JP2001191920A - 車両走行情報装置 - Google Patents

車両走行情報装置

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JP2001191920A
JP2001191920A JP2000003738A JP2000003738A JP2001191920A JP 2001191920 A JP2001191920 A JP 2001191920A JP 2000003738 A JP2000003738 A JP 2000003738A JP 2000003738 A JP2000003738 A JP 2000003738A JP 2001191920 A JP2001191920 A JP 2001191920A
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Takeshi Ujiie
氏家  健
Keiji Miura
啓ニ 三浦
Takayuki Kasai
貴之 笠井
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Nippon Signal Co Ltd
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Nippon Signal Co Ltd
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

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  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】質問器と応答器を用いて高精度で信頼度の高い
車両の速度情報及び進行方向情報を得ることを目的とす
る。 【解決手段】地上側に質問器10を設置し、車両の側面
に、応答器20A〜20Cを、質問波の応動距離L内に
2個以下存在するような設置間隔で車両進行方向に且
つ、応答波の円偏波の旋回方向を交互に逆方向として配
置し、質問器10側で、車両の通過により互いにオーバ
ーラップする応答波の受信波形の時間差及び受信順序か
ら車両の速度と進行方向を検出する。

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
用いて車両の速度及び進行方向等の走行情報を得る車両
走行情報装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば鉄道交通等では、速度発電
機を使用して車両の速度及び進行方向を検知している。
例えば、車軸に速度発電機を連結することで車軸の回転
速度に応じた電圧が速度発電機に発生し、この発生電圧
に基づいて車両速度が検出できる。また、例えば外周に
異なる間隔で複数のスリットを有するディスクを車軸に
固定し、前記スリットをセンサで検出し、センサから出
力されるパルス信号波形の違い(車軸の回転方向によっ
てパルス発生間隔が異なる)から、車軸の回転方向を検
出することで、車両の進行方向を検出している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、鉄道交通で
は車両速度情報を、例えば駅での車両停止位置制御等に
利用している。そして、近年では環境的な問題等からホ
ームドア等を設備する駅が増加する傾向にあり、このよ
うなホームドアを設備した駅では、車両のドアをホーム
ドア位置に合わせて車両を停止させる必要があり、車両
の停止位置制御に高い精度が要求されている。
【0004】しかしながら、鉄道車両等では、降雪時や
降雨時には車輪が滑走したり空転したり、また、車輪の
摩耗等で車輪径が変化するので、従来の速度発電機によ
る速度検出方式では誤差が生じる虞れがある。このた
め、速度発電機以上に高い精度で車両速度を検出できる
装置が要望されている。
【0005】本発明は上記問題点に着目してなされたも
ので、車両速度を高精度で検出できると共に進行方向も
検出でき、信頼度の高い速度情報及び進行方向情報を得
ることのできる車両走行情報装置を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1の発明では、地上と車両のいずれか一方
に、質問波を送信する質問器を設け、他方に前記質問波
を受信して対応する応答波を返信する複数の応答器を設
け、前記応答器を、前記質問波の通信可能領域内に2個
以下存在するよう予め定めた設置間隔で車両進行方向に
配置し、且つ、隣接する応答器の応答波の円偏波の旋回
方向を互いに逆方向にする一方、前記質問器は、偏波両
用アンテナを備えると共に、該アンテナで受信した前記
各応答器の応答波の受信時間差に基づいて車両速度を算
