特許 6353389 列車長測定方法及び列車長測定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6353389

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】列車長測定方法及び列車長測定システム

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/06 20060101AFI20180625BHJP

   B61L 25/02 20060101ALI20180625BHJP

   B61D 37/00 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   G01B21/06 101Z

   B61L25/02 C

   B61D37/00 G

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-66452(P2015-66452)

(22)【出願日】2015年3月27日

(65)【公開番号】特開2016-186444(P2016-186444A)

(43)【公開日】2016年10月27日

【審査請求日】2017年3月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000001292

【氏名又は名称】株式会社京三製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100124682

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100104710

【弁理士】

【氏名又は名称】竹腰 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100090479

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 一

(72)【発明者】

【氏名】岩田 浩司

(72)【発明者】

【氏名】杉山 陽一

(72)【発明者】

【氏名】北野 隆康

(72)【発明者】

【氏名】山道 孝

(72)【発明者】

【氏名】浅野 晃

(72)【発明者】

【氏名】記虎 正幸

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０６０８１７６９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９４８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４０４７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ２１／００ − ２１／３２

Ｂ６０Ｌ １／００ − ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ − １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ − １５／４２

Ｂ６１Ｄ １７／００ − ４９／００

Ｂ６１Ｆ １／００ − ９９／００

Ｂ６１Ｌ １／００ − ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数車両で編成された列車の車上装置が実行する列車長測定方法であって、
前記列車の先頭車両の走行状態情報を用いて、前記先頭車両が通過中の軌道部分の曲率を検出する第１の曲率検出ステップと、
前記第１の曲率検出ステップで検出された曲率波形と、直線区間と曲線区間との境界位置に予め定められた特徴点を通過する際の予め定められた特徴点通過波形とを比較して、前記先頭車両が前記特徴点を通過したことを判定する第１の通過判定ステップと、
前記列車の最後尾車両の走行状態情報を用いて、前記最後尾車両が通過中の軌道部分の曲率を検出する第２の曲率検出ステップと、
前記第２の曲率検出ステップで検出された曲率波形と、前記特徴点通過波形とを比較して、前記最後尾車両が前記特徴点を通過したことを判定する第２の通過判定ステップと、
前記第１の通過判定ステップで通過判定された時点から前記第２の通過判定ステップで通過判定された時点までの前記列車の走行距離に基づいて前記列車の列車長を算出するステップと、
を含む列車長測定方法。

【請求項2】

前記特徴点が、直線区間から曲線区間へ変化する前記境界位置に定められた、
請求項１に記載の列車長測定方法。

【請求項3】

前記第１の曲率検出ステップは、前記先頭車両のヨー角速度及び前記列車の走行速度を用いて曲率を検出し、
前記第２の曲率検出ステップは、前記最後尾車両のヨー角速度及び前記列車の走行速度を用いて曲率を検出する、
請求項１又は２に記載の列車長測定方法。

【請求項4】

複数車両で編成された列車の車上に搭載される列車長測定システムであって、
前記列車の先頭車両の走行状態情報を用いて、前記先頭車両が通過中の軌道部分の曲率を検出する第１の曲率検出部と、
前記第１の曲率検出部により検出された曲率波形と、直線区間と曲線区間との境界位置に予め定められた特徴点を通過する際の予め定められた特徴点通過波形とを比較して、前記先頭車両が前記特徴点を通過したことを判定する第１の通過判定部と、
前記列車の最後尾車両の走行状態情報を用いて、前記最後尾車両が通過中の軌道部分の曲率を検出する第２の曲率検出部と、
前記第２の曲率検出部により検出された曲率波形と、前記特徴点通過波形とを比較して、前記最後尾車両が前記特徴点を通過したことを判定する第２の通過判定部と、
前記第１の通過判定部で通過判定された時点から前記第２の通過判定部で通過判定された時点までの前記列車の走行距離に基づいて前記列車の列車長を算出する列車長算出部と、
を備えた列車長測定システム。

