JP5820430B2 - ホーム柵開閉システム - Google Patents

Description

本発明は、列車の車両ドアのドア開閉動作と連動してホーム柵のドア開閉動作を制御するホーム柵開閉システムに関する。

車両ドアのドア開閉動作と連動して列車側からホーム柵のドア開閉動作を行うためには、列車と地上との間で、列車停止位置の確認や、ドア開閉動作の情報の伝送を行う必要がある。これらの伝送は、従来、自動列車停止装置や運行管理装置に用いられるトランスポンダによって行われていた。しかし、トランスポンダは、激しい振動が生じる厳しい条件での確実な動作が求められていると共に、設置工事を含めてコストが全体として非常に高くなる。そこで、高価なトランスポンダを用いることなく、安価な無線通信を利用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、列車停止位置の確認を行うための第１の無線通信手段と、ドア開閉動作の情報を伝送するための第２の無線通信手段とを設けることが提案されている

特開２０１１−２１３３３４号公報

しかしながら、従来技術においては、列車停止位置の確認とドア開閉動作の情報との伝送を、その特性に応じてそれぞれ異なる系統の無線通信を使い分けているため、２系統の無線通信が必要となる。地上アンテナを軌道内、車上アンテナを車両下部へと設置調整が発生するためコスト高になってしまうという問題点があった。

本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、１系統の無線通信を用いて、ドア開閉動作の情報を確実に伝送することができるホーム柵開閉システムを提供する点にある。

本発明に係るホーム柵開閉システムは、列車の車両ドアのドア開閉動作と、ホームに設置されたホーム柵のホームドアのドア開閉動作とを連動して制御するホーム柵開閉システムであって、前記列車に設置され、低出力モードと高出力モードとに切り換え可能な車上無線機と、前記列車に設置され、前記車両ドアのドア開閉動作を操作する車両ドア操作装置と、前記ホーム又は前記ホーム柵に設置され、低出力モードと高出力モードとに切り換え可能な地上無線機と、前記ホーム又は前記ホーム柵に設置され、前記ホームドアのドア開閉動作を制御するホーム柵制御装置とを具備し、前記低出力モードの前記車上無線機と前記低出力モードの前記地上無線機との間で通信を確立させた後、前記車両ドア操作装置と前記ホーム柵制御装置とは、前記高出力モードの前記車上無線機と前記高出力モードの前記地上無線機との間の通信によって前記車両ドアと前記ホームドアとのドア開閉動作を連動させて制御することを特徴とする。
さらに、本発明に係るホーム柵開閉システムにおいて、前記列車が所定の停止位置に停車した場合に、前記車上無線機のアンテナと前記地上無線機のアンテナとが前記低出力モードの前記車上無線機と前記低出力モードの前記地上無線機との通信可能距離に位置することを特徴とする。
さらに、本発明に係るホーム柵開閉システムにおいて、前記低出力モードの前記車上無線機と前記低出力モードの前記地上無線機との通信可能距離は、線路を挟んだ隣のホームまでの距離よりも短く設定されていることを特徴とする。
さらに、本発明に係るホーム柵開閉システムにおいて、前記車上無線機は、前記列車の車両番号を含む入線フレームを前記低出力モードで所定時間毎に送信させ、前記地上無線機は、同一の車両番号を含む前記入線フレームを予め設定された単位時間内に予め設定された複数回受信した場合に、前記車上無線機との間の通信を確立させることを特徴とする。
さらに、本発明に係るホーム柵開閉システムにおいて、前記地上無線機は、前記ホームのホーム番号を含む入線フレームを前記低出力モードで所定時間毎に送信させ、前記車上無線機は、同一のホーム番号を含む前記入線フレームを予め設定された単位時間内に予め設定された複数回受信した場合に、前記地上無線機との間の通信を確立させることを特徴とする。
さらに、本発明に係るホーム柵開閉システムにおいて、前記車上無線機のアンテナは、前記列車の側面から外側に向かう指向性を有すると共に、前記地上無線機のアンテナは、前記列車が入線される線路の方向に指向性を有することを特徴とする。

本発明によれば、車上無線機と地上無線機との通信の確立によって、確実に列車とホームを関連づけでき、通信を確立した車上無線機と地上無線機との通信によって車両ドアとホームドアとのドア開閉動作を連動させることができ、１系統の無線通信を用いて、ドア開閉動作の情報を確実に伝送することができる。

本発明に係るホーム柵開閉システムの実施の形態のシステム構成図である。 図１に示す地上無線機及び車上無線機のアンテナ取り付け例を示す図である。 図１に示す車両ドア操作装置及び車上無線機の構成を示すブロック図である。 図１に示す地上無線機及びホーム柵制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係るホーム柵開閉システムの実施の形態が適用される駅を模式的に表した平面図である。 本発明に係るホーム柵開閉システムの実施の形態における通信確立動作を説明するためのチャート図である。 本発明に係るホーム柵開閉システムの実施の形態が適用されるホームを模式的に表した平面図である。 本発明に係るホーム柵開閉システムの実施の形態における開動作を説明するためのチャート図である。 本発明に係るホーム柵開閉システムの実施の形態における閉動作を説明するためのチャート図である。 本発明に係るホーム柵開閉システムにおける通信確立動作の他の実施の形態を説明するためのチャート図である。 本発明に係るホーム柵開閉システムにおける通信確立動作の他の実施の形態を説明するためのチャート図である。 本発明に係るホーム柵開閉システムにおける通信確立動作の他の実施の形態を説明するためのチャート図である。

