JP2021100831A - Obstacle monitoring device - Google Patents

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菅原 淳
Atsushi Sugawara
淳 菅原
泰生 小川
Yasuo Ogawa
泰生 小川
英彦 塚本
Hidehiko Tsukamoto
英彦 塚本
坂井 正善
Masayoshi Sakai
坂井  正善
和広 田中
Kazuhiro Tanaka
和広 田中
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Abstract

To provide an obstacle monitoring device which can reduce or remove an undetectable region where an occurrence of a train passage obstacle cannot be detected, while increases of installation costs or maintenance costs are suppressed.SOLUTION: An obstacle monitoring device 1 comprises an impedance measuring part 3 to measure an impedance of a track circuit 11, an obstacle detecting part 5 to detect an occurrence of an obstacle of a train passage in a section of the track circuit 11 based on a change of an impedance of the track circuit 11 and a reporting part 7 to report that a train passage is impossible in the section of the track circuit 11 when the obstacle of the train passage occurs.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、軌道回路を利用して列車通行の障害の発生の有無を監視する障害監視装置に関する。 The present invention relates to an obstacle monitoring device that monitors the presence or absence of an obstacle in train passage by using a track circuit.

特許文献1には、土砂崩れなどの運行障害の発生を運行障害検知センサで検知して鉄道車両の制動を行う技術が記載されている。また、特許文献2には、地滑り、土石流、雪崩などの災害の発生をワイヤセンサや伸縮計などの災害検知センサによって検知する技術が記載されている。 Patent Document 1 describes a technique for braking a railway vehicle by detecting the occurrence of an operation obstacle such as a landslide with an operation obstacle detection sensor. Further, Patent Document 2 describes a technique for detecting the occurrence of a disaster such as a landslide, a debris flow, or an avalanche by using a disaster detection sensor such as a wire sensor or an extensometer.

特開2006−320139号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-320139 特開2001−34874号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-34874

鉄道車両の安全な運行を確保するには、土砂崩れなどによる運行障害の発生を確実に検知する必要がある。しかし、特許文献1における運行障害検知センサとしてワイヤセンサや伸縮計などの災害検知センサが用いられた場合、災害検知センサはその検知範囲が制限される。このため、土砂崩れなどによる運行障害の発生を検知できない検知不能領域が生じるおそれがある。これに対し、前記検知不能領域を減少させ又はなくそうとすると、多数の災害検知センサを設置する必要があり、また、それらの保守及びメンテナンスも容易でないことから、設置コスト及び維持コストが高くならざるを得ない。 In order to ensure the safe operation of railway vehicles, it is necessary to reliably detect the occurrence of operational obstacles such as landslides. However, when a disaster detection sensor such as a wire sensor or an extensometer is used as the operation failure detection sensor in Patent Document 1, the detection range of the disaster detection sensor is limited. For this reason, there is a possibility that an undetectable area may occur in which the occurrence of an operation failure due to a landslide or the like cannot be detected. On the other hand, in order to reduce or eliminate the undetectable area, it is necessary to install a large number of disaster detection sensors, and maintenance and maintenance of them are not easy. Therefore, if the installation cost and the maintenance cost are high. I have no choice but to do so.

そこで、本発明は、設置コストや維持コストの増加を抑制しつつ、列車通行の障害の発生を検知できない検知不能領域を減少させ又はなくすことのできる障害監視装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an obstacle monitoring device capable of reducing or eliminating an undetectable area in which the occurrence of an obstacle in train passage cannot be detected while suppressing an increase in installation cost and maintenance cost.

本発明の一側面によると、障害監視装置が提供される。この障害監視装置は、軌道回路のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、前記軌道回路のインピーダンスの変化に基づいて前記軌道回路の区間に列車通行の障害が発生したことを検知する障害検知部と、を有する。 According to one aspect of the present invention, a fault monitoring device is provided. This fault monitoring device includes an impedance measuring unit that measures the impedance of the track circuit, and a fault detecting unit that detects that a train traffic failure has occurred in a section of the track circuit based on a change in the impedance of the track circuit. Has.

本発明によれば、設置コストや維持コストの増加を抑制しつつ、列車通行の障害の発生を検知できない検知不能領域を減少させ又はなくすことのできる障害監視装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an obstacle monitoring device capable of reducing or eliminating an undetectable area in which the occurrence of an obstacle in train passage cannot be detected while suppressing an increase in installation cost and maintenance cost.

本発明の一実施形態に係る障害監視装置の概略構成を示す図であり、前記障害監視装置が軌道回路における列車検知信号の送信側に設けられた場合を示している。It is a figure which shows the schematic structure of the fault monitoring device which concerns on one Embodiment of this invention, and shows the case where the fault monitoring device is provided on the transmission side of the train detection signal in a track circuit. 軌道回路のインピーダンスの変化の仕方を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly how the impedance of a track circuit changes. 前記障害監視装置の障害検知部の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation of the fault detection part of the fault monitoring apparatus. 軌道回路に列車通行の障害が発生したときの当該軌道回路のインピーダンスの変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the impedance of the track circuit when a train passage obstruction occurs in the track circuit. 前記障害監視装置が軌道回路における列車検知信号の送信側及び受信側に設けられた場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the fault monitoring device is provided on the transmitting side and the receiving side of a train detection signal in a track circuit.

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る障害監視装置の概略構成を示す図である。
実施形態に係る障害監視装置1は、鉄道線路(以下単に「線路」という)に設けられた軌道回路11を利用して前記線路における列車走行の障害の発生の有無を監視するように構成されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fault monitoring device according to an embodiment of the present invention.
The fault monitoring device 1 according to the embodiment is configured to monitor the presence or absence of a train running fault on the railroad track by using a track circuit 11 provided on the railroad track (hereinafter, simply referred to as “railroad track”). There is.

