WO2019003436A1 - 鉄道車両の走行位置特定システム、走行位置特定装置及び走行位置特定方法 - Google Patents

鉄道車両の走行位置特定システム、走行位置特定装置及び走行位置特定方法 Download PDF

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WO2019003436A1
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displacement
railway vehicle
data
traveling
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雅幸 三津江
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川崎重工業株式会社
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    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer

Definitions

  • the present invention relates to a technology for specifying a traveling position of a railcar traveling on a track.
  • Patent Document 1 discloses a technology for specifying a traveling position of a railway vehicle using a GPS (Global Positioning System).
  • GPS Global Positioning System
  • an object of this invention is to enable it to pinpoint the driving
  • a run position specification system of a rail vehicle outputs a signal according to displacement of the track when the rail vehicle is traveling on a track, and an output of the track displacement output unit
  • a travel position identification unit that determines whether the railway vehicle has traveled the predetermined range based on the similarity between the displacement data based on the reference profile data according to the track displacement in the predetermined range of the track;
  • a traveling position specifying device of a railway vehicle includes: a trajectory displacement signal input unit to which a signal based on a displacement of the trajectory is input when the railway vehicle is traveling on a trajectory; Based on the similarity between the displacement data based on the input to the signal input unit and the reference profile data according to the track displacement in the predetermined range of the track, it is determined whether the railway vehicle has traveled in the predetermined range And a travel position identification unit.
  • the method for specifying a traveling position of a railway vehicle includes: (a) outputting a signal according to the displacement of the railway when the railway vehicle is traveling on the railway; Determining the similarity between the displacement data based on the output according to the track displacement and the reference profile data according to the track displacement in the predetermined range of the track; and (c) the railway vehicle based on the determined similarity degree Determining whether or not the vehicle has traveled the predetermined range.
  • the travel position of the railcar can be specified more accurately.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a travel position identification system of a railway vehicle.
  • the railway vehicle 20 travels on the track 10 when describing the railway vehicle in which the present system is incorporated.
  • the track 10 is a linear route that guides a railcar along a route.
  • the track 10 comprises two rails 12.
  • the two rails 12 are laid in parallel on the ground via sleepers and the like.
  • the track may be a monorail in which one rail guides the railway vehicle.
  • the track may be provided in the air by viaduct or may be laid underground.
  • the railcar 20 includes a vehicle body 22 and a truck 24.
  • the carriage 24 includes a carriage frame 25 and a plurality of wheels 26.
  • the plurality of wheels 26 are rotatably supported by the bogie frame 25 at left and right portions of the bogie frame 25 via axles.
  • right and left mean right and left when the traveling direction is viewed from inside the railway vehicle 20.
  • the left and right wheels 26 travel on the rails 12 while being guided by the two rails 12 respectively.
  • the carriage 24 is supported by the lower part of the vehicle body 22, and the railway vehicle 20 including the vehicle body 22 travels along the track 10 by the carriage 24 traveling on the track 10.
  • the railway vehicle 20 may be any vehicle traveling on the track 10, and may be any of a freight train locomotive, a freight car, a passenger train locomotive, a passenger car, an electric passenger car, an accompanying passenger car and the like.
  • a travel position identification system 30 for a railcar is mounted on the railcar 20.
  • the travel position identification system 30 of the railcar includes a track displacement output unit 32 and a travel position identification unit 40.
  • the track displacement output unit 32 is configured to be able to output a signal according to the displacement of the track 10 when the railcar 20 is traveling on the track 10.
  • the displacement of the track 10 means a change in the position of any part of the track 10 in the extension direction of the track 10.
  • the displacement of the track 10 includes a positional change of the surface portion of one rail 12 or a relative positional change of the surface portions of the two rails 12.
  • the case where the position of the surface portion of the track 10 changes in the extension direction of the track 10 due to the influence of distortion, deformation, wear, joints of the rail 12 or the like of the rail 12 can be mentioned.
  • truck 10 can be mentioned as an example of the latter.
  • the track displacement output unit 32 outputs a signal corresponding to the change in the surface portion of the track 10.
  • the track displacement output unit 32 may obtain a situation according to the displacement of the track 10 directly or indirectly and output a signal according to the situation. .
  • the displacement is transmitted to the railway vehicle 20 via the wheels 26 traveling on the rail 12.
  • the signal which detected movement of rail vehicle 20 based on displacement of rail 12 can be made into a signal according to displacement of track 10.
  • the displacement of the rail 12 is attenuated as it is transmitted from the wheel 26 to the vehicle body 22, the displacement of a portion of the railcar 20 as near as possible to the wheel 26 may be detected.
  • the structure containing the acceleration sensor provided in the axle box which supports the axles connected with the wheel, for example can be employ
  • the status of the rail 12 may be directly obtained from the railcar 20, and a signal corresponding to the displacement of the track 10 may be output based on this.
  • the rail 12 is imaged by the imaging device from the railway vehicle 20, the position of the surface region of the rail 12 is recognized from the imaged image, and a signal according to the displacement of the track 10 based on the change of the recognized position of the surface region May be output.
  • the rail vehicle 20 is provided with an optical position sensor, an ultrasonic position sensor, an eddy current displacement sensor, etc. The displacement of the track 10 is detected by the sensor or the like, and the detection result is a signal according to the displacement of the track 10 It may be output as
  • the traveling position specifying unit 40 sets the predetermined range of the railway vehicle 20 based on the similarity between the displacement data based on the output of the track displacement output unit 32 and the reference profile data Prf according to the track displacement in the predetermined range of the track 10. It is comprised so that identification is possible whether it is drive
  • the traveling position specifying unit 40 is configured by a computer 40A including a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and the like.
  • the travel position identification unit 40 is also a travel position identification device.
  • the computer 40A includes a storage unit 41 configured of a rewritable flash memory or a magnetic storage device. In the storage unit 41, a traveling position specifying program for processing the computer 40A as the traveling position specifying unit 40 is stored.
  • the computer 40A executes processing as the traveling position specifying unit 40 by the CPU performing arithmetic processing in accordance with the processing procedure described in the traveling position specifying program.
  • a storage unit 41 is mounted on the railway vehicle 20.
  • the reference profile data Prf is stored in the storage unit 41.
  • the reference profile data Prf is data corresponding to the trajectory displacement in a predetermined range of the trajectory 10.
  • the predetermined range in the trajectory 10 is a range which is arbitrarily set in advance in the trajectory 10, and is set, for example, as a range of several meters to several tens of meters, in particular, 10 meters.
  • the predetermined range on the track 10 is set to, for example, a range in which it is preferable to know the position of the railcar 20 on the track 10.
  • a range of predetermined distances before and after the branch point for example, a range of 10 meters
  • a plurality of tracks are adjacent
  • the plurality of trajectories may be at least a partial range (e.g., a range of 10 meters) of the side by side adjacent to each other.
  • the reference profile data Prf may be data measured in the past, or data generated speculatively from a design of the trajectory 10, observation results, and the like.
  • data measured in the past data measured when the railway vehicle 20 for which the travel position is to be specified actually travels in the predetermined range of the track 10, the same type of railway vehicle 20 for which the travel position is to be specified
  • data measured when the rail vehicle 20 of the different model actually travels the predetermined range of the track 10, or a vehicle for traveling test actually travels the predetermined range of the track 10 when laying the track 10 Includes data etc. measured at the time of
  • the degree of similarity is evaluated by various evaluation values for evaluating the similarity of a plurality of data.
  • the degree of similarity may be evaluated by a multistage numerical value, or may be evaluated in two stages indicating the presence or absence of similarity.
  • the similarity may be determined, for example, by various operations such as a cross correlation operation, or may be determined by a pre-learned machine learning device.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of processing of the traveling position specifying unit 40.
  • step S 1 a signal indicating track displacement is input from the track displacement output unit 32 to the traveling position specifying unit 40.
  • the traveling position specifying unit 40 obtains the similarity between the displacement data based on the output of the track displacement output unit 32 and the reference profile data Prf.
  • displacement data based on the output of the trajectory displacement output unit 32 can be expressed as a waveform representing a change in physical quantity according to the trajectory displacement with respect to a time or a distance corresponding to a predetermined range of the trajectory 10.
  • the reference profile data Prf can be data preset as a waveform representing a change in physical quantity according to the track displacement with respect to a time or a distance corresponding to a predetermined range of the track 10. Data indicating each of these waveforms is represented by, for example, a data string equally divided by time or distance.
  • the traveling position specifying unit 40 obtains the similarity between waveform data representing displacement data obtained when the railcar 20 actually travels along the track 10 and waveform data representing the reference profile data Prf.
  • the degree of similarity between two waveform data can be evaluated, for example, by cross-correlation calculation.
  • the cross-correlation operation is a process of performing an operation including a process of accumulating the product of corresponding portions of two waveform data while shifting the two waveform data to obtain an evaluation value indicating the degree of similarity of those two data. is there.
  • the value determined by the cross-correlation calculation increases as the two waveform data are similar.
  • normalization may be performed such that the maximum value of the value is 1.
  • the traveling position specifying unit 40 determines whether or not the railcar 20 has traveled in a predetermined range based on the obtained degree of similarity.
  • the railway vehicle 20 corresponds to the predetermined reference profile data Prf. It is determined that you have traveled the range.
  • the railway vehicle 20 is not traveling in the predetermined range corresponding to the reference profile data Prf. to decide.
  • step S2 whether the railway vehicle 20 has traveled a predetermined range corresponding to the reference profile data Prf according to the value of the calculation result Can be judged.
  • the determination as to whether the displacement data is similar to the reference profile data Prf may be made by an absolute evaluation in view of the absolute reference, or may be made relative to the plurality of reference profile data Prf in comparison. It may be made by evaluation, and it may be made by these combined use.
  • the reference profile data Prf is set in a range indicating characteristic data (for example, waveform data having a gradient equal to or more than a predetermined value), and the characteristic data is indicated in displacement data based on the output of the track displacement output unit 32.
  • characteristic data for example, waveform data having a gradient equal to or more than a predetermined value
  • the displacement data to be compared may be narrowed down to a certain range depending on the traveling distance, traveling time, and the like of the railcar 20.
  • the reference profile data Prf is set to a range that indicates characteristic data as described above, the displacement data to be compared may be narrowed down to a range that shows a tendency similar to the characteristic data. Good.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing an example of specifying the traveling position of the railway vehicle 20 when the track is branched.
  • the orbit 10 includes an original orbit 10R, an orbit 10A, an orbit 10B, and an orbit 10C.
  • the original trajectory 10R branches into a plurality of trajectories when going from one side to the other (from the left side to the right side in FIG. 3). More specifically, the original trajectory 10R branches to the trajectory 10B in the first branch 11 (1), and branches to the trajectory 10C in the second branch 11 (2).
  • the original track 10R itself extends as it is to reach the track 10A.
  • the railway vehicle 20 can selectively proceed to any of the tracks 10A, 10B, and 10C according to the switching state of the first branching device 11 (1) and the second branching device 11 (2).
  • the branches 10A, 10B and 10C which are branch destinations extend in parallel, and the distance between them is relatively narrow.
  • the error may be several meters or more, it may be difficult to determine which one of the tracks 10A, 10B, and 10C is traveled.
  • the rail vehicle 20 has reached the branch range of the tracks 10A, 10B, 10C. Is identifiable. In such a case, the travel position identification system 30 of the present railway vehicle is effectively used.
  • reference profile data Prf (A), Prf (B), Prf (C) corresponding to the tracks 10A, 10B, and 10C to be branch destinations. Is stored in advance.
  • the reference profile data Prf (A) is set in a range including the trajectory 10A, and in this case, is set to a predetermined range including the original trajectory 10R and the trajectory 10A.
  • the reference profile data Prf (B) is set in a predetermined range including the orbit 10B, and here, is set to a predetermined range including the original orbit 10R and the orbit 10B.
  • the reference profile data Prf (C) is set in a range including the trajectory 10C, and here, is set to a predetermined range including the original trajectory 10R and the trajectory 10C.
  • the reference profile data Prf (A), Prf (B), and Prf (C) may not include the range of the original trajectory 10R.
  • the reference profile data Prf (A) is set to a range mainly including the trajectory 10A
  • the reference profile data Prf (B) is set to a predetermined range mainly including the trajectory 10B
  • the traveling position specifying unit 40 obtains the similarity between the displacement data based on the output of the track displacement output unit 32 and the reference profile data Prf (A), Prf (B) and Prf (C), and is most similar. Is determined as the traveling position of the railcar 20, that is, the track.
  • the railway vehicle 20 travels from the original track 10R to the track 10B.
  • the trajectory displacement output unit 32 outputs a signal according to the trajectory displacement from the original trajectory 10R to the trajectory 10B.
  • the traveling position specifying unit 40 sets the similarity between the displacement data f corresponding to the track displacement from the original track 10R to the track 10B and the reference profile data Prf (A), Prf (B), Prf (C). Then, the evaluation value of each similarity is compared with each other. The result shows that the displacement data f is most similar to the reference profile data Prf (B).
  • the cross correlation operation between the displacement data and the reference profile data Prf (A) is performed, and the maximum value thereof is adopted as the evaluation value.
  • a cross-correlation operation between displacement data and reference profile data Prf (B) is performed, and the maximum value is adopted as an evaluation value.
  • a cross-correlation operation between displacement data and reference profile data Prf (C) is performed, and the maximum value thereof is adopted as an evaluation value.
  • the reference profile data may be set to a range that indicates characteristic data (for example, waveform data having a slope equal to or greater than a predetermined value). Therefore, for example, data of a range U (a) indicating a large change is set as reference profile data corresponding to the trajectory 10A, and a range of a range U (b) indicating a large change as reference profile data corresponding to the trajectory 10B. Data may be set, and data of a range U (c) in which a plurality of large changes are continuous may be set as reference profile data corresponding to the trajectory 10C.
  • the reference profile data corresponding to each track 10A, 10B, 10C to be a branch destination is set in the same range Alternatively, they may be set in different ranges.
  • the range of the displacement data is calculated based on the travel distance of the railway vehicle 20 as described above.
  • the range of the displacement data may be narrowed according to the traveling time of the railcar 20 (for example, the scheduled time when traveling at the branch point).
  • the reference profile data is set in a range indicating characteristic data (for example, waveform data having a gradient equal to or more than a predetermined value)
  • the displacement data is similar to the characteristic data. It may be narrowed down to a range showing a tendency (for example, a range showing a slope exceeding the predetermined value or a predetermined range before or after that).
  • one track 10 extends without being branched halfway. In this track 10, it is considered to specify the position where the railway vehicle 20 travels. As described above, in the positioning technology using GPS, the error may be several meters or more, so there is a possibility that the traveling position of the railway vehicle 20 on the track 10 can not be identified accurately.
  • reference profile data Prf corresponding to a predetermined range of the track 10 (a range in which it is desired to specify the position of the railway vehicle 20) is stored in advance.
  • the track displacement output unit 32 continuously outputs a signal corresponding to the displacement of the track 10.
