JP3683162B2 - 列車検知方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道において、フェールセーフ形マイクロコンピュータを用いて多数の軌道回路の列車検知を行う方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１，２はこの発明でも使用する従来から知られたスキャニング方式による12軌道回路を１つの装置で処理をする軌道回路送受信装置と軌道回路の割当ての例である。この構成の例では、12軌道回路を１装置で処理をする為、２つの送電パワーアンプ（送電ＰＡ）３，４をもっている。これは軌道回路に順次送電し始めの軌道回路に戻るまでが、列車検知の時間的制限があり、即ち列車が一軌道回路に存在する時間より十分短い時間で１スキャンを終了する必要があるため、１スキャンで６軌道に順次送電するものとし、２つの送電パワーアンプ３，４をもつことによって、その時間的要求を満足させている。即ちフェールセーフ形（ＦＳ）ＣＰＵ２から出力される信号波を送電パワーアンプ３，４で増幅するとともに、マルチプレクサ（ＭＰＸ）Ａ５及びＢ６に与えるＣＰＵ２からのコントロール信号ＣＴＲＡ，ＣＴＲＢによって送信する軌道回路を切替えるものである。
【０００３】
２つの送電パワーアンプ３，４はそれぞれ６軌道回路に接続されＡブロック（Ｔ１Ｔ、Ｔ２Ｔ、Ｔ３Ｔ、Ｔ４Ｔ、Ｔ５Ｔ、Ｔ６Ｔ）、Ｂブロック（Ｔ▲１▼Ｔ、Ｔ▲２▼Ｔ、Ｔ▲３▼Ｔ、Ｔ▲４▼Ｔ、Ｔ▲５▼Ｔ、Ｔ▲６▼Ｔ）とし、送信するタイミングをＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３、ＳＣ４、ＳＣ５、ＳＣ６とする。従来行われていたスキャニング順序は、図６に示すようにＳＣ１にはＴ１ＴとＴ▲１▼Ｔ、ＳＣ２にはＴ２ＴとＴ▲２▼Ｔ、〜ＳＣ６にはＴ６ＴとＴ▲６▼Ｔと順に送信し、またＳ１へ戻ってＴ１ＴとＴ▲１▼Ｔと順に繰返すものである。
【０００４】
前記のようなスキャニング軌道回路装置においては、本来12軌道回路分の送電パワーアンプが必要なものをこの例では、２つの送電パワーアンプ３，４で、送信先を順次切替えて送信波を送り、受信すべきタイミングで、この例のようにＣＰＵ２から与えられるコントロール信号ＣＮＴによってディマルチプレクサ（ＤＭＰＸ）７で順次、軌道回路の受信信号を、選択的にアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器８によって変換し、受信点からの信号を全ての軌道回路について、列車の有無、妨害波の有無を検出する。
【０００５】
即ち、図７，８に列車検知と妨害波検出論理を示すように、送信した軌道回路の受信端で信号が得られなければその軌道回路に列車ありとするが（図７の＊１）、一時的な信号の見落し等を考慮して、連続した２スキャンで受信信号がないときはその軌道に列車ありとし、列車あり（受信がない）の軌道から連続８スキャン受信が得られるようになったときは列車がなくなった（進出した）とする論理はよく使われる（図８の＊２）。
【０００６】
また、送信していない軌道回路から受信が連続３スキャンあったときは当該軌道回路が他からの誘導妨害を受けたか、又は隣接軌道回路からの漏れが受信されたとして警報を出すとともに、当該軌道回路を列車ありとして危険を回避する論理も使われる（図８の＊３）。
【０００７】
これらの論理によって、各軌道回路の列車の有無は、図１の下部のフェールセーフリレードライバ（ＦＳ ＲＥＬＡＹ ＤＲＶ）９によってリレー１ＴＰＲ，２ＴＰＲ，３ＴＰＲ，……▲４▼ＴＰＲ，▲５▼ＴＰＲ，▲６▼ＴＰＲ，を駆動し、通常の軌道回路リレーと同じ出力となるリレーとして外部で使用される。その他電子連動など電子機器でこの装置の出力を利用するための電子式機器への出力口もあるがここでは詳細は省く。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような論理が成立するためには、図６のようなスキャニング順序では、同じタイミングで隣合った軌道回路に送信することを避けなければならない。即ち、図１におけるＴ２ＴとＴ▲２▼Ｔのようなスキャンタイミングと軌道回路の割当を行ってはならない。この割当で、Ｔ２ＴとＴ▲２▼Ｔの軌道回路間の絶縁が低下すると、一方に列車がいても隣接する他の軌道回路からの漏れこんでくる信号波を検出し列車なしとする恐れがある。１スキャニングに６のタイミングを設ける図１のような例では、数学での四色問題として考えれば、同一タイミングで隣合った軌道回路に送信しない割当は、存在し簡単に割当てることはできる。しかし、実際の現場での工事の際このことを確実に行うことは、困難を伴う。また、いったん割当てたタイミングと軌道回路の組合せを、軌道回路数の増減に伴って変更するとき、場合によっては多数の割当てのやりなおしになってしまう恐れがある。
【０００９】
