JP3437871B2 - 列車制御用通信装置 - Google Patents

列車制御用通信装置

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JP3437871B2
JP3437871B2 JP09552394A JP9552394A JP3437871B2 JP 3437871 B2 JP3437871 B2 JP 3437871B2 JP 09552394 A JP09552394 A JP 09552394A JP 9552394 A JP9552394 A JP 9552394A JP 3437871 B2 JP3437871 B2 JP 3437871B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は列車制御用通信装置に係
り、特に、軌道回路を利用したものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、列車検知装置として軌道回路方式
が多く採用されている。この軌道回路を用いた列車検知
方式は、所定長さの1閉そく区間ごとに電気的に絶縁さ
れたレールを電気回路の一部とし、そのレールが列車の
車軸(車輪)で短絡されたときと、短絡されないときの
受信側の出力の変化から列車の有無を検知するようにし
ている。
【0003】しかし、この軌道回路を用いた列車検知方
式は、他の軌道回路に対応する他の地点への列車の有無
等の情報を伝送する機能を有していないので、例えば、
他の軌道回路に設けられている信号機等の機器は、軌道
回路と別に設けられた通信設備を介して駆動制御される
ように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、上記従
来の軌道回路は、通信機能を有していないので、他の軌
道回路に対応した地点への情報の伝送のために、別途、
通信設備を必要とし、設備コストが高くなるという欠点
があった。
【0005】この様な欠点を解決するために、軌道回路
を利用することも考えられるが、単に軌道回路を通信回
線としたときは、以下のような課題を解決しなければな
らない問題点を含んでいる。
【0006】すなわち、軌道回路は、互いに分離した電
気回路であるのでその間を接続する中継器を開発しなけ
ればならない。また、軌道回路は列車等からのノイズが
多くこのノイズを効果的に除去する必要がある。さら
に、軌道回路の一部を形成しているレールは、その性質
上、電気絶縁物で覆うことができず、いわゆる野ざら
し,雨ざらし状態で、伝送レベルの減衰が一般の通信ケ
ーブルに比べて大きくなるという欠点がある。
【0007】そこで、本発明は、上述の欠点を解決し、
軌道回路を利用した高品質,高速度の情報を伝送できる
列車制御用通信装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
列車制御用通信装置は、上記目的を達成するために、互
いに隣接する軌道回路を形成するレール同を中継器で
接続し、それら中継器で接続された軌道回路に列車の進
行方向と反対方向に向けて列車制御用信号を送出する列
車制御用通信装置であって、前記中継器は、列車の進行
方向を決定する外部からの運転方向設定信号により、前
記軌道回路の一方のレールからの信号を受信してその軌
道回路の他方のレールへ信号を送出し、又はその軌道回
路の他方のレールからの信号を入力してその軌道回路の
一方のレールへ信号を送出するように切換える切換手段
と、その切換手段から信号を受信する受信手段と、その
受信手段で受信した信号に基づいて新たな信号を生成す
る信号生成手段と、その信号生成手段で生成された信号
を前記切換手段へ送出する送出手段とを有することを特
徴としている。本発明の請求項2に係る列車制御用通信
装置は、受信手段が受信した信号の診断を行い、その診
断結果が正常であることを条件に、信号生成手段の信号
生成を許可する診断手段を有することを特徴としてい
る。本発明の請求項3に係る列車制御用通信装置は、
信手段が信号を受信しないときにその受信に係るレール
の軌道回路上に列車が存在することを検知するととも
に、その信号を受信したときにその受信に係るレールの
軌道回路上に列車が存在しないことを検知する列車検知
手段を有することを特徴としている。本発明の請求項4
に係る列車制御用通信装置は、受信手段は、受信した信
号を所定量に区分したブロック毎に処理することを特徴
としている。本発明の請求項5に係る列車制御用通信装
置は、信号生成手段は、受信手段の出力信号び各中継
器にそれぞれ予め記憶されている軌道回路の距離情報等
の固有の情報に基づいて信号を生成するものであること
を特徴としている。本発明の請求項6に係る列車制御用
通信装置は、信号生成手段は、受信手段の出力信号
中継器にそれぞれ予め記憶されている軌道回路の距離
情報等の固有の情報に基づいて、各中継器にそれぞれ対
応して設けられた信号機の駆動信号を生成することを特
徴としている。
【0009】
【作用】上記構成において、中継器は、軌道回路の一方
のレールから信号を受信し、その受信した信号に基づい
て軌道回路の他方のレールへ送出する信号を生成し、次
いで、その生成手段で生成された信号を軌道回路の他方
のレールへ送出する。つまり、中継器は、一方の軌道回
