JP7350221B2 - データ処理装置、データ処理方法及びデータ処理プログラム - Google Patents

Description

本開示は、列車制御システムで行われる無線通信に関する。

地上設備のスリム化、安全性及び信頼性の向上、高機能化を目的として、無線通信を用いた列車制御システムが世界でさまざまな方式で実用化され始めている。

無線通信を用いた列車制御システムは、国内のみならず、海外において、以下のように実用化されている（非特許文献１）。
ＥＴＣＳ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）
ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）
ＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）
ＡＴＡＣＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｒａｉｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）

非特許文献１で示されるように、無線通信を用いた列車制御システムは、路線に沿った地上無線通信機器と、列車上の車上無線通信機器を含む。そして、地上無線通信機器と、各列車上の車上無線通信機器との間で、制御情報を通信することで、安全な運行のための速度制御を自動的に行うことが可能となっている。

地上無線通信機器と車上無線通信機器との間の制御情報の通信が無線により行われることで、従来の軌道回路式と異なり、列車の速度に応じて列車間隔を可変にする性能を向上させることができる。更に、制御情報の通信が無線により行われることで、線路を柔軟に敷設することができる。また、制御情報の通信が無線により行われることで省配線化が促される。そして、省配線化に伴い有線通信設備が少なくなり、この結果、有線通信設備の運用負担と保守負担が軽減される。

無線通信を用いた列車制御システムには、上記したような利点がある。一方で、無線通信を用いた列車制御システムでは、列車制御システムで使用する無線周波数に対する妨害波の影響を受けてしまう。そして、妨害波により、最悪の場合は、車上無線通信機器が制御できなくなるおそれがある。また、非特許文献２に示されるように、妨害波は電波法に違反している可能性がある。
これらより、妨害波の発生が検出された場合には、早期に妨害波の発生源の位置を推定し、妨害波の発生源の推定位置に対応した対処を行うことが必要である。

平成２７年度 特許出願技術動向調査報告書（概要）鉄道管制システム 総務省 重要無線通信妨害事例（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｏｕｍｕ．ｇｏ．ｊｐ／ｓｏｕｔｓｕ／ｋａｎｔｏ／ｒｅ／ｊｙｕｂｏｕ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）

本開示は、上記に鑑みたものであり、妨害波の発生源の位置を推定することを主な目的とする。

本開示に係るデータ処理装置は、
列車で行われる通信を妨害する妨害波が前記列車の走行中に発生したことが検出された場合に、前記妨害波の発生源の位置の真横方向にある前記列車の走行軌道上の位置を推定真横位置として推定する真横位置推定部と、
前記妨害波が発生していた期間である妨害波発生期間に前記列車で計測された受信電力値である計測受信電力値の特徴を抽出する特徴抽出部と、
前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離の候補である複数の候補距離が示され、候補距離ごとに、前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離が当該候補距離である場合に前記列車で計測されると推定される受信電力値である推定受信電力値の特徴が示される学習データから、推定受信電力値の特徴が前記計測受信電力値の特徴に合致する候補距離を抽出候補距離として抽出する候補距離抽出部と、
前記推定真横位置から前記抽出候補距離を隔てた位置を前記妨害波の発生源の位置と推定する発生源位置推定部とを有する。

本開示によれば、妨害波の発生源の位置を推定することができる。

実施の形態１に係る列車制御システムの構成例を示す図。 実施の形態１に係る動作の概要を示す図。 実施の形態１に係る動作の概要を示すフローチャート。 実施の形態１に係る計測受信電力値の特徴を示す図。 実施の形態１に係る候補距離の抽出例を示す図。 実施の形態１に係る妨害波の発生源の位置の推定方法の例を示す図。 実施の形態１に係る妨害波発生源推定装置のハードウェア構成例を示す図。 実施の形態１に係る妨害波発生源推定装置の機能構成例を示す図。 実施の形態１に係る地上計測結果データ及び車上計測結果データの例を示す図。 実施の形態１に係る学習データの例を示す図。 実施の形態１に係る妨害波発生源推定装置の動作例を示すフローチャート。 実施の形態１に係る妨害波発生期間の例を示す図。 実施の形態１に係る妨害波発生源推定装置の動作例を示すフローチャート。 実施の形態２に係るアンテナの設置例を示す図。 実施の形態２に係る、無指向アンテナで電波を受信した場合に計測される受信電力値の例を示す図。 実施の形態２に係る指向性アンテナの放射パターンの例を示す図。 実施の形態２に係る右指向性アンテナで電波を受信した場合に計測される受信電力値の例を示す図。 実施の形態２に係る左指向性アンテナで電波を受信した場合に計測される受信電力値の例を示す図。 実施の形態２に係る車上計測結果データの例を示す図。 実施の形態２に係る妨害波発生源推定装置の動作例を示すフローチャート。 実施の形態２に係る妨害波発生源推定装置の動作例を示すフローチャート。 実施の形態２に係る放射パターンデータの例を示す図。 実施の形態３に係る動作の概要を示す図。 実施の形態３に係る妨害波発生源推定装置の機能構成例を示すフローチャート。 実施の形態３に係る妨害波発生源推定装置の動作例を示すフローチャート。

実施の形態１．
＊＊＊システム構成の説明＊＊＊
図１に本実施の形態に係る列車制御システム１００の構成例を示す。
列車制御システム１００は、走行軌道２０を走行する列車を制御する。
本実施の形態に係る列車制御システム１００は、地上無線通信機器１０、車上無線通信機器１１、公衆網基地局１２、地上監視機器１３、車上監視機器１４、データ収集装置１５及び妨害波発生源推定装置１６を含む。
本実施の形態では、地上無線通信機器１０、車上無線通信機器１１、公衆網基地局１２、地上監視機器１３及び車上監視機器１４は、それぞれ複数存在するものとする。

地上無線通信機器１０は、地上に配置される無線通信機器である。地上無線通信機器１０は、列車の走行中に、車上無線通信機器１１との間で無線通信を行う。つまり、地上無線通信機器１０は、列車の走行中に、車上無線通信機器１１との間で無線電波を送受する。
車上無線通信機器１１との間で無線電波の送受ができれば、地上無線通信機器１０の配置位置は問わないが、例えば、地上無線通信機器１０は列車の路線の近傍に配置される。
地上無線通信機器１０は地上無線機器とも表記する。

車上無線通信機器１１は、列車に搭載される無線通信機器である。前述のように、車上無線通信機器１１は、列車の走行中に、地上無線通信機器１０との間で無線電波を送受する。
なお、本実施の形態では、列車には無指向アンテナが設けられており、車上無線通信機器１１は、無指向アンテナを用いて地上無線通信機器１０と通信を行う。
車上無線通信機器１１は車上無線機器とも表記する。

地上監視機器１３は、地上に配置される。地上監視機器１３は、地上無線通信機器１０の近傍に配置される。例えば、地上監視機器１３は地上無線通信機器１０に備え付けられている。地上監視機器１３は、地上無線通信機器１０での受信電力値を計測する。具体的には、地上監視機器１３は、受信電力値としてＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を計測する。
地上監視機器１３は、定期的に、計測したＲＳＳＩが示される地上計測結果データを公衆網基地局１２を介してデータ収集装置１５に送信する。
なお、地上監視機器１３は、地上無線通信機器１０の近傍に配置されるため、地上監視機器１３が計測した受信電力値は地上無線通信機器１０での電波の受信状況を表す。また、地上監視機器１３は、地上無線通信機器１０の近傍に配置されるため、地上監視機器１３の位置と地上無線通信機器１０の位置は同視できるものとする。つまり、以下において、「地上監視機器１３の位置」と「地上無線通信機器１０の位置」は相互に読み替え可能である。

車上監視機器１４は、車上無線通信機器１１の近傍に搭載される。例えば、車上監視機器１４は車上無線通信機器１１に備え付けられている。車上監視機器１４は、車上無線通信機器１１での受信電力値を計測する。具体的には、車上監視機器１４は、受信電力値としてＲＳＳＩを計測する。
車上監視機器１４は、定期的に、計測したＲＳＳＩが示される車上計測結果データを公衆網基地局１２を介してデータ収集装置１５に送信する。
なお、車上監視機器１４は、車上無線通信機器１１の近傍に配置されるため、車上監視機器１４が計測した受信電力値は車上無線通信機器１１での電波の受信状況を表す。また、車上監視機器１４は、車上無線通信機器１１の近傍に配置されるため、車上監視機器１４の位置と車上無線通信機器１１の位置は同視できるものとする。つまり、以下において、「車上監視機器１４の位置」と「車上無線通信機器１１の位置」は相互に読み替え可能である。

公衆網基地局１２は、地上監視機器１３から地上計測結果データを受信する。また、公衆網基地局１２は、車上監視機器１４から車上計測結果データを受信する。そして、公衆網基地局１２は、地上計測結果データ及び車上計測結果データを公衆網３０を介してデータ収集装置１５に送信する。

データ収集装置１５は、定期的に、公衆網３０を介して公衆網基地局１２から地上計測結果データを収集する。また、データ収集装置１５は、定期的に、公衆網３０を介して公衆網基地局１２から車上計測結果データを収集する。

妨害波発生源推定装置１６は、データ収集装置１５により収集された地上計測結果データ及び車上計測結果データを解析して、妨害波の発生を検出する。妨害波は、地上無線通信機器１０と車上無線通信機器１１との通信を妨害する電波である。
また、妨害波発生源推定装置１６は、地上計測結果データ及び車上計測結果データを解析して、妨害波の発生源の位置を推定する。
妨害波発生源推定装置１６は、データ処理装置に相当する。また、妨害波発生源推定装置１６の動作手順は、データ処理方法に相当する。また、妨害波発生源推定装置１６の動作を実現するプログラムは、データ処理プログラムに相当する。

なお、図１では、地上無線通信機器１０と地上監視機器１３とが別の機器で実現されているが、地上無線通信機器１０と地上監視機器１３とを同じ機器で実現してもよい。同様に、図１では、車上無線通信機器１１と車上監視機器１４とが別の機器で実現されているが、車上無線通信機器１１と車上監視機器１４とを同じ機器で実現してもよい。
同様に、データ収集装置１５と妨害波発生源推定装置１６とを同じ機器で実現してもよい。

＊＊＊実施の形態の概要＊＊＊
本実施の形態では、上述のように、妨害波発生源推定装置１６が妨害波の発生源の位置を推定する。妨害波発生源推定装置１６の構成及び動作の詳細を説明する前に、理解を容易にするために、妨害波発生源推定装置１６が妨害波の発生源の位置を推定する動作の概要を説明する。

図２は、列車の走行軌道２０と車上監視機器１４の位置を示す。図２において、黒い丸は車上監視機器１４の位置を示す。また、黒い四角は妨害波の発生源の候補位置を示す。
また、図２では、破線矢印の方向に列車が走行しているものとする。

