JP2012076482A - 位置検知システムおよびその処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度良く列車位置を検知する位置検知システムを提供する。
【解決手段】移動局装置が通信フレームを基地局装置へ送信してから、その後に通信フレームを基地局装置から受信するまでの時間差と、基地局装置が移動局装置から通信フレームを受信してから、その後に通信フレームを移動局装置へ送信するまでの時間差とに基づいて、移動局装置と基地局装置との距離を算出し、移動局装置の位置を検出するシステムにおいて、前記時間差を順次取得し、複数の時間差を比較して、その時間差の差異が閾値以上である場合に、異常を示す通知情報を出力する。また、時間差に基づいて移動局装置の位置情報を算出し、複数の前後比較部から出力された異常または正常を示す通知情報に基づいて、複数の系統の位置算出部の何れの出力した位置情報を正常なものとして選択するかを判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、列車の位置を検知する位置検知システムおよびその処理方法に関する。

列車の位置を検知する技術の一例として、移動局装置（列車）が通信フレームを基地局装置（線路上に備えられた装置）へ送信してから、その後に通信フレームを前記基地局装置から受信するまでの時間差と、基地局装置が移動局装置から通信フレームを受信してから、その後に通信フレームを移動局装置へ送信するまでの時間差とに基づいて、前記移動局装置と基地局装置との距離を算出し、その距離と基地局装置の絶対位置とに基づいて、現在の時刻における移動局装置（列車）の位置を検出する技術が存在する。
なお、列車の位置を検出する関連技術が特許文献１に開示されている。

特許第２７３８４６４号公報

ここで、今後、列車の自動化や高速化が増すことにより、列車位置の検知について信頼性の高い技術が求められている。

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる位置検知システムおよびその処理方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、移動局装置が通信フレームを基地局装置へ送信してから、その後に通信フレームを前記基地局装置から受信するまでの時間差と、前記基地局装置が前記移動局装置から通信フレームを受信してから、その後に通信フレームを前記移動局装置へ送信するまでの時間差とに基づいて、前記移動局装置と前記基地局装置との距離を算出し、前記移動局装置の位置を検出する位置検知システムであって、前記時間差を計測する複数の系統の時間差計測部と、前記時間差に基づいて前記移動局装置の位置情報を算出する、前記複数の系統の時間差計測部に対応した複数の系統の位置算出部と、前記移動局装置と前記基地局装置との通信フレームの送受信に応じて前記時間差または前記位置情報を順次取得し、当該順次取得した複数の時間差または前記位置情報を比較して、その時間差または前記位置情報の差異が閾値以上である場合に、異常を示す通知情報を出力する、前記複数の系統の時間差計測部に対応した複数の系統の前後比較部と、前記複数の前後比較部から出力された異常または正常を示す前記通知情報に基づいて、前記複数の系統の位置算出部の何れの出力した位置情報を正常なものとして選択するかを判定する出力系統判定部と、を備えることを特徴とする位置検知システムである。

また本発明は、移動局装置が通信フレームを基地局装置へ送信してから、その後に通信フレームを前記基地局装置から受信するまでの時間差と、前記基地局装置が前記移動局装置から通信フレームを受信してから、その後に通信フレームを前記移動局装置へ送信するまでの時間差とに基づいて、前記移動局装置と前記基地局装置との距離を算出し、前記移動局装置の位置を検出する位置検知システムにおける処理方法であって、複数の系統の時間差計測部が、前記時間差を計測し、前記複数の系統の時間差計測部に対応した複数の系統の位置算出部が、前記時間差に基づいて前記移動局装置の位置情報を算出し、前記複数の系統の時間差計測部に対応した複数の系統の前後比較部が、前記移動局装置と前記基地局装置との通信フレームの送受信に応じて前記時間差または前記位置情報を順次取得し、当該順次取得した複数の時間差または前記位置情報を比較して、その時間差または前記位置情報の差異が閾値以上である場合に、異常を示す通知情報を出力し、出力系統判定部が、前記複数の前後比較部から出力された異常または正常を示す前記通知情報に基づいて、前記複数の系統の位置算出部の何れの出力した位置情報を正常なものとして選択するかを判定することを特徴とする処理方法である。

