JP3841529B2

JP3841529B2 - 地上列車間無線伝送システム

Info

Publication number: JP3841529B2
Application number: JP28993497A
Authority: JP
Inventors: 秀行川瀬; 有二竹村; 剛志中川; 重秋藤野
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Kokusai Electric Corp
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2017-10-22
Also published as: JPH11124035A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駅のプラットホームにおける乗客の状況を、テレビジョン画像により把握確認し、列車の安全運行が図れるようにしたシステムに係り、特に列車内にプラットホームの映像を表示させるようにした車上テレビジョンシステムのための地上列車間無線伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホーム(プラットホーム)に列車が到達又は出発しようとしたとき、或いは列車が通過しようとしたときなどでの乗客の安全確保には、ホームにおける乗客の状況把握が不可欠であり、このため、従来から、テレビジョン装置を用いて駅ホームの画像を表示させ、列車乗務員(車掌)又は駅務員(駅員)による乗客状況の確認が行えるようにした安全確認用の画像システムが用いられている。
【０００３】
しかして、近年、さらに、列車に搭載した画像モニタ、すなわち車上の画像モニタを用い、走行中、及び停車中の列車内でもホームの画像を観察し、安全確認が行われるようにしたシステムが使用されるようになってきた。
【０００４】
ところで、このときでの列車側での画像表示のためには、ホーム、つまり地上側から列車に画像信号を伝送する必要があり、このため地上側に設置した無線送信機と列車に搭載した無線受信機とを用い、無線により画像信号を伝送するシステムが用いられており、以下、このシステムについて、図３により説明する。
【０００５】
この図３において、１は送信機(無線送信機)、３は受信機(無線受信機)、４は列車、５は列車線路のホーム側車線、６はホーム、そして７は列車線路の本線側車線である。なお、Ｐは架線柱である。
【０００６】
そして、列車４は、図の左側側からホーム側車線５に進入して来るようになっており、ここで、▲１▼はホーム６の後端位置(列車進入側の端部)、▲２▼はホーム６の先端位置(列車出発側の端部)、▲３▼は送信機１の設置位置をそれぞれ表す。
【０００７】
送信機１は、例えば送信周波数４４ＧＨｚ、出力１００ｍＷ定格のもので、例えばホーム６の先端位置▲２▼から約６００ｍ前方の位置▲３▼の線路の中心から３ｍ外側に設置されており、ホーム６に設置されているテレビジョンカメラ(図示してない)で、ホーム６の、図では下側、つまり列車４が進入してくる側に重点をおいて撮像した画像信号を送信する働きをする。
【０００８】
受信機３は、受信周波数４４ＧＨｚのもので、列車４の先頭車両に設置され、列車の前方からの電波を受信するアンテナを備え、これにより受信した画像信号を列車内の車掌室などに設置されている画像モニタに供給し、列車側でのホーム画像の観察を可能にする働きをする。
【０００９】
なお、架線柱Ｐは、電気鉄道用の架線を保持する柱で、ここでは、ホーム６の先端位置▲２▼から、送信機１の設置位置▲３▼までの間の見通し内にある物体を代表して表したものである。
【００１０】
送信機１は、常時、ホーム６の画像を送信しているので、図の左側から走行してきた列車４がホーム６に接近してくると、送信機１による送信信号が受信機３で受信され始めるようになり、これにより、列車４内にある画像モニタでは、列車４がホーム６に進入する前からホーム画像の表示が得られると共に、列車４がホーム６を出発し始めてからも、しばらくの間は、列車内でホームの画像がモニタできるようになる。
【００１１】
従って、この図３のシステムによれば、画像モニタによる安全確認が、ホーム６に列車４が進入する前から出発した後までの間にわたって、列車４の乗務員によっても行えることになり、より一層の安全確保が図れることになる。
