JP6611625B2 - Ground control device and ground side system - Google Patents
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Description
本発明は、車上装置と無線通信を行う複数の地上無線機と通信接続された地上制御装置等に関する。 The present invention relates to a ground control device and the like that are communicatively connected to a plurality of ground wireless devices that perform wireless communication with an on-vehicle device.
移動体である列車に搭載された車上装置と、線路に沿って配置された複数の地上無線機(基地局とも呼ばれる)とによって構成される鉄道用の無線通信システムの通信方式として、TDMA(Time Division Multiple Access)が知られている。TDMAを用いた鉄道用の無線通信システムとは、通信フレームを複数のタイムスロットに分割し、タイムスロットそれぞれに列車を割り当てることで、1台の地上無線機が複数の列車と通信することができる方式である(例えば、特許文献1参照)。 As a communication system of a radio communication system for railways composed of an on-board device mounted on a train that is a moving body and a plurality of ground radio devices (also called base stations) arranged along a track, TDMA ( Time Division Multiple Access) is known. A railway radio communication system using TDMA divides a communication frame into a plurality of time slots, and assigns a train to each time slot, so that one ground radio can communicate with a plurality of trains. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、TDMAを用いた従来方式の鉄道用の無線通信システム(以下「従来方式」という。)は、各地上無線機の設置位置及び通信エリアを基軸においた設計思想であったため、種々の技術的な問題があった。例えば、その1つが、ハンドオーバー処理が複雑であることである。具体的には、列車が新たな地上無線機の通信エリアへ進入する際には、その進入前に、新たな地上無線機のタイムスロットの空き状況を確認して当該列車に割り当てるタイムスロットを決定するといったネゴシエーションを行う必要があった。 However, a conventional railway radio communication system using TDMA (hereinafter referred to as “conventional system”) has a design philosophy based on the installation position and communication area of each terrestrial radio, and therefore has various technical aspects. There was a serious problem. For example, one of them is that the handover process is complicated. Specifically, when a train enters the communication area of a new terrestrial radio, the time slot to be allocated to the train is determined by checking the availability of the time slot of the new terrestrial radio before entering the area. It was necessary to negotiate.
また、TDMAは原理的に1つの地上無線機が同じ周波数を使用する。このため、従来方式では、隣接する地上無線機同士の混信を避けるために周波数を異ならせていた。列車が新たな地上無線機の通信エリアへ進入する際には、車上装置が、利用する周波数を、新たな地上無線機の周波数に変更する必要があり、ハンドオーバー処理を複雑化する要因となっていた。また、多くの周波数を使用することで使用帯域が増大するといった問題や、空きスロットの割り当て制御を行うための地上無線機や車上装置との間のやりとりに通信帯域を消費するといった問題もあった。 In TDMA, one terrestrial radio uses the same frequency in principle. For this reason, in the conventional method, the frequencies are different in order to avoid interference between adjacent terrestrial radio devices. When a train enters the communication area of a new terrestrial radio device, it is necessary for the on-board device to change the frequency to be used to the frequency of the new terrestrial radio device, which complicates the handover process. It was. In addition, there is a problem that the use band increases due to the use of many frequencies, and a problem that the communication band is consumed for communication with the terrestrial radio device and the on-board device for performing allocation control of empty slots. It was.
また、従来のTDMA方式では、連続した通信を複数のスロットに分割して使用するため、通信効率を上げるためには、1台の地上無線機が通信を行う列車本数が多くなる。このため、1台の地上無線機がカバーする通信エリアは広くならざるを得なかった。しかし、通信エリアが広くなることによって様々な問題が生じ得た。 Further, in the conventional TDMA system, continuous communication is divided into a plurality of slots and used, so that the number of trains with which one ground radio communicates increases in order to increase communication efficiency. For this reason, the communication area covered by one terrestrial radio device has to be widened. However, various problems may arise due to the wide communication area.
例えば、地上無線機の故障を想定すると、近傍の地上無線機が故障した地上無線機の通信エリアをカバーして対処する必要があるため、地上無線機1台当たりの通信エリアをより一層広くする必要がある。しかし、対処した地上無線機の通信エリアを広げることで、通信エリア自体は対処できるが、タイムスロットの数は変わらないため、在線密度の低下を招くという問題が生じ得た。 For example, assuming a failure of a terrestrial radio device, it is necessary to cover the communication area of a terrestrial radio device in which a nearby terrestrial radio device has failed, so the communication area per terrestrial radio device is further increased. There is a need. However, the communication area itself can be dealt with by expanding the communication area of the terrestrial radio equipment that has been dealt with, but since the number of time slots does not change, there may be a problem that the line density decreases.
また、従来方式には、通信システムのメンテナンスにおいても種々の問題があった。例えば、地上無線機の設置後に、電波強度が弱い箇所が見つかった等によって、新たな地上無線機を追加する場合には、混信を避けるような周波数の再割り当てを行う必要が生じ得た。また、仮に混信が発生した箇所が見つかった場合には、各地上無線機の割り当て周波数を再調整する必要があったが、1台当たりの地上無線機の通信エリアが広く、電波強度が強いと、電波到達可能範囲の重なりを考慮した再設計が必要となり、局所的な周波数の再割り当てにとどまらず、大々的な再割り当てを余儀なくされる場合が起こり得た。 Further, the conventional method has various problems in the maintenance of the communication system. For example, when a new terrestrial radio device is added due to the location where the radio field strength is weak after the terrestrial radio device is installed, it may be necessary to reassign frequencies to avoid interference. Also, if a location where interference occurred was found, it was necessary to readjust the frequency assigned to each terrestrial radio, but if the communication area of each terrestrial radio was wide and the radio field strength was strong, In addition, it is necessary to redesign in consideration of the overlap of radio wave reachable range, and it is possible that not only local frequency reassignment but also large reassignment may be required.
このように、従来方式には、各地上無線機の設置位置及び通信エリアを基軸においた設計思想であることに伴う種々の課題があった。 As described above, the conventional method has various problems associated with the design concept based on the installation position and communication area of each ground radio.
本発明は、上記事情に鑑みて考案されたものであり、その目的とするところは、従来方式とは異なる新しい鉄道用の無線通信システムを実現するための技術を提供することである。 The present invention has been devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for realizing a new radio communication system for railways different from the conventional system.
上記課題を解決するための第1の発明は、
線路に沿って配置された複数の地上無線機のうちの何れかの前記地上無線機を介して、各列車から列車位置情報を取得することと、前記列車位置情報に基づく各列車の列車制御情報を生成して対応する列車に送信させることとを実行する地上制御装置であって、
前記線路を区切った区間それぞれに関連付けて、少なくとも連続するN個(N≧2)の前記区間で異なるように設定された前記地上無線機による無線通信をする際のタイムスロットを記憶する記憶手段と、
前記地上無線機の配置位置を記憶する無線機位置記憶手段と、
連続するN個の前記区間内に、N本を超える列車が在線しないように前記列車制御情報を生成する生成手段と、
前記列車へ前記列車制御情報を送信させる前記地上無線機を、前記無線機位置記憶手段の記憶内容を参照して当該列車の前記列車位置情報に基づいて選択する無線機選択手段と、
前記列車が在線する前記区間を含む連続するN個の前記区間に関連付けられたN個のタイムスロットの中から、当該列車へ前記列車制御情報を送信させるタイムスロットを選択するスロット選択手段と、
前記無線機選択手段により選択された地上無線機に、前記スロット選択手段により選択されたタイムスロットで前記列車制御情報を送信させる送信制御手段と、
を備えた地上制御装置である。
The first invention for solving the above-described problems is
Train position information is acquired from each train via the ground radio of any of a plurality of ground radios arranged along the track, and train control information for each train based on the train position information A ground control device for generating and transmitting to a corresponding train,
Storage means for storing time slots for wireless communication by the ground radio set so as to be different in at least N consecutive sections (N ≧ 2) in association with each section dividing the line; ,
Radio position storage means for storing an arrangement position of the ground radio,
Generating means for generating the train control information so that there are no more than N trains in the N consecutive sections;
Radio equipment selection means for selecting the terrestrial radio equipment for transmitting the train control information to the train based on the train position information of the train with reference to the stored contents of the radio equipment position storage means;
Slot selecting means for selecting a time slot for transmitting the train control information to the train from N time slots associated with the N consecutive sections including the section where the train is located;
Transmission control means for causing the ground radio selected by the radio selection means to transmit the train control information in the time slot selected by the slot selection means,
Is a ground control device.
