JP3742411B2

JP3742411B2 - 誘導無線非常発報システム

Info

Publication number: JP3742411B2
Application number: JP2003311189A
Authority: JP
Inventors: 啓介五十嵐; 隆河合; 達夫坂口; 鐘三山崎
Original assignee: Hitachi Kokusai Denki Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Kokusai Denki Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2023-09-03
Also published as: JP2005075268A

Description

本発明は、誘導無線非常発報システムに関し、特に、電力供給区域毎に区切られて張られた饋電線のそれぞれから順次に電力供給を受けつつ、移動局を搭載して走行する鉄道車両の移動局から非常発報信号を発信したときは、所定の電力供給区域の饋電線に対する変電所からの電力供給を停止する誘導無線非常発報システムに関する。

レール上を移動する鉄道車両は、電力供給区域毎に区切られて張られた饋電線（例えば、トロリ線）を介して、変電所からそれぞれの電力供給区域の饋電線に送られる電力を受けている。しかし、必要がある場合には、車両に備えられた移動局から非常発報信号を電力供給を管理している中央制御部などを経由し変電所に通知することにより、饋電線の該当する電力供給区域への電力供給を停止させるようにしている。この通知には種々の誘導無線方式があるが、これらについては以下に順次に説明する。

図４ないし図６は、この種の地下鉄等の鉄道車両における誘導無線方式の従来例を説明するための図である。図４はパンタグラフ（集電靴）１１２を用いて大地帰路方式で非常発報信号を送信する場合を示している。車両に配置された移動局１１３からの非常発報信号は、コンデンサＣおよびパンタグラフ１１２を経由してトロリ線１２１に送出される。トロリ線１２１に送出された移動局からの非常発報信号は、そのトロリ線の電力供給区域に対応して通信区域毎に張られた誘導通信線（誘導線）１６０に電磁結合により伝達される。誘導線に伝達された非常発報信号は、誘導線に接続された基地局１７０によって受信され、さらに、中央制御部（不図示）に通知される。非常発報信号を受信した中央制御部は、該当する電力供給区域などの必要と思われる電力供給区域にあるトロリ線への電力供給を停止するための指令を変電所に通知する。

図５の例においては、移動局からの非常発報信号は、大地帰路方式で送信される点は同じだが、図４のようにパンタグラフを経由してトロリ線に送出されるのではなく、送信アンテナ２１２を経由して電磁結合によりトロリ線１２１に送出される。トロリ線１２１に送出された非常発報信号は、誘導線１６０に２次誘導されて基地局１７０および中央制御部に伝達される。図６の例においては、広幅２線大地帰路方式が用いられており、送信アンテナ３１２が２本の誘導線と電磁結合しており、移動局からの非常発報信号は、この広幅２線大地帰路方式の誘導線を介して基地局および中央制御部に伝達される。

上述の図４ないし図６に示される従来の大地帰路方式及び広幅２線大地帰路方式に基づいて非常発報を行った場合に、基地局を電力供給区域毎の変電所に対応して配置しても、意図しない電磁結合あるいは大地帰路電流によって非常発報信号のオーバーリーチが発生するので、中央制御部は、非常発報信号の発信時に移動局が存在した電力供給区域、あるいは、その電力供給区域で発信された非常発報信号を本来受信をすべきであった基地局を正確には特定することができないという問題がある。そこで、上述の問題を解決するのにある程度有効な方法としては、図７に示されるように金属帰路（メタリック方式）２６０およびそれ用のアンテナ４１２を用いるもの、あるいは、誘導線を介して音声で確認するもの（特許文献１参照）がある。
特公昭６２−１５９５２５号公報（第３頁の発明の動作、第１図）

しかし、図７のような金属帰路によるものは、大地帰路方式によるものには適用できず、誘導線を介して音声で確認するものは、自動的に該当する饋電線への電力供給を遮断するように構成するのが容易でない。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、大地帰路方式によるものに対しても、金属帰路によるものに対しても、非常発報信号が出力されたときには、自動的に該当する電力供給区域の饋電線への電力供給を停止できる誘導無線非常発報システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る誘導無線非常発報システムは、電力供給区域毎に区切られて張られた饋電線のそれぞれから順次に電力供給を受けつつ、移動局を搭載して走行する鉄道車両から非常発報信号を発信したときは、所定の電力供給区域の饋電線に対する電力供給を停止する誘導無線非常発報システムであって、前記鉄道車両が電力供給を受けている饋電線に対して、前記鉄道車両が搭載している移動局から非常発報信号を乗せることができる非常発報信号送信装置により、各饋電線に対応して配置され、饋電線に乗せられた非常発報信号を検出する非常発報信号検出装置と、どの非常発報信号検出装置が非常発報信号を検出したかを特定することにより、非常発報信号を発信した鉄道車両が存在する電力供給区域の饋電線を特定し、特定した饋電線に関連して予め設定された電力供給区域の饋電線への電力供給を停止させる電力供給制御装置とを有する。

