JP2003063400A - 列車運行管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】同一搬送波を使用して単信方式で書込波、応答
波の通信を行うと、書込波、応答波で使用されている変
調波の変調速度はシステムの有線規格上制限されてお
り、単信方式では時間内に必要な伝送量を得て通信可能
時間内に通信を完了することができない。また、同一搬
送波を用いて複信方式で書込波、応答波の通信を同時に
行うと、応答波が書込波の送受信アンテナによる回り込
みによる干渉を受ける。 【解決手段】書込波を圧縮(速度変換)し、これにより１
フレームの中の空いた時間に、送信変調波が無変調波に
なるようなデータを送出するように変更する。この無変
調データ送出中の時間に応答波を受信・識別すること
で、応答波は書込波からの干渉を受けることがなくな
る。また、時間内に必要な伝送量を得ることおよび通信
可能時間内に通信を完了することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は列車運行管理システ
ムに関し、特に限られた通信時間内に書込波および応答
波の通信を同時に行う列車運行管理システムの移動体識
別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市内又は都市間での人や物の輸送手段
として、列車（電車）システムが極めて便利であり、多
くの都市で普及している。斯かる列車システムにあって
は、十分な運行頻度、発着時間の正確さ、快適性および
安全性が不可欠である。特にラッシュアワーでは、多数
の列車が、頻繁に発着するので、運行の安全性が重要で
ある。そこで、列車運行の安全性を確保するために、列
車運行管理システムが開発され導入されている。

【０００３】斯かる列車運行管理システムに関する又は
関連する従来技術は、例えば特開平７-５２５６号公報
の「移動体識別装置」、特開平９-１９７０４１号公報
の「無線データ収集装置」、特開平１１-２３７０３号
公報の「無線データ収集装置」および特開平９-２４７
１０１号公報の「送受信装置」等に開示されている。

【０００４】図６および図７は、従来の列車運行管理シ
ステムのタイミングチャートを示す。図６および図７に
おいて、（ａ）は列車、（ｂ）は車上器書込信号、
（ｃ）は質問器書込信号、（ｄ）は応答器書込信号およ
び（ｅ）は中継器書込信号を示す。また、図７におい
て、（ｆ）は中継器応答信号および（ｇ）は応答器応答
信号を示す。図６は書込時、図７は応答時のタイミング
チャートである。

【０００５】従来方式では、書込は、図６に示す列車の
停車時に行い、図７に示す応答時は、列車通過時の限ら
れた通信可能時間内に、同一搬送波を使用して単信方式
による通信を行っていた。書込時は、質問器の変調器に
より変調された書込波を質問器送信アンテナより送信
し、その書込波を応答器受信アンテナが受信し、書込波
のデータを応答器の復調器により復調していた。一方、
応答時は、質問器から質問波(無変調波)を質問器送信ア
ンテナから送信し、応答器のもう１つの受信アンテナが
受信した質問波を、応答器変調部においてキャリアとし
て使用する。そして、応答信号によって変調された信号
を応答波として応答器送信アンテナより返信していた。
質問器の受信アンテナがこの応答波変調信号を受信し、
質問器の復調器で信号を識別していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く従来方式で
は、列車が停車しているときのみ書込を行っていた。一
方、最新のデータ（情報）を列車が得るためには、走行
中に書込信号を取り込む必要がある。しかし、単信方式
であるため、質問器−応答器間のデータの授受を効率良
く行うことは難しい。有線規格上制限された変調速度し
か使用できないという条件、また質問器−応答器間で通
信可能となるのは、列車通過時のみという制限された通
信時間の条件下で、質問器−応答器間のデータの授受を
行うには、効率良くデータの授受が行え、短時間でデー
タの識別ができる制御手段が必要となる。

