专利名称：信号安全系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以铁道或单轨、LRT(Light Rail Transit下一代路面电车)等城市交通、这些在轨道上移动的输送系统为对象的信号安全系统，特别涉及，在各列车接近特定范围时，通过在地上、车上分别设置可通信的通信器，在由无线通信构成的地上—车上间通信不能利用的情况下，能够从运用地上—车上间通信，切换到运用通信器间通信。
背景技术：
在铁道上的以往的信号安全系统中，在整个轨道线上设置称为轨道线路的列车检测装置，用此掌握列车的在线情况，但由于轨道线路的铺设费用或维护费用庞大，所以目前正在寻求一种不用轨道线路的铁道系统。结果，研究的系统，是利用由无线通信构成的地上—车上间通信，进行列车的在线检知及列车控制，各列车通过车轴旋转数的累计值等掌握自己的位置，然后，将该情况报告给地上的管理部门，由此，在地上侧管理全部列车的位置。
但是，要消除利用车轴旋转数的累计值计算位置时的误差，在地上，根据需要，设置具有位置信息的地上感知器，在列车通过地上感知器时，由列车收到该地上感知器的位置信息，能够定期消除位置计算上的误差，得到正确的位置信息。如果采用该系统，可以在各列车设置无线通信机构，在地上侧设置无线通信基地站，进一步在轨道上的必要部位设置位置修正用的地上感知器，通过完全废止轨道线路，能够大幅度地削减铺设·维护费用。
因此，在专利文献1中，即使在通常使用的有线系通信路径中发生异常，不能借助其有线系通信路径来将该系统内发生的故障信息通知系统外部的情况下，能够与作为备用通信路径的无线通信网相连接后，将上述故障信息通知系统外部。此外，在专利文献2中，不采用轨道或环形天线，从发射器(transmitter)地上感知器向车辆发送控制速度信号或驶入可否的判断信号。
专利文献1特开2002-247035号公报专利文献2特开2003-11819号公报但是，在由上述无线通信构成的信号安全系统中，列车的在线掌握及控制全部需要利用无线通信进行，但由于以无线作为通信介质，因干扰电波或环境变化等要避免的困难的外界因素的影响，容易预测难于始终维持一定以上的通信质量，实际上，在不能将通信质量维持在一定以上的情况下，与以往的轨道线路方式相比，不可避免要降低系统的运转率。
发明内容
本发明的目的是提供一种信号安全系统，即使在无线通信中发生某种程度的故障时，通过备用系统，能够继续掌握列车的在线或控制上的安全控制，由此，能够期待提高运转率。
此外，本发明的目的是提供一种信号安全系统，在发生上述故障后，在也能够继续掌握列车的在线或控制上的安全控制的状态下，即使备用系统的主要部发生故障，至少也能够继续掌握列车的在线情况。
本发明的信号安全系统，通过由无线通信构成的地上—车上间通信，将该各列车的位置作为在线信息从该列车的车上装置通知给地上装置，通过根据该在线信息从上述地上装置向上述各列车的车上装置发送给予速度限制的信息，来控制上述各列车的速度，其中，对于如此信号安全系统附加如下系统，在各列车接近特定范围的情况下，通过分别设在地上、车上的通信器之间的通信，可以利用地上装置接收来自各列车的车上装置的车辆信息。由此，在不能利用由上述无线通信构成的地上—车上间通信的情况下，可从运用上述地上—车上间通信切换到运用上述通信器间通信。
此外，本发明的信号安全系统，通过由无线通信构成的地上—车上间通信，将该各列车的位置作为在线信息从该列车的车上装置通知给地上装置，通过根据该在线信息从上述地上装置向上述各列车的车上装置发送给予速度限制的信息，来控制上述各列车的速度，其中，对于如此信号安全系统附加如下系统，在各列车接近特定范围的情况下，通过分别设在地上、车上的通信器之间的通信，借助包含有与分别设在地上的通信器相连接的终端的网络，可以利用地上装置接收来自各列车的车上装置的车辆信息。各终端始终具有地上装置的部分功能(在线管理功能)，而即使地上装置本身发生故障时，通过各终端也能够备用其部分功能。
即使在无线通信中发生某种程度的故障时，通过备用系统，能够继续掌握列车的在线或控制上的安全控制，能够期待提高运转率。
此外，在发生上述故障后，在也能够继续掌握列车的在线或控制上的安全控制的状态下，另外，即使备用系统的主要部分发生故障，至少也能够继续掌握列车的在线情况。
另外，在无线方式中，由于进行估计传输延迟等误差的位置检测，因此难于迅速掌握站内的驶入、驶出，但通过在站内设置通信器，能够迅速掌握上述情况，能够谋求提高安全性。
图1是表示本发明的一例信号安全系统的整体概要系统构成的图。
图2是表示本发明的一例车辆构成的图。
图3是表示搭载在该车辆上的一例车上控制部的内部构成的图。
图4是表示一例地上列车控制装置的构成的图。
图5是表示该地上列车控制装置的常用保护用在线管理表格的构成例和轨道的模式图的图。
图6是表示该地上列车控制装置的代用保护用在线管理表格的构成例和轨道的模式图的图。
图7是表示地上列车控制装置中的一例常用保护的系列处理流程的图。
