(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冗長系を構成する速度検出装置により生成される速度情報を入力して、鉄道車両の位置及び速度を取得することにより前記鉄道車両の動作を制御する車上保安装置において、
前記速度検出装置は、
前記鉄道車両の前後に設置され、
前記鉄道車両から地上に向けて電磁波を照射する一方で地上からの反射波を受信し、
前記照射した電磁波の周波数と、前記受信した反射波の周波数との差分に基づいて、前記速度情報を生成し、
前記車上保安装置は、
欠測した速度情報を入力した場合、欠測した速度情報と、前記鉄道車両の位置とが予め関連付けられた位置関連情報を参照して、前記鉄道車両の位置を取得し、欠測していない速度情報を入力した場合、該欠測していない速度情報により示される前記鉄道車両の速度を取得し、
前記速度検出装置により生成される速度情報の全てに欠測がない場合、前記欠測していない速度情報により示される速度を比較して、前記速度検出装置の故障の有無を判断する
ことを特徴とする車上保安装置。
【請求項２】
前記速度検出装置は、
前記鉄道車両の両端の車両に設置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車上保安装置。
【請求項３】
前記速度検出装置は、
予め定められた反射率を有する素材が設置されている位置と、前記素材が設置されていない位置とで異なる強度の反射波を受信し、
前記素材からの反射波を受信した場合には前記欠測した速度情報を生成し、前記素材が設置されていない位置からの反射波を受信した場合には前記欠測していない速度情報を生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の車上保安装置。
【請求項４】
前記車上保安装置は、
前記速度検出装置により生成される速度情報の全てに欠測がある場合、前記位置関連情報を参照して前記鉄道車両の位置を取得するとともに、前記欠測した情報を補完し、補完した後の速度情報により示される前記鉄道車両の速度を取得する
ことを特徴とする請求項３に記載の車上保安装置。
【請求項５】
前記車上保安装置は、
前記鉄道車両の位置及び速度に基づいて、前記鉄道車両を予め定められた停止点に停止させるためのブレーキパターンを算出し、該ブレーキパターンと前記鉄道車両の速度とに基づいて、ブレーキ指示を出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の車上保安装置。
【請求項６】
前記車上保安装置は、
前記鉄道車両の位置及び速度に基づいて、前記鉄道車両に関する案内情報を出力する
ことを特徴とする請求項５に記載の車上保安装置。
【請求項７】
前記車上保安装置は、
前記欠測した速度情報と、前記速度検出装置間の距離とに基づいて、前記鉄道車両の速度を算出し、該算出した速度と、前記欠測していない速度情報により示される速度とを比較して、前記速度検出装置が正常に動作しているか否かを判断する
ことを特徴とする請求項５に記載の車上保安装置。
【請求項８】
前記位置関連情報は、
前記欠測した速度情報と、前記鉄道車両の位置と、前記鉄道車両の進行方向とが予め関連付けられており、
前記車上保安装置は、
前記位置関連情報を参照して、前記鉄道車両の進行方向を取得する
ことを特徴とする請求項５に記載の車上保安装置。
【請求項９】
前記車上保安装置は、
前記位置関連情報を参照して、地上に対する前記鉄道車両の位置を示す絶対位置及び一の絶対位置からの距離を示す相対位置を取得する
ことを特徴とする請求項５に記載の車上保安装置。
【請求項１０】
冗長系を構成する速度検出装置と、前記速度検出装置により生成される速度情報を入力して、鉄道車両の位置及び速度を取得することにより前記鉄道車両の動作を制御する車上保安装置とを備える車上保安システムにおいて、
前記速度検出装置は、
前記鉄道車両の前後に設置され、
前記鉄道車両から地上に向けて電磁波を照射する一方で予め定められた反射率を有する素材が設置されている位置と、前記素材が設置されていない位置とで異なる強度の反射波を受信し、
前記照射した電磁波の周波数と、前記受信した反射波の周波数との差分に基づいて、前記素材からの反射波を受信した場合には欠測した速度情報を生成し、前記素材が設置されていない位置からの反射波を受信した場合には欠測していない速度情報を生成し、
