(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車上子と、車上装置と、地上子と、地上装置とを含む車両状態記録装置であって、
前記車上子と前記車上装置は、互いに接続されて車両に搭載され、
前記地上子は、前記地上装置と接続されて前記車両の軌道沿いに設置され、前記車両の通過時又は停車時に前記車上子と通信可能に結合し、
前記地上装置は、時刻情報取得手段を備え、この時刻情報取得手段によって得た時刻情報を、前記地上子を介して前記車上子に送信し、
前記車上装置は、計時部と、記録部とを含み、
前記計時部は、現在時刻を計時し、前記車上子から得た前記時刻情報に基づいて前記現在時刻を訂正し、
前記記録部には、前記現在時刻とともに、前記現在時刻における車両状態が記録されるものであり、
前記車上装置は、前記車上子からの時刻情報を時刻情報保持部に書き込み、書き込まれた時刻情報を、ポーリングにより読み出し読み出し後に消去する、
車両状態記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両状態記録装置であって、前記時刻情報取得手段は、GPSアンテナ、電波時計又はＬＡＮポートの何れかを含む、車両状態記録装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された車両状態記録装置であって、
前記車上装置は、更に、時刻情報記録部と、タイマ部とを含み、
前記時刻情報記憶部は、前記車上子が受信した前記時刻情報を記憶し、
前記タイマ部は、前記車上子が前記時刻情報を受信した時間間隔を計測し、
２つの前記時刻情報から得た時間差と、この時間差に対応する前記時間間隔との比較に基づいて、前記時刻情報の正常性を判断する、
車両状態記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上装置と車上装置とを構成に含む車両状態記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両には、種々の車上装置が搭載されている。例えば、ＡＴＣ装置やＡＴＳ装置は、車両の速度制御を行い、列車の運行に深く関わっている。
【０００３】
国土交通省は、平成１７年４月の福知山線事故をうけ、鉄道各社に対して、この種の制御装置の動作状態を、イベント発生の日付・時刻ごとに記録することを義務付けた。このような動作状態の記録を実現する装置は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
しかしながら、車上装置における時刻の計時にあたり、時計用ＩＣ（いわゆる、リアルタイムクロック（ＲＴＣ：Real Time Clock））を用いた場合、一般的な性能からすると１２０秒／月の誤差が発生し得るという問題があった。このような誤差は、事故後の原因究明に際し、重大な障害となりかねない。
【０００５】
これに対して、誤差修正のために、人手による車上時刻の再設定を行うとすると、設定ミスが懸念される。また、車両ごとに新たな通信装置を搭載し、外部にある時計装置との通信によって時刻情報を取得するとしても、膨大な設備コストが発生するから非現実的である。しかも、鉄道分野では一般的な無線通信装置を考えた場合、電波の届かない地下で運行される地下鉄車両には適用できないという問題もある。
【特許文献１】特開２００８−７４１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、常に正確な時刻を記録し得る低コストな車両状態記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両状態記録装置は、車上子と、車上装置と、地上子と、地上装置とを含む。前記車上子と前記車上装置は、互いに接続されて車両に搭載されている。前記地上子は、前記地上装置と接続されて前記車両の軌道沿いに設置され、前記車両の通過時又は停車時に前記車上子と通信可能に結合する。
【０００８】
ここまで述べた構成は、従来技術に見られるが、本発明の特徴部分は次に述べる構成にある。すなわち、前記地上装置は、時刻情報取得手段を備え、この時刻情報取得手段によって得た時刻情報を、前記地上子を介して前記車上子に送信する。
【０００９】
前記車上装置は、計時部と、記録部とを含む。前記計時部は、現在時刻を計時し、前記車上子から得た前記時刻情報に基づいて前記現在時刻を訂正する。前記記録部には、前記現在時刻とともに、前記現在時刻における車両状態が記録される。
