CN110831835A - 铁道车辆的行驶位置确定系统、行驶位置确定装置以及行驶位置确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于更准确地确定铁道车辆的行驶位置。铁道车辆的行驶位置确定系统具备轨道位移输出部和行驶位置确定部，铁道车辆在轨道上行驶时，轨道位移输出部输出与轨道的位移相应的信号，行驶位置确定部根据位移数据和基准简档数据之间的类似度，来判断铁道车辆是否在轨道的给定范围行驶，位移数据是基于轨道位移输出部的输出的数据，基准简档数据是与轨道的给定范围的轨道位移相应的数据。

Description

铁道车辆的行驶位置确定系统、行驶位置确定装置以及行驶 位置确定方法

技术领域

本发明涉及对在轨道上行驶的铁道车辆的行驶位置进行确定的技术。

背景技术

专利文献1公开了利用GPS(Global Positioning System；全球定位系统)来确定铁道车辆的行驶位置的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第8209145号说明书

发明内容

为了解决上述课题，铁道车辆的行驶位置确定系统具备轨道位移输出部和行驶位置确定部，铁道车辆在轨道上行驶时，所述轨道位移输出部输出与所述轨道的位移相应的信号，所述行驶位置确定部根据位移数据和基准简档数据之间的类似度，来判断所述铁道车辆是否在所述轨道的给定范围行驶，所述位移数据是基于所述轨道位移输出部的输出的数据，所述基准简档数据是与所述轨道的所述给定范围的轨道位移相应的数据。

另外，为了解决上述课题，铁道车辆的行驶位置确定装置具备：轨道位移信号输入部，其输入基于铁道车辆在轨道上行驶时的所述轨道的位移的信号；以及行驶位置确定部，其根据位移数据和基准简档数据之间的类似度，来判断所述铁道车辆是否在所述轨道的给定范围行驶，所述位移数据是基于对所述轨道位移信号输入部的输入的数据，所述基准简档数据是与所述轨道的所述给定范围的轨道位移相应的数据。

另外，为了解决上述课题，铁道车辆的行驶位置确定方法包括：步骤(a)，铁道车辆在轨道上行驶时，输出与所述轨道的位移相应的信号；步骤(b)，求取位移数据和基准简档数据之间的类似度，所述位移数据是基于与所述轨道的位移相应的输出的数据，所述基准简档数据是与所述轨道的给定范围的轨道位移相应的数据；以及步骤(c)，根据所求取的类似度来判断所述铁道车辆是否在所述给定范围行驶。

(发明效果)

根据本发明，根据位移数据和基准简档数据之间的类似度来判断铁道车辆是否在轨道的给定范围行驶，能更准确地确定铁道车辆的行驶位置，其中，位移数据是基于与铁道车辆在轨道上行驶时的所述轨道的位移相应的输出的数据，基准简档数据是与轨道的给定范围的轨道位移相应的数据。

附图说明

图1是表示第一实施方式所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的框图。

图2是表示行驶位置确定部的处理例子的流程图。

图3是表示在轨道分叉的情况下确定铁道车辆的行驶位置的例子的说明图。

图4是表示在1根轨道中途不分叉而直线状延伸的情况下确定铁道车辆的行驶位置的例子的说明图。

图5是表示第二实施方式所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的框图。

图6是表示行驶位置确定系统的整体的处理例子的流程图。

图7是表示位移数据的一例子的图。

图8是表示将相对于时间的位移数据变换成相对于距离的位移数据的例子的说明图。

图9是表示在轨道分叉的情况下求取位移数据和基准简档数据之间的类似度的例子的说明图。

图10是表示变形例所涉及的轨道位移输出部的图。

图11是表示变形例所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的框图。

具体实施方式

{第一实施方式}

以下，针对第一实施方式所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统、行驶位置确定装置以及行驶位置确定方法进行说明。图1是表示铁道车辆的行驶位置确定系统的框图。

针对装载有本系统的铁道车辆进行说明，铁道车辆20在轨道10上行驶。轨道10是沿路径引导铁道车辆的线状的通路。在此，轨道10包含2个导轨(rail)12。2个导轨12隔着轨枕等以并行状态铺设在地上。轨道也可以像单轨那样由1根导轨来引导铁道车辆。轨道还可以通过高架桥设置于空中，或者也可以铺设于地下。

铁道车辆20具备车体22和转向架24。转向架24具备转向架构架25和多个车轮26。多个车轮26在转向架构架25的左右部位以能旋转的方式通过车轴而支承于转向架构架25。在此，左右是指在从铁道车辆20内观察行进方向的情况下的左右。左右的车轮26一边分别由2个导轨12引导一边在该导轨12上行驶。转向架24支承于车体22的下部，转向架24在轨道10上行驶，从而包含车体22的铁道车辆20沿轨道10行驶。铁道车辆20为在轨道10上行驶的车辆即可，可以是货物列车的机车、货车、客运列车的机车、客车、电动客车、从动客车等的任一种。

如图1所示，铁道车辆的行驶位置确定系统30搭载于铁道车辆20。铁道车辆的行驶位置确定系统30具备轨道位移输出部32和行驶位置确定部40。

轨道位移输出部32构成为：铁道车辆20在轨道10上行驶时，轨道位移输出部32能输出与该轨道10的位移相应的信号。在此，轨道10的位移是指，轨道10的延伸方向上的该轨道10的任一部位的位置的变化。该轨道10的位移包括1个导轨12的表面部位的位置变化或2个导轨12的表面部位的相对的位置变化。例如，作为前者的例子，能列举如下情况：基于导轨12的应变、变形、磨损、导轨12的接缝等的影响，轨道10的表面部位的位置在轨道10的延伸方向上变化。另外，作为后者的例子，能列举如下情况：2个导轨12间的距离在轨道10的延伸方向上变化。轨道位移输出部32输出与这样的轨道10的表面部位的变化相应的信号。

铁道车辆20在轨道10上行驶时，轨道位移输出部32直接或间接获取与轨道10的位移相应的状况并输出与该状况相应的信号即可。

例如，若导轨12发生位移，则该位移经由在导轨12上行驶的车轮26而被传递至铁道车辆20。故而，能将检测出根据导轨12的位移所致的铁道车辆20的移动的信号作为与轨道10的位移相应的信号。此时，由于导轨12的位移随着从车轮26向车体22传递而衰减，因此可以检测铁道车辆20当中离车轮26尽可能近的部位的位移。作为该轨道位移输出部32，例如能采用包含加速度传感器的构成，该加速度传感器设置于对与车轮连结的车轴进行支承的车轴箱。

另外，例如，可以从铁道车辆20直接获取导轨12的状况，并基于此来输出与轨道10的位移相应的信号。例如，可以从铁道车辆20通过摄像装置来摄像导轨12，从其摄像图像中识别导轨12的表面部位的位置，并基于识别出的表面部位的位置的变动来输出与轨道10的位移相应的信号。此外，可以在铁道车辆20设置光学式位置传感器、超声波位置传感器、涡电流式位移传感器等，通过这些传感器等来检测轨道10的位移，并将其检测结果作为与轨道10的位移相应的信号进行输出。

行驶位置确定部40构成为：根据基于轨道位移输出部32的输出的位移数据和与轨道10的给定范围的轨道位移相应的基准简档数据Prf之间的类似度，能够确定铁道车辆20是否在给定范围行驶。

该行驶位置确定部40由具备CPU(Central Processing Unit；中央处理器)、ROM(read only memory；只读存储器)以及RAM(Random accessmemory；随机存取存储器)等的计算机40A构成。行驶位置确定部40也可以是行驶位置确定装置。计算机40A包含由能改写的闪速存储器或磁存储装置等构成的存储部41。在该存储部41，存放有用于使计算机40A作为行驶位置确定部40实施处理的行驶位置确定程序。CPU遵照在行驶位置确定程序中记述的处理顺序步骤来进行运算处理，从而计算机40A执行作为行驶位置确定部40时的处理。

