(57)【要約】【課題】より設備コストの少ない移動体運行制御システムを提供すること。【解決手段】軌道（１）上を走行する移動体（１０）は無線通信できる通信装置（１７）で自情報（位置、速度等）を発信し、他の移動体、および有線ＬＡＮ（２）で接続された軌道制御装置（３０）、停車場制御装置（４０）、中央指令装置（５０）からの他情報を、有線ＬＡＮに取り付けられたアクセスポイント（２０）を介して受信する。そして、移動体の制御装置（１５）は自情報と他情報にもとづいて移動体を走行させるべく駆動装置（１４）を制御する。通信は自律分散型通信でおこなわれ、各情報に付されるヘッダ情報は移動体の位置に応じて変更される。移動体の位置、速度は移動体に搭載された車輪回転数センサ（１３）で検出する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の運行制御システムであって、
少なくとも一つの移動体と、他の移動体、および、または、地上に配置され制御を支援する地上設備を含み、これらのすべてに通信手段を付設し、
前記少なくとも一つの移動体と、他の移動体、および、または、地上設備は、通信手段を介して自情報を発信するとともに、通信手段を介して、他の移動体、および、または、地上設備に付設された通信手段から発信された他情報を受信し、受信した他情報と自情報とに基づき、それぞれが備える制御手段によって自己機能を制御し、
各通信手段の間の通信を自律分散型通信によりおこない、
少なくとも移動体に付設される通信手段が無線通信手段である、ことを特徴とする運行制御システム。
【請求項２】
各通信手段が発信する情報に、あて先を指定するヘッダ情報を付し、ヘッダ情報を、移動体の位置に応じて変更する、ことを特徴とする請求項１に記載の運行制御システム。
【請求項３】
地上設備の通信手段は有線ＬＡＮを介して接続され、該有線ＬＡＮに移動体の通信手段と無線通信可能なアクセスポイントが取り付けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の運行制御システム。
【請求項４】
地上設備の通信手段も無線通信手段である、ことを特徴とする請求項１に記載の運行制御システム。
【請求項５】
地上設備が移動可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の運行制御システム。
【請求項６】
移動体が発信する自情報には、少なくとも、移動体の位置と速度の情報が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の運行制御システム。
【請求項７】
移動体の位置と速度の情報を、移動体に搭載される検出装置で検出する、ことを特徴とする請求項６に記載の運行制御システム。
【請求項８】
絶対基準位置を発信可能なトランスポンダを移動経路にそって所定の間隔で配置して、移動体は最後に受信したトランスポンダの位置を基準に自位置を検出する、ことを特徴とする請求項６に記載の運行制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体の運行制御システムに関する
【０００２】
【従来の技術】
移動体、特に、鉄道や新交通システム等の軌道上を移動する移動体（列車）の運行制御システムが各種開発されている。
例えば、特許文献１（特開２００１−１２８３０２号公報）に記載のような、いわゆる固定閉塞式のものがある。これは軌道を軌道回路と称する数百メートル程度の閉塞区間に分割し、この閉塞区間には複数の列車が乗り入れられないように信号を制御するものである。これは、閉塞区間の設定のために必然的に多大の地上設備コストを必要し、また、必要以上に移動体間の距離が大きくなったり、変更が容易におこなえない。固定閉塞方式では、閉塞状態に応じて軌道回路から基準速度信号が送出されており、後続列車は先行列車の情報を直接的に入手、利用することができない。
【０００３】
また、ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）無線を利用して列車−地上装置間の通信をおこないながら運行制御をおこなうものが、特許文献２（特開平０８−００２４１６号公報）、特許文献３（特開平０８−２０７７６９号公報）、特許文献４（特開平０９−１９３８０５号公報）等に開示されている。しかし、ＬＣＸ無線は到達距離がせいぜい１０ｍ程度と小さく、軌道に沿ってＬＣＸを敷設する必要があり敷設場所が制限される。また、従来のＬＣＸ無線では、地上基地局装置による列車データの収集、加工を介しており、列車間で直接的にデータ通信が行なわれておらず、地上装置や中央の運行管理制御装置がダウンした場合に、列車の運行制御ができない。
【０００４】