本発明によれば、列車の位置を精度良く検知することができる。

位置検知システムの概要を示す図である。 列車位置検知処理の概要を示す図である。 基地局装置の機能ブロック図である。 算出された時間差Ｔ１の有効無効を判定する際の処理の概要を示す第１の図である。 算出された時間差Ｔ１の有効無効を判定する際の処理の概要を示す第２の図である。 算出された時間差Ｔ１の有効無効を判定する際の処理の概要を示す第３の図である。

以下、本発明の一実施形態による位置検知システムを図面を参照して説明する。
図１は同実施形態による位置検知システムの構成を示す図である。
この図において、符号１０は列車１に搭載された移動局装置、符号２０は列車１の走行経路上（列車１の路側帯等）に設置された基地局装置である。基地局装置２０は、走行経路上に所定の間隔（例えば数十，数百メートル間隔）で設置されており、列車１に搭載された移動局装置１０と無線通信を行う。

本実施形態においては、移動局装置１０と基地局装置２０との無線通信によって基地局装置２０が列車の基地局装置２０からの距離や、列車１の位置（列車の発車地点からの走行距離）などを算出する場合の例について説明するが、移動局装置１０が列車１の基地局装置２０からの距離や、列車１の位置を算出するようにしてもよい。また、本実施形態においては、列車の進行方向に設置されている基地局装置２０と移動局装置１０とが通信するものとして説明する。

図２は列車位置検知処理の概要を示す図である。
次に、移動局装置１０と基地局装置２０によって列車の位置が算出される具体例について説明する。
図２（ａ）は列車位置算出処理の第１の例を示している。
この図２（ａ）は、移動局装置１０がマルチフレーム（通信フレーム）Ａをタイミングａ１で送信して、基地局装置２０がマルチフレームＡをタイミングａ２で受信し、また基地局装置２０がマルチフレームＡの受信後にマルチフレームＢをタイミングａ３で送信して、移動局装置１０がマルチフレームＢをタイミングａ４で受信した場合の例を示している。

この場合において、基地局装置２０がマルチフレームＡを移動局装置１０より受信したタイミングａ２から、その受信後にマルチフレームＢを移動局装置１０へ送信するタイミングａ３までの時間差（移動局装置におけるマルチフレームズレ時間）をＴ１とする。また、移動局装置１０がマルチフレームＡを送信したタイミングａ１から、マルチフレームＢを基地局装置２０より受信したタイミングａ４までの時間差（基地局装置２０におけるマルチフレームズレ時間）をＴ２とする。
移動局装置１０はＴ２を算出すると、その値を、次に送信するマルチフレームに格納して基地局装置２０へ送信し、基地局装置２０は自身で算出したＴ１と受信したＴ２とを用いて、基地局装置２０と移動局装置１０との間の電波伝搬遅延時間Ｔ３を算出する。具体的にはＴ３は（Ｔ２−Ｔ１）÷２で算出することができる。そして、基地局装置２０は、Ｔ３×ｃ（ｃは光速）によって、基地局装置２０からの移動局装置１０（列車１）の距離Ｌを算出する。そして、基地局装置２０の位置（列車１の発車位置からの相対座標）から、算出した距離Ｌを引くことにより、列車１の位置（発車位置からの相対位置）を算出することが可能となる。
なお、図２（ａ）の例はＴ２＞Ｔ１の場合の例である。

図２（ｂ）は列車位置算出処理の第２の例を示している。
この図２（ｂ）も、図２（ａ）と同様に、移動局装置１０がマルチフレーム（通信フレーム）Ａをタイミングａ１で送信して、基地局装置２０がマルチフレームＡをタイミングａ２で受信し、また基地局装置２０が次にマルチフレームＢをタイミングａ３で送信して、移動局装置１０がマルチフレームＢをタイミングａ４で受信した場合の例を示している。

