JP2003011815A - 軌道回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全性を確保するとともに、稼働率向上を図
る。 【解決手段】 軌道回路装置は、軌道回路に送信装置と
受信装置が接続され、送信装置から送信した信号を、軌
道回路を介して受信装置で受信し、受信レベルが落下判
定レベル以下であれば軌道回路の落下と判定し、受信レ
ベルが扛上判定レベル以上であれば軌道回路の扛上と判
定する。このような軌道回路装置において、列車非在線
時の受信レベルを示す制御レベルを、受信レベルの変動
に追従して変化させる。すなわち、自軌道回路が扛上判
定となっているときの受信レベルを所定時間収集し、そ
の収集した受信レベルの、一定範囲（＋２ｄＢ〜−２ｄ
Ｂの範囲）における最大値Ａを次回の制御レベルとす
る。そして、その制御レベルに基づいて落下判定レベル
と扛上判定レベルを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軌道回路装置に係
り、特に列車検知を適切に行うことが可能な軌道回路装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に軌道回路装置には、各軌道回路の
両端に送信装置および受信装置が接続され、送信装置か
らの信号を軌道回路を介して受信装置で受信し、そのと
きの受信レベルから軌道回路上の列車の在線・非在線を
判定している。

【０００３】このような軌道回路装置において、従来
は、周期的に実施されるゲイン調整は、その調整時点で
の受信レベルが前回動作時の受信レベルに対して、一定
範囲内であることを条件として、入力ゲインを自動調整
する方式であり、判定レベルは変化させずに軌道回路の
落下および扛上を判定するのが一般的である。この方式
を一般的にレベル学習という。

【０００４】軌道回路に接続された送信装置や受信装置
は、ネットワークを介して地上制御装置に接続されてお
り、受信装置で受信した信号は地上制御装置に送られ
る。地上制御装置では、受信装置で受信した信号のレベ
ル、つまり受信レベルが規定値以上であれば軌道回路の
扛上と判定し、規定値以下であれば軌道回路の落下と判
定する。これに対して、レベル学習は、前記規定値を固
定とし、列車在線による不用意なレベル追従の排除を目
的とし、隣接軌道回路や自軌道回路の扛上を条件とし
て、前回レベル学習動作時の受信レベルと、今回レベル
学習動作時の受信レベルとを比較し、その差が一定以内
である場合、その差分をそのまま入力ゲインに反映させ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、晴れている
乾燥状態のときと、雨が降っている漏れ状態のときとで
は、軌道回路での漏れコンダクタンスは大きく異なる。
このため、ゲインと判定レベルの双方を固定とした場
合、漏れ変動対応幅が狭くなり、この対応幅を超えるよ
うな乾燥方向に遷移すると、列車在線にも係わらず軌道
回路落下不能となり、危険側事象となる。逆に、軌道回
路が漏れ方向に遷移すると、列車非在線にも係わらず、
軌道回路落下継続となり、稼働率が低下する。

【０００６】この対策として、従来の技術では、上記し
たようなレベル学習という方式を用いて軌道回路の落
下、扛上を判定するのが一般的であった。このレベル学
習方式の場合、入力ゲインや出力ゲインを自動調整する
必要があるため、送受信装置にフェールセーフの機能を
持たせる必要があり、装置の機構が複雑となる。また、
レベル学習方式では、１回の変化量を一定範囲に制限し
ており、複数回数レベル学習が動作した場合に対する動
作可能範囲の規定が行われていないため、システム前提
以上の定常受信レベルの変動が発生した場合には安全を
保障できない場合もあるとともに、軌道回路調整等の保
全を促す警報出力も実施していない。

