JP2011016392A - 電圧・電流受電方式の列車検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信電圧レベル調整を行うために受信電圧調整用抵抗、合成回路、およびレベル判定回路のようなハードウェアを必要とし保守管理が必要であり、受信電圧調整用抵抗値の調整が容易でなかった。
【解決手段】列車検知装置の受信器３３は電圧受信回路４２０の伝送電圧を入力電圧Ｖ１として検出し、電流受電用コイル５４により誘起させ電流受信回路４３０で入力電圧Ｖ２として検出する。受信器３３は、入力電圧Ｖ１、Ｖ２と端末３４で設定した受信電圧調整用係数Ｋ１、受信電流調整用係数Ｋ２を用いて、ソフトウェアにて「Ｖ３＝Ｋ１×Ｖ１＋Ｋ２×Ｖ２」の演算を行い、演算電圧Ｖ３が所定のレベルまで低下したときに列車在線検知を行い、演算電圧Ｖ３が所定のレベルより上昇したときに列車非在線検知を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソフトウェア等による演算により電圧を合成する電圧・電流受電方式の列車検知装置に関する。

図２は電圧・電流受電方式を採用した従来の列車検知装置の構成を示すブロック図である。レール１１は複数の軌道回路１Ｔ〜３Ｔを有する。軌道回路２Ｔは一端側に送信点Ｓ１を有し、他端側に受信点Ｒ１を有する。軌道回路１Ｔ〜３Ｔの境界は絶縁物が挿入されておらず無絶縁となっている。

送信器３１は、送信伝送ケーブル２１を介して、軌道回路２Ｔの送信点Ｓ１に接続され、送信用整合変成器４１を介し一定周波数の列車検知信号ｆ１を軌道回路２Ｔに送信する。

電圧受信回路４２０は、コンデンサ４５と、コイル４６と、受信電圧調整用抵抗４７を有し、直列共振回路を構成する。電圧受信回路４２０の直列共振回路は、軌道回路２Ｔの受信点Ｒ１に接続され、列車検知信号ｆ１の伝送電圧を検出し、検出電圧ｖ１を得る。軌道路傍に設置された受信電圧調整用抵抗４７は検出電圧ｖ１の電圧レベルを調整する。コンデンサ４５は直流成分をカットする。コイル４６のインダクタンスＬ１およびコンデンサ４５の静電容量Ｃ１は、列車検知信号ｆ１の共振周波数となるように設定される。

電流受信回路４３０は、ループコイル４４と、コイル４９と、コンデンサ４８とを有する。ループコイル４４は、軌道回路２Ｔの受信点Ｒ１の近傍のレール１１に沿って設けられている。ループコイル４４と、コンデンサ４８と、コイル４９とは直列に接続されて、直列共振回路を構成し、受信点Ｒ１近傍のレール上を流れる列車検知信号ｆ１の伝送電流Ｉ１、Ｉ２を誘導電圧ｖ２として検出する。コイル４９のインダクタンスＬ２およびコンデンサ４８の静電容量Ｃ２は列車検知信号ｆ１の共振周波数となるように設定される。

合成回路４４０は和動変成器４２を有する。和動変成器４２は、電圧受信回路４２０から供給される検出電圧ｖ１と電流受信回路４３０から供給される誘導電圧ｖ２とを加算して合成し、合成電圧ｖ３を得る。レベル判定回路３２は、その合成電圧ｖ３が所定のレベルまで低下したときに軌道回路２Ｔに列車「有」という列車検知をする。

特開平５−１１６６２８号公報

しかしながら、従来の電圧・電流受電方式の列車検知装置は次のような課題がある。
（Ａ）無絶縁軌道回路では列車が軌道回路１Ｔに在線している場合でも軌道回路１Ｔと２Ｔの軌道境界に近づくにつれて受信電圧レベルが低下して軌道回路２Ｔが列車在線と判定される場合がある。在線と判断された地点から２Ｔ軌道の進入端までの距離を軌道回路境界ズレと称す。軌道回路境界ズレは検出電圧ｖ１と誘導電圧ｖ２の比率により変化する。軌道回路境界ズレを所定の値にする時、検出電圧ｖ１を細かく調整して合成電圧ｖ３を最適な値にする必要があるが、従来の方法では受信電圧調整用抵抗４７によって検出電圧ｖ１の調整を行っているため、合成電圧ｖ３の調整が容易でなかった。

