專利名稱：列車位置檢知方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由包括信息發(fā)送接收器或軌道線路、地上感知器的地上側(cè)裝置和包括搭載在列車上的車上裝置或車上感知器的車上側(cè)裝置構(gòu)成的自動列車控制系統(tǒng)中的列車位置檢知方法，具體涉及在無需地上感知器，作為移動距離，利用搭載在該列車上的車上側(cè)裝置來檢知各列車的位置的列車位置檢知方法。
背景技術(shù)：
所謂鐵路上的信號安全系統(tǒng)，其基本的目的在于為了防止列車的追尾·脫軌，排他地控制每列列車進入封閉區(qū)間。作為之前的信號安全系統(tǒng)已知一種如下的系統(tǒng)除作為使車站內(nèi)的轉(zhuǎn)轍器和信號器連動的連動裝置外，還作為控制信號器顯示的裝置、即，決定對列車要顯示的適當限制速度的裝置的各種ATS(Automatic Train Stop自動列車停止裝置)或ATC(Automatic Train Control自動列車控制裝置)。
上述系統(tǒng)中的、最初的ATS，是在列車無視紅色信號時，自動使制動器工作的單純的列車停止裝置，經(jīng)過多次改進，具備了連續(xù)地核查到列車應(yīng)停止的地點的距離和速度的關(guān)系的功能。另外，關(guān)于ATC，在最初的裝置中，根據(jù)地上側(cè)裝置識別的全部列車的位置，對應(yīng)于各封閉區(qū)間，指示適當?shù)南拗扑俣龋诮陙鞟TC系統(tǒng)中不斷地對其方式進行了改進，從地上側(cè)裝置為各列車傳送有關(guān)應(yīng)停止的位置的信息，對此回應(yīng)，在各列車中，基于線路條件及本車的減速性能，實施恰當?shù)臏p速控制。
但是，無論在何種信號安全系統(tǒng)中，為了實施恰當?shù)臏p速控制，在列車側(cè)，需要正確識別本車的位置。在本車位置的檢知中，很早以來，廣泛采用測速發(fā)電機和利用地上感知器修正的組合。通過累計測速發(fā)電機的脈沖輸出，能夠連續(xù)且概略地推導出列車的移動距離，另外，每當列車通過適當間隔配置的各地上感知器時，通過從該地上感知器提供的正確的絕對位置信息，將目前累計的移動距離置換成其絕對位置信息，從而利用測速發(fā)電機累計的移動距離的誤差，在每當列車通過地上感知器時，能夠進行修正。
因此，作為不用地上感知器地車上裝置檢知列車位置的方法，已知有，例如，如專利文獻1所公開的方法，盡管有些不適合(能檢知本車所在的軌道線路區(qū)間，但不可進行位置修正，此外，為了對每個軌道線路附加識別符號，列車控制信號變長，列車的控制周期也變長)，但可采用每個軌道線路的識別符號。
專利文獻1特開平5-305869號公報但是，為使各自列車可檢知本車位置，如果設(shè)置多個地上感知器，則因該設(shè)置，不可避免增大護線作業(yè)的人力，此外，由于一般大范圍地設(shè)置地上感知器，在進行線形變更(軌道的布置變更)或信號系統(tǒng)變更時，隨上述變更的地上感知器的再設(shè)置或數(shù)據(jù)輸入更換，需要大量的費用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在列車位置檢知上，無需地上感知器，各列車作為移動距離能夠檢知本車位置的列車位置檢知方法，或者不僅限于一定發(fā)送絕對位置信息，而通過有效利用現(xiàn)有的地上感知器，各列車作為移動距離也能夠檢知本車位置的列車位置檢知方法。
本發(fā)明的列車位置檢知方法，在車上側(cè)保存有各軌道線路的絕對位置信息、且通過累計測速發(fā)電機的脈沖輸出來計算出目前列車的移動距離的狀態(tài)下，每當由在車上側(cè)接收的從軌道線路邊界發(fā)送給軌道線路的列車檢知信號的信號強度的變化，來檢知列車通過軌道線路邊界時，根據(jù)剛通過后的軌道線路的絕對位置信息，修正上述移動距離，利用上述脈沖輸出進行更新。
