JP7384762B2

JP7384762B2 - キロ程付与装置及びキロ程付与方法

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Publication number: JP7384762B2
Application number: JP2020129965A
Authority: JP
Inventors: 尚史吉田; 雅史三和; 博文田中
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2023-11-21
Anticipated expiration: 2040-07-31
Also published as: JP2022026475A

Description

本発明は、線路沿線の対象位置に対応するキロ程を決定するキロ程付与装置等に関する。

鉄道では、線路沿線の施設や設備の維持管理のため様々な検査が実施されており、これらの検査データは、その検査位置の位置情報によって管理されている。検査データと位置情報とを対応付けて管理する技術の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の技術は、予め用意された各検査設備の設置位置のデータを用いて、ＧＰＳ（Global Positioning System）により取得した現在位置付近の設備を絞り込んで特定し、その特定した設備に対する検査を行って、検査データを記録してゆく検査員の作業効率化に関する技術である。

特開２００８－６２７３３号公報

鉄道設備の検査は軌道や土木、電気、信号等の管轄・所掌に応じた様々な分野（以下単に「分野」という。）毎に実施され、それぞれの分野で検査データが記録・管理されている。これらの各分野で記録・管理されている検査データを一元的に纏めることは簡単ではない。分野によって検査データに対応付けられている位置情報が異なるからである。

鉄道では、路線の起算点からの線路に沿った距離であるキロ程を位置情報として用いることが一般的である。各分野で記録・管理されている検査データも、このキロ程と対応づけられていることが多い。しかし、分野によって、キロ程の精度が異なる。精確なキロ程は軌道中心線上の位置から求める必要があるが、分野によっては、必ずしも軌道中心線上の位置を精確に求めずして位置情報を概略的に求めて用いる場合がある。全ての分野が軌道を検査対象としているわけではなく、レールから少し離れた場所に設置された機器等、検査対象が分野によって異なることも一因である。そこで、ＧＰＳ等のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全球測位衛星システム）を利用して取得した緯度経度を代用又は併用して位置情報として用いる場合が増えている。従って、緯度経度で管理されている検査データの位置情報を、対応するキロ程に精確に変換することができれば至便である。

また、キロ程は、路線の起算点からの線路に沿った距離として定められているが、線路途中のルート変更や測量技術の向上に伴う再計測等によって距離が増減することがある。この場合、線路が長くなるときにはキロ程を重複（重キロ）させ、線路が短くなるときにはキロ程を断絶（断キロ）させてキロ程の不連続を許容することで、特定区間のキロ程の変更が線路全体に及ばないようにしている。緯度経度で管理されている検査データの位置情報をキロ程に変換する際には、このような重キロ・断キロを考慮しなければ精確なキロ程に変換することができない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鉄道沿線の所与の対象位置に対応するキロ程を一意に決定可能とする技術を提案することである。

上記課題を解決するための第１の発明は、
各距離標のキロ程及び地理座標系による絶対位置と、重キロ・断キロ情報とを格納したデータベース（例えば、図１のキロ程管理テーブル３１０）を用いて、線路沿線の所与の対象位置に対応するキロ程を決定するキロ程付与装置であって、
地理座標系による前記対象位置の対象絶対位置を取得する取得手段（例えば、図１３の対象位置取得部２０２）と、
前記対象絶対位置に基づき前記距離標を２つ選択する選択手段（例えば、図１３のキロポスト選択部２０４）と、
前記２つの距離標の前記絶対位置及び前記対象絶対位置に基づいて、前記２つの距離標に対する前記対象位置の遠近度合を算出する算出手段（例えば、図１３の遠近度合算出部２０６）と、
前記キロ程及び前記重キロ・断キロ情報に基づく前記２つの距離標間の線路に沿った長さである推定線路延長と、前記遠近度合と、前記２つの距離標のうちの一方の距離標のキロ程とを用いて前記対象位置に対応するキロ程を決定するキロ程決定手段（例えば、図１３のキロ程決定部２０８）と、
を備えるキロ程付与装置である。

他の発明として、
各距離標のキロ程及び地理座標系による絶対位置と、重キロ・断キロ情報とを格納したデータベースを用いて、線路沿線の所与の対象位置に対応するキロ程を決定するキロ程付与方法であって、
地理座標系による前記対象位置の対象絶対位置を取得することと、
前記対象絶対位置に基づき前記距離標を２つ選択することと、
前記２つの距離標の前記絶対位置及び前記対象絶対位置に基づいて、前記２つの距離標に対する前記対象位置の遠近度合を算出することと、
前記キロ程及び前記重キロ・断キロ情報に基づく前記２つの距離標間の線路に沿った長さである推定線路延長と、前記遠近度合と、前記２つの距離標のうちの一方の距離標のキロ程とを用いて前記対象位置に対応するキロ程を決定することと、
を含むキロ程付与方法を構成してもよい。

第１の発明によれば、重キロ・断キロ情報を考慮して、線路沿線の所与の対象位置に対応するキロ程を一意に決定することができる。つまり、重キロ・断キロ情報に基づくことで、重キロ及び断キロを考慮した２つの距離標間の推定線路延長を算出することができる。そして、この推定線路延長と、２つの距離標に対する対象絶対位置の遠近度合とに基づくことで、対象位置に対応するキロ程を決定することが可能となる。例えば、対象位置に近い２つの距離標を選択し、対象位置から２つの距離標それぞれまでの直線距離の比率を遠近度合として求め、その比率に応じて推定線路延長を比例配分して対象位置に対応するキロ程を決定する、といったことができる。これにより、線路の線形が不明である場合や、対象位置が軌道上に位置しない場合であっても、対象位置に対応するキロ程を一意に決定することが可能となる。

