JP2007168676A - Train detection device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、スペクトラム拡散通信方式を利用して列車の有無を検知する列車検知装置、特に列車検知の安定性と伝送効率の向上に関するものである。 The present invention relates to a train detection device that detects the presence or absence of a train using a spread spectrum communication system, and more particularly to improvement of stability and transmission efficiency of train detection.
鉄道における軌道回路はレールを所定の長さに区分けして電気回路を構成し、軌道回路の列車進出側の境界から列車検知信号を送信し、軌道回路の列車進入側の境界で所定レベルの列車検知信号を受信しているとき、その軌道回路に列車が在線していないと判定し、列車が軌道回路に進入して車軸によりレールが短絡されて受信している列車検知信号が一定レベル以下になったとき、その軌道回路に列車が在線していると判定している。 The track circuit in a railway divides the rail into a predetermined length to form an electric circuit, transmits a train detection signal from the boundary of the track circuit on the train entry side, and trains of a predetermined level at the boundary of the track circuit on the train entry side When the detection signal is received, it is determined that the train is not on the track circuit, the train enters the track circuit, the rail is short-circuited by the axle, and the train detection signal received is below a certain level. When it becomes, it is determined that the train is on the track circuit.
この軌道回路に列車検知信号を伝送するとき、交流電化区間の場合、運転電流の高調波が極めて強力である。この運転電流の高調波雑音等が入り込んでも、その影響を受けずに列車を検知するため、特許文献1や特許文献2,特許文献3等にスペクトラム拡散通信方式を使用した列車検知装置が開示されている。このスペクトラム拡散通信方式を使用した列車検知装置は、送信部から列車検知信号を擬似雑音符号(以下、PN符号という)でスペクトラム拡散変調して広い周波数帯に拡散してレールに送信し、受信部は、レールに送られているスペクトラムを拡散した信号を受信して、受信した信号を送信部と同じPN符号を使用して拡散変調する。このPN符号を使用して拡散変調すると、受信した信号に混入した雑音信号はスペクトラムが拡散され列車検知信号はもとの周波数帯域内に集められて送信部で発生した元の列車検知信号にもどされる。この拡散変調した信号を狭帯域のバンドパスフィルタを通して雑音成分を除去することにより、送信された列車検知信号を得る。
When the train detection signal is transmitted to this track circuit, the harmonics of the operating current are extremely strong in the case of the AC electrification section. In order to detect a train without being affected by harmonic noise or the like of this operating current, a train detection device using a spread spectrum communication method is disclosed in
この受信部で拡散変調して列車検知信号を得るためには、拡散変調するPN符号の位相を受信したPN符号の位相と一致させる必要がある。PN符号を使用して拡散変調した受信信号はS/N比が非常に小さく、通常の方法では受信信号から同期のタイミングを抽出できないため、受信部のPN符号を受信信号のPN符号の時系列に合致させて狭帯域信号に変換する同期捕捉と、同期捕捉が完了してから時間が経過しても同期はずれが生じないように操作する同期保持が必要である。
前記のように受信部で拡散変調するPN符号の位相を受信したPN符号の位相と一致させるために、受信部に同期捕捉手段や同期保持手段を設けると、受信部の構成が非常に複雑になってしまうとともに同期捕捉に時間がかかってしまう。また、無絶縁軌道回路の場合、自軌道回路が列車の車軸で短絡した列車検知時には、受信レベルが低下するため、受信信号による同期検出が不安定になる。さらに、隣接する軌道回路に送信された列車検知信号との干渉により誤ったタイミングで動作してしまい、同期はずれにより列車検知性能が低下してしまうという短所もある。 In order to make the phase of the PN code subjected to spread modulation in the receiving unit coincide with the phase of the received PN code as described above, if the receiving unit is provided with synchronization acquisition means and synchronization holding means, the configuration of the receiving unit becomes very complicated. As a result, synchronization acquisition takes time. Further, in the case of a non-insulated track circuit, at the time of detecting a train in which the track circuit is short-circuited at the train axle, the reception level is lowered, so that synchronization detection by the received signal becomes unstable. In addition, there is a disadvantage that the train detection performance is deteriorated due to the malfunction due to the malfunction due to the interference with the train detection signal transmitted to the adjacent track circuit.
この発明は、このような短所を改善し、送信部でスペクトラム拡散変調した列車検知信号を受信部で確実に検出するとともに伝送効率を高めることができる列車検知装置を得ることを目的とするものである。 An object of the present invention is to improve such a disadvantage and to obtain a train detection device capable of reliably detecting a train detection signal subjected to spread spectrum modulation at a transmission unit at a reception unit and increasing transmission efficiency. is there.
