JP2001191919A - 車両運行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地上に設置する質問器または応答器の数が少な
くて済む車両運行制御装置を提供する。 【解決手段】車両１００に質問器２００を搭載し、車両
軌道の片側側方に車両軌道に沿って複数の応答器３０１
〜３１３を設置し、質問器−応答器間の通信により車両
１００の運行を制御する。互いに背向して車両側方に向
くように質問器２００に設けられた２つの送信アンテナ
と、同じく互いに背向して車両側方に向くように設けら
れた２つの受信アンテナを、進路変更点直前の応答器３
０３、３０７から送信される設置位置情報に基づいて次
の進行方向にある応答器の設置位置に対応する側に切り
換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、質問器と応答器を
用いて車両−地上間の通信を行うことにより車両の運行
を制御する車両運行制御装置に関し、特に、地上側に設
置する応答器または質問器の数が少なくて済む車両運行
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道などでは、運行管理、運行案内、走
行制御などのための各種情報を、質問器と応答器を用い
て車両−地上間で通信することにより、車両の運行を制
御する車両運行制御装置が考えられている。

【０００３】例えば、車両側に質問情報を送信する質問
器を搭載し、地上側には質問器からの質問情報を受信し
て当該質問情報に対応する応答情報を車両側に送信する
応答器を設置し、車両が通過する際に、質問器から質問
波を放射し、これを受信した応答器から前記質問情報に
対応する応答波が質問器に対して放射される。このよう
にして、地上側と車上側に設けた応答器と質問器との間
で各種情報の通信を行い、車両の運行を制御する。この
場合、質問器の送受信アンテナを車両の側方に向けて取
り付け、地上側の応答器を線路脇の適当な地点に配置す
る方法が挙げられる。

【０００４】尚、地上側に質問器を設置し、車両側に応
答器を搭載する場合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両に搭載
された質問器に設けられる送信アンテナおよび受信アン
テナが各１個の場合、折り返し駅などでそのまま折り返
し運転となるときは問題とならないが、車庫などから出
車し、折り返し駅のどの番線に出車するか分からない場
合、車両に搭載された質問器の送信および受信アンテナ
の向きが地上側の応答器設置側と反対になる虞れがあ
る。

【０００６】このため、前記応答器を線路両脇に設置し
なければならず、地上に設置する応答器の数が多くな
る。この結果、鉄道線路における応答器の設置作業が煩
雑となることに加え、保守点検の負担が大きくなる。
尚、地上側に質問器を設置する場合も同様である。

【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、地上側に設置される質問器あるいは応答器の数が
少なくて済む車両運行制御装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、質問器と応答器のどちらか一方を車両側に搭
載し、他方を地上側に設置し、前記質問器と応答器を用
いて車両−地上間の通信を行うことにより車両の運行を
制御する車両運行制御装置において、地上側の応答器ま
たは質問器を車両軌道の片側側方に当該車両軌道に沿っ
て複数設置する一方、車両側の質問器または応答器は、
互いに背向して車両側方に向けて設けられた２つの送信
アンテナと、同じく互いに背向して車両側方に向けて設
けられた２つの受信アンテナと、前記送信アンテナおよ
び受信アンテナのうち、通信に使用するアンテナを地上
側の応答器または質問器の設置位置情報に基づいて切り
換える切り換え手段とを備えて構成した。

【０００９】かかる構成では、車両に搭載した質問器ま
たは応答器の送信アンテナおよび受信アンテナを、地上
に設置した応答器または質問器の設置位置に対応する側
に切り換え手段で切り換える。そして、車両に搭載した
質問器または応答器は、選択された前記送信アンテナお
よび受信アンテナを用いて車両軌道側方に設置された応
答器または質問器と通信を行って車両の運行を制御す
る。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記車両の進路
変更点の少なくとも直前に設置した前記地上側の応答器
または質問器から前記車両側に搭載した質問器または応
答器に、前記送信アンテナおよび受信アンテナの切り換
え情報を含ませて送信する構成とした。

