JP2008178230A

JP2008178230A - 自動列車制御装置

Info

Publication number: JP2008178230A
Application number: JP2007009688A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Onishi; 智宏大西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2008-07-31

Abstract

【課題】設置スペース、重量、製造コストの大幅な増大を招くおそれなく地上子の健全性の診断を行ことのできる自動列車制御装置を得る。
【解決手段】変周式車上子１を介して受信したアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＢＰＦ５により変周発振周波数信号及び常時発振周波数信号を抽出する。信号判別部６により、各周波数信号が有意であるか否か判別する。同時に各信号の信号レベルを一定周期でデータ記録部７へ記録する。データ記録部７に記録された記録データＤ１をパーソナルコンピュータにより解析して、信号レベルが最小動作レベル以上である時間が予め設定した時間以下であるときその地上子は健全性に問題を有する可能性ありと診断する。従来の信号判別部に信号レベル分析機能を付加し、データ記録部７を設けるだけで、健全性の診断ができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動列車停止装置等の自動列車制御装置に関するものである。

自動列車停止装置（ＡＴＳ装置）、自動列車運転装置（ＡＴＯ装置）、列車自動定位置停止装置（ＴＡＳＣ装置）等の自動列車制御装置は、地上設備の地上子から送信される信号情報や地点情報を車上装置の車上子を介して受信し、これらの情報を基に列車のブレーキ出力を制御している。そのため、地上−車上間においては正確な情報伝達が不可欠であり、これは車上装置と地上設備それぞれの健全性を診断することで保たれている。

地上−車上間の情報伝達方式には、変周式とトランスポンダ式の各方式がある。変周式は車上子と送受信部において発振状態を作り、地上子と車上子による共振周波数の変周を利用して情報伝達を行っている。トランスポンダ式は地上−車上間においてデジタル信号伝送による電文の伝達を行っている。

変周式地上子やトランスポンダ式地上子の健全性の確認は、電気検測車による検測や各種試験器／測定器を用いた手検測によって行われている。地上子の機能低下は、主として地上子の取付け状態の変動と経年劣化に起因するところが大きい。従って、適切な時期を計画して検測を行い、機能の良否や処置の要否等を判定する必要がある。また、そのために必要な測定項目は、変周式においては共振周波数とＱ値、トランスポンダ式においては車上装置における信号レベルと電文内容である。

このような変周式地上子の健全性を確認するための測定装置として、変周式地上子の共振周波数と共振の尖鋭度を測定することで、地上子の健全性を診断する装置が知られている。具体的には、所定周波数のパイロット信号と所定周波数まで平坦なスペクトルの信号を発生し車上子送信コイルに印加する多重周波数発生器と、車上子受信コイルと地上子のコイルとの電磁誘導により受信コイルに誘起された電圧中からパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出回路と、地上子と車上子との間の距離に基づく抽出パイロット信号のレベル変動曲線を演算するレベル変動曲線演算回路と、演算レベル変動曲線に基づいて誘起電圧のレベルを補正するレベル変動補正演算回路と、レベル補正された誘起電圧をフーリエ変換するフーリエ変換回路とを備え、フーリエ変換して得られた離散的スペクトルから地上子の共振周波数と共振の尖鋭度を算出する測定装置である（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２０１４５４号公報（段落番号００１２〜００２９及び図１）

従来の自動列車制御装置として上記のような測定装置は、変周式地上子の共振周波数と共振の尖鋭度を測定することで、地上子の健全性を診断する。地上子の診断を行おうとした場合、多重周波数発生器を始め、車上子送信コイル、車上子受信コイル、パイロット信号抽出回路、レベル変動曲線演算回路、レベル変動補正演算回路、フーリエ変換回路、フーリエ変換して得られた離散的スペクトルから地上子の共振周波数と共振の尖鋭度を算出する手段等を有する測定装置を設ける必要があり、設置スペース、重量、製造コストの増大を招く。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、設置スペース、重量、製造コストの大幅な増大を招くおそれなく地上子の健全性の診断を行うことのできる自動列車制御装置を得ることを目的とする。

