JPH1041893A - 列車情報伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 列車情報伝送システムにおいて、光ビーム信
号を用いてループ伝送路を形成し、マルチメディア対応
の大容量通信ができるようにする。 【解決手段】 この列車情報伝送装置は、軌道１に沿っ
て設置された光ビーム信号18の投光器14,21 及び受光器
15,22 と、複数の各駅A1，A2, …に設置され、投光器及
び受光器を通じて相互に光ビーム通信を行う光ビーム通
信端末B1,B2,…と、光ビーム通信端末のうち、両末端に
位置するもの同士の間を信号伝送できるように結び、ル
ープ伝送路を形成する末端間通信手段とを備え、複数の
各駅に設置されている光ビーム通信端末によって、１つ
の投光器14からそれに対向する受光器21に順次光ビーム
信号18を伝送し、また両末端の光通信端末間は末端間通
信手段によって信号伝送を行うことによって列車情報の
ループ伝送を行い、運行管理センタと各駅との間で、ま
た駅々間で大容量の情報伝送を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ビーム信号を利用
して列車情報伝送を行う列車情報伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、列車運行を管理する運行管理セン
タと各駅との間には有線によるデータ伝送、運行管理セ
ンタと列車との間には空間波等を用いた列車無線を使用
している。

【０００３】また新幹線では線路に沿って漏洩同軸ケー
ブル（ＬＣＸケーブル）を設置し、地上車上間で高周波
無線によって情報伝送を行っている。

【０００４】さらにワンマン運転を行う一部の地下鉄で
は、プラットホームにおける利用者の安全確認を列車運
転士が行うために、ホームに設置された監視カメラの映
像信号を列車に送信し、運転台のモニタテレビに映し出
して確認できるようにしている。そしてこの場合、ホー
ムから列車に映像信号を送信するために地上側の投光器
から車上の受光器に対して映像信号を光ビーム信号に変
換して送信する光伝送装置を利用している。

【０００５】また複線路線では、片側の線路を走行して
いる列車が脱線して反対側の線路に支障を与えるように
なった時にその反対側の線路を走行している列車に通報
して衝突事故を防ぐために限界支障検知装置を設置して
いる。この限界支障検知装置は、上下線の中間位置に針
金線を張設し、脱線した列車がその針金線に接触した時
に針金線に流れる電流によって限界を犯したことを検知
し、その信号を限界支障発生と判断して対抗線を走行し
ている列車に通報する仕組みにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の列車情報伝送
装置は、このような従来の列車情報伝送装置に代えて、
光ビーム通信手段を用いて運行管理センタと各駅との間
の通信、地上車上間の通信、限界支障検知が行えるよう
にすることを目的とする。

【０００７】また本発明の列車情報伝送装置は、光ビー
ム通信手段を用いることによって大容量のデータ伝送を
可能とし、データ、音声、映像情報の伝送を可能とする
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の列車情
報伝送装置は、軌道に沿って設置された光ビーム信号の
投光器及び受光器と、複数の各駅に設置され、前記投光
器及び受光器を通じて相互に光ビーム通信を行う光ビー
ム通信端末と、前記光ビーム通信端末のうち、両末端に
位置するもの同士の間を信号伝送できるように結び、ル
ープ伝送路を形成する末端間通信手段とを備えたもので
ある。

【０００９】この請求項１の発明の列車情報伝送装置で
は、複数の各駅と必要に応じて駅間の適所に設置されて
いる光ビーム通信端末とにより、１つの投光器からそれ
に対向する受光器に順次光ビーム信号を伝送し、また両
末端の光通信端末間は末端間通信手段によって信号伝送
を行うことによって、列車情報のループ伝送を行う。し
たがって光ビーム通信技術を利用して、運行管理センタ
と各駅との間で、また駅々間で大容量の情報伝送ができ
る。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の列車情報伝
送装置において、車上に前記光ビーム信号の投光器及び
受光器を設置したものである。

