特開 2015-231791 列車制御装置及び列車制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-231791(P2015-231791A)

(43)【公開日】2015年12月24日

(54)【発明の名称】列車制御装置及び列車制御方法

(51)【国際特許分類】

   B61L 3/12 20060101AFI20151201BHJP

   H04L 12/70 20130101ALI20151201BHJP

   H04L 12/28 20060101ALI20151201BHJP

【ＦＩ】

   B61L3/12 Z

   H04L12/70 100Z

   H04L12/28 200Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2014-119477(P2014-119477)

(22)【出願日】2014年6月10日

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000062

【氏名又は名称】特許業務法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】近江 泰志

(72)【発明者】

【氏名】有馬 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】永次 由英

【テーマコード（参考）】

5H161

5K030

5K033

【Ｆターム（参考）】

5H161AA01

5H161AA03

5H161BB02

5H161BB09

5H161DD13

5H161DD21

5H161EE07

5H161FF07

5K030GA11

5K030LA01

5K030MA04

5K030MB05

5K030MB10

5K030MC08

5K033AA06

5K033CB03

5K033DA01

5K033DA19

5K033DB20

5K033EA02

5K033EA06

5K033EA07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】地上装置−車上装置間における電文の伝送品質算出を適確に行うことができる列車制御装置を提供する。
【解決手段】列車制御装置１は伝送品質監視部１２を有し、伝送品質監視部は、地上装置と車上装置のうち、電文を受信する側の装置において、電文の送信回数に足りる情報と伝送品質算出に足りる情報に基づいて、電文を送信する側の装置からの電文の送信回数を推定して、地上装置−車上装置間における伝送品質を算出する演算部１２２を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地上装置、及び／又は車上装置から送信される電文を車上装置、及び／又は地上装置にて受信し、当該電文に基づいて列車を制御する列車制御装置において、
前記列車制御装置１は、伝送品質監視部を有し
前記伝送品質監視部は、
前記電文の送信回数、伝送品質算出に足りる情報に基づいて、
当該電文の送信回数を推定して、
前記地上装置−車上装置間における電文の伝送品質を算出する
演算部、を有することを特徴とする列車制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載された列車制御装置において、
前記電文の送信回数に足りる情報が、前記電文に含まれる通信番号、又は前記電文の受信時間に基づく電文受信回数、欠落フレーム数であり、伝送品質算出に足りる情報が、少なくともチェックコードを含む情報であることを特徴とする列車制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載された列車制御装置において、
前記伝送品質監視部は、
前記電文に含まれる通信番号、又は前記電文の受信時間に基づいて、当該電文の受信回数と受信欠落フレーム数をカウントするカウント部と、前記電文に含まれるチェックコード検定部と、を有し、
前記演算部は、
前記電文の受信回数と受信欠落フレーム数に基づき前記電文の送信回数を推定する送信回数推定演算部、
前記送信回数指定演算部による送信回数出力と前記チェックコード検定部の検定結果とに基づき
前記地上装置−車上装置間における電文の伝送品質を演算して伝送品質情報を出力する伝送品質演算部、を有する、
ことを特徴とする列車制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載された列車制御装置において、
前記伝送品質演算部は、下記数式によりフレームエラーレートを算出し、当該フレームエラーレートをもって前記電文の送信側装置と受信側装置との間の電文の伝送品質とすることを特徴とする列車制御装置。
［数１］
ＦＥＲ＝ｅ／ｄ
ｅ＝ｂ＋ｃ
ｅ：受信側の電文受信失敗回数
ｂ：受信側のチェックコード検定エラー数
ｃ：受信側の欠落フレーム数
ｄ：送信側の電文送信回数
又は、
［数２］
ＦＥＲ＝１−（ａ’／ｄ）
＝１−（ａ―ｂ）／ｄ
ａ：受信側の電文受信回数
ａ’：受信側の電文正常受信回数
又は、
［数３］
ＦＥＲ＝１−（ａ−ｂ）／（ａ＋ｃ）
＝（ｂ＋ｃ）／（ａ＋ｃ）

【請求項5】

請求項３に記載の列車制御装置において、当該列車制御装置は、さらに、
前記電文と前記演算部により算出された伝送品質を示す情報に基づいて列車の速度制御、位置制御、を行う列車制御情報を演算して出力する列車制御演算部、
前記演算部により算出した伝送品質情報を記録する記録部、を有し、
前記伝送品質を示す情報を前記列車制御演算部に利用し、かつ前記地上装置−車上装置における信号設備のメンテナンス情報として利用可能としたことを特徴とする列車制御装置。

【請求項6】

請求項５に記載の列車制御装置において、
前記列車制御演算部は、
列車走行中に前記地上装置−車上装置間における通信エラーレートが正常な伝送を維持する閾値に近づいた場合、前記電文を受信する側装置の系切替や警告し、又は前記通信エラーレートが当該閾値を下回った場合、前記電文を送信する側装置の送信出力レベルを上げるように制御することを特徴とする列車制御装置。

【請求項7】

請求項１に記載の列車制御装置において、
前記電文を送信する伝送媒体として、複数の軌道回路を用いたシステムに適用した場合、さらに、
前記電文から演算対象情報を抽出する演算対象情報抽出部、を有し、
前記演算対象情報抽出部は、
列車進行方向／在線位置情報を検出する列車進行方向／在線位置抽出部、演算対象外データ除去部を、有し、
前記列車進行方向／在線位置抽出部は、前記電文に含まれる制御情報である列車進行方向／在線位置情報を抽出し、
前記演算対象外データ除外部は、前記列車進行方向／在線位置抽出部により抽出した情報に基づいて、前記軌道回路の境界に起因して発生する伝送不良を検知し、前記伝送品質を算出するデータから除外する
ことを特徴とする列車制御装置。

【請求項8】

請求項１に記載の列車制御装置において、
前記電文を送信する伝送媒体として、複数の軌道回路を用いたシステムに適用した場合、さらに、
前記電文から演算対象情報を抽出する演算対象情報抽出部、を有し、
前記演算対象情報抽出部は、演算対象外データ除去部を、有し、
前記演算対象外データ除外部は、
前記電文に進行方向／在線位置情報が含まれていない場合、前記電文を受信する側装置において生成される進行距離情報／進行方向情報に基づいて、前記軌道回路の境界に起因して発生する伝送不良を検知し、前記伝送品質を算出するデータから除外することを特徴とする列車制御装置。

【請求項9】

請求項１に記載された列車制御装置において、
前記電文を送信する伝送媒体として、複数のアクセスポイントを含む基地局を用いたシステムに適用した場合、さらに、
前記電文から演算対象情報を抽出する演算対象情報抽出部、を有し、
前記演算対象情報抽出部は、
列車進行方向／在線位置情報を検出する列車進行方向／在線位置抽出部、演算対象外データ除去部を、有し、
前記演算対象外データ除外部は、
前記列車進行方向／在線位置抽出部は、前記電文に含まれる制御情報である列車進行方向／在線位置情報を抽出し、
前記演算対象外データ除外部は、前記列車進行方向／在線位置抽出部により抽出した情報に基づいて、前記アクセスポイントのハンドオーバに起因して発生する伝送不良を検知し、前記伝送品質を算出するデータから除外することを特徴とする列車制御装置。