（Ｂ）使用年数の経過に伴い軌道回路の特性が変わり、受信電圧調整用抵抗４７の調整を行なう必要が生じた時に、軌道路傍に受信電圧調整用抵抗４７があるため、保守員が軌道路傍まで行く必要があるため調整が容易に行えなかった。

（Ｃ）検出電圧ｖ１と誘導電圧ｖ２の比率調整、加算合成、および合成電圧ｖ３のレベル判定を受信電圧調整用抵抗４７、合成回路４４０、レベル判定回路３２のようなハードウェアを用いて行っているため、調整・保守が容易でなかった。
（Ｄ）検出電圧ｖ１、誘導電圧ｖ２、合成電圧ｖ３をモニタリングすることが出来なかった。

そこで、本発明の課題は、上述する問題点を解決するために、無絶縁軌道回路において受信電圧調整用抵抗４７、合成回路４４０、レベル判定回路３２を用いずに、検出電圧Ｖ１を機器室にて調整できる電圧・電流受電方式の列車検知装置を提供することである。

本発明の電圧・電流受電方式の列車検知装置は送信器と、送信伝送ケーブルと、送信回路と、軌道と、電圧受信回路と、電流受信回路と、受信電圧伝送ケーブルと、受信電流伝送ケーブルと、機器室に設置された受信器と、端末を含んでいる。端末は受信器へのデータ入力およびモニタリングする為に接続されている。

さらに、軌道は複数の軌道回路を含み、軌道回路は絶縁物が挿入されていない無絶縁軌道回路であり、軌道回路は一端側に送信点があり、他端側に受信点がある構成になっている。

さらに、送信回路は送信伝送ケーブルと送信用整合変成器を有し、電圧受信回路は電圧受信用整合変成器と受信電圧伝送ケーブルを有し、電流受信回路は電流受電用コイルと電流受信用整合変成器と受信電流伝送ケーブルを有している。

さらに、送信器は一定周波数の列車検知信号を軌道回路に送信し、送信器は送信回路を通して送信点に接続されており、受信器は電圧受信回路を通して受信点に接続されており、受信器は電流受信回路を通してレール上を流れる列車検知信号を誘導する電流受電用コイルに接続されており、受信器は、電圧受信回路から供給される入力電圧Ｖ１と電流受信回路から供給される入力電圧Ｖ２を別々に受信する。

さらに、機器室に設置される受信器は入力電圧Ｖ１と、入力電圧Ｖ２と、端末で設定された受信電圧調整用係数Ｋ１および受信電流調整用係数Ｋ２から、ソフトウェアを用いて「Ｋ１×Ｖ１＋Ｋ２×Ｖ２」の式から演算電圧Ｖ３を算出して、演算電圧Ｖ３が所定のレベルより低下したときに列車在線、演算電圧Ｖ３が所定のレベルより上昇したときに列車非在線と検知する。

本発明によれば、次のような効果が得られる。
（ａ）受信器は電圧受信回路から供給される入力電圧Ｖ１と、電流受信回路から供給される入力電圧Ｖ２と、端末上から設定された受信電圧調整用係数Ｋ１と、端末上から設定された受信電流調整用係数Ｋ２により機器室にてソフトウェアで「Ｖ３＝Ｋ１×Ｖ１＋Ｋ２×Ｖ２」の演算を行い、演算電圧Ｖ３が所定のレベルまで低下したときに列車検知を行うため、Ｋ１、Ｋ２の値を自由に設定でき、Ｖ３の調整が容易となる。