【００１１】この請求項２の発明の列車情報伝送装置で
は、運行管理センタと各駅との間や駅々間での情報通信
に加えて、運行管理センタと線路上の列車との間、また
駅と列車との間でも情報通信が光ビーム信号を利用して
行える。したがって、光ビーム通信技術を利用すること
によって映像情報、天気予報、広告案内、ニュース情
報、電話信号などのマルチメディア情報の列車への送信
が可能となる。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１又は２の列車
情報伝送装置において、前記投光器及び受光器を複線路
の上下線間に設置し、前記受光器が光ビーム信号を受信
しなくなった時に限界支障検知を行う限界支障検知手段
を前記光ビーム通信端末に設けたものであり、これによ
って列車情報伝送系を利用して限界支障検知も行うこと
ができる。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１〜３の列車情
報伝送装置において、前記ループ伝送路がループバック
機能を有するようにしたものであり、これによっていず
れかの光ビーム通信区間に故障が発生した場合でも列車
情報伝送を継続することができ、光ビーム通信の信頼性
を高く保つことができる。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１〜４の列車情
報伝送装置において、隣り合う通信区間で前記光ビーム
信号の波長を異ならせたものであり、これによって１つ
の投光器から本来の対向する受光器より１つ先の位置の
受光器に光ビーム信号が受光されることを防ぐことがで
き、光ビーム通信の信頼性を高めることができる。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１の列車情報伝
送装置において、前記光ビーム通信端末を前記駅間に設
置したものであり、駅間距離が長い場合や軌道がカーブ
している場合にも支障なく光ビーム通信できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態の
システム全体を示しており、ある列車線路１に多数の駅
Ａ１，Ａ２，…が設置されていて、これらの駅々間が光
ビーム通信装置Ｂ１，Ｂ２，…で結ばれ、また末端駅Ａ
１，Ａｎ間がマイクロウェーブ通信装置Ｃ１，Ｃｎで結
ばれ、全体として光ビーム通信とマイクロウェーブ通信
とによってループ伝送路Ｄが形成されている。ANT はマ
イクロウェーブのアンテナである。なお、このマイクロ
ウェーブ通信装置Ｃ１，Ｃｎに代えてこの間を光ファイ
バケーブルでつないで光通信方式とし、あるいは導電ケ
ーブルでつないで有線通信方式としてもかまわない。

【００１７】各光ビーム通信装置Ｂ１，Ｂ２，…はルー
プバック機能を有していて、ある光ビーム通信装置Ｂ２
が故障してその前後の光ビーム通信装置Ｂ１，Ｂ３と光
ビーム通信装置Ｂ２との間で伝送手続ができなくなる
と、故障した光ビーム通信装置Ｂ２に隣接する前後の光
ビーム通信装置Ｂ１，Ｂ３それぞれは隣接する光ビーム
通信装置Ｂ２に故障が発生したものと判定する。そして
図１で左回りの実線矢印を正規の方向とすると、上流側
の光ビーム通信装置Ｂ１はそれまでの通信方向と反対向
きに、つまり図１では破線矢印の右回りの方向の通信に
自動的に切り換えて通信を継続するようになっている。

【００１８】光ビーム通信装置Ｂ１，Ｂ２，…は図２に
示す内部構成である。ここでは、運行管理センタがＡ３
駅に設置されているとし、このＡ３駅の光ビーム通信装
置Ｂ３は、他の駅Ａ１，Ａ２，Ａ４，…それぞれに設置
されている光ビーム通信装置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４，…とは
異なる構成である。

【００１９】まず運行管理センタの設置されている駅Ａ
３の光ビーム通信装置Ｂ３について説明すると、運行管
理を行い、また光ビーム通信ＬＡＮを管理するためのコ
ンピュータで成るセンタ制御部１１と、光ビーム通信制
御を行うＬＡＮ端局１２と、光通信ＬＡＮの状態を監視
するためのＬＡＮ監視部１３と、ＬＡＮ端局１２におい
て光ビーム信号の送受を行う投光器１４、受光器１５、
そしてループバック用の予備投光器１６、予備受光器１
７を備えている。

【００２０】投光器１４はセンタ制御部１１からＬＡＮ
端局１２を通じて出力される列車通信情報の電気信号を
所定波長の光ビーム信号１８に変換して下流側（図２で
は右方）の対向する受光器２２に向けて放射し、また受
光器１５は上流側（図２では左方）の対向する投光器２
１から放射される光ビーム信号１８を受光して電気信号
に変換してＬＡＮ端局１２に出力する働きをする。な
お、ループバック時には伝送方向は逆向きになるが、同
じようにして予備投光器１６から光ビーム信号１８´を
下流側（図２では左方）の対向する予備受光器２４に向
けて放射し、予備受光器１７は上流側（図２では右方）
の対向する予備投光器２３から放射される光ビーム信号
を受光する働きをする。

