JP5164874B2

JP5164874B2 - Train position measuring apparatus and train position measuring method

Info

Publication number: JP5164874B2
Application number: JP2009023781A
Authority: JP
Inventors: 尚佐藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2029-02-04
Also published as: JP2010179737A

Description

本発明は列車位置測定装置および列車位置測定方法に関し、特に、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）による測位結果と列車の加速度の検出結果とを利用して列車の現在位置を測定する方法に関する。 The present invention relates to a train position measuring device and a train position measuring method, and more particularly, a method of measuring a current position of a train using a positioning result by GPS (Global Positioning System) and a detection result of acceleration of the train. About.

従来の列車位置測定方法では、地上子からの位置情報を列車の走行距離の算出の起点とし、車軸に取り付けられた速度発電機から出力されるパルス信号に基づいて走行距離を算出することで、列車の現在位置を求める方法がある。 In the conventional train position measurement method, the position information from the ground unit is used as the starting point for calculating the travel distance of the train, and by calculating the travel distance based on the pulse signal output from the speed generator attached to the axle, There is a way to find the current position of a train.

また、特許文献１には、鉄道車両内に配置された推進制御装置にて粘着係数をリアルタイムで推定し、ＧＰＳ衛星からの信号をもとに算出した鉄道車両の位置と前記推定した粘着係数を結びつけ情報管理センターに送信することで、事前に粘着係数が低い位置を知る方法が開示されている。 Further, in Patent Document 1, the adhesion coefficient is estimated in real time by a propulsion control device arranged in the railway vehicle, and the position of the railway vehicle calculated based on a signal from a GPS satellite and the estimated adhesion coefficient are calculated. A method is disclosed in which a position having a low adhesion coefficient is known in advance by transmitting to the association information management center.

特開２００７−２０２２４９号公報JP 2007-202249 A

しかしながら、速度発電機から出力されるパルス信号に基づいて走行距離を算出する方法では、車輪が滑走または空転を起こすと、走行距離の算出値に誤差が発生し、列車の現在位置の測定精度が落ちるという問題があった。また、地上子からの位置情報を用いるため、列車の現在位置の測定精度を向上させるためには、地上子の個数を増やす必要があり、地上の設備投資が増大するという問題もあった。 However, in the method of calculating the travel distance based on the pulse signal output from the speed generator, if the wheel slips or slips, an error occurs in the calculated travel distance and the measurement accuracy of the current position of the train is reduced. There was a problem of falling. In addition, since the position information from the ground unit is used, in order to improve the measurement accuracy of the current position of the train, it is necessary to increase the number of ground units, and there is a problem that capital investment on the ground increases.

また、特許文献１に開示された方法では、滑走および空転の頻度の少ない車両走行を実現することができるが、降雨や降雪による粘着係数の変化に追従させるのが困難であり、速度発電機を用いて走行距離を算出する時の誤差を解消することができなかった。また、車輪の磨耗による車輪径の変化に起因する誤差や低速運転時の誤差に対しても、有効な対策とはなり得なかった。 Further, in the method disclosed in Patent Document 1, it is possible to realize vehicle running with low frequency of sliding and idling, but it is difficult to follow the change in the adhesion coefficient due to rainfall or snowfall, and the speed generator is It was not possible to eliminate the error when using this method to calculate the mileage. In addition, it cannot be an effective measure against errors caused by wheel diameter changes due to wheel wear and errors during low-speed operation.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、地上子からの位置情報および速度発電機からの出力情報を用いることなく、列車の現在位置を測定することが可能な列車位置測定装置および列車位置測定方法を得ることを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: The train position measuring apparatus which can measure the present position of a train, without using the positional information from a ground element, and the output information from a speed generator, and The purpose is to obtain a train position measurement method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の列車位置測定装置は、電波で送られる信号の受信結果に基づいて列車の現在位置の経度および緯度を測位する電波測位部と、前記列車が走行する路線の線路配置と経度および緯度との関係が登録された線路マップを取得する線路マップ取得部と、前記電波測位部にて測位された前記列車の現在位置を前記線路マップ上の線路上に合致させるマップマッチング処理部と、前記列車の前後方向の加速度を検出する第１の加速度センサと、前記列車の左右方向の加速度を検出する第２及び第３の加速度センサと、前記マップマッチング処理部にて合致された線路上の位置を起点とし、前記第１乃至第３の加速度センサの検出結果から求めた走行距離を参照することで、前記線路上での前記列車の現在位置を演算する現在位置演算部とを備え、前記第２の加速度センサと前記第３の加速度センサは、互いに異なる車両に搭載されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the train position measurement device of the present invention includes a radio wave positioning unit that measures the longitude and latitude of the current position of a train based on the reception result of a signal transmitted by radio waves, A track map acquisition unit that acquires a track map in which the relationship between the track layout of the route on which the train travels and the longitude and latitude are registered, and the current position of the train measured by the radio wave positioning unit on the track map A map matching processing unit for matching on the railway line, a first acceleration sensor for detecting the acceleration in the longitudinal direction of the train, a second and a third acceleration sensor for detecting the acceleration in the lateral direction of the train, and starting from the position on the matching has been lines in the map matching processing section, by referring to the travel distance obtained from the detection result of the first to third acceleration sensor, the column on the line Of the current position and a current position calculating unit for calculating, the second acceleration sensor and the third acceleration sensor of is characterized that you have been mounted on different vehicles from each other.

この発明によれば、地上子からの位置情報および速度発電機からの出力情報を用いることなく、列車の現在位置を測定することが可能という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the current position of the train can be measured without using the position information from the ground unit and the output information from the speed generator.

以下に、本発明に係る列車位置測定装置および列車位置測定方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a train position measuring apparatus and a train position measuring method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
図１は、本発明に係る列車位置測定装置が適用される列車編成の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。図１において、列車には車両１ａ、１ｂ、１ｃが連結されている。そして、最前列の車両１ａには、運転台７およびパンタグラフ８が設置されるとともに、ＧＰＳ受信アンテナ２、列車位置測定装置３、加速度センサ６ａ、６ｂおよび列車保安装置４が設けられ、列車保安装置４にはトランスポンダ５が接続されている。また、最後尾の車両１ｃには、加速度センサ６ｃが設けられている。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of train organization to which a train position measuring apparatus according to the present invention is applied. In FIG. 1, vehicles 1a, 1b, 1c are connected to a train. The front row vehicle 1a is provided with a driver's cab 7 and a pantograph 8, and is provided with a GPS receiving antenna 2, a train position measuring device 3, acceleration sensors 6a and 6b, and a train security device 4, and a train security device. A transponder 5 is connected to 4. The rearmost vehicle 1c is provided with an acceleration sensor 6c.

ここで、列車位置測定装置３は、ＧＰＳによる測位結果と列車の加速度の検出結果とを利用して列車の現在位置を測定することができる。加速度センサ６ａは、列車の前後方向の加速度を検出することができ、加速度センサ６ｂ、６ｃは、列車の左右方向の加速度を検出することができる。なお、加速度センサ６ｂ、６ｃは、同一編成の列車内でなるべく離れるように設置することが好ましく、互いに異なる車両に設置するのがよい。 Here, the train position measuring device 3 can measure the current position of the train using the positioning result by GPS and the detection result of the acceleration of the train. The acceleration sensor 6a can detect the acceleration in the longitudinal direction of the train, and the acceleration sensors 6b and 6c can detect the acceleration in the lateral direction of the train. The acceleration sensors 6b and 6c are preferably installed so as to be separated as much as possible in the same train train, and are preferably installed in different vehicles.

列車保安装置４は、列車位置測定装置３にて測定された現在の列車の位置に基づいて、列車を強制的に減速または停止させることができる。なお、列車保安装置４としては、例えば、自動列車制御装置（ＡＴＣ）や自動列車停止装置（ＡＴＳ）を用いることができる。 The train security device 4 can forcibly decelerate or stop the train based on the current train position measured by the train position measurement device 3. As the train security device 4, for example, an automatic train control device (ATC) or an automatic train stop device (ATS) can be used.

ここで、列車位置測定装置３には、電波測位部３ａ、線路マップ取得部３ｂ、マップマッチング処理部３ｃおよび現在位置演算部３ｄが設けられている。電波測位部３ａは、電波で送られる信号の受信結果に基づいて現在位置の経度および緯度を測位することができる。なお、電波測位部３ａとしては、例えば、ＧＰＳ受信機を用いることができ、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂから送られた信号に基づいて現在位置の経度および緯度を測位することができる。あるいは、電波測位部３ａとして、ガリレオなどの他の衛星測位システムを用いるようにしてもよいし、地上基地から送出される電波を受信することで現在位置を求める方式を用いるようにしてもよい。なお、図１でＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂは２個しか示していないが、測位用電波源（衛星や地上基地局）は３個以上必要なところを省略して描いている。 Here, the train position measuring device 3 is provided with a radio wave positioning unit 3a, a track map acquisition unit 3b, a map matching processing unit 3c, and a current position calculation unit 3d. The radio wave positioning unit 3a can measure the longitude and latitude of the current position based on the reception result of the signal transmitted by radio waves. As the radio wave positioning unit 3a, for example, a GPS receiver can be used, and the longitude and latitude of the current position can be measured based on signals transmitted from the GPS satellites 11a and 11b. Alternatively, as the radio wave positioning unit 3a, another satellite positioning system such as Galileo may be used, or a method for obtaining the current position by receiving a radio wave transmitted from the ground base may be used. Although only two GPS satellites 11a and 11b are shown in FIG. 1, three or more positioning radio wave sources (satellite and ground base stations) are omitted from illustration.

