(57)【要約】  ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を特定し、このときのＧＰＳ信号の受信状態値の情報とともに出力するＧＰＳ受信部２と、自列車の車輪回転数に基づいて基準位置からの自列車の走行距離および現在の速度を検知する速度発電機３と、緯度と経度と自列車が走行する線路の情報とを関連付けて記憶するための線路情報記憶部４と、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置および受信状態値、前記基準位置からの走行距離および現在の速度、自列車が走行する線路の情報に基づいて、自列車の位置を決定する位置決定部５と、を備え、位置決定部５は、受信状態値がしきい値以上の場合には、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置に補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定し、ＧＰＳ衛星の受信状態値がしきい値未満の場合には、基準位置に走行距離を積算した位置に補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定する。
2012077184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星を用いて線路上の自列車の位置を決定する列車保安装置であって、
ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を特定し、このときのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を示す受信状態値の情報とともに出力するＧＰＳ受信部と、
自列車の車輪回転数に基づいて基準位置からの自列車の走行距離および現在の速度を検知し、出力する速度発電部と、
緯度と経度と自列車が走行する線路の情報とを関連付けて記憶するための線路情報記憶部と、
前記ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置および受信状態値、前記基準位置からの走行距離および現在の速度、自列車が走行する線路の情報に基づいて、自列車の位置を決定する位置決定部と、
を備え、
前記位置決定部は、
前記受信状態値がＧＰＳ信号に基づく自列車位置の精度を判断するためのしきい値以上の場合には、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置に、自列車の状態に基づいて算出した補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定し、
前記受信状態値が前記しきい値未満の場合には、前記基準位置に前記走行距離を積算した位置に、前記補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定する、
ことを特徴とする列車保安装置。
【請求項２】
前記受信状態値を、ＧＰＳ衛星の受信個数とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車保安装置。
【請求項３】
前記受信状態値を、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信レベルとする、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車保安装置。
【請求項４】
前記位置決定部は、前記自列車の状態として、前記受信状態値、前記速度、および過去から現在までの受信状態の情報を含む受信信頼度に基づいて補正値を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車保安装置。
【請求項５】
前記位置決定部は、自列車の速度が速いほど補正値を大きくする、
ことを特徴とする請求項４に記載の列車保安装置。
【請求項６】
前記位置決定部は、前記ＧＰＳ衛星の受信個数が少ないほど補正値を大きくする、
ことを特徴とする請求項４に記載の列車保安装置。
【請求項７】
前記位置決定部は、受信信頼度が低いほど補正値を大きくする、
ことを特徴とする請求項４に記載の列車保安装置。
【請求項８】
前記位置決定部は、前記受信状態値が、前記しきい値以上であって、受信状態が最も良好なレベルにあると判断できる値に達しているときは、前記補正値を０とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車保安装置。
【請求項９】
前記速度発電部は、出発時には出発地点を基準位置として走行距離を積算し、前記位置決定部がＧＰＳ信号に基づく自列車の位置に前記補正値を加算して列車位置を決定した場合には、このときのＧＰＳ信号に基づく自列車の位置を基準位置として更新し、更新した基準位置に走行距離を積算する、
ことを特徴とする請求項１に記載の列車保安装置。
【請求項１０】
ＧＰＳ衛星を用いて線路上の自列車の位置を決定する列車保安装置であって、
ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を特定し、このときのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を示す受信状態値の情報とともに出力するＧＰＳ受信部と、
自列車の車輪回転数に基づいて基準位置からの自列車の走行距離および現在の速度を検知し、出力する速度発電部と、
緯度と経度と自列車が走行する線路の情報とを関連付けて記憶するための線路情報記憶部と、
