JPH03256506A - 超電導磁気浮上式鉄道の閉そく制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野コ 本発明は、超電導磁気浮上式鉄道におＩする、列車の安
全を確保する超電導磁気浮上式鉄道の閉そく制御／ステ
ムに関するものである。

［従来の技術］ 従来の鉄道においては閉そく区間毎にレールを使用した
軌道回路を設け、列車の車軸がレール間を短絡するのを
利用して閉そく区間内の列車の在線を検知し、信号機の
現示を制御することにより、後続列車に対して同−閉そ
く区間の外方に停止することのできる速度を段階的に示
し、列車の操縦者にブレーキ制御をうながす方式がとら
れている。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ （］）現現在研究会が進められている超電導磁気浮上式
鉄道の走行速度は５００　ｋｇ／ｈである。この１０に
■となり、車上の操縦者がそのようなｒ方まで先行列車
を監視し停止位置を決定し停止制御を行うことは不可能
であり、列車の運転は地上からの自動運転が不可欠とな
るが、自動運転装置はかなり大規模なコンビコータシス
テムとなりこれらを信号保安装置なみに７エールセー７
に構成することは技術的にも経済的にも困難であるため
、自動運転装置を含む運転制御系とは独立した高信頼度
の保安システムが必要となる。

（２）超電導磁気浮上式鉄道の通常運転におけるブレー
キ力は走行路に配置された推進コイルへ給電する電流の
大きさ及び位相を制御する電気ブレーキにより得られ、
電力供給システムに大きく依存している。このため安全
確保のためには前方列車の現在位置及び速度、道路の開
通状況の池に電力供給システムの状態も監視し閉そくを
制御する／ステムが必要となる。

（＄１超１ｉ導磁気浮上式鉄道は地上からの自動運転−
負より走行するため原則として車上における操縦者は存
在しない。そのため地上において常！二列車の走行速度
を監視し、過大速度を検知した場合には電気ブレーキ制
御を行い、ブレーキ制御時の減速度を監視し、減速度の
不足を検知した場合には高倍ｌ性の伝送手段をもって必
要に応じた車上ブレーキ制御を行うシステムが必要とな
る。

（４）近年、トンネルや橋梁の長大化が進み、必ずしも
列車の即時停止が列車の安全につながるとは言えなくな
ってきており、このような特殊環境における異常時には
列車の安全を確保しつつも出来るだけ緊急事態体制がと
りやすい位置に列車を停止させるシステムが必要となる
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以上述べた問題点を解消し、かつ超電導磁気
浮上式鉄道の安全性を高いものにするための超電導磁気
浮上式鉄道の閉そく制御システムを提案せんとするもの
で、次の手段を採る。

＜制御／ステムを構成する。

（２）　Ｈ）の／ステムは列車を安全に停止させること
のみを目的とし、ブレーキ制御の優先順位は最優先順位
とする。

（３）電力変換器の給電区間、前方列車の現在位置及び
速度、進路の開通状況、Ｘ常監、視装置カシ検知する各
装置の異常の有無により閉そく区間毎の走行限界速度パ
ターンを決定する。

（４）列車の位置、速度を検知する手段として、列車の
移動路に沿って敷設された交差誘導線と列車の移動路に
沿って任意の区間毎に設置された位置検知中ｉ！器及び
電力変換所に位置し、位置検知中ｌ！器からの情報を収
集、処理する位置検知制御装置により構成され、対応す
る電力変換器が担当する列車とその前方、後方列車の現
在位置と走行速度を交差誘導線の受信信号により連続的
に精度良く検知するとともに位置信号のレベル監視、列
車位置の連続性、合理性チェックを行う列車位置検知装
置を用いる。

装置が検知した走行速度を常時比較する。

（６）通常運転におけるブレーキ制御時には列車の減速
度を監視する。

〈７）車上に位置し、電力変換所の閉そく制御装置と独
立した２系統の無線伝送路により常時結合状態にあり、
この結合状帖が２系統とも解けた場合、閉そく制御装置
からの車上ブレーキ指令を受信した場合、および車上で
独自に危険を検知した場合のいずれかの場合において、
大気との空気抵抗、移動路との摩擦抵抗を増大させる手
段によりブレーキ力を得る車上ブレーキ装置を用いる。

