(57)【要約】【課題】走行中の列車と大量のデータの送受信を可能にする。【解決手段】進行する列車を通信圏内に含む路側装置２０は、車載装置１０との間でパケット通信を行い、かつ、通信未了のパケットをサーバ装置４０に送信し、サーバ装置４０は通信未了のパケットを進行する列車を通信圏内に含む次の路側装置３０へ送信し、通信未了のパケットを受けた路側装置３０は車載装置４０との間で通信未了のパケットのパケット通信を行う。【選択図】  図１
2006182285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車に設けられた車載装置との間でパケット通信を行う軌道に沿って配置された複数の路側装置と、各路側装置と通信可能に接続されたサーバ装置とを含む列車通信システムであって、
進行する列車を通信圏内に含む路側装置は、前記車載装置との間でパケット通信を行い、かつ、通信未了のパケットを前記サーバ装置に送信し、
前記サーバ装置は通信未了のパケットを進行する列車を通信圏内に含む次の路側装置へ送信し、
前記通信未了のパケットを受けた路側装置は前記車載装置との間で前記通信未了のパケットのパケット通信を行う列車通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の列車通信システムであって、
各路側装置は、前記車載装置にポーリングを行ない、前記車載装置から応答があった場合にパケット通信を開始する列車通信システム。
【請求項３】
請求項１記載の列車通信システムであって、
各路側装置は、通信レベルを判定して、通信圏内に含む列車を認識する列車通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車に設けられた車載装置との間でパケット通信を行う軌道に沿って配置された複数の路側装置と、各路側装置と通信可能に接続されたサーバ装置とを含む列車通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
列車内に旅客向けの表示装置を設け、画像や文字データを旅客サービスとして表示する場合、表示内容であるコンテンツを列車外から列車内に通信する必要がある。従来は有線によるデータ伝送あるいは無線ＬＡＮ（Local Area Network）やＳＳ無線（Spread Spectrum：スペクトラム拡散）といった手段で、データ伝送を行っていた（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
一方、自動車に対しては、VICS（Vehicle Information and Communication System）が利用されている。これは、FM多重放送や道路上の発信機から受信した交通情報を図形・文字で表示するシステムであり、VICSセンターで編集・処理された渋滞や交通規制などの道路交通情報をリアルタイムに送信し、カーナビゲーションシステムに用意されている地図の上に重ね書きして表示する。
【０００４】
VICSは、適用対象が自動車であり、道路状況などの情報を、2.5GHz帯の電波で片方向通信を行っている。各発信ポイントでのデータ継承性はなく、各ポイントから完結したデータを送信している。また、車載装置の種類は汎用的な受信機であり、通常のカーナビゲーションシステムと組み合わせて利用される。
【特許文献１】特開２００２−１０４１８９号公報
【特許文献２】特開２００３−１０４２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のシステムにあっては、データ伝送量が限られており、伝送ごとの時間的な制約を前提に使用されていた。従って、低速なＳＳ無線や操作性が悪い有線通信はデータ量の増大や即時性に対応できなかった。
【０００６】
一方、従来例としての無線ＬＡＮは高速通信が可能だが、使用者が多い場合は、限られた電波使用でお互いに制約を受けて通信が制限され、また、データ漏洩などセキュリティに問題を含んでいた。
【０００７】
本発明は、走行中の列車と大量のデータの送受信が可能な列車通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、列車に設けられた車載装置との間でパケット通信を行う軌道に沿って配置された複数の路側装置と、各路側装置と通信可能に接続されたサーバ装置とを含む列車通信システムであって、進行する列車を通信圏内に含む路側装置は、前記車載装置との間でパケット通信を行い、かつ、通信未了のパケットを前記サーバ装置に送信し、前記サーバ装置は通信未了のパケットを進行する列車を通信圏内に含む次の路側装置へ送信し、前記通信未了のパケットを受けた路側装置は前記車載装置との間で前記通信未了のパケットのパケット通信を行う。
