JP2019147532A - 軌道回路用送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体間配線の増加を抑制しつつフェールセーフコンピュータの個数を減らす。【解決手段】送信部筐体１４に収容される多数のＡＴＣ／ＴＤ送信器６１からＣＰＵ（フェールセーフコンピュータ）を無くし、それに搭載されていたプログラム３３〜３６を論理部筐体１２に収容される少数の論理部８３のＣＰＵ６６（フェールセーフコンピュータ）に搭載してＣＰＵやユニットの個数を減らすとともに、測定回路８６，８５，５６を論理部８３に移設して筐体間配線７１〜７３を限定する。また、ＣＰＵの統合によるバスライン接続（６７）の容易化を利用して複数組の測定回路８６，８５，５６を一ユニットに纏めることでユニットの個数を更に減らすとともに、レベル測定回路５６の測定対象の送信波Ｃから周波数測定回路８５，８６の測定対象相当の周波数を計測することで筐体間配線７３の本数限定を更に進める。【選択図】 図３

Description

この発明は、鉄道信号保安装置のうちＴＤ信号（列車検知信号）やＡＴＣ信号（自動列車制御信号）などの発振信号を生成して軌道回路へ送信する軌道回路用送信装置に関し、更に、フェールセーフコンピュータを搭載した軌道回路用送信装置に関する。

鉄道の軌道を幾つかの区間（例えば１Ｔ〜１６Ｔ）に区切っておき、各区間１Ｔ〜１６Ｔの軌道に対して一端側から所定周波数の電気信号を流しそれを他端側で検出するものが軌道回路であり、そのような軌道回路へ電気信号を流すのが軌道回路用送信装置である（例えば特許文献１〜４参照）。その典型例として、該当する軌道区間に列車有無検出用のＴＤ信号（列車検知信号）を送信するＴＤ送信装置や（例えば特許文献１，２参照）、該当する軌道区間に列車速度制限用のＡＴＣ信号（自動列車制御信号）を送信するＡＴＣ送信装置（例えば特許文献１，４参照）、それら両装置を一台で兼ねるＡＴＣ／ＴＤ送信装置が挙げられる。ここでは、ＡＴＣ／ＴＤ送信装置を従来手法にて具体化した軌道回路用送信装置２０について、その構成や実装状態などを説明する（図６〜図８参照）。

軌道回路用送信装置２０は、地上装置であり、列車検知信号やＡＴＣ信号を送信する送受信装置等を搭載するために設置された幾つかの架のうちから割り当てられた送信架１０に搭載される（例えば特許文献３，４参照）。送信架１０には（図６（ａ）参照）、一の又は多数の論理部内ユニット１１を収容した論理部筐体１２と、一の又は多数の送信部内ユニット１３を収容した送信部筐体１４とが、上下に並べて或いは左右にも並べて搭載されている。
また、この送信架１０には、架間ケーブル１５，１６等の一端部が接続されている。

それらのうち、架間ケーブル１５は、論理部外ケーブル１７にて又は直接接続にて論理部筐体１２に接続されていて（図６（ｂ）参照）、例えば図示しない他の架に搭載された上位の連動装置との信号送受を担っており、架間ケーブル１６は、送信部外ケーブル１８にて又は直接接続にて送信部筐体１４に接続されていて、他の架である例えば図示しない変成器架を介して軌道回路へＴＤ信号（列車検知信号）やＡＴＣ信号（自動列車制御信号）を送受する役目を担っている。これに対し、筐体間ケーブル１９（筐体間配線）は、送信架１０の中で論理部筐体１２と送信部筐体１４とに接続されていて、両筐体１２，１４間の信号送受を担っている。

このような架搭載状況下で、軌道回路用送信装置２０は（図６（ｃ）参照）、大別すると、論理部筐体１２に収容された論理部２２と、送信部筐体１４に収容されたＡＴＣ／ＴＤ送信器３０と、筐体間ケーブル１９を利用した架内シリアル伝送２１とを具備したものとなっている。それらのうち、論理部２２には、一つの論理部内ユニット１１にて具体化されたＣＰＵユニット２３（コンピュータユニット，主制御装置）が含まれており、ＡＴＣ／ＴＤ送信器３０には、何れのユニットも一つの送信部内ユニット１３にて具体化されたＣＰＵユニット３１（コンピュータユニット）とＬＤユニット５５（レベル検出ユニット）とＯＳＣユニット４０（発振ユニット）とＰＡユニット５０（増幅ユニット）という４ユニットからなる組が含まれている。

図示のものは最大１６個の軌道回路（１Ｔ〜１６Ｔ）を担当するものなので、各軌道回路に割り振られる１６組と予備の２組との計１８組（３１，５５，４０，５０）のＡＴＣ／ＴＤ送信器３０が組み込まれるため、ＡＴＣ／ＴＤ送信器３０用の送信部筐体１４に収容される送信部内ユニット１３は４個×１８組で計７２個に及ぶ。一方、論理部２２用の論理部筐体１２に収容される論理部内ユニット１１は１個であり、架内シリアル伝送２１のケーブルは筐体間ケーブル１９に収められる。なお、一つの架に送信部筐体１４を複数装備したり、一つの論理部筐体１２に軌道回路用送信装置２０のＣＰＵユニット２３と他の軌道回路用送信装置のＣＰＵユニットを収容することも可能であるが、詳述は割愛する。

