JP2016002931A - 軌道回路用送信器及びその故障検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】健全性の高い軌道回路用送信器を提供する。
【解決手段】軌道回路用送信器１は、ＡＴＣ信号出力制御部３、ＡＴＣ信号波生成器４、ＡＴＣ信号か未出力かを選択する選択器５と、選択器出力の電力増幅器６と、トランス出力電圧及び出力電流のノイズを除去するＡＴＣ信号用帯域フィルタ１２，１４と、ＡＴＣ信号用電圧検知部１３及びＡＴＣ信号用電流検知部１５と、ＴＤ信号用帯域フィルタ１６，１８を介しＴＤ信号の電圧を検知するＴＤ信号用電圧検知部１７及びＴＤ信号用電流検知部１９と、加算回路２０，２１と、加算結果でレベル監視を行うレベル監視部２２と、レベル監視部２２の制御指示で電力増幅器６の信号の軌道回路２６への出力を制御する切換スイッチ９とを備え、ＡＴＣ信号帯域ないしＴＤ信号帯域のレベル監視で、異常レベルと判断された場合、軌道回路２６への信号送信を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道用保安装置である自動列車制御装置に用いて適した軌道回路用送信器及びその故障検知方法に関する。

一般に自動列車制御装置（以下、ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）装置と称す。）は、地上装置が先行列車との間隔、進路の開通状況に応じて列車の停止限界位置を決定し、当該情報を列車制御信号（以下、ＡＴＣ信号と呼ぶ）として軌道回路に送信し、車上装置が軌道回路から受信したＡＴＣ信号に示される停止限界位置に停止可能な速度制御を自動的に行うシステムである。

上記ＡＴＣ装置の地上装置における列車在線位置の検知は、論理部が軌道回路の列車進出端に接続された送信器を介して列車検知信号（以下、ＴＤ信号と呼ぶ）を軌道回路に送信し、列車進入端に接続された受信器よりＴＤ信号を受信することにより軌道回路内に列車が在線するか否かを判断する。在線検知については、論理部は受信器から受信したＴＤ信号の信号レベルが規定値未満の場合に在線と判断する。非在線検知については安全性を確保するため、論理部は信号レベルが規定値以上であることに加え、送信器に送信したＴＤ信号の内容と受信器より受信したＴＤ信号の内容が一致した場合に非在線と判断する。

本技術分野の背景技術として、特開平３−６１１６６号公報（特許文献１）及び特開２０１１−５７０５１号公報（特許文献２）がある。特許文献１には、出力インピーダンスを一定値に保つ送信器における故障検出手段における課題として、定電流型及び定電圧型の送信器のいずれも、列車検知特性の向上を図る目的で電圧および電流特性を改善するために設けられた抵抗によって電流効率が低下するという問題点を挙げ、解決手段として、電圧フィードバッグと電流フィードバッグの加算値が基準信号値の範囲外のとき、故障として出力を停止する構成を開示している。また、特許文献２では、ＡＴＣ信号に加え、ＴＤ信号の送受信を行う構成を開示している。

特開平３−６１１６６号公報 特開２０１１−５７０５１号公報

ＡＴＣ装置では、軌道回路（レール）にＴＤ信号を送出し、列車の車軸短絡で信号電圧が低下することを検出して、列車の在線を検知している。当該ＡＴＣ装置は高い安全性が要求されるシステムであり、フェールセーフなシステムとしなければならない。この場合のフェールセーフとは、該当軌道回路の送受信器が故障した場合に、列車が在線・非在線に関わらず、列車在線と判定することである。

特許文献１記載の技術には、送信器の構成及び動作を示されている。その構成は、ＡＴＣ信号生成器から出力された信号をＡＴＣ信号出力制御部からの指示に従い、選択器にてＡＴＣ信号生成期の出力を選択し、電力増幅回路で増幅し、トランスで出力電圧・電流を取り込み、ＡＴＣ信号用帯域制限フィルタにて信号を抽出し、ＡＴＣ電圧検知部及びＡＴＣ電流検知部にて電圧、電流値を検出するとともに、検出した値が一定となるよう、ＡＴＣ信号制御部において、レベル調整を行う構成である。

本構成では、ＡＴＣ信号帯域内において、異常なレベルの出力となった場合は、検知できる。しかしながら、ＡＴＣ信号帯域外の信号、いわゆるノイズ成分が異常な出力となった場合は、ＡＴＣ帯域制限フィルタでノイズ成分が減衰されるので、検知できない。