路からの受信信号を再生し、他方の軌道回路へ中継す
る。切換手段は、列車の進行方向に合わせて、一方のレ
ールからの信号を受信して他方のレールへ信号を送出
し、又はその他方のレールからの信号を入力してその一
方のレールへ信号を送出するように切換える。診断手段
は、受信手段が受信した信号の診断を行う。そして、信
号生成手段は、その診断結果が正常であることを条件
に、他方のレールへ送出する信号を生成する。前記中継
器は、前記受信手段が信号を受信しないときに、その受
信に係るレールの軌道回路上に列車が存在することを検
知するとともに、その信号を受信したときにその受信に
係るレールの軌道回路上に列車が存在しないことを検知
する。前記受信手段は、受信した信号を所定量に区分し
たブロック毎に処理する。つまり、1ブロック毎に受信
処理して1ブロック毎の信号(再生信号)を生成し、送
受信を同時に行って、中継伝送速度を高める。前記信号
生成手段は、受信手段の出力信号及び各中継器にそれぞ
れ予め記憶されている軌道回路の距離情報等の固有の情
報に基づいて信号を生成する。前記信号生成手段は、受
信手段の出力信号及び各中継器にそれぞれ予め記憶され
ている軌道回路の距離情報等の固有の情報に基づいて、
各中継器にそれぞれ対応して設けられた信号機の駆動信
号を生成する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、一実施例装置の概略構成図であって、列
車イの通過するレールRは、所定長さ毎に電気絶縁され
て複数の軌道回路(図示の例では図面を簡略化するため
に6個)T1 〜T6 に形成されている。
【0011】軌道回路T1 〜T6 のそれぞれの境界に
は、接続トランスt,tを介して中継器a12〜a56がそ
れぞれ設けられていて、互いに隣接する軌道回路を接続
するように構成されている。なお、「a」の添え字は、
その添え字に相当する軌道回路を示している。例えば、
中継器a34は、軌道回路T3 ,T4 のレールRの境界に
設けられていることを示している。
【0012】各中継器a12〜a56は、全て同一構成であ
るので、中継器a34を例に、図2を用いて説明する。
【0013】中継器a34は、切換1、受信部2、中継
部3及び送信部4から構成されている。
【0014】切換1は、受信部2への入力を軌道回路
T3 からT4 へ、そして、その入力に対応して送信部4
の出力を軌道回路T4 からT3 へ切換えることができる
ように構成されていて、列車イの進行方向を決定する外
部からの運転方向設定信号によって切換えられるように
構成されている。
【0015】図1においては、列車イはレールRを左側
に向けて進行する例を示しているので、この場合、切換
部1は実線矢印のように接続される。また、列車イが図
1の場合と反対に進行するとき(右側に向けて進行する
とき)は、鎖線矢印のように接続される。
【0016】なお、レールRは複線で、しかも各線にお
いて逆方向の列車運転をしないときは、この切換部1は
省略することができる。
【0017】受信部2は、軌道回路T3 から入力した信
号をサンプリングして保持するサンプリングホールド回
路2aと、このサンプリングホールド回路2aの出力信
号をディジタル(A/D)変換するA/D変換回路2b
と、復調処理する復調回路2cとから構成されている。
【0018】中継部3は、受信した信号の誤りをチェッ
クする照合回路3aと、列車の有無を検出する列車検知
回路3bと、受信部2を介して入力したデータ及びメモ
リ3cに記録されている所定のデータを用いて、軌道回
路T4 へ送出するための新たなデータ、及び軌道回路T
3 ,T4 の境界に設置される信号機ロを駆動制御するた
めのデータをそれぞれ生成するためのマイクロコンピュ
ータから形成される演算回路3dと、上記信号機ロを駆
動するための信号機駆動回路3eとから構成されてい
る。
【0019】上記メモリ3cには、中継器a34固有のデ
ータが予め記憶されている。すなわち、メモリ3cに
は、軌道回路T3 の軌道回路識別情報(ID)と、その
軌道回路のレールRの長さのデータ(距離データ)、さ
らにその軌道回路T3 の前方に位置する軌道回路T2 ,
T1 …の同様のデータが予め記憶されている。
【0020】送信部4は、上記演算回路3dの生成した
送信データを変調処理する変調回路4aと、変調された
信号の送信レベルを調整するための送信レベル設定回路
4bと、その送信レベル設定回路4bからの出力を増幅
し軌道回路T4 へ送出する送信回路4cとから構成され
ている。
【0021】次に、図3の情報伝送概念図及び図4の制
御動作を示すフローチャートを用いて本実施例装置の動
作を説明する。
【0022】今、列車イは、図1の軌道回路T1 に位置
しているものとする。この場合、中継器a12の受信部2
は、レールRが列車イの車軸で短絡されていることによ
り、軌道回路T1 からは信号を受信していない状態にあ
る(図4のステップ100肯定。以下、図4を省略し、
ステップをSとする。)
【0023】中継器a12の中継部3の照合回路3a及び
列車検知回路3bは、列車ありを列車検出する。すなわ
ち、列車検知回路3bは照合回路3aから入力信号がな
かったという信号を受けて、又は入力信号に誤りがあっ
たという信号を受けて、軌道回路T1 に列車ありを検出
する。
【0024】次いで、演算部3dは、列車検知回路3b
