JP2008162468A

JP2008162468A - 地上自動列車制御装置および自動列車制御装置

Info

Publication number: JP2008162468A
Application number: JP2006355589A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Tamiya; 則宏田宮
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】自動列車制御信号の送信開始時においても、増幅器の出力における応答遅れがない送信器を備えた地上自動列車制御装置および自動列車制御装置を得ること。
【解決手段】地上ＡＴＣ装置は、ＡＴＣ信号の送信時に使用され送信キャリア波を生成する送信キャリア波生成器１と、ＡＴＣ信号の非送信時に使用され待機信号波を生成する待機信号波生成器２と、ＡＴＣ論理制御信号に基づいて、この２つの入力を切替える切替器３と、ＡＴＣ信号としての情報変調されたデジタル信号を生成する変調信号生成器４と、切替器３の出力を変調信号生成器４にて生成されたデジタル信号によって周波数変調をする変調器５と、変調器５の出力を電力増幅する増幅器６と、増幅器６の出力に含まれる不要な周波数成分を除去するフィルタ７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道用の列車保安に使用する自動列車制御（ＡＴＣ：Automatic Train Control）装置に関し、特にＡＴＣ装置の地上装置である地上自動列車制御装置に関するものである。

ＡＴＣ装置は、地上装置および車上装置を備えて構成される。ＡＴＣ装置が設けられた鉄道では、列車が走行するレールは所定の間隔ごとに区分されており、地上装置は、各区間を走行する列車に対して許容速度を指示する信号（自動列車制御信号）を送出している。一方、列車に設けられた車上装置は、地上装置から送出された許容速度を指示する信号を受信し、許容速度と列車の走行速度とを比較する。そして、走行速度が許容速度を上回るときには、車上装置は走行速度を自動的に減速するように指示し、常時、走行速度が許容速度範囲内にあるように制御を行う。

従来のＡＴＣ装置における地上装置（以下、地上ＡＴＣ装置という）の送信器は、キャリア波を変調器にてＡＴＣ情報であるデジタルデータにより周波数変調し、さらに変調器の出力を増幅器によって電力増幅し、増幅器の出力に含まれる不要な周波数成分をフィルタによって除去した後に信号を出力する（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００１−７８７３号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、以下に示すような問題があった。すなわち、従来の地上ＡＴＣ装置の送信器では、ＡＴＣ信号を送信する構成として、キャリア波を変調器にてデジタルデータにより周波数変調しているので、ＡＴＣ信号の送信を止める場合はキャリア波の出力を止めることによって変調器からの出力を無出力にしている。そして、再びＡＴＣ信号を送信する場合は、キャリア波を出力して変調器から信号が出力するようにしている。しかしながら、このようにすると、増幅器には常時入力信号が入っているわけではなく、ＡＴＣ信号が送信されているときだけ信号が入力されることになる。その結果、ＡＴＣ信号送信開始時には、信号が変調器から出力されるまでの遅れ時間、さらに増幅器に信号が入力されてから出力されるまでの遅れ時間（無信号の状態から有効な出力レベルになるまでに時間がかかる）が発生することになる。これは、軌道へ送出するＡＴＣ信号が存在しない無信号時間を長くすることになり、列車保安上好ましくない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、自動列車制御信号の送信開始時においても、増幅器の出力における応答遅れがない送信器を備えた地上自動列車制御装置および自動列車制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる地上自動列車制御装置は、送信キャリア波を自動列車制御信号により変調した変調信号を増幅器にて増幅して送信する地上側の自動列車制御装置であって、前記自動列車制御信号の送信時に、前記自動列車制御信号の送信に使用する送信キャリア波を生成する送信キャリア波生成器と、前記自動列車制御信号の非送信時に、前記送信キャリア波の替わりに送信に使用する待機信号波を生成する待機信号波生成器と、前記自動列車制御信号の送信時には前記送信キャリア波生成器からの送信キャリア波を選択し、前記自動列車制御信号の非送信時には前記待機信号波生成器からの待機信号波を選択する切替器と、前記自動列車制御信号の送信時に、前記自動列車制御信号を生成する自動列車制御信号生成器と、前記切替器の出力を前記自動列車制御信号生成器にて生成された信号により変調して出力する変調器と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、ＡＴＣ信号を送信していないときに、待機信号波を送信することによって、増幅器へ常時信号が入力されることになり、ＡＴＣ信号の送信開始時においても、増幅器の出力における応答遅れをなくすことができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる地上自動列車制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。また、本発明にかかる自動列車制御装置は、本発明にかかる地上自動列車制御装置と、前記地上自動列車装置から送信された自動列車制御信号を受信して列車の走行速度の制御を行う車上自動列車制御装置と、を備える。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる地上自動列車制御装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。

