JP2010274832A - Transmitter for track circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄道用保安装置である自動列車制御装置(以下、ATC(Automatic Train Control)装置と称す。)に用いる軌道回路用送信器に関する。 The present invention relates to a track circuit transmitter used in an automatic train control device (hereinafter referred to as an ATC (Automatic Train Control) device) which is a railroad security device.
ATC装置では、図8に示すように、軌道回路毎に設置した送信器18、19に対して、論理部2から通信網24を介して伝送された制御信号をもとに、送信器18、19は列車検知信号(以下、TD(Train Detection)信号と称す。)と自動列車制御信号(以下、ATC信号と称す。)を出力する。TD信号は軌道回路を介してTD信号受信器20へ、ATC信号は軌道回路を介して車上装置22へ送信する。
In the ATC device, as shown in FIG. 8, the
TD信号送信器18、ATC信号送信器19に於いては、送信信号のフィードバック情報を監視し、期待値と異なる場合は、送信器の故障と判断する機能を備える。
The
例えば、特許文献1には、2台のCPU(中央処理装置)とリレー回路と電力増幅回路を有し、ATC信号及びTD信号を送受信する軌道回路用送受信器であって、CPUのうち少なくとも1台がATC信号及びTD信号の出力制御を行うとともに、電力増幅回路の出力電圧・出力電流のフィードバック信号をCPUに入力し、各CPUが各々電圧・電流のレベルを監視し、電力増幅回路の出力レベルが規定の範囲外になった場合は、前記送受信器の故障と判断し、ATC信号及びTD信号の出力を停止させる技術が開示されている。
For example,
軌道回路の構成としては、隣接する軌道回路間に絶縁物を介入する有絶縁軌道回路と絶縁物を介入しない無絶縁軌道回路の2種類の軌道回路が存在する。有絶縁軌道回路は各軌道回路間が電気的に絶縁されているため、送信信号が隣接する軌道回路に漏れない。そのため列車の在線状態によらず、TD信号とATC信号を常時送信することが可能となる。また図9に示すように、有絶縁軌道回路ではATC信号とTD信号を同一信号で構成することが可能となり、システム構成を簡素化することができる。 There are two types of track circuits, an insulated track circuit in which an insulator is interposed between adjacent track circuits and a non-insulated track circuit in which no insulator is interposed. In the insulated track circuit, since each track circuit is electrically insulated, the transmission signal does not leak to the adjacent track circuit. Therefore, it becomes possible to always transmit the TD signal and the ATC signal regardless of the train line status. Further, as shown in FIG. 9, in the insulated track circuit, the ATC signal and the TD signal can be configured with the same signal, and the system configuration can be simplified.
近年、有絶縁軌道回路における絶縁物の設置コスト及び保守コストが高いことから、例えば、図10に示されるように、無絶縁軌道回路を適用した自動列車制御装置が注目されている。無絶縁軌道回路では隣接する軌道回路間が電気的に接続されるため、TD信号は複数種類の異なる周波数を準備し、各軌道回路へ割り当てる必要がある。一方車上装置に送信するATC信号は、列車が在線している軌道回路のみに送信することで、隣接軌道回路でのATC信号同士の干渉を防いでいる。 In recent years, since the installation cost and maintenance cost of an insulator in an insulated track circuit are high, for example, as shown in FIG. 10, an automatic train control device to which an uninsulated track circuit is applied has attracted attention. In the non-insulated track circuit, adjacent track circuits are electrically connected. Therefore, it is necessary to prepare a plurality of different frequencies for the TD signal and assign them to each track circuit. On the other hand, the ATC signal transmitted to the on-board device is transmitted only to the track circuit where the train is present, thereby preventing interference between the ATC signals in the adjacent track circuits.