この発明に係る自動列車制御装置は、車両に搭載されるものであって、地上に設置された地上子から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換装置、デジタル信号から所定の受信信号を抽出する受信信号抽出手段、受信信号から有意情報を抽出するとともに受信信号の信号レベルを分析する有意情報抽出手段、信号レベルを地上子の健全性を診断するために記録するデータ記録手段を備えたものである。

この発明に係る自動列車制御装置は、車両に搭載されるものであって、地上に設置された地上子から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換装置、デジタル信号から所定の受信信号を抽出する受信信号抽出手段、受信信号から有意情報を抽出するとともに受信信号の信号レベルを分析する有意情報抽出手段、信号レベルを地上子の健全性を診断するために記録するデータ記録手段を備えたものであるので、従来の自動列車制御装置にデータ記録手段等若干の機器を設けるだけでよいので、設置スペース、重量、製造コストの大幅な増大を招くおそれなく地上子の健全性の診断を行うことができる。

実施の形態１．
図１及び図２は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１は変周式ＡＴＳ装置の構成を示す構成図、図２は動作を説明するための説明図である。図１において、自動列車制御装置としての変周式ＡＴＳ装置１００は、営業車両に搭載されるものであって、変周式車上子１と送受信部１０とが接続され、送受信部１０と制御部１１とが接続されている。送受信部１０は、増幅器２、高速Ｄ／Ａ変換器３、発振制御部４、受信信号抽出手段としてのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５、有意情報抽出手段としての信号判別部６、データ記録手段としてのデータ記録部７、Ａ／Ｄ変換器８、増幅器９を有する。データ記録部７は、収容ケースに所定容量のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）が収容されており、変周式ＡＴＳ装置１００の図示しないフレームに着脱自在に取り付けられている。

次に動作について説明する。変周式車上子１を介して地上子から受信したアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器８によりデジタル信号に変換される。このデジタル信号からＢＰＦ５により変周発振周波数信号及び常時発振周波数信号が受信信号として抽出される。変周発振周波数としては、６０〜８０ｋＨｚ、常時発振周波数としては９０〜１４０ｋＨｚ程度の周波数が用いられる。信号判別部６において、変周発振周波数信号及び常時発振周波数信号から有意情報として変周発振周波数名が抽出され、この結果が制御部１１へ伝達される。有意情報の抽出は、受信信号の信号レベルが所定値以上のとき当該名称の受信信号が有意であるとし、所定値未満のとき信号がないものとする。

同時に、変周発振周波数信号及び常時発振周波数信号の信号レベルが解析される。それぞれの信号レベルが一定周期（例えば２ｍｓ毎）で記録データＤ１としてデータ記録部７へ記録される。記録データＤ１としては、（受信信号の名称，信号レベル）の組み合わせとして、（変周発振周波数，０．８）、（常時発振周波数，０．０）といった形で記録される。

データの解析を行うときは、記録データＤ１が記録されたデータ記録部７を変周式ＡＴＳ装置１００のフレームから取り外し、健全性判定手段としての図示しないパーソナルコンピュータに接続して記録データＤ１中の受信信号の名称及び信号レベルを読み出す。読み出した各周波数毎の信号レベルを解析し、最小動作レベル以上で変周している時間すなわち所定値以上の信号レベルが継続する継続時間を求め、この継続時間を受信時間Ｔ１（図２参照）であると判断する。受信時間Ｔ１が、予め設定した時間Ｔａ未満であるとき、その地上子の機能が低下しており健全性に問題を有する可能性があると診断する。

