(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置と、
前記撮像装置と接続され、前記撮像装置の撮像画像を圧縮する画像圧縮装置と、
前記画像圧縮装置と接続され、前記画像圧縮装置により圧縮された撮像画像の画像データを送信する列車外の列車無線装置と、
前記列車外の列車無線装置から前記撮像画像の画像データを受信する列車内の無線装置と、
前記列車内の無線装置と接続され、前記列車内の無線装置から撮像画像の画像データを受信し、圧縮された画像データを伸張する画像伸張装置と、
前記画像伸張装置に接続され、伸張された画像データの撮像画像を表示する表示装置とを備える列車運行システムであって、
前記列車外の列車無線装置は、送信電波の反射波の周波数に基づき、列車の速度を求め、前記速度が一定の値以上のときには、前記列車内の列車無線装置への前記撮像画像の画像データの送信を止めることを特徴とする列車運行システム。
【請求項２】
撮像装置と、
前記撮像装置と接続され、前記撮像装置の撮像画像を圧縮する画像圧縮装置と、
前記画像圧縮装置と接続され、前記画像圧縮装置により圧縮された撮像画像の画像データを送信する列車外の列車無線装置と、
前記列車外の列車無線装置から前記撮像画像の画像データを受信する列車内の無線装置と、
前記列車内の無線装置と接続され、前記列車内の無線装置から撮像画像の画像データを受信し、圧縮された画像データを伸張する画像伸張装置と、
前記画像伸張装置に接続され、伸張された画像データの撮像画像を表示する表示装置とを備える列車運行システムにおける前記列車外の列車無線装置であって、
送信電波の反射波に基づき、列車の速度を求め、前記速度が一定の値以上のときには、前記列車内の列車無線装置への前記撮像画像の画像データの送信を止めることを特徴とする列車無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車無線装置、および、それを用いた列車運行システムに係り、特に、ホームの監視映像を、列車内の乗務員に表示する監視システムに用いて好適な列車無線装置、および、それを用いた列車運行システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の交通システムでは、防犯、安全のために車両や乗客の様子を監視カメラによって、撮像するのが一般的になってきている。非特許文献１には、このような監視カメラの用途と使用方法が説明されている。
【０００３】
このような監視カメラが用いられる例の一つとして、列車の運行システムにおいて、プラットホームの状況を監視カメラによって撮像して、その画像を列車内の乗務員に送信して、安全を確認する技術が知られている。特許文献１には、プラットホームに監視カメラを設置し、特に、伝送距離を短くして、撮像した画像を列車に送信するプラットホーム監視システムが開示されている。また、特許文献２には、ドアの開閉状態を検知し、そのドアの近くを監視カメラによって撮像し、それを要員が確認する安全確認システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６４８１１号公報
【特許文献２】特開平９−７１２４０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』、”監視カメラ”、[online]、[平成２１年８月３日検索]、インターネット<URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%A3%E8%A6%96%E3%82%AB%E3%83%A1%E3%83%A9>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術は、プラットホームの状況、列車のドア付近の状況を、乗務員が把握することにより、運行の安全を図るものであった。しかしながら、上記従来技術では、列車の運行速度と、画像の必要性については考慮されていない。監視カメラで撮像したプラットホームの画像は、列車が停止、または、速度がきわめて遅いときには、意味があるものの、列車の速度がある一定上になったときには、監視カメラで撮像したプラットホームの画像による監視画像による監視はおこなわれなくなるため、結果としてむだなものになる。そのため、従来技術では、むだなモニタ表示をおこない、電力を過剰に消費していることになっていた。