JP5019384B2 - 鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システム - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムに関するものである。

従来、列車制御方式においては、軌道回路による位置検知結果に基づき列車間隔は制御されていた。

また、車両の通信では、ＩＴＳ（高速道路交通システム：Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ）において、路車間通信が行われるようになってきている（下記特許文献１参照）。また、車々間通信も行われている（下記特許文献２参照）。

さらに、列車制御用連続データ通信において、線路沿線に設置した漏洩同軸ケーブル型アンテナ（ＬＣＸ：Ｌｅａｋａｇｅ Ｃｏａｘｉａｌ Ｃａｂｌｅ型アンテナ）と列車上のアンテナによる連続通信方式が提案されている（下記特許文献３参照）。

そして、近年、ＬＣＸでなく、地上車上間の無線通信を用いた列車制御システムが実用化されつつある。
特開２００１−１９５６２１号公報 特開２００１−０４５０１３号公報 特公平７−２９６０６号公報

しかしながら、上記した地上車上間の列車制御システムは、無線通信によるため妨害を受けやすい。

特に、無線を用いた列車制御システムにおいては妨害波が列車の安定性・安全性に大きく影響することになるが、その妨害波があることを検知することは難しい。

本発明は、上記状況に鑑みて、妨害波の発生箇所を迅速かつ的確に特定するための鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムにおいて、鉄道線路に沿って間隔をとって配置され、無線送受信制御装置と送受信アンテナとを具備する複数の無線基地局と、この複数の無線基地局と通信線により接続される中央通信制御装置とを具備し、前記複数の無線基地局は自基地局用送電電文と隣接基地局用チェック電文を記憶する記憶装置を備え、各無線基地局からの情報は前記中央通信制御装置で記憶・管理し、前記複数の無線基地局間の線路沿線における車上、地上間通信に対する妨害波の有無を確認することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムにおいて、前記中央通信制御装置は、２無線基地局間で積極的に双方向で送受信される無線基地局間専用の電文をチェックし、もしくは、列車に対して送信する電文の隣接の無線基地局の送信レベル変動・送信内容を受動的に常時チェックすることにより、前記複数の無線基地局間の線路沿線における車上、地上間通信に対する妨害波の有無を確認することを特徴とする。

〔３〕上記〔１〕記載の鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムにおいて、前記複数の無線基地局及び前記中央通信制御装置は、鉄道線路に沿って地上に配置されることを特徴とする。

〔４〕上記〔１〕記載の鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムにおいて、前記複数の無線基地局及び前記中央通信制御装置は、鉄道車両が連結された列車内に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、鉄道沿線における車上、地上間通信に対する妨害波「なりすまし」の有無を確認することができ、その発生箇所を迅速かつ的確に特定することができる。

また、鉄道沿線における車上、地上間通信に対する妨害波の有無を確認することができる。

本発明の鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムは、鉄道線路に沿って間隔をとって配置され、無線送受信制御装置と送受信アンテナとを具備する複数の無線基地局と、この複数の無線基地局と通信線により接続される中央通信制御装置とを具備し、前記複数の無線基地局は自基地局用送電電文と隣接基地局用チェック電文を記憶する記憶装置を備え、各無線基地局からの情報は前記中央通信制御装置で記憶・管理し、前記複数の無線基地局間の線路沿線における車上、地上間通信に対する妨害波の有無を確認する。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの模式図である。

この図において、１は第１の無線基地局、２はその第１の無線基地局１の無線送受信制御装置、３は無線送受信制御装置２に接続される送受信アンテナ、１１は第２の無線基地局、１２はその第２の無線基地局１１の無線送受信制御装置、１３は無線送受信制御装置１２に接続される送受信アンテナ、２１は第３の無線基地局、２２はその第３の無線基地局２１の無線送受信制御装置、２３は無線送受信制御装置２２に接続される送受信アンテナ、３１は第４の無線基地局、３２はその第４の無線基地局３１の無線送受信制御装置、３３は無線送受信制御装置３２に接続される送受信アンテナ、４１は第５の無線基地局、４２はその第５の無線基地局４１の無線送受信制御装置、４３は無線送受信制御装置４２に接続される送受信アンテナ、５１は第６の無線基地局、５２はその第６の無線基地局５１の無線送受信制御装置、５３は無線送受信制御装置５２に接続される送受信アンテナ、６１は中央通信制御装置（中央通信制御所）、６２は中央通信制御装置６１と各無線基地局とを接続する通信線、７１は鉄道線路、７２はその鉄道線路７１を走行する鉄道車両である。なお、上記した第１の無線基地局１〜第６の無線基地局５１はそれぞれ鉄道の駅に対応させて配置することができる。

