説明

路側通信機

【課題】 通信エリア内で虚偽情報を含む信号が送信されても、交通制御の混乱が発生する可能性を低下させる。
【解決手段】 本発明は、道路上を移動する移動通信機3との間で無線通信を行うための通信エリアAを有する路側通信機2に関する。この路側通信機2は、移動通信機3が送信すべき情報とかけ離れた虚偽情報を含む信号Sfを送信する、不正な移動通信機3Fの識別情報を取得する取得手段23Dと、不正な移動通信機3Fの識別情報を取得した場合に、虚偽情報を含む信号Sfの伝送を阻害するための阻害信号S7,S8,S9を自身の通信エリアAに送信する送信制御手段23Eとを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、高度道路交通システム(ITS:Intelligent Transport System)に使用される路側通信機に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、道路に設置されたインフラ装置からの情報を受信し、この情報を活用することで車両の安全性を向上させる高度道路交通システムが検討されている(例えば、特許文献1参照)。
かかる高度道路交通システムは、主に、インフラ側の無線通信装置である複数の路側通信機と、各車両に搭載される無線通信装置である複数の車載通信機とによって構成される。
【0003】
この場合、各通信主体間で行う通信の組み合わせには、路側通信機同士が行う路路間通信と、路側通信機と車載通信機とが行う路車(又は車路)間通信と、車載通信機同士が行う車車間通信とが含まれる。
【特許文献1】特許第2806801号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記高度道路交通システムにおいては、車車間通信をはじめ、路車間通信や路路間通信及び路歩間通信も含め、これらの各通信の共存を図るに当たって、帯域を有効利用してどのような通信制御を行うかが課題となる。そこで、限られた周波数帯域内で路路間、路車間及び車車間の各通信を行うべく、マルチアクセス(Multiple Access)が用いられることが検討されている。
【0005】
このマルチアクセス方式としては、周波数分割多重(FDMA:Frequency Division Multiple Access)や符号分割多重(CDMA:Code Division Multiple Access)があるが、山間部などで少数の車載通信機のみでの通信も想定される車車間通信としてのマルチアクセス方式としては、例えばCSMA(Carrier Sense Multiple Access)に代表される自律的なランダムアクセス方式を採用するのが好ましい。
【0006】
しかし、路側通信機が存在する通信エリアでは、路車間通信、路路間通信及び車車間通信が共存する。この場合、インフラ側である路側通信機の取り扱う情報の優先度が高いのが一般的であるため、車車間通信よりも路車間通信や路路間通信が優先的に行われる仕組みが必要である。
そこで、路側通信機の情報送信を優先的に行うためには、通信に用いる周波数を一定時間ごとに時分割して路側通信機の送信専用の時間スロットを設ける、時分割多重(TDMA:Time Division Multiple Access)によるマルチアクセスが有効となる。
【0007】
従って、例えば、交差点ごとに設置された複数の路側通信機群で構成される通信エリアを想定すると、各路側通信機が送信する時間スロットをTDMA方式で割り当て、残った時間スロットをCSMA方式による車車間通信に使用させるのが、合理的な通信システムになると考えられる。
なお、この場合、各路側通信機からの送信タイミングを制御するため、各路側通信機は他の路側通信機との時刻同期機能を有している必要がある。
【0008】
ところが、上記のような路側の送信制御のためのTDMA方式と、車車間でのマルチアクセスのためのCSMA方式が混在する高度道路交通システムでは、車車間通信に割り当てられた時間スロットでは、車載通信機に対する送信制御を路側で行うことができない。
従って、例えば、計器の故障が原因で明らかに間違った速度情報や位置情報等よりなる虚偽情報を含む信号を特定の車載通信機が送信している場合でも、その虚偽情報の送信を路側で止めさせる手立てがなく、当該虚偽情報を受信した路側通信機や他の車載通信機の車両が実施する交通制御に混乱を来す恐れがある。
【0009】
また、送信レベルが異常に大きい違法電波や、送信周波数が規格外である違法電波を継続的に送信する違法な車載通信機が通信エリア内に侵入してくる可能性もあるが、かかる違法電波の送信についても、路側でその違法電波の送信を止めさせる手立てがない。
このため、送信レベルが過大な違法電波によって通信エリア内での路車間、路路間及び車車間通信が阻害されたり、送信周波数が規格外である違法電波によって通信エリア内に存在する携帯電話機等の他の通信機器に通信障害が生じたりする恐れもある。
