JP4845925B2

JP4845925B2 - 情報伝送装置

Info

Publication number: JP4845925B2
Application number: JP2008129072A
Authority: JP
Inventors: 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: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: JP2009278805A

Description

この発明は、無電源地上子にＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグを使用して列車で地上情報を読み取る情報伝送装置、特に車上送受信装置の故障発見の確実化と迅速化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、トランスポンダを利用した情報伝送装置が特許文献１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２０に、図５（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２１ａ，２１ｂ，２１ｃを配置し、図５（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２１ａ〜２１ｃ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２１ａ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２１ｂ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２１ｃ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て、判定した結果を地上子２０の情報送信用アンテナから車上子に送信している。

特開平１０−２６４８１４号公報

特許文献１に示すように、トランスポンダ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とともに車上の送受信装置の故障を迅速に発見してフェールセーフ化を図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地上装置と、列車に搭載され、前記地上装置からの情報を受信する情報送受信装置と車上アンテナを有する情報伝送装置において、前記地上装置は、異なる識別子と同じ地上情報が設定され複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有する無電源地上子を有し、前記車上アンテナの近傍には、車上アンテナから所定距離だけ隔てた位置に、固有の識別子と照査用固定情報が設定されたパッシブ型の照査用ＲＦＩＤタグを有し、前記情報送受信装置は、ＲＦＩＤリーダと処理装置を有し、前記ＲＦＩＤリーダは前記車上アンテナを介して所定の周波数の搬送波を常時地上に送信し、前記照査用ＲＦＩＤタグから固有の識別子と照査用固定情報を読み取るとともに、前記車上アンテナが前記無電源地上子と結合したとき、前記無電源地上子の複数のＲＦＩＤタグから識別子と地上情報を順次読み取り、前記処理装置は、前記照査用ＲＦＩＤタグに設定した照査用固定情報と同じ検定情報があらかじめ格納され、前記ＲＦＩＤリーダで前記無電源地上子から読み取った地上情報を処理して列車の位置を判定するとともに、前記ＲＦＩＤリーダで前記照査用ＲＦＩＤタグから読み取った照査用固定情報と設定された検定情報とを照合して前記ＲＦＩＤリーダの故障の有無を判別することを特徴とする。

前記照査用ＲＦＩＤタグは、前記車上アンテナの照査用ＲＦＩＤタグからの受信レベルが、前記無電源地上子のＲＦＩＤタグからの受信レベルと同等になるように設けられ、
前記処理装置は、前記ＲＦＩＤリーダで前記照査用ＲＦＩＤタグから読み取った照査用固定情報の受信レベルが所定のレベル範囲に入っているか否と読み取った照査用固定情報とあらかじめ記憶した検定情報とが一致しているか否を照合し、受信レベルが所定のレベル範囲より低下して前記照査用ＲＦＩＤタグから照査用固定情報を受信しない場合、前記ＲＦＩＤリーダに故障が発生したと判定し、前記受信レベルが所定のレベル範囲で、読み取った照査用固定情報が検定情報と一致しない場合、前記ＲＦＩＤリーダ又は照査用ＲＦＩＤタグに故障が発生したと判定する。

この発明は、車上アンテナの近傍で車上アンテナから所定距離だけ隔てた位置に、固有の識別子と照査用固定情報が設定されたパッシブ型の照査用ＲＦＩＤタグを設け、列車に搭載したＲＦＩＤリーダで照査用ＲＦＩＤタグの情報を常時読み取り、ＲＦＩＤリーダや照査用ＲＦＩＤタグの故障の有無を迅速に検出することから、簡単な構成でフェールセーフ化を図ることができる。

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の構成図に示すように、列車１が走行するレール２間に設けられた地上装置３と、列車１に搭載された情報送受信装置４を有する。

地上装置３は、３つの無電源地上子５ａ，５ｂ，５ｃが所定間隔を隔てて設けられている。この無電源地上子５ａ〜５ｃは、図２の構成図に示すように、複数の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、列車１に搭載した情報送受信装置４から送信される搬送波をエネルギとして格納された情報を情報送受信装置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が設定されている。このように無電源地上子５ａ〜５ｃに複数のＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘを設けることにより、図３に示すように、各ＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘの通信範囲（応答範囲）７を重ね合わせて無電源地上子５ａ〜５ｃの通信範囲を拡大することができる。

そして無電源地上子５ｂが駅の定位置停止領域になるように地上装置３が設置され、無電源地上子５ｂ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５ａ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５ｃ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。

列車１に搭載された情報送受信装置４は、図４のブロック図に示すように、ＲＦＩＤリーダ８と処理装置９を有する。ＲＦＩＤリーダ８は車上アンテナ１０を介して例えば周波数13.56ＭＨｚの搬送波を地上に送信し、無電源地上子５ａ〜５ｂと電磁結合したとき無電源地上子５ａ〜５ｂのＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘから送信される情報を、車上アンテナ１０を介して順次受信する。処理装置９はＲＦＩＤリーダ８で受信した情報を処理して列車１の位置を判定する。

この車上アンテナ１０の近傍で車上アンテナ１０から所定距離だけ隔てた位置に照査用ＲＦＩＤタグ１１を有する。この照査用ＲＦＩＤタグ１１には固有の識別子ＩＤｓと照査用固定情報が設定され、例えば車上アンテナ１０に対する取付方法や取付角度により車上アンテナ１０に対する受信レベルを低下させて、車上アンテナ１０の無電源地上子５ａ〜５ｂのＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘからの受信レベルと同等にしておく。処理装置９には照査用ＲＦＩＤタグ１１に設定した照査用固定情報と同じ検定情報があらかじめ格納されている。

