JP2004090871A - Track circuit transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軌道回路伝送装置、特に、軌道回路を利用して列車を検知すると共に、列車に対して地上側からATC等の情報を伝送することができる列車制御用の軌道回路伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6は例えば、特許文献1に示された従来の列車検知制御用装置を示す構成図である。軌道(レール)は、所定間隔毎の閉塞区間T,T‘,T“に区分されている。各閉塞区間T,T‘,T“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。閉塞区間Tに設定される送信部イ,地上受信部ロは、各閉塞区間T‘,T“にも設置される。送信部イには、検知用信号発生器1と、ATC信号発生器2と、第1のPN符号発生器3及び第2のPN符号発生器4からそれぞれ発生されるPN符号でそれぞれ拡散処理する第1,第2の各拡散回路5,6と、加算回路7と、送信器8とが設けられている。検知用信号発生器1は、所定の送信信号を無変調又は変調回路により通常のAM,FM等に変調処理された列車検知用搬送波(列車検知用信号)(fTD)を第1の拡散回路5に出力するように構成されている。この場合は、無変調の場合で図示している。また、ATC信号発生器2は、搬送周波数を、ATC情報により変えるか又は、ATC情報によりAM,FM変調するなどして処理されたATC搬送波(列車制御用信号)(fATC)を第2の拡散回路6に出力するように構成されている。
【0003】
第1の拡散回路5は、所定の第1のPN符号{PN1(θ1)}(θ1は基準のPN1符号との位相差を表し、θ1値を変えることにより相隣接する閉塞区間T‘,T“で用いるPN符号と異なる位相となる。)を発生させる第1のPN符号発生器3からのPN符号を用いて列車検知用搬送波(fTD)を拡散処理した後、次の加算回路7へ出力するように構成されている。また、第2の拡散回路6は、第1のPN符号と異なる第2のPN符号{PN2(θr)}(r=i+αであり、iは基準のPN2符号との位相差を表し、i値を変えることにより第1のPN符号と同一位相にする。αはATC情報を更に拡大する場合に用いる。)の第2のPN符号を用いて列車制御用搬送波(fATC)を拡散処理した後、次の加算回路7へ出力するように構成されている。送信器8は、周知の増幅器から形成されていて、出力をレールTの始端側(列車の進出する側)Sへ供給するように構成されている。
【0004】
地上受信部ロには、受信器10と、逆拡散回路11と、バンドパスフィルタ12と、整流回路及び検波回路からなる検知部13とがレールTの終端側(列車の進入する側)Rに設けられている。受信部10は周知の増幅回路で形成されていて、その出力信号を上記第1のPN符号{PN1(θ1)}で逆拡散処理する逆拡散回路11へ出力するように構成されている。従って、逆拡散回路11からは元の列車検知用搬送波(fTD)が抽出される。そして、送信・受信部イ・ロが設置された区間に列車が存在すると、列車の車軸Wによって軌道回路が短絡され、列車検知用搬送波(fTD)が無くなることに基づいて、この列車検知用搬送波(fTD)の有無により、検知部13は軌道リレーTRを打上又は落下させる。なお、送,受信部イ,ロが同一機器室内に設置されるときは、第1のPN符号発生器3が単一ですみ、ここからのPN符号を有線で第1の拡散回路5及び逆拡散回路11へそれぞれ供給することができる。
【0005】
車上受信部ハには、車軸Wを有する列車aに設けられたアンテナAを介してレールTから拡散信号を受信する受信器20と、受信器20で受信された信号の一方をバンドパスフィルタ21を介して入力し、検知用信号発生器1と同じ列車検知用搬送波(fTD)を出力する信号発生器22からの出力信号で割算処理する復調器23と、復調器23で復調処理された出力をフィルタ回路24を介して入力すると共に、上記第1のPN符号発生器3と同じPN符号(PN1)を発生する第3のPN符号発生器25からのPN符号(PN1)を入力して相関マッチング処理を行うマッチドフィルタ26と、マッチドフィルタ26が第1のPN符号{PN1(θ1)}を検出したときに上記第2のPN符号(PN2)と同じ位相のPN符号を発生させる第4のPN符号発生器27と、受信器20で受信した信号の他方をバンドパスフィルタ28を介して入力し、上記第4のPN符号発生器27の出力で逆拡散処理して列車制御用搬送波(fATC)を出力する逆拡散回路29と、逆拡散回路29の出力を周知の周波数分析回路で列車制御用搬送波(fATC)のみを正確に抽出して出力するFFT分析器30とが設けられている。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−254435号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の上記した列車検知制御用装置では、位相遅れ値を情報として用いているため、限られた情報量しか得ることができず、より高密度な運転には適さないといった問題点があった。
例えば列車が停止すべき区間を伝送しようとすれば、現在位置区間情報と停止すべき区間の現在区間からの相対位置を伝送する必要があり、多くの情報量を必要とする。また、1つの情報を得るために2周波{列車検知用搬送波(fTD)、列車制御用搬送波(fATC)}の信号を用いる必要があり、周波数の使用効率が悪い。