出する速度算出手段と、前記各応答器の配置順序情報か
ら応答波の受信順序に基づいて車両の進行方向を判別す
る方向判別手段とを備える構成とした。
【0007】かかる構成では、地上側又は車両側に設け
た質問器から質問波を車両又は地上側に向けて送信す
る。車両の進行方向に複数配置された応答器は、車両の
通過に伴い質問波の受信が可能な通信可能領域内に順次
入り、質問波を受信した応答器から順次応答波を質問器
側に返信する。質問器側が複数の応答波を受信すると、
速度算出手段は、各応答器からの応答波の受信時間差に
基づいて車両速度を算出する。また、方向判別手段は、
各応答器の配置順序情報から各応答器の応答波の受信順
序に基づいて車両の進行方向を判別する。
【0008】請求項2に記載の発明のように、前記応答
器を、少なくとも3個以上配置する構成とすれば、複数
の受信時間差データを得ることができるようになる。前
記速度算出手段は、具体的には請求項3のように、応答
波の受信時間差を計測する時間計測手段と、各応答器間
の前記設置間隔を記憶する記憶手段と、計測された受信
時間差と記憶された設置間隔とに基づいて車両速度を演
算する演算手段とを備える構成とした。
【0009】かかる構成では、時間計測手段は各応答波
の受信時間差を計測し、演算手段は、記憶手段に記憶さ
れた各応答器間の設置間隔を計測された受信時間差で割
ることで車両速度を演算する。
【0010】請求項4のように、前記速度算出手段が、
前記応答器が3個以上配置されて前記演算手段で複数の
車両速度演算結果が得られる時、複数の演算結果に基づ
いて最終的な車両速度を決定する車両速度決定手段を備
えるようにすれば、算出された車両速度の信頼性が高ま
る。
【0011】前記方向判別手段は、具体的には請求項5
のように、前記各応答器の配置順序情報を記憶する記憶
手段と、受信した各応答波に含まれる各応答器のID情
報から各応答器の受信順序を決定する受信順序決定手段
と、記憶された前記配置順序情報と決定された受信順序
に基づいて車両の進行方向を判定する判定手段とを備え
る構成とした。
【0012】かかる構成では、受信順序決定手段が受信
した各応答波に含まれる各応答器のID情報から各応答
器の受信順序を決定すると、判定手段は、決定された受
信順序と記憶手段に記憶された配置順序情報とを照らし
合わせて車両の進行方向を判定する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る車両走行情報
装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0014】図1に、本実施形態の車両走行情報装置に
おける質問器と応答器の配置関係を示す。図1におい
て、質問器10は、支柱1を介して地上に固定される。
一方、複数個の応答器を所定の設置間隔を設けて各車両
の側面に配置する。本実施形態では、例えば3個の応答
器20A、20B、20Cを、図中の一点鎖線で囲んだ
質問器10の通信可能領域Rの車両進行方向に沿う距離
(以下、応動距離とする)Lに基づいて設定された前記
所定の設置間隔で配置している。
【0015】応答器20A、20B、20Cの設置間隔
は、前記応動距離L内に2個以下の応答器が存在するよ
う設定する。更に、隣接する応答器20Aと20B、2
0Bと20Cは、応答波の円偏波の旋回方向が互いに逆
方向に設定する。例えば、応答器20Aの応答波は右旋
円偏波、応答器20Bの応答波は左旋円偏波、応答器2
0Cの応答波は右旋円偏波となるよう設定している。
尚、図1中、3は車両が走行するレールである。
【0016】図2及び図3に、本実施形態の質問器10
及び応答器20A〜20Cの回路構成を示す。図2に示
す本実施形態の質問器10は、右旋円偏波及び左旋円偏
波の両偏波の応答波が受信可能な偏波両用アンテナ11
と、偏波両用受信アンテナ11からの受信信号を例えば
増幅し復調すると共に応答波が右旋か左旋かの識別機能
を有する受信部12と、受信部12からの応答情報及び
偏波識別情報を入力する制御部13と、検出対象の車両
の各応答器の設置間隔及び配置順序等の各種情報を記憶
するメモリ14と、応答波の受信時間差を計測するため
のタイマ15と、制御部13からの車両走行に関連する
質問情報を例えば変調して送信信号を出力する送信部1
6と、送信部16からの送信信号をそれぞれ右旋円偏波
と左旋円偏波の質問波として応答器側に送信するための
送信アンテナ17A,17Bとを備えて構成される。
【0017】前記制御部13は、最初の応答波の受信を
確認すると、タイマ15を動作させてその後の各応答波
の受信時までのタイマ計測値から各応答波間の受信時間
差を計測し、メモリ14内の設置間隔情報と計測した各
時間差情報に基づいて車両速度の演算を複数回実行し、
得られた複数の演算結果から最終的な車両速度を決定し
