JP2007283849A - 列車検知装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】長い軌道回路であっても確実に列車検知ができるようにする。
【解決手段】軌道回路を形成するレールの一端側に所定の列車検知信号を送信するとともに、他端側から信号を受信できるようにし、その送信された所定の列車検知信号が受信されたときに列車無しを検知し、その送信された所定の列車検知信号が受信されないときに列車有りを検知する列車検知装置において、前記軌道回路を形成するレールの一端側に、所定時間、前記所定の列車検知信号を送信している間、そのレールの他端側から受信信号を受信できるようにし、その所定時間経過後、そのレールの他端側に、所定時間、その所定の列車検知信号を送信している間、そのレールの一端側から受信信号を受信できるように切り替える送受信切替手段を設けたことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は列車検知装置に係り、特に、軌道回路を利用したものに関する。
従来、この種の軌道回路を利用した列車検知装置は、列車の走行するレールをその列車の走行する方向に沿って所定長さに区分して形成された軌道回路の始端側に所定の周波数からなる列車検知信号を送信(印加)するとともに、その軌道回路の終端側から信号を受信できるように構成されている。そして、その軌道回路の終端側から軌道回路の始端側に供給された列車検知信号が受信されたときは、その軌道回路に列車無しを検知し、その列車検知信号が受信されないときに列車有りを検知するようにしている。
上記従来の軌道回路を利用した列車検知装置は、一つの列車検知装置で複数個の軌道回路の列車検知を行えるようにし、検知処理効率を高めるように工夫されている(特許文献1,2参照)。この一つの列車検知装置で複数個の軌道回路の列車検知を行う場合は、各軌道回路の始端側に順に、所定の時間スロットで列車検知信号を供給し、それら軌道回路をスキャンニングするように送信し、そして、その送信に同期して各軌道回路の終端側から受信信号を検出できるように構成されている。
図5及び図6を用いてさらに説明すると、図5は、一つの列車検知装置bで12個の軌道回路1T〜12Tの列車検知を行う例を示している。なお、図示の例では、図面を簡略化するために、列車イの走行するレールを列車イの走行方向に沿って所定長さに区分した一直線状の軌道回路が形成されているが、上述の特許文献2に示されるように、軌道回路1T〜12Tが駅構内の軌道回路の場合は、軌道回路1T〜6Tは上り線用、軌道回路7T〜12Tは下り線用としてもよい。
図5中、20は送信回路であって、互いに周波数の異なる2種類の列車検知信号f1,f2を生成し、それら生成された列車検知信号f1,f2を送受信タイミング制御回路21のタイミング信号に合わせて送信切換回路22に出力できるように構成されている。そして、送信切換回路22は、図6の「送信」に示されるように、送信回路20から入力した列車検知信号f1,f2を所定の時間スロットに形成し、この形成されたスロット状の列車検知信号f1,f2で軌道回路1T〜12Tをスキャンニングできるように構成されている。このスキャンニング時間であるアイドリング時間は、列車検知精度を一定以上とするために、通常、10〜30msecとされている。また、隣接する軌道回路は、互いに異なる列車検知信号が送信できるように構成されていて、隣接する軌道回路からの漏れ信号等が受信された場合でも、列車検知に支障を来たさないように工夫されている。
軌道回路1T〜12Tを1スキャンとする、図6の中間に示される奇数サイクルを例に説明すると、軌道回路1T,3T…11Tの始端側には列車検知信号f1が、そして軌道回路2T,4T…12Tの始端側には列車検知信号f2が送信され、しかも、軌道回路1T,2T、3T,4T…11T,12Tの2つの軌道回路が一つのブロックとなって順に送信されるように構成されている。
