CN109263684B - 车载装置、地面装置以及信息传输系统 - Google Patents

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Abstract

一种车载装置、地面装置以及信息传输系统，提供一种适于不增加地面件的种类就使从地面件向车载件传输的信息的种类增加的技术。信息传输系统具备设置于轨道的地面装置(40)以及搭载于列车的车载装置。地面装置(40)具有从谐振频率不同的N种地面件中选择出的两个(M＝2)地面件(42)，两个地面件(42)以朝向所述列车的行驶方向在左右方向上排列的方式进行配置。车载装置(20)能够在所述列车通过设置有地面装置(40)的位置时同时探测两个地面件(42)，并判定它们的谐振频率。

Description

车载装置、地面装置以及信息传输系统
技术领域
本发明涉及一种从铁道上的地面装置向车载装置传输信息的信息传输系统等。
背景技术
当前，对于供实际应用的自动列车停止装置(ATS装置)，若着眼于地面件的结构，则大致存在变频式和应答器式。变频式ATS装置使用具有谐振电路的地面件以及发出特定的频率信号的车载件，探测车载件的信号频率变频为地面件的谐振频率的情况。然后，在车载装置中，参照预先存储的数据库来进行与探测出的谐振频率相应的行驶控制(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2013-021745号公报
发明内容
发明要解决的问题
在以往的变频式ATS装置中，在一个地面件配置位置处仅配置一个地面件。因此，在一个地面件配置位置处能够向车载装置传输的信息的种类为地面件所能够采取的谐振频率的种类的数量。也就是说，为了增加能够传输的信息的种类，要增加地面件(谐振频率)的种类。因此，作为不增加地面件的种类就增加能够传输的信息的种类的方法，例如考虑以下方法：沿线路方向隔开规定间隔地配置地面件，将所配置的多个地面件的谐振频率的组合视作一个信息。但是，在这种方法中，在车载侧探测出某个地面件的情况下，需要判别是哪种情况：以探测出的该地面件一个完结了信息传输；还是，之后对另外的地面件进行探测来以组合完结信息传输，因此对于之前探测出的地面件而言，信息传输尚未完结。另外，还存在以下问题：对于作为一个组合的多个地面件，需要逐个地依次进行探测，因此全部探测需要时间。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种适于不增加地面件的种类就使从地面件向车载装置传输的信息的种类增加的技术。
用于解决问题的方案
第一方式可以构成车载装置，其搭载于沿轨道行驶的列车，从谐振频率不同的N种地面件中选择出的M种地面件以朝向行驶方向在左右方向上排列的方式配置于所述轨道的地面件配置位置、或者以一部分或全部在铅直方向上重叠的方式配置于所述轨道的地面件配置位置，其中，N>M，M≥2，所述车载装置具备：发送控制部，其从车载件发送规定信号，该规定信号使得在所述车载件与所述地面件之间发生谐振的情况下能够在所述车载件得到与所述地面件的谐振频率对应的频率信号；判定部，其基于在所述列车通过所述地面件配置位置时所述车载件所产生的所述频率信号，来判定配置于所述地面件配置位置的所述M种地面件；以及行驶控制部，其基于所述判定部的判定结果来进行所述列车的行驶控制。
据此，M种地面件以朝向行驶方向在左右方向上排列的方式配置于地面件配置位置、或者以一部分或全部在铅直方向上重叠的方式配置于地面件配置位置。因此，在车载装置中，能够同时探测该M种地面件，并判定它们的谐振频率。也就是说，当将同时探测并判定的M种谐振频率的组合视作一个信息时，与在地面件配置位置处配置一个地面件的情况相比，能够使从地面装置向车载装置传输的信息的种类增加。
第二方式是如下的车载装置：在第一方式的车载装置中，所述判定部进行以下动作：基于所述频率信号来计算所述N种谐振频率各自的Q值；基于所述Q值满足规定的阈值条件的谐振频率，来判定配置于所述地面件配置位置的所述M种地面件。
