CN111741885A - 轨道电路状态判定装置 - Google Patents

Abstract

轨道电路状态判定装置(100)具备处理装置(300)和在轨道电路的区间边界设置的测量终端(200)。处理装置(300)针对每个轨道电路计算与发送电压相对的发送电流的电流矢量，将计算出的电流矢量划分为列车占线时的期间和列车非占线时的期间。然后，通过将各期间的电流矢量轨迹与基于该轨道电路的过去的电流矢量轨迹的参照矢量轨迹进行比较，来判定轨道电路的状态，该轨道电路的状态至少包括是正常状态还是异常状态。

Description

轨道电路状态判定装置

技术领域

本发明涉及一种判定交流轨道电路的状态的轨道电路状态判定装置。

背景技术

铁道交通中的轨道电路是将铁轨用作电路的一部分来探测有无列车占线的装置，其构成为：从铁轨的一端侧发送信号，利用设置于铁轨的另一端侧的轨道继电器来检测是否存在因铁轨之间被列车的车轴短路而产生的接收信号。轨道电路设置于室外，因此存在以下问题：受到降雨、积雪等自然环境的影响而可能发生轨道继电器非正常掉落之类的异常。因此，已知探测交流轨道电路的异常状态的各种技术(例如，参照专利文献1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-113941号公报

专利文献2：日本特开平11-278269号公报

发明内容

发明要解决的问题

以往的轨道电路的状态监视是：通过将发送侧或接收侧的信号(例如，电压值、电流值、相位差等)的变化与规定的阈值进行比较，来判定轨道电路的正常/异常之类的状态。然而，每个轨道电路的电路长度(铁轨的长度)、发送接收机与铁轨的距离(线缆长)、包括铁轨和路基的电路的结构要素的参数不同，因此保养负责人(用户)需要依靠自身的经验和知识来对每个轨道电路分别设定适当的阈值。因此，寻求一种不依赖于保养负责人(用户)的知识等、用于以机械方式实现轨道电路的状态判定的新技术。

本发明要解决的问题在于提供一种判定交流轨道电路的状态的新技术。

用于解决问题的方案

用于解决上述问题的第一发明是一种轨道电路状态判定装置，

该轨道电路状态判定装置判定交流轨道电路的状态，所述轨道电路状态判定装置具备：

存储部，其存储与发送到所述交流轨道电路的电压相对的电流矢量的参照矢量轨迹；

计算部，其基于发送侧测量器针对所述交流轨道电路的发送机的发送电压和发送电流测量出的测量值，来计算与所述发送电压相对的所述发送电流的电流矢量；以及

判定部，其基于由所述计算部计算出的电流矢量在规定期间的轨迹来计算矢量轨迹，将该矢量轨迹与所述参照矢量轨迹进行比较，来判定所述交流轨道电路的状态。

根据第一发明，能够通过将与发送电压相对的电流矢量轨迹同参照矢量轨迹进行比较这样的新手法来判定交流轨道电路的状态，该交流轨道电路的状态至少包括是正常状态还是异常状态。

第二发明是如下的轨道电路状态判定装置：根据第一发明的轨道电路状态判定装置，

所述存储部存储占线时参照矢量轨迹，所述占线时参照矢量轨迹是列车占用了所述交流轨道电路时的所述参照矢量轨迹，

所述判定部根据在列车占用了所述交流轨道电路时由所述计算部计算出的电流矢量来计算矢量轨迹，将该矢量轨迹与所述占线时参照矢量轨迹进行比较。

根据第二发明，能够将列车占线时的电流矢量轨迹作为对象来判定轨道电路的状态。

第三发明是如下的轨道电路状态判定装置：根据第一或第二发明的轨道电路状态判定装置，

所述存储部存储非占线时参照矢量轨迹，所述非占线时参照矢量轨迹是列车未占用所述交流轨道电路时的所述参照矢量轨迹，

所述判定部根据在列车未占用所述交流轨道电路时由所述计算部计算出的电流矢量来计算矢量轨迹，将该矢量轨迹与所述非占线时参照矢量轨迹进行比较。

根据第三发明，能够将列车非占线时的电流矢量轨迹作为对象来判定轨道电路的状态。

第四发明是如下的轨道电路状态判定装置：根据第二或第三发明的轨道电路状态判定装置，

还具备划分部，在由所述计算部计算出的电流矢量满足了规定的急剧变化条件的情况下，所述划分部将从满足时起到恢复到满足该急剧变化条件之前的电流矢量为止的电流矢量划分为列车占线时的电流矢量，将除此以外的电流矢量划分为列车非占线时的电流矢量。

