JP2001001898A - 鉄道用障害物検知装置 - Google Patents

鉄道用障害物検知装置

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JP2001001898A
JP2001001898A JP11176333A JP17633399A JP2001001898A JP 2001001898 A JP2001001898 A JP 2001001898A JP 11176333 A JP11176333 A JP 11176333A JP 17633399 A JP17633399 A JP 17633399A JP 2001001898 A JP2001001898 A JP 2001001898A
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Japan
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obstacle
railway
signal
detecting
vehicle
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Takeshi Ujiie
氏家  健
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Nippon Signal Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】踏切道内だけでなく鉄道線路内の障害物を自動
で検知して、列車の安全な運行に反映させることのでき
る鉄道用障害物検知装置を提供する。 【解決手段】本装置は、列車T上に装備される車上部1
と、地上側に設けられる応答器2とを備え、走行する列
車T上において線路内に存在する障害物Oを検知し、そ
の結果を地上側に伝達する構成である。車上部1は、周
波数変調された信号を地上側に送信し、その反射信号を
受信して処理することにより求めた列車から反射面まで
の距離Dを基に、線路内の障害物Oの存在を検知する障
害物検知ブロック10と、その検知結果を地上側に送信
する情報送信ブロック30とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道線路内に存在
する運行上の障害物を検知する鉄道用障害物検知装置に
関し、特に、鉄道車両上において障害物を検知するよう
にした鉄道用障害物検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば鉄道踏切などには、赤外線
式またはレーザー式の送受光器を利用した障害物検知装
置が設置され、踏切道内の障害物の検知が行われてきた
(「鉄道技術者のための電気概論(信号シリーズ8);
踏切保安装置」、日本鉄道電気技術協会、p59〜77など
を参照のこと)。
【0003】このような従来の障害物検知装置は、例え
ば、変調された制御光を発光する発光器と、この光線を
受光し検知リレーを動作させる機能をもった受光器とで
構成され、これらを組み合わせて踏切上に光線網を配光
し、この光線が一定時分継続して遮断されたとき、これ
を障害物として検知する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の障害物検知装置では、発光器および受光器
を対向させて光軸合わせを行う必要があり、かつ、発光
器および受光器の設置台数も多くなるため、装置の設置
および保守作業が煩雑であるという問題があった。
【0005】また、上記のような障害物検知装置は、全
線路上に設置することが使用上不可能である。このた
め、踏切道以外の障害物の検知は列車運転手等の目視に
よって行われているのが現状である。線路上に障害物が
現れた時には、その障害物をいち早く検知して安全な車
両運行を行う必要があるので、踏切道内に限らず全線路
上において障害物を自動的に検知し、その検知情報を車
両運行に迅速に反映させることのできる技術の実現が望
まれる。
【0006】本発明は上記の点に着目してなされたもの
で、踏切道内だけでなく鉄道線路内の障害物を自動で検
知して、列車の安全な運行に反映させることのできる鉄
道用障害物検知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】上記の目的を達成するた
め本発明は、鉄道線路内の障害物を検知する障害物検知
手段を鉄道車両上に備え、該鉄道車両の走行に伴って前
記障害物の検知を行う構成としたものである。
【0008】かかる構成によれば、鉄道車両の運行に伴
って鉄道線路内に存在する障害物の検知を随時行うこと
が可能となり、従来のように踏切道内だけに限らず、全
線路上の障害物が自動的に検知されるようになる。
