JP6138753B2 - 制御装置、列車無線システム、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、列車無線システム、制御方法及びプログラムに関し、特に、列車に搭載された移動局と、無線通信を行う基地局との通信を制御するための制御装置、列車無線システム、制御方法及びプログラムに関する。

列車無線システムは、線路上を走行する列車に搭載された車上局と、車上局を管理する中央制御装置とが路線の沿線に複数設置された無線基地局のいずれかを介して通信を確立することで、列車の乗務員と中央の管理者との通話を実現するものである。そして、列車が走行することにより、車上局が現在通信中の無線基地局の通信可能なエリア（ゾーン）の末端に到達した場合には、通話を継続するために、その列車の進行方向の先にある他の無線基地局と車上局との通信を確立することが必要となる。

尚、特許文献１には、列車に搭載された移動局から送信される当該移動局の進行方向情報を、通信中の基地局が検出し、検出した進行方向情報に基づいて移動局の進行方向にある隣接する基地局に、列車の接近情報を伝送する技術が開示されている。

特開平１０−０３２５３６号公報

ここで、列車無線システムでは、複数の無線基地局をグループ化したゾーンとして定義する場合がある。その場合、車上局が在圏しているゾーンの末端に到達すると、中央制御装置が隣接するゾーンの基地局を現在通信中のゾーンに追加する（ゾーンを拡大する）ことで、通話を継続させる技術がある。以下にゾーン拡大の技術とその課題について説明する。

図１５は、関連技術におけるゾーン拡大の例を説明するための図である。図１５では、ゾーンｚ９１及びｚ９２が定義されている。ゾーンｚ９１には基地局９１及び９２が属し、ゾーンｚ９２には基地局９３及び９４が属するものとする。そして、現在、車上局９５は、ゾーンｚ９１内に在圏し、特に基地局９１と通信中であるものとする。また、車上局９５を搭載した列車は、ゾーンｚ９２に向けて走行中であるものとする。そして、基地局９１〜９４は、中央制御装置（不図示）と接続されているものとする。

まず、当初は基地局９１のみが車上局９５からの送信波（音声信号＋情報）を受信可能であるが、列車がある程度進むと、基地局９１に隣接する基地局９２も車上局９５からの送信波を受信可能となる。そして、ゾーンｚ９１の末端である基地局９２が同期確立する事を契機として、中央制御装置は、受信電界値によりゾーンを拡大するか否かを判定し、列車を特定する情報により拡大対象のゾーン（基地局）を特定する。つまり、基地局の受信電界値と列車を特定する情報（列車番号の数値等）とがゾーン拡大を決定する要素となる。

具体的には、基地局９１及び９２のそれぞれは、車上局９５からの送信波（音声信号＋情報）を受信した際に、受信電界値を測定する。そして、中央制御装置（不図示）は、基地局９１から受信電界値Ｅ１を取得し、基地局９２から受信電界値Ｅ２を取得する。その後、当該中央制御装置は、受信電界値Ｅ２が受信電界値Ｅ１より大きく、その差が所定値以上であることが所定時間以上継続している場合に、ゾーンを拡大すべきと判定する。

そして、中央制御装置は、基地局９１又は９２が車上局９５から受信した送信波に含まれる「列車を特定する情報」に基づいて、列車の進行方向が上りか下りか（または、図１５の右方向又は左方向等）を判定する。ここでは、車上局９５を搭載した列車の進行方向がゾーンｚ９２の方向であると判定される。そのため、中央制御装置は、車上局９５が現在在圏するゾーンｚ９１に隣接するゾーンｚ９２（基地局９３及び９４）を拡大対象のゾーンとして特定する。

ここで、図１５の例では、ゾーンｚ９１には１つの路線しかなく、ゾーンｚ９１に隣接するゾーンはゾーンｚ９２のみである。そのため、列車の進行方向が特定できれば、必然的に拡大対象のゾーンも一意に特定できる。しかしながら、実際の路線とゾーンの関係は複雑である。例えば、あるゾーンにおいては複数の路線が属し、その先で各路線の行き先が大きく分かれて、各路線が異なるゾーンに属するような場合も多い。そのため、拡大対象のゾーンの候補が複数存在し得ることになる。その場合、複数のゾーン候補から本来拡大対象とすべきゾーンを絞り込むことが困難となり、複数のゾーン候補の全てについてゾーン拡大を行うことにもなり得る。よって、車上局が実際に走行しない路線の基地局、つまり、通信を行う可能性のない基地局までも含めて、過剰にゾーンを拡大してしまうという問題点があった。

尚、上述した特許文献１にかかる技術も列車に進行方向に複数の基地局が一列に並んだものであるため、やはり進行方向が特定されれば隣接する基地局も一意に定まるものである。そのため、特許文献１にかかる技術では、上述した複雑な路線における問題点を解決することができない。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、複数の路線が分岐する前に、次に接続対象となる基地局を適切に特定するための制御装置、列車無線システム、制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかる制御装置は、
移動局を搭載した列車の識別情報を含む列車情報と、当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報と、前記路線ごとに、沿線に設置された複数の基地局の並び順を定義した路線定義情報と、を記憶する記憶部と、
前記複数の基地局のうち前記移動局と接続中の接続基地局を経由して、当該移動局から前記列車情報を取得する取得部と、
前記接続基地局から取得した前記列車情報及び前記列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定し、前記路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定する特定部と、
前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する接続部と、
を備える。

