説明

路面電車位置検知装置

【課題】停留所における路面電車の発着を車両位置情報に基づいて的確に判定する。
【解決手段】路面電車20に搭載されて車両位置を検知する位置検知装置30において、位置情報を得るGPS受信機33と、路面電車20の速度計22から速度情報を取得し運転方向切換スイッチ23から運転方向を取得する速度情報取得装置35と、停留所の地上基地局装置に適合した無線機36と、路線マップデータを用いて位置情報を路線上に変換するマップマッチング手段と速度情報や運転方向に基づいて位置情報の更新を選択的に行う速度反映手段と停留所マップデータを用いて位置情報から路面電車20の出発および到着を判定する発着判定手段とを有した車上処理装置34とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、路面電車の運行状況を監視するのに必要な車両位置を検知するための路面電車位置検知装置に関し、詳しくは、路面電車に搭載されて衛星航法システム(Global Positioning System)による測位を行うとともにその位置情報を無線にて送信する路面電車位置検知装置に関する。
【背景技術】
【0002】
GPS(Global Positioning Satellite)衛星を利用した位置検知システム(測位システム)により常時走行中の位置を検知しその情報を無線で出力する車載装置(路面電車位置検知装置)を搭載したLRT(新型路面電車)が知られている(例えば特許文献1参照)。
そのようにGPS衛星からの情報により車両位置を特定する場合、GPS単独では誤差が大きいので、その位置を補正するための情報と組み合わせて使用することが多い。その典型例がディファレンシャル測位(D-GPS、Differential Global Positioning System)であり、主なものとして以下の二方式がある。
【0003】
すなわちFM多重方式と中波ビーコン方式である。FM多重方式は、ラジオのFM多重放送を利用して補正情報を送るシステムで具現化され、中波ビーコン方式は、全国27ヶ所の灯台から中波ビーコンを利用して補正情報を送るシステムで具現化されている。
このような補正方式の併用によって或る程度の誤差は減少するが、これらの補正方式は、電波の届かないところでは利用することができない。また、周囲に高層ビル等の障害物の多い場所では効果がないことがある。
そのような場合でも使える方式として、マップデータを用いて測位システムの位置情報を路線上の位置情報に変換するマップマッチング方法が知られている(例えば特許文献2の従来技術欄を参照)。
【0004】
ところで、GPSによる車両位置情報を利用した運行監視システムを見てみると、車両側ではGPS利用にて自車両の位置が判るが、運転管理センタでは直に把握することができないので、位置情報を車両側から運転管理センタへ送信することが行われ、それによって運転管理センタでも車両位置を把握することができる。運転管理センタ側では全車両の位置を把握できる。車両の位置情報と路線マップデータや停留所マップデータとを突き合わせることで、停留所からの出発や停留所への到着を検知することもできる。
一方、運転管理センタに依らず車両単独で車高調節の忘れを防止するため(例えば特許文献3参照)、車速に基づいて停留所からの離隔を自動検知するようになったものや(同文献の第一実施例を参照)、GPS位置検出装置を車両に搭載して停留所への接近および離隔を自動検知するようになったものが知られている(同文献の第四実施例を参照)。
【0005】
【特許文献1】特許第3552916号公報
【特許文献2】特開2004−125537号公報
【特許文献3】特開2004−352043号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
GPS利用の位置検知装置を搭載した路面電車の運行を運転管理センタで集中監視するには、路面電車の運行中に路面電車位置検知装置から運転管理センタに向けて車両位置情報が無線で送信されるが、この位置送信を低コスト通信で行うべく普及品の小電力無線機と携帯電話やインターネット等とで具現化した場合、個々の無線機は安価になるが、例えば1秒毎に送信するといった随時送信を行おうとすると、伝送量が多くて通信負荷が過大になるうえ、多数の無線中継器を路面軌道に沿って配置しなければならないので、設備投資面からも保守費・運用費の面からもコストダウンに不満が残る。
【0007】
これに対しては、路面電車の運転管理に関するニーズを勘案して、路面電車が停留所にいる時だけ、無線通信を行って、車両位置情報を運転管理センタへ送信する、という改善案が考えられる。路面電車が停留所に到着した時や、路面電車が停留所から出発した時に、位置送信が行われれば、それによって、路面電車が停留所にいるのか或いは停留所間にいるのかが、運転管理センタで把握しうるからである。
