JP4799321B2

JP4799321B2 - ATS car upper

Info

Publication number: JP4799321B2
Application number: JP2006231630A
Authority: JP
Inventors: 朝博南雲
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-08-29
Also published as: JP2007161229A

Description

この発明は、ＡＴＳ車上子、特にＡＴＳ−Ｓ形車上装置の外部ノイズによる影響を低減してＡＴＳ−Ｓ形車上装置とＡＴＳ−Ｐ形車上装置の車上子を一体化して車両に対する設置の容易化を図ることに関するものである。 The present invention reduces the influence of external noise of an ATS vehicle upper part , particularly an ATS-S type on-vehicle device, and integrates the ATS-S type on-vehicle device and the ATS-P type on-vehicle device on the vehicle. This relates to facilitating the installation of the device.

自動列車停止装置として変周式のＡＴＳ−Ｓ形が特許文献１に示すように従来から広く使用されている。このＡＴＳ−Ｓ形は、図４に示すように、車上子３１のコイルを帰還回路とした増幅器３２により常時発振周波数ｆの発振回路を設け、走行している列車の車上子３１がＬ−Ｃ共振回路からなる地上子３３の上を通るときに、発振回路の常時発振周波数ｆが地上子３３に設定された共振周波数ｆ１に変周することを利用して周波数選別回路３４から地上子検出情報を出力している。 As shown in Patent Document 1, a variable speed ATS-S type has been widely used as an automatic train stop device. As shown in FIG. 4, this ATS-S type is provided with an oscillation circuit having a constant oscillation frequency f by an amplifier 32 having a coil of the vehicle upper 31 as a feedback circuit. The frequency selection circuit 34 uses the fact that the oscillation frequency f of the oscillation circuit changes to the resonance frequency f1 set in the ground element 33 when passing over the ground element 33 composed of the -C resonance circuit. The detection information is output.

また、高品質の多情報を高速度で伝達するＡＴＳ−Ｐ形も使用されている。このＡＴＳ−Ｐ形の車上子３５は、図５に示すように、Ｏ字状に形成された情報波送受信用コイル３６と８字状に形成された電力波送信用コイル３７を有し、電力波送信部３８から入力トランス３９を介して出力される電力波を電力波送信用コイル３７から地上の無電源地上子に送信するとともに情報制御部４０から入力トランス４１を介して出力される情報波を情報波送受信用コイル３６から無電源地上子に送信する。無電源地上子は送られた電力波をエネルギー源として情報波を返送し、返送された情報波を情報波送受信用コイルで受信して出力トランス４２を介して情報制御部４０に送り、車上と地上で情報を伝達する。
特許第２９８９６０１号公報 An ATS-P type that transmits high-quality multi-information at a high speed is also used. As shown in FIG. 5, the ATS-P type upper member 35 includes an information wave transmitting / receiving coil 36 formed in an O shape and a power wave transmitting coil 37 formed in an eight shape. Information on the power wave output from the power wave transmission unit 38 via the input transformer 39 is transmitted from the power wave transmission coil 37 to the grounded non-powered ground element and is output from the information control unit 40 via the input transformer 41. A wave is transmitted from the information wave transmitting / receiving coil 36 to the power-free ground element. The non-powered ground element returns the information wave using the transmitted power wave as an energy source, receives the returned information wave by the information wave transmitting / receiving coil, sends it to the information control unit 40 via the output transformer 42, And communicate information on the ground.
Japanese Patent No. 2998601

