(57)【要約】【課題】ハンドオーバ方式を採用した場合であっても、通信品質を保持し、列車走行の円滑化及び輸送能力維持・向上を図ることが可能な列車制御システムを提案する。【解決手段】無線基地局２００において、再送カウント手段２１０１は車上無線局４００へのフレームの再送回数をカウントする。通信品質評価手段２１０２は、フレームの再送回数を基に、通信品質を評価する。ハンドオーバ判定手段２１０４は、通信品質評価手段２１０２により評価された通信品質に基づいて、ハンドオーバの必要性の有無を判定する。ハンドオーバ設定手段２１０５は、各列車に関するハンドオーバ要求に関する情報を設定する。ハンドオーバ要求送信手段２１０７は、接続されている拠点装置１００に対して、ハンドオーバ設定手段２１０５により設定された各列車に関するハンドオーバ要求に関する情報を送信する。【選択図】図１
2011029930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各列車に、地上側とデータを構成するフレーム単位で通信を行う車上無線局と、当該列車の走行を制御する車上制御装置と、を備え、地上側に、走行範囲に応じて前記各列車を管轄し、当該管轄内の前記各列車側と前記フレーム単位で通信を行う無線基地局と、１以上の前記無線基地局を管轄し、当該無線基地局への各種制御を行う１以上の拠点装置と、を備えた列車制御システムであって、
前記無線基地局は、
管轄内の列車に搭載されている前記車上無線局にフレームを送信する際の、当該フレームの所定時間内の再送回数をカウントする再送カウント手段と、
前記再送カウント手段によりカウントされた再送回数に応じて、当該無線基地局と前記車上無線局との間の通信品質を評価する通信品質評価手段と、
前記通信品質評価手段による評価結果に基づいて、対象列車と現在通信中の無線基地局を別の無線基地局に切り換えるハンドオーバの必要性を判定するハンドオーバ判定手段と、
前記ハンドオーバ判定手段によるハンドオーバの必要性の判定結果に関する情報を前記拠点装置に送信するハンドオーバ情報送信手段と、を備え、
前記拠点装置は、
前記ハンドオーバ情報送信手段から送信された判定結果がハンドオーバの必要性有りである場合に、対象列車と現在通信中の無線基地局に隣接する走行下流側の無線基地局が管轄内であるかを判定する接続系統判定手段と、
前記接続系統判定手段により管轄内と判定された前記走行下流側無線基地局に対して、ハンドオーバ用のチャンネル予約を行うチャンネル予約手段と、を備えたことを特徴とする列車制御システム。
【請求項２】
各列車に、地上側とデータを構成するフレーム単位で通信を行う車上無線局と、当該列車の走行を制御する車上制御装置と、を備え、地上側に、走行範囲に応じて前記各列車を管轄し、当該管轄内の前記各列車側と前記フレーム単位で通信を行う無線基地局と、１以上の前記無線基地局を管轄し、当該無線基地局への各種制御を行う１以上の拠点装置と、を備えた列車制御システムであって、
前記車上無線局は、
前記無線基地局にフレームを送信する際の、当該フレームの所定時間内の再送回数をカウントする再送カウント手段と、
前記再送カウント手段によりカウントされた再送回数に応じて、当該車上無線局と前記無線基地局との間の通信品質を評価する通信品質評価手段と、
前記通信品質評価手段による評価結果に基づいて、対象列車と現在通信中の無線基地局を別の無線基地局に切り換えるハンドオーバの必要性を判定するハンドオーバ判定手段と、
前記ハンドオーバ判定手段によるハンドオーバの必要性の判定結果に関する情報を前記拠点装置に送信するハンドオーバ情報送信手段と、を備え、
前記拠点装置は、
前記ハンドオーバ情報送信手段から送信された判定結果がハンドオーバの必要性有りである場合に、対象列車と現在通信中の無線基地局に隣接する走行下流側の無線基地局が管轄内であるかを判定する接続系統判定手段と、
前記接続系統判定手段により管轄内と判定された前記走行下流側無線基地局に対して、ハンドオーバ用のチャンネル予約を行うチャンネル予約手段と、を備えたことを特徴とする列車制御システム。
【請求項３】
前記車上制御装置は、
当該車上制御装置が搭載された前記列車の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記列車位置がハンドオーバ点を通過するかを判定するハンドオーバ点通過判定手段と、
前記ハンドオーバ点通過判定手段による判定結果を前記拠点装置に送信するハンドオーバ点通過情報送信手段と、を備え、
前記拠点装置の前記チャンネル予約手段は、前記ハンドオーバ点通過情報送信手段によりハンドオーバ点を通過する旨の情報が送られると、前記接続系統判定手段により管轄内と判定された前記走行下流側無線基地局に対して、ハンドオーバ用のチャンネル予約を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の列車制御システム。
【請求項４】
前記通信品質評価手段は、前記再送回数の増加に応じて、段階的に劣品質と評価することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の列車制御システム。
【請求項５】
各列車に、地上側とデータを構成するフレーム単位で通信を行う車上無線局と、当該列車の走行を制御する車上制御装置と、を備え、地上側に、走行範囲に応じて前記各列車を管轄し、当該管轄内の前記各列車側と前記フレーム単位で通信を行う無線基地局と、１以上の前記無線基地局を管轄し、当該無線基地局への各種制御を行う１以上の拠点装置と、を備えた列車制御システムであって、
前記車上制御装置は、
当該車上制御装置が搭載された前記列車の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記列車位置がハンドオーバ点を通過するかを判定するハンドオーバ点通過判定手段と、
前記ハンドオーバ点通過判定手段による判定結果を前記拠点装置に送信するハンドオーバ点通過情報送信手段と、を備え、
前記拠点装置は、
前記ハンドオーバ点通過情報送信手段により送信された判定結果がハンドオーバ点を通過するものである場合に、対象列車と現在通信中の無線基地局に隣接する走行下流側の無線基地局が管轄内であるかを判定する接続系統判定手段と、
前記接続系統判定手段により管轄内と判定された前記走行下流側無線基地局に対して、ハンドオーバ用のチャンネル予約を行うチャンネル予約手段と、
を備えたことを特徴とする列車制御システム。
【請求項６】
前記拠点装置は、前記接続系統判定手段により対象列車と現在通信中の無線基地局に隣接する走行下流側の無線基地局が管轄内でないと判定された場合に、当該走行下流側無線基地局を管轄する拠点装置に対して、チャンネル予約の要求情報を送信するチャンネル予約要求送信手段を備え、
チャンネル予約要求が送信された当該拠点装置の前記チャンネル予約手段は、前記走行下流側無線基地局に対してチャンネル予約を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の列車制御システム。
【請求項７】
前記拠点装置は、
前記チャンネル予約手段によりチャンネル予約が行われた場合に、対象列車に対するチャンネル予約状況を更新する更新手段と、
当該チャンネル予約状況に関する情報を前記無線基地局を介して前記車上無線局に送信するチャンネル予約状況送信手段と、を備え、
前記車上無線局は、
前記無線基地局を介して送られてきた前記チャンネル予約状況に関する情報から、ハンドオーバ先となる前記走行下流側の無線基地局のチャンネルが予約されたかを確認するチャンネル予約確認手段と、
前記チャンネル予約確認手段によりチャンネルの予約が確認された場合に、この走行下流側の通信領域への列車の進入許可情報を作成する進入可否情報作成手段と、
前記進入可否情報作成手段により進入許可情報が作成されると、対象列車が現在通信中の無線基地局を当該走行下流側の無線基地局に切り換える切換手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の列車制御システム。
【請求項８】
前記無線基地局は、
当該基地局内の空きチャンネルを探索する空きチャンネル探索手段と、
空きチャンネル探索手段による探索結果を前記拠点装置に送信する空きチャンネル探索結果送信手段と、を備え、
前記拠点装置は、
前記空きチャンネル探索結果送信手段により送信された探索結果から空きチャンネルの有無を判定する空きチャンネル判定手段と、
前記空きチャンネル判定手段により前記走行下流側無線基地局内に空きチャンネルを有しないと判定された場合に、対象列車と現在通信中の無線基地局との通信範囲を超えないように列車の停止限界位置を設定する停止限界位置設定手段と、を備えたこと特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
【請求項９】
各列車に、地上側とデータを構成するフレーム単位で通信を行う車上無線局と、当該列車の走行を制御する車上制御装置と、を備え、地上側に、走行範囲に応じて前記各列車を管轄し、当該管轄内の前記各列車側と前記フレーム単位で通信を行う無線基地局と、１以上の前記無線基地局を管轄し、当該無線基地局への各種制御を行う１以上の拠点装置と、を備えた列車制御システムの制御方法であって、
前記無線基地局は、
管轄内の列車に搭載されている前記車上無線局にフレームを送信する際の、当該フレームの所定時間内の再送回数をカウントする再送カウントステップと、
前記再送カウントステップによりカウントされた再送回数に応じて、当該無線基地局と前記車上無線局との間の通信品質を評価する通信品質評価ステップと、
前記通信品質評価ステップによる評価結果に基づいて、対象列車と現在通信中の無線基地局を別の無線基地局に切り換えるハンドオーバの必要性を判定するハンドオーバ判定ステップと、
前記ハンドオーバ判定ステップによるハンドオーバの必要性の判定結果に関する情報を前記拠点装置に送信するハンドオーバ情報送信ステップと、を実行し、
前記拠点装置は、
前記ハンドオーバ情報送信ステップで送信された判定結果がハンドオーバの必要性有りである場合に、対象列車と現在通信中の無線基地局に隣接する走行下流側の無線基地局が管轄内であるかを判定する接続系統判定ステップと、
前記接続系統判定ステップにより管轄内と判定された前記走行下流側無線基地局に対して、ハンドオーバ用のチャンネル予約を行うチャンネル予約ステップと、を実行することを特徴とする列車制御システムの制御方法。
【請求項１０】
各列車に、地上側とデータを構成するフレーム単位で通信を行う車上無線局と、当該列車の走行を制御する車上制御装置と、を備え、地上側に、走行範囲に応じて前記各列車を管轄し、当該管轄内の前記各列車側と前記フレーム単位で通信を行う無線基地局と、１以上の前記無線基地局を管轄し、当該無線基地局への各種制御を行う１以上の拠点装置と、を備えた列車制御システムの制御方法であって、
前記車上無線局は、
前記無線基地局にフレームを送信する際の、当該フレームの所定時間内の再送回数をカウントする再送カウントステップと、