【0008】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、スペクトラム変調した信号にデータを載せ送信することにより、より高密度運転が行えるようにした軌道回路伝送装置を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる軌道回路伝送装置は、軌道回路に地上機器室の送信部,受信部を接続し、上記軌道回路上の列車の在線の有無を検出すると共に、列車に搭載した車上装置で上記送信部からの信号を受信して列車を制御する軌道回路伝送装置において、伝送すべき情報コードを生成する送信制御部と、その伝送すべき情報コードのデータをスペクトラム拡散により変調するSS信号変調部と、このSS信号変調部からの信号を出力するバンドパスフィルタ及び増幅器で構成される出力部と、この出力部の信号を伝達する第1整合変成器とを有する地上機器室の送信部、上記送信部からの信号を受け、軌道回路に伝達する軌道回路側の第2整合変成器と、上記軌道回路からの信号を伝達する軌道回路側の第3整合変成器、この軌道回路側の第3整合変成器からの信号を受ける第4整合変成器と、この第4整合変成器からの信号を受信増幅するための増幅器及びバンドパスフィルタで構成される入力部と、この入力部からの信号をスペクトラム逆拡散により復調するSS信号復調部と、このSS信号復調部からの信号を用いて制御を行う受信制御部とを有する地上機器室の受信部、上記軌道回路からの信号を受ける受電器と、この受電部からの信号を伝達する第5整合変成器と、この第5整合変成器の信号を受信増幅するための増幅器及びバンドパスフィルタで構成される入力部と、この入力部からの信号をスペクトラム逆拡散により復調するSS信号復調部と、このSS信号復調部から取出した情報コードを用いて列車の制御を行う車上制御部とを有する車上装置を備え、上記地上機器室の受信制御部では、逆拡散後の受信レベルを監視し、受信レベルが所定の値以下に低下するか否かにより、列車の在線/非在線を判定し、上記車上装置の車上制御部では、受信した信号を逆拡散変調して取出された情報コードにより列車を制御するようにしたものである。
【0010】
また、地上機器室の上記送信部の上記SS信号変調部は、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)とD/A(デジタルアナログ)変換器によって構成され、データ列からスペクトラム変調を掛けた信号を生成し、地上機器室の上記受信部の上記SS信号復調部は、A/D(アナログデジタル)変換器とDSPによって構成され、入力信号からスペクトラムの逆拡散を行い、元の信号を取出し、車上装置の上記SS信号復調部は、A/D変換器とDSPによって構成され、入力信号からスペクトラムの逆拡散を行い、元の情報コードを取出すものである。
【0011】
また、地上機器室の上記送信制御部で生成した同一の情報コードに基づく信号を、地上機器室の上記SS信号復調部から取出して上記受信制御部では在線検知として用い、車上制御部の上記SS信号復調部から取出して上記車上制御部では列車の制御を行うようにしたものである。
また、上記軌道回路の閉塞区間毎に、それぞれ地上機器室の上記送信部と上記受信部を備えると共に、スペクトラム拡散の周波数帯域が異なるものを複数個備え、上記軌道回路の隣接する閉塞区間の上記送信部に周波数帯域を異ならせて割り当てるようにしたものである。
【0012】
また、地上機器室の上記送信部では、異なるPN符号(擬似雑音符号)でそれぞれスペクトラム拡散した情報コードのデータを多重化して送信するようにしたものである。
さらにまた、上記車上装置では、異なるPN符号(擬似雑音符号)でそれぞれスペクトル逆拡散により復調し、取出した情報コードの信号の内、受信レベルが最大のものを選択するようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1である軌道回路伝送装置を示す構成図である。図1において、31は伝送すべき情報コードを生成する搬送波の送信制御部、32は伝送すべき情報コードのデータをスペクトラム拡散により変調するSS信号変調部、33は信号を出力するためのバンドパスフィルタ及び増幅器で構成される出力部、34は地上機器室100側の整合変成器で、これら送信制御部31〜整合変成器34で地上機器室100側の送信部を構成する。
【0014】
35は軌道回路200側の整合変成器、200は軌道回路、36は軌道回路200側の整合変成器である。37は地上機器室100側の整合変成器、38は信号を受信増幅するための増幅器及びバンドパスフィルタで構成された入力部、39は受信したデータをスペクトラム逆拡散により復調するSS信号復調部、40は受信した情報コード,受信レベルを用いて制御を行う受信制御部で、これら整合変成器37〜受信制御部40で地上機器室100側の受信部を構成する。
【0015】
軌道回路200(レール)は、所定間隔毎の閉塞区間i+1,i+2,−−−(図3に示す)に区分されている。各閉塞区間は、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。送信部である送信制御部31〜整合変成器34、及び、受信部である整合変成器37〜受信制御部40で、地上機器室100を構成する。この地上機器室100は、軌道回路200側の整合変成器35,36と共に、軌道回路200の閉塞区間i+1,i+2,−−−毎に設けられている。各閉塞区間では、地上機器室100の送信部は、例えば、当該閉塞区間の列車進出端側に、受信部は当該閉塞区間の列車進入端側に接続されている。
