JP2980946B2

JP2980946B2 - 踏切定時間制御装置

Info

Publication number: JP2980946B2
Application number: JP2146594A
Authority: JP
Inventors: 伸浩氏家; 鉱司井上; 哲夫福田; 敏男加藤
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd; Odakyu Electric Railway Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd; Odakyu Electric Railway Co Ltd
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1999-11-22
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JPH0439161A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、踏切定時間制御装置に関し、１編成軸数Ｎ
（個）及び１編成長ｌ（ｍ）が固定値であることを前提
にして、車軸検知子で検知した軸数Ｍ（個）より、列車
先頭から踏切までの距離を演算すると共に、この演算値
と、車軸検知子の検知信号より得られた列車速度と、列
車速度から検出された加速、等速、減速の走行状態とよ
り、走行状態に応じた遅延時間を求め、列車の走行状態
に応じて、踏切制御を行なうことができるようにしたも
のである。

＜従来の技術＞従来のこの種の踏切定時間制御装置としては、特開昭
60−4462号公報に記載されたものが知られている。この
従来技術は、概略、次の手段によって、踏切装置が起動
してから列車の先頭が踏切へ到達するまでの時間を求め
ている。

（イ）踏切の手前に、列車の最小車軸間隔よりも短い間
隔で、一対の車軸検知子を設けておく。

（ロ）一対の車軸検知子の検出出力に基づいて、列車の
車軸毎に同一車軸が各車軸検知子間を通過する所要時間
を求めた上、この所要時間及び各車軸検知子の間隔に基
づき列車の車軸毎に列車速度を演算によって求める。

（ハ）いずれか一方の車軸検知子の検知出力及び列車速
度に基づき、互いに隣接する先行車軸と後続車軸の車軸
間隔を反復して演算する。

（ニ）車軸が１軸通過する毎に、上記（ハ）によって得
られた車軸間隔の累計により、列車の全長を演算によっ
て求める。

（ホ）上述のようにして得られた列車速度及び列車長よ
り、列車が車軸検知子を通過してから踏切装置を起動す
るまでの起動時間を演算によって求める。

＜発明が解決しようとする課題＞上述の先行技術によれば、踏切装置が起動してから列
車の先頭が踏切へ到達するまでの時間を、正確に、か
つ、高精度で一定化できるという利点は得られる。

しかしながら、車軸検知子の検知出力及び列車速度に
基づき、互いに隣接する先行車軸と後続車軸の車軸間隔
を反復して演算し、このようにして得られた車軸間隔の
累計により、列車の全長を演算によって求めるので、列
車長を得るための演算処理が複雑になり、かつ、処理の
高速化が要求されるため、装置構成に制約が生じるとい
う難点がある。

また、従来の踏切定時間設定装置は、踏切制御の安全
性を考慮して、列車が加速、等速、減速の何れの状態に
ある場合にも、常に、その列車が最高力行をすることを
前提として、踏切装置を起動するまでの起動時間を定め
ていた。このため、列車が減速すればするほど、予測と
実態との間のギャップが大きくなって、合理的な遅延時
間制御ができなくなるという問題点もあった。

更に、列車が最高力行をすることを前提とした従来の
遅延制御では、列車が減速走行した場合、列車通過完了
を検知するために予め設定された予測時間内に車軸検知
が行なわれれず、列車通過完了として、遅延制御が途中
で打切られてしまうという問題点もあった。

そこで、本発明の課題は、上述する従来の問題点を解
決し、実用的に支障のない範囲で装置構成を簡単化で
き、しかも、加速、等速、減速の走行状態に応じて、踏
切制御を行なうことの可能な踏切定時間制御装置を提供
することにある。

＜課題を解決するための手段＞上述する課題解決のため、本発明に係る踏切定時間制
御装置は、軌道に沿い、列車の最小車軸間隔よりも小さ
い相互間隔を有し、かつ、最小警報時間が確保できる距
離を隔てて踏切の手前に配置された一対の車軸検知子
と、前記車軸検知子の検知信号が入力される踏切定時間
設定装置と、前記踏切定時間設定装置から与えられる信
号に基づいて動作する踏切装置とを有する。

