JP5730068B2 - 鉄道車両の位置検出装置および位置検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の位置検出装置および位置検出方法に関する。

従来、レールなどの点検を行うための鉄道車両、例えば線路の保全を行う保全車両の安全を図るために、保全車両の位置が検出されており、例えばその位置検出に際しては、ＧＰＳ衛星からの測位データが用いられている（特許文献１参照）。

特開２００７−１７２４０号公報

しかし、ＧＰＳ衛星からの測位データにより保全車両の位置を特定しようとすると、精度が高くなく且つ駅構内で線路が多数分岐している場合には、線路同士の間隔が狭いため、どの分岐線に移動したかを特定するのが難しいという問題がある。

また、保全車両がトンネルなどに入った場合には電波が届かないため、トンネル内またはトンネル出口の直ぐ近くに分岐器がある場合には、やはり、どの分岐線に移動したかを正確に特定することができないという問題がある。

そこで、本発明は、例えば駅構内のように分岐線の間隔が狭くしかもＧＰＳ計測機の精度が低い場合、またはトンネル内のようにＧＰＳ衛星からの測位データを利用し得ない場合でも、どの分岐線に入ったかを精度良く検出し得る鉄道車両の位置検出装置および位置検出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る鉄道車両の位置検出装置は、鉄道車両の位置を検出する装置であって、
鉄道車両の概略位置を検出し得るＧＰＳ計測機と、
鉄道車両の速度を検出する速度検出器と、
鉄道車両に設けられて当該鉄道車両の進行方向での角速度を検出する角速度検出器と、
上記速度検出器で検出された速度を入力して移動距離を算出するとともに当該移動距離および上記ＧＰＳ計測機により得られた移動開始位置に基づき地図上での鉄道車両の概略位置を算出し得る距離算出部と、
上記角速度検出器で検出された角速度を入力して鉄道車両の進行方向での角加速度を求めるとともに当該角速度を積分して変位角を求めるデータ取得部と、
上記データ取得部から角速度および角加速度を入力してその進行方向をファジィ推論により推定する進行方向推定部と、
上記距離算出部で算出された移動距離および概略位置を入力するとともに分岐信頼度曲線に基づき分岐点を推定し且つ同一方向の分岐線が単一である場合に上記進行方向推定部で推定された進行方向を入力して分岐線番を推定するとともに分岐手前の線路に対して同一方向で且つそれぞれ異なる曲率を有する分岐線が複数ある場合にその情報を出力する分岐点推定部と、
上記分岐線が複数ある場合の情報を入力した場合、上記データ取得部で求められた変位角および上記進行方向推定部で推定された進行方向を入力して分岐角を検出するとともに当該分岐角に対応する分岐線番を出力する分岐角検出部と、
上記分岐点推定部で求められた分岐点および分岐線番または上記分岐角検出部で検出された分岐線番を入力して予め備えられた線路情報に合致するか否かを照合する分岐点照合部とを具備したものである。

また、請求項２に記載の鉄道車両の位置検出装置は、請求項１に記載の位置検出装置の進行方向推定部において、角速度および角加速度に基づくファジィルールを用いて、鉄道車両の進行方向を、左方向、右方向および直進のいずれかを推定するようにしたものである。

また、請求項３に記載の鉄道車両の位置検出装置は、請求項１または２に記載の位置検出装置の分岐角検出部において、分岐点、分岐角、分岐線番などの線路情報と、入力された変位角との１対１のマッチングを行うことにより、分岐角を推定し得るとともに当該分岐角に対応する分岐線番を検出するようにしたものである。