以下に、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

本実施の形態のホーム柵開閉システムは、図１を参照すると、ホーム１に設置されたホーム柵１０と、ホーム１に入線して所定の位置に停止した列車２の車両ドア２１ａ、２１ｂとのドア開閉動作を連動させて制御するシステムである。ホーム柵開閉システムは、車両ドア操作装置３０と、車上無線機４０と、車上無線機４０のアンテナ４１ａ、４１ｂと、地上無線機５０と、地上無線機５０のアンテナ５１と、ホーム柵制御装置６０とで構成されている。車両ドア操作装置３０と、車上無線機４０と、車上無線機４０のアンテナ４１ａ、４１ｂとは、列車２毎に設置され、地上無線機５０と、アンテナ５１と、ホーム柵制御装置６０とは、ホーム１毎に設けられており、ホーム１又はホーム柵１０に設置されている。

ホーム柵１０は、図２（ａ）に示すように、ホーム１の床に固定されたドア筐体部１１と、ドア筐体部１１内に収容され出し入れ自在に設けられた開閉自在なホームドア１２とが、ホーム１の縁に沿って防護壁を形成するように複数組設置されている。ドア筐体部１１の内部には、ホームドア１２の収容空間が形成されていると共に、ホームドア１２のドア開閉動作を行うドア駆動機構、ホームドア１２のドア開閉動作を検出するドア開閉検出センサ等が内蔵されている。

地上無線機５０のアンテナ５１は、ドア筐体部１１の線路側側面に取り付けられている。ドア筐体部１１は、鉄等の金属材で構成されており、電磁波をシールドする機能を有する。従って、アンテナ５１は、線路に向かう方向に対して略直交方向に指向性を有する。なお、線路に向かう方向に指向性を有するアンテナ５１を用いても良い。特に、線路に向かい、ホーム１に対して略直交方向に最も強い指向性を有するアンテナ５１を用いると好適である。

車上無線機４０のアンテナ４１ａは、図２（ｂ）に示すように、列車２の進行方向の左側面に取り付けられている。図２には図示されていないが、アンテナ４１ｂは、列車２の進行方向の右側面に取り付けられている。また、アンテナ４１ａ及びアンテナ４１ｂは、背面に磁波シールド材を設けられており、アンテナ４１ａは、列車２の進行方向の左側面から外側に向かう指向性を有し、アンテナ４１ｂは、列車２の進行方向の右側面から外側に向かう指向性を有する。特に、側面から外側に対して略直交方向に最も強い指向性を有するアンテナ４１ａ、４１ｂを用いると好適である。

アンテナ５１は、列車２がホーム１に入線して所定の位置に停止した場合に、アンテナ４１ａもしくは４１ｂのいずれかと対向配置されるようにドア筐体部１１に取り付けられている。

車両ドア操作装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、（フラッシュメモリ）等を備え、プログラム制御によって動作する情報処理装置であり、列車２に設置されている。車両ドア操作装置３０は、図３に示すように、左側の車両ドア２１ａのドア開閉動作を操作する左開閉スイッチ３１と、右側の車両ドア２１ｂのドア開閉動作を操作する右開閉スイッチ３２と、左開閉スイッチ３１及び右開閉スイッチ３２の操作に応じて車両ドア２１ａ及び車両ドア２１ｂにドア開閉動作を指示する車両ドア開閉部３３と、車上無線機４０から送信する無線フレームを生成する無線フレーム生成部３４と、列車２が所定の位置に停止したことを通知する停止確認ランプ３５と、ホーム柵１０におけるホームドア１２の開閉状態を通知する開閉ランプ３６と、停止確認ランプ３５及び開閉ランプ３６の点灯を設御する点灯制御部３７と、車上無線機４０で受信された無線フレームの内容を解析するフレーム解析部３８とを備えている。

車上無線機４０は、総務省で定める一定の条件を満たした無線設備であれば無線従事者資格も無線局免許も不要である特定小電力無線の帯域を用いて無線フレームを送信する特定小電力無線であり、送信出力と、受信強度とを切り換える機能を有している。車上無線機４０は、特定小電力無線の帯域を用いて無線フレームの送受信を行う送受信部４２と、車両番号が予め記憶されていると共に、ホーム１の地上無線機５０との間で通信が確立された場合にホーム１のホーム番号が記憶されるフラッシュメモリ等の車両・ホーム番号記憶部４３と、受信した無線フレームに車両・ホーム番号記憶部４３に記憶されている車両番号が含まれているか否かを判断する車両・ホーム番号比較部４４とを備えている。