前記再送カウントステップによりカウントされた再送回数に応じて、当該車上無線局と前記無線基地局との間の通信品質を評価する通信品質評価ステップと、
前記通信品質評価ステップによる評価結果に基づいて、対象列車と現在通信中の無線基地局を別の無線基地局に切り換えるハンドオーバの必要性を判定するハンドオーバ判定ステップと、
前記ハンドオーバ判定ステップによるハンドオーバの必要性の判定結果に関する情報を前記拠点装置に送信するハンドオーバ情報送信ステップと、を実行し、
前記拠点装置は、
前記ハンドオーバ情報送信ステップで送信された判定結果がハンドオーバの必要性有りである場合に、対象列車と現在通信中の無線基地局に隣接する走行下流側の無線基地局が管轄内であるかを判定する接続系統判定ステップと、
前記接続系統判定ステップにより管轄内と判定された前記走行下流側無線基地局に対して、ハンドオーバ用のチャンネル予約を行うチャンネル予約ステップと、を実行することを特徴とする列車制御システムの制御方法。
【請求項１１】
前記車上制御装置は、
当該車上制御装置が搭載された前記列車の位置を検出する位置検出ステップと、
前記位置検出ステップにより検出された前記列車位置がハンドオーバ点を通過するかを判定するハンドオーバ点通過判定ステップと、
前記ハンドオーバ点通過判定ステップによる判定結果を前記拠点装置に送信するハンドオーバ点通過情報送信ステップと、を実行し、
前記拠点装置の前記チャンネル予約ステップは、前記ハンドオーバ点通過情報送信ステップによりハンドオーバ点を通過する旨の情報が送られると、前記接続系統判定ステップにより管轄内と判定された前記走行下流側無線基地局に対して、ハンドオーバ用のチャンネル予約を行うことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の列車制御システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信を応用した鉄道上の列車制御システム及びその制御方法に係り、特に地上側と車上側とが情報授受を行う際の通信品質を安定に維持するシステム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、本出願人は、地上側に設けられた拠点装置１００と、対象路線上を走行する列車に搭載して車上制御装置５００と、により構成される列車制御システムを開発している。具体的には、図３０に示す通り、まず、車上制御装置５００と拠点装置１００との間の情報伝送ラインを確保する手段として、車上側には車上無線局４００が、地上側には無線基地局２００を設け、各無線基地局２００と各拠点装置１００が、沿線通信ネットワークで繋がれる。
【０００３】
各拠点装置１００は、図３０の実線の楕円で囲んだ領域で示すように対象路線上において管轄すべき対象となる列車を分担し合っている。また、この各拠点装置は相互に拠点間通信ネットワーク６００で接続されており、さらに、指令所装置７００とも接続されている。
【０００４】
このような図３０に示す列車制御システムにおける動作概要を以下に説明する。まず、地上側の指令所装置７００が、列車の運行スケジュールの基となるダイヤ管理を行いながら、拠点装置１００から送信されてくる列車在線情報（各列車が何処に存在するかに関する情報）等を基に、必要に応じてルート設定要求（列車が走行予定ルートを安全に走行できるための準備を要求）をし、拠点装置１００に対して送信する。
【０００５】
ルート設定要求を受信した拠点装置１００では、管轄範囲に存在する各列車の在線位置を把握しつつ、ルート設定要求の基となるルートを設定する。
【０００６】
具体的には、拠点装置１００は、当該列車の走行予定ルート上に他列車が存在するかや、当該列車の走行予定方向に転換されていない分岐器が存在するかを確認した上で、ルート設定のために転換されていない転てつ装置に対して分岐器転換指令を送信する。そして、当該拠点装置１００は、転てつ装置により分岐器の転換が完了されたことを確認すると、対象となる転てつ器を当該列車のために鎖錠（ロック）することでルート設定が完了する。
【０００７】
また、拠点装置１００は、このようなルート設定を行った上で、当該列車がどの地点まで走行できるかを示す停止限界位置を設定し、この停止限界位置を無線基地局２００と車上無線局４００を経由して当該列車の車上制御装置５００に送信する。なお、併せて各種速度制限情報等も送信する。
【０００８】
車上制御装置５００では、受信した停止限界位置情報及び各種速度制限情報等を基に、列車速度を監視しながら自動列車運転を行い、必要に応じて保安ブレーキ制御（先行列車への追突回避、分岐器上での脱線回避などのための減速・停止制御）を実施する。また、この車上制御装置５００では、自らの速度・位置検知を行い、先端・尾端位置情報を車上無線局４００と無線基地局２００を経由して拠点装置１００に送信する。
【０００９】
しかしながら、上述のような、地上側と車上側とが無線伝送により情報の送受信を行うことで列車の走行制御を実施する列車制御システムでは、当該列車に搭載された車上無線局４００が移動するため、車上無線局４００は、地上側に設けた複数の無線基地局２００の中から通信可能な無線基地局２００を適宜選択すると共に、通信品質が保たれるよう通信相手となる無線基地局２００を順次切り換えながら走行する必要が生じる。
【００１０】
なお、このように、列車の進行と共に、車上無線局４００の通信相手となる地上側の無線基地局２００を順次切り換える処理はハンドオーバと称され、列車のような移動体と地上側とが無線通信により情報授受を行うシステムにおいて必須とする技術である。
【００１１】
ここで、従来のハンドオーバとしては、電波強度の強弱に応じて、当該ハンドオーバのタイミング及びハンドオーバ先の無線基地局２００を判断する方式が一般的であった。また、予めハンドオーバ点を決めておき、列車がハンドオーバ点に接近した場合には、地上側において下流側の無線基地局２００の無線チャンネルを予約し、円滑にハンドオーバが行えるようにする発明も提案されていた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３４５１５４３号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】「実環境における無線ＬＡＮハンドオーバ決定指標の調査」社団法人  電子情報通信学会  信学技報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上記のような、電波強度の強弱によってハンドオーバのタイミング及びハンドオーバ先の無線基地局２００を判断する方式では、通信品質と電波強度との相関が必ずしもとれていないことから、ハンドオーバのタイミング判断を誤る可能性があり、また、電波強度のみでハンドオーバ先を判断した場合には、上流側から下流側に向かって通信相手の無線基地局２００が切り換わるとは限らない。このことは、非特許文献１にも記載されている。
【００１５】
また、特許文献１に記載の発明のようなハンドオーバ点を予め決めておく方式では、当該ハンドオーバ点で車上無線局４００の通信相手となる無線基地局２００を切り換えるからといって、電波環境が変動するので必ずしも通信品質が保証されるとは限らない。
【００１６】
加えて、仮にもハンドオーバのタイミングを誤った場合には、列車は安全走行に必要な情報（例えば、どこまでの走行が許可されているかに関する情報など）を受信することができなくなるので、非常停止が余儀なくされるケースがあり得る。このような問題は輸送能力維持・向上の観点から好ましくない。
【００１７】
本発明は、上記のような課題を解消するために提案されたものであって、その目的は、地上側と車上側とが無線伝送により情報の送受信を行いながら列車の走行制御を実施するような列車制御システムにおいて、ハンドオーバ方式を採用した場合であっても、通信品質を保持し、列車走行の円滑化及び輸送能力維持・向上を図ることが可能な列車制御システム及びその制御方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した目的を達成するために、本発明は、各列車に、地上側とデータを構成するフレーム単位で通信を行う車上無線局と、当該列車の走行を制御する車上制御装置と、を備え、地上側に、走行範囲に応じて前記各列車を管轄し、当該管轄内の前記各列車側と前記フレーム単位で通信を行う無線基地局と、１以上の前記無線基地局を管轄し、当該無線基地局への各種制御を行う１以上の拠点装置と、を備えた列車制御システムであって、前記無線基地局は、管轄内の列車に搭載されている前記車上無線局にフレームを送信する際の、当該フレームの所定時間内の再送回数をカウントする再送カウント手段と、前記再送カウント手段によりカウントされた再送回数に応じて、当該無線基地局と前記車上無線局との間の通信品質を評価する通信品質評価手段と、前記通信品質評価手段による評価結果に基づいて、対象列車と現在通信中の無線基地局を別の無線基地局に切り換えるハンドオーバの必要性を判定するハンドオーバ判定手段と、前記ハンドオーバ判定手段によるハンドオーバの必要性の判定結果に関する情報を前記拠点装置に送信するハンドオーバ情報送信手段と、を備え、前記拠点装置は、前記ハンドオーバ情報送信手段から送信された判定結果がハンドオーバの必要性有りである場合に、対象列車と現在通信中の無線基地局に隣接する走行下流側の無線基地局が管轄内であるかを判定する接続系統判定手段と、前記接続系統判定手段により管轄内と判定された前記走行下流側無線基地局に対して、ハンドオーバ用のチャンネル予約を行うチャンネル予約手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記車上無線局に、前記無線基地局にフレームを送信する際の、当該フレームの所定時間内の再送回数をカウントする再送カウント手段と、前記再送カウント手段によりカウントされた再送回数に応じて、当該車上無線局と前記無線基地局との間の通信品質を評価する通信品質評価手段と、前記通信品質評価手段による評価結果に基づいて、対象列車と現在通信中の無線基地局を別の無線基地局に切り換えるハンドオーバの必要性を判定するハンドオーバ判定手段と、前記ハンドオーバ判定手段によるハンドオーバの必要性の判定結果に関する情報を前記拠点装置に送信するハンドオーバ情報送信手段と、を設ける構成も一態様として包含する。
【００２０】
さらに、本発明は、前記車上制御装置が、当該車上制御装置が搭載された前記列車の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記列車位置がハンドオーバ点を通過するかを判定するハンドオーバ点通過判定手段と、前記ハンドオーバ点通過判定手段による判定結果を前記拠点装置に送信するハンドオーバ点通過情報送信手段と、を備え、前記拠点装置の前記チャンネル予約手段が、前記ハンドオーバ点通過情報送信手段によりハンドオーバ点を通過する旨の情報が送られると、前記接続系統判定手段により管轄内と判定された前記走行下流側無線基地局に対して、ハンドオーバ用のチャンネル予約を行う構成も一態様として包含する。
【発明の効果】
【００２１】
