(57)【要約】【課題】列車の速度情報も利用して、地上基地局のアンテナのＯＮ／ＯＦＦを行うことにより、通信が断絶する可能性を改善できる列車無線システム及び列車無線用地上基地局を得る。【解決手段】地上基地局１０方向から地上基地局３０方向へ走行し、自動列車制御装置２１を含む列車２０を備え、列車２０は、地上子２１３上を通過すると、自動列車制御装置２１から地上子２１３へ、地上子２１３から地上基地局３０までの距離を含む位置情報及び列車２０の速度情報を送り、地上基地局３０は、地上子２１３から入力した位置情報及び速度情報に基づいて、スイッチ切替までの時間Ｔを求め、このスイッチ切替までの時間Ｔが経過したら、列車２０との間で通信を開始し、地上基地局１０は、地上基地局３０から送られてきた、スイッチ切替までの時間Ｔが経過したことを示す制御信号に基づき、列車２０との間で通信を終了する。【選択図】図１
2011114837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の地上基地局と、
前記第１の地上基地局に隣接する第２の地上基地局と、
前記第１の地上基地局方向から前記第２の地上基地局方向へ走行し、自動列車制御装置を含む列車とを備え、
前記列車は、地上子上を通過すると、前記自動列車制御装置から前記地上子へ、前記地上子から前記第２の地上基地局までの距離を含む位置情報及び列車の速度情報を送り、
前記第２の地上基地局は、前記地上子から入力した位置情報及び速度情報に基づいて、スイッチ切替までの時間を求め、このスイッチ切替までの時間が経過したら、前記列車との間で通信を開始し、
前記第１の地上基地局は、前記第２の地上基地局から送られてきた、前記スイッチ切替までの時間が経過したことを示す制御信号に基づき、前記列車との間で通信を終了する
ことを特徴とする列車無線システム。
【請求項２】
列車との間で通信を行う基地局アンテナと、
前記基地局アンテナによる通信のＯＮ／ＯＦＦを切り替える切替スイッチと、
前記列車が地上子上を通過してこの地上子から入力した、前記地上子から自局までの距離を含む位置情報及び列車の速度情報に基づいて、スイッチ切替までの時間を求め、このスイッチ切替までの時間が経過したら、切り替え制御信号を出力するスイッチ切替タイミング計算部とを備え、
前記切替スイッチは、前記切り替え制御信号に基づき、ＯＦＦからＯＮへ切り替わり、
前記基地局アンテナは、前記切替スイッチがＯＦＦからＯＮへ切り替わることにより前記列車との間で通信を開始する
ことを特徴とする列車無線用地上基地局。
【請求項３】
第１の地上基地局と、
前記第１の地上基地局に隣接する第２の地上基地局と、
前記第１の地上基地局方向から前記第２の地上基地局方向へ走行し、自動列車制御装置を含む列車とを備え、
前記列車は、地上子上を通過すると、前記自動列車制御装置により、保持している前記地上子から前記第２の地上基地局までの距離を含む位置情報及び列車の速度情報に基づいて、スイッチ切替までの時間を求め、前記自動列車制御装置から前記地上子へ、スイッチ切替までの時間情報を送り、
前記第２の地上基地局は、前記地上子から入力したスイッチ切替までの時間情報に基づいて、スイッチ切替までの時間が経過したら、前記列車との間で通信を開始し、
前記第１の地上基地局は、前記地上子から入力したスイッチ切替までの時間情報に基づいて、スイッチ切替までの時間が経過したら、前記列車との間で通信を終了する
ことを特徴とする列車無線システム。
【請求項４】
列車との間で通信を行う基地局アンテナと、
前記基地局アンテナによる通信のＯＮ／ＯＦＦを切り替える切替スイッチと、
前記列車が地上子上を通過してこの地上子から入力した、スイッチ切替までの時間情報に基づいて、スイッチ切替までの時間が経過したら、切り替え制御信号を出力する切替スイッチ制御部とを備え、
前記切替スイッチは、前記切り替え制御信号に基づき、ＯＦＦからＯＮへ切り替わり、
前記基地局アンテナは、前記切替スイッチがＯＦＦからＯＮへ切り替わることにより前記列車との間で通信を開始する
ことを特徴とする列車無線用地上基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、列車の通過情報だけでなく、列車の速度情報も利用して、地上基地局のアンテナのＯＮ／ＯＦＦを行う列車無線システム及び列車無線用地上基地局に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられている、列車無線における通信品質を向上させる方法として、軌道回路により列車が通過したことを感知し、感知した情報をもとに地上基地局への通信開始、終了を指示するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３６４６３号公報
【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、上記従来技術には、以下のような課題がある。軌道回路により列車が通過したことを感知し、感知した情報をもとに、地上基地局への通信開始、終了を指示するものであるが、列車の通過感知にのみ基づいて通信開始、終了を指示するため、例えば異常発生により想定より低速状態で走行している列車の場合、通信開始、終了のタイミングが平常時と異なるため、一時的に通信が断絶する可能性がある。
