(57)【要約】  本発明は、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できるようにすることを目的とする。鉄道車両の走行位置特定システムは、鉄道車両が軌道を走行している時に軌道の変位に応じた信号を出力する軌道変位出力部と、軌道変位出力部の出力に基づく変位データと、軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、鉄道車両が所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部とを備える。
2019003436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号を出力する軌道変位出力部と、
前記軌道変位出力部の出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部と、
を備える鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
前記基準プロファイルデータは、過去に測定されたデータである、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
前記走行位置特定部は、複数の軌道のそれぞれに対応する基準プロファイルデータと前記変位データとの類似度合に基づいて、前記複数の基準プロファイルデータのうち前記変位データに最も類似しているものに対応する軌道を特定する、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
前記軌道変位出力部は、前記軌道の変位に応じた、走行する前記鉄道車両の加速度を出力する加速度センサを含み、
前記走行位置特定部は、前記変位データを、前記加速度センサから出力された加速度に基づく変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求める、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
前記軌道変位出力部は、前記軌道の上下変位に応じた信号を出力する、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
前記鉄道車両の走行距離を演算する走行距離演算部をさらに備え、
前記走行位置特定部は、前記走行距離演算部の出力に基づき、前記変位データを、前記軌道における走行距離に対する前記軌道の変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求める、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項７】
請求項６に記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
前記走行距離演算部は、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて前記鉄道車両の走行距離を演算する、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
ＧＰＳを利用して前記鉄道車両の位置が特定される候補範囲内において、前記走行位置特定部が、前記変位データと、前記軌道における所定範囲の軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合を評価する、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
前記走行位置特定部は、相関演算に基づいて類似度合を求める、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
前記走行位置特定部による特定結果を、前記鉄道車両の実走行軌道として記憶する記憶部をさらに備える、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
前記軌道変位出力部と前記走行位置特定部とが前記鉄道車両に搭載されている、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
前記軌道変位出力部が前記鉄道車両に搭載され、
前記走行位置特定部が管理基地に設けられており、
前記軌道変位出力部と前記走行位置特定部とが通信網を介して通信可能に接続されている、鉄道車両の走行位置特定システム。
【請求項１３】
鉄道車両が軌道を走行している時における前記軌道の変位に基づく信号が入力される軌道変位信号入力部と、
前記軌道変位信号入力部への入力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部と、
を備える鉄道車両の走行位置特定装置。
【請求項１４】
（ａ）鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号が出力されるステップと、
（ｂ）前記軌道の変位に応じた出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合を求めるステップと、
（ｃ）求められた類似度合に基づいて前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断するステップと、
を備える鉄道車両の走行位置特定方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
前記基準プロファイルデータは、過去に測定されたデータである、鉄道車両の走行位置特定方法。
【請求項１６】
請求項１４又は請求項１５に記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
前記ステップ（ｂ）では、前記変位データと、複数の軌道のそれぞれに対応する基準プロファイルデータとの類似度合を求め、
前記ステップ（ｃ）では、前記複数の基準プロファイルデータに対応して求められた類似度合に基づいて、前記複数の基準プロファイルデータのうち前記変位データに最も類似しているものに対応する軌道を特定する、鉄道車両の走行位置特定方法。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１６のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
前記ステップ（ａ）では、前記軌道の変位に応じた、走行する前記鉄道車両の加速度が出力され、
前記ステップ（ｂ）では、前記変位データを、前記加速度に基づく変位データとして、基準プロファイルデータとの類似度合を求める、鉄道車両の走行位置特定方法。
【請求項１８】
請求項１４から請求項１７のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
前記ステップ（ａ）では、前記軌道の上下変位に応じた信号が出力される、鉄道車両の走行位置特定方法。
【請求項１９】
請求項１４から請求項１８のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
（ｄ）前記鉄道車両の走行距離を演算するステップをさらに備え、
前記ステップ（ｂ）では、演算された前記鉄道車両の走行距離に基づき、前記変位データを、前記軌道における走行距離に対する前記軌道の変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求める、鉄道車両の走行位置特定方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
前記ステップ（ｄ）では、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて前記鉄道車両の走行距離を演算する、鉄道車両の走行位置特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軌道を走行する鉄道車両の走行位置を特定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して、鉄道車両の走行位置を特定する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８２０９１４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、軌道上を走行する鉄道車両の位置をより正確に特定することが要請されている。【０００５】
そこで、本発明は、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、鉄道車両の走行位置特定システムは、鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号を出力する軌道変位出力部と、前記軌道変位出力部の出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部とを備える。【０００７】
また、上記課題を解決するため、鉄道車両の走行位置特定装置は、鉄道車両が軌道を走行している時における前記軌道の変位に基づく信号が入力される軌道変位信号入力部と、前記軌道変位信号入力部への入力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部とを備える。【０００８】
また、上記課題を解決するため、鉄道車両の走行位置特定方法は、（ａ）鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号が出力されるステップと、（ｂ）前記軌道の変位に応じた出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合を求めるステップと、（ｃ）求められた類似度合に基づいて前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断するステップとを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、鉄道車両が軌道を走行している時における前記軌道の変位に応じた出力に基づく変位データと軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、鉄道車両が所定範囲を走行したか否かを判断することで、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る鉄道車両の走行位置特定システムを示すブロック図である。
【図２】走行位置特定部の処理例を示すフローチャートである。
【図３】軌道が分岐している場合において鉄道車両の走行位置を特定する例を示す説明図である。
【図４】１本の軌道が途中で分岐せず直線状に延在している場合において鉄道車両の走行位置を特定する例を示す説明図である。
