專利名稱：使用了起電的鐵道信號(hào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)搭載于各列車的車上控制裝置、和設(shè)置于地上的地上控制裝置的通信來(lái)進(jìn)行列車控制的系統(tǒng)、裝置以及方法。
背景技術(shù)：
在鐵道系統(tǒng)中，為了避免列車彼此相撞而由鐵道信號(hào)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行行駛控制。在使用了以往的軌道電路的信號(hào)系統(tǒng)中，通過(guò)在I個(gè)軌道電路中只許可I列車的在線，來(lái)確保列車間的安全。為此，按軌道電路的長(zhǎng)短來(lái)決定通常運(yùn)行的列車間隔。為了進(jìn)行高密度運(yùn)行而需要縮短列車間隔，故使用了較短的軌道電路。不過(guò)，軌道電路需要每隔幾IOOm來(lái)設(shè)置設(shè)備，存在設(shè)備的引進(jìn)、保養(yǎng)費(fèi)用變高的缺點(diǎn)。在包含信號(hào)系統(tǒng)的鐵道保安系統(tǒng)中，從削減成本、使列車控制高功能化這一觀點(diǎn)出發(fā)，作為與軌道電路無(wú)關(guān)地進(jìn)行列車控制的方式而研究了無(wú)線信號(hào)方式。在無(wú)線信號(hào)方式之中，一般由搭載于車上的裝置(以下稱為車上裝置)算出本列車位置，以無(wú)線的方式將本列車位置傳輸給設(shè)置于地上的控制裝置(以下稱為地上裝置)，地上裝置算出該列車能安全行進(jìn)的界限地點(diǎn)后傳輸給列車。將該界限地點(diǎn)設(shè)為停止目標(biāo)，車上裝置按照本列車能安全地停止到停止目標(biāo)的方式控制列車的行駛速度。S卩、車上裝置通過(guò)確定本列車的在線位置和停止目標(biāo)，從而可以進(jìn)行安全的列車行駛。在存在多個(gè)車站(station yard)等中途的前進(jìn)道路的情況下,確定編號(hào)線路不僅是為了避免列車的相撞，由于還影響到列車的出庫(kù)，因而有在地上裝置與車上裝置之間進(jìn)行收發(fā)來(lái)共享列車的速度控制信息的方法。作為確定列車位置的方法，在大多數(shù)的無(wú)線信號(hào)方式中以減少設(shè)置于地上的設(shè)備為目的、不使用軌道電路或車軸檢測(cè)器(加速器計(jì)時(shí)器)等設(shè)備而利用測(cè)速發(fā)電機(jī)(速度檢測(cè)器)的方法被廣泛采用。但是，在使用了測(cè)速發(fā)電機(jī)的情況下，由于車輪的空轉(zhuǎn)、車輪直徑的變化等原因，導(dǎo)致伴隨列車行駛距離的延長(zhǎng)而推定位置的誤差被積蓄。為了修正所積蓄的位置誤差，利用轉(zhuǎn)發(fā)器(transponder)。轉(zhuǎn)發(fā)器是向車上裝置發(fā)送位置信息的裝置，沿著線路設(shè)置。根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器的設(shè)置間隔假定可產(chǎn)生的位置誤差的最差值，并固定地設(shè)定安全用的富余距離，從而算出停止目標(biāo)。在轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)量少、間隔寬的情況下，因測(cè)速發(fā)電機(jī)所導(dǎo)致的位置誤差的積蓄變大，安全富余距離也變大。如果安全富余距離大，則會(huì)產(chǎn)生因列車間隔的擴(kuò)大所導(dǎo)致的運(yùn)行密度下降等的課題。另外，在車上裝置漏取基于轉(zhuǎn)發(fā)器的位置修正信息的情況下，由于位置誤差變大，在所設(shè)定的安全富余距離中無(wú)法保障安全，因而需要考慮漏取，而預(yù)先將安全富余距離設(shè)定成容許行駛2個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的值，在連續(xù)2個(gè)漏取的情況下，通過(guò)緊急停車來(lái)確保安全。因此，存在如下問(wèn)題:需要將安全富余距離設(shè)定得較長(zhǎng)而達(dá)必要以上，或者因轉(zhuǎn)發(fā)器的異常而使得列車停車，或者為了縮短安全富余距離而轉(zhuǎn)發(fā)器的設(shè)置數(shù)增加從而導(dǎo)致成本增加。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-284011號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題如上所述，存在如下問(wèn)題:在地上設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)器或軌道電路、加速器計(jì)時(shí)器等的掌握在線位置的裝置的情況下，設(shè)置、保養(yǎng)所需的成本增大。另外，在?？坑谲囌镜牧熊噯?dòng)時(shí)或停電等的異常時(shí)車上裝置無(wú)法掌握本列車的在線位置的情況下，駕駛員需要在以目視等方式確認(rèn)行進(jìn)方向前方的安全性的同時(shí)將列車駕駛到設(shè)置有轉(zhuǎn)發(fā)器的場(chǎng)所為止來(lái)確定在線位置。此外,關(guān)于測(cè)速發(fā)電機(jī)或GPS (Global Positioning System)、加速度傳感器、多普勒雷達(dá)等的位置推定方法，由于推定精度隨著列車狀態(tài)或周邊環(huán)境等而始終變化，因而難以在行駛前假定適當(dāng)誤差并設(shè)定為安全富余距離。因此，存在被設(shè)定過(guò)剩的安全富余距離的可能性。在GPS的情況下，提出了多個(gè)用于提高位置推定精度的方式，但是由于多路徑或電離層中的傳播延遲等影響而存在誤差變大的可能性，故無(wú)法保證GPS的最大誤差。