JP5289568B2 - 自動式公共及び個人輸送システム - Google Patents

Description

本発明は、電気推進力を主に使用し、１人又は複数の乗客を、町の１つの地点から別の地点又は都市地域内をより広範に運ぶ目的を有する都市輸送システムに関し、特に、自動式公共及び個人輸送システムに関する。

現在、公共に提案されている都市輸送手段は、主に、バス、路面電車又は地下鉄などの「大量交通」手段から成る。バス、路面電車又は地下鉄などの「大量交通」手段は、町の主要な重要軸に沿って多くの人々を運搬することができるが、町の限られた区画であること、加えて、ユーザーにやさしい環境を公共に提供しないという欠点を呈する。

自転車又は少数のセルフサービス式の車両などの他の手段が開発されている。しかしながら、今日、誰にでも(子ども、高齢者、目の不自由な人々、又は運転免許証がない人々)適し、且つ、乗客をプライベートな環境で町の１つの地点から別の地点へ運搬することができる都市運搬手段はないようである。

しかしながら、文献、欧州特許出願公開第１，５６４，６１４号には、電磁信号により、道路の車道に組込まれたレールに従い、出発地点から目的地点まで行くことができる、運転者不在の車両を備える公共輸送システムが記載されている。残念ながら、このシステムには柔軟性が不足しており、数台の車両の使用を可能にせず、中央管理ユニットも車両の正確な位置特定を可能にする位置特定システムも備えないため、路面電車ネットワークなどの、完全な公共輸送ネットワークの代わりとなるように運行することはできない。

本発明の目的は、路面電車などの従来の公共交通システムに必要な多大なインフラへの投資を必要としない自動式公共交通システムを提供することである。

本発明の別の目的は、すべての車両が同じ目的地に行くかどうかに関わらず、車両の列に数台の車両が加わることを可能にすることができる自動式公共及び個人輸送システムを提供することである。

本発明の別の目的は、システムの各車両を連続的に位置特定するための位置特定手段を備えることができる自動式公共輸送システムを提供することである。

従って、本発明の目的は、少なくとも１つの運転者不在の車両及び中央管理ユニットを備える、自動式公共輸送システムを提供することであり、前記車両は、中心ユニットによって送信される監視信号により、且つ、車両が走行する車道上に組込まれたレールに従い、出発地点から目的地点へ自動式モードで行くことができる。各車両は、タイヤ上に取付けられており、レールは、ゴムストリップ又はそれに相当するものから成り、車道上に取付けられ、連続的な光学特性を有し、ＲＦＩＤ又は規則的な間隔で配置された送信機などの、非接触チップデバイスを備える。各車両は、トランスポンダへの無線周波信号の送信に適したアンテナを備える位置特定及び検出手段を有し、これらの位置特定及び検出手段は、車両移動時に光学特性を特定してストリップに従い、且つ、無線周波信号に反応したトランスポンダで受信された位置特定信号を検知して車両の位置を特定するために使用される。

本発明の目的、趣旨及び特性は、以下の図面を参照した詳述によってより明確になるであろう。

本発明による公共輸送システムのブロック図である。 本発明によるシステムの車両及び移動を可能にする車両手段の概略図である。 動かない車両を除去する工程の実施の概略図である。 停止車両の回避の工程の実施の概略図である。 都市環境において移動中の、本発明によるシステムの一群の車両の概略図である。

図１を参照すると、本発明によるシステムは、路面電車のような、レール(１２)に沿って動く、１つ又はいくつかの車両(１０)を備えるが、多大なインフラ投資が必要な路面電車とは異なり、このレール即ち案内線は、車道上に貼り付けられたシンプルなゴムストリップから成り、他のあらゆる道路信号ストリップ同様、特定の光学特性を有する。案内線の設置費用は、従来のレールと比較すると非常に低額であり、設置から稼動までの時間が非常に短く、混乱を招かない。

各車両には、互いに面するか、又は、従来の車のように、２つの座席が１８０度回転することによって同じ方向を向く、４つの座席を備えていることが好ましい。車両には、本発明による、案内線によって案内される運転者不在の自動式モード及び必要に応じた手動モード(従来の運転)の、２つの操作モードがある。

