JP4969387B2 - Wireless train control system - Google Patents

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Description

本発明は、予め定められた経路を移動する移動体の制御を無線で行うものであり、特に、無線列車制御システムに関する。   The present invention performs wireless control of a moving body that moves along a predetermined route, and particularly relates to a wireless train control system.

近年、鉄道信号システムでは、地上設備数の削減のため無線通信の利用が考案されており、列車を移動体とする移動体通信制御を実施している。   In recent years, in the railway signal system, the use of wireless communication has been devised in order to reduce the number of ground facilities, and mobile communication control using a train as a moving body has been implemented.

基地局と、移動体が搭載する移動局とが通信する移動体通信システムにおいては、移動局の位置が変化するため、一般に１つの基地局で全ての移動局と通信することは出来ない。このため、移動体の移動範囲に分布して配置された複数の基地局で、移動体と通信することとなる。従って、移動体の移動に伴い、移動体が通信先の基地局を切り替えるハンドオーバーと呼ばれる動作が必要となる。そして制御システムではリアルタイム性を確保するために遅滞の無い確実なハンドオーバーを実現しなければならない。   In a mobile communication system in which a base station and a mobile station mounted on a mobile unit communicate with each other, the position of the mobile station changes, and therefore generally one base station cannot communicate with all mobile stations. For this reason, a plurality of base stations arranged in a moving range of the mobile body communicate with the mobile body. Therefore, as the mobile body moves, an operation called handover is required in which the mobile body switches the communication destination base station. In the control system, a reliable handover without delay must be realized in order to ensure real-time performance.

遅滞の無い確実なハンドオーバーを実現するために、例えば、特許文献１記載の方法のように、列車上にハンドオーバー位置とハンドオーバー後の周波数を記憶したデータベースを持ち、列車に搭載された位置検知装置が出力する列車位置がハンドオーバー位置を越えたときに、列車上の無線機の通信周波数をデータベースで示された周波数に変更する通信制御を行う。この方法により、遅滞の無い確実なハンドオーバーが可能となる。   In order to realize a reliable handover without delay, for example, as in the method described in Patent Document 1, a train has a database storing a handover position and a frequency after the handover on the train, and is installed on the train. When the train position output from the detection device exceeds the handover position, communication control is performed to change the communication frequency of the radio on the train to the frequency indicated in the database. This method enables reliable handover without delay.

特開２０００−２２９５７１号公報JP 2000-229571 A

しかし、特許文献１記載の方法では、通信制御のために列車上に位置検知装置とデータベースを搭載する必要があり、検知した列車位置とデータベースを照合して通信周波数を求める制御も必要であるため、装置および制御の構成が複雑となる。また、列車が位置検出を誤ったり、基地局の通信範囲がデータベースに記憶した位置と異なっていた場合に、ハンドオーバーを行い通信周波数を変更すると通信が不可能となる。   However, in the method described in Patent Document 1, it is necessary to mount a position detection device and a database on a train for communication control, and it is also necessary to perform control for obtaining a communication frequency by comparing the detected train position with the database. The configuration of the apparatus and control becomes complicated. In addition, when the train detects the position incorrectly or the communication range of the base station is different from the position stored in the database, communication is impossible if the communication frequency is changed by performing a handover.

更に、環境の変化や基地局の追加などをした場合には、全列車のデータベースを変更しなければならず、保守に大きな手間とコストが必要となる。   Furthermore, when the environment is changed or base stations are added, the database of all trains must be changed, which requires a lot of labor and cost for maintenance.

本発明は、通信制御及び装置構成を簡潔にすると共に、外乱に強い安定した通信が可能な無線列車制御システムを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a radio train control system capable of simplifying communication control and device configuration and capable of stable communication resistant to disturbance.

上記の目的を達成するために、本発明は、通信機能を有する複数の基地局と、列車内に設けられ、その複数の基地局と通信を行う移動局と、を有し、複数の基地局の各基地局は、列車制御に使用する目的の隣接基地局と異なる通信周波数を有し、異なる通信周波数が示された認識情報を出力し、移動局は、異なる通信周波数を包含する複数の通信チャネルを有し、複数の通信チャネルを少なくとも１回は探索可能な周期毎に、複数の通信チャネルを切り替えて通信可能な基地局の通信周波数を探索し、通信可能な通信周波数を探索した中から、予め定めた基準に基づいて通信周波数を選択し、予め定めた基準は、最も信号電力が強い信号周波数かどうか、もしくは、信号電力が予め定めた閾値より大きいかどうか、もしくは、最初に通信可能と判定した周波数かどうか、とする構成とする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of base stations having a communication function and a mobile station provided in a train and communicating with the plurality of base stations. each base station has a different communication frequency with an adjacent base station intended for use in train control, outputs recognition information different communication frequencies have been shown, the mobile station, a plurality of communication to encompass different communication frequencies has a channel, a plurality of communication channels for each searchable cycle at least once, in which switch the communication channel multiple searches the communication frequency of the communication base station capable, explored the available communication frequencies To select a communication frequency based on a predetermined criterion, and whether the predetermined criterion is the signal frequency with the strongest signal power, whether the signal power is larger than a predetermined threshold, or the first communication Possible Whether the determined frequency, a configuration in which the.

