JPH06327105A - 自動列車停止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 速度照査機能を有するＡＴＳを実現しなが
ら、速度発電機等の複雑かつ多くの構成部品は必要とせ
ず、簡易な構成とする。 【構成】 軌道１の側方には信号機３に停止信号を現示
させると共に、軌道１を走行する列車ＴＲに停止信号を
送信する地上装置５が配置されている。また軌道１の走
行部分には、所定周波数の信号を送出する２個のＡＴＳ
地上子７ａ、７ｂが列車進行方向へ所定間隔Ｌで設置さ
れている。一方、列車ＴＲ上には、ＡＴＳ車上子１１
と、ＡＴＳ車上子１１を介してＡＴＳ地上子７ａ，７ｂ
からの信号を受信する受信部１３と、受信間隔時間測定
部１５と、照査時間記憶部１７と、受信間隔時間ｔと照
査時間Ｔとを比較して所定の条件となった際に、自動的
に図示しない非常ブレーキを作動させると共に警報を発
信させる制御部１９とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる自動列車停止
装置に関し、特に速度照査機能を備えた自動列車停止装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】列車の安全・安定輸送は、列車ダイアグ
ラムを代表とする綿密な輸送計画、列車の運転士の注意
力・判断に基づく運転操縦、信号機をはじめとする各種
の保安装置及び運転支援装置等によっている。この内、
運転士の注意力・判断は常にヒューマンエラーの要素を
含んでおり、操縦ミスに起因した事故等を防止するもの
として自動列車停止（ＡＴＳ）装置が知られている。

【０００３】ＡＴＳ装置は、停止信号を現時している信
号機の手前一定距離に列車が接近したときに警報を発
し、運転士がブレーキ操作を行わなかったときには非常
ブレーキを自動的に作用させて列車を停止させる方式が
一般的である。しかし、列車速度が信号機までに十分停
止できる速度であれば警報点でブレーキ操作をすること
は不要に運転能率を低下させることになる。

【０００４】そこで列車が警報を受信したとき列車の速
度を照査して一定の速度よりも高速であるときのみブレ
ーキを作用させ、一定の速度より低速であるときはブレ
ーキを作用させない方式を用いた速度照査ＡＴＳ装置が
知られている。この速度照査ＡＴＳ装置では一般的に、
複数の警報点を設けておき、車軸に取り付けた速度発電
機からの出力に基づいて算出した列車の速度を、各警報
点での警報速度毎に速度照査してブレーキ制御を行って
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た速度照査ＡＴＳ装置は、車軸に取り付けた速度発電機
からの出力に基づいて列車の速度を算出する機構であ
り、複雑かつ多くの構成部品を必要とし、比較的大規模
工事となってしまう。

【０００６】そこで、本発明は、いわゆる速度照査機能
を有するＡＴＳを実現しながら、速度発電機等の複雑か
つ多くの構成部品は必要とせず、簡易な構成でよい自動
列車停止装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた本発明の自動列車停止装置は、列車が停止
信号を受信したとき、必要に応じて自動的にブレーキを
かけ、列車を停止させる自動列車停止装置であって、軌
道部分には、所定周波数の信号を送出する地上子を列車
進行方向へ所定間隔で設置した組み合せを、少なくとも
一組設けると共に、車上には、上記所定間隔で設置され
た地上子からの信号をそれぞれ受信し、上記列車による
両地上子間の走行時間に対応する受信間隔時間を測定す
る受信間隔時間測定手段と、上記地上子の設けられた地
点における所定の照査速度に対応する照査時間を予め記
憶しておく照査時間記憶手段と、上記受信間隔時間測定
手段により測定された受信間隔時間を上記照査時間記憶
手段に記憶されている照査時間と比較し、受信間隔時間
が照査時間以下の場合には、ブレーキ機構に対してブレ
ーキ指令を出力するブレーキ指令出力手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成を有する本発明の自動列車停止装置に
よれば、列車進行方向に所定間隔で設置された地上子が
所定周波数の信号を送出しており、受信間隔時間測定手
段が、地上子からの信号をそれぞれ受信し、列車による
両地上子間の走行時間に対応する受信間隔時間を測定す
る。