以上のような本発明によれば、地上側と列車側とが無線伝送により情報の送受信を行いながら列車の走行制御を実施するシステムにおいてハンドオーバ方式を採用した場合であっても、地上側と列車側との通信品質をフレームの再送回数に基づいて評価することができる。そのため、地上側と列車側との通信品質を保持することができ、また、列車側にて当該通信品質評価を実行することが可能であることから、ハンドオーバの確実性を高め、列車走行の円滑化及び輸送能力維持・向上を図ることが可能な列車制御システム及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る列車制御システムの全体構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る列車制御システムの無線基地局の構成を示す機能ブロック図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る列車制御システムの拠点装置の構成を示す機能ブロック図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る列車制御システムの車上無線局の構成を示す機能ブロック図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る列車制御システムの車上制御装置の構成を示す機能ブロック図
【図６】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局における通信品質評価処理を示すフローチャート
【図７】本発明の第１の実施形態に係る無線基地局におけるハンドオーバ要求処理を示すフローチャート
【図８】本発明の第１の実施形態に係る拠点装置におけるチャンネル予約処理（１）を示すフローチャート
【図９】本発明の第１の実施形態に係る拠点装置におけるチャンネル予約処理（２）を示すフローチャート（下流側の拠点装置）
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る拠点装置におけるチャンネル予約処理（３）を示すフローチャート（上流側の拠点装置）
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る拠点装置におけるチャンネル予約更新処理を示すフローチャート
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る車上無線局における下流側通信領域への進入可否情報作成処理を示すフローチャート
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る車上制御装置における列車の走行制御処理を示すフローチャート
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る列車制御システムの全体構成を示す図
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る列車制御システムの車上無線局の構成を示す機能ブロック図
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る車上無線局における通信品質評価処理を示すフローチャート
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る車上無線局におけるハンドオーバ要求処理を示すフローチャート
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る列車制御システムの全体構成を示す図
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る列車制御システムの車上制御装置の構成を示す機能ブロック図
【図２０】本発明の第３の実施形態に係る車上制御装置におけるハンドオーバ要求処理を示すフローチャート
【図２１】本発明の第４の実施形態に係る列車制御システムの全体構成（１）を示す図（第３の実施形態＋第１の実施形態）
【図２２】本発明の第４の実施形態に係る列車制御システムの全体構成（２）を示す図（第３の実施形態＋第１の実施形態）
【図２３】本発明の第５の実施形態に係る列車制御システムの全体構成を示す図
【図２４】本発明の第５の実施形態に係る列車制御システムの拠点装置の構成を示す機能ブロック図
【図２５】本発明の第５の実施形態に係る列車制御システムの無線基地局の構成を示す機能ブロック図
【図２６】本発明の第５の実施形態に係る無線基地局における空きチャンネル探索処理を示すフローチャート
【図２７】本発明の第５の実施形態に係る拠点装置における空きチャンネル探索及び停止限界位置の設定処理を示すフローチャート
【図２８】本発明の他の実施形態に係る列車制御システムの全体構成を示す図（１）
【図２９】本発明の他の実施形態に係る列車制御システムの全体構成を示す図（２）
【図３０】本発明における列車制御システムの基本構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［本実施形態］
［１．第１の実施形態］
［１．１．構成］
［１．１．１．全体構成］
次に、本発明の第１の実施形態に係る全体構成を図１を参照して以下に説明する。なお、図１は、第１の実施形態に係る列車制御システムの全体構成図であり、当該図１における１）〜２６）は、第１の実施形態におけるハンドオーバを実施する際の主な処理及び情報を、ハンドオーバ手順に沿って示したものである。
【００２４】
図１に示す通り、第１の実施形態に係る列車制御システムの基本的な概略構成は、前述した図３０に示すものと同様であり、拠点装置１００には、車上制御装置５００との間の情報伝送ラインを確保する手段として複数の無線基地局２００が接続されている。なお、各拠点装置１００と各無線基地局２００は、沿線ネットワーク３００で繋がれる。
【００２５】
また、列車に搭載された車上制御装置５００には、拠点装置１００との間の情報伝送ラインを確保する手段として、車上無線局４００が接続されている。なお、地上側に設けられた各拠点装置１００は、図１に示す通り、実線の楕円で囲んだ領域で示すように対象路線上において管轄すべき対象となる列車を分担し合い、また、管轄する各無線基地局２００も設定されている。この各拠点装置１００は相互に拠点間通信ネットワーク６００で接続され、さらに、指令所装置７００とも接続されている。
【００２６】
［１．１．２．無線基地局の構成］
次に、地上側に設けられた無線基地局２００の具体的な構成について、図２を参照して以下に説明する。図２は、無線基地局２００の具体的な構成を示す機能ブロック図である。
【００２７】
ここで、無線基地局２００は、下記手段を用いることで、当該無線基地局２００と現在通信を確立している全ての列車上の車上無線局４００との通信品質が維持できているかを定周期で評価する点に特徴を有する。なお、無線基地局２００は、図３０に示したシステムと同様に、停止限界位置情報（どの地点まで通信相手の列車が走行可能かを示す情報）や各種速度制限情報等を、車上無線局４００に対して無線伝送するものであるため説明は省略する。
【００２８】
また、無線基地局２００では、フレームから構成されるデータの送信をフレーム単位で行い、１つのフレームを送信後は次のフレームを、車上無線局４００から送られる送達確認メッセージ（以下、ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ＝ＡＣＫと称する。）を受信するまで基本的には送らない。しかしながら、ＡＣＫがある一定時間以内に無線基地局２００側に届かない場合（「タイムアウト」とも称する。）においては、当該無線基地局２００では送信した同フレームを再送する機能をしている。
【００２９】
このような前提を踏まえた上で第１の実施形態に係る無線基地局２００の構成を説明すると、図２に示す通り、まず、当該無線基地局２００は、上記のように車上無線局４００へのフレームの再送回数をカウントする再送カウント手段２１０１を備えている。なお、再送回数は予め無線基地局２００内に設定されているものとし、タイムアウトになる場合はフレームの再送は設定回数になるまで繰り返される。
【００３０】
また、無線基地局２００は、再送カウント手段２１０１によりカウントされたフレームの再送回数を基に、通信品質を評価する通信品質評価手段２１０２を備えている。この通信品質評価手段２１０２は、所定時間内に発生する再送回数の頻度に基づき評価する（回数が多いほど通信品質は劣化する。）。
【００３１】
例えば、Ｔ秒内において、通信品質の悪化を示す閾値である再送回数をｎと設定した場合（Ｔはｍｓオーダ、ｎは例えば３に設定）には、通信品質評価手段２１０２は、実際にカウントされた再送回数が当該閾値ｎを超えると通信品質が劣化していると評価する。あるいは、所定時間内のフレーム再送回数に応じて段階的に通信品質を評価する態様も包含する。
【００３２】
無線基地局２００は、また、当該無線基地局２００の通信相手となっている全ての列車上の車上無線局４００に対して、通信品質評価手段２１０２による通信品質評価が終了したかどうかを判定する評価終了判定手段２１０３を備えている。
【００３３】
また、無線基地局２００では、当該無線基地局２００と現在通信を確立している全ての列車上の車上無線局４００に対して、下記の手段を用いることにより、ハンドオーバの必要性の有無を判定し、必要に応じてハンドオーバ要求に関する情報を拠点装置１００に送信する。
【００３４】
具体的には、図２に示す通り、通信品質評価手段２１０２により評価された通信品質に基づいて、ハンドオーバの必要性の有無を判定するハンドオーバ判定手段２１０４を備えている。このハンドオーバ判定手段２１０４は、通信品質評価手段２１０２による通信品質評価結果がハンドオーバ要求を送信するに値する閾値を超えているか否かを判断し、閾値を超えている場合に「ハンドオーバの必要性有り」と判定する。
【００３５】
また、無線基地局２００は、ハンドオーバ判定手段２１０４により「ハンドオーバの必要性有り」と判定された場合に、対象列車に関するハンドオーバ要求を有りと設定し、ハンドオーバ判定手段２１０４により「ハンドオーバの必要性無し」と判定された場合に、対象列車に関するハンドオーバ要求無しと設定するハンドオーバ設定手段２１０５を備えている。
【００３６】
無線基地局２００は、加えて、当該無線基地局２００が通信中の全ての列車に関するハンドオーバ要求設定を終了したかどうかを判定するハンドオーバ終了判定手段２１０６を備えている。すなわち、ハンドオーバ終了判定手段２１０６により、上記のようなハンドオーバ要求の判定処理は、全ての列車上の車上無線局４００に関するハンドオーバ要求設定を終了するまで繰り返される。
【００３７】
また、無線基地局２００は、接続されている拠点装置１００に対して、ハンドオーバ設定手段２１０５により設定された各列車に関するハンドオーバ要求に関する情報を送信するハンドオーバ要求送信手段２１０７を備えている。なお、このハンドオーバ要求に関する情報は、例えば、要求元列車ＩＤ（ハンドオーバの対象となっている列車ＩＤ），現在の通信経路情報（ハンドオーバの対象となっている列車に搭載されている車上無線局４００が現在どの無線基地局２００と接続されているかに関する情報。車上無線局ＩＤと無線基地局ＩＤを含む。），ハンドオーバ要求の有無の情報（ハンドオーバの対象となっている列車が、現在、ハンドオーバを必要としているか否かを示す情報）を含んでいる。
