本发明涉及提高列车行驶的安全性的列车安全保障系统、列车安全保障控制方法以及列车车上装置。
背景技术：
在现有的列车的安全保障控制方式中，一直以来使用基于利用轨道回路的列车探测的“固定闭塞方式”。近年来，在车上与地上间的传输中导入无线通信系统，正在推进不使用轨道回路的“移动闭塞方式”的导入。
移动闭塞方式由列车内的车上装置以及列车外的地上装置构成，在车上装置与地上装置之间以无线进行传输。车上装置通过列车主体探测设置于地上的地上件来辨识该地点的位置信息。根据该位置信息、列车的车轮直径信息以及车轴的旋转速度等来运算列车的速度信息以及位置信息，以从地上装置接收到的行驶许可速度以及行驶位置为基础来进行制动控制。例如在专利文献1中公开了如下方法：在利用atacs的列车控制系统中，在求取用于获知列车的在轨位置的列车长度时，考虑速度信息的误差，在实际列车长度的排头侧以及末尾侧分别加上对应于将列车速度累计的移动距离而确定的列车长度修正值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：jp专利第4575807号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题
在利用现有的固定闭塞方式的列车安全保障控制中，对于预先预定了变动的车轮直径，在被设定为正常的范围中设定最大车轮直径以及最小车轮直径的范围，在设定了该范围外的车轮直径的情况下，在速度运算等中进行控制，使得通过使用最大车轮直径而趋向安全侧。
但在利用移动闭塞方式的列车安全保障控制中，将最大车轮直径使用在速度运算等中，但不一定被控制得趋向安全侧。这是因为，会出现由于使用例如最大车轮直径反而在与后续列车的位置关系的辨识中招致容许范围以上的接近的可能性。
为此，本发明的目的在于，提供一种列车安全保障系统，在移动闭塞方式中，即使对于设定了被设定为正常的范围外的车轮直径的情况，也会防止列车的安全保障控制的安全性降低。在此，关于车轮直径，所谓被设定为正常的范围，是指通过行驶等使用而被磨削的车轮直径为了无妨碍地行驶而被容许的范围。以下将被设定为正常的范围简略称作“正常范围”。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明所涉及的列车安全保障系统特征在于，在设定了正常范围外的车轮直径的情况下，将正常范围的最大车轮直径以及最小车轮直径、和正常范围外的车轮直径的3种类的值中的合适的2种类的车轮直径使用在列车的安全保障控制中。
发明的效果
根据本发明，在设定了正常范围外的车轮直径的情况下也能确保列车的安全保障控制的安全性，能没有妨碍地持续列车运行。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的列车长度的修正方法的图。
图2是表示本发明的实施例所涉及的列车安全保障系统的结构的图。
图3是表示本发明的实施例所涉及的车上控制装置所具备的结构的图。
图4是表示本发明的实施例所涉及的列车的车轮直径的设定值的图。
图5是表示本发明的实施例所涉及的车上控制装置记录部的记录内容的图。
图6是表示本发明的实施例所涉及的地上侧发送电文的内容的图。
图7是表示本发明的实施例所涉及的车上侧发送电文的内容的图。
图8是表示本发明的实施例所涉及的控制用车轮直径x以及y的决定过程的流程图。
具体实施方式
作为用于实施本发明的形态，以下参考附图来说明实施例。
实施例
图1是表示本发明所涉及的列车长度的修正方法的图。
列车101搭载车上件103，从地上件a(102)取得位置信息。图1的(a)表示列车101通过地上件a(102)取得位置信息的瞬间。这时，安全保障控制中所使用的列车长度成为预先设定的列车长度l0(100)。
图1的(b)表示在取得位置信息后列车行进的样子。在本发明中，具有控制用车轮直径x以及控制用车轮直径y(x＞y)，在该(b)中示出根据控制用车轮直径x运算出的列车位置104和根据控制用车轮直径y运算出的列车位置105。由于控制用车轮直径的值是x＞y，根据控制用车轮直径x运算出的列车位置104比根据控制用车轮直径y运算出的列车位置105更靠行进方向的前方侧。