此外，一種列車位置檢知方法，在車上側(cè)保存有各軌道線路的絕對位置信息、且通過測速發(fā)電機的脈沖輸出而計算出目前列車的移動距離的狀態(tài)下，并且，在地上側(cè)，在從軌道線路邊界向軌道線路發(fā)送每一軌道線路固有的符號系列的列車檢知信號的狀態(tài)下，每當通過在車上側(cè)接收識別的列車檢知信號的符號系列的變化、而檢知列車通過軌道線路邊界時，根據(jù)剛通過后的軌道線路的絕對位置信息，修正上述移動距離，利用上述脈沖輸出進行更新。
另外，一種列車位置檢知方法，在車上側(cè)保存有各地上感知器的絕對位置信息、且通過累計測速發(fā)電機的脈沖輸出而計算出目前列車的移動距離的狀態(tài)下，每當列車通過地上感知器，在車上側(cè)接收該地上感知器的信息，并由該信息的接收時刻、在該接收時刻的移動距離及上述各地上感知器的絕對位置信息，來確定上述信息的發(fā)送源地上感知器，再根據(jù)該地上感知器的絕對位置信息，修正上述移動距離，利用上述脈沖輸出進行更新。
在列車位置檢知上，不需要地上感知器，各列車也能夠檢知本車位置，此外，不限于一定發(fā)送位置信息，通過現(xiàn)有地上感知器的有效利用，各列車也能夠檢知本車位置。


圖1是表示本發(fā)明的一例自動列車控制系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成的圖。
圖2是表示通過軌道線路邊界前的列車檢知信號的流動的圖。
圖3是表示通過軌道線路邊界后的列車檢知信號的流動的圖。
圖4是表示從車上裝置看，在軌道線路邊界附近的列車檢知信號的信號強度的變化。
圖5是表示在檢測軌道線路時使用的列車檢知電文的一例符號系列的圖。
圖6是表示在列車從某軌道線路進入其他軌道線路時的、用連接在其他軌道線路的遠方側(cè)軌道線路邊界的信息發(fā)送接收器接收的列車檢知信號的信號強度的變化的圖。
圖中1-列車，2-軌道，3a～3d-信息發(fā)送接收器，4-網(wǎng)絡(luò)，5-地上控制裝置，6-車上裝置，7a～7c-地上感知器，11-接收器，12-測速發(fā)電機，13-車上感知器，1T～9T-軌道線路，S1、S2-列車控制信號，TD1、TD2-列車檢知信號。
具體實施例方式
以下，根據(jù)圖1～圖6，說明本發(fā)明的實施方式。
首先，說明本發(fā)明的自動列車控制系統(tǒng)，圖1示出了其一例的系統(tǒng)構(gòu)成。如圖所示，在列車1上作為車上側(cè)裝置裝配有車上裝置6、接收器11、車上感知器13、或測速發(fā)電機12等，但其中，在車上裝置6中，基于測速發(fā)電機12的脈沖輸出，檢測目前的列車1的速度、或作為其累計值來檢測列車1的到目前的行駛距離。此外，在接收器11，接收到沿沿軌道線路流向的列車控制信號S1～S2或列車檢知信號TD1～TD2后，轉(zhuǎn)送給車上裝置6。并且，在車上感知器13，在列車1通過地上感知器上時，在接收到該地上感知器的信息后，轉(zhuǎn)送給車上裝置6。
另一方面，說明配置在地上側(cè)的裝置、即地上側(cè)裝置，如圖所示，作為多個軌道線路1T～9T構(gòu)成軌道2，但在本例中，以無絕緣狀態(tài)的無絕緣軌道線路表示軌道線路邊界。此外，在各軌道線路邊界連接信息發(fā)送接收器3a～3d，從地上控制裝置5，介于網(wǎng)絡(luò)4發(fā)送的列車控制電文或列車檢知電文，在由上述信息發(fā)送接收器3a～3d調(diào)制后，作為列車控制信號或列車檢知信號，在軌道線路上發(fā)送。在圖1所示的狀態(tài)下，從信息發(fā)送接收器3d發(fā)送的列車檢知信號TD1，可分別由信息發(fā)送接收器3a、3c接收而動作，借助網(wǎng)絡(luò)將該接收結(jié)果傳送給地上控制裝置5。在地上控制裝置5中，根據(jù)該接收的列車檢知信號TD1的強度變化，能夠檢測在軌道線路上的列車1的在線。