そして、図２（ｂ）についても、図２（ａ）と同様に、基地局装置２０がマルチフレームＡを移動局装置１０より受信したタイミングａ２から、その受信後にマルチフレームＢを移動局装置１０へ送信するタイミングａ３までの時間差（移動局装置におけるマルチフレームズレ時間）をＴ１とする。また、移動局装置１０がマルチフレームＡを送信したタイミングａ１から、マルチフレームＢの前に送信されたマルチフレームＣを基地局装置２０より受信したタイミングａ４までの時間差（マルチフレームズレ時間）をＴ２とする。なお、図２（ａ）はＴ２＞Ｔ１である場合の例であるが、図２（ｂ）はＴ２≦Ｔ１である場合の例である。
そして、この場合、移動局装置１０はＴ２を算出すると、その値を、次に送信するマルチフレームに格納して基地局装置２０へ送信し、基地局装置２０は自身で算出したＴ１とＴ２とを用いて、基地局装置２０と移動局装置１０との間の電波伝搬遅延時間Ｔ３を算出する。具体的にはＴ３は、（Ｔ２＋Ｔｍ−Ｔ１）÷２で算出することができる。なお、Ｔｍはマルチフレームの送信にかかる時間長である。そして、基地局装置２０は、Ｔ３×ｃ（ｃは光速）によって、基地局装置２０からの移動局装置１０（列車１）の距離Ｌを算出する。そして、基地局装置２０の位置（列車１の発車位置からの相対座標）から、算出した距離Ｌを引くことにより、列車１の位置（発車位置からの相対位置）を算出することが可能となる。なお、図２（ａ）の例はＴ２＞Ｔ１の場合の例である。

ここで、図２で示したような処理によって列車の位置を算出するシステムにおいては、列車１の自動化、高速化に伴って、その精度を高める必要がある。そのため、本実施形態においては、基地局装置２０や移動局装置１０において、上記した時間差Ｔ１やＴ２の計測精度を高めることにより、列車１の位置の算出精度を高める。

図３は基地局装置の機能ブロック図である。
この図が示すように、基地局装置２０は、無線受信回路１０１、同期回路１０２、位相調整回路１０３、第１セレクタ回路１０４、データ抽出回路１０５を備えている。無線受信回路１０１、同期回路１０２、位相調整回路１０３からなる構成は、本実施形態においては、それぞれ２系統存在し、無線受信回路１０１にてマルチフレームを無線受信して、同期回路１０２が同期処理を行い、位相調整回路１０３が位相調整を行った上で、第１セレクタ回路１０４が何れかの系統の出力を選択してデータ抽出回路１０５へ出力し、データ抽出回路１０５が後段の回路へ出力する。なお基地局装置２０が受信したマルチフレームには移動局装置１０で計測された時間差Ｔ２が格納されている。データ抽出回路１０５はその時間差Ｔ２の情報を抽出して、後述する演算回路１７へ出力する。

また、基地局装置２０は、送信系の回路からマルチフレームの送信タイミングと、同期回路１０２から入力したマルチフレームの受信タイミングとを入力して、その時間差Ｔ１を計測する時間差計測回路１０６と、マルチフレームの送信ごとに算出される時間差Ｔ１の比較を行う第１前後比較回路１１１と、オフセット付加や時間差Ｔ１と時間差Ｔ２などの情報を用いて列車１までの距離Ｌの算出などを行なう演算回路１０７と、マルチフレームの送受信ごとに算出される距離Ｌの比較を行う第２前後比較回路１０８とを備えている。これら時間差計測回路１０６、第１前後比較回路１１１、演算回路１０７、第２前後比較回路１０８からなる構成も、本実施形態においては、それぞれ２系統存在し、１／２系比較回路１０９が、２つの系統の出力を比較し、第２セレクタ回路１１０（出力系統判定回路）が、何れかの系統の出力（列車１の基地局装置２０からの位置の情報）を選択して後段の回路へ出力する。

