JP5901371B2 - 可動式ホーム柵用通信装置 - Google Patents

Description

この発明は、可動式ホーム柵による乗客及び列車の安全を確保するために用いられる可動式ホーム柵用通信装置に関するものである。

プラットホームの安全設備である可動式ホーム柵には、安全性向上のために各種センサの設置が必須であるが、センサと可動式ホーム柵制御用のコントローラを結ぶ伝送路が必要である。センサとコントローラ間の伝送路を無線化すれば、配線に比べて設置コストを低減でき、また、工事期間短縮を図ることができるが、この場合、通信の高信頼化を図ることが課題となる。これを解決する技術として特許文献１〜５が提案されている。

特開２００９−５１６４１５号公報 特開２００９−２３２１０９号公報 特開２００６−３４００５０号公報 特開２００８−２１１８１７号公報 特開平６−３５０５１４号公報

しかしながら、これら特許文献に開示されている技術は、以下のように、通信障害原因を即時に判断する点からは不十分なものである。すなわち、特許文献１は障害原因を特定し、適切な対処を行うものであるが、障害傾向から原因を特定する技術であり、障害時点で瞬時に障害の原因を特定することができない。また、特許文献２は障害の一つである信号干渉を判断して対処するものであるが、観測のためにビーコンの受信が必要な点で装置が複雑となる。また、特許文献３と４は障害傾向から原因を特定する技術であり、障害時点で瞬時に特定することができない。さらに、特許文献５は基地局同士の干渉抑止対策であり、干渉判別手段については言及されていない。

このように、従来は、通信異常の傾向を統計的に判断するなどして原因特定と対処を実施しており、リアルタイムに原因特定と対策を行なう手段がなかったため、通信環境の変化に伴う障害が発生した場合はセンサとコントローラ間の無線通信は通信不能の状態になっていた。

この発明は上述のような問題を解決するためになされたもので、センサとコントローラ間の無線通信の信頼性を高めるために、通信障害が発生した場合、その原因を即時に判断して対応することのできる、信頼性の高い可動式ホーム柵用通信装置を実現しようとするものである。

この発明に係る可動式ホーム柵用通信装置は、可動式ホーム柵近傍の障害物を検知するセンサを有する送信側と、前記可動式ホーム柵を制御するコントローラを有する受信側との間を無線で結び、前記センサで検知した情報をデータ送信手段によりパケットで前記受信側のデータ受信手段を介して前記コントローラに伝えるものにおいて、前記送信側は受信強度計測手段と障害原因判別手段を、また、前記受信側は受信強度計測手段を備え、前記障害原因判別手段は、前記送信側及び受信側の受信強度計測手段による受信強度及び前
記受信側からのパケットフレームチェック及びＡＣＫ応答を受け、パケット送信周期内において障害原因を特定するようにしたものである。

この発明によれば、無線通信の規定時間内での通信成功率向上に必要となる障害原因を特定できるので、可動式ホーム柵用通信装置の信頼性を高め、可動式ホーム柵の安全機能を十分に発揮させることができる。

この発明に係る可動式ホーム柵用通信装置を可動式ホーム柵に設置した状態を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る可動式ホーム柵用通信装置を示すブロック図である。 実施の形態１によるセンサとコントローラ間の伝送経路を説明する図である。

実施の形態１．
図１はこの発明に係る通信装置の可動式ホーム柵への設置状況を示すもので、駅のプラットホームに設置された複数の可動式ホーム柵１００には、可動式ホーム柵１００近辺を監視する複数のセンサ１０１、１０２・・・が設置され、それぞれ図に破線で示す領域を監視している。一方、プラットホーム上にはコントローラ２０１、２０２、２０３・・・が設置され、これらのコントローラにより可動式ホーム柵１００の開閉等の制御が行なわれる。センサ１０１、１０２・・・はそれぞれ後述の通信装置の送信側ａに内蔵されており、コントローラ２０１、２０２、２０３・・・はそれぞれ後述の通信装置の受信側ｂに内蔵されている。前記送信側ａと受信側ｂとは通信経路５１により無線で結ばれ、例えば、送信側ａのセンサ１０１は受信側ｂのコントローラ２０１及び２０２と結ばれる。また同様に、センサ１０２はコントローラ２０２及び２０３と結ばれる。受信側ｂは制御ネットワーク３０１に接続されている。

