JP2012178779A

JP2012178779A - 公共交通無線システムの移動局装置

Info

Publication number: JP2012178779A
Application number: JP2011041484A
Authority: JP
Inventors: Yasuhei Moriya; 泰平守屋
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-09-13

Abstract

【課題】高機能、大型、高コストな基地局装置２０を用いずに、移動局装置１の故障判定が可能な公共交通無線システムを実現する。
【解決手段】移動局装置１は、受信状況検出部６が基地局装置２０から無線受信した信号の受信状況情報（ＲＳＳＩ、ＢＥＲ）を検出し、位置検出部４が自己の位置情報を検出し、記憶部１１が検出された受信状況情報と検出された位置情報とを対応付けて記憶する。そして、比較部８が、記憶部１１に記憶された情報に基づいて、同じ位置情報で対応する複数の受信状況情報を比較する。この比較結果により、例えば、現時点で検出された受信状況が、それより過去に検出された受信状況より、予め設定した閾値を上回って悪化している場合には、移動局装置１に何らかの故障が発生していると判定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基地局装置との無線通信を行うために、移動局装置を列車やバスなどの公共交通手段に搭載した公共交通無線システムに関し、特に、故障判定のための機能を備えた移動局装置に関する。

列車は線路上を繰り返し移動する公共の交通手段であり、線路によって規定された経路中の位置を繰り返し通過する。また、バスも、同様に、停留所が配置されたルートを繰り返し移動する公共の交通手段であり、ルートによって規定された経路中の位置（場所）を繰り返し通過する。

このような公共交通手段は、特に、安全且つ確実な輸送が要求されることから、運行の状況を管理する必要性が高い。
列車の運行管理については、従来より、基地局装置との無線通信を行うための移動局装置を各列車に搭載し、各列車の移動局装置が基地局装置と無線通信することで、基地局装置に接続された統制局装置と情報を通信する列車無線システムが知られている。

ここに、特許文献１には、上記のような列車無線システムにおいて、移動局装置（列車）が受信電界強度（ＲＳＳＩ）を基地局装置へ送信し、基地局装置が、各移動局装置の位置情報と受信電界強度を記憶蓄積し、基地局装置或いは統制局装置が、記憶蓄積された情報に基づいて、無線通信状況の異常を判定する発明が開示されている。

特開２００８−２５２６９７号公報

列車無線システムを含む移動体無線システムでは、基地局装置は多数の移動局装置を収容し、また、これら移動局装置は基地局装置の無線通信エリアに出入りする。
したがって、延べでいえば、１つ基地局装置が収容して無線通信する移動局装置の数はかなり多数に上るため、各基地局装置に、各移動局装置や統制局装置との通信処理や制御処理の他に、多数の移動局装置から送信されてきた位置情報と受信電界強度を記憶蓄積し、更には、これに基づいて無線通信状況の異常を判定する機能までも担わせるとなると、基地局装置が高機能化、大型化、高コスト化することとなる。

このように高機能、大型、高コストな基地局装置を用いて列車無線システムを構築することで、無線通信状況の異常判定を実現することができる。
他方、実際に列車無線システムを構築するときには、必要な基地局装置の台数、各基地局装置を設置する場所の広さ、システム構築に掛けられる予算額、など様々な事情がある。
したがって、実際の列車無線システムの構築では、高機能、大型、高コストな基地局装置を用いることが適当でない場合もあり、このような事情に応える工夫が要求されていた。

本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたもので、基地局装置に上記のような高機能を強いることなく、移動局装置の故障判定が可能な公共交通無線システムを実現することを目的としている。

本発明に係る公共交通無線システムの移動局装置は、所定の位置を繰り返し通過する公共交通手段に搭載されて、基地局装置と無線通信する移動局装置であり、受信状況検出部と、位置検出部と、受信状況情報及び位置検出部の記憶部と、同じ位置情報で対応する受信状況情報を比較する比較部と、を備え、この比較結果を当該移動局装置の故障判定に供することができるようになっている。

すなわち、本発明に係る移動局装置は、受信状況検出部が基地局装置から無線受信した信号の受信電界強度又はビットエラーレートの少なくともいずれか一方を含む受信状況情報を検出し、位置検出部が自己の位置情報を検出し、記憶部が受信状況検出部で検出された受信状況情報と、当該受信状況情報を検出したときに位置検出部で検出された位置情報とを対応付けて記憶する。そして、比較部が、記憶部に記憶された情報に基づいて、同じ位置情報で対応する複数の受信状況情報を比較する。

したがって、例えば、現時点で検出された受信状況が、それより過去に検出された受信状況より、予め設定した閾値を上回って悪化している場合には、移動局装置に何らかの故障が発生していると判定することができる。
本発明では、このような判定処理を行う判定部を、各移動局装置に設けて、列車の車掌やバスの運転手などといった人員に通報する要にしてもよく、或いは、故障と判定した結果を基地局装置を介して統制局装置へ送信する要にしてもよい。
また、本発明では、移動局装置が、比較部による比較結果を基地局装置或いは統制局装置へ送信して、基地局装置或いは統制局装置が、比較結果に基づいて送信元の移動局装置の故障判定をするようにしてもよく、この場合にあっても、受信状況情報と位置情報との記憶蓄積及び受信状況情報の比較処理に係る負担を各移動局装置で負うことができる。

