JP2019064518A - System and method for detecting train position - Google Patents
System and method for detecting train positionInfo
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Abstract
Description
本発明は、予め定められた軌道を走行する、複数の車両を連結した列車の位置を検知するシステムおよび方法に関する。 The present invention relates to a system and method for detecting the position of a train connecting a plurality of vehicles traveling on a predetermined track.
列車を安全に走行させるためには、走行する列車の現在位置、つまり、自車位置を示す位置情報が必要である。そして、列車の位置を正確に計測し、つまり、列車の位置を高精度に検知することにより、例えば、他の列車との間隔を詰めるなど、よりきめ細かい列車制御が可能になる。 In order to run the train safely, position information indicating the current position of the running train, that is, the position of the vehicle is required. Then, by measuring the position of the train accurately, that is, detecting the position of the train with high accuracy, more detailed train control such as, for example, reducing the distance from another train becomes possible.
係る自車位置を計測する方法として、例えば、速度センサで列車の速度を計測し、当該計測した速度を積分して列車の走行距離を算出する方法がある。しかし、この方法によれば、列車の車輪径の偏差によって発生する積分誤差の蓄積が避けられない。 As a method of measuring the position of the vehicle concerned, there is, for example, a method of measuring the speed of the train by a speed sensor and integrating the measured speed to calculate the travel distance of the train. However, this method can not avoid the accumulation of integral errors caused by the deviation of the train wheel diameter.
そこで、一般的には、地上子の位置情報を記憶した複数の地上子を軌道上における軌道間に設置し、その上を列車が通過したとき、地上子から列車の位置情報を読み出すことによって、車輪径の誤差を補正する方法が広く用いられている。 Therefore, in general, by installing a plurality of ground elements storing the position information of ground elements between the tracks on the track and reading the position information of the train from the ground elements when the train passes above it, Methods for correcting wheel diameter errors are widely used.
また、地上子を用いることなく、つまり、地上子の設置を不要とする技術として、例えば、特開2016−217710号公報(引用文献1)に記載の技術がある。この公報には、「複数の衛星から受信アンテナを介して測位用電波を受信して列車の位置を検出する列車位置検知装置であって、前記列車に対して所定の水平方向かつ、所定の仰角範囲内に位置する前記衛星を判別する判別部と、前記判別部により判別された前記衛星からの測位用電波を用いて前記列車の位置を演算する演算部と、を備えた列車位置検知装置」との記載がある。 Moreover, as a technique which makes installation of a ground child unnecessary, without using a ground child, there exists a technology of Unexamined-Japanese-Patent No. 2016-217710 (cited reference 1), for example. In this publication, "the train position detection device for detecting the position of a train by receiving positioning radio waves from a plurality of satellites via a reception antenna, and detecting the position of the train in a predetermined horizontal direction and a predetermined elevation angle with respect to the train A train position detection device comprising: a determination unit that determines the satellite located within a range; and a calculation unit that calculates the position of the train using positioning radio waves from the satellite determined by the determination unit There is a description of.
特許文献1では、1編成(列車)に複数の衛星計測手段(GNSSアンテナを含むGPS受信機)を設置していることから、仮にそれぞれのGPS受信機で観測できる衛星数は少ない場合でも、双方のGPS受信機で観測した衛星からの情報を両GPS受信機間で共有することによって、1編成として観測できる衛星数を増やし誤差を低減することができる。
In
しかし、各衛星はそれぞれ異なる軌道に沿って移動しているため、時間帯によっては観測できる衛星数が少なくなる場合がある。この場合においては、1編成の全ての衛星計測手段において観測できる衛星数が少なくなるため、衛星からの衛星情報を複数の衛星計測手段で共有したとしても1編成として観測できる衛星数は変わらず、列車検知位置の誤差を低減することはできない。つまり、単に複数の衛星計測手段を用いるだけでは、列車検知位置の誤差範囲が大きく、列車位置を高精度に検知することができないという課題があった。
一般的に、全球測位衛星システム(GNSS)の精度は観測できる衛星数および衛星信号の強度に依存する。このため、観測できる衛星が少ない、もしくは衛星信号の電波強度が弱い場合、全球測位衛星システム(GNSS)で計測した列車位置の誤差が大きくなる。
However, since each satellite moves along different orbits, the number of observable satellites may be reduced depending on the time zone. In this case, since the number of satellites that can be observed in all the satellite measurement means in one organization decreases, the number of satellites that can be observed as one organization does not change even if satellite information from satellites is shared by multiple satellite measurement means. Errors in train detection positions can not be reduced. That is, there is a problem that the error range of the train detection position is large and the train position can not be detected with high accuracy by merely using a plurality of satellite measurement means.
Generally, the accuracy of the Global Positioning Satellite System (GNSS) depends on the number of satellites that can be observed and the strength of the satellite signals. For this reason, when there are few satellites that can be observed or the radio field intensity of the satellite signal is weak, the error of the train position measured by the Global Positioning Satellite System (GNSS) becomes large.
そこで、本発明では、地上子を用いることなく、また、衛星の数を増やすことなく、全球測位衛星システム(GNSS)を用いた場合における上述した課題を是正することができ、列車の位置を計測する位置計測装置の計測誤差を低減することができ、高精度な列車位置検知を実現する技術を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, the above-mentioned problems in the case of using the Global Positioning Satellite System (GNSS) can be corrected without using the ground element and without increasing the number of satellites, and the position of the train is measured. It is an object of the present invention to provide a technology that can reduce the measurement error of the position measurement device and realize highly accurate train position detection.
