特開 2024-173387 地上無線制御装置、無線制御システム及び無線制御方法

(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】P2024173387

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】地上無線制御装置、無線制御システム及び無線制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 36/10 20090101AFI20241205BHJP

   H04W 72/0453 20230101ALI20241205BHJP

   B61L 3/12 20060101ALI20241205BHJP

   B61L 25/02 20060101ALI20241205BHJP

   H04W 4/42 20180101ALI20241205BHJP

   H04W 92/22 20090101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H04W36/10

H04W72/0453

B61L3/12 Z

B61L25/02 G

H04W4/42

H04W92/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023091765

(22)【出願日】2023-06-02

(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】弁理士法人第一国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山崎 由理

(72)【発明者】

【氏名】グエン ヴァン クエト

(72)【発明者】

【氏名】藤嶋 堅三郎

【テーマコード（参考）】

5H161

5K067

【Ｆターム（参考）】

5H161AA01

5H161BB03

5H161DD21

5H161FF02

5H161FF07

5K067EE02

5K067EE10

5K067EE16

(57)【要約】

【課題】列車が隣接する地上無線制御装置の制御範囲をまたいで固定無線局をハンドオーバする際にかかる処理時間を短縮する。
【解決手段】列車に搭載される移動無線局と無線通信を行う複数の固定無線局の動作を管理する地上無線制御装置であって、当該地上無線制御装置は、当該地上無線制御装置と隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報を保持する割当情報保持部と、前記移動無線局からの接続候補の情報に対して前記割当情報保持部が保持する割当情報から前記他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に無線通信チャネルの割当が可能か否かを判定する切替判定部とを備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

列車に搭載される移動無線局と無線通信を行う複数の固定無線局の動作を管理する地上無線制御装置であって、
当該地上無線制御装置は、当該地上無線制御装置と隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報を保持する割当情報保持部と、前記移動無線局からの接続候補の情報に対して前記割当情報保持部が保持する割当情報から前記他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に無線通信チャネルの割当が可能か否かを判定する切替判定部とを備えることを特徴とする地上無線制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の地上無線制御装置において、
前記割当情報保持部は、当該地上無線制御装置と隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報に対して、所定の周期で、割当情報の同期処理が行われることを特徴とする地上無線制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載の地上無線制御装置において、
前記切替判定部は、当該地上無線制御装置と隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に対して割当可能と判定した場合、前記移動無線局へ割当可能通知を送信することを特徴とする地上無線制御装置。

【請求項4】

請求項１に記載の地上無線制御装置において、
前記切替判定部は、当該地上無線制御装置と隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に対して割当可能と判定した場合、前記他の地上無線制御装置へ割当可能通知を送信することを特徴とする地上無線制御装置。

【請求項5】

請求項１に記載の地上無線制御装置において、
前記割当情報には、前記他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の空き状況を示す情報が含まれることを特徴とする地上無線制御装置。

【請求項6】

列車に搭載される移動無線局と、地上に設置され前記移動無線局との通信を行う複数の固定無線局と、前記複数の前記固定無線局の動作を管理する地上無線制御装置とを備え、
前記地上無線制御装置は、第一の地上無線制御装置と、前記第一の地上無線制御装置に隣接する第二の地上無線制御装置を含む複数の地上無線制御装置で構成され、
前記第一の地上無線制御装置は、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報を保持する割当情報保持部と、前記移動無線局からの接続候補の情報に対して前記割当情報保持部が保持する割当情報から前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局に無線通信チャネルの割当が可能か否かを判定する切替判定部とを備えることを特徴とする無線制御システム。

【請求項7】

請求項６に記載の無線制御システムにおいて、
前記第一の地上無線制御装置の割当情報保持部は、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報に対して、所定の周期で、割当情報の同期処理が行われることを特徴とする無線制御システム。

【請求項8】

請求項６に記載の無線制御システムにおいて、
前記第一の地上無線制御装置の切替判定部は、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局に対して割当可能と判定した場合、前記移動無線局へ割当可能通知を送信することを特徴とする無線制御システム。

【請求項9】

請求項８に記載の無線制御システムにおいて、
前記列車は、前記割当可能通知を前記移動無線局が受信した場合、前記第二の地上無線制御装置が管理する無線通信の範囲へのハンドオーバが可能になることを特徴とする無線制御システム。

【請求項10】

請求項６に記載の無線制御システムにおいて、
前記第一の地上無線制御装置の切替判定部は、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局に対して割当可能と判定した場合、前記第二の地上無線制御装置へ割当可能通知を送信することを特徴とする無線制御システム。

【請求項11】

請求項１０に記載の無線制御システムにおいて、
前記第二の地上無線制御装置は、前記第一の地上無線制御装置から受信した割当可能通知に該当する固定無線局の割当処理を行うことを特徴とする無線制御システム。

