KR20210146369A - 이동체 위치 검지 장치 - Google Patents

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타카하루 이시게
카츠토시 토쿠하라
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닛뽄신고가부시기가이샤
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Abstract

이동체 위치 검지 장치는 복수의 열차(T)(이동체)가 대기 가능한 정차장 또는 차량 기지(이동체 시설)에 설치되어 열차(T)에 탑재된 차상 무선국(이동체 무선국)과의 사이에 무선통신을 실시하는 하나 또는 복수의 고정 무선국(7)을 포함하고, 상기 차상 무선국으로부터 송신된 전파를 적어도 하나의 고정 무선국(7)으로 수신하여 그 도래 방향(전파 도래각 θ)을 산출하고, 산출된 전파 도래각 θ을 이용하여 열차(T)의 위치를 특정하도록 구성되어 있다. 상기 이동체 위치 검지 장치는 이동 개시 전의 이동체(열차 등)의 위치를 특정하는 것이 가능하다.

Description

이동체 위치 검지 장치
본 발명은 열차 등의 이동체의 위치를 특정하는 이동체 위치 검지 장치에 관한 것이다.
무선통신을 이용한 열차 제어 시스템 (이른 바, CBTC 시스템)에 있어서, 지상에 설치된 지상 무선국과 열차에 탑재된 차상 무선국과의 사이의 무선 전파 시간에 기초하여 열차 위치를 검지하고, 검지된 열차 위치에 기초하여 열차 제어를 실시하는 기술이 알려져 있다. 이와 같은 기술에서는, 상기 열차 제어의 기준이 되는 열차의 초기 위치를 설정할 필요가 있다. 그러나, 상기 무선 전파 시간에 기초하여 검지되는 열차 위치에는 오차가 포함되기 때문에, 예를 들면 복수의 선로를 가진 차량 기지나 정차장에서는, 열차가 어느 선로 위에 위치하고 있는지를 특정하기가 어려워, 열차의 초기 위치를 정확하게 설정할 수 없을 우려가 있다.
열차의 초기 위치의 설정에 관하여 특허 문헌 1에는 다음과 같은 기술이 기재되어 있다. 즉, 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 차상자 및 차상 트랜스폰더가 소정의 간격을 두고 열차에 설치되고, 지상자 및 지상 트랜스폰더가 궤도에 있어서의 운전사에 의하여 상기 열차를 수동 운전하는 매뉴얼 운전 범위에 상기 소정의 간격과 동일한 간격을 두고 설치되어 있다. 상기 매뉴얼 운전 범위는 상기 열차 제어 시스템에 의하여 열차 제어를 하는 열차 제어 구간의 앞쪽에 설정되어 있다. 또한, 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 상기 차상자와 상기 지상자가 결합하고, 또한 상기 차상 트랜스폰더와 상기 지상 트랜스폰더와의 사이의 통신이 성립하면, 상기 열차 제어 구간에 진입할 때의 상기 열차의 초기 위치의 설정이 이루어진다.
특허 문헌 1: 일본공개특허공보 특개 2004－359156호
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 기술에 있어서, 열차의 초기 위치를 설정하기 위해서는 열차가 이동할 필요가 있다. 향후, 열차의 자동 운전화가 진행될 것을 고려하면, 열차가 이동하기 전에도 열차의 위치를 특정할 수 있는 기술이 요망된다. 또한, 이러한 요망은 열차에 한정되는 것이 아니라, 그의 위치 관리 등이 필요하게 되는 이동체에 공통되는 것이다.
이에, 본 발명은 이동 개시 전의 이동체의 위치를 특정할 수 있는 이동체 위치 검지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 의하면, 이동체 위치 검지 장치는 복수의 이동체가 대기 가능한 이동체 시설에 설치되어 이동체에 탑재된 이동체 무선국과의 사이에서 무선통신을 행하는 하나 또는 복수의 고정 무선국을 포함하고, 상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파를 적어도 하나의 고정 무선국에서 수신하여 그 도래 방향을 산출하고, 산출된 도래 방향을 이용하여 상기 이동체의 위치를 특정하도록 구성되어 있다.
여기서, 상기 이동체 위치 검지 장치는, 예를 들면 상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파를 상기 하나의 고정 무선국에서 수신하여 그 도래 방향을 산출하는 동시에 상기 하나의 고정 무선국과 상기 이동체 무선국과의 사이의 전파 왕복 시간에 기초하여 상기 고정 무선국으로부터 상기 이동체까지의 거리를 산출하고, 산출된 도래 방향 및 거리에 기초하여 상기 이동체의 위치를 특정하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 이동체 위치 검지 장치는, 예를 들면 상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파를 상기 복수의 고정 무선국 중 적어도 두 개의 고정 무선국에서 수신하여 그 도래 방향을 각각 산출하고, 산출된 적어도 두 개의 도래 방향에 기초하여 상기 이동체의 위치를 특정하도록 구성될 수 있다.
