JP6756380B2 - 第１の列車搭載装置、第２の列車搭載装置、列車衝突防止システム、方法およびプログラム - Google Patents

第１の列車搭載装置、第２の列車搭載装置、列車衝突防止システム、方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、列車間の衝突を防止する技術に関する。
一般に、列車を安全に運行するため、ＦＭＳ（Fleet Management System）では、地上管制施設の中継により列車間の制御が行われる。走行列車の前方に別の列車が予期せず在線しているなどの緊急時には、運転士が、状況を目視などで確認するとともに列車の停止を判断する。そして、運転士は、地上管制施設の司令員に連絡をとることにより、現場の状況を報告したり走行の再開を判断したりする。また、運転士の睡眠時無呼吸症候群などによるヒューマンエラーへの対策として、自動列車停止装置（ＡＴＳ：Automatic Train Stop）や、自動列車制御装置（ＡＴＣ：Automatic Train Control）等が知られている。
しかしながら、運転士の判断にゆだねる場合、運転士による判断ストレスや対応の違いが発生する可能性がある。また、ＡＴＳやＡＴＣは、設置コストや保守コストが問題となる。
このような問題に関連して、列車の追突を防止する技術の一例が、特許文献１に記載されている。この関連技術は、同一の線路を走行する２つの列車のうち、後続列車の前部に質問装置を搭載する。また、先行列車の後部に応答装置を搭載する。そして、質問装置は、質問信号を送信し、応答装置は、質問信号に同期した信号を送信する。そして、質問装置は、応答装置から受信した信号に基づいて往復伝播時間を測定し、列車間の距離を算出する。
また、このような問題に関連して、移動する物体との通信を行う技術の一例が、特許文献２および特許文献３に記載されている。特許文献２に記載された関連技術は、路上に設置された装置が、各移動体に搭載された装置とそれぞれ通信を行う。このとき、路上装置は、複数の移動体からデータを略同時に受信した場合には、各移動体にポーリングデータを送信する。各移動体は、ポーリングデータを受信すると、自装置の優先順位に準じた時間を経過させた後、データを送信する。また、特許文献３に記載された関連技術は、車載ユニットから携帯ユニットにポーリングデータを送信し、携帯ユニットからの応答の有無に応じて処理を分岐する。なお、車載ユニットおよび携帯ユニット間の通信には、ブルートゥース（登録商標）等の近距離無線通信が用いられることが想定されている。
特開平８−２６８２８４号公報 特開昭６１−２３０５３２号公報 特開２００４−２２０１８０号公報
しかしながら、特許文献１に記載された関連技術では、質問装置および応答装置がそれぞれ搭載される列車は、同一の線路を走行していることが前提である。ところが、実際には、質問装置から送信される信号が、近隣の線路を走行する他の列車に搭載された応答装置によって受信される可能性がある。そのような場合、質問装置は、他の線路を走行する列車との距離を、追突する可能性がないにも関わらず算出してしまう。このように、複数の線路における列車の走行が想定される場合には、この関連技術は、他の線路を走行している列車との距離を算出してしまう場合があり、列車の安全な運行において適切な情報を提供することができない。
また、このような問題に対して、特許文献１に記載された関連技術に、特許文献２に記載された関連技術を適用することを考える。この場合、質問装置は、複数の応答装置から信号を受信した場合、それぞれの応答装置に定められた優先順位にしたがって、順次データを受信することになる。しかしながら、質問装置が搭載された列車の近隣を走行する列車のうち、同一の線路において前方を走行する列車を特定するために、各列車にあらかじめ優先順位を設定しておくことは難しい。したがって、特許文献２に記載された関連技術を組み合わせても、複数の線路における列車の走行が想定される場合の上述の問題を解決することはできない。
また、このような問題に対して、特許文献１に記載された関連技術に、特許文献３に記載された関連技術を適用することを考える。この場合、前後を走行することになる各列車に搭載される質問装置および応答装置は、あらかじめペアリングされることになる。しかしながら、列車は、必ずしも決められた１つの線路を走行するわけではない。そのため、同一の線路を走行することが想定される全ての組合せの質問装置および応答装置が、あらかじめペアリングされることになる。その場合、質問装置は、自装置が搭載された列車と同一の線路を走行する予定があるもののその時点では他の線路に在線中の列車に搭載された応答装置からの信号を受信する可能性がある。したがって、特許文献３に記載された関連技術を組み合わせても、複数の線路における列車の走行が想定される場合の上述の問題を解決することは難しい。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、複数の線路において列車の走行が想定される場合にも、設置コストや保守コストを抑えながら、列車間の衝突を防止するためのより適切な情報を提示することができる技術を提供することを目的とする。
本発明の一形態における第１の列車搭載装置は、自装置を搭載する自列車の前方に設置されたアンテナを介して無線通信を行う無線通信手段と、前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得する列車情報取得手段と、前記自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を前記無線通信手段から送信する探索信号送信手段と、前記他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって前記探索信号の受信に応じて送信された、前記他列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報が含まれる応答信号を前記無線通信手段から受信すると、前記応答信号に含まれる列車情報および前記列車情報取得手段によって取得された列車情報に基づいて、前記自列車および前記他列車間の衝突の可能性の有無を判断する衝突可能性判断手段と、前記衝突可能性判断手段によって前記衝突の可能性があると判断された場合に、前記他列車および前記自列車間の距離を、前記第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその応答を表す測定応答信号を前記無線通信手段を介して送受信することにより測定する距離測定手段と、を備える。
また、本発明の一形態における第２の列車搭載装置は、自装置を搭載する自列車の後方に設置されたアンテナを介して無線通信を行う無線通信手段と、前記自列車が在線中の線路を表す列車情報を取得する列車情報取得手段と、上述の第１の列車搭載装置から前記探索信号を前記無線通信手段を介して受信すると、前記列車情報取得手段によって取得された列車情報を前記応答信号に含めて、前記第１の列車搭載装置に前記無線通信手段を介して送信する探索信号応答手段と、前記第１の列車搭載装置から前記測定信号を前記無線通信手段を介して受信すると、前記測定信号に応答する前記測定応答信号を前記第１の列車搭載装置に前記無線通信手段を介して送信する距離測定応答手段と、を備える。
また、本発明の一形態における列車衝突防止システムは、上述の第１の列車搭載装置と、上述の第２の列車搭載装置と、を含む。
また、本発明の一形態における方法は、第１の列車搭載装置が、自装置を搭載する自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を、自列車の前方に設置されたアンテナを介した無線通信により送信し、前記他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって前記探索信号の受信に応じて送信された、前記他列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報が含まれる応答信号を前記無線通信により受信すると、前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得し、取得した列車情報、および、前記応答信号に含まれる列車情報に基づいて、前記自列車および前記他列車間の衝突の可能性の有無を判断し、前記衝突の可能性があると判断した場合に、前記他列車および前記自列車間の距離を、前記第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその応答を表す測定応答信号を前記無線通信によって送受信することにより測定する。
また、本発明の一形態における記録媒体は、自装置を搭載する自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を、自列車の前方に設置されたアンテナを介した無線通信により送信する処理と、前記他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって前記探索信号の受信に応じて送信された、前記他列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報が含まれる応答信号を前記無線通信により受信すると、前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得する処理と、取得した列車情報、および、前記応答信号に含まれる列車情報に基づいて、前記自列車および前記他列車間の衝突の可能性の有無を判断する処理と、前記衝突の可能性があると判断した場合に、前記他列車および前記自列車間の距離を、前記第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその応答を表す測定応答信号を前記無線通信によって送受信することにより測定する処理と、をコンピュータ装置に実行させるプログラムを記録する。
本発明は、複数の線路において列車の走行が想定される場合にも、設置コストや保守コストを抑えながら、列車間の衝突を防止するためのより適切な情報を提示することができる技術を提供することができる。
本発明の第１の実施の形態としての第１の列車搭載装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態としての第１の列車搭載装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態としての第１の列車搭載装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態としての第２の列車搭載装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態としての第２の列車搭載装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態としての第２の列車搭載装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態としての列車衝突防止システムの構成を説明するブロック図である。 本発明の第３の実施の形態としての列車衝突防止システムの動作を説明するシーケンス図である。 本発明の第３の実施の形態としての列車衝突防止システムの他の動作を説明するシーケンス図である。 本発明の第３の実施の形態としての列車衝突防止システムの具体例を示す模式図である。 本発明の第４の実施の形態としての列車衝突防止システムの構成を説明するブロック図である。 本発明の第４の実施の形態における第１の列車搭載装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態としての列車衝突防止システムの動作を説明するシーケンス図である。 本発明の第５の実施の形態としての列車衝突防止システムの構成を説明するブロック図である。 本発明の第５の実施の形態としての列車衝突防止システムのハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の第５の実施の形態における距離の測定について説明する模式図である。 本発明の第５の実施の形態における第１の列車搭載装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態における第１の列車搭載装置が距離を測定する動作の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態における第２の列車搭載装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態における第２の列車搭載装置が測定信号に応答する動作の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の第６の実施の形態としての列車衝突防止システムの構成を説明するブロック図である。 本発明の第６の実施の形態における距離の測定について説明する模式図である。 本発明の第６の実施の形態における第１の列車搭載装置が距離を測定する動作の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の第６の実施の形態における第２の列車搭載装置が測定信号に応答する動作の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の第７の実施の形態としての列車衝突防止システムの構成を説明するブロック図である。 本発明の第７の実施の形態としての列車衝突防止システムのハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の第７の実施の形態における第１の列車搭載装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第７の実施の形態における第２の列車搭載装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第７の実施の形態の具体例における線路および区間の構成を説明する模式図である。 本発明の第７の実施の形態の具体例において衝突の可能性がないと判断される場合を説明する模式図である。 本発明の第７の実施の形態の具体例において衝突の可能性があると判断される場合を説明する模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態としての第１の列車搭載装置１００について、図面を参照して説明する。図１において、第１の列車搭載装置１００は、無線通信部１０１と、列車情報取得部１０２と、探索信号送信部１０３と、衝突可能性判断部１０４と、距離測定部１０５とを含む。