上述した誘導無線非常発報システムにおいて、非常発報信号検出装置は、各饋電線に対応して配置され、各饋電線に乗せられる非常発報信号を饋電線毎に検出するので、非常発報信号検出装置の検出に基づいて、電力供給制御装置は、どの饋電線から非常発報信号が発信されたかを特定することができる。さらに、電力供給制御装置は、特定された饋電線に関連して予め設定された電力供給区域の饋電線への電力供給を自動的に停止させることができる。

また、上述の発明に係わる前記非常発報信号送信装置は、移動局に接続されたコンデンサおよびパンタグラフ、又は、移動局の出力を電磁結合で饋電線に乗せるアンテナであるのが好ましく、前記非常発報信号検出装置は、各饋電線のそれぞれに対応して配置され、各饋電線に乗せられた非常発報信号をそれぞれ検出できるピックアップコイルと、ピックアップコイルが受け取った非常発報信号を受信検出する受信装置とを有し、各饋電線に電力供給を行う変電所の電力供給線に対応して配置されているのが好ましい。さらに、前記電力供給制御装置は、どの非常発報信号検出装置が非常発報信号を検出したかを特定することにより、非常発報信号を発信した鉄道車両が存在する電力供給区域の饋電線への電力供給を停止させ、あるいは、前記電力供給制御装置は、どの非常発報信号検出装置が非常発報信号を検出したかを特定することにより、非常発報信号を発信した鉄道車両が存在する電力供給区域の饋電線と、その鉄道車両の進行方向に対して直ぐ後方の電力供給区域の饋電線と、その鉄道車両の進行方向に対して直ぐ前方の電力供給区域にあって、対向して進行してくる鉄道車両のための饋電線とへの電力供給を停止させるのが好ましい。

以上に詳述したように本発明によれば、非常発報信号検出装置は、各饋電線に対応して配置され、各饋電線に乗せられる非常発報信号を饋電線毎に検出するので、非常発報信号検出装置の検出に基づいて、電力供給制御装置は、どの饋電線から非常発報信号が発信されたかをオーバーリーチの影響を受けることなく、正確に特定することができる。このことから、電力供給制御装置は、正確に特定された饋電線に関連して予め設定された電力供給区域の饋電線への電力供給を自動的に停止させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は本実施の形態による誘導無線非常発報システムの構成を示す機能ブロック図、図２は、図１のピックアップコイルを詳しく説明するための図、図３は、図１の受信装置を詳しく説明するためのブロック図である。

本実施の形態における誘導無線非常発報システムは、図１に示されるような鉄道システムに適用される。この例の場合、レール１０を走行する鉄道車両１１は、饋電線である上り線のトロリ線２１，２２、又は、下り線のトロリ線３１，３２からパンタグラフ１２を介して電力供給を受けている。この鉄道車両１１は、移動局１３を搭載しており、移動局１３から非常発報信号を非常発報信号送信装置であるコンデンサＣおよびパンタグラフ１２を経由してトロリ線２１，２２，３１，３２に乗せることができるように構成されている。トロリ線２１，２２，３１，３２は、電力供給区域ごとに区切られており、区域毎に電力供給線４１，４２，５１，５２を通じて変電所８０から電力供給を受けている（なお、図１においては、極く一部（４区域）の電力供給区域のみを示している）。誘導線６０は、一方の端末が終端抵抗器ＲＳに接続され、他方の端末が線路結合器ＣＮに接続され、線路結合器ＣＮは、さらに基地局７０に接続されて中央制御部（不図示）などとの通信に使用可能とされている。

