JPH08133084A - 列車運転支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 後続列車のＣＲＴディスプレイ装置に先行列
車との位置関係及び運転指示速度を表示することによっ
て、保安装置の常用最大ブレーキが動作するのを避け
る。 【構成】 車上のモニタリング装置４から入手した後続
列車の距離情報による後続列車の位置と、地上の列車運
行管理システム２５から入手した先行列車の軌道回路情
報による先行列車の位置とから後続列車と先行列車との
位置関係を運転情報表示装置８を介してＣＲＴディスプ
レイ装置７に表示し、列車運行管理システム２５で予測
演算して求めた運転指示速度を車上へ伝送してＣＲＴデ
ィスプレイ装置７に表示することによって、運転乗務員
への運転支援を行う。これによって、保安装置の常用最
大ブレーキの動作を避けて、乗客の乗り心地の低下を防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、乗務員の運転を支援
する列車運転支援装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば第２８回鉄道サイバネティ
クス・シンポジウム論文集、（１９９１）の第３５９頁
〜第３６３頁に示された従来の列車運転支援装置の構成
を示すブロック図である。図９において、１は地上に配
置された運転計画作成システムで、日々の列車のダイヤ
を作成する。２は後述の運転情報カード３を作成する地
上に配置された運転情報カード作成装置、３は運転情報
が記録された運転情報カードで、列車の運行毎に列車運
転時刻表、距離単位の受信信号、受信信号に対応した標
準運転曲線、路線条件（勾配、曲線）等が記憶されてい
る。４は車上に配置されたモニタリング装置で、速度発
電機（図示せず）からの信号により列車の速度及び基点
からの距離等を計測している。５は車上に配置されたカ
ード読取装置で、運転情報カード３の内容を読み取る。
６は車上に配置されたキーボードで、後述の運転情報表
示装置８にコマンドを与える。７はＣＲＴディスプレイ
装置、８は運転情報表示装置である。なお、４〜８で車
上運転支援装置９を構成している。

【０００３】次に動作について説明する。図９におい
て、運転計画作成システム１では日々の列車運転計画
（ダイヤ）が作成される。そして、作成されたダイヤ情
報は仕業データとして運転所等に渡される。運転所等で
は運転情報カード作成装置２で運転情報カード３を作成
して、列車毎に運転乗務員に手渡す。運転乗務員は列車
の運転開始前にカード読取装置５に運転情報カード３を
挿入して、キーボード６から読み取りコマンドを与えて
運転情報カード３の内容を運転情報表示装置８に記憶さ
せる。列車の運転が開始されると、運転情報表示装置８
はモニタリング装置４から入力された速度情報及び距離
情報と運転情報カード３から運転情報とをＣＲＴディス
プレイ装置７に表示して、列車乗務員に運転支援を行
う。

【０００４】ＣＲＴディスプレイ装置７の画面の一例を
図１０に示す。図９及び図１０において、１０は運転情
報カード３から読み取った後述の当該自列車１５の運転
計画情報で、前駅であるＡ駅の発車時刻、次駅であるＢ
駅の到着時刻、発車時刻が表示される。１１はモニタリ
ング装置４から入手した自列車１５の速度、１２は列車
の許容速度Ｓ₁〜Ｓ₇を示す制限速度信号、１３は列車の
標準運転曲線である。なお、制限速度信号１２及び標準
運転曲線１３は運転情報カード３の運転情報とモニタリ
ング装置４からの距離情報とを基準にして、距離対応で
表示する。１４は基点となる例えばＡ駅からの距離、１
５は距離１４で示される位置にある自列車で、制限速度
信号１２との関係を示す。１６は当該自列車１５の走行
軌跡である。

【０００５】図１０において、Ａ駅を発車した列車が走
行軌跡１６のように最高速度の制限速度信号Ｓ₇以下の
速度で走行している場合、列車は自由走行で保安装置の
ＡＴＣ装置（図示せず）による常用最大ブレーキが作用
することがない。列車がさらに進んで制限速度信号Ｓ₁
〜Ｓ₆のいずれかを越えると、標準運転曲線１３に追随
するように保安装置による常用最大ブレーキが作用して
減速する。

