JP4076637B2

JP4076637B2 - Loop coil train detector

Info

Publication number: JP4076637B2
Application number: JP27318598A
Authority: JP
Inventors: 茂雄窪田
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2018-09-28
Also published as: JP2000103336A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道上にループコイルを配置し、このループコイルのインダクタンスの変化により列車の有無を検知するループコイル式列車検知装置に関するものである。なお、本明細書では、列車という用語を単一の車輌を含む意味で用いている。
【０００２】
【従来の技術】
この種のループコイル式列車検知装置は、このループコイルを周波数決定要素とするＬＣ発振回路を構成し、列車非検知の状態（列車がループコイル上に無い状態）における発振周波数を基準周波数として記憶し、発振周波数が基準周波数から所定％高くなることで列車有りすなわち列車を検知するものである。そして、列車非検知中は、温度変動等の環境変動による発振周波数の変化がある場合、これに応じて記憶中の基準周波数を変化させ、環境変動による誤動作を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、列車検知の状態、すなわち列車がループコイル上に有る場合は、発振周波数の変動が生じても、列車移動による発振周波数の変動か、環境変動による発振周波数の変動かが判別できないため、たとえ環境変動があっても基準周波数を補正することができない。このため、一定時間以上列車検知の状態が継続する場合、検知状態を保持し、安全性を確保している。
【０００４】
この従来例の問題を図５，図６により詳しく説明する。この例では、発振周波数が基準周波数に対し０．５％以上高くなると列車有りとし、０．３％未満まで低くなると列車無しとするものである。図５，図６の縦軸は発振周波数の基準周波数に対する変化率（％）および検知出力を示し、横軸は時間を示す。
【０００５】
図５に、温度変動等（環境変動）により発振周波数が高くなる場合を示す。ループコイル上に列車が進入するまでは、発振周波数はほぼ基準周波数と同じであり、前述の変化率はほぼ０％である。ループコイル上に列車がさしかかると、変化率が急上昇し、０．５％を越えると（５０参照以下同様）、検知出力はローレベルからハイレベルに反転し（５８）、列車を検知する。列車進入に伴い、車軸等の影響により変化率は急変し（５１，５２，５３）、ループコイル上に列車が停止すると変化率はほぼ一定となる（５４）。この状況で温度変動等により変化率が徐々に上昇すると（５５）、列車が移動しループコイル上から進出して変化率が急下降しても（５６）、列車無しを検知する非検知感度０．３％未満にならない場合がある（５７）。よって、列車がループコイル上から移動しても検知出力はハイレベルのままとなり列車有りのままとなる誤動作が起きる。
【０００６】
図６に、温度変動等により発振周波数が低くなる場合を示す。この場合は、ループコイル上に列車が進入し、変化率が０．５％を越えると列車を検知し（６０，６７）、ループコイル上に列車が停止すると変化率はほぼ一定となる（６１〜６４）。ここまでは図５と同様である。その後温度変動等により発振周波数が徐々に下降すると（６５）、列車がループコイル上に停止しているにもかかわらず、変化率が非検知感度０．３％未満となる場合がある（６６）。よって、列車がループコイル上に有るにもかかわらず、検知出力はハイレベルからローレベルに反転し（６８）、列車無しとなる誤動作が起きる。
【０００７】
このような誤動作に対し安全性を確保するため、一定時間以上列車有りの状態が継続する場合は、前述のように列車の有無にかかわらず検知状態を保持してフェールセーフを実現している。
【０００８】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、列車がループコイル上に有る場合にも環境変動に応じて基準周波数を変化させること（更正ともいう）ができ、常にループコイルへの列車の出入すなわちループコイル上の列車の有無が正確に検知できるループコイル式列車検知装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、ループコイル式列車検知装置を次の（１）〜（４）のとおりに構成する。
【００１０】
（１）軌道上に配置するループコイルと、このループコイルを周波数決定素子とするＬＣ発振回路と、このＬＣ発振回路の発振周波数を検出する検出手段と、列車非検知時に前記検出手段で検出した発振周波数を列車検知の基準周波数として記憶する記憶手段と、前記検出手段で検出した発振周波数が前記記憶手段に記憶された基準周波数より所定％以上増加した場合に列車有りと判定する判定手段と、この判定手段で列車有りと判定した状態で、前記記憶手段に記憶する基準周波数を温度変動等の環境変動に応じて更正する更正手段とを備えたループコイル式列車検知装置。
【００１１】
（２）前記（１）記載のループコイル式列車検知装置において、前記更正手段は、列車停止判定手段を有し、この列車停止判定手段により所定時間以上の列車停止を判定した場合に、前記基準周波数の更正を行うものであるループコイル式列車検知装置。
【００１２】
（３）前記（２）記載のループコイル式列車検知装置において、前記列車停止判定手段は、前記検出手段で検出した発振周波数の変動が所定時間中所定％以下の場合に列車停止を判定するものであるループコイル式列車検知装置。
【００１３】
（４）前記（３）記載のループコイル式列車検知装置において、前記更正手段は、更正周期３０秒にて、次のａ、ｂの条件で前記基準周波数の更正を行うものであるループコイル式列車検知装置。
【００１４】
【数１】