ここで、前記踏切定時間設定装置は次のような構成に
なる。まず、前記車軸検知子から与えられる検知信号に
基づき、列車速度と、前記車軸検知子上を通過した軸数
Ｍ個とを検出する。

次に、前記列車の１編成軸数Ｎ（個）及び１編成長ｌ
（ｍ）が固定値であることを前提にし、これらの固定値
と、前記車軸検知子上を通過した軸数Ｍ個とより、前記
車軸検知子を基準にした列車先頭位置lFを、 lF＝（M/N）・ｌ（ｍ）の式により求める。

そして、前記列車先頭位置lFと、得られた列車速度と
から、列車が前記車軸検知子上を１軸通過する毎に、列
車先頭が踏切に到達するのに要する時間を求め、この時
間から最小警報時間を減じた遅延時間を求める。得られ
た前記遅延時間に応じて前記踏切装置を駆動するための
踏切制御条件を出力する。

＜作用＞通常の列車では、１編成軸数Ｎ（個）及び１編成長ｌ
（ｍ）は固定である。例えば１編成軸数Ｎ（個）は４個
であり、１編成長ｌ（ｍ）は約20mである。従って、こ
れを前提にすれば、車軸検知子の検知信号に基づいて、
検知子上を通過した軸数Ｍ（個）を計数するだけで、車
軸検知子上を通過した後の列車先頭位置lFを算出するこ
とができる。

列車速度は列車の同一車軸が一対の車軸検知子間を通
過するのに要した時間から検出できる。

また、前回得られた列車速度と今回得られた列車速度
とを比較することにより、列車が加速、等速及び減速の
何れの走行状態にあるかを検出できる。

上述のようにして得られた列車速度、軸数及び列車の
走行状態から、１編成軸数Ｎ（個）及び１編成長ｌ
（ｍ）が固定値であることを前提にして、列車が車軸検
知子上を１軸通過する毎に、列車先頭が踏切に到達する
のに要する時間を、列車の走行状態に応じて求め、この
時間から最小警報時間を減じて走行状態に応じた遅延時
間を求める。

そして、遅延時間に応じて踏切装置に踏切制御条件を
送る。これにより踏切装置が起動する。このときの列車
先頭位置は、踏切に対して最小警報時間に対応する距離
にあり、従って、走行状態に応じた最小警報時間を確保
できる。

また、減速走行のとき、それに対応した遅延制御を行
なうので、遅延時間を大きくとることが可能である。こ
のため、通過完了の予測時間も大きくとることが可能に
なり、減速走行のために遅延制御が途中で打ち切られる
等の事態を生じにくくなる。

＜実施例＞第１図は本発明に係る踏切定時間制御装置の構成を示
す図であり、１は軌道、２は列車、３は踏切、４及び５
は一対の車軸検知子、６は踏切定時間設定装置、７は踏
切装置である。

列車２は、１編成長ｌ＝l1〜lnのｎ両編成として表示
してある。通常の列車２では、１編成軸数Ｎ（個）は４
個の固定数であって、１編成長ｌ＝l1〜lnは約20mの固
定長である。

車軸検知子４、５は、軌道１に沿い、列車２の最小車
軸間隔d1よりも小さい相互間隔ａを有し、最小警報時間
Tminが確保できる距離L1を隔てて踏切３の手前に配置さ
れている。

踏切定時間設定装置６は、列車速度検出部61、軸数検
出部62、列車先頭位置算出部63、走行状態判定部64及び
遅延時間設定部65を備える。踏切定時間設定装置６は、
その主要部分をマイクロコンピュータによって構成で
き、このような場合には、図示のブロック表示61〜65は
回路区分ではなく、処理順序を示す区分となる。

列車速度検出部61は、車軸検知子４、５から与えられ
る検知信号に基づき、列車速度Ｖを検出する。列車速度
Ｖは列車２の同一車軸が一対の車軸検知子４−５間を通
過するのに要した時間から検出できる。

