JP5398500B2

JP5398500B2 - Train control device

Info

Publication number: JP5398500B2
Application number: JP2009280021A
Authority: JP
Inventors: 晃浅野; 陽一郎原
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: JP2011125128A

Description

この発明は、列車の走行位置を検知して列車の制御情報を出力する列車制御装置、特に走行位置の検知精度の向上に関するものである。 The present invention relates to a train control device that detects a traveling position of a train and outputs control information of the train, and particularly relates to an improvement in detection accuracy of the traveling position.

列車の速度を制限する装置として、列車が停止信号に接近して地上子と結合すると地上子から列車に停止信号を送り自動的に列車を停止させるＡＴＳ装置や、速度制限区間に設けた複数の送信器から連続して速度制限信号を列車に送信して列車の速度を自動的に制限速度以下に制御するＡＴＣ装置が使用されている。 As a device that limits the speed of a train, an ATS device that sends a stop signal from the ground unit to the train and automatically stops the train when the train approaches the stop signal and couples with the ground unit, or a plurality of units provided in the speed limit section An ATC device is used in which a speed limit signal is continuously transmitted from a transmitter to a train to automatically control the speed of the train below the limit speed.

このＡＴＳ装置やＡＴＣ装置は制限速度を変える場所に地上設備を設置する必要があり、カーブなどで速度制限を増やす場合には、地上設備の増設や移設しなければならず多くの費用がかかってしまう。 This ATS device and ATC device needs to install ground equipment at a place where the speed limit is changed, and if the speed limit is increased by a curve or the like, it is necessary to add or relocate the ground equipment. End up.

この地上設備の増設や移転を必要とせずに、曲線部などで速度制限を行うため、ＧＰＳを利用して列車の走行位置を検知して速度制限を行う装置が特許文献１や特許文献２、特許文献３に開示されている。特許文献１に示された車両運転支援システムは、車両に搭載したＧＰＳ受信機からの緯度・経度信号に基づいて車両の現在位置を検出し、検出した車両の位置が速度検知エリア内であるか否を判定し、速度検知エリアで列車の速度が制限速度を越えないように制御している。 In order to limit the speed at a curved portion or the like without requiring the addition or relocation of this ground equipment, devices that detect the traveling position of the train using GPS and limit the speed are described in Patent Document 1 and Patent Document 2, This is disclosed in Patent Document 3. The vehicle driving support system disclosed in Patent Document 1 detects the current position of a vehicle based on a latitude / longitude signal from a GPS receiver mounted on the vehicle, and whether the detected position of the vehicle is within a speed detection area. It is determined whether or not the train speed does not exceed the speed limit in the speed detection area.

特許文献２に示された列車走行情報検知装置は、複数の車両で編成された列車の先頭車両と最後尾車両にＧＰＳ受信機を搭載し、各ＧＰＳ受信機からの緯度・経度信号に基づいて列車の前後の現在位置をそれぞれ検出し、検出した列車の前後の現在位置とＧＰＳアンテナの設置位置により測位計算をして列車全体の在線位置と向きを把握している。 The train travel information detection device disclosed in Patent Document 2 is equipped with a GPS receiver on the first and last vehicles of a train formed of a plurality of vehicles, and based on latitude / longitude signals from each GPS receiver. The current position before and after the train is detected, and the positioning calculation is performed based on the detected current position before and after the train and the installation position of the GPS antenna to grasp the position and direction of the entire train.

また、特許文献３に示された列車制御装置は、列車の全長に近い一定間隔をおいて前後に設置された２台のＧＰＳアンテナに接続された２台のＧＰＳ受信機から出力する位置情報に基づいて算出した距離と２台のＧＰＳアンテナの設置間隔とを比較して一致するか否を判定してＧＰＳ受信機の異常の有無を検出するとともに２台のＧＰＳ受信機から出力する位置情報に基づいて算出した列車の走行位置と走行方向とを記憶した速度制限区間の位置情報と制限速度情報と照合して制限速度を決定して列車の速度を制限速度以下に制御している。 In addition, the train control device disclosed in Patent Document 3 uses positional information output from two GPS receivers connected to two GPS antennas installed at the front and rear with a certain interval close to the entire length of the train. The distance calculated based on the distance between the two GPS antennas is compared to determine whether or not they match to detect the presence or absence of an abnormality in the GPS receiver and to output the positional information output from the two GPS receivers. The speed limit of the train is determined to be equal to or lower than the speed limit by determining the speed limit by comparing the position information and speed limit information of the speed limit section storing the travel position and travel direction of the train calculated based on the speed limit.

特許文献１や特許文献２に示すように、ＧＰＳ受信機からの緯度・経度信号に基づいて列車の現在位置を検知しても、ＧＰＳ受信機に異常や故障あった場合、間違った緯度・経度信号により列車が実際に走行している位置と異なる位置を認識すると、実際に列車が走行している位置の制限速度以上で走行する可能性があり、安全性が確保できなくなるという短所がある。 As shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, even if the current position of the train is detected based on the latitude / longitude signal from the GPS receiver, if the GPS receiver has an abnormality or malfunction, the wrong latitude / longitude If a position different from the position where the train is actually traveling is recognized by the signal, there is a possibility that the vehicle may travel at a speed higher than the speed limit of the position where the train is actually traveling, and safety cannot be ensured.

