JP2016004275A - 地上通信装置，及びそれを用いた地上システム - Google Patents

Abstract

【課題】符号処理器及び中継器がシステムの一部として使用され，それによるシステム構成の複雑化，システムの複雑化による信頼性の低下，符号処理器又は中継器が故障した際の同時故障の発生，及び配線の複雑化などによる，工事・保守費用を含むライフサイクルのコスト向上が課題となる。【解決手段】移動体の進路上に複数設置され、移動体が通過する際に通信を行う地上通信装置において、信号機の各信号表示状態に対応する内蔵電文を備える内蔵電文記憶部と、通信回路を介して信号機からの信号表示状態を有する信号状態データを受信し、信号状態データと信号機の出力とが一致する場合に電文出力指示を出力する状態判断部と、電文出力指示に基づいて、対応する内蔵電文を内蔵電文記憶部から取得する電文生成部と、対応する内蔵電文を移動体に送信する出力部とを有することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は，地上通信装置，及びそれを用いた地上システムに関する。

本技術は、地上を走行する自動車などの移動体の制御について、地上側の信号や、その他装置により移動体を安全に運行させるシステムに関するものである。整備された道路など、移動体の進路が予め定まっている場合は、それらの進路上に複数の地上通信装置を間隔をあけて配置し、通信手段を備えた移動体が、それぞれの地上通信装置の近くを通過する際に通信を行うことで、移動体は地上側システムとの通信を行うことができる。

本技術分野の背景技術として，特開平8−99635号公報(特許文献１)がある。この公報には，当該地上装置やそれらの中継器を一体化し、小型化およびコスト低減を可能にする技術が記載されている。

特開平8−99635号公報

従来の公知例は，複数の地上通信装置と、符号処理器と、中継器とを含む地上装置であって、前記符号処理器は、外部から制御条件を取得し，それに基づき制御電文を発生して中継器に送信し，前記中継器は，受信した制御電文に基づき，制御信号を発生し，地上通信装置に送信し，前記地上通信装置は、進路に沿って間隔を置いて設けられ、中継器から受信した制御電文を車上装置に送信する。

しかし，従来の公知例では，符号処理器及び中継器が使用され，それによるシステム構成の複雑化，システムの複雑化による信頼性の低下，符号処理器又は中継器が故障した際，それらと接続する複数の地上通信装置が同時に異常電文を送出するという同時故障の発生，及び配線の複雑化などによる，工事・保守費用を含むライフサイクルのコスト向上が課題となる。

本発明は，符号処理器及び中継器を使用せず簡素、かつ安全性は担保された地上システムの実現を目的とする。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが，その一例を挙げるならば，移動体の進路上に複数設置され、移動体が通過する際に通信を行う地上通信装置において、信号機の各信号表示状態に対応する内蔵電文を備える内蔵電文記憶部と、通信回路を介して信号機からの信号表示状態を有する信号状態データを受信し、信号状態データと信号機の出力とが一致する場合に電文出力指示を出力する状態判断部と、電文出力指示に基づいて、対応する内蔵電文を内蔵電文記憶部から取得する電文生成部と、対応する内蔵電文を移動体に送信する出力部とを有することを特徴とする。

本発明の適用により，安全性を担保し、かつ従来よりも装置構成を簡略化した移動体の地上システムを提供することができる。

実施例１に挙げられる地上システムの構成図である 実施例2に挙げられる地上通信装置の構成図である。 実施例2に挙げられる地上通信装置のフローチャートである。 実施例3に挙げられる地上通信装置の構成図である。 実施例3に挙げられる地上通信装置のフローチャートである。 実施例4に挙げられる地上システムの構成図である。

以下、それぞれの実施例に関して図面を用いて説明する。

本実施例では、地上通信装置を使用する地上システムの例を説明する。図１は、地上通信装置を使用する地上システムの構成図である。本実施例では、移動体の走行する範囲である進路が予め決まっている場合（例えば、一車線の道路）を想定しており、当該進路を概念上複数の区間に分け、各区間には一つの移動体のみの存在を許容する方式を採用する。本明細書では、当該区間を進路区間と呼ぶ。一つの進路区間に複数の移動体が存在しないように制御することで、移動体同士の衝突を避けることができる。もちろん、片側二車線の道路等に適用できるし、一車線だが、双方向から移動体が走行するような進路にも適用できる。

移動体用の信号システムの地上システムは、通常，複数の進路区間により構成されるが、説明の都合上、１つの進路区間に限定して説明する。本発明に係る地上システムは、１進路区間内に複数の地上通信装置(参照符号010,020,030)を含んでいる。参照符号601は移動体の進路であり、参照符号501は信号機であり、参照符号401は通過移動体(参照符号402:地上通信装置からの出力電文を受信用アンテナ、参照符号403：車上装置の論理部)を搭載する走行移動体である。