ここで、第１の列車搭載装置１００は、図２に示すようなハードウェア要素によって構成可能である。図２において、第１の列車搭載装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００１と、メモリ１００２と、出力装置１００３と、入力装置１００４と、無線通信インタフェース１００５と、アンテナ１００６とを含む。メモリ１００２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置（ハードディスク等）等によって構成される。出力装置１００３は、ディスプレイ装置やプリンタ等のように、情報を出力する装置によって構成される。入力装置１００４は、キーボードやマウス等のように、ユーザ操作の入力を受け付ける装置によって構成される。無線通信インタフェース１００５は、第２の列車搭載装置との間で無線通信を行うインタフェースである。また、無線通信インタフェース１００５は、送信するデータをアンテナ１００６に出力する。また、無線通信インタフェース１００５は、アンテナ１００６から出力されるデータを受信する。アンテナ１００６は、第１の列車搭載装置１００を搭載する列車の前方に設置される。また、アンテナ１００６は、無線通信インタフェース１００５から出力されるデータを電波として空間に放射する。また、アンテナ１００６は、空間の電波をデータに変換して無線通信インタフェース１００５に出力する。この場合、無線通信部１０１は、無線通信インタフェース１００５およびアンテナ１００６によって構成される。また、第１の列車搭載装置１００のその他の各機能ブロックは、メモリ１００２に格納されるコンピュータ・プログラムを読み込んで実行するとともに各部を制御するＣＰＵ１００１によって構成される。なお、第１の列車搭載装置１００およびその各機能ブロックのハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。
次に、各機能ブロックの詳細について説明する。
無線通信部１０１は、自装置を搭載する自列車の前方に設置されたアンテナ１００６を介して無線通信を行う。
列車情報取得部１０２は、自列車が在線する線路を表す情報を含む列車情報を取得する。また、列車情報は、自列車を識別する列車ＩＤを含んでいてもよい。例えば、列車情報取得部１０２は、メモリ１００２から列車情報を取得してもよい。この場合、メモリ１００２には、自列車が在線する線路を表す情報を含む列車情報があらかじめ記憶されているものとする。具体的には、例えば、列車情報は、あらかじめ既設の地上管制施設のシステムとの通信により取得されてメモリ１００２に記憶されていてもよい。
探索信号送信部１０３は、自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を、無線通信部１０１から送信する。探索信号は、無線通信部１０１からの通信可能な範囲に存在する各他列車にそれぞれ搭載される第２の列車搭載装置を対象として送信される。以降、探索信号送信部１０３が、無線通信部１０１から情報を送信することを、単に、探索信号送信部１０３が送信する、とも記載する。
衝突可能性判断部１０４は、無線通信部１０１から応答信号を受信する。以降、衝突可能性判断部１０４が、無線通信部１０１から情報を受信することを、単に、衝突可能性判断部１０４が受信する、とも記載する。応答信号は、他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって探索信号の受信に応じて送信される。また、応答信号は、他列車が在線中の線路に関する列車情報を含む。そして、衝突可能性判断部１０４は、応答信号に含まれる他列車の列車情報と、列車情報取得部１０２によって取得された自列車の列車情報とに基づいて、自列車および他列車間に衝突の可能性があるか否かを判断する。例えば、衝突可能性判断部１０４は、自列車の列車情報が示す線路と、他列車の列車情報が示す線路とが同一であれば、衝突の可能性があると判断してもよい。これは、他列車が、自列車と同一の線路に在線中であり、かつ、自列車からの探索信号が受信可能なほどに自列車の近隣にあると考えられるからである。
距離測定部１０５は、衝突可能性判断部１０４によって衝突の可能性があると判断された場合に、応答信号の送信元の第２の列車搭載装置を搭載した他列車と自列車との間の距離を測定する。具体的には、距離測定部１０５は、そのような他列車に搭載された第２の列車搭載装置との間で、測定信号およびその応答を表す測定応答信号を無線通信部１０１を介して送受信することにより、他列車および自列車間の距離を測定する。測定信号は、指定された宛先の第２の列車搭載装置を対象として送信される。以降、距離測定部１０５が無線通信部１０１を介して情報を送受信することを、単に、距離測定部１０５が送受信する、とも記載する。
以上のように構成された第１の列車搭載装置１００の動作について、図３を参照して説明する。
図３では、まず、探索信号送信部１０３は、探索信号を送信する（ステップＡ１）。
次に、衝突可能性判断部１０４は、ステップＡ１で送信された探索信号に応答する応答信号を、探索信号の送信後所定期間が経過するまでに受信したか否かを判断する（ステップＡ２）。
ここで、所定期間が経過するまでに応答信号が受信されていない場合（ステップＡ２でＮｏ）、第１の列車搭載装置１００は、ステップＡ１からの動作を繰り返す。
一方、所定期間が経過するまでに応答信号が受信された場合（ステップＡ２でＹｅｓ）、衝突可能性判断部１０４は、応答信号に含まれる他列車の列車情報を取得する（ステップＡ３）。
また、衝突可能性判断部１０４は、列車情報取得部１０２を用いて、自列車の列車情報を取得する（ステップＡ４）。
次に、衝突可能性判断部１０４は、他列車の列車情報および自列車の列車情報に基づいて、自列車および他列車間に衝突の可能性があるか否かを判断する（ステップＡ５）。
ここで、衝突の可能性がないと判断された場合（ステップＡ５でＮｏ）、第１の列車搭載装置１００は、ステップＡ１からの動作を繰り返す。
一方、衝突の可能性があると判断された場合（ステップＡ５でＹｅｓ）、距離測定部１０５は、次のように動作する。すなわち、距離測定部１０５は、他列車に搭載された第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその測定応答信号を送受信することにより、自列車および他列車間の距離を測定する（ステップＡ６）。
なお、ステップＡ６において、距離測定部１０５は、測定信号および測定応答信号を複数回送受信することにより、距離の算出を行ってもよい。
そして、距離測定部１０５は、測定した距離を出力する（ステップＡ７）。出力先は、例えば、出力装置１００３であってもよい。そして、第１の列車搭載装置１００は、ステップＡ１からの動作を繰り返す。
次に、本発明の第１の実施の形態の効果について述べる。
本発明の第１の実施の形態としての第１の列車搭載装置は、複数の線路において列車の走行が想定される場合にも、設置コストや保守コストを抑えながら、列車間の衝突を防止するためのより適切な情報を提示することができる。
その理由について説明する。本実施の形態では、無線通信部が、自装置を搭載する自列車の前方に設置されたアンテナを介して無線通信を行う。また、列車情報取得部が、自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得する。そして、探索信号送信部が、自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を無線通信部から送信する。そして、衝突可能性判断部が、他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって探索信号の受信に応じて送信された応答信号を無線通信部から受信する。応答信号には、他列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報が含まれる。そして、衝突可能性判断部が、応答信号に含まれる列車情報および列車情報取得手段によって取得された列車情報に基づいて、自列車および他列車間の衝突の可能性の有無を判断する。そして、衝突の可能性があると判断された場合に、距離測定部が、他列車と自列車との間の距離を測定する。具体的には、距離測定部が、そのような他列車に搭載された第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその測定応答信号を無線通信部を介して送受信することにより、他列車と自列車との間の距離を測定するからである。
このように、本実施の形態は、探索信号に応じた応答信号の送信元の第２の列車搭載装置を搭載した他列車を、近隣の他列車として探索する。探索された他列車は、自列車の前方のアンテナから通信可能な範囲に存在する。そして、本実施の形態は、探索された他列車の列車情報と自列車の列車情報とに基づいて、衝突の可能性があると判断した場合に、列車間の距離を測定する。一方で、本実施の形態は、探索された他列車との間に衝突の可能性がないと判断した場合には、列車間の距離を測定しない。このため、本実施の形態は、列車間の衝突を防止するための適切な情報として、衝突の可能性がある他列車を適切に判断してそのような他列車との距離を提示することができる。
さらに、本実施の形態のこのような構成は、主に列車に搭載するハードウェアおよびソフトウェアによって実現される。このため、本実施の形態は、列車以外に敷設が必要な設備（例えば線路毎に敷設が必要な設備）が不要であり、設置コストを削減する。また、本実施の形態では、車庫等において複数の列車に対して一括してソフトウェアの更新を行うことが可能である。また、本実施の形態では、インフラレスであるため、ハードウェア故障時の交換が容易である。そのため、本実施の形態のこのような構成は、保守コストを削減する。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第１の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
まず、本発明の第２の実施の形態としての第２の列車搭載装置２００の構成を、図４に示す。図４において、第２の列車搭載装置２００は、無線通信部２０１と、列車情報取得部２０２と、探索信号応答部２０３と、距離測定応答部２０５とを含む。
ここで、第２の列車搭載装置２００は、図５に示すようなハードウェア要素によって構成可能である。図５において、第２の列車搭載装置２００は、ＣＰＵ２００１と、メモリ２００２と、出力装置２００３と、入力装置２００４と、無線通信インタフェース２００５と、アンテナ２００６とを含む。メモリ２００２は、ＲＡＭやＲＯＭ、補助記憶装置等によって構成される。出力装置２００３は、ディスプレイ装置やプリンタ等のように、情報を出力する装置によって構成される。入力装置２００４は、キーボードやマウス等のように、ユーザ操作の入力を受け付ける装置によって構成される。無線通信インタフェース２００５は、第１の列車搭載装置との間で無線通信を行うインタフェースである。また、無線通信インタフェース２００５は、送信するデータをアンテナ２００６に出力する。また、無線通信インタフェース２００５は、アンテナ２００６から出力されるデータを受信する。アンテナ２００６は、第２の列車搭載装置２００を搭載する列車の後方に設置される。アンテナ２００６は、無線通信インタフェース２００５から出力されるデータを電波として空間に放射する。また、アンテナ２００６は、空間の電波をデータに変換して無線通信インタフェース２００５に出力する。この場合、無線通信部２０１は、無線通信インタフェース２００５およびアンテナ２００６によって構成される。また、第２の列車搭載装置２００のその他の各機能ブロックは、メモリ２００２に格納されるコンピュータ・プログラムを読み込んで実行するとともに各部を制御するＣＰＵ２００１によって構成される。なお、第２の列車搭載装置２００およびその各機能ブロックのハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。
次に、各機能ブロックの詳細について説明する。
無線通信部２０１は、自装置を搭載する自列車の後方に設置されたアンテナ２００６を介して無線通信を行う。
列車情報取得部２０２は、本発明の第１の実施の形態としての第１の列車搭載装置１００における列車情報取得部１０２と同様に構成される。
探索信号応答部２０３は、第１の列車搭載装置１００から無線通信部２０１を介して探索信号を受信する。そして、探索信号応答部２０３は、列車情報取得部２０２によって取得された列車情報を応答信号に含めて、第１の列車搭載装置１００に対して無線通信部２０１を介して送信する。以降、探索信号応答部２０３が無線通信部２０１を介して情報を送受信することを、単に、探索信号応答部２０３が送受信する、とも記載する。
距離測定応答部２０５は、第１の列車搭載装置１００から無線通信部２０１を介して測定信号を受信する。また、距離測定応答部２０５は、受信した測定信号に応答する測定応答信号を、無線通信部２０１を介して第１の列車搭載装置１００に送信する。以降、距離測定応答部２０５が無線通信部２０１を介して情報を送受信することを、単に、距離測定応答部２０５が送受信する、とも記載する。
以上のように構成された第２の列車搭載装置２００の動作について、図６を参照して説明する。
図６では、まず、探索信号応答部２０３は、探索信号が受信されたか否かを判断する（ステップＢ１）。探索信号が受信されていない場合（ステップＢ１でＮｏ）、探索信号応答部２０３は、ステップＢ１を繰り返す。