在地上控制裝置5，此外，可確認是否從指定的信息發(fā)送接收器正確地發(fā)送接收到的列車檢知電文，能比較發(fā)送的列車檢知電文和接收的列車檢知信號的內(nèi)容，另外，在地上控制裝置5，通過列車檢知掌握各列車的位置后，可向各列車發(fā)送列車控制信號，列車控制電文每次都能發(fā)送到規(guī)定的信息發(fā)送接收器。因此，能夠避免通信中的固定故障(例如信息發(fā)送接收器3b中的固定故障)，但需要每周期更新列車檢知電文。
以上，說明了自動列車控制系統(tǒng)的概要。此處，如果用搭載在列車1上的車上裝置6來檢測本車位置的情況，按以下進行。
即，圖2俯視示出圖1所示的軌道線路3T、5T和其邊界部分。如圖所示，從信息發(fā)送接收器3b向軌道線路3T發(fā)送的列車檢知信號TD1，通過在軌道線路3T上的列車1的車軸使軌道2短路，認為主要借助該車軸流過列車檢知信號TD1。因此，從該車軸看，在位于前進方向的接收器11，可接收該列車檢知信號TD1。
另外，列車1從圖2所示狀態(tài)再前進，圖3表示進入軌道線路5T時的狀態(tài)。如圖所示，從軌道線路3T、5T邊界向軌道線路3T上發(fā)送的列車檢知信號TD1，由于通過接收器11主要借助位于后側(cè)的車軸流過，因此，在接收器11不接收列車檢知信號TD1。結(jié)果，在列車1的車軸通過軌道線路3T、5T邊界的時候，由接收器11接收的列車檢知信號TD1的信號強度急劇大幅度地降低。
圖4是表示從車上裝置6看的、該列車檢知信號TD1的信號強度的變化。如圖所示，發(fā)現(xiàn)在列車1的車軸剛通過軌道線路3T、5T邊界后，其信號強度急劇大幅度降低。如此的信號強度的變化，即使列車控制信號，也出現(xiàn)同樣的結(jié)果。因此，信號強度減小的方向的變化，在超過一定值(5T進入檢知閾值)的時候，能夠判定通過軌道線路3T、5T邊界。例如，在檢測的列車檢知信號TD1的信號強度，在附近20m以內(nèi)從最高值下降到6dB的情況下，可以判定為確定通過軌道線路3T、5T邊界的情形。如此，在本車上側(cè)接收列車檢知信號或列車控制信號的狀態(tài)下，根據(jù)該信號強度的急劇降低，能夠檢測本車通過軌道線路邊界。因此，如果在車上裝置6預先保存各軌道線路的絕對位置信息，則在將從測速發(fā)電機12的脈沖輸出計算出的移動距離修正(置換)成軌道線路5T的絕對位置信息，然后由該脈沖輸出更新，能夠容易檢知本列車的位置。
另外，通過將列車檢知電文設(shè)定成每軌道線路不同的符號系列，顯示車上裝置能夠檢測列車現(xiàn)在所在線的軌道線路，而圖5示出一例符號系列。作為該符號系列，可以滿足以下2個條件。
·各周期均向每個軌道線路分配不同的符號。
·對于每個軌道線路符號的變化是固有的。
例如，在比較軌道線路1T和軌道線路3T的符號系列時，符號的增量不同。在與軌道線路1T對應(yīng)的符號系列中，增量為1(但是，mod 7)，而與此相對，在與軌道線路3T對應(yīng)的符號系列中，增量為2(但是，mod 7)。反復周期前的增量不同是因為從符號系列中排除了7。此時，通過至少確認3個周期部分的符號，在車上裝置6中，通過特定本車的在線軌道線路，能夠掌握本車行駛位置。由此，不利用列車控制電文，也能夠檢測本車行駛區(qū)間，此外，不需要插入有關(guān)列車行駛區(qū)間的信息。此外，與前述情況同樣，如果從測速發(fā)電機12的脈沖輸出計算出的移動距離修正(置換)成其在線軌道線路的絕對位置信息，利用該脈沖輸出更新，能夠容易檢知本車的位置。