尤其是，在存在多個(gè)編號(hào)線路的車站中，由于各編號(hào)線路相鄰，因而難以按照GPS的位置推定精度來(lái)進(jìn)行列車啟動(dòng)時(shí)的編號(hào)線路確定。如果弄錯(cuò)編號(hào)線路則無(wú)法出庫(kù)，故無(wú)線技術(shù)上的編號(hào)線路確定在安全性方面存在問(wèn)題。在鐵道信號(hào)系統(tǒng)等位置信息直接關(guān)系到安全性的應(yīng)用中，無(wú)法保證最大誤差的位置信息的利用可導(dǎo)致災(zāi)難性故障。本發(fā)明的目的在于，通過(guò)將用于向列車供給來(lái)自發(fā)電站的電力的系統(tǒng)(以下稱作起電系統(tǒng))也用作信號(hào)系統(tǒng)，來(lái)確定列車在線范圍。起電系統(tǒng)指的是，包含變電所、架線、軌道、第三軌等在內(nèi)的、用于向列車供電的電力供給裝置、或者將這些裝置合并后的電力供給裝置組。用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的列車控制系統(tǒng)具備向列車供給來(lái)自發(fā)電站的電力的電力供給裝置，所述列車控制系統(tǒng)具有:電力供給控制裝置，其在所述列車所行駛的軌道上，按照分別在電氣上獨(dú)立地進(jìn)行電力供給的車站的每個(gè)編號(hào)線路、或者能切斷電力供給的每個(gè)區(qū)間，控制所述電力供給裝置的供電的定時(shí)或者供電電力的電壓波形；車上通信裝置，其在所述電力供給控制裝置對(duì)供電的定時(shí)進(jìn)行控制的情況下，由所述供電電力進(jìn)行啟動(dòng)并發(fā)送應(yīng)答信息，在所述電力供給控制裝置對(duì)電壓波形進(jìn)行控制的情況下，發(fā)送基于所述電壓波形所生成的應(yīng)答信息；和在線范圍確定裝置，其基于所述電力供給裝置的供電的控制信息和所述應(yīng)答信息來(lái)確定所述列車的在線范圍。發(fā)明效果通過(guò)將電力供給裝置也用作信號(hào)系統(tǒng)，從而能夠確定列車的在線范圍。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的列車控制系統(tǒng)的構(gòu)成的一例的圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的車上裝置2之中的控制流程的圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的地上裝置3之中的控制流程的圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的列車控制系統(tǒng)的構(gòu)成的圖例的圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的車站之內(nèi)的列車的編號(hào)線路確定的圖例的圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的列車控制系統(tǒng)的構(gòu)成的一變形例的圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的列車控制系統(tǒng)的構(gòu)成的一例的圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的車上裝置2之中的控制流程的圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的地上裝置3之中的控制流程的圖。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的列車控制系統(tǒng)的構(gòu)成的一例的圖。圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施例3中的車上裝置2之中的控制流程的圖。圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施例3中的地上裝置3之中的控制流程的圖。圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施例3中的供電模式的一例的圖。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施例3中的車站之內(nèi)的列車的編號(hào)線路確定的圖例的圖。圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的列車控制系統(tǒng)的構(gòu)成的一變形例的圖。圖16是表示由本發(fā)明的實(shí)施例3的列車控制系統(tǒng)進(jìn)行速度控制時(shí)的構(gòu)成的一例的圖。圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施例4中的車站以外的列車的在線區(qū)間確定的圖例的圖。圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施例5的列車控制系統(tǒng)的構(gòu)成的圖例的圖。圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施例5中的地上裝置3之中的控制流程的圖。圖20是表示由本發(fā)明的實(shí)施例5的列車控制系統(tǒng)進(jìn)行速度控制時(shí)的構(gòu)成的一例的圖。符號(hào)說(shuō)明:I起電系統(tǒng)2車上裝置3地上裝置4監(jiān)視器21車上通信裝置22供電測(cè)量單元23速度控制裝置31地上通信裝置32起電控制裝置
33在線范圍確定裝置34停止目標(biāo)算出裝置35起電監(jiān)視裝置