もっとも、そのような選択的な位置送信を行うには、停留所への到着および停留所からの出発を路面電車搭載の位置検知装置で検知する必要がある。
【0008】
例えば、あらかじめ記録されている停留所位置情報(停留所マップデータ)とGPSによる車両位置情報とを随時比較することにより、停留所手前で間もなく停留所に到着すると判断したら通信を行って路面電車の停留所への到着およびそのときの車両位置情報を運転管理センタに向けて送信し、また、停留所を出たところで停留所を出発したと判断したときにも通信を行って路面電車の停留所からの出発およびそのときの車両位置情報を運転管理センタに向けて送信し、さらに、そのような発着時以外は位置送信を控える、ということになる。あるいは、停留所への到着時に通信を開始し、停留所にいる間は所定周期で位置送信を行い、停留所からの出発時に通信を終了する、ということになる。
【0009】
ところが、路面電車の出発および到着を路面電車位置検知装置で判定する場合、GPSによる車両位置情報における誤差が停留所の近傍で大きくなると、判定を出すのが早すぎたり遅すぎたり更には判定を失することも起こりうるため、運転管理センタとの通信に失敗することや、運転管理センタで正しい車両位置を把握できなくなる、といった不都合な事態の生じる可能性がある。GPS測位の誤差が大きくなると、いわゆる「迷走」が発生し、この「GPSの迷走」が限度を超えると、路面電車側で発着を判定するのが困難になってしまう。
【0010】
GPSのデータには誤差が含まれるが、その誤差が車両の停車中には走行中よりも大きくなる傾向がある。そのため、実際には車両が止まっていても、GPSを利用して測定した車両位置は、一点で止まることなく、常に動いている状態となる。これがGPSの「迷走」であり、それが無視できないほど大きいと、路面電車位置検知装置での発着判定に不都合を生じる。具体的には、停留所で車両位置情報が停車状態になったときに路面電車が到着したと判定する場合に、GPSデータが迷走していては、車両の到着や出発を路面電車位置検知装置で正常に判定することができなくなる。また、停留所付近の交差点での信号待ちや渋滞によって低速度で走行している時に、停車しているか否かの判定が必要になったような場合にも、迷走していると、その判定を誤ってしまう。
【0011】
このように不所望なGPSの「迷走」は、GPS衛星が動いていることと、マルチパス(反射波)などの影響が原因で、生じるものであり、GPS単体での対策は困難である。また、上述したD-GPSでも、「迷走」を完全に無くすことは難しい。さらに、路面電車の場合、車両が線路上を走行するので、その線路に対応した路線マップデータを路面電車位置検知装置に保持させて、上述した方法のようなマップマッチング処理を行うことにより、GPSを利用して測定した車両位置情報を補正して線路上に矯正することは可能であるが、線路方向の誤差(車両の前後方向の誤差)はマップマッチング処理でも無くならない。この誤差による迷走は、上述したような車高調節の忘れ防止を目的として停留所への接近および離隔を検知する場合(特許文献3の第四実施例を参照)と異なり、停留所のところか少なくともその近傍で出発および到着を検知する路面電車位置検知装置の場合、無視できない。
【0012】
そのため、GPS以外のものを路面電車位置検知装置に追加してGPSの迷走に対策する必要があり、その対策案としては、普通の鉄道車両と同様に、速度発電機からの情報を取り、その速度情報に基づいて発着の判定を行うことも考えられる。
しかしながら、大抵の路面電車に搭載されている速度計では、低速時の精度がさほど良くない。そのため、上述した車高調節の忘れ防止のように車速の明確な上昇が検出できれば足りるような場合(特許文献3の第一実施例を参照)と異なり、停留所のところか少なくともその近傍で出発および到着を検知する路面電車位置検知装置の場合、低精度の車速だけに基づいて停留所での発着判定を行う訳にはいかない。
【0013】
かといって、普通の鉄道車両に搭載されているような精度の高い速度発電機を路面電車に取り付けることは、可成りのコストアップを招くので、許されない。
そこで、マップマッチングでも抑えきれないGPSの迷走による不所望な影響を、衛星航法システムでの測定で得られる位置情報と、低精度ではあるが既存の速度計から安直に得られる速度情報との組み合わせによって解消すべく、その組み合わせ方に工夫を凝らすことが、技術的な課題となる。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明の路面電車位置検知装置は(解決手段1)、このような課題を解決するために創案されたものであり、路面電車に搭載されて車両位置を検知するために、衛星航法システムによる測位を行って第1位置情報を得るGPS受信機と、前記路面電車の路線に沿って停留所や無線中継箇所に設置される地上基地局装置に適合した無線機と、前記無線機を介して前記第1位置情報を送信する車上処理装置とを備えた路面電車位置検知装置において、前記路面電車の速度計から速度情報を取得する速度情報取得装置を設け、前記車上処理装置を次のように改造したものである。
