JP4678920B2

JP4678920B2 - Loop ATC / TD ground device and train detection method

Info

Publication number: JP4678920B2
Application number: JP2000254895A
Authority: JP
Inventors: 辰巳輪田; 照男堺
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: JP2002067957A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道等において列車の走行する軌道に沿って設置されたループ線により、地上側から列車側へ、又は列車側から地上側へ信号の送受信が行えるループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムにおける地上装置と、この装置における列車検知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道においては、列車の走行する軌道に沿って設置されたループ線により、地上側から列車側へ、又は列車側から地上側へ信号の送受信が行えるループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムが知られている。図３は、従来のループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムの構成を示す図である。また、図４は、従来のループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムのＡＴＣ／ＴＤ地上装置におけるＴＤ信号受信部の構成を示すブロック図である。また、図５は、従来のループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムにおける列車検知方法を説明する図である。
【０００３】
図３に示すように、このループ式ＡＴＣ／ＴＤシステム２００は、ループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置１０Ａと、ループ式ＡＴＣ／ＴＤ車上装置２０を備えて構成されている。
【０００４】
また、ループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置１０Ａは、ループ線１１と、ＡＴＣ信号送信部１２と、ＴＤ信号受信部１３Ａと、照査信号送信部１４を有している。
【０００５】
ループ線１１は、誘導線からなり、閉じたループ状に形成されたものであり、コイルを構成している。ループ線１１は、列車２５の走行する軌道に沿うとともに、列車検知の区分ごとに設置されている。
【０００６】
ループ線１１の始端（図３における左端）付近には、照査信号送信部１４が接続されている。また、ループ線１１の終端（図３における右端）付近には、ＡＴＣ信号送信部１２と、ＴＤ信号受信部１３Ａが接続されている。
【０００７】
また、ループ式ＡＴＣ／ＴＤ車上装置２０は、列車２５に設けられる処理制御部２１と、列車の先頭部に設けられる先頭車上アンテナ２２と、列車の後尾部に設けられる後尾車上アンテナ２３を有している。
【０００８】
上記のような構成により、照査信号送信部１４は、図５（Ｂ）に示すような照査信号ＣＨを生成し、ループ線１１に電流として常に送信している。照査信号ＣＨは、所定の搬送波を信号周波数で断続式の振幅変調を行った信号であり、搬送波の存在する山の部分と、搬送波の存在しない谷の部分が交互に並んでおり、山と山の間隔が信号周波数の周期となっている。
【０００９】
ループ線１１上に列車２５が存在していない場合には、照査信号ＣＨは、ループ線１１の終端からＴＤ信号受信部１３Ａによって受信される。ＴＤ信号受信部１３Ａは、図４に示すような構成を有しており、受信された信号は、バンドパスフィルタ４１ａ、４１ｂ、４１ｃによりフィルタ処理される。バンドパスフィルタ４１ａは、照査信号ＣＨを含む周波数帯域の成分を出力する。この照査信号ＣＨを含む周波数帯域の成分は、受信部４２ａに入力される。
【００１０】
受信部４２ａは、増幅部４４ａと、シュミット回路４５ａと、選択増幅部４６ａと、整流部４７ａを有している。バンドパスフィルタ４１ａから入力された照査信号ＣＨを含む周波数帯域の成分は、受信部４２ａにより、増幅処理された後に、包絡線検波されて照査信号ＣＨが抽出される。
【００１１】
次に、列車２５の先頭部がループ線１１上に進入した場合には、先頭車上アンテナ２２がループ線１１上に進入し、先頭車上アンテナ２２から列車先頭信号ｆ１がループ線１１に印加される。列車先頭信号ｆ１は、図５（Ａ）に示すように、所定の搬送波を信号周波数で断続式の振幅変調を行った信号であり、搬送波の存在する山の部分と、搬送波の存在しない谷の部分が交互に並んでおり、山と山の間隔が信号周波数の周期となっている。
【００１２】
この場合、列車先頭信号ｆ１は、図５（Ｃ）に示すように、照査信号ＣＨに重畳され、ループ線１１の終端からＴＤ信号受信部１３Ａによって受信される。受信された信号は、バンドパスフィルタ４１ａ、４１ｂ、４１ｃによりフィルタ処理される。バンドパスフィルタ４１ａは、照査信号ＣＨを含む周波数帯域の成分を出力する。照査信号ＣＨを含む周波数帯域の成分は、受信部４２ａに入力される。
【００１３】
この場合、照査信号ＣＨは、列車先頭信号ｆ１が重畳されている。このため、バンドパスフィルタ４１ａから入力された照査信号ＣＨを含む周波数帯域の成分は、受信部４２ａにより、増幅処理された後に、包絡線検波されると、図５（Ｄ）に示すように抑圧され、照査信号ＣＨの信号レベルが非常に低くなり、ほとんど無信号状態となる。これにより、列車先頭進入検知リレー（図示せず）が落下し、列車２５の先頭部がこのループ線１１内に進入したことが検知される。
【００１４】
また、列車２５の先頭部がループ線１１上に進入した場合には、バンドパスフィルタ４１ｂは、列車先頭信号ｆ１を含む周波数帯域の成分を出力する。この列車先頭信号ｆ１を含む周波数帯域の成分は、受信部４２ｂに入力される。受信部４２ｂは、増幅部４４ｂと、シュミット回路４５ｂと、選択増幅部４６ｂと、整流部４７ｂを有している。バンドパスフィルタ４２ｂから入力された列車先頭信号ｆ１を含む周波数帯域の成分は、増幅処理された後に、包絡線検波されて列車先頭信号ｆ１が抽出される。
【００１５】
次に、列車２５の後尾部がループ線１１上に進入した場合には、後尾車上アンテナ２３がループ線１１上に進入し、後尾車上アンテナ２３から列車後尾信号ｆ２がループ線１１に印加される。列車後尾信号ｆ２は、図５（Ａ）に示す列車先頭信号ｆ１と同様の信号であり、所定の搬送波を信号周波数で断続式の振幅変調を行った信号であり、搬送波の存在する山の部分と、搬送波の存在しない谷の部分が交互に並んでおり、山と山の間隔が信号周波数の周期となっている。