また、列車間で無線により直接通信をおこなって運行制御するものが、特許文献５（特開平０６−１４１４１５号公報）、特許文献６（特開平１０−０７１９５２号公報）等に開示されている。しかし、上記公報のシステムでは無線の到達範囲内にある列車としか通信できない。また、地上設備に列車の情報を伝えることができず、例えば、駅に現在位置を伝え、駅が到着予定時刻を表示するというようなことをすることができない。
【０００５】
特許文献７（特開平０８−３０１１１６号公報）に開示されているシステムは、軌道回路やそれに相当するループ線などを設け、これらを介して、地上装置から列車に伝達される情報によって列車の運行制御をするものであって、列車側には発信機能はなく、列車の位置検出等もすべて地上側でおこなう。したがって、列車側の機器、設備を小さくすることはできるが、地上側の設備コストが大きい。
【０００６】
また、特許文献８（特開２０００−２２８６７１号公報）、特許文献９（特開２０００−１２７９７３号公報）、あるいは、非特許文献１（北原文夫他、「超高密度鉄道の列車群を自律分散制御する東京圏輸送管理システム」、　電気学会論文集、　１１８巻、　４号、　ｐｐ５３４−５５１、　１９９８年）には、地上設備の間の通信を自律分散方式でおこない、より、地上設備の間の情報のやり取りを容易におこなうことが開示されているが、列車と地上設備の間の通信については開示されていない。
【０００７】
非特許文献２（小林、「無線通信を用いた新しい列車運転制御」（電気学会誌、１１７巻、１０号、ｐｐ．６９５−６９８、１９９７）、非特許文献３（小林、「ＡＴＡＣＳ（アタックス）の展望」（鉄道と電気技術、Ｖｏｌ．　１２、Ｎｏ．　１、ｐｐ．１７−２０、２００１−１）、非特許文献４（立石他、「無線による鉄道システムの現状と未来」（電気学会研究会資料、ＴＥＲ−０１−４７、ｐｐ．３７−４２、２００１年）には、列車そのものが自位置を測定し、その情報を無線で地上の列車追跡装置に送信し、列車追跡装置が後続の列車に対して先行している列車の位置を伝達する方法を紹介している。しかし、この方法では列車追跡装置が情報の加工をおこなっており、この列車追跡装置を経ないと列車から列車への情報の伝達をおこなうことができない。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１２８３０２号公報
【特許文献２】
特開平０８−００２４１６号公報
【特許文献３】
特開平０８−２０７７６９号公報
【特許文献４】
特開平０９−１９３８０５号公報
【特許文献５】
特開平０６−１４１４１５号公報
【特許文献６】
特開平１０−０７１９５２号公報
【特許文献７】
特開平０８−３０１１１６号公報
【特許文献８】
特開２０００−２２８６７１号公報
【特許文献９】
特開２０００−１２７９７３号公報
【０００９】
【非特許文献１】
北原文夫他「超高密度鉄道の列車群を自律分散制御する東京圏輸送管理システム」、　電気学会論文集、　１１８巻、　４号、　ｐｐ５３４−５５１、　１９９８年
【非特許文献２】
小林輝雄「無線通信を用いた新しい列車運転制御」、電気学会誌、　１１７巻、　１０号、　ｐｐ６９５−６９８、　１９９７年
【非特許文献３】
小林輝雄「ＡＴＡＣＳ（アタックス）の展望」、鉄道と電気技術、Ｖｏｌ．１２、　Ｎｏ．１、　ｐｐ１７−２０、　２００１年１月
【非特許文献４】
立石幸也他「無線による鉄道システムの現状と将来」、　電気学会研究資料、　ＴＥＲ−０１−４７、　ｐｐ３７−４２、　２００１年
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、より設備コストの少ない移動体運行制御システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、移動体の運行制御システムであって、
少なくとも一つの移動体と、他の移動体、および、または、地上設備を含み、これらのすべてに通信手段を付設し、
前記少なくとも一つの移動体と、他の移動体、および、または、地上設備は、通信手段を介して自情報を発信するとともに、通信手段を介して、他の移動体、および、または、地上設備に付設された通信手段から発信された他情報を受信し、受信した他情報と自情報とに基づき、それぞれが備える制御手段によって自己機能を制御し、
各通信手段の間の通信を自律分散型通信によりおこない、
少なくとも移動体に付設される通信手段が無線通信手段である、ことを特徴とする運行制御システムが提供される。
【００１２】
このように構成される運行制御システムでは、少なくとも一つの移動体と、他の移動体、および、または、地上設備が自律分散形通信をおこなう通信手段を介して、自情報を発信するとともに、他の移動体、および、または、地上設備から発信された他情報を受信し、受信した他情報と自情報とに基づき、それぞれが備える制御手段によって自己機能を制御するが、少なくとも移動体に付設される通信手段が無線通信手段である。