また、通信機能を有する移動局を有する列車と、列車を制御する中央制御装置と、中央制御装置と通信可能な複数の基地局と、を有し、中央制御装置は、各基地局に対して、本線上の制御対象である全列車に送信すべき通信データを送信し、基地局は、中央制御装置から送信された通信データを全列車に送信し、移動局は、異なる通信周波数を包含する複数の通信チャネルを有し、複数の通信チャネルを少なくとも１回は探索可能な周期毎に、複数の通信チャネルを切り替えて通信可能な基地局の通信周波数を探索し、通信可能な通信周波数を探索した中から、予め定めた基準に基づいて通信周波数を選択し、予め定めた基準は、最も信号電力が強い信号周波数かどうか、もしくは、信号電力が予め定めた閾値より大きいかどうか、もしくは、最初に通信可能と判定した周波数かどうか、であり、基地局から送信された通信データの中で、自列車に対応する通信データを受信する構成とする。 Also, the train having a mobile station having a communication function, and a central control device for controlling the train has a central control unit capable of communicating with a plurality of base stations, the, Chuo controller to each base station Te, and transmits the transmission all-out communication data to all trains with the control target on the main line, the base station transmits communication data transmitted from the central controller to all trains, mobile station, different communication frequencies The communication frequency of the base station that can be communicated by switching the plurality of communication channels is searched at every period in which the plurality of communication channels can be searched at least once. From the frequency search, select a communication frequency based on a predetermined criterion, whether the predetermined criterion is the signal frequency with the strongest signal power, or whether the signal power is greater than a predetermined threshold, Or First whether the frequency has been determined to be communication, is, in the communication data transmitted from the base fabric station, a configuration that receives communication data corresponding to the train.

また、通信機能を有する複数の基地局と、列車内に設けられ、複数の基地局と通信を行う移動局と、を有し、複数の基地局の各基地局は、１つの通信チャネルグループとして列車制御に使用する目的の複数の通信周波数を有し、基地局に隣接する基地局は、基地局が有する複数の通信周波数とは干渉しない複数の通信周波数を有し、移動局は、異なる通信周波数を包含する複数の通信チャネルを有し、複数の通信チャネルを少なくとも１回は探索可能な周期毎に、複数の通信チャネルを切り替えて通信可能な基地局の通信周波数を探索し、通信可能な通信周波数を探索した中から、予め定めた基準に基づいて通信周波数を選択し、予め定めた基準は、最も信号電力が強い信号周波数かどうか、もしくは、信号電力が予め定めた閾値より大きいかどうか、もしくは、最初に通信可能と判定した周波数かどうか、とする構成とする。 Moreover, it has the some base station which has a communication function, and the mobile station which is provided in a train and communicates with several base stations, and each base station of several base stations is made into one communication channel group The base station adjacent to the base station has a plurality of communication frequencies intended for use in train control , the base station has a plurality of communication frequencies that do not interfere with the plurality of communication frequencies, and the mobile station has a different communication a plurality of communication channels to cover the frequency, at least once a plurality of communication channels for each possible search cycle, and searching for a communication frequency of communicable base station switches the communication channel multiple, communicable The communication frequency is selected based on a predetermined standard from among the search for a new communication frequency, and the predetermined standard is the signal frequency with the strongest signal power or the signal power is larger than a predetermined threshold. How, or whether the first frequency is determined to communicate, a structure in which the.

通信制御及び装置構成を簡潔にできると共に、外乱に強い安定した通信が可能な無線列車制御システムを提供できる。   It is possible to provide a radio train control system capable of simplifying communication control and device configuration and capable of stable communication resistant to disturbance.

以下各実施例を図面を用いて説明する。   Each example will be described below with reference to the drawings.

図１は本発明の１つ目の実施例である無線列車制御システムの構成を示した図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a radio train control system according to a first embodiment of the present invention.

図１の無線列車制御システムは、通信機能を有する複数の基地局２１（ＡＰ１，ＡＰ２，・・・，ＡＰｎ）と、予め定められた軌道４１上を走行する列車１１中に搭載された移動局１２（ＳＴＡ）との間で通信する。複数の基地局は全て中央制御装置３１に接続しており、中央制御装置３１から送信される停止点目標などの制御情報である通信データをそれぞれ異なる通信チャネル、本実施例では異なる通信周波数（ｆ１，ｆ２，・・・，ｆｎ）で移動局１２に向けて送信する。列車１１上の移動局１２には制御器１３が接続されている。移動局１２が受信した通信データは制御器１３に送られる。制御器１３は送られた通信データである自列車の停止目標点などを利用してブレーキ制御を実施する。   The wireless train control system of FIG. 1 includes a plurality of base stations 21 (AP1, AP2,..., APn) having a communication function, and mobile stations mounted in a train 11 traveling on a predetermined track 41. 12 (STA). The plurality of base stations are all connected to the central control unit 31, and communication data that is control information such as stop point targets transmitted from the central control unit 31 is transmitted to different communication channels, different communication frequencies (f1 in this embodiment). , F2,..., Fn) to the mobile station 12. A controller 13 is connected to the mobile station 12 on the train 11. Communication data received by the mobile station 12 is sent to the controller 13. The controller 13 performs brake control using the stop target point of the own train, which is the transmitted communication data.

ここで、通信チャネルとは何らかの方法で他の通信回線と区別されるものであり、例えば周波数分割多重方式，符号分割多重方式，時分割多重方式，空間分割多重方式、およびそれらの組み合わせで実装され得るものである。本実施例では基本的に周波数による通信チャネル区分である周波数多重方式を前提としている。   Here, the communication channel is distinguished from other communication lines in some way, and is implemented by, for example, frequency division multiplexing, code division multiplexing, time division multiplexing, space division multiplexing, and combinations thereof. To get. This embodiment is premised on a frequency multiplexing system that is basically a communication channel classification according to frequency.

また、本実施例では、各基地局の通信周波数は互いに異なっているが、基地局間の距離が干渉しない程度長ければ、通信周波数として同じものでも良い。   In this embodiment, the communication frequencies of the base stations are different from each other. However, the communication frequencies may be the same as long as the distance between the base stations is long enough not to interfere.