在铁道车辆20搭载有存储部41。基准简档数据Prf存放于存储部41。基准简档数据Prf是与轨道10的给定范围的轨道位移相应的数据。轨道10的给定范围是在该轨道10上事先任意设定的范围，例如被设定为数米～数十米，尤其被设定为10米的范围。轨道10的给定范围例如被设定为适合掌握铁道车辆20在轨道10上的位置的范围。作为适合掌握铁道车辆20的位置的范围的例子，可列举在轨道存在分叉点的情况下该分叉点的前后给定距离的范围(例如，10米的范围)、或者在多个轨道相邻排列的情况下这多个轨道相邻排列的范围当中的至少一部分的范围(例如，10米的范围)等。

基准简档数据Prf既可以是过去测量出的数据，也可以是从轨道10的设计图、观察结果等推断生成的数据。作为过去测量出的数据，包括：作为行驶位置的确定对象的铁道车辆20在轨道10的所述给定范围实际行驶时测量出的数据、与作为行驶位置的确定对象的铁道车辆20为相同车型或不同车型的铁道车辆20在轨道10的所述给定范围实际行驶时测量出的数据、或者在铺设轨道10时行驶试验用的车辆在轨道10的所述给定范围实际行驶时测量出的数据等。

类似度是通过用于对多个数据的类似性进行评价的各种评价值来评价的。类似度既可以通过多级的数值来进行评价，也可以通过表示有无类似的2级来进行评价。该类似度例如既可以通过互相关运算等各种运算来求取，也可以由经事先学习的机械学习装置来求取。

图2是表示行驶位置确定部40的处理例的流程图。

在步骤S1中，从轨道位移输出部32将表示轨道位移的信号输入至行驶位置确定部40。

在下一步骤S2中，行驶位置确定部40求取基于轨道位移输出部32的输出的位移数据和基准简档数据Prf之间的类似度。例如，基于轨道位移输出部32的输出的位移数据能表征为如下波形，该波形表征与轨道位移相应的物理量相对于与轨道10的给定范围相当的时间或距离的变化。同样，基准简档数据Prf能设为被预先设定为如下波形的数据，该波形表征与轨道位移相应的物理量相对于与轨道10的给定范围相当的时间或距离的变化。这些表示各波形的数据例如通过以时间或距离进行等分后的数据串来表现。行驶位置确定部40求取表征铁道车辆20在轨道10上实际行驶时所得到的位移数据的波形数据和表示基准简档数据Prf的波形数据之间的类似度。如上所述，2个波形数据的类似度例如能通过互相关运算来进行评价。互相关运算是如下处理：在使2个波形数据偏移的同时，进行包含对2个波形数据的对应部分之积进行累加的处理在内的运算，从而求取表示这两个数据的类似度的评价值。2个波形数据越类似，通过互相关运算求出的值越大。在互相关运算中，可以进行归一化以使值的最大值为1。

在下一步骤S3中，行驶位置确定部40根据求出的类似度，来判断铁道车辆20是否在给定范围行驶。若根据步骤S2中求出的类似度而判断为基于轨道位移输出部32的输出的位移数据与基准简档数据Prf类似，则判断为铁道车辆20在与该基准简档数据Prf对应的给定范围行驶。另外，若判断为基于轨道位移输出部32的输出的位移数据不与基准简档数据Prf类似，则判断为铁道车辆20未在与该基准简档数据Prf对应的给定范围行驶。例如，在上述步骤S2中，在通过互相关运算评价了类似度的情况下，根据其运算结果的值的大小，能判断铁道车辆20是否在与该基准简档数据Prf对应的给定范围行驶。关于位移数据是否与基准简档数据Prf类似的判断，既可以通过鉴于绝对基准的绝对性的评价来执行，也可以通过鉴于针对多个基准简档数据Prf而进行的比较的相对性的评价来执行，还可以兼用这两者来予以执行。

在该基准简档数据Prf被设定成呈现特征性的数据(例如，具有给定值以上的梯度的波形数据)的范围、且在基于轨道位移输出部32的输出的位移数据中含有与呈现该特征性的数据的该基准简档数据Prf类似的数据的情况下，可以判断为铁道车辆20在与该基准简档数据Prf对应的给定范围行驶。成为比较对象的位移数据可以根据铁道车辆20的行驶距离、行驶时刻等而被锁定至一定程度的范围。另外，在基准简档数据Prf如上所述被设定成呈现特征性的数据的范围的情况下，成为比较对象的位移数据可以被锁定至呈与该特征性的数据相似的趋势的范围。

图3是表示在轨道分叉的情况下确定铁道车辆20的行驶位置的例子的说明图。在图3中，轨道10包含原始轨道10R、轨道10A、轨道10B和轨道10C。原始轨道10R在从一方向另一方(在图3中从左侧到右侧)前进时，分叉为多个轨道。更具体而言，原始轨道10R通过第一分叉器11(1)分叉出轨道10B，并通过第二分叉器11(2)分叉出轨道10C。原始轨道10R自身保持原状地延伸至轨道10A。根据第一分叉器11(1)、第二分叉器11(2)的切换状态，铁道车辆20能选择性地前进至轨道10A、10B、10C的任一者。

在图3所示的例子中，成为分叉目的地的轨道10A、10B、10C以并列状态延伸，相互间的间隔较窄。在利用GPS的定位技术中，误差有可能为数m以上，因此有可能难以判别在轨道10A、10B、10C当中的哪一个上行驶。此外，根据利用GPS的定位技术、基于设置于铁道车辆20的速度发电机等的从给定的基准位置起的累积距离，能确定铁道车辆20已到达轨道10A、10B、10C的分叉范围。在这样的情况下，本铁道车辆的行驶位置确定系统30将得以有效利用。

在轨道10的分叉处应用铁道车辆的行驶位置确定系统30的情况下，预先存放与成为分叉目的地的各轨道10A、10B、10C对应的基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)。基准简档数据Prf(A)被设定成包含轨道10A的范围，在此，被设定成包含原始轨道10R以及轨道10A在内的给定范围。基准简档数据Prf(B)被设定成包含轨道10B的给定范围，在此，被设定成包含原始轨道10R以及轨道10B在内的给定范围。基准简档数据Prf(C)被设定成包含轨道10C的范围，在此，被设定成包含原始轨道10R以及轨道10C在内的给定范围。基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)也可以不包含原始轨道10R的范围。例如，可以是，基准简档数据Prf(A)被设定成主要包含轨道10A的范围，基准简档数据Prf(B)被设定成主要包含轨道10B的给定范围，基准简档数据Prf(C)被设定成主要包含轨道10C的范围。

而且，设铁道车辆20已从原始轨道10R前进至轨道10A、10B、10C当中的任一个轨道。在此情况下，行驶位置确定部40求取基于轨道位移输出部32的输出的位移数据和基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)之间的类似度，并将最类似的数据判断为铁道车辆20的行驶位置，即，轨道。

在图3所示的例子中，铁道车辆20从原始轨道10R前进至轨道10B。在此情况下，轨道位移输出部32输出与从原始轨道10R至轨道10B的轨道位移相应的信号。在此情况下，行驶位置确定部40求取与从原始轨道10R至轨道10B的轨道位移相应的位移数据f和基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)之间的类似度，并比较各类似度的评价值的大小。在此，将呈现位移数据f与基准简档数据Prf(B)最类似这样的结果。具体而言，在通过互相关运算评价了类似度的情况下，执行位移数据与基准简档数据Prf(A)的互相关运算，并将其最大值采用为评价值。同样，执行位移数据与基准简档数据Prf(B)的互相关运算，并将其最大值采用为评价值。另外，执行位移数据与基准简档数据Prf(C)的互相关运算，并将其最大值采用为评价值。铁道车辆20在从原始轨道10R前进至轨道10B的情况下，若比较这些各评价值，则位移数据与基准简档数据Prf(B)的评价值最大。由此，根据各类似度，判定为铁道车辆20在包含与基准简档数据Prf(B)对应的轨道10B的给定范围行驶。

