JP6261806B2

JP6261806B2 - 列車制御システム、基地局制御装置、地上無線基地局及び車上無線局

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Publication number: JP6261806B2
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Inventors: 青山　哲也; 哲也青山; 聖也永島
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Description

本発明は、沿線上に複数の地上無線基地局が設置され、ハンドオーバによって連続的な無線通信が可能な列車制御システム、基地局制御装置、地上無線基地局及び車上無線局に関するものである。

近年、コミュニケーションベースの列車制御（ＣＢＴＣ：ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＢａｓｅｄＴｒａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる、無線通信を用いた列車制御システムの導入が進められている。無線通信を用いた列車制御システムでは沿線に設置された地上無線基地局と走行中の列車に設置された車上無線局との間で列車の位置情報及び制御情報をはじめとする様々な情報を無線通信により送受信する。このような列車制御システムにおいては、１つの地上無線基地局で沿線全域をカバーすることは困難であり、沿線全域では複数台の地上無線基地局が必要である。一例としてＣＢＴＣにおいて主に用いられている２．４ＧＨｚ帯の無線通信では、地上無線基地局は数百メートル間隔で設置されており、列車の移動に伴って、車上無線局は通信先の地上無線基地局を切り替えるハンドオーバを要する。

一例である特許文献１には、「予め定められたルートを移動する移動局の移動先の基地局を正確に判定する」ことを課題として、「地上制御装置１０１は、列車１０３に与えられる走行許可位置１０４とハンドオーバ点１０５を比較し、走行許可位置１０４がハンドオーバ点１０５を超えていれば、列車１０３はそのハンドオーバ点１０５の先に走行すると判定し、当該ハンドオーバ点１０５の先にある地上側無線制御装置１０２の無線チャネルを予約する」移動体通信システムが開示されている。

特開２０００−１６８５５６号公報

しかしながら、上記従来の技術では、列車に搭載された車上無線局が通信中の地上無線基地局の通信エリアと、この列車と先行列車との関係で決定される走行許可位置を含む通信エリアとが隣接していることが前提である。ＣＢＴＣのように地上無線基地局が数百メートル間隔で設置されている場合には、通信中の地上無線基地局の通信エリアと走行許可位置を含む通信エリアとの間には他の地上無線基地局によって形成される通信エリアが存在することが一般的である。仮に、列車に搭載された車上無線局が通信中の地上無線基地局の通信エリアと、この列車と先行列車との関係で決定される走行許可位置を含む通信エリアとが隣接していると、列車は先行列車との関係で決定される走行許可位置で頻繁に停止させられるおそれがあるため、列車を円滑に運行させることが困難である。そのため、ＣＢＴＣのように地上無線基地局が数百メートル間隔で設置されている場合に、上記従来の技術をそのまま適用することは困難である、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車上無線局が通信中の地上無線基地局の通信エリアと先行列車との関係で決定される走行許可位置を含む通信エリアとの間に他の地上無線基地局によって形成される通信エリアが存在する場合であっても、ハンドオーバを行いつつ列車を円滑に走行させることが可能な列車制御システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、先行列車に後続する後続列車に搭載され、前記後続列車の車上制御装置に接続された車上無線局と、前記車上無線局と無線通信可能な複数の地上無線基地局と、前記複数の地上無線基地局を制御する基地局制御装置とを備える列車制御システムであって、前記車上無線局が通信中の前記地上無線基地局である第１の地上無線基地局と前記先行列車の位置によって決定される走行許可地点を含む通信エリアを形成する第２の地上無線基地局との間には、１つ又は複数の第３の地上無線基地局が存在し、前記基地局制御装置は、前記第１の地上無線基地局と通信中に、前記第２の地上無線基地局及び前記第３の地上無線基地局に無線リソースの予約を行うことを特徴とする。

