JP2014198510A - 列車制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる周波数で送信される送信信号の波形の波高値を低減させることができ、装置の小型化を図ることができるとともに、装置コストの低減を図ることのできる列車制御装置を提供する。
【解決手段】周波数が異なる複数の送信信号を送信する地上装置１と、列車２に搭載され地上装置１から送信された複数の送信信号を受信して送信信号に基づいて列車２の走行制御を行う車上装置３と、を備え、地上装置１は、各周波数による送信信号の同期をとり、各周波数による送信信号が互いに重ならないように出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は列車制御装置に係り、特に、異なる周波数で送信される送信信号の波形の波高値を低減させることができ、装置の小型化を図ることができるとともに、装置コストの低減を図ることのできる列車制御を可能とした列車制御装置に関する。

従来から、例えば、ＡＴＣに係る列車制御装置において、地上側に設けられる地上装置と、列車側に搭載される車上装置とから構成され、地上装置から列車に向けて所定の列車制御信号を送信し、送信された列車制御信号を車上装置で受信して速度制御等の所定の列車制御を行うように構成されている。

このような列車制御装置においては、高信頼や保安を高めるために、装置を形成する主要機器を待機二重系や並列二重系等の多重系に構成した技術が開発されている。

このような列車制御装置として、従来、例えば、周波数が互いに異なる複数の送信信号を、軌道回路を形成するレールの始端側にそれぞれ印加する複数の送信器群と、複数の送信器からそれぞれ送信された複数の送信信号を、軌道回路を形成するレールの終端側からそれぞれ受信するそれら複数の送信器に対応した複数の受信器群と、を備え、いずれか一方の系において信号の帯域内雑音が存在しても雑音の影響を回避することができるようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特許第３１９５５７３号公報

しかしながら、前記従来の技術においては、送信信号に振幅変調波を用いて、変調周波数を同一とし、搬送波の周波数を２つの周波数を用いた場合、時間軸上の波形としては、搬送波波形の重なり具合によっては波高値が最大２倍となってしまう場合がある。そのため、送信用の電力増幅器として、２つの搬送波の波形が最大値で重なった場合でも、飽和しない性能を確保する必要があり、電力増幅器の大型化を招き、装置コストも高くなってしまうという問題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、異なる周波数で送信される送信信号の波形の波高値を低減させることができ、装置の小型化を図ることができるとともに、装置コストの低減を図ることのできる列車制御装置を提供することを目的とするものである。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る列車制御装置は、周波数が異なる複数の送信信号を送信する地上装置と、列車に搭載され前記地上装置から送信された複数の送信信号を受信して前記送信信号に基づいて列車の走行制御を行う車上装置と、を備え、
前記地上装置は、前記各周波数による送信信号の同期をとり、前記各周波数による送信信号が互いに重ならないように出力することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記送信信号は、振幅変調波による搬送波で構成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２において、前記地上装置は、前記各周波数による搬送波の位相を（＋）θおよび（−）θに交互に切り換えて出力することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３において、前記地上装置は、前記各周波数による搬送波を加算して出力することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、地上装置により、各周波数による送信信号の同期をとり、各周波数による送信信号が互いに重ならないように出力するようにしているので、同一の列車制御情報を異なる周波数の搬送波で送る場合に、搬送波波形の波高値を、１つの周波数を用いた搬送波波形と、同様に抑えることができ、その結果、地上装置の電力増幅器の小型化を図ることができ、装置コストの低減を図ることができる。

請求項２に係る発明によれば、送信信号を、振幅変調波による搬送波で構成するようにしているので、振幅変調波の波形が互いに重ならないように同期をとることにより、同一の列車制御情報を異なる周波数の搬送波で送る場合に、搬送波波形の波高値を抑えることができ、その結果、地上装置の電力増幅器の小型化を図ることができ、装置コストの低減を図ることができる。

請求項３に係る発明によれば、地上装置は、各周波数による搬送波の位相を＋θおよび−θに交互に切り換えて出力するようにしているので、ノイズが使用周波数帯域に入り、かつその位相が逆相の場合でも、ノイズの影響を低減させることができ、列車制御情報を適正に取得することができる。