【0010】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、通信エリア内で虚偽情報を含む信号や違法電波が送信されても、交通制御の混乱や通信障害が発生する可能性を低下させることができる路側通信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明に係る路側通信機(請求項1)は、道路上を移動する移動通信機との間で無線通信を行うための通信エリアを有する路側通信機であって、前記移動通信機の送信情報に対して内容がかけ離れた虚偽情報を含む信号を送信する、不正な前記移動通信機の識別情報を取得する取得手段と、取得された前記識別情報を用いて、前記虚偽情報を含む信号の伝送を阻害するための阻害信号を自身の前記通信エリアに送信する送信制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【0012】
本発明の路側通信機によれば、取得手段が不正な移動通信機の識別情報を取得すると、送信制御手段が、その取得された識別情報を用いて、虚偽情報を含む信号の伝送を阻害するための阻害信号を自身の通信エリアに送信するので、他の路側通信機や、自身の通信エリア内の移動通信機が虚偽情報を含む信号を受信するのを抑制ないし防止することができる。
このため、路側通信機や移動通信機が実施する交通制御に混乱が生じるのを抑制ないし防止することができる。
【0013】
上記構成の路側通信機において、「虚偽情報」とは、例えば、移動通信機の送信情報(移動通信機が車載通信機の場合には、位置情報や速度情報等を含む車両情報)のうち、その情報の内容が通常想定される内容とは明らかにかけ離れたものをいう。例えば、移動通信機の送信情報に速度情報が含まれる場合に、その速度値が異常に高い値(200km/h以上)が継続するような場合には、当該虚偽情報に該当する。
【0014】
本発明の路側通信機において、前記阻害信号としては、具体的には、前記識別情報を含む信号の受信タイミングに対応して所定時間だけ送信される妨害信号を採用することができる(請求項2)。
この場合、識別情報を含む信号の受信タイミングに対応して妨害信号が所定時間だけ送信されるので、不正な移動通信機が送信する虚偽情報を含む信号の伝送が妨害される。このため、通信エリアに含まれる他の正常な移動通信機や、他の路側通信機が虚偽情報を含む信号を受信するのを抑制ないし防止することができる。
【0015】
また、前記阻害信号は、前記識別情報と、前記移動通信機による無線送信を困難にするコマンドを含む制御信号(請求項3)や、前記識別情報と、前記移動通信機における送信レベルを低下させるコマンドを含む制御信号(請求項4)であってもよい。
この場合、上記識別情報とコマンドとを含む制御信号により、不正な移動通信機からの信号送信自体が阻害されるか、或いは、その送信レベルが低下するので、通信エリアに含まれる他の正常な移動通信機や、他の路側通信機が虚偽情報を含む信号を受信するのを抑制ないし防止することができる。
【0016】
本発明に係る他の路側通信機(請求項5)は、道路上を移動する移動通信機との間で無線通信を行うための通信エリアを有する路側通信機であって、送信レベルが過大な違法電波を送信する違法な前記移動通信機の識別情報を取得する取得手段と、取得された前記識別情報を用いて、送信レベルが過大な前記違法電波の伝送を阻害するための阻害信号を自身の前記通信エリアに送信する送信制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【0017】
本発明の路側通信機によれば、取得手段が違法な移動通信機の識別情報を取得すると、送信制御手段が、その取得された識別情報を用いて、当該違法電波の伝送を阻害するための阻害信号を自身の前記通信エリアに送信するので、通信エリア内で送信レベルが過大な違法電波を送信する違法な移動通信機に対して、その送信を抑制ないし停止させることができる。
このため、他の路側通信機や通信エリア内に含まれる移動通信機が通信障害に陥るのを抑制ないし防止することができる。
【0018】
本発明に係る他の路側通信機(請求項6)は、道路上を移動する移動通信機との間で無線通信を行うための通信エリアを有する路側通信機であって、送信周波数が規格外である違法電波を送信する違法な前記移動通信機の識別情報を取得する取得手段と、取得された前記識別情報を用いて、送信周波数が規格外である前記違法電波の伝送を阻害するための阻害信号を自身の前記通信エリアに送信する送信制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【0019】
本発明の路側通信機によれば、取得手段が違法な移動通信機の識別情報を取得すると、送信制御手段が、その取得された識別情報を用いて、当該違法電波の伝送を阻害するための阻害信号を自身の通信エリアに送信するので、通信エリア内の移動通信機を含む通信機器が、送信周波数が規格外である違法電波を受信するのを抑制ないし防止することができる。
このため、通信エリア内に含まれる移動通信機や携帯電話機等のその他の通信機器が通信障害に陥るのを抑制ないし防止することができる。
【0020】
なお、上記構成の路側通信機において、「違法電波」とは、無許可の通信機等から送信される、電波法等で規定された送信レベルや周波数帯域から外れた電波のことをいう。
【発明の効果】
【0021】
以上の通り、本発明によれば、通信エリア内での虚偽情報や違法電波の伝送を阻害することができるので、路側通信機や他の移動通信機が実施する交通制御に混乱が生じたり、違法電波によって通信エリア内で通信障害が生じたりする可能性が低下する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