この発明の列車検知装置は、各軌道回路の一方の境界に接続された送信器と他方の境界に接続された受信器とを有し、前記送信器は情報処理部とクロック信号発生部と拡散符号発生部と拡散変調部及び送信部を有し、前記情報処理部は隣接する軌道回路毎に異なる周波数の列車検知信号を生成し、前記クロック信号発生部はあらかじめ設定されている周波数のクロック信号を発生し、前記拡散符号発生部はクロック信号発生部で発生したクロック信号により隣接する軌道回路で異なる擬似雑音符号(以下、PN符号という)を生成し、前記拡散変調部は情報処理部から送られた列車検知信号と拡散符号発生部で生成したPN符号を乗算して拡散変調した信号波を発生し、前記送信部は拡散変調した信号波をレールに送り出し、
前記受信器は受信部とクロック信号発生部と整合フィルタと拡散符号発生部と拡散復調部とバンドパスフィルタ及び列車検知部を有し、前記受信部はレールに送られている信号波を受信し、前記クロック信号発生部は送信器のクロック信号発生部と同じ周波数のクロック信号を発生し、前記整合フィルタは受信波から送信器で送信されたPN符号の1周期ごとに出力信号を発生し、前記拡散符号発生部はクロック信号発生部で発生しているクロック信号により同じ軌道回路に接続されている送信器で発生するPN符号と同じPN符号を生成し、生成したPN符号を整合フィルタの出力信号に応じて前記拡散復調部に送り、前記拡散復調部は受信器で受信した受信波を拡散符号発生部で生成したPN符号により拡散変調し、前記バンドパスフィルタは同じ軌道回路に接続された送信器で生成する列車検知信号の周波数帯域の通過域を有し、拡散復調部で拡散された信号波から列車検知信号を抽出し、前記列車検知部はバンドパスフィルタで抽出した列車検知信号のレベルの変化により、各軌道回路に列車が在線したか否を検出することを特徴とする。
The train detection apparatus according to the present invention includes a transmitter connected to one boundary of each track circuit and a receiver connected to the other boundary, and the transmitter includes an information processing unit, a clock signal generation unit, and a diffusion unit. A code generation unit, a spread modulation unit, and a transmission unit; the information processing unit generates a train detection signal having a different frequency for each adjacent track circuit; and the clock signal generation unit is a clock signal having a preset frequency. The spread code generation unit generates different pseudo noise codes (hereinafter referred to as PN codes) in adjacent track circuits based on the clock signal generated by the clock signal generation unit, and the spread modulation unit transmits from the information processing unit. The train detection signal and the PN code generated by the spread code generator are multiplied to generate a spread modulated signal wave, and the transmitter sends out the spread modulated signal wave to the rail,
The receiver includes a receiver, a clock signal generator, a matched filter, a spread code generator, a spread demodulator, a bandpass filter, and a train detector, and the receiver receives a signal wave sent to a rail. The clock signal generator generates a clock signal having the same frequency as the clock signal generator of the transmitter, and the matched filter generates an output signal for each period of the PN code transmitted from the received wave by the transmitter, The spreading code generation unit generates the same PN code as the PN code generated by the transmitter connected to the same track circuit by the clock signal generated by the clock signal generation unit, and outputs the generated PN code to the matched filter In response to the signal, the signal is sent to the spread spectrum demodulator, and the spread spectrum demodulator performs spread modulation on the received wave received by the receiver using the PN code generated by the spread code generator. Has a passband in the frequency band of the train detection signal generated by the transmitter connected to the same track circuit, extracts the train detection signal from the signal wave spread by the spread demodulation unit, the train detection unit It is characterized by detecting whether or not a train is present on each track circuit based on a change in the level of the train detection signal extracted by the pass filter.
