JP4693447B2 - 列車検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、軌道上に列車が存在していること（在線）を示す列車検知信号を複数の軌道毎に切り替えて送信する列車検知装置に関する。

一般の列車検知装置は、列車検知信号を送信可能な送信点と該送信点からの列車検知信号を受信可能な受信点とを複数の軌道回路ごとに複数の電流トランスを設けて、複数の軌道回路毎に信号を取り出し、在線を検知する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のものは、送信部と列車検知信号を送信する送信点を時分割で切り替える送信切り替え部を有し、この送信切り替え部から各送信点に送られる信号を各送信部の複数の電流トランスで取り出している。

そして、送信確認部で検波、周波数逓倍およびレベル検定等の処理を行って送信確認部での故障発生を検出するとともに、軌道を伝わり受信点で受信された信号を送信切り替え部の切り替え状態に応じて時分割で切り替えて出力するようにしている。また、この列車の在線を判別する信号処理部と全体の動作を制御する中央制御部を備えた構成となっている。
特願平１０−２６４８１９号公報

しかし、上述した従来の列車検知装置では、送信部毎に電流トランスを用いており、信号を取り出して送信点に列車検知信号が送られているかを確認するものであるいため、部品点数が増えて装置が大型化すると共にコストアップとなる場合があるという不都合があった。

そこで、本発明は、効率よく在線の信号を検出し、出力切替を行うことができるようにするとともに、部品点数を少なくして装置を小型化し、コストの低下を図ることができる列車検知装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の列車検知装置は、受信部で受信された複数の軌道回路からの受信信号から列車検知信号を検出し、検出した列車検知信号により列車の在線を判断し、列車検知信号を示す送信信号を送信部に供給する制御手段と、受信部で受信された切替信号に基づいて、送信部から受信した送信信号を送信先する軌道回路を切り替える切り替え手段とを備え、送信部は、送信信号を検出して送信信号のレベルにより切り替え手段の異常又は正常を検出する検出手段を備えたものである。

制御手段により送信部に列車検知信号を示す送信信号の出力切換を軌道毎に行なう切り替え手段を有し、送信部に列車検知信号を示す送信信号の有無を検出する単一の検出手段を有し、送信部の単一の検出手段に対し切り替え手段からｎ箇所の軌道毎に列車検知信号を示す送信信号の出力を行なうことができる。

また、単一の検出手段は、ｎ箇所の軌道毎に出力される信号を検出する１つの電流検出部と電圧検出部を有することにより送信部の切り替え手段の異常動作又は正常動作を検出することにより故障診断を行なうことができる。また、送信部の検出回路である電流検出部と電圧検出部を多重化にすることにより、列車検知装置の故障診断の精度向上を図ることができる。
具体的な手段としては、第２図に示す送信切り替え部１９―１〜１９―ｎの前段に１つの電流トランスＣＴ１と１つの電圧検出回路１７を設けて、送信切り替え部のリレーを時分割で切り替えを行う構成をとっている。

本発明の列車検知装置によれば、送信部の切り替え手段からの列車検知に関する状態を示す送信信号の出力切換を、単一の検出手段により送信信号の有無を検出することで列車検知に関する状態の検出を複数の軌道毎に行なうことができる。この列車検知に関する状態の検出手段としては、単一の検出手段を１つの電流トランスと電圧検出回路に集約できる利点がある。

以下、本発明の実施の形態例を図１〜図４により説明する。
図１は、列車検知装置４の全体構成である。図示しない複数の軌道のうちの一つである軌道１Ｔへ絶縁バランサ（ＺＢ）２を介して送信信号を出力するＳ１〜Ｓｎで示す送信部５と軌道１Ｔから絶縁バランサ（ＺＢ）３を介して受信信号が入力されるＲ１〜Ｒｎで示す受信部６から構成されている。

図１において、このように構成される列車検知装置４は、以下のような動作をする。
図１に示す列車検知装置４において、Ｓ１〜Ｓｎからなる送信部５から軌道１Ｔへ送信信号が出力される。この送信信号は、例えば、軌道上の列車の在線を検知する列車検知信号である。例えば、在来線の列車検知信号として、１００ボルト、４０デシベルの信号を用い、新幹線の列車検知信号として、１２０〜１３０ボルト、４３デシベル又は１５０〜１６０ボルト、４６デシベルの信号を用いる。新幹線の列車検知信号が在来線に比べて電圧値や信号レベルが高いのは、軌道の距離が長いための損失を考慮したものである。

