JP2009274637A

JP2009274637A - 情報伝送装置

Info

Publication number: JP2009274637A
Application number: JP2008129038A
Authority: JP
Inventors: Koji Maruyama; 晃司丸山
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: JP4974965B2

Abstract

【課題】無電源地上子を使用して簡単な構成で列車の位置や定位置範囲内に停止したか否を、列車で精度良く判定する。
【解決手段】レール２に沿ってレール２間に設けられた無電源地上子３は、複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘを有し、各ＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘにそれぞれ異なる識別子と同じ地上情報を設定して、各ＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘの通信範囲９を重ね合わせて通信範囲を拡大し、簡単な構成で安定して列車１に情報を送信する。この無電源地上子３を定位置停止領域と定位置停止領域に対して列車１の進行方向の前後に所定間隔だけ隔てて設け、簡単な構成で列車１の停止位置を列車１で高精度に判定する。
【選択図】図４

Description

この発明は、列車に対して地上情報を送信する無電源地上子を使用して列車が駅の定位置範囲内に停止したか否を判定する情報伝送装置に関するものである。

列車の制御システムは自動列車制御装置（以下、ＡＴＣ装置という）と自動列車運転制御装置（以下、ＡＴＯ装置という）を利用して運転操作等を自動化するとともに安全度の向上が図られている。ＡＴＣ装置を利用した運転方式では、軌道回路や軌道に沿って閉塞区間毎に設けたＡＴＣル−プにＡＴＣ地上装置から送られたＡＴＣ信号を列車の先頭車両に設けた受電器やＡＴＣアンテナで受信し、受信したＡＴＣ信号に基づき列車の速度を自動的に制限速度以下に制御している。このＡＴＣ装置として、近年は、多くの情報を伝送することができるデジタル式ＡＴＣ装置が採用されている。このデジタル式ＡＴＣ装置を採用することにより多現示化，多機能化が可能になり、速度制御以外の他の機能が実現可能となってきている。

また、列車の定速度制御や定位置停止，ドア開閉などの運転操作を自動的に制御するデジタル式ＡＴＯ装置を採用することにより多機能化が可能になり、速度制御以外の他の機能が実現可能となっている。この列車を定位置に停止させるため、トランスポンダやループコイルを利用した情報伝送装置が特許文献１や特許文献２に開示されている。

また、特許文献１に示された情報伝送装置は、地上子３ｄに、図６（ａ）に示すように、列車の進行方向に沿って３個の電力波受信アンテナコイル２０ａ，２０ｂ，２０ｃを配置し、図６（ｂ）に示すように、車上子から送信している電力波を電力波受信アンテナコイル２０ａ〜２０ｃで受信したときの受信レベルＬａ，Ｌｂ，Ｌｃが閾値Ｌｓを超えているか否により列車の位置を判断し、電力波受信アンテナコイル２０ａの受信レベルＬａだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車がショート位置にあると判定し、電力波受信アンテナコイル２０ｂの受信レベルＬｂだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車がジャスト位置にあると判定し、電力波受信アンテナコイル２０ｃの受信レベルＬｃだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車がオーバー位置にあると判定し、判定した結果を地上子から車上子に送信している。

特許文献２に開示された情報伝送装置の地上装置は、図７に示すに示すように、列車１を停止させる領域のレール２間でレール２に沿って敷設した第１のループコイル３０ａと第２のループコイル３０ｂ及び第３のループコイル３０ｃと、各ループコイル３０ａ〜３０ｃに接続された送受信装置３１ａ〜３１ｃ及び各送受信装置３１ａ〜３１ｃに接続された信号処理装置３２を有し、列車１に設けられた車上子が各ループコイル３０ａ〜３０ｃと電磁結合したとき、地上に設けた信号処理装置３２と列車１に搭載された車上装置３３との間で情報の授受を行なう。

そして地上に設けた信号処理装置３２は、車上子が第１のループコイル３０ａと電磁結合したとき、列車１の位置が定位置停止領域の手前であると判断し、列車停止位置情報としてショート信号を送受信装置３１ａから第１のループコイル３０ａを介して列車１に送信する。また、車上子が第２のループコイル３０ｂと電磁結合したとき、列車１の位置が定位置停止領域であると判断し、列車停止位置情報としてジャスト信号を送受信装置３１ｂから第２のループコイル３０ｂを介して列車１に送信する。さらに、車上子が第３のループコイル３０ｃと電磁結合したとき、列車１の位置が定位置停止領域を超えたと判断し、列車停止位置情報としてオーバー信号を送受信装置３１ｃから第３のループコイル３０ｃを介して列車１に送信する。このようにして列車１の停止位置を検出するようにしている。

特開２００１−１５１１１２号公報特開平１０−２６４８１４号公報

特許文献１や特許文献２に示すように、トランスポンダやループコイルを利用して列車の停止位置を判定すると、地上子の構成が複雑になるとともに地上装置に信号処理装置や送受信装置を設ける必要があり、装置の構成が複雑になるとともに高価格になってしまうという短所がある。