妨害波発生源推定装置１６は、後述する方法にて妨害波が発生したこと及び妨害波が発生している期間を検出する。妨害波が発生している期間を妨害波発生期間という。図２において妨害波発生期間開始位置２０１は、妨害波発生期間の開始時刻での車上監視機器１４の位置である。妨害波発生期間終了位置２０２は、妨害波発生期間の終了時刻での車上監視機器１４の位置である。
推定真横位置２０３は、妨害波の発生源の位置の真横方向にある走行軌道２０上の位置である。つまり、推定真横位置２０３では、列車の走行方向に垂直のいずれかの方向（右方向又は左方向）に妨害波の発生源があると推定される。

候補位置２５１、候補位置２５２及び候補位置２５３は、推定真横位置２０３から列車の走行方向の右方向の妨害波の発生源の候補位置である。
候補位置２５１は、推定真横位置２０３から１００メートル離れた位置である。
候補位置２５２は、推定真横位置２０３から２００メートル離れた位置である。
候補位置２５３は、推定真横位置２０３から３００メートル離れた位置である。

候補位置２６１、候補位置２６２及び候補位置２６３は、推定真横位置２０３から列車の走行方向の左方向の妨害波の発生源の候補位置である。
候補位置２６１は、推定真横位置２０３から１００メートル離れた位置である。
候補位置２６２は、推定真横位置２０３から２００メートル離れた位置である。
候補位置２６３は、推定真横位置２０３から３００メートル離れた位置である。

妨害波発生源推定装置１６は、車上計測結果データ及び地上計測結果データを解析して、候補位置２５１、候補位置２５２、候補位置２５３、候補位置２６１、候補位置２６２及び候補位置２６３の中から、最も確度が高い候補位置を妨害波の発生源の位置として推定する。

図３は、本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６の動作の概要を示す。

先ず、ステップＳ１１において、妨害波発生源推定装置１６は、真横位置を推定する。
具体的には、妨害波発生源推定装置１６は、妨害波が発生したこと及び妨害波発生期間を検出すると、車上計測結果データを用いて、妨害波発生期間に車上監視機器１４で計測された受信電力値（計測受信電力値という）を解析する。
車上計測結果データには、車上監視機器１４で計測された受信電力値が記述されており、妨害波発生源推定装置１６は、妨害波発生期間に車上監視機器１４で計測された受信電力値を計測受信電力値として抽出する。

そして、妨害波発生源推定装置１６は、計測受信電力値を解析して、真横位置を推定し、推定真横位置２０３を得る。具体的には、妨害波発生源推定装置１６は、車上監視機器１４で計測受信電力値として計測された複数の受信電力値のうちで最大の受信電力値が計測された時点での車上監視機器１４の走行位置を推定真横位置２０３として得る。妨害波発生期間に複数の列車に搭載された複数の車上監視機器１４で複数の受信電力値が計測受信電力値として計測されている場合は、妨害波発生源推定装置１６は、最大の受信電力値が計測された列車を選択し、選択した列車の走行軌道２０上で推定真横位置２０３を推定する。
一般的に、計測機器（車上監視機器１４）と電波の発生源との距離が大きくなるにつれて電力減衰量が増加する。このため、最大の受信電力値が計測された時点での車上監視機器１４の走行位置は、妨害波の発生源に最も接近した位置、すなわち、列車の走行方向と垂直をなす直線上の位置（つまり、真横位置）と推定することができる。

次に、ステップＳ１２において、妨害波発生源推定装置１６は、妨害波発生期間に受信電力値が計測されていた、列車の走行軌道２０外の位置を検証位置として指定する。
具体的には、妨害波発生源推定装置１６は、複数の地上監視機器１３のうち、推定真横位置２０３に最も近い地上監視機器１３の設置位置を検証位置として指定する。

次に、ステップＳ１３において、妨害波発生源推定装置１６は、車上計測結果データを用いて、計測受信電力値の特徴を抽出する。
ここで、図４を用いて、ステップＳ１３の動作を説明する。

図４に示す曲線は、妨害波発生期間の受信電力値である計測受信電力値（ＲＳＳＩ）と、計測受信電力値が計測された時点での車上監視機器１４の位置（キロ程）との関係を表す。
妨害波発生源推定装置１６は、例えば、計測受信電力値の特徴として、図４に示す曲線の頂点付近の領域（図４の破線で囲んだ領域）の特徴を抽出する。
妨害波発生源推定装置１６は、図４に示す曲線の頂点付近の領域の特徴として、当該領域の曲線形状を近似する二次関数を算出する。なお、計測受信電力値の特徴は、二次関数でなくてもよい。

次に、ステップＳ１４において、妨害波発生源推定装置１６は、学習データから候補距離を抽出する。
学習データは、機械学習により得られたデータである。
学習データには、妨害波の発生源の位置と推定真横位置２０３との間の距離の候補である候補距離が複数示される。図２に示した推定真横位置２０３と候補位置２５１及び候補位置２６１との距離である１００メートル、推定真横位置２０３と候補位置２５２及び候補位置２６２との距離である２００メートル、推定真横位置２０３と候補位置２５３及び候補位置２６３との距離である３００メートルがそれぞれ候補距離に相当する。
また、学習データには、候補距離ごとに、妨害波の発生源の位置と推定真横位置２０３との間の距離が当該候補距離である場合に列車で計測されると推定される受信電力値（以下、推定受信電力値という）の特徴が示される。
そして、妨害波発生源推定装置１６は、推定受信電力値の特徴がステップＳ１２で抽出した計測受信電力値の特徴に合致する候補距離を抽出候補距離として抽出する。

ここで、図５を用いて、ステップＳ１４の動作を説明する。

図５の（ｂ）は、図４で説明したものと同じである。
図５の（ａ）は、学習データの記述を概念的に示している。
図５の（ａ）において、「候補距離１００ｍの曲線」は、学習に得られた、候補距離が１００メートルの場合の推定受信電力値（ＲＳＳＩ）と車上監視機器１４の位置（キロ程）との関係を表す曲線である。
「候補距離２００ｍの曲線」、「候補距離３００ｍの曲線」及び「候補距離４００ｍの曲線」も、「候補距離１００ｍの曲線」と同様である。
このように、学習データには、候補距離を変化させながら、列車を走行させた場合に車上監視機器１４で計測できる受信電力値をシミュレートした結果が示される。
学習データには、推定受信電力値の特徴として、例えば、図５の（ａ）に示す曲線の頂点付近の領域（図５の（ａ）の破線で囲んだ領域）の特徴が記述されている。例えば、学習データには、頂点付近の領域の特徴として、当該領域の曲線形状を近似する二次関数の傾きが記述されている。

妨害波発生源推定装置１６は、推定受信電力値の特徴がステップＳ１２で抽出した計測受信電力値の特徴に合致する候補距離を抽出候補距離として抽出する。
つまり、妨害波発生源推定装置１６は、図５の（ｂ）の頂点付近の領域の曲線形状を近似する二次関数の傾きに類似する傾きが学習データに記述されている候補距離を抽出する。
図５の例では、図５の（ａ）の「候補距離１００ｍの曲線」の頂点付近の曲線形状と図５の（ｂ）の曲線の頂点付近の曲線形状が類似する。このため、「候補距離１００ｍの曲線」の頂点付近の曲線形状を近似する二次関数の傾きは、図５の（ｂ）の頂点付近の曲線形状を近似する二次関数の傾きに類似している。
従って、妨害波発生源推定装置１６は、「候補距離１００ｍ」を抽出候補距離として抽出する。

以上の手順により、妨害波発生源推定装置１６は、推定真横位置２０３から１００メートルを隔てた位置に妨害波の発生源があると推定することができる。
しかしながら、列車の走行方向の右方向及び左方向のいずれに妨害波の発生源があるのかが不明である。
このため、ステップＳ１５以降の処理で、妨害波の発生源の所在方向を推定する。

ステップＳ１５では、妨害波発生源推定装置１６は、妨害波の送信電力値を推定する。
妨害波発生源推定装置１６は、「最大の受信電力値＋減衰量」により、送信電力値を推定する。減衰量は電力減衰量である。
なお、送信電力値の算出方法の詳細は後述する。

次に、ステップＳ１６において、妨害波発生源推定装置１６は、第１の位置と第２の位置を指定する。
なお、第１の位置は、推定真横位置２０３から列車の走行方向の右方向にある妨害波の発生源の候補位置である。第２の位置は、推定真横位置２０３から列車の走行方向の左方向にある妨害波の発生源の候補位置である。
ステップＳ１４において妨害波発生源推定装置１６が図５の「候補距離１００ｍ」を抽出候補距離として抽出した場合は、図６に示すように、妨害波発生源推定装置１６は、推定真横位置２０３から列車の走行方向の右方向に１００メートル離れた候補位置２５１を第１の位置として指定する。また、妨害波発生源推定装置１６は、推定真横位置２０３から列車の走行方向の左方向に１００メートル離れた候補位置２６１を第２の位置として指定する。

次に、ステップＳ１７において、妨害波発生源推定装置１６は、被検証受信電力値（第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値）を算出する。
より具体的には、妨害波発生源推定装置１６は、第１の位置が妨害波の発生源の位置である場合に検証位置で計測されると推定される妨害波の受信電力値を第１の被検証受信電力値として算出する。また、妨害波発生源推定装置１６は、第２の位置が妨害波の発生源の位置である場合に検証位置で計測されると推定される妨害波の受信電力値を第２の被検証受信電力値として算出する。
検証位置は、ステップＳ１２で指定された位置であり、推定真横位置２０３に最も近い地上監視機器１３の設置位置である。
妨害波発生源推定装置１６は、「送信電力－減衰量」により、第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値を算出する。
なお、第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値の算出方法の詳細は後述する。

次に、ステップＳ１８において、妨害波発生源推定装置１６は、妨害波の発生源の位置を推定する。
より具体的には、図６に示すように、被検証受信電力値（第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値）と検証受信電力値とを比較する。
検証受信電力値は、妨害波発生期間に検証位置で計測されていた受信電力値である。
そして、妨害波発生源推定装置１６は、第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値のうち、検証受信電力値との差が小さい被検証受信電力値を選択する。そして、妨害波発生源推定装置１６は、選択した被検証受信電力値に対応する位置を妨害波の発生源の位置と推定する。例えば、第１の被検証受信電力値と検証受信電力値との差が第２の被検証受信電力値と検証受信電力値との差よりも小さい場合は、妨害波発生源推定装置１６は、第１の位置を妨害波の発生源の位置と推定する。

最後に、ステップＳ１９において、妨害波発生源推定装置１６は、ステップＳ１８で得られた、妨害波の発生源の推定位置を出力する。

＊＊＊妨害波発生源推定装置１６の構成例について＊＊＊
図７は、本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６のハードウェア構成例を示す。
また、図８は、本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６の機能構成例を示す。
先ず、図７を参照して、妨害波発生源推定装置１６のハードウェア構成例を説明する。