상기 이동체 위치 검지 장치는, 예를 들면 상기 이동체가 기동하여 상기 이동체 무선국이 전파를 송신할 수 있는 상태가 되는 것에 의하여 상기 이동체의 위치를 특정하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에 상기 이동체 위치 검지 장치에 의하면, 이동 개시 전의 상기 이동체의 위치를 특정할 수 있다.
[도 1] 제1 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
[도 2] 이동체로서의 열차의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
[도 3] 상기 제1 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치를 구성하는 고정 무선국의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
[도 4] 상기 제1 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
[도 5] 상기 제1 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치에 의한 상기 열차의 위치의 특정을 설명하기 위한 도면이다.
[도 6] 제2 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
[도 7] 상기 제2 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치를 구성하는 제1, 제2 고정 무선국의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
[도 8] 상기 제2 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치의 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
[도 9] 상기 제2 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치에 의한 상기 열차의 위치의 특정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시의 형태에 대하여 설명한다. 또한, 아래 실시 형태에서는 주로 이동체가 열차인 경우를 대상으로 하고 있지만, 본 발명은 열차에 한정되지 않고, 버스 등의 각종의 이동체를 대상으로 할 수 있다.
［제1 실시 형태］
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 제1 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치는 복수의 열차(이동체)가 대기 가능한 정차장 (이동체 시설)에 적용되어, 상기 정차장에서 대기 중의 열차의 위치, 즉, 이동 개시 전의 위치(초기 위치)를 검지하도록(특정하도록) 구성되어 있다.
도 1에 있어서, 정차장(1)에는, 본선(2)과는 별도로 복수의 유치선(여기에서는 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c)이 부설되어 있다. 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c는 서로 간격을 두고 병설되어 있다. 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c의 각각 열차(T)가 유치될 수 있지만, 도 1에는 제2 유치선(3b)에 열차(T)가 유치되어 있는 상태가 도시되어 있다.
도 2는 열차(T)의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 열차(T)에는 차상 무선국(5)이 탑재되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 차상 무선국(5)은 열차(T)의 선두 부근에 탑재되어 있다. 차상 무선국(5)은 안테나(5a)를 가진 동시에, 열차(T)의 차상 장치(6)에 접속되어 있다. 또한, 차상 무선국(5)은 본선(2)에 따라서 소정의 간격으로 설치된 복수의 연선 무선국(도시 생략)의 각각과의 사이에서 무선통신이 가능하다.
도 1로 돌아와서, 정차장(1)에서의 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c의 근방에는 고정 무선국(7)이 설치되어 있다. 고정 무선국(7)은 어레이 안테나(7a)를 가진다. 특별히 제한되지는 않지만, 어레이 안테나(7a)는 예를 들면 복수의 안테나 소자가 직선상으로 배열된 구성을 가지고 있다. 좋기로는, 상기 복수의 안테나 소자가 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c에 직교하는 방향 (엄밀하게 직교할 필요는 없고 대략 직교하고 있으면 된다)으로 나란하도록 배치된다. 또한, 도면에는 네 개의 안테나 소자가 도시되어 있지만, 안테나 소자의 수는 임의로 설정될 수 있다. 어레이 안테나(7a)의 전파 송수신 범위는 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c 상에 전범위를 커버하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 고정 무선국(7) 및 어레이 안테나(7a) 중 적어도 어레이 안테나(7a)는 열차(T)보다 높은 위치에 배치되어 있다. 따라서, 고정 무선국(7)은 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c 상에 위치하는 각 열차(T)의 차상 무선국(5)과의 사이에서 무선통신이 가능하다.
또한, 고정 무선국(7)은 지상 장치(8)에 유선 접속되어 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 고정 무선국(7)과 지상 장치(8)가 무선 접속되도록 구성되어도 좋다. 그리고, 본 실시 형태에 있어서는, 고정 무선국(7) 및 지상 장치(8)에 의하여 이동체 위치 검지 장치가 구성되어 있다.
도 3은 고정 무선국(7)의 개략 구성을 도시하는 블록도다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 고정 무선국(7)은 정보 추출부(71)와, 전파 도래 방향 산출부(72)와 측거부(73)를 포함한다.