この第1の発明によれば、地上制御装置には、線路を区切った区間それぞれに、地上無線機による無線通信をする際のタイムスロットが関連付けて記憶されるとともに、地上無線機の配置位置が記憶される。そして、連続するN個の区間内にN本を超える列車が在線しないように生成した列車制御情報を、列車位置に基づいて選択した地上無線機に、列車が在線する区間を含む連続するN個の区間に関連付けられたN個のタイムスロットの中から選択したタイムスロットで送信させる。このため、従来方式のような、地上無線機の設置位置及び通信エリアを基軸においた設計思想とは異なる、全く新しい鉄道用の無線通信システムを実現することができる。また、無線が干渉しない距離において同一タイミングのタイムスロットを再利用できるよう、タイムスロットの個数Nを適切に定めることで、無線通信周期を一定時間以内に収めつつ、列車制御可能な範囲について制限の無いシステムを実現することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the terrestrial control device stores the time slot for wireless communication by the terrestrial radio device in each section dividing the track, and stores the location position of the terrestrial radio device. Remembered. The train control information generated so that no more than N trains are present in the N consecutive sections is included in the terrestrial radio selected based on the train position. The transmission is performed in a time slot selected from the N time slots associated with the interval. For this reason, it is possible to realize a completely new radio communication system for railways, which is different from the design concept based on the installation position and communication area of the ground radio as in the conventional system. In addition, by appropriately determining the number of time slots N so that time slots with the same timing can be reused at a distance where radio does not interfere, the radio communication cycle can be kept within a certain time and the range in which train control is possible is limited. It is possible to realize a system without any.
第2の発明として、第1の発明の地上制御装置であって、
前記Nは「2」である、
地上制御装置を構成しても良い。
As a second invention, the ground control device of the first invention,
N is “2”.
A ground control device may be configured.
この第2の発明によれば、連続する2つの区間内に2本を超える列車が存在しないように列車を制御することができる。 According to the second aspect of the invention, the train can be controlled so that there are no more than two trains in two consecutive sections.
第3の発明として、第2の発明の地上制御装置であって、
前記スロット選択手段は、
連続する2つの前記区間内に1本の列車が在線している場合には、当該列車が在線している区間に関連付けられたタイムスロットを当該列車に選択し、
連続する2つの前記区間内に2本の列車が在線している場合には、進行方向前方の列車から順に、当該2つの区間に関連付けられたタイムスロットを進行方向順に選択する、
地上制御装置を構成しても良い。
As a third invention, the ground control device of the second invention,
The slot selecting means includes
When one train is present in two consecutive sections, the time slot associated with the section in which the train is present is selected for the train,
When two trains are present in two consecutive sections, the time slots associated with the two sections are selected in order of the traveling direction in order from the train ahead of the traveling direction.
A ground control device may be configured.
この第3の発明によれば、1つの区間に2本の列車の在線が可能となるとともに、この2本の列車それぞれに列車制御情報を送信させるタイムスロットを異ならせることができる。すなわち、連続する2つの区間内に2本を超える列車が在線しないように制御しているため、当該連続する2つの区間それぞれに関連付けられている2つのタイムスロットを、在線する列車それぞれについて選択することができる。 According to the third aspect of the present invention, two trains can be located in one section, and the time slots for transmitting train control information to the two trains can be made different. That is, since control is performed so that more than two trains do not exist in two consecutive sections, two time slots associated with each of the two consecutive sections are selected for each existing train. be able to.
第4の発明として、第2又は第3の発明の地上制御装置であって、
後行列車の追突を防止するために対象列車の後方に保護位置を設定する保護位置設定部であって、1)当該対象列車と当該対象列車の先行列車とが連続しない異なる前記区間に在線している場合には、当該対象列車の所定距離後方の位置に前記保護位置を設定し、2)当該対象列車と当該対象列車の先行列車とが連続する異なる前記区間に在線している場合には、当該対象列車が在線している区間の始端位置に前記保護位置を設定し、3)当該対象列車と当該対象列車の先行列車とが同一の前記区間に在線している場合には、当該対象列車が在線している区間の後方隣接区間の始端位置に前記保護位置を設定する、保護位置設定部、
を更に備え、
前記生成手段は、当該列車の先行列車に設定された前記保護位置に基づいて、当該列車の進行限界位置を定めて当該列車の列車制御情報を生成する、
地上制御装置を構成しても良い。
As a fourth invention, the ground control device of the second or third invention,
A protection position setting unit that sets a protection position behind the target train in order to prevent rear-end collision of the rear train, and 1) the target train and the preceding train of the target train are located in different sections that are not continuous. If it is, the protection position is set at a position that is a predetermined distance behind the target train, and 2) when the target train and the preceding train of the target train are in different continuous sections. , The protection position is set at the start position of the section where the target train is present, and 3) the target train and the preceding train of the target train are present in the same section, the target A protection position setting unit that sets the protection position at the start position of the rear adjacent section of the section where the train is located;
Further comprising
The generation means generates train control information of the train by determining a travel limit position of the train based on the protection position set in the preceding train of the train.
A ground control device may be configured.
この第4の発明によれば、対象列車の保護位置が、対象列車と先行列車が連続する異なる区間に在線している場合には、対象列車の在線区間の始端位置に設定され、同一の区間に在線している場合には、対象列車の在線区間の後方隣接区間の始端位置に設定される。これにより、連続する2つの区間内に対象列車と先行列車との2本の列車が在線している場合に、当該2つの区間に対象列車の後続列車が進入しないように制御することができる。 According to the fourth aspect of the invention, when the protection position of the target train is in a different section where the target train and the preceding train are continuous, it is set to the start position of the target section of the target train, and the same section In the case where the train is on the track, the start position of the rear adjacent section of the track section of the target train is set. Thereby, when two trains of the target train and the preceding train are present in two consecutive sections, it is possible to control so that the subsequent train of the target train does not enter the two sections.
第5の発明として、
線路に沿って配置された複数の地上無線機と、
第1〜第4の何れかの発明の地上制御装置と、
が通信接続されて構成された地上側システムを構成しても良い。
As a fifth invention,
A plurality of terrestrial radio devices arranged along the track;
A ground control device according to any one of the first to fourth inventions;
A ground side system configured by communication connection may be configured.
この第5の発明によれば、第1〜第4の何れかの発明の効果を有する地上側システムを実現できる。 According to the fifth aspect of the invention, a ground side system having the effects of any one of the first to fourth aspects of the invention can be realized.