また、特許文献２における軌道回路の構成では、ＡＴＣ信号送信器の送信端とＴＤ信号受信器の受信端が共用している箇所が存在する。この場合、ＡＴＣ信号送信器が、部品の故障など何らかの異常があるとＴＤ信号受信側に影響を与える可能性がある。

そこで、本発明は、軌道回路へＡＴＣ信号を送信する送信器について、ＡＴＣ信号と共にＴＤ信号の帯域についても、出力レベルを監視し、いずれかの出力レベルが異常と判断した場合は、故障として信号の出力を停止する軌道回路用送信器を提供する。

上述した課題解決のために、本発明の軌道回路用送信器は、ＡＴＣ信号用の電圧フィードバック信号と電流フィードバック信号を入力するＡＴＣ信号用帯域制限フィルタに加え、ＴＤ信号用の電圧フィードバッグ信号と電流フィードバッグ信号を入力するＴＤ信号用帯域制限フィルタの入力する手段を有する。そして、ＴＤ信号帯域についても、レベル監視を行う。レベルが判定値範囲内の場合は正常と判断し、判定値範囲外であれば軌道回路用送信器の故障と判断し、信号の出力を停止することを特徴とする。

本発明によれば、ＡＴＣ信号のレベルを監視すると共に、ＴＤ信号レベル監視も行うことで、安全に列車制御の継続が可能となる。

図１は、本発明の一実施形態によるＡＴＣ装置におけるＡＴＣ信号送信器（軌道回路用送信器）の第１の構成図である。 図２は、従来のＡＴＣ装置における送信器の構成図である。 図３は、従来の軌道回路の構成図である。 図４は、本発明の一実施形態によるＡＴＣ信号送信器の第２の構成図である。 図５は、本発明の一実施形態によるＡＴＣ信号送信器の第３の構成図である。 図６は、ＡＴＣ信号送信器の故障を検知する処理を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して、説明する。なお、各要素、例えば、プロセッサは番号などで識別可能であるが、各要素を識別可能な情報であれば、名前など他種の識別情報が用いられても良い。本実施例の図及び説明において同一部分には同一符号を付与しているが、本発明が本実施例に制限されることは無く、本発明の思想に合致するあらゆる応用例が本発明の技術的範囲に含まれる。また、特に限定しない限り、各構成要素は複数でも単数でも構わない。

図１は、本発明の一実施形態によるＡＴＣ装置におけるＡＴＣ信号送信器（軌道回路用送信器）の第１の構成図である。ＡＴＣ信号送信器１は、ＡＴＣ論理部２からの制御情報（制御信号）２５に従いＡＴＣ信号出力制御を実施するＡＴＣ信号出力制御部３と、ＡＴＣ信号波を生成するＡＴＣ信号波生成器４と、ＡＴＣ信号波生成器４からの入力信号を出力するか、或いは未出力とするかをＡＴＣ信号出力制御部３からの選択信号１０及び加算器２０からの加算結果２０１に従い選択する選択器５と、選択器５の出力をＡＴＣ信号出力制御部３からのゲイン制御信号１１に従い電力増幅する増幅器６と、トランス７（出力電圧）及びトランス８（出力電流）から出力電圧、出力電流を取り込んでＡＴＣ信号用帯域フィルタ（ＡＴＣ用ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ））１２、１４を介してＡＴＣ信号の電圧を検知するＡＴＣ電圧検知部１３と、ＡＴＣ電流検知部１５と、ＴＤ信号用帯域フィルタ（ＴＤ用ＢＰＦ）１６、１８を介してＴＤ信号の電圧を検知するＴＤ電圧検知部１７及びＴＤ信号の電流を検知するＴＤ電流検知部１９と、ＡＴＣ電圧検知部１３とＡＴＣ電流検知部１５の出力を加算して加算結果をレベル監視部２２に出力する加算回路２０と、ＴＤ電圧検知部１７とＴＤ電流検知部１９を加算して加算結果をレベル監視部２２に出力する加算回路２１と、レベル監視部２２と、レベル監視部２２からの制御信号（切換信号）２４でＡＴＣ信号送信器１と軌道回路２６との接続を制御する切換リレーであるＣＯＲ（コアスイッチ（ｃｏｒｅ−ｓｗｉｔｃｈ））９とを備える。なお、ＣＯＲ９は、図示はしていないがＴＤ信号を軌道回路２６に送信する、またはＴＤ信号を軌道回路２６から受信する機能を合わせ持っている。また、図示はしていないが、ＡＴＣ信号送信器１をもう一つ設けて、待機２重系構成とすることもできる。