前記変周式のＡＴＳ−Ｓ形の車上子３１は、外部のノイズによって固有の発振周波数ｆが変動し易く、列車にＡＴＳ−Ｓ形車上装置とＡＴＳ−Ｐ形車上装置の両方を設けた場合、ＡＴＳ−Ｓ形車上装置はＡＴＳ−Ｐ形車上装置で使用している電力波並びに情報波の影響を受け易かった。このため列車にＡＴＳ−Ｓ形車上装置とＡＴＳ−Ｐ形車上装置の両方を設ける場合、図６（ａ）の平面配置図に示すように、ＡＴＳ−Ｐ形車上子３５のコイル中心に対してＡＴＳ−Ｓ形車上子３１のコイル中心を列車の進行方向に対して左側に一定距離Ｌ１例えば２１０ｍｍだけ偏移させ、かつ、図６（ｂ）の側面配置図に示すように、ＡＴＳ−Ｐ形車上子３５のコイル中心に対してＡＴＳ−Ｓ形車上子３１のコイル中心を列車の進行方向に対して干渉が生じない一定距離Ｌ２例えば１０００ｍｍ偏移させる必要があり、ＡＴＳ−Ｓ形車上子３１とＡＴＳ−Ｐ形車上子３５を個々に設置する必要があり、ＡＴＳ−Ｓ形車上子３１とＡＴＳ−Ｐ形車上子３５の設置は容易でなかった。 The variable-speed ATS-S type vehicle upper 31 has a characteristic oscillation frequency f that is likely to fluctuate due to external noise, so that both the ATS-S type on-vehicle device and the ATS-P type on-vehicle device can be used on the train. When provided, the ATS-S type on-board device was easily affected by the power wave and information wave used in the ATS-P type on-board device. For this reason, when both the ATS-S type on-board device and the ATS-P type on-vehicle device are provided on the train, as shown in the plan layout view of FIG. In contrast, the coil center of the ATS-S-type vehicle upper arm 31 is shifted to the left by a certain distance L1, for example, 210 mm with respect to the traveling direction of the train, and as shown in the side view of FIG. It is necessary to shift the coil center of the ATS-S-type vehicle upper arm 31 from the coil center of the ATS-P-type vehicle upper arm 35 by a predetermined distance L2 that does not cause interference with the traveling direction of the train, for example, 1000 mm. The S-type vehicle upper 31 and the ATS-P-type vehicle upper 35 need to be individually installed, and the ATS-S-type vehicle upper 31 and the ATS-P-type vehicle upper 35 are not easily installed.

この発明は、このような短所を改善し、外部ノイズの影響を受けないとともにＡＴＳ−Ｐ形車上装置からの干渉を受けないＡＴＳ−Ｓ形車上装置の車上子とＡＴＳ−Ｐ形車上装置の車上子を一体化して列車に設置できるＡＴＳ車上子を提供することを目的とするものである。 The present invention improves such disadvantages, and is not affected by external noise and is not subject to interference from the ATS-P on-vehicle device, and the ATS-S on-vehicle device and the ATS-P type vehicle. It is an object of the present invention to provide an ATS vehicle upper element that can be installed on a train by integrating the upper element of the upper apparatus .

この発明のＡＴＳ車上子は、地上子を検出するための送信信号をＡＴＳ−Ｓ形車上子に出力し、前記ＡＴＳ−Ｓ形車上子から入力した受信信号と送信している信号とを同期させた状態の同期検波と、入力した受信信号と送信している信号の位相を９０度ずらした信号との直交検波の２成分を使用して地上子検出情報を出力するＡＴＳ−Ｓ形車上装置のＡＴＳ−Ｓ形車上子をＡＴＳ−Ｐ形車上装置の車上子と１つにまとめて一体化したことを特徴とする。The ATS vehicle upper element according to the present invention outputs a transmission signal for detecting a ground element to the ATS-S type vehicle upper element, and a received signal input from the ATS-S type vehicle upper element and a transmitted signal; ATS-S type that outputs ground detection information using two components of quadrature detection of the synchronous detection in a state in which the received signal and the phase of the received signal are shifted by 90 degrees The ATS-S type vehicle upper of the on-board device is integrated with the vehicle upper of the ATS-P type on-vehicle device.