基地局装置２０の処理についてより詳細に説明する。
移動局装置１０がマルチフレームを送信すると、基地局装置２０においては無線受信回路１０１がマルチフレームを受信し、同期回路１０２が同期処理を行って、時間差計測回路１０６へマルチフレームの受信タイミングを出力する。時間差計測回路１０６においては、マルチフレームを受信したタイミングと、自身が次にマルチフレームを送信するタイミングの信号を入力し、その時間差Ｔ１を計測する。

他方、位相調整回路１０３、第１セレクタ回路１０４、データ抽出回路１０５を経て、移動局装置１０からマルチフレームに格納されて送信された時間差Ｔ２の情報を演算回路１０７が入力する。また演算回路１０７は第１前後比較回路１１１から出力された時間差Ｔ１を入力する。そして、演算回路１０７は、オフセット付加の演算を行うとともに、時間差Ｔ１と時間差Ｔ２を比較してＴ２＞Ｔ１か、またはＴ２≧Ｔ１かを判定し、その結果と、予め記憶している光速度Ｃを用いて、上述の図２を用いて説明した処理によって、列車１の基地局装置２０からの距離Ｌを算出する。そして、演算回路１０７は、時間差Ｔ１と距離Ｌとを第２前後比較回路１０８へ出力する。そして前後比較回路１０８は、算出された距離Ｌの有効または無効を判定する。

図４は算出された時間差Ｔ１の有効無効を判定する際の処理の概要を示す第１の図である。
ここで、図４において、ＴＸＦＰはマルチフレーム送信タイミング、ＲＸＦＰはマルチフレーム受信タイミングを示している。
第１前後比較回路１１１は、マルチフレームの送信の度に、時間差計測回路１０６から時間差Ｔ１を入力する。ここで、第１前後比較回路１１１は、過去に入力した複数の時間差Ｔ１をバッファ等に記憶している。このとき、入力した時系列順に、過去に入力した複数の時間差Ｔ１をメモリに記憶することにより、いつ入力した時間差Ｔ１であるかが、各時間差Ｔ１について判定できるよう管理されているものとする。そして、第１前後比較回路１１１は、今回入力した時間差Ｔ１（以下、Ｔ１ａと呼ぶ）と、前回入力した時間差Ｔ１（以下、Ｔ１ｂと呼ぶ）との差を計算し、その差が閾値以上でないかを判定する。第１前後比較回路１１１は、Ｔ１ａとＴ１ｂの差が閾値以上である場合には、今回入力した時間差Ｔ１ａの情報は異常であると判定し、異常を示す通知情報を後段の回路へ出力する。

ここで、図４（ａ）は、第１前後比較回路１１１によって連続して算出された時間差Ｔ１ａとＴ１ｂが、ともに、通常の時間差よりも大きい場合の例を示している。しかしながら、時間差Ｔ１ａとＴ１ｂの差の値が閾値以上とならない場合には、その後、演算回路１０７において時間差Ｔ１ａによって算出された距離Ｌは正常（ＯＫ）と判断されてしまうこととなる。本実施形態において基地局装置２０は、移動局装置１０へマルチフレームを送信するたびに算出した移動局装置１０までの距離Ｌと、異常または正常を示す通知情報を、複数回に１回（図４では４回に１回）、列車１の速度等を中央制御する制御局装置へ送信している。しかしながら、図４（ａ）で示すような場合には、異常を示す通知情報が制御局装置へ送信されるべきであるにもかかわらず、正常（ＯＫ）を示す通知情報が送信されてしまう。

ここで、第１前後比較回路１１１は、さらに、図４（ｂ）で示すように、過去に制御局装置へ通知情報を送信した際に格納した（所定の回数（４回）前に算出した）時間差Ｔ１（以下、時間差Ｔ１ｃと呼ぶ）をメモリから読取り、その時間差Ｔ１ｃと今回算出した時間差Ｔ１ａの差の値が閾値以上となるかについても判定する。そして、所定の回数前に算出した時間差Ｔ１ｃと今回算出した時間差Ｔ１ａの時間差が、閾値以上となる場合には、時間差Ｔ１ａを用いて、その後、演算回路１０７において算出される距離Ｌは異常（ＮＧ）と判断する。このように、連続して算出した時間差Ｔ１の前後比較だけでなく、所定の回数前に算出した時間差Ｔ１と今回算出した時間差Ｔ１とを比較して、その時間差Ｔ１の値が精度の良いものかどうかを制御局装置へ通知することとなる。これにより、基地局装置２０からの列車１の距離Ｌを精度良く判定することができる。