この発明の他の列車検知装置は、各軌道回路の一方の境界に接続された送信器と他方の境界に接続された受信器とを有し、前記送信器は情報処理部とクロック信号発生部と拡散符号発生部と拡散変調部及び送信部を有し、前記情報処理部は隣接する軌道回路毎に異なる周波数の列車検知信号を生成し、前記クロック信号発生部はあらかじめ設定されている周波数のクロック信号を発生して前記拡散符号発生部と前記受信器に送り、前記拡散符号発生部はクロック信号発生部で発生したクロック信号により隣接する軌道回路で異なる擬似雑音符号(以下、PN符号という)を生成し、前記拡散変調部は情報処理部から送られた列車検知信号と拡散符号発生部で生成したPN符号を乗算して拡散変調した信号波を発生し、前記送信部は拡散変調した信号波をレールに送り出し、
前記受信器はシフト量記憶部と受信部とクロック制御部と拡散符号発生部と拡散復調部とバンドパスフィルタ及び列車検知部を有し、前記シフト量記憶部には、あらかじめ各軌道回路のレール長と送信器と受信器間のケーブル長の差又は各軌道回路のレール長及び前記送信器と受信器のレールとの接続ケーブル長に応じて送信器と受信器との間に生じるPN符号の位相ずれを測定して検出した位相シフト量が格納され、前記受信部はレールに送られている信号波を受信し、前記クロック制御部は送信器から送られるクロック信号をシフト量記憶部に記憶した位相シフト量だけシフトし、前記拡散符号発生部はクロック制御部でシフトしたクロック信号により同じ軌道回路に接続されている送信器の拡散符号発生部で発生するPN符号と同じPN符号を生成し、前記拡散復調部は受信器で受信した受信波を拡散符号発生部で生成したPN符号により拡散変調し、前記バンドパスフィルタは同じ軌道回路に接続された送信器で生成する列車検知信号の周波数帯域の通過域を有し、拡散復調部で拡散された信号波から列車検知信号を抽出し、前記列車検知部はバンドパスフィルタで抽出した列車検知信号のレベルの変化により、各軌道回路に列車が在線したか否を検出することを特徴とする。
Another train detection device of the present invention includes a transmitter connected to one boundary of each track circuit and a receiver connected to the other boundary, and the transmitter includes an information processing unit and a clock signal generation unit. A spread code generator, a spread modulator, and a transmitter, the information processor generates a train detection signal having a different frequency for each adjacent track circuit, and the clock signal generator has a frequency set in advance. A clock signal is generated and sent to the spreading code generator and the receiver, and the spreading code generator is different in a pseudo-noise code (hereinafter referred to as a PN code) in an adjacent track circuit depending on the clock signal generated by the clock signal generator. The spread modulation unit multiplies the train detection signal sent from the information processing unit and the PN code generated by the spread code generation unit to generate a spread modulated signal wave, and the transmission unit performs spread modulation. Sending a signal wave to the rail,
The receiver includes a shift amount storage unit, a reception unit, a clock control unit, a spread code generation unit, a spread demodulation unit, a bandpass filter, and a train detection unit, and the shift amount storage unit includes a rail of each track circuit in advance. Of the PN code generated between the transmitter and the receiver depending on the difference between the length and the cable length between the transmitter and the receiver or the rail length of each track circuit and the connecting cable length between the transmitter and the receiver rail. The phase shift amount detected by measuring the phase shift is stored, the receiving unit receives the signal wave transmitted to the rail, and the clock control unit stores the clock signal transmitted from the transmitter in the shift amount storage unit. The spread code generator is shifted by the phase shift amount, and the same P as the PN code generated by the spread code generator of the transmitter connected to the same track circuit by the clock signal shifted by the clock controller The spread demodulating unit spread-modulates the received wave received by the receiver with the PN code generated by the spreading code generating unit, and the band-pass filter is generated by a transmitter connected to the same track circuit. It has a pass band of the frequency band of the detection signal, extracts the train detection signal from the signal wave spread by the spread demodulation unit, the train detection unit, each by the change in the level of the train detection signal extracted by the band pass filter, It is characterized by detecting whether or not a train is on the track circuit.
前記隣接する軌道回路で使用するPN符号は、相互相関の値が自己相関のピーク値に対して十分に小さなプリファードペアなM系列符号を使用する。 The PN code used in the adjacent track circuit uses a preferred pair M-sequence code whose cross-correlation value is sufficiently smaller than the autocorrelation peak value.
この発明は、受信器で生成しているPN符号を、受信した信号波のなかから送信器で送信された拡散符号の1周期ごとに出力信号を発生する整合フィルタの出力に応じて拡散復調部に送り、受信波を送信器と同じPN符号を使用して拡散変調するから、送信器から送られた列車検知信号を受信器で確実に検出することができるとともに、同期捕捉に要する時間を短縮して伝送効率を高めることができる。 The present invention relates to a spreading demodulator according to the output of a matched filter that generates an output signal for each period of a spreading code transmitted from a transmitter to a PN code generated by a receiver. Since the received wave is spread and modulated using the same PN code as the transmitter, the train detection signal sent from the transmitter can be reliably detected by the receiver and the time required for synchronization acquisition is reduced. Thus, transmission efficiency can be increased.