図1において、軌道回路11は、所定長さに区切られた2本(左右)のレールRで形成され、送信機12及び受信機13とともに軌道回路装置を構成している。送信機12は、軌道回路11の列車進出側の送信端11aに所定の周波数の列車検知信号を送信するように構成され、受信機13は、軌道回路11の列車進入側の受信端11bから前記列車検知信号を受信するように構成されている。なお、図1中の符号14、15は、それぞれインピーダンスボンドを示し、符号16は、軌道回路11とその列車走行方向の前方に隣接する軌道回路との境界に設置された絶縁物を示し、符号17は、軌道回路11とその列車走行方向の後方に隣接する軌道回路との境界に設置された絶縁物を示している。前記軌道回路装置は、列車が軌道回路11に進入すると当該列車の車輪及び車軸によって軌道回路11が短絡されて、受信機13で受信される前記列車検知信号の信号レベルが低下することを利用して、軌道回路11の区間に列車が在線しているか否かを検知するように構成されている。 In FIG. 1, the track circuit 11 is formed by two (left and right) rails R divided into predetermined lengths, and constitutes a track circuit device together with a transmitter 12 and a receiver 13. The transmitter 12 is configured to transmit a train detection signal of a predetermined frequency to the transmission end 11a on the train advance side of the track circuit 11, and the receiver 13 is said from the reception end 11b on the train entry side of the track circuit 11. It is configured to receive train detection signals. Reference numerals 14 and 15 in FIG. 1 indicate impedance bonds, respectively, and reference numeral 16 indicates an insulator installed at the boundary between the track circuit 11 and the adjacent track circuit in front of the track circuit in the train traveling direction. Reference numeral 17 denotes an insulator installed at the boundary between the track circuit 11 and the adjacent track circuit behind the track circuit 11 in the train traveling direction. The track circuit device utilizes the fact that when a train enters the track circuit 11, the track circuit 11 is short-circuited by the wheels and axles of the train, and the signal level of the train detection signal received by the receiver 13 is lowered. Therefore, it is configured to detect whether or not a train is present in the section of the track circuit 11.

実施形態に係る障害監視装置1は、軌道回路11の送信端11a側、すなわち、軌道回路11における前記列車検知信号の送信側に設けられている。障害監視装置1は、インピーダンス測定部3と、障害検知部5と、通報部7と、を有する。 The fault monitoring device 1 according to the embodiment is provided on the transmission end 11a side of the track circuit 11, that is, on the transmission side of the train detection signal in the track circuit 11. The fault monitoring device 1 includes an impedance measuring unit 3, a fault detecting unit 5, and a reporting unit 7.

インピーダンス測定部3は、所定のサンプリング周期Tsで送信端11a側から見た軌道回路11のインピーダンスZを測定する。インピーダンス測定部3は、軌道回路11に送信される前記列車検知信号の電圧値Vを検出する電圧検出部31と、軌道回路11を流れる電流値Iを検出する電流検出部32と、検出された電圧値V及び電流値Iに基づいて送信端11a側から見た軌道回路11のインピーダンスZを演算するインピーダンス演算部33と、を有する。インピーダンス測定部3は、サンプリング周期Ts毎のインピーダンス演算部33の演算結果を送信端11aから見た軌道回路11のインピーダンスZとして障害検知部5に出力する。但し、図1に示されるインピーダンス測定部3の構成は一例にすぎない。インピーダンス測定部3は、軌道回路11のインピーダンスZを測定して測定結果を障害検知部5に出力できればよく、その構成等は特に制限されない。 The impedance measuring unit 3 measures the impedance Z of the track circuit 11 as seen from the transmission end 11a side in a predetermined sampling cycle Ts. The impedance measuring unit 3 is detected by a voltage detecting unit 31 that detects the voltage value V of the train detection signal transmitted to the track circuit 11 and a current detecting unit 32 that detects the current value I flowing through the track circuit 11. It has an impedance calculation unit 33 that calculates the impedance Z of the orbital circuit 11 as seen from the transmission end 11a side based on the voltage value V and the current value I. The impedance measurement unit 3 outputs the calculation result of the impedance calculation unit 33 for each sampling cycle Ts to the failure detection unit 5 as the impedance Z of the track circuit 11 viewed from the transmission end 11a. However, the configuration of the impedance measuring unit 3 shown in FIG. 1 is only an example. The impedance measuring unit 3 may measure the impedance Z of the track circuit 11 and output the measurement result to the fault detecting unit 5, and its configuration or the like is not particularly limited.

障害検知部5は、インピーダンス測定部3によって測定された軌道回路11のインピーダンスZの変化に基づいて軌道回路11の区間に列車走行の障害が発生したか否かを検知するように構成されている。障害検知部5による前記列車走行の障害の発生の検知については後述する。障害検知部5は、前記列車走行の障害の発生を検知した場合に障害発生信号を通報部7に出力する。 The failure detection unit 5 is configured to detect whether or not a train running failure has occurred in the section of the track circuit 11 based on the change in the impedance Z of the track circuit 11 measured by the impedance measurement unit 3. .. The detection of the occurrence of a train running obstacle by the obstacle detection unit 5 will be described later. When the failure detection unit 5 detects the occurrence of a failure in train running, the failure detection unit 5 outputs a failure occurrence signal to the notification unit 7.