地上無線機５０は、総務省で定める一定の条件を満たした無線設備であれば無線従事者資格も無線局免許も不要である特定小電力無線の帯域、例えば４２９ＭＨｚ帯を用いて無線フレームを送信する特定小電力無線であり、送信出力と、受信強度とを切り換える機能を有している。地上無線機５０は、図４に示すように、特定小電力無線の帯域を用いて無線フレームの送受信を行う送受信部５２と、ホーム番号が予め記憶されていると共に、列車２の車上無線機４０との間で通信が確立された場合に列車２の車両番号が記憶されるフラッシュメモリ等のホーム・車両番号記憶部５３と、受信した無線フレームにホーム・車両番号記憶部に記憶されている車両番号が含まれているか否かを判断するホーム・車両番号比較部５４とを備えている。

車上無線機４０の送受信部４２と、地上無線機５０の送受信部５２とは、送信出力及び受信強度を少なくとも２段階に切り換え可能に構成されており、無線フレームを低い送信出力（例えば、０．１〜１ｍＷ）で送信すると共に、低い受信強度（例えば、０〜５０ｄｂμ）以上の無線フレームを受信する低出力モードと、高い送信出力（例えば、１〜１０ｍＷ）で送信すると共に、高い受信強度（例えば、５０〜１２０ｄｂμ）以上の無線フレームを受信する高出力モードとを備えている。

ホーム柵制御装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、（フラッシュメモリ）等を備え、プログラム制御によって動作する情報処理装置であり、地上に設置されている。ホーム柵制御装置６０は、ホーム柵１０のホームドア１２にドア開閉動作を指示するホーム柵開閉部６１と、地上無線機５０から送信する無線フレームを生成する無線フレーム生成部６２と、地上無線機５０によって受信された受信フレームの内容を解析するフレーム解析部６３とを備えている。

次に、本実施の形態のホーム柵開閉システムの動作について図５乃至図９を参照して詳細に説明する。
図５に示すように、１〜４番線ホームを有する駅の２番線ホームに列車２が入線し、進行方向に対して左側の車両ドア２１ａと、２番線ホームのホーム柵１０のホームドア１２とのドア開閉動作を制御する例について説明する。２番線ホームのホーム番号は、「Ｈ０２」であり、２番線ホームに対応して設置されている地上無線機５０のホーム・車両番号記憶部５３は、ホーム番号「Ｈ０２」が予め記憶されている。また、２番線ホームに入線する列車２の車両番号は、「１００」であり、列車２に設置されている車上無線機４０の車両・ホーム番号記憶部４３には、車両番号「１００」が予め記憶されている。

２番線ホームへの入線に際し、列車２に設置された車上無線機４０の送受信部４２は、車両ドア操作装置３０の無線フレーム生成部３４の指示に基づいて、図６に示すように、車両・ホーム番号記憶部４３に記憶されている車両番号「１００」を含む無線フレーム（以下、入線フレームと称す）を低出力モードで所定時間Ｓａ（例えば、Ｓａ＝１ｓ）毎にアンテナ４１ａ、４１ｂから送信している（ステップＡ）。また、１〜４番線ホーム毎の地上無線機５０の送受信部５２は、低出力モードで無線フレームの受信を待機している。なお、本実施の形態では、車上無線機４０の送受信部４２は、列車２の走行中、入線フレームを常に送信するように構成されている。また、列車２の走行情報が取得できる場合には、ホーム１への入線時や、速度低下時に入線フレームの送信を開始するように構成しも良い。

車上無線機４０の送受信部４２が低出力モードであり、且つ地上無線機５０の送受信部５２が低出力モードである場合の通信可能距離（以下、低出力通信可能距離と称す）は、線路を挟んだ隣のホームまでの距離よりも短く、軌間以下、又はホーム１の屋根の高さ以下の例えば１ｍ程度に設定されている。図５には、半円状の点線で低出力通信可能距離が示されており、２番線ホームに入線した列車２の右側面に取り付けられたアンテナ４１ｂから入線フレームが送信されても、低出力通信可能距離が線路を挟んだ３番線ホームまでの距離よりも短く設定されているため、３番線ホームに対応して設置されている地上無線機５０のアンテナ５１によって受信されない。

地上無線機５０の送受信部５２は、同一の車両番号を含む入線フレームを予め設定された単位時間（例えば、５ｓ）内に予め設定された複数回（例えば、３回）受信した場合に、図７（ａ）に示すように、列車２が所定の停止位置に停車したものとして、車上無線機４０の送受信部４２との間の通信を確立させる通信確立動作を開始させる。すなわち、列車２が所定の停止位置に停車した場合には、アンテナ５１とアンテナ４１ａとが対向配置され、低出力モードの車上無線機４０と、低出力モードの地上無線機５０との通信可能距離以内に位置する。なお、図７（ｂ）に示すように、列車２がオーバーランした場合には、列車２が所定の停止位置を通過する際に、地上無線機５０の送受信部５２は、入線フレームを一旦受信することになるが、上述の条件（単位時間内に複数回）が満たされることなく、通信確立動作を開始することがない。

地上無線機５０の送受信部５２は、通信確立動作として、まず、受信した入線フレームに含まれる車両番号「１００」含む無線フレーム（以下、受信確認フレームと称す）を低出力モードで複数回（例えば、３回）アンテナ５１から送信する（ステップＢ）と共に、受信した入線フレームの車両番号「１００」をホーム・車両番号記憶部５３に記憶させる。

