JP2001063573A - 列車検知装置 - Google Patents

列車検知装置

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JP2001063573A
JP2001063573A JP24087199A JP24087199A JP2001063573A JP 2001063573 A JP2001063573 A JP 2001063573A JP 24087199 A JP24087199 A JP 24087199A JP 24087199 A JP24087199 A JP 24087199A JP 2001063573 A JP2001063573 A JP 2001063573A
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train
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JP24087199A
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Toshiro Okajima
利郎 岡島
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軌道回路を用いた列車検知をスペクトラム拡
散通信方式を適用して耐ノイズ特性を改善する。 【解決手段】 所定の送信信号を疑似雑音符号(PN符
号)で拡散処理した後、拡散された拡散信号を軌道回路
を形成するレールの始端側に送出する送信部と、レール
の終端側から拡散信号を受信する受信部とからなり、受
信部では、受信した拡散信号を所定の送信信号を用いて
復調処理してPN符号を抽出し、抽出された抽出信号と
PN符号の一致状態を検出し、その一致状態からレール
上の列車の存在を検知するようにしたことを特徴とする
列車検知装置。

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(レール)回
路を利用した列車検知装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、軌道回路を利用した列車検知装置
は、レール(軌道)を所定長さ毎に区分して形成した閉
そく区間のレールを軌道回路の一部とし、その閉そく区
間の始端側(列車の進出する側)に、所定周波数の信号
を送出する送信部を接続するとともに、その閉そく区間
の終端側(列車が進入する側)に信号を受信する受信部
を接続して構成されている。
【0003】上記構成において、閉そく区間内に列車が
存在し、レールが列車の車軸で短絡されたときは、受信
部の出力レベルは低下し、一方、閉そく区間内に列車が
存在しないときは、受信部の出力は所定高さに維持され
る。従って、受信部の出力で軌道リレーをON、OFF
させれば、そのON、OFF状態で閉そく区間内の列車
の有無を検知することが出来る。
【0004】上記閉そく区間は、相隣接する閉そく区間
とインピーダンスボンド等で交流信号に対して電気的絶
縁が図られていて、相隣接する閉そく区間の列車検知用
の信号と干渉し合わないように工夫されている。また、
交流信号に対して電気的に無絶縁に形成されている場合
は、相隣接する閉そく区間で使用される検知用の信号の
周波数を互いに異なるようにして干渉を防止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の軌道回路を利用した列車検知装置において、軌道回
路の一部を形成するレールは、ノイズを受けやすい環境
にあるためS/N比が低くなりやすく、また、隣接軌道
との相互干渉を無くすため搬送周波数を変え、さらに、
軌道境界に共振回路を設ける等のために、回路構成が複
雑になるという欠点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る列車検知
装置は、所定の送信信号を疑似雑音符号(PN符号)で
拡散処理した後、拡散された拡散信号を軌道回路を形成
するレールの始端側に送出する送信部と、レールの終端
側から拡散信号を受信する受信部とを備え、受信部で
は、受信した拡散信号を上記所定の送信信号を用いて復
調処理してPN符号を抽出し、抽出された抽出信号とP
N符号の一致状態を検出し、その一致状態から上記レー
ル上の列車の存在を検知するようにしたものである。
【0007】また、受信部は、受信した拡散信号を復調
してPN符号を抽出する処理においてSAWマッチドフ
ィルタを用いて高速同期捕捉を行うようにしたものであ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は実施の形
態1に係る列車検知装置のブロック図であって、軌道
(この発明のレールに相当し、以下レールというときも
ある)Tは、所定間隔毎の閉そく区間(図1では、図面
を簡略化するために閉そく区間Ti を中心に3個の閉そ
く区間しか示していない)Ti 、Ti-l 、Ti+1 に区分
されている。
【0009】各閉そく区間Ti 、Ti-l 、Ti+1 は、周
知のインピーダンスボンドを用いた区分でもよく、また
レール間にコンデンサ等を介在させた無絶縁区分でもよ
い。
【0010】本実施の形態に係る列車検知装置は、各閉
そく区間毎に設置されるので、以下、閉そく区間Ti
対応した列車検知装置を説明する。
【0011】閉そく区間Ti のレールTの始端側(列車
aが閉そく区間Ti から進出する側)イは機器室Aに、
終端側(列車aが閉そく区間Ti に進入する側)ロは機
