JP2021102378A - 破断検知装置および破断検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、列車の在線時において共通レールの破断を検知するための技術を提供することを目的とする。【解決手段】代表的な本発明の破断検知装置の一つは、広軌専用レール、狭軌専用レール、および共通レールを含む三線式軌道の破断検知装置であって、広軌送信機、狭軌送信機、狭軌破断受信機、広軌破断受信機、および破断検知部を備える。広軌送信機は、広軌専用レールと共通レールとの間に信号を送信する。狭軌送信機は、狭軌専用レールと共通レールとの間に信号を送信する。狭軌破断受信機は、広軌専用レールと共通レールとの間に混入する狭軌送信機からの混入信号を受信する。広軌破断受信機は、狭軌専用レールと共通レールとの間に混入する広軌送信機からの混入信号を受信する。破断検知部は、広軌破断受信機および狭軌破断受信機の少なくとも一方の受信レベルに基づいて、共通レールの破断を検知する。【選択図】図１

Description

本発明は、破断検知装置および破断検知方法に関する。

従来、鉄道の技術分野において、車輪間隔の異なる車両を同一軌道上で運行するため、三線式軌道が知られている。この三線式軌道では、車両の片側の車輪軌道に合わせて一本の共通レールが敷設され、異なるレール間隔をあけて２本の専用レールが敷設される。

例えば、新幹線および在来線の列車が相互乗り入れする三線式軌道では、共通レールに対して１４３５ｍｍのレール間隔を離して新幹線専用レールが敷設される。また、共通レールに対して１０６７ｍｍのレール間隔を離して在来線専用レールが敷設される。

この三線式軌道について、特許文献１には、「在来線と新幹線それぞれの列車検知用回路に送信用トランスと受信用トランスを直列に付加して軌道上で信号を送受し、在来線と新幹線が共通で使用する共通レールが破断した場合に、受信用トランスの受信レベルが減衰することで共通レールの破断を検知する」旨の破断検知技術が開示される。

特開２０１１−０００９７６号公報

一般に、送信トランスと受信トランスの軌道区間に列車が存在（以下、この状況を「在線」という）すると、列車の在線躯体を介して信号が流れる。そのため、共通レールに破断箇所があっても、列車の在線躯体を経由する迂回路を通って信号が流れる。

特許文献１の破断検知技術では、このように在線時に信号が迂回して流れるため、受信用トランスの受信レベルは十分に減衰しない。そのため、列車の在線時には共通レールの破断検知が困難になるおそれがあった。

そこで、本発明は、列車の在線時においても共通レールの破断を検知するための技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、代表的な本発明の破断検知装置の一つは、広軌専用レール、狭軌専用レール、および共通レールを含む三線式軌道の破断検知装置であって、広軌送信機、狭軌送信機、狭軌破断受信機、広軌破断受信機、および破断検知部を備える。
広軌送信機は、広軌専用レールと共通レールとの間に信号を送信する。
狭軌送信機は、狭軌専用レールと共通レールとの間に信号を送信する。
狭軌破断受信機は、広軌専用レールと共通レールとの間に混入する狭軌送信機からの混入信号を受信する。
広軌破断受信機は、狭軌専用レールと共通レールとの間に混入する広軌送信機からの混入信号を受信する。
破断検知部は、広軌破断受信機および狭軌破断受信機の少なくとも一方の受信レベルに基づいて、共通レールの破断を検知する。

本発明によれば、列車の在線時においても共通レールの破断を検知することが可能となる。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、実施例１の破断検知装置３００の構成を示す図である。 図２は、平常時（非破断かつ非在線）における信号の流れを示す図である。 図３は、［破断］かつ［非在線］における信号の流れを示す図である。 図４は、［破断］かつ［新幹線の在線パターンＡ］における信号の流れを示す図である。 図５は、［破断］かつ［新幹線の在線パターンＢ］における信号の流れを示す図である。 図６は、［破断］かつ［在来線の在線パターンＡ］における信号の流れを示す図である。 図７は、［破断］かつ［在来線の在線パターンＢ］における信号の流れを示す図である。 図８は、破断状況の判定テーブルを示す図である。 図９は、破断検知部３５０の動作を説明する流れ図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

＜実施例１の構成について＞
図１は、実施例１の構成を示す図である。
同図には、三線式軌道１００、および破断検知装置３００が示される。

三線式軌道１００は、新幹線および在来線の列車が相互に乗り入れする軌道であって、共通レール１０１、新幹線専用レールである広軌専用レール１０２、および在来線専用レールである狭軌専用レール１０３を備える。