【０００９】
上記構成によれば、列車に設けられた車載装置との間で通信路を占有して一対一の通信が可能になるため、大量のデータの送受信が可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、列車に設けられた車載装置との間で通信路を占有して一対一の通信が可能になるため、大量のデータの送受信が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態の列車通信システムを説明するための概略構成図を示す。本実施形態の列車通信システムは、列車内の運転席等に設置される車載装置１０と、列車が走行する線路沿いに複数設置される路側装置Ｎ２０および路側装置（Ｎ＋１）３０と、路側装置Ｎ２０および路側装置（Ｎ＋１）３０と通信可能に接続されるサーバ装置４０とを含んで構成される。ここでは、路側装置を２つ示したが、路側装置は列車が走行する線路沿いに多数設置される。
【００１２】
本実施形態の列車通信システムは、走行中の列車に大量のパケットデータを送信し、列車内の乗客への案内情報や広告情報を行なう。そのために、列車が走行する線路沿いに多数の路側装置２０，３０を設置し、路側装置２０，３０から接近する列車に対向するように、例えば5.8GHz帯の電波を発射して双方向の通信を行なう。列車には、運転席等に専用の車載装置１０が設けられる。
【００１３】
路側装置２０，３０と車載装置１０間の通信は、列車が路側装置２０，３０に接近（例えば、30〜40ｍ）して通過するまでの短時間に行われるので、１つの路側装置２０，３０から送信できるデータ量には制限がある。そこで、サーバ装置４０でそれぞれの路側装置２０，３０で送信したパケット数などのパケット情報を管理しておき、１つの路側装置２０，３０で未送付となったパケットは次の路側装置２０，３０から送信する（データの継承性）。
【００１４】
本実施形態の列車通信システムでは、列車外から直接列車の運転席などに設けられた車載装置１０に対して車両の窓ガラスごしに信号をやり取りすることで、使用する電波を占有して使用することができる。また、同じ帯域を同時に使用する他の通信からの混信を避けることができ、伝送速度を十分確保することができる。
【００１５】
また、路側装置２０，３０と車載装置１０を対向させて送受信するとともに、路側装置２０，３０のアンテナにはある程度指向性を持たせ、他の車両が他の路側装置と行っている別の通信に対して影響を与えないようにする。
【００１６】
また、車載装置１０と対向して通信を行なう路側装置２０，３０は、列車が走る線路沿いに複数台設けられるので、列車が移動する先で逐次データの通信を行なうことができる。列車外部から列車内部への通信内容は、車内の乗客へのサービスでもよいし、運転手に対する運行上の情報でもよい。また、通信を双方向として、列車内にある情報を列車外に通信する為に使用することもできる。
【００１７】
図２は、本実施形態の列車通信システムのシステム構成ブロック図を示す。車載装置１０は、客室に設けられるデータ表示装置１１と、運転室に設けられる車載側制御装置１２と、表示するデータ等を格納する記憶装置Ａ１４と、運転席等に設けられる車載側アンテナ装置１３とを含む。
【００１８】
路側装置Ｎ２０は、例えば5.8GHz帯の電波を発射する路側側アンテナ装置２１と、路側側制御装置２２と、列車に送信するデータ等を格納する記憶装置Ｂ２４と、サーバ装置４０とデータ伝送を行なう伝送装置２３と、通信レベルを判定して列車の接近および通過を検出する通信レベル判定回路２５とを含む。路側装置（Ｎ＋１）３０も同様である。
【００１９】
サーバ装置４０は、路側装置Ｎ２０および路側装置（Ｎ＋１）３０とのデータ伝送を制御するサーバ４１と、列車に送信するデータ等を格納する記憶装置Ｄ４３と、その表示内容等を制御するデータ用サーバ４２とを含む。
【００２０】
図３は、本実施形態の列車通信システムにおいて通信するデータ構成を示す。通信するデータは、パケットに分けられ、個々のパケットには、１番目、・・・（ｎ−２）番目、（ｎ−１）番目、ｎ番目のように個別のナンバーがふってある。これにより、サーバ装置１０でそれぞれの路側装置２０，３０で送信したパケット数などのパケット情報を管理しておき、１つの路側装置２０，３０で未送付となったパケットは次の路側装置２０，３０から送信することができる。
【００２１】
図４は、本実施形態の列車通信システムにおけるデータ送信のシーケンス１（サーバ装置４０から車載装置１０）を示す。列車が側路装置Ｎ２０に近づくと、路側装置Ｎ２０から車載装置１０に対してポーリングが行われる（１）。これに対し、車載装置１０から路側装置Ｎ２０へACK（acknowledgement）が返される（２）。