【００１２】
ところで、このようなシステムでは、上記したように、列車４がホーム６に進入する前から、出発した後も、しばらくの間は、列車内での画像モニタを要するため、この間は、送信機１による電波の電界強度があまり低下しないように、システムを構築するのが望ましい。
【００１３】
つまり、列車４がホーム６に出入りするとき、その前後の区間も含めて連続的に地上と列車間での通信を確保する必要がある。
そして、このため、図３の場合には、この通信可能範囲として、列車４の先頭車両が、ホーム車線５からホーム６に進入し始めた位置▲１▼の近傍から、ホーム６から６００ｍの地点にある送信機１の設置位置▲３▼の近傍までとなっている。
【００１４】
しかしながら、このような搬送周波数がマイクロ波以上の周波数帯になるシステムの場合は、電波の直進性が強くなるため、送信機１と列車４の受信アンテナとが見通し外になると、急激な電界強度の低下を生じてしまい、例えば電波伝播経路の見通し内に、図３に示す架線柱Ｐなどの障害物が存在した場合には、受信機４での著しい受信レベルの低下が現われて、実用性に問題を生じてしまう。
【００１５】
例えば、図３のシステムのように、送信周波数４４ＧＨｚ、出力１００ｍＷの送信機を用い、これをホーム６の先端位置▲２▼から６００ｍ前方の位置▲３▼に設置した場合、ホーム６の先端位置▲２▼から６０ｍ後退した位置、すなわち、送信機１から６６０ｍの位置での受信レベルを測定してみると、本線７上では−３８ｄＢｍあるが、ホーム車線５上では−５０ｄＢｍになり、受信レベル差は１２ｄＢｍにも達する。
【００１６】
これは、ホーム車線５と送信機１の間には架線柱Ｐが存在するためであり、従って、この場合、この図３のシステムでは、図示のように、列車４がホーム車線５側に入ったときには必要な受信レベルが保てず、正常な画像が得られないことになる。
【００１７】
そこで、従来のシステムでは、このような場合には、図４に示すように、送信機１の外に、もう１台の送信機を用い、第２の送信機２をホーム６の先端位置▲２▼の近傍に設置し、２台の送信機１、２の双方から送信するようにしていた。
【００１８】
この場合には、列車４がホーム車線５に進入したときは、送信機２からの電波により画像モニタを行い、列車４が本線７に戻った後は送信機１からの電波を受信して画像モニタを行うことができるので、架線柱Ｐなどの障害物の影響を受けず、常に確実に安全を確認することができる。
【００１９】
ところで、この図４に示した従来のシステムでは、２台の送信機１、２として同一送信周波数の送信機を用いたのでは電波に干渉を生じ、正しい作動が得られなくなるので、異なった送信周波数とし、これに応じて、受信機３として、２種の周波数の受信が常時可能なもの、或いは２台の受信機を用い、受信レベルが大きい方の信号を使用して画像モニタを行うようにしている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、列車搭載機器の小型化についての配慮がされているとは言えず、受信機搭載スペース確保の点で問題があった。
【００２１】
すなわち、従来技術では、２台の周波数を異にする送信機が用いられ、これに応じて、列車に搭載すべき受信設備にも、これら２種の異なった周波数の電波を受信する機能を有するものを用いなければならなくなり、この結果、受信機の小型化が困難になって、受信機搭載スペース確保の点で問題が生じてしまうのである。
【００２２】
本発明の目的は、受信機の機能拡大を要せず、容易に小型化の保持が図れるようにした地上列車間無線伝送システムを提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、プラットホームから列車走行方向に沿って所定距離離れた位置に設置した第１の送信機と、該第１の送信機と上記プラットホームの間で、該プラットホームから近傍の位置に設置した第２の送信機とを備え、これら第１と第２の送信機により、プラットホーム近傍の画像信号を列車に伝送するようにした地上列車間無線伝送システムにおいて、上記第１の送信機の近傍に設置した第１の列車検出器と、上記第２の送信機の近傍に設置した第２の列車検出器とを設け、上記第２の送信機が送信動作状態で上記第１の送信機が送信停止状態にあるときを第１の動作モードとし、上記第１の送信機が送信動作状態で上記第２の送信機が送信停止状態にあるときを第２の動作モードとした上で、上記第２の列車検出器により列車が検出されたとき、上記第１の動作モードから上記第２の動作モードに切換わり、上記第１の列車検出器により列車が検出されたとき、上記第１の動作モードに復帰するようにして達成される。