第２の発明は、第１の発明において、
前記キロ程決定手段は、前記推定線路延長を所与の単位長毎に区切った各サンプリング点のキロ程を、前記推定線路延長と前記一方の距離標の前記キロ程とに基づいて算出するサンプリング点算出手段（例えば、図１３のサンプリング点算出部２１０）を有し、算出した各サンプリング点の中から前記遠近度合に該当する該当サンプリング点を選択することで、該当サンプリング点について算出したキロ程を、前記対象位置に対応するキロ程として決定する、
キロ程付与装置である。

第２の発明によれば、選択した２つの距離標間の推定線路延長を所与の単位長毎に区切った各サンプリング点の中から、遠近度合に該当するサンプリング点についてのキロ程を、対象位置に対応するキロ程として決定することができる。サンプリング点の間隔である単位長が、決定したいキロ程の精度となることから、所望の精度に応じて単位長を定めることで、対象位置に対応するキロ程を高精度に決定することが可能となる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記一方の距離標は、前記２つの距離標のうち、路線の起算点に近いほうの距離標である、
キロ程付与装置である。

第３の発明によれば、キロ程は路線の起算点側から起算するので、線路延長の起算点に近いほうの距離標に基づくことで、対象位置に対応するキロ程を一意に決定することができる。

第４の発明は、第１～第３の何れかの発明において、
前記算出手段は、緯度及び経度に基づく平面座標における前記遠近度合を算出する、
キロ程付与装置である。

第４の発明によれば、２つの距離標に対する対象位置の遠近度合を、高度を除いた平面座標に基づいて算出することができる。

キロ程管理テーブルの一例。重キロが存在する場合のキロ程の管理例１の説明図。重キロが存在する場合のキロ程の管理例２の説明図。断キロが存在する場合のキロ程の管理例３の説明図。断キロが存在する場合のキロ程の管理例４の説明図。キロ程付与処理のフローチャート。２つのキロポストの選択の説明図。遠近度合の説明図。キロ程・データ番号対応表の一例。重キロが存在する場合のキロ程・データ番号対応表の一例。断キロが存在する場合のキロ程・データ番号対応表の一例。サンプリング点の説明図。キロ程付与装置の機能構成図。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一要素には同一符号を付す。

本実施形態におけるキロ程付与装置１は、データベースとして格納されたキロ程管理テーブル３１０を用いて、鉄道沿線の所与の対象位置に対応するキロ程を一意に決定する装置である。対象位置は、地理座標系による絶対位置で与えられる位置であり、例えば、画像データを含む検査データの検査位置や、検査対象である地上設備の位置である。具体的には、ＧＮＳＳ受信機を備えたカメラで検査対象を撮影するとともに緯度経度の位置情報を計測することで撮影画像に対応付けられた緯度経度の位置情報が、対象位置に相当する。また、ＧＮＳＳ受信機を用いて計測された検査対象の地上設備の緯度経度の位置情報が、対象位置に相当する。また、ＧＮＳＳ受信機を備えた検査装置を用いて線路上を移動しながら検査を実施し、定期的に位置情報を計測する場合の各検査データに対応付けられた緯度経度の位置情報が、対象位置に相当する。キロ程付与装置１は、これらの検査データや地上設備に対し、緯度経度の位置情報をキロ程に変換して付与するために用いられる。

キロ程管理テーブル３１０は、線路におけるキロ程を管理するために予め用意されるデータベースであり、各距離標のキロ程及び地理座標系による絶対位置と、重キロ・断キロ情報とを格納している。本実施形態ではキロポストを距離標とする。キロポストは、所与の路線の起算点から線路に沿って概ね１キロメートル毎に設置され、路線の起算点からその設置位置までの線路に沿った距離（線路延長）としてキロ程が対応付けられている。本実施形態では、キロポストに対応付けられたキロ程を、当該キロポストの呼称とする。例えば、キロ程「２Ｋ」に対応付けられているキロポストのことを「２Ｋポスト」と呼称する。キロポストに対応付けられたキロ程は、線路が最初に敷設された当初の値のまま変化しない。当初の値のままとは、線路延長が変化して路線の起算点からの線路に沿った距離が変わったとしても、キロポストに対応付けられているキロ程は当初のキロ程のままだからである。線路延長が変化する場合としては、線路のルート変更等による場合や、近年の測量技術の向上により再計測した線路延長が線路の敷設当初から変化する場合等がある。これらの場合、当初のキロ程の他に、線路延長が増減したことによる別のキロ程（調整後のキロ程とも言える）も当該キロポストに対応づけられる場合がある。この場合であっても、例えば、キロ程「２Ｋ」に対応付けられているキロポストは「２Ｋポスト」に変わりなく、この「２Ｋポスト」にはキロ程「２Ｋ」の他に別のキロ程も対応づけられていることになる。

図１は、キロ程管理テーブル３１０の一例を示す図である。図１に示すように、キロ程管理テーブル３１０は、各キロポストについて、当該キロポストのキロ程と、地理座標系による絶対位置と、を対応付けて格納している。図１では、絶対位置が格納されているデータレコードはキロポストしかないため、絶対位置が格納されているデータがキロポストに係るデータを意味している。絶対位置は、緯度及び経度に基づく平面座標における位置である。