【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態をループコイル式列車検知装置の例により詳しく説明する。
【００１６】
【実施例】
図３は、実施例である“ループコイル式列車検知装置”の構成を示すブロック図であり、図２はループコイルの配置例を示す図である。
【００１７】
図３において、１はループコイル、２はループコイル式列車検知装置である。ループコイル１はノイズを拾わないように８字状に巻回されている。３はループコイル１と共にＬＣ発振回路を構成する発振部である。４は発振部３の発振周波数を計数する発振周波数計数部、５は基準周波数を記憶し、後述の条件で記憶している基準周波数を自動補正する基準周波数自動補正部である。６は、発振周波数計数部４の出力を受けて列車停止を判定し、また発振周波数計数部４の出力および基準周波数補正部５の基準周波数にもとづいて列車検知を判定する列車検知判定，列車停止判定部である。
【００１８】
図２に示すように、ループコイルは軌道上に配置され、ケーブルを介してループコイル式列車検知装置に接続される。詳しくは、２０は本線の軌道、２１は軌道２０上に配置されたループコイル、２２はループコイル２１をループコイル式列車検知装置２に接続する接続箱である。２３は本線軌道２０から分岐する支線の軌道、２４は軌道２３上に配置されたループコイル、２５はループコイル２４をループコイル式列車検知装置２に接続する接続箱である。
【００１９】
図１は、本実施例の動作説明図であり、縦軸は発振周波数の基準周波数に対する変化率（％）および検知出力を示し、横軸は時間を示す。本実施例においても従来例と同様に、発振周波数が基準周波数に対し０．５％以上高くなると列車有りとし、０．３％未満まで低くなると列車無しとするものである。
【００２０】
図１，図３を参照し、本実施例の動作を説明する。ループコイル式列車検知装置２は、立上げ時には、ループコイル１上に列車が存在しないことを人手により確認し、基準周波数自動補正部５の基準周波数を発振周波数計数部４の出力により発振周波数に一致させる。その後列車を検知するまでは、温度変動等の環境変動に対応するため、基準周波数自動補正部５において、基準周波数を自動補正する。この自動補正の仕方は、従来例と同様であり説明を省略する。このようにして、ループコイル１上に列車が進入するまでは、発振部３の発振周波数は、ほぼ基準周波数と同じであり、変化率はほぼ０％である。ループコイル１上に列車がさしかかると、変化率が急上昇し、０．５％を越えると（１０）、検知出力はローレベルからハイレベルに反転し（１８）、列車を検知する。列車進入に伴い、車軸等の影響により変化率は急変するが（１２，１３，１４）、０．３％を下回ることはない。ループコイル１上に列車が停止すると、ループコイル１のインダクタンスは一定となり、変化率はほぼ一定となる（１４）。
【００２１】
列車停止中に、温度変動等の環境変動により発振部３の発振周波数が変化しても（１５，１６）、基準周波数自動補正部５において、基準周波数が後述の要件により自動補正されるので（１７）、列車がループコイル１上から進出しているにもかかわらず変化率が０．３％未満にならないということがなく、或は列車がループコイル１上に停止しているにもかかわらず、変化率が０．３％未満になるということがなく、誤動作が防止できる。
【００２２】
以下に、ループコイル１上に列車が停止している際の、基準周波数の自動補正について説明する。
【００２３】
▲１▼列車停止の判定
“列車は停止状態からノッチを入れて列車を進めると最低でも１ｍは移動する”ということを前提で列車停止判定を考えた。
【００２４】
絶縁走行での静的検知特性試験結果から、列車が１ｍ移動すると発振周波数は０．１％以上変化する。また、絶縁走行の静的特性試験結果から列車を停止状態からノッチを入れて２ｍ移動させる時間は１５秒以内であった。
【００２５】
そのため、列車検知中で３０秒間連続しての発振周波数変動が０．０５％以内であったとき、列車がループ上で停止している（列車停止）と判定する。また発振周波数が０．０５％以上変化したとき、列車停止と判定しない。
【００２６】
図４に列車停止判定の１例を示す。図示のように、３０秒毎に、最初の発振周波数を列車停止時の仮の基準周波数として、この基準周波数との差が±０．０５％内の状態が３０秒続く場合は列車停止を判定し、この基準周波数との差が±０．０５％以上の状態では列車停止を判定しない。
【００２７】
▲２▼基準周波数の補正（更正ともいう）
列車停止判定が１０分以上継続している場合に、基準周波数自動補正部５に記憶されている基準周波数を補正する。補正の仕方は次のとおりである。
【００２８】
【数２】