〔システムの全体構成〕
図1は、本発明の実施形態に係る高度道路交通システム(ITS)の全体構成を示す概略斜視図である。
図1に示すように、本実施形態の高度道路交通システムは、交通信号機1、路側通信機2、車載通信機3(図2及び図3参照)、中央装置4、車載通信機3を搭載した車両5、及び、監視カメラ6等を含む。
【0023】
各交通信号機1は、複数の交差点Ci(図例では、i=1〜12)のそれぞれに設置されており、電話回線等の通信回線7を介してルータ8に接続されている。このルータ8は交通管制センター内の中央装置4に接続されている。
中央装置4は、自身が管轄するエリアに含まれる各交差点Ciの交通信号機1及び路側通信機2とLAN(Local Area Network)を構成している。従って、中央装置4は、各交通信号機1及び各路側通信機2との間で双方向通信が可能である。なお、中央装置4は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
【0024】
監視カメラ6は、各交差点Ciに流入する車両台数をカウントする等の目的で、管轄エリア内の道路の各所に設置されている。この監視カメラ6は、道路の交通状況を時系列に撮影し、その画像データは前記通信回線7を介して中央装置4にほぼリアルタイムに送信される。
なお、図1及び図2では、図示を簡略化するために、各交差点Ciに信号灯器が1つだけ描写されているが、実際の各交差点Ciには、互いに交差する道路の上り下り用として少なくとも4つの信号灯器が設置されている。
【0025】
〔中央装置〕
中央装置4は、ワークステーション(WS)やパーソナルコンピュータ(PC)等よりなる制御部を有しており、この制御部は、路側通信機2、監視カメラ6及び車両感知器(図示せず)からの各種の交通情報の収集・処理(演算)・記録、信号制御及び情報提供を統括的に行う。
具体的には、中央装置4の制御部は、自身のネットワークに属する交差点Ciの交通信号機1に対して、同一道路上の交通信号機1群を調整する系統制御や、この系統制御を道路網に拡張した広域制御(面制御)を行うことができる。
【0026】
また、中央装置4は、通信回線7を介してLAN側と接続された通信インタフェースである通信部を有しており、この通信部は、信号灯器の灯色切り替えタイミングに関する信号制御指令S1や、渋滞情報等を含む交通情報S2を所定時間ごとに各交通信号機1に送信している(図1参照)。
信号制御指令S1は、前記系統制御や広域制御を行う場合の信号制御パラメータの演算周期(例えば、1.0〜2.5分)ごとに送信され、交通情報S2は、例えば5分ごとに送信される。
【0027】
また、中央装置4の通信部は、各交差点Ciに対応する路側通信機2から、その通信機2が車載通信機3から受信した車両5の現在位置等を含む車両情報S3、車両通過時に生じるパルス信号よりなる車両感知器(図示せず)の感知情報S4、及び、監視カメラ6が撮影した道路のデジタル情報よりなる画像データS5等を、ほぼリアルタイム(例えば、0.1〜1.0秒周期)で受信しており、中央装置4の制御部は、これらの各種情報に基づいて前記系統制御や広域制御を実行する。
【0028】
〔無線通信の方式等〕
図2は、上記高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。
図2では、互いに交差する2つの道路の各々が上りと下りで片側1車線のものとして例示されているが、道路構造はこれに限られるものではない。
図2にも示すように、本実施形態の高度道路交通システムは、車載通信機3との間で無線通信が可能な複数の路側通信機2と、キャリアセンス方式で他の通信機2,3と無線通信を行う移動無線送受信機の一種である車載通信機3と備えている。
【0029】
複数の路側通信機2は、それぞれ路側の交差点ごとに設置されていて、図1及び図2の例では交通信号機1の支柱に取り付けられている。一方、車載通信機3は、道路を走行する各車両5にそれぞれ搭載されている。
各路側通信機2は、その周囲に広がる所定範囲の通信エリアAをそれぞれ有し、この通信エリアAを走行する各車両5の車載通信機3と通信可能である。また、各路側通信機2は、通信エリアAが重複(一部重複でも全部重複でもよい。)する他の路側通信機2とも通信可能であり、路側通信機2によってカバーされる各通信エリアAの集合体で中央装置4の管轄エリアが構成されている。
【0030】
本実施形態の高度道路交通システムでは、路側通信機2同士(路路間通信)については無線通信が用いられ、また、路側通信機2と車載通信機3との間(「路」から「車」への路車間通信と「車」から「路」への車路間通信との双方を含む。)と車載通信機3同士(車車間通信)についても、無線通信が用いられている。
なお、前記した通り、交通管制センターに設けられた中央装置4は、各路側通信機2と有線での双方向通信が可能となっているが、これらの間も無線通信であってもよい。
【0031】
中央装置4が統括制御する各路側通信機2は、自身が無線送信する時間スロットをTDMA方式で割り当てる。このため、残った時間スロットをCSMA方式によって車載通信機3が車車間通信に使用するようになっている。
また、各路側通信機2は、自身の送信タイミングを制御するために他の路側通信機2との時刻同期機能を有している。この路側通信機2の時刻同期は、例えば、自身の時計をGPS時刻に合わせるGPS同期や、自身の時計を他の路側通信機2からの送信信号に合わせるエア同期等によって行われる。