レベル監視部２２は、ＡＴＣ信号での加算結果２０１及びＴＤ信号での加算結果２１１をもとに、レベル監視を行い、ＡＴＣ信号出力制御部３への制御信号（レベル監視結果）２３を出力する。レベル監視部２２には、ＡＴＣ信号成分の正常範囲（上限閾値及び下限閾値）、ＴＤ信号成分の正常範囲（上限閾値及び下限閾値）を予め設定しておく。そして、レベル監視部２２は、前述の加算結果２０１、２１１と、上限閾値及び下限閾値とを比較し、ＡＴＣ信号ないしＴＤ信号の健全性を判定する。

ＡＴＣ論理部２からＡＴＣ信号出力指示（制御信号２５）を受けたＡＴＣ信号出力制御部３は、ＡＴＣ信号波生成器４からの出力を選択する選択信号１０を選択器５へ出力する。増幅器６では、選択器５より受けた信号をＡＴＣ信号出力制御部３からのゲイン制御信号１１に従い、電力増幅し、ＣＯＲ９を介して、軌道回路２６へ出力する。

ＡＴＣ信号出力制御部３は、トランス７、８から出力電圧、及び出力電流を取り込み、ＡＴＣ信号用帯域制限フィルタ１２、１４を介して、ＡＴＣ電圧検知部１３、及びＡＴＣ電流検知部１５で、ＡＴＣ信号帯域における出力電圧、出力電流を検出するとともに、その検出信号を加算し、かつその加算信号が一定となるようフィードバッグ制御して、増幅器６へのゲイン制御１１を制御している。また、合わせて、検出信号の加算値が正常なレベルの範囲内であるかをレベル監視部２２が監視し、その判定結果をＡＴＣ信号出力制御部３、ＣＯＲ９又はＡＴＣ論理部２へ伝達する。

また、トランス７、８経由で取り込んだ出力電圧及び出力電流を、ＴＤ信号用帯域制限フィルタ１６、１８を介してＴＤ電圧検知部１７及びＴＤ電流検知部１９で、ＴＤ信号帯域における出力電圧、出力電流を検出するとともに、その検出信号を加算した結果が一定レベル以内であるかをレベル監視部２２で監視し、その判定結果をＡＴＣ信号出力制御部３、ＣＯＲ９又はＡＴＣ論理部２へ伝達する。

図１に示した実施例での送信器の構成は、図２に示す従来のＡＴＣ装置における送信器に比べ、ＡＴＣ信号用の電圧フィードバック信号と電流フィードバック信号を入力するＡＴＣ信号用帯域制限フィルタに加え、ＴＤ信号用の電圧フィードバッグ信号と電流フィードバッグ信号を入力するＴＤ信号用帯域制限フィルタの入力する手段を有する。そして、ＴＤ信号帯域についても、レベル監視を行う。レベルが判定値範囲内の場合は正常と判断し、判定値範囲外であればＡＴＣ信号送信器１（軌道回路用送信器）の故障と判断し、信号の出力を停止することを特徴とする。

次に、従来の軌道回路の構成図の一例を図３に示す。図３で示す軌道回路構成においては、軌道回路２６へのＡＴＣ信号送信器１の送信端と、軌道回路２６からのＴＤ信号受信器５６の受信端が共用している箇所がある。また、軌道回路２６にはＡＴＣ信号送信器１の送信端と、ＴＤ信号送信器５５の受信端が共用している箇所が存在する。なお、ＴＤ信号送信器５５はＡＴＣ論理部２からのＴＤ信号送信器制御信号５７で、ＴＤ信号受信器５６はＡＴＣ論理部２からのＴＤ信号受信器制御信号５８で制御される。ＡＴＣ信号２９は、ＡＴＣ信号送信器１から軌道回路２６を介し列車３０に対して送信される。また、ＴＤ信号２８は、ＴＤ信号送信器５５より軌道回路２６を介しＴＤ信号受信器５６に送信される。従来技術では、ＡＴＣ信号送信器１が、部品の故障など何らかの異常でＴＤ信号帯域である信号を含んで出力してしまうと、列車３０が在線しているにも関わらず非在線と判断して、結果フェールアウトとなってしまう可能性が排除し切れない。