破断検知装置３００は、広軌送信機１１０、狭軌送信機１２０、広軌受信機３１０、狭軌受信機３２０、狭軌破断受信機３３０、広軌破断受信機３４０、および破断検知部３５０を備える。

広軌送信機１１０は、新幹線用の信号を生成する広軌信号生成部１１１、新幹線用の信号を伝達する広軌送信トランス１１２、およびノイズフィルタＮＦを備え、広軌専用レール１０２と共通レール１０１との間に新幹線用の信号を送信する。この新幹線用の信号には新幹線用の各種の電文情報なども含まれる。

狭軌送信機１２０は、在来線用の信号を生成する狭軌信号生成部１２１、在来線用の信号を伝達する狭軌送信トランス１２２、およびノイズフィルタＮＦを備え、狭軌専用レール１０３と共通レール１０１との間に在来線用の信号を送信する。この在来線用の信号には在来線用の各種の電文情報なども含まれる。

ここで、三線式軌道１００には、新幹線用の信号と、在来線用の信号という異なる信号が存在する。ただし、両信号は、同一経路に混入したとしても、周波数多重、位相多重、時分割多重、周波数拡散、またはバケット多重などの選択的に受信可能な多重形態をとる。

広軌受信機３１０は、新幹線用の信号を検知する広軌信号検知部３１１、新幹線用の信号を伝達する広軌受信トランス３１２、およびノイズフィルタＮＦを備え、広軌専用レール１０２と共通レール１０１との間に流れる新幹線用の信号を選択的に受信する。

狭軌受信機３２０は、在来線用の信号を検知する狭軌信号検知部３２１、在来線用の信号を伝達する狭軌受信トランス３２２、およびノイズフィルタＮＦを備え、狭軌専用レール１０３と共通レール１０１との間に流れる在来線用の信号を選択的に受信する。

狭軌破断受信機３３０は、在来線用の信号を選択的に受信する狭軌信号混入検知部３３１、および混入信号を伝達する狭軌信号受信トランス３３２を備える。狭軌破断受信機３３０は、広軌専用レール１０２と共通レール１０１との間の信号経路上において、広軌受信機３１０に対して直列に挿入接続される。そのため、狭軌破断受信機３３０は、広軌専用レール１０２と共通レール１０１との間に混入する在来線用の信号(混入信号）を選択的に受信する。

広軌破断受信機３４０は、新幹線用の信号を選択的に受信する広軌信号混入検知部３４１、および混入信号を伝達する広軌信号受信トランス３４２を備える。広軌破断受信機３４０は、狭軌専用レール１０３と共通レール１０１との間の信号経路上において、狭軌受信機３２０に対して直列に挿入接続される。そのため、広軌破断受信機３４０は、狭軌専用レール１０３と共通レール１０１との間に混入する新幹線用の信号(混入信号）を選択的に受信する。

破断検知部３５０は、デジタルシグナルプロセッサ３５１、および論理部３５２を備える。
デジタルシグナルプロセッサ３５１は、広軌送信機１１０、狭軌送信機１２０、広軌受信機３１０、狭軌受信機３２０、狭軌破断受信機３３０、および広軌破断受信機３４０それぞれの受信信号を取得して、それぞれの受信レベルや位相などの各種計測情報を検知する。さらにデジタルシグナルプロセッサ３５１は、受信信号に含まれる電文情報の復号化も可能である。
論理部３５２は、これらの受信レベルの組み合わせ条件などに基づいて、共通レールの破断状態や、新幹線の在線状態や、在来線の在線状態を検出する。

また、破断検知部３５０は、共通レールの破断を判定する。

＜実施例１の動作について＞
続いて、実施例１の具体的な動作について、図２〜図７に示す状況ごとに説明する。

［１］平常時の信号の流れ
図２は、平常時（非破断かつ非在線）における信号の流れを示す図である。
同図において、広軌送信機１１０から送出される新幹線用の信号は、広軌専用レール１０２、広軌受信機３１０、狭軌破断受信機３３０、および共通レール１０１を経由して流れる。