前記車上保安装置は、
前記欠測した速度情報を入力する場合、欠測した速度情報と、前記鉄道車両の位置とが予め関連付けられた位置関連情報を参照して、前記鉄道車両の位置を取得し、
前記欠測していない速度情報を入力する場合、該欠測していない速度情報により示される前記鉄道車両の速度を取得し、
前記速度検出装置により生成される速度情報の全てに欠測がない場合、前記欠測していない速度情報により示される速度を比較して、前記速度検出装置の故障の有無を判断する
ことを特徴とする車上保安システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車上保安装置及び車上保安システムに関し、特に速度検出装置により検出された鉄道車両の速度に基づいて、鉄道車両の動作を制御する車上保安装置及び車上保安システムに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、鉄道車両の位置を検出する位置検出装置が開示されている。より具体的には、位置検出装置は鉄道車両に搭載され、ミリ波帯の電磁波を放射する電波送信器と、電磁波が物体に当たって反射された反射波を受信する電波受信器と、反射波の強度の変化パターンに基づいて、鉄道車両の位置を検出する認識装置とを備えることが開示されている。
【０００３】
この特許文献１によれば、鉄道車両の進行方向に沿って、安価な反射材を適当な間隔で予め設置しておき、反射材が設置されている位置と設置されていない位置とで電磁波を放射した際に得られる反射波の強度が異なることを利用している。そしてこの反射波の強度の変化パターンに基づいて鉄道車両の位置を検出することにより、低コスト化を実現しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１に記載の位置検出装置は、鉄道車両の「位置」を検出するだけであり、鉄道車両の「速度」を検出することはできない。鉄道車両の動作を制御するためには、位置に加えて速度も検出する必要があり、速度を検出するためには特許文献１に記載の位置検出装置とは別に、速度を検出する装置が新たに必要となる。速度を検出する装置としては、例えば特許文献１に記載の技術と同様にミリ波帯の電磁波を利用して速度を検出する速度検出装置がある。
【０００６】
また一般に鉄道車両の保安に関する装置では、冗長系が構成される。すなわち同一の装置を２以上組み合わせて１つの装置を構成する。冗長系が構成されることにより、たとえ一方の装置に障害が発生した場合でも、他方の装置により動作を継続することができるようにしている。或いは一方の装置と他方の装置とで検出される値を比較して、一致しない場合には安全側に動作する（例えば動作を停止する）ことができるようにしている。
【０００７】
この冗長系を特許文献１に記載の位置検出装置に採用すると、２以上の位置検出装置が必要になる。更に速度を検出する速度検出装置にも採用するとなると、鉄道車両の動作を制御するために必要な位置及び速度の情報を得るためには、合計４以上の検出装置が必要になる。よって検出装置の数が増加するという課題がある。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、鉄道車両の位置及び速度を検出する検出装置の数を削減しつつ、冗長系を構成し得る車上保安装置及び車上保安システムを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために、本発明においては、冗長系を構成する速度検出装置により生成される速度情報を入力して、鉄道車両の位置及び速度を取得することにより鉄道車両の動作を制御する車上保安装置において、速度検出装置は、鉄道車両の前後に設置され、鉄道車両から地上に向けて電磁波を照射する一方で地上からの反射波を受信し、照射した電磁波の周波数と、受信した反射波の周波数との差分に基づいて、速度情報を生成し、車上保安装置は、欠測した速度情報を入力した場合、欠測した速度情報と、鉄道車両の位置とが予め関連付けられた位置関連情報を参照して、鉄道車両の位置を取得し、欠測していない速度情報を入力した場合、欠測のない速度情報により示される鉄道車両の速度を取得し、前記速度検出装置により生成される速度情報の全てに欠測がない場合、前記欠測していない速度情報により示される速度を比較して、前記速度検出装置の故障の有無を判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、鉄道車両の位置及び速度を検出する検出装置の数を削減しつつ、冗長系を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車上保安システムの全体構成図である。