【０００５】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、列車の通過情報だけでなく、列車の速度情報も利用して、地上基地局のアンテナのＯＮ／ＯＦＦを行うことにより、通信が断絶する可能性を改善できる列車無線システム及び列車無線用地上基地局を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る列車無線システムは、第１の地上基地局と、前記第１の地上基地局に隣接する第２の地上基地局と、前記第１の地上基地局方向から前記第２の地上基地局方向へ走行し、自動列車制御装置を含む列車とを備え、前記列車は、地上子上を通過すると、前記自動列車制御装置から前記地上子へ、前記地上子から前記第２の地上基地局までの距離を含む位置情報及び列車の速度情報を送り、前記第２の地上基地局は、前記地上子から入力した位置情報及び速度情報に基づいて、スイッチ切替までの時間を求め、このスイッチ切替までの時間が経過したら、前記列車との間で通信を開始し、前記第１の地上基地局は、前記第２の地上基地局から送られてきた、前記スイッチ切替までの時間が経過したことを示す制御信号に基づき、前記列車との間で通信を終了するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る列車無線システムによれば、列車の通過情報だけでなく、列車の速度情報も利用して、地上基地局のアンテナのＯＮ／ＯＦＦを行うことにより、通信が断絶する可能性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る列車無線システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る列車無線システムの地上基地局のスイッチ切替タイミング計算部の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２に係る列車無線システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の列車無線システムの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１０】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る列車無線システムについて図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る列車無線システムの構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１１】
図１において、この発明の実施の形態１に係る列車無線システムは、地上基地局１０と、地上基地局３０と、地上基地局１０方向から地上基地局３０方向へ走行する列車２０と、地上基地局間を接続する通信ケーブル４０とが設けられている。なお、ＳＡは、列車２０から地上子２１３へ受け渡される速度／位置情報を表わす。
【００１２】
地上基地局１０は、スイッチ切替タイミング計算部１１と、切替スイッチ１２と、基地局アンテナ１３とが設けられている。
【００１３】
列車２０は、自動列車制御装置２１と、車上側アンテナ２２と、送受信器２３とが設けられている。また、自動列車制御装置２１は、位置情報照査部２１１と、速度パターン作成部２１２と、通信ケーブル４０に接続され線路に設置された地上子２１３とが設けられている。
【００１４】
地上基地局３０は、スイッチ切替タイミング計算部３１と、切替スイッチ３２と、基地局アンテナ３３とが設けられている。
【００１５】
つぎに、この実施の形態１に係る列車無線システムの動作について図面を参照しながら説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係る列車無線システムの地上基地局のスイッチ切替タイミング計算部の動作を示すフローチャートである。
【００１６】
最初に、列車２０の車上側アンテナ２２と、図１上右側の地上基地局１０の基地局アンテナ１３が通信を行っている状態であり、地上基地局１０の切替スイッチ１２がＯＮ、図１上左側の地上基地局３０の切替スイッチ３２がＯＦＦの状態であると仮定する。
【００１７】
列車２０が地上子２１３上を通過することにより、自動列車制御装置２１に含まれている位置情報照査部２１１及び速度パターン作成部２１２より、位置情報及び速度情報が地上子２１３にそれぞれ送られる。位置情報照査部２１１は、ＧＰＳ等から得た現在位置から該当する地上子２１３と地上基地局３０の間の距離を位置情報として出力する。また、速度パターン作成部２１２は、速度センサや、加速度センサから得た列車２０の速度や、加速度を速度情報として出力する。
【００１８】
スイッチ切替タイミング計算部３１は、地上子２１３に送られた自局宛の位置情報及び速度情報を、通信ケーブル４０を経由して入力する（ステップ１０１）。スイッチ切替タイミング計算部３１では、位置情報及び速度情報から、スイッチ切替までの時間Ｔを計算する（ステップ１０２）。
【００１９】
例えば、速度情報として、地上子２１３の通過時点での速度がＶ０、加速度がＡ０であり、位置情報として、地上子２１３から地上基地局３０までの距離がＤであり、地上基地局３０から地上子２１３方向の距離がＲの位置でスイッチを切り替えるとすると、スイッチ切替までの時間Ｔは、次の式（１）により求められる。
【００２０】
【数１】
2011114837.tif 000003
【００２１】
一方、加速度が０の一定速度で列車２０が走行している場合、スイッチ切替までの時間Ｔは、次の式（２）により求められる。
【００２２】
【数２】
2011114837.tif 000004
【００２３】
そして、スイッチ切替タイミング計算部３１は、計算した時間Ｔだけ経過したら、切り替え制御信号を切替スイッチ３２へ出力する（ステップ１０３）。この切り替え制御信号により、切替スイッチ３２がＯＦＦからＯＮに切り替えられ、地上基地局３０の基地局アンテナ３３と列車２０の車上側アンテナ２２との間で通信が開始される。
【００２４】
このとき、同時に、これまで車上側アンテナ２２と通信を行っていた地上基地局１０の基地局アンテナ１３に接続されている切替スイッチ１２がＯＮからＯＦＦに切り替わり、基地局アンテナ１３と車上側アンテナ２２との通信が切断される。