探索信号が受信された場合（ステップＢ１でＹｅｓ）、探索信号応答部２０３は、列車情報取得部２０２を用いて、自列車の列車情報を取得する（ステップＢ２）。
次に、探索信号応答部２０３は、取得した列車情報を応答信号に含めて、第１の列車搭載装置１００に対して送信する（ステップＢ３）。
次に、距離測定応答部２０５は、応答信号の送信後所定期間が経過するまでに、測定信号が受信されたか否かを判断する（ステップＢ４）。
ここで、所定期間が経過するまでに測定信号が受信されていない場合（ステップＢ４でＮｏ）、第２の列車搭載装置２００は、ステップＢ１からの動作を繰り返す。
一方、測定信号が受信されている場合（ステップＢ４でＹｅｓ）、距離測定応答部２０５は、第１の列車搭載装置１００に対して、測定応答信号を送信する（ステップＢ５）。なお、第２の列車搭載装置２００は、第１の列車搭載装置１００から複数回測定信号を受信する場合がある。この場合、距離測定部１０５は、測定信号を受信するたびに測定応答信号を送信すればよい。そして、第２の列車搭載装置２００は、ステップＢ１からの動作を繰り返す。
次に、本発明の第２の実施の形態の効果について述べる。
本発明の第２の実施の形態としての第２の列車搭載装置は、複数の線路において列車の走行が想定される場合にも、次のことができる。すなわち、第２の実施の形態としての第２の列車搭載装置は、設置コストや保守コストを抑えながら、列車間の衝突の可能性を判断するために必要な情報を、第１の列車搭載装置に対して提供することができる。
その理由について説明する。本実施の形態では、無線通信部が、自装置を搭載する自列車の後方に設置されたアンテナを介して無線通信を行う。そして、列車情報取得部が、自列車が在線中の線路を表す列車情報を取得する。そして、探索信号応答部が、第１の列車搭載装置から無線通信部を介して探索信号を受信すると、列車情報取得部によって取得された列車情報を応答信号に含めて、第１の列車搭載装置に対して無線通信部を介して送信する。そして、距離測定応答部が、第１の列車搭載装置から無線通信部を介して測定信号を受信すると、受信した測定信号に応答する測定応答信号を、第１の列車搭載装置に対して無線通信部を介して送信するからである。
このように、本実施の形態は、探索信号の受信に応じて、探索信号の送信元の第１の列車搭載装置に対して、自列車の列車情報を含む応答信号を送信する。このとき、探索信号の送信元の第１の列車搭載装置を搭載した他列車は、自列車の後方のアンテナから通信可能な範囲に存在する。本実施の形態は、そのような近隣に存在する他列車に搭載された第１の列車搭載装置に対して、自列車との衝突の可能性の有無の判断材料として、自列車の列車情報を提供することができる。
さらに、このような本実施の形態の構成が、設置コストや保守コストを抑えることについては、本発明の第１の実施の形態の効果として説明した通りである。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第１〜第２の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
まず、本発明の第３の実施の形態としての列車衝突防止システム３の構成を図７に示す。図７において、列車衝突防止システム３は、本発明の第１の実施の形態としての第１の列車搭載装置１００と、本発明の第２の実施の形態としての第２の列車搭載装置２００とを含む。
第１の列車搭載装置１００および第２の列車搭載装置２００の構成および動作は、本発明の第１および第２の実施の形態で説明した通りである。
ここでは、列車衝突防止システム３の動作を図８〜図９のシーケンス図で説明する。
図８では、第１の列車搭載装置１００を搭載した列車Ａと、第２の列車搭載装置２００を搭載した列車Ｂとが、互いに通信可能な範囲において、同一の線路に在線しているとする。また、列車Ａおよび列車Ｂの進行方向が同一であり、列車Ａが後方を走行し、列車Ｂが前方を走行しているものとする。
図８では、まず、列車Ａに搭載された第１の列車搭載装置１００において、探索信号送信部１０３は、探索信号を送信する（ステップＡ１）。そして、列車Ｂに搭載された第２の列車搭載装置２００において、探索信号応答部２０３は、探索信号を受信する（ステップＢ１でＹｅｓ）。
次に、第２の列車搭載装置２００において、探索信号応答部２０３は、列車情報取得部２０２を用いて、自列車である列車Ｂの列車情報を取得する（ステップＢ２）。以降、列車Ｂの列車情報を列車情報Ｂとも記載する。
次に、第２の列車搭載装置２００において、探索信号応答部２０３は、取得した列車情報Ｂを応答信号に含めて、第１の列車搭載装置１００に対して送信する（ステップＢ３）。
次に、第１の列車搭載装置１００において、衝突可能性判断部１０４は、探索信号の送信後所定期間が経過するまでに、応答信号を受信したと判断する（ステップＡ２でＹｅｓ）。
次に、衝突可能性判断部１０４は、応答信号に含まれる列車情報Ｂを取得する（ステップＡ３）。
また、衝突可能性判断部１０４は、列車情報取得部１０２を用いて、自列車である列車Ａの列車情報を取得する（ステップＡ４）。以降、列車Ａの列車情報を列車情報Ａとも記載する。
次に、衝突可能性判断部１０４は、列車情報Ａおよび列車情報Ｂに基づいて、列車Ａおよび列車Ｂ間に衝突の可能性があるか否かを判断する。ここでは、列車情報Ａと列車情報Ｂとが同一の線路を示すため、衝突の可能性があると判断される（ステップＡ５でＹｅｓ）。
そこで、距離測定部１０５は、列車Ｂに搭載された第２の列車搭載装置２００との間で測定信号および測定応答信号を送受信することにより、列車Ａおよび列車Ｂ間の距離を測定する（ステップＡ６）。
また、第２の列車搭載装置２００において、距離測定応答部２０５は、第１の列車搭載装置１００に対して、測定信号の受信に応じて測定応答信号を送信する（ステップＢ４、Ｂ５）。
そして、第１の列車搭載装置１００において、距離測定部１０５は、測定信号および測定応答信号に基づいて、列車Ａおよび列車Ｂ間の距離を算出し、出力する（ステップＡ６、Ａ７）。
また、図９では、第１の列車搭載装置１００を搭載した列車Ａと、第２の列車搭載装置２００を搭載した列車Ｃとが、互いに通信可能な範囲に存在するものの、異なる線路に在線しているとする。
図９では、まず、列車Ａに搭載された第１の列車搭載装置１００において、探索信号送信部１０３は、探索信号を送信する（ステップＡ１）。そして、列車Ｃに搭載された第２の列車搭載装置２００において、探索信号応答部２０３は、探索信号を受信する（ステップＢ１でＹｅｓ）。
次に、第２の列車搭載装置２００において、探索信号応答部２０３は、列車情報取得部２０２を用いて、自列車である列車Ｃの列車情報を取得する（ステップＢ２）。以降、列車Ｃの列車情報を列車情報Ｃとも記載する。
次に、第２の列車搭載装置２００において、探索信号応答部２０３は、取得した列車情報Ｃを応答信号に含めて、第１の列車搭載装置１００に対して送信する（ステップＢ３）。
次に、第１の列車搭載装置１００において、衝突可能性判断部１０４は、探索信号の送信後所定期間が経過するまでに応答信号を受信したと判断する（ステップＡ２でＹｅｓ）。
次に、衝突可能性判断部１０４は、応答信号に含まれる列車情報Ｃを取得する（ステップＡ３）。
また、衝突可能性判断部１０４は、列車情報取得部１０２を用いて、自列車の列車情報Ａを取得する（ステップＡ４）。
次に、衝突可能性判断部１０４は、列車情報Ａおよび列車情報Ｃに基づいて、列車Ａおよび列車Ｃ間に衝突の可能性があるか否かを判断する。ここでは、列車情報Ａと列車情報Ｃとが、異なる線路を示すため、衝突の可能性はないと判断される（ステップＡ５でＮｏ）。
そこで、列車Ａの第１の列車搭載装置１００は、ステップＡ２で受信した応答信号に基づく処理を終了する。
また、第２の列車搭載装置２００において、距離測定応答部２０５は、応答信号の送信後所定期間が経過するまでに、測定信号を受信しなかったので（ステップＢ４でＮｏ）、送信した応答信号に基づく処理を終了する。
以上で、列車衝突防止システム３の動作の説明を終了する。
次に、本実施の形態の具体例を、図１０に模式的に示す。図１０において、列車Ａ、列車Ｂおよび列車Ｄは、線路１に在線する。また、列車Ａ、列車Ｂおよび列車Ｄは、それぞれ白抜きの矢印で示す方向に向かって走行中である。また、列車Ｂは、列車Ａの前方にある。また、列車Ｄは、列車Ｂの前方にある。また、列車Ｃは、線路２に在線し、白抜きの矢印で示す方向に向かって走行中である。
このとき、列車Ａに搭載された第１の列車搭載装置１００の探索信号送信部１０３は、探索信号を送信する。探索信号は、列車Ｂ、列車Ｃに搭載された第２の列車搭載装置２００によって受信される。列車Ｄに搭載された第２の列車搭載装置２００は、列車Ａの第１の列車搭載装置１００から通信可能な範囲にないため、探索信号を受信しない。搭載された列車搭載装置間が通信可能な範囲にない距離の列車間は、衝突の可能性がないとみなされる。
ここでは、列車Ｂの第２の列車搭載装置２００の探索信号応答部２０３は、列車Ａの第１の列車搭載装置１００に対して、「線路１」を示す列車情報Ｂを含む応答信号を送信する。また、列車Ｃの第２の列車搭載装置２００の探索信号応答部２０３は、列車Ａの第１の列車搭載装置１００に対して、「線路２」を示す列車情報Ｃを含む応答信号を送信する。
そこで、列車Ａの第１の列車搭載装置１００の衝突可能性判断部１０４は、自列車の列車情報Ａが示す「線路１」と同一の線路を示す列車情報Ｂを含む応答信号について、衝突の可能性があると判断する。そして、距離測定部１０５は、列車Ａおよび列車Ｂ間の距離を算出する。一方、列車Ａの第１の列車搭載装置１００の衝突可能性判断部１０４は、自列車の列車情報Ａが示す「線路１」と異なる線路を示す列車情報Ｃを含む応答信号について、衝突の可能性はないと判断する。したがって、距離測定部１０５は、列車Ａおよび列車Ｃ間については距離を算出しない。
以上で、具体例の説明を終了する。
次に、本発明の第３の実施の形態の効果について述べる。
本発明の第３の実施の形態としての列車衝突防止システムは、複数の線路において列車の走行が想定される場合にも、設置コストや保守コストを抑えながら、列車間の衝突を防止するためのより適切な情報を提示することができる。
その理由について説明する。本実施の形態では、列車１に搭載された第１の列車搭載装置が、自列車の前方のアンテナから送出された探索信号に応じた応答信号の送信元の第２の列車搭載装置を搭載した列車２を探索する。探索された列車２の後方に搭載されたアンテナは、列車１の前方のアンテナから通信可能な範囲に存在する。そして、探索された列車２に搭載された第２の列車搭載装置が、自列車の列車情報を応答信号に含めて列車１の第１の列車搭載装置に送信する。そして、列車１の第１の列車搭載装置が、受信した応答信号に含まれる列車２の列車情報と、自列車である列車１の列車情報とに基づいて、列車１と列車２との間に衝突の可能性があるか否かを判断する。そして、衝突の可能性があると判断した場合には、列車１の第１の列車搭載装置が、列車１および列車２間の距離を測定するからである。一方で、衝突の可能性がないと判断した場合には、列車１の第１の列車搭載装置が、列車１および列車２間の距離を測定する処理を行わないからである。
このように、本実施の形態は、異なる列車にそれぞれ搭載された第１および第２の列車搭載装置が互いに通信可能な範囲に存在するときに、互いの列車情報に基づいて、衝突の可能性の有無を判断する。これにより、本実施の形態は、２つの列車が同一の線路に在線しており互いに通信可能なほどに近接しているといったように、衝突の可能性がある場合には、当該２つの列車間の距離を提示する。一方で、本実施の形態は、２つの列車が互いに通信可能なほどに近接しているものの異なる線路に在線しているといったように、衝突の可能性がない場合には、当該２つの列車間については距離を測定しない。その結果、本実施の形態は、列車間の衝突を防止するための適切な情報として、衝突の可能性がある列車間の距離を出力することができる。
さらに、このような本実施の形態の構成が、設置コストや保守コストを抑えることについては、本発明の第１の実施の形態の効果として説明した通りである。
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第１〜第３の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
まず、本発明の第４の実施の形態としての列車衝突防止システム４の構成を図１１に示す。図１１において、列車衝突防止システム４は、本発明の第３の実施の形態としての列車衝突防止システム３に対して、第１の列車搭載装置１００に替えて第１の列車搭載装置１４０を備える点が異なる。
第１の列車搭載装置１４０は、第１の列車搭載装置１００に対して、衝突可能性判断部１０４に替えて衝突可能性判断部１４４と、距離測定部１０５に替えて距離測定部１４５とを有する点が異なる。
ここで、列車衝突防止システム４は、図２および図５を参照して説明した本発明の第３の実施の形態としての列車衝突防止システム３と同様のハードウェア要素によって構成可能である。なお、列車衝突防止システム４およびその各機能ブロックのハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。
次に、列車衝突防止システム４の各機能ブロックのうち、本発明の第１〜３の実施の形態と相違する機能ブロックついて詳細に説明する。
衝突可能性判断部１４４は、本発明の第１の実施の形態における衝突可能性判断部１０４と略同様に構成されるが、次の点が異なる。すなわち、衝突可能性判断部１４４は、無線通信部１０１を介して同一の探索信号に応答する複数の応答信号が受信された場合、より早く受信された応答信号を優先して衝突の可能性を判断する。具体的には、衝突可能性判断部１４４は、応答信号が受信された順に衝突の可能性を判断する。そして、衝突可能性判断部１４４は、最初に衝突の可能性があると判断した応答信号について、処理を行うよう距離測定部１４５に通知する。衝突可能性判断部１４４は、当該応答信号より後に受信された応答信号については、衝突の可能性を判断しなくてよい。