【図２】速度情報及び欠測パターンのグラフである。
【図３】車上保安装置の内部構成図である。
【図４】位置関連情報の内部構成図である。
【図５】位置及び速度取得処理のフローチャートである。
【図６】ブレーキパターンと速度との関係図である。
【図７】他の位置関連情報の内部構成図である。
【図８】他の速度算出処理の概念構成図である。
【図９】鉄道車両の進行方向を取得する処理の概念構成図である。
【図１０】絶対位置及び相対位置を取得する処理の概念構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１）全体構成
図１は、車上保安システム１の全体構成を示す。車上保安システム１は、鉄道車両１０に設置される速度検出装置１１、１２及び車上保安装置１３と、地上２０に設置される複数の素材２１とから構成される。
【００１３】
鉄道車両１０は、レールに沿って進行方向Ｘに進行する車両である。なおここでは鉄道車両として説明するが、必ずしも鉄道車両とは限らず、例えばモノレール、リニアモーターカー又は自動車等のような一般に乗り物と呼ばれる輸送車両であればよい。
【００１４】
速度検出装置１１及び１２は、ミリ波帯又は準ミリ波帯の電磁波を地上に向けて照射し、一方で地上からの反射波を受信し、照射した電磁波の周波数と受信した反射波の周波数との差分（ドップラーシフト量）に基づいて、地上に対する鉄道車両１０の速度を検出する装置である。
【００１５】
速度検出装置１１及び１２は、鉄道車両１０の速度を検出すると、速度を示す速度情報１１１及び１２１を生成して車上保安装置１３に出力する。本実施の形態においては、速度検出装置１１及び１２は、素材２１が設置されていない位置に電磁波を照射した場合と、素材２１が設置されている位置に電磁波を照射した場合とで、異なる強度の反射波を受信する（図２）。
【００１６】
速度検出装置１１及び１２は、素材２１が設置されていない位置に電磁波を照射した場合、予め定められた上限値以下かつ下限値以上の所定の範囲内の強度の反射波を受信する。この場合、速度検出装置１１及び１２は上記の通り、ドップラーシフト量に基づいて鉄道車両１０の速度を適切に検出し、適切な速度を示す速度情報１１１及び１２１を生成して車上保安装置１３に出力することができる。
【００１７】
これに対し速度検出装置１１及び１２は、素材２１が設置されている位置に電磁波を照射した場合、予め定められた上限値又は下限値のうちの何れかの閾値を超過した強度の反射波を受信する。この場合、速度検出装置１１及び１２は、ドップラーシフト量に基づいて鉄道車両１０の速度を検出することができず、欠測した速度情報（以下「欠測パターン」と呼ぶ）１１２及び１２２を生成して車上保安装置１３に出力する。
【００１８】
詳細については後述するが、車上保安装置１３は、この欠測パターン１１２及び１２２に基づいて鉄道車両１０の位置を取得することができる。
【００１９】
車上保安装置１３は、鉄道車両１０の位置及び速度に基づいてブレーキパターンを算出し、算出したブレーキパターンを現在速度が超過する場合にはブレーキ指示を各種機器（図示省略）に出力することにより、鉄道車両１０を停止点近傍に安全に停止させる保安装置である。
【００２０】
本実施の形態において車上保安装置１３は、速度検出装置１１及び１２からの速度情報１１１及び１２１に基づいて鉄道車両１０の「速度」を取得し、欠測パターン１１２及び１２２に基づいて鉄道車両１０の「位置」を取得するように構成される。
【００２１】
具体的には車上保安装置１３は、欠測パターン１１２及び１２２と、位置とが予め関連付けられた位置関連情報を予め保持しており（図３及び図４）、速度検出装置１１及び１２からの欠測パターン１１２及び１２２を入力すると、この位置関連情報を参照して、入力した欠測パターン１１２及び１２２に関連付けられた位置を取得する。
【００２２】
このように位置検出装置を設置せず、速度検出装置１１及び１２だけを設置するようにして欠測パターン１１２及び１２２により位置を取得するようにしたので、鉄道車両１０の位置及び速度を検出する検出装置の数を削減しつつ、冗長系を構成することができる。
