JP3544517B2 - 列車位置検知装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、列車の位置を検知して列車までの距離と列車の速度とを測定する列車位置検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の列車位置検知装置は、例えば特開平5−254432号公報に記載されているように、例えば、150m単位の閉塞区間の軌道回路を形成するレールを介して拡散信号を送出する。閉塞区間に列車が存在しない場合について説明する。まず、搬送波をPN(擬似雑音)符号で拡散変調して拡散信号を作成する。そして、拡散信号をレールの始端側の送出手段から送出して、終端側の受信手段により拡散信号を受信する。受信手段で受信した拡散信号を復調処理してPN符号を抽出する。抽出されたPN符号が搬送波を拡散変調したPN符号と一致したとき軌道リレーを扛上する。
一方、閉塞区間内に列車が存在すると、レール間が列車の車軸により短絡されるので、終端側の受信手段の受信レベルが小さくなるため、軌道リレーが落下して閉塞区間内に列車が存在することを検知する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の列車位置検知装置は以上のように構成されているので、拡散信号をレールを介して送出しているため、外部ノイズや天候の影響を受けてS/N比が低下しやすく、列車検知の精度向上を図ることが困難であるという問題点があった。この発明は、外部ノイズや天候の影響が少ない列車位置検知装置を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる列車位置検知装置は、搬送波を変調した送信波を作成する変調手段と、送信波を列車が走行する予め設定した測定距離内の設備に向けて発射する送信アンテナと、列車又は設備から反射された送信波の反射波を受信する受信アンテナと、反射波を復調して反射波がアンテナから発射された送信波のものであることを確認する復調手段と、反射波が送信波のものであり、反射波の受信レベルが所定のしきい値以上のとき、レール上に列車が存在すると判定し、反射波の受信レベルがしきい値以下で予め記憶した設定値のとき、動作が正常であると判定する論理処理手段とを備えたものである。
さらに、設備として列車が走行するレールを使用したものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は実施の形態1の構成を示すブロック図である。図1において、1はレール、2はレール1上に存在する列車である。3は変調手段で、ミリ波の搬送波をPN(擬似雑音)符号でスペクトラム拡散(SS)変調して送信波を作成する。4は例えば図2に示すように前方10m〜150mを検知範囲とした送信アンテナで、変調手段3で作成された送信波を予め設定した測定距離の範囲に列車2を検知するようにレール1に向けて発射する。この場合、測定距離の範囲は送信アンテナ4の検知範囲とする。5は受信アンテナで、レール1又は列車2から反射された反射波を受信する。6は復調手段で、受信アンテナ5で受信した反射波を逆拡散により復調する。7は論理処理手段で、反射波から抽出したPN符号と搬送波のPN符号とが一致したとき、反射波が送信アンテナから発射された送信波のものであると判定すると共に、反射波の受信レベルが所定のしきい値以上のとき、レール1上に列車2が存在すると判定する。8は論理処理手段7の判定結果を伝送する伝送手段で、案内制御装置(図示せず)や踏切制御装置(図示せず)等を制御する。
【0006】
次に動作について説明する。図1において、変調手段3で作成した送信波を、予め設定した測定距離内のレール1に向けて送信アンテナ4から発射する。列車2が測定距離内に存在しないときは、レール1で反射した反射波を受信アンテナ5が受信し、反射波を復調手段6で逆拡散により復調する。そして、論理処理手段7では反射波の受信レベルが図3に示すように、しきい値以下の予め記憶した設定値9であり、反射波から抽出されたPN符号と、搬送波をSS変調したPN符号とが一致したとき、受信アンテナ5で受信された反射波が送信アンテナ4から発射された送信波のものであると判定する。なお、設定値9は反射波の反射点までの距離と反射波の受信レベルがセットで記憶されている。このように、送信アンテナ4から発射された送信波のものであることを確認する自己チェック機能により、装置の健全性を常時チェックすることができる。
