2022-009937

特願２０２１－４４７５２号（以下、「本願」という。）は、令和３年３月１８日に出願されたものであり、その手続の経緯は、概略、以下のとおりである。

引用文献１には、図面とともに、次の事項が記載されている（下線は当審で付与した。以下同じ。）。

ア 「【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【０００１】

本発明は、ＡＴＳ装置に関し、特に鉄道において曲線、分岐、最高速度制限等の列車の速度を制御する仮想トランスポンダデータベース搭載によるトランスポンダレスＡＴＳ－Ｐ車上装置に関する。

続きを表示（全48行）

【背景技術】

【０００２】

車両の信号保安装置の従来技術として、ＡＴＣ車上装置、ＡＴＳ車上装置等がある（特許文献１参照）。また近年は連続的に軌道回路上に流れるデジタル伝送信号を受信して制御するデジタルＡＴＣ車上装置、また地点毎にトランスポンダ地上子からデジタル伝送信号を受信するＡＴＳ－Ｐ車上装置がある。

【０００３】

デジタルＡＴＣ車上装置は、軌道回路のデジタルＡＴＣ信号（自軌道回路番号、停止軌道回路番号等を、デジタル電文とした信号）を受信し、列車の停止制御、および速度制限制御等を行なう。

【０００４】

デジタルＡＴＣ車上装置は、データベースにて軌道回路番号に対応して停止位置と相対距離、許容速度の組を与えるテーブル（速度パターン）をあらかじめ記憶しており、列車速度がこのパターンを超過する場合は、ブレーキ指令を行うことにより、列車を減速停止させ、指定の軌道回路を超過して内方に進入することの無いように制御する。

【０００５】

一方ＡＴＳ－Ｐ車上装置は、トランスポンダ地上子からの地点毎にデジタル伝送信号（速度制限情報等をデジタル電文とした信号）を受信し、速度照査パターンを発生させ、停止制御および速度制限制御等を行う。

【特許文献１】 特開平１０－２０１０１４号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】

ＡＴＣ装置、デジタルＡＴＣ装置、またはＡＴＳ－Ｐ装置が設備されていない路線では、変周式ＡＴＳ装置を設備しているのが一般的である。変周式ＡＴＳ装置は、停止信号に対する冒進を防護するための装置であり、曲線、分岐軌道回路、および線区毎の最高速度制限制御には対応していないものが一般的である。

【０００７】

本発明は、変周式ＡＴＳ装置に対応している路線、および車両においても、従来の変周式ＡＴＳ装置の地上設備、車上装置を最大限に活用しつつ、曲線、分岐軌道回路、および線区毎の最高速度制限制御等を実施することを可能とするＡＴＳ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【０００８】

そこで本発明は、ＡＴＳ装置に予め「トランスポンダ電文」のデータベースを持っておき、既設の変周式ＡＴＳ地上子またはそれに準じた地点情報のトリガ点として、速度制限パターンを発生させる。また、地点情報の順序を予め記憶しておき、地点情報を通過する毎に、トランスポンダ電文のデータベースとの照合を行い、速度制限制御を実施する。

【０００９】

すなわち、本発明は、鉄道車両に搭載され、軌道付近に設置された複数のＡＴＳ地上子からそれぞれ地点列車制御情報を取得し速度などの列車制御情報を作成するＡＴＳ装置において、ＡＴＳ地上子の設置地点より先の列車制御情報を含むトランスポンダ電文を該ＡＴＳ地上子に対応させて格納するデータベースを有しており、通過地点のＡＴＳ地上子から取得した地点列車制御情報を用いて通過地点のＡＴＳ地上子を特定し、特定したＡＴＳ地上子に対応するトランスポンダ電文を前記データベースから取得し、取得したトランスポンダ電文に基づいて、特定したＡＴＳ地上子の設置地点より先における鉄道車両の位置補正及び／又は速度照査パターンを作成するＡＴＳ装置である。

【００１０】

また、本発明は、前記トランスポンダ電文の順序を予め記憶しておき、前記ＡＴＳ地上子を通過する毎に、前記データベースとの照合を行い、通過地点のＡＴＳ地上子を特定するＡＴＳ装置である。

【００１１】

そして、本発明は、前記ＡＴＳ地上子の代わりに設置された地点情報送信機器からＡＴＳ地上子に準じた地点情報を取得し、取得した地点情報を基に通過地点を特定し、特定した通過地点に対応して前記データベースが格納するトランスポンダ電文を取得するＡＴＳ装置である。

【００１２】

更に、本発明は、走行時の距離カウントを積算し、通過地点で所定のＡＴＳ地上子からＡＴＳ情報を受信しない場合に、積算結果を基に、通過地点に所定のＡＴＳ地上子が設置されているとみなし、通過地点に対応するトランスポンダ電文を取得するＡＴＳ装置である。

