JP4145456B2 - 自動列車制御装置の地上装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、新幹線鉄道の一部区間の軌道回路において、複数の変電設備から得られた異なる交流電源を列車の進行に合わせて切り替えながら架線に供給させるとともに、列車を安全な運転速度で走行させる自動列車制御装置の地上装置(以下、ATC地上装置という)に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、新幹線鉄道では、複数の変電設備から得られた異なる変電系統の交流電源を用い、これら変電系統を路線の途中から列車の進行に合わせて切り替えながら、架線に各交流電源を供給させるために列車の検知を行なうキ電区分制御軌道回路装置が知られている。このキ電区分制御軌道回路装置では、路線に沿った一連の自動列車制御装置の軌道回路のうち、その一部に専用の軌道回路を構成して列車検知機能をもたせる。また、上空に架設した架線の一部を前後の架線から切り離し、列車の走行位置に合わせて前方および後方の架線に順に接続を切り換えさせている。
【0003】
図4は一従来例によるキ電区分制御軌道回路装置を説明する図である。
このキ電区分制御軌道回路装置200は、一連の軌道回路R1、R2、R3のうち電源切り替え区間となる軌道回路R2に独立して付設されるタイプである。それぞれの軌道回路R1、R2、R3には、列車制御を行なうATC地上装置100を併設してあり、キ電区分制御軌道回路装置200とは別に列車制御のための列車検知を行なう構成にしてある。
【0004】
中央の軌道回路R2は、前後の軌道回路R1、R3と絶縁された有絶縁の軌道回路である。軌道回路R2の前後端には、後述する各種信号のための二つの受電端子T1、T2を、また、中央部に送電端子を設けてある。これら全後端を、それぞれの分波器240A、240Bを介して、前述したATC地上装置100およびキ電区分制御軌道回路装置200に接続してある。
【0005】
キ電区分制御軌道回路装置200は、列車Cに対する検知信号S1を軌道回路R2に送信するキ電区分送信器220と、この検知信号S1を両受電端子T1、T2を介して受信するキ電区分受信器230とを有している。キ電区分受信器230には、架線におけるキ電の切り替えを通知するキ電区分切替制御部240が併設され、軌道回路R2上の列車Cの在線をキ電区分切替装置290に報告させ、架線の接続を切り替えさせている。
【0006】
ATC地上装置100は、軌道回路R2に対応させた軌道回路送受信部110が設けてある。この軌道回路送受信部110には、前述した分波器240Bを介して軌道回路R2にATC信号S2を送信するATC送信器120と、このATC信号S2を分波器240Aを介して受信するATC受信器130とを有している。ATC受信器130には、自動列車制御のための列車検知機能を有し、軌道回路R2上における列車Cの在線を列車位置情報として報告させている。
【0007】
また、ATC地上装置100では、軌道回路R2に接近中の列車Cに対するATC情報S3を編成しておく。このATC情報S3には、列車Cの進路条件などが含まれる。また、ATC信号S2の搬送波を発生させるためのパイロット信号S4を導入させておく。パイロット信号S4は、路線上の架線から図示しない電圧変成器を介して得られた交流電圧である。
【0008】
このとき、ATC地上装置100が、電車電源の交流電流による高調波の混信を避けながら、いわゆる電源同期によってATC信号S2を生成できる。このため、この高調波が軌道回路に誘導されても良好な耐ノイズ性を有する列車制御および列車検知を行なうことができる。また、架線に停電が生じると、パイロット信号S4が無くなってATC信号S2が送信されず、列車検知が行なえなくなる。このため、ATC信号S2をキ電区分制御の列車検知に用いることができない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来例によるATC地上装置を用い、路線上の架線の接続を列車の進行に合わせて切り替えると、通常は、ATC地上装置とほぼ同様の列車検知を重複して行なうことになる。つまり、列車検知だけについてみれば、一つの軌道回路にATC地上装置の送受信器と、キ電区分制御軌道回路装置の送受信器が重複設備となっており冗長に過ぎる。この重複設備の解消が重要な技術上の課題であった。
【0010】
そこで、本発明の目的は、前述したパイロット信号によらなくてもATC信号が編成できるとともに、一組の送受信器によってキ電区分制御軌道回路装置と共用できる自動列車制御装置の地上装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明による自動列車制御装置の地上装置は、複数の軌道回路からなる路線上で、列車が在線している各軌道回路を特定しながら、それぞれの列車に適切な許容速度を配信して、複数の列車の安全な運転速度を制御する自動列車制御装置の地上装置において、
