专利名称：列车位置检知方法
技术领域：
本发明涉及一种由包括信息发送接收器或轨道线路、地上感知器的地上侧装置和包括搭载在列车上的车上装置或车上感知器的车上侧装置构成的自动列车控制系统中的列车位置检知方法，具体涉及在无需地上感知器，作为移动距离，利用搭载在该列车上的车上侧装置来检知各列车的位置的列车位置检知方法。
背景技术：
所谓铁路上的信号安全系统，其基本的目的在于为了防止列车的追尾·脱轨，排他地控制每列列车进入封闭区间。作为之前的信号安全系统已知一种如下的系统除作为使车站内的转辙器和信号器连动的连动装置外，还作为控制信号器显示的装置、即，决定对列车要显示的适当限制速度的装置的各种ATS(Automatic Train Stop自动列车停止装置)或ATC(Automatic Train Control自动列车控制装置)。
上述系统中的、最初的ATS，是在列车无视红色信号时，自动使制动器工作的单纯的列车停止装置，经过多次改进，具备了连续地核查到列车应停止的地点的距离和速度的关系的功能。另外，关于ATC，在最初的装置中，根据地上侧装置识别的全部列车的位置，对应于各封闭区间，指示适当的限制速度，但在近年来ATC系统中不断地对其方式进行了改进，从地上侧装置为各列车传送有关应停止的位置的信息，对此回应，在各列车中，基于线路条件及本车的减速性能，实施恰当的减速控制。
但是，无论在何种信号安全系统中，为了实施恰当的减速控制，在列车侧，需要正确识别本车的位置。在本车位置的检知中，很早以来，广泛采用测速发电机和利用地上感知器修正的组合。通过累计测速发电机的脉冲输出，能够连续且概略地推导出列车的移动距离，另外，每当列车通过适当间隔配置的各地上感知器时，通过从该地上感知器提供的正确的绝对位置信息，将目前累计的移动距离置换成其绝对位置信息，从而利用测速发电机累计的移动距离的误差，在每当列车通过地上感知器时，能够进行修正。
因此，作为不用地上感知器地车上装置检知列车位置的方法，已知有，例如，如专利文献1所公开的方法，尽管有些不适合(能检知本车所在的轨道线路区间，但不可进行位置修正，此外，为了对每个轨道线路附加识别符号，列车控制信号变长，列车的控制周期也变长)，但可采用每个轨道线路的识别符号。
专利文献1特开平5-305869号公报但是，为使各自列车可检知本车位置，如果设置多个地上感知器，则因该设置，不可避免增大护线作业的人力，此外，由于一般大范围地设置地上感知器，在进行线形变更(轨道的布置变更)或信号系统变更时，随上述变更的地上感知器的再设置或数据输入更换，需要大量的费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种在列车位置检知上，无需地上感知器，各列车作为移动距离能够检知本车位置的列车位置检知方法，或者不仅限于一定发送绝对位置信息，而通过有效利用现有的地上感知器，各列车作为移动距离也能够检知本车位置的列车位置检知方法。
本发明的列车位置检知方法，在车上侧保存有各轨道线路的绝对位置信息、且通过累计测速发电机的脉冲输出来计算出目前列车的移动距离的状态下，每当由在车上侧接收的从轨道线路边界发送给轨道线路的列车检知信号的信号强度的变化，来检知列车通过轨道线路边界时，根据刚通过后的轨道线路的绝对位置信息，修正上述移动距离，利用上述脉冲输出进行更新。
此外，一种列车位置检知方法，在车上侧保存有各轨道线路的绝对位置信息、且通过测速发电机的脉冲输出而计算出目前列车的移动距离的状态下，并且，在地上侧，在从轨道线路边界向轨道线路发送每一轨道线路固有的符号系列的列车检知信号的状态下，每当通过在车上侧接收识别的列车检知信号的符号系列的变化、而检知列车通过轨道线路边界时，根据刚通过后的轨道线路的绝对位置信息，修正上述移动距离，利用上述脉冲输出进行更新。
另外，一种列车位置检知方法，在车上侧保存有各地上感知器的绝对位置信息、且通过累计测速发电机的脉冲输出而计算出目前列车的移动距离的状态下，每当列车通过地上感知器，在车上侧接收该地上感知器的信息，并由该信息的接收时刻、在该接收时刻的移动距离及上述各地上感知器的绝对位置信息，来确定上述信息的发送源地上感知器，再根据该地上感知器的绝对位置信息，修正上述移动距离，利用上述脉冲输出进行更新。