また、受信器にあらかじめ送信器と受信器との間の伝送遅延によって生じるPN符号の位相ずれを測定して検出した位相シフト量を記憶しておき、送信器で発生しているクロック信号を記憶した位相シフト量だけシフトしたクロック信号で送信器と同じPN符号を使用した受信した信号波を拡散変調するから、送信部から送られた列車検知信号を受信部で確実に検出することができるとともに、同期捕捉に要する時間を不要として伝送効率を高めることができる。 In addition, the phase shift amount detected by measuring the phase shift of the PN code caused by the transmission delay between the transmitter and the receiver is stored in advance in the receiver, and the clock signal generated in the transmitter is stored. Since the received signal wave using the same PN code as the transmitter is spread and modulated with the clock signal shifted by the phase shift amount, the train detection signal sent from the transmitter can be reliably detected by the receiver. Therefore, it is possible to increase transmission efficiency by eliminating the time required for synchronization acquisition.
また、隣接する軌道回路で異なるPN符号を使用するとともに隣接する軌道回路で異なる周波数の列車検知信号を使用するから、隣接する軌道回路に送られた信号波との干渉を低減することができる。 Further, since different PN codes are used in adjacent track circuits and train detection signals having different frequencies are used in adjacent track circuits, interference with signal waves sent to adjacent track circuits can be reduced.
さらに、前記隣接する軌道回路で使用するPN符号として相互相関の値が自己相関のピーク値に対して十分に小さなプリファードペアなM系列符号を使用することにより、隣接する軌道回路に送られた信号波との干渉をより低減することができる。 Furthermore, by using a preferred pair M-sequence code whose cross-correlation value is sufficiently smaller than the peak value of autocorrelation as a PN code used in the adjacent track circuit, a signal sent to the adjacent track circuit is used. Interference with waves can be further reduced.
図1はこの発明の列車検知装置の配置図である。図に示すように、列車検知装置は、各軌道回路1T〜6Tの列車進入側の境界に接続された送信器1と列車進出側の境界に接続された受信器2を有する。
FIG. 1 is a layout diagram of the train detection apparatus of the present invention. As shown in the figure, the train detection apparatus has a
送信器1は、図2のブロック図に示すように、情報処理部3とクロック信号発生部4と拡散符号発生部5と拡散変調部6とバンドパスフィルタ(BPF)7及び送信部8を有する。情報処理部3は各軌道回路IDを含む列車検知信号を生成して拡散変調部6に送る。この列車検知信号の周波数は少なくとも2周波使用し、隣接する軌道回路で異なる周波数を使用する。例えば図1に示すように、軌道回路2Tでは周波数f1を使用し、軌道回路3Tでは周波数f2を使用し、軌道回路4Tでは周波数f1を使用する。クロック信号発生部4はあらかじめ設定されている周波数のクロック信号を発生して拡散符号発生部5に送る。拡散符号発生部5はクロック信号発生部4から送られるクロック信号によりあらかじめ定められた広帯域の擬似雑音符号(以下、PN符号という)を生成し、生成したPN符号を拡散変調部6に送る。この拡散符号発生部4で生成するPN符号は、相互相関の値が自己相関のピーク値に対して十分に小さなプリファードペアなM系列符号を使用する。このプリファードペアなM系列符号は例えば周期127のとき6種類となる。そして軌道回路の1群で異なるPN符号を使用する。例えば1群の軌道回路2T〜5Tにおいて、軌道回路2TではPN1を使用し、軌道回路3TではPN2、軌道回路4TではPN3、軌道回路5TではPN4を使用する。拡散変調部6は情報処理部3から送られた列車検知信号と拡散符号発生部5から送られたPN符号を乗算して、列車検知信号の周波数帯域よりもはるかに広い周波数帯域に拡散し、拡散変調した信号波を発生する。BPF7は拡散変調した信号波の不要周波数成分を除去する。送信部8は拡散変調した信号波をレール9に送り出す。
As shown in the block diagram of FIG. 2, the