[システム構成]
図1は、本実施形態の地上側システム1の適用例である。地上側システム1は、線路Rを走行する列車50に搭載される車上装置60と無線通信を行うためのシステムであり、複数の地上無線機10と、地上制御装置20とを備えて構成される。地上制御装置20は、列車制御装置30と、無線制御装置40とを有する。
[System configuration]
FIG. 1 is an application example of the
地上無線機10は、車上装置60と何れかの地上無線機10との間で無線通信が常時可能なように、線路Rに沿って配置されている。すなわち、図2に示すように、線路R上で電波が届かない不達位置が生じないように、地上無線機10は、通信エリア12を一部重複させて配置されている。また、地上無線機10は、有線回線Cによって、無線制御装置40との間で情報の入出力が可能に通信接続されている。そして、地上無線機10は、無線制御装置40から入力された送信情報70を車上装置60へ向けて送信するとともに、車上装置60から受信した返信情報80を無線制御装置40へ出力する。
The
列車制御装置30は、列車50の走行を制御する。すなわち、無線制御装置40から入力される返信情報80に含まれる列車50の位置情報をもとに、線路R上の全ての列車の位置情報である在線情報326を更新して在線管理を行う。また、在線情報326をもとに各列車に対する列車制御情報を生成し、生成した列車制御情報を含む送信情報70を無線制御装置40に出力する。
The
無線制御装置40は、車上装置60との無線通信を制御する。すなわち、地上無線機10から入力される返信情報80を、列車制御装置30へ出力する。また、列車制御装置30から入力された列車制御情報を含む返信情報80を、地上無線機10に出力して送信させる。
The
車上装置60は、地上無線機10から受信した送信情報70に含まれる列車制御情報に基づく自列車50の走行制御を行うとともに、送信情報70の受信に応答して、自列車の走行位置情報を含む返信情報80を地上無線機10に向けて送信する。
The on-
[制御原理]
(A)地上無線機10
本実施形態では、全ての地上無線機10は、同じ送信周波数で送信情報70を送信することとし、各地上無線機10の通信干渉は、タイムスロットの割り当てで回避する。なお、上り方の地上無線機10の送信周波数と下り方の地上無線機10の送信周波数とを異ならせるなど、適宜、系統別などで別の送信周波数を用いることとしてもよいのは勿論である。通信干渉を回避するためのタイムスロットの制御技術が本実施形態の特徴の1つである。以下、具体的に説明する。
[Control principle]
(A)
In the present embodiment, all the
地上側システム1は、地上無線機10を中継して車上装置60と無線制御装置40との間の通信を行っているが、このとき中継に用いる地上無線機10は、列車50の位置に最も近い最寄りの地上無線機10とする。なお、最寄りの地上無線機10とするのではなく、山間部やトンネルといった通信環境を考慮し、列車50の位置における通信品質が最も良い(例えば、電波強度の最も強い)地上無線機10を中継に用いることとしても良い。すなわち、列車50からの距離や受信環境などに基づく所定の選択条件に基づき、列車制御情報を含む送信情報70を車上装置60へ送信する地上無線機10を選択して中継に用いればよい。
The
そして、地上無線機10が、列車50に向けて送信情報70を送信するタイミングは、当該列車50の位置に応じて決まる。具体的には、図3に示すように、線路Rを区切った仮想的な区間が設定されており、これらの区間それぞれにタイムスロットが割り当てられる。
The timing at which the
区間へのタイムスロットの割り当ては、近隣の地上無線機10間での通信干渉を防ぐため、「一方の区間X内に位置する列車50(図4の列車50−1)に最も近いとして選択され得る地上無線機10(図4の地上無線機10−0,10−1)の干渉範囲14が、他方の区間Y内に位置する列車50(図4の列車50−2)に最も近いとして選択され得る地上無線機10(図4の地上無線機10−2,10−3)の通信エリア12(図4の通信エリア12−2,12−3)と重複しない当該2つの区間X,Yに、同一のタイムスロットを割り当て可能とする」ように定められる。この場合の一例を図4に示す。区間X内に列車50−1が存在する場合、この列車50−1の最寄りの地上無線機10として選択される可能性があるのは地上無線機10−0,10−1である。一方、区間Y内に列車50−2が存在する場合に、この列車50−2の最寄りの地上無線機10として選択される可能性のあるのは地上無線機10−2,10−3である。区間Xに係る地上無線機10−0,10−1にとっての通信の干渉範囲14と、区間Yに係る地上無線機10−2,10−3の通信エリア12−2,12−3とが重複しなければ、区間X,Yには同一のタイムスロットが割り当て可能である。
The allocation of the time slot to the section is selected as “closest to the train 50 (the train 50-1 in FIG. 4) located in one section X, in order to prevent communication interference between neighboring
タイムスロットは、地上無線機10ではなく、あくまで区間に対応付けられる。地上無線機10は、列車50に向けた送信情報70を、当該列車50が存在する区間(以下、適宜「在線区間」という)に対応付けられているタイムスロットで送信する。図4の例では、列車50−1に最寄りの地上無線機10−1が、列車50−1に向けて、列車50−1の在線区間Xに対応付けられたタイムスロットで、送信情報70を送信する。列車50−2に最寄りの地上無線機10−2が、列車50−2に向けて、列車50−2の在線区間Yに対応付けられたタイムスロットで、送信情報70を送信する。
The time slot is not associated with the
図5は、列車の走行に伴う、送信情報70を送信する地上無線機10、及び、タイムスロットの変化を説明する図である。図5においては、先ず、列車50が位置L1に位置しているときは、列車50に最も近い地上無線機10−3が、列車50の在線区間Aに対応付けられているタイムスロットaで、送信情報70を送信する。次いで、列車50が区間A内を位置L2まで走行すると、列車50に最も近い地上無線機10が変化し、新たな地上無線機10−4が、同じタイムスロットaで、送信情報70を送信する。
FIG. 5 is a diagram for explaining a change in the
列車50が更に走行し、区間Aを進出して次の区間Bに進入した位置L3においては、最も近い地上無線機10は変わらないが、在線区間が変化することで、地上無線機10−4は、列車50の新たな在線区間Bに対応付けられているタイムスロットbで、送信情報70を送信する。列車50が区間B内を位置L4まで走行すると、列車50に最も近い地上無線機10が変化し、新たな地上無線機10−5が、同じタイムスロットbで、送信情報70を送信する。
At the position L3 where the
図6は、地上側システム1と車上装置60との間の送受信手順の概要図である。先ず、列車制御装置30が、在線情報326をもとに、対象となる列車50に対する列車制御情報を生成し(1)、当該列車50の位置情報とともに、無線制御装置40へ出力する。すると、無線制御装置40が、列車制御装置30から入力された列車制御情報を含む送信情報70を生成する(2)。また、この列車制御情報とともに入力された列車50の位置情報から在線位置に最も近い地上無線機10を、送信情報70の送信に用いる地上無線機10として選択する(3)。図6の例では地上無線機10−8が選択される。また、列車50の在線区間Bに対応付けられているタイムスロットを、送信情報70の送信タイミングとして決定する(4)。そして、無線制御装置40は、生成した送信情報70を、選択した地上無線機10−8へ出力し、決定したタイムスロットで送信するように指示する(5)。すると、この地上無線機10−8は、無線制御装置40から入力された送信情報70を、指示されたタイムスロットで送信する(6)。車上装置60は、通常、送信情報70の受信待機状態となっており、地上無線機10−8から送信情報70が送信されてくると、即座に受信することができる。送信情報70を受信すると、車上装置60は、その受信に応答するように、自列車の走行位置情報を含む返信情報80を発信する(7)。発信された返信情報80は、列車50の近傍の地上無線機10−8,10−9にて受信され、この地上無線機10−8,10−9から、無線制御装置40を介して列車制御装置30へ出力される(8)。そして、列車制御装置30は、入力された返信情報80に含まれる走行位置情報をもとに、在線情報326を更新する(9)。
FIG. 6 is a schematic diagram of a transmission / reception procedure between the
このように地上側システム1を構成することで、車上装置60は、走行中、同一の搬送周波数で送信されてくる送信情報70の受信を待機する状態にあればよく、送信情報70を受信した場合には、それに応答して返信情報80を発信すればよい。TDMAを利用した従来の鉄道用無線通信システムのような、走行区間の進出・進入に伴う車上装置60のハンドオーバー処理は不要となる。
By configuring the
(B)列車制御及びタイムスロットの割り当て
また、地上側システム1では、連続する2つの区間(区間数N=2)内に2台を超える(3台以上)の列車が存在しないような列車制御を行っており、1つの区間に最大2台の列車50の在線が可能である。列車制御では、列車50が進行可能な限界位置(進行限界位置)を定め、この進行限界位置を含む列車制御情報を、送信情報70として、当該列車50の車上装置60へ送信する。送信情報70を受信した車上装置60は、この列車制御情報に基づき、進行限界位置までに列車を停止させるように速度制御を行う。
(B) Train control and time slot assignment In the
列車50の進行限界位置は、先行列車との位置関係に応じて定められる。図7は、列車50の進行限界位置を説明する図である。図7に示すように、線路Rには、少なくとも区間A〜Eが設定され、区間A〜Eそれぞれには、異なるタイムスロットa〜eが対応付けられている。アルファベット大文字の区間に、アルファベット小文字のタイムスロットが対応付けられているとして説明する。列車50の後方に、後続列車の衝突を防止する後ろ側保護位置を定める。そして、対象列車の進行限界位置は、対象列車の先行列車の後ろ側保護位置に位置決めされる。
The travel limit position of the
