JP2000313335A - 列車位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軌道回路の列車進出側の端に送信器を接続
し、列車進入側の端に受信器を接続して、列車検知用信
号を監視することにより軌道回路内の列車の有無を検知
する列車位置検出装置において、耐ノイズ性の向上およ
び隣接軌道回路との相互干渉を防止して、信頼性の高い
列車検知を可能にする。 【解決手段】 当該軌道回路と隣接する軌道回路とで異
なる特定周波数の線スペクトルを有する列車検知用の送
信信号Ｓ１をそれぞれ生成し、所定のＰＮ符号で拡散し
て軌道回路に送信し、軌道回路から受信した受信信号Ｓ
３を拡散時に用いた同一のＰＮ符号により逆拡散した
後、スペクトル成分を元の送信信号Ｓ１と照合し、当該
軌道回路の信号成分を分離してその減衰量を測定するこ
とにより、軌道回路内の列車の有無を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、軌道回路上に列
車検知用の信号を送信して列車の存在を検知する列車位
置検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、軌道回路を利用して列車位置の検
出を行うには、レール（軌道）を所定の長さ毎に区分し
て形成された閉そく区間のレールを各軌道回路とし、こ
の軌道回路の列車進出側の端に送信器を接続し、列車進
入側の端に受信器を接続して、軌道回路内の列車の有無
を検知する。軌道回路内に列車が存在しない場合は、送
信器から送信された列車検知のための信号は受信器にて
比較的大きな受信電力で受信される。他方、軌道回路上
の送信−受信間に列車が存在する場合は、軌道回路が列
車の車軸で短絡されるため、その軌道回路の受信器で受
信される信号は著しく減衰する。よって、受信信号の信
号強度を監視し、信号強度が一定レベル以上なら軌道回
路に対して列車無しと判定し、一定レベル以下なら列車
ありと判定する。

【０００３】ところで、軌道回路を構成するレールはノ
イズを受けやすい環境にありＳ／Ｎ比が低くなりやす
い。また、隣接する軌道回路との間がインピーダンスボ
ンドなどで高周波交流信号に対して絶縁されている場合
と、無絶縁の場合とが有るが、無絶縁の場合は隣接軌道
回路との相互干渉を無くす必要がある。このような、隣
接軌道回路との相互干渉および耐ノイズ性が改善された
従来の列車位置検出装置として、列車検知用の送信信号
をＰＮ符号にて拡散し、受信信号からＰＮ符号を抽出し
て、送信に用いたＰＮ符号との一致状態により列車の有
無を判定するものが有る。

【０００４】図１２は、例えば特開平５−２５４４３２
号公報に記載される従来の列車位置検出装置の概略構成
図である。図に示すように、軌道（レール）は複数の軌
道回路区間Ｔ_i（ｉ＝０、１、２、、、）に分割され、
軌道回路Ｔ_iの始端側（列車進出側）と終端側（列車進
入側）とが機器室に電気的に接続されている。機器室に
は送・受信設備が設置される。送信設備としては、信号
発生器１、拡散回路２、および送信器３が設けられ、信
号発生器１により列車検知用の送信信号を発生し、ＰＮ
符号発生器４からの所定のＰＮ符号を用いて拡散回路２
により送信信号を拡散し、拡散された送信信号を増幅し
て軌道回路Ｔ_iの始端側へ送信器３により送出する。ま
た、受信設備としては、受信器５、復調回路６、フィル
タ回路７、および検知回路８が設けられ、軌道回路Ｔ_i
の終端側で受信器５により受信された受信信号を、復調
回路６にて信号発生器１の出力である送信信号で割算処
理した後、フィルタ回路７によりフィルタ処理してＰＮ
符号を抽出する。この抽出されたＰＮ符号と、拡散回路
２で用いた元のＰＮ符号との一致状態を検知回路８で検
出し、その一致状態の有無で軌道回路Ｔ_i内の列車検知
を行う。軌道回路Ｔ_i内に列車が存在するときには、軌
道回路が列車の車軸で短絡されるため受信信号のレベル
が著しく小さく、元のＰＮ符号が抽出できないため、列
車ありと判定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の列車位置検出装
置は以上のように構成されているため、拡散回路２で用
いたＰＮ符号が受信信号から抽出できるかできないかで
軌道回路内の列車検知の判定をしていた。このため、列
車が軌道回路内に無くても、受信信号がノイズや隣接軌
道回路の列車検知用の信号に埋もれて元のＰＮ符号が抽
出できなければ、列車ありと誤検出してしまう。例え
ば、列車が軌道回路へ出入りする際、列車が隣接軌道回
路内にある場合にも受信信号は減衰するため、従来の列
車位置検出装置では、受信信号がノイズや隣接軌道回路
の列車検知用の信号に埋もれて拡散回路２で用いたＰＮ
符号が抽出できなくなることがあり、列車が軌道回路へ
出入りするタイミングを正確に検知できないものであっ
た。また、何らかの異常で受信信号が正常に受信できな
い等により拡散回路２で用いたＰＮ符号が抽出できない
場合にも、列車が軌道回路内にありと判定してしまう等
の問題点があった。

【０００６】この発明は、上記のような問題点を解消す
るために成されたものであって、列車の軌道回路への出
入りが確実に検出でき、耐ノイズ性が向上し、また隣接
軌道回路との相互干渉の無い信頼性の高い列車検知が可
能な列車位置検出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
記載の列車位置検出装置は、列車検知のための送信信号
を発生する信号発生手段と、該送信信号を所定のＰＮ符
号で拡散する信号拡散手段と、軌道回路を形成するレー
ルの一端に上記拡散された送信信号を送出する送出手段
と、該送出された信号を上記軌道回路を形成するレール
の他端から受信する受信手段と、該受信された受信信号
を上記信号拡散手段にて用いた同一のＰＮ符号を用いて
逆拡散する信号逆拡散手段と、該逆拡散した受信信号と
上記信号発生手段にて発生した送信信号とのスペクトル
成分を比較して受信信号強度を測定するスペクトル解析
手段と、上記受信信号強度により上記軌道回路内の列車
の有無を判定する列車検知手段と、を有するものであ
る。