さらに、請求項４に記載の鉄道車両の位置検出方法は、鉄道車両の概略位置を検出し得るＧＰＳ計測機と、鉄道車両の速度を検出する速度検出器と、鉄道車両に設けられて当該鉄道車両の進行方向での角速度を検出する角速度検出器とが具備された鉄道車両の位置を検出する方法であって、
上記速度検出器で検出された速度を入力して移動距離を算出するとともに当該移動距離および上記ＧＰＳ計測機により得られた移動開始位置に基づき地図上での鉄道車両の概略位置を算出し得る距離算出工程と、
上記角速度検出器で検出された角速度を入力して鉄道車両の進行方向での角加速度および当該角速度を積分して変位角を求めるデータ取得工程と、
上記データ取得工程から角速度および角加速度を入力してその進行方向をファジィ推論により推定する進行方向推定工程と、
上記距離算出工程で算出された移動距離および概略位置を入力するとともに分岐信頼度曲線に基づき分岐点を推定し且つ同一方向の分岐線が単一である場合に上記進行方向推定工程で推定された進行方向を入力して分岐線番を推定するとともに分岐手前の線路に対して同一方向で且つそれぞれ異なる曲率を有する分岐線が複数ある場合にその情報を出力する分岐点推定工程と、
上記分岐線が複数ある場合の情報を入力した場合、上記データ取得工程で求められた変位角および上記進行方向推定工程で推定された進行方向を入力して分岐角を検出するとともに当該分岐角に対応する分岐線番を出力する分岐角検出工程と、
上記分岐点推定工程で求められた分岐点および分岐線番または上記分岐角検出工程で検出された分岐線番を入力して予め備えられた線路情報に合致するか否かを照合する分岐点照合工程とを具備した方法である。

また、請求項５に記載の鉄道車両の位置検出方法は、請求項４に記載の位置検出方法の進行方向推定工程において、角速度および角加速度に基づくファジィルールを用いて、鉄道車両の進行方向を、左方向、右方向および直進のいずれかを推定する方法である。

また、請求項６に記載の鉄道車両の位置検出方法は、請求項４または５に記載の位置検出方法の分岐角推定工程において、分岐点、分岐角、分岐線番などの線路情報と、入力された変位角との１対１のマッチングを行うことにより、分岐角を推定し得るとともに当該分岐角に対応する分岐線番を検出する方法である。

上記位置検出装置および位置検出方法によると、分岐線が１本である場合で鉄道車両が分岐した場合には、距離算出部にて得られる鉄道車両の移動距離およびＧＰＳ測位データにより概略位置が分かるとともに、角速度検出器にて得られる角速度およびデータ取得部で得られる角加速度に基づくファジィルールにて進行方向を推定することにより分岐した線路が分かる。また、分岐線が同方向に複数本である場合に保全車両が分岐した際には、データ取得部から入力される鉄道車両の変位角と予め入力されている分岐角との１対１のマッチングにより、分岐角すなわち分岐線番を検出することができる。すなわち、従来のように、ＧＰＳ測位データを用いて現在走行している線路を特定するシステムに比べて、概略の位置情報を用いるだけで、例えば駅構内における近接する分岐線同士であっても、鉄道車両の現在位置を正確に検出することができる。

本発明の実施例における鉄道車両の位置検出装置の概略構成を示すブロック図である。 同位置検出装置の進行方向推定部で用いられるファジィルールを示す図表である。 同進行方向推定部で用いられる出力用のメンバーシップ関数を示す。 同進行方向推定部での推定方法を説明するグラフである。 同進行方向推定部での推定期間を説明するための図である。 同位置検出装置の分岐信頼度曲線算出部で得られる分岐信頼度曲線を示す図である。 本発明の鉄道車両の位置検出方法を説明するための鉄道用線路の模式図である。

以下、本発明の実施の形態に係る鉄道車両の位置検出装置および位置検出方法を具体的に示した実施例に基づき説明する。
まず、鉄道線路の分岐部分について概略的に説明する。

鉄道線路は、例えば駅構内においては、駅同士を結ぶ本線から多数の支線が分岐したり、または支線がさらに分岐している場合がある。例えば、本線から支線が順番に分岐しており、分岐位置つまり分岐点には、当然ながら、分岐器が配置されている。

さらに、大きい駅などでは分岐点が多数ある上に、その隣同士の線路も互いに接近しており、このような場所で、鉄道車両、例えば線路の保全を行う保全車両がどの分岐線に入ったかを検出することは、ＧＰＳ情報だけで正確に判断することが難しい。

そこで、この位置検出装置および位置検出方法は、測位精度が高くない単独測位によるＧＰＳ情報を用いて保全車両の位置、特にどの分岐線に進行したかを正確に検出し得るものである。

この位置検出装置には地図データが具備されるとともに、ＧＰＳ情報に基づく概略位置情報と協働して駅構内などの分岐線がある場所での保全車両の位置を地図上に表示する機能が具備されている。

この地図データには、線路情報として、本線・分岐線などの線路番号、分岐点番号（分岐器番号）、分岐点同士間距離、分岐線数、分岐角などが含まれている。この線路情報は、後述する構成部材の必要な箇所に具備されるか、または必要に応じて入力するようにされている。なお、以下において、分岐に関する情報、例えば分岐点番号、分岐線、分岐線数、分岐角などについては、分岐情報と称して説明する。