如上所述，基准简档数据可以被设定成呈现特征性的数据(例如，具有给定值以上的梯度的波形数据)的范围。故而，例如，可以设定呈现大的变化的范围U(a)的数据来作为与轨道10A对应的基准简档数据，可以设定呈现大的变化的范围U(b)的数据来作为与轨道10B对应的基准简档数据，可以设定大的变化多个连续的范围U(c)的数据来作为与轨道10C对应的基准简档数据。如这些所示，在轨道10的分叉处应用铁道车辆的行驶位置确定系统30等情况下，与成为分叉目的地的各轨道10A、10B、10C对应的基准简档数据可以不设定为相同的范围，而设定成不同的范围。

另外，在求取基准简档数据和基于检测出的轨道位移输出部32的输出的位移数据之间的类似度时，如上所述，既可以根据铁道车辆20的行驶距离来锁定位移数据的范围，也可以根据铁道车辆20的行驶时刻(例如，行驶经过分叉处的预定时刻)来锁定位移数据的范围。另外，如上所述，在基准简档数据被设定成呈现特征性的数据(例如，具有给定值以上的梯度的波形数据)的范围的情况下，可以锁定至位移数据当中呈与该特征性的数据相似的趋势的范围(例如，表示超过上述给定值的梯度的范围或其前后给定范围)。

在图4所示的例子中，1根轨道10中途不分叉地进行延伸。考虑在该轨道10上确定铁道车辆20所行驶的位置。如上所述，在利用GPS的定位技术中，误差有可能为数m以上，因此有可能无法准确确定铁道车辆20在轨道10上的行驶位置。

在对1根轨道10应用行驶位置确定系统30的情况下，预先存放与轨道10的给定范围(期望对铁道车辆20的位置进行确定的范围)对应的基准简档数据Prf。在铁道车辆20中，由轨道位移输出部32连续输出与轨道10的位移相应的信号。故而，在行驶位置确定部40中能连续获取基于轨道10的轨道位移的位移数据f。为此，在行驶位置确定部40中，依次求取将位移数据当中的与基准简档数据Prf对应的距离段或时间段偏移a(1)、a(2)、a(3)……后的数据f(1)、f(2)、f(3)、f(4)……和基准简档数据Prf之间的类似度。而且，在行驶位置确定部40中，数据f(1)、f(2)、f(3)、f(4)……和基准简档数据Prf之间的类似度满足同一性的条件的情况下(例如，通过互相关运算进行评价的情况下、表示类似度的评价值超过预先设定的给定值等情况下)，能更准确地确定铁道车辆20在与该数据对应的距离或时间段(在通过互相关运算进行评价的情况下，与评价值超过预先设定的给定值的偏移量相应的区段)行驶在与基准简档数据Prf对应的给定范围。

关于与轨道10的位移相应的信号和基准简档数据Prf之间的比较，通过轨道位移输出部32，既可以在铁道车辆20的行驶过程中持续进行，也可以在如下范围内进行，即，根据表示铁道车辆20的行驶距离的公里数信息或基于GPS的纬度经度信息而判断为铁道车辆20接近与基准简档数据Prf对应的给定范围的范围。

基于如上构成的铁道车辆的行驶位置确定系统、行驶位置确定装置以及行驶位置确定方法，根据基于轨道位移输出部32的输出的位移数据和与轨道10的给定范围的轨道位移相应的基准简档数据之间的类似度，能更准确地确定铁道车辆20的行驶位置。

尤其通过将铁道车辆20实际行驶时的位移数据和与轨道位移相应的基准简档数据Prf进行比较，能与铁道车辆20的速度等无关地更准确地确定铁道车辆20的行驶位置。例如，考虑仅想要比较铁道车辆的上下或左右的加速度的变化数据和与之对应的基准简档数据的情况。在此情况下，铁道车辆在轨道的给定范围行驶时的加速度的变化数据受铁道车辆的速度的影响较大。故而，加速度的变化数据和基准简档数据之间的类似度有可能根据铁道车辆的速度而大不相同，因此有可能难以根据运算出的类似度来判断铁道车辆是否在给定范围行驶。

相对于此，铁道车辆20在轨道10上行驶时，轨道位移输出部32输出与轨道10的位移相应的信号。故而，基于轨道位移输出部的输出的位移数据作为表示轨道10的位移的数据，与铁道车辆20的速度无关而在一定程度上恒定。由此，能与铁道车辆20的速度等无关地更准确地确定铁道车辆20的行驶位置。

另外，通过将过去铁道车辆在轨道上行驶时测量轨道位移而得到的数据作为基准简档数据Prf，能准确地确定铁道车辆20的行驶位置。这样的基准简档数据Prf是由一些铁道车辆对轨道10进行测量而得到的。故而，与在推论、试错等的同时生成用于判别铁道车辆20是否在轨道10的给定范围行驶的条件的情况相比，能更容易地设定基准简档数据Prf。

另外，行驶位置确定部40根据与多个轨道10A、10B、10C的每一个对应的基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)和位移数据之间的类似度，来确定与基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)当中的最类似于位移数据的基准简档数据对应的轨道10A、10B、10C。由此，能确定铁道车辆20进入了分叉出的轨道10A、10B、10C中的哪一个。

尤其在从原始轨道10R分叉出多个轨道10(A)、10(B)、10(C)的情况下，有时多个轨道10(A)、10(B)、10(C)彼此相近地以并列状态进行铺设。在此情况下，有可能难以根据表示铁道车辆20的行驶距离的公里数等来判别铁道车辆20在多个轨道10(A)、10(B)、10(C)中的哪一个轨道上行驶。另外，从GPS的误差范围出发，有可能难以根据基于GPS而运算出的纬度经度来判别铁道车辆20在多个轨道10(A)、10(B)、10(C)中的哪一个轨道上行驶。为此，如上所述，根据基于轨道位移输出部32的输出的位移数据149c和基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)之间的类似度，能更可靠地判别铁道车辆20在成为分叉目的地的多个轨道10(A)、10(B)、10(C)中的哪一个轨道上行驶。

{第二实施方式}

针对第二实施方式所涉及的行驶位置确定系统、行驶位置确定装置以及行驶位置确定方法进行说明。图5是表示铁道车辆的行驶位置确定系统的框图。

装载有本系统的铁道车辆20具有与上述第一实施方式中说明的构成同样的构成，因此省略其说明。

铁道车辆的行驶位置确定系统130具备轨道位移输出部132以及行驶位置确定部140。

轨道位移输出部132与上述轨道位移输出部32同样，构成为：铁道车辆20在轨道10上行驶时，轨道位移输出部132能输出与该轨道10的位移相应的信号。

在本实施方式中，轨道位移输出部132构成为能输出与轨道10的位移相应的、在该轨道10上行驶的铁道车辆20的加速度。另外，在此，轨道位移输出部132构成为能输出与轨道10的上下位移相应的信号。

作为该轨道位移输出部132，能使用根据轨道10的上下位移来输出与进行上下位移的车轮26的位移相应的加速度的传感器。

更具体而言，在转向架24，通过车轴将车轮26以能旋转的方式进行支承。在转向架24的转向架构架25，设置有将车轴以能旋转的方式进行支承的轴箱27，在该轴箱27设置有加速度传感器，该加速度传感器检测该轴箱27的上下方向的加速度，并输出检测信号。能将该加速度传感器用作轨道位移输出部132。作为加速度传感器，能使用静电电容检测型传感器、压电电阻型传感器等各种构成的传感器。