外部に速度情報を出力する。また、前記制御部13は、
受信部12から入力する応答情報に含まれる各応答器識
別用の応答器のID情報及び受信した応答波の偏波情報
を用いて応答器の受信順序を決定し、決定した受信順序
情報とメモリ14内の検出対象の応答器配置順序情報に
基づいて車両の進行方向を判定し外部に進行方向情報を
出力する。従って、制御部13は、演算手段、車両速度
決定手段、受信順序決定手段及び判定手段の機能を備え
る。また、メモリ14が設置間隔情報及び配置順序情報
を記憶する各記憶手段に相当し、タイマ15が時間計測
手段に相当する。そして、制御部13、メモリ14及び
タイマ15で速度算出手段を構成し、制御部13及びメ
モリ14で方向判別手段を構成する。
【0018】図3に示す本実施形態の応答器20Aは、
右旋円偏波の質問波を受信可能な受信アンテナ21と、
受信アンテナ21からの受信信号を例えば増幅し復調す
る受信部22と、受信部22からの質問情報を入力する
制御部23と、質問内容に応じた応答情報を予め記憶さ
せるメモリ24と、質問情報に対応してメモリ24から
読み出されて制御部23を介して入力する応答情報を例
えば変調して送信信号を出力する送信部25と、送信部
25からの送信信号を右旋円偏波の応答波として質問器
側に送信するための送信アンテナ26とを備えて構成さ
れる。
【0019】尚、応答器20Cは、応答器20Aと同一
の構成であるので説明を省略する。また、応答器20B
は、左旋円偏波の電波を送受信する構成であることを除
いて応答器20Aと同一の構成である。
【0020】次に、本実施形態の車両走行情報装置の速
度算出及び方向判別の動作について説明する。まず、速
度算出動作について説明する。
【0021】車両2が図1の矢印方向に進行する場合、
質問器10からの質問波は応答器20A、20B、20
Cの順番で受信され、この順で応答波が送信される。従
って、質問器10側では、図4の(A)、(B)、
(C)で示すように設置間隔に応じた位相差を持って応
答器20A、20B、20Cの順番で応答波を受信す
る。制御部13は、応答器20Aの応答波が受信された
ことを確認するとタイマ15を動作させて、応答器20
B、20Cの各応答波が受信されるまでの各時間をタイ
マ15のカウント値から計測する。そして、計測値から
応答器20Aと20Bの各応答波の受信時間差ΔT1、
応答器20Bと20Cの各応答波の受信時間差ΔT2及
び応答器20Aと20Cの各応答波の受信時間差ΔT3
を算出する。また、メモリ14に予め記憶されている検
出対象の車両のおける応答器20Aと20Bの設置間隔
R1、応答器20Bと20Cの設置間隔R2及び応答器
20Aと20Cの設置間隔R3の各データを読み出す。
そして、下記の計算式により速度V1〜V3を算出す
る。
【0022】V1=R1/ΔT1 V2=R2/ΔT2 V3=R3/ΔT3 更に、得られた複数の演算結果V1〜V3から最終的な
車両速度を決定する。決定方法としては、例えば、V
1、V2、V3の平均値とする方法、V1、V2、V3
の中で近似する2つの値の平均値とする方法、V1、V
2、V3の中の最小値又は最大値とする方法、V1、V
2、V3の中で近似する2つの値の小さい方又は大きい
方とする方法等が考えられる。
【0023】次に、方向判別動作について説明する。質
問器10で前述のようして受信された各応答波には、各
応答器を識別する応答器のID情報が含まれている。制
御部13は、応答情報に含まれるID情報により受信し
た応答波がどの応答器からであるか識別すると共に、受
信部12からの情報により受信した応答波の偏波が右旋
円偏波か左旋円偏波を識別し、ID情報とその偏波方向
とを照合して応答器を確認する。この確認結果の基づい
て2つの応答波の受信信号のオーバラップ状況から応答
器の受信順序を決定する。検出対象の車両2の応答器配
置順序は予めメモリ14に記憶されているので、通過車
両がどの車両かを示す車両情報を例えば応答器側から受
信し、対応する車両の応答器配置順序データをメモリ1
4から読み出す。そして、読み出したデータと決定した
受信順序とを照合し、通過車両の進行方向を判別する。
【0024】このようにして得られた車両速度及び進行
方向に各情報は、車両の走行制御情報として制御部13
から外部の例えば指令所等に送信され、車両の運行が制
御される。
【0025】このように、質問器と複数の応答器を用い
て非接触で車両速度を検出すれば、従来の速度発電機の
ように車輪の滑走、空転、摩耗等に起因する検出誤差を
生じることなく高精度に車両の速度を検出できる。従っ
て、この速度情報を利用して車両の位置制御を行えば、
ホームドアを設備した駅等で精度の高い車両停止制御を
実現できるようなる。また、車両の方向検出も合わせて
行える。更に、複数の速度算出値から最終的な速度情報