【００１６】
この場合、列車後尾信号ｆ２は、図５（Ｃ）に示す列車先頭信号ｆ１の場合と同様に、照査信号ＣＨに重畳され、ループ線１１の終端からＴＤ信号受信部１３Ａによって受信される。受信された信号は、バンドパスフィルタ４１ａ、４１ｂ、４１ｃによりフィルタ処理される。バンドパスフィルタ４１ａは、照査信号ＣＨを含む周波数帯域の成分を出力する。照査信号ＣＨを含む周波数帯域の成分は、受信部４２ａに入力される。
【００１７】
この場合も、照査信号ＣＨには、列車後尾信号ｆ２が重畳されているため、バンドパスフィルタ４１ａから入力された照査信号ＣＨを含む周波数帯域の成分は、受信部４２ａにより、増幅処理された後に、包絡線検波されると、図５（Ｄ）に示すように抑圧され、照査信号ＣＨの信号レベルが非常に低くなり、ほとんど無信号状態となる。これにより、列車後尾進入検知リレー（図示せず）が落下し、列車２５の後尾部がこのループ線１１内に進入したことが検知される。
【００１８】
また、列車２５の後尾部がループ線１１上に進入した場合には、バンドパスフィルタ４１ｃは、列車後尾信号ｆ２を含む周波数帯域の成分を出力する。この列車後尾信号ｆ２を含む周波数帯域の成分は、受信部４２ｃに入力される。受信部４２ｃは、増幅部４４ｃと、シュミット回路４５ｃと、選択増幅部４６ｃと、整流部４７ｃを有している。バンドパスフィルタ４２ｃから入力された列車後尾信号ｆ２を含む周波数帯域の成分は、増幅処理された後に、包絡線検波されて列車先頭信号ｆ２が抽出される。
【００１９】
また、上記のループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置１０Ａにおいて、ＡＴＣ信号送信部１２は、ＡＴＣ信号Ｓを、ループ線１１に電流として常に送信している。ＡＴＣ信号Ｓは、図５（Ｂ）に示す照査信号ＣＨと同様の信号であり、所定の搬送波を信号周波数で断続式の振幅変調を行った信号であり、搬送波の存在する山の部分と、搬送波の存在しない谷の部分が交互に並んでおり、山と山の間隔が信号周波数の周期となっている。
【００２０】
ＡＴＣ信号Ｓは、ＡＴＣシステムにおいて、地上側から列車側へ送られる信号である。ＡＴＣシステム（ＡＴＣ：ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｒａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ：自動列車制御システム）は、鉄道において、列車を安全に運行するためのシステムの一つである。ＡＴＣシステムは、先行列車との間隔ならびに進路の開通状況に応じて、許容速度情報をＡＴＣ信号として地上から列車側に伝送するとともに、列車側において列車の速度を連続的に照査し、許容速度（制限速度）を超える場合にはブレーキをかけ、許容速度以下の場合にはブレーキを緩めるといったブレーキ制御を行ない列車速度の減速制御又は停止制御を自動的に行なわせるシステムである。
【００２１】
また、上記したループ式ＡＴＣ／ＴＤシステム２００においては、ループ線１１が断線した場合、照査信号ＣＨと列車先頭信号ｆ１と列車後尾信号ｆ２が同時に無信号となるため、これによりループ断線を検知することができる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムのループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置においては、バンドパスフィルタ４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、受信部４２ａ、４２ｂ、４２ｃの３系統の並列回路により、照査信号ＣＨと、列車先頭信号ｆ１と、列車後尾信号ｆ２を、個々に受信検知していた。このため、３系統の並列回路のいずれかにおいて回路故障等が発生した場合に、列車走行に関して危険側となるフェールアウトとなるおそれがあった。
【００２３】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、フェールアウト故障の発生しにくいループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置、及び列車検知方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置は、
列車の走行する軌道に沿うとともに列車検知の区分ごとに設置されたループ線と、
列車のブレーキ制御を行い列車の速度を制御するためのＡＴＣ信号を前記ループ線に送信するＡＴＣ信号送信部と、
前記列車から前記ループ線に送信されるとともに前記ＡＴＣ信号に重畳されたＴＤ信号を受信するＴＤ信号受信部と、を備え、
前記ＴＤ信号受信部は、ディジタル・シグナル・プロセッサを用いた時分割の直列処理により、前記ＴＤ信号と前記ＡＴＣ信号とを各別に抽出し、前記ＴＤ信号により列車の存在を検知するとともに、前記ＡＴＣ信号の有無により前記ループ線の断線を検知することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係る列車検知方法は、
列車の走行する軌道に沿うとともに列車検知の区分ごとに設置されたループ線を用い、
列車のブレーキ制御を行い列車の速度を制御するためのＡＴＣ信号を前記ループ線に送信し、
前記列車から前記ループ線に送信されるとともに前記ＡＴＣ信号に重畳されたＴＤ信号を受信し、ディジタル・シグナル・プロセッサを用いた時分割の直列処理により、前記ＴＤ信号と前記ＡＴＣ信号とを各別に抽出し、前記ＴＤ信号により列車の存在を検知するとともに、前記ＡＴＣ信号の有無により前記ループ線の断線を検知することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムの実施形態について、図面を参照しながら説明を行う。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態であるループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムの構成を示す図である。また、図２は、図１に示すループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムのＡＴＣ／ＴＤ地上装置におけるＴＤ信号受信部の構成を示すブロック図である。
【００３０】
図１に示すように、このループ式ＡＴＣ／ＴＤシステム１００は、ループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置１０と、ループ式ＡＴＣ／ＴＤ車上装置２０を備えて構成されている。
