JP2006240478A - 路面電車位置検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停留所における路面電車の発着を車両位置情報に基づいて的確に判定する。
【解決手段】路面電車２０に搭載されて車両位置を検知する位置検知装置３０において、位置情報を得るＧＰＳ受信機３３と、路面電車２０の速度計２２から速度情報を取得し運転方向切換スイッチ２３から運転方向を取得する速度情報取得装置３５と、停留所の地上基地局装置に適合した無線機３６と、路線マップデータを用いて位置情報を路線上に変換するマップマッチング手段と速度情報や運転方向に基づいて位置情報の更新を選択的に行う速度反映手段と停留所マップデータを用いて位置情報から路面電車２０の出発および到着を判定する発着判定手段とを有した車上処理装置３４とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、路面電車の運行状況を監視するのに必要な車両位置を検知するための路面電車位置検知装置に関し、詳しくは、路面電車に搭載されて衛星航法システム(Global Positioning System）による測位を行うとともにその位置情報を無線にて送信する路面電車位置検知装置に関する。

ＧＰＳ(Global Positioning Satellite)衛星を利用した位置検知システム（測位システム）により常時走行中の位置を検知しその情報を無線で出力する車載装置（路面電車位置検知装置）を搭載したＬＲＴ（新型路面電車）が知られている（例えば特許文献１参照）。
そのようにＧＰＳ衛星からの情報により車両位置を特定する場合、ＧＰＳ単独では誤差が大きいので、その位置を補正するための情報と組み合わせて使用することが多い。その典型例がディファレンシャル測位（Ｄ-ＧＰＳ、Differential Global Positioning System)であり、主なものとして以下の二方式がある。

すなわちＦＭ多重方式と中波ビーコン方式である。ＦＭ多重方式は、ラジオのＦＭ多重放送を利用して補正情報を送るシステムで具現化され、中波ビーコン方式は、全国２７ヶ所の灯台から中波ビーコンを利用して補正情報を送るシステムで具現化されている。
このような補正方式の併用によって或る程度の誤差は減少するが、これらの補正方式は、電波の届かないところでは利用することができない。また、周囲に高層ビル等の障害物の多い場所では効果がないことがある。
そのような場合でも使える方式として、マップデータを用いて測位システムの位置情報を路線上の位置情報に変換するマップマッチング方法が知られている（例えば特許文献２の従来技術欄を参照）。

ところで、ＧＰＳによる車両位置情報を利用した運行監視システムを見てみると、車両側ではＧＰＳ利用にて自車両の位置が判るが、運転管理センタでは直に把握することができないので、位置情報を車両側から運転管理センタへ送信することが行われ、それによって運転管理センタでも車両位置を把握することができる。運転管理センタ側では全車両の位置を把握できる。車両の位置情報と路線マップデータや停留所マップデータとを突き合わせることで、停留所からの出発や停留所への到着を検知することもできる。
一方、運転管理センタに依らず車両単独で車高調節の忘れを防止するため（例えば特許文献３参照）、車速に基づいて停留所からの離隔を自動検知するようになったものや（同文献の第一実施例を参照）、ＧＰＳ位置検出装置を車両に搭載して停留所への接近および離隔を自動検知するようになったものが知られている（同文献の第四実施例を参照）。

特許第３５５２９１６号公報 特開２００４−１２５５３７号公報 特開２００４−３５２０４３号公報

ＧＰＳ利用の位置検知装置を搭載した路面電車の運行を運転管理センタで集中監視するには、路面電車の運行中に路面電車位置検知装置から運転管理センタに向けて車両位置情報が無線で送信されるが、この位置送信を低コスト通信で行うべく普及品の小電力無線機と携帯電話やインターネット等とで具現化した場合、個々の無線機は安価になるが、例えば１秒毎に送信するといった随時送信を行おうとすると、伝送量が多くて通信負荷が過大になるうえ、多数の無線中継器を路面軌道に沿って配置しなければならないので、設備投資面からも保守費・運用費の面からもコストダウンに不満が残る。

これに対しては、路面電車の運転管理に関するニーズを勘案して、路面電車が停留所にいる時だけ、無線通信を行って、車両位置情報を運転管理センタへ送信する、という改善案が考えられる。路面電車が停留所に到着した時や、路面電車が停留所から出発した時に、位置送信が行われれば、それによって、路面電車が停留所にいるのか或いは停留所間にいるのかが、運転管理センタで把握しうるからである。
もっとも、そのような選択的な位置送信を行うには、停留所への到着および停留所からの出発を路面電車搭載の位置検知装置で検知する必要がある。