【００２９】
なお、▲１▼，▲２▼の各数値は、試作機を用いての実地テストにもとづいて決定した値である。たとえば、変化率−０．４％以下，０．２％以上の値は、環境変動だけでは発生しない値なので、この場合は故障として基準周波数は変更しない。
【００３０】
以上説明したように、本実施例によれば、環境変動のために、ループコイル上から列車が移動してもこれを検知できない、或はループコイル上に列車が有るのにループコイル上から列車が移動したと誤検知するといった誤動作を防止することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環境変動にかかわらず、ループコイル上の列車の有無を正確に検知できるループコイル式列車検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の動作説明図
【図２】ループコイルの配置例を示す図
【図３】実施例の構成を示す図
【図４】列車停止判定の説明図
【図５】従来例の動作説明図
【図６】従来例の動作説明図
【符号の説明】
１ループコイル
３発振部
４発振周波数計数部
５基準周波数自動補正部
６列車検知判定，列車停止判定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a loop coil type train detection device that arranges a loop coil on a track and detects the presence or absence of a train by a change in inductance of the loop coil. In the present specification, the term train is used to include a single vehicle.
[0002]
[Prior art]
This type of loop coil type train detection device constitutes an LC oscillation circuit having the loop coil as a frequency determining element, and stores the oscillation frequency in a non-train detection state (a state where the train is not on the loop coil) as a reference frequency. When the oscillation frequency is higher than the reference frequency by a predetermined percentage, the presence of a train, that is, the train is detected. During non-detection of the train, if there is a change in the oscillation frequency due to environmental fluctuations such as temperature fluctuations, the stored reference frequency is changed accordingly to prevent malfunction due to environmental fluctuations.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the train detection state, that is, when the train is on the loop coil, even if the oscillation frequency varies, it cannot be determined whether the oscillation frequency varies due to train movement or the oscillation frequency varies due to environmental variations. The reference frequency cannot be corrected even if there are environmental fluctuations. For this reason, when the state of train detection continues for a certain time or more, the detection state is maintained and safety is ensured.
[0004]
The problem of this conventional example will be described in detail with reference to FIGS. In this example, when the oscillation frequency is higher than the reference frequency by 0.5% or more, the train is present, and when the oscillation frequency is lower than 0.3%, the train is absent. 5 and 6, the vertical axis represents the rate of change (%) of the oscillation frequency with respect to the reference frequency and the detection output, and the horizontal axis represents time.
[0005]
FIG. 5 shows a case where the oscillation frequency increases due to temperature fluctuations (environmental fluctuations). Until the train enters the loop coil, the oscillation frequency is substantially the same as the reference frequency, and the above-mentioned rate of change is approximately 0%. When the train approaches the loop coil, the rate of change increases rapidly, and when it exceeds 0.5% (same as 50 and below), the detection output is reversed from low level to high level (58), and the train is detected. As the train approaches, the rate of change suddenly changes due to the influence of the axle or the like (51, 52, 53), and when the train stops on the loop coil, the rate of change becomes substantially constant (54). In this situation, if the rate of change gradually increases due to temperature fluctuation or the like (55), even if the train moves and advances from above the loop coil and the rate of change suddenly drops (56), non-detection sensitivity for detecting no train is 0 May not be less than 3% (57). Therefore, even if the train moves from above the loop coil, the detection output remains at a high level and a malfunction occurs in which the train remains.
[0006]
FIG. 6 shows a case where the oscillation frequency is lowered due to temperature fluctuation or the like. In this case, when the train enters the loop coil and the rate of change exceeds 0.5%, the train is detected (60, 67), and when the train stops on the loop coil, the rate of change becomes substantially constant (61 ~ 64). The steps so far are the same as those in FIG. Thereafter, when the oscillation frequency gradually decreases due to temperature fluctuation or the like (65), the rate of change may be less than 0.3% of non-detection sensitivity even though the train is stopped on the loop coil (66). . Therefore, although the train is on the loop coil, the detection output is reversed from the high level to the low level (68), and a malfunction occurs in which there is no train.
[0007]
In order to ensure safety against such malfunctions, when the state where the train is present continues for a certain time or more, the detection state is maintained regardless of the presence or absence of the train as described above, thereby realizing fail-safe.
[0008]
The present invention has been made under such circumstances, and even when the train is on the loop coil, the reference frequency can be changed according to environmental changes (also referred to as correction), and the loop coil can always be changed. It is an object of the present invention to provide a loop coil type train detection device that can accurately detect the presence or absence of trains, that is, the presence or absence of a train on a loop coil.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, in the present invention, a loop coil train detection device is configured as described in the following (1) to (4).
[0010]
(1) A loop coil arranged on the track, an LC oscillation circuit using the loop coil as a frequency determining element, a detection means for detecting the oscillation frequency of the LC oscillation circuit, and the detection means detected when the train is not detected Storage means for storing the oscillation frequency as a reference frequency for train detection, and determination means for determining that there is a train when the oscillation frequency detected by the detection means is increased by a predetermined percentage or more from the reference frequency stored in the storage means; A loop coil train detection device comprising: a correction means for correcting the reference frequency stored in the storage means in accordance with an environmental change such as a temperature change in a state where the determination means determines that there is a train.
[0011]
(2) In the loop coil train detection device according to (1), the correction means includes a train stop determination means, and when the train stop determination means determines a train stop for a predetermined time or more, the reference A loop coil train detector that corrects the frequency.
[0012]
(3) In the loop coil type train detection device according to (2), the train stop determination means determines the train stop when the fluctuation of the oscillation frequency detected by the detection means is not more than a predetermined percentage during a predetermined time. Loop coil type train detection device.
[0013]
(4) In the loop coil train detection device according to (3), the correction means performs the correction of the reference frequency under the following conditions a and b in a correction cycle of 30 seconds. Train detection device.
[0014]
[Expression 1]