【００２５】
第１と第２の送信機を備えてはいるが、実際に送信動作状態になるのは、常に一方の送信機だけなので、電波干渉の虞れなく、２台の送信機とも同一の送信周波数を用いることができ、この結果、列車に搭載される受信機は、一種の周波数の受信機能を有するだけで済み、このため大型化の虞れが無く、受信機搭載スペース確保の点での問題は生じない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による地上列車間無線伝送システムについて、図示の実施形態により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態で、図において、８、９は列車検出器であり、その他は、送信機１、２が、例えば４４ＧＨｚの同一の送信周波数である点を除いて、図４で説明した従来技術と同じである。なお、ここでは、送信機１を第１の送信機と定義し、送信機２は第２の送信機と定義する。
【００２７】
列車検出器８、９は、前述の如く、それぞれ第１の送信機１と第２の送信機２のから所定距離手前の位置に設置された、例えば光電検知方式、電磁検知方式など、周知の近接スイッチと類似の機能を持つもので構成され、その設置位置の近傍に列車が存在しているか否かを検出して、所定の検出信号を発生する働きをする。
【００２８】
なお、ここでも、列車検出器８を第１の列車検出器と定義し、列車検出器９は第２の列車検出器と定義する。
そして、これら列車検出器８、９による検出信号は、図２に示すように、制御部１０に取り込まれ、送信機１、２の送信と停止の制御に使用されるようになっている。
【００２９】
次に、この図２に示した制御部１０による送信機１、２の制御について説明する。
まず、次に、これら第１の送信機と第２の送信機の動作状態について、以下のＡとＢの通りのモードを定義する。
【００３０】
Ａ
まず、第１の送信機１が停止状態で、第２の送信機２が送信動作状態に制御されているときを第１の動作モードと定義する。
Ｂ
次に、第１の送信機１が送信動作状態で、第２の送信機２が停止状態にされているときを第２の動作モードと定義する。
【００３１】
このとき、この実施形態では、制御部１０は、送信機１、２の電源のオンオフにより、これらを送信動作にするか、送信動作を停止させるかの制御を遂行するように構成してあるので、第１の動作モードでは、第１の送信機１の電源はオフで、第２の送信機２の電源はオンされることになり、第２の動作モードでは、
反対に、第１の送信機１の電源がオンで、第２の送信機２の電源がオフされることになる。
【００３２】
そして、制御部１０は、まず、システムが動作可能状態に立ち上げられたときの初期状態では、第１の動作モードになるように、構成されている。
次に、この制御部１０は、列車検出器８、９の検出結果に応じて、これら第１の動作状態と第２の制御状態の何れかを選択する制御を実行する。
なお、このとき、これらの送信機１、２は、上記したように、何れも同一の送信周波数、例えば４４ＧＨｚの送信機で構成されているものである。
【００３３】
図１に戻り、まず、第１の送信機１の電波輻射方向は本線７を指向し、その設置位置▲３▼は、ホーム６の先端位置▲２▼から列車４の長さ＋αとしてある。
ここで、このαは、送信機１からの電波を受信機３で良好に受信できる最短距離であり、通常、１００ｍ〜２００ｍ程度が必要であると考えられるので、列車４の長さが例えば４００ｍのときは、位置▲２▼から位置▲３▼までの距離は６００ｍとなる。
【００３４】
次に、第２の送信機２の電波輻射方向はホーム車線５を指向し、その設置位置▲２▼’は、ホーム６の先端位置▲２▼から長さβだけ離れた近傍の位置にしてある。