車上無線機４０の送受信部４２は、ステップＢの受信確認フレームを受信すると、低出力モードでの入線フレームの送信を停止させ、高出力モードに切り換えて、無線フレームの受信を待機する。

次に、ホーム・車両番号比較部５４は、入線フレームとホーム・車両番号記憶部５３に記憶された車両番号「１００」とが一致するため、入線フレームとホーム番号「Ｈ０２」とをホーム柵制御装置６０のフレーム解析部６３に出力する（ステップＣ）。なお、ホーム・車両番号比較部５４は、受信した無線フレームにホーム・車両番号記憶部５３に記憶された車両番号「１００」が含まれていない場合には、受信した無線フレームを無視して廃棄する。フレーム解析部６３は、入力された無線フレームを解析し、入線フレームであることを認識すると、入線フレームに含まれる車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とを上位システム７０に出力する（ステップＤ）。

上位システム７０は、列車の運行を管理している運行管理装置等の情報処理装置であり、駅の各ホーム１のそれぞれのホーム番号と、各ホーム１に入線する列車２の車両番号とからなる入線情報が記憶されている。上位システム７０は、入力された車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」と、記憶している入線情報とに基づいて、列車２が正しいホーム１に入線されたか否かを判断する。そして、上位システム７０は、入力された車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」と、入線情報とが一致し、列車２が正しいホーム１に入線されたことを確認すると、車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とをホーム柵制御装置６０の無線フレーム生成部６２に出力する（ステップＥ）。一方、入力された車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」と、入線情報とが食い違う場合には、上位システム７０は、駅員や乗務員に向けて警報を出力し、駅員や乗務員の手動による操作にゆだねることになる。また、列車２が正しいホーム１に入線されたか否かを判断は、必ずしも上位システム７０で行う必要はなく、人員操作で対応するようにしても良い。

無線フレーム生成部６２は、車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とが入力されると、無線機５０の送受信部５２を高出力モードに切り換えると共に、車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」と通信確立フラグと左右フラグとを含む無線フレーム（以下、通信確立フレームと称す）を生成して、生成した通信確立フレームを無線機５０の送受信部５２に出力する（ステップＦ）。なお、左右フラグは、ドア開閉動作を行う車両ドア２１ａ、２１ｂを選択するための情報であり、２番線ホームに対応して設置されたホーム柵制御装置６０の無線フレーム生成部６２には、左側を示す左右フラグが予め設定されている。そして、無線機５０の送受信部５２は、無線フレーム生成部６２で生成された通信確立フレームを高出力モードで送信する（ステップＧ）。この通信確立フレームは、高出力モードで送信されるため、対向配置された車上無線機４０の送受信部４２によって確実に受信されることになる。

次に、車上無線機４０の送受信部４２は、通信確立フレームを受信すると、通信確立フレームに含まれているホーム番号「Ｈ０２」を車両・ホーム番号記憶部４３に記憶させる。これにより、車上無線機４０と地上無線機５０との通信が確立される。そして、車両・ホーム番号比較部４４は、通信確立フレームに含まれている車両番号「１００」とホーム・車両番号記憶部５３に記憶された車両番号「１００」とが一致すると、通信確立フレームをホーム柵制御装置６０のフレーム解析部６３に出力する（ステップＨ）。

フレーム解析部６３は、含まれている通信確立フラグにより通信確立フレームであることを認識すると、点灯制御部３７によって停止確認ランプ３５を点灯させると共に、含まれている左右フラグによって左側の車両ドア２１ａを選択し、車両ドア開閉部３３による左開閉スイッチ３１の操作の受け付けを許可する。停止確認ランプ３５の点灯により、列車２の運転手や車掌は、列車２が所定位置に停車され、車上無線機４０と地上無線機５０との通信が確立されたことを認識することができる。

次に、列車２の運転手や車掌が、左開閉スイッチ３１を開操作すると、図９に示すように、車両ドア開閉部３３は、左開閉スイッチ３１の開操作の受け付けを無線フレーム生成部３４に通知し、無線フレーム生成部３４は、開操作フラグを含む無線フレーム（以下、開操作フレームと称す）を生成して、生成した開操作フレームを車上無線機４０の送受信部４２に出力する（ステップＩ）。そして、車上無線機４０の送受信部４２は、無線フレーム生成部３４で生成された開操作フレームに車両・ホーム番号記憶部４３に記憶されている車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とを加えて高出力モードで送信する（ステップＪ）。この開操作フレームは、高出力モードで送信されるため、対向配置された地上無線機５０の送受信部５２によって確実に受信されることになる。

地上無線機５０の送受信部５２によって開操作フレームが受信されると、ホーム・車両番号比較部５４は、開操作フレームに含まれる車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」とホーム・車両番号記憶部５３に記憶されている車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」とが一致するため、開操作フレームをホーム柵制御装置６０のフレーム解析部６３に出力する（ステップＫ）。フレーム解析部６３は、入力された無線フレームを解析し、含まれる開操作フラグによって開操作フレームであることを認識すると、ホーム柵開閉部６１に開操作フラグを出力し、ホーム柵開閉部６１は、ホーム柵１０にホームドア１２の開放を指示する開動作指示を出力する（ステップＬ）。