【請求項5】

前記列車の先頭車両に搭載される第１の車上装置と、前記列車の最後尾車両に搭載される第２の車上装置とを具備して構成された請求項４に記載の列車長測定システムであって、
前記第２の車上装置は、
所定の精度を有する第２の時計部と、
前記第２の曲率検出部と、
を備え、前記第２の曲率検出部により検出された曲率を、前記第２の時計部で計時された計時時刻と対応付けて前記第１の車上装置に送信し、
前記第１の車上装置は、
所定の精度を有する第１の時計部と、
前記第１の曲率検出部と、
前記第１の通過判定部と、
前記第２の車上装置から送信された曲率を用いて、前記最後尾車両が前記特徴点を通過したことを判定する前記第２の通過判定部と、
前記列車長算出部と、
を備えた、
列車長測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数車両で編成された列車の列車長測定方法等に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、無線式列車制御システムにおいては列車完全性管理が重要視されており、列車長は重要なパラメータの一つとして、正確な検知が求められている。編成車両数が固定の固定編成ならば、予め列車長を記憶しておけば良いが、貨物列車等の編成される車両種類や編成車両数が固定でない場合や、途中駅で分割併合を行う場合には、列車長の管理が必要となる。

【0003】

そこで、列車長を測定する様々な手法が提案されている。例えば、特許文献１には、列車を編成する各車両に車両長を含む車両情報を記憶したＩＤタグを取り付けておき、地上側で、各車両のＩＤタグから読み取った車両長をもとに列車長を算出する手法が開示されている。また、特許文献２には、各車両の先頭及び後尾の位置を取得して列車長を算出する手法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１２０５４４号公報

【特許文献2】特開２０１１−１８９８６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献１の手法では、各車両にＩＣタグを取り付け、地上側にＩＤタグの読み取り装置を設置するといった大がかりなシステム構成となる。また、特許文献２では、各車両の先頭及び後尾の位置を正確に取得する必要がある。例えば、無線式列車制御システムは、地上側の装置を可能な限り不要とし、制御に必要な情報収集及び情報処理を主に車上で行うことを目的とするシステムである。このため、車上側だけで、自列車の列車長を測定できるようにすることが望まれている。無線式列車制御システムを例に挙げたが、その他の列車制御システムであっても、車上側だけで自列車の列車長を測定することができれば地上側の設備が不要となるため便宜である。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車上で列車長を測定する新たな列車長の測定手法の実現である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための第１の発明は、
複数車両で編成された列車の車上装置が実行する列車長測定方法であって、
前記列車の先頭車両の走行状態情報を用いて、前記先頭車両が通過中の軌道部分の曲率を検出する第１の曲率検出ステップと、
前記第１の曲率検出ステップで検出された曲率波形と、予め定められた曲率が変化する特徴点を通過する際の予め定められた特徴点通過波形とを比較して、前記先頭車両が前記特徴点を通過したことを判定する第１の通過判定ステップと、
前記列車の最後尾車両の走行状態情報を用いて、前記最後尾車両が通過中の軌道部分の曲率を検出する第２の曲率検出ステップと、
前記第２の曲率検出ステップで検出された曲率波形と、前記特徴点通過波形とを比較して、前記最後尾車両が前記特徴点を通過したことを判定する第２の通過判定ステップと、
前記第１の通過判定ステップで通過判定された時点から前記第２の通過判定ステップで通過判定された時点までの前記列車の走行距離に基づいて前記列車の列車長を算出するステップと、
を含む列車長測定方法である。

【0008】

また、他の発明として、
複数車両で編成された列車の車上に搭載される列車長測定システムであって、
前記列車の先頭車両の走行状態情報を用いて、前記先頭車両が通過中の軌道部分の曲率を検出する第１の曲率検出部と、
前記第１の曲率検出部により検出された曲率波形と、予め定められた曲率が変化する特徴点を通過する際の予め定められた特徴点通過波形とを比較して、前記先頭車両が前記特徴点を通過したことを判定する第１の通過判定部と、
前記列車の最後尾車両の走行状態情報を用いて、前記最後尾車両が通過中の軌道部分の曲率を検出する第２の曲率検出部と、
前記第２の曲率検出部により検出された曲率波形と、前記特徴点通過波形とを比較して、前記最後尾車両が前記特徴点を通過したことを判定する第２の通過判定部と、
前記第１の通過判定部で通過判定された時点から前記第２の通過判定部で通過判定された時点までの前記列車の走行距離に基づいて前記列車の列車長を算出する列車長算出部と、
を備えた列車長測定システムを構成しても良い。