軌道回路用送信装置２０の各部の回路構成等を述べると（図６（ｄ），図７参照）、論理部２２のＣＰＵユニット２３には、速度決定プログラム２５がインストールされたＣＰＵ２４（コンピュータ）と、このＣＰＵ２４と上述の架内シリアル伝送２１とに接続されたＳＩＯ２６（シリアル入出力回路）とが搭載されており、ＣＰＵ２４が、図示しない上位の連動装置の指示等に基づいて速度決定プログラム２５を実行することにより軌道の各区間１Ｔ〜１６Ｔにおける列車速度制限値（走行列車の上限速度）を決定するとともに、それらの速度値を架内シリアル伝送２１経由で該当ＡＴＣ／ＴＤ送信器３０へ配信するようになっている。

ＡＴＣ／ＴＤ送信器３０のＣＰＵユニット３１には、信号生成指示プログラム３３と信号波周波数照査プログラム３４と搬送波周波数照査プログラム３５とレベル照査プログラム３６とがインストールされたＣＰＵ３２（コンピュータ）と、このＣＰＵ３２と上述の架内シリアル伝送２１とに接続されたＳＩＯ３７（シリアル入出力回路）とが搭載されており、担当する区間（１Ｔ〜１６Ｔの何れか一つ）の軌道回路に係る列車速度制限値が架内シリアル伝送２１を介して上位のＣＰＵ２４から送られて来ると、それをＳＩＯ３７経由でＣＰＵ３２が受信するようになっている。ＳＩＯ２６，３７には、対応したシリアル通信用デバイス等が用いられている。また、ＣＰＵユニット３１とＯＳＣユニット４０及びＬＤユニット５５とは、ＣＰＵ３２のバスライン（アドレスバス及びデータバス）にて接続されていて、ＣＰＵ３２が接続先ユニット４０，５５の各回路と指令やデータ等を遣り取りできるようになっている。

信号生成指示プログラム３３は、ＣＰＵ３２を信号生成指示手段として機能させるものであり、信号生成指示手段は、担当する軌道回路の位置づけや、ＣＰＵ２４から受けた上述の列車速度制限値などに基づいて、担当する軌道回路に流すべき信号波（送信波）の周波数を決定する。信号波の生成はＡＭ変調で行っており、搬送波を信号波で変調する。搬送波は、例えば１０．０ｋＨｚや，１２．５ｋＨｚ，１５．５ｋＨｚといった弁別可能な複数の周波数から一つを選定する。信号波がＴＤ信号（列車検知信号）の場合には、あらかじめ割り付けているＴＤ信号の周波数（例えば１９Ｈｚ）を選定する。一方、信号波がＡＴＣ信号（自動列車制御信号）の場合には、担当する軌道回路に流すべきＡＴＣ信号（自動列車制御信号）の周波数を決定し、例えば２２Ｈｚや，４７Ｈｚ，１３５Ｈｚといった弁別可能な複数の周波数から一つを選定して、それを信号波周波数とするようになっている。それらの決定内容は信号生成指示としてＣＰＵユニット３１からバスライン３８経由でＯＳＣユニット４０へ送信されるようにもなっている。なお、搬送波周波数はそれらの何れよりも十分に高い。

ＡＴＣ／ＴＤ送信器３０のＯＳＣユニット４０には（図７参照）、水晶発振器等を具備していて搬送波周波数と信号波周波数との何れよりも高い周波数で発振する発振回路４１と、その発振信号から上述の信号生成指示に応じて搬送波周波数の搬送波Ａを生成する搬送波生成回路４２と、発振回路４１の発振信号から上述の信号生成指示に応じて信号波周波数の信号波Ｂを生成する信号波生成回路４３と、搬送波Ａを信号波Ｂにて変調することにより送信波Ｃ（ＴＤ信号・列車検知信号またはＡＴＣ信号・自動列車制御信号）を生成する変調回路４４と、搬送波Ａを入力してその周波数である搬送波周波数を測定する搬送波周波数測定回路４５と、信号波Ｂを入力してその周波数である信号波周波数を測定する信号波周波数測定回路４６とが設けられている。

それらのうち、搬送波周波数測定回路４５は（図８参照）、搬送波Ａを入力し、それからカウンタ主体の計数回路にて所定期間内の波数を数え上げることによって、搬送波周波数の値を得るようになっている。また、信号波周波数測定回路４６は（図８参照）、信号波Ｂを入力し、それからカウンタ主体の計数回路にて所定期間内の波数を数え上げることによって、信号波周波数の値を得るようになっている。

ＡＴＣ／ＴＤ送信器３０のＰＡユニット５０は（図６（ｄ），図７参照）、パワーアンプを主体とした増幅回路５１を具備しており、ＯＳＣユニット４０から送信波Ｃを入力して、それを増幅回路５１にて信号増幅し、それを図示しない他架の変成器等経由で担当の軌道回路へ送出するようになっている。
ＡＴＣ／ＴＤ送信器３０のＬＤユニット５５は（図６（ｄ），図７参照）、レベル測定回路５６を具備しており、ＯＳＣユニット４０から送信波Ｃを入力して、それに含まれている搬送波成分と信号波成分との双方の信号レベルを検出するようになっている。

具体的なレベル測定回路５６は（図８参照）、送信波Ｃを入力し、そこから搬送波ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）にて雑音を除去し、それから全波整流回路とＲＭＳ変換回路とによって脈流から直流へ変換することによって搬送波レベル（搬送波成分の信号レベル）の値を得るとともに、送信波Ｃの雑音除去後の信号から包絡線検波回路と信号波ＢＰＦとにて信号波成分を抽出し、更にそれから全波整流回路とＲＭＳ変換回路とによって脈流から直流へ変換することによって信号波レベル（信号波成分の信号レベル）の値を得るようになっている。

