JP2019038382A - 列車検知装置、地上装置、および動作制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池電力による列車検知装置の動作時において、当該蓄電池電力を効率よく使用して消費電力を削減すること。
【解決手段】列車検知装置１０は、監視対象の軌道回路毎に備えた列車検知信号を送信する送信機１１（１１ａ，１１ｂ）および受信する受信機１３と、送信機１１の送信に係る制御および受信機１３の受信結果に基づく制御を実行する論理部１５とを備え、外部から供給される電力と蓄電池電力とを切り替えて供給する電源装置３０からの給電電力で動作する。また、列車検知装置１０の論理部１５において、き電区分情報メモリ１５１は、対応する軌道回路がき電区分制御軌道回路であるき電制御対応送信機１１ｂの情報を記憶する。そして、停止制御部１５３は、電源装置３０の電源が蓄電池電力に切り替わった際、き電制御対応送信機１１ｂ以外の送信機１１ａの送信動作を停止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軌道を走行する列車の列車検知装置等に関する。

き電区分所において異電源の突合せ箇所を列車が通過する場合に列車による短絡を防ぐためにき電の切り替えを行うが、その切り替えは列車の在線検知と連動して行われる。その際に列車位置を正確に検知するための軌道回路としてき電区分制御軌道回路が用いられる（例えば特許文献１を参照）。

特開２０００−２０３３１６号公報

ところで、き電の切り替えは、切替セクション内の列車検知結果をもとに実施しているため、き電の切り替えが正常にできない状態で列車が通過すると、異なるき電回路の電流がパンタグラフを通して導通するパンオーバーが発生し、過電流によって架線が溶断する等、事故につながるおそれがある。そのため、き電の切り替えの際の列車検知は確実に実施できる仕組みが必要であり、き電区分制御軌道回路は常に動作していることが求められる。そこで、き電区分制御軌道回路に関わる列車検知装置は、通常は外部電源からの給電電力で動作しているが、停電等によって外部電源からの給電が断たれた非常時にも動作できるように非常用の電源（蓄電池電力）からの給電に切り替え可能に構成されている。

しかし、従来の列車検知装置は、監視対象の軌道回路に対応する送信機および受信機を収容した架（ラック等とも呼称される）単位で構築されており、列車検知装置に対する給電電力の供給は、対応する軌道回路がき電区分制御軌道回路である送信機（以下、「き電制御対応送信機」という）を含む架と、含まない架とに電源供給路が分けられていた。そして、非常時は、き電制御対応送信機を含む架が非常用の蓄電池電力の供給対象とされ、当該供給対象の架に蓄電池電力が供給され、その他の架には蓄電池電力が供給されない構成となっていた。かくして、非常時に蓄電池電力が供給された架においては、き電制御対応送信機以外の送信機も列車検知信号の送信動作を行っており、その送信動作によって限られた非常用の蓄電池電力を無駄に消費している問題があった。また、換言すると、無駄に消費する電力を含めた容量の蓄電池を確保しておく必要があった。また、き電制御対応送信機を含む架と含まない架とを管理し、電源供給路を区別して管理する必要があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、蓄電池電力による列車検知装置の動作時において、当該蓄電池電力を効率よく使用して消費電力を削減することができる技術の提供を目的とする。また、各架への電源供給路を区別して管理する必要のない技術を提供することを副次的な目的とする。

上記課題を解決するための第１の発明は、
監視対象の軌道回路毎に備えた列車検知信号を送信する送信機および受信する受信機と、前記送信機の送信に係る制御および前記受信機の受信結果に基づく制御を実行する論理部と、を備え、外部の電源装置からの給電電力で動作する列車検知装置であって、
前記電源装置は、前記給電電力とする電源を、電源装置外から供給される電力と蓄電池電力とを切替可能に構成されており、
前記論理部は、
対応する軌道回路が、き電区分制御軌道回路である前記送信機の情報を記憶する記憶部と、
前記電源装置の電源が前記蓄電池電力に切り替わった旨の切替信号を入力した場合に、前記き電区分制御軌道回路に対応する前記送信機以外の前記送信機の送信動作を停止させる停止制御部と、
を有する、
列車検知装置である。