本発明によれば、車上無線局が通信中の地上無線基地局の通信エリアと先行列車との関係で決定される走行許可位置を含む通信エリアとの間に他の地上無線基地局によって形成される通信エリアが存在する場合であっても、ハンドオーバを行いつつ列車を円滑に走行させることが可能な列車制御システムを得ることができる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる列車制御システムの構成を示す図実施の形態１にかかる列車制御システムが適用される路線の通信エリアの一例を示す概略図実施の形態１にかかる列車制御システムにおいて、ハンドオーバに伴う無線リソースの割り当て予約を行う際の列車及び基地局制御装置の動作の一例を示すシーケンス図実施の形態１，２にかかる列車制御システムに設けられる各装置を実現するハードウエアの一般的な構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる列車制御システム、基地局制御装置、地上無線基地局及び車上無線局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。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる列車制御システムの構成を示す図である。図１に示す列車制御システムは、列車２に後続する列車１に搭載され、列車１の走行を制御する車上制御装置１１に接続された車上無線局２１と、車上無線局２１と無線通信可能な複数の地上無線基地局３１，３２，３３と、地上無線基地局３１，３２，３３を制御する基地局制御装置４１とを備える。また、車上無線局２１はアンテナ２０１を備え、地上無線基地局３１，３２，３３はアンテナ３０１，３０２，３０３を備える。

地上に設置された地上無線基地局３１，３２，３３は、列車１が走行する沿線に連続的な無線通信エリアＡ_３１，Ａ_３２，Ａ_３３を形成し、車上無線局２１に対して列車１の走行に用いる制御情報を送信し、車上無線局２１から列車１の位置情報を周期的に受信する。ここで、制御情報は、地上無線基地局３１，３２，３３から車上無線局２１に送信される列車１の制御情報が含まれる。列車１は、当該制御情報に従って走行する。

なお、図１において、地上無線基地局３１が通信可能なエリアは無線通信エリアＡ_３１のみならず無線通信エリアＡ_３２の一部を含み、地上無線基地局３２が通信可能なエリアは無線通信エリアＡ_３２のみならず無線通信エリアＡ_３１，Ａ_３３の一部を含み、地上無線基地局３３が通信可能なエリアは無線通信エリアＡ_３３のみならず無線通信エリアＡ_３２の一部を含む。すなわち、地上無線基地局の通信可能なエリアは、互いに隣接する地上無線基地局の通信可能なエリアと一部が重複している。

基地局制御装置４１は、地上無線基地局３１，３２，３３と有線通信を行い、地上無線基地局３１，３２，３３を制御する。より具体的には、基地局制御装置４１は、地上無線基地局３１，３２，３３との間で列車の制御情報の伝送を行い、列車１が沿線を移動する際に車上無線局２１の接続先の地上無線基地局を切り替えるハンドオーバ時の地上無線基地局３１，３２，３３の制御を行う。車上無線局２１は、列車１が沿線を移動するに伴ってハンドオーバを行うことで、無線通信の接続先を、アンテナ３０１を有する地上無線基地局３１からアンテナ３０２を有する地上無線基地局３２に切り替え、アンテナ３０２を有する地上無線基地局３２からアンテナ３０３を有する地上無線基地局３３に切り替える。これにより、列車１の移動中においても地上との無線通信を円滑に継続可能な構成である。なお、本実施の形態１において、ハンドオーバは、列車１が無線通信エリアＡ_３１と無線通信エリアＡ_３２の間のハンドオーバ点５１を通過したことを検出すると、列車１の進行方向の次の地上無線基地局である地上無線基地局３２に無線通信の接続先を切り替え、無線通信エリアＡ_３２と無線通信エリアＡ_３３の間のハンドオーバ点５２を通過したことを検出すると、列車１の進行方向の次の地上無線基地局である地上無線基地局３３に無線通信の接続先を切り替えることによって行う。なお、本実施の形態１においては、ハンドオーバによって無線通信の接続先となる地上無線基地局のことをハンドオーバ先と呼ぶ。

ハンドオーバ点５１，５２は、線区毎のキロ程で表され、基地局制御装置４１に記録されている。本実施の形態１においては、地上無線基地局３１と地上無線基地局３２との間にハンドオーバ点５１が存在し、地上無線基地局３２と地上無線基地局３３との間にハンドオーバ点５２が存在する。より詳細には、ハンドオーバ点５１，５２は、ハンドオーバ前の接続先である地上無線基地局とハンドオーバ先である地上無線基地局との中間地点とする。地上無線基地局３１，３２，３３は、自局のエリア内で利用可能な無線リソースを管理しており、基地局制御装置４１からの指令に従って自局のエリア内で通信する車上無線局に対して無線リソースの割り当てを行う。地上無線基地局３１，３２，３３と車上無線局は、地上無線基地局３１，３２，３３が割り当てた無線リソースを用いて通信を行う。地上無線基地局３１，３２，３３からの無線リソースが割り当てられていない場合には、車上無線局は地上無線基地局３１，３２，３３と通信することができない。無線リソースとしてはタイムスロット及び周波数スロットを例示することができる。