【図５】第２実施形態に係る鉄道車両の走行位置特定システムを示すブロック図である。
【図６】走行位置特定システムの全体的な処理例を示すフローチャートである。
【図７】変位データの一例を示す図である。
【図８】時間に対する変位データを距離に対する変位データに変換する例を示す説明図である。
【図９】軌道が分岐している場合において変位データと基準プロファイルデータとの類似度合を求める例を示す説明図である。
【図１０】変形例に係る軌道変位出力部を示す図である。
【図１１】変形例に係る鉄道車両の走行位置特定システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
｛第１実施形態｝
以下、第１実施形態に係る鉄道車両の走行位置特定システム、走行位置特定装置及び走行位置特定方法について説明する。図１は鉄道車両の走行位置特定システムを示すブロック図である。
【００１２】
本システムが組込まれる鉄道車両について説明すると、鉄道車両２０は軌道１０を走行する。軌道１０は、鉄道車両を経路に沿って導く線状の路である。ここでは、軌道１０は、２つのレール１２を含む。２つのレール１２は、地上に枕木等を介して並行状態で敷設されている。軌道は、モノレールのように１本のレールが鉄道車両を案内するものであってもよい。軌道は、高架橋により空中に設けられてもよく、又は、地下に敷設されてもよい。
【００１３】
鉄道車両２０は、車体２２と台車２４とを備える。台車２４は、台車枠２５と、複数の車輪２６とを備える。複数の車輪２６は、台車枠２５の左右部位に車軸を介して台車枠２５に回転可能に支持されている。ここで、左右とは、鉄道車両２０内から進行方向を見た場合の左右をいう。左右の車輪２６は、それぞれ２つのレール１２によって案内されつつ当該レール１２上を走行する。台車２４は、車体２２の下部に支持されており、台車２４が軌道１０上を走行することで、車体２２を含む鉄道車両２０が軌道１０に沿って走行する。鉄道車両２０は、軌道１０を走行する車両であればよく、貨物列車の機関車、貨車、旅客列車の機関車、客車、電動客車、付随客車などのいずれであってもよい。
【００１４】
図１に示すように、鉄道車両の走行位置特定システム３０は、鉄道車両２０に搭載されている。鉄道車両の走行位置特定システム３０は、軌道変位出力部３２と、走行位置特定部４０とを備える。
【００１５】
軌道変位出力部３２は、鉄道車両２０が軌道１０を走行している時に当該軌道１０の変位に応じた信号を出力可能に構成されている。ここで、軌道１０の変位とは、軌道１０の延在方向における当該軌道１０のいずれかの部位の位置の変化を意味する。この軌道１０の変位は、１つのレール１２の表面部位の位置変化又は２つのレール１２の表面部位の相対的な位置変化を含む。例えば、前者の例として、レール１２の歪み、変形、磨耗、レール１２の継目等の影響によって、軌道１０の表面部位の位置が、軌道１０の延在方向において変化する場合を挙げることができる。また、後者の例として、２つのレール１２間の距離が、軌道１０の延在方向において変化する場合を挙げることができる。軌道変位出力部３２は、このような軌道１０の表面部位の変化に応じた信号を出力する。
【００１６】
軌道変位出力部３２は、鉄道車両２０が軌道１０を走行する時において、軌道１０の変位に応じた状況を直接又は間接的に取得して当該状況に応じた信号を出力するものであればよい。
【００１７】
例えば、レール１２が変位していると、当該変位がレール１２を走行する車輪２６を介して鉄道車両２０に伝達される。このため、レール１２の変位に基づく鉄道車両２０の移動を検出した信号を、軌道１０の変位に応じた信号とすることができる。この際、レール１２の変位は、車輪２６から車体２２に伝わるにつれて減衰するため、鉄道車両２０のうちなるべく車輪２６に近い部位の変位を検出してもよい。かかる軌道変位出力部３２としては、例えば、車輪に連結された車軸を支持する車軸箱に設けられた加速度センサを含む構成を採用することができる。
【００１８】
また、例えば、鉄道車両２０からレール１２の状況を直接取得し、これに基づいて軌道１０の変位に応じた信号を出力してもよい。例えば、鉄道車両２０から撮像装置によってレール１２を撮像し、その撮像画像からレール１２の表面部位の位置を認識し、認識された表面部位の位置の変動に基づいて軌道１０の変位に応じた信号を出力してもよい。その他、鉄道車両２０に光学式位置センサ、超音波位置センサ、渦電流式変位センサ等を設け、そのセンサ等によって、軌道１０の変位を検出し、その検出結果を軌道１０の変位に応じた信号として出力してもよい。
【００１９】
走行位置特定部４０は、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データと、軌道１０の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合に基づいて、鉄道車両２０が所定範囲を走行しているか否かを特定可能に構成されている。
【００２０】
この走行位置特定部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（read only memory）およびＲＡＭ（Random access memory）等を備えるコンピュータ４０Ａによって構成されている。走行位置特定部４０は、走行位置特定装置でもある。コンピュータ４０Ａは、書換え可能なフラッシュメモリ又は磁気記憶装置等によって構成される記憶部４１を含んでいる。この記憶部４１に、コンピュータ４０Ａを走行位置特定部４０として処理させるための走行位置特定プログラムが格納されている。ＣＰＵが、走行位置特定プログラムに記述された処理手順に従って演算処理を行うことで、コンピュータ４０Ａが走行位置特定部４０としての処理を実行する。
【００２１】
鉄道車両２０には記憶部４１が搭載されている。基準プロファイルデータＰｒｆが記憶部４１に格納されている。基準プロファイルデータＰｒｆは、軌道１０の所定範囲における軌道変位に応じたデータである。軌道１０における所定範囲は、当該軌道１０において事前に任意に設定された範囲であり、例えば、数メートル〜数十メートル、特に、１０メートルの範囲として設定される。軌道１０における所定範囲は、例えば、軌道１０における鉄道車両２０の位置を知ることが好ましい範囲に設定される。鉄道車両２０の位置を知ることが好ましい範囲の例としては、軌道に分岐点がある場合においてその分岐点の前後所定距離の範囲（例えば、１０メートルの範囲）、或は、複数の軌道が隣合って並んでいる場合においてそれらの複数の軌道が隣に並んでいる範囲の少なくとも一部の範囲（例えば、１０メートルの範囲）であること等が挙げられる。
【００２２】
基準プロファイルデータＰｒｆは、過去に測定されたデータであってもよいし、軌道１０の設計図、観察結果等から推論的に生成したデータであってもよい。過去に測定されたデータとしては、走行位置の特定対象となる鉄道車両２０が軌道１０の前記所定範囲を実際に走行した際に測定したデータ、走行位置の特定対象となる鉄道車両２０と同型車種又は異型車種の鉄道車両２０が軌道１０の前記所定範囲を実際に走行した際に測定したデータ、又は、軌道１０を敷設した際に走行試験用の車両が軌道１０の前記所定範囲を実際に走行した際に測定したデータ等を含む。
【００２３】
類似度合は、複数のデータの類似性を評価する各種評価値によって評価される。類似度合は、多段階の数値によって評価されてもよいし、類似の有無を示す２段階で評価されてもよい。かかる類似度合は、例えば、相互相関演算等の各種演算によって求められてもよいし、事前学習された機械学習装置によって求められてもよい。
【００２４】
図２は走行位置特定部４０の処理例を示すフローチャートである。
【００２５】
ステップＳ１において軌道変位出力部３２から軌道変位を示す信号が走行位置特定部４０に入力される。
【００２６】
次ステップＳ２において、走行位置特定部４０は、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データと、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求める。例えば、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データは、軌道１０の所定範囲に相当する時間又は距離に対する、軌道変位に応じた物理量の変化を表す波形として表すことができる。同様に、基準プロファイルデータＰｒｆは、軌道１０の所定範囲に相当する時間又は距離に対する、軌道変位に応じた物理量の変化を表す波形として予め設定されたデータとすることができる。これらの各波形を示すデータは、例えば、時間又は距離で等分割したデータ列によって表現される。走行位置特定部４０は、鉄道車両２０が軌道１０を実際に走行した時に得られた変位データを表す波形データと、基準プロファイルデータＰｒｆを示す波形データとの類似度合を求める。上記したように、２つの波形データの類似度合は、例えば、相互相関演算によって評価することができる。相互相関演算は、２つの波形データをシフトさせながら、２つの波形データの対応部分の積を累積する処理を含む演算を行って、それらの２つのデータの類似度合を示す評価値を求める処理である。相互相関演算によって求められた値は、２つの波形データが類似するほど、大きくなる。相互相関演算においては、値の最大値が１となるように正規化されていてもよい。
【００２７】
次ステップＳ３において、走行位置特定部４０は、求められた類似度合に基づいて、鉄道車両２０が所定範囲を走行したか否かを判断する。ステップＳ２で求められた類似度合から、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データが基準プロファイルデータＰｒｆに類似していると判断されると、鉄道車両２０が当該基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲を走行したと判断される。また、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データが、基準プロファイルデータＰｒｆに類似していないと判断されると、鉄道車両２０が当該基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲を走行していないと判断する。例えば、上記ステップＳ２において、類似度合が相互相関演算によって評価されている場合、その演算結果の値の大きさによって、鉄道車両２０が当該基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲を走行したか否かを判断することができる。変位データが、基準プロファイルデータＰｒｆに類似しているかどうかの判断は、絶対的な基準に鑑みた絶対的な評価によってなされてもよいし、複数の基準プロファイルデータＰｒｆに対する比較に鑑みた相対的な評価によってなされてもよし、これらの併用によってなされてもよい。