【請求項12】

請求項６に記載の無線制御システムにおいて、
前記割当情報には、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局の空き状況を示す情報が含まれることを特徴とする無線制御システム。

【請求項13】

列車に搭載される移動無線局と無線通信を行う複数の固定無線局の動作を管理する地上無線制御装置を用いた無線制御方法であって、
隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報を保持するステップと、
前記移動無線局からの接続候補の情報に対して前記割当情報から隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に無線通信チャネルの割当が可能か否かを判定するステップとを有することを特徴とする無線制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地上無線制御装置、無線制御システム及び無線制御方法に関し、特に、列車制御に用いる無線通信システムにおける地上無線制御装置、無線制御システム及び無線制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

列車を制御する無線通信システムでは、固定無線局間で列車との間の通信を引き継ぐハンドオーバ処理が必要となる。例えば、特許文献１では、移動体の無線チャネルの受信電力に基づいて、ハンドオーバ先の固定無線局の決定する無線通信システムが開示されている。

【0003】

具体的には、特許文献１では、移動無線局の移動に伴って移動無線局の通信相手となる固定無線局を切り替えるハンドオーバを実施する際に、少なくとも一つの固定無線局との間で割り当てられている無線通信チャネルを維持し、他の前記固定無線局との間で割り当てられている無線通信チャネルを開放し、ハンドオーバ前には無線通信チャネルが割り当てられていない１又は複数の固定無線局との間で割り当てられる無線通信チャネルをハンドオーバあとに使用する構成が記載されている。さらに、特許文献１では、移動無線局は、移動体制御情報を伝送する無線チャネルの受信電力に基づいて、前記移動体制御情報の伝送先となる固定無線局を決定することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２１６２９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載されたシステムでは、地上無線制御装置は、自装置配下の固定無線局の無線通信チャネル割り当て情報を保持するのみである。一方で、システムを拡張する際には、同システムに複数の地上無線制御装置を配置することが考えられる。このとき、列車は隣接する地上無線制御装置の制御範囲間をハンドオーバしながら走行することになる。

【0006】

このような場合、地上無線制御装置は自装置配下の固定無線局の無線チャネル割当情報のみ持つことになる。このため、列車が隣接する地上無線制御装置の制御範囲間をまたいで固定無線局をハンドオーバする場合、隣接する地上無線制御装置に空きチャネルの有無を問い合せ、応答が来るまで待つ必要が生じる。これにより、列車が隣接する地上無線制御装置の制御範囲に進入可能かどうかが判明するまでに時間を要するという問題がある。

【0007】

本発明は、上記課題に鑑みて、列車が隣接する地上無線制御装置の制御範囲をまたいで固定無線局をハンドオーバする際にかかる処理時間を短縮することができる地上無線制御装置、無線制御システム及び無線制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、代表的な本発明の地上無線制御装置の一つは、列車に搭載される移動無線局と無線通信を行う複数の固定無線局の動作を管理する地上無線制御装置であって、当該地上無線制御装置は、当該地上無線制御装置と隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報を保持する割当情報保持部と、前記移動無線局からの接続候補の情報に対して前記割当情報保持部が保持する割当情報から前記他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に無線通信チャネルの割当が可能か否かを判定する切替判定部とを備えることを特徴とする。

【0009】

さらに本発明の無線制御システムの一つは、列車に搭載される移動無線局と、地上に設置され前記移動無線局との通信を行う複数の固定無線局と、前記複数の前記固定無線局の動作を管理する地上無線制御装置とを備え、前記地上無線制御装置は、第一の地上無線制御装置と、前記第一の地上無線制御装置に隣接する第二の地上無線制御装置を含む複数の地上無線制御装置で構成され、前記第一の地上無線制御装置は、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報を保持する割当情報保持部と、前記移動無線局からの接続候補の情報に対して前記割当情報保持部が保持する割当情報から前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局に無線通信チャネルの割当が可能か否かを判定する切替判定部とを備えることを特徴とする。

【0010】

さらに本発明の無線制御方法の一つは、列車に搭載される移動無線局と無線通信を行う複数の固定無線局の動作を管理する地上無線制御装置を用いた無線制御方法であって、隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報を保持するステップと、前記移動無線局からの接続候補の情報に対して前記割当情報から隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に無線通信チャネルの割当が可能か否かを判定するステップとを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、列車が隣接する地上無線制御装置の制御範囲をまたいで固定無線局をハンドオーバする際にかかる処理時間を短縮することができる。
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本開示の実施形態による態様を実施するためのコンピュータシステムのブロック図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態を示すシステム構成図である。