からの列車ありのデータを用いて演算処理し、その演算
結果により、信号機駆動回路3eは、信号機ロをR(赤
色)現示させる(S112、S114肯定、S11
6)。
【0025】さて、中継器a12の演算回路3eは、メモ
リ3cのデータ及び列車検知回路3bからの列車ありの
データに基づいて、後方の中継器a23用のデータを演
算生成する(S200)。
【0026】ここで生成される新たなデータは、軌道回
路T1 に列車ありのデータであり、さらにそのデータに
は、後方の中継器a23の照合回路3dで誤りチェックが
できるように、所定のチェック用の符号が含まれて生成
される。そして、そのデータは送信部4で処理され軌道
回路T4 のレールRに送出される(S200〜S20
4)。
【0027】次に、中継器a23の動作について説明す
る。
【0028】中継器a23の受信部2は、前方の中継器a
12からの信号を所定量に分割し、つまりブロック化して
処理するようにしている(S100肯定、S102)。
【0029】すなわち、軌道回路T2 から入力した信号
は、ブロック化した所定量の単位毎にA/D変換回路2
b及び復調回路2cを介して中継部3に送出されるよう
に構成されている(S104、S106)。
【0030】中継器a23の照合回路3aでは、受信デー
タに含まれている誤りチェック用の符号を用いて入力信
号(受信信号)の誤りチェックを行い、もし誤りが検出
されればそのブロック全体のデータが廃棄される(S1
10否定)。また、このときには、軌道回路T2 に列車
ありのデータを割付けて列車運転を安全側に制御する。
【0031】したがって、演算回路3dは、誤ったデー
タを下に演算処理して後方の中継器a34用の新たなデー
タを再生生成したり、中継器a23用の信号機ロを誤動作
させるという不都合は効果的に防止される。
【0032】さて、照合回路3aで正常と判定された軌
道回路T2 からのデータ(ブロック化されたデータ)は
演算処理に供される。
【0033】演算回路3dは、照合回路3dからのデー
タとメモリ3cに記憶されているデータを基に演算処理
して、後方の中継器a34用のデータ再生生成と、中継器
a23用の信号機ロの駆動データを生成する。
【0034】中継器a34の再生生成するデータには、軌
道回路T1 中に列車ありのデータと軌道回路T2 の距離
データとが含まれている。図3の太い水平の矢印は、1
ブロックに区分された送,受信データを示している。
【0035】したがって、本実施例装置においては、1
つの受信ブロックの処理と平行して送信ブロックの送出
が可能となるので、伝送速度を高めることができる。ま
た、中継器a23は、軌道回路T2 からの信号をそのまま
軌道回路T3 に送出することなく、新たなデータを生成
して、つまり再生して送出するので、高品質の情報伝送
を行うことが可能となる。本実施例装置における信号の
ブロック化により、従来装置よりも中継遅れを1/3と
することができ、中継速度を3倍高めることが可能とな
る。
【0036】中継器a23においても、中継機a23用の信
号機ロは、上記中継器a12と同様に、演算回路3dの演
算結果によって駆動制御される。
【0037】中継器a23の後方の中継器a34,a45…も
上述と同様にそれぞれ動作してデータをブロック単位に
再生するとともに、各中継器a34,a45…用の信号機ロ
を駆動制御することができる。
【0038】本実施例装置では、レールRに軌道回路の
距離データも含んでいて前方の列車位置も含む判別でき
る信号が送出されているので、後続の列車に車上装置を
搭載し、その信号を受信できるようにすれば、その後続
の列車は間隔制御及び速度制御を効果的に行うことが可
能となる。
【0039】
【発明の効果】本発明の請求項1に係る列車制御通信
装置は、中継器は、列車の進行方向を決定する外部から
の運転方向設定信号により、前記軌道回路の一方のレー
ルからの信号を受信してその軌道回路の他方のレールへ
信号を送出し、又はその軌道回路の他方のレールからの
信号を入力してその軌道回路の一方のレールへ信号を送
出するように切換える切換手段と、その切換手段から信
号を受信する受信手段と、その受信手段で受信した信号
に基づいて新たな信号を生成する信号生成手段と、その
信号生成手段で生成された信号を前記切換手段へ送出す
る送出手段とからなるので、軌道回路を利用して列車制
御用の通信を行うことができ、しかも信号生成手段で
生成された新たな信号の通信を行うことができるので、
高品質の通信を行うことができる。また、単線運転に効
果的に対処することができるとともに、複線でも、列車
を逆方向に運転しなければならない場合に有効に対処す
ることができる。本発明の請求項2に係る列車制御用通
信装置は、受信手段が受信した信号の診断を行い、その
診断結果が正常であることを条件に、信号生成手段の信
号生成をする診断手段を設けたので、誤った情報が後方
の軌道回路側へ送出されるのを防止でき、安全性が高め
られる。本発明の請求項3に係る列車制御用通信装置
は、受信手段が信号を受信しないときにその受信に係る
レールの軌道回路上に列車が存在することを検知すると
ともに、その信号を受信したときにその受信に係るレー
ルの軌道回路上に列車が存在しないことを検知する列車
検知手段を設けたので、従来と同様に、軌道回路を利用
