TWI414156B - 用於在特別是鐵路系統之軌道旁裝置與沿著軌道通行段行駛之車輛之間以無線電為主進行資訊交換的系統及方法 - Google Patents

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Description

用於在特別是鐵路系統之軌道旁裝置與沿著軌道通行段行駛之車輛之間以無線電為主進行資訊交換的系統及方法
本發明係如申請專利範圍第1及第10項之前言所聲明者，關於用於在特別是鐵路系統之軌道旁裝置與沿著軌道通行段行駛之車輛之間以無線電為主，進行資訊交換的系統及方法。
於鐵路系統上，在配置於固定位置之裝置與配置於車輛內之裝置間，藉無線電傳送以交換資訊之情形早已所知。這種情形，用於資料交換之無線電網路係包括由配置在固定位置上之裝置之無線電涵蓋範圍所界定之各個無線電區塊(radio cells)。為了確保從一個無線電區塊變換到緊鄰之次一個無線電區塊，固定之裝置間之距離係選擇使緊鄰之無線電區塊各自重疊。為了連續地進行資料交換，鐵路系統上之車輛須各自改變無線電區塊，亦即從一個裝置進行之無線電運作改變到與其緊鄰之裝置進行之無線電運作。這種變換係在重疊區進行，因為在重疊區內與兩個裝置能進行以無線電為主之資訊交換。在此重疊區內，能與緊隨在後之無線電區塊建立無線電連線而無須事先切斷與目前的無線電區塊之無線電連線。
這些已知之系統具有下述缺點：亦即，無線電運作之傳送品質會沿著鐵軌從一個位置到另一個位置，及間或，會遭受相當大之變動，以致在從一個無線電區塊變換到另一個無線電區塊期間，無線電通訊會中斷。
特別地，物理特徵或藉電磁原理運作之裝置物能沿著軌道通行段影響電磁場強度之狀況，或傳送錯誤率之狀況。諸如此 類之影響可能常期穩定不變(例如，由列車站內之柱子結構所引起)或也可能快速變化(例如，氣候之影響或因列車通過造成暫時性之遮蔽)。這種情形，無線電傳送也可能會因反射之出現，特別是在隧道內，而沿著軌道通行段變化，結果造成另外不同型式之靜態及動態干擾影響。
本發明之目的係確保無中斷地從一個無線電區塊到次一個無線電區塊進行變換，且盡可能無任可限制，尤其是即便是頻寬裕度小。
關於系統部分，係藉申請專利範圍第1項之特徵來解決本發明根基之問題，而關於方法部分係藉申請專利範圍第9項之特徵來解決；附屬項係有關有利之改良。
關於系統及關於方法，解決之方案為提供用於改變無線電區塊之地點係根據當通過相關軌道通行段當時決定之當地的信號傳送品質來界定，尤其是，藉前一部車輛或通過之更早的車輛所決定之信號傳送品質來界定。
信號傳送品質係便利地從獲得之當地無線電傳送值導出。
改變無線電區塊之地點為在兩個重疊之無線電區塊的傳送值係相同之地點最為有利，因為信號傳送品質在當時正常係適當的。
這種情形，額外有利之改變地點係為在，自行駛之方向看，各個緊跟在後之無線電區塊之傳送值係額外地增昇之地點。
特別是，這個地點係要選擇一個在改變無線電區塊之地點上，從車輛行駛的方向看，過去老的無線電區塊之傳送值係額外地減降的地點。
特別是，選擇預期之傳送值之狀況係經一段長時間滿足，例如，上述準則之一，此預期之值係基於已被收集一段相當長時間且已利用統計方法及/或以根據經驗之方法經過處理或決定之傳送值。
使用之傳送值最好係為當地測定之接收電磁場強度及/或傳送錯誤率及/或有效可使用之頻寬，及/或信號對雜訊比。
另外，本發明提供根據鐵路系統之運轉資料，額外地進行改變無線電區塊之時間及/或地點之校正。
例如，在改變無線電區塊之時點及在改變無線電區塊之地點當時，車輛正在相反方向上行駛，從而傳送值變壞之際，進行校正係為有利。
本發明將於下文參照附圖詳細說明。
第1圖係示意地圖解以無線電為主進行資訊交換之系統的細節，其中鐵路系統上之車輛1、2係沿著軌道通行段(在箭頭3之方向上)行駛。車輛1、2每部具有至少一個用於通訊之列車側通訊電腦4，通訊電腦4上則具有至少一個傳送接收裝置5。
另外，具有至少一組通訊電腦之軌道旁裝置6係沿著軌道通行段設置，並同樣地具有一組傳送接收裝置7，此裝置7係與和車輛側裝置4a結合在一起之通訊電腦4，亦即，經由它們之傳送接收裝置5進行通訊。