【００３１】
上記のループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置１０は、ループ線１１と、ＡＴＣ信号送信部１２と、ＴＤ信号受信部１３を有している。
【００３２】
ループ線１１は、図３に示す従来例の場合と全く同様の構成と作用を有している。ループ線１１の終端（図１における右端）付近には、ＡＴＣ信号送信部１２と、ＴＤ信号受信部１３が接続されている。
【００３３】
また、ループ式ＡＴＣ／ＴＤ車上装置２０は、図３に示す従来例の場合と全く同様の構成と作用を有している。
【００３４】
本実施形態の特徴は、従来例とは異なる構成と作用を有するＴＤ信号受信部１３を有し、照査信号送信部１４を有しない点にある。
【００３５】
ＴＤ信号受信部１３は、図２に示すような直列の構成を有しており、増幅部３１と、平衡変調部３２と、ローパスフィルタ３３と、局部発振器３４と、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換部３５と、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）３６と、インターフェイス部３７を有している。
【００３６】
ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）３６は、マイクロコンピュータにより構成されており、ソフトウェアにより実行されるディジタル処理により、信号を抽出することができる。また、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）３６は、受信入力の判別処理を、同一ハードウェア及び同一ソフトウェアにより時分割で処理することができる。
【００３７】
ＴＤ信号受信部１３に入力された信号は、増幅部３１で適宜増幅処理される。次に、平衡変調部３２において、局部発振器３４が生成した局部発振周波数ｆＬにより平衡変調され、ローパスフィルタ３３でフィルタ処理される。その後、Ａ／Ｄ変換部３５でディジタル信号に変換され、ディジタル・シグナル・プロセッサ３６によりディジタル処理され、信号が抽出され、インターフェイス部３７から出力される。
【００３８】
また、上記のループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置１０において、ＡＴＣ信号送信部１２は、ＡＴＣ信号Ｓを、ループ線１１に電流として常に送信している。ＡＴＣ信号Ｓは、図５（Ｂ）に示す照査信号ＣＨと同様の信号であり、所定の搬送波を信号周波数で断続式の振幅変調を行った信号であり、搬送波の存在する山の部分と、搬送波の存在しない谷の部分が交互に並んでおり、山と山の間隔が信号周波数の周期となっている。
【００３９】
次に、本実施形態のループ式ＡＴＣ／ＴＤシステム１００の作用について説明する。
【００４０】
ループ線１１上に列車２５が存在していない場合には、ＡＴＣ信号Ｓは、ループ線１１の終端からＴＤ信号受信部１３によって受信される。受信された信号は、増幅部３１で適宜増幅処理され、平衡変調部３２において、局部発振器３４が生成した局部発振周波数ｆＬにより平衡変調され、ローパスフィルタ３３でフィルタ処理された後、Ａ／Ｄ変換部３５でディジタル信号に変換され、ディジタル・シグナル・プロセッサ３６によりディジタル処理され、ＡＴＣ信号Ｓのみが抽出され、インターフェイス部３７から出力される。
【００４１】
この場合には、インターフェイス部３７からは、ＡＴＣ信号Ｓのみが出力され、列車先頭信号ｆ１や列車後尾信号ｆ２は出力されないから、インターフェイス部３７の後段に接続される論理部（図示せず）等は、「ループ線１１内には列車は存在しない」と判別する。また、ＡＴＣ信号Ｓは、ＡＴＣシステムの制御信号として利用される。
【００４２】
次に、列車２５の先頭部がループ線１１上に進入した場合には、先頭車上アンテナ２２がループ線１１上に進入し、先頭車上アンテナ２２から列車先頭信号ｆ１がループ線１１に印加される。この場合、列車先頭信号ｆ１は、ＡＴＣ信号Ｓに重畳され、ループ線１１の終端からＴＤ信号受信部１３によって受信される。
【００４３】
ＡＴＣ信号Ｓに列車先頭信号ｆ１が重畳された信号は、ループ線１１の終端からＴＤ信号受信部１３によって受信される。受信された信号は、増幅部３１で適宜増幅処理され、平衡変調部３２において、局部発振器３４が生成した局部発振周波数ｆＬにより平衡変調され、ローパスフィルタ３３でフィルタ処理された後、Ａ／Ｄ変換部３５でディジタル信号に変換され、ディジタル・シグナル・プロセッサ３６によりディジタル処理され、ＡＴＣ信号Ｓと列車先頭信号ｆ１が抽出され、インターフェイス部３７から出力される。
【００４４】
この場合には、インターフェイス部３７からは、ＡＴＣ信号Ｓと、列車先頭信号ｆ１が出力されることから、インターフェイス部３７の後段に接続される論理部（図示せず）等は、「ループ線１１内に列車の先頭部が進入した」と判別し、列車の存在を検知する。また、ＡＴＣ信号Ｓは、ＡＴＣシステムの制御信号として利用される。
【００４５】
次に、列車２５の後尾部がループ線１１上に進入した場合には、後尾車上アンテナ２３がループ線１１上に進入し、後尾車上アンテナ２３から列車後尾信号ｆ２がループ線１１に印加される。この場合、列車後尾信号ｆ２は、ＡＴＣ信号Ｓに重畳され、ループ線１１の終端からＴＤ信号受信部１３によって受信される。
【００４６】
ＡＴＣ信号Ｓに列車後尾信号ｆ２が重畳された信号は、ループ線１１の終端からＴＤ信号受信部１３によって受信される。受信された信号は、増幅部３１で適宜増幅処理され、平衡変調部３２において、局部発振器３４が生成した局部発振周波数ｆＬにより平衡変調され、ローパスフィルタ３３でフィルタ処理された後、Ａ／Ｄ変換部３５でディジタル信号に変換され、ディジタル・シグナル・プロセッサ３６によりディジタル処理され、ＡＴＣ信号Ｓと列車後尾信号ｆ２が抽出され、インターフェイス部３７から出力される。
【００４７】
この場合には、インターフェイス部３７からは、ＡＴＣ信号Ｓと、列車後尾信号ｆ２が出力されることから、インターフェイス部３７の後段に接続される論理部（図示せず）等は、「ループ線１１内に列車の後尾部が進入した」と判別し、列車の存在を検知する。また、ＡＴＣ信号Ｓは、ＡＴＣシステムの制御信号として利用される。
【００４８】
また、上記したループ式ＡＴＣ／ＴＤシステム１００においては、ループ線１１が断線した場合、ＡＴＣ信号Ｓが無信号となるため、これによりループ断線を検知することができる。ループ線断線の場合は、列車先頭信号ｆ１、列車後尾信号ｆ２も無信号となる。
【００４９】
上記したループ式ＡＴＣ／ＴＤシステム１００のループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置１０は、以下のような利点を有している。