本来の車両モデルは、両方向への移動を可能にする完全な前後対称性を有する。車両は、自動式モードでは電気エンジン、手動モードでは従来の燃焼機関によって推進される。手動モードでは、環境汚染を軽減するために、別の推進力(液体ガスなど)が好ましい。 他のいかなる推進力を使用してもよい。従来の燃焼推進力を使用すると、自動式モードで必要なバッテリの再充電を可能とすることに注目されたい。

各車両(１０)は、デジタル無線周波リンク(１６)を介して中心ユニット(１４)に接続される。車両に乗り込むと、使用者は後述の手段を通じて目的地を入力する。中心ユニット(１４)は、車両の出発地点及び目的地を知り、次いで、最適な経路を計算する。中心ユニット(１４)は、車両が最終的に目的地に到着するように、地点Ａまでは第１のレール、次いで、地点Ｂまでは第２のレールに従う等を判定する。案内線(１２)間の交差点一式は正確に定義され、車内に搭載されたコンピュータに格納される。

図２を参照すると、車両は、明確な光学特性を示す案内線に従うことを可能にする光学位置特定手段(１８)が据付けられているため、ゴムストリップ即ち案内線(１２)に沿って動く。加えて、この案内システムは、高い精度で車両の位置を保存することができる、ＲＦＩＤ又はトランスポンダなどの一組の非接触チップデバイス(２０)を備えている。これらのメモリは、破壊できないようにし、受動モード(動力なしで)で操作するためにストリップ内に組込まれる。この方法で、車両は非常に正確に位置特定される。過剰な数の受動メモリを避けるために、デバイスの正確な位置特定と、車輪の回転数を通した移動の長さとの間の相関が計算される。例えば、２つのデバイス間の距離は５０メートルになりうる。

本発明の基本的な特性は、車両が仮想列モードに従い設計されていることである。この目的を達成するため、車両は、高セキュリティの、冗長度(２２)を備えるいくつかの無線リンクを通じて互いに通信することができる。例えば、システムは、デジタル超周波リンク、アナログ無線リンク及び赤外線リンクなどの３つの通信手段を使用することが好ましい。

各車両(１０)には、車両(２２)と、中心コンピュータユニット(１４)との間の通信リンクからのデータ交換を解析する車載コンピュータ(２４)が備えられる。データには、移動に関するデータ並びに監視及び参照システムを構成する情報に関するデータの、２つのタイプがある。

移動に関するデータは、いくつかの通信手段によって設けられ、従って、冗長であり、データの完全な相関によって、十分に安全な操作が可能となる。移動に関するデータは、指令及び制御センタ(２６)に送られ、必要時にはブレーキ、アクセル又はステアリングを実行する。ブレーキ、アクセル又はステアリングの駆動順序は、コンピュータ(２４)によって管理される。

上述のように、各車両(１０)は、案内線(１２)を検知するシステム(１８)を備える。特定の光学特性を有するポリマー又はゴム案内線は、車両の長手方向の軸の真下にある検知器(１８)によって感知される。右又は左側におけるいかなるずれも、車両を軸に完全に戻すためのステアリングの補正動作を誘発する。さらに、案内線(１８)の検知器には、無線周波信号の送信を可能にし、代わりに、案内線上に規則的な間隔で配置された非接触デバイスに保存された位置特定データを受信する、適切なアンテナが据付けられている。光学ストリップの検知センサはＣＣＤ型のセンサであり、車両本体の下に配置される。

車両の参照システムにより、車両は、地上案内線が損傷又は劣化した場合に、地上の、案内線の下にある非接触デバイスによって提供される正確な位置特定により再び案内線を見つけることができるまで、軌道を前進し、曲がり角を予測することができ、且つ、ストリップが劣化した場合に案内線がなくても、他の位置特定データとの相関を通じてあらゆる移動の正確な特定と、従って、恒久的な位置特定とを可能にする、車両に組込まれた加速度計により、遠隔通信を達成することができる。案内線が２、３メートル(例えば、写像上の車両の位置の関数)後に見えない場合、車両は停止する。

地理的位置決めのため、案内線に組込まれたデバイスは、町中での車両の位置の正確な特定を可能にする。各デバイスは、車両の位置の地理的データの確定を可能にする情報を送る。