【０００７】本発明は、軌道回路装置において、安全性
を確保するとともに、稼働率向上を図ることを課題とす
る。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、軌道回路に送信装置と受信装置が接続さ
れ、送信装置から送信した信号を、軌道回路を介して受
信装置で受信し、受信レベルが落下判定レベル以下であ
れば軌道回路の落下と判定し、受信レベルが扛上判定レ
ベル以上であれば軌道回路の扛上と判定する軌道回路装
置において、軌道回路調整時に初期値が設定され且つ列
車非在線時の受信レベルを示す制御基準値を、受信装置
で受信した受信レベルの変動に追従して変化させ、その
変化させた制御基準値に基づいて落下判定レベルと扛上
判定レベルを決定する判定レベル決定手段を備え、判定
レベル決定手段は、受信レベルの定常変動に対して、軌
道回路の種別や軌道回路長を考慮して制御基準値の上限
値と下限値を設定し、その上下限値の範囲内で制御基準
値を変化させることを特徴としている。

【０００９】上記構成によれば、受信レベルの変動に追
従して制御基準値が変化し、その制御基準値の変化によ
り落下判定レベルと扛上判定レベルも変化するので、漏
れ変動対応幅が狭くなることはなく、列車在線のときに
は軌道回路の扛上が、列車非在線のときには軌道回路の
落下が確実に判定される。この場合、軌道回路の種別や
軌道回路長を考慮して制御基準値の上限値と下限値が設
定され、その上限値と下限値の範囲内で制御基準値が変
化する。そのため、制御基準値が大きくずれることはな
く、安全性と稼働率の双方を向上させることが可能とな
る。

【００１０】なお、上限値と下限値は、規定の短絡感度
における落下幅と落下判定レベル、扛上判定レベルから
ノイズ等により如何なるレベル学習決定が下されても、
軌道回路落下不能とならない範囲に設定されている。

【００１１】また、本発明では、判定レベル決定手段
は、上限値と同レベルもしくは上限値より高レベルのレ
ベル上昇監視値を設定し、受信レベルがレベル上昇監視
値以上となったときに、軌道回路を強制的に落下させる
ことを特徴としている。レベル上昇監視値は、規定の短
絡感度における落下幅と落下判定レベルからなり、軌道
回路落下不能となる受信レベル以下に設定されている。

【００１２】また、本発明では、判定レベル決定手段
は、上限値の直前レベルにレベル上昇警報値を、軌道回
路が落下継続となる直前レベルにレベル低下警報値をそ
れぞれ設定し、受信レベルがレベル上昇警報値またはレ
ベル低下警報値に達したときに、警報を出力することを
特徴としている。レベル低下警報値は、規定の短絡感度
における落下幅と扛上判定レベルからなり、軌道回路落
下継続となる受信レベル以上に設定されている。

【００１３】さらに、本発明では、判定レベル決定手段
は、下限値における扛上判定レベルを再立上げ下限値と
して設定し、軌道回路装置本体が停止状態から動作状態
となった場合、受信レベルが再立上げ下限値以上となれ
ば軌道回路の扛上と判定し、受信レベルが再立上げ下限
値未満であれば軌道回路の落下と判定することを特徴と
している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１は本発明に係る軌道回路装置の
システム構成を示している。軌道上を走行する列車１０
の在線位置を検出するためにｎ個の軌道回路（１，２，
…，ｎ）が設けられている。軌道回路１の両端には、軌
道回路１に対して信号を送受信する送受信装置１１ａ，
１１ｂが接続されている。軌道回路（２，…，ｎ）の各
々にも、同様に、両端に送受信装置が接続されている。
図１では、軌道回路２の一側に接続された送受信装置１
２ａと、軌道回路ｎの他側に接続された送受信装置１ｎ
ｂが示されている。

【００１５】送受信装置１１ａの内部には、変調部２１
ａ、送信部３１ａ、受信部４１ａ、復調部５１ａ、およ
び受信レベル算出部６１ａが設けられている。また、送
受信装置１１ｂの内部には、変調部２１ｂ、送信部３１
ｂ、受信部４１ｂ、復調部５１ｂ、および受信レベル算
出部６１ｂが設けられている。送受信装置（１２ａ，
…，１ｎｂ）も内部構成は送受信装置１１ａ，１１ｂと
同じである。そして、各送受信装置（１１ａ，１１ｂ，
１２ａ，…，１ｎｂ）はネットワーク１７０を介して地
上制御装置１００に接続されている。