【００５０】
（１）列車検知の信号抽出を、ディジタル・シグナル・プロセッサによって行うため、従来のような照査信号ＣＨは不要であり、照査信号送信部１４を設ける必要がなくなり、装置を小型化することができ、システムの簡素化が可能となり、システム全体のコストを低減することができる。
【００５１】
（２）ＴＤ信号受信部は、直列の構成となっており、受信入力の直列処理を行っており、いずれかにおいて回路故障等が発生した場合でも、故障を容易に検知することができ、列車走行に関して危険側となるフェールアウト故障となることがない。
【００５２】
（３）ループ線が断線した場合には、ＡＴＣ信号の有無により検知することができ、従来の場合と遜色はない。
【００５３】
上記実施形態において、列車先頭信号ｆ１と列車後尾信号ｆ２は、ＴＤ信号に相当している。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５５】
例えば、上記実施形態においては、ＡＴＣが用いられる対象として鉄道を例に挙げて説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の適用対象、例えば、モノレール、新交通システムであってもよい。また、本発明は、ＡＴＣシステムだけでなく、ＡＴＯ（自動列車運転システム）にも適用可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、列車の走行する軌道に沿い列車検知の区分ごとに設置されたループ線と、ＡＴＣ信号をループ線に送信するＡＴＣ信号送信部と、列車からループ線に送信されＡＴＣ信号に重畳されたＴＤ信号を受信するＴＤ信号受信部と、を備え、前記ＴＤ信号受信部は、ディジタル・シグナル・プロセッサを用いた時分割の直列処理により、前記ＴＤ信号と前記ＡＴＣ信号とを各別に抽出し、前記ＴＤ信号により列車の存在を検知するとともに、前記ＡＴＣ信号の有無により前記ループ線の断線を検知する構成としたので、下記のような利点を有している。
【００５７】
列車検知の信号抽出を、ディジタル・シグナル・プロセッサによって行うため、従来のシステムのような照査信号は不要であり、照査信号送信部を設ける必要がなくなり、装置を小型化することができ、システムの簡素化が可能となり、システム全体のコストを低減することができる。
【００５８】
ＴＤ信号受信部は、直列の構成となっており、受信入力の直列処理を行っており、いずれかにおいて回路故障等が発生した場合でも、故障を容易に検知することができ、列車走行に関して危険側となるフェールアウト故障となることがない。
【００５９】
ループ線が断線した場合には、ＡＴＣ信号の有無により検知することができ、従来の場合と同等の機能を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムの構成を示す図である。
【図２】図１に示すループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムのＡＴＣ／ＴＤ地上装置におけるＴＤ信号受信部の構成を示すブロック図である。
【図３】従来のループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムの構成を示す図である。
【図４】従来のループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムのＡＴＣ／ＴＤ地上装置におけるＴＤ信号受信部の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のループ式ＡＴＣ／ＴＤシステムにおける列車検知方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０、１０ＡＡＴＣ／ＴＤ地上装置
１１ループ
１２ＡＴＣ信号送信部
１３、１３ＡＴＤ信号受信部
１４照査信号送信部
２０ＡＴＣ／ＴＤ車上装置
２１処理制御部
２２先頭車上アンテナ
２３後尾車上アンテナ
２５列車
３１増幅部
３２平衡変調部
３３ローパスフィルタ
３４局部発振器
３５Ａ／Ｄ変換部
３６ＤＳＰ
３７インターフェイス部
４１ａ〜４１ｃバンドパスフィルタ
４２ａ〜４２ｃ受信部
４４ａ〜４４ｃ増幅部
４５ａ〜４５ｃシュミット回路
４６ａ〜４６ｃ選択増幅部
４７ａ〜４７ｃ整流部
１００、２００ループ式ＡＴＣ／ＴＤシステム
ＣＨ照査信号
ｆ１列車先頭信号
ｆ２列車後尾信号
ｆＬ局部発振周波数
ＳＡＴＣ信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ground device in a loop type ATC / TD system capable of transmitting and receiving signals from the ground side to the train side or from the train side to the ground side by a loop line installed along a track on which a train travels in a railway or the like. And a train detection method in this apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a railway, a loop type ATC / TD system that can transmit and receive signals from the ground side to the train side or from the train side to the ground side by a loop line installed along the track on which the train travels is known. Yes. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional loop ATC / TD system. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a TD signal receiving unit in an ATC / TD ground device of a conventional loop ATC / TD system. FIG. 5 is a diagram for explaining a train detection method in a conventional loop ATC / TD system.