ＡＴＣ／ＴＤ送信器３０のＣＰＵユニット３１のＣＰＵ３２における残り三つの照査プログラム３４〜３６について説明する（図６（ｄ），図７参照）。
それらのうち、信号波周波数照査プログラム３４は、バスライン３８を介して信号波周波数測定回路４６から信号波周波数の測定値を取得してそれを信号生成指示手段（３３）の信号生成指示値の該当部分と照合することで信号波Ｂの正否を判別する信号波周波数照査手段としてＣＰＵ３２を機能させるものである。

また、搬送波周波数照査プログラム３５は、バスライン３８を介して搬送波周波数測定回路４５から搬送波周波数の測定値を取得してそれを信号生成指示手段（３３）の信号生成指示値の該当部分と照合することで搬送波Ａの正否を判別する搬送波周波数照査手段としてＣＰＵ３２を機能させるものである。
さらに、レベル照査プログラム３６は、バスライン３８を介してレベル測定回路５６から搬送波レベル測定値と信号波レベル測定値とを取得してそれらを既定の上下限値と照合することで送信波Ｃの正否を判別するレベル照査手段としてＣＰＵ３２を機能させるものである。

特開２０００−１６８５５４号公報 特開２００５−２６２８９５号公報 特開２００５−２１２５３２号公報 特開２００９−１２６１９８号公報 特開２００６−３３８０９４号公報

しかしながら、このような従来の軌道回路用送信装置では、単一か少数個で足りる論理部２２のＣＰＵユニット２３ばかりでなく、それ以上の個数が設けられるＡＴＣ／ＴＤ送信器３０のＣＰＵユニット３１にまで、ＣＰＵ２４，３２（コンピュータ）が搭載されている。しかも、鉄道信号保安装置に要求される信頼性を確保するために、ＣＰＵ２４，３２の何れにも、フェールセーフコンピュータが採用されている。
しかしながら、フェールセーフコンピュータは（例えば特許文献５参照）、いわゆる振り子回路などの照合回路を伴った多重系のコンピュータが主流となっており、そうでない一般的なコンピュータを使用するのに比べて、コストも実装空間も嵩む。

そこで、フェールセーフコンピュータの個数が少なくて済む軌道回路用送信装置を実現することが第１技術課題となる。
また、その解決手段の具体化を試行したところ、筐体間ケーブル（筐体間配線）が増えるという不所望な副作用が生じたので、それをも軽減するべく、フェールセーフコンピュータの個数が減っても筐体間配線の増加が少なくて済む軌道回路用送信装置を実現することが第２技術課題となる。

本発明の軌道回路用送信装置は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、
軌道回路へ送信される発振信号となる送信波を原信号から生成する信号生成回路と、その生成に係る指示を行う手段を定めた信号生成指示プログラムと、前記原信号について周波数を測定する周波数測定回路と、その測定値に基づいて前記原信号に係る正否判別を行う手段を定めた周波数照査プログラムと、前記送信波の信号レベルを測定するレベル測定回路と、その測定値に基づいて前記送信波に係る正否判別を行う手段を定めたレベル照査プログラムと、前記信号生成指示プログラムと前記周波数照査プログラムと前記レベル照査プログラムとを実行しうるフェールセーフコンピュータと、前記信号生成回路を収容する送信部筐体と、前記送信部筐体と筐体間配線にて接続される論理部筐体とを備えた軌道回路用送信装置において、
前記フェールセーフコンピュータと前記周波数測定回路と前記レベル測定回路とが前記論理部筐体に収容されていることを特徴とする。

また、本発明の軌道回路用送信装置は（解決手段２）、上記解決手段１の軌道回路用送信装置であって、
前記周波数測定回路と前記レベル測定回路との組が、複数組一緒に、前記論理部筐体への収容単位であるユニットに搭載されるとともに、前記フェールセーフコンピュータとバスラインにて接続されるようになっていることを特徴とする。

さらに、本発明の軌道回路用送信装置は（解決手段３）、上記解決手段１，２の軌道回路用送信装置であって、
前記周波数測定回路が、前記レベル測定回路の測定対象の前記送信波を前記原信号に代えて周波数測定の対象とし、そこから前記原信号の周波数に相当する周波数を計測するものであることを特徴とする。

また、本発明の軌道回路用送信装置は（解決手段４）、上記解決手段１，２の軌道回路用送信装置であって、
前記信号生成回路が、搬送波を信号波にて変調することで前記送信波を生成するものであり、
前記周波数測定回路が、前記レベル測定回路の測定対象の前記送信波を前記搬送波に代えて周波数測定の対象とし、そこから前記搬送波の周波数に相当する周波数を計測するものであることを特徴とする。

また、本発明の軌道回路用送信装置は（解決手段５）、上記解決手段１，２の軌道回路用送信装置であって、
前記信号生成回路が、搬送波を信号波にて変調することで前記送信波を生成するものであり、
前記周波数測定回路が、前記レベル測定回路の測定対象の前記送信波を前記信号波に代えて周波数測定の対象とし、そこから前記信号波の周波数に相当する周波数を計測するものであることを特徴とする。

また、本発明の軌道回路用送信装置は（解決手段６）、上記解決手段１，２の軌道回路用送信装置であって、
前記信号生成回路が、搬送波を信号波にて変調することで前記送信波を生成するものであり、
前記周波数測定回路が、前記レベル測定回路の測定対象の前記送信波を前記搬送波に代えて周波数測定の対象とし更にそこから前記搬送波の周波数に相当する周波数を計測する搬送波周波数測定回路と、前記レベル測定回路の測定対象の前記送信波を前記信号波に代えて周波数測定の対象とし更にそこから前記信号波の周波数に相当する周波数を計測する信号波周波数測定回路とを具備していることを特徴とする。