また、キロ程管理テーブル３１０には、重キロ・断キロ情報も格納されている。記号とキロ程とが、その情報となっている。重キロ・断キロ情報は、線路のルート変更等によって生じるキロ程の重複である重キロ及びキロ程の断絶である断キロに関する情報である。記号は、対応するキロ程の位置に対する重キロ及び断キロの有無を示す。記号「Ｓ」は、対応するキロ程の位置には重キロも断キロも存在しないことを示す。従って、記号「Ｓ」が対応付けられているキロ程は、必ずキロポストに対応するキロ程であり、絶対位置が格納されている。記号「Ｃ」と記号「Ｗ」は、重キロが存在することを示す組み合わせの記号となっている。記号「Ｃ」と記号「Ｂ」は、断キロが存在することを示す組み合わせの記号となっている。記号「Ｃ」，「Ｗ」，「Ｂ」が対応付けられているキロ程は、必ずしもキロポストに対応するキロ程ではない。図２～図５を参照して詳細に後述する。また、本実施形態では、重キロ及び断キロは、キロポストの設置間隔である１キロメートルより短い１メートルを単位として管理されるものとする。なお、０．１メートルや０．０１メートルといったこれより短い単位で管理するようにしてもよい。

図２及び図３は、図１に示すキロ程管理テーブル３１０における重キロが存在する箇所のキロ程の管理について説明するための図である。図２及び図３ともに、線路に沿って設置されている複数のキロポストを模式的な五角形状のマークで示し、その上側にキロポスト間の実際の線路に沿った距離（線路延長）を示している。各キロポストには、当該キロポストの呼称（例えば「１Ｋポスト」）を吹き出しで示している。また、線路上の白丸印は、キロ程管理テーブル３１０に記録・管理されているキロ程（以下適宜「管理キロ程」という）に対応する実際の位置を示している。図の下側に、各管理キロ程について、キロ程管理テーブル３１０に記録・管理されている記号とキロ程とを示している。

例えば、図２には、４つの白丸印があり、それぞれにキロポストが対応付けられているが、２Ｋポストに対応付けられた白丸印には２つの管理キロ程があることが分かる。図１のキロ程管理テーブル３１０を確認すると、この２Ｋポストに対応付けられた白丸印は（Ｘ２，Ｙ２）の絶対位置であり、この（Ｘ２，Ｙ２）の絶対位置に２つのキロ程（管理キロ程）が対応づけられていることが分かる。

重キロは、キロ程の重複の開始点となる管理キロ程に記号「Ｗ」を付加し、重複の終了点となるキロ程の直後の管理キロ程に記号「Ｃ」を付加して、記号「Ｗ」を付加した管理キロ程から記号「Ｃ」を付加した管理キロ程までが重複していることを示す。つまり、記号「Ｗ」を付加した管理キロ程と、記号「Ｃ」を付加した管理キロ程との差が、重複するキロ程の長さを示す。

具体的には、キロポストの位置に重キロが存在する場合には、重キロが存在するキロポストの呼称の管理キロ程に記号「Ｗ」が付加され、そのキロポストの管理キロ程に、重複しているキロ程の長さを加算した管理キロ程に記号「Ｃ」を付加したデータが、重キロ・断キロ情報としてキロ程管理テーブル３１０に格納される。

図２の例では、「２Ｋポスト」に５Ｍ（５メートル）の重キロが存在している。このため、「２Ｋポスト」に対応付けられている管理キロ程「２Ｋ０００Ｍ」に記号「Ｗ」を付加し、この管理キロ程に重複する５Ｍを加算した「２Ｋ００５Ｍ」を「２Ｋポスト」に対応するもう１つの管理キロ程とし、記号「Ｃ」を付加している。

キロポスト以外の位置（キロポスト間の線路）に重キロが存在する場合には、重複が開始する管理キロ程に記号「Ｗ」を付加したデータと、その管理キロ程に重複するキロ程の長さを加算した管理キロ程に記号「Ｃ」を付加したデータとの組が、重キロ・断キロ情報としてキロ程管理テーブル３１０に格納される。キロポストに対応付けられないデータであるから、絶対位置は対応付けられずにキロ程管理テーブル３１０に格納されている。

図３に示す例では、「３Ｋポスト」及び「４Ｋポスト」の間に４Ｍ（４メートル）の重キロが存在している。この重キロについては、重複の開始点となる管理キロ程「３Ｋ９００Ｍ」に記号「Ｗ」を付加したデータと、この管理キロ程に重複する４Ｍを加算した管理キロ程「３Ｋ９０４Ｍ」に記号「Ｃ」を付加したデータとの組が、キロ程管理テーブル３１０に格納されている。

重キロは、キロポストを跨って存在する場合もある。図３の例では、「７Ｋポスト」の管理キロ程である「７Ｋ０００Ｍ」の前後に跨って５４７Ｍの重キロが存在している。この重キロについては、図１のキロ程管理テーブル３１０に示す通り、重複の開始点となる管理キロ程「６Ｋ９５３Ｍ」に記号「Ｗ」を付加したデータと、この管理キロ程に重複する５４７Ｍを加算した管理キロ程「７Ｋ５００Ｍ」に記号「Ｃ」を付加したデータとの組が、「７Ｋポスト」の管理キロ程である「７Ｋ０００Ｍ」の前に格納されている。キロポストに対応付けられないデータであるから、絶対位置は対応付けられずにキロ程管理テーブル３１０に格納されている。

図４及び図５は、図１に示すキロ程管理テーブル３１０における断キロが存在する箇所のキロ程の管理について説明するための図である。図２及び図３と同様に、図４及び図５ともに、線路に沿って設置されている複数のキロポストを模式的な五角形状のマークで示し、その上側にキロポスト間の線路延長を示している。各キロポストには、当該キロポストの呼称（例えば「２０Ｋポスト」）を吹き出しで示している。また、線路上の白丸印は、キロ程管理テーブル３１０に記録・管理されている管理キロ程に対応する実際の位置を示している。図の下側に、各管理キロ程について、キロ程管理テーブル３１０に記録・管理されている記号とキロ程とを示している。

