JP4025274B2 - 車上ａｔｃ受信機及び列車の速度制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車上ＡＴＣ受信器及び列車の速度制御装置であり、列車の信号保安装置、特に、受信器内の周波数設定値を任意に設定することにより信号変調周波数の異なる路線でのＡＴＣ信号を受信するのに好適な車上ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）受信器に関する。
従来のＡＭ方式車上ＡＴＣ受信器の概要について、図４〜図５を用いて説明する。図４は従来のＡＭ方式車上受信器のブロック図、図５は受信器の動作を説明するための図である。ＡＭ変調されたＡＴＣ信号は、ＡＤ変換器１を介してデジタル化され、検波部２に出力される。検波部２では、搬送波帯のＡＭ信号の帯域抽出とＡＭ信号の検波を行い、ＡＴＣ信号波を抽出する。弁別部４ではＡＴＣ信号波の周波数を弁別し、弁別出力Ｓ１〜Ｓｎを出力し、弁別出力からその信号コードを求め、弁別出力と列車速度とを比較し、比較結果に応じてブレーキ出力をかけて列車速度を制御するものである。
この弁別部４は、図５に示すように、中心周波数ｆ１〜ｆｎに通過帯域を持つ複数の帯域通過フィルタ(以下、「ＢＰＦ」と記述する)ＢＰＦ４１〜ＢＰＦ４ｎから構成されている。このＢＰＦは、あらかじめ特定路線の信号仕様に応じて通過特性を設計し、設計した複数のＢＰＦで弁別部を構成していた。この従来技術においては、
信号周波数の異なる路線に対応するには、ＢＰＦを新たに再設計して構成した受信器を用いる必要があった。
特開２０００−３４４１０３号公報
信号周波数の異なる路線に対応するには、ＢＰＦを新たに再設計して構成した受信器を用いる必要があった。
上記従来技術では、信号波に対応した複数のＢＰＦによって構成した受信器であるため、信号周波数の異なる路線に対応するには、ＢＰＦを新たに再設計し、受信器を構成しなければならないという問題点があった。
本発明の目的は、車上ＡＴＣ受信器において、発振器と複素乗算器から構成した受信器を用い、発振器の周波数を任意に変えることにより信号周波数の異なる路線でのＡＭ信号受信が可能な車上ＡＴＣ受信器及び列車の速度制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、受信信号の検波、増幅処理を行う受信手段と、検波信号に周波数弁別処理を行い速度制御信号を出力する周波数弁別手段とを備える車上ＡＴＣ受信器において、前記周波数弁別手段は、参照信号を発生させる発振手段と、参照信号と検波信号の複素乗算を行う演算手段と、乗算出力から弁別出力を求める実効値演算手段とを有し、参照信号と検波信号の複素乗算を行うことにより周波数弁別するとともに、参照信号を発生させる発振手段に複数の周波数設定値を記憶した記憶部と該記憶部の周波数設定値を選択するための入力部を付加し、前記記憶部の情報が複数の列車の路線名とそれに対応した複数の信号周波数の配列から構成される車上ＡＴＣ受信器である。
また、本発明は、上記の車上ＡＴＣ受信器を列車の速度制御手段として構成した列車の速度制御装置である。
本発明によれば、次の効果がある。
本発明の車上ＡＴＣ受信器及び列車の速度制御装置によれば、ＡＭ検波信号と参照信号との複素乗算を行う周波数弁別処理を用いた受信器の採用により、参照信号の周波数設定値を任意に変えることによって信号周波数の異なる路線でのＡＭ信号の受信が可能となる。
本発明の車上ＡＴＣ受信器及び列車の速度制御装置によれば、ＡＭ検波信号と参照信号との複素乗算を行う周波数弁別処理を用いた受信器の採用により、参照信号の周波数設定値を任意に変えることによって信号周波数の異なる路線でのＡＭ信号の受信が可能となる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の車上ＡＴＣ受信器及び列車の速度制御装置について、図を用いて説明する。まず、本発明の車上ＡＴＣ受信器における信号の周波数弁別手法について、図２〜図３を用いて説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、参照信号とＡＭ検波信号との複素乗算について示した図である。ここでは、説明を簡略化するためにＡＭ検波信号は単一周波数の場合について説明する。検波部で検波された信号は、式（１）に示すように、実数成分ｃｏｓωｔと虚数成分ｓｉｎωｔに分解される検波信号の出力信号Ｘが出力される。
Ｘ＝ｃｏｓωｔ+ｊｓｉｎωｔ ………………（１）