距離測定部１４５は、本発明の第１の実施の形態における距離測定部１０５と略同様に構成されるが、次の点が異なる。すなわち、距離測定部１４５は、より早く受信されて衝突の可能性があると判断された応答信号について、その送信元を搭載した列車との間の距離を測定する。距離測定部１４５は、当該応答信号より後に受信された応答信号については、距離を測定する処理を実行しないことになる。
以上のように構成された列車衝突防止システム４の動作について、図面を参照して説明する。
まず、第１の列車搭載装置１４０の動作を、図１２に示す。
図１２において、第１の列車搭載装置１４０は、図３を参照して説明した本発明の第１の実施の形態としての第１の列車搭載装置１００と略同様に動作する。ただし、次の点が異なる。
ステップＡ５において衝突の可能性がないと判断した場合、衝突可能性判断部１４４は、ステップＡ１で送信された探索信号に対して次に受信された応答信号があるか否かを判断する（ステップＡ１１）。
そして、次に受信された応答信号がある場合（ステップＡ１１でＹｅｓ）、衝突可能性判断部１４４は、その応答信号に含まれる他列車の列車情報を取得する（ステップＡ３）。そして、第１の列車搭載装置１４０は、ステップＡ４からの動作を実行する。
一方、次に受信された応答信号がない場合（ステップＡ１１でＮｏ）、第１の列車搭載装置１４０は、ステップＡ１からの動作を繰り返す。
また、ステップＡ５において衝突の可能性があると判断した場合、距離測定部１４５は、本発明の第１の実施の形態と同様にステップＡ６〜Ａ７を実行し、自列車および他列車間の距離を測定して出力する。
このように、第１の列車搭載装置１４０は、同一の探索信号に応答する複数の応答信号を受信した場合、そのうち最初に衝突の可能性があると判断された応答信号の送信元を搭載した列車との距離を測定する。そして、第１の列車搭載装置１４０は、それ以降に受信された応答信号に基づく処理は行わない。
以上で、第１の列車搭載装置１４０の動作の説明を終了する。
次に、列車衝突防止システム４の動作を図１３のシーケンス図で説明する。
図１３では、第１の列車搭載装置１４０を搭載した列車Ａと、第２の列車搭載装置２００をそれぞれ搭載した列車Ｂ、列車Ｃおよび列車Ｄが、互いに通信可能な範囲にあるとする。また、列車Ａおよび列車Ｃは、同一の線路を走行しているとする。また、列車Ａが後方を走行し、列車Ｃが前方を走行しているものとする。また、列車Ｂおよび列車Ｄは、それぞれ、列車Ａとは異なる線路に在線しているものとする。
図１３では、まず、列車Ａの第１の列車搭載装置１４０において、探索信号送信部１０３は、探索信号を送信する（ステップＡ１）。そして、列車Ｂ、列車Ｃおよび列車Ｄの各第２の列車搭載装置２００において、探索信号応答部２０３は、探索信号を受信する（ステップＢ１でＹｅｓ）。
次に、列車Ｂ、列車Ｃおよび列車Ｄの各第２の列車搭載装置２００において、探索信号応答部２０３は、列車情報取得部２０２を用いて、自列車の列車情報Ｂ、列車情報Ｃまたは列車情報Ｄを取得する（ステップＢ２）。
次に、列車Ｂ、列車Ｃおよび列車Ｄの各第２の列車搭載装置２００において、探索信号応答部２０３は、取得した列車情報Ｂ、列車情報Ｃまたは列車情報Ｄを応答信号に含めて、列車Ａの第１の列車搭載装置１４０に対して送信する（ステップＢ３）。
次に、列車Ａの第１の列車搭載装置１４０において、衝突可能性判断部１４４は、列車Ｂ、列車Ｃ、列車Ｄの各第２の列車搭載装置２００からの応答信号を、この順に受信したと判断する（ステップＡ２でＹｅｓ）。
次に、列車Ａの第１の列車搭載装置１４０において、衝突可能性判断部１４４は、最初に受信された応答信号に含まれる列車情報Ｂを取得する（ステップＡ３）。
また、衝突可能性判断部１４４は、列車情報取得部１０２を用いて、自列車の列車情報Ａを取得する（ステップＡ４）。
ここでは、列車情報Ａと列車情報Ｂとは、異なる線路を示す。したがって、衝突可能性判断部１４４は、列車Ａおよび列車Ｂ間に衝突の可能性がないと判断する（ステップＡ５でＮｏ）。
そして、次に受信された応答信号があるため（ステップＡ１１でＹｅｓ）、衝突可能性判断部１４４は、次に受信された応答信号に含まれる列車情報Ｃを取得する（ステップＡ３）。
また、衝突可能性判断部１４４は、列車情報取得部１０２を用いて、自列車の列車情報Ａを取得する（ステップＡ４）。
ここでは、列車情報Ａと列車情報Ｃとは、同一の線路を示す。したがって、衝突可能性判断部１４４は、列車Ａおよび列車Ｃ間に衝突の可能性があると判断する（ステップＡ５でＹｅｓ）。
そこで、距離測定部１４５は、列車Ｃの第２の列車搭載装置２００との間で、測定信号およびその測定応答信号を送受信することにより、列車Ａおよび列車Ｃ間の距離を測定し出力する（ステップＡ６、Ａ７）。
そして、距離測定部１４５は、以降に受信された列車Ｄの第２の列車搭載装置２００からの応答信号については、処理を行わない。
また、列車Ｂおよび列車Ｄの各第２の列車搭載装置２００は、応答信号の送信後、所定期間が経過するまでに測定信号が受信されないため（ステップＢ４でＮｏ）、次の探索信号の受信待ちとなる。
このように、列車衝突防止システム４は、同一の探索信号に対して受信された複数の応答信号のうち、衝突の可能性があると最初に判断された応答信号に基づく列車との間の距離を測定し、以降に受信された応答信号については処理を行わない。
次に、本発明の第４の実施の形態の効果について述べる。
本発明の第４の実施の形態としての列車衝突防止システムは、複数の線路において列車の走行が想定される場合にも、設置コストや保守コストを抑えながら、列車間の衝突を防止するためのより適切な情報を取得する処理を、効率的に実行することができる。
その理由について説明する。本実施の形態では、第１の列車搭載装置において、無線通信部を介して同一の探索信号に応答する複数の応答信号が受信された場合、衝突可能性判断部が、より早く受信された応答信号を優先して衝突の可能性を判断する。そして、距離測定部が、より早く受信されて衝突の可能性があると判断された応答信号について、その送信元である第２の列車搭載装置を搭載した列車との間の距離を測定するからである。
ここで、列車の衝突は、同一線路上の前後で発生するものである。したがって、ある列車に対して、前方に、衝突の可能性がある複数の列車が存在することはない。したがって、第１の列車搭載装置は、通信可能な範囲に存在する複数の第２の列車搭載装置からそれぞれ応答信号を受信した場合も、より早く衝突の可能性があると判断された応答信号について処理を行えば、残りの応答信号についての処理は不要となる。このように、本実施の形態は、不要な処理を省略することにより、処理を効率化する。
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第１〜第４の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
まず、本発明の第５の実施の形態としての列車衝突防止システム５の構成を図１４に示す。図１４において、列車衝突防止システム５は、本発明の第４の実施の形態としての列車衝突防止システム４に対して、第１の列車搭載装置１４０に替えて第１の列車搭載装置１５０を含む点が異なる。さらに、列車衝突防止システム５は、第２の列車搭載装置２００に替えて第２の列車搭載装置２５０を含む点が異なる。また、第１の列車搭載装置１５０は、第１の列車搭載装置１４０に対して、距離測定部１４５に替えて距離測定部１５５を有し、さらに、同期部１５６を有する点が異なる。また、第２の列車搭載装置２５０は、第２の列車搭載装置２００に対して、距離測定応答部２０５に替えて距離測定応答部２５５を有し、さらに、同期部２５６を有する点が異なる。
ここで、列車衝突防止システム５のハードウェア構成の一例を図１５に示す。図１５において、第１の列車搭載装置１５０は、図２を参照して説明した第１の列車搭載装置１００と同様のハードウェア要素に加えて、タイミング検出装置１００７と、アンテナ１００８とを含んで構成される。また、第２の列車搭載装置２５０は、図５を参照して説明した第２の列車搭載装置２００と同様のハードウェア要素に加えて、タイミング検出装置２００７と、アンテナ２００８とを含んで構成される。アンテナ１００８および２００８は、タイミングを示す電波を受信し信号に変換して出力する。タイミング検出装置１００７および２００７は、タイミング信号として、アンテナ１００８および２００８からそれぞれ出力される信号を受信する。ここで、アンテナ１００８および２００８は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナであってもよい。その場合、タイミングを表す信号としては、ＰＰＳ（Pulse per Second）信号が適用可能である。この場合、同期部１５６は、タイミング検出装置１００７と、アンテナ１００８と、メモリ１００２に格納されるコンピュータ・プログラムを読み込んで実行するＣＰＵ１００１とによって構成される。また、同期部２５６は、タイミング検出装置２００７と、アンテナ２００８と、メモリ２００２に格納されるコンピュータ・プログラムを読み込んで実行するＣＰＵ２００１とによって構成される。なお、列車衝突防止システム５およびその各機能ブロックのハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。
次に、列車衝突防止システム５の各機能ブロックのうち、本発明の第４の実施の形態と相違する機能ブロックについて詳細に説明する。
第１の列車搭載装置１５０の同期部１５６は、自装置において用いるタイミング信号を、第２の列車搭載装置２５０で用いられるタイミング信号が同期する所定のタイミング信号に同期させる。所定のタイミングは、例えば、アンテナ１００８を介して受信される信号に基づくタイミングであってもよい。例えば、アンテナ１００８がＧＰＳアンテナである場合、同期部１５６は、アンテナ１００８によってＧＰＳのＰＰＳ信号を受信し、ＰＰＳ信号を基準とするタイミングに自装置のタイミング信号を同期させてもよい。
第２の列車搭載装置２５０の同期部２５６は、自装置において用いるタイミング信号を、第１の列車搭載装置１５０で用いられるタイミング信号が同期する所定のタイミング信号に同期させる。所定のタイミングは、例えば、アンテナ２００８を介して受信される信号に基づくタイミングであってもよい。例えば、アンテナ２００８がＧＰＳアンテナである場合、同期部２５６は、アンテナ２００８によってＧＰＳのＰＰＳ信号を受信し、ＰＰＳ信号を基準とするタイミングに自装置のタイミング信号を同期させてもよい。
このように、同期部１５６および同期部２５６がそれぞれ同期処理を行った結果、第１の列車搭載装置１５０および第２の列車搭載装置２５０でそれぞれ用いられるタイミング信号は、互いに同期することになる。
なお、同期部１５６および同期部２５６は、タイミング信号を所定のタイミングに同期させる処理を、列車の走行中に行わなくてもよい。例えば、同期部１５６および同期部２５６は、列車が車庫などにおいて待機中など、アンテナ１００８またはアンテナ２００８による電波の受信状況が良好な環境において、タイミング信号を所定のタイミングに同期させる処理を実行しておけばよい。
第１の列車搭載装置１５０の距離測定部１５５は、自装置のタイミング信号が示すタイミングで、第２の列車搭載装置２５０に対して測定信号を送信する。また、第１の列車搭載装置１５０は、第２の列車搭載装置２５０から受信した測定応答信号に含まれる遅延時間に基づいて、自列車および他列車間の距離を測定する。なお、遅延時間は、測定信号が送信されてから受信されるまでの時間を表し、列車間における片道の通信時間とみなすことができる。
第２の列車搭載装置２５０の距離測定応答部２５５は、第１の列車搭載装置１５０から測定信号を受信すると、測定信号を受信したタイミングおよび自装置のタイミング信号に基づいて遅延時間を算出する。なお、第２の列車搭載装置２５０は、受信した測定信号が送信されたタイミングを、自装置のタイミング信号に基づき取得可能である。これは、自装置のタイミング信号と第１の列車搭載装置１５０のタイミング信号とが同期しているからである。そして、距離測定応答部２５５は、算出した遅延時間を測定応答信号に含めて、測定信号の送信元である第１の列車搭載装置１５０に対して送信する。また、距離測定応答部２５５は、遅延時間に加えて、列車ＩＤを測定応答信号に含めてもよい。
このような距離測定部１５５および距離測定応答部２５５による距離の測定手法の詳細について、図１６を用いて説明する。図１６は、第１の列車搭載装置１５０の距離測定部１５５および第２の列車搭載装置２５０の距離測定応答部２５５による相互通信のタイムグラムを示す。
図１６において、距離測定部１５５から距離測定応答部２５５に測定信号が送出されると、列車間の距離によって、測定信号の送受信のタイミングに時間差が生じる。この遅延時間をＴｉと表す。ここで、第１の列車搭載装置１５０および第２の列車搭載装置２５０でそれぞれ用いられるタイミング信号には、補整可能な最小分解能が存在する。この最小分解能の値をＴｓｙｍｂｏｌと表す。図１６ではＴｉ＝２×Ｔｓｙｍｂｏｌとなった例を表している。距離測定応答部２５５は、測定信号を受信すると、この遅延時間Ｔｉを算出する。具体的には、距離測定部１５５によって測定信号が送信されたタイミングは、第１の列車搭載装置１５０のタイミング信号に基づいている。したがって、距離測定応答部２５５は、第１の列車搭載装置１５０のタイミング信号に同期している自装置のタイミング信号と、測定信号を受信したタイミングとから、遅延時間Ｔｉを算出可能である。そして、距離測定応答部２５５は、測定信号の送信元である第１の列車搭載装置１５０に対して、遅延時間Ｔｉおよび列車ＩＤを含めた測定応答信号を返信する。距離測定部１５５は、測定応答信号に含まれる遅延時間Ｔｉに基づいて、列車ＩＤが示す列車と自列車との間の距離を算出すればよい。
なお、距離測定部１５５は、あらかじめ定められた回数ｎ（ｎは正の整数）だけ測定信号を送信してもよい。この場合、距離測定部１５５は、ｎ個の測定応答信号に含まれるｎ個の遅延時間Ｔｉに基づいて、列車間の距離を算出してもよい。