このような本発明の軌道回路用送信装置にあっては（解決手段１）、従来は信号生成回路とともに送信部筐体に収容されて軌道回路や信号生成回路の個数以上の多数個が使用されていたフェールセーフコンピュータが論理部筐体に移設されたことにより、多数の信号生成回路に係る所要の照査手段を単一の又は少数のフェールセーフコンピュータに実行させることが各プログラムの時分割実行や繰り返し実行など簡便な常套的手法にて具現化されるので、フェールセーフコンピュータの個数が少なくて済む軌道回路用送信装置を実現することができ、第１技術課題が解決される。フェールセーフコンピュータの集約化によってフェールセーフコンピュータ搭載ユニットの個数が減るという付随効果も奏する。

また、従来はフェールセーフコンピュータとバスラインで接続されていて測定値など多ビットのデータを送受していた周波数測定回路とレベル測定回路もフェールセーフコンピュータとともに論理部筐体に移設されたことにより、それらの測定回路に係る筐体間配線がバスライン用でなく測定対象信号の送信ライン用で良くなる。しかも、そのような送信ライン用の線数がバスライン用の線数より遙かに少ないことから、単にフェールセーフコンピュータを論理部筐体に移設して集約するにとどまる基本的改良に比べて、筐体間配線の増加数が少なくて済むので、第２技術課題もかなりの程度まで解決される。

また、本発明の軌道回路用送信装置にあっては（解決手段２）、論理部や送信部の筐体に回路を収容するときの一纏まり・単位であるユニットを更に減らすことができる。
詳述すると、先ず、送信部毎にフェールセーフコンピュータが設けられていた従来品では、フェールセーフコンピュータと周波数測定回路およびレベル測定回路とがバスラインによる一対一接続に基づいて同数設置されているうえ、フェールセーフコンピュータの回路規模が大きくて、フェールセーフコンピュータ搭載ユニット（ＣＰＵユニット）と周波数測定回路やレベル測定回路とが別ユニットになっていた。

これに対し、上記の解決手段１によるフェールセーフコンピュータの集約化に伴って、上述したようにフェールセーフコンピュータ搭載ユニットの個数が削減されるが、それにとどまらず周波数測定回路やレベル測定回路を複数組纏めてフェールセーフコンピュータにバスライン接続することが無理なく出来るようになっている。
そして、そのことを利用して、この解決手段２の装置にあっては、規模の小さい周波数測定回路やレベル測定回路は複数個・複数組が纏めて一ユニットに搭載されるようにもしたことにより、論理部筐体と送信部筐体とに搭載されるユニットの総数を大きく減らすことができて、上述の付随効果が高まる。

さらに、本発明の軌道回路用送信装置にあっては（解決手段３〜６）、周波数測定回路の測定対象の信号がレベル測定回路の測定対象の送信波から抽出されるようにもしたことにより、筐体間配線の増加数が移設対象測定回路の個数より少なくなるところまで抑制されるため、第２技術課題が高位に解決される。

本発明の実施例１について、軌道回路用送信装置の構造を示し、その要部のブロック構成図である。 （ａ）が装置全体の概要ブロック構成図、（ｂ）がユニット構成の模式図である。 本発明の実施例２について、軌道回路用送信装置の構造を示し、その要部のブロック構成図である。 その軌道回路用送信装置の測定回路のブロック構成図である。る。 本発明の実施例３について、軌道回路用送信装置の構造を示し、その軌道回路用送信装置の測定回路のブロック構成図である。 従来の軌道回路用送信装置について、（ａ）が送信架における論理部筐体や送信部筐体さらには各ユニットの搭載状態を模式的に示した斜視図、（ｂ）が筐体間ケーブルの模式的斜視図、（ｃ）がユニット構成の模式図、（ｄ）が全体の概要ブロック構成図である。 その軌道回路用送信装置の要部のブロック構成図である。 その軌道回路用送信装置の測定回路のブロック構成図である。

このような本発明の軌道回路用送信装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜３により説明する。
図１〜２に示した実施例１は、上述した解決手段１（出願当初の請求項１，２）を具現化したものであり、図３〜４に示した実施例２は、上述した解決手段３〜６（出願当初の請求項３〜６）を具現化したものであり、図５に示した実施例３は、その変形例である。
なお、それらの図示に際し従来と同様の構成要素には同一の符号を付して示したので、また、それらについて背景技術の欄で述べたことは以下の各実施例についても共通するので、重複する再度の説明は割愛し、以下、従来との相違点を中心に説明する。

本発明の軌道回路用送信装置の実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、軌道回路用送信装置６０の要部に係るブロック構成図であり、図２（ａ）は、軌道回路用送信装置６０の全体の概要を示すブロック構成図であり、図２（ｂ）は、軌道回路用送信装置６０のユニット構成を示す模式図である。

この実施例１の軌道回路用送信装置６０は（図１，図２（ａ）参照）、既述した軌道回路用送信装置２０を改造したものであり、送信架１０に搭載される論理部筐体１２及び送信部筐体１４と、両筐体に接続される架内シリアル伝送２１及びその両端のＳＩＯ２６，３７と、区間１Ｔ〜１６Ｔの軌道回路に接続される実機の１６組とダミー抵抗に接続される予備１，２の２組とで計１８組が存在している発振回路４１と搬送波生成回路４２と信号波生成回路４３と変調回路４４と搬送波周波数測定回路４５と信号波周波数測定回路４６と増幅回路５１とレベル測定回路５６と、速度決定プログラム２５と信号生成指示プログラム３３と信号波周波数照査プログラム３４と搬送波周波数照査プログラム３５とレベル照査プログラム３６とを、軌道回路用送信装置２０から引き継いで、具備している。