例えば、あらかじめ記録されている停留所位置情報（停留所マップデータ）とＧＰＳによる車両位置情報とを随時比較することにより、停留所手前で間もなく停留所に到着すると判断したら通信を行って路面電車の停留所への到着およびそのときの車両位置情報を運転管理センタに向けて送信し、また、停留所を出たところで停留所を出発したと判断したときにも通信を行って路面電車の停留所からの出発およびそのときの車両位置情報を運転管理センタに向けて送信し、さらに、そのような発着時以外は位置送信を控える、ということになる。あるいは、停留所への到着時に通信を開始し、停留所にいる間は所定周期で位置送信を行い、停留所からの出発時に通信を終了する、ということになる。

ところが、路面電車の出発および到着を路面電車位置検知装置で判定する場合、ＧＰＳによる車両位置情報における誤差が停留所の近傍で大きくなると、判定を出すのが早すぎたり遅すぎたり更には判定を失することも起こりうるため、運転管理センタとの通信に失敗することや、運転管理センタで正しい車両位置を把握できなくなる、といった不都合な事態の生じる可能性がある。ＧＰＳ測位の誤差が大きくなると、いわゆる「迷走」が発生し、この「ＧＰＳの迷走」が限度を超えると、路面電車側で発着を判定するのが困難になってしまう。

ＧＰＳのデータには誤差が含まれるが、その誤差が車両の停車中には走行中よりも大きくなる傾向がある。そのため、実際には車両が止まっていても、ＧＰＳを利用して測定した車両位置は、一点で止まることなく、常に動いている状態となる。これがＧＰＳの「迷走」であり、それが無視できないほど大きいと、路面電車位置検知装置での発着判定に不都合を生じる。具体的には、停留所で車両位置情報が停車状態になったときに路面電車が到着したと判定する場合に、ＧＰＳデータが迷走していては、車両の到着や出発を路面電車位置検知装置で正常に判定することができなくなる。また、停留所付近の交差点での信号待ちや渋滞によって低速度で走行している時に、停車しているか否かの判定が必要になったような場合にも、迷走していると、その判定を誤ってしまう。

このように不所望なＧＰＳの「迷走」は、ＧＰＳ衛星が動いていることと、マルチパス（反射波）などの影響が原因で、生じるものであり、ＧＰＳ単体での対策は困難である。また、上述したＤ-ＧＰＳでも、「迷走」を完全に無くすことは難しい。さらに、路面電車の場合、車両が線路上を走行するので、その線路に対応した路線マップデータを路面電車位置検知装置に保持させて、上述した方法のようなマップマッチング処理を行うことにより、ＧＰＳを利用して測定した車両位置情報を補正して線路上に矯正することは可能であるが、線路方向の誤差（車両の前後方向の誤差）はマップマッチング処理でも無くならない。この誤差による迷走は、上述したような車高調節の忘れ防止を目的として停留所への接近および離隔を検知する場合（特許文献３の第四実施例を参照）と異なり、停留所のところか少なくともその近傍で出発および到着を検知する路面電車位置検知装置の場合、無視できない。

そのため、ＧＰＳ以外のものを路面電車位置検知装置に追加してＧＰＳの迷走に対策する必要があり、その対策案としては、普通の鉄道車両と同様に、速度発電機からの情報を取り、その速度情報に基づいて発着の判定を行うことも考えられる。
しかしながら、大抵の路面電車に搭載されている速度計では、低速時の精度がさほど良くない。そのため、上述した車高調節の忘れ防止のように車速の明確な上昇が検出できれば足りるような場合（特許文献３の第一実施例を参照）と異なり、停留所のところか少なくともその近傍で出発および到着を検知する路面電車位置検知装置の場合、低精度の車速だけに基づいて停留所での発着判定を行う訳にはいかない。

かといって、普通の鉄道車両に搭載されているような精度の高い速度発電機を路面電車に取り付けることは、可成りのコストアップを招くので、許されない。
そこで、マップマッチングでも抑えきれないＧＰＳの迷走による不所望な影響を、衛星航法システムでの測定で得られる位置情報と、低精度ではあるが既存の速度計から安直に得られる速度情報との組み合わせによって解消すべく、その組み合わせ方に工夫を凝らすことが、技術的な課題となる。