【0032】
〔路側通信機〕
図3は、路側通信機2と車載通信機3の内部構成を示すブロック図である。
このうち、路側通信機2は、無線通信のためのアンテナ20に接続された無線通信部(送受信部)21と、中央装置4と双方向通信する有線通信部22と、それらの通信制御を行うプロセッサ(CPU:Central Processing Unit)等よりなる制御部23と、制御部23に接続されたROMやRAM等の記憶装置よりなる記憶部24とを備えている。
記憶部24は、制御部23が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信機2,3の通信機ID等を記憶している。
【0033】
路側通信機2の制御部23は、時分割多重方式によって路車間、車路間及び路路間の無線通信を無線通信部21に行わせるものである。
このため、制御部23は、上記コンピュータプログラムの実行によって達成される機能部として、路側通信機2自身が無線送信する第1時間スロットと、車載通信機3の無線送信を許容する第2時間スロットとを、一定の周期ごとに時分割で割り当てる割当手段23Aを備えている。
【0034】
更に、路側通信機2の制御部23は、上記コンピュータプログラムを実行することで達成される機能部として、データ転送手段23B、判定手段23C、取得手段23D及び送信制御手段23Eを備えている。
このうち、データ転送手段23Bは、有線通信部22が受信した中央装置4の渋滞情報等の交通情報をいったん記憶部24に一時的に記憶させ、無線通信部21を介して車載通信機3に対してブロードキャスト送信する。
【0035】
判定手段23Cは、自装置の無線通信部21が受信する受信信号に基づいて、車載通信機3の送信信号に虚偽情報が含まれているか否かや、その送信信号が電波法等で規定された送信レベルや周波数帯域から外れた違法電波であるか否かを判定する。
なお、虚偽情報等の具体的な判定方法については後述する。また、本実施形態では、判定手段23Cが違法電波の有無の判定を行う前提として、無線通信部21は、受信レベル(受信電力)の検出と、路路間や路車間通信では使用しない規定外の周波数帯域の受信が可能である。
【0036】
取得手段23Dは、虚偽情報を含む信号(以下、虚偽信号ということがある。)や違法電波から、その送信主体である不正又は違法な車載通信機3の通信機IDを取得する。
この取得手段23Dによる通信機IDの取得方法としては、自装置における虚偽情報及び違法電波の判定結果に基づいて当該通信機IDを取得する方法と、外部装置における同判定結果に基づいて当該通信機IDを取得する方法の2種類がある。
【0037】
このうち、前者の場合、取得手段23Dは、自装置の判定手段23Cが判定した虚偽信号や違法電波に含まれる通信機IDを、不正又は違法な車載通信機3の識別情報として抽出する。
また、後者の場合、取得手段23Dは、他の路側通信機2や車載通信機3から送信された後述の通報信号S6に含まれる車載通信機3の通信機IDを、不正又は違法な車載通信機3の識別情報として取得する。
【0038】
送信制御手段23Eは、自装置において判定された虚偽信号や違法電波に含まれる通信機IDを、外部に通報する機能を有する。すなわち、送信制御手段23Eは、上記判定手段23Cが判定した虚偽信号や違法電波含まれる不正又は違法な車載通信機3の通信機IDを抽出し、この通信機IDをデータに含む通報信号S6を生成して無線通信部21を介して無線送信する。
また、送信制御段23Eは、取得手段23Dが不正又は違法な車載通信機3の通信機IDを取得した場合には、その通信機IDを用いて、自装置の無線通信部21からの送信電波を利用した、虚偽信号や違法電波の伝送を阻害するための処理を実行する。なお、この処理の具体的内容については後述する。
【0039】
〔車載通信機〕
一方、車載通信機3は、無線通信のためのアンテナ30に接続された通信部(送受信部)31と、この通信部31に対する通信制御を行うプロセッサ等よりなる制御部32と、この制御部32に接続されたROMやRAM等の記憶装置よりなる記憶部33とを備えている。
記憶部33は、制御部32が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信装置2,3の通信機ID等を記憶している。
【0040】
車載通信機3の制御部32は、車車間通信のためのキャリアセンス方式による無線通信を通信部31に行わせるものであり、路側通信機2との間の時分割多重方式での通信制御機能は有していない。
従って、車載通信機3の通信部31は、所定の搬送波周波数の受信レベルを常時感知しており、その値がある閾値以上である場合は無線送信を行わず、当該閾値未満になった場合にのみ無線送信を行うようになっている。
【0041】
また、車載通信機3の制御部32は、上記コンピュータプログラムの実行によって達成される機能部として、データ送信手段32A、判定手段32B及び通報手段32Cを備えている。
このうち、データ送信手段32Aは、車両5の現時の位置情報、速度情報及び時刻情報等よりなる車両情報S3を、キャリアセンス方式にて通信部31から外部に無線送信させる。このため、その車両情報S3を受信した他の車両5や路側通信機2は、例えば、右直衝突や出合い頭衝突等を回避する安全運転のための交通制御を行うことができる。
【0042】