【００１０】
このように、本発明に係る車両状態記録装置では、車上装置が、車上子及び地上子を介して地上装置から時刻情報を取得するから、車両が地上子の近傍を通過又は停止するごとに、車上装置で計時される現在時刻が訂正される。したがって、１以上の地上子及び地上装置を適宜に軌道沿いに設置することによって、常に現在時刻を正確に保つことができる。
【００１１】
しかも、時刻情報取得手段は、車上装置ではなく、地上装置に備えられるから、地下鉄のような電波の届かない場所を走行する車両であっても確実に時刻情報を受信することができる。この場合、地上子は地下の軌道に設置する必要があるが、地上装置まで地下に設置する必要はないし、仮に無線通信を使用するにしても、少なくとも時刻情報取得手段であるアンテナが地上に設置されれば、時刻情報を受信することができるからである。
【００１２】
よって、本発明に係る車両状態記録装置は、時刻ごとの車両状態を正確に記録することができるから、万が一の事故に際しての迅速な事故原因の究明に寄与することができる。
【００１３】
また、本発明に係る車両状態記録装置は、車上子と、車上装置と、地上子と、地上装置という既存の鉄道設備に見られる基本構成を含んでおり、さらに、地上装置に備える時刻情報取得手段としては、ＧＰＳアンテナ、電波時計、ＬＡＮポートなど、安価で汎用的なものを適用できる。
【００１４】
しかも、地上装置が時刻情報取得手段により時刻情報を得て、地上子により車上子に送信する動作、並びに、車上装置が車上子から時刻情報を得て、これに基づいて現在時刻を訂正する動作は、多くの場合において、新たなハードウェアを追加することなく、既存の地上装置及び車上装置に搭載されたソフトウェアの改造などで容易に実現し得る。これは、既存の地上装置及び車上装置のほとんどが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを搭載しているからである。
【００１５】
よって、本発明に係る車両状態記録装置は、全体的に非常に低コストで実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、本発明によれば、常に正確な時刻を記録し得る低コストな車両状態記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明に係る車両状態記録装置の構成を示す概略図である。この車両状態記録装置は、車上子Ｌ２と、車上装置２と、地上子Ｌ１と、地上装置１とを含む。車上子Ｌ２と車上装置２は、互いに接続されて車両Ｖに搭載されている。車両Ｖには、他にもＡＴＳ装置３、ブレーキ制御装置４、モータ制御装置５、走行距離計測装置６などの一般的な装置が搭載されており、地上装置１と接続されている。地上装置１は、これらの装置３〜６の状態を、車両状態として記録するものである。なお、上記の装置３〜６と車上子Ｌ２は公知技術であるため、詳細な説明は省略する。
【００１８】
一方、地上子Ｌ１は、地上装置１と接続されて車両Ｖの軌道Ｒ沿いに設置され、車両Ｖの通過時又は停車時に車上子Ｌ２と通信可能に結合する。地上装置１は、例えばトランスポンダ装置などの既存設備である。地上子Ｌ１も、既存設備であって、地上と車上の間で通信を行うために、所定の範囲内に存在する車上子Ｌ２と電磁的に結合するものである。なお、地上子Ｌ１と地上装置１は、１つでも複数でもよく、設置数は、設計に応じて適宜に決定される。
【００１９】
ここまで述べた構成は、従来技術に見られるが、本発明の特徴部分は次に述べる構成にある。すなわち、地上装置１は、時刻情報取得手段を備え、この時刻情報取得手段によって得た時刻情報Ｔを、地上子Ｌ１を介して車上子Ｌ２に送信する。
【００２０】
本実施形態では、時刻情報取得手段としてＧＰＳアンテナＡを例に挙げている。地上装置１は、ＧＰＳアンテナＡによって、人工衛星Ｓに搭載された時計装置７から時刻情報Ｔを取得する。時刻情報取得手段としては、ＧＰＳアンテナに限定されず、電波時計、ＬＡＮポートなどを適用してもよい。ここで、ＬＡＮポートを適用する場合、ＬＡＮを介して、基準時刻を計時するサーバーと地上装置１とを接続し、それぞれ、ＮＴＰ（Network Time Protocol）によって時刻同期を行うようにするのが良い。
【００２１】