この信号経路上において、広軌受信機３１０は、新幹線用の信号を選択的に受信する。その結果、広軌受信機３１０の受信レベルは『高』になる。

また、この信号経路上において、狭軌破断受信機３３０には、新幹線用の信号が流れる。しかしながら，狭軌破断受信機３３０は、在来線用の混入信号を選択的に受信するように設定されるため、新幹線用の信号は受信しない。そのため、狭軌破断受信機３３０の受信レベルは『低』になる。

一方、狭軌送信機１２０から送出される在来線用の信号は、狭軌専用レール１０３、狭軌受信機３２０、広軌破断受信機３４０、および共通レール１０１を経由して流れる。

この信号経路上において、狭軌受信機３２０は、在来線用の信号を選択的に受信する。その結果、狭軌受信機３２０の受信レベルは『高』になる。

また、この信号経路上において、広軌破断受信機３４０には、在来線用の信号が流れる。しかしながら，広軌破断受信機３４０は、新幹線用の混入信号を選択的に受信するように設定されるため、在来線用の信号は受信しない。そのため、広軌破断受信機３４０の受信レベルは『低』になる。

以上のように、平常時には、広軌送信機１１０の信号経路と、狭軌送信機１２０の信号経路が、三線式軌道１００に対して独立に形成される。そのため、広軌受信機３１０および狭軌受信機３２０の受信レベルはどちらも『高』になる。

また、新幹線用の信号、および在来線用の信号は、お互いの信号経路に混入しない。そのため、狭軌破断受信機３３０および広軌破断受信機３４０の受信レベルはどちらも『低』になる。

［２］破断かつ非在線における信号の流れ
図３は、［破断］かつ［非在線］における信号の流れを示す図である。

同図に示す共通レール１０１の破断箇所は、送信機（広軌送信機１１０および狭軌送信機１２０）の接続箇所と、受信機（広軌受信機３１０、狭軌受信機３２０、狭軌破断受信機３３０、および広軌破断受信機３４０）の接続箇所との区間（以下「送受区間」という）の間に位置する。

共通レール１０１が破断すると、破断箇所において信号が遮断または通りにくくなる。そのため、破断箇所を迂回する信号経路へ信号の大部分が流れる。

送受区間に列車が在線しない場合、図３に示すように、新幹線用の信号と在来線用の信号は、共通の信号経路（共通経路）を流れる。

すなわち、広軌送信機１１０から送出される新幹線用の信号は、広軌専用レール１０２、広軌受信機３１０、狭軌破断受信機３３０、共通レール１０１、狭軌受信機３２０、広軌破断受信機３４０、狭軌専用レール１０３、狭軌送信機１２０、および共通レール１０１を経由して流れる。

この信号経路上において、広軌破断受信機３４０には、新幹線用の信号が混入する。広軌破断受信機３４０は、新幹線用の混入信号を選択的に受信するように設定される。そのため、広軌破断受信機３４０の受信レベルは、平常時に比べて増加する。

一方、狭軌送信機１２０から送出される在来線用の信号は、共通レール１０１、広軌送信機１１０、広軌専用レール１０２、広軌受信機３１０、狭軌破断受信機３３０、共通レール１０１、狭軌受信機３２０、広軌破断受信機３４０、狭軌専用レール１０３を経由して流れる。

この信号経路上において、狭軌破断受信機３３０には、在来線用の信号が混入する。狭軌破断受信機３３０は、在来線用の混入信号を選択的に受信するように設定される。そのため、狭軌破断受信機３３０の受信レベルは、平常時に比べて増加する。

このように、［破断］かつ［非在線］の状態では、広軌送信機１１０の信号経路と、狭軌送信機１２０の信号経路が、共通経路になる。そのため、新幹線用の信号、および在来線用の信号は、お互いの信号経路に混入する。これによって、狭軌破断受信機３３０および広軌破断受信機３４０における混入信号の受信レベルはどちらも平常時よりも増加する。

［３］破断かつ［新幹線の在線パターンＡ］における信号の流れ
図４は、［破断］かつ［新幹線の在線パターンＡ］における信号の流れを示す図である。

新幹線の在線パターンＡでは、破断箇所と、受信機（広軌受信機３１０、狭軌受信機３２０、狭軌破断受信機３３０、および広軌破断受信機３４０）との間の区間（以下「受信側区間」という）に新幹線の列車が在線する。