  • the traveling position specifying unit 40 can continuously obtain displacement data f based on the track displacement of the track 10. Therefore, in the traveling position specifying unit 40, data f ((1), a (2), a (3),...) Shifted from the distance division or time division corresponding to the reference profile data Prf in the displacement data.
  • the similarity between the data f (1), f (2), f (3), f (4),... And the reference profile data Prf satisfy the same condition. If the railway vehicle 20 corresponds to the data (cross correlation, for example, if evaluation is performed by cross correlation calculation, evaluation value indicating the degree of similarity exceeds a predetermined value set in advance, etc.) When the evaluation is performed by calculation, it is possible to more accurately specify that the predetermined range corresponding to the reference profile data Prf has been traveled in the section corresponding to the shift amount where the evaluation value exceeds the predetermined value set in advance.
  • the comparison between the signal according to the displacement of the track 10 and the reference profile data Prf by the track displacement output unit 32 may be performed continuously while the rail vehicle 20 is traveling, or the travel distance of the rail vehicle 20 It may be performed in a range determined that the railcar 20 has approached a predetermined range corresponding to the reference profile data Prf based on the indicated kilometer information or the latitude / longitude information based on GPS.
  • the travel position specifying device According to the travel position specifying system, the travel position specifying device, and the travel position specifying method of the railway vehicle configured as described above, according to the displacement data based on the output of the track displacement output unit 32 and the track displacement in a predetermined range of the track 10 Based on the degree of similarity to the reference profile data, the travel position of the railcar 20 can be identified more accurately.
  • the traveling position of the railcar 20 can be further enhanced regardless of the speed of the railcar 20 or the like.
  • Accurately identify For example, consider a case where it is intended to simply compare the change data of the vertical or horizontal acceleration of the railcar with the corresponding reference profile data.
  • the change data of acceleration when the railcar travels a predetermined range of the track largely depends on the speed of the railcar.
  • the similarity between the acceleration change data and the reference profile data may differ greatly depending on the speed of the railcar, so whether the railcar traveled within the predetermined range based on the calculated similarity It can be difficult to determine whether or not.
  • the track displacement output unit 32 outputs a signal corresponding to the displacement of the track 10.
  • the displacement data based on the output of the track displacement output unit becomes constant to some extent regardless of the speed of the railcar 20 as data indicating the displacement of the track 10.
  • the traveling position of the railcar 20 can be identified more accurately.
  • reference profile data Prf can be obtained by measuring a track 10 by any railway vehicle. Therefore, the reference profile data Prf can be easily set as compared with the case where the conditions for determining whether the railcar 20 has traveled the predetermined range of the track 10 are inferred and generated while performing trial and error.
  • the traveling position specifying unit 40 Among the reference profile data Prf (A), Prf (B), Prf (C), the trajectories 10A, 10B, 10C corresponding to the one most similar to the displacement data are specified. This makes it possible to specify which of the tracks 10A, 10B, and 10C the railcar 20 branches off has advanced.
  • the plurality of trajectories 10 (A), 10 (B) and 10 (C) are branched from the original trajectory 10R, the plurality of trajectories 10 (A), 10 (B) and 10 (C) are mutually Close places may be laid in parallel. In such a case, it is difficult to determine which of the plurality of tracks 10 (A), 10 (B), and 10 (C) the railway vehicle 20 travels, depending on, for example, a kilometer indicating the travel distance of the railway vehicle 20 It is possible.
  • the railcar 20 is obtained based on the similarity between the displacement data 149c based on the output of the track displacement output unit 32 and the reference profile data Prf (A), Prf (B), and Prf (C). It becomes possible to more reliably determine which one of the plurality of tracks 10 (A), 10 (B) and 10 (C) the vehicle travels to which the vehicle is to be branched.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a travel position identification system of a railway vehicle.
  • the railcar 20 into which the present system is incorporated has the same configuration as that described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
  • the travel position identification system 130 of the railcar includes a track displacement output unit 132 and a travel position identification unit 140.
  • the track displacement output unit 132 like the track displacement output unit 32, is configured to be able to output a signal according to the displacement of the track 10 when the railway vehicle 20 is traveling on the track 10.
  • the track displacement output unit 132 is configured to be able to output the acceleration of the railway vehicle 20 traveling on the track 10 according to the displacement of the track 10. Further, here, the track displacement output unit 132 is configured to be able to output a signal according to the vertical displacement of the track 10.
  • the sensor which outputs the acceleration according to the displacement of the wheel 26 displaced up and down according to the up-and-down displacement of the track
  • the wheel 24 is rotatably supported by the truck 24 via an axle.
  • the carriage frame 25 of the carriage 24 is provided with an axle box 27 for rotatably supporting an axle, detects an acceleration in the vertical direction of the axle box 27 in the axle box 27, and outputs a detection signal thereof
  • An acceleration sensor is provided.
  • This acceleration sensor can be used as the track displacement output unit 132.
  • the acceleration sensor one having various configurations such as a capacitance detection sensor, a piezoresistive sensor, and the like can be used.
  • the traveling position specifying unit 140 is a process for specifying whether the railcar 20 is traveling in the predetermined range based on the degree of similarity between the displacement data based on the output of the track displacement output unit 132 and the reference profile data Prf. Run.
  • the travel position identification unit 140 is configured by a computer 140A including a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and the like.
  • the travel position identification unit 140 is also a travel position identification device.
  • the computer 140A includes a storage unit 149 configured of a rewritable flash memory, a magnetic storage device, or the like, and the storage unit 149 includes a traveling position identification program for processing the computer 140A as the traveling position identification unit 140. It is stored.
  • the computer 140A executes the processing as the traveling position specifying unit 140 as the CPU performs arithmetic processing in accordance with the processing procedure described in the traveling position specifying program.
  • the computer 140A also executes various processes as the following latitude / longitude operation unit 142, speed operation unit 143, and travel distance operation unit 144 by performing operation processing according to the processing procedure described in the program. Each of these processes may be distributed and executed by a plurality of computers or hardware circuits.
  • the computer 140A includes a clock generator 141, and each process is performed according to a clock frequency by the clock generator 141.
  • the storage unit 149 mounted on the railcar 20 stores map data 149a including route information of the track 10 on which the railcar 20 travels.
  • the map data 149a includes information specifying a reference position (hereinafter referred to as an initial kilometer) when the railcar 20 travels the track 10, and a range in which it is desired to specify a more accurate position of the railcar 20.
  • the reference position is set at a position at which the railway vehicle 20 stops on the track 10 (for example, a stop station or the like).
  • the range where it is desired to specify a more accurate position of the rail vehicle 20 is a range where the track 10 branches.
  • the storage unit 149 also stores reference profile data Prf.
  • reference profile data Prf in order to specify which track 10 the rail vehicle 20 travels in the range where the track 10 branches, reference profile data Prf corresponding to the track of each branch destination of the track 10 is stored.
  • the reference profile data Prf according to the trajectory of each branch destination may be data measured in the past. This point is as described with reference to FIG. 3 in the first embodiment.
  • the storage unit 149 stores displacement data 149 c which is data being processed by the traveling position specifying unit 140.
  • displacement data 149c is data being processed by the traveling position specifying unit 140.
  • history map data 149 d is stored in the storage unit 149 during and after the following processing.
  • the history map data 149 d includes information on the track 10 on which the railcar 20 has passed.
  • the processing of the traveling position specifying unit 140 is performed at timing according to the calculation result by the traveling distance calculating unit 144, so the traveling distance calculating unit 144 will be described.
  • the travel distance calculation unit 144 specifies the approximate position of the railcar 20 on the track 10 by calculating the travel distance of the railcar 20 from the initial kilometer on the track 10.
  • a GPS receiver 151 and a longitudinal acceleration sensor 152 are mounted on the railway vehicle 20.
  • the GPS reception unit 151 receives a signal from a GPS satellite and outputs the received signal to the latitude and longitude calculation unit 142.
  • the latitude and longitude calculation unit 142 calculates the latitude and longitude of the railway vehicle 20 based on the signals transmitted from the plurality of GPS satellites, and outputs the calculation result to the travel distance calculation unit 144. Further, the calculation result of the latitude and longitude calculation unit 142 is given to the speed calculation unit 143.
  • the speed calculation unit 143 calculates the speed of the railway vehicle 20 from the temporal change of the calculated latitude and longitude, and outputs the calculation result to the travel distance calculation unit 144.
  • the longitudinal acceleration sensor 152 is mounted on the railway vehicle 20 so as to be able to detect the acceleration of the railway vehicle 20 in the longitudinal direction of the railway vehicle 20 (the direction along the track 10).
  • the longitudinal acceleration sensor 152 various configurations such as a capacitance detection sensor, a piezoresistive sensor, and the like can be used.
  • the signal of the acceleration detected by the longitudinal acceleration sensor 152 is output to the traveling distance calculation unit 144.
  • the longitudinal acceleration sensor 152 may be omitted.
  • the travel distance calculation unit 144 calculates the travel distance of the railway vehicle 20 from the initial kilometer based on the longitude and latitude information of the railway vehicle 20 and the speed information based on the longitude and latitude information. Then, the longitude and latitude information, the speed information based on the longitude and latitude information, and the displacement data 149c including the traveling distance of the railway vehicle 20 from the initial kilometer are stored and updated at an operation cycle corresponding to the clock frequency of the clock generator 141.
  • the calculations of the latitude and longitude calculation unit 142, the speed calculation unit 143, and the travel distance calculation unit 144 may be corrected based on the longitudinal acceleration from the longitudinal acceleration sensor 152.
  • the acceleration output from the trajectory displacement output unit 132 which is an acceleration sensor, is sampled at an operation cycle corresponding to the clock frequency of the clock generator 141, and stored and updated as displacement data 149c.
  • displacement data 149c latitude and longitude information, speed information based thereon, travel distance of the railway vehicle 20 from an initial kilometer, and acceleration information according to track displacement are associated with each sampling timing.
  • the travel position identification unit 140 is mounted on the railway vehicle 20.
  • the traveling position specifying unit 140 includes a similarity degree calculation unit 145, a traveling track determination unit 146, a displacement data conversion unit 147, and a vertical displacement calculation unit 148.
  • the vertical displacement calculation unit 148 converts the acceleration information in the displacement data 149c, that is, the acceleration output from the track displacement output unit 132, which is an acceleration sensor, into the vertical displacement of the railway vehicle 20 based on the vertical displacement of the track 10.
  • the vertical displacement calculation unit 148 calculates vertical displacement of the railway vehicle 20 by integrating the acceleration waveform data of the railway vehicle 20 in the vertical direction based on the displacement of the track 10 twice.
  • the displacement data 149c is converted as waveform data including information representing the amount of vertical displacement based on the acceleration output from the trajectory displacement output unit 132 which is an acceleration sensor.
  • the displacement data conversion unit 147 converts the displacement data 149 c as displacement data of the track 10 with respect to the travel distance on the track 10 based on the output of the travel distance calculation unit 144. That is, first, the displacement data 149 c is sampled at a calculation cycle corresponding to the clock frequency of the clock generator 141, and the acceleration output from the track displacement output unit 132 is sampled, and this acceleration represents the vertical displacement by the vertical displacement calculator 148. It is converted as data. Since the travel distance calculated by the travel distance calculation unit 144 is associated with each sampling timing, the displacement data conversion unit 147 is a displacement including the displacement data of the track 10 with respect to the travel distance. Convert to data 149c.
  • displacement signal waveform data f (t) (t is sampling time) representing displacement with respect to time is converted into signal waveform data f (d) (d representing travel distance of railway vehicle 20) representing displacement with respect to travel distance.
  • the displacement with respect to the travel distance between sampling cycles may be complemented by a known method such as linear interpolation, polynomial interpolation, spline interpolation, or the like.
  • the similarity calculation unit 145 obtains the similarity between the displacement data 149 c and the reference profile data Prf.
  • the similarity degree computing unit 145 computes the degree of similarity between the displacement data 149c and the reference profile data Prf within a candidate range in which the position of the railcar 20 is specified using GPS.
  • similarity degree operation unit 145 is located in a candidate range where railway vehicle 20 wants to specify the position of track 10, ie, a candidate range where track 10 branches. It is determined whether or not.
  • the similarity degree computing unit 145 corresponds to the displacement data 149c in the distance range in which the railcar 20 is traveling in the candidate range and the track 10 of each branch destination.
  • the similarity with the reference profile data Prf is calculated.
  • the travel distance computing unit 144 computes the travel distance of the railway vehicle 20 based on the GPS signal, there may be a certain degree of error. Therefore, the candidate range of the rail vehicle 20 to be evaluated for the degree of similarity is made larger than the distance range of the reference profile data Prf, and the smaller reference profile data Prf is the candidate range of the larger rail vehicle 20.
  • the data may be sequentially shifted to calculate the degree of similarity for each shift amount, and the degree of similarity with the highest degree of similarity may be adopted as the degree of similarity for the reference profile data Prf.
  • the range D of the signal waveform data f (d) of the railway vehicle 20 is made larger than the distance range such as the reference profile data Prf (A), and the reference profile data Prf (A) etc. are sequentially shifted with respect to the range D of the signal waveform data f (d) to calculate the degree of similarity with respect to each shift amount, and the value which becomes maximum is the similarity such as the reference profile data It is an example of the processing made into a degree.
  • the candidate range of the rail vehicle 20 to be evaluated for the degree of similarity is set smaller than the distance range of the reference profile data Prf, and the data of the candidate range of the smaller rail vehicle 20 is
  • the larger reference profile data Prf may be sequentially shifted to calculate the similarity with respect to each shift amount, and the highest similarity may be adopted as the similarity with respect to the reference profile data Prf. .
  • the evaluation of the degree of similarity between the displacement data 149c of the railcar 20 in the candidate range and the reference profile data Prf can be evaluated, for example, by the cross-correlation calculation as described in the first embodiment. That is, the displacement waveform data of the railcar 20 represented by the displacement data 149c is f (d), and the displacement waveform data of the reference profile data Prf is Prf (d). Assuming that each data is represented by a discretized data string, an evaluation value R (m) indicating the degree of similarity can be calculated by the following equation (Equation (1)). Here, N indicates the number of data, and m indicates the delay distance (shift amount).
  • the traveling track determination unit 146 determines the traveling track based on the evaluation value R calculated by the similarity degree calculation unit 145. For example, the track 10 at the branch destination where the largest evaluation value R is obtained is determined as the position of the track 10 at which the railcar 20 has passed.
  • the determination result by the traveling track determination unit 146 is stored in the storage unit 149 as history map data 149 d including information indicating the position where the railway vehicle 20 existed in the past, that is, the track 10 that has passed.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the overall processing of the travel position identification system. The overall processing of the travel position identification system will be described with reference to FIGS. 7 to 9.
  • step S11 the travel distance calculation unit 144 determines the presence or absence of reception of GPS (latitude and longitude). If it is determined that there is reception, the process proceeds to step S12.
  • the traveling distance calculation unit 144 determines whether or not there is a corresponding point within the ⁇ defined range of the map. That is, in the map data 149a, the latitude and longitude of a reference position (about the initial kilometer) which is a base point when calculating the travel distance is registered.
