相同部分操作的描述将会被省略，而只描述不同部分的操作。
参见图15，由车辆位置检测单元1所检测到的车辆位置可输入给火车上的平面铁路交叉控制装置11。由运行控制装置12所控制的车辆运行方向可输入给平面铁路交叉控制装置11。当火车通过铁路岔路时，平面铁路交叉控制装置11会检测到火车已经通过离开铁路岔路指定距离的点，并且会指示铁路岔路控制器(未示出)以放下栅栏并发出警报。在这种情况下，“指定距离”可通过下列公式加以确定。具体是，车辆的性能如火车的运行速度和刹车力，运行距离，和操作延时，以及铁路的坡度和曲度(岔路位置-火车开始通过岔路的位置)＝(运行速度)×(铁路岔路控制器的控制时间)+(根据车辆现有速度的控制距离)+(裕度距离)在这种情况下，铁路岔路控制器的控制时间是地面/车辆传输时间、地面基站铁路岔路控制器的指令识别时间、在识别指令的瞬间与放下栅栏并且平面交叉信号产生警报的瞬间之间的延时时间、和安全裕度时间(如，2秒)的总和。例如，裕度距离可考虑位置识别的时间滞后而设置为100m。这样可防止通过铁路岔路的火车、人等之间的碰撞，由此保证在具有岔路的铁路上的运行安全。特别是，通过根据火车的速度等改变控制铁路岔路控制器的时间，可实现与其他交通系统协同的有效运行控制，而不必关闭岔路较长的时间周期。
如上所述，除了与第一实施例具有相同的效果以外，本实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。在铁路平面交叉的每个铁路岔路上的栅栏和平面岔路信号可得到控制。这样使得可以防止通过并穿过铁路岔路的火车、人等之间的碰撞，从而保证在具有岔路的铁路上的安全。
在铁路岔路控制的起始点与铁路岔路点之间的距离表示由某个瞬间到某个瞬间加以计算的。因为每个铁路的岔路点均是固定的，所以通过以表格的形式存储各铁路岔路点和对应于车辆类型的车辆速度可形成数据库，由此可实现在与车辆实际速度相比处于安全侧(较大值)的基础上选取数值的表格查询方式。
(第十四实施例)图17是一方框图，其表示按照第十四实施例的车辆交通控制装置设置的一个实例。与图9相同的标号表示图17中相同的部分，并且将省略对其的描述。下面将只描述不同的部分。如图17所示，第十四实施例的车辆交通控制装置具有车载单元，用以象图9中的车辆位置检测单元1一样检测火车的位置，并且还包括地面/车辆传送单元9b。
地面/车辆传送单元9b可将由车辆位置检测单元1所检测到的火车位置由火车发送到地面基站装置中的铁路/岔道装置占有状态控制单元3′。注意，地面/车辆传送单元9b不需要单独地安装地面/车辆传送单元9a只要可进行双向传送就可以了。
下面将描述按照第十四实施例具有上述设置的车辆交通控制装置的操作。
与图9中相同部分操作的描述将加以省略，而只描述其不同的部分。
参见图17，在第十四实施例中的车辆位置检测单元1可通过火车速度电发生器来计算火车的速度，并且可通过按时间累积火车的速度来计算火车的位置。设想一种方法可用于该操作。火车会产生空载和滑动。出于该原因，地面安装元件可安装在重要地点(如车站)处，用以通过与每个地面安装元件的通信来接收火车位置的绝对值，并且可以校正通过累积所获得的车辆位置。车辆位置可由地面/车辆传送单元9b传送到铁路/岔路装置占有状态控制单元3′。
如上所述，本实施例可使用常用的火车位置检测方式，而不需要使用任何新的车辆位置检测单元。这样可以缩短用于建设的时间周期。
如上所述，除了与第二实施例具有相同效果以外，按照第十四实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。由于火车的位置可以在火车上加以检测，所以可以简化装置的设置。
在所绘制铁路上的位置显示等可通过使用光或磁单元而读出，以代替地面安装元件。
例如，用以检测车辆位置的方法可包括使用多普勒雷达型位置检测器的方法，通过安装交叉线并计算交叉的数量来计算火车位置的方法，和通过使用GPS用于汽车定位系统的检测每个车辆位置的方法。
