JP6638899B2 - 位置管理システム - Google Patents
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Description
そこで、以下のような位置管理システムが知られている。つまり、トンネル延長方向に沿って適宜の間隔で副固定局を固定して配置し、副固定局と通信を行う移動局を入坑者に携帯させる。そして、副固定局が送信する呼出信号に応答して移動局が呼応信号を送信し、呼応信号を受信した副固定局の位置から入坑者の位置を検出する(例えば、特許文献1参照)。
しかし、リーダライタは高価であるために、副固定局としてトンネル坑内などの作業現場に多数を設置することはコストアップにつながる。
[位置管理システムの全体構成例]
図1は、本実施形態における位置管理システムの全体構成例を示している。同図は、作業現場の一例としてのトンネル坑内1を側面方向により模式的に示している。
同図にはトンネル坑内1(所定の場所の一例)が示されている。トンネル坑内1は、例えばトンネル工事が行われている作業現場である。本実施形態における位置管理システムは、トンネル坑内1における作業員(人員の一例)と資機材とを位置管理対象として位置管理を行う。
バッテリーロコ100は、例えば有害な排気ガスが発生せず、また、引火性のガスなどが発生しても引火を誘発する可能性が非常に低いことから、トンネル坑内1のような狭い作業空間での使用に向いている。
また、バッテリーロコ100には、作業員や資機材などを積載する1台以上の台車が連結されてもよい。ただし、同図においては図示を簡単にすることの便宜上、台車の図示を省略している。
バッテリーロコ100は、トンネル坑内1に敷設された軌条2の上に置かれる。これにより、バッテリーロコ100は、トンネル坑内1において軌条2上を走行しながら移動する。バッテリーロコ100は軌条2に沿って、矢印FWにより示す前進方向と矢印BKにより示す後退方向とのいずれの方向にも移動することができる。同図において、矢印FWにより示す進行方向がバッテリーロコ100の前進方向であり、矢印BKにより示す進行方向がバッテリーロコ100の後退方向である。
本実施形態において、作業員WKは、それぞれRF(Radio Frequency)タグを所持して入坑する。具体的に作業員WK1は、RFタグ400−1を所持し、作業員WK2は、RFタグ400−2を所持する。
RFタグ400−1、400−2は、それぞれ、非接触型の通信によってデータの書き込み、読み出しが行われる記憶媒体(非接触型記憶媒体)の1つであり、RFID(Radio Frequency Identification)タグなどとも呼ばれる。
つまり、作業員WK1、WK2は、トンネル坑内1に入坑するときに、それぞれ、自分が所持するRFタグ400−1、400−2を入口1aに設けられたRFタグ対応リーダライタ500にかざして、RFタグ400−1、400−2に記憶されている作業員識別子を読み込ませる。RFタグ対応リーダライタ500は、読み込んだ作業員識別子を入坑記録として管理装置700に送信する。
また、作業員WK1、WK2は、トンネル坑内1から出坑するときに、それぞれ、自分が所持するRFタグ400−1、400−2を入口1aに設けられたRFタグ対応リーダライタ500にかざして、RFタグ400−1、400−2に記憶されている作業員識別子を読み込ませる。RFタグ対応リーダライタ500は、読み込んだ作業員識別子を出坑記録として管理装置700に送信する。
同図においてはトンネル坑内1において1つの資機材ME1、ME2が配置された状態が示されているが、トンネル坑内1において配置される資機材の数なども作業工程などに応じて適宜変更される。なお、以降において資機材ME1、ME2について特に区別しない場合には、資機材MEと記載する。
また、本実施形態において、資機材MEには、RFタグが取り付けられる。具体的に資機材ME1にはRFタグ400−11が取り付けられ、資機材ME2にはRFタグ400−12が取り付けられる。
なお、RFタグ400−1、400−2、400−11、400−12について特に区別しない場合には、RFタグ400と記載する。
RFタグ対応通信装置200は、同図に示すように例えば数メートル程度の通信距離Lrの範囲内に位置するRFタグ400と通信を行う。
