JP2954578B1 - 列車接近警報受信機 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】列車線路の作業区間の見張り員が携帯する列車
接近警報受信機が、列車接近警報を一定間隔の送信波で
知らせてくれる送信機の故障を警報音で検知できるよう
にする。 【解決手段】受信機に、キャリアＳＱ回路１１、ＳＷ１
２、整流器１４、周期判定回路１３，１５、警報音発振
器１６、アラーム制御部１７を設ける。送信機から一定
間隔で、列車なしのときトーン信号で、列車有りのとき
メッセージ信号で変調した電波が送られてくるので、Ｓ
Ｑ回路１１の出力をタイマ１３に入力して間欠送信の間
隔をチェックし、ＳＷ１２がオンのとき、検波出力を整
流器１４で整流し、トーン信号又はメッセージ信号が一
定間隔か否かを周期判定回路１５でチェックする。アラ
ーム制御部１７はチェック結果から受信レベルが低いか
間隔が変われば送信機の故障として故障警報音をスピー
カ８４から出すように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道線路に沿って
線路保守作業等を行う作業者に列車接近を知らせて退避
させるための列車接近警報システムに関し、特に、作業
の監視者及び作業者が携帯する警報受信機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】鉄道運用業務では、列車の安全を確保す
るため、線路，電気設備などの補修や改良工事、各種設
備の検査、ポイント清掃など、線路内に立ち入って行う
作業が極めて多い。これらの作業の多くは列車運行の合
間を縫って行われており、極めて危険をともなう作業で
ある。このような業務に従事する作業者の安全を図るこ
とは極めて重要である。

【０００３】このような沿線作業者と列車との接触事故
を回避し、安全を確保するため、従来は、列車の接近を
見張る見張り員を配置し、見張り員は目視による監視を
行い、列車の接近を確認したとき、呼び子やトランシー
バ等を用いて作業者に列車接近を知らせて作業を一時中
断させ、退避させるようにしていた。しかし、このよう
な人間による列車接近の見張り作業は、カーブ区間やト
ンネル区間など見通しの悪い場所も多く、瞬時たりとも
注意をそらすことができず、緊張の連続による疲労と、
見落としによる重大事故発生の恐れがあった。

【０００４】その対策として、従来、軌道回路信号、ま
たはレールに仮設した列車センサ等で列車を検知し、検
知信号を有線または無線で作業区間に送り、作業区間に
配置された送信機から警報信号を送出して作業者が携帯
する警報発報受信機のスピーカから接近警報を鳴動させ
る列車接近警報システムが開発され、一部で既に実用さ
れている。

【０００５】図３は本発明を適用しようとする従来の列
車接近警報システムの概要図である。図において、１は
上りまたは下り線路、２は列車、３は作業区間、４は列
車検知センサまたは軌道回路などの列車検知手段、５は
ケーブル、６は無線送信機、７は無線送信機６のゾー
ン、８は見張り員または作業者が携帯している無線受信
機である。

【０００６】図３に示した列車接近警報システムの説明
では、例えば、上り線路１についてだけ説明するが、下
り線路についても同様であるので説明を省略する。作業
区間から所定の距離だけ離れた上り線路１の近傍に設け
た列車検知センサ、または軌道回路による列車検知手段
４によって列車２を検知すると、検知信号がケーブル５
によって作業区間３に配置した無線送信機（Ｔ_x ）６に
送られる。ケーブル５は、作業期間中設置された専用ケ
ーブル、または沿線電話回線である。

【０００７】図４は従来の無線送信機６と無線受信機８
の構成例図である。無線送信機６は、トーン発振器６１
と変調制御部６２と変調器６３と送信部６４とアンテナ
６５とを備えている。

【０００８】図５は従来の無線送信機６の送信波のタイ
ムチャートであり、（Ａ）は列車なしのときの送信波を
示し、（Ｂ）は列車を検知したときの送信波を示してい
る。変調制御部６２は、列車なしのとき、図５（Ａ）の
ようにトーン発振器６１から出力される周波数ｆ₁ のト
ーン信号を短時間ずつ一定の間隔で出力する。例えば、
２．８ｋＨｚのトーン信号を５sec 間隔で０．３sec ず
つ出力する。列車が接近し、列車なしから列車ありの検
知信号が入力されると、図５（Ｂ）のように、列車接近
を知らせるメッセージ信号をトーン信号と同じ一定の間
隔で出力する。例えば、「上り列車接近」という１．９
sec のメッセージ信号を５sec 間隔で出力する。変調器
６３は変調制御部６２の出力によって、例えば、ＶＨＦ
帯の搬送波を変調し、送信部６４はその無線警報信号を
アンテナ６５から送出する。

