制御システムの高度化に向けた列車の精密位置決め

鉄道業界では技術の著しい進歩が進んでおり、世界中でより効率的で信頼性の高い鉄道輸送システムが実現されています。こうしたイノベーションの中でも、高精度な路面電車および列車の位置測定ソリューションは、現代の鉄道システムのシームレスな運用のために不可欠なものとなっています。

SBG Systemsが提案する位置測定およびナビゲーションソリューションは、米国における列車制御システム(PTC)の導入や、欧州で進行中のETCSプロジェクトの開発といった、次世代の鉄道の課題に対応するのに最適です。

高性能なモーション、ナビゲーション、および制御システムのリーダーとして、当社はGNSSが利用できない環境でも動作する能力を備えた、列車位置測定向けの最先端ソリューションを開発してきました。当社の慣性ソリューションの頑健性は、精度と効率を向上させることで鉄道輸送を変革しています。

正確な列車位置情報は、線路の保守・監視から将来の自動運転列車に至るまで、さまざまな業務にとって極めて重要です。さらに、これらはETCS(欧州列車制御システム)などの信号システムに不可欠なシステムの信頼性を高めます。列車は、トンネル、市街地、山岳地帯など、従来のGNSS信号が信頼できない、あるいは完全に利用できない環境において、複雑な鉄道網を効率的に航行する必要があります。GNSSの誤差を補償するため、IMUセンサーとオドメトリの融合により、慣性データを使用してこれらの障害発生中も正確な位置を維持することが可能になります。

ホーム 車両 路面電車および列車の位置情報

列車の正確な位置特定の必要性

鉄道システムは、過酷な気象条件、振動、電磁干渉に直面します。これらの要因により、オドメーターやタコメーターの精度が低下します。タコメーターはキロ程を生成しますが、車輪の空転、摩耗、およびキャリブレーションのドリフトにより、頻繁に大きな誤差が生じます。

現代の列車には、スムーズで安全な運行を確保するために、極めて高速かつ高精度な位置情報の更新が求められます。従来のGNSSシステムでは、高速走行時の急速な位置や速度の変化の追従に失敗することがあります。

当社の測位・位置特定製品は、GNSS単独システムに代わる信頼性の高い代替手段を提供し、GNSSが利用できないエリアでも継続的かつ高精度な測位ソリューションを保証します。加速度計、ジャイロスコープ、およびオドメーターなどの他のセンサーからのデータを統合することにより、これらのシステムは列車の位置と速度に関する正確でリアルタイムな情報を提供し、現代の鉄道運行において不可欠な存在となっています。

当社のソリューションをご覧ください
列車の位置決め

ライトレールの効率化と乗客情報の充実

現代の旅客案内システムは、正確かつ継続的な車両の位置情報に依存しています。都市部が密集している場所では、GNSS単体では苦戦します。トンネル、切通し、木々の覆い、車両基地、「都市の峡谷」のような街路により、信号の途絶やマルチパスが発生します。当社の慣性センサーはこれを解決し、線路沿いにビーコンを配置することなく、信頼性の高い、軌道・車線レベルの連続性を提供します。GNSS単体のソリューションと比較して、INSはトンネル、アンダーパス、上屋のある駅などでも正確な位置を維持し、途切れない測位を保証するため、トラムの運行に明確な利点を提供します。そのため、旅客案内表示が「ジャンプ」することはなく、線路沿いにビーコンを配置することなく信頼性の高い連続性を実現します。

INS統合は、マルチパスに対する堅牢性を提供します。慣性データとオドメトリデータに重み付けを行うことで、誤った衛星測位を排除し、信号の受信が困難な狭い都市の街路での急激なマップジャンプを防ぐ一方、マップマッチングにより軌道を線路のジオメトリに拘束し、ドリフトを効果的に抑制します。

プロジェクトについてお聞かせください
路面電車の運行管理システム

列車の位置測定システムは、円滑な運行に不可欠です

正確な位置データは、線路の状態監視や保守作業に不可欠です。当社のソリューションは、鉄道事業者が架線(オーバーヘッドライン)の異常や線路の摩耗の正確な位置を追跡するのに役立ちます。これにより、より迅速で効率的な保守作業が可能になります。また、線路の状態に関連するインシデントのリスクも軽減されます。トンネルは、GNSS信号が完全に存在しないため、鉄道測位システムにとって最も過酷な環境の1つです。当社の測位ソリューションは、トンネル内でも信頼性の高い位置データを提供し、列車が外部信号なしでこれらのエリアを安全かつ効率的に走行できるようにします。