上記課題を解決するために、本発明では、列車編成内の複数の車両に列車の位置を計測する第1、第2位置計測装置、例えば、GPS受信機や測距センサ(含認識センサ、距離センサ)を設置し、第1位置計測装置による計測位置を受けて第1車両の位置を推定し、第2位置計測装置による計測位置を受けて第2車両の位置を推定し、かつ当該推定位置を第1位置計測装置と第2位置計測装置の設置間隔分軌道上に沿って移動した移動位置を推定し、第1車両の位置と第2車両の移動位置との間の位置を列車位置として決定するものである。 In order to solve the above-mentioned subject, in the present invention, the 1st and 2nd position measuring device which measures the position of a train to a plurality of vehicles in train organization, for example, a GPS receiver and a ranging sensor (including recognition sensor, distance) Sensor) to estimate the position of the first vehicle by receiving the measurement position by the first position measurement device, estimate the position of the second vehicle by receiving the measurement position by the second position measurement device, and the estimated position The movement position of the first position measurement device and the second position measurement device is estimated by moving along the track by the installation interval, and the position between the position of the first vehicle and the movement position of the second vehicle is taken as the train position It is decided.
例えば、代表的な本発明の列車位置検知システムおよび方法の一つは、
予め定められた軌道を走行する、複数の車両を連結して編成される列車の位置を検出する列車位置検知システムであって、
前記列車を編成する第1車両に設置された第1位置計測手装置と、前記第1位置計測装置は、前記列車の車両の位置を計測する第1位置計測部の計測位置を示す第1計測位置情報を出力し、
前記第1車両とは異なる第2車両に設置された第2位置計測手段と、前記第2位置計測装置は、前記列車の車両の位置を計測する第2位置計測部の計測位置を示す第2計測位置情報を出力し、
前記第1位置計測装置と前記第2位置計測装置の前記軌道に沿った設置間隔を記憶する設置間隔記憶部と、
前記軌道の各位置を示す位置情報を含む軌道形状を記憶する軌道形状記憶部と、
前記第1位置計測装置で計測した第1計測位置情報から前記第1車両の、軌道上の第1位置を推定する第1位置推定部と、
前記第2位置計測装置で計測した第2計測位置情報から前記第2車両の、軌道上の第2位置を推定し、当該推定した第2位置から前記第1位置推定部で推定した第1位置の方向へ、前記軌道に沿って、前記設置間隔の分だけ移動した前記第2車両の、軌道上の移動位置を推定する第2位置推定部と、
前記第1位置推定部で推定した第1位置と、前記第2位置推定部で推定した移動位置とを用いて、前記第1位置と前記移動位置との間の何れかの位置を前記列車の位置として決定する位置決定部
を備えることを特徴とする。
For example, one representative train position sensing system and method of the present invention is:
A train position detection system for detecting a position of a train formed by connecting a plurality of vehicles traveling on a predetermined track, the train position detection system comprising:
A first position measurement hand device installed in a first vehicle forming the train, and the first position measurement device indicates a measurement position of a first position measurement unit that measures the position of a vehicle of the train Output location information,
A second position measurement unit installed in a second vehicle different from the first vehicle, and the second position measurement device indicates a measurement position of a second position measurement unit that measures the position of a vehicle of the train. Output measurement position information,
An installation interval storage unit that stores installation intervals of the first position measurement device and the second position measurement device along the track;
A track shape storage unit that stores track shapes including position information indicating each position of the track;
A first position estimation unit configured to estimate a first position of the first vehicle on a track from first measurement position information measured by the first position measurement device;
The second position of the second vehicle on the track is estimated from the second measurement position information measured by the second position measurement device, and the first position estimated by the first position estimation unit from the estimated second position A second position estimation unit for estimating a movement position on the track of the second vehicle moved in the direction of the track along the track by the installation interval;
By using the first position estimated by the first position estimation unit and the movement position estimated by the second position estimation unit, any position between the first position and the movement position can be It is characterized by comprising a position determination unit which determines the position.
本発明によれば、列車の異なる車両に設置された複数の位置計測装置(GPS受信機を含む衛星測距システムや測距センサを含む測距システムなどの位置計測手段)による複数の位置計測値、つまり、列車(自車)の検知位置の測定誤差を小さくして、列車の位置を決定する構成としているので、位置計測装置、それぞれ単体で計測するよりも列車位置を高精度に算出、検知することができる。また、衛星測距システムを使用した場合における上述したような衛星の数の影響を受けず、列車位置を高精度に算出、検知することができる。 According to the present invention, a plurality of position measurement values by a plurality of position measurement devices (position measurement means such as a satellite ranging system including a GPS receiver or a ranging system including a ranging sensor) installed in different trains In other words, since the measurement position of the train is determined by reducing the measurement error of the detection position of the train (own vehicle), the position measurement device can calculate and detect the train position with higher accuracy than measuring it alone. can do. In addition, it is possible to calculate and detect the train position with high accuracy without being affected by the number of satellites as described above when using a satellite ranging system.
以下、本発明の各実施例について図面を参照して説明する。
本実施形態では、列車を編成する先頭の第1車両、当該第1車両に連結された後続の第2車両に搭載された第1位置計測装置、第2計測位置装置をもって列車の計測位置を示す第1、第2計測位置情報と、各計測位置情報の計測誤差範囲および第1、第2位置計測装置の設置間隔を示す設置間隔情報を用いて、列車検知位置の誤差範囲を小さくする方法について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, the measurement position of the train is indicated by the first position measurement device mounted on the second vehicle following the first vehicle forming the train, the second position measurement device mounted on the second vehicle connected to the first vehicle. Method of reducing the error range of the train detection position using the first and second measurement position information, the measurement error range of each measurement position information, and the installation interval information indicating the installation interval of the first and second position measurement devices explain.
