JP2016215662A - Axle sensor and axle detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車軸センサおよび車軸検知システムに関する。 The present invention relates to an axle sensor and an axle detection system.
日本国内においては、鉄道において列車の通過検知や位置検知の装置としては、軌道回路が閉塞状態となっているか否かを判断する軌道回路方式が普及している。一方、海外等では車軸カウンタ方式の装置に対する要望も依然として多い。 In Japan, a track circuit method for determining whether or not a track circuit is in a closed state is widely used as a train passage detection and position detection device in a railway. On the other hand, there are still many demands for axle counter type devices in overseas countries.
車軸カウンタ方式の技術は、車軸センサを用いて電磁遮蔽効果を利用して車軸(車輪)を検出する技術であり、各種の技術が提案されている(例えば特許文献1、2参照)。
The axle counter technique is a technique for detecting an axle (wheel) using an electromagnetic shielding effect using an axle sensor, and various techniques have been proposed (see, for example,
特許文献1に開示の技術では、レールを中間に挟み、片側に送信コイルを設置して、もう一方に受信コイルを設けて、受信コイルは差動結線とする。送信・受信コイルの軸はレールの踏面に対する垂直線と平行に設置する。車軸がない場合は、送信コイルから受信コイルへの磁場により受信コイルに誘導電圧が発生する。車軸がある場合は、磁場が遮断され誘起電圧が遮断される。この磁場の遮断による受信コイルの誘起電圧の有り・無しにより車軸あり・無しを検出する。
In the technique disclosed in
この技術は、受信コイルを差動結線することによって、車両からのインバータノイズ、レールへの帰線電流、信号電流などのノイズ元となる磁場を相殺することができる。ノイズ環境の多い鉄道信号の現場において、センサとして有効な手段である。 This technique can cancel out magnetic fields that are noise sources such as inverter noise from the vehicle, return current to the rail, and signal current by differentially connecting the receiving coil. It is an effective means as a sensor in the railway signal field where there is a lot of noise.
また、特許文献2に開示の技術では、車軸センサを用いて列車方向を判別する技術を開示している。独立した回路構成の車軸検知子を2組用いて、方向を判別する。具体的には、当該技術は、それぞれの検知子毎に発振回路が設けられており、2つの受信波形の車軸検知タイミング差から、列車方向を検知する。つまり、2組の検知子がそれぞれ独立で動作し、2個のセンサON/OFFのタイミングで列車進行方向を判別する。 Moreover, the technique disclosed in Patent Document 2 discloses a technique for determining the train direction using an axle sensor. The direction is determined using two sets of axle detectors having independent circuit configurations. Specifically, in this technique, an oscillation circuit is provided for each detector, and the train direction is detected from the difference in axle detection timing between two received waveforms. That is, the two sets of detectors operate independently, and the train traveling direction is determined at the timing of two sensor ON / OFF.
ここで、図1〜図3を参照して、車軸カウンタ方式の公知の技術の構成及び動作を説明する。図1は、車軸検知センサ110の車軸検知による列車方向判別レール設置のイメージ図である。図2は車軸検知ブロック図である。図3は車軸検知センサ110から出力される信号例を示す図である。
Here, with reference to FIGS. 1-3, the structure and operation | movement of the well-known technique of an axle counter system are demonstrated. FIG. 1 is an image diagram of train direction determination rail installation by axle detection of the
図1のようにレール199に沿って第1及び第2の検知子120、130が配置される。第1の検知子120では、レール199の片側に送信コイルTX1aが配置され、もう一方の片側に差動結線した2つの受信コイルRX1a、RX2aが配置される。第2の検知子130でも同様に、レール199の片側に送信コイルTX1bが配置され、もう一方の片側に差動結線した2つの受信コイルRX1b、RX2bが配置される。第1及び第2の検知子120、130の車軸検知ON/OFFタイミング(DM1、DM2の遮蔽タイミング)から列車の進行方向判別と通過した車軸数を判別する。
As shown in FIG. 1, the first and