また、特許文献３に示すように、ＧＰＳ受信機の異常の有無を検出してＧＰＳ受信機に異常がないことを確認して２台のＧＰＳ受信機から出力する位置情報に基づいて列車の走行位置を算出し場合、算出した列車の走行位置精度はＧＰＳの測位精度に影響される。 Further, as shown in Patent Document 3, the presence or absence of an abnormality in the GPS receiver is detected to confirm that there is no abnormality in the GPS receiver, and the train travels based on the position information output from the two GPS receivers. When the position is calculated, the calculated traveling position accuracy of the train is affected by the positioning accuracy of GPS.

ＧＰＳの測位精度は衛星搭載クロックの精度や衛星からの測距信号の伝播経路上にある電離層等で生じる遅延やＧＰＳ受信機の設置されている環境により定まる。列車に搭載したＧＰＳ受信機は列車の走行にしたがって位置が変化するとともに周囲の環境も変化し、ＧＰＳの測位精度は刻々と変化する。このＧＰＳを利用して列車の走行位置を検出する場合、ＧＰＳの測位精度が変化すると検出する位置精度も変動して列車の走行位置を正確に検出できなくなるという問題がある。 The positioning accuracy of GPS is determined by the accuracy of the on-board clock, the delay caused by the ionosphere on the propagation path of the distance measurement signal from the satellite, and the environment where the GPS receiver is installed. The position of the GPS receiver mounted on the train changes as the train travels, and the surrounding environment also changes, and the GPS positioning accuracy changes every moment. When the traveling position of a train is detected using this GPS, there is a problem that if the positioning accuracy of the GPS changes, the detected position accuracy also varies and the traveling position of the train cannot be detected accurately.

この発明は、このような問題を解消し、ＧＰＳを利用して列車の位置を高精度にかつ正確に検出して列車の速度を制御することができる列車制御装置を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a train control device capable of solving such problems and detecting the position of a train with high accuracy and accuracy using GPS and controlling the speed of the train. Is.

本発明の列車制御装置は、２台のＧＰＳアンテナと２台のＧＰＳ受信機及び車上装置を有し、前記２台のＧＰＳアンテナは、列車の前後に一定の設置間隔を隔てて設けられ、前記２台のＧＰＳ受信機の一方のＧＰＳ受信機は、前記列車の前部に設けられたＧＰＳアンテナに接続され、他方のＧＰＳ受信機は、前記列車の後部に設けられたＧＰＳアンテナに接続され、前記車上装置は、制御情報記憶部と演算処理部及び列車位置検出部を有し、前記制御情報記憶部には、前記２台のＧＰＳアンテナの設置間隔と列車が走行する経路情報と地点情報と各地点における列車進行方向の方位及び速度制限区間毎の制限速度情報があらかじめ格納され、前記演算処理部は、前記２台のＧＰＳ受信機から出力する位置情報により、前記２台のＧＰＳアンテナの設置間隔とそのときの地点における方位及び前記ＧＰＳ受信機から出力される位置情報を逐次追跡することにより列車の走行経路を算出して前記制御情報記憶部に記憶された前記２台のＧＰＳアンテナの設置間隔と列車進行方向の方位及び列車が走行する経路情報に近似しているか否を判定するとともに前記２台のＧＰＳ受信機から出力される速度情報が列車の実走行速度と近似しているかどうかを判定し、前記列車位置検出部は、前記演算処理部で全てが近似していると判定したとき、前記ＧＰＳ受信機から出力する位置情報により列車の走行位置を決定することを特徴とする。 The train control device of the present invention has two GPS antennas, two GPS receivers and an on-board device, and the two GPS antennas are provided at a certain installation interval before and after the train, One GPS receiver of the two GPS receivers is connected to a GPS antenna provided at the front part of the train, and the other GPS receiver is connected to a GPS antenna provided at the rear part of the train. The on-board device includes a control information storage unit, a calculation processing unit, and a train position detection unit. The control information storage unit includes an installation interval of the two GPS antennas, route information and a point on which the train travels. Information, direction of train traveling direction at each point and speed limit information for each speed limit section are stored in advance, and the arithmetic processing unit is configured to output the two GPS antennas based on position information output from the two GPS receivers. The two GPS antenna stored by calculating a travel route of the train on the control information storage unit by sequentially tracking the position information output from the azimuth and the GPS receiver at a point of the installation interval between the time of Whether the speed information output from the two GPS receivers approximates the actual traveling speed of the train, and whether or not it is approximated to the installation interval, the direction of the train traveling direction, and the route information on which the train travels The train position detection unit determines the travel position of the train based on the position information output from the GPS receiver when the calculation processing unit determines that all are approximated. .