【０００６】図１１は先行列車との関係を示す説明図で
ある。図９及び図１１において、１７は先行列車で、Ｂ
駅の待避線１００のホームに到着しようとしている。こ
のとき、場内進路１ＲＡは先行列車１７の進路をとって
いる。１８は軌道回路５Ｔを走行している後続列車であ
る。各軌道回路１Ｔ〜５Ｔに対応した制限速度信号Ｓ₁
〜Ｓ₇の信号展開がＣＲＴディスプレイ装置７に表示さ
れている。

【０００７】先行列車１７がＢ駅の待避線１００に到着
すれば後続列車１８の場内進路１ＲＢが開通するので、
後続列車１８は制限速度信号Ｓ₇の最高速度以下で走行
できる。しかし、先行列車１７がＢ駅の待避線１００に
到着する前に後続列車１８が軌道回路４Ｔに進入する
と、後続列車１８の場内進路１ＲＢが開通していないた
め、保安装置の常用最大ブレーキが動作して減速され
る。そして、先行列車１７がＢ駅の待避線１００に到着
すると、通過線２００の場内進路１ＲＢが開通して後続
列車１８は制限速度信号Ｓ₇の最高速度信号を受けて常
用最大ブレーキが緩解するので、再度、力行制御を行う
ことによって最高速度信号以下の速度で走行できる。以
上のように保安装置による常用最大ブレーキが作用する
と、乗り心地を悪くするとともに、ブレーキから再力行
に要する時間の損失も発生する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の列車運転支援装
置は以上のように構成されているので、運転支援情報と
して自列車の運行に関する内容のみがＣＲＴディスプレ
イ装置に表示されるため、先行列車との関係が把握でき
ず保安装置の常用最大ブレーキの動作を避けながら運転
するのが困難であり、乗客の乗り心地を低下させるとい
う問題点があった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、先行列車との関係を出力すると
ともに、運転指示速度を出力するようにした列車運転支
援装置を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の列車運転支援
装置は、上位信号から下位信号へ信号が変化する信号変
化地点以降で列車の速度が制限速度パターンを越えると
常用最大ブレーキ指令を出力して列車の速度を下位信号
の制限速度まで減速する保安装置を備え、運転情報表示
装置からダイヤ及び在線位置の運転支援情報を出力して
運転乗務員の運転を支援するようにした列車運転支援装
置において、運転情報表示装置は後続列車より先行する
先行列車と後続列車との位置関係及び後続列車の運転指
示速度を後続列車の運転情報表示装置から出力するよう
にしたものである。

【００１１】請求項２の列車運転支援装置は、請求項１
において、先行列車と後続列車との位置関係は車上のモ
ニタリング装置から入手した後続列車の距離情報による
後続列車の位置と、地上の列車運行管理システムから入
手した先行列車が在線している軌道回路情報による先行
列車の位置とであり、後続列車への運転指示速度は列車
運行管理システムで予測演算した結果を車上へ伝送した
ものである。

【００１２】

【作用】この発明における請求項１の列車運転支援装置
では、後続列車より先行する先行列車と後続列車との位
置関係及び後続列車の運転指示速度を出力することによ
り、運転乗務員が運転支援の出力内容を確認しながら運
転を行う。

【００１３】請求項２の列車運転支援装置では、請求項
１において、車上のモニタリング装置から入手した後続
列車の距離情報による後続列車の位置と、地上の列車運
転管理システムから入手した先行列車の軌道回路情報に
よる先行列車の位置とから後続列車と先行列車との位置
関係を出力し、列車運行管理システムで予測演算した運
転指示速度を車上へ伝送して出力することによって、運
転乗務員への運転支援を行う。

【００１４】

【実施例】

実施例１．図１は実施例１の構成図である。図１におい
て、１〜８は従来のものと同様である。１９は列車無線
車上局で、後述の列車無線地上局２６から受信した情報
を運転情報表示装置８に出力する。なお、４〜８，１９
で車上運転支援装置２０を構成している。２１は軌道回
路継電器で、軌道回路１Ｔ〜９Ｔ内の列車の在線状況を
検出する。２２はＡＴＣ信号発生器で、軌道回路継電器
２１からの情報により各軌道回路１Ｔ〜９Ｔの制限速度
信号Ｓ₁〜Ｓ₇を出力する。２３は地上ＡＴＣ装置で、軌
道回路継電器２１とＡＴＣ信号発生器２２とで構成され
ている。２４は地上に配置された継電連動装置で、後述
の列車運行管理システム２５からの情報を受けて進路の
構成を行う。