地上通信装置010,020,030は、信号機との距離をそれぞれL1,L2,L3とし、進路601に沿って設けられる。

例えば、L1, L2 ,L3をそれぞれ10[m], 6[m], 2[m]とし、地上通信装置010は信号機501から10[m]に、地上通信装置020は信号機から6[m]に、地上通信装置030は信号機から2[m]に設けられる。

また、地上通信装置010,020,030は、それぞれ信号機501のG（ＧＲＥＥＮ）信号表示,Y（ＹＥＬＬＯＷ）信号表示,R（ＲＥＤ）信号表示に対応する内蔵電文を保持し，通信回路を通じて信号機501からG信号表示,Y信号表示，R信号表示に関する状態データS1,S2,S3を取得する。地上通信装置は，取得した状態データに基づき，対応信号表示が信号機において出力されていると判断した際、通過移動体に対して内蔵電文を送信し、また対応信号表示が出力されていると判断できない場合、内蔵電文を送信しない。

例えば、信号機501にG信号表示が出力されている場合、G信号表示に対応する、地上通信装置010が内蔵電文を送信可能であり、地上通信装置020と030が内蔵電文を送信不可である。同一条件で、走行移動体は，接点地上通信装置010,020及び030を通過した場合、010からG信号表示の対応電文T1を受信し、地上通信装置020及び030からそれらの内蔵電文を受信しない。

また、各地上通信装置の内蔵電文には、対応信号表示の停止点情報、及び制限速度情報が含まれている。移動体の車上装置は、受信した電文に基づき、走行速度に関する走行照合用パターンを発生し、当該走行パターンに基づき移動体の走行制御を行う。走行照合用パターンに基づく移動体の走行制御は，車上装置の詳細的な仕様にもよるが，その一例として，車上装置が自車の走行速度を測定し，測定した走行速度と、発生した走行照合用パターンに示される走行速度の上限値とを比較し，測定した自車速度が走行速度の上限値を超過する場合，減速するような制御を行う。

例えば、通過移動体の車上装置は、G信号表示に対応する地上通信装置010を通過時、その内蔵電文を受信し、走行照合用パターン301を生成する。同様に通過移動体の車上装置は、Y信号表示に対応する地上通信装置020、R信号表示に対応する地上通信装置030を通過時に、それぞれ走行照合用パターン302と303を生成する。

また、本発明の地上通信装置は、制御リレーを用いた接点式としてもよい。

本実施例では、地上通信装置の１つの構成例を説明する。

図２は、実施例１に挙げられる地上通信装置の１つの構成例を示す。

図３は，図２の地上通信装置に関する，電文出力サイクル毎（例えば200msec毎）のフローチャートを示す。

以下、図２を用いて、地上通信装置の構成概要を説明する。

図２に示すように，地上通信装置030は，状態判断部031，電文生成部032，内蔵電文記憶部034及び出力部033より構成される。

状態判断部031は，信号機501との通信回路を通じて，対応信号表示に関する状態データを取得し，取得した状態データに基づき,対応信号表示が信号機において出力されているかを判断し，出力されていると判断した場合のみ，内蔵電文の出力指示を電文生成部032に出力する。

電文生成部032は，状態判断部031からの出力指示を受信した際，内蔵電文記憶部034より内蔵電文を取得し，出力部033に送信する。

出力部033は，電文生成部032から受信した内蔵電文に対して、変調などの処理を行い，通過移動体401に送信する。

下記の例では，図３に示されるフローチャートを用いて，図１における信号機501のG信号表示に対応する地上通信装置010の動作について説明する。

例えば，処理101において，地上通信装置010の状態判断部031は，通信回路を通じて，信号機501のG信号表示に関する状態データS1を取得する。

処理102において，状態判断部031は，取得した状態データS1に基づき，信号機501においてG信号表示の出力状態を判断する。状態判断部031は，信号機501においてG信号表示が出力されていると判断した場合，保持する内蔵電文の出力指示C1を電文生成部032に対して送信する。それ以外の場合，何もせずに動作終了をする。

処理103において，電文生成部032は，状態判断部031から出力指示C1を受信した際，内蔵電文記憶部034より内蔵電文K1を取得し，出力部033に送信する。

処理104において，出力部033は，電文生成部032から受信した電文に対して，変調などの処理を行い，通過移動体401に送信する。図２の電文T1は地上通信装置101からの出力電文を示す。

また、地上通信装置０３０は、信号機５０１と通信回路を通じて接続されている他の地上通信装置との情報を用いて、信号機５０１の状態を確認することで、より安全性を増すことができる。例えば、隣接する地上通信装置の有する状態判断部へ入力される情報を相互に取得し、比較することで、信号システム全体の健全性を確認することができる。