【００２８】
当該基準プロファイルデータＰｒｆが特徴的なデータ（例えば、所定値以上の勾配を有する波形データ）を示す範囲に設定され、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データに、その特徴的なデータを示す当該基準プロファイルデータＰｒｆに類似するデータが含まれている場合に、鉄道車両２０が当該基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲を走行したと判断してもよい。比較対象となる変位データは、鉄道車両２０の走行距離、走行時刻等によってある程度の範囲に絞り込んでもよい。また、基準プロファイルデータＰｒｆが上記のように特徴的なデータを示す範囲に設定されている場合、比較対象となる変位データは、当該特徴的なデータと似た傾向を示す範囲に絞り込まれてもよい。
【００２９】
図３は軌道が分岐している場合において、鉄道車両２０の走行位置を特定する例を示す説明図である。図３では、軌道１０は、元軌道１０Ｒ、軌道１０Ａ、軌道１０Ｂ，軌道１０Ｃを含む。元軌道１０Ｒは、一方から他方（図３において左側から右側）に進む際に、複数の軌道に分岐している。より具体的には、元軌道１０Ｒは、第１の分岐器１１（１）で軌道１０Ｂに分岐し、第２の分岐器１１（２）で軌道１０Ｃに分岐している。元軌道１０Ｒ自体はそのまま延在して軌道１０Ａに至る。第１の分岐器１１（１）、第２の分岐器１１（２）の切換状態に応じて、鉄道車両２０は、軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかに選択的に進むことができる。
【００３０】
図３に示す例では、分岐先となる軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは並列状態に延在しており、相互間の間隔は比較的狭い。ＧＰＳを利用した測位技術では、誤差が数ｍ以上となる可能性があるため、軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかを走行しているかを判別することは困難となる可能性がある。なお、ＧＰＳを利用した測位技術、鉄道車両２０に設けられた速度発電機等に基づく所定の基準位置からの累積距離からは、鉄道車両２０が軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの分岐範囲に達したことは特定可能である。このような場合に、本鉄道車両の走行位置特定システム３０が効果的に利用される。
【００３１】
軌道１０の分岐箇所において鉄道車両の走行位置特定システム３０が適用される場合、分岐先となる各軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに対応する基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）が予め格納される。基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）は、軌道１０Ａを含む範囲において設定され、ここでは、元軌道１０Ｒ及び軌道１０Ａを含む所定範囲に設定される。基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）は、軌道１０Ｂを含む所定範囲において設定され、ここでは、元軌道１０Ｒ及び軌道１０Ｂを含む所定範囲に設定される。基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｃ）は、軌道１０Ｃを含む範囲において設定され、ここでは、元軌道１０Ｒ及び軌道１０Ｃを含む所定範囲に設定される。基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）が元軌道１０Ｒの範囲を含まなくてもよい。例えば、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）が主として軌道１０Ａを含む範囲に設定され、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）が主として軌道１０Ｂを含む所定範囲に設定され、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｃ）が主として軌道１０Ｃを含む範囲に設定されていてもよい。
【００３２】
そして、鉄道車両２０が元軌道１０Ｒから軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかに進んだとする。この場合、走行位置特定部４０は、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データと、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）との類似度合を求め、最も類似しているものを鉄道車両２０の走行位置、すなわち、軌道として判断する。
【００３３】
図３に示す例では、鉄道車両２０は元軌道１０Ｒから軌道１０Ｂに進んでいる。この場合、軌道変位出力部３２は、元軌道１０Ｒから軌道１０Ｂに至る軌道変位に応じた信号が出力される。この場合、走行位置特定部４０は、元軌道１０Ｒから軌道１０Ｂに至る軌道変位に応じた変位データｆと、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）との類似度合を求め、各類似度合の評価値の大小を比較する。変位データｆが基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）に最も類似しているという結果を示すことになる。具体的には、類似度合を相互相関演算で評価した場合、変位データと基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）との相互相関演算がなされ、その最大値が評価値として採用される。同様に、変位データと基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）との相互相関演算がなされ、その最大値が評価値として採用される。また、変位データと基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｃ）との相互相関演算がなされ、その最大値が評価値として採用される。鉄道車両２０は元軌道１０Ｒから軌道１０Ｂに進んだ場合において、これらの各評価値を比較すると、変位データと基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）との評価値が最も大きくなる。これにより、各類似度合に基づいて、鉄道車両２０が基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）に対応する軌道１０Ｂを含む所定範囲を走行したと判定されることになる。
【００３４】
上記したように、基準プロファイルデータは特徴的なデータ（例えば、所定値以上の勾配を有する波形データ）を示す範囲に設定されてもよい。このため、例えば、軌道１０Ａに対応する基準プロファイルデータとして、大きな変化を示す範囲Ｕ（ａ）のデータが設定され、軌道１０Ｂに対応する基準プロファイルデータとして、大きな変化を示す範囲Ｕ（ｂ）のデータが設定され、軌道１０Ｃに対応する基準プロファイルデータとして、大きな変化が複数連続する範囲Ｕ（ｃ）のデータが設定されてもよい。これらのように、軌道１０の分岐箇所において鉄道車両の走行位置特定システム３０が適用される場合等、分岐先となる各軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに対応する基準プロファイルデータは、同じ範囲に設定されず、異なる範囲で設定されてもよい。
【００３５】
また、基準プロファイルデータと、検出された軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データとの類似度合を求める際には、上記のように、鉄道車両２０の走行距離に基づいて変位データの範囲を絞り込んでもよいし、鉄道車両２０の走行時刻（例えば、分岐箇所を走行している予定時刻）によって変位データの範囲を絞り込んでもよい。また、上記のように、基準プロファイルデータが特徴的なデータ（例えば、所定値以上の勾配を有する波形データ）を示す範囲に設定されている場合、変位データのうち当該特徴的なデータと似た傾向を示す範囲（例えば、上記所定値を越える勾配を示す範囲又はその前後所定範囲）に絞り込んでもよい。
【００３６】
図４に示す例では、１本の軌道１０が途中で分岐せずに延在している。この軌道１０において、鉄道車両２０が走行する位置を特定することを考える。上記したように、ＧＰＳを利用した測位技術では、誤差が数ｍ以上となる可能性があるため、軌道１０における鉄道車両２０の走行位置を正確に特定できない虞がある。
【００３７】
１本の軌道１０に対して走行位置特定システム３０が適用される場合、軌道１０の所定範囲（鉄道車両２０の位置の特定を望む範囲）に対応する基準プロファイルデータＰｒｆが予め格納される。鉄道車両２０においては、軌道変位出力部３２によって軌道１０の変位に応じた信号が連続的に出力されている。このため、走行位置特定部４０においては、軌道１０の軌道変位に基づく変位データｆを連続的に取得することができる。そこで、走行位置特定部４０では、変位データのうち基準プロファイルデータＰｒｆに対応する距離区分又は時間区分を、ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）・・・とずらしたデータｆ（１）、ｆ（２）、ｆ（３）、ｆ（４）・・・と、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を順次求める。そして、走行位置特定部４０において、データｆ（１）、ｆ（２）、ｆ（３）、ｆ（４）・・・と基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合が、同一性を満たす条件となった場合（例えば、相互相関演算で評価を行う場合、類似度合を示す評価値が予め設定された所定値を越える場合等）に、鉄道車両２０が当該データに対応する距離又は時間区分（相互相関演算で評価を行う場合、評価値が予め設定された所定値を越えたシフト量に応じた区分）において、基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲を走行したことをより正確に特定できる。
【００３８】