本発明の路面電車位置検知装置は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、路面電車に搭載されて車両位置を検知するために、衛星航法システムによる測位を行って第１位置情報を得るＧＰＳ受信機と、前記路面電車の路線に沿って停留所や無線中継箇所に設置される地上基地局装置に適合した無線機と、前記無線機を介して前記第１位置情報を送信する車上処理装置とを備えた路面電車位置検知装置において、前記路面電車の速度計から速度情報を取得する速度情報取得装置を設け、前記車上処理装置を次のように改造したものである。

すなわち、前記車上処理装置は、前記路面電車の路線に対応した路線マップデータと、これを用いて前記第１位置情報を前記路線上の第２位置情報に変換するマップマッチング手段と、前記速度情報取得装置の速度情報に基づく位置情報の選択的更新によって前記第２位置情報から第３位置情報を得る速度反映手段と、前記停留所の位置に対応した停留所マップデータと、これを用いて前記第３位置情報から前記路面電車の出発および到着を判定する発着判定手段とを有し、出発時および到着時に前記無線機を介して前記第３位置情報を前記第１位置情報に代えて送信するようになっている。

また、本発明の路面電車位置検知装置は（解決手段２）、上記解決手段１の路面電車位置検知装置であって、前記速度反映手段が位置情報の選択的更新を行うに際して、前記速度情報取得装置の速度情報が車両走行状態を示しているときには前記速度反映手段が前記第２位置情報を前記第３位置情報に採用し、前記速度情報取得装置の速度情報が車両停止状態を示しているときには前記速度反映手段が前記第３位置情報の更新をやめるようになっている、というものである。

さらに、本発明の路面電車位置検知装置は（解決手段３）、上記解決手段１，２の路面電車位置検知装置であって、前記路面電車の運転方向を検出する手段が前記速度情報取得装置または他の情報取得装置に設けられ、前記第２位置情報および前記第３位置情報の何れか一方または双方について前記運転方向に反する向きの位置情報更新を停止する方向反映手段が前記車上処理装置に設けられている、というものである。

また、本発明の路面電車位置検知装置は（解決手段４）、上記解決手段２の路面電車位置検知装置であって、前記速度反映手段が位置情報の選択的更新を行うに際して、前記速度情報取得装置の速度情報が車両停止状態を示しているときでも、前記第２位置情報が前記第３位置情報より所定の閾値以上進んだ位置を示している場合には、前記速度反映手段が前記第２位置情報を前記第３位置情報に採用するようになっている、というものである。

また、本発明の路面電車位置検知装置は（解決手段５）、上記解決手段４の路面電車位置検知装置であって、前記路線上の各位置について規定された閾値群データが前記車上処理装置に具有され、前記速度反映手段が前記第２位置情報および前記第３位置情報の何れか一方または双方に基づいて前記閾値群データから前記閾値を得るようになっている、というものである。

このような本発明の路面電車位置検知装置にあっては（解決手段１）、路線マップデータを用いてマップマッチング処理を行って第１位置情報を路線上の第２位置情報に変換することによりＧＰＳの迷走の影響を軽減し、そのうえで位置情報の更新を速度情報に基づき選択的に行って第２位置情報から第３位置情報を得ることによりＧＰＳの迷走の影響を更に軽減し、この第３位置情報から停留所マップデータを用いて路面電車の出発および到着を判定するとともに第３位置情報を送信するようにしたため、発着の判定についても、それに応じて送信される車両位置情報についても、ＧＰＳの迷走による不所望な影響が十分に緩和抑制される。
したがって、この発明によれば、マップマッチングでも抑えきれないＧＰＳの迷走による車両位置情報への影響を位置情報と速度情報との組み合わせで緩和抑制することにより停留所における路面電車の発着を車両位置情報に基づいて的確に判定しうる路面電車位置検知装置を実現することができる。

また、本発明の路面電車位置検知装置にあっては（解決手段２）、位置情報の選択的更新を行う速度反映手段が、速度情報に基づく車両の走行状態／停止状態に応じて第２位置情報を第３位置情報に採用するか否かという簡便な手法で具体化されている。車両が停車中であるか走行中であるかを判断するには、速度がゼロであるか否かが分かれば良いので、精度の高い速度発電機を使用するまでもなく、既存の速度計の情報で十分である。
したがって、この発明によれば、マップマッチングでも抑えきれないＧＰＳの迷走による車両位置情報への影響を速度情報での走行状態／停止状態と位置情報の更新／非更新との簡便な組み合わせで緩和抑制することにより停留所における路面電車の発着を車両位置情報に基づいて的確に判定しうる路面電車位置検知装置を安価に実現することができる。