断キロは、キロ程の断絶の開始点となる管理キロ程に記号「Ｃ」を付加し、断絶の終了点となる管理キロ程の直後の管理キロ程に記号「Ｂ」を付加して、記号「Ｃ」を付加した管理キロ程から記号「Ｂ」を付加した管理キロ程までが断絶していることを示す。つまり、記号「Ｂ」を付加した管理キロ程と、記号「Ｃ」を付加した管理キロ程との差が、断絶するキロ程の長さを示す。

具体的には、キロポストの位置に断キロが存在する場合には、断キロが存在するキロポストの呼称の管理キロ程に記号「Ｂ」が付加され、そのキロポストの管理キロ程から断絶しているキロ程の長さを減算した管理キロ程に「Ｃ」を付加したデータが、重キロ・断キロ情報としてキロ程管理テーブル３１０に格納される。

図４の例では、「２１Ｋポスト」に５Ｍ（５メートル）の断キロが存在している。このため、「２１Ｋポスト」に対応付けられている管理キロ程「２１Ｋ０００Ｍ」に記号「Ｂ」を付加し、この管理キロ程から断絶する５Ｍを減算した「２０Ｋ９９５Ｍ」を「２１Ｋポスト」に対応するもう１つの管理キロ程とし、記号「Ｃ」を付加している。

キロポスト以外の位置（キロポスト間の線路）に断キロが存在する場合には、断絶が開始する管理キロ程に記号「Ｃ」を付加したデータと、その管理キロ程に断絶するキロ程の長さを加算した管理キロ程に記号「Ｂ」を付加したデータとの組が、重キロ・断キロ情報としてキロ程管理テーブル３１０に格納される。キロポストに対応付けられないデータであるから、絶対位置は対応付けられずにキロ程管理テーブル３１０に格納されている。

図５に示す例では、「２４Ｋポスト」及び「２５Ｋポスト」の間に６Ｍ（６メートル）の断キロが存在している。この断キロについては、断絶の開始点となる管理キロ程「２４Ｋ８９４Ｍ」に記号「Ｃ」を付加したデータと、この管理キロ程に断絶する６メートルを加算した管理キロ程「２４Ｋ９００Ｍ」に記号「Ｃ」を付加したデータとの組が、キロ程管理テーブル３１０に格納されている。

断キロは、かつてキロポストがあった位置を跨って存在する場合も同様である。図５の例では、かつてキロポストとして存在していたはずの「３１Ｋポスト」から「３６Ｋポスト」までを跨った６Ｋ２５７Ｍの断キロが存在している。この断キロについては、図１のキロ程管理テーブル３１０に示す通り、断絶の開始点となる管理キロ程「３０Ｋ５００Ｍ」に記号「Ｃ」を付加したデータと、この管理キロ程から断絶する６Ｋ２５７Ｍを加算した管理キロ程「３６Ｋ７５７Ｍ」に記号「Ｂ」を付加したデータとの組が、「３７Ｋポスト」の管理キロ程である「３７Ｋ０００Ｍ」の前に格納されている。断絶によって存在しなくなった「３１Ｋポスト」から「３６Ｋポスト」までのキロポストは、キロ程管理テーブル３１０には格納されていない。

図６は、キロ程付与装置１が行う処理であって、所与の対象位置Ｄに対応するキロ程を決定するキロ程付与処理の流れを説明するフローチャートである。

キロ程付与装置１は、先ず、キロ程の付与対象となる対象位置Ｄの対象絶対位置を取得する（ステップＳ１）。対象絶対位置とは、地理座標系による緯度経度で表された位置である。例えば、ユーザが、キロ程に換算したい位置を対象位置Ｄとして、その位置の緯度経度をキロ程付与装置１に入力することが、このステップＳ１に相当する。

次いで、キロ程付与装置１は、キロ程管理テーブル３１０を参照して、取得した対象絶対位置に基づき、対象位置Ｄに近い２つのキロポストＰ１，Ｐ２を選択する（ステップＳ３）。

図７は、対象位置Ｄに近い２つのキロポストＰ１，Ｐ２の選択を説明する図である。キロ程管理テーブル３１０においては、各キロポストの位置として絶対位置（緯度経度）が必ず対応付けて格納されている。これに基づき、対象位置Ｄと各キロポストとの間の直線距離が近い順に２つのキロポストを選択する。そして、選択した２つのキロポストのうち、路線の起算点側である一方のキロポストを「Ｐ１」、他方のキロポストを「Ｐ２」とする。

続いて、キロ程付与装置１は、選択した２つのキロポストＰ１，Ｐ２の絶対位置、及び、取得した対象位置Ｄの対象絶対位置に基づいて、当該２つのキロポストＰ１，Ｐ２に対する対象位置Ｄの遠近度合を算出する（ステップＳ５）。

