JP2004161145A - Train position detection 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、走行する列車の在線位置を自列車の車上にて検出する列車位置検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の列車位置検出装置は、例えば車輪の回転数を検出する車輪回転検出部と、車輪の回転数とその円周長から走行距離を求める走行距離検出部と、初期位置設定器からの初期位置情報と、走行距離検出部からの走行距離情報とにより自列車の位置を検出するように構成されている。そして、車輪の滑走や磨耗による径の変化等で精度が低下するのを補正するために、地上側に定点情報発信手段を設け、車上側で受信した定点情報に基づいて走行距離を補正する補正手段を設けている。
【0003】
【特許文献1】
特開平2−290102号公報(第1頁、および図1参照)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の列車位置検出装置は以上のように構成されているので、検出精度を上げるために、定点情報発信手段のような車輪の滑走や磨耗による径の変化等に対する補正手段を設けなければならず、設置コストが嵩み、また保守点検に手間がかかるという問題点があった。
【0005】
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、車輪の滑走や磨耗による径の変化等が生じても、それを補正する設備を必要とせず、簡単な構成で自列車の位置を検出できる列車位置検出装置を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる列車位置検出装置は、軌道回路上の一地点に、周波数の異なる複数の信号を重畳させてレールに送信する送信部を配置し、軌道回路上を走行する列車の車上側に、複数の信号を同時に受信する車上受信部と、受信した信号を周波数毎に弁別し抽出するフィルタ部と、抽出した各信号の電力レベルを測定する電力レベル測定部と、測定した各信号の電力レベルを入力し演算する演算部とを備え、演算部において各信号の電力レベルの差と予め記憶しておいた周波数の異なる複数の信号のレール伝播時の減衰データとから列車の位置を求めるようにしたものである。
【0007】
【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による列車位置検出装置を示す構成図である。図において、地上側には軌道回路上のA点に送信部1が配置されており、この送信部1から所定のレベルで二つの異なった周波数、例えばf1とf2の信号を重畳して軌道回路のレール2に送信する。送信された重畳信号は軌道回路上を走行する列車3の車上側に設置した車上受信部で受信する。車上受信部は受電器4と増幅器5から成り、レール2を流れる重畳信号を先頭車両の先端部に設けた受電器4で受信し増幅器5で増幅する。増幅された重畳信号は二つのバンドパスフィルタからなるフィルタ部に入力される。フィルタ部では周波数f1の信号を第1のフィルタ6で通過させ、周波数f2の信号を第2のフィルタ7で通過させてそれぞれ電力レベル測定部へ入力する。電力レベル測定部のうち第1の電力レベル測定部8で周波数f1の受信信号の電力レベルを測定し、第2の電力レベル測定部9では周波数f2の受信信号の電力レベルを測定して、各測定値は演算部10へ送信されるように構成されている。
【0008】
次に演算部10での列車位置検知動作について説明する。図2は本実施の形態の列車検知原理を示す図である。演算部10には、周波数f1とf2の信号をレール2に送信したときに伝播する信号の減衰量のデータを保有している。減衰量は周波数によって異なり、周波数が高いほど大きい。例えば周波数f1とf2信号をそれぞれ所定の信号レベルでレール2に送信した場合、送信した信号はA点からの距離が長くなるに従って減衰する。車上側で周波数f1とf2の信号に弁別した後の各周波数の受信信号の電力レベルは、f1<f2とすると図2のグラフに示すようになる。
【0009】
A点から列車3に設けた受電器4までの距離をXとするとX点における両受信信号の電力レベルの差はDであり、この差DはXの値によって変化する。既知情報であるf1とf2の送信レベルと両信号の減衰量データを予め演算部10に保有しているので、演算部10において周波数f1とf2の受信信号の電力レベルの差を求め、このデータと、保有する減衰量データから求めた両信号の差とを比較することによりA点から列車3までの距離が求められ、列車位置を検知することができる。
【0010】
ここで、周波数の異なる二つの信号を用いた理由を説明する。レールに伝播する信号の減衰量は既知であるので、送信部から一つの信号を送信して車上側で受信し、その信号レベルを測定してA点からの距離を算定することも可能であるが、前方に列車が存在した場合や気象状況等で全体の信号レベルが変化する場合がある。二つの信号を用いれば共に信号レベルが変化してもその差はほとんど変わらないので、周囲状況の影響を受けることが少なくなる。
【0011】
なお、図1、図2では、送信部が列車の前方にある場合を示したが、列車の後方にあってもよい。ただし、この場合は車上受信部は列車の最後尾に設ける。
【0012】
また、上記説明では、送信部から周波数の異なる二つの信号を送信する場合について説明したが、例えば三つにして、各々を比較し平均を求めて利用するようにしても良い。
【0013】
本実施の形態によれば、軌道回路上の一地点に設けた送信部から複数の異なる周波数の信号を重畳させてレールに送信し、この信号を車上側で受信して得た各信号の電力レベル差と、周波数ごとのレールを伝播する減衰量のデータとを比較し、周波数によってレールに伝播する速度が異なることを利用して軌道回路上の自列車の位置を検知するようにしたので、車輪の滑走や磨耗による径の変化等が生じても、それを補正する設備を必要とせず、簡単な構成で、自列車の位置を検出することができる。
【0014】
また、地上側の送信部や車上側の車上受信部等は、現在、鉄道車両の制御で広く用いられているATC(自動列車制御装置)の装置の一部を利用することができるので、既存の設備に対して少しの手段を付加するだけで、簡単に本実施の形態の発明を適用することができる。
【0015】
実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2による列車位置検出装置を示す構成図であり、図4はその動作原理を示す図である。図において、1〜10は実施の形態1で説明した図1と同等なので、符号の説明は省略する。軌道回路上を走行する列車3の前方のA点とB点の2箇所にそれぞれ送信部1,11を設け、この既知のA点とB点からそれぞれ異なった周波数の信号をレール2に送信するところが実施の形態1と異なる点である。
【0016】
図3および図4に基づき列車位置検出動作を説明する。A点から所定の送信レベルで周波数f1の信号を、B点から所定の送信レベルで周波数f2の信号を送信する。レール2を伝播する両信号を、列車3の先頭車両の先端部に設置した受電器4で同時に受信し、増幅器5で増幅した後に通過周波数が違うバンドパスフィルタからなる第1のフィルタ6と第2のフィルタ7で周波数f1とf2の信号に弁別して抽出し、フィルタを通過した二つの受信信号の電カレベルをそれぞれ第1の電力レベル測定部8と第2の電力レベル測定部9で測定する。