在列车位置检知上，不需要地上感知器，各列车也能够检知本车位置，此外，不限于一定发送位置信息，通过现有地上感知器的有效利用，各列车也能够检知本车位置。
图1是表示本发明的一例自动列车控制系统的系统构成的图。
图2是表示通过轨道线路边界前的列车检知信号的流动的图。
图3是表示通过轨道线路边界后的列车检知信号的流动的图。
图4是表示从车上装置看，在轨道线路边界附近的列车检知信号的信号强度的变化。
图5是表示在检测轨道线路时使用的列车检知电文的一例符号系列的图。
图6是表示在列车从某轨道线路进入其他轨道线路时的、用连接在其他轨道线路的远方侧轨道线路边界的信息发送接收器接收的列车检知信号的信号强度的变化的图。
图中1-列车，2-轨道，3a～3d-信息发送接收器，4-网络，5-地上控制装置，6-车上装置，7a～7c-地上感知器，11-接收器，12-测速发电机，13-车上感知器，1T～9T-轨道线路，S1、S2-列车控制信号，TD1、TD2-列车检知信号。
具体实施例方式
以下，根据图1～图6，说明本发明的实施方式。
首先，说明本发明的自动列车控制系统，图1示出了其一例的系统构成。如图所示，在列车1上作为车上侧装置装配有车上装置6、接收器11、车上感知器13、或测速发电机12等，但其中，在车上装置6中，基于测速发电机12的脉冲输出，检测目前的列车1的速度、或作为其累计值来检测列车1的到目前的行驶距离。此外，在接收器11，接收到沿沿轨道线路流向的列车控制信号S1～S2或列车检知信号TD1～TD2后，转送给车上装置6。并且，在车上感知器13，在列车1通过地上感知器上时，在接收到该地上感知器的信息后，转送给车上装置6。
另一方面，说明配置在地上侧的装置、即地上侧装置，如图所示，作为多个轨道线路1T～9T构成轨道2，但在本例中，以无绝缘状态的无绝缘轨道线路表示轨道线路边界。此外，在各轨道线路边界连接信息发送接收器3a～3d，从地上控制装置5，介于网络4发送的列车控制电文或列车检知电文，在由上述信息发送接收器3a～3d调制后，作为列车控制信号或列车检知信号，在轨道线路上发送。在图1所示的状态下，从信息发送接收器3d发送的列车检知信号TD1，可分别由信息发送接收器3a、3c接收而动作，借助网络将该接收结果传送给地上控制装置5。在地上控制装置5中，根据该接收的列车检知信号TD1的强度变化，能够检测在轨道线路上的列车1的在线。
在地上控制装置5，此外，可确认是否从指定的信息发送接收器正确地发送接收到的列车检知电文，能比较发送的列车检知电文和接收的列车检知信号的内容，另外，在地上控制装置5，通过列车检知掌握各列车的位置后，可向各列车发送列车控制信号，列车控制电文每次都能发送到规定的信息发送接收器。因此，能够避免通信中的固定故障(例如信息发送接收器3b中的固定故障)，但需要每周期更新列车检知电文。
以上，说明了自动列车控制系统的概要。此处，如果用搭载在列车1上的车上装置6来检测本车位置的情况，按以下进行。
即，图2俯视示出图1所示的轨道线路3T、5T和其边界部分。如图所示，从信息发送接收器3b向轨道线路3T发送的列车检知信号TD1，通过在轨道线路3T上的列车1的车轴使轨道2短路，认为主要借助该车轴流过列车检知信号TD1。因此，从该车轴看，在位于前进方向的接收器11，可接收该列车检知信号TD1。
另外，列车1从图2所示状态再前进，图3表示进入轨道线路5T时的状态。如图所示，从轨道线路3T、5T边界向轨道线路3T上发送的列车检知信号TD1，由于通过接收器11主要借助位于后侧的车轴流过，因此，在接收器11不接收列车检知信号TD1。结果，在列车1的车轴通过轨道线路3T、5T边界的时候，由接收器11接收的列车检知信号TD1的信号强度急剧大幅度地降低。
图4是表示从车上装置6看的、该列车检知信号TD1的信号强度的变化。如图所示，发现在列车1的车轴刚通过轨道线路3T、5T边界后，其信号强度急剧大幅度降低。如此的信号强度的变化，即使列车控制信号，也出现同样的结果。因此，信号强度减小的方向的变化，在超过一定值(5T进入检知阈值)的时候，能够判定通过轨道线路3T、5T边界。例如，在检测的列车检知信号TD1的信号强度，在附近20m以内从最高值下降到6dB的情况下，可以判定为确定通过轨道线路3T、5T边界的情形。如此，在本车上侧接收列车检知信号或列车控制信号的状态下，根据该信号强度的急剧降低，能够检测本车通过轨道线路边界。因此，如果在车上装置6预先保存各轨道线路的绝对位置信息，则在将从测速发电机12的脉冲输出计算出的移动距离修正(置换)成轨道线路5T的绝对位置信息，然后由该脉冲输出更新，能够容易检知本列车的位置。