これに対し、１８個のＣＰＵ３２（フェールセーフコンピュータ）は１８個のＣＰＵユニット３１ごと省かれて無くなっており、送信部内ユニット１３の合計数が１８個ほど減少している。なお、それぞれのユニット３１に搭載されていたＳＩＯ３７は、１８個のＡＴＣ／ＴＤ送信器３０を同様に改造した１８個のＡＴＣ／ＴＤ送信器６１それぞれにおいて、ＯＳＣユニット４０を改造したＯＳＣユニット６２に移設搭載されて、ＣＰＵ３２に引き渡していた信号生成指示を搬送波生成回路４２や信号波生成回路４３へ直に引き渡すようになって、引き続き役目を果たすようになっている。

また、そのようになったＯＳＣユニット６２には、上記の生成回路４２，４３に加えて発振回路４１と変調回路４４も引き続き搭載されていて、そのユニット６２の中で搬送波Ａと信号波Ｂと送信波Ｃとが従来同様に生成されるようになっているが、搬送波周波数測定回路４５と信号波周波数測定回路４６は、ＯＳＣユニット６２から、更にはＡＴＣ／ＴＤ送信器３０からも、取り外されている。それに加えて、レベル測定回路５６も、ＬＤユニット５５ごとＡＴＣ／ＴＤ送信器３０から取り外されている。なお、増幅回路５１を搭載したＰＡユニット５０は、従来同様、夫々のＡＴＣ／ＴＤ送信器６１に引き継がれている。

ＡＴＣ／ＴＤ送信器３０から取り外された搬送波周波数測定回路４５と信号波周波数測定回路４６とレベル測定回路５６は、論理部筐体１２に搭載される新たな論理部６３に設けられたＬＤ３個ユニット６４に移設されるが、その際、回路規模に応じた適宜個数ずつが、図示のレイアウトでは３組ずつが、一つのＬＤ３個ユニット６４に纏めて搭載されており、そのような纏め搭載によって、従来は１８個のＬＤユニット５５に搭載されていた回路が、６個のＬＤ３個ユニット６４に搭載されるので、論理部内ユニット１１と送信部内ユニット１３との合計数が１２個ほど従来より少なくて済む。
そして、そのような構成の下、架内シリアル伝送２１での送受に適さない搬送波Ａと信号波Ｂと送信波Ｃについては、新たに追加された筐体間配線（７１〜７３）が使用されている。

すなわち、搬送波Ａは、送信部筐体１４のＡＴＣ／ＴＤ送信器６１のＯＳＣユニット６２から、該当する筐体間配線の搬送波送信ライン７１にて、論理部筐体１２の論理部６３のＬＤ３個ユニット６４において該当する搬送波周波数測定回路４５へ、送信される。
また、信号波Ｂは、送信部筐体１４のＡＴＣ／ＴＤ送信器６１のＯＳＣユニット６２から、該当する筐体間配線の信号波送信ライン７２にて、論理部筐体１２の論理部６３のＬＤ３個ユニット６４において該当する信号波周波数測定回路４６へ、送信される。
さらに、送信波Ｃは、送信部筐体１４のＡＴＣ／ＴＤ送信器６１のＯＳＣユニット６２から、該当する筐体間配線の変調波送信ライン７３にて、論理部筐体１２の論理部６３のＬＤ３個ユニット６４において該当するレベル測定回路５６へ、送信される。

さらに、それらの信号Ａ，Ｂ，Ｃを受信する測定回路４５，４６，５６は、論理部筐体１２においてＣＰＵ６６（フェールセーフコンピュータ）にバスライン６７で接続されて、それぞれの測定結果をＣＰＵ６６へ送信できるようにされる。
このＣＰＵ６６は、ハードウェアについてみると、基本的には従来のＣＰＵ２４を踏襲したフェールセーフコンピュータであり、能力が足りれば同じままで良いが、この実施例では、プログラムメモリ等がプログラム追加に叶うように増設されている。
そして、そのＣＰＵ６６を搭載するＣＰＵユニット６５は、基本的には従来のＣＰＵユニット２３を踏襲したものであるが、ＣＰＵ６６のバスライン６７が、ユニットは別だが同じ論理部筐体１２に搭載されたＬＤ３個ユニット６４に対して、接続されている。

一方、ＣＰＵ６６の搭載プログラムについては拡張されている。すなわち、以前のＣＰＵ２４のときからインストールされていた速度決定プログラム２５に加えて、無くなったＣＰＵ３２から移設された信号生成指示プログラム３３と信号波周波数照査プログラム３４と搬送波周波数照査プログラム３５とレベル照査プログラム３６もＣＰＵ６６にインストールされている。これらのプログラムの機能は、プログラムを実行するＣＰＵが違っても、さらには架内シリアル伝送２１を使用するプログラムが違っても、基本的には移設前と変わらないので、同一符号を付して示し、重複する煩雑な説明は割愛する。

ただし、従来は各プログラム３３〜３６が１８個のＣＰＵ２４それぞれにインストールされて、プログラムコードとプロセスとが一対一に対応していたが、各プログラム３３〜３６のプログラムコードが速度決定プログラム２５と同様に１８組のＡＴＣ／ＴＤ送信器及び測定回路４５，４６，５６に係る処理を担当することになったので、ＣＰＵ３２の図示しないプロセス管理等によって、ＣＰＵ３２による各プログラム３３〜３６の実行について、適宜な時分割制御等がなされようになっている。また、これによって、ＣＰＵ３２では、プログラムコードとプロセスとの対応関係が１対１８という一対多になることから、１８個のＣＰＵユニット２３が取り除かれても、残っている１個のＣＰＵユニット６５によって必要な信号生成や照査の処理が従来と同じく適切に行われるものとなる。

