(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と複数の列車無線移動局の各々との間で無線回線を介して必要な情報を相互伝送するように構成された列車無線システムであって、
前記基地局から前記複数の列車無線移動局への一斉通報に対する該複数の列車無線移動局の各々から該基地局への応答のために、該複数の列車無線移動局の各々に、
前記一斉通報の受信検知をして表示する一斉通報受信表示手段と、
該一斉通報受信表示手段により受信検知された前記一斉通報に含まれる予め定めたタイミング情報に同期してスタートして、前記複数の列車無線移動局の各々に共通のタイムスロットとなる一定間隔のパルスの列を発生するタイマー付きパルス発生回路と、
該複数の列車無線移動局に固有のＩＤ情報と該複数の列車無線移動局を搭載した各車両に固有のＩＤ情報との少なくとも一方を設定するＩＤ設定器と、
該ＩＤ設定器に設定されたＩＤ情報を参照して前記一定間隔のパルスの列から予め定めた法則により選択されたパルスにより当該列車無線移動局への割当タイムスロットを作成する演算回路と、
当該一斉通報に対する応答信号を発生するための応答確認スイッチが備えられており、
前記一斉通報が前記基地局から該複数の列車無線移動局の各々に発報されたときに、該複数の列車無線移動局の各々からの対応する前記応答確認スイッチによる応答により、該複数の列車無線移動局に固有のＩＤ情報と該複数の列車無線移動局を搭載した各車両に固有のＩＤ情報との少なくとも一方が、前記予め定めた法則として該応答確認スイッチの押下げの条件と前記一定間隔のパルスの列による前記割当タイムスロットとの条件に適合する前記割当タイムスロットで前記ＩＤ設定器から読み出されて前記基地局に伝送されるように構成された列車無線システム。
【請求項２】
前記割当タイムスロットの単位フレーム内の個数は、前記参照する前記固有のＩＤ情報の予め定めた桁により選択されるべき前記割当タイムスロットの必要な個数に対応するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の列車無線システム。
【請求項３】
前記各車両に固有のＩＤ情報は、列車番号，車両番号，運行番号の少なくとも一つに対応するように定められていることを特徴とする請求項１または２に記載の列車無線システム。
【請求項４】
前記一斉通報と前記応答信号とは、前記無線回線における通常の通話情報を伝送する周波数帯域または時間帶と区別された周波数帯域または時間帶により伝送されるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の列車無線システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指令所等と列車乗務員等との間の連絡をする列車無線システムに関するものであり、特に、列車乗務員からの応答確認信号の返信に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、運行異常や列車故障等の際に、運行列車の乗務員等に対し、停止命令等を列車無線を用いて一斉通報（一斉連絡）等を行い、対処していた。この時、運転指令所等の運転指令員は乗務員等がこの一斉通報（一斉連絡）等を受信了解したか否かは、音声により一列車ずつ確認を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような確認手順では、使用できる周波数が限られているのが通例であるから、列車乗務員等から同一周波数の無線で任意（勝手）なタイミングで確認のための返信を行うと、混信が発生し基地局では、正常な受信が出来なくなる。
このため運転指令員等により音声で一列車ずつ乗務員等に確認を取る必要があり、この間、他の列車乗務員等は、返信が出来ずに待ち受けの状態となる。従って、この確認のために、多大の時間を要している。
【０００４】
本発明の目的は、一斉通報時等において、列車無線を用いた速やかな応答確認により、運転業務に必要な情報の迅速、確実な伝達確認を達成することを可能とする列車無線システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明による列車無線システムは、
基地局と複数の列車無線移動局の各々との間で無線回線を介して必要な情報を相互伝送するように構成された列車無線システムであって、
前記基地局から前記複数の列車無線移動局への一斉通報に対する該複数の列車無線移動局の各々から該基地局への応答のために、該複数の列車無線移動局の各々に、