【００１３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、各通信手段が発信する情報に、あて先を指定するヘッダ情報が付され、このヘッダ情報が、移動体の位置に応じて変更される。
【００１４】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明において、地上設備の通信手段は有線ＬＡＮを介して接続され、該有線ＬＡＮに移動体の通信手段と無線通信可能なアクセスポイントが取り付けられている。
【００１５】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明において、地上設備の通信手段も無線通信手段とされる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、請求項１の発明において、地上設備が移動可能とされている。
【００１７】
請求項６の発明によれば、請求項１の発明において、移動体が発信する自情報には、少なくとも、移動体の位置と速度の情報が含まれ、請求項７の発明によれば、この移動体の位置と速度の情報は、移動体に搭載される検出装置で検出される。また、請求項８の発明によれば、請求項６の発明において、絶対基準位置を発信可能なトランスポンダが移動経路にそって所定の間隔で配置され、移動体は最後に受信したトランスポンダの位置を基準に自位置を検出する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は第１の実施の形態の構成を模式的に示す図であって、参照符号１で示されるのは軌道であって、軌道１上を複数（図では２つのみ示す）の移動体１０が走行する。一方、参照符号２で示されるのは光ケーブル等から成る有線ＬＡＮである。有線ＬＡＮ２には、複数（図では１つのみ示す）の軌道制御装置３０、複数（図では１つのみ示す）の停車場制御装置４０、１つの中央指令装置５０、および、複数（図では２つのみ示す）のアクセスポイント２０が接続されている。
【００１９】
移動体１０は車輪１１、１２を介して軌道１の上を走行し、移動体１０の内部には、車輪回転数を検出する回転数センサ１３、駆動装置１４、制御装置１５、通信装置１６が配設されている。回転数センサ１３は車輪１１の回転数を検出し、駆動装置１４は車輪１２を回転駆動する。制御装置１５は回転数センサ１３が検出した車輪１１の回転数から速度、及び、位置を演算し、また、駆動装置１４に車輪１２を駆動させるための信号を送る。
【００２０】
なお、位置の演算は回転数を積算しておこなうので長距離にわたって積算した場合に大きな誤差がでる可能性がある。そこで、軌道１にそって絶対位置情報を発信するトランスポンダ１ａを適切な間隔で配設し、このトランスポンダ１ａの情報を受信する毎に基準位置を更新して誤差が大きく累積することを防止している。
【００２１】
通信装置１６は上記の速度、位置、その他の移動体上の機器の作動状態、あるいは、列車番号等の移動体の識別情報、目的地等の情報をアンテナ１７を介して無線で送信すると共に、他の通信装置から無線で送信された他情報を受信して制御装置１５に送る。
【００２２】
有線ＬＡＮ２に接続されているアクセスポイント２０はアンテナ２１と信号変換器２２を有し、移動体１０から無線発信された信号を受信して、それを、この場合は光信号に変換し、ＬＡＮ２上に流す。逆に、軌道制御装置３０、停車場制御装置４０、中央指令装置５０、あるいは、移動体１０から他のアクセスポイント２０を介して送られてくる光信号を無線信号に変換して発信する。
【００２３】
軌道制御装置３０は、有線ＬＡＮ２を介して送られてきた他情報、および、予め記憶しているデータに基づき、転轍機３１、信号機３２等の軌道設備を制御する信号を生成し、生成された信号を転轍機３１、信号機３２等に送ってこれらを制御する。また、必要に応じて、転轍機３１、信号機３２等の作動状況を示す信号を光信号にしてＬＡＮ２を介して移動体１０、停車場制御装置４０、中央指令装置５０等に向けて発信する。
【００２４】
停車場制御装置４０は、有線ＬＡＮ２を介して送られてきた他情報、および、予め記憶しているデータに基づき、駅内表示装置４１等の停車場装置を制御する信号を生成し、生成された信号を停車場装置４１等に送ってこれらを制御する。また、また、必要に応じて、駅内表示装置４１等の作動状況を示す信号を光信号にしてＬＡＮ２を介して移動体１０、軌道制御装置３０、中央指令装置５０等に向けて発信する。
【００２５】
中央指令装置５０は、有線ＬＡＮ２を介して光信号で送られてきた、移動体１０、軌道制御装置３０、停車場制御装置４０等からの信号を電気信号に変換して、中央監視盤５１に表示せしめる。また、必要に応じて、駅内表示装置４１等の作動状況を示す信号を光信号にして有線ＬＡＮ２を介して移動体１０、軌道制御装置３０、停車場制御装置４０等に向けて発信する。