前記演算処理部は、前記２台のＧＰＳアンテナの設置間隔が前記制御情報記憶部に記憶された前記２台のＧＰＳアンテナの設置間隔に近似しているときに、前記２台のＧＰＳ受信機から出力する位置情報によりそのときの地点における方位を算出して前記制御情報記憶部に記憶された列車進行方向の方位と近似しているかを判定し、そのときの地点における方位が前記制御情報記憶部に記憶された列車進行方向の方位に近似しているとき、前記２台のＧＰＳ受信機から出力する位置情報により列車が走行する経路を算出して前記制御情報記憶部に記憶された列車が走行する経路情報に近似しているか否を判定することを特徴とする。 The arithmetic processing unit receives the two GPS antennas from the two GPS receivers when the installation interval of the two GPS antennas approximates the installation interval of the two GPS antennas stored in the control information storage unit. By calculating the azimuth at the point at that time based on the position information to be output and determining whether it approximates the azimuth of the train traveling direction stored in the control information storage unit, the azimuth at the point at that time is the control information storage unit When the train travel direction is approximated to the direction of the train traveling direction stored in the vehicle, the route traveled by the train is calculated from the position information output from the two GPS receivers, and the train stored in the control information storage unit travels. It is characterized by determining whether or not the route information is approximate.

この発明は、列車の前後に一定間隔を隔てて設けられた２台のＧＰＳアンテナに接続された２台のＧＰＳ受信機から出力する情報により、２台のＧＰＳアンテナの設置間隔とそのときの地点における方位及び列車の走行経路を算出して制御情報記憶部に記憶された２台のＧＰＳアンテナの設置間隔と列車進行方向の方位及び列車が走行する経路情報に近似しているか否を判定するとともに、２台のＧＰＳ受信機から出力される速度情報が列車の実走行速度と近似しているかどうかを判定し、全てが近似しているとき、ＧＰＳ受信機から出力する位置情報により列車の走行位置を決定するから、列車の走行位置を高精度に安定して決定することができる。したがって列車の走行位置を検出するための地上子やトランスポンダ等を地上に設置する必要がなく、地上設備を簡略化して設備費を低減することができる。 The present invention is based on information output from two GPS receivers connected to two GPS antennas provided at regular intervals before and after the train, and the installation interval of the two GPS antennas and the point at that time And calculating whether or not it is approximate to the installation interval of the two GPS antennas stored in the control information storage unit, the direction of the train traveling direction, and the route information on which the train travels. It is determined whether or not the speed information output from the two GPS receivers approximates the actual traveling speed of the train, and when all are approximate, the traveling position of the train is determined by the positional information output from the GPS receiver. Therefore, the traveling position of the train can be stably determined with high accuracy. Therefore, there is no need to install a ground element, a transponder or the like for detecting the traveling position of the train on the ground, and it is possible to simplify the ground equipment and reduce the equipment cost.

また、２台のＧＰＳアンテナの設置間隔が制御情報記憶部に記憶された２台のＧＰＳアンテナの設置間隔に近似しているときに、２台のＧＰＳ受信機から出力する情報によりそのときの地点における方位を算出して制御情報記憶部に記憶された列車進行方向の方位と近似しているかを判定し、そのときの地点における方位が制御情報記憶部に記憶された列車進行方向の方位に近似しているとき、２台のＧＰＳ受信機から出力する情報により列車が走行する経路を算出して制御情報記憶部に記憶された列車が走行する経路情報に近似しているか否を判定するから、処理を簡略化することができる。 Further, when the installation interval of the two GPS antennas approximates the installation interval of the two GPS antennas stored in the control information storage unit, the point at that time is determined by the information output from the two GPS receivers. It is determined whether the direction of the train is approximated to the direction of the train traveling direction stored in the control information storage unit, and the direction at that point is approximated to the direction of the train traveling direction stored in the control information storage unit Since the route traveled by the train is calculated based on the information output from the two GPS receivers and the train information stored in the control information storage unit is approximated to the route information traveled, Processing can be simplified.

この発明の列車制御装置の構成図である。It is a block diagram of the train control apparatus of this invention. 車上装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a vehicle-mounted apparatus. 列車位置を決定するときの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a process when determining a train position. 車上装置の他の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structure of a vehicle-mounted apparatus.

図１はこの発明の列車制御装置の構成図である。図に示すように、複数編成の車両を有する列車１の列車制御装置は、列車１の前後に一定の設置間隔Ｌを隔てて設けられた２台のＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂを有するＧＰＳ受信機３ａ，３ｂと車上装置４を有する。 FIG. 1 is a block diagram of the train control device of the present invention. As shown in the figure, a train control device for a train 1 having a plurality of trains is a GPS receiver 3a having two GPS antennas 2a and 2b provided at a fixed installation interval L before and after the train 1. , 3b and the on-board device 4.