資訊係藉無線電，亦即藉傳送接收無線電波，在軌道側傳送接收裝置7與車輛側傳送接收裝置5之間交換。這種情形，各自軌道側傳送接收裝置7之無線電涵蓋範圍界定了無線電區 塊。在此種情況下軌道側傳送接收裝置相互間的距離係選擇使緊鄰之傳送接收裝置7兩者之無線電區塊重疊。為了說明起見，第1圖所示之重疊區A、B之寬度係稍為跨張。
重疊區A係為車輛1能與第1圖所示之中央傳送接收裝置7及在右手側之傳送接收裝置7兩者通訊的區域。以對應之方式，車輛2能與在左手側之傳送接收裝置7及中央傳送接收裝置7兩者通訊。此通訊係在第1圖上藉線8、9、10、11示意地表示。
重疊區A、B係用來容許車輛1、2可靠地從一個無線電區塊切換到緊隨在後之無線電區塊，亦即，車輛1在重疊區A內從右手側傳送接收裝置7切換到中央接收裝置7。在第1圖上係用箭頭12示意地表示此切換。於第1圖上，車輛1事先切換到通訊鏈路9(實線)後才切斷通訊鏈路8(虛線)。
對應之情況適用於車輛2，本情形係用箭頭13表示相關切換。
第1圖之上部係表示電磁場強度線型14~16。電磁場強度線型14係與右手側之通訊電腦6之傳送接收裝置7關聯，而電磁場強度線型15係與中央通訊電腦6關聯。以對應之方式，電磁場強度線型16係與第1圖之左手側之通訊電腦6的傳送接收裝置7關聯。
電磁場強度線型14~16係貯存在通訊電腦6內，亦即係貯存在當地，而藉每個通訊電腦6從那裡傳送到車輛1、2，每個通訊電腦6知道至少其之傳送接收裝置7之電磁場強度線型14~16。
當第1圖之車輛1在箭頭3之方向上行駛時，改變無線電 區塊正常係在地點17上啟動，因為中央傳送接收裝置7之電磁場強度首度超過右手側之傳送接收裝置7之電磁場強度。但是，由於電磁場強度線型14、15已從中央及右手側之通訊電腦6傳送到在重疊區A內之車輛1，故無線電區塊係在地點18進行改變，因為在此點，電磁場強度係下降後再增大，且另外，電磁場強度隨後再度上昇。當然這種情形，也可能僅用於要被傳送的位置18。
車輛2係以相同方式在地點19，而非地點20進行切換。
電磁場強度線型14~16係各由設有用於此目的之電磁場強度測定裝置之車輛1、2決定。這些測定裝置每當車輛通過時即偵測傳送接收裝置7之電磁場強度線型14~16，並將這些線型傳給各個軌道旁裝置6。
第2圖係表示與第1圖示意地圖解者相似之系統，相同之元件符號係表示相同之元件。但是，在第2圖上之電磁場強度線型14、16係與第1圖上者不同。另外，軌道旁裝置6係連接到控制中心21，其中，例如，車輛2能使用中央裝置6以校核那一個係改變無線電區塊之最佳地點。本情形，控制中心21將傳送位置22。
爾後，車輛2利用它本身之電磁場強度測定裝置評估根據其之測定值，無線電區塊須改變之地點。車輛2將此資訊報告給控制中心21。這是經由在第2圖左側之通訊鏈路11及軌道旁裝置6進行。控制中心21匹配此資訊與已自其它車輛1、2報告之結果，以決定此軌道通行段上之最佳地點22。其它隨後之車輛因此能使用可能更新之地點22，以改變無線電區塊。
但是，也有可能由駛近之車輛24經通訊鏈路23直接傳送 此位置22到車輛1。
傳送品質係從獲得之當地的傳送值，本情形係為當地電磁場強度線型導出。但是，傳送錯誤率及/或有效可使用之頻寬及/或信號對雜訊比等當然也同樣能被利用做為得出傳送品質之傳送值。
亦提供根據鐵路系統運轉資料，在可能之際係校正傳送值。例如，當在相反方向上行駛之車輛1、2於改變之時點上，恰位在無線電區塊變換點上，即屬此類情形。這種情形，改變無線電區塊之位置及/或時間兩者/任一係經適當地修正。
當然，也能長時間偵測傳送品質俾利用統計方法提供改變無線電區塊之最佳位置(或時間，如果知道速度的話)。
1‧‧‧車輛
2‧‧‧車輛
3‧‧‧箭頭
4‧‧‧列車側通訊電腦
4a‧‧‧車輛側裝置
5‧‧‧傳送接收裝置
6‧‧‧軌道旁裝置
7‧‧‧傳送接收裝置
8‧‧‧通訊鏈路
9‧‧‧通訊鏈路
10‧‧‧通訊鏈路
11‧‧‧通訊鏈路
12‧‧‧箭頭
13‧‧‧箭頭
14‧‧‧電磁場強度線型
15‧‧‧電磁場強度線型
16‧‧‧電磁場強度線型
17‧‧‧地點
18‧‧‧地點
19‧‧‧地點
20‧‧‧地點
21‧‧‧控制中心
22‧‧‧地點
23‧‧‧通訊鏈路
24‧‧‧車輛
A‧‧‧重疊區
