专利名称：信号保护系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路、单轨轨道、LRT(信号铁路传输)、AGT(自动引导列车)、汽车等车辆运行时的信号保护。
背景技术：
在铁路上，以往以来，连动装置作为保护的主体，构筑了使检测列车的在线位置的轨道电路装置、进行道岔的转换和锁定的道岔装置、使信号灯等点灯，向列车司机传送允许或者不允许列车的运行的信号机装置连动，不允许列车进入存在冲撞或者脱线的危险的线路的保护系统。
近年，开发了如专利文献1所公示的，通过无线方式取得车上装置检测到的列车位置，基于所述列车位置，使控制道岔装置和在车内设置的信号机装置连动的方法。
另外，开发了如专利文献2所公示的，通过无线方式向另外的列车发送本列车的位置，基于从另外列车以无线方式发送的位置信息，控制列车的方法。
专利文献1特公平7-41840号公报(全页)；专利文献2特开2004-133585号公报(全页)。
轨道电路装置是使轨道电气绝缘，在一端连接电源、在相反一侧连接继电器，检测由列车带来的轨道间的短路的装置，装置的维护保养费用高。连动装置包括与对象范围的全部轨道电路装置、全部道岔装置、全部信号机装置等的沿线设备的输入输出装置，是将防止列车的冲突和脱线这样使所述设备连动进行控制的逻辑安装在轨道和电子计算机中的装置，装置的设计费用和制造费用以及连接装置和沿线设备的布线的制造费用和铺设费用很高。
另外，近年开发的方法也有必要在地面的控制装置中包括从列车取得位置信息的通信装置、基于来自列车的位置信息防止列车的冲撞和脱线这样，使道岔和信号机连动控制的逻辑部、输入输出装置，装置的设计费用和制造费用以及对列车间的通信进行中继的地面基站的设计和制造费用都很高。
这样的问题不止存在于铁路车辆中，对于在预先决定的路线行驶的汽车也同样存在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设计费用和制造费用低廉的信号保护系统。
本发明为了解决上述问题，行驶在预先决定的区间内的列车的保护是在基于电文确保信号保护系统中，电文在预先决定的区间内存在的列车和沿线设备间巡回，包括对区间内被分为多个块的每1个能设定列车占有权的块占有权信息的构成。进一步，电文是包括被巡回的列车和沿线设备的识别信息按照被巡回的顺序表示的序号表信息的构成。
另外，包括存储列车的运行计划信息，基于其运行计划信息，生成求出进入列车的前进路线的许可的前进路线要求信息的运行管理部；生成电文，基于其电文，对于列车判断进入许可或者进入不许可，能与另外的列车或者沿线设备传送电文的列车保护部；控制列车的行驶的运行控制部。电文在预先决定的区间内以及和区间相邻的区间内存在的列车和沿线设备间巡回，包括能对区间内被划分为多个块的每1个设定列车的占有权的块占有权信息、被巡回的列车和沿线设备的识别信息以巡回的顺序表示的序号表信息。列车保护部是基于来自运行管理部的前进路线要求信息和从另外的列车或者沿线设备接收的电文，对列车进行允许进入或者不允许进入的判断，将更新的电文向另外的列车或者沿线设备发送的同时，将判断的结果向列车控制部输出的列车的构成。
另外，是发送接收包括了对在预先决定的区间内以及和区间相邻的区间内存在的列车和道岔巡回、记载了列车用于指示道岔的方向的指示信息的道岔方向指示信息、记载了道岔的方向状态的信息的道岔方向状态信息的电文的通信部；具有基于由其通信部接收的电文的道岔方向指示信息，控制道岔的方向的功能和检测来自道岔的状态信息，基于检测的状态信息，更新电文内的道岔方向状态信息的功能的控制部的道岔保护装置的构成。
(发明的效果)根据本发明，能够提供设计费用和制造费用低廉的信号保护系统。
图1是表示本发明的信号保护系统的一种实施方式的图。
图2是表示本发明中的区域范围和块的区间的图。
图3是表示本发明中前进路线上的各块和其道岔方向的图。
图4是表示图1的信号保护系统中保护电文的一种实施方式的图。
图5是说明本发明中列车运行时的保护确保的结构的图。
图6是说明本发明中列车运行时的保护确保的结构的图。
图7是说明本发明中列车运行时的保护确保的结构的图。
图8是说明本发明中列车运行时的保护确保的结构的图。
图9是说明本发明中列车运行时的保护确保的结构的图。
图10是说明本发明中列车运行时的保护确保的结构的图。
图11是说明本发明中列车运行时的保护确保的结构的图。
图12是说明本发明中列车运行时的保护确保的结构的图。
图13是说明本发明中列车运行时的保护确保的结构的图。
图14是说明本发明中列车运行时的保护确保的结构的图。
图15是表示关于本发明的信号保护系统的列车保护装置的一种实施方式的图。
图16是表示关于图15的列车保护装置的列车位置检测部的一种实施方式的图。
图17是表示关于图15的列车保护装置的列车保护逻辑部的一种实施方式的图。
图18是表示图17的列车保护逻辑部中要求处理装置的处理流程的一例的图。
图19是表示图15的列车保护逻辑部中保护电文更新装置的第1步骤的处理流程的图。
图20是表示图15的列车保护逻辑部中保护电文更新装置的第2步骤的处理流程的图。
图21是表示图15的列车保护逻辑部中保护电文更新装置的第3步骤的处理流程的图。
图22是表示图15的列车保护逻辑部中保护电文更新装置的第4步骤的处理流程的图。
图23是表示图15的列车保护逻辑部中保护电文更新装置的第5步骤的处理流程的图。
图24是表示关于图15的列车保护装置的列车通信部的一种实施方式的图。
图25是表示关于本发明的信号保护系统的道岔保护装置的一种实施方式的图。
图26是表示关于图25的道岔保护装置的道岔保护逻辑部的一种实施方式的图。
图27是表示图26的道岔保护逻辑部中保护电文更新装置的第1步骤的处理流程的图。