第1位置計測装置を搭載する車両は、先頭車両に限定するものではなく、どの車両でもよい。したがって、求める位置は先頭車両に限定する必要もなく、どの車両の位置を求めてもよい。
なお、同一編成の車両数が2よりも大きい場合は、第1位置計測装置および第2位置計測装置を搭載する車両は、どの車両を選択してもよい。
また、位置計測装置は、衛星測位システムを用いた場合、つまりGPS受信機を使用することを前提として説明するが、位置計測装置として、衛星測位システムに限定するものではない。
例えば、列車から標識などの予め位置がわかっている地上設備までの距離を算出することができれば、その距離とその地上設備の位置とから、列車の位置を推定することができる。
地上設備までの距離を算出する手段には、例えば、特開2008−39491号公報(特許文献2)に示すような、ステレオカメラを用いて標識までの距離を三角測量法によって計測する方法がある。地上設備までの距離の算出は、例えば、測距センサ、認識センサ、距離センサ、などを用いるとよい。
まず、図1を用いて、列車位置検知システムの構成と各構成要素の役割を説明する。
The vehicle on which the first position measurement device is mounted is not limited to the leading vehicle, and any vehicle may be used. Therefore, the position to be determined is not limited to the leading vehicle, and the position of any vehicle may be determined.
When the number of vehicles in the same formation is larger than 2, any vehicle may be selected as the vehicle on which the first position measurement device and the second position measurement device are mounted.
Further, although the position measurement device is described using the satellite positioning system, that is, using the GPS receiver, the position measurement device is not limited to the satellite positioning system.
For example, if it is possible to calculate the distance from a train to a ground facility whose position is known in advance, such as a sign, the position of the train can be estimated from the distance and the position of the ground facility.
As means for calculating the distance to the ground facility, there is a method of measuring the distance to the sign by a triangulation method using a stereo camera as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-39491 (Patent Document 2) . For calculation of the distance to the ground facility, for example, a distance measurement sensor, a recognition sensor, a distance sensor, or the like may be used.
First, the configuration of the train position detection system and the role of each component will be described using FIG. 1.
図1は、本発明の列車位置検知システムの一例を示すブロック図である。
列車位置検知システムは、第1位置計測装置11、第2位置計測装置21、記憶装置12、位置推定装置13、位置決定装置14、を有する。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a train position detection system according to the present invention.
The train position detection system includes a first
本例では、第1位置計測装置11、記憶装置12、位置推定装置13、位置決定装置14は、それぞれ先頭車両の第1車両1に搭載されている。第2位置計測装置21は、後続車両の第2車両201に搭載されている。
In this example, the first
第1位置計測装置11および第2位置計測装置21は、第1位置計測部111、第2位置計測部121を含む。
第1位置計測部111および第2位置計測部121は、例えば、周知のGPS受信機からなる。
第1位置計測部111および第2位置計測部121は、GPS受信機でなく、例えば、認識センサ、距離センサ、またはそれらの組合せなどにより構成してもよい。
The first
The first position measurement unit 111 and the second
The first position measuring unit 111 and the second
第1位置計測装置11のGPS受信機111、第2位置計測装置21のGPS受信機211は、上空を周回する衛星からのGPS信号(含緯度、経度)を受信する。
これにより、第1位置計測装置11および2位置計測装置21の現在の位置(計測位置)を計測できる。
The GPS receiver 111 of the first
Thereby, the present position (measurement position) of the 1st
第1位置計測装置11および2位置計測装置21により計測した計測位置は、第1位置計測装置11および2位置計測装置21の現在の位置であるから、第1位置計測装置および第2位置計測装置の軌道上における真の位置とには誤差がある。
一般的には、位置計測装置11、21から観測できる衛星の数が多いほど誤差が小さく、観測できる衛星の数が少ないほど誤差が大きくなる、という特性がある。
Since the measurement positions measured by the first
Generally, the error is smaller as the number of satellites that can be observed from the
記憶装置12は、設置間隔記憶部121、軌道形状記憶部122、を含む。
設置間隔記憶部121は、第1車両1に設置された第1位置計測装置11の第1GPS受信機111と第2車両2に設置された第2位置計測装置21の第2GPS受信機211の設置間隔を記憶するデータベースである。
The
The installation
軌道形状記憶部122は、列車が発車した発駅からの軌道上の移動距離に対する位置を示す情報、例えば、軌道3の各位置の緯度、経度、を含む軌道形状を記憶するものであり、また、第1位置計測装置11と第2位置計測装置21との設置間隔が軌道3に沿ってどのように移動するかの情報を記憶するデータベースである(図2参照)。
軌道3の各地点の緯度・経度は、例えば、日本国の国土地理院が公開している情報を用いて予め知ることができる。
軌道形状記憶部122のデータ構成については、後述する。
The track
The latitude and longitude of each point of the
The data configuration of the track
位置推定装置13は、第1位置推定部131、第2位置推定部132を含む。
第1位置推定部131は、第1GPS受信機111から緯度、経度を含む第1計測位置情報を受け、当該第1計測位置情報から第1車両1の軌道上の位置(図3の地点A参照)を推定する機能を有する。また、第1位置推定部131は、第1位置計測装置11のGPS受信機111が計測した計測位置を軌道に投射して軌道上の第1位置(地点A)を推定する。
投射方法としては、例えば、計測した計測位置から軌道への最小距離となる点を求める方法がある。
The
The first
As a projection method, for example, there is a method of obtaining a point which is the minimum distance from the measured measurement position to the trajectory.