そこで、本実施例のＡＴＣ信号送信器１を図３の構成におけるＡＴＣ信号送信器に適用することで、例えばＡＴＣ信号波生成器４の故障により、ＴＤ信号帯域成分を含んだ信号を出力した場合でも、レベル監視部２２でＴＤ電圧検知部１７、ＴＤ電流検知部１９での出力レベルが一定以上であるかを検出することが出来る。その検出結果をレベル監視部２２からＡＴＣ信号出力制御部３に制御信号２３として送りＡＴＣ信号出力制御部３からの選択信号１０により、選択器５を未入力に切り換えて出力しないことが可能となる。また、レベル監視部２２から制御信号２４をＣＯＲ９に送り、ＡＴＣ信号送信器１と軌道回路２６との接続を切断する。これにより、ＴＤ信号帯域成分を誤って軌道回路２６に出力したとしても、ＡＴＣ信号送信器１は誤信号送信を検知ができ、軌道回路２６への送信信号の出力を停止することが可能となる。選択器５からの出力を停止、或いは軌道回路２６との接続の切断のいずれかを行っても良いが、信頼性を高めるために両方行うことが望ましい。

実施例では、ＡＴＣ信号送信器１におけるＴＤ信号のレベル監視を挙げたが、例えばＡＴＣ信号、ＴＤ信号以外の用途で使用する周波数成分についても、同様に使用でき、軌道回路への不要なノイズ成分の出力を防ぐことができる。その実施形態について、図４を用いて説明する。

図４は、本発明の一実施形態によるＡＴＣ信号送信器１の第２の構成図である。図１（ないし図２）との相違点は、ＴＤ用ＢＰＦ１６の代わりに電圧信号に対して異なる周波数成分を透過させるＢＰＦを２つ（ＢＰＦ−ａ３１、ＢＰＦ−ｂ３２）を、ＴＤ用ＢＰＦ１８の代わりに電流信号に対して異なる周波数成分を透過させるＢＰＦを２つ（ＢＰＦ−ｃ３３、ＢＰＦ−ｄ３４）を設けた点がある。更に、ＡＴＣ論理部２からの制御信号３９により、電圧検知部３７への出力信号をＢＰＦ−ａ３１の出力信号またはＢＰＦ−ｂ３２の出力信号から選択する切換器３５を設けた点がある。同じく、制御信号３９により、電流検知部３８への出力信号をＢＰＦ−ｃ３３の出力信号と、ＢＰＦ−ｄ３４の出力信号とから選択する切換器３６を設けた点がある。

例えば、ＢＰＦ−ａ３１及びＢＰＦ−ｃ３３をＴＤ信号用とし、ＢＰＦ−ｂ３２及びＢＰＦ−ｄ３４をＡＴＣ信号及びＴＤ信号以外の用途で使用する周波数成分用として使用できるので、他の周波数帯域での故障検知を行うことができる。この他の周波数帯域での故障検知は、図５のような構成でもできる。なお、ＢＰＦ−ａ３１及びＢＰＦ−ｃ３３をＴＤ信号用とし、ＢＰＦ−ｂ３２及びＢＰＦ−ｄ３４をＡＴＣ信号として、本来のＡＴＣ信号用帯域制限フィルタ１２、１４、ＡＴＣ信号用電圧検知部１３、ＡＴＣ信号用電流検知部１５、加算回路２０を削減し、回路の共用化を図ることもできる。その場合、加算器２１の加算結果２１１を、加算回路２０の加算結果２０１の代わりにＡＴＣ信号出力制御部の制御信号として入力すればよい。以上のように、各検知部の前段に、各検知部へ通過させる信号の周波数帯域を変更する手段を備えることがポイントである。

図５は、本発明の一実施形態によるＡＴＣ信号送信器１の第３の構成図である。図５と図４との相違点は、ＡＴＣ論理部２からの制御信号４５により、透過周波数（遮断周波数）帯域を可変にできるＢＰＦ−ｇ４１及びＢＰＦ−ｈ４２を設けた点である。例えば、ＢＰＦ−ｇ４１及びＢＰＦ−ｈ４２は、図示していないが静電容量Ｃを可変にできるコンデンサと抵抗値Ｒを可変にできる可変抵抗を用いて、ＣＲ回路またはＲＣ回路を構成する。そして、静電容量Ｃと抵抗値Ｒを制御信号４５で変えることで、高域と低域の遮断周波数を可変とできるフィルタを構成する。また、レベル監視部２２では、ＡＴＣ論理部２からの制御信号４８により、レベル閾値（上限閾値及び下限閾値）が設定される。この制御信号４８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１により生成され、設定されるレベル閾値は予めメモリ３０２に格納されている。また、タイマ３０３は、定期的にＡＴＣ信号送信器１全体の健全性を確認する診断プログラム（メモリ３０２に格納）の起動をＣＰＵ３０１に実行させるためのタイマである。