本発明の第２の態様にかかる列車無線システムは、
列車に搭載された移動局と、
複数の路線の少なくともいずれかの沿線に設置された複数の基地局と、
前記移動局及び前記複数の基地局との接続を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記列車の識別情報を含む列車情報と、当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報と、
前記路線ごとに、沿線に設置された各基地局の並び順を定義した路線定義情報と、
を記憶する記憶部を備え、
前記複数の基地局のうち前記移動局と接続中の接続基地局は、当該移動局から受信した前記列車情報を前記制御装置へ送信し、
前記制御装置は、
前記接続基地局から受信した前記列車情報及び前記列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定し、
前記路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定し、
前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する。

本発明の第３の態様にかかる制御方法は、
列車に搭載された移動局と、
複数の路線の少なくともいずれかの沿線に設置された複数の基地局と、
前記移動局及び前記複数の基地局との接続を制御する制御装置と、
を備える列車無線システムの制御方法であって、
前記制御装置は、
前記列車の識別情報を含む列車情報と、当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報と、
前記路線ごとに、沿線に設置された各基地局の並び順を定義した路線定義情報と、
を記憶する記憶部を備え、
前記複数の基地局のうち前記移動局と接続中の接続基地局が、当該移動局から受信した前記列車情報を前記制御装置へ送信し、
前記制御装置が、
前記接続基地局から受信した前記列車情報及び前記列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定し、
前記路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定し、
前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する。

本発明の第４の態様にかかるプログラムは、
複数の路線の少なくともいずれかの沿線に設置された複数の基地局のうち、列車に搭載された移動局と接続中の接続基地局を経由して、当該移動局から当該列車の識別情報を含む列車情報を取得する処理と、
前記接続基地局から取得した前記列車情報及び当該列車情報と当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定する処理と、
前記路線ごとに沿線に設置された複数の基地局の並び順を定義した路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定する処理と、
前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する処理と、
をコンピュータに実行させる。

本発明により、複数の路線が分岐する前に、次に接続対象となる基地局を適切に特定するための制御装置、列車無線システム、制御方法及びプログラムを提供することができる。

本発明の実施の形態１にかかる列車無線システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる制御処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムにおいて列車が複数の路線に共通する沿線を走行する場合の例を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかるパラメータテーブル（列車関連情報）の例を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかるパラメータテーブル（路線定義情報）の例を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかるパラメータテーブル（ゾーン定義情報）の例を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムの処理（１）の流れを説明するためのシーケンス図である。 本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムの処理（２）の流れを説明するためのシーケンス図である。 本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムの処理（３）の流れを説明するためのシーケンス図である。 本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムにおいてゾーンが拡大された場合の例を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムの処理（４）の流れを説明するためのシーケンス図である。 本発明の実施の形態３にかかる列車無線システムにおいてＧＰＳ衛星を利用する場合の例を示す図である。 本発明の実施の形態３にかかる列車無線システムにおいてＧＰＳ衛星を利用してゾーンが拡大された場合の例を示す図である。 関連技術におけるゾーン拡大の例を説明するための図である。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。

＜発明の実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１にかかる列車無線システム１００の全体構成を示すブロック図である。列車無線システム１００は、指令卓１と、制御装置２と、基地局３、４、５・・・と、移動局６、７・・・とを備える。

指令卓１は、制御装置２と接続され、指令員が列車の乗務員と通話を行うための装置である。移動局６等は、特定の路線を走行する列車（不図示）に搭載され、無線通信の送受信機を含む通信装置である。そのため、移動局６等は、基地局３等の少なくとも一つと無線回線１２０を介した無線通信が可能である。基地局３等は、無線回線１２０を介して移動局６等と無線通信が可能であり、有線回線１１０を介して制御装置２と接続されている。基地局３等は、無線機と回線制御装置を有する。また、本実施の形態にかかる基地局３等は、複数の路線の少なくともいずれかの沿線に設置されたものである。

ここで、路線とは、線路自体ではなく列車の走行に使用する経路、例えば、鉄道会社におけるＸＸ線といったものに相当する。そのため、路線には少なくとも２方向（例えば、上り及び下り）の進行方向が存在する。また、沿線とは、路線における線路の周辺地域を指すものとする。

制御装置２は、指令卓１と基地局３等との間を有線回線１１０により接続し、指令卓１から基地局３等への地上回線と、基地局３等と移動局６等との間の無線回線との接続を制御する。