【００１３】

また、本発明は、初期位置確定が必要な箇所及び分岐軌道回路等により速度制限が変動する箇所から、軌道回路上にデジタル伝送信号を部分的に受信し、前記ＡＴＳ地上子、および前記デジタル伝送信号の情報を取得し、曲線、分岐および最高速度制限制御等を実現するＡＴＳ装置である。

【発明の効果】

【００１４】

本発明によれば、既設の設備を最大限に活用した上で、曲線速度制限、分岐速度制限、最高速度制限制御等を実施することが可能になり、鉄道車両の安全性向上に寄与するものである。

【発明を実施するための最良の形態】

【００１５】

本発明を実施するための最良の形態を説明する。

以下、本発明による仮想トランスポンダデータベース搭載によるトランスポンダレスＡＴＳ－Ｐ車上装置が適用される実施例について、図面を用いて説明する。図１は実施例における車上装置の構成図、図２は図１の構成要素である受信制御部の処理内容の一例を示す図であり、図３は図２の構成を使用した車上装置の制御動作例を示す図である。

【００１６】

図１は、速度発電機を使用した鉄道車両制御装置の例である。受信制御部１には、列車の速度及び走行距離を検出するため、速度発電機２からの正弦波信号が入力されている。変周式ＡＴＳ地上子３から送信される情報は、ＡＴＳ車上子４で受信され、ＡＴＳ受信部５に入力される。ＡＴＳ受信部５は、ＡＴＳ車上子４からの信号を解読し、受信制御部１へ送信する。また受信制御部１は、信号受電器７が受取った列車制御電文６の信号を復調・解読する。受信制御部１は、信号受電器７からの自軌道回路番号、停止軌道回路番号、分岐軌道の開通方向情報等のデジタル伝送信号を受信し、車両の初期位置の確定、位置補正、および分岐軌道速度制限制御等を実施する。受信制御部１は、列車の速度が許容速度を超過した場合、制御出力としてブレーキ指令を出力し、ブレーキ制御部８を作動させ、ブレーキ出力を行わせる。

【００１７】

図２は、特に図１の受信制御部１のブレーキ指令を出力するまでの処理の詳細を示すものである。受信制御部１は、ＡＴＳ受信部５から入力される信号情報、およびカウンタ９で演算している走行距離情報をもとに、データベース１０に予め記憶されている仮想トランスポンダの電文の検索を行う。データベース１０には、あらかじめ変周式ＡＴＳ地上子を受信する箇所を記憶しておき、カウンタ９で演算している走行距離情報をもとに、地点を確定する。曲線や分岐で速度制限が必要になる条件の変周式ＡＴＳ地上子を受信した場合は、データベース１０内のトランスポンダ電文テーブルから電文を確定し、速度照査パターン発生処理部１１にて、速度照査パターンを発生させる。速度照査処理部１２は、速度発電機２から得られる速度情報、および速度照査パターン発生処理部１１から得られる速度照査パターンを比較し、列車速度が速度照査パターンを超過する場合は、ブレーキ指令を行う。

【００１８】

図３は、特に図２の受信制御部１の制御動作の詳細の一例を示すものである。車両は、車両の起動箇所、および分岐軌道回路による速度制限を受ける箇所の外方の区間において、信号受電器７から列車制御電文６を受信する。列車制御電文６には、自軌道回路番号、停止軌道回路番号、初期位置確定用情報、分岐軌道回路開通情報等を含む。

【００１９】

列車は、変周式ＡＴＳ地上子３を通過する毎に、受信制御部１内の仮想トランスポンダ電文１３を検索し、速度照査パターンを更新し、更新した速度照査パターンを超過するとき、ブレーキ制御される。初期位置確定用情報を取得したとき、列車位置補正などを行う。分岐軌道回路開通情報を取得したとき、速度の分岐制限制御などを行う。」