軸数検出部62は、車軸検知子４または５から与えらえ
る検知信号に基づき、車軸検知子４、５の上を通過した
軸数Ｍ（個）を検出する。

列車先頭位置算出部63は、１編成軸数Ｎ（個）及び１
編成長l1〜lnが固定であることを前提にして、軸数検出
部62で得られた軸数に基づき、車軸検知子４、５を通過
した列車２の先頭位置を求める部分である。通常の列車
２において、１編成軸数Ｎ（個）を４個、１編成長ｌ＝
l1〜lnを各20mとし、車軸検知子４、５の上を通過した
軸数Ｍ（個）とした場合、列車先頭位置lFは lF＝（M/4）×20（ｍ）・・・（１）として求められる。例えば、第２図（ａ）に示すよう
に、車軸検知子４、５の手前を走行していた列車２が、
第２図（ｂ）に示すように、１両分だけ車軸検知子４、
５の上を通過した場合、軸数検出部62によって検出され
た軸数は４であり、車軸検知子４、５のある点P0を基準
にした列車先頭位置lFは、lF＝l1と算出される。列車２
が更に走行し、第２図（ｃ）に示すように、２両分が車
軸検知子４、５上を通過したときは、列車先頭位置lF
は、lF＝l1＋l2となる。このように、列車先頭位置lFの
算出に当っては、車軸検知子４または５の検知信号に基
づいて軸数Ｍを計数し、上述の式に従って算出するだけ
でよく、その処理がきわめて容易になる。

列車先頭位置算出部63は、軸数Ｍから列車先頭位置lF
を算出するためのテーブルを持ち、このテーブルに軸数
検出部62で得られた軸数Ｍを対照させるか、または
（１）式の演算を実行することによって、列車先頭位置
lFを算出することができる。

走行状態判定部64は、列車速度検出部61から与えられ
る列車速度Ｖの検出信号より、列車２が加速、等速及び
減速の何れの走行状態にあるかを検出する。列車２の走
行状態は、前回得られた列車速度V01と今回得られた列
車速度V02とを比較することにより検出できる。前々回
に得られた列車速度V00と今回得られた列車速度V02との
比較から走行状態を判定してもよい。

遅延時間設定部65は、上述のようにして得られた列車
速度Ｖ、列車先頭位置lF及び列車走行状態から、列車２
が車軸検知子４、５上を通過した後、列車先頭が踏切３
に到達するのに要する時間TS及びこの時間TSから最小警
報時間Tminを減じた遅延時間TD1を演算する。または、
予め算出しテーブルにしておいてもよい。

ここで、列車先頭が踏切３に到達するのに要する時間
TSは、加速、等速及び減速の列車走行状態をも考慮して
算出される。従って、この時間TSから最小警報時間Tmin
を減じて得られる遅延時間TD1は、走行状態に応じた時
間となる。

踏切制御の安全性及び実用性を確保するためには、加
速走行及び等速走行のときは、最高速度まで力行するこ
とを前提とした遅延制御を行ない、減速走行のときは等
速走行することを前提とした遅延制御を行なうのがよ
い。

まず、加速走行及び等速走行のときの遅延制御につい
て説明する。第１図において、列車２の先頭が車軸検知
子４、５のある位置P0から列車先頭位置lFだけ離れた位
置P1にある場合、列車２の先頭から踏切３までの距離L2
は、 L2＝L1−lF となる。この距離L2と列車速度Ｖとより、列車２の先頭
が踏切３に到達するまでに要する時間TSを演算する。次
に、第３図をも参照して、時間TSの演算をについて説明
する。第３図において、F1は加速走行線、F2は等速走行
線、F3は減速走行線を示す。初速Ｖから最高速度Vmaxに
到達するまでに要する距離L21及び時間T1は、 L21＝（Vmax²−V²）/7.2α T1＝（Vmax−Ｖ）／α ただし、αは加速度となる。次に、最高速度Vmaxに到達した後、踏切３まで
走行するのに要する時間T2は、 T2＝（L22×3.6）/Vmax となる。従って、列車の先頭が踏切３に到達するまでに
要する時間TSは、 TS＝T1＋T2 として求められる。