在列车非占线时，电流矢量几乎不变化，但是当列车通过时，电流矢量进行如下变化：在急剧变化之后恢复到原本的电流矢量附近。因此，能够如第四发明那样，根据电流矢量的变化，按列车向轨道电路的每1次通过来划分为列车占线时和列车非占线时。

第五发明是如下的轨道电路状态判定装置：根据第一发明～第四发明的轨道电路状态判定装置，

在所述存储部中与附属信息相对应地存储多个所述参照矢量轨迹，所述附属信息表示所述交流轨道电路进行动作的季节、时段以及气象条件中的至少1个状况，

所述判定部将与进行所述测量时的所述状况之间满足规定的近似条件的所述参照矢量轨迹选作比较对象来进行所述比较。

轨道电路设置于室外，因此发送电流由于雨、温度之类的外部环境而发生变化，其结果，电流矢量轨迹发生变化。因此，能够如第五发明那样，选择进行发送电压和发送电流的测量时的季节、时段、气象条件之类的状况近似的参照矢量轨迹来进行比较，从而进行精度更高的轨道电路的状态判定。

第六发明是如下的轨道电路状态判定装置：根据第一发明～第五发明的轨道电路状态判定装置，

所述参照矢量轨迹是被基于由所述计算部计算出的过去的电流矢量的矢量轨迹制作为针对各轨迹位置的出现概率分布的数据，

所述判定部基于判定对象的矢量轨迹所经之处的所述出现概率分布上的出现概率，来计算与该判定对象的矢量轨迹有关的评价值，基于该评价值来判定所述交流轨道电路的状态。

根据第六发明，参照矢量轨迹是基于过去的电流矢量轨迹的各轨迹位置的出现概率分布，因此，能够以出现概率求出与过去的电流矢量轨迹一致的程度来作为与判定对象的电流矢量轨迹有关的评价值。

附图说明

图1是轨道电路状态判定装置的应用例。

图2是电流矢量的说明图。

图3A是电流矢量轨迹的说明图。

图3B是电流矢量轨迹的说明图。

图4是电流矢量的划分的说明图。

图5A是出现概率分布的制作的说明图。

图5B是出现概率分布的制作的说明图。

图6是异常度的计算的说明图。

图7是轨道电路状态判定装置的功能结构图。

图8是电流矢量轨迹数据的一例。

图9是判定结果数据的一例。

图10是参照矢量轨迹数据的一例。

图11是轨道电路状态判定处理的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的优选实施方式。此外，本发明不受下面说明的实施方式所限定，能够应用本发明的方式也不限定于下面的实施方式。另外，在附图的记载中，对相同的要素标注相同的标记。

[系统结构]

图1是本实施方式的轨道电路状态判定装置100的应用例。如图1所示，在轨道中，按将左右的铁轨R划分为规定长度而得到的每个区间设置有轨道电路1T、2T、3T、…。轨道电路是利用左右的铁轨R被列车的轮轴在电气上短路这一情况来进行占线探测的装置。在本实施方式中，是在轨道电路的区间边界针对左右的各铁轨R设置有轨道绝缘1的多轨条轨道电路，在轨道电路的边界，以将轨道绝缘1夹在中间的方式设置有2组阻抗联结器3。

在轨道电路的一端侧(发送侧)的铁轨R之间，经由阻抗联结器3和减流电阻5连接有作为发送机的发送变压器7，在另一端侧(接收侧)的铁轨之间，经由阻抗联结器3和相位调整器9连接有轨道继电器11。减流电阻5是为了限制电流从而防止设备烧损而设置的。

发送变压器7对从商用电源等电源21供给的交流电力进行变压来生成轨道信号(列车探测信号)，将该轨道信号发送到轨道电路的发送侧的铁轨R之间。也就是说，本实施方式的轨道电路是交流轨道电路。

轨道继电器11是如下的2元轨道继电器：具有轨道线圈和局部线圈这2个线圈，利用施加于各线圈的电压以及这些电压的相位差来驱动触点。轨道线圈连接于轨道电路的接收侧的铁轨R之间，被施加流过轨道电路的轨道信号的电压，局部线圈被施加从电源21提供的交流电压。施加于局部线圈的电压(下面，“局部电压”)的相位(也称为周期)稳定，因此局部电压的相位被当作基准。

当列车进入轨道电路时，铁轨R之间被该列车的车轴短路，由此施加于轨道继电器11的轨道线圈的电压(下面“接收电压”。也称为“抵达电压”)下降，并且该接收电压与局部电压的相位差变小，轨道继电器11从吸起状态变化为落下状态，由此探测到列车进入轨道电路。相位调整器9是为了以下目的而设置的：调整接收电压的相位，使非占线时的接收电压与局部电压的相位差为最适于轨道继电器11保持吸起状态的值。