行驶位置确定部140根据基于轨道位移输出部132的输出的位移数据和基准简档数据Prf之间的类似度，来执行用于确定铁道车辆20是否在所述给定范围行驶的处理。

该行驶位置确定部140与上述行驶位置确定部40同样，由具备CPU(CentralProcessing Unit)、ROM(read only memory)以及RAM(Randomaccess memory)等的计算机140A构成。行驶位置确定部140也是行驶位置确定装置。计算机140A包含由可改写的闪速存储器或磁存储装置等构成的存储部149，在该存储部149中存放有用于使计算机140A作为行驶位置确定部140执行处理的行驶位置确定程序。CPU遵照在行驶位置确定程序中记述的处理顺序步骤来进行运算处理，从而计算机140A执行作为行驶位置确定部140时的处理。计算机140A同样地，遵照在程序中记述的处理顺序步骤来进行运算处理，从而也还执行作为下述纬度经度运算部142、速度运算部143、行驶距离运算部144时的各处理。这些处理还可以由多个计算机或硬件电路等分散执行。此外，计算机140A具备时钟发生器141，根据时钟发生器141产生的时钟频率来进行各处理。

在搭载于铁道车辆20的存储部149中存放有地图数据149a，该地图数据149a包含铁道车辆20将要行驶到的轨道10的路径信息。在地图数据149a中含有铁道车辆20在轨道10上行驶时的基准位置(以下，称为初始公里数)、用于对想要确定铁道车辆20的更准确的位置的范围进行确定的信息。基准位置被设定为铁道车辆20停止在轨道10上的位置(例如，停车车站等)。例如，想要确定铁道车辆20的更准确的位置的范围是轨道10分叉的范围。

另外，在存储部149中存放有基准简档数据Prf。在本实施方式中，要在轨道10分叉的范围确定铁道车辆20在哪个轨道10上行驶，因此存放有与轨道10的各分叉目的地的轨道相应的基准简档数据Prf。与各分叉目的地的轨道相应的基准简档数据Prf可以是过去测量出的数据。关于该点，如第一实施方式中参照图3所说明的那样。

在下述处理中，在存储部149中存放行驶位置确定部140的处理中的数据即位移数据149c。关于位移数据149c的例子，将后述。

另外，在下述处理中以及处理后，在存储部149中存放历程地图数据149d。历程地图数据149d包含铁道车辆20已经过的轨道10的信息。

在本实施方式中，在与行驶距离运算部144的运算结果相应的定时进行行驶位置确定部140的处理，因此针对行驶距离运算部144进行说明。

行驶距离运算部144通过运算轨道10上的从初始公里数起的铁道车辆20的行驶距离，从而确定铁道车辆20在轨道10上的大概位置。

在铁道车辆20搭载有GPS接收部151以及前后加速度传感器152。

GPS接收部151接收来自GPS卫星的信号并将接收信号输出至纬度经度运算部142。纬度经度运算部142根据从多个GPS卫星发送来的信号来运算铁道车辆20的纬度经度，并将运算结果输出至行驶距离运算部144。另外，纬度经度运算部142的运算结果被给至速度运算部143。在速度运算部143中，根据运算出的纬度经度的经时变化来运算铁道车辆20的速度，并将运算结果输出至行驶距离运算部144。

前后加速度传感器152以能检测铁道车辆20的前后方向(沿轨道10的方向)上的铁道车辆20的加速度的方式搭载于铁道车辆20。作为前后加速度传感器152，能采用静电电容检测型传感器、压电电阻型传感器等各种构成的传感器。前后加速度传感器152检测出的加速度的信号被输出至行驶距离运算部144。前后加速度传感器152也可以省略。

行驶距离运算部144根据铁道车辆20的经度纬度信息、基于经度纬度信息的速度信息，来运算从初始公里数起的铁道车辆20的行驶距离。而且，以与时钟发生器141的时钟频率相应的运算周期，将经度纬度信息、基于经度纬度信息的速度信息、以及包含从初始公里数起的铁道车辆20的行驶距离在内的位移数据149c进行存放、更新。

此外，纬度经度运算部142、速度运算部143以及行驶距离运算部144的运算可以根据来自前后加速度传感器152的前后加速度来进行校正。

从作为加速度传感器的轨道位移输出部132输出的加速度以与时钟发生器141的时钟频率相应的运算周期进行采样，并作为位移数据149c进行存放、更新。在位移数据149c中，将纬度经度信息、基于纬度经度信息的速度信息、从初始公里数起的铁道车辆20的行驶距离以及与轨道位移相应的加速度信息与各采样定时建立关联。

行驶位置确定部140搭载于铁道车辆20。行驶位置确定部140具备类似度运算部145、行驶轨道判定部146、位移数据变换部147以及上下位移运算部148。

上下位移运算部148进行运算使得将位移数据149c中的加速度信息(即，从作为加速度传感器的轨道位移输出部132输出的加速度)变换成基于轨道10的上下位移的铁道车辆20的上下位移。例如，上下位移运算部148通过将基于轨道10的位移的铁道车辆20的上下方向的加速度波形数据积分两次，来运算铁道车辆20的上下位移。上下位移运算部148的运算结果是，位移数据149c被变换为如下波形数据，该波形数据包含表征基于从作为加速度传感器的轨道位移输出部132输出的加速度的上下的位移量的信息。

位移数据变换部147根据行驶距离运算部144的输出，将位移数据149c变换为相对于轨道10上的行驶距离的、轨道10的位移数据。即，关于位移数据149c，首先，以与时钟发生器141的时钟频率相应的运算周期来对从轨道位移输出部132输出的加速度进行采样，并通过上下位移运算部148将该加速度变换为表征上下位移的数据。由于行驶距离运算部144运算出的行驶距离与各采样定时相关联，因此位移数据变换部147将位移数据149c变换为包含相对于行驶距离的轨道10的位移信息在内的位移数据149c。也就是，将表征相对于时间的位移的位移信号波形数据f(t)(t为采样时间)变换为表征相对于行驶距离的位移的信号波形数据f(d)(d为铁道车辆20的行驶距离)。此外，根据需要，相对于采样周期间的行驶距离的位移可以通过线性插值、多项式补足、样条补足等公知的手法等进行补足。

类似度运算部145求取位移数据149c和基准简档数据Prf之间的类似度。在此，类似度运算部145在利用GPS对铁道车辆20的位置进行确定的候补范围内运算位移数据149c和基准简档数据Prf之间的类似度。在此，类似度运算部145根据由行驶距离运算部144运算出的行驶距离，来判定铁道车辆20是否位于想要确定轨道10的位置的候补范围，即，轨道10分叉的候补范围。若判定为铁道车辆20处于候补范围，则类似度运算部145运算铁道车辆20在候补范围内行驶的距离范围的位移数据149c和与各分叉目的地的轨道10对应的基准简档数据Prf之间的类似度。

行驶距离运算部144根据GPS信号来运算铁道车辆20的行驶距离，因此可能存在一定程度的误差。为此，可以将成为类似度的评价对象的铁道车辆20的候补范围设得大于基准简档数据Prf的距离范围，使小的一方的基准简档数据Prf相对于大的一方的铁道车辆20的候补范围的数据依次偏移，运算针对各偏移量的类似度，并将类似度最高的类似度采用为针对该基准简档数据Prf的类似度。在后说明的采用互相关运算的评价处理是如下处理的一例：将铁道车辆20的信号波形数据f(d)的范围D设得大于基准简档数据Prf(A)等的距离范围，使基准简档数据Prf(A)等相对于信号波形数据f(d)的范围D依次偏移，计算针对各偏移量的类似度，并将成为最大的值作为基准简档数据Prf(A)等的类似度。此外，也可以与上述相反，将成为类似度的评价对象的铁道车辆20的候补范围设得小于基准简档数据Prf的距离范围，使小的一方的铁道车辆20的候补范围的数据相对于大的一方的基准简档数据Prf依次偏移，运算针对各偏移量的类似度，并将类似度最高的类似度采用为针对该基准简档数据Prf的类似度。

候补范围内的铁道车辆20的位移数据149c和基准简档数据Prf之间的类似度的评价例如能像第一实施方式中说明的那样，通过互相关运算来进行评价。即，将由位移数据149c表征的铁道车辆20的位移波形数据设为f(d)，并将基准简档数据Prf的位移波形数据设为Prf(d)。在以将各数据离散化而得到的数据串进行表征时，表示类似度的评价值R(m)能通过下式(数式(1))来运算。其中，N表示数据数，m表示延迟距离(偏移量)。