軌道変位出力部３２によって軌道１０の変位に応じた信号と基準プロファイルデータＰｒｆとの比較は、鉄道車両２０の走行中において、継続的に行われていてもよいし、鉄道車両２０の走行距離を示すキロ程情報又はＧＰＳに基づく緯度経度情報に基づいて、鉄道車両２０が基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲に近づいたと判断された範囲で行われてもよい。
【００３９】
以上のように構成された鉄道車両の走行位置特定システム、走行位置特定装置及び走行位置特定方法によると、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データと軌道１０の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づくことで、鉄道車両２０の走行位置をより正確に特定できる。
【００４０】
特に、鉄道車両２０が実際に走行する時の変位データと軌道変位に応じた基準プロファイルデータＰｒｆとを比較することで、鉄道車両２０の速度等に関らず、鉄道車両２０の走行位置をより正確に特定できる。例えば、単に鉄道車両の上下又は左右の加速度の変化データと、これに対応する基準プロファイルデータとを比較しようとする場合を考える。この場合、鉄道車両が軌道の所定範囲を走行する際の加速度の変化データは、鉄道車両の速度に大きく左右される。このため、加速度の変化データと基準プロファイルデータとの類似度合は、鉄道車両の速度に応じて大きく異なってしまう可能性があるため、演算された類似度合から鉄道車両が所定範囲を走行したか否かを判断することは困難となる可能性がある。
【００４１】
これに対して、軌道変位出力部３２は、鉄道車両２０が軌道１０を走行している時に軌道１０の変位に応じた信号を出力する。このため、軌道変位出力部の出力に基づく変位データは、軌道１０の変位を示すデータとして、鉄道車両２０の速度に関らずある程度一定となる。これにより、鉄道車両２０の速度等に拘らず、鉄道車両２０の走行位置をより正確に特定できる。
【００４２】
また、過去に鉄道車両が軌道を走行した際に軌道変位を測定したデータを、基準プロファイルデータＰｒｆとすることにより、鉄道車両２０の走行位置を正確に特定することができる。このような基準プロファイルデータＰｒｆは、何らかの鉄道車両が軌道１０を測定することによって得られる。このため、鉄道車両２０が軌道１０の所定範囲を走行したか否かを判別するための条件を推論、試行錯誤等しながら生成する場合と比較して、基準プロファイルデータＰｒｆを容易に設定できる。
【００４３】
また、走行位置特定部４０は、複数の軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれに対応する基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）と変位データとの類似度合に基づいて、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）のうち変位データに最も類似しているものに対応する軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを特定する。これにより、鉄道車両２０が分岐する軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれに進んだかを特定することが可能となる。
【００４４】
特に、元軌道１０Ｒから複数の軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）が分岐している場合において、複数の軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）が互いに近い箇所を並列状態に敷設されている場合がある。このような場合、鉄道車両２０の走行距離を示すキロ程等によっては、鉄道車両２０が複数の軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）のいずれを走行しているかを判別困難である可能性がある。また、ＧＰＳの誤差範囲からして、ＧＰＳに基づいて演算された緯度経度によっては、鉄道車両２０が複数の軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）のいずれを走行しているかを判別困難である可能性がある。そこで、上記のように、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データ１４９ｃと、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）との類似度合に基づくことで、鉄道車両２０が分岐先となる複数の軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）のいずれを走行しているかをより確実に判別することが可能となる。
【００４５】
｛第２実施形態｝
第２実施形態に係る走行位置特定システム、走行位置特定装置及び走行位置特定方法について説明する。図５は鉄道車両の走行位置特定システムを示すブロック図である。
【００４６】
本システムが組込まれる鉄道車両２０は、上記第１実施形態で説明したものと同様構成であるので、その説明を省略する。
【００４７】
鉄道車両の走行位置特定システム１３０は、軌道変位出力部１３２と、走行位置特定部１４０とを備える。
【００４８】
軌道変位出力部１３２は、上記軌道変位出力部３２と同様に、鉄道車両２０が軌道１０を走行している時に当該軌道１０の変位に応じた信号を出力可能に構成されている。
【００４９】
本実施形態においては、軌道変位出力部１３２は、軌道１０の変位に応じた、当該軌道１０を走行する鉄道車両２０の加速度を出力可能に構成されている。また、ここでは、軌道変位出力部１３２は、軌道１０の上下変位に応じた信号を出力可能に構成されている。
【００５０】
かかる軌道変位出力部１３２としては、軌道１０の上下変位に応じて上下変位する車輪２６の変位に応じた加速度を出力するセンサを用いることができる。
【００５１】
より具体的には、台車２４には、車軸を介して車輪２６が回転可能に支持されている。台車２４の台車枠２５には、車軸を回転可能に支持する軸箱２７が設けられており、当該軸箱２７に当該軸箱２７の上下方向の加速度を検出して、その検出信号を出力する加速度センサが設けられている。この加速度センサを、軌道変位出力部１３２として用いることができる。加速度センサとしては、静電容量検出型センサ、ピエゾ抵抗型センサ等各種構成のものを用いることができる。
【００５２】
走行位置特定部１４０は、軌道変位出力部１３２の出力に基づく変位データと、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合に基づいて、鉄道車両２０が前記所定範囲を走行しているか否かを特定する処理を実行する。
【００５３】
この走行位置特定部１４０は、上記走行位置特定部４０と同様に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（read only memory）およびＲＡＭ（Random access memory）等を備えるコンピュータ１４０Ａによって構成されている。走行位置特定部１４０は、走行位置特定装置でもある。コンピュータ１４０Ａは、書換え可能なフラッシュメモリ又は磁気記憶装置等によって構成される記憶部１４９を含んでおり、この記憶部１４９に、コンピュータ１４０Ａを走行位置特定部１４０として処理させるための走行位置特定プログラムが格納されている。ＣＰＵが、走行位置特定プログラムに記述された処理手順に従って演算処理を行うことで、コンピュータ１４０Ａが走行位置特定部１４０としての処理を実行する。コンピュータ１４０Ａは、同様に、プログラムに記述された処理手順に従って演算処理を行うことで、下記の緯度経度演算部１４２、速度演算部１４３、走行距離演算部１４４としての諸処理をも実行する。これらの各処理が、複数のコンピュータ又はハードウエア回路等によって分散して実行されてもよい。なお、コンピュータ１４０Ａは、クロック発生器１４１を備えており、各処理は、クロック発生器１４１によるクロック周波数に応じて行われる。
【００５４】
鉄道車両２０に搭載された記憶部１４９には、鉄道車両２０が走行することになる軌道１０の経路情報を含むマップデータ１４９ａが格納されている。マップデータ１４９ａには、鉄道車両２０が軌道１０を走行する際の基準位置（以下、初期キロ程という）、鉄道車両２０のより正確な位置を特定したい範囲を特定する情報が含まれている。基準位置は、軌道１０において鉄道車両２０が停止する位置（例えば、停車駅等）に設定されている。例えば、鉄道車両２０のより正確な位置を特定したい範囲は、軌道１０が分岐する範囲である。
【００５５】
また、記憶部１４９には、基準プロファイルデータＰｒｆが格納されている。本実施形態では、軌道１０が分岐する範囲において、鉄道車両２０がどの軌道１０を走行したかを特定するため、軌道１０の各分岐先の軌道に応じた基準プロファイルデータＰｒｆが格納されている。各分岐先の軌道に応じた基準プロファイルデータＰｒｆは、過去に測定されたデータであってもよい。この点については、第１実施形態において図３を参照して説明した通りである。
【００５６】
下記の処理中において、記憶部１４９には、走行位置特定部１４０の処理中のデータである変位データ１４９ｃが格納される。変位データ１４９ｃの例については後述する。
【００５７】
また、下記の処理中及び処理後において、記憶部１４９には、履歴マップデータ１４９ｄが格納される。履歴マップデータ１４９ｄは、鉄道車両２０が通過した軌道１０の情報を含む。
【００５８】
本実施形態では、走行位置特定部１４０の処理は、走行距離演算部１４４による演算結果に応じたタイミングで行われるため、走行距離演算部１４４について説明しておく。
【００５９】
走行距離演算部１４４は、軌道１０において、初期キロ程からの鉄道車両２０の走行距離を演算することによって、軌道１０における鉄道車両２０のおおよその位置を特定する。
【００６０】
鉄道車両２０には、ＧＰＳ受信部１５１及び前後加速度センサ１５２が搭載されている。
【００６１】
ＧＰＳ受信部１５１はＧＰＳ衛星からの信号を受信して受信信号を緯度経度演算部１４２に出力する。緯度経度演算部１４２は、複数のＧＰＳ衛星から送信された信号に基づいて、鉄道車両２０の緯度経度を演算し、その演算結果を走行距離演算部１４４に出力する。また、緯度経度演算部１４２の演算結果が速度演算部１４３に与えられる。速度演算部１４３では、演算された緯度経度の経時的変化から鉄道車両２０の速度を演算し、その演算結果を走行距離演算部１４４に出力する。
【００６２】
前後加速度センサ１５２は、鉄道車両２０の前後方向（軌道１０に沿った方向）における鉄道車両２０の加速度を検出可能に鉄道車両２０に搭載されている。前後加速度センサ１５２としては、静電容量検出型センサ、ピエゾ抵抗型センサ等各種構成のものを用いることができる。前後加速度センサ１５２が検出した加速度の信号は、走行距離演算部１４４に出力される。前後加速度センサ１５２は省略されてもよい。