据此，通过使用Q值，能够准确地进行谐振频率的判定。例如，在使用谐振水平来判定地面件的谐振频率的情况下，谐振水平受到车身的晃动、噪声的影响。但是，在使用Q值的情况下，不受车身的晃动、噪声的影响，因此与使用谐振水平的情况相比，能够准确地进行谐振频率的判定。
作为第三方式，也可以构成地面装置，其设置于供搭载有第一方式或第二方式的车载装置的列车行驶的轨道，所述地面装置具备从谐振频率不同的N种地面件中选择出的M种地面件，其中，N>M，M≥2，所述M种地面件以朝向所述列车的行驶方向在左右方向上排列的方式进行配置、或者以一部分或全部在铅直方向上重叠的方式进行配置。
作为第四方式，可以构成信息传输系统，该信息传输系统具备：第一方式或第二方式的车载装置；以及地面装置，其具备从谐振频率不同的N种地面件中选择出的M种地面件，所述M种地面件以朝向所述列车的行驶方向在左右方向上排列的方式进行配置、或者以一部分或全部在铅直方向上重叠的方式进行配置，其中，N>M，M≥2。
附图说明
图1是信息传输系统的结构图。
图2是地面装置的配置例。
图3是车载装置的功能结构图。
附图标记说明
1：信息传输系统；10：列车；20：车载装置；102：发送控制部；104：地面件探测部；106：行驶控制部；110：存储器；112：地面件DB；114：代码信息表；30：车载件；40：地面装置；42：地面件；R：轨道。
具体实施方式
[系统]
图1是本实施方式的信息传输系统1的结构图。根据图1，信息传输系统1具备搭载于沿轨道R行驶的列车10的车载装置20以及沿着轨道R设置的地面装置40，在列车10通过地面装置40的设置位置时，从该地面装置40向车载装置20进行信息的传输。在本实施方式中，设列车10为在铁轨上行驶的车辆、在轨道R铺设有铁轨来进行说明，但是也可以设成利用橡胶轮胎等行驶的车辆、在轨道R铺设有导轨。
地面装置40具有由谐振频率不同的谐振电路形成的两个(M＝2)地面件42。该两个地面件42各自的谐振频率是从N种(N≥3)不同的谐振频率中选择的。图2是地面件42的配置例。如图2所示，地面装置40所具有的两个地面件42以朝向行驶方向在左右方向(在本实施方式中为铁轨之间的枕木方向)上排列的方式进行配置。在列车10通过地面装置40的设置位置时，设置于该列车10的车辆下部的车载件(车载天线)30与地面件42发生电磁耦合，由此该列车10的车载装置20能够同时探测该两个地面件42。另外，此时，配置成两个地面件42各自与车载件30之间的距离大致相等，由此能够得到该两个地面件42的响应特性大致相同这样的效果。
车载装置20中的地面件42的“探测”是指：基于车载件30与地面件42发生电磁耦合而在车载件30产生的信号(与该地面件的谐振频率相应地产生的频率信号)，来判定该地面件42的谐振频率。车载装置20能够判别上述的N种谐振频率，存储有对N种谐振频率中的能够采取的两种谐振频率的组合关联有代码信息的代码信息表114。然后，进行与同时探测出的地面件42的谐振频率的组合所对应的代码信息相应的本列车的行驶控制。也就是说，信息传输系统1根据地面装置40所具有的两个地面件42的谐振频率的组合来进行从地面装置40向车载装置20的信息代码的传输。
使用Q值来进行车载装置20中的地面件42的谐振频率的判定。Q值的计算可以利用各种方法，在本实施方式中，使用根据车载件30的电流(车载件电流)来求出Q值的方法。具体地说，从车载件30发送(发出)N种谐振频率fi0(i＝1，…，N)与该谐振频率fi0(i＝1，…，N)所分别对应的截止频率fid(i＝1，…，N)的合成信号。然后，测量车载件30的电流(车载件电流)I，判断谐振频率fi0(i＝1，…，N)所分别对应的车载件电流Ii0(i＝1，…，N))中的最大值的电流Ia0所对应的谐振频率fa0以及第二大的电流Ib0所对应的谐振频率fb0。接着，分别针对判断出的两个谐振频率fa0、fb0，根据该谐振频率fa0、fb0所分别对应的截止频率fad、fbd、谐振频率fa0、fb0所分别对应的车载件电流Ia0、Ib0以及截止频率fad、fbd所分别对应的车载件电流Iad、Ibd，基于式(1)来计算Q值。
【数1】
Figure BDA0001735042680000051