정보 추출부(71)는 어레이 안테나(7a)에 의하여 수신된 전파로부터 그것에 포함된 정보를 추출하도록 구성되어 있다. 전파 도래 방향 산출부(72)는, 어레이 안테나(7a)에 의하여 수신된 전파의 도래 방향(이하, 「전파 도래각 θ」이라고 한다)을 산출하도록 구성되어 있다. 상세한 설명은 생략하지만, 전파 도래 방향 산출부(72)는 공지의 도래 방향 추정 알고리즘(MUSIC법이나 ESPRIT법 등)을 이용하여 전파 도래각 θ를 산출하도록 구성되어 있다.
측거부(73)는 고정 무선국(7)과 대상물(여기에서는 열차(T))과의 사이의 전파의 왕복 시간에 기초하여 고정 무선국(7)으로부터 열차(T)까지의 거리(D)를 산출하도록 구성되어 있다. 더 구체적으로는, 측거부(73)는 고정 무선국(7)의 어레이 안테나(7a)와 열차(T)의 차상 무선국(5)의 안테나(5a)와의 사이의 전파의 왕복 시간에 기초하여, 어레이 안테나(7a)와 안테나(5a)와의 거리(D)를 산출하도록 구성되어 있다.
고정 무선국(7)은 정보 추출부(71)에 의하여 추출된 정보, 전파 도래 방향 산출부(72)에 의하여 산출된 전파 도래각 θ 및 측거부(73)에 의하여 산출된 거리(D)를 지상 장치(8)에 출력하도록 구성되어 있다.
지상 장치(8)는, 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c의 위치 정보, 고정 무선국(7)의 위치 정보 및 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c 상에 유치될 가능성이 있는 각 열차(T)의 정보(식별 정보나 열차 길이 등)를 기억하고 있다. 지상 장치(8)는 고정 무선국(7)의 정보 추출부(71)에 의하여 추출된 정보, 고정 무선국(7)의 전파 도래 방향 산출부(72)에 의하여 산출된 전파 도래각 θ 및 고정 무선국(7)의 측거부(73)에 의하여 산출된 거리(D)에 기초하여, 정차장(1)에 대기 중인 열차(T)를 파악하는 동시에, 파악된 열차(T)의 위치(특히 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c의 어디에 위치하고 있는지)를 특정하도록 구성되어 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 제1 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치의 동작의 일례에 대하여 설명한다. 또한, 여기에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 열차(T)가 정차장(1)의 제2 유치선(3b)에 유치되고 있는 경우에 대하여 설명한다.
열차(T)의 기동이 완료되어 열차(T)가 대기 상태가 되면, 열차(T)의 차상 장치(6)는 열차(T)의 식별 정보(ID)를 포함한 열차(T)의 기동 완료 정보를 생성하여 차상 무선국(5)을 통해 송신한다. 이로써, 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파가 열차(T)의 차상 무선국(5)의 안테나(5a)로부터 송신된다(S1).
열차(T)의 차상 무선국(5)의 안테나(5a)로부터 송신된 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파는 고정 무선국(7)의 어레이 안테나(7a)에 의하여 수신된다. 어레이 안테나(7a)가 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파를 수신하면, 고정 무선국(7)은 응답 요구를 포함한 위치 검출용 전파를 어레이 안테나(7a)로부터 송신한다(S2).
어레이 안테나(7a)로부터 송신된 상기 위치 검출용 전파는 열차(T)의 차상 무선국(5)의 안테나(5a)에 의하여 수신된다. 열차(T)의 차상 장치(6)는 열차(T)의 차상 무선국(5)의 안테나(5a)가 상기 위치 검출용 전파를 수신하면, 열차(T)의 식별 정보(ID)를 포함한 응답 정보를 생성하여 차상 무선국(5)을 통하여 송신한다. 이로써, 차상 무선국(5)의 안테나(5a)로부터 상기 응답 정보를 포함한 전파가 송신되어(S3), 송신된 상기 응답 정보를 포함한 전파가 고정 무선국(7)의 어레이 안테나(7a)에 의하여 수신된다.
고정 무선국(7)의 정보 추출부(71)는 어레이 안테나(7a)에 의하여 수신된 상기 응답 정보를 포함한 전파로부터 그것에 포함된 식별 정보(ID)를 추출한다(S4). 또한, 고정 무선국(7)의 전파 도래 방향 산출부(72)는 어레이 안테나(7a)에 의하여 수신된 상기 응답 정보를 포함한 전파에 기초하여 상기 응답 정보를 포함한 전파의 전파 도래각 θ를 산출한다(S5).