前記一斉通報の受信検知をして表示する一斉通報受信表示手段と、
該一斉通報受信表示手段により受信検知された前記一斉通報に含まれる予め定めたタイミング情報に同期してスタートして、前記複数の列車無線移動局の各々に共通のタイムスロットとなる一定間隔のパルスの列を発生するタイマー付きパルス発生回路と、
該複数の列車無線移動局に固有のＩＤ情報と該複数の列車無線移動局を搭載した各車両に固有のＩＤ情報との少なくとも一方を設定するＩＤ設定器と、
該ＩＤ設定器に設定されたＩＤ情報を参照して前記一定間隔のパルス列から予め定めた法則により選択されたパルスにより当該列車無線移動局への割当タイムスロットを作成する演算回路と、
当該一斉通報に対する応答信号を発生するための応答確認スイッチが備えられており、
前記一斉通報が前記基地局から該複数の列車無線移動局の各々に発報されたときに、該複数の列車無線移動局の各々からの対応する前記応答確認スイッチによる応答により、該複数の列車無線移動局に固有のＩＤ情報または該複数の列車無線移動局を搭載した各車両に固有のＩＤ情報との少なくとも一方が、前記予め定めた法則として該応答確認スイッチの押下げの条件と前記一体間隔のパルスの列によるタイムスロットとの条件に適合する前記割当タイムスロットで前記ＩＤ設定器から読み出されて前記基地局に伝送されるように構成されている。
【０００６】
前記割当タイムスロットの単位フレーム内の個数は、前記参照する前記固有のＩＤ情報の予め定めた桁により選択されるべき前記割当タイムスロットの必要な個数に対応するように構成することができる。
前記各車両に固有のＩＤ情報は、列車番号，車両番号，運行番号の少なくとも一つに対応するように定めることができる。
前記一斉通報と前記応答信号とは、前記無線回線における通常の通話情報を伝送する周波数帯域または時間帶と区別された周波数帯域または時間帶により伝送されるように構成することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明による列車無線システムの主要部構成例を示すブロック図である。固定設備１００側において、中央制御装置１０には光ケーブル，メタルケーブル等により基地局３１，３２，…３ｎと運転指令所２０が接続されている。運転指令所２０には、運転指令員２１が監視操作する運転指令卓等２２が設けられている。移動局側の列車２００には、アンテナ２０５に接続された列車無線設備２１０がある。
ここでの無線とは、空間波無線のみならず、ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）５０を用いたもの、誘導無線を用いたもの等の全ての列車無線に適用することができる。
運転指令所２０等の運転指令側システムには一斉通報（一斉連絡）等で、手動応答を列車乗務員等に要求する場合には、要求信号を伴った無線による一斉通報（一斉連絡）等を当該押し釦スイッチ２３等で行う。ここでの、要求信号は通信（通話）に支障がないように通話の周波数と周波数分割した例えば３００Ｈｚ以下のサブトーンを用いる方法、または、通信の開始時、等に時間を通信（通話）と分割してＭＳＫ（Minimum-Shift-Keying）等によるデータ伝送を用いることが望ましい。
【０００８】
図２に示すように、列車側の列車無線設備には従前の列車無線設備２１０の他に手動応答要求信号を受信して、表示及び／又は音響設備等の報知装置２３０、応答確認スイッチ２３１を設け、列車無線設備２１０内には、送受結合用デュープレクサ２１１，送信部２１２，受信部２１３，制御部２１４，電源部２２０等の従前の構成要素の他に、詳細は後述するタイマー２１８，演算器２１９，列車番号等の制御データを受け取る制御データ端子２１５，インターフェース２１６，ＩＤの設定をするＩＤ設定器２１７，等を設け、以下に説明する手順で列車毎に固有のＩＤナンバーを返信する。このＩＤは、列車番号，車両番号，運行番号，列車無線移動局設備に関連付けられていることが望ましい。また、このＩＤは、列車の車両設備側より、列車無線設備に取り入れても、列車無線設備単独で設定しても良い。
【０００９】
以下、本発明による列車無線システムの動作について説明する。
