JP2001010496A - 無電源地上子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検測車が進行現示で無電源地上子の上を通過し
た場合でも、外部入力切替条件が構成されていない他の
情報設定部すべての健全性を照査して故障を顕在化させ
る。 【解決手段】車上子１１と結合して動作を開始した時点
から常用情報設定部４とミラー情報設定部５に設定され
た各設定情報を比較し、常用情報設定部４とミラー情報
設定部５の対応している設定情報の全てが一致している
場合にフェールセーフ比較回路６から交番信号を出力し
て外部入力切替条件に応じた設定情報を変調して車上子
１１に送信する。常用情報設定部４とミラー情報設定部
５の対応している設定情報のうち１つでも一致していな
い場合には外部入力切替条件の如何にかかわらず交番信
号を停止させて、車上子１１の受信帯域外の周波数の局
部発振波だけを車上子１１に送信する。

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、列車の車上装置
に地上からトランスポンダを利用して制御情報を電文の
形式で送信するＡＴＳ−Ｐシステムの無電源地上子、特
に故障発見の確実化と迅速化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】列車制御システムを高度化するため、地
上と列車間における情報伝送を高密度に行うためにトラ
ンスポンダを使用した無電源地上子が使用されている。
トランスポンダを使用した無電源地上子は、車上子と結
合状態になったときに、車上子から送信される電力波に
より動作電源が供給され、あらかじめ設定された固定情
報を車上子に送信する。このため無電源地上子には電源
ケーブルを接続したり、バッテリを設ける必要がなく、
電源ケーブルやバッテリの保全が不要となるとともに容
易に設置できる。

【０００３】この無電源地上子は車上子と非結合状態に
おいては電源の供給が無いため、健全性の照査は定期的
に実施される保守点検に頼っている。また、実用上は固
定情報送信用として設置され、１台の地上子から１種類
の情報を送信するようにしている。そして伝送過程でノ
イズが混入したとき、ＣＲＣ検定で電文誤りの有無を検
出し、連続して繰返し入力した例えば４電文のうちＣＲ
Ｃ検定により合格した電文が２電文以上あり、その合格
電文の内容が一致したとき、正しい電文とする誤り検定
方式を採用し、故障時には車上装置の検定能力で送信情
報を不採用すなわち地上子が無いことと等価にすること
により誤った情報が車上側へ伝送される確率を極めて低
くしてフェールセーフ性を確保している。また、信頼性
向上のために、設置場所の１個所あたり２台の無電源地
上子を設置している。

【０００４】一方、符号処理器と中継器及び有電源地上
子を有するＡＴＳ−Ｐシステムにおいては、常時通電状
態にあり、かつ符号処理器に論理部を有して自己診断機
能が可能であるから高い安全性を有する。しかしながら
システム構成が複数になり高価になる問題があった。

【０００５】そこでＡＴＳ−Ｐシステムの一層の拡大と
低廉化を目的にして、安全性の考え方はＡＴＳ−Ｐシス
テムの有電源地上子と変えないで、従来、固定情報送信
用として使用されている無電源地上子の多情報化がＡＴ
Ｓ−Ｐシステムに実用化されている。このＡＴＳ−Ｐシ
ステムに使用する無電源地上子１２は、図３のブロック
図に示すように、あらかじめ多情報が設定された情報設
定部４１を有する。そして地上子１２と車上子が結合し
てトランスポンダ２の電力波受信アンテナ２１が車上子
からの電力波を受信して電源部３から動作電源が供給さ
れたときに、信号機の条件に連動している外部リレーに
より入力する外部入力切替条件を選択回路７で選択し、
選択された外部入力切替条件により選択された情報設定
部４１に設定されたデジタル情報の論理値１を周波数ｆ
１、論理値０を周波数ｆ２とした変調波を生成する基本
信号を変調回路９に送る。変調回路９は送られた周波数
ｆ１，ｆ２の変調波と周波数ｆ３の局部発振波により周
波数（ｆ１＋ｆ３）と周波数（ｆ２＋ｆ３）の変調波を
生成して増幅器１０に送る。増幅器１０は送られた変調
波を増幅して情報波送信アンテナ２２から車上子に送信
する。

