JP2012056515A - Atc車上装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力されたATC信号を電力増幅させる増幅部と該増幅部の故障を検知してATC信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するATC車上装置において、増幅部の後段あるいは前段にATC信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置する。故障検知部は、増幅部に入力されるATC信号入力電圧、レベル調整器から出力されるATC信号出力電圧及びレベル調整器のゲイン設定値に基づいて、ATC信号入力電圧とATC信号出力電圧の比を演算し、この比と増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲイン合計を比較する。これにより、パイロット信号を重畳することなく増幅部またはレベル調整器の故障を確実に検知して、ATC信号の出力を遮断する。
【選択図】図2
Description
前後の先頭車両38A、38Bには、ループコイルを介して地上側にTD信号を送信するとともに、同じくループコイルを介して地上側からATC信号を受信する車両アンテナ37A・37Bが搭載されている。
後側車両38Bには、ATC受信部(ATC−RX)31、ATC信号用バンドパスフィルタ32(ATC−BPF−A)及び33(ATC−BPF−B)並びにTD信号(列車検知信号)を送信するTD信号送信部35A(TD−TX−A)、35B(TD−TX−B)及びTD信号用バンドパスフィルタ36(TD−BPF)が実装されている。
また、前側車両38AにはATC信号用バンドパスフィルタ32(ATC−BPF−A)及びATC増幅部34(ATC−AMP)並びにTD信号用バンドパスフィルタ36(TD−BPF)が実装されている。
TD送信部35A(TD−TX−A)・35B(TD−TX−B)は、車両38A及び38Bの最前部(最後部)に搭載されているアンテナ37A・37Bから、ループコイルを介して地上装置にTD信号を送信するため、両車両38A及び38Bにそれぞれ搭載されているTD信号用バンドパスフィルタ36(TD−BPF)にTD信号を出力する。
両TD信号用バンドパスフィルタ36は、後述するように地上から送信されたATC信号がループコイルを介して、アンテナ37A・37B経由で受信されていることから、このATC信号がTD送信部35A・35Bに回り込んでこないよう、ATC信号として使用する周波数帯域の信号を除去するために設けられている。
また、後側車両38B側のアンテナ37Bから入力されたATC信号は、ATC信号用バンドパスフィルタ32を通過後、直接ATC受信部31(ATC−RX)に入力され、所定の検波・復調処理を施された後に制御に使用される。
このATC増幅部34は、ATC信号をレベル調整するための減衰器41、パイロット信号発信器44、ATC信号とパイロット信号を重畳する重畳部43、増幅部43、パイロット信号成分を抽出するバンドパスフィルタ45、そして増幅部43の故障を検知する故障検知部46から構成されている。
減衰器(レベル調整器)41に入力されたATC信号は、ここで路線毎のATC信号レベルや各列車毎のATC信号の受信部・制御部の総合ゲインに適合するよう、所定のレベルに調整された上で、重畳部42に入力され、増幅部43で所定のゲインで増幅された後に、ATC信号として後段の制御装置に出力される。
増幅部43のパイロット信号出力は、そのまま後段の増幅部43に出力されると同時に、バンドパスフィルタ45に入力され、ここでATC信号成分が除去された後に故障検知部46に入力される。
故障検知部45では、増幅部43によるゲインに従って閾値が設定されており、この閾値を超えるか、あるいは下回るパイロット信号成分が検出された場合には、増幅部43で所定ゲインの増幅が行われていないことから、増幅部43の故障とみなし、故障検知出力信号を出力して、故障表示装置や警報装置などの装置に対して所定の処置を促す。
(1)故障検知部への入力信号にATC信号とパイロット信号が重畳されているため、ATC信号を除去してパイロット信号のみを取り出すためのバンドパスフィルタ45が必要である。
(2)同じく、ATC増幅部34の後段のATC受信部31への入力信号にもATC信号とパイロット信号が重畳されているため、パイロット信号を除去して、ATC信号のみを取り出すためのバンドパスフィルタ(図示せず)が必要である。
(3)パイロット信号の伝送経路に、ATC信号のレベル調整を行うレベル調整用減衰器41が含まれていないため、この減衰器41で故障が発生した場合に故障検知できない。
(4)ATC増幅部34とATC受信部31との間は、ATC信号とパイロット信号が重畳されているため、互いの高調波を含めた各成分間の混変調信号がATC信号帯へのノイズとして作用し悪影響を及ぼす可能性がある。
とくに、ATC信号の情報量を格段に増加させ、列車の制限速度情報に加え、100パターン以上の停止目標軌道情報を包含させるなど、きめ細かな列車制御を可能にし、列車間隔の短縮化を実現する観点等から、近年ATC信号のデジタル化が進んでいるが、ATC信号にディジタル情報を利用する場合、その利点を活かすため、ATC信号帯域をアナログ情報の場合よりも広域とする必要があり、さらにアナログ伝送よりもS/Nを大きくとる必要があるため、ATC信号伝送系のレベルダイヤ設計に支障をきたす可能性がある。
(5)ATC信号とパイロット信号を重畳させるため、装置を構成する電子部品の耐量を大きくする必要があり、ATC増幅部が大型化してしまう。
(1)前記増幅部の後段に前記ATC信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、前記故障検知部は、前記増幅部に入力されるATC信号入力電圧、前記レベル調整器から出力されるATC信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ATC信号入力電圧とATC信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断して、ATC信号の出力を遮断するようにした。