【0009】また、上記鉄道用障害物検知装置の具体的
な構成としては、前記障害物検知手段が、周波数変調し
た送信信号を鉄道線路内の地上面に向けて送信する送信
部と、前記送信信号が地上側で反射された反射信号を受
信する受信部と、該受信部で受信された反射信号および
前記送信信号を基に、地上側の反射面までの距離を演算
する信号処理部と、該信号処理部で演算された距離に基
づいて、前記障害物の有無を判断する障害物検知部と、
を備えるようにしてもよい。
【0010】前述の鉄道用障害物検知装置については、
鉄道車両上から送信される情報を地上側で受信する情報
受信手段を備え、前記障害物検知手段が、前記障害物の
検知結果を示す情報を前記情報受信手段に送信する情報
送信部を備えるようにしてもよい。さらに、前記情報受
信手段は、受信した情報を、鉄道線路上の車両運行を管
理する運行管理装置に伝達可能としても構わない。
【0011】かかる構成によれば、車上側で検知された
線路上の障害物に関する情報が、情報送信部を介して地
上側の情報受信手段に伝達されるようになる。さらに、
その情報が運行管理装置に伝達されることで、障害物の
検知結果に従った車両運行の管理が行われるようにな
る。
【0012】また、前述の鉄道用障害物検知装置につい
ては、前記障害物検知手段が、前記障害物の検知結果を
示す情報を、鉄道車両上に装備された無線通信手段に伝
達する構成としてもよい。
【0013】かかる構成によれば、車上側で検知された
線路上の障害物に関する情報が、無線通信手段を介し
て、他の鉄道車両や地上側の機器に伝達されるようにな
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、第1の実施形態にかかる鉄
道用障害物検知装置の構成を示す図である。
【0015】図1において、本装置は、列車T上に装備
される障害物検知手段としての車上部1と、地上側に設
けられる情報受信手段としての応答器2とを備え、走行
する列車T上において線路内に存在する障害物Oを検知
し、その結果を地上側に伝達する構成である。
【0016】車上部1は、障害物検知ブロック10と、
情報送信部としての情報送信ブロック30とに大別され
る。障害物検知ブロック10は、例えば、発振器11、
FM変調器12、分配器13、増幅器14,18、サー
キュレータ15、計測用アンテナ16、ミキサ17、バ
ンドパスフィルタ(BPF)19、A/Dコンバータ2
0、信号処理回路21、高度照査部22および障害物検
知回路23を有する。
【0017】発振器11は、FM変調器12から出力さ
れる所要の変調信号に従って周波数が変化する連続波
(Continuous Wave;CW)を発生する。分配器13
は、発振器11からの周波数変調された信号を2分岐し
て出力する。増幅器14は、分配器13で2分岐された
一方の信号を所要のレベルまで増幅して出力する。サー
キュレータ15は、増幅器14の出力端子に接続される
端子a、計測用アンテナ16に接続される端子bおよび
ミキサ17の一方の入力端子に接続される端子cを有
し、端子aから端子b、端子bから端子c、端子cから
端子aの一方向にのみ信号を伝達する。計測用アンテナ
16は、地上面に対向する列車Tの下面に取り付けら
れ、増幅器14からサーキュレータ15を介して伝達さ
れた信号を所要の俯角で送信すると共に、該送信信号が
地面、枕木または障害物等で反射された反射信号を受信
してサーキュレータ15に送る。ミキサ17は、分配器
13で2分岐された他方の信号と、計測用アンテナ16
からサーキュレータ15を介して送られる反射信号とを
混合して検波を行い、送信信号と反射信号の差周波数を
示す信号を発生する。増幅器18は、ミキサ17からの
信号を所要のレベルまで増幅して出力する。バンドパス
フィルタ19は、所要の通過帯域を持ち、増幅器18か
ら送られる信号に含まれる不要な周波数成分を除去す
る。A/Dコンバータ20は、バンドパスフィルタ19
を通過したアナログ信号をディジタル信号に変換する。
信号処理回路21は、A/Dコンバータ20から送られ
てくる信号を用い、送信信号と反射信号の差周波数を基
にして、列車Tの下面(計測用アンテナ16面)から地
上の反射面(地面、枕木または障害物等)までの距離
(高度)Dを演算する。高度照査部22は、信号処理回
路21で演算された距離Dと予め設定された閾値との大
小関係を比較した信号を生成する。この閾値は、線路内
に障害物が存在しないと判断可能な、列車下面から反射
面までの距離の下限値を定めたものである。障害物検知
回路23は、高度照査部22からの信号に従って、実測
された距離Dが閾値よりも小さい場合に、線路内に障害
物が存在すると判断して障害物検知信号を発生する。
【0018】したがって、ここでは、発振器11、FM
変調器12、分配器13、増幅器14、サーキュレータ
15および計測用アンテナ16が送信部として機能し、