【図3】図３は、本発明における地上無線制御装置と車上無線制御装置との間の無線による情報の伝送方法の例を示す図である。

【図4】図４は、本発明における隣接する地上無線制御装置間のハンドオーバ時の固定無線局の空き検索処理の例を示す図である。

【図5】図５は、本発明における地上無線制御装置が車上無線制御装置へ送信する情報とハンドオーバ可否の例を示す図である。

【図6】図６は、本発明における隣接する地上無線制御装置間のハンドオーバ時の固定無線局の割当通知情報の伝送方法の例を示す図である。

【図7】図７は、本発明における地上無線制御装置が車上無線制御装置へ送信する情報とハンドオーバ可否の例を示す図である。

【図8】図８は、本発明における隣接する地上無線制御装置間のハンドオーバ時の固定無線局の割当処理の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明を実施するための形態を説明する。

【0014】

＜実施形態による態様を実施するためのコンピュータシステム＞
図１は、本開示の実施形態による態様を実施するためのコンピュータシステム３００のブロック図である。本明細書で開示される様々な実施形態の機構及び装置は、任意の適切なコンピューティングシステムに適用されてもよい。コンピュータシステム３００の主要コンポーネントは、１つ以上のプロセッサ３０２、メモリ３０４、端末インターフェース３１２、ストレージインターフェース３１４、Ｉ／Ｏ（入出力）デバイスインターフェース３１６、及びネットワークインターフェース３１８を含む。これらのコンポーネントは、メモリバス３０６、Ｉ／Ｏバス３０８、バスインターフェースユニット３０９、及びＩ／Ｏバスインターフェースユニット３１０を介して、相互的に接続されてもよい。

【0015】

コンピュータシステム３００は、プロセッサ３０２と総称される１つ又は複数の処理装置３０２Ａ及び３０２Ｂを含んでもよい。各プロセッサ３０２は、メモリ３０４に格納された命令を実行し、オンボードキャッシュを含んでもよい。ある実施形態では、コンピュータシステム３００は複数のプロセッサを備えてもよく、また別の実施形態では、コンピュータシステム３００は単一の処理装置によるシステムであってもよい。処理装置としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等を適用できる。

【0016】

ある実施形態では、メモリ３０４は、データ及びプログラムを記憶するためのランダムアクセス半導体メモリ、記憶装置、又は記憶媒体（揮発性又は不揮発性のいずれか）を含んでもよい。ある実施形態では、メモリ３０４は、コンピュータシステム３００の仮想メモリ全体を表しており、ネットワークを介してコンピュータシステム３００に接続された他のコンピュータシステムの仮想メモリを含んでもよい。メモリ３０４は、概念的には単一のものとみなされてもよいが、他の実施形態では、このメモリ３０４は、キャッシュおよび他のメモリデバイスの階層など、より複雑な構成となる場合がある。例えば、メモリは複数のレベルのキャッシュとして存在し、これらのキャッシュは機能毎に分割されてもよい。その結果、１つのキャッシュは命令を保持し、他のキャッシュはプロセッサによって使用される非命令データを保持する構成であってもよい。メモリは、いわゆるＮＵＭＡ（Ｎｏｎ－Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ）コンピュータアーキテクチャのように、分散され、種々の異なる処理装置に関連付けられてもよい。

【0017】

メモリ３０４は、本明細書で説明する機能を実施するプログラム、モジュール、及びデータ構造のすべて又は一部を格納してもよい。例えば、メモリ３０４は、潜在因子特定アプリケーション３５０を格納していてもよい。ある実施形態では、潜在因子特定アプリケーション３５０は、後述する機能をプロセッサ３０２上で実行する命令又は記述を含んでもよく、あるいは別の命令又は記述によって解釈される命令又は記述を含んでもよい。ある実施形態では、潜在因子特定アプリケーション３５０は、プロセッサベースのシステムの代わりに、またはプロセッサベースのシステムに加えて、半導体デバイス、チップ、論理ゲート、回路、回路カード、および／または他の物理ハードウェアデバイスを介してハードウェアで実施されてもよい。ある実施形態では、潜在因子特定アプリケーション３５０は、命令又は記述以外のデータを含んでもよい。

【0018】

コンピュータシステム３００は、プロセッサ３０２、メモリ３０４、表示システム３２４、及びＩ／Ｏバスインターフェースユニット３１０間の通信を行うバスインターフェースユニット３０９を含んでもよい。Ｉ／Ｏバスインターフェースユニット３１０は、様々なＩ／Ｏユニットとの間でデータを転送するためのＩ／Ｏバス３０８と連結していてもよい。Ｉ／Ｏバスインターフェースユニット３１０は、Ｉ／Ｏバス３０８を介して、Ｉ／Ｏプロセッサ（ＩＯＰ）又はＩ／Ｏアダプタ（ＩＯＡ）としても知られる複数のＩ／Ｏインターフェースユニット３１２、３１４、３１６、及び３１８と通信してもよい。