一方、測定距離内のレール1上に列車2が存在するときは、列車2で反射した反射波を受信アンテナ5が受信する。この場合、受信アンテナ5が受信する反射波の受信レベル(振幅)はレール1で反射した場合に比べて大きく、図3に示す列車信号10のように所定のしきい値以上となる。受信アンテナ5で受信された反射波は復調手段6で逆拡散により復調する。そして、論理処理手段7では反射波の列車信号10の受信レベルがしきい値以上であり、反射波から抽出されたPN符号と、搬送波をSS変調したPN符号とが一致するか自己相関をとることにより、測定距離内のレール1上に列車2が存在すると判定する。
【0007】
ここで、変調手段3でSS変調したPN符号以外の符号で変調された信号を受信した場合は、復調手段6での復調(逆拡散)時に除外される。これにより、レール1上に列車2が存在しない場合と、変調手段3等の送信側の故障により送信波が発射されていない状態とを区別することができる。
そして、論理処理手段7は式(1)及び式(2)により、列車2までの距離Sと列車2の速度Vとを算出する。
S=Δt*C/2 ・・・・・(1)
V=fb*C/2*f0 ・・・・・(2)
ここで、Δtは送信波に対する反射波の遅延時間、Cは光速度、f0 は中心周波数及びfbは送信波と反射波との周波数の差である。
【0008】
論理処理手段7は測定距離、例えば10m〜150mの範囲以外のデータは無視する。さらに、列車2以外の動物、自動車、人等の物体がレール1上に存在する場合は、図3に示すように物体信号11の受信レベルの違いにより判断する。また、論理処理手段7は列車2までの距離及び列車2の速度データから、列車2の走行方向を検知して接近しているか、遠ざかっているかを判断する。この結果は伝送手段8を介して案内制御装置(図示せず)、踏切制御装置(図示せず)等に伝送され、列車2が接近している場合は接近リレー(図示せず)を落下させ、遠ざかっている場合は遠リレー(図示せず)を落下させる。
さらに、論理処理手段7は列車2までの距離及び列車2の速度情報を出力することができる。
以上のように、反射波が送信アンテナ4から発射された送信波のものであり、反射波の受信レベルが所定のしきい値以上のとき、論理処理手段7がレール1上に列車2が存在すると判定することにより、外部ノイズや天候の影響を受けることなく、列車検知の精度向上を図ることができる。
また、搬送波をPN(擬似雑音)符号によりスペクトラム拡散(SS)変調して送信波を作成し、反射波から抽出したPN符号と搬送波のPN符号とが一致したとき、反射波が送信アンテナ4から発射された送信波ものであると判定するようにしたことにより、外部ノイズや天候の影響を受けることなく、列車検知の精度向上を図ることができる。
【0009】
また、変調手段3で作成した送信波を、予め設定した測定距離内のレール1に向けて送信アンテナ4から発射し、列車2が測定距離内に存在しないときは、レール1で反射した反射波を受信アンテナ5が受信し、反射波の受信レベルがしきい値以下の予め記憶した設定値9であり、反射波から抽出されたPN符号と、搬送波をSS変調したPN符号とが一致したとき、受信アンテナ5で受信された反射波が送信アンテナ4から発射された送信波のものであると判定する自己チェック機能により、装置の健全性を常時チェックすることができる。
さらに、論理処理手段7は式(1)及び式(2)により、列車2までの距離Sと列車2の速度Vとを算出するので、駅や起点等から列車2までの距離や列車2の速度を確認することができる。
【0010】
なお、実施の形態1において、送信波を予め設定した測定距離内のレール1に向けて送信アンテナ4から発射し、列車2が測定距離内に存在しないときは、レール1で反射した反射波を受信アンテナ5が受信することにより自己チェックするものについて説明したが、レール1の代わりに特別に設置したリフレクタや電線の支持に使用されている支柱等の設備を利用しても同様の効果を期待することができる。
さらに、実施の形態1において、列車位置検知装置を単独で設置した場合について説明したが、レール1に沿って列車位置検知装置を所定の距離、例えば送信アンテナ4の検知範囲である150m毎に設置することにより、レール1上の列車1及び列車2以外の動物、自動車、人等の物体がレール1上に存在することを検知することができる。
【0011】
【発明の効果】
この発明によれば、送信波を予め設定した測定距離内の設備に向けて送信アンテナから発射し、設備で反射した反射波の受信レベルがしきい値以下の予め記憶した設定値であり、反射波から抽出されたPN符号と、搬送波をSS変調したPN符号とが一致したとき、受信アンテナで受信された反射波が送信アンテナから発射された送信波のものであると判定する自己チェック機能により、装置の健全性を常時チェックすることができる。
