JP6004905B2

JP6004905B2 - 列車無線システム

Info

Publication number: JP6004905B2
Application number: JP2012250113A
Authority: JP
Inventors: 高木　雅通; 雅通高木; 明日香　昌; 昌明日香; 永田　貴司; 貴司永田; 隆史宮内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2032-11-14
Also published as: JP2014097713A

Description

本発明は、列車無線システムに関する。

従来の列車無線システムは、移動する列車内に備えられた車上装置と、該列車が移動する線路に沿って配備された複数の無線基地局（以下「基地局」と称する）との間で通信を行うために、車上装置が通信先の基地局を切り替える動作（以下「ハンドオーバ」と称する）を行うように構成されている（例えば下記特許文献１）。

一方、列車無線システムでは、列車が走行する線路は複数の制御範囲に区分され、各制御範囲には１つの地上装置と複数の基地局が配置されている。地上装置には自装置が管理する制御範囲が設定され、地上装置は、当該制御範囲を走行する列車からの位置情報に基づいて、停止限界位置情報を含む制御情報を基地局に送信するように構成されている。

特開２０１１−１２４７２５号公報

ただし、上記特許文献１に代表される従来技術では、各地上装置にハンドオーバ点（車上無線装置が通信相手となる基地局を変更する位置）が設定されており、また隣接する２つの制御範囲の境界（拠点境界）がこの拠点境界付近に存在する基地局間のハンドオーバ点と一致するように設定されている。そのため、基地局の増設や高層ビルの建設などにより無線環境が変化した場合、地上装置に設定されているハンドオーバ点だけでなく拠点境界も変更しなければならない場合がある。

しかしながら、列車無線システムには２４時間運用が求められるため、地上装置を一時的に停止させてデータベースを変更する場合、列車無線システムの停止時間が長くなり、列車の円滑な運行に影響を与える可能性がある。さらにデータベースの更新作業が複数の地上装置に及ぶため多大な作業コストを要することとなる。特に、列車無線システムは、何れかの基地局に何らかの障害が発生した際、当該基地局に隣接する他の基地局を制御することにより当該基地局のカバレッジエリアをバックアップする延長ハンドオーバ点制御が行われる。そのため、無線環境が変化した場合、無線基地局に異常が発生していないときにおけるハンドオーバ点だけでなく、無線基地局に異常が発生したときにおける延長ハンドオーバ点も変更が必要であると共に、変更後のハンドオーバ点によってハンドオーバ制御および延長ハンドオーバ点制御を実施させるためには地上制御機能の煩雑な検証が必要となる。従って、従来の列車無線システムは、システムの改修に伴うコストを抑制しながら円滑な列車運行を実現するというニーズに対応することが困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、システムの改修に伴うコストを抑制しながら円滑な列車運行を実現可能な列車無線システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、列車が走行する線路上に配置された地上子からの地上子情報と前記列車で検出された列車速度とに基づいて前記列車の位置情報を生成すると共に、前記列車速度を速度照査パターンに照査して前記列車速度を制御する車上制御装置と、前記車上制御装置からの前記位置情報を地上側に送信する車上無線装置と、前記線路が複数の制御範囲に区分され、前記各制御範囲に配置され前記車上無線装置との間で無線通信を行う複数の無線基地局と、前記各制御範囲に配置され、前記各無線基地局を介して前記位置情報を受信し、この位置情報に基づいて前記列車の走行を制御する制御情報を生成して出力する複数の地上制御装置と、少なくとも前記無線基地局の識別情報と前記各地上制御装置の制御範囲と前記位置情報の送信先である複数の地上制御装置と前記制御情報の送信先である複数の無線基地局とが対応付けられた情報管理テーブルを有し、前記無線基地局からの位置情報の送信先と前記地上制御装置からの制御情報の送信先とを制御する無線制御装置と、を備え、前記無線制御装置は、前記無線基地局からの位置情報を受信したとき、前記情報管理テーブルに基づいてこの位置情報の送信先を決定して、この位置情報を、当該位置情報の送信元の無線基地局に対応付けられた複数の地上制御装置に送信し、前記地上制御装置からの制御情報を受信したとき、前記情報管理テーブルに基づいてこの制御情報の送信先を決定して、受信した制御情報を、この地上制御装置に対応付けられた複数の無線基地局に送信することを特徴とする。

この発明によれば、ハンドオーバ点に関する情報を無線基地局に対応付けたテーブルを有する無線制御装置を設けるようにしたので、システムの改修に伴うコストを抑制しながら円滑な列車運行を実現することができる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる列車無線システムの構成図である。図２は、地上制御装置に設定される情報管理テーブルの一例を表す図である。図３は、地上制御装置に設定されたテーブルを用いて行われるハンドオーバ制御を説明するための図である。図４は、無線制御装置に設定される情報管理テーブルの一例を表す図である。図５は、無線制御装置に設定されたテーブルを用いて行われるハンドオーバ制御を説明するための図である。図６は、ＩＤ２の無線基地局が正常時の列車無線システムの動作を説明するための第１の図である。図７は、ＩＤ２の無線基地局が正常時の列車無線システムの動作を説明するための第２の図である。図８は、ＩＤ２の無線基地局が異常時の列車無線システムの動作を説明するための第１の図である。図９は、ＩＤ２の無線基地局が異常時の列車無線システムの動作を説明するための第２の図である。