【００２６】
第１の実施の形態は上記のような設備、方法で通信をおこなうので、固定閉塞装置やＬＣＸ無線ケーブルの敷設が不要であり、また、速度検出のための地上設備も不要であるので、地上設備が少なく、その分保守点検コストも小さいという大きな利点がある。
【００２７】
ここで、移動体１０、軌道制御装置３０、停車場制御装置４０、中央指令装置５０からの発信は、それぞれ、同報発信（マルチキャスト通信）する、所謂、自律分散型通信でおこなう。この際、発信される各情報には宛て先（受信先）を示すヘッダ情報を先頭に付して発信する。そして、各装置は、あて先に指定されている場合にはその情報を受信するがあて先に指定されていなければ受信しない。
【００２８】
上記のようにすることにより、受信負荷が増大することが防止できるが、この実施の形態では、以下のようにしてさらに受信負荷を減らすようにしている。
移動体１０の間の間隔制御に関しては、遠方の移動体１０の発信する位置・速度情報の重要性は低く、近隣の移動体１０からの情報の方が重要である。そこで、各移動体１０は、近隣の他の移動体１０の発信した情報のみ選択受信するようにする。これを実現するには、まず軌道を図２に示すように論理的な区間Ａ〜区間Ｅに分割し、その区間情報を各移動体１０がデータベースとして保持しておく。
【００２９】
各移動体１０が位置・速度などの情報を送信する際には、自律分散型通信のヘッダに、自移動体１０の存在する区間に応じたコードを付加する。一方、受信側の移動体１０では、自移動体１０が存在する区間とその近隣の区間を示すヘッダ情報が付加されたメッセージのみ受信処理することで、受信処理が増大することを回避する。
【００３０】
ここで移動体１０が存在する区間は移動体１０の移動に伴って変化していく。そこで、送信メッセージのヘッダに示す区間情報および受信するヘッダ情報も移動に伴って動的に変化させる。このようにすることで、受信処理の負荷を、さらに、軽減することができる。論理的な区間の割り振りや受信する区間の設定においては、移動体間の間隔の安全限界よりも十分広く設定しなければならない。
【００３１】
図２において、五角形で示されているのが移動体１０であり、五角形の内部に示されている数字が移動体番号である。したがって、区間Ａには第１号の移動体１０が、区間Ｂには第２号、第３号の移動体１０が、区間Ｃには第４号、第５号の移動体１０が、区間Ｄには第６号の移動体１０が、区間Ｅには第７号、第８号の移動体１０が、在線している。
【００３２】
例えば、第４号の移動体１０は、自らの存線する区間Ｃおよびその隣接する区間Ｂ、区間Ｄに存在する第２号、第３号の移動体１０、および、第５号、第６号の移動体１０からのメッセージを受信し、それらの受信メッセージから先行する移動体を判定して、安全な間隔を保つように自らの走行速度制御を行う。
第４号の移動体１０が区間Ｄに移動した場合は、自らの存在する区間Ｄおよびその隣接する区間Ｃ、区間Ｅに存在する移動体１０のメッセージを受信する。
【００３３】
上記のように構成される第１の実施の形態の運行制御の例を説明する。
先ず、各移動体１０の制御装置１５は、自移動体１０および他移動体１０の加速、減速能力、列車等級等の特性、あるいは、地上の設備、安全運行基準等に関するデータベースを記憶している。制御装置１５は、このデータベースと受信した情報を照合し、直前の先行移動体１０の位置、速度に基づき、自移動体１０との距離を演算し、その距離と、自移動体１０の特性、安全運行基準等に基づいて衝突しないように停止位置を決定したり、停止位置までの速度変更パターンを生成し、その速度変更パターンになるように自移動体１０の駆動装置１４を制御する。
【００３４】
このように、各移動体１０は地上の中央指令装置５０等による情報の加工を経ずに、他移動体１０の情報に基づき運行することができ、その分時間が短縮され、その結果、運行間隔を短縮することができる。また、移動体１０間で直接通信が可能であるので地上の中央指令装置５０が故障した場合でも、隣接する移動体１０の間の間隔制御をおこなうことができる。
【００３５】
次に、第２の実施の形態について説明する。図３に示すのが第２の実施の形態の構成を概念的に示す図であって、第１の実施の形態では、有線ＬＡＮ２で軌道制御装置３０、停車場制御装置４０、中央指令装置５０、および、アクセスポイント２０を接続していたが、この第２の実施の形態では、有線ＬＡＮ２ではなくて無線ＬＡＮでこれらを接続するようにしたものである。その結果、軌道制御装置３０、停車場制御装置４０、中央指令装置５０に、それぞれ、無線通信用のアンテナ３３、４２、５２が取り付けられている。通信は第１の実施の形態の場合と同様に自律分散方式でおこなわれる。
第２の実施の形態はこのように構成されるので有線ＬＡＮを敷設する必要がなく地上設備コストがより小さくなる。
【００３６】