このような新幹線の在線パターンＡにより、受信側区間における広軌専用レール１０２と共通レール１０１との間が、新幹線の在線躯体を介して低インピーダンスになる。

その結果、図３に示した共通経路は、共通レール１０１および広軌専用レール１０２の間の「新幹線の在線躯体」を介してバイパスされる。そのため、図４に示すように、在線躯体に並列接続される広軌受信機３１０および狭軌破断受信機３３０には、新幹線および在来線の両信号ともに通りにくくなる。そのため、広軌受信機３１０の受信レベルは、平常時に比べて低下する。狭軌破断受信機３３０の受信レベルは、共通レール１０１が破断しても増加しにくくなる。

一方、狭軌受信機３２０および広軌破断受信機３４０については、在線躯体によるバイパスはされず、新幹線および在来線の両信号が通過する。
そのため、広軌破断受信機３４０には、新幹線用の信号が混入する。広軌破断受信機３４０は、新幹線用の混入信号を選択的に受信するように設定される。そのため、広軌破断受信機３４０の受信レベルは、平常時に比べて増加する。

このように、［破断］かつ［新幹線の在線パターンＡ］の状態では、広軌破断受信機３４０における混入信号の受信レベルが平常時よりも増加し、広軌受信機３１０の受信レベルは平常時よりも低下する。

［４］破断かつ［新幹線の在線パターンＢ］における信号の流れ
図５は、［破断］かつ［新幹線の在線パターンＢ］における信号の流れを示す図である。

新幹線の在線パターンＢでは、破断箇所と、送信機（広軌送信機１１０、および狭軌送信機１２０）との間の区間（以下「送信側区間」という）に新幹線の列車が在線する。

このような新幹線の在線パターンＢにより、送信側区間における広軌専用レール１０２と共通レール１０１との間が、新幹線の在線躯体を介して低インピーダンスになる。
その結果、図５に示すように、新幹線用の信号は、在線躯体を介して送信側区間において短絡され、受信側区間には伝わりにくくなる。

そのため、広軌破断受信機３４０には新幹線用の信号が混入しにくく、広軌破断受信機３４０の受信レベルは、共通レール１０１が破断しても増加しにくくなる。

さらに、広軌受信機３１０にも新幹線用の信号が流れにくくなる。そのため、広軌受信機３１０の受信レベルは、平常時に比べて低下する。

一方、狭軌送信機１２０から送出される在来線用の信号は、狭軌専用レール１０３、狭軌受信機３２０、広軌破断受信機３４０、共通レール１０１、広軌受信機３１０、狭軌破断受信機３３０、広軌専用レール１０２、新幹線の在線躯体、および共通レール１０１を経由して流れる。

この信号経路上において、狭軌破断受信機３３０には、在来線用の信号が混入する。狭軌破断受信機３３０は、在来線用の混入信号を選択的に受信するように設定される。そのため、狭軌破断受信機３３０の受信レベルは、平常時に比べて増加する。

このように、［破断］かつ［新幹線の在線パターンＢ］の状態では、狭軌破断受信機３３０における混入信号の受信レベルが平常時よりも増加し、広軌受信機３１０の受信レベルは平常時よりも低下する。

［５］破断かつ［在来線の在線パターンＡ］における信号の流れ
図６は、［破断］かつ［在来線の在線パターンＡ］における信号の流れを示す図である。

在来線の在線パターンＡでは、受信側区間に在来線の列車が在線する。
このような在来線の在線パターンＡにより、受信側区間における狭軌専用レール１０３と共通レール１０１との間が、在来線の在線躯体を介して低インピーダンスになる。

その結果、図３に示した共通経路は、共通レール１０１および狭軌専用レール１０３の間の「在来線の在線躯体」を介してバイパスされる。そのため、図６に示すように、在線躯体に並列接続される狭軌受信機３２０および広軌破断受信機３４０には、新幹線および在来線の両信号ともに通りにくくなる。そのため、狭軌受信機３２０の受信レベルは、平常時に比べて低下する。また、広軌破断受信機３４０の受信レベルは、共通レール１０１が破断しても増加しにくくなる。

一方、広軌受信機３１０および狭軌破断受信機３３０については、在線躯体によるバイパスはされず、新幹線および在来線の両信号が通過する。
そのため、狭軌破断受信機３３０は、在来線用の信号が混入する。狭軌破断受信機３３０は、在来線用の混入信号を選択的に受信するように設定される。そのため、狭軌破断受信機３３０の受信レベルは、平常時に比べて増加する。