【請求項10】

請求項１に記載の列車制御装置において、
前記電文を送信する伝送媒体として、複数のアクセスポイントを含む基地局を用いたシステムに適用した場合、さらに、
当該電文から演算対象外データを除去する演算対象外データ除去部を、有し、
前記演算対象外データ除外部は、
前記電文に進行方向／在線位置情報が含まれていない場合、前記電文を受信する側装置において生成される進行距離情報／進行方向情報に基づいて、前記アクセスポイントのハンドオーバに起因して発生する伝送不良を検知し、前記伝送品質を算出するデータから除外することを特徴とする列車制御装置。

【請求項11】

地上装置、及び／又は車上装置から送信される電文を車上装置、及び／又は地上装置にて受信し、当該電文に基づいて列車を制御する列車制御方法において、
前記列車制御装置は、
前記電文の送信回数を推定するに足りる情報に基づいて、当該電文の送信回数を推定し、
前記送信回数に基づいて前記地上装置−車上装置間における電文の伝送品質を算出する
ことを特徴とする列車制御方法。

【請求項12】

請求項１１に記載された列車制御方法において、
前記電文の送信回数に足りる情報が、前記電文に含まれる通信番号、又は前記電文の受信時間に基づく電文受信回数、欠落フレーム数であり、伝送品質算出に足りる情報が、少なくともチェックコードを含む情報であることを特徴とする列車制御方法。

【請求項13】

請求項１１に記載された列車制御方法において、
前記伝送品質監視部は、
前記電文に含まれる通信番号、又は前記電文の受信時間に基づいて、当該電文の受信回数と受信欠落フレーム数をカウントし、また、前記電文に含まれるチェックコードを検定し、
前記演算部は、
前記電文の受信回数と受信欠落フレーム数に基づき前記電文の送信回数を推定し、
前記送信回数推定演算による送信回数出力と前記チェックコード検定による検定結果とに基づき
前記地上装置−車上装置間における電文の伝送品質を演算して伝送品質情報を出力する、
ことを特徴とする列車制御方法。

【請求項14】

請求項１３に記載された列車制御方法において、
前記伝送品質演算部は、下記数式によりフレームエラーレートを算出し、当該フレームエラーレートをもって前記電文の送信側装置と受信側装置との間の電文の伝送品質とすることを特徴とする列車制御方法。
［数１］
ＦＥＲ＝ｅ／ｄ
ｅ＝ｂ＋ｃ
ｅ：受信側の電文受信失敗回数
ｂ：受信側のチェックコード検定エラー数
ｃ：受信側の欠落フレーム数
ｄ：送信側の電文送信回数
又は、
［数２］
ＦＥＲ＝１−（ａ’／ｄ）
＝１−（ａ―ｂ）／ｄ
ａ：受信側の電文受信回数
ａ’：受信側の電文正常受信回数
又は、
［数３］
ＦＥＲ＝１−（ａ−ｂ）／（ａ＋ｃ）
＝（ｂ＋ｃ）／（ａ＋ｃ）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、列車制御装置及び列車制御方法に関する。
例えば、本発明は、鉄道、モノレール、ＬＲＴ（Light Rill Transit）、及びＡＧＴ（Automated Guideway Transit）など、の輸送システムに適用され、制御信号を含む電文を受信し、当該電文の地上装置−車上装置間における伝送品質を監視する機能を有する列車制御装置、列車制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、例えば、特許第４８８１２４０号公報（特許文献１）がある。この公報には、「車両と地上との間で列車制御に関するデジタル電文の無線伝送を行う列車制御システムにおいて、前記車両から無線伝送されたデジタル電文を受信する地上側無線通信手段と、前記地上側無線通信手段で受信したデジタル電文により列車の保安制御を行う列車制御手段と、前記地上側無線通信手段と車両側無線通信手段との間で無線伝送されるデジタル電文に含まれる列車位置情報に基づいて、当該デジタル電文のビットレートをエリアごとに監視し、前記デジタル電文のビットレートが、無線通信の悪化を示し、かつ列車制御するのに支障がでるビットエラーレートよりも低いビットエラーに設定された閾値を超えた場合に、前記エリアにおける無線通信環境の劣化を監視する監視手段とを備えた列車制御システム。」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４８８１２４０号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記特許文献１には、車両と地上との間で列車制御に関するデジタル電文の無線伝送を行う列車制御システムにおいて、デジタル電文に含まれる列車制御情報に基づいて、当デジタル電文のビットエラーレートをエリアごとに監視し、当該ビットエラーレート（ＢＥＲ：Bit Error Rate）の算出をもって、前記エリアにおける無線通信環境の劣化を監視する、伝送品質監視の仕組みが記載されている。
係る列車制御システムによれば、伝送品質の劣化を速やかに検出し、一定の伝送品質を維持することができる。

【0005】

しかし、チェックコード検定結果のみを利用してビットエラーレートエラー（ＢＥＲ）を算出する伝送品質監視方法にあっては、以下のような課題がある。

【0006】

例えば、電文を受信する側装置（車上装置、又は地上装置）において、電文のプリアンブル検出に失敗して電文１フレームごと抜け落ちたりする場合がある。また、フラグ同期式フレームでのゼロ・インサーション（Zero insertion）異常による電文不整合などが生じる場合がある。これらの場合には、伝送品質演算に必要とするチェックコード（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Code）も取得できないことを意味する。
つまり、前記の場合には、当該電文を受信することができない問題が発生し、伝送品質演算が不可能である。

【0007】

換言すれば、前記特許文献１に記載された伝送品質監視部は、デジタル電文を受信する側装置において、当該デジタル電文のフレームを正常に受信した電文に対する伝送品質を算出するものであって、デジタル電文を送信する側装置（地上装置又は車上装置）が送信したデジタル電文に対しての、伝送品質は算出できない。

【0008】

また、特許文献１に記載された伝送品質監視部は、例えば、デジタル式ＡＴＣシステム（Automatic Train Control System）に代表される軌道回路（伝送媒体）を用いて電文の伝送を行う信号制御システムに適用した場合における以下のような課題について考慮されていない。

【0009】

デジタル式ＡＴＣシステムは、列車が走行するレール（線路）を複数のエリアに分け、当該エリアごとに軌道回路が設けられている。そして、各軌道回路間の軌道境界部分では、境界前後の軌道回路からの信号が重畳される場合がある。また、各軌道回路間に絶縁軌道や信号ループを使う場合には、各軌道回路間の軌道境界部分において、瞬時的に電文を受信できない（電文受信不可）区間が生じる。

【0010】

このため、各軌道回路間の軌道境界部分において、必然的に受信不良が発生する。このような受信不良は、電文の伝送経路の一部（伝送媒体）として、アクセスポイントを使用した場合も同様である。

【0011】

したがって、斯様なシステムに伝送品質監視部を適用した場合、本来の伝送品質を正しく算出することができない問題がある。

【0012】

以上述べたように、チェックコード検定結果のみを利用して伝送品質（ＢＥＲ）を算出する従来技術にあっては、伝送品質算出を正確に行えない課題があった。のみならず、電文欠落を考慮した伝送品質算出まで考慮されていない。