  • the reference position is information indicating the latitude and longitude of the stop position of the railcar 20.
  • the reference position may be one or more than one.
  • the travel distance calculation unit 144 sets a point at any reference position within a range distance (m) defined by ⁇ from the latitude and longitude (that is, the position of the railway vehicle 20) calculated by the latitude and longitude calculation unit 142. Determine if it exists.
  • a communication device capable of communicating with a transponder (Transponder) provided at a predetermined position on the track 10 may be incorporated in a railway vehicle, and a position at which the communication device communicates with the transponder may be used as a reference position (about the initial kilometer).
  • step S13 the traveling distance calculation unit 144 sets the initial kilometer to a value (Ks) corresponding to the reference position determined to be applicable in step S12. Note that the kilometer is represented by the distance from the starting point of the trajectory 10.
  • the route including the reference position is determined as the route type on which the rail vehicle 20 travels, and the history map data 149d is registered and updated according to the determined content. Ru. After this, the process proceeds to step S14.
  • step S12 If it is determined in step S12 that there is no corresponding point, the process proceeds to step S26.
  • step S26 the traveling distance calculation unit 144 temporarily sets an initial kilometer to an initial kilometer (Ks) preset in the program, and further provisionally sets a route type to a route type preset in the program. Alternatively, if the initial kilometer and the route type have already been set, the current value is maintained. After this, the process proceeds to step S14.
  • the travel distance calculation unit 144 determines whether the railcar 20 has been launched.
  • step S14 it is determined whether there is an operation cycle signal according to the clock frequency of the clock generator 141, that is, the presence or absence of an interruption of ⁇ T seconds. If it is determined that there is an interrupt, the process proceeds to step S15.
  • step S15 based on the signal output from the longitudinal acceleration sensor 152, it is determined whether the longitudinal acceleration ⁇ GL exceeds a predetermined value set in advance. If it is determined as YES, the process proceeds to step S16. If it is determined as NO, the process returns to step S14. If longitudinal acceleration ⁇ GL is the same as the specified value, the process may proceed to either YES or NO.
  • step S16 it is determined whether the speed Vg of the railcar 20 calculated by the speed calculator 143 exceeds 0 km / h. If it is determined as YES, the process proceeds to step S17. If it is determined as NO, the process returns to step S14.
  • step S17 the traveling distance calculation unit 144 calculates Ks + Vg ⁇ ⁇ T as the current position (represented by the distance from the initial kilometer).
  • the vertical displacement calculation unit 148 calculates vertical displacement from the vertical acceleration in the displacement data 149c.
  • the displacement data 149c an example of the displacement data 149c is shown in FIG.
  • the GPS position (latitude, longitude) based on the calculation result of the latitude and longitude calculation unit 142
  • the speed based on the calculation result of the speed calculation unit 143
  • the trajectory The information which matched the vertical acceleration based on the output of the displacement output part 132 is included.
  • the information on the current position (about kilometer) calculated in step S17 is also associated with each sampling timing.
  • the vertical displacement calculation unit 148 calculates vertical displacement based on vertical acceleration in the displacement data 149c, associates this with sampling data, and updates the content of the displacement data 149c.
  • the similarity degree computing unit 145 determines whether or not the railway vehicle 20 is traveling in the candidate range. Whether or not the railcar 20 is traveling within the candidate range is determined, for example, by specifying the position of the railcar 20 using GPS and determining whether the position is within a predetermined range of the track 10 Can. For example, when it is desired to determine which branch 10 on which the rail vehicle 20 travels, a kilometer of the branch point based on the initial kilometer is set in advance, and a predetermined distance range from the kilometer to the candidate range Set as Then, when the kilometer of the railcar 20 is within the predetermined distance range from the branch point or more and beyond, and can be determined that the railcar 20 is within the predetermined candidate range . If it is determined in step S19 that the railcar 20 is present in the candidate range, the process proceeds to step S20. If it is determined that the railcar 20 does not exist, the process proceeds to step S23.
  • the railcar 20 is traveling within the candidate range, it is also possible to make a determination by other processing. For example, when the latitude and longitude by GPS exist within the distance range of processing with respect to the latitude and longitude of the position where the travel position is desired to be determined, it can be determined that the railway vehicle 20 travels within the candidate range.
  • step S20 the displacement data conversion unit 147 converts displacement data 149c including the vertical displacement and the output result of the travel distance calculation unit 144 as displacement data of the track 10 with respect to the travel distance on the track 10.
  • the railcar 20 selectively travels from the original track 10R to any of the tracks 10A, 10B, and 10C.
  • the vertical displacement is sampled according to the sampling cycle, so if the speed of the railcar 20 is different, the waveform of the vertical displacement with respect to the time axis will be different.
  • waveform data fa (t) of the vertical displacement with respect to the time axis in the case of the velocity Va is denser than waveform data fb (t) of the vertical displacement with respect to the time axis in the velocity Vb (where Va> Vb). become.
  • the waveform of the vertical displacement with respect to the time axis gradually becomes sparse or dense.
  • the displacement data 149 c including the vertical displacement and the output result of the travel distance calculation unit 144 is converted as displacement data of the track 10 with respect to the travel distance on the track 10. That is, waveform data fa (t) and fb (t) with respect to time are converted into waveform data f (t) with respect to distance.
  • the displacement data 149 c is converted as displacement data of the track 10 with respect to the traveling distance on the track 10 not only when the rail vehicle 20 travels at a constant speed but also when the speed changes in the middle and when it stops halfway Ru.
  • the signal waveform data f (d) converted as displacement data of the track 10 with respect to the predetermined range D in the track 10 based on the converted displacement data has a distance from the predetermined position regardless of the speed of the railway vehicle 20 It is expressed as the corresponding displacement data. Therefore, regardless of the speed, the degree of similarity with the reference profile data Prf can be appropriately evaluated.
  • the reference profile data Prf is also set as displacement data according to the distance.
  • the similarity calculation unit 145 obtains the similarity between the displacement data 149c and the reference profile data Prf.
  • reference profile data Prf (A), Prf (B), Prf (C) corresponding to each of the trajectories 10A, 10B, 10C branched from the original trajectory 10R are set.
  • the similarity calculation unit 145 compares upper and lower displacement data (signal waveform data f (d)) with respect to the distance, and reference profile data Prf (A), Prf (B), and Prf (C) in a predetermined range r. Perform cross correlation operation.
  • the range D of the vertical displacement data (signal waveform data f (d)) with respect to the distance is shifted to d (1), d (2), d (3)...
  • Cross correlation calculation with reference profile data Prf (A), Prf (B) and Prf (C) is performed corresponding to the delay distance m in 1).
  • the maximum value of the cross-correlation calculation of the reference profile data Prf (A), Prf (B), Prf (C) is evaluated according to the reference profile data Prf (A), Prf (B), Prf (C). Let values R (A), R (B), R (C).
  • the route type is determined based on the evaluation values R (A), R (B), R (C) corresponding to the reference profile data Prf (A), Prf (B), Prf (C).
  • the reference profile data Prf (A), Prf (B), Prf (C) corresponding to the maximum among the evaluation values R (A), R (B), R (C), the trajectory 10 (A), 10 (B) or 10 (C) is specified as a route type on which the rail vehicle 20 travels.
  • information including the route type of the track 10 on which the railcar 20 actually travels is stored and updated in the storage unit 149 as the history map data 149 d.
  • step S23 it is determined whether or not there is an interruption of ⁇ T seconds. If it is determined that there is no interrupt, the process returns to step S17. If it is determined that there is an interrupt, the process proceeds to step S24.
  • step S24 based on a signal output from the longitudinal acceleration sensor 152, it is determined whether the longitudinal acceleration ⁇ GL has exceeded a preset specified value. If it is determined as NO, the process returns to step S17, and if it is determined as YES, the process proceeds to step S24. If longitudinal acceleration ⁇ GL is the same as the specified value, the process may proceed to either YES or NO.
  • step S24 it is determined whether the speed Vg of the railcar 20 calculated by the speed calculation unit 143 has become 0 km / h. If it is determined as NO, the process returns to step S17. If it is determined as YES, the process returns to step S12.
  • the railway vehicle 20 travels along the track 10 in the same manner as described in the first embodiment.
  • the railway vehicle 20 travels along the track 10 in the same manner as described in the first embodiment.
  • the travel position of the railcar 20 can be specified more accurately.
  • the traveling position specifying unit 140 Among the reference profile data Prf (A), Prf (B), Prf (C), the trajectories 10A, 10B, 10C corresponding to the one most similar to the displacement data are specified. This makes it possible to specify which of the tracks 10A, 10B, and 10C the railcar 20 branches off has advanced.
  • the track displacement output unit 32 includes an acceleration sensor that outputs the acceleration of the traveling railway vehicle 20 according to the displacement of the track 10.
  • the vertical displacement calculation unit 148 calculates a value indicating the displacement of the railway vehicle 20 from the value of the acceleration output from the acceleration sensor 152, and stores and updates the displacement data 149c. Then, the traveling position specifying unit 140 obtains the degree of similarity between the displacement data 149 c including displacement information based on the acceleration and the reference profile data Prf. Therefore, displacement data 149 c of the track 10 can be easily obtained based on the acceleration sensor 152.
  • the track displacement output unit 32 outputs a signal according to the vertical displacement of the track 10, the influence of left and right swing of the rail vehicle 20 is less likely to be applied, and the relatively accurate displacement data 149c of the track 10 is obtained. Can.
  • the travel position specification unit 140 uses the displacement data 149c as the displacement data 149c of the track 10 with respect to the travel distance on the track 10 Find the degree of similarity with Prf. For this reason, the influence by the speed of the railway vehicle 20 can be eliminated as much as possible, and the degree of similarity can be evaluated.
  • data indicating the displacement of the trajectory with respect to time may be used as the reference profile data Prf, and the degree of similarity between the displacement data 149c of the trajectory 10 with respect to time and the reference profile data Prf may be determined.
  • the travel distance calculation unit 144 calculates the travel distance of the rail vehicle 20 based on the latitude and longitude obtained using the GPS, the travel distance of the rail vehicle 20 can be simplified using the GPS. It can be asked.
  • the travel position identification system 130 of the present railway vehicle is incorporated into the railway vehicle 20
  • the travel position identification of the present railway vehicle can be performed without connecting the system to the speed generator and the like provided in the railway vehicle 20.
  • the system 130 can be easily incorporated into the rail vehicle 20.
  • the travel position specifying unit 140 compares the track 10 with a comparison range in order to evaluate the similarity between the displacement data 149c and the reference profile data Prf. It can be narrowed down before and after etc.
  • the travel distance calculation unit 144 calculates the travel distance of the railway vehicle 20 based on the latitude and longitude obtained using GPS, but this is not always necessary. For example, the travel distance calculation unit 144 calculates the travel distance of the rail vehicle 20 based on the speed signal from the speed generator provided in the rail vehicle 20 or based on the acceleration signal from the longitudinal acceleration sensor 152. You may
  • the degree of similarity can be appropriately evaluated.
  • the traveling track determination unit 146 stores the track 10 determined by the traveling track determination unit 146 in the history map data 149 d as the position or route type of the track 10 on which the rail vehicle 20 travels, a more accurate actual traveling track of the rail vehicle 20 As a history can be left.
  • the traveling position can be specified in the rail vehicle 20.
  • FIG. 10 is a view showing a track displacement output unit 232 according to a modification.
  • the trajectory displacement output unit 232 includes an imaging camera 234, an image processing unit 235, and a rail width calculation unit 236.
  • the imaging camera 234 is provided on the railcar 20 so as to be able to image each of the two rails 12.
  • two imaging cameras 234 are fixed to the railway vehicle 20.
  • Each imaging camera 234 is fixed in a downward posture capable of imaging the rail 12 at a position above the rail 12.
  • An image signal captured by each imaging camera 234 is supplied to the image processing unit 235.
  • the image processing unit 235 executes filtering processing, binarization processing, edge extraction and the like, and executes processing of extracting the boundary (in particular, the inner edge or the outer edge) of the rail 12 in the captured image. Processing data by the image processing unit 235 is supplied to the rail width calculating unit 236, and two rail widths are calculated based on the processing data. While the railcar 20 is traveling, the rail width sequentially calculated is output as the displacement of the track 10.
  • a signal corresponding to the rail width is output as a signal corresponding to the displacement of the track 10.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a travel position identification system 330 of a railcar according to a modification.
  • the track displacement output unit 32 is mounted on the railway vehicle 20 on the premise of the second embodiment.
  • the railway vehicle 20 is equipped with a GPS reception unit 151 and a latitude and longitude calculation unit 142.
  • the travel position of the railcar 20 may be calculated based on the output from a speed generator or the like.
  • the longitudinal acceleration sensor 152 is omitted.
  • the output from the trajectory displacement output unit 32 is sampled at an operation cycle corresponding to the clock frequency generated by the clock generator 141.
  • the sampling result is stored in the storage unit 349 as displacement data 349 c in association with the sampling timing, the latitude / longitude information from the latitude / longitude operation unit 142, and the like.
  • the railway vehicle 20 is provided with a communication device 350 that can communicate via the communication network 380.
  • a management base 400 is provided at a place different from the railway vehicle 20.
  • a management server device 410 is provided in the management base 400.
  • the management server device 410 is configured by a computer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
  • the management server device 410 includes a storage unit 411 configured of a rewritable flash memory, a magnetic storage device or the like, and causes the storage unit 411 to process the management server device 410 as the traveling position identification unit 440.
  • a travel position identification program is stored.
  • the management server device 410 executes processing as the traveling position specifying unit 440 by the CPU performing arithmetic processing in accordance with the processing procedure described in the traveling position specifying program.
  • reference profile data Prf and map data 149a are stored as described in the second embodiment. Further, during the following processing, the storage unit 411 stores displacement data 146 c which is data being processed by the traveling position specifying unit 440. In addition, history map data 149 d is stored in the storage unit 411 during and after the following processing. The history map data 149 d includes information on the track 10 on which the railcar 20 has passed.
  • the management server device 410 includes a traveling distance calculation unit 144 and a traveling distance calculation unit 144 as described in the second embodiment. Furthermore, as described in the second embodiment, the management server device 410 includes travel position determination including a similarity degree operation unit 145, a traveling track determination unit 146, a displacement data conversion unit 147, and an up and down displacement operation unit 148. A unit 140 is provided.
  • the management server device 410 is provided with a communication device 450 that can communicate via the communication network 380.
  • the traveling position specifying unit 440 of the management server device 410 and the track displacement output unit 32 provided in the railcar 20 are communicably connected via the communication devices 350 and 450 and the communication network 380.
  • the communication network 380 may be wired, wireless, or a combination thereof.
  • the communication network 380 may be a public communication network or a communication network using a dedicated line.
  • the displacement data 349 c stored in the storage unit 349 of the railcar 20 is transmitted to the management server device 410 via the communication network 380 and stored in the storage unit 411. Transmission of data from the railcar 20 to the management server device 410 may be performed in real time each time data is acquired, or may be transmitted each time the railcar 20 stops at a station or the like.