記録データＤ１中の変周発振周波数信号及び常時発振周波数信号の各信号レベルを、グラフにプロットした一例を図２に示す。図２において、変周式車上子１が地上子に近づくと常時発振周波数信号の信号レベルＡが低下し、変周発振周波数信号の信号レベルＢが上昇して所定値以上の状態が時間（受信時間）Ｔ１の間続く。この継続時間Ｔ１を受信時間であると判断し、予め設定された時間Ｔａ未満のとき地上子の健全性に問題があるかも知れないと診断する。車両が地上子上を通過するにともない記録データＤ１中の信号レベルＢが下降し常時発振周波数の記録データＤ１の信号レベルＡが上昇し元の状態に戻る。

このように、受信信号の信号レベルを記録するデータ記録手段としてのデータ記録部７を設け、記録データＤ１中の周波数及び信号レベルを解析することにより、地上子の健全性を診断することができる。変周式ＡＴＳ装置には、データ記録部７を設けるだけでよいので、設置スペース、重量、製造コストの大幅な増大を招くおそれなく地上子の健全性の診断を行うことができる。

また、受信信号の信号レベルの記録により、発振停止や地上子空振り等の不具合が発生した後においても、遡って不具合発生時の受信状態を解析することが可能である。その結果、精密な測定をして詳細な原因を特定するまでの時間短縮やデータ解析の支援に繋げることができる。

簡易的ではあるが、変周式の地上子の健全性を営業車両によって診断することができる。その結果、機能低下の疑いがある地上子をある程度絞り込むことができ、要すれば精密な測定を実施すればよいので、対象線区に設置されている全ての地上子を診断する必要がなくなる。

実施の形態２．
図３及び図４は、この発明を実施するための実施の形態２を示すものであり、図３はトランスポンダ式ＡＴＯ装置の構成を示す構成図、図４は動作を説明するための説明図である。図３において、自動列車制御装置としてのトランスポンダ式ＡＴＯ装置２００は、営業車両に搭載されるものであって、トランスポンダ式車上子１２と送受信部２１とが接続され、送受信部２１と制御部２２が接続されている。送受信部２１は、増幅器１３、高速Ｄ／Ａ変換器１４、変復調部１５、有意情報抽出手段としての電文生成部１６、データ記録手段としてのデータ記録部１７、受信信号抽出手段としてのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１８、Ａ／Ｄ変換器１９、増幅器２０を有する。データ記録部１７は、収容ケースに所定容量のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）が収容されており、トランスポンダ式ＡＴＯ装置２００の図示しないフレームに着脱自在に取り付けられている。

次に動作について説明する。トランスポンダ式車上子１２を介して地上子から受信したアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１９によりデジタル信号に変換される。このデジタル信号からＢＰＦ１８により所定の受信信号が抽出される。電文生成部１６において、受信信号の信号レベルが所定値以上のとき有意情報として電文が抽出され、この結果が制御部２２へ伝達される。電文としては、例えば基準点からの距離ｋｍ、勾配ｚ、制限速度ｋｍ／ｈ等がある。

同時に、各受信信号の信号レベルが解析される。電文である距離ｋｍ、勾配ｚ、制限速度ｋｍ／ｈの信号レベルが一定周期（例えば２ｍｓ毎）で記録データＤ２としてデータ記録部１７へ記録される。記録データＤ２としては、（受信信号の名称，信号レベル）の組み合わせとして、（距離ｋｍ，０．７）、（勾配ｚ，０．８）、（制限速度ｋｍ／ｈ，０．０）といった形で記録される。

データの解析を行うときは、記録データＤ２が記録されたデータ記録部１７をトランスポンダ式ＡＴＳ装置２００のフレームから取り外し、健全性判定手段としての図示しないパーソナルコンピュータに接続して記録された記録データＤ２中の信号レベルを読み出す。読み出した信号レベルを解析し、最小動作レベル以上で受信している時間すなわち所定値以上の信号レベルが継続する時間である受信時間Ｔ２（図４参照）が予め設定した時間Ｔｂ未満であるとき、その地上子の機能が低下しており健全性に問題を有する可能性があると診断する。