【0013】

また、伝送路の伝送品質が一定値以下（例えば、ＢＥＲで言えば、１０Ｅ−５以上）になると、列車制御信号の伝送エラーがシステムで許容できるエラー以上となり、列車制御に重大な支障をきたす。係る問題を是正するためには、一般的に、システム導入時において、例えば、以下のような方法により、伝送路の伝送品質を一定値に確保する必要があった。

【0014】

（１）必要に応じて、デジタル電文を送信する送信側の信号レベルを調整して、送信信号出力をアップする。
（２）デジタル電文の伝送経路にフィルタなどを追加し、当該フィルタにより、デジタル電文に含まれる不要な信号、つまりノイズを除去してノイズレベル低減を行う。そして、手作業で各ポイントにおいて検出される通信時の受信電力（Ｓ）と非通信時の受信電力（Ｎ）からＳ／Ｎ（Signal/Noise）比や伝送品質を求める。

【0015】

また、システム導入後にあっては、例えば、以下のような方法により、一定の伝送品質を担保し、列車保安上のフェールセーフ通信を維持する必要があった。
（１）定期点検を実施し、点検の中でデジタル電文の送信電文と受信電文の整合性(一致)を確認する。
（２）前記Ｓ／Ｎの測定などを行う。

【0016】

ただし、以上で述べたようなＳ／Ｎ測定や電文整合性確認は手作業で実施する必要があり、信号レベル評価や調整には多くの時間を要していた。

【0017】

そこで、本発明は、地上装置−車上装置間における電文の伝送品質算出を、従来技術に比して、より時間を要さず正確に行うことができる伝送品質監視機能を有する列車制御装置、列車制御方法を提供する。

【0018】

また、本発明は、電文を伝送する伝送場媒体に起因して発生する電文欠落などが発生した分も含め、より正確な伝送品質を算出することができる伝送品質監視機能を有する列車制御装置、列車制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0019】

前記課題を解決するために、本発明は、電文を受信する側装置において、当該電文の送信回数を推定して、地上装置−車上装置間における伝送品質を算出する機能を含む伝送品質演算部を有する。

【0020】

例えば、本発明の列車制御装置は、
地上装置、及び／又は車上装置から送信される電文を車上装置、及び／又は地上装置にて受信し、当該電文に基づいて列車を制御する列車制御装置において、
前記列車制御装置は、伝送品質監視部を有し
前記伝送品質監視部は、
前記電文の送信回数、伝送品質算出に足りる情報に基づいて、
当該電文の送信回数を推定して、
前記地上装置−車上装置間における電文の伝送品質を算出する
演算部、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、電文を受信する側装置において、当該電文を送信する側装置の電文に対する伝送品質（受信品質）を算出することができる列車制御装置及び列車制御方法を提供することができる。

【0022】

また、本発明によれば、電文を受信する側装置において、電文欠落が発生した分も含め、伝送品質（受信品質）を算出することができる列車制御装置及び列車制御方法を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の伝送品質監視部を含む列車制御装置の一実施例を示す構成図である。

【図2】図１の伝送品質監視部の一例を示す構成図である。

【図3】伝送品質監視部の一部を構成する通信番号監視・抽出部の一例を示す構成図である。

【図4】地上装置―車上装置間において送受信（通信）される電文のフォーマットの一例を示す電文フレーム構成図である。

【図5】電文の送受信関係を模式的に示した図である。

【図6】図１の列車制御装置に列車制御部を追加した例を示す構成図である。

【図7】本発明の列車制御装置の適用対象である鉄道システムにおいて、地上装置−車上装置間の伝送手段（伝送媒体）に軌道回路(レール、ループ)を用いた場合における信号設備構成を説明する概略図である。

【図8】本発明の列車制御装置の適用対象である鉄道システムにおいて、地上装置−車上装置間の伝送手段（伝送媒体）に空間波無線を用いた場合における信号設備構成を説明する概略図である。

【図9】図７、図８における信号設備構成において、電文欠落を考慮して、特定エリアごとに伝送品質演算を行う実施例を説明する構成図である。

【図10】本発明の列車制御装置において、電文受信から伝送品質に応じた制御までの処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施例について、図を参照して説明する。
本実施形態では、電文を送信する側装置（地上装置、又は車上装置）から送信される電文を、電文を受信する側装置（車上装置、又は地上装置）にて受信し、当該電文を受信する側装置（車上装置、又は地上装置）において、両装置間における伝送品質を算出する列車制御装置の例を説明する。

【実施例1】

【0025】

図１は、本発明の列車制御装置の一実施例を示す構成図である。

【0026】

同図において、列車制御装置１は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）からなり、電文受信部１１、伝送品質監視部１２、記録部（データベース）１３、を有する。

【0027】

本発明における列車制御装置１は、例えば、軌道回路を用いたデジタル式ＡＴＣシステム（Auto Train Control System）、ＥＴＣＳ（European Train Control System）、ＣＢＴＣシステム（Communications Based Train Control System）、などに適用できる。

【0028】

電文受信部１１は、電文Ｄを受信／復調し、また、複合するものであって、電文信号受信／復調部１１１、電文複合部１１２、を有する。

【0029】

電文受信／復調部１１１は、例えば、地上装置（図示せず）から空間を伝播する変調された電文Ｄの空間波（アナログログ信号）を受信して復調し、ベースバンドのデジタルビット（デジタル値：０、１の２値のビット情報）Ｄ１を出力する。

【0030】

空間波は、例えば、２．４ＧＨｚ帯や４００ＭＨｚ帯などの周波数により、列車制御に必要な情報が電文Ｄを伝送する。空間波周波数は、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、ＳＳ（Spectrum Spread）などにより変調されている。

【0031】

電文複合部１１２は、電文受信／復調部１１１にて復調されたデジタルビット（０又は１）Ｄ１を連結したデジタル電文フレームＤ２、又はパケットを複合して出力する。

【0032】

デジタル電文フレームＤ２は、例えば、図４に示す如く、一連番号の「通信番号」Ｄ２２、また、「自列車在線位置」Ｄ２３、「進行方向」Ｄ２４、その他、を含んでいる。

【0033】

デジタル電文フレームＤ２のフォーマット、及びサイズは、共に任意である。詳細は後述する。

【0034】

伝送品質監視部１２は、電文受信部１１からの電文Ｄ（デジタル電文フレームＤ２）を受けて、当該電文の伝送品質を監視するものであって、電文情報監視・抽出部１２１、演算部１２２、を有する。

【0035】

電文情報監視・抽出部１２１は、電文受信部１１からのデジタル電文フレームＤ２に含まれる情報の中から電文Ｄの送信回数を推定するに足りる情報を監視して、例えば、受信電文カウント数ａや欠落フレームカウント数ｃを抽出する。

【0036】

電文Ｄの送信回数を推定するに足りる情報は、例えば、電文Ｄに含まれる「通信番号」Ｄ２２であり、又は電文Ｄを受信する側装置において生成される電文の「受信時間」Ｔａ、Ｔｂである。

【0037】

また、電文情報監視・抽出部１２１は、伝送品質を算出する上で必要となる情報、例えば、電文に含まれる「チェックコード」Ｄ２７に基づいて検定された検定結果（チェックコード検定エラー数）ｂ、を監視して抽出する。