第１の発明によれば、電源装置の電源が蓄電池電力に切り替わった場合に、き電区分制御軌道回路に対応する送信機（き電制御対応送信機）以外の送信機の送信動作を停止させることができる。したがって、停電が発生する等して蓄電池電力に切り替わった場合に、き電制御対応送信機の送信動作は継続させつつ、き電制御対応送信機以外の送信機の送信動作を停止させることができる。これによれば、蓄電池電力による列車検知装置の動作時において、当該蓄電池電力を効率よく使用して消費電力を削減することができる。また、列車検知装置自らが、き電制御対応送信機以外の送信機の送信動作を停止させることができるため、従来のように、蓄電池電力を供給する電源供給路か否かを架単位で管理する必要がなく、全ての電源供給路を同様に扱うことが可能となる。

第２の発明は、
前記送信機は、前記列車検知信号を生成して増幅する増幅回路を有し、少なくとも前記増幅回路の増幅機能を停止させることで前記列車検知信号の送信動作を停止可能に構成されている、
第１の発明の列車検知装置である。

送信機の消費電力の多くは、増幅回路による列車検知信号の増幅機能に消費される。第２の発明によれば、電源装置の電源が蓄電池電力に切り替わった際、き電制御対応送信機以外の送信機について、その増幅回路の増幅機能を停止させることができる。したがって、蓄電池電力による列車検知装置の動作時において、送信機が消費する電力を効果的に低減できる。

第３の発明は、
電源装置と、
前記電源装置からの給電電力で動作する第１又は第２の発明の複数の列車検知装置と、
を具備し、
前記電源装置は、前記給電電力とする電源を、電源装置外から供給される電力と蓄電池電力とで切替可能に構成されており、当該電源を前記蓄電池電力に切り替えた場合に前記切替信号を、前記複数の列車検知装置に出力する、
地上装置である。

また、他の発明として、
電源装置と、
監視対象の軌道回路毎に備えた列車検知信号を送信する送信機および受信する受信機と、前記送信機の送信に係る制御および前記受信機の受信結果に基づく制御を実行する論理部と、を備え、前記電源装置からの給電電力で動作する複数の列車検知装置と、
を具備した地上装置の動作制御方法であって、
前記電源装置は、前記給電電力とする電源を、電源装置外から供給される電力と蓄電池電力とで切替可能に構成されており、
前記電源装置が、前記電源を前記蓄電池電力に切り替えた場合に切替信号を前記複数の列車検知装置に出力するステップと、
前記列車検知装置が、予め設定された、対応する軌道回路が、き電区分制御軌道回路である前記送信機以外の前記送信機の送信動作を、前記切替信号を入力した場合に停止させるステップと、
を含む動作制御方法を構成してもよい。

第３の発明等によれば、複数の列車検知装置と、各列車検知装置に給電電力を供給する電源装置とを具備した地上装置において、第１の発明と同様の効果を奏することができる。

地上装置の概略構成例を示す模式図。 論理部の構成例を示す模式図。 き電区分情報メモリのデータ内容を説明する図。 電源装置の構成例を示す模式図。 地上装置の動作制御方法を説明するフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。

図１は、本実施形態における地上装置１の概略構成例を示す模式図である。また、図２は、列車検知装置１０を構成する論理部１５の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、地上装置１は、複数の列車検知装置１０（第１列車検知装置１０−１〜第ｎ列車検知装置１０−ｎ）と、各列車検知装置１０に給電電力を供給する電源装置３０とを具備する。この地上装置１は、鉄道施設において列車の在線検知や速度制御等のために地上側に設置される地上設備であり、例えばき電区分所や駅等の機器室に設置される。