(第十五实施例)图18是一方框图，其表示按照第十五实施例的车辆交通控制装置设置的一个实例。与图9相同的标号表示图15中相同的部分，并且将省略对其的描述。下面将只描述不同的部分。在按照第十五实施例的车辆交通控制装置中，如图18所示，动态占有区段分配请求单元4和动态占有区段重新分配请求单元8可分别进行火车的动态占有区段分配请求和动态占有区段重新分配请求。本实施例还具有地面/车辆传送单元9c和地面/车辆传送单元9d。
地面/车辆传送单元9c可将动态占有区段分配请求由火车传送给动态占有区段分配单元5。
下面将描述按照本实施例具有上述设置的车辆交通控制装置的操作。与图9中相同部分操作的描述将加以省略，而在下面将只描述不同部分的操作。
参见图18所示，当在火车上检测到火车位置时，可在火车上进行动态占有区段分配请求和动态占有区段重新分配请求，并且将请求由地面/车辆传送单元9c和9c传送给动态占有区段分配单元5。采用该操作，当要对许多火车进行运行控制时，在地面基站装置中的处理量不会增加，并且处理负荷会在地面基站装置和火车之中加以分担。
还有，每个火车可以根据其特征和性能进行操作，并且取决于每个火车的数据会保存在其中。这样使得其可降低地面基站装置的尺寸。
如上所述，除了与第二实施例具有相同效果以外，按照第十五实施例的车辆交通控制装置还具有下列效果。由于动态占有区段分配请求和动态占有区段重新分配请求是在火车上所检测的每个火车位置的基础上来进行的，所以火车上的自主分散型运行控制可通过火车本身来进行。
在第三至第十三实施例中，本发明还应用于第一实施例的形式。然而，本发明不限于此。与上述相同的功能和效果还可通过将第三至第十三实施例应用于第二实施例来获得。
在第一至第十五实施例中，本发明可应用于火车作为车辆。然而，本发明不限于此。例如，与上述相同的功能和效果还可将本发明应用于单轨、汽车、公共汽车、和火车作为车辆来获得。
如上所述，本发明的车辆交通控制装置可实现高密度、高效以及低成本地进行车辆运行操作，同时通过防止车站之间以及车站之内的事故而保证安全，如防止车辆-车辆相撞、车辆-车辆接触、碰撞、出轨、倾覆、铁路岔道事故，并且还防止车辆驶入运行在铁路上的车辆运行系统，如火车铁路系统或新交通系统中，禁止驶入的区段。
其他优点和改型对于本技术领域的普通专业人员来说将是明显的。因此，在广义上的本发明不限于所示和所述的各实施例和具体细节。因而，进行的各种改型均不会脱离后续权利要求及其等效物所限定的基本发明概念的精神和范围。
权利要求
1.一种用以对运行在铁路上的各车辆进行运行控制和行进控制的车辆交通控制装置，包括车辆位置检测单元，其用以检测铁路上的车辆位置；控制单元，其用以存储并控制由各车辆所占有的铁路的占有状态；分配请求单元，用以在由所述车辆位置检测单元所检测的各车辆位置的基础上请求一定范围的动态占有区段的分配，其中每个车辆可在进站和出站方向上自由地运行，分配单元，用以查询所述控制单元，以便将动态占有区段分配给每个车辆，其中该车辆是通过所述分配请求单元进行请求的，以便进行核对操作，在核对结果的基础上进行动态占有区段的实际分配，使所述控制单元存储分配结果，并且输出分配结果；传送单元，用以将由所述分配单元所分配的动态占有区段传送给各个车辆；和车辆速度控制单元，用以根据由所述传送单元所传送的分配的动态占有区段对车辆进行速度控制。
2.按照权利要求1的装置，进一步包括一个运行线路图输入单元，其用以输入车辆运行线路图，并且其中所述分配请求单元通过使用由所述运行线路图输入单元所输入的车辆运行线路图而确定动态占有区段的分配请求范围。
3.按照权利要求1的装置，进一步包括一个重新分配请求单元，用以在由所述车辆位置检测单元所检测的每个车辆的位置的基础上来确定动态占有区段的范围，该区段随着车辆的运行而位于每个车辆后面并且可重新分配，其与重新分配时间一起，并且当初始运行计划由于事故而发生改变时，可请求分配单元，以便重新分配动态占有区段。
4.按照权利要求3的装置，其中所述重新分配请求单元可设置重新分配动态占有区段的时间，其与请求动态占有区段的时间是一样的。