【0019】

ストレージインターフェース３１４は、１つ又は複数のディスクドライブや直接アクセスストレージ装置３２２（通常は磁気ディスクドライブストレージ装置であるが、単一のディスクドライブとして見えるように構成されたディスクドライブのアレイ又は他のストレージ装置であってもよい）の取り付けが可能である。ある実施形態では、ストレージ装置３２２は、任意の二次記憶装置として実装されてもよい。メモリ３０４の内容は、ストレージ装置３２２に記憶され、必要に応じてストレージ装置３２２から読み出されてもよい。ネットワークインターフェース３１８は、コンピュータシステム３００と他のデバイスが相互的に通信できるように、通信経路を提供してもよい。この通信経路は、例えば、ネットワーク３３０であってもよい。

【0020】

図１に示されるコンピュータシステム３００は、プロセッサ３０２、メモリ３０４、バスインタフェース３０９、表示システム３２４、及びＩ／Ｏバスインターフェースユニット３１０の間の直接通信経路を提供するバス構造を備えているが、他の実施形態では、コンピュータシステム３００は、階層構成、スター構成、又はウェブ構成のポイントツーポイントリンク、複数の階層バス、平行又は冗長の通信経路を含んでもよい。さらに、Ｉ／Ｏバスインターフェースユニット３１０及びＩ／Ｏバス３０８が単一のユニットとして示されているが、実際には、コンピュータシステム３００は複数のＩ／Ｏバスインターフェースユニット３１０又は複数のＩ／Ｏバス３０８を備えてもよい。また、Ｉ／Ｏバス３０８を様々なＩ／Ｏデバイスに繋がる各種通信経路から分離するための複数のＩ／Ｏインターフェースユニットが示されているが、他の実施形態では、Ｉ／Ｏデバイスの一部または全部が、１つのシステムＩ／Ｏバスに直接接続されてもよい。

【0021】

ある実施形態では、コンピュータシステム３００は、マルチユーザメインフレームコンピュータシステム、シングルユーザシステム、又はサーバコンピュータ等の、直接的ユーザインターフェースを有しない、他のコンピュータシステム（クライアント）からの要求を受信するデバイスであってもよい。

【0022】

＜システム構成図＞
図２は、本発明の一実施形態を示すシステム構成図である。

【0023】

図２に示す無線通信システムは、運行管理装置１、地上保安装置２、バックボーンネットワーク３、地上無線制御装置４、固定無線局７、アンテナ８、列車９を備えている。地上無線制御装置４は、割当情報保持部５と切替判定部６を有している。列車９は、車上無線制御装置１０、移動無線局１１、アンテナ１２を有している。また、地上側のネットワークは、運行管理装置１、地上保安装置２、バックボーンネットワーク３、地上無線制御装置４、固定無線局７、アンテナ８が相当する。なお、地上側のネットワークは列車９以外の場所の地上側に配置されていることを示している。

【0024】

運行管理装置１は、地上側に設置され、列車９の運行を管理する装置である。例えば、ダイヤ通りに列車を走行させるための情報を送信する。

【0025】

地上保安装置２は、地上側に設置され、列車９の運行の制御を行う。具体的には、列車９には、（図示を省略した）車上保安装置が搭載されており、地上保安装置２と情報のやりとりを行いながら、列車９の制御を行う。

【0026】

バックボーンネットワーク３は、運行管理装置１、地上保安装置２、地上無線制御装置４において情報のやりとりが可能なネットワークである。専用のネットワークを構成することが可能である。

【0027】

地上無線制御装置４は、地上側に設置されており、無線通信に関する制御を行う。図２の例では、地上無線制御装置４－１とそれに隣接する地上無線制御装置４－２の２つの地上無線制御装置４を備えている。地上無線制御装置４－１と地上無線制御装置４－２は、バックボーンネットワーク３を介して、情報のやりとりが可能である。なお、図２では、地上無線制御装置４－１には、割当情報保持部５－１と切替判定部６－１を有し、図２では、地上無線制御装置４－２には、割当情報保持部５－２と切替判定部６－２をそれぞれ有している。地上無線制御装置４は、例えば、図１のコンピュータシステム３００を用いることができる。

【0028】

地上無線制御装置４の数は複数設けられる。これは、１つの地上無線制御装置４が管理する固定無線局７及びアンテナ８の数が多いと、制御範囲が広範囲となるため、制御処理に負荷がかかり、メンテナンスの手間もかり、コストが高くなるためである。このため、対応する固定無線局７及びアンテナ８の範囲を分けて地上無線制御装置４を複数設ける構成としている。

【0029】

地上無線制御装置４が有する割当情報保持部５は、自身の地上無線制御装置４の固定無線局７の割当情報と、隣接する地上無線制御装置４の固定無線局７の割当情報を保持する。図２の例では、地上無線制御装置４－１は、自身と、隣接する地上無線制御装置４－２の割当情報を保持することが可能である。