以下に、本発明にかかる列車無線システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる列車無線システムの構成図である。図１に示される列車無線システムは、在線管理装置１０と、ネットワーク２０を介して在線管理装置１０に接続された複数（例えば在線管理装置１０に対して４台）の地上制御装置Ａ〜Ｄと、ネットワーク３０を介して各地上制御装置Ａ〜Ｄに接続された複数（例えば各地上制御装置Ａ〜Ｄに対して２台）の無線基地局１〜８と、ネットワーク３０を介して各地上制御装置Ａ〜Ｄと各無線基地局１〜８に接続された無線制御装置４０と、車上無線装置５１と、車上制御装置５２とを有して構成されている。

線路７０は複数の制御範囲（例えば４つの制御範囲７０Ａ〜７０Ｄ）に分割され、これらの各制御範囲７０Ａ〜７０Ｄには１つの地上制御装置が設けられている。以下の説明では各制御範囲７０Ａ〜７０Ｄが隣接する境界点を「拠点境界ａ〜ｅ」と称する。制御範囲７０Ａは地上制御装置Ａの制御範囲を表し、同様に制御範囲７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄは、地上制御装置Ｂ，Ｃ，Ｄの制御範囲を表す。例えば、制御範囲７０Ｂを走列中の列車５０は無線基地局３，４を介して地上制御装置Ｂにより制御される。

なお、図１に示される列車無線システムでは、４つの地上制御装置Ａ〜Ｄが用いられ、地上制御装置Ａ〜Ｄに２つの無線基地局が接続されているが、地上制御装置および無線基地局の数はこれに限定されるものではない。また、図１には、車両搭載機器の一例として車上無線装置５１および車上制御装置５２のみ示されているが、実際の列車５０には多種の車両搭載機器（例えば速度発電機、ブレーキ制御装置、車上子など）が搭載されていることは言うまでもない。そして、これらの機器は、車両内ネットワークおよび車両間ネットワーク（図示せず）によって相互に接続されている。また、図１に示される矢印群は、後述するＡ→Ｂ情報やＢ→Ａ情報の流れを模式的に示すものであり、図１では説明の便宜上、これらの情報がネットワーク２０を経由せずに伝送させているが、実際にはネットワーク２０および無線制御装置４０を介して伝送される。Ａ→Ｂ情報は、地上から車上に対して送信される情報であり、Ｂ→Ａ情報は、車上から地上に対して送信される情報である。

各地上制御装置Ａ〜Ｄでは、位置情報６０に基づいて自装置の制御範囲７０Ａ〜７０Ｄを走行する列車５０の位置が検知され、また他の地上制御装置との間で位置情報６０の授受が行われる。そして、各地上制御装置Ａ〜Ｄでは、これらの位置情報６０に基づいて、列車５０の走行に必要な進路を構成し、進路の末端までの間において走行に支障となる条件検索（前方を走行する列車、システム境界、経路終端など）を行い、列車５０が走行できる最遠端の位置（停止限界位置）を算出する。以下の説明ではこの算出結果を「制御情報６１」と称する。

図２は、地上制御装置Ａ〜Ｄに設定される情報管理テーブルの一例を表す図である。図２には、説明を簡単化するため、上り方向の列車５０を制御する際に用いられる２種類のテーブルが示されている。

図２（ａ）には、無線基地局２が正常時におけるハンドオーバ制御に用いられる情報管理テーブル８０−１が示されている。情報管理テーブル８０−１には、無線基地局ＩＤ８０ａと、ブロック前部位置８０ｂと、ブロック後部位置８０ｃと、Ａ→Ｂ情報配信先無線基地局８０ｄとが対応付けられている。Ａ→Ｂ情報配信先無線基地局８０ｄは、地上制御装置Ａ〜Ｄから車上に対して送信される制御情報６１の送信先無線基地局を表す。

ブロック前部位置８０ｂとブロック後部位置８０ｃは、各無線基地局１〜８のカバレッジエリアを線路７０上のブロック番号とブロック内位置で表したものであり、地上制御装置Ａ〜Ｄは、列車５０からの位置情報６０を情報管理テーブル８０−１に照合することにより、当該列車５０と通信中の無線基地局１〜８を特定する。

図２（ｂ）には、無線基地局２が異常時（隣接基地局バックアップ時）における延長ハンドオーバ制御を行う際に用いられる縮退時情報管理テーブル８０−２が示されている。縮退時情報管理テーブル８０−２には、情報管理テーブル８０−１に記される情報に加えて、バックアップ対象無線基地局ＩＤ８０ｅが追加されている。なお、図２では説明を省略しているが、これらのテーブルには他の無線基地局に関する情報も設定されているものとする。また、地上制御装置Ａ〜Ｄには、これらの対応関係を記した下り方向用のテーブルも設定されているものとする。

図３は、地上制御装置Ａ〜Ｄに設定されたテーブルを用いて行われるハンドオーバ制御を説明するための図である。図３（ａ）には、無線基地局２が正常時における地上制御装置Ａの制御範囲７０Ａと地上制御装置Ｂの制御範囲７０Ｂとが、列車５０の進行方向別に示されている。また図３（ａ）には、無線基地局２が異常時の地上制御装置Ａの制御範囲７０Ａと地上制御装置Ｂの制御範囲７０Ｂとが、列車５０の進行方向別に示されている。図３（ｂ）には、線路７０を複数のブロックに区分したときの各ブロック番号が列車５０の進行方向別に示されている。図３（ｃ），（ｄ）には、地上制御装置Ａ，Ｂで管理されるハンドオーバ点の一例が示されている。