또한, 고정 무선국(7)의 측거부(73)는 고정 무선국(7)으로부터 열차(T)의 차상 무선국(5)까지의 거리(D)를 산출한다(S6). 구체적으로는, 고정 무선국(7)의 측거부(73)는 어레이 안테나(7a)가 상기 위치 검출용 전파를 송신하고나서 어레이 안테나(7a)가 상기 응답 정보를 포함한 전파를 수신할 때까지의 경과 시간으로부터 열차(T)에 있어서의 응답 지연 시간을 감산한 시간에 기초하여, 즉, 고정 무선국(7)과 열차(T)의 차상 무선국(5)와의 사이에 있어서의 전파 왕복 시간에 기초하여, 고정 무선국(7)(의 어레이 안테나(7a))로부터 열차(T)의 차상 무선국(5)(의 안테나(5a))까지의 거리(D)를 산출한다.
고정 무선국(7)은 정보 추출부(71)에 의하여 추출된 식별 정보(ID), 전파 도래 방향 산출부(72)에 의하여 산출된 전파 도래각 θ 및 측거부(73)에 의하여 산출된 거리(D)를 지상 장치(8)에 출력한다(S7). 구체적으로는, 고정 무선국(7)은 전파 도래 방향 산출부(72)에 의하여 산출된 전파 도래각 θ 및 측거부(73)에 의하여 산출된 거리(D)를 정보 추출부(71)에 의하여 추출된 식별 정보(ID)에 관련지어 지상 장치(8)에 출력한다.
지상 장치(8)는 식별 정보(ID)에 관련지은 전파 도래각 θ 및 거리(D)와 고정 무선국(7)의 위치 정보와 제1 내지 제3 유치선 3a 내지 3c의 위치 정보에 기초하여, 식별 정보(ID)를 가진 열차(T)의 위치를 특정한다(S8). 구체적으로는, 본 실시 형태에 있어서, 지상 장치(8)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 식별 정보(ID)를 가진 열차(T)의 선두 부분이 지점 A에 위치하고 있는 것, 바꾸어 말하면, 식별 정보(ID)를 가진 열차(T)가 제2 유치선(3b) 상에 위치하고 있는 것을 특정한다. 이로써, 지상 장치(8)는 정차장(1)에서 대기 중인 열차(T)의 위치, 즉 이동 개시 전의 열차(T)의 초기 위치(재선 위치)를 특정할 수 있다.
여기서, 지상 장치(8)는 또한 열차(T)의 열차 길이(L) 및 보정치(α)를 이용하여, 열차(T)가 제2 유치선(3b) 상에 있어서의 범위 X(지점 A＋α로부터 지점 A－(L＋α)까지의 범위)에 위치하고 있는 것으로 특정하는 것도 가능하다.
또한, 여기에서는 열차(T)가 제2 유치선(3b)에 유치되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 열차(T)가 제2 유치선(3b) 이외의 유치선(3a, 3c)에 유치되어 있는 경우에 있어서도, 지상 장치(8)는 상기와 동일하게 하여 열차(T)의 초기 위치(재선 위치)를 특정할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서 하나의 고정 무선국(7)이 설치되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 고정 무선국의 수나 위치 등은 필요에 따라서 임의로 설정될 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서 차상 무선국(5)은 열차(T)의 선두 부근에 탑재되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 열차(T)에 탑재되는 차상 무선국의 수나 위치는 임의로 설정될 수 있다. 예를 들면, 열차(T)에 있어서, 선두 부근과 후미 부근의 각각에 차상 무선국이 탑재되어도 좋다. 이 경우, 지상 장치(8)는 열차(T)의 초기 위치(재선 위치)를 더 양호한 정밀도로 파악할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 지상 장치(8)는 이동 개시 전의 대기 중인 열차(T)의 위치를 특정하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이동 중인 열차(T)의 위치를 특정하는 것도 가능하다는 것은 물론이다.
또한, 도 4 중에 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 상기 응답 정보를 포함한 전파가 차상 무선국(5)의 안테나(5a)로부터 복수 회 반복하여 송신되어도 좋다(S3). 주로 전파 도래 방향 산출부(72)에 의한 전파 도래각 θ의 산출 정밀도를 향상시키기 때문이다. 이 경우, 고정 무선국(7)의 측거부(73)는 어레이 안테나(7a)가 상기 위치 검출용 전파를 송신하고 나서 어레이 안테나(7a)가 상기 응답 정보를 포함한 전파를 최초로 수신할 때까지의 경과 시간으로부터 열차(T)의 응답 지연 시간을 감산한 시간에 기초하여, 고정 무선국(7)(의 어레이 안테나(7a))으로부터 열차(T)의 차상 무선국(5)(의 안테나(5a))까지의 거리(D)를 산출한다.