图28是表示图26的道岔保护逻辑部中保护电文更新装置的第2步骤的处理流程的图。
图29是表示图26的道岔保护逻辑部中保护电文更新装置的第3步骤的处理流程的图。
图30是表示本发明的信号保护系统的另外的实施方式的图。
图31是表示本发明的信号保护系统的另外的实施方式的图。
图中1-列车，2-道岔，3-保护电文，10-列车保护装置，20-道岔保护装置，31-通信控制框，32-块占有权框，33-道岔方向指示框，34-道岔方向状态框，35-序号表，36-区域识别框。
具体实施例方式
在图1中表示作为本发明的一种实施方式的信号保护系统的构成。
假设本实施方式的信号保护系统由在列车1上设置的列车保护装置10、在道岔2上设置或者和其连接的道岔保护装置20、作为在此列车保护装置和道岔保护装置间巡回的电文的保护电文3构成的情况。如图1所示，在路线内存在多辆列车1。通过这样使电文在列车1和道岔2间巡回，能够提供设计费用和制造费用低廉的信号保护系统。
还有，在本实施方式中，作为沿线设备只表示了道岔，但也可以是使电文巡回另外的沿线设备、例如用于检测列车的位置的轨道电路装置和信号机装置等的信号保护系统。在本实施方式中，即使没有信号机装置，也是能够确保进行保护的系统，但设置信号机装置，也使电文巡回信号机装置时，能构建识别性能更高的信号保护系统。
在本实施方式中，如图2所示，将列车行驶的路线全体划分为多个区域(区间)。也就是将路线全体划分为预先决定的区间。其中，区域的范围只要是想要进入区域内的列车必须能够和已经在区域内的列车以及区域内的道岔进行通信的范围即可。可以使保护装置的通信能力提高，也可以设置中继装置，扩大区域的范围。当然，不管在路线中的哪个位置在线，都能和全部列车进行通信时，将路线全体作为1个区域也可以。
接着，以只允许1列列车占有1个区域的单位进行划分，将此划分的区间称为块。此块可以自由地设定。块划分的越细，保护装置间的通信量越增加，能使列车以高密度行驶。在图2中，将区域2划分为11个块。此时，如图所示，在各块内有存在道岔的块和不存在道岔的块。
第三，本实施方式的信号保护系统决定对于列车的允许行驶的单位。此单位称为前进路线。此前进路线由块构成，越细保护装置间的通信量越增加，能使列车以高密度行驶。
图3是表示如图2这样将区域2划分为11个块的情况下的列车前进路线的图。在图3中表示在本实施方式中存在前进路线1R、2R、3R、4L、5L时的情况。此处所谓4L的前进路线由块11、具有和前进路线4L的行进方向反向的第3道岔的块10、具有和前进路线4L的行进方向反向的第2道岔的块5、具有和前进路线4L的行进方向反向的第1道岔的块4、块1的5个块构成。本实施方式的信号保护系统在块11、10、5、4、1的所有块的占有权由1列列车确保，能够确认各块上的道岔的方向全部面向前进路线4L的开通方向的状态时，允许此列车进入前进路线4L。还有，定位、反向、随机(blur)是表示道岔的方向的术语。定位表示平常的开通方向，反向表示和定位相反的方向，随机是指既不是定位也不是反向的状态。
本发明的特征在于，对在区域内的块的每一个设定占有权，各块只允许1列列车占有这点以及通过使管理块的占有权的电文在列车间巡回，能够使列车确认块的占有权所属这点。
由此，接收了电文的列车能够确认其它列车持有占有权的块。进一步，列车通过更新接收的电文，能够确保其它列车不持有占有权的块的占有权，在确保了占有权的块中没有其它列车在线，而且能得到其它列车不进入的保障。这样，本发明的信号保护系统能够进行列车的排他控制。进一步，因为只通过巡回电文就能确保进行保护，没有连接装置和沿线设备的布线的制造费用和铺设费用，能够提供非常廉价的信号保护系统。
在本实施方式中，由1个保护电文管理1个区域内的全部块的占有权和对全部道岔的方向指示以及全部道岔的方向状态，使此保护电文在已经进入区域内的全部列车和想要进入区域内的全部列车以及区域内的道岔间巡回。当然，如果使管理的内容不重复，由多个保护电文进行管理也可以。
接着，利用图4对于保护电文的一种实施方式进行说明。
在本实施方式中，保护电文3作为如图4所示，由记载了区域识别信息的区域识别框36、记载了接收方以及发送方的信息的通信控制框31、记载了块占有权信息的块占有权框32、记载了道岔方向指示信息的道岔方向指示框33、记载了道岔方向状态信息的道岔方向状态框34、记载了巡回电文序号表信息的序号表35的构成进行说明。
还有，保护电文3的构成不限于上面所述。保护电文3只要是能够管理块的占有权信息的即可，能进行在线路上的列车的排他控制。另外，通过另外设置列车对道岔指示方向的装置、列车确认道岔的方向状态的装置，能更快地进行对于道岔的方向指示和道岔的方向信息的确认，能得到更高的识别性的列车的运行。
在区域识别框36中记载了保护电文所管理的区域的识别信息。
在通信控制框31中记载了保护电文的接收方以及发送方的通信控制信息。
在序号表35中将使保护电文巡回的列车和沿线设备的道岔的识别信息以巡回的顺序记载。巡回的序号是已经进入区域内的全部列车和想要进入区域内的全部列车以及区域内的全部道岔。这样，通过保护电文本身管理巡回的序号表，序号在接收了保护电文时，能确认使保护电文巡回的序号的顺序。
在块占有权框32中记载了具有块占有权的列车的识别信息。所谓块占有权是列车为了进入块中必须确保的权利。此块占有权只对1个块存在，限于没有由其它列车记载的情况，通过记载本列车的识别信息，能够确保块占有权。这样，保护电文管理块占有权的信息，也就是通过在电文中包括在将区域内划分为多个的块内存在的列车的块占有权信息，能以块为单位进行列车的排他控制。
在道岔方向指示框33中记载了由持有道岔所属的块占有权的列车为了指示道岔的方向的指示信息。道岔根据此指示控制道岔的方向。这样，通过保护电文包括对道岔的方向指示，列车能控制该道岔的方向。