轨道电路状态判定装置100是多个测量终端200与处理装置300通过传输线102进行通信连接而构成的，对作为判定对象的轨道电路各自的状态独立地进行判定。

测量终端200是针对每个轨道电路的区间边界设置的，被输入发送变压器7所生成的轨道信号的电压(发送电压)以及电流(发送电流)来作为与在该边界相邻的轨道电路中的一方有关的测量值，并且被输入轨道继电器11的触点条件来作为与在该边界相邻的轨道电路中的另一方有关的测量值。然后，测量终端200计算发送电流相对于发送电压的相位差(发送电流相位差)，将其与所输入的测量值一起经由传输线102输出到处理装置300。

发送电压由电压检测器(PT：Potential Transformer)13来测量，该电压检测器13是与发送变压器7的次级侧连接的发送侧测量器。发送电流由电流检测器(CT：CurrentTransformer)15测量，该电流检测器15是插入在发送变压器7的次级侧与铁轨R之间的发送侧测量器。此外，也可以通过检测减流电阻5的两端电压来计算发送电流。

处理装置300是构成为具备进行运算控制的电子电路的一种计算机，基于从各测量终端200输入的测量值，针对每个轨道电路判定该轨道电路的状态，该轨道电路的状态至少包括是正常状态还是异常状态。

[判定原理]

说明处理装置300对轨道电路进行状态判定的原理。处理装置300根据与作为判定对象的轨道电路有关的从测量终端200输入的测量值来计算该轨道电路的电流矢量，将该电流矢量的轨迹与参照矢量轨迹进行比较，由此判定作为判定对象的轨道电路的状态。

图2是说明电流矢量的图。如图2所示，电流矢量是在以电压矢量的方向为X轴正方向的XY正交坐标系中以原点O为起点的矢量，是相对于X轴的相位差θ被设为发送电流相位差、大小被设为发送电流值的矢量(x、y)。从测量终端200输入的包括发送电流、发送电流相位差的测量值与测量时刻相对应。因此，能够根据各测量时刻下的发送电流和发送电流相位差来计算该测量时刻下的电流矢量。然后，将连续的测量时刻下的电流矢量(x、y)的时间序列变化作为电流矢量的轨迹。

电流矢量的轨迹的形状根据列车是进入了相应的轨道电路(占线时)还是没有进入相应的轨道电路(非占线时)而不同。图3A和图3B是示意性地示出电流矢量轨迹的一例的图。图3A示出了列车非占线时的一定时间的期间内的电流矢量轨迹，图3B示出了从列车进入相应的轨道电路到自该轨道电路出来为止的期间内的1次的列车占线时的电流矢量轨迹。

如图3A所示，在列车非占线时，发送电流和发送电压均大致固定，因而电流矢量几乎不变化，电流矢量轨迹大致集于一点。

另一方面，在列车占线时，如图3B所示，发送电压大致固定，但是，根据因行驶的列车的车轴引起的铁轨的短路位置不同，阻抗发生变化，因此发送电流大幅变化。也就是说，发送电流值、发送电流相位差大幅变化，因此电流矢量大幅变化，与列车非占线时相比成为在大范围内变化的电流矢量轨迹。另外，与列车非占线时相比，电流矢量的变化是急剧的。对于列车在相应的轨道电路上的1次通过，描绘出如月牙形那样的1个闭路的形状作为具体的电流矢量轨迹。图3B示出了列车的从进入相应的轨道电路到自该轨道电路出来的1次通过的电流矢量轨迹，其为电流矢量以如下方式变化时的电流矢量轨迹：从列车非占线时的电流矢量起，由于列车的进入而以电流相位差变小的方式变化，之后再次以电流相位差变大的方式变化，恢复到进入前的电流矢量(也就是说，列车非占线时的电流矢量)的附近。此外，电流矢量轨迹按每个轨道电路而不同，但是如果是相同状态的同一轨道电路，则为大致相同的形状。

这样，电流矢量轨迹在列车占线时和列车非占线时大不相同，因此设为对其进行划分来进行轨道电路的状态判定。图4是说明电流矢量轨迹的划分的图，是示意图。在图4中，以三维方式示出以由深度方向和纵向构成的XY平面为矢量平面、以右方向为时刻的某个轨道电路的电流矢量的时间序列变化的概要。XY轴与图3A、图3B的XY轴相同，X轴正方向为电压矢量的方向。