ホーム柵１０は、開動作指示が入力されると、ホームドア１２の開放を開始すると共に、ホームドア１２の開放を開始したことを通知する開動作開始通知をホーム柵制御装置６０の無線フレーム生成部６２に出力する（ステップＭ）。

無線フレーム生成部６２は、開動作開始通知が入力されると、開動作開始フラグが含まれる無線フレーム（以下、開動作開始フレームと称す）を生成して、生成した開動作開始フレームを無線機５０の送受信部５２に出力する（ステップＮ）。そして、無線機５０の送受信部５２は、無線フレーム生成部６２で生成された開動作開始フレームにホーム・車両番号記憶部５３に記憶されている車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とを加えて高出力モードで送信する（ステップＯ）。この開動作開始フレームは、高出力モードで送信されるため、対向配置された車上無線機４０の送受信部４２によって確実に受信されることになる。

次に、車上無線機４０の送受信部４２によって開動作開始フレームが受信されると、車両・ホーム番号比較部４４は、開動作開始フレームに含まれる車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」と車両・ホーム番号記憶部４３に記憶されている車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」とが一致するため、開動作開始フレームをホーム柵制御装置６０のフレーム解析部６３に出力する（ステップＰ）。

フレーム解析部６３は、含まれている開動作開始フラグにより開動作開始フレームであることを認識すると、点灯制御部３７によって開閉ランプ３６を青点灯させると共に、車両ドア開閉部３３に車両ドア２１ａの開放を許可する。これにより、車両ドア開閉部３３は、車両ドア２１ａに開動作指示を出力して車両ドア２１ａを開放させる（ステップＱ）。すなわち、車両ドア開閉部３３は、左開閉スイッチ３１の開操作によって直ちに車両ドア２１ａに対して開放動作指示を出力するのではなく、ホーム柵１０のホームドア１２の開放動作を待って開放動作指示を出力する。これにより、ホーム柵１０のホームドア１２と、車両ドア２１ａとが連動して開かれる。なお、点灯制御部３７は、走行中は開閉ランプ３６を赤点灯させており、開閉ランプ３６の青点灯によってホーム柵１０のホームドア１２が開いていることを認識できる。

次に、列車２の運転手や車掌が、左開閉スイッチ３１を閉操作すると、図３に示すように、車両ドア開閉部３３は、左開閉スイッチ３１の閉操作の受け付けを無線フレーム生成部３４に通知し、無線フレーム生成部３４は、閉操作フラグを含む無線フレーム（以下、閉操作フレームと称す）を生成して、生成した閉操作フレームを車上無線機４０の送受信部４２に出力する（ステップＲ）。そして、車上無線機４０の送受信部４２は、無線フレーム生成部３４で生成された閉操作フレームに車両・ホーム番号記憶部４３に記憶されている車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とを加えて高出力モードで送信する（ステップＳ）。この閉操作フレームは、高出力モードで送信されるため、対向配置された地上無線機５０の送受信部５２によって確実に受信されることになる。

地上無線機５０の送受信部５２によって閉操作フレームが受信されると、ホーム・車両番号比較部５４は、閉操作フレームに含まれる車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」とホーム・車両番号記憶部５３に記憶されている車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」とが一致するため、閉操作フレームをホーム柵制御装置６０のフレーム解析部６３に出力する（ステップＴ）。フレーム解析部６３は、入力された無線フレームを解析し、含まれる閉操作フラグによって閉操作フレームであることを認識すると、ホーム柵開閉部６１に閉操作フラグを出力し、ホーム柵開閉部６１は、ホーム柵１０にホームドア１２の閉鎖を指示する閉動作指示を出力する（ステップＵ）。

ホーム柵１０は、閉動作指示が入力されると、ホームドア１２の閉鎖を開始すると共に、ホームドア１２の閉鎖を開始したことを通知する閉動作開始通知をホーム柵制御装置６０の無線フレーム生成部６２に出力する（ステップＶ）。

無線フレーム生成部６２は、閉動作開始通知が入力されると、閉動作開始フラグが含まれる無線フレーム（以下、閉動作開始フレームと称す）を生成して、生成した閉動作開始フレームを無線機５０の送受信部５２に出力する（ステップＷ）。そして、無線機５０の送受信部５２は、無線フレーム生成部６２で生成された閉動作開始フレームにホーム・車両番号記憶部５３に記憶されている車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とを加えて高出力モードで送信する（ステップＸ）。この閉動作開始フレームは、高出力モードで送信されるため、対向配置された車上無線機４０の送受信部４２によって確実に受信されることになる。また、無線フレーム生成部６２は、閉動作開始フレームの出力と共に、送受信部５２に対して初期化を指示する。初期化を指示された送受信部５２は、閉動作開始フレームを送信した後、ホーム・車両番号記憶部５３に記憶されている車両番号「１００」を消去させ、低出力モードに切り換えて、次の入線フレームの受信を待機する。

次に、車上無線機４０の送受信部４２によって閉動作開始フレームが受信されると、車両・ホーム番号比較部４４は、閉動作開始フレームに含まれる車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」と車両・ホーム番号記憶部４３に記憶されている車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」とが一致するため、閉動作開始フレームをホーム柵制御装置６０のフレーム解析部６３に出力する（ステップＹ）。