また、隣合った軌道回路の絶縁不良に拠る漏れ電流による不正動作を検出する方法として隣合った軌道回路には別の周波数を割当てるようにして、同一タイミングで送受信しても不良の検知が可能にできるが、装置のコストが高くなる。
【００１０】
そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決することができる列車検知方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、この発明は、複数の軌道回路を１送電ブロックとした送電ブロックを複数組具え、これら送電ブロックからそれぞれの軌道回路に送電するスキャニング順序を、数種類のスキャニング送信入替えパターンにより組毎に同じタイミングとならないようにスキャニング毎に変えて行い、１サイクルが終了したら再び当初の状態で同様なスキャニングを行って以後これを順次繰返し、２スキャン連続して隣合わせの軌道回路が同時に送信を受けることがないようにして隣接軌道回路からの漏れや誘導障害による妨害波を検出できるようにすることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。図１はスキャニング方式による12軌道回路を１つの装置で処理をする軌道回路送受信装置、図２は軌道回路の割当ての例を示す図面である。図１において１はセンディングマイクロエレクトロニクス軌道回路（Sending Micro Electronics Track Circuit：ＳＭＥＴ）で、全体の動作をコントロールするフェールセーフ形（ＦＳ）ＣＰＵ２を具えている。このＣＰＵ２は信号装置に使う故障時に安全な制御をするようになっており、以下の動作を行うためのプログラムならびにメモリを含んでいる。
【００１３】
３，４は送電パワーアンプ（ＰＡ）で、ＦＳＣＰＵ２から出力される信号をアンプレ軌道回路に送り込むのに必要なレベルに増幅する。５，６はマルチプレクサ（ＭＰＸＡ及びＢ）で、送電パワーアンプ３，４からの出力をＣＰＵ２からのコントロール信号ＣＴＲＡ，ＣＴＲＢによって各軌道回路への送信先を選択切替える。７はディマルチプレクサ（ＤＭＰＸ）で、ＣＰＵ２からのコントロール信号ＣＮＴによって軌道回路の受信信号を切替え１軌道分をアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器８に与える。９はフェールセーフリレードライバ（ＦＳ ＲＥＬＡＹ ＤＲＶ）で、ＣＰＵ２内で検知した各軌道回路の列車の有無をリレーの動作状態として出力する。10，11はマッチングトランス（ＭＴ）で、送信側と受信側にそれぞれインピーダンスの整合のためにＳＭＥＴ１の外部に設けられている。
【００１４】
スキャン順序は２種類の送信順序入替えパタンを用いて生成する。即ち入替えパターンは図３のようにパターンＸとパターンＢとからなっており、ＡブロックとＢブロックに交互に適用して入替えを行う。このスキャニング方式をダイナミックスキャニングと称し、図４に示す順序によってスキャンするものである。この順序は７巡目で１巡目の時と逆となり、13巡目で１巡目に同じになる。このようなスキャニング毎に順序を入替えると２スキャン連続で隣合せのの軌道回路が同時に送信を受けることがなく、隣接する軌道回路は必ず一方は、送信されない軌道回路であって隣接軌道回路からのもれが検出できることになる。
【００１５】
前記の実施の形態においては信号波を120Hz（１サイクル8.33msecで５サイクルを送信）を使うこととし１軌道回路に送信する信号のサイクル数を５とすると（受信側でフィルタによる遅れや、受信波の確認に必用な時間を勘案する）41.66msecが１軌道に送信する時間であり、６軌道に順に送ると１スキャンで250msecかかる。２スキャン連続で受信信号が無いとき列車有りとする論理（電子式軌道回路の一般的判断論理）を採用すると、前回のスキャン直後に列車が進入したとするとき、実際の列車が進入してから列車有りとする出力までに約500msecとなる。一方スキャン直前に列車ありとなった場合はそれより約210msec短い290msecかかることになる。一方、列車なしを検知するには、連続８回列車無し（受信信号波を受けてから８スキャン連続信号波あり）のときとすると、約２秒遅れて列車なしの検知をすることになり、スキャニング方式の軌道回路の基本的機能は充足される。
【００１６】
ここで図３の入替えパターンを導入する。パターンＸはあるスキャンでＳＣ１のタイミングで送受信した軌道回路は次のスキャンではＳＣ２のタイミングで送受信し、ＳＣ２のタイミングで送受信した軌道回路は次のスキャンではＳＣ１のタイミングで送受信する。タイミングＳＣ３とＳＣ４、タイミングＳＣ５とＳＣ６の入替えも同様にする。一方、パターンＹはＳＣ１のタイミングで送受信した軌道回路は次のスキャンではそのままＳＣ１のタイミングで送受信する。タイミングＳＣ２とＳＣ３、タイミングＳＣ４とＳＣ５は次のスキャンで入替え、タイミングＳＣ６で送受信した軌道回路は次のスキャンではそのままＳＣ６のタイミングで送受信する。このパターンＸとパターンＹの入替えを図１の装置に適用したとき、各スキャン毎に送受信される軌道回路の割当は図５のようになる。即ちＡ，Ｂ２つの送電パワーアンプ３，４で作られた信号波はそれぞれのマルチプレクサ５，６で、送信される軌道回路が選択される。