図7(1)は、対象列車50−3と先行列車50−4とが連続しない異なる区間に在線する場合である。すなわち、区間Bに対象列車50−3が在線し、この区間Bと連続しない異なる区間Dに先行列車50−4が在線している。この場合、先行列車50−4の後ろ側保護位置は、当該列車の安全を確保できる所定距離Dだけ後方(外方)の位置に定める。この先行列車50−4の後ろ側保護位置を、対象列車50−3の進行限界位置として定める。また、対象列車50−3の後ろ側保護位置は、対象列車50−3から所定距離Dだけ後方の位置に定める。そして、先行列車50−4には、在線区間Dに対応付けられているタイムスロットdを割り当て、対象列車50−3には、在線区間Bに対応付けられているタイムスロットbを割り当て、各列車50に割り当てたタイムスロットで、対応する送信情報70が送信される。
FIG. 7A shows a case where the target train 50-3 and the preceding train 50-4 are on different sections that are not continuous. That is, the target train 50-3 exists in the section B, and the preceding train 50-4 exists in a different section D that is not continuous with the section B. In this case, the rear side protection position of the preceding train 50-4 is set to a position behind (outward) by a predetermined distance D that can ensure the safety of the train. The rear protection position of the preceding train 50-4 is determined as the travel limit position of the target train 50-3. Moreover, the back side protection position of the target train 50-3 is determined at a position behind the target train 50-3 by a predetermined distance D. Then, the time slot d associated with the line segment D is assigned to the preceding train 50-4, the time slot b associated with the line segment B is assigned to the target train 50-3, and each train The corresponding
図7(2)は、対象列車と先行列車とが連続する異なる区間に在線する場合である。すなわち、区間Cに対象列車50−3が在線し、この区間Cと連続する異なる区間Dに先行列車50−4が在線している。つまり、連続する区間C,D内に2台の列車が在線している。この場合、先行列車50−4の後ろ側保護位置は、先行列車50−4から所定距離Dだけ後方の位置に定め、この先行列車50−4の後ろ側保護位置を、対象列車50−3の進行限界位置として定める。つまり、対象列車50−3は、先行列車50−4の在線区間Dに進入可能となっている。また、対象列車50−3の後ろ側保護位置は、在線区間Cの始端位置(進入側の境界位置)に定める。これにより、区間Bから区間Cへの後続列車の進入を防止し、連続する2つの区間C,D内に3台以上の列車が在線しないようにすることができる。 FIG. 7 (2) shows a case where the target train and the preceding train are on different sections. That is, the target train 50-3 is present in the section C, and the preceding train 50-4 is present in a different section D continuous with the section C. That is, two trains are present in the continuous sections C and D. In this case, the rear side protection position of the preceding train 50-4 is set to a position behind the preceding train 50-4 by a predetermined distance D, and the rear side protection position of the preceding train 50-4 is set to the target train 50-3. Determined as the progress limit position. That is, the target train 50-3 can enter the existing line section D of the preceding train 50-4. Moreover, the back side protection position of the target train 50-3 is determined at the start position (boundary position on the entry side) of the existing line section C. Thereby, the approach of the subsequent train from the section B to the section C can be prevented, and three or more trains can be prevented from existing in two continuous sections C and D.
そして、連続する区間C,D内に在線する先行列車50−4及び対象列車50−3それぞれに、区間C,Dそれぞれに対応付けられているタイムスロットc,dを、進行方向順に割り当てる。つまり、前方の先行列車50−4にはタイムスロットdを割り当て、後方の対象列車50−3にはタイムスロットcを割り当てる。 Then, the time slots c and d associated with the sections C and D are assigned to the preceding train 50-4 and the target train 50-3 existing in the continuous sections C and D, respectively, in the order of the traveling direction. That is, the time slot d is assigned to the preceding preceding train 50-4, and the time slot c is assigned to the rear target train 50-3.
図7(3)は、対象列車と先行列車とが同一区間に在線する場合である。すなわち、区間Dに、対象列車50−3と先行列車50−4とが在線しており、連続する区間C,D内に2台の列車が在線している。この場合、先行列車50−4の後ろ側保護位置は、先行列車50−4から所定距離Dだけ後方の位置に定め、この先行列車50−4の後ろ側保護位置を、対象列車50−3の進行限界位置として定める。また、対象列車50−3の後ろ側保護位置は、対象列車50−3の在線区間Dの後方隣接区間Cの始端位置に定める。これにより、区間Bから区間Cへの後続列車の進入を防止し、連続する2つの区間C,D内に3台以上の列車が在線しないようにすることができる。 FIG. 7 (3) shows a case where the target train and the preceding train are on the same section. That is, the target train 50-3 and the preceding train 50-4 are present in the section D, and two trains are present in the continuous sections C and D. In this case, the rear side protection position of the preceding train 50-4 is set to a position behind the preceding train 50-4 by a predetermined distance D, and the rear side protection position of the preceding train 50-4 is set to the target train 50-3. Determined as the progress limit position. Moreover, the back side protection position of the target train 50-3 is determined as the start end position of the rear adjacent section C of the existing section D of the target train 50-3. Thereby, the approach of the subsequent train from the section B to the section C can be prevented, and three or more trains can be prevented from existing in two continuous sections C and D.
そして、連続する区間C,D内に在線する先行列車50−4及び対象列車50−3それぞれに、区間C,Dそれぞれに対応付けられているタイムスロットc,dを、進行方向順に割り当てる。つまり、前方の先行列車50−4にはタイムスロットdを割り当て、後方の対象列車50−3にはタイムスロットcを割り当てる。 Then, the time slots c and d associated with the sections C and D are assigned to the preceding train 50-4 and the target train 50-3 existing in the continuous sections C and D, respectively, in the order of the traveling direction. That is, the time slot d is assigned to the preceding preceding train 50-4, and the time slot c is assigned to the rear target train 50-3.