ここで、本実施形態において、「列車走行の障害」とは、列車の通行に支障をきたす障害であって且つ軌道回路11のインピーダンスZに影響を与える障害のことをいい、後述するように、軌道回路11の少なくとも一部が水没したこと、軌道回路11の少なくとも一部が含水土砂に埋没したこと及び軌道回路11の少なくとも一部が多量の雪に突然埋もれたことなどが含まれる。 Here, in the present embodiment, the "train running obstacle" means an obstacle that interferes with the passage of the train and affects the impedance Z of the track circuit 11, and will be described later. This includes that at least a part of the track circuit 11 is submerged, at least a part of the track circuit 11 is buried in water-containing earth and sand, and at least a part of the track circuit 11 is suddenly buried in a large amount of snow.

通報部7は、障害検知部5から前記障害発生信号を入力すると、軌道回路11の区間が列車通行不能であることを列車(特に、軌道回路11に進入する前の列車)に通報し、当該列車の軌道回路11の区間への進入を防止する。結果的に軌道回路11の区間への列車の進入を防止できればよく、通報先や通報方法などは特に制限されない。例えば、通報部7は、光や音などを用いて又は非常信号を発報することにより、軌道回路11の区間が列車通行不能であることを列車に知らせて当該列車に停止や減速を促すように構成される。あるいは、通報部7は、警報信号を運転指令所などに送信することで当該運転指令所に前記軌道回路の区間が列車通行不能であることを知らせ、前記運転指令所を介して軌道回路11の区間が列車通行不能であることを列車に知らせるように構成される。 When the failure detection unit 5 inputs the failure occurrence signal, the notification unit 7 notifies the train (particularly, the train before entering the track circuit 11) that the section of the track circuit 11 is impassable for the train. Prevents the train from entering the section of the track circuit 11. As a result, it suffices if the train can be prevented from entering the section of the track circuit 11, and the reporting destination and reporting method are not particularly limited. For example, the reporting unit 7 notifies the train that the section of the track circuit 11 is impassable and prompts the train to stop or decelerate by using light, sound, or the like or issuing an emergency signal. It is composed of. Alternatively, the reporting unit 7 notifies the operation command center that the section of the track circuit is impassable for trains by transmitting an alarm signal to the operation command center or the like, and the track circuit 11 is notified via the operation command center. It is configured to inform the train that the section is impassable.

次に、障害検知部5による列車走行の障害の発生の検知について説明する。 Next, the detection of the occurrence of a train running obstacle by the obstacle detection unit 5 will be described.

軌道回路は、分布定数回路とみなせることが知られている。また、軌道回路のインピーダンス、より正確に言えば、インピーダンス測定器などの計測機器によって観測できる軌道回路のインピーダンス(すなわち、インピーダンス測定値)は、時間をかけてゆっくりと変化することはあっても短時間で急激に変化することはほとんどない。但し、主に下記(1)〜(3)の場合、軌道回路のインピーンダンスは比較的短い時間で変化する。以下に図2を参照しつつ説明する。なお、図2は、前記軌道回路のインピーダンスの変化の仕方の一例を概略的に示す図である。 It is known that a track circuit can be regarded as a distributed constant circuit. In addition, the impedance of the track circuit, or more accurately, the impedance of the track circuit (that is, the impedance measurement value) that can be observed by a measuring device such as an impedance measuring instrument, is short even if it changes slowly over time. It rarely changes rapidly over time. However, mainly in the following cases (1) to (3), the impingance of the track circuit changes in a relatively short time. This will be described below with reference to FIG. Note that FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of how the impedance of the track circuit is changed.

(1)降雨が発生した場合
道床などが含水すると、道床などが含水していない(乾燥している)場合と比べて、レール間やレールと地面との間の漏れコンダクタンスが増加する。このため、降雨が発生すると軌道回路のインピーダンスは低下する。
(1) When rainfall occurs When the trackbed is moistened, the leakage conductance between the rails and between the rails and the ground increases as compared with the case where the trackbed is not moistened (dry). Therefore, when rainfall occurs, the impedance of the track circuit decreases.

降雨が発生した場合、図2において一点鎖線で示されるように、軌道回路のインピーダンスは、降雨が継続することによって徐々に低下する。例えば、道床などが含水していない状態(すなわち、降雨開始前)の軌道回路のインピーダンスが数Ω/km程度である場合、降雨が継続することによって、軌道回路のインピーダンスは1.0Ω/km(又はそれ以下)くらいまで低下することがある。但し、このような場合には前記漏れコンダクタンスが比較的緩やかに増加するため、軌道回路のインピーダンスは比較的緩やかに低下する。なお、降雪が発生した場合も同様の傾向を有する。 When rainfall occurs, the impedance of the track circuit gradually decreases as the rainfall continues, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. For example, when the impedance of the track circuit is about several Ω / km when the trackbed is not contaminated (that is, before the start of rainfall), the impedance of the track circuit is 1.0 Ω / km (that is, due to the continuous rainfall). Or less). However, in such a case, the leakage conductance increases relatively slowly, so that the impedance of the track circuit decreases relatively slowly. It should be noted that the same tendency is obtained when snowfall occurs.

また、降雨後に晴天となった場合などにおいては、含水した道床などが乾燥するに従って前記漏れコンダクタンスが緩やかに減少する。このため、軌道回路のインピーダンスは緩やかに上昇する。 In addition, when the weather becomes fine after rainfall, the leakage conductance gradually decreases as the water-containing trackbed or the like dries. Therefore, the impedance of the track circuit gradually increases.

