JP2020132064A - Detection method, alarm control method, detection device, and alarm control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、列車の位置および速度を検知する検知方法等に関する。 The present invention relates to a detection method for detecting the position and speed of a train.
列車の位置や速度の検知は様々な場面で利用されている。一例として踏切について説明する。鉄道の踏切には、踏切警報機や踏切しゃ断機、これらの動作を制御する踏切制御装置を含む踏切保安装置が設けられる。踏切保安装置は、列車の接近によって踏切警報機の鳴動や踏切しゃ断機の降下といった警報を開始し、列車の通過によって警報を終了する制御を行う。踏切への列車の接近や通過の検知方式としては、警報開始点や警報終止点に設置した踏切制御子によって検知する点制御方式や(例えば、特許文献1参照)、警報開始点から警報終止点までの踏切警報区間全体に軌道回路を設置し、区間内の列車を連続的に検知する連続閉電路方式、などがある。 Detection of train position and speed is used in various situations. A railroad crossing will be described as an example. Railroad crossings are provided with railroad crossing security devices including railroad crossing alarms, railroad crossing breakers, and railroad crossing control devices that control their operations. The railroad crossing security device controls to start an alarm such as a sound of a railroad crossing alarm or a descent of a railroad crossing breaker when a train approaches, and to end the alarm when the train passes. As a method for detecting the approach or passage of a train to a railroad crossing, a point control method that detects by a railroad crossing controller installed at an alarm start point or an alarm end point (see, for example, Patent Document 1), or an alarm end point from an alarm start point. There is a continuous closed circuit system that continuously detects trains in the section by installing a track circuit in the entire railroad crossing warning section.
近年、特に都市近郊区間などの運行本数が多い線区では、踏切の遮断時間が長くなる、いわゆる“開かずの踏切”が問題となっている。踏切の警報開始点は、列車が最高速度で走行する場合に、警報の開始から列車が踏切に到達するまでの警報時間が予め定められた標準警報時間を確保できるような位置に定められている。列車の運行本数が多い区間では、踏切を、同方向或いは逆方向の複数の列車が頻繁に通過することになり、各列車の警報が途切れずに連続することでしゃ断時間が長くなり易い。また、列車間隔が短い場合、列車速度が低下するため、踏切への到達時間が長くなり、その分、しゃ断時間が長くなる。 In recent years, there has been a problem of so-called "railroad crossings that do not open", in which the railroad crossing cut-off time becomes long, especially in line sections with a large number of trains such as in the suburbs of cities. The warning start point of a railroad crossing is set at a position where a predetermined standard warning time can be secured from the start of the warning until the train reaches the railroad crossing when the train runs at the maximum speed. .. In a section where the number of trains is large, a plurality of trains in the same direction or in the opposite direction frequently pass through the railroad crossing, and the warnings of each train are continuous without interruption, so that the cutoff time tends to be long. In addition, when the train interval is short, the train speed decreases, so that the time to reach the railroad crossing becomes longer, and the cutoff time becomes longer accordingly.
そこで、踏切のしゃ断時間の短縮のための様々な手法が開発されている。例えば、踏切に接近する列車の位置および速度に応じて警報開始点を切り替える手法がある。何れの手法にしても、踏切に接近する列車の位置および速度を、随時、取得する必要がある。 Therefore, various methods have been developed for shortening the railroad crossing cutoff time. For example, there is a method of switching the alarm start point according to the position and speed of the train approaching the railroad crossing. In either method, it is necessary to acquire the position and speed of the train approaching the railroad crossing at any time.
列車の位置や速度の検知が利用されている例として踏切を説明したが、踏切以外にも、列車の位置や速度を利用する或いは利用できる場面は種々ある。例えば、列車接近等の案内表示や放送を行う場合、定位置に停止したかどうかを検出する場合、等が挙げられる。 The railroad crossing has been described as an example in which the detection of the position and speed of the train is used, but there are various situations in which the position and speed of the train can be used or can be used other than the railroad crossing. For example, there is a case of displaying a guide such as a train approaching or broadcasting, a case of detecting whether or not the train has stopped at a fixed position, and the like.
列車検知としては、上記の閉そく区間の在線を検知するための軌道回路が主流であるが、軌道回路は区間単位での在線を検知する装置であるため、列車の位置および速度の検知精度には自ずと限界がある。 As for train detection, the track circuit for detecting the presence of the line in the above-mentioned block section is the mainstream, but since the track circuit is a device for detecting the presence of the line in each section, the detection accuracy of the position and speed of the train is high. Naturally there are limits.
本発明が解決しようとする課題は、地上側で列車の位置および速度を検知する新たな技術を提案すること、である。 An object to be solved by the present invention is to propose a new technique for detecting the position and speed of a train on the ground side.
上記課題を解決するための第1の発明は、
レール上を走行する列車の位置および/又は速度を検知する検知方法であって、
所定のパルス周波数のパルス波を前記レールの所定位置から周期的に送信することと、
前記列車が前記レールに在線していた場合に生じる前記パルス波に対する反射波を前記所定位置にて検出することと、
前記パルス波と前記検出された反射波との送受信間隔に基づいて、前記列車の位置および/又は速度を算出することと、
を含む検知方法である。
The first invention for solving the above problems is
A detection method that detects the position and / or speed of a train traveling on a rail.
Periodically transmitting a pulse wave of a predetermined pulse frequency from a predetermined position on the rail,
To detect the reflected wave with respect to the pulse wave generated when the train is on the rail at the predetermined position, and
To calculate the position and / or speed of the train based on the transmission / reception interval between the pulse wave and the detected reflected wave.
It is a detection method including.