在道岔方向状态框34中记载了根据道岔的道岔的方向状态信息。列车通过确认此方向状态框，识别道岔的开通方向。这样，通过保护电文包括道岔的方向状态信息，列车在接收了保护电文时，能确认道岔的方向。
接着，假设列车A和列车B进入如图2所示的区域2内的情况，利用图5～图15说明根据本发明的信号保护系统能确保列车运行时的保护的结构。对于每个状态，在图的上方表示列车的动作，在图的下方表示保护电文的块占有权框、道岔方向指示框、道岔方向状态框、序号表的内容。
状态1当没有已经进入区域内的列车和想要进入区域内的列车时，也就是在保护电文的块占有权框中什么都没有记载，在序号表中也没有记载任何列车的识别信息时，保护电文在序号表中所记载的区域内的全部道岔间巡回(图5)。
状态2当列车A想要进入区域2内时，对于可能保存了其区域的保护电文的序号，列车A的列车保护装置发送记载了想要在其保护电文的序号表中追加本列车的识别信息的要求的追加要求电文。所谓有可能保存其区域的保护电文的序号是指有可能在其区域内行驶的列车(在区域内存在的列车和想要进入其区域内的列车)和在区域内的道岔。所谓追加要求电文是指对于保护电文的序号，要求向序号表中追加本列车的识别信息的要求的电文，包括列车的识别信息和该保护电文管理的区域的识别信息。接收了追加要求电文的序号之中，保存了此区域的保护电文的序号向序号表中追加作为发送方的列车A的识别信息(图6)。
状态3根据序号表的顺序，保护电文回到列车A时，列车A确认作为要求前进路线1R的通路的块2、块3的占有权框。因为在此块2、块3的块占有权框中没有其它列车的识别信息的记载，为了确保其块占有权，记载本列车的识别信息，将保护电文向下一个序号巡回。在前进路线上没有道岔的前进路线1R的情况下，在确保了前进路线上的全部块的占有权的时刻，从列车A的列车保护装置向列车A的驾驶室等发送前进路线的进入许可信息(图7)。
状态4在列车A的最后尾部经过了块2之后，接着当保护电文巡回到列车A时，列车A将在块占有权框的块2中记载的本列车的识别信息删除，向在序号表中记载的下一个序号发送保护电文。由此，放弃块2的占有权(图8)。
状态5当和列车A不同的列车B想要进入区域2内时，也同样对于保存了区域2的保护电文的序号，生成追加本列车的追加要求电文并向保护电文的序号表发送。当保护电文巡回到列车B时，列车B确认作为要求前进路线4L的通路的块的占有权的所属。因为在此块占有权框中没有由其它列车的记载，所以记入本列车的识别信息。进一步，因为在确保了块占有权的块上有道岔，所以在保护电文的道岔方向指示框中，在开通了前进路线4L的方向，例如考虑道岔方向状态框的道岔方向状态信息，记载“反向”，向在序号表中记载了保护电文的下一个序号巡回(图9)。
状态6道岔在保护电文巡回到达时，确认其保护电文的本道岔的道岔方向指示框，比较由道岔方向状态框的道岔方向状态信息记载的方向和在道岔方向指示框中记载的方向，如果不同，则转换为在道岔方向指示框中记载的方向。另外，确认道岔的方向状态，在本道岔的方向状态框中更新其结果，使保护电文向在保护电文序号表中记载的下一个序号巡回。由此，列车根据巡回到来的保护电文，能够确认位于前进路线上的道岔的道岔方向状态。在前进路线上有道岔的前进路线4L时，能够确保前进路线上的所有块的占有权，在确认了前进路线上的道岔已经面向了指示的方向的时刻，将列车的列车保护装置内的前进路线前进许可信息向列车的驾驶室等发送(图10)。
状态7当列车B行驶在前进路线4L上时，即使列车A想要进入公用的前进路线3R，由于巡回的保护电文的块占有权框的块4、块5已经由列车B确保，所以不赋予列车A进入前进路线3R的许可(图11)。
状态8在列车B的最后尾部经过了块4的时刻，因为列车B放弃保护电文的块4的块占有权，其后，当保护电文巡回到列车A时，因为前进路线3R上的全部块(块4、5、6)没有记载其它列车的识别信息，所以列车A能够确保此全部块的占有权(图12)。
状态9在前进路线3R上有道岔的块4、5中，其道岔中保护电文的道岔方向状态框中记载的信息为“定位”，也就是在前进路线3R上的块4、5的道岔面向开通了前进路线3R的方向的时刻，对列车A赋予前进路线3R的进入许可(图13)。
状态10列车A的最后尾部经过了块6，脱离了区域2之后，接着当保护电文巡回到列车A时，列车A删除序号表上的本列车的识别信息，使序号表继续，向下一个序号巡回。由此，列车A从该保护电文的序号中脱离(图14)。
状态11以后，区域2的保护电文在脱离了区域2的列车A之外巡回。
这样，在根据本发明的信号保护系统中，因为电文只巡回列车和作为沿线设备的道岔，所以连动装置和从此装置至道岔等的沿线设备为止的布线等是不必要的，具有或者能够制成简单的装置，设计费用和制造费用低廉而且能够确保列车运行时的保护的效果。
接着，列车保护装置10如图15所示，具有列车位置检测部11、列车保护逻辑部12、列车通信部13和列车输入输出部14，具有基于从其它列车保护装置和道岔保护装置发送来的保护电文、追加要求电文、从运行管理部15输入的前进路线要求信息、前进路线要求取消信息，做成保护电文、追加要求电文、前进路线的进入许可信息、前进路线的进入许可取消信息，将此保护电文、所述追加要求电文向另外的列车保护装置和道岔保护装置发送，将所述前进路线进入许可信息、所述前进路线的进入许可取消信息向列车控制部16输出的功能。
所谓运行管理部15是指具有根据预先存储的列车运行计划信息，生成要求前进路线的进入许可的前进路线要求信息、或者取消此要求的前进路线要求取消信息，并将其输出的功能的装置。例如，运行管理部15具有存储了列车的运行计划信息的运行计划存储装置、管理列车的运行的中央运行管理系统、从指挥员等接收本列车的运行计划信息的装置和能输入输出来自列车司机的信息的装置等。
