(57)【要約】【課題】静的及び動的な環境要因も考慮して無線通信品質及び無線通信信頼性を評価する。【解決手段】無線通信を行う無線システムを評価する評価システムであって、無線通信が行われる空間の形状を含む静的な環境情報に関する静的環境評価モデルと、移動する遮蔽物及び移動する干渉波源の情報を含む時間的に変化する動的な環境情報に関する動的環境評価モデルと、前記評価モデルにおける評価パラメータとを無線通信環境ごとに格納する無線通信品質評価モデルデータベースと、無線通信を行う無線機の位置に応じて無線通信品質評価に必要な評価モデルと評価パラメータとを無線通信品質評価モデルデータベースから取得して、無線システムの無線通信品質を評価する無線通信品質評価部と、無線通信品質評価部による評価の結果に基づいて、無線システムの信頼性を評価するシステム信頼性評価部とを備える。【選択図】図２
2020150291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行う無線システムを評価する評価システムであって、
評価対象の無線システムの情報と当該無線システムで無線通信が行われる無線通信環境の環境情報とが入力され、無線通信品質の評価結果と無線システムの信頼性の評価結果とを出力する入出力部と、
無線通信が行われる空間の形状を含む静的な環境情報に関する静的環境評価モデルと、当該静的環境評価モデルにおける評価パラメータと、移動する遮蔽物及び移動する干渉波源の情報を含む時間的に変化する動的な環境情報に関する動的環境評価モデルと、当該動的環境評価モデルにおける評価パラメータとを前記無線通信環境ごとに格納する無線通信品質評価モデルデータベースと、
前記無線通信を行う無線機の位置に応じて無線通信品質評価に必要な評価モデルと評価パラメータとを前記無線通信品質評価モデルデータベースから取得して、前記無線システムの無線通信品質を評価する無線通信品質評価部と、
前記無線通信品質評価部による評価の結果に基づいて、前記無線システムの信頼性を評価するシステム信頼性評価部とを備えることを特徴とする評価システム。
【請求項２】
請求項１に記載の評価システムであって、
前記無線通信品質評価モデルデータベースは、前記無線通信環境と、各無線通信環境における電波伝搬特性と、前記遮蔽物及び前記干渉波源による前記無線システムの無線通信品質への影響特性とを関連付けて格納することを特徴とする評価システム。
【請求項３】
請求項１に記載の評価システムであって、
前記動的環境評価モデルが表す動的な環境情報は、同じ路線を走行する列車による影響特性を含むことを特徴とする評価システム。
【請求項４】
請求項１に記載の評価システムであって、
前記無線通信品質評価モデルデータベースは、前記無線機と遮蔽物との間の距離と、前記無線通信における受信電力の減衰量との関係を示す遮蔽減衰特性に関する伝搬環境評価モデルと、当該伝搬環境評価モデルにおける評価パラメータとを無線通信環境ごとに格納することを特徴とする評価システム。
【請求項５】
請求項４に記載の評価システムであって、
前記無線通信品質評価部は、前記無線機の周囲に遮蔽物が存在し、かつ、当該無線機に接続される接続先無線機より前記遮蔽物が近い場合、前記伝搬環境評価モデルを用いて遮蔽減衰特性を評価することを特徴とする評価システム。
【請求項６】
請求項１に記載の評価システムであって、
前記無線通信品質評価部は、前記無線機の位置に応じた無線通信環境の名称を用いて、前記無線通信品質の評価に必要な一以上の評価モデルと、当該評価モデルにおける評価パラメータとを、前記無線通信品質評価モデルデータベースから一括して取得することを特徴とする評価システム。
【請求項７】
無線通信を行う無線システムを計算機が評価する評価方法であって、
前記計算機は、所定の演算処理を実行する演算装置と、前記演算装置がアクセス可能な記憶装置とを有し、
前記記憶装置は、無線通信が行われる空間の形状を含む静的な環境情報に関する静的環境評価モデルと、当該静的環境評価モデルにおける評価パラメータと、移動する遮蔽物及び移動する干渉波源の情報を含む時間的に変化する動的な環境情報に関する動的環境評価モデルと、当該動的環境評価モデルにおける評価パラメータとを前記無線通信環境ごとに格納する無線通信品質評価モデルデータベースを記憶し、
前記方法は、
前記演算装置が、評価対象の無線システムの情報と当該無線システムで無線通信が行われる無線通信環境の環境情報との入力を受ける入力手順と、
前記演算装置が、前記無線通信を行う無線機の位置に応じて無線通信品質評価に必要な評価モデルと評価パラメータとを前記無線通信品質評価モデルデータベースから取得して、前記無線システムの無線通信品質を評価する無線通信品質評価手順と、
前記演算装置が、前記無線通信品質評価手順による評価の結果に基づいて、前記無線システムの信頼性を評価するシステム信頼性評価手順と、
前記演算装置が、前記無線通信品質の評価結果と前記無線システムの信頼性の評価結果とを出力する出力手順とを含むことを特徴とする評価方法。
【請求項８】
請求項７に記載の評価方法であって、
前記無線通信品質評価モデルデータベースは、前記無線機と遮蔽物との間の距離と、前記無線通信における受信電力の減衰量との関係を示す遮蔽減衰特性に関する伝搬環境評価モデルと、当該伝搬環境評価モデルにおける評価パラメータとを無線通信環境ごとに格納し、
前記無線通信品質評価手順では、前記演算装置が、前記無線機の周囲に遮蔽物が存在し、かつ、当該無線機に接続される接続先無線機より前記遮蔽物が近い場合、前記伝搬環境評価モデルを用いて遮蔽減衰特性を評価することを特徴とする評価方法。
【請求項９】
請求項７に記載の評価方法であって、
前記無線通信品質評価手順では、前記演算装置が、前記無線機の位置に応じた無線通信環境の名称を用いて、前記無線通信品質の評価に必要な一以上の評価モデルと、当該評価モデルにおける評価パラメータとを、前記無線通信品質評価モデルデータベースから一括して取得することを特徴とする評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信を利用するシステムの評価システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチホップ式無線通信ネットワークシステムにおいて、送受信機器間の通信の信頼性を評価するため、特開２０１５−１２４２７号公報  （特許文献１）に記載の技術がある。この公報には、「対象とする無線機器からの電波を受信する受信部と、無線機器からの電波の電界強度が所定の電界強度より強いか否かを判定する電界強度判定部と、無線機器からの電界強度が所定の電界強度より強い場合に、受信部までの通信区間内に設置された複数の無線機器の位置情報及び環境情報に基づいて、対象とする無線機器から受信部まで独立した冗長経路が何本あるかを計算する冗長経路数計算部と、独立した冗長経路の本数によって通信信頼性を評価する信頼性評価部とを備える」通信信頼性評価装置が記載されている。また、この公報に記載されている評価方法では、通信が行われる領域を格子状に分割した場合の一つの格子内に存在する建物の密集度を環境情報として用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、無線通信が行われる領域内において、時間経過に伴って動的に出現し消滅する車輌などの遮蔽物や、移動する人が保持しているスマートフォンなどの干渉波源による無線通信品質及び無線通信信頼性への影響を考慮した評価がなされていない。そのため、建物の密集度などの無線通信品質、及び無線通信信頼性に影響を与える静的な要因のみ考慮した評価に留まるため、無線通信品質、及び無線通信信頼性の正確評価が困難であった。