【００２１】一般駅Ａ１，Ａ２，Ａ４，…それぞれに設
置されている光ビーム通信装置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４，…
は、光ビーム通信ＬＡＮのＬＡＮ端局２５、対列車情報
伝送を行う対列車情報伝送装置２６、駅内ＬＡＮ２７、
この駅内ＬＡＮ２７に接続され、ホームの案内表示板、
照明、その他の諸設備を制御し、また連動装置を制御す
る駅制御部２８と信号の入出力制御をなす入出力装置２
９を備えている。

【００２２】各駅の光ビーム通信装置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ
４，…はさらに、対列車情報伝送装置２６に接続され、
近くを走行する列車に対して対列車情報の光ビーム信号
を放射する対列車投光器２１０と、列車から放射される
光ビーム信号を受光する対列車受光器２１１とを備え、
さらにループバック時の予備用として同じく対列車予備
投光器２１２、対列車予備受光器２１３を備えている。

【００２３】なお図３に示すように、複線路区間では光
ビーム通信装置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４，…それぞれの投光器
２１、受光器２２、予備投光器２３、予備受光器２４、
また対列車用の投光器２１０、受光器２１１、予備投光
器２１２、予備受光器２１３はすべて上り線１Ｕと下り
線１Ｄとの間の中間位置に設置されていて、上り線１Ｕ
の列車３が脱線して対抗線３Ｄ側にはみ出す状態になっ
た時に光ビーム信号１８を遮断するようにしてある。

【００２４】また図３に示すように、列車３の車上装置
として列車前部、後部それぞれに投受光器４，５を備え
ており、また光ビーム信号を復調して得た受信情報を処
理し、諸設備を制御する車上制御部６と、投受光器４，
５の信号送受制御を行う伝送制御部７，８を備えてい
る。

【００２５】さらに隣接駅間の距離が長かったり、線路
がカーブしていたりすれば光ビームの減衰を防ぎ、また
正しく隣の駅まで光ビーム信号１８を伝送できるように
適当な中間位置に中継器９を設置して光ビーム信号１８
を増幅する。

【００２６】次に、上記構成の列車情報伝送装置の動作
について説明する。図４に示すように隣接する光ビーム
通信装置Ｂｉ，Ｂｉ+1間、また光ビーム通信装置Ｂｉ+
1，Ｂｉ+2間では相異なる波長ｆ１Ａ，ｆ１Ｂの光ビー
ム信号を用いることにより、ある光ビーム通信装置Ｂｉ
から放射される光ビーム信号が本来受光されるべき光ビ
ーム通信装置Ｂｉ+1よりも１つ先の光ビーム通信装置Ｂ
ｉ+2に間で達した時にその光ビーム通信装置Ｂｉ+2にお
いて間違って受光されることがないように設定してお
く。また対列車光ビーム信号１９の波長も、列車３に向
けて対列車投光器２１０から放射し、車上投受光器５で
受光される光ビームの波長ｆ２Ａと列車３の投受光器４
から前方の光ビーム通信装置に向けて放射する光ビーム
の波長ｆ２Ｂとを相異ならせるように設定しておく。

【００２７】また対列車投光器２１０、対列車受光器２
１１は隣接する駅間通信用の投光器２１、受光器２２と
同じく線路１Ｕに沿って設置されているが、列車３は線
路１Ｕ上を移動するので、車上投受光器４，５と対列車
投受光器２１０，２１１とを結ぶ線の角度が変化する
が、そのような変化があっても光ビーム信号１９の送受
信ができるようにするために、対列車用の光ビーム信号
１９は指向性のやや広いものとする。

【００２８】列車運行管理センタＢ３のセンタ制御部１
１ではダイヤ管理、列車在線状況管理を行い、また天気
予報、ニュース情報、広告案内情報の編集を行い、各種
の情報をディジタル化してＬＡＮ端局１２に送信するよ
うに指示し、またＬＡＮ端局１２を通じて各駅、列車か
ら送られてきた情報を受け取って演算処理する。

【００２９】ＬＡＮ端局１２はセンタ制御部１１から受
け取った送信情報信号を投光器１４に与え、投光器１４
ではこれを所定の波長の光ビーム信号１８に変換して放
射する。

【００３０】運行管理センタＢ３に隣接する駅Ｂ４で
は、投光器１４から放射された光ビーム信号１８を受光
器２２で受光して電気信号に再変換してＬＡＮ端局２５
に与え、ここで受信情報を解析し、駅制御部２８に渡し
て案内表示板の表示内容の変更、諸設備の制御、連動装
置の制御などの列車運行制御動作を実行する。

