JP4041050B2 - Ａｔｃ信号表示装置 - Google Patents

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本発明は、ＡＴＣ信号表示装置であり、特に鉄道において列車の速度を制御するＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｒａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）装置の車両側の装置であるＡＴＣ車上装置より、運転台に設置される車内信号機へ信号を送信し、それに基づく表示を行うＡＴＣ信号表示装置に関する。
列車の速度を制御するＡＴＣ装置の車両側の装置であるＡＴＣ車上装置より、運転台に設置される車内信号機へ信号を送信し、それに基づく表示を行うＡＴＣ信号表示装置について、各種技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
近年の新幹線電車では、ＡＴＣ車上装置の制御部との間のインターフェース形式である周波数符号化信号のみを運転台に送り、そこで判別して速度計のＡＴＣ信号表示装置を制御することを行っている。
特開２０００−３４４１０３号公報
しかし、この周波数符号化信号はデータ伝送のビット誤りが無く安全であるが、車内信号機への表示をこの周波数符号化信号にのみ依存しているため、フェールセーフ性に欠ける問題がある。また、その周波数符号化信号の判別にはカウンタ等でパルスのカウントをして行うために時間を要し、応答性に欠けるという問題もある。また、その周波数が変化した境界点が曖昧であり、特にパルスのカウント数に若干の誤差を含む場合があり、それによる誤判別を避けるためにカウント時間を延ばすことが必要である。信号種別数が多い場合は、信号変化時に出力される各周波数の差を小さく設定する場合があり、その差を弁別するためのカウント時間、即ち応答時間が延びてしまう問題がある。
また、車内信号機を表示させるための回路をＡＴＣ装置側で作る場合は、ＡＴＣ装置から車内信号機までの配線が長くなるために無駄が多く、車内信号機の表示異常等の情報をＡＴＣ装置側にフィードバックさせる機能を有してないため、安全性に欠けるという点がある。
そこで本発明の目的は、ＡＴＣ車上装置からの信号に基づく運転台に設置されている車内信号機への表示装置のフェ―ルセーフ化と応答時間の短縮化にある。
本発明は、ＡＴＣ装置と車内信号機とを有し、鉄道車両に搭載された列車速度を制御する自動列車制御装置からのＡＴＣ信号に基づいた表示を運転台に設置された車内信号機に表示するＡＴＣ信号表示装置において、前記ＡＴＣ装置は、信号受電器から受信したＡＴＣ信号を基に、車内信号機での信号表示に使用する信号である周波数符号化信号、及び車内信号機を出力させるための周波数比較範囲の設定に使用する信号であるＡＴＣデジタル伝送信号の２種を出力し、前記車内信号機は、前記周波数符号化信号及び前記ＡＴＣデジタル伝送信号を受信する手段と、前に伝送されたＡＴＣデジタル伝送信号より車内信号機の表示灯を出力させるための周波数比較範囲の設定を行う手段と、設定した周波数比較範囲を用いて後続の周波数符号化信号の周波数弁別を行い、前記車内信号機の表示灯を点灯させる手段とを備えることにより、ＡＴＣ信号の速度照査を周波数符号化信号とＡＴＣデジタル伝送信号との照合により行い、照合が一致した場合に当該信号を出力して車内信号機の表示灯を点灯させることにより、フェールセーフ性を有する構成とする。
ＡＴＣデジタル伝送信号の信号伝送速度は周波数符号化信号よりも高速のため、ＡＴＣデジタル伝送信号によって伝送された信号を制御処理装置に送信することにより、車内信号機を出力させるための周波数比較範囲の設定を行い、後続の周波数符号化信号の速度照査判別を行う際は、デジタル信号から伝送によって設定された周波数比較範囲を認識させ、車内信号機の表示灯を点灯させるための応答時間の短縮化を可能とする。
また、本発明は、前記車内信号機の表示灯を点灯させるために用いる制御処理装置及び前記周波数比較範囲の設定を行う手段を、前記車内信号機と併設して運転台に設置することにより、前記制御処理装置への前記表示灯からの電流の帰還を用いて、前記制御処理装置からの情報をＡＴＣ装置へ伝送し、故障検知等の情報提供を可能とすることにより、ＡＴＣ装置と車内信号機との間の配線を簡略化する。また、制御処理装置への表示灯からの電流の帰還の確認を容易に行うことができ、制御処理装置からの情報をＡＴＣ装置へ伝送フィードバックすることにより、ＡＴＣ装置側での故障検知等の情報表示や記録を可能とする。
本発明によれば、ＡＴＣ装置から車内信号機へのフェールセーフによる安全性の確保、並びに信号表示応答時間の短縮化を同時に実現することが可能になり、特に信号表示応答時間の短縮は、運転の操作性の向上と運転時分の短縮に寄与するものである。また、車内信号機表示回路を車内信号機と併設して運転台に設置することにより、ＡＴＣ装置と車内信号機との間の配線の簡略化をすると共に、車内信号機からの電流の帰還確認が容易となり、ＡＴＣ装置側に対しての故障検知等の情報表示や記録を可能とし、ＡＴＣ信号表示装置全体システムの安全性向上に寄与することができる。
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
以下、本発明のＡＴＣ信号表示装置の一実施例について、図面を用いて説明する。図１は本実施例の特徴を最も良く表している構成図であり、図２は図１の構成要素である車内信号機表示回路の一例を示す図であり、図３は図２の構成要素である信号周波数弁別の原理を示す図である。
図１は、速度発電機を使用した鉄道車両制御装置の例である。制御装置１は、列車の速度・位置と地上から送られる制御情報に従い、列車速度の制御を行う。制御装置１には、列車の速度及び走行距離を検出するため、また速度計９には列車の速度を表示するため、それぞれ速度発電機２からの正弦波信号が入力されている。地上に設置された信号送信機（図示せず）から送信される制御情報は、信号受電器３で受信され、信号受信器４に伝送される。信号受信器４は、信号受電器３からの信号を復調・解読し、制御装置１へ送信する。制御装置１は、列車の速度が地上からの信号に示された許容速度を超過した場合、制御出力としてブレーキ指令を出力し、ブレーキ装置１０を作動させる。また、信号受信器４は、信号受電器３からの信号を復調・解読し、ＡＴＣデジタル伝送信号（以下、「デジタル信号」という）および周波数符号化信号を車内信号機表示回路７へ伝送し、表示灯８を作動させる。車内信号機表示回路７は、ＡＴＣ装置５の内部での設置は不要となり、車内信号機６の内部の表示灯８に併設させて設置を行うことが可能な構成となる。
図２は、特に図１の車内信号機表示回路７の詳細を示すものである。ＡＴＣ装置５より送信されたデジタル信号は、車内信号機表示回路７の内部の制御処理装置１１に入力され、規準周波数設定制御を行い、周波数設定後、周波数弁別回路１２に入力される。また、周波数符号化信号は、直接周波数弁別回路１２に入力される。この周波数弁別回路１２を両者の照合に用いることにより、照合が一致した場合のみ周波数弁別回路１２から当該信号出力が交番信号として出力する。なお、車内信号機表示回路７は、１系と２系とで２重系となっている。
デジタル信号の信号伝送速度は周波数符号化信号よりも高速のため、デジタル信号によって伝送された信号を制御処理装置１１に送信することにより、表示灯８を出力させるための周波数比較範囲の設定を行い、後続の周波数符号化信号の速度照査判別を行う際は、デジタル信号から伝送によって設定された周波数比較範囲を用い、表示灯８を点灯させる。この結果として照合時間の短縮化を実現させ、表示灯８を点灯させるための応答時間を短縮できるものである。また交番出力は、駆動アンプ１３を介して表示灯８を点灯する。表示灯８をＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）にすることで、駆動電力を小さくできると同時に、小型の駆動回路を実現する。また、車内信号機表示回路７と表示灯８を併設するため、車内信号機表示回路７の内部の制御処理装置１１への電流の帰還確認が容易となり、表示灯８の故障検出が可能な構成となる。
図３は、特に図２の構成要素である排他的ゾーン照査出力方法を用いた周波数弁別回路１２について示す。排他的ゾーン照査出力とは、速度発電機２からの信号入力の周波数に対して、予め高位側から順に並べた規準周波数発生器１４ａ〜ｅと周波数比較器１５ａ〜ｅにより、高位側から順に速度照査を行い、相隣り合う照査速度の間に速度発電機２の周波数が示す列車速度が存在したとき、周波数符号化信号の入力周波数が照査周波数より低い場合は出力レベル１、高い場合は出力レベル０を比較出力し、排他的論理演算１６ａ〜ｄを介して当該速度範囲の出力が交番する速度照査出力方法である。この出力結果を駆動アンプ１３で介することにより、運転台の表示灯８を点灯させるものである。
車内信号機表示回路７を２重系の構成にすることにより、それらの出力結果を突き合わせることで表示灯８を点灯させ、更にフェールセーフ性を向上させることも容易である。
実施例のＡＴＣ信号表示装置の説明図。 実施例のＡＴＣ信号表示装置における車内信号機表示回路の一例の説明図。 実施例のＡＴＣ信号表示装置における信号周波数弁別の原理の説明図。
符号の説明
１ 制御装置
２ 速度発電機
３ 信号受電器
４ 信号受信器
５ ＡＴＣ装置
６ 車内信号機
７ 車内信号機表示回路
８ 表示灯
９ 速度計
１０ ブレーキ装置
１１ 制御処理装置
１２ 周波数弁別回路
１３ 駆動アンプ
１４ 規準周波数発生器
１５ 周波数比較器
１６ 排他的論理和演算（ＥＯＲ）