(2)軌道回路の一部が水没等した場合
軌道回路の少なくとも一部が水没したり、軌道回路の少なくとも一部が含水土砂に埋没したりすると、前記漏れコンダクタンスが急激に変化(増大)する。このため、降雨時の場合とは異なり、軌道回路のインピーダンスは急激に低下する。
(2) When a part of the track circuit is submerged or the like When at least a part of the track circuit is submerged or at least a part of the track circuit is buried in water-containing earth and sand, the leakage conductance suddenly changes (increases). .. Therefore, unlike the case of rainfall, the impedance of the track circuit drops sharply.

軌道回路の少なくとも一部が水没した場合、図2において実線で示されるように、軌道回路のインピーダンスは、水没の発生後に急激に低下する。また、軌道回路の少なくとも一部が含水土砂に埋没した場合、図2において破線で示されるように、軌道回路のインピーダンスは、土砂埋没後に急激に低下する。これらの場合、低下後の軌道回路のインピーダンスは、降雨時における軌道回路のインピーダンスよりもさらに低くなる(降雨時の10分の1以下になる)。例えば、道床などが含水していない状態の軌道回路のインピーダンスが数Ω/km程度である場合、軌道回路の少なくとも一部が水没することによって、軌道回路のインピーダンスは、「0.5Ω/km」→「0.1Ω/km」のように急激に低下し、軌道回路の少なくとも一部が含水土砂に埋没することによって、軌道回路のインピーダンスは、「0.1Ω/km」→「0.01Ω/km」のように急激に低下する。ここで、含水土砂に埋没した場合の軌道回路のインピーダンス(破線)の方が水没した場合の軌道回路のインピーダンス(実線)よりも小さいのは、含水土砂には不純物(電解質)が含まれているため、含水土砂に埋没した場合の方が前記漏れコンダクタンスがより増加するからである。なお、軌道回路の少なくとも一部が多量の雪に突然埋没した場合も軌道回路の少なくとも一部が水没した場合と同様の傾向を有する。 When at least a part of the track circuit is submerged, the impedance of the track circuit drops sharply after the occurrence of submersion, as shown by the solid line in FIG. Further, when at least a part of the track circuit is buried in the hydrous earth and sand, the impedance of the track circuit drops sharply after the earth and sand is buried, as shown by the broken line in FIG. In these cases, the impedance of the track circuit after the decrease is even lower than the impedance of the track circuit during rainfall (less than 1/10 of that during rainfall). For example, when the impedance of the track circuit in a state where the trackbed or the like does not contain water is about several Ω / km, the impedance of the track circuit becomes "0.5 Ω / km" because at least a part of the track circuit is submerged. → The impedance of the track circuit drops sharply like "0.1Ω / km" and at least a part of the track circuit is buried in the hydrous earth and sand, so that the impedance of the track circuit becomes "0.1Ω / km" → "0.01Ω / km". It drops sharply like "km". Here, the impedance (broken line) of the track circuit when buried in the hydrous earth and sand is smaller than the impedance (solid line) of the track circuit when submerged in the water-containing earth and sand because the hydrous earth and sand contain impurities (electrolytes). Therefore, the leakage conductance increases more when buried in hydrous earth and sand. It should be noted that when at least a part of the track circuit is suddenly buried in a large amount of snow, the tendency is the same as when at least a part of the track circuit is submerged.

(3)軌道回路に列車が進入した場合
軌道回路に列車が進入した場合には、当該列車の車輪及び車軸によって軌道回路が短絡される。このため、図2において二点鎖線で示されるように、軌道回路のインピーダンスは、軌道回路の列車が進入すると急激に且つ著しく低下し、当該列車が軌道回路から進出するまで著しく低下した状態が維持される。
(3) When a train enters the track circuit When a train enters the track circuit, the track circuit is short-circuited by the wheels and axles of the train. Therefore, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 2, the impedance of the track circuit drops sharply and significantly when the train of the track circuit enters, and remains in a state of being significantly lowered until the train advances from the track circuit. Will be done.

このように、降雨(又は降雪)が発生した場合、軌道回路の少なくとも一部が水没し、含水土砂に埋没し又は多量の雪に突然埋没した場合、及び、軌道回路の列車が進入した場合には、軌道回路のインピーダンスが低下するものの、それぞれの低下の仕方は明らかに相違する。したがって、軌道回路のインピーダンスの変化をモニタリングすることによって、軌道回路の少なくとも一部が水没したり、含水土砂に埋没したり、多量の雪に突然埋没したりしたことを判別して検知することが可能である。なお、「対象の軌道回路に列車が在線していないこと」という条件を加味することにより、判別結果(検知結果)の信頼性を高めることが可能である。そして、これらの現象は、列車の通行に支障をきたす障害(列車通行の障害)に他ならず、また、降雨や降雪に起因する災害(洪水、土砂崩れ、雪崩等)によって引き起こされた可能性が高い。 In this way, when rainfall (or snowfall) occurs, at least a part of the track circuit is submerged, buried in hydrous earth and sand, or suddenly buried in a large amount of snow, and when a train in the track circuit enters. Although the impedance of the track circuit decreases, the method of decrease is clearly different. Therefore, by monitoring the change in the impedance of the track circuit, it is possible to detect and detect that at least a part of the track circuit is submerged, buried in hydrous earth and sand, or suddenly buried in a large amount of snow. It is possible. It is possible to improve the reliability of the discrimination result (detection result) by adding the condition that "the train is not present in the target track circuit". And these phenomena are nothing but obstacles that hinder train traffic (train traffic obstacles), and may have been caused by disasters caused by rainfall or snowfall (floods, landslides, avalanches, etc.). high.