【０００５】
そこで、本発明では、無線通信品質、及び無線通信信頼性に影響を与える静的な環境要因、及び動的な環境要因も考慮した評価を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、無線通信を行う無線システムを評価する評価システムであって、評価対象の無線システムの情報と当該無線システムで無線通信が行われる無線通信環境の環境情報とが入力され、無線通信品質の評価結果と無線システムの信頼性の評価結果とを出力する入出力部と、無線通信が行われる空間の形状を含む静的な環境情報に関する静的環境評価モデルと、当該静的環境評価モデルにおける評価パラメータと、移動する遮蔽物及び移動する干渉波源の情報を含む時間的に変化する動的な環境情報に関する動的環境評価モデルと、当該動的環境評価モデルにおける評価パラメータとを前記無線通信環境ごとに格納する無線通信品質評価モデルデータベースと、前記無線通信を行う無線機の位置に応じて無線通信品質評価に必要な評価モデルと評価パラメータとを前記無線通信品質評価モデルデータベースから取得して、前記無線システムの無線通信品質を評価する無線通信品質評価部と、前記無線通信品質評価部による評価の結果に基づいて、前記無線システムの信頼性を評価するシステム信頼性評価部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、動的な環境情報を考慮して無線通信品質及び無線通信システム信頼性を評価できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例の無線式列車制御システムの信頼性評価のためのシミュレータの入出力の関係を示す図である。
【図２】本実施例の無線式列車制御システムの信頼性評価のためのシミュレータの構成を示すブロック図である。
【図３】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータによる処理手順の例を示すフローチャートである。
【図４】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータによる無線通信品質評価結果、及び信頼性評価結果を表示する画面の例を示す図である。
【図５】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータにおける無線通信品質評価イベントリストの例を示す図である。
【図６】本実施例のイベント駆動型シミュレータにおける無線通信品質評価イベント処理の手順の例を示すフローチャートである。
【図７】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータが用いる路線構成情報リストの構成例を示す図である。
【図８】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータの無線通信品質評価モデルデータベースに含まれる無線通信品質評価パラメータリストの構成例を示す図ある。
【図９】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータにおける遮蔽情報設定イベント処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータにおける他列車による遮蔽イベントリストの構成例を示す図である。
【図１１】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータにおける先行列車、後続列車及び対向列車による遮蔽の概念を示す図である。
【図１２】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータにおける遮蔽物の存在による無線通信品質への影響評価処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータにおける線路環境別の先行列車、後続列車、及び対向列車それぞれの存在による遮蔽減衰特性のモデルを示す図である。
【図１４】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータにおける通信エラー発生率計算処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータにおける無線式列車制御システムで使用される車上、及び地上無線機の希望波電力対干渉波電力比（ＳＩＲ）とフレームエラー率（ＦＥＲ）との関係を示す図である。
【図１６】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータにおけるシステム信頼性評価処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】本実施例の無線式列車制御システムシミュレータの物理的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【００１０】
［実施例１］
図１は、本実施例の無線式列車制御システムの信頼性評価のためのシミュレータの入出力の関係を示す図である。
【００１１】
無線式列車制御システムシミュレータ１０４は、無線式列車制御システムにおいて、列車に搭載される車上無線局と線路に沿って設置される地上無線局との間の無線通信品質、及び無線通信信頼性を評価する。無線式列車制御システムシミュレータ１０４には、シミュレーション評価シナリオ１０７が入力される。シミュレーション評価シナリオ１０７は、無線式列車制御システム仕様情報１０１、評価対象の列車の走行を模擬するための情報（例えば、列車ダイヤ）である列車運行情報１０２、及び評価対象となる鉄道路線の環境を示す鉄道路線情報１０３を含む。また、無線式列車制御システムシミュレータ１０４の出力であるシミュレーション評価結果１０８は、無線通信品質評価結果１０５、及びシステム信頼性評価結果１０６を含む。
【００１２】
図２は、本実施例の無線式列車制御システムの信頼性評価のためのシミュレータの構成を示すブロック図である。
【００１３】
最初に無線式列車制御システムシミュレータ１０４の入力の構成について説明する。図１における無線式列車制御システム仕様情報１０１は、路線において地上無線局が設置された位置を示す地上無線局置局位置情報２０１と、車上無線局及び地上無線局の無線機仕様（例えば、電波伝搬を計算するために必要な使用周波数、出力、アンテナの指向性やゲインなど）２０２と、列車の進行に伴い車上無線局が接続する地上無線局を切り替える制御（ハンドオーバー制御と称する）の仕様について定めるハンドオーバ制御情報（例えば、ハンドオーバの条件（ＲＳＳＩの閾値）、ハンドオーバが実行される位置）２０３を含む。列車運行情報１０２は、列車ダイヤグラムとして時間と列車位置の関係の情報を含む。図１における鉄道路線情報１０３は、無線列車制御システムの無線通信が行われる環境内での遮蔽物の動的な出現、消滅を示す遮蔽物情報２０４と、評価対象の鉄道路線が構成される線路環境（線路形状、地下か明かりか、複線か単線か、など）を示す路線環境情報２０５を含む。