所谓列车控制部16是指具有基于从列车保护装置10输入的前进路线的进入许可信息和前进路线的进入许可取消信息，不超过被允许的前进路线终点这样控制列车的行驶的功能的装置。此列车控制部16包括做成例如不超过被允许的前进路线的终点的刹车模式，如果列车速度超过了此刹车模式，则自动打开刹车的装置和到达允许的前进路线终点为止自动地控制列车速度的装置、能输入输出来自列车司机的信息的装置等。
所谓从运行管理部15输出的前进路线要求信息是指当要求没有被赋予进入许可的前进路线的进入许可时，输入到列车保护装置10的信息，包括此前进路线的识别信息。所谓前进路线要求取消信息是指由于列车行驶预定的变更，使关于所要求的进入许可变为不需要的前进路线的前进路线要求信息无效时，输入到列车保护装置10的信息，包括此前进路线的识别信息。
另外，所谓从列车保护装置10输入到列车控制部16的前进路线进入许可信息是指由列车保护装置10确保了进入到前进路线时的安全性时，也就是构成前进路线的全部块的块占有权由本列车确保，而且确认了前进路线上的道岔转向本列车的指示方向时，列车保护装置10向列车控制部16输出的信息，包括该前进路线的识别信息。所谓前进路线进入许可取消信息是指使列车保护装置10向列车控制部16输出的该前进路线的进入许可信息无效的信息，包括该前进路线的识别信息。
列车保护装置10的列车位置检测部11具有检测列车头部和列车尾部的位置信息，将此检测到的位置信息向列车保护逻辑部12输出的功能。
所谓位置信息是指包括对象存在的块的识别信息和从该块的端部开始的距离的信息。
此处，说明本实施方式中的列车位置检测部11的处理内容。列车位置检测部11如图16所示，由位置信息做成装置111、和地面元件的通信装置112、车轮旋转检测装置113、数据库114构成。
在检测本列车的位置，输出此位置信息的列车位置检测部11内的存储部的数据库114中，至少保存从列车行驶的路线上的全部地面元件115经由通信装置112检测到的位置信息、列车行驶的所有块的块信息、由车轮旋转检测装置113从车轮116检测的车轮的车轮直径。所谓块信息是指包括所属区域(所属区间)的识别信息、相邻的块的识别信息、与相邻的块的边界位置的信息。
和地面元件115的通信装置112在安装了此通信装置112的设备经过了地面元件115时，从地面元件115接收识别信息，将接收到的地面元件识别信息向位置信息做成装置111输出。
车轮旋转检测装置113检测车轮116的转数，将作为检测结果的转数信息向位置信息做成装置111输出。
位置信息做成装置111首先利用从和地面元件的通信装置112输入的地面元件识别信息，从保存在数据库114中的地面元件的位置信息中提取出地面元件115所在的块的识别信息和与块端部的距离。另外，基于从车旋转检测装置113输入的检测结果和在数据库114中保存的车轮直径，计算从列车通过了地面元件时刻的行驶距离。进一步，利用安装了与预先测量的地面元件的通信装置112的设备的位置和列车头部以及列车尾部的距离，修正此行驶距离，计算列车头部以及列车尾部的行驶距离。
接着，基于从列车保护逻辑部12输入的块行驶信息，决定通过该地面元件以后列车行驶的块。所谓块行驶信息是指按照列车行驶顺序保存了块的识别信息的信息，由列车保护逻辑部12做成。
基于保存在数据库114中的块信息，计算列车行驶的各个块的长度。从地面元件通过时刻开始的行驶距离和行驶的各个块的长度相比较，计算列车头部和列车尾部所在的块和从其端部开始的距离。位置信息做成装置111将此作为列车头部和列车尾部的位置信息，向列车保护逻辑部12输出。
还有，也可以采用上述方法以外的、利用GPS(全球定位系统)识别列车的绝对位置的方法、利用位置检测标记检测列车在线的块的方法等，做成列车头部和列车尾部的位置信息。利用了GPS时，能进一步降低成本，利用了位置检测标记时，能进行进一步正确的位置检测。
接着，利用图17对列车保护逻辑部12进行说明。
列车保护逻辑部12具有基于从列车输入输出部14输入的前进路线要求信息以及前进路线要求取消信息、从列车通信部13输入的追加要求电文以及保护电文、从列车位置检测部11输入的列车头部和列车尾部的位置信息，做成前进路线的进入许可信息、前进路线的进入许可取消信息、追加要求电文和块行驶信息，更新保护电文的功能和将此做成的前进路线的进入许可信息和前进路线的进入许可取消信息向列车输入输出部14输出，将做成的追加要求电文和保护电文向列车通信部13输出，将做成的块行驶信息向列车位置检测部11输出的功能。
以下说明本实施方式中的列车保护逻辑部12的处理内容。
列车保护逻辑部12如图17所示，由要求处理装置121、保护电文更新装置122、数据库123构成。
在作为列车保护逻辑部12内的存储部的数据库123中，至少保存前进路线信息、块信息、相对于刹车开始速度的列车的停止距离的信息。所谓前进路线信息是指包括按照列车行驶顺序排列的前进路线上的块的识别信息和各个块上的道岔的识别信息以及使前进路线开通的道岔的方向的信息。还有，关于块信息，设置列车位置检测部11和列车保护逻辑部12都能存取的数据库进行保存也可以。此种情况下，能减少数据库的总存储量。
要求处理装置121在从列车输入输出部14输入前进路线要求信息或者前进路线要求取消信息时，开始处理。要求处理装置121的处理流程如图18所示。
首先，利用前进路线要求信息包含的要求前进路线的识别信息，从在数据库123中保存的前进路线信息中提取按照列车行驶顺序排列的前进路线上的块的识别信息和各块上的道岔的识别信息以及使该前进路线开通的道岔的方向，生成要求信息，存储在存储部中。
接着，利用生成的要求信息中包含的块的识别信息，从数据库123中的块信息中提取此块所属的区域。当本列车不是管理此区域的保护电文的序号时，将包含此区域的识别信息和本列车的识别信息的追加要求电文向列车通信部13输出。