另外，如圖1所示，如果從多個信息發(fā)送接收器3b、3c向軌道線路3T、5T上發(fā)送多個列車控制信號S1、S2，在車上裝置6中，由于不僅能夠確保控制的冗長性，在通過軌道線路3T、5T邊界時，也至少能夠繼續(xù)接收列車控制信號。所以能夠避免中斷列車控制。
如果更具體地說明，圖6示出了在列車1從軌道線路3T進入軌道線路5T時，信息發(fā)送接收器3c接收的列車檢知信號TD1的信號強度的變化。此時，由于軌道2是無絕緣軌道線路，因此，隨著列車1車前的車軸接近軌道線路3T、5T邊界，即，接近信息發(fā)送接收器3b的打入點，列車檢知信號TD1信號流入車前車軸的比例增大，因此，能夠連續(xù)降低信息發(fā)送接收器3c的接收信號的強度。無絕緣軌道線路的落下判定(在線檢知)，實際上為確保列車相對于進入軌道線路5T狀態(tài)的界限，根據(jù)5T軌道線路落下閾值，即，車軸以高于打入點正上的短路的狀態(tài)的信號強度落下的方式進行設(shè)定(這稱為超影響范圍)。
在地上控制5裝置中，監(jiān)視信息發(fā)送接收器3c的接收信號的信號強度的變化，在信號強度從峰值下降適當值(5T軌道線路接近閾值)部分的時候，判斷列車1接近了軌道線路3T、5T邊界，如圖1所示，開始從信息發(fā)送接收器3c發(fā)送列車檢知信號S2。此時，列車1還處于接收列車控制信號S1中。因此，在車上裝置6，在可接收到列車控制信號S1的時候，檢知本車接近軌道線路3T、5T邊界的情況，將該接近信息用作本車的位置修正信息。如此，即使在通過軌道線路邊界時，由于也能夠正常接收到列車控制電文，所以能夠保證列車控制的連續(xù)性。此外，從地上側(cè)，相對于車上裝置6，通過從前方軌道線路開始發(fā)送列車控制電文的定時，能夠在接收電文的框架整體的之前，傳遞有關(guān)列車行駛位置的信息。
如上所述，不用地上感知器，也能夠修正列車的位置，但是，如果最后對通過有效利用現(xiàn)有的地上感知器(包括不一定發(fā)送絕對位置信息的地上感知器)，進行本車的位置修正時的情況進行說明，按以下進行。
即，在列車1分別通過地上感知器7a、7b時，車上感知器13能夠接收來自地上感知器7a、7b各自的信息，通過接收來自地上感知器7a、7b各自的信息，能夠進行列車位置的修正。更具體說明，在車上裝置6，通過累計測速發(fā)電機12的脈沖輸出，作為移動距離，大致掌握本車的位置，通常，因車輪的空轉(zhuǎn)·滑行或其他因素，在該移動距離中也會包含不少誤差。
另外，如圖1所示，例如，在列車1在軌道線路5T上通過過程中，設(shè)想在地上感知器7b上通過時的情況，在該通過時刻，車上感知器13接收來自地上感知器7b的信息，然后轉(zhuǎn)送給車上裝置6，但在車上裝置6，不怎么識別該信息內(nèi)容，利用該信息的接收時刻和在該接收時刻估計的自動列車位置(基于測速發(fā)電機12的移動距離)，通過檢索預先保存的數(shù)據(jù)庫(各地上感知器的絕對位置信息)，作為上述信息的發(fā)送源，能夠決定在該通過時刻附近列車1要通過的、概率最高的地上感知器7b。
所以，在車上裝置6，列車1通過地上感知器7b時刻的移動距離，看作是該地上感知器7b的絕對位置信息，根據(jù)從該通過時刻的經(jīng)過時間或速度變化，利用測速發(fā)電機12求出，或理論上求出從該通過時刻的移動距離，然后，通過合算成該絕對位置信息，能夠作為移動距離，檢知當前時刻的列車位置，然后，能夠利用測速發(fā)電機12的脈沖輸出更新該移動距離。由此，如果在每當列車1通過地上感知器時，進行同樣的位置修正，能夠防止累計移動距離上的誤差。如此，對于現(xiàn)有的地上感知器，例如，即使在不從該地上感知器發(fā)送絕對位置信息的情況下，也不需要對其進行再配置或數(shù)據(jù)的再設(shè)定，能夠用于位置修正。
權(quán)利要求