【0009】

また、更なる他の発明として、
前記列車の先頭車両に搭載される第１の車上装置と、前記列車の最後尾車両に搭載される第２の車上装置とを具備して構成された上述の列車長測定システムであって、
前記第２の車上装置は、
所定の精度を有する第２の時計部と、
前記第２の曲率検出部と、
を備え、前記第２の曲率検出部により検出された曲率を、前記第２の時計部で計時された計時時刻と対応付けて前記第１の車上装置に送信し、
前記第１の車上装置は、
所定の精度を有する第１の時計部と、
前記第１の曲率検出部と、
前記第１の通過判定部と、
前記第２の車上装置から送信された曲率を用いて、前記最後尾車両が前記特徴点を通過したことを判定する前記第２の通過判定部と、
前記列車長算出部と、
を備えた、
列車長測定システムを構成しても良い。

【0010】

この第１の発明等によれば、列車の先頭車両が特徴点を通過した時点から、最後尾車両が特徴点を通過した時点までの列車の走行距離に基づいて、列車の走行距離が算出される。車両が特徴点を通過したことの判定は、車両の走行状態情報を用いて検出した通過中の軌道部分の曲率に基づいてなされる。これにより、通過中の軌道部分の曲率を検出するといった簡易な方法によって、列車の走行中に車上側だけで自列車の列車長を測定できる新たな列車長の測定方法を実現できる。

【0011】

第２の発明として、第１の発明の列車長測定方法であって、
前記特徴点が、直線区間から曲線区間へ変化する所定位置に定められた、
列車長測定方法を構成しても良い。

【0012】

この第２の発明によれば、特徴点は、直線区間から曲線区間へ変化する所定位置に定められる。直線区間では曲率がほぼゼロであるため、直線区間から曲線区間へ変化する位置では、特徴点の通過を判定し易い。

【0013】

第３の発明として、第１又は第２の発明の列車長測定方法であって、
前記第１の曲率検出ステップは、前記先頭車両のヨー角速度及び前記列車の走行速度を用いて曲率を検出し、
前記第２の曲率検出ステップは、前記最後尾車両のヨー角速度及び前記列車の走行速度を用いて曲率を検出する、
列車長測定方法を構成しても良い。

【0014】

この第３の発明によれば、走行状態情報として、車両のヨー角速度及び列車の走行速度を用いて、この車両が通過中の軌道部分の曲率が算出される。具体的には、例えば、曲率は、ヨー角速度を走行速度で除した値として算出される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】列車長測定の概要図。

【図2】曲率に基づく車両の特徴点の通過判定の説明図。

【図3】列車長測定システムの構成図。

【図4】第１の車上装置の機能構成図。

【図5】第２の車上装置の機能構成図。

【図6】列車長測定処理のフローチャート。

【図7】列車長測定システムの他の構成例。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［原理］
本実施形態は、複数車両で編成された列車、具体的には、複数の貨車を連結して機関車で牽引する貨物列車を想定している。貨物列車は、新幹線などのように編成車両数が一定でなく、運搬する貨物や回送する貨車に応じて列車毎に編成車両数が異なる。また、貨物列車は、途中駅における貨車の切り離しや増結によって編成車両数が変動し得る。本実施形態は、編成車両数すなわち列車長が様々である列車の列車長を、走行中に車上で測定するものである。

【0017】

図１は、本実施形態の列車長の測定を説明する図である。図１は、軌道Ｒ上を列車が走行している様子を示す平面図である。図１に示すように、軌道Ｒには特徴点Ｑが定められている。この特徴点Ｑは、軌道Ｒ上の曲率の変化点であり、本実施形態では、曲率の変化が判断し易い直線区間と曲線区間との境界点に定められる。そして、この特徴点Ｑを通過する時の列車の走行状態情報を用いて、列車長を測定する。