指令からの一斉通報（一斉連絡）等で手動応答要求信号を列車無線移動設備が受信したとき、あるタイミングで列車無線移動局設備２１０のタイマー２１８を起動させる。この場合のあるタイミングとは、信号検出時、信号検出終了時、キャリア断時等であり、他の列車２００にも搭載されているすべての列車無線設備２１０のタイマー２１８がこのタイミングで同時にスタートして一定間隔のパルスの列を発生するパルス発生器として形成されている。このタイマー２１８により全ての列車無線移動局設備２１０は、共通のタイムスロットを共有することができ、この共通のタイムスロットにより、以下に述べる方法で基地局側へ、他の列車無線設備とのタイミングを計って定まるタイムスロットにより通信を行う。
【００１０】
手動応答要求信号を表示及び／又は音響設備等の報知装置２３０で認識した在線中の各列車の列車常務員は、受信了解が出来たら応答確認スイッチ２３１を押下する。この応答スイッチ２３１の押下げとＩＤによる割当タイムスロットの条件で列車無線設備２１０の送信部２１２を駆動し、ＩＤ設定器２１７に設定された当該列車２００のＩＤを送出する。２３２は操作器である。
【００１１】
本発明では、図３に示すように、「一斉通報」により、共通のタイムスロットが発生されている状態において、応答確認スイッチ２３１の押下による応答条件とタイマー２１８による割当タイムスロットの条件で列車無線設備２１０の送信部２１２を駆動する。即ち、各列車からランダムに送信されることはなく、各列車共通のタイムスロットに基づき送信することになる。このタイムスロットをＴ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…Ｔｎとする。
【００１２】
即ち、タイムスロットＴ０以前に応答確認スイッチ２３１が押された列車無線設備２１０からは、応答確認スイッチ２３１が押された時点後に最初に発生するＴ０のタイミングでＩＤ設定器２１７から、制御部２１４，送信部２１２を経てＩＤを送出し、Ｔ０〜Ｔ１のタイミングで応答確認スイッチが押された列車無線設備２１０は、同じく応答確認スイッチ２３１が押された時点後に最初に発生するＴ１のタイミングでＩＤを送出するように送信部２１２を駆動する。以下同様に、応答確認スイッチ２３１が押された時点後に最初に発生するＴ２，Ｔ３のタイミングで各列車無線設備２１０がＩＤを送出する。
【００１３】
乗務員の応答確認スイッチ２３１を押すタイミングが同じ場合、すなわち同じタイムスロット間で押された場合、同じタイムスロットで複数のＩＤが移動局設備から送出される。
【００１４】
この状態が同一基地局受信エリアで発生した場合、ＩＤは混信等により正常に受信できなくなる。また、受信できてもデータの誤り等によりＩＤの識別において合理性が無くなる。
【００１５】
この状態は、基地局の設備側ではキャリアの受信は出来ているが、列車固有のＩＤが正常に識別できない状態になる。
【００１６】
ある基地局エリアでこのような正常な受信ができない状態が発生したその基地局エリアでは、列車無線設備２１０に対し、再度、手動応答要求信号を送信する。この信号は、基地局３１〜３ｎから自動で送出しても、運転指令員２１が再操作しても良い。この時再度手動応答信号を受信した列車無線設備２１０は固定設備側１００で応答確認が出来なかった旨を乗務員等に表示及び／又は、音響設備等の報知装置２３０で報知する。ここで、乗務員等は再び応答確認スイッチ２３１を押す方法により、ＩＤを固定設備１００に送出する。この方法の繰り返しでもよい。
【００１７】
または、再度応答信号を受信した列車無線設備２１０では、再びある割当タイムスロットで応答確認信号として自動でＩＤを固定設備１００に再返送する。この場合、後述のように列車無線設備２１０により異なるＩＤによる割当タイムスロット等で返送するようにしてもよい。
【００１８】
このＩＤに基づく割当タイムスロットでも、輻湊が生じた場合、再び固定設備側で応答要求信号を出す。再び列車無線設備２１０では、以下に述べる割当タイムスロットでＩＤを返送する。
なお、固定設備側１００における２回目以降の応答要求信号は、例えば、基地局３１〜３ｎでキャリアの検出が出来ているがデータが復調できない等の条件で基地局３１〜３ｎ又は中央制御装置等１０で自動で要求しても良い。
【００１９】
これは、列車無線設備２１０内でタイマー２１８からのパルス列と演算器２１９を用いて行う。図４は、ここで用いられるＩＤの具体例を示している。
この場合の動作は次のようになる。
＜１＞  一回目の応答で輻湊が生じ、自動で再送信する場合において、一桁目を見て送信した場合、図５に示すように、Ｂ列車とＣ列車がＴ３のタイミングで送信し輻湊が生じる。
＜２＞  ＜１＞の状態でも輻湊が発生し、再度の再送要求に対し２桁目を見てＩＤを送出した場合、ここでもＡ列車とＢ列車がＴ４のタイミングでＩＤを送出し輻湊が生じる。
