JP3561798B2 - 列車在線検知システム - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は軌道回路を用いた列車在線検知システムに係り、特にシステムにおける伝送経路の故障に対して安全性を確保するのに好適な列車在線検知システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、列車在線検知システムにおいては、各軌道回路の両端に送信装置および受信装置が設置され、さらに送信装置および受信装置にはデータ伝送路を介して地上制御装置が接続され、地上制御装置で生成された電文信号を送信装置から軌道回路に送信するとともに、受信装置で軌道回路から電文信号を受信することによって、軌道回路に列車が在線しているか否かを検知している。
【0003】
このような列車在線検知システムに関する従来例として、例えば、特開平10−315969号公報がある。この公報の列車在線検知システムでは、地上制御装置で生成された電文信号を送信装置が受け取って、送信装置は固有な符号を電文信号に付加してから、その電文信号を軌道回路に送信する。また、受信装置は軌道回路から受信した電文信号に更に固有な符号を付加してから、その電文信号を地上制御装置へ送出する。そして地上制御装置は、送信装置および受信装置についての予め管理された固有な符号と、受信した電文信号に付加されている固有な符号とを照合することによって、受信した電文信号の正当性を判定する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、送信装置および受信装置において固有な符号を電文信号に付加するために、送信装置および受信装置には各装置毎に専用の機能が必要となる。
【0005】
また、送信装置および受信装置は各軌道回路に固有のものとなってしまうために、共通化することが不可能である。
【0006】
さらに、電文信号には固有な符号が付加されるので、電文信号のデータ長が長くなり、電文信号の出力周期も長くなる。その結果、列車検知の精度を高くすることが難しい。
【0007】
本発明の目的は、送信装置および受信装置の共通化を図るとともに、高精度な列車検知を可能とする列車在線検知システムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の軌道回路の個々に送信装置および受信装置が設置され、前記送信装置および前記受信装置がデータ伝送路を介して地上制御装置に接続された列車在線検知システムにおいて、前記地上制御装置は、情報の内容が前記送信装置毎に異なる電文信号を作成し且つその電文信号を管理する電文信号作成管理手段を有し、前記送信装置は、前記電文信号作成管理手段で作成した電文信号を前記データ伝送路を介して取り込んで前記軌道回路に送信する一方、前記受信装置は前記軌道回路から電文信号を受信するとともに、受信した前記電文信号の受信レベルを算出する受信レベル算出手段を有し、さらに前記地上制御装置は、前記受信レベル算出手段で算出した電文信号の受信レベルと、予め設定された列車の在線判定値並びに非在線判定値とを比較して、前記受信レベルの大きさを判定する受信レベル判定手段と、前記受信装置が受信した電文信号と、前記電文信号作成管理手段で管理している電文信号とを照合し、前記受信装置が受信した電文信号の正当性を判定する正当性判定手段と、前記受信レベル判定手段での判定結果および前記正当性判定手段での判定結果から、当該軌道回路に列車が在線していることの可能性を判定する在線可能性判定手段と、前記在線可能性判定手段での判定結果に基づいて列車の在線を判定する列車在線判定手段と、を有することを特徴としている。
【0009】
上記構成によれば、固有な符号を電文信号に付加するための機能等を送信装置および受信装置に設ける必要がないので、送信装置および受信装置はどの軌道回路にも設置可能となり、送信装置および受信装置の共通化を図ることができる。また、電文信号のデータ長は長くならず、このため、電文信号の出力周期を短くすることができ、高精度な列車検知が可能となる。
【0010】
また本発明では、送信装置は、電文信号作成管理手段で作成した電文信号を所定周波数によりMSK変調してから、軌道回路に送信することを特徴としている。
【0011】
また本発明では、在線可能性判定手段は、受信レベルが在線判定値以下である場合には、電文信号の正当性に関わらず列車の在線可能性有りと判定し、受信レベルが非在線判定値以上で且つ電文信号に正当性があると判定された場合には、列車の非在線可能性有りと判定し、受信レベルが在線判定値より大きく且つ電文信号に正当性なし判定された場合には、列車の在線可能性有りと判定するとともに、送信装置および受信装置の少なくとも一方が異常であると判定することを特徴としている。
【0012】
さらに、本発明では、列車在線判定手段は、在線可能性判定手段での判定結果のうち、列車の在線可能性有りの判定が規定回数連続したときに列車が在線であると判定し、列車の非在線可能性有りの判定が規定回数連続したときに列車が非在線であると判定することを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係る列車在線検知システムの全体構成を示している。軌道上を走行する列車10の在線位置を検出するために、n個の軌道回路1,2,…,nが設けられている。軌道回路1の両端には、軌道回路1に対して電文信号を送受信する送受信装置11a,11bが接続されている。軌道回路2,…,nの各々にも、同様に、両端に送受信装置が接続されている。図1では、軌道回路2の一側に接続された送受信装置12aと、軌道回路nの他側に接続された送受信装置1nbが示されている。
