JP2009241675A - 列車停止位置検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる形式の列車が相互乗り入れ運転を行っている線区においても列車が許容停止位置範囲内に停止したか否を高精度に検知する。
【解決手段】地上子３は、レールに沿って一定長さを有し、列車の停止位置に配置された電力波受信アンテナコイル１０ｂと、電力波受信アンテナコイル１０ｂの列車進行走行の前後に隣接して配置された電力波受信用アンテナコイル１０ａ，１０ｂを有し、車上子２から送信される電力波を受信しているとき、電力波受信アンテナコイル１０ａの受信レベルと電力波受信アンテナコイル１０ｂの受信レベルが一致した位置と、電力波受信アンテナコイル１０ｂの受信レベルと電力波受信アンテナコイル１０ｃの受信レベルが一致した位置との間を定位置停止許容範囲と判定する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、列車が駅の許容停止位置範囲内に停止したか否を判定する列車停止位置検知装置、特に検知精度の向上に関するものである。

列車の制御システムは自動列車制御装置（以下、ＡＴＣ装置という）と自動列車運転制御装置（以下、ＡＴＯ装置という）を利用して運転操作等を自動化するとともに安全度の向上が図られている。ＡＴＣ装置を利用した運転方式では、軌道回路や軌道に沿って閉塞区間毎に設けたＡＴＣル−プにＡＴＣ地上装置から送られたＡＴＣ信号を列車の先頭車両に設けた受電器やＡＴＣアンテナで受信し、受信したＡＴＣ信号に基づき列車の速度を自動的に制限速度以下に制御している。このＡＴＣ装置として、近年は、多くの情報を伝送することができるデジタル式ＡＴＣ装置が採用されている。このデジタル式ＡＴＣ装置を採用することにより多現示化，多機能化が可能になり、速度制御以外の他の機能が実現可能となってきている。

また、列車の定速度制御や定位置停止，ドア開閉などの運転操作を自動的に制御するデジタル式ＡＴＯ装置を採用することにより多機能化が可能になり、速度制御以外の他の機能が実現可能となっている。この列車を定位置に停止させるために、トランスポンダを利用した列車の停止位置検知装置が特許文献１や特許文献２に開示されている。

特許文献１に示された列車停止位置検知装置の地上装置は、列車の進行方向に沿って一定間隔だけ離れた位置に２つの電力波受信アンテナコイルを配置し、車上子から送信している電力波を列車の進行方向の手前側に配置された電力波受信アンテナコイルだけで受信している場合は、列車が所定の停止位置より手前の位置（ショート位置）にあると判定し、車上子から送信している電力波を２つの電力波受信アンテナコイルで受信している場合は、列車が所定の停止位置（ジャスト位置）にあると判定し、車上子から送信している電力波を列車の進行方向の前方側に配置された電力波受信アンテナコイルだけで受信している場合は、列車が所定の停止位置を越えた位置（オーバ位置）にあると判定している。

また、特許文献２に示された列車停止位置検知装置の地上子３ａに、図４（ａ）に示すように、列車の進行方向に沿って３個の電力波受信アンテナコイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃを配置し、図４（ｂ）に示すように、車上子から送信している電力波を電力波受信アンテナコイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃで受信したときの受信レベルＬａ，Ｌｂ，Ｌｃが閾値Ｌｓを超えているか否により列車の位置を判断し、電力波受信アンテナコイル１０ａの受信レベルＬａだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車がショート位置にあると判定し、電力波受信アンテナコイル１０ｂの受信レベルＬｂだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車がジャスト位置にあると判定し、電力波受信アンテナコイル１０ｃの受信レベルＬｃだけが閾値Ｌｓを超えている場合は、列車がオーバ位置にあると判定している。
実用新案登録第２５００３９６号公報 特開２００１−１５１１１２号公報

トランスポンダを使用した地上子と車上子の電磁結合の強さは、相互の位置関係と車上子から送信される電力波の送信レベルと、地上子に有する電力波受信アンテナ回路の受信感度により決定される。複数の列車の車上子と地上子の位置関係と各車上子から送信する電力波の送信レベルを一定に管理することは不可能に近く、その結果、ある程度の定位置停止許容範囲の判定誤差は不可避であり、従来から150ｍｍ〜200ｍｍ程度の誤差を許容している。