5.按照权利要求1的车辆交通控制装置，其中所述车辆速度控制单元具有考虑车辆的性能和铁路的线性度而形成减速曲线的功能，该曲线是由动态占有区段的端部位置(在运行方向上的车辆的端点)到动态占有区段的起始位置，并且可自动地调节车辆的速度，使车辆沿减速曲线减速。
6.按照权利要求1的装置，进一步包括一个车辆位置误差校正单元，用以检测分布于铁路上的各站位置，测量检测位置与实际位置之间的误差，并且校正由所述车辆位置检测单元所检测的车辆位置。
7.按照权利要求1的装置，进一步包括一个动态占有区段手动设置单元，用以手动地设置禁止车辆驶入的区段。
8.按照权利要求1的车辆交通控制装置，其中所述分配单元进行的分配不仅要考虑已经分配给其他各车辆的动态占有区段还要考虑来自运行障碍检测装置、铁路岔路控制装置和铁轨关闭控制装置的信息，所述运行障碍检测装置是沿铁路而设置的，并且其还包括降雨量检测器、落石检测器、障碍检测器。
9.按照权利要求1的装置，其中所述分配请求单元可设置动态占有区段的最大分配请求范围，直到车辆停止的下一站。
10.按照权利要求1的装置，其中所述分配请求单元总是按动态占有区段的请求范围而设置预定的距离。
11.按照权利要求1的装置，其中所述分配请求单元总是设置一定距离，使相应的车辆按动态占有区段的分配请求范围而运行在预定的时间周期内。
12.按照权利要求1的装置，进一步包括一个平面铁路岔路控制装置，其设置在车辆上并可根据由所述车辆位置检测单元所检测的每个车辆的位置和运行方向来控制在铁路岔路上的栅栏和平面岔路信号中的一种。
13.一种用以对运行在具有岔路的铁路上的各车辆进行运行控制和行进控制的车辆交通控制装置，包括车辆位置检测单元，其用以检测铁路上的车辆位置；第一控制单元，用以控制安装在铁路岔路点上的岔路装置的连接方向，并控制岔路装置的状态，其岔路装置的方向可以改变和或固定；第二控制单元，用以存储并控制由车辆所占有的铁路占有状态和岔路装置的占有状态；分配请求单元，用以在由所述车辆位置检测单元所检测的各车辆位置和由所述第一控制单元所控制的岔路装置状态的基础上请求一定范围的动态占有区段的分配，其中每个车辆可在进站和出站方向上自由地运行；分配单元，用以查询所述控制单元，以便将动态占有区段和岔路装置分配给每个车辆，其中该车辆是通过所述分配请求单元进行请求的，以便进行核对操作，在核对结果的基础上进行动态占有区段和岔路装置的实际分配给每个车辆，使所述第二控制单元存储分配结果，并且输出分配结果；传送单元，用以将由所述分配单元所分配的动态占有区段传送给各个车辆；车辆速度控制单元，用以根据由所述传送单元所传送的分配的动态占有区段对车辆进行速度控制；和控制单元，用以改变并固定由所述分配单元所分配的岔路装置的连接方向。
14.按照权利要求13的装置，其中进一步包括一个运行线路图输入单元，其用以输入车辆运行线路图，并且其中所述分配请求单元通过使用由所述运行线路图输入单元所输入的车辆运行线路图而确定动态占有区段的分配请求范围。
15.按照权利要求13的装置，其中进一步包括一个重新分配请求单元，用以在由所述车辆位置检测单元所检测的每个车辆的位置的基础上来确定动态占有区段的范围，该区段随着车辆的运行而位于每个车辆后面并且可重新分配，其与重新分配时间一起，并且当初始运行计划由于事故而发生改变时，可请求分配单元，以便重新分配动态占有区段。
16.按照权利要求15的装置，其中所述重新分配请求单元可设置重新分配动态占有区段的时间，其与请求动态占有区段的时间是一样的。
17.按照权利要求13的车辆交通控制装置，其中所述车辆速度控制单元具有考虑车辆的性能和铁路的线性度而形成减速曲线的功能，该曲线是由对应于运行方向上的车辆端点的动态占有区段的端部位置到动态占有区段的起始位置，并且可自动地调节车辆的速度，使车辆沿减速曲线减速。
18.按照权利要求13的装置，其进一步包括一个车辆位置误差校正单元，用以检测分布于铁路上的各站位置，测量检测位置与实际位置之间的误差，并且校正由所述车辆位置检测单元所检测的车辆位置。
19.按照权利要求13的装置，其进一步包括一个动态占有区段手动设置单元，用以手动地设置禁止车辆驶入的区段。