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中，應(yīng)該注意:附圖為示意性的圖。[實(shí)施例1] 在本實(shí)施例中，假定應(yīng)該搜索的列車在線于車站。圖1示出本實(shí)施例的構(gòu)成。在本實(shí)施例中，車上裝置2由車上通信裝置21構(gòu)成，車上通信裝置21通過(guò)由起電系統(tǒng)I供給的電力來(lái)啟動(dòng)。另外，地上裝置3由對(duì)起電系統(tǒng)的供電動(dòng)作進(jìn)行控制的起電控制裝置32、和基于來(lái)自車上裝置2的發(fā)送信息來(lái)確定該列車的在線范圍的在線范圍確定裝置33而構(gòu)成。圖2表示本實(shí)施例的車上裝置2的控制流程，圖3表示本實(shí)施例的地上裝置3的控制流程。另外，圖4示出本系統(tǒng)的構(gòu)成圖。在車上裝置2從起電系統(tǒng)I接受了供電的情況下(9100)，通過(guò)該供電而車上通信裝置21啟動(dòng)(9101)。已啟動(dòng)的車上通信裝置21在地上裝置變更供電范圍之前，向地上裝置3發(fā)送傳達(dá)已啟動(dòng)的應(yīng)答信息(9102)。地上裝置3使用起電控制裝置32切斷成為確定在線位置的對(duì)象的列車所行駛的軌道上的范圍的起電系統(tǒng)I (9200)，改變定時(shí)向各范圍供電一定時(shí)間(9201)。假設(shè):在向各范圍供電之際，在某一定時(shí)向一個(gè)范圍供電，并不是同時(shí)向多個(gè)編號(hào)線路供電。其次，在地上裝置3接收到由起電系統(tǒng)I的供電而啟動(dòng)的車上通信裝置21發(fā)送出的應(yīng)答信息的情況下(9202)，在線范圍確定裝置33根據(jù)該定時(shí)來(lái)確定列車在線的在線范圍(9203)。在上述流程中，車上通信裝置21是在接受到來(lái)自起電系統(tǒng)的供電之際進(jìn)行動(dòng)作的裝置，起電控制裝置32按照不向多個(gè)編號(hào)線路同時(shí)供電的方式控制起電系統(tǒng)1，因而在線范圍確定裝置33能夠保證列車在線于接收到應(yīng)答的編號(hào)線路。如圖5所示，例如存在I 4編號(hào)線路的某個(gè)車站中，在向3編號(hào)線路供電的期間內(nèi)在線范圍確定裝置33從車上裝置2接收到信息的情況下，判斷出該列車在線于3編號(hào)線路。如果使車上通信裝置21具有在該列車被供電時(shí)動(dòng)作的性質(zhì)，則也能排除在不供電時(shí)誤動(dòng)作從而會(huì)發(fā)送位置信息的可能性。此時(shí)，作為車上通信裝置21的構(gòu)成，可以采用將來(lái)自起電系統(tǒng)的供給電力用于啟動(dòng)的構(gòu)成，也可以采用由設(shè)置于車上的電壓計(jì)等供電測(cè)量單元測(cè)量來(lái)自起電系統(tǒng)的供給電力，并在被供給一定電壓以上的電壓時(shí)啟動(dòng)的構(gòu)成。其中，與車上通信裝置21是否在發(fā)送應(yīng)答信息之前被供電無(wú)關(guān)，可獲得本發(fā)明的效果。例如，車上通信裝置21也可采用如下構(gòu)成:在從起電系統(tǒng)或蓄電池等被供電的狀態(tài)下，供電測(cè)量單元測(cè)量到供給了一定電壓以上的電壓的情況下，車上通信裝置21會(huì)發(fā)送應(yīng)答信息。另外，在上述流程中，采取了不向多個(gè)編號(hào)線路同時(shí)供電的方式，但是針對(duì)已獲知列車一次也未在線的范圍可以繼續(xù)供電。例如，在對(duì)I編號(hào)線路供電卻未返回應(yīng)答信息的情況下，在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間之后除了 I編號(hào)線路之外還對(duì)2編號(hào)線路同時(shí)供電，如果返回了應(yīng)答信息則判斷出位于2編號(hào)線路。作為由起電控制裝置32控制向列車的供電的方法，例如可以指示變電所而實(shí)施從起電控制裝置32向特定的范圍的供電。另外，例如可以在起電線、架線、回線電流用的軌道等設(shè)置切斷器，根據(jù)來(lái)自起電控制裝置32的指示來(lái)開(kāi)閉切斷器，由此控制供電。在線范圍確定裝置33作為在起電控制裝置32控制起電系統(tǒng)I之際掌握被電力供給的范圍的信息，通過(guò)比對(duì)與起電控制裝置32控制起電系統(tǒng)I所供電的范圍相關(guān)的信息、以及車上裝置2的應(yīng)答信息，由此確定在線范圍。在上述構(gòu)成中，雖然地上裝置3使用從車上裝置2發(fā)送來(lái)的信息來(lái)掌握在線范圍，但是地上裝置3也可使用從車上裝置2發(fā)送來(lái)的信息以外的信息來(lái)算出在線范圍。本構(gòu)成是考慮到不經(jīng)由車上裝置2而向地上裝置3輸入的信息的構(gòu)成，例如相當(dāng)于將由軌道電路或加速器計(jì)時(shí)器等的設(shè)置于地上側(cè)的裝置所獲得到的信息用作向在線范圍確定裝置33的輸入的情況。在本構(gòu)成中，地上裝置3除了從各列車的車上裝置2輸入的信息以外，還基于由設(shè)置于地上側(cè)的上述裝置所獲得到的信息，來(lái)算出在線范圍。以后的處理與上述構(gòu)成中的處理同樣。另外，對(duì)于從車上通信裝置21向地上裝置3發(fā)送應(yīng)答信息的方法，無(wú)論是無(wú)線還是有線都能實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例。在由在線范圍確定裝置33算出列車在線范圍的情況下，例如也可并用軌道電路、加速度傳感器、陀螺儀傳感器、測(cè)速發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)發(fā)器、響應(yīng)器、無(wú)線LAN的電波信息、超聲波傳感器、多普勒雷達(dá)、照相機(jī)、紅外線傳感器、加速器計(jì)時(shí)器之中的任一個(gè)裝置來(lái)算出。在線范圍確定裝置33也可使用上述裝置之中的I個(gè)種類的裝置，也可組合使用多個(gè)種類的裝置。此外，也可根據(jù)行駛地點(diǎn)來(lái)變更所使用的裝置。