第2位置計測装置132は、第2GPS受信機211から緯度、経度を含む第2計測位置情報を受け、当該第2計測位置情報から第2車両2の軌道上の位置(地点B)を推定する機能を有する。
また、第2位置推定部132は、第1GPS受信機111と第2GPS受信機121との設定間隔の分、つまり設定間隔L3だけ、第2車両2の軌道上の位置(図3の地点B参照)から、第1位置推定部131で推定した第1車両1の軌道上の位置(地点A)方向へ軌道に沿って移動した軌道上の位置(地点C)を推定する機能を有する。
The second
In addition, the second
位置決定装置14は、第1位置推定部131にて推定した軌道上の位置(地点A)と、第2位置推定部132にて推定した軌道上の位置(地点C)に基づいて、それらの間にある列車の位置(図3の地点D参照)を算出て推定、または決定する機能を有し、列車の位置(列車位置)を決定する。
列車位置を決定するする方法として、例えば、二点(地点Aと地点C)の中点を取る方法がある。列車位置定は、二点(地点Aと地点C)の中点に特定する必要はなく、二点(地点Aと地点C)の間であればよい。その詳細は後述する。
The
As a method of determining the train position, for example, there is a method of taking the midpoint between two points (point A and point C). The train positioning does not have to be specified at the midpoint between the two points (point A and point C), but may be between the two points (point A and point C). The details will be described later.
図2は、記憶装置(データベース)12における軌道形状記憶部122のデータ構成(発駅からの移動距離と緯度・経度)を示すテーブルである。
テーブルには、図示のとおり、発駅4(図3参照)からの列車の移動距離(m)、緯度(度)、経度(度)を格納する各エリア1091、1092、1093を有する。
FIG. 2 is a table showing a data configuration (moving distance from the departure station and latitude / longitude) of the track
As illustrated, the table has
次に、本実施例の方法を用いた時の、列車位置検知システムの原理について図3および図4を用いて説明する。 Next, the principle of the train position detection system when the method of the present embodiment is used will be described using FIGS. 3 and 4.
図3は、本実施の形態による方法で、二つの位置計測装置(第1、第2位置計測装置)11、21によって求めた位置から列車位置を推定した状態を示す図である。
本実施形態では、第1位置計測装置11のGPS受信機111で計測した計測位置(地点X)から、第1位置推定部131によって軌道上の位置である地点Aを算出し、推定する。
FIG. 3 is a view showing a state in which the train position is estimated from the positions obtained by the two position measurement devices (first and second position measurement devices) 11 and 21 by the method according to the present embodiment.
In the present embodiment, from the measurement position (point X) measured by the GPS receiver 111 of the first
次に、第2位置計測装置21のGPS受信機211で計測した計測位置(地点Y)から、第2位置推定部132によって軌道上の位置である地点Bを算出し、かつ、当該地点Bを設置間隔L3分、軌道3に沿って移動した位置である地点Cを計算し、推定する。
Next, from the measurement position (point Y) measured by the
そして、地点Aと地点Cの中点を地点Dとする。
地点Dは地点Aと地点Cの間であればよい。例えば、第1位置計測装置11のGPS受信機111による測定誤差(計測誤差)と第2位置計測装置21のGPS受信機211による測定誤差(計測誤差)に差がある場合には、その測定誤差の割合に応じて地点A、もしくは地点Cに近い地点を地点Dとしてもよい。
And let the middle point of the point A and the point C be a point D.
Point D may be between point A and point C. For example, if there is a difference between a measurement error (measurement error) by the GPS receiver 111 of the first
更に詳述すれば、例えば、第2位置推定部による軌道上の第2推定位置(地点C)の測定誤差が10m、第1位置推定部による軌道上の第1推定位置(地点A)の測定誤差が5mの場合には、両者の測定誤差の割合は2:1となり、その割合に応じて、推定位置(地点C)から2、推定位置(地点A)から1の割合で列車位置(地点D)を特定する。つまり、第2推定位置(地点C)より遠く、第1推定位置(地点A)に近い位置(地点D)を列車位置として特定する。 More specifically, for example, the measurement error of the second estimated position (point C) on the orbit by the second position estimation unit is 10 m, and the measurement of the first estimated position on the orbit (point A) by the first position estimation unit If the error is 5 m, the ratio of measurement error between the two is 2: 1, and according to the ratio, the train position (point) at a ratio of 2 from the estimated position (point C) and 1 from the estimated position (point A) Identify D). That is, a position (point D) which is farther than the second estimated position (point C) and close to the first estimated position (point A) is specified as the train position.
第2位置推定部による軌道上の第2推定位置(地点C)の測定誤差が5m、第1位置推定部による軌道上の第1推定位置(地点A)の測定誤差が10mの場合には、両者の測定誤差の割合は1:2となり、その割合に応じて、推定位置(地点C)から1、推定位置(地点A)から2の割合で列車位置(地点D)を特定する。
これによって、地点A、地点Cよりも誤差の小さい地点Dを算出することができ、その結果として、衛星の数や位置計測装置の種類に関係なく、列車位置をより高い精度で検知することができる。
If the measurement error of the second estimated position (point C) on the orbit by the second position estimation unit is 5 m, and if the measurement error of the first estimated position (point A) on the orbit by the first position estimation unit is 10 m, The ratio of both measurement errors is 1: 2, and according to the ratio, the train position (point D) is specified at a ratio of 1 from the estimated position (point C) and 2 from the estimated position (point A).
This makes it possible to calculate a point D having a smaller error than the points A and C. As a result, the train position can be detected with higher accuracy regardless of the number of satellites and the type of position measurement device. it can.
