JP5225197B2 - Vehicle position detection device - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道において線路上の車両の位置や速度を検知する車両位置検知装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle position detection device that detects the position and speed of a vehicle on a railway track.
従来、鉄道の線路上の車両を検出する装置として、地上装置と車上装置間で無線測距を実施し、地車間の距離を求めると共に複数の地上子を設置し、車上子がそれらの地上子を通過することによって車両の走行している番線を特定するようにしたものがあった(例えば、特許文献1参照)。
また、これとは異なる車両位置検知の技術として、架線またはレールを信号伝送手段として利用し、地上側と車上側で信号をやり取りする時間を測定して位置を求める方法があった(例えば、特許文献2参照)。
更に、無線通信を利用した方法として、車上のアンテナから送信された信号を3つ以上の地上無線局で受信して、その時間差から等距離曲線を描いて存在位置を求める方法があった(例えば、特許文献3参照)。
また、無線通信ではなく、レーダにより車両に当たって跳ね返ってくる電波の伝播時間を計測して距離を求め、直線であると仮定した線路の上に同定することで車両の存在位置を求める方法があった(例えば、特許文献4参照)。
Conventionally, as a device for detecting a vehicle on a railroad track, wireless ranging is performed between the ground device and the on-vehicle device, the distance between the ground vehicles is obtained, and a plurality of ground children are installed. There is one that specifies a running line of a vehicle by passing through a ground element (for example, see Patent Document 1).
As another vehicle position detection technique, there is a method for obtaining a position by measuring the time for exchanging signals between the ground side and the vehicle upper side using an overhead wire or a rail as a signal transmission means (for example, a patent) Reference 2).
Furthermore, as a method using wireless communication, there is a method in which a signal transmitted from an antenna on a vehicle is received by three or more terrestrial wireless stations, and an existing distance is obtained by drawing an equidistant curve from the time difference ( For example, see Patent Document 3).
Also, instead of wireless communication, there was a method of determining the vehicle's location by measuring the propagation time of radio waves that bounce off the vehicle by radar and determining the distance, and identifying it on a track assumed to be a straight line (For example, refer to Patent Document 4).
しかしながら、例えば特許文献1のような従来の装置では、走行番線を確定するためには地上子を設置するが、基地構内のような複雑な線形では大量の地上子が必要となる。このため、設置・維持コストがかさむという問題点があった。また、有電源タイプを用いると配線を引き回さなければならず、この点からもコスト高となってしまう問題点があった。
一方、特許文献2に記載されたような装置では、地上子といった構成を必要としないが、基地局のどちら側に車両がいるかを判別できず、また基地局の位置を通過する車両に対して速度の検知誤差が発生するという問題があった。更に、複数の番線がある駅構内などでは複数の送受信装置を線路または架線に設置する必要があるという問題もあった。
また、特許文献3に記載された装置では、最低3つの地上通信装置を設置しなければならず、地上設備により費用が掛かるという問題があった。更に、特許文献4に記載されたような装置では、対象とする車両が一本の線路上にいることを前提としており、停車場の中の複数の番線のどこにいるかを調べることができないという問題があった。またレーダによるため、検知したい車両以外からの反射波を区別することが困難であるという問題もあった。
However, in a conventional apparatus such as
On the other hand, the device as described in
Moreover, in the apparatus described in
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、どのような線路の配置であっても、低コストで車両の現在位置を確実に検知することのできる車両位置検知装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can detect the current position of the vehicle reliably at a low cost regardless of the arrangement of the tracks. The purpose is to obtain a device.
この発明に係る車両位置検知装置は、鉄道の線路上に位置する車両に設置された車上通信装置と、地上に設置され、車上通信装置と無線通信を行う地上通信装置と、地上通信装置と車上通信装置との無線通信により、地上通信装置から車上通信装置までの距離と方位角を検出する情報取得部と、地上通信装置の位置情報と線路配置情報とを記憶する記憶装置と、情報取得部で取得した地上通信装置から車上通信装置までの距離と方位角の情報と記憶装置に記憶された地上通信装置の位置情報から演算して車両の線路上の位置を求める制御装置とを備えたものである。 A vehicle position detection device according to the present invention includes an on-board communication device installed in a vehicle located on a railroad track, a ground communication device installed on the ground and performing wireless communication with the on-board communication device, and a ground communication device And an information acquisition unit for detecting a distance and an azimuth angle from the ground communication device to the vehicle communication device by wireless communication between the vehicle communication device and the vehicle communication device, and a storage device for storing the position information and the track arrangement information of the ground communication device , and it calculates the position information of the ground communication devices stored in the information storage device of the distance and azimuth to the on-board communication device from the ground communication apparatus acquired by the information acquisition unit obtains a position on a line between the vehicle control apparatus It is equipped with.