判定手段32Bは、路側通信機2の判定手段23Cと同様に、自装置の通信部31が受信する受信信号に基づいて、他の車載通信機3の送信信号に虚偽情報が含まれているか否か、或いは、その送信信号が電波法等で規定された送信レベルや周波数帯域から外れた違法電波であるか否かを判定する。
なお、判定手段32Bが違法電波の有無の判定を行う前提として、車載通信機3の通信部31は、受信レベル(受信電力)の検出と、車車間や路車間通信では使用しない規定外の周波数帯域の受信が可能である。
【0043】
制御部32の通報手段32Cは、自装置において判定された虚偽信号や違法電波に含まれる通信機IDを、外部に通報する機能を有する。すなわち、通報手段32Cは、上記判定手段32Bが判定した虚偽信号や違法電波に含まれる不正又は違法な車載通信機3の通信機IDを抽出し、この通信機IDをデータに含む通報信号S6を生成して通信部31を介して無線送信する。
また、車載通信機3の制御部32は、路側通信機2から受けた受信信号が、後述するコマンド信号S7,S8である場合に、この信号S7,S8に含まれるコマンドを抽出して当該コマンドに従った制御処理を実行するコマンド実行手段32Dを有する。
【0044】
図4は、車載通信機3が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
図4に示すように、車載通信機3の送信データには、ヘッダ、受信品質、車両5の位置、方向(進行方向)、速度、モード、データ及びフッタが含まれている。
ヘッダには、プリアンブルや車載通信機3の識別情報である通信機ID等が含まれる。受信品質は、車載通信機3から見たC/N(Carrier to Noise Ratio)、RSSI(Receive Signal Strength Indication)等である。
【0045】
車両の位置や方向は、GPSや車両5側のセンサ等から得られた情報であり、通常は車両5側で取得された情報に基づくが、光ビーコン等のインフラ側から取得可能な場合もある。速度は、車両5の速度センサに基づいた情報である。
モードは、車載通信機3からの送信が、路側通信機2の制御下でタイムスロットを割り当てられて非競合型アクセスの状態となっているか、又は、自律的に送信を行う競合型アクセスとなっているかを示す情報である。本実施形態では、車載通信機3がキャリアセンス方式の無線通信のみを行うため、このモードは競合型アクセスとなる。
【0046】
〔路側通信機による伝送阻害処理〕
図5は、路側通信機2による伝送阻害処理を示す道路側面図であり、図6は、その伝送阻害処理のフローチャートである。以下、図5及び図6を参照しつつ、当該伝送阻害処理の内容を詳細に説明する。
なお、図5及び図6では、車載通信機3Fが虚偽情報を含む信号(虚偽信号)Sfを送信している場合を想定しており、図5の符号3F及び5Fは、それぞれ、虚偽信号Sfを送信する不正な車載通信機及びこれを搭載した車両を意味している。
【0047】
また、図5において、上流側(左側)から下流側(右側)に向かって並ぶ複数の路側通信機2A〜2Cのうち、中間の路側通信機2Bが伝送阻害処理を実行するものとする。
図6に示すように、路側通信機2Bの制御部23は、まず、無線通信部21が受信する受信信号に基づき、虚偽信号Sfの有無を常に検出している(図6のステップST1)。
この虚偽信号Sfが検出される場合としては、例えば、自装置の通信エリアA内にある車載通信機3Fから直接受信した車両情報S3の中から、前記判定手段23Cが虚偽信号Sfの存在を検出した場合と、他の路側通信機2Aや通信エリアA内の車載通信機3から通報信号S6を受信した場合とが含まれる。
【0048】
〔虚偽情報の判定方法〕
ここで、車両情報S3が虚偽情報を含むか否かの判定方法(判定手段23C,32Bが行う判定方法)としては、具体的には次のバリエーションがある。
例えば、速度情報に関しては、周辺の車両5がほぼ20km/hで安定走行中に、特定車両5Fの車両速度が60km/hで継続している場合のように、周辺の車両5との速度の違いが目立って大きい状況が継続している場合に、その車両5Fからの速度情報を虚偽情報と判定することができる。
【0049】
また、同じ車両5Fからの車両情報S3に含まれる速度情報と、その車両情報S3で特定される位置情報の時系列データから算出される速度とが著しく異なっている場合や、200km/h以上のような、明らかに高い速度値の速度情報が継続している場合にも、その速度情報を虚偽情報であると判定することができる。
位置情報に関しては、特定車両5Fの位置情報が、他の複数の車両5から通知された当該特定車両5Fの位置情報と大きく異なっている場合や、特定車両5Fからの位置情報が通信エリアAの範囲外である場合等に、その位置情報を虚偽情報であると判定することができる。
【0050】
また、特定車両5Fからの位置情報の時系列データに、明らかに不自然なバラツキがある場合や、特定車両5Fからある時刻での位置情報を受けたが、監視カメラ6による画像データS5には車両5が1つも存在しない場合にも、その位置情報を虚偽情報であると判定することができる。
更に、時刻情報に関しては、特定車両5Fから送信された時刻情報が、路側通信機2が自律的に管理するクロックと大きく異なっている場合には、その時刻情報を虚偽情報であると判定することができる。
【0051】