另外，通过将列车检知电文设定成每轨道线路不同的符号系列，显示车上装置能够检测列车现在所在线的轨道线路，而图5示出一例符号系列。作为该符号系列，可以满足以下2个条件。
·各周期均向每个轨道线路分配不同的符号。
·对于每个轨道线路符号的变化是固有的。
例如，在比较轨道线路1T和轨道线路3T的符号系列时，符号的增量不同。在与轨道线路1T对应的符号系列中，增量为1(但是，mod 7)，而与此相对，在与轨道线路3T对应的符号系列中，增量为2(但是，mod 7)。反复周期前的增量不同是因为从符号系列中排除了7。此时，通过至少确认3个周期部分的符号，在车上装置6中，通过特定本车的在线轨道线路，能够掌握本车行驶位置。由此，不利用列车控制电文，也能够检测本车行驶区间，此外，不需要插入有关列车行驶区间的信息。此外，与前述情况同样，如果从测速发电机12的脉冲输出计算出的移动距离修正(置换)成其在线轨道线路的绝对位置信息，利用该脉冲输出更新，能够容易检知本车的位置。
另外，如图1所示，如果从多个信息发送接收器3b、3c向轨道线路3T、5T上发送多个列车控制信号S1、S2，在车上装置6中，由于不仅能够确保控制的冗长性，在通过轨道线路3T、5T边界时，也至少能够继续接收列车控制信号。所以能够避免中断列车控制。
如果更具体地说明，图6示出了在列车1从轨道线路3T进入轨道线路5T时，信息发送接收器3c接收的列车检知信号TD1的信号强度的变化。此时，由于轨道2是无绝缘轨道线路，因此，随着列车1车前的车轴接近轨道线路3T、5T边界，即，接近信息发送接收器3b的打入点，列车检知信号TD1信号流入车前车轴的比例增大，因此，能够连续降低信息发送接收器3c的接收信号的强度。无绝缘轨道线路的落下判定(在线检知)，实际上为确保列车相对于进入轨道线路5T状态的界限，根据5T轨道线路落下阈值，即，车轴以高于打入点正上的短路的状态的信号强度落下的方式进行设定(这称为超影响范围)。
在地上控制5装置中，监视信息发送接收器3c的接收信号的信号强度的变化，在信号强度从峰值下降适当值(5T轨道线路接近阈值)部分的时候，判断列车1接近了轨道线路3T、5T边界，如图1所示，开始从信息发送接收器3c发送列车检知信号S2。此时，列车1还处于接收列车控制信号S1中。因此，在车上装置6，在可接收到列车控制信号S1的时候，检知本车接近轨道线路3T、5T边界的情况，将该接近信息用作本车的位置修正信息。如此，即使在通过轨道线路边界时，由于也能够正常接收到列车控制电文，所以能够保证列车控制的连续性。此外，从地上侧，相对于车上装置6，通过从前方轨道线路开始发送列车控制电文的定时，能够在接收电文的框架整体的之前，传递有关列车行驶位置的信息。
如上所述，不用地上感知器，也能够修正列车的位置，但是，如果最后对通过有效利用现有的地上感知器(包括不一定发送绝对位置信息的地上感知器)，进行本车的位置修正时的情况进行说明，按以下进行。
即，在列车1分别通过地上感知器7a、7b时，车上感知器13能够接收来自地上感知器7a、7b各自的信息，通过接收来自地上感知器7a、7b各自的信息，能够进行列车位置的修正。更具体说明，在车上装置6，通过累计测速发电机12的脉冲输出，作为移动距离，大致掌握本车的位置，通常，因车轮的空转·滑行或其他因素，在该移动距离中也会包含不少误差。
另外，如图1所示，例如，在列车1在轨道线路5T上通过过程中，设想在地上感知器7b上通过时的情况，在该通过时刻，车上感知器13接收来自地上感知器7b的信息，然后转送给车上装置6，但在车上装置6，不怎么识别该信息内容，利用该信息的接收时刻和在该接收时刻估计的自动列车位置(基于测速发电机12的移动距离)，通过检索预先保存的数据库(各地上感知器的绝对位置信息)，作为上述信息的发送源，能够决定在该通过时刻附近列车1要通过的、概率最高的地上感知器7b。