列車速度Ｖは変化するが、列車２の車軸が車軸検知子
４、５の上を通過する度毎に、速度検出部61によって検
出できるので、上記演算を１軸通過する毎に行ない、遅
延時間の補正を行なう。この時間TSと踏切３において定
められている最小警報時間Tminとの差が遅延時間TD1と
なる。即ち TD1＝TS−Tmin である。踏切定時間設定装置３は、上述の演算により、
遅延時間TD1を算出する。

減速走行のときは、等速走行することを前提とした遅
延制御を行なう。列車速度Ｖで等速走行するときに、列
車の先頭が踏切３に到達するまでに要する時間TSは、 TS＝L2/V として求められる。この時間TSと踏切３において定めら
れている最小警報時間Tminとの差が遅延時間TD1とな
る。即ち TD1＝TS−Tmin である。

踏切定時間設定装置３は、上述の演算によって得られ
た遅延時間TD1に応じて踏切装置７を駆動するための踏
切制御条件を出力する。これにより踏切装置７が起動す
る。遅延時間TD1の経過により、列車２は列車速度Ｖの
応じた距離L4だけ走行し、列車２の先頭は最小警報時間
Tminに対応する点P2の位置にある。点P2から踏切３まで
の距離L3は、列車速度Ｖで走行したときの最小警報時間
Tminに対応する。列車速度Ｖは変化するが、列車２の車
軸が車軸検知子４、５の上を通過する度毎に、速度検出
部61によって検出し、時間TS及び遅延時間TD1を設定す
る。従って、列車速度Ｖの変化に対応した遅延時間TD1
を設定し、列車速度Ｖに適合した踏切制御を行なうこと
ができる。これにより、列車速度Ｖに関わらず、踏切警
報時間を一定化できる。

列車２の通過完了は、列車速度及び加速度並びに最大
車軸間隔に基づき、一軸通過してから次軸が到達するま
でに要する予測時間を定めておき、この予測時間内に車
軸検知が行なわれなかったときに、列車通過が完了した
ものと判断することによって、検出することができる。

ここで、列車２が最高力行をすることを前提とした従
来の遅延制御では、予測時間を大きくすることができな
いから、列車が減速走行したために、予測時間内に車軸
検知が行なわれないといった事態を招き易く、遅延制御
が途中で打切られてしまうようなこともあったが、本発
明においては、減速走行のとき、等速走行を前提とした
遅延制御を行なうので、遅延時間を大きくとることが可
能である。このため、予測時間を大きくとることが可能
になり、減速走行のために途中で打ち切られる等の事態
を生じにくくなる。

第４図は本発明に係る踏切定時間制御装置の他の実施
例を示している。この実施例は、踏切定時間制御の精度
を向上させるために、多点式とした例を示し、一対の車
軸検知子（41、51）〜（4n、5n）を、複数組ｎ、間隔を
おいて配置すると共に、車軸検知子（41、51）〜（4n、
5n）の各組毎に踏切定時間設定装置601〜60nを備えさせ
てある。

複数の踏切定時間設定装置601〜60nによって１つの踏
切の制御を行なうとき、これらの踏切定時間設定装置60
1〜60nを独立させて踏切制御を行なう方式が、装置の共
通化及び標準化からは望ましい。しかし、踏切定時間設
定装置601〜60nが独立に動作する場合、例えば踏切定時
間設定装置601によって設定された遅延時間TD1を、次の
踏切定時間設定装置602によって修正することができな
い。このため、踏切定時間設定装置602によれば、遅延
時間TD1よりも更に遅延された踏切制御が可能である場
合であっても、踏切定時間設定装置601によって設定さ
れた遅延時間TD1で踏切制御が行なわれてしまう不具合
を生じる。踏切定時間設定装置602から踏切定時間設定
装置601に対して踏切警報制御停止を行なうような制御
条件を与える構成とすれば、上述の問題は解決できる
が、この場合には条件授受のためのケーブルが必要にな
り、設備費のコストアップを招く。