また、本実施例では１つの基地局に対して、１つの通信周波数を設けたが、１つではなく、１つの通信チャネルグループとして、複数の通信周波数を有してもよい。この場合、ある基地局の１つの通信チャネルグループ内の複数の通信周波数は、隣接する基地局が有する１つの通信チャネルグループ内の複数の通信周波数と干渉しない周波数に設定することが望ましい。   In the present embodiment, one communication frequency is provided for one base station. However, instead of one, one communication channel group may have a plurality of communication frequencies. In this case, it is desirable to set a plurality of communication frequencies in one communication channel group of a certain base station to frequencies that do not interfere with a plurality of communication frequencies in one communication channel group of an adjacent base station.

このように１つの基地局内に複数の通信周波数が有する場合、基地局は、その中から１つの通信周波数を設定する手段と、その設定された通信周波数を通信チャネルグループ内の複数の通信周波数から変更する手段と、を有する必要がある。その設定された、また変更された通信周波数を基地局は列車へ送信するとしてもよい。   Thus, when there are a plurality of communication frequencies in one base station, the base station sets one communication frequency from among the communication frequencies, and sets the set communication frequency from the plurality of communication frequencies in the communication channel group. And means for changing. The base station may transmit the set or changed communication frequency to the train.

図２に移動局１２の一構成例を示す。   FIG. 2 shows a configuration example of the mobile station 12.

移動局１２は、複数の基地局が持つすべての通信チャネル（すべての通信周波数）を有し、複数の基地局２１から出力された通信周波数を示した認識情報に対して、複数の通信チャネルを切り替えて通信可能な通信周波数を探索することが特徴である。   The mobile station 12 has all communication channels (all communication frequencies) possessed by a plurality of base stations, and uses a plurality of communication channels for recognition information indicating communication frequencies output from the plurality of base stations 21. It is characterized by searching for communication frequencies that can be switched for communication.

移動局１２は内部に、基地局２１からの無線信号（通信周波数を示した認識情報など）と列車上の制御器１３からのベースバンド信号を相互に変換し、受信信号４０１として出力する送受信機５１と、送受信機５１から出力された無線の受信信号４０１を受信し、その受信された受信信号４０１から信号電力４０２を検出する信号電力検出器５２と、検出された信号電力４０２を記憶し、その記憶された中から最も強い信号電力を示した信号周波数を選択し、選択された信号周波数を周波数設定信号４０３として出力し、送受信機５１の通信周波数を変更するなど移動局１２を制御する移動局制御器５３とを持つ。   A mobile station 12 internally converts a radio signal (such as recognition information indicating a communication frequency) from the base station 21 and a baseband signal from the controller 13 on the train and outputs it as a received signal 401 51, the signal power detector 52 that receives the wireless reception signal 401 output from the transceiver 51, detects the signal power 402 from the received reception signal 401, and stores the detected signal power 402, The mobile station 12 selects the signal frequency indicating the strongest signal power from among the stored signals, outputs the selected signal frequency as the frequency setting signal 403, and changes the communication frequency of the transceiver 51 to control the mobile station 12. And a station controller 53.

図３は本発明に係る無線列車制御システムの基地局−移動局間通信の通信フローを示した図である。   FIG. 3 is a diagram showing a communication flow of communication between the base station and the mobile station in the radio train control system according to the present invention.

図３に示すように、複数の基地局２１（ＡＰ１，ＡＰ２，・・・，ＡＰｎ）はある定められた通信周期を持っており、その１通信周期内に認識期間と通信期間の２つの期間を持つ。   As shown in FIG. 3, a plurality of base stations 21 (AP1, AP2,..., APn) have a predetermined communication cycle, and two periods of a recognition period and a communication period are included in the one communication period. have.

認識期間では、各基地局がそれぞれの使用している通信周波数（ｆ１，ｆ２，・・・，ｆｎ）を示す認識信号１０１を認識期間が終了するまで繰り返し送信している。   In the recognition period, each base station repeatedly transmits the recognition signal 101 indicating the communication frequency (f1, f2,..., Fn) used by each base station until the recognition period ends.

また通信期間では、基地局２１が列車に対して通信データを列車毎に送信している。基地局２１は中央制御装置３１から同期信号を受信することで基地局間の同期を取る。   In the communication period, the base station 21 transmits communication data to the train for each train. The base station 21 receives the synchronization signal from the central controller 31 to synchronize the base stations.

同じく図３に示すように、移動局１２も１通信周期内に認識期間と通信期間を持つ。   Similarly, as shown in FIG. 3, the mobile station 12 also has a recognition period and a communication period within one communication cycle.

移動局１２は認識期間において、複数の通信チャネルを切替えて通信可能な周波数を探索する。このとき探索する通信周波数の範囲は、列車制御システムに所属する全ての基地局のそれぞれが使用可能な通信周波数の全てである。認識期間は、予め定めた期間であるが、移動局が全通信周波数の探索を少なくとも１回は実施可能な長さとする。本実施例では複数の基地局２１（ＡＰ１，ＡＰ２，・・・，ＡＰｎ）が使用する通信周波数ｆ１，ｆ２，・・・，ｆｎが通信周波数の探索範囲である。   In the recognition period, the mobile station 12 switches a plurality of communication channels to search for a communicable frequency. The range of communication frequencies searched at this time is all the communication frequencies that can be used by all the base stations belonging to the train control system. The recognition period is a predetermined period, but the length is such that the mobile station can search for all communication frequencies at least once. In this embodiment, communication frequencies f1, f2,..., Fn used by a plurality of base stations 21 (AP1, AP2,..., APn) are search ranges of communication frequencies.