[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to an example of a loop coil train detection device.
[0016]
【Example】
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a “loop coil train detection device” as an embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of loop coils.
[0017]
In FIG. 3, 1 is a loop coil, and 2 is a loop coil train detector. The loop coil 1 is wound in an eight-letter shape so as not to pick up noise. Reference numeral 3 denotes an oscillating unit that constitutes an LC oscillation circuit together with the loop coil 1. Reference numeral 4 denotes an oscillation frequency counting unit that counts the oscillation frequency of the oscillation unit 3, and reference numeral 5 denotes a reference frequency automatic correction unit that stores a reference frequency and automatically corrects the stored reference frequency under conditions described later. 6 is a train detection determination that determines the train stop based on the output of the oscillation frequency counting unit 4 and determines the train detection based on the output of the oscillation frequency counting unit 4 and the reference frequency of the reference frequency correction unit 5. It is a judgment part.
[0018]
As shown in FIG. 2, the loop coil is disposed on the track and connected to the loop coil train detection device via a cable. Specifically, 20 is a main track, 21 is a loop coil arranged on the track 20, and 22 is a connection box for connecting the loop coil 21 to the loop coil train detector 2. 23 is a track of a branch line branched from the

main track

20, 24 is a loop coil arranged on the

track

23, and 25 is a connection box for connecting the loop coil 24 to the loop coil train detector 2.
[0019]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the operation of the present embodiment, in which the vertical axis indicates the rate of change (%) of the oscillation frequency with respect to the reference frequency and the detection output, and the horizontal axis indicates time. In this embodiment, as in the conventional example, when the oscillation frequency is higher than the reference frequency by 0.5% or more, the train is present, and when the oscillation frequency is lower than 0.3%, the train is absent.
[0020]
The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. When the loop coil type train detection device 2 is started up, it is manually checked that there is no train on the loop coil 1, and the reference frequency of the reference frequency automatic correction unit 5 is changed to the oscillation frequency by the output of the oscillation frequency counting unit 4. Match. After that, until the train is detected, the reference frequency automatic correction unit 5 automatically corrects the reference frequency in order to cope with environmental fluctuations such as temperature fluctuations. This automatic correction method is the same as in the conventional example, and the description thereof is omitted. In this way, until the train enters the loop coil 1, the oscillation frequency of the oscillation unit 3 is substantially the same as the reference frequency, and the rate of change is approximately 0%. When the train approaches the loop coil 1, the rate of change increases rapidly. When it exceeds 0.5% (10), the detection output is reversed from the low level to the high level (18), and the train is detected. As the train approaches, the rate of change suddenly changes due to the influence of the axles (12, 13, 14), but does not fall below 0.3%. When the train stops on the loop coil 1, the inductance of the loop coil 1 becomes constant and the rate of change becomes almost constant (14).
[0021]
Even if the oscillation frequency of the oscillation unit 3 changes due to environmental variations such as temperature variations while the train is stopped (15, 16), the reference frequency is automatically corrected by the reference frequency automatic correction unit 5 according to the requirements described later ( 17) The rate of change does not become less than 0.3% even though the train has advanced from the loop coil 1, or the train is stopped on the loop coil 1. The change rate is not less than 0.3%, and malfunction can be prevented.
[0022]
Hereinafter, automatic correction of the reference frequency when the train is stopped on the loop coil 1 will be described.
[0023]
(1) Judgment of train stop The train stop judgment was considered on the premise that “the train moves at least 1 m when the train is advanced with the notch from the stop state”.