バッテリーロコ100は、稼働中においてはトンネル坑内1を常に移動している。このために、バッテリーロコ100がトンネル坑内1の移動に応じて、作業員WKや資機材MEのRFタグ400が通信距離Lrの範囲内に位置すると、RFタグ対応通信装置200がRFタグ400と通信を行う。
無線LANアクセスポイント600−1は、例えば、距離DSの約1/2に対応する50m程度の通信距離に対応する通信可能範囲Lw1を有する。同様に、無線LANアクセスポイント600−2、600−3、600−4・・・も、距離DSの約1/2に対応する50m程度の通信距離に対応する通信可能範囲Lw2、Lw3、Lw4・・・を有する。
また、通信可能範囲Lw1、Lw2、Lw3、Lw4・・・について特に区別しない場合には、通信可能範囲Lwと記載する。
無線LAN対応通信装置300は、自己が存在する通信可能範囲Lwに対応する無線LANアクセスポイント600と通信を行う。同図に示されるように、トンネル坑内1における場所は、無線LANアクセスポイント600の通信可能範囲Lwのうちのいずれかに含まれるようにされている。このために、無線LAN対応通信装置300は、トンネル坑内1において、常に複数の無線LANアクセスポイント600のうちのいずれか1つと通信が可能な状態にある。なお、実際には、隣接する通信可能範囲Lwが重複する領域が存在する場合があるが、このような場合には、電界強度が強い方の通信可能範囲Lwの無線LANアクセスポイント600と通信を行えばよい。
管理装置700は、トンネル坑内1に設けられる無線LANアクセスポイント600と通信が可能なように接続されている。
本実施形態の位置管理システムは、以下に説明する構成により、作業員WKと資機材MEのそれぞれについて、いずれの区間SECに存在しているのかが把握されるようにトンネル坑内1における位置を管理する。
図2を参照して、バッテリーロコ100に搭載されるRFタグ対応通信装置200と無線LAN対応通信装置300の動作例について説明する。
RFタグ対応通信装置200は、前述のように、通信距離Lr(図1)の範囲内に位置するRFタグ400と通信を実行する。
そのうえで、RFタグ対応通信装置200は、RFタグ400から位置管理対象識別子を取得すると、無線LAN対応通信装置300に、取得した位置管理対象識別子を引き渡すとともに、取得した位置管理対象識別子の管理装置700への送信を指示する。
上記の指示に応じて、無線LAN対応通信装置300は、宛先として管理装置700を指定して、RFタグ対応通信装置200から引き渡された位置管理対象識別子を無線LANアクセスポイント600に送信する。
無線LAN対応通信装置300から位置管理対象識別子を受信した無線LANアクセスポイント600は、受信した位置管理対象識別子を管理装置700に転送する。
図3は、本実施形態の管理装置700の構成例を示している。同図に示す管理装置700は、通信インターフェース部701、制御部702及び記憶部703を備える。
通信インターフェース部701は、トンネル坑内1の入口1aに設けられるRFタグ対応リーダライタ500と通信を行う。また、通信インターフェース部701は、トンネル坑内1に設けられる無線LANアクセスポイント600と通信を行う。なお、通信インターフェース部701と無線LANアクセスポイント600との間の通信は、例えば有線によるLANであればよいが、無線による中継が行われてもよい。
同図に示すように、記憶部703は、無線LANアクセスポイント位置情報記憶部731、作業員位置管理情報記憶部732、資機材位置管理情報記憶部733を備える。
具体的に、同図の無線LANアクセスポイント位置情報における1行目における「AP001」の無線LANアクセスポイント識別子は、図1の無線LANアクセスポイント600−1を示す。従って、同図の無線LANアクセスポイント位置情報における1行目は、トンネル坑内1において無線LANアクセスポイント600−1が設置された位置が第1区間SEC1(図1)であることを示している。
作業員名の領域は、対応の作業員の氏名を示す情報を格納する。
作業員識別子の領域は、対応の作業員に付与された作業員識別子(位置管理対象識別子)を格納する。