【００２３】
素材２１は、レールやバラストとは異なる反射率を有する物質により構成される。例えば素材２１はゴムであり、鉄道車両１０の進行方向Ｘに沿って複数設置される。設置態様としては、速度検出装置１１及び１２が特定の形状の欠測パターン１１２及び１２２を生成することができ、かつ、欠測パターン１１２と１２２とを同時に検出することのないように設置される。
【００２４】
例えば素材２１は、速度検出装置１１から電磁波が照射されると、特定の強度の反射波を速度検出装置１１に返す。この特定の強度の反射波に基づいて、速度検出装置１１は特定の欠測パターン１１２を生成することができる。そしてこの欠測パターン１１２に基づいて、車上保安装置１３は鉄道車両１０の位置を取得することができる。
【００２５】
一方で速度検出装置１２から素材２１が設置されていない位置に電磁波が照射されると、地上２０は所定範囲内の強度の反射波を速度検出装置１２に返す。この所定範囲内の強度の反射波に基づいて、速度検出装置１２は速度情報１２１を生成することができる。そしてこの速度情報１２１に基づいて、車上保安装置１３は鉄道車両１０の速度を取得することができる。
【００２６】
これに対し、速度検出装置１１及び１２の両方が同時に欠測パターン１１２及び１２２を生成し、これを車上保安装置１３に出力することになると、車上保安装置１３は鉄道車両１０の「位置」を特定することはできても「速度」を取得することができなくなる。
【００２７】
よって素材２１は、速度検出装置１１及び１２の両方が同時に素材２１からの反射波を受信することのないように設置される。ここでは素材２１からの反射波を速度検出装置１１が受信し、素材２１が設置されていない地上２０からの反射波を速度検出装置１２が受信するように図示されている。
【００２８】
（２）速度情報及び欠測パターンの概要
図２は、反射波の強度に応じて生成される速度情報及び欠測パターンのグラフを示す。
図２の上段は、速度検出装置１１及び１２により受信される反射波の強度と、時間との関係を示す。縦軸には反射波の強度、横軸には時間が示されている。速度検出装置１１及び１２は、それぞれ予め定められた上限値以下かつ下限値以上の範囲内の強度の反射波と、上限値又は下限値を超えた強度の反射波とを受信する。
【００２９】
速度検出装置１１及び１２が上限値又は下限値を超えた強度の反射波を受信する位置は、素材２１が設置されている位置である。図１の説明で上記した通り、素材２１は、速度検出装置１１及び１２の両方が同時に素材２１からの反射波を受信することのないように設置される。すなわち速度検出装置１１が上限値又は下限値を超えた強度の反射波を受信する場合には速度検出装置１２は所定範囲内の強度の反射波を受信する。逆もまた同様である。
【００３０】
図２の下段は、速度検出装置１１及び１２により検出される鉄道車両１０の速度と、時間との関係を示す。縦軸には鉄道車両１０の速度、横軸には時間が示されている。速度検出装置１１及び１２は、照射した電磁波の周波数と受信した反射波の周波数とを用いてドップラーシフト量を計算し、鉄道車両１０の速度を検出するが、速度の検出に用いた反射波が上限値又は下限値を超えた強度の反射波である場合、速度を検出することができずに速度情報が欠測する。
【００３１】
この欠測した速度情報（すなわち欠測パターン）が車上保安装置１３に入力されると、車上保安装置１３は、予め保持する位置関連情報を参照して鉄道車両１０の位置を取得することになる。鉄道車両１０の速度については、速度情報１１１及び１２１のうちの少なくとも何れか一方により常時生成されて車上保安装置１３に出力される。よって車上保安装置１３は、鉄道車両１０の速度を常時取得することができる。
【００３２】
ここでは時間ｔ０〜ｔ１の間は、速度情報１１１及び１２１の両方が速度検出装置１１及び１２により生成されていることが示されている。この場合、車上保安装置１３は何れか一方を取得することにより鉄道車両１０の速度を得ることができる。時間ｔ２〜ｔ３の間、ｔ４〜ｔ５の間、ｔ６〜ｔ７の間及びｔ８以降も同様である。
【００３３】
一方で時間ｔ１〜ｔ２の間は、速度検出装置１１からは欠測パターン１１２が生成され、速度検出装置１２からは速度情報１２１が生成されていることが示されている。この場合、車上保安装置１３は欠測パターン１１２に基づいて鉄道車両１０の位置を取得し、速度情報１２１により鉄道車両１０の速度を得る。時間ｔ５〜ｔ６の間も同様である。