[0003]
As shown in FIG. 3, the loop ATC / TD system 200 includes a loop ATC / TD ground device 10A and a loop ATC / TD on-board device 20.
[0004]
The loop ATC / TD ground device 10A includes a loop line 11, an ATC signal transmission unit 12, a TD signal reception unit 13A, and a verification signal transmission unit 14.
[0005]
The loop wire 11 is formed of a guide wire, is formed in a closed loop shape, and constitutes a coil. The loop line 11 is provided for each train detection section along the track along which the train 25 travels.
[0006]
Near the starting end of the loop line 11 (left end in FIG. 3), an inspection signal transmission unit 14 is connected. Also, an ATC signal transmission unit 12 and a TD signal reception unit 13A are connected near the end of the loop line 11 (the right end in FIG. 3).
[0007]
The loop type ATC / TD on-board device 20 includes a processing control unit 21 provided on the train 25, a top on-board antenna 22 provided on the top of the train, and a rear on-board antenna 23 provided on the tail of the train. have.
[0008]
With the configuration as described above, the verification signal transmission unit 14 generates a verification signal CH as shown in FIG. 5B and constantly transmits it to the loop line 11 as a current. The verification signal CH is a signal obtained by intermittently modulating a predetermined carrier wave at the signal frequency. The peak portion where the carrier wave exists and the valley portion where the carrier wave does not exist are alternately arranged. Is the period of the signal frequency.
[0009]
When the train 25 does not exist on the loop line 11, the verification signal CH is received by the TD signal receiving unit 13 A from the end of the loop line 11. The TD signal receiving unit 13A has a configuration as shown in FIG. 4, and the received signals are filtered by bandpass filters 41a, 41b, and 41c. The band pass filter 41a outputs a frequency band component including the verification signal CH. The frequency band component including the verification signal CH is input to the receiving unit 42a.
[0010]
The receiving unit 42a includes an amplifying unit 44a, a Schmitt circuit 45a, a selective amplifying unit 46a, and a rectifying unit 47a. The frequency band components including the verification signal CH input from the bandpass filter 41a are amplified by the reception unit 42a, and then envelope detection is performed to extract the verification signal CH.
[0011]
Next, when the leading portion of the train 25 enters the loop line 11, the leading vehicle antenna 22 enters the loop line 11, and the train leading signal f 1 is applied to the loop line 11 from the leading vehicle antenna 22. Is done. As shown in FIG. 5A, the train head signal f1 is a signal obtained by intermittently modulating a predetermined carrier wave with a signal frequency at a signal frequency, and a peak portion where a carrier wave exists and a valley where a carrier wave does not exist. The parts are arranged alternately, and the interval between the peaks is the period of the signal frequency.
[0012]
In this case, as shown in FIG. 5C, the train head signal f1 is superimposed on the verification signal CH, and is received by the TD signal receiving unit 13A from the end of the loop line 11. The received signal is filtered by bandpass filters 41a, 41b, and 41c. The band pass filter 41a outputs a frequency band component including the verification signal CH. The frequency band component including the verification signal CH is input to the receiving unit 42a.
[0013]
In this case, the train start signal f1 is superimposed on the verification signal CH. For this reason, when the frequency band components including the verification signal CH input from the bandpass filter 41a are amplified by the receiving unit 42a and then envelope-detected, they are suppressed as shown in FIG. Thus, the signal level of the verification signal CH becomes very low and almost no signal is generated. As a result, a train head entry detection relay (not shown) is dropped, and it is detected that the head portion of the train 25 has entered the loop line 11.
[0014]
In addition, when the head portion of the train 25 enters the loop line 11, the bandpass filter 41b outputs a frequency band component including the train head signal f1. The frequency band component including the train head signal f1 is input to the receiving unit 42b. The receiving unit 42b includes an amplifying unit 44b, a Schmitt circuit 45b, a selective amplifying unit 46b, and a rectifying unit 47b. The frequency band component including the train head signal f1 input from the bandpass filter 42b is subjected to amplification processing, and then subjected to envelope detection to extract the train head signal f1.