【0017】
ここで、受信信号の電力レベルはA点またはB点からの距離が離れるに従い減衰し、減衰量は周波数によって異なるので、例えばf1<f2とすれば図4のグラフのようになる。A点から列車3に設けた受電器4までの距離をXとすると、上記電力レベル測定部で測定した両信号の電力レベルの差DはXの値によって変化する。演算部10には予めA点,B点の位置情報とA点およびB点からの送信レベルおよびレールを伝播する際の周波数毎の減衰データを記憶しているので、このデータから得たX点での両信号の差と測定した両受信信号の電力レベルの差とを比較することにより列車のA点からの位置を算出する。
【0018】
なお、図3では送信部A点とB点を列車の前方に設置した場合について説明したが、列車の後方に設置しても同様の効果を得ることができる。ただし、この場合は受電器4は列車の最後尾に設置する必要がある。
【0019】
本実施の形態によれば、列車の前方または後方の軌道回路上の異なる地点に設けた送信部からそれぞれ周波数の異なる信号をレールに送信し、この信号を車上側で受信して得た各受信信号の電力レベル差と、周波数ごとのレールを伝播する減衰量のデータとを比較し、周波数によってレールに伝播する速度が異なることを利用して軌道回路上の自列車の位置を検知するようにしたので、実施の形態1と同様に、車輪の滑走や磨耗による径の変化等が生じても、それを補正する設備を必要とせず、簡単な構成で、自列車の位置を検出することができる。
【0020】
更に、各送信部からは単独の周波数の信号を送信するので、実施の形態1に比べて送信部の回路が簡単になる。
【0021】
実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3による列車位置検出装置を示す構成図であり、図6はその動作原理を示す図である。図において、1〜4,6〜10は実施の形態1の図1と同等なので符号の説明は省略する。本実施の形態では、走行する列車の前方の軌道回路上のA点に送信部1を配置し、後方の軌道回路上のC点に送信部11を配置している。各送信部1,11から同一もしくは異なった周波数の信号をレール2に送信する。列車3の先頭車両の先端部には送信部1側からレール2を流れる信号を受信するために受電器4と第1の増幅器13とからなる第1の車上受信部が設置されている。また、列車3の最後尾車両の後端部には送信部11側からレール2に流れる信号を受信するために受電器12と第2の増幅器14とからなる第2の車上受信部が設置されている。
【0022】
次に動作について説明する。A点にある送信部1から周波数f1の信号を送信し、C点にある送信部11から周波数f2の信号を送信する。受電器4でf1の信号を受信し、第1の増幅器13で増幅した後、バンドパスフィルタで構成した第1のフィルタ6でf1の信号のみを抽出し、その受信信号の電力レベルを第1の電力レベル測定部8で測定して、演算部10へ入力する。同様に受電器12でf2の信号を受信し、第2の増幅器14,第2のフィルタ7,第2の電力レベル測定部9を通り演算部10に入力する。受信信号の電力レベルはA点またはC点からの距離が離れるに従い減衰するので図6に示すグラフのようになる。A点から列車3に設けた受電器(片側は列車長分を補正)までの距離をXとすると、X点でのf1とf2の受信信号の電力レベルの差はDとなり、DはXの値によって変化する。演算部10において、予め記憶しておいたf1とf2の信号の送信レベルとレール2を伝播する減衰量データとに基づいて算出した両信号の電力レベルの差と、測定した両信号の電力レベルの差とを比較することにより列車のA点からの位置を算出する。なお、周波数f1とf2は特に変える必要はなく、同じでもよい。
【0023】
本実施の形態の発明によれば、列車の前方と後方の軌道回路上に設けた送信部からそれぞれ信号をレールに送信し、この信号を車上側で受信して得た各受信信号の電力レベル差と、周波数ごとのレールを伝播する減衰量のデータとを比較して軌道回路上の自列車の位置を検知するようにしたので、実施の形態1と同様に、車輪の滑走や磨耗による径の変化等が生じても、それを補正する設備を必要とせず、簡単な構成で、自列車の位置を検出することができる。
【0024】
また、送信部からの送信信号を同一にできるため、同一の回路構成を持った送信部を使用でき、実施の形態2に比べ、更に装置が簡単となる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の列車位置検知装置によれば、軌道回路上の一地点に設けた送信部から複数の異なる周波数の信号を重畳させてレールに送信し、この信号を車上側で受信して得た各信号の電力レベル差と、周波数ごとのレールを伝播する減衰量のデータとを比較し、周波数によってレールに伝播する速度が異なることを利用して軌道回路上の自列車の位置を検知するようにしたので、車輪の滑走や磨耗による径の変化等が生じても、それを補正する設備を必要とせず、簡単な構成で、自列車の位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1における列車位置検知装置を示す構成図である。
【図2】この発明の実施の形態1における列車位置検知装置の検知原理を示す図である。
【図3】この発明の実施の形態2における列車位置検知装置を示す構成図である。
【図4】この発明の実施の形態2における列車位置検知装置の検知原理を示す図である。
【図5】この発明の実施の形態3における列車位置検知装置を示す構成図である。
【図6】この発明の実施の形態3における列車位置検知装置の検知原理を示す図である。
【符号の説明】
1,11 送信部 4,12 受電器
5 増幅器 6 第1のフィルタ
7 第2のフィルタ 8 第1の電力レベル測定部
9 第2の電力レベル測定部 10 演算部
13 第1の増幅器 14 第2の増幅器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a train position detection device that detects the location of a running train on a vehicle of the own train.
[0002]
[Prior art]