図８は、キロポストＰ１，Ｐ２に対する対象位置Ｄの遠近度合の算出を説明する図である。遠近度合とは、キロポストＰ１，Ｐ２に対する対象位置Ｄの相対的な遠さ又は近さを示す指標であり、対象位置Ｄから２つのキロポストＰ１，Ｐ２までの直線距離の比率として求める。具体的には、２つのキロポストＰ１，Ｐ２を結ぶ線分を求める。この線分の長さ（つまり、キロポストＰ１，Ｐ２間の直線距離）をＬ_０とする。次いで、この線分に対して対象位置Ｄから下ろした垂線との交点Ｑを求め、キロポストＰ１と交点Ｑとの間の距離ａ_０、及び、キロポストＰ２と交点Ｑとの間の距離ｂ_０、を求める。そして、キロポストＰ１，Ｐ２間の直線距離Ｌ_０に対するキロポストＰ１と交点Ｑとの間の直線距離ａ_０の比率「ａ_０／Ｌ_０」を、キロポストＰ１に対する対象位置Ｄの遠近度合とし、キロポストＰ１，Ｐ２間の直線距離Ｌ_０に対するキロポストＰ２と交点Ｑとの間の直線距離ｂ_０の比率「ｂ_０／Ｌ_０」を、キロポストＰ２に対する対象位置Ｄの遠近度合とする。この遠近度合が小さいほど、キロポストＰ１，Ｐ２に近いことを示す。

また、キロ程付与装置１はキロ程管理テーブル３１０を参照し、２つのキロポストＰ１，Ｐ２に対応付けられているキロ程、及び、重キロ・断キロ情報に基づき、２つのキロポストＰ１，Ｐ２間の線路に沿った長さである推定線路延長Ｌを算出する（ステップＳ７）。

具体的には、キロ程管理テーブル３１０を参照して、２つのキロポストＰ１，Ｐ２間の線路について重キロ又は断キロが存在するかを判断する。その重キロ又は断キロを考慮して推定線路延長を算出する。

キロポストＰ１，Ｐ２の管理キロ程、及び、キロポストＰ１，Ｐ２の間の管理キロ程の全てに記号「Ｓ」が付加されているならば、重キロも断キロも存在しないと判断する。そして、次式（１）に示すように、キロポストＰ１の呼称の管理キロ程Ｍ１と、キロポストＰ２の呼称の管理キロ程Ｍ２との差ΔＳ（＝Ｍ２－Ｍ１）を、キロポストＰ１，Ｐ２の間の推定線路延長Ｌとする。
Ｌ＝ΔＳ＝Ｍ２－Ｍ１・・・（１）

また、キロポストＰ１，Ｐ２の管理キロ程、及び、キロポストＰ１，Ｐ２の間の管理キロ程の何れかに記号「Ｗ」が付加されているならば、重キロが存在すると判断する。そして、次式（２）に示すように、キロポストＰ１の呼称の管理キロ程Ｍ１と、キロポストＰ２の呼称の管理キロ程Ｍ２との差ΔＳに、記号「Ｗ」が付加された管理キロ程Ｍｗと、それと組となる記号「Ｃ」が付加された管理キロ程Ｍｃとの差（＝Ｍｃ－Ｍｗ）である重複するキロ程の長さを加算して、キロポストＰ１，Ｐ２の間の推定線路延長Ｌとする。
Ｌ＝（Ｍｃ－Ｍｗ）＋ΔＳ・・・（２）

また、キロポストＰ１，Ｐ２の管理キロ程、及び、キロポストＰ１，Ｐ２の間の管理キロ程の何れかに記号「Ｂ」が付加されているならば、断キロが存在すると判断する。そして、次式（３）に示すように、キロポストＰ１の呼称の管理キロ程Ｍ１と、キロポストＰ２の呼称の管理キロ程Ｍ２との差ΔＳから、記号「Ｂ」が付加された管理キロ程Ｍｂと、それと組となる記号「Ｃ」が付加された管理キロ程Ｍｃとの差（＝Ｍｂ－Ｍｃ）である断絶するキロ程の長さを減算して、キロポストＰ１，Ｐ２の間の推定線路延長Ｌとする。
Ｌ＝ΔＳ－（Ｍｂ－Ｍｃ）・・・（３）

そして、キロ程付与装置１は、算出した推定線路延長Ｌを用いて、２つのキロポストＰ１，Ｐ２間のキロ程・データ番号対応表３２０を作成する（ステップＳ９）。

図９～図１１は、キロ程・データ番号対応表３２０の一例である。図９～図１１に示すように、キロ程・データ番号対応表３２０は、キロポストＰ１，Ｐ２間の推定線路延長Ｌを所与の単位長毎に区切った各サンプリング点について、データ番号と、キロ程とを対応付けたデータテーブルである。

サンプリング点は、図１２に示すように、キロポストＰ１，Ｐ２間の推定線路延長Ｌを、路線の起算点に近いほうの一方のキロポストＰ１から他方のキロポストＰ２に向かってサンプリング距離Δｍ（メートル）毎に区切った各位置である。サンプリング点のキロ程は、キロポストＰ１の呼称の管理キロ程（図１２では、「Ｍ１」）に、キロポストＰ１から当該サンプリング点までの線路延長（図１２では、「データ番号ｎ×Δｍ」）を加算した距離である。サンプリング点のデータ番号は、キロポストＰ１を「０」として、キロポストＰ２に向かう順に割り当てられた連続番号である。

図９～図１１に示すキロ程・データ番号対応表３２０は、何れも、キロポストＰ１，Ｐ２の呼称の管理キロ程の差ΔＳを管理上の長さである１Ｋ（１キロメートル）としており、サンプリング距離Δｍを１メートルとした場合の例を示している。

図９に示すキロ程・データ番号対応表３２０は、キロポストＰ１，Ｐ２間に重キロも断キロも存在しない場合の例である。この場合、キロポストＰ１，Ｐ２間の推定線路延長Ｌはその呼称の管理キロ程の差ΔＳと等しく１キロメートルであり、サンプリング距離Δｍが１メートルであるから、データ数Ｎは「１００１」となる。