本実施の形態にかかる地上自動列車制御装置とは、地上側に設けられた地上ＡＴＣ装置であり、図１に示すように、ＡＴＣ信号送信時に送信に使用する送信キャリア波を生成する送信キャリア波生成器１と、ＡＴＣ信号を送信しないときに送信キャリア波の替わりに送信に使用する待機信号波を生成する待機信号波生成器２と、送信キャリア波生成器１および待機信号波生成器２からの入力をＡＴＣ論理制御信号に基づいて切り替える切替器３と、ＡＴＣ論理制御信号に基づいてＡＴＣ信号送信時には、情報変調されたＡＴＣ信号を生成する変調信号生成器４と、切替器３の出力を変調信号生成器４にて生成された信号により周波数変調する変調器５と、変調器５の出力を電力増幅する増幅器６と、増幅器６の出力に含まれる不要な周波数成分を除去するフィルタ７と、を備えて構成される。なお、本実施の形態において、変調器５では周波数変調を行っているが、これに限定されず、他の変調方式、例えば、位相変調等を行ってもよい。

次に、上述のように構成された本実施の形態の動作について、図１および図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施の形態１における信号のタイムチャートである。ＡＴＣ論理制御信号により、ＡＴＣ信号送信時か、またはＡＴＣ信号非送信時かを識別する識別情報が、切替器３に入力される。切替器３では、この識別情報に基づいて、ＡＴＣ信号送信時には、送信キャリア波生成器１と変調器５とを接続し、ＡＴＣ信号非送信時には、待機信号波生成器２と変調器５とを接続する。

図２では、本実施の形態で使用する送信キャリア波Ａおよび待機信号波Ｂの波形が示されており、それぞれ所定の周波数の正弦波である。ここで、待機信号波の周波数は、送信キャリア波の周波数とは異なるように設定する。また、図２に示すように、切替器３の出力である切替器出力Ｃは、ＡＴＣ信号非送信時には待機信号波Ｂであり、ＡＴＣ信号送信時には送信キャリア波Ａになる。

変調信号生成器４では、ＡＴＣ論理制御信号に基づいてＡＴＣ信号送信時には、ＡＴＣ信号としての、例えば、情報変調されたデジタル信号を生成する。図２の変調信号Ｄに示すように、ＡＴＣ信号送信時には、信号レベルが‘１’または‘０’からなるＡＴＣ信号としての変調信号を出力し、一方、ＡＴＣ信号非送信時には、例えば、信号レベルが常に‘０’となる信号を出力している。

変調器５では、切替器３の出力を変調信号生成器４にて生成された変調信号Ｄにより周波数変調する。そして、変調器５の出力は、増幅器６へ入力され、電力増幅された後にフィルタ７へ出力される。フィルタ７は、増幅器６から出力された信号から不要な周波数成分を除去し、図２に示す送信信号としての送信波Ｅを出力する。送信波Ｅは、ＡＴＣ信号非送信時には、待機信号波Ｂであり、ＡＴＣ信号送信時には、送信キャリアＡを変調信号Ｄで周波数変調したものである。ＡＴＣ信号送信時には、変調信号Ｄが‘１’のときには、送信キャリア波の周波数は変化せず、変調信号Ｄが‘０’のときには、送信キャリア波の周波数が所定の周波数だけ減少するように周波数変調されている。なお、送信波Ｅは、変調信号Ｄが‘１’と‘０’の２値に対して、送信キャリア波の周波数が所定の周波数だけ増加したものと減少したものの２通りに対応させてもよい。

本実施の形態によれば、ＡＴＣ信号非送信時にも待機信号波生成器２から生成された待機信号波が増幅器６に入力されていることから、増幅器６に入力される信号は途切れることがなく、ＡＴＣ信号送信開始時においても、増幅器６の出力における応答の遅れをなくすことができる。

なお、待機信号波は、ＡＴＣ信号レベルに対して、出力レベルを小さくして送出してもよい。すなわち、図２の送信波Ｅの出力レベルに対して、ＡＴＣ信号非送信時における出力レベルをＡＴＣ信号送信時における出力レベルより小さくしてもよい。また、待機信号波は、ＡＴＣ信号非送信時に、変調信号を止めて無変調信号として送出してもよい。このようにすると、待機信号が誤ってＡＴＣ信号として誤検知される可能性、および他の機器への干渉を避けることができる。

なお、上述のように、待機信号波の周波数は、送信キャリア波の周波数と異なるとしたが、待機信号が誤ってＡＴＣ信号として誤検知される可能性を避けるためには、さらに、待機信号波の周波数が、送信キャリア波をＡＴＣ信号としての変調信号により周波数変調して得られた送信信号の占める周波数帯域に含まれないようにすることが好ましい。

また、待機信号波生成器２は、相互に異なる複数種類の待機信号波を切り替えて出力できることが好ましい。例えば、異なる周波数の正弦波を切り替えて出力できるような構成としてもよい。これにより、他の機器への干渉が生じる可能性があるときに、待機信号波の周波数を切り替えることにより、他の機器への干渉を避けることができる。