【００３８】
なお、無線基地局２００は、後述するが、拠点装置１００から送信されてきたチャンネル予約状況情報を受信し、対象列車に搭載されている車上無線局４００に対して送信するチャンネル予約状況送受信手段２１０８を備えている。
【００３９】
［１．１．３．拠点装置の構成］
次に、ハンドオーバ要求の送信先となる拠点装置１００の具体的な構成について、図３を参照して以下に説明する。図３は、拠点装置１００の具体的な構成を示す機能ブロック図である。
【００４０】
図３に示す通り、拠点装置１００は、まず、該拠点装置１００の管轄内にある各無線基地局２００のハンドオーバ要求送信手段２１０７により送信されたハンドオーバ要求に関する情報を受信するハンドオーバ要求受信手段１１０１を備えている。また、拠点装置１００は、受信した情報から当該列車に関するハンドオーバ要求の有無を判定するハンドオーバ有無判定手段１１０２を備えている。
【００４１】
さらに、拠点装置１００は、ハンドオーバ有無判定手段１１０２によりハンドオーバ要求有りと判定された列車の車上無線局４００と無線基地局２００の組合せに対し、対象列車が現在通信中の無線基地局２００とその走行方向の下流側に隣接する無線基地局２００が共に、この拠点装置１００に接続されているかどうかを判定する接続系統判定手段１１０３を備えている。
【００４２】
拠点装置１００は、また、この接続系統判定手段１１０３によりハンドオーバ要求の対象となる車上無線局４００と繋がる無線基地局２００と、その走行下流側に隣接する無線基地局２００とが拠点装置１００に接続されていると判定された場合に、この走行下流側に隣接する無線基地局２００に対してチャンネルの予約処理を行うチャンネル予約手段１１０４を備えている。このチャンネル予約手段１１０４は、走行下流側に隣接する無線基地局２００の空きチャンネルを調べ、空きチャンネルが有れば予約し、空きチャンネルが無ければ予約しないものであり、公知の技術である。
【００４３】
また、拠点装置１００は、走行下流側の無線基地局２００に対する空きチャンネルの予約が正常に行われているか（予約が成立したかどうか）を確認する予約確認手段１１０５と、予約確認手段１１０５によりチャンネル予約が確認されれば、対象列車に対する予約済情報を設定する予約済情報設定手段１１０６と、を備えている。なお、この予約済情報設定手段１１０６は、予約確認手段１１０５により予約が確認されなければ（予約が成立がしていなければ）、予約未済情報を設定する。
【００４４】
また、無線基地局２００は、接続系統判定手段１１０３によりハンドオーバ要求の対象となる車上無線局４００と繋がる無線基地局２００と、その走行下流側に隣接する無線基地局２００とが拠点装置１００に接続されていないとされた場合に、下流側の無線基地局２００を管轄している拠点装置１００に対するチャンネル予約要求を作成する下流拠点装置用チャンネル予約要求作成手段１１０７を備えている。具体的には、この下流拠点装置用チャンネル予約要求作成手段１１０７は、下流側に隣接する拠点装置１００に接続されている複数の無線基地局２００のうち、最上流側の無線基地局２００のチャンネル予約要求を作成する。
【００４５】
なお、作成されたチャンネル予約要求は、例えば、情報の種別（ここでは、種別はチャンネル予約要求を示す。），要求先拠点装置ＩＤ（ハンドオーバを要求される側の拠点装置のＩＤ），要求元拠点装置ＩＤ（ハンドオーバを要求する側の拠点装置のＩＤ），列車ＩＤ（ハンドオーバの対象となっている列車ＩＤ）の情報を含んでいる。
【００４６】
また、拠点装置１００は、下流拠点装置用チャンネル予約要求作成手段１１０７により作成されたチャンネル予約要求を下流側に隣接する拠点装置１００に送信するチャンネル予約要求送信手段１１０８を備えている。さらに、拠点装置１００は、当該拠点装置１００の管轄内にある全ての列車に対して、チャンネル予約処理が終了したかを判定するチャンネル予約終了判定手段１１０９を備えている。すなわち、チャンネル予約終了判定手段１１０９により、以上のような、当該拠点装置１００の管轄内にある全ての列車に対してチャンネル予約処理が繰り返される。
【００４７】
また、チャンネル予約要求を送信される下流側に隣接する拠点装置１００では、図３に示す通り、上流側の拠点装置１００からのチャンネル予約要求を受信するチャンネル予約要求受信手段１１１０を備えている。
【００４８】
拠点装置１００は、また、チャンネル予約要求受信手段１０１を通じてチャンネル予約要求を受信している場合に、当該拠点装置１００内の対象となる無線基地局２００（上流側の無線基地局）に対してチャンネル予約処理を行う上流側チャンネル予約手段１１１１を備えている。すなわち、この上流側チャンネル予約手段１１１１は、下流側の拠点装置１００に接続されている複数の無線基地局２００のうち、対象列車の走行方向の最上流側の無線基地局２００に対するチャンネル予約処理を行う。なお、この上流側チャンネル予約手段１１１による予約処理は、上述したチャンネル予約手段１１０４により実行されても構わない。
【００４９】
さらに、拠点装置１００は、上流側の拠点装置１００からの全てのチャンネル予約要求に対して予約処理を終了したかどうかを判定する上流側予約終了判定手段１１１２と、この全チャンネル予約要求に対する予約処理の終了後、ハンドオーバを要求している側の上流の拠点装置１００に対してチャンネル予約結果（空きチャンネルの予約が成立したか否かの情報）を送信する予約結果送信手段１１１３と、を備えている。
【００５０】
一方、上記の通り下流側に隣接する拠点装置１００にチャンネル予約要求を送信した上流側の拠点装置１００では、下流側に隣接する拠点装置１００からのチャンネル予約結果を受信するチャンネル予約結果受信手段１１１４を備えている。
【００５１】
また、上流側の拠点装置１００は、チャンネル予約結果受信手段１１１４により受信したチャンネル予約結果から予約が正常に行われたか（空きチャンネル予約が成立したか）を確認する上流側予約確認手段１１１５と、上流側予約確認手段１１１５により予約が正常に行われていると確認された場合に、予約済み情報を設定する上流側予約済情報設定手段１１１６と、を備えている。この上流側予約済情報設定手段１１１６は、上流側予約確認手段１１１５により予約が正常に行われていないと確認された場合には、予約未済情報を設定する。
【００５２】
上流側の拠点装置１００は、また、全ての予約結果に対して予約処理が終了したかどうかを判定する上流側チャンネル予約終了判定手段１１１７を備えている。なお、上流側予約確認手段１１１５による予約確認と上流側予約済情報設定手段１１１６による予約済情報の設定と上流側チャンネル予約終了判定手段１１１７による予約終了の判定は、上述した予約確認手段１１０５、予約済情報設定手段１１０６及びチャンネル予約終了判定手段１１０９により行っても構わない。
【００５３】
このように、各拠点装置１００では、自らが接続されている無線基地局２００に関してはチャンネル予約処理を直接行い、管轄外の接続されていない無線基地局２００に関しては、下流側の拠点装置１００を通してチャンネル予約処理を行っている。
【００５４】
また、拠点装置１００は、管轄内の列車（自らに接続されている無線基地局２００と通信中の列車）に関するチャンネル予約状況情報の更新を行うチャンネル予約状況更新手段１１１８を備えている。なお、チャンネル予約状況情報とは、例えば、送信先列車ＩＤ，発信元拠点装置ＩＤ，下流側無線基地局の予約状況（予約対象の無線基地局ＩＤ，予約未済／済情報，予約済無線チャンネル番号）を含むものである。
【００５５】
さらに、拠点装置１００は、上記チャンネル予約状況情報を対象列車と現在通信を確立中の無線基地局２００に送信するチャンネル予約状況送信手段１１１９と、当該拠点装置１００の管轄内の全ての列車に関する予約状況送信処理が終了したかどうかを判定する予約状況送信終了判定手段１１２０と、を備えている。厳密に言えば、この予約状況送信終了判定手段１１２０は、チャンネル予約状況送信手段１１１９により、チャンネル予約状況情報が対象列車と現在通信を確立中の無線基地局２００に送信され、各無線基地局２００において、受信したチャンネル予約状況情報を対象列車に搭載されている車上無線局４００に対して送信した場合に、当該拠点装置１００の管轄内の全ての列車に関する予約状況送信処理が終了したかどうかを判定する。
【００５６】
［１．１．４．車上無線局の構成］
次に、第１の実施形態に係る車上無線局４００の構成について、図４を参照して以下に説明する。図４は、車上無線局４００の具体的な構成を示す機能ブロック図である。
【００５７】
チャンネル予約状況情報を受信する側の各車上無線局４００は、図４に示す通り、通信を確立している無線基地局２００よりチャンネル予約状況情報を受信するチャンネル予約状況受信手段４１０１を備えている。また、車上無線局４００は、チャンネル予約状況受信手段４１０１を通じて受信したチャンネル予約状況情報の内容からハンドオーバ先となる下流側の無線基地局２００のチャンネルが予約されたかを確認する予約確認手段４１０２を備えている。
【００５８】
車上無線局４００は、また、予約確認手段４１０２によりチャンネルの予約が確認された場合に、下流側通信領域への進入許可情報を作成する進入可否情報作成手段４１０３と、この進入可否情報作成手段４１０３により進入許可情報が作成された際に、通信相手を下流側の無線基地局２００に切り換える通信切替手段４１０４と、を備えている。なお、進入可否情報作成手段４１０３は、予約確認手段４１０２によりチャンネルの予約が確認されない場合には、下流側の通信領域への進入不許可情報を作成する。
【００５９】
また、車上無線局４００は、下流側通信領域への進入可否情報（進入許可情報又は進入不許可情報）を車上制御装置５００に送信する進入可否情報送信手段４１０５を備えている。
【００６０】
［１．１．５．車上制御装置］
次に、第１の実施形態に係る車上制御装置５００の具体的な構成を図５を参照して、以下に説明する。図５は、車上制御装置５００の具体的な構成を示す機能ブロック図である。
【００６１】
図５に示す通り、車上制御装置５００は、車上無線局４００からの進入可否情報を受信する進入可否情報受信手段５１０１を備えている。また、車上制御装置５００は、進入可否情報受信手段５１０１により進入可否情報を受信した場合に、当該進入可否情報の内容と、指令所装置７００及び拠点装置１００を基に行われるルート設定と、上述した停止限界位置情報及び各種速度制限情報などを基に、列車速度を監視しながら列車走行を制御する走行制御手段５１０２を備えている。
【００６２】