図２は図１の部分を示す無線妨害箇所の検出システムの模式図、図３はその無線基地局の無線送受信制御装置の概略構成図、図４は中央通信制御装置の概略構成図である。なお、ここでは、隣接沿線無線基地局の送信情報は事前に取得できる。

ここで、無線基地局１，１１，２１，３１，４１，５１の無線送受信制御装置２，１２，２２，３２，４２，５２は、図３に示すように、無線送受信装置ａと、中央処理装置（ＣＰＵ）ｂと、チェック電文（隣接基地局用）Ａ及び送信電文（自基地局用）Ｂとを記憶する記憶装置ｃと、判定装置ｄと、送受信装置ｅと、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）ｆとからなる。

また、中央通信制御装置（中央通信制御所）６１は、図４に示すように、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）６１Ａと、送受信装置６１Ｂと、中央処理装置（ＣＰＵ）６１Ｃと、チェック電文（各基地局用）Ｃ及び各基地局用送信電文Ｄとを記憶する記憶装置６１Ｄと、通報装置６１Ｅとからなる。

そこで、図２において、第２の無線基地局１１と第３の無線基地局２１との間で無線通信を行う。この場合には、第３の無線基地局２１では妨害波が電文Ｘとして受信され、それが、第２の無線基地局１１へ通信線６２を介して送信される。

一方、各無線基地局からの無線通信状況は、中央通信制御装置（中央通信制御所）６１で把握されているので、第２の無線基地局１１と第３の無線基地局２１との間での「なりすまし」は中央通信制御装置（中央通信制御所）６１でも検出されており、通報装置６１Ｅを介して中央通信制御装置（中央通信制御所）６１から第２の無線基地局１１と第３の無線基地局２１へと通報し、列車に対しても通報することができる。

そこで、鉄道車両７２が第２の無線基地局１１と第３の無線基地局２１の区間にいないときは、前記中央通信制御装置６１から第２の無線基地局１１と第３の無線基地局２１に送信され、同じ情報が第２の無線基地局１１と第３の無線基地局２１に（またはその逆も同様）送られる。第３の無線基地局２１では、第２の無線基地局１１から送られてきた情報と中央通信制御装置６１から送られてきた情報のレベルと内容が判定装置ｄにおいて一致すれば妨害波がないとし、一致しないときは「なりすまし」が起こっており、つまり、妨害波が存在すると判定する。

図５は本発明の第１実施例の変形例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの模式図である。

この実施例では、例えば、第３の無線基地局２１内で「なりすまし」が発生している場合の無線妨害箇所の検出について説明する。

この場合には、第２の無線基地局１１から無線通信が行われても、第３の無線基地局２１では正常な受信ができない。また、同様に第４の無線基地局３１からの無線通信が行われても、第３の無線基地局２１では正常な受信ができない。そこで、第３の無線基地局２１でのチェックによって、「なりすまし」であると検出されるので、そのことを隣接する第２の無線基地局１１と第４の無線基地局３１へと通信線６２を介して通報する。

一方、各無線基地局からの無線通信状況は、中央通信制御装置（中央通信制御所）６１で把握されているので、第２の無線基地局１１と第３の無線基地局２１との間及び第４の無線基地局３１と第３の無線基地局２１との間の「なりすまし」は中央通信制御装置（中央通信制御所）６１でも検出されており、通報装置６１Ｅを介して中央通信制御装置（中央通信制御所）６１から第２の無線基地局１１と第３の無線基地局２１と第４の無線基地局３１へと通報することができる。

