無線通信技術の発展とともに電波を利用した測位技術は大幅に発展し、今日では人工衛星を利用したGPS(Global Positioning System)測位システムにより、全世界においてGPS受信機単体で誤差10m程度の精度で位置情報を得ることができるようになった。このGPS測位システムは、主にカーナビゲーションや船舶、航空機の航法あるいは測量などに利用されている。また、近年の移動通信システムの発展により、手軽に広域エリアを対象とした移動体データ通信を行うことが可能となっている。このようなGPS測位システムと移動通信システムとが融合して、移動体の位置管理システムや文字伝送システムが実用化され、公衆用無線や業務用無線を通じて宅配車両やタクシーなどの配車効率向上などの目的に利用されている。
図7は、GPSを利用したタクシー配車用AVMシステムのブロック図を示す。図7において、701−1、701−2、・・・701−Mは、基地局である。なお、基地局を総称する場合は、基地局701と称する。702は、管理センタであり、複数の基地局701と専用線703で結ばれている。最近では、管理センタは、CTI(Computer Telephony Integration)装置で構成された配車センタであり、電話での配車依頼のほか、インターネットに接続され、インターネットによる配車要求に対して自動的に配車するシステムも実現されている。704−1、704−2、・・・704−Nは、移動局(タクシー)である。なお、移動局を総称する場合は、移動局704と称する。705は、基地局701−1が通信できる通信エリア、所謂、通信ゾーンであり、この通信エリア705内に位置する移動局704と基地局701−1とが通信できることを示している。706は、GPS衛星を示し、各移動局704は、GPS衛星706からの位置情報707を受けて、自車の位置情報(経度、緯度)を入手することができる。なお、管理センタ702からの指示で、各基地局701は、ポーリング信号PO1を各移動局704に送信し、各移動局は、このポーリング信号PO1に応答してポーリング応答信号SR1、SR2、・・・SRnを基地局に送信する。即ち、このシステムにおいては、管理センタ702は、各基地局701からの移動局車両番号指定により通信エリア705内の移動局704を車両番号の順番に車両動態情報を収集する方式である。なお、管理センタ702は、基地局701と一体に構成することもできる。
次に、上述したポーリング方法の具体例について図8を用いて説明する。図8は、従来のタクシー配車用AVMシステムの全移動局(タクシー)のポーリング方式を説明するための図である。図8(a)は、基地局701から送信されるポーリング信号PO1を示している。この場合、ポーリング信号PO1は、例えば、5フレーム(例えば、1フレーム=40msとする。)を使用するとすると、1ポーリング信号長は、200msとなる。この場合のデータ収集速度を2,400bpsとすると、250台の移動局にこのポーリング信号を送信すると、休止期間(10.4秒)も入れると、ポーリング周期Tは、約60.4秒となる。
このポーリング信号PO1に対して各移動局704−1、704−2、・・・704−N(図8では、N=250である。)からのポーリング応答信号は、図8(b)に示すように、各移動局からポーリング応答信号SR1、SR2、・・・SR250が所定のタイミングで基地局701に送信される。従って、この従来のポーリング方式では、ポーリング周期T1は、60.4秒の繰返しとなり、全車両位置の認識のためには、約1分かかる。即ち、1分に1回の車両検索となる。
図9(a)は、ポーリング信号PO1の内容、また、図9(b)は、ポーリング応答信号SRを示す。図9(a)において、データ長(ポーリング信号長)は、200msであり、信号種別901は、例えば、ポーリング信号であることを示す情報である。ポーリング車番指定902は、例えば、それぞれの移動局704−1、704−2、・・・704−250を指定して、各移動局の動態情報を収集するための情報である。903は、予備のビットである。また、図9(b)も、やはりデータ長(ポーリング応答信号長)は、200msであり、信号種別904は、ポーリング応答信号であることを示す情報である。動態情報905は、移動局の空車/実車情報、車速情報、車両の異常情報等の車両動態情報である。位置情報906は、移動局がGPSから入手する自車の現在地で、例えば、緯度、経度の情報である。