この構成及び動作で図４と同等の効果を得られ、ＢＰＦを４つ設ける必要がなく２つ設けるだけでよく、更に切換器が不要となるので、回路全体を簡素化できるという効果もある。また、図５のＡＴＣ信号送信器１は、高域と低域の遮断周波数を可変とできるので、用途・目的に応じた故障検知を実現できる。

なお、ＴＤ信号のレベル監視については、一定以上のレベル出力を検知すればよいので、出力電圧のみ、又は出力電流のみの監視を行う構成することもできる。そのため、機器の簡素化を図ることができ、機器の小型化及びコスト低減を達成できる。

ＴＤ信号のレベル監視について、軌道回路２６からの信号の回りこみが影響する場合は、ＣＯＲ９で切断し、監視を行うことも可能である。例えば、列車非在線時や又は待機２重系構成における待機系において実施することが可能である。

また、信号処理を実装したＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）を使用し、ＡＴＣ信号波生成器、選択器、ＡＴＣ信号用帯域制限フィルタ、ＴＤ信号用帯域制限フィルタ、電圧検知部、電流検知部、加算回路を実現してもよい。これにより構成が簡素化でき、コスト低減が可能となる。

また、ＡＴＣ信号の監視とＴＤ信号の監視の時間を分けて、実施することも可能である。例えば、列車在線時には、ＡＴＣ信号の監視を、列車非在線時には、ＴＤ信号の監視を行うことができ、電圧検知部、電流検知部が共用化でき、構成を簡素にすることできる。つまり、図５でＡＴＣ信号用ＢＰＦ１２、１４、ＡＴＣ電圧検知部１３、ＡＴＣ電流検知部１４を設けない。幅広い周波数帯域での故障検知をＢＰＦ−ｇ４１及びＢＰＦ−ｈ４２、電圧検知部３７、電流検知部３８、加算器２１とレベル監視２２で行う構成とする。

列車在線時にはＡＴＣ信号の監視を行うため、制御信号４５でＢＰＦ−ｇ４１及びＢＰＦ−ｈ４２をＡＴＣ信号の周波数成分が透過するよう制御する。同じく、列車非在線時にはＴＤ信号の監視を行うため、制御信号４５でＢＰＦ−ｇ４１及びＢＰＦ−ｈ４２をＴＤ信号の周波数成分が透過するよう制御する。

また、レベル監視部２２でのレベル監視動作では、制御信号４８により監視するレベルを可変にできるようにしている。こうすることで、電圧検知部３７の出力信号と電流検知部３８の出力信号との加算結果２３１に対して、適切なレベル検知を行うことができる。すなわち、制御信号４５で制御した所定の透過周波数に対する適切なレベル閾値（上限閾値及び下限閾値）を設定できる。

以上の動作を図６で詳細に説明する。図６は、ＡＴＣ信号送信器１の故障を検知する処理を示すフローチャート図である。本処理は、タイマ３０３により定期的に実行することも、常時実行することも可能である。本例では、定期的（例えば、１分毎）に実行するものとする。

Ｓ６０１で、ＡＴＣ論理部２のＣＰＵ３０１は、故障検知回数ｎを０に初期化する。次にＣＰＵ３０１は、初期化した故障検知回数ｎ、故障閾値をメモリ３０２に格納する。また、ＣＰＵ３０１は、レベル監視部２２に、ＡＴＣ信号２９及びＴＤ信号２８のレベル閾値を送信する。レベル監視部２２は受信したレベル閾値を内部に格納しておく。なお、故障検知回数ｎ及び故障閾値もレベル監視部２２で格納することができる。

Ｓ６０２で、ＣＰＵ３０１は、列車３０が所定の軌道回路２６に在線しているかをレベル監視部２２からの在線情報で判断する。列車３０が在線していれば（Ｙｅｓ：在線）、ＣＰＵ３０１はＳ６０３を実行する。列車３０が在線していなければ（Ｎｏ：非在線）、ＣＰＵ３０１はＳ６０５を実行する。

Ｓ６０３で、ＣＰＵ３０１は、レベル監視部２２がＡＴＣ信号２９の検知を制御信号４８で、実行できるよう切り換える。同じく、制御信号４５でＢＰＦ−ｇ４１及びＢＰＦ−ｇ４５を制御し、レベル監視部２２にＡＴＣ信号波が入力されるよう制御する。Ｓ６０４で、レベル監視部２２は、ＡＴＣ信号２９の検知値（加算結果２０１）を加算器２０から取得する。