【0016】
41は軌道回路200からの信号を受信する車上装置300側のアンテナである受電器、42は車上装置300側の整合変成器、43は信号を受信増幅するための増幅器及びバンドパスフィルタで構成された入力部、44は受信したデータをスペクトラム逆拡散により復調するSS信号復調部、45は受信した情報コードを用いて車上の制御を行う車上制御部である。受電器41〜車上制御部45で、車上装置300を構成する。
【0017】
ここで、送信制御部31から伝送する情報コードには、送信する現在の閉塞区間番号(当該地上機器室100が存在する閉塞区間番号)、当該軌道回路上の列車が停止すべき閉塞区間番号が特定できるデータが含まれている。これらのデータを受信した車上装置300の車上制御部45ではこれらのデータに基づき列車制御を行う。一方地上機器室100の受信制御部40では、電文及び逆拡散後の受信レベルを監視している。当該区間に列車が在線すれば列車の車軸によって軌道回路が短絡されることにより、当該区間の地上機器室100の受信端へ信号が到達しなくなる。これによって受信制御部40で電文が受信できなくなり、かつ受信レベルが所定の値以下に低下する。これによって、当該区間の列車の在線/非在線を判定することができる。
【0018】
他方、車上装置300では信号を受信すると、これを逆拡散変調し送信された情報コードを車上制御部45で取出すことができる。車上制御部45では、受信データに含まれる現在の閉塞区間番号(当該地上機器室100が存在する閉塞区間番号)と列車が停止すべき閉塞区間番号とから目標停止点を設定し、当該閉塞区間の目標停止点に停止可能な車上ブレーキパターンを発生させる。列車がこの車上ブレーキパターンを超過した場合はブレーキを動作させるように制御する。なお、列車が存在する現在の閉塞区間に設置された地上機器室100と隣接閉鎖区間に設置された地上機器室100からの受信信号の識別は、受信信号の強弱で判定、もしくは、後述する閉塞区間毎の使用周波数帯域の違いで判定、又はその両方で判定する。また、受信される情報コードには、例えば、列車の現在の閉塞区間番号と列車の指定閉塞区間番号での制限速度が含まれていてもよい。
【0019】
図2は実施の形態1である軌道回路伝送装置のSS信号変調部及び地上,車上のSS信号復調部を示す構成図である。ここで、SS信号変調部32は、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)51及びD/A(デジタルアナログ)変換器52を用いて、直接データ列からスペクトラム変調を掛けた信号を生成することができる。DSPを用いることにより、従来多数の個別部品により構成されていたSS信号変調部を少数の部品によって構成することができ、装置の信頼性を向上させることができる。また、信号生成は高精度の演算によって行われるため、個別回路に比べ歪の発生などによる信号の劣化が抑えられる。また、DSPの演算によれば、主信号以外のサイドバンド等の不要な信号を演算によって予め除去することができる。
【0020】
また、SS信号復調部39は、A/D(アナログデジタル)変換器53及びDSP(デジタルシグナルプロセッサ)54を用いて、入力信号からスペクトラムの逆拡散を行い、元の情報コードを取出すことができる。また、逆拡散後の信号レベルの値を求めることができる。さらに、SS信号復調部44も、A/D変換器55及びDSP56を用いて、入力信号からスペクトラムの逆拡散を行い、元の情報コードを取出すことができる。また、逆拡散後の信号レベルの値を求めることができる。
【0021】
図1で示した軌道回路伝送装置によれば、送信制御部31で生成した同一の情報コード、その信号レベルを、地上機器室100の受信制御部40では在線検知機能として用い、車上装置300の車上制御部45では車上の制御用データとして用いることができる。即ち、ひとつの送信部(31〜34)よりの信号を、地上の在線検知用の信号と車上用の列車制御用の信号に共用することができる。これにより、従来、在線検知用の信号と車上の列車制御用の信号をそれぞれ生成し受信していたものが、地上・車上共通の送信部(31〜34)によって実現することができ、システム構成の簡略化が図れる。
【0022】
車上装置300の車上制御部45は、例えば、軌道回路の複数の閉塞区間からの信号を同時に受信し、その内SS信号復変調の逆拡散後の受信レベルが最大のものを正当な受信信号として選択する。無絶縁軌道回路の場合、在線している区間の信号の他、前方区間の信号も区間境界を越えて受信される。車上制御部45は受信する可能性のある全ての信号の受信機能を持ち、この機能を同時に動作させる。SS信号復調部44は受信した信号を全て復調する。復調した結果、受信した全ての信号の受信レベルが得られる。受信レベルを比較し、この内最大レベルとなるものが在線している区間の信号となり、これをその時点での正規受信信号として選択する。これにより、閉塞区間の境界を通過する際には、予め前方区間の信号を受信しているため、閉塞区間が切り替わると同時に次閉塞区間の信号を正規信号として切り替えることができるようになる。
【0023】
実施の形態2.