【0018】

具体的には、先ず、図１（１）に示すように、時刻ｔ１において、先頭車両１２が特徴点Ｑを通過する。次いで、図１（２）に示すように、時刻ｔ２において、最後尾車両１４が特徴点Ｑを通過する。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間の列車の走行距離に基づいて列車長を決定する。「走行距離」という用語には２つの意味がある。１つは、文字通りの走行した距離という意味である。もう１つは、キロ程といった基準点からの軌道に沿った距離（道のり）を示し、いわば“走行位置”を示す意味である。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の走行距離という意味は前者の意味であるが、後者の意味の走行距離を用いて列車長を決定してもよい。すなわち、時刻ｔ１における列車の走行位置（走行距離）Ｌ１と、時刻ｔ２における列車の走行位置（走行距離）Ｌ２との差（＝Ｌ２−Ｌ１）を、前者の意味の走行距離として、列車長を決定するのである。本実施形態では、この方法で列車長を決定することとして説明する。

【0019】

車両（先頭車両１２、最後尾車両１４）の特徴点Ｑの通過判定は、走行状態情報である車両のヨー角速度ψと、列車の走行速度Ｖとに基づいて行われる。鉛直軸周りの回転運動の角速度であるヨー角速度ψは、車両に設置されている慣性センサによって計測する。車両の通過中の軌道部分の曲率Ｐは、車両のヨー角速度ψ、及び、列車の走行速度Ｖから、次式（１）で与えられる。
Ｐ＝ψ／Ｖ ・・（１）

【0020】

図２は、曲率Ｐに基づく特徴点Ｑの通過判定を説明する図である。列車の走行中、随時、車両１０に搭載した慣性センサ２０の計測値であるヨー角速度ψと、列車の走行速度Ｖとから、曲率Ｐを算出する。そして、現在まで求めた曲率の履歴から、現在から遡って所定の距離範囲Ｄ１における、走行位置と曲率との対応関係を示す曲率波形を生成する。この曲率波形を、予め設定された特徴点通過波形と比較し、一致を判定することで特徴点Ｑの通過を判定する。

【0021】

特徴点通過波形は、特徴点Ｑを含む所定の距離範囲Ｄ２における各位置と曲率との関係を示す波形であり、予め、慣性センサを搭載した車両が対象の路線を走行することで取得することができる。距離範囲Ｄ１，Ｄ２は同じであることが望ましい。特徴点Ｑは直線区間と曲線区間の境界点であるため、特徴点通過波形においては、特徴点Ｑの位置で曲率Ｐが変化する。直線区間では曲率Ｐはほぼゼロであるため、特徴点Ｑでの曲率Ｐの変化が判定し易い。なお、通過判定に当たって、走行中検知した曲率波形と、予め設定されている特徴点通過波形との一致判定は、例えば、相関演算によって実現することができる。

【0022】

［システム構成］
図３は、本実施形態の列車長測定システム１の構成図である。図３に示すように、列車長測定システム１は、先頭車両１２に搭載される第１の車上装置１００と、最後尾車両１４に搭載される第２の車上装置２００と、を備えて構成される。第１の車上装置１００と第２の車上装置２００とは、無線通信によって通信可能となっている。

【0023】

第１の車上装置１００は、先頭車両１２に設置されている慣性センサ２２で計測されるヨー角速度ψ１を用いて、先頭車両１２が通過中の軌道部分の曲率Ｐを検出し、検出した曲率Ｐを用いて先頭車両１２の特徴点Ｑの通過を判定するとともに、その通過時刻ｔ１を判定する。また、第２の車上装置２００は、最後尾車両１４に設置されている慣性センサ２４で計測されるヨー角速度ψ２を用いて、最後尾車両１４が通過中の軌道部分の曲率Ｐを検出し、検出した曲率Ｐを、第１の車上装置１００へ送信する。すると、第１の車上装置１００は、第２の車上装置２００から受信した、最後尾車両の曲率Ｐを用いて最後尾車両１４の特徴点Ｑの通過を判定するとともに、その通過時刻ｔ２を判定する。そして、通過時刻ｔ１，ｔ２の間の列車の走行距離に基づいて列車長を算出する。