【００１６】地上制御装置１００には、列車の在線を管
理する在線管理部１１０、送受信装置（１１ａ，１１
ｂ，１２ａ，…，１ｎｂ）で受信した信号の受信レベル
に基づいて、軌道回路の扛上／落下を判定する受信レベ
ル判定部１２０、列車の在線・非在線の可能性を判定す
る在線検知結果判定部１３０、列車の在線・非在線を判
定する列車在線判定部１４０、列車の在線・非在線の判
定結果によって列車制御を行う信号制御部１５０、およ
び列車の在線・非在線の判定結果を表示する表示部１６
０が設けられている。また、在線管理部１１０の内部に
は、送受信装置毎に異なる信号を作成する電文信号作成
部１１１、および列車在線判定結果を記憶する在線検知
結果情報記憶部１１２が設けられている。

【００１７】送受信装置（１１ａ，１１ｂ，１２ａ，
…，１ｎｂ）は、送信装置もしくは受信装置の何れに使
用するかにより使用する部位が異なっている。送信装置
もしくは受信装置の何れで使用するかは、地上制御装置
１００よりネットワーク１７０を介して別途指示され
る。本実施の形態では、送受信装置１１ａが送信装置と
して、送受信装置１１ｂが受信装置としてそれぞれ用い
られている。すなわち、送受信装置１１ａにおいては、
信号をＭＳＫ変調（Minimum Shift Keying）する変調部
２１ａ、および信号を軌道回路１に送出する送信部３１
ａが使用される。また、送受信装置１１ｂにおいては、
軌道回路１から信号を受信する受信部４１ｂ、軌道回路
１から受信した信号の復調する復調部５１ｂ、および軌
道回路１から受信した信号の受信レベルを算出する受信
レベル算出部６１ｂが使用される。

【００１８】次に、上記構成の軌道回路装置における列
車在線の検知処理について、図２および図３を用いて説
明する。地上制御装置１００は列車在線の検知処理を行
うために、在線管理部１１０の電文信号作成部１１１で
信号Ｓdsを作成する。作成された信号Ｓdsはネットワー
ク１７０を介して送受信装置１１ａに送信される。

【００１９】送受信装置１１ａは、地上制御装置１００
から受けた信号Ｓdsを変調部２１ａで所定周波数により
変調し、変調された信号Ｓaを送信部３１ａから軌道回
路１に送信する。送受信装置１１ａと送受信装置１１ｂ
は軌道回路１により繋がっており、信号Ｓaは軌道回路
１を介して軌道回路伝送によって送受信装置１１ｂに伝
送される。送受信装置１１ｂは受信部４１ｂで軌道回路
１から信号Ｓaを受信し、復調部５１ｂで信号Ｓaを復調
するとともに、受信した電文信号Ｓaの受信レベルを受
信レベル算出部６１ｂで算出する。さらに、送受信装置
１１ｂは復調された信号Ｓdrと受信レベルを地上制御装
置１００にネットワーク１７０を介して送信する。

【００２０】地上制御装置１００は、送受信装置１１ｂ
からの信号Ｓdrと受信レベルを受け取って、受信レベル
判定部１２０において、受信レベルが落下判定レベル以
下か、または扛上判定レベル以上かの判定を行う。落下
判定レベルおよび扛上判定レベルは、軌道回路調整時に
決定された制御レベルに基づいて決定される。制御レベ
ルとは、その時点での非在線時の受信レベルと等価であ
る。

【００２１】図３は、列車の在線・非在線時の受信レベ
ルの時間的変化を示している。軌道回路に列車が在線す
る場合は、列車の車軸によって軌道が短絡されるので、
送受信装置１１ａから軌道回路１に送出された信号を送
受信装置１１ｂで受信する際に、その受信レベルが下が
り落下判定レベル以下となる。列車が非在線の場合は、
送受信装置１１ｂでの受信レベルは下がらず扛上判定レ
ベル以上となる。なお、図３は、制御レベル（制御基準
値）に対して落下判定レベルが１０ｄＢ下に、扛上判定
レベルは７ｄＢ下に設定されている一例を示している。
このように、落下判定レベルと扛上判定レベルは制御レ
ベルから決定されるものであり、この制御レベルを決定
する手法がレベル学習である。