図２は、本発明の実施の形態１にかかる制御装置２の構成を示すブロック図である。制御装置２は、記憶部２１と、取得部２２と、特定部２３と、接続部２４とを備える。記憶部２１は、列車関連情報２１１と、路線定義情報２１２とを記憶する記憶装置である。列車関連情報２１１は、少なくとも移動局を搭載した列車の識別情報を含む列車情報と、当該列車が走行する路線とを関連付けた情報である。路線定義情報２１２は、路線ごとに、沿線に設置された複数の基地局の並び順を定義した情報である。尚、列車情報は、「列車を特定する情報」であってもよい。

取得部２２は、接続基地局を経由して、接続基地局が接続中の移動局から列車情報を取得する。ここで、接続基地局とは、複数の基地局のうち移動局と接続中の基地局をさすものとする。つまり、接続基地局は、接続中の移動局から受信した列車情報を制御装置２へ送信する。

特定部２３は、接続基地局から取得した列車情報及び列車関連情報に基づき、当該列車における進行方向及び路線を特定する。そして、特定部２３は、路線定義情報に基づき、特定した路線の沿線の特定された進行方向において接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定する。尚、接続対象基地局は、この時点で、当該移動局とは未接続であるものとする。

接続部２４は、接続対象基地局に対して移動局との接続を継続する。

図３は、本発明の実施の形態１にかかる制御処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、基地局３と接続中の移動局６を搭載した列車が路線を走行して、基地局４又は５のいずれか特定する場合を例として説明する。また、前提として、基地局３は、２以上の路線に共通する沿線に設置されており、一方の路線の先の沿線には基地局４が、他方の路線の先の沿線には基地局５が設置されており、それぞれ路線定義情報に定義されているものとする。つまり、接続基地局は記路線定義情報内の２以上の路線に重複して定義されているものとする。

まず、基地局３は、接続中の移動局６から移動局６を搭載した列車の識別情報を含む列車情報を受信し、制御装置２へ送信する。そのため、取得部２２は、基地局３を経由して移動局６から列車情報を取得する（Ｓ１１）。

次に、特定部２３は、記憶部２１を参照し、取得した列車情報及び列車関連情報に基づき、列車における進行方向及び路線を特定する（Ｓ１２）。尚、列車の進行方向は、予め列車関連情報に列車の識別情報と関連付けて定義されていて、列車関連情報から特定されてもよい。または、列車情報に含まれる情報（例えば、ＧＰＳ情報）から特定されてもよい。

そして、特定部２３は、記憶部２１を参照し、路線定義情報に基づき、ステップＳ１２で特定した路線の沿線の、ステップＳ１２で特定された進行方向において、基地局３に隣接する基地局を接続対象基地局として特定する（Ｓ１３）。ここでは、例えば、基地局５が接続対象基地局として特定されたものとする。

続いて、接続部２４は、接続対象基地局である基地局５に対して移動局６との接続を継続する（Ｓ１４）。例えば、基地局３と移動局６との間で確立していた通信を引き継ぐ。

このように、本実施の形態１により、路線及び進行方向から適切な接続先の基地局を特定できる。そのため、特定の移動局との通信のために過剰にリソースが確保されることを防ぎ、他の移動局の通話が制限されることも防ぐことができる。

特に、複数の路線が分岐する前に、次に接続対象となる基地局を適切に特定することができる。そして、この効果は次の場合に、より顕著となる。すなわち、複数の基地局は、複数の路線に共通する沿線に設置された第１の基地局と、記複数の路線のうちいずれかの沿線に設置された複数の第２の基地局と、を含む場合である。この場合、前記接続基地局は第１の基地局であり、前記特定部は、前記路線定義情報に基づき、前記複数の第２の基地局の中から前記接続対象基地局を特定する。

＜発明の実施の形態２＞
本発明の実施の形態２は、上述した実施の形態１の具体的な実施例である。本実施の形態２では、ゾーン内に複数の路線が属する場合であっても、拡大先のゾーンを適切に特定することができる。

本実施の形態２は、少なくとも次の構成を含む。すなわち、前記記憶部は、前記複数の基地局が設置された地域ごとに分類された複数のゾーンについて、各ゾーン内の各基地局の並び順を定義したゾーン定義情報をさらに記憶する。そして、前記接続部は、前記ゾーン定義情報に基づき、前記接続基地局が前記進行方向において前記ゾーン内の末端であると判定した場合に、前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する。これにより、拡大先のゾーンを効率的かつ確実に特定できる。

さらに、前記接続部は、前記末端の基地局が同期確立した契機で、前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を開始することが望ましい。これにより、接続対象基地局との接続の開始タイミングが効率的になり、安定的に移動局との接続を継続できる。

さらに、前記特定部は、前記ゾーン定義情報に基づき、前記接続対象基地局が分類されたゾーンを特定し、前記接続部は、前記特定されたゾーンを、前記接続基地局が分類されたゾーンに追加することにより、前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続することが望ましい。このように、ゾーンを拡大することにより、接続を継続できる。

また、前記取得部は、前記接続基地局を経由して、前記移動局からの音声信号に前記列車情報を含めた伝送データを取得し、前記特定部は、前記接続基地局から取得した前記伝送データから前記列車情報を抽出し、当該抽出した列車情報を用いて前記進行方向及び前記路線を特定するとよい。これにより、音声通話中に効率的に特定できる。