図５は算出された時間差Ｔ１の有効無効を判定する際の処理の概要を示す第２の図である。
図４（ｂ）において、所定回数前に算出した時間差Ｔ１ｃと、今回算出した時間差Ｔ１ａを比較する処理を示したが、そのような処理のみを行った場合を図５（ａ）に示している。この場合、時間差Ｔ１ｃと時間差Ｔ１ａがともに異常値であった場合、異常であるにも係わらず、閾値の差が小さい場合には正常と判断されてしまう可能性がある。
したがって、図５（ｂ）で示すように、図４（ｂ）と同様の処理によって、連続して算出した今回と前回の２つの時間差を比較するとともに、所定の回数前の時間差と、今回の時間差も比較して、何れか一方の時間差の比較において異常と判断された場合には、今回の時間差によって算出された基地局装置２０からの列車１の距離Ｌを、異常であると判定する必要がある。図５（ｂ）においては、連続して算出した２つの時間差の比較において、今回の時間差の差異の値が異常であると判定され、所定の回数前の時間差と今回の時間差の比較においてはそれらの差異の値が正常であると判定された場合の例を示している。そして、演算回路１０７においては、第１前後比較回路１１１より入力した時間差Ｔ１を用いて距離Ｌの演算を行うこととなる。

ここで、列車１の距離Ｌは、移動局装置１０や基地局装置２０において発生するノイズ／ジッタなどの外部要因により、正確な値に対しある程度のばらつきが生じる。したがって、時間差Ｔ１の前後比較の閾値は、そのブレを予測し適度なマージンを持った値を設定する必要がある。しかしながら、その閾値が大きければ大きいほど異常を検出する精度は悪化するため、閾値は、ばらつきによる検出（異常ではない）が無い範囲で、出来る限り小さい方が誤情報を検出しやすい。

従って、連続して算出された前後の時間差Ｔ１を比較する場合には、比較時間が短いことから小さい閾値を設定する。このように設定することで、瞬間的な変化に対応可能となり、例えば、ノイズや、外部環境の変化に対して効果的である。
また、所定の回数前に算出した時間差Ｔ１と今回算出した時間差Ｔ１を比較する場合には、比較間隔が長いことから、列車の実速度に応じて小さい閾値を設定する（速い列車であれば、閾値を上げる。遅い列車であれば閾値を下げる）。このように設定することで、実際の列車１に伴った速度変化に対応可能である。また更に、リアルタイムに列車１から実速度情報を得て、それを閾値に反映させることで、適切な閾値を設定することができ、より精度を上げることが可能となる。

図６は算出された時間差Ｔ１の有効無効を判定する際の処理の概要を示す第３の図である。
図６は、連続して算出された前後の２つの時間差Ｔ１を比較するとともに、さらに、それら２つの時間差Ｔ１の差分の、その直前の２つの時間差Ｔ１の差分との差（差分の差分）を用いて、時間差Ｔ１の有効無効を判定する場合の例を示している。図６（ａ）は、連続して算出された時間差Ｔ１ｄ，時間差Ｔ１ｃ，時間差Ｔ１ｂ，時間差Ｔ１ａと、時間差Ｔ１ｄと時間差Ｔ１ｃの差分Ｔｄｃ、時間差Ｔ１ｃと時間差Ｔ１ｂの差分Ｔｃｂ、時間差Ｔ１ｂと時間差Ｔ１ａの差分Ｔｂａを示している。
この例では、差分Ｔｄｃ、差分Ｔｃｂ、差分Ｔｂａは全て閾値より値が低いため、緩やかな差分の変化とみなすことができる。このような場合には、時間差Ｔ１ｃ，時間差Ｔ１ｂ，時間差Ｔ１ａを用いてその後、演算回路１０７において算出される列車１までの距離Ｌは正常であるとみなすようにしてもよい。