【0024】

図３では、第１の車上装置１００と慣性センサ２２とを別体であるかのように図示しているが、第１の車上装置１００が慣性センサ２２を備える一体構成であってもよい。第２の車上装置２００と慣性センサ２４とも同様であり、第２の車上装置２００が慣性センサ２４を備える一体構成であってもよい。

【0025】

また、通過時刻ｔ１，ｔ２の間の列車の走行距離から列車長を算出する際は、走行距離をそのまま列車長としてもよいし、慣性センサ２２の設置位置と先頭車両１２の最先端位置との所定の相対距離、および、慣性センサ２４の設置位置と最後尾車両１４の最後端位置との所定の相対距離を、通過時刻ｔ１，ｔ２の間の列車の走行距離に加味して列車長を算出することとしてもよい。

【0026】

［機能構成］
図４は、先頭車両１２に搭載される第１の車上装置１００の機能構成図である。図４によれば、第１の車上装置１００は、時計部１０２と、通信部１０４と、処理部１１０と、記憶部１３０と、を備えて構成される。

【0027】

時計部１０２は、水晶発振器等を有する発振回路によって構成され、現在時刻や、指定タイミングからの経過時間を計時する。この時計部１０２による計時時刻は、例えば、標準電波やＧＰＳ衛星信号を受信することで精確な時刻情報を得て、正しい時刻に補正することで、所定の精度を有する。

【0028】

通信部１０４は、無線通信装置で実現され、外部装置（主に、第２の車上装置２００）との間で無線通信を行う。例えば、携帯電話通信等の無線通信網を介した通信装置として実現してもよいし、第２の車上装置２００と直接無線通信を行う専用の通信装置として実現してもよい。

【0029】

処理部１１０は、例えばＣＰＵ等の演算装置で実現され、記憶部１３０に記憶されたプログラムやデータに基づいて第１の車上装置１００の全体制御を行う。また、処理部１１０は、速度検出部１１２と、走行距離計測部１１４と、曲率検出部１１６と、先頭通過判定部１１８と、最後尾通過判定部１２０と、列車長算出部１２２と、を有する。

【0030】

速度検出部１１２は、先頭車両１２の車軸に取り付けられた速度発電機３２の回転数の計測値をもとに、列車の現在の走行速度Ｖを算出する。算出した走行速度Ｖは、計測時刻と対応付けて、計測走行速度情報１３６として蓄積記憶される。

【0031】

走行距離計測部１１４は、速度発電機３２の回転数の計測値をもとに、列車の走行距離（走行位置）を計測する。計測した走行距離（走行位置）は、計測時刻と対応付けて、計測走行距離情報１３８として蓄積記憶される。

【0032】

曲率検出部１１６は、速度検出部１１２によって算出された走行速度Ｖと、慣性センサ２２によって計測されたヨー角速度ψと、から、式（１）に従って、先頭車両１２が通過中の軌道部分の曲率Ｐを算出する。算出した曲率Ｐは、算出時刻と対応付けて、先頭曲率情報１４０として蓄積記憶される。この曲率Ｐの算出は、列車の走行中、短い時間間隔（例えば数ｍｓ〜数十ｍｓ間隔）で繰り返し行われる。

【0033】

先頭通過判定部１１８は、曲率検出部１１６が検出した曲率Ｐをもとに、先頭車両１２が特徴点を通過したことを判定するとともに、その通過時刻ｔ１を判定する。具体的には、時刻と曲率Ｐとの対応関係である先頭曲率情報１４０と、時刻と走行距離（すなわち、走行位置）との対応関係である計測走行距離情報１３８とを参照して、現在の走行位置までの距離範囲Ｄ１における、位置と曲率Ｐとの関係を示す曲率波形を生成する。そして、この曲率波形が特徴点通過波形と一致するか否かを判定する。一致する場合には、先頭車両１２が特徴点Ｑを通過したと判定するとともに、そのときの時刻を通過時刻ｔ１と判定する。