本実施例では，信号機において対応信号表示が出力されている場合，内蔵電文を送出することだけでなく，対応信号表示が出力されていない場合，内蔵電文と異なる冗長電文を送出する地上通信装置の例を説明する。

本実施例は，実施例２を基に構築され,図４と図５は，それぞれ本実施例の構成図と，電文出力サイクル毎のフローチャートを示す。

以下，本実施例と実施例２の違いについて説明する。また，図4及び図5において，既に説明した図2と図3に示された，同一の符号を付された構成と，同一の機能を有する部分については，説明を省略する。

本実施例の構成について図４を用いて説明する。図4において，地上通信装置050は，内蔵電文記憶部034以外の他に，冗長電文を格納する冗長電文記憶部052も持つ。地上通信装置050は，対応信号表示が信号機において出力されていると判断しない場合，冗長電文記憶部052に保持される冗長電文を送信する。

また，冗長電文の伝送内容については，実際の運用条件，及び事前に決められる地・車上間のプロトコルによるが，活用法の1例として，当該冗長電文も含めて送受信を行うことで，車上装置が該当地上通信装置の存在，又はその地上通信装置の健全性を検知するような電文であることが挙げられる。また、一定時間状態判断部から出力指示を受信しない場合に、当該受信していない状態であることを示す電文に対応する電文を冗長電文記憶部から取得してもよい。もう1つの例として，冗長電文を介して，移動体の進路上の勾配情報や速度制限などの，信号機の信号表示と直接に関係しない固定情報を車上装置に伝える電文であることも挙げられる。各々の状態に対応する冗長電文を、冗長電文記憶部が備えておくことになる。

以下，図5に示されるフローチャートを用いて，図１における信号機501のG信号表示に対応する地上通信装置050の動作について説明する。

処理101において，状態判断部053は，信号機501との通信回路を通じて，G信号表示の状態データS1を取得する。

処理108において，状態判断部053は，取得した状態データS1に基づき，信号機501においてG信号表示の出力状態を判断する。状態判断部053は，信号機501においてG信号表示が出力されていると判断した場合，内蔵電文記憶034に保持されている内蔵電文の出力指示C１を電文生成部054に対して送信する。また，G信号表示が出力されていると判断しない場合は，冗長電文記憶部052に格納されている冗長電文出力指示C2を送信する。

処理105において，電文生成部054は，状態判断部053から内蔵電文の出力指示C1を受信した際，内蔵電文記憶部034より内蔵電文K1を取得し，出力部033に送信する。また，電文生成部054は，状態判断部053から冗長電文出力指示C2を受信した際，又は状態判断部053からの出力指示の受信が確認不可の場合，冗長電文記憶部052より冗長電文K2を取得し，出力部033に送信する。

本実施例は，実施例１を基に構築される。図6は，本実施例に係る地上システムの構成図である。

本実施例と実施１との違いについて以下に説明する。

実施例１では，信号機の各信号表示に関して，それぞれ１つの地上通信装置が，対応信号表示の内蔵電文を保持して移動体の進路上に設けられるが，本実施例では，信号機の各信号表示に関して，それぞれ，1つ又は２つ以上の地上通信装置が，対応信号表示の内蔵電文を保持して移動体の進路上に設けられるところである。

例えば，図６において，信号機501のG信号表示とY信号表示に関して，それぞれ地上通信装置010と020が，対応する電文を保持して進路に設けられるが，信号機501のR信号表示に関して，2つの地上通信装置040と030が対応する内蔵電文を保持して進路に設けられる。

同一信号表示に対応する電文を保持する，2つ以上の地上通信装置を設ける目的は，冗長系を構成し，地上システムの信頼性の向上させることである。

例えば，図６における地上システムに関して，R信号表示に対応する接点地上通信装置030が故障しても，同信号表示に対応する接点地上通信装置040が正常状態であるため，地上システムとして，稼動の継続が可能である。

以上により、本発明によれば下記に示す効果が期待できる。

本発明の適用により，従来公知例に必要である符号処理器と中継器が不要となり，従来公知例と同等な機能を実現する。また，本発明を適用する地上システムの構成は，従来公知例より単純であり，且つ，装置数も少ないため，より高い信頼性が達成可能である。

また、本発明で使用される地上通信装置は，それぞれ独立的な通信回路で，信号表示状態データを取得するため，同一進路区間内の複数の地上通信装置が共通要因による同時故障の発生確率が従来公知例より低くなる。また，同時故障の確率が低いため，走行移動体の車上装置の論理部に、事前に決められた地上・車上間のプロトコルに基づく、地上システムにおける故障検出のロジックを簡単に実装でき，移動体の走行安全を向上させることができる。