線路マップ取得部３ｂは、列車が走行する路線の線路配置が記述された線路マップを取得することができる。この線路マップには、列車が走行する路線の線路配置と経度および緯度との関係を登録することができる。また、列車が走行する路線の線路配置には、基準点からのキロ程を線路上の位置ごとに数メートル単位で記述したデータを含むことができる。なお、線路マップ取得部３ｂとしては、線路マップを記憶する記憶装置であってもよいし、無線通信にて線路マップを受信する受信装置であってもよい。 The track map acquisition unit 3b can acquire a track map in which the track layout of the route on which the train travels is described. In this track map, the relationship between the track layout of the route on which the train travels and the longitude and latitude can be registered. In addition, the track layout of the route on which the train travels can include data describing a distance from the reference point in units of several meters for each position on the track. The track map acquisition unit 3b may be a storage device that stores a track map, or a receiving device that receives a track map by wireless communication.

マップマッチング処理部３ｃは、電波測位部３ａにて測位された現在位置を線路マップ上の線路上に合致させることができる。なお、電波測位部３ａにて測位された現在位置が線路マップ上の線路からずれていた場合、電波測位部３ａにて測位された現在位置に最も近い線路上に列車の現在位置を移動させることができる。 The map matching processing unit 3c can match the current position measured by the radio wave positioning unit 3a with the track on the track map. If the current position measured by the radio wave positioning unit 3a is deviated from the track on the track map, the current position of the train is moved on the track closest to the current position measured by the radio wave positioning unit 3a. Can do.

現在位置演算部３ｄは、マップマッチング処理部３ｃにて合致された線路上の位置を起点として、列車の加速度の検出結果から求めた走行距離を参照することで、線路上での列車の現在位置を演算することができる。なお、現在位置演算部３ｄは、線路上での列車の現在位置を演算する場合、電波測位部３ａによるトラッキングモードでの測位結果とともに、列車の加速度の検出結果を補助的に用いることができる。なお、ＧＰＳ受信機のトラッキングモードでは、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂやＧＰＳサーバ局から測位計算に必要なアシスト情報（ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂの番号や電離層情報）などを取得することなく、１秒間隔程度の短時間で連続測位することができる。 The current position calculation unit 3d starts from the position on the track matched by the map matching processing unit 3c, and refers to the travel distance obtained from the detection result of the acceleration of the train, so that the current position of the train on the track Can be calculated. In addition, when calculating the current position of the train on the track, the current position calculation unit 3d can use the detection result of the acceleration of the train as well as the positioning result in the tracking mode by the radio wave positioning unit 3a. In the tracking mode of the GPS receiver, the GPS satellites 11a and 11b and the GPS server station do not acquire assist information (GPS satellites 11a and 11b numbers and ionosphere information) necessary for positioning calculation, and the like at intervals of about 1 second. Can be measured continuously in a short time.

また、現在位置演算部３ｄは、左右方向の加速度の検出結果に基づいて、列車の現在の進行方向の変化を判断することができる。そして、列車の現在の進行方向の変化が線路マップ上の線路の曲線に対応するように、線路上での列車の現在位置を補正したり、ホームの入線番線を判断したりすることができる。 The current position calculation unit 3d can determine a change in the current traveling direction of the train based on the detection result of the acceleration in the left-right direction. Then, it is possible to correct the current position of the train on the track or to determine the incoming number of the platform so that the change in the current traveling direction of the train corresponds to the curve of the track on the track map.

以下、電波測位部３ａとしてＧＰＳ受信機が用いられている場合を例にとって列車位置測定装置３の動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the train position measurement device 3 will be described by taking as an example the case where a GPS receiver is used as the radio wave positioning unit 3a.

図１において、列車位置測定装置３が起動されると、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂから送られた信号がＧＰＳ受信アンテナ２にて受信され、電波測位部３ａに送られる。なお、列車位置測定装置３を動作させる電源は、パンタグラフ８を介して取得することができる。そして、電波測位部３ａにおいて、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂからの信号に基づいて現在位置の経度および緯度が測位され、その測位結果がマップマッチング処理部３ｃに送られる。 In FIG. 1, when the train position measuring device 3 is activated, signals sent from the GPS satellites 11a and 11b are received by the GPS receiving antenna 2 and sent to the radio wave positioning unit 3a. The power source for operating the train position measuring device 3 can be acquired via the pantograph 8. Then, the radio wave positioning unit 3a measures the longitude and latitude of the current position based on the signals from the GPS satellites 11a and 11b, and sends the positioning result to the map matching processing unit 3c.

一方、線路マップ取得部３ｂでは線路マップが取得され、その線路マップの情報がマップマッチング処理部３ｃに送られる。そして、マップマッチング処理部３ｃにおいて、電波測位部３ａにて測位された現在位置が線路マップ上の線路の位置と照合され、電波測位部３ａにて測位された現在位置が線路マップの線路上に合致するように補正されることで、列車の現在位置が算出される。なお、線路マップの取得は、列車位置測定装置３の起動時に限らず、予めメモリ内に保存しておいてもよい。 On the other hand, the track map acquisition unit 3b acquires a track map and sends information on the track map to the map matching processing unit 3c. Then, in the map matching processing unit 3c, the current position measured by the radio wave positioning unit 3a is collated with the position of the line on the track map, and the current position measured by the radio wave positioning unit 3a is on the track of the track map. By correcting so as to match, the current position of the train is calculated. The acquisition of the track map is not limited to when the train position measuring device 3 is activated, and may be stored in the memory in advance.

そして、マップマッチング処理部３ｃにて線路マップの線路上に合致された列車の現在位置が算出されると、その列車の現在位置が現在位置演算部３ｄに送られる。 Then, when the current position of the train matched on the track in the track map is calculated by the map matching processing unit 3c, the current position of the train is sent to the current position calculation unit 3d.

一方、加速度センサ６ａでは、列車の前後方向の加速度が検出されるとともに、加速度センサ６ｂ、６ｃでは、列車の左右方向の加速度が検出され、現在位置演算部３ｄに送られる。 On the other hand, the acceleration sensor 6a detects the acceleration in the longitudinal direction of the train, and the acceleration sensors 6b and 6c detect the acceleration in the horizontal direction of the train and sends it to the current position calculation unit 3d.

そして、現在位置演算部３ｄにおいて、マップマッチング処理部３ｃにて合致された線路上の位置を起点として、加速度センサ６ａ〜６ｃによる加速度の積分処理が行われることで、その起点からの列車の走行距離が算出される。そして、その走行距離に対応した分だけ線路マップの線路上を移動した点が求められることで、列車の現在位置が測定される。 Then, in the current position calculation unit 3d, the acceleration integration processing by the acceleration sensors 6a to 6c is performed with the position on the track matched by the map matching processing unit 3c as the starting point, so that the train travels from the starting point. A distance is calculated. And the present position of a train is measured by calculating | requiring the point which moved on the track | line of the track map by the part corresponding to the travel distance.

なお、現在位置演算部３ｄにて列車の現在位置を演算する場合、電波測位部３ａによるトラッキングモードでの測位結果も用いるようにしてもよい。そして、列車がトンネルやビル街などに進入したため、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂから送られた電波が列車に届かない場合、加速度センサ６ａ〜６ｃにて検出された加速度の検出結果を補助的に使用するようにしてもよい。 In addition, when calculating the current position of the train by the current position calculation unit 3d, the positioning result in the tracking mode by the radio wave positioning unit 3a may be used. When the radio waves transmitted from the GPS satellites 11a and 11b do not reach the train because the train has entered a tunnel or a building street, the acceleration detection results detected by the acceleration sensors 6a to 6c are used as an auxiliary. You may do it.

