JP2005219707A

JP2005219707A - 列車位置取得システム、列車位置情報提供システムおよび列車接近警報システム

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Publication number: JP2005219707A
Application number: JP2004032236A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Asawa; 健浅輪; Satoshi Nagai; 聡長井; Yuji Saikyo; 裕二西教; Masayuki Shoji; 雅幸庄司; Tsukasa Sakon; 司左近; Toyohiko Yamada; 豊彦山田; Tadanori Sumiya; 忠則角谷
Original assignee: Hitachi Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Hitachi Ltd; Central Japan Railway Co
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】汎用的に利用可能な列車位置情報をより高精度で取得することを可能とする列車位置取得システムの提供。
【解決手段】運行中の列車の現在位置情報を取得するための列車位置取得システムは、列車４に設置される車載ＧＰＳ装置５により当該列車の運行中における現在位に関して原ＧＰＳベース列車位置情報を取得し、この原ＧＰＳベース列車位置情報に基づいて運行列車の現在位置情報を取得する列車位置取得処理をなせるようにされ、そしてその列車位置取得処理は、列車が運行される線区についての軌跡データに基づいて原ＧＰＳベース列車位置情報を修正することができるようにされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、運行中の列車の現在位置情報を取得する列車位置取得システム、列車位置情報を列車位置情報利用者に提供する列車位置情報提供システム、および列車位置情報に基づいて保線作業員などの警報受報者へ列車の接近報知のための警報を発する列車接近警報システムに関する。

列車の運行に供される線路や架線などの保守作業は列車の安全な運行のために欠かせない重要な作業である。この保守作業は列車の運行時間帯においても列車の運行を妨げないようにして行われる場合が少なくない。その場合には、保守作業に従事する作業員の安全を十分に確保するために、作業現場を列車が通過する際に事前に列車接近警報を発して作業員を安全な場所に確実に退避させることができるようにする必要がある。またその一方で、限られた作業時間をより有効に活かすために、列車の作業現場通過時の作業員退避の時間をできるだけ短くする必要がある。このような要求に応えるには、作業現場への列車の接近をより高い精度で誤りなく検知できるようにすることがもっとも重要である。

作業現場への列車の接近検知については、作業現場に見張員を配置して列車の接近を目視で検知させることが広く行われている。この見張員の目視による検知は精度という点ではもっともすぐれている。しかし作業現場が見通しの悪い場所にある場合には何人もの見張員を配置する必要があり、人件費が嵩むなどという問題がある。また見張員の目視による検知にはいわゆるヒューマンエラーの問題も避け難いものとしてある。

このようなことから列車の接近を自動的に検知する手法が種々提案されている。例えば特許文献１には、レールに伝わる列車の走行振動を用いて列車の接近を検知する手法が開示されている。また特許文献２には、列車に搭載されたレーザ送信機からのレーザ光により列車の接近を検知する手法が開示されている。また特許文献３には、軌道回路の列車在線情報を利用して列車の接近を検知する手法が開示されている。また特許文献４には、列車に搭載された無線装置からの無線通信で列車の接近を検知する手法が開示されている。さらに特許文献５には、衛星を利用した全地球測位システム（ＧＰＳと略称する）を利用して列車の接近を検知する手法が開示されている。

特開平７−４０８３４号公報特開平８−４０２７１号公報特開平８−４８２４７号公報特開平１１−２２２１３３号公報特開平１１−５９４１９号公報

上で述べたように線路や架線などの保守作業における安全性確保のためには作業現場への列車の接近をより高い精度で誤りなく検知できるようにすることが重要である。この列車の接近検知は別の見方をすれば、運行中の列車の線路上での現在位置情報を取得することであるといえる。そのように考えた場合、列車位置情報を汎用的なものとして取得するようにし、その一環として接近検知も行うようにするのがより有用である。すなわち運行中の各列車の高精度な位置情報は、保守作業の安全性確保においてだけに限らず、列車のより安全な運行管理などにおいても有用であるし、さらには鉄道事業者以外で列車の運行状況などに関心を持つ第三者にとっても有用となる場合もある。

このような観点からみた場合、上記のような従来の列車接近検知技術は何れも不十分なものである。すなわち従来の列車接近検知技術は何れも特定の保守作業現場だけを対象にしたものであり、運行列車の位置取得としての汎用性がなく、設備投資の効率性という点で問題を残している。また従来の列車接近検知技術は、精度においても必ずしも十分とはいえない。そのなかでも特許文献５に開示の技術のようにＧＰＳを利用する手法は、最近のＧＰＳが１ｍ以下といった高い精度を可能とすることから、高精度な列車位置の取得を期待できる。しかしＧＰＳによる測位は様々な条件に影響され、必ずしも安定したものでなく、無視し得ない誤差を生じることもある。またＧＰＳを利用するには、列車に設置したＧＰＳ装置で取得した当該列車の現在位置情報を所定の場所に無線送信する必要があり、その無線送信が阻害されるような状況下では有効な列車位置の取得を行なえなくなる場合もある。したがってこれらの問題に対処して、より高精度な列車位置取得をより安定的になせるようにすることが望まれる。

本発明は、以上のような従来の事情を背景になされたものであり、汎用的に利用可能な列車位置情報をより高精度で取得することを可能とする列車位置取得システムの提供を目的とし、またこの列車位置取得システムで得られる列車位置情報を列車位置情報利用者に提供する列車位置情報提供システムの提供を目的とし、さらに前記列車位置取得システムで得られる列車位置情報を利用して列車の接近を警報する列車接近警報システムの提供を目的としている。