第1の発明によれば、レールの所定位置からパルス波を送信してその反射波を検出するといった簡易な方法で、レール上を走行する列車の位置および/又は速度を検知することができる。つまり、レール上の列車の輪軸によってレール間が短絡され、その短絡位置でパルス波が反射するが、パルス波の送信位置である所定位置から短絡位置までの距離(レールに沿った長さ)によって、パルス波の送信から反射波の検出までの送受信間隔が変化する。このため、送受信間隔から、パルス波の反射が生じた位置、つまり、列車の位置を検知することができる。また、列車の走行に伴ってレール間の短絡位置が変化するので、送受信間隔が変化する。このため、パルス波の送信を複数回行い、それぞれの送受信間隔の変化から、パルス波の反射が生じた位置の変化、つまり、列車の位置の変化である列車の速度を検知することができる。これらにより、地上側の所定位置において、列車の位置および/又は速度を検知することが可能となる。 According to the first invention, the position and / or speed of a train traveling on a rail can be detected by a simple method such as transmitting a pulse wave from a predetermined position on the rail and detecting the reflected wave. That is, the rails are short-circuited by the wheel axis of the train on the rail, and the pulse wave is reflected at the short-circuited position, but the distance from the predetermined position, which is the transmission position of the pulse wave, to the short-circuited position (the length along the rail) , The transmission / reception interval from the transmission of the pulse wave to the detection of the reflected wave changes. Therefore, the position where the pulse wave is reflected, that is, the position of the train can be detected from the transmission / reception interval. In addition, since the short-circuit position between the rails changes as the train travels, the transmission / reception interval changes. Therefore, the pulse wave is transmitted a plurality of times, and the change in the position where the pulse wave is reflected, that is, the change in the position of the train, can be detected from the change in the transmission / reception interval of each. These make it possible to detect the position and / or speed of the train at a predetermined position on the ground side.
第2の発明は、第1の発明において、
前記反射波の前記検出の有無、および、前記算出された前記列車の位置、に基づいて、前記パルス周波数を制御すること、
を更に含む検知方法である。
The second invention is the first invention.
Controlling the pulse frequency based on the presence / absence of the detection of the reflected wave and the calculated position of the train.
Is a detection method that further includes.
第2の発明によれば、反射波の検出の有無、および、算出した列車位置に基づいて、パルス波のパルス周波数を制御することで、反射波を検出し易くし、列車の位置および/又は速度を確実に検知することが可能となる。つまり、パルス波はレール中の伝播距離が長くなるにつれて減衰する。例えば、列車が存在しない場合や、在線するが所定位置から遠方である場合には、反射波が検出されにくくなる。このため、反射波が検出されない場合や、算出した列車位置が遠い場合には、パルス波のパルス周波数を低くすることで、パルス波のパルス幅が長くなり反射波を検出し易くすることができる。 According to the second invention, by controlling the pulse frequency of the pulse wave based on the presence / absence of detection of the reflected wave and the calculated train position, the reflected wave can be easily detected, and the position of the train and / or It is possible to reliably detect the speed. That is, the pulse wave is attenuated as the propagation distance in the rail increases. For example, when the train does not exist, or when the train is on the line but far from the predetermined position, it becomes difficult to detect the reflected wave. Therefore, when the reflected wave is not detected or when the calculated train position is far, the pulse frequency of the pulse wave is lowered to increase the pulse width of the pulse wave and facilitate the detection of the reflected wave. ..
第3の発明は、第2の発明において、
前記パルス周波数を制御することは、前記反射波の前記検出がなされない場合の周波数に比べて、前記算出された前記列車の位置が前記所定位置に近いことを示す所定の近距離条件を満たす場合の周波数の方が、高くなるように制御することを含む、
検知方法である。
The third invention is the second invention.
Controlling the pulse frequency satisfies a predetermined short-distance condition indicating that the calculated position of the train is closer to the predetermined position than the frequency when the reflected wave is not detected. Including controlling the frequency to be higher,
It is a detection method.
パルス波はレール中の伝播距離が長くなるにつれて減衰するため、伝播距離が長い場合にはパルス幅が長くなるようにパルス周波数を低くし、伝播距離が短い場合にはパルス幅が短くなるようにパルス周波数を高くすることが好適である。このため、第3の発明のように、反射波が検出されない場合の周波数に比べて、列車位置が所定位置に近い場合の周波数のほうが高くなるように制御することで、反射波を検出し易くし、列車の位置および/又は速度をより精度良く検知することが可能となる。 Since the pulse wave is attenuated as the propagation distance in the rail increases, the pulse frequency should be lowered so that the pulse width becomes longer when the propagation distance is long, and the pulse width becomes shorter when the propagation distance is short. It is preferable to increase the pulse frequency. Therefore, as in the third invention, the reflected wave can be easily detected by controlling the frequency when the train position is close to the predetermined position to be higher than the frequency when the reflected wave is not detected. However, it becomes possible to detect the position and / or speed of the train more accurately.
第4の発明は、第1の発明において、
前記送信することは、第1のパルス周波数による第1のパルス波と、前記第1のパルス周波数より高い第2のパルス周波数による第2のパルス波とを重畳させて、又は、順次切り替えて送信することを含み、
前記検出することは、前記第1のパルス波に対する第1の反射波と、前記第2のパルス波に対する第2の反射波とを検出することを含み、
前記算出することは、前記第1のパルス波と前記検出された第1の反射波との送受信間隔を含む第1の送受信状況と、前記第2のパルス波と前記検出された第2の反射波との送受信間隔を含む第2の送受信状況と、に基づいて、前記列車の位置および/又は速度を算出することを含む、
検知方法である。
The fourth invention is the first invention.
The transmission involves superimposing the first pulse wave having the first pulse frequency and the second pulse wave having the second pulse frequency higher than the first pulse frequency, or sequentially switching the transmission. Including doing
The detection includes detecting a first reflected wave with respect to the first pulse wave and a second reflected wave with respect to the second pulse wave.
The calculation is the first transmission / reception situation including the transmission / reception interval between the first pulse wave and the detected first reflected wave, and the second pulse wave and the detected second reflection. Including calculating the position and / or speed of the train based on a second transmission / reception situation including a transmission / reception interval with a wave.
It is a detection method.