A conventional train position detection device includes, for example, a wheel rotation detection unit that detects the number of rotations of a wheel, a traveling distance detection unit that determines a traveling distance from the number of rotations of a wheel and its circumference, and an initial position from an initial position setting unit. The position of the own train is detected based on the information and the traveling distance information from the traveling distance detection unit. Then, in order to compensate for a decrease in accuracy due to a change in diameter due to sliding or wear of wheels, a fixed point information transmitting means is provided on the ground side, and a correction for correcting a traveling distance based on fixed point information received on the vehicle upper side. Means are provided.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2-290102 (see
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional train position detecting device is configured as described above, in order to increase the detection accuracy, it is necessary to provide a correcting means for changing the diameter due to the sliding or wear of the wheel, such as a fixed point information transmitting means. In addition, there is a problem that the installation cost is increased and maintenance and inspection are troublesome.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and even if a change in the diameter due to the sliding or wear of a wheel occurs, a facility for correcting the change is not required, and the present invention has a simple configuration and can be used. An object of the present invention is to obtain a train position detecting device capable of detecting a position of a train.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The train position detection device according to the present invention is arranged at one point on the track circuit, a transmission unit that superimposes a plurality of signals with different frequencies and transmits the signals to the rail, and on the upper side of a train running on the track circuit, An on-vehicle receiving unit that receives a plurality of signals simultaneously, a filter unit that discriminates and extracts the received signals for each frequency, a power level measuring unit that measures the power level of each extracted signal, and a power of each measured signal A calculation unit for inputting and calculating a level, wherein the calculation unit obtains a train position from a difference in power level of each signal and previously stored attenuation data at the time of rail propagation of a plurality of signals having different frequencies. It was made.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram showing a train position detecting device according to
[0008]
Next, a train position detecting operation in the
[0009]
Assuming that the distance from the point A to the
[0010]
Here, the reason for using two signals having different frequencies will be described. Since the amount of attenuation of the signal propagating to the rail is known, it is also possible to transmit one signal from the transmission unit, receive it on the vehicle side, measure the signal level thereof, and calculate the distance from the point A. However, the overall signal level may change due to the presence of a train ahead or weather conditions. If two signals are used, even if the signal level changes, the difference hardly changes, so that the influence of the surrounding conditions is reduced.