さらに、前記列車関連情報は、前記列車情報に前記進行方向をさらに関連づけており、前記特定部は、前記列車関連情報に基づき、前記接続基地局から取得した前記列車情報に関連付けられた前記進行方向及び前記路線を特定するとよい。列車情報として列車の識別番号のみで進行方向及び路線を特定することができるため、通信負荷を軽減できる。

図４は、本発明の実施の形態２にかかる列車無線システム２００において列車が複数の路線に共通する沿線を走行する場合の例を示す図である。列車無線システム２００は、指令卓１と、中央制御装置８と、基地局１０〜１５と、車上局９とを備える。尚、車上局９は、上述した移動局６等と同等の機能を有する。但し、車上局９は、音声信号と共に自己に設定された列車番号（後述）を付加した伝送データを基地局に対して送信する。また、列車無線システム２００は、路線ＬＡ及びＬＢを対象とするがこれに限定されない。尚、以下では、実施形態１と同等の部分については説明を省略する。

基地局１０〜１５は、上述した基地局３等と同等の機能を有する。基地局１０、１１、１２及び１３は、路線ＬＡの沿線に設置されている。また、基地局１０、１１、１４及び１５は、路線ＬＢの沿線に設置されている。つまり、基地局１０及び１１は、路線ＬＡ及びＬＢの共通の沿線に設置されている。

また、ゾーン１６には、基地局１０及び１１が属する。ゾーン１７には、基地局１２が属する。ゾーン１８には、基地局１３が属する。ゾーン１９には、基地局１４が属する。ゾーン２０には、基地局１５が属する。

中央制御装置８は、上述した制御装置２の一例である。中央制御装置８は、列車関連情報２１１、路線定義情報２１２及び上述したゾーン定義情報をパラメータテーブルとして記憶部２１に記憶している。

図５は、本発明の実施の形態２にかかるパラメータテーブル（列車関連情報）の例を示す図である。ここで、登録された列車番号ａ〜ｃは、列車情報の一例であり、列車の識別情報である。列車関連情報のパラメータテーブルには、車上局から取得された列車番号から対象車上局の運行に必要な情報（進行方向、列車の走行に使用する（路線）経路、路線名など）をより詳細に把握するための情報が定義されている。尚、列車関連情報のパラメータテーブルの例はこれに限定されない。

図６は、本発明の実施の形態２にかかるパラメータテーブル（路線定義情報）の例を示す図である。パラメータテーブル（路線定義情報）は、路線の沿線に設置された基地局の集合について、その並び順（設置された場所の整列順）を定義した情報である。特に、図６では、基地局番号列の並び順が、実際の基地局の並び順に対応している。例えば、路線ＬＡにおいて進行方向が図４の左から右である場合、基地局１１に隣接するのは、基地局１２であることを示す。また、路線ＬＢにおいて進行方向が図４の左から右である場合、基地局１１に隣接するのは、基地局１４であることを示す。尚、路線定義情報のパラメータテーブルの例はこれに限定されない。

図７は、本発明の実施の形態２にかかるパラメータテーブル（ゾーン定義情報）の例を示す図である。パラメータテーブル（ゾーン定義情報）は、各ゾーンに属する基地局の集合が定義されている。また、図７では、ゾーン列の並び順が、実際のゾーンの並び順に対応している。同様に、図７では、基地局番号列の並び順が、実際の基地局の並び順に対応している。そのため、進行方向が図４の左から右である場合、ゾーン１６の末端の基地局は、基地局１１であることを示す。尚、ゾーン定義情報のパラメータテーブルの例はこれに限定されない。

図４に戻り、説明を続ける。前提として図４では、車上局９が路線ＬＡ上を走行しているものとする。指令卓１は、指令員の操作により通話対象の車上局９が指定された制御信号を中央制御装置８に対して送信する。

中央制御装置８は、指令卓１からの制御信号を受け付け、無線回線の通信チャネルの空き状況を確認し、制御信号により指定された車上局９が在線するゾーンを特定し、当該ゾーンに設置されている基地局１０に対して接続要求を送信する。基地局１０は、中央制御装置８からの接続要求に応じて車上局９に対して無線データを送信する。その後、基地局１０は、指令卓１と車上局９との双方向の音声通話を中継する。

その後、車上局９が路線ＬＡ上を走行し、中央制御装置８は、通話継続を目的として、車上局９の進行方向の先に設置されている基地局１１に対して、回線制御（接続の継続）を行う。

中央制御装置８は、パラメータテーブル（ゾーン定義情報）を参照して、基地局１１はゾーン１６の末端であることを特定できる。また、中央制御装置８は、基地局１０及び１１から受信した（伝送データの）送信波から測定した受信電界値に基づいて、ゾーン拡大の要否を判定する。ゾーン拡大が必要と判定した場合、中央制御装置８は、パラメータテーブル（列車関連情報）を参照し、基地局１０又は１１からの伝送データに含まれる列車番号を用いて、当該列車番号に関連付けられた進行方向、路線経路、路線名等を特定する。例えば、車上局９から取得した伝送データに列車番号ａが含まれていた場合、進行方向は上り（図４の左から右）、路線ＬＡ、ＸＸ線であることが特定される。