【００１７】
従来の繰返し順序式のスキャニングでは例えば軌道回路のＴ１Ｔに送受信されるタイミングをＳＣ１とすると次のスキャンでも又その次のスキャンでもＳＣ１のタイミングで送受信され、Ｔ▲１▼Ｔも同様にＳＣ１のタイミングで送受信されるが、この入替えを行うと、１巡目のスキャンでＳＣ１で送受信されたＴ１Ｔは２巡目ではＳＣ２で送受信され、３巡目ではＳＣ３で送受信される。そして７巡目ではＳＣ６のタイミングで送受信される。Ｔ▲１▼Ｔは１巡目、２巡目はＳＣ１で送受信され３巡目からＳＣ２、ＳＣ３、ＳＣ４と進み７巡目でＳＣ６に至る。このとき１巡目のＳＣと軌道回路の割当がちょうど逆になっている。８巡目からはＴ１ＴとＴ▲１▼Ｔは１ＳＣタイミングだけずれて次第に早いＳＣで送受信されるようになり、やがて13巡目で１巡目と同じ割当になる。それ以降はこの割当順序の繰返しとなる。この軌道回路とＳＣタイミングとの割当方法に拠れば、連続したスキャンで、軌道回路とＳＣのタイミングが一致することは無い。今までの説明で１巡目〜13巡目としたものは絶対的な呼称では無く、繰返されるのでどこを１巡目としても良いが判りやすさのために従来の繰返し順序スキャンの割当を１巡目とした。
【００１８】
このダイナミックスキャニング方式による割当では、ある軌道回路が送信を受けて次の送信を受けるまでの時間は、ＳＣの時間幅を単位として（繰返し順序スキャニング方式では６で固定）５、６、７の間で図５のように変動し、２スキャン連続、３スキャン連続、８スキャン連続などの時間には揺らぎが生じるが、軌道回路装置の時間特性としてとして問題はない。
【００１９】
【発明の効果】
この発明は前記のようであって、複数の軌道回路を１送電ブロックとした送電ブロックを複数組具え、これら送電ブロックからそれぞれの軌道回路に送電するスキャニング順序を、数種類のスキャニング送信入替えパターンにより組毎に同じタイミングとならないようにスキャニング毎に変えて行い、１サイクルが終了したら再び当初の状態で同様なスキャニングを行って以後これを順次繰返し、２スキャン連続して隣合わせの軌道回路が同時に送信を受けることがないようにして隣接軌道回路からの漏れや誘導障害による妨害波を検出できるようにするので、連続したスキャンで、軌道回路とＳＣのタイミングが一致することは無いと、隣接する軌道回路に同一の周波数を使用し、軌道回路と送受信のタイミングの割当を任意に行っても、連続するスキャンで隣合った軌道回路を同時に送受信することが無いから、隣接した軌道回路との絶縁不良に拠る漏洩波の受信で、列車の存在を見落すことは無い。このため送受信器の周波数をひとつに設定でき、設備費を廉価にできるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示すスキャニング方式による12軌道回路を１つの装置で処理をする軌道回路送受信装置の一般的構成図である。
【図２】同上における軌道回路の割当ての例を示す図面である。
【図３】入替えパターンを示す図面である。
【図４】ダイナミックスキャニング方式のスキャニング順序を示す図面である。
【図５】ダイナミックスキャニングによるスキャニング毎の時間的揺らぎを示す図面である。
【図６】従来のスキャニング方式のスキャニング順序を示す図面である。
【図７】スキャニング軌道回路の列車検知論理と妨害波検出論理を示す図面で、図８の左側となるものである。
【図８】スキャニング軌道回路の列車検知論理と妨害波検出論理を示す図面で、図７の左側となるものである。
【符号の説明】
１ センディングマイクロエレクトロニクス軌道回路（ＳＭＥＴ）
２ フェールセーフ形（ＦＳ）ＣＰＵ
３，４ 送電パワーアンプ（ＰＡ）
５，６ マルチプレクサ（ＭＰＸ）
７ ディマルチプレクサ（ＤＭＰＸ）
８ アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器
９ フェールセーフリレードライバ（ＦＳ ＲＥＬＡＹ ＤＲＶ）
10，11 マッチングトランス（ＭＴ）

Claims (1)

1. 複数の軌道回路を１送電ブロックとした送電ブロックを複数組具え、これら送電ブロックからそれぞれの軌道回路に送電するスキャニング順序を、数種類のスキャニング送信入替えパターンにより組毎に同じタイミングとならないようにスキャニング毎に変えて行い、１サイクルが終了したら再び当初の状態で同様なスキャニングを行って以後これを順次繰返し、２スキャン連続して隣合わせの軌道回路が同時に送信を受けることがないようにして隣接軌道回路からの漏れや誘導障害による妨害波を検出できるようにすることを特徴とする列車検知方法。

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