架線電源に付随した高調波を避ける狭い周波数帯域を設定し、この周波数帯域の搬送波により列車の許容速度をデジタル形式の制御信号として軌道回路に送信する送信手段と、軌道回路を介して受信した制御信号に基づいて列車の在線を判定する在線判定手段と、この在線判定手段による列車の在線判定結果に基づいて異なる変電系統の交流電源を架線に供給させて、架線電源におけるキ電の切替制御を行なう切替判定手段とを有したものである。
【0012】
この自動列車制御装置の地上装置によれば、架線電源が停電しても所定の搬送波が供給される。この搬送波は、架線電源の周波数に伴う高調波群を避けた周波数であるため、この高調波群による混信が生じない。また、架線電源が停電しても、送信手段によって列車の制御信号が軌道回路に送出される。このため、軌道回路を介して在線判定手段により制御信号が受信され、この制御信号に基づいて、切替判定部でキ電の切替制御が行なわれる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図1は一実施形態による自動列車制御装置の地上装置の一構成例のブロック図である。
この自動列車制御装置の地上装置(以下、ATC地上装置という)100では、前述したATC信号S2が、特定の軌道回路R2で列車Cの在線を検知するための列車検知信号であるとともに、架線電源におけるキ電の切替を行なうためのキ電切替制御における列車検知にも提供される。また、前述した従来例によるパイロット信号S4を架線L1などから導入しない構成であるため、架線電源の停電の有無にかかわらずATC信号S2によって列車Cの在線を判定することができる。
【0014】
ATC地上装置100は、列車Cが走行する一連の軌道回路R1、R2、R3において特定の軌道回路R3にATC信号S2を送信するATC送信器20と、さらに軌道回路R3を介してATC信号S2を受信するATC受信器30とを有した構成である。このATC送信器20から本発明による送信手段を構成する。
【0015】
一連の架線L1、L2、L3では、これらのうち一部の架線L2が軌道回路R1に対応させて架設してある。そして、この架線L2を前後の架線L1、L3から切り離すとともに、電力スイッチとなる切替遮断機nr1、nr2を介して電気的に接続させる。常時は、一方の切替遮断機nr1を閉成して架線L1と架線L2を接続しておくが、このとき切替遮断機nr2を開放させて架線L2と架線L3とを切り離しておく。これら切替遮断機nr1、nr2は、前述したキ電区分所290内のキ電切替リレーNRにより制御される。
【0016】
列車Cとしては、一定の運行ルートに沿って各軌道回路R1、R2、R3上を走行しながら、前述したATC情報S3により運行される車両であればよく、以下、鉄道の列車を一例として述べる。また、これら軌道回路R1、R2、R3上方に架け渡した一連の架線L1、L2、L3から列車Cに、二つの変電所から得られた異なる変電系統の交流電流を切り替えながら供給させる構成にしてある。
【0017】
図2は図1に示す軌道回路送受信部の一具体例のブロック図である。
軌道回路R2の両端部には、前述した受電端子T1と送電端子T2を設けてある。このうち送電端子T2を介して、ATC送信器20から特定の軌道回路R2にATC信号S2を送信し、受電端子T1から、このATC信号S2をATC受信器30に受信させている。
【0018】
軌道回路送受信部10には、ATC信号S2を軌道回路R2に送出するATC送信器20、このATC信号S2を軌道回路R2から受信するATC受信器30、路線上の他の軌道回路における列車Cの位置情報などを伝送する伝送制御部40、キ電区分所290にキ電の切替信号を送出するキ電区分切替制御部50が設けてある。
【0019】
さらに、このような軌道回路送受信部10に、路線に併設した鉄道用のローカルエリアネットワーク(以下、LANという)と、軌道回路R2によってキ電区分制御を行なうキ電区分所290とが併設してある。また、このLANに、複数の他の軌道回路送受信装置10、複数の軌道回路について相互に連動させながら列車の進路を制御する連動装置120のいずれかまたは両方が接続してある。キ電区分所290は、架線電源の切り替えのためのリレーであるキ電切替リレーNRを有している。
【0020】
図3は図1に示す軌道回路送受信装置の一具体例のブロック図である。
ATC送信器20は、伝送制御部40から各軌道回路R1などの列車Cの位置情報を導入し、これらから軌道回路R2のATC信号S2をデジタル信号として編成する編成部21、このATC信号S2を電源非同期の変調方式で変調して増幅する変調増幅部22を有している。この変調方式は、シフト周波数を小さくした変調方式であればいずれの方式を用いてもよい。
【0021】
たとえば、本例に用いたMSK(Minimum Sift Keying)方式があり、ATC信号S2の周波数帯域を電車電源の高調波の間に配置させることができる。また、電源周波数がわずかに変動しても(たとえば、+/−1%程度)、電源による高調波が信号帯域に入り込まないことが特徴である。この他、PSK変調方式を用いてもよく、MSK変調方式には限定されない。
【0022】