具体的には、この走行制御手段５１０２は、下流側の無線基地局２００に空きチャンネルが有り、進入許可の場合には下流側通信領域に走行するよう制御し、一方で、下流側の無線基地局２００に空きチャンネルが無く、進入不許可の場合には現在の無線基地局２００との通信領域内にとどまるように減速・停止制御を行う。なお、もちろん、必要に応じて保安ブレーキ制御（先行列車への追突回避、分岐器上での脱線回避などのための減速・停止制御）を実施する。
【００６３】
［１．２．作用］
次に、上記のような構成を有する第１の実施形態に係る列車制御システムの作用を図６〜１３を参照して以下に説明する。なお、図６は、無線基地局２００における通信品質評価手順を示すフローチャートであり（図１の１）〜２）に対応）、図７は、無線基地局２００におけるハンドオーバ要求手順を示すフローチャートであり（図１の３）〜５）に対応）、図８は、拠点装置１００におけるチャンネル予約処理を示すフローチャートである（図１の７）〜１０）に対応）。
【００６４】
また、図９は、チャンネル予約要求が送信される下流側の拠点装置１００におけるチャンネル予約処理を示すフローチャートであり（図１の１２）〜１４）に対応）、図１０は、下流側からチャンネル予約結果が送信される上流側の拠点装置１００におけるチャンネル予約処理を示すフローチャートであり（図１の１６）に対応）、図１１は、拠点装置１００におけるチャンネル予約更新処理を示すフローチャートである（図１の１７）及び１８）に対応）。図１２は、車上無線局４００における下流側通信領域への進入可否情報作成処理を示すフローチャートであり（図１の２０）〜２３）に対応）、図１３は、車上制御装置５００における列車の走行制御処理を示すフローチャートである（図１の２５）及び２６）に対応）。
【００６５】
［１．２．１．通信品質評価処理（無線基地局）］
まず、無線基地局２００における列車上の車上無線局４００との通信品質評価手順を、図６を参照して以下に説明する。なお、ＡＣＫがある一定時間以内に無線基地局２００側に届かない場合に、当該無線基地局２００は同じフレームを再送する状況下を前提に説明する。
【００６６】
図６に示す通り、無線基地局２００の再送カウント手段２１０１は、車上無線局４００への同一フレームの所定時間内の再送回数をカウントする（Ｓ６０１）。そして、通信品質評価手段２１０２は、再送カウント手段２１０１によりカウントされたフレームの再送回数を基に、通信品質を評価する（Ｓ６０２）。例えば、所定時間内の再送回数の増加に応じて通信品質が劣化するよう評価する。
【００６７】
通信品質評価手段２１０２により通信品質が評価された場合には、評価終了判定手段２１０３が、当該無線基地局２００の通信相手となっている全ての列車上の車上無線局４００に対して、通信品質評価手段２１０２による通信品質評価が終了したかどうかを繰り返し判定する（Ｓ６０３）。このように、Ｓ６０１〜６０３の処理により、全ての列車上の車上無線局４００に関する通信品質評価が終了するまで繰り返される。
【００６８】
［１．２．２．ハンドオーバ要求処理（無線基地局）］
次に、無線基地局２００におけるハンドオーバ要求の判定及び拠点装置１００への送信手順を、図７を参照して説明する。
【００６９】
図７に示す通り、まず、無線基地局２００のハンドオーバ判定手段２１０４は、通信品質評価手段２１０２による通信品質評価結果が、ハンドオーバ要求を送信するに値する閾値を超えているか否かを判断することにより、ハンドオーバの必要性の有無を判定する（Ｓ７０１）。ハンドオーバ判定手段２１０４により、通信品質評価結果が閾値を超え「ハンドオーバの必要性有り」と判定された場合には（Ｓ７０１のＹＥＳ）、ハンドオーバ設定手段２１０５は、列車に関するハンドオーバ要求を有りと設定する（Ｓ７０２）。
【００７０】
一方、通信品質評価結果が閾値以下であり、ハンドオーバ判定手段２１０４により「ハンドオーバの必要性無し」と判定された場合には（Ｓ７０１のＮＯ）、ハンドオーバ設定手段２１０５は、列車に関するハンドオーバ要求を無しと設定する（Ｓ７０３）。そして、Ｓ７０２又はＳ７０３によるハンドオーバ要求有無の設定後、ハンドオーバ終了判定手段２１０６が、この無線基地局２００が通信中の全ての列車に関するハンドオーバ要求設定を終了したかどうかを繰り返し判定する（Ｓ７０４）。すなわち、Ｓ７０１〜７０３までの処理は、ハンドオーバ終了判定手段２１０６により、全ての列車上の車上無線局４００に関するハンドオーバ要求設定を終了するまで繰り返される。
【００７１】
ハンドオーバ終了判定手段２１０６により全ての列車上の車上無線局４００に関するハンドオーバ要求設定を終了すると判定された場合には（Ｓ７０４のＹＥＳ）、ハンドオーバ要求送信手段２１０７が、接続されている拠点装置１００に対して、ハンドオーバ設定手段２１０５により設定された各列車に関するハンドオーバ要求に関する情報を送信する（Ｓ７０５）。
【００７２】
［１．２．３．チャンネル予約処理（１）（拠点装置）］
次に、拠点装置１００におけるチャンネル予約手順について、図８を参照して説明する。図８に示す通り、拠点装置１００のハンドオーバ要求受信手段１１０１は、上述した当該拠点装置１００の管轄内にある各無線基地局２００のハンドオーバ要求送信手段２１０７により送信されたハンドオーバ要求に関する情報を受信する（Ｓ８０１）。
【００７３】
そして、ハンドオーバ有無判定手段１１０２は、ハンドオーバ要求受信手段１１０１を通じて受信したハンドオーバ要求に関する情報から当該列車に関するハンドオーバ要求が有りか否かを判定する（Ｓ８０２）。ハンドオーバ有無判定手段１１０２によりハンドオーバ要求有りと判定された場合には（Ｓ８０２のＹＥＳ）、接続系統判定手段１１０３が、列車の車上無線局４００と無線基地局２００の組合せに対し、当該無線基地局２００とその走行方向の下流側に隣接する無線基地局２００が共に当該拠点装置１００に接続されているかどうかを判定する（Ｓ８０３）。
【００７４】
この接続系統判定手段１１０３により、ハンドオーバ要求の対象となる車上無線局４００と繋がる無線基地局２００と、その走行下流側に隣接する無線基地局２００とが拠点装置１００に接続されている判定された場合には（Ｓ８０３のＹＥＳ）、チャンネル予約手段１１０４が、この下流側に隣接する無線基地局２００に対してチャンネルの予約処理を実行する（Ｓ８０４）。なお、下流側に隣接する無線基地局２００が拠点装置１００に接続されていると判定された場合には（Ｓ８０３のＹＥＳ）、このＳ８０４のチャンネル予約処理を含め、以下のＳ８０５〜８０７の処理を実行し、無線基地局２００とが拠点装置１００に接続されていないと判定された場合には（Ｓ８０３のＮＯ）、以下のＳ８０８及びＳ８０９の処理を実行する。
【００７５】
Ｓ８０４において、チャンネル予約手段１１０４により下流側に隣接する無線基地局２００に対してチャンネルの予約処理を実行されると、予約確認手段１１０５は、下流側の無線基地局２００に対する空きチャンネルの予約が正常に行われているか（予約が成立したかどうか）を確認する（Ｓ８０５）。予約確認手段１１０５によりチャンネル予約が確認された場合には（Ｓ８０５のＹＥＳ）、予約済情報設定手段１１０６は、対象列車に対する予約済情報を設定する（Ｓ８０６）。
【００７６】
これに対して、予約確認手段１１０５によりチャンネル予約が確認されなかった場合には（Ｓ８０５のＮＯ）、この予約済情報設定手段１１０６は、対象列車に対する予約未済情報を設定する（Ｓ８０７）。
【００７７】
一方、Ｓ８０３において、この接続系統判定手段１１０３により、ハンドオーバ要求の対象となる車上無線局４００と繋がる無線基地局２００と、その下流側に隣接する無線基地局２００とが拠点装置１００に接続されていないことが把握された場合には（Ｓ８０３のＮＯ）、下流拠点装置用チャンネル予約要求作成手段１１０７は、下流側の無線基地局２００を管轄している拠点装置１００に対するチャンネル予約要求を作成する（Ｓ８０８）。すなわち、この下流拠点装置用チャンネル予約要求作成手段１１０７は、下流側に隣接する拠点装置１００に接続されている複数の無線基地局２００のうち、対象列車の走行方向の最上流側の無線基地局２００に対するチャンネル予約要求を作成する。
【００７８】
下流拠点装置用チャンネル予約要求作成手段１１０７によりチャンネル予約要求が作成されると、チャンネル予約要求送信手段１１０８が当該チャンネル予約要求を下流側に隣接する拠点装置１００に送信する（Ｓ８０９）。そして、チャンネル予約終了判定手段１１０９は、この拠点装置１００の管轄内にある全ての列車に対して、チャンネル予約処理が終了したかを繰り返し判定する（Ｓ８１０）。すなわち、チャンネル予約終了判定手段１１０９により、以上のような、当該拠点装置１００の管轄内にある全ての列車に対してチャンネル予約処理が繰り返される。
【００７９】
［１．２．４．チャンネル予約処理（２）（下流側拠点装置）］
次に、上記のＳ８０８及Ｓ８０９においてチャンネル予約要求が送信される下流側の拠点装置１００におけるチャンネル予約手順を図９を参照して以下に説明する。対象列車の走行方向の下流側に隣接する拠点装置１００では、図９に示す通り、チャンネル予約要求受信手段１１１０が、上流側の拠点装置１００から送信されたチャンネル予約要求を受信する（Ｓ９０１）。
【００８０】
チャンネル予約要求受信手段１１１０を通じてチャンネル予約要求を受信すると、上流側チャンネル予約手段１１１１は、当該拠点装置１００内の対象となる無線基地局２００（上流側の無線基地局）に対してチャンネル予約処理を実行する（Ｓ９０２）。すなわち、この上流側チャンネル予約手段１１１１は、下流側の拠点装置１００に接続されている複数の無線基地局２００のうち、列車の走行方向の最上流側の無線基地局２００に対するチャンネル予約処理を行う。
【００８１】
そして、上流側予約終了判定手段１１１２は、上流側の拠点装置１００から送信された全てのチャンネル予約要求に対して、上記Ｓ９０１及びＳ９０２の予約処理が終了したかどうかを繰り返し判定する（Ｓ９０３）。上流側予約終了判定手段１１１２により全チャンネル予約要求に対する予約処理が終了したと判定されると（Ｓ９０３のＹＥＳ）、予約結果送信手段１１１３は、ハンドオーバを要求している側の上流の拠点装置１００に対してチャンネル予約結果（空きチャンネルの予約が成立したか否かの情報）を送信する（Ｓ９０４）。
【００８２】
［１．２．５．チャンネル予約処理（３）（上流側拠点装置）］
次に、上流側の拠点装置１００における、下流側の拠点装置１００からのチャンネル予約結果を受信後のチャンネル予約手順について、図１０を参照して説明する。上流側の拠点装置１００では、図１０に示す通り、まず、チャンネル予約結果受信手段１１１４が、下流側に隣接する拠点装置１００からのチャンネル予約結果を受信する（Ｓ１００１）。
【００８３】
チャンネル予約結果受信手段１１１４を通じて受信すると、上流側予約確認手段１１１５が、受信したチャンネル予約結果から予約が正常に行われているか（空きチャンネル予約が成立したか）を確認する（Ｓ１００２）。上流側予約確認手段１１１５により予約が正常に行われていると確認された場合に（Ｓ１００２のＹＥＳ）、上流側予約済情報設定手段１１１６は予約済み情報を設定する（Ｓ１００３）。
【００８４】
一方、この上流側予約確認手段１１１５により予約が正常に行われていないと確認された場合には（Ｓ１００２のＮＯ）、上流側予約済情報設定手段１１１６は予約未済情報を設定する（Ｓ１００４）。