图8是表示车上控制部中的一例常用保护的系列处理流程的图。
图9是表示代用保护上需要的设备的构成的图。
图10是表示地上列车控制装置中的代用保护的一例列车检测处理的处理流程的图。
图11是表示说明地上列车控制装置中的代用保护的列车检测处理的模式图(之一)。
图12同样是表示说明地上列车控制装置中的代用保护的列车检测处理的模式图(之二)。
图13是表示说明地上列车控制装置中的代用保护的一例停止界限生成处理的处理流程的图。
图14是表示在从常用保护切换到代用保护时的一例处理流程的图。
图15是表示说明该切换处理的模式图。
图16是表示为各终端准备的在线管理表格的图。
图17是表示作为无线通信介质，在使用LCX(泄漏同轴电缆)时的本发明的一例信号安全系统的整体概要系统构成的图。
图18是表示该信号安全系统上的一例车辆构成的图。
图中100…车辆，101…地上控制装置，102…(无线)基地站，103、104…地上通信机构(通信器)，107…天线，108…控制用LAN，109…终端，205、206…车上通信机构(通信器)，200…车上控制部，1700…LCX，1701…基地站，1702…LCX天线。
具体实施例方式
以下，参照图1～图18，说明本发明的一实施方式。
首先，如果说明本发明的信号安全系统，图1表示其一例的整体概要系统构成。如图1所示，以车辆100为控制对象，构成包括，地上侧的中央处理部即地上列车控制装置(相当于主要的地上装置)101或(无线)基地站102、狭窄区域(1m以下)的无线通信机构即地上通信机构(本发明的通信器，相当于双向地上感知器103、104、信号收发器105、天线107、控制用LAN108、终端109、地上通信机构(单向地上感知器)110等。
其中，无线通信机构(至少设置在各车站的站台106上)103、104，借助信号收发器105、终端109与地上列车控制装置101连接，但地上通信机构110不连接在地上列车控制装置101上，单独设置。此外，在地上列车控制装置101中，通过借助基地站102、天线107与车辆100进行无线通信，实施列车的在线检知或列车控制。另外，在车辆100上，通过借助基地站102、天线107与地上列车控制装置101进行无线通信，一方面向地上发送自己的位置，另外从地上列车控制装置1201接收可进入的区域的边界(以下，称为停止界限)，然后，为了不超过该停止界限，通过控制自己的速度，保证安全。在车辆100，此外，如后述，通过累计车轴的旋转数，作为移动距离计算出自己的位置，但每当从各地上通信机构103、104、110接收设置位置信息时，利用该设置位置信息修正目前算出的移动距离。
另外，在地上列车控制装置101，借助控制用LAN108、终端109、信号收发器105、地上通信机构103、104，从车辆100接收车辆识别信息(车辆ID)、速度信息、前进方向信息等状态信息，由此，通过掌握地上通信机构103、104的边界前后的列车过渡，进行在线管理，另外，通过借助地上通信机构103、104，向车辆100发送停止界限，能够实施与上述相同的列车控制。因此，上述处理，在因无线通信故障等不能利用由采用基地站102、天线107的利用空间波的无线通信构成的信号保护的情况下，可发挥代用实施信号保护的功能。以下，由采用基地站102或天线107的利用空间波的无线通信构成的信号安全控制，定义为“常用保护”，此外，由采用地上通信机构103、104的地上—车上间通信构成的信号安全控制，定义为“代用保护”。在实施常用保护的期间，也实施利用代用保护在线检知，但这是备用，不能利用停止界限实施列车控制。
此外，说明本发明的车辆100，图2示出其一例的构成。如图所示，在车辆100上，搭载有车上控制部200、MMI(人—机转换装置)部201、无线接收发送部202、驱动部203、速度检测部204、车上通信机构(为本发明的通信器，相当于双向车上感知器)205、206、接收发送部207及天线107，其中，在车上控制部200，能够实施基于本列车的位置计算或停止界限的速度控制等主功能。在其本列车的位置计算中，能够由监测驱动部203的速度检测部204得到车轴旋转数，通过在车上控制部200累计该旋转数，能够作为移动距离计算出本位置。此外，常用保护时的本列车的位置信息的发送或停止信息的接收，由无线信号收发器202和天线107实施。
此外，车上通信机构205、206，通过与地上通信机构103、104、110的通信，可在常用保护时的位置信息的接收或代用保护时的车辆识别信息、速度信息及前进方向信息等的发送、停止界限的接收等地上—车上间通信时使用。因此，作为车上通信机构，至少需要2个，通常，在车上通信机构205、206中，车上通信机构205搭载在列车的头车上，车上通信机构206搭载在列车的最后尾车上。另外，作为地上通信机构，至少需要1个，因此，不一定只要求地上通信机构103、104中的任意一个。