器室Bに電気的に接続されている。
【0012】機器室Aは送信設備が搭載された送信部
を、機器室Bは受信設備が搭載された受信部を形成して
いて、列車aの閉そく区間Ti における位置が検知でき
るように構成されている。
【0013】先ず、送信部は、信号発生器1、拡散回路
2、送信機3、およびPN符号発生器4を備えている。
信号発生器1は、無変調または所定の送信信号を変調回
路により通常のAM、FM等に変調処理した搬送波(こ
の発明の送信信号に該当)(fci)を拡散回路2に出力
するように構成されている。
【0014】拡散回路2は、所定のPN符号(PNi
を発生するPN符号発生器4からのPN符号を用いて搬
送波(fci)を拡散処理した後、次の送信機3へ出力す
るように構成されている。
【0015】送信機3は、周知の増幅器から形成されて
いて、その出力をレールTの始端側イへ供給するように
構成されている。
【0016】次に、受信部は、送信設備の設置場所であ
る機器室Aとは異なる場所に設定された機器室Bに搭載
され、受信機5、復調回路6、フィルタ回路7、および
検知回路8を備えている。
【0017】受信機5は周知の増幅回路で形成されてい
て、その出力信号を復調回路6へ出力するように構成さ
れている。
【0018】復調回路6は、信号発生器1が拡散回路2
へ送出した搬送波(fci)を用いて割り算処理すること
により復調を行い、PN符号を抽出する抽出手段であ
る。
【0019】フィルタ回路7はローパスフィルタで形成
されていて、復調回路6からの出力をフィルタ処理して
検知回路8へ出力するように構成されている。
【0020】検知回路8は、相関マッチドフィルタ(S
AWマッチドフィルタ)から形成され、上記PN符号発
生器4からのPN符号(PNi )を入力し、フィルタ回
路7からのPN符号(PNi )との一致状態を検出し、
その一致状態の有無で軌道リレーTRを駆動するように
構成されている。
【0021】なお、検知回路8、拡散回路2、PN符号
発生器4、および信号発生器1は、同一機器室内に設置
され有線により接続されている場合は、同期処理は極め
て容易に行うことができる。しかしながら、送信側、受
信側が機器室が同一機器室に設置できない場合にも適用
できる必要がある。
【0022】上記構成の本実施の形態に係る装置は、閉
そく区間Ti がインピーダンスボンド等で交流信号に対
して電気的に絶縁されている場合であってももちろん適
用できる。しかし、このような絶縁設備を持たない無絶
縁式の場合は、相隣接する閉そく区間Ti+1 、Ti-1
の干渉を防止するために、PN符号の種類を、閉そく区
間Ti+1 、Ti-1 で用いるものと変えておく。
【0023】従来の列車位置検知装置は、搬送波
(fci)の周波数を区間Ti+1 、Ti-1 で異ならせてい
るが、この発明では搬送波周波数が同じでよいことが特
徴である。また、送信部、受信部を同一場所でなく、分
離して設置できることも特徴である。
【0024】ここで、PN符号の種類を異ならせるに
は、例えば、閉そく区間Ti でm系列符号の内の1つの
PN符号を用いたときは、右隣りの閉そく区間Ti-1
はこのPN符号を符号長の同じm系列のもう1つの符号
を用いることである。
【0025】本実施の形態に係る装置において、PN符
号は各閉そく区間Ti 、Ti-1 、T i+1 で異なるPN符
号PNi を用いる。従って、隣接する閉そく区間同志で
互いに干渉することなく送受信することが可能である。
【0026】本実施の形態に係る装置の検知動作につい
て説明する。先ず、閉そく区間Tiに列車aが存在しな
い場合について説明する。
【0027】信号発生器1から送出された搬送波
(fci)は、拡散回路2でPN符号(PN i )を用いて
拡散処理されて拡散信号となって送信機3を介してレー
ルTの始端側イに供給される。
【0028】レールTの終端側ロでは、レールTの長さ
に起因した減衰を伴う搬送波を含む拡散信号が存在す
る。そして、この拡散信号は、受信機5で増幅処理され
た後、復調回路6で搬送波(fci)を用いて復調処理し
て拡散信号(PNi )を取り出し、フィルタ回路7でフ
ィルタ処理し、元のPN符号(PNi )を抽出する。
【0029】その後、検知器8は、フィルタ回路7の出
力にPN符号(PNi )が存在しているときに軌道リレ
ーTRをONにする。この際、例えば、閉そく区間Ti
に商用電源高調波に起因するノイズや軌道Tに隣接する
他の軌道を走行する列車から送出されたノイズ等が存在
していても、フィルタ回路7の出力中にPN符号(PN
i )が含まれているときは、ノイズを無視して検出出力
を得ることができるので、極めて耐ノイズ性の高い列車
検知を可能とする。
【0030】他方、閉そく区間Ti に列車aが存在する
と、レールTは列車aの車軸により短絡されるので、終
端側ロの拡散信号のレベルは小さく、従って受信機5の
出力レベルも小さくなる。このため、検知器8は軌道リ
レーTRのONを維持できず、軌道リレーTRはOFF
となる。この軌道リレーTRのOFFにより列車aが閉
そく区間Ti に存在したことを知ることができる。もち
ろん、列車aを検知している状態においても検知器8の
出力はPN符号(PNi )の一致状態を見ているのでノ
イズは効果的に除去される。
【0031】上記の本実施の形態では搬送波を同一と
し、違ったPN符号で軌道回路を区別する。送信部と受
信部を別の場所に設置できるためには、受信側で用意し
たPN符号と受信信号に含まれているPN符号の同期を
とる必要がある。復調回路において高速に同期捕捉を行