【０００６】このＡＴＳ−Ｐシステムに使用する無電源
地上子においては、多情報化に対する安全性を次ぎのよ
うにして確保している。 （ａ）多情報を予め検定能力の高いＣＲＣ検定符号を付
加した電文形式で物理的に分けた情報設定部に別個に設
定する。 （ｂ）故障時は検定能力の高いＣＲＣ検定符号を付加し
た電文形式により、車上装置の検定機能で情報は不採用
になる。 （ｃ）車上側で地上子情報が受信できない場合、制御パ
ターンの更新が行われないため、電文に含まれている有
効距離長を走行すると停止制御が行われる。

【０００７】また、信頼性に対しては次ぎの考え方で対
処している。 （ａ）論理部（ＣＰＵ）を有する符号処理器や中継器を
使用する有電源地上子のシステム構成に比較して構成す
る部品点数が極端に少なく信頼性が高い。 （ｂ）設定情報数分で物理的に区分された複数の情報設
定部を有する。 （ｃ）各情報設定部はわずかな部品例えば一つのＩＣで
構成され、車上へ送信するための共通回路である変調回
路や増幅器に比較して部品が少ない。 （ｄ）外部入力切替条件により選択された情報の電文は
共通回路を経由して送信される。 （ｅ）最近のＩＣ製造技術に関する信頼性は格段に向上
している。 （ｆ）外部入力切替条件により選択された情報設定部を
含む地上子の健全性を確認することは、選択されていな
い他の情報設定部を含む地上子全体の健全性を照査する
ことと考えて信頼性上問題は無い。 （ｇ）地上子から正常に電文が送信されているかどうか
を検測する検測ユニットを搭載した検測車による定期的
な健全性照査を実施することをシステム導入の前提条件
とする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記図３に示した無電
源地上子に入力する外部入力切替条件は信号機の条件に
連動している。この場合、定期的に検測車を使用して無
電源地上子の健全性の照査を実施しても、検測車を使用
する条件が夜間に特定されるため、夜間では信号機の条
件はほとんど進行現示条件であると考えられる。この場
合、列車の制御上の安全性に直接関係する停止現示の情
報送信が照査対象にならないため、停止現示を示す情報
設定部の故障を見出すことが遅れてしまう。

【０００９】この発明はかかる短所を改善し、検測車が
進行現示で無電源地上子の上を通過した場合でも、外部
入力切替条件が構成されていない他の情報設定部すべて
の健全性を照査して故障を顕在化させることができる無
電源地上子を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る無電源地
上子は、トランスポンダと電源部と常用情報設定部とミ
ラー情報設定部とフェールセーフ比較回路と選択回路と
変調波発生回路と変調回路及び増幅器を有し、トランス
ポンダは電力波受信アンテナと情報波送信アンテナを有
し、車上子と結合したときに、車上子から送信する電力
波を電力波受信アンテナで受信し、受信した電力波によ
り電源部から動作電源を供給し、常用情報設定部にはあ
らかじめ信号機の条件に応じて定められた多情報が設定
され、ミラー情報設定部は常用情報設定部と同一の情報
が設定され、フェールセーフ比較回路は車上子と結合し
て動作を開始した時点から、常用情報設定部とミラー情
報設定部に設定された全ての設定情報を並列に読み出
し、常用情報設定部とミラー情報設定部の対応している
設定情報を比較して、常用情報設定部とミラー情報設定
部の対応している設定情報の全てが一致しているときの
み交番信号を出力し、選択回路は信号機の条件により切
り替えられる外部入力切替条件を入力して常用情報設定
部に設定された多情報のなかから信号機の条件に応じた
設定情報を選択して出力し、変調波発生回路はフェール
セーフ比較回路から出力された交番信号を周波数変調波
を生成する基本信号として選択回路から送られた設定情
報を変調し、生成した変調波を出力し、変調回路は変調
波発生回路から出力された設定情報を含む変調波と車上
子の受信帯域外の周波数の局部発振波により変調波を生
成して出力し、増幅器は変調回路から出力された変調波
を増幅してトランスポンダの情報波送信アンテナから車
上子に送信することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の無電源地上子は、電力
波受信アンテナと情報波送信アンテナを有するトランス
ポンダと電源部と常用情報設定部とミラー情報設定部と
フェールセーフ比較回路と選択回路と変調波発生回路と
変調回路及び増幅器を有する。常用情報設定部にはあら
かじめ信号機の条件に応じた多情報がそれぞれ物理的に
分離して設定してある。ミラー情報設定部には常用情報
設定部と同一の情報がそれぞれ物理的に分離して設定し
てある。