図２はこの発明に係る通信装置を示すもので、送信側ａは、センサ１０１で検知した情報をパケットによりアンテナ１２を通して受信側ｂに送るものであり、センサ１０１及びアンテナ１２の他、無線伝送手段１、データ送信手段２、ＡＣＫ（認証信号）受信手段３、受信強度計測手段４、通信時間管理手段５、障害原因判別手段６、周波数変更手段７、経路変更指示手段８、コマンド発行手段９、周波数パターンテーブル１０、及び経路テーブル１１を備えている。

受信側ｂは、送信側ａから送られてきたセンサ１０１からの情報をアンテナ２１により受信して、コントローラ２０１を動作させるものであり、コントローラ２０１及びアンテナ２１の他に、無線伝送手段２２、データ受信手段２３、ＡＣＫ送信手段２４、受信強度計測手段２５、監視情報記録手段２６、受信データ蓄積手段２７、周波数変更手段２８、経路変更指示手段２９、及びコマンド発行手段３０を備えている。

前記のような通信装置における送信側ａと受信側ｂ間では通信障害が発生することがあり、これは、第三者の通信や機器のノイズによる信号干渉の発生、及び障害物の出現による通信通路の遮蔽もしくは反射波フェージングの発生があるが、可動式ホーム柵の制御では、これらの通信障害の原因をパケット通信周期内に判別し、その原因に即した迅速な対処により、乗客の安全及び列車のスムーズな運行を確保することが強く求められる。その対処方法として、通常、前者の障害に対しては周波数の切替えを実施することで、また、後者の障害に対しては通信経路の切替えを実施することで大半の障害を克服できる。

本発明では、センサで検出した情報のデータ伝送は、送信側ａからのデータ送信、受信側ｂでのデータ受信、及び受信側ｂから送信側ａへのＡＣＫ送信の一連のフローで実行されている。障害原因特定は、送信時に特定できる場合、受信時に特定できる場合、及びＡＣＫ受信処理にて特定できる場合に分けることができ、これらの各場合での信号監視により、無線通信の通信成功率向上に必要となる、パケット通信の通信周期内で障害原因特定を実現している。以下障害原因特定の方法について説明する。

障害原因が信号干渉の場合：
送信側ａでパケット発信の直前（直後）の受信強度を監視し、ここで受信側ｂで想定する本来のパケットの受信強度に干渉を与えるだけの受信強度を検出した上で通信失敗（ＡＣＫ無応答）した場合、もしくは受信側ｂでヘッダは得たもののその後のパケットフレームにエラーがあり、受信強度が正常である場合の障害原因は信号干渉と判断する。

障害原因が障害物の場合：
受信側ｂでパケット受信強度を監視し、受信強度が低減変化した上でパケットフレームエラーがあった場合の障害原因は障害物の存在による遮蔽もしくはフェージングである。また、送信側ａは通信失敗（ＡＣＫ無応答）の場合、ＡＣＫ応答期間の受信強度が正常範囲なら干渉、低減もしくは未検出なら障害物による遮蔽もしくはフェージングであると判断する。

前記の可動式ホーム柵用通信装置において、送信側ａと受信側ｂの基本的な通信は、送信側ａでは、センサ１０１で得た情報をデータ送信手段２を通して、無線伝送手段１及びアンテナ１２により周期的に送信側ａからパケットにより送信し、受信側ｂは、アンテナ２１から無線伝送手段２２を経てデータ受信手段２３で受信し、前記情報に従ってコントローラ２０１を動作させると同時に、パケットを受信して応答を返すという基本的な通信を行っている。