如上所述，车上控制部200是各种处理·控制上所必需的，图3示出其一例的内部构成。如图所示，车上控制部200，由在线位置计算部300、防护图形生成部301、制动控制部302、车上DB(DB数据库)303及车辆ID生成部304构成。其中，在线位置计算部300中，通过以来自速度检测部204的车轴旋转数信息为基础，累计车轴旋转数，作为移动距离，算出本列车的位置，此时，通过与成为基点的各地上通信机构103、104、110的设置位置的距离，来掌握当前位置。此时，在无线接收发送部202，发送成为基点的无线通信机构的编号和离基点的距离，但在具有多条进路的情况下，也一并发送进路识别信息。在车上DB303，还收纳各种线路信息(轨道构成或坡度、拐弯、车站、限制速度信息等，以下，将这些信息称为线形信息)，如果能够以此掌握绝对位置，在无线通信机构202，也可考虑不发送距各基点地上感知器的设置位置的移动距离，只发送绝对位置信息。此外，以从天线107接收的、来自地上通信机构103、104、110的设置位置信息为基础，修正目前算出距离信息，但这些处理在常用保护时进行。
在防护图形生成部301，以来自地上列车控制装置101的停止界限信息为基础，不超越此界限地可生成停止的速度上限图形(以下，称为防护图形)。对此，由于需要利用坡度、速度限制信息等线形信息，所以参照车上DB303来生成。在常用保护中，借助无线接收发送部202，从基地站102接收停止界限信息，但在代用保护中，借助接收发送部207，从地上通信机构103、104接收停止界限信息。此外，在制动控制部302，还以由防护图形生成部301生成的防护图形为基础，采用来自在线位置计算部300的本列车的位置信息和当前的速度信息，判断当前的速度信息是否超过与当前的位置对应的防护图形上的速度，在超过时，向驱动部203发出减速指令。此外，在防护图形和当前位置、当前的速度信息传输到MMI部201后，显示给操作人员。另外，在车辆ID生成部304中，在生成车辆ID后，借助车上通信机构205、206及地上通信机构103、104，发送给地上列车控制装置101，但此时，同时也发送在在线位置计算部300管理的当前的速度信息或前进方向信息、门开关信息等信息。上述信息不局限于代用保护时，在常用保护时，也始终向地上列车控制装置101发送。
另外，图4表示一例地上列车控制装置101的构成。如图所示，在地上列车控制装置101中，作为常用保护的功能，具有无线中央装置400、在线管理表格401、列车检测处理部402、停止位置生成部403、连动图表DB404；作为代用保护的功能，具有在线管理表格408、列车检测处理部409、停止位置生成部410、连动图表DB411；但除此以外，作为共用的功能，还具有连动控制部405、运行控制部412；此外，作为管理常用保护、代用保护两者的功能，还具有比较部407或系统切换部406。
此处，首先说明在列车检测处理部402的处理，在列车检测处理部402，以借助基地站102由车辆发送的列车位置信息为基础，在整理了作为整个管理线区的在线状况后，利用该整理结果更新在线管理表格401。在线管理表格401中，记载存在本线上的、全部列车各自的在线状态。图5(A)表示在线管理表格401的构成例。以从图5(B)表示轨道的模式图判断的方式，将轨道分割成区段B0～B6，通过记入各列车相距任一区段的前头位于哪个位置，来掌握其位置。在图5(B)所示的例中，由于列车的前头位于离区段B2的前头100m的位置，列车的最后车尾位于离区段B1的前头50m的位置，因此，判定在区段B1记录“t 50m”(＝tail 50m)，此外，在区段B2记录“h 100m”(＝head 100m)。结果，由于在在线管理表格401上，在区段B1、B2在线列车No.t1，所以，在区段B1、B2也记录“t1”，由于在区段B3～B5不在线任何列车，所以在区段B3～B5记录表示不在线的“Φ”。
此外，在停止位置生成部403，以由列车检测处理部402计算出的列车位置信息为基础，在为每列车生成停止界限后，借助无线中央装置400、基地站102、天线107，向车辆100发送。在停止界限生成时，在列车的前进的前方具有多条进路的情况下，利用连动控制部405加强进路的确保状况，其详细情况后述。在连动控制部406，为确保必要的进路，按照运行管理部412的指示，通过参照记录与进路对应的转辙器等操作条件的连动图表DB404，确保进路。
另外，在用于代用保护的列车检测处理部409，采用借助地上通信机构103、104、信号收发器105、控制用LAN108得到的车辆ID、速度信息、前进方向信息等信息，通过掌握列车的过渡状态，管理在线分布。该在线分布收纳在线管理表格408中，图6(A)表示该在线管理表格408的构成例。为了从图6(B)表示轨道的模式图判断，在代用保护中，由于通过掌握地上通信机构103、104前后的列车过渡，管理在线状态，所以设置以地上通信机构103、104为边界的固定封闭区间，以在1个封闭区间内只允许存在1列列车的前提下，按封闭区间单位管理此处的在/不在。在图6(B)所示的例中，由于只在封闭区间No为“2”的封闭区间内存在列车No为“t1”的列车，所以，在在线管理表格408中，只在封闭区间No为2的列中记录“t1”。在该2的列以外的封闭区间No为1或3、4………N中，记录表示不在的“Φ”。