【0038】

演算部１２２は、電文Ｄの送信回数を推定するに足りる情報に基づいて、当該電文Ｄの送信回数を推定して、電文送信装置と電文受信装置間における伝送品質（伝送品質情報ｋ）を算出する。

【0039】

記録部１３は、伝送品質監視部１２における演算部１２２により算出された伝送品質情報ｋ（例：ＦＥＲ）を記録する。

【0040】

記録部１３に記録した伝送品質情報ｋは、列車制御用として利用できるようにする。

【0041】

また、本システムにおける信号伝送設備を構成する各装置、各部品などのメンテナンス用として利用できるようにする。

【0042】

次に、本発明における伝送品質監視部１２の構成と、その動作について説明する。

【0043】

図２は、本発明の伝送品質監視部１２の一例を示す構成図である。

【0044】

同図において、伝送品質監視部１２は、電文情報監視・抽出部１２１、演算部１２２、を有する。

【0045】

電文情報監視・抽出部１２１は、通信番号監視・抽出部１２１１、チェックコード検定部１２１２、を有する。

【0046】

通信番号監視・抽出部１２１１は、電文複合部１１２からのデジタル電文Ｄ２に含まれる「通信番号」Ｄ２２を監視し、当該「通信番号」を元に、電文の送信回数を特定するに足りる情報ａ、ｃとして抽出する。

【0047】

そのため、通信番号監視・抽出部１２１１は、例えば、図３に示す如く、受信電文カウンタ部１２１１１、欠落フレームカウント部１２１１２、を有する。

【0048】

受信電文カウント部１２１１１は、例えば、デジタル電文フレームＤ２に含まれる「通信番号（一連番号）」Ｄ２２をもって、当該電文の受信数をカウントする。そして、当該カウント値を受信側の電文受信回数ａとして出力する。本実施例では、電文の受信数をカウントする元データとして、「通信番号（一連番号）」Ｄ２２を使用しているが、これに代えて「スタートフラグ」Ｄ２１、又は「プリアンブル」（図示せず）を用いてもよい。

【0049】

欠落フレームカウント部１２１１２は、例えば、デジタル電文フレームＤ２に含まれる「通信番号」Ｄ２２をもって、当該電文フレームの欠落、つまり欠落フレームの数をカウントする。そして、カウント値を受信側の欠落フレーム数ｃとして出力する。

【0050】

チェックコード検定部１２１２は、電文に含まれる巡回符号（ＣＲＣ：Cycle Redundancy Code）をもってデジタル電文Ｄ２を検定する。そして、その検定結果、エラーが発生した場合に、受信側のチェックコード検定エラー数ｂとして出力する。

【0051】

本実施例において、電文の送信回数を推定するに足りる情報として、電文Ｄに含まれる「通信番号」Ｄ２２に代えて、当該電文を受信する時間を示す「受信時間」Ｔａ、Ｔｂを利用することも可能である。「受信時間」を利用する場合には、電文情報監視・抽出部１２１は、電文を受信する時間を監視、抽出するように構成する。

【0052】

電文の「受信時間」Ｔａ,Ｔｂは、電文を受信する側装置において生成する。例えば、図５に示す如く、電文の受信周期（時間）をｔ１とし、電文の受信不可時間をｔ２、とすると、Ｔａは受信周期ｔ１に対する受信不可時間ｔ２の割合であり、この「受信時間」Ｔａは、受信不可時間内に欠落したフレーム数を推定する情報である。
電文の受信周期（時間）をｔ１とし、電文の受信不可時間をｔ３、とすると、Ｔｂは受信周期ｔ１に対する受信間隔時間ｔ３の割合の割合であり、この「受信時間」Ｔｂは、受信間隔内に送信された電文数を推定する情報である。

【0053】

次に、演算部１２２の構成例と、その動作について説明する。
演算部１２２は、電文送信回数推定演算部１２２１、伝送品質演算部１２２２、を有する。

【0054】

電文送信回数推定演算部１２２１は、電文受信回数ａと欠落フレーム数ｃとに基づいて、電文の送信回数ｄを推定する。電文の送信回数の推定例については、後述する。

【0055】

伝送品質演算部１２２２は、電文送信回数推定演算部１２２１からの電文送信回数ｄとチェックコード検定部１２１２からのチェックコードエラー検定エラー数ｂとに基づいて、地上装置−車上装置間の伝送品質（電文受信側の装置の受信品質）をフレームレートエラー（ＦＥＲ：Frame Error Rate）として算出する。そして、前記伝送品質算出結果を、伝送品質情報ｋとして出力する。その詳細については、後述する。

【0056】

伝送品質算出は、ＦＥＲに１フレーム当たりのビット数を除してビットエラーレート（ＢＥＲ：bit Error Rate）として算出してもよい。
但し、この場合は、１フレーム内でのエラービット数は１ビットであると仮定する。

【0057】

図４は、地上装置―車上装置との間で送受信される電文の一例を示すものであって、列車制御に用いる通信電文のフォーマット、及び電文中の各情報の一例を示す電文構成図である。

【0058】

通信電文は、鉄道システムにより、電文の長さやフレーム内に有する情報等が相違する。したがって、通信電文は、任意のフォーマットで構成する。しかし、多くの鉄道システムでは、電文の１フレームの開始位置の同期合わせのための「スタートフラグ」Ｄ２１、「通信番号（一連番号）」Ｄ２２、「列車制御データ」Ｄ２５、電文の「チェックコード」Ｄ２７、電文の１フレームの終了を検出するための「エンドフラグ」Ｄ２８を含む電文を使用している。

【0059】

システムによっては、「エンドフラグ」Ｄ２８を有さない電文フォーマットを使用する場合もある。
本例では、電文フォーマットとして、図４に示す如く、「スタートフラグ」Ｄ２１、「通信番号（一連番号）」Ｄ２２、自列車の在線位置情報を示す「自列車在線位置」Ｄ２３、列車の進行方向情報を示す「進行方向」Ｄ２４、列車を制御するための「制御データ」Ｄ２５、「その他のデータ」Ｄ２６、電文の誤りをチェックするＣＲＣなどの「チェックコード」Ｄ２７、「エンドフラグ」Ｄ２８、を有するものを使用する。

【0060】

次に、伝送品質監視部１２において、電文Ｄ（デジタル電文フレームＤ２）に含まれる「通信番号」Ｄ２２に基づいて送信回数ｄを推定し、当該送信回数ｄとチェックコード検定エラー数ｂに基づいて伝送品質をＦＥＲ算出する内容について説明する。

【0061】

まず、電文Ｄ２の「通信番号」Ｄ２２に基づいて送信回数ｄを推定する場合について説明する。

【0062】

受信電文カウント部１２１１１（図３参照）では、電文フレーム、又は電文中の情報である「スタートフラグ」Ｄ２１、又は「プリアンブル」を検知する。そして、この電文フレームＤ２を認識して当該電文フレームの受信回数をカウントし、受信電文回数ａとして出力する。

【0063】

次に、チェックコード検定部１２１２（図２参照）では、電文Ｄ（デジタル電文フレームＤ２）に付加されて送信される「チェックコード」Ｄ２７をもってチェックコード検定を行う。そして、前記検定結果におけるチェックコード検定エラーをカウントし、チェックコード検定エラー数ｂとして出力する。