また、現在位置演算部３ｄにて列車の現在位置を演算する場合、加速度センサ６ｂ、６ｃによる左右方向の加速度の検出結果に基づいて、列車の現在の進行方向の変化を判断するようにしてもよい。そして、列車の現在の進行方向の変化の度合い（曲率半径など）を求め、列車の現在の進行方向の変化の度合いが、線路マップ上の線路の曲がり具合と一致しているかどうかを判断することができる。そして、列車の現在の進行方向の変化の度合いと、線路マップ上の線路の曲がり具合とが異なっている場合、列車の現在の進行方向の変化の度合いが、線路マップ上の線路の曲がり具合と一致するように、列車の現在位置を補正するようにしてもよい。 Further, when the current position of the train is calculated by the current position calculation unit 3d, a change in the current traveling direction of the train may be determined based on the detection result of the acceleration in the horizontal direction by the acceleration sensors 6b and 6c. Good. Then, the degree of change in the current traveling direction of the train (such as the radius of curvature) is obtained, and it is determined whether the degree of change in the current traveling direction of the train matches the degree of bending of the track on the track map. Can do. And when the degree of change in the current traveling direction of the train is different from the degree of bending of the track on the track map, the degree of change in the current traveling direction of the train is different from the degree of bending of the track on the track map. You may make it correct | amend the present position of a train so that it may correspond.

また、現在位置演算部３ｄにて列車の現在位置を演算する場合、左右方向の加速度が加速度センサ６ｂ、６ｃにてそれぞれ検出された時の順序および時間差を求め、それらの順序および時間差に基づいて、列車が通り抜けた線路がどのような曲線であるかを判断したり、ホームの入線番線を判断したりするようにしてもよい。 Further, when the current position calculation unit 3d calculates the current position of the train, the order and time difference when the lateral acceleration is detected by the acceleration sensors 6b and 6c are obtained, and based on the order and time difference. Further, it may be determined what kind of curve the track that the train has passed through may be, or may be used to determine the home entrance number line.

そして、現在位置演算部３ｄにて列車の現在位置が演算されると、その演算結果は、列車保安装置４に出力される。また、トランスポンダ５からは、列車の停止限界に関する情報が列車保安装置４に送られる。そして、列車保安装置４において、現在位置演算部３ｄにて演算された列車の現在位置とその停止限界との関係が判断され、列車の現在位置が停止限界に達したと判断されると、列車が強制的に減速されたり停止されたりする。 When the current position calculation unit 3d calculates the current position of the train, the calculation result is output to the train security device 4. Further, information about the stop limit of the train is sent from the transponder 5 to the train security device 4. When the train safety device 4 determines the relationship between the current position of the train calculated by the current position calculation unit 3d and its stop limit, and determines that the current position of the train has reached the stop limit, Is forcibly decelerated or stopped.

これにより、地上子からの位置情報および速度発電機からの出力情報を用いることなく、列車の現在位置を測定することが可能となる。このため、車輪が滑走または空転を起こしたり、車輪の磨耗によって車輪径が変化したりした場合においても、列車の現在位置の測定精度が落ちるのを防止することが可能となるとともに、列車の現在位置の測定精度を向上させるために、地上子の個数を増やす必要がなくなり、地上の設備投資が増大するのを抑えることができる。 As a result, the current position of the train can be measured without using the position information from the ground unit and the output information from the speed generator. For this reason, it is possible to prevent the measurement accuracy of the current position of the train from being lowered even when the wheel slips or slips, or the wheel diameter changes due to wear of the wheel. In order to improve the position measurement accuracy, it is not necessary to increase the number of ground elements, and it is possible to suppress an increase in capital investment on the ground.

図２は、図１の列車の進行状況と加速度センサ６ａ〜６ｃにかかる加速度との関係を線路マップと対比して示す平面図である。図２において、列車が直線状の線路ＰＬ上でＢ駅に向けてＡ駅ホームを出発したものとする。この場合、列車は直線的に加速されることから、加速度センサ６ａにて後方向の加速度αが検出されるとともに、加速度センサ６ｂ、６ｃにて検出される左右方向の加速度は０となる。そして、列車がＡ駅ホームを出発した後、加速度αの積算処理を行うことにより、Ａ駅ホームからの列車の走行距離を求めることができる。そして、Ａ駅ホームを基点として、その走行距離に対応した分だけ線路マップＭＰの線路ＶＬ上を移動した点Ｐ０を求めることで、列車の現在位置を測定することができる。 FIG. 2 is a plan view showing the relationship between the progress of the train of FIG. 1 and the acceleration applied to the acceleration sensors 6a to 6c in comparison with the track map. In FIG. 2, it is assumed that the train departs from the A station platform toward the B station on the straight line PL. In this case, since the train is linearly accelerated, the acceleration a in the rear direction is detected by the acceleration sensor 6a, and the acceleration in the left-right direction detected by the acceleration sensors 6b and 6c is zero. Then, after the train departs from the A station platform, the travel distance of the train from the A station platform can be obtained by performing the acceleration α integration process. And the present position of a train can be measured by calculating | requiring the point P0 which moved on the track | line VL of track map MP by the part corresponding to the travel distance from A station platform.

また、列車が実際の線路ＰＬ上の地点Ｃに差し掛かると、先ず車両１ａが右方向に向きを変え、加速度センサ６ｂにて左方向の加速度βが検出される。そして、加速度センサ６ｂにて左方向の加速度βが検出されると、図１の現在位置演算部３ｄは、加速度βの積算処理を行うことにより、右方向への旋回角を求めることができる。 When the train reaches a point C on the actual track PL, the vehicle 1a first turns to the right, and the acceleration sensor 6b detects the acceleration β in the left direction. Then, when the acceleration β in the left direction is detected by the acceleration sensor 6b, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 can obtain the turning angle in the right direction by performing the accumulation process of the acceleration β.

ここで、この時の線路マップＭＰ上での列車の現在位置がＰ１であるものとすると、図１の現在位置演算部３ｄは、線路マップＭＰ上での列車の現在位置Ｐ１において、線路マップＭＰ上での線路ＶＬが、加速度センサ６ｂからの信号より求めた旋回角分だけ右方向に曲がっているかどうかを判断することができる。そして、線路マップＭＰ上での列車の現在位置Ｐ１において、線路マップＭＰ上での線路ＶＬが、加速度センサ６ｂからの信号より求めた旋回角分だけ右方向に曲がっていない場合、加速度センサ６ｂからの信号より求めた旋回角分だけ右方向に線路ＶＬが曲っている点Ｐ２を線路マップＭＰ上で求めることができる。そして、列車が実際の線路ＰＬ上の地点Ｃに差し掛かった場合、線路マップＭＰの線路ＶＬ上の点Ｐ２に列車の現在位置が対応するように、列車の現在位置を補正することができる。 Here, assuming that the current position of the train on the track map MP at this time is P1, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 uses the track map MP at the current position P1 of the train on the track map MP. It can be determined whether or not the upper line VL turns rightward by the turning angle obtained from the signal from the acceleration sensor 6b. Then, at the current position P1 of the train on the track map MP, when the track VL on the track map MP does not turn rightward by the turning angle obtained from the signal from the acceleration sensor 6b, from the acceleration sensor 6b. The point P2 where the track VL is bent in the right direction by the turning angle obtained from the above signal can be obtained on the track map MP. Then, when the train reaches a point C on the actual track PL, the current train position can be corrected so that the current train position corresponds to the point P2 on the track VL in the track map MP.

図３（ａ）から図３（ｄ）は、図１の列車が分岐線（２番線）に進入した時の列車の進行状況と加速度センサ６ｂ、６ｃにかかる加速度との関係を示す平面図である。図３（ａ）において、列車が実際の線路上の右曲線に差し掛かると、先ず車両１ａが右方向に向きを変え、加速度センサ６ｂにて左方向の加速度βが検出されるとともに、加速度センサ６ｃにて検出される左右方向の加速度は０となる。そして、加速度センサ６ｂにて左方向の加速度βが検出されると、図１の現在位置演算部３ｄは、加速度βの積算処理を行うことにより、車両１ａの右方向への旋回角を求めることができる。 FIGS. 3A to 3D are plan views showing the relationship between the progress of the train and the acceleration applied to the acceleration sensors 6b and 6c when the train of FIG. 1 enters the branch line (line 2). is there. In FIG. 3A, when the train approaches the right curve on the actual track, the vehicle 1a first turns to the right, and the acceleration sensor 6b detects the acceleration β in the left direction, and the acceleration sensor. The acceleration in the left-right direction detected at 6c is zero. When the acceleration β in the left direction is detected by the acceleration sensor 6b, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 obtains a turning angle in the right direction of the vehicle 1a by performing an accumulation process of the acceleration β. Can do.

次に、図３（ｂ）において、列車がさらに走行し、２番線に進入したものとすると、車両１ａが左方向に向きを変え、加速度センサ６ｂにて右方向の加速度γが検出されるとともに、加速度センサ６ｃにて検出される左右方向の加速度は０となる。そして、加速度センサ６ｂにて右方向の加速度γが検出されると、図１の現在位置演算部３ｄは、加速度γの積算処理を行うことにより、車両１ａの左方向への旋回角を求めることができる。 Next, in FIG. 3B, assuming that the train further travels and enters line 2, the vehicle 1a turns to the left and the acceleration sensor 6b detects the acceleration γ in the right direction. The acceleration in the left-right direction detected by the acceleration sensor 6c is zero. When the acceleration sensor 6b detects the acceleration γ in the right direction, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 obtains the turning angle of the vehicle 1a in the left direction by performing an accumulation process of the acceleration γ. Can do.