其后，利用前进路线取消信息包含的取消前进路线的识别信息，从在数据库123中保存的前进路线信息中提取按照列车行驶的顺序排列的前进路线上的块的识别信息和各块上的道岔的识别信息，生成取消信息，存储在存储部中。
接着对于保护电文更新装置122的一种实施方式进行说明。保护电文更新装置122在从列车通信部13输入了保护电文时，按照顺序处理下面所示的第1步骤至第5步骤。
在图19中表示第1步骤的处理流程。首先，要求处理装置121在存储了要求信息时，保护电文更新装置122基于要求信息所包含的块识别信息，确认保护电文的要求前进路线上的块占有权框。当没有由其它列车记入的情况下，为了确保块占有权，在块占有权框中记载本列车的识别信息。进一步，在确保了块占有权的块上有道岔时，基于要求信息中包含的各块上的道岔的识别信息和使该前进路线开通的方向，在所述道岔的方向指示框中，记载使此前进路线开通的方向。然后前进到第2步骤。
在图20中表示第2步骤的处理流程。首先，在要求处理装置122保存要求信息的情况下，保护电文更新装置122基于要求信息中所包含的块的识别信息和各块上的道岔的识别信息以及使该前进路线开通的方向，确认保护电文的要求前进路线上的全部块占有权框和全部道岔的道岔方向状态框。如果在要求前进路线上的全部块的块占有权框中记载本列车的识别信息，在全部块上的道岔的道岔方向状态框中记载使要求前进路线开通的方向，则判断为确保了前进路线，保护电文更新装置122将要求前进路线的识别信息作为其前进路线的进入许可信息向列车输入输出部14输出。另外，保护电文更新装置122将要求信息内、按照列车行驶顺序排列的块的识别信息作为块行驶信息，向列车位置检测部11输出。然后前进到第3步骤。
在图21中表示第3步骤的处理流程。基于从列车位置检测部11输入的列车尾部的位置信息和在第2步骤中保护电文更新装置122做成的块行驶信息，判断列车尾部经过了块行驶信息所包含的块。通过了列车尾部所在的块行驶顺序之前的块，保护电文更新装置122将在保护电文的此块的块占有权框中记载的本列车的识别信息删除。进一步，将在此块上的道岔的道岔方向指示框中记载的方向指示也删除。然后前进到第4步骤。
在图22中表示第4步骤的处理流程。首先，要求处理装置121存储了取消信息的情况下，如果是向列车输入输出部14输出该前进路线的行驶许可信息之前，基于取消信息所包含的块的识别信息和各块上的道岔的识别信息，保护电文更新装置122提取前进路线上的块内的、本列车已经确保了块占有权的块，删除在保护电文的此块的块占有权框中记载的本列车的识别信息和在此块上的道岔的道岔方向指示框中记载的方向指示。
如果是向列车输入输出部14输出了该前进路线的行驶许可信息之后，保护电文更新装置122判断直到前进路线的进入点为止列车确实能够停止，在确实能够停止时，基于取消信息所包含的块的识别信息和各块上的道岔的识别信息，删除在保护电文的前进路线上的块的块占有权框中记载的本列车的识别信息和在前进路线上的道岔的道岔方向指示框中记载的方向指示，也删除块行驶信息。进一步，将取消前进路线的识别信息作为前进路线的进入许可取消信息向列车输入输出部14输出。然后前进到第5步骤。
还有，直到前进路线的进入点为止列车是否确实能够停止的判断可以例如多次从列车位置检测部11取出列车头部的位置信息，从位置的变化计算现在的速度，基于相对于预先保存在数据库123中的刹车开始速度的列车的停止距离信息、现在速度、列车头部的位置信息、块行驶信息、块信息，通过比较从现在位置开始至此前进路线的进入点为止的距离和从现在速度开始的停止距离这样进行。当然，也可以是列车控制部16进行上述判断，只有在前进路线的进入点为止列车确实能够停止的情况下，列车输入输出部14能够输入前进路线取消信息的结构。此种情况下，没有必要在列车保护逻辑部12内的数据库123中存储对于刹车开始速度的列车停止距离的信息。
在图23中表示第5步骤的处理流程。首先，基于保护电文的序号表，保护电文更新装置122在保护电文的通信控制框的发送目标上写入在本列车的识别信息的下一个框中记载的识别信息，在发送源上写入本列车的识别信息。还有，本列车是序号表的最后时，下一个框序号表为1号。接着，要求处理装置121在存储的要求信息和取消信息以及保护电文更新装置122做成的块行驶信息中所包含的块的识别信息，每一个都不是其保护电文的管理对象时，判断本列车脱离了此区域，保护电文更新装置122从保护电文的序号表中删除本列车的识别信息，插入序号表。进一步，当从列车通信部13输入了追加要求电文时，确认追加要求电文所包含的区域的识别信息和该保护电文管理的区域的识别信息。当追加要求电文所包含的区域识别信息和该保护电文管理的区域的识别信息一致时，当追加要求电文所包含的要求方的列车的识别信息不在序号表中时，在序号表的最后追加该列车的识别信息。最后，保护电文更新装置122将保护电文向列车通信部13输出。还有，在序号表中记载的序号只是本列车的情况下，再次返回步骤1，直到输入了来自其它列车保护装置的追加要求电文为止，在保护电文更新装置122内继续更新保护电文。
接着，利用图24对于列车通信部13进行说明。
列车通信部13包括列车通信装置131和作为存储部的数据库132。列车通信装置131具有接收从其它列车保护装置和道岔保护装置发送的保护电文和接收追加要求电文的功能，将从列车保护逻辑部12输入的保护电文和追加要求电文向其它列车保护装置以及道岔保护装置发送的功能。
在列车通信部13内的数据库132中保存了每个区域的构成元素信息。所谓构成元素信息是指包括有可能在此区域行驶的列车的识别信息和位于此区域内的道岔识别信息的信息。
接着，说明列车通信装置131的处理内容。