【０００９】一方、照査時間記憶手段は、地上子の設け
られた地点における照査速度に対応する照査時間を予め
記憶しており、ブレーキ指令出力手段が、受信間隔時間
測定手段により測定された受信間隔時間を照査時間記憶
手段に記憶されている対応した照査時間と比較し、受信
間隔時間が照査時間以下の場合には、ブレーキ機構に対
してブレーキ指令を出力する。

【００１０】これらの作動は列車が停止信号を受信した
ときに行うものであり、例えば停止信号を列車が受信し
たときに初めて、測定された受信間隔時間を照査時間と
比較するようにすることが考えられる。また、停止信号
を送信する地上装置が停止信号を列車に伝送すると同時
に、地上子に対して、所定周波数の信号を送出させるよ
う指令することにより、地上子は通常、信号の送信を行
わず、列車が停止信号を受信したときに初めて信号送信
を行うようにしてもよい。

【００１１】このように、停止信号を受信したとき、受
信間隔時間が照査時間以下の場合、すなわち現在の列車
速度のまま走行すると列車衝突等の事故につながる状態
にのみブレーキ指令を出力し、一方受信間隔時間が照査
時間より長い場合、すなわち列車速度が信号機までに十
分停止できる速度であればブレーキ指令は出力せず、不
要に運転能率を低下させることを防止する。

【００１２】そして、このいわゆる速度照査機能を有す
るＡＴＳを実現しながら、速度発電機及びそれから速度
を測定するための複雑かつ多くの構成部品は必要とせ
ず、簡易な構成でよい。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例である自動列車
停止装置（以下ＡＴＳ装置という）の概略構成図であ
る。軌道１の側方には、信号機３及びその信号機３に停
止信号を現示させると共に、軌道１を走行する列車ＴＲ
に停止信号を送信する地上装置５が配置されている。ま
た軌道１の走行部分には、所定周波数（本実施例では１
０８．５ＫＨｚ）の信号を送出する２個のＡＴＳ地上子
７ａ、７ｂが、信号機３から所定距離の位置において列
車進行方向へ所定間隔Ｌで設置されている。この２個一
組のＡＴＳ地上子７ａ，７ｂは、必要に応じて、上記１
つの信号機３に対して２組以上設けてもよい。図１には
２組設けた状態を示している。なお、地上装置５は信号
機３に停止信号を現示させると共に、ＡＴＳ地上子７
ａ，７ｂに対して、信号送信を開始するよう指令する。

【００１４】一方、列車ＴＲ上には、ＡＴＳ車上子１１
と、ＡＴＳ車上子１１を介してＡＴＳ地上子７ａ，７ｂ
からの信号を受信する受信部１３と、受信間隔時間測定
部１５と、照査時間記憶部１７と、受信間隔時間ｔと照
査時間Ｔとを比較して所定の条件となった際に、自動的
に図示しない非常ブレーキを作動させると共に警報を発
信させる制御部１９とが設けられている。なお、通常の
減速・停止等は常用ブレーキ（図示せず）を用いて行
う。

【００１５】受信間隔時間測定部１５は、その受信した
信号に基づき、列車ＴＲが一組の両地上子７ａ，７ｂの
間を走行するのに要した時間に対応する受信間隔時間ｔ
を測定する。この受信間隔時間ｔがあまり短かすぎると
後述する照査時間Ｔとの比較が正確にできなくなるの
で、受信間隔時間ｔが比較に適するように、走行する列
車に関する種々の状況（例えば最高速度やその地点にお
ける通常の走行速度等）に応じてＡＴＳ地上子７ａ、７
ｂの所定間隔Ｌが適宜設定されている。

【００１６】また、照査時間記憶部１７には、地上子７
ａ，７ｂの設けられた地点における所定の照査速度Ｖに
対応する照査時間Ｔが予め記憶されている。この照査時
間Ｔは照査速度Ｖに対応しているので照査速度Ｖについ
て説明する。図１に示すように、信号機３に応じた列車
ＴＲの停止位置ＳＰに対して、運転操縦上許容し得る最
大減速時の速度曲線（以下第１減速曲線という）Ｃ１が
存在する。この第１減速曲線Ｃ１は常用ブレーキを用い
て停止する場合である。また、通常この停止位置ＳＰ
は、停止しなければならない限界位置ＣＰからは所定距
離手前側に設定されている。そして、非常ブレーキを用
いた場合の、この限界位置ＣＰに停止可能な速度曲線
（以下第２減速曲線という）Ｃ２が存在する。