請求項４に係る発明によれば、地上装置により、各周波数による搬送波を加算して出力するようにしているので、異なる周波数の搬送波による振幅変調波を合成した波形として出力することができ、同一の列車制御情報を異なる周波数の搬送波で送る場合に、搬送波波形の波高値を抑えることができ、その結果、地上装置の電力増幅器の小型化を図ることができ、装置コストの低減を図ることができる。

本発明に係る列車制御装置の実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る列車制御装置の実施形態における異なる周波数の搬送波の同期をとった状態を示す説明図である。 本発明に係る列車制御装置の実施形態における異なる周波数の搬送波を加算した状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る列車制御装置の実施形態を示す概略構成図であり、
図１において、本実施形態の列車制御装置は、地上側に設けられている地上装置１と、列車２に搭載した車上装置３と、を備えて構成されている。そして、地上装置１から、例えば、列車２の許容速度情報などの列車制御情報に対応させた列車制御信号を、図中右方向に進行している列車２が在線する軌道回路Ｔのレールの図中右端側から送信し、この列車制御信号を車上装置３が受信すると、列車制御信号から列車制御情報を抽出し、抽出した列車制御情報に基づいて列車２の走行を制御するよう構成されている。軌道回路は、レールにより形成されていて、前後の軌道回路Ｔ′，Ｔ″を形成するレールとは、交流信号に対してそれぞれ電気的絶縁が図られている。

地上装置１は、所定の周波数ｆ１を有する搬送波を送信する第１送信器４および所定の周波数ｆ１と異なる所定の周波数ｆ２を有する搬送波を送信する第２送信器５をそれぞれ備えており、周波数の二重系に構成されている。そして、本実施形態においては、第１送信器４は、周波数ｆ１を有する搬送波の位相を＋θ、−θとなるように交互に位相を変換して出力するように構成されており、第２送信器５は、周波数ｆ２を有する搬送波の位相を＋θ、−θとなるように交互に位相を変換して出力するように構成されている。

また、地上装置１は、第１送信器４および第２送信器５から送られる周波数ｆ１を有する搬送波および周波数ｆ２を有する搬送波に対して、同一の列車制御情報に対応させた変調波でそれぞれ振幅変調処理する変調回路６を備えている。なお、この変調回路６による変調波の周波数は同一である。また、この場合に、本実施形態においては、変調回路６は、図２に示すように、周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波および周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波の波形が互いに重ならないように同期をとるように構成されている。

また、地上装置１は、変調回路６から送られる同期がとられた周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波および周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波を加算して出力する加算回路７を備えている。この加算回路７により、図３に示すように、周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波および周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波が合成された波形として出力されるようになっている。

また、地上装置１は、変調回路６で振幅変調処理され加算回路７で加算された振幅変調波を増幅処理する電力増幅器８を備えており、電力増幅器８により増幅された振幅変調波は、接続トランス９を介して軌道回路Ｔを形成するレールに供給される。

次に、車上装置３について説明する。

車上装置３は、地上装置１からレールに送信された列車制御信号を、列車２の前部でレールに対向して設けられ地上装置１かられーるに送信された振幅変調波を受信する受電器１０を備えており、車上装置３は、受信した振幅変調波を増幅する増幅回路１１を備えている。

車上装置３は、第１情報受信部１２と第２情報受信部１３とを備えている。第１情報受信部１２は、周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波および周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波が合成された波形のうち、周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波のみを通過させる第１バンドパスフィルタ回路１４を備えており、第１情報受信部１２は、第１バンドパスフィルタ回路１４により、周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波のみを復調処理して列車制御情報を抽出する第１復調処理部１５を備えている。また、同様に、第２情報受信部１３は、周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波のみを通過させる第２バンドパスフィルタ回路１６を備えており、第２情報受信部１３は、第２バンドパスフィルタ回路１６により、周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波を復調処理して列車制御情報を抽出する第２復調処理部１７を備えている。