ここで図2のブロック図に示す様に、干渉しない2つの周波数fa、fbを磁場発生源として、送信コイルTX1a、TX1bに電力を供給する。第1の検知子120から出力された信号は、バンドパスフィルタ151a、受信アンプ152aを経て検波回路153aに取り込まれ、検波結果を示すパルス信号が方向判定回路160に出力される。同様に、第2の検知子130から出力された信号は、バンドパスフィルタ151b、受信アンプ152bを経て検波回路153bに取り込まれ、検波結果を示すパルス信号が方向判定回路160に出力される。検波回路153a、153bでは、具体的には、レベル検波方式が用いられ、閾値を設けて車軸195を通過する時のレベル変化をパルス出力し、第1及び第2の検知子120、130の出力タイミングを方向判定回路160へ入力する。
Here, as shown in the block diagram of FIG. 2, power is supplied to the transmission coils TX1a and TX1b using the two frequencies fa and fb that do not interfere with each other as a magnetic field generation source. The signal output from the
ここで、車軸検知センサ110に要求される機能として、列車の車軸と保守時に一時的に線路脇から荷物等を運搬するためのトロッコ等の保守用車の車軸とを判別する必要がある。保守用車の車輪は列車の車輪の直径1/2程度であり、列車判別は車輪径判別を行うこととなる。車輪径判別は、第1及び第2の検知子120、130の物理的な距離を、列車の車輪径が通過した場合に第1及び第2の検知子120、130が両方ONとなる距離とし、トロッコ等の車輪では第1及び第2の検知子120、130が両方ONとならない距離範囲に設置する。
Here, as a function required for the
この上記距離範囲内に第1及び第2の検知子120、130を設置した場合の出力が図3(a)〜(d)に示す出力例となる。方向判定回路160では、パルス重なりの有り・無しによって、列車と保守用車とを判別する。例えば、図3(a)、(b)では、第1の検知子120からのパルス信号と第2の検知子130からのパルス信号とに重なる期間があるため、列車が通過したもと判断される。図3(c)、(d)では、第1の検知子120からのパルス信号と第2の検知子130からのパルス信号とに重なる期間が無いため、保守用車が通過したと判断される。
The output when the first and
ところで、上述の車軸検知センサ110の場合、第1及び第2の検知子120、130それぞれに独立した回路構成となるため、独立した2つの検知回路153a、153bが必要となり、回路ボリュームおよび処理ボリュームが大きくなり、不経済であるという課題があった。
By the way, in the case of the
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, Comprising: It is providing the technique which solves the said subject.
本発明の車軸センサは、交流電源に接続された送信コイルを備える送信コイル部と、前記送信コイル部とレールを挟んで対向してレール長手方向に沿って配置された複数の受信コイルを直列に接続して備えた受信コイル部と、を備え、前記送信コイル部と前記受信コイル部は相互誘導で電磁的に結合されている。
また、前記送信コイル部へ電流を供給する発振回路部は1回路であって、前記受信コイル部の前記複数の受信コイルは差動接続されてもよい。
また、複数の前記受信コイル間で、誘起電圧レベル差が設定されてもよい。
また、前記送信コイル部は、前記受信コイル部の前記複数の受信コイルと同数の送信コイルを備えており、1つの前記送信コイルとそれに対向した位置に配置された1つの前記受信コイルとで1つの検知子とし、複数の検知子が設けられてもよい。
また、前記複数の検知子は2つであって、2つの検知子の間隔は、列車の車軸通過時には両方の検知子が同時にONとなる期間を有し、前記列車と区別した車両の通過時には両方の検知子が同時にはONとならない様に、前記2つの検知子を配置してもよい。
本発明の車軸検知システムは、上述の車軸センサと、前記車軸センサの出力をもとに車軸の通過の有無を判別する車軸検出部とを備える。
また、前記車軸検出部は、前記受信コイル部の出力値が所定範囲にある時間をもとに、所定の列車と前記列車とは異なる車であるかを判別してもよい。
また、前記車軸検出部は、前記受信コイル部の出力値が所定範囲にある時間をもとに、所定の列車の速度を算出してもよい。
An axle sensor according to the present invention includes a transmission coil unit including a transmission coil connected to an AC power source, and a plurality of reception coils arranged in the rail longitudinal direction so as to face the transmission coil unit across the rail. A receiving coil unit connected thereto, and the transmitting coil unit and the receiving coil unit are electromagnetically coupled by mutual induction.
The oscillation circuit unit that supplies current to the transmission coil unit may be a single circuit, and the plurality of reception coils of the reception coil unit may be differentially connected.
Further, an induced voltage level difference may be set between the plurality of receiving coils.
The transmission coil unit includes the same number of transmission coils as the plurality of reception coils of the reception coil unit, and one transmission coil and one reception coil arranged at a position facing the transmission coil One detector may be provided, and a plurality of detectors may be provided.