＜３＞  さらに、再送要求で送信すればＡ列車はＴ６の、Ｂ列車は、Ｔ７の、Ｃ列車はＴ８のタイミングでＩＤを送出し、輻湊せずに基地局に、ＩＤを送出することができる。
＜４＞  ここでは、ＩＤを一桁目より見たが、何桁目より見ても良く、又固定設備側より何桁目を見てその割当タイムスロットでＩＤを送出するように指定しても良い。
＜５＞  又、別な方法では、＜２＞の状態での再送要求時に既に固定設備側ではＡ列車がＴＩのタイミングでＩＤを送出したものを認識できており、Ａ列車を除く列車に対し再送要求を出せば（再送要求時に、確認できたＩＤ情報を載せることにより、確認できていない列車のみに再送させるために）、Ｂ列車はＴ４のタイミングで、Ｃ列車は、Ｔ５のタイミングでＩＤを送出し輻湊せずに基地局にＩＤを送出することが出来る。
【００２０】
ここで、割当タイムスロットの数（種類）は、衝突の可能性が無い場合は、タイムスロット数は１で良いが、数を増やせば、増やすほど処理時間がかかることになる。
【００２１】
また、最適な割当タイムスロット数は、各移動局で同時に応答スイッチを押しても重ならないだけの割当タイムスロットをＩＤに対応して用意すれば、衝突が起きないが、処理時間が増えることになる。従って、同時に応答する可能性のある数の２倍程度の割当タイムスロットを固定的に用意するか、又は基地局設備側の指定により切り替えるようにしても良い。
【００２２】
同時に応答する列車無線設備２１０の数に比べて割当タイムスロットＴ０，Ｔ１，…Ｔｎの数が小さ過ぎると、多くの衝突が発生し、一回目の確認では、少しの列車無線設備２１０からのＩＤしか確認出来ないで、再送要求をすることになる。割当タイムスロット数を多くすると、ほとんど衝突もせず、ほぼ全ての列車無線移動局設備の確認が一回で出来る。しかし、多くの時間がかかることになる。
【００２３】
例えば、ＩＤと割当タイムスロットの関係は割当タイムスロットが「２」の場合には、列車２００のＩＤのｎ桁目が偶数の移動局はＴ１のタイミングで、奇数の移動局は、Ｔ０の割当タイムスロットで固定設備１００にＩＤを送出する。ＩＤの何桁目を見るかは、固定的に下の桁より見ても良いが、上の桁より見ても、ｎ桁目より見ても良いし、固定設備側１００からの指定でも良い。
【００２４】
同様に割当タイムスロットが「３」の場合は、ＩＤを３進数にして、ある桁が「１」のＩＤを持った移動局はＴ１の、「２」のＩＤを持った移動局はＴ２の、「３」のＩＤを持った移動局は、Ｔ０の割当タイムスロットでＩＤを固定設備１００に送出する。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、運転士等が、列車無線移動局設備において運転台等に設備した受信了解返信用の応答確認スイッチ等を押すことで、指令所等では、未了解列車（未了解乗務員）が特定でき、未了解車（未了解乗務員）のみに再度通報指示を与えれば良い。これにより指令員は、復旧業務に専念できると共に列車事故復旧時間の短縮を図ることができる。乗務員等（運転士）にあっては、了解が出来たら何時でも（指令からの呼びかけを待たず）応答確認スイッチが押すことで確認を指令員に伝えられるので、本来の業務（運転業務）に専念することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による列車無線システムのシステム全体構成図例である。
【図２】本発明による列車無線システムにおける列車無線移動局構成例である。
【図３】本発明における輻湊制御のためのタイムスロット生成法を説明するためのタイムチャートである。
【図４】本発明に用いるＩＤの例を示す図である。
【図５】本発明に用いるＩＤによるタイムスロットの割当て例を示す図である。
【符号の説明】
１０  中央制御装置
２０  運転指令所
２１  運転指令員
２２  運転指令卓
２３  押し釦スイッチ
３１，３２，…３ｎ  基地局
４０  光ケーブル，メタルケーブル等
５０  ＬＣＸ等
１００  固定設備
２００  列車
２０５  アンテナ
２１０  列車無線設備
２１１  アンテナ共用器
２１２  送信部
２１３  受信部
２１４  制御部
２１５  データ受信端子
２１６  インターフェース部
２１７  ＩＤ設定器
２１８  タイマー
２１９  演算器
２２０  電源部
２３０  報知装置
２３１  応答確認スイッチ
２３２  操作器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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