【0015】
すなわち、前記車上処理装置は、前記路面電車の路線に対応した路線マップデータと、これを用いて前記第1位置情報を前記路線上の第2位置情報に変換するマップマッチング手段と、前記速度情報取得装置の速度情報に基づく位置情報の選択的更新によって前記第2位置情報から第3位置情報を得る速度反映手段と、前記停留所の位置に対応した停留所マップデータと、これを用いて前記第3位置情報から前記路面電車の出発および到着を判定する発着判定手段とを有し、出発時および到着時に前記無線機を介して前記第3位置情報を前記第1位置情報に代えて送信するようになっている。
【0016】
また、本発明の路面電車位置検知装置は(解決手段2)、上記解決手段1の路面電車位置検知装置であって、前記速度反映手段が位置情報の選択的更新を行うに際して、前記速度情報取得装置の速度情報が車両走行状態を示しているときには前記速度反映手段が前記第2位置情報を前記第3位置情報に採用し、前記速度情報取得装置の速度情報が車両停止状態を示しているときには前記速度反映手段が前記第3位置情報の更新をやめるようになっている、というものである。
【0017】
さらに、本発明の路面電車位置検知装置は(解決手段3)、上記解決手段1,2の路面電車位置検知装置であって、前記路面電車の運転方向を検出する手段が前記速度情報取得装置または他の情報取得装置に設けられ、前記第2位置情報および前記第3位置情報の何れか一方または双方について前記運転方向に反する向きの位置情報更新を停止する方向反映手段が前記車上処理装置に設けられている、というものである。
【0018】
また、本発明の路面電車位置検知装置は(解決手段4)、上記解決手段2の路面電車位置検知装置であって、前記速度反映手段が位置情報の選択的更新を行うに際して、前記速度情報取得装置の速度情報が車両停止状態を示しているときでも、前記第2位置情報が前記第3位置情報より所定の閾値以上進んだ位置を示している場合には、前記速度反映手段が前記第2位置情報を前記第3位置情報に採用するようになっている、というものである。
【0019】
また、本発明の路面電車位置検知装置は(解決手段5)、上記解決手段4の路面電車位置検知装置であって、前記路線上の各位置について規定された閾値群データが前記車上処理装置に具有され、前記速度反映手段が前記第2位置情報および前記第3位置情報の何れか一方または双方に基づいて前記閾値群データから前記閾値を得るようになっている、というものである。
【発明の効果】
【0020】
このような本発明の路面電車位置検知装置にあっては(解決手段1)、路線マップデータを用いてマップマッチング処理を行って第1位置情報を路線上の第2位置情報に変換することによりGPSの迷走の影響を軽減し、そのうえで位置情報の更新を速度情報に基づき選択的に行って第2位置情報から第3位置情報を得ることによりGPSの迷走の影響を更に軽減し、この第3位置情報から停留所マップデータを用いて路面電車の出発および到着を判定するとともに第3位置情報を送信するようにしたため、発着の判定についても、それに応じて送信される車両位置情報についても、GPSの迷走による不所望な影響が十分に緩和抑制される。
したがって、この発明によれば、マップマッチングでも抑えきれないGPSの迷走による車両位置情報への影響を位置情報と速度情報との組み合わせで緩和抑制することにより停留所における路面電車の発着を車両位置情報に基づいて的確に判定しうる路面電車位置検知装置を実現することができる。
【0021】
また、本発明の路面電車位置検知装置にあっては(解決手段2)、位置情報の選択的更新を行う速度反映手段が、速度情報に基づく車両の走行状態/停止状態に応じて第2位置情報を第3位置情報に採用するか否かという簡便な手法で具体化されている。車両が停車中であるか走行中であるかを判断するには、速度がゼロであるか否かが分かれば良いので、精度の高い速度発電機を使用するまでもなく、既存の速度計の情報で十分である。
したがって、この発明によれば、マップマッチングでも抑えきれないGPSの迷走による車両位置情報への影響を速度情報での走行状態/停止状態と位置情報の更新/非更新との簡便な組み合わせで緩和抑制することにより停留所における路面電車の発着を車両位置情報に基づいて的確に判定しうる路面電車位置検知装置を安価に実現することができる。
【0022】