無絶縁軌道回路においては、TD信号送信器は常時信号を出力するものの、ATC信号送信器は列車が踏込み、在線しなければ信号出力しないため、仮にATC信号を送信していない状態で故障した場合、故障が潜在するという問題がある。故障が潜在した際には、列車が当該軌道回路へ踏込み、ATC信号を出力するまで故障が顕在化しない。送信器は稼働率向上のため多重系構成としており、故障検知した際には、待機していた送信器への動作切り換えを実施する。列車が在線してから、切り換わった送信器よりATC信号が実際増幅器から出力するまでの時間は、車上装置から見るとATC無信号時間となる。ATC無信号状態が一定時間以上継続すると、車上装置はブレーキをかけ列車停止させるため、無信号時間は短い方が望ましい。 In a non-insulated track circuit, the TD signal transmitter always outputs a signal, but the ATC signal transmitter does not output a signal unless the train is stepped on and there is a line. There is a problem of potential failure. When a failure is latent, the failure does not become apparent until the train steps into the track circuit and outputs an ATC signal. The transmitter has a multi-system configuration for improving the operating rate, and when a failure is detected, the operation is switched to the transmitter that has been on standby. The time from when the train is on line until the ATC signal is actually output from the amplifier from the switched transmitter is the ATC no signal time when viewed from the on-board device. If the ATC no-signal state continues for a certain time or longer, the on-board device brakes and stops the train, so it is desirable that the no-signal time is short.
ATC信号送信器における故障潜在の対策としては、特許文献2に記載されているように、列車非在線時も信号を出力する方法が挙げられる。例えば、ATC信号とは異なる周波数の信号を出力すれば、車上装置が誤ってATC信号と認識することは無いため、安全に故障検知が可能となる。
As a countermeasure against potential failure in the ATC signal transmitter, as described in
しかしながら、無絶縁軌道回路においては、隣接軌道回路における検査信号波が同一周波数であると、検査信号が干渉し故障検知を正常に実施できない可能性がある。複数種類の検査信号波を使用すれば対応可能であるが、複数の検査信号波生成器を準備する必要があるため、コストが高くなるという問題がある。また検査信号波とTD信号、或いはATC信号との混変調による影響も検討する必要があるため、極力検査信号波の種類は少なくすることが必要である。 However, in the non-insulated track circuit, if the inspection signal wave in the adjacent track circuit has the same frequency, the inspection signal may interfere and failure detection may not be performed normally. This can be dealt with by using a plurality of types of inspection signal waves, but there is a problem that the cost increases because it is necessary to prepare a plurality of inspection signal wave generators. In addition, since it is necessary to consider the influence of the intermodulation between the inspection signal wave and the TD signal or the ATC signal, it is necessary to reduce the types of inspection signal waves as much as possible.
そこで、本発明は、故障潜在を防ぎ、且つコスト低減を実現した軌道回路用送信器を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a track circuit transmitter that prevents potential failure and realizes cost reduction.
上述した課題解決のために、本発明に係る軌道回路用送信器は、自動列車制御情報に従いキャリア波の周波数を変化させることによって変調した信号を増幅器にて増幅して送信する軌道回路用送信器であって、自動列車制御信号用キャリア波を生成するキャリア波生成器と、キャリア波と異なる周波数の検査信号を生成する検査信号波生成器と、信号出力指示の際にキャリア波生成器の出力、検査信号波生成器の検査信号の出力、或いは未出力を選択する選択器と、送信回路の故障検出のために、送出した信号をフィードバック受信し、送出した信号との比較監視を行う監視部と、を備えており、列車非在線時に前記検査信号を出力することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a track circuit transmitter according to the present invention is a track circuit transmitter that amplifies and transmits a signal modulated by changing the frequency of a carrier wave in accordance with automatic train control information. A carrier wave generator that generates a carrier wave for an automatic train control signal, an inspection signal wave generator that generates an inspection signal having a frequency different from that of the carrier wave, and an output of the carrier wave generator when a signal output instruction is given. , A selector for selecting the output or non-output of the inspection signal of the inspection signal wave generator, and a monitoring unit for performing feedback monitoring of the transmitted signal and comparing and monitoring the transmitted signal for detecting a failure in the transmission circuit And the inspection signal is output when the train is not present.