【０００７】また、変調速度、通信時間の短縮化を図る
ため、単純に複信方式による通信を行うと、質問器送信
アンテナと質問器受信アンテナ間で、アンテナの構造上
廻り込みの影響を抑えることができず、応答波はアンテ
ナより書込波の干渉を受ける結果となる。これは、アン
テナの廻り込みによる干渉波が常に一定なのに対し、応
答波は通信距離に応じて電力レベルが変化するからであ
る。よって、電力レベルが低いところでは、干渉波の影
響によりＣ／Ｎ(Carrier to Noise )比が取れなくな
り、通信エラーが増加してしまった。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、従来技術の上述した課題に鑑
みなされたものであり、通信時間、変調速度がシステム
規格上制限され、同一搬送波を使用し複信方式による通
信を行う場合に、簡易な回路構成で書込波および応答波
の通信を行う列車運行管理システムを提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の列車運行管理シ
ステムは、それぞれ列車側および地上側に設けられ、ア
ンテナに接続された変調器および復調器と制御部とを備
える質問器および応答器間で、列車固有情報を無線通信
により送受信し、列車の運行管理を行うシステムであっ
て、質問器の書込信号を複数フレームまとめて圧縮し、
応答器では受信したデータを引き伸ばす。

【００１０】また、本発明による列車運行管理システム
の好適実施形態によると、書込信号の圧縮により１フレ
ーム中の空いた時間に送信変調波が無変調波となるデー
タを送出する。この無変調波送出中の時間に応答波を受
信・識別する。質問器および応答器は、それぞれ有線で
接続された車上器および中継器を有する。質問器の制御
部は、質問器に有線で接続された車上器の制御部から送
られてくる同一構成の書込み信号フレームを、列車が通
過していない場合でも連続して送出し続ける。書込信号
は、応答器の復調器により復調され、連続して受信した
書込み信号が予め決められた複数フレーム連続で同一信
号であるとき、このフレーム内容が正常と判断する。書
込信号を、新しいが入ってくる毎に読み込み、最も古い
フレームを捨てて、残りのフレームをまとめて圧縮す
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明による列車運行管理
システムの好適実施形態の構成および動作を、添付図面
を参照して詳細に説明する。

【００１２】図1は、本発明による列車運行管理システ
ムの全体システム構成図である。この列車運行管理シス
テムの好適実施形態（又は鉄道通信用運行管理システ
ム）は、線路Ｌ、この線路Ｌ上を走行する列車Ｔ、この
列車Ｔの車両に選択的に設置された質問器１、車上器
２、地上（線路Ｌの近傍）に設けられた複数の応答器
３、各応答器３に中継器４を介して接続されたＬＡＮ
（Local Area Network）により構成される。ここで、質
問器１と車上器２および応答器３と中継器４は、有線接
続され、常に同一フレームの書込信号および応答信号を
連続で送出している。

【００１３】次に、図２は、図１に示す列車運行管理シ
ステムにおける質問器１、車上器２、応答器３および中
継器４の機能ブロック図を示す。質問器１と応答器３の
間は、無線でデータ通信を行っている。そこで列車 (質
問器１) が応答器３を通過する限られた時間内に、書込
波の送信識別および応答波の返信識別を完了するように
構成されている。

【００１４】図２の機能ブロック図において、質問器１
は、制御部５、変調器６および復調器７を備え、変調器
６および復調器７には、それぞれアンテナ８、９が接続
されている。また、応答器３も、制御部１１、変調器１
２および復調器１３を備えている。復調器１３には、ア
ンテナ１４に接続されている。また、変調器１２には、
１対のアンテナ１５、１６が接続されている。車上器２
および中継器４は、それぞれ制御部１０、１７を含んで
いる。質問器１の変調器６に接続されたアンテナ８から
の発射される書込波が応答器３の復調器１３および変調
器１２に接続されたアンテナ１４、１５で受信され、干
渉波が質問器１自体の復調器７に接続されたアンテナ９
に回り込む。また、応答器３の変調器１２は、それに接
続されたアンテナ１６から応答波を質問器１に接続され
たアンテナ９にて受信される。

【００１５】図３は、図２中のアンテナ９を介して質問
器１内の復調器７の出力であるＡ点に得られる受信出力
スペクトラム波形図である。横軸は周波数Ｆを、縦軸は
電力Ｐを示す。書込波は、長い点線で示す如く一定電力
である。短い点線で示す応答波は、列車Ｔと応答器３間
の通信距離に応じて変化する電力レベルの幅を有する。
一方、実線で示す干渉波は、アンテナ８からアンテナ９
への回り込みであるので、電力レベルは不変である。