した列車検知を実現することができる。本発明の請求項
4に係る列車制御用通信装置は、受信手段が、受信した
信号を所定量に区分したブロック毎に処理するようにし
ので、1ブロックの信号毎に後方の軌道回路に送信で
き、情報を高速で送出することが可能となる。本発明の
請求項5に係る列車制御用通信装置は、信号生成手段
が、受信手段の出力信号及び各中継器にそれぞれ予め記
憶されている固有の情報に基づいて信号を生成する
、後方の軌道回路に対してきめの細かい適切な情報を
送出することができる。本発明の請求項6に係る列車制
御用通信装置は、信号生成手段が、受信手段の出力信号
及び各中継器にそれぞれ予め記憶されている固有の情報
に基づいて、各中継器にそれぞれ対応して設けられた信
号機の駆動信号を生成するので、信号機の現示を適切に
制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例装置の概略構成図である。
【図2】中継器の詳細ブロック図である。
【図3】情報伝送概念図である。
【図4】制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 切換部 2 受信部 3 中継部 4 送信部 a12,a23,a34… 中継器 T1 ,T2 … 軌道回路 R レール イ 列車 ロ 信号機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 信男 東京都千代田区丸の内一丁目6番5号 東日本旅客鉄道株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−199239(JP,A) 特開 昭54−9384(JP,A) 特開 平4−270518(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B61L 1/18

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに隣接する軌道回路を形成するレー
    ル同を中継器で接続し、それら中継器で接続された軌
    道回路に列車の進行方向と反対方向に向けて列車制御用
    信号を送出する列車制御用通信装置であって、 前記中継器は、列車の進行方向を決定する外部からの運転方向設定信号
    により、前記軌道回路の一方のレールからの信号を受信
    してその軌道回路の他方のレールへ信号を送出し、又は
    その軌道回路の他方のレールからの信号を入力してその
    軌道回路の一方のレールへ信号を送出するように切換え
    る切換手段と、 前記切換手段から信号を受信する受信手段と、 前記受信手段で受信した信号に基づいて新たな信号を生
    成する信号生成手段と、 前記信号生成手段で生成された信号を前記切換手段へ送
    出する送出手段と、 を有することを特徴とする列車制御用通信装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の列車制御用通信装置に
    おいて、受信手段が受信した信号の診断を行い、その診
    断結果が正常であることを条件に、信号生成手段の信号
    生成を許可する診断手段を有することを特徴とする列車
    制御用通信装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の列車制御用通信
    装置において、受信手段が信号を受信しないときにその
    受信に係るレールの軌道回路上に列車が存在することを
    検知するとともに、その信号を受信したときにその受信
    に係るレールの軌道回路上に列車が存在しないことを検
    知する列車検知手段を有することを特徴とする列車制御
    用通信装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の列車制
    御用通信装置において、受信手段は、受信した信号を所
    定量に区分したブロック毎に処理することを特徴とする
    列車制御用通信装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の列車制
    御用通信装置において、信号生成手段は、受信手段の出
    力信号及び各中継器にそれぞれ予め記憶されている軌道
    回路の距離情報等の固有の情報に基づいて信号を生成す
    るものである ことを特徴とする列車制御用通信装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の列車制
    御用通信装置において、信号生成手段は、受信手段がの
    出力信号及び各中継器にそれぞれ予め記憶されている軌
    道回路の距離情報等の固有の情報に基づいて、各中継器
    にそれぞれ対応して設けられた信号機の駆動信号を生成
    することを特徴とする列車制御用通信装置。
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CN102815320B (zh) * 2011-06-12 2016-03-30 周利荣 一种实现车轮检测型智能轨道电路智能化的方法
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