また、図６（ｂ）の例では、差分Ｔｄｃ、差分Ｔｃｂ、差分Ｔｂａは全て閾値より値が大きいため、差分の変化が急激であるとみなすことができる。このような場合には、時間差Ｔ１ｃ，時間差Ｔ１ｂ，時間差Ｔ１ａを用いてその後、演算回路１０７において算出される列車１までの距離Ｌは異常であるとみなすようにしてもよい。
図６で示した判定の処理は、図４や図５で説明した時間差Ｔ１の有効無効の判定の処理に加えて行っても良いし、単独で時間差Ｔ１の有効無効の判定に利用するようにしてもよい。

演算回路１０７において、第１前後比較回路１１１から入力した時間差Ｔ１を用いて距離Ｌの演算を行うと、次に、第２前後比較回路１０８が、演算回路１０７で算出された距離Ｌの前後比較を行う。当該前後比較の処理は、図４〜図６で示した時間差Ｔ１の前後比較の処理と同様に、時間差Ｔ１を距離Ｌに置き換えて行う。

つまり、第２前後比較回路１０８は、マルチフレームの送信の度に、演算回路１０７から距離Ｌを入力する。ここで、第２前後比較回路１０８は、過去に入力した複数の距離Ｌをバッファ等に記憶している。このとき、入力した時系列順に、過去に入力した複数の距離Ｌをメモリに記憶することにより、いつ入力した距離Ｌであるかが、各距離Ｌについて判定できるよう管理されているものとする。そして、第２前後比較回路１０８は、今回入力した距離Ｌ（以下、距離Ｌａと呼ぶ）と、前回入力した距離Ｌ（以下、距離Ｌｂと呼ぶ）との差を計算し、その差が閾値以上でないかを判定する。第２前後比較回路１０８は、距離Ｌａと距離Ｌｂの差が閾値以上である場合には、今回算出した距離Ｌａの情報は異常であると判定し、異常を示す通知情報を後段の回路へ出力する。

また、過去に制御局装置へ通知情報を送信した際に格納した（所定の回数（４回）前に算出した）距離Ｌ（以下、距離Ｌｃと呼ぶ）をメモリから読取り、その距離Ｌｃと今回算出した距離Ｌａの差の値が閾値以上となるかについても判定する。そして、所定の回数前に算出した距離Ｌｃと今回算出した距離Ｌａの差が、閾値以上となる場合には、算出された距離Ｌは異常（ＮＧ）と判断する。そして、今回算出した距離Ｌａの情報は異常であると判定し、異常を示す通知情報を後段の回路へ出力する。このように、連続して算出した距離Ｌの前後比較だけでなく、所定の回数前に算出した距離Ｌと今回算出した距離Ｌとを比較して、その距離Ｌの値が精度の良いものかどうかを制御局装置へ通知することとなる。これにより、基地局装置２０からの列車１の距離Ｌを精度良く判定することができる。

また、時間差Ｔ１の際と同様に、図６で示した判定の処理は、図４や図５で説明した距離Ｌの有効無効の判定の処理に加えて行っても良いし、単独で距離Ｌの有効無効の判定に利用するようにしてもよい。列車の距離などのように、値が時間的に変動するが、連続的な変動のみが正常である対象に対して有効である。

なお、本実施形態においては、時間差Ｔ１の前後比較を第１前後比較回路１１１において、また距離Ｌの前後比較を第２前後比較回路１０８において行う場合の例を示しているが、どちらか一方の前後比較のみ行うようにしてもよい。