一定の位置決め トンネル、地下道、都市のキャニオン内での正確な位置測定
コスト管理 線路沿いのビーコンが不要になるため、インフラコストを削減します。
信頼性の高い情報サービス 橋梁などでGNSSが途切れる環境をカバーし、途切れない旅客案内サービスを保証します
到着予定時刻(ETA)の修正 より滑らかでドリフトのない位置情報の連続性による、到着予定時刻(ETA)予測の精度向上

路面電車および列車の位置測定システム向けソリューション

当社の列車位置特定ソリューションは、列車制御システム向けに正確でリアルタイムな位置データを提供し、運行効率を向上させます。高度なGNSSおよび慣性技術により、当社のシステムはトンネルやGNSS電波障害環境においてもシームレスな航法を保証します。

当社の位置特定ソリューションがお客様の鉄道運行をどのように改善できるかをご覧ください!

Ekinox Micro INSミニユニット(右)

Ekinox Micro

Ekinox Microは、デュアルアンテナGNSSを搭載したコンパクトかつ高性能なINSであり、ミッションクリティカルな用途において比類ない精度と信頼性を提供します。
INS 内蔵GNSSシングル/デュアルアンテナ 0.015°のロールおよびピッチ 0.05° 方位角
発見
Ekinox Micro
Ellipse N INSミニユニット(右)

Ellipse-N

Ellipse-Nは、センチメートル単位の高精度な測位と堅牢なナビゲーションを提供する、コンパクトで高性能なシングルアンテナGNSSです。
INS シングルアンテナ RTK GNSS 0.05°のロールおよびピッチ 0.2° 方位
発見
Ellipse-N
Navsight Land/Air Apogeeグレード INS/GNSS(正面)

Navsight Land-Air

Navsight Land-Airは、測量士によるモバイルデータ収集を効率化するために設計された慣性航法および姿勢方位基準ソリューションです。
INS 内蔵GNSS 独自のナビゲーションアルゴリズムを実行する 0.02°のロールおよびピッチ(RTK)
発見
Navsight Land-Air

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当社の列車位置情報に関する堅牢で信頼性の高いソリューションが、列車制御や乗客情報提供をどのように向上させるかをご覧ください。

当社のユースケース

SBG Systemsは、高精度慣性ナビゲーションソリューションにより、鉄道追跡システムおよび列車位置測定システムの開発と検証をサポートします。
お客様がどのように当社の技術を統合し、鉄道用途におけるパフォーマンスとイノベーションを向上させているかをご覧ください。

SNCF

列車の位置特定テストに使用されるGNSS/INS

列車の位置特定
CLUGプロジェクトの列車位置特定
コーデル

Quanta PlusとQinertiaによる鉄道の保守

LiDARマッピング
鉄道保守のための、運動学的エンベロープをモデル化したLiDAR点群データ
HyperXite

ハイパーループ・チャレンジ – 位置、速度、加速度についてINS

鉄道の位置特定
ハイパーループ・ポッドの例
ツリースイフト

Treeswiftが公益事業の現場業務をどのように近代化しているか

モバイルマッピング
植生管理の点検中に、ツリースウィフト社の「Swiftpack」AI搭載LiDARデバイスを装着した公益事業分野の現場技術者
TREALIS

ApogeeとNavsightを使用したTREALIS社のレール欠陥検知

路面電車および列車の位置情報
TREALIS社の検査列車が、フランスの鉄道網でレールの欠陥検出を実施
GapEOD

GapEODがEllipseを活用して地球物理学的調査の安全性を高める方法

路面電車および列車の位置情報
GapEODのシステムは制御下にあり、稼働中
すべてのユースケースを見る

彼らは私たちのことを話している

自動運転車用途や鉄道位置測定システム向け慣性ソリューションのパイオニアとして、お客様や業界リーダーがSBG Systemsをどのように評価しているかをご覧ください。当社の革新的な技術は、高性能な慣性センサーとGNSS機能を組み合わせることで、複雑な走行環境における精度と信頼性の基準を確立しています。

Logo WarnowstromerAI 自律型フェリープロジェクト
WarnowstromerAI
「Ekinox Microは、都市部における自律航行船の発展に最適なセンサー機器です。」
Team WarnowstromerAI
Logo GapEOD アンケート
GapEOD
「全体として、SBGのソリューションは当社のアプリケーションの要件に非常に合致しています。必要な進行方向の安定性と精度を実現しており、日常の運用においても、すべてのプラットフォームで信頼性の高い性能を発揮しています。」
マリ=リース・ティルク、プロジェクトマネージャー
ウォータールー大学
「SBG SystemsのEllipse-Dは、使いやすく、非常に高精度で安定しており、小型フォームファクタを備えていました。これらはすべて、私たちのWATonoTruckの開発に不可欠な要素でした。」
アミール・K、教授兼所長

その他の自動運転車の活用事例をご覧ください

SBG Systemsの慣性航法ソリューションは、従来の乗用車を超えた多くの自動運転車アプリケーションをサポートしています。当社のセンサーは、無人地上車両や配送ロボット向けに、正確な位置情報、姿勢データ、モーションデータを提供します。また、リアルタイム性能を備えた自動運転シャトルや産業機械にも対応しています。GNSSが利用できない環境であっても、当社の技術により信頼性の高いナビゲーションと制御が保証されます。


ご質問はありますか?

