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JP2002264810A - ビーコンを備えたレールトラックに沿った点で鉄道車両を位置決めするためのシステム及び方法、またそのシステムに適するアンテナ - Google Patents

ビーコンを備えたレールトラックに沿った点で鉄道車両を位置決めするためのシステム及び方法、またそのシステムに適するアンテナ

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Publication number
JP2002264810A
JP2002264810A JP2002009594A JP2002009594A JP2002264810A JP 2002264810 A JP2002264810 A JP 2002264810A JP 2002009594 A JP2002009594 A JP 2002009594A JP 2002009594 A JP2002009594 A JP 2002009594A JP 2002264810 A JP2002264810 A JP 2002264810A
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JP
Japan
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beacon
antenna
receiving circuit
loop
vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002009594A
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English (en)
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Inventor
Jacques Rostren
ジヤツク・ロストラン
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Alstom SA
Original Assignee
Alstom SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Alstom SA filed Critical Alstom SA
Publication of JP2002264810A publication Critical patent/JP2002264810A/ja
Publication of JP2002264810A5 publication Critical patent/JP2002264810A5/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/121—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using magnetic induction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Escalators And Moving Walkways (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビーコンのシステムに対して鉄道車両を正確
に位置決めするシステム及び方法を提案する。 【解決手段】 ビーコン（２）を備えたレールトラック
に沿った点で鉄道車両を位置決めするためのシステムで
あって、前記ビーコン（２）は電磁気信号を送信するこ
とにより前記車両に情報を伝達するよう構成され、前記
車両は、アンテナ（１）がビーコン（２）を通過した時
にビーコン（２）から送信された電磁気信号を受信する
ための第１受信回路（３）を有するアンテナ（１）を有
し、前記アンテナ（１）は該アンテナ（１）がビーコン
（２）に対して調心した瞬間を正確に判断するために８
の字ループの形態の第２受信回路（４）を有することを
特徴とするシステム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はビーコンを備えたレ
ールトラックに沿った点で鉄道車両を位置決めするため
のシステム及び方法に関する。更に詳細には、本発明は
情報を伝達する電磁気信号を送信するビーコンに対して
鉄道車両を正確に位置決めするためのシステムに関す
る。また、本発明はシステムにおける鉄道車両に適する
アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】レールを使用した運輸ネットワークに、
ビーコンと車両に搭載された設備との間で情報を送信す
るための地上におけるビーコンのシステムを設けること
は本技術分野で公知である。ＦＲ−Ａ−２７１３７５４
は地上におけるビーコンのシステムを開示しており、こ
のシステムは放射により作動し、鉄道車両に搭載された
アンテナとの通信を可能にする。ビーコンの知られてい