【０００９】図３に示した無線送信機６のサービスエリ
アとなるゾーン７は作業区間３を含み、ゾーン７内の見
張り員が携帯する無線受信機８は、無線送信機６からの
無線警報信号を受信する。

【００１０】図４の無線受信機８は、アンテナ８０，受
信部８１，検波器８２，増幅器８３，スピーカ（ＳＰ）
８４とを備えている。アンテナ８０を介し受信部８１で
受信処理した無線警報信号は、検波器８２で検波され増
幅器８３で増幅されスピーカ８４から音声出力される。
列車なしのときは、周波数ｆ₁ のトーンが５秒間隔で聞
こえる。そして、列車が接近したときは「上り列車接
近」のメッセージが同じく５秒間隔でアナウンスされる
ので、見張り員は、列車が作業区間に向かって接近して
くることを認知し、作業者を直ちに線路外に退避させ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の列車接近警報システムは、無線送信機６と無線受信
機８の動作が両方とも正常の場合にその機能を果たすこ
とができるが、たまたま、そのいずれか、又は両方が故
障した場合は、列車が接近しても警報音が鳴動せず、人
命にかかわる重大事故が発生する恐れがあるという問題
がある。

【００１２】このような問題を解決するために、送信
機，受信機とも冗長度をもたせて信頼度を上げようとす
ると、大型化とコスト高が問題となる。受信機側の故障
の対策として、電池電圧の低下や受信レベル低下を知ら
せるアラームを音声出力し又はＬＥＤの点滅で行う機能
は、一般の携帯無線機などで既に行われている。しか
し、送信機側の故障に関しては、例えば、送信波が断の
時は受信機のトーン信号の鳴動が停止するので、受信機
側で送信機の故障を知ることができるが、単純なトーン
の断続音は人間の注意力を鈍らせ、その音が聞こえなく
なっても気が付かないという欠点がある。さらに、故障
の前兆を示す送信波の送信周期の変化や変調信号回路の
故障は受信側ではわからないという問題がある。しか
し、この問題に対する対策はまだなされていない。すな
わち、従来の列車接近警報システムにおいては、機器の
故障があったとき作業現場が危険にさらされるというフ
ェイルアウトの形態である。

【００１３】本発明の目的は、上記従来の問題点を解決
するために行ったものであり、フェイルセーフの形態に
するため、送信機側の故障を受信機側で確実に検知する
ことのできる列車接近警報受信機を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の列車接近警報受
信機は、列車線路に沿った作業区間の見張り員または作
業者が携帯して使用できる構造を有し、アンテナを含む
無線受信部と、検波器と、検波出力を増幅してスピーカ
を鳴動させる増幅器とを備えた無線受信機であって、当
該作業区間に配置された無線送信機から、列車がいない
ときトーン信号を変調信号として変調し短時間ずつ所定
の間隔で繰り返し送出された電波を受信復調して前記ス
ピーカから間欠トーンを出力させ、列車が接近したとき
前記トーン信号の代わりに列車接近を知らせるメッセー
ジ信号を変調信号として変調し前記所定の間隔で繰り返
し送出された電波を受信復調して前記スピーカから音声
出力させるように構成された列車接近警報受信機におい
て、前記無線受信部の受信波のキャリアレベルを監視し
て受信波有り／無しを示すスケルチ出力を出すスケルチ
回路と、前記検波器に接続され、前記スケルチ出力によ
って検波出力を通過／遮断するスイッチと、前記スケル
チ回路に接続され、スケルチ出力が前記所定の間隔のと
き“Ｈ”電圧を出力し、所定の間隔でなくなったとき
“Ｌ”電圧を出力する第１の周期判定回路と、前記スイ
ッチに接続され、前記検波器で検波されたトーン信号，
メッセージ信号を整流出力する整流器と、該整流器の出
力が前記所定の間隔のとき“Ｈ”電圧を出力し、所定の
間隔でなくなったとき“Ｌ”電圧を出力する第２の周期
判定回路と、故障警報音信号を発振する警報音発振器
と、前記第１の周期判定回路と第２の周期判定回路の出
力を入力とし、少なくとも一方の出力が所定の間隔でな
くなったことを示す“Ｌ”電圧になったとき、前記故障
警報音信号を断続させて前記増幅器に対して出力するア
ラーム制御部とを備え、前記無線送信機が送出する送信
波の送信間隔、または前記無線送信機の前記トーン信
号，前記メッセージ信号の信号発生レベル，変調波の変
調間隔の少なくとも１つがそれぞれ関連する回路の故障
によって変化して正常動作でなくなったとき、受信機側
で故障警報音を鳴らして送信機側の前記故障を検知でき
るようにしたことを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例を示
すブロック図である。図において、アンテナ８０、受信
部８１、検波器８２、増幅器８３及びスピーカ（ＳＰ）
８４は従来と同じである。