次に、車上装置２の構成を具体的に説明する。車上装置２は、制御部２１と、計時部２３と、記録部２２と、車両情報保持部２６と、インターフェース部（ＩＮＦ部）２７と、時刻情報保持部２４と、受信部２５とを含む。
【００２２】
制御部２１は、具体的にはＣＰＵなどで構成され、車上装置２の全体の動作を制御する。制御部２１は、計時部２３と、記録部２２と、車両情報保持部２６と、時刻情報保持部２４とに接続されており、主として、現在時刻を訂正する時刻訂正動作と、車両状態を記録する状態記録動作とを行う。なお、制御部２１と各部２２，２３，２４，２６は、例えばＣＰＵバスにより接続される。
【００２３】
受信部２５は、車上子Ｌ２と接続され、ここから時刻情報Ｔを受信する。そして、必要に応じて時刻情報Ｔのデータ形式を変換して、これを時刻情報保持部２４に書き込む。時刻情報保持部２４は、一時保存用のメモリであって、保持している時刻情報Ｔは、制御部２１からの周期的なポーリングにより読み出され、読み出し後に消去される。
【００２４】
計時部２３は、現在時刻を計時し、車上子Ｌ２から得た時刻情報Ｔに基づいて現在時刻を訂正する。計時部２３は、具体的には、上述したＲＴＣであって、制御部２１から時刻情報Ｔが入力されることにより現在時刻を書き換える。すなわち、制御部２１は、時刻情報保持部２４から時刻情報Ｔを読み出した後、続けて計時部２３に時刻情報Ｔを出力する時刻訂正動作を行う。これにより、現在時刻に誤差が生じても、正確な時刻に訂正することができる。この現在時刻は、状態記録動作において、制御部２１から読み出される。
【００２５】
インターフェース部（ＩＮＦ部）２７は、ＲＳ２３２Ｃなどの装置間通信用のＬＳＩなどで構成され、通信ケーブルなどの配線を介して、上述した各装置３〜６と接続されている。そして、各装置３〜６から車両状態情報Ｄを受信して、必要に応じてデータ形式を変換し、これを車両情報保持部２６に書き込む。車両情報保持部２６は、一時保存用のメモリであって、保持している車両状態情報Ｄは、上述した制御部２１からのポーリングにより読み出され、読み出し後に消去される。
【００２６】
この車両状態情報Ｄとしては、例えば、ＡＴＳ装置３の停止制御情報、ブレーキ制御装置４の制動情報、モータ制御装置５の速度情報、走行距離計測装置６の走行距離情報などが含まれる。ＡＴＳ装置３を除いた各装置４〜６は、受動的に動作するため、車両状態情報Ｄを一定周期ごとに送信するのが好適である。この場合、各装置４〜６の送信するタイミングは、同期したほうが望ましいが、非同期でも良い。一方、ＡＴＳ装置３は、能動的に動作するため、列車の停止制御が発生したときのみ車両状態情報Ｄを送信するのが好適である。また、この実施形態とは異なり、制御部２１が、各装置３〜６に対して、周期的にポーリングを行って車両状態情報Ｄを読み出すようにしてもよい。
【００２７】
記録部２２には、現在時刻とともに、その現在時刻における車両状態が記録される。記録部２２は、具体的にはコンパクトフラッシュ（登録商標）やＵＳＢメモリースティックなどの汎用の大容量記録媒体であって、制御部２１によって現在時刻及び車両状態情報Ｄが書き込まれる。すなわち、制御部２１は、車両情報保持部２６から車両状態情報Ｄを読み出したとき、続けて計時部２３から現在時刻を読み出して、これらを記録部２２に書き込む状態記録動作を行う。
【００２８】
この記録部２２は、事故発生時に車上装置２から取り外され、外部の解析装置によってデータ解析されることにより事故原因の究明に寄与する。したがって、事故時に記録部２２が破壊されないように、記録部２２の周囲を鋼鉄のケースで覆うなど、航空機のフライトレコーダのような頑丈な構成とするのが望ましい。なお、記録部２２の容量は、公的な基準に従い、のべ４８時間分の運行状態を記録できる程度とするのが良い。
【００２９】
次に、本実施形態に係る車両状態記録装置の作用効果を述べる。地上装置１は、ＧＰＳアンテナＡを介して、随時、正確な時刻情報Ｔを取得する。車両Ｖの走行中又は停止中、地上子Ｌ１の近傍で、車上子Ｌ２と地上子Ｌ１が電磁的に結合する。このとき、地上装置１は、これらを介して車上装置２に時刻情報Ｔを送信する。受信部２５は、受信した時刻情報Ｔを時刻情報保持部２４に書き込む。
【００３０】
一方、車両情報保持部２６には、インターフェース部（ＩＮＦ部）２７を介して、随時、各装置３〜６の車両状態情報Ｄが書き込まれる。
【００３１】