る位置から鉄道車両を線路上で位置決めするためにビー
コンのシステムを使用して、鉄道車両に搭載されたアン
テナが、情報の送信に加えて発信をすることは本技術分
野で公知である。通常、位置決めはアンテナにより受信
した信号のパワーを分析することにより行われる。アン
テナにより受信された信号が最大となる瞬間はアンテナ
がビーコンの上方に位置する瞬間と一致する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の位置
決め方法は車両の比較的不正確な位置を提供するだけで
ある。アンテナにより受信された信号は情報を送信し得
る比較的広範囲にわたって最高値にあるためである。長
さ約５０ｃｍのビーコンを採用したＥＵＲＯＢＡＬＩＳ
Ｅのシステムでは、車両の位置決めの精度は車両速度が
４０ｋｐｈ未満では約±２０ｃｍであり、車両速度が３
００ｋｐｈを越えると約±１ｍである。
【０００４】この精度は自動列車制御システムとしては
充分ではなく、特に地下鉄車両を駅のプラットフォーム
に対して正確に位置決めするために通常±５ｃｍの精度
が要求される地下鉄の自動列車制御システムとしては充
分ではない。
【０００５】従って、本発明の目的は、ビーコンのシス
テムに対して鉄道車両を正確に位置決めするシステム及
び方法を提案することであり、特に実現するのに簡単か
つ経済的なＥＵＲＯＢＡＬＩＳＥビーコンを提案するこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ビーコンを備
えたレールトラックに沿った点で鉄道車両を位置決めす
るためのシステムであって、前記ビーコンは電磁気信号
を送信することにより前記車両に情報を伝達するよう構
成され、前記車両は、アンテナがビーコンを通過した時
にビーコンから送信された電磁気信号を受信するための
第１受信回路を有するアンテナを有し、前記アンテナは
該アンテナがビーコンに対して調心した（ｃｅｎｔｒ
ｅ）瞬間を正確に判断するために８の字ループの形態の
第２受信回路を有することを特徴とするシステムを提供
する。
【０００７】また本発明は以下の特徴を有する車両を位
置決めするシステムをも提供する。
【０００８】前記第１受信回路は簡単なループの形状で
ある。
【０００９】前記ビーコンは放射により作動し、前記鉄
道車両に搭載された送信機により放射されたエネルギを
受信すると共に、前記ビーコンの送信回路に必要なエネ
ルギを供給するアンテナ回路を有する。
【００１０】ビーコンはループよりなる送信回路を有
し、前記第２受信回路を形成する８の字ループの外側の
寸法は前記ビーコンの送信回路のループの寸法と略同じ
である。
【００１１】前記第２受信回路は前記第１受信回路に対
して調心され、前記第２受信回路を形成する前記８の字
ループの交差点が前記第１受信回路を形成するループの
略中心にある。
【００１２】ビーコンのシステムはＥＵＲＯＢＡＬＩＳ
Ｅ規格である。
【００１３】また、本発明は、第１受信回路から送られ
た信号に対する第２受信回路から送られた信号の位相ず
れから、アンテナがビーコンに対して調心した瞬間を推
測するために、該位相ずれを検出する、上記何れかの特
徴を有するシステムを備えた車両を位置決めする方法を
提供する。
【００１４】また、本発明は、ビーコンにより送信され
た電磁波を受信するためのアンテナであって、前記アン
テナは前記ビーコンにより通信された情報を受信するた
めの簡単なループの形態の第１受信回路を有し、前記ア
ンテナは該アンテナがビーコンに対して調心した正確な
瞬間を判断するために８の字ループの形態の第２受信回
路を有するアンテナを提供する。
【００１５】本発明によるアンテナの１つの特徴によれ
ば、前記アンテナは鉄道車両に搭載され、ＥＵＲＯＢＡ
ＬＩＳＥ規格に準拠したビーコンと協働する。
【００１６】本発明の目的、側面及び利点は以下の本発
明の一実施形態の記載を読むことにより更に明らかにな
ろう。以下の記載は添付図面を参照した記載であり、こ
の記載は本発明を限定するものではない。
【００１７】
【発明の実施の形態】図面をより容易に理解できるよう
に、本発明を理解するのに必要な要素のみを示した。
【００１８】図１はレールトラック上の鉄道車両を位置
決めするシステムを示す。このシステムは制御エレクト
ロニクスを有する本技術分野で公知のタイプのビーコン
２より主になる地上の設備を有し、これはレールトラッ
クに沿って公知の場所に設置される。
【００１９】位置決めシステムは主に受信アンテナ及び
評価ユニット６よりなる鉄道車両に搭載された装置を有
する。評価ユニット６はコンピュータでも良い。評価ユ
ニット６は自身のコンバータを動力源とし、アンテナ１
に連結されている。車両がレールトラックに沿って走行
する時にアンテナ１がビーコン２の軸線を通過するよう
に、アンテナ１は車両の下のある場所に配置される。
【００２０】図２に示すように、ビーコン２は車両に送
られるべき情報を表す電磁波を送信する送信ループを備
えた送信回路を有する。ビーコン２は鉄道車両のアンテ