【００１７】なお、これら第１及び第２減速曲線Ｃ１，
Ｃ２は共に、列車ＴＲの常用あるいは非常ブレーキ性
能、空走時間、ＡＴＳ地上子７ａ，７ｂの設置箇所の軌
道勾配条件等によって決まる。例えば、同じブレーキ性
能であっても軌道１が上り勾配であれば減速度合が急に
なるし、逆に下り勾配であれば減速度合が緩くなる。す
なわち、上り勾配であれば停止するまでの距離が相対的
に短くなり、下り勾配であれば逆に長くなってしまう。
このように、種々の条件によって、列車ＴＲ毎に、ある
いは同じ列車ＴＲであっても周囲の条件によって上記第
１及び第２減速曲線Ｃ１，Ｃ２は変化するものである。

【００１８】列車速度が信号機３までに十分停止できる
速度であれば警報点で非常ブレーキを作動させてしまう
ことは不要に運転能率を低下させることになり、また不
要な急ブレーキによって乗心地を悪化させたりすること
になるので、本実施例のＡＴＳ装置では、列車の速度が
ある所定の速度よりも高速であるときのみ非常ブレーキ
を作動させる方式と採用している。そして、この所定の
速度が照査速度Ｖである。この照査速度Ｖは、上記第１
減速曲線Ｃ１と第２減速曲線Ｃ２とに基づき、地上子７
ａ，７ｂの位置に応じて設定される。

【００１９】従って、照査時間Ｔは上記照査速度ＶとＡ
ＴＳ地上子７ａ、７ｂの間隔Ｌにより、Ｔ＝Ｌ／Ｖとし
て定まり、この照査時間Ｔが照査時間記憶部１７に記憶
されている。なお、本実施例では、この照査時間ＴはＡ
ＴＳ地上子７ａ，７ｂの設けられた位置に関係なく一定
値となるように設定されている。すなわち、照査速度Ｖ
はＡＴＳ地上子７ａ，７ｂの位置によって異なるため、
照査速度Ｖが高い位置のＡＴＳ地上子７ａ，７ｂの間隔
Ｌは大きくし、照査速度Ｖが低い位置のＡＴＳ地上子７
ａ，７ｂの間隔Ｌは小さくして、照査速度Ｖが一定とな
るようにしてある。図１の場合は２箇所にＡＴＳ地上子
７ａ、７ｂが設けられており、それぞれのＡＴＳ地上子
７ａ、７ｂが設けられている位置に対応する照査時間Ｔ
は等しく、その一定値である照査時間Ｔが、照査時間記
憶部１７に記憶されている。

【００２０】なお、図１において、第１減速曲線Ｃ１と
第２減速曲線Ｃ２との間の領域Ｓ２は、速度超過であっ
ても非常ブレーキにより限界位置ＣＰまでに停止可能な
領域である。また、領域Ｓ１は所定の停止位置ＳＰに停
止予定の領域、領域Ｓ３は速度超過して限界位置ＣＰを
越えてしまい、事故に至る恐れのある領域である。

【００２１】次に、上記構成を有する本実施例のＡＴＳ
装置の作動について図２を参照して説明する。図２に示
す本誤出発列車自動停止処理は、地上装置５からの停止
命令を車上の制御部１９が受信すると開始される。地上
装置５はこの停止命令の他、信号機３に停止信号を現示
させると共に、ＡＴＳ地上子７ａ，７ｂに対して信号送
信の実行命令を出す。それに応じてＡＴＳ地上子７ａ，
７ｂは信号を送信し始める。