図3は実施の形態2の軌道回路伝送装置における軌道回路の閉塞区間毎の使用周波数帯の割当てを示す説明図である。図4は実施の形態2の軌道回路伝送装置における使用周波数帯を示す説明図である。搬送周波数帯域を隣接する閉塞区間毎に区別し、複数閉塞区間おきに繰り返す方法について述べる。これにより軌道回路の隣接する閉塞区間からの妨害信号を効果的に除去することができるようになる。
【0024】
図4に示すように、特定の閉塞区間i+1で周波数帯域f0を使用し、隣接の閉塞区間i+2で周波数帯域f1を使用し、さらに隣接する閉塞区間i+3で周波数帯域f2を使用する。これを更に次に3つの閉塞区間に繰り返して、3波を順次割り当てていく。受信側は受信信号の当該閉塞区間の周波数帯域が既知であるため、その信号帯域のみをフィルタ等により選択して受信することができる。これにより、無絶縁軌道回路においても隣接の閉塞区間からの影響を容易に除去することができるようになる。なお、使用する周波数帯域はSS信号変調部・復調部の帯域と軌道回路の許容使用帯域により決められる。図3では、使用周波数帯域を低い方から順に隣接するように3波並べて、繰り返している。ここでは、3波の例を示したが、2波あるいは4波以上を用いることができることは言うまでもない。
【0025】
実施の形態3.
図5は、実施の形態3の軌道回路伝送装置における情報コードの多重化を行う構成図である。異なるPN符号(疑似雑音符号)でスペクトル拡散したデータを多重化して送信する。受信側では当該の異なるPN符号によりそれぞれ逆拡散を行う。これにより、元の2系列のデータ列が取得できる。図5において、一方の第1情報コードは加算器62で第1のPN符号発生部61によって拡散され、さらに発振器63からの信号によって変調器64によって変調される。他方の第2情報コードは加算器67で上記と異なる第2のPN符号発生部66によって拡散され、発振器68からの信号によって変調器69によって変調される。これら2波は合成器70によって合成され、出力部33に出力される。なお、発振器63と発振器68は同一であってもよい。受信側ではそれぞれ上記第1,第2PN符号でそれぞれスペクトル逆拡散して復調する。これによって、同一周波数帯域を用いながら多重化によりより多くの情報を伝送できるようになる。
【0026】
実施の形態4.
地上機器室の送信部では、同一搬送周波数帯域であるが、軌道回路の閉塞区間毎に異なるPN符号でスペクトル拡散したデータを送信する。車上装置300の車上制御部45では、軌道回路の複数の閉塞区間からの信号を同時に受信し、想定される複数のPN符号で、SS信号復変調の逆拡散を行い、取出した情報コードの信号の内、受信レベルが最大のものを正当な受信信号として選択する。無絶縁軌道回路の場合、在線している区間の信号の他、前方区間の信号も区間境界を越えて受信される。車上制御部45は受信する可能性のある全ての信号の受信機能を持ち、この機能を同時に動作させる。SS信号復調部44は受信した信号を全て復調する。復調した結果、受信した全ての信号の受信レベルが得られる。受信レベルを比較し、この内最大レベルとなるものが在線している区間の信号となり、これをその時点での正規受信信号として選択する。これにより、閉塞区間の境界を通過する際には、予め前方区間の信号を受信しているため、閉塞区間が切り替わると同時に次閉塞区間の信号を正規信号として切り替えることができるようになる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の軌道回路伝送装置によれば、軌道回路に地上機器室の送信部,受信部を接続し、上記軌道回路上の列車の在線の有無を検出すると共に、列車に搭載した車上装置で上記送信部からの信号を受信して列車を制御する軌道回路伝送装置において、伝送すべき情報コードを生成する送信制御部と、その伝送すべき情報コードのデータをスペクトラム拡散により変調するSS信号変調部と、このSS信号変調部からの信号を出力するバンドパスフィルタ及び増幅器で構成される出力部と、この出力部の信号を伝達する第1整合変成器とを有する地上機器室の送信部、上記送信部からの信号を受け、軌道回路に伝達する軌道回路側の第2整合変成器と、上記軌道回路からの信号を伝達する軌道回路側の第3整合変成器、この軌道回路側の第3整合変成器からの信号を受ける第4整合変成器と、この第4整合変成器からの信号を受信増幅するための増幅器及びバンドパスフィルタで構成される入力部と、この入力部からの信号をスペクトラム逆拡散により復調するSS信号復調部と、このSS信号復調部からの信号を用いて制御を行う受信制御部とを有する地上機器室の受信部、上記軌道回路からの信号を受ける受電器と、この受電部からの信号を伝達する第5整合変成器と、この第5整合変成器の信号を受信増幅するための増幅器及びバンドパスフィルタで構成される入力部と、この入力部からの信号をスペクトラム逆拡散により復調するSS信号復調部と、このSS信号復調部から取出した情報コードを用いて列車の制御を行う車上制御部とを有する車上装置を備え、上記地上機器室の受信制御部では、逆拡散後の受信レベルを監視し、受信レベルが所定の値以下に低下するか否かにより、列車の在線/非在線を判定し、上記車上装置の車上制御部では、受信した信号を逆拡散変調して取出された情報コードにより列車を制御するようにしたので、スペクトラム変調した信号にデータを載せ送信することにより、より高密度運転が行える。
【0028】