本発明における位置情報の検出は、移動する移動局装置（公共交通手段）の位置を常時検出する態様や、受信状況情報の検出がなされたときに同期してその位置を検出する態様など、種々な態様を採用することができ、要は、受信状況情報を検出した位置の情報を検出し得る態様であればよい。
より具体的には、例えば、移動局装置（公共交通手段）の移動ルート上に幾つかの検出位置を予め設定しておき、ＧＰＳ機能などにより常時測位をしている位置検出部が当該設定位置毎に位置情報を出力し、これに同期して、受信状況検出部が受信状況情報を出力する。また、例えば、受信状況検出部が連続的又は間欠的に受信状況を常時検出し、一定の時間間隔毎或いは検出した受信状況の変化が大きくなった時などといった所定条件となったときに、受信状況情報を出力し、これに同期して、位置検出部が位置を検出して位置情報を出力する。

また、本発明において、受信状況情報が検出された時点で、記憶蓄積されている同じ位置の過去の受信状況情報と比較するようにするのが好ましく、これによって、現時点において移動局装置の故障を迅速に判定することが可能となるが、記憶蓄積されている同じ位置の受信状況情報を事後的に比較して、移動局装置の故障判定に利用するようにしてもよい。

本発明によれば、移動局装置が、位置情報に対応付けて受信状況情報を記録蓄積し、同じ位置における受信状況情報を比較処理するので、基地局装置にこれらを負担させた場合に比して、移動局装置の故障判定のために基地局装置を高機能化、大型化、高コスト化することを回避することができる。これによって、システム設計の自由度が大きくなり、公共交通無線システムを構築しようとする顧客のニーズを満足させることができる。
また、移動局装置と基地局装置との無線通信状況（受信電界強度やビットエラーレート）は、トンネルや建物などの遮蔽物の影響を受けて、位置（場所）によって変化するが、本発明は、公共交通手段が繰り返し通過することで得られる同じ位置の受信状況情報を比較するため、このような遮蔽物による影響を排除して、移動局装置の故障判定を精度よく行うことができる。

本発明の一実施形態に係る移動局装置の要部の構成図である。本発明の一実施形態に係る記憶蓄積される情報を説明する図である。本発明の一実施形態に係る列車無線システムを説明する図である。

本発明を、列車無線システムに適用した一実施形態に基づいて具体的に説明する。
列車無線システムは、その概要を表す図３に示すように、線路Ｒ上を走行する列車Ｔに移動局装置１を搭載し、長距離に及ぶ線路Ｒ上のエリアを無線エリアとしてカバーするために、移動局装置１と無線通信する基地局装置２０が複数設けられている。そして、これら基地局装置２０は有線回線を介して統制局装置３０に接続されている。
したがって、移動局装置１と基地局装置２０との間を無線区間として、移動局装置１はこれを収容する基地局装置２０を介して統制局装置３０に接続される。

このような列車無線システムでは、列車司令室などの設置された統制局装置３０と、各列車Ｔに搭載された移動局装置１との間で種々な情報を通信し、列車Ｔ（移動局装置）から電源状態、ドアの開閉状態、空調の作動状態、列車の位置などといった車両情報を統制局装置３０へ送信し、統制局装置３０から運行指令、運休区間などの運行情報が各移動局装置１へ送信され、統制局装置３０（列車司令室）の管理下で各列車の運行が管理される。

なお、本実施形態では、移動局装置１が受信状況情報の比較結果に基づく判定を行って、この判定結果を列車Ｔの運転手や車掌が知得できる態様（例えば、表示出力、警報音などの音声出力）で出力するようにして、各列車毎に無線通信の故障を把握できるようにしているが、本発明では、上記の車両情報と同様に、比較結果（或いは判定結果）を基地局装置２０或いは統制局装置３０へ送信するようにしてもよい。

移動局装置１は、図１に示すように、アンテナを介して基地局装置２０と無線通信を行う無線機２、無線機２の故障を判定する処理を行う制御部３、現在位置を検出する位置検出部４及び位置情報処理部５を備えている。

無線機２は、無線通信機能の他に、基地局装置２０から無線受信した信号の受信電界強度（ＲＳＳＩ）及びビットエラーレート（ＢＥＲ）を検出する検出部６を有しており、検出部６は検出したＲＳＳＩ及びＢＥＲ（受信状況情報）を制御部３へ出力する。
本実施形態では位置検出部４としてＧＰＳ受信機を採用しており、位置情報処理部５は位置検出部４から入力された位置情報（ＧＰＳ情報）を所定の処理を施して制御部３へ出力する。