図5中、23は並列受信回路であって、各軌道回路1T〜12Tの終端側からの信号を並列受信し、その受信した信号を図示されていないフィルタ回路を用いて受信信号が列車検知信号であるか否かを照合する受信信号照合回路24を介して検知回路25に出力できるように構成されている。検知回路25には、送受信タイミング制御回路21からタイミング信号が入力されているので、列車検知信号の送信タイミングに合わせて、つまり送信タイミングに同期して列車の有無、妨害信号の有無及び受信信号のレベル低下が検知できるように構成されている。
すなわち、検知回路25では、軌道回路1Tの始端側に列車検知信号f1が送信されている間(図6の※1参照)、その軌道回路1Tの終端側からその列車検知信号f1が検出されたときに(図6の※2参照)、その軌道回路1T上に列車が在線していないと判定し、図示しない軌道回路1T用の列車検知リレーの扛上(ON)を維持するように構成されている。また、検知回路25では、軌道回路2Tの始端側に列車検知信号f2が送信されている間(図6の※3参照)、その軌道回路2Tの終端側からその列車検知信号f2が検出されないときに(図6の※4参照)、その軌道回路2T上に列車が在線していると判定し、図示しない軌道回路2T用の列車検知リレーを落下(OFF)させるように構成されている。このような列車検知動作は、軌道回路2T,3T、4T,5T…11T,12Tにおいても同様に行われる。
図6中、※5は、妨害波(妨害信号)が検出された例を示している。すなわち、この妨害波は、軌道回路4Tに所定の列車検知信号が供給(印加)されていないにもかかわらず(図6の※6参照)、その軌道回路4Tから一定以上のレベル信号が検出されたことを意味している。このような妨害波は、例えば、2回連続して検出されたとき、あるいは、3サイクル中に2回検出されたときに、軌道回路4T中に妨害波が発生しているとして検知回路25の図示しない妨害波検知リレーが作動するように構成されている。
図6中には示されていないが、検知回路25では、受信された列車検知信号f1,f2の受信レベルが一定の値以下の場合、例えば各軌道回路1T〜12Tの始端側にそれぞれ供給された列車検知信号f1,f2が各軌道回路1T〜12Tの終端側で初期設置時の3dB低下となっている場合、その後の列車検知に支障を来たさないように、検知回路25の図示しないレベル低下リレーを作動させるように構成されている。
特開平6−127387号公報 特開2001−328533号公報
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は、軌道回路の長さが長くなると終端側の電圧が低くなり、レール上に生成される半導体皮膜を破壊できなくなるので、軌道回路の長さを長くできなくなる場合がある。このような欠点を解決するために、軌道回路のインピーダンスをこれまで以上に高くしたり、あるいは送信電力を高めることが考えられるが、このような解決方法では周囲に与える影響が大きくなったり、調整が増えたりするとともに、消費電力が大きくなるという新たな問題点が発生してしまう。
しかも、近年、駅構内の軌道回路だけでなく、それに隣接する軌道回路の制御もできるようにすることが要望されるようになってきており、現在の500m前後の軌道回路長をはるかに越える2000m程度の中間軌道相当の軌道回路も制御できるようにすることが望まれていた。
そこで、本発明は、従来の軌道回路と同様の周波数の列車検知信号を用い、しかも、これまでと同様の送信電力で、従来の軌道回路の長さよりも十分に長い軌道回路であっても、高精度に列車検知を行うことのできる列車検知装置を提供することを目的としている。
本発明に係る列車検知装置は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、軌道回路を形成するレールの一端側に所定の列車検知信号を送信するとともに、そのレールの他端側から信号を受信できるようにし、その送信された所定の列車検知信号が受信されたときにその軌道回路に列車無しを検知し、その送信された所定の列車検知信号が受信されないときにその軌道回路に列車有りを検知する列車検知装置において、前記軌道回路を形成するレールの一端側に、所定時間、前記所定の列車検知信号を送信している間、そのレールの他端側から受信信号を受信できるようにし、その所定時間経過後、そのレールの他端側に、所定時間、その所定の列車検知信号を送信している間、そのレールの一端側から受信信号を受信できるように切り替える送受信切替手段を設けたことを特徴としている。