列车断续地通过轨道电路，由此列车占线时的期间和列车非占线时的期间进行重复。因此，将列车的占线时期间中的各期间和非占线时期间中的各期间划分为一个判定期间。对于判定期间的划分边界，能够根据电流矢量是否满足规定的急剧变化条件来判定。急剧变化条件是能够视作电流矢量急剧变化的条件，例如能够定为在规定的单位时间的期间内发生1)电流矢量的大小变化第一变化量以上、且电流矢量的方向变化第一变化角度以上、2)电流矢量的大小变化第二变化量以上、以及3)电流矢量的方向变化第二变化角度以上中的任一个的或(OR)条件。

也就是说，在列车非占线时，电流矢量几乎不变化(参照图3A)，因此不满足急剧变化条件。当列车进入轨道电路时，成为在单位时间的期间内电流矢量大幅变化的状态，因此满足急剧变化条件。在列车在轨道电路上行驶的过程中，满足急剧变化条件的状态持续。然后，当列车从轨道电路出来从而恢复到进入前的电流矢量的附近时，变得不再满足急剧变化条件(参照图3B)。因而，将从不满足急剧变化条件的状态变化为满足急剧变化条件的状态的时间点视作列车进入轨道电路的进入时间点，将从该时间点起到电流矢量恢复到紧挨着满足急剧变化条件之前的电流矢量的附近的时间点为止的期间作为列车占线时期间。然后，将除此以外的期间作为列车非占线时期间。此外，“恢复到”之前的电流矢量的“附近”意味着达到了表示可视作与该之前的电流矢量所表示的坐标值大致等同的坐标值的电流矢量，能够适当设定可视作大致等同的范围。总之，“恢复到”之前的电流矢量的“附近”能够指“返回”到之前的电流矢量，因此在本实施方式中也适当地称为“返回”。

这样，将电流矢量轨迹划分为作为列车占线时期间的判定期间和作为列车非占线时期间的判定期间，按每个判定期间来与基于过去的电流矢量轨迹的参照矢量轨迹进行比较，由此判定相应的轨道电路的状态。也就是说，对于列车占线时期间的电流矢量轨迹，将其与基于过去的列车占线时期间的电流矢量轨迹的参照矢量轨迹进行比较，对于列车非占线时期间的电流矢量轨迹，将其与基于过去的列车非占线时期间的电流矢量轨迹的参照矢量轨迹进行比较。在本实施方式中，通过使用以针对各轨迹位置的出现概率表示的出现概率分布作为参照矢量轨迹，来实现与参照矢量轨迹的比较运算。

图5A和图5B是说明制作出现概率分布的方法的图。图5A示出了与列车非占线时的参照矢量轨迹有关的出现概率分布，图5B示出了与列车占线时的参照矢量轨迹有关的出现概率分布。与参照矢量轨迹有关的出现概率分布是将1个判定期间的矢量轨迹作为1次的矢量轨迹、基于过去的多次的电流矢量轨迹来制作的。图5A和图5B中的X、Y轴与图3A、图3B、图4的X、Y轴相同。

电流矢量轨迹实际上为时间序列的数据的集合，因此是作为离散数据的多个电流矢量(值)的集合。在图5A和图5B中，将其以较少的绘制点数示出来易于理解地示出，但是实际上是由比图示的绘制点数多很多的绘制点构成的。通过绘制构成多次的电流矢量轨迹中的各电流矢量轨迹的各电流矢量，在可能被采取作为轨迹位置的可能性高的位置有高密度的绘制点群，在可能被采取作为轨迹位置的可能性低的位置没有绘制点或仅有少量的绘制点。其结果是，通过叠加多个电流矢量轨迹的绘制点，能够得到可能被采取作为矢量轨迹的轨迹位置的频度分布。在本实施方式中，针对将XY平面按规定尺寸进行分割所得到的每个区域，确定在该区域绘制出的电流矢量的数量相对于绘制出的电流矢量的总数的比例，来作为该区域的出现概率p。

但是，作为出现概率p的确定方法，也可以不以绘制点的数量为基准，而是如下那样。即，对于将XY平面按规定尺寸进行分割所得到的每个区域，按有还是没有与1次的电流矢量轨迹有关的各绘制点来汇总为2个值。如果在该区域有1个以上的绘制点，则将该区域的绘制点数设为1。由此，关于各区域，作为将过去的电流矢量轨迹进行叠加的结果而得到的出现概率分布是基于次数的出现概率分布，即基于经过该区域的电流矢量轨迹有几条的出现概率分布，各区域的出现概率为电流矢量轨迹经过该区域的比例。