图1的(c)示出修正后的列车长度l1。将从根据控制用车轮直径x算出的列车位置104的车辆排头到根据控制用车轮直径y算出的列车位置105的最末尾的距离设为修正后的列车长度l1(106)。
图1的(d)示出列车101通过地上件b(107)取得位置信息的瞬间。这时，安全保障控制中使用的列车长度成为预先设定的列车长度l0(100)。
在本发明中，通过在地上件间，根据2个不同的车轮直径算出2个位置信息，将从表示行进方向的前方的列车位置的排头到表示行进方向的后方的列车位置的最末尾的距离修正为列车长度来使用，来确保安全保障控制中的安全性。
图2是表示列车安全保障系统的结构的图。另外，分别在图6示出地上侧发送电文202的内容，在图7示出车上侧发送电文203的内容。
地上控制装置200经由未图示的地上无线控制装置从地上天线201发送包含能行驶位置600以及临时速度限制601等各信息的地上侧发送电文202(参考图6)。
列车101中所具备的车上天线204接收地上侧发送电文202。车上无线控制装置205对接收到的地上侧发送电文202进行处理，作为来自地上控制装置200的信息传达到车上控制装置207。
车上控制装置207分别从车轮直径设定装置206取得在其设定的设定车轮直径500，从车轴旋转速度检测装置210取得通过其检测到的车轴旋转速度信息。
另外，列车101所具备的车上件102接收通过地上件103发送的信息，通过车上件控制装置209对其进行处理并传达到车上控制装置207。
以来自车轮直径设定装置206的车轮直径设定信息、来自车轴旋转速度检测装置210的车轴旋转速度信息以及来自地上件103的位置信息为基础，在车上控制装置207算出当前的列车位置700以及列车长度701的各信息，并传达到车上无线控制装置205。这些信息作为车上侧发送电文203(参考图7)的一部分通过车上天线204向地上天线201发送。
另外，车上控制装置207在根据能行驶位置600、临时速度限制601、列车速度、列车位置700以及列车长度701的各信息判断为需要制动的情况下，对制动输出装置208输出制动指令。
向车轮直径设定装置206的车轮直径的设定存在：设定从车轮实测的直径的值的情况，或者设定根据行驶距离、行驶速度和车轮的旋转速度求得的车轮直径的值的情况等。
图3是表示车上控制装置207所具备的结构的图。
车上控制装置207具有速度对照检查部300、控制用车轮直径x以及y决定部301、列车长度运算部302、速度运算部303、列车位置运算部304、车上控制装置记录部305以及控制模式运算部306。另外，也可以根据需要而设置显示部307。
控制用车轮直径x以及y决定部301以车轮直径设定装置206中设定的设定车轮直径500、车轮直径的正常范围501为基础来决定控制用车轮直径x502以及控制用车轮直径y503。关于该控制用车轮直径x以及控制用车轮直径y的决定过程，基于图8后述。
速度算出部303以通过车轴旋转速度检测装置210得到的车轴旋转速度信息为基础，使用控制用车轮直径x502来算出列车速度x505，另外，使用控制用车轮直径y503来算出列车速度y506。
列车位置运算部304以由车上件控制装置209得到的位置信息为基础，使用列车速度x505来算出列车位置x507，另外，使用列车速度y506来算出列车位置y508。在此，车上侧发送电文203中所含的列车位置700的信息可以设为列车位置x507，也可以设为列车位置y508。
列车长度运算部302根据列车位置x507和列车位置y508来运算列车长度701。
控制模式运算部306根据从地上侧发送电文202得到的能行驶位置600以及临时速度限制601的各信息和列车位置700以及列车长度701(包含于车上侧发送电文202中)的各信息来算出限制速度模式509。
速度对照检查部300基于由控制模式运算部306算出的限制速度模式509、由速度运算部303算出的列车速度x505以及由列车位置运算部304算出的列车位置x507来判定是否需要制动的输出。
在图5示出车上控制装置记录部305的记录内容。在车上控制装置记录部305中记录有设定车轮直径500、车轮直径的正常范围501、控制用车轮直径x502、控制用车轮直径y503、预先设定的列车长度504、列车速度x505、列车速度y506、列车位置x507、列车位置y508以及限制速度模式509。