또한, 제1 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치는 정차장에 적용되어 있다. 그러나, 이에 한정되는 것이 아니며, 제1 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치는 복수의 열차(이동체)가 대기 가능한 정차장 이외의 이동체 시설(예를 들면 차량 기지)에도 적용될 수 있다.
［제2 실시 형태］
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 제2 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치는 복수의 열차(이동체)가 대기 가능한 차량 기지(이동체 시설)에 적용되어 상기 차량 기지에서 대기 중인 열차의 위치, 즉, 이동 개시 전의 위치(초기 위치)를 검지하도록(특정하도록) 구성되어 있다. 또한, 제1 실시 형태와 공통되는 요소에 대하여는 동일한 부호를 사용하고 그 설명을 생략한다.
도 6에 있어서, 차량 기지(10)는, 도시를 생략한 본선으로부터 분기한 입출고선(12)에 연결되는 복수의 유치선(여기에서는 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e)을 가지고 있다. 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e는 서로 간격을 두고 병설되어 있다. 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e의 각각에 열차(T)가 유치될 수 있지만, 도 6에는 제3 유치선 13c에 열차(T)가 유치되어 있는 상태를 나타내고 있다.
차량 기지(10)에는 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)이 설치되어 있다. 제1 고정 무선국(17)은 어레이 안테나(17a)를 가지고 있고, 제2 고정 무선국(27)은 어레이 안테나(27a)를 가지고 있다. 또한, 제1 고정 무선국(17)의 어레이 안테나(17a)의 전파의 송수신 범위 및 제2 고정 무선국(27)의 어레이 안테나(27a)의 전파의 송수신 범위는 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e 상의 전범위를 커버하고 있다.
본 실시 형태에 있어서, 제1 고정 무선국(17)은 차량 기지(10) 내에 있어서의 입출고선(12)측에 배치되고, 제2 고정 무선국(27)은 차량 기지(10)에 있어서의 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e의 종단측에 배치되어 있다. 다만, 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)의 배치는 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 실시 형태와 같이, 어레이 안테나(17a, 27a)에 있어서의 복수의 안테나 소자는 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e에 직교하는 방향(엄밀하게 직교할 필요는 없고 대략 직교하고 있으면 된다)으로 나란히 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 고정 무선국(17) 및 어레이 안테나(17a) 중 적어도 어레이 안테나(17a)와, 제2 고정 무선국(27) 및 어레이 안테나(27a) 중 적어도 어레이 안테나(27a)는 열차(T)보다 높은 위치에 배치되어 있다. 예를 들면, 제1 고정 무선국(17) 및 어레이 안테나(17a)는 차량 기지(10)의 천정 또는 벽의 천정에 가까운 부위에 장착되고, 마찬가지로 제2 고정 무선국(27) 및 어레이 안테나(17b)는 차량 기지(10)의 천정 또는 벽의 천정에 가까운 부위에 장착될 수 있다.
따라서, 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)은 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e 상에 위치하는 각 열차(T)의 차상 무선국(5)와의 사이에서 무선통신이 가능하다.
제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)은 각각 지상 장치(18)에 유선 접속되어 있다. 다만, 이에 한정되는 것이 아니며, 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)의 각각과 지상 장치(18)가 무선 접속되도록 구성되어도 좋다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제1 고정 무선국(17), 제2 고정 무선국(27) 및 지상 장치(18)에 의하여 이동체 위치 검지 장치가 구성되어 있다.
도 7은 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)은 정보 추출부(71)와 전파 도래 방향 산출부(72)를 가진다. 즉, 제2 실시 형태에 있어서의 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)은 제1 실시 형태에 있어서의 고정 무선국(7)과는 달리 측거부(73)을 가지고 있지 않다.
지상 장치(18)은 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e의 위치 정보, 제1 고정 무선국(17)의 위치 정보, 제2 고정 무선국(27)의 위치 정보 및 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e 상에 유치될 가능성이 있는 각 열차(T)의 정보(식별 정보나 열차 길이 등)를 기억하고 있다. 또한, 지상 장치(18)는 제1 고정 무선국(17)의 정보 추출부(71)에 의하여 추출된 정보, 제1 고정 무선국(17)의 전파 도래 방향 산출부(72)에 의하여 산출된 전파 도래각 θ1, 제2 고정 무선국(27)의 정보 추출부(71)에 의하여 추출된 정보 및 제2 고정 무선국(27)의 전파 도래 방향 산출부(72)에 의하여 산출된 전파 도래각 θ2에 기초하여, 차량 기지(10)에 대기 중인 열차(T)를 파악하는 동시에, 파악된 열차(T)의 위치(특히 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e 중 어디에 위치하고 있는지)를 특정하도록 구성되어 있다.