図３（ｃ）には、無線基地局２が正常時におけるハンドオーバ点が示されている。上り方向において、ブロック番号Ａ１００２のブロック内位置３００（Ａ１００２＋３００と表記）からブロック番号Ａ１００４のブロック内位置３００（Ａ１００４＋３００と表記）までの領域は、図２（ａ）に示される無線基地局２のブロック前部位置８０ｂとブロック後部位置８０ｃに対応し、無線基地局２のカバレッジエリアを表している。また上り方向において、Ａ１００４＋３００からＡ２００３＋５０までの領域は、図２（ａ）に示される無線基地局３のブロック前部位置８０ｂとブロック後部位置８０ｃに対応し、無線基地局３のカバレッジエリアを表している。なお「＋３００」などの表記は、各ブロックの始端位置からの距離（単位はｍ）を表している。

そして、Ａ１００２＋３００は無線基地局１，２のハンドオーバ点であり、Ａ１００４＋３００は無線基地局２，３のハンドオーバ点であり、Ａ２００３＋５０は無線基地局３，４のハンドオーバ点である。下り方向のハンドオーバ点に関しても同様であり、以下説明を割愛する。なお、「基２→地Ａ」は、無線基地局２からの位置情報６０が地上制御装置Ａに送信されることを意味し、「基３→地Ｂ」は、無線基地局３からの位置情報６０が地上制御装置Ｂに送信されることを意味する。「地Ａ→基２」は、地上制御装置Ａからの制御情報６１が無線基地局２に送信されることを意味し、「地Ｂ→基３」は、地上制御装置Ｂからの制御情報６１が無線基地局３に送信されることを意味する。

図３（ｄ）には、無線基地局２が異常時のハンドオーバ点が示されている。例えば上り方向において、Ａ１０００＋３００からＡ１００４＋５０までの領域は、図２（ｂ）に示される無線基地局１のブロック前部位置８０ｂとブロック後部位置８０ｃに対応し、これは、無線基地局２が異常時における無線基地局１によるカバレッジエリアを表している。また上り方向において、Ａ１００４＋５０からＡ２００３＋５０までの領域は、図２（ｂ）に示される無線基地局３のブロック前部位置８０ｂとブロック後部位置８０ｃに対応し、これは、無線基地局２が異常時における無線基地局３によるカバレッジエリアを表している。

そして、Ａ１０００＋３００は無線基地局１と隣接する無線基地局（図示せず）とのハンドオーバ点であり、Ａ１００４＋５０は縮退時の無線基地局１，３のハンドオーバ点であり、Ａ２００３＋５０は無線基地局３，４のハンドオーバ点である。下り方向のハンドオーバ点に関しても同様であり、以下説明を割愛する。

以下、無線制御装置４０が設けられていない場合における列車無線システムの動作を説明する。地上制御装置の制御範囲ｂ（拠点境界）は無線基地局２と３のカバレッジエリア境界（ハンドオーバ点）と連動するため、地上制御装置は図２で示す情報管理テーブルを持って車両との通信制御を実施する必要がある。まず車上制御装置５２では、例えば図３に示される各ブロックの始端に設置された地上子（図示せず）の絶対位置を基準位置として、この基準位置からの走行距離が算出される。このようにして求められた情報は、位置情報６０として車上無線装置５１へ出力され、車上無線装置５１では各列車５０を識別する列車ＩＤ（例えばＩＤ＝１０１）や位置情報６０が無線伝送用フレームにセットされる。そして、この伝送フレームは、その列車５０と通信中の無線基地局２に送信される。伝送フレームを受信した無線基地局２では、位置情報６０などが抽出され、抽出された情報は、その無線基地局２を管理する地上制御装置Ａに送信される。

無線基地局２が正常な場合、上り方向に走行中の列車５０がＡ１００２＋３００からＡ１００４＋３００までの間に位置しているとき、地上制御装置Ａは、情報管理テーブル８０−１を参照することにより、当該列車５０からの位置情報６０により列車５０が無線基地局２のエリアに在線していることを特定する。そして、地上制御装置Ａは、制御情報６１に無線基地局２のＩＰアドレスを付加して無線基地局２へ送信する。無線基地局２では、この情報が所定の伝送フレーム内のスロットにセットされて車上無線装置５１に送信される。車上無線装置５１では制御情報６１が抽出され、抽出された制御情報６１が車上制御装置５２に出力され、車上制御装置５２では制御情報６１に基づいて速度照査パターンが生成され、生成された速度照査パターンが速度発電機からの速度情報と比較される。そして、速度情報が速度照査パターンを超過した場合、車上制御装置５２ではブレーキ指令が生成され、ブレーキ指令がブレーキ制御装置に送信される。

上り方向に走行中の列車５０がＡ１００４＋３００を超える。地上制御装置は無線基地局切換地点を例えば１ｋｍ前に車上制御装置へ送信する。車上制御装置はこの地上制御装置の情報を元に通信する無線基地局を切換える。そして、上り方向に走行中の列車５０がＡ１００４＋３００を超えたとき、地上制御装置Ａは、情報管理テーブル８０−１を参照することにより、当該列車５０が無線基地局３のエリアに在線していることを把握して、無線基地局３に対して制御情報６１を送信する。このような制御をハンドオーバ点制御と称する。

一方、無線基地局２が異常な場合、地上制御装置Ａは、無線基地局ＩＤによりバックアップ対象が無線基地局２であることを特定する。そして、上り方向に走行中の列車５０がＡ１０００＋３００からＡ１００４＋５０までの間に位置しているとき、地上制御装置Ａは、縮退時情報管理テーブル８０−２を参照することにより、当該列車５０からの位置情報６０により列車５０が無線基地局１のエリアに在線していることを把握して、制御情報６１（地上から車上への情報）の送信先が無線基地局１であることを特定する。そして、地上制御装置Ａは、無線基地局１に対して制御情報６１を送信する。