車上装置４は、図２のブロック図に示すように、制御情報記憶部５と演算処理部６と列車位置検出部７及び速度制御部８を有する。制御情報記憶部５には２台のＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂの設置間隔Ｌと列車１の走行する経路情報と地点情報Ｐと各地点Ｐにおける列車進行方向の方位Ｄｐ及び速度制限区間毎の制限速度情報があらかじめ格納されている。 As shown in the block diagram of FIG. 2, the on-board device 4 includes a control information storage unit 5, a calculation processing unit 6, a train position detection unit 7, and a speed control unit 8. The control information storage unit 5 includes an installation interval L between the two GPS antennas 2a and 2b, route information on which the train 1 travels, point information P, a direction Dp of the train traveling direction at each point P, and a speed limit for each speed limit section. Information is stored in advance.

演算処理部６は、距離演算部９と距離照合部１０と方位演算部１１と方位照合部１２と走行経路演算部１３と走行経路照合部１４と速度照合部１５及び速度算出部１６を有する。距離演算部９は列車１の前部に設けられたＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報Ｐａと列車１の後部に設けられたＧＰＳ受信機３ｂから出力される位置情報Ｐａにより２台のＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂ間の距離Ｌｘを算出して距離照合部１０に出力する。距離照合部１０は入力したＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂ間の距離Ｌｘと制御情報記憶部５に記憶しているＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂの設置間隔Ｌと比較し、算出した距離ＬｘがＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂの設置間隔Ｌと近似している場合はアンテナ間隔一致信号を列車位置検出部７に出力するとともに方位演算部１１に出力する。方位演算部１１は距離照合部１０からアンテナ間隔一致信号が入力するとＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報ＰａとＧＰＳ受信機３ｂから出力される位置情報Ｐｂから列車１の進行方向の方位Ｄｇを算出して列車１の前部に設けられたＧＰＳアンテナ２ａが接続されたＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報Ｐａとともに方位照合部１２に出力する。方位照合部１２は方位演算部１１で算出した列車１の進行方向の方位ＤｇとＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報Ｐａを入力すると、入力した方位Ｄｇと制御情報記憶部５に記憶している列車１の位置情報Ｐａに対応する列車１の進行方向の方位Ｄｐとを比較し、入力した方位Ｄｇが制御情報記憶部５に記憶している列車１の進行方向の方位Ｄｐと近似している場合は方位一致信号を列車位置検出部７と走行経路演算部１３に出力する。走行経路演算部１３は方位照合部１２から方位一致信号を入力するとＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報ＰａとＧＰＳ受信機３ｂから出力される位置情報Ｐｂを逐次追跡して列車１の走行経路を算出して列車１の前部に設けられたＧＰＳアンテナ２ａが接続されたＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報Ｐａとともに走行経路照合部１４に出力する。走行経路照合部１４は走行経路演算部１３で算出した列車１の走行経路とＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報Ｐａを入力すると、入力した走行経路と制御情報記憶部５に記憶している列車１の位置情報Ｐａに対応する位置における列車１の走行経路とを比較し、入力した走行経路が制御情報記憶部５に記憶している走行経路と近似している場合は走行経路一致信号を列車位置検出部７と速度照合部１５に出力する。速度照合部１５は走行経路照合部１４から走行経路一致信号を入力すると、ＧＰＳ受信機３ａから出力される速度情報ＶａとＧＰＳ受信機３ｂから出力される速度情報Ｖｂと速度発電機１７からの信号により速度算出部１６から出力される列車１の走行速度Ｖとを比較し、ＧＰＳ受信機３ａから出力される速度情報ＶａとＧＰＳ受信機３ｂから出力される速度情報Ｖｂが速度算出部１６から出力される走行速度Ｖと近似している場合は速度一致信号を列車位置検出部７に出力する。 The arithmetic processing unit 6 includes a distance calculation unit 9, a distance verification unit 10, an azimuth calculation unit 11, an azimuth verification unit 12, a travel route calculation unit 13, a travel route verification unit 14, a speed verification unit 15, and a speed calculation unit 16. The distance calculation unit 9 includes two GPS units based on position information Pa output from the GPS receiver 3a provided at the front of the train 1 and position information Pa output from the GPS receiver 3b provided at the rear of the train 1. The distance Lx between the antennas 2a and 2b is calculated and output to the distance matching unit 10. The distance verification unit 10 compares the input distance Lx between the GPS antennas 2a and 2b with the installation interval L of the GPS antennas 2a and 2b stored in the control information storage unit 5, and the calculated distance Lx is the GPS antennas 2a and 2b. When it is approximated to the installation interval L, an antenna interval coincidence signal is output to the train position detection unit 7 and to the direction calculation unit 11. The azimuth calculating unit 11 inputs the direction Dg of the traveling direction of the train 1 from the position information Pa output from the GPS receiver 3a and the position information Pb output from the GPS receiver 3b when the antenna interval coincidence signal is input from the distance matching unit 10. It is calculated and output to the direction verification unit 12 together with the position information Pa output from the GPS receiver 3a connected to the GPS antenna 2a provided at the front of the train 1. When the azimuth verification unit 12 inputs the azimuth Dg of the traveling direction of the train 1 calculated by the azimuth calculation unit 11 and the position information Pa output from the GPS receiver 3 a, the azimuth verification unit 12 stores the input azimuth Dg and the control information storage unit 5. Is compared with the direction Dp of the traveling direction of the train 1 corresponding to the position information Pa of the existing train 1, and the input direction Dg approximates the direction Dp of the traveling direction of the train 1 stored in the control information storage unit 5. If there is, the azimuth coincidence signal is output to the train position detector 7 and the travel route calculator 13. When the travel route calculation unit 13 inputs the direction coincidence signal from the direction collation unit 12, the travel route of the train 1 is sequentially tracked by the positional information Pa output from the GPS receiver 3a and the positional information Pb output from the GPS receiver 3b. And the position information Pa output from the GPS receiver 3a to which the GPS antenna 2a provided at the front of the train 1 is connected and output to the travel route verification unit 14. When the travel route collation unit 14 inputs the travel route of the train 1 calculated by the travel route calculation unit 13 and the position information Pa output from the GPS receiver 3 a, the travel route verification unit 14 stores them in the input travel route and the control information storage unit 5. The travel route of the train 1 at a position corresponding to the position information Pa of the train 1 is compared, and when the input travel route approximates the travel route stored in the control information storage unit 5, a travel route coincidence signal is generated. It outputs to the train position detection part 7 and the speed collation part 15. When the traveling path matching signal is input from the traveling path verification unit 14, the speed verification unit 15 receives the speed information Va output from the GPS receiver 3 a, the speed information Vb output from the GPS receiver 3 b, and the signal from the speed generator 17. Is compared with the traveling speed V of the train 1 output from the speed calculator 16, and the speed information Va output from the GPS receiver 3 a and the speed information Vb output from the GPS receiver 3 b are output from the speed calculator 16. When the traveling speed V is approximated, a speed coincidence signal is output to the train position detector 7.