本発明の請求項2に記載の列車検知装置は、軌道回路は複数個から構成され、所定の列車検知信号は所定の時間スロットでそれら軌道回路をスキャンニングしながら送信されることを特徴としている。
本発明の請求項3に記載の列車検知装置は、所定の列車検知信号は互いに周波数又は送信タイミングの異なる複数個用意され、互いに隣接する軌道回路には互いに周波数又は送信タイミングの異なる所定の列車検知信号がそれぞれ送信されることを特徴としている。
本発明の請求項4に記載の列車検知装置は、所定の列車検知信号が送信されていない間に所定の受信信号が受信されたときに、妨害波信号が受信されたと判定する判定手段を設けたことを特徴としている。
本発明の請求項1に係る列車検知装置は、軌道回路を形成するレールの一端側に、所定時間、所定の列車検知信号を送信している間、そのレールの他端側から受信信号を受信できるようにし、その所定時間経過後、そのレールの他端側に、所定時間、その所定の列車検知信号を送信している間、そのレールの一端側から受信信号を受信できるように切り替える送受信切替手段を設けたので、軌道回路を形成するレールが長くても、送信電力を高めることなく高い列車検知性能を維持することができる。
本発明の請求項2に記載の列車検知装置は、軌道回路は複数個から構成され、所定の列車検知信号は所定の時間スロットでそれら軌道回路をスキャンニングしながら送信されるので、効率よく列車検知を行うことができる。
本発明の請求項3に記載の列車検知装置は、所定の列車検知信号は互いに周波数又は送信タイミングの異なる複数個用意され、互いに隣接する軌道回路には互いに周波数又は送信タイミングの異なる所定の列車検知信号がそれぞれ送信されるので、混信を効果的に防止しながら効率よく列車検知を行うことができる。
本発明の請求項4に記載の列車検知装置は、所定の列車検知信号が送信されていない間に所定の受信信号が受信されたときに、妨害波信号が受信されたと判定する判定手段を設けたので、隣接する軌道回路等から侵入する妨害波信号を確実に検出することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る列車検知装置a1の基本的構成を示す概略構成図であって、図1中、Tは軌道回路である。この軌道回路Tは、列車イの走行するレールをその列車イの走行方向に沿って所定の長さに区分し、その区分されたレールが軌道回路を形成する電気回路の一部とされている。この軌道回路Tの長さは、従来よりも長く、例えば2000mに形成されている。なお、本発明で列車というときは、電車や気動車等の各種車両を含んでいる。
図1中、1は送信回路であって、従来の軌道回路を用いた列車検知装置で用いられている列車検知信号と同じ所定の周波数及び同じ送信電力からなる所定の列車検知信号fを生成できるように構成されている。そして、この送信回路1から出力された列車検知信号fは、スイッチ回路2に出力されるように構成されている。
このスイッチ回路2は、送信回路1から入力された列車検知信号fを軌道回路Tを形成するレールの一端側に相当するA端及びその軌道回路Tを形成するレールの他端側に相当するB端に所定の時間、交互に供給(印加)できるように構成されている。また、このスイッチ回路2は、A端側に列車検知信号fが供給されているとき、B端側を受信回路3に接続し、そのスイッチ回路2がB端側に列車検知信号fを供給しているときに、A端側をその受信回路3に接続できるように構成されている。
上記受信回路3は、軌道回路T側から列車検知信号fを受信している間、列車検知リレーTDを扛上させて軌道回路T上に列車無しを検知できるように構成されているとともに、その列車検知信号fを検知できなくなったときに列車検知リレーTDを落下させて軌道回路T上に列車有りを検知できるように構成されている。
図2は、上述の列車検知装置a1の送受信概念図であり、送信される列車検知信号fは所定時間のスロットで示されている。通常、このスロット時間は、後述の図3に示されるように、複数個の軌道回路1T〜12Tを360〜390msecで1スキャンするので数10msecに形成されている。なお、図6中、送信が軌道回路TのA端から軌道回路TのB端に切り換わるときに生じるブランクは、スイッチ回路2の動作時間に相当している。