（ｂ）端末上からＫ１、Ｋ２の設定を行なうことが出来るので、機器室にてＶ３の調整が可能となり軌道路傍まで行く手間が省ける。

（ｃ）受信電圧調整用抵抗、合成回路、合成電圧レベル判定回路のようなハードウェアが不要となり、保守の手間を省力化することが出来る。

（ｄ）端末上から受信器の入力電圧Ｖ１、入力電圧Ｖ２、演算電圧Ｖ３をモニタリングすることが可能となる。

図１は本発明に係る列車検知装置の構成を示すブロック図である。 図２は従来の列車検知装置の構成を示すブロック図である。

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。

図１に、本発明に係る列車検知装置の構成を示すブロック図を示す。図１において、図２と同一参照符号は同一性のある構成部分を示している。

本発明の列車検知装置は、機器室に設置された送信器３１と、受信器３３と、軌道路傍に設置されたレール送信回路である送信用整合変成器４１と、電圧受信回路４２０と、電流受信回路４３０と、軌道と機器室を接続する送信伝送ケーブル２１と、受信電圧伝送ケーブル２２と、受信電流伝送ケーブル２３を備えている。軌道は複数の軌道回路１Ｔ〜３Ｔを含み、軌道境界には絶縁物が挿入されていない無絶縁軌道回路である。受信器３３にはデータを入力およびモニタリングする為の端末３４が接続されている。

軌道回路２Ｔの受信点Ｒ１は列車進入端、軌道回路２Ｔの送信点Ｓ１は列車進出端とする。列車進出端は絶縁物が挿入されている有絶縁構成になっていても構わない。

送信器３１は、一定周波数の列車検知信号ｆ１を軌道回路２Ｔに送信する。伝送された列車検知信号ｆ１は、軌道回路２Ｔの受信点Ｒ１に流入して、電圧受信回路４２０および受信電圧伝送ケーブル２２を通り減衰されて受信器に入力される。このときの受信器３３への入力電圧をＶ１とする。

また、伝送された列車検知信号ｆ１は、軌道回路２Ｔの受信点Ｒ１近傍に設置された電流受電用コイル５４で誘導されて誘導電圧に変換される。誘導電圧は、電流受信回路４３０に取り込まれ、電流受信回路４３０および受信電流伝送ケーブル２３を通り減衰されて受信器３３に入力される。このときの受信器３３への入力電圧をＶ２とする。入力電圧Ｖ１、Ｖ２は別々の伝送ケーブルによって機器室の受信器まで伝送される。

受信器３３では端末３４から設定された受信電圧調整用係数Ｋ１、受信電流調整用係数Ｋ２を用いて、ソフトウェアにて「Ｖ３＝Ｋ１×Ｖ１＋Ｋ２×Ｖ２」の演算を行い、演算電圧Ｖ３が所定のレベルまで低下したときに列車在線検知を行い、演算電圧Ｖ３が所定のレベルよりも上昇したときに列車非在線検知を行う。Ｋ１、Ｋ２の値は端末上から入力して設定出来るためＶ３の調整が容易となる。

また、使用年数が経過し、軌道回路の特性が変化して、入力電圧Ｖ１と入力電圧Ｖ２の比率を調整する必要性が生じた場合、端末上からＫ１、Ｋ２の値を入力することによって列車在線・非在線検知に用いる演算電圧Ｖ３をＶ１、Ｖ２をモニタリングしながら調節できることから保守性が向上する。

なお、上記のソフトウェアによる「Ｖ３＝Ｋ１×Ｖ１＋Ｋ２×Ｖ２」の演算は、受信器３３内の中央処理装置（ＣＰＵ）により実行することが可能であるが、上記演算を端末３４内の中央処理装置（ＣＰＵ）により行うように変更し、受信器３３は、端末３４で演算された演算電圧Ｖ３を用いて、列車の在線・非在線検知の制御のみを行うように変更することも可能である。

また、上記演算は、受信器３３内または端末３４内の中央処理装置（ＣＰＵ）によりソフトウェアにより実行するものとして説明したが、上記ソフトウェアによる演算と実質的に同一の演算を行う専用の演算装置を受信器３３内または端末３４内に設置して、この専用の演算装置の入力端子に入力電圧Ｖ１，Ｖ２、及び受信電圧調整用係数Ｋ１、受信電流調整用係数Ｋ２を入力して、専用の演算装置の出力端子から演算電圧Ｖ３を得るように変更し、この演算電圧Ｖ３を用いて、列車の在線・非在線検知の制御を行うように変更することも可能である。