另外，在本实施方式中，设为用于制作参照矢量轨迹的过去的电流矢量轨迹是从判定对象的时间点(或者判定对象的测量数据的测量时间点)追溯的最近规定次数的电流矢量轨迹。但是，也可以如下那样。即，轨道电路设置于室外，因此由于降雨、积雪、温度等自然环境的影响，轨道电路的时时的发送电流相位差可能不同。因此，例如也可以是，将各判定期间的电流矢量轨迹按季节、时段、晴雨等气象条件之类的测量时的状况进行分类，使用与测量作为判定对象的电流矢量轨迹时的状况一致或近似的过去的电流矢量轨迹，来制作与参照矢量轨迹有关的出现概率分布。

通过同这样制作出的与参照矢量轨迹有关的出现概率分布进行比较，来计算出异常度a来作为针对1次的电流矢量轨迹的评价值。图6是说明异常度a的计算的图。X、Y轴与其它图相同。在图6中，示出了列车占线时的电流矢量轨迹的例子。基于下式(1)来计算出针对1次的电流矢量轨迹的异常度a。

正常度N＝Σp(i)/n

异常度a＝1-N…(1)

“p(i)”是包含表示电流矢量轨迹的各轨迹位置的电流矢量i的区域中的出现概率，“n”是表示电流矢量轨迹的各轨迹位置的电流矢量的数量。

也就是说，正常度N是与构成电流矢量轨迹的各电流矢量i相当的出现概率p(i)的平均值，表示与参照矢量轨迹的一致度。另外，正常度N是出现概率的平均值，因此正常度N为0.0≤N≤1.0的范围内的值，异常度a也为0.0≤a≤1.0的范围内的值。

然后，将计算出的异常度a与规定的阈值进行比较，由此判定相应的轨道电路的状态。例如，如果异常度a超过阈值则判定为异常状态，否则判定为正常状态。此外，也能够阶段性地决定阈值来设置异常的水平，从而阶段性地进行判定。另外，在该情况下，在水平低的情况下，能够判定为有发生异常的预兆。

[功能结构]

图7是轨道电路状态判定装置100的功能结构图。轨道电路状态判定装置100是针对每个交流轨道电路的区间边界设置的多个测量终端200与处理装置300进行通信连接来构成的。

测量终端200被输入设置了该测量终端200的轨道电路的区间边界处的发送侧的轨道电路的发送电压和发送电流，并被输入接收侧的轨道电路的轨道继电器11的触点条件。测量终端200具有相位差计算部202和发送控制部204。

相位差计算部202基于发送侧测量器针对轨道电路的发送机的发送电压和发送电流测量出的测量值，来计算发送电流相对于发送电压的相位差。即，相位差计算部202计算所输入的发送电流相对于发送电压的相位差。

发送控制部204将所输入的发送电压和发送电流以及由相位差计算部202计算出的相位差的各值作为与发送侧的轨道电路有关的测量值、且将所输入的触点条件的值作为与接收侧的轨道电路有关的测量值，与测量日期时间、轨道电路的识别信息相对应地作为测量数据发送到处理装置300。

处理装置300具备输入部302、显示部304、通信部306、处理部310以及存储部330，能够构成为一种计算机。

例如利用按钮开关、触摸面板、键盘等输入装置来实现输入部302，该输入部302将与所进行的操作相应的操作信号输出到处理部310。显示部304例如由LCD(Liquid CrystalDisplay：液晶显示器)、触摸面板等显示装置实现，进行与来自处理部310的显示信号相应的各种显示。例如利用有线或无线的通信装置来实现通信部306，该通信部306经由传输线来与各测量终端200进行通信。

例如利用CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等运算装置来实现处理部310，该处理部310基于存储部330中存储的程序、数据等来向构成处理装置300的各部进行指示或传输数据，进行处理装置300的整体控制。另外，处理部310通过执行存储部330中存储的轨道电路状态判定程序332来作为电流矢量计算部312、电流矢量划分部314、状态判定部316、通知部318、参照矢量轨迹制作部320的各功能块发挥功能。其中，这些功能块也能够通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)等来构成为彼此独立的运算电路。

电流矢量计算部312基于从测量终端200输入的测量值来计算与发送电压相对的发送电流的电流矢量。即，计算出XY正交坐标系中的相对于X轴的相位差θ被设为发送电流相位差、大小被设为发送电流值的电流矢量(x、y)，其中，该X轴以电压矢量为X轴正方向。从测量终端200输入的包括发送电流、发送电流相位差在内的各测量值与测量时刻相对应，因此能够根据各测量时刻下的发送电流和发送电流相位差来计算出该测量时刻下的电流矢量(参照图2)。通过将各测量时刻的电流矢量按照时间序列排列，能够得到电流矢量轨迹。