自列車の列車長を記憶するための列車長記憶部と、
前記ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置および受信状態値、前記基準位置からの走行距離および現在の速度、自列車が走行する線路の情報、自列車の列車長に基づいて、自列車の位置を決定する位置決定部と、
を備え、
前記位置決定部は、
前記受信状態値がＧＰＳ信号に基づく自列車位置の精度を判断するためのしきい値以上の場合には、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置から、自列車の状態に基づいて算出した補正値と、前記列車長を減算した位置を現在の列車後尾位置として決定し、
前記受信状態値が前記しきい値未満の場合には、前記基準位置に前記走行距離を積算した位置から、前記補正値および前記列車長を減算した位置を現在の列車後尾位置として決定する、
ことを特徴とする列車保安装置。
【請求項１１】
前記受信状態値を、ＧＰＳ衛星の受信個数とする、
ことを特徴とする請求項１０に記載の列車保安装置。
【請求項１２】
前記受信状態値を、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信レベルとする、
ことを特徴とする請求項１０に記載の列車保安装置。
【請求項１３】
前記位置決定部は、前記自列車の状態として、前記受信状態値、前記速度、および過去から現在までの受信状態の情報を含む受信信頼度に基づいて補正値を算出する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の列車保安装置。
【請求項１４】
前記位置決定部は、自列車の速度が速いほど補正値を大きくする、
ことを特徴とする請求項１３に記載の列車保安装置。
【請求項１５】
前記位置決定部は、前記ＧＰＳ衛星の受信個数が少ないほど補正値を大きくする、
ことを特徴とする請求項１３に記載の列車保安装置。
【請求項１６】
前記位置決定部は、受信信頼度が低いほど補正値を大きくする、
ことを特徴とする請求項１３に記載の列車保安装置。
【請求項１７】
前記位置決定部は、前記受信状態値が、前記しきい値以上であって、受信状態が最も良好なレベルにあると判断できる値に達しているときは、前記補正値を０とする、
ことを特徴とする請求項１０に記載の列車保安装置。
【請求項１８】
前記速度発電部は、出発時には出発地点を基準位置として走行距離を積算し、前記位置決定部がＧＰＳ信号に基づく自列車の位置から前記補正値および前記列車長を減算して列車後尾位置を決定した場合には、このときのＧＰＳ信号に基づく自列車の位置を基準位置として更新し、更新した基準位置に走行距離を積算する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の列車保安装置。
【請求項１９】
ＧＰＳ衛星を用いて線路上の自列車の位置を決定する列車保安装置における列車位置決定方法であって、
前記列車保安装置が、緯度と経度と自列車が走行する線路の情報とを関連付けて記憶するための線路情報記憶部、を備える場合に、
ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を特定し、このときのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を示す受信状態値の情報とともに出力するＧＰＳ受信ステップと、
自列車の車輪回転数に基づいて基準位置からの自列車の走行距離および現在の速度を検知し、出力する距離速度検知ステップと、
前記ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置および受信状態値、前記基準位置からの走行距離および現在の速度、自列車が走行する線路の情報に基づいて、自列車の位置を決定する位置決定ステップと、
を含み、
前記位置決定ステップでは、
前記受信状態値がＧＰＳ信号に基づく自列車位置の精度を判断するためのしきい値以上の場合には、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置に、自列車の状態に基づいて算出した補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定し、
前記受信状態値が前記しきい値未満の場合には、前記基準位置に前記走行距離を積算した位置に、前記補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定する、
ことを特徴とする列車位置決定方法。
【請求項２０】
ＧＰＳ衛星を用いて線路上の自列車の位置を決定する列車保安装置における列車位置決定方法であって、
前記列車保安装置が、緯度と経度と自列車が走行する線路の情報とを関連付けて記憶するための線路情報記憶部と、自列車の列車長を記憶するための列車長記憶部と、を備える場合に、
ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を特定し、このときのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を示す受信状態値の情報とともに出力するＧＰＳ受信ステップと、
自列車の車輪回転数に基づいて基準位置からの自列車の走行距離および現在の速度を検知し、出力する距離速度検知ステップと、
前記ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置および受信状態値、前記基準位置からの走行距離および現在の速度、自列車が走行する線路の情報、自列車の列車長に基づいて、自列車の位置を決定する位置決定ステップと、