そして、中央制御装置８は、パラメータテーブル（路線定義情報）を参照し、特定された路線に定義された基地局のうち、進行方向で見た時にゾーン１６の末端である基地局１１に隣接する基地局１２を特定する。そして、中央制御装置８は、基地局１２に対して基地局１０及び１１と同一周波数を用いて無線データを無線送信することで、ゾーンの拡大を行う。

図８は、本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムの処理（１）の流れを説明するためのシーケンス図である。まず、中央制御装置８は、指令卓１からの制御信号に応じて、車上局９と通話するために、基地局１０を介してページングを送信する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。そして、車上局９は、ページングに対して基地局１０を介してページング応答を送信する（Ｓ２０３、Ｓ２０４）。

このページングの後、中央制御装置８は、基地局１０を介して音声信号及び情報を車上局９へ送信し（Ｓ２０５、Ｓ２０６）、車上局９は、基地局１０を介して音声信号及び情報を中央制御装置８へ送信する（Ｓ２０７、Ｓ２０８）。これにより、図４のゾーン１６において、指令卓１と車上局９の間での双方向の音声通話を実現する。

図９は、本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムの処理（２）の流れを説明するためのシーケンス図である。ここで、図８の後に車上局９がゾーン１６の末端の基地局１１まで移動した（Ｓ２１０）。つまり、車上局９は、指令卓１との音声通話中に、基地局１１と音声信号が送受信できる位置まで進行したものとする。

この場合、まず、中央制御装置８は、基地局１０を介して音声信号及び情報を車上局９へ送信し（Ｓ２１１、Ｓ２１２）、車上局９は、基地局１０を介して音声信号及び情報を中央制御装置８へ送信する（Ｓ２１３、Ｓ２１４）。そして、基地局１１は、車上局９からの音声信号及び情報を受信する（Ｓ２１５）。そして、基地局１１は、受信した音声信号及び情報を中央制御装置８へ送信する（Ｓ２１６）。これにより、車上局９は、基地局１０から基地局１１に接続先を切り替えた上で、指令卓１との通話を継続する。

尚、車上局９は、ステップＳ２０３、Ｓ２０７、Ｓ２１３又はＳ２１５において、自己の列車番号を情報に含めて応答する。そのため、中央制御装置８は、ステップＳ２０４、Ｓ２０８、Ｓ２１４又はＳ２１６に応じて車上局９の列車番号を取得し、パラメータテーブル（列車関連情報）を参照して車上局９を搭載した列車の進行方向が上り、路線ＬＡ、路線名がＸＸ線であることを特定する。

その後、基地局１１は、同期確立を検出し（Ｓ２１７）、中央制御装置８へ同期確立通知を送信する（Ｓ２１８）。

尚、中央制御装置８は、ステップＳ２１６又はＳ２１８により基地局１１から信号を受信した際に、パラメータテーブル（ゾーン定義情報）を参照し、基地局番号から基地局１１がゾーン１６の末端の基地局であると判定する。

図１０は、本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムの処理（３）の流れを説明するためのシーケンス図である。中央制御装置８は、ステップＳ２１８により、ゾーン１６の末端である基地局１１から同期確立通知を受け付けた後、特定された路線ＬＡとパラメータテーブル（路線定義情報）とを照合し（Ｓ２２０）、進行方向が上りにおける路線ＬＡにおいて基地局１１に隣接するのは基地局１２であることを特定する。

尚、中央制御装置８は、ステップＳ２１６の応答として、基地局１１を介して音声信号及び情報を車上局９へ送信する（Ｓ２２１、Ｓ２２２）。

そして、中央制御装置８は、パラメータテーブル（ゾーン定義情報）を参照して、基地局１２が属するゾーン１７が、進行方向においてゾーン１６に隣接するゾーンであることを特定する。そして、中央制御装置８は、進行先であるゾーン１７に接続中のゾーン１６と同一チャネルが空いているか確認し、当該ゾーン１７を通信対象のゾーンとする。つまり、拡大対象のゾーンがゾーン１７であることが特定される。そして、中央制御装置８は、特定された基地局１２に対して、基地局１１と同一チャネルにより音声信号及び情報を送信する（Ｓ２２３）。そして、基地局１２は、受信した音声信号及び情報を車上局９へ送信する（Ｓ２２４）。このようにして、基地局１２（ゾーン１７）をゾーン１６に追加することで、ゾーン１６を拡大する。

以後、車上局９は、基地局１１と通信が可能な間は、基地局１１を介して音声信号及び情報を中央制御装置８へ送信する（Ｓ２２５、Ｓ２２６）と共に、基地局１２を介して音声信号及び情報を中央制御装置８へ送信する（Ｓ２２７、Ｓ２２８）。

図１１は、本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムにおいてゾーンが拡大された場合の例を示す図である。ここでは、当初のゾーン１６にゾーン１７の基地局１２が追加されてゾーン１６ａとして拡大されたことを示す。