図2中、軌道回路TのA端に列車検知信号fが供給されている間(図2の※1参照)、その軌道回路TのB端側で列車検知信号fが検出されたときは(図2の※2参照)、その軌道回路T上に列車無しが検知される。また、その軌道回路TのB端に列車検知信号が供給されている間(図2の※3参照)、その軌道回路TのA端側で列車検知信号fが検出されないときも(図2の※4参照)、その軌道回路T上に列車無しが検知される。もし、この列車無しの状態において、B端側から受信した列車検知信号fの受信レベルとA端側から受信した列車検知信号fの受信レベルとの間に大小の差があるときは、受信レベルの小さい方が優先される。
次に、軌道回路TのA端に列車検知信号fが供給されている間(図2の※5参照)、その軌道回路TのB端側で列車検知信号fが検出されないときは(図2の※6参照)、その軌道回路T上に列車有りが検知される。また、その軌道回路TのB端に列車検知信号が供給されている間(図2の※7参照)、その軌道回路TのA端側で列車検知信号fが検出されたときも(図2の※8参照)、その軌道回路T上に列車有りが検知される。
図2中、※9で示される箇所は、軌道回路TのA端側に列車検知信号fが供給されていないにもかかわらず(図2の※10参照)、その軌道回路TのB端側に一定以上のレベルの信号が受信されたことを表している。このような信号は、隣接する軌道回路からの漏れ、あるいは隣接する線路からの漏れ等による妨害波(妨害信号)を意味している。この妨害波が連続して検出されたときは、受信回路3の図示しない妨害波検知リレーが動作される。したがって、この妨害波が検知されたときは、妨害波の発生している軌道回路も特定されているので、係員は速やかに復旧を図ることができる。
また、図示しないが、受信回路3には、A端側又はB端側から受信した列車検知信号fの受信レベルが一定以下のときに動作するレベル低下リレーが設けられている。したがって、そのレベル低下リレーが動作したときは、軌道回路も特定して検知されるので、係員は速やかに復旧を図ることができる。
上記構成からなる列車検知装置a1は、軌道回路TのA端側及びB端側に1サイクル置きに送信電圧の高い列車検知信号fが供給されるので、半導体皮膜を効果的に破壊することができる。また、半導体皮膜により列車が短絡し残留電圧が一定以上(例えば1V。以下、1Vで説明する。)残る場合でも、送電側の短絡が1サイクル置きに来るので、送電側が1Vの場合でも、受電側は十分な電圧低下となり列車検知性能を維持することが可能となる。一方、1サイクル置きとなる受電端から進入タイミングで短絡不良となったとき、次のサイクルまで列車検知が遅れる場合もあるが、長い軌道回路の場合は、列車検知時間の遅れがそれ程影響することはなく、従来の軌道回路と比較して検知特性が悪くなることはない。さらに、短い軌道回路の場合は、従来通り受電端でも電圧は高くなるので、この列車検知装置a1による列車検知性能の悪化はない。したがって、上記構成からなる列車検知装置a1は、軌道回路長が長くて損失が多く受信端電圧が高く確保できない場合でも、送信電力を増やさなくとも列車検知性能を損なうことなく列車検知を行うことができる。
図3に示される列車検知装置a2は、上述した列車検知装置a1を複数個(図示の例では12個)の軌道回路1T〜12Tを有する場合に適用したもので、その軌道回路Tの構成は上述した図5と同じである。したがって、これら軌道回路1T〜12Tも上述した特許文献2に示されるように、起動回路1T〜12Tが駅構内の軌道回路の場合は、軌道回路1T〜6Tは上り線用、軌道回路7T〜12Tは下り線用としてもよい。