また、この位置検出装置には、ＧＰＳ衛星からの測位信号を受信することにより保全車両の概略位置を検出するためのＧＰＳ計測機が具備されている。なお、上述したように、このＧＰＳ計測機は補助的に用いられるもので、単独測位方式による低価格のものを用いることができる。

以下、鉄道用保全車両の位置検出装置を図面に基づき説明する。
この位置検出装置は、図１に示すように、保全車両Ｈに設けられてその速度を検出する速度検出器（例えば、走行車輪の回転数をパルス信号として検出するパルス検出器が用いられる）１１と、保全車両Ｈに設けられて当該保全車両Ｈの進行方向での角速度ωを検出する角速度検出器１２と、上記線路情報を保持している線路情報記憶部（所謂、データベースである）１３と、上記速度検出器１１から速度を入力するとともに移動開始（走行開始）からの時間に基づき移動開始地点（基準位置）からの保全車両Ｈの移動距離（パルス検出器を用いる場合には、パルス数に１パルスにて移動する距離を掛けることにより求められ、所謂、距離程である）を演算し且つＧＰＳ計測機３３にて得られた現在の概略位置を入力するとともに当該移動距離に基づき地図上での保全車両Ｈの概略位置を求め得る距離算出部２１と、上記角速度検出器１２からの角速度ωを入力してその時間変化率（微分値）である角加速度ω′を算出するとともにその積分値である保全車両Ｈの変位角θを算出するデータ取得部（勿論、時間計測部が具備されている）２２と、上記データ取得部２２から角速度ωおよび角加速度ω′を入力してその進行方向をファジィ推論により推定する進行方向推定部２３と、上記距離算出部２１にて得られた移動距離および概略位置を入力して地図上での分岐ゾーン（分岐点を中心にした所定長さ範囲）内であるかを判断するための分岐信頼度曲線（後述する）を算出する分岐信頼度曲線算出部２４と、上記距離算出部２１で算出された移動距離および概略位置を入力するとともに分岐信頼度曲線に基づき分岐点を推定し、且つ同一方向の分岐線が単一（１本）である場合に上記進行方向推定部２３で推定された進行方向を入力して分岐線番を推定するとともに分岐手前の線路に対して同一方向で且つそれぞれ異なる曲率を有する分岐線が複数（複数本）ある場合にその情報を出力する分岐点推定部２５と、この分岐点推定部２５で分岐線が複数であると判断された場合にその進行方向を入力するとともに上記データ取得部２２から保全車両Ｈの変位角（線路に対する変位角で、分岐角に相当する）θを入力しそしてこの変位角θと予め入力されている分岐パターン上での分岐角とを１対１マッチングさせることにより分岐角を検出する分岐角検出部２６と、上記分岐点推定部２５で求められた分岐点および分岐線番または上記分岐角検出部２６で検出された分岐線番を入力して予め備えられた線路情報に合致するか否かを照合する分岐点照合部２７とが具備されている。

なお、保全車両Ｈ側には、地図上に保全車両Ｈの現在位置を表示し得る車両位置表示ソフトウエア３２およびＧＰＳ計測機３３を有する地図表示手段３１が具備されている。当然に、上記分岐器照合部２７にて得られた分岐点番号、分岐線番などの分岐情報が入力されて、保全車両Ｈの正しい位置が地図上に表示される。

次に、進行方向推定部２３について説明する。
この進行方向推定部２３では、ファジィ推論により、直進またはどちらの方向に曲がったかが判断され、例えば図２の図表に示すようなファジィルールが用いられる。

このファジィルールでは、入力値が角速度ω_ｍ（所定時間での平均値）と、角加速度ω′とである。これらの入力値は、それぞれ、ＮＢ（負大）、ＮＭ（負中）、ＺＥＲＯ、ＰＭ（正中）、ＰＢ（正大）であり、両者とも、図２に示す図表の外側に描かれたメンバーシップ関数Ｋ１，Ｋ２が用いられる。また、出力値についても、ＮＢ（負大）、ＮＭ（負中）、ＺＥＲＯ、ＰＭ（正中）、ＰＢ（正大）であり、図３に示すようなメンバーシップ関数Ｋ３が用いられる。