【０００８】またこの発明に係る請求項２記載の列車位
置検出装置は、請求項１において、信号拡散手段による
拡散と信号逆拡散手段による逆拡散との間における送受
信の遅延時間を設定する手段を備え、上記信号拡散手段
にて用いるＰＮ符号のタイミングを上記遅延時間だけ遅
らせて生成したＰＮ符号を上記信号逆拡散手段にて用い
るものである。

【０００９】またこの発明に係る請求項３記載の列車位
置検出装置は、請求項１または２において、信号発生手
段にて発生する送信信号を、搬送波を一定周期の矩形波
により振幅変調し、特定周波数の線スペクトルを有する
ものとし、当該軌道回路と隣接する軌道回路とで、上記
搬送波は同一周波数のものを、上記矩形波は異なる周期
のものを用いることにより、上記送信信号が異なる特定
周波数の線スペクトルを有するものである。

【００１０】またこの発明に係る請求項４記載の列車位
置検出装置は、請求項１または２において、信号発生手
段にて発生する送信信号を、周波数を一定範囲内で任意
に変化させる事ができる搬送波で構成し、当該軌道回路
と隣接する軌道回路とで、異なる周波数の搬送波を用い
ることにより、上記送信信号が異なる特定周波数の線ス
ペクトルを有するものである。

【００１１】またこの発明に係る請求項５記載の列車位
置検出装置は、列車検知のための送信信号、および該送
信信号に用いる搬送波周波数とは異なる周波数の搬送波
を用いた第２の信号をそれぞれ発生する第１および第２
の信号発生手段と、上記送信信号および上記第２の信号
を加算する加算手段と、該加算された信号を所定のＰＮ
符号で拡散する信号拡散手段と、軌道回路を形成するレ
ールの一端に上記拡散された信号を送出する送出手段
と、該送出された信号を上記軌道回路を形成するレール
の他端から受信する受信手段と、上記受信手段で受信さ
れた受信信号を上記信号拡散手段にて用いた同一のＰＮ
符号を用いて逆拡散する信号逆拡散手段と、該逆拡散さ
れた受信信号と上記第１の信号発生手段にて発生した送
信信号とのスペクトル成分を比較して、上記受信信号の
うち上記送信信号に対応する成分の受信信号強度を測定
するスペクトル解析手段と、上記受信信号強度により上
記軌道回路内の列車の有無を判定する列車検知手段と、
を有するものである。

【００１２】またこの発明に係る請求項６記載の列車位
置検出装置は、請求項５において、第２の信号発生手段
で発生する第２の信号が、軌道回路上の列車に対する列
車制御信号であるものである。

【００１３】またこの発明に係る請求項７記載の列車位
置検出装置は、請求項５において、第２の信号発生手段
で発生する第２の信号が、第１の信号発生手段で発生す
る送信信号に用いる搬送波周波数とは異なり、しかも互
いに異なる搬送波周波数を有する複数種の信号で構成さ
れたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
一実施の形態を図について詳細に説明する。図１は、こ
の発明の実施の形態１による列車位置検出装置の概略構
成図である。図において、Ｒは軌道（レール）であり、
複数の軌道回路区間Ｔ_i（ｉ＝０、１、２、、、）に分
割されている。軌道回路Ｔ_iの地点Ｐａ（列車進出側の
端）と地点Ｐｂ（列車進入側の端）とが列車位置検出装
置の機器室に電気的に接続され、機器室から軌道への送
信及び軌道から機器室への受信が行えるようになってい
る。機器室から軌道への送信設備としては、まず、９は
列車検知用の送信信号Ｓ１を発生する信号発生手段とし
ての信号発生器、１０は拡散用の所定のＰＮ符号を発生
するＰＮ符号発生器、１１はＰＮ符号発生器１０からの
ＰＮ符号を用いて送信信号Ｓ１を拡散する信号拡散手段
としての拡散回路、１２は拡散された送信信号Ｓ２を増
幅して軌道回路Ｔ_iの列車進出端であるＰａに送出する
送出手段としてのアンプである。

【００１５】また、軌道からの受信設備としては、１３
は送出された信号を軌道回路Ｔ_iの列車進入端であるＰ
ｂから受信して、その受信信号Ｓ３のノイズ除去を行う
受信手段としてのフィルタ、１４は逆拡散用のＰＮ符号
を発生するＰＮ符号発生器、１５はノイズ除去された受
信信号Ｓ３をＰＮ符号発生器１４からのＰＮ符号を用い
て逆拡散する信号逆拡散手段としての逆拡散回路であ
る。また、１６は逆拡散された受信信号Ｓ４と信号発生
器９で発生される送信信号Ｓ１とのスペクトル成分を比
較するスペクトル解析器である。