【００１４】
次に、無線式列車制御システムシミュレータ１０４の機能ブロック単位での内部構成について説明する。無線式列車制御システム自体の動作は、地上無線局置局位置情報２０１、無線機仕様２０２、及びハンドオーバ制御情報２０３の情報に基づいてシステム動作模擬部２０６にて模擬される。同様に、評価対象の無線式列車制御システムが設置された路線内の列車走行は、列車運行情報１０２に基づいて列車運行模擬部２０７で模擬される。列車運行模擬部２０７により、シミュレーションの進行に従って列車の位置、つまり車上無線局の位置、及び車上無線局が接続する地上無線局が時間的に変化する。
【００１５】
無線式列車制御システム内における車上無線局と地上無線局との間、及びそれらシステム内の無線局と無線式列車制御システム外の干渉波源となる無線局との間の無線通信環境は、車上無線局及び地上無線局の評価対象路線の始点からの距離によって定まる位置の線路環境を指定する路線環境情報２０５と、指定した時間に出現、消滅する遮蔽物としての他列車の情報を指定する遮蔽物情報２０４とに基づいて、路線環境模擬部２０８において模擬される。
【００１６】
無線通信品質評価部２１０において、評価対象の鉄道路線を列車が走行した場合の各列車位置での無線列車制御のための無線通信の品質が、システム動作模擬部２０６、列車運行模擬部２０７、及び路線環境模擬部２０８によって模擬された通信環境の情報、及び車上無線局と地上無線局の存在位置における無線通信品質評価に必要な評価モデルを格納した無線通信品質評価モデルデータベース２０９の情報に基づいて評価される。システム信頼性評価部２１１において、無線通信品質の評価結果に基づいて、無線式列車制御システム内における無線通信システム部の信頼性が評価される。
【００１７】
最後に、無線式列車制御システムシミュレータ１０４の出力の構成について説明する。無線式列車制御システムシミュレータ１０４の出力として、評価対象の鉄道路線内で走行する列車の各位置における、無線式列車制御システムに関する無線通信品質評価結果１０５、及び無線式列車制御システム内の無線通信システム部のシステム信頼性評価結果１０６が得られる。
【００１８】
図１７は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４の物理的な構成を示すブロック図である。
【００１９】
本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４は、プロセッサ（ＣＰＵ）１１、メモリ１２、補助記憶装置１３及び通信インターフェース１４を有する計算機によって構成される。無線式列車制御システムシミュレータ１０４は、入力インターフェース１５及び出力インターフェース１８を有してもよい。
【００２０】
プロセッサ１１は、メモリ１２に格納されたプログラムを実行する演算装置である。プロセッサ１１が、各種プログラムを実行することによって、無線式列車制御システムシミュレータ１０４の各部（例えば、システム動作模擬部２０６、列車運行模擬部２０７、路線環境模擬部２０８、無線通信品質評価部２１０、システム信頼性評価部２１１など）による機能が実現される。なお、プロセッサ１１がプログラムを実行して行う処理の一部を、他の演算装置（例えば、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウエアウェア）で実行してもよい。
【００２１】
メモリ１２は、不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ及び揮発性の記憶素子であるＲＡＭを含む。ＲＯＭは、不変のプログラム（例えば、ＢＩＯＳ）などを格納する。ＲＡＭは、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）のような高速かつ揮発性の記憶素子であり、プロセッサ１１が実行するプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを一時的に格納する。
【００２２】
補助記憶装置１３は、例えば、磁気記憶装置（ＨＤＤ）、フラッシュメモリ（ＳＳＤ）等の大容量かつ不揮発性の記憶装置である。また、補助記憶装置１３は、プロセッサ１１がプログラムの実行時に使用するデータ（例えば、無線通信品質評価モデルデータベース２０９など）、及びプロセッサ１１が実行するプログラムを格納する。すなわち、プログラムは、補助記憶装置１３から読み出されて、メモリ１２にロードされて、プロセッサ１１によって実行されることによって、無線式列車制御システムシミュレータ１０４の各機能を実現する。
【００２３】
通信インターフェース１４は、所定のプロトコルに従って、他の装置との通信を制御するネットワークインターフェース装置である。
【００２４】
入力インターフェース１５は、キーボード１６やマウス１７などの入力装置が接続され、オペレータからの入力を受けるインターフェースである。出力インターフェース１８は、ディスプレイ装置１９やプリンタ（図示省略）などの出力装置が接続され、プログラムの実行結果をオペレータが視認可能な形式で出力するインターフェースである。なお、無線式列車制御システムシミュレータ１０４にネットワークを介して接続されたユーザ端末が入力装置及び出力装置を提供してもよい。この場合、無線式列車制御システムシミュレータ１０４がウェブサーバの機能を有し、ユーザ端末が無線式列車制御システムシミュレータ１０４に所定のプロトコルでアクセスしてもよい。
【００２５】
プロセッサ１１が実行するプログラムは、リムーバブルメディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）又はネットワークを介して無線式列車制御システムシミュレータ１０４に提供され、非一時的記憶媒体である不揮発性の補助記憶装置１３に格納される。このため、無線式列車制御システムシミュレータ１０４は、リムーバブルメディアからデータを読み込むインターフェースを有するとよい。
【００２６】
無線式列車制御システムシミュレータ１０４は、物理的に一つの計算機上で、又は、論理的又は物理的に構成された複数の計算機上で構成される計算機システムであり、複数の物理的計算機資源上に構築された仮想計算機上で動作してもよい。例えば、システム動作模擬部２０６、列車運行模擬部２０７、路線環境模擬部２０８、無線通信品質評価部２１０及びシステム信頼性評価部２１１は、各々別個の物理的又は論理的計算機上で動作するものでも、複数が組み合わされて一つの物理的又は論理的計算機上で動作するものでもよい。
【００２７】