ここで、この長さβとしては、上記αと同様の理由で、列車４がホーム車線５上にあるとき、この第２の送信機２からの電波が、受信機３で受信できるようにする必要があるため、ホーム車線５が直視できる位置、つまり、通常はホーム車線５と本線７が交わるポイントの後方の線路脇となり、この場合には、長さβとして２００ｍが用いられている。
【００３５】
そこで、いま、列車４の走行方向が、図１の左側から右側に向う方向であるとし、この状態で列車４が位置▲１▼に接近してきたとすると、上記したように、初期状態では第１の動作モードになっているので、列車４の受信機３では、第２の送信機２から送信されている電波を受信し、車上の画像モニタには、ホーム６で撮像された画像が表示される。
【００３６】
この第２の送信機２は、上記したように、ホーム車線５上に指向していて、しかも、このとき、ホーム車線５上にある列車４との間には、図示のように、何も障害物がなく、完全な見通し内にあるので、列車４がホーム６に進入して位置▲２▼に達するまでの間、必要充分な受信レベルのもとで、車上の画像モニタに明瞭な画像表示を得ることができる。
【００３７】
一方、このときは、第１の送信機１からの電波の送信は停止されているので、これらの送信機１、２の送信周波数が同じでも、電波干渉が生じる虞れは全く無く、従って、列車４に搭載された受信機３として、２種の受信周波数の受信が可能なものを用いたり、２台の受信機を用いたりする必要は無い。
【００３８】
次に、列車４の先頭車両ホームの先端位置▲２▼を越えて進み、ホーム車線５と本線７が交わるポイント付近に設置された第２の列車検出器９の近傍に接近したとすると、この列車検出器９が作動して列車検出信号を発生し、それを制御部１０に供給する。
そこで、制御部１０は、この時点で、送信機１、２の動作状態を、これまでの第１の動作モードから第２の動作モードに切換える。
この結果、今度は、第１の送信機１から電波が送信され、他方、第２の送信機２は電源がオフされてしまう。
【００３９】
このときは、列車４は、位置▲２▼を越えて、ホーム車線５から本線７に進入してきているので、今度は第１の送信機１から送信された電波により、充分なレベルでの受信が得られるようになり、これにより、車上の画像モニタには、引き続きホーム６の画像表示が明瞭に得られることになる。
【００４０】
そして、この状態は、この第１の送信機１が、本線７上に指向されていることにより、障害物である架線柱Ｐの存在にもかかわらず、その後、列車４が第１の列車検出器８の設置位置に至るまでの間、継続されることになり、この結果、列車側での安全確認を充分に得ることができる。
【００４１】
また、このときは、第２の送信機２からの電波の送信は停止されているので、これらの送信機１、２の送信周波数が同じでも、やはり電波干渉が生じる虞れは全く無く、列車４に搭載された受信機３として、２種の受信周波数の受信が可能なものを用いたり、２台の受信機を持ちいたりする必要も、やはり無い。
【００４２】
次いで、この後、列車４が第１の列車検出器８の設置位置の近傍に達したとすると、今度は、第１の列車検出器８が作動して列車検出信号を発生し、それが制御部１０に供給される。そこで、制御部１０は、この時点で、今度は、これまでの第２の動作モードから第１の動作モードに切換え、第１の送信機１が停止し、第２の送信機２から電波が送信されている状態に復帰させる。
この結果、このシステムは初期状態に戻り、次の列車の到来に備えた待期状態になる。
【００４３】
従って、この実施形態によれば、第１の送信機１と第２の送信機２を備え、これにより、ホーム６の手前から、その先まで列車４が移動するまでの間、常に確実な映像信号の伝送に必要な通信状態が保てるようにしたにもかかわらず、電波干渉の虞れなく、２台の送信機とも同一の送信周波数を用いることができ、この結果、列車に搭載される受信機３として、一種の周波数の受信機能を有するもので済み、このため大型化の虞れが無く、受信機搭載スペースを容易に確保することができる。
【００４４】
次に、この実施形態での、モード切換タイミングについて説明する。
上記したように、列車４がホーム６の手前から先まで移動する間、常に必要とする受信レベルを保つためには、第１の動作モードから第２の動作モードに切換えるタイミングを適切に選ぶ必要がある。
【００４５】
つまり、列車４の移動に伴って、第２の送信機２からの電波による受信レベルが実用限界以下になる前に切換えなければならない。