この発明の車両位置検知装置は、地上通信装置から車上通信装置までの距離と方位角を検出し、これら距離と方位角の情報と地上通信装置の位置情報から演算して線路配置情報で示される車両の線路上の位置を求めるようにしたので、どのような線路の配置であっても、低コストで車両の現在位置を確実に検知することができる。 Vehicle position detecting apparatus of the invention detects the distance and azimuth from the terrestrial communication device to the onboard communication device, indicated by the line arrangement information by calculating the position information of the information and ground communication device of distance and azimuth Since the position on the track of the vehicle to be obtained is obtained, the current position of the vehicle can be reliably detected at low cost regardless of the arrangement of the track.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による車両位置検知装置を示す構成図である。
図1に示す車両位置検知装置は、地上側に地上通信装置1を設置し、車両5の車上に車上通信装置2を設置する。そして、地上通信装置1に制御装置3と記憶装置4を接続して、地上通信装置1と車上通信装置2の間で無線通信6を行うことにより、地上通信装置1に設けられた情報取得部7が、地上通信装置1から車上通信装置2までの距離と方位角を検出するよう構成されている。即ち、地上通信装置1は、地上に設置され、前記車上通信装置と無線通信を行う装置である。車上通信装置2は、鉄道の線路上に位置する車両に設置され、地上通信装置と無線通信を行う装置である。制御装置3は、情報取得部7で取得した距離の方位角の情報に基づき、記憶装置4に記憶されている配置情報と照合して車両5の線路上の位置を求める装置である。記憶装置4は、地上通信装置1の位置情報と線路配置情報を記憶する装置である。車両5は線路上を走行する列車等の車両である。
1 is a block diagram showing a vehicle position detection apparatus according to
In the vehicle position detection device shown in FIG. 1, the
このように構成された車両位置検知装置では、地上通信装置1と車上通信装置2の間で無線通信により情報の伝達を行うことができる。また、情報取得部7は、電波の伝搬時間を測定することで、通信装置同士の距離を求めることができる。これに加えて、通信装置にアレイアンテナなどを用いることにより、電波の到来方向を測定することができ、地上通信装置1と車上通信装置2の間の方位角を求めることができる。距離と方位の情報が揃うことから、地上通信装置1と車上通信装置2の相対的な位置関係が得られ、地上通信装置1の位置が既知であれば、車上通信装置2の絶対的な位置を求めることができる。図1の構成では、地上通信装置1に方位角を測定可能なアンテナを設けることで、車上通信装置2の方位角と距離を調べてその絶対的な位置を算出している。
In the vehicle position detection device configured as described above, information can be transmitted between the
次に、車両位置の計算方法について図2を用いて説明する。
地上通信装置1から車上通信装置2に対して、距離dとある基準方位からの角度θを求める。基準方位は、その地上通信装置1のアンテナの向きを基準にしても良いし、北など適当な向きを基準に定めてもよい。これに対して三角関数を利用することで、地上通信装置1と車上通信装置2の間の座標の差はdcosθとdsinθと求められる。これらの計算に当たっては、地球の球体を考慮して経緯度によって計算しても良いし、十分狭い範囲で適用するならば平面であるとみなして単純なXY座標で計算しても良いし、あるいは極座標などその他の座標系を用いても良い。
Next, a vehicle position calculation method will be described with reference to FIG.
From the
より具体的に距離と方位角の測定について説明する。
距離の測定については、電波の伝播時間を測定すれば、その伝播速度は既知であるので、通信装置間の距離を求めることができる。伝播時間の測定については、GPS信号のような外部からの時刻信号を受け取って地上通信装置1と車上通信装置2の間で正確に時刻を同期しておき、無線通信内容に発信時刻の情報を含めておいて、受信した側で測定した受信時刻との差から求める方式でも良いし、装置間で無線通信を往復させてそれに要した時間から処理時間を差し引き、残りの時間を2で割って片道の伝播時間とする方式でも良い。
The measurement of distance and azimuth will be described more specifically.
Regarding the distance measurement, if the propagation time of radio waves is measured, the propagation speed is known, so the distance between communication devices can be obtained. Regarding the measurement of propagation time, an external time signal such as a GPS signal is received, the time is accurately synchronized between the
方位角の測定については、アレイアンテナを用いて複数配置した受信素子からの信号周波数・位相・振幅などの情報を元に、MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)法や最尤推定法といった計算法で方位角を求めることができる。あるいは指向性のアンテナを回転させながら受信して、その回転角度と受信信号の周波数・位相・振幅などの情報を元に計算する方法を用いてもよい。 For the measurement of the azimuth angle, the azimuth angle is calculated by a calculation method such as a MUSIC (Multiple Signal Classification) method or a maximum likelihood estimation method based on information such as signal frequency, phase, and amplitude from a plurality of receiving elements arranged using an array antenna. Can be requested. Alternatively, a method may be used in which reception is performed while rotating a directional antenna and calculation is performed based on information such as the rotation angle and the frequency / phase / amplitude of the received signal.