[数式1]

然后，对各分叉目的地的轨道10进行互相关运算，将成为最大值的评价值R(m)作为针对该各分叉目的地的轨道的评价值R。

行驶轨道判定部146根据由类似度运算部145运算出的评价值R来判定行驶轨道。例如，将成为最大的评价值R的分叉目的地的轨道10判定为铁道车辆20所经过的轨道10的位置。行驶轨道判定部146的判定结果作为历程地图数据149d被存储至存储部149，该历程地图数据149d包含表示铁道车辆20过去存在的位置(即，所经过的轨道10)的信息。

图6是表示行驶位置确定系统的整体的处理的流程图。参照图7～图9来说明行驶位置确定系统的整体的处理。

在步骤S11中，在行驶距离运算部144中判定GPS(纬度、经度)的接收的有无。若判定为有接收，则前进至步骤S12。

在步骤S12中，在行驶距离运算部144中判定在地图的±规定范围内是否存在符合地点。即，在地图数据149a中登记有运算行驶距离时作为基点的基准位置(初始公里数)的纬度经度。基准位置是表示铁道车辆20的停车位置的纬度经度的信息。基准位置既有为1个的情况，也有为多个的情况。行驶距离运算部144判定在从纬度经度运算部142运算出的纬度经度(也就是，铁道车辆20的位置)起以±规定的范围距离(m)内是否存在作为任一基准位置的地点。在判定为存在符合地点时，前进至步骤S13，在判定为不存在符合地点时，前进至步骤S26。此外，可以将能与设置于轨道10的给定位置的应答器(Transponder)进行通信的通信装置装载至铁道车辆，并将该通信装置与应答器进行了通信的位置设为基准位置(初始公里数)。

在步骤S13中，行驶距离运算部144将初始公里数设定为与步骤S12中判定为符合的基准位置对应的值(Ks)。此外，公里数以轨道10上离起点的距离来表征。另外，由于铁道车辆20位于该基准位置，因此将包含该基准位置的路线决定为铁道车辆20要行驶的路线类别，并根据该决定内容，来对历程地图数据149d进行登记、更新。此后，前进至步骤S14。

在步骤S12中判定为无符合地点时，前进至步骤S26。在步骤S26中，行驶距离运算部144将初始公里数暂时设定成程序中预先设定的初始公里数(Ks)，进而，将路线类别暂时设定成程序中预先设定的路线类别。或者，在已设定初始公里数以及路线类别的情况下，维持现行值。此后，前进至步骤S14。

在步骤S14～S16中，行驶距离运算部144判定铁道车辆20是否已发车。

首先，在步骤S14中，判定有无与时钟发生器141的时钟频率相应的运算周期信号，即，△T秒的中断。在判定为有中断时，前进至步骤S15。

在步骤S15中，根据从前后加速度传感器152输出的信号，来判定前后加速度△GL是否超过预先设定的规定值。在判定为“是”时，前进至步骤S16，在判定为“否”时，返回至步骤S14。此外，在前后加速度△GL与规定值相同的情况下，可以前进至“是”、“否”的任一种处理。

在步骤S16中，判定由速度运算部143运算出的铁道车辆20的速度Vg是否超过0km/h。在判定为“是”时，前进至步骤S17，在判定为“否”时，返回至步骤S14。

在步骤S17中，行驶距离运算部144运算Ks+Vg×△T，来作为当前位置(由从初始公里数起的距离来表征)。

在下一步骤S18中，上下位移运算部148根据位移数据149c中的上下加速度来运算上下位移。在此，位移数据149c的一例如图7所示。在位移数据149c中包含将基于纬度经度运算部142的运算结果的GPS位置(纬度、经度)、基于速度运算部143的运算结果的速度、基于轨道位移输出部132的输出的上下加速度与从设定初始公里数的定时起的各采样定时建立关联而得到的信息。另外，将步骤S17中运算出的当前位置(公里数)的信息也与各采样定时建立关联。上下位移运算部148根据位移数据149c中的上下加速度来运算上下位移，并将该上下位移与采样数据建立关联从而更新位移数据149c的内容。

在下一步骤S19中，类似度运算部145判定铁道车辆20是否在候补范围内行驶。关于铁道车辆20是否在候补范围内行驶，例如能通过以下方式进行判断，即，利用GPS来确定铁道车辆20的位置，并根据该位置是否位于轨道10的给定范围内来予以判断。例如，在想要判定铁道车辆20在成为分叉目的地的哪个轨道10上行驶的情况下，预先设定以初始公里数为基准的分叉处的公里数，并将与该公里数相距的给定距离范围设定为候补范围。然后，在铁道车辆20的公里数为分叉处的公里数以上且铁道车辆20位于从分叉处起的给定距离范围内时，或者铁道车辆20的公里数超过分叉处的公里数且铁道车辆20位于从分叉处起的给定距离范围内时，能判定为铁道车辆20位于给定的候补范围内。在步骤S19中判定为铁道车辆20位于候补范围内时，前进至步骤S20，在判定为不位于候补范围内时，前进至步骤S23。

关于铁道车辆20是否在候补范围内行驶，还能通过其他处理来予以判断。例如，在基于GPS的纬度经度相对于想要判断行驶位置的位置的纬度经度而位于处理的距离范围内的情况下，能判定为铁道车辆20在候补范围内行驶。

在步骤S20中，位移数据变换部147将包含上下位移以及行驶距离运算部144的输出结果在内的位移数据149c变换为相对于轨道10上的行驶距离的轨道10的位移数据。

例如，如图8所示，设想铁道车辆20从原始轨道10R选择性地向轨道10A、10B、10C中的一个前进的情况。由于按采样周期来采样上下位移，因此若铁道车辆20的速度不同，则上下位移相对于时间轴的波形也不同。例如，速度Va的情况下的上下位移相对于时间轴的波形数据fa(t)比速度Vb(其中，Va＞Vb)的情况下的上下位移相对于时间轴的波形数据fb(t)更密。另外，若速度在中途变化，则上下位移相对于时间轴的波形逐渐时而变疏，时而变密。如此，有可能难以妥当地评价与基准简档数据Prf的类似度。为此，如上所述，将包含上下位移以及行驶距离运算部144的输出结果在内的位移数据149c变换成相对于轨道10上的行驶距离的轨道10的位移数据。也就是，将相对于时间的波形数据fa(t)、fb(t)变换成相对于距离的波形数据f(t)。此外，不仅是在铁道车辆20以恒定速度行驶的情况下，而且在中途速度变化的情况下、中途停止的情况下，也将位移数据149c变换成相对于轨道10上的行驶距离的轨道10的位移数据。基于变换后的位移数据而被变换为相对于轨道10的给定范围D的轨道10的位移数据的信号波形数据f(d)与铁道车辆20的速度无关地，被表征为与离给定位置的距离相应的位移数据。故而，能与速度无关地妥当地评价与基准简档数据Prf的类似度。此外，基准简档数据Prf也同样地被设定为与距离相应的位移数据。

在下一步骤S21中，类似度运算部145求取位移数据149c和基准简档数据Prf之间的类似度。在此，如图9所示，设定了与从原始轨道10R分叉出的轨道10A、10B、10C中的每一个轨道对应的基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)。在此，类似度运算部145进行相对于距离的上下位移数据(信号波形数据f(d))与给定范围r内的基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)中的每一个基准简档数据的互相关运算。例如，将相对于距离的上下位移数据(信号波形数据f(d))的范围D偏移d(1)、d(2)、d(3)……(偏移的距离与上述数式(1)的延迟距离m对应)，进行与基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)的互相关运算。此外，给定范围r＝d(1)＝d(2)＝d(3)……。然后，将基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)的互相关运算的最大值设为与该基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)对应的评价值R(A)、R(B)、R(C)。