基地局２１と移動局１２は例えば認識信号で認識期間終了までの時間も伝送し、その時間に合わせて認識期間を終了することで同期を取る。移動局１２の通信期間終了のタイミングは予め定めたタイムアウトに従うか、自列車宛の通信データを受信し列車位置を返信した後に終了し認識期間に移行しても良い。   For example, the base station 21 and the mobile station 12 transmit the time until the end of the recognition period with a recognition signal, and synchronize by ending the recognition period in accordance with the time. The timing of the end of the communication period of the mobile station 12 may follow a predetermined time-out, or may end after receiving communication data addressed to the own train and returning the train position, and may shift to a recognition period.

移動局１２は、同一の通信周期の認識期間内に発見した通信可能な通信周波数の中から最も通信に適した通信周波数を選択する。選択基準は例えば最も信号電力の強い周波数とする。   The mobile station 12 selects a communication frequency that is most suitable for communication from communication frequencies that are found to be communicable discovered within the recognition period of the same communication cycle. The selection criterion is, for example, the frequency with the strongest signal power.

図３の例では、前半の通信周期では基地局ＡＰ１の通信周波数ｆ１の認識信号を受信し、他の認識信号を受信できなかったために、通信周波数ｆ１を通信期間で使用する周波数として選択している。後半の通信周期では基地局ＡＰ１の通信周波数ｆ１と基地局ＡＰ２の通信周波数ｆ２の２つの通信周波数で認識信号を受信したが、通信周波数ｆ２の信号電力の方が大きいと判定し、通信周波数ｆ２を通信周期で使用する通信周波数として選択している。移動局１２は、通信期間で選択した通信周波数を使用している基地局からの通信データを待ち受け、通信データを受信するとその通信データを送信した基地局へ自列車の位置情報を返信する。よって、通信期間とは、予め定めた基準に基づいて選択された通信周波数を用いている基地局から通信データが送信されてくる期間とも言える。本実施例で、この予め定めた基準とは、最も信号電力が強い信号周波数かどうかの基準であり、また、信号電力が予め定めた閾値より大きいか否かの基準である。   In the example of FIG. 3, since the recognition signal of the communication frequency f1 of the base station AP1 was received in the first communication cycle and other recognition signals could not be received, the communication frequency f1 was selected as the frequency used in the communication period. Yes. In the latter communication cycle, the recognition signal is received at two communication frequencies, that is, the communication frequency f1 of the base station AP1 and the communication frequency f2 of the base station AP2, but it is determined that the signal power of the communication frequency f2 is larger, and the communication frequency f2 Is selected as the communication frequency to be used in the communication cycle. The mobile station 12 waits for communication data from the base station using the communication frequency selected in the communication period, and when receiving the communication data, returns the position information of the own train to the base station that transmitted the communication data. Therefore, it can be said that the communication period is a period during which communication data is transmitted from a base station using a communication frequency selected based on a predetermined criterion. In the present embodiment, the predetermined reference is a reference as to whether or not the signal frequency has the strongest signal power, and is a reference as to whether or not the signal power is greater than a predetermined threshold.

図３では移動局１２は、前半の通信周期では周波数ｆ１を使用するＡＰ１と、後半の通信周期では周波数ｆ２を使用するＡＰ２と通信している。   In FIG. 3, the mobile station 12 is communicating with AP1 using the frequency f1 in the first half communication cycle and AP2 using the frequency f2 in the second half communication cycle.

上記において、システム内の基地局ＡＰ１，ＡＰ２，・・・，ＡＰｎはそれぞれ異なる１つの通信チャネルを用いるものとなっているが、各ＡＰが互いに干渉しない複数の通信チャネルを用いても良い。   In the above, the base stations AP1, AP2,..., APn in the system use one different communication channel, but a plurality of communication channels that do not interfere with each other may be used.

また、上記における最も通信に適した周波数の選択基準として、認識期間にて最も始めに通信可能と判定した周波数を用いても良い。   In addition, as a selection criterion of the frequency most suitable for communication in the above, a frequency that is determined to be able to communicate first in the recognition period may be used.

図４は本発明の移動局が最も通信に適した通信周波数を選択する手法の処理フローを示した図である。   FIG. 4 is a diagram showing a processing flow of a method of selecting a communication frequency most suitable for communication by the mobile station of the present invention.

移動局１２は認識期間が開始すると移動局制御器５３にて周波数の選択処理を開始する。図４では最も通信に適した周波数として、最も信号電力の大きな周波数を選択する処理フローを説明する。   When the recognition period starts, the mobile station 12 starts frequency selection processing by the mobile station controller 53. FIG. 4 illustrates a processing flow for selecting the frequency with the largest signal power as the frequency most suitable for communication.

ステップ３０１：周波数を指定する変数ｉをｉ＝１に初期化する。   Step 301: A variable i for designating a frequency is initialized to i = 1.

ステップ３０２：移動局制御器５３が送受信器５１に周波数設定信号４０３を送信し、移動局１２の周波数をｆｉに設定する。   Step 302: The mobile station controller 53 transmits a frequency setting signal 403 to the transceiver 51, and sets the frequency of the mobile station 12 to fi.

ステップ３０３：送受信器５１が出力する受信信号４０１の信号強度４０２を信号電力検出器５２が検出し、移動局制御器５３に入力する。移動局制御器５３は信号強度４０２が予め定めた閾値を越えた場合に、周波数ｆｉにて認識信号を受信したと判定する。受信した場合はステップ３０４を実行する。受信しなかった場合はステップ３０４をスキップしてステップ３０５を実行する。   Step 303: The signal power detector 52 detects the signal strength 402 of the received signal 401 output from the transceiver 51 and inputs it to the mobile station controller 53. When the signal strength 402 exceeds a predetermined threshold, the mobile station controller 53 determines that the recognition signal has been received at the frequency fi. If received, step 304 is executed. If not received, step 304 is skipped and step 305 is executed.