  • the management server device 410 performs the same processing as that described in the second embodiment based on the displacement data 349c to determine the traveling position of the railcar 20, the route type, etc. It is stored as history map data 149 d on which the vehicle 20 has actually traveled.
  • the track displacement output unit 32 is mounted on the railway vehicle 20 and the traveling position identifying unit 440 corresponding to the traveling position identifying unit 40 is a management server in the traveling position identifying system 130 of the railway vehicle in the second embodiment.
  • the speed calculation unit 143, the travel distance calculation unit 144, the vertical displacement calculation unit 148, the displacement data conversion unit 147, and the like may be mounted on any of the railway vehicle 20 and the management server device 410. If the speed calculation unit 143, the travel distance calculation unit 144, the vertical displacement calculation unit 148, the displacement data conversion unit 147, etc. are mounted on the management server device 410 side, the processing in the railway vehicle 20 can be made as light as possible and managed. The amount of data transmitted to the server device 410 can be reduced.
  • the management server device 410 is communicably connected to the plurality of railcars 20, and can also manage actual travel histories of the plurality of railcars 20.
  • the travel history of the plurality of railcars 20 can be comprehensively managed in the management server device 410, it is suitable for state management of the track 10.
  • each structure demonstrated by said each embodiment and each modification can be combined suitably, as long as there is no contradiction mutually.
  • one or more of the traveling distance calculation unit 144, the displacement data conversion unit 147, the vertical displacement calculation unit 148, and the like described in the second embodiment may be used to drive the railway vehicle described in the first embodiment. It can be incorporated into the localization system 30.
  • the vertical displacement calculation unit 148 may be incorporated in the travel position identification system 30 of a railway vehicle.
  • the track displacement output unit 32 is incorporated in the railcar 20 and the traveling position specifying unit 40 is provided in the base station as in the modification shown in FIG. May be communicably connected.
  • a system for determining a traveling position of a railway vehicle includes: a track displacement output unit that outputs a signal according to a displacement of the track when the railway vehicle is traveling on a track; And a travel position identification unit that determines whether the railway vehicle has traveled the predetermined range based on the similarity between the displacement data based on the reference profile data according to the track displacement in the predetermined range of the track. .
  • the traveling position of the railcar can be specified more accurately by using the similarity between the displacement data based on the output of the track displacement output unit and the reference profile data according to the track displacement in the predetermined range of the track.
  • a 2nd aspect is a travel position identification system of the rail vehicle concerning a 1st aspect, Comprising: The said reference
  • standard profile data are made into the data measured in the past.
  • a third aspect is the traveling position identification system for a railcar according to the first or second aspect, wherein the traveling position identification unit is configured to compare reference profile data corresponding to each of a plurality of tracks and the displacement data. A trajectory corresponding to one of the plurality of pieces of reference profile data that is most similar to the displacement data is identified based on the degree of similarity.
  • any of the plurality of trajectories can be specified.
  • a fourth aspect is the traveling position specifying system for a railcar according to any one of the first to third aspects, wherein the track displacement output unit travels according to the displacement of the track.
  • the traveling position specifying unit obtains the degree of similarity with the reference profile data as displacement data based on the acceleration output from the acceleration sensor.
  • a fifth aspect is the traveling position identification system for a railcar according to any one of the first to fourth aspects, wherein the track displacement output unit outputs a signal according to the vertical displacement of the track It is.
  • a sixth aspect is the traveling position identification system for a railcar according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a traveling distance computing unit for computing a traveling distance of the railcar, the traveling position The identification unit obtains the degree of similarity with the reference profile data as displacement data of the track with respect to the travel distance in the track based on the output of the travel distance calculation unit.
  • a seventh aspect is the travel position specification system for a railcar according to the sixth aspect, wherein the travel distance calculation unit calculates the travel distance of the railcar based on the latitude and longitude obtained using GPS. It is an operation.
  • the travel distance can be easily obtained using GPS.
  • An eighth aspect is the travel position specifying system for a railcar according to any one of the first to seventh aspects, wherein the position range of the railcar is specified using a GPS within a candidate range for specifying the position of the railcar
  • the traveling position specifying unit evaluates the degree of similarity between the displacement data and reference profile data according to the track displacement in a predetermined range in the track.
  • a ninth aspect is the traveling position specifying system for a railcar according to any one of the first to sixth aspects, wherein the traveling position specifying unit obtains the degree of similarity based on correlation calculation.
  • the degree of similarity can be appropriately determined by correlation calculation.
  • a tenth aspect is a traveling position specifying system for a railcar according to any one of the first to ninth aspects, wherein a specification result by the traveling position specifying unit is stored as an actual traveling track of the railcar And a storage unit.
  • An eleventh aspect is a traveling position specifying system for a railcar according to any one of the first to tenth aspects, wherein the track displacement output unit and the traveling position identifying unit are mounted on the railcar It is
  • the traveling position can be specified in the railway car.
  • a twelfth aspect is the traveling position identification system for a railcar according to any one of the first to tenth aspects, wherein the track displacement output unit is mounted on the railcar, and the traveling position identification portion is managed It is provided in a base, and the track displacement output unit and the traveling position specifying unit are communicably connected via a communication network.
  • the traveling position can be managed at the management base.
  • a travel position specifying device including: a track displacement signal input unit to which a signal based on a displacement of the track when the railway vehicle is traveling on a track is input; and an input to the track displacement signal input unit
  • a travel position identification unit that determines whether the railway vehicle has traveled the predetermined range based on the similarity between the displacement data based on the reference profile data according to the track displacement in the predetermined range of the track; Prepare.
  • the traveling position of the railway vehicle can be specified more accurately by using the similarity between the displacement data based on the input to the track displacement signal input unit and the reference profile data according to the track displacement in the predetermined range of the track. .
  • the method for identifying a traveling position of a railcar comprises: (a) outputting a signal according to the displacement of the track when the railcar is traveling on the track; (b) displacing the track Determining the similarity between the displacement data based on the output according to the reference profile data according to the track displacement in the predetermined range of the track, and (c) the railway vehicle is determined based on the determined similarity degree Determining whether the vehicle has traveled the range.
  • the traveling position of the railcar can be specified more accurately by using the similarity between the displacement data based on the output of the track displacement output unit and the reference profile data according to the track displacement in the predetermined range of the track.
  • a fifteenth aspect is the railway vehicle travel position specifying method according to the fourteenth aspect, wherein the reference profile data is data measured in the past.
  • a sixteenth aspect is the traveling position identification method for a railcar according to the fourteenth or fifteenth aspect, wherein in the step (b), the displacement data and reference profile data corresponding to each of a plurality of tracks are provided. In the step (c), based on the degree of similarity obtained corresponding to the plurality of reference profile data, among the plurality of reference profile data, the one most similar to the displacement data Identify the trajectory corresponding to