パルス波はレール中の伝播距離が長くなるにつれて減衰するため、例えば、列車が存在しない場合や、在線するが所定位置から遠方である場合には、反射波が検出されにくくなる。このため、第4の発明のように、パルス周波数が異なる2種類のパルス波(第1のパルス波、第2のパルス波)を重畳させて、又は、順次切り替えて送信し、それぞれについての送受信状況に基づくことで、列車の位置および/又は速度をより精度良く検知することが可能となる。 Since the pulse wave is attenuated as the propagation distance in the rail increases, it becomes difficult to detect the reflected wave, for example, when there is no train or when the train is on the line but far from a predetermined position. Therefore, as in the fourth invention, two types of pulse waves having different pulse frequencies (first pulse wave and second pulse wave) are superposed or sequentially switched and transmitted, and transmission / reception for each is performed. Based on the situation, the position and / or speed of the train can be detected more accurately.
第5の発明は、第4の発明において、
前記算出することは、
前記列車の位置が前記所定位置から遠いことを示す所定の遠距離条件を満たす場合には前記第1の送受信状況に基づいて前記列車の位置および/又は速度を算出することと、
前記列車の位置が前記所定位置に近いことを示す所定の近距離条件を満たす場合には前記第2の送受信状況に基づいて前記列車の位置および/又は速度を算出することと、
を含む、
検知方法である。
The fifth invention is the fourth invention.
The above calculation is
When a predetermined long distance condition indicating that the position of the train is far from the predetermined position is satisfied, the position and / or speed of the train is calculated based on the first transmission / reception situation.
When the predetermined short distance condition indicating that the position of the train is close to the predetermined position is satisfied, the position and / or speed of the train is calculated based on the second transmission / reception situation.
including,
It is a detection method.
パルス波はレール中の伝播距離が長くなるにつれて減衰する。このため、第5の発明のように、算出した列車の位置が所定位置から遠い場合には、パルス周波数が低いほうの第1のパルス波についての第1の送受信状況に基づき、算出した列車の位置が所定位置から近い場合には、パルス周波数が高いほうの第2のパルス波についての第2の送受信状況に基づくことで、列車の位置および/又は速度をより精度良く検知することが可能となる。 The pulse wave is attenuated as the propagation distance in the rail increases. Therefore, as in the fifth invention, when the calculated train position is far from the predetermined position, the calculated train position is based on the first transmission / reception status of the first pulse wave having the lower pulse frequency. When the position is close to the predetermined position, it is possible to detect the position and / or speed of the train more accurately based on the second transmission / reception status of the second pulse wave having the higher pulse frequency. Become.
第6の発明は、第1〜第5の何れかの発明において、
前記反射波の前記検出の有無に基づいて、所定区間内の列車の在線有無を判定すること、
を更に含む検知方法である。
The sixth invention is the invention of any one of the first to fifth aspects.
Determining the presence or absence of a train in a predetermined section based on the presence or absence of the detection of the reflected wave.
Is a detection method that further includes.
パルス波はレール中の伝播距離が長くなるにつれて減衰するため、例えば、列車が存在しない場合や、在線するが所定位置から遠方である場合には、反射波が検出されなくなる。このため、第6の発明のように、反射波が検出されない場合には、所定区間内に列車が在線していないことを判定することができる。所定区間は、例えば、パルス波のレール中の伝播距離と減衰の程度との関係から、反射波がほぼ検出されないとみなせる伝播距離までの区間として定めることができる。 Since the pulse wave is attenuated as the propagation distance in the rail becomes longer, the reflected wave is not detected, for example, when there is no train or when the train is on the line but far from the predetermined position. Therefore, as in the sixth invention, when the reflected wave is not detected, it can be determined that the train is not present in the predetermined section. The predetermined section can be defined as, for example, a section from the relationship between the propagation distance of the pulse wave in the rail and the degree of attenuation to the propagation distance at which the reflected wave can be regarded as almost undetectable.
第7の発明は、
踏切の警報制御方法であって、
前記踏切内または前記踏切から所定距離内に前記所定位置を定め、前記踏切に対する、1)列車の位置、或いは、2)列車の位置および速度を、第1〜第6の何れかの発明の検知方法により検知することと、
前記検知結果に基づいて、前記踏切の警報制御の開始タイミングおよび/又は終止タイミングを決定することと、
を含む警報制御方法である。
The seventh invention is
This is a railroad crossing alarm control method.
The predetermined position is determined within the railroad crossing or within a predetermined distance from the railroad crossing, and 1) the position of the train or 2) the position and speed of the train with respect to the railroad crossing is detected by any one of the first to sixth inventions. Detecting by method and
Determining the start timing and / or end timing of the warning control of the railroad crossing based on the detection result.
It is an alarm control method including.
第7の発明によれば、踏切に対する列車の位置や速度を検知することができ、検知した列車の位置や速度に基づいて踏切の警報制御の開始タイミングおよび/又は終止タイミングを決定することで、踏切のしゃ断時間を短縮するような制御が可能となる。 According to the seventh invention, the position and speed of the train with respect to the railroad crossing can be detected, and the start timing and / or end timing of the warning control of the railroad crossing is determined based on the detected position and speed of the train. Control that shortens the railroad crossing cutoff time becomes possible.
第8の発明として、
レール上を走行する列車の位置および/又は速度を検知する検知装置であって、
所定のパルス周波数のパルス波を前記レールの所定位置から周期的に送信する送信部と、
前記列車が前記レールに在線していた場合に生じる前記パルス波に対する反射波を前記所定位置にて検出する検出部と、
前記送信部による前記パルス波の送信と前記検出部よる前記反射波の検出との送受信間隔に基づいて、前記列車の位置および/又は速度を算出する算出部と、
を備えた検知装置を構成しても良い。
As the eighth invention
A detection device that detects the position and / or speed of a train running on a rail.
A transmitter that periodically transmits a pulse wave of a predetermined pulse frequency from a predetermined position on the rail,
A detection unit that detects a reflected wave with respect to the pulse wave generated when the train is on the rail at the predetermined position, and a detection unit.
A calculation unit that calculates the position and / or speed of the train based on the transmission / reception interval between the transmission of the pulse wave by the transmission unit and the detection of the reflected wave by the detection unit.