电流矢量划分部314将由电流矢量计算部312计算出的电流矢量划分为列车占线时和列车非占线时。即，对于按照测量时刻得到的时间序列的电流矢量，将变为满足急剧变化条件的时间点设为列车进入相应的轨道电路的进入时间点，将从该时间点起到电流矢量恢复到满足急剧变化条件之前的电流矢量的附近的时间点为止的期间作为列车的1次通过所花费的列车占线时期间。然后，将列车占线时期间以外的期间作为列车非占线时期间(参照图3A、图3B)。

状态判定部316将由电流矢量划分部314划分出的列车占线时期间中的各期间和列车非占线时期间中的各期间作为1个判定期间，按每个判定期间，根据电流矢量轨迹来对相应的轨道电路的包括正常状态和异常状态在内的状态进行判定。即，按每个判定期间，将该判定期间的电流矢量轨迹与参照矢量轨迹进行比较来计算异常度a，通过将该异常度a与规定的阈值进行比较来判定相应的轨道电路的状态。此时，如果判定期间是列车占线时期间，则与列车占线时的参照矢量轨迹进行比较，如果是列车非占线时期间，则与列车非占线时的参照矢量轨迹进行比较。在本实施方式中，参照矢量轨迹是各位置的出现概率p的分布数据，因此，计算出与构成电流矢量轨迹的各电流矢量相应的位置的出现概率p的平均值来作为正常度N，并且计算出“1.0”减去正常度N所得到的值来作为异常度a(参照图6)。

通知部318进行与状态判定部316的判定结果相应的规定的通知。例如，在状态判定部316判定出异常状态的情况下，能够采用以下的通知：使显示部304显示表示相应的轨道电路异常的消息；从声音输出部进行该消息的声音输出；使与该轨道电路对应的灯点亮。并且，在状态判定时决定了阶段性的多个阈值的情况下，也可以是，根据超过了哪个阈值来通知异常的水平，或者在满足表示异常的预兆的水平的阈值条件的情况下通知有发生异常的预兆。

参照矢量轨迹制作部320制作出用于与电流矢量轨迹进行比较的参照矢量轨迹。具体地说，在本实施方式中，将参照矢量表示为出现概率分布，因此参照矢量轨迹制作部320制作与参照矢量有关的出现概率分布。将过去的电流矢量轨迹分类为列车占线时和列车非占线时，使用列车占线时的电流矢量轨迹来制作与列车占线时的参照矢量轨迹有关的出现概率分布(参照图5B)。另外，使用列车非占线时的电流矢量轨迹来制作与列车非占线时的参照矢量轨迹有关的出现概率分布(参照图5A)。

此时，设为使用从测量日期时间起的过去最近的规定数量的电流矢量轨迹来制作与参照矢量轨迹有关的出现概率分布。此外，也可以是，设定多个分类条件，该分类条件是季节、时段、气象之类的进行测量时的状况的组合，按每个分类条件，使用满足该分类条件的过去的电流矢量轨迹来制作与参照矢量轨迹有关的出现概率分布。另外，电流矢量轨迹在轨道电路的保养作业的前后可能发生变化。因此，也可以是，使用测量日期时间为过去最近的保养作业的实施日期时间以后的电流矢量轨迹，来制作与参照矢量轨迹有关的出现概率分布。

存储部330由硬盘、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)等存储装置实现，存储有用于由处理部310统一控制处理装置300的程序、数据等，并且被用作处理部310的工作区域，临时保存处理部310按照各种程序执行的运算结果、经由输入部302、通信部306输入的输入数据等。在本实施方式中，轨道电路状态判定程序332和轨道电路数据340被存储到存储部330。

轨道电路数据340是按每个轨道电路生成的，与用于识别该轨道电路的轨道电路ID 342相对应地保存有测量数据344、电流矢量轨迹数据346、判定结果数据348、参照矢量轨迹数据350、阈值数据352以及保养作业历史记录数据354。

测量数据344是从相应的测量终端200输入的测量值的数据，具体地说，是与测量时刻相对应的发送电压、发送电流、轨道继电器11的触点条件、发送电压与发送电流的相位差(发送电流相位差)的各测量值的数据。