イ 「

［図：0001411669000001.jpg］

」（【図１】）

ウ 「

［図：0001411669000002.jpg］

」（【図２】）

エ 「

［図：0001411669000003.jpg］

」（【図３】）

オ 上記アの段落【０００７】、【００１３】、【００１４】、【００１７】及び【００１９】の記載並びに【図１】及び【図２】の図示内容からみて、速度照査パターンは、軌道回路における線区毎の最高速度に基づく最高速度制限制御の速度照査パターンを含み、上記アの段落【０００７】、【００１３】、【００１４】及び【００１６】ないし【００１９】の記載並びに【図１】ないし【図３】の図示内容からみて、速度照査パターンは、軌道回路における曲線、分岐軌道回路に対する曲線速度制限の速度照査パターンまたは分岐速度制限の速度照査パターンを含み、上記アの段落【０００５】、【０００６】の「変周式ＡＴＳ装置は、停止信号に対する冒進を防護するための装置であり、曲線、分岐軌道回路、および線区毎の最高速度制限制御には対応していないものが一般的である。」なる記載、【０００７】の「従来の変周式ＡＴＳ装置の地上設備、車上装置を最大限に活用しつつ、曲線、分岐軌道回路、および線区毎の最高速度制限制御等を実施することを可能とする」、【０００９】の「軌道付近に設置された複数のＡＴＳ地上子」なる記載、【００１４】の「既設の設備を最大限に活用した上で、曲線速度制限、分岐速度制御、最高速度制限制御等を実施することが可能になり」なる記載及び【００１６】の記載並びに「変周式地上子３」及び「列車制御電文６」が「軌道付近」に図示された【図１】の図示内容及び【図２】の図示内容からみて、速度照査パターンは、軌道付近に設置された変周式地上子３及び列車制御電文６からの本来の停止信号に対する冒進を防護するための停止制御および速度制限制御等の許容速度を含むものであると認められる。

引用文献２には、図面とともに、次の事項が記載されている。

ア 「【発明を実施するための形態】

【００１６】

以下、図面を参照しながら本発明に係る定位置停止制御システムおよび車上装置の一実施形態について説明する。図１は本発明に係る定位置停止制御システムにおける鉄道車両（列車）に搭載される車上装置２０の構成例を示すブロック図、図２は本発明の定位置停止制御システムを適用した場合における鉄道軌道設備（地上側設備）の一実施形態を示すシステム構成図である。なお、図２のシステムにおいては、列車が図面の左側から右側へ向かって走行することを想定している。

【００１７】

続きを表示（全45行）

図１に示すように、本実施形態における車上装置２０は、走行速度および走行距離を算出するために車輪の回転数を検出する速度発電機２１、ブレーキディスクやブレーキパッドおよび駆動手段などを有するブレーキ装置２２、ＡＴＣ（ＡＴＳ）トランスポンダ１３（図２参照）からの情報（ＡＴＣ／ＡＴＳ情報）を受信するＡＴＣ（ＡＴＳ）受信装置２３、ＡＴＣトランスポンダ車上子２８、受信したＡＴＣ（ＡＴＳ）情報に基づいてＡＴＣパターンを生成しＡＴＣパターンに従ってブレーキ装置２２を制御するＡＴＣ（ＡＴＳ）制御装置２４、ＡＴＯトランスポンダ１２（図２参照）からの情報（ＡＴＯ情報）を受信するＡＴＯトランスポンダ車上子２５、車輪を回転駆動するモータなどからなる走行駆動装置２６、走行速度を見ながら走行駆動装置２６およびブレーキ装置２２を制御するノッチ指令を出力して自動運転を行う自動運転制御装置２７を備える。なお、ＡＴＣトランスポンダ車上子２８がＡＴＯトランスポンダ車上子２５を兼用する構成でもよい。

【００１８】

自動運転制御装置２７は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）とＭＰＵが実行するプログラムや速度照査パターンを記憶するＲＯＭのような不揮発性記憶装置と、ＲＡＭのような読み出し書き込み可能な記憶装置とから構成される。自動運転制御装置２７は、停止制御時には記憶装置から走行パターンを読み出して、走行パターンとそのときの列車の位置に基づいて目標速度を算出し走行速度と比較しながら最適なブレーキ力を算出してブレーキ装置２２へ制御信号を出力するように構成されている。定位置停止制御の具体的な内容については、後に詳しく説明する。なお、自動運転制御装置２７の記憶装置に定位置停止制御区間に関する情報を記憶させておくことで、定位置停止制御区間に進入した際にそのことを認知させることができる。

【００１９】

図示しないが、ＡＴＣトランスポンダ１３から車上装置２０へ送信する情報を生成する地上装置は、軌道回路の在線情報を収集したり分岐器や信号機の現示を制御したりする駅装置に接続され軌道回路や連動装置からの信号に基づいて先行列車の位置等の情報を生成する。この場合、先行列車の在線位置情報は先行列車が在線する軌道回路の終端位置（軌道回路の境界）となる。

なお、車上装置２０および地上装置に無線通信機能を持たせ、各列車の車上装置２０は無線により地上装置へ自列車の位置情報を送信し、地上装置は後続列車の車上装置２０へ先行列車の位置情報を送信するように構成しても良い。ここで、各列車から送信される位置情報は、例えば当該列車の車上装置２０が速度発電機等からの信号に基づいて把握している位置情報（トランスポンダからの受信情報により補正される）である。

【００２０】

次に、本実施形態の定位置停止制御システムにおける定位置停止制御の特徴について、図２を用いて説明する。図２は、図１に示すような構成を有する車上装置２０が走行する軌道側に設けられる鉄道軌道の設備（地上側設備）の構成例を示す。

