JP4861139B2 - 車両監視システムおよび車両監視方法 - Google Patents

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本発明は、特定エリア内を走行する車両を監視する車両監視システムおよび車両監視方法に関する。
自動車やオートバイのテストコース内では、安全を確保するため走行する車両の管理が行われている。
この車両の管理として、このテストコースへの入退場管理は入場ゲートにおいて広く実施されているが、監視エリアがさほど大きくないことから、入場後の管理は一般的には目視により行われている。
例えば、テストコース内で事故が起こった場合、この事故を目撃した他の運転手が入場ゲートの管理人に知らせることにより、事故の発生が認識される。
しかし、このような目視による管理では、多くの車両の走行状態や事故の発生をリアルタイムで正確に把握することが困難である。
そこで、監視エリア内の車両の位置をリアルタイムで確認することが可能な移動体管理システムとして特許文献1および2に記載の技術がある。
特許文献1には、監視エリア内を走行する車両から発信された位置情報および車両識別情報を監視エリア内に設置された複数の無線基地局で受信し、この無線基地局で受信した位置情報および車両識別情報を管理装置において記憶するとともに表示する車両監視システムが記載されている。
また、特許文献2の技術は、監視エリア内を走行する移動体から基地局に位置情報を送信する際に基地局から取得した情報により空きチャネルを検索し、さらに移動体の移動速度に対応したチャネルを割り当てることにより、安定した通信品質で高速移動体との通信を行うことが可能な移動物体管理システムが記載されている。
これらの技術により、監視エリア内を移動する複数の車両の位置をリアルタイムで確認することができ、安全管理の向上を図ることができる。
特開2006−87035号公報 特開2006−108799号公報
しかし、これらの特許文献1および2に記載されている技術では、監視エリア内を移動する車両などの移動体の位置を確認することはできるが、この移動体が危険な状態にあるかなどの判断は監視員により行われており手間がかかっていた。
また、特許文献1の技術では、移動体が高速で移動しているときの位置情報の取得などに関する具体的な移動体と基地局との間の通信については記載されていなかった。
また、特許文献2の技術では、高速で移動している移動体と基地局との間の通信について記載されているが、例えば移動体の移動速度が時速300km/hのときは秒速80m/sもあり、通信中に移動体が別の基地局の通信エリアに移動してしまう可能性があるため、すべての基地局で全チャネルを受信可能な構成とする必要があり、基地局が大型化、複雑化するという問題があった。
さらに、一般的に使用可能なチャネルは40チャネル程度であり、しかも隣接するチャネルを同時に立ち上げると互いに影響し合い打ち消し合ってしまうため、同時に使用できるチャネル数は8波程度になり、数十台、数百台規模の多数の移動体を監視することはできないという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、監視エリア内を移動する車両の位置状態を把握するとともに監視エリア内の状態に関する情報を提供する車両監視システムおよび車両監視方法を提供することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、監視エリア内を移動する多数の車両との通信を可能にし、確実にこれらの車両の位置情報を取得することができる車両監視システムおよび車両監視方法を提供することである。
上記目的を達成するための本発明の車両監視システムは、監視エリアを移動する車両に搭載され、自装置の位置情報を生成するとともにあらかじめ設定されたチャネルを利用して無線通信により前記位置情報を送信する車載機と、前記監視エリア近傍に設置され、前記車載機から送信された位置情報を取得する複数の基地局と、前記複数の基地局に接続され、前記複数の基地局で取得された位置情報を一元化して管理する位置取得管理装置と、前記監視エリアに入場するための入場ゲートに設置され、前記車両が前記監視エリアに入場する際に当該車両に搭載する車載機を識別する車載機番号情報と、当該車両の運転手を識別する運転手情報と、当該車両が前記監視エリアに入場したときの入場ゲートを識別する入場ゲート情報と、当該車両が前記監視エリアに入場したときの入場時刻情報と、当該車両に搭載する車載機が無線通信で利用するチャネル情報とを含む車両情報を登録する入場ゲート端末と、前記位置取得管理装置および前記入場ゲート端末に接続され、前記位置取得管理装置で取得された位置情報と前記入場ゲート端末で登録された車両情報とを記憶するとともに前記位置情報および前記車両情報から監視エリア内の異常を検知して警報情報を生成する運行管理装置と、前記運行管理装置に接続され、前記運行管理装置に記憶された位置情報および車両情報と、前記運行管理装置で生成された警報情報とから、前記監視エリア内における車両を監視するための画面表示情報を生成する表示処理装置とを備えることを特徴とする。
また、この車両監視システムの前記基地局は、前記監視エリア内のすべての車両の車載機から送信された位置情報を取得する複数の受信アンテナと、前記監視エリア内に前記チャネルごとに通信可能なエリアを設定することにより、特定の車両の車載機に対して前記運行管理装置で生成された警報情報を送信する送信アンテナとを有するように構成してもよい。
また、この車両監視システムの前記車載機に書き込まれるチャネル情報には、送信タイミングが設定された複数のID番号のうちの1つが付加され、前記車載機は、当該チャネル情報に付加された前記ID番号に設定された送信タイミングで、生成した位置情報を送信するようにしてもよい。