【0030】

地上無線制御装置４が有する切替判定部６は、空き検索処理、割当可能通知処理、割当処理等を行うことができる。空き検索処理は、どの固定無線局７が空いているかを検索する処理である。割当可能通知は、どの固定無線局７に割当が可能かを通知する処理である。割当処理は、特定の固定無線局７に割当を行う処理である。

【0031】

固定無線局７は、地上無線制御装置４と接続されて地上側に複数（例えば、５個以上、さらには１０個以上）設置されている。すなわち、１つの地上無線制御装置４に対して複数の固定無線局７が接続されている。図２では、地上無線制御装置４－１に対して１０個の固定無線局７－１から７－１０が接続され、地上無線制御装置４－２に対して１０個の固定無線局７－１１から７－２０が接続されている例を示す。地上無線制御装置４－１は、固定無線局７－１から７－１０を管理し、地上無線制御装置４－２は、固定無線局７－１１から７－２０を管理する。固定無線局７は、対応するアンテナ８で受信する無線電波の強度を検出したり、対応するアンテナ８で受信する無線電波を信号に変換したり、対応するアンテナ８から送信するため信号を無線電波に変換したりすることができる。

【0032】

アンテナ８は、地上側に複数（例えば、５個以上、さらには１０個以上）設置されて、固定無線局７に付随している。それぞれのアンテナ８は、それぞれの固定無線局７と単独または複数接続されている。図２では、アンテナ８―１から８－２０は、固定無線局７－１から７－２０にそれぞれ１つずつ接続されている例を示している。アンテナ８は、アンテナ１２との送受信を可能とするため、無線電波を送受信する機能を有している。複数のアンテナ８は、列車９の路線（線路等）に沿って沿線に設置されている。図２では、アンテナ８―１～８－２０がこの順番に路線に沿って設けられている例を示している。

【0033】

列車９は、路線に沿って走行する移動体である。列車９は、１又は複数でもよく、無線通信を介して地上側のネットワークと通信接続される。

【0034】

列車９が有する車上無線制御装置１０は、移動無線局１１の制御を行う。車上無線制御装置１０は、例えば、図１のコンピュータシステム３００を用いることができる。

【0035】

列車９が有する移動無線局１１は、車上無線制御装置１０と接続されて、アンテナ１２で受信する無線電波の強度を検出したり、アンテナ１２で受信する無線電波を信号に変換したり、アンテナ１２から送信するため信号を無線電波に変換したりすることができる。

【0036】

列車９が有するアンテナ１２は、移動無線局１１に付随し、アンテナ８との送受信を可能とするため、無線電波を送受信する機能を有している。アンテナ１２は、移動無線局１１と単独または複数接続されている。アンテナ１２は無線電波を送受信するために列車９の適した場所に設置される。

【0037】

＜無線による情報の伝送方法＞
図３は、本発明における地上無線制御装置と車上無線制御装置との間の無線による情報の伝送方法の例を示す図である。具体的には、列車９の移動無線局１１と地上側の複数の固定無線局７との間の、割当情報の伝送方法の例を示す図である。列車９は地上無線制御装置４－１の制御範囲から地上無線制御装置４－２の制御範囲の方向へ走行するものとする。ここでの制御範囲とは、地上無線制御装置４が管理する固定無線局７による無線通信の制御範囲である。地上無線制御装置４－１であれば、固定無線局７－１～７－１０を介した無線通信の制御範囲であり、地上無線制御装置４－２であれば、固定無線局７－１１～７－２０を介した無線通信の制御範囲である。

【0038】

図３の状態において、列車９は、地上無線制御装置４－１の制御範囲に在線している。そして、列車９の移動無線局１１と地上側の複数の固定無線局７－８、７－９、７－１０との間には、列車制御情報を伝送するための無線通信チャネル１３－１、１３－２、１３－３がそれぞれ割り当てられている状態である。これらの割当の決定については、地上無線制御装置４－１で自身が動作を管理する固定無線局７－１～７－１０の割当情報（特に空き状況）を用いた検索処理により決定されたものである。

【0039】

この場合、地上無線制御装置４－１は、割り当てられた３つの無線通信チャネルを用いて無線通信を行う。例えば、３つのうちその時点で電波状態のよい１つの無線通信チャネルを用いて通信を行う制御を行う。このことで、安定した無線通信を行うことができる。

【0040】

ただし、列車９の移動無線局１１との間で無線通信チャネル１３が割り当てられた固定無線局７の数は、図示した３に限定されるものではない。この数は、複数であることが望ましく、例えば、３以上、さらには５以上等でもよい。