サーキュレータ15および計測用アンテナ16は受信部
としても機能する。また、ミキサ17、増幅器18、バ
ンドパスフィルタ19、A/Dコンバータ20および信
号処理回路21が信号処理部として機能し、高度照査部
22および障害物検知回路23が障害検知部として機能
する。
【0019】情報送信ブロック30は、発振器31、変
調器32、増幅器33、バンドパスフィルタ(BPF)
34および送信用アンテナ35を有する。発振器31
は、所要の搬送波を発生する信号発生器である。変調器
32は、発振器31からの搬送波を、障害物検知回路2
3から送られてくる障害検知信号に従って変調し、線路
内に障害物が存在することを示す信号を発生する。増幅
器33は、変調器32で変調された信号を所要のレベル
まで増幅して出力する。バンドパスフィルタ19は、所
要の通過帯域を持ち、増幅器33から送られる信号に含
まれる不要な周波数成分を除去する。送信用アンテナ3
5は、地上面に対向する列車Tの下面で、地上側の応答
器2の設置場所に対応した位置に取り付けられ、バンド
パスフィルタ34を通過した信号を応答器2に向けて送
信する。なお、図1で送信用アンテナ35の下方に破線
で示した領域は、応答器2との通信可能な範囲を示した
ものである。
【0020】応答器2は、例えば、2本のレールRの間
に設置され、上方を通過する列車Tの送信用アンテナ3
5から送信される信号を受信すると、その付近に障害物
Oがあることを示す障害物情報Mを生成する。ここで
は、障害物情報Mが、例えば地上側に設けられた地上管
理装置3(運行管理装置)に送られる。
【0021】次に、第1の実施形態の動作について説明
する。上記のような構成の障害物検知装置では、列車T
に装備された計測用アンテナ16から地上側に向けて、
周波数変調された信号が送信される。該送信信号は、そ
の伝搬方向に障害物Oが存在しない場合には、2本のレ
ールRの間の地面または枕木等に到達して反射され、一
方、障害物Oが存在する場合には、該障害物Oで反射さ
れて、その反射信号の一部が列車T上の計測用アンテナ
16に達して受信される。この反射信号は、送信信号に
対して、計測用アンテナ16から反射面までの距離に応
じて位相にずれが生じるため、その位相差を基に反射面
までの距離を求めることができる。
【0022】ここでは、送信信号と反射信号をミキサ1
7で乗算して得られる差周波数を示す信号に基づいて反
射面までの距離Dが求められる。具体的には、ミキサ1
7で生成された信号が、増幅器17、バンドパスフィル
タおよびA/Dコンバータ20を介して信号処理回路2
1に送られ、該信号処理回路21では、差周波数の平均
値が反射面までの距離に比例する関係を利用して、列車
Tの下面から反射面までの距離Dが算出される。この距
離Dは、障害物Oが存在する場合、その障害物の大きさ
に応じて短くなる。そこで、実測された距離Dと予め設
定した閾値との大小比較が高度照査部22で行われ、実
測距離Dが閾値よりも短くなった場合に、線路内に障害
物が存在することを示す障害検知信号が障害物検知回路
23から情報送信ブロック30に出力される。
【0023】情報送信ブロック30では、障害検知信号
に従って変調された信号が生成され、該障害検知を示す
信号が送信用アンテナ35から地上側に向けて送信され
る。そして、送信用アンテナ35から送信された信号
は、列車Tが地上側の応答器2上方を通過する際に応答
器2によって受信され、応答器2は、車上側からの信号
を受けて障害物情報Mを地上管理装置3に出力する。こ
れにより、地上管理装置3が応答器2付近に障害物あり
と認識して、後続の列車等が安全に運行できるような措
置がとられる。
【0024】このように第1の実施形態によれば、障害
物検知ブロック10および情報送信ブロック30を有す
る車上部1を列車T上に装備して、線路内の障害物Oを
車上側から常時検出すると共に、その検出結果を地上側
の応答器2に伝達するようにしたことで、従来のように
踏切道内だけに限らず、全線路上の障害物を自動的に検
知して車両運行に迅速に反映させることのできる障害物
検知装置を簡略な構成により実現することが可能とな
る。
【0025】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。図2は、第2の実施形態にかかる鉄道用障害物
検知装置の構成を示す図である。
【0026】図2において、本装置の構成が第1の実施
形態の構成と異なる部分は、障害物検知ブロック10の
検知結果を情報送信ブロック30を介して地上側に伝達
していたのに代えて、障害物検知ブロック10の検知結
果を列車T上に装備された無線通信手段としての列車無
線4に送るようにした車上部1’を設けた部分である。
これにより、第1の実施形態で設けていた、車上部1を
構成する情報送信ブロック30および地上側の応答器2