このような実装状態を纏めると、軌道回路用送信装置６０は（図２（ｂ）参照）、論理部筐体１２に収容された論理部６３と、送信部筐体１４に収容された１８個のＡＴＣ／ＴＤ送信器６１と、筐体間ケーブル１９を利用した架内シリアル伝送２１と、新たな筐体間配線（７１〜７３）とを具備したものとなっている。
それらのうち、論理部６３には、１個の論理部内ユニット１１にて具体化されたＣＰＵユニット６５と、６個の論理部内ユニット１１にて具体化されたＬＤ３個ユニット６４が含まれているので、論理部筐体１２には計７個の論理部内ユニット１１が収容される。

一方、ＡＴＣ／ＴＤ送信器６１には、何れのユニットも一つの送信部内ユニット１３にて具体化されたＯＳＣユニット６２とＰＡユニット５０という２ユニットからなる組が含まれており、そのようなＡＴＣ／ＴＤ送信器６１が１８個ほど採用されているので、送信部筐体１４には計３６個の送信部内ユニット１３が収容される。
そのため、軌道回路用送信装置６０に搭載されるユニット１１，１３は、合計４３個にとどまり、既述した軌道回路用送信装置２０の搭載ユニット数の合計７３個より、３０個も少なくなっている。

軌道回路用送信装置６０に搭載されるフェールセーフコンピュータは、ＣＰＵ６６の１個だけであり、既述した軌道回路用送信装置２０に搭載されていた１８個のＣＰＵユニット３１が無くなっているので、大幅な原価低減と実装空間削減とが達成されている。なお、新たに導入された搬送波送信ライン７１と信号波送信ライン７２と変調波送信ライン７３には、縒対線などを用いた個別のライン（配線）が割り振られるので、３本組の筐体間配線（７１〜７３）が１８組で合計５４本の筐体間配線が増えてしまっているが、その負担よりも、多数のフェールセーフコンピュータを不要とした利益の方が遙かに大きい。

この実施例１の軌道回路用送信装置６０について、使用態様及び動作を簡潔に説明する。なお、使用に先立って、区間１Ｔ〜１６Ｔの軌道回路を分担して担当する１６個のＡＴＣ／ＴＤ送信器６１については、ＰＡユニット５０の出力ラインを、図示しない他架の変成器等のうち該当するものを経由させて、担当する軌道回路に接続させておく。なお、未だ担当先の軌道回路が決まっていない予備１，２のＡＴＣ／ＴＤ送信器６１については、ＰＡユニット５０の出力ラインにダミー抵抗を接続しておく。

そして、稼働時に、図示しない上位の連動装置等から、列車走行状況等に基づいた指示等がＣＰＵユニット６５に与えられると、それに基づいてＣＰＵ６６が速度決定プログラム２５を実行することで軌道の各区間１Ｔ〜１６Ｔにおける列車速度制限値を決定する。なお、以後の説明では、説明の煩雑化を避けるために、ＣＰＵ６６にインストールされているプログラム２５，３３〜３６（定義体）については、プログラムコードとプロセスとを切り分けなくても誤解が生じない範囲では、ＣＰＵ６６による各プログラムコードの実行によるプロセス（処理，機能）をも単にプログラムと呼ぶ。

列車速度制限値が決まると、それが速度決定プログラム２５から信号生成指示プログラム３３に引き渡され、その値と各区間１Ｔ〜１６Ｔの既知の連なり情報などとに基づいて信号生成指示プログラム３３によって搬送波Ａと信号波Ｂの周波数が決定される。
そして、その決定情報が、架内シリアル伝送２１経由で、区間１Ｔ〜１６Ｔのうちの該当区間を担当するＡＴＣ／ＴＤ送信器６１のＯＳＣユニット６２に搭載されている搬送波生成回路４２と信号波生成回路４３とに送信される。そうすると、発振回路４１の発振信号から、搬送波生成回路４２によって搬送波Ａが生成されるとともに、信号波生成回路４３によって信号波Ｂが生成される。それから、ＯＳＣユニット６２の変調回路４４によって搬送波Ａが信号波Ｂで変調されて送信波Ｃが生成される。

それらのうち、送信波Ｃは、ＯＳＣユニット６２の変調回路４４からＰＡユニット５０の増幅回路５１に送信され、そこで電力増幅されてから、ＡＴＣ／ＴＤ送信器６１更には送信架１０の外へ出力され、担当する軌道回路へ向かう。
そして、このような送信波Ｃの生成と送信とが、時分割処理等で、区間１Ｔ〜１６Ｔの夫々に対して行われるので、送信波Ｃの生成が正常になされていれば、区間１Ｔ〜１６Ｔに係る列車検知と自動列車制御とが適切に行われる。

一方、それらと並行して、送信波Ｃに加え、その原信号である信号波Ｂと搬送波Ａについても、正常か否かが調べられる。
具体的には、搬送波Ａは、ＡＴＣ／ＴＤ送信器６１のＯＳＣユニット６２の搬送波生成回路４２から、筐体間配線の搬送波送信ライン７１を介して、論理部６３のＬＤ３個ユニット６４の搬送波周波数測定回路４５へ送信され、そこで搬送波周波数が測定される。
また、信号波Ｂは、ＡＴＣ／ＴＤ送信器６１のＯＳＣユニット６２の信号波生成回路４３から、筐体間配線の信号波送信ライン７２を介して、論理部６３のＬＤ３個ユニット６４の信号波周波数測定回路４６へ送信され、そこで信号波周波数が測定される。