如上所述，在代用保护中，在以地上通信机构103、104为边界的封闭区间内，在只允许存在1列列车的情况下运用，但在常用保护时，由于也考虑按其以上的密度运用，所以在后述的列车检测处理中，检测封闭边界的通过，掌握在封闭区间内在线的多列列车。此时，在图6(A)表示该在线管理表格408中，在1个封闭区间No中，能够记录多列列车(例如，在封闭区间No2中记录“t1”、“t2”的No。此外，在停止位置生成部410，以在列车检测处理部409计算出的列车的在线分布为基础，在为每列车生成停止界限后，借助控制用LAN108、终端109、信号收发器105、地上通信机构103、104，发送给车辆100。在列车的前进的前方具有多条进路的情况下，与常用保护同样，利用连动控制部405加强进路的确保状况。在连动控制部406中的处理，基本上与常用保护时的情况相同。但是，在代用保护中，由于轨道的管理单位不同，因此参照为代用保护用准备的连动图表DB411。
在作为管理常用保护、代用保护两者的功能的比较部407中，在在线管理表格401、408中比较表格内容，始终监测这些内容是否一致，在该监测结果出现异常的情况下，将主要情况告知操作者。同样，在作为管理常用保护、代用保护两者的功能的系统切换部406中，还通过无线中央装置400中的正常电文接收状况等的监测，掌握常用保护的运行状况，在通过该监测判断运行状况异常时，实施从常用保护向代用保护的切换。
因此，图4所示的常用保护用功能“无线中央装置400、在线管理表格401、列车检测处理部402、停止位置生成部403及连动图表DB404”和代用保护用功能“在线管理表格408、列车检测处理部409、停止位置生成部410及连动图表DB411”可装配在同一控制台上，但也可以考虑通过安装在分别独立的控制台上，达到冗长化，而提高可靠性。此时，对于两者共用的功能即“连动控制部405、比较部407及系统切换部406”装配在单个具有上述功能的控制台上。但是，关于连动控制部405，为提高其可靠性，也可以考虑，在安装有常用保护用功能的控制台上和安装有代用保护用功能的控制台上，分别安装相同的连动控制部。
下面，说明地上列车控制装置101中的有关常用保护的一系列处理，图7表示其一例处理流程。此时，首先，在S(S步骤)7-1中，在无线中央装置400，判断是否接收到车辆100的列车在线信息。根据该判断，如果未接收到，处理返回到S7-1，但在接收到时，在将该信息传输给列车检测处理部402后，实行到S7-2。在S7-2中，以来自无线中央装置400的列车的在线信息为基础，在掌握本线上的全部列车的各自位置后，更新在线管理表格401。具体是，如前所述，在作为在线信息而从车辆100接收到距作为基点的地上通信机构103、104的距离的情况下，以此为基础，如图5(A)所示，以变更成区段单位的位置的状态来管理各列车的在线，基于此管理结果，更新在线管理表格401。然后，在S7-3中，在停止位置生成部403，以记录在在线管理表格401中的全部列车的在线分布为基础，开始对各列车设置停止界限的处理。
接着，在S7-4中，对每列车，判断相对于该列车的前行列车是否在站内或越过站内在其前方。根据该判断，如果不存在，则按S7-5，加进考虑传输延迟或冒进的距离，在前行列车的面前设定停止界限。设定的停止界限，从无线中央装置400，借助基地站1202，发送给车辆100。此外，如果在判定存在时，按S7-6，利用连动控制部405，判定是否确保站内的进路。如果确保，在停车时，在停车位置设置停车界限，在通过车站时，与S7-5同样，在前行列车的面前设置停止界限。此外，在不能确保进路的情况下，在站内面前的区段设定停止界限，避免驶入站内。
另外，说明车上控制部200中的有关常用保护的一系列处理，图8表示其一例处理流程。此时，首先，在S8-1中，在在线位置检测部300，接收来自速度检测部204的车轴旋转数。然后在S8-2中，通过累计该车轴旋转数，作为在线位置，计算出距作为基点的地上通信机构103、104的距离，但此时，参照记录在车上DB303的线形信息。然后，在S8-3中，算出的在线位置，借助无线接收发送部202，发送给地上列车控制装置101，另外，将当前的在线位置和列车速度发送给制动控制部302。之后，在S8-4中，在在线位置检测部300，借助接收发送部207，判断是否从地上通信机构103、104、110接收到设置位置信息(位置修正信息)。通过该判断，如果接收到，在S8-5，之前管理的位置信息，在该接收时被置换成该设置位置信息。在该S8-4后，或在S8-4中的判定中，如果未接收到设置位置信息，在S8-6，在在线位置检测部300，向接收发送部207发送来自速度检测部204的目前车辆100的速度、列车的前进方向、开门方向等信息，但这些信息用于代用保护时的在线检知及列车控制。