本発明の車上ＡＴＣ受信器及び列車の速度制御装置について、図を用いて説明する。まず、本発明の車上ＡＴＣ受信器における信号の周波数弁別手法について、図２〜図３を用いて説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、参照信号とＡＭ検波信号との複素乗算について示した図である。ここでは、説明を簡略化するためにＡＭ検波信号は単一周波数の場合について説明する。検波部で検波された信号は、式（１）に示すように、実数成分ｃｏｓωｔと虚数成分ｓｉｎωｔに分解される検波信号の出力信号Ｘが出力される。
Ｘ＝ｃｏｓωｔ+ｊｓｉｎωｔ ………………（１）
一方、発振器からは、式（２）に示すように、実数成分ｃｏｓω１ｔと虚数成分ｓｉｎω１ｔをもつ参照信号の出力信号Ｙが出力される。
Ｙ＝ｃｏｓω１ｔ−ｊｓｉｎω１ｔ …………（２）
Ｙ＝ｃｏｓω１ｔ−ｊｓｉｎω１ｔ …………（２）
検波出力Ｘと発振器出力Ｙの複素乗算結果Ｃは、式（３）のように表される。
Ｃ＝（ｃｏｓωｔ+ｊｓｉｎωｔ）（ｃｏｓω１ｔ−ｊｓｉｎω１ｔ） ……（３）
この式（３）において、実数成分ｒｅａｌ、虚数成分ｉｍａｇは、式（４）、（５）のように表される。
ｒｅａｌ＝ｃｏｓωｔ×ｃｏｓω１ｔ＋ｓｉｎωｔ×ｓｉｎω１ｔ ……（４）
ｉｍａｇ＝ｓｉｎωｔ×ｃｏｓω１ｔ−ｓｉｎωｔ×ｃｏｓω１ｔ ……（５）
Ｃ＝（ｃｏｓωｔ+ｊｓｉｎωｔ）（ｃｏｓω１ｔ−ｊｓｉｎω１ｔ） ……（３）
この式（３）において、実数成分ｒｅａｌ、虚数成分ｉｍａｇは、式（４）、（５）のように表される。
ｒｅａｌ＝ｃｏｓωｔ×ｃｏｓω１ｔ＋ｓｉｎωｔ×ｓｉｎω１ｔ ……（４）
ｉｍａｇ＝ｓｉｎωｔ×ｃｏｓω１ｔ−ｓｉｎωｔ×ｃｏｓω１ｔ ……（５）
この式（４）、（５）において、検波信号Ｘの周波数ωと参照信号Ｙの周波数ω１が等しければ、その複素乗算した出力は、ｒｅａｌ＝１、ｉｍａｇ＝０と直流成分になる。すなわち、検波信号周波数と同一の周波数をもつ参照信号と複素演算を行い、その演算結果が直流成分になることを利用すれば、検波信号の周波数弁別することが可能となる。このようにして、本発明では、参照信号との複素乗算により周波数弁別を行う。
図３は、周波数弁別出力の実効値を求める演算について示した図である。複素乗算出力Ｃを低域通過フィルタ（以下、「ＬＰＦ」と記述する）に通し、実効値を演算するとその弁別出力の一例は図３のようになる。ここで、検波信号と参照信号の周波数が同一な弁別出力Ｓ１が最大値となり、その他の弁別出力レベルＳｎは小さくなる。このようにして、周波数弁別出力を求めることができる。
次に実施例１を説明する。本発明の第１実施例の車上ＡＴＣ受信器について、図１を用いて具体的に説明する。ＡＭ変調されたＡＴＣ信号は、ＡＤ変換器１でデジタル信号に変換され、検波部２に入力される。検波部２では、搬送波帯のＡＭ信号の帯域抽出とＡＭ信号の検波を行い、検波信号Ｘを出力する。信号周波数設定部５には、あらかじめその路線の信号仕様に対応して設定した複数の参照周波数ｆ１〜ｆｎが記憶されている。信号周波数発振器３１では、信号周波数設定部５から入力された周波数設定値ｆ１〜ｆｎに基づいた周波数の参照信号Ｙを出力する。複素乗算器３２では、この参照信号Ｙと検波信号Ｘの複素乗算を行い、複素乗算結果Ｃを出力する。この複素乗算出力Ｃは、低域通過フィルタＬＰＦ３３に入力され、高周波数成分を除去する。さらにこの出力は、実効値演算部ＲＭＳ３４に入力され、信号の実効値を演算し、周波数弁別出力Ｓ１〜Ｓｎを求める。
このようにして、ＡＭ検波信号と参照信号の複素乗算により周波数弁別を行う手法を用い、参照信号の周波数を任意に設定することで、任意の周波数のＡＭ信号の受信が可能となる。
実施例２を説明する。本発明の第２実施例の車上ＡＴＣ受信器について、図６〜図７を用いて説明する。本実施例は、複数の路線に対応した信号周波数をあらかじめ記憶したメモリを設け、入力された路線名にしたがって参照信号の周波数設定を行う車上ＡＴＣ受信器である。
図６は実施例２の車上ＡＴＣ受信器のブロック図である。路線に対応した信号周波数をあらかじめ記憶したメモリ７と路線名を入力するための入力部６を付加した回路構成になっている。路線名は入力部６から入力され、信号周波数設定部５にその情報が出力される。信号周波数設定部５では、メモリ７から路線名によって対応した信号周波数設定値ｆ１〜ｆｎを信号周波数発振器３１に設定する。信号周波数発振器３１では周波数設定値に応じて参照信号を出力する。これ以降の処理は第１実施例と同じであるので、ここでの説明は省略する。