この発明のＡＴＳ−Ｓ形車上装置は、地上子を検出するのに、ＡＴＳ−Ｓ形車上子から入力した受信信号と送信している信号とを同期させた状態の同期検波と、入力した受信信号と送信している信号の位相を９０度ずらした信号との直交検波の２成分を使用することにより、外部からのノイズやＡＴＳ−Ｐ形車上装置で使用している電力波並びに情報波の影響を大幅に低減することができるとともに地上子の周波数やＱ値の相違によって受信信号の位相がずれることがあった場合に対処することができる。 In the ATS-S type on-board device of the present invention, in order to detect the ground element, synchronous detection in a state where the received signal input from the ATS-S type on-board element and the transmitted signal are synchronized, and the input By using two components of quadrature detection of a received signal and a signal whose phase of the signal being transmitted is shifted by 90 degrees, noise from the outside, power waves used in the ATS-P type on-vehicle device, The influence of the information wave can be greatly reduced, and it is possible to cope with the case where the phase of the received signal is shifted due to the difference in the frequency or Q value of the ground element.

また、地上子を検出するのに、同期検波と直交検波の２成分を使用することにより、ＡＴＳ−Ｓ形車上装置における信号の送受信の効率をあげることができ、地上子検出用信号の出力レベルを抑えて消費電力を低減することができる。 Further, by using two components of synchronous detection and quadrature detection to detect the ground element, it is possible to increase the efficiency of signal transmission / reception in the ATS-S type on-board device, and to output the ground element detection signal. Power consumption can be reduced by suppressing the level.

さらに、同期検波と直交検波の２成分を使用したＡＴＳ−Ｓ形車上装置はＡＴＳ−Ｐ形車上装置で使用している電力波等の影響を受けにくいとともに、出力する信号レベルの高調波成分が低く、ＡＴＳ−Ｐ形車上装置に対して影響を与えないことから、ＡＴＳ−Ｓ形車上子をＡＴＳ−Ｐ形車上装置の車上子と１つにまとめて一体化でき、列車に対して容易に設置することができる。 Furthermore, the ATS-S type on-board device using two components of synchronous detection and quadrature detection is not easily affected by the power wave etc. used in the ATS-P type on-board device, and the output signal level harmonics. Since the components are low and do not affect the ATS-P type on-board device, the ATS-S type on-board device can be integrated with the ATS-P type on-board device at the same time. It can be installed easily on the train.

また、ＡＴＳ−Ｓ形車上子とＡＴＳ−Ｐ形車上子を１つにまとめることにより、列車の先頭に車上子をまとめて設置することができ、ＡＴＳ−Ｐ形及びＡＴＳ−Ｓ形の即時停止用地上子の設置位置をずらす必要がなく、列車の誤出発等を有効に防止することができる。 Further, by combining the ATS-S type upper and the ATS-P type upper ones, it is possible to install the upper ones at the head of the train. The ATS-P type and the ATS-S type Therefore, it is not necessary to shift the installation position of the immediate stop ground element, and it is possible to effectively prevent the train from starting erroneously.

図１はこの発明のＡＴＳ−Ｓ形車上装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、ＡＴＳ−Ｓ形車上装置１は、ＡＴＳ−Ｓ形車上子２とＡＴＳ−Ｓ地上子検出部３と出力トランス４及び入力トランス５を有する。ＡＴＳ−Ｓ形車上子２は、図２の構成図に示すように、Ｏ字状の送信コイル６と受信コイル７を有し、送信コイル６と受信コイル７の一部を重ね合わせるか並べて配置し、送信コイル６は出力トランス４を介してＡＴＳ−Ｓ地上子検出部３に接続され、受信コイル７は入力トランス５を介してＡＴＳ−Ｓ地上子検出部３に接続されている。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ATS-S type on-vehicle apparatus of the present invention. As shown in the figure, the ATS-S type on-board device 1 includes an ATS-S type on-board unit 2, an ATS-S ground unit detecting unit 3, an output transformer 4 and an input transformer 5. As shown in the block diagram of FIG. 2, the ATS-S vehicle upper 2 has an O-shaped transmission coil 6 and a reception coil 7, and a part of the transmission coil 6 and the reception coil 7 are overlapped or arranged. The transmitting coil 6 is connected to the ATS-S ground unit detecting unit 3 through the output transformer 4, and the receiving coil 7 is connected to the ATS-S ground unit detecting unit 3 through the input transformer 5.