次に第３の実施の形態について説明する。図４に示すのが第３の実施の形態の構成を概念的に示す図であって、この第３の実施の形態は路線バスの運行制御をおこなうものであって、第２の実施の形態に比して、移動体１０はバスとされ、軌道制御装置３０、停車場制御装置４０を除去されている。ただし、停車場制御装置４０は小形化して停留所に設けることができる。また、自位置の検出は所謂ＧＰＳ装置１３ｇでおこなう。
【００３７】
次に、第４の実施の形態について説明する。図５に示すのが第４の実施の形態の構成を概念的に示す図であって、第３の実施の形態に比して、中央指令装置５０とアクセスポイント２０が自動車に搭載されて移動可能にされている。これは、単発的なイベント等に際して会場と最寄の鉄道駅との間に臨時にシャトルバスを運行する場合の運行制御をおこなうためのものであって、移動体１０と通信可能な無線ＬＡＮを臨時に形成するものである。なお、アクセスポイント２０はそれぞれ自動車に搭載せず所定位置に設置し、使用後回収しても良い。
【００３８】
次に、第５の実施の形態について説明する。図６に示すのが第５の実施の形態の構成を概念的に示す図であって、第３の実施の形態に比して、アクセスポイント２０が除去され、中央指令装置５と移動体１０のみで構成されており、中央指令装置５と移動体１０がアクセスポイント２０を介さないで通信できる工場内の無人搬送台車や、遊園地内の乗り物等の狭い地域での移動体１０の運行制御に適用される。
【００３９】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明は、移動体の運行制御システムであるが、少なくとも一つの移動体と、他の移動体、および、または、地上設備を含み、これらのすべてに通信手段を付設し、前記少なくとも一つの移動体と、他の移動体、および、または、地上設備は、通信手段を介して自情報を発信するとともに、通信手段を介して、他の移動体、および、または、地上設備に付設された通信手段から発信された他情報を受信し、受信した他情報と自情報とに基づき、それぞれが備える制御手段によって自己機能を制御し、各通信手段の間の通信を自律分散形通信によりおこない、少なくとも移動体に付設される通信手段が無線通信手段とされている。
したがって、地上に移動体の移動経路にそって、移動体との通信のためのＬＣＸ無線や固定閉塞装置のような設備を設ける必要がなくコストが小さい。また、他情報と自情報とに基づき、それぞれが備える制御手段によって自己機能を制御することができ、地上設備での情報の加工を必要としないので、情報の処理、伝達時間が短く、運転間隔を小さくすることができる。また、自律分散形通信で通信することにより情報伝達が迅速かつ容易になる。
【００４０】
特に、請求項２の発明のように、各通信手段が発信する情報に、あて先を指定するヘッダ情報を付し、このヘッダ情報を、移動体の位置に応じて変更するようにすれば、不要な情報を受信することが回避され受信負荷の増大を防止できる。
特に、請求項４の発明のように、地上設備の通信手段も無線通信手段とすればさらに地上の設備コストが削減できる。
特に、請求項５の発明のように、地上設備を移動可能とすれば、単発的に運行される移動体の運行制御を確実におこなうことができる。
特に、請求項７の発明のように、この移動体の位置と速度の情報を、移動体に搭載される検出装置で検出するようにすれば、位置と速度の情報を検出するための地上設備が不要となる。さらに、請求項８の発明のように、絶対基準位置を発信可能なトランスポンダを移動経路にそって所定の間隔で配置し、移動体は最後に受信したトランスポンダの位置を基準に自位置を検出すれば、誤差が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成を概念的に示す図である。
【図２】ヘッダ情報の変更を説明する図である。
【図３】第２の実施の形態の構成を概念的に示す図である。
【図４】第３の実施の形態の構成を概念的に示す図である。
【図５】第４の実施の形態の構成を概念的に示す図である。
【図６】第５の実施の形態の構成を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１…軌道
１ａ…トランスポンダ
２…有線ＬＡＮ
１０…移動体
１１、１２…車輪
１３…回転数センサ
１４…駆動装置
１５…制御装置
１６…通信装置
１７、２１、３３、４２、５２…アンテナ
２０…アクセスポイント
３０…軌道制御装置
３１…転轍機
３２…信号機
４０…停車場制御装置
４１…ホーム表示装置
５０…中央指令装置
５１…監視盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004133585.tif 000006
【図５】
2004133585.tif 000007
【図６】
2004133585.tif 000008