さらに、本発明の路面電車位置検知装置にあっては(解決手段3)、路面電車の運転方向も取得して、運転方向に反する向きの位置情報更新を停止するようにしたことにより、低速度で走行している時に迷走によって停車していると誤判定されたり更には車両位置が後退していると誤判定されたりするのも防ぐことが可能となる。マップマッチング処理によって車両位置情報が路線上に限定されているので、二者択一の運転方向を用いた簡便な補正でも、実際の運転状況と車両位置情報との整合を的確に採ることが可能となる。
【0023】
また、路面電車の運転方向は、運転台の向き具体的には運転方向切換スイッチ等から得られるので、取得が容易である。
したがって、この発明によれば、マップマッチングでも抑えきれないGPSの迷走による位置情報への影響を速度情報および運転方向との組み合わせで解消することにより停留所における路面電車の発着を車両位置情報に基づいて的確に判定しうる路面電車位置検知装置を実現することができる。
【0024】
また、本発明の路面電車位置検知装置にあっては(解決手段4)、閾値以上の位置変化があったときには速度反映手段が車両位置情報を速度情報に優先させるようにしたことにより、速度反映手段が位置情報の選択的更新を低速度の速度情報に基づく簡便な手法で行うものであっても、安価な速度計が見逃すような微速運転や断続運転による微少進行の継続や積上げをも見逃すことなく確実に位置情報に反映させることができる。
【0025】
また、本発明の路面電車位置検知装置にあっては(解決手段5)、GPSの迷走の程度が周囲の地形や構築物の状態に応じて異なるが、それに対応した閾値群データが予め路線上の各位置について規定され、その中から適切な閾値が位置情報に基づいて求められるようにしたことにより、GPSの迷走が大きいところでは大きな閾値が用いられて出発の誤検出・誤判定が回避され、GPSの迷走が小さいところでは小さな閾値が用いられて出発の検出漏れ・判定遅れが回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
このような本発明の路面電車位置検知装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例1〜2により説明する。
図1〜3に示した実施例1は、上述した解決手段1〜4(出願当初の請求項1〜4)を具現化したものであり、図4に示した実施例2は、上述した解決手段5(出願当初の請求項5)を具現化したものである。
【実施例1】
【0027】
本発明の路面電車位置検知装置の実施例1について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図1(a)は、路面電車位置検知装置30を搭載した路面電車20の斜視図、同図(b)は、路面電車位置検知装置30の斜視図、図2は、車上処理装置34の機能ブロック図である。
【0028】
路面電車20は(図1(a)参照)、道路等に敷設された路面軌道10を走行するものであり、例えば既述したLRTでも良く、一般の路面電車でも良い。路面電車20の運転台には、制御装置21に接続された速度計22や運転方向切換スイッチ23が設けられている。
路面電車位置検知装置30は、路面電車20の車両位置を検知するために、制御装置21と共に路面電車20の運転台の内部や下に格納されている。
【0029】
この位置検知装置30は(図1(b)参照)、主要なハードウェアとして、FMアンテナ31とGPSアンテナ32とが接続されていてFM多重の補正方式を併用した衛星航法システムによる測位を行って第1位置情報としての車両位置情報(X1,Y1)を得るGPS受信機33と、速度計22から路面電車20の速度情報Vを取得するとともに運転方向切換スイッチ23から路面電車20の運転方向Dを検出する速度情報取得装置35と、後述する停留所40に設置される地上基地局装置41の無線機42に適合した小電力の無線機36と、車両位置情報(X1,Y1)と速度情報Vと運転方向Dとから第3位置情報としての車両位置情報(X3,Y3)を算出するとともに路面電車20の停留所40への出発時および到着時に無線機36を介して車両位置情報(X3,Y3)を送信する車上処理装置34とを具えている。なお、X,Yは例えば経度・緯度を基準とした二次元座標の符号である。
【0030】
速度情報取得装置35は、速度情報Vの取得に際して、例えば、図示のように速度計22から直に速度情報Vを取得するか、或いは図示は割愛したが制御装置21を介して間接的に速度情報Vを取得するが、そのときは速度情報Vを電圧レベルで連続的に取得し、そのアナログ信号をD/A変換器でデジタル信号に変換し、このデジタル信号を車上処理装置34に引き渡すようになっている。また、運転方向Dの取得は、例えば、図示のように運転方向切換スイッチ23から直に運転方向Dを取得するか、或いは図示は割愛したが制御装置21を介して間接的に運転方向Dを取得するが、そのときは運転方向Dを電圧レベルで連続的に取得し、そのアナログ信号をコンパレータ等で二値信号に変換し、この二値信号を車上処理装置34に引き渡すようになっている。