1つの作業員位置履歴情報の領域は、日付単位による作業員位置履歴情報を格納する。
年月日の領域は、対応の日付としての年月日を格納する。
入坑時刻の領域は、対応の日付における作業員の入坑時刻を格納する。前述のように、作業員は入坑に際して、RFタグ対応リーダライタ500に作業員識別子を読み込ませる。
RFタグ対応リーダライタ500は、読み込んだ作業員識別子と、読み込んだ時刻とを含む入坑通知を管理装置700に送信する。
管理装置700において制御部702は、受信された入坑通知に含まれる作業員識別子を格納する作業員位置履歴情報を読み出し、読み出した作業員位置履歴情報における入坑時刻の領域に、入坑通知に含まれる時刻を格納する。
RFタグ対応リーダライタ500は、読み込んだ作業員識別子と、読み込んだ時刻とを含む出坑通知を管理装置700に送信する。
管理装置700において制御部702は、受信された出坑通知に含まれる作業員識別子を格納する作業員位置履歴情報を読み出し、読み出した作業員位置履歴情報における出坑時刻の領域に、出坑通知に含まれる時刻を格納する。
同図に示すように、坑内位置履歴情報は、時刻ごとに坑内位置を対応付けた構造である。坑内位置履歴情報における時刻は、対応の作業員が所持するRFタグ400が、バッテリーロコ100に搭載されたRFタグ対応通信装置200と通信を行った時刻を示す。坑内位置は、対応の時刻において特定された作業員WKのトンネル坑内1における位置を示す。ここでの坑内位置は、図1に示した区間SECによって示される。
資機材名の領域は、対応の資機材の氏名を示す情報を格納する。
資機材識別子の領域は、対応の資機材に付与された資機材識別子(位置管理対象識別子)を格納する。
1つの資機材位置履歴情報の領域は、日付単位による資機材位置履歴情報を格納する。
年月日の領域は、対応の日付としての年月日を格納する。
同図に示すように、坑内位置履歴情報は、時刻ごとに坑内位置を対応付けた構造である。坑内位置履歴情報における時刻は、対応の資機材に取り付けられたRFタグ400が、バッテリーロコ100に搭載されたRFタグ対応通信装置200と通信を行った時刻を示す。坑内位置は、対応の時刻において特定された資機材MEのトンネル坑内1における位置を示す。ここでの坑内位置は、図1に示した区間SECによって示される。
図7のフローチャートを参照して、本実施形態の管理装置700が位置管理対象(作業員WKまたは資機材ME)の位置管理のために実行する処理手順例について説明する。
RFタグ対応通信装置200は、取得した位置管理対象識別子401を、無線LAN対応通信装置300から無線LANアクセスポイント600を介して管理装置700に送信させる。
そして、位置管理対象識別子が受信されると(ステップS101−YES)、位置管理部721は、例えば現在時刻をステップS101に応じて位置管理対象識別子が受信された時刻として取得する(ステップS102)。このように取得された時刻は、ステップS101に応じて受信された位置管理対象識別子の取得元であるRFタグ400と、RFタグ対応通信装置200との通信が行われた時刻に相当する。つまり、ステップS102にて取得された時刻は、位置管理対象としての作業員WKまたは資機材MEの存在がトンネル坑内1にて確認された時刻である。
ステップS101に応じて無線LANアクセスポイント600から送信された位置管理対象識別子を含むパケットには、送信元の無線LANアクセスポイント600の識別子(無線LANアクセスポイント識別子)が含まれている。
そこで、ステップS103の処理にあたり、位置管理部721は、ステップS101に応じて受信された位置管理対象識別子のパケットに含まれていた無線LANアクセスポイント識別子を取得する。位置管理部721は、取得した無線LANアクセスポイント識別子に対応付けられた位置(区間SEC)を、無線LANアクセスポイント位置情報記憶部731から取得する。
このように取得された位置は、ステップS101に応じて受信された位置管理対象識別子を記憶するRFタグ400とバッテリーロコ100が搭載するRFタグ対応通信装置200とが通信を行った位置である。即ち、ステップS101に応じて受信された位置管理対象識別子が示す位置管理対象の坑内位置である。このようにして、ステップS103において、位置管理対象の坑内位置が特定される。