このように、［破断］かつ［在来線の在線パターンＡ］の状態では、狭軌破断受信機３３０における混入信号の受信レベルが平常時よりも増加し、狭軌受信機３２０の受信レベルは平常時よりも低下する。

［６］破断かつ［在来線の在線パターンＢ］における信号の流れ
図７は、［破断］かつ［在来線の在線パターンＢ］における信号の流れを示す図である。

在来線の在線パターンＢでは、送信側区間に在来線の列車が在線する。

このような在来線の在線パターンＢにより、送信側区間における狭軌専用レール１０３と共通レール１０１との間が、在来線の在線躯体を介して低インピーダンスになる。
その結果、図５に示すように、在来線用の信号は、在線躯体を介して送信側区間において短絡され、受信側区間には伝わりにくくなる。

そのため、狭軌破断受信機３３０には在来線用の信号が混入しにくく、狭軌破断受信機３３０の受信レベルは、共通レール１０１が破断しても増加しにくくなる。

さらに、狭軌受信機３２０にも在来線用の信号が流れにくくなる。そのため、狭軌受信機３２０の受信レベルは、平常時に比べて低下する。

一方、広軌送信機１１０から送出される新幹線用の信号は、広軌専用レール１０２、広軌受信機３１０、狭軌破断受信機３３０、共通レール１０１、狭軌受信機３２０、広軌破断受信機３４０、狭軌専用レール１０３、在来線の在線躯体、および共通レール１０１を経由して流れる。

この信号経路上において、広軌破断受信機３４０には、新幹線用の信号が混入する。広軌破断受信機３４０は、新幹線用の混入信号を選択的に受信するように設定される。そのため、広軌破断受信機３４０の受信レベルは、平常時に比べて増加する。

このように、［破断］かつ［在来線の在線パターンＢ］の状態では、広軌破断受信機３４０における混入信号の受信レベルが平常時よりも増加し、狭軌受信機３２０の受信レベルは平常時よりも低下する。

［７］受信レベルの組み合わせによる破断の状況判定

図８は、破断状況の判定テーブルを示す図である。ここでの判定テーブルには、先に説明した図２〜図７の状況別の受信レベルの組み合わせが示される。

図９は、破断検知部３５０の動作を説明する流れ図である。
以下、図９に示すステップに沿って、破断検知部３５０の動作を説明する。

（ステップＳ０１） 平常時において、破断検知部３５０は、狭軌破断受信機３３０、広軌破断受信機３４０、広軌受信機３１０、および狭軌受信機３２０それぞれの受信レベルを平常時の値として記憶する。天候や湿度などの環境要因により、平常時の値は若干変動するため、破断検知部３５０は、キャリブレーションとして所定間隔ごとに平常時の値を更新することが好ましい。

（ステップＳ０２） 破断検知部３５０は、狭軌破断受信機３３０、広軌破断受信機３４０、広軌受信機３１０、および狭軌受信機３２０それぞれの受信レベルを定期的に観測し、それぞれの受信レベルごとに、平常時の値からの増減変化を検出する。

（ステップＳ０３） ステップＳ０２において有意な増減変化が検出されない場合、破断検知部３５０はステップＳ０２の動作を戻す。また、ステップＳ０２において有意な増減変化が検出された場合、破断検知部３５０はステップＳ０４に動作を移行する。

（ステップＳ０４） 破断検知部３５０は、各受信機の受信レベルの増減変化の組み合わせを判定テーブル（図８など）に照会し、破断状況を図２〜図７の状況別に判定する。

（ステップＳ０５） ステップＳ０４において『破断あり』と判定された場合、破断検知部３５０はステップＳ０６に動作を移行する。それ以外の場合、破断検知部３５０はステップＳ０２に動作を戻す。

（ステップＳ０６） 例えば、破断検知部３５０は、破断の情報を外部に出力する。
このような対処動作の後、破断検知部３５０はステップＳ０２に動作を戻す。

＜実施例１の効果など＞
上述した実施例１は、次のような効果を奏する。

（１）実施例１の破断検知装置３００では、列車の非在線時の破断検知に加えて、列車の在線時の破断検知も可能になる。そのため、三線式軌道を採用している信号保安装置への適用に好適な破断検知装置３００（破断検知方法）が得られる。
特に、列車停留の頻度が高い駅構内における共通レールの破断状況の監視に好適な破断検知装置３００（破断検知方法）が得られる。