そして、前後比較回路１０８は、算出された距離Ｌの有効または無効を判定し、有効である場合には正常、無効である場合には異常を示す通知情報を生成して、距離Ｌの情報とともに、１／２系比較回路１０９および、第２セレクタ回路１１０へ出力する。前後比較回路１０８は、前段の第１前後比較回路１１１から通知情報を受信した場合には、その通知情報と、算出した距離Ｌの情報を、１／２系比較回路１０９および、第２セレクタ回路１１０へ出力する。そして１／２系比較回路１０９は、２つの系統からの通知情報を入力し、それら通知情報を比較して、通常選択している系統に異常が無ければ、その系統の情報を選択するよう指示する信号を第２セレクタ回路１１０へ出力する。また、通常選択している系統に異常があれば、通常選択している系統とは異なる系統の情報を選択するよう指示する信号を第２セレクタ回路１１０へ出力する。また、どちらの系統においても異常を示す通知情報を入力した場合には、通常選択している系統を選択して異常を示す通知情報を出力するよう指示する信号を第２セレクタ回路１１０へ出力する。
そして、第２セレクタ回路１１０は、距離Ｌの情報と、正常または異常を示す通知情報とを、１／２系比較回路１０９からの指示に基づいて選択して、出力する。

なお、上述の第１前後比較回路１１１の処理においては、連続する２つの時間差Ｔ１を比較して、その差異の値が閾値を超えるかどうかを判定しているが、さらに、連続する３つや連続する４つの時間差Ｔ１を比較して、それらの変化から、今回の時間差Ｔ１を用いて算出した列車１までの距離Ｌが有効か無効かを判定する処理を行うようにしてもよい。
また、上述の第２前後比較回路１０８の処理においては、連続する２つの距離Ｌを比較して、その差異の値が閾値を超えるかどうかを判定しているが、さらに、連続する３つや連続する４つの距離Ｌを比較して、それらの変化から、今回算出した列車１までの距離Ｌが有効か無効かを判定する処理を行うようにしてもよい。

本実施形態においては、時間差Ｔ１の差異によって、その時間差Ｔ１が正常なものか異常なものかの判定に基づいて距離Ｌの有効無効を判定し、また、距離Ｌの差異によって、距離Ｌの有効無効を判定しているが、移動局装置１０において時間差Ｔ２や距離Ｌの異常または正常を判定する差異の処理に応用するようにしてもよい。つまり、移動局装置１０において当該処理方法を応用する場合、移動局装置１０が図３で示す機能構成を有し、当該移動局装置１０は、マルチフレームを送信してから、その後に基地局装置２０から受信するまでの時間差Ｔ２を計算する。また、基地局装置２０から受信した時間差Ｔ１を取得する。そして、上述の図４〜図６の処理を用いて、例えば、連続した算出した前後の時間差Ｔ２が閾値を越えるかを判定して、閾値を超える場合、または、前回の時間差Ｔ２の送信タイミングで得られた時間差Ｔ２と比較して、閾値を超える場合、の何れかの場合には異常と判定する。そして、算出した時間差Ｔ２と、正常または異常を示す通知情報を基地局装置２０へ送信する。基地局装置２０においては、時間差Ｔ２と共に異常を示す通知情報を受信した場合には、その時間差Ｔ２を用いて算出した距離Ｌを無効な情報として処理する。また、移動局装置１０において距離Ｌを計算する場合には、異常と判断された時間差Ｔ２を用いて算出した距離Ｌを無効な情報として処理し、正常な時間差Ｔ２を用いて算出した距離Ｌの前後比較を行って、正常な場合に、その距離Ｌを自身の処理に利用したり、基地局装置２０へ送信する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述の位置検知システムの処理によれば、精度の低い列車１までの距離Ｌの情報を無効とするため、精度の高い列車１の位置を検知することができる。

また、上述の位置検知システムでは、ＣＰＵに時間差Ｔ１の異常または正常の判定処理をさせずに専用の回路で当該処理を行わせるため、ＣＰＵとの間のやり取りにかかる時間を削減でき、これにより、列車の位置検知をより高速に行うことのできる位置検知システムを提供することが可能となる。
なお、上述の位置検知システムは内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した各処理の過程が、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われるようにしてもよい。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１０・・・移動局装置
２０・・・基地局装置
１０１・・・無線受信回路
１０２・・・同期回路
１０３・・・位相調整回路
１０４・・・第１セレクタ回路
１０５・・・データ抽出回路
１０６・・・時間差計測回路
１０７・・・演算回路
１０８・・・前後比較回路
１０９・・・１／２系比較回路
１１０・・・第２セレクタ回路