同じ形式の列車が走行するように限定されている線区においては、前記許容誤差を確保することはできるが、例えば首都圏等のように鉄道事業者ごとに異なる形式の列車が相互乗り入れ運転を行っている線区では、異なる形式の列車に対して同じ地上子が定位置停止許容範囲を判定していることになり、車上子や車上子から送信する電力波を送り出す車上装置の性能が同一になるように管理する必要があるが、異なる形式の列車毎に車上装置等の性能管理を厳密に行うことは困難であり、定位置停止許容範囲の判定誤差が実用に適さない値まで拡大するという問題がある。

この発明は、このような問題を解消し、異なる形式の列車が相互乗り入れ運転を行っている線区においても列車が許容停止位置範囲内に停止したか否を高精度に検知することができる列車停止位置検知装置を提供することを目的とするものである。

この発明の列車停止位置検知装置は、列車に搭載された車上子から送信される電力波を受信する地上子及び地上装置とを有し、トランスポンダを利用した列車停止位置検知装置であって、前記地上子は、レールに沿って一定長さを有し、列車の停止位置に配置された第１の電力波受信アンテナコイルと、前記第１の電力波受信アンテナコイルの列車進行走行手前の位置に、前記第１の電力波受信アンテナコイルに隣接して配置された第２の電力波受信用アンテナコイルと、前記第１の電力波受信アンテナコイルの列車進行走行前方の位置に、前記第１の電力波受信アンテナコイルに隣接して配置された第３の電力波受信アンテナコイルとを有し、前記地上装置は、前記地上子で前記車上子から送信される電力波を受信しているとき、前記第２の電力波受信アンテナコイルの受信レベルと前記第１の電力波受信アンテナコイルの受信レベルが一致した位置と、前記第１の電力波受信アンテナコイルの受信レベルと前記第３の電力波受信アンテナコイルの受信レベルが一致した位置との間を定位置停止許容範囲と判定することを特徴とする。

この発明は、第１の電力波受信アンテナコイルの列車進行走行手前の位置に配置された第２の電力波受信用アンテナコイルの受信レベルと第１の電力波受信アンテナコイルの電力波の受信レベルが一致した位置と、第１の電力波受信アンテナコイルの受信レベルと第１の電力波受信アンテナコイルの列車進行走行前方の位置に配置された第３の電力波受信アンテナコイルの受信レベルが一致した位置との間を定位置停止許容範囲と判定することにより、異なる形式の列車の車上子から送信する電力波の送信レベルが異なって各電力波受信アンテナコイルで受信した電力波の受信レベルが変動しても、受信レベルが一致する位置は変動しないで定位置停止許容範囲を一定にすることができ、異なる形式の列車が相互乗り入れ運転を行っている線区においても列車が許容停止位置範囲内に停止したか否を高精度に検知することができる。

図１はこの発明の列車停止位置検知装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、列車停止位置検知装置は、列車に搭載されたトランスポンダ車上装置１と車上子２と、地上の列車停止位置に設けられた地上子３とトランスポンダ地上装置４を有する。車上子２は情報波送信アンテナコイル５と電力波送信アンテナコイル６及び情報波受信アンテナコイル７を有し、情報波送信アンテナコイル５はトランスポンダ車上装置１から送られる車上情報を有する情報波を地上子３に送信し、電力波送信アンテナコイル６はトランスポンダ車上装置１から送られる電力波を地上子３に送信する。情報波受信アンテナコイル７で地上子３から送信される地上情報を有する情報波を受信してトランスポンダ車上装置１に送る。

地上子３は情報波受信アンテナコイル８と情報波送信アンテナコイル９及び列車進行方向に沿って配置され、列車が所定の停止位置より手前の位置（ショート位置）にあることを判定するための電力波受信アンテナコイル１０ａと、列車が所定の停止位置（ジャスト位置）にあることを判定するため一定長さを有する電力波受信アンテナコイル１０ｂと、列車が所定の停止位置を越えた位置（オーバ位置）にあることを判定するための電力波受信アンテナコイル１０ｃを有する。情報波受信アンテナコイル８は車上子２から送信された車上情報を有する情報波を受信してトランスポンダ地上装置４に送る。情報波送信アンテナコイル９はトランスポンダ地上装置４から送られる地上情報を有する情報波を車上子２に送信する。３個の電力波受信アンテナコイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃはそれぞれ車上子２から送信される電力波を受信してトランスポンダ地上装置４に送る。