ATC受信器30は、受信したATC信号S2をMSK方式で復調する復調部31、このATC信号S2の受信レベルを判定するレベル判定部32、復調したをATC送信器20による情報と照合する情報照合部33、情報照合部33の照合結果とレベル判定部32による判定結果とを導入し、これらから軌道回路R2における列車制御のための列車Cの在線を判定する第1受信判定部34、同じく軌道回路R2におけるキ電の切替制御のための在線を判定する第2受信判定部35を有している。この第1受信判定部34から本発明による在線判定手段を、また、第2受信判定手段35から本発明による切替判定手段を構成する。
【0023】
第2受信判定部34では、軌道回路R2から導入したATC信号S2によって軌道回路R2における列車Cの在線または非在線が検知される。キ電区分切替制御部50は、第2受信判定部35で判定した判定結果に基づき、キ電区分所290に架線電源におけるキ電の切り替えを指示する。その結果、キ電区分所290にあるキ電切替リレーNRが制御され、架線L1、L2、L3におけるキ電の切り換えが行なわれる。
【0024】
このため、キ電区分制御にとっては、ATC送信器20によるATC信号S2に基づいて、異なる変電系統の交流電源を列車Cの在線状況の推移に合わせて切り替えながら架線に供給できる。また、架線電源によるパイロット信号を用いずに、受信したATC信号S2によってキ電区分制御を行なわせるので、万一架線に停電が生じてもキ電区分制御を継続させることができる。
【0025】
このとき、架線の停電に伴って、いわゆるフェイルセーフによる安全策をとるため、列車Cを停止させる所定様式の情報を軌道回路R2に送出することはあっても、この軌道回路R2における列車の検知に必要な送受信機能を継続させる。また、キ電区分制御のための列車検知に関係しない部位(たとえば、第1受信判定部34など)に何らかの故障が生じても、キ電区分制御の列車検知の機能を継続させる。
【0026】
この場合、第1受信判定部34、第2受信判定部35がそれぞれ独立させて設けてあり、タイマ処理および情報出力処理が個別に行なわれるため、それぞれの制御に時間差が生じても各制御を独立に遂行できる。また、前述したLANとの接続制御ができなかった場合でも、伝送制御部40ではATC信号S2を編成し、該当する軌道回路S2に出力して列車Cを停止させる情報とする。この場合には、予め用意した列車Cを停止させるATC情報S3だけが導入される。
【0027】
変調増幅部22では、架線電源に伴う高調波を避けた狭い周波数帯域で所定の搬送波を発振させており、この狭い周波数帯域に合わせて予め発振器の発振条件が設定されている。ATC送信器20では、この発振させた搬送波でATC信号S2を形成して軌道回路R2に送信する。このため従来例のように電源同期を行なわなくても、架線電源の高調波に対して従来と同等の耐ノイズ特性が得られる。
【0028】
なお、ATC受信器30では、受信機能の正しさを確認するため復調した情報の照査を行なっている。また、伝送制御部40からLANを介して他の軌道回路送受信部10、10・・・および連動装置120と通信し、列車が軌道回路R2に在線していることを報告させている。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、従来例では、ATC地上装置のパイロット信号と無関係な列車検知信号をキ電区分制御に用いていた。しかし、本発明によれば、ATC信号によりキ電区分制御が行なわれるため、従来例による列車検知信号に頼らなくても異なる変電系統の交流電流を切り替えながら架線に供給できる。また、キ電区分制御軌道回路装置と共用できるATC地上装置を提供でき、従来装置における設備の重複を解消させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による自動列車制御装置の地上装置の一構成例のブロック図
【図2】図1に示すキ電回路送受信部の一具体例のブロック図
【図3】図1に示す軌道回路送受信装置の一具体例のブロック図
【図4】一従来例による自動列車制御装置の地上装置を説明する図
【符号の説明】
100・・・ATC地上装置、10,110・・・軌道回路送受信部、20・・・ATC送信器、30・・・ATC受信器、40・・・伝送制御部、50・・・キ電区分切替制御部、120・・・連動装置、290・・・キ電区分所、LAN・・・ローカルエリアネットワーク、C・・・列車、L1,L2,L3・・・架線、NR・・・キ電切替リレー、nr1,nr2・・・切替遮断機、R1,R2,R3・・・軌道回路、S2・・・ATC信号。
Claims (1)
- 複数の軌道回路からなる路線上で、列車が在線している各軌道回路を特定しながら、それぞれの列車に適切な許容速度を配信して、複数の列車の安全な運転速度を制御する自動列車制御装置の地上装置において、
架線電源に付随した高調波を避ける狭い周波数帯域を設定し、この周波数帯域の搬送波により列車の許容速度をデジタル形式の制御信号として軌道回路に送信する送信手段と、
軌道回路を介して受信した制御信号に基づいて列車の在線を判定する在線判定手段と、
この在線判定手段による列車の在線判定結果に基づいて異なる変電系統の交流電源を架線に供給させて、架線電源におけるキ電の切替制御を行なう切替判定手段とを有した自動列車制御装置の地上装置。
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