ナ１を介して、搭載された送信機からの放射により作動
するのが好ましい。鉄道車両はこれが通過するビーコン
２の作動に必要なエネルギを提供する。ビーコン２に電
気を供給することにより、例えばビーコンの送信回路に
第２部分が連結された隔離変圧器の第１部分と直列に連
結された受信コイルを有するアンテナ回路にビーコンを
一体化させることを含む。ビーコン２は欧州規格ＥＵＲ
ＯＢＡＬＩＳＥに準拠しており、即ち、ビーコン２は
３．９から４．５ＭＨｚの周波数帯域で車両のアンテナ
１と磁気的に連結することにより通信する。ビーコンは
長さが約５０ｃｍと小型であり、重さが約５ｋｇと軽量
である利点を有する。
【００２１】車両のアンテナ１は簡単なループである第
１受信回路３を有する。これは本技術分野では公知であ
る。第１受信回路３はビーコン２により送信された信号
を受信するよう構成されており、アンテナ１が通過する
ビーコン２により送信された情報を分析する車両の評価
ユニット６に連結されている。
【００２２】本発明によれば、アンテナ１は第１受信回
路３の簡単なループと略同心の８の字ループよりなる第
２受信回路４をも有する。第２受信回路４は車両の評価
ユニット６にも連結されている。８の字ループの寸法
は、アンテナ１の位置決めの精度を最適化すべく、ビー
コン２の送信ループの寸法と同じであるのが好ましい。
【００２３】次に、ビーコンに対する鉄道車両の位置決
めシステム及び方法の作用を説明する。
【００２４】車両がビーコン２に接近し、車両のアンテ
ナ１の送信機がビーコン２の有効範囲内にある時、即
ち、地上のビーコンにより受信されたエネルギのレベル
がビーコンを作動させるのに充分な時、ビーコン２は伝
送すべき情報を表す電磁気信号を送信する。
【００２５】この信号は車両のアンテナ１、特に第１レ
シーバ回路３を形成するループにより受信される。図３
は軸線Ｘに沿って車両により運搬されるアンテナ１の動
きの機能として第１受信回路３により受信された信号の
パワーを示す。図３に示すように、アンテナ１の第１受
信回路３はビーコン２に接触する領域に調心された比較
的広い範囲にわたり最高値である信号Ｓ３を発信し、こ
のように受信された信号はビーコン２により送信された
信号を分析するために評価ユニット６により使用するこ
とができる。信号の振幅はビーコンの有効範囲の終点で
変化し、また有効範囲の何れかの側に副ローブが存在す
るが、この領域の始点と終点で打ち消される。
【００２６】同時に、ビーコン２により送信された信号
はアンテナ１の第２受信回路４により受信される。図４
は軸線Ｘに沿ったアンテナ１の移動の機能として第２受
信回路４により受信された信号のパワーを示す。図４に
示すように、第２受信回路４は信号Ｓ４を発信し、この
信号の振幅はビーコン２の有効範囲の始点と終点で変化
し、これは有効範囲の中心でゼロ、即ち、８の字ループ
の交差点がビーコン２の送信機ループに調心された時に
ゼロである。この信号Ｓ４も有効範囲の何れかの側で副
ローブを有する。また、第２受信回路４により送られた
信号と第１受信回路３により送られた信号との間の位相
差を示す図５に示すように、第２受信回路４の８の字ル
ープの中心がビーコン２の中心を通過する時に、第１受
信回路３からの信号と第２受信回路４からの信号との間
に１８０度の位相ずれが生じる。
【００２７】従って、本発明による位置決め方法では、
評価ユニット６が第１受信回路３からの信号と第２受信
回路４からの信号との間に１８０度の位相ずれを検出
し、そこからアンテナ１がビーコン２に調心した瞬間を
推測する。この位置決め方法は、アンテナ１がビーコン
２に調心した瞬間を、±５ｃｍより良い精度で特定し、
従って、同様の精度で車両をレールトラック上に位置決
めする。
【００２８】この位置決め方法をより安定したものとす
るために、ビーコン２により送られた信号が情報メッセ
ージを含む時にだけ、ビーコン２に対するアンテナ１の
位置を有効にするのが好ましい。位置決めを有効にする
ために、評価ユニット６は、検出された位相ずれが第１
受信回路３による明らかなメッセージの受信を伴ってい
ることを確認する。更に、ビーコンの有効範囲の端部に
存在する副ローブで生じ得る全ての疑似位相ずれを濾過
すべく、電圧閾値を採用することにより、上記位置決め
方法を更に安定したものとすることができる。
【００２９】従って、この種の方法に関連したこの種の
システムは、各ビーコンを再度通過することにより鉄道
車両を±５ｃｍより良い精度でレールトラック上に位置
決めし、更にレールネットワークで広く使用されている
標準的なＥＵＲＯＢＡＬＩＳＥビーコンを使用するとい
う利点を有する。
【００３０】従って、本発明によるアンテナを鉄道車両
に設けることにより、自動列車制御システムの作業にお
いて、充分な制度で車両を位置決めすることができる。
【００３１】従って、本発明による位置決めシステム及
び方法は、本発明によるアンテナを単に鉄道車両に設け
ることにより、レールトラック上での車両の位置を判断
する各点の非常に高い精度を提供し、これは非常に経済
的である。
【００３２】勿論、本発明は単に例として示した上記実