図３は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４による処理手順の例を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
【００２８】
ステップ３０１：無線式列車制御システムシミュレータ１０４を起動すると、シミュレーションによる評価の処理を開始する。
【００２９】
ステップ３０２：列車運行模擬部２０７は、シミュレーションによる評価に必要な情報を、シミュレーション評価シナリオ１０７の各ファイルから読み込む。具体的には、無線式列車制御システムシミュレータ１０４が、無線式列車制御システム仕様情報１０１、列車運行情報１０２及び鉄道路線情報１０３を読み込む。
【００３０】
ステップ３０３：列車運行模擬部２０７は、入力された列車運行情報１０２に基づいて、評価対象の鉄道路線内における時刻と列車位置との関係（列車運転曲線と称する）を計算する。なお、路線及び列車種別毎に予め用意されている列車運転曲線を使用してもよい。
【００３１】
ステップ３０４：列車運行模擬部２０７は、無線式列車制御システムシミュレータ１０４では、評価対象となる無線式列車制御システム状態の変化、無線通信環境の変化、遮蔽物としての他列車の出現や消滅、システム内の無線通信機器の故障や復帰の管理、各列車位置毎の無線通信品質評価要求などをイベント駆動型シミュレーションにおけるイベントとして扱っており、これらのイベントを管理するためのキューを、シミュレーション開始前に初期化する。
【００３２】
ステップ３０５：列車運行模擬部２０７は、所定時間毎に無線式列車制御にかかる無線通信品質を評価する無線通信品質評価イベントをイベントキューに追加する。イベントキューに追加される無線通信品質評価イベントは、図５に示す表で管理するとよい。ステップ３０３で求めた列車運転曲線の情報に基づいて、各無線品質評価イベントの発生時刻における列車（車上無線局）の位置を得る。
【００３３】
ステップ３０６：路線環境模擬部２０８は、図２における遮蔽物情報２０４に基づいて、シミュレータのユーザが指定した時刻に遮蔽物としての他列車を自列車の周囲に出現又は消滅させる遮蔽イベントをイベントキューに追加する。遮蔽物情報２０４で指定する遮蔽物の情報は、図１０に示す表で管理するとよい。なお、遮蔽イベントは、遮蔽の発生タイミング及び終了タイミングの二つの時刻でエンキューされる。
【００３４】
ステップ３０７：路線環境模擬部２０８は、無線式列車制御システムを構成する無線機器に関して、指定した時間にそれらの無線機器の故障、及び故障復帰の状態変化を模擬する故障・故障復帰イベントをイベントキューに追加する。例えば、冗長化されている無線機器が、電波環境が悪い場所において故障した場合を評価する。
【００３５】
ステップ３０８：無線通信品質評価部２１０は、イベントキューが空か否かを判定する。イベントキューが空であれば、ステップ３１６に移る。イベントキューが空でなければ、イベントキュー内のエントリを時刻を基準として昇順、すなわち時刻が若い順序でソートし、ステップ３０９に移る。
【００３６】
ステップ３０９：無線通信品質評価部２１０は、イベントキューの先頭にあるイベント、すなわち時刻が最も若いイベントをイベントキューから取り出す（デキューする）。無線式列車制御システムシミュレータ１０４のシミュレーション管理用の時間を取り出したイベントの時間に進める。
【００３７】
ステップ３１０：ステップ３０９で取り出したイベントが無線通信品質評価イベントであれば、ステップ３１３へ移る。そうでなければステップ３１１へ移る。
【００３８】
ステップ３１１：ステップ３０９で取り出したイベントが遮蔽イベントであれば、ステップ３１４へ移る。そうでなければステップ３１２へ移る。
【００３９】
ステップ３１２：ステップ３０９で取り出したイベントが故障・故障復帰イベントであれば、ステップ３１５へ移る。そうでなければステップ３０８へ移る。
【００４０】
ステップ３１３：無線通信品質評価部２１０は、ステップ３０９で取り出したイベントの属性として指定されている列車（車上無線局）位置の情報に基づいて、無線式列車制御に関する無線通信の品質を評価する。無線通信品質評価の処理手順は、図６を参照して後述する。無線通信品質評価終了後、ステップ３０８に移り、イベントキューの次のイベントを処理する。
【００４１】
ステップ３１４：無線通信品質評価部２１０は、ステップ３０９で取り出したイベントの属性として指定されている、遮蔽物としての他列車の種類（先行列車、後続列車、対向列車のいずれか）と評価対象の列車からの距離に基づいて、評価対象の列車の周囲の遮蔽物の存在・消滅状態を設定する。遮蔽情報設定の処理手順は、図９を参照して後述する。遮蔽情報の設定終了後、ステップ３０８に移り、イベントキューの次のイベントを処理する。
【００４２】
ステップ３１５：無線通信品質評価部２１０は、無線式列車制御システムを構成する無線機器の機器状態（故障中か否か）を設定する。設定後、ステップ３０８に移り、イベントキューの次のイベントを処理する。
【００４３】
ステップ３１６：システム信頼性評価部２１１は、各列車（車上無線局）の位置に対応する無線通信品質評価結果１０５に基づいて、シミュレーション評価シナリオ１０７が想定する無線通信状況下における、無線式列車制御システム内の無線通信システム部の信頼性を評価し、無線通信品質評価結果１０５、及びシステム信頼性評価結果１０６を画面に出力する。
【００４４】
ステップ３１７：無線式列車制御システムシミュレータ１０４における、シミュレーション評価の処理を終了する。
【００４５】
図４は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４による無線通信品質評価結果１０５、及びシステム信頼性評価結果１０６を表示する画面の例を示す図である。
【００４６】
無線通信品質評価結果１０５、及びシステム信頼性評価結果１０６は、グラフィカルインタフェース４０１に表示される。無線通信品質評価結果１０５は、キロ程方向（列車が走行する方向）における列車（車上無線局）位置とフレームエラー率（ＦＥＲ）との関係を示すグラフ４０２、列車（車上無線局）位置と希望波電力対干渉波電力比（ＳＩＲ）との関係を示すグラフ４０３、列車（車上無線局）位置と希望波及び干渉波の受信信号強度（ＲＳＳＩ）との関係を示すグラフ４０４、及び列車（車上無線局）位置と列車走行速度との関係を示すグラフ４０５で表示される。これらのグラフの表示に必要な評価結果は、シミュレータの出力としてＣＳＶファイル等のテキストファイルでも出力可能である。無線システム信頼性の評価結果は、評価指標名、値、評価区間、及び評価期間の各項目を列に持つ表４０６に表示される。表４０６に表示される非常ブレーキの発生確率は、評価期間の全列車における確率や、１つの列車の区間毎の確率などが評価の目的に応じて表示される。また、確率の値は、区間中の最高確率や、統計的に処理された全体としての確率などが評価の目的に応じて表示されるとよい。さらに、表４０６に表示されるデータも、シミュレータの出力としてＣＳＶファイル等のテキストファイルでも出力可能である。
【００４７】