關(guān)于位置算出的詳細(xì)技術(shù)，由于是在以往的列車控制系統(tǒng)或汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等中被廣泛利用的技術(shù)，因而省略其詳細(xì)內(nèi)容。另外，如圖6所示，在線范圍確定裝置33也可配備在車上裝置2。此時(shí)，配備于車上裝置2中的在線范圍確定裝置33通過(guò)車上通信裝置21和地上通信裝置31來(lái)掌握供電的定時(shí)及其范圍。由此，在線范圍確定裝 置33通過(guò)比對(duì)來(lái)自起電系統(tǒng)I的供電、和事前已掌握的供電的定時(shí)及其范圍，從而能夠確定本列車的在線范圍。所確定的在線范圍的信息只要利用車上通信裝置21和地上通信裝置31進(jìn)行收發(fā)即可。如果采用本實(shí)施例，則通過(guò)控制起電系統(tǒng)來(lái)確定各列車的在線范圍，從而可以實(shí)現(xiàn)如下的列車控制系統(tǒng):在列車啟動(dòng)時(shí)或停電等的異常時(shí)，無(wú)需人工，也不用導(dǎo)入轉(zhuǎn)發(fā)器或軌道電路等的設(shè)備，能夠降低鐵道的生命周期成本，在列車的安全性 運(yùn)行密度 節(jié)能觀點(diǎn)方面也適用的列車控制系統(tǒng)。[實(shí)施例2]在本實(shí)施例中示出除了實(shí)施例1的列車的在線范圍的確定之外還進(jìn)行速度控制的構(gòu)成。在實(shí)施例2中，車上裝置2由通過(guò)從起電系統(tǒng)I供給的電力來(lái)啟動(dòng)的車上通信裝置21、和基于從地上裝置3發(fā)送的停止目標(biāo)信息來(lái)控制本列車的行駛的速度控制裝置23而構(gòu)成。另外，地上裝置3由對(duì)起電系統(tǒng)的供電動(dòng)作進(jìn)行控制的起電控制裝置32、基于來(lái)自車上裝置2的發(fā)送信息來(lái)確定該列車的在線范圍的在線范圍確定裝置33、基于該列車的在線范圍來(lái)算出停止目標(biāo)的停止目標(biāo)算出裝置34、和向各列車發(fā)送停止目標(biāo)的地上通信裝置31而構(gòu)成。在本實(shí)施例中，能夠適用于由于停電等的異常事態(tài)，導(dǎo)致在車站的任一編號(hào)線路停車中的列車處于無(wú)供電狀態(tài)，安全地移動(dòng)到相距速度控制所必要的程度的距離處的情況。另外，如后述的實(shí)施例3那樣，如果采用使用了供電模式的方法則也可不切斷來(lái)自起電系統(tǒng)的供電，故也適用于在線于車站以外的列車。圖8表示本實(shí)施例的車上裝置2的控制流程，圖9表示本實(shí)施例的地上裝置3的控制流程。在車上裝置2從起電系統(tǒng)I接受到供電的情況下(9300)，通過(guò)該供電而車上通信裝置21啟動(dòng)(9301)。已啟動(dòng)的車上通信裝置21在地上裝置變更供電范圍之前，向地上裝置3發(fā)送傳達(dá)已被供電的應(yīng)答信息(9302)。在車上通信裝置21從地上裝置3接收到在線范圍信息以及停止目標(biāo)信息的情況下(9303)，速度控制裝置23按照本列車能安全地停止到停止目標(biāo)的方式控制行駛速度(9304)。地上裝置3使用起電控制裝置32切斷成為確定在線位置的對(duì)象的列車所行駛的軌道上的范圍的所有起電系統(tǒng) I (9400)，改變定時(shí)而向各范圍供電一定時(shí)間(9401)。假設(shè)在向各范圍供電之際，在某一定時(shí)向I個(gè)范圍供電，不同時(shí)向多個(gè)編號(hào)線路供電。其次，在地上裝置3的地上通信裝置31接收到由起電系統(tǒng)I的供電而啟動(dòng)的車上通信裝置21發(fā)送出的應(yīng)答信息的情況下(9402)，在線范圍確定裝置33根據(jù)該定時(shí)來(lái)確定列車在線的在線范圍(9403)，停止目標(biāo)算出裝置34基于該在線范圍來(lái)算出該列車的停止目標(biāo)位置(9404)，地上通信裝置31向車上裝置2發(fā)送該在線范圍以及停止目標(biāo)位置信息(9405)。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，上述的停止目標(biāo)算出裝置34、速度控制裝置23、車上通信裝置21、地上通信裝置31所用到的技術(shù) 方法適用各種各樣的方法。在此，省略其詳細(xì)內(nèi)容，例如有如專利文獻(xiàn)I那樣以塊為單位來(lái)生成停止模式，并將停止目標(biāo)位置塊信息作為數(shù)字信息來(lái)傳輸?shù)姆椒?。在由速度控制裝置23控制行駛速度的情況下，除了列車的在線范圍和到停止目標(biāo)為止的距離這2個(gè)信息之外，還可以使用行駛速度、地形信息(行駛路線的曲率、坡度等)、車輛性能(發(fā)動(dòng)機(jī)性能、制動(dòng)器性能、重量等)之中的至少一個(gè)信息來(lái)算出。由于既能確保安全性也能在考慮運(yùn)行密度、節(jié)能的基礎(chǔ)上算出行駛速度的方法，大多為公知技術(shù)，因此也可適用這些公知技術(shù)。另外，優(yōu)選所述車上裝置2或所述地上裝置3具備監(jiān)視器，具備以將所述各裝置的處理狀況顯示于監(jiān)視器的方式、或者以聲音的方式告知處理狀況的單元。在上述中，雖然地上裝置3向車上裝置2發(fā)送停止目標(biāo)信息，但是也可取代停止目標(biāo)而將各地點(diǎn)處的該列車的限制速度發(fā)送給車上裝置2。[實(shí)施例3]在實(shí)施例1、實(shí)施例2中，采用了切斷成為確定在線位置的對(duì)象的范圍的起電系統(tǒng)I，在改變定時(shí)的同時(shí)對(duì)各范圍供電的方式。實(shí)施例3采用不切斷起電系統(tǒng)I，對(duì)成為確定在線位置的對(duì)象的各范圍以特定的供電模式進(jìn)行電力供給由此確定在線范圍的方式。