施形態に限定されることはない。記載され図示された実
施形態は、特に種々の構成要素の構成の観点から、或い
は技術的な均等物との交換により、本発明の保護範囲か
ら逸脱することなしに変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ビーコンに対して鉄道車両を位置決めするため
の本発明によるシステムの全体図である。
【図２】ビーコンに対面する本発明によるアンテナの１
実施形態の代表図である。
【図３】ビーコンに対するアンテナの位置の機能として
の、図２からアンテナを備えた第１受信回路により受信
された信号のパワーを示すグラフである。
【図４】ビーコンに対するアンテナの位置の機能として
の、図２からアンテナを備えた第１受信回路により受信
された信号のパワーを示すグラフである。
【図５】ビーコンに対するアンテナの位置による第１及
び第２受信回路により受信された信号同士の位相差を示
す図である。
【符号の説明】
１ アンテナ ２ ビーコン ３ 第１受信回路 ４ 第２受信回路 ５ 送信回路 ６ 評価ユニット

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビーコン（２）のシステムを備えたレー
    ルトラックに沿った点で鉄道車両を位置決めするための
    システムであって、前記ビーコン（２）は電磁気信号を
    送信することにより前記車両に情報を伝達するよう構成
    され、前記車両は、アンテナ（１）がビーコン（２）を
    通過した時にビーコン（２）から送信された電磁気信号
    を受信するための第１受信回路（３）を有するアンテナ
    （１）を有し、ビーコン（２）はループからなる送信回
    路（５）を有し、前記アンテナ（１）は該アンテナ
    （１）がビーコン（２）に対して調心した瞬間を正確に
    判断するために８の字ループの形態の第２受信回路
    （４）を有し、前記第２受信回路（４）を形成する８の
    字ループの外側の寸法は前記ビーコン（２）の送信回路
    （５）のループの寸法と略同じであることを特徴とする
    システム。
  2. 【請求項２】 第１受信回路（３）は簡単なループの形
    状であることを特徴とする、請求項１記載の車両を位置
    決めするためのシステム。
  3. 【請求項３】 ビーコン（２）は放射により作動し、前
    記鉄道車両に搭載された送信機により放射されたエネル
    ギを受信すると共に、前記ビーコン（２）の送信回路
    （５）に必要なエネルギを供給するアンテナ回路を有す
    ることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両を
    位置決めするためのシステム。
  4. 【請求項４】 第２受信回路（４）は前記第１受信回路
    （３）に対して調心され、第２受信回路（４）を形成す
    る８の字ループの交差点が第１受信回路（３）を形成す
    るループの略中心にあることを特徴とする、請求項１か
    ら３のいずれか一項に記載の車両を位置決めするための
    システム。
  5. 【請求項５】 ビーコン（２）のシステムはＥＵＲＯＢ
    ＡＬＩＳＥ規格であることを特徴とする、請求項１から
    ４のいずれか一項に記載の車両を位置決めするためのシ
    ステム。
  6. 【請求項６】 第１受信回路（３）から送られた信号に
    対する第２受信回路（４）から送られた信号の位相ずれ
    から、アンテナ（１）がビーコン（２）に対して調心し
    た瞬間を推測するために、該位相ずれを検出し、ビーコ
    ンの有効範囲の終点に存在する副ローブで生じ得る疑似
    位相を全て濾過すべく閾値を採用することを特徴とす
    る、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステムを
    備えた車両を位置決めする方法。
  7. 【請求項７】 ループよりなる送信回路（５）を含むビ
    ーコン（２）により送信された電磁波を受信するための
    アンテナ（１）であって、前記アンテナ（１）は前記ビ
    ーコン（２）により通信された情報を受信するための簡
    単なループの形態の第１受信回路（３）を有し、アンテ
    ナ（１）は該アンテナ（１）がビーコン（２）に対して
    調心した正確な瞬間を判断するために８の字ループの形
    態の第２受信回路（４）を有し、第２受信回路（４）を
    形成する８の字ループの外側の寸法は前記ビーコン
    （２）の送信回路（５）のループの寸法と略同じである
    ことを特徴とするアンテナ。
  8. 【請求項８】 アンテナ（１）は鉄道車両に搭載され、
    ＥＵＲＯＢＡＬＩＳＥ規格に準拠したビーコン（２）と
    協働することを特徴とする請求項７に記載のアンテナ。
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