【0064】

また、欠落フレームカウント部１２１１２（図３参照）では、デジタル電文フレームＤ２中の「通信番号」Ｄ２２の連続性を監視する。そして、最新の受信電文の「通信番号」Ｄ２２と、前回最後に受信した電文の「通信番号」Ｄ２２の差異から欠落フレームをカウントし、欠落フレームカウント数ｃとして出力する。

【0065】

例えば、最後に受信した電文内の「通信番号」Ｄ２２が”１０”であり、今回受信した電文の「通信番号」Ｄ２２が”１１”であった場合には、「通信番号」Ｄ２２に連続性があることから、電文欠落は発生していないと判断できる。

【0066】

一方、最後に受信した電文の「通信番号」Ｄ２２が”１０”であり、今回受信した電文の「通信番号」Ｄ２２が”１３”であった場合には、「通信番号」”１１”と”１２”を持つ２つの電文Ｄ２を受信側では受信できなかったことを意味する。故に、欠落フレームカウント部１２１１２により、欠落フレーム数“２”をカウントして総欠落フレーム数に「２」を加算する。

【0067】

但し、前回最後に受信した電文と、最新の受信電文間で「通信番号」Ｄ２２が巡回した場合には、「通信番号」が欠落したとは判断せず、連続であるとして判断する。

【0068】

また、例えば、「通信番号」Ｄ２２が”０”〜”２５５”を巡回する場合には、前回最後に受信した電文内の「通信番号」Ｄ２２が”２５５”であり、最新の受信電文の「通信番号」Ｄ２２が”０”である場合には、欠落フレーム数ｃは”０”とする。

【0069】

前回、最後に受信した電文の「通信番号」Ｄ２２が”２５４”であり、最新の受信電文の「通信番号」Ｄ２２が”１”である場合には、「通信番号」”２５５”と”０”を持つ２電文Ｄが欠落したと判定する。そして、欠落フレームカウント部１２１１２において電文欠落フレーム数ｃとして”２”をカウントし、総欠落フレーム数に「２」を加算する。

【0070】

上述した方法により、電文Ｄの送信回数ｄを推定することができる。

【0071】

本実施例では、電文フォーマットの例として、図４で示す如く、電文内に「通信番号」Ｄ２２を有する場合を示している。
しかし、電文フォーマットに「通信番号」Ｄ２２を有さない場合には、図５に示す、電文を受信する側装置において生成する電文の「受信時間」Ｔａ、Ｔｂ（例えば、受信周期ｔ１に対する電文の受信不可時間ｔ２の割合、又は受信周期ｔ１に対する電文間の受信間隔時間ｔ３の割合により電文欠落フレーム数ｃを算出する。

【0072】

例えば、１電文送信周期が０．５秒の一定間隔であると規定しているシステムにおいて、受信側で０．５秒の周期に連続して電文を受信している場合は、電文欠落は発生していないと判断することができる。
また、最後に電文を受信してから３秒間電文を受信していない状態となったのち、再度電文を受信した場合（電文受信再開した場合）は、欠落フレーム数は”６”であると判断できる。

【0073】

次に、伝送品質演算部１２１２における伝送品質算出（ＦＥＲ）について説明する。
ＦＥＲは、以下の数１により、算出する。
［数１］
ＦＥＲ＝ｅ／ｄ
ｄ：送信側の電文送信回数
ｅ：受信側の電文正常受信失敗回数

【0074】

ここで、受信側の電文正常受信失敗回数ｅは、受信側での電文を正常に受信できない失敗回数であって、例えば、チェックコード検定エラー数ｂと欠落フレーム数ｃの総数（ｂ＋ｃ）である。

【0075】

受信側の欠落フレーム数ｃは、送信側が送った電文のうち、受信側で受信できなかった電文フレームの数をいう。

【0076】

上記数１の通り、ＦＥＲは、送信側の電文送信回数ｄに対する受信側での電文正常受信失敗回数ｅの割合である。

【0077】

鉄道用信号システムの正常な動作を保証するためには、ＢＥＲは１０Ｅ−５以下であるべきである。例えば、１フレームが１００ビットである場合には、ＦＥＲは１０Ｅ−３以下であることが望ましい。

【0078】

上記数１の定義は、受信側の電文正常受信回数ａ’を用いて、以下の数２のように定義することも可能である。

【0079】

［数２］
ＦＲＥ＝１−（ａ’／ｄ）
＝１−（ａ−ｂ）／ｄ
ａ：受信側の電文受信回数
ａ’：受信側の電文正常受信回数（電文を正常に受信した回数）

【0080】

受信側の電文正常受信回数は、受信側の電文全受信回数ａ（受信側で何らかの電文フレームを受信したと認識した総回数）から、チェックコード異常（ＣＲＣエラーなど）で破棄された電文の数ｂを引いたものとし、送信側の送信回数ｄと受信側の受信回数ａとの比よりＦＥＲを算出する。

【0081】

しかし、上述した数１と数２のどちらにおいても、送信側の電文送信回数ｄは、公知の鉄道用信号システムにおいては受信側に伝達されていない。

【0082】

故に、受信側では電文送信回数ｄを取得することができない。電文送信回数を取得できない場合には、受信側において、送信側の電文送信回数ｄを推定して、下記数３の定義により、ＦＥＲの算出を行う。

【0083】

［数３］
ＦＥＲ＝１−（ａ−ｂ）／（ａ＋ｃ）
＝（ｂ＋ｃ）／（ａ＋ｂ）

【0084】

すなわち、上記数３で示すように、受信側の電文受信回数ａと受信側の欠落フレーム数ｃと受信側のチェックコード検定エラー数ｂとがわかれば、受信側においてＦＥＲ算出を行うことは可能である。

【0085】

以上述べたように、受信電文カウント部１２１１１とチェックコード検定部１２１２と欠落フレームカウント部１２１１２とにおける各処理により、伝送品質演算に必要とする情報（電文受信回数ａ、チェックコード検定エラー数ｂ、欠落フレーム数ｃ）を得て、伝送品質演算部１２２２にて上記数式４による伝送品質（ＦＥＲ）算出により、正確な伝送品質算出が可能となる。

【0086】

一方、通信電文内に、送信側の電文送信回数情報を含むシステムを構築した場合は、当該電文送信回数を受信する側にて直接検出することが可能となる。本システムの場合には、図１の構成から欠落フレーム数カウント部１２１１２を省いた構成とする。また、伝送品質監視部１２の演算部１２２による送信回数推定演算を省略することができる。
本発明においては、送信回数を推定して伝送品質を算出するとは、送信回数を示す情報を直接検出し、当該検出した送信回数に基づいて伝送品質を算出することも含む。

【実施例2】

【0087】

図６は、本発明の他の実施例を示す構成を示すブロック図である。
本実施例は、図１に示す電文受信部１１と伝送品質監視部１２とに加え、列車制御部１４（含列車制御演算部１４１）を追加したものである。

【0088】

列車制御演算部１４１は、電文受信部１１の信号複合部１１２から出力されるデジタル電文フレームＤ２、又はパケットにおける情報、及び伝送品質演算部１２１２における伝送品質情報ｋを利用して、被制御対象となる列車（車両）などを制御する、例えば、走行する列車の速度や位置を制御する列車制御信号ｍを生成して出力する。