また、本発明の車両監視方法は、監視エリアを移動する車両に搭載された車載機で、自装置の位置情報を生成するとともにあらかじめ設定されたチャネルを利用して無線通信により前記位置情報を送信するステップと、前記監視エリア近傍に設置された複数の基地局で、前記車載機から送信された位置情報を取得するステップと、前記複数の基地局に接続された位置取得管理装置で、前記複数の基地局で取得された位置情報を一元化して管理するステップと、前記監視エリアに入場するための入場ゲートに設置された入場ゲート端末で、前記車両が前記監視エリアに入場する際に当該車両に搭載する車載機を識別する車載機番号情報と、当該車両の運転手を識別する運転手情報と、当該車両が前記監視エリアに入場したときの入場ゲートを識別する入場ゲート情報と、当該車両が前記監視エリアに入場したときの入場時刻情報と、当該車両に搭載する車載機が無線通信で利用するチャネル情報とを含む車両情報を登録するステップと、前記位置取得管理装置および前記入場ゲート端末に接続された運行管理装置で、前記位置取得管理装置で取得された位置情報と前記入場ゲート端末で登録された車両情報とを記憶するとともに前記位置情報および前記車両情報から監視エリア内の異常を検知して警報情報を生成するステップと、前記運行管理装置に接続された表示処理装置で、前記運行管理装置に記憶された位置情報および車両情報と、前記運行管理装置で生成された警報情報とから、前記監視エリア内における車両を監視するための画面表示情報を生成するステップとを備えることを特徴とする。
本発明による車両監視システムおよび車両監視方法では、監視エリア内を移動する車両の位置状態を把握するとともに監視エリア内の状態に関する詳細な情報を提供することができる。
また、本発明の車両監視システムおよび車両監視方法は、監視エリア内を移動する多数の車両との通信を可能にし、確実にこれらの車両の位置情報を取得することができる。
《第1実施形態》
本発明の第1実施形態による車両監視システムでは、監視エリアを走行する車両を監視するための走行状態等の情報の表示を行う。
〈第1実施形態による車両監視システムの構成〉
本実施形態による車両監視システム1の構成図を、図1に示す。
本実施形態の車両監視システム1は、中央管理システム10と、監視する複数の車両M−1〜M−nに載せる車載機20とが無線にて通信可能な状態で接続され、中央管理システム10とクライアントPC30とが情報ネットワーク40を介して接続されている。
中央管理システム10には、車両管理サーバLAN110と、車両情報LAN120と、DMZ(DeMilitarized Zone)とが構築されており、車両管理サーバLAN110には、複数の入場ゲート端末11−1および11−2と、2台の運行管理装置12−1および12−2と、位置取得管理装置13とが接続され、車両情報LAN120には、位置取得管理装置13と、監視エリアAに設置された複数の基地局14−1〜14−4と、基準基地局15とが接続され、DMZ(DeMilitarized Zone)80には、表示処理装置16が接続されており、車両管理サーバLAN110およびDMZ130はファイアウォール17およびルータ18を経由して情報ネットワーク40に接続されている。
複数の入場ゲート端末11−1および11−2は、監視エリアAの複数の入場ゲート付近にそれぞれ設置され、監視エリアAへ入場する複数の車両M−1〜M−nの車両情報(車載機を識別する車載機番号情報、運転手情報、入場ゲート情報、入場時刻情報、無線通信に使用するチャンネル情報)を入力する。
2台の運行管理装置12−1および12−2は、共有ディスク装置121に二重化構成で接続されたDB(データベース)サーバであり、入場ゲート端末11−1または11−2から車両M−1〜M−nの車両情報を取得して格納するとともに後述する位置取得管理装置13から位置情報を取得して格納する。
本実施形態においては、運行管理装置12−1および12−2は信頼性を向上させるために二重化されて構成されており、通常状態では他装置との通信は運行管理装置12−1で行うものとする。
位置取得管理装置13は、APL(Advanced Product Line)サーバであり、車両情報LAN120を介して複数の基地局14−1〜14−4から車両M−1〜M−nの位置情報を取得して一元化するとともに後述する基準基地局15から基準点を取得し、この基準点で車両M−1〜M−nの位置情報を補正し、運行管理装置12−1に送信する。
複数の基地局14−1〜14−4は、監視エリアA内に設置され、監視エリアA内を走行する車両M−1〜M−nにそれぞれ搭載された車載機20−1〜20−nから無線にて所定周期で送信される車両M−1〜M−nの位置情報を取得して捕捉し、位置取得管理装置13に送信する。
基準基地局15は、基地局14−1〜14−4で取得された位置情報から車両M−1〜M−nの正確な位置を確定するための基準点を算出して位置取得管理装置13に送信する。
表示処理装置16は、WWWサーバであり、車両管理サーバLAN110およびファイアウォール17を介して位置取得管理装置13から車両M−1〜M−nの位置情報を取得するとともに運行管理装置12−1から車両情報を取得し、あらかじめ保持している監視エリアA内の地図情報とともに監視エリアA内の現在状態画面情報、車両情報画面情報、交通量検査画面情報、動作履歴画面情報、および警報履歴画面情報を生成する。
車載機20は、監視エリアA内を走行する車両に載せるものであり、自装置の位置情報を生成する機能を有し、車両が監視エリアA内いる間は所定周期でこの位置情報を生成して発信する。
クライアントPC30は、情報ネットワーク40、ルータ18、およびファイアウォール17を介して中央管理システム10のDMZ130に接続された表示処理装置16から現在状態画面情報、車両情報画面情報、交通量検査画面情報、動作履歴画面情報、または警報履歴画面情報を取得して表示する。
〈第1実施形態による車両監視システムの動作〉
本実施形態による車両監視システム1において、車両M−1およびM−2の走行を監視するときの動作を例に、図2のフローチャートおよび図3〜7の画面表示図を参照して説明する。
監視エリアAに入場しようとする車両M−1およびM−2には、車載機20−1、20−2が搭載される。
監視エリアAに車両M−1およびM−2が入場するときには、入場ゲート端末11−1により車両M−1、M−2の車両情報(車載機を識別する車載機番号情報、運転手情報、入場ゲート情報、入場時刻情報、無線通信に使用するチャンネル情報)が入力される(S1)。
入場ゲート端末11−1で入力された車両情報は運行管理装置12−1に送信され、格納される(S2)。
監視エリアAに入場した車両M−1、M−2に搭載された車載機20−1、20−2では、所定周期で位置情報が生成され、無線にてこの位置情報が発信される。
車両M−1、M−2が監視エリアA内を走行すると、基地局14−1〜14−4のいずれかにより車載機20−1、20−2から無線にて発信されている車両M−1、M−2の位置情報が取得される(S3)。