また、故障潜在を防ぐ目的としてはATC無信号時間の短縮であるので、列車が軌道回路に踏込んだタイミングにおける故障顕在化を防げばよい。また検査信号波の干渉を防ぐために、影響がある送信器同士、例えば隣接した送信器から同時に検査信号の出力は行わないことを特徴とする。 Moreover, since the purpose of preventing the potential for failure is to shorten the ATC no signal time, it is only necessary to prevent the occurrence of failure at the timing when the train steps into the track circuit. Further, in order to prevent interference of the inspection signal wave, the inspection signal is not output simultaneously from the transmitters having influence, for example, adjacent transmitters.
列車が在線する前の軌道回路に対する送信器、或いは周期的に送信器を選択し検査信号出力を実施すれば、列車非在線時に故障が発生しても、列車が在線する前に正常な送信器へ切り換えることができ、ATC無信号時間を短縮する。 If the transmitter for the track circuit before the train is on line, or if the transmitter is selected periodically and inspection signal output is performed, even if a failure occurs when the train is not on the line, a normal transmitter before the train is on line The ATC no signal time can be shortened.
本発明によれば、列車非在線時に検査信号を出力することで、送信器の故障の潜在を防ぐという効果を奏する。また、列車の在線状態に合わせて、必要時のみ検査信号の出力を行うことで、無絶縁軌道回路への対応が可能となる。 According to the present invention, by outputting an inspection signal when the train is not present, there is an effect of preventing the potential of transmitter failure. In addition, it is possible to cope with an uninsulated track circuit by outputting an inspection signal only when necessary according to the state of the train.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
次に本発明の実施例1について図面を参照して説明する。図1は、本発明を適用した軌道回路用送信器の一つであるATC信号送信器の一実施形態を示す。図示のATC信号送信器1は、ATC論理部2からの制御信号に従い、ATC信号出力制御を実施するATC信号出力制御部3と、ATC信号用キャリア波を生成するATCキャリア波生成器4と、検査信号を生成する検査信号波生成器5と、ATCキャリア波生成器4又は検査信号波生成器5からの入力信号を出力するか、或いは未出力とするかをATC信号出力制御部3からの指示6に従い選択する選択器7と、ATC信号出力制御部3から伝達するATC情報8にあわせて周波数変調する変調器9と、変調器9の出力を電力増幅する増幅器10と、出力信号の出力電圧を検知して電圧フィードバック情報11として出力する電圧検知部12と、出力信号の出力電流を検知して電流フィードバック情報13として出力する電流検知部14と、を含んで構成している。
Next,
ATC論理部2からATC信号の出力指示を受けたATC信号出力制御部3はATCキャリア波生成器4からの出力を選択する信号6を選択器7へ出力し、変調器9に対してはATC情報8を出力する。
In response to the ATC signal output instruction from the ATC
なお、ATC信号出力制御部3は、電圧検知部12から電圧フィードバック情報11を、電流検知部14から電流フィードバック情報13を受け、これらが期待値と異なる場合は異常と判断し、ATC信号の出力を停止する。
The ATC signal
また、ATC論理部2では、図示しないTD受信器からの列車検知情報に基づき、列車の在線状態を判定し、在線状態に従い検査信号の出力タイミングを決定し、ATC信号送信器1へ検査信号の出力指示を行う。検査信号の出力指示を受けたATC信号送信器1においては、ATC信号出力制御部3が検査信号波生成器5からの出力を選択する信号6を選択器7へ出力することで、軌道回路16へ検査信号を出力する。
In addition, the ATC
検査信号の出力時、ATC信号出力制御部3から変調器9へのATC情報8は、例えばオール0のような意味をなさない情報としてもよい。これにより、誤ってATCキャリア波生成器を選択しても、車上装置において正常なATC情報として受信しないため、システムの安全性が向上する。
When the test signal is output, the ATC
また、ATC論理部2からATC信号の出力指示又は検査信号の出力指示が無い場合、ATC信号出力制御部3は出力を遮断する制御信号6を選択器7へ出力し、軌道回路16への信号出力を停止する。
In addition, when there is no ATC signal output instruction or inspection signal output instruction from the ATC