[機能構成]
(A)列車制御装置30
図8は、列車制御装置30の機能構成図である。図8によれば、列車制御装置30は、処理部310と、記憶部320との他、不図示の操作部、表示部、通信部等を有して構成され、一種のコンピュータシステムといえる構成を備える。
[Function configuration]
(A)
FIG. 8 is a functional configuration diagram of the
処理部310は、例えばCPU等の演算装置を有して構成され、記憶部320に記憶されたプログラムやデータ等に基づいて、列車制御装置30の全体制御を行う。また、処理部310は、記憶部320に記憶された列車制御プログラム322に従って各種の演算処理を実行することで、列車位置管理部312、保護位置設定部314、及び、列車制御情報生成部316として機能する。なお、これらの各機能部を、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)や、FPGA(Field Programmable Gate Array)といった専用の演算回路で実現する構成としてもよい。
The
列車位置管理部312は、線路R上の各列車50の走行位置を管理する。すなわち、無線制御装置40を介して車上装置60から取得した返信情報80に含まれる列車50の走行位置情報をもとに、該当する列車50の走行位置を更新して、各列車50の位置の情報である在線情報326を更新する。
The train
保護位置設定部314は、各列車50の進行限界位置、及び、後ろ側保護位置を設定する。具体的には、対象の列車50の先行列車に設定された後ろ側保護位置を、対象の列車50の進行限界位置とする。また、対象の列車50の後ろ側保護位置は、対象の列車50の在線区間、対象の列車50の先行列車の在線区間等に応じて設定する。すなわち、対象の列車50の在線区間と先行列車の在線区間とが同一の場合には、在線区間の後方隣接区間の始端位置(進入側の境界位置)を後ろ側保護位置とする。また、対象の列車50の在線区間の前方区間に先行列車が在線している場合には、在線区間の始端位置(進入側の境界位置)を後ろ側保護位置とする。また、先行列車が、2区間以上前方の区間に在線している場合には、対象の列車50の後端から所定距離Dだけ後方の位置を後ろ側保護位置とする。
The protection
列車50の在線区間は、在線情報326及び区間設定テーブル324を参照して判断することができる。また、区間の境界位置は、区間設定テーブル324から取得できる。設定した各列車50の進行限界位置、及び、後ろ側保護位置は、保護位置設定データ328として記憶される。
The on-line section of the
図9は、区間設定テーブル324のデータ構成の一例を示す図である。図9によれば、区間設定テーブル324は、区間324aそれぞれに、設定範囲324bを対応付けて格納している。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the section setting table 324. According to FIG. 9, the section setting table 324 stores the
図10は、保護位置設定データ328のデータ構成の一例を示す図である。図10によれば、保護位置設定データ328は、列車それぞれの識別情報である列車ID328aそれぞれに、進行限界位置328bと、後ろ側保護位置328cとを対応付けて格納している。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the data configuration of the protection
列車制御情報生成部316は、列車50に対する列車制御情報として、保護位置設定部314によって設定された当該列車50の進行限界位置を含む列車制御情報を生成する。列車制御情報には、その他の情報として、送信対象の列車50の在線区間の上限速度情報(例えばブレーキ照査速度)や、その内方区間の上限速度情報を含めることとしてもよい。
The train control
記憶部320は、ROMやRAM、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部310が列車制御装置30を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部310の作業領域として用いられ、処理部310が実行した演算結果を一時的に格納する。記憶部320には、列車制御プログラム322と、区間設定テーブル324と、在線情報326と、保護位置設定データ328と、が記憶される。
The storage unit 320 is realized by a storage device such as a ROM, a RAM, and a hard disk. The storage unit 320 stores a program, data, and the like for the
(B)無線制御装置40
図11は、無線制御装置40の機能構成図である。図11によれば、無線制御装置40は、有線通信部402と、時計部404と、処理部410と、記憶部430との他、不図示の操作部や表示部などを有して構成され、一種のコンピュータシステムといえる構成を備える。
(B)
FIG. 11 is a functional configuration diagram of the
有線通信部402は、有線回線Cを介して、地上無線機10との有線通信を行う。時計部404は、水晶発振器等を有する発振回路の他、標準電波やGPS信号等の絶対時刻信号を受信する回路等を含んで構成され、絶対的な現在時刻を計時するとともに、指定タイミングからの経過時間を計時する。時計部404が計時する現在時刻は、タイムスロットの管理に使用される。なお、各地上無線機10が把握するタイムスロットの時刻同期が取れるのであれば(例えば、各地上無線機10の時計部106(図15参照)同士で時刻同期が取れるのであれば)、無線制御装置40の時計部404は、絶対時刻を計時できる必要はない。
The
処理部410は、例えばCPU等の演算装置を有して構成され、記憶部420に記憶されたプログラムやデータ、有線通信部402を介した受信データ等に基づいて、無線制御装置40の全体制御を行う。また、処理部410は、記憶部420に記憶された無線制御プログラム432に従って各種の演算処理を実行することで、送信情報生成部412、在線区間判定部414、送信無線機選択部416、スロット割当部418、出力制御部420として機能する。なお、これらの各機能部を、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)や、FPGA(Field Programmable Gate Array)といった専用の演算回路で実現する構成としてもよい。
The
ここで、無線制御装置40が制御対象として所掌する線路Rに定めた各区間については、区間設定テーブル434に定義されて記憶部420に記憶されているとともに、配置されている地上無線機10の各種情報については、地上無線機テーブル436として記憶部430に記憶されている。
Here, for each section determined on the track R that the
区間設定テーブル434は、列車制御装置30が記憶する区間設定テーブル324と同一のデータである、
The section setting table 434 is the same data as the section setting table 324 stored in the
図12は、地上無線機テーブル436のデータ構成の一例を示す図である。図12によれば、地上無線機テーブル436は、地上無線機436aそれぞれに、配置位置436bと、通信エリア436cと、を対応付けて格納している。配置位置436bは、キロ程で表現されることとする。通信エリア436cは、対応する地上無線機436aの通信圏を示す情報であり、電波伝搬環境やアンテナ指向性等を考慮の上、適宜設定することができ、対応する地上無線機436aからの直線距離が格納される。実際の通信エリア12の範囲は、配置位置436bを中心とし、通信エリア436cに格納された距離を半径とする範囲として判別される。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the terrestrial radio device table 436. According to FIG. 12, the terrestrial radio table 436 stores an
在線区間判定部414は、区間設定テーブル434をもとに、各列車50の在線区間を判定する。すなわち、区間設定テーブル434において(図9参照)、各区間324aの設定範囲324bのうち、各列車50の走行位置が含まれる区間を、当該列車50の在線区間として判定する。
The standing line
送信無線機選択部416は、地上無線機テーブル436をもとに、列車50の走行位置に最も近い地上無線機10を、当該列車50に対する送信情報70の送信に用いる地上無線機10として選択する。換言すると、地上側の位置(範囲)毎に、地上無線機10を定めておき、列車50の走行位置に応じて、列車50が通信相手とする地上無線機10を選択する、ということもできる。
Based on the terrestrial radio table 436, the transmission
スロット割当部418は、列車50に割り当てるタイムスロットを判定する。具体的には、列車・スロット割当データ440を参照して、在線区間判定部414によって判定された対象の列車50の在線区間のタイムスロットに、他の列車が割り当てられているかを判断する。割り当てられていなければ、区間・スロット対応テーブル438を参照して、列車50の在線区間に対応付けられているタイムスロットを判定する。割り当てられているならば、区間・スロット対応テーブル438を参照して、在線区間の後方隣接区間に対応付けられているタイムスロットを判定する。
The
列車・スロット割当データ440は、列車に対するタイムスロットの割当についてのデータである。図13に、列車・スロット割当データ440のデータ構成の一例を示す。図13によれば、列車・スロット割当データ440は、対応区間440aおよび当該対応区間440aに対応付けられている対応タイムスロット440bに対して割り当てられている列車440cを格納している。タイムスロットは、離れた位置の区間で共通利用される可能性があるため、対応タイムスロット440bだけでは一意に特定できないため、対応区間440aおよび対応タイムスロット440bの組み合わせでもってユニークな対応関係としており、この対応関係自体は、区間・スロット対応テーブル438で定義されている。
The train /
区間・スロット対応テーブル438は、区間とタイムスロットの対応付けを定めたデータテーブルである。図14に、区間・スロット対応テーブル438のデータ構成の一例を示す。図14によれば、区間・スロット対応テーブル438は、区間438aそれぞれに割り当てられたタイムスロット438bを格納している。