电流矢量轨迹数据346是列车占线时期间或列车非占线时期间的每个判定期间的电流矢量轨迹的数据，如图8中作为一例所示出的那样，包含与列车占线时期间内的电流矢量轨迹有关的列车占线时数据346a以及与列车非占线时期间内的电流矢量轨迹有关的列车非占线时数据346b。它们均是，与用于识别该电流矢量轨迹的轨迹No.相对应地保存有该电流矢量轨迹以及作为表示进行测量时的状况的附属信息的、测量日、与判定期间相当的测量时段及气象。电流矢量轨迹是测量时段的各测量时刻下的电流矢量的时间序列数据。

判定结果数据348是与针对每个判定期间的电流矢量轨迹的状态判定的结果有关的数据，如图9中作为一例所示出的那样，包含与列车占线时期间内的电流矢量轨迹有关的列车占线时数据348a以及与列车非占线时期间内的电流矢量轨迹有关的列车非占线时数据348b。它们均是，与相应的电流矢量轨迹的轨迹No.相对应地，将在状态判定中使用的参照矢量轨迹的参照No.、异常度、与正常状态及异常状态之类的判定结果相对应地进行保存。

参照矢量轨迹数据350是在状态判定中使用的参照矢量轨迹的数据，如图10中作为一例所示出的那样，包含与列车占线时的电流矢量轨迹有关的列车占线时数据350a以及与列车非占线时的电流矢量轨迹有关的列车非占线时数据350b。它们均是，与用于识别该参照矢量轨迹的参照No.相对应地，将分类条件、采用电流矢量轨迹列表与出现概率分布数据相对应地进行保存。分类条件是在该参照矢量轨迹的制作中使用的电流矢量轨迹的条件，是春夏秋冬之类的季节、白天和夜间之类的时段、晴雨雪之类的气象条件等与进行测量的状况有关的条件的组合。采用电流矢量轨迹列表是在该参照矢量轨迹的制作中使用过的过去的电流矢量轨迹的轨迹No.的列表，是从满足上述的分类条件的过去的电流矢量轨迹中选出的。出现概率分布数据是表示该参照矢量轨迹的数据，是XY平面中的各位置(在本实施方式中为各区域)的出现概率p(0.0≤p≤1.0)的分布数据。

阈值数据352是在针对该轨道电路的状态判定中使用的阈值的数据。

保养作业历史记录数据354是对该轨道电路实施的保养作业的历史记录，例如，将保养作业的实施日期时间、同所实施的保养作业有关的轨道电路的轨道电路ID与所实施的保养作业的内容相对应地进行保存。

[处理的流程]

图11是说明轨道电路状态判定处理的流程的流程图。该处理是处理部310以各轨道电路为对象来并行地执行的。

首先，电流矢量计算部312随时基于从测量终端200输入的测量值来计算出电流矢量(步骤S1)。接下来，电流矢量划分部314根据电流矢量的变化是否满足急剧变化条件来判定列车占线时与非占线时的划分边界。然后，如果判定出划分边界(步骤S3：“是”)，则状态判定部316将从之前的划分到本次的划分作为1个判定期间，根据判定期间的各电流矢量来计算出电流矢量轨迹(步骤S5)。另外，确定判定期间是列车占线时还是列车非占线时(步骤S7)。然后，将计算出的电流矢量轨迹与测量日期时间、时段、气象之类的进行测量时的状况相对应地进行存储(步骤S9)。另外，参照矢量轨迹制作部320根据进行测量时的状况来确定电流矢量轨迹的分类条件，使用满足分类条件的过去的电流矢量轨迹来制作参照矢量轨迹(步骤S11)。

接下来，状态判定部316将电流矢量轨迹与制作出的参照矢量轨迹进行比较，来计算出异常度a(步骤S13)。然后，将计算出的异常度a与阈值进行比较，来判定轨道电路的状态(步骤S15)。之后，通知部318进行轨道电路、判定结果的显示输出之类的规定的通知(步骤S17)。当进行了以上的处理时，返回到步骤S1，重复同样的处理。

[作用效果]

这样，根据本实施方式，能够通过将与发送电压相对的电流矢量轨迹与参照矢量轨迹进行比较这样的新手法，来判定交流轨道电路的状态，该交流轨道电路的状态至少包括是正常状态还是异常状态。另外，在列车占线时和列车非占线时，电流矢量轨迹的变化方式不同，因此通过对其进行区分，能够进行精度高的判定。另外，电流矢量轨迹按每个轨道电路而不同，因此通过使用该轨道电路的过去的电流矢量轨迹来制作参照矢量轨迹，能够形成表现该轨道电路所固有的特征的数据。