Claims (7)

1. 移動局装置が通信フレームを基地局装置へ送信してから、その後に通信フレームを前記基地局装置から受信するまでの時間差と、
   前記基地局装置が前記移動局装置から通信フレームを受信してから、その後に通信フレームを前記移動局装置へ送信するまでの時間差とに基づいて、
   前記移動局装置と前記基地局装置との距離を算出し、前記移動局装置の位置を検出する位置検知システムであって、
   前記時間差を計測する複数の系統の時間差計測部と、
   前記時間差に基づいて前記移動局装置の位置情報を算出する、前記複数の系統の時間差計測部に対応した複数の系統の位置算出部と、
   前記移動局装置と前記基地局装置との通信フレームの送受信に応じて前記時間差または前記位置情報を順次取得し、当該順次取得した複数の時間差または前記位置情報を比較して、その時間差または前記位置情報の差異が閾値以上である場合に、異常を示す通知情報を出力する、前記複数の系統の時間差計測部に対応した複数の系統の前後比較部と、
   前記複数の前後比較部から出力された異常または正常を示す前記通知情報に基づいて、前記複数の系統の位置算出部の何れの出力した位置情報を正常なものとして選択するかを判定する出力系統判定部と、
   を備えることを特徴とする位置検知システム。
2. 前記出力系統判定部は、前記移動局装置と前記基地局装置との通信フレームの送受信に応じて前記通知情報を取得し、前回以前の所定の回数前に取得した通知情報と今回の通知情報の少なくとも何れか一方が異常を示す場合には、当該前回以前の所定の回数前に取得した通知情報と今回の通知情報の少なくとも何れか一方が異常を示した系統以外の系統の時間差計測部の出力した位置情報を正常なものとして選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載の位置検知システム。
3. 前記前後比較部は、前記前回と今回の時間差または位置情報の差異を、前記通信フレームの送受信の度に算出し、それら差異が閾値以上であり、かつ、さらに当該算出した差異の値の前回との差が、閾値以上である場合に、異常を示す通知情報を出力する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置検知システム。
4. 前記閾値を前記移動局装置の速度の増加に応じて増加させることを特徴とする請求項３に記載の位置検知システム。
5. 前記基地局装置が、前記時間差計測部と、前記前後比較部と、前記位置算出部と、前記出力系統判定部と、を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の位置検知システム。
6. 前記移動局装置が、前記時間差計測部と、前記前後比較部と、前記位置算出部と、前記出力系統判定部と、を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の位置検知システム。
7. 移動局装置が通信フレームを基地局装置へ送信してから、その後に通信フレームを前記基地局装置から受信するまでの時間差と、
   前記基地局装置が前記移動局装置から通信フレームを受信してから、その後に通信フレームを前記移動局装置へ送信するまでの時間差とに基づいて、
   前記移動局装置と前記基地局装置との距離を算出し、前記移動局装置の位置を検出する位置検知システムにおける処理方法であって、
   複数の系統の時間差計測部が、前記時間差を計測し、
   前記複数の系統の時間差計測部に対応した複数の系統の位置算出部が、前記時間差に基づいて前記移動局装置の位置情報を算出し、
   前記複数の系統の時間差計測部に対応した複数の系統の前後比較部が、前記移動局装置と前記基地局装置との通信フレームの送受信に応じて前記時間差または前記位置情報を順次取得し、当該順次取得した複数の時間差または前記位置情報を比較して、その時間差または前記位置情報の差異が閾値以上である場合に、異常を示す通知情報を出力し、
   出力系統判定部が、前記複数の前後比較部から出力された異常または正常を示す前記通知情報に基づいて、前記複数の系統の位置算出部の何れの出力した位置情報を正常なものとして選択するかを判定する
   ことを特徴とする処理方法。

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