例えば、ω_ｍがゼロに近く（ＺＥＲＯ）、ω′が右に大きい（正大）ならば、やや右に曲がっている（ＰＳ）と判断される（図２の網掛け部分に相当する）。
そして、出力値については、例えばマックス・ミニ重心法に基づき求められる。図３に出力に用いられるメンバーシップ関数Ｋ３を示す。また、このメンバーシップ関数Ｋ３から得られる出力値を示すと、図４のような破線で示す曲線となり、この出力値が予め決められた閾値αを超えるか超えないかで、右方向（左方向）または直線かが決定される。

なお、判定のために、図５に示すような判定時間（例えば、ｔ＝５００ｍｓｅｃとされるが、任意の値に設定し得る）が設けられている。これは、分岐ではなく、線路が曲がっているか否かを判断するための猶予期間である。例えば、実際の判定は１００ｍｓｅｃにて行われ、残りの４００ｍｓｅｃが確認期間となる。なお、閾値αを用いて判断するようにしているのは、判定度合いを調整し、外乱変動を除去するためである。

次に、分岐信頼度曲線算出部２４では、分岐点であるかどうかを判断するための分岐信頼度曲線が算出（作成）される。図６に示すように、この分岐信頼度曲線Ｓとして、例えば正規分布曲線（ガウス曲線）Ｓが用いられる。この分岐信頼度曲線Ｓの中央の最大値を示す点が分岐ゾーンＺの中心すなわち分岐点に対応する。図６に示す座標の横軸は距離を表わし、縦軸は信頼度（％）を表わしている。例えば、保全車両Ｈの概略位置が分岐ゾーンＺ内で且つ予め設定された閾値βを超える範囲内に入った場合に分岐点に到達したと推定される。この閾値βとしては、例えば２０％にされている。勿論、この閾値βは実際の運用に応じて適正に分岐点であるか否かを推定し得るように調整される。

次に、分岐点推定部２５について説明する。
この分岐点推定部２５は、上記進行方向推定部２３で推定された進行方向（左・右・直進）および分岐信頼度曲線算出部２４から入力された分岐信頼度曲線Ｓを入力して、保全車両Ｈが線路上のどの分岐点を通過するかまたは通過したかを推定するようにされている。ここでは、左方向または右方向に分岐した場合、言い換えれば、同一方向に１本だけ分岐している場合（分岐線が１本である）の他に、分岐点で方向を変えずに保全車両Ｈが分岐ゾーンＺをそのまま通過して直進したことを推定することができる。

具体的には、距離算出部２１からの移動距離および概略位置を入力するとともに分岐信頼度曲線算出部２４から入力された分岐信頼度曲線Ｓおよび進行方向推定部２３で求められた進行方向並びに線路情報記憶部１３から入力された線路情報に基づき分岐点が推定される。

ところで、同一方向に複数本でもって分岐している場合、言い換えれば、分岐手前の線路に対して同一方向で且つそれぞれ異なる曲率を有する分岐線が複数ある場合に、進行方向だけではどちらに行ったかを推定することができない。そこで、このような場合に対処するために具備されている分岐角検出部２６について説明する。

この分岐角検出部２６では、分岐点推定部２５から分岐線が複数本である旨の情報および分岐点並びに進行方向も入力され、さらにデータ取得部２２から保全車両Ｈの変位角θが入力され、予め具備されている（または線路情報記憶部から入力された）分岐角のデータテーブルとの１対１マッチングが行われて、最も近い角度が選択されて、最終的には、図７に示すような分岐線番（頭にＮが付く数字）として抽出される。

次に、分岐角照合部２７では、上記分岐点推定部２５で推定された分岐点および上記分岐角検出部２６で検出された分岐線番が入力されて、予め入力されている線路情報（特に、分岐情報）の内容と照合して、その分岐点が正しいものかどうかが判定される。照合が正しい場合には、通過した分岐点番号、分岐線番が進行方向、時刻などと合わせて地図表示手段３１側に送られ、地図上に保全車両Ｈの正確な現在位置が表示される。なお、分岐器照合部２７で照合できなかった場合には、アラーム信号が地図表示手段３１側に送られて、注意が喚起される。

次に、保全車両が駅構内でどの分岐線に移動したかを検出する位置検出方法について、より具体的に説明する。
ここでは、図７に示すような駅構内での保全車両Ｈの位置を検出する場合について説明する。なお、以下の説明中、括弧内の頭にＮが付く番号は線番を表わすものとする。