[0024]
From the static detection characteristic test result in the insulated traveling, the oscillation frequency changes by 0.1% or more when the train moves 1 m. Further, from the static characteristic test result of the insulated traveling, the time for moving the train 2 m from the stop state was within 15 seconds.
[0025]
Therefore, it is determined that the train is stopped on the loop (train stop) when the oscillation frequency fluctuation for 30 seconds continuously is within 0.05% during train detection. When the oscillation frequency changes by 0.05% or more, it is not determined that the train is stopped.
[0026]
FIG. 4 shows an example of train stop determination. As shown in the figure, every 30 seconds, the initial oscillation frequency is used as a temporary reference frequency when the train is stopped. If the difference from this reference frequency is within ± 0.05% for 30 seconds, it is determined that the train is stopped. However, the train stoppage is not determined when the difference from the reference frequency is ± 0.05% or more.
[0027]
(2) Reference frequency correction (also called correction)
When the train stop determination continues for 10 minutes or more, the reference frequency stored in the reference frequency automatic correction unit 5 is corrected. The method of correction is as follows.
[0028]
[Expression 2]

[0029]
The numerical values (1) and (2) are values determined based on an actual test using a prototype. For example, the values of the change rate of −0.4% or less and 0.2% or more are values that do not occur only due to environmental fluctuations.
[0030]
As described above, according to the present embodiment, due to environmental fluctuations, even if a train moves from above the loop coil, this cannot be detected, or there is a train on the loop coil but the train from above the loop coil. It is possible to prevent malfunctions such as erroneous detection of movement.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a loop coil train detection device that can accurately detect the presence or absence of a train on a loop coil regardless of environmental changes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an operation of an embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of a loop coil. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the embodiment. Operation explanatory diagram [Fig. 6] Operation explanatory diagram of conventional example [Explanation of symbols]
1 Loop coil 3 Oscillating unit 4 Oscillating frequency counting unit 5 Automatic reference frequency correcting unit 6 Train detection determination, train stop determination unit

Claims

A loop coil arranged on the track, an LC oscillation circuit using the loop coil as a frequency determining element, a detection means for detecting the oscillation frequency of the LC oscillation circuit, and an oscillation frequency detected by the detection means when the train is not detected Storage means for storing as a reference frequency for train detection, determination means for determining that there is a train when the oscillation frequency detected by the detection means has increased by a predetermined percentage or more from the reference frequency stored in the storage means, and this determination means A loop coil type train detection apparatus comprising: a correction means for correcting the reference frequency stored in the storage means in response to an environmental change such as a temperature change in a state where it is determined that there is a train.

The loop coil train detection device according to claim 1, wherein the correction means includes a train stop determination means, and when the train stop determination means determines that the train has stopped for a predetermined time or longer, the correction of the reference frequency is performed. A loop coil type train detection device characterized in that it performs.

3. The loop coil train detection device according to claim 2, wherein the train stop determination means determines that the train stops when the fluctuation of the oscillation frequency detected by the detection means is not more than a predetermined percentage during a predetermined time. A loop coil type train detection device.

4. The loop coil train detection apparatus according to claim 3, wherein the correction means corrects the reference frequency under the following conditions a and b in a correction cycle of 30 seconds. Type train detector.