【００６３】
走行距離演算部１４４は、鉄道車両２０の経度緯度情報、経度緯度情報に基づく速度情報に基づいて、初期キロ程からの鉄道車両２０の走行距離を演算する。そして、クロック発生器１４１のクロック周波数に応じた演算周期で、経度緯度情報、これに基づく速度情報、及び、初期キロ程からの鉄道車両２０の走行距離を含む変位データ１４９ｃを格納、更新する。
【００６４】
なお、緯度経度演算部１４２、速度演算部１４３及び走行距離演算部１４４の演算は、前後加速度センサ１５２からの前後加速度に基づいて補正されてもよい。
【００６５】
加速度センサである軌道変位出力部１３２から出力された加速度は、クロック発生器１４１のクロック周波数に応じた演算周期でサンプリングされ、変位データ１４９ｃとして格納、更新する。変位データ１４９ｃでは、各サンプリングタイミングに対して、緯度経度情報、これに基づく速度情報、初期キロ程からの鉄道車両２０の走行距離、及び、軌道変位に応じた加速度情報が対応付けられる。
【００６６】
走行位置特定部１４０は、鉄道車両２０に搭載されている。走行位置特定部１４０は、類似度合演算部１４５と、走行軌道判定部１４６と、変位データ変換部１４７と、上下変位演算部１４８とを備える。
【００６７】
上下変位演算部１４８は、変位データ１４９ｃにおける加速度情報、即ち、加速度センサである軌道変位出力部１３２から出力された加速度を、軌道１０の上下変位に基づく鉄道車両２０の上下変位に変換するように演算する。例えば、上下変位演算部１４８は、軌道１０の変位に基づく鉄道車両２０の上下方向の加速度波形データを２回積分することで、鉄道車両２０の上下変位を演算する。上下変位演算部１４８による演算結果、変位データ１４９ｃは、加速度センサである軌道変位出力部１３２から出力された加速度に基づく上下の変位量を表す情報を含む波形データとして変換される。
【００６８】
変位データ変換部１４７は、走行距離演算部１４４の出力に基づき、変位データ１４９ｃを、軌道１０における走行距離に対する軌道１０の変位データとして変換する。すなわち、変位データ１４９ｃは、まず、クロック発生器１４１のクロック周波数に応じた演算周期で、軌道変位出力部１３２から出力された加速度がサンプリングされ、この加速度が上下変位演算部１４８により上下変位を表すデータとして変換されている。各サンプリングタイミングに対しては、走行距離演算部１４４により演算された走行距離が対応付けられているため、変位データ変換部１４７は、変位データ１４９ｃを、走行距離に対する軌道１０の変位情報を含む変位データ１４９ｃに変換する。つまり、時間に対する変位を表す変位信号波形データｆ（ｔ）（ｔはサンプリング時間）を、走行距離に対する変位を表す信号波形データｆ（ｄ）（ｄは鉄道車両２０の走行距離）に変換する。なお、必要に応じてサンプリング周期間の走行距離に対する変位は、線形補間、多項式補完、スプライン補完等の周知の手法等によって補完するとよい。
【００６９】
類似度合演算部１４５は、変位データ１４９ｃと基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求める。ここでは、類似度合演算部１４５は、ＧＰＳを利用して鉄道車両２０の位置が特定される候補範囲内において、変位データ１４９ｃと基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を演算する。ここでは、類似度合演算部１４５は、走行距離演算部１４４で演算される走行距離に基づき、鉄道車両２０が軌道１０の位置を特定したい候補範囲、即ち、軌道１０が分岐する候補範囲に位置するか否かを判定する。鉄道車両２０が候補範囲に位置すると判定されると、類似度合演算部１４５は、鉄道車両２０が候補範囲内を走行している距離範囲における変位データ１４９ｃと、各分岐先の軌道１０に対応する基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を演算する。
【００７０】
走行距離演算部１４４は、ＧＰＳ信号に基づき鉄道車両２０の走行距離を演算していることから、ある程度の誤差が存在する虞がある。そこで、類似度合の評価対象となる鉄道車両２０の候補範囲を、基準プロファイルデータＰｒｆの距離範囲よりも大きくしておき、小さい方の基準プロファイルデータＰｒｆを、大きい方の鉄道車両２０の候補範囲のデータに対して、順次シフトさせて、それぞれのシフト量に対する類似度合を演算し、最も類似度合が高い類似度合を、当該基準プロファイルデータＰｒｆに対する類似度合として採用してもよい。後で説明する相互相関演算を用いた評価処理は、鉄道車両２０の信号波形データｆ（ｄ）の範囲Ｄを、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）等の距離範囲よりも大きくし、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）等を、信号波形データｆ（ｄ）の範囲Ｄに対して順次シフトさせて、各シフト量に対する類似度合を算出し、最大となる値を、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）等の類似度合とする処理の一例である。なお、上記とは逆に、類似度合の評価対象となる鉄道車両２０の候補範囲を、基準プロファイルデータＰｒｆの距離範囲よりも小さくしておき、小さい方の鉄道車両２０の候補範囲のデータを、大きい方の基準プロファイルデータＰｒｆに対して、順次シフトさせて、それぞれのシフト量に対する類似度合を演算し、最も類似度合が高い類似度合を、当該基準プロファイルデータＰｒｆに対する類似度合として採用してもよい。
【００７１】
候補範囲における鉄道車両２０の変位データ１４９ｃと基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合の評価は、例えば、第１実施形態で説明したように、相互相関演算によって評価することができる。すなわち、変位データ１４９ｃによって表される鉄道車両２０の変位波形データをｆ（ｄ）とし、基準プロファイルデータＰｒｆの変位波形データをＰｒｆ（ｄ）とする。各データが離散化されたデータ列で表されているとすると、類似度合を示す評価値Ｒ（ｍ）は、次式（数（１））によって演算することができる。但し、Ｎはデータ数、ｍは遅れ距離（シフト量）を示す。
【００７２】
【数１】
2019003436.tif 000003
【００７３】
そして、各分岐先の軌道１０に対して、相互相関演算を行い、最大値となる評価値Ｒ（ｍ）を、当該各分岐先の軌道に対する評価値Ｒとする。
【００７４】
走行軌道判定部１４６は、類似度合演算部１４５で演算された評価値Ｒに基づいて走行軌道を判定する。例えば、最も大きい評価値Ｒとなった分岐先の軌道１０を、鉄道車両２０が通過した軌道１０の位置として判定する。走行軌道判定部１４６による判定結果は、鉄道車両２０が過去に存在していた位置、即ち、通過した軌道１０を示す情報を含む履歴マップデータ１４９ｄとして記憶部１４９に記憶される。
【００７５】
図６は走行位置特定システムの全体的な処理を示すフローチャートである。図７〜図９を参照しつつ走行位置特定システムの全体的な処理を説明する。
【００７６】
ステップＳ１１において、走行距離演算部１４４においてＧＰＳ（緯度・経度）の受信の有無が判定される。受信有りと判定されると、ステップＳ１２に進む。
【００７７】
ステップＳ１２では、走行距離演算部１４４において、マップの±規定範囲内に該当地点があるか否かが判定される。すなわち、マップデータ１４９ａには、走行距離を演算する際の基点となる基準位置（初期キロ程）の緯度経度が登録されている。基準位置は、鉄道車両２０の停車位置の緯度経度を示す情報である。基準位置は１つである場合もあるし、複数である場合もある。走行距離演算部１４４は、緯度経度演算部１４２により演算された緯度経度（つまり、鉄道車両２０の位置）から±で規定される範囲距離（ｍ）内に、いずれかの基準位置となる地点が存在するか否かを判定する。該当地点有りと判定されると、ステップＳ１３に進み、該当地点無しと判定されると、ステップＳ２６に進む。なお、軌道１０の所定位置に設けられたトランスポンダ（Transponder）と通信可能な通信装置を鉄道車両に組込み、当該通信装置がトランスポンダと通信した位置を基準位置（初期キロ程）としてもよい。
【００７８】
ステップＳ１３では、走行距離演算部１４４は、初期キロ程をステップＳ１２において該当すると判定された基準位置に対応する値（Ｋｓ）に設定する。なお、キロ程は、軌道１０における起点からの距離で表される。また、鉄道車両２０が当該基準位置に位置することから、当該基準位置を含む路線が、鉄道車両２０が走行する路線種別として決定され、この決定内容に応じて履歴マップデータ１４９ｄが登録、更新される。この後、ステップＳ１４に進む。
【００７９】
ステップＳ１２において該当地点無しと判定されると、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、走行距離演算部１４４は、初期キロ程をプログラムにおいて予め設定された初期キロ程（Ｋｓ）に仮設定し、さらに、路線種別をプログラムにおいて予め設定された路線種別に仮設定する。あるいは、初期キロ程及び路線種別が既に設定されている場合には、現行値を維持する。この後、ステップＳ１４に進む。
【００８０】
ステップＳ１４〜Ｓ１６では、走行距離演算部１４４は、鉄道車両２０が発車したか否かを判定する。
【００８１】
まず、ステップＳ１４において、クロック発生器１４１のクロック周波数に応じた演算周期信号、即ち、△Ｔ秒の割込みの有無が判定される。割込み有りと判定されると、ステップＳ１５に進む。
【００８２】
ステップＳ１５では、前後加速度センサ１５２から出力される信号に基づき、前後加速度△ＧＬが予め設定された規定値を超えたか否かが判定される。ＹＥＳと判定されると、ステップＳ１６に進み、ＮＯと判定されると、ステップＳ１４に戻る。なお、前後加速度△ＧＬが規定値と同じである場合、ＹＥＳ、ＮＯのいずれの処理に進んでもよい。
【００８３】
ステップＳ１６では、速度演算部１４３により演算された鉄道車両２０の速度Ｖｇが０kｍ／ｈを越えたか否かが判定される。ＹＥＳと判定されると、ステップＳ１７に進み、ＮＯと判定されると、ステップＳ１４に戻る。
【００８４】
ステップＳ１７では、走行距離演算部１４４は、現在位置（初期キロ程からの距離で表される）として、Ｋｓ+Ｖｇ×△Ｔを演算する。
【００８５】