【００１２】この無電源地上子が車上子と結合して車上
子から送信している電力波を受信して動作電源が供給さ
れると、選択回路は信号機の条件により切替られる外部
入力切替条件により常用情報設定部に設定された多情報
のなかから信号機の条件に応じた設定情報を選択して変
調波発生回路に出力する。このときフェールセーフ比較
回路は常用情報設定部とミラー情報設定部に設定された
複数の設定情報を順次並列に読み出し、常用情報設定部
とミラー情報設定部の対応している設定情報を比較す
る。この比較の結果、常用情報設定部とミラー情報設定
部の対応している設定情報の全てが一致している場合、
フェールセーフ比較回路は変調波発生回路に交番信号を
出力する。変調波発生回路はフェールセーフ比較回路か
ら入力した交番信号により選択回路から入力した設定情
報を変調し、生成した変調波を変調回路に出力する。変
調回路は送られた変調波と車上子の受信帯域外の周波数
の局部発振波により周波数変調波を生成して増幅器に出
力し、トランスポンダの情報波送信アンテナから車上子
に送信する。

【００１３】また、フェールセーフ比較回路で常用情報
設定部とミラー情報設定部に設定された各設定情報を比
較した結果、常用情報設定部の各設定情報の設定部のい
ずれかに故障が生じ、常用情報設定部とミラー情報設定
部の対応している設定情報のうち１つでも一致していな
い場合には、フェールセーフ比較回路は変調波発生回路
の交番信号を停止させる。この結果、変調回路から車上
子の受信帯域外の周波数の局部発振波だけを増幅器に出
力して情報波送信アンテナから車上子に送信する。この
局部発振波の周波数は車上子の受信帯域外に設定してあ
るから、車上子は送信された局部発振波を受信せず、無
電源地上子が無いことと等価になる。

【００１４】

【実施例】図１はこの発明の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。図に示すように、ＡＴＳ−Ｐシステムに使
用する無電源地上子１はトランスポンダ２と電源部３と
複数の常用情報設定部４と複数のミラー情報設定部５と
フェールセーフ比較回路６と選択回路７と変調波発生回
路８と変調回路９と増幅器１０を有する。トランスポン
ダ２は電力波受信アンテナ２１及び情報波送信アンテナ
２２を有し、無電源地上子１が列車に設けた車上子１１
と結合したときに、車上子１１から送信する電力波を電
力波受信アンテナ２１で受信し、受信した電力波により
電源部３から動作電源を供給する。