このＡＴＳ−Ｓ地上子検出部３は送信部８と受信部９を有する。送信部８は発振回路１０と地上子検出波生成部１１とＤ／Ａ変換部１２とローパスフィルタ１３及び増幅部１４を有し、受信部９は減衰器１５と第１の信号処理部１６と第２の信号処理部１７及び検出判定部１８を有する。第１の信号処理部１６は、受信信号と地上子検出波生成部１１で生成した送信信号を乗算する乗算部１９とフィルタ２０及びＡ／Ｄ変換部２１を有し、第２の信号処理部１７は、地上子検出波生成部１１で生成した送信信号を入力して位相を９０度ずらした信号を出力する信号遅延部２２と、受信信号と信号遅延部２２から出力する送信信号の位相を９０度ずらした信号を乗算する乗算部２３とフィルタ２４及びＡ／Ｄ変換部２５を有する。 The ATS-S ground element detection unit 3 includes a transmission unit 8 and a reception unit 9. The transmission unit 8 includes an oscillation circuit 10, a ground element detection wave generation unit 11, a D / A conversion unit 12, a low-pass filter 13 and an amplification unit 14, and the reception unit 9 includes an attenuator 15, a first signal processing unit 16, and the like. A second signal processing unit 17 and a detection determination unit 18 are included. The first signal processing unit 16 includes a multiplication unit 19 that multiplies the reception signal and the transmission signal generated by the ground wave detection wave generation unit 11, a filter 20, and an A / D conversion unit 21. The second signal processing unit 17 is a signal delay unit 22 that receives the transmission signal generated by the ground wave detection wave generation unit 11 and outputs a signal whose phase is shifted by 90 degrees; and the phase of the reception signal and the transmission signal output from the signal delay unit 22 A multiplication unit 23 for multiplying signals shifted by 90 degrees, a filter 24, and an A / D conversion unit 25 are provided.

このＡＴＳ−Ｓ形車上装置１は、ＡＴＳ−Ｓ地上子検出部３の送信部８の発振回路１０から常時出力される所定の周波数の信号により地上子検出波生成部１１で地上子を検出する送信信号を生成する。この生成した送信信号をＤ／Ａ変換部１２でアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ１３で不要な周波数成分を除去して増幅部１４で増幅して送信トランス４を介してＡＴＳ−Ｓ形車上子２の送信コイル６に出力している。 In this ATS-S type on-vehicle apparatus 1, a ground element is detected by a ground element detection wave generator 11 based on a signal of a predetermined frequency that is always output from the oscillation circuit 10 of the transmitter 8 of the ATS-S ground element detector 3. A transmission signal to be generated is generated. The generated transmission signal is converted into an analog signal by the D / A converter 12, unnecessary frequency components are removed by the low-pass filter 13, amplified by the amplifier 14, and then transmitted through the transmission transformer 4 on the ATS-S type vehicle. It is output to the transmission coil 6 of the child 2.