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、列車運行システムの監視において、列車の速度に応じて、監視画像の表示の制御をおこなって、省電力化を可能にする列車無線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の列車無線装置は、撮像装置と接続され、撮像装置により撮像された撮像画像を、列車内に設置された無線装置に送信する列車無線装置であって、送信電波の反射波のドップラー周波数に基いて、列車の速度を求め、通信フレームに求めた列車の速度を、撮像装置により接続された画像と共に設定して送信するようにしたものである。
【０００９】
また、本発明の列車運行システムは、列車外の装置として、撮像装置と、画像圧縮装置と、列車無線装置とがそれぞれ接続されており、撮像装置で撮像した画像を、画像圧縮装置により圧縮し、列車外の列車無線装置より送信する。
【００１０】
列車外の列車無線装置は、送信電波の反射波のドップラー周波数より、列車の速度を測定し、それを通信フレームに設定して、圧縮した画像データと共に送信する。
【００１１】
一方、列車内の装置としては、列車無線装置と、速度判定制御装置と、画像伸張装置と、表示装置がそれぞれ接続されている。列車内の列車無線装置は、列車外の列車無線装置の通信フレームより、速度情報を取出し、速度判定制御装置に送り、画像データを画像伸張装置に送る。速度判定制御装置は、速度が一定の値以上であると判定したときには、画像伸張装置が伸張した画像を表示装置に送らないように制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、列車運行システムの監視において、列車の速度に応じて、監視画像の表示の制御をおこなって、省電力化を可能にする列車無線装置システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る列車運行システムのシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る列車運行システムのイメージ図である。
【図３】通信フレームの構成を示した図である。
【図４】列車無線装置（列車外）２０１の構成を示すブロック図である。
【図５】列車無線装置（列車内）２０２の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】
【００１４】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１ないし図５を用いて説明する。
【００１５】
先ず、図１を用いて本発明の一実施形態に係る列車運行システムのシステム構成とその動作について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る列車運行システムのシステム構成図である。
図２は、本発明の一実施形態に係る列車運行システムのイメージ図である。
図３は、通信フレームの構成を示した図である。
【００１６】
本発明の一実施形態に係る列車運行システムは、ホームの監視画像を列車に無線により転送するシステムである。列車内の乗務員１０（運転手、車掌）は、それにより、運行の安全を期することができる。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る列車運行システムは、図１に示されるように、ホーム側に、撮像装置（カメラ）２０７、画像圧縮装置２１０、列車無線装置（列車外）２０１が設置され、列車側には、表示装置２１３、画像伸張装置２１２、速度判定制御装置２１１、列車無線装置（列車内）２０２が設置されている。
【００１８】
このシステムが実際に、駅のホームと列車に取り付けられて、運行するイメージは、図２に示されるようになる。
【００１９】
撮像装置（カメラ）２０７は、ホーム内の支柱２０８に取り付けられ、画像圧縮装置２１０とケーブル２０９により接続されている。画像圧縮装置２１０と列車無線装置（列車外）２０１もケーブル２０９により接続されている。列車２０３には、列車無線装置（列車内）２０２が取り付けられ、図２には示されていないが、表示装置２１３、画像伸張装置２１２、速度判定制御装置２１１が列車の内部に設置され、各々有線で接続されている。列車無線装置（列車外）２０１と列車無線装置（列車内）２０２は、互いに無線で通信し、列車無線装置（列車外）２０１は、列車無線装置（列車内）２０２に、列車２０３がレール２０４上を移動するときの速度を計測して、その速度情報と、撮像装置（カメラ）２０７で撮像した監視画像を、列車２０３に、無線で送信する。無線の周波数帯は、散乱が少なく、直進性に優れたミリ波帯、例えば、６０ＧＨｚ帯が好適である。