【００８５】
そして、上流側チャンネル予約終了判定手段１１１７は、下流側の拠点装置１００から送信される全ての予約結果に対して、上記Ｓ１００２〜Ｓ１００４を実行し、予約処理が終了したかどうかを判定する（Ｓ１００５）。
【００８６】
このように、各拠点装置１００では、自らが接続されている無線基地局２００に関してはチャンネル予約処理を直接行い、管轄外の接続されていない無線基地局２００に関しては、下流側の拠点装置１００を通してチャンネル予約処理を行う。
【００８７】
［１．２．６．チャンネル予約更新処理（拠点装置）］
次に、拠点装置１００におけるチャンネル予約の更新処理を図１１を参照して説明する。図１１に示す通り、拠点装置１００では、上記に示したチャンネルの予約処理が行われた場合に、チャンネル予約状況更新手段１１１８が、管轄内の列車（自らに接続されている無線基地局２００と通信中の列車）に関するチャンネル予約状況情報を更新する（Ｓ１１０１）。
【００８８】
そして、チャンネル予約状況送信手段１１１９は、この更新されたチャンネル予約状況情報を対象列車と現在通信を確立中の無線基地局２００に送信する（Ｓ１１０２）。なお、各無線基地局２００は、拠点装置１００のチャンネル予約状況送信手段１１１９から送信されたチャンネル予約状況情報を受信すると、当該チャンネル予約状況情報を対象列車に搭載されている車上無線局４００に対して送信する。
【００８９】
そして、予約状況送信終了判定手段１１２０は、この拠点装置１００の管轄内の全ての列車に関する予約状況送信処理が終了したかどうかを判定する（Ｓ１１０３）。すなわち、管轄内の全ての列車に関する処理が終了するまで上記Ｓ１１０１及びＳ１１０２の処理は繰り返される。
【００９０】
［１．２．７．下流側通信領域への進入可否情報作成処理（車上無線局）］
次に、車上無線局４００におけるチャンネル予約状況情報の受信後の下流側通信領域への進入可否情報作成手順について、図１２を参照して説明する。
【００９１】
チャンネル予約状況情報を受信する側の各車上無線局では、図１２に示す通り、チャンネル予約状況受信手段４１０１が、通信を確立している無線基地局２００よりチャンネル予約状況情報を受信する（Ｓ１２０１）。チャンネル予約状況受信手段４１０１を通じてチャンネル予約状況情報が受信されると、予約確認手段４１０２が、当該チャンネル予約状況情報の内容からハンドオーバ先となる下流側の無線基地局２００のチャンネルが予約されたかを確認する（Ｓ１２０２）。
【００９２】
予約確認手段４１０２によりチャンネルの予約が確認された場合に（Ｓ１２０２のＹＥＳ）、進入可否情報作成手段４１０３は、下流側通信領域への進入許可情報を作成する（Ｓ１２０３）。そして、この進入可否情報作成手段４１０３により進入許可情報が作成されると、通信切替手段４１０４は、通信相手を下流側の無線基地局２００に切り換える（Ｓ１２０４）。
【００９３】
一方、予約確認手段４１０２によりチャンネルの予約が確認されない場合には（Ｓ１２０２のＮＯ）、進入可否情報作成手段４１０３は、下流側の通信領域への進入不許可情報を作成する（Ｓ１２０５）。そして、進入可否情報送信手段４１０５は、上記Ｓ１２０３又はＳ１２０５において作成された下流側通信領域への進入可否情報を車上制御装置５００に送信する（Ｓ１２０６）。
【００９４】
［１．２．８．列車の走行制御処理（車上制御装置）］
次に、車上制御装置５００における下流側通信領域への走行制御手順を図１３を参照して説明する。図１３に示す通り、車上制御装置５００の進入可否情報受信手段５１０１は、車上無線局４００からの進入可否情報を受信する（Ｓ１３０１）。
【００９５】
そして、進入可否情報受信手段５１０１により進入可否情報を受信されると、走行制御手段５１０２が、当該進入可否情報の内容に基づいて下流側の無線基地局２００の通信領域に進入するか否かの走行を制御する（Ｓ１３０２）。具体的には、この走行制御手段５１０２は、下流側の無線基地局２００に空きチャンネルが有り、進入許可の場合には下流側通信領域に走行するよう制御し、一方で、下流側の無線基地局２００に空きチャンネルが無く、進入不許可の場合には現在の無線基地局２００との通信領域内にとどまるように減速・停止制御を行う。
【００９６】
［１．３．効果］
以上のような第１の実施形態によれば、地上側と列車側間の無線通信によるフレーム再送回数に基づいて、品質評価を実現しているので、電波強度による評価に比べ通信品質の劣化を適切に検知し、ハンドオーバを確実に行うことが可能となる。これにより地上側と車上側との通信の遮断を最小限に抑制することができる。
【００９７】
［２．第２の実施形態］
［２．１．構成］
［２．１．１．全体構成］
次に、本発明の第２の実施形態に係る列車制御システムの全体構成は、図１４に示す通り、第１の実施形態と同様であるため、共通する構成には同じ符号を付し説明は省略する。図１４は、第２の実施形態に係る列車制御システムの全体構成を示す図である。なお、図１４における１）〜２６)は、本実施の形態でハンドオーバを実施する際の主な処理及び情報を、ハンドオーバ手順に沿って示したものである。
【００９８】
［２．１．２．車上無線局の構成］
次に、第２の実施形態に係る車上無線局４００の具体的な構成について、図１５を参照して以下に説明する。図１５は、第２の実施形態に係る列車制御システムの車上無線局の構成を示す機能ブロック図。
【００９９】
ここで、第２の実施形態では、車上無線局４００において、下記手段を用いることにより、当該車上無線局４００と現在通信を確立している無線基地局２００との通信品質が保たれているかどうかを定周期で評価する。なお、無線基地局２００は、図３０に示したシステムと同様に、停止限界位置情報（どの地点まで通信相手の列車が走行可能かを示す情報）や各種速度制限情報等を、車上無線局４００に対して無線伝送するものであるため説明は省略する。
【０１００】
また、車上無線局４００では、フレームから構成されるデータの送信をフレーム単位で行い、１つのフレームを送信後は次のフレームを、無線基地局２００から送られる送達確認メッセージ（以下、ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ＝ＡＣＫと称する。）を受信するまで基本的には送らない。しかしながら、ＡＣＫがある一定時間以内に車上無線局４００側に届かない場合（「タイムアウト」とも称する。）においては、当該車上無線局４００では送信した同フレームを再送する。
【０１０１】
このような前提を踏まえた上で第２の実施形態に係る車上無線局４００の構成を説明すると、図１５に示す通り、まず、当該車上無線局４００は、上記のように無線基地局２００への所定時間内における同一フレームの再送回数をカウントする再送カウント手段４２０１を備えている。なお、再送回数は予め車上無線局４００内に設定されているものとし、タイムアウトになる場合はフレームの再送は設定回数になるまで繰り返される。
【０１０２】
また、車上無線局４００は、再送カウント手段４２０１によりカウントされたフレームの再送回数を基に、通信品質を評価する通信品質評価手段４２０２を備えている。この通信品質評価手段４２０２は、所定時間内に発生する再送回数の頻度に基づき評価する。
【０１０３】
例えば、Ｔ秒内において、通信品質の悪化を示す閾値である再送回数をｎと設定した場合（Ｔはｍｓオーダ、ｎは例えば１〜３に設定）には、通信品質評価手段４２０２は、実際にカウントされた再送回数が当該閾値を超えると通信品質が劣化していると評価する。あるいは、所定時間内のフレーム再送回数に応じて段階的に通信品質を評価する態様も包含する。
【０１０４】
また、車上無線局４００では、当該車上無線局４００と現在通信を確立している無線基地局２００に対して、下記の手段を用いることにより、ハンドオーバの必要性の有無を判定し、必要に応じてハンドオーバ要求に関する情報を拠点装置１００に送信する。
【０１０５】
具体的には、図１５に示す通り、通信品質評価手段４２０２により評価された通信品質に基づいて、ハンドオーバの必要性の有無を判定するハンドオーバ判定手段４２０３を備えている。このハンドオーバ判定手段４２０３は、通信品質評価手段４２０２による通信品質評価結果がハンドオーバ要求を送信するに値する閾値を超えているか否かを判断し、閾値を超えている場合に「ハンドオーバの必要性有り」と判定する。
【０１０６】
また、車上無線局４００は、ハンドオーバ判定手段４２０３により「ハンドオーバの必要性有り」と判定された場合に、地上側（無線基地局２００や拠点装置１００側）に送信する伝送情報の中に、ハンドオーバ要求が有りと設定し、ハンドオーバ判定手段４２０３により「ハンドオーバの必要性無し」と判定された場合に、当該伝送情報の中にハンドオーバ要求は無しと設定するハンドオーバ設定手段４２０４を備えている。
【０１０７】
また、車上無線局４００は、ハンドオーバ設定手段４２０４により設定された地上側への伝送情報の中に設定されたハンドオーバ要求に関する情報を、無線基地局２００経由で接続されている拠点装置１００に対して送信するハンドオーバ要求送信手段４２０５を備えている。なお、ハンドオーバ要求に関する情報は、例えば、要求元列車ＩＤ（上記車上無線局４００が搭載されている列車ＩＤ），現在の通信経路情報（上記車上無線局４００が現在どの無線基地局２００と接続されているかに関する情報。車上無線局ＩＤと無線基地局ＩＤを含む。），ハンドオーバ要求の有無の情報（ハンドオーバを必要としているか否かを示す情報）を含んでいる。
【０１０８】
なお、第２の実施形態では、無線基地局２００に、通信品質評価処理やハンドオーバ要求に関する処理を行う再送カウント手段２１０１〜ハンドオーバ要求送信手段２１０７を備えず、また、それ以外の構成は、第１の実施の形態と共通するため説明を省略する。
【０１０９】
［２．２．作用］
次に、上記のような構成を有する第２の実施形態に係る列車制御システムの作用を図１６及び１７を参照して以下に説明する。なお、第２の実施形態では、車上無線局４００において、通信品質評価処理とハンドオーバ要求に関する処理を行う点に特徴を有し、それ以外のチャンネル予約処理等は第１の実施形態と共通するため説明は省略する。図１６は、車上無線局における通信品質評価処理を示すフローチャートであり（図１４の１）及び２）に対応）、図１７は、車上無線局におけるハンドオーバ要求処理を示すフローチャートである（図１４の３）〜５）に対応）。
【０１１０】
［２．２．１．通信品質評価処理（車上無線局）］
まず、車上無線局４００における無線基地局２００との通信品質評価手順を、図１６を参照して以下に説明する。なお、ＡＣＫがある一定時間以内に車上無線局４００側に届かない場合に、当該車上無線局４００は同じフレームを再送する状況下を前提に説明する。
【０１１１】
図１６に示す通り、車上無線局４００の再送カウント手段４２０１は、無線基地局２００へのフレームの再送回数をカウントする（Ｓ１６０１）。そして、通信品質評価手段４２０２は、再送カウント手段４２０１によりカウントされたフレームの再送回数を基に、通信品質を評価する（Ｓ１６０２）。