さらに、本発明の路面電車位置検知装置にあっては（解決手段３）、路面電車の運転方向も取得して、運転方向に反する向きの位置情報更新を停止するようにしたことにより、低速度で走行している時に迷走によって停車していると誤判定されたり更には車両位置が後退していると誤判定されたりするのも防ぐことが可能となる。マップマッチング処理によって車両位置情報が路線上に限定されているので、二者択一の運転方向を用いた簡便な補正でも、実際の運転状況と車両位置情報との整合を的確に採ることが可能となる。

また、路面電車の運転方向は、運転台の向き具体的には運転方向切換スイッチ等から得られるので、取得が容易である。
したがって、この発明によれば、マップマッチングでも抑えきれないＧＰＳの迷走による位置情報への影響を速度情報および運転方向との組み合わせで解消することにより停留所における路面電車の発着を車両位置情報に基づいて的確に判定しうる路面電車位置検知装置を実現することができる。

また、本発明の路面電車位置検知装置にあっては（解決手段４）、閾値以上の位置変化があったときには速度反映手段が車両位置情報を速度情報に優先させるようにしたことにより、速度反映手段が位置情報の選択的更新を低速度の速度情報に基づく簡便な手法で行うものであっても、安価な速度計が見逃すような微速運転や断続運転による微少進行の継続や積上げをも見逃すことなく確実に位置情報に反映させることができる。

また、本発明の路面電車位置検知装置にあっては（解決手段５）、ＧＰＳの迷走の程度が周囲の地形や構築物の状態に応じて異なるが、それに対応した閾値群データが予め路線上の各位置について規定され、その中から適切な閾値が位置情報に基づいて求められるようにしたことにより、ＧＰＳの迷走が大きいところでは大きな閾値が用いられて出発の誤検出・誤判定が回避され、ＧＰＳの迷走が小さいところでは小さな閾値が用いられて出発の検出漏れ・判定遅れが回避される。

このような本発明の路面電車位置検知装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜２により説明する。
図１〜３に示した実施例１は、上述した解決手段１〜４（出願当初の請求項１〜４）を具現化したものであり、図４に示した実施例２は、上述した解決手段５（出願当初の請求項５）を具現化したものである。

本発明の路面電車位置検知装置の実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１（ａ）は、路面電車位置検知装置３０を搭載した路面電車２０の斜視図、同図（ｂ）は、路面電車位置検知装置３０の斜視図、図２は、車上処理装置３４の機能ブロック図である。

路面電車２０は（図１（ａ）参照）、道路等に敷設された路面軌道１０を走行するものであり、例えば既述したＬＲＴでも良く、一般の路面電車でも良い。路面電車２０の運転台には、制御装置２１に接続された速度計２２や運転方向切換スイッチ２３が設けられている。
路面電車位置検知装置３０は、路面電車２０の車両位置を検知するために、制御装置２１と共に路面電車２０の運転台の内部や下に格納されている。

この位置検知装置３０は（図１（ｂ）参照）、主要なハードウェアとして、ＦＭアンテナ３１とＧＰＳアンテナ３２とが接続されていてＦＭ多重の補正方式を併用した衛星航法システムによる測位を行って第１位置情報としての車両位置情報（Ｘ１，Ｙ１）を得るＧＰＳ受信機３３と、速度計２２から路面電車２０の速度情報Ｖを取得するとともに運転方向切換スイッチ２３から路面電車２０の運転方向Ｄを検出する速度情報取得装置３５と、後述する停留所４０に設置される地上基地局装置４１の無線機４２に適合した小電力の無線機３６と、車両位置情報（Ｘ１，Ｙ１）と速度情報Ｖと運転方向Ｄとから第３位置情報としての車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）を算出するとともに路面電車２０の停留所４０への出発時および到着時に無線機３６を介して車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）を送信する車上処理装置３４とを具えている。なお、Ｘ，Ｙは例えば経度・緯度を基準とした二次元座標の符号である。