第１列車検知装置１０−１〜第ｎ列車検知装置１０−ｎの各々は、例えば、隣接駅との駅間等の所定範囲内の軌道を所定の境界位置で区切った監視対象の区間（以下、「監視対象区間」という）のそれぞれに対応しており、該当する監視対象区間に係る列車の在線を検知するための列車検知信号の伝送等を行う。例えば、上り線と下り線の２本の軌道があり、各軌道の該当する軌道範囲が３つの監視対象区間に区切られている場合、地上装置１は、６つの監視対象区間にそれぞれ対応する第１列車検知装置１０−１〜第６列車検知装置１０−６を備えることとなる。そして、各列車検知装置１０は、対応する軌道の対応する監視対象区間に属する軌道回路毎に備えた送信機１１（１１ａ，１１ｂ）および受信機１３と、論理部１５とを１つの架に収容して備えるようにして、列車検知装置１０毎に別々の架が構成される。

送信機１１は、列車検知信号を生成して増幅する回路（以下、「増幅回路」という）を有し、対になる受信機１３と一組で対応する軌道回路に対する列車検知信号の送受信を行う。例えば、第１列車検知装置１０−１を構成する図１中の破線で囲った一組の送信機１１（１１ａ）と受信機１３は、第１列車検知装置１０−１の監視対象区間に属する１つの軌道回路に対応しており、送信機１１によってその軌道回路に列車検知信号を送信し、受信機１３によって当該列車検知信号を受信する。この送信機１１は、論理部１５を構成する停止制御部１５３（図２を参照）からの停止指示信号の入力を受けて、当該送信機１１の増幅回路の増幅機能を停止させる増幅回路停止部１１１を備えている。なお、図１では、第１列車検知装置１０−１を構成する送信機１１にのみ増幅回路停止部１１１を図示しているが、第２列車検知装置１０−２〜第ｎ列車検知装置１０−ｎの送信機１１も同様に、それぞれが増幅回路停止部１１１を備える。

ここで、送信機１１および受信機１３の各組に対応する軌道回路の中には、き電区分制御軌道回路が含まれる。図１では、「（き電）」と付記されている送信機１１ｂがき電区分制御軌道回路に対応する送信機（き電制御対応送信機）であり、ハッチングを付して他の送信機１１ａと識別して示している。列車検知装置１０の中には、き電制御対応送信機１１ｂを１つ以上含むものもあれば、１つも含まないものもある。

論理部１５は、送信機１１の送信に係る制御と、受信機の受信結果に基づく制御とを実行する。また、ネットワークＮを介して他の地上設備等との間でデータ通信を行い、当該制御に必要な情報等を適宜取得する。具体的には、論理部１５は、送信機１１による列車検知信号の送信を制御し、受信機１３によって受信した列車検知信号の信号レベルに基づいて、対応する軌道回路毎に列車の在線を検知する。また、送信機１１の送信信号は、列車の速度制御に関する信号（列車制御信号）が列車検知信号を兼ねる場合と、列車制御信号に列車検知信号を重畳する場合がある。例えば、重畳する場合は、論理部１５が搭載された架である列車検知装置１０が、制御範囲とする各軌道回路の在線検知結果に基づいて、当該各軌道回路への列車進行の可否等を判断の上、列車検知信号と列車制御信号を送信機１１から送信させる制御を行う。

この論理部１５は、図２に示すように、記憶部としてのき電区分情報メモリ１５１と、停止制御部１５３とを有し、一種のＣＰＵ（Central Processing Unit）回路基板等として構成されている。

き電区分情報メモリ１５１は、き電制御対応送信機１１ｂの情報を記憶する。図３は、第１列車検知装置１０−１のき電区分情報メモリ１５１のデータ内容を説明する図である。図３に示すように、き電区分情報メモリ１５１には、第１列車検知装置１０−１を構成する各送信機１１の送信機番号と対応付けて、該当する送信機１１に対応する軌道回路がき電区分制御軌道回路であるか否かのフラグ情報（「○」／「×」）を記憶する。例えば、対応する軌道回路がき電区分制御軌道回路である送信機（き電制御対応送信機）１１ｂの送信機番号に対しては「○」、対応する軌道回路がき電区分制御軌道回路ではない送信機１１ａの送信機番号に対しては「×」が設定される。送信機番号は、論理部１５によって該当する送信機１１を識別可能な情報であればよく、各送信機１１が接続されるスロット番号等を用いることができる。