トランスポンダ地上装置４は、車上情報受信部１１と地上情報送信部１２と電力波受信部１３及び停止位置判定部１４を有する。車上情報受信部１１は地上子３の情報波受信アンテナコイル８から送られた情報波を受信し、復調した車上情報を駅制御装置１５に出力する。地上情報送信部１２は駅制御装置５から出力される地上情報と停止位置判定部１４から出力する停止位置情報を変調し、変調した情報波を情報波送信アンテナコイル９に送る。

電力波受信部１３は、図２のブロック図に示すように、ショート位置受信部１６ａとジャスト位置受信部１６ｂとオーバ位置受信部１６ｃを有する。ショート位置受信部１６ａは電力波受信アンテナコイル１０ａで受信した電力波を検波等の処理をして、図３に示す電力波受信アンテナコイル１０ａの受信レベルＬａを停止位置判定部１４に出力する。ジャスト位置受信部１６ｂは電力波受信アンテナコイル１０ｂで受信した電力波を処理して電力波受信アンテナコイル１０ｂの受信レベルＬｂを停止位置判定部１４に出力する。オーバ位置受信部１６ｃは電力波受信アンテナコイル１０ｃで受信した電力波を処理して電力波受信アンテナコイル１０ｃの受信レベルＬｃを停止位置判定部１４に出力する。なお、図３において、受信レベルＬｉは情報波受信アンテナ８の受信レベルを示す。

停止位置判定部１４は２個のコンパレータ１７ａ，１７ｂと論理部１８を有する。コンパレータ１７ａはショート位置受信部１６ａから入力した受信レベルＬａとジャスト位置受信部１６ｂから入力した受信レベルＬｂの大小を識別し、受信レベルＬａと受信レベルＬｂが一致する交点Ｌａｂを検出して交点Ｌａｂの検知信号を論理部１８に出力する。コンパレータ１７ｂはジャスト位置受信部１６ｂから入力する受信レベルＬｂとオーバ位置受信部１６ｃから入力する受信レベルＬｃの大小を識別し、受信レベルＬｂと受信レベルＬｃが一致する交点Ｌｂｃを検出して交点Ｌｂｃの検知信号を論理部１８に出力する。論理部１８はコンパレータ１７ａから入力した交点Ｌａｂの検知信号とコンパレータ１７ｂから入力した交点Ｌｂｃの検知信号の間を定位置停止許容範囲と判定する。

この列車停止位置検知装置で列車の停止位置を検出するときの動作を説明する。列車が走行して車上子２が地上子３と電磁結合して、車上子２から送信している電力波を電力波受信アンテナコイル１０ａで受信してショート位置受信部１６ａから受信レベルＬａが停止位置判定部１４の論理部１８に入力すると、列車がショート位置に達したと判定する。この状態で車上子２から送信している電力波を電力波受信アンテナコイル１０ｂで受信しないで、論理部１８に受信レベルＬａを入力してからあらかじめ定めた一定時間経過してもジャスト位置受信部１６ｂからの受信レベルＬｂを入力しないとき、論理部１８は列車がショート位置に停止したと判定して、ショート位置停止を示す情報を駅制御装置１５と地上情報送信部１２に出力する。地上情報送信部１２は入力したショート位置停止を示す情報を地上子３から車上子２に送信する。

また、論理部１８に受信レベルＬａを入力してから引き続いて車上子２から送信している電力波を電力波受信アンテナコイル１０ｂで受信してジャスト位置受信部１６ｂから受信レベルＬｂが論理部１８に入力すると、論理部１８は列車が走行していると判定する。この状態で論理部１８にコンパレータ１７ａから交点Ｌａｂの検知信号が入力すると、論理部１８は列車が定位置停止許容範囲に進入したと判定する。