を含み、
前記位置決定ステップでは、
前記受信状態値がＧＰＳ信号に基づく自列車位置の精度を判断するためのしきい値以上の場合には、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置から、自列車の状態に基づいて算出した補正値と、前記列車長を減算した位置を現在の列車後尾位置として決定し、
前記受信状態値が前記しきい値未満の場合には、前記基準位置に前記走行距離を積算した位置から、前記補正値および前記列車長を減算した位置を現在の列車後尾位置として決定する、
ことを特徴とする列車位置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ衛星を用いて線路上の列車位置を決定する列車保安装置および列車位置決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、列車の走行位置を検出する方法として、速度発電機から得られる車輪回転数に車輪径を乗じて得た値を走行距離として積算し、線路に設置された列車保安装置の地上子の位置情報を基準として、積算した走行距離より位置を算出する方法が広く知られている。これに対して、下記特許文献１では、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）の位置情報と、ヨー角速度と、速度発電機の速度情報と、に基づいて位置を算出することで位置精度を高める技術が開示されている。【０００３】
下記特許文献１において、自車位置検出システムは、ＧＰＳ情報の受信信頼度が高い場合には、ＧＰＳ情報に基づいて自車位置を算出する。これに対して、ＧＰＳ情報の受信信頼度が中程度の場合には、ＧＰＳ情報を基準としつつ、ヨー角速度と速度発電機の情報に基づいて線路曲率を計算し、これを既知の線路曲率情報と対照させて自列車位置を特定する。また、ＧＰＳ情報の受信信頼度が低い場合には、速度発電機による走行距離を基準とし、ヨー角速度と速度情報に基づいて計算した線路曲率と既知の線路曲率情報を対照させて自列車位置を特定する。なお、線路曲率情報は、事前のテスト走行でヨー角速度、速度、および位置情報を記録し、これらを元に曲率を関連付けて保存された情報である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７１２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術によれば、車両の特性が変化した場合には、ヨー角速度が変化するために曲率情報も変化する。そのため、車両の特性が異なる列車に自車位置検出システムを搭載するためには、その都度、テスト走行によりヨー角速度、速度、および位置情報を改めて測定し、線路曲率情報を記録する必要がある、という問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、事前のテスト走行を必要とせず、ＧＰＳ衛星に基づく位置精度の信頼性を考慮した補正を行って列車位置を決定することが可能な列車保安装置および列車位置決定方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ＧＰＳ衛星を用いて線路上の自列車の位置を決定する列車保安装置であって、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を特定し、このときのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を示す受信状態値の情報とともに出力するＧＰＳ受信部と、自列車の車輪回転数に基づいて基準位置からの自列車の走行距離および現在の速度を検知し、出力する速度発電部と、緯度と経度と自列車が走行する線路の情報とを関連付けて記憶するための線路情報記憶部と、前記ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置および受信状態値、前記基準位置からの走行距離および現在の速度、自列車が走行する線路の情報に基づいて、自列車の位置を決定する位置決定部と、を備え、前記位置決定部は、前記受信状態値がＧＰＳ信号に基づく自列車位置の精度を判断するためのしきい値以上の場合には、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置に、自列車の状態に基づいて算出した補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定し、前記受信状態値が前記しきい値未満の場合には、前記基準位置に前記走行距離を積算した位置に、前記補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる列車保安装置は、ＧＰＳ衛星に基づく位置精度の信頼性を考慮して列車位置を決定し、この列車位置に基づいて列車制御を行うことで、ＧＰＳ衛星の受信状態に応じた精度で列車を安全に停止させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１の列車保安装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態２の列車保安装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる列車保安装置および列車位置決定方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態にかかる列車保安装置の構成例を示す図である。列車保安装置は、ＧＰＳアンテナ１と、ＧＰＳ受信部２と、速度発電機３と、線路情報記憶部４と、位置決定部５と、を備える。