1.一種列車位置檢知方法，其特征在于在車上側(cè)保存有各軌道線路的絕對位置信息、且通過累計測速發(fā)電機的脈沖輸出來計算出目前列車的移動距離的狀態(tài)下，每當由在車上側(cè)接收的從軌道線路邊界發(fā)送給軌道線路的列車檢知信號的信號強度的變化，來檢知列車通過軌道線路邊界時，根據(jù)剛通過后的軌道線路的絕對位置信息，修正上述移動距離，利用上述脈沖輸出進行更新。
2.如權(quán)利要求1所述的列車位置檢知方法，其特征在于對于1列列車，通過從各軌道線路邊界向作為無絕緣軌道線路的軌道線路發(fā)送列車控制信號，而在車上側(cè)，即使在通過軌道線路邊界過程中，利用至少接收1列的列車控制信號，也可繼續(xù)進行列車控制。
3.如權(quán)利要求2所述的列車位置檢知方法，其特征在于在地上側(cè)，在軌道線路邊界處由軌道線路接收的列車檢知信號或列車控制信號的信號強度在通過軌道線路邊界之前降低一定標準值的時刻，從前方鄰接軌道的遠方側(cè)的軌道線路邊界發(fā)送列車控制信號，在車上側(cè)，通過接收來自上述鄰接軌道的列車控制信號，來檢知本列車接近軌道線路邊界。
4.一種列車位置檢知方法，其特征在于在車上側(cè)保存有各軌道線路的絕對位置信息、且通過測速發(fā)電機的脈沖輸出而計算出目前列車的移動距離的狀態(tài)下，并且，在地上側(cè)，在從軌道線路邊界向軌道線路發(fā)送每一軌道線路固有的符號系列的列車檢知信號的狀態(tài)下，每當通過在車上側(cè)接收識別的列車檢知信號的符號系列的變化、而檢知列車通過軌道線路邊界時，根據(jù)剛通過后的軌道線路的絕對位置信息，修正上述移動距離，利用上述脈沖輸出進行更新。
5.如權(quán)利要求4所述的列車位置檢知方法，其特征在于對于1列列車，通過從各軌道線路邊界向作為無絕緣軌道線路的軌道線路發(fā)送列車控制信號，而在車上側(cè)，即使在通過軌道線路邊界過程中，利用至少接收1列的列車控制信號，也可繼續(xù)進行列車控制。
6.如權(quán)利要求5所述的列車位置檢知方法，其特征在于在地上側(cè)，在軌道線路邊界處由軌道線路接收的列車檢知信號或列車控制信號的信號強度在通過軌道線路邊界之前降低一定標準值的時刻，從前方鄰接軌道的遠方側(cè)的軌道線路邊界發(fā)送列車控制信號，在車上側(cè)，通過接收來自上述鄰接軌道的列車控制信號，來檢知本列車接近軌道線路邊界。
7.一種列車位置檢知方法，其特征在于在車上側(cè)保存有各地上感知器的絕對位置信息、且通過累計測速發(fā)電機的脈沖輸出而計算出目前列車的移動距離的狀態(tài)下，每當列車通過地上感知器，在車上側(cè)接收該地上感知器的信息，并由該信息的接收時刻、在該接收時刻的移動距離及上述各地上感知器的絕對位置信息，來確定上述信息的發(fā)送源地上感知器，再根據(jù)該地上感知器的絕對位置信息，修正上述移動距離，利用上述脈沖輸出進行更新。
全文摘要
一種列車位置檢知方法，列車從軌道線路(3T)向軌道線路(5T)的方向移動，另外，從這些軌道線路(3T、5T)邊界將列車檢知信號(TD1)分別流入軌道線路(3T、5T)，在列車收到該列車檢知信號(TD1)的狀態(tài)下，根據(jù)在列車通過軌道線路(3T、5T)邊界后該信號強度急劇大幅度降低，能夠判定列車通過軌道線路(3T、5T)邊界。由此，如果預先在列車上保存軌道線路(5T)的絕對位置信息，將從測速發(fā)電機的脈沖輸出計算出的移動距離修正(置換)成軌道線路(5T)的絕對位置信息，再由該脈沖輸出更新，作為移動距離能夠容易檢知本車的位置。這種列車位置檢知方法，無需地上感知器，各列車作為移動距離，可檢知本車位置。
文檔編號B61L1/00GK1629025SQ200410063420
公開日2005年6月22日 申請日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月19日
發(fā)明者渡部悌, 小熊賢司, 網(wǎng)谷憲晴 申請人:株式會社日立制作所