在设置显示部307的情况下，根据车上控制装置记录部305记录的各种信息适宜显示需要的信息以及后述的告警(警报)所涉及的信息的任意一方或两方。这时，可以和安全保障以外的其他控制所涉及的信息一起显示。另外，关于告警(警报)，也可以伴随报知音。
图4是表示本发明的实施例所涉及的车轮直径的设定值的图。关于车轮直径，如前述那样，由于车轮通过行驶中的使用而被磨削，因此预先作为能变动的值来处置。图中、粗框所包围的部分是车轮直径的正常范围，这当中，设定值b402是正常范围的最大车轮直径，设定值c403是正常范围的最小车轮直径。另外，设定值a401是比正常范围大的值之一，设定值d404是比正常范围小的值之一。
图8是表示本发明的实施例所涉及的控制用车轮直径x以及y的决定过程的流程图。
关于设定的车轮直径(以下称作“设定车轮直径”)，如上述那样使用图4所示的值。其中在设定车轮直径的值超过异常值的容许级别的致命的情况下(例如被设定“0”近旁等极端的值的情况等)，报知告警(警报)(通过显示以及报知音的至少任一者)。
基于该流程图的决定过程(软件)由控制用车轮直径x以及y决定部301执行。因此，由于该流程图的各步骤的处理主体是控制用车轮直径x以及y决定部301，因此在以下说明各步骤时，省略处理主体的记述。
在步骤800，开始处理的执行。
在步骤801，判断车轮直径设定部206中设定的车轮直径(设定车轮直径500)是否是正常范围内(即，图4所示的最小车轮直径c403以上且最大车轮直径b402以下)。若设定车轮直径500是正常范围内(是)，就执行步骤802，在并非如此而是正常范围外的情况下(否)，执行步骤803。
在步骤802，将设定车轮直径500运用在控制用车轮直径x以及y中。接下来在步骤808，结束决定处理。车上控制装置207基于在该步骤802得到的控制用车轮直径x以及y来进行安全保障控制。由于设定车轮直径500是正常范围内，因此将对控制用车轮直径x以及y都运用该设定车轮直径500是没有问题的。
在步骤803，判断不是正常范围内的设定车轮直径500是否超过异常值的容许级别。若是容许级别以内(是)，就执行步骤804，在并非如此而超过容许级别的情况下(否)，执行后述的步骤805。
在步骤804，判断设定车轮直径500是否比正常范围的最大车轮直径b402大。在大的情况下(是)，执行步骤806，在并非如此而是小的情况下(否)(即，由于也是正常范围外，因此变得比正常范围的最小车轮直径c403小)，执行步骤807。
在步骤806，将设定车轮直径500运用在控制用车轮直径x中，将正常范围的最小车轮直径c403运用在控制用车轮直径y中。接下来在步骤808，结束决定处理。车上控制装置207基于该控制用车轮直径x以及y来进行安全保障控制。由于设定车轮直径500比正常范围的最大车轮直径b402大，因此对控制用车轮直径x运用该设定车轮直径500，对控制用车轮直径y运用正常范围的最小车轮直径c403，由此在最安全侧执行安全保障控制。
在步骤807，将设定车轮直径500运用在控制用车轮直径y中，将正常范围的最大车轮直径b402运用在控制用车轮直径x中。接下来，在步骤808，结束决定处理。车上控制装置207基于该控制用车轮直径x以及y来进行安全保障控制。由于设定车轮直径500比正常范围的最小车轮直径c403小，因此对控制用车轮直径x运用正常范围的最大车轮直径b402，对控制用车轮直径y运用设定车轮直径500，由此在最安全侧执行安全保障控制。
另外，在步骤805，由于设定车轮直径500超过异常值的容许级别，因此难以安全地执行安全保障控制，为了即刻报知告警(通过显示以及报知音的至少任一者)而输出告警指令。接下来，在步骤808，结束决定处理。车上控制装置207接受告警指令，并报知告警(未图示)。在设置显示部307的情况下，通过显示以及基于音声输出的报知音的至少任一者报知告警。
如以上那样，还包括设定了正常范围外的车轮直径的情况在内，始终确保列车的安全保障控制的安全性，能谋求安全的列车运行的持续。