また、上り方向に走行中の列車５０がＡ１００４＋５０を超えたとき、地上制御装置Ｂは、縮退時情報管理テーブル８０−２を参照することにより、当該列車５０が無線基地局３のエリアに在線していることを把握して、この無線基地局３に対して制御情報６１を送信する。このような制御を延長ハンドオーバ点制御と称する。

ただし、地上制御装置Ａ〜Ｄの拠点境界ｂは、拠点境界ｂ付近に存在する無線基地局２、３間のハンドオーバ点と一致するように設定されているため、無線基地局の増設や高層ビルの建設などにより無線環境が変化した場合、ハンドオーバ点だけでなく拠点境界ａ〜ｅも変更しなければならない。例えば無線基地局２，３間に高層ビル群が建設されたことにより、無線基地局２，３間のハンドオーバ点を無線基地局２側に数百ｍ程度移動させる必要がある場合、地上制御装置Ａ，Ｂのデータベースに設定されている拠点境界ｂを、変更後のハンドオーバ点と一致させるように変更しなければならず、データベースの変更に伴い作業コストが増加すると共に、地上制御装置Ａ〜Ｄの一時的な運用停止に伴い列車の円滑な運行に影響を与える可能性がある。

このような問題を解決するため、本実施の形態の列車無線システムは無線制御装置４０を有しており、以下無線制御装置４０の構成などを説明する。

図４は、無線制御装置４０に設定される情報管理テーブルの一例を表す図である。図４には、説明を簡単化するため、上り方向の列車５０を制御する際に用いられる２種類のテーブルが示されている。

図４（ａ）には、無線基地局２が正常時におけるハンドオーバ制御に用いられる情報管理テーブル４３−１が示され、情報管理テーブル４３−１には、無線基地局ＩＤ４３ａと、ブロック前部位置４３ｂと、ブロック後部位置４３ｃと、Ｂ→Ａ情報配信先地上制御装置４３ｄと、Ａ→Ｂ情報配信先無線基地局４３ｅとが対応付けられている。Ｂ→Ａ情報配信先地上制御装置４３ｄは、無線基地局１〜８から送信された位置情報６０の転送先である地上制御装置Ａ〜Ｄを表す。一方、Ａ→Ｂ情報配信先無線基地局４３ｅは、地上制御装置Ａ〜Ｄから送信された制御情報６１の転送先である無線基地局１〜８を表す。

ブロック前部位置４３ｂとブロック後部位置４３ｃは、無線基地局１〜８のカバレッジエリアを線路７０上のブロック番号とブロック内位置で表したものである。無線制御装置４０は、列車５０からの位置情報６０を情報管理テーブル４３−１に照合することにより、当該列車５０と通信中の無線基地局１〜８を特定する。

図４（ｂ）には、無線基地局２が異常時（隣接基地局バックアップ時）における延長ハンドオーバ制御を行う際に用いられる縮退時情報管理テーブル４３−２が示され、縮退時情報管理テーブル４３−２には、情報管理テーブル４３−１に記される情報に加えて、バックアップ対象無線基地局ＩＤ４３ｆが追加されている。なお、図４では説明を省略しているが、これらのテーブルには他の無線基地局に関する情報も設定されているものとする。また、無線制御装置には、これらの対応関係を記した下り方向用のテーブルも設定されているものとする。

図５は、無線制御装置４０に設定されたテーブルを用いて行われるハンドオーバ制御を説明するための図である。図５（ａ）には、地上制御装置Ａの制御範囲７０Ａと地上制御装置Ｂの制御範囲７０Ｂとが、列車５０の進行方向別に示されている。図３（ａ）との相違点は、拠点境界ｂが無線基地局２の状態に係わらず変動しないことである。図５（ｂ）には、図３（ｂ）と同様に、線路７０を複数のブロックに区分したときの各ブロック番号が列車５０の進行方向別に示されている。図５（ｃ），（ｄ）には、無線制御装置４０で管理されるハンドオーバ点の一例が示されている。

図５（ｃ）には、無線基地局２が正常時のハンドオーバ点が示されている。上り方向において、Ａ１００２＋３００からＡ１００４＋３００までの領域は、図４（ａ）に示される無線基地局２のブロック前部位置４３ｂとブロック後部位置４３ｃに対応し、無線基地局２のカバレッジエリアを表している。またＡ１００４＋３００からＡ２００１＋０までの領域は、図４（ａ）に示される無線基地局３のブロック前部位置４３ｂとブロック後部位置４３ｃに対応し、無線基地局３のカバレッジエリアを表している。また、Ａ２００１＋０からＡ２００３＋５０までの領域も同様に無線基地局３のカバレッジエリアを表している。

そして、Ａ１００２＋３００は無線基地局１，２のハンドオーバ点である。また、Ａ１００４＋３００は、例えば無線基地局２，３間に高層ビル群が建設されたことにより、無線基地局２側に数百ｍ程度移動された無線基地局２，３間のハンドオーバ点である。Ａ２００１＋０は、拠点境界ｂと同じ位置に設定された無線基地局２，３のハンドオーバ点である。Ａ２００３＋５０は無線基地局３，４のハンドオーバ点である。下り方向のハンドオーバ点に関しても同様であり、以下説明を割愛する。なお、「基２→地Ａ＋地Ｂ」は、無線基地局２からの位置情報６０が地上制御装置Ａ，Ｂに送信されることを意味し、「基３→地Ｂ＋地Ｃ」は、無線基地局３からの位置情報６０が地上制御装置Ｂ，Ｃに送信されることを意味する。「地Ａ→基２＋基３」は、地上制御装置Ａからの制御情報６１が無線基地局２，３に送信されることを意味し、「地Ａ→基３＋基４」は、地上制御装置Ａからの制御情報６１が無線基地局３，４に送信されることを意味し、「地Ｂ→基３＋基４」は、地上制御装置Ｂからの制御情報６１が無線基地局３，４に送信されることを意味する。