在下一步骤S22中，根据与基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)对应的评价值R(A)、R(B)、R(C)来决定路线类别。在此，将与评价值R(A)、R(B)、R(C)当中成为最大的基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)对应的轨道10(A)、10(B)或10(C)确定为铁道车辆20要行驶的路线类别。该确定的结果是，将包含铁道车辆20实际行驶过的轨道10的路线类别在内的信息作为历程地图数据149d而在存储部149中进行存储、更新。

在接下来的步骤S23～S25中，判定铁道车辆20是否已停车。

首先，在步骤S23中，判定有无△T秒的中断。在判定为无中断时，返回至步骤S17，在判定为有中断时，前进至步骤S24。

在步骤S24中，根据从前后加速度传感器152输出的信号，来判定前后加速度△GL是否已超过预先设定的规定值。在判定为“否”时，返回至步骤S17，在判定为“是”时，前进至步骤S24。此外，在前后加速度△GL与规定值相同的情况下，可以前进至“是”、“否”的任一种的处理。

在步骤S24中，判定由速度运算部143运算出的铁道车辆20的速度Vg是否成为0km/h。在判定为“否”时，返回至步骤S17，在判定为“是”时，返回至步骤S12。

基于如上构成的铁道车辆的行驶位置确定系统130、行驶位置确定装置以及行驶位置确定方法，与在第一实施方式中说明的同样，根据基于轨道位移输出部32的输出的位移数据149c和与轨道10的给定范围的轨道位移相应的基准简档数据Prf之间的类似度，来判断铁道车辆20是否在轨道10的给定范围行驶，其中，铁道车辆20在轨道10上行驶时，轨道位移输出部32输出与轨道10的位移相应的信号，因此能更准确地确定铁道车辆20的行驶位置。

另外，通过使用过去测量出的数据来作为基准简档数据Prf，能更准确地确定行驶位置。另外，基准简档数据Prf的设定本身也比较容易。

另外，行驶位置确定部140根据与多个轨道10A、10B、10C中的每一个轨道对应的基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)和位移数据之间的类似度，来确定与基准简档数据Prf(A)、Prf(B)、Prf(C)当中的最类似于位移数据的基准简档数据对应的轨道10A、10B、10C。由此，能确定铁道车辆20进入了分叉出的轨道10A、10B、10C中的哪一个。

另外，在本实施方式中，轨道位移输出部32含有加速度传感器，该加速度传感器输出与轨道10的位移相应的、行驶的铁道车辆20的加速度。上下位移运算部148根据从加速度传感器152输出的加速度的值来运算表示铁道车辆20的位移的值并将位移数据149c进行存储更新。然后，行驶位置确定部140求取包含基于该加速度的位移信息在内的位移数据149c和基准简档数据Prf之间的类似度。故而，能基于加速度传感器152来简易地得到轨道10的位移数据149c。

另外，轨道位移输出部32输出与轨道10的上下位移相应的信号，因此不易受铁道车辆20的左右摇晃所带来的影响，能得到较准确的轨道10的位移数据149c。

另外，行驶位置确定部140根据对铁道车辆20的行驶距离进行运算的行驶距离运算部144的输出，以位移数据149c作为相对于轨道10上的行驶距离的轨道10的位移数据149c，来求取与基准简档数据Prf的类似度。故而，能尽量排除铁道车辆20的速度所带来的影响而评价类似度。

然而，也可以使用表示相对于时间的轨道的位移的数据来作为基准简档数据Prf，求取相对于时间的轨道10的位移数据149c和该基准简档数据Prf之间的类似度。

另外，行驶距离运算部144根据利用GPS所求取的纬度、经度来运算铁道车辆20的行驶距离，因此能利用GPS来简易地求取铁道车辆20的行驶距离。由此，在将本铁道车辆的行驶位置确定系统130装载至铁道车辆20时，不用将本系统与设置于铁道车辆20的速度发电机等连接，因此能将本铁道车辆的行驶位置确定系统130容易地装载至铁道车辆20。

另外，在利用GPS对铁道车辆20的位置进行确定的候补范围内，行驶位置确定部140评价位移数据149c和基准简档数据Prf之间的类似度，因此能将比较范围锁定至轨道10的分叉处的前后等。

此外，虽然在本实施方式中，行驶距离运算部144根据利用GPS所求取的纬度、经度来运算了铁道车辆20的行驶距离，但未必一定需要该方式。例如，行驶距离运算部144还可以根据来自设置于铁道车辆20的速度发电机的速度信号或者根据来自前后加速度传感器152的加速度信号，来运算铁道车辆20的行驶距离。

另外，通过相关运算求取类似度，从而能适当地评价该类似度。

另外，通过使由行驶轨道判定部146判定出的轨道10作为铁道车辆20已行驶的轨道10的位置或路线类别而存储在历程地图数据149d中，能记录作为铁道车辆20的更准确的实际行驶轨道的历程。

另外，在铁道车辆20搭载有轨道位移输出部32和行驶位置确定部140，因此能在该铁道车辆20确定行驶位置。

{变形例}

以上述各实施方式为前提来说明各种变形例。

图10是表示变形例所涉及的轨道位移输出部232的图。轨道位移输出部232具备摄像机234、图像处理部235以及导轨宽度运算部236。摄像机234被设置为能为铁道车辆20拍摄2个导轨12的每一个。在此，2个摄像机234固定于铁道车辆20。各摄像机234以能拍摄导轨12的朝下姿势固定于导轨12的上方位置。将各摄像机234摄像出的图像信号给至图像处理部235。图像处理部235执行滤波处理、二值化处理、边缘提取等，并执行对摄像图像中的导轨12的边界(尤其是内侧缘或外侧缘)进行提取的处理。将图像处理部235的处理数据给至导轨宽度运算部236，并根据该处理数据来运算2个导轨宽度。在铁道车辆20的行驶中，输出所逐次运算的导轨宽度作为轨道10的位移。

在本例中，输出与导轨宽度相应的信号，来作为铁道车辆20在轨道10上行驶时与轨道10的位移相应的信号。

图11是表示变形例所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统330的框图。在本变形例中，以上述第二实施方式为前提，在铁道车辆20搭载有轨道位移输出部32。另外，在铁道车辆20，为了确定铁道车辆20的行驶位置，搭载有GPS接收部151和纬度经度运算部142。可以根据来自速度发电机等的输出来运算铁道车辆20的行驶位置。此外，在本例中，省略了前后加速度传感器152。

以与时钟发生器141产生的时钟频率相应的运算周期来对来自轨道位移输出部32的输出进行采样。将该采样结果与采样定时、来自纬度经度运算部142的纬度经度信息等相关联地作为位移数据349c而存储至存储部349。

在该铁道车辆20设置有能经由通信网380进行通信的通信装置350。

另一方面，在与铁道车辆20不同的地点，设置有管理基地400。

在管理基地400设置有管理服务器装置410。管理服务器装置410由具备CPU、ROM以及RAM等的计算机构成。管理服务器装置410含有由可改写的闪速存储器或磁存储装置等构成的存储部411，在该存储部411中存放有用于使管理服务器装置410作为行驶位置确定部440执行处理的行驶位置确定程序。CPU遵照在行驶位置确定程序中记述的处理顺序步骤来进行运算处理，从而管理服务器装置410执行作为行驶位置确定部440的处理。

在存储部411中，与上述第二实施方式中说明的同样，存放有基准简档数据Prf和地图数据149a。另外，在下述处理中，在存储部411中存放行驶位置确定部440的处理中的数据即位移数据146c。另外，在下述处理中以及处理后，在存储部411中存放历程地图数据149d。历程地图数据149d包含铁道车辆20已经过的轨道10的信息。

管理服务器装置410如第二实施方式中说明的那样，包含行驶距离运算部144和行驶距离运算部144。进而，管理服务器装置410如第二实施方式中说明的那样具备行驶位置确定部140，行驶位置确定部140包含类似度运算部145、行驶轨道判定部146、位移数据变换部147以及上下位移运算部148。