The section / slot correspondence table 438 is a data table that defines the association between sections and time slots. FIG. 14 shows an example of the data structure of the section / slot correspondence table 438. According to FIG. 14, the section / slot correspondence table 438 stores
出力制御部420は、送信情報生成部412によって生成された送信情報70を、スロット割当部418によって判定されたタイムスロットを示す情報とともに、送信無線機選択部416によって選択された地上無線機10へ出力することで、当該地上無線機10に、当該タイムスロットで、当該送信情報70を送信させるように制御する。
The
記憶部430は、ROMやRAM、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部410が無線制御装置40を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部410の作業領域として用いられ、処理部410が実行した演算結果を一時的に格納する。記憶部430には、無線制御プログラム432と、区間設定テーブル434と、地上無線機テーブル436と、区間・スロット対応テーブル438と、列車・スロット割当データ440と、タイムスロット設定データ442と、が記憶される。
The
タイムスロット設定データ442は、タイムスロットを規定したデータであり、タイムスロットの数や時間的な長さ、各タイムスロットの開始タイミングの情報等を含んでいる。
The time
(C)地上無線機10
図15は、地上無線機10の機能構成図である。図15によれば、地上無線機10は、無線通信部102と、有線通信部104と、時計部106と、処理部110と、記憶部120と、を有して構成される。
(C)
FIG. 15 is a functional configuration diagram of the
有線通信部104は、有線回線を介して、無線制御装置40との間で有線通信を行う。
無線通信部102は、車上装置60と無線通信を行う。具体的には、有線通信部104を介して無線制御装置40から、送信情報70と、送信するタイムスロットの指示情報とを入力した場合に、地上無線機10は、指示されたタイムスロットで送信情報70を送信するように無線通信部102を制御する。また、送信情報70を送信していない間は、地上無線機10は、無線通信部102を介して、車上装置60からの返答情報80の受信を待機する。そして、返答情報80を受信した場合には、有線通信部104を介して当該返答情報80を無線制御装置40へ出力する。
The
The
時計部106は、水晶発振器等を有する発振回路の他、標準電波やGPS信号等の絶対時刻信号を受信する回路等を含んで構成され、絶対的な現在時刻を計時するとともに、指定タイミングからの経過時間を計時する。時計部106が計時する現在時刻は、タイムスロットの管理に使用される。なお、各地上無線機10が把握するタイムスロットの時刻同期が取れるのであれば(例えば、各地上無線機10の時計部106同士で時刻同期が取れるのであれば)、時計部106は、絶対時刻を計時できなくともよい。例えば、無線制御装置40が、各地上無線機10に時刻情報を同報送信し、これを受信した地上無線機10が、受信した時刻情報に基づき、同期した時刻を時計部106で計時する構成を採用してもよい。
The
処理部110は、例えばCPU等の演算装置を有して構成され、記憶部120に記憶されたプログラムやデータ、無線通信部102や有線通信部104を介した受信データ等に基づいて、地上無線機10の全体制御を行う。また、処理部110は、記憶部120に記憶された無線機制御プログラム122に従って各種の演算処理を実行することで、送信情報更新部112、送信制御部114、出力制御部116、として機能する。なお、これらの各機能部を、ASICやFPGAといった専用の演算回路で実現する構成としてもよい。
The
送信情報更新部112は、無線制御装置40から送信情報70と、タイムスロットの指示情報とが入力されると、当該入力されたタイムスロットに対応付けるように送信情報70を送信情報データ126に記憶させる。
When the
図16は、送信情報データ126のデータ構成の一例を示す図である。図16によれば、送信情報データ126は、タイムスロット126aと、送信情報126bとを対応付けて格納している。送信情報70が無いタイムスロットについては、「空データ」が対応付けられる。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the data configuration of the
送信制御部114は、送信情報データ126に送信情報70が格納されている場合に、その送信情報70を、対応付けられたタイムスロットで無線通信部102に送信させる。例えば、図16においては、送信情報Aをタイムスロットbで無線通信部102から無線送信させる。
When the
また、送信制御部114は、送信情報70の送信に当たり、送信情報データ126から当該送信情報70を読み出した場合には、送信情報データ126に格納されていた当該送信情報70のデータを消去する。そして、読み出した送信情報70を送信する。送信情報データ126から、送信情報70のデータが消去されるが、無線制御装置40から、再度送信情報70が入力された場合には、送信情報更新部112が、入力された送信情報70を送信情報データ126に再度記憶させるため、問題とはならない。
Further, when transmitting the
出力制御部116は、無線通信部102を介して車上装置60から返信情報80を受信した場合に、受信した返信情報80を、無線制御装置40へ出力する。
When the
記憶部120は、ROMやRAM、ハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部110が地上無線機10を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部110の作業領域として用いられ、処理部110が実行した演算結果を一時的に格納する。また、記憶部120には、無線機制御プログラム122と、タイムスロット設定データ124と、送信情報データ126とが記憶される。
The
[処理の流れ]
図17〜図19は、地上側システム1における処理の流れを説明するフローチャートである。図17は、列車制御装置30における処理を示し、図18は、無線制御装置40における処理を示し、図19は、地上無線機10、及び、車上装置60のそれぞれにおける処理の流れを示している。列車制御装置30は列車制御プログラム322を実行し、無線制御装置40は無線制御プログラム432を実行し、地上無線機10は無線機制御プログラム122を実行している状態にある。
[Process flow]
17 to 19 are flowcharts for explaining the flow of processing in the
(A)列車制御装置
先ず、列車制御装置30では、図17によれば、線路R上の全ての列車それぞれを、走行方向の先頭列車から順に対象としたループAの繰り返し処理を行う。繰り返し処理において、処理の対象としている列車を「対象列車」として以下説明する。ループAの処理としては、保護位置設定部314が、先行列車の後ろ側保護位置を、対象列車の進行限界位置として設定する(ステップA1)。続いて、対象列車の後ろ側保護位置を設定する。すなわち、先行列車が、対象列車の在線区間に在線しているならば(ステップA3:YES)、対象列車の在線区間の後方隣接区間の始端位置(進入側境界位置)を、後ろ側保護位置とする(ステップA5)。また、先行列車が、対象列車の在線区間の前方区間に在線しているならば(ステップA3:NO〜A7:YES)、在線区間の始端位置(進入側境界位置)を、後ろ側保護位置とする(ステップA9)。また、先行列車が、2つ以上先の前方区間に在線しているならば(ステップA7:NO)、対象列車の後端から所定距離Dだけ後方の位置を、後ろ側保護位置とする(ステップA11)。次いで、列車制御情報生成部316が、進行限界位置を含む対象列車に対する列車制御情報を生成し(ステップA13)、対象列車の位置情報とともに、無線制御装置40へ出力する(ステップA15)。ループAの処理はこのように行われる。
(A) Train Control Device First, in the
(B)無線制御装置40
また、無線制御装置40では、図18によれば、列車制御装置30から列車制御情報が入力されると(ステップD1:YES)、この列車制御情報を含む送信情報70を生成する(ステップD3)。また、列車制御情報とともに入力された列車50の位置情報をもとに、送信無線機選択部416が、列車50の走行位置に最も近い地上無線機10を選択する(ステップD5)。また、在線区間判定部414が、列車50の位置情報をもとに、在線区間を判定する(ステップD7)。
(B)
In addition, according to FIG. 18, in the
そして、スロット割当部418が、列車50に割り当てるタイムスロットを判定する。すなわち、在線区間に対応付けられているタイムスロットに他の列車が割り当てられているならば(ステップD9:YES)、在線区間の後方隣接区間に対応付けられているタイムスロットを、列車50に割り当てると判定する(ステップD11)。割り当てられていないならば(ステップD9:NO)、在線区間に対応付けられているタイムスロットを、列車50に割り当てると判定する(ステップC13)。その後、出力制御部420が、生成された送信情報70と、割り当てられたタイムスロットとを対応付けて、選択された地上無線機10へ出力する(ステップD15)。
Then, the
(C)地上無線機10及び車上装置60
一方、地上無線機10では、図19に示すように、無線制御装置40から送信情報70が入力されたならば(ステップB1:YES)、送信情報更新部112が、入力された送信情報70を、対応付けられているタイムスロットで送信する新たな送信情報70として、送信情報データ126に記憶させる(ステップB3)。また、時計部106の計時時刻を参照して、何れかのタイムスロットの送信タイミングが到来したかを判定する。そして、タイムスロット(送信タイミング)が到来したならば(ステップB5:YES)、送信制御部114が、送信情報データ126を参照して、当該タイムスロットに対応付けられている送信情報が空データであるか否かによって、送信の実行要否を判断する(ステップB7)。空データでないならば、実行要と判断し(ステップB9:YES)、当該タイムスロットに対応付けられている送信情報70を無線通信部102から送信させる(ステップB11)。
(C)
On the other hand, in the
他方、車上装置60では、地上無線機10から送信情報70を受信したならば(ステップC1:YES)、自列車の走行位置情報を含む返信情報80を生成して送信する(ステップC3)。
On the other hand, if the on-
すると、地上無線機10では、車上装置60から返信情報80を受信したならば(ステップB13:YES)、出力制御部116が、受信した返信情報80を無線制御装置40へ出力する(ステップB15)。