【0034】

最後尾通過判定部１２０は、第２の車上装置２００から受信した曲率Ｐをもとに、最後尾車両１４が特徴点を通過したことを判定するとともに、その通過時刻ｔ２を判定する。具体的には、第２の車上装置２００から受信した、時刻と対応付けられた曲率Ｐを、最後尾曲率情報１４２として蓄積記憶する。そして、この最後尾曲率情報１４２と、計測走行距離情報１３８とを参照して、所定の距離範囲Ｄ１における位置と曲率Ｐとの関係を示す曲率波形を生成し、この曲率波形が特徴点通過波形と一致するか否かを判定する。一致する場合には、最後尾車両１４が特徴点Ｑを通過したと判定するとともに、そのときの距離範囲Ｄ１の終点とした列車の走行位置に対応する時刻を、最後尾車両の特徴点の通過時刻ｔ２とする。

【0035】

最後尾通過判定部１２０は、先頭通過判定部１１８による特徴点Ｑの通過が判定された後に起動することができる。最後尾車両は先頭車両から遅れて特徴点Ｑを通過するためである。

【0036】

列車長算出部１２２は、先頭通過判定部１１８によって判定された先頭車両１２の特徴点の通過時刻ｔ１から、最後尾通過判定部１２０によって判定された最後尾車両１４の特徴点の通過時刻ｔ２までの間に列車が走行した距離を、列車長として算出する。すなわち、計測走行距離情報１３８を参照して、時刻ｔ１における走行距離（先頭通過位置Ｌ１）と、時刻ｔ２における走行距離（最後尾通過位置Ｌ２）とを取得し、その差（＝Ｌ２−Ｌ１）を、列車長として算出する。算出した列車長は、算出時刻と対応付けて、列車長情報１４６として記憶される。

【0037】

記憶部１３０は、ＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスクなどの記憶装置で実現され、処理部１１０が第１の車上装置１００を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部１１０の作業領域として用いられ、処理部１１０が実行した演算結果が一時的に格納される。記憶部１３０には、列車長測定プログラム１３２と、特徴点設定情報１３４と、計測走行速度情報１３６と、走行位置を示す計測走行距離情報１３８と、先頭曲率情報１４０と、最後尾曲率情報１４２と、特徴点通過情報１４４と、列車長情報１４６と、が記憶される。

【0038】

特徴点設定情報１３４は、軌道Ｒに定めた複数の特徴点Ｑに関する情報であり、特徴点Ｑそれぞれについて、識別情報となる特徴点番号１３４ａと、例えばキロ程で表されたこの特徴点の位置１３４ｂと、この特徴点を含む所定の距離範囲を走行した際に得られる曲率波形である特徴点通過波形１３４ｃと、を格納している。

【0039】

特徴点通過情報１４４は、特徴点設定情報１３４にて定義されている特徴点Ｑのうち、列車が通過した特徴点Ｑに関する情報であり、特徴点Ｑそれぞれについて、特徴点番号１４４ａと、この特徴点の先頭車両の通過時刻である先頭通過時刻（ｔ１）１４４ｂと、その時点の列車の走行位置である先頭通過位置（Ｌ１）１４４ｃと、この特徴点の最後尾車両の通過時刻である最後尾通過時刻（ｔ２）１４４ｄと、その時点の列車の走行位置である最後尾通過位置（Ｌ２）１４４ｅと、を格納している。

【0040】

図５は、最後尾車両１４に搭載される第２の車上装置２００の機能構成図である。図５によれば、第２の車上装置２００は、時計部２０２と、通信部２０４と、処理部２１０と、記憶部２２０と、を備えて構成される。

【0041】

時計部２０２は、水晶発振器等を有する発振回路によって構成され、現在時刻や、指定タイミングからの経過時間を計時する。この時計部２０２による計時時刻は、例えば、標準電波やＧＰＳ衛星信号を受信することで精確な時刻情報を得て、正しい時刻に補正することで、所定の精度を有する。

【0042】

通信部２０４は、無線通信装置で実現され、外部装置（主に、第１の車上装置１００）との間で無線通信を行う。例えば、携帯電話通信等の無線通信網を介した通信装置として実現してもよいし、第１の車上装置１００と直接無線通信を行う専用の通信装置として実現してもよい。