【0089】

その他は、図１と同一であるので、同一部分には、同一番号を参照して説明を省略する。
また、列車制御装置１における列車制御部１４（列車制御演算部１４１）は、従来から周知の技術を利用することができ、その詳細説明は省略する。

【0090】

上述した実施例１、２によれば、受信側装置において、例えば、電文フレームに含まれる一つ以上の情報（一つ、又は複数の情報）を利用することにより、地上装置−車上装置間の伝送品質を、上述した従来技術に比し、より正確に算出することができる。

【実施例3】

【0091】

本実施例は、図１、図６に示す実施例の構成に加え、演算対象データを抽出する演算対象データ抽出部１２１３を設けたものである。また、例えば、列車進行方向／在線位置情報ｆ、又は進行距離情報ｇ、進行方向情報ｈ、など、を利用して、演算対象データ抽出部１２１３を制御するものである。そして、電文Ｄから演算に不要な非正常状態における演算対象外データを除外して、演算に必要な正常状態におけるデータのみを演算対象データとして、伝送品質演算部１２１２に供給するように構成としたものである。

【0092】

係る本実施例によれば、上述した軌道回路間の軌道境界部分やアクセスポイントハンドオーバ部分における上述した技術的課題（伝送品質算出劣化）に対して是正することができ、より有効な伝送品質を算出することができる。
例えば、演算対象範囲（列車の位置や区間・エリア）を絞った算出が可能となる。また、特定の区間や特定のエリアごとに伝送品質を算出可能となる。

【0093】

以下、その実施例について、図７〜図９を参照して説明する。
まず、図７及び図８を参照して、列車制御装置１を鉄道システムに適用した場合における技術課題について詳述する。
図７は、鉄道システムにおいて、地上装置−車上装置間の伝送手段に軌道回路（レール、ループ）を用いた設備構成を説明する概略図である。

【0094】

同図において、伝送設備は、地上装置６１、車上装置６２、複数の軌道回路６０２、６０３、を有する。

【0095】

地上装置６１は、列車制御装置（地上ＡＴＣ：Automatic Train Control）６０６を備え、上述したような電文を含む信号を作成する論理装置（図示せず）、当該信号を、軌道回路６０２，６０３を経由して車上装置に送信する信号送信装置（図示せず）、を有する。論理装置、信号送信装置は、周知であるので、詳細説明は省略する。

【0096】

車上装置は、図１に示す列車制御装置１を備え、レール６０７上を走行する列車（車両）６０１内に配置する。

【0097】

列車制御装置１は、地上ＡＴＣ６０６が送信する電文を含む送信信号を、車両前方に設けたアンテナ６０４により受信する。そして、アンテナ６０４により、受信した受信信号に含まれる電文の列車制御データに従って、保安対象である列車６０１、又は列車に関連する信号設備、などを制御する。

【0098】

図７に示す伝送設備においては、地上ＡＴＣ６０６から複数の軌道回路６０２（軌道回路Ａ）と軌道回路６０３（軌道回路Ｂ）とに対して異なる信号を送信する。

【0099】

ここで、軌道回路６０２上を走行し、当該軌道回路６０２からの送信信号（地上信号）を受信する列車６０１が、軌道回路６０３に進入することを前提とする。

【0100】

この場合、軌道回路６０２、６０３の軌道境界では信号が絶縁されている場合や、両軌道回路からの信号が混じっている場合がある。また、当該軌道境界への進入前後の電文、例えば軌道回路６０２を進出する瞬間の最後の１電文と軌道回路６０３に進入する瞬間の最初の１電文は、信号設備の原理上、正常に受信できない可能性が高い。

【0101】

すなわち、係る伝送設備下にあっては、上述した伝送品質演算を行うと、軌道回路間の軌道境界を通過する度にチェックコード検定エラーや電文欠落エラーを検知してしまい、伝送品質演算結果がおのずと悪化してしまう。

【0102】

但し、当該伝送品演算結果の悪化は、軌道境界では通信設備の原理上、電文受信エラーが発生するためであって、伝送品質演算の本来の目的である伝送設備の電上状態の定常状態からの異常変化監視からすると期待通りの悪化ではない。

【0103】

係る課題に対しては、軌道境界で受信した電文を伝送品質演算対象電文から外すことで本来監視したいシステムの伝送品質演算を行うことができる。

【0104】

例えば、在線軌道が変化したことを確認した場合、その前後の任意の時間、又は任意の距離(区間)で受信した電文は、後述する演算対象外データ除外部１２１３により除外する。

【0105】

そして、演算対象外データ除外部１２１３により除外した電文は、伝送品質演算部１２２２における伝送品質演算対象外とする。
これにより、原理上発生するエラーを演算対象から外しているので、監視すべきシステムのより正しい伝送品質監視が可能となる。

【0106】

通信で取得した電文の情報等から在線位置を検出できない場合は、受信信号の受信レベルの変化から在線軌道変化を確認してもよい。

【0107】

在線軌道変化確認は、軌道境界に近づけば近づくほど地上送信機の送信点に近づくことを応用したものである。

【0108】

在線軌道変化は、一般的に軌道回路６０２を進出する瞬間の受信レベルが最大となり、軌道回路Ｂ６０３に進入する瞬間の受信レベルが最小となる。

【0109】

したがって、在線軌道変化を確認は、当該受信レベルを利用し、軌道回路始端と終端の境界を意味する、不連続な受信レベル急変が起きた場合に、そのレベルの急変度合が一定の閾値を超えた際に軌道境界を検出して行う。

【0110】

図８は、鉄道システムにおいて、地上装置−車上装置間の伝送手段に空間波無線を用いる設備構成を説明する概略図である。

【0111】

同図において、伝送設備は、地上装置７１、車上装置７２、複数のアクセスポイントである基地局７０４、を有する。

【0112】

地上装置７１は、図７と同様に地上側の列車制御装置７０６を備え、上述したような電文を含む信号を作成する論理装置、当該信号を、基地局７０４を経由して車上装置７２に送信する信号送信装置、を有する。

【0113】

車上装置は、図１に示す列車制御装置１を備え、レール上を走行する列車（車両）７０１内に配置する。

【0114】

レール上を走行する列車７０１に配置された車上側の列車制御装置１は、当該列車が持つアンテナ７０２を介して地上側の列車制御装置７０６と間において、電文の送受信を行う。
地上側の列車制御装置７０６との伝送は、アクセスポイントとなる複数の基地局７０４を中継して行う。

【0115】

基地局（以下、アクセスポイントと称する）７０４は、列車７０１がどの位置に在線しても良好な伝送が行えるような任意の間隔で設置してある。そして、アンテナ７０５を介して車上側の列車制御装置１との間において、電波の送受信を行う。

【0116】

列車７０１は、電波の強弱に応じて接続するアクセスポイント７０４を切り替え、走行中の地上装置−車上装置間における電文の送受信を継続する。

【0117】

係る伝送設備下にあっては、伝送品質演算を行う場合、地上側の列車制御装置７０６ではアクセスポイント７０４ごとの伝送品質を算出する。又は列車７０１が送信する電文内に含まれる列車在線位置情報を用いて任意の位置や任意の区間ごとに伝送品質を算出する。