上記の処理により、トンネル坑内1においてRFタグ400とバッテリーロコ100に搭載されたRFタグ対応通信装置200とが通信を行うごとに、対応の位置管理対象のトンネル坑内1での位置を示す情報が管理装置700にて時系列に従って蓄積されていく。
ここで、本実施形態との比較として、トンネル坑内1における位置管理対象の他の例について図8を参照して説明する。なお、同図において図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
なお、以降の説明にあたり、RFタグ対応通信装置200−1〜200−Nについて特に区別しない場合には、RFタグ対応通信装置200と記載する。
このように、同図の構成では、RFタグ対応通信装置200は、バッテリーロコ100に搭載されるのではなく、トンネル坑内1において複数が設置される。
作業員WKが作業のためにトンネル坑内1を移動しているときに、トンネル坑内1に備えられるRFタグ対応通信装置200のいずれかの通信距離の範囲内に位置する状態となる場合がある。このような状態となった場合、RFタグ対応通信装置200は、通信距離の範囲内に位置するRFタグ400と通信を行って、RFタグ400に記憶されている作業員IDを読み出し、読み出した作業員IDを含む作業員検出通知を管理装置700に送信する。
管理装置700は、作業員検出通知の受信に応じて、受信された作業員検出通知に含まれる作業員IDと、作業員検出通知の送信元のRFタグ対応通信装置200のトンネル坑内1における位置と、作業員検出通知が受信された時刻とを対応付けて作業員管理情報として記憶する。
このように管理装置700が、作業員検出通知の受信に応じて、作業員IDとトンネル坑内1における位置と時刻とを対応付けた作業員管理情報を記憶することにより、トンネル坑内1において作業員WKがいつどの場所にて作業していたのかを把握することが可能になる。
RFタグ対応通信装置200は、比較的高価である。このために、トンネル坑内1において多数のRFタグ対応通信装置200を設置することによりコストの負担が増加する。
このようにして、本実施形態においては、図8に示される位置管理の構成に対して、より軽いコスト負担で位置管理システムを構築することができる。
[位置管理システムの構成例]
続いて、第2実施形態について説明する。図9は、本実施形態における位置管理システムの全体構成例を示している。なお、同図において、図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。また、同図においては、図示を簡単で分かりやすくすることの便宜上、図1に示していた作業員WKと資機材MEの図示を省略している。
具体的に、無線LANアクセスポイント600−1の通信可能範囲Lw1においては、入口1aからのトンネルの延伸方向に沿った距離が無線LANアクセスポイント600−1と同じとなる位置に1つの反射板800−1が配置される。
同様にして、無線LANアクセスポイント600−2〜600−4・・・の通信可能範囲Lw2〜Lw4・・・において各1つの反射板800−2〜800−4・・・が配置される。
なお、以降の説明にあたり、反射板800−1〜800−4・・・について特に区別しない場合には、反射板800と記載する。
図10は、反射板検出装置900が搭載されたバッテリーロコ100を示している。なお、同図において、図2と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
反射板検出装置900は、反射板800を検出する装置である。具体的に、反射板検出装置900は、検出用の光を一定方向に対して射出するとともに、射出した光の反射量を検出する。反射板検出装置900は、例えばトンネル坑内1の側面方向に対して光を射出するように設けられる。これに対応して、反射板800は、それぞれ、トンネル坑内1の側面の近傍において反射板検出装置900から射出される光を受けることのできる高さに設けられる。
反射板検出装置900は、検出された反射量が一定未満の場合には、反射板800が検出されていないと判定する。一方、検出された反射量が一定以上の場合には、反射板800が検出されたと判定する。