【００２２】次に、レベル学習について、図４および図
５を用いて説明する。図４に示すように、レベル学習は
当該軌道回路が扛上判定されたとき、場合によっては隣
接軌道回路も扛上判定されているのを条件とし、ある学
習タイミングから次の学習タイミングまでのレベル学習
間隔において、前回の制御レベルに対して規定範囲内で
の受信レベルの最大値Ａを次回の新たな制御レベルとし
て、軌道回路の落下、扛上判定を実施する。なお、最大
値Ａは、予め定めた一定範囲（＋２ｄＢ〜−２ｄＢの範
囲）内における最大値である。

【００２３】レベル学習幅は、規定短絡感度における受
信レベル落下幅と落下判定レベル、扛上判定レベルから
決定されるものである。図５において、レベル学習初期
値から−８がレベル学習下限値に、＋５がレベル学習上
限値に設定されている。レベル学習下限値は、下方向へ
のレベル学習後、次のレベル学習迄の間に軌道回路が前
提範囲内の乾燥遷移した場合に、列車在線にも係わらず
軌道回路扛上判定とならない値とする。また、レベル学
習上限値は、レベル学習上限値での規定短絡感度におけ
る受信レベルが、レベル下限値を基準として落下、扛上
判定した場合に、軌道回路扛上とならないことを絶対条
件とし、また上方向へのレベル学習後、次のレベル学習
迄の間に軌道回路が前提範囲内の漏れ遷移した場合に、
列車非在線にも係わらず軌道回路落下とならない値を必
要に応じて加味することで範囲を指定するものである。
なお、レベル学習上限値やレベル学習下限値は、軌道回
路の種別（絶縁の有無、転てつ機の有無、漏れコンダク
タンスや信号周波数の大小）や軌道回路長を考慮して決
定される。

【００２４】レベル学習の初期値、上限値および下限値
において、定常レベルは制御レベルに等しく、定常レベ
ルから−７が扛上判定レベルに、定常レベルから−１０
が落下判定レベルに、−２３が在線レベルに設定されて
いる。

【００２５】図６は、レベル上昇監視値を設定した例で
ある。レベル上昇監視値は、前提条件以上の乾燥遷移が
あった場合や、装置の短絡故障があった場合を想定した
ものであり、規定短絡感度における受信レベル落下幅と
レベル学習下限値における落下判定レベルから、列車在
線にも係わらず非在線と判定する可能性のある受信レベ
ルをレベル上昇監視として定義する。そして、レベル上
昇監視値以上の受信レベルを検知した場合は、軌道回路
を強制落下させる。なお、図６ではレベル上昇監視値が
レベル学習上限値と同じ＋５に設定されているが、レベ
ル学習上限値より高いレベル（例えば＋６）に設定して
も良い。

【００２６】図７は、レベル上昇警報値とレベル低下警
報値を設定した例を示している。図７では、レベル上昇
警報値は＋４に、レベル低下警報値は−１４にそれぞれ
設定されている。レベル上昇警報値は前記レベル上昇監
視値に達する前に警報を発して、保守を促すためのもの
である。またレベル低下警報値は、前提条件以上の漏れ
遷移があった場合を想定したものであり、規定短絡感度
における受信レベル落下幅とレベル学習下限値落下判定
レベルから、軌道回路落下継続となる前に警報を発し
て、保守を促す。

【００２７】漏れ遷移があって定常レベルが次第に低下
して、図７の右端のように定常レベルが−１５になる
と、軌道回路が落下し続けてしまい、軌道回路を扛上さ
せることが不可能となってしまうが、上記のようにレベ
ル低下警報値を設定しておけば、このような事態になる
ことを事前に回避できる。