なお、距離測定部１５５による測定信号の送信回数がｎ回に達する前に、第１の列車搭載装置１５０および第２の列車搭載装置２５０をそれぞれ搭載した列車の走行により、互いに通信が不可能になることも考えられる。その場合、距離測定部１５５は、送信した測定信号に対応する測定応答信号を、測定信号の送信後所定期間経過するまでに受信できなければ、距離を測定する処理を中止してもよい。あるいは、その場合、距離測定部１５５は、それまでに送受信した測定信号および測定応答信号に基づいて、列車間の距離を算出してもよい。
ここで、一般的な送受信回路の性能を考慮すると、上述した最小分解能Ｔｓｙｍｂｏｌは、マイクロ秒（１０−６秒）単位である。また、第１の列車搭載装置１５０および第２の列車搭載装置２５０におけるタイミング信号の間隔をＴｆｌａｍｅと表し、Ｔｆｌａｍｅが、ミリ秒（１０−３秒）単位であるとする。仮に、Ｔｓｙｍｂｏｌ＝１マイクロ秒とした場合、その時間を、光速度である２９９，７９２，４５８メートル毎秒を用いて距離に換算すると、約３００メートルとなる。つまり、この仮定においては、距離測定部１５５が算出する列車間の距離の分解能は、約３００メートルとなる。これは、鉄道に関する技術上の基準を定める省令の６００メートル条項や、列車防護無線装置による電波が届く範囲として定められた発報地点から半径約１〜２キロメートル圏内の精度を満足する性能である。
すなわち、本実施の形態で算出した列車間の距離に基づいて、６００メートル前方で自列車を停止させる停止制御を行うことを考える。また、上述したように、本実施の形態において、算出可能な距離の分解能が３００メートルであり、かつ、電波が届く範囲が１キロメートル圏内であるとする。この場合、まず、本実施の形態は、前方の列車との距離として最初に１キロメートルを検出する。この時点で、自列車に対する停止制御が可能である。さらに、本実施の形態は、同一の前方の列車との距離として、次に７００メートルを検出する。この時点でも、自列車に対して２回目の停止制御が可能である。このように、電波が届く範囲が１キロメートル圏内であり算出される距離の分解能が３００メートルであれば、停止制御を冗長化することができる。
なお、最小分解能に上述の値を想定した場合、第１の列車搭載装置１５０および第２の列車搭載装置２５０でそれぞれ用いられるタイミング信号は、次のような誤差で同期することが望ましい。第１の列車搭載装置１５０および第２の列車搭載装置２５０でそれぞれ用いられるタイミング信号は、最小分解能に基づく距離の計算への影響を考慮して、例えば数ナノ秒（１０−９秒）の誤差で同期することが望ましい。
以上のように構成された列車衝突防止システム５の動作について、図面を参照して説明する。
まず、第１の列車搭載装置１５０の動作を図１７に示す。図１７に示す動作は、図１２を参照して説明した本発明の第４の実施の形態における第１の列車搭載装置１４０と略同様である。ただし、距離を測定する動作として、ステップＡ６の代わりにステップＡ５６を実行する点が異なる。ステップＡ５６の動作の詳細を、図１８に示す。
図１８では、まず、距離測定部１５５は、送受信回数ｉを０に設定する（ステップＡ５６０１）。
次に、距離測定部１５５は、応答信号の送信元の第２の列車搭載装置２５０に対して、タイミング信号に基づくタイミングで、測定信号を送信する（ステップＡ５６０２）。測定信号には、送受信回数ｉを表す情報を含める。
次に、距離測定部１５５は、直近の測定信号を送信後、所定期間が経過するまでに、測定応答信号を受信したか否かを判断する（ステップＡ５６０３）。
ここで、所定期間が経過するまでに測定応答信号が受信されていない場合（ステップＡ５６０３でＮｏ）、第１の列車搭載装置１５０の動作は、後述のステップＡ５６０４に進む。
一方、所定期間が経過するまでに測定応答信号が受信された場合（ステップＡ５６０３でＹｅｓ）、距離測定部１５５は、受信された測定応答信号から、遅延時間Ｔｉを取得して一時的に記憶しておく（ステップＡ５６０５）。
次に、距離測定部１５５は、送受信回数ｉに１を加算する（ステップＡ５６０６）。
そして、ｉがｎ未満であれば（ステップＡ５６０７でＹｅｓ）、距離測定部１５５は、ステップＡ５６０２からの処理を繰り返す。
一方、ｉがｎに達していれば（ステップＡ５６０７でＮｏ）、距離測定部１５５は、一時的に記憶したｎ個の遅延時間Ｔｉに基づいて、列車間の距離を算出する（ステップＡ５６０８）。
なお、送受信回数ｉがｎに達する前に測定応答信号が受信されなくなった場合でも、１つ以上の測定応答信号が既に受信されている場合がある（ステップＡ５６０４でＹｅｓ）。この場合、距離測定部１５５は、それまでに記憶された１つ以上ｎ個未満の遅延時間Ｔｉを用いて、列車間の距離を算出する（ステップＡ５６０８）。
以上で、距離測定部１５５は、ステップＡ５６において距離を測定する動作を終了する。
次に、第２の列車搭載装置２５０の動作を図１９に示す。図１９に示す動作は、図６を参照して説明した本発明の第２の実施の形態における第２の列車搭載装置２００と略同様である。ただし、測定信号に応答する動作として、ステップＢ４〜Ｂ５の代わりにステップＢ５４を実行する点が異なる。ステップＢ５４の動作の詳細を図２０に示す。
図２０では、まず、距離測定応答部２５５は、直近に応答信号または測定応答信号を送信してから所定期間が経過する前に、測定信号が受信されたか否かを判断する（ステップＢ５４０１）。
ここで、所定期間が経過する前に測定信号が受信されなかった場合（ステップＢ５４０１でＮｏ）、距離測定応答部２５５は、測定信号に応答する動作を終了する。
一方、所定期間が経過する前に測定信号が受信された場合（ステップＢ５４０１でＹｅｓ）、距離測定応答部２５５は、自装置のタイミング信号と、測定信号が受信されたタイミングとに基づいて、遅延時間Ｔｉを算出する（ステップＢ５４０２）。
次に、距離測定応答部２５５は、遅延時間Ｔｉを測定応答信号に含めて、測定信号の送信元の第１の列車搭載装置１５０に対して送信する（ステップＢ５４０３）。
次に、距離測定応答部２５５は、受信された測定信号に含まれていたｉがｎ−１未満であれば（ステップＢ５４０４でＹｅｓ）、ステップＢ５４０１からの処理を繰り返す。
一方、ｉがｎ−１に達していれば（ステップＢ５４０４でＮｏ）、距離測定応答部２５５は、距離の測定に応答する動作を終了する。
以上で、距離測定応答部２５５は、測定信号に応答する動作を終了する。
次に、本発明の第５の実施の形態の効果について述べる。
本発明の第５の実施の形態としての列車衝突防止システムは、複数の線路において列車の走行が想定される場合にも、設置コストや保守コストを抑えながら、列車間の距離をより精度よく算出することができる。
その理由について説明する。本実施の形態では、本発明の第４の実施の形態と同一の構成に加えて、第１および第２の列車搭載装置において、それぞれの同期部が、自装置のタイミング信号を所定のタイミング信号に同期させる。また、第１の列車搭載装置において、距離測定部が、自装置のタイミング信号が示すタイミングで測定信号を送信する。また、第２の列車搭載装置において、距離測定応答部が、自装置のタイミング信号および測定信号の受信タイミングに基づいて、測定信号の遅延時間を算出する。そして、距離測定応答部が、算出した遅延時間を測定応答信号に含めて、第１の列車搭載装置に送信する。そして、第１の列車搭載装置において、距離測定部が、受信した測定応答信号に含まれる遅延時間に基づいて、列車間の距離を算出するからである。
このように、本実施の形態は、第１および第２の列車搭載装置において、それぞれの同期部が、車庫にいる間等の待機時にあらかじめタイミング信号を所定のタイミング信号に同期させておくことで、それぞれのタイミング信号を互いに同期させる。これにより、本実施の形態は、測定信号の送受信の遅延時間を精度よく算出することができ、遅延時間に基づき算出する距離の精度を向上させる。さらに、本実施の形態は、測定信号および測定応答信号を複数回送受信する場合には、複数回算出された遅延時間に基づいて距離を算出するので、さらに距離の精度を向上させることができる。
なお、本実施の形態において、第１および第２の列車搭載装置にそれぞれ搭載された同期部が、ＧＰＳのＰＰＳ信号に基づくタイミングに同期する例について説明した。これに限らず、同期部は、第１および第２の列車搭載装置のいずれもが外部から受信可能な他の信号に基づくタイミングに同期してもよい。
また、本実施の形態において、第１の列車搭載装置の距離測定部が、測定応答信号に含まれる遅延時間を、信号の片道の通信時間とみなして列車間の距離を算出する例について説明した。さらに、第１の列車搭載装置の距離測定部は、測定応答信号の遅延時間を算出し、信号の往復の通信時間に基づいて、列車間の距離を算出してもよい。このとき、第１の列車搭載装置の距離測定部は、自装置のタイミング信号と、測定応答信号の受信タイミングと、第２の列車搭載装置における処理時間とに基づいて、測定応答信号の遅延時間を算出すればよい。この場合、第２の列車搭載装置における処理時間は、あらかじめ通知されているものとする。
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第１〜第３の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
まず、本発明の第６の実施の形態としての列車衝突防止システム６の構成を図２１に示す。図２１において、列車衝突防止システム６は、本発明の第４の実施の形態としての列車衝突防止システム４に対して、第１の列車搭載装置１４０に替えて第１の列車搭載装置１６０を含む点が異なる。さらに、列車衝突防止システム６は、第２の列車搭載装置２００に替えて第２の列車搭載装置２６０を含む点が異なる。
第１の列車搭載装置１６０は、第１の列車搭載装置１４０に対して、距離測定部１４５に替えて距離測定部１６５を有する点が異なる。また、第２の列車搭載装置２６０は、第２の列車搭載装置２００に対して、距離測定応答部２０５に替えて距離測定応答部２６５を有する点が異なる。
ここで、列車衝突防止システム６は、図２および図５を参照して説明した本発明の第４の実施の形態としての列車衝突防止システム４と同様のハードウェア要素によって構成可能である。なお、列車衝突防止システム６およびその各機能ブロックのハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。
次に、列車衝突防止システム６の各機能ブロックのうち、本発明の第４の実施の形態と相違する機能ブロックについて詳細に説明する。
第１の列車搭載装置１６０の距離測定部１６５は、本発明の第４の実施の形態における距離測定部１４５と略同様に構成されるが、次の点が異なる。すなわち、距離測定部１６５は、調歩同期方式に基づく測定信号および測定応答信号を送受信することにより、列車間の距離を測定する。
第２の列車搭載装置２６０の距離測定応答部２６５は、本発明の第４の実施の形態における距離測定応答部２０５と略同様に構成されるが、次の点が異なる。すなわち、距離測定応答部２６５は、調歩同期方式に基づく測定信号を受信すると、調歩同期方式に基づく測定応答信号を、測定信号の送信元の第１の列車搭載装置１６０に対して送信する。
このような距離測定部１６５および距離測定応答部２６５による距離の測定手法の詳細について、図２２を用いて説明する。図２２は、第１の列車搭載装置１６０の距離測定部１６５および第２の列車搭載装置２６０の距離測定応答部２６５による相互通信のタイムグラムを示す。
ここでは、距離測定部１６５は、測定信号の先頭に固定ビットパターンを付加して、第２の列車搭載装置２６０に対して送信する。図２２の例では、固定ビットパターンは、「１００１」である。また、距離測定部１６５は、送信するデータがないときは、常にストップビットを送出し続ける。図２２の例では、ストップビットは「０」である。また、距離測定応答部２６５は、第１の列車搭載装置１６０から送信された測定信号を受信後、測定応答信号の先頭に固定パターンを付加して、第１の列車搭載装置１６０に対して送信する。そして、第１の列車搭載装置１６０の距離測定部１６５は、第２の列車搭載装置２６０から送信された測定応答信号の先頭の固定ビットパターンを検出する。
このとき、第１の列車搭載装置１６０において、測定信号の先頭に付加した固定ビットパターンを送出後のタイミングをｔ１とする。また、測定応答信号の先頭に付加された固定ビットパターンを検出後のタイミングをｔ２とする。タイミングｔ１からｔ２までの時間は、測定信号および測定応答信号の往復の通信時間と、第２の列車搭載装置２６０における測定信号の受信から測定応答信号の送信までの処理時間との合計である。なお、距離測定部１６５は、このような第２の列車搭載装置２６０における処理時間をあらかじめ記憶しているとする。この場合、第１の列車搭載装置１６０の距離測定部１６５は、タイミングｔ１およびｔ２の差分から第２の列車搭載装置２６０での処理時間を減算することにより、測定信号および測定応答信号の往復の通信時間を求めることができる。そして、距離測定部１６５は、求めた往復の通信時間に基づいて、列車間の距離を算出すればよい。
この場合、取得可能な往復時間の最小分解能はビット単位、すなわち、ＣＰＵ１００１のクロック周波数に依存することになる。例えば、一般的なＣＰＵでは、クロック周波数はギガヘルツ（１０９ヘルツ）単位である。これは、時間に換算すると、ナノ秒（１０−９秒）単位となる。さらに、上述した光速度を用いて距離に換算すると、最小分解能は、約３０センチとなる。つまり、本実施の形態を用いて算出した列車間の距離を用いて列車の停止制御を行う場合、上述した省令や停止性能は、十分に満たされる。
以上のように構成された列車衝突防止システム６の動作について、図面を参照して説明する。
まず、第１の列車搭載装置１６０の動作について説明する。第１の列車搭載装置１６０の動作は、図１７を参照して説明した本発明の第５の実施の形態における第１の列車搭載装置１５０と略同様である。ただし、ステップＡ５６において距離を測定する動作の詳細が異なる。本実施の形態におけるステップＡ５６の動作の詳細を図２３に示す。
図２３の動作は、図１８に示した本発明の第５の実施の形態におけるステップＡ５６の動作と略同様である。ただし、ステップＡ５６０２の代わりにステップＡ５６１２と、ステップＡ５６０５の代わりにステップＡ５６１５と、ステップＡ５６０８の代わりにステップＡ５６１８とが実行される点が異なる。