【0118】

一方、車上側の列車制御装置７０３では、伝送品質演算を行う場合、アクセスポイント７０４間をハンドオーバする際に、シームレスに接続を維持できない。

【0119】

係る課題に対しては、上述した処理と同様に、アクセスポイント７０４間のハンドオーバのとき、前後の任意の距離や任意の時間の通信データは、後述する演算対象データ抽出部１２１３により除外する。

【0120】

そして、演算対象外データ除外部１２１３により除外した通信データは、伝送品質演算部１２２２における伝送品質演算対象外とする。
これにより、アクセスポイント７０４の切り替わり時以外の定常状態における伝送品質を算出可能となる。

【0121】

逆に、ハンドオーバ時の前後の任意の距離や任意の時間のみの通信電文で伝送品質を算出すると、アクセスポイント７０４の切り替わり時の伝送性能を評価することが可能である。

【0122】

図７及び図８において説明した信号伝送システムにおいては、レール上を走行する車両を例に説明したが、モノレールや新交通のように、レールではなく、専用軌道上を走行するシステムにおいても同様に構成することで対応できる。

【0123】

次に、上述した課題、つまり電文欠落などに伴う伝送品質の低下を是正する実施例について図９を参照して説明する。

【0124】

図９は、本発明の他の実施例を示す列車制御装置の構成を示すブロック図である。同図において、伝送品質監視部１２は、演算対象データ抽出部１２１３、を有する。

【0125】

演算対象データ抽出部１２１３は、正常に受信できる状態における電文データを演算対象とするデータとして後段の伝送品質演算部１２１２に供給する。
そのため、演算対象データ抽出部１２１３は、電文情報監視・抽出部１２１と伝送品質演算部１２１２との間に配置される。

【0126】

そして、演算対象データ抽出部１２１３は、列車進行方向／在線位置抽出部１２１３１、演算対象外データ除去部１２１３２、を有する。

【0127】

列車進行方向／在線位置抽出部１２１３１は、列車が軌道回路の軌道境界前後に位置するとき、電文Ｄ２に含まれる列車進行方向／在線位置情報ｆを抽出する。

【0128】

また、列車進行方向／在線位置抽出部１２１３１は、アクセスポイントの切り替わり時、つまりハンドオーバのとき、電文Ｄ２に含まれる列車進行／在線位置情報ｆを抽出する。

【0129】

演算対象外データ除去部１２１３２は、列車進行方向／在線位置情報ｆを受けて、電文を正常に受信できない電文データを演算対象外データとして除外する。

【0130】

換言すれば、演算対象外データ除外部１２１３２は、上述した如く、軌道回路間の軌道境界前後、つまり電文が受信できない受信不可状態において、列車進行方向／在線位置情報ｆを受けたとき、演算対象外データを除外する。

【0131】

また、アクセスポイント間におけるハンドオーバ時前後、つまり電文Ｄを通信できない状態において、列車進行方向／在線位置情報ｆを受けたとき、演算対象外データを除外する。

【0132】

この演算対象外電文データ除外は、列車進行方向／在線位置情報ｆにより、演算対象外データ除外部１２１３２を制御することをもって行う。

【0133】

斯様に、演算対象外データを除去する構成とすることにより、伝送品質演算部１２１２において、演算対象データに対する伝送品質演算を特定エリアごとの、伝送品質演算を正確に行うことができる。

【0134】

本実施例は、電文Ｄ２に含まれる「列車在線位置」Ｄ２３を利用して、演算対象外データを除去するように制御するものであるが、電文Ｄ２に「列車在線位置」を示す情報を含まない場合においても、列車在線位置を判定し、演算対象範囲を絞った伝送品質算出を行うことができる。

【0135】

つまり、電文Ｄ２の中に「列車在線位置」Ｄ２３を含まない場合には、列車無線など、伝送品質演算対象としていない別の通信情報から進行距離情報ｇを生成し、この情報を利用して、演算対象外データ除外部１２１３２を制御して、演算対象外データを除去すればよい。

【0136】

進行距離情報ｇは、電文を受信する側において、例えば、車上装置の運転台装置に設けた距離パルスカウンタなどを用いて自己認識して生成すればよい。

【0137】

係る構成によれば、通信電文の中から列車在線位置を抽出できない場合でも特定の位置や区間・エリアごとの伝送品質演算が可能となる。

【0138】

以上述べた実施例では、図７における軌道回路の軌道境界や図８におけるアクセスポイントハンドオーバにおけるデータを演算対象外データとして除外するように制御する構成としたものであるが、以下のように構成して、定常状態における伝送品質の算出を可能としてもよい。

【0139】

すなわち、地上装置では軌道回路短絡により列車を検知する。また、車上装置が地上装置に対して送信する列車検知（ＴＤ：Train Detection）信号により、列車（車両）の在線位置を特定する。これらの情報を利用して特定エリア・特定区間ごとの伝送品質演算を行うようにする。

【0140】

さらに、図９で示すように、進行方向(上り／下りなど)の情報（進行方向情報ｈ）も演算要素に加えることができる。
これにより、特定エリア・特定区間、かつ、進行方向別に伝送品質演算することが可能となる。

【0141】

進行方向情報ｈは、以下のように取得することも可能である。例えば、車上側で伝送品質を演算する場合にあっては、列車(車両)そのものが持つ情報、例えば列車の運転台の前後どちらを前としているかというスイッチ条件、ハンドル条件を車両の行方向情報ｈとして取得する。

【0142】

この進行方向情報ｈは、図示していないが、ＤＩ（デジタルインプット）回路などにより、列車制御装置１に取り込むことができる。

【0143】

以上述べた実施例によれば、図７、図８で説明した上記課題に基づく伝送品質劣化を防止することができる。

【0144】

図１０は、本発明の列車制御装置において、電文受信から伝送品質に応じた制御までの処理手順を示すフローチャートである。

【0145】

同図において、列車制御装置１は、以下の処理を実行する。

【0146】

まず、ステップＳ８０１にて、列車制御装置１の電文受信部１１が電文を受信すると、伝送品質監視部１２は、ステップＳ８０２にて、伝送品質演算対象の電文であるかどうかを判定する。

【0147】

ステップＳ８０２は、図７、図８を基づいて説明したように、軌道回路６０２、６０３の軌道境界やアクセスポイント（基地局）７０４のアクセスポイント境界での電文を品質演算対象から外したい場合に行う判定である。

【0148】

ステップＳ８０２にて、例えば、在線位置の情報やアクセスポイントから取得した情報を元に、その瞬間の受信電文が伝送品質演算対象の電文ではない（非正常状態における受信電文）と判定した場合（ＮＯ）には、ステップＳ８０３にて、例えば、演算対象データ除外部１２１３２（図９参照）の内部メモリ（図示せず）に一時的に保存したデータから軌道境界、又はアクセスポイント切り替えポイントの前後データを演算対象外データとして除外する。

【0149】

つまり、在線軌道変化直前やアクセスポイント変化直前に受信した任意の距離や任意の時間の分のデータは、伝送品質演算結果から削除して、演算の対象外とする。そして、ステップＳ８０１にて、電文の受信待ちとする。