列車２は、列車１に最も近い位置に存在する先行列車であり、列車２に搭載され、車上制御装置１２及びアンテナ２０２に接続された車上無線局２２を備え、アンテナ２０２は、アンテナ３０１，３０２，３０３を介して地上無線基地局３１，３２，３３と無線通信を行う。列車２は、列車１に最も近い位置に存在する先行列車であるが、換言すると、列車１は、列車２に最も近い位置に存在する後続列車である。

図１に示す走行許可地点６１は、列車２の最後尾に対して確保すべき車間距離を加えた位置に設定される。列車１は、先行列車との関係では走行許可地点６１まで走行することが可能であるが、無線リソースの割り当てがなされていない通信エリアを走行することはできない。一例として、地上無線基地局３３の通信エリアにおいて列車１への無線リソースが未割り当てである場合には、列車１は地上無線基地局３３の通信エリアに進入することはできず、ハンドオーバ点５２において停止させられることになる。

このように、沿線の列車に対して地上無線基地局の無線リソースの未割り当てが生じると、列車が通信エリアに進入するまでに無線リソースの割り当て予約が完了しないおそれがあり、無線リソースの割り当てが完了していない状態では列車は当該通信エリアを形成する地上無線基地局との通信が行えず、列車の円滑な運行に支障をきたす。そのため、本実施の形態１の列車制御システムにおいては、ハンドオーバ点よりも手前の位置で無線リソースの割り当て予約を行っておく。なお、この無線リソースの割り当て予約は、列車の進行方向において可能な限り先行して割り当て予約しておくと、無線リソースの未割り当て状態が生じるおそれを可能な限り低減することができる。ただし、走行許可地点６１が含まれるエリアよりも先のエリアの予約は行わない。

図２は、本実施の形態１にかかる列車制御システムが適用される路線の通信エリアの一例を示す概略図である。図２においては、列車１が通信エリアＡ_１に存在し、通信エリアＡ_１は通信エリアＡ_２に隣接して形成されており、通信エリアＡ_２は通信エリアＡ_３に隣接して形成されており、通信エリアＡ_３は通信エリアＡ_４に隣接して形成されており、通信エリアＡ_４は通信エリアＡ_５に隣接して形成されており、通信エリアＡ_５は通信エリアＡ_６に隣接して形成されている。列車１に最も近い先行列車である列車２は、通信エリアＡ_５に存在し、列車１の走行許可地点６１は、先行列車である列車２の最後尾に対して確保すべき車間距離、すなわち列車１が列車２に追突しない程度の距離を加えた位置に設定される。

なお、図２においては、通信エリアＡ_２を形成する地上無線基地局と、通信エリアＡ_３を形成する地上無線基地局と、通信エリアＡ_４を形成する地上無線基地局と、通信エリアＡ_５を形成する地上無線基地局と、をハンドオーバ先として各通信エリアのハンドオーバ点よりも手前の位置で無線リソースを割り当て予約しておき、列車１がハンドオーバ点の通過を検出すると、列車１においてハンドオーバが行われる。ただし、基地局制御装置４１は、列車１から見て走行許可地点６１が存在する通信エリアＡ_５よりも先に存在する通信エリアＡ_６の無線リソースの予約は行わない。

図３は、本実施の形態１にかかる列車制御システムにおいて、ハンドオーバに伴う無線リソースの割り当て予約を行う際の列車１，２及び基地局制御装置４１の動作の一例を示すシーケンス図である。なお、図３において、列車１の動作は、列車１に搭載された車上制御装置１１及び車上無線局２１のいずれかが行うものとし、列車２の動作は、列車２に搭載された車上制御装置１２及び車上無線局２２のいずれかが行うものとする。