そして、この切換タイミングは、理想的には以下の通りになる。
すなわち、列車４が第２の送信機２に近づくにしたがって、第２の送信機２による受信レベルは低下してゆき、第１の送信機１による受信レベルは上昇してゆくが、この過程で双方の受信レベルが等しくなったときが、理想的な切換タイミングである。
【００４６】
そこで、このためには、第２の列車検出器９の設置位置を適切に選択してやればよく、列車４の連結長さや走行速度などにもよるが、一例として、列車ホーム６から見て、第２の送信機２から５０ｍから１００ｍ手前になるようにしてやれば良い。
【００４７】
また、第２の列車検出器９の設置位置だけでは無く、或いはそれに加えて、検出信号の発生時点からモード切換時点までの時間遅延を調整してやるようにしても良い。
【００４８】
なお、以上の実施形態では、第２の動作モードから第１の動作モードに復帰するタイミングを得るのに第１の列車検出器８を用いているが、第２の列車検出器９による列車検出時点から所定時間経過後を第２の動作モードから第１の動作モードに復帰するタイミングとしても良く、この場合には、第１の列車検出器８は不要になる。
【００４９】
ところで、鉄道設備では、一般に列車運行用の信号システムを備えているのが通例であり、この場合には、例えば軌道回路などにより列車の在線位置情報が検出されている。
そこで、このような鉄道設備に本発明を適用した実施形態では、上記した在線位置情報を用いて列車を検出することができ、従って、この実施形態によれば、列車検出器は一切不要にできる。
【００５０】
さらに、上記実施形態では、送信機が２台の場合について説明したが、本発明は、送信機の個数が２台に限られるわけではなく、必要な範囲にわたって、３台以上の送信機を順次設置し、列車位置に応じて順次、送信状態に切換えて行くようにしてもよいことはいうまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、複数台の送信機を備え、これにより、ホームの手前から、その先までの広い範囲に列車が移動するまでの間、常に確実な映像信号の伝送に必要な通信状態が保てるようにしたにもかかわらず、電波干渉の虞れなく、全ての送信機に同一の送信周波数を用いることができ、この結果、列車に搭載される受信機として、一種の周波数の受信機能を有するもので済み、このため大型化の虞れが無く、受信機搭載スペースを容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による地上列車間無線伝送システムの一実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明による地上列車間無線伝送システムの一実施形態における制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】地上列車間無線伝送システムの従来技術の一例を示す説明図である。
【図４】地上列車間無線伝送システムの従来技術の他の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１第１の送信機
２第２の送信機
３受信機
４列車
５ホーム車線
６ホーム(プラットホーム)
７本線
８第１の列車検出器
９第２の列車検出器
１０制御部

Claims

プラットホームから列車走行方向に沿って所定距離離れた位置に設置した第１の送信機と、該第１の送信機と上記プラットホームの間で、該プラットホームから近傍の位置に設置した第２の送信機とを備え、これら第１と第２の送信機により、プラットホーム近傍の画像信号を列車に伝送するようにした地上列車間無線伝送システムにおいて、
上記第１の送信機の近傍に設置した第１の列車検出器と、
上記第２の送信機の近傍に設置した第２の列車検出器とを設け、
上記第２の送信機が送信動作状態で上記第１の送信機が送信停止状態にあるときを第１の動作モードとし、上記第１の送信機が送信動作状態で上記第２の送信機が送信停止状態にあるときを第２の動作モードとした上で、
上記第２の列車検出器により列車が検出されたとき、上記第１の動作モードから上記第２の動作モードに切換わり、上記第１の列車検出器により列車が検出されたとき、上記第１の動作モードに復帰するように構成したことを特徴とする地上列車間無線伝送システム。