而して、上述の従来のタクシー配車用AVMシステム等の無線通信システムでは、移動局の現在位置をGPSにより移動局自身が検出して記憶している。そして、基地局からの定期的なポーリング信号に基づいて各移動局は、基地局との間で各移動局の位置動態情報を移動局番号毎に割り当てられた専用の送信スロット(ポーリング応答信号)で返送する。基地局では、全移動局について順にポーリングを行い、全ての移動局の位置動態情報を把握する。なお、基地局は、少なくとも1つあって管理センタに接続されており、管理センタでは、顧客からの電話による配車要求あるいはインターネット等による配車要求に対して移動局の位置動態情報から配車に最適な移動局、例えば、顧客に最も近い移動局の検索を行ってタクシー車両の配車を自動あるいは音声無線電話等で行う。配車を指定された移動局の乗務員は、移動局の操作器を操作して「了解」の押しボタンを押す。この「了解」の信号は、管理センタに送信され、配車が完了したことが管理センタのオペレータに知らされる。
而して、従来のこの種のタクシー配車用AVMシステム等の無線通信システムでは、タクシー(移動局)の乗務員の意思や状況により配車指示を受けたくない場合でも、配車要求顧客に最も近い車両であった場合には、管理センタからの配車指示が送信されてしまい、配車指示に従わなければならない。特に、自動配車システムでは、この問題が顕著となる。しかし、食事中あるいはその他の何らかの事情で配車を受けられない場合も配車を指示されたままであり、顧客へのタクシーの到達が遅れたり等、配車効率を低下させている。
以下に本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図5は、本発明の概略構成を説明するためのブロック図であり、図6は、その動作を説明するためのフローチャートである。501は、CTI(Computer Telephony Integration)装置などによる配車センターであり、図7に示す管理センタ702に対応する。502は、顧客と接続される電話または電話網を示し、503は、顧客と接続されるインターネット接続網を示している。504は、車両位置データベースで、後述する管理センタ702内に設けられた記憶部に相当する。この車両位置データベースは、管理センタ702内に設けることもできるし、外部記憶装置とすることもできる。なお、図7と同じものには、同じ符号が付されている。なお、図5では、基地局は、1局のみの場合が示されているが、複数でも同様である。また、基地局701および移動局704の詳細については後述する。
次に、図6により動作の概略を説明する。基地局701(ここでは、配車センター501、車両位置データベース504は、基地局701と一体に構成されている場合で説明する。)は、ポーリングにより移動局704−1、704−2に車両位置要求605を送出する。移動局704−1、704−2は、それぞれが所有する車両位置検出装置118に基づいて車両位置を検出し、ポーリング応答信号により基地局701に車両位置データを送信する。基地局701は、この車両位置データを受信し、車両位置データベース504に入力606され、記憶される。
また、移動局704−1のタクシー運転者は、登録要求607のために操作表示器(後述する。)の登録押しボタン(空車登録手段とも言う。)を押下すると、基地局701(配車センター)に空車登録信号が入力され、基地局701に登録処理608されると共に、基地局701は、登録したことを移動局704−1に応答信号を送信する。なお、この空車登録応答信号は、移動局704−1の操作表示器に表示することで、移動局704−1のタクシー運転者も確認ができる。これにより基地局701には、移動局704−1が空車登録したことが記憶されると共に、移動局704−1も自分の意思で空車登録したことが分かる。これに対して移動局704−2の運転者は、図6にも示すように休憩あるいは食事などのため、基地局701には、空車登録を行っていない。従って、基地局701は、インターネット603から配車要求があると、基地局701は、配車処理609を空車登録を行っている移動局704−1に行い、配車指示データを送信し、移動局704−1は、この信号を受信し、了解応答610を基地局701に行い、配車が完了する。これによりタクシー運転者の意思や状況で配車指示を選択できるシステムが構築され、配車効率も向上する。