上記目的のために本発明では、運行中の列車の現在位置情報を取得するための列車位置取得システムにおいて、列車に設置される車載ＧＰＳ装置により当該列車の運行中における現在位に関して原ＧＰＳベース列車位置情報を取得し、この原ＧＰＳベース列車位置情報に基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する列車位置取得処理をなせるようにされ、そして前記列車位置取得処理は、前記列車が運行される線区についての軌跡データに基づいて前記原ＧＰＳベース列車位置情報を修正する処理を含んでいることを特徴としている。

また本発明では、上記のような列車位置取得システムについて、前記列車位置取得処理は、前記車載ＧＰＳ装置から前記列車位置取得処理をなす列車位置取得装置へ前記原ＧＰＳベース列車位置情報を伝達するのに要する時間に応じて前記原ＧＰＳベース列車位置情報を修正する処理をさらに含むものとしている。

また本発明では上記目的のために、運行中の列車の現在位置情報を取得するための列車位置取得システムにおいて、前記列車に設置される車載ＧＰＳ装置により当該列車の運行中における現在位に関して原ＧＰＳベース列車位置情報を取得し、この原ＧＰＳベース列車位置情報に基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第１の列車位置取得処理と、列車運行情報とダイヤ情報に基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第２の列車位置取得処理をなせるようにされており、前記第１の列車位置取得処理をなせる条件下では当該第１の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得し、前記第１の列車位置取得処理をなせない条件下では前記第２の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得するようにされていることを特徴としている。

また本発明では上記目的のために、運行中の列車の現在位置情報を取得し、その列車位置情報を通信網経由で列車位置情報利用者に配信できるようにされてなる列車位置情報提供システムにおいて、上記のような列車位置取得システムにより前記運行中列車の現在位置情報の取得をなすようにしたことを特徴としている。

また本発明では上記目的のために、運行中の列車の現在位置情報を取得する運行列車位置取得処理をなし、この運行列車位置取得処理で得られた運行列車の現在位置情報に基づいて保線作業員などの警報受報者へ列車の接近報知のための警報を発する列車接近警報システムにおいて、前記運行列車位置取得処理は、前記列車に設置される車載ＧＰＳ装置により当該列車の運行中における現在位に関して原ＧＰＳベース列車位置情報を取得し、この原ＧＰＳベース列車位置情報に基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第１の列車位置取得処理と、列車運行情報とダイヤ情報に基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第２の列車位置取得処理をなせるようにされており、前記第１の列車位置取得処理をなせる条件下では当該第１の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得し、前記第１の列車位置取得処理をなせない条件下では前記第２の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得するようにされていることを特徴としている。

また本発明では、上記のような列車接近警報システムについて、前記第１の列車位置取得処理は、前記列車が運行される線区についての位置やキロ程を含んでなる軌跡データに基づいて前記原ＧＰＳベース列車位置情報を修正する処理を含むものとしている。

また本発明では、上記のような列車接近警報システムについて、前記第１の列車位置取得処理は、前記車載ＧＰＳ装置から前記第１の列車位置取得処理をなす列車位置取得装置へ前記原ＧＰＳベース列車位置情報を伝達するのに要する時間に応じて前記原ＧＰＳベース列車位置情報を修正する処理をさらに含むものとしている。

また本発明では、上記のような列車接近警報システムについて、前記列車運行情報と基本走行パターンに基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第３の列車位置取得処理をさらになせるようにし、前記第１と第２の各列車位置取得処理をなせない条件下では前記第３の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得するようにしている。

また本発明では、上記のような列車接近警報システムについて、前記ダイヤ情報だけに基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第４の列車位置取得処理をさらになせるようにし、前記第１〜第３の各列車位置取得処理をなせない条件下では前記第４の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得するようにしている。

また本発明では、上記のような列車接近警報システムについて、前記警報受報者と当該警報受報者に接近する列車の間の距離に関して設定する警報発生距離は、前記第１の列車位置取得処理にて現在位置を取得された列車についての前記警報発生距離をＤ１、前記第２の列車位置取得処理にて現在位置を取得された列車についての前記警報発生距離をＤ２、前記第３の列車位置取得処理にて現在位置を取得された列車についての前記警報発生距離をＤ３、前記第４の列車位置取得処理にて現在位置を取得された列車についての前記警報発生距離をＤ４として、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４とするようにしている。

以上説明したように本発明では、ＧＰＳを利用して列車の位置情報を取得するについて、列車に設置の車載ＧＰＳ装置で得られる原ＧＰＳベース列車位置情報を当該列車運行線区についての軌跡データに基づいて修正できるようにしている。このためＧＰＳによる測位に誤差があってもそれを補完することができ、汎用的に利用したり接近警報に用いらりする列車位置情報をより高い精度で取得すことが可能となる。また本発明では、列車位置情報を取得するについて、列車に対する追跡精度が最も高いＧＰＳベース列車位置情報を取得する第１の列車位置取得処理の他に、列車運行情報とダイヤ情報を基にして列車位置情報を取得する第２の列車位置取得処理も行えるようにしている。このため通信障害などでＧＰＳを利用できない場合でも列車位置情報を取得することができ、列車位置情報の取得をより安定的になせるようになる。また本発明では、このような精度が高く、しかも安定的である列車位置情報を用いて列車の接近報知のための警報を保守作業に従事の作業員に発したりすることができるようにしている。このため作業員の退避をより安全にしかも無駄なくなさせることがさせることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１に一実施形態による列車位置取得システムの構成を模式化して示す。本実施形態の列車位置取得システムは、列車位置情報提供システムが統合され、さらに保守作業に従事する作業員が警報受報となる列車接近警報システムが統合された形態になっている。この列車位置情報提供システムと列車接近警報システムが統合された列車位置取得システムは、運転状況モニタサーバ１、列車位置取得装置２、列車位置情報配信端末装置３、列車４に設置される車載ＧＰＳ装置５、保守作業のための見張員が携行する接近警報用列車位置取得装置６、同じく見張員が携行する無線送信機７、保守作業現場で作業員が所持している無線受信機８などを主な構成機器として含んでいる。