図６は本発明の第２実施例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの模式図、図７はその無線基地局の無線送受信制御装置の概略構成図、図８は中央通信制御装置の概略構成図である。

この実施例では、鉄道車両内に無線基地局を配置して各車両との無線通信により無線妨害箇所を検出するシステムについて説明する。

図において、１０１は第１の車両、１０２は第２の車両、１０３は第２の車両、１１１は第１の車両１０１に配置される第１の無線基地局、１１２はその第１の無線基地局１１１の無線送受信制御装置、１１３は無線送受信制御装置１１２に接続される送受信アンテナ、１２１は第１の車両１０１に配置される第２の無線基地局、１２２はその第２の無線基地局１２１の無線送受信制御装置、１２３は無線送受信制御装置１２２に接続される送受信アンテナ、１３１は第２の車両１０２に配置される第３の無線基地局、１３２はその第３の無線基地局１３１の無線送受信制御装置、１３３は無線送受信制御装置１３２に接続される送受信アンテナ、１４１は第２の車両１０２に配置される第４の無線基地局、１４２はその第４の無線基地局１４１の無線送受信制御装置、１４３は無線送受信制御装置１４２に接続される送受信アンテナ、１５１は第３の車両１０３に配置される第５の無線基地局、１５２はその第５の無線基地局１５１の無線送受信制御装置、１５３は無線送受信制御装置１５２に接続される送受信アンテナ、１６１は第３の車両１０３に配置される第６の無線基地局、１６２はその第６の無線基地局１６１の無線送受信制御装置、１６３は無線送受信制御装置１６２に接続される送受信アンテナ、１７１は中央通信制御装置（中央通信制御所）、１７２は中央通信制御装置１７１と各無線基地局とを接続する通信線である。

また、無線基地局１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１の無線送受信制御装置１１２，１２２，１３２，１４２，１５２，１６２は、図７に示すように、無線送受信装置ａと、中央処理装置（ＣＰＵ）ｂと、チェック電文（隣接基地局用）Ａ及び送信電文（自基地局用）Ｂとを記憶する記憶装置ｃと、判定装置ｄと、送受信装置ｅ、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）ｆとからなる。

また、中央通信制御装置（中央通信制御所）１７１は、図８に示すように、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１７１Ａと、送受信装置１７１Ｂと、中央処理装置（ＣＰＵ）１７１Ｃと、チェック電文（各基地局用）Ｃ及び各基地局用送信電文Ｄとを記憶する記憶装置１７１Ｄと、通報装置１７１Ｅとからなる。

このように構成したので、第１実施例と同様に、いずれの無線基地局間における無線妨害、つまり、「なりすまし」も的確に検出することができる。

図９は本発明の第２実施例の変形例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの模式図である。

この実施例では、第１の車両１０１に第１の無線基地局１８１を、第３の車両１０３に第２の無線基地局１８２を配置する。つまり、第２の車両１０２には無線基地局を配置しない例を示している。このような通信系において、第２の車両１０２内で「なりすまし」が発生した場合にも、その「なりすまし」を迅速かつ的確に検出することができる。

本発明は、上記したように、
（１）２無線基地局間で積極的に双方向で送受信（無線基地局間専用の電文をチェック）し、もしくは、隣接の無線基地局の送信レベル変動・送信内容を受動的に常時チェック（列車に対して送信する電文の内容をチェック）することにより、無線基地局間の線路沿線における車上、地上間通信に対する妨害波の有無を確認することができる。

（２）線路沿線に無線基地局を連続的に配置することにより、線路沿線上の妨害エリアを特定できる。また、無線基地局間の通信を行うことにより、無線基地局をまたぐような妨害波が発生しても、妨害エリアを特定できる。

（３）受信レベル断、誤り率大となった場合には、異常検知として上位装置に伝達し、上位装置が安全側制御を行うように構成できる。

本発明によれば、
（１）無線基地局間の妨害波（なりすまし）を検出できる。

また、副次的効果として、
（２）無線基地局の故障を検知できる。

（３）隣接無線基地局のアンテナが適切な方向に向いていないことも検知できる。

（４）異常区間に列車が入る前に検知できるので、鉄道利用者への影響を最小限にできる。

（５）車両内の両端もしくは１編成の両端に無線基地局を設置することにより、車両内からの妨害波についても検知できる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムは、線路沿線上での無線妨害箇所を迅速かつ的確に検出するシステムとして利用可能である。