【００３１】またＬＡＮ端局２５は対列車情報を受けた
時には、対列車情報伝送装置２６にその対列車情報を渡
し、対列車情報はこれを通信信号に変調し、さらに対列
車投光器２１０に渡し、ここで所定の波長の光ビーム信
号１９に変換して走行中の列車３に向けて放射する。

【００３２】走行中の列車３はこの光ビーム信号１９を
投受光器５で受光して電気信号に変換し、伝送制御部８
において復調して車上制御部６に与え、車上制御部６は
受けた情報の種類によって運転制御に使用し、車内案内
装置に表示し、電話信号であれば電話機に送信し、さら
にモニタテレビに表示して運転士が確認できるようにし
たりする。

【００３３】また列車３から電話信号の送信、故障や異
常情報の送信などの必要があれば、車上制御部６は伝送
制御部７にその情報を渡し、ここで通信信号に変調して
車上投受光器４に出力し、ここで所定の波長の光ビーム
信号１９に変換して前方の光ビーム通信装置Ｂｉに向け
て放射する。

【００３４】またいま、例えば、光ビーム通信装置Ｂ
ｉ，Ｂｉ+1の区間において列車３が脱線して光ビーム信
号１８を遮るようになれば、その光ビーム信号１８を受
信すべき下流側の光ビーム通信装置Ｂｉ+1で光ビーム信
号１８が受光されなくなり、ＬＡＮ端局２５はこの光ビ
ーム信号１８の受光停止を検出して限界支障発生と判断
し、ループバック動作を開始して異常発生信号をループ
バック光ビーム信号１８′に付加して送信するようにな
り、運行管理センタＢ３ではこの異常発生信号を受信し
ていずれの光ビーム通信装置から発せられたものか識別
し、異常発生区間を特定する。

【００３５】そして、異常発生情報を光ビーム信号１
８、ループバック光ビーム信号１８′に乗せて送信し、
異常発生区間の直前の光ビーム通信装置Ｂｉ，Ｂｉ+1そ
れぞれまで異常発生情報を通報する。これによって光ビ
ーム通信装置Ｂｉ，Ｂｉ+1は直近の列車に対して異常発
生を光ビーム信号１９、ループバック光ビーム信号１
９′によって通報し、安全を確保する。

【００３６】この点、図５の模式図に基づいて説明する
と、いま中継器９23と駅Ａ３との間で光ビーム信号１８
が遮断されるようになったとすると、光ビーム信号１８
を受信すべき下流側の駅Ａ３の光ビーム通信装置Ｂ３で
光ビーム信号１８が受光されなくなり、Ｂ３のＬＡＮ端
局２５はこの光ビーム信号１８の受光停止を検出して限
界支障発生と判断してループバック動作を始め、異常発
生信号をループバック光ビーム信号に付加して反対向き
に送信するようになり、運行管理センタＢ４ではこの異
常発生信号を受信していずれの光ビーム通信装置から発
せられたものか識別し、異常発生区間を特定する。

【００３７】そして、いままでと同方向の光ビーム信号
１８とループバック方向の光ビーム信号１８´に異常発
生情報を乗せて送信し、異常発生区間の前後の光ビーム
通信装置Ｂ３と中継器９23に通報する。この異常発生情
報を受け取ると、各光ビーム通信装置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ
３、また中継器９12，９23は対列車光ビーム信号１９，
１９´を発信して近くを走行する列車に異常発生を通報
し、安全確保を呼びかける。

【００３８】なお、上記の実施の形態では地上車上間の
通信をも光ビーム信号で行うようにしたが、ミリ波等の
高周波を用いてもよいし、システム構成を簡易なものと
する必要があれば、地上車上間通信は従来と同様の構成
であってもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
複数の各駅と必要に応じて駅間の適所に設置されている
光ビーム通信端末により、１つの投光器からそれに対向
する受光器に順次光ビーム信号を伝送し、また両末端の
光通信端末間は末端間通信手段によって信号伝送を行う
ことによって列車情報のループ伝送を行うようにしたの
で、光ビーム通信技術を利用して、運行管理センタと各
駅との間で、また駅々間で大容量の情報伝送ができ、線
路に沿ってケーブルを敷設したり光ファイバケーブルを
敷設して情報通信を行う場合よりも設備コストを低く抑
えることができ、また光ビーム通信によれば広帯域の情
報伝送が行えて、映像、音声などの情報をも制御信号と
共に送信することができ、１つの伝送システムで広範な
情報伝送が行える。