【００１６】次に、列車位置検出装置の動作について説
明する。信号発生器１が発生する列車検知用の送信信号
Ｓ１を、周波数ｆｃの搬送波をデータＤｉ（ｔ）にて振
幅変調したものとし、以下に示す。 Ｓ１＝ｓｉｎ（２πｆｃ・ｔ）×Ｄｉ（ｔ） この送信信号Ｓ１は拡散回路１１とスペクトル解析器１
６とへ入力される。一方、ＰＮ符号発生器１０は、所定
のＰＮ符号ＰＮｉ（ｔ）を拡散回路１１へ出力する。拡
散回路１１は、信号発生器９からの送信信号Ｓ１をＰＮ
符号発生器１０からのＰＮ符号と重畳して拡散し、以下
のような拡散された送信信号Ｓ２を出力する。 Ｓ２＝ｓｉｎ（２πｆｃ・ｔ）×Ｄｉ（ｔ）×ＰＮｉ
（ｔ） この拡散された送信信号Ｓ２はアンプ１２へ入力され、
アンプ１２では拡散された送信信号Ｓ２を増幅して地点
Ｐａより軌道回路Ｔ_iに送信する。

【００１７】地点Ｐｂでは軌道回路Ｔ_iから受信信号Ｓ
３を受信して、フィルタ１３にかける。ここで、軌道回
路Ｔ_iによる信号の減衰量をＺｉ、送受信による遅延時
間をτとし、フィルタ１３に入力される受信信号Ｓ３を
以下に示す。 Ｓ３＝Ｚｉ・ｓｉｎ（２πｆｃ・ｔ₁）×Ｄｉ（ｔ₁）×
ＰＮｉ（ｔ₁） ｔ₁＝ｔ−τ フィルタ１３では、受信信号Ｓ３を、送信信号Ｓ１の周
波数帯域外のノイズを除去して逆拡散回路１５へ出力す
る。

【００１８】ＰＮ符号発生器１４は、拡散回路１１に入
力されたものと同種類のＰＮ符号で拡散回路１１での拡
散時に用いた同一のものであるＰＮｉ（ｔ₁）を、受信
信号Ｓ３からの同期捕捉により生成し、逆拡散回路１５
へ出力する。逆拡散回路１５は、受信信号Ｓ３をＰＮ符
号と重畳して逆拡散し、逆拡散された受信信号Ｓ４をス
ペクトル解析器１６へ出力する。ＰＮ符号の性質より、 ＰＮｉ（ｔ₁）×ＰＮｉ（ｔ₁）＝１ 即ち、スペクトル解析器１６に入力される逆拡散された
受信信号Ｓ４は以下に示すものとなる。 Ｓ４＝Ｚｉ・ｓｉｎ（２πｆｃ・ｔ₁）×Ｄｉ（ｔ₁）

【００１９】スペクトル解析器１６は、信号発生器９が
発生した送信信号Ｓ１と逆拡散された受信信号Ｓ４との
スペクトル成分を比較する。このスペクトル分布を図２
に示す。図に示すように、逆拡散された受信信号Ｓ４の
ノイズを含んだスペクトル成分から、送信信号Ｓ１のス
ペクトル形状に対応したスペクトルを見つけ出し、その
スペクトル強度（受信信号強度）を測定し、元の送信信
号Ｓ１のスペクトルと比較し、減衰量Ｚｉを求める。軌
道回路Ｔ_i内に列車が無い場合は、主に軌道回路Ｔ_iの長
さにより決定される量のみの減衰であるが、軌道回路Ｔ
_i内に列車がある場合は、それより大きく（例えば、３
０ｄＢ程度）減衰する。

【００２０】この実施の形態によると、列車検知用の送
信信号Ｓ１をＰＮ符号により拡散して軌道回路に送信
し、軌道回路からの受信信号Ｓ３を再びＰＮ符号を用い
て逆拡散する。このため、受信信号Ｓ３に対して無視し
得ないレベルのノイズが存在する場合でも、逆拡散する
と、送信信号Ｓ１のスペクトル形状に対応したスペクト
ルを逆拡散された受信信号Ｓ４から容易に見つけ出すこ
とができる。これにより正確に軌道回路による信号の減
衰量Ｚｉが求められる。上記のように、減衰量Ｚｉは軌
道回路内の列車の有無により大きく変化するので、Ｚｉ
を監視する事で軌道回路内の列車の有無を確実に検知で
き、列車の軌道回路への出入りも確実に検出できる。

【００２１】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２について説明する。図３は、この発明の実施の形態
２による列車位置検出装置の概略構成図である。図にお
いて、９〜１６は上記実施の形態と同じもの、１７は拡
散回路１１での拡散と逆拡散回路１５での逆拡散との間
における送受信の遅延時間を設定する遅延時間設定器で
ある。ＰＮ符号発生器１０はＰＮ符号を発生し、このＰ
Ｎ符号を拡散回路１１へ出力すると共に、ＰＮ符号の各
周期の先頭にてタイミングパルスを受信側のＰＮ符号発
生器１４へ出力する。一方、遅延時間設定器１７では所
定の遅延時間τを設定し、この遅延時間τを受信側のＰ
Ｎ符号発生器１４へ出力する。ＰＮ符号発生器１４は、
入力されたタイミングパルスから、送信側のＰＮ符号発
生器１０で発生させたＰＮ符号を遅延時間設定器１７の
設定した遅延時間τだけ遅れたタイミングにて生成し、
逆拡散回路１５に送る。