フレーム解析部６３は、含まれている閉動作開始フラグにより閉動作開始フレームであることを認識すると、点灯制御部３７によって開閉ランプ３６を赤点灯させると共に、車両ドア開閉部３３に車両ドア２１ａの閉鎖を許可する。これにより、車両ドア開閉部３３は、車両ドア２１ａに閉動作指示を出力して車両ドア２１ａを閉鎖させる（ステップＺ）。
すなわち、車両ドア開閉部３３は、左開閉スイッチ３１の閉操作によって直ちに車両ドア２１ａに対して閉動作指示を出力するのではなく、ホーム柵１０のホームドア１２の閉度動作を待って閉動作指示を出力する。これにより、ホーム柵１０のホームドア１２と、車両ドア２１ａとが連動して閉じられる。

また、車両ドア開閉部３３は、車両ドア２１ａが閉じられたことを確認すると、無線フレーム生成部３４に閉動作終了通知を出力し、無線フレーム生成部３４は、車上無線機４０の送受信部４２に初期化を指示する。初期化を指示された送受信部４２は、車両・ホーム番号記憶部４３に記憶されているホーム番号「Ｈ０２」を消去させ、低出力モードに切り換えて、予め設定されている所定時間が経過した後に、入線フレームの低出力モードでの送信を開始させる。入線フレームの送信開始を所定時間後にする理由は、同じホーム１で再び通信確立動作が繰り返さないための処置である。従って、列車２の走行情報が取得できる場合には、出発を検出した後に入線フレームの送信を開始したり、次の駅のホーム１への入線時や、速度低下時に入線フレームの送信を開始したりするように構成しも良い。

なお、高通信モードで送信を行う場合にも、故障や雑音等の何らかの要因によって無線フレームの送受信が行われない場合も想定される。従って、高通信モードでの無線フレームの送信も複数回繰り返すようにしても良い。また、タイムアウト時間を設定しておき、タイムアウト時間が経過しても想定される次の無線フレームが受信されない場合には、エラーを検出し、車両ドア２１ａ、２１ｂとホーム柵１０のホームドア１２との連動を解除させ、それぞれを手動で開閉可能に構成すると良い。

また、本実施の形態では、車上無線機４０からの入線フレームに基づいて通信確立動作を開始させるように構成したが、地上無線機５０からの入線フレームに基づいて通信確立動作を開始させるようにしても良い。この場合には、図１０に示すように、２番線ホームへの入線に際し、列車２に設置された地上無線機５０の送受信部５２は、ホーム柵制御装置６０の無線フレーム生成部６２の指示に基づいて、ホーム・車両番号記憶部５３に記憶されているホーム番号「Ｈ０２」を含む入線フレームを低出力モードで所定時間Ｓａ（例えば、Ｓａ＝１ｓ）毎にアンテナ５１から送信している（ステップＡ’）。なお、１、３、４番線ホーム毎の地上無線機５０の送受信部５２も、同様に自身のホーム番号「Ｈ０２」を含む入線フレームを送信している。なお、地上無線機５０の送受信部５２は、常に入線フレームを送信するようにしても良く、列車２の走行情報が取得できる場合には、列車２の入線時や、列車２の速度低下時に入線フレームの送信を開始するように構成しも良い。

車上無線機４０の送受信部４２は、同一のホーム番号を含む入線フレームを予め設定された単位時間（例えば、５ｓ）内に予め設定された複数回（例えば、３回）受信した場合に、図７（ａ）に示すように、ホーム１の所定の停止位置に停車したものとして、地上無線機５０の送受信部５２との間の通信を確立させる通信確立動作を開始させる。

車上無線機４０の送受信部４２は、通信確立動作として、まず、受信した入線フレームに含まれるホーム番号「Ｈ０２」と車両・ホーム番号記憶部に記憶されている車両番号「１００」とを含む無線フレーム（以下、受信確認フレームと称す）を低出力モードで複数回（例えば、３回）アンテナ５１から送信し（ステップＢ’）、低出力モードでの入線フレームの送信を停止させ、高出力モードに切り換えて、無線フレームの受信を待機する。

次に、地上無線機５０の送受信部５２は、受信確認フレームを受信すると、受信した受信確認フレームに含まれる車両番号「１００」をホーム・車両番号記憶部５３に記憶させる。そして、ホーム・車両番号比較部５４は、受信確認フレームに含まれる車両番号「１００」とホーム・車両番号記憶部５３に記憶された車両番号「１００」とが一致するため、受信確認フレームをホーム柵制御装置６０のフレーム解析部６３に出力する（ステップＣ’）。フレーム解析部６３は、入力された無線フレームを解析し、受信確認フレームであることを認識すると、受信確認フレームに含まれる車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とを上位システム７０に出力する（ステップＤ）。以下、上述のステップＥ〜ステップＨの通信確立動作によって通信が確立される。

さらに、本実施の形態では、運転手や車掌が車両ドア操作装置３０の左開閉スイッチ３１や右開閉スイッチ３２を操作することで、開動作や閉動作が指示されるように構成したが、車上無線機４０と地上無線機５０との間の通信確立によって自動的に開動作が指示されるように構成しても良い。また、ホーム１等の地上に設けたスイッチや無線端末装置によって開動作や閉動作が指示されるように構成することもできる。