在管理服务器装置410中设置有能经由通信网380进行通信的通信装置450。

管理服务器装置410的行驶位置确定部440与设置于铁道车辆20的轨道位移输出部32经由通信装置350、450、通信网380而以能通信的方式进行连接。通信网380既可以是有线方式也可以是无线方式，还可以是这两者的复合方式。另外，通信网380既可以是公众通信网，也可以是基于专用线路的通信网。

铁道车辆20的存储部349中存放的位移数据349c经由通信网380而被发送至管理服务器装置410，且被存放至存储部411。关于数据从铁道车辆20到管理服务器装置410的发送，既可以每当获取到数据时实时地执行，也可以每当铁道车辆20停车于车站等时执行。

管理服务器装置410根据位移数据349c，进行与上述第二实施方式中说明的处理同样的处理，进行铁道车辆20的行驶位置、路线类别的判定等，并将判定结果作为该铁道车辆20实际行驶过的历程地图数据149d进行存放。

也就是，本例是如下的一种技术方案：在第二实施方式中的铁道车辆的行驶位置确定系统130中，轨道位移输出部32搭载于铁道车辆20，与行驶位置确定部40对应的行驶位置确定部440设置于管理服务器装置410，经由通信网将轨道位移输出部32与行驶位置确定部440以能通信的方式进行连接。速度运算部143、行驶距离运算部144、上下位移运算部148、位移数据变换部147等可以安装于铁道车辆20以及管理服务器装置410中的任一者。若速度运算部143、行驶距离运算部144、上下位移运算部148、位移数据变换部147等安装于管理服务器装置410侧，则能尽量减轻铁道车辆20中的处理负担，且能减少发送至管理服务器装置410的数据量。

管理服务器装置410与多个铁道车辆20以能通信的方式进行连接，还能管理多个铁道车辆20的实际行驶历程。

基于该例，针对铁道车辆20，装载至少包含轨道位移输出部32的装置，在此，装载包含轨道位移输出部32、纬度经度运算部142、GPS接收部151、通信装置350的装置即可。故而，与第二实施方式所示的情况相比，具有能简化装入铁道车辆20中的装置构成这样的优点。

另外，由于能在管理服务器装置410中综合管理多个铁道车辆20的行驶历程，因此适合轨道10的状态管理。

此外，上述各实施方式以及各变形例中说明的各构成只要不相互矛盾，就能酌情组合。

例如，第二实施方式中说明的行驶距离运算部144、位移数据变换部147、上下位移运算部148等的各构成当中的1个或多个能装载到第一实施方式中说明的铁道车辆的行驶位置确定系统30中。例如，能设为将第二实施方式中说明的行驶距离运算部144装载到第一实施方式中说明的铁道车辆的行驶位置确定系统30中的构成、将位移数据变换部147装载到铁道车辆的行驶位置确定系统30中的构成、将上下位移运算部148装载到铁道车辆的行驶位置确定系统30中的构成。

另外，可以将第一实施方式中说明的行驶位置确定系统30如图11所示的变形例那样设为如下构成：将轨道位移输出部32装载至铁道车辆20，在基站中设置行驶位置确定部40，且以能通信的方式连接轨道位移输出部32与行驶位置确定部40。

如上所述，本说明书包含下述各技术方案所涉及的发明。

第一技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统具备轨道位移输出部和行驶位置确定部，铁道车辆在轨道上行驶时，所述轨道位移输出部输出与所述轨道的位移相应的信号，所述行驶位置确定部根据位移数据和基准简档数据之间的类似度，来判断所述铁道车辆是否在所述轨道的给定范围行驶，所述位移数据是基于所述轨道位移输出部的输出的数据，所述基准简档数据是与所述轨道的所述给定范围的轨道位移相应的数据。

由此，通过基于轨道位移输出部的输出的位移数据和与轨道的给定范围的轨道位移相应的基准简档数据之间的类似度，能更准确地确定铁道车辆的行驶位置。

第二技术方案在第一技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，所述基准简档数据是过去测量出的数据。

由此，能根据过去测量出的数据确定出更准确的行驶位置。另外，能不需要探讨阈值等，从而能容易地设定基准简档数据。

第三技术方案在第一或第二技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，所述行驶位置确定部根据与多个轨道中的每个轨道对应的基准简档数据和所述位移数据之间的类似度，来确定与所述多个基准简档数据当中的最类似于所述位移数据的基准简档数据对应的轨道。

由此，在轨道分叉等情况下，能确定是多个轨道中的哪一个。

第四技术方案在第一至第三中的任一个技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，所述轨道位移输出部包含加速度传感器，所述加速度传感器输出与所述轨道的位移相应的行驶的所述铁道车辆的加速度，所述行驶位置确定部将所述位移数据设为基于从所述加速度传感器输出的加速度的位移数据，来求取与所述基准简档数据的类似度。

由此，能简易地得到轨道的位移数据。

第五技术方案在第一至第四中的任一个技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，所述轨道位移输出部输出与所述轨道的上下位移相应的信号。

由此，能得到准确的轨道的位移数据。

第六技术方案在第一至第五中的任一个技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，所述铁道车辆的行驶位置确定系统还具备行驶距离运算部，所述行驶距离运算部运算所述铁道车辆的行驶距离，所述行驶位置确定部根据所述行驶距离运算部的输出，将所述位移数据设为相对于所述轨道上的行驶距离的所述轨道的位移数据，来求取与所述基准简档数据的类似度。

由此，能尽量排除铁道车辆的速度所致的影响而评价类似度。

第七技术方案在第六技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，所述行驶距离运算部根据利用GPS所求取的纬度、经度来运算所述铁道车辆的行驶距离。

由此，能利用GPS来简易地求取行驶距离。

第八技术方案在第一至第七中的任一个技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，在利用GPS对所述铁道车辆的位置进行确定的候补范围内，所述行驶位置确定部评价所述位移数据和与所述轨道的给定范围的轨道位移相应的基准简档数据之间的类似度。

由此，能锁定对类似度进行评价的范围。

第九技术方案在第一至第六中的任一个技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，所述行驶位置确定部基于相关运算来求取类似度。

由此，能通过相关运算适当地求取类似度。

第十技术方案在第一至第九中的任一个技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，所述铁道车辆的行驶位置确定系统还具备存储部，所述存储部将所述行驶位置确定部得到的确定结果作为所述铁道车辆的实际行驶轨道进行存储。

由此，能存储铁道车辆的更准确的实际行驶轨道。

第十一技术方案在第一至第十中的任一个技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，所述轨道位移输出部和所述行驶位置确定部搭载于所述铁道车辆。

由此，能在铁道车辆确定行驶位置。

第十二技术方案是在第一至第十中的任一个技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定系统的基础上，所述轨道位移输出部搭载于所述铁道车辆，所述行驶位置确定部设置于管理基地，所述轨道位移输出部与所述行驶位置确定部以能通过通信网进行通信的方式相连接。

由此，能简化本系统当中的嵌入车辆中的装载部分的构成。另外，能通过管理基地管理行驶位置。

第十三技术方案所涉及的行驶位置确定装置具备：轨道位移信号输入部，其输入基于铁道车辆在轨道上行驶时的所述轨道的位移的信号；以及行驶位置确定部，其根据位移数据和基准简档数据之间的类似度，来判断所述铁道车辆是否在所述轨道的给定范围行驶，所述位移数据是基于对所述轨道位移信号输入部的输入的数据，所述基准简档数据是与所述轨道的给定范围的轨道位移相应的数据。

由此，通过基于对轨道位移信号输入部的输入的位移数据和与轨道的给定范围的轨道位移相应的基准简档数据之间的类似度，能更准确地确定铁道车辆的行驶位置。

第十四技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定方法包括：步骤(a)，铁道车辆在轨道上行驶时，输出与所述轨道的位移相应的信号；步骤(b)，求取位移数据和基准简档数据之间的类似度，所述位移数据是基于与所述轨道的位移相应的输出的数据，所述基准简档数据是与所述轨道的给定范围的轨道位移相应的数据；以及步骤(c)，根据所求取的类似度来判断所述铁道车辆是否在所述给定范围行驶。