（２）実施例１では、狭軌破断受信機３３０を備えて、広軌専用レール１０２と共通レール１０１との間に混入する狭軌送信機１２０からの混入信号を受信する。この狭軌破断受信機３３０の受信レベルは、図８に示すように、次の破断状況において平常時よりも増加する。
・破断かつ非在線（図３参照）
・破断かつ新幹線の在線パターンＢ（図５参照）
・破断かつ在来線の在線パターンＡ（図６参照）
したがって、破断検知部３５０は、狭軌破断受信機３３０の受信レベルの増加を検出することにより、非在線、新幹線の在線パターンＢ、および在来線の在線パターンＡのいずれかにおける共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。

（３）実施例１では、広軌破断受信機３４０を備えて、狭軌専用レール１０３と共通レール１０１との間に混入する広軌送信機１１０からの混入信号を受信する。この広軌破断受信機３４０の受信レベルは、図８に示すように、次の破断状況において平常時よりも増加する。
・破断かつ非在線（図３参照）
・破断かつ新幹線の在線パターンＡ（図４参照）
・破断かつ在来線の在線パターンＢ（図７参照）
したがって、破断検知部３５０は、広軌破断受信機３４０の受信レベルの増加を検出することにより、非在線、新幹線の在線パターンＡ、および在来線の在線パターンＢのいずれかにおける共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。

（４）実施例１では、広軌受信機３１０を備えて、広軌専用レール１０２と共通レール１０１との間に流れる広軌送信機１１０からの信号を受信する。この広軌受信機３１０の受信レベルは、図８に示すように、次の在線状況において平常時よりも低下する。
・新幹線の在線パターンＡ
・新幹線の在線パターンＢ
したがって、破断検知部３５０は、広軌受信機３１０の受信レベルの低下を検出することにより、新幹線の在線パターンＡ、および新幹線の在線パターンＢのどちらか、すなわち『新幹線が在線している状況』を検知することが可能になる。

（５）実施例１では、狭軌受信機３２０を備えて、狭軌専用レール１０３と共通レール１０１との間に流れる狭軌送信機１２０からの信号を受信する。この狭軌受信機３２０の受信レベルは、図８に示すように、次の在線状況において平常時よりも低下する。
・在来線の在線パターンＡ
・在来線の在線パターンＢ
したがって、破断検知部３５０は、狭軌受信機３２０の受信レベルの低下を検出することにより、在来線の在線パターンＡ、および在来線の在線パターンＢのどちらか、すなわち『在来線が在線している状況』を検知することが可能になる。

（６）実施例１では、図８に示すように、破断の状況において、広軌破断受信機３４０および狭軌破断受信機３３０の少なくとも一方の受信レベルが平常時よりも増加する。
したがって、破断検知部３５０は、広軌破断受信機３４０および狭軌破断受信機３３０の少なくとも一方の受信レベルが平常時より増加した場合、（列車の在線・非在線にかかわらず）共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。
さらに、破断検知部３５０は、広軌破断受信機３４０および狭軌破断受信機３３０の両方の受信レベルが平常時より有意に増加しない場合、（列車の在線・非在線にかかわらず）共通レール１０１が破断していないことを検知することが可能になる。

（７）実施例１では、図８に示すように、破断かつ非在線の状況において、広軌破断受信機３４０および狭軌破断受信機３３０の受信レベルが平常時よりも増加する。
したがって、破断検知部３５０は、広軌破断受信機３４０および狭軌破断受信機３３０の両方の受信レベルが平常時より増加した場合、列車非在線状態における共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。

（８）実施例１では、図８に示すように、破断かつ在線の状況において、広軌破断受信機３４０および狭軌破断受信機３３０のどちらか一方のみの受信レベルが平常時よりも増加する。
したがって、破断検知部３５０は、広軌破断受信機３４０および狭軌破断受信機３３０の一方のみの受信レベルが平常時より増加した場合、列車在線状態における共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。

（９）実施例１では、図８に示すように、破断かつ新幹線の在線パターンＡの状況において、広軌破断受信機３４０の受信レベルが平常時よりも増加し、広軌受信機３１０の受信レベルが平常時よりも低下する。
したがって、破断検知部３５０は、広軌破断受信機３４０の受信レベルが平常時よりも増加し、広軌受信機３１０の受信レベルが平常時よりも低下した場合に、新幹線の在線パターンＡの状況における共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。