【００１６】次に、図２および本発明の第１実施形態の
タイミングチャートを示す図４を参照して説明する。図
４において、（ａ）は列車、（ｂ）は車上器２の書込信
号、（ｃ）は質問器１の書込信号、（ｄ）は応答器３の
書込信号、（ｅ）は中継器４の書込信号、（ｆ）および
（ｇ）は中継器４および応答器３の応答信号である。質
問器１の制御部５では、常に有線で車上器２の制御部１
０から送られてくる書込信号を５フレーム毎にまとめて
圧縮（速度変換）する。この圧縮された書込信号は、質
問器１内の変調器６で変調され、質問器１の送信アンテ
ナ8より送信される。応答信号は、圧縮により作られた
無変調データ送出時間と非同期であるために、書込信号
の受信時以外でも常に中継器４の制御部１７から送出さ
れ、応答器３に入力される。

【００１７】書込波がある場合(列車の通過時)には、書
込波は、応答器受信アンテナ１５からキャリアとして応
答器変調器１２に取り込まれる。そして、書込波と中継
器４の制御部１７から送出された応答信号により変調生
成された応答波が応答器３の送信アンテナ１６より返信
される。また、応答器３の受信アンテナ１４により、受
信した書込波の圧縮信号は、応答器３の復調器１３で伸
長処理し、応答器３の制御部１１においてデータ判定を
行う。このとき、正常データのみ有線を通じて中継器４
に取り込まれ、中継器４の制御部１７においてデータ識
別される。

【００１８】次に、応答器３の制御部１１において、例
えば３フレーム連続で同一の書込波が認識された場合に
は、このフレームデータが正常と判断され、書込信号の
無変調送出時間に応答信号を送出するように同期処理が
とられる。応答器３の送信アンテナ１６より返信された
応答波は、質問器１の受信アンテナ９より受信される。
そして、質問器１の復調器７により復調される。質問器
1では、連続して受信される応答信号を例えば３フレー
ム連続で同一のフレームデータを受信した場合に、デー
タが正常と判定され、車上器２の制御部１０に送出され
る。

【００１９】次に、本発明の第２実施形態を示す図５を
参照して説明する。図５（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ図
４（ａ）〜（ｇ）に対応する。質問器１の制御部5で
は、常に有線で車上器２の制御部１０から送られてくる
書込信号を、新フレームが入ってくる毎に読み込む。そ
して、最も古いフレームは捨てて、４フレームまとめて
圧縮する。圧縮された書込信号は、質問器１の変調器６
で変調され、質問器１の送信アンテナ８から送信され
る。

【００２０】応答信号は、圧縮により作られた無変調デ
ータ送出時間と非同期であるために、書込信号受信時以
外でも常に中継器４の制御部１７から送出され、応答器
３に入力される。書込波がある場合(列車の通過時)に
は、書込波は応答器３の受信アンテナ１５からキャリア
として応答器３の変調器１２に取り込まれる。そして、
書込波と中継器４の制御部１７から圧縮され送出された
応答信号によって変調生成された応答波が、応答器３の
送信アンテナ１６から返信される。また、応答器３の受
信アンテナ１４により受信した書込波の圧縮信号は、応
答器３の復調器１３で伸長処理し、応答器３の制御部１
１においてデータ判定を行う。このとき、正常データの
み有線を通じて中継器４に取り込まれ、中継器４の制御
部１７においてデータ識別される。

【００２１】応答器３の制御部１１において、例えば３
フレーム連続で同一の書込波が認識された場合には、こ
のフレームデータが正常と判断され、書込信号の無変調
送出時間に応答信号を送出するように同期処理がとられ
る。応答器３の送信アンテナ１６から返信された応答波
は、質問器１の受信アンテナ９により受信され、質問器
１の復調器７において伸長処理されて復調される。質問
器１では、連続して受信される応答信号を例えば３フレ
ーム連続で同一のフレームデータを受信した場合に、デ
ータが正常と判定され、車上器２の制御部１０に送出さ
れる。