図3中、10は送信回路であって、互いに周波数の異なる2種類の列車検知信号f1,f2を生成し、それら生成された列車検知信号f1,f2を送受信タイミング制御回路11のタイミング信号に合わせて送信切換回路12に出力できるように構成されている。そして、送信切換回路12は、図4の「送信」に示されるように、送信回路10から入力した列車検知信号f1,f2を所定の時間スロットに形成し、この形成されたスロット状の列車検知信号f1,f2で送受端切換回路13を介して軌道回路1T〜12Tをスキャンニングできるように構成されている。このスロット時間は、列車検知精度を一定以上とするために、通常、30〜60msecとされている。また、隣接する軌道回路は、互いに異なる列車検知信号が送信できるように構成されていて、隣接する軌道回路からの漏れ信号等が受信された場合でも、列車検知に支障を来たさないように工夫されている。
軌道回路1T〜12Tを1スキャンとする、図4の中間に示される奇数サイクルを例に説明すると、軌道回路1T,2T、3T,4T…11T,12Tがそれれぞれ1つのブロックに形成されている。そして、先ず軌道回路1TのA端に列車検知信号f1が供給され、軌道回路2TのA端に列車検知信号f2が供給され、次いで、順に軌道回路3T,4T、5T,6T…11T,12Tに供給されるように構成されている。そして次の偶数サイクルでは、軌道回路1TのB端に列車検知信号f2が供給され、軌道回路2TのB端に列車検知信号f1が供給されるように構成されている。
図3中、14は並列受信回路であって、各軌道回路1T〜12TのA端又はB端側からの信号を並列受信し、その受信した信号を図示されていないフィルタ回路を用いて受信信号が列車検知信号であるか否かを照合する受信信号照合回路15を介して検知回路16に出力できるように構成されている。
図3中、17は送受信切換チェック回路であって、各軌道回路1T〜12TのA端又はB端側に図4に示されるタイミングで正確に列車検知信号f1,f2が送信されているか否かをそのタイミングに合わせて送信信号の電流(又は電圧)を検出してチェックできるように構成されているとともに、各軌道回路1T〜12TのA端又はB端側に図4に示されるタイミングで所定の検出信号が表われるか否かを受信信号の電流(又は電圧)を検出してチェックできるように構成されている。
検知回路16には、送受信タイミング制御回路11からタイミング信号が入力されているので、列車検知信号の送信タイミングに合わせて、つまり送信タイミングに同期して列車の有無、妨害信号の有無及び受信信号のレベル低下が検知できるように構成されている。
すなわち、検知回路16では、軌道回路1TのA端側に列車検知信号f1が送信されている間(図4の※1参照)、その軌道回路1TのB端側からその列車検知信号f1が検出されたときに(図4の※2参照)、その軌道回路1T上に列車が在線していないと判定し、図示しない軌道回路1T用の列車検知リレーの扛上(ON)を維持するように構成されている。また、検知回路16では、軌道回路2TのA端側に列車検知信号f2が送信されている間(図4の※3参照)、その軌道回路2TのB端側からその列車検知信号f2が検出されないときに(図4の※4参照)、その軌道回路2T上に列車が在線していると判定し、図示しない軌道回路2T用の列車検知リレーを落下(OFF)させるように構成されている。このような列車検知動作は、他の軌道回路3T〜12Tにおいても同様に行われる。
図4中、※5は、妨害波(妨害信号)が検出された例を示している。すなわち、この妨害波は、軌道回路4Tに所定の列車検知信号が供給(印加)されていないにもかかわらず(図4の※6参照)、その軌道回路4Tから一定以上のレベル信号が検出されたことを意味している。このような妨害波は、例えば、2回連続して検出されたとき、あるいは、3サイクル中に2回検出されたときに、軌道回路4T中に妨害波が発生しているとして検知回路25の図示しない妨害波検知リレーが作動するように構成されている。
図4中には示されていないが、検知回路16では、受信された列車検知信号f1,f2の受信レベルが一定の値以下の場合、例えば各軌道回路1T〜12TのA端又はB端側にそれぞれ供給された列車検知信号f1,f2が各軌道回路1T〜12TのB端又はA端側で初期設定時の電圧で3dB低下となっている場合、その後の列車検知に支障を来たさないように検知回路16の図示しないレベル低下リレーを作動させるように構成されている。