A detection device including the above may be configured.
第8の発明によれば、第1の発明の作用効果を有する検知装置を実現することができる。 According to the eighth invention, it is possible to realize a detection device having the action and effect of the first invention.
第9の発明として、
踏切の警報制御装置であって、
前記踏切内または前記踏切から所定距離内に前記所定位置を定め、前記踏切に対する、1)列車の位置、或いは、2)列車の位置および速度を検知する第8の発明の検知装置と、
前記検知装置による検知結果に基づいて、前記踏切の警報制御の開始タイミングおよび/又は終止タイミングを決定するタイミング決定部と、
を備えた警報制御装置を構成しても良い。
As the ninth invention
A railroad crossing alarm control device
The detection device of the eighth invention which determines the predetermined position in the railroad crossing or within a predetermined distance from the railroad crossing and detects 1) the position of the train or 2) the position and speed of the train with respect to the railroad crossing.
A timing determination unit that determines the start timing and / or end timing of the alarm control of the railroad crossing based on the detection result by the detection device.
An alarm control device including the above may be configured.
第9の発明によれば、第7の発明の作用効果を有する警報制御装置を実現することができる。 According to the ninth invention, it is possible to realize an alarm control device having the action and effect of the seventh invention.
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、以下に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、同一要素には同一符号を付す。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not limit the present invention, and the embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the following embodiments. Further, in the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals.
[全体構成]
図1は、本実施形態の警報制御装置30の適用例である。図1に示すように、警報制御装置30は、鉄道における踏切10の近傍に設置され、踏切10に設置されている踏切しゃ断機12や踏切警報機14といった踏切保安設備を制御する。具体的には、レール上を走行する列車の接近によって踏切しゃ断機12の降下や踏切警報機14の鳴動等による警報を開始し、その後、列車の通過によって警報を停止するといった制御を行う。警報制御装置30は、踏切10に対する列車の位置および速度を検知する検知装置40を有し、この検知装置40が検知した列車の位置および速度に基づいて、踏切10の警報制御を行う。
[overall structure]
FIG. 1 is an application example of the
[原理]
(A)列車の位置の検知
検知装置40による列車の位置および速度の検知について説明する。図2は、検知装置40による列車の検知方法を説明する図である。検知装置40は、レールRの所定位置Piからパルス波を周期的に送信する。パルス波を送信する所定位置Piは、踏切10内或いは踏切10からの距離が所定距離内である列車の進入側の位置である。パルス波は、例えば、所定周波数の正弦波の信号や、この正弦波を自乗した信号、或いは、方形波の信号を生成し、その波形の正値の半周期分の信号波形を取り出すことで生成することができる。勿論、パルス波はこれに限らない。例えば、正値とゼロと負値とを含む1周期分の信号波形をパルス波としてもよいし、三角波の半周期あるいは1周期分の信号波形をパルス波としてもよい。パルス波の送信間隔は、後述する送受信間隔Δtよりも十分に長い時間(例えば0.1秒以上)とする。検知装置40は、パルス波を、レールRの所定位置Piから送信する。
[principle]
(A) Detection of Train Position The detection of train position and speed by the
レールR上に列車が存在する場合、その列車の輪軸によってレールR間が短絡されることから、その短絡位置Prでパルス波が反射し、所定位置Piにおいて反射波が検出される。所定位置Piにおけるパルス波の送信から反射波の検出までに要した送受信間隔Δtから、所定位置Piから短絡位置Prまでの距離Dは、次式(1)で求められる。
式(1)において、Vpは、レールR中の電磁波の伝播速度であり、次式(3)で与えられる。
この距離Dが、列車の位置に相当する。つまり、所定位置Piから距離Dだけ離れた位置が、パルス波の反射が生じた時刻trにおける列車の位置(精確には、先頭車両の輪軸による短絡位置Pr)である。所定位置Piがキロ程で表されているならば、その位置に距離Dを加算或いは減算することで、キロ程で表される列車位置に変換することができる。パルス波の反射が生じた時刻trは、次式(4)で与えられる。
(B)列車の速度の検知
このように、検知装置40は、パルス波の送信からその反射波の検出までの送受信間隔Δtから列車位置を検知する。更に、パルス波の送信およびその反射波の検出を連続して複数回行い、それぞれの送受信間隔Δtの変化から、パルス波の反射が生じた位置の変化、つまり、列車位置の変化から列車の速度を検知する。
(B) Detection of train speed In this way, the
図3は、検知装置40による列車の速度の検知方法を説明する図である。図3(a)に示すように、1回目のパルス波の送信時刻を時刻ti1、反射波の検出時刻を時刻ts1とすると、送受信間隔Δt1は、Δt1=ts1−ti1、である。そして、パルス波の反射が生じた反射時刻tr1は、次式(5)となり、その反射が生じた位置Pr1までの距離D1は、次式(6)となる。
次いで、図3(b)に示すように、2回目のパルス波の送信時刻を時刻ti2、反射波の検出時刻を時刻ts2とすると、送受信間隔Δt2は、Δt2=ts2−ti2、である。そして、パルス波の反射が生じた反射時刻tr2は、次式(7)となり、その反射が生じた位置Pr2までの距離D2は、次式(8)となる。
従って、時刻tr1,tr2の間の列車位置の変化から、列車の速度Vは、次式(9)で与えられる。
なお、レールR上に列車が存在しない場合、或いは、存在するが充分遠い場合には、パルス波の反射が生じない、或いは、パルス波や反射波が減衰することで所定位置Piにおいて反射波は検出されない。この場合、レールRの所定区間内(具体的には、所定位置Piを含む軌道回路内や、反射波が検出されると推定され得る最大距離の範囲内)に列車は存在しないと判断する。 In the case where the train on the rail R is absent, or is the case, but sufficiently distant presence, reflections of the pulse wave does not occur, or the reflected wave at the predetermined position P i in the pulse wave and the reflected wave is attenuated Is not detected. In this case, it is determined that the train does not exist within the predetermined section of the rail R (specifically, within the track circuit including the predetermined position Pi or within the range of the maximum distance at which the reflected wave can be estimated to be detected).