In addition, the plurality of detectors are two, and the interval between the two detectors has a period in which both detectors are ON at the same time when the train passes through the train, and when the vehicle passes as distinguished from the train. The two detectors may be arranged so that both detectors are not turned on at the same time.
An axle detection system of the present invention includes the above-described axle sensor and an axle detection unit that determines whether or not the axle has passed based on the output of the axle sensor.
Moreover, the said axle shaft detection part may discriminate | determine whether a predetermined train and the said train are different cars based on the time when the output value of the said receiving coil part exists in a predetermined range.
The axle detection unit may calculate a predetermined train speed based on a time during which the output value of the reception coil unit is within a predetermined range.
本発明によると、簡易的な構成による車軸検知技術を実現できる。 According to the present invention, an axle detection technique with a simple configuration can be realized.
次に、本発明を実施するための形態(以下、単に「実施形態」という)を、図面を参照して具体的に説明する。本実施形態の概要は次の通りである。すなわち、レール長手方向に沿って2組の検知子を設置する。このとき、レールの片側に送信コイル、もう一方の片側に設置した受信コイルを差動結線とすることで、所定の列車とそのタイプの列車以外の車両、例えば保守用車との判別および列車進行方向を判別する。 Next, modes for carrying out the present invention (hereinafter, simply referred to as “embodiments”) will be specifically described with reference to the drawings. The outline of the present embodiment is as follows. That is, two sets of detectors are installed along the rail longitudinal direction. At this time, the transmission coil on one side of the rail and the reception coil installed on the other side are differentially connected, so that a predetermined train and a vehicle other than that type of train, for example, a maintenance vehicle, and the train progress Determine the direction.
図4は、車軸センサ10の車軸検知による列車方向判別レール設置のイメージ図である。図5は車軸検知ブロック図である。
FIG. 4 is an image diagram of train direction determination rail installation based on axle detection by the
車軸センサ10は、レール99の長手方向に配置された2組の検知子(第1の検知子20、第2の検知子30)を備える。レール99の片側に送信コイル部TXが配置され、他方側に受信コイル部RXが配置される。
The
送信コイル部TXは、直列に接続された第1の送信コイルTXaと第2の送信コイルTXbを備え、所定周波数faの交流電源から電力を供給される。 The transmission coil unit TX includes a first transmission coil TXa and a second transmission coil TXb connected in series, and is supplied with power from an AC power source having a predetermined frequency fa.
受信コイル部RXは、直列に差動結線された第1の受信コイルRXaと第2の受信コイルRXbとを備える。 The reception coil unit RX includes a first reception coil RXa and a second reception coil RXb that are differentially connected in series.
ここで、第1の受信コイルRXaは、レール99を挟んで第1の送信コイルTXaと対向して配置されて相互誘導する。すなわち、第1の受信コイルRXaと第1の送信コイルTXaとは、一組の検知子(以下、「第1の検知子20」)として機能する。
Here, the first receiving coil RXa is disposed opposite to the first transmitting coil TXa with the
同様に、第2の受信コイルRXbは、レール99を挟んで第2の送信コイルTXbと対向して配置されて相互誘導する。すなわち、第2の受信コイルRXbと第2の送信コイルTXbとは、一組の検知子(以下、「第2の検知子30」)として機能する。なお、第2の受信コイルRXbの2つの端子のうち、第1の受信コイルRXaと接続されない方の端子は回路部のグランドに接続される。
Similarly, the second receiving coil RXb is arranged opposite to the second transmitting coil TXb with the
受信コイル部RXの出力は、第1の受信コイルRXaが車軸95(車輪90)を検知した場合の出力波形、第2の受信コイルRXbが車軸95(車輪90)を検知した場合の出力波形、第1の受信コイルRXaと第2の受信コイルRXbの両方が車軸95(車輪90)を検知した場合の出力波形レベル差が発生する。受信コイル部RX(第1の受信コイルRXa)の出力は、バンドパスフィルタ51、受信アンプ52を経て検波回路60に出力される。
The output of the receiving coil section RX is an output waveform when the first receiving coil RXa detects the axle 95 (wheel 90), an output waveform when the second receiving coil RXb detects the axle 95 (wheel 90), An output waveform level difference is generated when both the first receiving coil RXa and the second receiving coil RXb detect the axle 95 (wheel 90). The output of the reception coil unit RX (first reception coil RXa) is output to the
出力波形のレベル差と、第1の受信コイルRXaと第2の受信コイルRXbの両方が車軸95(車輪90)を検知した時間を算出することによって、背景技術の図1〜図3で示した同等の機能を、1つの検知回路で実現する。 As shown in FIGS. 1 to 3 of the background art, by calculating the level difference of the output waveform and the time when both the first receiving coil RXa and the second receiving coil RXb detect the axle 95 (wheel 90). Equivalent functions are realized with a single detection circuit.