[0011]
Although FIGS. 1 and 2 show the case where the transmitting unit is located in front of the train, it may be located behind the train. However, in this case, the on-board receiving unit is provided at the end of the train.
[0012]
Further, in the above description, a case where two signals having different frequencies are transmitted from the transmitting unit has been described. However, for example, three signals may be used, and each may be compared to obtain an average and use the average.
[0013]
According to the present embodiment, the power of each signal obtained by superimposing a plurality of signals of different frequencies and transmitting the signals to the rail from a transmitter provided at one point on the track circuit and receiving the signals on the upper side of the vehicle Since the level difference is compared with the attenuation data that propagates on the rail for each frequency, the position of the own train on the track circuit is detected by using the fact that the speed of propagation on the rail differs depending on the frequency. Even if a change in the diameter due to the sliding or wear of the wheels occurs, the position of the own train can be detected with a simple configuration without requiring a facility for correcting the change.
[0014]
In addition, since the transmitting unit on the ground side and the on-vehicle receiving unit on the upper side of the vehicle can use a part of an ATC (automatic train control device) that is currently widely used for controlling railway vehicles, The invention of the present embodiment can be easily applied to the existing equipment by adding only a few means.
[0015]
FIG. 3 is a configuration diagram showing a train position detecting device according to
[0016]
The train position detecting operation will be described with reference to FIGS. From point A, a signal of frequency f1 is transmitted at a predetermined transmission level, and from point B, a signal of frequency f2 is transmitted at a predetermined transmission level. Both signals propagating on the
[0017]
Here, the power level of the received signal attenuates as the distance from the point A or B increases, and the amount of attenuation differs depending on the frequency. For example, if f1 <f2, the graph shown in FIG. 4 is obtained. Assuming that the distance from the point A to the
[0018]
Although FIG. 3 illustrates the case where the transmitting units A and B are installed in front of the train, the same effect can be obtained by installing them in the rear of the train. However, in this case, the
[0019]
According to the present embodiment, each of the transmission units provided at different points on the track circuit in front of or behind the train transmits signals having different frequencies to the rail, and each reception obtained by receiving this signal on the vehicle upper side. Compare the power level difference of the signal and the data of the amount of attenuation that propagates on the rail for each frequency, and detect the position of the own train on the track circuit using the fact that the speed of propagation on the rail differs depending on the frequency. Therefore, similarly to the first embodiment, even if a change in the diameter due to the sliding or wear of the wheels occurs, it is possible to detect the position of the own train with a simple configuration without requiring a facility for correcting the change. it can.
[0020]
Further, since a signal of a single frequency is transmitted from each transmitting unit, the circuit of the transmitting unit is simplified as compared with the first embodiment.
[0021]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a train position detecting device according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing an operation principle thereof. In the figure, 1 to 4, 6 to 10 are the same as those in FIG. In the present embodiment, the transmitting
[0022]
Next, the operation will be described. A signal of the frequency f1 is transmitted from the
[0023]
According to the invention of the present embodiment, the transmission unit provided on the track circuit in front of and behind the train transmits a signal to the rail, and the power level of each received signal obtained by receiving this signal on the upper side of the train Since the position of the own train on the track circuit is detected by comparing the difference with the data of the amount of attenuation propagating on the rail for each frequency, the diameter due to the sliding or wear of the wheels is determined as in the first embodiment. Even if a change occurs, it is possible to detect the position of the own train with a simple configuration without requiring a facility for correcting the change.
[0024]
Further, since the transmission signal from the transmission unit can be made the same, a transmission unit having the same circuit configuration can be used, and the apparatus is further simplified as compared with the second embodiment.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the train position detecting device of the present invention, a plurality of signals of different frequencies are superimposed and transmitted to a rail from a transmission unit provided at one point on a track circuit, and this signal is transmitted to the upper side of the vehicle. By comparing the power level difference of each signal received and the data of the amount of attenuation that propagates on the rail for each frequency, the fact that the speed of propagation on the rail differs depending on the frequency, and the Since the position is detected, even if a change in the diameter due to the sliding or wear of the wheels occurs, the position of the own train can be detected with a simple configuration without requiring a facility for correcting the change.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a train position detecting device according to
FIG. 2 is a diagram illustrating a detection principle of the train position detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a train position detection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a detection principle of a train position detection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a train position detection device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a detection principle of a train position detection device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,11
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