また、図１に示す列車検知装置４において、軌道１Ｔの絶縁バランサ（ＺＢ）から受信部６へ受信信号が入力される。この受信信号は、例えば、軌道上の列車の在線を示す列車検知信号である。列車は在線時には軌道上では負荷として働き、軌道間をショートする。列車検知装置４は、このときの軌道上の列車検知信号の電流及び電圧レベルを検出することにより、軌道上の列車の在線を検出する。例えば、軌道上に列車がいないときは、軌道の負荷は６００オームであり、これを不在線時の基準値として、在線時には軌道の負荷は１５０〜５０オームに低下する。なお、電圧レベルは一定値の１０〜２０ボルトである。列車検知装置４は、この負荷の低下を列車検知信号の電流及び電圧レベルとして検出することにより、在線を検出するようにしている。

図２は、図１に示す列車検知装置４におけるハードウエアのブロック構成図である。
図２に示す列車検知装置４のブロック構成は、受信回路部（１１、１２、１３、１４から構成されている。）と、送信回路部２２と、中央制御部（ＤＳＰ（Digital Signal Processor））１５と、送信切替部２３と、送信回路部２２に設けられる検出回路１６等より構成されている。
受信側の受信回路部では、入力側の絶縁トランス１１―１〜１１―ｎより入力された受信信号がアッテネータ回路器（ＡＴＴ）１２―１〜１２―ｎで信号処理可能なレベルに減衰され、レベル変換された信号はＡ／Ｄ変換器１３でデジタル信号に変換され、変換されたデジタル信号は受信信号処理部１４を経由して受信のための復号などの信号処理が施された後に中央制御部１５へ入力される。

中央制御部５では、受信信号である列車検知信号の電流及び電圧レベルとして検出することにより、在線を検出する。
また、中央制御部１５は、各軌道に送信する送信信号である列車検知信号を送信タイミング毎に生成して送信側の送信回路部２２に供給する。

送信側の送信回路部２２では、中央制御部１５から出力した送信信号である列車検知信号はパワートランス（ＰＡ−ＭＴ）１８により送信処理可能なレベルに変換され、レベル変換された信号は、リレーＲＹ１を通して送信タイミング毎に絶縁され、送信切り替え部２３に出力される。送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎは中央制御部１５からの切替信号により送信先の軌道毎に切り替えが行われ、送信信号である列車検知信号は切り替えが行われた各リレー１９―１〜１９―ｎから絶縁トランス２０−１〜２０−６を経由して各軌道側Ｓ１〜Ｓ６へ送信される。中央制御部１５からの切替信号は、送信タイミングに対応して出力される。

ここで、送信回路部２２では、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎの切替に対応して送信先の軌道毎の系絶縁を行うリレーＲＹ１の前段部に、電流トランスＣＴ１及び電流検出回路２１、負荷及び電圧検出回路１７を各１つ設ける。検出回路１６は、電流検出回路２１及び電圧検出回路１７により送信信号である列車検知信号の電流及び電圧レベルを検出して中央制御部１５にフィードバックする。中央制御部１５は、この列車検知信号の電流及び電圧レベルに基づいて送信タイミングに対応した切替信号を生成し、切替信号を送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎに出力する。この切替信号により、各軌道毎に、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎの切り替えが行われる。このように、１つの電流トランスＣＴ１及び電流検出回路２１、１つの負荷及び電圧検出回路１７とその検出回路１６だけで、複数の軌道毎の送信信号の切替を行なうことができる。

さらに、従来の送信切り替え部の制御においては、各送信切り替え部の後段に複数の軌道毎の電流トランスを設けて各切り替え部に流れる電流を監視していた。これに対して、本実施の形態では、１つの電流トランスＣＴ１及び電流検出回路２１、１つの負荷及び電圧検出回路１７とその検出回路１６だけで検出された各送信信号の送信タイミングに対応して切替信号を複数の軌道毎の送信信号の切替を行ない、複数の軌道毎の送信信号の切替毎に各送信信号が出力されたことを検出回路１６により各送信信号の電流及び電圧レベルのピークレベルからボトムレベルへの低下を検出して、実際に送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎの正常動作が行われたか否かを確認することができる。なお、受信回路部で送信信号に対応する受信信号を検出することにより同様に送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎの正常動作が行われたか否かを確認することができる。