【００１１】かかる構成では、車両が進路変更点に到着
するまでに、車両の進行方向における応答器または質問
器の設置位置に対応した送信アンテナおよび受信アンテ
ナの切り換え情報を付加した情報を車両に送信できるの
で、進路変更によって車両の進行方向に対する地上側の
応答器または質問器の設置位置方向が変わっても円滑に
アンテナの切り換えができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、少なくとも隣接
する車両軌道に沿って設置される応答器または質問器
は、電波の偏波を互いに異なるようにした。かかる構成
では、例えば、隣接する２つの車両軌道に設置された応
答器または質問器で使用される偏波をそれぞれ右旋円偏
波および左旋円偏波とすれば、車両が複線路を同時に進
行する場合やすれ違って運行される場合における通信障
害を防止できる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、車両側の質問器
または応答器は、通信に使用する電波の偏波を切り換え
る偏波切り換え手段を備えて構成した。かかる構成で
は、車両に搭載される質問器または応答器の通信に使用
する電波の偏波を車両軌道状況に応じて切り換えること
ができるので、様々な車両軌道状況における車両−地上
間の通信障害を防止できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を鉄道交通に適用
した場合の実施形態を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は、本発明の第１実施形態を示し、複
数の車両軌道が隣接している状況での運行例を示した図
である。図１において、応答器３０１〜３１３は、送信
アンテナおよび受信アンテナを車両軌道側に向けて車両
軌道脇に設置される。そして、図１に示す各区間Ａ−
Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｂ−Ｄ、Ｄ−Ｅ、Ｄ−Ｆ−Ｇごとに応答器
３０１〜３１３は、車両軌道の同一側方に設置されてい
る。また、応答器３０１〜３１３は、前記各区間ごとに
異なる偏波を使用する。具体的には、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ間
では右旋円偏波を使用し、前記Ｂ−Ｃ間と隣接するＢ−
Ｄ、Ｄ−Ｅ間では左旋円偏波を使用し、さらに、前記Ｄ
−Ｅ間と隣接するＤ−Ｆ−Ｇ間では右旋円偏波を使用す
る。

【００１６】車両１００がＡからＢの方向に進行してい
る場合の進路変更点ＢおよびＤの直前に設置された応答
器３０３および３０７は、車両１００の通過時に、進行
方向における応答器の配置に対応したアンテナの設置位
置情報と、使用偏波に対応した使用偏波情報を付加した
応答情報を前記車両１００へ送信する。

【００１７】次に、図１および図２を参照しながら質問
器の構成について説明する。図１に示すように質問器２
００は、例えば、車両１００の下部に設けられる。質問
器２００は、運行に関する質問情報の生成および応答情
報の受信を行う送受信部２１０と、前記質問情報および
応答情報を送受信するためのアンテナ部２２０と、該ア
ンテナ部２２０および送受信部２１０を外部の制御系６
００からの通信動作指示または前記応答情報に従って制
御する制御部２３０とを備えて構成される。

【００１８】前記制御部２３０は、外部の制御系６００
からの通信動作指示または各応答器３０１〜３１３から
の使用偏波情報に対応させて、アンテナ部２２０に設け
られた後述の送信アンテナ２２１、２２２および受信ア
ンテナ２２３、２２４で使用する偏波の切り換え制御を
行う。また、外部の制御系６００からの通信動作指示ま
たは応答器３０１〜３１３の設置位置情報に基づいて、
通信に使用する送信アンテナ２２１、２２２および受信
アンテナ２２３、２２４を切り換えるために後述するス
イッチ２２５へ切り換えの指示を行う。

【００１９】送受信部２１０は、質問情報を生成する送
信機２１１と、当該質問情報を送信アンテナ２２１また
は２２２へ分配する電力分配器２１２と、受信アンテナ
２２３または２２４で受信された応答情報に基づく受信
信号を伝送する方向性結合器２１３と、前記受信信号の
うち所定周波数帯域以外を減衰する帯域フィルタ２１４
と、該帯域フィルタ２１４を通過した前記受信信号を制
御部２３０に伝送する受信機２１５とを備えて構成され
る。