基地局14−1〜14−4のいずれかで取得された車載機20−1、20−2の位置情報は位置取得管理装置13に送信される。
位置取得管理装置13では、位置情報が取得されると基準基地局15から正確な位置を確定するための基準点が取得され、この基準点で取得された位置情報が補正される。
補正された位置情報は、運行管理装置12−1に送信され格納される(S4)。
運行管理装置12−1に格納された車両M−1、M−2の車両情報および位置情報は表示処理装置16の送信される(S5)。
表示処理装置16では、取得された車両情報、位置情報、およびあらかじめ保持している監視エリアA内の地図情報から、監視エリアA内の現在状態画面情報、車両情報画面情報、交通量検査画面情報、動作履歴画面情報、および警報履歴画面情報が生成される。
表示処理装置16で生成されたこれらの画面情報は、情報ネットワーク40を介してクライアントPC30からの要求で取得され、表示される(S6)。
図3は、表示処理装置16で生成された監視エリアA内の現在状態画面情報が、クライアントPC30で表示されたときの画面表示図の一例である。
図3に示すように、現在状態画面では、現在のシステム状態(年月日、時刻、画面の更新周期である動作ステップ、気温、降雨量)と、走行中の車両の位置を監視エリアA内の拡大地図上で示す図と、表示中の拡大地図の監視エリアA全体における位置を示す図と、走行している車両の車両情報および位置情報(車載機ナンバー、運転手、現在位置、走行ルート、入場ゲート、捕捉が行われているか否かを示す捕捉情報)と、異常の有無を知らせるための警報一覧(異常発生時刻、車載機番号情報、運転手、現在位置、走行ルート、異常内容)とが表示される。
ここで現在位置情報は、監視エリアA内を示す地図上に付された番号で表示される。
また、図4に示すように、車両情報画面では、現在のシステム状態(年月日、時刻、動作ステップ、気温、降雨量)と、走行している車両の詳細な車両情報および位置情報(車載機ナンバー、運転手、入場時刻、入場ゲート、走行ルート、現在位置、速度、無線通信で用いる送信チャンネルおよび受信チャンネル、捕捉情報)とが表示される。
また、図5に示すように、交通量検査画面では、現在のシステム状態(年月日、時刻、動作ステップ、気温、降雨量)と、設定された所定時間内における監視エリアA内の各位置ポイント(No.1〜12)で車両M−1またはM−2が通過したことを示すタイミングチャートと、このタイミングチャートを表示させる時間軸を設定するための時間管理情報とが表示される。
このタイミングチャートは、監視員の要望により、表示する時間幅を画面下部の矢印ボタンにより1分/10分/30分などの短時間単位に変更することで詳細な調査を可能にしたり、1時間/2時間/4時間などの長時間単位に変更することで全体的な状態の把握を可能にしたりすることができる。
また、図6示すように、動作履歴画面では、現在のシステム状態(年月日、時刻、動作ステップ、気温、降雨量)と、過去に入場した車両の走行履歴を監視エリアA内の拡大地図上で示す図と、表示中の拡大地図の監視エリアA全体における位置を示す図と、走行履歴を表示している車両の車両情報および位置情報(車載機ナンバー、運転手、入場時刻、入場ゲート、退出時刻、退出ゲート)と、走行履歴を表示させる時間を設定するための時間管理情報とが表示されている。
走行履歴を表示させる検索スパンおよび表示させる年月日は、プルダウンメニューにより選択可能であり、選択された内容に基づいて取得された拡大地図、車両情報および位置情報などが表示される。
また、図7示すように、警報履歴画面では、現在のシステム状態(年月日、時刻、動作ステップ、気温、降雨量)と、異常の有無を知らせるための詳細な警報一覧(異常発生時刻、復帰時刻、車載機番号情報、運転手、発生位置、発生ルート、異常内容)とが表示される。
以上の本実施形態によれば、現在状態画面がクライアントPC30に表示されることにより、監視エリアA内を走行する車両の位置を遠隔で監視することができる。
また、車両情報画面がクライアントPC30に表示されることにより、監視エリアA内を走行する車両の詳細な情報を遠隔で取得することができる。
また、時間管理情報がクライアントPC30に表示されることにより、各位置ポイント毎の時間軸の交通量を遠隔で監視することができる。
また、動作履歴画面がクライアントPC30に表示されることにより、過去に入場した車両の動作履歴の情報を遠隔で取得することができる。
また、警報履歴画面がクライアントPC30に表示されることにより、発生した異常の履歴を遠隔で確認することができる。
《第2実施形態》
本発明の第2実施形態による車両監視システムでは、監視エリアを走行する、入場ゲートで登録処理が行われた車両を監視するための情報の表示を行う。
〈第2実施形態による車両監視システムの構成〉
本実施形態による車両監視システムの構成は、入場ゲート端末11−1、11−2に、車載機書込器111−1、111−2とRFID読取器112−1、112−2とが接続されていること、および、入場する車両M−1〜M−nの運転手を識別する無線IDタグ113を有することの他は第1実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
車載機書込器111−1、111−2は、入場ゲート端末11−1または11−2で取得された車両情報を、車載機20−1、20−2に書き込む。
RFID読取器112−1、112−2は、後述する無線IDタグ113に格納された運転手IDを読み取って入場ゲート端末11−1または11−2に送信する。
無線IDタグ113は、運転手を識別する運転手IDが格納された認識札であり、監視エリアA内に入場するときに運転手に携帯させる。
〈第2実施形態による車両監視システムの動作〉
本実施形態による車両監視システム1において、監視エリアAに車両M−1が入場しようとするときの入場ゲート端末11−1における登録処理について図8のフローチャートおよび図9の説明図を参照して説明する。
まず、車両M−1が入場ゲートを通過しようとすると、RFID読取器112−1により車両M−1の運転手が携帯している無線IDタグ113の運転手IDが読み取られ、RFID読取器112−1が接続されている入場ゲート端末11−1に送信される(S11)。