なお、自装置の判定手段23Cが虚偽信号Sfありの判定結果を1度出力した、或いは、通報信号S6を1度受信したという事象だけで、不正な車載通信機3Fの存在を断定するのは早計である。
そこで、路側通信機2の制御部23は、予め設定された所定の判定周期(例えば、1分程度)において、判定手段23Cが虚偽信号Sfありの判定結果を複数回出力したり、複数の車載通信機3や他の路側通信機2Aからの通報信号S6を受信したりすることを条件として、虚偽信号Sfありと判定するようになっている。
【0052】
〔伝送阻害処理の具体的内容〕
図6に戻り、虚偽信号Sfありと判定された場合には、路側通信機2Bの制御部23は、虚偽信号Sfに含まれる不正な車載通信機3Fの通信機IDを、無線通信部21を通じて自身の通信エリアAにブロードキャストで同報する(図6のステップST2)。
従って、通信エリアA内の正常な車載通信機3がその同報信号を受信するが、この場合に、不正な車載通信機3Fの通信機IDから受信した信号を廃棄することにより、虚偽情報による誤った安全運転支援等の交通制御を車両5が実行するのを未然に防止できる。
【0053】
また、路側通信機2Bの制御部23は、不正な車載通信機3Fからの無線送信を困難にするコマンドと、その車載通信機3Fの通信機IDと、自身が正規の路側通信機2Bであることの認証データとを含む、阻害信号の一種である第1のコマンド信号S7(図5参照)を、虚偽信号Sfの送信主体である不正な車載通信機3Fに対して、ユニキャスト又は同報によって無線送信する(図6のステップST3)。
この第1のコマンド信号S7に含まれるコマンドとしては、例えば、車載通信機3Fのコンテンションウィンドウ(CW:Contention Window)やキャリアセンスを長くしたり、送信レベルを小さくしたりするコマンドを採用することができる。
【0054】
これらのコマンドによれば、不正な車載通信機3Fの送信キューが送信権を得る確率が低くなって送信機会が減少したり、当該車載通信機3Fの送信レベルが小さくなったりするので、虚偽情報を含む信号Sfを他の正常な車載通信機3が受信する可能性が低下し、虚偽情報の伝送を未然に抑制ないし防止することができる。
【0055】
次に、路側通信機2Bの制御部23は、第1のコマンド信号S7を送信してから、当該通信機IDを含む虚偽信号Sfが再検出されるか否かを判定する(図6のステップST4)。この再検出があった場合(ステップST4でYes)には、第1のコマンド信号S7による伝送阻害が奏功しなかったと考えられる。
そこで、路側通信機2Bの制御部23は、不正な車載通信機3Fの全機能を停止させて送信不能にするコマンドと、その車載通信機3Fの通信機IDと、自身が正規の路側通信機2Aであることの認証データとを含む阻害信号である第2のコマンド信号S8(図5参照)を、虚偽情報Sfの送信主体である不正な車載通信機3Fに対して、ユニキャスト又は同報によって無線送信する(図6のステップST5)。
【0056】
一方、路側通信機2Bの制御部23は、第2のコマンド信号S7を送信してから、更に、当該通信機IDを含む虚偽信号Sfが再検出されるか否かを判定する(図6のステップST6)。この再検出があった場合(ステップST6でYes)には、第2のコマンド信号S9によっても伝送阻害が奏功しなかったと考えられ、この場合、路側通信機2Bでは虚偽信号Sfの送信を止められない。
そこで、路側通信機2Bの制御部23は、通報処理に移行し(図6のステップST7)、虚偽信号Sfを送信する不正な車載通信機3Fの通信機IDを、総通局や警察署などの監督局に通報する。この通報は、無線通信部21からの無線送信で行ってもよいし、有線通信部22から中央装置4を通じて行ってもよい。
【0057】
なお、第1及び第2のコマンド信号S7,S8において、正規の路側通信機2Bであることの認証データを含めているのは、所謂なりすましの路側通信機が送信したコマンド信号によって車載通信機3Fの送信制御が阻害されるのを防止するためである。
また、車載通信機3Fを搭載した車両5Fにおいて、路側通信機2Bからコマンド信号S7,S8を受信したことを、スピーカや液晶表示部等の車載インタフェースを用いて出力すれば、虚偽情報の送信主体であることを車両5Fの搭乗者に報知することができる。
【0058】
本実施形態では、路側通信機2Bの制御部23は、虚偽信号Sfありと判定された場合に(図6のステップST1でYes)、不正な車載通信機3Fの通信機IDの同報(図6のステップST2)と並行して、通信機IDを含む信号(虚偽信号Sf)の受信タイミングに対応して、妨害信号S9(図5参照)を自身の通信エリアAに無線送信し、虚偽信号Sfの伝送阻害をより確実にする。
もっとも、この場合、キャリアセンス方式での車車間通信の送信時間が必要以上に短縮するのを防止するため、妨害信号S9の送信時間は、不正な車載通信機3Fの過去の送信時間や、他の車載通信機3の平均的な送信時間と同程度に設定することが好ましい。
【0059】
例えば、100バイトを12Mbpsで送信する車車間通信を想定すると、その送信所要時間は128μsとなる。
この場合において、路側通信機2が不正な車載通信機3Fから虚偽信号Sfを受信してから、当該車載通信機3Fの通信機IDを取得するまでに50μs程度かかると仮定すると、妨害信号Sfの送信時間は、約78μs(=128μs−50μs)に設定すればよいことになる。
【0060】
また、第1又は第2のコマンド信号S7,S9が奏功して虚偽信号Sfがなくなった場合には、もはや妨害信号S9を送信する必要はない。