運転状況モニタサーバ１は、既存の列車運行管理システムに設けられている機器であり、列車運行情報を列車位置取得装置２に提供する。その列車運行情報は、現在運行されている列車が駅構内にいるのか、駅間にいるのかなどという運行列車のおおまかな位置に関する情報である在線情報、運行列車の線別の情報（上り／下り情報）、運行列車に割り振られている番号である列番、線路についての地図的なデータおよび列車の運行範囲にわり当てられた名称（例えば「山手線」、「東海道線」など）のデータである線区情報、列車の進行基準を示す情報である信号機情報などを含んでいる。

列車位置取得装置２は、汎用的に利用する列車位置情報を取得するための装置で、本体装置１１とそれに接続するＧＰＳ受信機１２からなる。本体装置１１は、一般的なパーソナルコンピュータで構成されており、表示装置１３を有している。この本体装置１１は、運転状況モニタサーバ１から提供される上記のような列車運行情報の他に、線区別の軌跡データ、列車のダイヤ情報、ダイヤ情報を基にした走行曲線、基本走行パターンなどの情報を保持している。軌跡データは、上記の線区情報を本列車位置取得システム用に加工して得られたデータであり、線区上の各位置における緯度と経度それにキロ程（特定の基準点から線路に沿って測定した距離）を含んでなる。ダイヤ情報を基にした走行曲線は、線区における駅の配置を縦軸とし、時間を横軸として列車ダイヤを基に列車の軌跡を追跡して得られる曲線である。基本走行パターンは、線区ごとに定められている列車の速度（加減速）パターンである。

また本体装置１１は、これらの情報と車載ＧＰＳ装置５からの後述の原ＧＰＳベース列車位置情報を基に運行中の各列車の現在位置情報を取得する列車位置取得処理を行うとともに、接近警報用列車位置取得装置６から保守作業に関する情報を受け取って各所における保守作業の実施状況や進行状況などを統括的に監視する業務のための処理を行う。これらの列車位置取得処理と保守作業監視業務に関する処理についての詳細は後述する。

ＧＰＳ受信機１２は、図外のＧＰＳ衛星からの電波の受信を通じて、列車位置取得装置２が設置されている場所の位置情報、具体的には緯度と経度を取得するとともに時刻を取得し、それを本体装置１１に提供する。ＧＰＳ受信機１２からＧＰＳの時刻情報を受けた本体装置１１は、それを基に本体装置１１における時刻を設定する。ここで、列車位置取得装置２が設置されている場所の位置情報は、ＧＰＳを利用しなくとも得ることができるのが通常である。したがって位置情報の取得という点については必ずしもＧＰＳ受信機１２は必要でない。ただ、ＧＰＳを介して車載ＧＰＳ装置５や接近警報用列車位置取得装置６と時刻を統一することにより、後述のようにして取得する列車位置情報の精度を高めることができ、この点でＧＰＳ受信機１２を設ける有用性がある。一方、ＧＰＳにより位置情報や時刻情報を取得しようとする場合には、通信障害などでそれをなせない場合もある。その場合にはＧＰＳによらずに位置と時刻を取得することになる。

列車位置情報配信端末装置３は、列車位置取得システムと統合されている列車位置情報提供システムを構成する主要な機器の一つで、列車位置取得装置２が取得する列車位置情報を受け取り、通信網１４を介してそれを列車位置情報利用者の情報端末装置１５や情報端末装置１６などに配信する。その列車位置情報利用者は、例えば鉄道の各駅であったり、あるいはインターネットのプロバイダであったり、さらには一般の企業などであったりする。

車載ＧＰＳ装置５は、車載ＧＰＳ受信機１７と車載コントローラ１８からなる。車載ＧＰＳ受信機１７は、ＧＰＳ受信機１２と同様に、図外のＧＰＳ衛星からの電波の受信を通じて、列車４の現在位置に関する緯度と経度を取得するとともに時刻を取得し、それを車載コントローラ１８に提供する。車載コントローラ１８は、車載ＧＰＳ装置５からの位置情報（緯度、経度情報）と時刻情報を基に、運行中の列車４の現在位置に関する基礎的な情報である原ＧＰＳベース列車位置情報を作成する。具体的には、車載ＧＰＳ装置５からの位置情報と時刻情報に列車４の速度情報と列番を加えて原ＧＰＳベース列車位置情報を作成する。列車４の速度情報は、列車４の速度計から得ることができるし、また車載ＧＰＳ装置５からの位置情報と時刻情報を利用するなどして得ることもできる。列車４の列番は予め与えられている情報である。車載コントローラ１８による原ＧＰＳベース列車位置情報の作成は、一定時間間隔で繰り返され、作成された原ＧＰＳベース列車位置情報は列車側情報としてその都度、通信網１９を介して送信することで列車位置取得装置２に提供される。ここで、列車位置取得装置２は、通信障害などで車載ＧＰＳ装置５による情報の取得をなせない場合もあり、その場合には原ＧＰＳベース列車位置情報は取得できない。その場合には、列車運行情報に基づいてダイヤ走行させる。

接近警報用列車位置取得装置６は、本体装置２１とそれに接続するＧＰＳ受信機２２からなる。本体装置２１は、一般的な携帯用パーソナルコンピュータで構成されており、表示装置２３を有している。この本体装置２１は、列車位置取得装置２が保持している情報から本体装置２１で必要とする範囲の情報を通信網１９経由で提供され、それを保持する。本体装置２１で必要とする範囲の情報は、保守作業現場を中心にして設定した所定の広さ（例えば半径５ｋｍ）の監視領域に含まれる線区についての列車運行情報、線区別の軌跡データ、列車のダイヤ情報、ダイヤ情報を基にした走行曲線、基本走行パターンなどである。

ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳ受信機１２と同様に、図外のＧＰＳ衛星からの電波の受信を通じて、接近警報用列車位置取得装置６を携行している見張員の現在位置（これは保守作業の進行に応じて見張員が移動するのに伴って変化する）に関する緯度と経度を取得するとともに時刻を取得し、それを本体装置２１に提供する。ＧＰＳ受信機２２からＧＰＳの時刻情報を受けた本体装置２１は、それを基に本体装置２１における時刻を設定する。

また本体装置２１は、ＧＰＳ受信機２２からの情報を保持し、それを基に見張員の現在位置を線区と関連させた見張員位置情報を見張員側情報として作成する。見張員位置情報は、見張員がその位置を変えるごとに作成する。見張員位置情報を作成するには、まずＧＰＳ受信機２２で得た緯度、経度、時刻情報を用いて原ＧＰＳベース見張員位置情報を作成する。次いで、この原ＧＰＳベース見張員位置情報に保守作業の線区についての情報を付加して一次加工ＧＰＳベース見張員位置情報を作成し、さらにこの一次加工ＧＰＳベース見張員位置情報から二次加工ＧＰＳベース見張員位置情報を作成する。二次加工ＧＰＳベース見張員位置情報を作成するには、一次加工ＧＰＳベース見張員位置情報に含まれる線区における軌跡データ（これは上述のように予め本体装置２１に保持されている）を検索し、その軌跡データから得られる線区の緯度、経度をＧＰＳ受信機２２からの緯度、経度と照合し、両者にずれがあった場合には、線区の軌跡上における緯度、経度の内でＧＰＳ受信機２２からの緯度、経度に最も近い緯度、経度で原ＧＰＳベース見張員位置情報における緯度、経度を書き換える。また同時に、軌跡データに基づいて見張員の現在位置に関して線区におけるキロ程を求め、そのキロ程を一次見張員位置情報に付加する。すなわち二次加工ＧＰＳベース見張員位置情報は、軌跡データに基づいて原ＧＰＳベース見張員位置情報の緯度、経度を修正するとともにキロ程を付加することにより得られる。このようにＧＰＳで得られる緯度、経度を軌跡データに基づいて修正する処理をなすようにすることにより、見張員の現在位置をより高い精度で取得することができる。すなわちＧＰＳによる測位が様々な条件に影響され、必ずしも安定したものでなく、無視し得ない誤差を生じることもあ得るが、軌跡データに基づく修正をなすようにすることにより、ＧＰＳにおける測位誤差をできるだけ抑えて、見張員の現在位置をより高い精度で取得すことができるようになり、したがって後述する列車接近についての警報の発生をより的確な警報発生距離でなすことが可能となる。以上のようにして作成した見張員位置情報は表示装置２３に表示するとともに、その作成の都度、列車位置取得装置２に送信する。列車位置取得装置２へ送るＧＰＳベース見張員位置情報は、一次加工ＧＰＳベース見張員位置情報であるのが通常である。

以上はＧＰＳを利用して自動的に見張員の現在位置を取得する場合であるが、通信障害などでＧＰＳ受信機２２による情報の取得をなせない場合もある。その場合には手動で見張員位置情報を作成する。具体的には、ＧＰＳ受信機２２が測位情報を取得できていない場合には、そのことを表示装置２３に表示し、これに応じて本体装置２１の入力手段（図示を省略）を操作することで手動で緯度、経度、時刻および線区を入力するとともに、手動であるという情報を付加して手動見張員位置情報を見張員側情報として作成する。この手動見張員位置情報も表示装置２３に表示するとともに、その作成の都度、列車位置取得装置２に送信する。

接近警報用列車位置取得装置６は、これを携行する見張員の現在位置情報を以上のようにして取得する一方で、前記の監視領域内に運行されている各列車の現在位置情報を取得し、これらの両情報から運行列車の警報発生距離内への接近を検知する。接近警報用列車位置取得装置６における列車位置取得処理の詳細については後述する。

なお、上述のように接近警報用列車位置取得装置６は取得した見張員位置情報を列車位置取得装置２に通信網１９経由で列車位置取得装置２に送信する。これについて、接近警報用列車位置取得装置６と通信網１９の接続が断である状態が一定時間以上継続した場合には、表示装置２３に通信網との接続が断であることを表示して見張員にそのことを知らせる。

無線送信機７は、接近警報用列車位置取得装置６により列車が警報発生距離まで接近したことを検知された場合に接近警報用列車位置取得装置６からの指令で警報の発生要を無線受信機８に送信する。無線受信機８はこれを受けて警報を発する。

以下では、列車位置取得装置２でなされる列車位置取得処理と保守作業監視業務に関する処理および接近警報用列車位置取得装置６でなされる列車位置取得処理について説明する。まず列車位置取得装置２における列車位置取得処理について、図２に示す処理の流に沿って説明する。列車位置取得装置２における列車位置取得処理では、まず運転状況モニタサーバ１から列車運行情報を受け取り、それを保持しておく（処理１０１）。この列車運行情報には上記のように列車の列番が含まれているので、その列番を基に運行列車ごとに列車側情報が車載ＧＰＳ装置５から送られてきているか否かを判断し（処理１０２）、さらに列車側情報にＧＰＳ情報が含まれているか否か、つまり列車側情報が原ＧＰＳベース列車位置情報であるのか列番情報であるのかを判断する（処理１０３）。原ＧＰＳベース列車位置情報が得られている列車については第１の列車位置取得処理をなし、原ＧＰＳベース列車位置情報が得られていない列車については第１の列車位置取得処理をなせないので第２の列車位置取得処理をなす。