えるSAW(Surface Acoustic Wave )マッチドフィル
タの動作について次に述べる。
【0032】能動相関による復調では、通信のはじめに
同期を捕捉し、通信中も同期を保持する必要がある(図
2(a))。簡易な同期捕捉回路としてスライディング
相関器がある。スライディング相関器の動作フローチャ
ートを図3に示す。この回路は、PN符号発生器のクロ
ック周波数を調整して、受信信号との相対的な位相差を
順次ずらしながら相関ピークの検出を行う。この回路の
欠点は、同期捕捉に時間がかかる場合があることであ
る。
【0033】同期保持回路としては、DLL(Delay Lo
ck Loop )がある。DLLの構成を図4に示す。DLL
は互いに1チップだけ位相のずれた2つのPN系列(位
相の進んでいる方をEarly Code、遅れている方をLate C
ode という)をそれぞれ入力とする2つの相関器を持
つ。受信入力とEarly CodeおよびLate Code との相関出
力は図5(a)、(b)のようになる。この2つの出力
の差を誤差信号eとすると、原点の近傍においてe=2
ε/Tcが成り立つ(同図(c))。誤差信号はループ
フィルタでろ波された後、VCOに入力されてクロック
周波数を制御する。誤差信号はPN系列の位相が遅れて
いるときには進めるように、位相が進んでいるときには
遅らせるようにVCOを駆動する。この操作を続けるこ
とによってDLLはε=0の点にロックし符号同期を維
持する。
【0034】次に、マッチドフィルタを用いた受動相関
による復調方式を説明する。この方法は、PN符号の系
列長に等しい段数の遅延素子を用いてパターン整合を行
うものである。この方法では、受信信号がマッチドフィ
ルタに入力されると、同期および拡散復調が一度に行わ
れるため簡易なシステムが構成できる(図2(b))。
以上のように、SAWマッチドフィルターを用いること
により、復調器は回路構成が簡易になり高速同期が可能
となる。
【0035】
【発明の効果】この発明に係る列車検知装置は、所定の
送信信号をPN符号で拡散処理する信号拡散手段と、そ
の信号拡散手段で拡散された拡散信号を軌道回路を形成
するレールの始端側に送出する送出手段と、上記レール
の終端側から上記拡散信号を受信する受信手段と、上記
受信手段で受信された上記拡散信号を上記所定の送信信
号を用いて復調処理して上記PN符号を抽出する抽出手
段と、その抽出手段で抽出された抽出信号と上記PN符
号の一致状態を検出し、その一致状態の有無から上記レ
ール上の列車の存在を検知する検知手段とからなり送信
手段と受信手段を直結しない構成を特徴としているの
で、耐ノイズ性の優れた列車検知装置を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る列車検知装置
を示すブロック図である。
【図2】 実施の形態1に使用される高速同期捕捉手段
の動作を従来のものと比較して説明する図である。
【図3】 従来の同期捕捉手段の動作を説明するフロー
チャートである。
【図4】 従来の同期捕捉手段に使用される同期保持回
路を示すブロック図である。
【図5】 図4の同期保持回路の動作を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1 信号発生器、 2 拡散回路、
3 送信機、 4 PN符号発
生器、5 受信機、 6 復調
回路、7 フィルタ回路、8 検知回路(SAWマッチ
ドフィルタ)、a 列車、
A、B 機器室、T 軌道(レール)、
TR 軌道リレー。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の送信信号を疑似雑音符号(PN符
    号)で拡散処理した後、拡散された拡散信号を軌道回路
    を形成するレールの始端側に送出する送信部と、上記レ
    ールの終端側から上記拡散信号を受信する受信部とを備
    え、上記受信部では、受信した上記拡散信号を上記所定
    の送信信号を用いて復調処理してPN符号を抽出し、こ
    の抽出された抽出信号と上記送信部におけるPN符号の
    一致状態を検出し、その一致状態から上記レール上の列
    車の存在を検知するようにしたことを特徴とする列車検
    知装置。
  2. 【請求項2】 受信部は、受信した拡散信号を復調して
    PN符号を抽出する処理においてSAWマッチドフィル
    タを用いて高速同期捕捉を行うようにしたことを特徴と
    する請求項1記載の列車検知装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1473208A1 (de) * 2003-04-29 2004-11-03 Siemens Schweiz AG Verfahren zur Detektion einer Gleisbelegung
ES2531016A1 (es) * 2014-03-18 2015-03-09 Logistica Y Telecomunicacion S L Logytel Dispositivo sensor y procedimiento para detectar el paso de los ejes de los trenes por las vías
CN112389504A (zh) * 2019-08-12 2021-02-23 李辉 一种机车定位检测方法、装置、服务器以及系统

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Effective date: 20040608