并且，轨道电路设置于室外，因此发送电流等的测量值易于受到外部环境的影响。因此，根据进行测量时的状况来对过去的电流矢量轨迹进行分类，按每个分类来制作参照矢量轨迹，将判定对象的电流矢量轨迹与同进行测量时的状况相应的分类的参照矢量轨迹进行比较，由此能够进行精度更高的判定。

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)阈值的设定

例如也可以基于过去的异常度a的时间序列的变化来设定为了判定轨道电路的状态而与基于电流矢量轨迹的异常度a进行比较的阈值。在该情况下，将过去的电流矢量轨迹分为列车占线时和列车非占线时来设定阈值。也可以是，将过去的异常度a的变化例如通过显示于显示部304等来呈现给用户，按照用户利用输入部302进行的操作指示来进行该阈值的设定。并且，也可以是，将过去的电流矢量轨迹按季节、时段、气象条件之类的分类条件进行分类，按每个分类条件，根据相应的电流矢量轨迹的异常度a的变化来设定阈值。

(B)参照矢量轨迹

另外，不是针对每个判定来制作参照矢量轨迹，而是预先制作与多个分类条件分别对应的参照矢量轨迹。然后，将判定对象的电流矢量轨迹与从参照矢量轨迹选择的满足进行测量时的状况的分类条件的参照矢量轨迹进行比较。

附图标记说明

100：轨道电路状态判定装置；200：测量终端；202：相位差计算部；204：发送控制部；300：处理装置；310：处理部；312：电流矢量计算部；314：电流矢量划分部；316：状态判定部；318：通知部；320：参照矢量轨迹制作部；330：存储部；332：轨道电路状态判定程序；340：轨道电路数据；342：轨道电路ID；344：测量数据；346：电流矢量轨迹数据；348：判定结果数据；350：参照矢量轨迹数据；352：阈值数据；354：保养作业历史记录数据。

Claims (6)

1.一种轨道电路状态判定装置，判定交流轨道电路的状态，所述轨道电路状态判定装置具备：

存储部，其存储与发送到所述交流轨道电路的电压相对的电流矢量的参照矢量轨迹；

计算部，其基于发送侧测量器针对所述交流轨道电路的发送机的发送电压和发送电流测量出的测量值，来计算与所述发送电压相对的所述发送电流的电流矢量；以及

判定部，其基于由所述计算部计算出的电流矢量在规定期间的轨迹来计算矢量轨迹，将该矢量轨迹与所述参照矢量轨迹进行比较，来判定所述交流轨道电路的状态。

2.根据权利要求1所述的轨道电路状态判定装置，其特征在于，

所述存储部存储占线时参照矢量轨迹，所述占线时参照矢量轨迹是列车占用了所述交流轨道电路时的所述参照矢量轨迹，

所述判定部根据在列车占用了所述交流轨道电路时由所述计算部计算出的电流矢量来计算矢量轨迹，将该矢量轨迹与所述占线时参照矢量轨迹进行比较。

3.根据权利要求1或2所述的轨道电路状态判定装置，其特征在于，

所述存储部存储非占线时参照矢量轨迹，所述非占线时参照矢量轨迹是列车未占用所述交流轨道电路时的所述参照矢量轨迹，

所述判定部根据在列车未占用所述交流轨道电路时由所述计算部计算出的电流矢量来计算矢量轨迹，将该矢量轨迹与所述非占线时参照矢量轨迹进行比较。

4.根据权利要求2或3所述的轨道电路状态判定装置，其特征在于，

还具备划分部，在由所述计算部计算出的电流矢量满足了规定的急剧变化条件的情况下，所述划分部将从满足时起到恢复到满足该急剧变化条件之前的电流矢量为止的电流矢量划分为列车占线时的电流矢量，将除此以外的电流矢量划分为列车非占线时的电流矢量。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的轨道电路状态判定装置，其特征在于，

在所述存储部中与附属信息相对应地存储多个所述参照矢量轨迹，所述附属信息表示所述交流轨道电路进行动作的季节、时段以及气象条件中的至少1个状况，

所述判定部将与进行所述测量时的所述状况之间满足规定的近似条件的所述参照矢量轨迹选作比较对象来进行所述比较。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的轨道电路状态判定装置，其特征在于，

所述参照矢量轨迹是被基于由所述计算部计算出的过去的电流矢量的矢量轨迹制作为针对各轨迹位置的出现概率分布的数据，

所述判定部基于判定对象的矢量轨迹所经之处的所述出现概率分布上的出现概率，来计算与该判定对象的矢量轨迹有关的评价值，基于该评价值来判定所述交流轨道电路的状态。

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