さらに、本実施の形態では、上位システム７０において列車２が正しいホーム１に入線されたか否かを判断するように構成したが、ホーム柵１０で列車２が正しいホーム１に入線されたか否かを判断するようにしても良い。この場合には、図１１に示すように、上位システム７０からホーム柵１０に入線情報を送信しておく（ステップα）。そして、ホーム柵制御装置６０のフレーム解析部６３は、ステップＣで、入線フレームとホーム番号とが入力され、入線フレームであることを認識すると、入線フレームに含まれる車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とをホーム柵１０に出力する（ステップＤ’）。ホーム柵１０は、ステップαで受信した入線情報を記憶しておき、入力された車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」と、記憶している入線情報とに基づいて、列車２が正しいホーム１に入線されたか否かを判断する。そして、ホーム柵１０は、入力された車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」と、入線情報とが一致し、列車２が正しいホーム１に入線されたことを確認すると、車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とをホーム柵制御装置６０の無線フレーム生成部６２に出力する（ステップＥ’）。以下、上述のステップＥ〜ステップＨの通信確立動作によって通信が確立される。このように、ホーム柵１０で列車２が正しいホーム１に入線されたか否かの判断を行う場合には、列車２の入線毎に上位システム７０との間で通信を行う必要がなく、上位システム７０の負担を軽減することができる。また、入線情報は、上位システム７０からの送信ではなく、磁気ディスク、光学ディスク、フラッシュメモリ等の記憶媒体を介してホーム柵１０に入力するようにしても良い。

さらに、本実施の形態では、上位システム７０において列車２が正しいホーム１に入線されたか否かを判断するように構成したが、ホーム柵制御装置６０で列車２が正しいホーム１に入線されたか否かを判断するようにしても良い。この場合には、図１２に示すように、上位システム７０からホーム柵制御装置６０に入線情報を送信し（ステップα’）、ホーム柵制御装置６０は、受信した入線情報を記憶しておく。そして、ホーム柵制御装置６０のフレーム解析部６３は、ステップＣで、入線フレームとホーム番号とが入力され、入線フレームであることを認識すると、入線フレームに含まれる車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」と、記憶している入線情報とに基づいて、列車２が正しいホーム１に入線されたか否かを判断する。そして、フレーム解析部６３は、入力された車両番号「１００」及びホーム番号「Ｈ０２」と、入線情報とが一致し、列車２が正しいホーム１に入線されたことを確認すると、車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とを無線フレーム生成部６２に出力する。無線フレーム生成部６２は、車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」とが入力されると、無線機５０の送受信部５２を高出力モードに切り換えると共に、車両番号「１００」とホーム番号「Ｈ０２」と通信確立フラグと左右フラグとを含む無線フレーム（以下、通信確立フレームと称す）を生成して、生成した通信確立フレームを無線機５０の送受信部５２に出力する（ステップＦ）。以下、上述のステップＧ〜ステップＨの通信確立動作によって通信が確立される。このように、ホーム柵制御装置６０で列車２が正しいホーム１に入線されたか否かの判断を行う場合には、列車２の入線毎に上位システム７０との間で通信を行う必要がなく、上位システム７０の負担を軽減することができる。また、入線情報は、上位システム７０からの送信ではなく、磁気ディスク、光学ディスク、フラッシュメモリ等の記憶媒体を介してホーム柵制御装置６０に入力するようにしても良い。

以上、説明したように本実施の形態は、列車２の車両ドア２１ａ、２１ｂのドア開閉動作と、ホーム１に設置されたホーム柵１０のホームドア１２のドア開閉動作とを連動して制御するホーム柵開閉システムであって、列車２に設置され、低出力モードと高出力モードとに切り換え可能な車上無線機４０と、列車２に設置され、車両ドア２１ａ、２１ｂのドア開閉動作を操作する車両ドア操作装置３０と、ホーム１に設置され、低出力モードと高出力モードとに切り換え可能な地上無線機５０と、ホーム１に設置され、ホームドア１２のドア開閉動作を制御するホーム柵制御装置６０とを備え、低出力モードの車上無線機４０と低出力モードの地上無線機５０との間で通信を確立させた後、車両ドア操作装置３０とホーム柵制御装置６０とは、高出力モードの車上無線機４０と高出力モードの地上無線機５０との間の通信によって車両ドア２１ａ、２１ｂとホームドア１２とのドア開閉動作を連動させて制御することを特徴とする。
この構成により、車上無線機４０と地上無線機５０との通信の確立によって、確実に列車２とホーム１を関連づけでき、通信を確立した車上無線機４０と地上無線機５０との通信によって車両ドア２１ａ、２１ｂとホームドア１２とのドア開閉動作を連動させることができ、１系統の無線通信を用いて、ドア開閉動作の情報を確実に伝送することができる。

また、本実施の形態によれば、列車２が所定の停止位置に停車した場合に、車上無線機４０のアンテナ４１ｂと地上無線機５０のアンテナ５１とが低出力モードの車上無線機４０と低出力モードの地上無線機５０との通信可能距離に位置するように構成されている。
この構成により、車上無線機４０と地上無線機５０との通信の確立によって、確実に列車２とホーム１を関連づけできる。