さらに、送信波Ｃは、ＡＴＣ／ＴＤ送信器６１のＯＳＣユニット６２の変調回路４４から、筐体間配線の搬送波送信ライン７３を介して、論理部６３のＬＤ３個ユニット６４のレベル測定回路５６へ送信され、そこで送信波Ｃに含まれている搬送波成分と信号波成分との双方の信号レベルが測定される。
そして、後は論理部６３の内部で、何れの測定値もバスライン６７を介して、搬送波Ａの周波数測定値が搬送波周波数照査プログラム３５によって取得されるとともに、信号波Ｂの周波数測定値が信号波周波数照査プログラム３４によって取得され、さらに送信波Ｃに係る二つの信号レベル測定値がレベル照査プログラム３６によって取得される。

そして、それらのプログラム３４，３５，３６の照査処理によって全ての測定値が適正範囲に属しているか否かが調べられ、全て適正のときだけ、該当するＡＴＣ／ＴＤ送信器６１が正常に動作していると判定される。
しかも、それらのプログラム３４，３５，３６が時分割制御等の下で対象を次々に変えながら照査を行うので、ＣＰＵ６６が一つしかなくても、１８組が存在している測定回路４５，４６，５６の組すべてについて、測定値の取得と正否判定とが繰り返される。

本発明の軌道回路用送信装置の実施例２について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図３は、軌道回路用送信装置８０の要部に係るブロック構成図であり、図４は、軌道回路用送信装置８０の測定回路５６，８５，８６のブロック構成図である。

この軌道回路用送信装置８０が上述した実施例１の軌道回路用送信装置６０と相違するのは、ＡＴＣ／ＴＤ送信器６１と論理部６３との間には存在していた搬送波送信ライン７１と信号波送信ライン７２とが改造後のＡＴＣ／ＴＤ送信器８１と論理部８３との間から省かれて測定対象信号用の筐体間配線としては変調波送信ライン７３だけが残されている点と、搬送波周波数測定回路４５が改造されて搬送波周波数測定回路８５になった点と、信号波周波数測定回路４６が改造されて信号波周波数測定回路８６になった点である。

なお、レベル測定回路５６は、変更が無く、具体的な回路構成を再述すると（図４の上半分を参照）、送信波Ｃを入力し、そこから搬送波ＢＰＦにて雑音を除去しつつ送信波抽出信号Ｄを抽出し、それから全波整流回路とＲＭＳ変換回路とによって脈流から直流へ変換して搬送波レベル値を得るようになっている。また、レベル測定回路５６は、上記の送信波抽出信号Ｄから包絡線検波回路と信号波ＢＰＦとにて信号波Ｂに相当する信号波抽出信号Ｅを抽出し、それから、やはり全波整流回路とＲＭＳ変換回路とによって脈流から直流へ変換して信号波レベル値を得るようになっている。

搬送波周波数測定回路８５の改造の要点は、搬送波送信ライン７１や信号波送信ライン７２を不要にするために、レベル測定回路５６によって抽出された送信波抽出信号Ｄを利用して搬送波周波数が測定できるようにしたことである。具体的な回路構成例を述べると（図４の下から二段目の回路部分を参照）、搬送波周波数測定回路８５は、送信波抽出信号Ｄを入力し、その波形を半波整流回路とリミッタとで整形し、その整形後の波形から変化点（例えばロー値“Ｌ”からハイ値“Ｈ”へ変化したタイミング）を検出し、その変化点をカウンタ主体の計数回路にてサンプリングタイミング信号に基づいて数え上げることにより、搬送波Ａの周波数に相当する搬送波周波数を送信波抽出信号Ｄから取得するようになっている。

また、信号波周波数測定回路８６の改造の要点は、信号波送信ライン７２を不要にするために、レベル測定回路５６によって抽出された信号波抽出信号Ｅを利用して信号波周波数が測定できるようにしたことである。具体的な回路構成例を述べると（図４の最下段の回路部分を参照）、信号波周波数測定回路８６は、信号波抽出信号Ｅを入力し、その波形を半波整流回路とリミッタとで整形し、その整形後の波形から、半周期相当時間（例えばハイ値“Ｈ”の継続時間）を監視タイマに基づく時間監視回路などにて求め、それから信号波周波数を取得するようになっている。

この場合、測定回路５６，８５，８６のための筐体間配線が、軌道回路用送信装置６０の計５４本から、軌道回路用送信装置８０では計１８本に減少している。
それでいて、搬送波周波数が搬送波周波数測定回路８５によって変調波送信ライン７３経由の送信波Ｃから得られるとともに、信号波周波数が信号波周波数測定回路８６によって変調波送信ライン７３経由の送信波Ｃから得られるので、搬送波送信ライン７１と信号波送信ライン７２が無くなった軌道回路用送信装置８０も、それらのライン７１，７２が有った上述の軌道回路用送信装置６０と同様に動作するので、機能は維持される。

図５にブロック図を示した本発明の軌道回路用送信装置が上述した実施例２の軌道回路用送信装置８０と相違するのは、測定回路８５，８６が同一機能を維持しつつも具体的な回路構成が変更されている点である。

この場合、搬送波周波数測定回路８５は、送信波抽出信号Ｄを入力し、その極性を極性判定回路で判定し、それから変化点（例えば負値“−”から正値“＋”へ変化したタイミング）を高周波のサンプリングタイミング信号に基づいて検出し、その変化点をカウンタ主体の計数回路にて数え上げることにより、搬送波周波数を取得するようになっている。
また、信号波周波数測定回路８６は、送信波抽出信号Ｄを入力し、監視タイマに基づくスペース部検出回路などにて、送信波抽出信号Ｄにおけるスペース部の時間を測定することで、信号波周波数を取得するようになっている。