Ｓ６０５で、ＣＰＵ３０１は、レベル監視部２２がＴＤ信号２８の検知を実行できるよう制御信号４８で、切り換える。同じく、制御信号４５でＢＰＦ−ｇ４１及びＢＰＦ−ｇ４５を制御し、レベル監視部２２にＴＤ信号波が入力されるよう制御する。Ｓ６０６で、レベル監視部２２は、ＴＤ信号２８の検知値（加算結果２１１）を加算器２１から取得する。

Ｓ６０７で、レベル監視部２２は、検知値が上限閾値以下かを判断する。ＡＴＣ信号２９の検知値の場合はＡＴＣ信号上限閾値で、ＴＤ信号２８の検知値の場合はＴＤ信号上限閾値で判断する。検知値が上限閾値以下であれば（Ｙｅｓ）、レベル監視部２２は正常と判断しＳ６０８を実行する。検知値が上限閾値を超えるのであれば（Ｎｏ）、レベル監視部２２は故障（異常）と判断しＳ６１１を実行する。

Ｓ６０８で、レベル監視部２２は、検知値が下限閾値以上かを判断する。ＡＴＣ信号２９の検知値の場合はＡＴＣ信号下限閾値で、ＴＤ信号２８の検知値の場合はＴＤ信号下限閾値で判断する。検知値が下限閾値以上であれば（Ｙｅｓ）、レベル監視部２２は正常と判断しＳ６０８を実行する。検知値が下限閾値を超えるのであれば（Ｎｏ）、レベル監視部２２は故障（異常）と判断しＳ６１１を実行する。

Ｓ６０９で、レベル監視部２２は検知信号が正常と判断し、その旨の情報を制御信号２３でＡＴＣ信号出力制御部３に、制御信号４８でＡＴＣ論理部２に報告する。Ｓ６１０で、ＣＰＵ３０１は、タイマ３０３の時刻情報を取得し検知時刻になっているかを判断する。現時刻が次回の検知時刻（例えば、前回の検知時刻から１分後）からであれば（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は再びＳ６０１以降の処理を実行する。検知時刻でなければ、検知時刻まで待機するためＳ６１０の処理をＣＰＵ３０１は繰り返す。なお、Ｓ６１０の処理を省いて、常時検知を実行することもできる。

Ｓ６０７ないしＳ６０８の処理で、レベル監視部２２が故障（異常）と判断した場合、Ｓ６１１で、ＣＰＵ３０２ないしレベル監視部２２は、故障検知回数ｎを１つ増加（ｎ＝ｎ＋１）する。Ｓ６１２で、ＣＰＵ３０２ないしレベル監視部２２は、故障検知回数ｎが故障閾値以下であるかを判断する。故障閾値以下であれば（Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０２ないしレベル監視部２２は再びＳ６０１以降の処理を実行する。故障閾値を超える場合（Ｎｏ）、レベル監視部２２（ないしＣＰＵ３０２）は、故障と判断し待機系への切換を行い、軌道回路への信号の出力を停止する（Ｓ６１３）。

以上のように、ＡＴＣ信号の監視とＴＤ信号の監視の時間を分けて、列車在線時にはＡＴＣ信号の監視を、列車非在線時にはＴＤ信号の監視を行うことができるので、電圧検知部及び電流検知部が共用化でき、ＡＴＣ信号送信器１の構成を簡素にすることができる。なお、図示はしていないが、ＡＴＣ論理部２に液晶モニタなどの表示部を設け、レベル監視部２２での監視結果を表示して、ＡＴＣ信号やＴＤ信号の状態を表示することもできる。

