JP3352587B2 - 列車制御用通信装置 - Google Patents

列車制御用通信装置

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JP3352587B2
JP3352587B2 JP8202996A JP8202996A JP3352587B2 JP 3352587 B2 JP3352587 B2 JP 3352587B2 JP 8202996 A JP8202996 A JP 8202996A JP 8202996 A JP8202996 A JP 8202996A JP 3352587 B2 JP3352587 B2 JP 3352587B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は列車制御用通信装置
に係り、特に、軌道回路を利用して列車を検知するとと
もに、列車に対して地上側からATC等の列車制御用情
報を提供できるようにし、さらに、その情報の正当性を
判定できるようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、軌道回路を利用した列車制御用通
信装置は、レール(軌道)を所定長さ毎に区分して軌道
回路の一部とし、その軌道回路の始端側(列車の進出す
る側)に、所定周波数の信号を送出する送信器を接続す
るとともに、その軌道回路の終端側(列車が侵入する
側)に信号を受信する受信器を接続して構成されてい
る。
【0003】上記構成において、閉そく区間内に列車が
存在し、レールが列車の車軸(車輪)で短絡されたとき
は受信器の受信レベルは低下し、一方、閉そく区間内に
列車が存在しないときは、受信レベルは所定高さに維持
される。したがって、受信器の出力で軌道リレーをO
N,OFFさせれば、そのON,OFF状態で軌道回
路、つまり、閉そく区間内の列車有無を検知することが
できる。
【0004】上記軌道回路は、相隣接する軌道回路とイ
ンピーダンスボンド等で交流信号に対して電気的絶縁が
図られていて、相隣接する軌道回路の列車検知用の信号
と干渉し合わないように工夫されている。また、交流信
号に対して電気的に無絶縁に形成されている場合は、相
隣接する軌道回路で使用される検知用の信号の周波数を
互いに異なるようにして干渉を防止している。
【0005】ところで、上記従来の軌道回路を利用した
列車検知装置において、軌道回路の一部を形成するレー
ルは、ノイズを受けやすい環境にあるためS/N比が低
くなりやすく、また、隣接する軌道との相互干渉を無く
すため、搬送周波数を変え、又は軌道の境界に共振回路
を設ける等のために回路構成が複雑になるという欠点が
あった。
【0006】そこで、本出願人は、このような欠点を解
決するために、耐雑音特性の高い列車位置検知装置とし
て、軌道回路を形成するレールの始端側に列車検知用信
号を所定のPN符号で拡散処理して供給し、そのレール
の終端側からその拡散処理された信号を受信するととも
に、そのPN符号で逆拡散処理してその列車検知用信号
を検出できるように構成し、その検出された受信信号の
レベル変化により、そのレール上の列車の有無を検知す
るようにした列車位置検知装置を提案した(例えば、特
開平5−254431号公報等)。
【0007】本出願人に係る上記提案によって、耐雑音
特性の高い列車位置検知装置を実現することができた。
また、上記提案装置は、PN符号を用いることを特徴と
しているので、本出願人は、その特徴を利用して列車検
知のみならず、地上側から列車に対して、すなわち車上
側に対してATC等の列車制御用情報(以下、ATC情
報という)を送出できる列車制御用通信装置を提供して
いる(例えば、特開平5−262235号公報等)。こ
こでは、列車制御に対応した位相を有するPN符号で拡
散された2波重畳からなる信号を生成して車上側に送出
するようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記提案に係る2波重
畳からなる列車制御用通信装置は、列車検知とATC情
報の伝達を耐雑音特性を高くして実現できるという特長
を有している。
【0009】ところで、この列車制御用通信装置の受信
側の受信回路の相関器出力の妥当性のチェックは、相関
計算結果からPN符号のスタート位置である同期点を検
出するとともに、その検出タイミングで逆拡散処理し、
狭帯域フィルタ通過後のレベル判定結果と、相関値のレ
ベル判定結果とのアンド条件を取ることにより行うこと