図２において、符号１０が付されているのは列車などの鉄道車両が走行する軌道であり、軌道１０に沿って所定の間隔をおいて設けられている鉤形（逆Ｌ字）の記号は、軌道回路の境界部を表わしている。また、黒塗りの逆三角形「▼」の記号は、軌道１０に沿って設けられているトランスポンダと呼ばれるＡＴＣ制御のためのデータ送信機能を有する地上子（以下、ＡＴＣトランスポンダと称する）であり、本実施形態においては、列車が自己の位置を補正するための情報を受信して位置補正に使用する位置補正用地上子として機能する。

【００２１】

図２において、白塗りの逆三角形「▽」の記号は軌道１０に沿って設けられているＡＴＯ（自動列車運転）制御のためのデータ送信機能を有する地上子（以下、ＡＴＯトランスポンダと称する）であり、本実施形態においては、列車１１が駅等の停止位置に向かって速度を落としながら定位置で停止するのを支援するための情報を送信する定位置停止用地上子として機能する。

また、図２において、符号ＴＰ０が付されているのは駅等において列車が停止すべき位置（目標停止位置）、符号ＳＰが付されているのはＡＴＣ制御で列車を停止させる位置（保安上の停止位置）である。この停止位置ＳＰは、当該停止位置の進行方向前方の軌道回路境界部に設定されている停止限界ＳＬよりも、保安装置の余裕距離Ｄだけ手前に設定される。この余裕距離Ｄは、列車の駅進入速度および列車の滑走（車輪の回転が停止したまま走行する状態）、速度発電機等からの累積誤差を考慮して決定される。本明細書では、保安装置の余裕距離を安全余裕距離と称する。

【００２２】

ＡＴＣ制御では、列車の車上装置は所定の地上子を通過すると上記停止位置ＳＰを終点とするＡＴＣパターンと呼ばれる速度照査パターンＰ０を生成して、自列車の速度と該パターンＰ０とを比較しながらブレーキ装置を作動させて車両速度を落とし、最終的に停止位置ＳＰで停止する制御が実行される。なお、列車が停止位置ＳＰで停止できずに停止限界ＳＬを越えてしまうと、列車が当駅を通過したものと地上側システムが判断し後続の列車の信号現示が青（進行）になるため、当該列車は後退せずに次の停車駅まで進む制御が実行される。

【００２３】

本実施形態においては、ＡＴＣ制御の停止位置ＳＰよりも手前に、自動運転による目標停止位置ＴＰ０が設定されている。具体的には、この目標停止位置ＴＰ０は、例えば先頭車両の進行方向側の車両ドアの中心線がホームドアの中心線に一致する位置として設定される。

さらに、本実施形態においては、目標停止位置ＴＰ０よりもそれぞれ所定距離Ｌ１，Ｌ２だけ手前（以下、上流側と称する）に目標停止位置ＴＰ１，ＴＰ２が設けられている。Ｌ１，Ｌ２は、任意の速度で定位置停止制御区間（駅構内）へ進入して来る場合、速度に応じて個別に設定することが考えられる。

【００２４】

そして、上記目標停止位置ＴＰ０，ＴＰ１，ＴＰ２に対応してそれぞれ上流側の所定位置に、前記ＡＴＯトランスポンダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設けられており、ＡＴＯトランスポンダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは目標停止位置ＴＰ０までの残距離を通過する列車に認知させるための情報を送信する機能を有するように構成されている。目標停止位置ＴＰ０までの残距離を、通過する列車に認知させるための情報は、距離情報そのものでも良いし、車上装置の記憶装置に残距離情報を記載したテーブルを格納しておいて、駅コードおよびトランスポンダの識別コードを送信し、車上装置が受信したコードを用いてテーブルを参照して残距離情報を読み出す構成であっても良い。

【００２５】

本実施形態においては、車両側の列車自動運転制御装置２０は、前の停車駅を出発する際に進行方向最初の目標停止位置ＴＰ２を終点とする走行パターンＰ１を生成して走行を開始して、軌道の途中にあるＡＴＣトランスポンダ１３を通過する際に受信した情報に基づいて自己の在線位置情報の修正を行う。これにより、例えば図２に示されているＡＴＣトランスポンダ１３ａ，１３ｂからの情報で自己の在線位置情報を修正すると、位置認識誤差で目標停止位置ＴＰ２に対してずれを起こしていた走行パターンＰ１の終点をＴＰ２に合致する位置に収束させることができる。