図７に示すように、本線Ａには左方向に分岐角θ１でもって分岐する第１分岐線Ｂ（Ｎ１２）が設けられており、またこの第１分岐線Ｂには左方向に分岐角θ２でもって分岐する第２分岐線Ｃ（Ｎ１２２）が設けられており、さらに第２分岐線Ｃには分岐角θ３，θ４（θ３＜θ４とする）でもって分岐する第３分岐線Ｄ１（Ｎ１２２１）および第４分岐線Ｄ２（Ｎ１２２２）が設けられている。

上記保全車両Ｈの移動開始地点（走行開始地点）をＰとして、保全車両Ｈが移動（走行）を開始すると、ＧＰＳ計測機３３からの概略位置が距離算出部２１に入力されて保全車両Ｈの概略位置が検出されるとともに、速度検出器１１からの速度ｖにより移動距離が算出される。

また、角速度検出器１２から角速度ωがデータ取得部２２に入力されてその時間変化率である角加速度ω′が求められる。
そして、この角速度ωおよび角加速度ω′は進行方向推定部２３に入力され、ここで上述したファジィルールに基づきその進行方向が推定される。

一方、分岐信頼度曲線算出部２４では概略位置が入力されるとともに次に通過する分岐器（分岐番号Ｊ（ｉ））での分岐信頼度曲線（分岐ゾーンにおける分岐点からの距離に逆比例する値、つまり分岐点に近い方が高く、分岐ゾーンの境界に近くなると低くなるような正規分布曲線）Ｓが算出されて分岐点推定部２５に入力される。

分岐点推定部２５では、距離算出部２１から概略位置および正確な移動距離が入力されるとともに、進行方向推定部２３からは進行方向が入力され、分岐信頼度曲線Ｓに基づき分岐信頼度が所定の閾値（例えば、２０％）βを超えた場合に入力された進行方向に分岐したと推定される。この分岐点番号および分岐した分岐線番が出力される。なお、左方向または右方向に分岐した場合には、分岐信頼度が閾値βを超えた時点で分岐方向を推定し得るが、直進については、分岐ゾーンＺを通過した時点で直進したことが推定される。勿論、直進した場合には、その分岐点番号および分岐線番が出力される。

このように、分岐点が直進、左方向または右方向に、つまり分岐線が１本である場合には、進行方向推定部２３からの出力つまり分岐方向により明確に推定し得るが、図７の第３分岐点Ｊ３のように、同一方向に複数本、例えば２本でもって分岐している場合には、分岐方向だけで推定することができない。

この場合、分岐点推定部２５から分岐線が複数本ある旨および分岐点並びに進行方向が分岐点検出部２６に入力され、さらにデータ取得部２２から保全車両Ｈの変位角θが入力され、予め具備されている（または線路情報記憶部から入力された）分岐角のデータテーブルとの１対１マッチングが行われて、最も近い角度が選択され、この角度に対応する分岐線番が検出される。

そして、上述したように、分岐線が１本である場合には、分岐点推定部２５で推定された分岐点番号および分岐線番が分岐点照合部２７に入力され、また分岐線が複数本である場合は分岐点推定部２５で推定された分岐点番号および分岐角検出部２６で推定された分岐線番が分岐照合部２７に入力されて、予め入力されている線路情報に基づき、それぞれ、通過した分岐点および分岐方向の線路である分岐線番に一致するか否かが照合される。

ここで、第１分岐点Ｊ１で左方向に分岐した後、第２分岐点Ｊ２で左方向に通過し、さらに第３分岐点Ｊ３で手前側の分岐線に分岐した場合について説明する。
第１分岐点Ｊ１を通過する際、保全車両Ｈの距離が、対応する分岐信頼度曲線の閾値βを超えると、第１分岐点Ｊ１に到達したと推定されるとともに、進行方向推定部２３から「左方向」が分岐点推定部２５に入力されて、この保全車両Ｈが左方向に分岐したものと推定され、その分岐点番号および分岐線番Ｂ（Ｎ１２）が出力される。なお、保全車両Ｈが直進した場合には、第１分岐点Ｊ１の分岐ゾーンＺを出た瞬間にそのことが分かり、同様に、分岐点番号Ｊ１および分岐線番Ａ（Ｎ１１）が出力される。