本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６は、コンピュータである。
妨害波発生源推定装置１６は、ハードウェアとして、プロセッサ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、通信装置９０４及び入出力装置９０５を備える。
図８に示すように、妨害波発生源推定装置１６は機能構成として、データ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６、出力部１６０７、計測結果データ記憶部１６０８及び学習データ記憶部１６０９を備える。これらのうち、データ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６及び出力部１６０７の機能は、例えば、プログラムにより実現される。
補助記憶装置９０３には、データ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６及び出力部１６０７の機能を実現するプログラムが記憶されている。
これらプログラムは、補助記憶装置９０３から主記憶装置９０２にロードされる。そして、プロセッサ９０１がこれらプログラムを実行して、後述するデータ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６及び出力部１６０７の動作を行う。
図３では、プロセッサ９０１がデータ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６及び出力部１６０７の機能を実現するプログラムを実行している状態を模式的に表している。
なお、計測結果データ記憶部１６０８及び学習データ記憶部１６０９は、主記憶装置９０２又は補助記憶装置９０３により実現される。
通信装置９０４は、データ収集装置１５との通信に用いられる。
入出力装置９０５は、例えば、マウス、キーボード及びディスプレイを含む。

次に、図８を参照して、妨害波発生源推定装置１６の機能構成例を説明する。

データ受信部１６０１は、地上計測結果データ１５１と車上計測結果データ１５２を取得する。
地上計測結果データ１５１では、地上監視機器１３で計測された受信電力値が時刻ごとに示される。車上計測結果データ１５２では、車上監視機器１４で計測された受信電力値が時刻ごとに示される。地上計測結果データ１５１と車上計測結果データ１５２の詳細は後述する。

妨害波検出部１６０２は、地上計測結果データ１５１を解析して、列車の走行中に妨害波が発生したことを検出する。また、妨害波検出部１６０２は、妨害波発生期間を特定する。

真横位置推定部１６０３は、車上計測結果データ１５２を解析して、推定真横位置２０３を推定する。推定真横位置２０３は、前述したように、妨害波の発生源の位置の真横方向にある列車の走行軌道２０上の位置である。
なお、真横位置推定部１６０３により行われる処理は、真横位置推定処理に相当する。

特徴抽出部１６０４は、車上計測結果データ１５２を解析して、妨害波発生期間の受信電力値である計測受信電力値の特徴を抽出する。
なお、特徴抽出部１６０４により行われる処理は、特徴抽出処理に相当する。

候補距離抽出部１６０５は、学習データから、推定受信電力値の特徴が計測受信電力値の特徴に合致する候補距離を抽出候補距離として抽出する。
なお、候補距離抽出部１６０５により行われる処理は、候補距離抽出処理に相当する。

発生源位置推定部１６０６は、推定真横位置２０３から抽出候補距離を隔てた位置を妨害波の発生源の位置と推定する。
より具体的には、発生源位置推定部１６０６は、第１の位置と第２の位置とのいずれかを、妨害波の発生源の位置と推定する。
なお、発生源位置推定部１６０６により行われる処理は、発生源位置推定処理に相当する。

出力部１６０７は、発生源位置推定部１６０６により得られた妨害波の発生源の推定位置を出力する。

図９は、地上計測結果データ１５１と車上計測結果データ１５２の例を示す。
図９の（ａ）は、地上計測結果データ１５１の例を示し、図９の（ｂ）は、車上計測結果データ１５２の例を示す。
図９の（ａ）に示す地上計測結果データ１５１は、複数の地上監視機器１３における計測結果がデータ収集装置１５で集約された後のデータである。
また、図９の（ｂ）に示す車上計測結果データ１５２は、複数の車上監視機器１４における計測結果がデータ収集装置１５で集約された後のデータである。

地上計測結果データ１５１の「時刻」の欄には、各地上監視機器１３がＲＳＳＩを計測した時刻が示される。
「Ｘ座標」及び「Ｙ座標」の欄には、各地上監視機器１３の設置位置の座標が示される。なお、地上監視機器１３は固定されているので、同一の地上監視機器１３の「Ｘ座標」及び「Ｙ座標」は固定値である。
「地上無線機器番号」の欄には、各地上監視機器１３がＲＳＳＩを計測する地上無線通信機器１０の識別子が示される。
「車上無線機器番号」の欄には、各地上監視機器１３がＲＳＳＩを計測した電波の送出元と推定される車上無線通信機器１１の識別子が示される。地上監視機器１３は、ＲＳＳＩを計測するのみであり、電波の送出元を推定することはできない。しかし、例えば、図示していない管理システムが列車の運行ダイヤを解析することで、「時刻」の欄に記載の時刻に地上無線通信機器１０の付近を走行した列車を推定し、推定した列車に搭載されている車上無線通信機器１１を抽出することができる。なお、「車上無線機器番号」の欄に記載の車上無線通信機器１１の識別子はあくまでも推定結果である。このため、地上監視機器１３が妨害波のＲＳＳＩを計測していた場合でも、「車上無線機器番号」の欄には、該当する時刻に地上無線通信機器１０の付近を走行していた列車の車上無線通信機器１１の識別子が記載される。
「ＲＳＳＩ」の欄には、各地上監視機器１３が計測したＲＳＳＩの値が示される。

車上計測結果データ１５２の「時刻」の欄には、各車上監視機器１４がＲＳＳＩを計測した時刻が示される。
「Ｘ座標」及び「Ｙ座標」の欄には、各車上監視機器１４の時刻ごとの所在位置の座標が示される。なお、車上監視機器１４は列車とともに移動しているので、同じ車上監視機器１４であっても「Ｘ座標」及び「Ｙ座標」の値は時刻とともに変動する。「Ｘ座標」及び「Ｙ座標」の値は、例えば、列車に搭載されているＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）機器から取得することができる。
「地上無線機器番号」の欄には、各車上監視機器１４がＲＳＳＩを計測した電波の送出元と推定される地上無線通信機器１０の識別子が示される。地上監視機器１３と同様に、車上監視機器１４もＲＳＳＩを計測するのみであり、電波の送出元を推定することはできない。しかし、例えば、図示していない管理システムが列車の運行ダイヤを解析することで、「時刻」の欄に記載の時刻での列車の走行位置を推定し、推定した走行位置付近の地上無線通信機器１０を抽出することができる。なお、「地上無線機器番号」の欄に記載の地上無線通信機器１０の識別子はあくまでも推定結果である。このため、車上監視機器１４が妨害波のＲＳＳＩを計測していた場合でも、「地上無線機器番号」の欄には、該当する時刻での列車の推定走行位置付近の地上無線通信機器１０の識別子が記載される。
「車上無線機器番号」の欄には、各車上監視機器１４がＲＳＳＩを計測する車上無線通信機器１１の識別子が示される。
「キロ程」の欄には、各車上監視機器１４が搭載されている列車のキロ程が示される。「キロ程」の値も、例えば、列車に搭載されているＧＰＳ機器から取得することができる
「ＲＳＳＩ」の欄には、車上監視機器１４が計測したＲＳＳＩの値が示される。

図１０は、学習データ５００の例を示す。
学習データ５００は、事前学習により得られたデータである。
学習データ５００には、係数値と候補距離との複数の組み合わせが示され、組み合わせごとに、近似結果が示される。
複数の係数値の各々は、複数の見通し条件に対応する。見通し条件は、電波の見通しに関する条件である。
近似結果は、列車で計測されると推定される受信電力値である推定受信電力値の特徴である。より具体的には、学習データ５００では、近似結果として、図５の（ａ）に示す推定受信電力値を近似する二次関数の傾きが示される。
つまり、学習データ５００では、組み合わせごとに、妨害波の発生源の位置と推定真横位置２０３との間の距離が当該組み合わせに含まれる候補距離であり、妨害波の発生源の位置での見通し条件が当該組み合わせに含まれる係数値に対応する見通し条件である場合の推定受信電力値の特徴（二次関数の傾き）が示される。

前述したように、本実施の形態では、「最大の受信電力値＋減衰量」により、妨害波の発生源での送信電力値が算出される。また、本実施の形態では、「送信電力－減衰量」により、第１の被検証受信電力値と第２の被検証電力値が算出される。「減衰量」は、距離だけでなく、周囲環境の見通しの良し悪しによっても変化する。このため、学習データ５００には、候補距離と見通し条件に対応する係数値との組み合わせごとに、推定受信電力値の特徴の学習結果が示される。
候補距離抽出部１６０５は、学習データ５００に示される係数値と候補距離とを用いて「減衰量」を算出する。

図１１は、本実施の形態に係る妨害波検出部１６０２及び真横位置推定部１６０３の動作例を示す。
以下、図１１を参照して、本実施の形態に係る妨害波検出部１６０２及び真横位置推定部１６０３の動作例を説明する。
なお、図１１の手順は、一定周期で繰り返されるものとする。

先ず、ステップＳ１０１において、妨害波検出部１６０２が計測結果データ記憶部１６０８から地上計測結果データ１５１を取得し、地上計測結果データ１５１を解析する。

そして、ステップＳ１０２において、妨害波検出部１６０２は、妨害波が発生しているか否かを判定する。より具体的には、妨害波検出部１６０２は、地上計測結果データ１５１に示される複数の地上無線通信機器１０のＲＳＳＩの解析を行い、いずれかの地上無線通信機器１０のＲＳＳＩに異常が発生している場合に、妨害波が発生したことを検出する。

妨害波が発生している場合は、妨害波検出部１６０２は、ステップＳ１０３において、妨害発生期間を特定する。
一方、妨害波が発生していない場合は、処理がステップＳ１０１に戻る。

図１２は、妨害波が発生している場合に地上監視機器１３にて計測されたＲＳＳＩの時間推移を示す。図１２において、横軸は時刻を表し、縦軸はＲＳＳＩを表す。
地上監視機器１３は位置が変化しないため、地上監視機器１３で計測されるＲＳＳＩは、妨害波が発生している間のみ、妨害波の影響を受ける。よって、妨害波検出部１６０２が、地上監視機器１３で計測されたＲＳＳＩが示される地上計測結果データ１５１を解析することで、妨害波の発生及び妨害波発生時間を特定することができる。
例えば、図１２の例では、妨害波検出部１６０２は、地上監視機器１３で計測されたＲＳＳＩが非線形となっている、時刻ｔ１から時刻ｔ２の時間を妨害波発生時間として判定する。