図4は、本実施形態による方法で、地点Bを、第1位置計測装置11と第2位置計測装置21の設置間隔(L3)分、軌道3に沿って移動した地点Cを推定する方法を示す図である。
本実施形態では、第2位置推定部132によって求めた地点Bの緯度・経度(135.030:34.580)と軌道形状記憶部122のデータベースから、発駅4(0m)から地点Bまでの移動距離L2(550m)を算出する。
FIG. 4 shows a method of estimating the point C which has moved along the
In this embodiment, from the latitude / longitude (135.030: 34.580) of the point B obtained by the second
次に、設置間隔記憶部121の設置間隔(L3)分、発駅4から地点Cまでの移動距離L5(L2+L3:770m)を移動した地点を求める。
これによって、第2位置推定部132によって求めた地点Bを軌道3に沿って設置間隔分移動した地点Cとして推定することができる。
Next, a point at which the movement distance L5 (L2 + L3: 770 m) from the departure station 4 to the point C has been moved by the installation interval (L3) of the installation
By this, it is possible to estimate the point B obtained by the second
次に、第1位置推定部131、第2位置推定部132、位置決定部141の処理の流れについて図5を用いて説明する。
Next, the process flow of the first
ステップS101:第1位置推定部131は、第1位置計測装置11のGPS受信機111が計測した位置(地点X)を軌道3に投射して軌道上の第1位置(地点A)を算出し、推定する。
Step S101: The first
ステップS102:第2位置推定部132は、第2位置計測装置が計測した位置(地点Y)を軌道3に投射して軌道上の位置(地点B)を推定する。
Step S102: The second
ステップS103:第2位置推定部132は、ステップS102で推定した軌道上の位置(地点B)を、設置間隔記憶部121から求めた設置間隔(L3)分、軌道4に沿って第1位置計測装置11の方向へ移動させた軌道上の第2位置(地点C)を推定する。
Step S103: The second
ステップS104:位置決定部141は、軌道上の第1位置(地点A)と軌道上の第2位置(地点C)から、列車の位置(地点D)を算出する。
Step S104: The
なお、本実施の形態では、ステップS101に用いる地点情報を第1位置計測装置11から、ステップS102に用いる地点情報を第2位置計測装置21から取得しているが、この方法に限定するものではなく、逆にステップS101に用いる地点情報を第2位置計測装置21から、ステップS102に用いる地点情報を第1位置計測装置11から取得してもよい。
In the present embodiment, the point information used in step S101 is acquired from the first
次に、ステップS103において、軌道上の点を軌道形状に沿って設置間隔L3分、移動させる具体的な方法について図6を用いて説明する。 Next, in step S103, a specific method of moving a point on the track along the track shape by the installation interval L3 will be described using FIG.
ステップS201:第2位置推定部132は、第2位置計測装置21を用いて算出した軌道上の地点Bの緯度・経度(図4の緯度135.030・軽度34.580)を参照する。
Step S201: The second
ステップS202:第2位置推定部132は、軌道形状記憶部122のデータベースを参照し、ステップS201で算出した軌道上の地点Bの緯度・経度から、第2位置計測装置21の発駅4からの移動距離L2(500m)を算出する。
Step S202: The second
ステップS203:第2位置推定部132は、ステップS202で求めた発駅4からの移動距離を、設置間隔記憶部121で記憶した設置間隔L3(770m−500m=270m)分、移動した時の地点Cまでの距離、つまり、発駅4から地点Cまでの移動距離L5(770m)を推定する。
Step S203: The second
発駅4から着駅4までの全ての位置についての誤差についての分散は、この方法によって小さくなり、駅間全体においては誤差を小さくすることができる。 The variance of the errors for all positions from the departure station 4 to the arrival station 4 can be reduced by this method, and the error can be reduced across stations.
なお、上述した実施形態では特に限定しなかったが、第1位置計測装置11と第2位置計測装置21では同じ衛星測位システムを使ってもよいし、それぞれ異なる衛星測位システムを使ってもよい。
第1位置計測装置11と位置計測装置21とで異なる衛星測位システムを使用すると、それぞれ誤差の確率分布が異なるため、その二点(地点C、地点A)の中点(地点D)を計算した時の分散は小さくなることが期待される。
In addition, although it did not specifically limit in embodiment mentioned above, the same satellite positioning system may be used by the 1st
When different satellite positioning systems are used for the first
以上述べた実施例によれば、第1車両1に搭載した第1位置計測部111、第1位置推定部131などで求めた軌道上の地点Aと、第2車両に搭載した第2位置計測部211、第2位置推定部132などで求めた軌道上の地点Bを設置間隔L3分、軌道3に沿って移動して求めた軌道上の地点Cに基づいて列車位置(地点D)を決定することによって、駅間全体では誤差の小さい位置を算出することができ、位置計測精度を向上させることができる。その結果として、列車の位置を高精度に検知することができる。
According to the embodiment described above, the point A on the track obtained by the first position measurement unit 111 and the first
本実施例は、実施例1における第1位置計測装置11および第2位置計測装置21にそれぞれGPS受信機を用いた場合における第1位置推定部131、第2位置推定部132、位置決定部141において、列車位置を検知する例を示すものである。基本的には、実施例1と同一であるので、同一部分には同一符号を付して、その詳細説明は省略し、実施例1と相違する動作のみ説明する。
In this embodiment, the first
図7は、本発明の実施例2の形態における列車位置検知システムの構成を示す図である。
記憶装置12は、GPS受信機設置間隔記憶部121’、軌道形状記憶部122、GPS誤差記憶部123を有する。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a train position detection system according to an embodiment of the present invention.