ステップＡ５６１２では、距離測定部１６５は、調歩同期式に基づく測定信号を、第２の列車搭載装置２６０に対して送信する。具体的には、距離測定部１６５は、先頭に固定ビットパターンを付加した測定信号を送信すればよい。
ステップＡ５６１５では、距離測定部１６５は、測定信号および測定応答信号の往復通信時間Ｘｉを算出する。例えば、前述のように、距離測定部１６５は、次の時間から、往復の通信時間を算出する。この時間とは、測定信号の先頭の固定ビットパターンを送出後のタイミングｔ１と、測定応答信号の先頭の固定ビットパターンを検出後のタイミングｔ２と、第２の列車搭載装置２６０での処理時間とである。
また、ステップＡ５６１８では、距離測定部１６５は、１つ以上の往復通信時間Ｘｉに基づいて、列車間の距離を算出する。
以上で、第１の列車搭載装置１６０の動作の説明を終了する。
次に、第２の列車搭載装置２６０の動作について説明する。第２の列車搭載装置２６０の動作は、図１９を参照して説明した本発明の第５の実施の形態における第２の列車搭載装置２５０と略同様である。ただし、ステップＢ５４において測定信号に応答する動作の詳細が異なる。本実施の形態におけるステップＢ５４の動作の詳細を図２４に示す。
図２４の動作は、図２０に示した本発明の第５の実施の形態におけるステップＢ５４の動作と略同様である。ただし、ステップＢ５４０２およびＢ５４０３の代わりにステップＢ５４１２が実行される点が異なる。
ステップＢ５４１２では、距離測定応答部２６５は、調歩同期式に基づく測定応答信号を、第１の列車搭載装置１６０に対して送信する。具体的には、距離測定応答部２６５は、先頭に固定ビットパターンを付加した測定応答信号を送信すればよい。
以上で、第２の列車搭載装置２６０の動作の説明を終了する。
次に、本発明の第６の実施の形態の効果について述べる。
本発明の第６の実施の形態としての列車衝突防止システムは、複数の線路において列車の走行が想定される場合にも、設置コストや保守コストを抑えながら、列車間の距離をさらに精度よく算出することができる。
その理由について説明する。本実施の形態では、本発明の第４の実施の形態と同一の構成に加えて、第１の列車搭載装置の距離測定部および第２の列車搭載装置の距離測定応答部が、調歩同期方式に基づく測定信号および測定応答信号を送受信する。そして、第１の列車搭載装置の距離測定部が、測定信号および測定応答信号の送受信のタイミングに基づいて往復の通信時間を求め、往復の通信時間に基づいて、列車間の距離を算出するからである。
このように、調歩同期式を用いる本実施の形態は、本発明の第５の実施の形態と比較して、前述したように距離の分解能を小さくすることができ、算出する距離の精度を向上させる。また、調歩同期式を用いる本実施の形態は、本発明の第５の実施の形態と比較して、所定のタイミングを取得するためのタイミング検出装置やアンテナを不要として、設置コストをさらに抑える。また、調歩同期式を用いる本実施の形態は、本発明の第５の実施の形態と比較して、待機時に所定のタイミングに同期する同期部を不要として、保守コストをさらに抑えることができる。
（第７の実施の形態）
次に、本発明の第７の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第１〜第６の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
まず、本発明の第７の実施の形態としての列車衝突防止システム７の構成を図２５に示す。図２５において、列車衝突防止システム７は、本発明の第４の実施の形態としての列車衝突防止システム４に対して、第１の列車搭載装置１４０に替えて第１の列車搭載装置１７０を含む点が異なる。さらに、列車衝突防止システム７は、第２の列車搭載装置２００に替えて第２の列車搭載装置２７０を含む点が異なる。第１の列車搭載装置１７０は、第１の列車搭載装置１４０に対して、列車情報取得部１０２に替えて列車情報取得部１７２と、衝突可能性判断部１４４に替えて衝突可能性判断部１７４を有する点が異なる。さらに、経路情報取得部１７７と、位置情報取得部１７８とを有する点が異なる。また、第２の列車搭載装置２７０は、本発明の第４の実施の形態における第２の列車搭載装置２００に対して、列車情報取得部２０２に替えて列車情報取得部２７２を有し、さらに、経路情報取得部２７７と、位置情報取得部２７８とを有する点が異なる。
ここで、列車衝突防止システム７のハードウェア構成の一例を図２６に示す。図２６において、第１の列車搭載装置１７０は、図２を参照して説明した第１の列車搭載装置１００と同様のハードウェア要素に加えて、位置検出装置１７０７と、アンテナ１７０８と、無線通信インタフェース１７０９と、アンテナ１７１０とを含んで構成される。また、第２の列車搭載装置２７０は、図５を参照して説明した第２の列車搭載装置２００と同様のハードウェア要素に加えて、位置検出装置２７０７と、アンテナ２７０８と、無線通信インタフェース２７０９と、アンテナ２７１０とを含んで構成される。
アンテナ１７０８および２７０８は、位置検出用の電波を受信し信号に変換して出力する。位置検出装置１７０７および２７０７は、アンテナ１７０８または２７０８から出力される信号に基づいて自装置の位置を検出する。位置検出装置１７０７および２７０７は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機であってもよい。その場合、アンテナ２７０８および１７０８は、ＧＰＳアンテナによって構成される。
無線通信インタフェース１７０９および２７０９は、地上管制施設との無線通信を行うインタフェースである。また、無線通信インタフェース１７０９および２７０９は、送信するデータをアンテナ１７１０または２７１０に出力する。また、無線通信インタフェース１７０９および２７０９は、アンテナ１７１０または２７１０から出力されるデータを受信する。アンテナ１７１０および２７１０は、無線通信インタフェース１７０９または２７０９から出力されるデータを電波として空間に放射する。また、アンテナ１７１０および２７１０は、空間の電波を受信し信号に変換して無線通信インタフェース１７０９または２７０９に出力する。
この場合、経路情報取得部１７７は、無線通信インタフェース１７０９と、アンテナ１７１０と、メモリ１００２に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ１００１によって構成される。また、経路情報取得部２７７は、無線通信インタフェース２７０９と、アンテナ２７１０と、メモリ２００２に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ２００１によって構成される。また、位置情報取得部１７８は、位置検出装置１７０７と、アンテナ１７０８と、メモリ１００２に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ１００１によって構成される。また、位置情報取得部２７８は、位置検出装置２７０７と、アンテナ２７０８と、メモリ２００２に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ２００１によって構成される。なお、列車衝突防止システム７およびその各機能ブロックのハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。
次に、列車衝突防止システム７の各機能ブロックのうち、本発明の第４の実施の形態と相違する機能ブロックについて詳細に説明する。
第１の列車搭載装置１７０の経路情報取得部１７７は、自列車が今後走行予定の経路を表す経路情報を取得する。例えば、経路情報は、線路を識別する線路ＩＤおよび区間を識別する区間ＩＤの組合せのリストであってもよい。また、経路情報において、線路ＩＤおよび区間ＩＤの組合せには、その区間の線路が位置する位置情報が関連付けられていてもよい。
また、経路情報取得部１７７は、地上管制施設と通信することにより、地上管制施設から経路情報を取得してもよい。また、経路情報を取得するタイミングとしては、例えば、第１の列車搭載装置１７０を搭載した列車が、始発駅、終着駅または車庫などに位置するタイミングであってもよい。
第１の列車搭載装置１７０の位置情報取得部１７８は、自列車の現在の位置情報を取得する。
第１の列車搭載装置１７０の列車情報取得部１７２は、列車情報として、在線中の線路および区間を表す情報を含む列車情報を取得する。具体的には、列車情報取得部１７２は、自列車の経路情報が示す経路のうち、自列車の現在の位置情報が示す位置が含まれる線路および区間を、在線中の線路および区間として特定すればよい。
衝突可能性判断部１７４は、自列車の列車情報が示す線路および区間と、他列車の列車情報が示す線路および区間とに基づいて、衝突の可能性の有無を判断する。自列車の列車情報が示す線路および区間は、列車情報取得部１７２によって取得された情報である。また、他列車の列車情報が示す線路および区間は、応答信号に含まれている。
具体的には、衝突可能性判断部１７４は、経路情報のうち、自列車の列車情報が示す線路および区間以降に走行予定の経路を特定する。そして、衝突可能性判断部１７４は、以降走行予定の経路に、他列車の列車情報が示す線路および区間が含まれる場合には、衝突の可能性があると判断すればよい。
第２の列車搭載装置２７０の経路情報取得部２７７は、第１の列車搭載装置１７０の経路情報取得部１７７と同様に構成される。
第２の列車搭載装置２７０の位置情報取得部２７８は、第１の列車搭載装置１７０の位置情報取得部１７８と同様に構成される。
第２の列車搭載装置２７０の列車情報取得部２７２は、第１の列車搭載装置１７０の列車情報取得部１７２と同様に構成される。
以上のように構成された列車衝突防止システム７の動作について、図面を参照して説明する。
まず、第１の列車搭載装置１７０の動作を図２７に示す。なお、第１の列車搭載装置１７０は、以下の動作を開始する前に、経路情報取得部１７７により既に経路情報を取得し、メモリ１００２に保存しているものとする。
図２７では、まず、探索信号送信部１０３は、本発明の第４の実施の形態と同様にステップＡ１〜Ａ２を実行する。これにより、探索信号が送信され、探索信号に対する応答信号が受信されたか否かが判断される。所定期間が経過するまでに応答信号が受信されなかった場合（ステップＡ２でＮｏ）の動作は、本発明の第４の実施の形態と同様である。
そして、応答信号が受信された場合（ステップＡ２でＹｅｓ）、列車情報取得部１７２は、他列車が在線中の線路および区間を表す情報を、応答信号に含まれる他列車の列車情報から取得する（ステップＡ７３）。
次に、列車情報取得部１７２は、位置情報取得部１７８を用いて、自列車の現在の位置情報を取得する（ステップＡ７４）。
次に、列車情報取得部１７２は、メモリ１００２の経路情報と、ステップＡ７４で取得された現在の自列車の位置情報とに基づいて、自列車が在線中の線路および区間を特定する（ステップＡ７５）。
次に、衝突可能性判断部１７４は、経路情報と、他列車が在線中の線路および区間と、自列車が在線中の線路および区間とに基づいて、自列車および他列車間に衝突の可能性があるか否かを判断する（ステップＡ７６）。
ここで、衝突の可能性があると判断した場合（ステップＡ７６でＹｅｓ）について説明する。この場合、第１の列車搭載装置１７０は、本発明の第４の実施の形態と同様にステップＡ６〜Ａ７を実行する。これにより、自列車および他列車間の距離が測定され、出力される。
そして、第１の列車搭載装置１７０は、ステップＡ１からの動作を繰り返す。なお、ステップＡ７６で衝突の可能性がないと判断した場合、第１の列車搭載装置１７０は、本発明の第４の実施の形態と同様に、次に受信された応答信号について、ステップＡ７３からの動作を繰り返す。また、次に受信された応答信号がなければ、第１の列車搭載装置１７０は、ステップＡ１からの動作を繰り返す。
次に、第２の列車搭載装置２７０の動作を図２８に示す。なお、第２の列車搭載装置２７０は、以下の動作を開始する前に、経路情報取得部２７７により既に経路情報を取得し、メモリ２００２に保存しているものとする。
図２８では、まず、第１の列車搭載装置１７０からの探索信号を受信すると（ステップＢ１でＹｅｓ）、列車情報取得部２７２は、位置情報取得部２７８を用いて、自列車の現在の位置情報を取得する（ステップＢ７２）。
次に、列車情報取得部２７２は、メモリ２００２の経路情報と、ステップＢ７２で取得された現在の自列車の位置情報とに基づいて、自列車が在線中の線路および区間を特定する（ステップＢ７３）。
次に、探索信号応答部２０３は、ステップＢ７３で特定した在線中の線路および区間を示す列車情報を応答信号に含めて、探索信号の送信元の第１の列車搭載装置１７０に対して送信する（ステップＢ７４）。
以降、第２の列車搭載装置２７０は、本発明の第４の実施の形態と同様にステップＢ４〜Ｂ５を実行する。これにより、測定信号の受信に応じて測定応答信号が送信される。
そして、第２の列車搭載装置２７０は、ステップＢ１からの動作を繰り返す。
以上で、第２の列車搭載装置２７０は、動作を終了する。
次に、本発明の第７の実施の形態を具体例で説明する。この具体例は、列車が既に在線している車庫や通過駅などにおける待避線への入線時を想定する。
この具体例では、線路の構成は、図２９に示す通りとなっている。すなわち、区間ａには、線路１が存在する。また、区間ｂには、線路１および線路２が並行して存在する。区間ａの線路１は、分岐点によって区間ｂの線路１および線路２に接続している。また、区間ｂの線路１に列車Ａが停車しているとする。この場合、２つの具体例について説明する。
＜具体例１＞
図３０に示すように、区間ａの線路１において、区間ｂに向かう方向に列車Ｂが走行しているとする。
ここで、列車Ｂに搭載された第１の列車搭載装置１７０の経路情報取得部１７７は、経路情報として、「・・・、区間ａ：線路１、区間ｂ：線路２」を表す情報を既に取得して記憶しているとする。なお、この具体例では、経路情報は、「区間ｘ１：線路ｙ１、区間ｘ２：線路ｙ２、・・・、区間ｘｎ：線路ｙｎ」と表され、区間ｘ１の線路ｙ１から区間ｘｎの線路ｙｎまでをこの順に走行予定であることを表すものとする。