다음으로, 도 8을 참조하여 제2 실시 형태에 관한 열차 위치 검지 장치의 동작의 일례에 대하여 설명한다. 여기에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 열차(T)가 차량 기지(10)의 제3 유치선(13c)에 유치되어 있는 경우에 대하여 설명한다.
열차(T)의 기동이 완료되어 열차(T)가 대기 상태가 되면, 열차(T)의 차상 장치(6)는 열차(T)의 식별 정보(ID)를 포함한 열차(T)의 기동 완료 정보를 생성하여 차상 무선국(5)을 통하여 송신한다. 이로써, 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파가 열차(T)의 차상 무선국(5)의 안테나(5a)로부터 송신된다(S11).
열차(T)의 차상 무선국(5)의 안테나(5a)로부터 송신된 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파는 제1 고정 무선국(17)의 어레이 안테나(17a) 및 제2 고정 무선국(27)의 어레이 안테나(27a)에 의하여 수신된다.
제1 고정 무선국(17)의 어레이 안테나(17a)가 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파를 수신하면, 제1 고정 무선국(17)의 정보 추출부(71)는 어레이 안테나(17a)에 의하여 수신된 상기 기동 완료 정보로부터 그것에 포함된 식별 정보(ID)를 추출한다(S12). 또한, 제1 고정 무선국(17)의 전파 도래 방향 산출부(72)는 어레이 안테나(17a)에 의하여 수신된 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파에 기초하여 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파의 전파 도래각 θ1을 산출한다(S13). 또한, 제1 고정 무선국(17)은 정보 추출부(71)에 의하여 추출된 식별 정보(ID) 및 전파 도래 방향 산출부(72)에 의하여 산출된 전파 도래각 θ1을 관련지어 지상 장치(18)에 출력한다(S14).
마찬가지로, 제2 고정 무선국(27)의 어레이 안테나(27a)가 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파를 수신하면, 제2 고정 무선국(27)의 정보 추출부(71)는 어레이 안테나(27a)에 의하여 수신된 상기 기동 완료 정보로부터 그것에 포함된 식별 정보(ID)를 추출한다(S15). 제2 고정 무선국(27)의 전파 도래 방향 산출부(72)는 어레이 안테나(27a)에 의하여 수신된 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파에 기초하여 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파의 전파 도래각 θ2를 산출한다(S16). 또한, 제2 고정 무선국(27)은 정보 추출부(71)에 의하여 추출된 식별 정보(ID) 및 전파 도래 방향 산출부(72)에 의하여 산출된 전파 도래각 θ2를 관련지어 지상 장치(18)에 출력한다(S17).
지상 장치(18)는 동일한 식별 정보(여기에서는 식별 정보(ID))와 관련지은 전파 도래각 θ1 및 전파 도래각 θ2와, 제1 고정 무선국(17)의 위치 정보와, 제2 고정 무선국(27)의 위치 정보와, 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e의 위치 정보에 기초하여 열차(T)의 위치를 특정한다(S18). 구체적으로는, 본 실시 형태에 있어서, 지상 장치(18)은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 식별 정보(ID)를 가진 열차(T)의 선두가 지점 B에 위치하고 있는 것, 바꾸어 말하면, 식별 정보(ID)를 가진 열차(T)가 제3 유치선 13c 상에 위치하고 있는 것을 특정한다. 이로써 지상 장치(8)는 차량 기지(10)에서 대기 중인 열차(T)의 위치, 즉, 이동 개시 전의 열차(T)의 초기 위치(재선 위치)를 특정할 수 있다.
여기서, 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 지상 장치(18)는 추가로 열차(T)의 열차 길이(L) 및 보정 값 β를 이용하여, 열차(T)가 제3 유치선 13c 상에 있어서의 범위 Y(지점 B＋β로부터 지점 B－(L＋β)까지의 범위)에 위치하고 있는 것으로 특정하는 것도 가능하다.