【0041】

＜ハンドオーバ時の処理の説明＞
図４は、本発明における隣接する地上無線制御装置間のハンドオーバ時の固定無線局の空き検索処理の例を示す図である。具体的には、地上無線制御装置４－１の制御範囲に存在する列車９が、隣接する地上無線制御装置４－２の制御範囲に接近したときの、ハンドオーバ処理の例を示す図である。また、図５は、本発明における地上無線制御装置４が車上無線制御装置１０へ送信する情報とハンドオーバ可否の例を示す図である。

【0042】

図４の現在の状態は、図３と同様であり、列車９は地上無線制御装置４－１の制御範囲に在線している。そして、列車９の移動無線局１１（アンテナ１２）と固定無線局７－８、７－９、７－１０（アンテナ８－８、８－９、８－１０）との間には、列車制御情報を伝送するための無線通信チャネル１３－１、１３－２、１３－３がそれぞれ割り当てられている。

【0043】

この状態から、列車９が地上無線制御装置４－２の制御範囲へ移動すると、列車９が受信する固定無線局７からの電波強度は変化していく。そのとき、列車９の車上無線制御装置１０は、受信する電波強度に基づき、接続候補を決定する。図５に示すように、現在の状態では、現在位置から最も強い電波強度を受信する３つの固定無線局７－９、７－１０、７－１１を接続候補としている。すなわち、現在割り当てられている固定無線局７－８、７－９、７－１０のうち、固定無線局７－８の電波強度が弱くなり、７－１１の電波強度が強くなっていることを示している。

【0044】

列車９の車上無線制御装置１０は、固定無線局７－９、７－１０、７－１１の接続候補情報を割当要求として地上無線制御装置４－１に送信する。この送信は、移動無線局１１から現在接続している（割り当てられている）固定無線局７－８、７－９、７－１０を介して行われる。

【0045】

次に、地上無線制御装置４－１の切替判定部６－１は、接続候補から外れた固定無線局７－８に割り当てられている無線通信チャネル１３－１を開放（割り当てを中止）する。一方で、割り当てを継続する固定無線局７－９、７－１０の無線通信チャネルを、移動無線局１１に対して割り当てる。具体的には、固定無線局７－９、７－１０に対して無線通信チャネル１３－１、１３－２をそれぞれ割り当てる。

【0046】

一方、地上無線制御装置４－２の割当情報保持部５－２は、バックボーンネットワーク３を介して、地上無線制御装置４－１の割当情報保持部５－１に対して、自装置配下の固定無線局７－１１～７－２０の割当情報の同期処理（ステップＳ１）を行っている。これにより、地上無線制御装置４－１の割当情報保持部５－１は、隣接する地上無線制御装置４－２配下の固定無線局７－１１～７－２０の割当情報（特に空き情報）を保持する（ステップＳ２）。

【0047】

ステップＳ１の同期処理は、地上無線制御装置４－１の割当情報保持部５－１が、地上無線制御装置４－２の割当情報保持部５－２が有する自装置配下の固定無線局７－１１～７－２０の割当情報と同じ情報を保持することである。割当情報は、自装置配下の固定無線局７－１１～７－２０のうち、どの固定無線局が無線通信チャネルの割り当てをしており、どの固定無線局に空きがあるか（割り当てをしていないか）の情報を含む。同期処理は所定の周期で行われ、例えば、１秒以下、さらには、０．５秒以下の周期を適用できる。

【0048】

次に、地上無線制御装置４－１の切替判定部６－１は、固定無線局７－１１の空き検索処理を行う（ステップＳ３）。これは、列車９の車上無線制御装置１０から送信された接続候補のうち、固定無線局７－１１は新規に無線通信チャネルを割り当てる必要があるためである。地上無線制御装置４－１の切替判定部６－１は、割当情報保持部５－１が同期により保持する隣接する地上無線制御装置４－２配下の固定無線局７－１１～７－２０の割当情報を参照する。このことで、地上無線制御装置４－１の切替判定部６－１は、固定無線局７－１１が、空きがある（割り当てされていない）固定無線局であるか否かの検索処理を行う。すなわち、固定無線局７－１１が割当可能か否かの検索を行う。

【0049】

図５に示すハンドオーバ可否の例について説明する。この時点では、検索処理を行っている最中のため、列車９側では固定無線局７－１１に空きがあるか分からない。このため、列車９では、隣接する地上無線制御装置４－２の制御範囲にハンドオーバすることは不可と判定している。これにより、隣接する地上無線制御装置４－２の制御範囲に列車９が侵入することはできない。

【0050】

なお、ハンドオーバは、固定無線局７を切り替えることを示す。しかし、本実施形態では、特に地上無線制御装置４－１と隣接する地上無線制御装置４－２の境界において、地上無線制御装置４－１の制御範囲の固定無線局７から、隣接する地上無線制御装置４－２の制御範囲の固定無線局７へ切り替える場合のハンドオーバについて説明している。