電波の被覆範囲を路線全体に広げるために地上通信装置1を多数設置した場合や、複数の車両を同時に運行するために車上通信装置2が路線上に多数存在している場合であっても、距離と方位角の測定と同時に無線通信を行っていることから、個別の装置を区別する識別符号などを送信することによって、適切にそれぞれの車上通信装置2の位置を測定することができる。また、レーダのように反射波を測定するものではないため、周辺の障害物からの反射波に影響を受けるといったことはない。1つの地上通信装置1で全体を電波で被覆できる駅構内などであれば、多数の地上装置を設置しなくても全ての車両の現在位置を測定することができる。
Even when a large number of
鉄道の車両は必ず線路に沿って運行される。その際に閉塞など保安上の仕組みの多くは、線路を一定の範囲毎に区切って、どの線路区間に車両が進入しているかに応じて動作する仕組みになっている。このことから、車両の経緯度や座標といった絶対的な位置情報よりも、どの線路区間に車両が進入しているかという情報の方が重要となる。そこで、記憶装置4には線路の配置情報が記録されており、これと得られた車両位置の情報を照合することで、車両が現在位置している線路区間の情報を求める。 Railway vehicles always operate along the tracks. At that time, many of the security mechanisms such as blockage are configured so as to operate according to which track section the vehicle is approaching by dividing the track into certain ranges. For this reason, information on which track section the vehicle has entered is more important than absolute position information such as the longitude and latitude and coordinates of the vehicle. Accordingly, track arrangement information is recorded in the storage device 4, and information on the track section where the vehicle is currently located is obtained by collating this information with the obtained vehicle position information.
図3では、距離と方位角の情報を元に車両の位置する線路区間を同定する原理を示す。また図4に制御装置が距離と方位角の情報から線路区間情報を取得して出力するまでのフローチャートを示す。以下、これらの図を参照して、車両位置検知装置の動作について説明する。
地上通信装置1が車両5の車上通信装置2と無線通信を行い、情報取得部7により地上通信装置1と車両5の間の距離dと方位角θを求め(ステップST1)、ここから車両5の地上通信装置1に対する相対的な位置情報を求める(ステップST2)。記憶装置4に保持されている線路配置情報は、線路の形状を直線の組み合わせで近似した上で、その直線の始点と終点の経緯度や座標などの絶対的な位置情報により表現してあるもので、実際のデータの構造は図5のような構造を必要な数だけ組み合わせたものになっている。また、線路配置情報を平面上で概念的に示したのが図3の線路配置情報100である(白丸間の矢印の区間が線路区間に相当している)。この線路の形状の直線への近似の程度は必要とされる精度に応じて決定する。更に、これとは別に、地上通信装置1の絶対位置情報が図6のような形で、記憶装置4に保持されている。制御装置3は、これらの情報を記憶装置4より読み出す(ステップST3)。
FIG. 3 shows the principle of identifying the track section where the vehicle is located based on the distance and azimuth information. FIG. 4 is a flowchart from when the control device acquires and outputs the track section information from the distance and azimuth information. Hereinafter, the operation of the vehicle position detection device will be described with reference to these drawings.
The
上述したように、地上通信装置1と車両5上の車上通信装置2との無線通信によって距離と方位角が得られ、地上通信装置1に対する車両5の相対位置が得られるから、この位置関係も平面上に表示することができる(ステップST4)。測定誤差や線路配置の近似の影響などにより、こうして得られた車両5の位置が線路配置情報100のどれかの上に正確に一致するとは限らないが、計算された車両5の絶対位置に最も近い線路を選択することで、その線路上の位置を同定できる(ステップST5)。ここで、線路配置情報100に線路区間情報が関連付けられていることにより、いくつかの区切られた線路区間のうち、どの線路区間に車両5が位置しているかを求めることができる(ステップST6)。
As described above, the distance and the azimuth angle are obtained by wireless communication between the
このように地上通信装置1と車上通信装置2が無線通信を行って距離と方位角の情報を同時に測定し、制御装置3が記憶装置4に保持されている線路の配置情報を使って車上通信装置2の線路上の位置を同定することで、どの線路区間にいるか車両の位置を特定することができる。
In this way, the
以上のように、実施の形態1の車両位置検知装置によれば、鉄道の線路上に位置する車両に設置された車上通信装置と、地上に設置され、車上通信装置と無線通信を行う地上通信装置と、地上通信装置と車上通信装置との無線通信により、地上通信装置から車上通信装置までの距離と方位角を検出する情報取得部と、地上通信装置の位置情報と線路配置情報とを記憶する記憶装置と、情報取得部で取得した地上通信装置から車上通信装置までの距離と方位角の情報と記憶装置に記憶された地上通信装置の位置情報から演算して車両の線路上の位置を求める制御装置とを備えたので、どのような線路の配置であっても、低コストで車両の現在位置を確実に検知することができる。 As described above, according to the vehicle position detection device of the first embodiment, the on-board communication device installed in the vehicle located on the railroad track, and installed on the ground, performs wireless communication with the on-board communication device. A ground communication device, an information acquisition unit that detects a distance and an azimuth angle from the ground communication device to the on-board communication device by wireless communication between the ground communication device and the on-board communication device, position information of the ground communication device, and track arrangement a storage device for storing the information, from the ground communication apparatus acquired by the information acquisition unit of the vehicle by calculating the position information of the ground communication devices stored in the information storage device of the distance and azimuth to the on-board communication device Since the control device for obtaining the position on the track is provided, the current position of the vehicle can be reliably detected at low cost regardless of the arrangement of the track.