  • any of the plurality of trajectories can be specified.
  • a seventeenth aspect is a method of specifying a traveling position of a railcar according to any one of the fourteenth to sixteenth aspects, wherein, in the step (a), the railcar traveling according to the displacement of the track In the step (b), the displacement data is used as displacement data based on the acceleration to obtain a degree of similarity with reference profile data.
  • An eighteenth aspect is the traveling position specifying method according to any one of the fourteenth to seventeenth aspects, wherein in the step (a), a signal corresponding to the vertical displacement of the track is output. .
  • a nineteenth aspect is a method of specifying a traveling position of a railcar according to any one of the fourteenth through eighteenth aspects, further comprising: (d) calculating a traveling distance of the railcar; In b), based on the calculated travel distance of the railcar, the displacement data is used as displacement data of the track with respect to the travel distance on the track to obtain a similarity with the reference profile data.
  • a twentieth aspect is the railway vehicle travel position specifying method according to the nineteenth aspect, wherein, in the step (d), the travel distance of the railway vehicle is determined based on the latitude and longitude obtained using GPS. It is an operation.
  • the travel distance can be easily obtained using GPS.

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Abstract

本発明は、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できるようにすることを目的とする。鉄道車両の走行位置特定システムは、鉄道車両が軌道を走行している時に軌道の変位に応じた信号を出力する軌道変位出力部と、軌道変位出力部の出力に基づく変位データと、軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、鉄道車両が所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部とを備える。

Description

鉄道車両の走行位置特定システム、走行位置特定装置及び走行位置特定方法
　この発明は、軌道を走行する鉄道車両の走行位置を特定する技術に関する。
　特許文献１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して、鉄道車両の走行位置を特定する技術を開示している。
米国特許第８２０９１４５号明細書
　しかしながら、軌道上を走行する鉄道車両の位置をより正確に特定することが要請されている。
　そこで、本発明は、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できるようにすることを目的とする。
　上記課題を解決するため、鉄道車両の走行位置特定システムは、鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号を出力する軌道変位出力部と、前記軌道変位出力部の出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部とを備える。
　また、上記課題を解決するため、鉄道車両の走行位置特定装置は、鉄道車両が軌道を走行している時における前記軌道の変位に基づく信号が入力される軌道変位信号入力部と、前記軌道変位信号入力部への入力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部とを備える。
　また、上記課題を解決するため、鉄道車両の走行位置特定方法は、（ａ）鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号が出力されるステップと、（ｂ）前記軌道の変位に応じた出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合を求めるステップと、（ｃ）求められた類似度合に基づいて前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断するステップとを備える。
　本発明によると、鉄道車両が軌道を走行している時における前記軌道の変位に応じた出力に基づく変位データと軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、鉄道車両が所定範囲を走行したか否かを判断することで、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できる。
第１実施形態に係る鉄道車両の走行位置特定システムを示すブロック図である。 走行位置特定部の処理例を示すフローチャートである。 軌道が分岐している場合において鉄道車両の走行位置を特定する例を示す説明図である。 １本の軌道が途中で分岐せず直線状に延在している場合において鉄道車両の走行位置を特定する例を示す説明図である。 第２実施形態に係る鉄道車両の走行位置特定システムを示すブロック図である。 走行位置特定システムの全体的な処理例を示すフローチャートである。 変位データの一例を示す図である。 時間に対する変位データを距離に対する変位データに変換する例を示す説明図である。 軌道が分岐している場合において変位データと基準プロファイルデータとの類似度合を求める例を示す説明図である。 変形例に係る軌道変位出力部を示す図である。 変形例に係る鉄道車両の走行位置特定システムを示すブロック図である。
　｛第１実施形態｝
　以下、第１実施形態に係る鉄道車両の走行位置特定システム、走行位置特定装置及び走行位置特定方法について説明する。図１は鉄道車両の走行位置特定システムを示すブロック図である。
　本システムが組込まれる鉄道車両について説明すると、鉄道車両２０は軌道１０を走行する。軌道１０は、鉄道車両を経路に沿って導く線状の路である。ここでは、軌道１０は、２つのレール１２を含む。２つのレール１２は、地上に枕木等を介して並行状態で敷設されている。軌道は、モノレールのように１本のレールが鉄道車両を案内するものであってもよい。軌道は、高架橋により空中に設けられてもよく、又は、地下に敷設されてもよい。
　鉄道車両２０は、車体２２と台車２４とを備える。台車２４は、台車枠２５と、複数の車輪２６とを備える。複数の車輪２６は、台車枠２５の左右部位に車軸を介して台車枠２５に回転可能に支持されている。ここで、左右とは、鉄道車両２０内から進行方向を見た場合の左右をいう。左右の車輪２６は、それぞれ２つのレール１２によって案内されつつ当該レール１２上を走行する。台車２４は、車体２２の下部に支持されており、台車２４が軌道１０上を走行することで、車体２２を含む鉄道車両２０が軌道１０に沿って走行する。鉄道車両２０は、軌道１０を走行する車両であればよく、貨物列車の機関車、貨車、旅客列車の機関車、客車、電動客車、付随客車などのいずれであってもよい。
　図１に示すように、鉄道車両の走行位置特定システム３０は、鉄道車両２０に搭載されている。鉄道車両の走行位置特定システム３０は、軌道変位出力部３２と、走行位置特定部４０とを備える。
　軌道変位出力部３２は、鉄道車両２０が軌道１０を走行している時に当該軌道１０の変位に応じた信号を出力可能に構成されている。ここで、軌道１０の変位とは、軌道１０の延在方向における当該軌道１０のいずれかの部位の位置の変化を意味する。この軌道１０の変位は、１つのレール１２の表面部位の位置変化又は２つのレール１２の表面部位の相対的な位置変化を含む。例えば、前者の例として、レール１２の歪み、変形、磨耗、レール１２の継目等の影響によって、軌道１０の表面部位の位置が、軌道１０の延在方向において変化する場合を挙げることができる。また、後者の例として、２つのレール１２間の距離が、軌道１０の延在方向において変化する場合を挙げることができる。軌道変位出力部３２は、このような軌道１０の表面部位の変化に応じた信号を出力する。
　軌道変位出力部３２は、鉄道車両２０が軌道１０を走行する時において、軌道１０の変位に応じた状況を直接又は間接的に取得して当該状況に応じた信号を出力するものであればよい。
　例えば、レール１２が変位していると、当該変位がレール１２を走行する車輪２６を介して鉄道車両２０に伝達される。このため、レール１２の変位に基づく鉄道車両２０の移動を検出した信号を、軌道１０の変位に応じた信号とすることができる。この際、レール１２の変位は、車輪２６から車体２２に伝わるにつれて減衰するため、鉄道車両２０のうちなるべく車輪２６に近い部位の変位を検出してもよい。かかる軌道変位出力部３２としては、例えば、車輪に連結された車軸を支持する車軸箱に設けられた加速度センサを含む構成を採用することができる。
　また、例えば、鉄道車両２０からレール１２の状況を直接取得し、これに基づいて軌道１０の変位に応じた信号を出力してもよい。例えば、鉄道車両２０から撮像装置によってレール１２を撮像し、その撮像画像からレール１２の表面部位の位置を認識し、認識された表面部位の位置の変動に基づいて軌道１０の変位に応じた信号を出力してもよい。その他、鉄道車両２０に光学式位置センサ、超音波位置センサ、渦電流式変位センサ等を設け、そのセンサ等によって、軌道１０の変位を検出し、その検出結果を軌道１０の変位に応じた信号として出力してもよい。
　走行位置特定部４０は、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データと、軌道１０の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合に基づいて、鉄道車両２０が所定範囲を走行しているか否かを特定可能に構成されている。
　この走行位置特定部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（read only memory）およびＲＡＭ（Random access memory）等を備えるコンピュータ４０Ａによって構成されている。走行位置特定部４０は、走行位置特定装置でもある。コンピュータ４０Ａは、書換え可能なフラッシュメモリ又は磁気記憶装置等によって構成される記憶部４１を含んでいる。この記憶部４１に、コンピュータ４０Ａを走行位置特定部４０として処理させるための走行位置特定プログラムが格納されている。ＣＰＵが、走行位置特定プログラムに記述された処理手順に従って演算処理を行うことで、コンピュータ４０Ａが走行位置特定部４０としての処理を実行する。
　鉄道車両２０には記憶部４１が搭載されている。基準プロファイルデータＰｒｆが記憶部４１に格納されている。基準プロファイルデータＰｒｆは、軌道１０の所定範囲における軌道変位に応じたデータである。軌道１０における所定範囲は、当該軌道１０において事前に任意に設定された範囲であり、例えば、数メートル～数十メートル、特に、１０メートルの範囲として設定される。軌道１０における所定範囲は、例えば、軌道１０における鉄道車両２０の位置を知ることが好ましい範囲に設定される。鉄道車両２０の位置を知ることが好ましい範囲の例としては、軌道に分岐点がある場合においてその分岐点の前後所定距離の範囲（例えば、１０メートルの範囲）、或は、複数の軌道が隣合って並んでいる場合においてそれらの複数の軌道が隣に並んでいる範囲の少なくとも一部の範囲（例えば、１０メートルの範囲）であること等が挙げられる。
　基準プロファイルデータＰｒｆは、過去に測定されたデータであってもよいし、軌道１０の設計図、観察結果等から推論的に生成したデータであってもよい。過去に測定されたデータとしては、走行位置の特定対象となる鉄道車両２０が軌道１０の前記所定範囲を実際に走行した際に測定したデータ、走行位置の特定対象となる鉄道車両２０と同型車種又は異型車種の鉄道車両２０が軌道１０の前記所定範囲を実際に走行した際に測定したデータ、又は、軌道１０を敷設した際に走行試験用の車両が軌道１０の前記所定範囲を実際に走行した際に測定したデータ等を含む。
　類似度合は、複数のデータの類似性を評価する各種評価値によって評価される。類似度合は、多段階の数値によって評価されてもよいし、類似の有無を示す２段階で評価されてもよい。かかる類似度合は、例えば、相互相関演算等の各種演算によって求められてもよいし、事前学習された機械学習装置によって求められてもよい。
　図２は走行位置特定部４０の処理例を示すフローチャートである。
　ステップＳ１において軌道変位出力部３２から軌道変位を示す信号が走行位置特定部４０に入力される。
　次ステップＳ２において、走行位置特定部４０は、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データと、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求める。例えば、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データは、軌道１０の所定範囲に相当する時間又は距離に対する、軌道変位に応じた物理量の変化を表す波形として表すことができる。同様に、基準プロファイルデータＰｒｆは、軌道１０の所定範囲に相当する時間又は距離に対する、軌道変位に応じた物理量の変化を表す波形として予め設定されたデータとすることができる。これらの各波形を示すデータは、例えば、時間又は距離で等分割したデータ列によって表現される。走行位置特定部４０は、鉄道車両２０が軌道１０を実際に走行した時に得られた変位データを表す波形データと、基準プロファイルデータＰｒｆを示す波形データとの類似度合を求める。上記したように、２つの波形データの類似度合は、例えば、相互相関演算によって評価することができる。相互相関演算は、２つの波形データをシフトさせながら、２つの波形データの対応部分の積を累積する処理を含む演算を行って、それらの２つのデータの類似度合を示す評価値を求める処理である。相互相関演算によって求められた値は、２つの波形データが類似するほど、大きくなる。相互相関演算においては、値の最大値が１となるように正規化されていてもよい。
　次ステップＳ３において、走行位置特定部４０は、求められた類似度合に基づいて、鉄道車両２０が所定範囲を走行したか否かを判断する。ステップＳ２で求められた類似度合から、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データが基準プロファイルデータＰｒｆに類似していると判断されると、鉄道車両２０が当該基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲を走行したと判断される。また、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データが、基準プロファイルデータＰｒｆに類似していないと判断されると、鉄道車両２０が当該基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲を走行していないと判断する。例えば、上記ステップＳ２において、類似度合が相互相関演算によって評価されている場合、その演算結果の値の大きさによって、鉄道車両２０が当該基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲を走行したか否かを判断することができる。変位データが、基準プロファイルデータＰｒｆに類似しているかどうかの判断は、絶対的な基準に鑑みた絶対的な評価によってなされてもよいし、複数の基準プロファイルデータＰｒｆに対する比較に鑑みた相対的な評価によってなされてもよし、これらの併用によってなされてもよい。
　当該基準プロファイルデータＰｒｆが特徴的なデータ（例えば、所定値以上の勾配を有する波形データ）を示す範囲に設定され、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データに、その特徴的なデータを示す当該基準プロファイルデータＰｒｆに類似するデータが含まれている場合に、鉄道車両２０が当該基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲を走行したと判断してもよい。比較対象となる変位データは、鉄道車両２０の走行距離、走行時刻等によってある程度の範囲に絞り込んでもよい。また、基準プロファイルデータＰｒｆが上記のように特徴的なデータを示す範囲に設定されている場合、比較対象となる変位データは、当該特徴的なデータと似た傾向を示す範囲に絞り込まれてもよい。
　図３は軌道が分岐している場合において、鉄道車両２０の走行位置を特定する例を示す説明図である。図３では、軌道１０は、元軌道１０Ｒ、軌道１０Ａ、軌道１０Ｂ，軌道１０Ｃを含む。元軌道１０Ｒは、一方から他方（図３において左側から右側）に進む際に、複数の軌道に分岐している。より具体的には、元軌道１０Ｒは、第１の分岐器１１（１）で軌道１０Ｂに分岐し、第２の分岐器１１（２）で軌道１０Ｃに分岐している。元軌道１０Ｒ自体はそのまま延在して軌道１０Ａに至る。第１の分岐器１１（１）、第２の分岐器１１（２）の切換状態に応じて、鉄道車両２０は、軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかに選択的に進むことができる。
　図３に示す例では、分岐先となる軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは並列状態に延在しており、相互間の間隔は比較的狭い。ＧＰＳを利用した測位技術では、誤差が数ｍ以上となる可能性があるため、軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかを走行しているかを判別することは困難となる可能性がある。なお、ＧＰＳを利用した測位技術、鉄道車両２０に設けられた速度発電機等に基づく所定の基準位置からの累積距離からは、鉄道車両２０が軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの分岐範囲に達したことは特定可能である。このような場合に、本鉄道車両の走行位置特定システム３０が効果的に利用される。
　軌道１０の分岐箇所において鉄道車両の走行位置特定システム３０が適用される場合、分岐先となる各軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに対応する基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）が予め格納される。基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）は、軌道１０Ａを含む範囲において設定され、ここでは、元軌道１０Ｒ及び軌道１０Ａを含む所定範囲に設定される。基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）は、軌道１０Ｂを含む所定範囲において設定され、ここでは、元軌道１０Ｒ及び軌道１０Ｂを含む所定範囲に設定される。基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｃ）は、軌道１０Ｃを含む範囲において設定され、ここでは、元軌道１０Ｒ及び軌道１０Ｃを含む所定範囲に設定される。基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）が元軌道１０Ｒの範囲を含まなくてもよい。例えば、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）が主として軌道１０Ａを含む範囲に設定され、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）が主として軌道１０Ｂを含む所定範囲に設定され、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｃ）が主として軌道１０Ｃを含む範囲に設定されていてもよい。