【００４０】請求項２の発明によれば、運行管理センタ
と各駅との間や駅々間での情報通信に加えて、運行管理
センタと線路上の列車との間、また駅と列車との間でも
情報通信が光ビーム信号を利用して行えるので、光ビー
ム通信技術を利用することによって映像情報、天気予
報、広告案内、ニュース情報などのマルチメディア情報
の列車への送信が可能となる。

【００４１】請求項３の発明によれば、投光器及び受光
器を複線路の上下線間に設置し、受光器が光ビーム信号
を受信しなくなった時に限界支障検知を行う限界支障検
知手段を光ビーム通信端末に設けたので、列車情報伝送
系を利用して限界支障検知も行うことができる。

【００４２】請求項４の発明によれば、ループ伝送路が
ループバック機能を有するものとしたので、いずれかの
光ビーム通信区間に故障が発生した場合でも列車情報伝
送を継続することができ、光ビーム通信の信頼性を高く
保つことができる。

【００４３】請求項５の発明によれば、隣り合う通信区
間で光ビーム信号の波長を異ならせたので、１つの投光
器から本来対向する受光器より１つ先の位置の受光器に
光ビーム信号が受光されることを防ぐことができ、光ビ
ーム通信の信頼性を高めることができる。

【００４４】請求項６の発明によれば、駅間に光ビーム
端末を設置したので、駅間距離が長い場合や軌道がカー
ブしている場合にも光ビーム通信が確実に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態のシステム構成を示
すブロック図。

【図２】上記の実施の形態の光ビーム通信装置の内部構
成を示すブロック図。

【図３】上記の実施の形態の光ビーム通信装置−中継器
間及び光ビーム通信装置−列車間の光ビーム通信動作を
示す説明図。

【図４】上記の実施の形態で用いる光ビーム信号の波長
を示す説明図。

【図５】上記の実施の形態のループバック動作を示す説
明図。

【符号の説明】

１ 線路 １Ｕ 上り線 １Ｄ 下り線 ３ 列車 ４ 車上投受光器 ５ 車上投受光器 ６ 伝送制御部 ７ 伝送制御部 ８ 車上制御部 ９ 中継器 ９12，９23 中継器 １１ センタ制御部 １２ ＬＡＮ端局 １３ ＬＡＮ監視部 １４ 投光器 １５ 受光器 １６ 予備投光器 １７ 予備受光器 １８，１８´ 光ビーム信号 １９，１９´ （対列車）光ビーム信号 ２１ 投光器 ２２ 受光器 ２３ 予備投光器 ２４ 予備受光器 ２５ ＬＡＮ端局 ２６ 対列車情報伝送装置 ２７ 駅内ＬＡＮ ２８ 駅制御部 ２９ 入出力装置 ２１０ 対列車用投光器 ２１１ 対列車用受光器 ２１２ 対列車用予備投光器 ２１３ 対列車用予備受光器 Ａ１，Ａ２，Ａ３，… 駅 Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，… 光ビーム通信装置 Ｃ１，Ｃｎ マイクロウェーブ伝送装置 Ｄ ループ伝送路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 12/42 (72)発明者 齊藤 洋男 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軌道に沿って設置された光ビーム信号の
   投光器及び受光器と、 複数の各駅に設置され、前記投光器及び受光器を通じて
   相互に光ビーム通信を行う光ビーム通信端末と、 前記光ビーム通信端末のうち、両末端に位置するもの同
   士の間を信号伝送できるように結び、ループ伝送路を形
   成する末端間通信手段とを備えて成る列車情報伝送装
   置。
2. 【請求項２】 車上に前記光ビーム信号の投光器及び受
   光器を設置して成る請求項１記載の列車情報伝送装置。
3. 【請求項３】 前記投光器及び受光器を複線路の上下線
   間に設置し、前記受光器が光ビーム信号を受信しなくな
   った時に限界支障検知を行う限界支障検知手段を前記光
   ビーム通信端末に設けて成る請求項１又は２記載の列車
   情報伝送装置。
4. 【請求項４】 前記ループ伝送路がループバック機能を
   有して成る請求項１〜３のいずれかに記載の列車情報伝
   送装置。
5. 【請求項５】 隣り合う通信区間で前記光ビーム信号の
   波長を異なるものとしたことを特徴とする請求項１〜４
   のいずれかに記載の列車情報伝送装置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の列車情報伝送装置にお
   いて、前記光ビーム通信端末を前記駅間に設置したこと
   を特徴とする列車情報伝送装置。