【００２２】
次に、路側装置Ｎ２０からサーバ装置４０へのデータ要求が行われ（３）、サーバ装置４０から路側装置Ｎ２０へ総パケットナンバーの通知が行われる（４）。また、路側装置Ｎ２０から車載装置１０へ総パケットナンバーの通知が行われる（５）。
【００２３】
次に、サーバ装置４０から路側装置Ｎ２０へデータ送出が行われ（６）、路側装置Ｎ２０から車載装置１０へのデータ取り込みが行われる（７）。また、車載装置１０から路側装置Ｎ２０へ通信レベル確認が行われ（８）、路側装置Ｎ２０から車載装置１０へ通信レベル限界が通知される（９）。これにより列車が路側装置Ｎ２０を通過したことを確認する。
【００２４】
列車が側路装置（Ｎ＋１）３０に近づくと、路側装置（Ｎ＋１）３０から車載装置１０に対してポーリングが行われ（１０）、車載装置１０から路側装置（Ｎ＋１）３０へACKが返される（１１）。次に、路側装置（Ｎ＋１）３０からサーバ装置４０へデータ要求が行われ（１２）、サーバ装置４０から路側装置（Ｎ＋１）３０へデータ送出が行われる（１３）。
【００２５】
また、路側装置（Ｎ＋１）３０から車載装置１０へデータ取り込みが行われる（１４）。データ取り込みが終了すると、車載装置１０から路側装置（Ｎ＋１）３０へ通信終了が通知され（１５）、路側装置（Ｎ＋１）３０からサーバ装置４０へ通信終了が通知される（１６）。
【００２６】
図５は、本実施形態の列車通信システムにおける路側装置切り替え時のフロー１（データはサーバ装置４０から車載装置１０へ送信）を示す。サーバ装置４０（記憶装置Ｄ４３）からｎ個のパケット情報を路側装置Ｎ２０（記憶装置Ｂ２４）経由で車載装置１０（記憶装置Ａ１４）へ送付する（ステップＳ５１）。次に、サーバ装置４０（記憶装置Ｄ４３）から路側装置Ｎ２０へパケット内容を送出し、記憶装置Ｂ２４へ格納し（ステップＳ５２）、さらに、路側装置Ｎ２０（記憶装置Ｂ２４）から車載装置１０へパケット内容を送出し、記憶装置Ａ１４へ格納する（ステップＳ５３）。
【００２７】
次に、路側装置Ｎ２０と車載装置１０の通信レベル確認を行い（ステップＳ５４）、路側装置Ｎ２０と車載装置１０の通信が可能な場合は（ステップＳ５５のＹｅｓ）、路側装置Ｎ２０から車載装置１０へパケットの送出が継続され（ステップＳ５６）、ステップＳ５２に戻る。
【００２８】
一方、ステップＳ５５において、路側装置Ｎ２０と車載装置１０の通信が未了の場合は（Ｎｏ）、車載装置１０から次の路側装置（Ｎ＋１）３０経由でサーバ装置４０へ未受領のパケット情報を送付する（ステップＳ５７）。次に、サーバ装置４０（記憶装置D４３）から路側装置（Ｎ＋１）３０へ未送付のパケット内容を送出し、記憶装置Ｃ３４へ格納し（ステップＳ５８）、さらに、路側装置（Ｎ＋１）３０から車載装置１０へ未送付のパケット内容を送出し、記憶装置Ａ１４へ格納する（ステップＳ５９）。そして、車載装置１０が全てのパケットを受信完了したかを判断し（ステップＳ６０）、受信完了している場合（Ｙｅｓ）は終了し、受信完了していない場合（Ｎｏ）は、（Ｎ＋１）をＮに置き換えて（ステップＳ６１）ステップ５２へ戻る。
【００２９】
図６は、本実施形態の列車通信システムにおけるデータ送信のシーケンス２（車載装置１０からサーバ装置４０）を示す。列車が側路装置Ｎ２０に近づくと、路側装置Ｎ２０から車載装置１０へポーリングが行なわれ（１）、これに対して車載装置１０から路側装置Ｎ２０へACKが返される（２）。
【００３０】
次に、路側装置Ｎ２０から車載装置１０へデータ要求が行われ（３）、車載装置１０から路側装置Ｎ２０へ総パケットナンバーの通知が行われる（４）。また、路側装置Ｎ２０からサーバ装置４０に総パケットナンバーの通知が行われる（５）。
【００３１】
次に、車載装置１０から路側装置Ｎ２０へデータ送出が行われ（６）、さらに、路側装置Ｎ２０からサーバ装置４０へのデータ取り込みが行われる（７）。次に、車載装置１０から路側装置Ｎ２０へ通信レベル確認が行われ（８）、路側装置Ｎ２０から車載装置１０へ通信レベル限界が通知される（９）。これにより列車が路側装置Ｎ２０を通過したことを確認する。
【００３２】
次に、列車が路側装置（Ｎ＋１）３０に近づくと、路側装置（Ｎ＋１）３０から車載装置１０へポーリングが行われ（１０）、車載装置１０から路側装置（Ｎ＋１）３０へACKが返される（１１）。次に、路側装置（Ｎ＋１）３０から車載装置１０へデータ要求が行われ（１２）、車載装置１０から路側装置（Ｎ＋１）３０へデータ送出が行われる（１３）。また、路側装置（Ｎ＋１）３０からサーバ装置４０へデータ取り込みが行われる（１４）。
【００３３】