然后，在S8-7，从车辆ID生成部304，向接收发送部207，发送车辆100的车辆ID。然后，在S8-8，判定在防护图形生成部301，是否从接收发送部207接收到停止界限。如果接收到，在S8-9，在防护图形生成部301，以从接收发送部207接收的停止界限和记录在车上DB303的线形信息为基础，生成防护图形，发送给制动控制部302。此外，如果根据S8-8中的判定，在未接收到的情况下，或者在S8-9的过程后，实行S8-10，在该S8-10中，在制动控制部302，比较与本列车的速度和本列车的位置对应的防护图形，如果在本列车的速度超过防护图形时，通过向驱动部203发出减速指令，使车辆100减速。之后，在S8-11，通过向MMI部208发送本列车的位置、速度、防护图形，显示给操作者。
以上，说明了地上列车控制装置101或车上控制部200的常用保护时的一系列处理。此外，图9示出了在代用保护方面所需的设备的构成。在该图9中，根据图1所示的内容，省略图示有关无线的装置或基地站102、天线107。在代用保护中，如上所述，定义以地上通信机构103、104的设置位置为边界的封闭区间，在1个封闭区间内，实施只允许存在1列列车的控制。在图9所示的例中，如以封闭区间900所示那样，地上通信机构103、104设在车站的站台106上，因此，形成车站间—封闭。最一般的运用，如该图9所示，是在车站的站台106上设置地上通信机构103、104、形成车站间—封闭的运用。
另外，说明地上列车控制装置101中的有关代用保护的列车检测处理部，图10表示其一例处理流程。参照作为表示此时的地上—列车间的运转的模式图的图11、图12，说明该处理流程，如以下。
即，首先，在S10-1，判定是否从车上通信机构205、206中的至少任何一方接收到车辆ID(例如，作为#i)。在该判定中，如果在还未接收到时，由于意味着列车还未到达站台，因此在到接收到车辆ID的期间，重复S10-1。如果列车还未到达站台，首先，实施车上通信机构205和地上通信机构104的之间的通信，随之继续，在完全到达站台的确定位置时，通过在车上通信机构205-地上通信机构103的之间、车上通信机构206-地上通信机构104的之间实施通信，利用地上列车控制装置101接收车辆ID(#i)。此时的情况，在图11(A)中以状态1表示。如图所示，表示在列车沿a站对应的封闭区间移动后，到达a站的情况。在该状态下，在a站对应的封闭区间为在线，在b站对应的封闭区间为不在线。
无论怎样，在S10-1，如果接收到车辆ID(#i)，在处理移入S10-2后，判断是否结束车上通信机构205-地上通信机构103的之间、车上通信机构206-地上通信机构104的之间的通信。在该判定中，在未结束通信时，由于意味着依然停车在a站的站台，因此处理返回到S10-2，但在通信结束时，在S10-3，将车辆100驶出的封闭区间作为在线处理。此时的情况，在图11(B)中以状态2表示，通过车辆100驶出a站，表示结束车上通信机构205-地上通信机构103的之间、车上通信机构206-地上通信机构104的之间的通信。由于列车驶出a站，驶入b站对应的封闭区间，因此车辆100进入的封闭区间作为在线处理，即，b站对应的封闭区间作为在线处理。然后，在S10-4，在车上通信机构206-地上通信机构103之间建立通信，判定是否接收到车辆ID(#i)及车辆100的速度(车上通信机构206-地上通信机构103之间通信时的通过速度)。在该判定中，如果建立通信，在接收到车辆ID(#i)及通过速度时，进行S10-5，在图11(C)中以状态3表示此时的情况。如图所示，车上通信机构206正在通过地上通信机构103，由此，在车上通信机构206-地上通信机构103之间实施通信，将车辆ID(#i)及此时的车辆100的速度发送给地上列车控制装置101。
此处所讲的所谓的车辆100的速度，是通过速度检测部204实时观测的列车速度，设为车上通信机构206通过地上通信机构103上时的速度。可是，在S10-4中的判定中，在建立通信，未接收到车辆ID(#i)及通过速度时，由于意味着列车还未到达状态3，因此处理返回到S10-4。如以上所述，在建立通信，接收到车辆ID(#i)及通过速度时，进行S10-5，在S10-5中，判定接收到的通过速度是否超过预先设定值。所谓此时的预先设定值，设定为在车上通信机构206通过地上通信机构103后，即使假设发生列车紧急制动停止、或者脱轨及轮胎的爆破(单轨、城市交通等)等的异常事故，也足够使列车确实越过与相邻封闭区间(在图11中，b站对应的封闭区间)的边界的速度。在S10-5的判定中，在通过速度超过设定值的情况下，通过进行S10-8，车辆100的出发的封闭区间(在图11中，a站对应的封闭区间)作为不在线处理。
此时的情况，在图11(D)中以状态4表示。车辆100完全离开a站对应的封闭区间，移到b站对应的封闭区间，a站对应的封闭区间识别为不在线，b站对应的封闭区间识别为在线。可是，在收到通过速度超过设定值时，通过S10-8，a站对应的封闭区间立即看作不在线，但为严格地再现列车的状态，在进行了S10-5后，在经过一定时间后，即，在S10-5，以用于与通过速度比较的预先设定值(速度)，在从地上通信机构104的位置到通过与要驶出到的封闭区间的边界的时间后，也可考虑进行S10-8。此处，如果定义上述一定时间，则所谓该一定时间，可定义为，在S10-5，以用于与通过速度比较的预先设定值(速度)，在从车上通信机构206的位置，到通过与要驶出的封闭区间的边界的时间。