反射板800が検出されたことを判定した場合、反射板検出装置900は、反射板800を検出したことを通知するための反射板検出通知を、無線LAN対応通信装置300から無線LANアクセスポイント600を介して管理装置700に送信させる。
本実施形態における管理装置700は、位置管理対象の位置管理にあたり、無線LANアクセスポイント600から受信される反射板検出通知に基づいて、バッテリーロコ100が最後に通過した反射板(最終通過反射板)を認識する。
また、同図の説明にあたり、反射板800については、トンネルの入口1aから終端に向かって、順次、反射板800−1、800−2、800−3、800−4・・・がそれぞれ、第1反射板、第2反射板、第2反射板、第4反射板・・・のように番号が付されて管理されている場合を例に挙げる。
次に、位置管理部721は、反射板検出通知が受信されるのを待機する(ステップS202−NO)。
反射板検出通知が受信されると(ステップS202−YES)、位置管理部721は、現在のバッテリーロコ100の進行方向が前進方向か否かについて判定する(ステップS203)。なお、位置管理部721は、バッテリーロコ100の進行方向について、例えば無線LAN対応通信装置300と無線LANアクセスポイント600との通信を介してバッテリーロコ100から通知される走行状態によって認識することができる。
今回の反射板検出通知の受信が、バッテリーロコ100の方向転換後における2回目以降の受信である場合(ステップS204−NO)、今回バッテリーロコ100が通過した反射板800は、前回通過した反射板800に対して1つ終端側の反射板800である。そこで、この場合の位置管理部721は、変数nをインクリメントする(ステップS205)。
そこで、位置管理部721は、最終通過反射板情報について第n反射板であることを示すように更新する(ステップS206)。ステップS206の処理の後、位置管理部721は、ステップS202に処理を戻す。
今回の反射板検出通知の受信が、バッテリーロコ100の方向転換後における2回目以降の受信である場合(ステップS207−NO)、今回バッテリーロコ100が通過した反射板800は、前回通過した反射板800に対して1つ入口1a側の反射板800である。そこで、この場合の位置管理部721は、変数nをデクリメントする(ステップS208)。
そして、この場合の位置管理部721は、最終通過反射板情報について、ステップS208により変更された変数nに対応する第n反射板であることを示すように更新を行う(ステップS206)。
ただし、本実施形態においては、図7のステップS103における位置管理対象の坑内位置特定の処理として、図13のフローチャートに示す処理が実行される。
具体的に、無線LANアクセスポイント600−1の通信可能範囲Lw1に対応する区間は、反射板800−1の位置を境界として第1区間SEC1と第2区間SEC2の2つに区分されている。
残る無線LANアクセスポイント600−1以外の無線LANアクセスポイント600の通信可能範囲Lwに対応する各区間も、同じ通信可能範囲Lwに設置された反射板800の位置を境界として2つの区間SECに区分される。
つまり、図12に示すように、無線LANアクセスポイント位置情報は、無線LANアクセスポイント識別子ごとに、位置として、2つの区間が対応付けられる。
具体的に、無線LANアクセスポイント600−1を示す「AP001」の無線LANアクセスポイント識別子には、位置として第1区間SEC1と第2区間SEC2の2つの区間が対応付けられる。
さらに、同図の無線LANアクセスポイント位置情報おいては、無線LANアクセスポイント識別子ごとに反射板の情報が対応付けられる。この反射板の情報は、対応の無線LANアクセスポイント識別子が示す無線LANアクセスポイント600の通信可能範囲に設置された反射板800の番号を示す。
位置管理部721は、図7のステップS101にて受信された位置管理対象識別子の送信元の無線LANアクセスポイント600に対応する2つの区間を坑内位置候補として取得する(ステップS301)。
ステップS301において、位置管理部721は、位置管理対象識別子とともに受信された位置管理対象識別子の送信先の無線LANアクセスポイント600の無線LANアクセスポイント識別子を取得する。位置管理部721は、取得した無線LANアクセスポイント識別子に対応付けられた位置としての2つの区間を無線LANアクセスポイント位置情報記憶部731から取得する。