ステップ３０４：認識信号を受信した周波数ｆｉの信号電力４０２を移動局制御器５３が記録する。   Step 304: The mobile station controller 53 records the signal power 402 of the frequency fi that has received the recognition signal.

ステップ３０５：周波数ｆｉにおける認識信号の受信待ち時間が修了したかを移動局制御器５３が判定する。終了した場合ステップ３０６を実行する。終了していない場合はステップ３０３に戻り再度実行する。   Step 305: The mobile station controller 53 determines whether or not the reception waiting time of the recognition signal at the frequency fi has been completed. If completed, step 306 is executed. If not completed, the process returns to step 303 and is executed again.

ステップ３０６：変数ｉを１つ大きくし、次の周波数を選択可能にする。   Step 306: Increase the variable i by 1 so that the next frequency can be selected.

ステップ３０７：変数ｉを数値ｎ（＝列車制御システムに所属する全ての基地局のそれぞれが使用可能な全ての周波数の数）と大きさを比較する。ｉ＞ｎの場合システム内で使用可能な全周波数を探索したと判断しステップ３０８を実行する。ｉ≦ｎの場合未だ探索していない周波数が存在すると判断しステップ３０２に戻り再度実行する。   Step 307: The variable i is compared with the numerical value n (= the number of all frequencies that can be used by all the base stations belonging to the train control system). If i> n, it is determined that all frequencies available in the system have been searched, and step 308 is executed. If i ≦ n, it is determined that there is a frequency that has not been searched yet, and the routine returns to step 302 and is executed again.

ステップ３０８：認識期間が終了したか移動局制御器５３が判定する。終了した場合ステップ３０９を実行する。終了していない場合ステップ３０１に戻り再度実行する。   Step 308: The mobile station controller 53 determines whether the recognition period has ended. If completed, step 309 is executed. If not completed, return to step 301 and execute again.

ステップ３０９：ステップ３０１〜３０８で繰り返し測定し記録した周波数ｆｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）の信号電力を移動局制御器５３が比較し、最も信号電力の大きな周波数ｆｉを算出する。   Step 309: The mobile station controller 53 compares the signal power of the frequency fi (i = 1, 2,..., N) repeatedly measured and recorded in steps 301 to 308, and calculates the frequency fi having the largest signal power. To do.

ステップ３１０：移動局制御器５３が送受信器５１に周波数設定信号４０３を送信し、ステップ３０９にて算出した周波数ｆｉを通信期間で使用する周波数に設定する。   Step 310: The mobile station controller 53 transmits a frequency setting signal 403 to the transmitter / receiver 51, and sets the frequency fi calculated in step 309 to a frequency used in the communication period.

このように、本発明では、通信システムが使用する通信チャネルの全て（通信システム内の全基地局が使用する通信チャネルの全て）を探索することで、通信システム内のどの位置にいようともその位置で通信可能な通信チャネルを発見することが出来る。よって、通信チャネルと現在の列車位置を対応づける制御が不要となり、通信制御が簡潔になる。また、装置構成においても列車に搭載していた位置検知装置とデータベースが不要となり、簡潔になる。   Thus, in the present invention, by searching all communication channels used by the communication system (all communication channels used by all base stations in the communication system) A communication channel that can communicate at a location can be found. Therefore, control for associating the communication channel with the current train position becomes unnecessary, and communication control is simplified. Also, the position of the apparatus and the database mounted on the train are not required in the apparatus configuration, and the apparatus is simplified.

また、列車位置に応じて通信チャネルを切替えることで通信の連続性を確保するハンドオーバーが不要となり、ハンドオーバー処理による通信途絶を回避できる。また、毎通信周期で通信可能な通信チャネルを探索するため、通信途絶時における速やかな復旧が可能となり、外乱に強い安定した通信を実現できる。   In addition, by switching the communication channel according to the train position, a handover that ensures continuity of communication is unnecessary, and communication interruption due to the handover process can be avoided. In addition, since a communication channel that can be communicated at every communication cycle is searched, it is possible to quickly recover when communication is interrupted and to realize stable communication resistant to disturbance.

図５は本発明の２つ目の実施例である無線列車制御システムの一構成例を示した図である。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a radio train control system according to the second embodiment of the present invention.

図５の無線列車制御システムは、列車を制御する中央制御装置３１および中央制御装置３１に接続し、中央制御装置３１と通信可能な複数の基地局２１（ＡＰ１，ＡＰ２，・・・，ＡＰｎ）と、定められた軌道４１上を走行する複数の列車１１（Ｔｒ１，Ｔｒ２，・・・，Ｔｒｍ）が存在し、各列車のそれぞれに搭載された通信機能を有する移動局１２（ＳＴＡ１，ＳＴＡ２，・・・，ＳＴＡｍ）が基地局２１と通信する。   The wireless train control system of FIG. 5 is connected to a central control device 31 and a central control device 31 that control a train, and a plurality of base stations 21 (AP1, AP2,..., APn) that can communicate with the central control device 31. And a plurality of trains 11 (Tr1, Tr2,..., Trm) traveling on a defined track 41, and mobile stations 12 (STA1, STA2, STA2 having a communication function mounted on each train). , STAm) communicate with the base station 21.

ここで、列車１１，基地局２１，中央制御装置３１は実施例１と同一のものである。   Here, the train 11, the base station 21, and the central controller 31 are the same as those in the first embodiment.