在本实施方式中，列车或者道岔的保护装置间的通信采用无线通信。列车通信装置131在从其它列车保护装置和道岔保护装置以无线方式发送了以本列车为目的地的保护电文时，接收此保护电文，向列车保护逻辑部12输出。另外，当从列车保护逻辑部12输入了保护电文时，向在保护电文的通信控制框的接收方处记载的对方以无线方式发送保护电文。进一步，当从其它列车保护装置以无线方式发送了追加要求电文时，接收此追加要求电文，向列车保护逻辑部12输出。在此基础上，列车通信装置131在从列车保护逻辑部12输入了追加要求电文时，基于数据库132上的所有构成元件信息，对有可能在其区域行驶的列车的列车保护装置和位于其区域内的道岔的道岔保护装置以无线方式发送追加要求电文。
还有，也可以使用上述无线通信以外的、利用了人造卫星的卫星通信、利用了携带电话机的电话线路通信等，和其他列车保护装置以及道岔保护装置进行通信。此时，因为能进行比无线通信更长距离的通信，所以能将1个保护电文管理的区域设定的更大。
另外，在对保护电文通信时，没有通信的干扰和妨碍以及数据的篡改、复制、丢失这样，以能够确认确实向对方发送了电文的方法进行。例如，进行通信的加密以及解密、密码的添加、时间信息的添加、通信时间的检查、发送接收方的事前确认和事后确认、数据的回复、根据对数据的错误校验编码进行数据的正确性检查等。
列车输入输出部14如图15所示，具有将从运行管理部15输入的前进路线要求信息或者前进路线要求取消信息向列车保护逻辑部12输出的功能、将从列车保护逻辑部12输入的前进路线的进入许可信息或者前进路线的进入许可取消信息向列车控制部16输出的功能。
说明本实施方式中的列车输入输出部14的处理内容。
当从运行管理部15输入了前进路线要求信息时，将此前进路线的识别信息作为前进路线要求信息，向列车保护逻辑部12输出。当从运行管理部16输入了前进路线要求取消信息时，将前进路线的识别信息作为前进路线要求取消信息向列车保护逻辑部12输出。另外，当从列车保护逻辑部12输入了前进路线的进入许可信息时，将前进路线的识别信息作为进入许可信息向列车控制部16输出。当从列车保护逻辑部12输入了前进路线的进入许可取消信息时，将前进路线的识别信息作为进入许可取消信息向列车控制部16输出。
还有，当由列车司机向列车输入输出部14输入信息时，当从键盘和鼠标以及开关、存储运行计划信息的存储装置、中央运行管理系统、由从指令员等接收本列车的运行计划信息的装置等输入信息时，采用能和这些装置传送信息的信息传送设备等。当从列车输入输出部14向列车司机输出信息时，向显示器、灯、控制列车的刹车和速度的装置等输出时，采用能和装置传送信息的信息传送设备等。
接着，利用图25对道岔保护装置20的一种实施方式进行说明。
道岔保护装置20包括道岔保护逻辑部21、道岔通信部23、道岔控制部22，具有基于自其它列车保护装置和道岔保护装置发送来的保护电文或者追加要求电文、对其装置控制的道岔2进行状态监视的结果，做成在保护电文的道岔方向指示框中记载的道岔方向指示信息，将做成的保护电文向其它列车保护装置和道岔保护装置发送，在做成的道岔方向指示信息所表示的方向上，控制道岔2的功能。
道岔通信部23具有接收来自其它列车保护装置和道岔保护装置的保护电文或者追加要求电文，向道岔保护逻辑部21输出的功能、将从道岔保护逻辑部21输入的保护电文向其它列车保护装置和道岔保护装置发送的功能。
说明道岔通信部23的处理内容。在本实施方式中，保护装置间的通信采用无线通信。道岔通信部23在从列车保护装置和其它道岔保护装置将以本列车为目的地以无线方式发送保护电文时，接收此保护电文，向道岔保护逻辑部21输出。另外，岔道通信部23在从道岔保护逻辑部21输入了保护电文时，向在保护电文的通信控制框的接收目标中记载的对方以无线方式发送保护电文。进一步，道岔通信部23在从列车保护装置以无线方式发送了追加要求电文时，接收此追加要求电文，向道岔保护逻辑部21输出。
还有，也可以采用上述无线通信以外的、利用了人造卫星的卫星通信、利用了携带电话机的电话线路通信等，和其他列车保护装置以及道岔保护装置进行通信。此时，因为能进行比无线通信更长距离的通信，所以能将1个保护电文管理的区域设定的更大。
另外，在对保护电文通信时，没有通信的干扰和妨碍以及数据的篡改、复制、丢失这样，以能够确认确实向对方发送了电文的方法进行。例如，进行通信的加密以及解密、密码的添加、时间信息的添加、通信时间的检查、发送接收方的事前确认和事后确认、数据的回复、根据对数据的错误校验编码进行数据的正确性检查等。
接着，说明道岔控制部22。道岔控制部22具有基于从道岔保护逻辑部21输入的道岔方向指示信息，控制道岔的方向的功能、监视道岔的状态，做成道岔方向状态信息，向道岔保护逻辑部21输出的功能。
说明本实施方式中的道岔控制部22的处理内容。
当从道岔保护逻辑部21输入了道岔方向指示信息时，控制道岔2面向此道岔方向指示信息所表示的方向。另外，监视道岔2的状态，确认道岔2的状态是定位、反向还是随机，如果是定位，将包括记载了定位的道岔方向状态信息、如果是反向，将包括记载了反向的道岔方向状态信息、如果是随机，将包括记载了随机的道岔方向状态信息的道岔方向状态框的保护电文向道岔保护逻辑部21输出。
接着，道岔保护逻辑部21具有基于来自道岔通信部23的追加要求电文或者保护电文，做成对于道岔的道岔方向指示框的道岔方向指示信息，向道岔控制部23输出的功能。
另外，道岔保护逻辑部21具有基于来自道岔控制部22的保护电文在道岔方向状态信息中记载的方向，更新保护电文的道岔方向状态框，向道岔通信部23输出的功能。所谓道岔方向状态信息是指表示道岔方向的状态的信息，在道岔的方向状态中如上所述，有定位、反向、随机的3种状态。所谓道岔方向指示信息是指对道岔指示方向的信息，在道岔的方向指示中有定位、反向的2种指示。
以下说明本实施方式中的道岔保护逻辑部21的处理内容。