所以，在车上装置6，列车1通过地上感知器7b时刻的移动距离，看作是该地上感知器7b的绝对位置信息，根据从该通过时刻的经过时间或速度变化，利用测速发电机12求出，或理论上求出从该通过时刻的移动距离，然后，通过合算成该绝对位置信息，能够作为移动距离，检知当前时刻的列车位置，然后，能够利用测速发电机12的脉冲输出更新该移动距离。由此，如果在每当列车1通过地上感知器时，进行同样的位置修正，能够防止累计移动距离上的误差。如此，对于现有的地上感知器，例如，即使在不从该地上感知器发送绝对位置信息的情况下，也不需要对其进行再配置或数据的再设定，能够用于位置修正。
权利要求
1.一种列车位置检知方法，其特征在于在车上侧保存有各轨道线路的绝对位置信息、且通过累计测速发电机的脉冲输出来计算出目前列车的移动距离的状态下，每当由在车上侧接收的从轨道线路边界发送给轨道线路的列车检知信号的信号强度的变化，来检知列车通过轨道线路边界时，根据刚通过后的轨道线路的绝对位置信息，修正上述移动距离，利用上述脉冲输出进行更新。
2.如权利要求1所述的列车位置检知方法，其特征在于对于1列列车，通过从各轨道线路边界向作为无绝缘轨道线路的轨道线路发送列车控制信号，而在车上侧，即使在通过轨道线路边界过程中，利用至少接收1列的列车控制信号，也可继续进行列车控制。
3.如权利要求2所述的列车位置检知方法，其特征在于在地上侧，在轨道线路边界处由轨道线路接收的列车检知信号或列车控制信号的信号强度在通过轨道线路边界之前降低一定标准值的时刻，从前方邻接轨道的远方侧的轨道线路边界发送列车控制信号，在车上侧，通过接收来自上述邻接轨道的列车控制信号，来检知本列车接近轨道线路边界。
4.一种列车位置检知方法，其特征在于在车上侧保存有各轨道线路的绝对位置信息、且通过测速发电机的脉冲输出而计算出目前列车的移动距离的状态下，并且，在地上侧，在从轨道线路边界向轨道线路发送每一轨道线路固有的符号系列的列车检知信号的状态下，每当通过在车上侧接收识别的列车检知信号的符号系列的变化、而检知列车通过轨道线路边界时，根据刚通过后的轨道线路的绝对位置信息，修正上述移动距离，利用上述脉冲输出进行更新。
5.如权利要求4所述的列车位置检知方法，其特征在于对于1列列车，通过从各轨道线路边界向作为无绝缘轨道线路的轨道线路发送列车控制信号，而在车上侧，即使在通过轨道线路边界过程中，利用至少接收1列的列车控制信号，也可继续进行列车控制。
6.如权利要求5所述的列车位置检知方法，其特征在于在地上侧，在轨道线路边界处由轨道线路接收的列车检知信号或列车控制信号的信号强度在通过轨道线路边界之前降低一定标准值的时刻，从前方邻接轨道的远方侧的轨道线路边界发送列车控制信号，在车上侧，通过接收来自上述邻接轨道的列车控制信号，来检知本列车接近轨道线路边界。
7.一种列车位置检知方法，其特征在于在车上侧保存有各地上感知器的绝对位置信息、且通过累计测速发电机的脉冲输出而计算出目前列车的移动距离的状态下，每当列车通过地上感知器，在车上侧接收该地上感知器的信息，并由该信息的接收时刻、在该接收时刻的移动距离及上述各地上感知器的绝对位置信息，来确定上述信息的发送源地上感知器，再根据该地上感知器的绝对位置信息，修正上述移动距离，利用上述脉冲输出进行更新。
全文摘要
一种列车位置检知方法，列车从轨道线路(3T)向轨道线路(5T)的方向移动，另外，从这些轨道线路(3T、5T)边界将列车检知信号(TD1)分别流入轨道线路(3T、5T)，在列车收到该列车检知信号(TD1)的状态下，根据在列车通过轨道线路(3T、5T)边界后该信号强度急剧大幅度降低，能够判定列车通过轨道线路(3T、5T)边界。由此，如果预先在列车上保存轨道线路(5T)的绝对位置信息，将从测速发电机的脉冲输出计算出的移动距离修正(置换)成轨道线路(5T)的绝对位置信息，再由该脉冲输出更新，作为移动距离能够容易检知本车的位置。这种列车位置检知方法，无需地上感知器，各列车作为移动距离，可检知本车位置。
文档编号B61L1/00GK1629025SQ200410063420
公开日2005年6月22日 申请日期2004年7月1日 优先权日2003年12月19日
发明者渡部悌, 小熊贤司, 网谷宪晴 申请人:株式会社日立制作所