无论怎样，在S10-5，在通过速度低于预先设定值的情况下，实行S10-6。在S10-6中，在车辆100驶出到的封闭区间，在车上通信机构205-地上通信机构104之间、车上通信机构205-地上通信机构103之间、或车上通信机构206-地上通信机构104之间的任何一个之间，建立通信，判定是否接收到车辆ID。在建立通信并接收到车辆ID时，实行S10-7，但在未接收到时，处理返回到S10-6。此时，在S10-5中，在通过速度未到达预先设定值的情况下，实施代用方法，检测车辆100的向相邻封闭区间的驶出情况。图12表示此时的处理概念。如图12(A)中状态1所示，在车辆100通过a站时，在车上通信机构206-地上通信机构103之间进行通信，在通过速度未超过一定速度的情况下，如图12(B)中状态1所示，尽管移动到b站对应的封闭区间，在a站对应的封闭区间，还仍处于在线状态。
因此，为检测驶到b站对应的封闭区间的状况，如图12(C)中状态3所示，等待车辆100到达b站，而能够判定a站对应的封闭区间为不在线。此时，为确认车辆100到达b站，确认在b站接收的车辆ID和在a站接收的车辆ID的一致。在S10-7中，判定在驶到的封闭区间接收的车辆ID与车辆ID(#i)是否一致，在一致时，进行将车辆100出发的封闭区间设定为不在线的S10-8，但在不一致时，从a站对应的封闭区间出发的车辆100未到达b站对应的封闭区间，看作别的列车到达，a站对应的封闭区间还仍处于在线状态。
以上说明的内容，是在代用保护中的1封闭区间中，允许1列列车在线时的判定处理，但如上所述，在常用保护时，与此并行利用代用保护设备进行在线判定处理。此时，也实施与图10同样的处理，但不只是判定单一的在/不在，当为“在”的情况下，在加进哪辆列车在线的信息后，管理有所不同。在S10-3中，在线的列车的车辆ID也一并设定为在线，此处，允许多个车辆ID。此外，在上述的处理中，通过设在站台上的地上通信机构103、104，由于能够迅速检测车辆100的进站或出站，所以在S10-3、S10-8实施的在/不在的定时，也能够在常用保护时的列车检测处理部402中利用，能够迅速且准确地判定进站或出站。
接着，说明在停止位置生成部410中的处理，即，说明代用保护时的停止界限生成处理，图13示出其一例的处理流程图。基本上与常用保护时的停止界限生成处理相同，但只是停止界限的单位设为封闭单位，此点有较大差异。图13的情况是，首先，在S13-1中，在停止位置生成部410，采用在线管理表格408，在封闭区间i的前方，抽出存在前行列车的封闭区间的面前的封闭区间j。然后，在S13-2中，对每列车，判断该列车的前行列车是否在站内或越过车站在其前方。根据该判断，在判定不存在时，实行S13-4，但在判定存在时，实行S13-3。在该S13-4，在封闭区间j中，将由前进方向的地上通信机构103的设置位置作为停止界限。另外，在S13-3中，利用连动控制部405，判定是否确保站内的进路，如果确保，在停车时，将设在停车站的站台的地上通信机构103的设置位置设定为停止界限，此外，在通过站时，与S13-4同样，在封闭区间j中，将地上通信机构103的设置位置作为停止界限。此外，如果在不能确保进路的情况下，通过在设在包括车站的封闭区间的1个前方的封闭区间的地上通信机构103的设置位置上，设定停止界限，能够避免驶入站内。如此，在实行S13-3或S13-4后，在S13-5，通过借助控制用LAN108、信号收发器105，向设在封闭区间i的地上通信机构103、104发送生成的停止界限和封闭区间i的当前位置，通知相应车辆100。
另外，说明从常用保护切换到代用保护时的运用上的顺序，图14示出其一例的处理流程图。如上所示，在代用保护中，定义由地上通信机构103、104的设置位置决定的固定的封闭区间，由于实施在该封闭区间内只存在1列列车的控制，因此，从1个封闭区间内存在多列列车的状态，转移到1个封闭区间存在1列列车。图14示出为此的处理流程。以下，由于多将相邻的车站间设定为1个封闭区间，因此，将1个封闭区间存在1列列车的状态称为站间—封闭，说明该处理流程，首先，在S14-1中，如图15所示，关于在防护图形内存在车站的列车(相当trainA、trainB)，使该列车停止在最靠近的车站。这是以通过用于操作者间的通话的列车无线(以下，称为列无线)以外的东西，有效应用能够进行地上和车上间通信的唯一机构即地上通信机构103、104为目的而实施的。下面，在S14-2中，关于在防护图形内不存在车站的列车(相当trainC)，不越过防护图形地使其停止在停止点。然后，在S14-3中，制定是否活用全线，即，全部使用运用线区或利用折返部分使用的计划。在活用全线的情况下，实行S14-4，在不能活用的情况下，实行S14-5。在该S14-4中，为活用全线，对于未全部进入封闭区间的列车，退避到车库。具体是，由在中央管理的操作者，确保入库线的进路，通过使最靠近的列车退避到车库，实现站间—封闭。