受信器2は受信部10とクロック信号発生部11と整合フィルタ12と拡散符号発生部13と拡散復調部14と狭帯域のバンドパスフィルタ(BPF)15及び列車検知部16を有する。受信部10は送信器1からレール9に送られている信号波を受信する。クロック信号発生部11は送信器1のクロック信号発生部4と同じ周波数のクロック信号を発生して拡散符号発生部13に送る。整合フィルタ12は受信部10から送られた受信波から送信器1aで送信された拡散符号の1周期ごとに出力信号を発生して拡散符号発生部13に送る。拡散符号発生部13はクロック信号発生部11で発生しているクロック信号により同じ軌道回路に接続されている送信器1の拡散符号発生部5で発生するPN符号と同じPN符号を発生し、発生したPN符号を整合フィルタ12の出力信号に応じて拡散復調部14に送る。拡散復調部14は受信器10で受信した受信波を拡散符号発生部13から送られるPN符号によりスペクトラム拡散変調して受信波に混入した雑音信号を広い周波数帯域に拡散して列車検知信号をもとの周波数帯域内に集めた信号波を生成する。BPF15は各軌道回路2T〜5Tごとに情報処理部3で生成する列車検知信号の周波数帯域の通過域を有し、拡散復調部14で拡散された信号波から雑音成分と隣接する軌道回路に送信された信号波を除去して列車検知信号を抽出して列車検知部16に送る。列車検知部16は送られた列車検知信号のレベルの変化により、各軌道回路2T〜5Tに列車17が在線したか否を検出する。
The receiver 2 includes a
前記のように構成した列車検知装置で軌道回路2Tに列車17が在線したか否を検出するときの動作を図3の波形図を参照して説明する。
The operation when detecting whether or not the
軌道回路2Tに設けられた送信器1aのクロック信号発生部4は、図3(a)に示すように、あらかじめ設定されている周波数のクロック信号を発生して拡散符号発生部5に送る。拡散符号発生部5は、図3(b)に示すように、送られたクロック信号によりあらかじめ定められたPN1のPN符号を生成し、生成したPN符号を拡散変調部6に送る。拡散変調部6は情報処理部3から送られた周波数f1の列車検知信号と拡散符号発生部4から送られたPN符号を乗算して、列車検知信号の周波数帯域よりもはるかに広い周波数帯域に拡散し、拡散変調した信号波を発生してBPF7に送る。BPF7は送られた信号波の不要周波数成分を除去して送信部8に送り、送信部8は送られた信号波をレール9に送り出す。
The clock signal generator 4 of the
受信器2aの受信部10は送信器1aからレール9に送信された信号波を受信し、受信した信号波を整合フィルタ12と拡散復調部14に送る。この受信した受信波にはレール9を伝搬しているときの雑音信号が加えられているとともに軌道回路3Tの送信器1bからレール9に送信した信号波も含まれる。整合フィルタ12は,図3(e)に示すように、送られた信号波のなかから送信器1aで送信された拡散符号の1周期ごとに出力信号を発生して拡散符号発生部13に送る。一方、クロック信号発生部11は、図3(c)に示すように、送信器1aのクロック信号発生部4と同じ周波数のクロック信号を発生して拡散符号発生部13に送る。拡散符号発生部13は送られたクロック信号により、図3(d)に示すように、軌道回路2Tに接続されている送信器1aの拡散符号発生部5で発生するPN符号と同じPN1のPN符号を生成し、生成したPN符号を、図3(f)に示すように、整合フィルタ12の出力信号により拡散復調部14に送る。拡散復調部14は受信部10で受信した受信波を拡散符号発生部13から送られるPN符号によりスペクトラム拡散変調して受信波に混入した雑音信号を広い周波数帯域に拡散して列車検知信号をもとの周波数帯域内に集めた信号波を生成する。BPF15は拡散復調部14で拡散された信号波から雑音成分と隣接する軌道回路3Tに送信されたPN符号を除去して周波数f1の列車検知信号を抽出して列車検知部16に送る。列車検知部16は送られた列車検知信号のレベルがあらかじめ設定された閾値を超えているとき軌道回路2Tに列車17が在線していないと判断し、列車検知信号のレベルがあらかじめ設定された閾値より小さくなったとき軌道回路2Tに列車17が在線していると判断して列車在線信号を出力する。
The
このように受信器2aで生成しているPN符号を、受信した信号波のなかから送信器1aで送信された拡散符号の1周期ごとに出力信号を発生する整合フィルタ12の出力に応じて拡散復調部14に送り、受信波を送信器1aと同じPN符号を使用して拡散変調するから、送信器1aから送られた列車検知信号を受信器2aで確実に検出することができるとともに、同期捕捉に要する時間を短縮して伝送効率を高めることができる。
Thus, the PN code generated by the
また、1群の軌道回路で異なるPN符号を使用するとともに隣接する軌道回路で異なる周波数の列車検知信号を使用するから、隣接する軌道回路に送られた信号波との干渉を低減することができる。さらに、隣接する軌道回路に送信する列車検知信号の周波数にガードバンドを設けておくと、隣接する軌道回路との混信をより確実に防ぐことができる。 Further, since different PN codes are used in one group of track circuits and train detection signals having different frequencies are used in adjacent track circuits, interference with signal waves sent to adjacent track circuits can be reduced. . Furthermore, if a guard band is provided at the frequency of the train detection signal transmitted to the adjacent track circuit, interference with the adjacent track circuit can be prevented more reliably.