以上、第１から第３のＡＴＣ信号送信器に示すように、本実施形態では、ＡＴＣ信号のレベルを監視すると共に、ＴＤ信号レベル監視も行うことで、安全に列車制御の継続が可能となる。また、ＡＴＣ信号、ＴＤ信号以外の用途で使用する周波数成分についても、同様に使用でき、軌道回路への不要なノイズ成分の出力を防ぐことができるので、ＡＴＣ信号送信器の健全性を向上でき、安全な列車運行を図ることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置いてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１：ＡＴＣ信号送信器（軌道回路用送信器）、２：ＡＴＣ論理部、３：ＡＴＣ信号出力制御部、４：ＡＴＣ信号波生成器、５：選択器、６：増幅器、７、８：トランス、９：切換リレー（ＣＯＲ）、１０：選択信号、１１：ゲイン制御信号、１２、１４：ＡＴＣ信号用帯域制限フィルタ、１３：ＡＴＣ信号用電圧検知部、１５：ＡＴＣ信号用電流検知部、１６、１８：ＴＤ信号用帯域制限フィルタ、１７：ＴＤ信号用電圧検知部、１９：ＴＤ信号用電流検知部、２０、２１：加算回路、２２：レベル監視部、２３、２４、２５：制御信号、２８：ＴＤ信号、２９：ＡＴＣ信号、３０：列車、４８：制御信号、５５：ＴＤ信号送信器、５６：ＴＤ信号受信器、５７：ＴＤ信号送信器制御信号、５８：ＴＤ信号受信器制御信号、２０１、２１１：加算結果

Claims (12)