【００２０】
撮像装置（カメラ）２０７は、ホーム内で接続した監視画像を、アナログ信号として、ネットワークを介して画像圧縮装置２１０に送信する。画像圧縮装置２１０は、所定の画像フォーマット、例えば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）画像に変換して、列車無線装置（列車外）２０１に、その画像データを送る。
【００２１】
それと同時に、列車無線装置（列車外）２０１は、列車２０３に電波を送信し、それから返されるドップラー周波数を測定することにより、列車の速度を計算し、列車無線装置（列車外）２０１に、監視画像と共に、通信フレーム（詳細な構造は後述）に情報を載せて送信する。
【００２２】
列車無線装置（列車内）２０２は、通信フレームを受け取り、速度情報を分離して、速度判定制御装置２１１に入力し、ＪＰＥＧ形式などの画像データを画像伸張装置２１２に入力する。
【００２３】
速度判定制御装置２１１では、画像伸張装置２１２に信号を送り、一定以上の速度（例えば、５ｋｍ／ｈ）であるときには、画像伸張装置２１２から表示装置２１３への信号の送信（出力）を止め、一定の速度未満のときには、表示装置２１３への信号の送信（出力）をおこない、監視画像を表示するようにする。このときには、画像伸張装置２１２は、ＪＰＥＧ形式などの画像データを、アナログ信号に変換して、表示装置２１３は、そのアナログ信号に基づき画像を表示する。
【００２４】
ここで、列車無線装置（列車外）２０１から列車無線装置（列車内）２０２に送信する周波数を、ｆ１、列車無線装置（列車内）２０２から列車無線装置（列車外）２０１に送信する周波数ｆ２、反射波のドップラー周波数をｆｄとすると、列車無線装置（列車外）２０１が計測する反射波の周波数は、ｆ１±ｆｄとなる。ここで、列車が近づいてきたときには、符号を＋にとり、反対に、列車が遠ざかるときには、符号を−にとる。そして、ドップラー周波数ｆｄは、以下の（式１）で与えられる。
ｆｄ＝ｖ・（ｆ１／ｃ）     …（式１）
ただし、ｆｄ：ドップラー周波数[Hz]、ｆ１：送信周波数[Hz]、ｖ：移動体（列車）の速度、[m/s]、ｃ：光速[m/s]である。
【００２５】
列車無線装置（列車外）２０１が測定した電波の周波数が、反射波によるものなのか、列車無線装置（列車内）２０２から列車無線装置（列車外）２０１の送信電波によるものなのかは、ｆ１と、ｆ２にある程度の幅の違いを持たせておけば容易に判断することができる。
【００２６】
列車無線装置（列車外）２０１と、列車無線装置（列車内）２０２間の通信フレーム３００は、例えば、図３に示される形式を有する。
【００２７】
通信フレーム３００は、図３に示されるように、速度情報信号領域３０１と、データ信号領域３０２と、速度測定用信号領域３０３よりなる。
【００２８】
速度情報信号領域３０１は、列車無線装置（列車外）２０１で測定した速度情報を設定する領域である。データ信号領域３０２は、ＪＰＥＧ形式などによる画像情報のデータを設定する領域である。速度測定用信号領域３０３は、列車無線装置（列車外）２０１でドップラー周波数を測定するためのデータであり、例えば、２バイトで全てのビットが１の定データが設定されている。
【００２９】
次に、図４および図５を用いて列車無線装置の構成とその動作について説明する。
図４は、列車無線装置（列車外）２０１の構成を示すブロック図である。
図５は、列車無線装置（列車内）２０２の構成を示すブロック図である。
【００３０】
列車無線装置（列車外）２０１は、図４に示されように、送信アンテナ１０１、送信ＲＦ部１０３、変調部１０６、フレーム生成部１０９、速度測定用信号領域生成部１１０、速度信号領域生成部１１４、ＯＳＣ部１０５、受信アンテナ１０２、受信ＲＦ部１０４、ローパスフィルタ１０７、Ａ／Ｄ変換部１１１、移動速度演算部１１３、バンドパスフィルタ１０８、復調部１１２、ネットワークＩ／Ｆ部１１６からなる。
【００３１】