送信側ａは、受信強度計測手段４、障害原因判別手段６、及び通信時間管理手段５を備えており、通信時間管理手段５は、データ送信を行う開始時間を管理するとともに、送信後の受信側からの応答時間を計測する。送信側ａでは、送信側ａがパケット送信後、受信側ｂの最小応答遅延から最大応答遅延＋応答パケットサイズ分の時間帯を障害原因判別手段６に伝える。受信強度計測手段４は、パケットの受信の有無にかかわらず、周波数チャンネル（ＣＨ）の電磁波強度（一般的にはＲＳＳＩ）を計測し障害原因判別手段６に伝える。障害原因判別手段６は、前記伝達情報を用いて送信側ａにおいて送信時の障害を判別する。

受信側ｂは、送信を常時待ち受けしている状態であるが、その際の受信強度計測手段２５で受信強度を計測し、一定以上の高い強度の出現回数をキャリア検出頻度として監視情報記録手段２６で記録し、送信データの応答時にこれをＡＣＫ送信手段２４を通して送信側ａへ伝達する。また、送信側ａのデータ送信を受信した際、この受信強度を観測し、これもＡＣＫ送信手段２４による応答メッセージに含め、ＡＣＫ送信手段２４を通して送信側ａへ伝達する。受信パケットがエラー失敗となった場合であっても、送信側ＩＤが含まれるヘッダを受信できていれば、エラー有りの報告とともに、送信側ａへ応答を発信する。従ってこの段階で、送信側ａにおいて障害原因を判別できる。

送信側ａは、送信時間に達すると、送信直前の受信強度により信号干渉の有無を判断する。受信強度計測手段４が、明らかに高い強度を連続的に計測した場合、送信を行なわず、障害原因判別手段６は信号干渉を検出する。高い強度が一時的の場合は干渉フラグをセットして送信を実施する。さらに送信直後にも受信強度を参照し、ここで高い強度を計測した場合にも干渉フラグをセットする。その後、送信側ａは、受信側ｂからの応答を待つ。

時間範囲内に応答があった場合、受信中の受信強度を受信強度計測手段４で計測し、受信強度が小さい場合は、障害原因判別手段６で遮蔽と判別する。受信強度は正常だがパケットフレームをチェックしてパケットにエラーがあった場合は、信号干渉と判別する。またＡＣＫ受信応答を正常に受け取った場合、応答メッセージに含まれるエラーの有無、及び受信強度を確認し、受信強度減の場合は遮蔽と判別し、受信強度が正常かつパケットエラー有の場合は信号干渉と判別する。また、応答時間内に応答を受信できない場合、干渉フラグがセットされていたなら、信号干渉と判別する。さらに、直前の正常通信において、受信応答メッセージ内のキャリア検出頻度に増加変化があった場合にも、信号干渉と判別する。それ以外の受信失敗は、遮蔽と判別する。以上により、受信側ｂで検出した障害も含め、すべての障害原の特定を通信終了時に完了することができる。

図３は障害原因に応じた可動式ホーム柵用通信装置の動作を示すイメージである。信号干渉障害４１が発生し、それが障害原因となって送信側ａのセンサ１０１と受信側ｂのコントローラ２０１及び２０２との通信経路５１が不通になったと障害原因判別手段６が判別した場合（ア）、周波数変更手段７は周波数パターンテーブル１０を参照して通信の周波数の切替えをコマンド発行手段９に伝え、信号干渉を生じない異なる周波数による通信経路５２を確保して通信を行なう。受信側ｂではその周波数による通信を受信し、コントローラ２０１及び２０２により可動式ホーム柵１００を制御する。

遮蔽またはフェージング障害である障害物障害４２が発生し、それが障害原因となって送信側ａのセンサ１０１と受信側ｂのコントローラ２０１及び２０２との通信経路５１が不通になったと障害原因判別手段６が判別した場合（イ）、経路変更指示手段８が経路テーブル１１を参照し、予め切替え候補を定義している順に、すなわち、図では、送信側ａのセンサ１０１を通信経路６１によりコントローラ２０３を持つ受信側ｂに結び、通信経路６２によりセンサ１０２を持つ送信側ａに送り、センサ１０２から通信経路６３により受信側ｂのコントローラ２０１と２０２に送るようにする。つまり、コントローラ２０３を持つ受信側ｂを中継器として利用する。