以下、検出メカニズムに関して説明する。
第1の受信コイルRXaに誘導する電圧Vxaを以下のように仮定する。
Vxa=Asinωt
このとき、差動接続とされている第2の受信コイルRXbに誘導する電圧Vxbは次式で示される。
Vxb=−Bsinωt
Hereinafter, the detection mechanism will be described.
Assume that the voltage Vxa induced in the first receiving coil RXa is as follows.
Vxa = Asinωt
At this time, the voltage Vxb induced in the second receiving coil RXb that is differentially connected is expressed by the following equation.
Vxb = −Bsinωt
よって、車軸95(車輪90)を検知をしていない状態では、差動出力Vabは次の通りになる。
Vab=(A−B)sinωt
Therefore, in a state where the axle 95 (wheel 90) is not detected, the differential output Vab is as follows.
Vab = (A−B) sinωt
車軸95(車輪90)が第1の受信コイルRXaの受信コイル磁場(DM1)を遮断した場合、第1の受信コイルRXaに誘導する電圧Vxa=0となる。したがって、差動出力波形は、V=−Bsinωtとなる。 When the axle 95 (wheel 90) cuts off the receiving coil magnetic field (DM1) of the first receiving coil RXa, the voltage Vxa = 0 induced in the first receiving coil RXa is obtained. Therefore, the differential output waveform is V = −Bsinωt.
一方、車軸95(車輪90)が第2の受信コイルRXbの受信コイル磁場(DM2)を遮断した場合は、Vxb=0となり差動出力波形は、V=Asinωtとなる。
すなわち、以下のとおりの信号波形変化が発生する。
Rxa/Rxb車軸検知無しの場合
V=(A−B)sinωt・・・式1
Rxa車軸検知の場合
V=−Bsinωt・・・式2
RxaとRxbの両方が車軸検知の場合
V=0・・・式3
Rxb車軸検知の場合
V=Asinωt・・・式4
On the other hand, when the axle 95 (wheel 90) blocks the receiving coil magnetic field (DM2) of the second receiving coil RXb, Vxb = 0 and the differential output waveform becomes V = Asinωt.
That is, the following signal waveform changes occur.
Without Rxa / Rxb axle detection
V = (A−B)
For Rxa axle detection
V = −B sin ωt Equation 2
When both Rxa and Rxb are axle detection
V = 0 ... Equation 3
For Rxb axle detection
V = Asinωt Equation 4
ここで、第1の受信コイルRXaと第2の受信コイルRXbの誘起電圧レベル差を設ける。誘起電圧レベル差を設ける方法は、第1の送信コイルTXaとRxa間の物理的な距離を第2の送信コイルTXbと第2の受信コイルRXb間と差を持たせる。または、図4では、送信電源(周波数fa)と直列接続した送信コイル部TXを示しているが、第1の送信コイルTXaに送信する電流と第2の送信コイルTXbに送信する電流を可変するために並列接続する方式や、受信コイルの巻き線変え方式等さまざまな方式がある。何れにしても、第1の受信コイルRXaと第2の受信コイルRXbの誘起電圧レベル差を設けた状態とする。 Here, an induced voltage level difference between the first receiving coil RXa and the second receiving coil RXb is provided. In the method of providing the induced voltage level difference, the physical distance between the first transmission coil TXa and Rxa is different from that between the second transmission coil TXb and the second reception coil RXb. Alternatively, FIG. 4 shows the transmission coil unit TX connected in series with the transmission power source (frequency fa), but the current transmitted to the first transmission coil TXa and the current transmitted to the second transmission coil TXb are varied. Therefore, there are various methods such as a parallel connection method and a receiving coil winding changing method. In any case, the induced voltage level difference between the first receiving coil RXa and the second receiving coil RXb is provided.