次に、ステップＳ１０４において、妨害波検出部１６０２は、車上計測結果データ１５２のレコードを抽出する。
ここでは、地上計測結果データ１５１の妨害電波発生期間に対応するレコードに地上無線機器番号が記載されている地上無線通信機器１０を「対応地上無線機器」という。また、地上計測結果データ１５１の妨害電波発生期間に対応するレコードに車上無線機器番号が記載されている車上無線通信機器１１を「対応車上無線機器」という。「対応地上無線機器」はＲＳＳＩに異常が発生した地上無線通信機器１０である。また、「対応車上無線機器」は、「対応地上無線機器」と妨害波発生期間に通信を行った車上無線通信機器１１である。
妨害波検出部１６０２は、車上計測結果データ１５２から、妨害電波発生期間に対応し、地上無線機器番号と車上無線機器番号に「対応地上無線機器」と「対応車上無線機器」の組み合わせが記載されているレコードを抽出する。
地上計測結果データ１５１の妨害電波発生期間に対応するレコードに「対応地上無線機器」と「対応車上無線機器」との組み合わせが複数存在する場合は、妨害波検出部１６０２は、各組み合わせに対応するレコードを車上計測結果データ１５２から抽出する。
妨害波検出部１６０２は、ステップＳ１０４で抽出した車上計測結果データ１５２のレコードを真横位置推定部１６０３に出力する。

次に、ステップＳ１０５において、真横位置推定部１６０３が真横位置と真横車上無線機器を推定する。
具体的には、真横位置推定部１６０３は、ステップＳ１０４で妨害波検出部１６０２により抽出されたレコードに記載のＲＳＳＩにおいて最大のＲＳＳＩを抽出する。そして、真横位置推定部１６０３は、最大のＲＳＳＩが記載されているレコードを抽出する。なお、ステップＳ１０５で抽出された最大のＲＳＳＩを「最大ＲＳＳＩ」という。
そして、真横位置推定部１６０３は、抽出した最大ＲＳＳＩが記載されているレコードの「Ｘ座標」及び「Ｙ座標」で特定される位置を真横位置として推定する。ステップＳ１０５で推定した真横位置が推定真横位置２０３に相当する。つまり、真横位置推定部１６０３は、最大ＲＳＳＩが計測された車上監視機器１４が搭載されている車両の走行軌道２０上で推定真横位置２０３を得る。
また、真横位置推定部１６０３は、抽出した最大ＲＳＳＩが記載されているレコードの「車上無線機器番号」で特定される車上無線通信機器１１を真横車上無線機器として推定する。つまり真横位置推定部１６０３は、最大ＲＳＳＩが計測された車上監視機器１４が搭載されている列車に搭載されている車上無線通信機器１１を真横車上無線機器として推定する。

次に、ステップＳ１０６において、真横位置推定部１６０３は、検証位置を指定する。
真横位置推定部１６０３は、例えば、図示していない地上監視機器１３の設置位置データを参照し、推定真横位置２０３に最も近い地上監視機器１３の所在位置を検証位置として指定する。

次に、ステップＳ１０７において、真横位置推定部１６０３は、回帰処理レコードを抽出する。
具体的には、真横位置推定部１６０３は、ステップＳ１０４で妨害波検出部１６０２により抽出されたレコードのうち、「車上無線機器番号」に真横車上無線機器の番号が記載されているレコードを回帰処理レコードとして抽出する。
回帰処理レコードは、特徴抽出部１６０４が計測受信電力値の特徴を抽出するための回帰処理に用いられるレコードである。
なお、真横位置推定部１６０３は、例えば、「車上無線機器番号」に真横車上無線機器の番号が記載されているレコードであって、最大ＲＳＳＩとの差が１割未満のＲＳＳＩが記載されるレコードのみを回帰処理レコードとして抽出してもよい。
また、真横位置推定部１６０３は、例えば、「車上無線機器番号」に真横車上無線機器の番号が記載されているレコードであって、最大ＲＳＳＩのレコードの時刻との差が±１秒以内のレコードのみを回帰処理レコードとして抽出してもよい。
上記の「１割未満」及び「±１秒以内」は一例である。また、真横位置推定部１６０３は、上記とは異なる手法で回帰処理レコードを抽出してもよい。
真横位置推定部１６０３は、抽出した回帰処理レコードを特徴抽出部１６０４に出力する。

図１３は、本実施の形態に係る特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６及び出力部１６０７の動作例を示す。
以下、図１３を参照して、本実施の形態に係る特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６及び出力部１６０７の動作例を説明する。

先ず、ステップＳ２０１において、特徴抽出部１６０４が、真横位置推定部１６０３から出力された回帰処理レコードを用いた回帰処理を行う。

そして、ステップＳ２０２において、特徴抽出部１６０４は、回帰処理レコードに示される計測受信電力値（ＲＳＳＩ）の特徴を抽出する。
つまり、特徴抽出部１６０４は、回帰処理により、図４に示す頂点付近の領域の曲線形状を近似する二次関数を算出する。
そして、特徴抽出部１６０４は、計測受信電力値（ＲＳＳＩ）の特徴として、算出した二次関数を候補距離抽出部１６０５に通知する。

次に、ステップＳ２０３において、候補距離抽出部１６０５が、学習データ５００から係数値及び候補距離を抽出する。
具体的には、候補距離抽出部１６０５は、特徴抽出部１６０４から通知された二次関数と類似する近似結果が示されているレコードの係数値と候補距離を抽出する。
ステップＳ２０３の動作は、図５を用いて前述した動作に相当する。
例えば、候補距離抽出部１６０５は、特徴抽出部１６０４から通知された二次関数との誤差が１割以内の近似結果が示されるレコードの係数値と候補距離を抽出する。例えば、特徴抽出部１６０４から通知された二次関数の傾きが「－１９００」である場合には、候補距離抽出部１６０５は、図１０の学習データ５００において、近似結果が「－２０００」のレコードを選択する。この結果、候補距離抽出部１６０５は、係数値「１．５」と候補距離「２５ｍ」を抽出する。
候補距離抽出部１６０５は、抽出した抽出係数値及び抽出候補距離を発生源位置推定部１６０６に通知する。

次に、ステップＳ２０４において、発生源位置推定部１６０６が、妨害発生源の送信電力値を推定する。
具体的には、発生源位置推定部１６０６は、「最大ＲＳＳＩ＋減衰量」により、送信電力を推定する。推定により得られた送電電力値は推定送信電力値という。
「最大ＲＳＳＩ」は、ステップＳ１０５で特定された最大ＲＳＳＩである。発生源位置推定部１６０６は、真横位置推定部１６０３に最大ＲＳＳＩを問い合わせ、真横位置推定部１６０３から最大ＲＳＳＩを取得する。
発生源位置推定部１６０６は、「係数値×候補距離」により「減衰量」を算出する。係数値及び候補距離は候補距離抽出部１６０５から通知された抽出係数値及び抽出候補距離である。

次に、ステップＳ２０５において、発生源位置推定部１６０６は、第１の位置と第２の位置を指定する。
具体的には、発生源位置推定部１６０６は、推定真横位置２０３から列車の走行方向の右方向に候補距離を隔てた位置を第１の位置に指定する。また、発生源位置推定部１６０６は、推定真横位置２０３から列車の走行方向の左方向に候補距離を隔てた位置を第２の位置に指定する。
発生源位置推定部１６０６は、真横位置推定部１６０３に推定真横位置２０３を問い合わせ、真横位置推定部１６０３から推定真横位置２０３を取得する。また、候補距離は、候補距離抽出部１６０５から通知された抽出候補距離である。

次に、ステップＳ２０６において、発生源位置推定部１６０６は、被検証受信電力値（第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値）を算出する。
前述したように、第１の被検証受信電力値は、第１の位置が妨害波の発生源の位置である場合に検証位置で計測されると推定される妨害波の受信電力値（理論値）である。また、第２の被検証受信電力値は、第２の位置が妨害波の発生源の位置である場合に検証位置で計測されると推定される妨害波の受信電力値（理論値）である。
具体的には、発生源位置推定部１６０６は、第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値を以下にて算出する。
第１の被検証受信電力値＝推定送信電力値－第１の減衰量
第１の減衰量＝係数値×（第１の位置と検証位置との距離）
第２の被検証受信電力値＝推定送信電力値－第２の減衰量
第２の減衰量＝係数値×（第２の位置と検証位置との距離）
係数値は、候補距離抽出部１６０５から通知された抽出係数値である。
第１の減衰量は、第１の位置が妨害波の発生源の位置である場合の検証位置における妨害波の電力減衰量である。また、第２の減衰量は、第２の位置が妨害波の発生源の位置である場合の検証位置における妨害波の電力減衰量である。
発生源位置推定部１６０６は、真横位置推定部１６０３に検証位置を問い合わせ、真横位置推定部１６０３から検証位置を取得する。

次に、ステップＳ２０７において、発生源位置推定部１６０６は、検証受信電力値を取得する。
検証受信電力値は、妨害波発生期間に検証位置で計測されていた受信電力値（実測値）である。
発生源位置推定部１６０６は、真横位置推定部１６０３に検証位置に対応する地上監視機器１３が計測対象とする地上無線通信機器１０の地上無線機器番号を問い合わせ、真横位置推定部１６０３から該当する地上無線通信機器１０の地上無線機器番号を取得する。
また、発生源位置推定部１６０６は、妨害波検出部１６０２に妨害波発生期間の開始時刻と終了時刻を問い合わせ、妨害波検出部１６０２から妨害波発生期間の開始時刻と終了時刻を取得する。
そして、妨害波検出部１６０２は、計測結果データ記憶部１６０８から、妨害波検出部１６０２から取得した妨害波発生期間の開始時刻と終了時刻に対応し、真横位置推定部１６０３から取得した地上無線機器番号に対応する地上計測結果データ１５１のレコードに示されるＲＳＳＩを検証受信電力値として取得する。

次に、ステップＳ２０８において、発生源位置推定部１６０６は、被検証受信電力値（第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値）と検証受信電力値とを比較する。
例えば、発生源位置推定部１６０６は、被検証受信電力値（第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値）と検証受信電力値の平均値とを比較する。発生源位置推定部１６０６は、平均値の代わりに、例えば、検証受信電力値の中央値、最大値及び最小値のいずれかを用いてもよい。また、発生源位置推定部１６０６は、上記とは異なる方法で被検証受信電力値（第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値）と検証受信電力値とを比較してもよい。

次に、ステップＳ２０９において、発生源位置推定部１６０６は、妨害波の発生源の位置を推定する。
つまり、発生源位置推定部１６０６は、第１の被検証受信電力値及び第２の被検証受信電力値のうち、検証受信電力値との差が小さい被検証受信電力値を選択する。そして、発生源位置推定部１６０６は、選択した被検証受信電力値に対応する位置を妨害波の発生源の位置と推定する。
例えば、第１の被検証受信電力値と検証受信電力値との差が第２の被検証受信電力値と検証受信電力値との差よりも小さい場合は、発生源位置推定部１６０６は、第１の位置を妨害波の発生源の位置と推定する。