まず、列車１は、列車１の位置情報を取得して基地局制御装置４１に送信する（Ｓ１０１）。先行列車である列車２は、列車２の位置情報を取得して基地局制御装置４１に送信する（Ｓ１１１）。ここで、列車１の位置情報及び先行列車である列車２の位置情報は、沿線に設置された図示しない地上子又は転てつ器の位置情報と、列車１，２の速度情報とを用いて算出される。

基地局制御装置４１は、送信された列車１，２の位置情報を受信し（Ｓ１２１）、列車１，２の位置情報から列車１の走行許可地点６１を算出する（Ｓ１２２）。列車１の走行許可地点６１は、上記説明したように、先行列車である列車２の最後尾に対して確保すべき車間距離を加えた位置に設定する。当該車間距離は、基地局制御装置４１が備えるメモリに予め記録されている。

次に、基地局制御装置４１は、ハンドオーバ先のリストが存在するか否かを判定する（Ｓ１２３）。Ｓ１２３においてＮｏに分岐する場合、すなわち、基地局制御装置４１にハンドオーバ先のリストが存在しない場合には、ハンドオーバ先のリストを作成し（Ｓ１２４）、地上無線基地局を選択する（Ｓ１２５）。ここで、ハンドオーバ先のリストを作成した直後であれば、選択される地上無線基地局は、列車１の位置情報からハンドオーバ先として最も近い地上無線基地局である。また、ハンドオーバ先のリストは、列車１のハンドオーバ先として最も近い地上無線基地局から列車１の走行許可地点６１を含むエリアの地上無線基地局までのすべての地上無線基地局が含まれる。すなわち、図２においては、列車１のハンドオーバ先として最も近い地上無線基地局である通信エリアＡ_２を形成する地上無線基地局から、列車１の走行許可地点６１を含む通信エリアＡ_５を形成する地上無線基地局までのすべての地上無線基地局が含まれるようにハンドオーバ先のリストを作成する。

Ｓ１２３においてＹｅｓに分岐する場合、すなわち、基地局制御装置４１にハンドオーバ先のリストが存在する場合には、ハンドオーバ先のリストを作成せずに、既存のハンドオーバ先のリストから地上無線基地局を選択する（Ｓ１２５）。ここで、既存のハンドオーバ先のリストを用いる場合には、選択される地上無線基地局は、列車１の位置情報からハンドオーバ先として最も近い地上無線基地局、又は、後述するＳ１２９において更新された地上無線基地局の次のハンドオーバ先となる地上無線基地局である。換言すると、無線リソースについて未予約のハンドオーバ先となる地上無線基地局のうち、列車１に最も近い地上無線基地局が選択される。なお、ハンドオーバ先として最も近い地上無線基地局は、列車１よりも列車１の進行方向側に存在する地上無線基地局であって、列車１が通信中の地上無線基地局を除いて最も近い地上無線基地局ということもできる。一例として、図１においては、列車１のハンドオーバ先として最も近い地上無線基地局は、列車１よりも列車１の進行方向側に存在する複数の地上無線基地局３１，３２，３３のうち、列車１が通信中の地上無線基地局３１を除いて最も近い地上無線基地局である地上無線基地局３２である。

次に、基地局制御装置４１は、選択した地上無線基地局において列車１に対して無線リソースの割り当て予約が実行済みであるか否かを判定する（Ｓ１２６）。Ｓ１２６においてＮｏに分岐する場合、すなわち、選択した地上無線基地局において無線リソースの割り当て予約が実行済みでない場合には予約を実行し（Ｓ１２７）、予約が成功したか否かを判定する（Ｓ１２８）。

なお、無線リソースの割り当て予約においては、基地局制御装置４１から次のハンドオーバ先である地上無線基地局に対して列車１の識別情報である列車ＩＤを送信し、応答時には当該地上無線基地局から基地局制御装置４１に対して無線リソースの割り当て予約が成功したか否かの情報が送信され、成功である場合にはさらに割り当てた無線リソースを特定する情報も送信される。なお、無線リソースがスロットに分割されている場合には、無線リソースを特定する情報には、スロット番号を例示することができる。なお、割り当て予約が成功しない場合の原因には、当該地上無線基地局における無線リソースの不足が挙げられる。