最終通過反射板情報が位置管理対象識別子の送信元の無線LANアクセスポイント600の通信可能範囲Lw内に設置された反射板800を示している場合(ステップS302−YES)、以下のことがいえる。つまり、バッテリーロコ100は、位置管理対象識別子の送信元の無線LANアクセスポイント600の通信可能範囲Lwにおいて、反射板800を通過した後に、RFタグ400と通信を行っている。
そこで、この場合の位置管理部721は、さらに以下の処理を実行する。つまり、位置管理部721は、現在のバッテリーロコ100の進行方向が前進方向であるか否かについて判定する(ステップS303)。
そこで、この場合の位置管理部721は、ステップS301にて坑内位置候補として取得された2つの区間のうち、トンネル坑内1の終端側の区間を坑内位置として特定する(ステップS304)。
そこで、この場合の位置管理部721は、ステップS301にて坑内位置候補として取得された2つの区間のうち、トンネルの入口側の区間を坑内位置として特定する(ステップS306)。
そこで、この場合にも、位置管理部721は、現在のバッテリーロコ100の進行方向が前進方向であるか否かについて判定する(ステップS305)。
そこで、この場合の位置管理部721は、ステップS301にて坑内位置候補として取得された2つの区間のうち、トンネル坑内1の入口側の区間を坑内位置として特定する(ステップS306)。
そこで、この場合の位置管理部721は、ステップS301にて坑内位置候補として取得された2つの区間のうち、トンネル坑内1の終端側の区間を坑内位置として特定する(ステップS304)。
また、設置される反射板800の数は、無線LANアクセスポイント600の通信可能範囲Lwごとに同じである必要はない。例えば、高い分解能で位置管理対象の位置を特定したい区間に対応する無線LANアクセスポイント600の通信可能範囲Lwにおいては、他の通信可能範囲Lwよりも反射板800の設置数を多くするようにしてもよい。
Claims (2)
- 所定の場所における人員または資機材としての位置管理対象が有する非接触型記憶媒体と、
前記所定の場所内を移動する移動車両とともに移動するように設けられ、通信距離の範囲内に位置する非接触型記憶媒体と通信を行うことで、非接触型記憶媒体が記憶する位置管理対象に対応の識別子を取得する非接触型記憶媒体対応通信装置と、
前記所定の場所において前記移動車両が通行する規定の経路に沿って、通信距離に基づく所定の距離を隔てて設置される複数の親無線通信装置と、
前記移動車両とともに移動するように設けられ、前記親無線通信装置と通信を行って、前記非接触型記憶媒体対応通信装置により取得された識別子を前記親無線通信装置に送信する子無線通信装置と、
前記親無線通信装置を介して前記非接触型記憶媒体対応通信装置により取得された識別子が受信されると、受信された識別子の送信先の親無線通信装置が設置された位置に基づいて、前記受信された識別子に対応する位置管理対象の位置を特定する管理装置と
を備える位置管理システム。 - 前記親無線通信装置の通信距離に対応する範囲において設置される1以上の反射板と、
前記移動車両とともに移動し、前記反射板を検出するように設けられる反射板検出装置とをさらに備え、
前記子無線通信装置は、前記反射板検出装置により反射板が検出されると、反射板の検出を通知する反射板検出通知を前記親無線通信装置に送信し、
前記管理装置は、前記親無線通信装置を介して前記反射板検出通知が受信されると、前回の前記反射板検出通知の受信に応じて特定された反射板と、前記移動車両の進行方向とに基づいて、前記移動車両が最後に通過した反射板を特定し、前記親無線通信装置を介して識別子が受信されると、受信された識別子の送信先の親無線通信装置が設置された位置と、前記移動車両が最後に通過したと特定された反射板と、前記移動車両の進行方向とに基づいて、前記受信された識別子に対応する位置管理対象の位置を特定する
請求項1に記載の位置管理システム。
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