入場ゲート端末11−1では、運転手IDが取得されると登録処理が要求されているか否かが判断され(S12)、登録処理が要求されていれば(S12の「YES」)車両M−1に搭載させる車載機20−1と基地局14−1〜14−4との無線通信を行うためのチャネルを設定するため、運行管理装置12−1から現在使用中の送信チャネルおよび受信チャネルの情報が取得される。
ここで、入場ゲート端末11−1において登録処理が要求されていなければ(S12の「NO」)、取得された運転手IDは破棄され(S13)処理は終了される。
入場ゲート端末11−1では、取得した使用中のチャネル情報から、空きチャネルまたは使用量の少ないチャネルが選択され、車両M−1で使用するチャネルとして割り当てられる(S14)。
車両M−1で使用するチャネルが割り当てられると、入場ゲート端末11−1に接続されている車載機書込器111−1により、割り当てられたチャネルが車載機20−1に登録される(S15)。
車載機20−1へのチャネルの登録が行われると、入場ゲート端末11−1において車両情報が入力され、登録されたチャネルと入力された車両情報が運行管理装置12−1へ送信される(S16)。
運行管理装置12−1では、取得されたチャネルと車両情報が関連付けられて格納される(S17)。
以降は割り当てられたチャネルで車載機20−1と基地局14−1〜14−4との無線通信が行われ、第1実施形態のステップS3〜6と同様の処理により、監視エリアA内の現在状態画面情報、車両情報画面情報、交通量検査画面情報、動作履歴画面情報、および警報履歴画面情報がクライアントPC30に表示可能になる。
また、監視エリアAから車両M−1が退出しようとするときの入場ゲート端末11−1における退場処理について図10のフローチャートおよび図9の説明図を参照して説明する。
入場ゲート端末11−1では、退場しようとする車両M−1が検知されると(S21)、退出処理が要求されているか否かが判断され(S22)、退出処理が要求されていれば(S22の「YES」)車載機書込器111−1を用いて車載機20−1から車載機番号情報が取得される(S23)。
入場ゲート端末11−1で車載機番号情報が取得されると、この車載機番号情報が運行管理装置12−1に送信される。
運行管理装置12−1では、取得した車載機番号情報に該当する車両情報に退出ゲート情報、退出時刻情報が付加される(S24)。
車両情報に付加された退出ゲート情報および退出時刻情報は、動作履歴情報が生成される際に利用される。
以上の本実施形態によれば、監視エリアAに入場する車両、運転手、および使用する周波数を管理することができ、また、車両が監視エリアAから退出する際の情報も管理することができるため、さらに詳細に監視エリアA内を走行する車両を監視することができる。
《第3実施形態》
本発明の第3実施形態による車両監視システムでは、通信方向により異なる通信方法を用いて複数の周波数帯域を利用することにより、無線の効率的な利用を実現する。
〈第3実施形態による車両監視システムの構成〉
本実施形態による車両監視システムの構成は、各基地局14−1〜14−4がそれぞれ複数の受信アンテナ141と、送信アンテナ142と、制御BOX143とを有する他は第1実施形態または第2実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
各基地局14−1〜14−4の構成を、図11に示す。
受信アンテナ141および送信アンテナ142は、より広範囲の通信を確保するため、ポールにより高い位置に取り付け、見通しを確保している。
複数の受信アンテナ141は、1本毎に雨風から防御するレドームに収納し、検知したい方向に向けて設置する。
この受信アンテナ141は、図12に示すように、車両が走行する通路に向けた指向性アンテナであり、後述する受信信号分配部143bにより図13に示すような電波到達範囲の異なる受信アンテナ141を切り替えて受信処理を行う。
送信アンテナ142は、無指向性のアンテナであり、送信機とともに収納された状態で下向きに設定する。
この送信アンテナ142は、図14に示すように、同一チャネルが干渉しないように電波到達範囲を設定する。
本実施形態においては、使用するチャネルはch=1とch=2の2種類であり、ch=1が設定された車載機20では、ch=2の送信範囲として設定された範囲では電波を受信することができない。
制御BOX143は、図15に示すように、電源143aと、受信信号分配部143bと、受信アンテナ141から信号を受信する処理および送信アンテナ142から信号を送信する処理の制御を行う基地局制御基板143cとを有する。
電源143aは、制御BOX143内に電力を供給する。
受信信号分配部143bは、複数の受信アンテナ141のうち切替器で切り替えられることにより接続された受信アンテナ141で受信された信号をアイソレータを介して入力し、増幅、分配、バンドパスフィルタ(BPF)による整流を繰り返し、複数のチャネル受信機(ch=1受信機、ch=2受信機…ch=n受信機)に同一に分配する。
複数のチャネル受信機では、自局のチャネルに合致した信号のみを抽出し、基地局制御基板143cに送信する。
この受信信号分配部143bは、チャネル数が数十となる場合でも処理可能にするため、各受信機にアドレスを設定してHUBに接続する。このように構成することで、基地局制御基板143c:受信機=1:nの通信が可能になる。
基地局制御基板143cは、受信信号分配部143bの切替器の切替制御と、受信信号分配部143bのHUBから取得した受信信号を車両制御LAN120に送信する制御と、車両制御LAN120から取得した信号を各車載機20−1、20−2に送信する制御とを行う。
〈第3実施形態による車両監視システムの動作〉
本実施形態において、車両M−1〜M−nが監視エリアAに入場するときの処理は、第1実施形態または第2実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施形態による車両監視システム1において、監視エリアAに入場した車両M−1に搭載された車載機20−1で生成され発信された位置情報が、基地局14−1〜14−4のいずれかで取得されるときの処理について図16のフローチャートを参照して説明する。
車載機20−1から発信された位置情報は、各基地局14−1〜14−4に設けられた複数の指向性の受信アンテナ141が切り替えられることにより、これらの受信アンテナ141のいずれかで受信される(S31)。