速度情報取得装置３５は、速度情報Ｖの取得に際して、例えば、図示のように速度計２２から直に速度情報Ｖを取得するか、或いは図示は割愛したが制御装置２１を介して間接的に速度情報Ｖを取得するが、そのときは速度情報Ｖを電圧レベルで連続的に取得し、そのアナログ信号をＤ／Ａ変換器でデジタル信号に変換し、このデジタル信号を車上処理装置３４に引き渡すようになっている。また、運転方向Ｄの取得は、例えば、図示のように運転方向切換スイッチ２３から直に運転方向Ｄを取得するか、或いは図示は割愛したが制御装置２１を介して間接的に運転方向Ｄを取得するが、そのときは運転方向Ｄを電圧レベルで連続的に取得し、そのアナログ信号をコンパレータ等で二値信号に変換し、この二値信号を車上処理装置３４に引き渡すようになっている。

車上処理装置３４は（図２参照）、プログラマブルなデジタルシグナルプロセッサやマイクロプロセッサシステムからなる情報処理装置であり、これには、マップマッチングルーチン（マップマッチング手段）と、方向反映ルーチン（方向反映手段）と、速度反映ルーチン（速度反映手段）と、発着判定ルーチン（発着判定手段）とがインストールされている。路線マップデータ（路線図情報）と、停留所マップデータ（停留所位置情報）も、各ルーチンから参照可能な状態で記憶保持されている。

路線マップデータは、路面電車２０の走行している又は走行する予定の路面軌道１０（路線）に対応したものであり、例えば路面軌道１０を折れ線近似した場合は二次元座標点（Ｘｍ，Ｙｍ）の一連データである。
停留所マップデータは、路面電車２０の路線上に点在する停留所４０の位置に対応したものであり、例えば各停留所毎に両端の二次元座標点（Ｘｐ，Ｙｐ）を規定した一連のデータである。

マップマッチングルーチンは、定期的に又は不定期にＧＰＳ受信機３３から車両位置情報（Ｘ１，Ｙ１）を取得し、その度に路線マップデータを用いて車両位置情報（Ｘ１，Ｙ１）を路面電車２０の路線上の第２位置情報（方向反映前の第２位置情報）としての車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）に変換するものであり、そのマップマッチング処理は既述した公知の手法等で具現されている（例えば特許文献２の従来技術欄を参照）。ＧＰＳ受信機３３の受信状況の都合等で車両位置情報（Ｘ１，Ｙ１）が得られなかったときは、一時記憶しておいた前回の変換位置情報（Ｘ２ａ，Ｙ２ａ）を車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）として用いるようにもなっている。

方向反映ルーチンは、方向反映前の車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）について運転方向Ｄに応じた情報更新を行って方向反映後の第２位置情報としての車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）を算出するものであり、具体的には、マップマッチングルーチンから受け取った車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）と一時記憶しておいた前回の算出位置情報（Ｘ２ｂ，Ｙ２ｂ）とを比較して、車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）が前回の算出位置情報（Ｘ２ｂ，Ｙ２ｂ）より運転方向Ｄへ進んだ位置を示しているとき即ち前進状態検出時には、車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）として車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）を採用し、車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）が前回の算出位置情報（Ｘ２ｂ，Ｙ２ｂ）より運転方向Ｄに反する向きへ進んだ位置を示しているとき即ち後退状態検出時には、車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）に係る位置情報更新を停止して、前回の算出位置情報（Ｘ２ｂ，Ｙ２ｂ）を車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）として繰り返し用いるようになっている。

速度反映ルーチンは、速度情報Ｖに基づく位置情報の選択的更新によって車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）から車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）を得るものであり、具体的には、速度情報Ｖが車両走行状態を示しているとき例えば速度が“０”より大きいとき或いは速度が所定の閾値より大きいときには、方向反映ルーチンから受け取った車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）を車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）に採用し、速度情報Ｖが車両停止状態を示しているとき例えば速度が“０”になっているか或いは速度が所定の閾値より小さいときには、車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）に係る位置情報更新を停止して、一時記憶しておいた前回の算出位置情報（Ｘ３ａ，Ｙ３ａ）を車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）として繰り返し用いるようになっている。

また、速度反映ルーチンは、速度情報Ｖに基づく位置情報の選択的更新が車両停止状態のときに位置情報の更新を停止するという情報処理だけでは、速度情報Ｖの低速時精度が悪いと微速運転が継続したときや断続的に行われたとき等に車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）の進行が遅れることがあるが、そのような事態にも適切に対処できるよう、車両位置情報を速度情報に優先させる処理も行うようになっている。具体的には、速度情報Ｖが車両停止状態を示しているときでも、車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）が前回の算出位置情報（Ｘ３ａ，Ｙ３ａ）より運転方向Ｄへ進んだ位置を示しており、而もその差が迷走防止に有効な閾値（例えば平均車両長に安全率たとえば“２”を掛けて得られる一定値２８ｍ）を上回っている場合には、車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）に係る位置情報の更新停止を一時解除して、車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）を車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）に採用するようになっている。