以上のように、障害発生時にリアルタイムで障害原因を特定し、適切な対処を行うことで通信の回復が可能になる。環境変化による障害原因は主に信号干渉と障害物の２点が考えられ、信号干渉の場合は周波数切替、障害物の場合は経路変更の対策を実施することで大半の障害を克服できる。そこで、送信側ａから受信側ｂへ無線通信した際に、これが失敗した時点で、その原因が干渉であるか障害物であるかを特定し、ただちに対処を実施し、通信周期期間内での通信の回復を実現することが可能となる。

これにより、本実施の形態によれば、簡単な構成で迅速な通信回復が可能であり、可動式ホーム柵による乗客の安全、列車のスムーズな運行を確保できる。

１ 無線伝送手段、
２ データ送信手段、
３ ＡＣＫ受信手段、
４ 受信強度計測手段、
５ 通信時間管理手段、
６ 障害原因判別手段、
７ 周波数変更手段、
８ 経路変更指示手段、
９ コマンド発行手段、
１０ 周波数パターンテーブル、
１１ 経路テーブル、
１２ アンテナ、
２１ アンテナ、
２２ 無線伝送手段、
２３ データ受信手段、
２４ ＡＣＫ送信手段、
２５ 受信強度計測手段、
２６ 監視情報記録手段、
２７ 受信データ蓄積手段、
２８ 周波数変更手段、
２９ 経路変更指示手段、
３０ コマンド発行手段、
４１ 信号干渉障害、
４２ 障害物障害、
５１、５２、６１〜６３ 通信経路、
１００ 可動式ホーム柵、
１０１、１０２ センサ、
２０１、２０２、２０３ コントローラ
３０１ 制御ネットワーク。

Claims (7)

1. 可動式ホーム柵近傍の障害物を検知するセンサを有する送信側と、前記可動式ホーム柵を制御するコントローラを有する受信側との間を無線で結び、前記センサで検知した情報をデータ送信手段によりパケットで前記受信側のデータ受信手段を介して前記コントローラに伝える通信装置において、前記送信側は受信強度計測手段と障害原因判別手段を、また、前記受信側は受信強度計測手段を備え、前記障害原因判別手段は、前記送信側及び受信側の受信強度計測手段による受信強度及び前記受信側からのパケットフレームチェック及びＡＣＫ応答を受け、パケット送信周期内において障害原因を特定することを特徴とする可動式ホーム柵用通信装置。
2. 前記送信側は、障害原因が信号干渉と判別された場合、送信周波数を変えて前記受信側に送信を行なうようにしたことを特徴とする請求項１に記載の可動式ホーム柵用通信装置。
3. 前記送信側は、障害原因が障害物と判別された場合、現在の受信側とは別の受信側を経由して現在の受信側に送信を行なうようにしたことを特徴とする請求項１に記載の可動式ホーム柵用通信装置。
4. 前記障害原因判別手段は、前記送信側がパケットを発信する直前の受信強度が高い場合は障害原因を信号干渉と判別することを特徴とする請求項１に記載の可動式ホーム柵用通信装置。
5. 前記障害原因判別手段は、前記送信側が前記受信側から受信する受信強度が低い場合、またはＡＣＫ応答に異常がある場合は障害原因を障害物の存在と判別することを特徴とする請求項１に記載の可動式ホーム柵用通信装置。
6. 前記障害原因判別手段は、前記送信側がパケットを発信した直後の前記受信側における受信強度が低い場合、またはパケットフレームに異常がある場合は障害原因を障害物の存在と判別することを特徴とする請求項１に記載の可動式ホーム柵用通信装置。
7. 前記障害原因判別手段は、前記受信側からパケット受信時の受信強度が低い場合は障害原因を障害物の存在と判別することを特徴とする請求項１に記載の可動式ホーム柵用通信装置。

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