図１２は、本発明の実施の形態２にかかる列車無線システムの処理（４）の流れを説明するためのシーケンス図である。車上局９が進行方向へ走行し、基地局１１の圏外に移動する（Ｓ２３０）と、車上局９と基地局１１との通信はなくなる。一方、このとき、車上局９は基地局１２の圏内であるため、車上局９と基地局１２との音声通話が継続される（Ｓ２３１、Ｓ２３２、Ｓ２３３、Ｓ２３４）。

このように、本実施の形態２により、不必要なゾーン拡大を防ぐ事が可能になるため周波数の有効活用ができる。そして、通信チャネルに空きが出来るため別の通話がそのゾーンで有効活用が出来る。さらに、消費電力が削減できる。

＜発明の実施の形態３＞
本発明の実施の形態３は、上述した実施の形態２の改良例である。本実施の形態３では、列車の進行方向を特定するための判定要素に、GPS（Global Positioning System）衛星からの受信信号により求まる列車（車上局）の位置情報を用いるものである。すなわち、前記列車情報は、前記列車の現在位置情報をさらに含む。そして、前記取得部は、前記接続基地局を経由して、前記列車の走行中に前記移動局から複数回、前記列車情報を取得し、前記特定部は、前記接続基地局から取得したそれぞれの前記列車情報に含まれる前記現在位置情報を比較することにより、前記進行方向を特定し、前記列車関連情報に基づき、前記接続基地局から取得した前記列車情報に関連付けられた前記路線を特定する。これにより、取得時刻の異なる複数の現在位置情報を比較することで、移動局の進行方向を特定することができる。また、ゾーン内の移動局の現在位置についてもより正確に把握することができる。

図１３は、本発明の実施の形態３にかかる列車無線システム３００においてＧＰＳ衛星を利用する場合の例を示す図である。列車無線システム３００は、列車無線システム２００と比べて、ＧＰＳ衛星３０が追加され、中央制御装置８及び車上局９が中央制御装置８ａ及び車上局９ａに置き換わったものである。

車上局９ａは、ＧＰＳ衛星３０からの信号を受信し、自身の現在位置情報を算出する。そして、車上局９ａは、基地局へ送信する伝送データに、列車番号と共に現在位置情報を含める。

中央制御装置８ａの記憶部２１が記憶するパラメータテーブル（列車関連情報）は、必ずしも進行方向列を必要としない。代わりに、中央制御装置８ａの特定部２３は、走行中の車上局９ａから少なくとも２度のタイミングで現在位置情報を取得する。そして、特定部２３は、直近の現在位置情報と直前に取得した現在位置情報との差分から、車上局９ａの進行方向を特定する。これにより、特定部２３は、特定した進行方向と路線を用いて、接続対象基地局や拡大対象のゾーンを特定できる。

図１４は、本発明の実施の形態３にかかる列車無線システム３００においてＧＰＳ衛星を利用してゾーンが拡大された場合の例を示す図である。このように、列車無線システム３００においても図１１と同様にゾーン１６からゾーン１６ａに拡大することができる。