図５は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４における、時間経過に伴う列車の移動を考慮した無線通信品質評価イベントリストの例を示す図である。無線通信品質評価イベントリストでは、一行が一つの無線通信品質評価イベントを表し、イベント発生時刻における列車位置の情報が保持される。無線通信品質評価イベントリストには、無線式列車制御システムシミュレータ１０４において評価すべき全てのイベントが時間順に記録される。無線通信品質評価イベントリストの時刻は、当該列車の所定地点（例えば、始発駅）からの経過時間を使用するとよい。
【００４８】
図示した無線通信品質評価イベントリストでは、所定時間間隔でイベントを作成しているが、列車が所定距離進行する毎にイベントを作成してもよい。
【００４９】
図６は、本実施例のイベント駆動型シミュレータにおける無線通信品質評価イベント処理（Ｓ３１３）の手順の例を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
【００５０】
ステップ６０１：無線通信品質評価部２１０は、図３における無線通信品質評価イベント処理（ステップ３１３）が開始すると、無線通信品質評価イベントの属性の一つである列車位置の情報から車上無線局の位置を得る。無線式列車制御システムシミュレータ１０４の内部で管理される車上無線局の位置情報をイベント属性から得た位置に更新する。車上無線局は通常は先頭車両に配置されているので、車上無線局の位置は先頭車両のアンテナ位置となる、なお、先頭車両と最後尾車両とに車上無線局を設置し、二つのアンテナ（車上無線局）ダイバーシティを構成する場合には、二つのアンテナ位置を取得する。
【００５１】
ステップ６０２：無線通信品質評価部２１０は、車上無線局及び地上無線局の位置に基づいて、無線式列車制御システムが通信に用いる周波数と同一周波数帯を用いる他の無線通信システムの無線機（干渉波源）の情報を路線環境情報２０５から取得する。干渉波源は、例えば、ホーム上の乗客が保有するスマートフォンなどの無線機や、沿線に設置されているＷｉＦｉアクセスポイントなどである。
【００５２】
ステップ６０３：無線通信品質評価部２１０は、車上無線局の接続先の地上無線局を決定する。固定された一つの地上無線局が通信可能な距離には限界があるため、列車（車上無線局）の移動に応じて車上無線局の接続先の地上無線局を切り替える必要がある。この接続先切り替え処理をハンドオーバと称する。無線式列車制御システムシミュレータ１０４で使用するハンドオーバ方式は、ハンドオーバ制御情報２０３において指定される。例えば、無線式列車制御システムシミュレータ１０４に規定されているハンドオーバ方式の一つに、位置を基準としたハンドオーバ方式がある。位置を基準としたハンドオーバ方式では、地上無線局の周辺にハンドオーバ点が設定されており、列車（車上無線局）がハンドオーバ点を通過した時点で指定された地上無線局に接続が移される。ハンドオーバ点の情報はハンドオーバ制御情報２０３において指定される。また、他のハンドオーバ方式として、車上無線局の位置において最も受信電力強度が大きい地上無線局を接続先に選択する方式でもよい。
【００５３】
ステップ６０４：無線通信品質評価部２１０は、車上無線局及び地上無線局の位置における線路環境を、評価対象の路線内の各地点の線路環境を含む路線環境情報２０５から取得する。取得される線路環境情報は、図７を参照して後述する。
【００５４】
ステップ６０５：無線通信品質評価部２１０は、ステップ６０４で得られた車上無線局及び地上無線局の位置における線路環境での無線通信品質評価に用いる評価モデル及び評価パラメータを、無線通信品質評価モデルデータベース２０９から取得する。無線通信品質評価に用いる評価モデル及び評価パラメータは、図８を参照して後述する。
【００５５】
ステップ６０６：無線通信品質評価部２１０は、無線式列車制御システムシミュレータ１０４の内部で管理される車上無線局に関する情報を参照し、周囲に遮蔽物となる他列車（先行列車、後続列車、対向列車）が存在してるか否かを判定する。遮蔽物となる他列車が自列車の周囲に存在している場合は、ステップ６０７に移る。遮蔽物となる他列車が自列車の周囲に存在していない場合は、ステップ６０８に移る。
【００５６】
ステップ６０７：無線通信品質評価部２１０は、評価対象の自列車の周囲に他列車が存在している場合に、遮蔽物としての他列車の存在が車上無線局とその接続先地上無線局との間の無線通信品質に与える影響を評価する。遮蔽物の存在による通信品質への影響を評価する処理の手順の例は、図１２を参照して後述する。遮蔽物の存在による通信品質への影響評価の終了後、ステップ６０８に移る。
【００５７】
ステップ６０８：無線通信品質評価部２１０は、評価対象の自列車の周囲に他列車が存在していない場合に、ステップ６０５で得られた無線通信品質評価に用いる評価モデルと評価パラメータ、評価対象列車の周囲に他列車が存在する場合にステップ６０６で得られた遮蔽物の存在による無線通信品質への影響の評価結果、及び無線機仕様２０２により与えられる空中線電力やアンテナ利得などの無線式列車制御システムで使用する無線機の仕様に関する情報に基づいて、車上無線局とその接続先の地上無線局との間の無線通信品質を評価する。例えば、無線通信品質評価指標として、車上無線局及び地上無線局位置における希望波及び干渉波の受信信号強度（ＲＳＳＩ）及び希望波受信電力対干渉波電力比（ＳＩＲ）を用いる。無線通信指標の評価結果は、図４に示すグラフ形式での画面出力とＣＳＶ等のテキスト形式でのファイル出力のために、無線式列車制御システムシミュレータ１０４内の全ての無線通信品質評価イベントの処理が終了するまで保持される。
【００５８】
ステップ６０９：無線通信品質評価部２１０は、ステップ６０８で得られた車上無線局とその接続先地上無線局間の無線通信品質指標の計算結果を用いて通信エラー発生率を計算する。通信エラー発生率の計算処理の例は、図１４を参照して後述する。
【００５９】
ステップ６１０：無線通信品質評価イベント処理（ステップ３１３）を終了する。
【００６０】
このように、無線通信品質評価イベント処理（ステップ３１３）では、ステップ６０６において、評価対象列車（車上無線局）の周辺に無線通信品質に影響を与える可能性がある遮蔽物としての他列車が存在すると判定された場合には、ステップ６０７において、遮蔽物としての他列車の存在による無線通信品質への影響の大きさを評価する。これによって、公知例でも取り扱われている静的な環境情報を用いた無線通信品質評価に加えて、動的な環境情報の一つである位置が変化する遮蔽物の影響を考慮して無線通信品質を評価している。なお、無線式列車制御システムシミュレータ１０４においては、遮蔽物の存在が無線通信品質に与える影響の大きさを、遮蔽損失量として定量的に評価している。
【００６１】
図７は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４が用いる路線構成情報リスト７０１の構成例を示す図である。
【００６２】