また、地上機器室の上記送信部の上記SS信号変調部は、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)とD/A(デジタルアナログ)変換器によって構成され、データ列からスペクトラム変調を掛けた信号を生成し、地上機器室の上記受信部の上記SS信号復調部は、A/D(アナログデジタル)変換器とDSPによって構成され、入力信号からスペクトラムの逆拡散を行い、元の信号を取出し、車上装置の上記SS信号復調部は、A/D変換器とDSPによって構成され、入力信号からスペクトラムの逆拡散を行い、元の情報コードを取出すものであるので、DSPを用いることにより、従来多数の個別部品により構成されていたSS信号変調部を少数の部品によって構成することができ、装置の信頼性を向上させることができる。また、信号生成は高精度の演算によって行われるため、個別回路に比べ歪の発生などによる信号の劣化が抑えられる。
【0029】
また、地上機器室の上記送信制御部で生成した同一の情報コードに基づく信号を、地上機器室の上記SS信号復調部から取出して上記受信制御部では在線検知として用い、車上制御部の上記SS信号復調部から取出して上記車上制御部では列車の制御を行うようにしたので、1つの搬送周波数帯域で上記受信制御部と上記車上制御部に送信することができ、周波数帯域の使用効率がよい。
また、上記軌道回路の閉塞区間毎に、それぞれ地上機器室の上記送信部と上記受信部を備えると共に、スペクトラム拡散の周波数帯域が異なるものを複数個備え、上記軌道回路の隣接する閉塞区間の上記送信部に周波数帯域を異ならせて割り当てるようにしたので、軌道回路の隣接する閉塞区間からの妨害信号を効果的に除去することができるようになる。
【0030】
また、地上機器室の上記送信部では、異なるPN符号(擬似雑音符号)でそれぞれスペクトラム拡散した情報コードのデータを多重化して送信するようにしたので、同一周波数帯域を用いながら多重化によりより多くの情報を伝送できるようになる。
さらにまた、上記車上装置では、異なるPN符号(擬似雑音符号)でそれぞれスペクトル逆拡散により復調し、取出した情報コードの信号の内、受信レベルが最大のものを選択するようにしたので、閉塞区間の境界を通過する際には、予め前方区間の信号を受信しているため、閉塞区間が切り替わると同時に次閉塞区間の信号を正規信号として切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1である軌道回路伝送装置を示す構成図である。
【図2】実施の形態1である軌道回路伝送装置のSS信号変調部及び地上,車上のSS信号復調部を示す構成図である。
【図3】実施の形態2の軌道回路伝送装置における軌道回路の閉塞区間毎の使用周波数帯の割当てを示す説明図である。
【図4】実施の形態2の軌道回路伝送装置における使用周波数帯を示す説明図である。
【図5】実施の形態3の軌道回路伝送装置における情報コードの多重化を行う構成図である。
【図6】従来の列車検知制御用装置を示す構成図である。
【符号の説明】
31 送信制御部 32 SS信号変調部
33 出力部 34 整合変成器
35 整合変成器 36 整合変成器
37 整合変成器 38 入力部
39 SS信号復調部 40 受信制御部
41 受電器 42 整合変成器
43 入力部 44 SS信号復調部
45 車上制御部 51 DSP
52 D/A変換器 53 A/D変換器
54 DSP 55 A/D変換器
56 DSP 61 第1PN符号発生部
62 加算器 63 発振器
64 変調器 66 第2PN符号発生部
67 加算器 68 発振器
69 変調器 70 合成器
100 地上機器室 200 軌道回路
300 車上装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a conventional train detection control device disclosed in
[0003]
The first spreading circuit 5 has a predetermined first PN code @ PN 1 (Θ 1 )} (Θ 1 Is the reference PN 1 Represents the phase difference from the sign, θ 1 By changing the value, the train detection carrier (f) is generated using the PN code from the first PN code generator 3 that generates a phase different from that of the PN code used in the adjacent closed sections T 'and T ". TD ), And outputs the result to the next addition circuit 7. Further, the second spreading
[0004]
In the ground receiving unit b, a
[0005]
The on-vehicle receiver C includes a
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-254435
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional train detection control device, since a phase delay value is used as information, only a limited amount of information can be obtained, which is not suitable for higher-density operation.