　そして、鉄道車両２０が元軌道１０Ｒから軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかに進んだとする。この場合、走行位置特定部４０は、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データと、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）との類似度合を求め、最も類似しているものを鉄道車両２０の走行位置、すなわち、軌道として判断する。
　図３に示す例では、鉄道車両２０は元軌道１０Ｒから軌道１０Ｂに進んでいる。この場合、軌道変位出力部３２は、元軌道１０Ｒから軌道１０Ｂに至る軌道変位に応じた信号が出力される。この場合、走行位置特定部４０は、元軌道１０Ｒから軌道１０Ｂに至る軌道変位に応じた変位データｆと、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）との類似度合を求め、各類似度合の評価値の大小を比較する。変位データｆが基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）に最も類似しているという結果を示すことになる。具体的には、類似度合を相互相関演算で評価した場合、変位データと基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）との相互相関演算がなされ、その最大値が評価値として採用される。同様に、変位データと基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）との相互相関演算がなされ、その最大値が評価値として採用される。また、変位データと基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｃ）との相互相関演算がなされ、その最大値が評価値として採用される。鉄道車両２０は元軌道１０Ｒから軌道１０Ｂに進んだ場合において、これらの各評価値を比較すると、変位データと基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）との評価値が最も大きくなる。これにより、各類似度合に基づいて、鉄道車両２０が基準プロファイルデータＰｒｆ（Ｂ）に対応する軌道１０Ｂを含む所定範囲を走行したと判定されることになる。
　上記したように、基準プロファイルデータは特徴的なデータ（例えば、所定値以上の勾配を有する波形データ）を示す範囲に設定されてもよい。このため、例えば、軌道１０Ａに対応する基準プロファイルデータとして、大きな変化を示す範囲Ｕ（ａ）のデータが設定され、軌道１０Ｂに対応する基準プロファイルデータとして、大きな変化を示す範囲Ｕ（ｂ）のデータが設定され、軌道１０Ｃに対応する基準プロファイルデータとして、大きな変化が複数連続する範囲Ｕ（ｃ）のデータが設定されてもよい。これらのように、軌道１０の分岐箇所において鉄道車両の走行位置特定システム３０が適用される場合等、分岐先となる各軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに対応する基準プロファイルデータは、同じ範囲に設定されず、異なる範囲で設定されてもよい。
　また、基準プロファイルデータと、検出された軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データとの類似度合を求める際には、上記のように、鉄道車両２０の走行距離に基づいて変位データの範囲を絞り込んでもよいし、鉄道車両２０の走行時刻（例えば、分岐箇所を走行している予定時刻）によって変位データの範囲を絞り込んでもよい。また、上記のように、基準プロファイルデータが特徴的なデータ（例えば、所定値以上の勾配を有する波形データ）を示す範囲に設定されている場合、変位データのうち当該特徴的なデータと似た傾向を示す範囲（例えば、上記所定値を越える勾配を示す範囲又はその前後所定範囲）に絞り込んでもよい。
　図４に示す例では、１本の軌道１０が途中で分岐せずに延在している。この軌道１０において、鉄道車両２０が走行する位置を特定することを考える。上記したように、ＧＰＳを利用した測位技術では、誤差が数ｍ以上となる可能性があるため、軌道１０における鉄道車両２０の走行位置を正確に特定できない虞がある。
　１本の軌道１０に対して走行位置特定システム３０が適用される場合、軌道１０の所定範囲（鉄道車両２０の位置の特定を望む範囲）に対応する基準プロファイルデータＰｒｆが予め格納される。鉄道車両２０においては、軌道変位出力部３２によって軌道１０の変位に応じた信号が連続的に出力されている。このため、走行位置特定部４０においては、軌道１０の軌道変位に基づく変位データｆを連続的に取得することができる。そこで、走行位置特定部４０では、変位データのうち基準プロファイルデータＰｒｆに対応する距離区分又は時間区分を、ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）・・・とずらしたデータｆ（１）、ｆ（２）、ｆ（３）、ｆ（４）・・・と、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を順次求める。そして、走行位置特定部４０において、データｆ（１）、ｆ（２）、ｆ（３）、ｆ（４）・・・と基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合が、同一性を満たす条件となった場合（例えば、相互相関演算で評価を行う場合、類似度合を示す評価値が予め設定された所定値を越える場合等）に、鉄道車両２０が当該データに対応する距離又は時間区分（相互相関演算で評価を行う場合、評価値が予め設定された所定値を越えたシフト量に応じた区分）において、基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲を走行したことをより正確に特定できる。
　軌道変位出力部３２によって軌道１０の変位に応じた信号と基準プロファイルデータＰｒｆとの比較は、鉄道車両２０の走行中において、継続的に行われていてもよいし、鉄道車両２０の走行距離を示すキロ程情報又はＧＰＳに基づく緯度経度情報に基づいて、鉄道車両２０が基準プロファイルデータＰｒｆに対応する所定範囲に近づいたと判断された範囲で行われてもよい。
　以上のように構成された鉄道車両の走行位置特定システム、走行位置特定装置及び走行位置特定方法によると、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データと軌道１０の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づくことで、鉄道車両２０の走行位置をより正確に特定できる。
　特に、鉄道車両２０が実際に走行する時の変位データと軌道変位に応じた基準プロファイルデータＰｒｆとを比較することで、鉄道車両２０の速度等に関らず、鉄道車両２０の走行位置をより正確に特定できる。例えば、単に鉄道車両の上下又は左右の加速度の変化データと、これに対応する基準プロファイルデータとを比較しようとする場合を考える。この場合、鉄道車両が軌道の所定範囲を走行する際の加速度の変化データは、鉄道車両の速度に大きく左右される。このため、加速度の変化データと基準プロファイルデータとの類似度合は、鉄道車両の速度に応じて大きく異なってしまう可能性があるため、演算された類似度合から鉄道車両が所定範囲を走行したか否かを判断することは困難となる可能性がある。
　これに対して、軌道変位出力部３２は、鉄道車両２０が軌道１０を走行している時に軌道１０の変位に応じた信号を出力する。このため、軌道変位出力部の出力に基づく変位データは、軌道１０の変位を示すデータとして、鉄道車両２０の速度に関らずある程度一定となる。これにより、鉄道車両２０の速度等に拘らず、鉄道車両２０の走行位置をより正確に特定できる。
　また、過去に鉄道車両が軌道を走行した際に軌道変位を測定したデータを、基準プロファイルデータＰｒｆとすることにより、鉄道車両２０の走行位置を正確に特定することができる。このような基準プロファイルデータＰｒｆは、何らかの鉄道車両が軌道１０を測定することによって得られる。このため、鉄道車両２０が軌道１０の所定範囲を走行したか否かを判別するための条件を推論、試行錯誤等しながら生成する場合と比較して、基準プロファイルデータＰｒｆを容易に設定できる。
　また、走行位置特定部４０は、複数の軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれに対応する基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）と変位データとの類似度合に基づいて、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）のうち変位データに最も類似しているものに対応する軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを特定する。これにより、鉄道車両２０が分岐する軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれに進んだかを特定することが可能となる。
　特に、元軌道１０Ｒから複数の軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）が分岐している場合において、複数の軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）が互いに近い箇所を並列状態に敷設されている場合がある。このような場合、鉄道車両２０の走行距離を示すキロ程等によっては、鉄道車両２０が複数の軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）のいずれを走行しているかを判別困難である可能性がある。また、ＧＰＳの誤差範囲からして、ＧＰＳに基づいて演算された緯度経度によっては、鉄道車両２０が複数の軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）のいずれを走行しているかを判別困難である可能性がある。そこで、上記のように、軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データ１４９ｃと、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）との類似度合に基づくことで、鉄道車両２０が分岐先となる複数の軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）、１０（Ｃ）のいずれを走行しているかをより確実に判別することが可能となる。
　｛第２実施形態｝
　第２実施形態に係る走行位置特定システム、走行位置特定装置及び走行位置特定方法について説明する。図５は鉄道車両の走行位置特定システムを示すブロック図である。
　本システムが組込まれる鉄道車両２０は、上記第１実施形態で説明したものと同様構成であるので、その説明を省略する。
　鉄道車両の走行位置特定システム１３０は、軌道変位出力部１３２と、走行位置特定部１４０とを備える。
　軌道変位出力部１３２は、上記軌道変位出力部３２と同様に、鉄道車両２０が軌道１０を走行している時に当該軌道１０の変位に応じた信号を出力可能に構成されている。
　本実施形態においては、軌道変位出力部１３２は、軌道１０の変位に応じた、当該軌道１０を走行する鉄道車両２０の加速度を出力可能に構成されている。また、ここでは、軌道変位出力部１３２は、軌道１０の上下変位に応じた信号を出力可能に構成されている。
　かかる軌道変位出力部１３２としては、軌道１０の上下変位に応じて上下変位する車輪２６の変位に応じた加速度を出力するセンサを用いることができる。
　より具体的には、台車２４には、車軸を介して車輪２６が回転可能に支持されている。台車２４の台車枠２５には、車軸を回転可能に支持する軸箱２７が設けられており、当該軸箱２７に当該軸箱２７の上下方向の加速度を検出して、その検出信号を出力する加速度センサが設けられている。この加速度センサを、軌道変位出力部１３２として用いることができる。加速度センサとしては、静電容量検出型センサ、ピエゾ抵抗型センサ等各種構成のものを用いることができる。
　走行位置特定部１４０は、軌道変位出力部１３２の出力に基づく変位データと、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合に基づいて、鉄道車両２０が前記所定範囲を走行しているか否かを特定する処理を実行する。
　この走行位置特定部１４０は、上記走行位置特定部４０と同様に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（read only memory）およびＲＡＭ（Random access memory）等を備えるコンピュータ１４０Ａによって構成されている。走行位置特定部１４０は、走行位置特定装置でもある。コンピュータ１４０Ａは、書換え可能なフラッシュメモリ又は磁気記憶装置等によって構成される記憶部１４９を含んでおり、この記憶部１４９に、コンピュータ１４０Ａを走行位置特定部１４０として処理させるための走行位置特定プログラムが格納されている。ＣＰＵが、走行位置特定プログラムに記述された処理手順に従って演算処理を行うことで、コンピュータ１４０Ａが走行位置特定部１４０としての処理を実行する。コンピュータ１４０Ａは、同様に、プログラムに記述された処理手順に従って演算処理を行うことで、下記の緯度経度演算部１４２、速度演算部１４３、走行距離演算部１４４としての諸処理をも実行する。これらの各処理が、複数のコンピュータ又はハードウエア回路等によって分散して実行されてもよい。なお、コンピュータ１４０Ａは、クロック発生器１４１を備えており、各処理は、クロック発生器１４１によるクロック周波数に応じて行われる。
　鉄道車両２０に搭載された記憶部１４９には、鉄道車両２０が走行することになる軌道１０の経路情報を含むマップデータ１４９ａが格納されている。マップデータ１４９ａには、鉄道車両２０が軌道１０を走行する際の基準位置（以下、初期キロ程という）、鉄道車両２０のより正確な位置を特定したい範囲を特定する情報が含まれている。基準位置は、軌道１０において鉄道車両２０が停止する位置（例えば、停車駅等）に設定されている。例えば、鉄道車両２０のより正確な位置を特定したい範囲は、軌道１０が分岐する範囲である。
　また、記憶部１４９には、基準プロファイルデータＰｒｆが格納されている。本実施形態では、軌道１０が分岐する範囲において、鉄道車両２０がどの軌道１０を走行したかを特定するため、軌道１０の各分岐先の軌道に応じた基準プロファイルデータＰｒｆが格納されている。各分岐先の軌道に応じた基準プロファイルデータＰｒｆは、過去に測定されたデータであってもよい。この点については、第１実施形態において図３を参照して説明した通りである。
　下記の処理中において、記憶部１４９には、走行位置特定部１４０の処理中のデータである変位データ１４９ｃが格納される。変位データ１４９ｃの例については後述する。
　また、下記の処理中及び処理後において、記憶部１４９には、履歴マップデータ１４９ｄが格納される。履歴マップデータ１４９ｄは、鉄道車両２０が通過した軌道１０の情報を含む。
　本実施形態では、走行位置特定部１４０の処理は、走行距離演算部１４４による演算結果に応じたタイミングで行われるため、走行距離演算部１４４について説明しておく。
　走行距離演算部１４４は、軌道１０において、初期キロ程からの鉄道車両２０の走行距離を演算することによって、軌道１０における鉄道車両２０のおおよその位置を特定する。
　鉄道車両２０には、ＧＰＳ受信部１５１及び前後加速度センサ１５２が搭載されている。
　ＧＰＳ受信部１５１はＧＰＳ衛星からの信号を受信して受信信号を緯度経度演算部１４２に出力する。緯度経度演算部１４２は、複数のＧＰＳ衛星から送信された信号に基づいて、鉄道車両２０の緯度経度を演算し、その演算結果を走行距離演算部１４４に出力する。また、緯度経度演算部１４２の演算結果が速度演算部１４３に与えられる。速度演算部１４３では、演算された緯度経度の経時的変化から鉄道車両２０の速度を演算し、その演算結果を走行距離演算部１４４に出力する。
　前後加速度センサ１５２は、鉄道車両２０の前後方向（軌道１０に沿った方向）における鉄道車両２０の加速度を検出可能に鉄道車両２０に搭載されている。前後加速度センサ１５２としては、静電容量検出型センサ、ピエゾ抵抗型センサ等各種構成のものを用いることができる。前後加速度センサ１５２が検出した加速度の信号は、走行距離演算部１４４に出力される。前後加速度センサ１５２は省略されてもよい。
　走行距離演算部１４４は、鉄道車両２０の経度緯度情報、経度緯度情報に基づく速度情報に基づいて、初期キロ程からの鉄道車両２０の走行距離を演算する。そして、クロック発生器１４１のクロック周波数に応じた演算周期で、経度緯度情報、これに基づく速度情報、及び、初期キロ程からの鉄道車両２０の走行距離を含む変位データ１４９ｃを格納、更新する。
　なお、緯度経度演算部１４２、速度演算部１４３及び走行距離演算部１４４の演算は、前後加速度センサ１５２からの前後加速度に基づいて補正されてもよい。
　加速度センサである軌道変位出力部１３２から出力された加速度は、クロック発生器１４１のクロック周波数に応じた演算周期でサンプリングされ、変位データ１４９ｃとして格納、更新する。変位データ１４９ｃでは、各サンプリングタイミングに対して、緯度経度情報、これに基づく速度情報、初期キロ程からの鉄道車両２０の走行距離、及び、軌道変位に応じた加速度情報が対応付けられる。
　走行位置特定部１４０は、鉄道車両２０に搭載されている。走行位置特定部１４０は、類似度合演算部１４５と、走行軌道判定部１４６と、変位データ変換部１４７と、上下変位演算部１４８とを備える。
　上下変位演算部１４８は、変位データ１４９ｃにおける加速度情報、即ち、加速度センサである軌道変位出力部１３２から出力された加速度を、軌道１０の上下変位に基づく鉄道車両２０の上下変位に変換するように演算する。例えば、上下変位演算部１４８は、軌道１０の変位に基づく鉄道車両２０の上下方向の加速度波形データを２回積分することで、鉄道車両２０の上下変位を演算する。上下変位演算部１４８による演算結果、変位データ１４９ｃは、加速度センサである軌道変位出力部１３２から出力された加速度に基づく上下の変位量を表す情報を含む波形データとして変換される。
　変位データ変換部１４７は、走行距離演算部１４４の出力に基づき、変位データ１４９ｃを、軌道１０における走行距離に対する軌道１０の変位データとして変換する。すなわち、変位データ１４９ｃは、まず、クロック発生器１４１のクロック周波数に応じた演算周期で、軌道変位出力部１３２から出力された加速度がサンプリングされ、この加速度が上下変位演算部１４８により上下変位を表すデータとして変換されている。各サンプリングタイミングに対しては、走行距離演算部１４４により演算された走行距離が対応付けられているため、変位データ変換部１４７は、変位データ１４９ｃを、走行距離に対する軌道１０の変位情報を含む変位データ１４９ｃに変換する。つまり、時間に対する変位を表す変位信号波形データｆ（ｔ）（ｔはサンプリング時間）を、走行距離に対する変位を表す信号波形データｆ（ｄ）（ｄは鉄道車両２０の走行距離）に変換する。なお、必要に応じてサンプリング周期間の走行距離に対する変位は、線形補間、多項式補完、スプライン補完等の周知の手法等によって補完するとよい。
　類似度合演算部１４５は、変位データ１４９ｃと基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求める。ここでは、類似度合演算部１４５は、ＧＰＳを利用して鉄道車両２０の位置が特定される候補範囲内において、変位データ１４９ｃと基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を演算する。ここでは、類似度合演算部１４５は、走行距離演算部１４４で演算される走行距離に基づき、鉄道車両２０が軌道１０の位置を特定したい候補範囲、即ち、軌道１０が分岐する候補範囲に位置するか否かを判定する。鉄道車両２０が候補範囲に位置すると判定されると、類似度合演算部１４５は、鉄道車両２０が候補範囲内を走行している距離範囲における変位データ１４９ｃと、各分岐先の軌道１０に対応する基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を演算する。
　走行距離演算部１４４は、ＧＰＳ信号に基づき鉄道車両２０の走行距離を演算していることから、ある程度の誤差が存在する虞がある。そこで、類似度合の評価対象となる鉄道車両２０の候補範囲を、基準プロファイルデータＰｒｆの距離範囲よりも大きくしておき、小さい方の基準プロファイルデータＰｒｆを、大きい方の鉄道車両２０の候補範囲のデータに対して、順次シフトさせて、それぞれのシフト量に対する類似度合を演算し、最も類似度合が高い類似度合を、当該基準プロファイルデータＰｒｆに対する類似度合として採用してもよい。後で説明する相互相関演算を用いた評価処理は、鉄道車両２０の信号波形データｆ（ｄ）の範囲Ｄを、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）等の距離範囲よりも大きくし、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）等を、信号波形データｆ（ｄ）の範囲Ｄに対して順次シフトさせて、各シフト量に対する類似度合を算出し、最大となる値を、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）等の類似度合とする処理の一例である。なお、上記とは逆に、類似度合の評価対象となる鉄道車両２０の候補範囲を、基準プロファイルデータＰｒｆの距離範囲よりも小さくしておき、小さい方の鉄道車両２０の候補範囲のデータを、大きい方の基準プロファイルデータＰｒｆに対して、順次シフトさせて、それぞれのシフト量に対する類似度合を演算し、最も類似度合が高い類似度合を、当該基準プロファイルデータＰｒｆに対する類似度合として採用してもよい。