発着判定ルーチンは、停留所マップデータを用いて車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）から路面電車２０の出発および到着を判定するものであり、具体的には、停留所マップデータから車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）に最も近い停留所の位置情報を検索するとともに、車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）が変化しているときには路面電車２０が走行していると判定し、車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）が変化しなくなったときには路面電車２０が停止したと判定し、停止したときの位置が停留所の中にあれば停留所に到着したと判定し、走行中の位置が停留所の中から外に出たときには停留所から出発したと判定するようになっている。そして、停留所から出発したと判定したときには、無線機３６を介して出発の旨と車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）とを送信し、停留所に到着したと判定したときには、無線機３６を介して到着の旨と車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）とを送信するようにもなっている。

この実施例１の路面電車位置検知装置３０について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図３は、位置検知装置３０を組み込んだ路面電車位置検知システムの概要構成図である。

この路面電車位置検知システムでは、各々の路面電車２０に位置検知装置３０が一セットずつ搭載され、路面軌道１０に臨んで所々に設けられている停留所４０には一台ずつ地上基地局装置４１が設置されている。複数・多数の路面電車２０を集中管理する運転管理センタ５０は、一カ所で足り、路面軌道１０に臨んでいる必要がないので適宜な建家等に確保され、そこにはセンタ処理装置５１が設置されている。

地上基地局装置４１は、上述した無線機３６に適合した小電力の無線機４２と、電話回線やインターネット回線を利用して無線通信を行う携帯端末４３と、両者４２，４３に接続されてプロトコル変換等を行う地上処理装置４４とを具えたものであり、小型で安価な無線機３６，４２による近距離通信と携帯端末４３による長距離通信とを中継するようになっている。具体的には、位置検知装置３０から地上基地局装置４１へ出発または到着の旨と車両位置情報とが送信されて来ると、それをセンタ処理装置５１へ転送するようになっている。

センタ処理装置５１は、地上基地局装置４１から携帯端末４３にて転送されて来た車両位置情報を受信するための携帯端末５２と、それで収集した車両位置情報に基づいて複数・多数の路面電車２０の運転状態を管理する中央処理装置５３とを具えたものであり、監視のため図示しない表示板に運行状況を表示したり、運行の円滑のため場合によっては各路面電車２０に運転情報を配信することも、行うようになっている。

そして、路面電車２０が路面軌道１０上を走行すると、それに搭載された位置検知装置３０では、随時、車両位置情報（Ｘ１，Ｙ１）と速度情報Ｖと運転方向Ｄとが取得され、その度に、路線マップデータを用いたマップマッチング処理が行われて車両位置情報（Ｘ１，Ｙ１）から車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）が算出され、運転方向Ｄに反する向きの位置情報更新を停止する方向反映処理が行われて車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）から車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）が算出され、速度情報Ｖに基づく位置情報の選択的更新によって車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）から車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）が算出され、さらに、停留所マップデータを用いて車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）から路面電車２０の出発や到着が判定される。

そして、最寄りの停留所４０から路面電車２０が出発したと判定がなされると、位置検知装置３０から地上基地局装置４１を介してセンタ処理装置５１へ出発の旨と車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）とが送信される。また、最寄りの停留所４０に路面電車２０が到着したと判定がなされると、位置検知装置３０から地上基地局装置４１を介してセンタ処理装置５１へ到着の旨と車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）とが送信される。それを受信したセンタ処理装置５１では、それぞれの路面電車２０が停留所にいるのか停留所間にいるのかを判別することが可能なので、運行状況を的確に把握して管理することができる。
このように、路面電車２０が停留所４０にいる時しか路面電車２０と運転管理センタ５０との無線通信が行われないことから、通信負荷が軽いので、安価な小電力無線機を用いて無線通信のコストを削減することができる。

また、路面電車２０の発着の判定に際しては、車両が停車中であることを判断するために、既存の速度計２２から電圧レベルで簡易に速度情報Ｖが取り込まれ、速度情報Ｖが“０”のとき等には車両が停車中であると判断され、速度情報Ｖが“０”等でないときには車両が走行中であると判断される。このように既存の速度計から簡易に速度情報を取るようになっているので、安価である。しかも、車両が停車中であるか走行中であるかを判断するためには、速度が“０”であるか否かが分かれば良いので、速度情報Ｖが“０”等であるかそうでないかの二値の情報を使用するようにし、詳細な速度情報は必要としないため、既存の速度計の情報で十分となり、精度の高い速度発電機を使用しなくても済む。