ＡＴＳ−Ｓ地上子検出部３の受信部９はＡＴＳ−Ｓ形車上子２の受信コイル７からの受信信号を入力トランス５を介して入力し、入力した受信信号を減衰器１５で減衰させて第１の信号処理部１６と第２の信号処理部１７に送る。第１の信号処理部１６は送られた受信信号と送信部８の地上子検出波生成部１１で生成した送信信号とを乗算部１９で乗算し、その直流成分をフィルタ２０で抽出し、外部ノイズ等による他の信号周波数成分を除去してＡ／Ｄ変換部２１でデジタル信号に変換して検出判定部１８に出力する。第２の信号処理部１７は送られた受信信号と信号遅延部２２から出力する送信信号の位相を９０度ずらした信号とを乗算部２３で乗算し、その直流成分をフィルタ２４で抽出してＡ／Ｄ変換部２５でデジタル信号に変換して検出判定部１８に出力する。検出判定部１８は第１の信号処理部１６と第２の信号処理部１７から入力した信号により地上子検出情報を出力する。 The receiving unit 9 of the ATS-S ground unit detecting unit 3 inputs the received signal from the receiving coil 7 of the ATS-S type vehicle upper unit 2 through the input transformer 5, and attenuates the received signal received by the attenuator 15. To the first signal processing unit 16 and the second signal processing unit 17. The first signal processing unit 16 multiplies the transmitted reception signal and the transmission signal generated by the ground wave detection wave generation unit 11 of the transmission unit 8 by the multiplication unit 19, extracts the DC component by the filter 20, and Other signal frequency components due to noise or the like are removed, converted into a digital signal by the A / D conversion unit 21, and output to the detection determination unit 18. The second signal processing unit 17 multiplies the received reception signal and a signal obtained by shifting the phase of the transmission signal output from the signal delay unit 22 by 90 degrees by the multiplication unit 23, and extracts the DC component by the filter 24. The A / D conversion unit 25 converts the signal into a digital signal and outputs it to the detection determination unit 18. The detection determination unit 18 outputs ground detection information based on signals input from the first signal processing unit 16 and the second signal processing unit 17.

このように地上子を検出するのに、ＡＴＳ−Ｓ形車上子２から入力した受信信号と送信している信号とを同期させた状態の同期検波と、入力した受信信号と送信している信号の位相を９０度ずらした信号との直交検波の２成分を使用することにより、外部からのノイズやＡＴＳ−Ｐ形車上装置で使用している電力波並びに情報波の影響を大幅に低減することができるとともに地上子の周波数やＱ値の相違によって受信信号の位相がずれることがあった場合に対処することができる。 In order to detect the ground element in this way, synchronous detection in a state in which the received signal input from the ATS-S type vehicle upper element 2 and the transmitted signal are synchronized, and the input received signal are transmitted. By using two components of quadrature detection with a signal whose signal phase is shifted by 90 degrees, the influence of external noise and power waves and information waves used in ATS-P on-board equipment is greatly reduced. In addition, it is possible to cope with a case where the phase of the received signal is shifted due to a difference in the frequency or Q value of the ground unit.

また、ＡＴＳ−Ｓ形車上装置１における信号の送受信の効率を格段にあげることができるため、地上子検出用信号の出力レベルを抑えることができ、消費電力を低減することができる。 Moreover, since the signal transmission / reception efficiency in the ATS-S type on-board apparatus 1 can be significantly increased, the output level of the ground element detection signal can be suppressed, and the power consumption can be reduced.

さらに、ＡＴＳ−Ｓ形車上装置１はＡＴＳ−Ｐ形車上装置で使用している電力波等の影響を受けにくいとともに、出力する信号レベルの高調波成分が低く、ＡＴＳ−Ｐ形車上装置に対して影響を与えないから、図３に示すように、情報波送受信用コイル３６と電力波送信用コイル３７を有するＡＴＳ−Ｐ形車上子３５のコイル中心に対してＡＴＳ−Ｓ形車上子２のコイル中心を列車の進行方向に対して左側に一定距離Ｌ１例えば２１０ｍｍだけ偏移させて１つの筐体にまとめたり、ＡＴＳ−Ｓ形車上子２の向きを９０度横に向けてＡＴＳ−Ｐ形車上子３５と一部又は全部を重ね合わせて１つの筐体にまとめることができ、列車に対して容易に設置することができる。 Furthermore, the ATS-S type on-board device 1 is not easily affected by the power wave used in the ATS-P type on-vehicle device, and the output signal level has a low harmonic component, so that the ATS-P type on-vehicle device Since it does not affect the apparatus, as shown in FIG. 3, the ATS-S type with respect to the coil center of the ATS-P type vehicle upper member 35 having the information wave transmitting / receiving coil 36 and the power wave transmitting coil 37 is used. The coil center of the car upper 2 is shifted to the left by a fixed distance L1, for example 210 mm, with respect to the traveling direction of the train, and is integrated into one housing, or the direction of the ATS-S car upper 2 is 90 degrees sideways. A part or the whole of the ATS-P type upper member 35 can be overlapped and put together in one casing, and can be easily installed on the train.