【００２６】

そして、列車が最も外側のＡＴＯトランスポンダ１２ｃよりも上流側の軌道回路の境界部１４ｃを通過する際（ｔ１）に、走行パターンＰ１から目標停止位置ＴＰ１を終点とする走行パターンＰ２へ切り替え、ＡＴＯトランスポンダ１２ｃを通過する際（ｔ２）に走行パターンＰ２から目標停止位置ＴＰ０を終点とする走行パターンＰ３へ切り替える。さらに、ＡＴＯトランスポンダ１２ｂ，１２ａを通過する際（ｔ３，ｔ４）に、トランスポンダからの情報に基づいて走行速度を走行パターンＰ３に合わせるための速度調整を実行する。

【００２７】

上記のような走行パターンＰ１－Ｐ２－Ｐ３に従った速度制御を実行することによって、例えば最終目標停止点ＴＰ０に対して±数１０ｃｍのような高精度の定位置停止が可能となる。なお、走行パターンＰ１からＰ２への切り替えタイミングを与える上記軌道回路の境界部１４ｃは、一般的な駅では、駅進入部に設けられ所望の番線に列車を誘導するためのポイント（分岐器）の設置箇所とされる。

【００２８】

また、上記実施形態では、新たにＡＴＯトランスポンダ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを設置する場合を想定して説明したが、本発明は、既に定位置停止のためのトランスポンダ（例えばＴＡＳＣトランスポンダ）が設置されている場合には、既設のトランスポンダをそのまま利用して定位置停止制御を実施することができる。

なお、上記実施形態におけるＡＴＯトランスポンダ１２やＡＴＣ（ＡＴＳ）トランスポンダ１３は、電源を有するものでも良いし、電源を持たずに車上子から電力の供給を受けて情報を送信する地上子（電子タグを含む）あるいは光学的に情報を読み取ることが可能に構成されたタグ（バーコード等）であってもよい。

【００２９】

次に、本実施形態の定位置停止制御システムにおける定位置停止制御の具体的な手順について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図３に示すフローチャートに従った制御は、例えば停止駅よりも所定距離手前に設置されているＡＴＣトランスポンダ（図２では１３ａ）からの情報を受信したことを条件（トリガ）として、車上装置２０の自動運転制御装置２７によって実行される。

また、図３には示されていないが、自動運転制御装置２７は、速度発電機２１からの回転数信号を読み込んで回転数と車輪径とから自列車の速度および走行距離を演算し、出発点の在線位置情報に走行距離を加算することで常時自列車の位置（キロ程）を把握しつつ、ＡＴＣトランスポンダ１３から受信した情報に基づいて位置を補正するとともに、ＡＴＣ（ＡＴＳ）制御装置２４により生成された速度照査パターン（ＡＴＣパターン）等を監視する処理を実行しており、走行速度がＡＴＣパターンで規制される速度に達するとブレーキ装置２２を作動させて減速を行う。

【００３０】

図３の制御処理が開始されると、自動運転制御装置２７は、先ず自列車の在線位置情報を取得する（ステップＳ１）。なお、ＡＴＣトランスポンダからの情報を受信したことをトリガにして図３の処理を開始する場合、情報を受信した際に自列車の位置（もしくは停止位置までの残距離）の補正処理を行う。また、ＡＴＣ（ＡＴＳ）制御装置２４もＡＴＣ制御のために自列車の位置を計算しているので、ＡＴＣ（ＡＴＳ）制御装置２４から自列車の補正後の在線位置情報を取得してもよい。このように、トランスポンダの情報に基づいて位置補正を行うことにより、誤差を低減して精度の高い定位置停止が可能となる。

【００３１】

続いて、自動運転制御装置２７は、ステップＳ１で取得した自列車の在線位置情報に基づいて、自ら保有する次停車駅の目標停止位置（図２のＴＰ０）を記憶装置から読み出して、その目標停止位置（ＴＰ０）から、滑走等を考慮して予め設定されている駅中間の安全余裕距離を考慮して決定されている所定距離（図２のＬ２）を差し引いた地点（図２のＴＰ２）を暫定停車目標点として算出し、当該目標点を終点とするＡＴＯ走行パターン（図２のＰ１）を作成する（ステップＳ２）。

【００３２】

次に、作成した上記ＡＴＯ走行パターン（Ｐ１）に従って走行している途中でＡＴＣトランスポンダ（１３）らの情報を受信すると、自動運転制御装置２７は、ＡＴＣトランスポンダの情報に応じて自列車の位置（もしくは停止位置までの残距離）を補正する（ステップＳ３）。

その後、例えば駅進入部に設けられているポイント（分岐器）の設置箇所（図２の１４ｃ）のような定位置停止制御区間の入口で、駅構内の安全余裕距離を考慮して決定された所定距離（図２のＬ１）を差し引いた地点（図２のＴＰ１）を第２の暫定目標停止点に変更して、当該目標停止点を終点とするＡＴＯ走行パターン（図２のＰ２）を作成（更新）する（ステップＳ４）。