別の手段として、踏切定時間設定装置601〜60nの各々
に対して、踏切警報制御を行なう列車速度Ｖを割当てて
おき、検出された列車速度Ｖが自己に割当てられた値以
下のときは踏切警報制御は行なわずに、次の踏切定時間
設定装置に委ねる方式が考えられる。しかし、割当てら
れた速度以上で通過した後に減速した場合には、予想し
ていた警報時間よりも長い踏切警報時間を費やしてしま
うという問題を生じる。第４図の実施例はかかる問題点
解決の可能な構成を示している。

踏切定時間設定装置601〜60nのそれぞれは、踏切制御
条件を出力する出力リレーR1〜Rnを有している。出力リ
レーR1〜Rnのそれぞれの接点R11〜Rn1は、同一のケーブ
ル８を使用して、そのケーブル線81、82に互いに直列と
なるように挿入接続してある。83、84はケーブル８に含
まれる電源供給線である。

踏切定時間設定装置601〜60nのそれぞれの踏切制御条
件は、出力リレーR1〜Rnのそれぞれの接点R11〜Rn1を介
して、踏切装置７に入力される。出力リレーR1〜Rnは常
時動作をしており、接点R11〜Rn1は、常時は扛上して閉
じており、踏切制御条件出力時に落下して開く。

また、最先に踏切制御条件を出力すべき踏切定時間設
定装置601を除き、踏切定時間設定装置602〜60nには、
自己の属する車軸検知子（42、52）〜（4n、5n）が車軸
を検出したときに応動する列車検知リレーS1〜Smが設け
られている。列車検知リレーS1〜Smは常時は不動作であ
って、列車検知時に動作する。その接点S11〜Sm1は常時
は落下開成しており、列車検知時に扛上して閉じるもの
とする。

列車検知リレーS1〜Smのそれぞれの接点S11〜Sm1は、
列車検知動作時に、自己の属する踏切定時間設定装置よ
りも、１つ先に踏切制御条件を出力する踏切定時間設定
装置の出力リレーの接点条件を無視できるように、ケー
ブル８の線81−82間に接続する。例えば、踏切定時間設
定装置602に備えられた列車検知リレーS1の接点S11は、
踏切定時間設定装置601に備えられた出力リレーR1の接
点R11の接点条件を無視できるように、また、図示しな
い踏切定時間設定装置603に備えられた列車検知リレーS
3の接点S31は定時間設定装置602に備えられた出力リレ
ーR2の接点R21の接点条件を無視できるように、それぞ
れ、ケーブル８の線81−82間に接続する。

踏切定時間設定装置601〜60nのそれぞれは、第１図で
説明した動作を行なうが、上記の接点構成により、更
に、次の動作を行なう。

隣り合う２つの踏切定時間設定装置、例えば踏切定時
間設定装置601と602のうち、先に踏切制御条件を出力す
べき踏切定時間設定装置601の出力リレーR1が、踏切制
御条件を出力する前に、後の踏切定時間設定装置602に
備えられた車軸検知子42、52上に列車２が到達すると、
列車検知リレーS1の接点S11が扛上して閉じる。このた
め、先の踏切定時間設定装置601の出力リレーR1の接点R
11による踏切制御条件が無視されることとなり、後の踏
切定時間設定装置602の踏切制御条件によって、踏切制
御が行なわれることとなる。これにより、踏切３に対し
てより近い位置にある踏切定時間設定装置による踏切制
御条件によって、踏切装置７を動作させることができる
ようになり、高精度の踏切定時間制御を行なうことが可
能になる。

更に、出力リレーR1〜Rnのそれぞれの接点R11〜Rn1及
び列車検知リレーS1〜Smの各接点は、同一のケーブル８
中の２線81、82で接続してあるので、電源供給線82、83
を含めて、４芯または６芯の一本のケーブル８で配線が
可能であり、ケーブル敷設費用が安価になる。