の省略が可能となる。車上部1’は、第1実施形態の場
合と同様の構成の障害物検知ブロック10を備え、障害
物検知回路23から出力される障害検知信号が、列車無
線4に直接送られる。
【0027】かかる構成の障害物検知装置によれば、第
1実施形態の場合と同様にして、線路内の障害物Oの検
知が障害物検知ブロック10によって行われ、その検知
結果が列車無線4を介して後続列車や地上の管理装置等
に伝達され、列車が安全に運行できるような措置がとら
れる。
【0028】このように、第2の実施形態によれば、車
上部1’における障害物検知結果を列車無線4を利用し
て後続列車等に伝達する構成としたことで、地上側に応
答器等の機器を設置する必要がなくなり、より簡略な構
成の障害物検知装置を提供することが可能となる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、鉄
道車両上に障害物検知手段を装備して、線路内の障害物
を車上側で検出するようにしたことで、従来のように踏
切道内だけに限らず、全線路上の障害物を自動的に検知
することができる。これにより、線路内の障害物を確実
に検知して安全な車両運行を実現することが可能にな
る。また、障害物検知手段での検知結果を情報受信手段
や無線通信手段を介して地上側等に伝達するようにした
ことで、障害物の検知結果を車両運行に迅速に反映させ
ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1実施形態の鉄道用障害物検知
装置の構成を示す図である。
【図2】本発明による第2実施形態の鉄道用障害物検知
装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
1,1’…車上部 2…応答器 3…地上管理装置 4…列車無線 11,31…発振器 12…FM変調器 13…分配器 14,18,33…増幅器 15…サーキュレータ 16…計測用アンテナ 17…ミキサ 19,34…バンドパスフィルタ(BPF) 20…A/Dコンバータ 21…信号処理回路 22…高度照査部 23…障害物検知回路 32…変調器 35…送信用アンテナ T…列車 O…障害物 R…レール

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄道線路内の障害物を検知する障害物検知
    手段を鉄道車両上に備え、該鉄道車両の走行に伴って前
    記障害物の検知を行う構成としたことを特徴とする鉄道
    用障害物検知装置。
  2. 【請求項2】前記障害物検知手段が、周波数変調した送
    信信号を鉄道線路内の地上面に向けて送信する送信部
    と、前記送信信号が地上側で反射された反射信号を受信
    する受信部と、該受信部で受信された反射信号および前
    記送信信号を基に、地上側の反射面までの距離を演算す
    る信号処理部と、該信号処理部で演算された距離に基づ
    いて、前記障害物の有無を判断する障害物検知部と、を
    備えたことを特徴とする請求項1に記載の鉄道用障害物
    検知装置。
  3. 【請求項3】鉄道車両上から送信される情報を地上側で
    受信する情報受信手段を備え、 前記障害物検知手段が、前記障害物の検知結果を示す情
    報を前記情報受信手段に送信する情報送信部を備えたこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の鉄道用障害物
    検知装置。
  4. 【請求項4】前記情報受信手段は、受信した情報を、鉄
    道線路上の車両運行を管理する運行管理装置に伝達可能
    であることを特徴とする請求項3に記載の鉄道用障害物
    検知装置。
  5. 【請求項5】前記障害物検知手段が、前記障害物の検知
    結果を示す情報を、鉄道車両上に装備された無線通信手
    段に伝達する構成としたことを特徴とする請求項1また
    は2に記載の鉄道用障害物検知装置。
JP11176333A 1999-06-23 1999-06-23 鉄道用障害物検知装置 Withdrawn JP2001001898A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013105359A1 (ja) * 2012-01-10 2013-07-18 三菱電機株式会社 移動距離計測装置

Cited By (2)

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WO2013105359A1 (ja) * 2012-01-10 2013-07-18 三菱電機株式会社 移動距離計測装置
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