このとき、列車Ｂに搭載された第１の列車搭載装置１７０の探索信号送信部１０３は、探索信号を送信する。そして、通信可能範囲にある列車Ａに搭載された第２の列車搭載装置２７０の探索信号応答部２０３は、探索信号を受信する（ステップＡ１、Ｂ１でＹｅｓ）。
すると、第２の列車搭載装置２７０の列車情報取得部２７２は、既に取得している列車Ａの経路情報と、現在の位置情報（ｘ２，ｙ２）とから、列車Ａが在線しているのは、「区間ｂ：線路１」であると特定する（ステップＢ７２、Ｂ７３）。そこで、探索信号応答部２０３は、「区間ｂ：線路１」を表す列車情報Ａを応答信号に含めて、列車Ｂの第１の列車搭載装置１７０に対して送信する(ステップＢ７４）。
そして、列車Ｂの第１の列車搭載装置１７０では、応答信号を受信する（ステップＡ２でＹｅｓ）。そこで、列車情報取得部１７２は、列車Ｂの経路情報および現在の位置情報（ｘ１，ｙ１）から、列車Ｂが在線しているのは、「区間ａ：線路１」であると特定する（ステップＡ７４、Ａ７５）。
また、衝突可能性判断部１７４は、経路情報のうち、今後走行予定の経路は、「区間ａ：線路１、区間ｂ：線路２」であると特定する。そして、衝突可能性判断部１７４は、今後走行予定の経路の中に、応答信号に含まれる列車情報Ａが示す「区間ｂ：線路１」（ステップＡ７３で取得）が含まれていないので、衝突の可能性がないと判断し、距離の算出を行わない（ステップＡ７６でＮｏ）。
＜具体例２＞
図３１に示すように、区間ａの線路１において、区間ｂに向かう方向に列車Ｂが走行しているとする。
ここで、列車Ｂに搭載された第１の列車搭載装置１７０の経路情報取得部１７７は、経路情報として、「・・・、区間ａ：線路１、区間ｂ：線路１」を表す情報を既に取得して記憶しているとする。
この場合、具体例１と同様に、列車Ｂの第１の列車搭載装置１７０の探索信号送信部１０３から探索信号が送信され、列車Ａの第２の列車搭載装置２７０によって受信される（ステップＡ１、Ｂ１でＹｅｓ）。そして、列車Ａの第２の列車搭載装置２７０の探索信号応答部２０３は、列車Ａが在線中の「区間ｂ：線路１」を表す列車情報Ａを応答信号に含めて、列車Ｂの第１の列車搭載装置１７０に対して送信する（ステップＢ７２〜Ｂ７４）。

そして、具体例１と同様に、列車Ｂの第１の列車搭載装置１７０は、列車Ｂが在線しているのは「区間ａ：線路１」であると特定する（ステップＡ７４、Ａ７５）。
次に、衝突可能性判断部１７４は、経路情報のうち、今後走行予定の経路は、「区間ａ：線路１、区間ｂ：線路１」であると特定する。そして、衝突可能性判断部１７４は、今後走行予定の経路の中に、応答信号に含まれる列車情報Ａが示す「区間ｂ：線路１」（ステップＡ７３で取得）が含まれているので、衝突の可能性があると判断する（ステップＡ７６でＹｅｓ）。そこで、距離測定部１４５は、列車Ａおよび列車Ｂ間の距離を算出して出力する（ステップＡ６、Ａ７）。
以上で、具体例の説明を終了する。
次に、本発明の第７の実施の形態の効果について述べる。
本発明の第７の実施の形態としての列車衝突防止システムは、複数の線路において列車の走行が想定される場合にも、設置コストや保守コストを抑えながら、線路の分岐や合流も考慮して、列車間の衝突を防止するためのより適切な情報を提示することができる。
その理由について説明する。本実施の形態では、本発明の第４の実施の形態と同一の構成に加えて、第１および第２の列車搭載装置において、経路情報取得部が、自列車が走行予定の経路を表す経路情報を取得する。また、位置情報取得部が、自列車の現在の位置情報を取得する。そして、列車情報取得部が、経路情報および現在の位置情報に基づいて、列車情報として、在線中の線路および区間を表す情報を取得する。そして、第１の列車搭載装置の衝突可能性判断部が、経路情報と、自列車の列車情報が示す線路および区間と、他列車の列車情報が示す線路および区間とに基づいて、衝突の可能性の有無を判断するからである。
これにより、本実施の形態は、例えば、列車が既に在線している車庫や通過駅などにおける待避線への入線等のように、線路が分岐または合流している地点付近でも、列車間の衝突の可能性を的確に判断することができる。
なお、本実施の形態において、位置情報取得部が、ＧＰＳ受信機およびＧＰＳアンテナを用いる例について説明した。ただし、位置情報取得部は、ＧＰＳに限らず、位置情報を取得するその他の公知の技術を採用してもよい。
また、上述した本発明の各実施の形態において、各列車は、第１の列車搭載装置を前方に搭載し、第２の列車搭載装置を後方に搭載していてもよい。その場合、各実施の形態における列車情報は、列車を識別する列車ＩＤを含み、第１の列車搭載装置の衝突可能性判断部は、自装置が取得する列車ＩＤと同一の列車ＩＤの列車情報を含む応答信号については、衝突の可能性がないと判断すればよい。あるいは、第１の列車搭載装置の探索信号送信部は、探索信号に自列車の列車ＩＤを含めて送信し、第２の列車搭載装置の探索信号応答部は、自列車の列車ＩＤと同一の列車ＩＤを含む探索信号については、応答しないようにしてもよい。
また、上述した本発明の各実施の形態において、各列車は、一体の装置として構成された第１の列車搭載装置および第２の列車搭載装置を搭載してもよい。この場合、第１および第２の列車搭載装置をそれぞれ構成するハードウェア要素は、列車の前方に設置されるアンテナおよび後方に設置されるアンテナ以外は、第１および第２の列車搭載装置間で共用可能である。また、第１および第２の列車搭載装置それぞれにおける同名の機能ブロックは、第１および第２の列車搭載装置間で共用可能である。
また、上述した本発明の各実施の形態において、第１の列車搭載装置および第２の列車搭載装置の無線通信部は、半径約１〜２キロメートル圏内程度を通信可能とすることが望ましい。これは、前述した症例における「列車防護無線装置による電波が届く範囲、発報地点から半径約１〜２キロメートル圏内の精度」との規定を満足するためである。なお、通信可能な範囲は、無線通信部の送信出力の大きさ、受信感度性能、採用するアンテナの効率などに応じて調整することが可能である。なお、列車において一般的に用いられる無線では、アナログ通信にＦＭ（Frequency Modulation）が利用され、デジタル通信にＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）が利用されている。本発明の各実施の形態で送受信される信号の重要性を鑑みると、各無線通信部には、高精度で信頼性の高いデジタル通信が採用されることが望ましい。
また、上述した本発明の各実施の形態において、第１および第２の列車搭載装置の各機能ブロックが、メモリに記憶されたコンピュータ・プログラムを実行するＣＰＵによって実現される例を中心に説明した。これに限らず、各機能ブロックの一部、全部、または、それらの組合せが専用のハードウェアにより実現されていてもよい。
また、上述した本発明の各実施の形態において、各フローチャートを参照して説明した第１および第２の列車搭載装置の動作を、本発明のコンピュータ・プログラムとしてコンピュータ装置の記憶装置（記憶媒体）に格納しておく。そして、係るコンピュータ・プログラムを当該ＣＰＵが読み出して実行するようにしてもよい。そして、このような場合において、本発明は、係るコンピュータ・プログラムのコードあるいは記憶媒体によって構成される。
また、上述した各実施の形態は、適宜組み合わせて実施されることが可能である。
また、本発明は、上述した各実施の形態に限定されず、様々な態様で実施されることが可能である。
また、上述した各実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
自装置を搭載する自列車の前方に設置されたアンテナを介して無線通信を行う無線通信手段と、
前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得する列車情報取得手段と、
前記自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を前記無線通信手段から送信する探索信号送信手段と、
前記他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって前記探索信号の受信に応じて送信された、前記他列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報が含まれる応答信号を前記無線通信手段から受信すると、前記応答信号に含まれる列車情報および前記列車情報取得手段によって取得された列車情報に基づいて、前記自列車および前記他列車間の衝突の可能性の有無を判断する衝突可能性判断手段と、
前記衝突可能性判断手段によって前記衝突の可能性があると判断された場合に、前記他列車および前記自列車間の距離を、前記第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその応答を表す測定応答信号を前記無線通信手段を介して送受信することにより測定する距離測定手段と、
を備えた第１の列車搭載装置。
（付記２）
前記列車情報取得手段は、在線中の線路を表す情報に加えて在線中の線路の区間を表す情報をさらに含む前記列車情報を取得し、
前記衝突可能性判断手段は、前記自列車の前記列車情報が示す前記線路および前記区間と、前記他列車の前記列車情報が示す前記線路および前記区間とに基づいて、前記衝突の可能性の有無を判断することを特徴とする付記１に記載の第１の列車搭載装置。
（付記３）
前記自列車が走行予定の経路を表す経路情報を取得する経路情報取得手段と、
前記自列車の現在の位置情報を取得する位置情報取得手段とをさらに備え、
前記列車情報取得手段は、前記経路情報および前記現在の位置情報に基づいて前記列車情報を取得し、
前記衝突可能性判断手段は、前記経路情報にさらに基づいて、前記衝突の可能性の有無を判断することを特徴とする付記１または付記２に記載の第１の列車搭載装置。
（付記４）
自装置で用いるタイミング信号を、前記第２の列車搭載装置で用いられるタイミング信号が同期する所定のタイミングに同期させる同期手段をさらに備え、
前記距離測定手段は、前記タイミング信号が示すタイミングで前記測定信号を送信するとともに、前記測定応答信号に含まれる前記測定信号の遅延時間に基づいて、前記距離を測定することを特徴とする付記１から付記３のいずれか１つに記載の第１の列車搭載装置。
（付記５）
前記距離測定手段は、調歩同期方式を用いて、前記測定信号および前記測定応答信号に基づいて前記距離を測定することを特徴とする付記１から付記３のいずれか１つに記載の第１の列車搭載装置。
（付記６）
前記無線通信手段を介して同一の前記探索信号に応答する複数の前記応答信号が受信された場合、
前記衝突可能性判断手段は、より早く受信された前記応答信号を優先して前記衝突の可能性を判断し、
前記距離測定手段は、より早く受信されて前記衝突の可能性があると判断された前記応答信号について、その送信元の第２の列車搭載装置を搭載した前記他列車との間の距離を測定することを特徴とする付記１から付記５のいずれか１つに記載の第１の列車搭載装置。
（付記７）
自装置を搭載する自列車の後方に設置されたアンテナを介して無線通信を行う無線通信手段と、
前記自列車が在線中の線路を表す列車情報を取得する列車情報取得手段と、
付記１から付記６のいずれか１つに記載された第１の列車搭載装置から前記探索信号を前記無線通信手段を介して受信すると、前記列車情報取得手段によって取得された列車情報を前記応答信号に含めて、前記第１の列車搭載装置に前記無線通信手段を介して送信する探索信号応答手段と、
前記第１の列車搭載装置から前記測定信号を前記無線通信手段を介して受信すると、前記測定信号に応答する前記測定応答信号を前記第１の列車搭載装置に前記無線通信手段を介して送信する距離測定応答手段と、
を備えた第２の列車搭載装置。
（付記８）
前記列車情報取得手段は、在線中の線路を表す情報に加えて在線中の線路の区間を表す情報をさらに含む前記列車情報を取得することを特徴とする付記７に記載の第２の列車搭載装置。
（付記９）
自列車が走行予定の経路を表す経路情報を取得する経路情報取得手段と、
自列車の現在の位置情報を取得する位置情報取得手段とをさらに備え、
前記列車情報取得手段は、前記経路情報および前記現在の位置情報に基づいて、前記列車情報を取得することを特徴とする付記７または付記８に記載の第２の列車搭載装置。
（付記１０）
前記測定信号が付記４に記載の第１の列車搭載装置から受信されるとき、
自装置で用いるタイミング信号を、前記第１の列車搭載装置で用いられるタイミング信号が同期する前記所定のタイミングに同期させる同期手段をさらに備え、
前記距離測定手段は、前記タイミング信号および前記測定信号の受信タイミングに基づいて前記測定信号の遅延時間を算出し、算出した遅延時間を前記測定応答信号に含めて前記第１の列車搭載装置に送信することを特徴とする付記７から付記９のいずれか１つに記載の第２の列車搭載装置。
（付記１１）
前記距離測定応答手段は、付記５に記載の第１の列車搭載装置から調歩同期方式に基づく前記測定信号を受信すると、調歩同期方式に基づく前記測定応答信号を前記第１の列車搭載装置に送信することを特徴とする付記７から付記９のいずれか１つに記載の第２の列車搭載装置。
（付記１２）
付記１から付記６のいずれか１つに記載の第１の列車搭載装置と、
付記７から付記１１のいずれか１つに記載の第２の列車搭載装置と、
を含む列車衝突防止システム。
（付記１３）
第１の列車搭載装置が、
自装置を搭載する自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を、自列車の前方に設置されたアンテナを介した無線通信により送信し、
前記他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって前記探索信号の受信に応じて送信された、前記他列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報が含まれる応答信号を前記無線通信により受信すると、前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得し、