故障検出のロジックの一例は、「走行移動体は、ある進路区間を通過する際、地上システムから有効な電文を受信できなかった場合や、２つ以上の有効な電文を受信した場合、車上装置は，該当進路区間内の複数の地上通信装置のどれかに故障が発生していると判断し、移動体走行を安全側に制御する。」というものである。

さらに、本発明で使用する地上通信装置を，信号機以外の装置と接続せず，独立制御を行うようにすれば，他の装置に影響を与えない前提で工事・保守活動が可能となり，保守及び試験費用の低減を可能にする。

010 信号機501のG信号表示に対応する地上通信装置
020 信号機501のY信号表示に対応する地上通信装置
030 信号機501のR信号表示に対応する地上通信装置
031 地上通信装置の状態判断部(実施例2と実施例3)
032 地上通信装置の電文生成部(実施例2)
033 地上通信装置の出力部(実施例2と実施例3)
034 地上通信装置の内蔵電文記憶部(実施例2と実施例3)
040 地上通信装置(信号機501のR信号表示に対応)(実施例4)
050 地上通信装置(実施例3)
052 地上通信装置の冗長電文記憶部(実施例3)
053 地上通信装置の状態判断部(実施例3)
054 地上通信装置の電文生成部(実施例3)
101 処理：特定信号表示状態データの取得(実施例2と実施例3)
102 処理：電文送信判断(実施例2)
103 処理：内蔵電文を取得し、出力部に送信(実施例2)
104 処理：電文送信処理(実施例2と実施例3)
105 処理：内蔵電文を取得し、出力部に送信(実施例3)
106 処理：冗長電文を取得し、出力部に送信(実施例3)
108 処理：電文送信判断(実施例3)
301 車上装置の論理部より発生するG信号表示に対応する走行照合用パターン
302 車上装置の論理部より発生するY信号表示に対応する走行照合用パターン
303 車上装置の論理部より発生するR信号表示に対応する走行照合用パターン
401 車上装置を搭載する走行移動体
402 地上通信装置から電文受信用アンテナ（走行移動体の地上装置の一部）
403 論理部（走行移動体の地上装置の一部）
501 信号機
601 移動体の進路

C1 内蔵電文の出力指示(実施例2と実施例3)
C2 冗長電文の出力指示(実施例3)
K1 内蔵電文記憶部から取得する内蔵電文(実施例2と実施例3)
K2 冗長電文記憶部から取得する冗長電文(実施例3)
L1 地上通信装置010の設置位置と信号機501との距離
L2 地上通信装置020の設置位置と信号機501との距離
L3 地上通信装置030の設置位置と信号機501との距離
S1 信号機501のG信号表示に関する状態データ
S2 信号機501のY信号表示に関する状態データ
S3 信号機501のR信号表示に関する状態データ
T1 地上通信装置010から送出する電文

Claims (6)

1. 移動体の進路上に複数設置され、前記移動体が通過する際に通信を行う地上通信装置において、
   信号機の各信号表示状態に対応する内蔵電文を備える内蔵電文記憶部と、
   通信回路を介して前記信号機からの信号表示状態を有する信号状態データを受信し、
   前記信号状態データと前記信号機の出力とが一致する場合に電文出力指示を出力する状態判断部と、
   前記電文出力指示に基づいて、対応する内蔵電文を前記内蔵電文記憶部から取得する電文生成部と、
   前記対応する内蔵電文を前記移動体に送信する出力部とを有すること
   を特徴とする地上通信装置。
2. 請求項１に記載の地上通信装置において，
   冗長電文を備える冗長電文記憶部を有し、
   前記状態判断部は、前記信号状態データと前記信号機の出力とが一致しない場合、冗長電文出力指示を出力し、
   前記電文生成部は、前記冗長電文出力指示に基づいて、前記冗長電文記憶部から冗長電文取得し、
   前記出力部は、前記冗長電文を前記移動体に送信すること
   を特徴とする地上通信装置。
3. 請求項２に記載の地上通信装置において、
   前記電文生成部は、一定時間前記電文出力指示を受信しない場合、前記冗長記憶部から対応する冗長電文を取得すること
   を特徴とする地上通信装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の地上通信装置において、
   前記状態判断部は、他の地上通信装置の受信する信号状態データに基づいて、前記電文出力指示を出力すること
   を特徴とする地上通信装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の地上通信装置と前記信号機とが各々通信回路を介して通信可能であり、
   前記地上通信装置の各々は、前記移動体が通過する際に、前記移動体の備える車上装置と通信を行い、
   前記車上装置は、前記地上通信装置から受信する情報に基づいて、前記移動体の走行パターンを生成すること
   を特徴とする地上システム。
6. 請求項５に記載の地上システムにおいて，
   複数の前記地上通信装置が、前記信号機の各信号表示状態に対応する内蔵電文を有すること
   特徴とする地上システム。