また、本実施の形態によれば、低出力モードの車上無線機４０と低出力モードの地上無線機５０との通信可能距離は、列車２が入線される線路の軌間以下、又はホーム１の屋根の高さ以下に設定されている。
この構成により、車上無線機４０と地上無線機５０との通信の確立によって、より確実に列車２とホーム１を関連づけできる。

また、本実施の形態によれば、車上無線機４０は、列車２の車両番号を含む入線フレームを低出力モードで所定時間毎に送信させ、地上無線機５０は、同一の車両番号を含む入線フレームを予め設定された単位時間内に予め設定された複数回受信した場合に、車上無線機４０との間の通信を確立させるように構成されている。
この構成により、車上無線機４０と、列車２が入線したホーム１以外の他のホームに設置された地上無線機５０との間に誤って通信の確立されることを防止することができる。

また、本実施の形態によれば、地上無線機５０は、ホーム１のホーム番号を含む入線フレームを低出力モードで所定時間毎に送信させ、車上無線機４０は、同一のホーム番号を含む入線フレームを予め設定された単位時間内に予め設定された複数回受信した場合に、地上無線機５０との間の通信を確立させるように構成しても良い。
この構成によっても、列車２が入線したホーム１以外の他のホームに設置された地上無線機５０と、車上無線機４０との間に誤って通信の確立されることを防止することができる。

また、本実施の形態によれば、車上無線機４０のアンテナ４１は、ホーム１の方向に指向性を有すると共に、地上無線機５０のアンテナ５１は、列車２が入線される線路の方向に指向性を有するように構成されている。
この構成により、車上無線機４０と、列車２が入線したホーム１以外の他のホームに設置された地上無線機５０との間に誤って通信の確立されることを防止することができる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

１ ホーム
２ 列車
１０ ホーム柵
１１ ドア筐体部
１２ ホームドア
２１ａ、２１ｂ 車両ドア
３０ 車両ドア操作装置
３１ 左開閉スイッチ
３２ 右開閉スイッチ
３３ 車両ドア開閉部
３４ 無線フレーム生成部
３５ 停止確認ランプ
３６ 開閉ランプ
３７ 点灯制御部
３８ フレーム解析部
４０ 車上無線機
４１ａ、４１ｂ アンテナ
４２ 送受信部
４３ 車両・ホーム番号記憶部
４４ 車両・ホーム番号比較部
５０ 地上無線機
５１ アンテナ
５２ 送受信部
５３ ホーム・車両番号記憶部
５４ ホーム・車両番号比較部
６０ ホーム柵制御装置
６１ ホーム柵開閉部
６２ 無線フレーム生成部
６３ フレーム解析部
７０ 上位システム

Claims (6)

1. 列車の車両ドアのドア開閉動作と、ホームに設置されたホーム柵のホームドアのドア開閉動作とを連動して制御するホーム柵開閉システムであって、
   前記列車に設置され、低出力モードと高出力モードとに切り換え可能な車上無線機と、
   前記列車に設置され、前記車両ドアのドア開閉動作を操作する車両ドア操作装置と、
   前記ホーム又は前記ホーム柵に設置され、低出力モードと高出力モードとに切り換え可能な地上無線機と、
   前記ホーム又は前記ホーム柵に設置され、前記ホームドアのドア開閉動作を制御するホーム柵制御装置とを具備し、
   前記低出力モードの前記車上無線機と前記低出力モードの前記地上無線機との間で通信を確立させた後、前記車両ドア操作装置と前記ホーム柵制御装置とは、前記高出力モードの前記車上無線機と前記高出力モードの前記地上無線機との間の通信によって前記車両ドアと前記ホームドアとのドア開閉動作を連動させて制御することを特徴とするホーム柵開閉システム。
2. 前記列車が所定の停止位置に停車した場合に、前記車上無線機のアンテナと前記地上無線機のアンテナとが前記低出力モードの前記車上無線機と前記低出力モードの前記地上無線機との通信可能距離に位置することを特徴とする請求項１記載のホーム柵開閉システム。
3. 前記低出力モードの前記車上無線機と前記低出力モードの前記地上無線機との通信可能距離は、線路を挟んだ隣のホームまでの距離よりも短く設定されていることを特徴とする請求項２記載のホーム柵開閉システム。
4. 前記車上無線機は、前記列車の車両番号を含む入線フレームを前記低出力モードで所定時間毎に送信させ、
   前記地上無線機は、同一の車両番号を含む前記入線フレームを予め設定された単位時間内に予め設定された複数回受信した場合に、前記車上無線機との間の通信を確立させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のホーム柵開閉システム。
5. 前記地上無線機は、前記ホームのホーム番号を含む入線フレームを前記低出力モードで所定時間毎に送信させ、前記車上無線機は、同一のホーム番号を含む前記入線フレームを予め設定された単位時間内に予め設定された複数回受信した場合に、前記地上無線機との間の通信を確立させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のホーム柵開閉システム。
6. 前記車上無線機のアンテナは、前記列車の側面から外側に向かう指向性を有すると共に、前記地上無線機のアンテナは、前記列車が入線される線路の方向に指向性を有することを特徴とする１乃至５のいずれかに記載のホーム柵開閉システム。

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