JP5134670B2

JP5134670B2 - 列車位置情報収集システム

Info

Publication number: JP5134670B2
Application number: JP2010223222A
Authority: JP
Inventors: 英樹久保
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Digital Solutions Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP2012076582A

Description

本発明の実施形態は、列車の位置情報を収集する列車位置情報収集システムに関する。

他社線と相互乗り入れしている場合に、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）などの位置把握技術によって一定時間ごとに蓄積された車両の位置を、一般の無線による公衆通信回線網を用いて伝えることにより、他社線区内であっても車両の位置把握を行うものがある。

また、ＩＤカードを車両に取り付け、車両番号を収集することによって車両の位置を特定する方法が提案されている。

特開平４−１８９６７３号特開平４−５６６７７号

しかし、即時性を必要としない位置情報であっても、無線による公衆通信回線を用いると、通信装置を取り付けた車両の数に対して回線使用料が発生するコストの問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、低コストで構築し運用できる列車位置情報収集システムを提供することである。

実施形態の列車位置情報収集システムは、駅や分岐点の線路脇に設けられたタグと、自社線から他社線へ向かう路線を運行する往路列車に設けられた第１のタグリーダ・ライタと第１の記憶装置と、他社線から自社線へ向かう路線を運行する復路列車に設けられた第２のタグリーダ・ライタと第２の記憶装置とを備える。タグは、無線信号形式のＩＤ要求信号を受信した場合には、予め登録されているＩＤを示す無線信号形式のＩＤ応答信号を送信する。第１のタグリーダ・ライタは、このＩＤ要求信号に応じるＩＤ応答信号が受信できた場合には、このＩＤ応答信号の内容と、受信日時と、予め登録されている所属会社コードと車両番号を示す設定情報をまとめた位置情報を出力する。第１の記憶装置は、この位置情報を保存し、無線信号形式の位置情報要求信号を受信した場合には、保存されている位置情報を示す無線信号形式の位置情報応答信号を送信する。第２のタグリーダ・ライタは、この位置情報要求信号に応じる位置情報応答信号が受信できた場合には、この位置情報応答信号の内容を出力する。第２の記憶装置は、この位置情報応答信号の内容を保存する。

実施例１の列車位置情報収集システムの構成を示すブロック図情報の具体例を示す図他社線内での位置情報検出の例を示す図処理のフローチャートを示す図他社線内での列車間の位置情報伝達の例を示す図位置情報の収集例を示す図実施例２の列車位置情報収集システムの構成を示すブロック図他社線内での位置情報伝達の例を示す図情報の具体例を示す図位置情報収集処理のフローチャートを示す図位置情報の収集例を示す図他社線内に設置する位置情報記録システムフロー図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（１）システム構成
本実施例の列車位置情報収集システム１の構成を示すブロック図を図１に示す。同図に示すように、運行中の列車２の位置情報を収集する列車位置情報収集システム１は、駅や分岐点の線路脇に設けられたＩＣタグ１１と、各列車２に設けられたＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）リーダー・ライタ２１、記憶装置２２から構成されている。列車２は、自社線内運行中は自社線内ネットワーク１５０を介し、時計装置や列車集中制御装置などを備えた外部システム２００と通信可能である。

ＩＣタグ１１には、その設置場所が関連付けられたＩＣタグ設定情報１０１が設定されている。

ＲＦＩＤリーダー・ライタ２１は、列車２が通過する線路脇に設けられたＩＣタグ１１を付属のアンテナで検知し、このＩＣタグ１１から読み取ったＩＣタグ設定情報１０１と通過日時とみなした読取日時をＲＦＩＤリーダー・ライタ２１内のメモリに書き込むものである。このメモリには、ＲＦＩＤリーダー・ライタ設定情報１０２が設定されており、これらＩＣタグ設定情報１０１と通過日時とＲＦＩＤリーダー・ライタ設定情報１０２を関連付けて位置情報１０３として保存する。

記憶装置２２は、例えばＩＣタグである。この記憶装置２２は、ＲＦＩＤリーダー・ライタ２１内のメモリから出力された位置情報１０３を保存する。

各情報の構成について図２を用いて説明する。

ＩＣタグ設定情報１０１は、図２（１）に示すように、ＩＣタグ１１に設定されたタグＩＤ（ア）であり、このタグＩＤ（ア）ごとに用意された変換テーブルで、その設置場所の緯度経度と関連付けられている。