The
GPS受信機設置間隔記憶部121’は、後続車両である第1車両1に設置された第1GPS受信機111と先頭車両である第2車両2に搭載された第2GPS受信機211の各設置位置の設置間隔L3を記憶する。
The GPS receiver installation
軌道形状記憶部122は、軌道3の各位置の緯度、経度を含む軌道形状を記憶する。
GPS誤差記憶部123は、衛星測位システムを利用する場合におけるGPSの最大誤差を記憶する。
The trajectory
The GPS
第1車両1設置した第1位置推定部131は、第1GPS受信機111からの緯度、経度とGPS受信機記憶部123における第1GPS受信機111の設置位置とGPS誤差記憶部125におけるGPSの最大誤差とから第1GPS受信機111の位置を推定する機能を有する。
The first
第2車両1設置した第2位置推定部132は、第1GPS受信機111からの緯度、経度と路線形状記憶部124における線路形状とGPS誤差記憶部125における最大誤差とから第2GPS受信機211の位置を推定する機能を有する。
The second
位置決定部141は、GPS受信機記憶部123における第1GPS受信機111の位置と、GPS受信機記憶部123における第2GPS受信機211の位置と、第1GPS受信機111と第2GPS受信機211との設置間隔とから列車の位置を特定する機能を有する。
The
以上の実施例によれば、位置計測装置としてGPS受信機を利用した場合における上述した技術課題である計測位置の誤差範囲を小さくすることができる。つまり、GPSの誤差情報からGPS受信機の誤差情報およびGPS受信機の設置間隔と軌道形状などの情報によって、制約を加えることで、誤差範囲を絞り、計測位置の誤差を小さくすることができる。その結果として、列車の位置を高精度に検知することができる。 According to the above embodiment, it is possible to reduce the error range of the measurement position, which is the above-mentioned technical problem when using a GPS receiver as the position measurement device. That is, the error range can be narrowed and the error of the measurement position can be reduced by adding constraints from the error information of the GPS based on the error information of the GPS receiver and the information such as the installation interval of the GPS receiver and the trajectory shape. As a result, the position of the train can be detected with high accuracy.
また、上述した各実施例において、列車位置の検知をGPSによって緯度、経度(絶対位置)を取得するのでなく、認識センサを利用して駅からの相対距離を求めることにより、GPSが不能の区間でも自車位置を高精度で検知することができる。
また、第1または第2位置計測装置にGPS受信機を使用し、第2または第1位置計測装置に距離センサを使用し、それらの論理和を取ることで誤差を低減することができる。
Also, in each of the above-described embodiments, the GPS position can not be detected by obtaining the relative distance from the station using a recognition sensor instead of acquiring the latitude and longitude (absolute position) by GPS for detection of the train position. However, it is possible to detect the vehicle position with high accuracy.
Further, it is possible to reduce an error by using a GPS receiver for the first or second position measurement device, using a distance sensor for the second or first position measurement device, and taking their logical sum.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。 The present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. In addition, with respect to a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add, delete, and replace other configurations. Further, each configuration, function, etc. described above may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and the like for realizing each function can be placed in a memory, a hard disk, a recording device such as a solid state drive (SSD), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
1、2 車両
11、21 位置計測装置
111、211 位置計測部(含GPS受信機)
12 記憶装置
121 設置間隔記憶部
121’ GPS受信機設置間隔記憶部
122 軌道形状記憶部
13 位置推定装置
131、132 位置推定部
14 位置決定装置
141 位置決定部
1, 2
12
Claims (10)
前記列車を編成する第1車両に設置された第1位置計測装置と、前記第1位置計測装置は、前記列車の車両の位置を計測する第1位置計測部の計測位置を示す第1計測位置情報を出力し、
前記第1車両とは異なる第2車両に設置された第2位置計測装置と、前記第2位置計測装置は、前記列車の車両の位置を計測する第2位置計測部の計測位置を示す第2計測位置情報を出力し、
前記第1位置計測装置と前記第2位置計測装置の前記軌道に沿った設置間隔を記憶する設置間隔記憶部と、
前記軌道の各位置を示す位置情報を含む軌道形状を記憶する軌道形状記憶部と、
前記第1位置計測装置で計測した第1計測位置情報から前記第1車両の、軌道上の第1位置を推定する第1位置推定部と、
前記第2位置計測装置で計測した第2計測位置情報から前記第2車両の、軌道上の第2位置を推定し、当該推定した第2位置から前記第1位置推定部で推定した第1位置方向へ、前記軌道に沿って、前記設置間隔の分だけ移動した前記第2車両の、軌道上の移動位置を推定する第2位置推定部と、
前記第1位置推定部で推定した第1位置と、前記第2位置推定部で推定した移動位置とを用いて、前記第1位置と前記移動位置との間の何れかの位置を前記列車の位置として決定する位置決定部
を備えることを特徴とする列車位置検知システム。 A train position detection system for detecting a position of a train formed by connecting a plurality of vehicles traveling on a predetermined track, the train position detection system comprising:
A first position measuring device installed in a first vehicle forming the train, and a first measurement position indicating a measurement position of a first position measuring unit that measures a position of a vehicle of the train Output information,
A second position measurement device installed in a second vehicle different from the first vehicle, and the second position measurement device indicates a measurement position of a second position measurement unit that measures the position of the vehicle of the train. Output measurement position information,
An installation interval storage unit that stores installation intervals of the first position measurement device and the second position measurement device along the track;
A track shape storage unit that stores track shapes including position information indicating each position of the track;
A first position estimation unit configured to estimate a first position of the first vehicle on a track from first measurement position information measured by the first position measurement device;
The second position of the second vehicle on the track is estimated from the second measurement position information measured by the second position measurement device, and the first position estimated by the first position estimation unit from the estimated second position A second position estimating unit configured to estimate a moving position on the track of the second vehicle moved in the direction along the track by the installation interval;
By using the first position estimated by the first position estimation unit and the movement position estimated by the second position estimation unit, any position between the first position and the movement position can be A train position detection system comprising: a position determination unit which determines a position.