【0150】

ステップＳ８０３にて、伝送品質演算対象の電文（正常状態における受信電文）であると判定した場合（ＹＥＳ）には、次のステップＳ８０４に進む。

【0151】

ステップＳ８０４にて、列車進行方向や在線位置（情報ｆ、ｇ、ｈなど）が取得可能であるかどうか判定する。

【0152】

当該ステップ８０４にて、列車進行方向や在線位置が取得可能でない場合（ＮＯ）には、ステップＳ８０７に進む。

【0153】

列車進行方向や在線位置が取得可能である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ８０５に進む。そして、当該ステップＳ８０５にて、列車進行方向や在線位置が変化したか否かを判定する。

【0154】

ステップ８０５による判定結果、列車進行方向や在線位置が変化したと判定した場合（ＹＥＳ）には、次のステップＳ８０６に進む。

【0155】

そして、当該ステップ８０６にて、前回の演算時までの区間における伝送品質演算結果を例えば、伝送品質演算部１２１２の内部メモリ（図示せず）に一時的に保存し、当該伝送品質演算結果をリセット（０にクリア）する。

【0156】

次に、ステップＳ８０７において、進行方向や在線位置に応じて任意の区間ごとに、上述した伝送品質演算を行う。
この場合、ステップ８０７にて、任意の区間ごとに伝送品質演算を行う上で、列車進行方向や在線位置が取得できない場合は、すべての受信電文から伝送品質演算を行う。

【0157】

次に、ステップＳ８０８にて、伝送品質演算による伝送品質演算結果における伝送品質情報（ＦＥＲ）を、記録部１３（図１参照）、例えばデータベースに記録する。

【0158】

最後に、ステップＳ８０９にて、列車制御演算部１２による伝送品質情報をもって被制御対象物の制御を行う。つまり、伝送品質に応じた制御を行う。しかるのち、ステップＳ８０１に戻り、上述した処理を繰り返す。

【0159】

以上の処理手順により、任意の区間やエリアごとの伝送品質を算出し、伝送品質情報の記録を行うことができる。このときの演算結果であるＦＥＲ値やＢＥＲ値は、様々な列車制御に応用することが可能である。

【0160】

例えば、列車走行中に伝送品質演算結果であるＦＥＲが、ある任意の閾値を上回った場合、列車制御演算部では警告音を出する。これにより、列車の運転士や運行管理作業員に対して車上装置又は地上装置の伝送品質低下を知らせ、機器点検を促すことが可能となる。

【0161】

また、一編成の列車内に、又は一か所の地上装置設備内に受信装置が複数存在する構成において、システム稼働率を向上することも可能である。
すなわち、列車走行中にＦＥＲがある任意の閾値を上回った場合には、電文を受信する側装置は、部品の故障など、何らかの理由で伝送が正常に行えない状態である。

【0162】

このことから、受信側装置に故障が発生したと判断し、故障した受信側装置が受信した電文は列車制御から切り離して、正常な受信側装置のみで制御を継続する。これにより、システム稼働率を向上することができる。

【0163】

また、列車走行中に外部からのノイズなどにより、一時的に受信側のＦＥＲが、ある任意の閾値を上回った場合には、その対応としては、当該ＦＥＲを元に、電文を送信する側において、一時的に送信出力（送信レベル）を上げ、電文を受信する側において、受信感度を高めることにより、運行中の受信不可を回避することができる。

【0164】

これら以外にも、装置内に記録した伝送品質演算結果から、日々の伝送品質の時系列変化から統計を取ることにより、装置のメンテナンス周期をその統計情報により決めることができる。

【0165】

また、伝送品質の統計から、地上装置−車上装置間の伝送不良又は故障を早期に発見することができる。これにより、部品が完全に故障する前に、部品の交換を行い故障の未然防止を行うことも可能となる。

【0166】

また、部品の定期交換に代わり、統計情報に基づき必要な制御対象を絞ることでコスト低減につながるメリットもある。

【0167】

地上装置−車上装置間において、空間波無線を用いて電文の伝送を行う場合は、線路沿線の建物や環境変化により電波受信状況に影響を与える。しかし、この伝送品質の統計情報は、設備メンテナンス時に送信機出力を調整するための情報として利用するもできる。

【0168】

さらには、伝送品質演算結果は、運行中のシステムだけではなく、運行開始前の新システム導入時における調整作業短縮することが可能となる。
例えば、地上装置−車上装置間の送受信機調整作業において、各区間・エリアごとの伝送善し悪しの判断が可能である。

【0169】

また、受信側装置において、算出した伝送品質情報の数値判断により、受信側の受信信号検知閾値調整、送信側の出力レベル調整作業を容易に行うことが可能となる。

【0170】

また、従来技術に対してより正確に鉄道の信号システムにおける地上装置−車上装置間の伝送品質を算出することが可能である。

【0171】

また、その算出結果を活かして以下のような効果を奏することができる。
（１）地上装置―車上装置間の伝送品質に関する路線評価
（２）日々の時系列変化から車上受信装置の早期の故障発見や部品交換などメンテナンス向上
（３）運用中に置いてはＦＥＲ（Frame Error Rate）値が一定値を上回った場合において、受信側装置が複数存在する運用形態では受信装置の系切換を実施し、故障系を切り離して正常系で運用、稼働率向上

【0172】

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、等の情報は、メモリや、ハードディスク、等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0173】

１ 列車制御装置
１１ 電文受信部
１１１ 電文受信／復調部
１１２ 電文複合部
１２１ 電文情報監視・抽出部
１２１１ 通信番号監視・抽出部
１２１２ チェックコード検定部
１２１１１ 受信電文カウント部
１２１１２ 欠落フレームカウント部
１２ 伝送品質演算部
１２１ 電文情報監視・抽出部
１２１３ 演算対象データ抽出部
１２１３１ 列車進行方向／在線位置抽出部
１２１３２ 演算対象外データ除外部
１２２ 演算部
１２２１ 電文送信回数推定演算部
１２２２ 伝送品質演算部
Ｄ 電文
Ｄ１ デジタルビット
Ｄ２ デジタル電文フレーム
Ｄ２２ 通信番号（一連番号）
Ｄ２７ チェックコード
Ｔａ、Ｔｂ 電文受信時間
ａ 受信電文カウント数
ｂ チェックコード検定エラー数
ｃ 欠落フレーム数
ｄ 電文送信回数
ｅ 電文受信失敗回数
ｆ 列車進行／在線位置情報
ｇ 進行距離情報
ｈ 進行方向情報
ｋ 伝送品質情報
ＦＥＲ フレームエラーレート
１３ 記録部
１４ 列車制御部
１４１ 列車制御演算部
６０１ 列車
６０２ 軌道回路Ａ
６０３ 軌道回路Ｂ
６０４ 受信アンテナ（受電器）
６０５ 列車制御装置
６０６ 地上ＡＴＣ論理装置／信号送信装置
６０７ レール（線路）
７０１ 列車
７０２ 無線送受信アンテナ（車上側）
７０３ 列車制御装置（車上側）
７０４ アクセスポイント
７０５ 無線送受信アンテナ（地上側）
７０６ 列車制御装置（地上側）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】