また、実施の形態1の車両位置検知装置によれば、線路配置情報として線路区間情報を有し、制御装置は、車両の線路上の位置を線路区間で求めるようにしたので、車両のどの線路区間に位置しているかを検知することができる。 In addition, according to the vehicle position detection device of the first embodiment, the track section information is included as the track arrangement information, and the control device obtains the position on the track of the vehicle in the track section. It can be detected whether it is located in a section.
実施の形態2.
図7は、実施の形態2の車両位置検知装置を示す構成図である。
図7に示す構成では、制御装置3と記憶装置4を車両5の車上に設置している。また、車上通信装置2に電波の到来方向を測定可能なアンテナと情報取得部7を設け、情報取得部7は、車上通信装置2と地上通信装置1との無線通信6により、車上通信装置2から地上通信装置1までの距離と方位角を測定する。制御装置3は車上通信装置2と接続され、情報取得部7で測定した情報と記憶装置4に保持されている配置情報と照合することで、車両5の線路上の位置を特定する。相対位置の測定と線路上への位置同定に関する原理は実施の形態1と同様であるため、ここでの説明は省略する。
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating the vehicle position detection apparatus according to the second embodiment.
In the configuration shown in FIG. 7, the
また、図7に示す構成では、車上通信装置2が電波の到来方向を測定可能なアンテナを備え、制御装置3と記憶装置4とを車両5に設けたが、制御装置3と記憶装置4の配置を電波の到来方向を測定可能なアンテナとは別にしてもよい。例えば、地上通信装置1側に電波の到来方向を測定可能なアンテナと情報取得部7を設けて電波の到来方向と距離を測定して通信装置間の相対的な位置関係を求め、この情報を無線通信6により車上通信装置2に送信するようにしてもよい。そして、車両5に設置した制御装置3が記憶装置4に保持されている線路配置情報と照合することでも、車両5の線路上の位置を特定することができる。
In the configuration shown in FIG. 7, the on-
更に、車上通信装置2に電波の到来方向を測定可能なアンテナと情報取得部7を設け、情報取得部7で求めた相対的な位置関係の情報を車上通信装置2から地上通信装置1に送信して、地上に設置した制御装置3と記憶装置4により位置を同定してもよい。即ち、この場合は、情報取得部7が、車上通信装置2に接続され、車上通信装置2と地上通信装置1との無線通信6により、車上通信装置2から地上通信装置1までの距離と方位角を検出する。そして、情報取得部7で取得された距離と方位角の情報は車上通信装置2から地上通信装置1に無線通信で伝送され、地上通信装置1に接続されている制御装置3によって車両5の線路上の位置を求める。
Further, the on-
また、相対的な位置関係の情報(情報取得部7が取得する距離と方位角の情報)を伝送するのではなく、記憶装置4が保持している線路配置情報や地上通信装置配置情報を伝送して、送信先で位置関係の情報と照合することでも、同等の効果を得ることができる。 Also, rather than transmitting relative positional relationship information (information on distance and azimuth angle acquired by the information acquisition unit 7), transmission of line arrangement information and ground communication apparatus arrangement information held by the storage device 4 is transmitted. The same effect can also be obtained by collating with positional information at the transmission destination.
以上のように、実施の形態2の車両位置検知装置によれば、鉄道の線路上に位置する車両に設置された車上通信装置と、地上に設置され、車上通信装置と無線通信を行う地上通信装置と、地上通信装置に接続され、地上通信装置と車上通信装置との無線通信により、地上通信装置から車上通信装置までの距離と方位角を検出する情報取得部と、車両に設置され、地上通信装置の位置情報と線路配置情報とを記憶する記憶装置と、車両に設置されて車上通信装置と接続され、情報取得部で取得した地上通信装置から車上通信装置までの距離と方位角の情報と記憶装置に記憶された地上通信装置の位置情報から演算して車両の線路上の位置を求める制御装置とを備え、情報取得部で取得した距離と方位角の情報を地上通信装置から車上通信装置への無線通信で伝送するようにしたので、車両側でも自車の現在位置を確実に知ることができる。 As described above, according to the vehicle position detection device of the second embodiment, the on-board communication device installed in the vehicle located on the railroad track and the ground communication device perform wireless communication with the on-board communication device. A ground communication device, an information acquisition unit that is connected to the ground communication device and detects the distance and azimuth from the ground communication device to the on-board communication device by wireless communication between the ground communication device and the on-board communication device; A storage device that is installed and stores the positional information and track layout information of the ground communication device, and is connected to the on-vehicle communication device that is installed in the vehicle, from the ground communication device to the on-board communication device acquired by the information acquisition unit A control device that calculates the position on the track of the vehicle by calculating from the information of the distance and the azimuth and the position information of the ground communication device stored in the storage device, and the information of the distance and the azimuth obtained by the information acquisition unit From ground communication equipment to on-board communication equipment Since so as to transmit a wireless communication, it is also possible to know with certainty the current position of the vehicle on the vehicle side.