変電所８０において、電力供給線４１，４２，５１，５２は、ピックアップコイルＰ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２および切放しスイッチＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２を経由して電源ＰＷに接続されている。ピックアップコイルＰ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２は、さらに受信装置Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２にそれぞれ接続され、受信装置Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２は、電力供給制御部ＣＴＬに接続されている。このように、非常発報信号検出装置は、ピックアップコイルＰ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２および受信装置Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２とから構成され、電力供給制御装置は、電力供給制御部ＣＴＬ及びそれに接続された切放しスイッチＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２（例えば、半導体スイッチあるいは電磁リレー）とから構成されている。切放しスイッチＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２は、電力供給制御部ＣＴＬからの制御信号により“オン”又は“オフ”に設定される。

上述の例において、ピックアップコイルＰ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２は、図２に示されるように、リング状のフェライトコアＦ２１，Ｆ２２，Ｆ３１，Ｆ３２と、それに巻かれた検知線Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３１，Ｌ３２とから構成されている。この場合、電力供給線４１，４２，５１，５２は、フェライトコア等の磁性体Ｆ２１，Ｆ２２，Ｆ３１，Ｆ３２の中を通り、切放しスイッチＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２に接続され、検知線Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３１，Ｌ３２は、受信装置Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２にそれぞれ接続されている。受信装置Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２は、図３に示されるように、受信部ＲＶと、復調部ＤＳと、検出部ＤＴとから構成され、ピックアップコイルＰ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２の検知線Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３１，Ｌ３２は、受信装置Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２の受信部ＲＶにそれぞれ接続されている。

次に、図１における誘導無線非常発報システムの動作について説明する。鉄道車両１１の移動局１３から非常発報信号が出力されていないときには、ピックアップコイルＰ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２を介して受信装置Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２が非常発報信号を検出しないので、電力供給制御部ＣＴＬは、切放しスイッチＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２を全て“オン”の状態にして電源ＰＷから各トロリ線２１，２２，３１，３２に電力を供給する。このような状態の時に、トロリ線３１から電力供給を受けている鉄道車両１１の移動局１３が非常発報信号を出力すると、その非常発報信号は、電力供給線５１を通じてピックアップコイルＰ３１によって受け取られ、受信装置Ｒ３１の受信部ＲＶによって受信される。受信部ＲＶによって受信された非常発報信号は、復調部ＤＳによって復調され、検出部ＤＴによって非常発報信号が発信されたということが検出される。

電力供給制御部ＣＴＬは、受信部Ｒ３１の検出部ＤＴが非常発報信号を検出したことを検出することにより、トロリ線３１が張られている電力供給区域の移動局１３が非常発報信号を発信したものと特定する。そこで、電力供給制御部ＣＴＬは、予め与えられている制御プログラムに従って、切放しスイッチＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２のうちの制御プログラムで指定される切放しスイッチを“オフ”にし、該当するトロリ線への電力供給を自動的に遮断する。このように、非常発報信号の検出は、ピックアップコイルにより、電力供給を行うトロリ線毎にトロリ線に直結された電力供給線から直接検出するのでオーバーリーチのような問題が無く、どの電力供給区域のトロリ線から非常発報信号が発信されたかが正確に検出できる。

上述の非常発報信号の検出に基づいて電力供給制御部ＣＴＬに適用される最も単純な制御プログラムは、例えば、切放しスイッチＳ３１を“オフ”の状態に切り替え、非常発報信号が発信されたトロリ線３１への電力供給を自動的に遮断することである。この制御プログラムと異なる制御プログラムの例としては、鉄道車両１１が下り線を矢印ＤＲで示される方向に走行していて非常発報信号を発信した場合に、電力供給制御部ＣＴＬが切放しスイッチＳ２１，Ｓ３１，Ｓ３２を“オフ”の状態に切り替え、トロリ線２１，３１，３２への電力供給を遮断する場合が考えられる。これは、鉄道車両１１への電力供給を停止させるとともに、下り線の後続車が鉄道車両１１に追突しないようにさせ、また、上り線を対向するように走行してくる他の鉄道車両が危険地帯（トロリ線３１の区域）にそれ以上近付かないようにさせるためである。この場合、必要であれば、トロリ線２１のさらに先のトロリ線（不図示）への電力供給を停止させてもよい。すなわち、非常発報信号の発信時に対する各種の要望に合わせて、最適な電力供給遮断を予め電力供給制御部ＣＴＬの制御プログラムに与えておくのが好ましい。