第１の列車位置取得処理では、まず原ＧＰＳベース列車位置情報に含まれている列番と列車運行情報に含まれている列番の照合を行う（処理１０４）。次いで原ＧＰＳベース列車位置情報に基づいて一次加工ＧＰＳベース列車位置情報を作成する（処理１０５）。一次加工ＧＰＳベース列車位置情報の作成は、処理１０４における照合で列番が一致していなかった場合には、原ＧＰＳベース列車位置情報の遷移から当該列車の線区と線別（上り／下り別）を導き、それを原ＧＰＳベース列車位置情報に付加することでなし、列番が一致していた場合には、その列番について列車運行情報から線区と線別の情報を導き、この情報を原ＧＰＳベース列車位置情報に付加することでなす。このように、原ＧＰＳベース列車位置情報に含まる列番に該当する列番が列車運行情報になかった場合に、原ＧＰＳベース列車位置情報の遷移から当該列車の線区と線別を導く処理を行うようにしたことにより、例えば臨時列車などのように列車運行情報を事前に得ることのできていない列車についても列車位置情報の取得が可能となる。

次いでこの一次加工ＧＰＳベース列車位置情報を基に二次加工ＧＰＳベース列車位置情報を作成し（処理１０６）、さらにその二次加工ＧＰＳベース列車位置情報を基に三次加工ＧＰＳベース列車位置情報を作成する（処理１０７）。二次加工ＧＰＳベース列車位置情報を作成するには、一次加工ＧＰＳベース列車位置情報に含まれる線区における軌跡データを検索し、その軌跡データから得られる線区の緯度、経度を一次加工ＧＰＳベース列車位置情報の緯度、経度（車載ＧＰＳ装置５で得られる緯度、経度）と照合し、両者にずれがあった場合には、線区の軌跡上における緯度、経度の内で一次加工ＧＰＳベース列車位置情報の緯度、経度に最も近い緯度、経度で一次加工ＧＰＳベース列車位置情報における緯度、経度を書き換える。また同時に、軌跡データに基づいて当該列車の現在位置に関して線区におけるキロ程を求め、そのキロ程を一次加工ＧＰＳベース列車位置情報に付加する。すなわち二次加工ＧＰＳベース列車位置情報は、軌跡データに基づいて一次加工ＧＰＳベース列車位置情報の緯度、経度を修正するとともにキロ程を付加することにより得られる。このようにＧＰＳで得られる緯度、経度を軌跡データに基づいて修正する処理をなすようにすることにより、運行列車の現在位置をより高い精度で取得することができることは上述した見張員の現在位置情報取得の場合と同様である。

三次加工ＧＰＳベース列車位置情報は、原ＧＰＳベース列車位置情報の通信に際しての遅延分の修正を二次加工ＧＰＳベース列車位置情報に加えることで作成する。すなわち原ＧＰＳベース列車位置情報に含まれる時刻と原ＧＰＳベース列車位置情報を列車位置取得装置２が受信した時刻との差分を求め、この時刻差分と原ＧＰＳベース列車位置情報に含まれる列車の速度との積から原ＧＰＳベース列車位置情報の通信中に列車が移動した距離を求め、この移動距離分だけ二次加工ＧＰＳベース列車位置情報におけるキロ程を進めて三次加工ＧＰＳベース列車位置情報を作成する。このように情報の伝達に要する時間について修正を行うことにより、列車位置情報をさらに高精度なものとして取得することができる。以上により三次加工ＧＰＳベース列車位置情報が得られたらこれを列車位置情報配信端末装置３に提供し（処理１０９）、また列車位置取得装置２における表示装置１３に表示する（処理１１３）。

処理１０８としてなされる第２の列車位置取得処理では、原ＧＰＳベース列車位置情報を得られていないので、列車運行情報とダイヤ情報に基づいて列車の現在位置情報を取得する。すなわち列車運行情報に含まれる在線情報から当該列車が在線している線区を求め、その線区におけるダイヤ情報に基づいて当該列車を仮想的にダイヤ走行させる、つまり在線情報から得られる駅出発時刻で当該列車を走行曲線に順じて仮想的に走行させることで当該列車の現在位置情報を列車運行情報／ダイヤ情報ベース列車位置情報として取得する。この列車運行情報／ダイヤ情報ベース列車位置情報も列車位置情報配信端末装置３に提供したり、表示装置１３に表示したりする。

ここで、原ＧＰＳベース列車位置情報は、上述のように一定時間間隔で繰り返し取得されてその都度、列車位置取得装置２に提供される。しかし無線障害などによりその途中で列車位置取得装置２が原ＧＰＳベース列車位置情報を得られなくなる場合も起こり得る。そのような事態を生じた場合には、第２の列車位置取得処理で補間する。すなわち、原ＧＰＳベース列車位置情報を得られなかった区間について、列車運行情報／ダイヤ情報ベース列車位置情報を取得し、この列車運行情報／ダイヤ情報ベース列車位置情報で三次加工ＧＰＳベース列車位置情報を補間する。