For example, to transmit a section where a train should be stopped, it is necessary to transmit current position section information and a relative position of the section to be stopped from the current section, which requires a large amount of information. In addition, in order to obtain one piece of information, a carrier (f TD ), The carrier wave for train control (f ATC ) It is necessary to use the signal of ②, and the frequency use efficiency is poor.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a track circuit transmission device capable of performing higher-density operation by mounting data on a spectrum-modulated signal and transmitting the data. Aim.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A track circuit transmission device according to the present invention connects a transmission unit and a reception unit of a ground equipment room to a track circuit, detects the presence or absence of a train on the track circuit, and uses the on-board device mounted on the train to perform the above-described operation. In a track circuit transmission device that receives a signal from a transmission unit and controls a train, a transmission control unit that generates an information code to be transmitted, and an SS signal modulation unit that modulates data of the information code to be transmitted by spread spectrum. A transmitting unit of a terrestrial equipment room including: an output unit configured to output a signal from the SS signal modulating unit; a band-pass filter and an amplifier; and a first matching transformer transmitting the signal of the output unit. A second matching transformer on the track circuit side for receiving a signal from the transmitting unit and transmitting the signal from the track circuit; a third matching transformer on the track circuit side for transmitting a signal from the track circuit; A fourth matching transformer for receiving a signal from the coupling transformer, an input unit including an amplifier and a band-pass filter for receiving and amplifying the signal from the fourth matching transformer, and a signal from the input unit. An SS signal demodulation unit for demodulating by spectrum despreading, a reception unit of a ground equipment room having a reception control unit for performing control using a signal from the SS signal demodulation unit, and a power receiving device for receiving a signal from the track circuit. A fifth matching transformer for transmitting a signal from the power receiving unit, an input unit including an amplifier and a band-pass filter for receiving and amplifying the signal of the fifth matching transformer, and a signal from the input unit. An on-board device having an SS signal demodulation unit for demodulating the signal by spectrum despreading, and an on-board control unit for controlling a train using the information code extracted from the SS signal demodulation unit. The reception control unit in the room monitors the reception level after despreading, determines whether the train is on-rail or off-rail by determining whether the reception level falls below a predetermined value, and controls the on-board device of the on-board device. In the section, the train is controlled by an information code extracted by despreading the received signal.
[0010]
The SS signal modulator of the transmitter in the ground equipment room includes a DSP (Digital Signal Processor) and a D / A (Digital / Analog) converter, and generates a signal subjected to spectrum modulation from a data stream. The SS signal demodulation unit of the reception unit in the ground equipment room is constituted by an A / D (analog-digital) converter and a DSP, performs despreading of a spectrum from an input signal, extracts an original signal, and obtains an on-board device. The SS signal demodulation unit includes an A / D converter and a DSP, and performs despreading of a spectrum from an input signal to extract an original information code.
[0011]
In addition, a signal based on the same information code generated by the transmission control unit in the ground equipment room is extracted from the SS signal demodulation unit in the ground equipment room, and is used as on-rail detection in the reception control unit. The train signal is extracted from the SS signal demodulation unit and the train control is performed by the on-board control unit.
In addition, for each closed section of the track circuit, the transmitting section and the receiving section of the ground equipment room are provided, respectively, and a plurality of bands having different frequency bands of spread spectrum are provided, and the closed section of the adjacent closed section of the track circuit is provided. The transmission section is assigned with a different frequency band.
[0012]
Further, the transmitting section of the ground equipment room multiplexes and transmits the data of the information code which has been spectrum-spread with different PN codes (pseudo-noise codes).
Furthermore, in the above-mentioned on-board device, demodulation is performed by spectrum despreading with different PN codes (pseudo-noise codes), and among the extracted information code signals, the signal having the highest reception level is selected. .
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram showing a track circuit transmission device according to
[0014]
35 is a matching transformer on the
[0015]
The track circuit 200 (rail) is divided into closed sections i + 1, i + 2,... (Shown in FIG. 3) at predetermined intervals. Each closed section may be a section using a known impedance bond, or may be a non-insulated section in which a capacitor or the like is interposed between rails. The ground equipment room 100 is configured by the
[0016]
41 is a power receiver which is an antenna on the on-board device 300 for receiving a signal from the
[0017]
Here, the information code transmitted from the
[0018]
On the other hand, when the on-board device 300 receives the signal, the on-
[0019]
FIG. 2 is a configuration diagram showing an SS signal modulation unit and an SS signal demodulation unit on the ground and in the vehicle of the track circuit transmission device according to the first embodiment. Here, the SS
[0020]
Further, the SS
[0021]
According to the track circuit transmission device shown in FIG. 1, the same information code generated by the
[0022]
The on-
[0023]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the allocation of the used frequency band for each closed section of the track circuit in the track circuit transmission apparatus according to the second embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a used frequency band in the track circuit transmission device according to the second embodiment. A method will be described in which a carrier frequency band is distinguished for each adjacent block section and is repeated every plural block sections. As a result, it is possible to effectively remove the interfering signal from the adjacent closed section of the track circuit.
[0024]
As shown in FIG. 4, the frequency band f0 is used in the specific block section i + 1, the frequency band f1 is used in the adjacent block section i + 2, and the frequency band f2 is used in the adjacent block section i + 3. This is further repeated for the three closed sections, and three waves are sequentially allocated. Since the receiving side knows the frequency band of the blockage section of the received signal, it can select and receive only the signal band using a filter or the like. Thereby, even in the non-insulated track circuit, the influence from the adjacent closed section can be easily removed. The frequency band to be used is determined by the band of the SS signal modulator / demodulator and the allowable use band of the track circuit. In FIG. 3, three waves are arranged and used repeatedly so that the used frequency bands are adjacent to each other in ascending order. Here, an example of three waves is shown, but it goes without saying that two or four or more waves can be used.