中央制御装置３１はシステム内の全ての基地局２１（ＡＰ１〜ＡＰｎ）に対して、システム内の全列車（Ｔｒ１〜Ｔｒｍ）分の通信データ２１０を送信する。つまり各基地局に対して、全列車に送信すべきすべての通信データを送信する。   The central controller 31 transmits communication data 210 for all trains (Tr1 to Trm) in the system to all base stations 21 (AP1 to APn) in the system. That is, all communication data to be transmitted to all trains is transmitted to each base station.

基地局２１（ＡＰ１〜ＡＰｎ）は中央制御装置３１から送信されたシステム内の全列車（Ｔｒ１〜Ｔｒｍ）分のすべての通信データ２１０を１通信周期内の通信期間で全て列車内の移動局１２に向けて送信する。   The base station 21 (AP1 to APn) transmits all the communication data 210 for all trains (Tr1 to Trm) in the system transmitted from the central control device 31 in a communication period within one communication cycle. Send to.

移動局１２は、実施例１に記載した方法（図４）で選択された通信周波数を用いている基地局から送信されたすべて通信データの中で、自列車に対応する通信データを受信する。   The mobile station 12 receives communication data corresponding to its own train among all communication data transmitted from the base station using the communication frequency selected by the method described in the first embodiment (FIG. 4).

列車１１上の移動局１２は、実施例１の図３，図４に示したものと同様の方法で通信周波数を決定し、その周波数を使用する基地局と通信する。   The mobile station 12 on the train 11 determines a communication frequency by the same method as that shown in FIGS. 3 and 4 of the first embodiment, and communicates with a base station that uses the frequency.

図６は本発明の２つ目の実施例が行う基地局−移動局間通信の通信フローを示した図である。   FIG. 6 is a diagram showing a communication flow of communication between the base station and the mobile station performed by the second embodiment of the present invention.

通信期間での挙動を除き、実施例１の図３と同様である。システム内の全ての基地局２１（ＡＰ１〜ＡＰｎ）へは中央制御装置３１からシステム内の全列車（Ｔｒ１〜Ｔｒｍ）分の通信データ２１０が共通で送信されている。システム内の各基地局２１は中央制御装置３１から受信した全列車分の通信データ２１０を同一通信周期内の通信期間内で任意の移動局１２（ＳＴＡ１〜ＳＴＡｍ）に対して送信する。図６では移動局１２の例として列車Ｔｒ２の移動局ＳＴＡ２を示している。移動局１２は任意の基地局から自列車宛の通信データ２１０を受信可能であるが、実施例１と同様の方法にて通信期間で使用する周波数を選択し、その周波数を使用する基地局２１から自列車宛の通信データ２１０を受信する。   Except for the behavior during the communication period, it is the same as FIG. 3 of the first embodiment. Communication data 210 for all trains (Tr1 to Trm) in the system is commonly transmitted from the central controller 31 to all base stations 21 (AP1 to APn) in the system. Each base station 21 in the system transmits communication data 210 for all trains received from the central controller 31 to any mobile station 12 (STA1 to STAm) within a communication period within the same communication cycle. FIG. 6 shows a mobile station STA2 of a train Tr2 as an example of the mobile station 12. The mobile station 12 can receive the communication data 210 addressed to its own train from any base station, but selects the frequency to be used in the communication period in the same manner as in the first embodiment, and the base station 21 that uses that frequency. The communication data 210 addressed to the own train is received.

本実施例において、列車はシステム内の全基地局の全使用周波数を探索するため、システム内の任意の位置において通信接続が可能となる。位置に依存しない通信接続であるため、位置検知装置や任意位置での通信周波数を検索するデータベースが不要となり、列車上の装置構成を簡潔にすることが可能となる。また、地上側も全基地局が一様に全列車分の通信データを全列車へ送信する方式のため、中央制御装置は基地局と列車とを対応させて通信データを作成する処理と該データを対応基地局に配分する処理が不要となる。すなわち、列車追跡を必要とせず、追跡誤りによる通信途絶を回避可能で、外乱に強い安定な通信制御が可能となる。   In this embodiment, since the train searches for all the used frequencies of all base stations in the system, communication connection is possible at an arbitrary position in the system. Since the communication connection does not depend on the position, a position detection device or a database for searching for a communication frequency at an arbitrary position becomes unnecessary, and the apparatus configuration on the train can be simplified. Moreover, since all the base stations uniformly transmit communication data for all trains to all trains on the ground side as well, the central control unit creates a communication data corresponding to the base station and the train and the data. The process of allocating to the corresponding base station becomes unnecessary. That is, train tracking is not required, communication interruption due to tracking errors can be avoided, and stable communication control resistant to disturbance can be achieved.

本発明に係る無線列車制御システムの一実施例を示した図である。It is the figure which showed one Example of the radio train control system which concerns on this invention. 本発明に係る無線列車制御システムの移動局の一構成例を示した図である。It is the figure which showed one structural example of the mobile station of the radio train control system which concerns on this invention. 本発明の一実施例の基地局−移動局間通信の通信フローを示した図である。It is the figure which showed the communication flow of communication between the base station-mobile station of one Example of this invention. 本発明の移動局が最も通信に適した周波数を選択する手法の処理フローを示した図である。It is the figure which showed the processing flow of the method in which the mobile station of this invention selects the frequency most suitable for communication. 本発明に係る無線列車制御システムの他の実施例を示した図である。It is the figure which showed the other Example of the radio train control system which concerns on this invention. 本発明の他の実施例の基地局−移動局間通信の通信フローを示した図である。It is the figure which showed the communication flow of communication between the base station of the other Example of this invention, and a mobile station.