【0031】
車上処理装置34は(図2参照)、プログラマブルなデジタルシグナルプロセッサやマイクロプロセッサシステムからなる情報処理装置であり、これには、マップマッチングルーチン(マップマッチング手段)と、方向反映ルーチン(方向反映手段)と、速度反映ルーチン(速度反映手段)と、発着判定ルーチン(発着判定手段)とがインストールされている。路線マップデータ(路線図情報)と、停留所マップデータ(停留所位置情報)も、各ルーチンから参照可能な状態で記憶保持されている。
【0032】
路線マップデータは、路面電車20の走行している又は走行する予定の路面軌道10(路線)に対応したものであり、例えば路面軌道10を折れ線近似した場合は二次元座標点(Xm,Ym)の一連データである。
停留所マップデータは、路面電車20の路線上に点在する停留所40の位置に対応したものであり、例えば各停留所毎に両端の二次元座標点(Xp,Yp)を規定した一連のデータである。
【0033】
マップマッチングルーチンは、定期的に又は不定期にGPS受信機33から車両位置情報(X1,Y1)を取得し、その度に路線マップデータを用いて車両位置情報(X1,Y1)を路面電車20の路線上の第2位置情報(方向反映前の第2位置情報)としての車両位置情報(X2,Y2)に変換するものであり、そのマップマッチング処理は既述した公知の手法等で具現されている(例えば特許文献2の従来技術欄を参照)。GPS受信機33の受信状況の都合等で車両位置情報(X1,Y1)が得られなかったときは、一時記憶しておいた前回の変換位置情報(X2a,Y2a)を車両位置情報(X2,Y2)として用いるようにもなっている。
【0034】
方向反映ルーチンは、方向反映前の車両位置情報(X2,Y2)について運転方向Dに応じた情報更新を行って方向反映後の第2位置情報としての車両位置情報(X22,Y22)を算出するものであり、具体的には、マップマッチングルーチンから受け取った車両位置情報(X2,Y2)と一時記憶しておいた前回の算出位置情報(X2b,Y2b)とを比較して、車両位置情報(X2,Y2)が前回の算出位置情報(X2b,Y2b)より運転方向Dへ進んだ位置を示しているとき即ち前進状態検出時には、車両位置情報(X22,Y22)として車両位置情報(X2,Y2)を採用し、車両位置情報(X2,Y2)が前回の算出位置情報(X2b,Y2b)より運転方向Dに反する向きへ進んだ位置を示しているとき即ち後退状態検出時には、車両位置情報(X22,Y22)に係る位置情報更新を停止して、前回の算出位置情報(X2b,Y2b)を車両位置情報(X22,Y22)として繰り返し用いるようになっている。
【0035】
速度反映ルーチンは、速度情報Vに基づく位置情報の選択的更新によって車両位置情報(X22,Y22)から車両位置情報(X3,Y3)を得るものであり、具体的には、速度情報Vが車両走行状態を示しているとき例えば速度が“0”より大きいとき或いは速度が所定の閾値より大きいときには、方向反映ルーチンから受け取った車両位置情報(X22,Y22)を車両位置情報(X3,Y3)に採用し、速度情報Vが車両停止状態を示しているとき例えば速度が“0”になっているか或いは速度が所定の閾値より小さいときには、車両位置情報(X3,Y3)に係る位置情報更新を停止して、一時記憶しておいた前回の算出位置情報(X3a,Y3a)を車両位置情報(X3,Y3)として繰り返し用いるようになっている。
【0036】
また、速度反映ルーチンは、速度情報Vに基づく位置情報の選択的更新が車両停止状態のときに位置情報の更新を停止するという情報処理だけでは、速度情報Vの低速時精度が悪いと微速運転が継続したときや断続的に行われたとき等に車両位置情報(X3,Y3)の進行が遅れることがあるが、そのような事態にも適切に対処できるよう、車両位置情報を速度情報に優先させる処理も行うようになっている。具体的には、速度情報Vが車両停止状態を示しているときでも、車両位置情報(X22,Y22)が前回の算出位置情報(X3a,Y3a)より運転方向Dへ進んだ位置を示しており、而もその差が迷走防止に有効な閾値(例えば平均車両長に安全率たとえば“2”を掛けて得られる一定値28m)を上回っている場合には、車両位置情報(X3,Y3)に係る位置情報の更新停止を一時解除して、車両位置情報(X22,Y22)を車両位置情報(X3,Y3)に採用するようになっている。
【0037】