次ステップＳ１８では、上下変位演算部１４８は、変位データ１４９ｃにおいて、上下加速度から上下変位を演算する。ここで、変位データ１４９ｃの一例を図７に示す。変位データ１４９ｃにおいては、初期キロ程を設定したタイミングからの各サンプリングタイミングに、緯度経度演算部１４２の演算結果に基づくＧＰＳ位置（緯度、経度）、速度演算部１４３の演算結果に基づく速度、軌道変位出力部１３２の出力に基づく上下加速度を対応付けた情報を含む。また、各サンプリングタイミングには、ステップＳ１７において演算された現在位置（キロ程）の情報も対応付けられている。上下変位演算部１４８は、変位データ１４９ｃにおける上下加速度に基づいて上下変位を演算し、これをサンプリングデータに対応付けて変位データ１４９ｃの内容を更新する。
【００８６】
次ステップＳ１９では、類似度合演算部１４５は、鉄道車両２０が候補範囲内を走行しているか否かを判定する。鉄道車両２０が候補範囲内を走行しているか否かは、例えば、ＧＰＳを利用して鉄道車両２０の位置を特定し、その位置が軌道１０の所定範囲内に位置するかどうかをもって判断することができる。例えば、鉄道車両２０がいずれの分岐先となる軌道１０を走行するかを判定したい場合、初期キロ程を基準とする分岐箇所のキロ程が予め設定され、そのキロ程から所定距離範囲が候補範囲として設定される。そして、鉄道車両２０のキロ程が分岐箇所のキロ程以上又は越えて、かつ、そこから所定距離範囲内に位置するときに、鉄道車両２０が所定の候補範囲内に位置すると判定することができる。ステップＳ１９において、鉄道車両２０が候補範囲内に存在していると判定されると、ステップＳ２０に進み、存在していないと判定されると、ステップＳ２３に進む。
【００８７】
鉄道車両２０が候補範囲内を走行しているか否かについては、他の処理による判断も可能である。例えば、ＧＰＳによる緯度経度が走行位置を判断したい位置の緯度経度に対して処理の距離範囲内に存在する場合に、鉄道車両２０が候補範囲内を走行していると判定することができる。
【００８８】
ステップＳ２０では、変位データ変換部１４７は、上下変位及び走行距離演算部１４４の出力結果を含む変位データ１４９ｃを、軌道１０における走行距離に対する軌道１０の変位データとして変換する。
【００８９】
例えば、図８に示すように、鉄道車両２０が、元軌道１０Ｒから軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかに選択的に進む場合を想定する。上下変位は、サンプリング周期に応じてサンプリングされているため、鉄道車両２０の速度が異なると、時間軸に対する上下変位の波形が異なってしまう。例えば、速度Ｖａの場合における、時間軸に対する上下変位の波形データｆａ（ｔ）は、速度Ｖｂ（但し、Ｖａ＞Ｖｂ）の場合における、時間軸に対する上下変位の波形データｆｂ（ｔ）よりも密になる。また、速度が途中で変化すると、時間軸に対する上下変位の波形は徐々に疎になったり、密になったりする。すると、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を妥当に評価することが困難となる可能性がある。そこで、上記のように、上下変位及び走行距離演算部１４４の出力結果を含む変位データ１４９ｃが、軌道１０における走行距離に対する軌道１０の変位データとして変換される。つまり、時間に対する波形データｆａ（ｔ）、ｆｂ（ｔ）が距離に対する波形データｆ（ｔ）に変換される。なお、鉄道車両２０が一定速度で走行する場合だけでなく、途中で速度が変る場合、途中で停止する場合においても、変位データ１４９ｃは、軌道１０における走行距離に対する軌道１０の変位データとして変換される。変換後の変位データに基づき、軌道１０における所定の範囲Ｄに対する軌道１０の変位データとして変換された信号波形データｆ（ｄ）は、鉄道車両２０の速度に関わらず、所定の位置からの距離に応じた変位データとして表される。このため、速度に関わらず、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を妥当に評価することができる。なお、基準プロファイルデータＰｒｆも同様に、距離に応じた変位データとして設定されている。
【００９０】
次ステップＳ２１では、類似度合演算部１４５は、変位データ１４９ｃと基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求める。ここでは、図９に示すように、元軌道１０Ｒから分岐する軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれに対応する基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）が設定されている。ここでは、類似度合演算部１４５は、距離に対する上下変位データ（信号波形データｆ（ｄ））と、所定範囲ｒにおける基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）のそれぞれの相互相関演算を行う。例えば、距離に対する上下変位データ（信号波形データｆ（ｄ））の範囲Ｄを、ｄ（１）、ｄ（２）、ｄ（３）・・・とずらして（ずらした距離は、上記数（１）の遅れ距離ｍに対応する）、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）との相互相関演算を行う。なお、所定範囲ｒ＝ｄ（１）＝ｄ（２）＝ｄ（３）・・・である。そして、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）の相互相関演算の最大値を、当該基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）に対応する評価値Ｒ（Ａ）、Ｒ（Ｂ）、Ｒ（Ｃ）とする。
【００９１】
次ステップＳ２２では、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）に対応する評価値Ｒ（Ａ）、Ｒ（Ｂ）、Ｒ（Ｃ）に基づき、路線種別を決定する。ここでは、評価値Ｒ（Ａ）、Ｒ（Ｂ）、Ｒ（Ｃ）のうち最大となる基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）に対応する軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）又は１０（Ｃ）を、鉄道車両２０が走行する路線種別として特定する。この特定結果、鉄道車両２０が実際に走行した軌道１０の路線種別を含む情報が、履歴マップデータ１４９ｄとして記憶部１４９に記憶、更新される。
【００９２】
以降のステップＳ２３〜Ｓ２５では、鉄道車両２０が停車したか否かを判定する。
【００９３】
まず、ステップＳ２３において、△Ｔ秒の割込みの有無が判定される。割込み無しと判定されると、ステップＳ１７に戻り、割込み有りと判定されると、ステップＳ２４に進む。
【００９４】
ステップＳ２４では、前後加速度センサ１５２から出力される信号に基づき、前後加速度△ＧＬが予め設定された規定値を超えたか否かが判定される。ＮＯと判定されると、ステップＳ１７に戻り、ＹＥＳと判定されると、ステップＳ２４に進む。なお、前後加速度△ＧＬが規定値と同じである場合、ＹＥＳ、ＮＯのいずれの処理に進んでもよい。
【００９５】
ステップＳ２４では、速度演算部１４３により演算された鉄道車両２０の速度Ｖｇが０ｋｍ／ｈとなったか否かが判定される。ＮＯと判定されると、ステップＳ１７に戻り、ＹＥＳと判定されると、ステップＳ１２に戻る。
【００９６】
以上のように構成された鉄道車両の走行位置特定システム１３０、走行位置特定装置及び走行位置特定方法によると、第１実施形態において説明したのと同様に、鉄道車両２０が軌道１０を走行している時に軌道１０の変位に応じた信号を出力する軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データ１４９ｃと、軌道１０の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合に基づいて、鉄道車両２０が軌道１０の所定範囲を走行しかた否かを判断するため、鉄道車両２０の走行位置をより正確に特定できる。
【００９７】
また、基準プロファイルデータＰｒｆとして、過去に測定されたデータを用いることで、より正確に走行位置を特定できる。また、基準プロファイルデータＰｒｆの設定自体も比較的容易である。
【００９８】
また、走行位置特定部１４０が、複数の軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれに対応する基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）と変位データとの類似度合に基づいて、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）のうち変位データに最も類似しているものに対応する軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを特定する。これにより、鉄道車両２０が分岐する軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれに進んだかを特定することが可能となる。
【００９９】
また、本実施形態においては、軌道変位出力部３２は、軌道１０の変位に応じた、走行する鉄道車両２０の加速度を出力する加速度センサを含んでいる。上下変位演算部１４８は、加速度センサ１５２から出力された加速度の値から鉄道車両２０の変位を示す値を演算して変位データ１４９ｃを記憶更新する。そして、走行位置特定部１４０は、当該加速度に基づく変位情報を含む変位データ１４９ｃと、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求める。このため、軌道１０の変位データ１４９ｃを、加速度センサ１５２に基づいて簡易に得ることができる。
【０１００】
また、軌道変位出力部３２は、軌道１０の上下変位に応じた信号を出力するため、鉄道車両２０の左右の揺れによる影響が加わり難くなり、比較的正確な軌道１０の変位データ１４９ｃを得ることができる。
【０１０１】
また、走行位置特定部１４０は、鉄道車両２０の走行距離を演算する走行距離演算部１４４の出力に基づき、変位データ１４９ｃを、軌道１０における走行距離に対する軌道１０の変位データ１４９ｃとして、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求める。このため、鉄道車両２０の速度による影響をなるべく排除して、類似度合を評価することができる。
【０１０２】
もっとも、基準プロファイルデータＰｒｆとして時間に対する軌道の変位を示すデータを用い、時間に対する軌道１０の変位データ１４９ｃと、当該基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求めるようにしてもよい。
【０１０３】
また、走行距離演算部１４４は、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて鉄道車両２０の走行距離を演算しているため、鉄道車両２０の走行距離を、ＧＰＳを利用して簡易に求めることができる。これにより、本鉄道車両の走行位置特定システム１３０を鉄道車両２０に組込む際に、本システムを鉄道車両２０に設けられた速度発電機等に接続せずにすむため、本鉄道車両の走行位置特定システム１３０を鉄道車両２０に容易に組込むことができる。