Ｓ１２８においてＹｅｓに分岐する場合すなわち予約が成功した場合にはハンドオーバ先のリストを更新し（Ｓ１２９）、ハンドオーバ先のリストに未予約があるか否かを判定する（Ｓ１３０）。Ｓ１３０においてＹｅｓに分岐する場合、すなわち未予約がある場合には、Ｓ１２５に戻る。また、Ｓ１２６においてＹｅｓに分岐する場合には、予約の実行を行っていないので、ハンドオーバ先のリストを更新することなくＳ１２５に戻る。

Ｓ１２８においてＮｏに分岐する場合又はＳ１３０においてＮｏに分岐する場合には、ハンドオーバ先のリストより列車１の制御情報を生成して送信する（Ｓ１３１）。なお、列車１の制御情報には、割り当て予約したすべての地上無線基地局の無線リソースを特定する情報、割り当て予約したすべての地上無線基地局に列車１がハンドオーバする際のハンドオーバ点の位置情報及び走行許可地点６１の位置情報が含まれる。なお、ハンドオーバ点の位置は固定であり、地上無線基地局の位置によって決定される。ハンドオーバ点の位置情報は、基地局制御装置４１が備えるメモリに予め記録されている。

列車１は、基地局制御装置４１から送信された制御情報を受信すると（Ｓ１０２）、列車１の位置情報と、ハンドオーバ先として最も近い地上無線基地局に列車１がハンドオーバする際のハンドオーバ点とを比較して、列車１がハンドオーバ点を通過したか否かを判定する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３においてＹｅｓに分岐する場合、すなわち、列車１がハンドオーバ点を通過した場合には、ハンドオーバを実行する（Ｓ１０４）。Ｓ１０３においてＮｏに分岐する場合、列車１がハンドオーバ点を通過していないと判断し、ハンドオーバを実行しない。

なお、上記説明した図３に示す一連の動作は、周期的に繰り返されるものである。そのため、Ｓ１０４におけるハンドオーバの実行後には、列車１の位置情報が列車１からハンドオーバ後の地上無線基地局を介して基地局制御装置４１に再度送信されて、列車１の位置情報が更新される。ここで、基地局制御装置４１に送信される情報には送信元情報が含まれるものとする。基地局制御装置４１は、受信した位置情報の送信元情報を参照し、送信元情報がハンドオーバ後の地上無線基地局であることからハンドオーバが完了したことを検知し、ハンドオーバ前の地上無線基地局に対して、列車１が使用していた無線リソースを解放すべき旨の指令を送信する。このようにしてハンドオーバ後の無線リソースを解放することで限られた無線リソースを有効に活用することができる。

上記説明したように、ハンドオーバ先のリストがない場合にはハンドオーバ先のリストを作成し、ハンドオーバ先のリストがある場合には既存のハンドオーバ先のリストを活用して、ハンドオーバ先として列車１に最も近い地上無線基地局から、列車１の走行許可地点６１を含む通信エリアの地上無線基地局までのすべての地上無線基地局に対して、列車１の無線リソースの割り当て予約を行うことができる。さらには、列車１の走行許可地点６１を含む通信エリアより先の通信エリアの地上無線基地局に対しては無線リソースの割り当て予約を行わず、ハンドオーバの実行前に使用していた地上無線基地局のリソースをハンドオーバの実行後に解放するため、限られた無線リソースを有効に活用することができる。

以上説明したように本実施の形態１においては、車上無線局２１が通信中の第１の地上無線基地局である地上無線基地局３１と、列車２の位置によって決定される走行許可地点６１を含む通信エリアを形成する第２の地上無線基地局である地上無線基地局３３との間には、第３の地上無線基地局である地上無線基地局３２が存在し、基地局制御装置４１は、地上無線基地局３１と通信中に、地上無線基地局３２，３３に無線リソースの予約を行う。ここで、第３の地上無線基地局である地上無線基地局３２は図１に示すように１つであってもよいし、図２に示すように複数であってもよい。このような構成とすることで、列車の現在位置から走行許可位置までに存在するすべての地上無線基地局の無線リソースの割り当て予約を行うことができるため、次のハンドオーバ先までしか予約していないことによって速度を上げられないという問題を回避することができる。そのため、車上無線局が通信中の地上無線基地局の通信エリアと先行列車との関係で決定される走行許可位置を含む通信エリアとの間に他の地上無線基地局によって形成される通信エリアが存在する場合であっても、ハンドオーバを行いつつ列車を円滑に走行させることが可能な列車制御システムを得ることができる。列車を円滑に走行させることができるため、列車のエネルギー効率がよく、エネルギー消費量を削減することができる。また、このようにして、現在通信中の地上無線基地局の通信エリアと、列車１の走行許可地点６１を含む通信エリアとの間に複数の地上無線基地局が含まれる場合には、列車１に最も近い地上無線基地局から無線リソースの予約を開始し、列車１の走行許可地点６１を含む通信エリアの地上無線基地局まで順に予約を行うことができる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、実施の形態１にかかる列車制御システムよりも基地局制御装置から列車に送信される制御情報のデータ量を少なくすることが可能な形態について説明する。