最後に、ステップＳ２１０において、出力部１６０７が、ステップＳ２０９で得られた、妨害波の発生源の推定位置を、例えば、入出力装置９０５（ディスプレイ）に出力する。

なお、以上では、図１３のステップＳ２０３において、係数値と候補距離の組み合わせを１組のみ抽出することを前提に説明を進めた。
ステップＳ２０３において、２組以上の係数値と候補距離の組み合わせが抽出される場合がある。例えば、特徴抽出部１６０４から通知された二次関数の傾きが「－１９００」であることを想定する。また、学習データ５００には、係数値「１．５」と候補距離「２５ｍ」との組み合わせに対して近似結果「－２０００」が示されるレコードと、係数値「１．５」と候補距離「５０ｍ」との組み合わせに対して近似結果「－１８００」が示されるレコードが存在すると仮定する。この場合は、候補距離抽出部１６０５は、近似結果「－２０００」が示されるレコードと近似結果「－１８００」が示されるレコードを抽出する。

ステップＳ２０３で２組以上の係数値と候補距離の組み合わせが抽出された場合は、ステップＳ２０４～ステップＳ２０８の処理が係数値と候補距離の組み合わせごとに行われる。
前出の例では、係数値「１．５」と候補距離「２５ｍ」との組に対してステップＳ２０４～ステップＳ２０８の処理が行われ、第１の位置、第２の位置、第１の被検証受信電力、第２の被検証受信電力が得られる。また、係数値「１．５」と候補距離「５０ｍ」との組に対してステップＳ２０４～ステップＳ２０８の処理が行われ、第１の位置、第２の位置、第１の被検証受信電力値、第２の被検証受信電力値が得られる。
そして、ステップＳ２０９において、発生源位置推定部１６０６が、複数の第１の被検証受信電力値及び複数の第２の被検証受信電力値の各々と、検証受信電力値とを比較する。そして、発生源位置推定部１６０６は、検証受信電力値と差が最小の被検証受信電力値を選択し、選択した被検証受信電力値に対応する位置を妨害波の発生源の位置と推定する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
以上、本実施の形態によれば、妨害波が発生したことを検出した際に、早期に妨害波の発生源の位置を推定することができる。このため、本実施の形態によれば、妨害波の発生源の推定位置に対応させた対処を迅速に行うことができる。この結果、通信障害等のより深刻な事態の発生を未然に回避することができる。

実施の形態２．
＊＊＊実施の形態の概要＊＊＊
実施の形態１では、車上無線通信機器１１が無指向のアンテナを用いる例を説明した。本実施の形態では、車上無線通信機器１１が、図１４に示すように、指向性を有する２つの指向性アンテナを用いる例を説明する。
図１４では、列車の走行方向に垂直な方向、つまり、右方向と左方向に指向性アンテナが２本配置されている。列車の走行方向の右方向に配置されている指向性アンテナを右指向性アンテナという。右指向性アンテナは、列車の走行方向の右方向を指向方向とし、右方向からの電波を受信する。列車の走行方向の左方向に配置されている指向性を有するアンテナを左指向性アンテナという。左指向性アンテナは、列車の走行方向の左方向を指向方向とし、左方向からの電波を受信する。
後述する図１６の放射パターンのなかで、最も受信電力が高くなっている方向が列車の走行方向の垂直方向になるように右指向性アンテナと左指向性アンテナを配置する。右指向性アンテナと左指向性アンテナは、列車のいずれの位置に配置してもよいが、例えば、図１４に示すように車上監視機器１４の近傍に配置することが考えられる。車上監視機器１４は、右指向性アンテナにより受信される電波の受信電力値を計測し、左指向性アンテナにより受信される電波の受信電力値を計測する。

指向性アンテナでは、特定の方向（指向方向）から到来した電波の受信電力値のみがとりわけ大きくなる。アンテナから見た、電波の到来方向ごとに受信電力値をグラフ化したパターンを放射パターンと呼ぶ（参考文献１）。放射パターンによれば、指向性アンテナでは、利得の高い方向から受信した電波の受信電力値は高く、利得の低い方向から受信した電波の受信電力値は低い。
参考文献１ 図６： キャリブレーション済みローブが備わった指向性アンテナの典型的な放射パターン
＜ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃｉｓｃｏ．ｃｏｍ／ｃ／ｊａ＿ｊｐ／ｓｕｐｐｏｒｔ／ｄｏｃｓ／ｗｉｒｅｌｅｓｓ－ｍｏｂｉｌｉｔｙ／ｗｉｒｅｌｅｓｓ－ｌａｎ－ｗｌａｎ／８２０６８－ｏｍｎｉ－ｖｓ－ｄｉｒｅｃｔ．ｈｔｍｌ＞

図１５は、無指向アンテナで電波を受信した場合に車上監視機器１４が計測する受信電力値の例を示す。
図１６は、指向性アンテナの放射パターンの例を示す。
図１７は、図１６に示す放射パターンを有する指向性アンテナを右指向性アンテナとして用いた場合に車上監視機器１４が計測する受信電力値の例を示す。図１８は、図１６の示す放射パターンを有する指向性アンテナを左指向性アンテナとして用いた場合に車上監視機器１４が計測する受信電力値の例を示す。
２本の指向性アンテナで最大利得が得られる方向（放射パターンのうち利得が最大となる方向）を車上監視機器１４の左右の方向に向けて配置し、左右方向の受信電力値を比較することで、妨害波の到来方向を推定することができる。
図１６の放射パターンの例では、０度の方向の利得が最大である。つまり、図１６の放射パターンの例では、指向性アンテナの０度方向からの電力が最も大きく受信される。このため、図１６の放射パターンを有する指向性アンテナを用いる場合は、指向性アンテナの０度の方向が車両の走行方向の右方向及び左方向に向くように指向性アンテナを配置する。

また、指向性アンテナを用いる場合は、無指向アンテナの場合の受信電力値と比較して、利得が高い方向からの電波の受信電力値において局所的な増加がみられる。このため、指向性アンテナを用いることによって、妨害波の発生源の位置を、より高精度に推定することができる。

更に、指向性アンテナの特性により、指向性アンテナを用いることによって、より遠くの妨害波の発生源の位置の推定が可能である。

なお、実施の形態２において、２本の指向性アンテナではなく、１本のアレーアンテナを用いることでも、同様の方法による検出が可能である。

本実施の形態では、主に実施の形態１との差異を説明する。
なお、以下で説明していない事項は、実施の形態１と同様である。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６のハードウェア構成例は図７に示すものと同じである。
また、本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６の機能構成例は図８に示すものと同じである。

図１９は、本実施の形態に係る車上計測結果データ１５２の例を示す。
図１９に示すように、本実施の形態に係る車上計測結果データ１５２では、ＲＳＳＩ（右）とＲＳＳＩ（左）が存在する。
ＲＳＳＩ（右）は、車上監視機器１４により計測された、右指向性アンテナにより受信された電波の受信電力値を示す。ＲＳＳＩ（左）は、車上監視機器１４により計測された、左指向性アンテナにより受信された電波の受信電力値を示す。また、妨害波発生期間に車上監視機器１４により計測されたＲＳＳＩ（右）を右計測受信電力値という。また、妨害波発生期間に車上監視機器１４により計測されたＲＳＳＩ（左）を左計測受信電力値という。
ＲＳＳＩ（右）とＲＳＳＩ（左）以外の要素は、図９の（ｂ）に示したものと同じである。
また、地上計測結果データ１５１は、図９の（ａ）に示したものと同じである。

本実施の形態では、学習データ５００には、指向性アンテナを用いた場合の値が示される。つまり、本実施の形態に係る学習データ５００では、指向性アンテナを用いた場合の見通し条件に対応した係数値と、指向性アンテナを用いた場合の候補距離との組み合わせごとに、指向性アンテナを用いた場合の二次式の近似結果が示される。なお、本実施の形態に係る学習データ５００の値は、実施の形態１に係る学習データ５００の値と異なる。しかしながら、本実施の形態に係る学習データ５００の構成自体は、図１０に示す通りである。このため、以降、図１０の学習データ５００を、本実施の形態に係る学習データ５００として説明を進める。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２０及び図２１は、本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６の動作例を示す。
以下、図２０及び図２１を参照して、本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６の動作例を説明する。
なお、図２０及び図２１において、ステップＳ１５Ｘは、図１１に示すステップＳ１０Ｘに対応する。また、ステップＳ２５Ｘは図１３のステップＳ２０Ｘに対応する。また、ステップＳ１６Ｘは、図２０及び図２１で追加された処理である。
図２０及び図２１の手順は、一定周期で繰り返されるものとする。

ステップＳ１０１～ステップＳ１０４は、図１１に示したものと同じである。このため、ステップＳ１０１～ステップＳ１０４の説明は省略する。

ステップＳ１５５において、真横位置推定部１６０３が真横位置と真横車上無線機器を推定する。
具体的には、真横位置推定部１６０３は、ステップＳ１０４で妨害波検出部１６０２により抽出されたレコードに記載されている右計測受信電力値であるＲＳＳＩ（右）と左計測受信電力値であるＲＳＳＩ（左）において最大のＲＳＳＩを抽出する。そして、真横位置推定部１６０３は、最大のＲＳＳＩが記載されているレコードを抽出する。なお、ステップＳ１５５で抽出された最大のＲＳＳＩを「最大ＲＳＳＩ」という。
そして、真横位置推定部１６０３は、抽出した最大ＲＳＳＩが記載されているレコードの「Ｘ座標」及び「Ｙ座標」で特定される位置を真横位置として推定する。ステップＳ１５５で推定した真横位置が推定真横位置２０３に相当する。
また、真横位置推定部１６０３は、抽出した最大ＲＳＳＩが記載されているレコードの「車上無線機器番号」で特定される車上無線通信機器１１を真横車上無線機器として推定する。

次に、ステップＳ１６１において、真横位置推定部１６０３は、妨害波の発生源の方向を推定する。
つまり、ステップＳ１５５において最大ＲＳＳＩとしてＲＳＳＩ（右）が抽出されている場合は、真横位置推定部１６０３は、妨害波の発生源は推定真横位置２０３から列車の走行方向の右方向にあると推定する。ステップＳ１５５において最大ＲＳＳＩとしてＲＳＳＩ（左）が抽出されている場合は、真横位置推定部１６０３は、妨害波の発生源は推定真横位置２０３から列車の走行方向の左方向にあると推定する。

次に、ステップＳ１５７において、真横位置推定部１６０３は、回帰処理レコードを抽出する。
具体的には、真横位置推定部１６０３は、ステップＳ１０４で妨害波検出部１６０２により抽出されたレコードのうち、「車上無線機器番号」に真横車上無線機器の番号が記載されているレコードを回帰処理レコードとして抽出する。
また、真横位置推定部１６０３は、抽出した回帰処理レコードから、妨害波の発生源の方向に対応しないＲＳＳＩを削除する。例えば、ステップＳ１６１において妨害波の発生源が列車の走行方向の右方向にあると推定されている場合は、真横位置推定部１６０３は、回帰処理レコードからＲＳＳＩ（左）を削除する。
真横位置推定部１６０３は、ＲＳＳＩが削除された後の回帰処理レコードを特徴抽出部１６０４に出力する。