[0015]
Next, when the rear part of the train 25 enters the loop line 11, the rear vehicle upper antenna 23 enters the loop line 11, and the train rear signal f 2 is applied to the loop line 11 from the rear vehicle upper antenna 23. Is done. The train tail signal f2 is a signal similar to the train head signal f1 shown in FIG. 5 (A), and is a signal obtained by intermittently modulating a predetermined carrier wave with a signal frequency. And valleys where no carrier wave exists are alternately arranged, and the interval between the peaks is the period of the signal frequency.
[0016]
In this case, the train tail signal f2 is superimposed on the verification signal CH and received by the TD signal receiving unit 13A from the end of the loop line 11 as in the case of the train head signal f1 shown in FIG. The received signal is filtered by bandpass filters 41a, 41b, and 41c. The band pass filter 41a outputs a frequency band component including the verification signal CH. The frequency band component including the verification signal CH is input to the receiving unit 42a.
[0017]
Also in this case, since the train tail signal f2 is superimposed on the check signal CH, the frequency band component including the check signal CH input from the bandpass filter 41a is amplified by the receiving unit 42a. When envelope detection is performed, suppression is performed as shown in FIG. 5D, the signal level of the verification signal CH becomes very low, and almost no signal is generated. Thereby, it is detected that the train tail approach detection relay (not shown) has fallen and the tail part of the train 25 has entered the loop line 11.
[0018]
Further, when the tail portion of the train 25 enters the loop line 11, the bandpass filter 41c outputs a frequency band component including the train tail signal f2. The frequency band component including the train tail signal f2 is input to the receiving unit 42c. The receiving unit 42c includes an amplifying unit 44c, a Schmitt circuit 45c, a selective amplifying unit 46c, and a rectifying unit 47c. The frequency band components including the train tail signal f2 input from the bandpass filter 42c are subjected to amplification processing, and then subjected to envelope detection to extract the train head signal f2.
[0019]
Further, in the loop ATC / TD ground device 10A described above, the ATC signal transmission unit 12 always transmits the ATC signal S to the loop line 11 as a current. The ATC signal S is a signal similar to the verification signal CH shown in FIG. 5B, a signal obtained by intermittently modulating a predetermined carrier wave at the signal frequency, and a peak portion where the carrier wave exists. The valley portions where no carrier wave exists are alternately arranged, and the interval between the peaks is the period of the signal frequency.
[0020]
The ATC signal S is a signal sent from the ground side to the train side in the ATC system. An ATC system (ATC: Automatic Train Control: automatic train control system) is one of systems for safely operating trains on railways. The ATC system transmits the allowable speed information from the ground to the train side as an ATC signal according to the distance from the preceding train and the route opening status, and continuously checks the train speed on the train side. This is a system that automatically performs deceleration control or stop control of the train speed by applying brake control such that the brake is applied when the speed exceeds the speed limit) and the brake is released when the speed is less than the allowable speed.
[0021]
Further, in the loop ATC / TD system 200 described above, when the loop line 11 is disconnected, the check signal CH, the train head signal f1, and the train tail signal f2 become no signals at the same time, thereby detecting the loop disconnection. be able to.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the loop type ATC / TD ground device of the conventional loop type ATC / TD system described above, the verification signal is generated by the three parallel circuits of the band pass filters 41a, 41b, 41c and the receiving units 42a, 42b, 42c. The CH, the train head signal f1, and the train tail signal f2 were individually received and detected. For this reason, when a circuit failure or the like occurs in any of the three parallel circuits, there is a risk of failing out on the danger side with respect to train travel.
[0023]
The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a loop type ATC / TD ground device and a train detection method that are unlikely to cause a fail-out failure. It is in.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a loop type ATC / TD ground device according to the present invention provides:
Loop lines installed along the trajectory of the train and for each train detection category,
An ATC signal transmission unit for transmitting an ATC signal for controlling the train speed by performing brake control of the train to the loop line;
A TD signal receiving unit that receives the TD signal transmitted from the train to the loop line and superimposed on the ATC signal, and
The TD signal receiving unit extracts the TD signal and the ATC signal separately by time-division serial processing using a digital signal processor, detects the presence of a train from the TD signal, and detects the ATC. The disconnection of the loop line is detected based on the presence or absence of a signal .
[0027]
Moreover, the train detection method according to the present invention includes:
Using loop lines installed along each train detection segment along the trajectory of the train,
ATC signal is sent to the loop line to control the train speed by controlling the brake of the train,
A TD signal transmitted from the train to the loop line and superimposed on the ATC signal is received, and the TD signal and the ATC signal are separated from each other by time division serial processing using a digital signal processor. Extracting and detecting the presence of a train by the TD signal, and detecting the disconnection of the loop line by the presence or absence of the ATC signal .
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a loop ATC / TD system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a loop ATC / TD system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a TD signal receiving unit in the ATC / TD ground device of the loop ATC / TD system shown in FIG.
[0030]
As shown in FIG. 1, the loop ATC / TD system 100 includes a loop ATC / TD ground device 10 and a loop ATC / TD on-board device 20.
[0031]
The loop type ATC / TD ground device 10 includes a loop line 11, an ATC signal transmission unit 12, and a TD signal reception unit 13.
[0032]
The loop line 11 has the same configuration and action as in the case of the conventional example shown in FIG. Near the end of the loop line 11 (the right end in FIG. 1), an ATC signal transmitter 12 and a TD signal receiver 13 are connected.
[0033]
Further, the loop type ATC / TD on-board device 20 has the same configuration and operation as the conventional example shown in FIG.
[0034]
The feature of this embodiment is that it has a TD signal receiver 13 having a configuration and action different from those of the conventional example, and does not have a verification signal transmitter 14.