ある名称の受信信号の信号レベルを、グラフにプロットした一例を図４に示す。図４において、トランスポンダ式車上子１２が図示しない地上子に近づくと受信信号の信号レベルが次第に上昇し、所定値以上の状態が時間Ｔ２の間続く。この時間Ｔ２を受信時間であると判断し、予め設定された時間未満のとき地上子の健全性に問題があるかも知れないと診断する。車両が地上子を通過するにともない信号レベルが下降し元の状態に戻る。

このように、受信信号の信号レベルを記録するデータ記録手段としてのデータ記録部１７を設け、地上子の健全性を診断することができる。トランスポンダ式ＡＴＯ装置には、電文生成部１６にレベル解析機能を付加するとともに、データ記録部１７を設けるだけでよいので、設置スペース、重量、製造コストの大幅な増大を招くおそれなく地上子の健全性の診断を行うことができる。

簡易的ではあるが、トランスポンダ式の地上子の健全性を営業車両によって診断することができる。その結果、機能低下の疑いがある地上子をある程度絞り込むことができ、要すれば精密な測定を実施すればよいので、対象線区に設置されている全ての地上子を診断する必要がなくなる。

なお、自動列車制御装置は、上記の自動列車停止装置（ＡＴＳ装置）、自動列車運転装置（ＡＴＯ装置）に限られるものではなく、列車自動定位置停止装置（ＴＡＳＣ装置）その他のものであっても同様の効果を奏する。また、データ記録部を着脱式のものにて形成する例を示したが、これに限られることはなく、データ記録部を固定式として、このデータ記録部のデータを外部データ記録手段に記録させて行うようにしてもよいことは言うまでもない。

実施の形態１である変周式ＡＴＳ装置の構成を示す構成図である。動作を説明するための説明図である。実施の形態２である変周式ＡＴＳ装置の構成を示す構成図である。動作を説明するための説明図である。

符号の説明

１変周式車上子、４発振制御部、５バンドパスフィルタ、６信号判別部、
７データ記録部、８Ａ／Ｄ変換器、１０送受信部、１１制御部、
１２トランスポンダ式車上子、１６電文生成部、１７データ記録部、
１９Ａ／Ｄ変換器、２０バンドパスフィルタ、２１送受信部。

Claims

車両に搭載されるものであって、地上に設置された地上子から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換装置、上記デジタル信号から所定の受信信号を抽出する受信信号抽出手段、上記受信信号から有意情報を抽出するとともに上記受信信号の信号レベルを分析する有意情報抽出手段、上記信号レベルを上記地上子の健全性を診断するために記録するデータ記録手段を備えた自動列車制御装置。
上記信号レベルは、上記信号レベルが所定値以上である状態が継続する継続時間に基づいて上記地上子の健全性を診断するために用いられるものであることを特徴とする請求項１に記載の自動列車制御装置。
上記信号レベルは、上記継続時間が予め定められた時間以下のとき、上記地上子が健全性に問題を有する可能性があると診断するために用いられるものであることを特徴とする請求項２に記載の自動列車制御装置。
上記地上子は変周波式のものであり、上記受信信号は変周発振周波数信号であり、上記有意情報は変周発振周波数名であり、上記信号レベルは上記変周発振周波数信号の信号レベルが所定値以上である状態が継続する継続時間が予め定められた時間以下のとき上記地上子が健全性に問題を有する可能性があると診断するために用いられるものであることを特徴とする請求項３に記載の自動列車制御装置。
上記地上子はトランスポンダ式のものであり、上記受信信号は電文の受信信号であり、上記有意情報は電文であり、上記信号レベルは上記電文の受信信号の信号レベルが所定値以上である状態が継続する継続時間が予め定められた時間以下のとき上記地上子が健全性に問題を有する可能性があると診断するために用いられるものであることを特徴とする請求項３に記載の自動列車制御装置。