【００３４】
また時間ｔ３〜ｔ４の間は、逆に速度検出装置１１からは速度情報１１１が生成され、速度検出装置１２からは欠測パターン１２２が生成されていることが示されている。この場合、車上保安装置１３は速度情報１１１により鉄道車両１０の速度を得る一方で、欠測パターン１２２に基づいて鉄道車両１０の位置を取得する。時間ｔ７〜ｔ８の間も同様である。
【００３５】
（３）車上保安装置の内部構成
図３は、車上保安装置１３の内部構成を示す。車上保安装置１３は、一般的なコンピュータであり、プロセッサ１３１、Ｉ／Ｆ部１３２及びメモリ１３３を備える。プロセッサ１３１は、メモリ１３３に格納される各種プログラム（図示省略）と協働して、車上保安装置１３の動作を統括的に制御する演算処理装置である。
【００３６】
Ｉ／Ｆ部１３２は、入出力装置であり、例えば外部機器と通信するためのネットワークインタフェース、ユーザの入力を受け付けるマウスやキーボード、各種情報を表示画面に表示するディスプレイ等である。メモリ１３３は、記憶媒体であり、例えばハードディスクドライブやフラッシュメモリ等である。メモリ１３３には、各種プログラムが格納される他、ここでは特に位置関連情報１３３１が格納される。
【００３７】
図４は、位置関連情報１３３１の概念構成を示す。位置関連情報１３３１は、速度検出装置１１及び１２から出力される欠測パターン１１２及び１２２と、鉄道車両１０の位置とを予め関連付けた情報であり、欠測パターン欄１３３１１及び位置欄１３３１２から構成される。欠測パターン欄１３３１１には、複数種類の欠測パターンが格納される。位置欄１３３１２には、鉄道車両１０の走行上の各位置が格納される。なおこの位置は、地上２０に対する鉄道車両１０の位置（絶対位置）であってもよいし、ある位置からの距離を示す相対位置であってもよい。
【００３８】
（４）フローチャート
図５は、位置及び速度取得処理のフローチャートを示す。この処理は、車上保安装置１３が速度検出装置１１及び１２からの速度情報又は欠測パターンを入力したタイミングで、車上保安装置１３のプロセッサ１３１と、メモリ１３３に格納されているプログラムとの協働により実行される。説明の便宜上、処理主体を車上保安装置１３として説明する。
【００３９】
まず車上保安装置１３は、速度検出装置１１からの速度情報に欠測が生じていないか否かを判断する（ＳＰ１）。この判断で肯定結果を得ると（ＳＰ１：Ｙ）、車上保安装置１３は、速度検出装置１２からの速度情報に欠測が生じていないか否かを判断する（ＳＰ２）。
【００４０】
この判断でも肯定結果を得ると（ＳＰ２：Ｙ）、車上保安装置１３は速度情報１１１及び１２１の両方を取得していることになる。この場合、車上保安装置１３は速度情報１１１及び１２１のうちの何れか一方の速度情報により鉄道車両１０の速度を取得するとともに、速度情報１１１と速度情報１２１とを比較して速度検出装置１１及び１２の故障の有無を判断して（ＳＰ３）、本処理を終了する。
【００４１】
例えば速度情報１１１と速度情報１２１との値が異なる場合、車上保安装置１３は速度検出装置１１又は１２の何れか一方の検出装置が故障しているものと判断する。この場合、車上保安装置１３は保安のために各種機器にブレーキ指示を出力し、鉄道車両１０が安全側に動作するように制御する。或いは故障していない速度検出装置１１又は１２の何れかを用いて継続走行するように制御するようにして、冗長性を確保することができる。
【００４２】
これに対しステップＳＰ２の判断で否定結果を得ると（ＳＰ２：Ｎ）、車上保安装置１３は、速度検出装置１１からの速度情報１１１により鉄道車両１０の速度を取得し、一方で速度検出装置１２からの欠測パターン１２２と位置関連情報１３３１とに基づいて、鉄道車両１０の位置を取得して（ＳＰ４）、本処理を終了する。
【００４３】
ステップＳＰ１に戻り、この判断で否定結果を得ると（ＳＰ１：Ｎ）、車上保安装置１３は速度検出装置１２からの速度情報に欠測が生じていないか否かを判断する（ＳＰ５）。この判断で肯定結果を得ると（ＳＰ５：Ｙ）、車上保安装置１３は、速度検出装置１２からの速度情報１２１により鉄道車両１０の速度を取得し、一方で速度検出装置１１からの欠測パターン１１２と位置関連情報１３３１とに基づいて、鉄道車両１０の位置を取得して（ＳＰ６）、本処理を終了する。
【００４４】