另外，本发明并不限定于上述的实施例，包含种种变形例。例如，上述的实施例为了易于理解地说明本发明而详细进行了说明，但不一定限定于具备说明的全部结构。另外，上述的各结构、功能、处理部等可以将它们的一部分或全部通过例如用集成电路进行设计等来以硬件实现。另外，上述的各结构、功能等也可以通过处理器解释、执行实现各个功能的程序来以软件实现。实现各功能的程序、表格、文件等信息能放置于存储器、硬盘以及ssd(solidstatedrive，固态硬盘)等存储装置、或ic卡、sd卡以及dvd等记录介质中。
附图标记的说明
100预先设定的列车长度
101列车
102地上件a
103车上件
104根据控制用车轮直径x算出的列车位置
105根据控制用车轮直径y算出的列车位置
106修正后列车长度
107地上件b
200地上控制装置
201地上天线
202地上侧发送电文
203车上侧发送电文
204车上天线
205车上无线控制装置
206车轮直径设定装置
207车上控制装置
208制动输出装置
209车上件控制装置
210车轴旋转速度检测装置
300速度对照检查部
301控制用车轮直径x以及y决定部
302列车长度运算部
303速度运算部
304列车位置运算部
305车上控制装置记录部
306控制模式运算部
307显示部。
技术特征：
1.一种列车车上装置，其特征在于，具备：
旋转速度检测装置，其检测驱动列车的车轮的旋转速度；
车轮直径设定装置，其设定所述车轮的车轮直径；和
安全保障装置，其基于速度对照检查来控制所述列车，
所述安全保障装置具有：
记录部，其将所述车轮直径的正常范围作为信息之一而记录；
决定部，其基于来自所述车轮直径设定装置的设定车轮直径与来自所述记录部的所述车轮直径的正常范围的比较结果来决定用在所述列车的安全保障控制中的至少2种类的控制用车轮直径；和
运算部，其使用所述控制用车轮直径来运算所述列车的列车速度以及列车位置。
2.根据权利要求1所述的列车车上装置，其特征在于，
所述安全保障装置在所述设定车轮直径超过异常值的容许级别的情况下报知警报。
3.根据权利要求2所述的列车车上装置，其特征在于，
所述安全保障装置具有：显示部，其显示所述记录部所记录的所述信息以及所述警报的至少任意一方。
4.一种列车安全保障系统，其特征在于，具备：
搭载了车上通信装置的权利要求1～3中任一项所述的列车车上装置；和
具备地上通信装置的地上装置，
相互收发所述列车车上装置输出的表示所述列车的当前的状态的信息和所述地上装置输出的用于所述列车的安全保障控制的信息。
5.根据权利要求4所述的列车安全保障系统，其特征在于，
所述列车安全保障系统具备：
地上件，其设于所述列车行驶的线路近旁；和
车上件，其搭载与所述地上件进行信息的交换的所述列车车上装置。
6.一种列车安全保障控制方法，其特征在于，
将实测或通过计算求得的车轮直径作为设定车轮直径，
判定所述设定车轮直径是否处于所述车轮直径的正常范围内，
若所述设定车轮直径处于所述正常范围内，则对列车的安全保障控制中所用的控制用车轮直径运用所述设定车轮直径，
在所述设定车轮直径不处于所述正常范围内而比所述正常范围内的最大值大的情况下，对所述控制用车轮直径的大的值运用该设定车轮直径，且对所述控制用车轮直径的小的值运用所述正常范围内的最小值，
在所述设定车轮直径不处于所述正常范围内而比所述正常范围内的最小值小的情况下，对所述控制用车轮直径的大的值运用所述正常范围内的最大值，且对所述控制用车轮直径的小的值运用该设定车轮直径。
7.根据权利要求6所述的列车安全保障控制方法，其特征在于，
在所述设定车轮直径超过异常值的容许级别的情况下，报知警报。
技术总结
在利用移动闭塞方式的列车安全保障控制中，如现有的固定闭锁方式那样在速度运算等中使用最大车轮直径，但不一定被控制得趋向安全侧。为此，在基于设定车轮直径与车轮直径的正常范围的比较结果而设定了正常范围外的车轮直径的情况下，将正常范围的最大车轮直径以及最小车轮直径、和正常范围外的车轮直径这3种类的值中合适的2种类的车轮直径使用在列车的安全保障控制中。
技术研发人员：中邨友彦
受保护的技术使用者：株式会社日立制作所
技术研发日：.03.23
技术公布日：.01.03
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