또한, 여기에서는 열차(T)가 제3 유치선 13c에 유치되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 지상 장치(18)는 제3 유치선 13c 이외의 유치선 13a, 13b, 13d, 13e에 유치되어 있는 열차(T)에 대해서도 상기와 마찬가지로 하여 그 초기 위치(재선 위치)를 특정할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)은 측거부(73)을 가지지 않지만, 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)이 측거부(73)을 가져도 좋다. 이 경우, 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)은, 제1 실시 형태에 있어서의 고정 무선국(7)과 마찬가지로, 상기 위치 검출용 전파를 어레이 안테나(17a, 27a)로부터 송신하는 동시에, 어레이 안테나(17a, 27a)에 의하여 열차(T)의 차상 무선국(5)의 안테나(5a)로부터 송신된 상기 응답 정보를 포함한 전파를 수신하고, 식별 정보(ID)의 추출, 전파 도래각 θ1 및 θ2의 산출, 제1 고정 무선국(17)으로부터 열차(T)의 차상 무선국(5)까지의 거리(D1)의 산출 및 제2 고정 무선국(27)으로부터 열차(T)의 차상 무선국(5)까지의 거리(D2)의 산출을 실시한다. 또한, 지상 장치(18)는 동일한 식별 정보(ID)에 관련지은 전파 도래각 θ1, 전파 도래각 θ2, 거리(D1) 및 거리(D2)와, 제1 고정 무선국(17)의 위치 정보와, 제2 고정 무선국(27)의 위치 정보와, 제1 내지 제5 유치선 13a 내지 13e의 위치 정보에 기초하여 열차(T)의 위치를 특정하도록 구성될 수 있다.
또한, 지상 장치(18)이 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)의 전파 도래 방향 산출부(72)의 진단을 실시하도록 구성되어도 좋다. 이 경우, 지상 장치(18)는, 예를 들면 다음과 같이 하여 제1 고정 무선국(17) 및 제2 고정 무선국(27)의 전파 도래 방향 산출부(72)의 진단을 실시한다.
우선, 지상 장치(18)는 제2 고정 무선국(27)에 대하여 진단용 전파의 송신 지령을 준다. 그러면, 제2 고정 무선국(27)의 어레이 안테나(27a)로부터 진단용 전파가 송신되고, 송신된 진단용 전파는 제1 고정 무선국(17)의 어레이 안테나(17a)에 의하여 수신된다. 제1 고정 무선국(17)의 전파 도래 방향 산출부(72)는, 어레이 안테나(17a)에 의하여 수신된 진단용 전파의 전파 도래각(θd1)을 산출하고, 산출된 전파 도래각(θd1)을 지상 장치(18)에 출력한다. 지상 장치(18)는 제1 고정 무선국(17)의 위치 정보 및 제2 고정 무선국(27)의 위치 정보에 기초하여 제1 고정 무선국(17)에서 본 제2 고정 무선국(27)의 방향(각도)을 산출하고, 산출된 방향(각도)과 제1 고정 무선국(17)으로부터 입력한 전파 도래각(θd1)을 비교한다. 또한, 양자의 차가 역치 이내인 경우, 지상 장치(18)는 제1 고정 무선국(17)의 전파 도래 방향 산출부(72)가 정상적이라고 판정하고, 양자의 차가 상기 역치를 넘는 경우, 지상 장치(18)는 제1 고정 무선국(17)의 전파 도래 방향 산출부(72)에 이상이 있다고 판정한다.
다음으로, 지상 장치(18)는 제1 고정 무선국(17)에 대하여 진단용 전파의 송신 지령을 준다. 그러면, 제1 고정 무선국(17)의 어레이 안테나(17a)로부터 진단용 전파가 송신되고, 송신된 진단용 전파는 제2 고정 무선국(27)의 어레이 안테나(27a)에 의하여 수신된다. 제2 고정 무선국(27)의 전파 도래 방향 산출부(72)는 어레이 안테나(27a)에 의하여 수신된 진단용 전파의 전파 도래각 θd2를 산출하고, 산출된 전파 도래각 θd2를 지상 장치(18)에 출력한다. 지상 장치(18)는 제1 고정 무선국(17)의 위치 정보 및 제2 고정 무선국(27)의 위치 정보에 기초하여 제2 고정 무선국(27)에서 본 제1 고정 무선국(17)의 방향(각도)을 산출하고, 산출된 방향(각도)과 제2 고정 무선국(27)으로부터 입력한 전파 도래각 θd2를 비교한다. 또한, 지상 장치(18)는 양자의 차가 역치 이내이면 제2 고정 무선국(27)의 전파 도래 방향 산출부(72)가 정상적이라고 판정하고, 양자의 차가 상기 역치를 넘으면 제2 고정 무선국(27)의 전파 도래 방향 산출부(72)에 이상이 있다고 판정한다.