Claims (2)

  1. ＡＴＣ装置と車内信号機とを有し、鉄道車両に搭載された列車速度を制御する自動列車制御装置からのＡＴＣ信号に基づいた表示を運転台に設置された車内信号機に表示するＡＴＣ信号表示装置において、
    前記ＡＴＣ装置は、信号受電器から受信したＡＴＣ信号を基に、車内信号機での信号表示に使用する信号である周波数符号化信号、及び車内信号機を出力させるための周波数比較範囲の設定に使用する信号であるＡＴＣデジタル伝送信号の２種を出力し、
    前記車内信号機は、前記周波数符号化信号及び前記ＡＴＣデジタル伝送信号を受信する手段と、前に伝送されたＡＴＣデジタル伝送信号より車内信号機の表示灯を出力させるための周波数比較範囲の設定を行う手段と、設定した周波数比較範囲を用いて後続の周波数符号化信号の周波数弁別を行い、前記車内信号機の表示灯を点灯させる手段とを備えたこと特徴とするＡＴＣ信号表示装置。
  2. 請求項１記載のＡＴＣ信号表示装置において、
    前記車内信号機の表示灯を点灯させるために用いる制御処理装置及び前記周波数比較範囲の設定を行う手段を、前記車内信号機と併設して運転台に設置することにより、前記制御処理装置への前記表示灯からの電流の帰還を用いて、前記制御処理装置からの情報をＡＴＣ装置へ伝送し、故障検知等の情報提供を可能とすることを特徴とするＡＴＣ信号表示装置。
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