以上が列車位置取得装置２における列車位置取得処理である。列車接近警報システムと統合されている本システムでは、この列車位置取得処理に付随して、列車運行情報と列車位置情報を接近警報用列車位置取得装置６に提供する。その処理では、まず接近警報用列車位置取得装置６からの見張員側情報を受信しているか否かを判断する（処理１１０）。接近警報用列車位置取得装置６から列車位置取得装置２に送られる見張員側情報は上記の二次加工ＧＰＳベース見張員位置情報であるのが通常である。見張員側情報を受信していない場合には、接近警報用列車位置取得装置６との通信に障害があるとし（処理１１１）、そのことを表示装置１３に表示する（処理１１３）。一方、見張員側情報を受信している場合には、列車運行情報と列車位置情報を接近警報用列車位置取得装置６に提供する（処理１１２）。列車位置情報は、列車位置取得装置２が車載ＧＰＳ装置５から原ＧＰＳベース列車位置情報を受信する度に接近警報用列車位置取得装置６に送信する。接近警報用列車位置取得装置６に提供する列車位置情報は一次加工ＧＰＳベース列車位置情報であるのを原則とするが、処理１０４において原ＧＰＳベース列車位置情報に含まれている列番と列車運行情報に含まれている列番が不一致であった場合には、原ＧＰＳベース列車位置情報をそのまま接近警報用列車位置取得装置６に提供する。

図３に示すのは、列車位置取得装置２でなされる保守作業監視業務に関する処理の流である。以下これについて説明する。保守作業監視業務に関する処理においては、まず接近警報用列車位置取得装置６から見張員位置情報（ＧＰＳベース見張員位置情報または手動見張員位置情報）を受信する（処理２０１）。見張員位置情報を受信できていない場合には、接近警報用列車位置取得装置６との通信に障害があるとし（処理２０２）、そのことを表示装置１３に表示する（処理２０６）。一方、見張員位置情報を受信している場合には、その見張員位置情報が係る保守作業が終了したとの情報があるか否かを確認する（処理２０３）。作業終了情報があった場合にはそのことを表示装置１３に表示する。一方、作業終了情報を得ていない場合には、見張員位置情報がＧＰＳベース見張員位置情報であるのか手動見張員位置情報であるのかを判断し（処理２０４）、ＧＰＳベース見張員位置情報であった場合には、それに含まれる緯度、経度、線区の各情報をそのまま表示装置１３に表示し、手動見張員位置情報であった場合には、手動である情報を付加して表示装置１３に表示する（処理２０６）。

次に接近警報用列車位置取得装置６でなされる列車位置取得処理について、図４に示す処理の流に沿って説明する。接近警報用列車位置取得装置６における列車位置取得処理では、まず列車位置取得装置２から列車運行情報を受信しているか否かを判断する（処理３０１）。列車運行情報を受けていない場合には、ＧＰＳベース列車位置情報を受けているか否かを判断し（処理３０２）、ＧＰＳベース列車位置情報を受けていない場合には、第４の列車位置取得処理をなす（処理３０３）。すなわち第４の列車位置取得処理は、列車運行情報もＧＰＳベース列車位置情報も得られず、後述の第１〜第３の各列車位置取得処理をなせない条件下で行う処理である。この第４の列車位置取得処理では、列車ダイヤのみに基づいて当該列車の現在位置を取得する。具体的には、運行ダイヤのみに基づいて当該列車を仮想的に走行させることで当該列車の現在位置情報を列車接近警報用のダイヤ情報ベース列車位置情報として取得する。取得した情報は表示装置２３に表示する（処理３１２）。

一方、列車運行情報を受けている場合には、処理３０４として同じくＧＰＳベース列車位置情報を受けているか否かを判断する。ＧＰＳベース列車位置情報を受けていない場合には、ダイヤ情報の有無を判断し（処理３０５）、ダイヤ情報が無ければ、第３の列車位置取得処理をなす（処理３０６）。すなわち第３の列車位置取得処理は、列車運行情報は得られるがＧＰＳベース列車位置情報とダイヤ情報は得られず、後述の第１と第２の各列車位置取得処理をなせない条件下で行う処理である。この第３の列車位置取得処理では、列車運行情報と上記の基本走行パターンに基づいて当該列車の現在位置を取得する。具体的には、列車運行情報に含まれる在線情報から当該列車が在線している線区を求め、その線区における基本走行パターンに基づいて当該列車を仮想的に走行させることで当該列車の現在位置情報を列車接近警報用の列車運行情報／基本走行パターンベース列車位置情報として取得する。取得した情報は表示装置２３に表示する（処理３１２）。一方、ダイヤ情報有りの場合には第２の列車位置取得処理をなす（処理３０７）。すなわち第２の列車位置取得処理は、ＧＰＳベース列車位置情報が得られずに後述の第１の列車位置取得処理をなせない条件下で行う処理である。この第２の列車位置取得処理は、列車位置取得装置２でなされる上述の第２の列車位置取得処理と同様である。具体的には、列車運行情報に含まれる在線情報から当該列車が在線している線区を求め、その線区におけるダイヤ情報に基づいて当該列車を仮想的に走行させることで当該列車の現在位置情報を列車接近警報用の列車運行情報／ダイヤ情報ベース列車位置情報として取得する。取得した情報は表示装置２３に表示する（処理３１２）。

処理３０４でＧＰＳベース列車位置情報を受けていた場合には、列車位置取得装置２におけるそれと対応する第１の列車位置取得処理をなす。第１の列車位置取得処理では、まずＧＰＳベース列車位置情報が一次加工ＧＰＳベース列車位置情報であるか原ＧＰＳベース列車位置情報であるかを判断する（処理３０８）。原ＧＰＳベース列車位置情報であった場合には、処理３０９に進み、原ＧＰＳベース列車位置情報を基に接近警報用の一次加工ＧＰＳベース列車位置情報を作成する（処理３０９）。一次加工ＧＰＳベース列車位置情報の作成は、列車位置取得装置２における場合と同様に、原ＧＰＳベース列車位置情報の遷移から当該列車の線区と線別を導き、それを原ＧＰＳベース列車位置情報に付加することでなす。一次加工ＧＰＳベース列車位置情報が得られたら、処理３１０以下の処理に進む。一方、ＧＰＳベース列車位置情報が一次加工ＧＰＳベース列車位置情報であった場合には、そのまま処理３１０以下の処理に進む。