これに対しステップＳＰ５の判断で否定結果を得ると（ＳＰ５：Ｎ）、車上保安装置１３は速度検出装置１１又は１２の何れか一方の欠測パターンと位置関連情報１３３１とに基づいて鉄道車両１０の位置を取得し、一方で他の情報に基づいて欠測した速度情報１１１又は１２１を補完して鉄道車両１０の速度を取得し（ＳＰ７）、本処理を終了する。
【００４５】
欠測した速度情報１１１又は１２１を補完する手法としては、例えば欠測が生じる前後の速度に基づいて補完する手法がある。または速度検出装置１１が欠測パターン１１２を受信した時刻と、速度検出装置１２が欠測パターン１１２と同一の欠測パターン１２２を受信した時刻との差分を計算し、差分の値で鉄道車両１０の長さＬを割ることにより速度を算出する手法がある。
【００４６】
なお基本的には、速度検出装置１１及び１２の両方が同時に欠測パターン１１２及び１２１を受信することのないように素材２１を設置するとしているため、ステップＳＰ７の処理に移行することはないが、仮にステップＳＰ７に移行した場合には上記の処理が実行される。
【００４７】
（５）車上保安装置の出力結果
図６は、ブレーキパターンＰと速度Ｖとの関係を示す。縦軸には速度が示されており、横軸には距離が示されている。ブレーキパターンＰは、鉄道車両１０を停止点Ｄ１で停止させようとする場合に車上保安装置１３により算出されるブレーキパターンである。ブレーキパターンＰは、鉄道車両１０の位置及び速度に基づいて算出される。
【００４８】
速度Ｖは、鉄道車両１０の速度であり、欠測パターンを含まない速度情報１１１及び１２１に基づいて、速度検出装置１１及び１２により検出され、車上保安装置１３により取得される。
【００４９】
車上保安装置１３は、この速度Ｖを常時監視しており、速度ＶがブレーキパターンＰを超過すると各種機器にブレーキ指示を出力する。ここでは距離ｄ１１で速度ＶがブレーキパターンＰを超過しているため、車上保安装置１３は鉄道車両１０が距離ｄ１１を通過したタイミングでブレーキ指示を出力する。この場合、鉄道車両１０は減速し、停止点Ｄ１の手前で停止する。
【００５０】
（６）本実施の形態による効果
以上のように本実施の形態によれば、鉄道車両１０の前後に速度検出装置１１及び１２を設置し、地上２０には複数の素材２１を設置し、速度検出装置１１及び１２により生成された速度情報１１１及び１２１と、欠測パターン１１２及び１２２とを車上保安装置１３が入力し、車上保安装置１３は、速度情報１１１及び１２１により鉄道車両１０の「速度」を連続的に取得し、欠測パターン１１２及び１２２と位置関連情報１３３１とに基づいて、鉄道車両１０の「位置」を適宜取得するようにした。位置検出装置を設置しなくとも、速度検出装置１１及び１２だけで鉄道車両１０の位置及び速度を取得することができるようにし、また速度検出装置１１及び１２の故障の有無を判断するようにしたので、検出装置の数を削減しつつ、冗長系を構成することができる。
【００５１】
（７）他の実施の形態
図７は、他の位置関連情報１３３１Ａの内部構成を示す。他の位置関連情報１３３１Ａは、出力情報欄１３３１３が追加されている点で、位置関連情報１３３１と異なる。出力情報欄１３３１３には、車上保安装置１３が外部機器に出力する情報が格納される。外部機器とは、例えば運転台のモニタ画面、客室内のモニタ画面又は客室内のスピーカ等である。また出力する情報とは、例えば画像、動画又は音声等である。
【００５２】
ここでは車上保安装置１３が欠測パターン１１２又は１２２に関連付けられた位置として「Ｘ１」を取得した場合、運転台のモニタ、客室内のモニタ又は客室内のスピーカにより「次はＡＢＣ駅です」という案内情報を出力することが示されている。これにより運転士や利用者に注意喚起を行い、停止点の誤通過や降り忘れを防止することができる。
【００５３】
図８は、他の速度算出処理の概念構成を示す。ここでは図２の上段において示したグラフと同様、速度検出装置１１及び１２により受信される反射波の強度と、時間との関係を示すグラフを用いて、他の速度算出処理について説明する。
【００５４】
まず車上保安装置１３は、速度検出装置１１が地点ｘ１を通過した時刻と、速度検出装置１２から地点ｘ１を通過した時刻との差分を計算して、時間Δｔ１を取得する。次いで車上保安装置１３は、速度検出装置１１と速度検出装置１２との間の距離Ｌと、時間Δｔ１とに基づいて、鉄道車両１０の速度ΔＶ１を算出する。
【００５５】