【0051】

図６は、本発明における隣接する地上無線制御装置間のハンドオーバ時の固定無線局の割当通知情報の伝送方法の例を示す図である。図６は、図４に示す処理で、固定無線局７－１１に空きがある場合の処理の例を示す図である。

【0052】

図４のステップＳ３で、固定無線局７－１１の空き検索処理を行った結果、地上無線制御装置４－１の切替判定部６－１が固定無線局７－１１に空きがあることを判定する。この場合、地上無線制御装置４－１の切替判定部６－１は、固定無線局７－１１の割当可能通知を、列車９の車上無線制御装置１０に送信する（ステップＳ４）。ここでの送信は、現在割り当てられている固定無線局７－９、７－１０を介する無線通信チャネル１３－１、１３－２により移動無線局１１を介して行われる。

【0053】

図７は、本発明における地上無線制御装置４が車上無線制御装置１０へ送信する情報とハンドオーバ可否の例を示す図である。

【0054】

図７の状態は、図６のステップＳ４で、固定無線局７－１１の割当可能通知を列車９が受信した状態である。この時点で、列車９は、隣接する地上無線制御装置４－２配下の固定無線局７－１１に空きがあり割当可能であることを認識する。これにより、列車９は、地上無線制御装置４－２の制御範囲にハンドオーバ可能と判定する。この判定により、隣接する地上無線制御装置４－２の制御範囲に列車９が侵入することが可能となる。

【0055】

図８は、本発明における隣接する地上無線制御装置間のハンドオーバ時の固定無線局の割当処理の例を示す図である。図８は、図６、７に示すハンドオーバ動作における、固定無線局７－１１の割当処理の例を示す。

【0056】

図６のステップＳ４の状態では、地上無線制御装置４－１が固定無線局７－１１の割当可能通知を列車９に行った状態であり、実際に地上無線制御装置４－２が固定無線局７－１１の割当を行った状態ではない。このため、以下の割当処理を行う。

【0057】

地上無線制御装置４－１の切替判定部６－１は、固定無線局７－１１の割当可能通知を、隣接する地上無線制御装置４－２に送信する（ステップＳ５）。次に、地上無線制御装置４－２の切替判定部６－２は、固定無線局７－１１の割当可能通知を地上無線制御装置４－１から受信する。そして、地上無線制御装置４－２の切替判定部６－２は、列車９の移動無線局１１に対して、固定無線局７－１１の割当処理を行う（ステップＳ６）。具体的には、固定無線局７－１１に対して無線通信チャネル１３－３が割り当てられる。

【0058】

これにより、列車９の移動無線局１１（アンテナ１２）と固定無線局７－９、７－１０、７－１１（アンテナ８－９、８－１０、８－１１）との間には、列車制御情報を伝送するための無線通信チャネル１３－１、１３－２、１３－３がそれぞれ割り当てられている状態となる。

【0059】

なお、ステップＳ５で示した地上無線制御装置４－２に送信する割当可能通知は、ステップＳ４（図６）で示した列車９に送信する割当可能通知と同時に行うことが可能である。

【0060】

＜効果＞
以上のような実施形態により、地上無線制御装置が、隣接する地上無線制御装置の割当情報を同期により保持することで、隣接する地上無線制御装置に関する固定無線局の空き検索を可能とする。これにより、隣接する地上無線制御装置に問い合わせ処理を行うことなく、割当可能通知をいち早く列車に送信することが可能となる。そして、列車は割当可能通知に基づきハンドオーバの可否を短時間で判定できる。さらに、割当可能通知を隣接する地上無線制御装置に送信することで、隣接する地上無線制御装置で判定処理をすることなく割当処理を行うことができる。このようなことから、地上無線制御装置の制御範囲をまたいで固定無線局をハンドオーバする際にかかる処理時間を短縮することが可能となる。

【0061】

なお、本発明は上記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、上記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。

【0062】

例えば、上記実施形態では、地上無線制御装置４の数は２個の例を示したが、これに限らず２個以上、さらには３個以上でもよい。その際、隣接する地上無線制御装置同士の間で上述した図２～８の処理を実施可能となる。

【0063】

また、固定無線局７とアンテナ８の数は、１つの地上無線制御装置に対して１０個の例を示したが、これに限らず複数から適用可能である。例えば、１つの地上無線制御装置に対して固定無線局７とアンテナ８の数を、５個以上、さらには１０個以上、さらには２０個以上としてもよい。

【0064】

本明細書には以下の態様の開示も含まれる。
（態様１）
列車に搭載される移動無線局と無線通信を行う複数の固定無線局の動作を管理する地上無線制御装置であって、
当該地上無線制御装置は、当該地上無線制御装置と隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報を保持する割当情報保持部と、前記移動無線局からの接続候補の情報に対して前記割当情報保持部が保持する割当情報から前記他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に無線通信チャネルの割当が可能か否かを判定する切替判定部とを備えることを特徴とする地上無線制御装置。