また、実施の形態2の車両位置検知装置によれば、鉄道の線路上に位置する車両に設置された車上通信装置と、地上に設置され、車上通信装置と無線通信を行う地上通信装置と、車上通信装置と地上通信装置との無線通信により、車上通信装置から地上通信装置までの距離と方位角を検出する情報取得部と、地上通信装置の位置情報と線路配置情報とを記憶する記憶装置と、情報取得部で取得した地上通信装置から車上通信装置までの距離と方位角の情報と記憶装置に記憶された地上通信装置の位置情報から演算して車両の線路上の位置を求める制御装置とを備えたので、地上側での特別な構成が不要で、車両の現在位置を確実に知ることができる。 Further, according to the vehicle position detection device of the second embodiment, the on-board communication device installed in the vehicle located on the railroad track and the ground communication device installed on the ground and performing wireless communication with the on-board communication device. And an information acquisition unit for detecting a distance and an azimuth angle from the on-board communication device to the ground communication device by wireless communication between the on-board communication device and the ground communication device, and position information and track layout information of the ground communication device. a storage device for storing for, from the ground communication apparatus acquired by the information acquisition unit of the distance and azimuth to the on-board communication device information storage device calculates the position information of the stored ground communication devices on line of the vehicle Since the control device for obtaining the position is provided, a special configuration on the ground side is unnecessary, and the current position of the vehicle can be known with certainty.
また、実施の形態2の車両位置検知装置によれば、鉄道の線路上に位置する車両に設置された車上通信装置と、地上に設置され、車上通信装置と無線通信を行う地上通信装置と、車上通信装置に接続され、車上通信装置と地上通信装置との無線通信により、車上通信装置から地上通信装置までの距離と方位角を検出する情報取得部と、地上通信装置の位置情報と線路配置情報とを記憶する記憶装置と、地上通信装置と接続され、情報取得部で取得した地上通信装置から車上通信装置までの距離と方位角の情報と記憶装置に記憶された地上通信装置の位置情報から演算して車両の線路上の位置を求める制御装置とを備え、情報取得部で取得した距離と方位角の情報を車上通信装置から地上通信装置への無線通信で伝送するようにしたので、制御装置を地上側に設置しても車上側から計測することで確実に車両の現在位置を求めることができる。
Further, according to the vehicle position detection device of the second embodiment, the on-board communication device installed in the vehicle located on the railroad track and the ground communication device installed on the ground and performing wireless communication with the on-board communication device. And an information acquisition unit that is connected to the on-board communication device and detects the distance and azimuth from the on-board communication device to the ground communication device by wireless communication between the on-board communication device and the ground communication device, A storage device that stores position information and track layout information, and a ground communication device that is connected to the ground communication device and information on the distance and azimuth from the ground communication device acquired by the information acquisition unit and stored in the storage device A control device that calculates the position on the track of the vehicle by calculating from the position information of the ground communication device , and information on the distance and azimuth obtained by the information acquisition unit by wireless communication from the vehicle communication device to the ground communication device Control because it was transmitted The current position of reliably vehicle that be equipped with location on the ground to measure the car top can be obtained.
実施の形態3.
上記実施の形態1または2において、記憶装置4に記憶される線路配置情報に線路の始点位置のキロ程情報を持たせておき、地上通信装置1と車上通信装置2との間の無線通信6で測定された距離と方位角に基づいて車両5の位置を同定する際に、線路の始点と終点の間のどの位置に最も近いかに応じてキロ程情報を按分することで、車両の存在位置を線路区間別ではなく、キロ程の情報で得ることもできる。即ち、実施の形態3は、線路配置情報としてキロ程情報を有し、制御装置は、車両の線路上の位置をキロ程で求めるようにしたものである。
In the first or second embodiment, the line arrangement information stored in the storage device 4 includes the kilometer information of the starting point position of the line, and wireless communication between the
これにより、より正確な位置情報を必要とする目的にも応用することができる。運行管理上の車両の現在位置としては、車両を代表するある一点の位置を求めればよいが、保安上は車両の長さを考慮する必要があるので、こうした目的では車上通信装置の設置位置から車両(編成を構成している場合は編成)の前端と後端までの距離の情報を別途保持しておき、これを加えることで前端と後端のキロ程を求めればよい。 Thereby, it can be applied to purposes that require more accurate position information. The current position of the vehicle for operation management may be a certain position that represents the vehicle, but for security purposes, the length of the vehicle needs to be considered. Information on the distance from the front end to the rear end of the vehicle (in the case of forming a knitting) is separately held, and this is added to obtain the distance between the front end and the rear end.
更に、こうしたキロ程まで分かる位置の計測を繰り返して実行することで、車両の移動を追跡することができるので、車両速度の計測に用いることもできる。例えば、1秒おきに計測すれば、その間の移動距離を3600倍することで、その1秒間の平均時速を求めることができる。尚、車両速度の計測については、車両の位置を線路区間で求めた場合でも大凡の速度を求めることができる。 Furthermore, since the movement of the vehicle can be tracked by repeatedly performing the measurement of the position that can be understood up to the kilometer, it can be used for the measurement of the vehicle speed. For example, if the measurement is performed every second, the average moving speed per second can be obtained by multiplying the moving distance by 3600 times. In addition, about the measurement of a vehicle speed, even when the position of a vehicle is calculated | required in a track section, the approximate speed can be calculated | required.