【0014】
送受信装置11aの内部には、変調部21a、送信部31a、受信部41a、復調部51a、受信レベル算出部61aが設けられ、また送受信装置11bの内部には、変調部21b、送信部31b、受信部41b、復調部51b、受信レベル算出部61bが設けられている。送受信装置12a,…,1nbも内部構成は送受信装置11a,11bと同じである。各送受信装置11a,11b,12a,…,1nbは、伝送路としてのネットワーク180を介して地上制御装置100に接続されている。
【0015】
地上制御装置100には、列車の在線を管理する在線管理部110、地上制御装置100で受信した電文信号の受信レベルを判定する受信レベル判定部120、地上制御装置100で受信した電文信号の正当性を判定する電文信号判定部130、列車の在線・非在線の可能性を判定する在線検知結果判定部140、列車の在線・非在線を判定する列車在線判定部150、列車の在線・非在線の判定結果によって列車制御を行う信号制御部160、および列車の在線・非在線の判定結果を表示する表示部170が設けられている。また、在線管理部110の内部には、同一周期で送受信装置毎に異なる電文信号を作成する電文信号作成部111、電文信号を管理する電文信号管理部112、列車在線判定結果を記憶する在線検知結果情報記憶部113が設けられている。
【0016】
なお、電文信号作成部111と電文信号管理部112は電文作成管理手段を、受信レベル算出部61aと61bは受信レベル算出手段を、受信レベル判定部120は受信レベル判定手段を、電文信号判定部130は正当性判定手段を、在線検知結果判定部140は在線可能性判定手段を、列車在線判定部150と在線検知結果情報記憶部113は列車在線判定手段をそれぞれ構成している。
【0017】
各送受信装置11a,11b,12a,…,1nbは、送信装置もしくは受信装置の何れに使用するかにより使用する部位が異なっており、また、送信装置もしくは受信装置の何れに使用するかは、地上制御装置100よりネットワーク180を介して指示される。なお、送受信装置にスイッチ等を設け、そのスイッチ等を操作することによって、前記指示を行うようにすることもできる。
【0018】
ここでは、図1に示すように、送受信装置11aが送信装置として、送受信装置11bが受信装置として用いられている。すなわち、送受信装置11aにおいては、電文信号をMSK変調(Minimum Shift Keying)する変調部21a、および電文信号を軌道回路1に送出する送信部31aが使用され、送受信装置11bにおいては、軌道回路から電文信号を受信する受信部41b、軌道回路から受信した電文信号を復調する復調部51b、および軌道回路から受信した電文信号の受信レベルを算出する受信レベル算出部61bが使用されている。
【0019】
次に、上記構成における列車在線の検知処理について、図2を用いて説明する。図2は軌道回路1についてのシステム構成を示しており、送受信装置11aが送信装置として、送受信装置11bが受信装置として用いられている。地上制御装置100は列車検知処理を行うために、在線管理部110の電文信号作成部111で電文信号Sdsを作成する。電文信号Sdsはディジタル信号であり、その情報内容は送受信装置毎に異なり、処理周期毎に更新される。作成された電文信号Sds は電文信号管理部112に記憶され管理される。また、電文信号Sds はネットワーク180を通じて送受信装置11aに送信される。
【0020】
送受信装置11aは、地上制御装置100からの電文信号Sds を取り込んで、変調部21aで所定周波数によりMSK変調し、その変調した電文信号Sa を送信部31aから軌道回路1に送信する。送受信装置11aと送受信装置11bとは軌道回路1により繋がっており、電文信号Sa は、軌道回路1を介して軌道回路伝送によって送受信装置11bに伝送される。そして送受信装置11bは、受信部41bで軌道回路1から電文信号Sa を受信し、復調部51bで電文信号Sa を復調するとともに、受信した電文信号Sa の受信電圧を受信レベルとして受信レベル算出部61bで算出する。さらに、送受信装置11bは、復調した電文信号Sdr と受信レベルのデータを地上制御装置100にネットワーク180を介して送信する。
【0021】
地上制御装置100は、送受信装置11bからの電文信号Sdr と受信レベルのデータを受け取って、受信レベル判定部120において、受信レベルが在線判定値以下、非在線判定値以上、あるいはそれ以外であるかの判定を行う。また同時に、電文信号判定部130において、電文信号Sdr と電文信号管理部112で管理されている電文信号Sds とを照合し、その正当性の判定を行う。
【0022】
図3は、列車在線・非在線時の受信レベルの時間的変化を示している。図3に示すように、軌道回路1に列車が在線する場合、列車の車軸によって軌道が短絡されるので、送受信装置11aが軌道回路1に送出した信号を送受信装置11bで受信する際、その受信レベルが下がり、在線判定値以下となる。列車の非在線時には受信レベルは下がらず、その受信レベルは非在線判定値以上となる。
【0023】