【００１５】２５は地上に配置され管理路線内の全列車
の運行状態を監視する列車運行管理システムで、運転計
画作成システム１で作成したダイヤにより列車進路を制
御する。また、列車運行管理システム２５は軌道回路継
電器２１からの列車の在線情報と継電連動装置２４から
の進路制御情報とにより、各列車がどの軌道回路に在線
しているかを検知し、その列車がダイヤのどれに該当す
るかを対応づけて列車の追跡を行う。２６は列車無線地
上局で、列車運行管理システム２５の各情報を列車無線
車上局１９に伝送する。なお、列車無線車上局１９と列
車無線地上局２６とで列車無線システム２７を構成して
いる。

【００１６】次に動作について説明する。図１におい
て、運転乗務員が運転情報カード３の内容を運転情報表
示装置８に記憶させるのは従来と同様である。列車運行
管理システム２５は先行列車の位置と、遅延の状態で後
続列車が運転を続けた場合に後続列車の進路が開通する
時刻とから、その進路開通までにどのような速度で運転
を行えば最適かについて常時予測演算を行っている。そ
して、予測演算結果による最適の運転指示速度を含めて
各種の運転支援情報を図２の情報セットとして出力す
る。列車無線地上局２６は列車運行管理システム２５か
らの情報セットを列車無線車上局１９を介して運転情報
表示装置８に送信する。運転情報表示装置８では、運転
情報カード３からの運転情報とモニタリング装置４から
の速度、距離情報及び列車運行管理システム２５からの
情報セットを編集して図３に示すようにＣＲＴディスプ
レイ装置７又はプリンタ（図示せず）等によって表示す
る。

【００１７】図３はＣＲＴディスプレイ装置７に信号展
開を距離と速度とで表示した画面情報を示す説明図であ
る。図３において、１０、１１、１８は従来と同様であ
る。２８は先行列車、２９は先行列車２８の先行列車番
号、３０は運転指示速度、３１は先行列車２８と後続列
車１８との間に発生する制限速度信号のＡＴＣ信号展開
である。

【００１８】図４は列車間の時隔管理制御を示す説明図
である。図３及び図４において、運行軌跡２８ａのダイ
ヤで運行される先行列車２８がＢ駅の待避線ＨＴで待避
し、運行軌跡１８ａのダイヤで運行される後続列車１８
が追い越していく例である。先行列車２８が一つの軌道
回路内に完全に進入したことによって、後続列車１８に
対する制限速度信号３１（図３参照）が変化する。な
お、各運行軌跡１８ａ，２８ａの幅は列車の先頭と後尾
とを示している。制限速度信号Ｓ₁は警戒信号、Ｓ₃は注
意信号、Ｓ₄及びＳ₅は各信号に対応した速度制限信号、
Ｓ₇は最高速度信号である。

【００１９】先行列車２８が移動するに従って各軌道回
路１Ｔから９Ｔ毎に、後続列車１８の進路が制限速度信
号Ｓ₇になる限界を太線の限界線ｍで示す。例えば、図
４に示すように先行列車２８が後続列車１８より運転速
度が遅い場合、列車進路の後方のＡ駅側では先行列車２
８と後続列車１８との運転間隔（時隔）が広く、前方の
Ｂ駅に近づくにつれて時隔が狭くなっている。従って、
後続列車１８を連続した制限速度信号Ｓ₇の最高速度現
示で運転させるためには、軌道回路４Ｔ，５Ｔの境界位
置で制限速度信号Ｓ₅との臨界点３２を通過させれば効
率よく走行させることができる。