【００２５】
すなわち、スイッチ切替タイミング計算部３１は、計算された時間Ｔだけ経過したら、切り替え制御信号を、通信ケーブル４０、地上基地局１０のスイッチ切替タイミング計算部１１を経由して、地上基地局１０の切替スイッチ１２へ出力する。このとき、地上基地局１０宛であることを示すアドレスを付加する。この切り替え制御信号により、切替スイッチ１２がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。
【００２６】
あるいは、送受信器２３は、基地局アンテナ３３と車上側アンテナ２２との間で通信を開始するとき、基地局アンテナ１３と車上側アンテナ２２との間の通信を切断する前に、車上側アンテナ２２から基地局アンテナ１３へこれから通信を切断し、スイッチを切り替えることを要求する切り替え制御信号を送る。このとき、地上基地局１０宛であることを示すアドレスを付加する。この切り替え制御信号により、切替スイッチ１２がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。
【００２７】
あるいは、地上基地局１０のスイッチ切替タイミング計算部１１は、地上基地局３０のスイッチ切替タイミング計算部３１と同時に、地上子２１３に送られた自局宛の位置情報及び速度情報を、通信ケーブル４０を経由して入力する。スイッチ切替タイミング計算部１１では、位置情報及び速度情報から、スイッチ切替までの時間Ｔを計算し、計算した時間Ｔだけ経過したら、切り替え制御信号を切替スイッチ１２へ出力する。この切り替え制御信号により、切替スイッチ１２がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。
【００２８】
以上により、複数の地上基地局の基地局アンテナ１３、３３からの電波が互いに干渉することが無く、また最適なタイミングで車上側アンテナ２２と通信を行う基地局アンテナを切り替えることができるため、信頼性の高い列車無線システムを実現することができる。
【００２９】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る列車無線システムについて図３を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態２に係る列車無線システムの構成を示す図である。
【００３０】
図３において、この発明の実施の形態２に係る列車無線システムは、地上基地局１０と、列車２０と、地上基地局３０と、地上基地局間を接続する通信ケーブル４０とが設けられている。なお、ＳＢは、列車２０から地上子２１３へ受け渡される切替タイミング情報を表わす。
【００３１】
地上基地局１０は、切替スイッチ制御部１４と、切替スイッチ１２と、基地局アンテナ１３とが設けられている。
【００３２】
列車２０は、自動列車制御装置２１と、車上側アンテナ２２と、送受信器２３と、地上基地局の位置情報を保持しているデータ保持部２４と、スイッチ切替タイミング計算部２５とが設けられている。また、自動列車制御装置２１は、位置情報照査部２１１と、速度パターン作成部２１２と、通信ケーブル４０に接続され線路に設置された地上子２１３とが設けられている。
【００３３】
地上基地局３０は、切替スイッチ制御部３４と、切替スイッチ３２と、基地局アンテナ３３とが設けられている。
【００３４】
つぎに、この実施の形態２に係る列車無線システムの動作について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
自動列車制御装置２１内の位置情報照査部２１１及び速度パターン作成部２１２より、位置情報及び速度情報が、スイッチ切替タイミング計算部２５へ出力される。
【００３６】
列車２０が地上子２１３上を通過することにより、スイッチ切替タイミング計算部２５では、位置情報及び速度情報から、スイッチ切替までの時間Ｔを、前述の式（１）もしくは（２）によって計算する。計算によって求められた、スイッチ切替までの時間Ｔの情報は、地上子２１３に送られ、切替スイッチ制御部３４、１４へそれぞれ出力される。
【００３７】
切替スイッチ制御部３４は、スイッチ切替までの時間Ｔだけ経過したら、切り替え制御信号を切替スイッチ３２へ出力し、切替スイッチ３２をＯＦＦからＯＮに切り替え、基地局アンテナ３３と車上側アンテナ２２との間で通信が開始される。このとき、同時に、これまで車上側アンテナ２２と通信を行っていた基地局アンテナ１３に接続されている切替スイッチ１２が、スイッチ切替までの時間Ｔだけ経過後に、切替スイッチ制御部１４からの切り替え制御信号により、ＯＮからＯＦＦに切り替えられ、基地局アンテナ１３と車上側アンテナ２２との通信が切断される。
【００３８】
以上により、複数の基地局アンテナ１３、３３からの電波が互いに干渉することが無く、また最適なタイミングで車上側アンテナ２２と通信を行う基地局アンテナを切り替えることができるため、信頼性の高い列車無線システムを実現することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  地上基地局、１１  スイッチ切替タイミング計算部、１２  切替スイッチ、１３  基地局アンテナ、１４  切替スイッチ制御部、２０  列車、２１  自動列車制御装置、２２  車上側アンテナ、２３  送受信器、２４  データ保持部、２５  スイッチ切替タイミング計算部、３０  地上基地局、３１  スイッチ切替タイミング計算部、３２  切替スイッチ、３３  基地局アンテナ、３４  切替スイッチ制御部、４０  通信ケーブル、２１１  位置情報照査部、２１２  速度パターン作成部、２１３  地上子。
【図１】
2011114837.tif 000005
【図２】
2011114837.tif 000006
【図３】
2011114837.tif 000007