図５（ｄ）には、無線基地局２が異常時のハンドオーバ点が示されている。例えば上り方向において、Ａ１０００＋３００からＡ１００４＋５０までの領域は、図４（ｂ）に示される無線基地局１のブロック前部位置４３ｂとブロック後部位置４３ｃに対応し、これは、無線基地局２が異常時における無線基地局１によるカバレッジエリアを表している。また、Ａ１００４＋５０からＡ２００１＋０までの領域は、図４（ｂ）に示される無線基地局３のブロック前部位置４３ｂとブロック後部位置４３ｃに対応し、これは、無線基地局２が異常時における無線基地局３によるカバレッジエリアを表している。また、Ａ２００１＋０からＡ２００３＋５０までの領域は、図４（ｂ）に示される無線基地局３のブロック前部位置４３ｂとブロック後部位置４３ｃに対応し、これは、無線基地局２が異常時における無線基地局３によるカバレッジエリアを表している。

そして、Ａ１０００＋３００は無線基地局１，２のハンドオーバ点である。また、Ａ１００４＋５０は、無線基地局２側に移動された無線基地局１，３の延長ハンドオーバ点である。Ａ２００１＋０は、移動される前の無線基地局１，３の延長ハンドオーバ点である。Ａ２００３＋５０は無線基地局３，４のハンドオーバ点である。下り方向のハンドオーバ点に関しても同様であり、以下説明を割愛する。

無線制御装置４０が設けられている場合における列車無線システムの動作を説明する。地上制御装置の制御範囲ｂ（拠点境界）は無線基地局２と３のカバレッジエリア境界（ハンドオーバ点）に関係なく決めることができる。無線制御装置は図２で示す情報管理テーブルを持って車両との通信制御を実施する必要がある。

図６は、ＩＤ２の無線基地局が正常時の列車無線システムの動作を説明するための第１の図であり、図６には、図５（ｃ）のハンドオーバ点が記されると共に、Ａ１００２＋３００からＡ１００４＋３００までの区間を上り方向に走行中の列車５０が記されている。このように無線基地局２のエリアを列車５０が走行しているとき、列車５０からの伝送フレームを受信した無線基地局２では位置情報６０が抽出され、抽出された情報は、無線制御装置４０で受信される。

無線基地局２からの位置情報６０を受信した無線制御装置４０は、情報管理テーブル４３−１を参照することにより、当該列車５０が無線基地局２のエリアに在線していることを確認する。無線制御装置４０は、位置情報６０と情報管理テーブル４３−１が不一致の場合には、この情報を地上制御装置に渡さない。位置情報６０と情報管理テーブル４３−１が一致する場合は、車両ＩＤ１０１の列車５０が無線基地局２のエリアに在線していることを把握する。無線制御装置４０は、情報管理テーブル４３−１を参照することにより、受信した情報を、無線基地局２を管理する地上制御装置Ａへ送信すると共に、列車５０の進行方向において当該地上制御装置Ａに隣接する地上制御装置Ｂにも送信する。

地上制御装置Ａは、車両ＩＤ１０１の列車５０に送信したい情報「宛先車両ＩＤ１０１」を制御情報６１に付加して無線制御装置４０に送信する。

無線制御装置４０は、車両ＩＤ１０１の列車５０の位置情報６０と情報管理テーブル８０−１とを参照することにより、列車５０が無線基地局２のエリアに在線していることを特定する。そして、無線制御装置４０は、地上制御装置Ａから受信した情報を、無線基地局２へ送信すると共に、列車５０の進行方向において、無線基地局２に隣接する無線基地局３にも送信する。

図７は、ＩＤ２の無線基地局が正常時の列車無線システムの動作を説明するための第２の図であり、図７には、図６と同様のハンドオーバ点が記されると共に、上り方向に走行中の列車５０がＡ１００４＋３００を超えたときにおける情報の流れが模式的に示されている。上り方向に走行中の列車５０がＡ１００４＋３００を超える。無線制御装置は無線基地局切換地点を例えば１ｋｍ前に車上制御装置へ送信する。車上制御装置はこの無線制御装置の情報を元に通信する無線基地局を切換える。

このように上り方向に走行中の列車５０がＡ１００４＋３００を超えたとき、列車５０からの伝送フレームは無線基地局３で受信され、この伝送フレームを受信した無線基地局３では位置情報６０が抽出され、抽出された情報は、無線制御装置４０で受信される。

無線基地局３からの位置情報６０を受信した無線制御装置４０は、情報管理テーブル４３−１を参照することにより、当該列車５０が無線基地局３のエリアに在線していることを把握する。そして、位置情報６０に無線基地局ＩＤを付加して、無線基地局３を管理する地上制御装置Ｂへ送信すると共に、列車５０の進行方向において当該地上制御装置Ｂに隣接する地上制御装置Ｃにも送信する。

地上制御装置Ｂは、車両ＩＤ１０１の列車５０に送信したい情報「宛先車両ＩＤ１０１」を制御情報６１に付加して無線制御装置４０に送信する。

無線制御装置４０は、車両ＩＤ１０１の列車５０の位置情報６０と情報管理テーブル８０−１とを参照することにより、列車５０が無線基地局３のエリアに在線していることを特定する。そして、無線制御装置４０は、地上制御装置Ｂから受信した情報を、無線基地局３へ送信すると共に、列車５０の進行方向において、無線基地局３に隣接する無線基地局４にも送信する。