次に、図３（ｃ）において、列車がさらに進入したものとすると、最後尾の車両１ｃが右方向に向きを変え、加速度センサ６ｃにて左方向の加速度βが検出されるとともに、加速度センサ６ｂにて検出される左右方向の加速度は０となる。そして、加速度センサ６ｃにて左方向の加速度βが検出されると、図１の現在位置演算部３ｄは、加速度βの積算処理を行うことにより、車両１ｃの右方向への旋回角を求めることができる。 Next, in FIG. 3C, assuming that the train further enters, the rearmost vehicle 1c turns to the right, and the acceleration sensor 6c detects the acceleration β in the left direction. The acceleration in the left-right direction detected at 6b is zero. When the acceleration β in the left direction is detected by the acceleration sensor 6c, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 obtains a turning angle in the right direction of the vehicle 1c by performing an accumulation process of the acceleration β. Can do.

そして、列車がさらに走行したものとすると、車両１ｃが左方向に向きを変え、加速度センサ６ｃにて右方向の加速度γが検出されるとともに、加速度センサ６ｂにて検出される左右方向の加速度は０となる。そして、加速度センサ６ｃにて右方向の加速度γが検出されると、図１の現在位置演算部３ｄは、加速度γの積算処理を行うことにより、車両１ｃの左方向への旋回角を求めることができる。 Assuming that the train further travels, the vehicle 1c changes its direction to the left, the acceleration sensor 6c detects the right acceleration γ, and the left and right acceleration detected by the acceleration sensor 6b is 0. When the acceleration sensor 6c detects the acceleration γ in the right direction, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 obtains the turning angle of the vehicle 1c in the left direction by performing an accumulation process of the acceleration γ. Can do.

次に、図３（ｄ）において、列車がさらに走行したものとすると、列車は直線状の線路上を進むようになり、加速度センサ６ｂ、６ｃにて検出される左右方向の加速度は０となる。 Next, in FIG. 3D, assuming that the train further travels, the train travels on a straight line, and the acceleration in the left-right direction detected by the acceleration sensors 6b and 6c is zero. .

図４（ａ）から図４（ｅ）は、図１の列車が分岐線（３番線）に進入した時の列車の進行状況と加速度センサ６ｂ、６ｃにかかる加速度との関係を示す平面図である。図４（ａ）において、列車が実際の線路上の右曲線に差し掛かると、先ず車両１ａが右方向に向きを変え、加速度センサ６ｂにて左方向の加速度βが検出されるとともに、加速度センサ６ｃにて検出される左右方向の加速度は０となる。そして、加速度センサ６ｂにて左方向の加速度βが検出されると、図１の現在位置演算部３ｄは、加速度βの積算処理を行うことにより、車両１ａの右方向への旋回角を求めることができる。 4 (a) to 4 (e) are plan views showing the relationship between the progress of the train and the acceleration applied to the acceleration sensors 6b and 6c when the train of FIG. 1 enters the branch line (line 3). is there. In FIG. 4A, when the train reaches the right curve on the actual track, the vehicle 1a first turns to the right, and the acceleration sensor 6b detects the acceleration β in the left direction, and the acceleration sensor. The acceleration in the left-right direction detected at 6c is zero. When the acceleration β in the left direction is detected by the acceleration sensor 6b, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 obtains a turning angle in the right direction of the vehicle 1a by performing an accumulation process of the acceleration β. Can do.

次に、図４（ｂ）において、列車がさらに走行し、３番線に進入したものとすると、車両１ａが左方向に向きを変え、加速度センサ６ｂにて右方向の加速度δが検出されるとともに、加速度センサ６ｃにて左方向の加速度βが検出される。そして、加速度センサ６ｂにて右方向の加速度δが検出されると、図１の現在位置演算部３ｄは、加速度δの積算処理を行うことにより、車両１ａの左方向への旋回角を求めることができる。また、加速度センサ６ｃにて左方向の加速度βが検出されると、図１の現在位置演算部３ｄは、加速度βの積算処理を行うことにより、車両１ｃの右方向への旋回角を求めることができる。 Next, in FIG. 4B, assuming that the train further travels and enters line 3, the vehicle 1a turns to the left and the acceleration sensor 6b detects the acceleration δ in the right direction. The acceleration β in the left direction is detected by the acceleration sensor 6c. When the acceleration sensor 6b detects the acceleration δ in the right direction, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 obtains the turning angle of the vehicle 1a in the left direction by performing an accumulation process of the acceleration δ. Can do. When the acceleration β in the left direction is detected by the acceleration sensor 6c, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 obtains a turning angle in the right direction of the vehicle 1c by performing an accumulation process of the acceleration β. Can do.

次に、図４（ｃ）において、列車がさらに走行したものとすると、車両１ａ、１ｃはそれぞれ直線上を進むようになり、加速度センサ６ｂ、６ｃにて検出される左右方向の加速度は０となる。 Next, in FIG. 4 (c), assuming that the train has further traveled, the vehicles 1a and 1c each travel on a straight line, and the acceleration in the lateral direction detected by the acceleration sensors 6b and 6c is 0. Become.

次に、図４（ｄ）において、列車がさらに進入したものとすると、最後尾の車両１ｃが左方向に向きを変え、加速度センサ６ｃにて右方向の加速度δが検出される。そして、加速度センサ６ｃにて右方向の加速度δが検出されると、図１の現在位置演算部３ｄは、加速度δの積算処理を行うことにより、車両１ｃの左方向への旋回角を求めることができる。 Next, in FIG. 4D, assuming that the train further enters, the rearmost vehicle 1c turns to the left, and the acceleration δ in the right direction is detected by the acceleration sensor 6c. When the acceleration δ in the right direction is detected by the acceleration sensor 6c, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 obtains the turning angle in the left direction of the vehicle 1c by performing the accumulation process of the acceleration δ. Can do.

次に、図４（ｅ）において、列車がさらに走行したものとすると、列車は直線状の線路上を進むようになり、加速度センサ６ｂ、６ｃにて検出される左右方向の加速度は０となる。 Next, in FIG. 4 (e), assuming that the train further travels, the train travels on a straight line, and the lateral acceleration detected by the acceleration sensors 6b and 6c is zero. .

ここで、列車が２番線に進入した時には、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、加速度センサ６ｂにて右方向の加速度γが検出されてから、加速度センサ６ｃにて左方向の加速度βが検出される。一方、列車が３番線に進入した時には、図４（ｂ）に示すように、加速度センサ６ｂにて右方向の加速度δが検出される前に、加速度センサ６ｃにて左方向の加速度βが検出される。このため、列車が２番線に進入した時と３番線に進入した時とでは、加速度センサ６ｂ、６ｃにてそれぞれ検出される左右の加速度の順序および時間が異なるようになる。従って、図１の現在位置演算部３ｄは、左右方向の加速度が加速度センサ６ｂ、６ｃにてそれぞれ検出された時の順序および時間差を求めることで、ホームの入線番線を判断することができる。 Here, when the train enters the second line, as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the acceleration sensor 6b detects the acceleration γ in the right direction, and then the acceleration sensor 6c Directional acceleration β is detected. On the other hand, when the train enters the third line, as shown in FIG. 4B, the acceleration sensor 6b detects the leftward acceleration β before the acceleration sensor 6b detects the rightward acceleration δ. Is done. For this reason, the order and time of the left and right accelerations respectively detected by the acceleration sensors 6b and 6c differ between when the train enters the second line and when it enters the third line. Therefore, the current position calculation unit 3d in FIG. 1 can determine the home entry number line by obtaining the order and time difference when the acceleration in the left-right direction is detected by the acceleration sensors 6b and 6c, respectively.

また、加速度センサ６ｂにて左右方向の加速度が検出された後、列車がどれだけ進行した後に、加速度センサ６ｂにて検出されたのと同一の加速度が加速度センサ６ｃにて検出されたかを判断することにより、どのような曲線を列車が通り抜けたかを判断することができる。 Further, after the acceleration in the left-right direction is detected by the acceleration sensor 6b, it is determined how much the train has traveled before the same acceleration detected by the acceleration sensor 6b is detected by the acceleration sensor 6c. Thus, it is possible to determine what curve the train has passed.

図５は、本発明に係る列車位置測定装置の実施の形態１の動作を示すフローチャートである。図５において、列車位置測定装置３の電源がオンされると（ステップＳＴ１００）、始発駅を発車する前に方向転換操作が行われ（ステップＳＴ１０１）、ＧＰＳ受信機が起動される（ステップＳＴ１０２）。 FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the first embodiment of the train position measuring apparatus according to the present invention. In FIG. 5, when the power of the train position measuring device 3 is turned on (step ST100), a direction changing operation is performed before leaving the first station (step ST101), and the GPS receiver is activated (step ST102). .