車両の車載コンピュータには、各非接触デバイスから読取られ、走行距離計によって調整される座標により、車両の正確なリアルタイムの位置(約１センチメートルの精度で)を知ることを可能にする、写像などのデータベース(中心ユニットによって定期的にアップデートされる)が搭載されている。写像などのデータは、交通の管理即ち車両の相対的な位置、最終的には危険な状況の管理を行う中心ユニットに送られる。

案内線内に据付けられている非接触デバイスは、１メートルの距離まで読取れることが好ましい。非接触デバイスは、耐候性があり、且つ、１３．５６ＭＨｚの標準周波数で動作することができる低コストなＲＦＩＤデバイスであってもよい。

さらに、車両の両側面に配置されるセンサ(２８)の使用を通じて安全が守られる。車両の両側面に配置されるセンサには、赤外線、超音波及び超周波数(レーダ)の３タイプがある。これらのセンサによって、道が空いているかそうでないかなど、状況のリアルタイムな判定が可能となる。センサが指令システム(２６)に送るデータは分析され、車載コンピュータ(２４)に搭載された参照エキスパートシステムとのリアルタイムな比較が行われる。危険な状況は、短時間の車両の停止の誘因となる。この車両はシステム内で展開する車両であり、自立した車両ではないため、いかなる時も、１つの車両に関するデータは中心ユニットに転送され、冗長安全性を伴う車両監視のために分析される。車両の知能は、起こりうるすべての状況を判定するために設計される。しかしながら、意思決定が困難な場合、車両は停止し、データ及び画像は中心コンピュータ(１４)に転送され、オペレータが判断を行う。

短距離超音波センサによって、車両に車が接近しているか、又は、物体が近づいているかの判定が可能となる。後方センサは、能動検知器であってもよく、能動検知器は、車両間に安全距離を強制的に設けることを可能にする。前及び後ろの領域には、側面のセンサよりも長い測定距離を有するセンサを備える必要がある。車両が曲がる際に、進行方向を向くセンサが好まれてもよい。

２、３メートルに制限される測定距離を有する赤外線センサは、歩行者、モーターバイク、自転車又は他のあらゆる個人がこの領域に進入しているかどうかの判定を可能にする。車両には移動可能な方向が２つあるため、赤外線センサは、車両の周囲のすべてに設置されている。

超周波数センサ(レーダ)は、２００メートルまでの距離のエコーの判定を可能とする。超周波数センサによって、常時写像データベースの関数として、ブレーキの予測、速度制御が可能となる。このデータベースには、遵守される運転規制が含まれることに留意されたい。交通信号灯には、関係のない道に干渉しないよう限定された指向性を備える赤外線送信デバイスなどの、関連車両に知らせることができるデバイスが備えられることが好ましい。すべての交通信号機が、写像データベース中に組込まれており、これにより、どの車両も重要な位置(交差点、停止位置等)において「認識モード」となることが可能となる。赤外線交通信号灯の故障の場合、車両は、運転規制が組込まれているため、これらの規制を完全に遵守する。一時的な信号の変化の場合は、エキスパートシステムが先導し、中心コンピュータが車両に知らせてもよい。

数台の車両の仮想列の各先頭車両は、その車載コンピュータ(２４)によって、マスター車両として定義される。マスター車両の車載コンピュータは、列の他の車両間のデータ交換を管理する。例えば、マスター車両が、障害検知器(２８)により障害を検知し、この検知により列の減速又は停止が必要になると、マスター車両の電子機器が、種々の通信リンクを通じて、段階的ブレーキングモード、より強いブレーキ又は非常ブレーキを実行する指示を送信する。その方式で、車両の列はマスター車両の指示に従って動く。

さらに、列内の車両の作動部品が動かなくなること(低バッテリ、エンジン故障)が起こりうる。この場合、図３に示すように、動かない車両は案内線(１２)及び車両の列を離れ、車両の検知器をなお使用する一方、非常エンジン又はスタータにより、歩道に沿って駐車する。マスター車両(３４)は、問題のない操縦を達成するため、動かない車両(３０)に後続する車両(３６)など、列の車両が減速するのを監視することに留意されたい。