受信アンテナ141で受信された位置情報の信号は、制御BOX143の受信信号分配部143bにおいてアイソレータを介して入力され、増幅、分配、バンドパスフィルタ(BPF)による整流が繰り返され、複数のチャネル受信機(ch=1受信機、ch=2受信機…ch=n受信機)に同一に分配される(S32)。
複数のチャネル受信機では、自局のチャネルに合致した位置情報の信号のみが抽出され、基地局制御基板143cに送信される(S33)。
基地局制御基板143cでは、位置情報の信号が車載機→基地局通信インタフェースで受信されると、上位通信インタフェースを介して光変換された後車両制御LAN120の位置取得管理装置13に送信される(S34)。
以降の処理は、第1実施形態のステップS4〜S6と同様であるため詳細な説明は省略する。
また、本実施形態による車両監視システム1において、位置取得管理装置13において取得された位置情報から生成された警報情報等の信号が車両M−1に送信されるときの処理について説明する。
位置取得管理装置13で取得された位置情報から、運行管理装置12−1において車両M−1に送信すべき警報情報等の信号が生成されると、この警報情報等の信号が位置取得管理装置13を介して基地局制御基板143cの上位通信インタフェースで受信され、基地局→車載機通信インタフェースを介して送信機に送信される。
送信機で受信された警報情報等の信号は、無指向性の送信アンテナ142から、送信対象の車両M−1の車載機20−1に設定されたチャネルの電波到達範囲に送信される。
送信された警報情報等の信号は、設定されたチャネルで受信可能な車載機20−1でのみ受信される。
以上の本実施形態によれば、車載機からはどのチャネルで情報が送信されても基地局ではすべてのチャネルの受信が可能であり、また基地局の受信アンテナは複数の異なる方向を向いているため、特定の位置を通過する車両からの情報を確実に取得することができ車両の位置情報の捕捉を行うことができる。
また、基地局から送信される情報は該当する電波到達範囲に設定されたチャネルを受信可能な車載機のみが受信可能であり、通信方向により異なる通信方法を用いることで、車両からの通信は車両が高速で移動しても基地局で受信可能なように速く処理し、また基地局から車両への通信は遅く処理するなど、限られた周波数を効率的に利用することができる。
《第4実施形態》
本発明の第4実施形態による車両監視システムでは、車載機から基地局へ位置情報を無線で送信する際、他の車載機と電波が衝突しないようなタイミングで送信することにより、確実に位置取得管理装置に通知することを実現する。
〈第4実施形態による車両監視システムの構成〉
本実施形態による車両監視システムの構成は、図17および18に示すように、各車載機20が、複数の受信アンテナ21と、位置測定アンテナ22と、送信アンテナ23と、制御BOX24とを有する他は第1実施形態〜第3実施形態のいずれかと同様であるため、詳細な説明は省略する。
複数の受信アンテナ21は、使用する周波数帯域の定在波を避けるために半波長間隔を開けて複数設置する。
複数設置することにより、一方のアンテナで受信できなかった場合にも他方のアンテナで受信できる可能性があるため受信の機会が増え、安定した通信を行うことができる。
位置測定アンテナ22は、即位用衛星から発報される信号を受信し、位置測定モジュール22aにより緯度、経度を求めて位置情報を生成し、後述する車載機制御基板24aに送信する。
また、位置測定アンテナ22は、車載機制御基板24a、および光通信モジュールを介して入場ゲート端末11に接続された車載機書込器111との通信を行う。
送信アンテナ23は、送信機を介して車載機制御基板24aから受信した位置情報の信号を基地局14に送信する。
制御BOX24は記憶媒体241aおよびチャネル登録部241bを内蔵する車載機制御基板241を有する。
この車載機制御基板241は、入場ゲート端末11と通信を行う制御と、受信アンテナ21から受信した信号を記憶媒体241aに記憶する制御と、位置測定アンテナ22から取得した位置情報を記憶媒体241aに記憶するとともに送信機を介して送信アンテナ23から送信する制御とを行う。
チャネル登録部241bは、車載機書込器111の処理により、各基地局14と通信するためのチャネルを登録する。
本実施形態においては、このチャネルに、送信タイミングが設定された複数のID番号のうちの1つが付加される。
〈第4実施形態による車両監視システムの動作〉
本実施形態において、車両M−1〜M−nが監視エリアAに入場するときの処理は、入場ゲート端末11でチャネルの設定を行う際に、チャネルにID番号を付加する他は第2実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本実施形態において、車両M−1が監視エリアAに入場するときの、ID番号が付加されたチャネルの設定が行われる際の処理について説明する。
車載機20−1と基地局14−1〜14−4との通信を行うチャネルの登録は、監視する車両が数百台規模など多数の場合は、同一チャネルを共有して使用する状況が発生する。そのため入場ゲートにおいて車載機書込器111でチャネルを登録する際、このチャネルに送信タイミングが設定されたID番号が付加される。
チャネルに付加されるID番号の送信タイミング一例を図19に示す。
例えば、同一チャネルに最大9個のID番号が付加され、これらが60秒周期で通信が行われる場合は、6〜12秒の間はID番号=1が登録された車載機がこのチャネルの利用が可能になり、12〜18秒の間はID番号=2が登録された車載機がこのチャネルの利用して送信が可能になるといったように、時分割によりデータの衝突を防ぐように送信タイミングが設定される。
このような設定で車載機20−1にチャネルが登録され、搭載された車両M−1が監視エリアAに入場すると、この車載機20−1の位置測定アンテナ22で即位用衛星から発報される信号が受信され、位置測定モジュール22aにより緯度、経度が求められて位置情報が生成される。
位置測定モジュールで生成された位置情報は、送信機を介して送信アンテナ23からチャネル登録部241bに登録されたチャネルを利用して基地局241に送信されるとともに、記憶媒体241aに位置情報履歴として記憶される。
ここで送信アンテナ23から位置情報が送信される際は、登録されたID番号に対応したタイミングでチャネルが利用されて基地局14−1〜14−4送信が行われる。