（１０）実施例１では、図８に示すように、破断かつ新幹線の在線パターンＢの状況において、狭軌破断受信機３３０の受信レベルが平常時よりも増加し、広軌受信機３１０の受信レベルが平常時よりも低下する。
したがって、破断検知部３５０は、狭軌破断受信機３３０の受信レベルが平常時よりも増加し、広軌受信機３１０の受信レベルが平常時よりも低下した場合に、新幹線の在線パターンＢの状況における共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。

（１１）実施例１では、図８に示すように、破断かつ在来線の在線パターンＡの状況において、狭軌破断受信機３３０の受信レベルが平常時よりも増加し、狭軌受信機３２０の受信レベルが平常時よりも低下する。
したがって、破断検知部３５０は、狭軌破断受信機３３０の受信レベルが平常時よりも増加し、狭軌受信機３２０の受信レベルが平常時よりも低下した場合に、在来線の在線パターンＡの状況における共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。

（１２）実施例１では、図８に示すように、破断かつ在来線の在線パターンＢの状況において、広軌破断受信機３４０の受信レベルが平常時よりも増加し、狭軌受信機３２０の受信レベルが平常時よりも低下する。
したがって、破断検知部３５０は、広軌破断受信機３４０の受信レベルが平常時よりも増加し、狭軌受信機３２０の受信レベルが平常時よりも低下した場合に、在来線の在線パターンＢの状況における共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。

（１３）実施例１では、図８に示すように、破断かつ新幹線の在線状態において、狭軌破断受信機３３０および広軌破断受信機３４０のどちらか一方の受信レベルが平常時より増加し、広軌受信機３１０の受信レベルが平常時よりも低下する。
したがって、破断検知部３５０は、狭軌破断受信機３３０および広軌破断受信機３４０のどちらか一方の受信レベルが平常時より増加し、広軌受信機３１０の受信レベルが平常時よりも低下した場合に、新幹線の在線状態における共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。

（１４）実施例１では、図８に示すように、破断かつ在来線の在線状態において、狭軌破断受信機３３０および広軌破断受信機３４０のどちらか一方の受信レベルが平常時より増加し、狭軌受信機３２０の受信レベルが平常時よりも低下する。
したがって、破断検知部３５０は、狭軌破断受信機３３０および広軌破断受信機３４０のどちらか一方の受信レベルが平常時より増加し、狭軌受信機３２０の受信レベルが平常時よりも低下した場合に、在来線の在線状態における共通レール１０１の破断を検知することが可能になる。

（１５）実施例１では、上述のように、在線パターンＡと在線パターンＢを判定することにより、送信側区間・受信側区間のどちらに列車が在線中かを判定することが可能になる。
すなわち、広軌破断受信機３４０、広軌受信機３１０、狭軌破断受信機３３０、および狭軌受信機３２０の受信レベルの組み合わせに基づいて、共通レールの破断箇所を境にしてどちら側の区間（送信側区間・受信側区間）に列車が在線しているかという在線パターン（在線パターンＡ・在線パターンＢ）を判定する。
さらに、この判定結果を列車の進行方向の情報と組み合わせることにより、列車の前方（破断箇所はこれから通過）または後方（破断箇所は通過済み）のどちらに共通レール１０１の破断箇所が存在するかを検知することが可能になる。

（１６）実施例１では、広軌専用レール１０２と共通レール１０１との間の信号経路上において、狭軌破断受信機３３０および広軌受信機３１０が直列に接続される。また、狭軌専用レール１０３と共通レール１０１との間の信号経路上において、広軌破断受信機３４０および狭軌受信機３２０が直列に接続される。そのため、受信側区間の配線を効率的にまとめて受信側の装置を集中配置することが可能になり、受信側の装置スペースを小型化することが容易になる。

＜実施例１の補足事項＞
なお、実施例１では、広軌専用レール１０２を新幹線専用レールとし、狭軌専用レール１０３を在来線専用レールとする。しかしながら、本発明はこれに限定されない。車輪間隔の異なる車両を同一軌道上で運行するための三線式軌道であれば、本発明を適用することが可能である。

なお、本発明は上記した実施例１に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、本発明では、実施例１の構成やステップの一部について、他の構成やステップの追加・削除・置換をすることも可能である。