図４に示すように、車両(３０)が完全な故障に見舞われ、操縦できる状態にはないか、又は常置の障害物があるということが起こりうる。その時は、車両(３０)に後続する車両 (３６)のエキスパートシステムが、車両（３６）の、案内線(１２)による誘導を切り、車両(３０)の回避の手順に従う。誘導ストリップに戻るために、このすべては操縦のための十分な余地を設けるマスター車両(３４)の制御下で起こる。もちろん、この操縦は、後続の車両に対して繰り返される。

車両は数台の車両の列内で動くことが好ましいが、同じ方向に行く車両の列が全くない場合、各車両の車載コンピュータ(２４)は、車両が個別方式で案内線に沿って移動することを許可することに留意されたい。

本発明による、ストリップ又は案内線のネットワーク及び車両を記載する図５に示すように、本発明によるシステムの最適な操作を達成するために、町には、同様の案内線から成る一組のレールが、最大可能密度で設置される。交差点で方向を変更する車両(４０)、 車両(４２)又は車両(４４)の列及び戻ってきた車両(４６)が示される。車両の列を構成する際、マスター車両は、各車両が方向変更しなければならないレールのすべての交差点と共に、後続する各車両の目的地を記憶する。

１つの列内では、いくつかの車両が異なる方向を取る。これらの操縦を達成するために、各車両の必要な目的地をメモリ内に格納した、先頭の車両の車載コンピュータは、適時、わずかに減速するように送信支持物(２２)を通じて列に対し命令するが、この命令によって、新しい経路を取る必要のある車両が、異なる案内線に従うことによって方向を変更することが可能となる。

高い安全水準を達成するため、車両間の距離は速度の関数である。速度が相対的に速い(規制の遵守のため時速５０キロメートルを下回る)と、車両は数メートル離れる。同じ列内の車両間の距離は、速度と共に広がる。

車両の隊全体は、利用できるあらゆる手段 (電話、インターネット、自動販売機)によって制御される特定の区域に駐車される。使用者は、予約した車両を待つか、数台の車両を利用できる駐車場に行き、次いで、特定の目的のために作られた、車両の外部に配置された自動販売機の前に予約申込み用の非接触メモリカードを提示することによって身元を明らかにする。使用者は、次いで、ピンコードを入力し、この入力により車両を開錠する。使用者は、次いで、車両に乗り込み、異なる手段 (音声指示、キーボード、自動販売機の識別番号)によって目的地を入力する。

車両は、次いで、要求した方向に行く次の車両の列に組込まれる。待機中の車両の車載コンピュータは、列の先頭の車両のコンピュータと通信を開始して、命令の適切な交換を行い、待機中の車両の始動、加速、次いで、動く列の待ち行列に合流するために減速することを可能にする。しかしながら、車両は、完全な自律に必要なあらゆる手段を備えるため、近傍に同じ方向に行く列がない場合、移動を開始し、自身で目的地までの道を探す。

システムは、カープールを受け入れるように設計されることに留意されたい。この目的のため、使用者が関連端末又は電話によって目的地を入力すると、このデータは、適合する経路で、他の使用者が車両を待っているかどうかを判定する中心コンピュータに送信される。車両は、次いで、停止するよう監視され、同じルートを取る他の乗客を乗せる。車両には、支払われる乗車料金の管理のため、使用者の非接触カードを遠隔読取りできるセンサが据付けられている。

例外的に使用される手動モードにおいて、使用者は、運転手用の座席を回転した後、車両を通常の方式で運転する。目的地に到着すると、使用者は車両を離れ、そこで次の乗車の準備が整う。

システムには、バッテリの充電レベルが一定量なため、自動式モードでの移動に利用できる車両専用の駐車場及びバッテリの充電が必要な車両専用の駐車場の、２つのタイプの駐車場が必要である。

また、システムは、局所的な集中使用のニーズに応えるように設計されている。例えば、午後１１時に所定の位置で劇場からの退出があることを認識している中心ユニットは、自動移動中の空の車両を、ニーズが特定された場所まで運転し、車両が使用者を捜す。

結論として、上述の、本発明によるシステムは、ストレス、騒音、及び環境汚染のない、都会での新たな生活様式を創出する。システムは、個人の自由を尊重する一方で、使用に多大な柔軟性を有し、制約なく、移動を容易にする。システムの高水準な基本的原理のために、ここに記載されるシステムは、経済的バランスが取れ、収益性が高く、今後数十年のための持続可能な解決策を提供する。