【００３３】

次に、定位置停止制御区間に最初に設置されているＡＴＯトランスポンダ（図２の１２ｃ）からの情報を受信すると、自動運転制御装置２７は、自列車の位置（もしくは停止位置までの残距離）を補正して、最終停止位置（図２のＴＰ０）を目標停止点に変更して、当該目標停止点を終点とするＡＴＯ走行パターン（図２のＰ３）を作成（更新）する（ステップＳ５）。

その後、ＡＴＯトランスポンダ（図２の１２ｂ，１２ａ）からの情報を受信すると、受信の度に実列車の位置を補正し、補正した在線位置情報に基づいてステップＳ５で更新したＡＴＯ走行パターンに従って速度が変化するようにブレーキ装置２２を制御し減速する（ステップＳ６）。上記のような制御を実行することで、例えば±３５ｃｍのような精度で目標停止位置に停止させることができる。」

イ 「

［図：0001411669000004.jpg］

」（【図１】）

ウ 「

［図：0001411669000005.jpg］

」（【図２】）

エ 「

［図：0001411669000006.jpg］

」（【図３】）

引用文献３には、図面とともに、次の事項が記載されている。

ア 「〔産業上の利用分野〕

この発明は、自動列車制御（ＡＴＣ）および自動運転（ＡＴＯ）の機能を備えた列車自動運転制御装置に関するものである。

なお、本明細書においてＡＴＣとは、列車が停止信号に接近したとき警報を発するとともに、運転士が必要な処置をとらなければ自動的にプレーキをかけて列車を停止させるいわゆる自動列車停止制御（ＡＴＳ）または、速度制限区間において列車速度が制限速度以上になると自動的にブレーキをかけて減速させるいわゆる自動列車制御（ＡＴＣ）のいずれかまたは双方を合わせた意味で使用するものとする。

〔従来の技術〕

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第２図はこの種従来の列車自動運転制御装置を示す構成図である。図において、（１）は列車の車体、（２）はレールで構戒された軌道回路で、ここではＡＴＣ用地上子として機能する。（３）は停止または速度制限を指示するＡＴＣ信号（４）を軌道回路（２）からビックアップする車上子としての受電器、（５）は受電器（３）からのＡＴＣ信号（４）の復調を行うＡＴＣ受信器、（６）はＡＴＣ信号（４）から制限速度パターンを作成しその出力と列車速度とを比較してオーバースピードを検知すると列車にブレーキを作用させ、減速または停止を行うＡＴＣ制御装置、（７）はＡＴＯ用地上子、（８）はＡＴＯ信号（９）をＡＴＯ用地上子（７）からピックアップするＡＴＯ車上子、（１０）はＡＴＯ車上子（８）からのＡＴＯ信号（９）の復調を行うＡＴＯ受信器、（１１）はＡＴＯ信号（９）に基づき目標速度パターンを作成し、列車速度をその目標速度に沿うよう、カ行，惰行，ブレーキによる速度制御を行うＡＴＯ制御装置である。

次に動作について説明する。第３図は定位置停止を行う場合の列車走行例を示すものである。図において、（１２）はＡＴＣ用地上子である軌道回路（２）からのＡＴＣ信号（４）に基づきＡＴＣ制御装置（６）が作成する制限速度パターンで、列車速度（１３）がこの制限速度パターン（１２）を越えると列車の減速を行う。

（１４）は、停車駅の定められた位置に停止するための目標速度パターンで、ＡＴＯ用地上子（７）からのＡＴＯ信号（９）に基づきＡＴＯ制御装置（１１）が停止距離を演算することによって作成されるものである。

従って、第３図の場合、ＡＴＯ用地上子（７）からのＡＴＯ信号（９）を受信すると、ＡＴＯ制御装置（１１）が優先的に動作し、列車速度（１３）を目標速度パターン（１４）に合わせるべく列車の加減速を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の列車自動運転制御装置は以上のように構成され、ＡＴＣとＡＴＯとの両システムを地上、車上の両者にわたって個別に設置する必要があり、全体として装置が複雑で大形となり価格も高くなるという問題点があった。

ここで、ＡＴＣ，ＡＴＯ両システムの地上子を共用することが一応考えられる。しかし、保安装置としてのＡＴＣ用地上子は列車の安全を確保することを目的に、設置位置は分岐位置や路線の勾配、カーブといった路線条件により一義的に定められ、またそのような条件は駅によって異なるのが普通である。一方、ＡＴＯ用地上子は駅ホームに定められた定位置に列車を停止させる必要性から、停止位置手前に設置される場所については、各駅で同一であることが要求される。従って、従来のＡＴＣ用地上子およびＡＴＯ用地上子は、そのいずれか一方で他方を兼用して地上設備の簡略化を図るということはできない。