そして、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂから送られたＧＰＳ信号がＧＰＳ受信アンテナ２にて受信され、電波測位部３ａに送られる（ステップＳＴ１０３）。そして、電波測位部３ａは、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂからのＧＰＳ信号に基づいて現在位置の経度および緯度を測位し（ステップＳＴ１０４）、現在位置の経度および緯度をマップマッチング処理部３ｃに送る。 The GPS signals sent from the GPS satellites 11a and 11b are received by the GPS receiving antenna 2 and sent to the radio wave positioning unit 3a (step ST103). Then, the radio wave positioning unit 3a measures the longitude and latitude of the current position based on the GPS signals from the GPS satellites 11a and 11b (step ST104), and sends the longitude and latitude of the current position to the map matching processing unit 3c.

そして、マップマッチング処理部３ｃは、電波測位部３ａにて測位された現在位置の経度および緯度を線路マップ上の線路の位置と照合する（ステップＳＴ１０５）。そして、電波測位部３ａにて測位された現在位置の経度および緯度が線路マップの線路上に合致するように補正することで、列車の現在位置を算出し、その現在位置を線路マップ上の起点として設定する（ステップＳＴ１０６）。 Then, the map matching processing unit 3c collates the longitude and latitude of the current position measured by the radio wave positioning unit 3a with the position of the line on the line map (step ST105). Then, the current position of the train is calculated by correcting the longitude and latitude of the current position measured by the radio wave positioning unit 3a so as to coincide with the line on the track map, and the current position is the starting point on the track map. (Step ST106).

次に、現在位置演算部３ｄは、加速度センサ６ａからの入力があるかどうかを判断し（ステップＳＴ１０７）、加速度センサ６ａからの入力があった場合、電波測位部３ａはトラッキングモードでの測位を行う（ステップＳＴ１０８）。ここで、現在位置演算部３ｄは、電波測位部３ａによるトラッキングモードでの測位結果とともに、加速度センサ６ａによる加速度の検出結果を補助的に用いることができる。 Next, the current position calculation unit 3d determines whether or not there is an input from the acceleration sensor 6a (step ST107). If there is an input from the acceleration sensor 6a, the radio wave positioning unit 3a performs positioning in the tracking mode. It performs (step ST108). Here, the current position calculation unit 3d can use the acceleration detection result by the acceleration sensor 6a as well as the positioning result in the tracking mode by the radio wave positioning unit 3a.

次に、現在位置演算部３ｄは、加速度センサ６ａからの入力があるかどうかを判断し（ステップＳＴ１０９）、加速度センサ６ａからの入力があった場合、加速度センサ６ａにて検出された加速度の積分計算を行うことで（ステップＳＴ１１０）、列車の走行距離を算出する。 Next, the current position calculation unit 3d determines whether or not there is an input from the acceleration sensor 6a (step ST109). If there is an input from the acceleration sensor 6a, the integration of the acceleration detected by the acceleration sensor 6a. By calculating (step ST110), the travel distance of the train is calculated.

次に、現在位置演算部３ｄは、加速度センサ６ｂからの入力があるかどうかを判断し（ステップＳＴ１１１）、加速度センサ６ｂからの入力があった場合、加速度センサ６ｂにて検出された加速度の積分計算を行うことで（ステップＳＴ１１２）、列車の旋回角を算出する。 Next, the current position calculation unit 3d determines whether or not there is an input from the acceleration sensor 6b (step ST111). When there is an input from the acceleration sensor 6b, the integration of the acceleration detected by the acceleration sensor 6b. By calculating (step ST112), the turning angle of the train is calculated.

次に、現在位置演算部３ｄは、加速度センサ６ｃからの入力があるかどうかを判断し（ステップＳＴ１１３）、加速度センサ６ｃからの入力があった場合、加速度センサ６ｃにて検出された加速度の積分計算を行うことで（ステップＳＴ１１４）、列車の旋回角を算出する。 Next, the current position calculation unit 3d determines whether or not there is an input from the acceleration sensor 6c (step ST113). When there is an input from the acceleration sensor 6c, the integration of the acceleration detected by the acceleration sensor 6c. By performing the calculation (step ST114), the turning angle of the train is calculated.

次に、列車が停車したかどうかを判断し（ステップＳＴ１１５）、列車が停車していない場合、ＧＰＳトラッキング測位結果、加速度センサ６ａからの入力より求めた列車の走行距離、加速度センサ６ｂ、６ｃからの入力より求めた横方向の加速度、横方向の加速度がかかる時間、前後の車両で横方向の加速度がかかる時間差などに基づいて、列車の現在位置を更新し（ステップＳＴ１１６）、その現在位置を線路マップ上の線路の位置と照合することで、線路マップ上での列車の現在位置が測定される（ステップＳＴ１１７）。 Next, it is determined whether the train has stopped (step ST115). If the train has not stopped, the GPS tracking positioning result, the train travel distance obtained from the input from the acceleration sensor 6a, and the acceleration sensors 6b and 6c are used. The current position of the train is updated based on the lateral acceleration obtained from the input, the time taken for the lateral acceleration, the time difference required for the lateral acceleration between the preceding and following vehicles, etc. (step ST116). The current position of the train on the track map is measured by checking with the position of the track on the track map (step ST117).

例えば、加速度センサ６ａからの入力があった場合、加速度センサ６ａからの入力より列車の走行距離を求め、その走行距離に対応した分だけ線路マップ上での列車の位置を更新することで、列車の実際の現在位置が測定される。 For example, when there is an input from the acceleration sensor 6a, the train travel distance is obtained from the input from the acceleration sensor 6a, and the train position on the track map is updated by an amount corresponding to the travel distance. The actual current position of is measured.

また、加速度センサ６ｂからの入力があった場合、加速度センサ６ｂからの入力より横方向の加速度および横方向の加速度がかかる時間を算出する。そして、その算出結果から列車が現在走行している線路の曲がり具合を求め、その線路の実際の曲がり具合を線路マップ上での線路の曲がり具合と照合することで、列車の実際の現在位置が補正される。 Further, when there is an input from the acceleration sensor 6b, the lateral acceleration and the time required for the lateral acceleration are calculated from the input from the acceleration sensor 6b. Then, the actual bending position of the track on which the train is currently traveling is obtained from the calculation result, and the actual current position of the train is verified by comparing the actual bending condition of the track with the bending condition of the track on the track map. It is corrected.

さらに、加速度センサ６ｃからの入力があった場合、加速度センサ６ｂ、６ｃからの入力より横方向の加速度、横方向の加速度がかかる時間および前後の車両で横方向の加速度がかかる時間差を算出する。そして、その算出結果から列車がどのような曲線の線路を通り抜けたかを判断し、列車が実際に通り抜けた線路の曲線を線路マップ上の線路の曲線と照合することで、列車の実際の現在位置が補正される。 Furthermore, when there is an input from the acceleration sensor 6c, the lateral acceleration, the time that the lateral acceleration is applied, and the time difference that the lateral acceleration is applied to the front and rear vehicles are calculated from the inputs from the acceleration sensors 6b and 6c. Then, from the calculation result, it is judged what kind of curved line the train has passed, and the actual current position of the train is checked by comparing the curved line of the railway that the train has actually passed with the curved line on the railway map. Is corrected.

そして、列車が停車するまで、ステップＳＴ１０８〜ＳＴ１１７の処理が繰り返される（ステップＳＴ１１５）。そして、列車が停車した場合、電波測位部３ａは、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂからのＧＰＳ信号に基づいて現在位置の経度および緯度を測位し（ステップＳＴ１１８）、列車の現在位置を更新する（ステップＳＴ１１９）。そして、マップマッチング処理部３ｃは、電波測位部３ａにて測位された現在位置の経度および緯度が線路マップの線路上に合致するように列車の現在位置を補正する（ステップＳＴ１２０）。 And the process of step ST108-ST117 is repeated until a train stops (step ST115). When the train stops, the radio positioning unit 3a measures the longitude and latitude of the current position based on the GPS signals from the GPS satellites 11a and 11b (step ST118), and updates the current position of the train (step ST119). ). Then, the map matching processing unit 3c corrects the current position of the train so that the longitude and latitude of the current position measured by the radio wave positioning unit 3a are matched with the tracks on the track map (step ST120).

次に、電源がオフされたかどうかを判断し（ステップＳＴ１２１）、電源がオフされない場合、列車が方向転換されるまで（ステップＳＴ１２２）、ステップＳＴ１０７〜ＳＴ１２１の処理を繰り返す。一方、列車が方向転換された場合、ステップＳＴ１０１に戻る。そして、電源がオフされるまで（ステップＳＴ１２１）、ステップＳＴ１０１〜ＳＴ１２２の処理を繰り返す。 Next, it is determined whether or not the power is turned off (step ST121). If the power is not turned off, the processing of steps ST107 to ST121 is repeated until the train is turned (step ST122). On the other hand, when the direction of the train is changed, the process returns to step ST101. Then, the processes of steps ST101 to ST122 are repeated until the power is turned off (step ST121).