図３は、列車検知装置の切り替えタイミングチャート図である。
図３において、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道１（１Ｔ）〜軌道６（６Ｔ）に送信信号として出力される電文検知信号、レベル検知信号、リレー検知信号の送信タイミングを送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより切替を行い、電文検知信号及びレベル検知信号により列車の在線検知を検出し、リレー検知信号により送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎの故障検知を検出する例を説明する。

第１の送信タイミングＴＭ１で、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道１（１Ｔ）に電文検知信号Ｄ１１を出力する。そして、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道２（２Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道２（２Ｔ）へ電文検知信号Ｄ１１を出力する。次に送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道３（３Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道３（３Ｔ）へレベル検知信号Ｌ１３を出力する。同様に送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道４（４Ｔ）〜軌道６（６Ｔ）へ順次切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から順次レベル検知信号Ｌ１４〜レベル検知信号Ｌ１６を出力する。その後、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎによりすべての軌道１（１Ｔ）〜軌道６（６Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道１（１Ｔ）〜軌道６（６Ｔ）のリレー検知信号Ｒ１１〜リレー検知信号Ｒ１６の出力を行う。ここまでの周期を第１のタイミングとする。この第１の送信タイミングＴＭ１のリレー検知信号Ｒ１１〜リレー検知信号Ｒ１６は、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎの内の上側のリレー検知を行うための信号である。

次の第２の送信タイミングＴＭ２では、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道１（１Ｔ）にレベル検知信号Ｌ２１を出力する。そして、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道２（２Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道２（２Ｔ）へレベル検知信号Ｌ２２を出力する。次に送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道３（３Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道３（３Ｔ）へ電文検知信号Ｄ２３を出力する。そして、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道４（４Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道４（４Ｔ）へ電文検知信号Ｄ２４を出力する。同様に送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道５（５Ｔ）〜軌道６（６Ｔ）へ順次切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から順次レベル検知信号Ｌ２５〜レベル検知信号Ｌ２６を出力する。その後、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎによりすべての軌道１（１Ｔ）〜軌道６（６Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道１（１Ｔ）〜軌道６（６Ｔ）のリレー検知信号Ｒ２１〜リレー検知信号Ｒ２６の出力を行う。ここまでの周期を第２のタイミングとする。この第２の送信タイミングＴＭ２のリレー検知信号Ｒ２１〜リレー検知信号Ｒ２６は、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎの内の下側のリレー検知を行うための信号である。

次の第３の送信タイミングＴＭ３では、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道１（１Ｔ）にレベル検知信号Ｌ３１を出力する。そして、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道２（２Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道２（２Ｔ）へレベル検知信号Ｌ３２を出力する。同様に送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道３（３Ｔ）〜軌道４（４Ｔ）へ順次切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から順次レベル検知信号Ｌ３３〜レベル検知信号Ｌ３４を出力する。次に送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道５（５Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道５（５Ｔ）へ電文検知信号Ｄ３５を出力する。そして、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎにより軌道６（６Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道６（６Ｔ）へ電文検知信号Ｄ３６を出力する。その後、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎによりすべての軌道１（１Ｔ）〜軌道６（６Ｔ）へ切り替えを行い、列車検知装置４の送信回路部２２から軌道１（１Ｔ）〜軌道６（６Ｔ）のリレー検知信号Ｒ３１〜リレー検知信号Ｒ３６の出力を行う。ここまでの周期を第３のタイミングとする。この第３の送信タイミングＴＭ３のリレー検知信号Ｒ３１〜リレー検知信号Ｒ３６は、送信切り替え部２３のリレー１９―１〜１９―ｎの内の上側及び下側のリレー検知を行うための信号である。

図４は、電文検知信号、レベル検知信号及びリレー検知信号の詳細を示す図である。
図４において、レベル検知信号及びリレー検知信号４１は、全信号期間ｔ４のうち、ｔ２の信号部がｔ１の先端部及びｔ３の後端部で挟まれている。レベル検知信号及びリレー検知信号４１は、信号の電流及び電圧レベルのピークレベルからボトムレベルへの低下を容易に検出することができるようにこのような信号構成になっている。このレベル検知信号により在線検知が可能であり、リレー検知信号によりリレーの動作確認が可能である。