列車位置検出部７は演算処理部６からアンテナ間隔一致信号と方位一致信号と走行経路一致信号及び速度一致信号の全てを入力すると、ＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報Ｐａを列車１の走行位置として決定し速度制御部８に出力する。速度制御部８は入力した列車１の走行位置に応じて制御情報記憶部５に記憶している制限速度情報により速度算出部１７から出力される列車１の走行速度Ｖａが制限速度以下になるように制御する。 When the train position detection unit 7 inputs all of the antenna interval coincidence signal, the direction coincidence signal, the travel route coincidence signal, and the speed coincidence signal from the arithmetic processing unit 6, the position information Pa output from the GPS receiver 3a is used as the travel information of the train 1. The position is determined and output to the speed controller 8. The speed control unit 8 causes the travel speed Va of the train 1 output from the speed calculation unit 17 to be equal to or less than the speed limit based on the speed limit information stored in the control information storage unit 5 according to the input travel position of the train 1. To control.

この列車制御装置で列車１の速度を制御するときの処理を図３のフローチャートを参照して説明する。 Processing when the speed of the train 1 is controlled by this train control device will be described with reference to the flowchart of FIG.

列車１が走行しているとき、ＧＰＳ受信機３ａは列車１の前部に設置したＧＰＳアンテナ２ａから出力される信号により緯度・経度を示す位置情報Ｐａと速度情報Ｖａを演算処理部６と列車位置検出部７に出力し、ＧＰＳ受信機３ｂは列車１の後部に設置したＧＰＳアンテナ２ｂから出力される信号により緯度・経度を示す位置情報Ｐｂと速度情報Ｖｂを演算処理部６と列車位置検出部７に出力している（ステップＳ１）。演算処理部６の距離演算部９はＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報ＰａとＧＰＳ受信機３ｂから出力される位置情報Ｐｂを入力して列車１の前部に設けられたＧＰＳアンテナ２ａと列車１の後部に設けられたＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂ間の距離Ｌｘを算出して距離照合部１０に出力する（ステップＳ２）。距離照合部１０は入力したＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂ間の距離Ｌｘと制御情報記憶部５に記憶しているＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂの設置間隔Ｌと比較し、算出した距離ＬｘがＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂの設置間隔Ｌと近似している場合はアンテナ間隔一致信号を列車位置検出部７と方位演算部１１に出力し（ステップＳ３）、算出した距離ＬｘがＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂの設置間隔Ｌと近似していない場合は、ＧＰＳ受信機３ａ，３ｂの精度劣化と判定する（ステップＳ１２）。 When the train 1 is running, the GPS receiver 3a uses the signal output from the GPS antenna 2a installed at the front of the train 1 to obtain the position information Pa indicating the latitude / longitude and the speed information Va from the arithmetic processing unit 6 and the train. The GPS receiver 3b outputs the position information Pb and the velocity information Vb indicating the latitude and longitude based on the signal output from the GPS antenna 2b installed at the rear of the train 1 to the position detection unit 7 and the train position detection. This is output to the unit 7 (step S1). The distance calculation unit 9 of the calculation processing unit 6 inputs the position information Pa output from the GPS receiver 3a and the position information Pb output from the GPS receiver 3b, and the GPS antenna 2a provided at the front of the train 1 The distance Lx between the GPS antennas 2a and 2b provided at the rear part of the train 1 is calculated and output to the distance verification unit 10 (step S2). The distance verification unit 10 compares the input distance Lx between the GPS antennas 2a and 2b with the installation interval L of the GPS antennas 2a and 2b stored in the control information storage unit 5, and the calculated distance Lx is the GPS antennas 2a and 2b. The antenna distance coincidence signal is output to the train position detecting unit 7 and the direction calculating unit 11 (step S3), and the calculated distance Lx approximates the installation interval L of the GPS antennas 2a and 2b. If not, it is determined that the accuracy of the GPS receivers 3a and 3b has deteriorated (step S12).