Then, in the
そして、無線制御装置40では、図18に示すように、地上無線機10から返信情報80が入力されると(ステップD17:YES)、この返信情報80を、列車制御装置30へ出力する(ステップD19)。そして、列車制御装置30では、図17に示すように、無線制御装置40から返信情報が入力されると(ステップA17:YES)、列車位置管理部312が、この返信情報80に含まれる列車の走行位置情報をもとに、在線情報326を更新する(ステップA19)。
Then, in the
[作用効果]
このように、本実施形態の地上側システム1によれば、列車50の走行位置に応じたタイミングで送信情報70が送信されるという、全く新しい鉄道用の無線通信システムを実現することができる。すなわち、地上制御装置20には、線路Rを区切った区間それぞれの設定範囲と当該範囲で無線通信をする際のタイムスロットとが関連付けて記憶されるとともに、地上無線機10の配置位置が記憶されている。そして、地上制御装置20は、列車50に最も近い地上無線機10から、当該列車50の在線区間に関連付けられているタイムスロットで、当該列車50に向けた送信情報70を送信させる。つまり、列車の走行位置に応じてタイムスロットが決まるため、地上無線機10毎の各列車へのタイムスロットの割り当てや、新たな通信エリアへの列車の進入・進出の検出、搬送周波数の切り替えといったハンドオーバーを実現するための処理が不要となる。
[Function and effect]
Thus, according to the
また、地上側システム1では、1つの区間に2本の列車の在線が可能となるとともに、この2本の列車それぞれに列車制御情報を送信させるタイムスロットを異ならせることができる。すなわち、後続列車が衝突しないように対象列車の後方に定める後ろ側保護位置を、対象列車と先行列車が連続する異なる区間に在線している場合には、対象列車の在線区間の始端位置に定め、同一の区間に在線している場合には、対象列車の在線区間の後方隣接区間の始端位置に定めることで、連続する2つの区間内に2本を超える列車が在線しないような列車制御を行う。そして、連続する2つの区間それぞれに関連付けられている2つのタイムスロットを、当該2つの区間内に在線する2本の列車それぞれに割り当てる。
In the
[変形例]
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
[Modification]
It should be noted that embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
(A)区間の設定変更
例えば、区間を任意に設定変更可能としても良い。図20は、区間の設定変更の一例として、ある区間を2つの区間に分ける場合を説明する図である。図20(1)に示すように、3つの区間A,B,Cが設定されている。そして、図20(2)は、図20(1)における区間Bを2つの区間B1,B2に分割して、区間の数を増加させた場合である。区間の設定変更に応じて、各区間のタイムスロットの割り当てを再度行う必要がある。各区間のタイムスロットの再割り当ては、地上無線機10間の干渉を防ぐため、上述の実施形態と同様に行う(図4参照)。地上無線機10間の通信干渉は、タイムスロットに着目すればよく、通信周波数を考慮する必要はない。そのため、変更のない区間に対するタイムスロットは従前の割り当てのまま変更する必要がない。図20(2)では、区間A,Cそれぞれに割り当てられているタイムスロットa,eはそのままとすることができる。タイムスロットの割り当てを変更する必要があるのは、新たな区間B1,B2のみであり、図20(2)の例では、新たなタイムスロットc,hを割り当てられている。
(A) Section setting change For example, the section may be arbitrarily changed. FIG. 20 is a diagram illustrating a case where a certain section is divided into two sections as an example of setting change of the section. As shown in FIG. 20 (1), three sections A, B, and C are set. FIG. 20 (2) shows a case where the section B in FIG. 20 (1) is divided into two sections B1 and B2 to increase the number of sections. It is necessary to reassign time slots for each section in accordance with the section setting change. The reassignment of the time slots in each section is performed in the same manner as in the above-described embodiment in order to prevent interference between the terrestrial radio devices 10 (see FIG. 4). As for the communication interference between the
このように、区間を設定変更することで、列車の運行密度を変更することができる。すなわち、図20に示すように、区間の数を増やすことで、物理的(空間的)に同一の範囲において列車運行密度を高めることができる。図20(1)では、区間Bには1つの列車50−6のみが位置することができるが、図20(2)に示すように、区間Bを分割した区間B1,B2それぞれに列車50が位置することができるため、物理的(空間的)に同一の元の区間Bの範囲に2つの列車が位置可能となる。逆に、区間の数を減らすことで列車運行密度を低下させることができる。
Thus, the train operation density can be changed by changing the setting of the section. That is, as shown in FIG. 20, by increasing the number of sections, the train operation density can be increased in the same physical (spatial) range. In FIG. 20 (1), only one train 50-6 can be located in the section B. However, as shown in FIG. 20 (2), the
(B)区間とタイムスロットとの組み合わせを複数用意
また、区間とタイムスロットとの組み合わせ(設定情報)を予め複数用意しておき、選択した組み合わせに従って、送信情報70を送信するタイムスロットを選択することとしても良い。
(B) A plurality of combinations of sections and time slots are prepared. Also, a plurality of combinations (setting information) of sections and time slots are prepared in advance, and a time slot for transmitting
図21は、区間とタイムスロットとの組み合わせを説明する図である。図21に示すように、無線制御装置40は、区間の設定範囲や数、各区間へのタイムスロットの割り当てを異なるように定めた複数の組み合わせ情報340(340−1,340−2,340−3,…)を記憶しておく。そして、無線制御装置40は、例えば、時間帯や曜日に応じて、記憶しているこれらの組み合わせ情報340のうちから選択した組み合わせ情報340に従って、送信情報70を送信するタイムスロットを選択する。地上無線機10側は、これらの組み合わせ情報340を知る必要が無い。
FIG. 21 is a diagram for explaining combinations of sections and time slots. As shown in FIG. 21, the
(C)地上無線機10の選択
無線制御装置40が、列車50の在線位置に基づいて、当該列車50に対する送信情報70の送信に用いる地上無線機10を選択する際に、当該列車50の走行速度を考慮することとしても良い。すなわち、列車50の車上装置60は、自列車の走行速度を返信情報80に含めて送信することで、列車制御装置30では、各列車の走行速度を把握することができる。列車制御装置30は、列車制御情報とともに列車50の位置及び速度を無線制御装置40に出力し、無線制御装置40は、列車50の位置及び速度から、地上無線機10から送信情報70が送信される時点の当該列車50の予測位置を算出し、この予測位置に基づいて地上無線機10を選択、例えば予測位置に最も近い地上無線機10を選択する。
(C) Selection of the
(D)連続する区間数N
上述した実施形態では、連続する区間数が「2(N=2)」の場合について説明したが、「3以上(N≧3)」の場合についても同様に適用可能である。すなわち、少なくとも連続するN個(N≧2)の区間で異なるようにタイムスロットを設定しておき、連続するN個の区間内にN本を超える列車が在線しないように列車制御情報を生成する。そして、列車が在線する区間を含む連続するN個の区間に関連付けられたN個のタイムスロットの中から、当該列車へ列車制御情報を送信させるタイムスロットを選択して、地上無線機に当該タイムスロットで列車制御情報を送信させる。
(D) Number of consecutive sections N
In the above-described embodiment, the case where the number of consecutive sections is “2 (N = 2)” has been described. However, the present invention can be similarly applied to a case where “3 or more (N ≧ 3)”. That is, the time slot is set to be different at least in N consecutive sections (N ≧ 2), and train control information is generated so that no more than N trains are present in the consecutive N sections. . Then, a time slot for transmitting train control information to the train is selected from N time slots associated with consecutive N sections including a section where the train is present, and the time is set to the ground radio. Train control information is transmitted in the slot.