よくある質問(FAQ)ページへようこそ!ここでは、当サイトがご紹介している鉄道システムアプリに関する、最もよくある質問への回答をご覧いただけます。

INS は、外部の補助センサーからの入力を受け付けますか?

慣性航法システム(INS)は、エアデータセンサー、磁気センサー、オドメーター、DVL、その他の補助センサーからの入力を受け付けます。

この統合により、INSは特にGNSS電波障害環境において、非常に多用途で信頼性の高いものとなります。

これらの外部センサーは、補完的なデータを提供することで、INS の全体的な性能と精度を向上させます。

ジャイロスコープとは何ですか?

ジャイロスコープは、角速度(物体が1つまたは複数の軸を中心に回転する速度)を測定するセンサーであり、慣性航法システムの基盤となる構成要素の1つです。その主な目的は、INSまたはIMUが物体の姿勢が時間とともにどのように変化するかを判断できるよう、回転運動に関する正確なリアルタイム情報を提供することです。

航行で使用される現代のジャイロスコープ(特に航空宇宙、防衛、海洋、ロボット工学の分野)は、一般的にMEMS(微小電気機械システム)、またはFOG(光ファイバージャイロスコープ)やRLG(リングレーザージャイロスコープ)などの光学技術です。物理的原理は異なりますが、これらはすべて同じ基本概念を利用しています。すなわち、システムが回転すると、センサーがその結果生じる慣性効果を検出し、電気信号に変換します。

MEMSジャイロスコープでは、特定の共振周波数で駆動されるシリコン質量などの微小な振動構造体が、デバイスの回転時にコリオリ力を受けます。これらの力により、振動パターンに測定可能な変化が生じ、それが角速度情報へと変換されます。一方、光学式ジャイロでは、閉ループに沿って逆方向に進む光がシステムの回転時に位相シフトを起こします。このサニャック効果により、可動部品を一切使用せず、極めて高精度でドリフトの少ない回転測定が可能になります。

ジャイロスコープは、慣性航法システムのアルゴリズムに重要なデータを送り、システムが姿勢(ロール、ピッチ、ヨー)を計算することを可能にします。加速度計と組み合わせることでIMUを形成し、包括的なモーションセンシング機能を提供します。高品質なジャイロスコープはドリフトを低減し、安定性を高め、GPSが利用できない環境でも航法システムが信頼性の高い動作を行えるようにします。UAVのガイダンス、徘徊型兵器、AUVの制御、海洋ヒーブ補償、あるいは自動運転車の航法などの用途において、ジャイロスコープの精度は、システムが正確で安定した軌道を維持する能力に直接影響を与えます。

IMUとは?

慣性計測ユニット(IMU)は、プラットフォームの線形加速度と角速度を捉えることで、その運動と姿勢を測定するコンパクトなセンサーモジュールです。その核心として、IMUは直交軸に沿って配置された3つの加速度計と3つのジャイロスコープを統合し、6つの自由度の測定を提供します。

加速度計はプラットフォームが空間内でどのように加速するかを検知し、ジャイロスコープはそれがどのように回転するかを追跡します。これらの測定値を組み合わせて処理することにより、IMUは外部信号に一切頼ることなく、速度、姿勢、および進路の変化に関する正確な情報を提供します。これにより、IMUはGPSが利用できない、信頼できない、または意図的に妨害されている環境における航法に不可欠なものとなります。その性能は、センサーの品質、校正、そしてバイアス、ノイズ、スケールファクター、ミスアライメントなどの誤差がどの程度制御されているかに大きく依存します。

高精度なIMUには、誤差が時間とともに急速に蓄積しないようにするための高度な校正、熱補正、振動フィルタリング、バイアス安定化メカニズムが含まれています。これらの特性により、IMUはUAV、巡航ミサイル、無人車両からAUV、ロボット工学、産業用安定化システムに至るまで幅広い用途で使用されており、最も過酷な運用条件下でも動きと姿勢の堅牢かつ継続的な認識を提供します。