停止制御部１５３は、後述する電源装置３０の切替制御部３６からの切替信号の入力を受けて、き電制御対応送信機１１ｂ以外の送信機１１ａの送信動作を停止させる。より詳細には、停止制御部１５３は、き電区分情報メモリ１５１を参照し、き電制御対応送信機１１ｂ以外の送信機１１ａの増幅回路停止部１１１に対して停止指示信号を出力する。

電源装置３０は、変電所から供給される商用電源等の電源装置３０外からの電力（外部電源）と、蓄電池３２の電力（蓄電池電力）とを切り替えて各列車検知装置１０に給電電力を供給する。各列車検知装置１０は、この電源装置３０から供給された給電電力によって動作する。

図４は、電源装置３０の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、電源装置３０は、整流部３１と、蓄電池３２と、定電圧ユニット３３と、切替部３４と、検出部３５と、切替制御部３６とを備える。

整流部３１は、交流電圧である外部電源の電力を直流電力に整流して定電圧ユニット３３に出力する。蓄電池３２は、非常時に外部電源に代わって各列車検知装置１０に供給する電力源である。定電圧ユニット３３は、整流部３１又は蓄電池３２からの入力電力を所定の直流電圧に変換して各列車検知装置１０へ供給する。切替部３４は、切替制御部３６の制御に従って、整流部３１と蓄電池３２の何れかを定電圧ユニット３３に接続させるスイッチ回路である。検出部３５は、停電等による外部電源からの電力低下或いは電力しゃ断と、整流部３１の故障等による当該整流部３１からの出力電力低下或いはしゃ断とを検出することで蓄電池３２の電源に切り替えるために設けられた装置であり、整流部３１に入力される電圧の低下と整流部３１から出力される電圧の低下とを検出して検出信号を切替制御部３６に出力する装置である。切替制御部３６は、検出部３５からの電圧低下の検出信号に応じて切替部３４を整流部３１との接続から蓄電池３２との接続に切り替える制御を行って定電圧ユニット３３に蓄電池３２を接続するとともに、電源が蓄電池電力に切り替わった旨の切替信号を各列車検知装置１０に通知する。

この電源装置３０によれば、電源装置３０外の電源を受電している平常時には外部電源からの電力が給電電力として各列車検知装置１０に供給される。一方、外部電源がしゃ断された非常時には、蓄電池３２からの蓄電池電力が給電電力として各列車検知装置１０に供給される。したがって、電源装置３０は、外部電源による電力供給が断たれた場合であっても、蓄電池３２の容量に応じた所定時間の間は、各列車検知装置１０に給電電力を供給することができる。蓄電池３２の容量は、非常時に各列車検知装置１０が必要とする電力と非常時の動作必要時間とに応じた容量とされる。

図５は、地上装置１の動作制御方法を説明するフローチャートである。地上装置１では、電源装置３０の検出部３５が、外部電源から電力供給中か否かを常時監視する。そして、外部電源のしゃ断を検出した場合には（ステップＳ１）、その旨の通知を切替制御部３６に出力する。そして、ここでの通知を受けて、切替制御部３６が、切替部３４を切り替えて定電圧ユニット３３に蓄電池３２を接続する（ステップＳ３）。また、切替制御部３６は、電源装置３０の電源が蓄電池電力に切り替わった旨の切替信号を各列車検知装置１０に通知する（ステップＳ５）。ここでの通知は、論理部１５の停止制御部１５３に出力される。

一方、各列車検知装置１０では、論理部１５の停止制御部１５３は、切替制御部３６からの切替信号を入力した場合にき電区分情報メモリ１５１を参照し、き電制御対応送信機１１ｂ以外の送信機１１ａの増幅回路停止部１１１に対して停止指示信号を出力する（ステップＳ７）。そして、この停止指示信号の入力を受けて、増幅回路停止部１１１は、当該送信機１１ａの増幅回路の増幅機能を停止させる（ステップＳ９）。