また、両地上子からの信号の方式が大幅に異なることから車上子等の共用化も複雑とならざるを得ない。

この発明は以上のように問題点を解消するためになされたもので、システムを簡略化して小形、低廉を図ることができる列車自動運転制御装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る列車自動運転制御装置は、ＡＴＣ信号に設置位置信号を加えた地点信号を発信するＡＴＣ用地上子、このＡＴＣ用地上子からの地点信号を列車上で受信する車上子、この車上子の受信信号から制限速度パターンを作成して減速または停止の制御を行うＡＴＣ制御装置および上記車上子の受信信号から目標速度パターンを作成して速度制御を行うＡＴＯ制御装置を備えたものである。

〔作 用〕

ＡＴＣ制御装置は、ＡＴＣ用地上子からのＡＴＣ信号を車上子を介して受信し、制限速度バターンを作成して列車速度がこのパターンを越えると減速または停止の制御を行う。

ＡＴＯ制御装置は、ＡＴＣ用地上子からの設置位置信号を車上子を介して受信し、列車位置を検知して予め記憶した停止点位置等から目標速度パターンを作成して加減速の制御を行う。

〔実 施 例〕

第１図はこの発明の一実施例による列車自動運転制御装置を示す構成図で、ここでは１～３ＭＨｚの搬送波を用い双方向伝送も可能なトランスポンダ多情報伝送システムを適用している。図において、（１５）はトランスボンダ方式のＡＴＣ用地上子で、停止または速度制限を指示するＡＴＣ信号に加えて、その地上子の設置位置情報を出力する設置位置信号を含めた地点信号（１６）を発信する。

（１７）はトランスボンダ車上子で、ＡＴＣ用地上子（１５）からの地点信号（１６）をピックアップする。

（１８）はトランスボンダ車上子（１７）からの地点信号（１６）の復調を行うトランスボンダ受信器、（１９）および（２０）はそれぞれＡＴＣ制御装置およびＡＴＯ制御装置で、それぞれ従来のＡＴＣ制御装置（６）およびＡＴＯ制御装置（１１）に相当するものである。但し、ＡＴＯ制御装置（２０）は地点信号（１６）のうちの設置位置信号から列車の正確な現在走行位置を検出し、予め装置内に記憶している路線データから停止位置までの距離を演算して必要な目標速度パターン（１４）を作成する。そして、第３図で示したと同様に、列車速度（１３）がこの目標速度パターン（１４）に合致するよう列車の加減速制御を行う。

なお、列車の走行位置は、車両に設けた速度発電機の出力からも得られるが、車輪径のバラツキ等による誤差を含み、そのままでは、極めて高い精度が要求されるＡＴＯ制御のための入力データとしては適用することができない。従って、上記設備位置信号から列車の走行位置情報を修正する必要がある。

以上のように、地上を車上との信号伝送が単一の方式で行われ、地上子、車上子共にその必要個数が減少するので、装置の小形、コスト低減が可能となり、列車自動運転のシステムもシンプルとなり信頼性も向上する。更に、トランスポンダ方式の多情報伝送能力を利用し、地点信号（１６）に路線勾配データ等も加えてＡＴＣ，ＡＴＯの制御を行うことにより、一層高度で精度の高い制御が可能となる。

なお、上記実施例では、伝送方式としてトランスポンダ方式を採用したが、上記した地点信号（１６）を伝送可能なものであれば、他の方式のものを採用しても同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明では、ＡＴＣ用地上子からＡＴＣ信号と設置位置信号とを発信させ、これを車上子で受信し、列車の走行位置を検出してＡＴＣおよびＡＴＯの制御を行うようにしたので、地上設備、車上装置が共に減少し、簡略となって価格も低減する。」（第１ページ左下欄第１４行－第３ページ右上欄第１６行）

イ 「

［図：0001411669000007.jpg］

」（第１図）

ウ 「

［図：0001411669000008.jpg］

」（第２図）

エ 「

［図：0001411669000009.jpg］

」（第３図）

この出願の出願前に日本国内において頒布された刊行物である特開２００９－２０８５２８号公報（以下、「引用文献４」という。）には、図面とともに、次の事項が記載されている。

ア 「【０００２】

鉄道信号では一般に鉄道車両が速度発電機などを用いて自列車の速度を検出し、地上制御装置から与えられる制限速度と比較してブレーキ制御の要否を判定する。またＡＴＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｓｔｏｐ）装置の出発信号機直下にある地上子では、赤信号の時に列車が誤って出発した場合に即時停止を行うよう、赤信号に対応して既定の周波数信号を発振する構成となっており、列車には前記周波数信号を受信するとブレーキ制御を行う制御装置が搭載されている。