【００２２】図４に、送信側のＰＮ符号発生器１０が生
成する拡散用ＰＮ符号とタイミングパルス、および受信
側のＰＮ符号発生器１５が生成する逆拡散用ＰＮ符号の
タイミングを示す。列車検知用の送信信号Ｓ１が拡散回
路１１で拡散されてから逆拡散回路１５に到達するまで
の間に、軌道回路Ｔ_iによる伝送遅延および送受信機器
での処理遅延が発生する。このため、拡散回路１１で用
いたＰＮ符号をそのまま逆拡散回路１５で用いることは
できず、逆拡散された受信信号Ｓ４の信号強度が最大に
なるように、遅延時間設定器１７により遅延時間τを設
定し、ＰＮ符号発生器１４は送信側のＰＮ符号発生器１
０が生成する拡散用ＰＮ符号からτだけ遅れて逆拡散用
のＰＮ符号を発生する。これにより上記実施の形態１と
同様に、拡散回路１１での拡散時に用いたＰＮ符号ＰＮ
ｉ（ｔ）と同一のＰＮ符号ＰＮｉ（ｔ₁）、（ｔ₁＝ｔ−
τ）が生成でき、それを用いて逆拡散する。なお、最適
な遅延時間は軌道回路および送受信機器の組み合わせに
より変化するものであり、遅延時間設定器１７で任意に
値を設定できるようにする。

【００２３】この実施の形態では、遅延時間設定器１７
を備えて、遅延時間を設定することにより、逆拡散用Ｐ
Ｎ符号を、拡散回路１１での拡散時に用いたＰＮ符号と
同一になるように発生する。受信信号Ｓ３からの同期捕
捉により逆拡散用ＰＮ符号の発生を行う上記実施の形態
１では、受信信号Ｓ３が減衰してレベルが著しく小さく
なったり、ノイズに埋もれてしまったりしたときに、同
期捕捉を良好に行えず、逆拡散用ＰＮ符号が信頼性良く
発生できない場合があるが、この実施の形態では、予め
遅延時間を設定すれば、受信信号Ｓ３のレベルに係わら
ず、確実に逆拡散が行えるため、信頼性の高い列車検知
が可能になる。

【００２４】実施の形態３．次に、この発明の実施の形
態３について説明する。図５は、この発明の実施の形態
３による列車位置検出装置の概略構成図である。図にお
いて、１６は上記実施の形態１と同じもの、１２ａ、１
２ｂは入力信号を増幅してそれぞれ軌道回路Ｔ_iおよび
隣接軌道回路Ｔ_i-1の列車進出端に送信するアンプ、１
８ａ、１８ｂはそれぞれ軌道回路Ｔ_i、Ｔ_i-1への列車検
知用の送信信号Ｓ１_i、Ｓ１_i-1を発生、拡散、送出する
送信器であり、１９は軌道回路Ｔ_iからの受信信号Ｓ３_i
を受信して逆拡散する地上受信器である。なお、拡散用
および逆拡散用のＰＮ符号発生器と遅延時間設定器の図
示を便宜上省略する。軌道回路Ｔ_iと軌道回路Ｔ_i-1との
送信器１８ａ、１８ｂの構成を図６に示す。図に示すよ
うに、送信器１８ａ、１８ｂは、それぞれ信号発生手段
としての信号発生器９ａ、９ｂと信号拡散手段としての
拡散回路１１ａ、１１ｂとを備える。信号発生器９ａ、
９ｂにより、同一の搬送波に異なるデータ系列（データ
１、データ２）を重畳して列車検知用の送信信号Ｓ
１_i、Ｓ１_i-1をそれぞれ発生し、拡散回路１１ａ、１１
ｂにおいて同一のＰＮ符号を用いてそれぞれ拡散する。
ここでＰＮ符号は、図示しないＰＮ符号発生器で発生さ
れ、拡散回路１１ａ、１１ｂに入力されたものとする。

【００２５】軌道回路Ｔ_iの送信器１８ａからは、拡散
された送信信号Ｓ２_iがアンプ１２ａを介して軌道回路
Ｔ_iの列車進出端である地点Ｐａに送信され、拡散前の
送信信号Ｓ１_iがスペクトル解析器１６へ出力される。
列車進入端である地点Ｐｂでは、受信器１９により軌道
回路Ｔ_iから受信信号Ｓ３_iを受信して、拡散回路１１ａ
での拡散時に用いた同一のＰＮ符号と重畳して逆拡散
し、逆拡散された受信信号Ｓ４_iをスペクトル解析器１
６へ出力する。ここで、逆拡散に用いるＰＮ符号は、図
示しない遅延時間設定器およびＰＮ符号発生器を用いて
上記実施の形態２と同様の方法で生成するものとする。

【００２６】一方、隣接の軌道回路Ｔ_i-1においても同
様に送受信が行われる。軌道回路Ｔ_{i -1}の送信器１８ｂ
からは、拡散された送信信号Ｓ２_i-1がアンプ１２ｂを
介して軌道回路Ｔ_i-1の列車進出端Ｐｂに送信される。
隣接軌道回路との間が無絶縁の場合、この地点Ｐｂは、
軌道回路Ｔ_iの受信を行う列車進入端であると同時に、
軌道回路Ｔ_i-1の送信を行う列車進出端であるため、軌
道回路Ｔ_iの受信器１９では、軌道回路Ｔ_iからだけでな
く軌道回路Ｔ_i-1からの拡散された送信信号Ｓ２_{i- 1}も受
信し、受信信号Ｓ３_iは軌道回路Ｔ_i-1からの信号成分も
含むものとなる。受信信号Ｓ３_iの中で、軌道回路Ｔ_iの
列車検知用の信号成分は地点Ｐａの送信から地点Ｐｂの
受信までの減衰Ｚｉが有るのに対して、軌道回路Ｔ_i-1
の列車検知用の信号成分はほとんど減衰無しで受信され
るため、受信器１９には隣接軌道回路Ｔ_i-1の列車検知
用の信号が軌道回路Ｔ_iの列車検知用の信号より大きな
電力で受信される。

