(57)【要約】【課題】  列車の位置検出において、センサ装置が認識・検知できない区間でも絶対位置情報をもって位置補正を行う技術を提供することを目的とする。【解決手段】  上記課題を解決するために、列車がセンサ（１）によるセンシング不可エリアからセンシング可能エリアに移行する際、車上制御装置（４）がデータベース（５）に記録してあるセンシング不可エリアの終点位置情報を取得し、それらの位置と車上制御装置（４）が計算する列車位置の差分が最小となるセンシング不可エリアの終点位置を自列車の現在位置と判断し、位置補正制御を行うことを特徴とする列車位置補正システム。【選択図】  図１
2017195650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の位置、または周囲の環境を検知するセンサ（１）と、
前記列車の速度を検出し速度情報を出力する速度検出装置（２）と、
前記列車の位置を検出し位置情報を出力する位置検出装置（３）と、
前記位置検出装置（３）から前記位置情報を取得し、前記位置情報と前記速度検出装置（２）の出力する前記速度情報から得られる走行積算距離を組み合わせることで前記列車の位置を算出する車上制御装置（４）と、
前記センサ（１）による検知ができないエリアであるセンシング不可エリアの始点位置情報と終点位置情報を組にした情報であるセンシング不可エリア情報を格納したデータベース（５）を備え、
前記センサ（１）が検知のできない状態から検知のできる状態に遷移したとき、前記車上制御装置（４）は、前記データベース（５）から前記センシング不可エリア情報を取得し、前記センシング不可エリアの終点位置情報を参照して前記センシング不可エリアの終点位置を取得し、前記センシング不可エリアの終点位置と前記車上制御装置（４）が算出する前記列車の位置との距離が最小となる前記センシング不可エリアの終点位置を前記列車の現在の位置と判断し、前記列車の位置を補正することを特徴とする列車位置補正システム。
【請求項２】
請求項１の列車位置補正システムであって、前記位置検出装置（３）は前記列車が具備する車上子であり、沿線に設置され固有の位置情報を保有している地上子と通信を行うことで前記列車の位置を取得することを特徴とする列車位置補正システム。
【請求項３】
請求項１の列車位置補正システムであって、前記位置検出装置（３）は運転席に設置されるモニタ装置であり、前記モニタ装置に入力される位置情報を前記列車の位置として出力することを特徴とする列車位置補正システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の列車位置補正システムであって、
前記センサ（１）が検知のできる状態から検知のできない状態に遷移したとき、前記車上制御装置（４）は、前記データベース（５）から前記センシング不可エリア情報を取得し、前記センシング不可エリアの始点位置情報を参照して前記センシング不可エリアの始点位置を取得し、前記センシング不可エリアの始点位置と前記車上制御装置（４）が算出する前記列車の位置との距離が最小となる前記センシング不可エリアの始点位置を現在の前記センシング不可エリアの始点位置と判断し、
前記センサ（１）が検知のできない状態から検知のできる状態に遷移したとき、前記車上制御装置（４）は、前記データベース（５）から前記センシング不可エリア情報を取得し、前記センシング不可エリアの終点位置情報を参照して前記センシング不可エリアの終点位置を取得し、前記センシング不可エリアの終点位置と前記車上制御装置（４）が算出する前記列車の位置との距離が最小となる前記センシング不可エリアの終点位置を現在の前記センシング不可エリアの終点位置と判断し、現在の前記センシング不可エリアの始点位置の前記始点位置情報と現在の前記センシング不可エリアの終点位置の前記終点位置情報が組のものであるとき、現在の前記センシング不可エリアの終点位置を前記列車の現在の位置と判断し、前記列車の位置を補正することを特徴とする列車位置補正システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車位置を計算する車上制御装置及び列車位置補正制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
GPSなどのセンサを列車に搭載し、自列車の位置検出を行う手法が確立されている。その際、センサの利用が困難な区間でも列車位置計算を行うため、特許文献１に記載の技術がある。この公報には、「前記車上制御装置は、自列車が電波受信困難エリアにいるかどうかを確認した結果、自列車が電波受信困難エリアにいる場合、前記ＧＰＳ受信器から位置情報を取得したかどうかを確認せず、前記速度発電機の情報により列車位置を更新する」という記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2013-99234