図１０に示すキロ程・データ番号対応表３２０は、キロポストＰ１，Ｐ２の間に重キロが存在する場合の例である。図１０では、図２及び図３に示した３つのパターンの重キロそれぞれに対応する３つのキロ程・データ番号対応表３２０を（１）～（３）として示している。この場合、キロポストＰ１、Ｐ２間の推定線路延長Ｌは、重キロに相当するキロ程の長さが追加される。そのため、キロポストの呼称の管理キロ程の差ΔＳである１キロメートルより長くなる。そして、データ数Ｎも、追加された長さに応じた分だけ「１００１」より多くなる。

図１１に示すキロ程・データ番号対応表３２０は、キロポストＰ１，Ｐ２の間に断キロが存在する場合の例である。図１１では、図４及び図５に示した３つのパターンの断キロそれぞれに対応する３つのキロ程・データ番号対応表３２０を（１）～（３）として示している。この場合、キロポストＰ１，Ｐ２間の推定線路延長Ｌは、断キロに相当するキロ程の長さが省略される。そのため、キロポストの呼称の管理キロ程の差ΔＳである１キロメートルより短くなる。そして、データ数Ｎも、省略された長さに応じた分だけ「１００１」より少なくなる。

２つのキロポストＰ１，Ｐ２間のキロ程・データ番号対応表３２０を作成した後（ステップＳ９）、キロ程付与装置１は、作成したキロ程・データ番号対応表３２０におけるサンプリング点のうちから、路線の起算点側のキロポストＰ１に対する対象位置Ｄの遠近度合「ａ_０／Ｌ_０」に該当する該当サンプリング点を選択し、その該当サンプリング点について算出したキロ程を、対象位置Ｄに対応するキロ程として決定する（ステップＳ１１）。

遠近度合に該当するサンプリング点とは、例えば図８において、キロポストＰ１，Ｐ２を結ぶ線分と、キロポストＰ１，Ｐ２間の推定線路延長Ｌとを対応付けたときに、線分上の交点Ｑに該当する位置（最も近い位置）のサンプリング点である。キロ程・データ番号対応表３２０においては、キロポストＰ１，Ｐ２間の推定線路延長に沿ったＮ個のサンプリング点を等間隔で定めているから、このデータ数Ｎに対象位置ＤのキロポストＰ１に対する遠近度合「ａ_０／Ｌ_０」を乗じた値である「Ｎ×（ａ_０／Ｌ_０）」が、交点Ｑに該当する位置のサンプリング点、すなわち、遠近度合に該当するサンプリング点のデータ番号となる。キロ程・データ番号対応表３２０において、そのデータ番号に対応付けられているキロ程を、対象位置Ｄに対応するキロ程とする。

［機能構成］
図１３は、キロ程付与装置１の機能構成の一例を示す図である。キロ程付与装置１は、上述のように、データベースであるキロ程管理テーブル３１０を用いて、線路沿線の所与の対象位置Ｄに対応するキロ程を決定する装置である。図１３に示すように、キロ程付与装置１は、入力部１０２と、表示部１０４と、音出力部１０６と、通信部１０８と、処理部２００と、記憶部３００とを備えて構成され、一種のコンピュータシステムとして実現される。なお、キロ程付与装置１は、１台のコンピュータで実現してもよいし、複数台のコンピュータを接続して構成することとしてもよい。

入力部１０２は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力装置で実現され、なされた操作に応じた操作信号を処理部２００に出力する。表示部１０４は、例えば液晶ディスプレイやタッチパネル等の表示装置で実現され、処理部２００からの表示信号に基づく各種表示を行う。音出力部１０６は、例えばスピーカ等の音出力装置で実現され、処理部２００からの音信号に基づく各種音出力を行う。通信部１０８は、例えば無線通信モジュールやルータ、モデム、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等で実現される通信装置であり、所与の通信ネットワークに接続して外部装置とのデータ通信を行う。

処理部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の演算装置や演算回路で実現されるプロセッサーであり、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ、入力部１０２や通信部１０８からの入力データ等に基づいて、キロ程付与装置１の全体制御を行う。また、処理部２００は、機能的な処理ブロックとして、対象位置取得部２０２、キロポスト選択部２０４、遠近度合算出部２０６、キロ程決定部２０８、を有する。処理部２００が有するこれらの各機能部は、処理部２００がプログラムを実行することでソフトウェア的に実現することも、専用の演算回路で実現することも可能である。本実施形態では、前者のソフトウェア的に実現することとして説明する。

対象位置取得部２０２は、地理座標系による対象位置Ｄの対象絶対位置を取得する。地理座標系による対象位置Ｄの対象絶対位置は、本実施形態では緯度経度で表される位置とする。対象絶対位置の取得は、例えば、入力部１０２を介したユーザの操作入力や記憶媒体からのデータの読み込み、通信部１０８を介したデータの受信によって実現できる。また、キロ程付与装置１を持ち運び可能に構成してその場の位置を対象位置Ｄとしてキロ程を付与させるならば、対象位置取得部２０２をＧＰＳ等のＧＮＳＳ受信装置として、測位で得られた地理座標系の位置を対象絶対位置としてもよい。対象位置取得部２０２が取得した対象絶対位置は、対象位置情報３３０に記憶される。

キロポスト選択部２０４は、対象位置取得部２０２が取得した対象位置Ｄの対象絶対位置に基づき、距離標であるキロポストを２つ選択する。具体的には、キロ程管理テーブル３１０を参照して、対象位置Ｄに近い（直線距離が短い）２つのキロポストを選択する。選択した２つのキロポストのうち、路線の起算点に近いほうの一方のキロポストをＰ１、他方のキロポストをＰ２とする（図７参照）。