本実施の形態のように、ATC信号送信器1から検査信号を出力することで、列車非在線時に発生した故障の潜在を防ぐことが可能となる。これにより列車が踏込んだタイミングでの故障顕在化を防ぎ、車上で検知する無信号時間を短縮でき、システムの稼働率が向上する。また検査不要時には、出力信号を停止することで、無絶縁軌道回路においての検査信号の出力を可能とした。
By outputting an inspection signal from the
なお、検査信号の出力中にATC論理部2からATC信号の出力指示を受信した際には、車上装置で無信号を検知しないよう、ATC信号を優先することが望ましい。
It should be noted that when an ATC signal output instruction is received from the
また、ATC装置では、一般に、上り線用のATC信号と下り線用のATC信号は異なる周波数を使用している。そこで検査信号を逆線(上り線であれば、下り線)用の周波数としてもよい。これにより、検査信号用に新たな周波数を準備する必要が無くなる。 In an ATC apparatus, generally, an uplink ATC signal and a downlink ATC signal use different frequencies. Therefore, the inspection signal may be a frequency for a reverse line (or a down line if it is an up line). This eliminates the need to prepare a new frequency for the inspection signal.
また、信号処理を実装したDSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)を使用し、ATCキャリア波生成器、検査信号波生成器、選択器、変調器、電圧検知部、電流検知部を実現してもよい。これにより構成が簡素化でき、コスト低減が可能となる。 A DSP (digital signal processor) that implements signal processing may be used to realize an ATC carrier wave generator, a test signal wave generator, a selector, a modulator, a voltage detector, and a current detector. . As a result, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
図2は、本発明の実施例1のATC信号送信器を適用したATCシステムの概略図である。図2において、ATCシステムの各軌道回路には、図1のATC信号送信器1に対応したATC信号送信器1−1,1−2,1−3が配置される。TD信号送信器18から軌道回路に送信されたTD信号28は、前後の軌道回路に送信され、TD信号受信器20で受信されて、列車22の在線状況を検知する。在線情報は、通信網24を介してATC論理部2に送信され、ATC論理部2が列車22の無絶縁軌道回路の在線状況を把握する。
FIG. 2 is a schematic diagram of an ATC system to which the ATC signal transmitter according to the first embodiment of the present invention is applied. In FIG. 2, ATC signal transmitters 1-1, 1-2, and 1-3 corresponding to the
ATC論理部2では、TD受信器20からの列車検知情報に基づき、列車の在線状態を判定し、在線状態に従い検査信号の出力タイミングを決定し、ATC信号送信器1−1〜1−3へ検査信号の出力指示を行う。検査信号の出力指示を受けたATC信号送信器1においては、ATC信号出力制御部3が検査信号波生成器5からの出力を選択する信号6を選択器7へ出力することで、軌道回路16へ検査信号(二重矢印)を出力する。
The
図3は、本発明の実施例1の各ATC信号送信器の検査信号の送信タイミングを示している。各ATC信号送信器1−1〜1−3は、列車22の在線時には、ATC論理部2からのATC信号の出力指示を受信して、ATC信号出力制御部3はATCキャリア波生成器4からの出力を選択する信号6を選択器7へ出力し、変調器9に対してはATC情報8を出力する。
FIG. 3 shows the transmission timing of the test signal of each ATC signal transmitter according to the first embodiment of the present invention. Each ATC signal transmitter 1-1 to 1-3 receives an ATC signal output instruction from the
各ATC信号送信器1−1〜1−3は、列車在線時には列車22に対してATC信号を出力するが、列車の非在線に対応して、列車非在線時の所定のタイミングでATC論理部2からの検査信号の出力指示を受けると、ATC信号出力制御部3が検査信号波生成器5からの出力を選択する信号6を選択器7へ出力して軌道回路16へ検査信号(二重矢印)を出力する。
Each ATC signal transmitter 1-1 to 1-3 outputs an ATC signal to the
選択器7は、ATC信号も検査信号も出力しない未出力の端子を備えており、ATC論理部2からATC信号の出力指示も検査信号の出力指示も受信しない場合には、選択器7の未出力の端子を選択して、ATC信号も検査信号も出力しない。