この発明のＡＴＳ−Ｓ形車上装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the ATS-S type on-vehicle apparatus of this invention. ＡＴＳ−Ｓ形車上子の構成図である。It is a block diagram of an ATS-S type vehicle upper part. ＡＴＳ−Ｓ形車上子とＡＴＳ−Ｐ形車上子を一体化したＡＴＳ車上子の構成図である。It is a block diagram of the ATS vehicle upper body which integrated the ATS-S type | mold vehicle upper part and the ATS-P type | mold vehicle upper part. 変周形のＡＴＳ−Ｓ形車上子の構成図である。It is a block diagram of a variable speed type ATS-S type vehicle upper part. ＡＴＳ−Ｐ形車上装置の構成図である。It is a block diagram of an ATS-P type on-vehicle apparatus. 変周形のＡＴＳ−Ｓ形車上子とＡＴＳ−Ｐ形車上子の配置図である。FIG. 3 is a layout diagram of a variable-speed ATS-S type vehicle upper and an ATS-P type vehicle upper.

符号の説明Explanation of symbols

１；ＡＴＳ−Ｓ形車上装置、２；ＡＴＳ−Ｓ形車上子、
３；ＡＴＳ−Ｓ地上子検出部、４；出力トランス、５；入力トランス、
６；送信コイル、７；受信コイル、８；送信部、９；受信部、１０；発振回路、
１１；地上子検出波生成部、１２；Ｄ／Ａ変換部、１３；ローパスフィルタ、
１４；増幅部、１５；減衰器、１６；第１の信号処理部、１７；第２の信号処理部、
１８；検出判定部、１９；乗算部、２０；フィルタ、２１；Ａ／Ｄ変換部、
２２；信号遅延部、２３；乗算部、２４；フィルタ２５：Ａ／Ｄ変換部、
３５；ＡＴＳ−Ｐ形車上子、３６；情報波送受信用コイル、
３７；電力波送信用コイル。 1; ATS-S type on-vehicle device, 2; ATS-S type on-vehicle unit,
3; ATS-S ground detector, 4; output transformer, 5; input transformer,
6; transmitting coil, 7; receiving coil, 8; transmitting unit, 9; receiving unit, 10; oscillation circuit,
11; ground wave detection wave generator, 12; D / A converter, 13; low-pass filter,
14; amplifying unit, 15; attenuator, 16; first signal processing unit, 17; second signal processing unit,
18; detection determination unit, 19; multiplication unit, 20; filter, 21; A / D conversion unit,
22; signal delay unit, 23; multiplication unit, 24; filter 25: A / D conversion unit,
35; ATS-P type car upper, 36; Coil for transmitting / receiving information wave,
37: Power wave transmission coil.

Claims

地上子を検出するための送信信号をＡＴＳ−Ｓ形車上子に出力し、前記ＡＴＳ−Ｓ形車上子から入力した受信信号と送信している信号とを同期させた状態の同期検波と、入力した受信信号と送信している信号の位相を９０度ずらした信号との直交検波の２成分を使用して地上子検出情報を出力するＡＴＳ−Ｓ形車上装置のＡＴＳ−Ｓ形車上子をＡＴＳ−Ｐ形車上装置の車上子と１つにまとめて一体化したことを特徴とするＡＴＳ車上子。Synchronous detection in a state in which a transmission signal for detecting a ground element is output to an ATS-S type vehicle upper element, and a reception signal input from the ATS-S type vehicle upper element is synchronized with a transmitted signal; , ATS-S type vehicle of ATS-S type on-vehicle device that outputs ground element detection information using two components of quadrature detection of input received signal and signal whose phase of transmitted signal is shifted by 90 degrees An ATS vehicle upper element, wherein the upper element is integrated with the upper element of the ATS-P type on-vehicle apparatus.