由此，通过基于轨道位移输出部的输出的位移数据和与轨道的给定范围的轨道位移相应的基准简档数据之间的类似度，能更准确地确定铁道车辆的行驶位置。

第十五技术方案是在第十四技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定方法的基础上，所述基准简档数据是过去测量出的数据。

由此，能根据过去测量出的数据来确定出更准确的行驶位置。另外，能不需要探讨阈值等，从而能容易地设定基准简档数据。

第十六技术方案是在第十四或第十五技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定方法的基础上，在所述步骤(b)中，求取所述位移数据和与多个轨道中的每个轨道对应的基准简档数据之间的类似度，在所述步骤(c)中，根据对应于所述多个基准简档数据而求取出的类似度，来确定与所述多个基准简档数据当中的最类似于所述位移数据的基准简档数据对应的轨道。

由此，在轨道分叉等情况下，能确定是多个轨道中的哪一个。

第十七技术方案是在第十四至第十六中的任一个技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定方法的基础上，在所述步骤(a)中，输出与所述轨道的位移相应的行驶的所述铁道车辆的加速度，在所述步骤(b)中，将所述位移数据设为基于所述加速度的位移数据，来求取与基准简档数据的类似度。

由此，能简易地得到轨道的位移数据。

第十八技术方案是在第十四至第十七中的任一个技术方案所涉及的行驶位置确定方法的基础上，在所述步骤(a)中，输出与所述轨道的上下位移相应的信号。

由此，能得到准确的轨道的位移数据。

第十九技术方案是在第十四至第十八中的任一个技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定方法的基础上，所述铁道车辆的行驶位置确定方法还包括步骤(d)，在所述步骤(d)中，运算所述铁道车辆的行驶距离，在所述步骤(b)中，根据运算出的所述铁道车辆的行驶距离，将所述位移数据设为相对于所述轨道上的行驶距离的所述轨道的位移数据，来求取与所述基准简档数据的类似度。

由此，能尽量排除铁道车辆的速度所致的影响而评价类似度。

第二十技术方案是在第十九技术方案所涉及的铁道车辆的行驶位置确定方法的基础上，在所述步骤(d)中，根据利用GPS所求取的纬度、经度来运算所述铁道车辆的行驶距离。

由此，能利用GPS来简易地求取行驶距离。

虽然以上详细说明了本发明，但上述说明在所有层面上只是例示，本发明不限于此。应该解释为，在不脱离本发明的范围的前提下能想到未例示的无数个变形例。

(标号说明)

10、10A、10B、10C 轨道

10R 原始轨道

12 导轨

20 铁道车辆

30、130、330 行驶位置确定系统

32、132、232 轨道位移输出部

40、140、440 行驶位置确定部

41 存储部

142 纬度经度运算部

143 速度运算部

144 行驶距离运算部

145 类似度运算部

146 行驶轨道判定部

146c 位移数据

147 位移数据变换部

148 上下位移运算部

149 存储部

149a 地图数据

149c 位移数据

149d 历程地图数据

151 GPS接收部

350 通信装置

380 通信网

400 管理基地

410 管理服务器装置

411 存储部

450 通信装置

Prf 基准简档数据。

Claims (20)

1.一种铁道车辆的行驶位置确定系统，具备轨道位移输出部和行驶位置确定部，

铁道车辆在轨道上行驶时，所述轨道位移输出部输出与所述轨道的位移相应的信号，

所述行驶位置确定部根据位移数据和基准简档数据之间的类似度，来判断所述铁道车辆是否在所述轨道的给定范围行驶，所述位移数据是基于所述轨道位移输出部的输出的数据，所述基准简档数据是与所述轨道的所述给定范围的轨道位移相应的数据。

2.根据权利要求1所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

所述基准简档数据是过去测量出的数据。

3.根据权利要求1或2所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

所述行驶位置确定部根据与多个轨道中的每个轨道对应的基准简档数据和所述位移数据之间的类似度，来确定与所述多个基准简档数据当中的最类似于所述位移数据的基准简档数据对应的轨道。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

所述轨道位移输出部包含加速度传感器，所述加速度传感器输出与所述轨道的位移相应的行驶的所述铁道车辆的加速度，

所述行驶位置确定部将所述位移数据设为基于从所述加速度传感器输出的加速度的位移数据，来求取与所述基准简档数据的类似度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

所述轨道位移输出部输出与所述轨道的上下位移相应的信号。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

所述铁道车辆的行驶位置确定系统还具备行驶距离运算部，所述行驶距离运算部运算所述铁道车辆的行驶距离，

所述行驶位置确定部根据所述行驶距离运算部的输出，将所述位移数据设为相对于所述轨道上的行驶距离的所述轨道的位移数据，来求取与所述基准简档数据的类似度。

7.根据权利要求6所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

所述行驶距离运算部根据利用GPS所求取的纬度、经度来运算所述铁道车辆的行驶距离。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

在利用GPS对所述铁道车辆的位置进行确定的候补范围内，所述行驶位置确定部评价所述位移数据和与所述轨道的给定范围的轨道位移相应的基准简档数据之间的类似度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

所述行驶位置确定部基于相关运算来求取类似度。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

所述铁道车辆的行驶位置确定系统还具备存储部，所述存储部将所述行驶位置确定部得到的确定结果作为所述铁道车辆的实际行驶轨道进行存储。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

所述轨道位移输出部和所述行驶位置确定部搭载于所述铁道车辆。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定系统，其中，

所述轨道位移输出部搭载于所述铁道车辆，

所述行驶位置确定部设置于管理基地，

所述轨道位移输出部与所述行驶位置确定部以能通过通信网进行通信的方式相连接。

13.一种铁道车辆的行驶位置确定装置，具备：

轨道位移信号输入部，其输入基于铁道车辆在轨道上行驶时的所述轨道的位移的信号；以及

行驶位置确定部，其根据位移数据和基准简档数据之间的类似度，来判断所述铁道车辆是否在所述轨道的给定范围行驶，所述位移数据是基于对所述轨道位移信号输入部的输入的数据，所述基准简档数据是与所述轨道的给定范围的轨道位移相应的数据。

14.一种铁道车辆的行驶位置确定方法，包括：

步骤a，铁道车辆在轨道上行驶时，输出与所述轨道的位移相应的信号；

步骤b，求取位移数据和基准简档数据之间的类似度，所述位移数据是基于与所述轨道的位移相应的输出的数据，所述基准简档数据是与所述轨道的给定范围的轨道位移相应的数据；以及

步骤c，根据所求取的类似度来判断所述铁道车辆是否在所述给定范围行驶。

15.根据权利要求14所述的铁道车辆的行驶位置确定方法，其中，

所述基准简档数据是过去测量出的数据。

16.根据权利要求14或15所述的铁道车辆的行驶位置确定方法，其中，

在所述步骤b中，求取所述位移数据和与多个轨道中的每个轨道对应的基准简档数据之间的类似度，

在所述步骤c中，根据对应于所述多个基准简档数据而求取出的类似度，来确定与所述多个基准简档数据当中的最类似于所述位移数据的基准简档数据对应的轨道。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定方法，其中，

在所述步骤a中，输出与所述轨道的位移相应的行驶的所述铁道车辆的加速度，

在所述步骤b中，将所述位移数据设为基于所述加速度的位移数据，来求取与基准简档数据的类似度。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定方法，其中，

在所述步骤a中，输出与所述轨道的上下位移相应的信号。

19.根据权利要求14至18中任一项所述的铁道车辆的行驶位置确定方法，其中，

所述铁道车辆的行驶位置确定方法还包括步骤d，在所述步骤d中，运算所述铁道车辆的行驶距离，

在所述步骤b中，根据运算出的所述铁道车辆的行驶距离，将所述位移数据设为相对于所述轨道上的行驶距离的所述轨道的位移数据，来求取与所述基准简档数据的类似度。

20.根据权利要求19所述的铁道车辆的行驶位置确定方法，其中，

在所述步骤d中，根据利用GPS所求取的纬度、经度来运算所述铁道车辆的行驶距离。

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