実施の形態２．
図６は、本発明に係る列車位置測定装置が適用される列車編成の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。図６において、この列車位置測定装置１０３には、図１の列車位置測定装置３の構成に加え、脱線判断部３ｅが設けられている。また、最前列の車両１ａには、防護無線機１２、防護無線発信アンテナ１３およびバックアップ電源１４が設けられている。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of train organization to which the train position measuring apparatus according to the present invention is applied. In FIG. 6, the train position measuring device 103 is provided with a derailment determining unit 3e in addition to the configuration of the train position measuring device 3 of FIG. The front row vehicle 1a is provided with a protection radio device 12, a protection radio transmission antenna 13, and a backup power source 14.

ここで、脱線判断部３ｅは、列車の加速度の検出結果に基づいて列車が脱線したかどうかを判断することができる。具体的には、列車の加速度の検出結果が規定値以上の場合、列車の現在位置から線路マップで与えられる線路位置までの距離を算出し、その算出された距離が一定値以上の場合に列車が脱線したと判断することができる。 Here, the derailment determining unit 3e can determine whether the train has derailed based on the detection result of the acceleration of the train. Specifically, when the detection result of the acceleration of the train is equal to or greater than a specified value, the distance from the current position of the train to the track position given in the track map is calculated, and the train is calculated when the calculated distance is equal to or greater than a certain value. Can be determined to have derailed.

防護無線機１２は、防護無線発信アンテナ１３を介して自列車が脱線したことを他列車に通知することができる。バックアップ電源１４は、架線からの電源の供給を受けることなく、列車位置測定装置１０３および防護無線機１２に電源を供給することができる。 The protective radio 12 can notify other trains that the own train has derailed via the protective radio transmission antenna 13. The backup power source 14 can supply power to the train position measuring device 103 and the protection radio 12 without receiving power from the overhead line.

以下、列車位置測定装置１０３の動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the train position measuring apparatus 103 will be described.

図６において、列車位置測定装置３が起動されると、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂから送られた信号がＧＰＳ受信アンテナ２にて受信され、電波測位部３ａに送られる。そして、電波測位部３ａにおいて、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂからの信号に基づいて現在位置の経度および緯度が測位され、その測位結果がマップマッチング処理部３ｃおよび脱線判断部３ｅに送られる。なお、図６で、ＧＰＳ衛星１１ａ、１１ｂは２個しか示していないが、測位用電波源（衛星や地上基地局）は３個以上必要なところを省略して描いている。 In FIG. 6, when the train position measuring device 3 is activated, signals sent from the GPS satellites 11a and 11b are received by the GPS receiving antenna 2 and sent to the radio wave positioning unit 3a. Then, the radio wave positioning unit 3a measures the longitude and latitude of the current position based on the signals from the GPS satellites 11a and 11b, and sends the positioning result to the map matching processing unit 3c and the derailment determination unit 3e. In FIG. 6, only two GPS satellites 11a and 11b are shown, but three or more positioning radio wave sources (satellite and ground base stations) are not shown where necessary.

一方、線路マップ取得部３ｂでは線路マップが取得され、その線路マップの情報がマップマッチング処理部３ｃおよび脱線判断部３ｅに送られる。そして、マップマッチング処理部３ｃにおいて、電波測位部３ａにて測位された現在位置が線路マップ上の線路の位置と照合され、電波測位部３ａにて測位された現在位置が線路マップの線路上に合致するように補正されることで、列車の現在位置が算出される。 On the other hand, the track map acquisition unit 3b acquires a track map and sends information on the track map to the map matching processing unit 3c and the derailment determination unit 3e. Then, in the map matching processing unit 3c, the current position measured by the radio wave positioning unit 3a is collated with the position of the line on the track map, and the current position measured by the radio wave positioning unit 3a is on the track of the track map. By correcting so as to match, the current position of the train is calculated.

一方、加速度センサ６ａでは、列車の前後方向の加速度が検出されるとともに、加速度センサ６ｂ、６ｃでは、列車の左右方向の加速度が検出され、現在位置演算部３ｄおよび脱線判断部３ｅに送られる。 On the other hand, the acceleration sensor 6a detects the acceleration in the longitudinal direction of the train, and the acceleration sensors 6b and 6c detect the acceleration in the horizontal direction of the train and sends it to the current position calculation unit 3d and the derailment determination unit 3e.

また、加速度センサ６ｂ、６ｃによる左右方向の加速度の検出結果に基づいて、列車が現在走行している実際の線路の曲がり具合が算出される。そして、列車が現在走行している実際の線路の曲がり具合が、線路マップ上の線路の曲がり具合と一致するように、列車の現在位置が補正される。 Further, based on the detection result of the acceleration in the left and right direction by the acceleration sensors 6b and 6c, the degree of bending of the actual track on which the train is currently traveling is calculated. Then, the current position of the train is corrected so that the actual curve of the track on which the train is currently traveling matches the curve of the track on the track map.

また、電波測位部３ａによる測位結果、線路マップで与えられる線路位置および加速度センサ６ａ〜６ｃによる加速度の検出結果が脱線判断部３ｅに送られると、センサ６ａ〜６ｃによる加速度の検出結果が規定値以上であるかどうかが判断される。そして、センサ６ａ〜６ｃによる加速度の検出結果が規定値以上である場合、列車の現在位置から線路マップで与えられる線路位置までの距離が算出される。そして、その算出された距離が一定値以上の場合、列車が脱線したと判断され、その判断結果が防護無線機１２に送られる。 When the positioning result by the radio wave positioning unit 3a, the line position given by the track map, and the acceleration detection result by the acceleration sensors 6a to 6c are sent to the derailment determination unit 3e, the detection result of the acceleration by the sensors 6a to 6c is a specified value. It is determined whether or not this is the case. And when the detection result of the acceleration by sensors 6a-6c is beyond a regulation value, the distance from the present position of a train to the track position given by a track map is computed. If the calculated distance is equal to or greater than a certain value, it is determined that the train has derailed, and the determination result is sent to the protective radio 12.

また、パンタグラフ８から供給される電圧は、バックアップ電源１４にて常に監視される。そして、脱線時などにおいてパンタグラフ８が架線から外れ、パンタグラフ８から供給される電圧の値が規定値以下になると、列車位置測定装置１０３および防護無線機１２に供給される電源がバックアップ電源１４に切り替えられる。 The voltage supplied from the pantograph 8 is always monitored by the backup power source 14. When the pantograph 8 is disconnected from the overhead line at the time of derailment or the like, and the value of the voltage supplied from the pantograph 8 becomes a specified value or less, the power supplied to the train position measuring device 103 and the protection radio 12 is switched to the backup power supply 14. It is done.

そして、自列車が脱線したという判断結果が防護無線機１２に送られると、防護無線発信アンテナ１３を介して他列車に通知される。 Then, when the judgment result that the own train has derailed is sent to the protection radio device 12, the other train is notified via the protection radio transmission antenna 13.

これにより、列車の脱線時において、ＡＴＣ信号やＡＴＳ信号を地上子から受けられなくなる場合においても、乗務員の操作を求めることなく、防護無線を発信させることができ、２重事故を確実に防止することができる。 As a result, when the train is derailed, even when the ATC signal or the ATS signal cannot be received from the ground unit, the protective radio can be transmitted without requesting the operation of the crew, and the double accident is reliably prevented. be able to.

図７は、本発明に係る列車位置測定装置の実施の形態２の動作を示すフローチャートである。図７において、図６の電波測位部３ａは、トラッキングモードでの測位を行った後（図５のステップＳＴ１０８）、変数Ｎを０に設定する（ステップＳＴ３１８）。 FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the train position measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the radio wave positioning unit 3a in FIG. 6 performs positioning in the tracking mode (step ST108 in FIG. 5), and then sets a variable N to 0 (step ST318).

次に、図６の脱線判断部３ｅは、センサ６ａによる加速度の検出結果が規定値以上であるかどうかを判断する（ステップＳＴ３００）。そして、センサ６ａによる加速度の検出結果が規定値以上である場合、ＧＰＳ測位および加速度の積分計算を行うことにより（ステップＳＴ３０３）、その時の列車の現在位置を算出する。そして、その時の列車の現在位置を線路マップで与えられる線路位置と照合することにより、列車の現在位置が一定値以上だけ線路から外れたかどうかを判断する（ステップＳＴ３０４）。そして、列車の現在位置が一定値以上だけ線路から外れた場合、変数Ｎを１だけインクリメントした後（ステップＳＴ３０５）、変数Ｎが所定値以上であるかどうかを判断する（ステップＳＴ３０６）。そして、変数Ｎが所定値以上である場合、列車が脱線したと判断し（ステップＳＴ３１５）、防護無線機１２を起動した後（ステップＳＴ３１６）、列車位置測定装置１０３の電源をオフする（ステップＳＴ３１７）。ここで、列車が脱線したと判断した場合に、列車位置測定装置１０３の電源をオフすることで、感電などの危険を防止するとともに、バックアップ電源１４の容量が無駄に消費されるのを防止することができる。 Next, the derailment determining unit 3e in FIG. 6 determines whether or not the acceleration detection result by the sensor 6a is equal to or greater than a specified value (step ST300). If the acceleration detection result by the sensor 6a is equal to or greater than the specified value, the current position of the train at that time is calculated by performing GPS positioning and integral calculation of acceleration (step ST303). Then, by checking the current position of the train at that time with the track position given by the track map, it is determined whether the current position of the train has deviated from the track by a certain value or more (step ST304). If the current position of the train deviates from the track by a certain value or more, the variable N is incremented by 1 (step ST305), and then it is determined whether the variable N is a predetermined value or more (step ST306). If the variable N is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the train has derailed (step ST315), the protective radio 12 is activated (step ST316), and then the power of the train position measuring device 103 is turned off (step ST317). ). Here, when it is determined that the train is derailed, the power of the train position measuring device 103 is turned off to prevent danger such as electric shock and to prevent the capacity of the backup power supply 14 from being wasted. be able to.