【0043】

処理部２１０は、例えばＣＰＵ等の演算装置で実現され、記憶部２２０に記憶されたプログラムやデータに基づいて第２の車上装置２００の全体制御を行う。また、処理部２１０は、速度検出部２１２と、曲率検出部２１４と、を有する。

【0044】

速度検出部２１２は、最後尾車両１４の車軸に取り付けられた速度発電機３４の回転数の計測値をもとに、列車の現在の走行速度Ｖを検出する。検出した速度は、検出時刻と対応付けて、計測走行速度情報２２４として蓄積記憶される。

【0045】

曲率検出部２１４は、速度検出部２１２によって算出された走行速度Ｖと、慣性センサ２４によって計測されたヨー角速度ψと、から、式（１）に従って、最後尾車両１４が通過中の軌道部分の曲率Ｐを算出する。算出した曲率Ｐは、算出時刻と対応付けて、検出曲率情報２２６として蓄積記憶される。また、検出した曲率Ｐを、算出時刻と対応付けて、随時、第１の車上装置１００へ送信する。この曲率Ｐの算出は、列車の走行中、短い時間間隔（例えば、数ｍｓ〜数十ｍｓ間隔）で繰り返し行われる。

【0046】

記憶部２２０は、ＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスクなどの記憶装置で実現され、処理部２１０が第２の車上装置２００を統合的に制御するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部２１０の作業領域として用いられ、処理部２１０が実行した演算結果が一時的に格納される。記憶部２２０には、曲率検出プログラム２２２と、検出曲率情報２２６と、計測走行速度情報２２４と、が記憶される。

【0047】

［処理の流れ］
図６は、第１の車上装置１００において実行される列車長測定処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、第１の車上装置１００の処理部１１０が、列車長測定プログラム１３２に従った処理を実行することで実現される。但し、速度検出部１１２による走行速度Ｖの算出、及び、走行距離計測部１１４による走行距離の計測は継続して行われているとする。

【0048】

先ず、曲率検出部１１６が、曲率Ｐの検出を開始する（ステップＳ１）。また、最後尾車両の第２の車上装置２００に対して、曲率の検出開始を指示する（ステップＳ３）。これにより、第２の車上装置２００は、曲率検出プログラム２２２の継続実行を開始し、曲率Ｐの検出と、検出した曲率Ｐを算出時刻と対応付けて第１の車上装置１００へ送信することとを、継続的に実行する。

【0049】

そして、処理部１１０は、特徴点設定情報１３４にて定められている特徴点の位置と、走行距離計測部によって計測されている現在の走行距離（すなわち、走行位置）を比較し、特徴点に接近したかを判定する（ステップＳ５）。例えば、数百ｍ手前の位置に達したかで接近を判定することができる。特徴点に接近したと判定したならば（ステップＳ７：ＹＥＳ）、先頭通過判定部１１８が、検出された曲率Ｐをもとに、接近している特徴点を先頭車両が通過したかの判定を行う（ステップＳ９）。通過していないならば（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ９に戻り、再度、先頭車両の通過判定を行う。先頭車両が特徴点を通過したと判定したならば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、そのときの時刻を、先頭車両の通過時刻ｔ１とする（ステップＳ１３）。

【0050】

次いで、最後尾通過判定部１２０が、第２の車上装置２００から受信した曲率Ｐをもとに、特徴点を最後尾車両が通過したかの判定を行う（ステップＳ１５）。
通過していないならば（ステップＳ１７：ＮＯ）、ステップＳ１５に戻り、再度、最後尾車両の通過判定を行う。最後尾車両が特徴点を通過したと判定したならば（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、そのときの時刻と、通過時刻ｔ２として取得する（ステップＳ１９）。続いて、列車長算出部１２２が、先頭時刻ｔ１における先頭通過位置Ｌ１と、最後尾時刻ｔ２における最後尾通過位置Ｌ２との差（＝Ｌ２−Ｌ１）を算出し、列車長とする（ステップＳ２１）。