さらに、緯度経度と線路の閉塞区間（範囲）を関連付けた変換テーブルにより、在線区間の特定が可能である。

ＲＦＩＤリーダー・ライタ設定情報１０２は、図２（２）に示すように、ＲＦＩＤリーダー・ライタ２１に設定された車両所属会社コード（イ）と車両番号（ウ）で構成される。

位置情報１０３は、図２（３）に示すように、ＩＣタグ１１からタグＩＤ（ア）の読取日時を列車の通過日時とみなした通過日時（エ）と、タグＩＤ（ア）と、車両所属会社コード（イ）と、車両番号（ウ）で構成される。なお、最新の情報が追加されていき履歴が保存されるが、記憶装置２２の容量に応じて不要な過去の情報は削除される。

また、図２（４）に示すように、タグＩＤそのものではなく、変換テーブルを参照しタグＩＤから導き出される経度緯度（カ）を記憶装置２２に蓄積していくようにしても良い。

なお、本実施例では地下鉄を考慮し、列車２ａに設けられたＲＦＩＤリーダー・ライタ２１ａが駅や分岐点に設置されたＩＣタグ１１を検知して位置情報を収集するが、図３に示すように屋外走行中は定期的（例えば１０分ごと）にＧＰＳから緯度経度を受信するようにしてもよい。

（２）処理
次に処理を図４のフローチャートに従い説明する。なお図４中の丸数字は、図２中の丸数字と対応している。

●運行中の位置情報の収集
ＲＦＩＤリーダー・ライタ２１ａ内のメモリに設定された車両所属会社コード（イ）と車両番号（ウ）を読み込み、（Ｓ４０１）、ＩＣタグ１１が検知可能な状態にする。

列車２ａが運行中にＩＣタグ１１に接近すると（Ｓ４０２）、列車２ａに設けられたＲＦＩＤリーダー・ライタ２１ａはＩＣタグ１１を検知して（Ｓ４０３）、タグＩＤ（ア）を読み取る（Ｓ４０４）。図２（１）によれば、タグＩＤ（ア）は３５である。

読取日時をこのＩＣタグ１１が設けられた地点の列車２ａの通過日時とみなし（Ｓ４０５）、この通過日時（エ）とタグＩＤ（ア）を、ＲＦＩＤリーダー・ライタ２１ａに設定された車両所属会社コード（イ）と車両番号（ウ）に関連付け、位置情報１０３としてＲＦＩＤリーダー・ライタ２１内のメモリに書き込む。

さらにこのメモリから出力された位置情報１０３を列車２ａ内に設けられた記憶装置２２ａに保存する（Ｓ４０６）。図２（２）、（３）によれば、例えば通過日時（エ）は２０１０／３／１５１８:２５:３５、タグＩＤ（ア）は３５、車両所属会社コード（イ）２０６２、車両番号（ウ）８４０１である。

●すれ違い通信
図５に、列車２ａが先に自社線内に戻る列車２ｂとすれ違う際、列車間で位置情報１０３を伝達する仕組みを示す。

列車２ａと列車２ｂがすれ違う際に接近すると（Ｓ４０７）、列車２ｂに設けられたＲＦＩＤリーダー・ライタ２１ｂが、列車２ａ内に設けられたＩＣタグである記憶装置２２ａを検知する（Ｓ４０８）。

するとＲＦＩＤリーダー・ライタ２１ｂは、記憶装置２２ａに保存された位置情報１０３を読み込んで（Ｓ４０９）、既に保存されている位置情報１０３に加えてメモリに追加保存する。

さらに、この追加保存された位置情報１０３をＩＣタグである記憶装置２２ｂに保存する（Ｓ４１０）。

なお、列車にＩＣタグを設ける代わりに、記憶装置２２を不揮発性メモリデバイスであって、例えばハードディスクやソリッドステートディスク、またはＳＤカード等としてもよい。また、列車間での位置情報の受け渡しはアドホック通信が可能な無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格などの無線通信技術を用いてもよい。