根據(jù)本構(gòu)成，可以向多個(gè)范圍同時(shí)供電，避免了切斷向各范圍的電力供給，故抑制了對(duì)列車運(yùn)行的影響。在本實(shí)施例中，假定要搜索的列車在線于車站。圖10示出實(shí)施例3的構(gòu)成。車上裝置2具備對(duì)被起電控制裝置32控制的起電系統(tǒng)I的供電模式進(jìn)行測(cè)量的供電測(cè)量單元22，且車上通信裝置21基于供電測(cè)量單元22測(cè)量到的供電模式，將應(yīng)答信息發(fā)送給地上裝置3。地上裝置3由對(duì)起電系統(tǒng)I的供電模式進(jìn)行控制的起電控制裝置32、和基于來(lái)自車上裝置2的應(yīng)答信息來(lái)確定該列車的在線范圍的在線范圍確定裝置33而構(gòu)成。圖11表示本實(shí)施例的車上裝置2的控制流程，圖12表示本實(shí)施例的地上裝置3的控制流程。另外，圖13示出具體的供電模式的圖例。 在車上裝置2從起電系統(tǒng)I接受到供電模式的情況下(9500)，供電測(cè)量單元22測(cè)量供電模式(9501)，向在線范圍確定裝置33發(fā)送與所接收到的供電模式相應(yīng)的應(yīng)答信息(9502)。地上裝置3針對(duì)成為使用起電控制裝置32來(lái)確定在線范圍的對(duì)象的各個(gè)范圍，分別進(jìn)行固有的供電模式下的供電(9600)。其次，地上裝置3基于起電系統(tǒng)I的供電模式而接收到車上通信裝置21發(fā)送出的應(yīng)答信息的情況下(9601)，在線范圍確定裝置33根據(jù)該應(yīng)答信息來(lái)算出列車在線的在線范圍(9602)。在線范圍確定裝置33作為掌握起電控制裝置32所控制的供電模式及其范圍的信息，通過(guò)比對(duì)與起電控制裝置32控制起電系統(tǒng)I所供電的供電模式及其范圍相關(guān)的信息、以及車上裝置2的應(yīng)答信息，由此確定在線范圍。只要按想要確定的每個(gè)范圍而以不同的供電模式進(jìn)行控制即可，如果針對(duì)想要搜索在線位置的范圍所屬的多個(gè)區(qū)間而在各個(gè)區(qū)間內(nèi)全部以不同的供電模式進(jìn)行供電，則能以區(qū)間為單位來(lái)搜索位置。應(yīng)答信息也可以使用所接收到的供電模式本身，只要至少包含獲知已接收到特定的供電模式的信息即可。此時(shí)，只要在線范圍確定裝置33掌握基于各個(gè)供電模式的應(yīng)答信息即可。在實(shí)施例1、實(shí)施例2中，采用了如下構(gòu)成:為了切斷位于除要搜索的范圍以外的區(qū)間內(nèi)的列車向車上裝置2的供電，而在起電系統(tǒng)I中設(shè)置切斷器，并根據(jù)來(lái)自起電控制裝置32的指示來(lái)開(kāi)閉切斷器。在實(shí)施例3中，由于只要采用對(duì)車上裝置2能供給特定的供電模式的構(gòu)成即可，因而不僅切斷器，也可將變壓器、頻率調(diào)制裝置、電力線輸送通信用的發(fā)送器等設(shè)置于起電系統(tǒng)I。例如，在使用變壓器的情況下，能夠生成按每個(gè)區(qū)間而使供電電力的電壓變化的供電模式，在使用頻率調(diào)制裝置的情況下，能夠生成按每個(gè)區(qū)間而使供電電力的頻率變化的供電模式，另外在使用電力線輸送通信用的發(fā)送器的情況下，能夠生成按每個(gè)區(qū)間在供電電力上疊加特定的模式信號(hào)的供電模式。即、通過(guò)適用這些的裝置，從而能夠設(shè)定沒(méi)有影響到車輛運(yùn)行的供電模式。圖13示出由電力線輸送通信機(jī)在來(lái)自變電所的供電上附加了信息信號(hào)時(shí)的供電模式例。較之來(lái)自變電所的供給電壓而將高頻率、低振幅的電力作為信息信號(hào)進(jìn)行疊加，由此還能夠與起電系統(tǒng)的供電同時(shí)地發(fā)送信息。被附加的信息信號(hào)能夠利用測(cè)量電壓變動(dòng)的供電測(cè)量單元而取出。除此之外，也可不是將信息信號(hào)疊加于供電電力上，而是利用變壓器、頻率調(diào)制裝置將來(lái)自變電所的供電電力本身的振幅、頻率作為信息信號(hào)。圖14表示存在I 4編號(hào)線路的車站內(nèi)的列車的編號(hào)線路確定方法。起電控制裝置32對(duì)各編號(hào)線路以疊加了不同信息信號(hào)的供電模式來(lái)進(jìn)行供電，向各編號(hào)線路供給的供電模式的波形僅信息信號(hào)不同。車上裝置2由被疊加的供電測(cè)量單元來(lái)測(cè)量在供電模式上所疊加的信息信號(hào)的電壓變動(dòng)，在測(cè)量到獲知是3編號(hào)線路的特有的信息信號(hào)的情況下，能夠判斷出該列車在線于3編號(hào)線路。另外，通過(guò)使接受到供電模式的列車發(fā)送的應(yīng)答信息具有所接受到的供電模式的信息和列車的信息這兩個(gè)信息，從而在列車分別在線于多個(gè)編號(hào)線路時(shí)，還能夠同時(shí)確定哪輛列車在線于哪個(gè)編號(hào)線路。也就是說(shuō)，在列車分別在線于I 4編號(hào)線路的情況下，能夠一次確定哪輛列車在線于哪個(gè)編號(hào)線路。而且，通過(guò)起電能夠?qū)Ω骶幪?hào)線路繼續(xù)供電，因而即便列車不是停止?fàn)顟B(tài)也能夠適用。例如，作為確認(rèn)闖入到車站內(nèi)的列車行進(jìn)到哪個(gè)編號(hào)線路的方法，也能夠利用本實(shí)施例。另外，與實(shí)施例1同樣地，也可使在線范圍確定裝置33位于車上側(cè)。圖15示出車上裝置2具備在線范圍確定裝置33的構(gòu)成。在車上側(cè)具備在線范圍確定裝置33的情況下，在線范圍確定裝置33事前掌握各范圍中的供電模式，從而即便車上裝置2不與地上裝置3通信，也能夠基于供電測(cè)量單元22測(cè)量到的供電模式來(lái)確定本列車的在線范圍。也就是說(shuō)，如果是為了確定本列車的在線范圍，則無(wú)需車上通信裝置21和地上通信裝置31。