また、パルス波の送信およびその反射波の検出を連続して複数回行うことで、列車の進行方向も判定することができる。具体的には、今回の反射波の検出による距離D2と、前回の反射波の検出による距離D1とを比較し、前回の距離D1より今回の距離D2のほうが小さければ、列車が所定位置Piに近づいていると判定し、逆に、前回の距離D1より今回の距離D2のほうが大きければ、列車が所定位置Piから遠ざかっていると判定することができる。 Further, the traveling direction of the train can be determined by continuously transmitting the pulse wave and detecting the reflected wave a plurality of times. Specifically, the distance D 2 by the detection of the reflected wave this time is compared with the distance D 1 by the detection of the reflected wave last time, and if the distance D 2 this time is smaller than the distance D 1 last time, the train determined to be approaching a predetermined position P i, conversely, the larger the better of this distance D 2 from the previous distance D 1, the train can be determined to stay away from a predetermined position P i.
(C)パルス波の制御
検知装置40は、パルス波の送信およびその反射波の検出を連続して複数回行うことで、踏切10に接近する列車の位置および速度を断続的に検知することができる。このとき、反射波の有無、および、算出した列車の位置に基づいて、パルス波のパルス周波数(パルス幅)を制御する。具体的には、反射波の検出がなされない場合のパルス周波数に比べて、検知した列車の位置が所定位置に近いことを示す所定の近距離条件を満たす場合にパルス周波数のほうが高くなるように制御する。なお、パルス波のパルス周波数を制御することは、パルス波のパルス幅を制御することに相当する。つまり、パルス周波数を高くすることは、パルス波のパルス幅を短くすることであり、パルス周波数を低くすることは、パルス波のパルス幅を長くすることである。
(C) Pulse wave control The
検知装置40は、踏切10に接近してくる列車の位置および速度を検知するため、先ず、列車が充分に遠方であって反射波が検出されない状況では、パルス波のパルス周波数を所定の初期周波数F0とする。その後、列車の接近によって、反射波を検出して列車の位置および速度が検知できるようになった以降は、検知した列車位置に応じて、次回のパルス波のパルス周波数を、初期周波数F0より高いパルス周波数に変更する。
Since the
列車位置に応じたパルス周波数の変更は、例えば、所定位置Piから列車位置までの距離が所定距離以下であることを近距離条件として、この近距離条件を満たした場合に、より高いパルス周波数に変更することで実現できる。また、列車位置(所定位置Piからの距離Dに相当)とパルス周波数Fとの対応関係を、データテーブルや、距離Dを変数とする関係式(F=f(D))といった形式で予め定めておき、検知した列車位置に対応するパルス周波数Fに変更することとしてもよい。列車は踏切10に接近してくることから、パルス波のパルス周波数Fを徐々に高くするように対応関係を定めておくとよい。これは、レールを伝播する信号の伝播距離が長いほど、パルス波の波形の減衰が大きくなり、反射波が検出されにくくなるため、伝播距離が長い場合にはパルス周波数を低くしてパルス幅を長く、伝播距離が短い場合にはパルス周波数を高くしてパルス幅を短くすることが好適であるためである。
The pulse frequency can be changed according to the train position, for example, with the short distance condition that the distance from the predetermined position Pi to the train position is equal to or less than the predetermined distance, and when this short distance condition is satisfied, the pulse frequency is higher. It can be realized by changing to. Further, the correspondence between the train position (corresponding to the distance D from the predetermined position P i) and the pulse frequency F, and the data table, the distance D in advance in the form such relation to variable (F = f (D)) It may be determined and changed to the pulse frequency F corresponding to the detected train position. Since the train approaches the
(D)警報制御の開始タイミング
警報制御装置30による踏切の警報制御について説明する。警報制御装置30は、検知装置40によって検知された列車の位置および速度に基づいて、踏切10の警報制御の開始タイミングおよび終止タイミングを制御する。具体的には、踏切の手前に定められた警報開始点に列車が到達すると、踏切の警報制御を開始する。警報開始点は、線区に定められる最高速度で走行している列車が踏切に到達する前に余裕をもって踏切のしゃ断が完了する位置に定められる。その後、踏切の進出側に定められた警報終止点に列車が到達すると、警報制御を終了する。
(D) Alarm control start timing The alarm control of a railroad crossing by the
警報制御装置30は、接近する列車の速度に応じて警報開始点の位置を変更する。具体的には、接近している列車の速度が遅いほど、踏切10から近い位置となるように警報開始点を変更する。検知装置40は、踏切10に接近してくる列車の位置および速度を検知するため、先ず、列車が充分に遠方であって反射波が検出されない状況では、警報開始点を所定の初期位置P0とする。この初期位置P0は、列車が線区に定められた最高速度で走行する場合を想定した警報開始位置である。その後、列車の接近によって、反射波を検出して列車の位置および速度が検知できるようになった以降は、検知した列車速度に応じて、警報開始点の位置を、初期位置P0より踏切10に近い位置に変更する。
The
列車速度に応じた警報開始点の変更は、例えば、列車速度Vと警報開始点Pの位置との対応関係を、データテーブルや、列車速度Vを変数とする関係式(P=f(V))といった形式で予め定めておき、検知した列車速度に対応する位置に警報開始点を変更するようにすればよい。 The change of the warning start point according to the train speed is, for example, a relational expression (P = f (V)) in which the correspondence relationship between the train speed V and the position of the warning start point P is set as a data table or the train speed V as a variable. ), And the alarm start point may be changed to a position corresponding to the detected train speed.