さらに、設備として列車が走行するレールを使用したことにより、列車の検知と共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の送信アンテナの検知範囲を示す説明図である。
【図3】図1において反射波の受信レベルを示す説明図である。
【符号の説明】
1 レール、2 列車、3 変調手段、4 送信アンテナ、
5 受信アンテナ、6 復調手段、7 論理処理手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、列車の位置を検知して列車までの距離と列車の速度とを測定する列車位置検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の列車位置検知装置は、例えば特開平5−254432号公報に記載されているように、例えば、150m単位の閉塞区間の軌道回路を形成するレールを介して拡散信号を送出する。閉塞区間に列車が存在しない場合について説明する。まず、搬送波をPN(擬似雑音)符号で拡散変調して拡散信号を作成する。そして、拡散信号をレールの始端側の送出手段から送出して、終端側の受信手段により拡散信号を受信する。受信手段で受信した拡散信号を復調処理してPN符号を抽出する。抽出されたPN符号が搬送波を拡散変調したPN符号と一致したとき軌道リレーを扛上する。
一方、閉塞区間内に列車が存在すると、レール間が列車の車軸により短絡されるので、終端側の受信手段の受信レベルが小さくなるため、軌道リレーが落下して閉塞区間内に列車が存在することを検知する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の列車位置検知装置は以上のように構成されているので、拡散信号をレールを介して送出しているため、外部ノイズや天候の影響を受けてS/N比が低下しやすく、列車検知の精度向上を図ることが困難であるという問題点があった。この発明は、外部ノイズや天候の影響が少ない列車位置検知装置を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる列車位置検知装置は、搬送波を変調した送信波を作成する変調手段と、送信波を列車が走行する予め設定した測定距離内の設備に向けて発射する送信アンテナと、列車又は設備から反射された送信波の反射波を受信する受信アンテナと、反射波を復調して反射波がアンテナから発射された送信波のものであることを確認する復調手段と、反射波が送信波のものであり、反射波の受信レベルが所定のしきい値以上のとき、レール上に列車が存在すると判定し、反射波の受信レベルがしきい値以下で予め記憶した設定値のとき、動作が正常であると判定する論理処理手段とを備えたものである。
さらに、設備として列車が走行するレールを使用したものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は実施の形態1の構成を示すブロック図である。図1において、1はレール、2はレール1上に存在する列車である。3は変調手段で、ミリ波の搬送波をPN(擬似雑音)符号でスペクトラム拡散(SS)変調して送信波を作成する。4は例えば図2に示すように前方10m〜150mを検知範囲とした送信アンテナで、変調手段3で作成された送信波を予め設定した測定距離の範囲に列車2を検知するようにレール1に向けて発射する。この場合、測定距離の範囲は送信アンテナ4の検知範囲とする。5は受信アンテナで、レール1又は列車2から反射された反射波を受信する。6は復調手段で、受信アンテナ5で受信した反射波を逆拡散により復調する。7は論理処理手段で、反射波から抽出したPN符号と搬送波のPN符号とが一致したとき、反射波が送信アンテナから発射された送信波のものであると判定すると共に、反射波の受信レベルが所定のしきい値以上のとき、レール1上に列車2が存在すると判定する。8は論理処理手段7の判定結果を伝送する伝送手段で、案内制御装置(図示せず)や踏切制御装置(図示せず)等を制御する。
【0006】