ができる。
【0010】相関器のチェック及び同期判定結果のチェ
ックに対しては、上述のように、相関器の計算結果と同
期の判定結果との条件によりチェックしているので、問
題はないが、2波のPN符号間の位相差の妥当性のチェ
ックを行わなければならないという問題点が残されてい
る。この位相差のチェックの仕方としては、アナログ的
な回路を付加して行うことも考えられるが、この場合、
回路構成が複雑になって好ましくない。
【0011】そこで、本発明は、簡単な構成により、2
波のPN符号の位相差をもチェックできるようにした列
車制御用通信装置を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係る列車制御用
通信装置は、上記目的を達成するために、軌道回路を形
成するレールの始端側に、所定の周波数を有する搬送波
を列車制御用信号に対応した位相差を有する一対の所定
のPN符号で拡散処理して生成した信号を送出する送出
手段を設けるとともに、そのレールを走行する列車、又
はそのレールの終端側に、その送出された信号をその所
定のPN符号と同一のPN符号を用いて逆拡散処理して
列車制御用信号を受信する受信手段を設けてなる列車制
御用通信装置において、前記受信手段には、前記受信手
段が受信した受信信号と前記所定のPN符号との相関値
のピーク値を検出するピーク値検出手段と、前記ピーク
値検出手段で検出されたピーク値のタイミングを記憶す
るタイミング記憶手段と、前記タイミング記憶手段で検
出されたタイミングからピーク値間の位相差を検出する
位相差検出手段と、前記ピーク値検出手段が最初に検出
したピーク値、及びその検出したピ−ク値に前記位相差
検出手段が検出した位相差を加算したタイミングで前記
所定のPN符号と同一のPN符号を用いて前記受信手段
が受信した受信信号を逆拡散処理する逆拡散処理手段
と、を設け、相関計算結果、位相差判定結果及び同期点
判定結果の妥当性を確認することができるようにした
とを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1は、列車制御用通信装置の
概略構成図であって、Tは一つの閉そく区間を形成する
軌道回路(本発明では、この軌道回路を形成するレール
をTで示すときもある。)である。なお、ここでは、図
面を簡略化するために1個の軌道回路しか示されていな
いが、この軌道回路は、図示の軌道回路Tの前後方向に
も多数の軌道回路が設けられている。また、各軌道回路
の区分は、周知のインピーダンスボンドを用いた区分で
もよく、また、レール間にコンデンサ等を介在させた無
絶縁区分でもよい。
【0014】以下、閉そく区間Tに対応した列車制御用
通信装置を説明する。
【0015】送信器1は、所定の周波数の搬送波(f
c)を発生させる信号発生回路2と、この信号発生回路
2から出力された搬送波(fc)を拡散処理する一対の
拡散回路3a,3bと、これら一対の拡散回路3a,3
bで拡散処理された信号を加算する加算回路4と、この
加算された信号をレールTの始端に送出するバンドパス
フィルタ5a及び増幅回路5bからなる送信回路5とか
ら構成されている。
【0016】一対の拡散回路3a,3bには、図示しな
いPN符号発生回路(以下、PNGという)から閉そく
区間Tに割当てられた所定の基準のPN符号(PNi )
が供給されるとともに、他方の拡散回路3bには、その
基準のPN符号(PNi )よりも位相差θ1 有するPN
符号(PNi (θ1 ))が供給されるように構成されて
いる。
【0017】上記位相差θ1 は、ATC情報に対応した
もので、例えば、ATC情報が列車イに対する速度現示
情報である場合、40km/hはθ1 ,80km/hはθ2 ,1
00km/hはθ3 で、かつ、θ1 <θ2 <θ3 の関係を保
って割当てられている。
【0018】また、ATC情報が、例えば、色灯式の現
示情報である場合、θ1 は赤色,θ2 は黄色,θ3 は青
色で、かつ、θ1 <θ2 <θ3 の関係を保って割当てら
れている。つまり、位相の割当ては、高い現示になるほ
ど大きい位相となるように決められている。
【0019】上述のように、位相差を割当てておくこと
により、かつ検出された位相差のうち、最も小さい位相
差をATC情報とすることにより、仮にノイズをATC
情報と誤認したとしても、常に、下位の現示出力とな
り、フェールセーフが確保される。
【0020】地上受信器10は、レールTの終端側から
の信号をバンドパスフィルタ11a及び増幅回路11b