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、GPSが使用できないトンネル等の区間では速度発電機からの情報により列車位置を更新している。しかし、速度発電機から得られる位置情報には、車輪径の変動や車輪の空転、滑走などにより誤差が蓄積してしまう問題がある。そこで本発明では、センサ装置が認識・検知できない区間でも位置情報を参照し位置補正を行う技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の列車位置補正システムは、列車の位置、または周囲の環境を検知するセンサと、列車の速度を検出し速度情報を出力する速度検出装置と、列車の位置を検出し位置情報を出力する位置検出装置と、位置検出装置から位置情報を取得し、位置情報と速度検出装置の出力する速度情報から得られる走行積算距離を組み合わせることで列車の位置を算出する車上制御装置と、センサによる検知ができないエリアであるセンシング不可エリアの始点位置情報と終点位置情報を組にした情報であるセンシング不可エリア情報を格納したデータベースを備え、センサが検知のできない状態から検知のできる状態に遷移したとき、車上制御装置は、データベースからセンシング不可エリア情報を取得し、センシング不可エリアの終点位置情報を参照してセンシング不可エリアの終点位置を取得し、センシング不可エリアの終点位置と車上制御装置が算出する列車の位置との距離が最小となるセンシング不可エリアの終点位置を列車の現在の位置と判断し、列車の位置を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、特定のセンサ装置に限らず、列車が具備する既存のセンサ装置を用いて位置補正を行うことができる。また、位置補正を行うにあたって新たな装置を敷設する必要がないので設備費・メンテナンス費等を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例１に係るフローチャート。
【図２】本発明の実施例１の車上装置の構成図。
【図３】本発明の実施例２に係るフローチャート。
【図４】本発明の実施例１のセンシング不可エリアの位置情報の例。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は本実施例の処理手順の実施の形態を示すフローチャートである。
【００１０】
図２は本実施例に係る車上装置の構成図である。
【００１１】
センサ１は、列車位置または周囲の環境を検知するための装置であり、例えばドップラーレーダ、トランスポンダ、ミリ波センサ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等がある。
【００１２】
速度検出装置２は、列車の車軸に取り付けられ、車輪の回転数に応じて生成されるパルス信号と車輪径に基づき列車速度計算を行う装置である。
【００１３】
位置検出装置３は、基準となる列車の位置を検出する装置であり、例えば、トランスポンダやBaliseなど沿線に設置され固有の位置情報を保有している地上子から位置情報を受信する列車が具備する車上子や、位置情報を入力することができるモニタ装置等である。
【００１４】
なお、位置検出装置３は、基準となる列車の位置を検出できればよく、運転士や保守員等が基準となる列車の位置を入力するものでもよい。例えば、位置検出装置３は、運転席に設置されるモニタ装置であって、このモニタ装置に運転士や保守員等が現在の列車の位置情報を入力するものでもよい。このモニタ装置に、列車が駅や停車場に停車したタイミングで、運転士や保守員等がその位置情報を入力することにより、基準となる列車の位置を検出する。
【００１５】
この位置情報は、列車の走行する路線の起点からの距離とするが、列車の位置が一意に特定できるものであれば代替可能である。例えば、緯度及び経度の情報、特定の地点からの相対位置、特定の地点からの相対距離等でも良い。
【００１６】
車上制御装置４は、センサ１からのセンシング結果を受け取り、速度検出装置２から速度情報を得ることで走行積算距離を計算し、その走行積算距離と位置検出装置３から取得した基準となる列車の位置情報を組み合わせることで列車の現在の位置を算出する。さらにデータベース５からセンシング不可エリアの位置情報を取得し、センサ１がセンシング不可の状態からセンシング可能の状態になったときにセンシング不可エリアの位置を特定し、算出した列車の現在の位置を補正する。
【００１７】
データベース５は、事前のテスト走行により記録した、センサ１によるセンシング不可エリアの位置情報を格納している。
【００１８】
図４に本実施例のセンシング不可エリアの位置情報の例を示す。この例では、例えば、１番目のセンシング不可エリアの情報として始点位置を１．６ｋｍ、終点位置を１．９ｋｍとして組にしてデータベース５に格納する。２番目以降のセンシング不可エリアの情報も同様に格納する。
【００１９】
図１のフローチャートに基づく動作は以下のとおりである。
【００２０】
ステップ100：列車が駅を出発し、走行を開始する。車上制御装置４は、列車の走行の制御を開始する。その後、ステップ101へ遷移する。
【００２１】
ステップ101：車上制御装置４は、列車の走行の制御を行う。この列車の走行の制御において、車上制御装置４は、センサ１にセンシングを行わせ、その出力を取得する。また、車上制御装置４は、速度検出装置２から得られる走行速度を元に走行積算距離を随時計算し、その走行積算距離と位置検出装置３から得られる基準となる位置情報を組み合わせることで列車位置を算出する。その後、ステップ102へ遷移する。
【００２２】