また、列車無線装置（列車内）２０２は、列車無線装置（列車外）２０１の中の移動速度演算部１１３、速度測定用信号領域生成部１１０と、速度信号領域生成部１１４がなく、速度情報外部出力部１１５が付け加わっている。
【００３２】
列車無線装置（列車外）２０１では、速度測定用信号領域生成部１１０と、速度信号領域生成部１１４とにより、それぞれのデータを生成する。
【００３３】
また、監視カメラ２０７の画像を圧縮したＪＰＥＧ形式の画像データが、画像圧縮装置２１０より送られてくるので、フレーム生成部１０９は、これをネットワークＩ／Ｆ部１１６を介して受信する。
【００３４】
フレーム生成部１０９には、これらのデータが入力されて、図３に示される通信フレーム３００が生成される。そして、変調部１０６により、変調信号が生成され、送信ＲＦ部１０３により、送信する信号がミリ波信号に周波数変換されて、周波数ｆ１により、列車側に通信フレーム３００が送信される。
【００３５】
一方、列車無線装置（列車外）２０１は、受信アンテナ１０２より、自分の送信電波の反射波を受信する。受信した反射波は、ＯＳＣ部１０５の信号と掛け合わされ、受信ＲＦ部１０４によりミリ波信号からＤＣ付近の低い周波数成分（ベースバンド）の信号に変換される。そして、その信号は、ローパスフィルタ１０７により、帯域制限（フィルタリング）され、Ａ／Ｄ変換部１１１に入力されて、デジタル信号に変換される。移動速度演算部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１１で変換されたデジタル信号により求められるドップラー周波数ｆｄにより移動体である列車の移動速度を演算して、速度情報信号領域１１４に伝える。
【００３６】
列車無線装置（列車内）２０２は、受信アンテナ１０２より、列車無線装置（列車外）２０１の周波数ｆ１の電波を受信する。受信された信号は、ＯＳＣ部１０５の信号と掛け合わされ、受信ＲＦ部１０４によりミリ波信号からＤＣ付近の低い周波数成分（ベースバンド）の信号に変換される。そして、その信号は、バンドパスフィルタ１１２により、帯域制限（フィルタリング）され、復調部１１２に入力されて、アナログ信号のまま、ネットワークＩ／Ｆ部１１６を介して画像伸張装置２１２に送信される。
【００３７】
一方、ミリ波信号からＤＣ付近の低い周波数成分の信号に変換された信号は、その信号は、ローパスフィルタ１０７により、帯域制限（フィルタリング）され、Ａ／Ｄ変換部１１１に入力されて、デジタル信号に変換される。速度情報外部出力部１１５は、Ａ／Ｄ変換部１１１で変換されたデジタル信号により、速度情報信号領域３０１の速度情報を取出し、ネットワークＩ／Ｆ部１１６を介して速度判定制御装置２１１に送信する。
【００３８】
なお、上記実施形態の説明では、列車無線装置（列車外）２０１は、列車の移動速度によらず、必ず通信フレームを列車無線装置（列車内）２０２を送信し、列車内の速度判定制御装置２１１の指示により、表示装置２１３に監視画像を表示するか否かを判定していたが、列車無線装置（列車外）２０１内に速度を判定する手段を設け、列車の速度が一定以上になったときに、通信フレームの送信を止めるようにしてもよい。そのようにすれば、列車無線装置（列車外）２０１と列車無線装置（列車内）２０２間にむだな通信が発生せず、列車内の諸装置も動作しないので、より省電力に資することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０１…送信アンテナ、１０２…受信アンテナ、１０３…送信ＲＦ部、１０４…受信ＲＦ部、１０５…０ＳＣ部、１０６…変調部、１０７…ローパスフィルタ、１０８…バンドパスフィルタ、１０９…フレーム生成部、１１０…速度測定用信号領域生成部、１１１…Ａ／Ｄ変換部、１１２…復調部、１１３…移動速度演算部、１１４…速度情報信号領域生成部、１１５…速度情報外部出力部、１１６…ネットワーク１／Ｆ部。
２０１…列車無線装置（列車外）、２０２…列車無線装置（列車内）、２０３…列車  列車、２０４…線路、２０５…支柱、２０６…ホーム、２０８…支柱、２０９…ケーブル、２１０…画像圧縮装置、２１１…速度判定制御装置、２１２…画像伸張装置、２１３…表示装置。
【図１】
0005486247.tif 000002
【図２】
0005486247.tif 000003
【図３】
0005486247.tif 000004
【図４】
0005486247.tif 000005
【図５】
0005486247.tif 000006