取得した列車情報、および、前記応答信号に含まれる列車情報に基づいて、前記自列車および前記他列車間の衝突の可能性の有無を判断し、
前記衝突の可能性があると判断した場合に、前記他列車および前記自列車間の距離を、前記第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその応答を表す測定応答信号を前記無線通信によって送受信することにより測定する方法。
（付記１４）
自装置を搭載する自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を、自列車の前方に設置されたアンテナを介した無線通信により送信する処理と、
前記他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって前記探索信号の受信に応じて送信された、前記他列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報が含まれる応答信号を前記無線通信により受信すると、前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得する処理と、
取得した列車情報、および、前記応答信号に含まれる列車情報に基づいて、前記自列車および前記他列車間の衝突の可能性の有無を判断する処理と、
前記衝突の可能性があると判断した場合に、前記他列車および前記自列車間の距離を、前記第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその応答を表す測定応答信号を前記無線通信によって送受信することにより測定する処理と、
をコンピュータ装置に実行させるプログラムをコンピュータ読み取り可能の記録する記録媒体。
（付記１５）
第２の列車搭載装置が、
付記１３に記載された方法を実行する第１の列車搭載装置から前記探索信号を、自装置を搭載する自列車の後方に設置されたアンテナを介した無線通信により受信すると、
前記自列車が在線中の線路を表す列車情報を取得し、取得した列車情報を前記応答信号に含めて、前記第１の列車搭載装置に前記無線通信により送信し、
前記第１の列車搭載装置から前記測定信号を前記無線通信により受信すると、前記測定信号に応答する前記測定応答信号を前記第１の列車搭載装置に前記無線通信により送信する方法。
（付記１６）
付記１４に記載された記録媒体に記録されたプログラムを実行する第１の列車搭載装置から前記探索信号を、自装置を搭載する自列車の後方に設置されたアンテナを介した無線通信により受信する処理と、
前記自列車が在線中の線路を表す列車情報を取得し、取得した列車情報を前記応答信号に含めて、前記第１の列車搭載装置に前記無線通信により送信する処理と、
前記第１の列車搭載装置から前記測定信号を前記無線通信により受信すると、前記測定信号に応答する前記測定応答信号を前記第１の列車搭載装置に前記無線通信により送信する処理と、
をコンピュータ装置に実行させるプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録する記録媒体。
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
この出願は、２０１６年１２月２７日に出願された日本出願特願２０１６−２５２６６１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
３、４、５、６、７ 列車衝突防止システム
１００、１４０、１５０、１６０、１７０ 第１の列車搭載装置
１０１ 無線通信部
１０２、１７２ 列車情報取得部
１０３ 探索信号送信部
１０４、１４４、１７４ 衝突可能性判断部
１０５、１４５、１５５、１６５ 距離測定部
１５６ 同期部
１７７ 経路情報取得部
１７８ 位置情報取得部
２００、２５０、２６０、２７０ 第２の列車搭載装置
２０１ 無線通信部
２０２、２７２ 列車情報取得部
２０３ 探索信号応答部
２０５、２５５、２６５ 距離測定応答部
２５６ 同期部
２７７ 経路情報取得部
２７８ 位置情報取得部
１００１、２００１ ＣＰＵ
１００２、２００２ メモリ
１００３、２００３ 出力装置
１００４、２００４ 入力装置
１００５、２００５、１７０９、２７０９ 無線通信インタフェース
１００６、１００８、１７０８、１７１０、２００６、２００８、２７０８、２７１０ アンテナ
１００７、２００７ タイミング検出装置
１７０７、２７０７ 位置検出装置

Claims (9)

  1. 自装置を搭載する自列車の前方に設置されたアンテナを介して無線通信を行う無線通信手段と、
    前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得する列車情報取得手段と、
    前記自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を前記無線通信手段から送信する探索信号送信手段と、
    前記他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって前記探索信号の受信に応じて送信された、前記他列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報が含まれる応答信号を前記無線通信手段から受信すると、前記応答信号に含まれる列車情報および前記列車情報取得手段によって取得された列車情報に基づいて、前記自列車および前記他列車間の衝突の可能性の有無を判断する衝突可能性判断手段と、
    前記衝突可能性判断手段によって前記衝突の可能性があると判断された場合に、前記他列車および前記自列車間の距離を、前記第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその応答を表す測定応答信号を前記無線通信手段を介して送受信することにより測定する距離測定手段と、
    前記自列車が走行予定の経路を表す経路情報を取得する経路情報取得手段と、
    前記自列車の現在の位置情報を取得する位置情報取得手段とを備え、
    前記列車情報取得手段は、前記経路情報および前記現在の位置情報に基づいて前記列車情報を取得し、
    前記衝突可能性判断手段は、前記経路情報にさらに基づいて、前記衝突の可能性の有無を判断する
    第１の列車搭載装置。
  2. 前記列車情報取得手段は、在線中の線路を表す情報に加えて在線中の線路の区間を表す情報をさらに含む前記列車情報を取得し、
    前記衝突可能性判断手段は、前記自列車の前記列車情報が示す前記線路および前記区間と、前記他列車の前記列車情報が示す前記線路および前記区間とに基づいて、前記衝突の可能性の有無を判断することを特徴とする請求項１に記載の第１の列車搭載装置。
  3. 自装置で用いるタイミング信号を、前記第２の列車搭載装置で用いられるタイミング信号が同期する所定のタイミングに同期させる同期手段をさらに備え、
    前記距離測定手段は、前記タイミング信号が示すタイミングで前記測定信号を送信するとともに、前記測定応答信号に含まれる前記測定信号の遅延時間に基づいて、前記距離を測定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の第１の列車搭載装置。
  4. 自装置を搭載する自列車の後方に設置されたアンテナを介して無線通信を行う無線通信手段と、
    前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得する列車情報取得手段と、
    他列車に搭載された請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された第１の列車搭載装置から前記探索信号を前記無線通信手段を介して受信すると、前記列車情報取得手段によって取得された列車情報を前記応答信号に含めて、前記第１の列車搭載装置に前記無線通信手段を介して送信する探索信号応答手段と、
    前記第１の列車搭載装置から前記測定信号を前記無線通信手段を介して受信すると、前記測定信号に応答する前記測定応答信号を前記第１の列車搭載装置に前記無線通信手段を介して送信する距離測定応答手段と、
    前記自列車が走行予定の経路を表す経路情報を取得する経路情報取得手段と、
    前記自列車の現在の位置情報を取得する位置情報取得手段とを備え、
    前記列車情報取得手段は、前記経路情報および前記現在の位置情報に基づいて、前記列車情報を取得する第２の列車搭載装置。
  5. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の第１の列車搭載装置と、
    請求項４に記載の第２の列車搭載装置と、
    を含む列車衝突防止システム。
  6. 第１の列車搭載装置が、
    自装置を搭載する自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を、自列車の前方に設置されたアンテナを介した無線通信により送信し、
    前記他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって前記探索信号の受信に応じて送信された、前記他列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報が含まれる応答信号を前記無線通信により受信すると、前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得し、
    取得した列車情報、および、前記応答信号に含まれる列車情報に基づいて、前記自列車および前記他列車間の衝突の可能性の有無を判断し、
    前記衝突の可能性があると判断した場合に、前記他列車および前記自列車間の距離を、前記第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその応答を表す測定応答信号を前記無線通信によって送受信することにより測定し、
    前記自列車が走行予定の経路を表す経路情報を取得し、
    前記自列車の現在の位置情報を取得し、さらに、
    前記列車情報の取得において、前記経路情報および前記現在の位置情報に基づいて前記列車情報を取得し、
    前記衝突の可能性の有無の判断において、前記経路情報にさらに基づいて、前記衝突の可能性の有無を判断する方法。
  7. 自装置を搭載する自列車の近隣の他列車を探索する探索信号を、自列車の前方に設置されたアンテナを介した無線通信により送信する処理と、
    前記他列車に搭載された第２の列車搭載装置によって前記探索信号の受信に応じて送信された、前記他列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報が含まれる応答信号を前記無線通信により受信すると、前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得する処理と、
    取得した列車情報、および、前記応答信号に含まれる列車情報に基づいて、前記自列車および前記他列車間の衝突の可能性の有無を判断する処理と、
    前記衝突の可能性があると判断した場合に、前記他列車および前記自列車間の距離を、前記第２の列車搭載装置との間で測定信号およびその応答を表す測定応答信号を前記無線通信によって送受信することにより測定する処理と、
    前記自列車が走行予定の経路を表す経路情報を取得する処理と、
    前記自列車の現在の位置情報を取得する処理とをコンピュータ装置に実行させ、さらに、
    前記列車情報を取得する処理において、前記経路情報および前記現在の位置情報に基づいて前記列車情報を取得する処理と、
    前記衝突の可能性の有無を判断する処理において、前記経路情報にさらに基づいて、前記衝突の可能性の有無を判断する処理と
    をコンピュータ装置に実行させるプログラム。
  8. 第２の列車搭載装置が、
    他列車に搭載された請求項６に記載された方法を実行する第１の列車搭載装置から前記探索信号を、自装置を搭載する自列車の後方に設置されたアンテナを介した無線通信により受信すると、
    前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得し、取得した列車情報を前記応答信号に含めて、前記第１の列車搭載装置に前記無線通信により送信し、
    前記第１の列車搭載装置から前記測定信号を前記無線通信により受信すると、前記測定信号に応答する前記測定応答信号を前記第１の列車搭載装置に前記無線通信により送信し、
    前記自列車が走行予定の経路を表す経路情報を取得し、
    前記自列車の現在の位置情報を取得し、さらに、
    前記列車情報の取得において、前記経路情報および前記現在の位置情報に基づいて、前記列車情報を取得する方法。
  9. 他列車に搭載された請求項７に記載されたプログラムを実行する第１の列車搭載装置から前記探索信号を、自装置を搭載する自列車の後方に設置されたアンテナを介した無線通信により受信する処理と、
    前記自列車が在線中の線路を表す情報を含む列車情報を取得し、取得した列車情報を前記応答信号に含めて、他列車に搭載された前記第１の列車搭載装置に前記無線通信により送信する処理と、
    前記第１の列車搭載装置から前記測定信号を前記無線通信により受信すると、前記測定信号に応答する前記測定応答信号を前記第１の列車搭載装置に前記無線通信により送信する処理と、
    前記自列車が走行予定の経路を表す経路情報を取得する処理と、
    前記自列車の現在の位置情報を取得する処理とをコンピュータ装置に実行させ、さらに、
    前記列車情報を取得する処理において、前記経路情報および前記現在の位置情報に基づいて、前記列車情報を取得する処理
    をコンピュータ装置に実行させるプログラム。
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