処理３１０以下では一次加工ＧＰＳベース列車位置情報を基に接近警報用の二次加工ＧＰＳベース列車位置情報を作成し（処理３１０）、さらにその二次加工ＧＰＳベース列車位置情報を基に接近警報用の三次加工ＧＰＳベース列車位置情報を作成する（処理３１１）。接近警報用の二次加工ＧＰＳベース列車位置情報や三次加工ＧＰＳベース列車位置情報の作成は列車位置取得装置２における場合と同様で、具体的には以下のようにしてなされる。接近警報用の二次加工ＧＰＳベース列車位置情報を作成するには、一次加工ＧＰＳベース列車位置情報に含まれる線区における軌跡データを検索し、その軌跡データから得られる線区の緯度、経度を一次加工ＧＰＳベース列車位置情報の緯度、経度と照合し、両者にずれがあった場合には、線区の軌跡上における緯度、経度の内で一次加工ＧＰＳベース列車位置情報の緯度、経度に最も近い緯度、経度で一次加工ＧＰＳベース列車位置情報における緯度、経度を書き換える。また同時に、軌跡データに基づいて当該列車の現在位置に関して線区におけるキロ程を求め、そのキロ程を一次加工ＧＰＳベース列車位置情報に付加する。

接近警報用の三次加工ＧＰＳベース列車位置情報は、ＧＰＳベース列車位置情報の通信に際しての遅延分の修正を二次加工ＧＰＳベース列車位置情報に加えることで作成する。すなわち一次加工ＧＰＳベース列車位置情報または原ＧＰＳベース列車位置情報に含まれる時刻と一次加工ＧＰＳベース列車位置情報または原ＧＰＳベース列車位置情報を接近警報用列車位置取得装置６が受信した時刻との差分を求め、この時刻差分と一次加工ＧＰＳベース列車位置情報に含まれる列車の速度との積からＧＰＳベース列車位置情報の通信中に列車が移動した距離を求め、この移動距離分だけ二次加工ＧＰＳベース列車位置情報におけるキロ程を進めて三次加工ＧＰＳベース列車位置情報を作成する。作成した三次加工ＧＰＳベース列車位置情報は表示装置２３に表示する（処理３１２）。

以上のように本発明では、列車接近警報用の列車位置情報として、列車に対する追跡精度が最も高い第１の列車位置取得処理によるＧＰＳベース列車位置情報を最優先とし、これを得られない条件では第２の列車位置取得処理による列車運行情報／ダイヤ情報ベース列車位置情報を取得し、この両列車位置情報の何れも得られない条件では第３の列車位置取得処理による列車運行情報／基本走行パターンベース列車位置情報を取得し、さらにこれらの列車位置情報の何れも得られない条件では第４の列車位置取得処理によるダイヤ情報ベース列車位置情報を取得できるようにしている。このためＧＰＳベース列車位置情報を基本として高い精度で列車位置情報を取得することができ、しかもそれを得られない条件にある場合でも十分に有効な列車位置情報を取得することが可能となり、列車接近警報用の列車位置情報の取得をより安定的になせるようになる。

以上により得られた列車位置情報を利用して保守作業における接近警報のために列車の接近を監視するには、上述のようにして取得した見張員の現在位置を起点にして警報発生距離を予め設定しておき、列車がその警報発生距離まで接近したことを検知した警報を発する。警報の発生は、上述のように、接近警報用列車位置取得装置６からの指令で警報の発生要を無線送信機７で無線受信機８に送信し、これを受けて無線受信機８が警報を発する。ここで、警報発生距離内に入ってから列車が信号機により停止する場合もある。その場合でも警報発生距離内に列車が接近しているとして警報を発すると、徒に作業員の退避時間が長くなってしまう。そこで警報の発生には信号機情報も加味し、信号機により列車が警報発生距離内で停止している間は警報を発せずに、信号機の変化により列車が動き出してから警報を発するようにするのが好ましい。

この警報発生処理においては、列車位置情報の種類に応じて警報発生距離を異ならせる。すなわちＧＰＳベース列車位置情報、列車運行情報／ダイヤ情報ベース列車位置情報、列車運行情報／基本走行パターンベース列車位置情報、およびダイヤ情報ベース列車位置情報は、それぞれでベースとした情報の質に差異があり、そのために列車の現在位置を追跡する精度が異なっている。具体的にいうとその追跡精度は、ＧＰＳベース列車位置情報＞列車運行情報／ダイヤ情報ベース列車位置情報＞列車運行情報／基本走行パターンベース列車位置情報＞ダイヤ情報ベース列車位置情報の順になる。そこでこの追跡精度に応じて警報発生距離を異ならせる。具体的には、ＧＰＳベース列車位置情報に基づく警報発生距離をＤ１、列車運行情報／ダイヤ情報ベース列車位置情報に基づく警報発生距離をＤ２、列車運行情報／基本走行パターンベース列車位置情報に基づく警報発生距離をＤ３、ダイヤ情報ベース列車位置情報に基づく警報発生距離をＤ４とすると、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４となるようにする。

以上のような接近警報のための監視が保守作業の完了により終了したら、その旨を接近警報用列車位置取得装置６に入力する。作業終了の入力を受けた接近警報用列車位置取得装置６はその情報を列車位置取得装置２に送信する。そして作業終了の情報を得た列車位置取得装置２は、それを表示装置１３に表示するとともに、当該接近警報用列車位置取得装置６からの見張員位置情報を表示装置１３から消去する。