[0025]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram for multiplexing information codes in the track circuit transmission apparatus according to the third embodiment. Data that has been spread with different PN codes (pseudo-noise codes) is multiplexed and transmitted. On the receiving side, despreading is performed using the different PN codes. As a result, the original two series of data strings can be obtained. In FIG. 5, one of the first information codes is spread by a first
[0026]
The transmitter in the ground equipment room transmits data that has the same carrier frequency band but is spread spectrum with a different PN code for each closed section of the track circuit. The on-
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the track circuit transmission device of the present invention, the transmission unit and the reception unit of the ground equipment room are connected to the track circuit to detect the presence or absence of the train on the track circuit, In a track circuit transmission device that receives a signal from the transmission unit and controls a train with an on-board device, a transmission control unit that generates an information code to be transmitted, and spreads spectrum data of the information code to be transmitted. Signal modulating section, an output section including a band-pass filter and an amplifier for outputting a signal from the SS signal modulating section, and a first matching transformer transmitting the signal of the output section. A transmission section of the equipment room, a second matching transformer on the track circuit side for receiving a signal from the transmission section and transmitting the signal to the track circuit, and a third matching transformer on the track circuit side for transmitting a signal from the track circuit; A fourth matching transformer receiving a signal from the third matching transformer on the track circuit side of the above, an input unit comprising an amplifier for receiving and amplifying a signal from the fourth matching transformer, and a band-pass filter; An SS signal demodulation unit that demodulates a signal from the input unit by spectrum despreading, and a reception unit of a ground equipment room having a reception control unit that performs control using a signal from the SS signal demodulation unit, , A fifth matching transformer for transmitting a signal from the power receiving unit, and an input unit including an amplifier and a band-pass filter for receiving and amplifying the signal of the fifth matching transformer. An on-board unit having an SS signal demodulation unit for demodulating a signal from the input unit by spectrum despreading, and an on-board control unit for controlling a train using an information code extracted from the SS signal demodulation unit. The reception control unit of the ground equipment room monitors the reception level after despreading, and determines whether the train is on-rail / off-rail by determining whether the reception level falls below a predetermined value. The on-board control unit of the upper device controls the train with the information code extracted by despreading the received signal, so the data is loaded on the spectrum-modulated signal and transmitted, so that higher density operation can be performed. Can be performed.
[0028]
The SS signal modulator of the transmitter in the ground equipment room includes a DSP (Digital Signal Processor) and a D / A (Digital / Analog) converter, and generates a signal subjected to spectrum modulation from a data stream. The SS signal demodulation unit of the reception unit in the ground equipment room is constituted by an A / D (analog-digital) converter and a DSP, performs despreading of a spectrum from an input signal, extracts an original signal, and obtains an on-board device. The SS signal demodulation unit is composed of an A / D converter and a DSP, and performs despreading of a spectrum from an input signal to take out an original information code. , The SS signal modulating section can be constituted by a small number of components, and the reliability of the device can be improved. In addition, since signal generation is performed by high-precision calculation, signal degradation due to distortion or the like is suppressed as compared with an individual circuit.
[0029]
In addition, a signal based on the same information code generated by the transmission control unit in the ground equipment room is extracted from the SS signal demodulation unit in the ground equipment room, and is used as on-rail detection in the reception control unit. Since the train is controlled by the above-mentioned on-board control section by taking out from the SS signal demodulation section, it can be transmitted to the above-mentioned reception control section and the on-board control section in one carrier frequency band. Efficient.
In addition, for each closed section of the track circuit, the transmitting section and the receiving section of the ground equipment room are provided, respectively, and a plurality of bands having different frequency bands of spread spectrum are provided, and the closed section of the adjacent closed section of the track circuit is provided. Since different frequency bands are assigned to the transmission units, it is possible to effectively remove interference signals from adjacent closed sections of the track circuit.
[0030]
In addition, in the transmission unit in the terrestrial equipment room, the data of the information code that has been spectrum-spread with different PN codes (pseudo-noise codes) is multiplexed and transmitted. Information can be transmitted.
Furthermore, in the above-mentioned on-board device, different PN codes (pseudo-noise codes) are used for demodulation by spectrum despreading, and a signal having the highest reception level is selected from the extracted information code signals. When passing through the boundary of the section, since the signal of the front section is received in advance, the signal of the next block section can be switched as a normal signal at the same time as the block section is switched.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a track circuit transmission device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an SS signal modulation unit and an SS signal demodulation unit on the ground and in the vehicle of the track circuit transmission device according to the first embodiment;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing allocation of a used frequency band for each closed section of a track circuit in the track circuit transmission apparatus according to the second embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a frequency band used in the track circuit transmission device according to the second embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram for performing multiplexing of an information code in the track circuit transmission apparatus according to the third embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional train detection control device.