【００２７】ところで、上記のように、軌道回路Ｔ_iと
隣接軌道回路Ｔ_i-1とでは同一の搬送波に異なるデータ
系列（データ１、データ２）を重畳して生成した列車検
知用の送信信号Ｓ１_i、Ｓ１_i-1をそれぞれ用いており、
例えば図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、軌道回路
Ｔ_iに重畳するデータ１は周波数ｆ１の矩形波、軌道回
路Ｔ_i-1に重畳するデータ２は周波数ｆ２の矩形波と
し、搬送波をこのような一定周期の矩形波により振幅変
調して列車検知用の送信信号Ｓ１_i、Ｓ１_i-1を生成す
る。これにより、列車検知用の送信信号Ｓ１_i、Ｓ１_i-1
のスペクトル分布は、搬送波周波数±ｆ１（あるいはｆ
２）の特定周波数の線スペクトルとなる。このため、受
信信号Ｓ３_iは軌道回路Ｔ_iからだけでなく軌道回路Ｔ
_i-1からの大きな信号成分をノイズとして含むものであ
るが、それぞれの信号成分は、逆拡散後の受信信号Ｓ４
_iのスペクトル分布の中で、図７（ｃ）に示すように搬
送波周波数±ｆ１（あるいはｆ２）の特定周波数の線ス
ペクトルとなる。スペクトル解析器１６により、軌道回
路Ｔ_iからの信号成分である搬送波周波数±ｆ１の線ス
ペクトルについて、減衰量Ｚｉを求め、Ｚｉを監視する
事で軌道回路Ｔ_i内の列車の有無を検知する。

【００２８】この実施の形態では、列車検知用の送信信
号Ｓ１を、データとして一定周期の矩形波を搬送波に重
畳することで振幅変調して生成するものとし、軌道回路
Ｔ_iと隣接軌道回路Ｔ_i-1とでデータとなる矩形波に周期
の異なるものを用いることにより、送信信号Ｓ１_i、Ｓ
１_i-1のスペクトル分布をそれぞれ異なる特定周波数の
線スペクトルとする。このため、隣接軌道回路との間が
無絶縁で隣接軌道回路Ｔ_i-1からの列車検知用の信号成
分が大きなレベルで受信されても、十分な分解能を有す
るスペクトル解析器１６により、軌道回路Ｔ_iからの列
車検知用の信号成分の線スペクトル強度を、受信信号Ｓ
４_iの中から容易に分離して測定できる。これにより正
確に軌道回路Ｔ_iによる信号の減衰量Ｚｉが求められ、
減衰量Ｚｉは軌道回路Ｔ_i上の列車の有無により大きく
変化するので、Ｚｉを監視する事で軌道回路Ｔ_i内の列
車の有無を確実に検知できる。

【００２９】なお、この実施の形態では、軌道回路Ｔ_i
と隣接軌道回路Ｔ_i-1とでは拡散に用いるＰＮ符号を同
一のものとしたが、異なるＰＮ符号を用いても良く、同
様の効果を奏する。

【００３０】実施の形態４．上記実施の形態３では、軌
道回路Ｔ_iと隣接軌道回路Ｔ_i-1とでデータとなる矩形波
に周期の異なるものを用いて、搬送波を振幅変調した
が、テータを用いずに周波数の異なる搬送波をそのまま
列車検知用の送信信号Ｓ１_i、Ｓ１_i-1に用いることによ
り、それぞれ特定周波数の線スペクトルを有する様にし
ても良い。図８に示すように、軌道回路Ｔ_iの列車検知
用の送信信号Ｓ１_iには周波数ｆc_iの搬送波を、軌道回
路Ｔ_i-1の列車検知用の送信信号Ｓ１_i-1には周波数ｆc
_i-1の搬送波をそのまま用い、これらを上記実施の形態
３と同様にそれぞれ拡散して軌道回路Ｔ_i、Ｔ_i-1へ送信
する。これにより、列車検知用の送信信号Ｓ１_i、Ｓ１_i
-1のスペクトル分布は、搬送波周波数ｆc_i（またはｆc
_i-1）の線スペクトルとなる。このため、受信信号Ｓ３_i
は軌道回路Ｔ_iからだけでなく軌道回路Ｔ_i-1からの大き
な信号成分をノイズとして含むものであるが、それぞれ
の信号成分は、逆拡散後の受信信号Ｓ４_iのスペクトル分
布の中で、図９に示すように搬送波周波数ｆc_i(または
ｆc_i-1)の特定周波数の線スペクトルとなる。スペクトル
解析器１６により、軌道回路Ｔ_iからの信号成分である
搬送波周波数ｆc_iの線スペクトルについて、減衰量Ｚｉ
を求め、Ｚｉを監視する事で軌道回Ｔ_i内の列車の有無を
検知する。

【００３１】このため、上記実施の形態３と同様に、隣
接軌道回路との間が無絶縁で隣接軌道回路Ｔ_i-1からの
列車検知用の信号成分が大きなレベルで受信されても、
正確に軌道回路Ｔ_iによる信号の減衰量Ｚｉが求めら
れ、Ｚｉを監視する事で軌道回路Ｔ_i内の列車の有無を
確実に検知できる。また搬送波周波数の変化量は、スペ
クトル解析器１６の分解能以上であれば自由に設定でき
るので、複雑な軌道回路構成で、複数の隣接軌道回路か
らノイズが入る場合でも十分に対応ができる。

【００３２】なお、この場合も軌道回路Ｔ_iと隣接軌道
回路Ｔ_i-1とでは拡散に用いるＰＮ符号に異なるＰＮ符
号を用いても良く、同様の効果を奏する。また、上記実
施の形態３および４による列車位置検出装置は、隣接軌
道回路との間が無絶縁の場合に特に効果的であるが、同
様の装置構成で隣接軌道回路との間が絶縁された場合に
も適用でき、この場合、受信信号Ｓ３_iは軌道回路Ｔ_iか
らのみ受信される。