【００２８】図８は、再立上げ下限値を設定した例を示
している。図８では、再立上げ下限値は−１５に設定さ
れている。再立上げ下限値はシステムを停止から立上げ
た場合に、制御レベルを決定するものであり、レベル学
習下限値における扛上判定レベルを再立上げ下限値とす
るものである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軌道回路の漏れ変動の追従幅を大きくすることができる
とともに、制御基準値が上下限値の範囲内で変化するた
めに、安全性の確保および稼働率の向上が可能な軌道回
路装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軌道回路装置のシステム構成図で
ある。

【図２】図１に示した軌道回路装置による列車検知処理
の説明図である。

【図３】列車在線・非在線時の受信レベルの時間的変化
を示す図である。

【図４】レベル学習におけるデータ反映範囲を示す図で
ある。

【図５】レベル学習における制御レベル範囲の算出根拠
を示す図である。

【図６】レベル上昇監視値を設定した例を示す図であ
る。

【図７】レベル上昇警報値とレベル低下警報値を設定し
た例を示す図である。

【図８】再立上げ下限値を設定した例を示す図である。

【符号の説明】

１〜ｎ 軌道回路 １０ 列車 １１ａ〜１ｎｂ 送受信装置 ２１ａ，２１ｂ 変調部 ３１ａ，３１ｂ 送信部 ４１ａ，４１ｂ 受信部 ５１ａ，５１ｂ 復調部 ６１ａ，６１ｂ 受信レベル算出部 １００ 地上制御装置 １１０ 在線管理部 １１１ 電文信号作成部 １１２ 在線検知結果情報記憶部 １２０ 受信レベル判定部 １３０ 在線検知結果判定部 １４０ 列車在線判定部 １５０ 信号制御部 １６０ 表示部 １７０ ネットワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 清志 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所交通システム事業部水戸交通 システム本部内 (72)発明者 村山 一雄 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 重田 達也 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 鶴巻 維男 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 Ｆターム(参考） 5H161 AA01 BB01 DD02 DD43 FF02 FF07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軌道回路に送信装置と受信装置が接続さ
   れ、前記送信装置から送信した信号を、前記軌道回路を
   介して前記受信装置で受信し、受信レベルが落下判定レ
   ベル以下であれば前記軌道回路の落下と判定し、受信レ
   ベルが扛上判定レベル以上であれば前記軌道回路の扛上
   と判定する軌道回路装置において、 軌道回路調整時に初期値が設定され且つ列車非在線時の
   受信レベルを示す制御基準値を、前記受信装置で受信し
   た受信レベルの変動に追従して変化させ、その変化させ
   た制御基準値に基づいて前記落下判定レベルと前記扛上
   判定レベルを決定する判定レベル決定手段を備え、前記
   判定レベル決定手段は、前記受信レベルの定常変動に対
   して、軌道回路の種別や軌道回路長を考慮して前記制御
   基準値の上限値と下限値を設定し、その上下限値の範囲
   内で前記制御基準値を変化させることを特徴とする軌道
   回路装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の軌道回路装置におい
   て、 前記判定レベル決定手段は、前記上限値と同レベルもし
   くは前記上限値より高レベルのレベル上昇監視値を設定
   し、受信レベルが前記レベル上昇監視値以上となったと
   きに、軌道回路を強制的に落下させることを特徴とする
   軌道回路装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の軌道回路装置におい
   て、 前記判定レベル決定手段は、前記上限値の直前レベルに
   レベル上昇警報値を、軌道回路が落下継続となる直前レ
   ベルにレベル低下警報値をそれぞれ設定し、受信レベル
   が前記レベル上昇警報値または前記レベル低下警報値に
   達したときに、警報を出力することを特徴とする軌道回
   路装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の軌道回路装置におい
   て、 前記判定レベル決定手段は、前記下限値における扛上判
   定レベルを再立上げ下限値として設定し、軌道回路装置
   本体が停止状態から動作状態となった場合、受信レベル
   が前記再立上げ下限値以上となれば軌道回路の扛上と判
   定し、受信レベルが前記再立上げ下限値未満であれば軌
   道回路の落下と判定することを特徴とする軌道回路装
   置。