図７に示す路線構成情報リスト７０１は、路線環境情報２０５の少なくとも一部を構成しており、直線、曲線、駅などの線路形状、地下区間か否か、複線か単線か、などの基準で分類した線路環境ごとに評価対象の鉄道路線を分割し、各区間の線路環境が表現されている。図６に示す無線通信品質評価イベント処理のステップ６０４において、イベントが発生した時刻での車上無線局の位置と接続先の地上無線局の位置における線路環境名は、図７に示す表の始点、終点の項目を参照することで取得できる。
【００６３】
さらに、路線環境情報２０５は、無線機の故障に関する情報や、干渉波源の情報を含んでもよい。無線機の故障に関する情報は、例えば、故障発生場所と、故障の態様又は故障によって生じる無線通信品質の劣化の程度を含む。特に、無線環境が悪い場所で故障を生じさせて無線通信品質の劣化を評価するとよい。また、故障の態様としては、冗長化されている無線機器の一つが故障した場合である。干渉波源の情報は、例えば、ホームで待つ乗客が保有する無線機、付近のＷｉＦｉアクセスポイントなどの情報である。
【００６４】
図８は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４の無線通信品質評価モデルデータベース２０９に含まれる無線通信品質評価パラメータリスト８０１の構成例を示す図ある。
【００６５】
無線通信品質評価パラメータリスト８０１は、図２における無線通信品質評価モデルデータベース２０９に保持されている。図６に示す無線通信品質評価イベントの処理のステップ６０４において、イベントが発生した時刻での車上無線局の位置と接続先の地上無線局の位置における線路環境名を取得した後、ステップ６０５において、無線通信品質評価パラメータリスト８０１を参照し、最左列の線路環境名を用いて、車上無線局の位置と接続先の地上無線局の位置における無線通信品質評価に必要な評価モデル及び評価パラメータを取得できる。
【００６６】
このように、図６のステップ６０４において、評価対象列車の車上無線局の位置及び接続先の地上無線局の位置における線路環境名を路線環境情報２０５から作成した図７の路線構成情報リスト７０１から取得し、図６のステップ６０５において、得られた線路環境名を用いて図８の表から評価対象列車の車上無線局の位置及び接続先の地上無線局の位置における無線通信品質評価に必要な評価モデル及び評価パラメータを一括して取得することで、高速に必要な評価モデル及びパラメータを取得できる。特に、評価対象の鉄道路線が複数の線路環境から構成され、かつ一つの線路環境に対して無線通信品質評価のための評価パラメータ及び評価モデルが複数存在する場合に高い効果を奏する。
【００６７】
図９は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４における遮蔽情報設定イベント処理（３１４）の手順を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
【００６８】
ステップ９０１：図３における遮蔽情報設定処理（ステップ３１４）が開始すると、遮蔽情報設定処理３１４で取り扱うイベントが遮蔽開始イベントであるか否かを判定する。遮蔽開始イベントであれば、ステップ９０２に移り、遮蔽開始イベントでなければ、ステップ９０４に移る。
【００６９】
ステップ９０２：取り扱うイベントが遮蔽開始イベントであれば、無線式列車制御システムシミュレータ１０４の内部で保持している列車（車上無線局）の情報の一つである、周囲に遮蔽物となる他列車が存在しているか否かのフラグを立て、周辺に遮蔽物としての列車が存在する状況を設定する。自列車周辺の他列車の存在を示すフラグは、他列車の種類（先行列車、後続列車、対向列車）ごとに持つとよい。
【００７０】
ステップ９０３：ステップ９０２と同様に、無線式列車制御システムシミュレータ１０４の内部で保持している列車（車上無線局）の情報の一つである、周囲に存在する遮蔽物となる他列車と評価対象の列車との距離を設定する。
【００７１】
ステップ９０４：遮蔽情報設定処理３１４で取り扱うイベントが遮蔽終了イベントであるか否かを判定する。遮蔽開始イベントであれば、ステップ９０５に移る。遮蔽開始イベントでなければ、ステップ９０７に移る。
【００７２】
ステップ９０５：無線式列車制御システムシミュレータ１０４の内部で保持している列車（車上無線局）の情報の一つである、周囲に遮蔽物となる他列車が存在しているか否かのフラグを降ろして、周辺に遮蔽物としての列車が存在しない状況を設定する。
【００７３】
ステップ９０６：無線式列車制御システムシミュレータ１０４の内部で保持している列車（車上無線局）の情報の一つである、周囲に存在する遮蔽物となる他列車と評価対象の列車との距離を０に初期化する。
【００７４】
ステップ９０７：遮蔽情報設定処理３１４を終了する。
【００７５】
図１０は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４における他列車による遮蔽イベントリストの構成例を示す図である。
【００７６】
図１０に示す遮蔽イベントリストは、遮蔽物情報２０４の少なくとも一部を構成しており、無線式列車制御システムシミュレータ１０４の入力の一つである遮蔽物情報２０４として与えられる。図１０のリストの一行に記録されるデータは、一件の他列車による遮蔽イベントである。遮蔽イベントは、遮蔽の発生時刻、遮蔽の終了時刻、遮蔽の種類（先行列車、後続列車、対向列車）、遮蔽の影響を被る車上無線局を搭載した評価対象列車の列車番号、及び遮蔽の種類が先行列車又は後続列車の場合の評価対象列車から遮蔽物までの距離のデータを含む。１行に記載される遮蔽イベントは、遮蔽の発生時刻及び終了時刻の２回、遮蔽情報設定イベント処理（３１４）で処理される。
でもよい。
【００７７】
前述した遮蔽イベントリストは、遮蔽の種類として、同じ路線を走行する先行列車、後続列車、対向列車を記録するものであるが、側方に存在する軌道上を同一方向に進行する列車（並走列車）を記録してもよい。また、列車以外に、当該路線に設けられている踏切を通過する車両を記録してもよい。車両は定められた時刻に踏切を通過するものではないので、評価対象の列車が踏切の周辺を走行する前後に、当該踏切を通過する車両による遮蔽イベントを定めるとよい。
【００７８】
図１１は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４における、先行列車、後続列車及び対向列車による遮蔽の概念を示す図である。
【００７９】
図１１（Ａ）は、後続列車による遮蔽の概念を示す。評価対象列車である自列車と同一軌道上の前方に存在する列車を先行列車と呼ぶ。自列車の先頭側の車上無線局と接続先の地上無線局との間に先行列車が存在し、かつ自列車の先頭位置から遮蔽物までの距離ｄ＿０より自列車の先頭位置から接続先の地上無線局までの距離ｄ＿ＢＳが大きい場合に、先行列車が自列車の先頭側の車上無線局と接続先の地上無線局との間の無線通信の伝搬路上に存在する遮蔽物となる。
【００８０】
図１１（Ｂ）は、後続列車による遮蔽の概念を示す。評価対象列車である自列車と同一軌道上の後方に存在する列車を後続列車と呼ぶ。図１１（Ａ）に示す先行列車による遮蔽の場合と同様に、自列車の後部側の車上無線局と接続先の地上無線局との間に後続列車が存在し、かつ自列車の後部位置から遮蔽物までの距離ｄ＿０より自列車の後部位置から車上無線局の接続先の地上無線局までの距離ｄ＿ＢＳが大きい場合に、後続列車が自列車の後部側の車上無線局と接続先の地上無線局との間の無線通信の伝搬路上に存在する遮蔽物となる。