B‧‧‧重疊區
第1圖係為示意地表示以無線電為主進行資訊交換之第1系統。
第2圖係為示意地表示之對應的第2系統。
1、2‧‧‧車輛
3、12、13‧‧‧箭頭
4‧‧‧列車側通訊電腦
4a‧‧‧車輛側裝置
5、7‧‧‧傳送接收裝置
6‧‧‧軌道旁裝置
8、9、10、11‧‧‧通訊鏈路
14‧‧‧電磁場強度線型
15‧‧‧電磁場強度線型
16‧‧‧電磁場強度線型
17、18、19、20‧‧‧地點

Claims (10)

  1. 一種用於在特別是鐵路系統之軌道旁裝置與沿著軌道通行段行駛之車輛之間以無線電為主進行資訊交換之系統，具有由無線電區塊(radio cells)形成之無線電網路，固定在軌道通行段之軌道旁裝置(6)係經由該無線電網路而與配置在車輛(1、2)內之車輛側裝置(4a)進行資訊交換，軌道旁裝置(6)之無線電涵蓋範圍各自界定此軌道旁裝置(6)之無線電區塊；及兩個互相傍靠配置之裝置(6)之無線電區塊各自相互重疊；及在車輛(1、2)之行駛方向上看係前後配置之無線電區塊，當車輛通過時即會改變，其中在兩個軌道旁裝置(6)之重疊區(A、B)內，在車輛側裝置(4a)與緊隨在後之無線電區塊之軌道旁裝置(6)之間建立無線電鏈路，其特徵為：根據當車輛通過此軌道段，尤其是從前一台車輛及/或更早通過之車輛(1、2)時所決定之當地傳送品質來界定改變無線電區塊之地點(18、19、22)。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中傳送品質之特性變數係從獲得之當地傳送值導出。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中改變無線電區塊之地點(18、19、22)係為兩個重疊之無線電區塊之傳送值是相同的 地點。
  4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中改變的地點(18、19、22)係為從車輛行駛的方向看各個緊隨在後之無線電區塊之傳送值係額外地增昇的地點。
  5. 如申請專利範圍第3項之系統，其中改變無線電區塊之地點(18、19、22)係從車輛行駛的方向看為舊的無線電區塊之傳送值係額外地減降之地點。
  6. 如申請專利範圍第4項之系統，其中改變之地點(18、19、22)係為傳送值之預期線型滿足，例如，既定準則之一達一段長時間，該預期值係基於已決定一段相當長時且已利用統計方法及/或以根據經驗之方法處理過之傳送值。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之系統，其中傳送值係為當地測定之接收電磁場強度及/或傳送錯誤率及/或有效可使用之頻寬，及/或信號對雜訊比。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之系統，其中無線電區塊改變之時點或地點(18、19、22)係根據鐵路系統之運轉資料被校正。
  9. 如申請專利範圍第8項之系統，其中在無線電區塊改變之時點及改變之地點(18、19、22)，車輛正在相反之方向上行駛時，則進行校正。
  10. 一種用於在特別是鐵路系統的軌道旁裝置(6)與沿著軌道通行段行駛之車輛(1、2)間以無線電為主的資訊交換之方法，其中無線電網路係由無線電區塊(radio cells)形成，固定在軌道通行段之軌道旁裝置(6)係經由該無線電網路而與配置在車輛(1、2)內之車輛側裝置(4a)之間進行資訊交換， 軌道旁裝置(6)之無線電涵蓋範圍各自界定此軌道旁裝置(6)之無線電區塊；及兩個相互傍靠配置之裝置(6)之無線電區塊各自相互重疊；及在車輛(1、2)之行駛方向上看係前後配置之無線電區塊，當車輛通過時即會改變；其中，在兩個軌道旁裝置之重疊區內，從車輛側裝置(4a)到緊隨在後之無線電區塊之軌道旁裝置(6)之間額外地建立無線電鏈路；其特徵為：根據當通過此軌道段，特別是從前一部通過之車輛及/或更早通過之車輛(1、2)時所決定之當地傳送品質來界定改變無線電區塊之地點(18、19、22)。
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