【００２０】臨界点３２は時間―距離座標における２次
元ベクトルである。この場合、各軌道回路毎にＡＴＣ信
号展開を時間軸方向にみて、最高速度現示（Ｓ₇）が得
られるまでの時間が最も長い当該軌道回路４Ｔ，５Ｔの
境界までの時間に対して余裕時間ｔ_oをとる。即ち、先
行列車２８がＢ駅に到着して場内進路１ＲＡの鎖錠が解
除されるのに必要な時間ｔ_aと、後続列車１８の場内進
路１ＲＢが確立するのに必要な時間ｔ_bとの和（ｔ_a＋ｔ
_b）を余裕時間ｔ_oとする。

【００２１】図５は運転指示速度の算出方法を示すフロ
ーチャートである。図３〜図５において、先行列車２８
がＡ駅出発時点で各軌道回路への列車の先頭進入時刻、
完全進入時刻及び完全進入時のＡＴＣ信号展開について
算出する（ステップ３４）。次に、臨界点３２を通過す
る時間を算出する。臨界点３２は距離座標上では軌道回
路４Ｔ，５Ｔの境界位置から余裕時間ｔ_oをとった位置
である（ステップ３５）。

【００２２】次に、臨界点３２を通って後続列車１８の
運行軌跡１８ａと平行に描いた臨界曲線３３を設定する
（ステップ３６）。図６に示すように、先行列車２８が
Ｂ駅までの駅間を走行している場合は、先行列車２８が
各軌道回路へ進入する都度、先行列車２８の前方の軌道
回路への進入時刻をＢ駅へ到着する分まで予想して、こ
の予想をもとにして臨界点３２を設定する。そして、臨
界点３２を基準にして臨界曲線３３を作成し、臨界時刻
ｔ₁〜ｔ₈を軌道回路毎に求める。

【００２３】先行列車２８に遅れが生じて後続列車１８
が計画通りに走行しているとすると、両列車１８，２８
の時隔がつまりすぎて保安装置の常用最大ブレーキが動
作して減速する。そして、先行列車２８が前方の軌道回
路に進入すると後続列車１８の制限速度信号が上位信号
になるので、後続列車１８の常用最大ブレーキが緩解し
て再力行になるという不安定な運転になる。したがっ
て、この場合には列車運行管理システム２５から、現在
の速度より低い運転速度を指示する。

【００２４】また、後続列車１８が遅れて先行列車２８
が計画通りに走行している場合には、列車運行管理シス
テム２５から後続列車１８に対して許容最高速度で走行
するように運転情報表示装置８に出力してＣＲＴディス
プレイ装置７を介して運転乗務員に指示する。許容最高
速度は臨界曲線３３に対し両列車１８，２８間の臨界時
隔を各軌道回路単位に設定（ステップ３７）し、各臨界
時隔に対する列車への運転指示速度を決定（ステップ３
８）する。

【００２５】図７は運転指示速度ｖの算出方法を示す説
明図である。図において、ｌは軌道回路又は制限速度信
号の単位となる閉塞の長さ、Ｐ₁，Ｐ₂は各軌道回路又は
各閉塞の境界、４０は先行列車２８の運転曲線、４１は
後続列車１８の理想運転曲線で、先行列車２８に対して
理想時隔ｔ₁₀を有する。Ｔ₁は現在時刻で、先行列車２
８に対して後続列車１８が境界Ｐ₁に進入した状態にあ
る。Ｔ₂は先行列車２８が次の軌道回路の境界Ｐ₂に進入
する進入時刻で、図示の場合には先行列車２８が境界Ｐ
₂に到達していないので、先行列車２８の現在時刻Ｔ₁か
ら求めた予想値である。Ｔ₃は理想運転曲線４１で後続
列車１８が運転された場合の境界Ｐ₂への進入時刻で、
境界Ｐ₂において先行列車１８との理想時隔ｔ₂₀がとら
れている。

【００２６】図７において、後続列車１８は理想時隔ｔ
₁₀より短い時隔ｔ₁₁で先行列車２８に近づいている。し
たがって、後続列車１８を理想運転曲線４１にのせるた
めに運転指示速度ｖを、ｖ＝３．６×ｌ／（Ｔ₃−Ｔ₁）
の演算により求める。このようにして求めた運転指示速
度ｖで後続列車１８が走行した場合、走行軌跡４２のよ
うに境界Ｐ₂において後続列車１８の理想運転曲線４１
にのることになる。この演算により算出した運転指示速
度ｖは列車無線システム２７を介して運転情報表示装置
８へ伝達（ステップ３９）される。