【００８１】
図１１（Ｃ）は、対向列車による遮蔽の概念を示す。対向列車による遮蔽は、複線以上の区間でのみ発生する。評価対象列車である自列車が走行する軌道の側方に存在する軌道上を逆方向に進行する列車を対向列車と呼ぶ。対向列車が存在し、かつ自列車の車上無線局の接続先の地上無線局が対向列車を挟んだ対向軌道側に存在する場合に、対向列車が自列車の車上無線局と接続先の地上無線局間の無線通信の伝搬路上に存在する遮蔽物となる。
【００８２】
図１２は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４における遮蔽物の存在による無線通信品質への影響評価処理（６０７）の手順を示すフローチャートである。図１２のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
【００８３】
ステップ１２０１：図６における遮蔽物としての他列車の存在による無線通信品質への影響の評価処理（ステップ６０７）が開始すると、無線式列車制御システムシミュレータ１０４の内部で管理される車上無線局に関する情報を参照し、先行列車又は後続列車による遮蔽の場合は自列車と他列車との距離を、対向列車による遮蔽の場合は自列車の車上無線局と接続先地上無線局との距離を取得する。
【００８４】
ステップ１２０２：自列車の車上無線局の接続先の地上無線局が他列車より近い位置に存在しているか否かを判定する。自列車の車上無線局の接続先の地上無線局が他列車より近い位置に存在している場合は、自列車の車上無線局と接続先の地上無線局との間に遮蔽物としての他列車が存在しない状況なので、遮蔽による影響はないと判断し、ステップ１２０５に移る。一方、自列車の車上無線局の接続先の地上無線局が他列車より遠い位置に存在している場合は、遮蔽による影響があると判断し、ステップ１２０３に移る。
【００８５】
ステップ１２０３：車上無線局の位置における線路環境を図７の路線構成情報リスト７０１から取得する。
【００８６】
ステップ１２０４：先行列車又は後続列車による遮蔽の場合は、ステップ１２０３で取得した車上無線局の位置における線路環境に基づいて、図２の無線通信品質評価モデルデータベース２０９から、自列車の存在する線路環境における先行列車及び後続列車による遮蔽の影響の評価モデルを取得し、ステップ１２０１で計算した自列車と他列車との距離に応じた遮蔽による影響の大きさとして遮蔽減衰量を取得する。また、対向列車による遮蔽の場合は、ステップ１２０３で取得した車上無線局の位置における線路環境に基づいて、図２の無線通信品質評価モデルデータベース２０９から、自列車が存在する線路環境における対向列車による遮蔽の影響の評価モデルを取得し、ステップ１２０１で計算した自列車の車上無線局と接続先の地上無線局との距離に応じた遮蔽減衰量を取得する。
【００８７】
ステップ１２０５：遮蔽物の存在による無線通信品質への影響評価処理６０７を終了する。
【００８８】
図１３は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４における線路環境別の先行列車、後続列車、及び対向列車それぞれの存在による遮蔽減衰特性のモデルを示す図である。
【００８９】
無線式列車制御システムシミュレータ１０４の内部で参照される無線通信品質評価モデルデータベース２０９（図８において表形式で保持される内容を含む）は、線路環境ごとに他列車（先行列車、後続列車、対向列車）による遮蔽の影響の大きさをモデル化した（受信電力強度における）遮蔽減衰特性を保持している。具体的には、図１２で示した、遮蔽物の存在による無線通信品質への影響評価を実施する処理のために、自列車と先行列車との距離と遮蔽減衰量との関係、自列車と後続列車との距離と遮蔽減衰量との関係、及び自列車と対向列車を挟んだ対向線路側に存在する自列車の車上無線局の接続先の地上無線局との距離と遮蔽減衰量との関係を遮蔽減衰特性として保持している。一般に、同じ自列車と他列車間距離の遮蔽の存在を想定した場合でも、線路環境によって影響の大きさは異なるため、本発明を適用したイベント駆動型シミュレータでも、図２の無線通信品質評価モデルデータベース２０９において線路環境ごとに遮蔽減衰特性のモデルを持っているとよい。なお、遮蔽減衰特性は、車体形状、車体断面、編成長によって変えてもよい。
【００９０】
図１４は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４における通信エラー発生率計算処理（６０９）の手順を示すフローチャートである。図１４のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
【００９１】
ステップ１４０１：図６における通信エラー発生率の計算処理（ステップ６０９）が開始すると、図６のステップ６０８において計算された無線通信品質指標のうち、車上無線局とその接続先地上無線局での希望波（列車制御のための無線通信）と干渉波の受信電力強度（ＲＳＳＩ）の値から、希望波受信電力対干渉波電力比（ＳＩＲ）を計算する。本実施例における無線式列車制御システムシミュレータ１０４では、ＳＩＲ値を車上無線局と接続先の地上無線局との間の上りと下りのそれぞれの方向で計算したうえで、小さい方の値を当該無線通信品質イベントが評価する制御周期のＳＩＲ値とする。
【００９２】
ステップ１４０２：ステップ１４０１で求めたＳＩＲ値を用いて、図１５に示す無線式列車制御装置で用いる無線機のＳＩＲ−ＦＥＲ特性から、当該無線通信品質イベントが評価する制御周期のフレームエラー率（ＦＥＲ値）を求める。
【００９３】
ステップ１４０３：通信エラー発生率計算処理６０９を終了する。
【００９４】
図１５は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４における無線式列車制御システムで使用される車上、及び地上無線機の希望波電力対干渉波電力比（ＳＩＲ）とフレームエラー率（ＦＥＲ）との関係を示す図である。
【００９５】
このＳＩＲ−ＦＥＲ特性は、本発明を適用したイベント駆動型シミュレータにおいて評価対象とするシステムが使用する無線機ごとに異なるため、図２の無線機仕様２０２の情報の一つとして設定する。図１４に示す、通信エラー発生率計算処理６０９において、ステップ１４０２においてＳＩＲ値からＦＥＲ値を取得する際に本特性が参照される。
【００９６】
図１６は、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４におけるシステム信頼性評価処理（３１６）の手順を示すフローチャートである。図１６のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
【００９７】