そこで、本実施形態において、障害検知部5は、インピーダンス測定部3によって測定された軌道回路11のインピーダンスZの変化に基づいて、軌道回路11の少なくとも一部が水没し、含水土砂に埋没し又は多量の雪に突然埋没したこと、すなわち、軌道回路11の区間に前記列車通行の障害が発生したことを検知する。別の言い方をすれば、障害検知部5は、軌道回路11のインピーダンスZの変化に基づいて、降雨や降雪に起因する災害(洪水、土砂崩れ、雪崩等)によって軌道回路11の区間に前記列車通行の障害が発生したことを検知する。 Therefore, in the present embodiment, in the fault detection unit 5, at least a part of the track circuit 11 is submerged and buried in water-containing earth and sand based on the change in the impedance Z of the track circuit 11 measured by the impedance measuring unit 3. It is detected that the train is suddenly buried in a large amount of snow, that is, that the train passage obstruction has occurred in the section of the track circuit 11. In other words, the fault detection unit 5 passes the train through the section of the track circuit 11 due to a disaster (flood, landslide, avalanche, etc.) caused by rainfall or snowfall based on the change in the impedance Z of the track circuit 11. Detects that a failure has occurred.

具体的には、本実施形態において、障害検知部5は、前記軌道回路装置から軌道回路11に列車が在線しているか否かを示す列車在線情報を入力すると共に、インピーダンス測定部3によってサンプリング周期Ts毎に測定される軌道回路11のインピーダンスZを入力する。そして、障害検知部5は、軌道回路11に列車が在線しておらず且つ軌道回路11のインピーダンスZが急激に低下した場合に軌道回路11の区間に前記列車通行の障害が発生したことを検知する。 Specifically, in the present embodiment, the fault detection unit 5 inputs train presence information indicating whether or not a train is on the track circuit 11 from the track circuit device, and the impedance measurement unit 3 inputs a sampling period. The impedance Z of the track circuit 11 measured for each Ts is input. Then, the fault detection unit 5 detects that the train passage failure has occurred in the section of the track circuit 11 when the train is not present in the track circuit 11 and the impedance Z of the track circuit 11 drops sharply. To do.

ここで、「軌道回路11のインピーダンスZが急激に低下した場合」とは、所定時間当たりの軌道回路11のインピーダンスZの低下量、例えば、サンプリング周期Ts当たりの軌道回路11のインピーダンスZの低下量ΔZTsが、あらかじめ設定された閾値THを超えた場合のことをいう。また、閾値THは、軌道回路11の特性などに応じて適宜設定され得るが、前記列車通行の障害(前記軌道回路の少なくとも一部が水没したことなど)が発生していないときに前記所定の単位時間当たりに生じ得る軌道回路11のインピーダンスZの低下量の最大値よりも大きい値、例えば、降雨時におけるサンプリング周期Ts当たりの軌道回路11のインピーダンスZの低下量ΔZTsの最大値よりも大きい値に設定される。 Here, "when the impedance Z of the track circuit 11 drops sharply" means the amount of decrease in the impedance Z of the track circuit 11 per predetermined time, for example, the amount of decrease in the impedance Z of the track circuit 11 per sampling period Ts. It means that ΔZ Ts exceeds a preset threshold value TH. Further, the threshold value TH can be appropriately set according to the characteristics of the track circuit 11, but the predetermined value TH is defined when the train passage obstacle (at least a part of the track circuit is submerged, etc.) does not occur. A value larger than the maximum value of the decrease in impedance Z of the track circuit 11 that can occur per unit time, for example, a value larger than the maximum value of the decrease in impedance Z of the track circuit 11 per unit time Ts. Set to a value.

図3は、障害検知部5の動作の一例を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the failure detection unit 5.

図3において、ステップS1では、インピーダンス測定部3からサンプリング周期Ts毎に軌道回路11のインピーダンスZを入力し、ステップS2では、前記軌道回路装置から前記列車在線情報を入力する。 In FIG. 3, in step S1, the impedance Z of the track circuit 11 is input from the impedance measuring unit 3 for each sampling cycle Ts, and in step S2, the train presence information is input from the track circuit device.

ステップS3では、ステップS2で入力した前記列車在線情報に基づいて軌道回路11に列車が在線しているか否かを判定する。軌道回路11に列車が在線している場合にはステップS1に戻り、軌道回路11の列車が在線していない場合にはステップS4に進む。 In step S3, it is determined whether or not a train is present in the track circuit 11 based on the train presence information input in step S2. If the train is on the track circuit 11, the process returns to step S1, and if the train on the track circuit 11 is not on the line, the process proceeds to step S4.

ステップS4では、軌道回路11のインピーダンスZの前回値と今回値とを比較して軌道回路11のインピーダンスZが低下しているか否かを判定する。軌道回路11のインピーダンスZが低下している場合、すなわち、「前記今回値<前記前回値」であればステップS5に進み、軌道回路11のインピーダンスZが低下していない場合、すなわち、「前記今回値≧前記前回値」であればステップS1に戻る。 In step S4, it is determined whether or not the impedance Z of the track circuit 11 is lowered by comparing the previous value and the current value of the impedance Z of the track circuit 11. If the impedance Z of the track circuit 11 is lowered, that is, if "the current value <the previous value", the process proceeds to step S5, and if the impedance Z of the track circuit 11 is not lowered, that is, "the current value". If the value ≥ the previous value, the process returns to step S1.

ステップS5では、軌道回路11のインピーダンスZの前記今回値から軌道回路11のインピーダンスZの前記前回値を減算してサンプリング周期Ts当たりの軌道回路11のインピーダンスZの低下量ΔZTsを算出する。 In step S5, the decrease amount ΔZ Ts of the impedance Z of the track circuit 11 per the sampling period Ts is calculated by subtracting the previous value of the impedance Z of the track circuit 11 from the current value of the impedance Z of the track circuit 11.