【００１２】
ＧＰＳアンテナ１は、ＧＰＳ衛星Ｇ１〜Ｇｎのうち受信可能なＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ受信部２は、ＧＰＳアンテナ１で受信したＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づいて、自列車の位置を求める。速度発電機３は、自列車の走行距離および速度を検知する。線路情報記憶部４は、緯度および経度の情報と自列車が走行する線路情報を関連付けて記憶するための記憶部である。走行する路線で１つの情報であり、列車ごとに異なるものではない。位置決定部５は、ＧＰＳ受信部２、速度発電機３、および線路情報記憶部４からの情報に基づいて、自列車の位置を決定する。ここでは、一例として、列車の先頭車両にＧＰＳアンテナ１が設置され、列車の先頭位置を決定する方法について説明する。
【００１３】
つづいて、列車保安装置における列車位置決定方法について説明する。まず、ＧＰＳ受信部２では、ＧＰＳアンテナ１で受信したＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を求める。そして、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を示すものとして、ＧＰＳ衛星の受信個数またはＧＰＳ信号の受信レベル、もしくはこれらの情報とともに、ＧＰＳ信号に基づいて求めた自列車の位置の情報を位置決定部５へ出力する。
【００１４】
速度発電機３は、車輪の回転数および車輪径に基づいて、自列車の現在の速度および基準位置からの走行距離を求めて、これらの情報を位置決定部５へ出力する。なお、基準位置は、列車の出発地点、または位置決定部５が前回の位置決定時までに決定した位置に基づくものとし、詳細については後述する。
【００１５】
つぎに、位置決定部５は、ＧＰＳ受信部２から取得した情報に基づいてＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を決定し、そして、ＧＰＳ受信部２および速度発電機３から取得した情報、および線路情報記憶部４から読み出した線路情報に基づいて、自列車の位置を決定する。ここで、ＧＰＳ受信部２または速度発電機３から取得した自列車の位置をＰ、自列車の位置を補正するための補正値をＫとした場合に、位置決定部５は、以下の式（１）に基づいて自列車の位置を決定する。
【００１６】
自列車の位置＝Ｐ＋Ｋ  …（１）
【００１７】
位置決定部５は、式（１）において、ＧＰＳ信号の受信状態が良いときはＧＰＳ受信部２から取得したＧＰＳ信号に基づく自列車の位置をＰとし、ＧＰＳ信号の受信状態が悪いときには速度発電機３から取得した基準位置からの走行距離の情報に基づく位置情報をＰとする。
【００１８】
ＧＰＳ信号の受信状態を判断する方法、すなわち、ＧＰＳ信号に基づく自列車位置の精度を判断する方法としては、例えば、ＧＰＳ衛星の受信個数がある。具体的に、位置決定部５では、ＧＰＳアンテナ１およびＧＰＳ受信部２において予め設定したしきい値以上の個数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信している場合は、ＧＰＳ受信部２から取得したＧＰＳ信号に基づく自列車の位置をＰとし、一方、ＧＰＳアンテナ１およびＧＰＳ受信部２において予め設定したしきい値以上の個数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信していない場合は、速度発電機３から取得した基準位置からの走行距離の情報に基づく位置情報をＰとする。なお、ＧＰＳ衛星の受信状態を判断する方法についてはＧＰＳ衛星の受信個数に限定するものではなく、ＧＰＳ信号の受信レベル等の他の方法を用いてもよい。
【００１９】
また、位置決定部５は、現在の自列車の状態に基づいて補正値Ｋを算出する。一例として、自列車の速度をａ、現在のＧＰＳ衛星の受信状態をｂ、過去のある時点から現在までのＧＰＳ衛星の受信状態を考慮した受信信頼度をｃとした場合に、これらの要素をパラメータとして以下の式（２）の関数で決定する。
【００２０】
補正値Ｋ＝ｆ（ａ，ｂ，ｃ）  …（２）
【００２１】
位置決定部５は、自列車の速度が速い場合、現在のＧＰＳ衛星の受信状態が悪い場合、受信信頼度が低い場合には、補正値Ｋの値が大きくなるＫ＝ｆ（ａ，ｂ，ｃ）の演算式を設定する。また、現在のＧＰＳ衛星の受信状態が、最も良好な場合、例えば、ＧＰＳ衛星の受信個数が前記しきい値以上であって、受信状態が最も良好なレベルにあると判断できる個数に達している場合に、補正値Ｋ＝０となるＫ＝ｆ（ａ，ｂ，ｃ）の演算式を設定してもよい。補正値Ｋ＝０の場合とは、位置決定部５が、自列車の位置をＧＰＳ受信部２から取得したＧＰＳ信号に基づく自列車の位置をそのまま採用し、補正をしないことを意味する。
【００２２】
位置決定部５は、現在のＧＰＳ衛星の受信状態については、前述の様にＧＰＳ衛星の受信個数に基づいて判断することができるが、これに限定するものではない。
【００２３】