Claims (10)

1. 少なくとも１つの運転手不在の車両(１０)と、中心コンピュータ(１４)とを備え、
   前記車両が、前記車両が動く舗装道路上に組込まれたレール(１２)に従い、出発地点から目的地点へ自動的に行くことができ、
   前記車両が、タイヤが取り付けられた自動車であり、
   前記レールが、前記舗装道路に取り付けられるゴムストリップ又はそれに相当するものであり、
   前記レールが、前記レールに沿って連続する光学特性を示し、且つ、前記レールに沿って規則的に間隔をおいて配置されたＲＦＩＤ型の非接触チップデバイス(２０)であるトランスポンダを備え、
   前記車両が、位置特定及び検出手段(１８)並びに前記トランスポンダへの無線周波信号の送信に適したアンテナを備え、
   前記位置特定及び検出手段(１８)が、前記車両の移動時に前記レールをたどるために前記光学特性を特定する手段と、前記車両の位置特定を行うために、前記無線周波信号に反応する前記トランスポンダから受信される位置特定信号を検知する手段とを備える、自動式公共及び個人輸送システムにおいて、
   車両の列を構成する複数の同一の車両(１０)を含み、先頭車両が、後続の各車両の目的地と、後続の各車両が方向を変更しなければならないレールの全ての交差点とを記憶するマスター車両である、
   ことを特徴とする、自動式公共及び個人輸送システム。
2. 前記各車両(１０)が、デジタル無線周波リンク(１６)を介して、前記中心コンピュータ(１４)によって送信される、移動に関するデータ並びに管理及び情報に関するデータを受信するための車載コンピュータ(２４)を備える、請求項１に記載の自動式公共及び個人輸送システム。
3. 前記車両の前記車載コンピュータ(２４)は、
   前記中心コンピュータ(１４)によって定期的にアップデートされる、座標に位置が対応付けられた写像型のデータベースと、
   前記位置特定信号を検知する手段により検知された位置特定信号に相当する座標に対応する位置を前記写像型のデータベースから得る手段であり、この際、走行距離計からの出力を使用して座標が調整される、手段と、
   を備える、請求項２に記載の自動式公共及び個人輸送システム。
4. 存在する道路信号と、すべての信号パネルとが、前記写像型のデータベースに含まれ、それにより、前記車両(１０)が重要な地点(交差点、停止位置等)を「認識する」ことが可能になる、請求項３に記載の自動式公共及び個人輸送システム。
5. 前記各車両(１０)が、前記車載コンピュータ(２４)から移動に関連するデータを受信し、当該移動に関連するデータに基づいて前記車両のブレーキ、アクセル及びステアリングに指令を行う指令センタ(２６)を備える、請求項４に記載の自動式公共及び個人輸送システム。
6. 前記各車両(１０)が、道が空いているか否かをリアルタイムで判定するのに適した障害物検知センサ(２８)を外部境界部に備え、前記障害物検知センサは、前記車両を減速又は停止するため若しくは非常の場合に、分析のため、及び、前記車載コンピュータ(２４)に含まれる参照エキスパートシステムとのリアルタイムの比較のために、情報を前記指令センタ(２６)に送信する、請求項５に記載の自動式公共及び個人輸送システム。
7. 前記障害物検知センサ(２８)が、赤外線、超音波及び超周波数の、３つのタイプである、請求項６に記載の自動式公共及び個人輸送システム。
8. 前記各車両は、前記中心コンピュータ(１４)によって送信される指令信号を用いて出発地点から目的地点へ自動的に行くことができる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の自動式公共及び個人輸送システム。
9. 前記車両の列を構成する車両が、３つの通信手段を使用する無線リンクにより、即ち、デジタル超周波数リンク、アナログ無線リンク及び赤外線リンクを使用する無線リンクにより、互いに通信することができる、請求項８に記載の自動式公共及び個人輸送システム。
10. 前記各車両(１０)の前記赤外線リンク(２２)が、前記マスター車両が障害物に直面した際に段階的ブレーキングモード又は非常ブレーキを実行する指示の、前記マスター車両での受信に適したものである、請求項９に記載の自動式公共及び個人輸送システム。

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