次に、ステップＳ２５１において、特徴抽出部１６０４が、真横位置推定部１６０３から出力された回帰処理レコードを用いた回帰処理を行う。特徴抽出部１６０４は、ＲＳＳＩ（右）又はＲＳＳＩ（左）を用いた回帰処理を行う。

そして、ステップＳ２５２において、特徴抽出部１６０４は、回帰処理レコードに示される計測受信電力値（ＲＳＳＩ）の特徴を抽出する。
つまり、特徴抽出部１６０４は、回帰処理により、図４に示す頂点付近の領域の曲線形状を近似する二次関数を算出する。
そして、特徴抽出部１６０４は、計測受信電力値（ＲＳＳＩ）の特徴として、算出した二次関数を候補距離抽出部１６０５に通知する。

次に、候補距離抽出部１６０５は、特徴抽出部１６０４から通知された二次関数と類似する近似結果が示されている係数値及び候補距離の組み合わせを探索する。
そして、候補距離抽出部１６０５は、ステップＳ１６２において、特徴抽出部１６０４から通知された二次関数と類似する近似結果が示されている係数値及び候補距離の組み合わせが１つであるか否かを判定する。
該当する組み合わせが１つであれば、処理がステップＳ１６３に進む。一方で、該当する組み合わせが２つ以上あれば、処理が図２１のステップＳ２５３に進む。

ステップＳ１６３では、候補距離抽出部１６０５は、特徴抽出部１６０４から通知された二次関数と類似する近似結果が示されているレコードの候補距離を抽出する。

次に、ステップＳ２５９において、発生源位置推定部１６０６は、妨害波の発生源の位置を推定する。
つまり、発生源位置推定部１６０６は、推定真横位置２０３から、ステップＳ１６１で推定された方向に、ステップＳ２５３で抽出された候補距離を隔てた位置を妨害波の発生源の位置と推定する。

最後に、ステップＳ２１０において、出力部１６０７が、ステップＳ２５９で得られた、妨害波の発生源の推定位置を、例えば、入出力装置９０５（ディスプレイ）に出力する。

ステップＳ１６２で「ＮＯ」と判定された場合は、図２１のステップＳ２５３において、候補距離抽出部１６０５が、学習データ５００から係数値及び候補距離を抽出する。
具体的には、候補距離抽出部１６０５は、特徴抽出部１６０４から通知された二次関数と類似する近似結果が示されている２つ以上のレコードの候補距離と係数値を抽出する。
候補距離抽出部１６０５は、抽出した抽出係数値及び抽出候補距離を発生源位置推定部１６０６に通知する。

次に、ステップＳ１０６において、真横位置推定部１６０３が、検証位置を指定する。
真横位置推定部１６０３は、例えば、図示していない地上監視機器１３の設置位置データを参照し、推定真横位置２０３に最も近い地上監視機器１３の所在位置を検証位置として指定する。なお、検証位置は、ステップＳ１６１で推定された方向と異なる方向にあってもよい。例えば、ステップＳ１６１において妨害波の発生源が列車の走行方向の右方向にあると推定されている場合に、真横位置推定部１６０３は、検証位置として、推定真横位置２０３の左方向にある位置を指定してもよい。

次に、ステップＳ１６４において、発生源位置推定部１６０６が、放射パターンデータ６００を取得する。
放射パターンデータ６００は、図１６に示す指向性アンテナの放射パターンを数値化したデータであり、具体的には、図２２に示すデータである。
放射パターンデータ６００は、図２２に示すように、電波の到来角度ごとの利得が示される。

次に、ステップＳ２５４において、発生源位置推定部１６０６が、妨害発生源の送信電力値を推定する。
具体的には、発生源位置推定部１６０６は、「補正ＲＳＳＩ＋減衰量」により、送信電力を算出する。
「補正ＲＳＳＩ」は、ステップＳ１５５で特定された最大ＲＳＳＩから図２２の放射パターンデータ６００に示される「利得（ｄＢｍ）」のうちの最大値を減じた値である。発生源位置推定部１６０６は、真横位置推定部１６０３に「最大ＲＳＳＩ」を問い合わせ、真横位置推定部１６０３から「最大ＲＳＳＩ」を取得する。
指向性アンテナを用いる場合は、妨害波の発生源の送信電力値を推定する際に、指向性アンテナの放射パターンを考慮する必要がある。利得の高い方向からの受信電力値は、利得が高いために、無指向アンテナを用いた場合の受信電力値よりも高くなる。このため、指向性アンテナを用いた場合の受信電力値（最大ＲＳＳＩ）をそのまま用いて妨害波の発生源の送信電力値を推定すると、妨害波の発生源での実際の送信電力値よりも大きな値が算出されてしまう。
このため、発生源位置推定部１６０６は、前述したように、最大ＲＳＳＩから、放射パターンの利得の最大値を減じて補正値である補正ＲＳＳＩを得る。補正ＲＳＳＩを用いた計算を行うことで、妨害波の発生源の送信電力値を正しく推定することができる。
また、実施の形態１と同様に、発生源位置推定部１６０６は、「係数値×候補距離」により「減衰量」を算出する。係数値及び候補距離は候補距離抽出部１６０５から通知された係数値及び候補距離である。

ステップＳ２０５～ステップＳ２０９は、図１３に示したものと同じである。このため、ステップＳ２０５～ステップＳ２０９の説明は省略する。

なお、図２１の処理は、２組以上の抽出係数値及び抽出候補距離が抽出された場合に実施されるため、ステップＳ２５４～ステップＳ２０６が抽出係数値及び抽出候補距離の組み合わせごとに行われる。
そして、ステップＳ２０８において、複数の第１の被検証受信電力値又は複数の第２の被検証受信電力値と検証受信電力値とが比較される。
また、ステップＳ２０９において、検証受信電力値と差が最小の被検証受信電力値が選択される。そして、推定真横位置２０３から、ステップＳ１６１で推定された方向に、選択された被検証受信電力値に対応する距離を隔てた位置が妨害波の発生源の位置と推定される。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態によれば、指向性アンテナを用いることにより、より高精度に、また、より早期に妨害波の発生源の位置を推定することができる。

実施の形態３．
＊＊＊実施の形態の概要＊＊＊
図２３は、本実施の形態の概要を示す。なお、本実施の形態では、列車に無指向アンテナが搭載されている例を説明するが、列車に指向性アンテナが搭載されている場合にも、以下の説明を適用することができる。
実施の形態１では、車上計測結果データ１５２に記載される計測受信電力値（ＲＳＳＩ）には、妨害波以外の電波の影響がないものとして説明を行った。しかしながら、現実には、車上計測結果データ１５２に記載される計測受信電力値（ＲＳＳＩ）に妨害波以外の電波の影響が含まれる場合がある。具体的には、図２３の（ａ）に示すように、車上計測結果データ１５２に記載される計測受信電力値（ＲＳＳＩ）に地上無線通信機器１０からの電波の影響が含まれる場合がある。

本実施の形態では、妨害波発生源推定装置１６は、車上計測結果データ１５２に記載される計測受信電力値（ＲＳＳＩ）から、地上無線通信機器１０からの電波の影響を除去する補正を行う。
具体的には、妨害波発生源推定装置１６は、図２３の（ｂ）に示すように、過去の車上計測結果データから地上無線通信機器１０の電波のみのＲＳＳＩを抽出する。更に、妨害波発生源推定装置１６は、抽出した地上無線通信機器１０の電波のみのＲＳＳＩを用いて、車上計測結果データ１５２に記載される計測受信電力値（ＲＳＳＩ）から、地上無線通信機器１０からの電波の影響を除去する補正を行う。そして、妨害波発生源推定装置１６は、図２３の（ｃ）に示すように、地上無線通信機器１０からの電波の影響が除去された後の計測受信電力値（ＲＳＳＩ）を用いて、妨害波の発生源の位置を推定する。

本実施の形態では、主に実施の形態１との差異を説明する。
なお、以下で説明していない事項は、実施の形態１と同様である。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６のハードウェア構成例は図７に示すものと同じである。
図２４は、本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６の機能構成例を示す。
図８と比較して、図２４では、補正部１６１０が追加されている。
また、図２４では、データ受信部１６０１は、過去の車上計測結果データ１５３を取得する。過去の車上計測結果データ１５３は、過去に車上監視機器１４により生成され、データ収集装置１５により収集された車上計測結果データである。過去の車上計測結果データ１５３には、妨害波が発生していないときに車上監視機器１４により計測された受信電力値が示される。つまり、過去の車上計測結果データ１５３には、地上無線通信機器１０からの電波のＲＳＳＩのみが示される。過去の車上計測結果データ１５３のデータ構成は地上計測結果データ１５１のデータ構成と同じであるため、過去の車上計測結果データ１５３の具体例は図示しない。
補正部１６１０は、過去の車上計測結果データ１５３を用いて、地上計測結果データ１５１に記載されるＲＳＳＩから地上無線通信機器１０からの電波の影響を除去する補正をＲＳＳＩに行う。
本実施の形態では、真横位置推定部１６０３は、補正部１６１０による補正後のＲＳＳＩを用いて推定真横位置２０３を推定する。
また、特徴抽出部１６０４は、補正部１６１０による補正後のＲＳＳＩを用いて計測受信電力値の特徴を抽出する。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２５は、本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６の動作例を示す。図２５は、実施の形態１で説明した図１１に対応する。
以下、図２５を参照して、本実施の形態に係る妨害波発生源推定装置１６の動作例を説明する。
なお、図２５の手順は、一定周期で繰り返されるものとする。

ステップＳ１０１～Ｓ１０４は、図１１に示したものと同じである。このため、ステップＳ１０１～ステップＳ１０４の説明は省略する。
なお、本実施の形態では、妨害波検出部１６０２は、ステップＳ１０４で抽出した車上計測結果データ１５２のレコードを補正部１６１０に出力する。

ステップＳ１７１において、データ受信部１６０１が、データ収集装置１５から過去の車上計測結果データ１５３を受信する。
データ受信部１６０１は、受信した過去の車上計測結果データ１５３を補正部１６１０に出力する。

次に、ステップＳ１７２において、補正部１６１０は、地上無線通信機器１０からの電波の影響を特定する。
具体的には、補正部１６１０が、妨害波検出部１６０２から取得した車上計測結果データ１５２のレコードと「時刻」が一致するレコードを過去の車上計測結果データ１５３から抽出する。そして、補正部１６１０は、過去の車上計測結果データ１５３から抽出したレコードに示されるＲＳＳＩを地上無線通信機器１０からの電波のＲＳＳＩとして抽出する。
例えば、補正部１６１０は、過去の車上計測結果データ１５３から抽出したレコードに示されるＲＳＳＩをそのまま地上無線通信機器１０からの電波の影響として扱ってもよいし、統計処理を行った後の値を地上無線通信機器１０からの電波の影響として扱ってもよい。