遠近度合算出部２０６は、キロポスト選択部２０４が選択した２つのキロポストＰ１，Ｐ２の絶対位置及び対象絶対位置に基づいて、２つのキロポストＰ１，Ｐ２に対する対象位置Ｄの遠近度合を算出する。遠近度合は、緯度及び経度に基づく平面座標における値として算出する。具体的には、２つのキロポストＰ１，Ｐ２を結ぶ線分を求め、この線分に対して対象位置Ｄから下ろした垂線との交点Ｑを求める。そして、キロポストＰ１，Ｐ２間の直線距離Ｌ０に対する、キロポストＰ１と交点Ｑとの間の直線距離ａ_０の比率「ａ_０／Ｌ_０」を、キロポストＰ１に対する対象位置Ｄの遠近度合とし、キロポストＰ１，Ｐ２間の直線距離Ｌ_０に対する、キロポストＰ２と交点Ｑとの間の直線距離ｂ_０の比率「ｂ_０／Ｌ_０」を、キロポストＰ２に対する対象位置Ｄの遠近度合とする（図８参照）。

キロ程決定部２０８は、キロ程及び重キロ・断キロ情報に基づく２つのキロポストＰ１，Ｐ２間の線路に沿った長さである推定線路延長Ｌと、遠近度合と、２つのキロポストＰ１，Ｐ２のうちの路線の起算点に近いほうの一方のキロポストＰ１のキロ程とを用いて対象位置Ｄに対応するキロ程を決定する。キロ程決定部２０８は、推定線路延長Ｌを所与の単位長毎に区切った各サンプリング点のキロ程を、推定線路延長と一方の距離標のキロ程とに基づいて算出するサンプリング点算出部２１０を有する。キロ程決定部２０８は、サンプリング点算出部２１０が算出した各サンプリング点の中から遠近度合に該当する該当サンプリング点を選択することで、該当サンプリング点について算出したキロ程を、対象位置Ｄに対応するキロ程として決定する。

具体的には、サンプリング点算出部２１０が、キロ程管理テーブル３１０を参照して、２つのキロポストＰ１，Ｐ２間の線路について重キロ又は断キロが存在するかを判断し、その重キロ又は断キロを考慮して推定線路延長を算出する。そして、算出した推定線路延長Ｌを用いて、２つのキロポストＰ１，Ｐ２間のキロ程・データ番号対応表３２０を作成する。次いで、キロ程決定部２０８は、作成されたキロ程・データ番号対応表３２０におけるデータ数Ｎに対象位置ＤのキロポストＰ１に対する遠近度合「ａ_０／Ｌ_０」を乗じた値である「Ｎ×（ａ_０／Ｌ_０）」を求め、その値のデータ番号に対応付けられているキロ程を、対象位置Ｄに対応するキロ程とする。キロ程決定部２０８が決定したキロ程は、対象位置情報３３０に含めて記憶される。

記憶部３００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のＩＣ（Integrated Circuit）メモリやハードディスク等の記憶装置で実現され、処理部２００がキロ程付与装置１を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が実行した演算結果や、入力部１０２や通信部１０８からの入力データ等が一時的に格納される。本実施形態では、記憶部３００には、キロ程付与プログラム３０２と、キロ程管理テーブル３１０と、キロ程・データ番号対応表３２０と、対象位置情報３３０と、が記憶される。

キロ程付与プログラム３０２は、処理部２００が当該プログラムに従ってキロ程付与処理（図４参照）を実行することで、対象位置にキロ程を付与するキロ程付与方法を実現するためのプログラムである。

［作用効果］
本実施形態によれば、重キロ・断キロ情報を考慮して、線路沿線の所与の対象位置に対応するキロ程を一意に決定することができる。つまり、キロ程付与装置１は、キロ程管理テーブル３１０を参照して、対象位置Ｄに近い２つの距離標であるキロポストＰ１，Ｐ２を選択し、重キロ及び断キロを考慮した２つのキロポストＰ１，Ｐ２間の推定線路延長Ｌを算出する。そして、この推定線路延長と、２つのキロポストＰ１，Ｐ２に対する対象位置Ｄの遠近度合とに基づくことで、対象位置Ｄに対応するキロ程を決定する。これにより、線路の線形が不明である場合や、対象位置が軌道上に位置しない場合であっても、対象位置に対応するキロ程を精度よく一意に決定することが可能となる。

また、算出した推定線路延長Ｌを用いて、２つのキロポストＰ１，Ｐ２間のキロ程・データ番号対応表３２０を作成する。キロ程・データ番号対応表３２０は、キロポストＰ１，Ｐ２間の推定線路延長Ｌをサンプリング距離Δｍ毎に区切った各サンプリング点について、データ番号と、キロ程とを対応付けたデータテーブルである。これらのサンプリング点のうちキロポストＰ１に対する対象位置Ｄの遠近度合に該当するサンプリング点についてのキロ程を、対象位置Ｄに対応するキロ程として決定する。サンプリング距離Δｍが決定したいキロ程の精度となるから、所望の精度に応じてこのサンプリング距離Δｍを定めることで、対象位置Ｄに対応するキロ程を高精度に決定することが可能となる。