以上のように、実施の形態3の車両位置検知装置によれば、線路配置情報としてキロ程情報を有し、制御装置は、車両の線路上の位置をキロ程で求めるようにしたので、車両の現在位置をより正確に求めることができる。 As described above, according to the vehicle position detection device of the third embodiment, the vehicle has the kilometer information as the track arrangement information, and the control device obtains the position of the vehicle on the rail in kilometer. Can be obtained more accurately.
また、実施の形態3の車両位置検知装置によれば、制御装置は、車両の線路上の位置を求める処理を、時間的に異なる複数回に渡って行い、複数回の結果の差分から車両の移動速度を求めるようにしたので、車両の現在の速度を求めることができる。 In addition, according to the vehicle position detection device of the third embodiment, the control device performs the process of obtaining the position of the vehicle on the track over a plurality of times that are different in time, and determines the vehicle's position from the difference between the results of the plurality of times. Since the moving speed is obtained, the current speed of the vehicle can be obtained.
実施の形態4.
図8は、実施の形態4の車両位置検知装置を示す説明図である。
図8は、1本の線路が複数の番線に分かれていくような場所において、その分岐点付近に地上通信装置1を設置した構成を示している。実際の地上通信装置1は、レールの間の車両と抵触しない位置に設置しても良いし、線路の脇の十分近いところに設置しても良いし、線路の上に橋渡ししてある支持物に設置しても良い。こうした分岐地点付近には多くの場合信号機が設置されているため、こうした信号機の支持柱に取り付ける方法もある。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a vehicle position detection device according to the fourth embodiment.
FIG. 8 shows a configuration in which the
本発明の車両位置検知装置では、距離や方位角を測定するに際して、通信装置同士の間が直接見通せる位置にあることが必要である。間に障害物があると、正しく測定することができない。車両基地のように複数の車両5a,5bが並んで停車する場所では、間に入った車両との見通し通信を確保するためには通信装置の配置に工夫が必要となる。線路の分岐地点付近に地上通信装置1を配置すると、横に並んだ車両5a,5bによる障害を受けることなく直接見通しで通信を行うことができる。また、架線柱のようなその他の障害物についても、少なくとも線路の建築限界範囲内には障害物がないことが保証されており、線路の分岐地点から一定の範囲内では見通しの通信を確保することができる。即ち、本実施の形態では、地上通信装置1を複数の番線の分岐地点近傍でかつ、各番線全体を電波で見通すことができる位置に設置する。このような構成により、地上通信装置1と車上通信装置2との無線通信6を確実に行うことができる。
In the vehicle position detection device of the present invention, when measuring the distance and the azimuth angle, it is necessary to be in a position where the communication devices can be directly seen. If there are obstacles between them, measurement cannot be performed correctly. In a place where a plurality of
更に、無線通信による距離の測定誤差は搭載している時計の精度に大きく依存しており、誤差を十分小さくすることが困難な場合もある。図8の配置によれば、距離の精度が不十分でも、方位角の精度が確保できればどの番線に車両5a(5b)が進入したかについて知ることができるという利点がある。
Furthermore, the distance measurement error due to wireless communication largely depends on the accuracy of the mounted watch, and it may be difficult to reduce the error sufficiently. According to the arrangement of FIG. 8, even if the distance accuracy is insufficient, there is an advantage that it is possible to know which number line the
図8のような線路配置の場所では、現代の鉄道において広く用いられている位置検知技術である軌道回路を用いる方式では、線路別に軌道回路を設置する必要がある。また転轍器の安全な制御のために分岐器部分に別な軌道回路を設置することから、多数の地上設備を必要としている。こうした場所において本実施の形態の構成を適用すると、多数の地上設備を少数の通信装置に置き換えることができて費用を削減することができる。 In the place of the track arrangement as shown in FIG. 8, in the system using the track circuit, which is a position detection technique widely used in modern railways, it is necessary to install a track circuit for each track. In addition, since a separate track circuit is installed in the turnout for safe control of the switch, a large number of ground facilities are required. When the configuration of the present embodiment is applied in such a place, a large number of ground facilities can be replaced with a small number of communication devices, and costs can be reduced.
以上のように、実施の形態4の車両位置検知装置によれば、地上通信装置は、複数の番線の分岐地点近傍でかつ各番線全体を電波で見通すことができる位置に設置するようにしたので、角度情報でどの番線に車両が位置しているかを確実に求めることができる。 As described above, according to the vehicle position detection device of the fourth embodiment, the ground communication device is installed in the vicinity of a branch point of a plurality of number lines and at a position where the entire number lines can be seen with radio waves. It is possible to reliably determine on which number line the vehicle is located by the angle information.
実施の形態5.