第1の受信コイルRXaの誘起電圧レベルが、第2の受信コイルRXbの誘起電圧レベルBより若干大きいとした場合、A=10k、B=9k(k:受信コイルの増幅アンプ定数)とすると、式1〜4は、以下の式1a〜4aに変換される。
Rxa/Rxb車軸検知無しの場合
V=1k sinωt・・・式1a
Rxa車軸検知の場合
V=−9ksinωt=9ksin(ωt+π)・・・式2a
RxaとRxbの両方が車軸検知の場合
V=0・・・式3a
Rxb車軸検知の場合
V=10k sinωt・・・式4a
When the induced voltage level of the first receiving coil RXa is slightly higher than the induced voltage level B of the second receiving coil RXb, assuming that A = 10k and B = 9k (k: amplification amplifier constant of the receiving coil)
Without Rxa / Rxb axle detection
V = 1k
For Rxa axle detection
V = −9 ksin ωt = 9 ksin (ωt + π) Equation 2a
When both Rxa and Rxb are axle detection
V = 0 Equation 3a
For Rxb axle detection
V =
図6に車軸センサ10と検波回路60と備える車軸検知システム1のブロック図を示す。この検波回路60は、積分回路53と演算部54とを備える。演算部54は、A/D変換部55と演算処理部56とを備える。この検波回路60によって、上述の式1a〜4aの出力波形の検波を実行する。検波回路60としては、乗算回路が一般的であり、送信波形と受信波を乗算し、その値を積分回路53で積分し、A/D変換部55でA/D変換後、演算処理部56で列車進行方向の判別し結果を出力する。なお、交流電源と乗算回路との経路上の移相器58は、Rxa/Rxb車軸検知無しの時に、送信波形と受信波形を同位相に初期設定する。
FIG. 6 shows a block diagram of the
乗算結果は、交流電源のsinωtと受信コイルのAsinωtを演算した式Aとなる。この式Aのcos(2ωt+θ)は交流成分であり、積分回路53が交流成分を積分すると、式Aの直流成分だけが演算され式Bとなる。式A及び式Bは次の数式1に示す。
よって、式1a〜式4aを式Bで演算した結果は、以下のようになる。
式1aのV=1k/2=0.5k
式2aのV=−9k/2=−4.5k
式3aのV=0
式4aのV=10k/2=5k
Therefore, the result of calculating
V of
V of formula 2a = -9k / 2 = -4.5k
V = 0 in Equation 3a
V = 10k / 2 = 5k in
式1a〜4aのk=1(アンプゲイン1)で電圧値にすると、以下のとおりとなる。
Rxa/Rxb車軸検知無しの場合
V=0.5V
Rxa車軸検知の場合
V=−4.5V
RxaとRxbの両方が車軸検知の場合
V=0V
Rxb車軸検知の場合
V=5V
When the voltage value is set to k = 1 (amplifier gain 1) in
Without Rxa / Rxb axle detection V = 0.5V
For Rxa axle detection V = -4.5V
When both Rxa and Rxb are axle detection V = 0V
For Rxb axle detection V = 5V
つづいて、図7及び図8を参照して、列車と保守用車を判別するための車軸径判別論理に関して説明する。保守車は、列車の車輪径半分と仮定して説明する。第1の受信コイルRXaと第2の受信コイルRXbのセンサ感度範囲(以下、「応動距離」と呼ぶ)は、車輪径が1/2となれば1/2となる。 Next, the axle diameter discriminating logic for discriminating between the train and the maintenance vehicle will be described with reference to FIGS. The maintenance vehicle will be described on the assumption that the wheel diameter of the train is half. The sensor sensitivity range of the first receiving coil RXa and the second receiving coil RXb (hereinafter referred to as “responsive distance”) becomes 1/2 when the wheel diameter becomes 1/2.
図7は、列車車輪時の車軸検知のタイムチャートである。図8は、保守用車車輪時の車軸検知のタイムチャートである。ここで示す例では、車輪90は、第1の受信コイルRXaと第2の受信コイルRXbの応動距離が、列車では300mm(前150mm+後150mm)、保守車両では150mm(前75mm+後75mm)としている。
FIG. 7 is a time chart of axle detection at the time of a train wheel. FIG. 8 is a time chart for detecting an axle when a maintenance vehicle wheel is used. In the example shown here, the response distance between the first receiving coil RXa and the second receiving coil RXb of the
図7に示す様に、列車の車輪90aでは、第1の受信コイルRXaと第2の受信コイルRXbの両コイルが車輪90aを検知する0V出力がある。一方、図8に示す様に、保守用車の車輪90bでは、第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRXbの切り替えタイミングで0V出力が一瞬だけ発生する。
As shown in FIG. 7, the
すなわち、列車車輪時に、第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRXbがONとなるように、第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRXbのレール長手方向の距離を設定する。第1の送信コイルTxaと第2の送信コイルTXbも相互誘導するように第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRXbにあわせ距離をスライドさせる。このような物理的な配置をすることで、列車と保守車の判別ができる。 That is, the distance in the rail longitudinal direction of the first receiving coil Rxa and the second receiving coil RXb is set so that the first receiving coil Rxa and the second receiving coil RXb are turned on at the time of the train wheel. The first transmission coil Txa and the second transmission coil TXb are also slid in accordance with the first reception coil Rxa and the second reception coil RXb so as to induce each other. With such a physical arrangement, it is possible to distinguish between a train and a maintenance vehicle.