【００１５】複数の常用情報設定部４にはあらかじめ信
号機の条件に応じた多情報がそれぞれ物理的に分離して
設定してある。複数のミラー情報設定部５には常用情報
設定部４と同一の情報がそれぞれ物理的に分離して設定
してある。フェールセーフ比較回路６は、無電源地上子
１が車上子１１と結合して動作を開始した時点から、常
用情報設定部４とミラー情報設定部５に設定された全て
の設定情報を情報出力信号に同期して並列に読み出し、
常用情報設定部４とミラー情報設定部５の対応している
設定情報を比較して、常用情報設定部４とミラー情報設
定部５の対応している設定情報の全てが一致していると
きだけ交番信号を変調波発生回路８に出力する。選択回
路７は信号機の条件に連動して動作する外部リレーによ
り切替られる外部入力切替条件を入力して、常用情報設
定部４に設定された多情報のなかから信号機の条件に応
じた設定情報を選択して変調波発生回路８に出力する。
変調波発生回路８はフェールセーフ比較回路６から送ら
れた交番信号を周波数変調波を生成する基本信号として
選択回路７から送られた設定情報を変調し、生成した変
調波を変調回路９に出力する。変調回路９は変調波発生
回路８から送られた設定情報を含む変調波と車上子１１
の受信帯域外の周波数の局部発振波により変調波を生成
して増幅器１０に出力する。増幅器１０は送られた変調
波を増幅してトランスポンダ２の情報波送信アンテナ２
２に送り、情報波送信アンテナ２２から車上子１１に送
信する。

【００１６】上記のように構成した無電源地上子１の動
作を図２のフローチャートを参照して説明する。無電源
地上子１が車上子１１と結合して車上子１１から送信し
ている電力波をトランスポンダ２の電力波受信アンテナ
２１で受信して無電源地上子１に動作電源が供給される
と（ステップＳ１）、選択回路７は信号機の条件により
切替られる外部入力切替条件により常用情報設定部４に
設定された多情報のなかから信号機の条件に応じた設定
情報を選択して変調波発生回路８に出力する（ステップ
Ｓ２）。一方、フェールセーフ比較回路６は常用情報設
定部４とミラー情報設定部５に設定された複数の設定情
報を情報出力信号に同期して順次並列に読み出し、常用
情報設定部４とミラー情報設定部５の対応している設定
情報を比較する（ステップＳ３）。この比較の結果、常
用情報設定部４とミラー情報設定部５の対応している設
定情報の全てが一致している場合（ステップＳ４）、フ
ェールセーフ比較回路６は変調波発生回路８に交番信号
を出力する（ステップＳ５）。変調波発生回路８はフェ
ールセーフ比較回路６から入力した交番信号により選択
回路７から入力した設定情報を変調し、設定情報の論理
値１を周波数ｆ１、論理値０を周波数ｆ２とした変調波
を生成して変調回路９に出力する（ステップＳ６）。変
調回路９は送られた周波数ｆ１，ｆ２の変調波と車上子
１１の受信帯域外の周波数ｆ３の局部発振波により周波
数（ｆ１＋ｆ３），（ｆ２＋ｆ３）の変調波を生成して
増幅器１０に出力する（ステップＳ７）。増幅器１０は
送られた周波数（ｆ１＋ｆ３），（ｆ２＋ｆ３）の変調
波を増幅してトランスポンダ２の情報波送信アンテナ２
２に送り、情報波送信アンテナ２２から車上子１１に送
信する（ステップＳ８）。このようにして信号機の条件
に応じた設定情報を選択して車上子１１に送信すること
ができる。

【００１７】また、フェールセーフ比較回路６で常用情
報設定部４とミラー情報設定部５に設定された各設定情
報を比較した結果、常用情報設定部４の各設定情報の設
定部のいずれかに故障が生じ、常用情報設定部４とミラ
ー情報設定部５の対応している設定情報のうち１つでも
一致していない場合には（ステップＳ４）、フェールセ
ーフ比較回路６は変調波発生回路８に交番信号を停止さ
せて直流信号を出力する（ステップＳ９）。この結果、
変調波発生回路８からは変調波が出力されず、変調回路
９から無変調の周波数ｆ３の局部発振波だけを増幅器１
０に出力する（ステップＳ１０）。増幅器１０は送られ
た周波数ｆ３の局部発振波を増幅してトランスポンダ２
の情報波送信アンテナ２２に送り、情報波送信アンテナ
２２から車上子１１に送信する（ステップＳ８）。この
局部発振波の周波数ｆ３は車上子１１の受信帯域外に設
定してあるから、車上子１１は周波数ｆ３の局部発振波
を受信せず、無電源地上子１が無いことと等価になる。