実施の形態１にかかる列車制御システムでは、Ｓ１３１において基地局制御装置４１から列車１に送信される制御情報が、割り当て予約したすべての地上無線基地局の無線リソースを特定する情報と、割り当て予約したすべての地上無線基地局にハンドオーバする際のハンドオーバ点の位置情報と、走行許可地点６１の位置情報とを含む。本実施の形態２にかかる列車制御システムでは、Ｓ１３１において基地局制御装置４１から列車１に送信される制御情報が、割り当て予約した次のハンドオーバ先の無線リソースを特定する情報と、割り当て予約した次のハンドオーバ先に列車１がハンドオーバする際のハンドオーバ点の位置情報と、走行許可地点６１の位置情報とを含む。

図１を例示して説明すると、実施の形態１において基地局制御装置４１から列車１に送信される制御情報は、割り当て予約した地上無線基地局３２の無線リソースを特定する情報と、地上無線基地局３３の無線リソースを特定する情報と、割り当て予約した地上無線基地局３２に列車１がハンドオーバする際のハンドオーバ点５１の位置情報と、割り当て予約した地上無線基地局３３に列車１がハンドオーバする際のハンドオーバ点５２の位置情報と、走行許可地点６１の位置情報とを含むが、本実施の形態２において基地局制御装置４１から列車１に送信される制御情報は、割り当て予約した地上無線基地局３２の無線リソースを特定する情報と、割り当て予約した地上無線基地局３２に列車１がハンドオーバする際のハンドオーバ点５１の位置情報と、走行許可地点６１の位置情報とを含むものである。すなわち、本実施の形態２において基地局制御装置４１から列車１に送信される制御情報には、地上無線基地局３３の無線リソースを特定する情報及び割り当て予約した地上無線基地局３３に列車１がハンドオーバする際のハンドオーバ点５２の位置情報は含まれず、この分のデータ量を削減することができる。

このように基地局制御装置４１から列車１に送信される制御情報に、地上無線基地局３３の無線リソースを特定する情報及び割り当て予約した地上無線基地局３３に列車１がハンドオーバする際のハンドオーバ点５２の位置情報が含まれなくとも、上記説明した図３に示す一連の動作は、周期的に繰り返されるため、地上無線基地局３２との通信中に、地上無線基地局３３の無線リソースを特定する情報及び割り当て予約した地上無線基地局３３に列車１がハンドオーバする際のハンドオーバ点５２の位置情報を取得することで、実施の形態１と同様の効果を享受しつつ、送受信するデータ量を削減することができる。なお、本実施の形態２においても無線リソースは既に予約済みであるため、基地局制御装置４１が、予約した無線リソースの情報とハンドオーバ点の位置情報とを送信すればハンドオーバ先との無線通信を速やかに開始することができる。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、基地局制御装置から列車に送信される制御情報のデータ量を少なくすることができる。

なお、以上説明した実施の形態１，２において、基地局制御装置４１が行う動作は地上無線基地局３１，３２，３３において行われてもよく、この場合には基地局制御装置４１は必須の構成ではない。

なお、以上説明した実施の形態１，２において、列車１，２は、各々車上無線局２１，２２を搭載しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの列車に複数の車上無線局が設けられていてもよい。

なお、以上説明した実施の形態１，２において、地上無線基地局３１，３２，３３と基地局制御装置４１との間は有線通信するとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、地上無線基地局３１，３２，３３と基地局制御装置４１の間で無線通信を行う構成としてもよい。