前記説明では、送信器1と受信器2に同じ周波数のクロック信号を発生するクロック信号発生部4,11を設けた場合について説明したが、外部信号、例えば同じ電源からの交流信号やGPSの時刻パルスから同期信号を発生するようにしても良い。
In the above description, the case where the clock signal generators 4 and 11 that generate clock signals of the same frequency are provided in the
前記説明では送信器1aと受信器2aにクロック信号発生部4,11を設けた場合について説明したが、図4のブロック図に示すように、送信器1aのクロック信号発生部4で発生しているクロック信号をケーブルにより受信器2に送るようにしても良い。この場合、受信器2aには受信部10と拡散符号発生部13と拡散復調部14とBPF15及び列車検知部16のほかにシフト量記憶部18とクロック信号制御部19を有する。シフト量記憶部18には、送信器1aと受信器2aの設置場所が離れている場合は、軌道回路2Tのレール長と送信器1aから受信器2aにクロック信号を送るケーブル長の差に応じた伝送遅延で送信器1aと受信器2aの間に生じるPN符号の位相ずれをあらかじめ測定して検出した位相シフト量が格納され、送信器1aと受信器2aの設置場所が同じ場所に設置されている場合は、軌道回路2Tのレール長及び送信器1aと受信器2aのレール9との接続ケーブル長の差に応じた伝送遅延で送信器1aと受信器2aの間に生じるPN符号の位相ずれを測定して検出した位相シフト量が格納されている。各軌道回路2T〜5Tのレール長やクロック信号を送るケーブル長あるいは送信器1aと受信器2aのレール9との接続ケーブル長はそれぞれ既知で変動しないため、伝送遅延も軌道回路2T〜5T毎に一定になるからである。クロック制御部19は受信器1aのクロック信号発生部4から送られるクロック信号をシフト量記憶部18に記憶した位相シフト量だけシフトして拡散符号発生部13に送る。
In the above description, the case where the clock signal generators 4 and 11 are provided in the
この列車検知装置で軌道回路2Tに列車17が在線したか否を検出するとき、送信器1aのクロック信号発生部4は、図5(a)に示すように、あらかじめ設定されている周波数のクロック信号を発生して拡散符号発生部5に送り、拡散符号発生部5は、図5(b)に示すように、送られたクロック信号によりあらかじめ定められたPN1のPN符号を生成する。拡散変調部6は情報処理部3から送られた周波数f1の列車検知信号を拡散符号発生部4から送られたPN符号で拡散変調し、拡散変調した信号波をBPF7と送信部8を介してレール9に送り出す。
When this train detection device detects whether or not the
受信器2aの受信部10で送信器1aからレール9に送信された信号波を受信し、受信した受信波を拡散復調部14に送る。一方、クロック制御部19は、図5(c)に示すように、送信器1aから送られたクロック信号をシフト量記憶部18に記憶した位相シフト量S(θ)だけシフトしてシフトしたクロック信号を拡散符号発生部13に送る。拡散符号発生部13は送られたクロック信号により、図5(d)に示すように、軌道回路2Tに接続されている送信器1aの拡散符号発生部5で発生するPN符号と同じPN1のPN符号を生成して拡散復調部14に送る。拡散復調部14は受信部10で受信した受信波を拡散符号発生部13から送られるPN符号によりスペクトラム拡散変調して列車検知信号をもとの周波数帯域内に集めた信号波を生成し、生成した拡散された信号波から雑音成分と隣接する軌道回路3Tに送信されたPN符号をBPF15で除去して周波数f1の列車検知信号を抽出して列車検知部16に送る。列車検知部16は送られた列車検知信号のレベルがあらかじめ設定された閾値を超えているとき軌道回路2Tに列車17が在線していないと判断し、列車検知信号のレベルがあらかじめ設定された閾値より小さくなったとき軌道回路2Tに列車17が在線していると判断して列車在線信号を出力する。
The receiving
このように受信器2aに、あらかじめ伝送遅延によって送信器1aと受信器2aの間に生じるPN符号の位相ずれを測定して検出した位相シフト量を記憶しておき、この位相シフト量だけシフトしたクロック信号で送信器1aと同じPN符号を使用した受信した信号波を拡散変調するから、送信器1aから送られた列車検知信号を受信器2aで確実に検出することができるとともに、同期捕捉に要する時間を不要として伝送効率を高めることができる。
In this manner, the phase shift amount detected by measuring the phase shift of the PN code generated between the
1;送信器、2;受信器、3;情報処理部、4;クロック信号発生部、
5;拡散符号発生部、6;拡散変調部、7;BPF,8;送信部、9;レール、
10;受信部、11;クロック信号発生部、12;整合フィルタ、
13;拡散符号発生部、14;拡散復調部、15;BPF、16;列車検知部、
17;列車、18;シフト量記憶部、19;クロック制御部。
1; Transmitter, 2; Receiver, 3; Information processing unit, 4; Clock signal generation unit,
5; spread code generator, 6; spread modulation, 7; BPF, 8; transmitter, 9; rail,
10; receiver, 11; clock signal generator, 12; matched filter,
13; Spreading code generation unit, 14; Spreading demodulation unit, 15; BPF, 16; Train detection unit,
17; train, 18; shift amount storage unit, 19; clock control unit.
Claims (3)
前記送信器は情報処理部とクロック信号発生部と拡散符号発生部と拡散変調部及び送信部を有し、
前記情報処理部は隣接する軌道回路毎に異なる周波数の列車検知信号を生成し、前記クロック信号発生部はあらかじめ設定されている周波数のクロック信号を発生し、前記拡散符号発生部はクロック信号発生部で発生したクロック信号により隣接する軌道回路で異なる擬似雑音符号(以下、PN符号という)を生成し、前記拡散変調部は情報処理部から送られた列車検知信号と拡散符号発生部で生成したPN符号を乗算して拡散変調した信号波を発生し、前記送信部は拡散変調した信号波をレールに送り出し、