為了在車上以外也獲知所確定的該列車的在線范圍，只要具備車上通信裝置21和地上通信裝置31并進(jìn)行信號(hào)交互即可。與實(shí)施例2同樣地，在進(jìn)行速度控制的情況下，如圖16所示那樣構(gòu)成為具備:基于所確定的在線范圍來(lái)算出停止目標(biāo)的停止目標(biāo)算出裝置34、和基于停止目標(biāo)信息來(lái)控制速度的速度控制裝置23。另外，與實(shí)施例2不同，由于也可以不切斷來(lái)自起電系統(tǒng)的供電，因而可以適用于行駛中的列車。關(guān)于控制流程，在實(shí)施例3中換用另一措詞來(lái)解讀圖8、圖9的應(yīng)答信息發(fā)送以前的部分即可。在基于來(lái)自起電系統(tǒng)的供電模式來(lái)確定在線范圍的情況下，由于加入了噪聲等，因而被識(shí)別為與本來(lái)不同的供電模式，故存在誤識(shí)別在線范圍的可能性。與之相對(duì)，例如在適用電力線輸送通信技術(shù)的情況下，通過(guò)在通信內(nèi)容中導(dǎo)入編碼技術(shù)，從而可以在起電系統(tǒng)I的路徑上采用應(yīng)對(duì)噪聲的策略，還可以提高在線范圍確定的可靠性。如以上，如果使用本實(shí)施例，則通過(guò)抑制地上設(shè)備的設(shè)置數(shù)量，從而可以降低設(shè)置、保養(yǎng)成本，并且能夠進(jìn)行無(wú)需人工的安全列車控制。[實(shí)施例4]在實(shí)施例4中，采用如下方式:線范圍確定裝置33不僅在搜索列車的范圍為車站內(nèi)的范圍內(nèi)還在車站以外的范圍內(nèi)確定在線位置。圖17示出本實(shí)施例的構(gòu)成圖。在本構(gòu)成中示出采用由來(lái)自起電系統(tǒng)的供電而啟動(dòng)的車上通信裝置21的方法。本實(shí)施例的構(gòu)成能由實(shí)施例1至實(shí)施例3的構(gòu)成來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此，以實(shí)施例1的、通過(guò)供電而車上通信裝置啟動(dòng)的方式來(lái)說(shuō)明。地上裝置3使成為利用起電控制裝置32來(lái)確定在線位置的對(duì)象的列車所行駛的軌道上的范圍的切斷器打開(kāi)。其次，開(kāi)始基于變電所的起電供給，在在線范圍確定裝置33接收到應(yīng)答信息的情況下，判斷出在線于區(qū)間A。在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間之后未返回應(yīng)答信息的情況下，關(guān)閉區(qū)間A-B間的切斷器，確認(rèn)有無(wú)應(yīng)答信息。在有應(yīng)答信息的情況下判斷出在線于區(qū)間B，在即便經(jīng)過(guò)一定時(shí)間也仍未返回應(yīng)答信息的情況下，進(jìn)一步關(guān)閉區(qū)間B-C間的切斷器，確認(rèn)有無(wú)應(yīng)答信息。以后，同樣地通過(guò)關(guān)閉確定在線范圍的區(qū)間的切斷器，并確認(rèn)有無(wú)應(yīng)答信息，由此算出在線范圍。在實(shí)施例4中，雖然如“區(qū)間A”、“區(qū)間A+區(qū)間B”、“區(qū)間A+區(qū)間B+區(qū)間C”那樣擴(kuò)大供電區(qū)間，但是也可根據(jù)變電所的位置、數(shù)量而錯(cuò)開(kāi)定時(shí)地對(duì)區(qū)間A、區(qū)間B、區(qū)間C分別供電，也可如實(shí)施例3那樣采取在各個(gè)區(qū)間內(nèi)以固有的供電模式供電的方式。此時(shí)，通過(guò)對(duì)要確定的在線區(qū)間分別設(shè)置變電所、變壓器、頻率調(diào)制裝置、電力線輸送通信用的發(fā)送器等，從而能夠向各區(qū)間發(fā)送特有的供電模式。[實(shí)施例5]
在上述實(shí)施例1 實(shí)施例4中前提在于:起電控制裝置32能夠無(wú)誤地控制向關(guān)心的范圍的供電、或者供電模式。在實(shí)施例5中，假定發(fā)生向錯(cuò)誤的范圍的供電、基于錯(cuò)誤的供電模式的供電等現(xiàn)象，地上裝置3具備起電監(jiān)視裝置35，其用于監(jiān)視起電控制裝置32向關(guān)心的范圍的有意供電、或者可靠地進(jìn)行基于供電模式的供電控制。圖18示出本實(shí)施例的構(gòu)成。本實(shí)施例中的、使用了起電監(jiān)視裝置35的起電監(jiān)視方法也能適用于實(shí)施例1至實(shí)施例4的任意實(shí)施例。在此，作為一例，圖19示出對(duì)實(shí)施例1的控制流程適用的情況下的地上裝置3的控制流程，另外圖20示出對(duì)實(shí)施例2適用的情況。車上裝置2的控制流程也可與圖8同樣。此外，由于對(duì)于實(shí)施例3、實(shí)施例4的控制流程而言也能夠幾乎同樣地進(jìn)行追加，故在此進(jìn)行了省略。地上裝置3使成為利用起電控制裝置32來(lái)確定在線位置的對(duì)象的列車所行駛的軌道上的范圍的起電系統(tǒng)I切斷(9700)，改變定時(shí)而向各范圍供電一定時(shí)間(9701)。在開(kāi)始了供電之后，如果起電控制裝置32接收到來(lái)自對(duì)其供電狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量 監(jiān)視的起電監(jiān)視裝置35的反饋結(jié)果(9702)，則確認(rèn)該反饋結(jié)果是否為如意料那樣的結(jié)果(確實(shí)切斷了切斷對(duì)象范圍中的供電)(9703)。在反饋結(jié)果為如意料那樣的結(jié)果、且地上通信裝置31接收到由起電系統(tǒng)I的供電而啟動(dòng)的車上通信裝置21發(fā)送出的應(yīng)答信息的情況下(9704)，在線范圍確定裝置33根據(jù)該定時(shí)來(lái)確定列車在線的在線范圍(9705)。