●拠点での位置情報の収集
列車２ｂは、すれ違った列車２、例えば列車２ａの位置情報１０３が記憶装置２２ｂに保存された状態で自社線に帰ってくる。

ＩＣタグである記憶装置２２ｂを乗務員が事務所に持ち帰れば、位置情報１０３を収集することができる。

図６は、列車２ｂが持ち帰った位置情報１０３を地上側の設備で収集する例を示す図である。

図６に示すように、記憶装置２２が例えばハードディスク等の場合、他社線から戻ってきた列車２ｂの記憶装置２２ｂから位置情報１０３を早く収集できる自社線に入った所にデータ収集装置を設け、位置情報１０３の受け渡しはアドホック通信が可能な無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格などの無線通信技術を用いてもよい。

●拠点での位置情報の活用
外部システム２００を構成するＧＩＳ（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ：地理情報システム）の機能を有するＣＴＣ（ＣｅｎｔｒａｌｉｚｅｄＴｒａｆｆｉｃＣｏｎｔｒｏｌ：列車集中制御装置)などに、画面表示プログラムがインストールされている。この画面表示プログラムは、データ収集装置から位置情報１０３を取得すると、緯度経度情報に変換、車両番号と時刻を合わせて表示し、ＧＩＳによる地図上に表示する。

なお、取得した位置情報を閉塞区間に変換し、車両番号と時刻を合わせて表示し、線形図上に在線情報として表示するようにしてもよい。

鉄道での位置情報の表示は、ＧＩＳを用いた表示には緯度経度情報を使い、ＣＴＣにおけるＴＩＤ（ＴｒａｆｆｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ：運行情報表示装置）での表示のように在線表示の場合は閉塞区間に変換して表示するが、表示の最終段階で相互に変換可能である。

本実施形態の列車位置情報収集システムによれば、列車に設ける位置情報記憶手段をＲＦＩＤによるＩＣタグすると、すれ違い時の情報処理用の装置を車載しないので、より低コスト化を実現できるようになる。

（１）システム構成
第２の実施例の列車位置情報収集システムの構成を示すブロック図を図７に示す。同図に示すように、他社線内を運行中の列車２の位置情報を収集する列車位置情報収集システム１は、駅や分岐点の線路脇に設けられたＲＦＩＤリーダー・ライタ５１、記憶装置５２と、各列車２に設けられたＩＣタグ６１から構成されている。

ＩＣタグ６１には、その列車のＩＣタグ設定情報１１１が設定されている。

ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａは、自社線から他社線へ向かう往路を運行する列車２ａが近くを通過する際にＩＣタグ６１ａを付属のアンテナで検知し、このＩＣタグ６１ａから読み取ったＩＣタグ設定情報１１１と通過日時とみなした読取日時をＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａ内のメモリに書き込むものである。このメモリには、ＲＦＩＤリーダー・ライタ設定情報１１２が設定されており、これらＩＣタグ設定情報１１１と通過日時とＲＦＩＤリーダー・ライタ設定情報１１２を関連付けて位置情報１１３として保存する。

記憶装置５２ａは、例えばＩＣタグである。この記憶装置５２ａは、ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａ内のメモリから出力された位置情報１１３を保存する。

またＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａは、他社線内から自社線へ向かう復路を運行する列車２ｂが近くを通過する際にＩＣタグ６１ｂを付属のアンテナで検知し、このＩＣタグ６１ｂから読み込んだＩＣタグ設定情報１１１に基づいて位置情報が必要な自社の列車かを判断する。

自社の列車と判断された場合には、ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａは記憶装置５２ａから位置情報１１３を読み込み、ＩＣタグ６１ｂに追加保存する。

図８に、他社線内での位置情報伝達の例を示す。同図では１台のＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａで位置情報の列車２ａからの読み込みと、列車２ｂへの書き込みを行っている。往路線路と復路線路の距離などによっては、位置情報の列車２ａからの読み込みと、列車２ｂへの書き込みをそれぞれ別のＲＦＩＤリーダー・ライタ５１で行うようにしてもよい。

各情報の構成について図９を用いて説明する。

ＩＣタグ設定情報１１１は、図９（１）に示すように、ＩＣタグ６１に設定された
車両所属会社コード（イ）と車両番号（ウ）で構成される。

ＲＦＩＤリーダー・ライタ設定情報１１２は、図９（２）に示すように、ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１内のメモリに設定された装置ＩＤ（オ）であり、この装置ＩＤ（オ）ごとに用意された変換テーブルで、その設置場所の緯度経度と関連付けられている。