前記第1位置計測装置と前記第2位置計測装置のいずれか一方、または両方が衛星測位システムに対応するGSP受信機を含む衛星測位システムであり、当該衛星測位システムを用いて前記車両の位置を推定する
ことを特徴とする列車位置検知システム。 In the train position detection system according to claim 1,
A satellite positioning system including a GSP receiver in which one or both of the first position measuring device and the second position measuring device correspond to a satellite positioning system, and the position of the vehicle is determined using the satellite positioning system. A train position detection system characterized by estimating.
前記第1位置計測装置と前記第2位置計測装置のいずれか一方、または両方が、前記列車の測距センサを含み、予め位置がわかっている地上設備までの距離を計測する測距システムであり、
前記位置決定部は、前記測距センサにて測距した距離と前記地上設備の位置とから、前記車両の位置を決定する
ことを特徴とする列車位置検知システム。 In the train position detection system according to claim 1,
One or both of the first position measuring device and the second position measuring device includes a distance measuring sensor of the train, and measures a distance to a ground facility whose position is known in advance. ,
The said position determination part determines the position of the said vehicle from the distance distance-measured by the said ranging sensor, and the position of the said ground installation. The train position detection system characterized by the above-mentioned.
前記位置決定部が、前記第1位置推定部で推定した位置と、前記第2位置推定部で推定した移動位置の中点を計算し、前記列車の位置を決定する
ことを特徴とする列車位置検知システム。 In the train position detection system according to claim 1,
The position of the train is determined by calculating the midpoint between the position estimated by the first position estimation unit and the movement position estimated by the second position estimation unit, and determining the position of the train. Detection system.
前記位置決定部が、前記第1位置と前記移動位置との間において、前記第1位置計測装置の測定誤差と前記第2位置計測装置の測定誤差の割合に応じて、前記列車の位置を決定する
ことを特徴とする列車位置検知システム。 In the train position detection system according to claim 1,
The position determination unit determines the position of the train according to the ratio of the measurement error of the first position measuring device and the measurement error of the second position measuring device between the first position and the movement position. A train position detection system characterized by
第1車両に設置した第1GPS受信機と、前記第1GPS受信機は、当該第1GPS受信機の計測位置を示す緯度と経緯を計測するものであり、
第2車両に設置した第2GPS受信機と、前記第2GPS受信機は、当該第1GPS受信機の計測位置を示す緯度と経緯を計測するものであり、
前記第1GPS受信機と前記第2GPS受信機の設置位置との設置間隔を記憶するGPS受信機設置間隔記憶部と、
前記軌道の各位置の緯度、経度を含む軌道形状を記憶する軌道形状記憶部と、
複数のGPSの最大誤差を記憶するGPS誤差記憶部と、
前記第1GPS受信機からの緯度、経度と前記第1GPS受信機の設置位置と前記軌道形状、と前記GPSの最大誤差とから前記第1GPS受信機の位置を推定する第1位置推定部と、
前記第2GPS受信機からの緯度、経度と前記第2GPS受信機の設置位置と前記軌道形状と前記複数のGPSの最大誤差とから前記第2GPS受信機の位置を推定する第2位置推定部と、
前記第1GPS受信機の位置と前記第2GPS受信機の位置および前記第1GPS受信機と前記第2GPS受信機の設置位置との設置間隔とから前記車両の位置を決定する位置決定部
を備える列車位置検知システム。 A train position detection system for detecting a position of a train formed by connecting a plurality of vehicles traveling on a predetermined track, the train position detection system comprising:
The first GPS receiver installed in the first vehicle and the first GPS receiver measure latitude and history indicating the measurement position of the first GPS receiver,
The second GPS receiver installed in the second vehicle and the second GPS receiver measure latitude and history indicating the measurement position of the first GPS receiver,
A GPS receiver installation interval storage unit storing an installation interval between the first GPS receiver and the installation position of the second GPS receiver;
An orbit shape storage unit that stores an orbit shape including latitude and longitude of each position of the orbit;
GPS error storage unit that stores the maximum errors of multiple GPSs,
A first position estimation unit configured to estimate the position of the first GPS receiver from the latitude and longitude from the first GPS receiver, the installation position of the first GPS receiver, the orbit shape, and the maximum error of the GPS;
A second position estimation unit for estimating the position of the second GPS receiver from the latitude and longitude from the second GPS receiver, the installation position of the second GPS receiver, the orbit shape, and the maximum error of the plurality of GPSs;
A train position including a position determination unit that determines the position of the vehicle from the position of the first GPS receiver, the position of the second GPS receiver, and the installation interval between the first GPS receiver and the installation position of the second GPS receiver Detection system.