また、基地局14−1〜14−4から車両M−1に警報情報等の信号が送信されたときには、複数台設置された受信アンテナ21においてこの警報情報等の信号が受信され、各受信アンテナ21で受信された信号は結合器によって1つの信号に合成され、車載機制御基板241に送信される。
車載機制御基板241では、取得した警報情報等の信号が警報情報履歴として記憶媒体241aに記憶される。
車両M−1が監視エリアAから退場する際は、車載機制御基板241の記憶媒体241aに記憶された位置情報履歴および警報情報履歴が、光通信モジュールを介して車載機書込器111で読み取られることにより入場ゲート端末11に送信される。
入場ゲート端末11で位置情報履歴および警報情報履歴が取得されると、この位置情報履歴および警報情報履歴が運行管理装置12−1に送信される。
運行管理装置12−1では、取得した位置情報履歴および警報情報履歴により、これらの情報に該当する車両情報の位置情報または警報情報の欠測データが補完される。
以上の第4実施形態によれば、監視する車両に搭載された車載機から基地局に位置情報を送信する際には、送信に利用するチャネルに設定された複数のID番号ごとに時分割されたタイミングで処理を行うため、限られたチャネル数で数百台規模の多数の車両の位置情報を確実に取得することができる。
また、基地局から送信された警報情報等の情報を監視する車両で受信する際には、複数の受信アンテナを利用して受信処理を行うため、通信状態の良いアンテナで受信をすることができ、安定した通信を行うことができる。
また、監視する車両に搭載された車載機では受信した位置情報および警報情報を履歴として記憶しておき退場時に中央管理システムに提供するため、基地局で取得された情報のみでは欠測していたデータの補完を行うことができる。
《第5実施形態》
本発明の第5実施形態による車両監視システムでは、正確な車両の位置情報を中央管理システムで取得し、この位置情報を監視者が把握しやすいように画面に表示する。
〈第5実施形態による車両監視システムの構成〉
本実施形態による車両監視システムの構成は、基準基地局15が図20に示すように、位置測定アンテナ151と、位置測定モジュール152と、基準局コントローラ153と、位置測定モジュール152および基準局コントローラ153を収納する制御BOX154とを有する他は第1実施形態〜第4実施形態のいずれかの構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
位置測定アンテナ151は、即位用衛星から発報される信号を受信する。
位置測定モジュール152は、位置測定アンテナ151で受信した信号により緯度、経度を求めることにより、あらかじめ基準基地局15の正確な位置情報を基準点として生成しておく。
基準局コントローラ153は、位置測定モジュール152で生成された基準点を取得し、車両情報LAN120に接続された位置取得管理装置13に送信する。
〈第5実施形態による車両監視システムの動作〉
本実施形態において、車両M−1〜M−nが監視エリアAに入場するときの処理、および位置情報が車載機20−1〜20−nで生成され位置取得管理装置13で取得される際の処理は、第1実施形態〜第4実施形態のいずれかと同様であるため詳細な説明は省略する。
本実施形態において、車両M−1から送信された位置情報および車両情報に基づいて表示処理装置16で各種画面情報が生成される際の処理について説明する。
本実施形態においては、あらかじめ基準基地局151の位置測定アンテナ151で受信された即位用衛星から発報される信号に基づいて、基準基地局15の正確な位置情報である基準点が位置測定モジュール152において生成され、基準局コントローラ153により位置取得管理装置13に送信され記憶されている。
位置取得管理装置13では、基地局14−1〜14−4を介して車両M−1の車載機20−1から時刻毎に位置情報が取得されると、この位置情報と記憶している基準点との緯度、経度の誤差が求められ、位置情報が補正される。
補正された位置情報は運行管理装置12−1に送信される。
運行管理装置12−1で取得された位置情報は、図21(a)に示すような緯度、経度情報では表示されたときに監視員が位置を把握し難いため、(b)のようにあらかじめ保持している監視エリアA内の地図情報上に設けた位置No.に変換され、表示処理装置16に提供される。
この位置No.は、交差点、直線上の一定間隔毎に設けられ、所定範囲を集約したポイントとして示される。
表示処理装置16で取得された位置情報は、図3のような現在状態画面や図6のような動作履歴画面などのように地図情報上に表示されるときは、緯度、経度情報により滑らかな動作で示されるが、図3の現在状態画面中の警報一覧、図4の車両情報画面、図5の交通量検査画面、図6の動作履歴画面中の検索スパン、または図7の警報履歴画面などのようにテキストで示されるときは、上述した位置No.が用いられる。
図3の現在状態画面の地図情報上には、例えば取得された過去3回の位置情報における緯度、経度に対応する位置に軌跡情報として○印が表示され、監視者は車両M−1の動作方向や動作速度を視覚的に捉えることができる。
また、運行管理装置12−1では、車両M−1の道路からの逸脱、複数車両の接近度合いなどが監視され、異常が認められたときには異常が発生した位置No.および警報情報が生成され表示処理装置16に送信されるとともに警報履歴として記憶される。
また、運行管理装置12−1において、一定期間車両M−1の車載機20−1からの位置情報が取得できないとき、または車載機20−1の異常が確認されたときには、位置取得管理装置13に対して車載機20−1で異常が発生した旨が通知されるとともに警報情報が送信され、この警報情報の信号が基地局14−1〜14−4から対象となる車両M−1の車載機20−1に対して送信される。
運行管理装置12−1において車両M−1の走行ルートが監視される際は、あらかじめ記憶されている位置No.に基づくコース定義のデータベースに基づいて走行ルートが判定されることにより行われる。
コース定義として、例えば図21(c)に示すようなコースA〜コースDがある。
コースAは特有の位置No.を有するコースではなく、コースB〜コースDは特有の位置No.を有するコースである。