図８は、ＩＤ２の無線基地局が異常時の列車無線システムの動作を説明するための第１の図であり、図８には、図５（ｄ）のハンドオーバ点が記されると共に、Ａ１０００＋３００からＡ１００４＋５０までの区間を上り方向に走行中の列車５０が記されている。また、図８には、無線基地局２に異常が発生したことによって無線基地局１，３が無線基地局２のカバレッジエリアをバックアップしているときの状態が示されている。

このように無線基地局２に異常が発生しているとき、Ａ１０００＋３００からＡ１００４＋５０までの区間を上り方向に走行中の列車５０は、無線基地局１と通信を行っている。そのため、列車５０からの伝送フレームを受信した無線基地局１では位置情報６０が抽出され、抽出された情報は、無線制御装置４０で受信される。

無線基地局２の異常を検知すると共に無線基地局１からの位置情報６０を受信した無線制御装置４０は、縮退時情報管理テーブル４３−２を参照することにより、バックアップ対象が無線基地局２であることを把握すると共に、当該列車５０が無線基地局１のエリアに在線していることを把握する。そして、無線制御装置４０は、位置情報６０に無線基地局ＩＤを付加して、無線基地局１を管理する地上制御装置Ａへ送信すると共に、列車５０の進行方向において当該地上制御装置Ａに隣接する地上制御装置Ｂにも送信する。

無線制御装置４０は、車両ＩＤ１０１の列車５０の位置情報６０と情報管理テーブル８０−１とを参照することにより、列車５０が無線基地局１のエリアに在線していることを特定する。そして、無線制御装置４０は、地上制御装置Ａから受信した情報を、無線基地局１へ送信すると共に、列車５０の進行方向において、無線基地局２に隣接する無線基地局３にも送信する。

図９は、ＩＤ２の無線基地局が異常時の列車無線システムの動作を説明するための第２の図であり、図９には、図８と同様のハンドオーバ点が記されると共に、上り方向に走行中の列車５０が延長ハンドオーバ点Ａ１００４＋５０を超えたときにおける情報の流れが模式的に示されている。

このように上り方向に走行中の列車５０がＡ１００４＋５０を超えたとき、列車５０からの伝送フレームは無線基地局３で受信され、この伝送フレームを受信した無線基地局３では位置情報６０が抽出され、抽出された情報は、無線制御装置４０で受信される。

無線基地局２の異常を検知すると共に無線基地局３からの位置情報６０を受信した無線制御装置４０は、縮退時情報管理テーブル４３−２を参照することにより、バックアップ対象が無線基地局２であることを把握すると共に、当該列車５０が無線基地局３のエリアに在線していることを把握する。そして、無線制御装置４０は、位置情報６０に無線基地局ＩＤを付加して、無線基地局３を管理する地上制御装置Ｂへ送信すると共に、列車５０の進行方向において当該地上制御装置Ｂに隣接する地上制御装置Ｃにも送信する。

なお、本実施の形態では、無線制御装置４０が無線基地局からの位置情報６０を受信したとき、この位置情報６０を、当該位置情報６０の送信元の無線基地局を管理する地上制御装置に送信すると共に、列車５０の進行方向側において当該地上制御装置に隣接する他の地上制御装置にも送信するように構成されているが、これに限定されるものではなく、受信した位置情報６０を、当該位置情報６０の送信元の無線基地局を管理する地上制御装置のみに送信するように構成してもよい。このように構成した場合でも、無線制御装置４０を一時停止させるだけでハンドオーバ点を変更することができるため、システムの改修に伴うコストを抑制しながら円滑な列車運行を実現することが可能である。

以上に説明したように本実施の形態にかかる列車無線システムは、列車５０が走行する線路上に配置された地上子からの地上子情報と列車５０で検出された列車速度とに基づいて列車５０の位置情報を生成すると共に、列車速度を速度照査パターンに照査して列車速度を制御する車上制御装置５２と、車上制御装置５２からの位置情報６０を地上側に送信する車上無線装置５１と、線路が複数の制御範囲に区分され、各制御範囲に配置され車上無線装置５１との間で無線通信を行う複数の無線基地局１〜８と、各制御範囲に配置され、各無線基地局１〜８を介して位置情報６０を受信し、この位置情報６０に基づいて列車５０の走行を制御する制御情報６１を生成して出力する複数の地上制御装置Ａ〜Ｄと、少なくとも無線基地局１〜８の識別情報（４３ａ）と各地上制御装置Ａ〜Ｄの制御範囲（４３ｂ，４３ｃ）と位置情報６０の送信先の地上制御装置（４３ｄ）と制御情報６１の送信先の無線基地局（４３ｅ）とが対応付けられた情報管理テーブル（４３−１，４３−２）を有し、無線基地局１〜８からの位置情報６０の送信先と地上制御装置Ａ〜Ｄからの制御情報６１の送信先とを制御する無線制御装置４０と、を備え、無線制御装置４０は、無線基地局１〜８からの位置情報６０を受信したとき、情報管理テーブル（４３−１，４３−２）に基づいてこの位置情報６０の送信先を決定して、受信した位置情報６０を、当該位置情報６０の送信元の無線基地局１〜８を管理する地上制御装置Ａ〜Ｄに送信し、地上制御装置Ａ〜Ｄからの制御情報６１を受信したとき、情報管理テーブル（４３−１，４３−２）に基づいてこの制御情報６１の送信先を決定して、受信した制御情報６１を、この地上制御装置Ａ〜Ｄに管理される無線基地局１〜８に送信するようにしたので、地上制御装置Ａ〜Ｄを一時停止させなくとも無線制御装置４０のみ一時停止させ、管理テーブルを変更するだけでハンドオーバ点を変更することができ、システムの改修に伴うコストを抑制しながら円滑な列車運行を実現可能である。