このような構成から明らかなように、ピックアップコイルを電力供給路に配置し、ピックアップコイルが受け取る非常発報信号を受信装置で検出すればよいので、既設の鉄道の通信システムがどのようなものであっても、容易にこの方式を適用できる。この配置について、上述の例では、変電所に配置することとしたが、これに限定されるわけではなく、適切な他の場所であってもよい。また、上述の例において、電力供給線はピックアップコイルのフェライトコア等の中心側を通るようにしたが、ピックアップコイルの感度が充分であれば、ピックアップコイルは電力供給線の側方に配置してもよい。また、リング状のフェライトコアを使用しているが“Ｕ”字状のコアと、“Ｉ”字状のコアとの組み合わせで構成してもよいし、その他の電磁変化を適切に検出することができる検出素子を使用してもよい。また、上述の例では非常発報信号送信装置をコンデンサとパンタグラフとで構成したが、トロリ線に対してアンテナから電磁結合により非常発報信号を乗せるようにしてもよいことはいうまでもない。

本発明の実施の形態による誘導無線非常発報システムの構成を示す機能ブロック図である。図１のピックアップコイルを詳しく説明するための図である。図１の受信装置を詳しく説明するためのブロック図である。地下鉄等の鉄道車両における誘導無線方式のうちパンタグラフを用いた大地帰路方式による従来例を説明するための図である。地下鉄等の鉄道車両における誘導無線方式のうち送信アンテナを用いた大地帰路方式による従来例を説明するための図である。地下鉄等の鉄道車両における広幅２線方式の２本の送信アンテナを用いた従来例を説明するための図である。図５ないし図６で示される大地帰路の代わりに、金属帰路を用いた従来例を示す図である。

符号の説明

１０レール、１１鉄道車両、１２パンタグラフ、１３移動局、２１，２２，３１，３２トロリ線、４１，４２，５１，５２電力供給線、６０誘導線、７０基地局、８０変電所、Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２ピックアップコイル、Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２切放しスイッチ、Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ３１，Ｌ３２検知線、Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２受信装置、ＰＷ電源、ＣＴＬ電力供給制御部。

Claims

電力供給区域毎に区切られて張られた饋電線のそれぞれから順次に電力供給を受けつつ、移動局を搭載して走行する鉄道車両の移動局から非常発報信号を発信したときは、所定の電力供給区域の饋電線に対する変電所からの電力供給を停止する誘導無線非常発報システムであって、
前記鉄道車両が電力供給を受けている饋電線に対して、前記鉄道車両が搭載している移動局から非常発報信号を乗せることができる非常発報信号送信装置と、
各饋電線に対応して配置され、饋電線に乗せられた非常発報信号を検出する非常発報信号検出装置と、
どの非常発報信号検出装置が非常発報信号を検出したかを特定することにより、非常発報信号を発信した鉄道車両が存在する電力供給区域の饋電線を特定し、特定した饋電線に関連して予め設定された電力供給区域の饋電線への電力供給を停止させる電力供給制御装置とを有する誘導無線非常発報システム。
前記非常発報信号送信装置は、移動局に接続されたコンデンサおよびパンタグラフ、又は、移動局の出力を電磁結合で饋電線に乗せるアンテナである請求項１記載の誘導無線非常発報システム。
前記非常発報信号検出装置は、各饋電線のそれぞれに対応して配置され、各饋電線に乗せられた非常発報信号をそれぞれ検出できるピックアップコイルと、ピックアップコイルが受け取った非常発報信号を受信検出する受信装置とを有する請求項１または２記載の誘導無線非常発報システム。
前記ピックアップコイルと受信装置とは、各饋電線に電力供給を行う変電所の電力供給線に対応して配置されている請求項３記載の誘導無線非常発報システム。
前記電力供給制御装置は、どの非常発報信号検出装置が非常発報信号を検出したかを特定することにより、非常発報信号を発信した鉄道車両が存在する電力供給区域の饋電線への電力供給を停止させる請求項４記載の誘導無線非常発報システム。
前記電力供給制御装置は、どの非常発報信号検出装置が非常発報信号を検出したかを特定することにより、非常発報信号を発信した鉄道車両が存在する電力供給区域の饋電線と、その鉄道車両の進行方向に対して直ぐ後方の電力供給区域の饋電線と、その鉄道車両の進行方向に対して直ぐ前方の電力供給区域にあって、対向して進行してくる鉄道車両のための饋電線とへの電力供給を停止させる請求項４記載の誘導無線非常発報システム。