この図21(c)のコース定義のデータベースに基づいて、運行管理装置12−1において走行ルートが判定されるときの処理について図22のフローチャートを参照して説明する。
まず、車両M−1が監視エリアAに入場すると、入場したゲート近傍の位置が移動の開始点として登録される(S41)。
次に、いずれかのコースの特有の位置として設定された位置No.を通過したか否かが判断され(S42)、特有の位置を通過していなければ(S42の「NO」)位置No.1〜15を一周したか否かが判断される(S43)。
位置No.1〜15を一周していれば(S43の「YES」)走行ルートがコースAと判定され(S44)、走行ルートにコースAが追加される(S45)。
ステップS43において位置No.1〜15を一周していないときは(S43の「NO」)、ステップS42に戻る。
ステップS45においてコースAが追加されると、退場処理が行われたか否かが判断され(S46)、退場処理が行われていなければ(S46の「NO」)ステップS41に戻り開始点の登録が行われる。
ステップS42においていずれかのコースの特有の位置として設定された位置No.を通過したと判断されたときは(S42の「YES」)、この位置No.がコースB特有の位置No.に該当するか否かが判断される(S47)。
コースB特有の位置No.に該当すると判断されたときは(S47の「YES」)、走行ルートがコースBと判定され(S48)、走行ルートにコースBが追加される(S49)。
また、ステップS47において、位置No.がコースB特有の位置No.に該当しないと判断されたときは(S47の「NO」)、この位置No.がコースC特有の位置No.に該当するか否かが判断される(S50)。
コースC特有の位置No.に該当すると判断されたときは(S50の「YES」)、走行ルートがコースCと判定され(S51)、走行ルートにコースCが追加される(S52)。
また、ステップS50において、位置No.がコースC特有の位置No.に該当しないと判断されたときは(S50の「NO」)、この位置No.がコースD特有の位置No.に該当するか否かが判断される(S53)。
コースD特有の位置No.に該当すると判断されたときは(S53の「YES」)、走行ルートがコースDと判定され(S54)、走行ルートにコースDが追加される(S55)。
また、ステップS53において、位置No.がコースD特有の位置No.に該当しないと判断されたときは(S53の「NO」)、ステップS42に戻る。
以上の走行ルートの判定処理は車両M−1の退場処理が行われるまで続けられ、動作が追跡される。
この走行ルートの判定処理により、走行ルートとして例えば「コースA→コースB→コースA」のように情報が生成され、運行管理装置12−1に記憶される。
記憶された走行ルートの情報は、表示処理装置16で各種表示画面が生成される際に利用される。
以上の第5実施形態によれば、監視する車両の車載機から送信される位置情報を基準点に基づいてより正確な情報に補正することができ、また取得した位置情報および走行ルートを監視員が認識しやすい画面で提供することができる。
本発明の第1実施形態による車両監視システムの構成を示す全体図である。 本発明の第1実施形態による車両監視システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第1実施形態による車両監視システムで表示される現在状態画面の画面表示図である。 本発明の第1実施形態による車両監視システムで表示される車両情報画面の画面表示図である。 本発明の第1実施形態による車両監視システムで表示される交通量検査画面の画面表示図である。 本発明の第1実施形態による車両監視システムで表示される動作履歴画面の画面表示図である。 本発明の第1実施形態による車両監視システムで表示される警報履歴画面の画面表示図である。 本発明の第2実施形態による車両監視システムにおける入場時の登録処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態による車両監視システムにおける入場時の登録処理を示す説明図である。 本発明の第2実施形態による車両監視システムにおける退場時の処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の第3実施形態による車両監視システムにおける基地局を示す構成図である。 本発明の第3実施形態による車両監視システムの基地局における電波受信範囲を示す説明図である。 本発明の第3実施形態による車両監視システムの基地局における電波受信範囲を示す説明図である。 本発明の第3実施形態による車両監視システムの基地局における電波送信範囲を示す説明図である。 本発明の第3実施形態による車両監視システムの基地局の制御BOXを示す構成図である。 本発明の第3実施形態による車両監視システムの基地局における電波受信処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の第4実施形態による車両監視システムで監視する車両に搭載する車載機を示す構成図である。 本発明の第4実施形態による車両監視システムで監視する車両に搭載する車載機の構成を示すブロック図である。 本発明の第4実施形態による車両監視システムにおいて入場時の登録処理において登録されるチャネルの割り当て示す説明図である。 本発明の第5実施形態による車両監視システムの基準基地局を示す構成図である。 本発明の第5実施形態による車両監視システムで位置情報および走行ルート情報を生成する際に利用する(a)緯度、経度情報、(b)地図上に示した位置No.情報、(c)設定されたコース定義を示す説明図である。 本発明の第5実施形態による車両監視システムで走行ルート情報を生成する動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1…車両監視システム
10…中央管理システム
11…入場ゲート端末
12…運行管理装置
13…位置取得管理装置
14…基地局
15…基準基地局
16…表示処理装置
17…ファイアウォール
18…ルータ
20…車載機
21…受信アンテナ
22…位置測定アンテナ
22a…位置測定モジュール
23…送信アンテナ
24…車載BOX
24a…車載機制御基板
30…クライアントPC
40…情報ネットワーク
110…車両管理サーバLAN
111…車載機書込器
112…RFID読取器
113…無線IDタグ
120…車両情報LAN