次に動作について説明する。図1において、変調手段3で作成した送信波を、予め設定した測定距離内のレール1に向けて送信アンテナ4から発射する。列車2が測定距離内に存在しないときは、レール1で反射した反射波を受信アンテナ5が受信し、反射波を復調手段6で逆拡散により復調する。そして、論理処理手段7では反射波の受信レベルが図3に示すように、しきい値以下の予め記憶した設定値9であり、反射波から抽出されたPN符号と、搬送波をSS変調したPN符号とが一致したとき、受信アンテナ5で受信された反射波が送信アンテナ4から発射された送信波のものであると判定する。なお、設定値9は反射波の反射点までの距離と反射波の受信レベルがセットで記憶されている。このように、送信アンテナ4から発射された送信波のものであることを確認する自己チェック機能により、装置の健全性を常時チェックすることができる。
一方、測定距離内のレール1上に列車2が存在するときは、列車2で反射した反射波を受信アンテナ5が受信する。この場合、受信アンテナ5が受信する反射波の受信レベル(振幅)はレール1で反射した場合に比べて大きく、図3に示す列車信号10のように所定のしきい値以上となる。受信アンテナ5で受信された反射波は復調手段6で逆拡散により復調する。そして、論理処理手段7では反射波の列車信号10の受信レベルがしきい値以上であり、反射波から抽出されたPN符号と、搬送波をSS変調したPN符号とが一致するか自己相関をとることにより、測定距離内のレール1上に列車2が存在すると判定する。
【0007】
ここで、変調手段3でSS変調したPN符号以外の符号で変調された信号を受信した場合は、復調手段6での復調(逆拡散)時に除外される。これにより、レール1上に列車2が存在しない場合と、変調手段3等の送信側の故障により送信波が発射されていない状態とを区別することができる。
そして、論理処理手段7は式(1)及び式(2)により、列車2までの距離Sと列車2の速度Vとを算出する。
S=Δt*C/2 ・・・・・(1)
V=fb*C/2*f0 ・・・・・(2)
ここで、Δtは送信波に対する反射波の遅延時間、Cは光速度、f0 は中心周波数及びfbは送信波と反射波との周波数の差である。
【0008】
論理処理手段7は測定距離、例えば10m〜150mの範囲以外のデータは無視する。さらに、列車2以外の動物、自動車、人等の物体がレール1上に存在する場合は、図3に示すように物体信号11の受信レベルの違いにより判断する。また、論理処理手段7は列車2までの距離及び列車2の速度データから、列車2の走行方向を検知して接近しているか、遠ざかっているかを判断する。この結果は伝送手段8を介して案内制御装置(図示せず)、踏切制御装置(図示せず)等に伝送され、列車2が接近している場合は接近リレー(図示せず)を落下させ、遠ざかっている場合は遠リレー(図示せず)を落下させる。
さらに、論理処理手段7は列車2までの距離及び列車2の速度情報を出力することができる。
以上のように、反射波が送信アンテナ4から発射された送信波のものであり、反射波の受信レベルが所定のしきい値以上のとき、論理処理手段7がレール1上に列車2が存在すると判定することにより、外部ノイズや天候の影響を受けることなく、列車検知の精度向上を図ることができる。
また、搬送波をPN(擬似雑音)符号によりスペクトラム拡散(SS)変調して送信波を作成し、反射波から抽出したPN符号と搬送波のPN符号とが一致したとき、反射波が送信アンテナ4から発射された送信波ものであると判定するようにしたことにより、外部ノイズや天候の影響を受けることなく、列車検知の精度向上を図ることができる。
【0009】
また、変調手段3で作成した送信波を、予め設定した測定距離内のレール1に向けて送信アンテナ4から発射し、列車2が測定距離内に存在しないときは、レール1で反射した反射波を受信アンテナ5が受信し、反射波の受信レベルがしきい値以下の予め記憶した設定値9であり、反射波から抽出されたPN符号と、搬送波をSS変調したPN符号とが一致したとき、受信アンテナ5で受信された反射波が送信アンテナ4から発射された送信波のものであると判定する自己チェック機能により、装置の健全性を常時チェックすることができる。
さらに、論理処理手段7は式(1)及び式(2)により、列車2までの距離Sと列車2の速度Vとを算出するので、駅や起点等から列車2までの距離や列車2の速度を確認することができる。
【0010】
なお、実施の形態1において、送信波を予め設定した測定距離内のレール1に向けて送信アンテナ4から発射し、列車2が測定距離内に存在しないときは、レール1で反射した反射波を受信アンテナ5が受信することにより自己チェックするものについて説明したが、レール1の代わりに特別に設置したリフレクタや電線の支持に使用されている支柱等の設備を利用しても同様の効果を期待することができる。