【０１０４】
また、ＧＰＳを利用して鉄道車両２０の位置が特定される候補範囲内において、走行位置特定部１４０が、変位データ１４９ｃと基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を評価するため、比較範囲を軌道１０の分岐箇所の前後等に絞り込むことができる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、走行距離演算部１４４は、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて鉄道車両２０の走行距離を演算しているが、必ずしもその必要は無い。例えば、走行距離演算部１４４は、鉄道車両２０に設けられた速度発電機からの速度信号に基づいて、或は、前後加速度センサ１５２からの加速度信号に基づいて、鉄道車両２０の走行距離を演算してもよい。
【０１０６】
また、類似度合を相関演算によって求めることで、当該類似度合を適切に評価することができる。
【０１０７】
また、走行軌道判定部１４６により判定された軌道１０を、鉄道車両２０が走行した軌道１０の位置又は路線種別として、履歴マップデータ１４９ｄに記憶させることで、鉄道車両２０のより正確な実走行軌道として履歴を残しておくことができる。
【０１０８】
また、鉄道車両２０に、軌道変位出力部３２と走行位置特定部１４０とが搭載されているため、その鉄道車両２０において、走行位置を特定することができる。
【０１０９】
｛変形例｝
上記各実施形態を前提として、各種変形例について説明する。
【０１１０】
図１０は変形例に係る軌道変位出力部２３２を示す図である。軌道変位出力部２３２は、撮像カメラ２３４と、画像処理部２３５と、レール幅演算部２３６とを備える。撮像カメラ２３４は、鉄道車両２０に対して、２つのレール１２のそれぞれを撮像可能に設けられる。ここでは、２つの撮像カメラ２３４が鉄道車両２０に固定されている。各撮像カメラ２３４は、レール１２の上方位置においてレール１２を撮像可能な下向き姿勢で固定されている。各撮像カメラ２３４で撮像された画像信号が画像処理部２３５に与えられる。画像処理部２３５は、フィルタリング処理、二値化処理、エッジ抽出等を実行し、撮像画像におけるレール１２の境界（特に、内側縁又は外側縁）を抽出する処理を実行する。画像処理部２３５による処理データがレール幅演算部２３６に与えられ、当該処理データに基づいて２つのレール幅が演算される。鉄道車両２０の走行中において、逐次演算されるレール幅が軌道１０の変位として出力される。
【０１１１】
本例では、鉄道車両２０が軌道１０を走行している時に軌道１０の変位に応じた信号として、レール幅に応じた信号が出力される。
【０１１２】
図１１は変形例に係る鉄道車両の走行位置特定システム３３０を示すブロック図である。本変形例では、上記第２実施形態を前提として、鉄道車両２０に、軌道変位出力部３２が搭載されている。また、鉄道車両２０には、鉄道車両２０の走行位置を特定するため、ＧＰＳ受信部１５１、緯度経度演算部１４２が搭載されている。鉄道車両２０の走行位置は、速度発電機等からの出力に基づいて演算されてもよい。なお、本例では、前後加速度センサ１５２は省略されている。
【０１１３】
クロック発生器１４１で発生されたクロック周波数に応じた演算周期で、軌道変位出力部３２からの出力がサンプリングされる。このサンプリング結果が、サンプリングタイミング、緯度経度演算部１４２からの緯度経度情報等に対応付けて、変位データ３４９ｃとして記憶部３４９に記憶される。
【０１１４】
この鉄道車両２０には、通信網３８０を介して通信可能な通信装置３５０が設けられている。
【０１１５】
一方、鉄道車両２０とは異なる場所に、管理基地４００が設けられている。
【０１１６】
管理基地４００には、管理サーバ装置４１０が設けられている。管理サーバ装置４１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えるコンピュータによって構成されている。管理サーバ装置４１０は、書換え可能なフラッシュメモリ又は磁気記憶装置等によって構成される記憶部４１１を含んでおり、この記憶部４１１に、管理サーバ装置４１０を、走行位置特定部４４０として処理させるための走行位置特定プログラムが格納されている。ＣＰＵが、走行位置特定プログラムに記述された処理手順に従って演算処理を行うことで、管理サーバ装置４１０が走行位置特定部４４０としての処理を実行する。
【０１１７】
記憶部４１１には、上記第２実施形態で説明したのと同様に、基準プロファイルデータＰｒｆ、マップデータ１４９ａが格納されている。また、下記の処理中において、記憶部４１１には、走行位置特定部４４０の処理中のデータである変位データ１４６ｃが格納される。また、下記の処理中及び処理後において、記憶部４１１には、履歴マップデータ１４９ｄが格納される。履歴マップデータ１４９ｄは、鉄道車両２０が通過した軌道１０の情報を含む。
【０１１８】
管理サーバ装置４１０は、第２実施形態で説明したように、走行距離演算部１４４、走行距離演算部１４４を含む。さらに、管理サーバ装置４１０は、第２実施形態で説明したように、類似度合演算部１４５と、走行軌道判定部１４６と、変位データ変換部１４７と、上下変位演算部１４８とを含む走行位置特定部１４０を備える。
【０１１９】
管理サーバ装置４１０には、通信網３８０を介して通信可能な通信装置４５０が設けられている。
【０１２０】
管理サーバ装置４１０の走行位置特定部４４０と鉄道車両２０に設けられた軌道変位出力部３２とは、通信装置３５０、４５０、通信網３８０を介して通信可能に接続されている。通信網３８０は、有線式であっても無線式であってもよいしそれらの複合方式であってもよい。また、通信網３８０は、公衆通信網であっても専用回線による通信網であってもよい。
【０１２１】
鉄道車両２０の記憶部３４９に格納された変位データ３４９ｃは、通信網３８０を介して、管理サーバ装置４１０に送信されて、記憶部４１１に格納される。鉄道車両２０から管理サーバ装置４１０へのデータの送信は、データを取得する毎にリアルタイムで行われてもよいし、鉄道車両２０が駅等に停車する毎に行われてもよい。
【０１２２】
管理サーバ装置４１０は、変位データ３４９ｃに基づいて、上記第２実施形態で説明したのと同様の処理を行って、鉄道車両２０の走行位置、路線種別の判定等を行い、判定結果を当該鉄道車両２０が実際に走行した履歴マップデータ１４９ｄとして格納する。
【０１２３】
つまり、本例は、第２実施形態における鉄道車両の走行位置特定システム１３０において、軌道変位出力部３２が鉄道車両２０に搭載され、走行位置特定部４０に対応する走行位置特定部４４０が管理サーバ装置４１０に設けられ、それらが通信網を介して通信可能に接続された一態様である。速度演算部１４３、走行距離演算部１４４、上下変位演算部１４８、変位データ変換部１４７等は、鉄道車両２０及び管理サーバ装置４１０のいずれに実装されていてもよい。速度演算部１４３、走行距離演算部１４４、上下変位演算部１４８、変位データ変換部１４７等は、管理サーバ装置４１０側に実装されていれば、鉄道車両２０における処理をなるべく軽くし、かつ、管理サーバ装置４１０に送信されるデータ量を少なくすることができる。
【０１２４】
管理サーバ装置４１０は、複数の鉄道車両２０と通信可能に接続されており、複数の鉄道車両２０の実走行履歴を管理することもできる。
【０１２５】
この例によると、鉄道車両２０に対しては、少なくとも軌道変位出力部３２を含む装置、ここでは、軌道変位出力部３２、緯度経度演算部１４２、ＧＰＳ受信部１５１、通信装置３５０を含む装置を組込めばよい。このため、第２実施形態で示す場合と比較して、鉄道車両２０に組込まれる装置構成を簡易化できるというメリットがある。
【０１２６】
また、複数の鉄道車両２０の走行履歴を、管理サーバ装置４１０において、総合的に管理できるため、軌道１０の状態管理に適する。
【０１２７】
なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。
【０１２８】
例えば、第２実施形態で説明した走行距離演算部１４４、変位データ変換部１４７、上下変位演算部１４８等の各構成のうちの１つ又は複数は、第１実施形態で説明した鉄道車両の走行位置特定システム３０に組込むことができる。例えば、第２実施形態で説明した走行距離演算部１４４を第１実施形態で説明した鉄道車両の走行位置特定システム３０に組込んだ構成、変位データ変換部１４７を鉄道車両の走行位置特定システム３０に組込んだ構成、上下変位演算部１４８を鉄道車両の走行位置特定システム３０に組込んだ構成とすることができる。
【０１２９】
また、第１実施形態で説明した走行位置特定システム３０を、図１１に示す変形例のように、軌道変位出力部３２を鉄道車両２０に組込み、走行位置特定部４０を基地局に設け、両者を通信可能に接続した構成としてもよい。
【０１３０】
以上のように、本明細書は、下記の各態様に係る発明を含んでいる。
【０１３１】
第１の態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムは、鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号を出力する軌道変位出力部と、前記軌道変位出力部の出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部とを備える。
【０１３２】
これにより、軌道変位出力部の出力に基づく変位データと軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づくことで、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できる。
【０１３３】
第２の態様は、第１の態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記基準プロファイルデータは、過去に測定されたデータとされたものである。
【０１３４】
これにより、過去に測定したデータに基づいて、より正確な走行位置を特定できる。また、閾値等の検討を不要とすることができ、基準プロファイルデータを容易に設定できる。
【０１３５】
第３の態様は、第１又は第２の態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記走行位置特定部は、複数の軌道のそれぞれに対応する基準プロファイルデータと前記変位データとの類似度合に基づいて、前記複数の基準プロファイルデータのうち前記変位データに最も類似しているものに対応する軌道を特定するものである。
【０１３６】