【００１６】１１はキャリアスケルチ（ＳＱ）回路であ
り、受信部８１の入力受信波のキャリアレベルがある一
定の値を超えたときは正常受信を示すキャリア有（＝
Ｈ）を出力し、一定の値以下のときはキャリア無し（＝
Ｌ）を出力する。１２はスイッチ（ＳＷ）であり、ＳＱ
回路１１の出力がキャリア有（＝Ｈ）のとき閉（オン）
となり、キャリア無し（＝Ｌ）のときは開（オフ）とな
る。

【００１７】１３は第１の周期判定回路であり、ＳＱ回
路１１の出力が所定の周期であるかどうか、例えば、キ
ャリア有の所定の周期が５秒のとき、ＳＱ回路１１の出
力を６秒間保持し、放電前に次のキャリア有の出力が立
上れば周期が正常であり、次のキャリア有の出力がなけ
ればキャリア周期が不良と判断してキャリアなしを示す
信号を出力する。所定の周期より短いときも他の方法で
不良と判断することができる。

【００１８】１４はキャリア有の正常受信のときスイッ
チ１２を通過した検波器８２の検波出力から図５（Ａ）
のトーン信号または（Ｂ）の列車接近メッセージ信号を
整流して出力する整流器である。スイッチ１２を介した
もう一方の出力は合成器１８を介して増幅器８３に入力
され、スピーカ８４から音声出力される。

【００１９】１５は第２の周期判定回路であり、トーン
信号又はメッセージ信号の繰り返し周期が正常かどう
か、例えば、５秒毎にトーン信号又はメッセージ信号が
あるかどうかをチェックしその結果を出力する。例え
ば、６秒〜８秒の保持時間の間に次の信号があれば正常
を示す信号を出力する。タイマ回路はリトリガーパルス
を用いて起動させる。第１の周期判定回路１３と同様
に、所定の周期より短いときも他の方法で検出すること
ができる。

【００２０】１６は周波数ｆ_a （例えば、２ｋＨｚ）の
故障警報音信号を発生する警報音発振器である。１７は
アラーム制御部であり、第１，第２の２つの周期判定回
路１３，１５の出力の少なくとも１つ、すなわち、いず
れか１つ又は両方が、所定の周期と異なることを示す出
力のとき、警報音発振器１６を、例えば、１〜２秒間隔
で０．２sec ずつ断続させて出力し、スピーカ８４を鳴
動させるとともにＬＥＤを点滅させる。

【００２１】以上のように、本発明の受信機は、受信波
のトーン信号，メッセージ信号の有無、周期の異常、キ
ャリアレベルと、その周期の異常を検出したとき、短い
周期で断続するアラーム音を鳴らして、受信機を携帯す
る見張り員及び作業者に、送信機が故障したことを知ら
せることができる。見張り員及び作業者は、作業を中断
して線路外に退避し、警報システムの送受信機を点検し
て故障を修理した後、作業を再開するようにして触車事
故を防ぐことができる。

【００２２】このことは、無人の無線送信機側の故障を
受信機側で警報音によって検知することができる作用で
あり、送信側も含む列車接近警報システムの故障を受信
機側で自己診断することに外ならない。