方位演算部１１は距離照合部１０からアンテナ間隔一致信号が入力すると、ＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報ＰａとＧＰＳ受信機３ｂから出力される位置情報Ｐｂから列車１の進行方向の方位Ｄｇを算出して位置情報Ｐａとともに方位照合部１２に出力する（ステップＳ４）。方位照合部１２は入力した列車１の進行方向の方位Ｄｇと制御情報記憶部５に記憶している位置情報Ｐａに対応する列車１の進行方向の方位Ｄｐとを比較し、入力した方位Ｄｇが制御情報記憶部５に記憶している方位Ｄｐと近似している場合は方位一致信号を列車位置検出部７と走行経路演算部１３に出力し（ステップＳ５）、入力した方位Ｄｇが制御情報記憶部５に記憶している方位Ｄｐと近似していない場合は、ＧＰＳ受信機３ａ，３ｂの精度劣化と判定する（ステップＳ１２）。 When the antenna interval coincidence signal is input from the distance collating unit 10 to the azimuth calculating unit 11, the direction Dg of the traveling direction of the train 1 from the position information Pa output from the GPS receiver 3a and the position information Pb output from the GPS receiver 3b. Is calculated and output to the direction matching unit 12 together with the position information Pa (step S4). The direction verification unit 12 compares the input direction Dg of the traveling direction of the train 1 with the direction Dp of the traveling direction of the train 1 corresponding to the position information Pa stored in the control information storage unit 5, and the input direction Dg is If the direction Dp is approximate to the direction Dp stored in the control information storage unit 5, the direction coincidence signal is output to the train position detection unit 7 and the travel route calculation unit 13 (step S5), and the input direction Dg is stored in the control information storage. If it is not approximate to the orientation Dp stored in the unit 5, it is determined that the accuracy of the GPS receivers 3a and 3b is deteriorated (step S12).

走行経路演算部１３は方位照合部１２から方位一致信号を入力するとＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報ＰａとＧＰＳ受信機３ｂから出力される位置情報Ｐｂを逐次追跡して列車１の走行経路を算出してＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報Ｐａとともに走行経路照合部１４に出力する（ステップＳ６）。走行経路照合部１４は入力した列車１の走行経路と制御情報記憶部５に記憶している位置情報Ｐａに対応する位置における列車１の走行経路とを比較し、入力した走行経路が制御情報記憶部５に記憶している走行経路と近似している場合は走行経路一致信号を列車位置検出部７と速度照合部１５に出力し（ステップＳ７）、入力した走行経路が記憶している走行経路と近似していない場合は、ＧＰＳ受信機３ａ，３ｂの精度劣化と判定する（ステップＳ１２）。 When the travel route calculation unit 13 inputs the direction coincidence signal from the direction collation unit 12, the travel route of the train 1 is sequentially tracked by the positional information Pa output from the GPS receiver 3a and the positional information Pb output from the GPS receiver 3b. And the position information Pa output from the GPS receiver 3a and output to the travel route verification unit 14 (step S6). The travel route verification unit 14 compares the input travel route of the train 1 with the travel route of the train 1 at the position corresponding to the position information Pa stored in the control information storage unit 5, and the input travel route is stored in the control information storage. If it approximates the travel route stored in the unit 5, a travel route coincidence signal is output to the train position detection unit 7 and the speed collation unit 15 (step S7), and the input travel route stores the travel route. Is not approximated, it is determined that the accuracy of the GPS receivers 3a and 3b is deteriorated (step S12).

速度照合部１５は走行経路照合部１４から走行経路一致信号を入力すると、ＧＰＳ受信機３ａから出力される速度情報ＶａとＧＰＳ受信機３ｂから出力される速度情報Ｖｂを入力し（ステップＳ８）、入力した速度Ｖａ，Ｖｂが速度発電機１７からの信号により速度算出部１６から出力される列車１の実走行速度Ｖと近似しているか否を判定し、近似している場合は速度一致信号を列車位置検出部７に出力し（ステップＳ９）、入力した速度Ｖａ，Ｖｂが列車１の実走行速度Ｖと近似していない場合は、ＧＰＳ受信機３ａ，３ｂの精度劣化と判定する（ステップＳ１２）。 When the speed verification unit 15 receives the travel route match signal from the travel route verification unit 14, the speed verification unit 15 inputs the speed information Va output from the GPS receiver 3a and the speed information Vb output from the GPS receiver 3b (step S8). It is determined whether or not the input speeds Va and Vb are approximate to the actual traveling speed V of the train 1 output from the speed calculation unit 16 based on a signal from the speed generator 17. When output to the train position detector 7 (step S9) and the input speeds Va and Vb are not close to the actual travel speed V of the train 1, it is determined that the GPS receivers 3a and 3b are deteriorated in accuracy (step S12). ).