位置情報１１３は、図９（３）に示すように、ＩＣタグ６１から車両所属会社コード（イ）と車両番号（ウ）の読取日時を列車の通過日時とみなした通過日時（エ）と、装置ＩＤ（オ）とで構成される。なお、最新の情報が追加されていき履歴が保存されるが、記憶装置５２の容量に応じて不要な過去の情報は削除される。

（２）処理
次に、運行中の位置情報を収集する処理を図１０のフローチャートに従って説明する。なお図１０中の丸数字は、図９中の丸数字と対応している。

●運行中の位置情報の収集
ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａ内のメモリに設定された装置ＩＤ（オ）を読み込み、（Ｓ１００１）、ＩＣタグ６１が検知可能な状態にする。

ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａに自社線から他社線へ向かう往路を運行中の列車２ａが接近すると（Ｓ１００２）、ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａは列車２ａに設けられたＩＣタグ６１ａを検知して（Ｓ１００３）、車両所属会社コード（イ）と車両番号（ウ）を読み取る（Ｓ１００４）。図９（１）によれば、車両所属会社コード（イ）２０６２、車両番号（ウ）８４０１である。

読取日時をこのＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａが設けられた地点の列車２ａの通過日時とみなし（Ｓ１００５）、この通過日時（エ）と車両所属会社コード（イ）と車両番号（ウ）を、ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａに設定された装置ＩＤ（オ）に関連付け、位置情報１０３としてＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａ内のメモリに書き込む。

さらにこのメモリから出力された位置情報１１３を記憶装置５２ａに保存する（Ｓ１００６）。図９（２）、（３）によれば、例えば位置情報１１３は、通過日時（エ）は２０１０／３／１５１８:２５:３５、装置ＩＤ（オ）は３５、車両所属会社コード（イ）２０６２、車両番号（ウ）８４０１である。

●戻り列車の検出と位置情報の追加
ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａに他社線内から自社線へ向かう復路を運行する列車２ｂが接近すると（Ｓ１００７）、ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａは列車２ｂに設けられたＩＣタグ６１ｂを検知して（Ｓ１００８）、車両所属会社コード（イ）と車両番号（ウ）を読み取る。図９（４）によれば、車両所属会社コード（イ）２０６２、車両番号（ウ）９８２２である。

車両所属会社コード（イ）が自社のコードであれば、ＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ａは、記憶装置５２ａから位置情報１１３を読み込み（Ｓ１００９）、ＩＣタグ６１ｂに追加保存する（Ｓ１０１０）。

図９（５）に追加後の位置情報１１３の例を示す。

●戻ってきた列車からの位置情報の収集
ＩＣタグ６１ｂを乗務員が事務所に持ち帰れば、位置情報１１３を収集することができる。

また図１１に、列車２ｂがＩＣタグ６１ｂに保存して持ち帰った位置情報１１３を地上側の設備で収集する例を示す。図１１に示すように、他社線から戻ってきた列車２ｂのＩＣタグ６１ｂから位置情報１１３を早く収集できる自社線に入った所に、例えばＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ｎと記憶装置５２ｎで構成されたデータ収集装置を設け、自社線内ネットワーク１５０を介して外部システムに位置情報１１３を出力する。

次に、戻ってきた列車から位置情報を収集する処理を図１２のフローチャートに従って説明する。なお図１２中の丸数字は、図９中の丸数字と対応している。

他社線から戻ってきた列車２ｂが、自社線内に設けられたデータ収集装置に接近すると（Ｓ１２０１）、データ収集装置のＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ｎが列車２ｂに設けられたＩＣタグ６１ｂを検知して（Ｓ１２０２）、保存されている位置情報１１３を読み取り（Ｓ１２０３）、メモリに保存すると共に、記憶装置５２ｎに保存する（Ｓ１２０４）。