また、本実施の形態にかかる無線制御装置４０は、無線基地局１〜８からの位置情報６０を受信したとき、情報管理テーブル（４３−１，４３−２）に基づいてこの位置情報６０の送信先を決定して、受信した位置情報６０を、当該位置情報６０の送信元の無線基地局１〜８を管理する地上制御装置Ａ〜Ｄに送信すると共に、列車５０の進行方向側において当該地上制御装置に隣接する他の地上制御装置にも送信し、地上制御装置Ａ〜Ｄからの制御情報６１を受信したとき、情報管理テーブル（４３−１，４３−２）に基づいてこの制御情報６１の送信先を決定して、受信した制御情報６１を、この地上制御装置Ａ〜Ｄに管理される無線基地局１〜８に送信すると共に、列車５０の進行方向側において当該無線基地局に隣接する他の無線基地局にも送信するように構成されている。この構成により、システムの改修に伴うコストを抑制しながら円滑な列車運行を実現できるだけでなく、無線制御装置４０からの位置情報６０を受信した地上制御装置Ａ〜Ｄが制御情報６１を延滞無く生成することができると共に、ハンドオーバを延滞無く実行することができる。

また、本実施の形態にかかる無線制御装置４０は、無線基地局１〜８からの位置情報６０を受信したとき、情報管理テーブル（４３−１，４３−２）に基づいてこの位置情報６０の送信先を決定して、受信した位置情報６０を、当該位置情報６０の送信元の無線基地局１〜８を管理する地上制御装置Ａ〜Ｄに送信すると共に、列車５０の進行方向側において当該地上制御装置に隣接する他の地上制御装置にも送信し、地上制御装置Ａ〜Ｄからの制御情報６１を受信したとき、情報管理テーブル（４３−１，４３−２）に基づいてこの制御情報６１の送信先を決定して、受信した制御情報６１を、この地上制御装置Ａ〜Ｄに管理される無線基地局１〜８に送信するように構成されている。この構成により、システムの改修に伴うコストを抑制しながら円滑な列車運行を実現できるだけでなく、無線制御装置４０からの位置情報６０を受信した地上制御装置Ａ〜Ｄが制御情報６１を延滞無く生成することができる。

また、本実施の形態にかかる無線制御装置４０は、無線基地局１〜８からの位置情報６０を受信したとき、情報管理テーブル（４３−１，４３−２）に基づいてこの位置情報６０の送信先を決定して、受信した位置情報６０を、当該位置情報６０の送信元の無線基地局１〜８を管理する地上制御装置Ａ〜Ｄに送信し、地上制御装置Ａ〜Ｄからの制御情報６１を受信したとき、情報管理テーブル（４３−１，４３−２）に基づいてこの制御情報６１の送信先を決定して、受信した制御情報６１を、この地上制御装置Ａ〜Ｄに管理される無線基地局１〜８に送信すると共に、列車５０の進行方向側において当該無線基地局に隣接する他の無線基地局にも送信するように構成されている。この構成により、システムの改修に伴うコストを抑制しながら円滑な列車運行を実現できるだけでなく、ハンドオーバを延滞無く実行することができる。

なお、本発明の実施の形態にかかる列車無線システムは、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略するなど、変更して構成することも可能であることは無論である。

以上のように、本発明は、主に列車無線システムに適用可能であり、特に、システムの改修に伴うコストを抑制しながら円滑な列車運行を実現可能な発明として有用である。

１，２，３，４，５，６，７，８無線基地局、１０在線管理装置、２０，３０ネットワーク、４０無線制御装置、４３ａ，８０ａ無線基地局ＩＤ、４３ｂ，８０ｂブロック前部位置、４３ｃ，８０ｃブロック後部位置、４３ｄＢ→Ａ情報配信先無線基地局、４３ｅ，８０ｄＡ→Ｂ情報配信先無線基地局、４３ｆ，８０ｅバックアップ対象無線基地局ＩＤ、４３−１，８０−１情報管理テーブル、４３−２，８０−２縮退時情報管理テーブル、５０列車、５１車上無線装置、５２車上制御装置、６０位置情報、６１制御情報、７０線路、７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ制御範囲、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ拠点境界。