[Explanation of symbols]
31
33
35
37
39 SS
41 Power receiver 42 Matching transformer
43
45 On-
52 D / A converter 53 A / D converter
54 DSP 55 A / D converter
56
62
64 modulator 66 second PN code generator
67 Adder 68 Oscillator
69
100
300 Onboard equipment.
Claims (6)
伝送すべき情報コードを生成する送信制御部と、その伝送すべき情報コードのデータをスペクトラム拡散により変調するSS信号変調部と、このSS信号変調部からの信号を出力するバンドパスフィルタ及び増幅器で構成される出力部と、この出力部の信号を伝達する第1整合変成器とを有する地上機器室の送信部、
上記送信部からの信号を受け、軌道回路に伝達する軌道回路側の第2整合変成器と、上記軌道回路からの信号を伝達する軌道回路側の第3整合変成器、
この軌道回路側の第3整合変成器からの信号を受ける第4整合変成器と、この第4整合変成器からの信号を受信増幅するための増幅器及びバンドパスフィルタで構成される入力部と、この入力部からの信号をスペクトラム逆拡散により復調するSS信号復調部と、このSS信号復調部からの信号を用いて制御を行う受信制御部とを有する地上機器室の受信部、
上記軌道回路からの信号を受ける受電器と、この受電部からの信号を伝達する第5整合変成器と、この第5整合変成器の信号を受信増幅するための増幅器及びバンドパスフィルタで構成される入力部と、この入力部からの信号をスペクトラム逆拡散により復調するSS信号復調部と、このSS信号復調部から取出した情報コードを用いて列車の制御を行う車上制御部とを有する車上装置を備え、
上記地上機器室の受信制御部では、逆拡散後の受信レベルを監視し、受信レベルが所定の値以下に低下するか否かにより、列車の在線/非在線を判定し、
上記車上装置の車上制御部では、受信した信号を逆拡散変調して取出された情報コードにより列車を制御するようにした軌道回路伝送装置。The transmission and reception units of the ground equipment room are connected to the track circuit to detect the presence or absence of the train on the track circuit, and the on-board equipment mounted on the train receives the signal from the transmission unit and trains the train. In the track circuit transmission device that controls
A transmission control unit that generates an information code to be transmitted, an SS signal modulation unit that modulates the data of the information code to be transmitted by spread spectrum, and a bandpass filter and an amplifier that output a signal from the SS signal modulation unit. A transmitting unit of a ground equipment room having an output unit configured and a first matching transformer for transmitting a signal of the output unit;
A track matching circuit-side second matching transformer that receives a signal from the transmission unit and transmits the signal to the track circuit, and a track circuit-side third matching transformer that transmits a signal from the track circuit;
A fourth matching transformer receiving a signal from the third matching transformer on the track circuit side, an input unit including an amplifier for receiving and amplifying a signal from the fourth matching transformer and a band-pass filter; An SS signal demodulation unit that demodulates a signal from the input unit by spectrum despreading, and a reception unit of a ground equipment room having a reception control unit that performs control using a signal from the SS signal demodulation unit;
A power receiver for receiving a signal from the track circuit, a fifth matching transformer for transmitting a signal from the power receiving unit, an amplifier for receiving and amplifying a signal of the fifth matching transformer, and a band-pass filter. A car having an input section, an SS signal demodulation section for demodulating a signal from the input section by spectrum despreading, and an on-board control section for controlling a train using an information code extracted from the SS signal demodulation section. Equipped with the upper device,
The reception control unit in the ground equipment room monitors the reception level after despreading, and determines whether the train is on-rail / off-rail by determining whether the reception level falls below a predetermined value,
A track circuit transmission device in which the on-board control unit of the on-board device controls a train by an information code extracted by despreading a received signal.
地上機器室の上記受信部の上記SS信号復調部は、A/D(アナログデジタル)変換器とDSPによって構成され、入力信号からスペクトラムの逆拡散を行い、元の信号を取出し、
車上装置の上記SS信号復調部は、A/D変換器とDSPによって構成され、入力信号からスペクトラムの逆拡散を行い、元の情報コードを取出すものである請求項1記載の軌道回路伝送装置。The SS signal modulator of the transmitter in the ground equipment room includes a DSP (Digital Signal Processor) and a D / A (Digital / Analog) converter, and generates a signal subjected to spectrum modulation from a data stream.
The SS signal demodulation unit of the reception unit in the ground equipment room is constituted by an A / D (analog-digital) converter and a DSP, performs despreading of a spectrum from an input signal, and extracts an original signal.
2. The track circuit transmission device according to claim 1, wherein the SS signal demodulation unit of the on-board device includes an A / D converter and a DSP, and despreads a spectrum from an input signal to extract an original information code. .
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JP2008137400A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Univ Nihon | Train control device |
JP2009083621A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Hitachi Ltd | Resonance type track circuit |
-
2002
- 2002-09-03 JP JP2002257920A patent/JP2004090871A/en active Pending
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