また、位置決定部５は、受信信頼度について、例えば、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態が良かったとき、すなわち、予め設定したしきい値以上の個数のＧＰＳ衛星から受信しているときには、受信信頼度を表す係数を１ランク上げ、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態が悪かったとき、すなわち、予め設定したしきい値以上の個数のＧＰＳ衛星から受信していないときには、受信信頼度を表す係数を１ランク下げる、として過去からの受信状態を積み重ねて表す方法がある。また、現在を含む過去５回の位置決定の際に、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態が良かった回数が何回含まれるのかによって受信信頼度を設定してもよいし、他の方法を用いてもよい。いずれの場合も、受信信頼度について、上限および下限を設定してもよい。
【００２４】
また、位置決定部５は、各パラメータの状態から想定される最も大きな誤差が算出されるＫ＝ｆ（ａ，ｂ，ｃ）の演算式を設定する。すなわち、各パラメータの状態に応じた最悪値を求めて補正値とする。
【００２５】
例えば、列車の停止位置が与えられている場合、列車に搭載された列車保安装置では、図示しない停止制御部が、停止位置を冒進しない制御をする必要がある。ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態が最も良好な場合には、ＧＰＳ受信部２から取得したＧＰＳ信号に基づく自列車の位置の精度は高いと考えられ、特に補正をする必要はないが、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態が良好でない場合には精度が下がり、ＧＰＳ信号から求めた位置には誤差が含まれる可能性がある。
【００２６】
そのため、位置決定部５では、補正値として想定される最も大きな誤差を自列車の前方方向に加算して、列車先頭位置を決定する。この場合、決定した列車先頭位置は、実列車の先頭位置よりも前方となるが、列車保安装置の停止制御部では、決定した位置を列車先頭位置とすることで、確実に停止位置までに停止することが可能となる。
【００２７】
背景技術で述べた特許文献１の方法と比較して、求めた列車位置の精度は低くなる可能性はあるが、事前のテスト走行等は必要せず、また、線路側に地上子等の設備を設ける必要が無いため、簡易なシステムで容易に実現することができる。
【００２８】
なお、３つのパラメータを用いて補正値Ｋを求める場合について説明したが、これに限定するものではなく、他のパラメータを用いてもよく、３つのパラメータのうち１つまたは２つのパラメータを用いて補正値Ｋを求めてもよい。また、各パラメータに重み付けをするための係数を用いてもよい。
【００２９】
また、ＧＰＳ信号の受信状態が悪いときには速度発電機３から取得した基準位置からの走行距離の情報に基づく位置情報をＰとするとしたが、速度発電機３は、ＧＰＳ信号の受信状態が最も良好、すなわち補正値Ｋ＝０のときには、このときのＧＰＳ信号に基づく自列車の位置を基準位置として更新することができる。これにより、ＧＰＳ信号の受信状態が悪くなったとき、または受信できなかった場合においても、ＧＰＳ信号の受信状態が最も良好だったときの位置情報を有効に活用することができ、列車の出発地点を基準とするよりも積算させる走行距離が短くなることから、自列車の位置の精度を上げることができる。なお、Ｋ＝０の場合について説明したが、これに限定するものではなく、Ｋ＝０以外の場合でも、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置を用いて列車位置を決定したときには、このときのＧＰＳ信号に基づく自列車の位置を基準位置として更新してもよい。
【００３０】
以上説明したように、本実施の形態では、列車保安装置では、位置決定部５が、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態に基づいて、ＧＰＳ信号から求めた位置情報または走行距離から求めた位置情報に、ＧＰＳ衛星からの受信状態等から想定される最も大きな誤差を補正値として列車の前方に加算して、列車の先頭位置を求めることとした。これにより、列車保安装置は、ＧＰＳ信号の受信状態に関わらず、列車の先頭位置を実列車の先頭位置よりも後方にならない位置に決定することができ、列車を停止限界よりも前に確実に停止させることができる。
【００３１】
実施の形態２．
実施の形態１では、自列車の先頭位置を決定する方法について説明した。本実施の形態では、自列車の後尾位置を決定する方法について説明する。実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００３２】
図２は、本実施の形態にかかる列車保安装置の構成例を示す図である。列車保安装置は、ＧＰＳアンテナ１と、ＧＰＳ受信部２と、速度発電機３と、線路情報記憶部４と、位置決定部５と、列車長記憶部６と、を備える。列車長記憶部６は、自列車の長さ（列車長）の情報を記憶するための記憶部である。列車ごとに異なる長さになると考えられる。
【００３３】
つづいて、列車保安装置における後尾位置の列車位置決定方法について説明する。実施の形態１と同様に、ＧＰＳ受信部２が、ＧＰＳアンテナ１で受信したＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を求めて位置決定部５へ出力する。また、速度発電機３は、自列車の速度および基準位置からの走行距離を求めて位置決定部５へ出力する。
【００３４】
つぎに、位置決定部５は、ＧＰＳ受信部２および速度発電機３から取得した情報、および線路情報記憶部４と列車長記憶部６から読み出した情報に基づいて、自列車の後尾位置を決定する。ここで、ＧＰＳ受信部２または速度発電機３から取得した自列車の位置をＰ、列車長記憶部６に記憶されている列車長をＬ、補正値をＫとした場合に、以下の式（３）に基づいて自列車の後尾位置を決定する。なお、ＰおよびＫの設定方法については実施の形態１と同様とする。