根据式(1)，根据该地面件42的谐振频率fm0、截止频率fmd、谐振频率fm0所对应的车载件电流Im0、截止频率fmd所对应的车载件电流Imd来求出地面件42的Q值。然后，基于两个谐振频率fa0、fb0各自的Q值超过规定的阈值，判定为探测出该谐振频率fa0、fb0的地面件42。
[功能结构]
图3是车载装置20的内部结构图。根据图3，车载装置20具有CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等处理器、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等作为存储部的存储器110等，通过执行存储器110中存储的程序来探测所通过的地面件42，进行与探测结果相应的行驶控制。另外，作为通过执行该程序而实现的功能部，具有发送控制部102、地面件探测部104以及行驶控制部106。另外，虽未进行图示，但是车载装置20具有具备显示器和LED等的显示部、用于进行设定操作的操作部、负责与外部通信的通信部。
发送控制部102生成N种谐振频率fi0(i＝1，…，N)与该谐振频率fi0(i＝1，…，N)所分别对应的截止频率fid(i＝1，…，N)的合成信号，始终从车载件30发出所生成的合成信号。N种谐振频率fi0(i＝1，…，N)是能够沿着轨道R配置的地面件42的谐振频率，能够参照存储器110的地面件DB(Data base：数据库)112来进行判断。地面件DB 112与所配置的各地面件42相对应地保存有其设置位置、谐振频率等。
地面件探测部104测量车载件30的电流(车载件电流)，基于该车载件电流来探测地面件42的通过，并且判定同时探测出的两个地面件42各自的谐振频率。即，判断N种谐振频率fi0(i＝1，…，N)所分别对应的车载件电流Ii0(i＝1，…，N))中的最大值的电流Iia所对应的谐振频率fa0以及第二大的电流Iib所对应的谐振频率fb0。接着，分别针对判断出的两个谐振频率fa0、fb0，根据该谐振频率fa0、fb0所分别对应的截止频率fad、fbd、谐振频率fa0、fb0所分别对应的车载件电流Ia0、Ib0以及截止频率fad、fbd所对应的车载件电流Iad、Ibd，基于式(1)来计算Q值。然后，基于两个谐振频率fa0、fb0各自的Q值超过规定的阈值，判定为探测出该谐振频率fa0、fb0的地面件42。
行驶控制部106参照存储器110的代码信息表114，按照与由地面件探测部104探测并判定出的地面件42的谐振频率的组合所对应的代码信息进行本列车的行驶控制。
[作用效果]
这样，根据本实施方式的信息传输系统1，作为构成一个地面装置40的两个地面件42的、从谐振频率不同的N种地面件中选择出的两个(M＝2)地面件42以朝向行驶方向在左右方向上排列的方式进行配置，因此在车载装置20中，能够同时探测该两个地面件42，并判定它们的谐振频率。也就是说，当将同时探测并判定的两种谐振频率的组合视作一个信息时，能够传输N×(N-1)/2种代码信息，与配置一个地面件的情况相比，能够使向车载装置20传输的信息的种类增加。
另外，通过在车载装置20对地面件42的谐振频率的判定中使用Q值，能够排除车身的晃动、噪声的影响，提高对地面件42的探测性能。并且，能够使地面件42小型化，能够在左右铁轨之间排列两个地面件42。
此外，本发明所能够应用的实施方式不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内适当变更，这是理所当然的。
(A)地面件的配置
也可以不将地面装置所具有的两个地面件以朝向行驶方向在左右方向上排列的方式进行配置，而是以一部分或全部在铅直方向(上下方向)上重叠的方式进行配置。
(B)地面装置所具有的地面件的数量M
也可以为以下结构：一个地面装置40具有谐振频率不同的大于或等于三个(M≥3)的地面件42。在该情况下，大于或等于三个的地面件42既可以以朝向行驶方向在左右方向上排列的方式进行配置，也可以以一部分或全部在铅直方向上重叠的方式进行配置。车载装置20的地面件探测部104按从大到小的顺序选择N种谐振频率fi0(i＝1，…，N)所分别对应的车载件电流Ii0(i＝1，…，N))中的三个车载件电流，判定Q值是否超过了规定的阈值，由此判定为探测出该三个谐振频率的地面件42。