＜その他の発明の実施の形態＞

さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ(Blu-ray(登録商標) Disc)、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記Ａ１）
移動局を搭載した列車の識別情報を含む列車情報と、当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報と、前記路線ごとに、沿線に設置された複数の基地局の並び順を定義した路線定義情報と、を記憶する記憶部と、
前記複数の基地局のうち前記移動局と接続中の接続基地局を経由して、当該移動局から前記列車情報を取得する取得部と、
前記接続基地局から取得した前記列車情報及び前記列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定し、前記路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定する特定部と、
前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する接続部と、
を備える制御装置。
（付記Ａ２）
前記複数の基地局は、
前記複数の路線に共通する沿線に設置された第１の基地局と、
前記複数の路線のうちいずれかの沿線に設置された複数の第２の基地局と、
を含み、
前記接続基地局は、前記第１の基地局であり、
前記特定部は、
前記路線定義情報に基づき、前記複数の第２の基地局の中から前記接続対象基地局を特定する、
付記Ａ１に記載の制御装置。
（付記Ａ３）
前記記憶部は、
前記複数の基地局が設置された地域ごとに分類された複数のゾーンについて、各ゾーン内の各基地局の並び順を定義したゾーン定義情報をさらに記憶し、
前記接続部は、
前記ゾーン定義情報に基づき、前記接続基地局が前記進行方向において前記ゾーン内の末端であると判定した場合に、前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する
付記Ａ１又はＡ２に記載の制御装置。
（付記Ａ４）
前記接続部は、
前記末端の基地局が同期確立した契機で、前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を開始する
付記Ａ３に記載の制御装置。
（付記Ａ５）
前記特定部は、
前記ゾーン定義情報に基づき、前記接続対象基地局が分類されたゾーンを特定し、
前記接続部は、
前記特定されたゾーンを、前記接続基地局が分類されたゾーンに追加することにより、前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する
付記Ａ３又はＡ４に記載の制御装置。
（付記Ａ６）
前記取得部は、
前記接続基地局を経由して、前記移動局からの音声信号に前記列車情報を含めた伝送データを取得し、
前記特定部は、
前記接続基地局から取得した前記伝送データから前記列車情報を抽出し、当該抽出した列車情報を用いて前記進行方向及び前記路線を特定する
付記Ａ１乃至Ａ５のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記Ａ７）
前記列車関連情報は、前記列車情報に前記進行方向をさらに関連づけており、
前記特定部は、
前記列車関連情報に基づき、前記接続基地局から取得した前記列車情報に関連付けられた前記進行方向及び前記路線を特定する
付記Ａ１乃至Ａ６のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記Ａ８）
前記列車情報は、前記列車の現在位置情報をさらに含み、
前記取得部は、前記接続基地局を経由して、前記列車の走行中に前記移動局から複数回、前記列車情報を取得し、
前記特定部は、前記接続基地局から取得したそれぞれの前記列車情報に含まれる前記現在位置情報を比較することにより、前記進行方向を特定し、前記列車関連情報に基づき、前記接続基地局から取得した前記列車情報に関連付けられた前記路線を特定する
付記Ａ１乃至Ａ６のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記Ｂ１）
列車に搭載された移動局と、
複数の路線の少なくともいずれかの沿線に設置された複数の基地局と、
前記移動局及び前記複数の基地局との接続を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記列車の識別情報を含む列車情報と、当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報と、
前記路線ごとに、沿線に設置された各基地局の並び順を定義した路線定義情報と、
を記憶する記憶部を備え、
前記複数の基地局のうち前記移動局と接続中の接続基地局は、当該移動局から受信した前記列車情報を前記制御装置へ送信し、
前記制御装置は、
前記接続基地局から受信した前記列車情報及び前記列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定し、
前記路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定し、
前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する
列車無線システム。
（付記Ｃ１）
列車に搭載された移動局と、
複数の路線の少なくともいずれかの沿線に設置された複数の基地局と、
前記移動局及び前記複数の基地局との接続を制御する制御装置と、
を備える列車無線システムの制御方法であって、
前記制御装置は、
前記列車の識別情報を含む列車情報と、当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報と、
前記路線ごとに、沿線に設置された各基地局の並び順を定義した路線定義情報と、
を記憶する記憶部を備え、
前記複数の基地局のうち前記移動局と接続中の接続基地局が、当該移動局から受信した前記列車情報を前記制御装置へ送信し、
前記制御装置が、
前記接続基地局から受信した前記列車情報及び前記列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定し、
前記路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定し、
前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する
制御方法。
（付記Ｄ１）
複数の路線の少なくともいずれかの沿線に設置された複数の基地局のうち、列車に搭載された移動局と接続中の接続基地局を経由して、当該移動局から当該列車の識別情報を含む列車情報を取得する処理と、
前記接続基地局から取得した前記列車情報及び当該列車情報と当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定する処理と、
前記路線ごとに沿線に設置された複数の基地局の並び順を定義した路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定する処理と、
前記接続対象基地局に対して前記移動局との接続を継続する処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。

１００ 列車無線システム
１１０ 有線回線
１２０ 無線回線
１ 指令卓
２ 制御装置
２１ 記憶部
２１１ 列車関連情報
２１２ 路線定義情報
２２ 取得部
２３ 特定部
２４ 接続部
３ 基地局
４ 基地局
５ 基地局
６ 移動局
７ 移動局
２００ 列車無線システム
８ 中央制御装置
８ａ 中央制御装置
９ 車上局
９ａ 車上局
１０ 基地局
１１ 基地局
１２ 基地局
１３ 基地局
１４ 基地局
１５ 基地局
１６ ゾーン
１６ａ ゾーン
１７ ゾーン
１８ ゾーン
１９ ゾーン
２０ ゾーン
ＬＡ 路線
ＬＢ 路線
３００ 列車無線システム
３０ ＧＰＳ衛星
９１ 基地局
９２ 基地局
９３ 基地局
９４ 基地局
９５ 車上局
ｚ９１ ゾーン
ｚ９２ ゾーン

Claims (5)