１００…三線式軌道、１０１…共通レール、１０２…広軌専用レール、１０３…狭軌専用レール、１１０…広軌送信機、１１１…広軌信号生成部、１１２…広軌送信トランス、１２０…狭軌送信機、１２１…狭軌信号生成部、１２２…狭軌送信トランス、３００…破断検知装置、３１０…広軌受信機、３１１…広軌信号検知部、３１２…広軌受信トランス、３２０…狭軌受信機、３２１…狭軌信号検知部、３２２…狭軌受信トランス、３３０…狭軌破断受信機、３３１…狭軌信号混入検知部、３３２…狭軌信号受信トランス、３４０…広軌破断受信機、３４１…広軌信号混入検知部、３４２…広軌信号受信トランス、３５０…破断検知部、３５１…デジタルシグナルプロセッサ、３５２…論理部、ＮＦ…ノイズフィルタ

Claims (8)

1. 広軌専用レール、狭軌専用レール、および共通レールを含む三線式軌道の破断検知装置であって、
   前記広軌専用レールと前記共通レールとの間に信号を送信する広軌送信機と、
   前記狭軌専用レールと前記共通レールとの間に信号を送信する狭軌送信機と、
   前記広軌専用レールと前記共通レールとの間に混入する前記狭軌送信機からの混入信号を受信する狭軌破断受信機と、
   前記狭軌専用レールと前記共通レールとの間に混入する前記広軌送信機からの混入信号を受信する広軌破断受信機と、
   前記広軌破断受信機および前記狭軌破断受信機の少なくとも一方の受信レベルに基づいて、前記共通レールの破断を検知する破断検知部と
   を備えたことを特徴とする破断検知装置。
2. 請求項１に記載の破断検知装置であって、
   前記広軌専用レールは、新幹線専用レールであり、
   前記狭軌専用レールは、在来線専用レールである
   ことを特徴とする破断検知装置。
3. 請求項１〜２のいずれか一項に記載の破断検知装置であって、
   前記破断検知部は、前記広軌破断受信機および前記狭軌破断受信機の少なくとも一方の受信レベルが増加に転じた場合、前記共通レールが破断状態と判定する
   ことを特徴とする破断検知装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の破断検知装置であって、
   前記破断検知部は、前記広軌破断受信機および前記狭軌破断受信機の両方の受信レベルが増加に転じた場合、列車非在線状態で前記共通レールが破断状態と判定する
   ことを特徴とする破断検知装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の破断検知装置であって、
   前記破断検知部は、前記広軌破断受信機および前記狭軌破断受信機の一方のみの受信レベルが増加に転じた場合、列車在線状態で前記共通レールが破断状態と判定する
   ことを特徴とする破断検知装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の破断検知装置であって、
   前記広軌専用レールと前記共通レールとの間に流れる前記広軌送信機からの信号を受信する広軌受信機と、
   前記狭軌専用レールと前記共通レールとの間に流れる前記狭軌送信機からの信号を受信する狭軌受信機とを備え、
   前記広軌専用レールと前記共通レールとの間の信号経路上に、前記狭軌破断受信機および前記広軌受信機は直列に接続され、
   前記狭軌専用レールと前記共通レールとの間の信号経路上に、前記広軌破断受信機および前記狭軌受信機は直列に接続される
   ことを特徴とする破断検知装置。
7. 請求項６に記載の破断検知装置であって、
   前記破断検知部は、前記広軌破断受信機、前記広軌受信機、前記狭軌破断受信機、および前記狭軌受信機の受信レベルの組み合わせに基づいて、前記共通レールの破断箇所を境にしてどちら側の区間に列車が在線しているかという在線パターンを判定する
   ことを特徴とする破断検知装置。
8. 広軌専用レール、狭軌専用レール、および共通レールを含む三線式軌道の破断検知方法であって、
   前記広軌専用レールと前記共通レールとの間に信号を送信する広軌送信ステップと、
   前記狭軌専用レールと前記共通レールとの間に信号を送信する狭軌送信ステップと、
   前記広軌専用レールと前記共通レールとの間に混入する前記狭軌送信ステップの混入信号を受信する狭軌用破断受信ステップと、
   前記狭軌専用レールと前記共通レールとの間に混入する前記広軌送信ステップの混入信号を受信する広軌用破断受信ステップと、
   前記広軌用破断受信ステップおよび前記狭軌用破断受信ステップの少なくとも一方の受信レベルに基づいて、前記共通レールの破断を検知する破断検知ステップと
   を備えたことを特徴とする破断検知方法。

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