また、電文検知信号４２は、全信号期間ｔ８のうち、ｔ６の信号部がｔ５の先端部及びｔ７の後端部で挟まれている。電文検知信号４２は、ｎビットの信号部がパルス幅変調方式（ＰＷＭ）や振幅変調方式、周波数変調方式などで変調を施されている。信号部の電文情報としては、列車の在線検知のほか、例えば、列車のルートが正常か否か、列車がどの軌道上にあるか、どの軌道上に出力するか、などの情報がある。

図５は、列車検知装置の検出回路を二重に備えた例のブロック図を示した図である。
図５に示す列車検知装置の検出回路６が図２に示したものと異なる点は、電流検出回路２１，２５及び電圧検出回路１７，２４を二重化構成とすることにより、電流検出回路２１，２５及び電圧検出回路１７、２４のうちの１回路が故障してももう一方の回路にて信号の電流及び電圧検出を行えることにより検出回路の精度を向上させることができる点である。この場合、連続して出力される信号の検出を確実に行うことにより、送信タイミングに対応した連続した信号の検出を行なうことができる。他の構成及び動作は、図２に示したものと同様であるため、説明を省略する。

上述した本実施の形態に限らず、本発明の特許請求の範囲内であれば、適宜、構成及び動作を変更しうることはいうまでもない。

列車検知装置の全体構成を示した説明図である。 列車検知装置のブロック図を示した説明図である。 列車検知装置の切り替えタイミングチャートである。 電文検知信号、レベル検知信号及びリレー検知信号の詳細を示す図である。 列車検知装置の検出回路の二重化ブロック図を示した説明図である。

符号の説明

１Ｔ…軌道、２、３…絶縁バランサ（ＺＢ）、４…列車検知装置、５…送信部、６…受信部、１１−１〜１１−ｎ…受信用絶縁トランス（ＭＴ）、１２−１〜１２−ｎ…アッテネータ回路（ＡＴＴ）、１３…Ａ／Ｄ変換器、１４…受信信号処理部、１５…中央制御部、１６…検出回路、１７…電圧検出回路、１８…パワートランス（ＰＡ−ＭＴ）、２２…送信回路部、２３…送信切替回路、１９−１〜１９−ｎ…リレー、２０−１〜２０−ｎ…送信用絶縁トランス（ＭＴ）、２１…電流検出回路

Claims (5)

1. 複数の軌道回路からの受信信号を受信する受信部と、前記複数の軌道回路に送信信号を送信する送信部とを有する列車検知装置において、
   前記受信部で受信された軌道回路からの受信信号から列車検知信号を検出し、前記列車検知信号の検出レベルに応じて列車の在線を判断し、前記列車検知信号を示す送信信号を前記送信部に供給する制御手段と、
   前記受信部で受信された切替信号に基づいて、前記送信部から受信した前記送信信号を送信する前記軌道回路を切り替える切り替え手段と、を備え、
   前記送信部は、前記送信信号を検出して前記送信信号のレベルにより前記切り替え手段の異常又は正常を検出する検出手段を備えたことを特徴とする列車検知装置。
2. 請求項１記載の列車検知装置において、
   前記制御手段は、予め定められた送信タイミング毎に前記送信信号を前記送信部へ供給し、前記送信タイミングに対応して前記切替信号を前記切り替え手段へ送信することを特徴とする列車検知装置。
3. 請求項２記載の列車検知装置において、
   前記切り替え手段は、前記複数の軌道回路との接続状態を切り替える複数のリレーにより前記送信信号を送信する前記軌道回路を切り替える手段であり、
   前記検出手段は、前記複数のリレーの異常又は正常を検出することを特徴とする列車検知装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の列車検知装置において、
   前記検出手段は、前記送信信号の電流検出及び電圧検出を行う電流検出部及び電圧検出部を有し、前記検出した電流レベル及び電圧レベルに基づいて前記切り替え手段の異常又は正常を検出することを特徴とする列車検知装置。
5. 請求項３記載の列車検知装置において、
   前記検出手段は、多重化された前記電流検出部及び電圧検出部を有することを特徴とする列車検知装置。

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