発着判定ルーチンは、停留所マップデータを用いて車両位置情報(X3,Y3)から路面電車20の出発および到着を判定するものであり、具体的には、停留所マップデータから車両位置情報(X3,Y3)に最も近い停留所の位置情報を検索するとともに、車両位置情報(X3,Y3)が変化しているときには路面電車20が走行していると判定し、車両位置情報(X3,Y3)が変化しなくなったときには路面電車20が停止したと判定し、停止したときの位置が停留所の中にあれば停留所に到着したと判定し、走行中の位置が停留所の中から外に出たときには停留所から出発したと判定するようになっている。そして、停留所から出発したと判定したときには、無線機36を介して出発の旨と車両位置情報(X3,Y3)とを送信し、停留所に到着したと判定したときには、無線機36を介して到着の旨と車両位置情報(X3,Y3)とを送信するようにもなっている。
【0038】
この実施例1の路面電車位置検知装置30について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図3は、位置検知装置30を組み込んだ路面電車位置検知システムの概要構成図である。
【0039】
この路面電車位置検知システムでは、各々の路面電車20に位置検知装置30が一セットずつ搭載され、路面軌道10に臨んで所々に設けられている停留所40には一台ずつ地上基地局装置41が設置されている。複数・多数の路面電車20を集中管理する運転管理センタ50は、一カ所で足り、路面軌道10に臨んでいる必要がないので適宜な建家等に確保され、そこにはセンタ処理装置51が設置されている。
【0040】
地上基地局装置41は、上述した無線機36に適合した小電力の無線機42と、電話回線やインターネット回線を利用して無線通信を行う携帯端末43と、両者42,43に接続されてプロトコル変換等を行う地上処理装置44とを具えたものであり、小型で安価な無線機36,42による近距離通信と携帯端末43による長距離通信とを中継するようになっている。具体的には、位置検知装置30から地上基地局装置41へ出発または到着の旨と車両位置情報とが送信されて来ると、それをセンタ処理装置51へ転送するようになっている。
【0041】
センタ処理装置51は、地上基地局装置41から携帯端末43にて転送されて来た車両位置情報を受信するための携帯端末52と、それで収集した車両位置情報に基づいて複数・多数の路面電車20の運転状態を管理する中央処理装置53とを具えたものであり、監視のため図示しない表示板に運行状況を表示したり、運行の円滑のため場合によっては各路面電車20に運転情報を配信することも、行うようになっている。
【0042】
そして、路面電車20が路面軌道10上を走行すると、それに搭載された位置検知装置30では、随時、車両位置情報(X1,Y1)と速度情報Vと運転方向Dとが取得され、その度に、路線マップデータを用いたマップマッチング処理が行われて車両位置情報(X1,Y1)から車両位置情報(X2,Y2)が算出され、運転方向Dに反する向きの位置情報更新を停止する方向反映処理が行われて車両位置情報(X2,Y2)から車両位置情報(X22,Y22)が算出され、速度情報Vに基づく位置情報の選択的更新によって車両位置情報(X22,Y22)から車両位置情報(X3,Y3)が算出され、さらに、停留所マップデータを用いて車両位置情報(X3,Y3)から路面電車20の出発や到着が判定される。
【0043】
そして、最寄りの停留所40から路面電車20が出発したと判定がなされると、位置検知装置30から地上基地局装置41を介してセンタ処理装置51へ出発の旨と車両位置情報(X3,Y3)とが送信される。また、最寄りの停留所40に路面電車20が到着したと判定がなされると、位置検知装置30から地上基地局装置41を介してセンタ処理装置51へ到着の旨と車両位置情報(X3,Y3)とが送信される。それを受信したセンタ処理装置51では、それぞれの路面電車20が停留所にいるのか停留所間にいるのかを判別することが可能なので、運行状況を的確に把握して管理することができる。
このように、路面電車20が停留所40にいる時しか路面電車20と運転管理センタ50との無線通信が行われないことから、通信負荷が軽いので、安価な小電力無線機を用いて無線通信のコストを削減することができる。
【0044】
また、路面電車20の発着の判定に際しては、車両が停車中であることを判断するために、既存の速度計22から電圧レベルで簡易に速度情報Vが取り込まれ、速度情報Vが“0”のとき等には車両が停車中であると判断され、速度情報Vが“0”等でないときには車両が走行中であると判断される。このように既存の速度計から簡易に速度情報を取るようになっているので、安価である。しかも、車両が停車中であるか走行中であるかを判断するためには、速度が“0”であるか否かが分かれば良いので、速度情報Vが“0”等であるかそうでないかの二値の情報を使用するようにし、詳細な速度情報は必要としないため、既存の速度計の情報で十分となり、精度の高い速度発電機を使用しなくても済む。