また、ＡＴＣ信号を流す構成において、踏込み送信を行うときに、列車検知信号とＡＴＣ信号を同じ送信経路に送出するような構成の場合は、列車がどの区間を走行しているのかを検知する列車検知信号は常時送信されるので、ＡＴＣ信号非送信時の待機信号として列車検知信号を利用してもよい。

さらに、ＡＴＣ信号、送信キャリア波、および待機信号波をデジタル信号として扱うことにより、送信キャリア波生成器１、待機信号波生成器２、切替器３、変調信号生成器４、および変調器５については、一つのＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）で実現してもよい。このようにすると、装置の小型化が図れる。

実施の形態２．
図３は、本発明にかかる地上自動列車制御装置の実施の形態２の構成を示すブロック図である。図３においては、１〜７は実施の形態１と同様の構成である。そのため、同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。図３に示すように、本実施の形態は、図１の構成に加えて、フィルタ７の出力先に設けられ、送信出力信号を伝送する伝送ケーブルとの整合をとるためのトランス８と、伝送ケーブルと軌道側の添線１１との整合をとるためのトランス９と、軌道回路であるレール１０と、絶縁境界で挟まれた有絶縁軌道回路区間に布設された添線１１と、添線１１に流れる電流を検出するためのカレントトランス１２と、カレントトランスにて検出された電流の有無によって添線１１の断線を検知する断線検知器１３と、を備えて構成される。

次に、本実施の形態の動作について、図３を参照して説明する。実施の形態１で説明した送信出力信号は、伝送ケーブルとの整合をとるためのトランス８を通って伝送ケーブルに送られる。伝送ケーブルを通ってきた信号は、トランス９によって軌道側の添線１１との整合がとられる。トランス９の出力は、添線１１へ送出される。ここで、添線１１に流れる信号電流をカレントトランス１２で検出し、カレントトランス１２の出力の有無を断線検知器１３にて検知する。

本実施の形態においては、添線１１に流れる電流は、ＡＴＣ信号を送信していないときにも、待機信号が流れるため、途切れることはなく、真に添線１１が断線した場合のみ、電流が途切れることになる。そのため、カレントトランスの出力の有無を検知することにより、添線１１の断線を検知することができる。

以上のように、本発明にかかる地上自動列車制御装置および自動列車制御装置は、鉄道用の列車保安に有用である。

本発明にかかる地上自動列車制御装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１における信号のタイムチャートである。本発明にかかる地上自動列車制御装置の実施の形態２の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１送信キャリア波生成器
２待機信号波生成器
３切替器
４変調信号生成器
５変調器
６増幅器
７フィルタ
８、９トランス
１０レール
１１添線
１２カレントトランス

Claims

送信キャリア波を自動列車制御信号により変調した変調信号を増幅器にて増幅して送信する地上側の自動列車制御装置であって、
前記自動列車制御信号の送信時に、前記自動列車制御信号の送信に使用する送信キャリア波を生成する送信キャリア波生成器と、
前記自動列車制御信号の非送信時に、前記送信キャリア波の替わりに送信に使用する待機信号波を生成する待機信号波生成器と、
前記自動列車制御信号の送信時には前記送信キャリア波生成器からの送信キャリア波を選択し、前記自動列車制御信号の非送信時には前記待機信号波生成器からの待機信号波を選択する切替器と、
前記自動列車制御信号の送信時に、前記自動列車制御信号を生成する自動列車制御信号生成器と、
前記切替器の出力を前記自動列車制御信号生成器にて生成された信号により変調して出力する変調器と、
を備えることを特徴とする地上自動列車制御装置。
前記待機信号波の周波数は、前記送信キャリア波の周波数と異なることを特徴とする請求項１に記載の地上自動列車制御装置。
前記待機信号波の周波数は、前記送信キャリア波を前記自動列車制御信号生成器にて生成された前記自動列車制御信号により変調して得られた信号の占める周波数帯域に含まれないことを特徴とする請求項１または２に記載の地上自動列車制御装置。
前記待機信号波生成器は、相互に異なる複数種類の待機信号波を切り替えて生成可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の地上自動列車制御装置。
前記自動列車制御信号生成器は、前記自動列車制御信号の非送信時に、信号の生成を行わないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の地上自動列車制御装置。
前記待機信号波の信号レベルは、前記送信キャリア波の信号レベルよりも小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の地上自動列車制御装置。
前記変調器の出力信号を伝送する伝送ケーブルとの整合をとるためのトランスと、軌道回路に布設された添線と、前記伝送ケーブルと前記添線との間に設けられた整合用のトランスと、前記添線に流れる信号電流を検出するためのカレントトランスと、このカレントトランスにて検出された電流の有無を検知することにより前記添線における断線の有無を検知する断線検知器と、を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の地上自動列車制御装置。
前記変調信号は、周波数変調された信号であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の地上自動列車制御装置。
請求項１〜８のいずれか１つに記載の地上自動列車制御装置と、前記地上自動列車装置から送信された前記自動列車制御信号を受信して列車の走行速度の制御を行う車上自動列車制御装置と、を備えることを特徴とする自動列車制御装置。