サーバ装置４０へのデータ取り込みが完了すると、サーバ装置４０から路側装置（Ｎ＋１）３０へ取り込み完了が通知され（１５）、さらに、サーバ装置４０へのデータ取り込み完了が路側装置（Ｎ＋１）３０から車載装置１０へ通知される（１６）。また、通信が終了する場合は、通信終了が車載装置１０から路側装置（Ｎ＋１）３０へ通知され（１７）、さらに、路側装置（Ｎ＋１）３０からサーバ装置４０へ通知される（１８）。
【００３４】
図７は、本実施形態の列車通信システムにおける路側装置切り替え時のフロー２（データは車載装置１０からサーバ装置４０へ送信）を示す。車載装置１０（記憶装置Ａ１４）よりｎ個のパケット情報を路側装置Ｎ２０（記憶装置Ｂ２４）および路側装置Ｎ２０経由でセンターのサーバ装置４０（記憶装置Ｄ４３）へ送付する（ステップＳ７１）。次に、車載装置１０（記憶装置Ａ１４）より路側装置Ｎ２０へパケット内容を送出し、記憶装置Ｂ２４へ格納する（ステップＳ７２）。
【００３５】
次に、路側装置Ｎ２０（記憶装置Ｂ２４）からサーバ装置４０へパケット内容を送出し、記憶装置Ｄ４３へ格納する（ステップＳ７３）。次に、路側装置Ｎ２０と車載装置１０の通信レベルを確認する（ステップＳ７４）。そして、路側装置Ｎ２０と車載装置１０が通信可能の場合は（ステップＳ７５のＹｅｓ）車載装置１０から路側装置Ｎ２０へパケットの送出を継続し（ステップＳ７６）、ステップＳ７２へ戻る。
【００３６】
一方、ステップＳ７５において、路側装置Ｎ２０と車載装置１０の通信が未了の場合（Ｎｏ）、次の路側装置（Ｎ＋１）３０からセンター経由で未送付のパケット情報を受け取る（ステップＳ７７）。そして、車載装置１０（記憶装置Ａ１４）から路側装置（Ｎ＋１）３０へ未送付のパケット内容を送出し、記憶装置Ｃ３４へ格納する（ステップＳ７８）。
【００３７】
また、路側装置（Ｎ＋１）３０からサーバ装置４０へ未送付のパケット内容を送出し、記憶装置D４３へ格納する（ステップＳ７９）。次に、サーバ装置４０が全てのパケットを受信完了したかを判断し（ステップＳ８０）、受信完了した場合は（Ｙｅｓ）終了し、受信完了していない場合（Ｎｏ）は、（Ｎ＋１）をＮに置き換えて（ステップＳ８１）ステップ７２へ戻る。
【００３８】
このように、本実施形態の列車通信システムおよび列車通信方法によれば、列車内と列車外を専用の通信手段で結び、路側装置２０，３０を列車の走行する線路沿いに複数台設置することで、列車が移動した先で通信が可能となり、結果として通信量を増やすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の列車通信システムは、列車に設けられた車載装置との間で通信路を占有して一対一の通信が可能になるため、大量のデータの送受信が可能となるという効果を有し、列車に設けられた車載装置との間でパケット通信を行う軌道に沿って配置された複数の路側装置と、各路側装置と通信可能に接続されたサーバ装置とを含む列車通信システム等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態の列車通信システムを説明するための概略構成図
【図２】本実施形態の列車通信システムのシステム構成ブロック図
【図３】本実施形態の列車通信システムにおいて通信するデータ構成
【図４】本実施形態の列車通信システムにおけるデータ送信のシーケンス１（サーバ装置４０から車載装置１０）
【図５】本実施形態の列車通信システムにおける路側装置切り替え時のフロー１（データはサーバ装置４０から車載装置１０へ送信）
【図６】本実施形態の列車通信システムにおけるデータ送信のシーケンス２（車載装置１０からサーバ装置４０）
【図７】本実施形態の列車通信システムにおける路側装置切り替え時のフロー２（データは車載装置１０からサーバ装置４０へ送信）
【符号の説明】
【００４１】
１０  車載装置
１１  データ表示装置
１２  車載側制御装置
１３  車載側アンテナ装置
１４  記憶装置Ａ
２０  路側装置Ｎ
２１，３１  路側側アンテナ装置
２２，３２  路側側制御装置
２３，３３  伝送装置
２４  記憶装置Ｂ
２５，３５  通信レベル判定回路
３０  路側装置Ｎ＋１
３４  記憶装置Ｃ
４０  サーバ装置
４１  サーバ
４２  データ用サーバ
４３  記憶装置Ｄ
【図１】
2006182285.tif 000003
【図２】
2006182285.tif 000004
【図３】
2006182285.tif 000005
【図４】
2006182285.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006182285.tif 000008
【図７】
2006182285.tif 000009