【００２０】アンテナ部２２０は、互いに背向して車両
側方に向けて設けられ、運行に関する質問情報を地上に
設置された応答器３０１〜３１３へ送信する送信アンテ
ナ２２１、２２２と、同じく互いに背向して車両側方に
向けて設けられ、応答器３０１〜３１３から送信された
運行に関する応答情報を受信する受信アンテナ２２３、
２２４と、電気的にＯＮ、ＯＦＦして使用アンテナの切
り換えを行うスイッチ２２５とを備えて構成される。前
記スイッチ２２５には、例えば、同軸スイッチやＰＩＮ
ダイオードを使用する。

【００２１】尚、図２において、送信アンテナ２２１お
よび受信アンテナ２２３は、車両の進行方向に向かって
左側を向くように設置され、送信アンテナ２２２および
受信アンテナ２２４は同じく右側を向くように設置され
ているとする。

【００２２】ここで、制御部２３０とスイッチ２２５と
でアンテナの切り換え手段を構成し、制御部２３０が偏
波切り換え手段に相当する。次に、図１および図２を参
照しながら第１実施形態の動作について説明する。

【００２３】図１において、車両１００が、例えば、
Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅの順で車両軌道を進行する場合を以下に
示す。出発前の事前情報として予め、例えば乗員が、出
発点Ａに設置された応答器３０１の設置位置情報および
使用偏波情報を制御系６００へ入力する。制御系６００
に入力された情報は、制御信号として制御部２３０に伝
送される。これにより、応答器３０１は、車両１００の
進行方向に向かって右側に設置されているので、制御部
２３０により送信アンテナ２２２および受信アンテナ２
２４側へ切り換え制御し、使用偏波は右旋円偏波へ切り
換え制御する。

【００２４】そして、伝送された前記制御信号に基づき
送信機２１１で生成された車両１００からの質問情報
は、電力分配器２１２を通して送信アンテナ２２２へ伝
送され、伝送された前記質問情報は、送信アンテナ２２
２から出発点Ａに設置された応答器３０１に送信され
る。

【００２５】質問情報を受信した応答器３０１は、予め
メモリに記憶された次の進路変更点Ｂまでの応答器３０
２、３０３が進行方向に向かって右側にあるという設置
位置情報と、通信で使用する偏波が右旋円偏波であると
いう使用偏波情報を付加した応答情報を送信する。そし
て、車両に搭載された質問器２００は、前記応答情報を
受信アンテナ２２４で受信する。

【００２６】受信された前記応答情報は、方向性結合器
２１３、帯域フィルタ２１４を通して受信機２１５へ伝
送され、受信機２１５は、伝送された応答情報を制御部
２３０へ伝送し、さらに前記応答情報に基づき制御部２
３０は、制御系６００へ運行に関する制御信号の送信を
行う。

【００２７】そして車両１００は、出発点Ａを発車した
後、応答器３０２、３０３を通過する際に質問情報を応
答器３０２、３０３に送信することにより、応答器３０
２、３０３から運行情報を得て区間Ａ−Ｂ間を運行す
る。

【００２８】車両軌道の進路変更点Ｂの直前にある応答
器３０３を車両１００が通過する際に、車両の進行方向
を示す情報を含む質問情報を受信した応答器３０３は、
次の進行方向の区間Ｂ−Ｄに設置されている応答器３０
６、３０７が進行方向に向かって左側にあるという設置
位置情報と、通信で使用する偏波が左旋円偏波であると
いう使用偏波情報を応答情報に付加して質問器２００へ
送信する。これにより、制御部２３０は、スイッチ２２
５を切り換え制御して送信アンテナ２２１および受信ア
ンテナ２２３側へ切り換え制御する。また、送信アンテ
ナ２２１および受信アンテナ２２３の使用偏波を左旋円
偏波に切り換え制御する。