次に、本実施形態の列車制御装置における動作について説明する。

まず、地上装置１の第１送信器４から第２送信器５により、周波数ｆ１の搬送波をその位相が＋θ、−θとなるように交互に位相変換して変調回路６に出力するとともに、第２送信器５から、周波数ｆ２の搬送波をその位相が＋θ、−θとなるように交互に位相変換して変調回路６に出力する。

そして、変調回路６により、第１送信器４および第２送信器５から送られる周波数ｆ１を有する搬送波および周波数ｆ２を有する搬送波に対して、同一の列車制御情報に対応させた変調波でそれぞれ振幅変調処理するとともに、周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波および周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波の波形が互いに重ならないように同期をとり、加算回路７に送る。

続いて、加算回路７により、変調回路６から送られる同期がとられた周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波および周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波を加算して出力し、この振幅変調波は、電力増幅器８により増幅処理され、接続トランス９を介して軌道回路Ｔを形成するレールに供給される。

そして、車上装置３では、受電器１０を介して振幅変調波を受信し、増幅回路１１により増幅される。増幅回路１１で増幅された振幅変調波は、第１情報受信部１２と第２情報受信部１３とにそれぞれ送られ、第１情報受信部１２において、第１バンドパスフィルタ回路１４により、周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波および周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波が合成された波形のうち、周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波のみを通過させ、第１復調処理部１５により復調処理して、列車制御情報を抽出する。同様に、第２情報受信部１３において、第２バンドパスフィルタ回路１６により、周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波のみを通過させ、周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波を第２復調処理部１７により復調処理して列車制御情報を抽出するようになっている。

以上述べたように本実施形態においては、第１送信器４および第２送信器５から送られる周波数ｆ１を有する搬送波および周波数ｆ２を有する搬送波に対して、同一の列車制御情報に対応させた変調波でそれぞれ振幅変調処理するとともに、周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波および周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波の波形が互いに重ならないように同期をとり、加算回路７により、同期がとられた周波数ｆ１の搬送波による振幅変調波および周波数ｆ２の搬送波による振幅変調波を加算して出力するようにしているので、同一の列車制御情報を異なる周波数の搬送波で送る場合に、搬送波波形の波高値を、１つの周波数を用いた搬送波波形と、同様に抑えることができ、その結果、地上装置１の電力増幅器８の小型化を図ることができ、装置コストの低減を図ることができる。

また、周波数ｆ１の搬送波をその位相が＋θ、−θとなるように交互に位相変換して変調回路６に出力するとともに、周波数ｆ２の搬送波をその位相が＋θ、−θとなるように交互に位相変換して変調回路６に出力するようにしているので、ノイズが使用周波数帯域に入り、かつその位相が逆相の場合でも、ノイズの影響を低減させることができ、列車制御情報を適正に取得することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

１ 地上装置
２ 列車
３ 車上装置
４ 第１送信器
５ 第２送信器
６ 変調回路
７ 加算回路
８ 電力増幅器
９ 接続トランス
１０ 受電器
１１ 増幅回路
１２ 第１情報受信部
１３ 第２情報受信部
１４ 第１バンドパスフィルタ回路
１５ 第１復調処理部
１６ 第２バンドパスフィルタ回路
１７ 第２復調処理部

Claims (4)

1. 周波数が異なる複数の送信信号を送信する地上装置と、
   列車に搭載され前記地上装置から送信された複数の送信信号を受信して前記送信信号に基づいて列車の走行制御を行う車上装置と、を備え、
   前記地上装置は、前記各周波数による送信信号の同期をとり、前記各周波数による送信信号が互いに重ならないように出力することを特徴とする列車制御装置。
2. 前記送信信号は、振幅変調波による搬送波で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。
3. 前記地上装置は、前記各周波数による搬送波の位相を（＋）θおよび（−）θに交互に切り換えて出力することを特徴とする請求項２に記載の列車制御装置。
4. 前記地上装置は、前記各周波数による搬送波を加算して出力することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の列車制御装置。

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