このようにして車上保安装置１３は、速度検出装置１１及び１２からの速度情報１１１及び１２１以外の情報からも鉄道車両１０の速度を算出して取得することができる。この場合、車上保安装置１３は、速度情報１１１及び１２１により示される速度と、速度ΔＶ１とを比較して、速度検出装置１１及び１２が正常に動作しているか否かを監視することができる。
【００５６】
図９は、鉄道車両１０の進行方向を取得する処理の概念構成を示す。ここでは図２の上段において示したグラフと同様、速度検出装置１１及び１２により受信される反射波の強度と、時間との関係を示すグラフを用いるとともに、素材２１の設置態様を参照して、鉄道車両１０の進行方向を取得する処理について説明する。
【００５７】
鉄道車両１０の進行方向が「下り」の場合、速度検出装置１１及び１２は、素材２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの順にこれらの素材からの反射波を受信する。速度検出装置１１及び１２は、これらをまとめてひとつの欠測パターンとして車上保安装置１３に出力する。ここでは特にこのときの欠測パターンを「欠測パターンＡ」と呼ぶ。
【００５８】
同様に鉄道車両１０の進行方向が「上り」の場合、速度検出装置１１及び１２は、素材２１Ｃ、２１Ｂ、２１Ａの順（下りとは逆の順番）にこれらの素材からの反射波を受信する。速度検出装置１１及び１２は、これらをまとめてひとつの欠測パターンとして車上保安装置１３に出力する。ここでは特にこのときの欠測パターンを「欠測パターンＢ」と呼ぶ。
【００５９】
車上保安装置１３は、位置関連情報１３３１の欠測パターン欄１３３１１において欠測パターンＡとＢとを区別して格納しておくことにより、鉄道車両１０の位置を把握することができることに加えて、鉄道車両１０の進行方向についても特定することができる。
【００６０】
図１０は、絶対位置及び相対位置を取得する処理の概念構成を示す。ここでは素材２１の設置態様を参照して、鉄道車両１０の絶対位置及び相対位置を取得する処理について説明する。なお絶対位置とは、地上２０に対する鉄道車両１０の位置である。また相対位置とは、ある絶対位置を基準としたときにこの絶対位置からの距離である。
【００６１】
まず速度検出装置１１及び１２は、素材２１Ａからの反射波に基づいて、欠測パターン１１２及び１２２を生成し、欠測パターン１１２及び１２２を車上保安装置１３に出力する。車上保安装置１３は、この欠測パターン１１２及び１２２と、位置関連情報１３３１とに基づいて、鉄道車両１０の絶対位置ｘ１を取得する。
【００６２】
次いで速度検出装置１１及び１２は、単一の素材２１Ｂからの反射波に基づいて、パターン化されていない欠測した速度情報を生成し、これを車上保安装置１３に出力する。車上保安装置１３は、このパターン化されていない欠測した速度情報と、位置関連情報１３３１とに基づいて、鉄道車両１０の相対位置ａ１を取得する。ここでの相対位置ａ１とは、具体的には絶対位置ｘ１からの距離である。
【００６３】
同様にして車上保安装置１３は、欠測パターン１１２、１２２又はパターン化されていない欠測した速度情報と、位置関連情報１３３１とに基づいて、鉄道車両１０の相対位置ａ２、ａ３、ａ４及び絶対位置ｘ２を取得する。
【００６４】
このように絶対位置ｘ１及びｘ２には欠測パターン１１２及び１２２が生成されるように複数の素材２１を設置し、一方で絶対位置ｘ１とｘ２との間にはパターン化されていない欠測した速度情報が生成されるように単一又は少数の素材２１を設置するようにしたので、素材２１にかかるコストを削減することができ、位置関連情報１３３１に格納する情報を削減することができる一方で、鉄道車両１０の位置を精度良く取得することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１              車上保安システム
１０            鉄道車両
１１、１２      速度検出装置
１１１、１２１  速度情報
１１２、１２２  欠測パターン
１３            車上保安装置
１３３１        位置関連情報
２０            地上
２１            素材
【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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