また、警報制御装置30は、検知された列車速度に応じて警報開始点の位置を変更すると、列車速度とともに検知された列車位置が警報開始点に到達しているかを判断する。そして、到達しているならば、直ちに、踏切の警報制御を開始させ、到達していないならば、検知された走行速度で走行した場合の警報開始点の到達時刻を予測して警報開始タイミングとする。なお、踏切10の警報制御を開始した後は、列車が踏切10を通過するまで警報制御を終了しない。列車の踏切10の通過は、同様に、列車位置が警報終止点に到達したかによって判断する。警報終止点に到達したならば、踏切10の警報制御を終了させる。
Further, when the position of the alarm start point is changed according to the detected train speed, the
なお、単線の場合、踏切を両方向の列車が通過するため、踏切の両側それぞれに警報開始点および警報終止点が設けられる。上述のように、本実施形態の警報制御装置30は、列車の進行方向をも判定できるので、一方向から踏切に接近して踏切を通過した列車が、当該列車からみて踏切の進出側に設けられている他方向の列車のための警報開始点に到達した場合には、列車の進行方向から、不要な警報制御を開始しないようにすることができる。
In the case of a single track, since trains in both directions pass through the railroad crossing, warning start points and warning end points are provided on both sides of the railroad crossing. As described above, since the
[機能構成]
図1に示したように、警報制御装置30は、踏切10に接近および進出する列車の位置および速度を検知する検知装置40と、検知装置40が検知した列車の位置および速度に基づいて、踏切の警報制御の開始および終止タイミングを決定するタイミング決定部32とを有する。検知装置40は、送信部42と、検出部44と、算出部46とを有する。
[Functional configuration]
As shown in FIG. 1, the
送信部42は、レールRの所定位置Piから、所定のパルス周波数のパルス波を周期的に送信する。パルス波の送信タイミングやパルス周波数は、算出部46の指示に従う。また、パルス波を送信すると、その送信時刻tiを算出部46に出力する。
検出部44は、列車がレールRに在線した場合に生じるパルス波に対する反射波を検出する。検出位置は、パルス波の送信位置と同じ所定位置Piである。検出部44は、反射波を検出すると、その検出時刻tsを算出部46に出力する。
The
算出部46は、送信部42が送信したパルス波と検出部44が検出した反射波との送受信間隔および送受信間隔の変化に基づいて、列車の位置および速度を算出する。具体的には、送信部42によるパルス波の送信時刻tiから、検出部44による反射波の検出時刻tsまでの経過時間を送受信間隔Δtとして求め、式(1)に従って、所定位置Piから反射が生じた位置までの距離Dを算出し、この距離Dに基づいて列車位置を算出する。また、式(9),(10)に従って、列車速度を算出する。
The
また、算出部46は、送信部42によるパルス波の送信タイミングやパルス周波数を制御する。送信タイミングは、今回のパルス波の送信時刻から、次回のパルス波の送信時刻までの時間間隔が、所定の送信待機時間よりも長くなるように制御する。送信待機時間は、パルス波が、検知対象区間の進入側の端部で反射した場合に反射波が所定位置Piに到達するまでに要する時間、である。検知対象区間は、検知装置40が列車の位置および速度の検知対象とする区間であり、具体的には、列車が線区に定められる最高速度で走行する場合の警報開始点を含む長さの区間とし、パルス波の減衰や、絶縁継ぎ目の有無を考慮して定められる。
In addition, the
パルス周波数については、算出した列車位置に応じて制御する。つまり、パルス波を送信しても反射波が検出されない状況では、パルス周波数を所定の初期周波数F0とする。その後、反射波が検出されて列車位置を算出すると、パルス周波数設定データ48に従って、算出した列車位置に対応するパルス周波数Fを、次回のパルス波のパルス周波数とする。 The pulse frequency is controlled according to the calculated train position. That, and send the pulse wave in a situation where the reflected wave is not detected, the pulse frequency and a predetermined initial frequency F 0. After that, when the reflected wave is detected and the train position is calculated, the pulse frequency F corresponding to the calculated train position is set as the pulse frequency of the next pulse wave according to the pulse frequency setting data 48.
図4に、パルス周波数設定データ48の一例を示す。パルス周波数設定データ48は、例えば、図4(a)に示すような、列車位置に相当する所定位置Piからパルス波の反射位置までの距離Dと、パルス周波数Fとを対応付けたデータテーブルとしても良い。或いは、図4(b)に示すような、距離Dとパルス周波数Fとの関係のグラフを表す関係式(F=f1(D),f2(D))としても良い。何れの対応関係も、距離Dが長くなるにつれてパルス周波数Fが低くなるように定められている。 FIG. 4 shows an example of the pulse frequency setting data 48. Pulse frequency setting data 48 is, for example, as shown in FIG. 4 (a), the distance D from the predetermined position P i to the reflection position of the pulse wave corresponding to the train position data table that associates a pulse frequency F May be. Alternatively, a relational expression (F = f1 (D), f2 (D)) representing a graph of the relationship between the distance D and the pulse frequency F as shown in FIG. 4B may be used. In each of the correspondence relationships, the pulse frequency F is set to decrease as the distance D increases.