The selector 7 has a non-output terminal that outputs neither an ATC signal nor a test signal. When neither the ATC signal output instruction nor the test signal output instruction is received from the
図3に示すように、ATC信号送信器1−2が、ATC論理部2からの出力指示により、列車22が非在線状態から在線状態に移行する直前の非在線の軌道回路において、非在線の情報に対応させて検査信号(二重矢印)を出力するように設定することができる。つまり、列車が在線する軌道回路の直前の非在線の軌道回路を選択して、その軌道回路のATC信号送信器1−2が検査信号を出力するようにタイミングを設定し、列車がその軌道回路に踏込んだタイミングでの故障顕在化を防ぎ、車上で検知する無信号時間を短縮することができる。
As shown in FIG. 3, in response to an output instruction from the
また、ATC論理部2からの出力指示により、列車22が在線していない非在線状態の軌道回路を周期的に選択して、対応する各ATC信号送信器1−1〜1−3が周期的に検査信号を出力するようにタイミングを設定して、列車22が在線していない各軌道回路に対して、効率的に故障の検出を行うこともできる。
Further, in response to an output instruction from the
図4は、本発明の実施例2のATC信号とTD信号双方の出力機能を持つATC信号/TD信号送信器40の構成を示す。図1と同一の要素は同一の符号とし、詳細説明は省略とする。図4のATC信号/TD信号送信器40は、図1に示された構成に加え、TD信号出力制御部30と、TD信号出力制御部から選択器33への選択信号32と、TD信号出力制御部30から変調器35へのTD情報34と、出力信号の出力電圧を検知して電圧フィードバック情報36として出力する電圧検知部37と、出力信号の出力電流を検知して電流フィードバック情報38として出力する電流検知部39と、を備えて構成される。
FIG. 4 shows a configuration of an ATC signal /
図5は、図4に示したATC信号/TD信号送信器40−1〜40−3を適用した無絶縁軌道回路によるシステム構成を示す。本実施例において、ATC論理部2からTD信号出力指示を受けた各ATC信号/TD信号送信器40−1〜40−3のTD信号出力制御部30は、TDキャリア波生成器31からの出力を選択する信号32を選択器33へ出力し、変調器35に対しては、TD情報34を出力する。
FIG. 5 shows a system configuration of an uninsulated track circuit to which the ATC / TD signal transmitters 40-1 to 40-3 shown in FIG. 4 are applied. In this embodiment, the TD signal output control unit 30 of each of the ATC signal / TD signal transmitters 40-1 to 40-3 receiving the TD signal output instruction from the
ATC論理部2からTD信号出力制御部30へは常時出力の指示を行う。よって、TD信号に関わる要素であるTD出力制御部30、TDキャリア波生成器31、選択器33、変調器35、電圧検知部36、電流検知部37及び増幅器10については、フィードバック信号38、39の監視により常時故障検出が可能である。
The
ATC信号出力に関わる要素については、図1の構成と同様であり、ATC論理部2では、TD受信器20からの列車検知情報に基づき、列車の在線状態を判定し、在線状態に従い検査信号の出力タイミングを決定し、ATC信号送信器1へ検査信号の出力指示を行う。検査信号の出力指示を受けたATC信号送信器1においては、ATC信号出力制御部3が検査信号波生成器5からの出力を選択する信号6を選択器7へ出力することで、軌道回路16へ検査信号を出力し、列車の在線状態に合わせて必要時に検査信号を出力することで、故障の潜在を防ぐことができる。
The elements related to the ATC signal output are the same as in the configuration of FIG. 1, and the
図6は、本発明の実施例3のATC信号/TD信号送信且つTD信号受信機能を持つ軌道回路用送受信器42の構成を示している。図6の軌道回路用送受信器42は、図4に示されたATC信号/TD信号送信器40の構成に、更に、TD信号受信部20を備えており、ATC信号の送信機能とTD信号の送受信機能とを備えている。
FIG. 6 shows the configuration of the
図7は、本発明の実施例3のATC信号TD信号送信且つTD信号受信機能を持つ軌道回路用送受信器を適用したシステム構成を示している。本システムでは、各軌道回路に同一の送受信器を配置したシステムの構成が可能となる。 FIG. 7 shows a system configuration to which a track circuit transceiver having an ATC signal TD signal transmission and a TD signal reception function according to the third embodiment of the present invention is applied. In this system, it is possible to configure a system in which the same transmitter / receiver is disposed in each track circuit.