なお図５〜図８には、以上のような運転状況モニタサーバ１、列車位置取得装置２、列車位置情報配信端末装置３、車載ＧＰＳ装置５、および接近警報用列車位置取得装置６の各装置でなされる以上のような各処理に関する各装置間での情報の流れなどをイメージ化して示してある。また図９には、接近警報用列車位置取得装置６の表示装置２３における表示画面の一例を示してある。

一実施形態による列車位置取得システムの構成を模式化して示す図である。列車位置取得装置でなされる列車位置取得処理に関する処理の流を示す図である。列車位置取得装置でなされる保守作業監視業務に関する処理の流を示す図である。接近警報用列車位置取得装置でなされる列車位置取得処理に関する処理の流を示す図である。運転状況モニタサーバと列車位置取得装置の間の情報の流などをイメージ化して示す図である。車載ＧＰＳ装置と列車位置取得装置の間の情報の流などをイメージ化して示す図である。接近警報用列車位置取得装置と列車位置取得装置の間の情報の流などをイメージ化して示す図である。列車位置取得装置から列車位置情報配信端末装置への情報の流などをイメージ化して示す図である。接近警報用列車位置取得装置の表示装置における表示画面の一例を示す図である。

符号の説明

１運転状況モニタサーバ
２列車位置取得装置
３列車位置情報配信端末装置
４列車
５車載ＧＰＳ装置
６接近警報用列車位置取得装置
７無線送信機
８無線受信機

Claims

運行中の列車の現在位置情報を取得するための列車位置取得システムにおいて、
列車に設置される車載ＧＰＳ装置により当該列車の運行中における現在位に関して原ＧＰＳベース列車位置情報を取得し、この原ＧＰＳベース列車位置情報に基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する列車位置取得処理をなせるようにされ、そして前記列車位置取得処理は、前記列車が運行される線区についての軌跡データに基づいて前記原ＧＰＳベース列車位置情報を修正する処理を含んでいることを特徴とする列車位置取得システム。
前記列車位置取得処理は、前記車載ＧＰＳ装置から前記列車位置取得処理をなす列車位置取得装置へ前記原ＧＰＳベース列車位置情報を伝達するのに要する時間に応じて前記原ＧＰＳベース列車位置情報を修正する処理をさらに含んでいる請求項１に記載の列車位置取得システム。
運行中の列車の現在位置情報を取得するための列車位置取得システムにおいて、
前記列車に設置される車載ＧＰＳ装置により当該列車の運行中における現在位に関して原ＧＰＳベース列車位置情報を取得し、この原ＧＰＳベース列車位置情報に基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第１の列車位置取得処理と、列車運行情報とダイヤ情報に基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第２の列車位置取得処理をなせるようにされており、前記第１の列車位置取得処理をなせる条件下では当該第１の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得し、前記第１の列車位置取得処理をなせない条件下では前記第２の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得するようにされていることを特徴とする列車位置取得システム。
運行中の列車の現在位置情報を取得し、その列車位置情報を通信網経由で列車位置情報利用者に配信できるようにされてなる列車位置情報提供システムにおいて、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の列車位置取得システムにより前記運行中列車の現在位置情報の取得をなすようにしたことを特徴とする列車位置情報提供システム。
運行中の列車の現在位置情報を取得する運行列車位置取得処理をなし、この運行列車位置取得処理で得られた運行列車の現在位置情報に基づいて保線作業員などの警報受報者へ列車の接近報知のための警報を発する列車接近警報システムにおいて、
前記運行列車位置取得処理は、前記列車に設置される車載ＧＰＳ装置により当該列車の運行中における現在位に関して原ＧＰＳベース列車位置情報を取得し、この原ＧＰＳベース列車位置情報に基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第１の列車位置取得処理と、列車運行情報とダイヤ情報に基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第２の列車位置取得処理をなせるようにされており、前記第１の列車位置取得処理をなせる条件下では当該第１の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得し、前記第１の列車位置取得処理をなせない条件下では前記第２の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得するようにされていることを特徴とする列車接近警報システム。
前記第１の列車位置取得処理は、前記列車が運行される線区についての位置やキロ程を含んでなる軌跡データに基づいて前記原ＧＰＳベース列車位置情報を修正する処理を含んでいる請求項５に記載の列車接近警報システム。
前記第１の列車位置取得処理は、前記車載ＧＰＳ装置から前記第１の列車位置取得処理をなす列車位置取得装置へ前記原ＧＰＳベース列車位置情報を伝達するのに要する時間に応じて前記原ＧＰＳベース列車位置情報を修正する処理をさらに含んでいる請求項６に記載の列車接近警報システム。
前記列車運行情報と基本走行パターンに基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第３の列車位置取得処理をさらになせるようにされており、前記第１と第２の各列車位置取得処理をなせない条件下では前記第３の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得するようにされている請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の列車接近警報システム。
前記ダイヤ情報だけに基づいて前記運行列車の現在位置情報を取得する第４の列車位置取得処理をさらになせるようにされており、前記第１〜第３の各列車位置取得処理をなせない条件下では前記第４の列車位置取得処理にて前記運行列車の現在位置情報を取得するようにされている請求項８に記載の列車接近警報システム。
前記警報受報者と当該警報受報者に接近する列車の間の距離に関して設定する警報発生距離は、前記第１の列車位置取得処理にて現在位置を取得された列車についての前記警報発生距離をＤ１、前記第２の列車位置取得処理にて現在位置を取得された列車についての前記警報発生距離をＤ２、前記第３の列車位置取得処理にて現在位置を取得された列車についての前記警報発生距離をＤ３、前記第４の列車位置取得処理にて現在位置を取得された列車についての前記警報発生距離をＤ４として、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４とするようにした請求項９に記載の列車接近警報システム。