【００３５】
自列車の後尾位置＝Ｐ−Ｌ−Ｋ  …（３）
【００３６】
すなわち、自列車の後尾位置よりも後方に想定される誤差を加算（前方を基準にすると減算）する。例えば、速度制限区間が設定されている場合、列車に搭載された列車保安装置では、図示しない速度制御部が、先頭車両が同区間に入ってから列車の後尾が抜けるまでの間、速度制限以下で走行する制御をする必要がある。ＧＰＳ信号の受信状態が最も良好な場合には、ＧＰＳ受信部２から取得したＧＰＳ信号に基づく自列車の後尾位置の精度は高いと考えられ、特に補正をする必要はないが、ＧＰＳ信号の受信状態が良好でない場合には精度が下がり、ＧＰＳ信号から求めた位置には誤差が含まれる可能性がある。この場合、ＧＰＳ信号に基づく位置をそのまま用いると、列車後尾が上記速度制限区間を抜ける前に制限速度を超えて走行してしまう可能性がある。
【００３７】
そのため、位置決定部５では、補正値として想定される最も大きな誤差を自列車の後尾から後方に加算（前方を基準にすると減算）して、列車後尾位置を決定する。この場合、決定した列車後尾位置は、実列車の後尾位置よりも後方となるが、列車保安装置の速度制御部では、決定した位置に基づいて速度を制御することで、確実に制限速度区間において制限速度以下の速度で走行させることができる。
【００３８】
なお、実施の形態１と同様に、ＧＰＳ信号の受信状態が悪いときには速度発電機３から取得した基準位置からの走行距離の情報に基づく位置情報をＰとするとしたが、速度発電機３は、ＧＰＳ信号の受信状態が最も良好、すなわち補正値Ｋ＝０のときには、このときのＧＰＳ信号に基づく自列車の位置を基準位置として更新することができる。また、Ｋ＝０以外の場合であっても、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置を用いて列車位置を決定したときには、このときのＧＰＳ信号に基づく自列車の位置を基準位置として更新してもよい。ここで、ＧＰＳアンテナ１は列車の先頭車両にあることから、基準位置は列車の先頭位置に対するものになる。なお、ＧＰＳアンテナ１が列車の後尾車両にあるときには、基準位置は列車の後尾位置に対するものになり、列車長を減算する処理を省略することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態では、列車保安装置では、位置決定部５が、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態に基づいて、ＧＰＳ信号から求めた位置情報または走行距離から求めた位置情報から、自列車の長さ、およびＧＰＳ衛星からの受信状態等から想定される最も大きな誤差を補正値として減算して、列車の後尾位置を求めることとした。これにより、列車保安装置は、ＧＰＳ信号の受信状態に関わらず、列車の後尾位置を実列車の後尾位置よりも前方にならない位置に決定することができ、制限速度区間において、列車を確実に制限速度以下の速度で走行させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明にかかる列車保安装置および列車位置決定方法は、列車位置の特定に有用であり、特に、線路に基準位置を示す地上子の設備を備えない場合に適している。
【符号の説明】
【００４１】
１  ＧＰＳアンテナ
２  ＧＰＳ受信部
３  速度発電機
４  線路情報記憶部
５  位置決定部
６  列車長記憶部
【図１】
2012077184.tif 000003
【図２】
2012077184.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月24日(2011.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星を用いて線路上の自列車の位置を決定する列車保安装置であって、
ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を特定し、このときのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を示す受信状態値の情報とともに出力するＧＰＳ受信部と、
自列車の車輪回転数に基づいて基準位置からの自列車の走行距離および現在の速度を検知し、出力する速度発電部と、
緯度と経度と自列車が走行する線路の情報とを関連付けて記憶するための線路情報記憶部と、
前記ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置および受信状態値、前記基準位置からの走行距離および現在の速度、自列車が走行する線路の情報に基づいて、自列車の位置を決定する位置決定部と、
を備え、
前記位置決定部は、
前記受信状態値がＧＰＳ信号に基づく自列車位置の精度を判断するためのしきい値以上の場合には、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置から走行する線路上の前方方向に対して、自列車の状態に基づいて算出した補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定し、
前記受信状態値が前記しきい値未満の場合には、前記基準位置に前記走行距離を積算した位置から走行する線路上の前方方向に対して、前記補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定する、
ことを特徴とする列車保安装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