【0051】

その後、処理部１１０は、例えば終着駅への到着等によって、本処理を終了するか否かを判断し、終了しないならば（ステップＳ２３：ＮＯ）、ステップＳ５に戻り、次の特徴点Ｑについて同様の処理を行う。終了するならば（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、曲率検出部１１６が曲率Ｐの検出を終了するとともに（ステップＳ２５）、第２の車上装置２００に、曲率Ｐの検出終了を指示する（ステップＳ２７）。以上の処理を行うと、本処理は終了となる。

【0052】

［作用効果］
このように、本実施形態の列車長測定システム１は、軌道Ｒに定められた特徴点Ｑを先頭車両１２が通過した時刻ｔ１から、最後尾車両１４が通過した時刻ｔ２までの間の列車の走行距離に基づいて列車長を算出する。特徴点Ｑの通過判定は、車両に搭載した慣性センサによるヨー角速度ψと、列車の走行速度Ｖとから、通過中の軌道部分の曲率Ｐに基づいて行う。これにより、通過中の軌道部分の曲率Ｐを検出するといった簡易な方法によって、列車の走行中に車上において自列車の列車長を測定することができる。

【0053】

［変形例］
なお、本発明を適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

【0054】

例えば、上述の実施形態では、先頭車両１２に搭載された第１の車上装置１００が、最後尾車両１４に搭載された第２の車上装置２００から受信した曲率Ｐをもとに最後尾車両１４の特徴点Ｑの通過を判定した。これを、第２の車上装置２００が行うこととしても良い。

【0055】

図７は、この場合の第１の車上装置１００Ａ及び第２の車上装置２００Ａの機能構成図である。図７によれば、第２の車上装置２００Ａにおいて、処理部２１０Ａは、最後尾通過判定部２１６を有し、記憶部２２０Ａには、特徴点設定情報１３４が記憶される。最後尾通過判定部２１６は、曲率検出部２１４が検出した曲率Ｐをもとに、特徴点設定情報１３４を参照して、最後尾車両１４の特徴点Ｑの通過を判定するとともに、その通過時刻ｔ２を判定する。そして、判定した最後尾車両１４の特徴点Ｑの通過時刻ｔ２を、第１の車上装置１００Ａへ送信する。すると、第１の車上装置１００Ａにおいて、列車長算出部１２２は、先頭通過判定部１１８が判定した先頭車両の特徴点Ｑの通過時刻ｔ１と、第２の車上装置２００Ａから受信した最後尾車両１４の特徴点Ｑの通過時刻ｔ２とを用いて、列車長を算出する。

【0056】

或いは、第２の車上装置２００は、曲率Ｐの検出を行わず、慣性センサ２４によって計測されたヨー角速度を、その計測時刻と対応付けて、第１の車上装置１００へ送信しても良い。この場合、第１の車上装置１００は、第２の車上装置２００から受信したヨー角速度から、最後尾車両１４が通過中の軌道部分の曲率Ｐを算出し、最後尾車両１４の特徴点Ｑの通過判定を行う。

【符号の説明】

【0057】

１０ 車両、１２ 先頭車両、１４ 最後尾車両
２０（２２，２４） 慣性センサ、３３，３４ 速度発電機
Ｒ 軌道
１ 列車長測定システム
１００ 第１の車上装置
１０２ 時計部、１０４ 通信部
１１０ 処理部
１１２ 速度検出部、１１４ 走行距離計測部、１１６ 曲率検出部
１１８ 先頭通過判定部、１２０ 最後尾通過判定部、１２２ 列車長算出部
１３０ 記憶部
１３２ 列車長測定プログラム、１３４ 特徴点設定情報
１３６ 計測走行速度情報、１３８ 計測走行距離情報
１４０ 先頭曲率情報、１４２ 最後尾曲率情報
１４４ 特徴点通過情報、１４６ 列車長情報
２００ 第２の車上装置
２０２ 時計部、２０４ 通信部
２１０ 処理部
２１２ 速度検出部、２１４ 曲率検出部
２２０ 記憶部
２２２ 曲率検出プログラム、２２４ 計測走行距離情報、２２６ 検出曲率情報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】