【０１１２】
［２．２．２．ハンドオーバ要求処理（車上無線局）］
次に、車上無線局４００におけるハンドオーバ要求の判定及び拠点装置１００への送信手順を、図１７を参照して説明する。図１７に示す通り、まず、車上無線局４００のハンドオーバ判定手段４２０３は、通信品質評価手段４２０２による通信品質評価結果が、ハンドオーバ要求を送信するに値する閾値を超えているか否かを判断することにより、ハンドオーバの必要性の有無を判定する（Ｓ１７０１）。
【０１１３】
ハンドオーバ判定手段４２０３により、通信品質評価結果が閾値を超え「ハンドオーバの必要性有り」と判定された場合には（Ｓ１７０１のＹＥＳ）、ハンドオーバ設定手段４２０４は、地上側への伝送情報にハンドオーバ要求が有りと設定する（Ｓ１７０２）。一方、通信品質評価結果が閾値以下であり、ハンドオーバ判定手段４２０３により「ハンドオーバの必要性無し」と判定された場合には（Ｓ１７０１のＮＯ）、ハンドオーバ設定手段４２０４は、地上側への伝送情報にハンドオーバ要求は無しと設定する（Ｓ１７０３）。
【０１１４】
そして、Ｓ１７０２又はＳ１７０３によるハンドオーバ要求の有無の設定後、ハンドオーバ要求送信手段４２０５が、このハンドオーバ要求に関する情報を接続されている拠点装置１００に対して送信する（Ｓ１７０４）。
【０１１５】
［２．３．効果］
以上のような第２の実施形態によれば、車上側と列車側間の無線通信によるフレームの再送回数に基づく通信品質評価と、ハンドオーバの実施可否判断及びハンドオーバの要求を車上主体で行っているので、電波強度による評価に比べ通信品質の劣化を適切に検知し、ハンドオーバを確実に行うことができる共に、車上側と地上側との通信の遮断を最小限に抑制することが可能となる。
【０１１６】
［３．第３の実施形態］
［３．１．構成］
［３．１．１．全体構成］
次に、本発明の第３の実施形態に係る列車制御システムの全体構成について、図１８を参照して以下に説明する。図１８は、第３の実施形態に係る列車制御システムの構成を示す機能ブロック図であり、当該図１８における１）〜２６)は、本実施の形態でハンドオーバを実施する際の主な処理及び情報を、ハンドオーバ手順に沿って示したものである。
【０１１７】
なお、第３の実施形態では、図１８に示す通り、第１の実施形態において無線基地局２００で行われていたハンドオーバ可否判断、ハンドオーバ要求設定、ハンドオーバ要求送信の処理が車上制御装置５００において行われる点に特徴を有するため、基本的な概略構成は第１の実施形態と共通し説明を省略する。
【０１１８】
［３．１．２．車上制御装置の構成］
次に、第３の実施形態に係る車上制御装置５００の構成について、図１９を参照して以下に説明する。図１９は、第３の実施形態に係る車上制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【０１１９】
車上制御装置５００は、図１９に示す通り、例えば、地上子通過後の速度発電機やパルスジェネレータのパルスカウント値を基に、列車の速度及び位置を検知する列車速度・位置検知手段５２０１を備えている。また、車上制御装置５００は、この列車速度・位置検知手段５２０１で検知した列車の速度及び位置情報を基に、自列車の位置を把握する自列車位置把握手段５２０２を備えている。
【０１２０】
この自列車位置把握手段５２０２は、例えば、地上子の通過時点で、地上子信号に含まれている地点情報から地上子位置を車上制御装置５００が読み取り、さらに速度発電機あるいはパルスジェネレータが発生するパルス数をカウントすることにより地上子通過後の移動距離を算定し、現在の位置を把握する。
【０１２１】
また、車上制御装置５００は、自列車位置把握手段５２０２により把握された自列車の位置が、予め定められた地点（以下、ハンドオーバ点と称する。）を通過するかにより、ハンドオーバ要求の有無を判定するハンドオーバ点通過判定手段５２０３を備えている。このハンドオーバ点通過判定手段５２０３は、自列車が、ハンドオーバ点を通過した場合に「ハンドオーバ要求の必要性有り」と判定し、ハンドオーバ点を通過しない場合に「ハンドオーバ要求の必要性無し」と判定する。
【０１２２】
車上制御装置５００は、また、ハンドオーバ点通過判定手段５２０３により「ハンドオーバの必要性有り」と判定された場合に、ハンドオーバ要求を有りと設定し、ハンドオーバ点通過判定手段５２０３により「ハンドオーバの必要性無し」と判定された場合に、ハンドオーバ要求は無しと設定するハンドオーバ設定手段５２０４を備えている。なお、ハンドオーバ点通過判定手段による通過判定の際に基準となるハンドオーバ点は、各無線基地局２００の設置位置、線路の線形や線路周辺の通信環境等の調査結果を基に予め設定する。
【０１２３】
加えて、車上制御装置５００は、車上無線局４００と無線基地局２００経由で接続されている拠点装置１００に対して、ハンドオーバ設定手段５２０４により設定されたハンドオーバ要求に関する情報を送信するハンドオーバ要求送信手段５２０５を備えている。
【０１２４】
［３．２．作用］
次に、上記のような構成を有する第３の実施形態に係る列車制御システムの作用を図２０を参照して以下に説明する。なお、第３の実施形態では、車上制御装置５００において、ハンドオーバ要求に関する処理を行う点に特徴を有し、それ以外のチャンネル予約処理等は第１の実施形態と共通するため説明は省略する。よって、以下では、車上制御装置におけるハンドオーバ要求手順について、図２０を参照して説明する。図２０は、車上制御装置におけるハンドオーバ要求処理を示すフローチャートである（図１８の１）〜５）に対応）。
【０１２５】
まず、図２０に示す通り、車上制御装置５００の列車速度・位置検知手段５２０１は、例えば、地上子通過後の速度発電機やパルスジェネレータのパルスカウント値を基に、列車の速度及び位置を検知する（Ｓ２００１）。そして、この列車速度・位置検知手段５２０１で検知した列車の速度及び位置情報に基づいて、自列車位置把握手段５２０２は、自列車の位置を把握する（Ｓ２００２）。
【０１２６】
自列車位置把握手段５２０２により自列車の位置が把握されると、ハンドオーバ点通過判定手段５２０３は、当該自列車がハンドオーバ点を通過するかによりハンドオーバ要求の有無を判定する（Ｓ２００３）。このハンドオーバ点通過判定手段５２０３により自列車がハンドオーバ点を通過したことにより「ハンドオーバ要求の必要性有り」と判定された場合には（Ｓ２００３のＹＥＳ）、ハンドオーバ設定手段５２０４は、ハンドオーバ要求を有りと設定する（Ｓ２００４）。
【０１２７】
一方、ハンドオーバ点通過判定手段５２０３により自列車がハンドオーバ点を通過していないことにより「ハンドオーバ要求の必要性無し」と判定された場合には（Ｓ２００３のＮＯ）、ハンドオーバ設定手段５２０４は、ハンドオーバ要求を無しと設定する（Ｓ２００５）。
【０１２８】
そして、ハンドオーバ要求送信手段５２０５は、上記Ｓ２００４又はＳ２００５においてハンドオーバ設定手段５２０４により設定されたハンドオーバ要求に関する情報を、車上無線局４００と無線基地局２００経由で接続されている拠点装置１００に対して送信する（Ｓ２００６）。
【０１２９】
［３．３．効果］
以上のような第３の実施形態によれば、予め定められたハンドオーバ点と列車位置との位置関係に基づいて、ハンドオーバの必要性を判定処理及びハンドオーバ要求を車上主体で行っているため、電波強度による評価に比較して、当該ハンドオーバの確実性を向上させることができ、これにより地上側と車上側との通信の遮断を最小限に抑制することができる。
【０１３０】
［４．第４の実施形態］
［４．１．構成］
次に、本発明の第４の実施形態に係る列車制御システムの構成について、図２１及び２２を参照して以下に説明する。第４の実施形態は、図２１及び２２に示す通り、第３の実施形態に係る構成に、第１又は第２の実施の形態に係る構成を組み合わせたものであり、具体的な説明は省略し概略構成のみ以下に示す。なお、図２１における１）〜２６)及び１Ａ）〜５Ａ）は、本実施の形態でハンドオーバを実施する際の主な処理及び情報を、ハンドオーバ手順に沿って示したものであり、図２２における１）〜２６)及び１Ｂ）〜５Ｂ）も同様である。
【０１３１】
まず、図２１に示す列車制御システムは、第３の実施形態に係る構成に、第１の実施形態の無線基地局２００の構成を組み合わせたものであり、具体的には、第３の実施形態と同じように、車上制御装置５００に、列車速度・位置検知手段５２０１，自列車位置把握手段５２０２，ハンドオーバ点通過判定手段５２０３，ハンドオーバ設定手段５２０４，ハンドオーバ要求送信手段５２０５を備え、また、第１の実施形態と同じように、無線基地局２００に、再送カウント手段２１０１，通信品質評価手段２１０２，評価終了判定手段２１０３，ハンドオーバ判定手段２１０４，ハンドオーバ設定手段２１０５，ハンドオーバ終了判定手段２１０６，ハンドオーバ要求送信手段２１０７，チャンネル予約状況送受信手段２１０８を備えている。なお、各手段の詳細は説明は共通するため省略する。
【０１３２】
一方、図２２に示す列車制御システムは、第３の実施形態に係る構成に、第２の実施形態に係る車上無線局４００の構成を組み合わせたものであり、具体的には、第３の実施形態と同様な車上制御装置５００を備え、また、第２の実施形態と同じように、車上無線局４００に、再送カウント手段４２０１，通信品質評価手段４２０２，ハンドオーバ判定手段４２０３，ハンドオーバ設定手段４２０４，ハンドオーバ要求送信手段４２０５を備えている。なお、各手段の詳細は説明は共通するため省略する。
【０１３３】
［４．２．作用］
なお、上記のような構成を有する第４の実施形態に係る列車制御システムの作用は、基本的に、上述した第３の実施形態の作用を有しつつ、第１の実施形態又は第２の実施形態による作用も実現可能というものであって、各作用は前述したものと同様である。
【０１３４】
すなわち、第３の実施形態の構成に、第１の実施形態の無線基地局２００の構成を組み合わせた図２２に示した列車制御システムでは、第３の実施形態と同様に、図２０の通り、自列車がハンドオーバ点を通過すれば、車上制御装置５００よりハンドオーバを要求する。一方で、自列車がハンドオーバ点の通過前であっても、第１の実施形態と同様に、図６及び７に示した通り、通品品質評価結果からハンドオーバ要求の必要性有りと判定された場合には、無線基地局２００より拠点装置１００へハンドオーバを要求する。
【０１３５】
また、第３の実施形態の構成に、第２の実施形態の車上無線局４００の構成を組み合わせた図２３に示した列車制御システムでは、第３の実施形態と同様に、図２０の通り、自列車がハンドオーバ点を通過すれば、車上制御装置５００よりハンドオーバを要求する。一方で、自列車がハンドオーバ点の通過前であっても、第２の実施形態と同様に、図１６及び１７に示した通り、通品品質評価結果からハンドオーバ要求の必要性有りと判定された場合には、車上無線局４００より拠点装置１００へハンドオーバを要求する。なお、通信品質評価処理及びハンドオーバ要求処理以外の作用は、第１の実施形態と共通するため説明は省略する。
【０１３６】
［５．第５の実施形態］