次に、センサ６ａによる加速度の検出結果が規定値以上でない場合または変数Ｎが所定値以上でない場合、現在位置演算部３ｄは、加速度センサ６ｂからの入力があるかどうかを判断する（ステップＳＴ１１１）。そして、加速度センサ６ｂからの入力があった場合、加速度センサ６ｂにて検出された加速度の積分計算を行うことで（ステップＳＴ１１２）、列車の旋回角を算出する。 Next, when the acceleration detection result by the sensor 6a is not equal to or greater than the specified value or when the variable N is not equal to or greater than the predetermined value, the current position calculation unit 3d determines whether there is an input from the acceleration sensor 6b (step ST111). . When there is an input from the acceleration sensor 6b, the turning angle of the train is calculated by performing integral calculation of the acceleration detected by the acceleration sensor 6b (step ST112).

次に、図６の脱線判断部３ｅは、センサ６ｂによる加速度の検出結果が規定値以上であるかどうかを判断する（ステップＳＴ３０１）。そして、センサ６ｂによる加速度の検出結果が規定値以上である場合、ＧＰＳ測位および加速度の積分計算を行うことにより（ステップＳＴ３０７）、その時の列車の現在位置を算出する。そして、その時の列車の現在位置を線路マップで与えられる線路位置と照合することにより、列車の現在位置が一定値以上だけ線路から外れたかどうかを判断する（ステップＳＴ３０８）。そして、列車の現在位置が一定値以上だけ線路から外れた場合、変数Ｎを１だけインクリメントした後（ステップＳＴ３０９）、変数Ｎが所定値以上であるかどうかを判断する（ステップＳＴ３１０）。そして、変数Ｎが所定値以上である場合、列車が脱線したと判断し（ステップＳＴ３１５）、防護無線機１２を起動した後（ステップＳＴ３１６）、列車位置測定装置１０３の電源をオフする（ステップＳＴ３１７）。 Next, the derailment determining unit 3e in FIG. 6 determines whether or not the acceleration detection result by the sensor 6b is equal to or greater than a specified value (step ST301). When the acceleration detection result by the sensor 6b is equal to or greater than the prescribed value, the current position of the train at that time is calculated by performing GPS positioning and integral calculation of acceleration (step ST307). Then, by checking the current train position at that time with the track position given by the track map, it is determined whether the current train position deviates from the track by a certain value or more (step ST308). If the current position of the train deviates from the track by a certain value or more, after incrementing the variable N by 1 (step ST309), it is determined whether or not the variable N is a predetermined value or more (step ST310). If the variable N is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the train has derailed (step ST315), the protective radio 12 is activated (step ST316), and then the power of the train position measuring device 103 is turned off (step ST317). ).

次に、センサ６ｂによる加速度の検出結果が規定値以上でない場合または変数Ｎが所定値以上でない場合、現在位置演算部３ｄは、加速度センサ６ｃからの入力があるかどうかを判断する（ステップＳＴ１１３）。そして、加速度センサ６ｃからの入力があった場合、加速度センサ６ｃにて検出された加速度の積分計算を行うことで（ステップＳＴ１１４）、列車の旋回角を算出する。 Next, when the acceleration detection result by the sensor 6b is not equal to or greater than the predetermined value or the variable N is not equal to or greater than the predetermined value, the current position calculation unit 3d determines whether there is an input from the acceleration sensor 6c (step ST113). . When there is an input from the acceleration sensor 6c, the turning angle of the train is calculated by performing integral calculation of the acceleration detected by the acceleration sensor 6c (step ST114).

次に、図６の脱線判断部３ｅは、センサ６ｃによる加速度の検出結果が規定値以上であるかどうかを判断する（ステップＳＴ３０２）。そして、センサ６ｃによる加速度の検出結果が規定値以上である場合、ＧＰＳ測位および加速度の積分計算を行うことにより（ステップＳＴ３１１）、その時の列車の現在位置を算出する。そして、その時の列車の現在位置を線路マップで与えられる線路位置と照合することにより、列車の現在位置が一定値以上だけ線路から外れたかどうかを判断する（ステップＳＴ３１２）。そして、列車の現在位置が一定値以上だけ線路から外れた場合、変数Ｎを１だけインクリメントした後（ステップＳＴ３１３）、変数Ｎが所定値以上であるかどうかを判断する（ステップＳＴ３１４）。そして、変数Ｎが所定値以上である場合、列車が脱線したと判断し（ステップＳＴ３１５）、防護無線機１２を起動した後（ステップＳＴ３１６）、列車位置測定装置１０３の電源をオフする（ステップＳＴ３１７）。 Next, the derailment determining unit 3e in FIG. 6 determines whether or not the detection result of acceleration by the sensor 6c is equal to or greater than a specified value (step ST302). If the acceleration detection result by the sensor 6c is equal to or greater than the specified value, the current position of the train at that time is calculated by performing GPS positioning and integral calculation of acceleration (step ST311). Then, by comparing the current position of the train at that time with the track position given by the track map, it is determined whether the current position of the train has deviated from the track by a certain value or more (step ST312). If the current position of the train deviates from the track by a certain value or more, after incrementing the variable N by 1 (step ST313), it is determined whether or not the variable N is a predetermined value or more (step ST314). If the variable N is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the train has derailed (step ST315), the protective radio 12 is activated (step ST316), and then the power of the train position measuring device 103 is turned off (step ST317). ).

なお、上述した実施の形態では、列車位置測定装置が３両編成の列車に搭載された場合を例にとって説明したが、３両編成の列車に限定されることなく、何両編成であってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the train position measuring device is mounted on a three-car train is described as an example. However, the train position measuring device is not limited to a three-car train, and any number of cars may be used. Good.

また、上述した実施の形態では、列車の現在位置を測定するために、加速度センサ６ａ〜６ｃを用いる方法について説明したが、加速度センサ６ａのみを用いるようにしてもよいし、加速度センサ６ａ、６ｂのみを用いるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the method of using the acceleration sensors 6a to 6c to measure the current position of the train has been described. However, only the acceleration sensor 6a may be used, or the acceleration sensors 6a and 6b. You may make it use only.

上記の実施の形態では、列車の走行距離を求める方法として加速度センサ６ａ、６ｂ、６ｃで検出された加速度の積分計算による場合を述べたが、電波測位部３ａによるトラッキングモードでの測位結果と、加速度の積分結果のうち、線路マップの線路ＶＬにより近い方の結果を選択して採用する方法を用いてもよい。 In the above-described embodiment, the case of the calculation of the acceleration detected by the acceleration sensors 6a, 6b, 6c was described as a method for obtaining the travel distance of the train, but the positioning result in the tracking mode by the radio wave positioning unit 3a, Of the integration results of acceleration, a method of selecting and employing a result closer to the line VL of the line map may be used.

以上のように本発明に係る列車位置測定装置は、ＧＰＳによる測位結果と列車の加速度の検出結果とを利用して列車の現在位置を測定することができ、地上子からの位置情報および速度発電機からの出力情報を用いることなく、列車の現在位置を測定する方法に適している。 As described above, the train position measuring apparatus according to the present invention can measure the current position of the train using the positioning result by GPS and the detection result of the acceleration of the train, and the position information and speed power generation from the ground unit It is suitable for a method of measuring the current position of a train without using output information from the aircraft.