なお、以上説明した実施の形態１，２において、地上無線基地局を３台又は５台とし、基地局制御装置を１台としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、沿線内をカバーすることができるように複数台の地上無線基地局が設けられていればよく、地上無線基地局及び基地局制御装置の数は限定されるものではない。

なお、以上説明した実施の形態１，２において、ハンドオーバ点は、線区毎のキロ程で表されて基地局制御装置に記録される構成としたが本発明はこれに限定されるものではなく、沿線を含む地図上の座標としてハンドオーバ点が記録されていてもよい。

なお、以上説明した実施の形態１，２において、ハンドオーバ点は、ハンドオーバの前後で通信する二つの地上無線基地局の中間点としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、地上無線基地局の設置位置又は通信環境を考慮して沿線内における地上無線基地局と車上無線局との間の通信が途切れないように設定されていればよい。

なお、以上説明した実施の形態１，２においては、列車１，２の位置情報は、沿線に設置された地上子又は転てつ器の位置情報と、列車１，２の速度情報とを用いて算出されるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を用いてもよい。

なお、以上説明した実施の形態１，２においては、列車制御システムについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施の形態１，２において説明した基地局制御装置、地上無線基地局及び車上無線局も本発明に含まれるものである。

なお、以上説明した実施の形態１，２において、車上制御装置１１，１２、車上無線局２１，２２、地上無線基地局３１，３２，３３及び基地局制御装置４１は、少なくともＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）とメモリを備え、各装置の動作はソフトウエアにより実現することができる。図４は、これらの各装置を実現するハードウエアの一般的な構成を示す図である。図４に示す装置は、ＣＰＵ１０１及びメモリ１０２を備え、ＣＰＵ１０１は入力されたデータを用いてソフトウエアによる演算及び制御を行い、メモリ１０２は入力されたデータ又はＣＰＵ１０１が演算及び制御を行うに際して必要なデータの記憶を行う。なお、ＣＰＵ１０１及びメモリ１０２は各々複数設けられていてもよい。

以上の実施の形態１，２に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，２列車、１１，１２車上制御装置、２１，２２車上無線局、３１，３２，３３地上無線基地局、４１基地局制御装置、５１，５２ハンドオーバ点、６１走行許可地点、１０１ＣＰＵ、１０２メモリ、２０１，２０２，３０１，３０２，３０３アンテナ。

Claims

先行列車に後続する後続列車に搭載され、前記後続列車の車上制御装置に接続された車上無線局と、前記車上無線局と無線通信可能な複数の地上無線基地局と、前記複数の地上無線基地局を制御する基地局制御装置とを備える列車制御システムであって、
前記車上無線局が通信中の前記地上無線基地局である第１の地上無線基地局と前記先行列車の位置によって決定される走行許可地点を含む通信エリアを形成する第２の地上無線基地局との間には、１つ又は複数の第３の地上無線基地局が存在し、
前記基地局制御装置は、
前記第１の地上無線基地局と通信中に、前記第２の地上無線基地局及び前記第３の地上無線基地局に無線リソースの予約を行うことを特徴とする列車制御システム。
前記無線リソースの予約は、前記複数の第３の地上無線基地局のうち前記後続列車に最も近い地上無線基地局から開始し、前記第２の地上無線基地局まで順に行うことを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
前記基地局制御装置が、前記第２の地上無線基地局及び前記第３の地上無線基地局に予約した無線リソースを特定する情報と、前記第２の地上無線基地局及び前記第３の地上無線基地局のハンドオーバ点と、前記走行許可地点とを、前記後続列車の前記車上無線局に送信することを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
前記基地局制御装置が、前記第３の地上無線基地局のうち前記第１の地上無線基地局の次のハンドオーバ先となる地上無線基地局に予約した無線リソースを特定する情報と、前記第１の地上無線基地局と前記第３の地上無線基地局のうち前記第１の地上無線基地局の次のハンドオーバ先となる前記地上無線基地局との間に存在するハンドオーバ点と、前記走行許可地点とを、前記後続列車の前記車上無線局に送信することを特徴とする請求項１に記載の列車制御システム。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の列車制御システムが備える基地局制御装置。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の列車制御システムが備える地上無線基地局。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の列車制御システムが備える車上無線局。