また、算出部46は、初期位置Piからパルス波の反射が生じた位置までの距離Dの変化に基づいて、列車の進行方向を判定する。具体的には、今回の反射波の検出による距離D2と、前回の反射波の検出による距離D1とを比較し、前回の距離D1より今回の距離D2のほうが小さければ、列車が所定位置Piに近づいている、つまり、踏切10に近づく方向に進行しており、逆に、前回の距離D1より今回の距離D2のほうが大きければ、列車が所定位置Piから遠ざかっている、つまり、踏切10を通過して踏切10から遠ざかる方向に進行している、と判定することができる。
Further, the
タイミング決定部32は、検知装置40の検知結果である列車の位置および速度に基づいて、踏切10の警報制御の開始タイミングおよび終止タイミングを決定する。具体的には、警報開始点設定データ34に従って、検知された列車速度に対応する位置に警報開始点を変更・設定する。
The
図5に、警報開始点設定データ34の一例を示す。警報開始点設定データ34は、例えば、図5(a)に示すような、列車速度Vと、踏切10から警報開始点までの距離Lとを対応付けたデータテーブルとしても良い。或いは、図5(b)に示すような、列車速度Vと距離Lとの関係のグラフを表す関係式(L=f3(V),f4(V))としても良い。何れの対応関係も、列車速度Vが速くなるにつれて距離Lが長くなるように定められている。
FIG. 5 shows an example of the alarm start
タイミング決定部32は、検知された列車位置が、設定した警報開始点に到達しているかを判断し、到達しているならば、警報制御の開始タイミングが到来していると判断して、直ちに、踏切10の踏切保安設備に対して警報制御を開始させる。列車位置が警報開始点に到達していないならば、検知された走行速度で走行した場合の警報開始点の到達時刻を予測して警報制御の開始タイミングとする。その後、列車位置が所定の警報終止点に到達しているかを判断し、到達しているならば、警報制御の終止タイミングが到来したと判断して、踏切10の踏切保安設備に対して警報制御を終了させる。
The
なお、警報開始点を列車速度にかかわらず固定位置としてもよい。この場合、タイミング決定部32は、検知された列車位置が当該警報開始点に到達しているかを判断して、警報制御の開始タイミングが到来しているかを判断する。つまり、検知装置40の検知結果である列車の位置に基づいて、踏切の警報制御の開始タイミングおよび終止タイミングを決定する。
The alarm start point may be a fixed position regardless of the train speed. In this case, the
[作用効果]
このように、本実施形態の警報制御装置30によれば、レールRの所定位置Piからパルス波を送信してその反射波を検出するといった簡易な方法で、地上の所定位置からの列車の位置および速度を検知することができる。また、検知した列車の位置および速度に基づいて踏切10の警報制御の開始および終止タイミングを決定することができるため、踏切のしゃ断時間を短縮する制御が可能となる。
[Action effect]
In this manner, according to the
[変形例]
なお、本発明を適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
[Modification example]
It should be noted that the embodiment to which the present invention can be applied is not limited to the above-described embodiment, and of course, it can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
例えば、パルス周波数が異なる複数種類のパルス波を重畳させて、又は、順次切り替えて交互に送信することにしても良い。具体的には、第1のパルス周波数F1による第1のパルス波と、第1のパルス周波数F1より高い第2のパルス周波数F2による第2のパルス波とを重畳させて、又は、順次切り替えて交互に送信し、反射波として、第1のパルス波に対する第1の反射波と、第2のパルス波に対する第2の反射波とを検出する。そして、第1のパルス波と第1の反射波との送受信間隔および送受信間隔の時間変化である第1の送受信状況に基づく列車の位置および速度と、第2のパルス波と第2の反射波との送受信間隔および送受信間隔の時間変化である第2の送受信状況に基づく列車の位置および速度とを算出し、これらから最終的な列車の位置および速度を決定する。前回検知した列車位置の所定位置Piからの距離が所定距離以上であることを列車位置が所定位置Piから遠いことを示す遠距離条件として、遠距離条件を満たす場合には、第1の送受信状況に基づく列車の位置および速度を採用し、前回検知した列車位置の所定位置Piからの距離が所定距離以下であることを列車位置が所定位置Piから近いことを示す近距離条件として、近距離条件を満たす場合には、第2の送受信状況に基づく列車の位置および速度を採用することで、列車の位置および速度をより精度良く検知することが可能となる。或いは、検出した反射波の減衰の程度が小さいほうといったように何れか一方を採用したり、両方の平均値を求める、としてもよい。 For example, a plurality of types of pulse waves having different pulse frequencies may be superposed, or may be sequentially switched and transmitted alternately. Specifically, the first pulse wave having the first pulse frequency F1 and the second pulse wave having the second pulse frequency F2 higher than the first pulse frequency F1 are superposed or sequentially switched. It is transmitted alternately, and the first reflected wave with respect to the first pulse wave and the second reflected wave with respect to the second pulse wave are detected as reflected waves. Then, the position and speed of the train based on the first transmission / reception situation, which is the time change between the transmission / reception interval between the first pulse wave and the first reflected wave and the transmission / reception interval, and the second pulse wave and the second reflected wave. The position and speed of the train based on the second transmission / reception situation, which is the time change of the transmission / reception interval and the transmission / reception interval, are calculated, and the final position and speed of the train are determined from these. As far condition indicating that the train position is far from the predetermined position P i that distance from a predetermined position P i of the train position detection last is the predetermined distance or more, if long distance condition is satisfied, the first employing the position and speed of the train based on the reception status, as short-range condition indicating that the train position is close to the predetermined position P i that distance from a predetermined position P i of the train position the previously detected is the predetermined distance or less When the short-distance condition is satisfied, the position and speed of the train can be detected more accurately by adopting the position and speed of the train based on the second transmission / reception situation. Alternatively, either one may be adopted, such as the one with the smaller degree of attenuation of the detected reflected wave, or the average value of both may be obtained.
上述した実施形態では、検知した列車の位置および速度を踏切制御に利用する場合の例を説明した。しかし、検知した列車の位置および速度を利用できる形態は、上述した踏切制御に限らない。例えば、駅の定位置に停止したか否かを検知する形態に、上述した実施形態を適用し、定位置への停止を検知した場合に、ホームドア(ホーム柵)の制御を行うこととしてもよい。具体的には、列車位置が停止位置目標の近傍で、且つ列車速度がゼロ、すなわち停止した場合に、ホーム柵の扉を開制御する。 In the above-described embodiment, an example of using the detected train position and speed for railroad crossing control has been described. However, the form in which the detected train position and speed can be used is not limited to the railroad crossing control described above. For example, the above-described embodiment may be applied to a form for detecting whether or not a train has stopped at a fixed position of a station, and when a stop at a fixed position is detected, a platform door (platform fence) may be controlled. Good. Specifically, when the train position is near the stop position target and the train speed is zero, that is, when the train stops, the door of the home fence is opened and controlled.