1. 生成したＡＴＣ信号波を増幅器にて増幅して軌道回路経由で列車に送信する軌道回路用送信器であって、
   前記軌道回路用送信器は、
   ＡＴＣ信号波を生成するＡＴＣ信号波生成器と、
   前記ＡＴＣ信号波を出力するか未出力とするかを選択する選択器と、
   前記選択器の出力信号を増幅する増幅器と、
   前記増幅器からの信号を前記軌道回路へ接続するか否かと、前記軌道回路からのＴＤ信号波を受信するか否かを制御する切換リレーと、
   前記選択器から送出した信号をフィードバックして受信し、前記送出した信号におけるＡＴＣ信号成分を検出するＡＴＣ信号用電圧検出部及びＡＴＣ信号用電流検出部と、
   ＴＤ信号成分を検出するＴＤ信号用電圧検出部及びＴＤ信号用電流検出部と、
   前記ＡＴＣ信号用電圧検出部と前記ＡＴＣ信号用電流検出部との第１の加算結果と、前記ＴＤ信号用電圧検出部と前記ＴＤ信号用電流検出部との第２の加算結果をもとにレベル監視を行うレベル監視部とを備え、
   前記第１の加算結果が予め設定された第１の上限閾値を上回るか、予め設定された第１の下限閾値を下回る場合に、前記ＡＴＣ信号が異常であると判断し、
   前記第２の加算結果が予め設定された第２の上限閾値を上回るか、予め設定された第２の下限閾値を下回る場合に、前記ＴＤ信号が異常であると判断し、
   前記ＡＴＣ信号ないしＴＤ信号が異常と判断された場合は、前記軌道回路用送信器からの信号の出力を停止する
   ことを特徴とする軌道回路用送信器。
2. 請求項１に記載の軌道回路用送信器において、前記切換リレーをオフした時に、前記第２の加算結果が予め設定された第２の上限閾値を上回るか、予め設定された第２の下限閾値を下回る場合に、前記ＴＤ信号が異常であると判断し、前記軌道回路用送信器からの信号の出力を停止する
   ことを特徴とする軌道回路用送信器。
3. 請求項１に記載の軌道回路用送信器において、前記列車が非在線時に、前記第２の加算結果が予め設定された第２の上限閾値を上回るか、予め設定された第２の下限閾値を下回る場合に、前記ＴＤ信号が異常であると判断し、前記軌道回路用送信器からの信号の出力を停止する
   ことを特徴とする軌道回路用送信器。
4. 請求項１に記載の軌道回路用送信器において、前記列車が在線時に、前記第１の加算結果が予め設定された第１の上限閾値を上回るか、予め設定された第１の下限閾値を下回る場合に、前記ＡＴＣ信号が異常であると判断し、前記軌道回路用送信器からの信号の出力を停止する
   ことを特徴とする軌道回路用送信器。
5. 請求項１に記載の軌道回路用送信器において、前記ＡＴＣ信号成分を検出するＡＴＣ信号用電圧検出部及びＡＴＣ信号用電流検出部と、前記ＴＤ信号成分を検出するＴＤ信号用電圧検出部及びＴＤ信号用電流検出部とを、電圧検出部及び電流検出部として共用する
   ことを特徴とする軌道回路用送信器。
6. 請求項５に記載の軌道回路用送信器において、前記電圧検出部及び電流検出部での検出する信号の帯域を可変にできる
   ことを特徴とする軌道回路用送信器。
7. 請求項１に記載の軌道回路用送信器において、少なくとも２回以上異常であるとの判断された場合に前記軌道回路用送信器からの信号の出力を停止する
   ことを特徴とする軌道回路用送信器。
8. ＡＴＣ信号を軌道回路を介して列車へ送信し、前記軌道回路を介してＴＤ信号を受信可能な軌道回路用送信器であって、
   前記ＡＴＣ信号を生成するＡＴＣ信号波生成器と、
   生成される前記ＡＴＣ信号を出力するか否かを選択する選択器と、
   前記選択器からの出力を受け、かつ前記軌道回路と前記軌道回路用送信器との接続を制御する切換リレーと、
   前記選択器から出力される信号を受信し、該信号のＡＴＣ信号成分の電圧を検出するＡＴＣ信号用電圧検出部及び前記ＡＴＣ信号成分の電流を検出するＡＴＣ信号用電流検出部と、
   前記ＴＤ信号を受信し、該ＴＤ信号の電圧を検出するＴＤ信号用電圧検出部及び前記ＴＤ信号の電流を検出するＴＤ信号用電流検出部と、
   前記ＡＴＣ信号用電圧検出部と前記ＡＴＣ信号用電流検出部との第１の加算結果、及び前記ＴＤ信号用電圧検出部と前記ＴＤ信号用電流検出部との第２の加算結果とに基づいてレベル監視を行うレベル監視部とを有し、
   前記レベル監視部は、前記第１の加算結果が所定の範囲外である場合、或いは前記第２の加算結果が所定の範囲外である場合に、前記ＡＴＣ信号の前記軌道回路への出力を停止する
   ことを特徴とする軌道回路用送信器。
9. 請求項８に記載の軌道回路用送信器において、
   前記第１の加算結果が所定の範囲外である場合、或いは前記第２の加算結果が所定の範囲外である場合に、
   前記選択器は前記ＡＴＣ信号の出力を停止させること、或いは前記切換えリレーは前記軌道回路用送信器との接続を切断すること、或いはいずれも行う
   ことを特徴とする軌道回路用送信器。
10. 請求項８または請求項９に記載の軌道回路用送信器において、
    前記ＴＤ信号用電圧検出部及び前記ＴＤ信号用電流検出部に信号が入力される前段に、通過させる信号の周波数帯域を変更する手段を各々有する
    ことを特徴とする軌道回路用送信器。
11. 請求項１０に記載の軌道回路用送信器において、
    前記ＡＴＣ信号用電圧検出部と前記ＴＤ信号用電圧検出部、及び前記ＴＤ信号用電流検出部と前記ＡＴＣ信号用電流検出部を、電圧検出部及び電流検出部として各々共用し、
    時間を分けて前記ＡＴＣ信号の検出と前記ＴＤ信号の検出を行う
    ことを特徴とする軌道回路用送信器。
12. 生成したＡＴＣ信号波を増幅器にて増幅して軌道回路経由で列車に送信する軌道回路用送信器の故障検知方法であって、
    前記軌道回路用送信器は、
    ＡＴＣ信号波を生成するＡＴＣ信号波生成器と、
    前記ＡＴＣ信号波を出力するか未出力とするかを選択する選択器と、
    前記選択器の出力信号を増幅する増幅器と、
    前記増幅器からの信号を前記軌道回路へ接続するか否かと、前記軌道回路からのＴＤ信号波を受信するか否かを制御する切換リレーと、
    前記選択器から送出した信号をフィードバックして受信し、前記送出した信号におけるＡＴＣ信号成分を検出するＡＴＣ信号用電圧検出部及びＡＴＣ信号用電流検出部と、
    ＴＤ信号成分を検出するＴＤ信号用電圧検出部及びＴＤ信号用電流検出部と、
    前記ＡＴＣ信号用電圧検出部と前記ＡＴＣ信号用電流検出部との第１の加算結果と、前記ＴＤ信号用電圧検出部と前記ＴＤ信号用電流検出部との第２の加算結果をもとにレベル監視を行うレベル監視部とを備え、
    前記第１の加算結果が予め設定された第１の上限閾値を上回るか、予め設定された第１の下限閾値を下回る場合に、前記ＡＴＣ信号が異常であると判断するステップと、
    前記第２の加算結果が予め設定された第２の上限閾値を上回るか、予め設定された第２の下限閾値を下回る場合に、前記ＴＤ信号が異常であると判断するステップと、
    前記ＡＴＣ信号ないしＴＤ信号が異常と判断された場合は、前記軌道回路用送信器からの信号の出力を停止するステップとを有する
    ことを特徴とする軌道回路用送信器の故障検知方法。

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