【００３３】実施の形態５．次に、この発明の実施の形
態５について説明する。図１０は、この発明の実施の形
態５による列車位置検出装置の概略構成図である。図に
おいて、９、１１、１２および１６は上記実施の形態１
と同じもの、１９は上記実施の形態４と同じもの、２０
は軌道回路上に存在する列車に対する列車制御信号（Ａ
ＴＣ信号）Ｓ５を発生する第２の信号発生手段としての
ＡＴＣ信号発生器、２１は列車検知用の送信信号Ｓ１と
ＡＴＣ信号Ｓ５とを加算する加算手段としての加算器、
２２はレール電流より列車が信号を受信するための受電
器、２３は列車上において受信信号を逆拡散するための
逆拡散器、２４は逆拡散された受信信号Ｓ８のうちＡＴ
Ｃ信号Ｓ５の帯域のみを取り出すバンドパスフィルタで
ある。なおこの場合も、拡散用および逆拡散用のＰＮ符
号発生器と遅延時間設定器の図示を便宜上省略する。

【００３４】列車検知用の送信信号発生器９は周波数ｆ
ｃ₁の搬送波にて送信信号Ｓ１を発生し、ＡＴＣ信号発
生器２０は周波数ｆｃ₂の搬送波にてＡＴＣ信号Ｓ５を
発生するものとする。加算器２１は、送信信号Ｓ１とＡ
ＴＣ信号Ｓ５とを加算して加算された信号Ｓ６を拡散回
路１１へ出力する。拡散回路１１は、加算器１２からの
加算された信号Ｓ６を図示しないＰＮ符号発生器の生成
したＰＮ符号により拡散し、拡散された信号Ｓ７をアン
プ１２へ出力する。アンプ１２に入力された信号Ｓ７は
増幅されて軌道回路の列車進出端である地点Ｐａに送信
される。軌道回路の列車進入端である地点Ｐｂから地上
の受信器１９で受信された受信信号Ｓ３は、図示しない
ＰＮ符号発生器と遅延時間設定器により生成され、拡散
回路１１での拡散時に用いた同一のＰＮ符号で逆拡散さ
れ、逆拡散された受信信号Ｓ４はスペクトル解析器１６
にて送信信号Ｓ１と照合され、列車検知用の信号成分の
みにつき減衰率を測定して列車の有無判定を行う。

【００３５】一方、軌道回路上に列車がある場合は列車
の受電器２２で受信されて、車上の逆拡散器２３に送ら
れる。逆拡散器２３は、受信された信号に対する同期捕
捉と、送信信号Ｓ１の拡散に用いた同一のＰＮ符号の発
生、及び逆拡散の機能をもっているとし、逆拡散された
信号Ｓ８をバンドパスフィルタ２４へ出力する。バンド
パスフィルタ２４は、逆拡散された信号Ｓ８からＡＴＣ
信号成分のみを取り出すようにフィルタをかけ、ＡＴＣ
用受信信号Ｓ９を取り出す。

【００３６】信号処理のそれぞれの段階におけるスペク
トル分布を図１１に示す。図１１（ａ）は、周波数ｆｃ
₁の搬送波にて生成された列車検知用の送信信号Ｓ１と
周波数ｆｃ₂の搬送波にて生成されたＡＴＣ信号Ｓ５と
が加算された信号Ｓ６のスペクトル分布を示すものであ
る。周波数ｆｃ₁およびｆｃ₂は、列車検知用の送信信号
Ｓ１の帯域とＡＴＣ信号Ｓ５の帯域が重ならないように
選ぶものとする。また、図においてはｆｃ₁＜ｆｃ₂とな
っているが、周波数の上下関係は逆転していてもかまわ
ない。図１１（ｂ）は、加算された信号Ｓ６を拡散回路
１１で拡散した後の拡散された信号Ｓ７のスペクトル分
布を示すものである。ここで、拡散に用いるＰＮ符号の
チップ周波数をｆ_PNとすると、拡散後の送信信号Ｓ１の
帯域はｆｃ₁±ｆ_PNであり、拡散後のＡＴＣ信号Ｓ５の
帯域はｆｃ₂±ｆ_PNである。このため、 （ｆｃ₂−ｆｃ₁）＜＜ｆ_PN とすることにより、軌道回路で使用する周波数帯域をほ
とんど変えることなく、列車検知用の送信信号Ｓ１とＡ
ＴＣ信号Ｓ５とを同時に送信できる。

【００３７】図１１（ｃ）は、車上の逆拡散器２３で逆
拡散された信号Ｓ８のスペクトル分布を示すものであ
る。ここで、このスペクトル分布は、拡散前の加算され
た信号Ｓ６と周波数帯域が同一になる。図１１（ｄ）
は、逆拡散された信号Ｓ８からバンドパスフィルタ２４
によりＡＴＣ信号成分のみを取り出したＡＴＣ用受信信
号Ｓ９のスペクトル分布を示すものである。列車検知用
の送信信号成分とＡＴＣ信号成分とは、拡散した状態で
は帯域の大部分に重なりがあるが（図１１（ｂ）参
照）、逆拡散後には重なりがなくなるので（図１１
（ｃ）参照）、バンドパスフィルタ２４により容易に分
離ができる（図１１（ｄ）参照）。

【００３８】地上の受信器１９で受信して逆拡散した後
の逆拡散された受信信号Ｓ４については、上記実施の形
態４と同様にスペクトル解析器１６にて送信信号Ｓ１と
照合して、列車検知用の信号成分のみ分離して減衰率を
測定し、軌道回路上の列車の有無を検知する。