符号の説明Explanation of symbols

１１ 列車
１２ 移動局
１３ 制御器
２１ 基地局
３１ 中央制御装置
４１ 軌道
５１ 送受信器
５２ 信号電力検出器
５３ 移動局制御器
４０１ 受信信号
４０２ 信号電力
４０３ 周波数設定信号 11 Train 12 Mobile station 13 Controller 21 Base station 31 Central controller 41 Track 51 Transmitter / receiver 52 Signal power detector 53 Mobile station controller 401 Received signal 402 Signal power 403 Frequency setting signal

Claims (15)

通信機能を有する複数の基地局と、
列車内に設けられ、前記複数の基地局と通信を行う移動局と、を有し、
前記複数の基地局の各基地局は、列車制御に使用する目的の隣接基地局と異なる通信周波数を有し、
前記移動局は、前記異なる通信周波数を包含する複数の通信チャネルを有し、
前記複数の通信チャネルを少なくとも１回は探索可能な周期毎に、
前記複数の通信チャネルを切り替えて通信可能な前記基地局の通信周波数を探索し、
前記通信可能な前記通信周波数を探索した中から、予め定めた基準に基づいて通信周波数を選択し、
前記予め定めた基準は、
最も信号電力が強い信号周波数かどうか、
もしくは、信号電力が予め定めた閾値より大きいかどうか、
もしくは、最初に通信可能と判定した周波数かどうか、
である
無線列車制御システム。 A plurality of base stations having communication functions;
A mobile station provided in a train and communicating with the plurality of base stations,
Each base station of the plurality of base stations has a communication frequency different from that of an adjacent base station intended for use in train control,
The mobile station has a plurality of communication channels encompassing the different communication frequencies;
For each period in which the plurality of communication channels can be searched at least once,
By switching the plurality of communication channels to search the communication frequency of communicable said base station,
From searching for the communicable communication frequency, select a communication frequency based on a predetermined criterion,
The predetermined standard is:
Whether the signal frequency has the strongest signal power,
Or whether the signal power is greater than a predetermined threshold,
Or, whether it is the frequency that was initially determined to be communicable,
<br/> radio train control system is. 請求項１に記載の無線列車制御システムにおいて、
毎通信周期で、前記通信可能な前記通信周波数を探索する
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 1,
A radio train control system that searches for the communicable communication frequency at every communication cycle . 請求項１記載の無線列車制御システムにおいて、
前記移動局は、前記選択された通信周波数を用いている前記基地局と通信する
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 1,
The radio train control system, wherein the mobile station communicates with the base station using the selected communication frequency . 請求項１記載の無線列車制御システムにおいて、
前記通信可能な前記通信周波数を探索する期間を認識期間とし、前記予め定めた基準に基づいて選択された前記通信周波数を用いている基地局から通信データが送信されてくる期間を通信期間とし、
前記認識期間と前記通信期間を１つの通信周期として、前記基地局と前記移動局とで通信が行われる
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 1 ,
A period for searching for the communication frequency that can be communicated is a recognition period, and a period during which communication data is transmitted from a base station that uses the communication frequency selected based on the predetermined criterion is a communication period.
The radio train control system in which communication is performed between the base station and the mobile station using the recognition period and the communication period as one communication period . 請求項１記載の無線列車制御システムにおいて、
前記移動局は、前記選択された通信周波数を用いている前記基地局から通信データを受信した場合、自列車の位置情報を前記基地局へ送信する
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 1 ,
The mobile station, when receiving the communication data from the base station using the selected communication frequency, <br/> radio train control system for transmitting position information of the train to the base station. 請求項１記載の無線列車制御システムにおいて、
前記移動局は、
前記基地局から出力された通信周波数に対する認識信号を受信し、受信信号として出力する送受信機と、
前記受信信号から信号電力を検出する信号電力検出器と、
前記信号電力検出器で検出された信号電力の中から最も強い信号電力の信号周波数、もしくは予め定めた閾値より大きい信号電力の信号周波数を選択し、選択された信号周波数を周波数設定信号として出力する移動局制御器と、
を有する
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 1 ,
The mobile station
A transceiver that receives a recognition signal for the communication frequency output from the base station and outputs the signal as a received signal;
A signal power detector for detecting signal power from the received signal;
From the signal power detected by the signal power detector, the signal frequency of the strongest signal power or the signal frequency of the signal power larger than a predetermined threshold is selected, and the selected signal frequency is output as a frequency setting signal. A mobile station controller;
A wireless train control system. 通信機能を有する移動局を有する列車と、
前記列車を制御する中央制御装置と、
前記中央制御装置と通信可能な複数の基地局と、を有し、
前記中央制御装置は、各基地局に対して、本線上の制御対象である全列車に送信すべき通信データを送信し、
前記基地局は、前記中央制御装置から送信された前記通信データを前記全列車に送信し、
前記移動局は、前記異なる通信周波数を包含する複数の通信チャネルを有し、
前記複数の通信チャネルを少なくとも１回は探索可能な周期毎に、
前記複数の通信チャネルを切り替えて通信可能な前記基地局の通信周波数を探索し、
前記通信可能な前記通信周波数を探索した中から、予め定めた基準に基づいて通信周波数を選択し、
前記予め定めた基準は、
最も信号電力が強い信号周波数かどうか、
もしくは、信号電力が予め定めた閾値より大きいかどうか、
もしくは、最初に通信可能と判定した周波数かどうか、
であり、
前記基地局から送信された前記通信データの中で、自列車に対応する通信データを受信する
無線列車制御システム。 A train having a mobile station having a communication function;
A central control device for controlling the train;
A plurality of base stations capable of communicating with the central control unit;
The central control unit transmits, to each base station, communication data to be transmitted to all trains to be controlled on the main line,
The base station transmits the communication data transmitted from the central controller to all trains,
The mobile station has a plurality of communication channels encompassing the different communication frequencies;
For each period in which the plurality of communication channels can be searched at least once,
Search the communication frequency of the base station that can communicate by switching the plurality of communication channels,
From searching for the communicable communication frequency, select a communication frequency based on a predetermined criterion,
The predetermined standard is:
Whether the signal frequency has the strongest signal power,
Or whether the signal power is greater than a predetermined threshold,
Or, whether it is the frequency that was initially determined to be communicable,
And
A radio train control system for receiving communication data corresponding to the own train among the communication data transmitted from the base station . 請求項７に記載の無線列車制御システムにおいて、
毎通信周期で、前記通信可能な前記通信周波数を探索する
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 7 ,
A radio train control system that searches for the communicable communication frequency at every communication cycle . 請求項７記載の無線列車制御システムにおいて、
前記通信可能な前記通信周波数を探索する期間を認識期間とし、
前記予め定めた基準に基づいて選択された前記通信周波数を用いている前記基地局から通信データが送信されてくる期間を通信期間とし、
前記認識期間と前記通信期間を１つの通信周期として、前記基地局と前記移動局とで通信が行われる
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 7,
A period for searching for the communication frequency capable of communication is set as a recognition period,
A period during which communication data is transmitted from the base station using the communication frequency selected based on the predetermined criterion is a communication period,
The radio train control system in which communication is performed between the base station and the mobile station using the recognition period and the communication period as one communication period . 請求項７記載の無線列車制御システムにおいて、
前記移動局は、
前記基地局から出力された通信周波数に対する認識信号を受信し、受信信号として出力する送受信機と、
前記受信信号から信号電力を検出する信号電力検出器と、
前記信号電力検出器で検出された信号電力の中から最も強い信号電力の信号周波数、もしくは予め定めた閾値より大きい信号電力の信号周波数を選択し、
選択された信号周波数を周波数設定信号として出力する移動局制御器と、を有する
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 7 ,
The mobile station
A transceiver that receives a recognition signal for the communication frequency output from the base station and outputs the signal as a received signal;
A signal power detector for detecting signal power from the received signal;
From the signal power detected by the signal power detector, select the signal frequency of the strongest signal power, or the signal frequency of the signal power greater than a predetermined threshold,
A mobile station controller that outputs the selected signal frequency as a frequency setting signal . 通信機能を有する複数の基地局と、
列車内に設けられ、前記複数の基地局と通信を行う移動局と、を有し、
前記複数の基地局の各基地局は、１つの通信チャネルグループとして列車制御に使用する目的の複数の通信周波数を有し、
前記基地局に隣接する基地局は、前記基地局が有する複数の通信周波数とは干渉しない複数の通信周波数を有し、
前記移動局は、前記異なる通信周波数を包含する複数の通信チャネルを有し、
前記複数の通信チャネルを少なくとも１回は探索可能な周期毎に、
前記複数の通信チャネルを切り替えて通信可能な前記基地局の通信周波数を探索し、
前記通信可能な前記通信周波数を探索した中から、予め定めた基準に基づいて通信周波数を選択し、
前記予め定めた基準は、
最も信号電力が強い信号周波数かどうか、
もしくは、信号電力が予め定めた閾値より大きいかどうか、
もしくは、最初に通信可能と判定した周波数かどうか、
である
無線列車制御システム。 A plurality of base stations having communication functions;
A mobile station provided in a train and communicating with the plurality of base stations,
Each base station of the plurality of base stations has a plurality of communication frequencies for use in train control as one communication channel group,
The base station adjacent to the base station has a plurality of communication frequencies that do not interfere with a plurality of communication frequencies of the base station,
The mobile station has a plurality of communication channels encompassing the different communication frequencies;
For each period in which the plurality of communication channels can be searched at least once,
Search the communication frequency of the base station that can communicate by switching the plurality of communication channels,
From searching for the communicable communication frequency, select a communication frequency based on a predetermined criterion,
The predetermined standard is:
Whether the signal frequency has the strongest signal power,
Or whether the signal power is greater than a predetermined threshold,
Or, whether it is the frequency that was initially determined to be communicable,
<br/> radio train control system is. 請求項１１記載の無線列車制御システムにおいて、
前記基地局は、前記通信チャネルグループ内の複数の通信周波数から１つの通信周波数を設定する手段と、
設定された通信周波数を前記通信チャネルグループ内の複数の通信周波数から変更する手段と、を有する
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 11 ,
The base station sets one communication frequency from a plurality of communication frequencies in the communication channel group;
Means for changing a set communication frequency from a plurality of communication frequencies in the communication channel group . 請求項１１に記載の無線列車制御システムにおいて、
毎通信周期で、前記通信可能な前記通信周波数を探索する
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 11 ,
A radio train control system that searches for the communicable communication frequency at every communication cycle . 請求項１１記載の無線列車制御システムにおいて、
前記通信可能な前記通信周波数を探索する期間を認識期間とし、
前記予め定めた基準に基づいて選択された前記通信周波数を用いている前記基地局から通信データが送信されてくる期間を通信期間とし、
前記認識期間と前記通信期間を１つの通信周期として、前記基地局と前記移動局とで通信が行われる
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 11 ,
A period for searching for the communication frequency capable of communication is set as a recognition period,
A period during which communication data is transmitted from the base station using the communication frequency selected based on the predetermined criterion is a communication period,
The radio train control system in which communication is performed between the base station and the mobile station using the recognition period and the communication period as one communication period . 請求項１１記載の無線列車制御システムにおいて、
前記移動局は、前記選択された通信周波数を用いている前記基地局から通信データを受信した場合、自列車の位置情報を前記基地局へ送信する
無線列車制御システム。 In the radio train control system according to claim 11,
The radio train control system, when the mobile station receives communication data from the base station using the selected communication frequency, transmits the position information of the own train to the base station .
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