以下、図9に示す、A/D変換部55の読み取りデータで具体的に説明する。図9(a)、(b)は、列車の車輪90aを検知した場合のA/Dコンバータ入力値である。図9(c)、(d)は保守用車の車輪90bを検知した場合のA/Dコンバータ入力値である。保守用車の車輪90bの車輪径が列車の車輪90aの車輪径の半分以下となっている条件を想定している。
Hereinafter, a specific description will be given using the read data of the A /
図9(a)と図9(b)で示すように、列車の車輪90aの場合に第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRXbが両方ONとなる(0V出力)時間が発生する。一方、図9(c)と図9(d)で示すように、保守用車の車輪90bの場合は、第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRXbが「検知無しレベル」に遷移する直前または直後の一瞬だけ0V出力となる。
As shown in FIGS. 9A and 9B, in the case of a
よって、保守用車の車輪径の最大値に対して、第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRXbの両方が車軸検知無しとなるように、第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRXb間の物理的な距離配置にすることで、最大値以下の保守用車の車輪径が通過したとしても、列車と保守車両の判別ができる。 Therefore, the first receiving coil Rxa and the second receiving coil are set so that both the first receiving coil Rxa and the second receiving coil RXb do not detect the axle with respect to the maximum wheel diameter of the maintenance vehicle. By arranging the physical distance between the coils RXb, the train and the maintenance vehicle can be discriminated even when the wheel diameter of the maintenance vehicle having the maximum value or less passes.
この第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRxbの両コイルが車軸検知した時間が一定値以上であった場合に、列車判別アルゴリズムとする。 The train discrimination algorithm is used when the time when the first and second receiving coils Rxa and Rxb are detected by the axles is equal to or greater than a certain value.
図10は、列車速度と第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRxbとの遮断時間との関係を示すテーブルである。ここでは、第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRxbのコイル間中心距離が150mmとした場合の、第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRxbの両コイルが車軸95(車輪90)を検知している時間を示している。
FIG. 10 is a table showing the relationship between the train speed and the cutoff time between the first receiving coil Rxa and the second receiving coil Rxb. Here, when the center distance between the coils of the first receiving coil Rxa and the second receiving coil Rxb is 150 mm, both the first receiving coil Rxa and the second receiving coil Rxb have the axle 95 (
例えば、300km/hの走行列車であっても、1.8msの時間があり、一般的なA/D変換のサンプリング時間で十分間に合う値である。第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRxbの遮断時間を精度良く計測することによって、列車速度を算出することも可能である。 For example, even a traveling train of 300 km / h has a time of 1.8 ms, which is a value sufficient for a general A / D conversion sampling time. It is also possible to calculate the train speed by accurately measuring the interruption time of the first reception coil Rxa and the second reception coil Rxb.
図11は、検波回路60(演算処理部56)の車軸検出処理のフローチャートである。車軸待ちレベル(Rxa/Rxb車軸検知無し)、Rxa車軸ONレベル(Rxa車軸検知)、Rxb車軸ONレベル(Rxb車軸検知)の閾値は、あらかじめ演算処理部56に設定されている。
FIG. 11 is a flowchart of the axle detection process of the detection circuit 60 (arithmetic processing unit 56). The threshold values of the axle waiting level (no Rxa / Rxb axle detection), the Rxa axle ON level (Rxa axle detection), and the Rxb axle ON level (Rxb axle detection) are set in the
このフローでは、列車の車軸95(車輪90a)が通過したこと(図6の1動作完結)によって1車軸をカウントして、保守用車はカウントをしない。
In this flow, one axle is counted due to the passage of the train axle 95 (
まず、演算処理部56は、A/D変換部55からのパルス信号が、Rxa車軸ONレベルであるか否かを判断する(S10)。
First, the
パルス信号がRxa車軸ONレベルである場合(S10のY)、第1の受信コイルRXaから第2の受信コイルRXb方向への進行判別を行う(Sa)。 When the pulse signal is at the Rxa axle ON level (Y in S10), the traveling determination from the first receiving coil RXa to the second receiving coil RXb is performed (Sa).