(E)地上無線機10による送信情報70の送信周波数
上述の実施形態では、地上無線機10は、同じ送信周波数で送信情報70を送信することとしたが、送信周波数を違えることとしてもよいことは勿論である。例えば、上り方の地上無線機10と、下り方の地上無線機10とを別々に設置・構成することとして、上り方と下り方とで、異なる送信周波数を用いることとしてもよい。
(E) Transmission frequency of
1 地上側システム
10 地上無線機
102 無線通信部、104 有線通信部、106 時計部
110 処理部
112 送信情報更新部、114 送信制御部
116 出力制御部
120 記憶部
122 無線機制御プログラム、124 タイムスロット設定データ
126 送信情報データ
20 地上制御装置
30 列車制御装置
310 処理部
312 列車位置管理部、314 保護位置設定部
316 列車制御情報生成部
320 記憶部
322列車制御プログラム、324 区間設定テーブル
326 在線情報、328 保護位置設定データ
40 無線制御装置
402 有線通信部、404 時計部
410 処理部
412 送信情報生成部、414 在線区間判定部
416 送信無線機選択部、418 スロット割当部、420 出力制御部
430 記憶部
432 無線制御プログラム、434 区間設定テーブル
436 地上無線機テーブル、438 区間・スロット対応テーブル
440 列車・スロット割当データ、442 タイムスロット設定データ
50 列車、60 車上装置
70 送信情報、80 返信情報
R 線路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記線路を区切った区間それぞれに関連付けて、少なくとも連続するN個(N≧2)の前記区間で異なるように設定された前記地上無線機による無線通信をする際のタイムスロットを記憶する記憶手段と、
前記地上無線機の配置位置を記憶する無線機位置記憶手段と、
連続するN個の前記区間内に、N本を超える列車が在線しないように前記列車制御情報を生成する生成手段と、
前記列車へ前記列車制御情報を送信させる前記地上無線機を、前記無線機位置記憶手段の記憶内容を参照して当該列車の前記列車位置情報に基づいて選択する無線機選択手段と、
前記列車が在線する前記区間を含む連続するN個の前記区間に関連付けられたN個のタイムスロットの中から、当該列車へ前記列車制御情報を送信させるタイムスロットを選択するスロット選択手段と、
前記無線機選択手段により選択された地上無線機に、前記スロット選択手段により選択されたタイムスロットで前記列車制御情報を送信させる送信制御手段と、
を備えた地上制御装置。 Train position information is acquired from each train via the ground radio of any of a plurality of ground radios arranged along the track, and train control information for each train based on the train position information A ground control device for generating and transmitting to a corresponding train,
Storage means for storing time slots for wireless communication by the ground radio set so as to be different in at least N consecutive sections (N ≧ 2) in association with each section dividing the line; ,
Radio position storage means for storing an arrangement position of the ground radio,
Generating means for generating the train control information so that there are no more than N trains in the N consecutive sections;
Radio equipment selection means for selecting the terrestrial radio equipment for transmitting the train control information to the train based on the train position information of the train with reference to the stored contents of the radio equipment position storage means;
Slot selecting means for selecting a time slot for transmitting the train control information to the train from N time slots associated with the N consecutive sections including the section where the train is located;
Transmission control means for causing the ground radio selected by the radio selection means to transmit the train control information in the time slot selected by the slot selection means,
Ground control device equipped with.
請求項1に記載の地上制御装置。 N is “2”.
The ground control apparatus according to claim 1.
連続する2つの前記区間内に1本の列車が在線している場合には、当該列車が在線している区間に関連付けられたタイムスロットを当該列車に選択し、
連続する2つの前記区間内に2本の列車が在線している場合には、進行方向前方の列車から順に、当該2つの区間に関連付けられたタイムスロットを進行方向順に選択する、
請求項2に記載の地上制御装置。 The slot selecting means includes
When one train is present in two consecutive sections, the time slot associated with the section in which the train is present is selected for the train,
When two trains are present in two consecutive sections, the time slots associated with the two sections are selected in order of the traveling direction in order from the train ahead of the traveling direction.
The ground control apparatus according to claim 2.
を更に備え、
前記生成手段は、当該列車の先行列車に設定された前記保護位置に基づいて、当該列車の進行限界位置を定めて当該列車の列車制御情報を生成する、
請求項2又は3に記載の地上制御装置。 A protection position setting unit that sets a protection position behind the target train in order to prevent rear-end collision of the rear train, and 1) the target train and the preceding train of the target train are located in different sections that are not continuous. If it is, the protection position is set at a position that is a predetermined distance behind the target train, and 2) when the target train and the preceding train of the target train are in different continuous sections. , The protection position is set at the start position of the section where the target train is present, and 3) the target train and the preceding train of the target train are present in the same section, the target A protection position setting unit that sets the protection position at the start position of the rear adjacent section of the section where the train is located;
Further comprising
The generation means generates train control information of the train by determining a travel limit position of the train based on the protection position set in the preceding train of the train.
The ground control apparatus according to claim 2 or 3.
請求項1〜4の何れか一項に記載の地上制御装置と、
が通信接続されて構成された地上側システム。 A plurality of terrestrial radio devices arranged along the track;
The ground control device according to any one of claims 1 to 4,
A ground-side system that is configured by communication connection.
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