また、検出部44による反射波の検出は、適宜公知技術を利用することができるが、検出した反射波の波形データを蓄積して学習するいわゆる機械学習の技術を適用することとしてもよい。
Further, for the detection of the reflected wave by the
10…踏切
12…踏切しゃ断機、14…踏切警報機
30…警報制御装置
32…タイミング決定部、34…警報開始点設定データ
40…検知装置
42…送信部、44…検出部
46…算出部、48…パルス周波数設定データ
R…レール
10 ... Railroad crossing 12 ... Railroad crossing breaker, 14 ...
Claims (9)
所定のパルス周波数のパルス波を前記レールの所定位置から周期的に送信することと、
前記列車が前記レールに在線していた場合に生じる前記パルス波に対する反射波を前記所定位置にて検出することと、
前記パルス波と前記検出された反射波との送受信間隔に基づいて、前記列車の位置および/又は速度を算出することと、
を含む検知方法。 A detection method that detects the position and / or speed of a train traveling on a rail.
Periodically transmitting a pulse wave of a predetermined pulse frequency from a predetermined position on the rail,
To detect the reflected wave with respect to the pulse wave generated when the train is on the rail at the predetermined position, and
To calculate the position and / or speed of the train based on the transmission / reception interval between the pulse wave and the detected reflected wave.
Detection method including.
を更に含む請求項1に記載の検知方法。 Controlling the pulse frequency based on the presence / absence of the detection of the reflected wave and the calculated position of the train.
The detection method according to claim 1, further comprising.
請求項2に記載の検知方法。 Controlling the pulse frequency satisfies a predetermined short-distance condition indicating that the calculated position of the train is closer to the predetermined position than the frequency when the reflected wave is not detected. Including controlling the frequency to be higher,
The detection method according to claim 2.
前記検出することは、前記第1のパルス波に対する第1の反射波と、前記第2のパルス波に対する第2の反射波とを検出することを含み、
前記算出することは、前記第1のパルス波と前記検出された第1の反射波との送受信間隔を含む第1の送受信状況と、前記第2のパルス波と前記検出された第2の反射波との送受信間隔を含む第2の送受信状況と、に基づいて、前記列車の位置および/又は速度を算出することを含む、
請求項1に記載の検知方法。 The transmission involves superimposing the first pulse wave having the first pulse frequency and the second pulse wave having the second pulse frequency higher than the first pulse frequency, or sequentially switching the transmission. Including doing
The detection includes detecting a first reflected wave with respect to the first pulse wave and a second reflected wave with respect to the second pulse wave.
The calculation is the first transmission / reception situation including the transmission / reception interval between the first pulse wave and the detected first reflected wave, and the second pulse wave and the detected second reflection. Including calculating the position and / or speed of the train based on a second transmission / reception situation including a transmission / reception interval with a wave.
The detection method according to claim 1.
前記列車の位置が前記所定位置から遠いことを示す所定の遠距離条件を満たす場合には前記第1の送受信状況に基づいて前記列車の位置および/又は速度を算出することと、
前記列車の位置が前記所定位置に近いことを示す所定の近距離条件を満たす場合には前記第2の送受信状況に基づいて前記列車の位置および/又は速度を算出することと、
を含む、
請求項4に記載の検知方法。 The above calculation is
When a predetermined long distance condition indicating that the position of the train is far from the predetermined position is satisfied, the position and / or speed of the train is calculated based on the first transmission / reception situation.
When the predetermined short distance condition indicating that the position of the train is close to the predetermined position is satisfied, the position and / or speed of the train is calculated based on the second transmission / reception situation.
including,
The detection method according to claim 4.
を更に含む請求項1〜5の何れか一項に記載の検知方法。 Determining the presence or absence of a train in a predetermined section based on the presence or absence of the detection of the reflected wave.
The detection method according to any one of claims 1 to 5, further comprising.
前記踏切内または前記踏切から所定距離内に前記所定位置を定め、前記踏切に対する、1)列車の位置、或いは、2)列車の位置および速度を、請求項1〜6の何れか一項に記載の検知方法により検知することと、
前記検知結果に基づいて、前記踏切の警報制御の開始タイミングおよび/又は終止タイミングを決定することと、
を含む警報制御方法。 This is a railroad crossing alarm control method.
The predetermined position is determined within the railroad crossing or within a predetermined distance from the railroad crossing, and 1) the position of the train or 2) the position and speed of the train with respect to the railroad crossing is described in any one of claims 1 to 6. To detect by the detection method of
Determining the start timing and / or end timing of the warning control of the railroad crossing based on the detection result.
Alarm control methods including.
所定のパルス周波数のパルス波を前記レールの所定位置から周期的に送信する送信部と、
前記列車が前記レールに在線していた場合に生じる前記パルス波に対する反射波を前記所定位置にて検出する検出部と、
前記送信部による前記パルス波の送信と前記検出部よる前記反射波の検出との送受信間隔に基づいて、前記列車の位置および/又は速度を算出する算出部と、
を備えた検知装置。 A detection device that detects the position and / or speed of a train running on a rail.
A transmitter that periodically transmits a pulse wave of a predetermined pulse frequency from a predetermined position on the rail,
A detection unit that detects a reflected wave with respect to the pulse wave generated when the train is on the rail at the predetermined position, and a detection unit.
A calculation unit that calculates the position and / or speed of the train based on the transmission / reception interval between the transmission of the pulse wave by the transmission unit and the detection of the reflected wave by the detection unit.
Detection device equipped with.
前記踏切内または前記踏切から所定距離内に前記所定位置を定め、前記踏切に対する、1)列車の位置、或いは、2)列車の位置および速度を検知する請求項8に記載の検知装置と、
前記検知装置による検知結果に基づいて、前記踏切の警報制御の開始タイミングおよび/又は終止タイミングを決定するタイミング決定部と、
を備えた警報制御装置。 A railroad crossing alarm control device
The detection device according to claim 8, wherein the predetermined position is determined within the railroad crossing or within a predetermined distance from the railroad crossing, and 1) the position of the train or 2) the position and speed of the train with respect to the railroad crossing.
A timing determination unit that determines the start timing and / or end timing of the alarm control of the railroad crossing based on the detection result by the detection device.
Alarm control device equipped with.
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