を得るようにしたので、速度情報の信頼性が高い。更に
加えて、本実施形態では、隣接する応答器の偏波を互い
に異ならせて、ID情報と偏波方向とで応答器の識別を
しているので、仮にID情報のエラーがあっても偏波方
向から応答器を識別することが可能であり、高い信頼性
を有する。
【0026】尚、本実施形態では、質問器を地上側に配
置し応答器を車両側に配置する構成としたが、逆に、質
問器を車上側に配置し複数の応答器を地上側に配置する
構成としてもよい。また、本発明に適用する質問器と応
答器は、上記実施形態の構成に限るものではない。例え
ば、特定小電力無線局移動体識別装置や構内無線局移動
体識別装置として規定された規格に適合する質問器と応
答器を利用するようにしてもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1、3、5
の発明のよれば、質問器と応答器を用いて非接触で車両
速度及び進行方向を検出できるので、従来の速度発電機
のような車輪の滑走、空転、摩耗等に起因する検出誤差
がなく高精度に速度を検出でき、速度情報を利用して行
う車両位置制御の精度を向上でき、ホームドアを設備し
た駅等で車両を正確に停止させられるようなる。
【0028】請求項2、4の発明によれば、複数の速度
算出結果を用いて最終的な車両速度を算出するので、算
出結果の信頼性を高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両走行情報装置の一実施形態の
質問器と応答器の配置例を示す図
【図2】同上実施形態の質問器の回路構成図
【図3】同上実施形態の応答器の回路構成図
【図4】車両通過時の質問器の応答波受信状態を示す図
【符号の説明】
2 車両 10 質問器 11 偏波両用受信アンテナ 12、22 受信部 13、23 制御部 14、24 メモリ 15 タイマ 16、25 送信部 17A,17B、26 送信アンテナ 20A〜20C 応答器 21 受信アンテナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 貴之 埼玉県浦和市上木崎1丁目13番8号 日本 信号株式会社与野事業所内 Fターム(参考) 5H115 PG01 QN03 QN12 SJ09 SL01 SL07 TB10 TO01 5H161 AA01 BB06 BB09 CC16 DD21

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】地上と車両のいずれか一方に、質問波を送
    信する質問器を設け、他方に前記質問波を受信して対応
    する応答波を返信する複数の応答器を設け、 前記応答器を、前記質問波の通信可能領域内に2個以下
    存在するよう予め定めた設置間隔で車両進行方向に配置
    し、且つ、隣接する応答器の応答波の円偏波の旋回方向
    を互いに逆方向にする一方、 前記質問器は、偏波両用アンテナを備えると共に、該ア
    ンテナで受信した前記各応答器の応答波の受信時間差に
    基づいて車両速度を算出する速度算出手段と、前記各応
    答器の配置順序情報から応答波の受信順序に基づいて車
    両の進行方向を判別する方向判別手段とを備える構成と
    したことを特徴とする車両走行情報装置。
  2. 【請求項2】前記応答器は、少なくとも3個以上配置す
    る構成である請求項1に記載の車両走行情報装置。
  3. 【請求項3】前記速度算出手段は、応答波の受信時間差
    を計測する時間計測手段と、各応答器間の前記設置間隔
    を記憶する記憶手段と、計測された受信時間差と記憶さ
    れた設置間隔とに基づいて車両速度を演算する演算手段
    とを備える請求項1又は2に記載の車両走行情報装置。
  4. 【請求項4】前記速度算出手段は、前記応答器が3個以
    上配置されて前記演算手段で複数の車両速度演算結果が
    得られる時、複数の演算結果に基づいて最終的な車両速
    度を決定する車両速度決定手段を備える請求項3に記載
    の車両走行情報装置。
  5. 【請求項5】前記方向判別手段は、前記各応答器の配置
    順序情報を記憶する記憶手段と、受信した各応答波に含
    まれる各応答器のID情報から各応答器の受信順序を決
    定する受信順序決定手段と、記憶された前記配置順序情
    報と決定された受信順序に基づいて車両の進行方向を判
    定する判定手段とを備える請求項1〜4のいずれか1つ
    に記載の車両走行情報装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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