この発明は、このような短所を改善し、無電源地上子を使用して簡単な構成で列車の位置や定位置範囲内に停止したか否を、列車で精度良く判定することができる情報伝送装置を提供することを目的とするものである。

この発明の情報伝送装置は、レールに沿ってレール間に設けられた無電源地上子と、列車に搭載され、前記無電源地上子からの情報を受信する情報送受信装置とを有する情報伝送装置において、前記無電源地上子は、複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有し、前記複数のＲＦＩＤタグにそれぞれ異なる識別子と同じ地上情報が設定され、前記情報送受信装置は、所定周波数の無線波を車上アンテナを介して前記無電源地上子に送信して前記無電源地上子の複数のＲＦＩＤタグに設定された識別子と地上情報を読み取ることを特徴とする。

この発明の他の情報伝送装置は、地上装置と列車に搭載した情報送受信装置及び車上アンテナを有し、前記地上装置は、異なる識別子と定位置を示す情報が設定された複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有し、定位置停止領域に設けられた無電源地上子と、異なる識別子とショート位置を示す情報が設定された複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有し、前記定位置停止領域に設けられた無電源地上子より列車の進行方向に対して手前に所定間隔を隔てて設けられた無電源地上子と、異なる識別子とオーバー位置を示す情報が設定された複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有し、前記定位置停止領域に設けられた無電源地上子より列車の進行方向に対して前方に所定間隔を隔てて設けられた無電源地上子とを有し、前記情報送受信装置は、所定周波数の無線波を車上アンテナから前記無電源地上子に送信して前記無電源地上子の複数のＲＦＩＤタグに設定された識別子と情報を読み取って列車の位置を判定することを特徴とする。

この発明の無電源地上子は、複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有し、各ＲＦＩＤタグにそれぞれ異なる識別子と同じ地上情報を設定して、各ＲＦＩＤタグの通信範囲を重ね合わせて通信範囲を拡大し、簡単な構成で安定して列車に情報を送信することができる。

また、地上装置に定位置停止領域に設けられた前記無電源地上子と該無電源地上子に対して列車の進行方向の前後に所定間隔だけ隔てて前記無電源地上子を設けることにより、簡単な構成で列車の停止位置を列車で高精度に判定することができる。

図１はこの発明の情報伝送装置の概略構成図である。情報伝送装置は、図１（ａ）の平面図に示すように、列車１が走行するレール２間に設けられた無電源地上子３と、列車１に搭載された情報送受信装置４と車上アンテナ５とを有する。

無電源地上子３は、図２の構成図に示すように、複数の無線ＩＣタグ、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ６ａ〜６ｘ（以下、ＲＦＩＤタグという）を有し、ＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘが例えば４列５行でマトリックス状に配置されている。このＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘは電池を内蔵しないで、車上アンテナ５から送信される無線波をエネルギとして格納された情報を車上アンテナ５に返信するパッシブ型であり、それぞれ異なる識別子ＩＤ１〜ＩＤ２４が設定され、同じ地上情報を有する。この地上情報はレスポンスタイムを短くするためデータ量を小さくしている。

列車１に搭載された情報送受信装置４はＲＦＩＤリーダ７と情報処理装置８を有する。ＲＦＩＤリーダ７は車上アンテナ５を介して例えば周波数13.56ＭＨｚの無線波を地上に送信し、無電源地上子３と電磁結合したとき無電源地上子３のＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘから送信される情報を、車上アンテナ５を介して順次受信する。情報処理装置８はＲＦＩＤリーダ７で受信した情報を処理して列車１の位置を判定する。

この列車１に対して情報を送信する無電源地上子３に複数のＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘを設けることにより、無電電地上子３の通信範囲（応答範囲）を拡大することができる。例えば図３（ａ）に示すように、無電源地上子３に１個のＲＦＩＤタグ６を設け、ＲＦＩＤリーダ７から周波数13.56ＭＨｚの無線波を送信した場合、ＲＦＩＤタグ６の通信範囲９は、図３（ｂ）に示すように、最長距離である通信距離Ｌが６０ｃｍ程度の楕円球状になって通信範囲９が狭くなる。このように通信範囲９が狭くなるとＲＦＩＤタグ６と車上アンテナ５が結合したときの左右や前後方向のずれにより通信距離が短くなり、無電源地上子３と車上アンテナ５間の送受信が不安定になる。この無電源地上子３と車上アンテナ５間の送受信が不安定になることを防ぐため、無電源地上子３に複数のＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘを設け、図４に示すように、各ＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘの通信範囲９を重ね合わせて無電源地上子３の通信範囲を拡大する。

この複数のＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘを有する無電源地上子３と車上アンテナ５が結合して無電源地上子３の情報を列車１に搭載した情報送受信装置４のＲＦＩＤリーダ７で読み取るとき、ＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘの識別子ＩＤ１〜ＩＤ２４と地上情報をＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘ毎に個々に順次読み取るか、あるいは１列毎に順次読み取る。このように同じ地上情報を有するＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘから情報を読み取ることにより、所定の通信範囲で地上情報を安定して読み取ることができる。また、読み取ったＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘの識別子ＩＤ１〜ＩＤ２４の読取順序を確認することにより、ＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘのなかで異常が生じているＲＦＩＤタグを検出することもできる。