121…共有ディスク装置
130…DMZ
141…受信アンテナ
142…送信アンテナ
143…制御BOX
143a…電源
143b…受信信号分配部
143c…基地局制御基板
151…位置測定アンテナ
151…基準基地局
152…位置測定モジュール
153…基準局コントローラ
154…制御BOX
241…基地局
241…車載機制御基板
241a…記憶媒体
241b…チャネル登録部

Claims (8)

  1. 監視エリアを移動する車両に搭載され、自装置の位置情報を生成するとともにあらかじめ設定されたチャネルを利用して無線通信により前記位置情報を送信する車載機と、
    前記監視エリア近傍に設置され、前記車載機から送信された位置情報を取得する複数の基地局と、
    前記複数の基地局に接続され、前記複数の基地局で取得された位置情報を一元化して管理する位置取得管理装置と、
    前記監視エリアに入場するための入場ゲートに設置され、前記車両が前記監視エリアに入場する際に、当該車両に搭載する車載機を識別する車載機番号情報と、当該車両の運転手を識別する運転手情報と、当該車両が前記監視エリアに入場したときの入場ゲートを識別する入場ゲート情報と、当該車両が前記監視エリアに入場したときの入場時刻情報と、当該車両に搭載する車載機が無線通信で利用するチャネル情報とを含む車両情報を登録する入場ゲート端末と、
    前記位置取得管理装置および前記入場ゲート端末に接続され、前記位置取得管理装置で取得された位置情報と前記入場ゲート端末で登録された車両情報とを記憶するとともに前記位置情報および前記車両情報から監視エリア内の異常を検知して警報情報を生成する運行管理装置と、
    前記運行管理装置に接続され、前記運行管理装置に記憶された位置情報および車両情報と、前記運行管理装置で生成された警報情報とから、前記監視エリア内における車両を監視するための画面表示情報を生成する表示処理装置と、
    を備えることを特徴とする車両監視システム。
  2. 前記入場ゲート端末には、IDタグの情報を読み取るID読取器と、前記車載機に情報を書き込む車載機書込器とが接続され、
    前記入場ゲート端末は、
    登録する前記車両情報の運転手情報を、前記ID読取器により前記運転手が携帯するIDタグから読み取られた情報に基づいて取得し、
    登録する前記チャネル情報を、前記運行管理装置に既に記憶されている車両情報を基に空きチャネルまたは使用量の少ないチャネルを選択することにより決定し、
    決定した前記チャネル情報を、前記車載機書込器を用いて前記車載機に書き込むことを特徴とする請求項1に記載の車両監視システム。
  3. 前記基地局は、
    前記監視エリア内のすべての車両の車載機から送信された位置情報を取得する複数の受信アンテナと、
    前記監視エリア内に前記チャネルごとに通信可能なエリアを設定することにより、特定の車両の車載機に対して前記運行管理装置で生成された警報情報を送信する送信アンテナとを有することを特徴とする請求項1または2に記載の車両監視システム。
  4. 前記車載機に書き込まれるチャネル情報には、送信タイミングが設定された複数のID番号のうちの1つが付加され、
    前記車載機は、当該チャネル情報に付加された前記ID番号に設定された送信タイミングで、生成した位置情報を送信することを特徴とする請求項2に記載の車両監視システム。
  5. 前記車載機は、生成した位置情報と、前記運行管理装置から取得した警報情報とを記憶する記憶媒体を有し、
    前記入場ゲート端末は、前記車両が前記監視エリアから退出する際に、前記記憶媒体に記憶された位置情報および警報情報を取得して運行管理装置に記憶された位置情報および警報情報を補完するために送信することを特徴とする請求項3または4に記載の車両監視システム。
  6. 前記位置取得管理装置には、正確な自位置情報が基準点としてあらかじめ設定された基準基地局が接続され、
    前記位置取得管理装置は、前記基地局から前記車載機の位置情報を取得するとともに前記基準基地局から前記基準点を取得して前記車載機の位置情報を前記基準点で補正して前記運行管理装置に送信することを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の車両監視システム。
  7. 前記運行管理装置は、前記位置取得管理装置から取得した前記車載機の位置情報を、前記監視エリア内を示す地図上に設けられた所定エリアを集約する位置番号に変換し、
    前記表示処理装置は、前記位置番号を利用して画面表示情報を生成することを特徴とする請求項1〜6いずれか1項に記載の車両監視システム。
  8. 監視エリアを移動する車両に搭載された車載機で、自装置の位置情報を生成するとともにあらかじめ設定されたチャネルを利用して無線通信により前記位置情報を送信するステップと、
    前記監視エリア近傍に設置された複数の基地局で、前記車載機から送信された位置情報を取得するステップと、
    前記複数の基地局に接続された位置取得管理装置で、前記複数の基地局で取得された位置情報を一元化して管理するステップと、
    前記監視エリアに入場するための入場ゲートに設置された入場ゲート端末で、前記車両が前記監視エリアに入場する際に、当該車両に搭載する車載機を識別する車載機番号情報と、当該車両の運転手を識別する運転手情報と、当該車両が前記監視エリアに入場したときの入場ゲートを識別する入場ゲート情報と、当該車両が前記監視エリアに入場したときの入場時刻情報と、当該車両に搭載する車載機が無線通信で利用するチャネル情報とを含む車両情報を登録するステップと、
    前記位置取得管理装置および前記入場ゲート端末に接続された運行管理装置で、前記位置取得管理装置で取得された位置情報と前記入場ゲート端末で登録された車両情報とを記憶するとともに前記位置情報および前記車両情報から監視エリア内の異常を検知して警報情報を生成するステップと、
    前記運行管理装置に接続された表示処理装置で、前記運行管理装置に記憶された位置情報および車両情報と、前記運行管理装置で生成された警報情報とから、前記監視エリア内における車両を監視するための画面表示情報を生成するステップと、
    を備えることを特徴とする車両監視方法。
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