制御部２１は、常時、時刻情報保持部２４と車両情報保持部２６に対して、周期的なポーリングを行う。制御部２１は、時刻情報保持部２４から時刻情報Ｔを読み出したとき、これを計時部２３に出力して現在時刻を正確な時刻に訂正する。一方、制御部２１は、車両情報保持部２６から車両状態情報Ｄを読み出したとき、現在時刻とともに記録部２２に書き込む。
【００３２】
このように、本発明に係る車両状態記録装置では、車上装置２が、車上子Ｌ２及び地上子Ｌ１を介して地上装置１から時刻情報Ｔを取得するから、車両Ｖが地上子Ｌ１の近傍を通過又は停止するごとに、車上装置２で計時される現在時刻が訂正される。したがって、１以上の地上子Ｌ１及び地上装置１を適宜に軌道Ｒ沿いに設置することによって、常に現在時刻を正確に保つことができる。
【００３３】
しかも、時刻情報取得手段は、車上装置２ではなく、地上装置１に備えられるから、地下鉄のような電波の届かない場所を走行する車両であっても確実に時刻情報Ｔを受信することができる。この場合、地上子Ｌ１は地下の軌道Ｒに設置する必要があるが、地上装置１まで地下に設置する必要はないし、本実施形態の場合、少なくとも時刻情報取得手段であるＧＰＳアンテナＡが地上に設置されれば、時刻情報Ｔを受信することができるからである。
【００３４】
よって、本発明に係る車両状態記録装置は、時刻ごとの車両状態を正確に記録することができるから、万が一の事故に際しての迅速な事故原因の究明に寄与することができる。
【００３５】
また、本発明に係る車両状態記録装置は、車上子Ｌ２と、車上装置２と、地上子Ｌ１と、地上装置１という既存の鉄道設備に見られる基本構成を含んでおり、さらに、地上装置１に備える時刻情報取得手段としては、本実施形態のようなＧＰＳアンテナＡの他にも、電波時計、ＬＡＮポートなど、安価で汎用的なものを適用できる。
【００３６】
しかも、地上装置１が時刻情報取得手段により時刻情報Ｔを得て、地上子Ｌ１により車上子Ｌ２に送信する動作、並びに、車上装置２が車上子Ｌ２から時刻情報Ｔを得て、これに基づいて現在時刻を訂正する動作は、多くの場合において、新たなハードウェアを追加することなく、既存の地上装置及び車上装置に搭載されたソフトウェアの改造などで容易に実現し得る。これは、既存の地上装置１及び車上装置２のほとんどが、ＣＰＵなどのプロセッサを搭載しているからである。
【００３７】
よって、本発明に係る車両状態記録装置は、全体的に非常に低コストで実現することができる。なお、本実施形態では、車上装置２を、他の一般的な装置３〜６と区別しているが、実際には、車上装置２が、他の一般的な装置３〜６を構成する一部分をなす態様もあり得る。したがって、本発明に係る車上装置とは、車両状態の記録のみに特化して用いられる装置ではなく、他の機能をも包含する装置として広義に観念すべきものである。これは、上述した既存設備の利用という観点にも基づく。
【００３８】
次に、本発明に係る車両状態記録装置の他の実施形態を説明する。この実施形態は、先の実施形態に、車上装置２が得た時刻情報の正常性を確認する時刻情報確認手段を追加したものである。図２は、この時刻情報確認の動作の概念図であり、図３は、この実施形態に係る車上装置の構成を示す概略図である。
【００３９】
本実施形態に係る車上装置２は、端的には、駅ａと駅ｂの２地点でそれぞれ取得した時刻情報Ｔａ，Ｔｂの時間差と、これらの時刻情報を取得した時間間隔Δｔとを比較することによって、時刻情報Ｔａ，Ｔｂの正常性を確認する。
【００４０】
図２のように、駅ａ内の軌道Ｒに沿って地上子ａが、一方、駅ｂ内の軌道Ｒに沿って地上子ｂが設置されている。地上子ａには、地上装置ａ、さらにＧＰＳアンテナＡａが接続されており、一方、地上子ｂには、地上装置ｂ、さらにＧＰＳアンテナＡｂが接続されている。
【００４１】
このように、車両Ｖが停車する駅ａ及び駅ｂに設置された地上設備を利用することによって、車上装置２は、時刻情報Ｔａ，Ｔｂを、車両Ｖの停車中に確実に取得できる。これに対して、駅外に設置された地上設備を利用した場合、車上装置２は、時刻情報Ｔａ，Ｔｂを車両Ｖの走行中に取得する必要があり、ノイズなどによる伝送エラーの増加や、車上子Ｌ２と地上子Ｌ１ａ，Ｌ１ｂの結合時間の短縮などが懸念されるから、先の場合と比較すると、時刻情報Ｔａ，Ｔｂの取得の確実性がやや低くならざるを得ない。
【００４２】
車上装置２は、図３のように、上記の時刻情報確認手段として、さらに時刻情報記憶部２８と、タイマ部２９と、送信部２０とを含む。なお、これ以外の構成部分２２〜２７の動作は、先の実施形態と同一であるから説明を省略する。
【００４３】