以上説明したように、本実施形態によれば、蓄電池電力による列車検知装置１０の動作時において送信機１１が消費する電力を抑え、限られた非常用の蓄電池電力を無駄に消費することなく効率よく使用できる。したがって、非常時における列車検知装置１０の消費電力を大幅に低減することができる。また、送信機１１の送信動作を停止させることによって消費電力を低減させるため、き電制御対応送信機１１ｂを含む架と含まない架とで電源装置３０からの電力供給路を分ける必要がなく、装置構成の設計や管理を簡単にすることができる。

なお、本発明を適用した実施形態の一例を上述したが、本発明を適用可能な形態は、上述した実施形態に限られない。
例えば、停止指示信号の入力を受けた送信機１１が、増幅回路の増幅機能を停止するのではなく、送信に係る回路動作全体を停止させることができるのであれば、回路動作全体を停止させることとしてもよい。
また、送信機の送信に係わる回路動作を停止させることは、列車検知信号と列車制御信号を兼ねている場合や、２つの信号を重畳する場合の方式によらない。
さらに、受信機１３での消費電力をも低減させたい場合には、停止指示信号を受信機１３へも通知することとして、受信機１３が回路動作を停止させる構成とすることとしてもよい。

また、電源装置３０（切替制御部３６）から各列車検知装置１０の論理部１５（停止制御部１５３）への切替信号の通知は、両者を直接接続して伝送する構成に限らず、ネットワークＮを介して通信接続し、電源装置３０から論理部１５へと切替信号を伝送する構成としてもよい。

１ 地上装置、１０（１０−１〜１０−ｎ） 列車検知装置、１１（１１ａ，１１ｂ） 送信機、１１１ 増幅回路停止部、１３ 受信機、１５ 論理部、１５１ き電区分情報メモリ、１５３ 停止制御部、３０ 電源装置、３１ 整流部、３２ 蓄電池、３３ 定電圧ユニット、３４ 切替部、３５ 検出部、３６ 切替制御部、Ｎ ネットワーク

Claims (4)

1. 監視対象の軌道回路毎に備えた列車検知信号を送信する送信機および受信する受信機と、前記送信機の送信に係る制御および前記受信機の受信結果に基づく制御を実行する論理部と、を備え、外部の電源装置からの給電電力で動作する列車検知装置であって、
   前記電源装置は、前記給電電力とする電源を、電源装置外から供給される電力と蓄電池電力とを切替可能に構成されており、
   前記論理部は、
   対応する軌道回路が、き電区分制御軌道回路である前記送信機の情報を記憶する記憶部と、
   前記電源装置の電源が前記蓄電池電力に切り替わった旨の切替信号を入力した場合に、前記き電区分制御軌道回路に対応する前記送信機以外の前記送信機の送信動作を停止させる停止制御部と、
   を有する、
   列車検知装置。
2. 前記送信機は、前記列車検知信号を生成して増幅する増幅回路を有し、少なくとも前記増幅回路の増幅機能を停止させることで前記列車検知信号の送信動作を停止可能に構成されている、
   請求項１に記載の列車検知装置。
3. 電源装置と、
   前記電源装置からの給電電力で動作する請求項１又は２に記載の複数の列車検知装置と、
   を具備し、
   前記電源装置は、前記給電電力とする電源を、電源装置外から供給される電力と蓄電池電力とで切替可能に構成されており、当該電源を前記蓄電池電力に切り替えた場合に前記切替信号を、前記複数の列車検知装置に出力する、
   地上装置。
4. 電源装置と、
   監視対象の軌道回路毎に備えた列車検知信号を送信する送信機および受信する受信機と、前記送信機の送信に係る制御および前記受信機の受信結果に基づく制御を実行する論理部と、を備え、前記電源装置からの給電電力で動作する複数の列車検知装置と、
   を具備した地上装置の動作制御方法であって、
   前記電源装置は、前記給電電力とする電源を、電源装置外から供給される電力と蓄電池電力とで切替可能に構成されており、
   前記電源装置が、前記電源を前記蓄電池電力に切り替えた場合に切替信号を前記複数の列車検知装置に出力するステップと、
   前記列車検知装置が、予め設定された、対応する軌道回路が、き電区分制御軌道回路である前記送信機以外の前記送信機の送信動作を、前記切替信号を入力した場合に停止させるステップと、
   を含む動作制御方法。

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