在反饋結(jié)果不是如意料那樣的結(jié)果的情況下，視作起電控制裝置32在起電控制中發(fā)生了異常，向地上裝置3的操作員通知起電系統(tǒng)的控制異常(9706)。在進(jìn)行速度控制的情況下，如圖20所示那樣，在按與圖19同樣的控制流程進(jìn)行了在線范圍的確定(9805)之后，基于該在線范圍信息來(lái)算出列車的停止目標(biāo)(9806)。然后，向車上裝置發(fā)送在線范圍信息和停止目標(biāo)信息(9807)。上述起電監(jiān)視裝置35例如也可在起電線、架線、回線電流用的軌道等設(shè)置電壓計(jì)或電流計(jì)。起電監(jiān)視裝置35對(duì)起電系統(tǒng)I的供電狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量地點(diǎn)信息以及測(cè)量結(jié)果反饋給起電控制裝置32。起電控制裝置32通過(guò)確認(rèn)被反饋的結(jié)果來(lái)確認(rèn)沒(méi)有進(jìn)行錯(cuò)誤的供電。根據(jù)本構(gòu)成，能夠立刻檢測(cè)起電控制的異常。另外，為了驗(yàn)證起電監(jiān)視裝置35以及起電控制裝置32的動(dòng)作，也可由起電控制裝置32進(jìn)行測(cè)試模式的供電。通過(guò)實(shí)施本處理，例如在起電監(jiān)視裝置35沒(méi)有正確地反饋測(cè)試模式的情況下，能夠判斷出起電系統(tǒng)1、起電控制裝置32、或起電監(jiān)視裝置35的任意裝置發(fā)生了異常。另外，優(yōu)選所述車上裝置2或所述地上裝置3具備監(jiān)視器4，具備在所述各裝置中檢測(cè)到異常的情況下以監(jiān)視器4顯示該狀況的方式、或以聲音的方式告知處理狀況的單元。而且，也可以在實(shí)施例1 實(shí)施例4中具備監(jiān)視器4等，以顯示或聲音的方式告知起電控制裝置32的起電系統(tǒng)I的控制狀況、由在線范圍確定裝置確定出的列車信息、列車的速度控制 指示信息等。產(chǎn)業(yè)上的可利用性將列車控制 系統(tǒng)作為對(duì)象。
權(quán)利要求
1.一種列車控制系統(tǒng)，具備將來(lái)自發(fā)電站的電力供給至列車的電力供給裝置，其特征在于，具有: 電力供給控制裝置，其在所述列車所行駛的軌道上，按照分別在電氣上獨(dú)立地進(jìn)行電力供給的車站內(nèi)的每個(gè)編號(hào)線路、或者能切斷電力供給的每個(gè)區(qū)間，來(lái)控制所述電力供給裝置的供電的定時(shí)或者供電電力的電壓波形； 車上通信裝置，其在所述電力供給控制裝置對(duì)供電的定時(shí)進(jìn)行控制的情況下，由所述供電電力進(jìn)行啟動(dòng)并發(fā)送應(yīng)答信息，在所述電力供給控制裝置對(duì)電壓波形進(jìn)行控制的情況下，發(fā)送基于所述電壓波形所生成的應(yīng)答信息；和 在線范圍確定裝置，其基于所述電力供給裝置的供電的控制信息和所述應(yīng)答信息來(lái)確定所述列車的在線范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述電力供給控制裝置按每個(gè)所述編號(hào)線路而以不同的定時(shí)來(lái)進(jìn)行供電， 所述車上通信裝置接受來(lái)自所述電力供給裝置的供電電力進(jìn)行啟動(dòng)， 所述在線范圍確定裝置比對(duì)接收到所述應(yīng)答信息的定時(shí)、和所述電力供給控制裝置控制所述供電的定時(shí)的控制信息，來(lái)確定所述列車的在線范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述電力供給裝置具備按每個(gè)所述區(qū)間能切斷供電的切斷器， 所述電力供給控制裝置控制所述切斷器，按每個(gè)所述區(qū)間而以不同的定時(shí)來(lái)進(jìn)行供電， 所述車上通信裝置接受來(lái)自所述電力供給裝置的供電電力進(jìn)行啟動(dòng)， 所述在線范圍確定裝置比對(duì)接收到所述應(yīng)答信息的定時(shí)、和所述電力供給控制裝置控制所述供電的定時(shí)的控制信息，來(lái)確定所述列車的在線范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述電力供給控制裝置按每個(gè)所述編號(hào)線路而以具有不同的電壓波形的電力來(lái)進(jìn)行供電， 在車上具備對(duì)所述電壓波形進(jìn)行測(cè)量的供電測(cè)量單元， 所述車上通信裝置發(fā)送基于由所述供電測(cè)量單元測(cè)量到的所述電壓波形而生成的應(yīng)答信息， 所述在線范圍確定裝置比對(duì)所述應(yīng)答信息、和所述電力供給控制裝置控制所述電壓波形的控制信息，來(lái)確定所述列車的在線范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述電力供給裝置具備按每個(gè)所述區(qū)間能切斷供電的切斷器， 所述電力供給控制裝置控制所述切斷器，按每個(gè)所述區(qū)間而以具有不同的電壓波形的電力來(lái)進(jìn)行供電， 在車上具備對(duì)所述電壓波形進(jìn)行測(cè)量的供電測(cè)量單元， 所述車上通信裝置發(fā)送基于由所述供電測(cè)量單元測(cè)量到的所述電壓波形而生成的應(yīng)答信息， 所述在線范圍確定裝置比對(duì)所述應(yīng)答信息、和所述電力供給控制裝置控制所述電壓波形的控制信息，來(lái)確定所述列車的在線范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 在車上具備所述在線范圍確定裝置的情況下， 具有地上通信裝置，該地上通信裝置將所述電力供給控制裝置控制所述供電的定時(shí)或者所述供電電力的電壓波形的控制信息發(fā)送至所述車上通信裝置， 