　候補範囲における鉄道車両２０の変位データ１４９ｃと基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合の評価は、例えば、第１実施形態で説明したように、相互相関演算によって評価することができる。すなわち、変位データ１４９ｃによって表される鉄道車両２０の変位波形データをｆ（ｄ）とし、基準プロファイルデータＰｒｆの変位波形データをＰｒｆ（ｄ）とする。各データが離散化されたデータ列で表されているとすると、類似度合を示す評価値Ｒ（ｍ）は、次式（数（１））によって演算することができる。但し、Ｎはデータ数、ｍは遅れ距離（シフト量）を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　そして、各分岐先の軌道１０に対して、相互相関演算を行い、最大値となる評価値Ｒ（ｍ）を、当該各分岐先の軌道に対する評価値Ｒとする。
　走行軌道判定部１４６は、類似度合演算部１４５で演算された評価値Ｒに基づいて走行軌道を判定する。例えば、最も大きい評価値Ｒとなった分岐先の軌道１０を、鉄道車両２０が通過した軌道１０の位置として判定する。走行軌道判定部１４６による判定結果は、鉄道車両２０が過去に存在していた位置、即ち、通過した軌道１０を示す情報を含む履歴マップデータ１４９ｄとして記憶部１４９に記憶される。
　図６は走行位置特定システムの全体的な処理を示すフローチャートである。図７～図９を参照しつつ走行位置特定システムの全体的な処理を説明する。
　ステップＳ１１において、走行距離演算部１４４においてＧＰＳ（緯度・経度）の受信の有無が判定される。受信有りと判定されると、ステップＳ１２に進む。
　ステップＳ１２では、走行距離演算部１４４において、マップの±規定範囲内に該当地点があるか否かが判定される。すなわち、マップデータ１４９ａには、走行距離を演算する際の基点となる基準位置（初期キロ程）の緯度経度が登録されている。基準位置は、鉄道車両２０の停車位置の緯度経度を示す情報である。基準位置は１つである場合もあるし、複数である場合もある。走行距離演算部１４４は、緯度経度演算部１４２により演算された緯度経度（つまり、鉄道車両２０の位置）から±で規定される範囲距離（ｍ）内に、いずれかの基準位置となる地点が存在するか否かを判定する。該当地点有りと判定されると、ステップＳ１３に進み、該当地点無しと判定されると、ステップＳ２６に進む。なお、軌道１０の所定位置に設けられたトランスポンダ（Transponder）と通信可能な通信装置を鉄道車両に組込み、当該通信装置がトランスポンダと通信した位置を基準位置（初期キロ程）としてもよい。
　ステップＳ１３では、走行距離演算部１４４は、初期キロ程をステップＳ１２において該当すると判定された基準位置に対応する値（Ｋｓ）に設定する。なお、キロ程は、軌道１０における起点からの距離で表される。また、鉄道車両２０が当該基準位置に位置することから、当該基準位置を含む路線が、鉄道車両２０が走行する路線種別として決定され、この決定内容に応じて履歴マップデータ１４９ｄが登録、更新される。この後、ステップＳ１４に進む。
　ステップＳ１２において該当地点無しと判定されると、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、走行距離演算部１４４は、初期キロ程をプログラムにおいて予め設定された初期キロ程（Ｋｓ）に仮設定し、さらに、路線種別をプログラムにおいて予め設定された路線種別に仮設定する。あるいは、初期キロ程及び路線種別が既に設定されている場合には、現行値を維持する。この後、ステップＳ１４に進む。
　ステップＳ１４～Ｓ１６では、走行距離演算部１４４は、鉄道車両２０が発車したか否かを判定する。
　まず、ステップＳ１４において、クロック発生器１４１のクロック周波数に応じた演算周期信号、即ち、△Ｔ秒の割込みの有無が判定される。割込み有りと判定されると、ステップＳ１５に進む。
　ステップＳ１５では、前後加速度センサ１５２から出力される信号に基づき、前後加速度△ＧＬが予め設定された規定値を超えたか否かが判定される。ＹＥＳと判定されると、ステップＳ１６に進み、ＮＯと判定されると、ステップＳ１４に戻る。なお、前後加速度△ＧＬが規定値と同じである場合、ＹＥＳ、ＮＯのいずれの処理に進んでもよい。
　ステップＳ１６では、速度演算部１４３により演算された鉄道車両２０の速度Ｖｇが０kｍ／ｈを越えたか否かが判定される。ＹＥＳと判定されると、ステップＳ１７に進み、ＮＯと判定されると、ステップＳ１４に戻る。
　ステップＳ１７では、走行距離演算部１４４は、現在位置（初期キロ程からの距離で表される）として、Ｋｓ+Ｖｇ×△Ｔを演算する。
　次ステップＳ１８では、上下変位演算部１４８は、変位データ１４９ｃにおいて、上下加速度から上下変位を演算する。ここで、変位データ１４９ｃの一例を図７に示す。変位データ１４９ｃにおいては、初期キロ程を設定したタイミングからの各サンプリングタイミングに、緯度経度演算部１４２の演算結果に基づくＧＰＳ位置（緯度、経度）、速度演算部１４３の演算結果に基づく速度、軌道変位出力部１３２の出力に基づく上下加速度を対応付けた情報を含む。また、各サンプリングタイミングには、ステップＳ１７において演算された現在位置（キロ程）の情報も対応付けられている。上下変位演算部１４８は、変位データ１４９ｃにおける上下加速度に基づいて上下変位を演算し、これをサンプリングデータに対応付けて変位データ１４９ｃの内容を更新する。
　次ステップＳ１９では、類似度合演算部１４５は、鉄道車両２０が候補範囲内を走行しているか否かを判定する。鉄道車両２０が候補範囲内を走行しているか否かは、例えば、ＧＰＳを利用して鉄道車両２０の位置を特定し、その位置が軌道１０の所定範囲内に位置するかどうかをもって判断することができる。例えば、鉄道車両２０がいずれの分岐先となる軌道１０を走行するかを判定したい場合、初期キロ程を基準とする分岐箇所のキロ程が予め設定され、そのキロ程から所定距離範囲が候補範囲として設定される。そして、鉄道車両２０のキロ程が分岐箇所のキロ程以上又は越えて、かつ、そこから所定距離範囲内に位置するときに、鉄道車両２０が所定の候補範囲内に位置すると判定することができる。ステップＳ１９において、鉄道車両２０が候補範囲内に存在していると判定されると、ステップＳ２０に進み、存在していないと判定されると、ステップＳ２３に進む。
　鉄道車両２０が候補範囲内を走行しているか否かについては、他の処理による判断も可能である。例えば、ＧＰＳによる緯度経度が走行位置を判断したい位置の緯度経度に対して処理の距離範囲内に存在する場合に、鉄道車両２０が候補範囲内を走行していると判定することができる。
　ステップＳ２０では、変位データ変換部１４７は、上下変位及び走行距離演算部１４４の出力結果を含む変位データ１４９ｃを、軌道１０における走行距離に対する軌道１０の変位データとして変換する。
　例えば、図８に示すように、鉄道車両２０が、元軌道１０Ｒから軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかに選択的に進む場合を想定する。上下変位は、サンプリング周期に応じてサンプリングされているため、鉄道車両２０の速度が異なると、時間軸に対する上下変位の波形が異なってしまう。例えば、速度Ｖａの場合における、時間軸に対する上下変位の波形データｆａ（ｔ）は、速度Ｖｂ（但し、Ｖａ＞Ｖｂ）の場合における、時間軸に対する上下変位の波形データｆｂ（ｔ）よりも密になる。また、速度が途中で変化すると、時間軸に対する上下変位の波形は徐々に疎になったり、密になったりする。すると、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を妥当に評価することが困難となる可能性がある。そこで、上記のように、上下変位及び走行距離演算部１４４の出力結果を含む変位データ１４９ｃが、軌道１０における走行距離に対する軌道１０の変位データとして変換される。つまり、時間に対する波形データｆａ（ｔ）、ｆｂ（ｔ）が距離に対する波形データｆ（ｔ）に変換される。なお、鉄道車両２０が一定速度で走行する場合だけでなく、途中で速度が変る場合、途中で停止する場合においても、変位データ１４９ｃは、軌道１０における走行距離に対する軌道１０の変位データとして変換される。変換後の変位データに基づき、軌道１０における所定の範囲Ｄに対する軌道１０の変位データとして変換された信号波形データｆ（ｄ）は、鉄道車両２０の速度に関わらず、所定の位置からの距離に応じた変位データとして表される。このため、速度に関わらず、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を妥当に評価することができる。なお、基準プロファイルデータＰｒｆも同様に、距離に応じた変位データとして設定されている。
　次ステップＳ２１では、類似度合演算部１４５は、変位データ１４９ｃと基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求める。ここでは、図９に示すように、元軌道１０Ｒから分岐する軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれに対応する基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）が設定されている。ここでは、類似度合演算部１４５は、距離に対する上下変位データ（信号波形データｆ（ｄ））と、所定範囲ｒにおける基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）のそれぞれの相互相関演算を行う。例えば、距離に対する上下変位データ（信号波形データｆ（ｄ））の範囲Ｄを、ｄ（１）、ｄ（２）、ｄ（３）・・・とずらして（ずらした距離は、上記数（１）の遅れ距離ｍに対応する）、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）との相互相関演算を行う。なお、所定範囲ｒ＝ｄ（１）＝ｄ（２）＝ｄ（３）・・・である。そして、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）の相互相関演算の最大値を、当該基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）に対応する評価値Ｒ（Ａ）、Ｒ（Ｂ）、Ｒ（Ｃ）とする。
　次ステップＳ２２では、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）に対応する評価値Ｒ（Ａ）、Ｒ（Ｂ）、Ｒ（Ｃ）に基づき、路線種別を決定する。ここでは、評価値Ｒ（Ａ）、Ｒ（Ｂ）、Ｒ（Ｃ）のうち最大となる基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）に対応する軌道１０（Ａ）、１０（Ｂ）又は１０（Ｃ）を、鉄道車両２０が走行する路線種別として特定する。この特定結果、鉄道車両２０が実際に走行した軌道１０の路線種別を含む情報が、履歴マップデータ１４９ｄとして記憶部１４９に記憶、更新される。
　以降のステップＳ２３～Ｓ２５では、鉄道車両２０が停車したか否かを判定する。
　まず、ステップＳ２３において、△Ｔ秒の割込みの有無が判定される。割込み無しと判定されると、ステップＳ１７に戻り、割込み有りと判定されると、ステップＳ２４に進む。
　ステップＳ２４では、前後加速度センサ１５２から出力される信号に基づき、前後加速度△ＧＬが予め設定された規定値を超えたか否かが判定される。ＮＯと判定されると、ステップＳ１７に戻り、ＹＥＳと判定されると、ステップＳ２４に進む。なお、前後加速度△ＧＬが規定値と同じである場合、ＹＥＳ、ＮＯのいずれの処理に進んでもよい。
　ステップＳ２４では、速度演算部１４３により演算された鉄道車両２０の速度Ｖｇが０ｋｍ／ｈとなったか否かが判定される。ＮＯと判定されると、ステップＳ１７に戻り、ＹＥＳと判定されると、ステップＳ１２に戻る。
　以上のように構成された鉄道車両の走行位置特定システム１３０、走行位置特定装置及び走行位置特定方法によると、第１実施形態において説明したのと同様に、鉄道車両２０が軌道１０を走行している時に軌道１０の変位に応じた信号を出力する軌道変位出力部３２の出力に基づく変位データ１４９ｃと、軌道１０の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合に基づいて、鉄道車両２０が軌道１０の所定範囲を走行しかた否かを判断するため、鉄道車両２０の走行位置をより正確に特定できる。
　また、基準プロファイルデータＰｒｆとして、過去に測定されたデータを用いることで、より正確に走行位置を特定できる。また、基準プロファイルデータＰｒｆの設定自体も比較的容易である。
　また、走行位置特定部１４０が、複数の軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのそれぞれに対応する基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）と変位データとの類似度合に基づいて、基準プロファイルデータＰｒｆ（Ａ）、Ｐｒｆ（Ｂ）、Ｐｒｆ（Ｃ）のうち変位データに最も類似しているものに対応する軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを特定する。これにより、鉄道車両２０が分岐する軌道１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれに進んだかを特定することが可能となる。
　また、本実施形態においては、軌道変位出力部３２は、軌道１０の変位に応じた、走行する鉄道車両２０の加速度を出力する加速度センサを含んでいる。上下変位演算部１４８は、加速度センサ１５２から出力された加速度の値から鉄道車両２０の変位を示す値を演算して変位データ１４９ｃを記憶更新する。そして、走行位置特定部１４０は、当該加速度に基づく変位情報を含む変位データ１４９ｃと、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求める。このため、軌道１０の変位データ１４９ｃを、加速度センサ１５２に基づいて簡易に得ることができる。
　また、軌道変位出力部３２は、軌道１０の上下変位に応じた信号を出力するため、鉄道車両２０の左右の揺れによる影響が加わり難くなり、比較的正確な軌道１０の変位データ１４９ｃを得ることができる。
　また、走行位置特定部１４０は、鉄道車両２０の走行距離を演算する走行距離演算部１４４の出力に基づき、変位データ１４９ｃを、軌道１０における走行距離に対する軌道１０の変位データ１４９ｃとして、基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求める。このため、鉄道車両２０の速度による影響をなるべく排除して、類似度合を評価することができる。
　もっとも、基準プロファイルデータＰｒｆとして時間に対する軌道の変位を示すデータを用い、時間に対する軌道１０の変位データ１４９ｃと、当該基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を求めるようにしてもよい。
　また、走行距離演算部１４４は、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて鉄道車両２０の走行距離を演算しているため、鉄道車両２０の走行距離を、ＧＰＳを利用して簡易に求めることができる。これにより、本鉄道車両の走行位置特定システム１３０を鉄道車両２０に組込む際に、本システムを鉄道車両２０に設けられた速度発電機等に接続せずにすむため、本鉄道車両の走行位置特定システム１３０を鉄道車両２０に容易に組込むことができる。
　また、ＧＰＳを利用して鉄道車両２０の位置が特定される候補範囲内において、走行位置特定部１４０が、変位データ１４９ｃと基準プロファイルデータＰｒｆとの類似度合を評価するため、比較範囲を軌道１０の分岐箇所の前後等に絞り込むことができる。
　なお、本実施形態では、走行距離演算部１４４は、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて鉄道車両２０の走行距離を演算しているが、必ずしもその必要は無い。例えば、走行距離演算部１４４は、鉄道車両２０に設けられた速度発電機からの速度信号に基づいて、或は、前後加速度センサ１５２からの加速度信号に基づいて、鉄道車両２０の走行距離を演算してもよい。
　また、類似度合を相関演算によって求めることで、当該類似度合を適切に評価することができる。
　また、走行軌道判定部１４６により判定された軌道１０を、鉄道車両２０が走行した軌道１０の位置又は路線種別として、履歴マップデータ１４９ｄに記憶させることで、鉄道車両２０のより正確な実走行軌道として履歴を残しておくことができる。
　また、鉄道車両２０に、軌道変位出力部３２と走行位置特定部１４０とが搭載されているため、その鉄道車両２０において、走行位置を特定することができる。
　｛変形例｝
　上記各実施形態を前提として、各種変形例について説明する。
　図１０は変形例に係る軌道変位出力部２３２を示す図である。軌道変位出力部２３２は、撮像カメラ２３４と、画像処理部２３５と、レール幅演算部２３６とを備える。撮像カメラ２３４は、鉄道車両２０に対して、２つのレール１２のそれぞれを撮像可能に設けられる。ここでは、２つの撮像カメラ２３４が鉄道車両２０に固定されている。各撮像カメラ２３４は、レール１２の上方位置においてレール１２を撮像可能な下向き姿勢で固定されている。各撮像カメラ２３４で撮像された画像信号が画像処理部２３５に与えられる。画像処理部２３５は、フィルタリング処理、二値化処理、エッジ抽出等を実行し、撮像画像におけるレール１２の境界（特に、内側縁又は外側縁）を抽出する処理を実行する。画像処理部２３５による処理データがレール幅演算部２３６に与えられ、当該処理データに基づいて２つのレール幅が演算される。鉄道車両２０の走行中において、逐次演算されるレール幅が軌道１０の変位として出力される。
　本例では、鉄道車両２０が軌道１０を走行している時に軌道１０の変位に応じた信号として、レール幅に応じた信号が出力される。
　図１１は変形例に係る鉄道車両の走行位置特定システム３３０を示すブロック図である。本変形例では、上記第２実施形態を前提として、鉄道車両２０に、軌道変位出力部３２が搭載されている。また、鉄道車両２０には、鉄道車両２０の走行位置を特定するため、ＧＰＳ受信部１５１、緯度経度演算部１４２が搭載されている。鉄道車両２０の走行位置は、速度発電機等からの出力に基づいて演算されてもよい。なお、本例では、前後加速度センサ１５２は省略されている。
　クロック発生器１４１で発生されたクロック周波数に応じた演算周期で、軌道変位出力部３２からの出力がサンプリングされる。このサンプリング結果が、サンプリングタイミング、緯度経度演算部１４２からの緯度経度情報等に対応付けて、変位データ３４９ｃとして記憶部３４９に記憶される。
　この鉄道車両２０には、通信網３８０を介して通信可能な通信装置３５０が設けられている。
　一方、鉄道車両２０とは異なる場所に、管理基地４００が設けられている。
　管理基地４００には、管理サーバ装置４１０が設けられている。管理サーバ装置４１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えるコンピュータによって構成されている。管理サーバ装置４１０は、書換え可能なフラッシュメモリ又は磁気記憶装置等によって構成される記憶部４１１を含んでおり、この記憶部４１１に、管理サーバ装置４１０を、走行位置特定部４４０として処理させるための走行位置特定プログラムが格納されている。ＣＰＵが、走行位置特定プログラムに記述された処理手順に従って演算処理を行うことで、管理サーバ装置４１０が走行位置特定部４４０としての処理を実行する。
　記憶部４１１には、上記第２実施形態で説明したのと同様に、基準プロファイルデータＰｒｆ、マップデータ１４９ａが格納されている。また、下記の処理中において、記憶部４１１には、走行位置特定部４４０の処理中のデータである変位データ１４６ｃが格納される。また、下記の処理中及び処理後において、記憶部４１１には、履歴マップデータ１４９ｄが格納される。履歴マップデータ１４９ｄは、鉄道車両２０が通過した軌道１０の情報を含む。
　管理サーバ装置４１０は、第２実施形態で説明したように、走行距離演算部１４４、走行距離演算部１４４を含む。さらに、管理サーバ装置４１０は、第２実施形態で説明したように、類似度合演算部１４５と、走行軌道判定部１４６と、変位データ変換部１４７と、上下変位演算部１４８とを含む走行位置特定部１４０を備える。
　管理サーバ装置４１０には、通信網３８０を介して通信可能な通信装置４５０が設けられている。
　管理サーバ装置４１０の走行位置特定部４４０と鉄道車両２０に設けられた軌道変位出力部３２とは、通信装置３５０、４５０、通信網３８０を介して通信可能に接続されている。通信網３８０は、有線式であっても無線式であってもよいしそれらの複合方式であってもよい。また、通信網３８０は、公衆通信網であっても専用回線による通信網であってもよい。