另外，在S14-5中，由于进行折返运用而未活用全线，因此从折返区间使所需数量的列车退避到折返区间外，在折返区间，实现站间—封闭。在实行S14-4或S14-5后，在S14-6，参照在线管理表格408，对停在车站的列车，按照S14-4、S14-5的方针，通过借助地上通信机构103、104，进行行驶指示，使列车行驶。此时的行驶，基本上靠操作者的视线进行。然后，在S14-7中，对于不存在车站的列车，在视野内接近前行列车，等待驶入站内的指示，利用列车无线进行指示。另外，在其后的S14-8中，利用由地上通信机构103、104及车上通信机构205、206构成的地上—车上间通信，更新在线管理表格408。通过以上的处理，实现站间—封闭。此时，也通过由地上通信机构103、104及车上通信机构205、206构成的地上—车上间通信，自动管理列车的在线，能够无问题地向代用保护切换。
以上，介绍了这样的方法，在实施代用保护时，在地上列车控制装置101中，利用自动在线检知、停止界限生成实施列车控制，但这始终以地上列车控制装置101正常运转为前提，为提高更安全运用上的运转率，认为即使在地上列车控制装置101产生某种程度不正常的情况下，代用保护的必要性也高。此处，说明利用前述的系统构成的地上列车控制装置101不正常时的代用保护，即使在中央(地上列车控制装置101)呈减退状态时，在利用局部的装置，自动掌握在线后，在准确的在线判定下，能够继续运用车站操纵。如果具体说明，在已述的终端109，具备在地上列车控制装置101和在车辆100之间接收发送电文的中继传输功能，但在作为具有多级系CPU的安全装置构成终端109本身后，在借助控制用LAN向地上列车控制装置101传输车辆100的电文时，在将该电文收进终端109后，通过在图10中所述的处理，利用该终端109，能够掌握在包含连接在该终端109上的地上通信机构103、104的封闭区间前后的列车的“在”/“不在”。
换言之，由地上列车控制装置101实施的与在线判定处理相同的处理，是通过各终端109，作为被限定范围的处理，在局部实施的处理。更具体地讲，在各终端109中分别直接间接地收集掌握借助分别设在相邻封闭区间、自担当封闭区间的地上通信机构103、104发送的车辆100的电文，而进行在线判定。此时，在终端109上，准备了与中央的在线管理表格408不同的局部在线管理表格，而在该在线管理表格上管理在线。图16表示为各终端109准备的在线管理表格1600。但终端109和地上通信机构103、104具有对应关系，此处，如果将包含某终端109对应的地上通信机构103、104的封闭区间(本站)设为I，在该在线管理表格1600上，不只是管理该封闭区间I，也一并管理在相邻封闭区间(邻接站)I-I、I+I的在线有无。如此，即使在地上列车控制装置101发生不正常时，不只是本站，也能够确实在线掌握相邻的车站，由于谋求提高运用车站操纵的安全性，所以能够继续维持高安全性的运用。因此，在该在线管理表格1600上，显示只在相当本站的封闭区间I存在列车“t1”的状态。
最后，如果补充说明常用保护方面的地上—车上间通信，代替该通信使用空间的无线通信，而如图17所示，作为无线通信介质，也可以使用LCX(Leaking CoAxial Cable泄漏同轴电缆)1700。此时，图18表示一例车辆100的构成。如图17、图18所示，代替图1所示的基地站102或天线107，具有基地站1701、LCX环形天线1702、或中继器1703。此处所谓的LCX，能够只限于在同轴电缆周围的空间通信，如果能够沿轨道铺设LCX，由于与利用空间波的无线通信同样，能够连续地进行车辆100和地上列车控制装置101间的通信，所以在功能上与图1所示的构成无多大的变化。即，通过LCX，也能够利用完全相同的方法进行信号安全控制，作为利用LCX的最大优点，是由于以在电缆周围的限定空间进行通信为前提，如同空间波，不发生因环境变化，影响接收灵敏度，降低性能的情形。换言之，能够形成抗环境变化干扰的系统，能够谋求提高常用保护方面的可靠性。但是，对干扰电波等的干扰，抗性弱，与空间波相比，铺设费用或维护费用高，实施上有困难。另外，作为具有与LCX同等功能的方法，考虑德国的LZB等利用的交叉感应线，由此也能够实现地上—车上间通信。但是，在采用交叉感应线时，相对于LCX在可与车上通信的位置设置1根电缆就可以，需要通过按一定间隔交叉地埋设感应线进行铺设，与LCX相比，一般增加维护费用。