＜発明の効果＞以上述べたように、本発明は、踏切定時間制御装置に
おいて、踏切定時間制御に必要な列車先頭位置を、１編
成軸数Ｎ（個）及び１編成長が固定値であることを前提
にして、車軸検知子から与えられる検知信号に基づいて
検出された軸数から演算すると共に、この演算値と、車
軸検知子の検知信号より得られた列車速度と、列車速度
から検出された加速、等速、減速の走行状態とより、走
行状態に応じた遅延時間を求めるようにしたから、実用
的に支障のない範囲で装置構成を簡単化でき、しかも、
加速、等速、減速の走行状態に応じて、踏切制御を行な
うことの可能な踏切定時間制御装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る踏切定時間制御装置の構成を示す
図、第２図は本発明に係る踏切定時間制御装置の列車先
頭位置算出を説明する図、第３図は列車の先頭から踏切
までの距離と列車速度とより、列車の先頭が踏切に到達
するまでに要する時間を求める方法を説明する図、第４
図は本発明に係る踏切定時間制御装置の他の実施例を示
す図である。１……軌道、２……列車３……踏切、４、５……車軸検知子６……踏切定時間設定装置７……踏切装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福田哲夫埼玉県浦和市上木崎１丁目13番８号日本信号株式会社与野事業所内 (72)発明者加藤敏男埼玉県浦和市上木崎１丁目13番８号日本信号株式会社与野事業所内 (56)参考文献特開昭62−173369（ＪＰ，Ａ) 特開平１−240363（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B61L 1/00 - 29/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軌道に沿い、列車の最小車軸間隔よりも小
さい相互間隔を有し、かつ、最小警報時間が確保できる
距離を隔てて踏切の手前に配置された一対の車軸検知子
と、前記車軸検知子の検知信号が入力される踏切定時間
設定装置と、前記踏切定時間設定装置から与えられる信
号に基づいて動作する踏切装置とを有する踏切定時間制
御装置であって、前記踏切定時間設定装置は、前記車軸検知子から与えられる検知信号に基づき、列車
速度と、前記車軸検知子上を通過した軸数Ｍ個とを検出
し、前記列車の１編成軸数Ｎ（個）及び１編成長ｌ（ｍ）が
固定値であることを前提にし、これらの固定値と、前記
車軸検知子上を通過した軸数Ｍ個とより、前記車軸検知
子を基準にした列車先頭位置lFを、 lF＝（M/N）・ｌ（ｍ）の式により求め、前記列車先頭位置lFと、得られた列車速度とから、列車
が前記車軸検知子上を１軸通過する毎に、列車先頭が踏
切に到達するのに要する時間を求め、この時間から最小
警報時間を減じた遅延時間を求め、前記遅延時間に応じて前記踏切装置を駆動するための踏
切制御条件を出力することを特徴とする踏切定時間制御装置。
【請求項２】前記一対の車軸検知子は、間隔をおいて複
数組設けられており、前記踏切定時間制御装置は、前記車軸検知子の各組毎に
備えられていることを特徴とする請求項１に記載の踏切
定時間制御装置。
【請求項３】前記踏切定時間設定装置のそれぞれは、踏
切制御条件を出力する出力リレーを備え、最先に踏切制御条件を出力すべき踏切定時間設定装置を
除く前記踏切定時間設定装置のそれぞれは、自己の車軸
検知子による列車検知に応動する列車検知リレーを備
え、前記出力リレーの接点は、ケーブルの線を介して直列に
接続されており、列車検知リレーの接点は、隣接する踏切定時間設定装置
のうち、先に踏切制御条件を出力すべき踏切定時間設定
装置の出力リレーが踏切制御条件を出力する前に、後の
踏切定時間設定装置に備えられた列車検知リレーが列車
検知動作をしたときは、先の踏切定時間設定装置に備え
られた出力リレーの接点条件が無視できるように、前記
ケーブルの線間に接続されており、前記ケーブルは、前記踏切装置に前記接点条件を入力す
るように接続されていることを特徴とする請求項２に記載の踏切定時間制御装置。