列車１が走行しているとき、ＲＦＩＤリーダ８は搬送波を常時発生して車上アンテナ１０から送信し、車上アンテナ１０の近傍に設けた照査用ＲＦＩＤタグ１１から識別子ＩＤｓと照査用固定情報を読み取る。この照査用ＲＦＩＤタグ１１から情報を読み取っているとき、処理装置９は読み取った識別子ＩＤと照査用固定情報の受信レベルが所定のレベル範囲に入っているか否と読み取った照査用固定情報とあらかじめ記憶した検定情報とが一致しているか否を照合する。この照合の結果、受信レベルが所定のレベル範囲に入っており、読み取った照査用固定情報が検定情報と一致している場合、処理装置９はＲＦＩＤリーダ８と照査用ＲＦＩＤタグ１１は正常に動作していると判定する。また、受信レベルが所定のレベル範囲より低下して照査用ＲＦＩＤタグ１１から照査用固定情報を受信しない場合、処理装置９はＲＦＩＤリーダ８に故障が発生したと判断する。さらに、受信レベルが所定のレベル範囲に入っており、読み取った照査用固定情報が検定情報と一致しない場合、処理装置９は照査用ＲＦＩＤタグ１１に故障が発生したと判定する。

このようにＲＦＩＤリーダ８で照査用ＲＦＩＤタグ１１の情報を常時読み取ることにより、ＲＦＩＤリーダ８と照査用ＲＦＩＤタグ１１の故障の有無を迅速に検出することができ、フェールセーフ化を図ることができる。

ＲＦＩＤリーダ８で照査用ＲＦＩＤタグ１１が正常に動作している状態で、列車１が地上装置３の設置位置近傍に達して停止するとき、車上アンテナ１０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５ａの通信範囲に達して車上アンテナ１０と無電源地上子５ａが電磁結合すると、ＲＦＩＤリーダ８は無電源地上子５ａ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、読み取った情報を処理装置９に送る。処理装置９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１０が無電源地上子５ｂの通信範囲に達して車上アンテナ１０と無電源地上子５ｂが電磁結合すると、ＲＦＩＤリーダ８は無電源地上子５ｂのＲＦＩＤタグ６ａ〜６ｘに記憶した定位置を示す情報を読み取り、読み取った情報を処理装置９に送る。処理装置９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１０が無電源地上子５ｃの通信範囲に達して車上アンテナ１０と無電源地上子５ｃが電磁結合すると、ＲＦＩＤリーダ８は無電源地上子５ｃ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、読み取った情報を処理装置９に送る。処理装置９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３に３つの無電源地上子５ａ〜５ｃを所定間隔だけ隔てて設け、無電源地上子５ｂ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を示すブロック図である。地上装置に有する無電源地上子の構成図である。無電源地上子の通信範囲を示す模式図である。列車に搭載した情報送受信装置と車上アンテナ及び照査用ＲＦＩＤタグの構成を示すブロック図である。特許文献１に示された情報伝送装置の構成図である。

符号の説明

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

Claims

レールに沿ってレール間に設けられた地上装置と、列車に搭載され、前記地上装置からの情報を受信する情報送受信装置と車上アンテナを有する情報伝送装置において、
前記地上装置は、異なる識別子と同じ地上情報が設定され複数のパッシブ型のＲＦＩＤタグを有する無電源地上子を有し、
前記車上アンテナの近傍には、車上アンテナから所定距離だけ隔てた位置に、固有の識別子と照査用固定情報が設定されたパッシブ型の照査用ＲＦＩＤタグを有し、
前記情報送受信装置は、ＲＦＩＤリーダと処理装置を有し、前記ＲＦＩＤリーダは前記車上アンテナを介して所定の周波数の搬送波を常時地上に送信し、前記照査用ＲＦＩＤタグから固有の識別子と照査用固定情報を読み取るとともに、前記車上アンテナが前記無電源地上子と結合したとき、前記無電源地上子の複数のＲＦＩＤタグから識別子と地上情報を順次読み取り、
前記処理装置は、前記照査用ＲＦＩＤタグに設定した照査用固定情報と同じ検定情報があらかじめ格納され、前記ＲＦＩＤリーダで前記無電源地上子から読み取った地上情報を処理して列車の位置を判定するとともに、前記ＲＦＩＤリーダで前記照査用ＲＦＩＤタグから読み取った照査用固定情報と設定された検定情報とを照合して前記ＲＦＩＤリーダの故障の有無を判別することを特徴とする情報伝送装置。
前記照査用ＲＦＩＤタグは、前記車上アンテナの照査用ＲＦＩＤタグからの受信レベルが、前記無電源地上子のＲＦＩＤタグからの受信レベルと同等になるように設けられ、
前記処理装置は、前記ＲＦＩＤリーダで前記照査用ＲＦＩＤタグから読み取った照査用固定情報の受信レベルが所定のレベル範囲に入っているか否と読み取った照査用固定情報とあらかじめ記憶した検定情報とが一致しているか否を照合し、受信レベルが所定のレベル範囲より低下して前記照査用ＲＦＩＤタグから照査用固定情報を受信しない場合、前記ＲＦＩＤリーダに故障が発生したと判定し、前記受信レベルが所定のレベル範囲で、読み取った照査用固定情報が検定情報と一致しない場合、前記ＲＦＩＤリーダ又は照査用ＲＦＩＤタグに故障が発生したと判定する請求項１記載の情報伝送装置。