前記受信器は受信部とクロック信号発生部と整合フィルタと拡散符号発生部と拡散復調部とバンドパスフィルタ及び列車検知部を有し、前記受信部はレールに送られている信号波を受信し、前記クロック信号発生部は送信器のクロック信号発生部と同じ周波数のクロック信号を発生し、前記整合フィルタは受信波から送信器で送信されたPN符号の1周期ごとに出力信号を発生し、前記拡散符号発生部はクロック信号発生部で発生しているクロック信号により同じ軌道回路に接続されている送信器で発生するPN符号と同じPN符号を生成し、生成したPN符号を整合フィルタの出力信号に応じて前記拡散復調部に送り、前記拡散復調部は受信器で受信した受信波を拡散符号発生部で生成したPN符号により拡散変調し、前記バンドパスフィルタは同じ軌道回路に接続された送信器で生成する列車検知信号の周波数帯域の通過域を有し、拡散復調部で拡散された信号波から列車検知信号を抽出し、前記列車検知部はバンドパスフィルタで抽出した列車検知信号のレベルの変化により、各軌道回路に列車が在線したか否を検出することを特徴とする列車検知装置。 Having a transmitter connected to one boundary of each track circuit and a receiver connected to the other boundary;
The transmitter includes an information processing unit, a clock signal generation unit, a spread code generation unit, a spread modulation unit, and a transmission unit,
The information processing unit generates a train detection signal having a different frequency for each adjacent track circuit, the clock signal generating unit generates a clock signal having a preset frequency, and the spreading code generating unit is a clock signal generating unit Different pseudo-noise codes (hereinafter referred to as PN codes) are generated in adjacent track circuits by the clock signal generated in step 1, and the spread modulation unit generates the train detection signal sent from the information processing unit and the PN generated by the spread code generation unit. A signal wave that is spread-modulated by multiplying by a code is generated, and the transmitter sends out the signal wave that is spread-modulated to the rail,
The receiver includes a receiver, a clock signal generator, a matched filter, a spread code generator, a spread demodulator, a bandpass filter, and a train detector, and the receiver receives a signal wave sent to a rail. The clock signal generator generates a clock signal having the same frequency as the clock signal generator of the transmitter, and the matched filter generates an output signal for each period of the PN code transmitted from the received wave by the transmitter, The spreading code generation unit generates the same PN code as the PN code generated by the transmitter connected to the same track circuit by the clock signal generated by the clock signal generation unit, and outputs the generated PN code to the matched filter In response to the signal, the signal is sent to the spread spectrum demodulator, and the spread spectrum demodulator performs spread modulation on the received wave received by the receiver using the PN code generated by the spread code generator. Has a passband in the frequency band of the train detection signal generated by the transmitter connected to the same track circuit, extracts the train detection signal from the signal wave spread by the spread demodulation unit, the train detection unit A train detection device that detects whether a train is present on each track circuit based on a change in the level of a train detection signal extracted by a path filter.