また、論理部１８に受信レベルＬｂを入力してからあらかじめ定めた一定時間経過しても車上子２から送信している電力波を電力波受信アンテナコイル１０ｃで受信しないでオーバ位置受信部１６ｃからの受信レベルＬｃを入力しないとき、論理部１８は列車がジャスト位置に停止したと判定して、ジャスト位置停止を示す情報を駅制御装置１５と地上情報送信部１２に出力する。地上情報送信部１２は入力したジャスト位置停止を示す情報を地上子３から車上子２に送信する。駅制御装置１５はジャスト位置停止を示す情報を入力するとホームドア制御装置等の動作を制御する。

また、論理部１８で列車が定位置停止許容範囲に進入したと判定した後、引き続いて車上子２から送信している電力波を電力波受信アンテナコイル１０ｃで受信して論理部１８に受信レベルＬｃが入力し、コンパレータ１７ｂから交点Ｌｂｃの検知信号が入力すると、論理部１８は列車が定位置停止許容範囲から進出したと判定してオーバ位置進入を示す情報を駅制御装置１５と地上情報送信部１２に出力する。地上情報送信部１２は入力したオーバ位置進入を示す情報を地上子３から車上子２に送信する。

このように論理部１８はコンパレータ１７ａから入力した交点Ｌａｂの検知信号とコンパレータ１７ｂから入力した交点Ｌｂｃの検知信号の間を定位置停止許容範囲にすることにより、異なる形式の列車が走行して各車上子２から送信する電力波の送信レベルが異なるために、図３に示すように地上子３の電力波受信アンテナコイル１０ａ，１０ｂ，１０ｃで受信した電力波の受信レベルＬａ，Ｌｂ，Ｌｃが受信レベルＬａ１，Ｌｂ１，Ｌｃ１と変動しても受信レベルＬａ１，Ｌｂ１の交点Ｌａｂと受信レベルＬｂ１，Ｌｃ１の交点Ｌｂｃは変動しないで定位置停止許容範囲を一定にすることができる。したがって異なる形式の列車が相互乗り入れ運転を行っている線区においても列車が許容停止位置範囲内に停止したか否を高精度に検知することができる。

この発明の列車停止位置検知装置の構成を示すブロック図である。 地上子の電力波受信部と停止位置判定部の構成を示すブロック図である。 地上子に有する電力波受信アンテナコイルの受信レベルの変化を示す模式図である。 従来の地上子の電力波受信アンテナコイルの配置と受信レベルの変化を示す模式図である。

符号の説明

１；トランスポンダ車上装置、２；車上子、３；地上子、
４；トランスポンダ地上装置、５；情報波送信アンテナコイル、
６；電力波送信アンテナコイル、７；情報波受信アンテナコイル、
８；情報波受信アンテナコイル、９；情報波送信アンテナコイル、
１０；電力波受信アンテナコイル、１１；車上情報受信部、１２；地上情報送信部、
１３；電力波受信部、１４；停止位置判定部、１５；駅制御装置、
１６ａ；ショート位置受信部，１６ｂ；ジャスト位置受信部、
１６ｃ；オーバ位置受信部、１７；コンパレータ、１８；論理部。

Claims (1)

1. 列車に搭載された車上子から送信される電力波を受信する地上子及び地上装置とを有し、トランスポンダを利用した列車停止位置検知装置であって、
   前記地上子は、レールに沿って一定長さを有し、列車の停止位置に配置された第１の電力波受信アンテナコイルと、前記第１の電力波受信アンテナコイルの列車進行走行手前の位置に、前記第１の電力波受信アンテナコイルに隣接して配置された第２の電力波受信用アンテナコイルと、前記第１の電力波受信アンテナコイルの列車進行走行前方の位置に、前記第１の電力波受信アンテナコイルに隣接して配置された第３の電力波受信アンテナコイルとを有し、
   前記地上装置は、前記地上子で前記車上子から送信される電力波を受信しているとき、前記第２の電力波受信アンテナコイルの受信レベルと前記第１の電力波受信アンテナコイルの受信レベルが一致した位置と、前記第１の電力波受信アンテナコイルの受信レベルと前記第３の電力波受信アンテナコイルの受信レベルが一致した位置との間を定位置停止許容範囲と判定することを特徴とする列車停止位置検知装置。

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