からなる受信回路11で受信できるように構成されてい
る。
【0021】受信回路11で受信された信号は、一対の
復調回路12a,12bで復調処理されるように構成さ
れている。この復調処理で用いられる信号は、信号発生
回路13から発生される上記送信器1で用いられた搬送
波(fc)と同一の周波数の信号であって、この信号は
一方の復調回路12aには直接に、また他方の復調回路
12bには変換回路14を介して位相をπ/2だけずら
して、つまり反転させて供給されるように構成されてい
る。
【0022】復調回路12a,12bで処理されて抽出
された送信器1からのPN符号を含む信号は、A/D
(アナログディジタル)変換回路16a,16bでそれ
ぞれディジタル信号に変換された後、相関器17a,1
7bにそれぞれ入力される。
【0023】各相関器17a,17bでは、送信器1で
用いられたものと同じ基準のPN符号(PNi )を発生
するPN符号発生回路(図示せず)からのPN符号を用
いて相関値がそれぞれ検出され、それら検出された相関
値は、2乗回路18a,18bでそれぞれ2乗処理され
た後、加算回路19で加算処理されるように構成されて
いる。したがって、この加算回路19からは、図2のタ
イムチャートに示されるように、送信器1から送出され
たPN符号(PNi ),(PNi (θi ))に対応した
タイミングで、かつ相関値のピーク値に対応した出力信
号が得られる。
【0024】レベル判定回路20は、上述のPN符号
(PNi ),(PNi (θ1 ))を識別できるしきい値
をもって2つのPN符号(PNi ),(PNi (θ1
))を抽出できるように構成されているとともに、抽
出した信号を位相検出回路21に出力できるように構成
されている。位相検出回路21では、レベル判定回路2
0がPN符号(PNi )とPN符号(PNi (θ1 ))
とを検出したときのタイミングを記憶しておき、両タイ
ミングの差から、ATC情報に対応した両PN符号(P
Ni ),(PNi (θ1 ))間の位相差(θ1 )を算出
して出力できるように構成されている。
【0025】したがって、軌道回路T上に列車イが存在
していないときは、レールTの終端側からATC情報が
受信できるので、この受信したATC情報を、例えば、
後方の軌道回路(図1において、軌道回路Tの右側方向
に位置する軌道回路)に送出することができる。
【0026】上述の受信されたATC情報は、後述の軌
道リレー29が落下(OFF)したときは、ATC情報
の妥当性が得られないので、この場合、ATC情報は廃
棄される。なお、これについては後述する。
【0027】次に、軌道回路Tの列車検知について説明
する。逆拡散回路22は、受信回路11から入力信号を
送信器1側で用いられたものと同じ基準のPN符号(P
Ni)で逆拡散処理するように構成されている。ここで
用いられるPN符号(PNi)は、レベル判定回路20
の出力を同期検出回路23で処理して、PN符号(PN
i )を発生させるPNG24を駆動して得られたもので
ある。すなち、この逆拡散回路22には、図2のPN
符号(PNi)を検出した時点、及びこの時点に両PN
符号(PNi ),(PNi (θ1 ))の位相差θ1 に対
応するタイミングを加算した時点でPNG24からPN
符号(PNi )の信号が供給される。したがって、結果
的に、相関計算結果、位相差判定結果及び同期点判定結
果の妥当性を同時に確認することができる。
【0028】逆拡散処理された信号は、バンドパスフィ
ルタ25で処理された後、送信器1で用いられた搬送波
(fc)と異なる周波数を有する信号(fs)を用いた
復調回路26で復調処理され、次いで、バンドパスフィ
ルタ,増幅回路,検波回路及びレベル判定回路を含んで
構成された検知回路27に入力される。
【0029】検知回路27の出力側は、アンド回路28
の一方の入力端に接続され、このアンド回路28の他の
入力端は、レベル判定回路20の出力側に接続されてい
る。したがって、軌道回路Tに列車イが存在しない状態
において、しかも地上受信器10が正常に作動していれ
ば、アンド回路28の両入力端に信号が入力されるの
で、アンド回路28の出力側に接続されている軌道リレ
ー29は、扛上(ON)して列車なしを検知することが
でき、また、軌道回路Tが列車イの車軸で短絡されてア
ンド回路28に入力されないとき、軌道リレー29は、
落下(OFF)となり、列車ありを検知することができ
る。
【0030】なお、軌道回路T上に列車イが存在しない