上記各実施の形態では、地上通信装置1を単数設置した例であるが、地上通信装置1を複数設置してもよく、これら地上通信装置1と車上通信装置2との間で位置測定を行えば、複数の位置測定結果の合成からより高い精度で位置を求めることができる。実施の形態5は、このように地上通信装置1を複数設置した例である。
In each of the above embodiments, a single
図9は、地上通信装置と情報取得部をそれぞれ3つ(地上通信装置1a,1b,1cと、情報取得部7a,7b,7c)設置して、通信回線8で互いに結び、これらから車両5の位置を計測した例を示す。ここで、地上通信装置1a、地上通信装置1b、地上通信装置1cのそれぞれから車両5の位置を計測する原理は実施の形態1と同様である。こうして計測した情報を、通信回線8を通じてどれか1つの地上通信装置に集約して統計的な計算を行うことで、単独の地上通信装置1から計測した場合に比べて高い精度で車両5の位置を計測することができる。即ち、図示省略した制御装置は、各情報取得部7a,7b,7cにより求めた車上通信装置(図示省略)への距離と方位角の情報を合成し、車両5の線路上の位置を求める。
In FIG. 9, three ground communication devices and three information acquisition units (
尚、通信回線8を通じて伝送される情報は、無線通信による位置計測のための測定値そのものでもよいし、そこから計算した地上通信装置から見た車両5の相対位置の情報でもよいし、それを線路上に同定した情報でもよい。統計処理の方法に応じて都合の良い方法を選択することができる。また通信回線8は有線でもよいし、無線でもよい。また、測定結果を地上通信装置1a,1b,1cのどれかではなく、車上に送信して、そこで統計処理を行ってもよい。
The information transmitted through the
また、車上側に電波の到来方向を測定可能なアンテナと情報取得部7を設け、情報取得部7から複数の地上通信装置1a,1b,1cに対してそれぞれの距離と方位角を測定するようにしてもよく、このような例を次に説明する。
図10は、地上通信装置を3つ(地上通信装置1a,1b,1c)設置して、これらの位置を車両5に設置された情報取得部7から計測した例を示す説明図である。尚、車両5側の車上通信装置についてはその図示を省略している。
この例では、地上通信装置1a、地上通信装置1b、地上通信装置1cに対して車両5の情報取得部7からそれぞれの地上通信装置1a,1b,1cへの距離と方位角を測定する。そして、図示省略した制御装置は、記憶装置(これについても図示は省略している)に保持されているそれぞれの地上通信装置1a,1b,1cの位置情報を元に自車の位置を同定し、この情報を統計処理して精度を高めている。
Also, an antenna capable of measuring the direction of arrival of radio waves and an
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example in which three ground communication devices (
In this example, the distance and azimuth angle from the
以上のように、実施の形態5の車両位置検知装置によれば、地上通信装置と情報取得部とを複数設置し、制御装置は、各情報取得部により求めた車上通信装置への距離と方位角の情報を合成し、車両の線路上の位置を求めるようにしたので、車両位置の測定精度を向上させることができる。 As described above, according to the vehicle position detection device of the fifth embodiment, a plurality of ground communication devices and information acquisition units are installed, and the control device calculates the distance to the on-vehicle communication device obtained by each information acquisition unit and Since the information on the azimuth angle is synthesized and the position on the track of the vehicle is obtained, the measurement accuracy of the vehicle position can be improved.
また、実施の形態5の車両位置検知装置によれば、地上通信装置を複数設置し、情報取得部は、複数の地上通信装置への距離と方位角を求め、制御装置は、情報取得部で求めた複数の地上通信装置への距離と方位角と、各地上通信装置の位置情報とに基づいて、車両の線路上の位置を求めるようにしたので、特に地上通信装置として特別な構成を必要とせずに、車両位置の測定精度を向上させることができる。 Further, according to the vehicle position detection device of the fifth embodiment, a plurality of ground communication devices are installed, the information acquisition unit obtains distances and azimuth angles to the plurality of ground communication devices, and the control device is an information acquisition unit. Since the position on the track of the vehicle is obtained based on the obtained distance and azimuth to the plurality of ground communication devices and the position information of each ground communication device, a special configuration is particularly required as a ground communication device. Instead, the measurement accuracy of the vehicle position can be improved.
尚、上記実施の形態3で説明したキロ程に基づいて車両の位置をキロ程の情報として求めることや車両速度の計測については、実施の形態4や実施の形態5の構成に対して適用してもよい。 Note that the vehicle position is determined as kilometer information based on the kilometer described in the third embodiment and the vehicle speed measurement is applied to the configurations of the fourth and fifth embodiments. May be.
1,1a,1b,1c 地上通信装置、2 車上通信装置、3 制御装置、4 記憶装置、5,5a,5b 車両、6 無線通信、7,7a,7b,7c 情報取得部、8 通信回線、100 線路配置情報。 1, 1a, 1b, 1c Ground communication device, 2 on-vehicle communication device, 3 control device, 4 storage device, 5, 5a, 5b vehicle, 6 wireless communication, 7, 7a, 7b, 7c information acquisition unit, 8 communication line , 100 Line arrangement information.