補正部１６１０が過去の車上計測結果データ１５３から抽出したレコードに示されるＲＳＳＩをそのまま地上無線通信機器１０からの電波の影響として扱う例を説明する。
例えば、妨害波検出部１６０２から取得した車上計測結果データ１５２のレコードに示される「時刻」が「ｔ１」～「ｔ５」であることを想定する。この場合に、補正部１６１０は、データ受信部１６０１から１つの過去の車上計測結果データ１５３を取得する。そして、補正部１６１０は、取得した過去の車上計測結果データ１５３から「時刻」の欄に「ｔ１」～「ｔ５」が示されるレコードを抽出する。補正部１６１０は、抽出した「ｔ１」～「ｔ５」のレコードのＲＳＳＩをそのまま地上無線通信機器１０からの電波の影響として扱うことができる。

次に、補正部１６１０が統計処理を行った後の値を地上無線通信機器１０からの電波の影響として扱う例を説明する。ここでも、妨害波検出部１６０２から取得した車上計測結果データ１５２のレコードに示される「時刻」が「ｔ１」～「ｔ５」であることを想定する。
補正部１６１０は、データ受信部１６０１から、異なる複数の時期で収集された複数の過去の車上計測結果データ１５３を取得する。そして、補正部１６１０は、取得した複数の過去の車上計測結果データ１５３の各々から「時刻」の欄に「ｔ１」～「ｔ５」が示されるレコードを抽出する。補正部１６１０は、抽出した複数のレコードのＲＳＳＩの統計処理を行って得られた統計値を地上無線通信機器１０からの電波の影響として扱うことができる。統計値は、平均値、中央値、最大値及び最小値のいずれかである。

次に、ステップＳ１７３において、補正部１６１０は、妨害波検出部１６０２から取得した車上計測結果データ１５２から、ステップＳ１７２で特定した地上無線通信機器１０からの電波の影響を除去する補正を行う。
具体的には、補正部１６１０は、車上計測結果データ１５２の「時刻」ごとに、各レコードのＲＳＳＩから、ステップＳ１７２で特定した地上無線通信機器１０からの電波のＲＳＳＩ（又は統計値）を減算する。
そして、補正部１６１０は、補正後の車上計測結果データ１５２を真横位置推定部１６０３に出力する。

ステップＳ１０５～ステップＳ１０７は、図１１に示す通りである。
ステップＳ１０５では、真横位置推定部１６０３が、推定真横位置２０３及び真横車上無線機器を推定する。本実施の形態では、真横位置推定部１６０３は、補正後の車上計測結果データ１５２を用いて推定真横位置２０３及び真横車上無線機器を推定する。つまり、本実施の形態では、真横位置推定部１６０３は、補正部１６１０による補正が行われた後の複数のＲＳＳＩのうちで最大のＲＳＳＩが計測された時点での列車の走行位置を推定真横位置２０３として推定する。
また、ステップＳ１０７では、真横位置推定部１６０３が回帰処理レコードを抽出する。本実施の形態では、真横位置推定部１６０３は、補正後の車上計測結果データ１５２のレコードのうち、「車上無線機器番号」に真横車上無線機器の番号が記載されているレコードを回帰処理レコードとして抽出する。

また、本実施の形態においても図１３の動作が行われる。
つまり、実施の形態１と同様に、図１３のステップＳ２０１～ステップＳ２１０が行われる。
ステップＳ２０２では、特徴抽出部１６０４が、回帰処理レコードに示される計測受信電力値（ＲＳＳＩ）の特徴を抽出する。前述したように、本実施の形態では、回帰処理レコードは、補正後の車上計測結果データ１５２のレコードのうち、「車上無線機器番号」に真横車上無線機器の番号が記載されているレコードである。このため、本実施の形態では、特徴抽出部１６０４は、補正部１６１０による補正が行われた後の計測受信電力値の特徴を抽出する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態によれば、妨害波以外の電波の影響を除去することにより、より高精度に、また、より早期に妨害波の発生源の位置を推定することができる。

以上、実施の形態１～３を説明したが、これらの実施の形態のうち、２つ以上を組み合わせて実施しても構わない。
あるいは、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。
あるいは、これらの実施の形態のうち、２つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。
また、これらの実施の形態に記載された構成及び手順を必要に応じて変更してもよい。

＊＊＊ハードウェア構成の補足説明＊＊＊
最後に、妨害波発生源推定装置１６のハードウェア構成の補足説明を行う。
図７に示すプロセッサ９０１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。
プロセッサ９０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等である。
図７に示す主記憶装置９０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）である。
図７に示す補助記憶装置９０３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。
図７に示す通信装置９０４は、データの通信処理を実行する電子回路である。
通信装置９０４は、例えば、通信チップ又はＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）である。

また、補助記憶装置９０３には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。
そして、ＯＳの少なくとも一部がプロセッサ９０１により実行される。
プロセッサ９０１はＯＳの少なくとも一部を実行しながら、データ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６、出力部１６０７及び補正部１６１０の機能を実現するプログラムを実行する。
プロセッサ９０１がＯＳを実行することで、タスク管理、メモリ管理、ファイル管理、通信制御等が行われる。
また、データ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６、出力部１６０７及び補正部１６１０の処理の結果を示す情報、データ、信号値及び変数値の少なくともいずれかが、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、プロセッサ９０１内のレジスタ及びキャッシュメモリの少なくともいずれかに記憶される。
また、データ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６、出力部１６０７及び補正部１６１０の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ等の可搬記録媒体に格納されていてもよい。そして、データ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６、出力部１６０７及び補正部１６１０の機能を実現するプログラムが格納された可搬記録媒体を流通させてもよい。

また、データ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６、出力部１６０７及び補正部１６１０の「部」を、「回路」又は「工程」又は「手順」又は「処理」又は「サーキットリー」に読み替えてもよい。
また、妨害波発生源推定装置１６は、処理回路により実現されてもよい。処理回路は、例えば、ロジックＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＧＡ（Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）である。
この場合は、データ受信部１６０１、妨害波検出部１６０２、真横位置推定部１６０３、特徴抽出部１６０４、候補距離抽出部１６０５、発生源位置推定部１６０６、出力部１６０７及び補正部１６１０は、それぞれ処理回路の一部として実現される。
なお、本明細書では、プロセッサと処理回路との上位概念を、「プロセッシングサーキットリー」という。
つまり、プロセッサと処理回路とは、それぞれ「プロセッシングサーキットリー」の具体例である。

１０ 地上無線通信機器、１１ 車上無線通信機器、１２ 公衆網基地局、１３ 地上監視機器、１４ 車上監視機器、１５ データ収集装置、１６ 妨害波発生源推定装置、２０ 走行軌道、３０ 公衆網、１００ 列車制御システム、１５１ 地上計測結果データ、１５２ 車上計測結果データ、１５３ 過去の車上計測結果データ、２０１ 妨害波発生期間開始位置、２０２ 妨害波発生期間終了位置、２０３ 推定真横位置、２５１ 候補位置、２５２ 候補位置、２５３ 候補位置、２６１ 候補位置、２６２ 候補位置、２６３ 候補位置、５００ 学習データ、６００ 放射パターンデータ、９０１ プロセッサ、９０２ 主記憶装置、９０３ 補助記憶装置、９０４ 通信装置、９０５ 入出力装置、１６０１ データ受信部、１６０２ 妨害波検出部、１６０３ 真横位置推定部、１６０４ 特徴抽出部、１６０５ 候補距離抽出部、１６０６ 発生源位置推定部、１６０７ 出力部、１６０８ 計測結果データ記憶部、１６０９ 学習データ記憶部、１６１０ 補正部。

Claims (13)