列車位置検出部７は演算処理部６からアンテナ間隔一致信号と方位一致信号と走行経路一致信号及び速度一致信号の全てを入力すると、ＧＰＳ受信機３ａから出力される位置情報Ｐａに示される位置を列車１の走行位置として決定し速度制御部８に出力する（ステップＳ１０）。速度制御部８は入力した列車１の走行位置に応じて制御情報記憶部５に記憶している制限速度情報により速度算出部１６から出力される列車１の走行速度Ｖａが制限速度以下になるように制御する（ステップＳ１１）。 When the train position detection unit 7 inputs all of the antenna interval coincidence signal, the direction coincidence signal, the travel route coincidence signal, and the speed coincidence signal from the arithmetic processing unit 6, the position indicated by the position information Pa output from the GPS receiver 3a is obtained. The travel position of the train 1 is determined and output to the speed control unit 8 (step S10). The speed control unit 8 is configured so that the travel speed Va of the train 1 output from the speed calculation unit 16 is equal to or lower than the speed limit based on the speed limit information stored in the control information storage unit 5 according to the input travel position of the train 1. (Step S11).

このようにＧＰＳ受信機３ａ，３ｂから出力される位置情報Ｐａ，Ｐｂにより算出したＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂ間の距離Ｌｘとそのときの地点における方位Ｄｇと列車１の走行経路が制御情報記憶部５に記憶しているＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂ間の距離Ｌと方位Ｄｐ及び走行経路と近似しているかどうかを判定するとともにＧＰＳ受信機３ａとＧＰＳ受信機３ｂから出力される速度情報Ｖａ，Ｖｂが列車１の実走行速度Ｖと近似しているかどうかを判定し、全てが近似しているとき、ＧＰＳ受信機３ａ，３ｂの精度が良好として列車１の前部に設けられたＧＰＳアンテナ２ａが接続されたＧＰＳ受信機３ａから出力する位置情報Ｐａにより列車１の走行位置を決定するから、列車１の走行位置を高精度に安定して決定することができる。したがって列車１の走行位置を検出するための地上子やトランスポンダ等を地上に設置する必要がなく、地上設備を簡略化して設備費を低減することができる。 As described above, the distance Lx between the GPS antennas 2a and 2b calculated by the position information Pa and Pb output from the GPS receivers 3a and 3b, the azimuth Dg at the point at that time, and the travel route of the train 1 are the control information storage unit 5 It is determined whether or not the distance L between the GPS antennas 2a and 2b and the direction Dp and the travel route stored in the vehicle are approximate, and the speed information Va and Vb output from the GPS receiver 3a and GPS receiver 3b 1 is determined to be approximate to the actual traveling speed V, and when all are approximated, the accuracy of the GPS receivers 3a and 3b is assumed to be good, and the GPS antenna 2a provided at the front of the train 1 is connected. Since the traveling position of the train 1 is determined based on the position information Pa output from the GPS receiver 3a, the traveling position of the train 1 can be determined stably with high accuracy. Therefore, it is not necessary to install a ground element, a transponder, or the like for detecting the traveling position of the train 1, and the ground equipment can be simplified and the equipment cost can be reduced.

また、ＧＰＳ受信機３ａ，３ｂから出力される位置情報Ｐａ，Ｐｂにより算出したＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂ間の距離Ｌｘが制御情報記憶部５に記憶しているＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂ間の距離Ｌに近似しているとき、ＧＰＳ受信機３ａ，３ｂから出力する位置情報Ｐａ，Ｐｂによりそのときの地点における方位Ｄｇを算出して制御情報記憶部５に記憶された列車進行方向の方位Ｄｐと近似しているかを判定し、算出した方位Ｄｇが制御情報記憶部５に記憶された列車進行方向の方位Ｄｐに近似しているとき、ＧＰＳ受信機３ａ，３ｂから出力する位置情報Ｐａ，Ｐｂにより列車１の走行経路を算出して制御情報記憶部５に記憶された列車１が走行する経路情報に近似しているか否を判定し、算出した走行経路が記憶された経路情報に近似しているとき速度の判定処理を行うことにより、処理を簡略化することができる。 Further, the distance Lx between the GPS antennas 2 a and 2 b calculated from the position information Pa and Pb output from the GPS receivers 3 a and 3 b is set to the distance L between the GPS antennas 2 a and 2 b stored in the control information storage unit 5. When approximated, the direction information Pa and Pb output from the GPS receivers 3a and 3b is used to calculate the direction Dg at that point and approximate the direction Dp of the train traveling direction stored in the control information storage unit 5. When the calculated azimuth Dg approximates the azimuth Dp in the train traveling direction stored in the control information storage unit 5, the train 1 is detected by the position information Pa and Pb output from the GPS receivers 3a and 3b. It is determined whether or not the travel route is approximated to the route information traveled by the train 1 stored in the control information storage unit 5, and the calculated travel route is approximated to the stored route information. By performing the determination processing speed when they are, it is possible to simplify the process.