図７は路線とその周波数設定値を記憶したメモリ７の内容を示したものであり、路線（Ａ，Ｂ）に対応した周波数設定値（ｆ１〜ｆｎ）が記憶されている。このように路線に対応して参照信号の周波数設定を行うことによって信号仕様の異なる路線でのＡＭ信号受信が可能となる。
実施例３を説明する。本発明の第３実施例の車上ＡＴＣ受信器について、図８を用いて説明する。図８は本発明の車上ＡＴＣ受信器を列車の保安装置として適用した例である。列車１５内に信号仕様の異なる路線でのＡＭ信号受信対応機能を備えたＡＴＣ受信部１２を設置している。レール１７には地上装置（図示なし）から速度情報に対応したＡＴＣ信号が送信されている。受電器１１では、このＡＴＣ信号を受信し、ＡＴＣ受信部１２に出力する。車内信号表示部１３では、ＡＴＣ受信部１２で受信した信号コードに基づき車内に現示信号などを表示する。一方、ＡＴＣ制御部１４では、ＡＴＣ受信部２１で受信した信号コードと列車速度との比較を行い、ブレーキ出力を行う。
１ ＡＤ変換器
２ 検波部
３ 弁別部
５ 信号周波数設定部
３１ 信号周波数発振器
３２ 複素乗算器
３３ ＬＰＦ
３４ 実効値演算器
２ 検波部
３ 弁別部
５ 信号周波数設定部
３１ 信号周波数発振器
３２ 複素乗算器
３３ ＬＰＦ
３４ 実効値演算器
Claims (2)
- 受信信号の検波、増幅処理を行う受信手段と、検波信号に周波数弁別処理を行い速度制御信号を出力する周波数弁別手段とを備える車上ＡＴＣ受信器において、
前記周波数弁別手段は、参照信号を発生させる発振手段と、参照信号と検波信号の複素乗算を行う演算手段と、乗算出力から弁別出力を求める実効値演算手段とを有し、参照信号と検波信号の複素乗算を行うことにより周波数弁別するとともに、参照信号を発生させる発振手段に複数の周波数設定値を記憶した記憶部と該記憶部の周波数設定値を選択するための入力部を付加し、前記記憶部の情報が複数の列車の路線名とそれに対応した複数の信号周波数の配列から構成されることを特徴とする車上ＡＴＣ受信器。 - 請求項１に記載の車上ＡＴＣ受信器を列車の速度制御手段として構成した列車の速度制御装置。
Priority Applications (1)
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| JP2003331267A JP4025274B2 (ja) | 2003-09-24 | 2003-09-24 | 車上ａｔｃ受信機及び列車の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003331267A JP4025274B2 (ja) | 2003-09-24 | 2003-09-24 | 車上ａｔｃ受信機及び列車の速度制御装置 |
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|---|---|
| JP2005102380A JP2005102380A (ja) | 2005-04-14 |
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ID=34459980
Family Applications (1)
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| JP2003331267A Expired - Lifetime JP4025274B2 (ja) | 2003-09-24 | 2003-09-24 | 車上ａｔｃ受信機及び列車の速度制御装置 |
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| JP5139489B2 (ja) | 2010-09-10 | 2013-02-06 | 株式会社日立製作所 | Ａｔｃ車上装置 |
| JP7478654B2 (ja) | 2020-12-01 | 2024-05-07 | 株式会社日立製作所 | 車上保安装置 |
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2003
- 2003-09-24 JP JP2003331267A patent/JP4025274B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2005102380A (ja) | 2005-04-14 |
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