道岔保护逻辑部21如图26所示，包括保护电文更新装置211和数据库212。在作为道岔保护逻辑部21内的存储部的数据库212中保存了控制的道岔的识别信息。
保护电文更新装置211作为从道岔通信部23输入了保护电文时的处理的一种实施方式，按照顺序说明下面所示的第1步骤至第3步骤。
在图27中表示第1步骤的处理流程。首先，在数据库212中存储从道岔控制部22输入的保护电文的道岔方向状态框中记载的道岔方向状态信息是定位、反向还是随机。接着，基于在数据库212中存储的道岔的识别信息，保护电文更新装置211将在保护电文的本道岔的道岔方向指示框中表示的方向存储在数据库212中。本道岔的道岔方向状态不是定位，而在保护电文的本道岔的道岔方向指示框中记载为定位指示时，保护电文更新装置211将定位的道岔方向指示信息向道岔控制部22输出。本道岔的道岔方向状态不是反向，而在保护电文的本道岔的道岔方向指示框中记载为反向指示时，保护电文更新装置211将反向的道岔方向指示信息向道岔控制部22输出。然后前进到第2步骤。
在图28中表示第2步骤的处理流程。首先，保护电文更新装置211在数据库212中存储从道岔控制部22输入的道岔的道岔方向状态信息的内容是定位、反向还是随机的。基于其确认结果和在数据库212中存储的道岔的识别信息，保护电文更新装置211在保护电文的本道岔的道岔方向状态框中记载存储的方向状态。然后前进到第3步骤。
在图29中表示第3步骤的处理流程。首先，基于保护电文的序号表，保护电文更新装置211在保护电文的通信控制框的接收方上写入在本道岔的识别信息的下一个框中记载的识别信息，在发送方上写入本道岔的识别信息。还有，本道岔是序号表的最后时，将下一个框作为序号表的1号。接着，当从道岔通信部23输入了追加要求电文时，保护电文更新装置211确认追加电文所包含的区域的识别信息和该保护电文管理的区域的识别信息。追加要求电文所包含的区域的识别信息和该保护电文所管理的区域的识别信息一致，追加要求电文所包含的要求方的列车的识别信息不在序号表中时，在序号表的最后追加该列车的识别信息。最后，保护电文更新装置211向道岔通信部23输出保护电文。还有，序号只是本道岔时，再次返回步骤1，直到从列车保护装置的追加要求电文输入为止，在保护电文更新装置211内继续更新保护电文。
另外，对于本发明的信号保护系统的另外的实施方式利用图30进行说明。
还有，对于在本实施方式中记载的列车、道岔、保护电文，是和在上述的实施方式中说明的相同，和这些实施方式不同的是在使保护电文巡回的序号中追加了指令装置。
指令装置40包括能够使列车保护装置10和道岔保护装置20进行保护电文3的通信的通信装置、接收来自运行管理部15的每个列车的运行计划信息的装置、基于所述每个列车的运行计划信息和接收的保护电文3的块占有权信息，在其它列车没有确保块占有权时，确保每个列车行驶的前进路线的块占有权的装置、对于确保的块上的道岔进行方向指示的装置。
指令装置40具有其固有的识别信息，向保护电文3的序号表中添加。也就是，是和其它列车、道岔同样地使保护电文巡回，确保进行保护的系统。
这样的系统的情况下，例如，发生事故和车辆故障等，有必要变更列车的运行计划信息时，即使不向此列车传送运行计划信息的变更，如果从地面控制装置等向指令装置40传送列车的运行计划信息，也能根据变更的运行计划进行运行。
另外，在采用了和图30相同的指令装置的信号保护系统中，作为和指令装置以及和其它保护装置的保护电文的发送接收方法不同的另外的实施方式，利用图31以下进行说明。
是指令装置40和列车保护装置10以及道岔保护装置20的各个进行保护电文的发送接收的实施方式。此时，由于通常经由指令装置进行保护电文的通信，即使列车保护装置10和道岔保护装置20产生了故障也能够尽早检测。
还有，此指令装置40和在图30中说明的是相同的装置。
这样的指令装置40为了和各个保护装置进行保护电文的发送接收，当在保护电文的序号表中在第1号记载了列车1的识别信息时，因为即使是接着想向道岔2发送保护电文的情况下也有必要经过1次指令装置40，所以在序号表的第2号记载指令装置40的识别信息，在第3号记载道岔2的识别信息。
这样通过变更保护电文的序号表的顺序，本实施方式这样的平常能经由指令装置40和各保护装置发送接收保护电文，和图1的实施方式同样，也能提供设计费用和制造费用低廉的信号保护系统，而且具有能够尽早发现各保护装置的故障等的效果。
以上这样，在根据本发明的信号保护系统中，使包括了块占有权的所属、对于道岔的方向指示、道岔的方向状态的保护电文在列车内设置的保护装置和在道岔中设置的保护装置间巡回。列车通过接收保护电文，确认其它列车持有占有权的块和道岔的方向状态，通过更新保护电文，能够进行其它列车没有占有权的块的占有权的确保以及对于道岔的方向的指示。道岔通过接收保护电文，控制道岔的方向，通过更新保护电文，能够传送道岔的状态。由此，根据本发明的信号保护系统能使列车安全地行驶。
还有，这样的信号保护系统不止适用于铁路列车，也能适用于行驶预先决定的路线的汽车。例如，在高速路内，在各车辆间使保护电文巡回，确保进行保护。或者在维修站、公园等内，在预先决定路线、成本这样的场所行驶的汽车间使保护电文巡回，确保进行保护等。进一步，具有考虑安全，由列车司机、操作者进行刹车等的紧急停止动作的功能也可以。
权利要求
1.一种信号保护系统，在基于电文确保行驶在预先决定的区间内的列车的保护的信号保护系统中，其特征在于，所述电文在存在于所述预先决定的区间的列车和沿线设备中巡回，包括对所述区间被划分为多个块的每1个块可以设定列车的占有权的块占有权信息。
2.根据权利要求1所述的信号保护系统，其特征在于，所述电文包括所巡回的列车和沿线设备的识别信息按照所巡回的顺序表示的序号表信息。