【００３９】この実施の形態では、列車検知用の送信信
号Ｓ１とＡＴＣ信号Ｓ５とを、異なる搬送波周波数を用
いることにより、使用する信号帯域を殆ど変えることな
く同時に送信することが可能になり、容易に受信側で分
離することができる。これにより、従来別の機器構成で
送信されていた異種類の信号を、列車検知用の送信信号
Ｓ１と同時送信して扱うことができ、簡略な装置構成
で、複数種の信号を扱うことが可能になる。

【００４０】なお、この場合、異なる搬送波周波数を用
いて列車検知用の送信信号Ｓ１と同時送信する第２の信
号をＡＴＣ信号Ｓ５としたが、これに限るものではな
く、またさらに第２の信号は、列車検知用の送信信号Ｓ
１と搬送波周波数が異なり、しかも互いに異なる搬送波
周波数を有する複数種の信号で構成されたものでも良
く、上記実施の形態と同様に、地上の受信器１９で受信
し逆拡散した後の信号から列車検知用の信号成分のみ信
頼性良く容易に分離できる。

【００４１】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る請求項１記
載の列車位置検出装置は、列車検知のための送信信号を
発生する信号発生手段と、該送信信号を所定のＰＮ符号
で拡散する信号拡散手段と、軌道回路を形成するレール
の一端に上記拡散された送信信号を送出する送出手段
と、該送出された信号を上記軌道回路を形成するレール
の他端から受信する受信手段と、該受信された受信信号
を上記信号拡散手段にて用いた同一のＰＮ符号を用いて
逆拡散する信号逆拡散手段と、該逆拡散した受信信号と
上記信号発生手段にて発生した送信信号とのスペクトル
成分を比較して受信信号強度を測定するスペクトル解析
手段と、上記受信信号強度により上記軌道回路内の列車
の有無を判定する列車検知手段と、を有するため、列車
の軌道回路への出入りが確実に検出でき、耐ノイズ性が
向上した信頼性の高い列車検知が可能な列車位置検出装
置が得られる。

【００４２】またこの発明に係る請求項２記載の列車位
置検出装置は、請求項１において、信号拡散手段による
拡散と信号逆拡散手段による逆拡散との間における送受
信の遅延時間を設定する手段を備え、上記信号拡散手段
にて用いるＰＮ符号のタイミングを上記遅延時間だけ遅
らせて生成したＰＮ符号を上記信号逆拡散手段にて用い
るため、逆拡散用ＰＮ符号が信頼性良く発生でき、受信
信号のレベルに係わらず確実に逆拡散が行うことがで
き、信頼性の高い列車位置の検出が可能になる。

【００４３】またこの発明に係る請求項３記載の列車位
置検出装置は、請求項１または２において、信号発生手
段にて発生する送信信号を、搬送波を一定周期の矩形波
により振幅変調し、特定周波数の線スペクトルを有する
ものとし、当該軌道回路と隣接する軌道回路とで、上記
搬送波は同一周波数のものを、上記矩形波は異なる周期
のものを用いることにより、上記送信信号が異なる特定
周波数の線スペクトルを有するため、隣接軌道回路との
間が無絶縁の場合にも信頼性の高い列車位置の検出が可
能になる。

【００４４】またこの発明に係る請求項４記載の列車位
置検出装置は、請求項１または２において、信号発生手
段にて発生する送信信号を、周波数を一定範囲内で任意
に変化させる事ができる搬送波で構成し、当該軌道回路
と隣接する軌道回路とで、異なる周波数の搬送波を用い
ることにより、上記送信信号が異なる特定周波数の線ス
ペクトルを有するため、隣接軌道回路との間が無絶縁の
場合にも信頼性の高い列車位置の検出が可能になる。

【００４５】またこの発明に係る請求項５記載の列車位
置検出装置は、列車検知のための送信信号、および該送
信信号に用いる搬送波周波数とは異なる周波数の搬送波
を用いた第２の信号をそれぞれ発生する第１および第２
の信号発生手段と、上記送信信号および上記第２の信号
を加算する加算手段と、該加算された信号を所定のＰＮ
符号で拡散する信号拡散手段と、軌道回路を形成するレ
ールの一端に上記拡散された信号を送出する送出手段
と、該送出された信号を上記軌道回路を形成するレール
の他端から受信する受信手段と、上記受信手段で受信さ
れた受信信号を上記信号拡散手段にて用いた同一のＰＮ
符号を用いて逆拡散する信号逆拡散手段と、該逆拡散さ
れた受信信号と上記第１の信号発生手段にて発生した送
信信号とのスペクトル成分を比較して、上記受信信号の
うち上記送信信号に対応する成分の受信信号強度を測定
するスペクトル解析手段と、上記受信信号強度により上
記軌道回路内の列車の有無を判定する列車検知手段と、
を有するため、簡略な装置構成で、列車検知のための送
信信号を他の第２の信号と共に同時送信できて容易に信
頼性良く分離でき、信頼性の高い列車位置の検出が可能
になる。

【００４６】またこの発明に係る請求項６記載の列車位
置検出装置は、請求項５において、第２の信号発生手段
で発生する第２の信号が、軌道回路上の列車に対する列
車制御信号であるため、簡略な装置構成で、列車検知の
ための送信信号を列車制御信号と共に同時送信できて容
易に信頼性良く分離でき、信頼性の高い列車位置の検出
が可能になる。

【００４７】またこの発明に係る請求項７記載の列車位
置検出装置は、請求項５において、第２の信号発生手段
で発生する第２の信号が、第１の信号発生手段で発生す
る送信信号に用いる搬送波周波数とは異なり、しかも互
いに異なる搬送波周波数を有する複数種の信号で構成さ
れたため、簡略な装置構成で、列車検知のための送信信
号を他の複数種の信号と共に同時送信できて容易に信頼
性良く分離でき、信頼性の高い列車位置の検出が可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による列車位置検出
装置の概略構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による列車位置検出
装置のスペクトル解析器によるスペクトル分布を示す図
である。