そこで、本実施形態では、路側通信機2Bの制御部23は、各コマンド信号S7,S9の送信後に行う虚偽信号Sfの再検出の判定ステップ(図6のステップST4,ST6)において、その再検出がなかった場合には、妨害信号Sfの送信を停止するようになっている。
【0061】
以上の通り、本実施形態の路側通信機2Bによれば、路側通信機2Bの取得手段23Dが不正な車載通信機3Fの通信機IDを取得し、この取得した通信機IDを用いて、路側通信機2Bの送信制御手段23Eが、虚偽信号Sfの伝送を阻害するための阻害信号S7,S8,S9を自身の通信エリアAに送信するので、通信エリアA内の他の車載通信機3による虚偽情報の受信を抑制ないし防止することができる。
このため、路側通信機2や他の車載通信機3において実施する交通制御に混乱が生じる可能性を低下させることができる。
【0062】
〔変形例1:送信レベルが過大な違法電波の場合〕
図7は、送信レベルが過大な違法電波が生じた場合の、路側通信機2Bによる伝送阻害処理を示すフローチャートである。
図6と図7を対比すれば明らかなように、両処理の相違は、判定対象が虚偽信号ではなく、送信レベルの過大な違法電波である点(図7のステップST1,ST4,ST6)と、妨害信号の送信(図6のステップST8)とその送信停止(図6のステップST9)が行われない点にあり、その他は同様である。そこで、以下、図6の処理と相違する部分について説明する。
【0063】
〔過大な送信レベルの違法電波の判定方法〕
車載通信機3からの送信信号が過大な送信レベルか否かの判定は、路側通信機2や車載通信機3の通信部21,31が受信した受信信号のレベルが所定の閾値(例えば、−25dBm程度)以上であるか否かによって行うことができる。
しかし、例えば、極めて近距離からの送信信号を受信した場合や、フェージングの影響で増幅された送信信号を受信した場合にも、通信部21,31での受信レベルが一時的に大きくなる。
【0064】
このため、受信レベルが瞬間的に過大になっただけでは、必ずしも送信レベルが過大な違法電波であるとは言い難い。
そこで、路側通信機2Bの制御部23は、所定の判定周期(例えば、1分程度)において、自装置の判定手段23Cが閾値以上の違法電波を複数回出力したり、複数の車載通信機3や他の路側通信機2Aからの通報信号S6を受信したりすることを条件として、過大な送信レベルの違法電波が存在すると判定するようになっている。
【0065】
なお、図7に示す変形例1のフローチャートにおいて、妨害信号の送信(図6のステップST8)を行わない理由は、送信レベルが過大な違法電波に同期して路側通信機2Bから妨害信号を送出しても、必ずしも受信側の受信レベルが減少するとは限らず、却って受信レベルが増大して逆効果になることもあり得るからである。
【0066】
この変形例1(図7)によれば、違法な車載通信機3Fの通信機IDの取得を契機として、路側通信機2Bの送信制御手段23Eが、送信レベルが過大な違法電波の伝送を阻害するための阻害信号(第1のコマンド信号S7及び第2のコマンド信号S8)を自身の通信エリアAに送信するので、通信エリアA内で送信レベルが過大な違法電波を送信する違法な車載通信機3Fに対して、その送信を抑制ないし防止させることができる。
このため、送信レベルが過大な違法電波によって、路側通信機2や通信エリアA内に含まれる他の車載通信機3に通信障害が生じる可能性を低下させることができる。
【0067】
〔変形例2:送信周波数が規格外である違法電波の場合〕
図8は、送信周波数が規格外である違法電波が生じた場合の、路側通信機2Bによる伝送阻害処理を示すフローチャートである。
図6と図8を対比すれば明らかなように、両処理の相違は、判定対象が虚偽情報ではなく、送信周波数が規格外の違法電波である点(図8のステップST1,ST4,ST6)と、妨害信号の送信(図6のステップST8)とその送信停止(図6のステップST9)が行われない点にあり、その他は同様である。そこで、以下、図6の処理と相違する部分について説明する。
【0068】
〔送信周波数が規格外である違法電波の判定方法〕
車載通信機3からの送信信号の送信周波数が規格外であるか否かの判定は、路側通信機2や車載通信機3の通信部21,31が当該送信周波数の受信信号を受信したか否かによって行うことができる。
しかし、自装置の判定手段23Cが規格外の送信周波数の判定結果を1度出力しただけ、或いは、通報信号S6を1度受信したという事象だけで、送信周波数の点で違法な車載通信機3Fの存在を断定するのは早計である。
【0069】
そこで、路側通信機2の制御部23は、予め設定された所定の判定周期(例えば、1分程度)において、判定手段23Cが送信周波数の違う違法電波の判定結果を複数回出力したり、複数の車載通信機3や他の路側通信機2Aからの通報信号S6を受信したりすることを条件として、送信周波数が規格外である違法電波が存在すると判定するようになっている。
【0070】
この変形例2(図8)によれば、違法な車載通信機3Fの通信機IDの取得を契機として、路側通信機2Bの送信制御手段23Eが、送信周波数が規格外である違法電波の伝送を阻害するための阻害信号(第1のコマンド信号S7、第2のコマンド信号S8及び妨害信号S9)を自身の通信エリアAに送信するので、通信エリアA内の車載通信機3を含む通信機器が、送信周波数が規格外である違法電波を受信するのを抑制ないし防止することができる。