さらに、速度情報Ｖに基づいて車両が停車中と判断した場合、すなわち速度情報Ｖが“０”のときには、入力されるＧＰＳによる位置情報が移動していても、出力の候補となる車両位置情報は、移動させず、その場所を維持する。このようにＧＰＳによる車両位置情報と速度計による速度情報とを組み合わせることで、車両の停留所への到着および停留所からの出発を的確に判断することが可能となっている。もっとも、微速運転の継続や断続運転などに起因して閾値以上の位置変化があったときには速度情報Ｖが“０”であっても車両位置情報が速度情報に優先することから、出力の候補となる車両位置情報が移動するので、速度情報Ｖに基づく位置更新の停止が過剰に続くことも回避される。

また、路面電車２０は通常後退することがないという特質に基づいて、運転台の向きにより車両の運転方向が判別される。これにより、低速度で走行している時に迷走して車両位置情報が後退するという不所望な事象の発現を防ぐことが可能となる。さらに速度が低くなれば、速度情報により停車と判断されるので、実際の運転状況と車両位置情報との整合性をとることが可能となる。なお、運転台の向きは、運転方向切換スイッチの状態等から簡易に取得することができる。

図４に車上処理装置３４の機能ブロック図を示した本発明の位置検知装置６０が上述した実施例１の位置検知装置３０と相違するのは、車上処理装置３４に閾値群データ６１が記憶保持されている点と、それを速度反映ルーチンが速度情報Ｖに基づく位置情報の選択的更新に利用するようになっている点である。すなわち、車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）に係る位置情報の更新停止を一時解除するか否かの判別に用いる閾値Ｔｈが、上述した実施例１の位置検知装置３０では一定値２８ｍであったが、この実施例２の位置検知装置６０では、速度反映ルーチンによって、路線上の位置に応じて可変されるようになっている。

閾値群データ６１は、路線上の各位置について規定され、例えば、ＧＰＳの迷走の程度が１０ｍの位置ではそれに安全率“２”を掛けて該当位置での閾値Ｔｈは２０ｍになり、ＧＰＳの迷走の程度が１５ｍの位置ではそれに安全率“２”を掛けて該当位置での閾値Ｔｈは３０ｍになる。これらの閾値群データ６１は、路線マップデータに一対一で対応させて保持するのが分かり易いが、停留所やその近くでは路線を細分化し、それ以外では路線を大雑把に区分して、各区分毎にＧＰＳの迷走の状態を測定し、それぞれのＧＰＳの迷走の程度に対応した閾値Ｔｈを各区分毎に規定し保持するようにしても良い。何れにしても、閾値群データ６１は、例えばリスト構造データやアレイ構造データで記憶保持され、車両位置情報をキーにして検索したりアドレスにしてアクセスすれば、路線上の該当位置における閾値Ｔｈが得られるようになっている。

速度反映ルーチンは、速度情報Ｖが車両停止状態を示しており且つ車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）が前回の算出位置情報（Ｘ３ａ，Ｙ３ａ）より運転方向Ｄへ進んだ位置を示しているときに、閾値群データ６１から閾値Ｔｈを得るようになっている。具体的には、今回の車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）を用いて閾値群データ６１にアクセスすることにより該当位置の閾値Ｔｈを得るようになっているが、前回の算出位置情報（Ｘ３ａ，Ｙ３ａ）や，今回の算出途中の車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３），車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）と車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）との中間位置などを車両位置情報として閾値群データ６１にアクセスするようにしても良い。何れにしても、車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）と算出位置情報（Ｘ３ａ，Ｙ３ａ）との差が閾値Ｔｈを上回ったとき、車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）に係る位置情報の更新停止を一時解除して、車両位置情報（Ｘ２２，Ｙ２２）を車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）に採用するようにもなっている。

この場合、路面電車２０が路面軌道１０を走行すると、それに伴って閾値Ｔｈが変化する。それ以外は実施例１で説明したことと同じなので、繰り返しとなる説明は割愛するが、車両位置情報に基づいて路線上の走行位置でのＧＰＳの迷走の程度に対応した閾値Ｔｈが使用されるため、速度情報Ｖ＝“０”に基づく位置更新の停止の一時解除が、適切なタイミングで行われる。