第２分岐点Ｊ２を左方向に分岐した場合も同様に、その分岐点番号Ｊ２および分岐線番Ｃ（Ｎ１２２）が出力される。
次に、第３分岐点Ｊ３で手前の分岐線Ｄ１に分岐した場合には、距離データおよび概略位置に基づき右方向に複数に分岐していることが分かるため、進行方向推定部２３から「右方向」の信号およびデータ取得部２２から保全車両Ｈの変位角θが分岐角検出部２６に入力される。ここでは、変位角θと予め入力されている分岐角とが１対１のマッチングにより、分岐角θ３が推定され、この分岐角θ３に対応する分岐線番Ｄ１（Ｎ１２２１）が出力される。

そして、分岐点推定部２５から出力された分岐点番号Ｊ３および分岐角検出部２６から出力された分岐線番Ｄ１（Ｎ１２２１）が分岐器照合部２７に入力されて、ここで予め入力されている線路情報に一致するか否かが判断される。これらの照合が済むと、その線路情報が地図表示手段３１に出力され、保全車両Ｈの現在位置が地図上に表示される。

上述したように、分岐線が１本である場合で保全車両Ｈが分岐した場合には、距離算出部にて得られる保全車両Ｈの移動距離およびＧＰＳ測位データにより概略位置が分かるとともに、保全車両の角速度および角加速度に基づくファジィルールによりその進行方向を推定することにより分岐した線路が分かる。また、分岐線が同方向に複数本である場合に保全車両が分岐した場合には、分岐角検出部にて、データ取得部からの保全車両の変位角と予め入力されている分岐角との１対１のマッチングにより、分岐角すなわち分岐線番を検出することができる。すなわち、従来のように、ＧＰＳ測位データを用いて現在走行している線路を特定するシステムに比べて、概略の位置情報を用いるだけで、例えば駅構内における近接する分岐線同士であっても、保全車両の現在位置を正確に検出することができる。

ところで、上述した鉄道用保全車両の位置検出方法を工程形式にて記載すると以下のようになる。
すなわち、この鉄道用保全車両の位置検出方法は、鉄道車両の概略位置を検出し得るＧＰＳ計測機と、鉄道車両の速度を検出する速度検出器と、鉄道車両に設けられて当該鉄道車両の進行方向での角速度を検出する角速度検出器とが具備された鉄道車両の位置を検出する方法であって、
上記速度検出器で検出された速度を入力して移動距離を算出するとともに当該移動距離および上記ＧＰＳ計測機により得られた移動開始位置に基づき地図上での鉄道車両の概略位置を算出し得る距離算出工程と、
上記角速度検出器で検出された角速度を入力して鉄道車両の進行方向での角加速度および当該角速度を積分して変位角を求めるデータ取得工程と、
上記データ取得工程から角速度および角加速度を入力してその進行方向をファジィ推論により推定する進行方向推定工程と、
上記距離算出工程で算出された移動距離および概略位置を入力するとともに分岐信頼度曲線に基づき分岐点を推定するとともに、同一方向の分岐線が単一である場合に上記進行方向推定工程で推定された進行方向を入力して分岐線番を推定するとともに同一方向の分岐線が複数ある場合にその情報を出力する分岐点推定工程と、
同一方向に複数分岐している情報を入力した場合、上記データ取得工程で求められた変位角および上記進行方向推定工程で推定された進行方向を入力して分岐角を検出するとともに当該分岐角に対応する分岐線番を出力する分岐角検出工程と、
上記分岐点推定工程で求められた分岐点および分岐線番または上記分岐角検出工程で検出された分岐線番を入力して予め備えられた線路情報に合致するか否かを照合する分岐点照合工程とを具備した方法であり、
また上記進行方向推定工程において、角速度および角加速度に基づくファジィルールを用いて、鉄道車両の進行方向を、左方向、右方向および直進のいずれかを推定する方法であり、
さらに上記分岐角推定工程において、分岐点、分岐角、分岐線番などの線路情報と、入力された変位角との１対１のマッチングを行うことにより、分岐角を推定し得るとともに当該分岐角に対応する分岐線番を検出する方法である。

１ 位置検出装置
１１ 速度検出器
１２ 角速度検出器
１３ 線路情報記憶部
２１ 距離算出部
２２ データ取得部
２３ 進行方向推定部
２４ 分岐信頼度曲線算出部
２５ 分岐点推定部
２６ 分岐角検出部
２７ 分岐器照合部

Claims (6)