［５．１．構成］
［５．１．１．全体構成］
次に、本発明の第５の実施形態に係る列車制御システムについて説明するが、図２３に示す通り、当該システムの概略構成は、第１の実施形態と同様であるため、説明は省略し同じ符号を付すものとする。なお、図２３は、第５の実施形態に係る列車制御システムの全体構成を示す図である。
【０１３７】
なお、第５の実施形態では、車上無線局４００の通信相手である無線基地局２００が、ハンドオーバにより走行方向下流側に隣接する無線基地局２００に変更されようとする際に、連動条件の一部にハンドオーバ先の無線基地局２００の空きチャンネル状況を追加するという点に特徴を有するので、第１の実施形態に係る列車システムの概略構成に追加した下記機能を説明する。
【０１３８】
［５．１．２．指令所装置の構成］
まず、指令所装置７００の構成について説明する。図２３に示す通り、指令所装置７００は、列車の走行制御やダイヤ管理等の種々の指令を、拠点装置１００、無線基地局２００、車上無線局４００を介して列車に送信するが、特に、その１つとして前述したように、列車の在線情報等を踏まえ当該列車の路線上のルート設定要求を送信するルート設定要求手段を備えている。
【０１３９】
［５．１．３．拠点装置の構成］
また、拠点装置１００は、図３に示した第１の実施形態に係る構成に加え、図２４に示す通り、まず、指令所装置７００から送信されたルート設定要求を受信するルート設定要求受信手段１２０１を備えている。この拠点装置１００は、また、管轄下にある各無線基地局２００における空きチャンネルの有無を探索するため、空きチャンネル探索指令を当該各無線基地局２００に送信する空きチャンネル探索指令送信手段１２０２を備えている。
【０１４０】
さらに、この拠点装置１００は、ルート設定要求受信手段１２０１を通じてルート設定要求を受信すると、空きチャンネル探索指令送信手段１２０２により空きチャンネル探索指令が送信されたことによる各無線基地局２００からの探索結果から、空きチャンネルの有無を判定し、有った場合に当該空きチャンネルを抽出する空きチャンネル判定手段１２０３を備えている。
【０１４１】
また、拠点装置１００は、指令所装置７００により送信されるルート設定等に基づいて、制御対象となっている各列車の停止限界位置を設定する停止限界位置設定手段１２０４を備えている。この停止限界位置とは、各列車が予定している走行路上をどこまで走行してよいかを示すものであり、通常、停止限界位置を設定する際の支障位置の候補には、例えば、対象列車の前方を走行する列車の尾端、あるいは対象列車の走行方向に転換していない分岐器等が採用される。
【０１４２】
なお、対象となる列車と現在無線通信を確立している無線基地局２００の走行方向下流側に隣接する無線基地局２００に空きチャンネルが存在しない場合には、上記支障位置の候補を、例えば、空きスロットの無い無線基地局２００の通信領域境界（入側）とし、対象列車と現在無線通信を確立している無線基地局２００の通信範囲を逸脱しないように停止限界位置を設定する。
【０１４３】
また、対象列車の前方を走行する列車、あるいは対象列車の走行方向に転換していない分岐器等の対象列車の安全な走行に支障をきたすものが存在する場合には、これら支障物の位置（列車尾端位置、分岐器の稼動範囲の始端等。）よりもさらに手前側に制御上の余裕距離をとった位置を停止限界位置として設定する。
【０１４４】
［５．１．４．無線基地局の構成］
無線基地局２００は、第１の実施形態の構成に加え、図２５に示す通り、拠点装置１００からの空きチャンネル探索指令を受信する空きチャンネル探索指令受信手段２２０１を備えている。
【０１４５】
また、無線基地局２００は、空きチャンネル探索指令受信手段２２０１を通じて、受信した空きチャンネル探索指令に基づき、自身の局内に空きチャンネルが有るかを探索する空きチャンネル探索手段２２０２を備えている。加えて、無線基地局２００は、空きチャンネル探索手段２２０２による探索結果を拠点装置１００に送信する空きチャンネル情報送信手段２２０３を備えている。
【０１４６】
［５．２．作用］
次に、上記のような構成を有する第５の実施形態に係る列車制御システムの作用について、図２６及び２７を参照して以下に説明する。特に、以下では、指令所装置７００から無線基地局２００にルート設定要求があった際の、拠点装置１００及び無線基地局２００における空きチャンネル探索及び各列車の停止限界位置設定の手順について説明する。
図２６は、無線基地局２００における空きチャンネル探索処理を示すフローチャートであり、図２７は、拠点装置１００における空きチャンネル探索と停止限界位置の設定処理を示すフローチャートである。
【０１４７】
［５．２．１．空きチャンネル探索処理（無線基地局）］
まず、指令所装置７００によるルート設定要求の有無にかかわらず、拠点装置１００からの空きチャンネル探索指令を基に常時行われている無線基地局２００における空きチャンネル探索手順について、図２６を参照して以下に説明する。
【０１４８】
図２６に示す通り、拠点装置１００の空きチャンネル探索指令送信手段１２０２により空きチャンネル探索指令が各無線基地局２００に向けて送信されると、無線基地局２００の空きチャンネル探索指令受信手段２２０１は、当該空きチャンネル探索指令を受信する（Ｓ２６０１）。そして、空きチャンネル探索指令受信手段２２０１により空きチャンネル探索指令を受信すると、空きチャンネル探索手段２２０２は、自身の無線基地局２００内に空きチャンネルが存在するかを探索する（Ｓ２６０２）。
【０１４９】
空きチャンネル探索手段２２０２により空きチャンネルが存在すると判定された場合には（Ｓ２６０２のＹＥＳ）、空きチャンネル情報送信手段２２０３は、この空きチャンネルを拠点装置１００に送信する（Ｓ２６０３）。一方、空きチャンネル探索手段２２０２により空きチャンネルが存在しないと判定された場合には（Ｓ２６０２のＮＯ）、空きチャンネル情報送信手段２２０３は、空きチャンネルが存在しない旨を装置１００に送信する（Ｓ２６０４）。
【０１５０】
［５．２．２．空きチャンネル探索と停止限界位置の設定処理（拠点装置）］
次に、指令所装置７００から無線基地局２００にルート設定要求があった際の、拠点装置１００における空きチャンネル探索及び各列車の停止限界位置設定の手順について、図２７を参照して以下に説明する。図２７に示す通り、指令所装置７００からルート設定要求が送られると、拠点装置１００では、まず、ルート設定要求受信手段１２０１は、当該ルート設定要求を受信する（Ｓ２７０１）。
【０１５１】
ルート設定要求受信手段１２０１を通じてルート設定要求を受信すると、空きチャンネル判定手段１２０３は、空きチャンネル探索指令送信手段１２０２により空きチャンネル探索指令が送信されたことによる各無線基地局２００からの探索結果から、空きチャンネルの有無を判定する（Ｓ２７０２）。具体的には、図２６に示した通り、拠点装置１００からの空きチャンネル探索指令に基づく、無線基地局２００における空きチャンネルの探索結果により、空きチャンネルが有るかを判定する。
【０１５２】
空きチャンネル判定手段１２０３により空きチャンネルが有ると判定された場合には（Ｓ２７０２のＹＥＳ）、指令所装置７００からのルート設定に関する情報を基に、停止限界位置設定手段１２０４は、この各無線基地局２００における空きチャンネルを考慮して、指令所装置７００において制御対象する列車の停止限界位置を設定する（Ｓ２７０３）。
【０１５３】
一方、対象列車と現在無線通信を確立している無線基地局２００の下流側に隣接する無線基地局２００に、空きチャンネルがないと判定された場合には（Ｓ２７０２ＮＯ）、支障位置の候補として、空きスロットの無い無線基地局２００の通信領域境界（入側）を代用し、対象列車が現在無線通信を確立している無線基地局２００の通信範囲を逸脱しないように停止限界位置を設定する（Ｓ２７０４）。
【０１５４】
［５．３．効果］
以上のような第５の実施形態によれば、拠点装置１００では、管轄内の無線基地局２００の空きチャンネル有無を常時把握しているので、指令所装置７００によるルート設定の際には適切に空きチャンネルを確保、あるいは当該チャンネルがない旨を伝えることが可能となる。これにより、各列車に送信する停止限界位置情報を作成する際に、ハンドオーバ予定の無線基地局の空きチャンネル有無を考慮することができる。
【０１５５】
［他の実施形態］
なお、本発明は、上記第１及び第２の実施形態の列車制御システムのような地上側に複数設置される無線基地局２００が沿線ネットワーク（有線）で接続されている全体構成に限定するものではなく、例えば、図２８及び図２９に示すような無線基地局２００同士を無線通信ネットワークで接続する態様も包含する。
【符号の説明】
【０１５６】
１００…拠点装置
１１０１…ハンドオーバ要求受信手段
１１０２…ハンドオーバ有無判定手段
１１０３…接続系統判定手段
１１０４…チャンネル予約手段
１１０５…予約確認手段
１１０６…予約済情報設定手段
１１０７…下流拠点装置用チャンネル予約要求作成手段
１１０８…チャンネル予約要求送信手段
１１０９…チャンネル予約終了判定手段
１１１０…チャンネル予約要求受信手段
１１１１…上流側チャンネル予約手段
１１１２…上流側予約終了判定手段
１１１３…予約結果送信手段
１１１４…チャンネル予約結果受信手段
１１１５…上流側予約確認手段
１１１６…上流側予約済情報設定手段
１１１７…上流側チャンネル予約終了判定手段
１１１８…チャンネル予約状況更新手段
１１１９…チャンネル予約状況送信手段
１１２０…予約状況送信終了判定手段
１２０１…ルート設定要求受信手段
１２０２…空きチャンネル探索指令送信手段
１２０３…空きチャンネル判定手段
１２０４…停止限界位置設定手段
２００…無線基地局
２１０１…再送カウント手段
２１０２…通信品質評価手段
２１０３…評価終了判定手段
２１０４…ハンドオーバ判定手段
２１０５…ハンドオーバ設定手段
２１０６…ハンドオーバ終了判定手段
２１０７…ハンドオーバ要求送信手段
２１０８…チャンネル予約状況送受信手段
２２０１…空きチャンネル探索指令受信手段
２２０２…空きチャンネル探索手段
２２０３…空きチャンネル情報送信手段
３００…沿線ネットワーク
４００…車上無線局
４１０１…チャンネル予約状況受信手段
４１０２…予約確認手段
４１０３…進入可否情報作成手段
４１０４…通信切替手段
４１０５…進入可否情報送信手段
４２０１…再送カウント手段
４２０２…通信品質評価手段
４２０３…ハンドオーバ判定手段
４２０４…ハンドオーバ設定手段
４２０５…ハンドオーバ要求送信手段
５００…車上制御装置
５１０１…進入可否情報受信手段
５１０２…走行制御手段
５２０１…列車速度・位置検知手段
５２０２…自列車位置把握手段
５２０３…ハンドオーバ点通過判定手段
５２０４…ハンドオーバ設定手段
５２０５…ハンドオーバ要求送信手段
６００…拠点間通信ネットワーク
７００…指令所装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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