Claims

列車が走行する線路上に配置された地上子からの地上子情報と前記列車で検出された列車速度とに基づいて前記列車の位置情報を生成すると共に、前記列車速度を速度照査パターンに照査して前記列車速度を制御する車上制御装置と、
前記車上制御装置からの前記位置情報を地上側に送信する車上無線装置と、
前記線路が複数の制御範囲に区分され、前記各制御範囲に配置され前記車上無線装置との間で無線通信を行う複数の無線基地局と、
前記各制御範囲に配置され、前記各無線基地局を介して前記位置情報を受信し、この位置情報に基づいて前記列車の走行を制御する制御情報を生成して出力する複数の地上制御装置と、
少なくとも前記無線基地局の識別情報と前記各地上制御装置の制御範囲と前記位置情報の送信先である複数の地上制御装置と前記制御情報の送信先である複数の無線基地局とが対応付けられた情報管理テーブルを有し、前記無線基地局からの位置情報の送信先と前記地上制御装置からの制御情報の送信先とを制御する無線制御装置と、
を備え、
前記無線制御装置は、
前記無線基地局からの位置情報を受信したとき、前記情報管理テーブルに基づいてこの位置情報の送信先を決定して、この位置情報を、当該位置情報の送信元の無線基地局に対応付けられた複数の地上制御装置に送信し、
前記地上制御装置からの制御情報を受信したとき、前記情報管理テーブルに基づいてこの制御情報の送信先を決定して、受信した制御情報を、この地上制御装置に対応付けられた複数の無線基地局に送信することを特徴とする列車無線システム。
列車が走行する線路上に配置された地上子からの地上子情報と前記列車で検出された列車速度とに基づいて前記列車の位置情報を生成すると共に、前記列車速度を速度照査パターンに照査して前記列車速度を制御する車上制御装置と、
前記車上制御装置からの前記位置情報を地上側に送信する車上無線装置と、
前記線路が複数の制御範囲に区分され、前記各制御範囲に配置され前記車上無線装置との間で無線通信を行う複数の無線基地局と、
前記各制御範囲に配置され、前記各無線基地局を介して前記位置情報を受信し、この位置情報に基づいて前記列車の走行を制御する制御情報を生成して出力する複数の地上制御装置と、
少なくとも前記無線基地局の識別情報と前記各地上制御装置の制御範囲と前記位置情報の送信先である複数の地上制御装置と前記制御情報の送信先である複数の無線基地局とが対応付けられた情報管理テーブルを有し、前記無線基地局からの位置情報の送信先と前記地上制御装置からの制御情報の送信先とを制御する無線制御装置と、
を備え、
前記無線制御装置は、
前記無線基地局からの位置情報を受信したとき、前記情報管理テーブルに基づいてこの位置情報の送信先を決定して、この位置情報を、当該位置情報の送信元の無線基地局を管理する地上制御装置に送信すると共に、前記列車の進行方向側において当該地上制御装置に隣接する他の地上制御装置にも送信し、
前記地上制御装置からの制御情報を受信したとき、前記情報管理テーブルに基づいてこの制御情報の送信先を決定して、受信した制御情報を、この地上制御装置に管理される無線基地局に送信すると共に、前記列車の進行方向側において当該無線基地局に隣接する他の無線基地局にも送信することを特徴とする列車無線システム。
列車が走行する線路上に配置された地上子からの地上子情報と前記列車で検出された列車速度とに基づいて前記列車の位置情報を生成すると共に、前記列車速度を速度照査パターンに照査して前記列車速度を制御する車上制御装置と、
前記車上制御装置からの前記位置情報を地上側に送信する車上無線装置と、
前記線路が複数の制御範囲に区分され、前記各制御範囲に配置され前記車上無線装置との間で無線通信を行う複数の無線基地局と、
前記各制御範囲に配置され、前記各無線基地局を介して前記位置情報を受信し、この位置情報に基づいて前記列車の走行を制御する制御情報を生成して出力する複数の地上制御装置と、
少なくとも前記無線基地局の識別情報と前記各地上制御装置の制御範囲と前記位置情報の送信先である複数の地上制御装置と前記制御情報の送信先である複数の無線基地局とが対応付けられた情報管理テーブルを有し、前記無線基地局からの位置情報の送信先と前記地上制御装置からの制御情報の送信先とを制御する無線制御装置と、
を備え、
前記無線制御装置は、
前記無線基地局からの位置情報を受信したとき、前記情報管理テーブルに基づいてこの位置情報の送信先を決定して、この位置情報を、当該位置情報の送信元の無線基地局を管理する地上制御装置に送信すると共に、前記列車の進行方向側において当該地上制御装置に隣接する他の地上制御装置にも送信し、
前記地上制御装置からの制御情報を受信したとき、前記情報管理テーブルに基づいてこの制御情報の送信先を決定して、受信した制御情報を、この地上制御装置に対応付けられた複数の無線基地局に送信することを特徴とする列車無線システム。
列車が走行する線路上に配置された地上子からの地上子情報と前記列車で検出された列車速度とに基づいて前記列車の位置情報を生成すると共に、前記列車速度を速度照査パターンに照査して前記列車速度を制御する車上制御装置と、
前記車上制御装置からの前記位置情報を地上側に送信する車上無線装置と、
前記線路が複数の制御範囲に区分され、前記各制御範囲に配置され前記車上無線装置との間で無線通信を行う複数の無線基地局と、
前記各制御範囲に配置され、前記各無線基地局を介して前記位置情報を受信し、この位置情報に基づいて前記列車の走行を制御する制御情報を生成して出力する複数の地上制御装置と、
少なくとも前記無線基地局の識別情報と前記各地上制御装置の制御範囲と前記位置情報の送信先である複数の地上制御装置と前記制御情報の送信先である複数の無線基地局とが対応付けられた情報管理テーブルを有し、前記無線基地局からの位置情報の送信先と前記地上制御装置からの制御情報の送信先とを制御する無線制御装置と、
を備え、
前記無線制御装置は、
前記無線基地局からの位置情報を受信したとき、前記情報管理テーブルに基づいてこの位置情報の送信先を決定して、この位置情報を、当該位置情報の送信元の無線基地局に対応付けられた複数の地上制御装置に送信し、
前記地上制御装置からの制御情報を受信したとき、前記情報管理テーブルに基づいてこの制御情報の送信先を決定して、受信した制御情報を、この地上制御装置に管理される無線基地局に送信すると共に、前記列車の進行方向側において当該無線基地局に隣接する他の無線基地局にも送信することを特徴とする列車無線システム。