次に、本発明の一実施例の詳細を説明する。図1は、本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。なお、本発明で使用する無線通信システム、例えば、タクシー配車用AVMシステムの構成は、図7のシステムと同様であるので、詳細な説明は省略する。図1において、まず、基地局701の送信用無線機を図1(a)を用いて説明する。101は、中央処理装置、102は、記憶部、103は、ポーリング信号生成部、104は、データ送信要求信号発生部、105は、無線機および106は、アンテナである。また、移動局704の構成を図1(b)を用いて説明する。図1(b)において、107は、アンテナ、108は、無線機、109は、ポーリング信号受信部、110は、データ送信要求信号受信部、111は、スロット設定部、112は、記憶部、113は、料金メータ、114は、データ生成部、115は、カーナビ装置、116は、操作表示部、117は、GPSアンテナを示す。カーナビ装置115は、GPSアンテナ117からの位置情報を検出する位置検出部118および地図データベース119から構成されている。また、操作表示部116は、了解ボタン120および登録ボタン121を具えている。
次に、この動作について説明する。まず、基地局701の送信用無線機は、例えば、移動局704からの各種情報を得るための動作を実行する。そのため中央処理装置101の記憶部102では、移動局番号を記憶し、ポーリング信号生成部103で生成された先頭スロットに応答送信させる移動局番号の指定情報を含むポーリング信号と、データ送信要求信号発生部104で生成された移動局へのデータ送信要求信号とを無線機105からアンテナ106を経由して各移動局704へ送信する。
この送信用無線機から送信された電波は、移動局704側のアンテナ107を介して無線機108で受信され、このうちポーリング信号は、ポーリング信号受信部109で受信され、スロットの先頭の車輌番号から各移動局の車輌番号が検出される。
一方、データ送信要求信号受信部110で基地局701からのデータ送信要求信号を検出する。ポーリング信号受信部109及びデータ送信要求受信部110で検出された信号は、スロット設定部111へ送られる。スロット設定部111は、自局のデータ送信スロットの送信スロット のタイミングを設定する。また、スロット設定部111は、データ送信要求信号受信部110からの信号を継続して監視しており、自局のデータ送信スロットに達した時点でデータ送信要求信号が検出されている場合、データ生成部114を起動して送信すべきデータを無線機108、アンテナ107を経由して基地局701に送信する。
なお、データ生成部114は、料金メータ113からの信号によって、例えば、空車/実車を検出してデータを生成する。また、スロット設定部111は、データ送信要求信号受信部110の検出信号がなくなるとリセットされる。カーナビ装置115の位置検出部118は、例えば、GPSシステムにより自車の位置、例えば、経度および緯度を検出する。地図データベース119は、地図データを記憶しており、例えば、位置検出部118で検出された自車の位置、即ち、経度および緯度の情報から地図上に自車の現在地を表示するものである。また、移動局の行き先を地図データベースから検索し、同様に地図上に表示することもできる。なお、カーナビ装置115は、既に良く知られているので、その構成および動作についての詳細な説明は省略する。操作表示部116は、移動局の動作や、必要なデータ入力あるいは基地局からの情報の表示、カーナビ表示等が行われる機能を有する。なお、操作表示部116は、カーナビ装置115と一体に構成することもできる。また、117は、GPSアンテナを示す。
次に、上述した本発明の一実施例で使用されるポーリング方式について図3および図4に基づいて説明する。図3に示すポーリング方式は、多数台、例えば、数百台の移動局で構成されるタクシー配車用AVMシステム等の無線通信システムにおいて、移動局をグループ化し、効率良く移動局の動態情報を収集する場合を示している。即ち、1回のポーリング周期で数百台の移動局全ての動態情報を短時間に収集するには、ポーリングに時間がかかりすぎるし、また、ポーリング応答信号の送信にも無理が生じる。従って、図3では、例えば、150台の移動局を1回のポーリング信号PO1で動態情報を収集し、次のポーリング信号PO2で次の150台の移動局の動態情報を収集するという方式を採用している。