【００２７】以上のように、後続列車１８の車上のモニ
タリング装置から後続列車の位置情報を入手し、地上の
列車運行管理システムから先行列車２８の位置情報を入
手して、運転情報表示装置から先行列車２８と後続列車
１８との位置関係を出力し、列車運転管理システムで予
測演算した運転指示速度を運転情報表示装置から出力す
ることによって、運転乗務員への運転支援を行うことが
できるので、保安装置の常用最大ブレーキの動作を避け
ながら運転を行うことができる。これによって、乗客の
乗り心地を低下させることなく、効率のよい運転を行う
ことができる。

【００２８】実施例２．図８は実施例２の構成を示すブ
ロック図である。図８において、１，４，５〜８，１９
〜２７は図１のものと同様である。運転計画作成システ
ム１で作成したダイヤを列車運行管理システム２５から
列車無線システム２７を介して車上運転支援装置２０に
伝送するように構成する。これによって、実施例１に示
した発明と同様の効果を発揮するとともに、運転情報カ
ード作成装置２、運転情報カード３及びカード読取装置
５が不要になり、構成が簡単になる。

【００２９】実施例３．上記各実施例においては、各軌
道回路の単位で運転指示速度を与えているが、駅間距離
が長くて駅間運転時間が長い場合には、軌道回路が２〜
３個からなり一つの列車が存在できる単位の閉塞毎に運
転指示速度を与えてもよい。これによって、運転指示速
度を運転乗務員が確認する機会が少なくなるので、運転
乗務員の疲れを少なくできる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、後続列車の運
転乗務員は出力された先行列車との位置関係及び運転指
示速度の運転支援情報により運転を行うので、保安装置
の常用最大ブレーキの動作を避けることができ、乗客の
乗り心地を低下させるのを防止することができる。

【００３１】請求項２の発明によれば、後続列車のモニ
タリング装置からの後続列車の位置と、地上の列車運転
管理システムからの先行列車の位置とから後続列車と先
行列車との位置関係を確認し、列車運転管理システムか
らの運転指示速度により運転を行うので、精度の良い運
転支援情報により運転できるため、保安装置の常用最大
ブレーキの動作を避けることができ、乗客の乗り心地を
低下させるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１による列車運転支援装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】 情報セットを示す説明図である。

【図３】 ＣＲＴディスプレイ装置の画面情報を示す説
明図である。

【図４】 列車間の時隔管理制御を示す説明図である。

【図５】 運転指示速度の算出方法を示すフローチャー
トである。

【図６】 列車間の時隔管理制御を示す説明図である。

【図７】 運転指示速度の算出方法を示す説明図であ
る。

【図８】 実施例２の構成を示すブロック図である。

【図９】 従来の列車運転支援装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１０】 図９によるＣＲＴディスプレイ装置の画面
情報を示す説明図である。

【図１１】 先行列車との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

４ モニタリング装置、８ 運転情報表示装置、１８
後続列車、２５ 列車運行管理システム、２８ 先行列
車。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上位信号から下位信号へ信号が変化する
   信号変化地点以降で列車の速度が制限速度パターンを越
   えると常用最大ブレーキ指令を出力して上記列車の速度
   を上記下位信号の制限速度まで減速する保安装置を備
   え、運転情報表示装置からダイヤ及び在線位置の運転支
   援情報を出力して運転乗務員の運転を支援するようにし
   た列車運転支援装置において、上記運転情報表示装置は
   先行する先行列車と後続列車との位置関係及び上記後続
   列車の運転指示速度を上記後続列車の上記運転情報表示
   装置から出力することを特徴とする列車運転支援装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、先行列車と後続列車
   との位置関係は車上のモニタリング装置から入手した後
   続列車の距離情報による上記後続列車の位置と、地上の
   列車運行管理システムから入手した上記先行列車が在線
   している軌道回路情報による上記先行列車の位置とであ
   り、上記後続列車への運転指示速度は上記列車運行管理
   システムで予測演算した結果を車上へ伝送したものであ
   ることを特徴とする列車運転支援装置。