1. 列車で行われる通信を妨害する妨害波が前記列車の走行中に発生したことが検出された場合に、前記妨害波の発生源の位置の真横方向にある前記列車の走行軌道上の位置を推定真横位置として推定する真横位置推定部と、
   前記妨害波が発生していた期間である妨害波発生期間に前記列車で計測された受信電力値である計測受信電力値の特徴を抽出する特徴抽出部と、
   前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離の候補である複数の候補距離が示され、候補距離ごとに、前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離が当該候補距離である場合に前記列車で計測されると推定される受信電力値である推定受信電力値の特徴が示される学習データから、推定受信電力値の特徴が前記計測受信電力値の特徴に合致する候補距離を抽出候補距離として抽出する候補距離抽出部と、
   前記推定真横位置から前記抽出候補距離を隔てた位置を前記妨害波の発生源の位置と推定する発生源位置推定部とを有し、
   前記発生源位置推定部は、
   前記妨害波発生期間に受信電力値が計測されていた、前記走行軌道外の位置を検証位置として指定し、
   前記妨害波の送信電力値を推定送信電力値として推定し、
   前記推定送信電力値と、前記推定真横位置から前記列車の走行方向の右方向に前記抽出候補距離を隔てた位置である第１の位置と前記検証位置との間の距離とを用いて、前記第１の位置が前記妨害波の発生源の位置である場合に前記検証位置で計測されると推定される前記妨害波の受信電力値を第１の被検証受信電力値として算出し、
   前記推定送信電力値と、前記推定真横位置から前記列車の走行方向の左方向に前記抽出候補距離を隔てた位置である第２の位置と前記検証位置との間の距離とを用いて、前記第２の位置が前記妨害波の発生源の位置である場合に前記検証位置で計測されると推定される前記妨害波の受信電力値を第２の被検証受信電力値として算出し、
   前記第１の被検証受信電力値及び前記第２の被検証受信電力値の各々と、前記妨害波発生期間に前記検証位置で計測されていた受信電力値である検証受信電力値とを比較し、比較結果に基づき、前記第１の位置と前記第２の位置とのいずれかを前記妨害波の発生源の位置と推定するデータ処理装置。
2. 前記発生源位置推定部は、
   前記第１の位置と前記検証位置との間の距離を用いて、前記第１の位置が前記妨害波の発生源の位置である場合の前記検証位置における前記妨害波の電力減衰量を第１の減衰量として算出し、
   前記第２の位置と前記検証位置との間の距離を用いて、前記第２の位置が前記妨害波の発生源の位置である場合の前記検証位置における前記妨害波の電力減衰量を第２の減衰量として算出し、
   前記推定送信電力値から前記第１の減衰量を減算して前記第１の被検証受信電力値を算出し、
   前記推定送信電力値から前記第２の減衰量を減算して前記第２の被検証受信電力値を算出する請求項１に記載のデータ処理装置。
3. 前記候補距離抽出部は、
   各々が電波の見通しに関する条件である複数の見通し条件に対応する複数の係数値と前記複数の候補距離との組み合わせが示され、組み合わせごとに、前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離が当該組み合わせに含まれる候補距離であり、前記妨害波の発生源の位置での見通し条件が当該組み合わせに含まれる係数値に対応する見通し条件である場合に前記列車で計測されると推定される受信電力値である推定受信電力値の特徴が示される学習データから、推定受信電力値の特徴が前記計測受信電力値の特徴に合致する組み合わせに含まれる候補距離と係数値とを抽出候補距離と抽出係数値として抽出し、
   前記発生源位置推定部は、
   前記抽出係数値と、前記検証位置と前記第１の位置との間の距離とを乗算して、前記第１の減衰量を算出し、
   前記抽出係数値と、前記検証位置と前記第２の位置との間の距離とを乗算して、前記第２の減衰量を算出する請求項２に記載のデータ処理装置。
4. 前記発生源位置推定部は、
   各々が受信電力値を計測する、前記走行軌道外の複数の位置に設置された複数の地上監視機器のうち、前記推定真横位置に最も近い地上監視機器の設置位置を、前記検証位置として指定する請求項１に記載のデータ処理装置。
5. 前記真横位置推定部は、
   前記計測受信電力値として計測された複数の受信電力値のうちで最大の受信電力値が計測された時点での前記列車の走行位置を前記推定真横位置として推定する請求項１に記載のデータ処理装置。
6. 前記真横位置推定部は、
   各々が異なる走行軌道を走行し、各々が走行中に受信電力値を計測する複数の列車の中から、前記妨害波発生期間で最大の受信電力値が計測された列車を選択し、
   選択した列車の走行軌道上で前記推定真横位置を推定する請求項１に記載のデータ処理装置。
7. 前記データ処理装置は、更に、
   前記複数の列車と通信を行う複数の地上無線通信機器の受信電力値の解析を行い、いずれかの地上無線通信機器の受信電力値に異常が発生している場合に、前記妨害波が発生したことを検出し、前記異常が発生している期間を前記妨害波発生期間と判定する妨害波検出部を有し、
   前記真横位置推定部は、
   前記複数の列車の中から、前記異常が発生した地上無線通信機器と前記妨害波発生期間に通信を行った列車を抽出し、
   抽出した列車の中から、前記妨害波発生期間で最大の受信電力値が計測された列車を選択する請求項６に記載のデータ処理装置。
8. 列車で行われる通信を妨害する妨害波が前記列車の走行中に発生したことが検出された場合に、前記妨害波の発生源の位置の真横方向にある前記列車の走行軌道上の位置を推定真横位置として推定する真横位置推定部と、
   前記妨害波が発生していた期間である妨害波発生期間に前記列車で計測された受信電力値である計測受信電力値の特徴を抽出する特徴抽出部と、
   前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離の候補である複数の候補距離が示され、候補距離ごとに、前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離が当該候補距離である場合に前記列車で計測されると推定される受信電力値である推定受信電力値の特徴が示される学習データから、推定受信電力値の特徴が前記計測受信電力値の特徴に合致する候補距離を抽出候補距離として抽出する候補距離抽出部と、
   前記推定真横位置から前記抽出候補距離を隔てた位置を前記妨害波の発生源の位置と推定する発生源位置推定部とを有し、
   前記列車には、前記列車の走行方向の右方向を指向方向とし、前記列車の走行方向の右方向からの電波を受信する右指向性アンテナと、前記列車の走行方向の左方向を指向方向とし、前記列車の走行方向の左方向からの電波を受信する左指向性アンテナとが設置されており、
   前記真横位置推定部は、
   前記妨害波発生期間に前記右指向性アンテナにより受信された電波の受信電力値である右計測受信電力値及び前記妨害波発生期間に前記左指向性アンテナにより受信された電波の受信電力値である左計測受信電力値のうちで最大の受信電力値が計測された時点での前記列車の走行位置を前記推定真横位置として推定し、
   前記最大の受信電力値が前記右計測受信電力値であれば、前記妨害波の発生源の位置が前記列車の走行方向の右方向にあると推定し、前記最大の受信電力値が前記左計測受信電力値であれば、前記妨害波の発生源の位置が前記列車の走行方向の左方向にあると推定し、
   前記特徴抽出部は、
   前記真横位置推定部により前記妨害波の発生源の位置が前記列車の走行方向の右方向にあると推定された場合に、前記右計測受信電力値の特徴を抽出し、
   前記真横位置推定部により前記妨害波の発生源の位置が前記列車の走行方向の左方向にあると推定された場合に、前記左計測受信電力値の特徴を抽出し、
   前記候補距離抽出部は、
   前記特徴抽出部により前記右計測受信電力値の特徴が抽出された場合に、前記学習データから、推定受信電力値の特徴が前記右計測受信電力値の特徴に合致する候補距離を前記抽出候補距離として抽出し、
   前記特徴抽出部により前記左計測受信電力値の特徴が抽出された場合に、前記学習データから、推定受信電力値の特徴が前記左計測受信電力値の特徴に合致する候補距離を前記抽出候補距離として抽出し、
   前記発生源位置推定部は、
   前記真横位置推定部により前記妨害波の発生源の位置が前記列車の走行方向の右方向にあると推定された場合に、前記推定真横位置から前記列車の走行方向の右方向に前記抽出候補距離を隔てた位置を前記妨害波の発生源の位置と推定し、
   前記真横位置推定部により前記妨害波の発生源の位置が前記列車の走行方向の左方向にあると推定された場合に、前記推定真横位置から前記列車の走行方向の左方向に前記抽出候補距離を隔てた位置を前記妨害波の発生源の位置と推定するデータ処理装置。
9. 前記列車には、指向性アンテナが設置されており、
   前記発生源位置推定部は、
   前記計測受信電力値として計測された複数の受信電力値のうちで最大の受信電力値から前記指向性アンテナの利得の最大値を減じて得られた補正値を用いて、前記推定送信電力値を推定する請求項１に記載のデータ処理装置。
10. 前記データ処理装置は、
    前記計測受信電力値に前記妨害波以外の電波の影響がある場合に、前記計測受信電力値から前記妨害波以外の電波の影響を除去する補正を行う補正部を有し、
    前記特徴抽出部は、
    前記補正部による補正が行われた後の前記計測受信電力値の特徴を抽出する請求項１に記載のデータ処理装置。
11. 前記データ処理装置は、
    前記複数の受信電力値に前記妨害波以外の電波の影響がある場合に、前記複数の受信電力値から前記妨害波以外の電波の影響を除去する補正を行う補正部を有し、
    前記真横位置推定部は、
    前記補正部による補正が行われた後の前記複数の受信電力値のうちで最大の受信電力値が計測された時点での前記列車の走行位置を前記推定真横位置として推定する請求項５に記載のデータ処理装置。
12. 列車で行われる通信を妨害する妨害波が前記列車の走行中に発生したことが検出された場合に、コンピュータが、前記妨害波の発生源の位置の真横方向にある前記列車の走行軌道上の位置を推定真横位置として推定する真横位置推定処理と、
    前記コンピュータが、前記妨害波が発生していた期間である妨害波発生期間に前記列車で計測された受信電力値である計測受信電力値の特徴を抽出する特徴抽出処理と、
    前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離の候補である複数の候補距離が示され、候補距離ごとに、前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離が当該候補距離である場合に前記列車で計測されると推定される受信電力値である推定受信電力値の特徴が示される学習データから、前記コンピュータが、推定受信電力値の特徴が前記計測受信電力値の特徴に合致する候補距離を抽出候補距離として抽出する候補距離抽出処理と、
    前記コンピュータが、前記推定真横位置から前記抽出候補距離を隔てた位置を前記妨害波の発生源の位置と推定する発生源位置推定処理とを有し、
    前記発生源位置推定処理において、
    前記コンピュータが、
    前記妨害波発生期間に受信電力値が計測されていた、前記走行軌道外の位置を検証位置として指定し、
    前記妨害波の送信電力値を推定送信電力値として推定し、
    前記推定送信電力値と、前記推定真横位置から前記列車の走行方向の右方向に前記抽出候補距離を隔てた位置である第１の位置と前記検証位置との間の距離とを用いて、前記第１の位置が前記妨害波の発生源の位置である場合に前記検証位置で計測されると推定される前記妨害波の受信電力値を第１の被検証受信電力値として算出し、
    前記推定送信電力値と、前記推定真横位置から前記列車の走行方向の左方向に前記抽出候補距離を隔てた位置である第２の位置と前記検証位置との間の距離とを用いて、前記第２の位置が前記妨害波の発生源の位置である場合に前記検証位置で計測されると推定される前記妨害波の受信電力値を第２の被検証受信電力値として算出し、
    前記第１の被検証受信電力値及び前記第２の被検証受信電力値の各々と、前記妨害波発生期間に前記検証位置で計測されていた受信電力値である検証受信電力値とを比較し、比較結果に基づき、前記第１の位置と前記第２の位置とのいずれかを前記妨害波の発生源の位置と推定するデータ処理方法。
13. 列車で行われる通信を妨害する妨害波が前記列車の走行中に発生したことが検出された場合に、前記妨害波の発生源の位置の真横方向にある前記列車の走行軌道上の位置を推定真横位置として推定する真横位置推定処理と、
    前記妨害波が発生していた期間である妨害波発生期間に前記列車で計測された受信電力値である計測受信電力値の特徴を抽出する特徴抽出処理と、
    前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離の候補である複数の候補距離が示され、候補距離ごとに、前記妨害波の発生源の位置と前記推定真横位置との間の距離が当該候補距離である場合に前記列車で計測されると推定される受信電力値である推定受信電力値の特徴が示される学習データから、推定受信電力値の特徴が前記計測受信電力値の特徴に合致する候補距離を抽出候補距離として抽出する候補距離抽出処理と、
    前記推定真横位置から前記抽出候補距離を隔てた位置を前記妨害波の発生源の位置と推定する発生源位置推定処理とをコンピュータに実行させるデータ処理プログラムであって、
    前記発生源位置推定処理において、
    前記コンピュータに、
    前記妨害波発生期間に受信電力値が計測されていた、前記走行軌道外の位置を検証位置として指定させ、
    前記妨害波の送信電力値を推定送信電力値として推定させ、
    前記推定送信電力値と、前記推定真横位置から前記列車の走行方向の右方向に前記抽出候補距離を隔てた位置である第１の位置と前記検証位置との間の距離とを用いて、前記第１の位置が前記妨害波の発生源の位置である場合に前記検証位置で計測されると推定される前記妨害波の受信電力値を第１の被検証受信電力値として算出させ、
    前記推定送信電力値と、前記推定真横位置から前記列車の走行方向の左方向に前記抽出候補距離を隔てた位置である第２の位置と前記検証位置との間の距離とを用いて、前記第２の位置が前記妨害波の発生源の位置である場合に前記検証位置で計測されると推定される前記妨害波の受信電力値を第２の被検証受信電力値として算出させ、
    前記第１の被検証受信電力値及び前記第２の被検証受信電力値の各々と、前記妨害波発生期間に前記検証位置で計測されていた受信電力値である検証受信電力値とを比較させ、比較結果に基づき、前記第１の位置と前記第２の位置とのいずれかを前記妨害波の発生源の位置と推定させるデータ処理プログラム。

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