【0045】
さらに、速度情報Vに基づいて車両が停車中と判断した場合、すなわち速度情報Vが“0”のときには、入力されるGPSによる位置情報が移動していても、出力の候補となる車両位置情報は、移動させず、その場所を維持する。このようにGPSによる車両位置情報と速度計による速度情報とを組み合わせることで、車両の停留所への到着および停留所からの出発を的確に判断することが可能となっている。もっとも、微速運転の継続や断続運転などに起因して閾値以上の位置変化があったときには速度情報Vが“0”であっても車両位置情報が速度情報に優先することから、出力の候補となる車両位置情報が移動するので、速度情報Vに基づく位置更新の停止が過剰に続くことも回避される。
【0046】
また、路面電車20は通常後退することがないという特質に基づいて、運転台の向きにより車両の運転方向が判別される。これにより、低速度で走行している時に迷走して車両位置情報が後退するという不所望な事象の発現を防ぐことが可能となる。さらに速度が低くなれば、速度情報により停車と判断されるので、実際の運転状況と車両位置情報との整合性をとることが可能となる。なお、運転台の向きは、運転方向切換スイッチの状態等から簡易に取得することができる。
【実施例2】
【0047】
図4に車上処理装置34の機能ブロック図を示した本発明の位置検知装置60が上述した実施例1の位置検知装置30と相違するのは、車上処理装置34に閾値群データ61が記憶保持されている点と、それを速度反映ルーチンが速度情報Vに基づく位置情報の選択的更新に利用するようになっている点である。すなわち、車両位置情報(X3,Y3)に係る位置情報の更新停止を一時解除するか否かの判別に用いる閾値Thが、上述した実施例1の位置検知装置30では一定値28mであったが、この実施例2の位置検知装置60では、速度反映ルーチンによって、路線上の位置に応じて可変されるようになっている。
【0048】
閾値群データ61は、路線上の各位置について規定され、例えば、GPSの迷走の程度が10mの位置ではそれに安全率“2”を掛けて該当位置での閾値Thは20mになり、GPSの迷走の程度が15mの位置ではそれに安全率“2”を掛けて該当位置での閾値Thは30mになる。これらの閾値群データ61は、路線マップデータに一対一で対応させて保持するのが分かり易いが、停留所やその近くでは路線を細分化し、それ以外では路線を大雑把に区分して、各区分毎にGPSの迷走の状態を測定し、それぞれのGPSの迷走の程度に対応した閾値Thを各区分毎に規定し保持するようにしても良い。何れにしても、閾値群データ61は、例えばリスト構造データやアレイ構造データで記憶保持され、車両位置情報をキーにして検索したりアドレスにしてアクセスすれば、路線上の該当位置における閾値Thが得られるようになっている。
【0049】
速度反映ルーチンは、速度情報Vが車両停止状態を示しており且つ車両位置情報(X22,Y22)が前回の算出位置情報(X3a,Y3a)より運転方向Dへ進んだ位置を示しているときに、閾値群データ61から閾値Thを得るようになっている。具体的には、今回の車両位置情報(X22,Y22)を用いて閾値群データ61にアクセスすることにより該当位置の閾値Thを得るようになっているが、前回の算出位置情報(X3a,Y3a)や,今回の算出途中の車両位置情報(X3,Y3),車両位置情報(X22,Y22)と車両位置情報(X3,Y3)との中間位置などを車両位置情報として閾値群データ61にアクセスするようにしても良い。何れにしても、車両位置情報(X22,Y22)と算出位置情報(X3a,Y3a)との差が閾値Thを上回ったとき、車両位置情報(X3,Y3)に係る位置情報の更新停止を一時解除して、車両位置情報(X22,Y22)を車両位置情報(X3,Y3)に採用するようにもなっている。
【0050】
この場合、路面電車20が路面軌道10を走行すると、それに伴って閾値Thが変化する。それ以外は実施例1で説明したことと同じなので、繰り返しとなる説明は割愛するが、車両位置情報に基づいて路線上の走行位置でのGPSの迷走の程度に対応した閾値Thが使用されるため、速度情報V=“0”に基づく位置更新の停止の一時解除が、適切なタイミングで行われる。
【0051】
[その他]
上記各実施例ではGPS受信機33がGPSアンテナ32に加えてFMアンテナ31も接続されてFM多重方式のD-GPSを行うようになっていたが、GPS受信機33が中波ビーコン方式のD-GPSを行うようにしても良い。
上記各実施例では速度情報取得装置35が路面電車20の速度情報Vの取得に加えて路面電車20の運転方向Dの検出も行うようになっていたが、路面電車20の運転方向Vの検出は他の情報取得装置で行うようにしても良い。
【0052】