【００１８】この無電源地上子１が正常に動作している
かどうかを検測ユニットを搭載した検測車で確認すると
き、検測車には各無電源地上子１の設定位置データを有
するから、無電源地上子１の設定位置で設定情報が送信
されないことを検出することにより、外部入力切替条件
の状態にかかわらず、その無電源地上子１に故障が生じ
ていると認識することができる。

【００１９】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、車上子
と結合して動作を開始した時点から常用情報設定部とミ
ラー情報設定部に設定された各設定情報を比較し、常用
情報設定部とミラー情報設定部の対応している設定情報
の全てが一致している場合にフェールセーフ比較回路か
ら交番信号を出力して外部入力切替条件に応じた設定情
報を変調して車上子に送信するから、信号機の条件に応
じた設定情報を選択して車上子に安定して送信すること
ができる。

【００２０】また、常用情報設定部とミラー情報設定部
に設定された各設定情報を比較した結果、常用情報設定
部の各設定情報の設定部のいずれかに故障が生じ、常用
情報設定部とミラー情報設定部の対応している設定情報
のうち１つでも一致していない場合には外部入力切替条
件の如何にかかわらず交番信号を停止させて、車上子の
受信帯域外の周波数の局部発振波だけを車上子に送信す
るから、検測車は外部入力切替条件の状態にかかわらず
無電源地上子に故障が生じていることを検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】上記実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】従来例の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１；無電源地上子、２；トランスポンダ、３；電源部、
４；常用情報設定部、５；ミラー情報設定部、６；フェ
ールセーフ比較回路、７；選択回路、８；変調波発生回
路、９；変調回路、１０；増幅器、１１；車上子、２
１；電力波受信アンテナ、２２；情報波送信アンテナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 駒嵜 克郎 東京都渋谷区代々木二丁目２番２号 東日 本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 齋藤 祐樹 東京都渋谷区代々木二丁目２番２号 東日 本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 徳橋 博 神奈川県横浜市鶴見区平安町二丁目29番地 の１ 株式会社京三製作所内 Ｆターム(参考） 5H161 AA01 CC05 DD11 EE04 FF01 5J070 AB08 AD01 AE03 AF01 AF02 BC06 BC23 5K004 AA01 BB01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トランスポンダと電源部と常用情報設定
   部とミラー情報設定部とフェールセーフ比較回路と選択
   回路と変調波発生回路と変調回路及び増幅器を有し、 トランスポンダは電力波受信アンテナと情報波送信アン
   テナを有し、車上子と結合したときに、車上子から送信
   する電力波を電力波受信アンテナで受信し、受信した電
   力波により電源部から動作電源を供給し、 常用情報設定部にはあらかじめ信号機の条件に応じて定
   められた多情報が設定され、 ミラー情報設定部は常用情報設定部と同一の情報が設定
   され、 フェールセーフ比較回路は車上子と結合して動作を開始
   した時点から常用情報設定部とミラー情報設定部に設定
   された全ての設定情報を並列に読み出し、常用情報設定
   部とミラー情報設定部の対応している設定情報を比較し
   て、常用情報設定部とミラー情報設定部の対応している
   設定情報の全てが一致しているときのみ交番信号を出力
   し、 選択回路は信号機の条件により切り替えられる外部入力
   切替条件を入力して常用情報設定部に設定された多情報
   のなかから信号機の条件に応じた設定情報を選択して出
   力し、 変調波発生回路はフェールセーフ比較回路から出力され
   た交番信号を周波数変調波を生成する基本信号として選
   択回路から送られた設定情報を変調し、生成した変調波
   を出力し、 変調回路は変調波発生回路から出力された設定情報を含
   む変調波と車上子の受信帯域外の周波数の局部発振波に
   より変調波を生成して出力し、 増幅器は変調回路から出力された変調波を増幅してトラ
   ンスポンダの情報波送信アンテナから車上子に送信する
   ことを特徴とする無電源地上子。