［その他］
上記各実施例ではＧＰＳ受信機３３がＧＰＳアンテナ３２に加えてＦＭアンテナ３１も接続されてＦＭ多重方式のＤ-ＧＰＳを行うようになっていたが、ＧＰＳ受信機３３が中波ビーコン方式のＤ-ＧＰＳを行うようにしても良い。
上記各実施例では速度情報取得装置３５が路面電車２０の速度情報Ｖの取得に加えて路面電車２０の運転方向Ｄの検出も行うようになっていたが、路面電車２０の運転方向Ｖの検出は他の情報取得装置で行うようにしても良い。

上記各実施例では路線マップデータと停留所マップデータとが分離していたが、これらのデータは、重複する部分があるので、混在状態や併合状態で記憶保持しても良い。
上記各実施例では方向反映ルーチンが車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）に適用されるようになっていたが、方向反映ルーチンの適用は、車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）に対して行うようにしても良く、車両位置情報（Ｘ２，Ｙ２）及び車両位置情報（Ｘ３，Ｙ３）の双方について行うようにしても良い。

本発明の路面電車位置検知装置の実施例１について、路面電車位置検知装置の構造を示し、（ａ）が路面電車の斜視図、（ｂ）が路面電車位置検知装置の斜視図である。 車上処理装置の機能ブロック図である。 本発明の路面電車位置検知装置を組み込んだ路面電車位置検知システムの概要構成図である。 本発明の路面電車位置検知装置の実施例２について、車上処理装置の機能ブロック図である。

符号の説明

１０…路面軌道、
２０…路面電車、２１…制御装置、２２…速度計、２３…運転方向切換スイッチ、
３０…位置検知装置、３１…ＦＭアンテナ、３２…ＧＰＳアンテナ、
３３…ＧＰＳ受信機、３４…車上処理装置、３５…速度情報取得装置、３６…無線機、
４０…停留所、４１…地上基地局装置、
４２…無線機、４３…携帯端末、４４…地上処理装置、
５０…運転管理センタ、５１…センタ処理装置、５２…携帯端末、５３…中央処理装置
６０…位置検知装置、６１…閾値群データ

Claims (5)

1. 路面電車に搭載されて車両位置を検知する路面電車位置検知装置において、衛星航法システムによる測位を行って第１位置情報を得るＧＰＳ受信機と、前記路面電車の速度計から速度情報を取得する速度情報取得装置と、停留所に設置される地上基地局装置に適合した無線機と、前記路面電車の路線に対応した路線マップデータとこれを用いて前記第１位置情報を前記路線上の第２位置情報に変換するマップマッチング手段と前記速度情報取得装置の速度情報に基づく位置情報の選択的更新によって前記第２位置情報から第３位置情報を得る速度反映手段と前記停留所の位置に対応した停留所マップデータとこれを用いて前記第３位置情報から前記路面電車の出発および到着を判定する発着判定手段とを有し出発時および到着時に前記無線機を介して前記第３位置情報を送信する車上処理装置とを備えたことを特徴とする路面電車位置検知装置。
2. 前記速度反映手段が位置情報の選択的更新を行うに際して、前記速度情報取得装置の速度情報が車両走行状態を示しているときには前記速度反映手段が前記第２位置情報を前記第３位置情報に採用し、前記速度情報取得装置の速度情報が車両停止状態を示しているときには前記速度反映手段が前記第３位置情報の更新をやめるようになっていることを特徴とする請求項１記載の路面電車位置検知装置。
3. 前記路面電車の運転方向を検出する手段が前記速度情報取得装置または他の情報取得装置に設けられ、前記第２位置情報および前記第３位置情報の何れか一方または双方について前記運転方向に反する向きの位置情報更新を停止する方向反映手段が前記車上処理装置に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された路面電車位置検知装置。
4. 前記速度反映手段が位置情報の選択的更新を行うに際して、前記速度情報取得装置の速度情報が車両停止状態を示しているときでも、前記第２位置情報が前記第３位置情報より所定の閾値以上進んだ位置を示している場合には、前記速度反映手段が前記第２位置情報を前記第３位置情報に採用するようになっていることを特徴とする請求項２記載の路面電車位置検知装置。
5. 前記路線上の各位置について規定された閾値群データが前記車上処理装置に具有され、前記速度反映手段が前記第２位置情報および前記第３位置情報の何れか一方または双方に基づいて前記閾値群データから前記閾値を得るようになっていることを特徴とする請求項４記載の路面電車位置検知装置。

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