【００２２】以上、本発明による列車運行管理システム
の好適実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、
斯かる好適実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、
何ら本発明を限定する物ではない。本発明の要旨を逸脱
することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能
であること、当業者には容易に理解できよう。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
の列車運行管理システムによると、次の如き実用上の顕
著な効果が得られる。第１に、システム規格上限られた
変調速度で、複信方式通信を行うことが可能となる。そ
の理由は、書込波は圧縮され、圧縮により作られた無変
調データ送出時間において、応答通信することで、応答
波が書込波の干渉を受けないからである。

【００２４】第２に、応答器において書込波の識別をよ
り早く行えるため、書込波のデータを受け、応答波のデ
ータを変えることが可能になる。その理由は、書込信号
を新フレームが入ってくる毎に読み込み、最も古いフレ
ームは捨てて、残りの４フレームまとめて圧縮すること
で、書込波の復調から識別までが効率よく行える。従っ
て、応答器３で書込波を認識してから、書込信号および
応答信号はフレーム同期を取り、圧縮により作り出され
た無変調データ送出時間を検出して、中継器４から圧縮
された応答信号を、アンテナより送出するまでの時間を
作ることができるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による列車運行管理システムの全体構成
図である。

【図２】図１に示す列車運行管理システムの機能ブロッ
ク図である。

【図３】図２中のＡ点における受信電波のスペクトラム
波形図である。

【図４】本発明による列車運行管理システムの第１実施
形態の動作を示すタイミングチャートである。

【図５】本発明による列車運行管理システムの第２実施
形態の動作を示すタイミングチャートである。

【図６】従来の列車運行管理システムにおける書込時の
タイミングチャートである。

【図７】従来の列車運行管理システムにおける応答時の
タイミングチャートである。

【符号の説明】

１ 質問器 ２ 車上器 ３ 応答器 ４ 中継器 ５ 質問器の制御部 ６ 質問器の変調器 ７ 質問器の復調器 ８ 質問器の送信アンテナ ９ 質問器の受信アンテナ １０ 車上器の制御部 １１ 応答器の制御部 １２ 応答器の変調器 １３ 応答器の復調器 １４ 応答器の受信アンテナ(1) １５ 応答器の受信アンテナ(2) １６ 応答器の送信アンテナ １７ 中継器の制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H161 AA01 BB02 CC11 CC13 CC16 DD21 5J070 AB07 AD02 AD03 AE03 AK06 BC06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ列車側および地上側に設けられ、
   アンテナに接続された変調器および復調器と制御部とを
   備える質問器および応答器間で、列車の固有情報を無線
   通信により送受信し、列車の運行管理を行う列車運行管
   理システムにおいて、 前記質問器の書込信号を複数フレームまとめて圧縮し、
   前記応答器では受信したデータを引き伸ばすことを特徴
   とする列車運行管理システム。
2. 【請求項２】前記書込信号の圧縮により１フレーム中の
   空いた時間に送信変調波が無変調波になるデータを送出
   することを特徴とする請求項１に記載の列車運行管理シ
   ステム。
3. 【請求項３】前記無変調波送出中の時間に応答波を受信
   ・識別することを特徴とする請求項２に記載の列車運行
   管理システム。
4. 【請求項４】前記質問器および前記応答器は、それぞれ
   有線で接続された車上器および中継器を有することを特
   徴とする請求項１、２又は３に記載の列車運行管理シス
   テム。
5. 【請求項５】前記質問器の制御部は、前記質問器に有線
   で接続された前記車上器の制御部から送られてくる同一
   構成の書込信号フレームを、列車が通過していない場合
   でも連続で送出し続けることを特徴とする請求項１乃至
   ４の何れかに記載の列車運行管理システム。
6. 【請求項６】前記書込信号は、前記応答器の復調器によ
   り復調され、連続受信した書込信号が予め決められた複
   数フレーム連続で同一の信号であるとき、前記フレーム
   内容を正常と判断することを特徴とする請求項１乃至５
   の何れかに記載の列車運行管理システム。
7. 【請求項７】前記書込信号を、新しいフレームが入って
   くる毎に読み込み、最も古いフレームを捨て、残りのフ
   レームをまとめて圧縮することを特徴とする請求項１に
   記載の列車運行管理システム。