（８）異常監視装置が装置の異常を検知した場合はその
異常内容と列車位置付近の移動路の地理的条件によって
列車への危険度を判別し、その危険度に応じて電気ブレ
ーキの動作指令、車上ブレーキの動作指令を出力する。

［作用コ く制御ｌ／ステムを構成することによりフェールセーフ
に構成することが困難な自動運転装置の影響を排除する
。

（２）運転制御系が誤って加速制御、高速走行制御を行
っても閉そく制御／ステムのブレーキ制御が優先する。

（３）電力変換器の給電区間、前方列車の現在位置及び
速度、進路の開通状況、異常監視装置が検知する各装置
の異常の有無により閉そく区間毎の走行限界速度パター
／を決定することにより、超電導磁気浮上式独自の電力
供給／ステムとブレーキ力との関係を閉そく条件に組み
込む。

（４）従来の軌道回路を用いた位置、速度検知が区間検
知または地点検知であるのに対し特許請求の範囲の項で
述べた列車位置検知装置は連続的に列車の位置、ｙＡ度
を検知する。

（５１（３）のパターンによる限界速度と〈４）の列車
位置検知装置が検知した走行速度を常時比較することに
より過大速度を検出し、運転制御の異常（６）通常運転
における電気ブレーキ制御時には列車の減速度を監視し
、所定の減速度が得られていない場合にはなんらかの異
常が発生したものと判断し、列車に対し車上ブレーキの
動作指令電力変換器に対し出力の停止指令を圧力する。

（７）車上地上間の情報伝送には独立した２系統の無線
伝送路を用い車上地上間を常時結合状態に置くことによ
り情報の倍額性を高めると共に伝送情報の途絶が生じた
場合にはすぐにそれを検知する。

（８）異常監視装置が装置の異常を検知した場合はその
異常内容と列車位置付近の移動路の地理的条件によって
列車への危険度を判別することでその危険度に応じて電
気ブレーキの動作指令車上ブレーキの動作指令を出力す
る。

［実施例］ 本発明を第１図〜第３図に示す実施例に従って説明する
。

御ンステムの概要を示したフロ、り図で、通常運転時は
中央指令所の自動運転装置９の指示を受けた電力変換所
の運転制御装置８が電力変換器４に制御指令を出力し、
電力変換器４はこの制御指令に従って移動路上の推進用
地上フィルに圧力する電流の大きさ及び位相を制御する
ことにより超電導磁気浮上式列車に推進力を与える。

閉そく制御ｉａ装置ｌは、位置検知制御袋Ｗ１２から得
られる列車の現在位置及び速度、進路制御装置５から得
られる進路の開通情報１　き電・給電区分制御装置６か
ら得られる給電情報、対隣接変換所情報伝送回線２工を
介して隣接する電力変換所の閉そく制御装置から得られ
る隣接変換所情報、及び異常監視装置７から得られる異
常情報により閉そく区間毎の走行限界速度パターンを決
定し、このパターンによる限界速度と位置検知制御装置
２が検知した走行速度を比較し、過大速度を検出した場
合には運転制御の異常と一牛指合を出力する。その後は
列車の減速度を監視し、所定の減速度が得られていない
場合には独立した２系統の保安伝送路４１２ａ、　１２
ｂ）と送受信アノテナ（１４ａ、　１４ｂ）により構成
される無線伝送路と車上保安装置１９を介して車上ブレ
ーキ装置２０に対し、車上ブレーキ指令を出力４する。

（２）第２図は、走行限界速度パターンの決定刃を示し
た図で同図（ａ）は列車の在線位置のみを考慮した場合
を示している。閉そく区間■■の走行限界速度パター７
は前方閉そく区間■■に列車が在線しているため最高速
度Ｖｍａｘから停止速度Ｏｋｍ／ｈまでのブレーキパタ
ーンになる。閉そく区間■■は前方閉そく区間■■に列
車が居ないため最高速度Ｖｓａｘのまま通過可能なパタ
ーンになる。