状態において、アンド回路28に対していずれか一方の
信号しか入力されないときは、軌道リレー29は落下し
て列車ありを検知してフェールセーフが確保される。
【0031】上述のように、地上受信器10は、アンド
回路28に送信器1からの搬送波(fc)に基づく信号
とPN符号に基づく信号を入力させ、それら両信号が入
力されているときに、軌道リレー29を扛上させておく
ことができるので、つまり、受信器10が正常に動作し
ているときで、かつ軌道回路Tに列車イが存在していな
いときのみ、軌道リレー29を扛上させておくことがで
きるので、軌道リレー29が落下したときのATC情報
の正当性は得られないことを意味している。したがっ
て、軌道リレー29が落下したときのATC情報は廃棄
される。
【0032】列車イに搭載されている車上受信器100
は、上述した地上受信器10と同様に構成されていて、
アンテナaで受信した信号を処理するように構成されて
いる。
【0033】車上受信器100における構成要素のう
ち、地上受信器10の構成要素と同じものについては、
100番台の符号を付して地上受信器10と同一の符号
が付されている。なお、地上受信器10における軌道リ
レー29は、車上受信器100においてはチェックリレ
ー129としている。
【0034】このチェックリレー129は、上記地上受
信器10の軌道リレー29と同様に、車上受信器100
が正常に動作しているときのみONとなるので、このチ
ェックリレー129がOFFの場合のATC情報は廃棄
される。
【0035】
【発明の効果】本発明に係る列車制御通信装置の受信手
段には、その前記受信手段が受信した受信信号と前記所
定のPN符号との相関値のピーク値を検出するピーク値
検出手段と、そのピーク値検出手段で検出されたピーク
値のタイミングを記憶するタイミング記憶手段と、その
タイミング記憶手段で検出されたタイミングからピーク
値間の位相差を検出する位相差検出手段と、前記ピーク
値検出手段が最初に検出したピーク値、及びその検出し
たピ−ク値に前記位相差検出手段が検出した位相差を加
算したタイミングで前記所定のPN符号と同一のPN符
号を用いて前記受信手段が受信した受信信号を逆拡散処
理する逆拡散処理手段とを設け、相関計算結果、位相差
判定結果及び同期点判定結果の妥当性を確認することが
できるようにしたので、位相差のチェックを含めたAT
C情報の正当性を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る列車制御用通信装
置の概略構成図である。
【図2】受信されたPN符号のタイムチャートである。
【符号の説明】
1 送信器 10 地上受信器 100 車上受信器 T 軌道回路(レール) イ 列車
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B61L 3/08 H04J 13/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軌道回路を形成するレールの始端側に、
    所定の周波数を有する搬送波を列車制御用信号に対応し
    た位相差を有する一対の所定のPN符号で拡散処理して
    生成した信号を送出する送出手段を設けるとともに、そ
    のレールを走行する列車、又はそのレールの終端側に、
    その送出された信号をその所定のPN符号と同一のPN
    符号を用いて逆拡散処理して列車制御用信号を受信する
    受信手段を設けてなる列車制御用通信装置において、 前記受信手段には、 前記受信手段が受信した受信信号と前記所定のPN符号
    との相関値のピーク値を検出するピーク値検出手段と、 前記ピーク値検出手段で検出されたピーク値のタイミン
    グを記憶するタイミング記憶手段と、 前記タイミング記憶手段で検出されたタイミングからピ
    ーク値間の位相差を検出する位相差検出手段と、 前記ピーク値検出手段が最初に検出したピーク値、及び
    その検出したピ−ク値に前記位相差検出手段が検出した
    位相差を加算したタイミングで前記所定のPN符号と同
    一のPN符号を用いて前記受信手段が受信した受信信号
    を逆拡散処理する逆拡散処理手段と、を設け、相関計算結果、位相差判定結果及び同期点判定
    結果の妥当性を確認することができるようにした ことを
    特徴とする列車制御用通信装置。
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