【００２９】車両１００は、進路変更点Ｂを通過した
後、応答器３０６、３０７を通過する際に運行情報を得
ることで区間Ａ−Ｂ間と同様にして区間Ｂ−Ｄ間を運行
する。そして、前述と同様に、進路変更点Ｄの直前にあ
る応答器３０７からの設置位置情報および使用偏波情報
に基づいて、区間Ｄ−Ｅに設置された応答器３０８、３
０９の設置位置および使用偏波に対応して制御部２３０
で送信アンテナ２２１および受信アンテナ２２３側へ切
り換え制御するとともに、使用偏波を左旋円偏波に切り
換え制御する。

【００３０】車両１００は、進路変更点Ｄを通過した
後、応答器３０８、３０９を通過する際に運行情報を得
ることで区間Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｄ間と同様にして区間Ｄ−Ｅ
間を運行する。

【００３１】尚、進路変更点Ｂで車両１００が区間Ｂ−
Ｃ方向に進む場合および進路変更点Ｄで車両１００が区
間Ｄ−Ｆ−Ｇ方向に進む場合は、受信情報により切り換
え制御せず進行する。

【００３２】以上のように、質問器２００に備えられた
アンテナ部２２０に、互いに背向して車両側方に向けて
設けられた送信アンテナ２２１、２２２および受信アン
テナ２２３、２２４を備え、これら送信アンテナ２２
１、２２２および受信アンテナ２２３、２２４を、出発
前の事前情報や応答器から送信される応答情報に基づき
切り換え制御することで、車両軌道の片側側方のみに応
答器を設置するだけで車両−地上間の通信が可能とな
り、車両軌道における応答器の設置数が少なくて済む。

【００３３】また、隣接する車両軌道に設置する応答器
の使用偏波を互いに異ならせたので、同じ時間帯に隣接
する互いの車両軌道に車両が存在しても電波の相互干渉
を低減でき通信障害を防止できる。

【００３４】図３は、本発明の第２実施形態として単線
区間で折り返し運転する場合の運行例を示した図であ
る。図３において、４０１〜４０４は応答器、５００は
折り返し駅を示す。 尚、質問器２００の構成は、図２
で示したものと同じであるので説明を省略する。

【００３５】図３を参照しながら、第２実施形態の動作
について説明する。本実施形態では、車両１００が図中
Ｈ点からＩ点に向かって進行した後、例えば、一旦車庫
などに入り、再び折り返し駅５００へ出車する場合のう
ち、折り返し前の先頭車両がそのまま折り返し後にも先
頭車両として折り返し駅を出発する場合について示す。

【００３６】Ｈ点からＩ点に向かう車両１００は、出発
前に進行方向に向かって右側に応答器４０４〜４０１が
設置されているという事前情報を受けて送信アンテナ２
２２および受信アンテナ２２４側に切り換え制御され
る。そして、各応答器４０４〜４０１を通過する際に当
該応答器４０４〜４０１から運行情報を得て進行し、折
り返し駅５００に到着する。

【００３７】その後、再び折り返し運転する際、出発前
の事前情報として予め、例えば乗員が、出発点Ｉに設置
された応答器４０１の設置位置情報および使用偏波情報
を制御系６００へ入力する。制御系６００に入力された
情報は、制御信号として制御部２３０に伝送される。こ
の場合、質問器の送受信アンテナ２２１〜２２４の車両
進行方向に対する位置関係は折り返し以前と同じだが、
応答器４０１〜４０４が車両進行方向に対して左側とな
る。したがって、前記制御信号により事前情報を得た制
御部２３０によって送信アンテナ２２１および受信アン
テナ２２３側へ切り換え制御する。

【００３８】そして、伝送内容に基づき車両１００から
の質問情報は、出発点Ｉに設置された応答器４０１に送
信される。質問情報を受信した応答器４０１は、前記質
問情報に対応して、出発前に列車１００の進行方向に設
置されている応答器４０２〜４０４が進行方向に向かっ
て左側にあるという設置位置情報を付加した応答情報を
質問器２００に備えたアンテナ部２２０に送信する。