第1の受信コイルRXaから第2の受信コイルRXb方向への進行判別(Sa)では次の処理(S12〜S30)を行う。 In the progress determination (Sa) from the first receiving coil RXa toward the second receiving coil RXb, the following processing (S12 to S30) is performed.
演算処理部56は、パルス信号に0V出力があるか否かを検知する(S12)。0V出力が無ければ(S12のN)、処理はS10へ戻る。
The
0V出力がある場合(S12のY)、演算処理部56は0V出力が所定時間以上であるか否かを判断する(S14)。
When there is 0V output (Y in S12), the
0V出力が所定時間以上である場合(S14のY)、演算処理部56は通過車両が列車であると判断し(S16)、つづいて、Rxb車軸ONレベルであるか否かを判断する(S18)。Rxb車軸ONレベルでない場合(S18のN)、処理はS10へ戻る。
When the 0V output is equal to or longer than the predetermined time (Y in S14), the
Rxb車軸ONレベルである場合(S18のY)、演算処理部56は車軸待ちレベル(Rxa/Rxb車軸検知無し)であるか否かを判断する(S20)。車軸待ちレベルでない場合(S20のN)、処理はS10へ戻る。
When it is the Rxb axle ON level (Y in S18), the
車軸待ちレベルである場合(S20のY)、演算処理部56は第1の受信コイルRXaから第2の受信コイルRXbの方向へ進行する列車の車軸95(車輪90a)をカウントアップする(S22)。
When it is the axle waiting level (Y in S20), the
S14の処理で、0V出力が所定時間未満である場合(S14のN)、演算処理部56は通過車両が保守用車であると判断し(S24)、つづいて、Rxb車軸ONレベルであるか否かを判断する(S26)。Rxb車軸ONレベルでない場合(S26のN)、処理はS10へ戻る。
In the process of S14, when the 0V output is less than the predetermined time (N of S14), the
Rxb車軸ONレベルである場合(S26のY)、演算処理部56は車軸待ちレベル(Rxa/Rxb車軸検知無し)であるか否かを判断する(S28)。車軸待ちレベルでない場合(S28のN)、処理はS10へ戻る。
When it is the Rxb axle ON level (Y in S26), the
車軸待ちレベルである場合(S28のY)、演算処理部56は第1の受信コイルRXaから第2の受信コイルRXbの方向へ保守用車が進行したと判断する(S30)。
When it is the axle waiting level (Y in S28), the
S10の処理で、パルス信号がRxa車軸ONレベルでない場合(S10のN)、演算処理部56は、パルス信号がRxb車軸ONレベルであるか否かを判断する(S32)。Rxb車軸ONレベルでない場合(S32のN)、処理はS10に戻る。
If it is determined in S10 that the pulse signal is not at the Rxa axle ON level (N in S10), the
Rxb車軸ONレベルである場合(S32のY)、演算処理部56は、第2の受信コイルRXbから第1の受信コイルRXa方向への進行判別を行う(Sb)。
When it is the Rxb axle ON level (Y in S32), the
第2の受信コイルRXbから第1の受信コイルRXa方向への進行判別(Sb)では次の処理(S34〜S52)を行う。 In the progress determination (Sb) from the second reception coil RXb toward the first reception coil RXa, the following processing (S34 to S52) is performed.