上記構成からなる列車検知装置a2は、軌道回路TのA端側及びB端側に1サイクル置きに送信電圧の高い列車検知信号f1,f2が供給されるので、半導体皮膜を効果的に破壊することができる。また、半導体皮膜により列車が短絡し残留電圧が一定以上(例えば1V。以下、1Vで説明する。)残る場合でも、送電側の短絡が1サイクル置きに来るので、送電側が1Vの場合でも、受電側は十分な電圧低下となり列車検知性能を維持することが可能となる。一方、1サイクル置きとなる受電端から進入タイミングで短絡不良となったとき、次のサイクルまで列車検知が遅れる場合もあるが、長い軌道回路の場合は、列車検知時間の遅れがそれ程影響することはなく、従来の軌道回路と比較して検知特性が悪くなることはない。さらに、短い軌道回路の場合は、従来通り受電端でも電圧は高くなるので、この列車検知装置a2による列車検知性能の悪化はない。したがって、上記構成からなる列車検知装置a2は、軌道回路長が長くて損失が多く受信端電圧が高く確保できない場合でも、送信電力を増やさなくとも列車検知性能を損なうことなく列車検知を行うことができる。
なお、上述の例では、送信回路10では周波数の異なる列車検知信号f1,f2が用意されたが、これを3個以上の異なる列車検知信号とすることができる。例えば、列車検知信号を3個のf1,f2,f3としたときは、3個の軌道回路を一つのブロックとして列車検知を行うことができる。また、上述の例では、互いに周波数の異なる複数の列車検知信号(図示の例では2種類の列車検知信号f1,f2)を生成したが、列車検知信号を1種類とし、送信タイミングを異ならせて用いるようにしてもよい。さらに、上述の例では、軌道回路の数を12個としたが、軌道回路の数をこれ以下、例えば6個、あるいはこれ以上、例えば24個とすることもできる。
本発明に係る列車検知装置の基本的構成を示す概略構成図である。 図1に示される列車検知装置の送受信概念図である。 本発明に係る列車検知装置を12個の軌道回路に適用したときの概略構成図である。 図3に示される列車検知装置の送受信概念図である。 従来の12個の軌道回路を有する列車検知装置の概略構成図である。 図5に示される従来の列車検知装置の送受信概念図である。
符号の説明
T,1T〜12T 軌道回路
イ 列車
1,a2 列車検知装置
1 送信回路
2 スイッチ回路
3 受信回路
10 送信回路
11 送受信タイミング制御回路
12 送信切換回路
13 送信端切換回路
14 並列受信回路
15 受信信号照合回路
16 検知回路

Claims (4)

  1. 軌道回路を形成するレールの一端側に所定の列車検知信号を送信するとともに、そのレールの他端側から信号を受信できるようにし、その送信された所定の列車検知信号が受信されたときにその軌道回路に列車無しを検知し、その送信された所定の列車検知信号が受信されないときにその軌道回路に列車有りを検知する列車検知装置において、
    前記軌道回路を形成するレールの一端側に、所定時間、前記所定の列車検知信号を送信している間、そのレールの他端側から受信信号を受信できるようにし、その所定時間経過後、そのレールの他端側に、所定時間、その所定の列車検知信号を送信している間、そのレールの一端側から受信信号を受信できるように切り替える送受信切替手段を設けたことを特徴とする列車検知装置。
  2. 請求項1に記載の列車検知装置において、前記軌道回路は複数個から構成され、前記所定の列車検知信号は所定の時間スロットでそれら軌道回路をスキャンニングしながら送信されることを特徴とする列車検知装置。
  3. 請求項2に記載の列車検知装置において、前記所定の列車検知信号は、互いに周波数又は送信タイミングが異なる複数個用意され、互いに隣接する軌道回路には互いに周波数又は送信タイミングの異なる所定の列車検知信号がそれぞれ送信されることを特徴とする列車検知装置。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載の列車検知装置において、前記所定の列車検知信号が送信されていない間に所定の受信信号が受信されたときに、妨害波信号が受信されたと判定する判定手段を設けたことを特徴とする列車検知装置。
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