従って、ポーリング信号長40msで、150台の移動局に対してポーリングを実施した場合、ポーリング周期T2は、休止期間6.4秒を含めて12.4秒となる。300台の移動局ならば、24.8秒に1回の割合で、車両検索ができることになる。なお、図3(a)では、ポーリング信号PO1のみを示しているが、通常は、基地局と移動局との間での情報交換のための同期をとるため、基地局は、常に空線信号を発信している。なお、本実施例では、150台のグループに区分しているが、更に、少ない台数のグループに細分化することもできる。
図4(a)は、ポーリング信号PO1の内容を示したものである。図9(a)と同様にポーリング信号PO1は、信号種別401、ポーリング車番指定402および予備403で構成され、データ長(ポーリング信号長)は、40msで構成されている。
次に、このポーリング信号PO1に対して各移動局704−1、704−2、・・・704−Nからのポーリング応答信号は、図3(b)に示すように、各移動局からポーリング応答信号SR1、SR2、・・・SR150(ポーリング応答信号長40ms)が所定のタイミングで基地局701に送信される。なお、ポーリング応答信号を総称する場合は、ポーリング応答信号SRと称する。従って、この本発明のポーリング方式では、例えば、150台の移動局に対するポーリング周期T2は、12.4秒の繰返しとなり、全車両300台の位置の認識のためには、24.8秒に1回の車両検索が可能となる。
図4(b)は、ポーリング応答信号SRの内容を示したものである。ポーリング応答信号SRは、信号種別404、動態情報405および位置情報406で構成され、データ長(ポーリング応答信号長)は、40msで構成されている。なお、図4で示される各データの内容は、図9に示すデータの内容と同等である。
上述したようにポーリング信号長40ms、ポーリング応答信号長40msで動作させることについては、本発明者らの先の出願、特願2004−806(出願日:平成16年1月6日)に記載されている。即ち、この1フレーム40msのフレームフォーマットは、工夫されたポーリング応答バーストが採用されており、基地局701の受信機は、このポーリング応答バーストを受信するだけでAGC(自動利得制御)とAFC(自動周波数制御)の制御を安定して行うことができる。従って、ポーリング信号長40ms、ポーリング応答信号長40msで受信誤り率特性の劣化を伴わずにシステムを安定に動作させることができる。なお、詳細な説明については省略する。
而して、本発明では、従来の無線通信システム、例えば、タクシー配車用AVMシステムに新しい機能を追加する、即ち、移動局(タクシー)の乗務員が予め空車登録を基地局701に行っておくことにより、基地局は、顧客からの配車要求に基づいて空車登録の行っている移動局704に配車指示する無線通信システムを実現するものである。これについて以下に詳細に説明する。図2は、本発明に用いられる基地局の一実施例を示すブロック図である。図2において、201は、地図データベース、202は、表示部、203は、操作部、204は、空車登録データベースである。なお、図1と同じものには、同じ符号が付されている。図2において、空車登録データベース204は、登録要求のあった移動局を登録する記憶装置である。即ち、移動局704の乗務員が空車であり、配車を希望する場合に、移動局704の操作表示器116の登録ボタン121(空車登録手段)を押下すると、図6に示したように登録要求607が基地局701に送信される。基地局701では、この登録要求607を受信し、登録処理608を行う。この動作を全ての移動局704からの登録要求607を受信し、登録すると表1に示すようなデータテーブルができる。
表1は、移動局名、現在位置、動態情報、空車登録の各項目を示す。ここで、空車登録の項目は、移動局704の乗務員が空車であり、配車を希望する場合に移動局704の操作表示器116の登録ボタン121を押下することで、登録要求がなされ、空車登録データベース204に登録された移動局を示している。表1では、移動局704−1、704−Nは、空車であり、空車登録として登録したことを示している。しかし、移動局704−2は、空車ではあるが、空車登録していないことを示している。なお、このデータテーブルの各項目は、無線通信システムの配車管理のために適宜必要な項目を追加、削除することもできる。また、これらデータも時時刻刻更新されることは言うまでもない。