前記第1位置推定部は、
前記第1GPS受信機で計測した緯度、経度から前記第1車両の、軌道上の第1位置を推定し、
前記第2位置推定部は、
前記第2GPS受信機で計測した緯度、経度から前記第2車両の、軌道上の第2位置を推定し、当該推定した第2位置から前記第1位置推定部で推定した第1位置方向へ、前記軌道に沿って、前記設置間隔の分だけ移動した前記第2車両の、軌道上の移動位置を推定し、
前記位置決定部は、
前記第1位置推定部で推定した位置と、前記第2位置推定部で推定した移動位置の中点を計算し、前記列車の位置を決定する
ことを特徴とする車位置検知システム。 In the train position detection system according to claim 6,
The first position estimation unit
Estimating a first position of the first vehicle on the track from the latitude and longitude measured by the first GPS receiver;
The second position estimation unit
The second position on the track of the second vehicle is estimated from the latitude and longitude measured by the second GPS receiver, and from the estimated second position to the first position direction estimated by the first position estimation unit, Estimating a moving position on the track of the second vehicle moved by the installation interval along the track;
The position determination unit
A vehicle position detection system, comprising: calculating a middle point between the position estimated by the first position estimation unit and the movement position estimated by the second position estimation unit to determine the position of the train.
前記第1位置推定部は、
前記第1GPS受信機で計測した緯度、経度から前記第1車両の、軌道上の第1位置を推定し、
前記第2位置推定部は、
前記第2GPS受信機で計測した緯度、経度から前記第2車両の、軌道上の第2位置を推定し、当該推定した第2位置から前記第1位置推定部で推定した第1位置方向へ、前記軌道に沿って、前記設置間隔の分だけ移動した前記第2車両の、軌道上の移動位置を推定し、
前記位置決定部は、前記第1位置と前記移動位置との間において、第1GPS受信機の測定誤差と前記第2GPS受信機の測定誤差の割合に応じて、前記列車の位置を決定する
ことを特徴とする列車位置検知システム。 In the train position detection system according to claim 6,
The first position estimation unit
Estimating a first position of the first vehicle on the track from the latitude and longitude measured by the first GPS receiver;
The second position estimation unit
The second position on the track of the second vehicle is estimated from the latitude and longitude measured by the second GPS receiver, and from the estimated second position to the first position direction estimated by the first position estimation unit, Estimating a moving position on the track of the second vehicle moved by the installation interval along the track;
The position determination unit determines the position of the train according to a ratio of a measurement error of a first GPS receiver and a measurement error of the second GPS receiver between the first position and the movement position. Train position detection system that features.
前記列車を編成する第1車両に設置された第1位置計測装置の計測位置を計測するステップと、
前記第1車両とは異なる第2車両に設置された第2位置計測装置の計測位置を計測するステップと、
前記第1位置計測装置と前記第2位置計測装置の前記軌道に沿った設置間隔を記憶するステップと、
前記軌道の各位置を示す位置情報を含む軌道形状を記憶するステップと、
前記第1位置計測装置で計測した第1計測位置情報から前記第1車両の、軌道上の第1位置を推定する第1位置推定ステップと、
前記第2位置計測装置で計測した第2計測位置情報から前記第2車両の、軌道上の第2位置を推定し、かつ、当該推定した第2位置から前記第1位置推定ステップで推定した第1位置方向へ、前記軌道に沿って、前記設置間隔の分だけ移動した前記第2車両の、軌道上の移動位置を推定する第2位置推定ステップと、
前記第1位置推定ステップで推定した第1位置と、前記第2位置推定ステップで推定した移動位置とを用いて、前記第1位置と前記移動位置との間の何れかの位置を前記列車の位置として決定する位置決定ステップと、
を備えることを特徴とする列車位置検知方法。 A train position detection method for detecting a position of a train formed by connecting a plurality of vehicles traveling on a predetermined track, the train position detection method comprising:
Measuring a measurement position of a first position measurement device installed in a first vehicle forming the train;
Measuring a measurement position of a second position measurement device installed in a second vehicle different from the first vehicle;
Storing an installation interval along the track of the first position measuring device and the second position measuring device;
Storing an orbit shape including position information indicating each position of the orbit;
A first position estimation step of estimating a first position of the first vehicle on a track from the first measurement position information measured by the first position measurement device;
The second position on the track of the second vehicle is estimated from the second measurement position information measured by the second position measurement device, and the second position estimated in the first position estimation step from the estimated second position A second position estimating step of estimating a moving position on the track of the second vehicle moved in one position direction along the track by the installation interval;
Using the first position estimated in the first position estimation step and the movement position estimated in the second position estimation step, any position between the first position and the movement position is A positioning step to determine as a position;
A train position detection method comprising:
前記第1位置推定ステップは、
前記第1GPS受信機で計測した緯度、経度から前記第1車両の、軌道上の第1位置を推定し、
前記第2位置推定ステップは、
前記第2GPS受信機で計測した緯度、経度から前記第2車両の、軌道上の第2位置を推定し、かつ、当該推定した第2位置から前記第1位置推定ステップで推定した第1位置方向へ、前記軌道に沿って、前記設置間隔の分だけ移動した前記第2車両の、軌道上の前記移動位置を推定し、
前記位置決定ステップは、
前記第1位置と前記移動位置との間において、前記第1位置計測装置の測定誤差と前記第2位置計測装置の測定誤差の割合に応じて、前記列車の位置を決定する
ことを特徴とする列車位置検知方法。 In the train position detection method according to claim 9,
In the first position estimation step,
Estimating a first position of the first vehicle on the track from the latitude and longitude measured by the first GPS receiver;
In the second position estimation step,
The second position on the track of the second vehicle is estimated from the latitude and longitude measured by the second GPS receiver, and the first position direction estimated in the first position estimation step from the estimated second position Estimating the traveling position on the track of the second vehicle moved along the track by the installation interval,
The position determination step
The position of the train is determined according to the ratio of the measurement error of the first position measuring device and the measurement error of the second position measuring device between the first position and the movement position. Train position detection method.
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