(C)使地面装置所具有的地面件的数量为任意数量
也可以使一个地面装置40所具有的谐振频率不同的地面件42的数量为任意数量(例如，某个地面装置具有一个谐振频率的地面件，某个地面装置具有谐振频率不同的两个地面件)。
在该情况下，能够通过以下方式应对：车载装置20的地面件探测部104针对N种谐振频率fi0(i＝1，…，N)所分别对应的车载件电流Ii0(i＝1，…，N))判定Q值是否超过了规定的阈值，设为探测出超过了规定的阈值的车载件电流所涉及的全部谐振频率。

Claims (7)

1.一种车载装置，其搭载于沿轨道行驶的列车，
在所述轨道处，地面装置被设置于规定的设置位置，所述地面装置具有如下配置：仅将从谐振频率不同的N种地面件中选择出的M种地面件以一部分或全部在铅直方向上重叠的方式配置，所述地面件由所述谐振频率固定的谐振电路形成，其中，N>M，M≥2，
所述车载装置具备：
发送控制部，其从车载件发送规定信号，该规定信号使得在所述车载件与所述地面件之间发生谐振的情况下能够在所述车载件得到与所述地面件的所述谐振频率对应的频率信号；
判定部，其在基于在所述列车通过所述设置位置时所述车载件所产生的所述频率信号来同时探测出所述M种的谐振频率的情况下，判定为探测出构成被设置于所述设置位置的所述地面装置的所述M种地面件；以及
行驶控制部，其从与所述N种地面件的谐振频率的每个组合对应的代码信息中选择通过所述判定部被判定为探测出的所述M种地面件的谐振频率的组合所对应的代码信息，进行按照所选择出的代码信息的所述列车的行驶控制。
2.一种车载装置，其搭载于沿轨道行驶的列车，
在所述轨道处，地面装置被设置于规定的设置位置，所述地面装置具有如下配置：仅将从谐振频率不同的N种地面件中选择出的M种地面件以朝向行驶方向在左右方向上排列的方式配置，所述地面件由所述谐振频率固定的谐振电路形成，其中，N>M，M≥2，
所述车载装置具备：
发送控制部，其从车载件发送规定信号，该规定信号使得在所述车载件与所述地面件之间发生谐振的情况下能够在所述车载件得到与所述地面件的所述谐振频率对应的频率信号；
判定部，其在基于在所述列车通过所述设置位置时所述车载件所产生的所述频率信号来同时探测出所述M种的谐振频率的情况下，判定为探测出构成被设置于所述设置位置的所述地面装置的所述M种地面件；以及
行驶控制部，其从与所述N种地面件的谐振频率的每个组合对应的代码信息中选择通过所述判定部被判定为探测出的所述M种地面件的谐振频率的组合所对应的代码信息，进行按照所选择出的代码信息的所述列车的行驶控制。
3.根据权利要求1或2所述的车载装置，其特征在于，
所述判定部进行以下动作：基于所述频率信号来计算N种谐振频率各自的Q值；基于所述Q值满足规定的阈值条件的谐振频率，来判定配置于所述地面件配置位置的所述M种地面件。
4.一种地面装置，其设置于供搭载有根据权利要求1所述的车载装置的列车行驶的轨道，
所述地面装置具备从谐振频率不同的N种地面件中选择出的M种地面件，其中，N>M，M≥2，
所述M种地面件以一部分或全部在铅直方向上重叠的方式进行配置。
5.一种地面装置，其设置于供搭载有根据权利要求2所述的车载装置的列车行驶的轨道，
所述地面装置具备从谐振频率不同的N种地面件中选择出的M种地面件，其中，N>M，M≥2，
所述M种地面件以朝向所述列车的行驶方向在左右方向上排列的方式进行配置。
6.一种信息传输系统，具备：
根据权利要求1所述的车载装置；以及
地面装置，其具备从谐振频率不同的N种地面件中选择出的M种地面件，所述M种地面件以一部分或全部在铅直方向上重叠的方式进行配置，其中，N>M，M≥2。
7.一种信息传输系统，具备：
根据权利要求2所述的车载装置；以及
地面装置，其具备从谐振频率不同的N种地面件中选择出的M种地面件，所述M种地面件以朝向所述列车的行驶方向在左右方向上排列的方式进行配置，其中，N>M，M≥2。
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