ステップS6では、ステップS5で算出されたサンプリング周期Ts当たりの軌道回路11のインピーダンスZの低下量ΔZTsが閾値THを超えているか否かを判定する。サンプリング周期Ts当たりの軌道回路11のインピーダンスZの低下量ΔZTsが閾値THを超えている場合、すなわち、「ΔZTs>TH」であればステップS7に進み、サンプリング周期Ts当たりの軌道回路11のインピーダンスZの低下量ΔZTsが閾値THを超えていない場合、すなわち、「ΔZTs≦TH」であればステップS1に戻る。 In step S6, it is determined whether or not the amount of decrease ΔZ Ts of the impedance Z of the track circuit 11 per sampling period Ts calculated in step S5 exceeds the threshold value TH. If the amount of decrease in impedance Z of the orbital circuit 11 per sampling period Ts ΔZ Ts exceeds the threshold value TH, that is, if “ΔZ Ts > TH”, the process proceeds to step S7, and the orbital circuit 11 per sampling period Ts If the amount of decrease in impedance Z ΔZ Ts does not exceed the threshold value TH, that is, if “ΔZ Ts ≦ TH”, the process returns to step S1.

ステップS7では、軌道回路11の区間に前記列車通行の障害が発生したことを検知する。すなわち、軌道回路11の少なくとも一部が水没したこと、含水土砂に埋没したこと及び多量の雪に突然埋没したことのうちのいずれが発生したことを検知する。そして、ステップS8において、前記障害発生信号を通報部7に出力する。 In step S7, it is detected that the train passage obstacle has occurred in the section of the track circuit 11. That is, it is detected that at least a part of the track circuit 11 is submerged, that it is buried in hydrous earth and sand, or that it is suddenly buried in a large amount of snow. Then, in step S8, the failure occurrence signal is output to the reporting unit 7.

図4は、軌道回路11に前記列車通行の障害(ここでは軌道回路11の一部の水没したこと)が発生したときの軌道回路11のインピーダンスZの変化の一例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a change in impedance Z of the track circuit 11 when the train passage obstacle (here, a part of the track circuit 11 is submerged) occurs in the track circuit 11.

図4に示されるように、軌道回路11のインピーダンスZは、降雨開始(時刻t1)から徐々に低下する。その後、洪水等が発生して軌道回路11の一部が水没すると(時刻t2)、軌道回路11のインピーダンスZは急激に低下する。障害監視装置1(障害検知部5)は、この軌道回路11のインピーダンスZの急激な低下に基づいて軌道回路11の区間に前記列車通行の障害が発生したことを検知する(時刻t3)。そして、障害監視装置1は、軌道回路11の区間に前記列車通行の障害が発生したことを検知すると、軌道回路11の区間が列車通行不能であることを少なくとも軌道回路11に進入する前の列車に対して直接又は間接的に通報する。 As shown in FIG. 4, the impedance Z of the track circuit 11 gradually decreases from the start of rainfall (time t1). After that, when a flood or the like occurs and a part of the track circuit 11 is submerged (time t2), the impedance Z of the track circuit 11 drops sharply. The fault monitoring device 1 (fault detection unit 5) detects that the train passage failure has occurred in the section of the track circuit 11 based on the sudden drop in the impedance Z of the track circuit 11 (time t3). Then, when the fault monitoring device 1 detects that the train passage obstacle has occurred in the section of the track circuit 11, the train before entering the track circuit 11 at least indicates that the section of the track circuit 11 is impassable. Report directly or indirectly to.

本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.

障害監視装置1は、インピーダンス測定部3によって測定された軌道回路11のインピーダンスZの変化に基づいて軌道回路11の区間に列車運行の障害が発生したことを検知するように構成されている。 The fault monitoring device 1 is configured to detect that a train operation fault has occurred in the section of the track circuit 11 based on the change in the impedance Z of the track circuit 11 measured by the impedance measuring unit 3.

軌道回路11の少なくとも一部が水没したり、含水土砂に埋没したり、多量の雪に突然埋没したりすると、すなわち、軌道回路11の区間に列車通行の障害が発生すると、その影響が軌道回路11のインピーダンスZの変化として現れる。このため、本実施形態に係る障害監視装置1によれば、前記列車通行の障害の発生を検知するために多数のセンサなどを軌道回路11に沿って設置する必要がなく、軌道回路11の区間の全体にわたって列車通行の障害の発生の有無を監視することが可能である。したがって、設置コストや維持コストの増加を抑制しつつ検知不能領域を減少させ又はなくすことができる。 If at least a part of the track circuit 11 is submerged, buried in water-containing earth and sand, or suddenly buried in a large amount of snow, that is, if a train passage obstruction occurs in the section of the track circuit 11, the effect is the track circuit. It appears as a change in impedance Z of 11. Therefore, according to the fault monitoring device 1 according to the present embodiment, it is not necessary to install a large number of sensors or the like along the track circuit 11 in order to detect the occurrence of the failure of train passage, and the section of the track circuit 11 It is possible to monitor the presence or absence of train traffic obstructions throughout. Therefore, it is possible to reduce or eliminate the undetectable area while suppressing an increase in installation cost and maintenance cost.