本発明に係る列車位置測定装置が適用される列車編成の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of Embodiment 1 of the train organization to which the train position measuring apparatus which concerns on this invention is applied. 図１の列車の進行状況と加速度センサ６ａ〜６ｃにかかる加速度との関係を線路マップと対比して示す平面図である。It is a top view which shows the relationship between the progress condition of the train of FIG. 1, and the acceleration concerning acceleration sensor 6a-6c in contrast with a track map. 図３（ａ）〜（ｄ）は、図１の列車が分岐線（２番線）に進入した時の列車の進行状況と加速度センサ６ｂ、６ｃにかかる加速度との関係を示す平面図である。3A to 3D are plan views showing the relationship between the progress of the train and the acceleration applied to the acceleration sensors 6b and 6c when the train of FIG. 1 enters the branch line (line 2). 図４（ａ）〜（ｅ）は、図１の列車が分岐線（３番線）に進入した時の列車の進行状況と加速度センサ６ｂ、６ｃにかかる加速度との関係を示す平面図である。FIGS. 4A to 4E are plan views showing the relationship between the progress of the train and the acceleration applied to the acceleration sensors 6b and 6c when the train of FIG. 1 enters the branch line (line 3). 本発明に係る列車位置測定装置の実施の形態１の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of Embodiment 1 of the train position measuring apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る列車位置測定装置が適用される列車編成の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of Embodiment 2 of the train organization to which the train position measuring apparatus which concerns on this invention is applied. 本発明に係る列車位置測定装置の実施の形態２の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of Embodiment 2 of the train position measuring apparatus which concerns on this invention.

１ａ、１ｂ、１ｃ車両
２ＧＰＳ受信アンテナ
３、１０３列車位置測定装置
３ａ電波測位部
３ｂ線路マップ取得部
３ｃマップマッチング処理部
３ｄ現在位置演算部
３ｅ脱線判断部
４列車保安装置
５トランスポンダ
６ａ〜６ｃ加速度センサ
７運転台
８パンタグラフ
１１ａ、１１ｂＧＰＳ衛星
１２防護無線機
１３防護無線発信アンテナ
１４バックアップ電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b, 1c Vehicle 2 GPS receiving antenna 3, 103 Train position measurement device 3a Radio wave positioning unit 3b Track map acquisition unit 3c Map matching processing unit 3d Current position calculation unit 3e Derailment judgment unit 4 Train security device 5 Transponder 6a-6c Acceleration Sensor 7 Driver's cab 8 Pantograph 11a, 11b GPS satellite 12 Protective radio 13 Protective radio transmission antenna 14 Backup power supply

Claims

電波で送られる信号の受信結果に基づいて列車の現在位置の経度および緯度を測位する電波測位部と、
前記列車が走行する路線の線路配置と経度および緯度との関係が登録された線路マップを取得する線路マップ取得部と、
前記電波測位部にて測位された前記列車の現在位置を前記線路マップ上の線路上に合致させるマップマッチング処理部と、
前記列車の前後方向の加速度を検出する第１の加速度センサと、
前記列車の左右方向の加速度を検出する第２及び第３の加速度センサと、
前記マップマッチング処理部にて合致された線路上の位置を起点とし、前記第１乃至第３の加速度センサの検出結果から求めた走行距離を参照することで、前記線路上での前記列車の現在位置を演算する現在位置演算部とを備え、
前記第２の加速度センサと前記第３の加速度センサは、互いに異なる車両に搭載されていることを特徴とする列車位置測定装置。 A radio positioning unit that measures the longitude and latitude of the current position of the train based on the reception result of the signal sent by radio,
A track map acquisition unit for acquiring a track map in which the relationship between the track layout and the longitude and latitude of the route on which the train runs is registered;
A map matching processing unit that matches the current position of the train measured by the radio wave positioning unit on the track on the track map;
A first acceleration sensor for detecting acceleration in the longitudinal direction of the train;
Second and third acceleration sensors for detecting lateral acceleration of the train;
The current position of the train on the track is determined by referring to the travel distance obtained from the detection results of the first to third acceleration sensors , starting from the position on the track matched by the map matching processing unit. A current position calculation unit for calculating the position ,
The second acceleration sensor and the third acceleration sensor of the train position measuring device according to claim that you have been mounted on different vehicles from each other.

前記現在位置演算部は、前記電波測位部による測位結果とともに、前記第１乃至第３の加速度センサの検出結果を用いることにより、前記線路上での列車の現在位置を演算することを特徴とする請求項１に記載の列車位置測定装置。 The current position calculation unit calculates the current position of the train on the track by using the detection results of the first to third acceleration sensors together with the positioning results of the radio wave positioning unit. The train position measuring device according to claim 1.

前記現在位置演算部は、前記第２の加速度センサによる加速度の検出結果に基づいて、前記列車の現在の進行方向の変化を判断し、前記進行方向の変化が前記線路マップ上の線路の曲線に対応するように、前記線路上での列車の現在位置を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の列車位置測定装置。 Before SL current position calculation unit, based on the acceleration of the detection result of the second acceleration sensor, to determine the current movement direction change of the train, the curve of the change in the traveling direction line on the line map The train position measuring device according to claim 1 or 2 , wherein a current position of the train on the track is corrected so as to correspond to the train.

前記現在位置演算部は、前記第２および第３の加速度センサによる加速度の検出結果および前記第２および第３の加速度センサにて加速度が検出された時の時間差に基づいて、前記列車が通り抜けた線路がどのような曲線であるかを判断することを特徴とする請求項３に記載の列車位置測定装置。 Before SL current position calculation unit, based on the time difference when the acceleration is detected by the second and third acceleration detection result by the acceleration sensor and the second and third acceleration sensor, the train passes through The train position measuring apparatus according to claim 3 , wherein a curved line is determined.

前記列車の加速度の検出結果に基づいて前記列車が脱線したかどうかを判断する脱線判断部とを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の列車位置測定装置。 The train position measuring device according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a derailment determining unit that determines whether or not the train has derailed based on a detection result of acceleration of the train.

前記脱線判断部は、前記列車の加速度の検出結果が規定値以上の場合、前記列車の現在位置から前記線路マップで与えられる線路位置までの距離を算出し、その算出された距離が一定値以上の場合に前記列車が脱線したと判断することを特徴とする請求項５に記載の列車位置測定装置。 The derailment determination unit calculates the distance from the current position of the train to the track position given by the track map when the detection result of the acceleration of the train is a specified value or more, and the calculated distance is a certain value or more The train position measuring device according to claim 5 , wherein the train position is determined to be derailed in the case of.

自列車が脱線したことを他列車に無線で通知する防護無線機と、
架線からの電源の供給を受けることなく、前記列車位置測定装置および前記防護無線機に電源を供給するバックアップ電源とを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の列車位置測定装置。 A protection radio that wirelessly notifies other trains that the train has derailed,
The train position measuring apparatus according to claim 5 or 6 , further comprising a backup power source that supplies power to the train position measuring apparatus and the protection radio without receiving supply of power from an overhead line.

列車の現在位置を測定する列車位置測定方法であって、
前記列車位置測定装置は、
電波で送られる信号の受信結果に基づいて列車の現在位置の経度および緯度を測位する第１ステップと、
前記列車が走行する路線の線路配置と経度および緯度との関係が登録された線路マップを取得する第２ステップと、
前記測位された前記列車の現在位置を前記線路マップ上の線路上に合致させる第３ステップと、
前記線路マップ上の線路上に合致された位置を起点とし、前記列車の加速度の検出結果から求めた走行距離を参照することで、前記線路上での前記列車の現在位置を演算する第４ステップと、を含み、
前記第４ステップには、
前記列車の左右方向の加速度の検出結果に基づいて、前記列車の現在の進行方向の変化を判断し、前記進行方向の変化が前記線路マップ上の線路の曲線に対応するように、前記線路上での列車の現在位置を補正するステップと、
前記列車に編成された異なる車両の左右方向の加速度の検出結果および前記異なる車両間で左右方向の加速度が検出された時の時間差に基づいて、前記列車が通り抜けた線路がどのような曲線であるかを判断するステップと、
を含むことを特徴とする列車位置測定方法。 A train position measurement method for measuring the current position of a train,
The train position measuring device is
A first step of positioning the longitude and latitude of the current position of the train based on the reception result of the signal sent by radio wave;
A second step of acquiring a track map in which the relationship between the track layout and the longitude and latitude of the route on which the train runs is registered;
A third step of matching the current position of the measured train on a track on the track map;
A fourth step of calculating the current position of the train on the track by referring to the travel distance obtained from the detection result of the acceleration of the train, starting from the position matched on the track on the track map And including
In the fourth step,
Based on the detection result of the acceleration in the lateral direction of the train, a change in the current traveling direction of the train is determined, and the change in the traveling direction corresponds to the curve of the track on the track map. Correcting the current position of the train at
Based on the detection result of the lateral acceleration of different vehicles organized in the train and the time difference when the lateral acceleration is detected between the different vehicles, the curve through which the train passes is A step of determining whether or not
The train position measuring method characterized by including .

前記列車位置測定装置は、前記列車の加速度の検出結果が規定値以上の場合、前記列車の現在位置から前記線路マップで与えられる線路位置までの距離を算出し、その算出された距離が一定値以上の場合に前記列車が脱線したと判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の列車位置測定方法。 The train position measuring device calculates the distance from the current position of the train to the track position given by the track map when the detection result of the acceleration of the train is a specified value or more, and the calculated distance is a constant value. The train position measuring method according to claim 8 , further comprising a step of determining that the train has derailed in the above case.