　鉄道車両２０の記憶部３４９に格納された変位データ３４９ｃは、通信網３８０を介して、管理サーバ装置４１０に送信されて、記憶部４１１に格納される。鉄道車両２０から管理サーバ装置４１０へのデータの送信は、データを取得する毎にリアルタイムで行われてもよいし、鉄道車両２０が駅等に停車する毎に行われてもよい。
　管理サーバ装置４１０は、変位データ３４９ｃに基づいて、上記第２実施形態で説明したのと同様の処理を行って、鉄道車両２０の走行位置、路線種別の判定等を行い、判定結果を当該鉄道車両２０が実際に走行した履歴マップデータ１４９ｄとして格納する。
　つまり、本例は、第２実施形態における鉄道車両の走行位置特定システム１３０において、軌道変位出力部３２が鉄道車両２０に搭載され、走行位置特定部４０に対応する走行位置特定部４４０が管理サーバ装置４１０に設けられ、それらが通信網を介して通信可能に接続された一態様である。速度演算部１４３、走行距離演算部１４４、上下変位演算部１４８、変位データ変換部１４７等は、鉄道車両２０及び管理サーバ装置４１０のいずれに実装されていてもよい。速度演算部１４３、走行距離演算部１４４、上下変位演算部１４８、変位データ変換部１４７等は、管理サーバ装置４１０側に実装されていれば、鉄道車両２０における処理をなるべく軽くし、かつ、管理サーバ装置４１０に送信されるデータ量を少なくすることができる。
　管理サーバ装置４１０は、複数の鉄道車両２０と通信可能に接続されており、複数の鉄道車両２０の実走行履歴を管理することもできる。
　この例によると、鉄道車両２０に対しては、少なくとも軌道変位出力部３２を含む装置、ここでは、軌道変位出力部３２、緯度経度演算部１４２、ＧＰＳ受信部１５１、通信装置３５０を含む装置を組込めばよい。このため、第２実施形態で示す場合と比較して、鉄道車両２０に組込まれる装置構成を簡易化できるというメリットがある。
　また、複数の鉄道車両２０の走行履歴を、管理サーバ装置４１０において、総合的に管理できるため、軌道１０の状態管理に適する。
　なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組合わせることができる。
　例えば、第２実施形態で説明した走行距離演算部１４４、変位データ変換部１４７、上下変位演算部１４８等の各構成のうちの１つ又は複数は、第１実施形態で説明した鉄道車両の走行位置特定システム３０に組込むことができる。例えば、第２実施形態で説明した走行距離演算部１４４を第１実施形態で説明した鉄道車両の走行位置特定システム３０に組込んだ構成、変位データ変換部１４７を鉄道車両の走行位置特定システム３０に組込んだ構成、上下変位演算部１４８を鉄道車両の走行位置特定システム３０に組込んだ構成とすることができる。
　また、第１実施形態で説明した走行位置特定システム３０を、図１１に示す変形例のように、軌道変位出力部３２を鉄道車両２０に組込み、走行位置特定部４０を基地局に設け、両者を通信可能に接続した構成としてもよい。
　以上のように、本明細書は、下記の各態様に係る発明を含んでいる。
　第１の態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムは、鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号を出力する軌道変位出力部と、前記軌道変位出力部の出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部とを備える。
　これにより、軌道変位出力部の出力に基づく変位データと軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づくことで、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できる。
　第２の態様は、第１の態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記基準プロファイルデータは、過去に測定されたデータとされたものである。
　これにより、過去に測定したデータに基づいて、より正確な走行位置を特定できる。また、閾値等の検討を不要とすることができ、基準プロファイルデータを容易に設定できる。
　第３の態様は、第１又は第２の態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記走行位置特定部は、複数の軌道のそれぞれに対応する基準プロファイルデータと前記変位データとの類似度合に基づいて、前記複数の基準プロファイルデータのうち前記変位データに最も類似しているものに対応する軌道を特定するものである。
　これにより、軌道が分岐している場合等において、複数の軌道のいずれかを特定できる。
　第４の態様は、第１から第３のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記軌道変位出力部は、前記軌道の変位に応じた、走行する前記鉄道車両の加速度を出力する加速度センサを含み、前記走行位置特定部は、前記変位データを、前記加速度センサから出力された加速度に基づく変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求めるものである。
　これにより、軌道の変位データを簡易に得ることができる。
　第５の態様は、第１から第４のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記軌道変位出力部は、前記軌道の上下変位に応じた信号を出力するものである。
　これにより、正確な軌道の変位データを得ることができる。
　第６の態様は、第１から第５のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記鉄道車両の走行距離を演算する走行距離演算部をさらに備え、前記走行位置特定部は、前記走行距離演算部の出力に基づき、前記変位データを、前記軌道における走行距離に対する前記軌道の変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求めるものである。
　これにより、鉄道車両の速度による影響をなるべく排除して、類似度合を評価することができる。
　第７の態様は、第６の態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記走行距離演算部は、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて前記鉄道車両の走行距離を演算するものである。
　これにより、走行距離については、ＧＰＳを利用して簡易に求めることができる。
　第８の態様は、第１から第７のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、ＧＰＳを利用して前記鉄道車両の位置が特定される候補範囲内において、前記走行位置特定部が、前記変位データと、前記軌道における所定範囲の軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合を評価するものである。
　これにより、類似度合を評価する範囲を絞り込むことができる。
　第９の態様は、第１から第６のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記走行位置特定部は、相関演算に基づいて類似度合を求めるものである。
　これにより、類似度合を相関演算によって適切に求めることができる。
　第１０の態様は、第１から第９のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記走行位置特定部による特定結果を、前記鉄道車両の実走行軌道として記憶する記憶部をさらに備えるものである。
　これにより、鉄道車両のより正確な実走行軌道を記憶することができる。
　第１１の態様は、第１から第１０のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記軌道変位出力部と前記走行位置特定部とが前記鉄道車両に搭載されているものである。
　これにより、鉄道車両において、走行位置を特定することができる。
　第１２の態様は、第１から第１０のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定システムであって、前記軌道変位出力部が前記鉄道車両に搭載され、前記走行位置特定部が管理基地に設けられており、前記軌道変位出力部と前記走行位置特定部とが通信網を介して通信可能に接続されているものである。
　これにより、本システムのうち車両への組込部分の構成を簡易化できる。また、走行位置を管理基地で管理できる。
　第１３の態様に係る走行位置特定装置は、鉄道車両が軌道を走行している時における前記軌道の変位に基づく信号が入力される軌道変位信号入力部と、前記軌道変位信号入力部への入力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部とを備える。
　これにより、軌道変位信号入力部への入力に基づく変位データと、軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づくことで、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できる。
　第１４の態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法は、（ａ）鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号が出力されるステップと、（ｂ）前記軌道の変位に応じた出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合を求めるステップと、（ｃ）求められた類似度合に基づいて前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断するステップとを備える。
　これにより、軌道変位出力部の出力に基づく変位データと軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づくことで、鉄道車両の走行位置をより正確に特定できる。
　第１５の態様は、第１４の態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法であって、前記基準プロファイルデータは、過去に測定されたデータとされている。
　これにより、過去に測定したデータに基づいて、より正確な走行位置を特定できる。また、閾値等の検討を不要とすることができ、基準プロファイルデータを容易に設定できる。
　第１６の態様は、第１４又は第１５の態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法であって、前記ステップ（ｂ）では、前記変位データと、複数の軌道のそれぞれに対応する基準プロファイルデータとの類似度合を求め、前記ステップ（ｃ）では、前記複数の基準プロファイルデータに対応して求められた類似度合に基づいて、前記複数の基準プロファイルデータのうち前記変位データに最も類似しているものに対応する軌道を特定する。
　これにより、軌道が分岐している場合等において、複数の軌道のいずれかを特定できる。
　第１７の態様は、第１４から第１６のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法であって、前記ステップ（ａ）では、前記軌道の変位に応じた、走行する前記鉄道車両の加速度が出力され、前記ステップ（ｂ）では、前記変位データを、前記加速度に基づく変位データとして、基準プロファイルデータとの類似度合を求める。
　これにより、軌道の変位データを簡易に得ることができる。
　第１８の態様は、第１４から第１７のいずれか１つの態様に係る走行位置特定方法であって、前記ステップ（ａ）では、前記軌道の上下変位に応じた信号が出力されるものである。
　これにより、正確な軌道の変位データを得ることができる。
　第１９の態様は、第１４から第１８のいずれか１つの態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法であって、（ｄ）前記鉄道車両の走行距離を演算するステップをさらに備え、前記ステップ（ｂ）では、演算された前記鉄道車両の走行距離に基づき、前記変位データを、前記軌道における走行距離に対する前記軌道の変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求めるものである。
　これにより、鉄道車両の速度による影響をなるべく排除して、類似度合を評価することができる。
　第２０の態様は、第１９の態様に係る鉄道車両の走行位置特定方法であって、前記ステップ（ｄ）では、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて前記鉄道車両の走行距離を演算するものである。
　これにより、走行距離については、ＧＰＳを利用して簡易に求めることができる。
　以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ　軌道
　１０Ｒ　元軌道
　１２　レール
　２０鉄道車両
　３０、１３０、３３０　走行位置特定システム
　３２、１３２、２３２　軌道変位出力部
　４０、１４０、４４０　走行位置特定部
　４１　記憶部
　１４２　緯度経度演算部
　１４３　速度演算部
　１４４　走行距離演算部
　１４５　類似度合演算部
　１４６　走行軌道判定部
　１４６ｃ　変位データ
　１４７　変位データ変換部
　１４８　上下変位演算部
　１４９　記憶部
　１４９ａ　マップデータ
　１４９ｃ　変位データ
　１４９ｄ　履歴マップデータ
　１５１　ＧＰＳ受信部
　３５０　通信装置
　３８０　通信網
　４００　管理基地
　４１０　管理サーバ装置
　４１１　記憶部
　４５０　通信装置
　Ｐｒｆ　基準プロファイルデータ

Claims (20)

  1. 　鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号を出力する軌道変位出力部と、
    　前記軌道変位出力部の出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部と、
    　を備える鉄道車両の走行位置特定システム。
  2. 　請求項１に記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　前記基準プロファイルデータは、過去に測定されたデータである、鉄道車両の走行位置特定システム。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　前記走行位置特定部は、複数の軌道のそれぞれに対応する基準プロファイルデータと前記変位データとの類似度合に基づいて、前記複数の基準プロファイルデータのうち前記変位データに最も類似しているものに対応する軌道を特定する、鉄道車両の走行位置特定システム。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　前記軌道変位出力部は、前記軌道の変位に応じた、走行する前記鉄道車両の加速度を出力する加速度センサを含み、
    　前記走行位置特定部は、前記変位データを、前記加速度センサから出力された加速度に基づく変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求める、鉄道車両の走行位置特定システム。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　前記軌道変位出力部は、前記軌道の上下変位に応じた信号を出力する、鉄道車両の走行位置特定システム。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　前記鉄道車両の走行距離を演算する走行距離演算部をさらに備え、
    　前記走行位置特定部は、前記走行距離演算部の出力に基づき、前記変位データを、前記軌道における走行距離に対する前記軌道の変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求める、鉄道車両の走行位置特定システム。
  7. 　請求項６に記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　前記走行距離演算部は、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて前記鉄道車両の走行距離を演算する、鉄道車両の走行位置特定システム。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　ＧＰＳを利用して前記鉄道車両の位置が特定される候補範囲内において、前記走行位置特定部が、前記変位データと、前記軌道における所定範囲の軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合を評価する、鉄道車両の走行位置特定システム。
  9. 　請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　前記走行位置特定部は、相関演算に基づいて類似度合を求める、鉄道車両の走行位置特定システム。
  10. 　請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　前記走行位置特定部による特定結果を、前記鉄道車両の実走行軌道として記憶する記憶部をさらに備える、鉄道車両の走行位置特定システム。
  11. 　請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　前記軌道変位出力部と前記走行位置特定部とが前記鉄道車両に搭載されている、鉄道車両の走行位置特定システム。
  12. 　請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定システムであって、
    　前記軌道変位出力部が前記鉄道車両に搭載され、
    　前記走行位置特定部が管理基地に設けられており、
    　前記軌道変位出力部と前記走行位置特定部とが通信網を介して通信可能に接続されている、鉄道車両の走行位置特定システム。
  13. 　鉄道車両が軌道を走行している時における前記軌道の変位に基づく信号が入力される軌道変位信号入力部と、
    　前記軌道変位信号入力部への入力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合に基づいて、前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断する走行位置特定部と、
    　を備える鉄道車両の走行位置特定装置。
  14. 　（ａ）鉄道車両が軌道を走行している時に前記軌道の変位に応じた信号が出力されるステップと、
    　（ｂ）前記軌道の変位に応じた出力に基づく変位データと、前記軌道の所定範囲における軌道変位に応じた基準プロファイルデータとの類似度合を求めるステップと、
    　（ｃ）求められた類似度合に基づいて前記鉄道車両が前記所定範囲を走行したか否かを判断するステップと、
    　を備える鉄道車両の走行位置特定方法。
  15. 　請求項１４記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
    　前記基準プロファイルデータは、過去に測定されたデータである、鉄道車両の走行位置特定方法。
  16. 　請求項１４又は請求項１５に記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
    　前記ステップ（ｂ）では、前記変位データと、複数の軌道のそれぞれに対応する基準プロファイルデータとの類似度合を求め、
    　前記ステップ（ｃ）では、前記複数の基準プロファイルデータに対応して求められた類似度合に基づいて、前記複数の基準プロファイルデータのうち前記変位データに最も類似しているものに対応する軌道を特定する、鉄道車両の走行位置特定方法。
  17. 　請求項１４から請求項１６のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
    　前記ステップ（ａ）では、前記軌道の変位に応じた、走行する前記鉄道車両の加速度が出力され、
    　前記ステップ（ｂ）では、前記変位データを、前記加速度に基づく変位データとして、基準プロファイルデータとの類似度合を求める、鉄道車両の走行位置特定方法。
  18. 　請求項１４から請求項１７のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
    　前記ステップ（ａ）では、前記軌道の上下変位に応じた信号が出力される、鉄道車両の走行位置特定方法。
  19. 　請求項１４から請求項１８のいずれか１つに記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
    　（ｄ）前記鉄道車両の走行距離を演算するステップをさらに備え、
    　前記ステップ（ｂ）では、演算された前記鉄道車両の走行距離に基づき、前記変位データを、前記軌道における走行距離に対する前記軌道の変位データとして、前記基準プロファイルデータとの類似度合を求める、鉄道車両の走行位置特定方法。
  20. 　請求項１９に記載の鉄道車両の走行位置特定方法であって、
    　前記ステップ（ｄ）では、ＧＰＳを利用して求められる緯度、経度に基づいて前記鉄道車両の走行距離を演算する、鉄道車両の走行位置特定方法。
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