[0035]
The TD signal receiving unit 13 has a serial configuration as shown in FIG. 2, and includes an amplifying unit 31, a balanced modulation unit 32, a low-pass filter 33, a local oscillator 34, and analog / digital (A / D). ) Conversion unit 35, digital signal processor (DSP) 36, and interface unit 37.
[0036]
The digital signal processor (DSP) 36 is constituted by a microcomputer and can extract a signal by digital processing executed by software. In addition, the digital signal processor (DSP) 36 can process reception input discrimination processing in a time-sharing manner using the same hardware and the same software.
[0037]
The signal input to the TD signal receiving unit 13 is appropriately amplified by the amplifying unit 31. Next, the balanced modulation unit 32 performs balanced modulation with the local oscillation frequency fL generated by the local oscillator 34, and is filtered by the low-pass filter 33. Thereafter, the signal is converted into a digital signal by the A / D conversion unit 35, digitally processed by the digital signal processor 36, and the signal is extracted and output from the interface unit 37.
[0038]
Further, in the loop ATC / TD ground device 10 described above, the ATC signal transmission unit 12 always transmits the ATC signal S to the loop line 11 as a current. The ATC signal S is a signal similar to the verification signal CH shown in FIG. 5B, a signal obtained by intermittently modulating a predetermined carrier wave at the signal frequency, and a peak portion where the carrier wave exists. The valley portions where no carrier wave exists are alternately arranged, and the interval between the peaks is the period of the signal frequency.
[0039]
Next, the operation of the loop ATC / TD system 100 of this embodiment will be described.
[0040]
When the train 25 does not exist on the loop line 11, the ATC signal S is received by the TD signal receiving unit 13 from the end of the loop line 11. The received signal is appropriately amplified in the amplifying unit 31, balanced-modulated in the balanced modulating unit 32 by the local oscillation frequency fL generated by the local oscillator 34, filtered by the low-pass filter 33, and then A / D converted. The digital signal is converted by the unit 35 and digitally processed by the digital signal processor 36, and only the ATC signal S is extracted and output from the interface unit 37.
[0041]
In this case, since only the ATC signal S is output from the interface unit 37 and the train head signal f1 and the train tail signal f2 are not output, a logic unit (not shown) connected to the subsequent stage of the interface unit 37, etc. Determines that “there is no train in the loop line 11”. The ATC signal S is used as a control signal for the ATC system.
[0042]
Next, when the leading portion of the train 25 enters the loop line 11, the leading vehicle antenna 22 enters the loop line 11, and the train leading signal f 1 is applied to the loop line 11 from the leading vehicle antenna 22. Is done. In this case, the train head signal f1 is superimposed on the ATC signal S and is received by the TD signal receiver 13 from the end of the loop line 11.
[0043]
A signal in which the train head signal f1 is superimposed on the ATC signal S is received by the TD signal receiving unit 13 from the end of the loop line 11. The received signal is appropriately amplified in the amplifying unit 31, balanced-modulated in the balanced modulating unit 32 by the local oscillation frequency fL generated by the local oscillator 34, filtered by the low-pass filter 33, and then A / D converted. The digital signal is converted by the unit 35 and is digitally processed by the digital signal processor 36. The ATC signal S and the train head signal f1 are extracted and output from the interface unit 37.
[0044]
In this case, since the ATC signal S and the train head signal f1 are output from the interface unit 37, the logic unit (not shown) connected to the subsequent stage of the interface unit 37 is “loop line 11”. It is determined that the top of the train has entered “inside” and the presence of the train is detected. The ATC signal S is used as a control signal for the ATC system.
[0045]
Next, when the rear part of the train 25 enters the loop line 11, the rear vehicle upper antenna 23 enters the loop line 11, and the train rear signal f 2 is applied to the loop line 11 from the rear vehicle upper antenna 23. Is done. In this case, the train tail signal f 2 is superimposed on the ATC signal S and is received by the TD signal receiving unit 13 from the end of the loop line 11.
[0046]
A signal in which the train tail signal f 2 is superimposed on the ATC signal S is received by the TD signal receiving unit 13 from the end of the loop line 11. The received signal is appropriately amplified in the amplifying unit 31, balanced-modulated in the balanced modulating unit 32 by the local oscillation frequency fL generated by the local oscillator 34, filtered by the low-pass filter 33, and then A / D converted. The digital signal is converted by the unit 35 and digitally processed by the digital signal processor 36. The ATC signal S and the train tail signal f2 are extracted and output from the interface unit 37.
[0047]
In this case, since the ATC signal S and the train tail signal f2 are output from the interface unit 37, the logic unit (not shown) connected to the subsequent stage of the interface unit 37 is “loop line 11”. It is determined that the rear part of the train has entered, and the presence of the train is detected. The ATC signal S is used as a control signal for the ATC system.
[0048]
Further, in the loop ATC / TD system 100 described above, when the loop line 11 is disconnected, the ATC signal S becomes no signal, so that the loop disconnection can be detected. In the case of a loop wire break, the train head signal f1 and the train tail signal f2 are also no signal.
[0049]
The loop ATC / TD ground device 10 of the loop ATC / TD system 100 described above has the following advantages.
[0050]
(1) Since the signal detection for train detection is performed by a digital signal processor, the conventional check signal CH is not required, and it is not necessary to provide the check signal transmission unit 14, and the apparatus can be miniaturized. The system can be simplified, and the cost of the entire system can be reduced.