また、故障検知部の前段にATC信号を除去するためのバンドパスフィルタを実装することが不要となり、またATC受信部の前段にパイロット信号を除去するためのバンドパスフィルタを実装することが不要となる。さらに増幅部の入力電圧とレベル調整部の出力電圧の比を演算し、増幅部の固定ゲインとレベル調整部の可変ゲインとから求められるゲインの合計と前記比との差を監視し、所定の範囲以上の差が発生した場合には前記増幅部とレベル調整部に故障が発生したと判断することにより、列車の走行状態に影響を受けることなく常時ATC増幅器のいずれの部分の故障検知を行うことが可能となり、システムの稼働率を高めることができる。
しかも、ATC信号に対して不要な信号を重畳することなくATC受信部に信号伝送が可能となるため、ATC信号のS/N確保が容易になり、またATC信号のみの耐量を考慮すればよいためATC増幅器の小型化が図れるとともに、ATC信号のディジタル化に当たってATC信号帯域を広域化しても高S/N比を確保することができる。
前後の先頭車両18A・18Bには、ループコイルを介して地上側にTD信号を送信するとともに、同じくループコイルを介して地上側からATC信号を受信する車両アンテナ17A・17Bが搭載されている。
後側先頭車両18Bには、ATC受信部(ATC−RX)11、ATC信号用バンドパスフィルタ12(ATC−BPF−A)並びにTD信号(列車検知信号)を送信するTD信号送信部15A(TD−TX−A)15B(TD−TX−B)及びTD信号用バンドパスフィルタ16(TD−BPF)が実装されている。
また、前側先頭車両11Aには、ATC信号用バンドパスフィルタ12(ATC−BPF−A)及びATC増幅器14(ATC−AMP)並びにTD信号用バンドパスフィルタ16(TD−BPF)が実装されている。
{(G1×G2)×K1}<(Vout/Vin)<{(G1×G2)×K2}・・(1)
(ただし、K1<1、K2>1)
なお、上記実施例において、ATC増幅部21後段とレベル調整器22との接続部からATC増幅部21により増幅されたATC信号を取り出し、ATC増幅部21に入力されたATC信号に対する比を演算し、この比とATC増幅部21の固定ゲインとを比較することにより、ATC増幅部21の異常を単独に判定することができ、前述の(1)式による判定と合わせれば、ATC増幅部21あるいはレベル調整器22のいずれが故障したかを判定することができる。
また、上記の実施例では、ATC増幅部21の後段にレベル調整器22を設けたが、レベル調整器22を前段に設け、その後段にATC増幅部21を設けてもよい。
すなわち、G1及びG2を決定する要素が、増幅部21やレベル調整部22を構成する回路定数のうち抵抗器に支配されるためであり、抵抗器の精度は±0.5%〜±5%程度が主流であること、及びK1・K2の下限・上限をこのように定めることにより、増幅部21やレベル調整部22自体の故障検知精度を高め,確実な故障検知を実現することができる。
また、K1・K2の限定の有無にかかわらず、(1)式の範囲外となり故障判定するまでの継続時間は少なくとも10mS以上とすることができる。これにより、10mS未満の継続時間で(1)式の範囲外となっても、ノイズ等による瞬時の変動と判別することができ、その結果、増幅部21やレベル調整部22の回路の時定数を最小でも数mSとすることができ、さらに故障検知部内の処理時間遅れも最小でも数mSとすることができる。
Claims (6)
- 入力されたATC信号を電力増幅させる増幅部と該増幅部の故障を検知してATC信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するATC車上装置において、
前記増幅部の後段に前記ATC信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、
前記故障検知部は、前記増幅部に入力されるATC信号入力電圧、前記レベル調整器から出力されるATC信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ATC信号入力電圧とATC信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断して、ATC信号の出力を遮断することを特徴とするATC車上装置。 - 前記ATC信号入力電圧と前記増幅部により増幅されたATC信号との比を演算し、該比を前記増幅部のゲインと比較することにより前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれが故障したかを判別する請求項1に記載のATC車上装置。
- 入力されたATC信号を電力増幅させる増幅部と、該前記増幅部の故障を検知してATC信号の出力を遮断する機構を設けた故障検知部とを有するATC車上装置において、
前記増幅部の前段に前記ATC信号の電力を可変調整するレベル調整器を配置し、前記故障検知部は、前記レベル調整器に入力されるATC信号入力電圧、前記増幅部から出力されるATC信号出力電圧及び前記レベル調整器のゲイン設定値を入力し、前記ATC信号入力電圧とATC信号出力電圧の比を演算し、前記増幅部のゲインとレベル調整器のゲイン設定値とから求められるゲインの合計と前記比を比較することにより、前記増幅部及びレベル調整器の作動を監視し、前記ゲインの合計と前記比との間に所定の範囲以上の差が発生した場合には、前記増幅部またはレベル調整器に故障が発生したと判断して、ATC信号の出力を遮断することを特徴とするATC車上装置。 - 前記ATC信号入力電圧と前記レベル調整器により電力を可変調整されたATC信号との比を演算し、該比を前記ゲイン設定値と比較することにより前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれが故障したかを判別する請求項3に記載のATC車上装置。
- 前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれの故障を判別する際、正常範囲を最大でも±1dB(±12%)以下とすることを特徴とする請求項1ないし請求項4に記載のATC車上装置。
- 前記増幅部あるいは前記レベル調整器のいずれの故障を判別する際、正常範囲外の継続時間を、最小でも10mS以上とすることを特徴とする請求項1ないし請求項4に記載のATC車上装置。
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