ステップ102：車上制御装置４は、センサ１から正常な出力を取得できたか確認し、取得できた場合はセンシングできる状況と判断し、ステップ108へ遷移する。取得できなかった場合はセンシングができない状況が発生したと判断し、ステップ103へ遷移する。
【００２３】
ステップ103：車上制御装置４は、センシングができない状況が一定時間(事前にデータベース５に登録している複数のセンシング不可エリアの内、最もエリア間の長さが短いエリアの区間長[ｍ]÷列車運用上の最高速度[ｍ／ｓ]により求められる時間[ｓ]とする)以上継続した場合、ステップ104へ遷移する。そうでなければステップ101へ遷移する。
【００２４】
ステップ104：車上制御装置４は、列車がデータベース５に登録しているセンシング不可エリア内に在線していると判断する。その後、ステップ105へ遷移する。
【００２５】
ステップ105：車上制御装置４は、センサ１から正常な出力を取得できたか確認し、取得できた場合はセンシングできる状況と判断し、ステップ106へ遷移する。取得できなかった場合はセンシングができない状況と判断し、ステップ105へ遷移する。
【００２６】
ステップ106：車上制御装置４は、データベース５からセンシング不可エリアの終点位置Xp_f(p=1,2,…,n)の情報を取得する。また、車上制御装置４は、列車位置Lfを計算する。さらに、車上制御装置４は、全てのセンシング不可エリアの終点Xp_f(p=1,2,…,n)の位置と列車位置Lfの差分を計算する。すなわち、車上制御装置４は、|Xp_f-Lf| (p=1,2,…,n)を計算する。その後、ステップ107へ遷移する。
【００２７】
ステップ107：車上制御装置４は、|Xp_f-Lf| (p=1,2,…,n)が最小となるセンシング不可エリアの終点Xm_f(m∈[1,n])の位置を列車の現在位置として位置補正する。その後、ステップ101へ遷移する。
【００２８】
ステップ108：車上制御装置４は、列車が次駅に到着した場合、ステップ109へ遷移する。車上制御装置４は、列車が駅間を走行中の場合はステップ101へ遷移する。駅に到着したことは、あらかじめデータベース５に駅の存在する位置の範囲の情報を格納し、列車の位置がその範囲にあり、かつ、速度検出装置２から得られる走行速度が一定速度（たとえば５ｋｍ／ｈ）以下になったことを以って判断する。
【００２９】
ステップ109：列車が駅に停車し、列車の走行を終了する。車上制御装置４は、列車の走行の制御を終了する。
【００３０】
以上の実施例により、センサ装置が認識・検知できない区間でも位置補正を行うことができる。
【実施例２】
【００３１】
本実施例は、実施例１におけるステップ107の車上制御装置４が位置補正制御を行う際、その補正値の信頼性を高めるためのものである。
【００３２】
図２、図３を参照し、実施例１から変更があるステップのみ、以下に示す。
【００３３】
ステップ104：車上制御装置４は、列車がデータベース５に登録しているセンシング不可エリア内に在線していると判断する。その後、ステップ111へ遷移する。
【００３４】
ステップ107：車上制御装置４は、|Xp_f-Lf| (p=1,2,…,n)が最小となるセンシング不可エリアの終点Xm_f(m∈[1,n])の位置を取得する。その後、ステップ112へ遷移する。
【００３５】
ステップ111：車上制御装置４は、データベース５からセンシング不可エリアの始点位置Xp_s(p=1,2,…,n)の情報を取得する。また、車上制御装置４は、列車位置Lsを計算する。さらに、車上制御装置４は、全てのセンシング不可エリアの始点Xp_s(p=1,2,…,n)の位置と列車位置Lsの差分を計算する。すなわち、車上制御装置４は、|Xp_s-Ls| (p=1,2,…,n)を計算する。その後、車上制御装置４は、|Xp_s-Ls| (p=1,2,…,n)が最小となるセンシング不可エリアの始点Xq_s(q∈[1,n])の位置を取得し、ステップ105へ遷移する。
【００３６】
ステップ112：車上制御装置４は、データベース５を参照し、取得したセンシング不可エリアの始点Xq_sと、センシング不可エリアの終点Xm_fが組のもの、すなわち、一つのセンシング不可エリアの始点と終点であるかどうか判断する。同じであれば、ステップ113へ移行する。異なれば、計算結果に誤りがあると判断し、ステップ107で計算した結果を破棄し、ステップ101へ移行する。
【００３７】
ステップ113：ステップ107での計算結果を信頼し、Xm_fの位置を列車の現在位置として位置補正する。その後、ステップ101へ移行する。
【００３８】
以上の実施例により、センサ１が認識・検知できない区間でも位置補正を行うことができ、さらにセンシング可能エリアからセンシング不可エリアへ移行する際の判定結果も考慮することでより精度の高い位置補正を行うことができる。
【００３９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…センサ
２…速度検出装置
３…位置検出装置
４…車上制御装置
５…データベース
【図１】
2017195650.tif 000003
【図２】
2017195650.tif 000004
【図３】
2017195650.tif 000005
【図４】
2017195650.tif 000006