【０００３】

列車の位置を制御に用いる場合、前記自列車の速度を積分する方法と併せて、地上子に位置情報を保持させておき、前記地上子を列車が通過した際に前記位置情報を受信して制御に用いる方法が用いられている。例えば特許文献２には、車両が通過した地上子の位置情報を地上制御装置に送り、地上制御装置は車両に前記位置情報に応じた進行許可情報を送ることが記されている。また特許文献３には、地上子データベースを地上装置に保持し、車両が地上子を通過した際に地上子の位置情報を車両に送ることが記されている。」

この出願の出願前に日本国内において頒布された刊行物である特開２００３－９５１０４号公報（以下、「引用文献５」という。）には、図面とともに、次の事項が記載されている。

ア 「【００３０】

地上子１０は、本実施形態では、駅Ｄ外方（車両の進行方向と反対の方向）直近の、列車Ｃの駅Ｄへの進入を検知するための駅進入検知位置Ｐ1と、駅Ｄ内方（車両の進行方向）直近の、当該駅Ｄからの列車Ｃの出発を検知するための駅出発検知位置Ｐ2と、各駅Ｄ毎に設けられる軌道Ｂ上の区間（以下、駅区間と称する）Ｌの境界を示す駅区間境界位置Ｐ3の各位置に設置されるものとされる。

【００３１】

この各地上子１０は、当該地上子１０が設置されている駅Ｄを特定する情報（例；駅名、駅番号。以下、駅情報という）および当該地上子１０が各位置Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3のいずれに設置されているかを特定する情報（以下、設置位置情報という）を記憶するものとされる。このような地上子１０は、例えばＡＴＳ－Ｐ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｓｔｏｐ Ｐ ｔｙｐｅ）相当のいわゆるトランスポンダ式の無電源地上子とされ、車載制御装置２０が発信する電力供給用の電波を受信し、これによる電力を用いて前掲の駅情報および設置位置情報を車載制御装置２０に送信するものとされる。」

イ 「

［図：0001411669000010.jpg］

」（【図１】）

この出願の出願前に日本国内において頒布された刊行物である特開昭５３－７３７０６号公報（以下、「引用文献６」という。）には、図面とともに、次の事項が記載されている。

ア 「 第２図は本発明による誤出発による過走防止方式の一実施例の概略を示す構成図で、本発明の方式を停車場に設置した場合の一例を示すものである。第２図において第１図と同一符号のものは相当部分を示し、Ｗ１は長編成列車用のＡＴＳ用地用地上子、Ｗ２は短編成列車用のＡＴＳ用地上子で、これらはそれぞれ出発信号機ＳＳに連動して停止現示の場合は絶対停止情報を発信する機能を備え、この第１の地上子Ｗ１および第２の地上子Ｗ２は出発信号機ＳＳまたは出発信号機ＳＳの内方の過走防止点から制動必要距離離れた手前の地点に設置されている。」

イ 「

［図：0001411669000011.jpg］

」（第２図）

上記１の主張について検討する。

上記第６の１において検討したとおり、当業者であれば、通常の創作能力の発揮により、引用発明において、周知技術１を導入することにより、本願発明のように、（車上装置（ＡＴＳ受信部５、信号受信器７及び受信制御部１）が）「自動運転パターン」を設定し（「設定し」）、「自動運転パターン上の速度を超えない範囲で列車の加減速制御を行う」ようにし得るものである。その際、具体的な自動運転パターンとしては、周知技術２を考慮に入れて「駅出発後に出発位置の地上子の位置情報を取得する」ようにし「出発位置の地上子」として周知技術３を考慮に入れて「出発信号機の直下に地上子」を適宜選択するとともに周知技術１のように「列車の自動運転のための自動運転パターンは、パターン上の各速度が自動列車停止機能のための速度照査パターン上の対応速度よりも低い速度に設定されたパターン又は自動列車停止機能のための速度照査パターンを列車の走行方向とは逆方向に略シフトさせたパターンである」ように構成することにより、「ＡＴＳ速度照査パターン」を、本願発明のように「駅出発後に取得される出発信号機の直下地上子の位置情報」に基づくものとしつつ、「自動運転パターン」を、本願発明のように、「駅出発後に取得される出発信号機の直下地上子の位置情報」に基づく「ＡＴＳ速度照査パターン」が含む「最高速度パターン」、「速度制限パターン」及び「信号機冒進防護パターン」にそれぞれ対応する「運転速度パターン」、「速度制限区間用の速度パターン」及び「信号機停止パターン」とすること、すなわち、上記１において引用文献１ないし３のいずれも開示も示唆もしていないと主張する本願発明の「駅出発後に取得される出発信号機の直下地上子に位置情報に基づいてＡＴＳ速度照査パターン及びそれより低速の自動運転パターンが設定され」との発明特定事項のように構成することに格別な困難性は認められない。

したがって、上記１の主張は採用することができない。