１１ レール
１２ 車軸
１３ 列車
２１ 送信伝送ケーブル
２２ 受信電圧伝送ケーブル
２３ 受信電流伝送ケーブル
３１ 送信器
３２ レベル判定回路
３３ 受信器
３４ 端末
４１ 送信用整合変成器
４２ 和動変成器
４４ ループコイル
４５ コンデンサ
４６ コイル
４７ 受信電圧調整用抵抗
４８ コンデンサ
４９ コイル
５２ 電圧受信用整合変成器
５３ 電流受信用整合変成器
５４ 電流受電用コイル
４１０ 送信回路
４２０ 電圧受信回路
４３０ 電流受信回路
４４０ 合成回路
１Ｔ〜３Ｔ 軌道回路
Ｃ１，Ｃ２ 静電容量
Ｌ１，Ｌ２ インダクタンス
ｆ１ 一定周波数の列車検知信号
Ｓ１ 送信点
Ｒ１ 受信点
Ｖ１ 入力電圧
Ｖ２ 入力電圧
Ｖ３ 演算電圧
ｖ１ 検出電圧
ｖ２ 誘導電圧
ｖ３ 合成電圧

Claims (4)

1. 送信器と送信伝送ケーブルと送信回路と軌道と電圧受信回路と電流受信回路と受信電圧伝送ケーブルと受信電流伝送ケーブルと受信器と端末とを含む列車検知装置であって、
   前記送信回路と前記電圧受信回路と前記電流受信回路は軌道路傍に設置され、前記送信器と前記受信器と前記端末は機器室に設置され、前記軌道路傍に設置されている各機器と前記機器室に設置されている各機器とは前記送信伝送ケーブルと前記受信電圧伝送ケーブルと前記受信電流伝送ケーブルでそれぞれ接続され、
   前記端末は前記受信器にデータ入力およびモニタリングするために前記受信器と接続されており、
   前記軌道は、複数の軌道回路を含み、絶縁物が挿入されていない無絶縁軌道回路であり、一端側に送信点、他端側に受信点がある構成になっており、
   前記送信回路は送信伝送ケーブルと送信用整合変成器を有し、前記電圧受信回路は電圧受信用整合変成器と受信電圧伝送ケーブルを有し、前記電流受信回路は電流受電用コイルと電流受信用整合変成器と受信電流伝送ケーブルを有しており、
   前記送信器は、一定周波数の列車検知信号を前記軌道回路に送信し、前記送信回路を通して前記送信点に接続されており、
   前記受信器は、前記電圧受信回路を通して前記受信点に接続され、また、前記電流受信回路を通して軌道上を流れる列車検知信号を誘起する前記電流受電用コイルに接続され、前記電圧受信回路から供給される入力電圧Ｖ１と前記電流受信回路から供給される入力電圧Ｖ２を別々に受信し、
   前記電圧受信回路から供給される入力電圧Ｖ１と、前記電流受信回路から供給される入力電圧Ｖ２と、前記端末上から設定された受信電圧調整用係数Ｋ１及び受信電流調整用係数Ｋ２を用いて演算された列車検知用電圧Ｖ３が所定のレベルより低下したときに列車在線検知を行い、前記列車検知用電圧Ｖ３が所定のレベルより上昇したときに列車非在線検知を行うことを特徴とする電圧・電流受電方式の列車検知装置。
2. 前記受信器は、前記電圧受信回路から供給される入力電圧Ｖ１と、前記電流受信回路から供給される入力電圧Ｖ２と、前記端末上から設定された受信電圧調整用係数Ｋ１と、受信電流調整用係数Ｋ２とから、ソフトウェアを用いて、Ｖ３＝Ｋ１×Ｖ１＋Ｋ２×Ｖ２の式で演算を行い、演算電圧Ｖ３が所定のレベルより低下したときに列車在線検知を行い、前記演算電圧Ｖ３が所定のレベルより上昇したときに列車非在線検知を行うことを特徴とする請求項１記載の電圧・電流受電方式の列車検知装置。
3. 前記端末上において、前記受信電圧調整用係数Ｋ１、前記受信電流調整用係数Ｋ２の設定機能を持つことを特徴とする請求項１または２記載の電圧・電流受電方式の列車検知装置。
4. 前記端末上において、前記入力電圧Ｖ１、前記入力電圧Ｖ２、前記演算電圧Ｖ３をモニタリングする機能を持つことを特徴とする請求項１または２記載の電圧・電流受電方式の列車検知装置。