20.按照权利要求13的车辆交通控制装置，其中所述分配单元进行的分配不仅要考虑已经分配给其他各车辆的动态占有区段还要考虑来自运行障碍检测装置、铁路岔路控制装置和铁轨关闭控制装置的信息，所述运行障碍检测装置是沿铁路而设置的，并且其还包括降雨量检测器、落石检测器、障碍检测器。
21.按照权利要求13的装置，其中所述分配请求单元可设置动态占有区段的最大分配请求范围，直到车辆停止的下一站。
22.按照权利要求13的装置，其中所述分配请求单元总是按动态占有区段的分配请求范围而设置预定的距离。
23.按照权利要求13的装置，其中所述分配请求单元总是设置一定距离，使相应的车辆按动态占有区段的分配请求范围而运行在预定的时间周期内。
24.按照权利要求13的装置，其进一步包括平面铁路岔路控制装置，其设置在车辆上并可根据由所述车辆位置检测单元所检测的每个车辆的位置和运行方向来控制在铁路岔路上的栅栏和平面岔路信号中的一种。
25.按照权利要求13的装置，其中车辆上的所述车辆位置检测单元可检测铁路内车辆的位置，并且其进一步包括第二传送单元，用以由车辆到所述第二控制单元来传送并输入由所述车辆位置检测单元所检测到的车辆的位置。
26.按照权利要求25的装置，其进一步包括第二传送单元，用以由车辆到所述分配单元根据由所述车辆位置检测单元所检测到的车辆的位置来传送并输入来自所述分配请求单元的动态占有区段的分配请求和来自所述重新分配请求单元的动态占有区段的重新分配请求，以便在车辆上产生动态占有区段分配请求和动态占有区段的重新分配请求。
27.一种对运行在铁路上的各车辆进行运行控制和行进控制的车辆交通控制方法，包括下列步骤检测铁路上各车辆的位置；将由各车辆所占有的铁路占有状态存储在存储器中并对其进行管理；按一定范围根据由所述车辆位置检测装置所检测的各车辆位置来请求动态占有区段的分配，其中每个车辆可自由地在进站和出站方向上运行；查询所述控制单元，以便将动态占有区段分配给每个车辆，其是通过所述分配请求步骤来请求的，用以进行校对操作，根据校对结果进行动态占有区段的实际分配；将分配结果存储在所述存储器中；将通过所述分配步骤所分配的动态占有区段传送给各车辆；和根据通过所述传送步骤所传送的分配的动态占有区段对各车辆进行速度控制。
28.一种对运行在具有岔路的铁路上的各车辆进行运行控制和行进控制的车辆交通控制方法，其包括下列步骤检测铁路上各车辆的位置；控制安装在铁路岔路点上的岔路装置的连接方向，并且控制岔路装置的状态，其中岔路装置的方向可以改变或固定；存储并控制由各车辆所占有的铁路的占有状态和岔路装置的占有状态；请求一定范围的动态占有区段的分配，其中每个车辆可自由地在进站和车站方向上运行，并且根据由所述车辆位置检测步骤所检测的各车辆的位置和通过控制连接方向的所述步骤而加以控制的岔路装置的状态，请求岔路装置的分配；查询所述存储器，以便将动态占有区段分配给每个车辆，这是通过所述分配请求步骤所请求的，以便进行核对操作，根据核对结果将动态占有区段和岔路装置实际分配给每个车辆；存储分配结果；将通过所述分配步骤所分配的动态占有区段传送给各个车辆；根据通过所述传送步骤所传送的分配的动态占有区段对各车辆进行速度控制；和改变并固定通过所述分配步骤所分配的岔路装置的连接方向。
全文摘要
本发明为一种车辆交通交换装置,包括:车辆位置检测单元,用以检测铁路上的各车辆位置;铁路占有状态控制单元,用以存储并控制由各车辆所占有的铁路的占有状态;分配请求单元,用以在由所述车辆位置检测单元所检测的各车辆位置的基础上请求一定范围的动态占有区段的分配,其中每个车辆可在进站和出站方向上自由地运行,和分配单元,用以核对分配给带有铁路占有状态控制单元的每个车辆的动态占有区段,在核对结果的基础上进行动态占有区段的实际分配,并使所述控制单元存储分配结果。
文档编号B61L23/16GK1273926SQ99122458
公开日2000年11月22日 申请日期1999年9月29日 优先权日1998年10月2日
发明者三吉京, 藤原裕二, 小山敏博, 永岛晖造, 大场义和, 关义朗 申请人:株式会社东芝