ＧＰＳ衛星を用いて線路上の自列車の位置を決定する列車保安装置であって、
ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を特定し、このときのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を示す受信状態値の情報とともに出力するＧＰＳ受信部と、
自列車の車輪回転数に基づいて基準位置からの自列車の走行距離および現在の速度を検知し、出力する速度発電部と、
緯度と経度と自列車が走行する線路の情報とを関連付けて記憶するための線路情報記憶部と、
自列車の列車長を記憶するための列車長記憶部と、
前記ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置および受信状態値、前記基準位置からの走行距離および現在の速度、自列車が走行する線路の情報、自列車の列車長に基づいて、自列車の位置を決定する位置決定部と、
を備え、
前記位置決定部は、
前記受信状態値がＧＰＳ信号に基づく自列車位置の精度を判断するためのしきい値以上の場合には、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置から走行する線路上の前方方向に対して、自列車の状態に基づいて算出した補正値と、前記列車長を減算した位置を現在の列車後尾位置として決定し、
前記受信状態値が前記しきい値未満の場合には、前記基準位置に前記走行距離を積算した位置から走行する線路上の前方方向に対して、前記補正値および前記列車長を減算した位置を現在の列車後尾位置として決定する、
ことを特徴とする列車保安装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１９】
ＧＰＳ衛星を用いて線路上の自列車の位置を決定する列車保安装置における列車位置決定方法であって、
前記列車保安装置が、緯度と経度と自列車が走行する線路の情報とを関連付けて記憶するための線路情報記憶部、を備える場合に、
ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を特定し、このときのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を示す受信状態値の情報とともに出力するＧＰＳ受信ステップと、
自列車の車輪回転数に基づいて基準位置からの自列車の走行距離および現在の速度を検知し、出力する距離速度検知ステップと、
前記ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置および受信状態値、前記基準位置からの走行距離および現在の速度、自列車が走行する線路の情報に基づいて、自列車の位置を決定する位置決定ステップと、
を含み、
前記位置決定ステップでは、
前記受信状態値がＧＰＳ信号に基づく自列車位置の精度を判断するためのしきい値以上の場合には、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置から走行する線路上の前方方向に対して、自列車の状態に基づいて算出した補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定し、
前記受信状態値が前記しきい値未満の場合には、前記基準位置に前記走行距離を積算した位置から走行する線路上の前方方向に対して、前記補正値を加算した位置を現在の列車位置として決定する、
ことを特徴とする列車位置決定方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
ＧＰＳ衛星を用いて線路上の自列車の位置を決定する列車保安装置における列車位置決定方法であって、
前記列車保安装置が、緯度と経度と自列車が走行する線路の情報とを関連付けて記憶するための線路情報記憶部と、自列車の列車長を記憶するための列車長記憶部と、を備える場合に、
ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自列車の位置を特定し、このときのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の受信状態を示す受信状態値の情報とともに出力するＧＰＳ受信ステップと、
自列車の車輪回転数に基づいて基準位置からの自列車の走行距離および現在の速度を検知し、出力する距離速度検知ステップと、
前記ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置および受信状態値、前記基準位置からの走行距離および現在の速度、自列車が走行する線路の情報、自列車の列車長に基づいて、自列車の位置を決定する位置決定ステップと、
を含み、
前記位置決定ステップでは、
前記受信状態値がＧＰＳ信号に基づく自列車位置の精度を判断するためのしきい値以上の場合には、ＧＰＳ信号に基づく自列車の位置から走行する線路上の前方方向に対して、自列車の状態に基づいて算出した補正値と、前記列車長を減算した位置を現在の列車後尾位置として決定し、
前記受信状態値が前記しきい値未満の場合には、前記基準位置に前記走行距離を積算した位置から走行する線路上の前方方向に対して、前記補正値および前記列車長を減算した位置を現在の列車後尾位置として決定する、
ことを特徴とする列車位置決定方法。
【国際調査報告】
2012077184.tif 000005
2012077184.tif 000006
2012077184.tif 000007
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