次に、この無電源地上子３を使用して列車１で停止位置を判断する情報伝送装置について説明する。

図５に示すように、地上装置１０には３つの無電源地上子３ａ，３ｂ，３ｃが所定間隔を隔てて設けられている。この無電源地上子３ａ〜３ｃには、それぞれ複数のパッシブ型ＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘを有し、無電源地上子３ｂが駅の定位置停止領域になるように地上装置１０が設置され、無電源地上子３ｂのＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘには定位置を示す情報が記憶され、定位置停止領域より列車１の進行方向に対して手前の無電源地上子３ａのＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘにはショート位置を示す情報が記憶され、定位置停止領域より列車１の進行方向に対して前方の無電源地上子３ｃのＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘにはオーバー位置を示す情報が記憶されている。

この地上装置１０を使用して列車１で停止位置を判断するとき、列車１に搭載した情報送受信装置４のＲＦＩＤリーダ７は例えば周波数13.56ＭＨｚの無線波を車上アンテナ５に送り、車上アンテナ５から地上に送信している。この列車１が地上装置１０の設置位置近傍に達して停止するとき、車上アンテナ５が定位置停止領域より列車１の進行方向に対して手前の無電源地上子３ａの通信範囲に達して車上アンテナ５と無電源地上子３ａが電磁結合すると、ＲＦＩＤリーダ７は無電源地上子３ａのＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘに記憶したショート位置を示す情報を読み取り、読み取った情報を情報処理装置８に送る。情報処理装置８は送られた情報により列車１の位置が定位置停止領域の手前であると判断して、列車１の停止位置を補正させる。

また、列車１が進行して定位置停止領域に達して車上アンテナ５が無電源地上子３ｂの通信範囲に達して車上アンテナ５と無電源地上子３ｂが電磁結合すると、ＲＦＩＤリーダ７は無電源地上子３ｂのＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘに記憶した定位置を示す情報を読み取り、読み取った情報を情報処理装置８に送る。情報処理装置８は送られた情報により列車１の位置が定位置停止領域にあると判断する。

さらに、列車１が進行して定位置停止領域を超えて車上アンテナ５が無電源地上子３ｃの通信範囲に達して車上アンテナ５と無電源地上子３ｃが電磁結合すると、ＲＦＩＤリーダ７は無電源地上子３ｃのＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘに記憶したオーバー位置を示す情報を読み取り、読み取った情報を情報処理装置８に送る。情報処理装置８は送られた情報により列車１の位置が定位置停止領域より行き過ぎたと判断し、列車１の停止位置を補正させる。

このように、地上装置１０に３つの無電源地上子３ａ〜３ｃを所定間隔を隔てて設け、無電源地上子３ｂを定位置停止領域に配置することにより、簡単な構成で列車１の停止位置を列車１で高精度に判定することができる。

この発明の情報伝送装置の構成図である。この発明の無電源地上子の構成図である。１つのＲＦＩＤタグを有する無電源地上子と通信範囲を示す図である。この発明の無電源地上子の通信範囲を示す模式図である。他の情報伝送装置の構成図である。特許文献１に示された情報伝送装置の構成図である。特許文献２に示された情報伝送装置の構成図である。

符号の説明

１；列車、２；レール、３；無電源地上子、４；情報送受信装置、
５；車上アンテナ、６；ＲＦＩＤタグ、７；ＲＦＩＤリーダ、８；情報処理装置、
９；通信範囲、１０；地上装置。

Claims

レールに沿ってレール間に設けられた無電源地上子と、列車に搭載され、前記無電源地上子からの情報を受信する情報送受信装置とを有する情報伝送装置において、
前記無電源地上子は、複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有し、前記複数のＲＦＩＤタグにそれぞれ異なる識別子と同じ地上情報が設定され、
前記情報送受信装置は、所定周波数の無線波を車上アンテナを介して前記無電源地上子に送信して前記無電源地上子の複数のＲＦＩＤタグに設定された識別子と地上情報を読み取ることを特徴とする情報伝送装置。
地上装置と列車に搭載した情報送受信装置及び車上アンテナを有し、
前記地上装置は、異なる識別子と定位置を示す情報が設定された複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有し、定位置停止領域に設けられた無電源地上子と、異なる識別子とショート位置を示す情報が設定された複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有し、前記定位置停止領域に設けられた無電源地上子より列車の進行方向に対して手前に所定間隔を隔てて設けられた無電源地上子と、異なる識別子とオーバー位置を示す情報が設定された複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有し、前記定位置停止領域に設けられた無電源地上子より列車の進行方向に対して前方に所定間隔を隔てて設けられた無電源地上子とを有し、
前記情報送受信装置は、所定周波数の無線波を車上アンテナから前記無電源地上子に送信して前記無電源地上子の複数のＲＦＩＤタグに設定された識別子と情報を読み取って列車の位置を判定することを特徴とする情報伝送装置。