如以上说明，在无线方式中，由于进行累计传输延迟等误差的位置检测，因此难于迅速掌握进出站情况，但通过在车站设置地上感知器(该地上感知器，由于可发送设置位置信息，因此能够置换位置修正用的地上感知器)，能够迅速掌握位置检测，可提高安全性。此外，在以车站为基本的必要部位，设置可在地上—车上间通信的地上感知器，在地上侧，通过用此从列车上接受车辆ID或速度、前进方向等信息，在掌握地上感知器的设置位置的边界前后的列车过渡后，进行在线管理，此外，通过同时向车上发送列车的停止界限信息等，能够实现列车控制或安全控制。此外，由于即使在发生无线故障时，通过采用可进行地上—车上间通信的地上感知器的在线检知、列车控制，也能够继续安全控制，所以能够提高运转率。另外，不局限于铁路，也可以用于所有沿以线形构成的轨道运行的系统。
以上，基于实施方式，具体说明了本发明者提出的发明，但本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内，当然可进行多种变更。
权利要求
1.一种信号安全系统，通过由无线通信构成的地上-车上间通信，将各列车的位置作为在线信息从该列车的车上装置通知给地上装置，并通过根据该在线信息从上述地上装置向上述各列车的车上装置发送给予速度限制的信息，来控制上述各列车的速度，其中，对于如此信号安全系统附加如下系统，在各列车接近特定范围的情况下，通过分别设在地上、车上的通信器之间的通信，可以由地上装置接收来自各列车的车上装置的车辆信息。
2.如权利要求1所述的信号安全系统，其中，在车上，至少设置2个通信器。
3.如权利要求1所述的信号安全系统，其中为了修正列车位置，利用通信器间的通信，向车上装置发送设置在地上的各通信器的位置信息。
4.如权利要求1所述的信号安全系统，其中在上述车辆信息中，至少包含这些车辆的识别信息、速度信息及前进方向信息。
5.如权利要求4所述的信号安全系统，其中在设置以上述通信器的设置位置为边界的封闭区间的状态下，在上述地上装置中，通过根据包含在上述车辆信息中的速度信息在一定速度以上，来判断列车驶出到相邻封闭区间，以掌握各列车的在封闭区间的过渡，从而在封闭区间单位内管理各列车的在线。
6.如权利要求5所述的信号安全系统，其中利用通信器间通信，从上述地上装置向上述列车的车上装置发送给予速度限制的信息。
7.如权利要求1所述的信号安全系统，其中由无线通信构成的地上-车上间通信，通信范围被限定，并且借助可沿轨道连续通信的通信机构进行。
8.如权利要求1所述的信号安全系统，其中设置以上述通信器的设置位置为边界的封闭区间，在上述地上装置中，通过根据包含在上述车辆信息中的速度信息在一定速度以上，来判断列车驶出到相邻封闭区间，以掌握各列车的在封闭区间的过渡，从而在封闭区间单位内管理各列车的在线，并且在此状态下，在不能利用由上述无线通信构成的地上-车上间通信的情况下，在上述地上装置中，从运用上述地上-车上间通信切换到运用上述通信器间通信。
9.如权利要求8所述的信号安全系统，其中利用通信器间通信，从上述地上装置向上述各列车的车上装置发送给予速度限制的信息。
10.如权利要求1所述的信号安全系统，其中至少在车站内设置设在地上的通信器。
11.一种信号安全系统，通过由无线通信构成的地上-车上间通信，将各列车的位置作为在线信息从该列车的车上装置通知给地上装置，并通过根据该在线信息从上述地上装置向上述各列车的车上装置发送给予速度限制的信息，来控制上述各列车的速度，其中，对于如此信号安全系统附加如下系统，在各列车接近特定范围的情况下，通过分别设在地上、车上的通信器之间的通信，借助包含有与设在地上的各通信器相连接的终端的网络，由地上装置接收来自各列车的车上装置的车辆信息。
12.如权利要求11所述的信号安全系统，其中，上述终端，也一并接收来自其他终端的关于其他列车的车辆信息。
13.如权利要求11所述的信号安全系统，其中，在上述车辆信息中，至少包含这些车辆的识别信息、速度信息及前进方向信息。
14.如权利要求13所述的信号安全系统，其中，设置以上述通信器的设置位置为边界的封闭区间，在上述各终端中，通过根据从各通信器、其他终端接收的车辆信息，掌握各列车向封闭区间边界的驶出情况，在封闭区间单位内管理各列车的在线。
15.如权利要求11所述的信号安全系统，其中，由无线通信构成的地上-车上间通信，通信范围被限定，并且借助可沿轨道连续通信的通信机构进行。
全文摘要
一种信号安全系统，通过利用基地站及天线的、由常用保护上的无线通信构成的地上—车上间通信，将各车辆的位置作为在线信息从该车辆通知给地上列车控制装置，基于该在线信息，从列车控制装置向各车辆发送给预速度限制的信息，在此系统上附加新的代用保护系统，其在各车辆接近特定范围的情况下，通过作为可通信设置的地上通信器和车上通信器之间的通信，可利用列车控制装置接收来自各车辆的车辆信息。通常，与常用保护并行通过代用保护系统，在新的封闭区间单位管理各车辆的在线，在不能用由无线通信构成的地上—车上间通信的情况下，在列车控制装置中通过从运用常用保护切换到运用代用保护，能够继续利用代用保护系统进行列车控制或安全控制。
文档编号B61L27/00GK1636814SQ20041006218
公开日2005年7月13日 申请日期2004年7月2日 优先权日2003年12月22日
发明者杉田洋一, 渡部悌, 秋山正和 申请人:株式会社日立制作所