このため、送信周波数が規格外の違法電波によって、通信エリアA内に含まれる車載通信機3や携帯電話機等の他の通信機器に通信障害が生じる可能性を低下させることができる。
【0071】
〔その他の変形例〕
今回開示した各実施形態は本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲とその構成と均等な意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。
【0072】
例えば、上記実施形態の高度道路交通システムおいて、車載通信機3の代わりに或いは車載通信機3に加えて、歩行者が携帯する通信機(携帯通信端末)を用いることもできる。この場合には、当該携帯通信端末が発信源となる虚偽信号や違法電波についても、車載通信機3の場合と同様に、路側通信機2による伝送阻害処理の対象にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0073】
【図1】高度道路交通システムの全体構成を示す概略斜視図である。
【図2】高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。
【図3】路側通信機と車載通信機の内部構成を示すブロック図である。
【図4】車載通信機が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
【図5】路側通信機による伝送阻害処理を示す道路側面図である。
【図6】路側通信機による伝送阻害処理のフローチャートである。
【図7】送信レベルが過大な違法電波が生じた場合の、路側通信機による伝送阻害処理を示すフローチャートである。
【図8】送信周波数が規格外である違法電波が生じた場合の、路側通信機による伝送阻害処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0074】
1 交通信号機
2 路側通信機
3 車載通信機(移動通信機)
3F 不正(または違法)な車載通信機
4 中央装置
5 車両
5F 不正(または違法)な車両
6 監視カメラ
7 通信回線
8 ルータ
20 アンテナ
21 無線通信部
22 有線通信部
23 制御部
23A 割当手段
23B データ転送手段
23C 判定手段
23D 取得手段
23E 送信制御手段
24 記憶部
30 アンテナ
31 通信部
32 制御部
32A データ送信手段
32B 判定手段
32C 通報手段
32D コマンド実行手段
33 記憶部
S1 信号制御情報
S2 交通情報
S3 車両情報
S4 感知情報
S5 画像データ
S6 通報信号
S7 第1のコマンド信号(阻害信号)
S8 第2のコマンド信号(阻害信号)
S9 妨害信号(阻害信号)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
道路上を移動する移動通信機との間で無線通信を行うための通信エリアを有する路側通信機であって、
虚偽情報を含む信号を送信する、不正な前記移動通信機の識別情報を取得する取得手段と、
取得された前記識別情報を用いて、前記虚偽情報を含む信号の伝送を阻害するための阻害信号を自身の前記通信エリアに送信する送信制御手段と、
を備えていることを特徴とする路側通信機。
【請求項2】
前記阻害信号は、前記識別情報を含む信号の受信タイミングに対応して所定時間だけ送信される妨害信号である請求項1に記載の路側通信機。
【請求項3】
前記阻害信号は、前記識別情報と、前記移動通信機による無線送信を困難にするコマンドとを含む制御信号である請求項1又は2に記載の路側通信機。
【請求項4】
前記阻害信号は、前記識別情報と、前記移動通信機における送信レベルを低下させるコマンドを含む制御信号である請求項1〜3のいずれか1項に記載の路側通信機。
【請求項5】
道路上を移動する移動通信機との間で無線通信を行うための通信エリアを有する路側通信機であって、
送信レベルが過大な違法電波を送信する違法な前記移動通信機の識別情報を取得する取得手段と、
取得された前記識別情報を用いて、送信レベルが過大な前記違法電波の伝送を阻害するための阻害信号を自身の前記通信エリアに送信する送信制御手段と、
を備えていることを特徴とする路側通信機。
【請求項6】
道路上を移動する移動通信機との間で無線通信を行うための通信エリアを有する路側通信機であって、
送信周波数が規格外である違法電波を送信する違法な前記移動通信機の識別情報を取得する取得手段と、
取得された前記識別情報を用いて、送信周波数が規格外である前記違法電波の伝送を阻害するための阻害信号を自身の前記通信エリアに送信する送信制御手段と、
を備えていることを特徴とする路側通信機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2010−114819(P2010−114819A)
【公開日】平成22年5月20日(2010.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−287702(P2008−287702)
【出願日】平成20年11月10日(2008.11.10)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【Fターム(参考)】