同図（ｂ）は列車の在線位置の他に電力変換所の給電区
間条件を考慮したもので、電力変換所ＳＳＩからの給電
が閉そく区間の■までしかなされていないため閉そく区
間■における電気ブレそく区間■における走行限界速度
パター７は停止速度Ｏｋ■／ｈまでのブレーキパターン
になる。

同図（Ｃ）は道路の開通状況を考慮した場合のもので分
岐装置１０１が側線側に開通している時閉そく区間■に
在線中の列車が側線の閉そく区間■に停車予定であれば
閉そく区間■は最高速度Ｖ■ａＸのまま通過可能なパタ
ーンであり閉そく区間■は分岐装置の手前までに分岐通
過速度まで減速するパターンになり、閉そく区間■は停
止パターンとなる。閉そく区間■に在線中の列車が本線
側をそのまま通過する予定であれば進路が開通していな
いため閉そく区間■は停止パターン（点線のパターン）
、閉そく区間■は区間内Ｏｋｍ／ｈの進入禁止パターン
になる。但し、閉そく区間■に列車が停止してからの経
過時間や連動の制約により分岐装置の手前まで進入を許
可するパターン（実線）に変化する場合も考えられる。

（３）第３図は異！監視装Ｍ７が装置の異常を検知同図
（ａ）のように異常監視装置７が位置検知制御装置２の
故Ｉｌ１等、走行限界速度パターン決定の基本条件に関
わる装置の異常を検知した場合は、閉そく制御装置は池
の条件に関わりなく電気ブレーキ、車上ブレーキを駆使
して、列車の緊急停止を計る。

しかし、同図（ｂ）のように異常が検知された装置が、
き電・給電区分制御装置で前方区間に列車や分岐装置等
の障害物が存在していないことが明白であり、かつ列車
がトンネル内等特殊環境にある場合には列車がその区間
を脱するまで待ってから車上ブレーキを制御する等、緊
急事態体制がとりやすい位置まで列車の停止位置をずら
す制御をおこなう。

（４）／ステムを構成する各装置に２重系バス照合方式
、多数決方式等を採用したフェールセーフ性の高いもの
とすることにより／ステムの安全性はより高いしのとな
る。

以上述べたように、本発明によれば次の効果が得られる
。

（］）運転制御系とは独立したンステムであり、独自の
判断でブレーキ制御を最優先順位で行うためフェールセ
ーフに構成することが困難な自動運転装置が誤った制御
を行った場合でも列車の安全を確保することが出来る。

（２）列車を安全に停止させることのみを目的とし電力
変換所単位で構成するする／ステムであるためＰｉ雑な
走行制御を必要とする超電導磁気浮上式鉄道においても
列車の安全をＮ保するンステムを高倍１１度に構成する
ことが出来る。

（３）電力供給／ステムと電気ブレーキとの関係を閉そ
く条件に組み込むことにより、列車の電気ブレーキ動作
不能区間への進入をふせぐことが出来る。

（４）列車の位置、速度を検知する手段として、特許請
求の範囲の項で述べた列車位置検知装置を用いることに
より列車の位置及び速度を閉そ（ため次の（５）に述へ
る走行限界速度バター／と列車の走行速度との常時比較
が可能となる。

（５）閉そく区間毎の走行限界速度バター７を決定し、
このパターンによる限界速度と列車位置検知装置が検知
した走行速度を常時比較し、過大速度を検出することに
よって未知の原因による運転制御の異常が起こった場合
でもこれを検知し、ブレーキ制御をおこなうことで列車
の安全を確保することが出来る。

（６）　１４気ブレ一キ制御時には電気ブレーキによる
減速度を監視をすることで機器の経年劣化による性能低
下等、ｌｒ前に異常と判別しＪこくい原因による減速度
の低下が生じた場合でもこれを検知し、車上ブレーキを
動作させることで列車の安全を確保することが出来る。

（７）車上地上間の情報伝送には独立した２系統の無線
伝送路を用い車上地上間を常時結合状態に置くことによ
り情報の信１性を高めると共に伝送情報の途絶が生じた
場合にはすぐにそれを検ため情報伝送系の異常に対して
も列車の安全を確保することが出来る。