【0065】

（態様２）
態様１に記載の地上無線制御装置において、
前記割当情報保持部は、当該地上無線制御装置と隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報に対して、所定の周期で、割当情報の同期処理が行われることを特徴とする地上無線制御装置。

【0066】

（態様３）
態様１又は態様２に記載の地上無線制御装置において、
前記切替判定部は、当該地上無線制御装置と隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に対して割当可能と判定した場合、前記移動無線局へ割当可能通知を送信することを特徴とする地上無線制御装置。

【0067】

（態様４）
態様１から態様３のいずれかに記載の地上無線制御装置において、
前記切替判定部は、当該地上無線制御装置と隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に対して割当可能と判定した場合、前記他の地上無線制御装置へ割当可能通知を送信することを特徴とする地上無線制御装置。

【0068】

（態様５）
態様１から態様４のいずれかに記載の地上無線制御装置において、
前記割当情報には、前記他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の空き状況を示す情報が含まれることを特徴とする地上無線制御装置。

【0069】

（態様６）
列車に搭載される移動無線局と、地上に設置され前記移動無線局との通信を行う複数の固定無線局と、前記複数の前記固定無線局の動作を管理する地上無線制御装置とを備え、
前記地上無線制御装置は、第一の地上無線制御装置と、前記第一の地上無線制御装置に隣接する第二の地上無線制御装置を含む複数の地上無線制御装置で構成され、
前記第一の地上無線制御装置は、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報を保持する割当情報保持部と、前記移動無線局からの接続候補の情報に対して前記割当情報保持部が保持する割当情報から前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局に無線通信チャネルの割当が可能か否かを判定する切替判定部とを備えることを特徴とする無線制御システム。

【0070】

（態様７）
態様６に記載の無線制御システムにおいて、
前記第一の地上無線制御装置の割当情報保持部は、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報に対して、所定の周期で、割当情報の同期処理が行われることを特徴とする無線制御システム。

【0071】

（態様８）
態様６又は態様７に記載の無線制御システムにおいて、
前記第一の地上無線制御装置の切替判定部は、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局に対して割当可能と判定した場合、前記移動無線局へ割当可能通知を送信することを特徴とする無線制御システム。

【0072】

（態様９）
態様８に記載の無線制御システムにおいて、
前記列車は、前記割当可能通知を前記移動無線局が受信した場合、前記第二の地上無線制御装置が管理する無線通信の範囲へのハンドオーバが可能になることを特徴とする無線制御システム。

【0073】

（態様１０）
態様６から態様９のいずれかに記載の無線制御システムにおいて、
前記第一の地上無線制御装置の切替判定部は、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局に対して割当可能と判定した場合、前記第二の地上無線制御装置へ割当可能通知を送信することを特徴とする無線制御システム。

【0074】

（態様１１）
態様１０に記載の無線制御システムにおいて、
前記第二の地上無線制御装置は、前記第一の地上無線制御装置から受信した割当可能通知に該当する固定無線局の割当処理を行うことを特徴とする無線制御システム。

【0075】

（態様１２）
態様６から態様１１のいずれかに記載の無線制御システムにおいて、
前記割当情報には、前記第二の地上無線制御装置が管理する固定無線局の空き状況を示す情報が含まれることを特徴とする無線制御システム。

【0076】

（態様１３）
列車に搭載される移動無線局と無線通信を行う複数の固定無線局の動作を管理する地上無線制御装置を用いた無線制御方法であって、
隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局の割当情報を保持するステップと、
前記移動無線局からの接続候補の情報に対して前記割当情報から隣接する他の地上無線制御装置が管理する固定無線局に無線通信チャネルの割当が可能か否かを判定するステップとを有することを特徴とする無線制御方法。

【符号の説明】

【0077】

１…運行管理装置、２…地上保安装置、３…バックボーンネットワーク、４…地上無線制御装置、５…割当情報保持部、６…切替判定部、７…固定無線局、８…アンテナ、９…列車、１０…車上無線制御装置、１１…移動無線局、１２…アンテナ、１３…無線通信チャネル、３００…コンピュータシステム、３０２…プロセッサ、３０２Ａ、３０２Ｂ…処理装置、３０４…メモリ、３０６…メモリバス、３０８…Ｉ／Ｏバス、３０９…バスインターフェースユニット、３１０…Ｉ／Ｏバスインターフェースユニット、３１２…端末インターフェースユニット、３１４…ストレージインターフェース、３１６…Ｉ／Ｏデバイスインターフェース、３１８…ネットワークインターフェース、３２０…ユーザＩ／Ｏデバイス、３２２…ストレージ装置、３２４…表示システム、３２６…表示装置、３３０…ネットワーク、３５０…潜在因子特定アプリケーション

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】