時刻情報記憶部２８は、車上子Ｌ２が受信した時刻情報Ｔａ，Ｔｂを記憶する。具体的には、時刻情報記憶部２８は、少なくとも２つの時刻情報Ｔａ，Ｔｂを記憶できる程度の容量を有したメモリであって、時刻情報Ｔａ，Ｔｂの取得ごとに、制御部２１によって書き込まれる。
【００４４】
タイマ部２９は、車上子Ｌ２が時刻情報Ｔａ，Ｔｂを受信した時間間隔Δｔを計測する。具体的には、タイマ部２９は、一般的なタイマ回路であって、制御部２１によって計測の開始及び停止の指示が与えられる。制御部２１は、時刻情報Ｔａを取得した直後、タイマ部２９に計測の開始を指示し、また、時刻情報Ｔｂを取得した直後、タイマ部２９に計測の停止を指示する。これにより、制御部２１は、時間間隔Δｔを得る。
【００４５】
制御部２１は、２つの時刻情報Ｔａ，Ｔｂから得た時間差と、この時間差Ｔａ−Ｔｂに対応する時間間隔Δｔとの比較に基づいて、時刻情報Ｔａ，Ｔｂの正常性を判断する。具体的には、制御部２１は、時間差Ｔａ−Ｔｂと時間間隔Δｔの差分αが、所定の許容誤差Ｅより小さければ、時刻情報Ｔａ，Ｔｂは正常値であるものと判断する。一方、差分αが許容誤差Ｅより大きい場合、制御部２１は、時刻情報Ｔａ，Ｔｂの一方又は両方が異常値であるものと判断して、送信部２０に警報信号ＡＬＭを出力する。そして、送信部２０は、必要に応じて警報信号ＡＬＭのデータ形式を変換して、これを車上子Ｌ２に出力する。さらに、警報信号ＡＬＭは、車上子Ｌ２及び地上子Ｌ１ｂを介して地上装置ｂに送信される。この警報信号ＡＬＭには、車両Ｖを特定する車両識別情報と、地上装置ａ，ｂを各々特定する装置識別情報とが含まれる。
【００４６】
図２のように、地上装置ａ，ｂは、通信ネットワークＮＷを介し、列車指令所などに設置された監視制御装置８と通信可能に接続されており、警報信号ＡＬＭは、地上装置ｂから監視制御装置８へ伝送される。この監視制御装置８は、例えば中央装置などの既存設備である。そして、警報信号ＡＬＭを受信した監視制御装置８は、車両識別情報及び装置識別情報に基づき、その表示盤に、車両Ｖが保持している現在時刻が異常であること、並びに、地上装置ａ，ｂの一方又は両方の時刻情報が異常であることを示す。これにより、車両Ｖが保持している現在時刻の再設定や、地上装置ａ，ｂの点検及び修理などといった適切な対処が可能となる。
【００４７】
このような監視制御装置８と、通信ネットワークＮＷは、既存の設備を利用して構成することができるので、全体的に非常に低コストで実現することができる。なお、警報信号ＡＬＭの伝送システムは、本実施形態に限定されず、例えばＧＰＳアンテナＡａ，Ａｂを介して、監視制御装置８に伝送されるようにしてもよい。
【００４８】
これまで述べたように、本発明に係る車両状態記録装置よれば、車両の走行中又は停車中、随時、地上子から得た時刻情報に基づいて現在時刻を正確な時刻に訂正し、この現在時刻とともに車両状態を記録することができ、さらには、時刻情報の正常性の診断をも可能とする。よって、本発明によれば、常に正確な時刻を記録し得る低コストな車両状態記録装置を提供することができる。
【００４９】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る車両状態記録装置の構成を示す概略図である。
【図２】他の実施形態に係る時刻情報確認の動作の概念図である。
【図３】他の実施形態に係る車上装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
１                    地上装置
２                    車上装置
２１                  制御部
２２                  記録部
２３                  計時部
２８                  時刻情報記憶部
２９                  タイマ部
Ｌ１                  地上子
Ｌ２                  車上子
Ａ                    ＧＰＳアンテナ
Ｖ                    車両
Ｒ                    軌道
Ｔ                    時刻情報
Ｄ                    車両状態情報
【図１】
0005142841.tif 000002
【図２】
0005142841.tif 000003
【図３】
0005142841.tif 000004