本発明の第１実施例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの模式図である。 図１の部分を示す無線妨害箇所の検出システムの模式図である。 本発明の第１実施例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの無線基地局の無線送受信制御装置の概略構成図である。 本発明の第１実施例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの中央通信制御装置の概略構成図である。 本発明の第１実施例の変形例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの模式図である。 本発明の第２実施例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの模式図である。 本発明の第２実施例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの無線基地局の無線送受信制御装置の概略構成図である。 本発明の第２実施例を示す鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムの中央通信制御装置の概略構成図である。 本発明の第２実施例の変形例を示す鉄道車両の運行時無線妨害箇所の検出システムの模式図である。

符号の説明

１，１１１，１８１ 第１の無線基地局
２，１１２ 第１の無線基地局の無線送受信制御装置
３，１３，２３，３３，４３，５３，１１３，１２３，１３３，１４３，１５３，１６３ 無線送受信制御装置に接続される送受信アンテナ
ａ 無線送受信装置
ｂ，６１Ｃ，１７１Ｃ 中央処理装置（ＣＰＵ）
Ａ チェック電文（隣接基地局用）
Ｂ 送信電文（自基地局用）
ｃ，６１Ｄ，１７１Ｄ 記憶装置
ｄ 判定装置
ｅ，６１Ｂ，１７１Ｂ 送受信装置
ｆ，６１Ａ，１７１Ａ 入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）
Ｃ チェック電文（各基地局用）
Ｄ 各基地局用送信電文
６１Ｅ，１７１Ｅ 通報装置
１１，１２１，１８２ 第２の無線基地局
１２，１２２ 第２の無線基地局の無線送受信制御装置
２１，１３１ 第３の無線基地局
２２，１３２ 第３の無線基地局の無線送受信制御装置
３１，１４１ 第４の無線基地局
３２，１４２ 第４の無線基地局の無線送受信制御装置
４１，１５１ 第５の無線基地局
４２，１５２ 第５の無線基地局の無線送受信制御装置
５１，１６１ 第６の無線基地局
５２，１６２ 第６の無線基地局の無線送受信制御装置
６１，１７１ 中央通信制御装置（中央通信制御所）
６２、７２ 中央通信制御装置と各無線基地局とを接続する通信線
７１ 鉄道線路
７２ 鉄道車両
１０１ 第１の車両
１０２ 第２の車両
１０３ 第３の車両

Claims (4)

1. （ａ）鉄道線路に沿って間隔をとって配置され、無線送受信制御装置と送受信アンテナとを具備する複数の無線基地局と、
   （ｂ）該複数の無線基地局と通信線により接続される中央通信制御装置とを具備し、
   （ｃ）前記複数の無線基地局は自基地局用送電電文と隣接基地局用チェック電文を記憶する記憶装置を備え、各無線基地局からの情報は前記中央通信制御装置で記憶・管理し、前記複数の無線基地局間の線路沿線における車上、地上間通信に対する妨害波の有無を確認することを特徴とする鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システム。
2. 請求項１記載の鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムにおいて、前記中央通信制御装置は、２無線基地局間で積極的に双方向で送受信される無線基地局間専用の電文をチェックし、もしくは、列車に対して送信する電文の隣接の無線基地局の送信レベル変動・送信内容を受動的に常時チェックすることにより、前記複数の無線基地局間の線路沿線における車上、地上間通信に対する妨害波の有無を確認することを特徴とする鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システム。
3. 請求項１記載の鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムにおいて、前記複数の無線基地局及び前記中央通信制御装置は、鉄道線路に沿って地上に配置されることを特徴とする鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システム。
4. 請求項１記載の鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システムにおいて、前記複数の無線基地局及び前記中央通信制御装置は、鉄道車両が連結された列車内に配置されることを特徴とする鉄道車両の運行時の無線妨害箇所の検出システム。

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