演算処理部56は、パルス信号に0V出力があるか否かを検知する(S34)。0V出力が無ければ(S34のN)、処理はS10へ戻る。
The
0V出力がある場合(S34のY)、演算処理部56は0V出力が所定時間以上であるか否かを判断する(S36)。
When there is 0V output (Y in S34), the
0V出力が所定時間以上である場合(S36のY)、演算処理部56は通過車両が列車であると判断し(S38)、つづいて、Rxa車軸ONレベルであるか否かを判断する(S40)。Rxa車軸ONレベルでない場合(S40のN)、処理はS10へ戻る。
When the 0V output is equal to or longer than the predetermined time (Y in S36), the
Rxa車軸ONレベルである場合(S40のY)、演算処理部56は車軸待ちレベル(Rxa/Rxb車軸検知無し)であるか否かを判断する(S42)。車軸待ちレベルでない場合(S42のN)、処理はS10へ戻る。
When it is the Rxa axle ON level (Y in S40), the
車軸待ちレベルである場合(S42のY)、演算処理部56は第2の受信コイルRXbから第1の受信コイルRXaの方向へ進行する列車の車軸95(車輪90a)をカウントアップする(S44)。
When it is the axle waiting level (Y in S42), the
S36の処理で、0V出力が所定時間未満である場合(S36のN)、演算処理部56は通過車両が保守用車であると判断し(S46)、つづいて、Rxa車軸ONレベルであるか否かを判断する(S48)。Rxa車軸ONレベルでない場合(S48のN)、処理はS10へ戻る。
If the 0V output is less than the predetermined time in the process of S36 (N of S36), the
Rxa車軸ONレベルである場合(S48のY)、演算処理部56は車軸待ちレベル(Rxa/Rxb車軸検知無し)であるか否かを判断する(S50)。車軸待ちレベルでない場合(S50のN)、処理はS10へ戻る。
When it is the Rxa axle ON level (Y in S48), the
車軸待ちレベルである場合(S50のY)、演算処理部56は第2の受信コイルRXbから第1の受信コイルRXaの方向へ保守用車が進行したと判断する(S52)。
When it is the axle waiting level (Y in S50), the
なお、列車が第1の受信コイルRxaと第2の受信コイルRxb間を通過せず途中で引き返した列車の車輪90aをカウントしないことが要求される。すなわち、フロー図には記載していないが、各処理ステップ(判断処理)では演算処理部56の内部タイマで規定時間以内で処理が実行されない場合は、先頭フローの実行に戻る処理を行い、列車引き返しのチェックをする。例えば、海外では、多数の列車が連結し1編成が非常に長く構成される場合がある。そのような場合に、途中で連結が切り離されると、その判断が難しいことがあるが、列車通過判別を車両単位、車軸単位で行うことができる。
In addition, it is requested | required not to count the
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it is understood by those skilled in the art that various modifications are possible for the combination of each of those components, and such modifications are also within the scope of the present invention.
1 車軸検知システム
10 車軸センサ
20 第1の検知子
30 第2の検知子
51 バンドパスフィルタ
52 受信アンプ
53 積分回路
54 演算部
55 A/D変換部
56 演算処理部
58 移相器
60 検波回路(車軸検出部)
90、90a、90b 車輪
95 車軸
99 レール
RX 受信コイル部
RXa 第1の受信コイル
RXb 第2の受信コイル
TX 送信コイル部
TXa 第1の送信コイル
TXb 第2の送信コイル
DESCRIPTION OF
90, 90a,
Claims (8)
前記送信コイル部とレールを挟んで対向してレール長手方向に沿って配置された複数の受信コイルを直列に接続して備えた受信コイル部と、
を備え、
前記送信コイル部と前記受信コイル部は相互誘導で電磁的に結合されていることを特徴とする車軸センサ。 A transmission coil unit comprising a transmission coil connected to an AC power source;
A receiving coil unit comprising a plurality of receiving coils connected in series facing each other across the transmission coil unit and the rail, and arranged along the rail longitudinal direction;
With
The transmission coil unit and the reception coil unit are electromagnetically coupled to each other by mutual induction.
前記受信コイル部の前記複数の受信コイルは差動接続されていることを特徴とする請求項1に記載の車軸センサ。 The oscillation circuit unit for supplying current to the transmission coil unit is one circuit,
The axle sensor according to claim 1, wherein the plurality of receiving coils of the receiving coil unit are differentially connected.
1つの前記送信コイルとそれに対向した位置に配置された1つの前記受信コイルとで1つの検知子とし、複数の検知子が設けられていることを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の車軸センサ。 The transmission coil unit includes the same number of transmission coils as the plurality of reception coils of the reception coil unit,
One of the transmitting coils and one receiving coil arranged at a position facing the transmitting coil constitutes one detector, and a plurality of detectors are provided. Axle sensor described in 1.
前記車軸センサの出力をもとに車軸の通過の有無を判別する車軸検出部と
を備えることを特徴とする車軸検知システム。 Axle sensor according to any one of claims 1 to 5,
An axle detection system, comprising: an axle detection unit that determines whether an axle has passed based on an output of the axle sensor.
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2015
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