［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

（Ａ）絶対位置
上述の実施形態では、絶対位置を緯度経度の平面座標における位置とし、２つのキロポストＰ１，Ｐ２に対する対象位置Ｄの遠近度合を平面座標における値として算出した。これを、絶対位置を緯度経度高度の立体座標における位置としてもよい。この場合、緯度経度高度の三次元の絶対位置を用いて、遠近度合を立体座標における値として算出するようにしてもよい。又は、緯度経度高度の三次元の立体座標値のうち、緯度経度のみの二次元の平面座標値として用いる、或いは、緯度経度高度の三次元の立体座標値を地球表面（曲面）の平面座標に投影した二次元の平面座標値に変換して用いることで、遠近度合を平面座標における値として算出するようにしてもよい。

（Ｂ）３つ以上のキロポスト
線路の線形や線路と対象位置Ｄとの位置関係によっては、２つのキロポストＰ１，Ｐ２が連続しない場合があり得る。連続するとは、線路に沿って隣り合って設置されている意味である。このような場合に対処するために、他のキロポストを用いることで、連続する２つのキロポストＰ１，Ｐ２を選択するようにしてもよい。例えば、連続する３つのキロポストであって、対象位置Ｄに最も近いキロポストを含む３つのキロポストＰ１，Ｐ２，Ｐ３を選択する。対象位置Ｄ及びキロポストＰ１，Ｐ２，Ｐ３の絶対位置の緯度経度を比較することで、対象位置Ｄに対応するキロ程として決定すべき２つのキロポスト間を特定する。３つのキロポストＰ１，Ｐ２，Ｐ３のうち、地球座標系上の絶対距離において対象位置Ｄに最も近いキロポストをキロポストＰ２とする。このキロポストＰ２は必ず選択するとして、組み合わせとなるもう１つのキロポストをキロポストＰ１，Ｐ３のどちらかから選択するのである。具体的には、キロポストＰ１，Ｐ３を結ぶ直線を求め、この直線にキロポストＰ２から下ろした垂線と当該直線との交点を求める。その交点の絶対位置と対象位置Ｄの絶対位置との緯度経度を比較することで、対象位置Ｄに対応するキロ程が、キロポストＰ１，Ｐ２間、キロポストＰ２，Ｐ３間のいずれに含まれるかを判断する。含まれる方のキロポストの組み合わせを選択することとする。

（Ｃ）距離標
上述の実施形態では、距離標をキロポストとしたが、これ以外としてもよい。例えば、５００メートル毎や１００メートル毎の距離標としてもよい。また、固定的な間隔のポストではなく、或いは、固定的な間隔のポストと併用して、橋梁や曲線の始終点等の線路上の特徴的な場所や、任意の場所に距離標を設定することとしてもよい。その場合、上述の実施形態の「キロポスト」を「距離標」と読み替えて上述の実施形態を適用すればよい。

１…キロ程付与装置
２００…処理部
２０２…対象位置取得部
２０４…キロポスト選択部
２０６…遠近度合算出部
２０８…キロ程決定部
２１０…サンプリング点算出部
３００…記憶部
３０２…キロ程付与プログラム
３１０…キロ程管理テーブル
３２０…キロ程・データ番号対応表
３３０…対象位置情報

Claims

各距離標のキロ程及び地理座標系による絶対位置と、重キロ・断キロ情報とを格納したデータベースを用いて、線路沿線の所与の対象位置に対応するキロ程を決定するキロ程付与装置であって、
地理座標系による前記対象位置の対象絶対位置を取得する取得手段と、
前記対象絶対位置に基づき前記距離標を２つ選択する選択手段と、
前記２つの距離標の前記絶対位置及び前記対象絶対位置に基づいて、前記２つの距離標に対する前記対象位置の遠近度合を算出する算出手段と、
前記キロ程及び前記重キロ・断キロ情報に基づく前記２つの距離標間の線路に沿った長さである推定線路延長を所与の単位長毎に区切った各サンプリング点のうち、前記遠近度合に該当する該当サンプリング点を選択し、前記推定線路延長と、前記２つの距離標のうちの一方の距離標のキロ程と、を用いて算出する前記該当サンプリング点のキロ程を前記対象位置に対応するキロ程として決定するキロ程決定手段と、
を備えるキロ程付与装置。
前記キロ程決定手段は、前記各サンプリング点のキロ程を、前記推定線路延長と前記一方の距離標の前記キロ程とに基づいて算出するサンプリング点算出手段を有し、前記該当サンプリング点について算出したキロ程を、前記対象位置に対応するキロ程として決定する、
請求項１に記載のキロ程付与装置。
前記一方の距離標は、前記２つの距離標のうち、路線の起算点に近いほうの距離標である、
請求項１又は２に記載のキロ程付与装置。
前記算出手段は、緯度及び経度に基づく平面座標における前記遠近度合を算出する、
請求項１～３の何れか一項に記載のキロ程付与装置。
各距離標のキロ程及び地理座標系による絶対位置と、重キロ・断キロ情報とを格納したデータベースを用いて、線路沿線の所与の対象位置に対応するキロ程を決定するキロ程付与方法であって、
地理座標系による前記対象位置の対象絶対位置を取得することと、
前記対象絶対位置に基づき前記距離標を２つ選択することと、
前記２つの距離標の前記絶対位置及び前記対象絶対位置に基づいて、前記２つの距離標に対する前記対象位置の遠近度合を算出することと、
前記キロ程及び前記重キロ・断キロ情報に基づく前記２つの距離標間の線路に沿った長さである推定線路延長を所与の単位長毎に区切った各サンプリング点のうち、前記遠近度合に該当する該当サンプリング点を選択し、前記推定線路延長と、前記２つの距離標のうちの一方の距離標のキロ程と、を用いて算出する前記該当サンプリング点のキロ程を前記対象位置に対応するキロ程として決定することと、
を含むキロ程付与方法。