ステップ１６０１：図３におけるシステム信頼性評価処理（ステップ３１６）が開始すると、図３のステップ３１３において計算された、評価対象の鉄道路線を走行する列車に搭載された車上無線局の各位置における無線通信品質指標（図１４に計算処理の流れを示したフレームエラー率（ＦＥＲ）を含む）を用いて、車上無線局の各位置における無線式列車制御システムの制御対象となる列車の非常ブレーキ発生確率を計算する。例えば、本実施例の無線式列車制御システムシミュレータ１０４で確率として評価される非常ブレーキの発生は、例えば、無線通信が所定条件まで悪化した（例えば、無線通信が所定時間断絶して、フレームエラー率が所定値以上に悪化した）場合に途絶した場合に非常ブレーキが動作して列車を停止するものである。
【００９８】
より具体的には、所定回数の再送が実行される時間を評価時間において通信品質が連続して悪い場合、当該失敗した再送が行われた各タイミングのフレームエラーレートを乗じた値が非常ブレーキ発生確率とする。
【００９９】
ステップ１６０２：ステップ１６０１で求めた非常ブレーキ発生確率に基づいて、指定された期間、指定された区間、及び指定された列車本数での無線式列車制御システムの信頼性評価指標を計算する。計算された信頼性評価結果は、図４下部の無線通信システム信頼性評価結果の表に出力される。さらに、ＣＳＶ等のファイルにも出力可能でもよい。本実施例においては、信頼性評価指標に非常ブレーキ発生確率を採用している。
【０１００】
ステップ１６０３：システム信頼性評価処理３１６を終了する。
【０１０１】
なお、無線通信システム信頼性の評価指標については、評価対象のシステムや評価者からの要求に応じて、使用する信頼性評価指標を変更した構成とすることも無線式列車制御システムシミュレータ１０４のソフトウェアを変更することにより容易に可能である。
【０１０２】
以上の説明では、無線通信品質評価、及び無線通信システムの信頼性評価の対象として、無線式列車制御システムを例示したが、無線通信を用いた各種制御システムへ応用できる。それらの中でも、本発明は、列車制御のように高い安全性とシステム可用性が要求される制御システムへの適用が好適である。例えば、地上無線局及び自動車との情報伝送に無線通信を利用する遠隔操作型の自動運転車の制御システムにおける、無線通信品質評価や無線通信の信頼性評価に適用できる。また、建設機械の遠隔制御システムやテールコードレスエレベータなどの制御システムにも適用できる。
【０１０３】
以上に説明したように、本発明の実施例によると、無線通信を行う無線システムを評価する評価システム（無線式列車制御システムシミュレータ１０４）であって、  評価対象の無線システムの情報と当該無線システムで無線通信が行われる無線通信環境の環境情報とが入力され、無線通信品質の評価結果と無線システムの信頼性の評価結果とを出力する入出力部（通信インターフェース１４、入力インターフェース１５、出力インターフェース１８）と、無線通信が行われる空間の形状を含む静的な環境情報に関する静的環境評価モデル（路線環境情報２０５、路線構成情報リスト７０１）と、当該静的環境評価モデルにおける評価パラメータ（無線通信品質評価パラメータリスト８０１）と、移動する遮蔽物及び移動する干渉波源の情報を含む時間的に変化する動的な環境情報に関する動的環境評価モデル（遮蔽物情報２０４、遮蔽イベントリスト）と、当該動的環境評価モデルにおける評価パラメータ（無線通信品質評価パラメータリスト８０１）とを無線通信環境ごとに格納する無線通信品質評価モデルデータベース２０９と、無線通信を行う無線機の位置に応じて無線通信品質評価に必要な評価モデルと評価パラメータとを無線通信品質評価モデルデータベース２０９から取得して、無線システムの無線通信品質を評価する無線通信品質評価部２１０と、無線通信品質評価部２１０による評価の結果に基づいて、無線システムの信頼性を評価するシステム信頼性評価部２１１とを備えるので、無線通信が行われる領域において、時間の経過に伴い一時的に出現する遮蔽物や干渉波源による無線通信品質への影響を評価できる。
【０１０４】
また、無線通信品質評価モデルデータベース２０９は、無線通信環境と、各無線通信環境における電波伝搬特性と、遮蔽物及び干渉波源による無線システムの無線通信品質への影響特性とを関連付けて格納するので、様々な環境を走行する鉄道アプリケーションにおいて、環境毎にエントリを用いて、環境の種類に応じた適切な評価ができる。
【０１０５】
また、動的環境評価モデルが表す動的な環境情報は、同じ路線を走行する列車による影響特性を含むので、鉄道アプリケーションにおいて使用される無線システムを適切に評価できる。
【０１０６】
また、無線通信品質評価モデルデータベース２０９は、無線機と遮蔽物との間の距離と、無線通信における受信電力の減衰量との関係を示す遮蔽減衰特性に関する伝搬環境評価モデルと、当該伝搬環境評価モデルにおける評価パラメータとを無線通信環境ごとに格納するので、遮蔽物や環境の特性をシミュレーション結果に適切に反映できる。
【０１０７】
また、無線通信品質評価部２１０は、無線機の周囲に遮蔽物が存在し、かつ、当該無線機に接続される接続先無線機より遮蔽物が近い場合、伝搬環境評価モデルを用いて遮蔽減衰特性を評価するので、遮蔽物の位置が線路上に限定されている鉄道アプリケーションの特性を生かして、距離のパラメータのみを用いて影響が少ない遮蔽物を除外してできる無線システムを適切に評価できる。
【０１０８】
また、無線通信品質評価部２１０は、無線機の位置に応じた無線通信環境の名称を用いて、無線通信品質の評価に必要な一以上の評価モデルと、当該評価モデルにおける評価パラメータとを、無線通信品質評価モデルデータベース２０９から一括して取得するので、環境毎に容易に無線システムを評価できる。
【０１０９】
なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。
【０１１０】
また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。
【０１１１】
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録媒体に格納することができる。
【０１１２】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１０１…無線式列車制御システム仕様情報、１０２…列車運行情報、１０３…鉄道路線情報、１０４…無線式列車制御システムシミュレータ、１０５…無線通信品質評価結果、１０６…システム信頼性評価結果、１０７…シミュレーション評価シナリオ、１０８…シミュレーション評価シナリオ、２０１…地上無線局置局位置情報、２０２…無線局仕様、２０３…ハンドオーバ制御情報、２０４…遮蔽物情報、２０５…路線環境情報、２０６…システム動作模擬部、２０７…列車運行模擬部、２０８…路線環境模擬部、２０９…無線通信品質評価モデルデータベース、２１０…無線通信品質評価部、２１１…システム信頼性評価部、４０１…グラフィカルインタフェース
【図１】
2020150291.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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