【図３】 この発明の実施の形態２による列車位置検出
装置の概略構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による拡散用ＰＮ符
号と逆拡散用ＰＮ符号のタイミングを示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態３による列車位置検出
装置の概略構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態３による列車位置検出
装置の送信器の構成を示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態３による送信信号のデ
ータおよび受信信号のスペクトル分布を示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態４による列車位置検出
装置の送信器の構成を示す図である。

【図９】 この発明の実施の形態４による受信信号のス
ペクトル分布を示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態５による列車位置検
出装置の概略構成図である。

【図１１】 この発明の実施の形態５による信号のスペ
クトル分布を示す図である。

【図１２】 従来の列車位置検出装置の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

９，９ａ，９ｂ 信号発生手段としての信号発生器、１
１，１１ａ，１１ｂ 信号拡散手段としての拡散回路、
１２ 送出手段としてのアンプ、１３ 受信手段として
のフィルタ、１５ 信号逆拡散手段としての逆拡散回
路、１６ スペクトル解析手段としてのスペクトル解析
器、１７ 遅延時間設定手段としての遅延時間設定器、
１８ａ，１８ｂ 送信器、１９ 受信器、２０ 第２の
信号発生手段としてのＡＴＣ信号発生器、２１ 加算手
段としての加算器、Ｓ１，Ｓ１_i，Ｓ１_i-1 送信信号、
Ｓ２，Ｓ２_i，Ｓ２_i-1 拡散された送信信号、Ｓ３，Ｓ
３_i 受信信号、Ｓ４，Ｓ４_i 逆拡散された受信信号、
Ｓ５ 第２の信号としてのＡＴＣ信号、Ｓ６ 加算され
た信号、Ｓ７ 拡散された信号。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列車検知のための送信信号を発生する信
   号発生手段と、該送信信号を所定のＰＮ符号で拡散する
   信号拡散手段と、軌道回路を形成するレールの一端に上
   記拡散された送信信号を送出する送出手段と、該送出さ
   れた信号を上記軌道回路を形成するレールの他端から受
   信する受信手段と、該受信された受信信号を上記信号拡
   散手段にて用いた同一のＰＮ符号を用いて逆拡散する信
   号逆拡散手段と、該逆拡散した受信信号と上記信号発生
   手段にて発生した送信信号とのスペクトル成分を比較し
   て受信信号強度を測定するスペクトル解析手段と、上記
   受信信号強度により上記軌道回路内の列車の有無を判定
   する列車検知手段と、を有する事を特徴とする列車位置
   検出装置。
2. 【請求項２】 信号拡散手段による拡散と信号逆拡散手
   段による逆拡散との間における送受信の遅延時間を設定
   する手段を備え、上記信号拡散手段にて用いるＰＮ符号
   のタイミングを上記遅延時間だけ遅らせて生成したＰＮ
   符号を上記信号逆拡散手段にて用いることを特徴とする
   請求項１記載の列車位置検出装置。
3. 【請求項３】 信号発生手段にて発生する送信信号を、
   搬送波を一定周期の矩形波により振幅変調し、特定周波
   数の線スペクトルを有するものとし、当該軌道回路と隣
   接する軌道回路とで、上記搬送波は同一周波数のもの
   を、上記矩形波は異なる周期のものを用いることによ
   り、上記送信信号が異なる特定周波数の線スペクトルを
   有することを特徴とする請求項１または２記載の列車位
   置検出装置。
4. 【請求項４】 信号発生手段にて発生する送信信号を、
   周波数を一定範囲内で任意に変化させる事ができる搬送
   波で構成し、当該軌道回路と隣接する軌道回路とで、異
   なる周波数の搬送波を用いることにより、上記送信信号
   が異なる特定周波数の線スペクトルを有することを特徴
   とする請求項１または２記載の列車位置検出装置。
5. 【請求項５】 列車検知のための送信信号、および該送
   信信号に用いる搬送波周波数とは異なる周波数の搬送波
   を用いた第２の信号をそれぞれ発生する第１および第２
   の信号発生手段と、上記送信信号および上記第２の信号
   を加算する加算手段と、該加算された信号を所定のＰＮ
   符号で拡散する信号拡散手段と、軌道回路を形成するレ
   ールの一端に上記拡散された信号を送出する送出手段
   と、該送出された信号を上記軌道回路を形成するレール
   の他端から受信する受信手段と、上記受信手段で受信さ
   れた受信信号を上記信号拡散手段にて用いた同一のＰＮ
   符号を用いて逆拡散する信号逆拡散手段と、該逆拡散さ
   れた受信信号と上記第１の信号発生手段にて発生した送
   信信号とのスペクトル成分を比較して、上記受信信号の
   うち上記送信信号に対応する成分の受信信号強度を測定
   するスペクトル解析手段と、上記受信信号強度により上
   記軌道回路内の列車の有無を判定する列車検知手段と、
   を有する事を特徴とする列車位置検出装置。
6. 【請求項６】 第２の信号発生手段で発生する第２の信
   号が、軌道回路上の列車に対する列車制御信号であるこ
   とを特徴とする請求項５記載の列車位置検出装置。
7. 【請求項７】 第２の信号発生手段で発生する第２の信
   号が、第１の信号発生手段で発生する送信信号に用いる
   搬送波周波数とは異なり、しかも互いに異なる搬送波周
   波数を有する複数種の信号で構成されたことを特徴とす
   る請求項５記載の列車位置検出装置。