これにより、軌道が分岐している場合等において、複数の軌道のいずれかを特定できる。
【０１３７】
第４の態様は、第１から第３のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記軌道変位出力部は、前記軌道の変位に応じた、走行する前記鉄道車両の加速度を出力する加速度センサを含み、前記走行位置特定部は、前記変位データを、前記加速度センサから出力された加速度に基づく変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求めるものである。
【０１３８】
これにより、軌道の変位データを簡易に得ることができる。
【０１３９】
第５の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記軌道変位出力部は、前記軌道の上下変位に応じた信号を出力するものである。
【０１４０】
これにより、正確な軌道の変位データを得ることができる。
【０１４１】
第６の態様は、第１から第５のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記鉄道車両の走行距離を演算する走行距離演算部をさらに備え、前記走行位置特定部は、前記走行距離演算部の出力に基づき、前記変位データを、前記軌道における走行距離に対する前記軌道の変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求めるものである。
【０１４２】
これにより、鉄道車両の速度による影響をなるべく排除して、類似度合を評価することができる。
【０１４３】
第７の態様は、第６の態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記走行距離演算部は、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて前記鉄道車両の走行距離を演算するものである。
【０１４４】
これにより、走行距離については、ＧＰＳを利用して簡易に求めることができる。
【０１４５】
第８の態様は、第１から第７のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、ＧＰＳを利用して前記鉄道車両の位置が特定される候補範囲内において、前記走行位置特定部が、前記変位データと、前記軌道における所定範囲の軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合を評価するものである。
【０１４６】
これにより、類似度合を評価する範囲を絞り込むことができる。
【０１４７】
第９の態様は、第１から第６のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記走行位置特定部は、相関演算に基づいて類似度合を求めるものである。
【０１４８】
これにより、類似度合を相関演算によって適切に求めることができる。
【０１４９】
第１０の態様は、第１から第９のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記走行位置特定部による特定結果を、前記鉄道車両の実走行軌道として記憶する記憶部をさらに備えるものである。
【０１５０】
これにより、鉄道車両のより正確な実走行軌道を記憶することができる。
【０１５１】
第１１の態様は、第１から第１０のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記軌道変位出力部と前記走行位置特定部とが前記鉄道車両に搭載されているものである。
【０１５２】
これにより、鉄道車両において、走行位置を特定することができる。
【０１５３】
第１２の態様は、第１から第１０のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記軌道変位出力部が前記鉄道車両に搭載され、前記走行位置特定部が管理基地に設けられており、前記軌道変位出力部と前記走行位置特定部とが通信網を介して通信可能に接続されているものである。
【０１５４】
これにより、本システムのうち車両への組込部分の構成を簡易化できる。また、走行位置を管理基地で管理できる。
【０１５５】
第１３の態様に係る走行位置特定装置は、鉄道車両が軌道を走行している時における前記軌道の変位に基づく信号が入力される軌道変位信号入力部と、前記軌道変位信号入力部への入力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部とを備える。
【０１５６】
これにより、軌道変位信号入力部への入力に基づく変位データと、軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づくことで、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できる。
【０１５７】
第１４の態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法は、（ａ）鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号が出力されるステップと、（ｂ）前記軌道の変位に応じた出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合を求めるステップと、（ｃ）求められた類似度合に基づいて前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断するステップとを備える。
【０１５８】
これにより、軌道変位出力部の出力に基づく変位データと軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づくことで、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できる。
【０１５９】
第１５の態様は、第１４の態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法であって、前記基準プロファイルデータは、過去に測定されたデータとされている。
【０１６０】
これにより、過去に測定したデータに基づいて、より正確な走行位置を特定できる。また、閾値等の検討を不要とすることができ、基準プロファイルデータを容易に設定できる。
【０１６１】
第１６の態様は、第１４又は第１５の態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法であって、前記ステップ（ｂ）では、前記変位データと、複数の軌道のそれぞれに対応する基準プロファイルデータとの類似度合を求め、前記ステップ（ｃ）では、前記複数の基準プロファイルデータに対応して求められた類似度合に基づいて、前記複数の基準プロファイルデータのうち前記変位データに最も類似しているものに対応する軌道を特定する。
【０１６２】
これにより、軌道が分岐している場合等において、複数の軌道のいずれかを特定できる。
【０１６３】
第１７の態様は、第１４から第１６のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法であって、前記ステップ（ａ）では、前記軌道の変位に応じた、走行する前記鉄道車両の加速度が出力され、前記ステップ（ｂ）では、前記変位データを、前記加速度に基づく変位データとして、基準プロファイルデータとの類似度合を求める。
【０１６４】
これにより、軌道の変位データを簡易に得ることができる。
【０１６５】
第１８の態様は、第１４から第１７のいずれか１つの態様に係る走行位置特定方法であって、前記ステップ（ａ）では、前記軌道の上下変位に応じた信号が出力されるものである。
【０１６６】
これにより、正確な軌道の変位データを得ることができる。
【０１６７】
第１９の態様は、第１４から第１８のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法であって、（ｄ）前記鉄道車両の走行距離を演算するステップをさらに備え、前記ステップ（ｂ）では、演算された前記鉄道車両の走行距離に基づき、前記変位データを、前記軌道における走行距離に対する前記軌道の変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求めるものである。
【０１６８】
これにより、鉄道車両の速度による影響をなるべく排除して、類似度合を評価することができる。
【０１６９】
第２０の態様は、第１９の態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法であって、前記ステップ（ｄ）では、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて前記鉄道車両の走行距離を演算するものである。
【０１７０】
これにより、走行距離については、ＧＰＳを利用して簡易に求めることができる。
【０１７１】
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【０１７２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  軌道
１０Ｒ  元軌道
１２  レール
２０鉄道車両
３０、１３０、３３０  走行位置特定システム
３２、１３２、２３２  軌道変位出力部
４０、１４０、４４０  走行位置特定部
４１  記憶部
１４２  緯度経度演算部
１４３  速度演算部
１４４  走行距離演算部
１４５  類似度合演算部
１４６  走行軌道判定部
１４６ｃ  変位データ
１４７  変位データ変換部
１４８  上下変位演算部
１４９  記憶部
１４９ａ  マップデータ
１４９ｃ  変位データ
１４９ｄ  履歴マップデータ
１５１  ＧＰＳ受信部
３５０  通信装置
３８０  通信網
４００  管理基地
４１０  管理サーバ装置
４１１  記憶部
４５０  通信装置
Ｐｒｆ  基準プロファイルデータ
【図１】
2019003436.tif 000004
【図２】
2019003436.tif 000005
【図３】
2019003436.tif 000006
【図４】
2019003436.tif 000007
【図５】
2019003436.tif 000008
【図６】
2019003436.tif 000009
【図７】
2019003436.tif 000010
【図８】
2019003436.tif 000011
【図９】
2019003436.tif 000012
【図１０】
2019003436.tif 000013
【図１１】
2019003436.tif 000014
【国際調査報告】
2019003436.tif 000015
2019003436.tif 000016
2019003436.tif 000017