【００２２】図３に戻り、まずＡＴＳ車上子１１を介し
てＡＴＳ地上子７ａ，７ｂからの信号を受信して（ステ
ップ１００。以下ステップをＳで示す。）、その受信信
号に基づいて受信間隔時間ｔを算出する（Ｓ１１０）。
続いて、照査時間記憶部１７より照査時間Ｔを読み出し
（Ｓ１２０）、受信間隔時間ｔが照査時間Ｔ以下である
か否かを判断する（Ｓ１３０）。

【００２３】そして、ｔ≦Ｔの場合（Ｓ１３０：ＹＥ
Ｓ）、図示しない非常ブレーキを作動させ（Ｓ１４
０）、さらに警報を発信させて（Ｓ１５０）、本処理を
一旦終了しする。一方、ｔ＞Ｔの場合（Ｓ１３０：Ｎ
Ｏ）、Ｓ１４０及びＳ１５０の処理を行うことなく本処
理を一旦終了し、元に戻る。本実施例ではＡＴＳ地上子
７ａ，７ｂが２組あるので、停止位置ＳＰに到達するま
でに必ず上記一連の処理が２回繰り返される。なお、例
えば運転士がすぐに通常ブレーキを作動させＡＴＳ地上
子７ａ，７ｂの位置までに列車ＴＲを停止させた場合に
は、上記処理でＳ１００が実行されないので、当然それ
以降の処理はなされない。

【００２４】自動列車停止に関する制御処理は上記のよ
うに実行されるのであるが、より明確にするために、列
車の走行状況に沿った作動の具体例を図１を参照して説
明する。例えば、図１に示すように、停止信号を受信し
たとき停止位置ＳＰまでに地上子７ａ，７ｂが２組ある
場合を考える。

【００２５】図１中に点線で示すように列車ＴＲが走行
しており、停止信号を受信しても運転士が気付かずに減
速しないで進行（冒進）していった場合（点線の直線部
分）でも、手前（信号機３から見ると遠い側）の地上子
７ａ，７ｂにおける第１照査ポイントにおいては、列車
速度は領域Ｓ１内なので、図２のＳ１１０の処理におい
て算出された受信間隔時間ｔは、Ｓ１２０で読みだされ
た照査時間Ｔよりも長くなる。従って、ｔ＞Ｔとなり
（Ｓ１３０：ＮＯ）、Ｓ１４０の処理を行わないので、
列車ＴＲはそのままの速度で進行する。

【００２６】しかし、次の地上子７ａ，７ｂにおける第
２照査ポイントにおいては、列車速度は領域Ｓ２内なの
で、図２のＳ１１０の処理において算出された受信間隔
時間ｔは、Ｓ１２０で読みだされた照査時間Ｔ以下とな
る。従って、ｔ≦Ｔで（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１４０
の処理が行われて非常ブレーキが作動し、図１中に点線
の曲線部分で示すように減速されていき、限界位置ＣＰ
の手前で停止する。

【００２７】このように、照査ポイントを複数にしてお
くと、冒進に対してより多くの判断機会を持つことがで
きるので、安全性の向上の点では好ましい。なお、第１
照査ポイントでｔ≦Ｔの場合は（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、
当然、Ｓ１４０の処理が行われて非常ブレーキが作動
し、限界位置ＣＰの手前で停止する。

【００２８】また、運転士が通常ブレーキを作動させて
正しく減速させる等して、実際の列車ＴＲの減速曲線が
領域Ｓ１内である場合には、第１及び第２照査ポイント
における２回の判断において両方ともｔ＞Ｔの場合は
（Ｓ１３０：ＮＯ）、非常ブレーキは作用せず、スムー
ズに停止することとなる。このように、停止位置ＳＰま
でに十分停止できる速度であれば非常ブレーキを作動さ
せないので、不要に運転能率を低下させず、また不要な
急ブレーキによって乗心地を悪化させることもない。

【００２９】上述したように、本実施例のＡＴＳ装置に
よれば、停止信号を受信したとき、受信間隔時間ｔが照
査時間Ｔ以下の場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、すなわち現
在の列車速度のまま走行すると限界位置ＣＰを越えてし
まい、列車衝突等の事故につながる状態にのみブレーキ
指令を出力し（Ｓ１４０）、一方、受信間隔時間ｔが照
査時間Ｔより長い場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、すなわち列
車速度が信号機３までに十分停止できる速度であればブ
レーキ指令は出力せず、不要に運転能率を低下させた
り、急ブレーキで乗心地を悪化させたりすることを防止
する。