또한, 고정 무선국의 수나 위치 및 열차(T)에 탑재되는 차상 무선국의 수나 위치가 임의로 설정될 수 있는 것은 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지이다. 다만, 본 실시 형태에 있어서는 적어도 두 개의 고정 무선국이 필요하다. 또한, 이동 개시 전의 대기 중인 열차(T)의 위치만이 아니고, 이동 중인 열차(T)의 위치를 특정하는 것도 물론 가능하다. 또한, 도 8 중에 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 주로 전파 도래 방향 산출부(72)에 의한 전파 도래각 θ의 산출 정밀도의 향상을 위해, 상기 기동 완료 정보를 포함한 전파가 차상 무선국(5)의 안테나(5a)로부터 복수 회 반복하여 송신되어도 좋다(S11).
또한, 제2 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치는 차량 기지에 적용되어 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 실시 형태에 관한 이동체 위치 검지 장치는 복수의 열차(이동체)가 대기 가능한 차량 기지 이외의 이동체 시설(예를 들면 정차장)에도 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태 및 그 변형예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시 형태나 그 변형예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 기초하여 더 변형이나 변경이 가능하다.
1…정차장(이동체 시설), 5…차상 무선국(이동체 무선국), 5a…안테나, 6…차상 장치, 7…고정 무선국, 7a…어레이 안테나, 8…지상 장치, 10…차량 기지(이동체 시설), 17…제1 고정 무선국, 17a…어레이 안테나, 18…지상 장치, 27…제2 고정 무선국, 27a…어레이 안테나, 71…정보 추출부, 72…전파 도래 방향 산출부, 73…측거부, T…열차(이동체)

Claims (10)

  1. 복수의 이동체가 대기 가능한 이동체 시설에 설치되어, 이동체에 탑재된 이동체 무선국과의 사이에서 무선통신을 실시하는 하나 또는 복수의 고정 무선국을 포함하고,
    상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파를 적어도 하나 고정 무선국에서 수신하여 그 도래 방향을 산출하고, 산출된 도래 방향을 이용하여 상기 이동체의 위치를 특정하도록 구성되어 있는 이동체 위치 검지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파를 상기 하나의 고정 무선국에서 수신하여 그 도래 방향을 산출하는 동시에 상기 하나의 고정 무선국과 상기 이동체 무선국과의 사이의 전파 왕복 시간에 기초하여 상기 고정 무선국으로부터 상기 이동체까지의 거리를 산출하고, 산출된 도래 방향 및 거리에 기초하여 상기 이동체의 위치를 특정하는 이동체 위치 검지 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파는 상기 이동체 시설에 있어서 대기 중인 이동체에 탑재된 이동체 무선국으로부터 송신된 전파이며, 상기 산출된 도래 방향 및 거리에 기초하여 이동 개시 전의 상기 이동체의 초기 위치를 특정하는 이동체 위치 검지 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파는 상기 이동체의 식별 정보를 포함한 것인 이동체 위치 검지 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파를 상기 복수의 고정 무선국 중 적어도 두 개의 고정 무선국에서 수신하여 그 도래 방향을 각각 산출하고, 산출된 적어도 두 개의 도래 방향에 기초하여 상기 이동체의 위치를 특정하는 이동체 위치 검지 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파는 대기 중인 상기 이동체의 상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파이며, 상기 산출된 적어도 두 개의 도래 방향에 기초하여 이동 개시 전의 상기 이동체의 초기 위치를 특정하는 이동체 위치 검지 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 복수의 고정 무선국의 각각의 위치 정보를 기억하고 있고,
    상기 복수의 고정 무선국의 각각으로부터 송신된 전파를 상기 복수의 고정 무선국 중 다른 고정 무선국에서 수신하여 그 도래 방향을 각각 산출하고, 산출된 도래 방향과 수신처의 고정 무선국에서 본 송신원의 고정 무선국의 방향을 비교하여 도래 방향 산출 기능의 진단을 실시하는 이동체 위치 검지 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 고정 무선국의 각각과 상기 이동체 무선국과의 사이의 전파 왕복 시간에 기초하여 상기 적어도 두 개의 고정 무선국의 각각으로부터 상기 이동체까지의 거리를 산출하고, 산출된 적어도 두 개의 거리와 상기 산출된 적어도 두 개의 도래 방향에 기초하여 상기 이동체의 위치를 특정하는 이동체 위치 검지 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 이동체 무선국으로부터 송신된 전파는 상기 이동체의 식별 정보를 포함한 것인 이동체 위치 검지 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 이동체는 열차이고,
    상기 이동체 시설은 복수의 선로를 가진 철도 시설이며,
    상기 이동체의 위치로서 상기 열차의 재선 위치를 특정하는 이동체 위치 검지 장치.
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