所述車上通信裝置將從所述地上通信裝置接收到的所述控制信息發(fā)送至所述在線范圍確定裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述列車控制系統(tǒng)具有: 停止目標(biāo)算出裝置，其基于所確定出的所述列車的在線范圍來(lái)算出停止目標(biāo)；和 速度控制裝置，其基于所述停止目標(biāo)信息來(lái)控制本列車的行駛速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求 7所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 在由所述速度控制裝置控制行駛速度之際， 使用所述在線范圍和到所述停止目標(biāo)為止的距離， 或者，除了所述在線范圍和到所述停止目標(biāo)為止的距離之外，還使用所述列車的行駛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)性能、制動(dòng)器性能、重量、行駛路徑的曲率、坡度、所述在線范圍確定裝置所確定出的在線范圍、到所述停止目標(biāo)算出裝置算出的停止目標(biāo)為止的距離之中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述電力供給裝置具備如下的至少一個(gè)裝置，分別是: 變壓器，其按每個(gè)所述編號(hào)線路或每個(gè)所述區(qū)間能使所述供電電力的電壓變化；頻率調(diào)制裝置，其按每個(gè)所述編號(hào)線路或每個(gè)所述區(qū)間能使所述供電電力的頻率變化；和 電力線輸送通信裝置，其在每個(gè)所述編號(hào)線路或每個(gè)所述區(qū)間的所述供電電力上能疊加模式信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 在控制所述電力供給裝置之際應(yīng)用通信編碼技術(shù)，由此能夠檢測(cè)或除去所述電力供給裝置的路徑上的噪聲。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述在線范圍確定裝置同時(shí)使用在確定所述列車的在線范圍之際使用軌道電路、加速度傳感器、陀螺儀傳感器、測(cè)速發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)發(fā)器、應(yīng)答器、無(wú)線LAN的電波信息、超聲波傳感器、多普勒雷達(dá)、照相機(jī)、紅外線傳感器、車軸檢測(cè)器之中的至少一個(gè)裝置而獲取到的信息、和所述應(yīng)答信息，來(lái)確定在線范圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述列車控制系統(tǒng)具備電力供給監(jiān)視裝置，該電力供給監(jiān)視裝置測(cè)量所述電力供給裝置的供電狀態(tài)，并向所述電力供給控制裝置傳達(dá)所測(cè)量到的所述供電狀態(tài)的結(jié)果， 所述電力供給控制裝置具有如下單元:其比對(duì)所述供電的定時(shí)或者所述供電電力的電壓波形的控制信息、和所述電力供給監(jiān)視裝置的所述測(cè)量結(jié)果，在所述控制信息和所述測(cè)量結(jié)果不一致的情況下能判斷為異常。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述電力供給控制裝置與電車是否在線于所述編號(hào)線路或者所述區(qū)間無(wú)關(guān)地，在任意的定時(shí)、或者以具有任意的電壓波形的電力來(lái)進(jìn)行測(cè)試供電。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 在所述電力供給控制裝置判斷為異常的情況下，輸出警報(bào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的列車控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述列車控制系統(tǒng)具備:對(duì)確定在線范圍的處理狀況進(jìn)行顯示的監(jiān)視器、或用聲音告知所述處理狀況的單元、或 者其雙方。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用了起電的鐵道信號(hào)系統(tǒng)。以往在地上設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)器或軌道電路等的掌握在線位置的裝置的情況下，設(shè)置、保養(yǎng)所需的成本增大。另外，在車上裝置無(wú)法掌握本列車的在線位置的情況下，駕駛員需要在以目視等方式確認(rèn)行進(jìn)方向的安全性的同時(shí)將列車駕駛到設(shè)置有轉(zhuǎn)發(fā)器的場(chǎng)所為止來(lái)確定在線位置。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明在具備向列車供給來(lái)自發(fā)電站的電力的電力供給裝置的列車控制系統(tǒng)中，通過(guò)在列車所行駛的軌道上，按照分別在電氣上獨(dú)立地進(jìn)行電力供給的車站內(nèi)的每個(gè)編號(hào)線路、或者能切斷電力供給的每個(gè)區(qū)間，控制電力供給裝置的供電的定時(shí)或者供電電力的電壓波形，由此將供電電力也用作信號(hào)來(lái)確定列車的在線范圍。
文檔編號(hào)B61L27/00GK103204173SQ20131000704
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者今本健二, 前川景示, 勝田敬一, 柴田直樹(shù), 酒井憲一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所