位置情報１１３の収集後、ＩＣタグ６１ｂの位置情報１１３を初期化する（Ｓ１２０５）。

なお位置情報１１３は、例えば列車位置の特定を必要とする運行管理システムなどの外部システム２００に自社線内ネットワーク１５０を介してデータ収集装置から出力される。

図９（６）にＩＣタグ６１ｂの位置情報１１３をＲＦＩＤリーダー・ライタ５１ｃのメモリに追加保存した状態を示す。

収集した位置情報１１３を車両番号や通過日時でソートすれば、運行管理システムなどで路線図に画面表示が可能である。

以上述べた実施形態の列車位置情報収集システムによれば、ＲＦＩＤで収集した自社線から他社線へ向かう往路を運行する自社列車の位置情報を、他社線から自社線へ向かう復路を運行する列車で持ち帰るので、有料通信回線を使用せずに地下鉄内でも位置を把握できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１・・・列車位置情報収集システム
２・・・列車
１１・・・ＩＣタグ
２１・・・ＲＦＩＤリーダー・ライタ
２２・・・記憶装置
５１・・・ＲＦＩＤリーダー・ライタ
５２・・・記憶装置
６１・・・ＩＣタグ
１０１・・・ＩＣタグ設定情報
１０２・・・ＲＦＩＤリーダー・ライタ設定情報
１０３・・・位置情報
１１１・・・ＩＣタグ設定情報
１１２・・・ＲＦＩＤリーダー・ライタ設定情報
１１３・・・位置情報
１５０・・・自社線内ネットワーク
２００・・・外部システム

Claims

駅や分岐点の線路脇に設けられ、無線信号形式のＩＤ要求信号を受信した場合には、予め登録されているＩＤを示す無線信号形式のＩＤ応答信号を送信するタグと、
自社線から他社線へ向かう路線を運行する往路列車に設けられ、このＩＤ要求信号に応じるＩＤ応答信号が受信できた場合には、このＩＤ応答信号の内容と、受信日時と、予め登録されている所属会社コードと車両番号を示す設定情報をまとめた位置情報を出力する第１のタグリーダー・ライタと、
この位置情報を保存し、無線信号形式の位置情報要求信号を受信した場合には、保存されている位置情報を示す無線信号形式の位置情報応答信号を送信する第１の記憶装置と、
他社線から自社線へ向かう路線を運行する復路列車に設けられ、この位置情報要求信号に応じる位置情報応答信号が受信できた場合には、この位置情報応答信号の内容を出力する第２のタグリーダー・ライタと、
この位置情報応答信号の内容を保存する第２の記憶装置と、
を有する列車位置情報収集システム。
前記第２の記憶装置は、無線信号形式の位置情報要求信号を受信した場合には、保存されている位置情報を示す無線信号形式の位置情報応答信号を送信し、
自社線の線路脇に設けられ、無線信号形式の位置情報要求信号に応じる前記第２の記憶装置からの位置情報応答信号が受信できた場合には、位置情報を外部システムに出力するデータ収集装置、
を有する請求項１記載の列車位置情報収集システム。
自社線から他社線へ向かう路線を運行する往路列車に設けられ、無線信号形式の設定情報要求信号を受信した場合には、予め登録されている所属会社コードと車両番号を示す無線信号形式の設定情報応答信号を送信する往路タグと、
他社線から自社線へ向かう路線を運行する復路列車に設けられ、無線信号形式の設定情報要求信号を受信した場合には、予め登録されている所属会社コードと車両番号を示す無線信号形式の設定情報応答信号を送信する復路タグと、
駅や分岐点の線路脇に設けられ、この設定情報要求信号に応じる前記往路タグからの設定情報応答信号が受信できた場合には、この設定情報応答信号の内容と、受信日時と、予め登録されているＩＤをまとめた位置情報を出力するタグリーダー・ライタと、
この位置情報を保存する記憶装置と、
を有し、
前記タグリーダー・ライタは、
この設定情報要求信号に応じる前記復路タグからの設定情報応答信号が受信できた場合には、前記記憶装置に保存された位置情報を示す無線信号形式の位置情報信号を送信し、
前記復路タグは、この位置情報信号を受信して位置情報を保存する、
列車位置情報収集システム。
前記復路タグは、無線信号形式の位置情報要求信号を受信した場合には、保存されている位置情報を示す無線信号形式の位置情報応答信号を送信し、
自社線の線路脇に設けられ、無線信号形式の位置情報要求信号に応じる前記復路タグからの位置情報応答信号が受信できた場合には、位置情報を外部システムに出力するデータ収集装置、
を有する請求項３記載の列車位置情報収集システム。
前記復路タグは、無線信号形式の位置情報要求信号を受信した場合には、保存されている位置情報を示す無線信号形式の位置情報応答信号を送信し、
自社線の線路脇に設けられ、無線信号形式の位置情報要求信号に応じる前記復路タグからの位置情報応答信号が受信できた場合には、位置情報を出力する収集タグリーダー・ライタと、
この位置情報を保存する収集記憶装置と、
を有する請求項３記載の列車位置情報収集システム。