[0051]
(2) The TD signal receiving unit has a serial configuration and performs serial processing of reception inputs. Even when a circuit failure or the like occurs in any of the TD signal receiving units, the failure can be easily detected. There is no risk of fail-out failure on the side of driving.
[0052]
(3) When the loop line is broken, it can be detected by the presence or absence of the ATC signal, which is not inferior to the conventional case.
[0053]
In the above embodiment, the train head signal f1 and the train tail signal f2 correspond to TD signals.
[0054]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0055]
For example, in the above embodiment, the description has been given by taking the railway as an example where the ATC is used. However, the present invention is not limited to this example, and other applicable objects such as a monorail and a new transportation system may be used. Also good. Moreover, this invention is applicable not only to an ATC system but to ATO (automatic train operation system).
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the loop line installed for each train detection section along the track on which the train travels, the ATC signal transmission unit for transmitting the ATC signal to the loop line, and the loop from the train A TD signal receiving unit that receives the TD signal transmitted to the line and superimposed on the ATC signal, and the TD signal receiving unit performs the time division serial processing using a digital signal processor and the TD signal Since the ATC signal is extracted separately and the presence of the train is detected by the TD signal and the disconnection of the loop line is detected by the presence or absence of the ATC signal, the following advantages are provided. Yes.
[0057]
Since the signal detection for train detection is performed by a digital signal processor, there is no need for a verification signal as in the conventional system, and there is no need to provide a verification signal transmission unit. Simplification is possible, and the cost of the entire system can be reduced.
[0058]
The TD signal receiving unit has a serial configuration and performs serial processing of the received input. Even if a circuit failure occurs in any of them, the failure can be easily detected, and there is a danger regarding train running. There will be no failure on the side.
[0059]
When the loop line is disconnected, it can be detected by the presence or absence of the ATC signal, and has the same function as in the conventional case.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a loop ATC / TD system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a configuration of a TD signal receiving unit in the ATC / TD ground device of the loop ATC / TD system shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional loop type ATC / TD system.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a TD signal receiving unit in an ATC / TD ground device of a conventional loop type ATC / TD system.
FIG. 5 is a diagram for explaining a train detection method in a conventional loop ATC / TD system.
[Explanation of symbols]
10, 10A ATC / TD ground device 11 Loop 12 ATC signal transmission unit 13, 13A TD signal reception unit 14 Check signal transmission unit 20 ATC / TD on-board device 21 Processing control unit 22 Top car antenna 23 Rear car antenna 25 Train 31 Amplifying unit 32 Balance modulation unit 33 Low pass filter 34 Local oscillator 35 A / D conversion unit 36 DSP
37 Interface units 41a to 41c Bandpass filters 42a to 42c Receivers 44a to 44c Amplifiers 45a to 45c Schmitt circuits 46a to 46c Selective amplifiers 47a to 47c Rectifier 100, 200 Loop type ATC / TD system CH Check signal f1 Train head Signal f2 Train tail signal fL Local oscillation frequency SATC signal

Claims

列車の走行する軌道に沿うとともに列車検知の区分ごとに設置されたループ線と、
列車のブレーキ制御を行い列車の速度を制御するためのＡＴＣ信号を前記ループ線に送信するＡＴＣ信号送信部と、
前記列車から前記ループ線に送信されるとともに前記ＡＴＣ信号に重畳されたＴＤ信号を受信するＴＤ信号受信部と、を備え、
前記ＴＤ信号受信部は、ディジタル・シグナル・プロセッサを用いた時分割の直列処理により、前記ＴＤ信号と前記ＡＴＣ信号とを各別に抽出し、前記ＴＤ信号により列車の存在を検知するとともに、前記ＡＴＣ信号の有無により前記ループ線の断線を検知することを特徴とするループ式ＡＴＣ／ＴＤ地上装置。Loop lines installed along the trajectory of the train and for each train detection category,
An ATC signal transmission unit for transmitting an ATC signal for controlling the train speed by performing brake control of the train to the loop line;
A TD signal receiving unit that is transmitted from the train to the loop line and receives a TD signal superimposed on the ATC signal ,
The TD signal receiving unit extracts the TD signal and the ATC signal separately by time-division serial processing using a digital signal processor, detects the presence of a train from the TD signal, and detects the ATC. A loop type ATC / TD ground device that detects disconnection of the loop line based on the presence or absence of a signal .

列車の走行する軌道に沿うとともに列車検知の区分ごとに設置されたループ線を用い、
列車のブレーキ制御を行い列車の速度を制御するためのＡＴＣ信号を前記ループ線に送信し、
前記列車から前記ループ線に送信されるとともに前記ＡＴＣ信号に重畳されたＴＤ信号を受信し、ディジタル・シグナル・プロセッサを用いた時分割の直列処理により、前記ＴＤ信号と前記ＡＴＣ信号とを各別に抽出し、前記ＴＤ信号により列車の存在を検知するとともに、前記ＡＴＣ信号の有無により前記ループ線の断線を検知することを特徴とする列車検知方法。Using loop lines installed along each train detection segment along the trajectory of the train,
ATC signal is sent to the loop line to control the train speed by controlling the brake of the train,
A TD signal transmitted from the train to the loop line and superimposed on the ATC signal is received, and the TD signal and the ATC signal are separated from each other by time division serial processing using a digital signal processor. A train detection method comprising: extracting and detecting the presence of a train based on the TD signal, and detecting disconnection of the loop line based on the presence or absence of the ATC signal .