具体的には、本実施形態に係る障害監視装置1は、軌道回路11に列車が在線しておらず且つ所定時間(ここではサンプリング周期Ts)当たりの軌道回路11のインピーダンスZの低下量が閾値THを超えて場合に軌道回路11の区間に前記列車通行の障害が発生したことを検知するように構成されている。このため、軌道回路11のインピーダンスZに対する列車の影響が排除され、軌道回路11の区間に前記列車通行の障害が発生したことを安定して検知することが可能になる。 Specifically, in the fault monitoring device 1 according to the present embodiment, the amount of decrease in the impedance Z of the track circuit 11 per predetermined time (here, the sampling period Ts) is the threshold value when the train is not present in the track circuit 11. It is configured to detect that the train passage obstruction has occurred in the section of the track circuit 11 when TH is exceeded. Therefore, the influence of the train on the impedance Z of the track circuit 11 is eliminated, and it becomes possible to stably detect that the obstruction of train passage has occurred in the section of the track circuit 11.

また、本実施形態に係る障害監視装置1は、軌道回路11の区間に前記列車通行の障害が発生したことを検知すると、軌道回路11の区間が列車通行不能であることを通報するように構成されている。このため、前記列車通行の障害が発生した軌道回路11の区間への列車の進入等を防止することができる。 Further, the fault monitoring device 1 according to the present embodiment is configured to notify that the section of the track circuit 11 is impassable when it detects that the section of the track circuit 11 has an obstacle to train passage. Has been done. Therefore, it is possible to prevent the train from entering the section of the track circuit 11 in which the obstruction of train passage has occurred.

なお、上述の実施形態において、障害監視装置1は、軌道回路11における前記列車検知信号の送信側に設けられ、送信端11a側から見た軌道回路11のインピーダンスZの変化に基づいて軌道回路11の区間に列車通行の障害が発生したか否かを検知している。しかし、これに限られるものではない。障害監視装置1が、軌道回路11における前記列車検知信号の受信側に設けられてもよい。 In the above-described embodiment, the fault monitoring device 1 is provided on the transmission side of the train detection signal in the track circuit 11, and the track circuit 11 is based on the change in the impedance Z of the track circuit 11 as seen from the transmission end 11a side. It is detected whether or not a train traffic obstruction has occurred in the section of. However, it is not limited to this. The fault monitoring device 1 may be provided on the receiving side of the train detection signal in the track circuit 11.

また、軌道回路11が長大軌道回路などのように長い場合には、前記列車検知信号の送信側に設けられた障害監視装置1では前記列車検知信号の受信側に近い場所で発生した前記列車通行の障害を十分に検知できないおそれがある。そこで、このような場合には、図5に示されるように、軌道回路11における前記列車検知信号の送信側及び受信側のそれぞれに障害監視装置1が設けられるのが好ましい。このようにすれば、軌道回路11が長い場合であっても軌道回路11の全体にわたって前記列車通行の障害の発生の有無を安定して監視することができ、また、前記列車通行の障害が発生した軌道回路11の区間への列車に進入を防止することができる。 Further, when the track circuit 11 is long like a long track circuit or the like, the fault monitoring device 1 provided on the transmitting side of the train detection signal causes the train to pass near the receiving side of the train detection signal. There is a possibility that the failure of the above cannot be detected sufficiently. Therefore, in such a case, as shown in FIG. 5, it is preferable that the fault monitoring device 1 is provided on each of the transmitting side and the receiving side of the train detection signal in the track circuit 11. By doing so, even when the track circuit 11 is long, it is possible to stably monitor the presence or absence of the occurrence of the train passage obstruction over the entire track circuit 11, and the occurrence of the train passage obstruction occurs. It is possible to prevent the train from entering the section of the track circuit 11.

軌道回路11の長さにかかわらず、軌道回路11における前記列車検知信号の送信側及び受信側のそれぞれに障害監視装置1が設けられてもよい。このようにすると、軌道回路11の区間に前記列車通行の障害が発生したことをより確実に検知できると共に、例えば前記列車通行の障害が発生したときの送信端11a側から見た軌道回路11のインピーダンスZと受信端11b側から見た軌道回路11のインピーダンスZとの違いから前記列車通行の障害の発生場所を推定するようなことも可能になる。 Regardless of the length of the track circuit 11, the fault monitoring device 1 may be provided on each of the transmitting side and the receiving side of the train detection signal in the track circuit 11. By doing so, it is possible to more reliably detect that the train passage obstruction has occurred in the section of the track circuit 11, and for example, the track circuit 11 as seen from the transmission end 11a side when the train passage obstruction occurs. It is also possible to estimate the location of the obstacle in train passage from the difference between the impedance Z and the impedance Z of the track circuit 11 seen from the receiving end 11b side.

また、上述の実施形態において、インピーダンス測定部3は、軌道回路11に送信される前記列車検知信号の電圧値Vと軌道回路11を流れる電流値Iとに基づいて軌道回路11のインピーダンスZを演算している。しかし、これに限られるものではない。インピーダンス測定部3は、インピーダンスを測定するための専用の信号(インピーダンス測定用信号)を軌道回路11に送信し、当該インピーダンス測定用信号の電圧値と軌道回路11を流れる電流値とに基づいて軌道回路11のインピーダンスZを演算するように構成されてもよい。この場合、インピーダンス測定部3は、サンプリング周期Ts毎に前記インピーダンス測定用信号を軌道回路11に送信して軌道回路11のインピーダンスZを測定(演算)するように構成され得る。また、前記インピーダンス測定用信号は、前記軌道回路装置による列車の在線検知に影響を与えないように、前記列車検知信号とは異なる周波数に設定される。 Further, in the above-described embodiment, the impedance measuring unit 3 calculates the impedance Z of the track circuit 11 based on the voltage value V of the train detection signal transmitted to the track circuit 11 and the current value I flowing through the track circuit 11. doing. However, it is not limited to this. The impedance measurement unit 3 transmits a dedicated signal for measuring impedance (impedance measurement signal) to the track circuit 11, and the track is based on the voltage value of the impedance measurement signal and the current value flowing through the track circuit 11. It may be configured to calculate the impedance Z of the circuit 11. In this case, the impedance measurement unit 3 may be configured to transmit the impedance measurement signal to the track circuit 11 for each sampling cycle Ts to measure (calculate) the impedance Z of the track circuit 11. Further, the impedance measurement signal is set to a frequency different from that of the train detection signal so as not to affect the train presence detection by the track circuit device.