（８）異常時において異常内容及び列車の走行位置の沿
線状況から列車に対する危険度を判断することによりダ
ｊ車の安全を保ちながら緊急事態体制がとりやすい位置
まで列車の停止位置をずらす制御をおこなうことが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、超電導磁気浮上式鉄道の閉そく制御ンステム
の概要を示したブｏ　’ｙり図、第２図は、走行限界速
度パターンの袂定方を示した図、 第３図は、異常監視装置７が装置の異常を検知した場合
の緊急停止制御地点を示す。 ■・ 符号の説明 一−−−−−−−−・−閉そく制ｉｉａ装置−・−−−
−−−−−・　位置検知制御装置−・−−−−・・−・
　電気ブレーキ装置電力変換器 進路制御装置 き電・給電区分制御装置 異常監視装置 運転制御装置 自動運転装置 位置検知中＃！器 交差誘導線 保安伝送路（Ｌ　ＣＸ　） 保安伝送路く伝送用誘導線） 車上ブレーキ駆動部 送受信アンテナ 推進用地上コイル 位置検知用送信アンテナ 位置検知用送信器 超電導磁石 車上保安装置 車上ブレーキ装置 対隣接変換所情報伝送回線 ＋０１ ＋０２ 分岐装置 （ａ） 分岐通過速度 第 図 列車 第 図 緊急停止制御ｉｔ！！点 （ａ） 緊２．停止制御地声 （ｂ） 第 図 ＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電力変換所に位置し、電力変換器から列車に供給する電
   力の大きさ及び位相を制御することにより列車にブレー
   キ力を与える電気ブレーキ装置と、 車上に位置し、電力交換所の閉そく制御装置と独立した
   ２系統の無線伝送路により常時結合状態にあり、この結
   合状態が２系統とも解けた場合、閉そく制御装置からの
   車上ブレーキ指令を受信した場合、および車上で独自に
   危険を検知した場合のいずれかの場合において、大気と
   の空気抵抗、移動路との摩擦抵抗を増大させる手段によ
   りブレーキ力を得る車上ブレーキ装置と、 列車の移動路に沿って敷設された交差誘導線と列車の移
   動路に沿って任意の区間毎に設置された位置検知中継器
   及び電力交換所に位置し、位置検知中継器からの情報を
   収集、処理する位置検知制御装置により構成され、対応
   する電力変換器が担当する列車とその前方、後方列車の
   現在位置と走行速度を交差誘導線の受信信号により連続
   的に精度良く検知するとともに位置信号のレベル監視、
   列車位置の連続性、合理性チェックを行う列車位置検知
   装置と、 電力交換所に位置し、分岐器の制御機能、進路別電力供
   給路の構成機能をもつ進路制御装置と、 列車の在線区間にのみ電力を供給するためにき電区間及
   び給電区間を区分制御する機能を持つ、き電・給電区分
   制御装置と、 電力交換所に位置し、同変換所内に位置する全装置の動
   作状態を常時監視する異常監視装置と、 電力交換所に位置し、電力変換器の給電区間、前方列車
   の現在位置及び速度、道路の開通状況、上記各装置の異
   常の有無により閉そく区間毎の走行限界速度パターンを
   決定し、このパターンによる限界速度と列車位置検知装
   置が検知した走行速度を比較し、過大速度を検出するこ
   とにより運転制御の異常を検知する機能、電気ブレーキ
   動作時には列車の減速度を監視することにより電気ブレ
   ーキ装置の異常を検知する機能、上記電力変換所内の各
   装置・列車上の車上ブレーキ装置及び隣接する電力変換
   所の閉そく制御装置と常に結合状態にあり、この結合状
   態にある装置からの入力情報の合理性をチェックし、異
   常の有無を検知する機能、及び移動路の地理的条件を記
   憶する記憶装置を持ち、異常時における異常内容と地理
   的条件から列車への影響を判別し、運転制御系の制御と
   は独立した判断で、電気ブレーキ装置及び車上ブレーキ
   装置に危険度に応じた動作指令を最優先順位で出力する
   機能、とを持つ閉そく制御装置、 により構成されることを特徴とする超電導磁気浮上式鉄
   道の閉そく制御システム。