本発明の軌道回路用送信装置は、上掲した実施例のＡＴＣ／ＴＤ送信装置に適用が限られる訳でなく、軌道回路へ列車検知信号を送信するＴＤ送信装置や、軌道回路へ自動列車制御信号を送信するＡＴＣ送信装置、さらには軌道回路へ他の送信波（発振信号）を送信する軌道回路用送信装置であっても、同様構成の又は類似構成のものであれば、適用することができる。

１０…送信架（鉄道信号保安設備）、
１１…論理部内ユニット、１２…論理部筐体、
１３…送信部内ユニット、１４…送信部筐体、
１５…架間ケーブル（リレー架などへ）、
１６…架間ケーブル（変成器架を経て軌道回路へ）、
１７…論理部外ケーブル、１８…送信部外ケーブル、１９…筐体間ケーブル、
２０…軌道回路用送信装置、２１…架内シリアル伝送、
２２…論理部、
２３…ＣＰＵユニット（論理部内）、
２４…ＣＰＵ（フェールセーフコンピュータ）、
２５…速度決定プログラム、２６…ＳＩＯ、
３０…ＡＴＣ／ＴＤ送信器（送信部）、
３１…ＣＰＵユニット（送信部内）、
３２…ＣＰＵ（フェールセーフコンピュータ）、
３３…信号生成指示プログラム、３４…信号波周波数照査プログラム、
３５…搬送波周波数照査プログラム、３６…レベル照査プログラム、
３７…ＳＩＯ（シリアル入出力回路，架内シリアル伝送インターフェイス）、
３８…バスライン、
４０…ＯＳＣユニット（発振ユニット）、
４１…発振回路、４２…搬送波生成回路、４３…信号波生成回路、
４４…変調回路、４５…搬送波周波数測定回路、４６…信号波周波数測定回路、
５０…ＰＡユニット（増幅ユニット）、５１…増幅回路、
５５…ＬＤユニット（レベル検出ユニット）、５６…レベル測定回路、
６０…軌道回路用送信装置、
６１…ＡＴＣ／ＴＤ送信器（送信部）、６２…ＯＳＣユニット（発振ユニット）、
６３…論理部、６４…ＬＤ３個ユニット（レベル検出ユニットｘ３）、
６５…ＣＰＵユニット（主制御装置）、
６６…ＣＰＵ（フェールセーフコンピュータ）、６７…バスライン、
７１…搬送波送信ライン（筐体間配線）、
７２…信号波送信ライン（筐体間配線）、
７３…変調波送信ライン（筐体間配線）、
８０…軌道回路用送信装置、
８１…ＡＴＣ／ＴＤ送信器（送信部）、８３…論理部、
８４…ＬＤ３個ユニット（レベル検出ユニットｘ３）、
８５…搬送波周波数測定回路、８６…信号波周波数測定回路、
Ａ…搬送波（ＴＤ信号波，列車検知信号，原信号）、
Ｂ…信号波（ＡＴＣ信号波，自動列車制御信号，原信号）、
Ｃ…送信波（ＡＴＣ／ＴＤ信号波，混成信号）、
Ｄ…送信波抽出信号，Ｅ…信号波抽出信号

Claims (6)

1. 軌道回路へ送信される発振信号となる送信波を原信号から生成する信号生成回路と、その生成に係る指示を行う手段を定めた信号生成指示プログラムと、前記原信号について周波数を測定する周波数測定回路と、その測定値に基づいて前記原信号に係る正否判別を行う手段を定めた周波数照査プログラムと、前記送信波の信号レベルを測定するレベル測定回路と、その測定値に基づいて前記送信波に係る正否判別を行う手段を定めたレベル照査プログラムと、前記信号生成指示プログラムと前記周波数照査プログラムと前記レベル照査プログラムとを実行しうるフェールセーフコンピュータと、前記信号生成回路を収容する送信部筐体と、前記送信部筐体と筐体間配線にて接続される論理部筐体とを備えた軌道回路用送信装置において、
   前記フェールセーフコンピュータと前記周波数測定回路と前記レベル測定回路とが前記論理部筐体に収容されていることを特徴とする軌道回路用送信装置。
2. 前記周波数測定回路と前記レベル測定回路との組が、複数組一緒に、前記論理部筐体への収容単位であるユニットに搭載されるとともに、前記フェールセーフコンピュータとバスラインにて接続されるようになっていることを特徴とする請求項１記載の軌道回路用送信装置。
3. 前記周波数測定回路が、前記レベル測定回路の測定対象の前記送信波を前記原信号に代えて周波数測定の対象とし、そこから前記原信号の周波数に相当する周波数を計測するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された軌道回路用送信装置。
4. 前記信号生成回路が、搬送波を信号波にて変調することで前記送信波を生成するものであり、
   前記周波数測定回路が、前記レベル測定回路の測定対象の前記送信波を前記搬送波に代えて周波数測定の対象とし、そこから前記搬送波の周波数に相当する周波数を計測するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された軌道回路用送信装置。
5. 前記信号生成回路が、搬送波を信号波にて変調することで前記送信波を生成するものであり、
   前記周波数測定回路が、前記レベル測定回路の測定対象の前記送信波を前記信号波に代えて周波数測定の対象とし、そこから前記信号波の周波数に相当する周波数を計測するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された軌道回路用送信装置。
6. 前記信号生成回路が、搬送波を信号波にて変調することで前記送信波を生成するものであり、
   前記周波数測定回路が、前記レベル測定回路の測定対象の前記送信波を前記搬送波に代えて周波数測定の対象とし更にそこから前記搬送波の周波数に相当する周波数を計測する搬送波周波数測定回路と、前記レベル測定回路の測定対象の前記送信波を前記信号波に代えて周波数測定の対象とし更にそこから前記信号波の周波数に相当する周波数を計測する信号波周波数測定回路とを具備していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された軌道回路用送信装置。

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