1 軌道回路用送信器
1−1 軌道回路用送信器
1−2 軌道回路用送信器
1−3 軌道回路用送信器
2 ATC論理部
3 ATC信号出力制御部
4 ATCキャリア波生成器
5 検査信号波生成器
6 ATC信号出力制御部から選択器への選択信号
7 選択器
8 ATC信号出力制御部から変調器へのATC情報
9 変調器
10 増幅器
11 電圧フィードバック情報
12 電圧検知部
13 電流フィードバック情報
14 電流検知部
15 出力信号
16 軌道回路
17 ATC論理部から軌道回路用送信器への出力指示
18 TD信号送信器
19 ATC信号送信器
20 TD受信器
21 軌道回路境界(有絶縁)
22 走行列車
23 ATC信号及びTD信号
24 通信網
25 ATC/TD信号送信器
26 ATC/TD信号
27 軌道回路境界(無絶縁)
28 TD信号
29 ATC信号
30 TD出力制御部
31 TDキャリア波生成器
32 TD信号出力制御部から選択器への選択信号
33 選択器
34 TD信号出力制御部から変調器へのTD情報
35 変調器
36 電圧フィードバック情報
37 電圧検知部
38 電流フィードバック情報
39 電流検知部
40 ATC信号/TD信号送信器
40−1 ATC信号/TD信号送信器
40−2 ATC信号/TD信号送信器
40−3 ATC信号/TD信号送信器
42 ATC信号送信TD信号送受信機能を持つ軌道回路用送受信器
42−1 ATC信号送信TD信号送受信機能を持つ軌道回路用送受信器
42−2 ATC信号送信TD信号送受信機能を持つ軌道回路用送受信器
42−3 ATC信号送信TD信号送受信機能を持つ軌道回路用送受信器
DESCRIPTION OF
22 Traveling
28
40-1 ATC signal / TD signal transmitter 40-2 ATC signal / TD signal transmitter 40-3 ATC signal /
Claims (3)
自動列車制御信号用キャリア波を生成するキャリア波生成器と、
キャリア波と異なる周波数の検査信号を生成する検査信号波生成器と、
信号出力指示の際にキャリア波生成器の出力、検査信号波生成器の検査信号の出力、或いは未出力を選択する選択器と、
送信回路の故障検出のために、送出した信号をフィードバック受信し、送出した信号との比較監視を行う監視部と、を備えた軌道回路用送信器において、
列車非在線時に前記検査信号を出力することを特徴とする軌道回路用送信器。 A track circuit transmitter that amplifies and transmits a signal modulated by changing the frequency of a carrier wave according to automatic train control information,
A carrier wave generator for generating carrier waves for automatic train control signals;
A test signal wave generator for generating a test signal having a frequency different from that of the carrier wave;
A selector that selects the output of the carrier wave generator, the output of the inspection signal of the inspection signal wave generator, or the non-output when the signal output is instructed;
In order to detect a failure of the transmission circuit, the transmitter for the track circuit including the monitoring unit that performs feedback monitoring of the transmitted signal and performs comparison monitoring with the transmitted signal.
A track circuit transmitter that outputs the inspection signal when a train is absent.
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