1. 移動局を搭載した列車の識別情報を含む列車情報と、当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報と、前記路線ごとに、沿線に設置された複数の基地局の並び順を定義した路線定義情報と、前記複数の基地局が設置された地域ごとに分類された複数のゾーンについて、各ゾーン内の各基地局の並び順を定義したゾーン定義情報と、を記憶する記憶部と、
   前記複数の基地局のうち前記移動局と接続中の接続基地局を経由して、当該移動局から前記列車情報を取得する取得部と、
   前記接続基地局から取得した前記列車情報及び前記列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定し、前記ゾーン定義情報に基づき前記接続基地局が前記進行方向において前記ゾーン内の末端であると判定した場合に前記末端の基地局が同期確立した契機で、前記路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定する特定部と、
   前記接続対象基地局に対して前記接続基地局と同一チャネルにより情報を送信する接続部と、
   を備え、
   前記複数の基地局は、
   前記複数の路線に共通する沿線に設置された第１の基地局と、
   前記複数の路線のうちいずれかの沿線に設置された複数の第２の基地局と、
   を含み、
   前記接続基地局は、前記第１の基地局であり、
   前記特定部は、
   前記路線定義情報に基づき、前記複数の第２の基地局の中から前記接続対象基地局を特定する制御装置。
2. 前記取得部は、
   前記接続基地局を経由して、前記移動局からの音声信号に前記列車情報を含めた伝送データを取得し、
   前記特定部は、
   前記接続基地局から取得した前記伝送データから前記列車情報を抽出し、当該抽出した列車情報を用いて前記進行方向及び前記路線を特定する
   請求項１に記載の制御装置。
3. 列車に搭載された移動局と、
   複数の路線の少なくともいずれかの沿線に設置された複数の基地局と、
   前記移動局及び前記複数の基地局との接続を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記列車の識別情報を含む列車情報と、当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報と、
   前記路線ごとに、沿線に設置された各基地局の並び順を定義した路線定義情報と、
   前記複数の基地局が設置された地域ごとに分類された複数のゾーンについて、各ゾーン内の各基地局の並び順を定義したゾーン定義情報と、
   を記憶する記憶部を備え、
   前記複数の基地局のうち前記移動局と接続中の接続基地局は、当該移動局から受信した前記列車情報を前記制御装置へ送信し、
   前記制御装置は、
   前記接続基地局から受信した前記列車情報及び前記列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定し、
   前記ゾーン定義情報に基づき前記接続基地局が前記進行方向において前記ゾーン内の末端であると判定した場合に前記末端の基地局が同期確立した契機で、前記路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定し、
   前記接続対象基地局に対して前記接続基地局と同一チャネルにより情報を送信し、
   前記複数の基地局は、
   前記複数の路線に共通する沿線に設置された第１の基地局と、
   前記複数の路線のうちいずれかの沿線に設置された複数の第２の基地局と、
   を含み、
   前記接続基地局は、前記第１の基地局であり、
   前記制御装置は、
   前記路線定義情報に基づき、前記複数の第２の基地局の中から前記接続対象基地局を特定する
   列車無線システム。
4. 列車に搭載された移動局と、
   複数の路線の少なくともいずれかの沿線に設置された複数の基地局と、
   前記移動局及び前記複数の基地局との接続を制御する制御装置と、
   を備える列車無線システムの制御方法であって、
   前記制御装置は、
   前記列車の識別情報を含む列車情報と、当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報と、
   前記路線ごとに、沿線に設置された各基地局の並び順を定義した路線定義情報と、
   前記複数の基地局が設置された地域ごとに分類された複数のゾーンについて、各ゾーン内の各基地局の並び順を定義したゾーン定義情報と、
   を記憶する記憶部を備え、
   前記複数の基地局のうち前記移動局と接続中の接続基地局が、当該移動局から受信した前記列車情報を前記制御装置へ送信し、
   前記制御装置が、
   前記接続基地局から受信した前記列車情報及び前記列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定し、
   前記ゾーン定義情報に基づき前記接続基地局が前記進行方向において前記ゾーン内の末端であると判定した場合に前記末端の基地局が同期確立した契機で、前記路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定し、
   前記接続対象基地局に対して前記接続基地局と同一チャネルにより情報を送信し、
   前記複数の基地局は、
   前記複数の路線に共通する沿線に設置された第１の基地局と、
   前記複数の路線のうちいずれかの沿線に設置された複数の第２の基地局と、
   を含み、
   前記接続基地局は、前記第１の基地局であり、
   前記制御装置が、
   前記路線定義情報に基づき、前記複数の第２の基地局の中から前記接続対象基地局を特定する
   制御方法。
5. 複数の路線の少なくともいずれかの沿線に設置された複数の基地局のうち、列車に搭載された移動局と接続中の接続基地局を経由して、当該移動局から当該列車の識別情報を含む列車情報を取得する処理と、
   前記接続基地局から取得した前記列車情報及び当該列車情報と当該列車が走行する路線とを関連付けた列車関連情報に基づき、前記列車における進行方向及び前記路線を特定する処理と、
   前記複数の基地局が設置された地域ごとに分類された複数のゾーンについて、各ゾーン内の各基地局の並び順を定義したゾーン定義情報に基づき、前記接続基地局が前記進行方向において前記ゾーン内の末端であると判定した場合に前記末端の基地局が同期確立した契機で、前記路線ごとに沿線に設置された複数の基地局の並び順を定義した路線定義情報に基づき、前記特定した路線の沿線の前記特定された進行方向において前記接続基地局に隣接する基地局を接続対象基地局として特定する処理と、
   前記接続対象基地局に対して前記接続基地局と同一チャネルにより情報を送信する処理と、
   をコンピュータに実行させ、
   前記複数の基地局は、
   前記複数の路線に共通する沿線に設置された第１の基地局と、
   前記複数の路線のうちいずれかの沿線に設置された複数の第２の基地局と、
   を含み、
   前記接続基地局は、前記第１の基地局であり、
   前記路線定義情報に基づき、前記複数の第２の基地局の中から前記接続対象基地局を特定する処理をさらに前記コンピュータに実行させるプログラム。

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