さらに、実施の形態1において、列車位置検知装置を単独で設置した場合について説明したが、レール1に沿って列車位置検知装置を所定の距離、例えば送信アンテナ4の検知範囲である150m毎に設置することにより、レール1上の列車1及び列車2以外の動物、自動車、人等の物体がレール1上に存在することを検知することができる。
【0011】
【発明の効果】
この発明によれば、送信波を予め設定した測定距離内の設備に向けて送信アンテナから発射し、設備で反射した反射波の受信レベルがしきい値以下の予め記憶した設定値であり、反射波から抽出されたPN符号と、搬送波をSS変調したPN符号とが一致したとき、受信アンテナで受信された反射波が送信アンテナから発射された送信波のものであると判定する自己チェック機能により、装置の健全性を常時チェックすることができる。
さらに、設備として列車が走行するレールを使用したことにより、列車の検知と共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の送信アンテナの検知範囲を示す説明図である。
【図3】図1において反射波の受信レベルを示す説明図である。
【符号の説明】
1 レール、2 列車、3 変調手段、4 送信アンテナ、
5 受信アンテナ、6 復調手段、7 論理処理手段。
Claims (2)
- 搬送波を変調した送信波を作成する変調手段と、上記送信波を列車が走行する予め設定した測定距離内の設備に向けて発射する送信アンテナと、上記列車又は上記設備から反射された上記送信波の反射波を受信する受信アンテナと、上記反射波を復調して上記反射波が上記アンテナから発射された上記送信波のものであることを確認する復調手段と、上記反射波が上記送信波のものであり、上記反射波の受信レベルが所定のしきい値以上のとき、上記レール上に列車が存在すると判定し、上記反射波の受信レベルが上記しきい値以下で予め記憶した設定値のとき、動作が正常であると判定する論理処理手段とを備えたことを特徴とする列車位置検知装置。
- 設備は列車が走行するレールであることを特徴とする請求項1に記載の列車位置検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000304954A JP3544517B2 (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 列車位置検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000304954A JP3544517B2 (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 列車位置検知装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002114146A JP2002114146A (ja) | 2002-04-16 |
JP3544517B2 true JP3544517B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=18785909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000304954A Expired - Fee Related JP3544517B2 (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 列車位置検知装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3544517B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4854228B2 (ja) * | 2005-07-12 | 2012-01-18 | 日本信号株式会社 | 車軸検知装置 |
JP5848929B2 (ja) * | 2011-09-15 | 2016-01-27 | 西日本旅客鉄道株式会社 | 踏切制御区間長測定器 |
-
2000
- 2000-10-04 JP JP2000304954A patent/JP3544517B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002114146A (ja) | 2002-04-16 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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