Claims (10)
地上に設置され、前記車上通信装置と無線通信を行う地上通信装置と、
前記地上通信装置と前記車上通信装置との無線通信により、前記地上通信装置から前記車上通信装置までの距離と方位角を検出する情報取得部と、
前記地上通信装置の位置情報と線路配置情報とを記憶する記憶装置と、
前記情報取得部で取得した前記地上通信装置から前記車上通信装置までの距離と方位角の情報と前記記憶装置に記憶された前記地上通信装置の位置情報から演算して前記車両の線路上の位置を求める制御装置とを備えた車両位置検知装置。 An on-board communication device installed in a vehicle located on a railroad track;
A ground communication device installed on the ground and performing wireless communication with the on-board communication device;
An information acquisition unit that detects a distance and an azimuth from the ground communication device to the on-board communication device by wireless communication between the ground communication device and the on-board communication device;
A storage device for storing position information and track layout information of the ground communication device;
Wherein the information the ground communication device obtained by the obtaining unit calculates the position information of the ground communication devices stored in the information and the storage device of the distance and azimuth to the onboard communication device on line of the vehicle A vehicle position detection device comprising a control device for obtaining a position.
地上に設置され、前記車上通信装置と無線通信を行う地上通信装置と、
前記地上通信装置に接続され、当該地上通信装置と前記車上通信装置との無線通信により、前記地上通信装置から前記車上通信装置までの距離と方位角を検出する情報取得部と、
前記車両に設置され、前記地上通信装置の位置情報と線路配置情報とを記憶する記憶装置と、
前記車両に設置されて前記車上通信装置と接続され、前記情報取得部で取得した前記地上通信装置から前記車上通信装置までの距離と方位角の情報と前記記憶装置に記憶された前記地上通信装置の位置情報から演算して前記車両の線路上の位置を求める制御装置とを備え、
前記情報取得部で取得した距離と方位角の情報を前記地上通信装置から前記車上通信装置への無線通信で伝送することを特徴とする車両位置検知装置。 An on-board communication device installed in a vehicle located on a railroad track;
A ground communication device installed on the ground and performing wireless communication with the on-board communication device;
An information acquisition unit that is connected to the ground communication device and detects a distance and an azimuth from the ground communication device to the on-board communication device by wireless communication between the ground communication device and the on-board communication device;
A storage device that is installed in the vehicle and stores the location information and track arrangement information of the ground communication device;
Wherein is installed in the vehicle is connected to the onboard communication device, the ground which has been stored in the information and the storage device of the distance and azimuth from the terrestrial communication apparatus acquired by the information acquiring unit to said onboard communication device A controller for calculating the position on the track of the vehicle by calculating from the position information of the communication device ,
A vehicle position detection device that transmits information on a distance and an azimuth obtained by the information acquisition unit by wireless communication from the ground communication device to the on-board communication device.
地上に設置され、前記車上通信装置と無線通信を行う地上通信装置と、
前記車上通信装置と前記地上通信装置との無線通信により、前記車上通信装置から前記地上通信装置までの距離と方位角を検出する情報取得部と、
前記地上通信装置の位置情報と線路配置情報とを記憶する記憶装置と、
前記情報取得部で取得した前記地上通信装置から前記車上通信装置までの距離と方位角の情報と前記記憶装置に記憶された前記地上通信装置の位置情報から演算して前記車両の線路上の位置を求める制御装置とを備えた車両位置検知装置。 An on-board communication device installed in a vehicle located on a railroad track;
A ground communication device installed on the ground and performing wireless communication with the on-board communication device;
An information acquisition unit that detects a distance and an azimuth from the on-board communication device to the ground communication device by wireless communication between the on-board communication device and the ground communication device;
A storage device for storing position information and track layout information of the ground communication device;
Wherein the information the ground communication device obtained by the obtaining unit calculates the position information of the ground communication devices stored in the information and the storage device of the distance and azimuth to the onboard communication device on line of the vehicle A vehicle position detection device comprising a control device for obtaining a position.
地上に設置され、前記車上通信装置と無線通信を行う地上通信装置と、
前記車上通信装置に接続され、当該車上通信装置と前記地上通信装置との無線通信により、前記車上通信装置から前記地上通信装置までの距離と方位角を検出する情報取得部と、
前記地上通信装置と接続され、当該地上通信装置の位置情報と線路配置情報とを記憶する記憶装置と、
前記地上通信装置と接続され、前記情報取得部で取得した前記地上通信装置から前記車上通信装置までの距離と方位角の情報と前記記憶装置に記憶された前記地上通信装置の位置情報から演算して前記車両の線路上の位置を求める制御装置とを備え、
前記情報取得部で取得した距離と方位角の情報を前記車上通信装置から前記地上通信装置への無線通信で伝送することを特徴とする車両位置検知装置。 An on-board communication device installed in a vehicle located on a railroad track;
A ground communication device installed on the ground and performing wireless communication with the on-board communication device;
An information acquisition unit that is connected to the on-board communication device and detects a distance and an azimuth from the on-board communication device to the ground communication device by wireless communication between the on-board communication device and the ground communication device;
A storage device that is connected to the ground communication device and stores position information and track arrangement information of the ground communication device;
Which is connected with the ground communication device, calculated from the position information of the ground communication devices stored in the information and the storage device of the distance and azimuth from the terrestrial communication apparatus acquired by the information acquiring unit to said onboard communication device And a control device for obtaining a position on the track of the vehicle,
A vehicle position detection device transmitting distance and azimuth information acquired by the information acquisition unit by wireless communication from the on-board communication device to the ground communication device.
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