3.根据权利要求1所述的信号保护系统，其特征在于，所述电文在存在于所述预先决定的区间内的列车和沿线设备以及想要进入所述预先决定的区间的列车中巡回。
4.根据权利要求1所述的信号保护系统，其特征在于，所述块只允许被1列列车占有。
5.根据权利要求4所述的信号保护系统，其特征在于，列车进入下一个块时，所述列车确认接收到的电文的块占有权信息，当有其它列车确保了占有权时，不能进入。
6.根据权利要求1所述的信号保护系统，其特征在于，所述电文包括表示了接收方以及发送方的通信控制信息。
7.根据权利要求1所述的信号保护系统，其特征在于，所述沿线设备是道岔；所述电文包括记载了具有所述道岔所在的块的占有权的列车用于指示所述道岔的方向的指示信息的道岔方向指示信息、记载了所述道岔的方向状态的信息的道岔方向状态信息。
8.根据权利要求1所述的信号保护系统，其特征在于，列车进入某一区间内时，所述列车向在所述区间内持有电文的对方发送在所述电文内的序号表信息中追加所述列车的追加要求电文。
9.根据权利要求1所述的信号保护系统，其特征在于，列车由接收的电文内的所述进入块所对应的块占有权信息，确认进入块的占有状态，如果没有其它列车确保占有权，在所述进入的块所对应的块占有权信息中记入本列车的识别信息，确保占有权。
10.根据权利要求1所述的信号保护系统，其特征在于，列车脱离了块时，所述列车接收了所述电文时，从脱离的所述块所对应的所述块占有权信息删除本列车的识别信息。
11.根据权利要求1所述的信号保护系统，其特征在于，列车确保了占有权的块内存在道岔时，所述列车在接收的所述电文的所述道岔方向指示信息中记入从此开始前进的方向，对所述道岔指示方向。
12.根据权利要求1所述的信号保护系统，其特征在于，所述沿线设备是道岔；所述道岔在接收了所述电文时，基于所述电文的道岔方向指示信息，转换为指示的方向，在所述电文的道岔方向状态信息中记入现在的状态，将所述电文向所述序号表所表示的下一个对方发送。
13.一种列车，其特征在于，包括运行管理部，其存储列车的运行计划信息，基于所述运行计划信息，生成求出进入所述列车前进路线的许可的前进路线要求信息；列车保护部，其生成电文，基于所述电文，对所述列车判断允许进入或者不允许进入，可以和其它列车或者沿线设备传送所述电文；控制列车的行驶的运行控制部，所述电文在预先决定的区间内以及与所述区间相邻的区间内的列车和沿线设备间巡回，包括能对所述区间内被划分为多个块的每1个设定列车的占有权的块占有权信息、被巡回的列车和沿线设备的识别信息以被巡回的顺序表示的序号表信息，所述列车保护部基于来自所述运行管理部的所述前进路线要求信息和从其它列车或者沿线设备接收的电文，对所述列车进行允许进入或者不允许进入的判断，将更新的电文向其它列车或者沿线设备发送的同时，将所述判断的结果向所述列车控制部输出。
14.根据权力要求13所述的列车，其特征在于，所述列车保护部基于所述运行管理部的运行计划信息，进入某一区间时，生成在所述电文内的序号表信息中追加本列车的追加要求电文，向在所述区间内持有电文的对方发送所述追加要求电文。
15.根据权力要求13所述的列车，其特征在于，所述列车保护部包括列车通信部，其和其它列车或者沿线设备进行所述电文的发送；列车输入输出部，其从所述运行管理部输入所述前进路线要求信息，向所述运行控制部输出对于所述列车的允许进入或者不允许进入的判断结果；列车位置检测部，其检测列车的位置，输出位置信息；列车保护逻辑部，其基于从所述列车输入输出部输入的所述前进要求信息，从所述列车通信部输入所述电文，从所述列车位置检测部输入所述位置信息，进行所述电文的更新以及对所述列车进行允许进入或者不允许进入的判断。
16.根据权力要求15所述的列车，其特征在于，所述列车位置检测部包括存储在列车行驶的路线上配置的地面元件的位置信息、列车行驶的块信息以及列车的车轮直径的存储部。
17.一种道岔保护装置，其特征在于，包括通信部，其发送接收包括在预先决定的区间内以及和所述区间相邻的区间内的列车和道岔间巡回、记载了列车用于指示道岔的方向的指示信息的道岔方向指示信息和记载了道岔的方向状态的信息的道岔方向状态信息的电文；控制部，其具有基于由所述通信部接收的所述电文的道岔方向指示信息，控制道岔的方向的功能、检测来自道岔的状态信息，基于检测的所述状态信息更新所述电文内的道岔方向状态信息的功能。
18.根据权力要求17所述的道岔保护装置，其特征在于，具有存储被控制的道岔的识别信息的存储部；所述控制部，基于在所述识别信息中记载的被控制的道岔所对应的所述电文的道岔方向指示信息，控制道岔的方向。
19.根据权力要求17所述的道岔保护装置，其特征在于，所述电文包括以列车的识别信息巡回的顺序表示的序号表信息。
20.根据权力要求19所述的道岔保护装置，其特征在于，所述控制部，经由所述通信部接收了从希望在所述电文的序号表信息中重新追加的列车的追加要求信息时，基于所述追加要求信息，更新所述电文的序号表信息。
全文摘要
本发明提供一种设计费用和制造费用低廉的信号保护系统。使包括作为只允许1列列车占有的区间的块的占有权信息、对道岔的方向指示信息、道岔的方向状态信息的电文在列车和道岔间巡回。列车根据所述电文确认其它列车持有占有权的块和道岔的方向状态，为了确保其它列车不持有占有权的块的占有权，以及为了对道岔指示方向，更新所述电文。在此基础上，列车确认该块上的道岔向着本列车指示的方向开通，在确保了占有权的块上行驶。道岔根据所述电文，确认对本道岔的方向指示，控制本道岔的方向。另外，道岔为了向列车传送本道岔的状态，更新所述电文。
文档编号H04L25/00GK1824559SQ20061000581
公开日2006年8月30日 申请日期2006年1月10日 优先权日2005年2月25日
发明者胜田敬一, 杉田洋一, 渡部悌, 山口高史 申请人:株式会社日立制作所