【００３０】そして、同一線を走行する列車ＴＲ毎のブ
レーキ性能や空走時間が異なっていても、その状況に応
じた第１及び第２減速曲線Ｃ１，Ｃ２が決まり、これに
基づいて照査速度Ｖが設定され、その照査速度Ｖを用い
て照査時間Ｔが決まるため、それらの差異に簡単に対応
可能である。なお、本実施例では、上述したように、Ａ
ＴＳ地上子７ａ，７ｂの設けられた位置における照査速
度Ｖの高低をＡＴＳ地上子７ａ，７ｂの間隔Ｌを調整す
ることにより、照査速度Ｖが一定となるようにしてあ
る。従って、照査時間記憶部１７は、ＡＴＳ地上子７
ａ、７ｂの位置毎に照査速度Ｖを記憶しておく必要がな
く、ＡＴＳ地上子７ａ、７ｂが複数箇所に設置されてい
ても、一定値を記憶しておくだけでよい。また、図３中
のＳ１２０の処理においても、ＡＴＳ地上子７ａ、７ｂ
が設けられている位置に関係なく単に照査時間Ｔを読み
出してくるだけでよい。

【００３１】そしてまた、このようにいわゆる速度照査
機能を有するＡＴＳを実現しながら、従来のように速度
発電機及びその速度発電機から速度を測定するための複
雑かつ多くの構成部品は必要とせず、簡易な構成でよ
い。以上本発明はこの様な実施例に何等限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
なる態様で実施し得る。例えば、上記実施例では信号機
３に停止信号を現示させる地上装置５からの停止信号に
よりＡＴＳに係る制御を行ったが、例えば、行き止まり
線の終端部に進入する場合に停止信号を出すようにして
同様のＡＴＳ制御を行ったり、着発線からの出発時に、
進路が開通していないのにもかかわらず誤って出発して
しまう事故を防止するために、進路が開通しない内は停
止信号を出すようにし、同様のＡＴＳ制御を行ってもよ
い。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の自動列車
停止装置によれば、停止信号を受信したとき、受信間隔
時間が照査時間以下の場合、すなわち現在の列車速度の
まま走行すると列車衝突等の事故につながる状態にのみ
ブレーキ指令を出力しており、いわゆる速度照査機能を
有するＡＴＳを実現しながら、速度発電機等の複雑かつ
多くの構成部品は必要とせず、簡易な構成でよいという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動列車停止装置の一実施例を示す概
略構成図である。

【図２】本実施例の作動を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｃ１…第１減速曲線、 Ｃ２…第２減速曲線、
ＣＰ…限界位置、ＳＰ…停止位置、 ＴＲ…列車、
１…軌道、 ３…信号機、５…地上装置、 ７
ａ，７ｂ…ＡＴＳ地上子、 １１…ＡＴＳ車上子、１
３…受信部、 １５…受信間隔時間測定部、 １
７…照査時間記憶部、１９…制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列車が停止信号を受信したとき、必要に
   応じて自動的にブレーキをかけ、列車を停止させる自動
   列車停止装置であって、 軌道部分には、所定周波数の信号を送出する地上子を列
   車進行方向へ所定間隔で設置した組み合せを、少なくと
   も一組設けると共に、 車上には、 上記所定間隔で設置された地上子からの信号をそれぞれ
   受信し、上記列車による両地上子間の走行時間に対応す
   る受信間隔時間を測定する受信間隔時間測定手段と、 上記地上子の設けられた地点における所定の照査速度に
   対応する照査時間を予め記憶しておく照査時間記憶手段
   と、 上記受信間隔時間測定手段により測定された受信間隔時
   間を上記照査時間記憶手段に記憶されている照査時間と
   比較し、受信間隔時間が照査時間以下の場合には、ブレ
   ーキ機構に対してブレーキ指令を出力するブレーキ指令
   出力手段と、 を備えたことを特徴とする自動列車停止装置。