受信レベル判定部120での受信レベル判定結果および電文信号判定部130での正当性判定結果は在線検知結果判定部140に入力され、在線検知結果判定部140では、これらの判定結果から列車の在線可能性および非在線可能性を判定する。受信レベルが在線判定値以下である場合には、電文信号Sdr の正当性に関わらず列車の在線可能性有りと判定する。受信レベルが在線判定値より大きく、且つ電文信号Sdr が正当と判定されなかった場合には、列車の在線可能性有りと判定し、さらに受信装置を異常とする。受信レベルが非在線判定値以上であり、且つ電文信号Sdr が正当である判定された場合には、列車の非在線可能性有りと判定する。
【0024】
在線検知結果判定部140での判定結果は在線検知結果情報記憶部113に記憶され、判定結果が規定回数連続して同じ状態であった場合、例えば在線が連続して5回の場合には、列車在線判定部150は列車が在線していると判定する。また、例えば非在線が連続して6回の場合には、列車在線判定部150は列車が非在線であると判定する。そして、その判定結果は表示部170に表示され、同時に信号制御部160による列車制御に用いられる。なお、上記規定回数は列車の運転間隔等を考慮して任意に変えることができる。
【0025】
本実施の形態によれば、電文信号の照合を行う地上制御装置は多数の軌道回路に対し1つで済むため、これのみを高信頼な装置構成とすることで各軌道回路毎に設ける送受信装置は簡易、且つ単一な構成で済み、システム全体のコスト低減につながる。さらに、電文信号自身が各送受信器固有の情報を持つため、各送受信装置において固有な符号を付加する必要がなく、図4に示すように電文信号のデータ長を従来例に比べて短くすることができる。このため、短周期の電文信号送出が可能であり、列車検知の精度を高くすることができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送信装置および受信装置を簡易な装置構成で共通化することができ、さらに、高精度な列車の在線検知が可能となる列車在線検知システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る列車在線検知システムの全体構成図である。
【図2】図1に示した列車在線検知システムの列車検知処理の説明図である。
【図3】列車在線・非在線時の受信レベルの時間的変化を示した図である。
【図4】軌道回路に送出される電文信号のデータ長の概念図である。
【符号の説明】
1〜n 軌道回路
10 列車
11a〜1nb 送受信装置
21a,21b 変調部
31a,31b 送信部
41a,41b 受信部
51a,51b 復調部
61a,61b 受信レベル算出部
100 地上制御装置
110 在線管理部
111 電文信号作成部
112 電文信号管理部
113 在線検知結果情報記憶部
120 受信レベル判定部
130 電文信号判定部
140 在線検知結果判定部
150 列車在線判定部
160 信号制御部
170 表示部
180 ネットワーク

Claims (4)

  1. 複数の軌道回路の個々に送信装置および受信装置が設置され、前記送信装置および前記受信装置がデータ伝送路を介して地上制御装置に接続された列車在線検知システムにおいて、
    前記地上制御装置は、情報の内容が前記送信装置毎に異なる電文信号を作成し且つその電文信号を管理する電文信号作成管理手段を有し、前記送信装置は、前記電文信号作成管理手段で作成した電文信号を前記データ伝送路を介して取り込んで前記軌道回路に送信する一方、
    前記受信装置は前記軌道回路から電文信号を受信するとともに、受信した前記電文信号の受信レベルを算出する受信レベル算出手段を有し、
    さらに前記地上制御装置は、前記受信レベル算出手段で算出した電文信号の受信レベルと、予め設定された列車の在線判定値並びに非在線判定値とを比較して、前記受信レベルの大きさを判定する受信レベル判定手段と、
    前記受信装置が受信した電文信号と、前記電文信号作成管理手段で管理している電文信号とを照合し、前記受信装置が受信した電文信号の正当性を判定する正当性判定手段と、
    前記受信レベル判定手段での判定結果および前記正当性判定手段での判定結果から、当該軌道回路に列車が在線していることの可能性を判定する在線可能性判定手段と、
    前記在線可能性判定手段での判定結果に基づいて列車の在線を判定する列車在線判定手段と、を有することを特徴とする列車在線検知システム。
  2. 請求項1に記載の列車在線検知システムにおいて、
    前記送信装置は、前記電文信号作成管理手段で作成した電文信号を所定周波数によりMSK変調してから、前記軌道回路に送信することを特徴とする列車在線検知システム。
  3. 請求項1に記載の列車在線検知システムにおいて、
    前記在線可能性判定手段は、前記受信レベルが前記在線判定値以下である場合には、前記電文信号の正当性に関わらず列車の在線可能性有りと判定し、前記受信レベルが前記非在線判定値以上で且つ前記電文信号に正当性があると判定された場合には、列車の非在線可能性有りと判定し、前記受信レベルが前記在線判定値より大きく且つ前記電文信号に正当性なし判定された場合は、列車の在線可能性有りと判定するとともに、前記送信装置および前記受信装置の少なくとも一方が異常であると判定することを特徴とする列車在線検知システム。
  4. 請求項1又は3に記載の列車在線検知システムにおいて、
    前記列車在線判定手段は、前記在線可能性判定手段での判定結果のうち、列車の在線可能性有りの判定が規定回数連続したときに列車が在線であると判定し、列車の非在線可能性有りの判定が規定回数連続したときに列車が非在線であると判定することを特徴とする列車在線検知システム。
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