前記送信器は情報処理部とクロック信号発生部と拡散符号発生部と拡散変調部及び送信部を有し、
前記情報処理部は隣接する軌道回路毎に異なる周波数の列車検知信号を生成し、前記クロック信号発生部はあらかじめ設定されている周波数のクロック信号を発生して前記拡散符号発生部と前記受信器に送り、前記拡散符号発生部はクロック信号発生部で発生したクロック信号により隣接する軌道回路で異なる擬似雑音符号(以下、PN符号という)を生成し、前記拡散変調部は情報処理部から送られた列車検知信号と拡散符号発生部で生成したPN符号を乗算して拡散変調した信号波を発生し、前記送信部は拡散変調した信号波をレールに送り出し、
前記受信器はシフト量記憶部と受信部とクロック制御部と拡散符号発生部と拡散復調部とバンドパスフィルタ及び列車検知部を有し、前記シフト量記憶部には、あらかじめ各軌道回路のレール長と送信器と受信器間のケーブル長の差又は各軌道回路のレール長及び前記送信器と受信器のレールとの接続ケーブル長に応じて送信器と受信器との間に生じるPN符号の位相ずれを測定して検出した位相シフト量が格納され、前記受信部はレールに送られている信号波を受信し、前記クロック制御部は送信器から送られるクロック信号をシフト量記憶部に記憶した位相シフト量だけシフトし、前記拡散符号発生部はクロック制御部でシフトしたクロック信号により同じ軌道回路に接続されている送信器の拡散符号発生部で発生するPN符号と同じPN符号を生成し、前記拡散復調部は受信器で受信した受信波を拡散符号発生部で生成したPN符号により拡散変調し、前記バンドパスフィルタは同じ軌道回路に接続された送信器で生成する列車検知信号の周波数帯域の通過域を有し、拡散復調部で拡散された信号波から列車検知信号を抽出し、前記列車検知部はバンドパスフィルタで抽出した列車検知信号のレベルの変化により、各軌道回路に列車が在線したか否を検出することを特徴とする列車検知装置。 Having a transmitter connected to one boundary of each track circuit and a receiver connected to the other boundary;
The transmitter includes an information processing unit, a clock signal generation unit, a spread code generation unit, a spread modulation unit, and a transmission unit,
The information processing unit generates a train detection signal having a different frequency for each adjacent track circuit, and the clock signal generation unit generates a clock signal having a preset frequency to the spreading code generation unit and the receiver. The spread code generation unit generates a different pseudo noise code (hereinafter referred to as PN code) in the adjacent track circuit based on the clock signal generated by the clock signal generation unit, and the spread modulation unit is sent from the information processing unit Multiply the train detection signal and the PN code generated by the spread code generator to generate a spread modulated signal wave, the transmitter sends out the spread modulated signal wave to the rail,
The receiver includes a shift amount storage unit, a reception unit, a clock control unit, a spread code generation unit, a spread demodulation unit, a bandpass filter, and a train detection unit, and the shift amount storage unit includes a rail of each track circuit in advance. Of the PN code generated between the transmitter and the receiver depending on the difference between the length and the cable length between the transmitter and the receiver or the rail length of each track circuit and the connecting cable length between the transmitter and the receiver rail. The phase shift amount detected by measuring the phase shift is stored, the receiving unit receives the signal wave transmitted to the rail, and the clock control unit stores the clock signal transmitted from the transmitter in the shift amount storage unit. The spread code generator is shifted by the phase shift amount, and the same P as the PN code generated by the spread code generator of the transmitter connected to the same track circuit by the clock signal shifted by the clock controller The spread demodulating unit spread-modulates the received wave received by the receiver with the PN code generated by the spreading code generating unit, and the band-pass filter is generated by a transmitter connected to the same track circuit. It has a pass band of the frequency band of the detection signal, extracts the train detection signal from the signal wave spread by the spread demodulation unit, the train detection unit, each by the change in the level of the train detection signal extracted by the band pass filter, A train detection device for detecting whether or not a train is on a track circuit.
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