さて、本発明のタクシー配車用AVMシステムについて、更に、詳細に説明する。図6で説明したように移動局704−1の乗務員は、移動局704−1の操作表示器116の登録ボタン121を押下したが、移動局704−2の乗務員は、移動局704−2の操作表示器116の登録ボタン121を何かの都合で押下しなかったとすると、表1に示すように空車登録データベース204では、移動局704−1は、動態情報は、「空車」であり、空車登録は、「登録」となる。これに対して移動局704−2は、動態情報は、「空車」であるが、空車登録は、行っていないので、「非登録」となる。なお、「非登録」は、実際は、移動局704−2からの信号がないので、ポーリング応答信号で移動局704−2の、例えば、動態情報の更新時に「空車」であるが、「登録」の要求がない場合に「非登録」を自動的に表示する等で行うことができる。
このような状態で、顧客から電話502で配車要求があると、基地局701は、中央処理装置101の空車登録データベース204を検索し、顧客に近い位置に位置する移動局704で、空車登録が「登録」になっている移動局704を検索すると、動態情報が「空車」である移動局704−1および704−Nが検索される。従って、例えば、顧客に最も近い移動局704−1を選択する(図6の配車処理609に相当する。)。そして、基地局704は、移動局704−1に配車指示データを送信する。移動局704−1は、この配車指示データを受信すると、了解応答610として操作表示器116の了解ボタン(了解応答出力手段)を押下し、了解信号を基地局701に送信する。これにより顧客への配車が完了する。
図10は、配車指示データの送信方式の概念図を示す。図10(a)は、基地局からの配車指示データを示すもので、本発明で使用するデジタルSCPC(Single Channel Per Carrier)方式の無線機では、データ伝送速度を9,600bpsとなることから、例えば、顧客の行き先情報(行き先の緯度経度データおよび行き先名称文字データ)を配車データに含めても、1つの配車データは、約950ms(配車文字データ最大127文字の場合)とすることができ、また、移動局のデータ受信の受信率を向上させるために、これを2連送しても1回の配車データ送信にかかる時間は約2.0秒である。図10(b)は、本発明の配車指示データ信号内容の一実施例を示すもので、1001は、信号種別、例えば、配車データであることを表示する領域、1002は、配車文字データ、即ち、乗務員に配車を指示する文字情報を送る領域(最大127文字)、1003は、行き先の緯度、経度データ及び行き先名称文字データを送る行き先ダータ領域および1004は、予備領域である。
以上、詳細に説明したようにタクシー乗務員の意思や状況により配車指示を受けたくない場合は、空車登録を行わず、移動局の乗務員の意思で空車登録を行うことができるので、極めて優れたタクシー配車用AVMシステムを実現でき、配車効率も向上することができる。
なお、上記実施例では、ポーリング信号POおよびポーリング応答信号SRをそれぞれ1チャネルで行なっているため、基地局から送る行き先情報DTおよび移動局が受信する行き先受信情報DRを休止期間に送受信しているが、2チャネルを使用する方式の場合には、特に、休止期間を使用する必要もなく、適宜、行き先情報DTおよび行き先受信情報DRを送受信できることは言うまでもない。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された無線通信システムの実施例に限定されるものではなく、上記以外の無線通信システムに広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。
101:中央処理装置、102、112:記憶部、103:ポーリング信号生成部、104:データ送信要求信号発生部、105、108:無線機、106、107:アンテナ、109:ポーリング信号受信部、110:データ送信要求受信部、111:スロット設定部、113:料金メータ、114:データ生成部、115:カーナビ装置、116:操作表示部、117:GPSアンテナ、118:位置検出部、119、201:地図データベース、120:了解ボタン、121:登録ボタン、202:表示部、203:操作部、204:空車登録データベース、401、404、901、904、1001:信号種別領域、402、902:ポーリング車番指定領域、403、903、1004:予備領域、405、905:動態情報領域、406、906:位置情報領域、1002:指示メッセージ領域、1003:行き先データ領域、701:基地局、702:管理センタ、703:伝送路、704:移動局、705:通信エリア、706:GPS衛星、707:位置情報、PO1:ポーリング信号、SR:ポーリング応答信号。