上記各実施例では路線マップデータと停留所マップデータとが分離していたが、これらのデータは、重複する部分があるので、混在状態や併合状態で記憶保持しても良い。
上記各実施例では方向反映ルーチンが車両位置情報(X2,Y2)に適用されるようになっていたが、方向反映ルーチンの適用は、車両位置情報(X3,Y3)に対して行うようにしても良く、車両位置情報(X2,Y2)及び車両位置情報(X3,Y3)の双方について行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】本発明の路面電車位置検知装置の実施例1について、路面電車位置検知装置の構造を示し、(a)が路面電車の斜視図、(b)が路面電車位置検知装置の斜視図である。
【図2】車上処理装置の機能ブロック図である。
【図3】本発明の路面電車位置検知装置を組み込んだ路面電車位置検知システムの概要構成図である。
【図4】本発明の路面電車位置検知装置の実施例2について、車上処理装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【0054】
10…路面軌道、
20…路面電車、21…制御装置、22…速度計、23…運転方向切換スイッチ、
30…位置検知装置、31…FMアンテナ、32…GPSアンテナ、
33…GPS受信機、34…車上処理装置、35…速度情報取得装置、36…無線機、
40…停留所、41…地上基地局装置、
42…無線機、43…携帯端末、44…地上処理装置、
50…運転管理センタ、51…センタ処理装置、52…携帯端末、53…中央処理装置
60…位置検知装置、61…閾値群データ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
路面電車に搭載されて車両位置を検知する路面電車位置検知装置において、衛星航法システムによる測位を行って第1位置情報を得るGPS受信機と、前記路面電車の速度計から速度情報を取得する速度情報取得装置と、停留所に設置される地上基地局装置に適合した無線機と、前記路面電車の路線に対応した路線マップデータとこれを用いて前記第1位置情報を前記路線上の第2位置情報に変換するマップマッチング手段と前記速度情報取得装置の速度情報に基づく位置情報の選択的更新によって前記第2位置情報から第3位置情報を得る速度反映手段と前記停留所の位置に対応した停留所マップデータとこれを用いて前記第3位置情報から前記路面電車の出発および到着を判定する発着判定手段とを有し出発時および到着時に前記無線機を介して前記第3位置情報を送信する車上処理装置とを備えたことを特徴とする路面電車位置検知装置。
【請求項2】
前記速度反映手段が位置情報の選択的更新を行うに際して、前記速度情報取得装置の速度情報が車両走行状態を示しているときには前記速度反映手段が前記第2位置情報を前記第3位置情報に採用し、前記速度情報取得装置の速度情報が車両停止状態を示しているときには前記速度反映手段が前記第3位置情報の更新をやめるようになっていることを特徴とする請求項1記載の路面電車位置検知装置。
【請求項3】
前記路面電車の運転方向を検出する手段が前記速度情報取得装置または他の情報取得装置に設けられ、前記第2位置情報および前記第3位置情報の何れか一方または双方について前記運転方向に反する向きの位置情報更新を停止する方向反映手段が前記車上処理装置に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載された路面電車位置検知装置。
【請求項4】
前記速度反映手段が位置情報の選択的更新を行うに際して、前記速度情報取得装置の速度情報が車両停止状態を示しているときでも、前記第2位置情報が前記第3位置情報より所定の閾値以上進んだ位置を示している場合には、前記速度反映手段が前記第2位置情報を前記第3位置情報に採用するようになっていることを特徴とする請求項2記載の路面電車位置検知装置。
【請求項5】
前記路線上の各位置について規定された閾値群データが前記車上処理装置に具有され、前記速度反映手段が前記第2位置情報および前記第3位置情報の何れか一方または双方に基づいて前記閾値群データから前記閾値を得るようになっていることを特徴とする請求項4記載の路面電車位置検知装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−240478(P2006−240478A)
【公開日】平成18年9月14日(2006.9.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−58636(P2005−58636)
【出願日】平成17年3月3日(2005.3.3)
【出願人】(301028761)独立行政法人交通安全環境研究所 (55)
【出願人】(000207470)大同信号株式会社 (83)
【Fターム(参考)】