前記説明では距離照合部１０で距離演算部９から入力したＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂ間の距離Ｌｘと制御情報記憶部５に記憶しているＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂの設置間隔Ｌが近似しているかどうかを判定し、入力したＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂ間の距離Ｌｘと制御情報記憶部５に記憶しているＧＰＳアンテナ２ａ，２ｂの設置間隔Ｌが近似しているとき、ＧＰＳ受信機３ａ，３ｂからの情報により、そのときの地点における方位Ｄｇと走行経路が制御情報記憶部５に記憶している方位Ｄｐと走行経路に近似しているかを順次判定し、その後ＧＰＳ受信機３ａとＧＰＳ受信機３ｂから出力される速度情報Ｖａ，Ｖｂが列車１の実走行速度Ｖと近似しているかどうかを判定する場合について示したが、図４のブロック図に示すように、これらの判定処理を同時に並列して行っても良い。 In the above description, whether the distance Lx between the GPS antennas 2a and 2b input from the distance calculation unit 9 in the distance matching unit 10 and the installation interval L of the GPS antennas 2a and 2b stored in the control information storage unit 5 are approximated. When the distance Lx between the input GPS antennas 2a and 2b and the installation interval L of the GPS antennas 2a and 2b stored in the control information storage unit 5 are approximate, the distance from the GPS receivers 3a and 3b Based on the information, it is sequentially determined whether the azimuth Dg and the travel route at that point are approximate to the azimuth Dp and the travel route stored in the control information storage unit 5, and then from the GPS receiver 3a and the GPS receiver 3b As shown in the case where it is determined whether the output speed information Va, Vb is approximate to the actual traveling speed V of the train 1, as shown in the block diagram of FIG. It may be carried out in parallel constant process at the same time.

１；列車、２；ＧＰＳアンテナ、３；ＧＰＳ受信機、４；車上装置、
５；制御情報記憶部、６；演算処理部、７；列車位置検出部、８；速度制御部、
９；距離演算部、１０；距離照合部、１１；方位演算部、１２；方位照合部、
１３；走行経路演算部、１４；走行経路照合部、１５；速度照合部、
１６；速度算出部、１７；速度発電機。 1; train, 2; GPS antenna, 3; GPS receiver, 4;
5; control information storage unit, 6; arithmetic processing unit, 7; train position detection unit, 8; speed control unit,
9; Distance calculation unit, 10; Distance verification unit, 11; Direction calculation unit, 12; Direction verification unit,
13; Travel route calculation unit, 14; Travel route verification unit, 15; Speed verification unit,
16: Speed calculation unit, 17: Speed generator.

特開２００２−３３５６０７号公報JP 2002-335607 A 特開２００４−１６８２１６号公報JP 2004-168216 A 特開２００８−２５３０３４号公報JP 2008-253034 A

Claims

With two GPS antennas, two GPS receivers and on-board equipment,
The two GPS antennas are provided at regular intervals before and after the train,
One GPS receiver of the two GPS receivers is connected to a GPS antenna provided at the front part of the train, and the other GPS receiver is connected to a GPS antenna provided at the rear part of the train. ,
The on-board device has a control information storage unit, a calculation processing unit, and a train position detection unit,
In the control information storage unit, the installation interval of the two GPS antennas, the route information on which the train travels, the point information, the direction of the train traveling direction at each point, and the speed limit information for each speed limit section are stored in advance.
The arithmetic processing section sequentially tracks the installation interval of the two GPS antennas, the direction at the point at that time, and the position information output from the GPS receiver based on the position information output from the two GPS receivers. By calculating the train travel route, it is determined whether the two GPS antennas stored in the control information storage unit are close to the installation interval, the direction of the train traveling direction, and the route information on which the train travels. And determining whether the speed information output from the two GPS receivers approximates the actual traveling speed of the train,
The train position detection unit determines a running position of a train based on position information output from the GPS receiver when the arithmetic processing unit determines that all are approximated.

The arithmetic processing unit receives the two GPS antennas from the two GPS receivers when the installation interval of the two GPS antennas approximates the installation interval of the two GPS antennas stored in the control information storage unit. By calculating the azimuth at the point at that time based on the position information to be output and determining whether it approximates the azimuth of the train traveling direction stored in the control information storage unit, the azimuth at the point at that time is the control information storage unit When the train travel direction is approximated to the direction of the train traveling direction stored in the vehicle, the route traveled by the train is calculated from the position information output from the two GPS receivers, and the train stored in the control information storage unit travels. The train control device according to claim 1, wherein it is determined whether or not the route information is approximate.