また、上述の実施形態において、障害監視装置1(障害検知部5)は、前記軌道回路装置から入力した前記列車在線情報に基づいて軌道回路11に列車が在線しているか否かを判定している。しかし、これに限られるものではない。障害監視装置1(障害検知部5)は、図示省略の運行管理装置などから運行情報を入力し、当該運行情報に基づいて軌道回路11に列車が在線しているか否かを判定してもよい。この場合、障害監視装置1(障害検知部5)は、図3のステップS3において、例えば、現在時刻と軌道回路11に列車が在線しているはずの時間帯とを比較することによって軌道回路11に列車が在線しているか否かを判定することができる。 Further, in the above-described embodiment, the fault monitoring device 1 (fault detection unit 5) determines whether or not a train is on the track circuit 11 based on the train presence information input from the track circuit device. There is. However, it is not limited to this. The fault monitoring device 1 (fault detection unit 5) may input operation information from an operation management device (not shown) or the like, and determine whether or not a train is present in the track circuit 11 based on the operation information. .. In this case, the fault monitoring device 1 (fault detection unit 5) performs the track circuit 11 in step S3 of FIG. 3, for example, by comparing the current time with the time zone in which the train should be on the track circuit 11. It is possible to determine whether or not the train is on the line.

さらに、上述の実施形態において、障害監視装置1(障害検知部5)は、サンプリング周期Ts当たりの軌道回路11のインピーダンスZの低下量ΔZTsが閾値THを超えているか否かを判定している(図3のステップS6)。しかし、これに限られるものではない。障害監視装置1(障害検知部5)は、連続する複数のサンプリング周期Ts当たりの軌道回路11のインピーダンスZの低下量ΔZTsの平均値が閾値THを超えているか否かを判定するようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the fault monitoring device 1 (fault detection unit 5) determines whether or not the amount of decrease ΔZ Ts of the impedance Z of the track circuit 11 per sampling cycle Ts exceeds the threshold value TH. (Step S6 in FIG. 3). However, it is not limited to this. The fault monitoring device 1 (fault detection unit 5) determines whether or not the average value of the decrease amount ΔZ Ts of the impedance Z of the track circuit 11 per consecutive sampling period Ts exceeds the threshold value TH. May be good.

以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上述の実施形態やその変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention and modifications thereof have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications thereof, and further modifications and modifications can be made based on the technical idea of the present invention. It is possible.

1…障害監視装置、3…インピーダンス測定部、5…障害検知部、7…通報部、11…軌道回路、11a…送信端、11b…受信端、14,15…インピーダンスボンド、16,17…絶縁物、31…電圧検出部、32…電流検出部、33…インピーダンス演算部 1 ... Failure monitoring device, 3 ... Impedance measurement unit, 5 ... Failure detection unit, 7 ... Notification unit, 11 ... Track circuit, 11a ... Transmission end, 11b ... Reception end, 14, 15 ... Impedance bond, 16, 17 ... Insulation Object, 31 ... Voltage detection unit, 32 ... Current detection unit, 33 ... Impedance calculation unit

Claims (5)

軌道回路のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
前記軌道回路のインピーダンスの変化に基づいて前記軌道回路の区間に列車通行の障害が発生したことを検知する障害検知部と、
を有する、障害監視装置。
Impedance measuring unit that measures the impedance of the track circuit,
An obstacle detection unit that detects that a train traffic obstacle has occurred in a section of the track circuit based on a change in the impedance of the track circuit.
A fault monitoring device that has.
前記障害検知部は、前記軌道回路に列車が在線しておらず且つ所定時間当たりの前記軌道回路のインピーダンスの低下量が閾値を超えた場合に前記列車通行の障害の発生を検知する、請求項1に記載の障害監視装置。 The fault detection unit detects the occurrence of a train traffic fault when a train is not present in the track circuit and the amount of decrease in impedance of the track circuit exceeds a threshold value per predetermined time. The fault monitoring device according to 1. 前記列車通行の障害の発生時に前記軌道回路の区間が列車通行不能であることを通報する通報部をさらに有する、請求項1又は2に記載の障害監視装置。 The fault monitoring device according to claim 1 or 2, further comprising a reporting unit for notifying that a section of the track circuit is impassable when a train traffic fault occurs. 前記軌道回路における列車検知信号の送信側及び受信側の少なくとも一方に設けられている、請求項1〜3のいずれか一つに記載の障害監視装置。 The fault monitoring device according to any one of claims 1 to 3, which is provided on at least one of a train detection signal transmitting side and a receiving side in the track circuit. 前記列車通行の障害は、前記軌道回路の少なくとも一部が水没したこと、前記軌道回路の少なくとも一部が含水土砂に埋没したこと及び前記軌道回路の少なくとも一部が多量の雪に突然埋没したことのうちの少なくとも一つを含む、請求項1〜4のいずれか一つに記載の障害監視装置。 The obstacles to train passage were that at least a part of the track circuit was submerged, at least a part of the track circuit was buried in water-containing earth and sand, and at least a part of the track circuit was suddenly buried in a large amount of snow. The fault monitoring device according to any one of claims 1 to 4, which comprises at least one of the above.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023204268A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 株式会社京三製作所 Track circuit device and train on-track determination method

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