【００２３】図２は本発明の第２の実施例を示すブロッ
ク図であり、図１の第１の実施例との相違点は、キャリ
アスケルチ回路１１の代わりに、受信部８からＲＳＳＩ
（受信電界強度信号）をとり出し、比較器１９で受信レ
ベルの有無を検出するようにした点であり、他の構成，
動作は第１の実施例と同じである。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、受信機側で無人の送信機の故障も警
報音によって検知することができるため、路線作業者の
安全の確保を更に向上することができ、実用上の効果は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明を適用しようとする列車接近警報システ
ムの概要図である。

【図４】従来の無線送受信機のブロック図である。

【図５】送信波のタイムチャートである。

【符号の説明】 １ 上り線路 ２ 列車 ３ 作業区間 ４ 列車検知手段 ５ ケーブル ６ 無線送信機 ７ ゾーン ８ 無線受信機 １１ スケルチ回路 １２ スイッチ １３，１５ 周期判定回路 １４ 整流器 １６ 警報音発振器 １７ アラーム制御部 １８ 合成器 １９ 比較器 ６１ トーン発振器 ６２ 変調制御部 ６３ 変調器 ６４ 送信部 ６５，８０ アンテナ ８１ 受信部 ８２ 検波器 ８３ 増幅器 ８４ スピーカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 弘行 東京都渋谷区代々木二丁目２番２号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 吉田 俊三 東京都あきる野市小川東一丁目25番６号 株式会社国際電気エンジニアリング内 (72)発明者 松本 英俊 東京都あきる野市小川東一丁目25番６号 株式会社国際電気エンジニアリング内 (72)発明者 澤井 浩司 東京都あきる野市小川東一丁目25番６号 株式会社国際電気エンジニアリング内 (56)参考文献 特開 平９−263243（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−1052（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B61L 23/06 B61L 23/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列車線路に沿った作業区間の見張り員ま
   たは作業者が携帯して使用できる構造を有し、アンテナ
   を含む無線受信部と、検波器と、検波出力を増幅してス
   ピーカを鳴動させる増幅器とを備えた無線受信機であっ
   て、 当該作業区間に配置された無線送信機から、列車がいな
   いときトーン信号を変調信号として変調し短時間ずつ所
   定の間隔で繰り返し送出された電波を受信復調して前記
   スピーカから間欠トーンを出力させ、列車が接近したと
   き前記トーン信号の代わりに列車接近を知らせるメッセ
   ージ信号を変調信号として変調し前記所定の間隔で繰り
   返し送出された電波を受信復調して前記スピーカから音
   声出力させるように構成された列車接近警報受信機にお
   いて、 前記無線受信部の受信波のキャリアレベルを監視して受
   信波有り／無しを示すスケルチ出力を出すスケルチ回路
   と、 前記検波器に接続され、前記スケルチ出力によって検波
   出力を通過／遮断するスイッチと、 前記スケルチ回路に接続され、スケルチ出力が前記所定
   の間隔のとき“Ｈ”電圧を出力し、所定の間隔でなくな
   ったとき“Ｌ”電圧を出力する第１の周期判定回路と、 前記スイッチに接続され、前記検波器で検波されたトー
   ン信号，メッセージ信号を整流出力する整流器と、 該整流器の出力が前記所定の間隔のとき“Ｈ”電圧を出
   力し、所定の間隔でなくなったとき“Ｌ”電圧を出力す
   る第２の周期判定回路と、 故障警報音信号を発振する警報音発振器と、 前記第１の周期判定回路と第２の周期判定回路の出力を
   入力とし、少なくとも一方の出力が所定の間隔でなくな
   ったことを示す“Ｌ”電圧になったとき、前記故障警報
   音信号を断続させて前記増幅器に対して出力するアラー
   ム制御部と、 を備え、前記無線送信機が送出する送信波の送信間隔、
   または前記無線送信機の前記トーン信号，前記メッセー
   ジ信号の信号発生レベル，変調間隔の少なくとも１つが
   それぞれ関連する回路の故障によって変化して正常動作
   でなくなったとき、受信機側で故障警報音を鳴らして送
   信機側の前記故障を検知できるようにしたことを特徴と
   する列車接近警報受信機。
2. 【請求項２】 前記スケルチ回路の代わりに、前記無線
   受信部の受信電界強度信号のレベルをしきい値と比較し
   て受信波有り／無しを示す出力を出す比較器を備えたこ
   とを特徴とする請求項１記載の列車接近警報受信機。