【００３９】折り返し駅５００を出発後、車両１００
は、各応答器４０１〜４０４を通過する際に運行情報を
得ることで区間Ｉ−Ｈ間を運行する。ところで、折り返
し駅５００で、車両１００がそのまま折り返し運転とな
る場合には、質問器の送受信アンテナ２２１〜２２４の
車両進行方向に対する位置関係は折り返し以前と逆であ
り、応答器４０１〜４０４が車両進行方向に対して左側
となるため、質問器のアンテナの切り換えをする必要は
ない。

【００４０】以上のように、単線区間で折り返し運行す
る際に、折り返し前後で先頭車両が変わらない状況でも
車両軌道の片側側方だけに応答器を設置すればよく、応
答器の設置数が少なくて済む。

【００４１】尚、単線区間は他の応答器との電波干渉は
ないので使用偏波の切り換えは不要であり、質問器にお
ける偏波切り換え機能は省略してもよい。また、上記の
各実施形態は、進路変更点直前に設置してある応答器だ
けでなく、設置されている全ての応答器から質問器２０
０へ応答器の設置位置情報などを付加した応答情報を送
信して車両を運行していく構成としてもよい。

【００４２】また、上記の各実施形態では、車両側に質
問器、地上側に応答器を設置した場合について示した
が、車両側に応答器、地上側に質問器を設置することも
可能である。この場合、応答器に２つの送信アンテナお
よび受信アンテナとアンテナ切り換え機能を設ける必要
があることは言うまでもない。

【００４３】さらに、地上に設置する質問器または応答
器の数およびその設置間隔は任意である。さらに加え
て、上記各実施形態では、使用偏波を円偏波としたが直
線偏波やだ円偏波を使用することも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、線路脇に設置する質問器または応答器の数
が少なくて済み、質問器または応答器の設置構成の煩雑
さを解消し、保守点検の負担を軽減できる。

【００４５】請求項２に記載の発明によれば、車両が進
路変更点に到達するまでに進路変更点以降に設置された
地上側の応答器または質問器の設置位置情報を車両に送
信することで、より円滑かつ確実な車両運行が実現でき
る。

【００４６】請求項３、４に記載の発明によれば、隣接
する車両軌道間における通信障害を防止し、安定した通
信を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両運行制御装置の第１実施形態
の構成図

【図２】同上実施形態の質問器の構成図

【図３】本発明に係る車両運行制御装置の第２実施形態
の構成図

【符号の説明】

１００ 車両 ２００ 質問器 ３０１〜３１３、４０１〜４０４ 応答器 ２１０ 送受信部 ２２０ アンテナ部 ２２１、２２２ 送信アンテナ ２２３、２２４ 受信アンテナ ２２５ スイッチ ２３０ 制御部 ６００ 制御系

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】質問器と応答器のどちらか一方を車両側に
   搭載し、他方を地上側に設置し、前記質問器と応答器を
   用いて車両−地上間の通信を行うことにより車両の運行
   を制御する車両運行制御装置において、 地上側の応答器または質問器を車両軌道の片側側方に当
   該車両軌道に沿って複数設置する一方、 車両側の質問器または応答器は、互いに背向して車両側
   方に向けて設けられた２つの送信アンテナと、同じく互
   いに背向して車両側方に向けて設けられた２つの受信ア
   ンテナと、 前記送信アンテナおよび受信アンテナのうち、通信に使
   用するアンテナを地上側の応答器または質問器の設置位
   置情報に基づいて切り換える切り換え手段とを備えて構
   成したことを特徴とする車両運行制御装置。
2. 【請求項２】前記車両の進路変更点の少なくとも直前に
   設置した前記地上側の応答器または質問器から前記車両
   側の質問器または応答器に、前記送信アンテナおよび受
   信アンテナの切り換え情報を含ませて送信する構成とし
   たことを特徴とする請求項１に記載の車両運行制御装
   置。
3. 【請求項３】少なくとも隣接する車両軌道に沿って設置
   される応答器または質問器は、通信に使用する電波の偏
   波を互いに異なるようにした請求項１または２に記載の
   車両運行制御装置。
4. 【請求項４】車両側の質問器または応答器は、通信に使
   用する電波の偏波を切り換える偏波切り換え手段を備え
   て構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
   つに記載の車両運行制御装置。