制御部３は、検出したＲＳＳＩとＢＥＲ及び位置情報が入力される信号処理部７、信号処理部からの出力が入力される過去データ比較部８、過去データ比較部８からの出力が入力される判定部９を備えている。なお、検出したＲＳＳＩは、Ａ／Ｄ変換部１０により、ＢＥＲや位置情報と同じデジタルデータに変換されて信号処理部７に入力される。
過去データ比較部８は記憶部１１を有しており、記憶部１１には、図２に示すように、位置情報に対応付けてＲＳＳＩ及びＢＥＲが記憶蓄積される。

次に、移動局装置１を、その動作とともに更に詳しく説明する。
無線機２の検出部６は、基地局装置２０から信号を無線受信する都度、受信レベルであるＲＳＳＩを検出して、検出したＲＳＳＩ信号をＡ／Ｄ変換部１０を介して信号処理部７に入力するとともに、受信信号のＢＥＲを検出して、検出したＢＥＲを信号処理部７に入力する。
他方、移動局装置１（列車Ｔ）の位置情報は位置検出部４により逐次検出されており、検出された位置情報は位置情報処理部５を介して信号処理部７に入力される。

信号処理部７は、ＲＳＳＩ及びＢＥＲが入力されると、当該入力時点で入力された位置情報を当該ＲＳＳＩ及びＢＥＲに対応付けて過去データ比較部８へ入力する。
なお、本実施形態では、信号処理部７は、ＲＳＳＩ及びＢＥＲが入力された時点の時刻情報もＲＳＳＩ及びＢＥＲに対応付けて過去データ比較部８へ入力する。

過去データ比較部８は、位置情報及び時刻情報が対応付けられたＲＳＳＩ及びＢＥＲを、図２に示すように記憶部１１に記憶する。すなわち、検出された全てのＲＳＳＩ及びＢＥＲが、検出位置及び検出時刻の情報と対応付けて、記憶部１１に蓄積される。
また、過去データ比較部８は、位置情報及び時刻情報が対応付けられたＲＳＳＩ及びＢＥＲが入力される都度、当該入力された位置情報と同じ位置情報をもつＲＳＳＩ及びＢＥＲが記憶部１１に記憶されているかを検索し、位置情報が一致するＲＳＳＩ及びＢＥＲが見つかったときには、新たに入力された（現時点の）ＲＳＳＩ及びＢＥＲと記憶されていた（過去の）ＲＳＳＩ及びＢＥＲとを比較して、これらＲＳＳＩ同士の差分及びＢＥＲ同士の差分を比較結果として判定部９へ入力する。

なお、過去のＲＳＳＩ及びＢＥＲは、その平均値を算出して、該当する各位置情報に対応付けて記憶部１１に記憶するようにしてもよい。
また、位置情報は、厳密に同じ位置でなくとも、予め設定した或る幅（例えば、５ｍ）の範囲内であれば一致するものとして扱うようにしてもよい。

判定部９は、ＲＳＳＩ同士の差分及びＢＥＲ同士の差分が入力されると、これら差分がそれぞれ予め設定した閾値を上回るかを判定し、少なくともいずれか一方の差分が閾値を上回って大きいときは、列車の車掌等に対して警報を出力する。
すなわち、同じ位置で検出されたＲＳＳＩ同士の変化が大きいときや、同じ位置で検出されたＢＥＲ同士の変化が大きいときは、無線機３（移動局装置１）に何らかの故障が生じているとみなせることから、上記警報により移動局装置１の故障を迅速に報知することができる。

なお、上記の実施形態では、ＲＳＳＩ及びＢＥＲを受信状況情報として用いたが、本発明では、ＲＳＳＩとＢＥＲのいずれか一方を用いるようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、本発明を列車無線システムに適用した例を示したが、本発明は、路線バスなどのように所定の位置を繰り返し通過する他の公共交通手段の無線システムにも適用することができる。なお、路線バスは、列車ほどは厳密な位置を繰り返し検出することはできないといえるが、定められた道路を走行し、定められた停留所を通過するのであるから、或る幅をもった同じ位置を繰り返し通過するということができ、このように幅をもった位置により位置情報の一致を判断するようにすればよい。なお、この同じ位置として扱う幅は、受信位置が違ってもＲＳＳＩやＢＥＲがあまり大きく変化することがないといえる距離をもって設定することができる。

１：移動局装置、２：無線機、
３：制御部、４：位置検出部、
５：位置情報処理部、６：検出部、
７：信号処理部、８：過去データ比較部、
９：判定部、１１：記憶部、
２０：基地局装置、３０：統制局装置、

Claims

所定の位置を繰り返し通過する公共交通手段に搭載されて、基地局装置と無線通信する移動局装置であって、
基地局装置から無線受信した信号の受信電界強度又はビットエラーレートの少なくともいずれか一方を含む受信状況情報を検出する受信状況検出部と、
自己の位置情報を検出する位置検出部と、
受信状況検出部で検出された受信状況情報と、当該受信状況情報を検出したときに位置検出部で検出された位置情報とを対応付けて記憶する記憶部と、
記憶部に記憶された情報に基づいて、同じ位置情報で対応する複数の受信状況情報を比較する比較部と、を備え、
比較部による比較結果を当該移動局装置の故障判定に供することを特徴とする公共交通無線システムの移動局装置。