1. 鉄道車両の位置を検出する装置であって、
   鉄道車両の概略位置を検出し得るＧＰＳ計測機と、
   鉄道車両の速度を検出する速度検出器と、
   鉄道車両に設けられて当該鉄道車両の進行方向での角速度を検出する角速度検出器と、
   上記速度検出器で検出された速度を入力して移動距離を算出するとともに当該移動距離および上記ＧＰＳ計測機により得られた移動開始位置に基づき地図上での鉄道車両の概略位置を算出し得る距離算出部と、
   上記角速度検出器で検出された角速度を入力して鉄道車両の進行方向での角加速度を求めるとともに当該角速度を積分して変位角を求めるデータ取得部と、
   上記データ取得部から角速度および角加速度を入力してその進行方向をファジィ推論により推定する進行方向推定部と、
   上記距離算出部で算出された移動距離および概略位置を入力するとともに分岐信頼度曲線に基づき分岐点を推定し且つ同一方向の分岐線が単一である場合に上記進行方向推定部で推定された進行方向を入力して分岐線番を推定するとともに分岐手前の線路に対して同一方向で且つそれぞれ異なる曲率を有する分岐線が複数ある場合にその情報を出力する分岐点推定部と、
   上記分岐線が複数ある場合の情報を入力した場合、上記データ取得部で求められた変位角および上記進行方向推定部で推定された進行方向を入力して分岐角を検出するとともに当該分岐角に対応する分岐線番を出力する分岐角検出部と、
   上記分岐点推定部で求められた分岐点および分岐線番または上記分岐角検出部で検出された分岐線番を入力して予め備えられた線路情報に合致するか否かを照合する分岐点照合部とを具備したことを特徴とする鉄道車両の位置検出装置。
2. 進行方向推定部において、角速度および角加速度に基づくファジィルールを用いて、鉄道車両の進行方向を、左方向、右方向および直進のいずれかを推定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両の位置検出装置。
3. 分岐角検出部において、分岐点、分岐角、分岐線番などの線路情報と、入力された変位角との１対１のマッチングを行うことにより、分岐角を推定し得るとともに当該分岐角に対応する分岐線番を検出するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の鉄道車両の位置検出装置。
4. 鉄道車両の概略位置を検出し得るＧＰＳ計測機と、鉄道車両の速度を検出する速度検出器と、鉄道車両に設けられて当該鉄道車両の進行方向での角速度を検出する角速度検出器とが具備された鉄道車両の位置を検出する方法であって、
   上記速度検出器で検出された速度を入力して移動距離を算出するとともに当該移動距離および上記ＧＰＳ計測機により得られた移動開始位置に基づき地図上での鉄道車両の概略位置を算出し得る距離算出工程と、
   上記角速度検出器で検出された角速度を入力して鉄道車両の進行方向での角加速度および当該角速度を積分して変位角を求めるデータ取得工程と、
   上記データ取得工程から角速度および角加速度を入力してその進行方向をファジィ推論により推定する進行方向推定工程と、
   上記距離算出工程で算出された移動距離および概略位置を入力するとともに分岐信頼度曲線に基づき分岐点を推定し且つ同一方向の分岐線が単一である場合に上記進行方向推定工程で推定された進行方向を入力して分岐線番を推定するとともに分岐手前の線路に対して同一方向で且つそれぞれ異なる曲率を有する分岐線が複数ある場合にその情報を出力する分岐点推定工程と、
   上記分岐線が複数ある場合の情報を入力した場合、上記データ取得工程で求められた変位角および上記進行方向推定工程で推定された進行方向を入力して分岐角を検出するとともに当該分岐角に対応する分岐線番を出力する分岐角検出工程と、
   上記分岐点推定工程で求められた分岐点および分岐線番または上記分岐角検出工程で検出された分岐線番を入力して予め備えられた線路情報に合致するか否かを照合する分岐点照合工程と
   を具備したことを特徴とする鉄道車両の位置検出方法。
5. 進行方向推定工程において、角速度および角加速度に基づくファジィルールを用いて、鉄道車両の進行方向を、左方向、右方向および直進のいずれかを推定することを特徴とする請求項４に記載の鉄道車両の位置検出方法。
6. 分岐角推定工程において、分岐点、分岐角、分岐線番などの線路情報と、入力された変位角との１対１のマッチングを行うことにより、分岐角を推定し得るとともに当該分岐角に対応する分岐線番を検出することを特徴とする請求項４または５に記載の鉄道車両の位置検出方法。

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