JP4283034B2 - トランスポンダ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上・車上間で双方向で情報伝達を行うトランスポンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＡＴＳ装置（自動列車停止装置）やＡＴＯ装置（自動列車運転装置）等の列車制御装置においては、地上と車上（列車）との間の情報伝達手段としてトランスポンダ装置が用いられている（非特許文献１参照。）。
【０００３】
このトランスポンダ装置は、地上側に、列車の走行する軌道（以下、レールで説明する。）の所定位置に布設される地上子（地上アンテナ）と、信号機の現示条件情報等の所定の情報を入力するとともに、外部への出力信号（リレー駆動信号）を出力し、上記地上子と接続されている符合処理器と、その符合処理器と通信回線（ケーブル）を介して接続され上記地上子を接続している中継器とを有している。この中継器は、地上から車上（列車）に対する情報を変調処理する機能及び車上から地上に対する情報を復調処理する機能を有している。また、このトランスポンダ装置は、車上側に地上側からの情報を受信するとともに、地上側に所定の車上情報を送信するための車上子（車上アンテナ）を有している。この車上子は、車上に搭載された有電源の車上装置で駆動される有電源型と、地上側（地上子側）からの電力波を整流検波して駆動電力を生成し、その生成された駆動電力で車上子を駆動する無電源型が存在している。
【０００４】
上記有電源型及び無電源型のいずれの車上子であっても、列車の進行に伴って車上子が地上子の応動範囲（交信範囲）内に位置すると、車上子と地上子とが結合状態となり、地上・車上間の情報伝達が行われ、その情報伝達により所定の列車制御が行われる。
【０００５】
【非特許文献１】
（社）日本鉄道電気技術協会発行「鉄道技術者のための電気概論 信号シリーズ７」Ｐ．３５〜７３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のトランスポンダ装置は、車上子が地上子の応動範囲内に位置することにより、車上子と地上子との結合状態が成立し、地上・車上間の情報伝達が行われるように構成されているため、車上子が地上子の応動範囲から外れた位置に列車が停止したときは、当然に地上・車上間の情報伝達が行われず、したがって、トランスポンダ装置が、例えば、ＡＴＯ装置用でそのトランスポンダ装置の情報を列車のドア開閉条件情報としているときは、ドアの開閉制御に支障を来たすおそれがあった。
【０００７】
上述のように、列車が所定位置に停車したときにトランスポンダ装置を介して地上・車上間で情報の伝達が行われるとき、列車が目標とする所定位置に停止できないときは、地上・車上間の情報伝達に支障を来たすおそれがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、列車が所定の目標とする停車位置から外れた位置に停車したときでも地上・車上間の情報伝達を可能としたトランスポンダ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るトランスポンダ装置は、列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子とその列車に設けられた車上子とからなり、その車上子がその地上子の応動範囲に位置したときに地上・車上間で所定の情報の伝達を行うトランスポンダ装置において、前記地上子は、往復動可能な移動機構により、列車が目標とする停車位置をホームポジションとして前記列車が走行する方向に沿って往復動自在に設けられることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）は、参考例としてのトランスポンダ装置の概略構成図である。図１（ａ）中、ｒは、列車イの走行するレール（軌道）であり、このレールｒの近傍で、かつ、列車イの走行する方向に沿って所定の間隔を保って複数個の地上子ａ１〜ａｎが設けられている。これら各地上子ａ１〜ａｎは、周知の地上子と同様に、地上から車上（列車）に対する所定の情報をアンテナを介して送信し、また、車上から地上に対する所定の情報をアンテナを介して受信できるようにそれぞれ構成されている。
【００１１】
これら複数個の地上子ａ1 〜ａn の設けられる地点は、列車イの所定の目標とする停車位置と定められている地点であって、例えば、駅のホームや車庫の留置線等である。以下、これら複数の地上子ａ1 〜ａn の設置されている地点は、駅のホームとして説明する。そして、これら地上子ａ1 〜ａn の互いの設置間隔、すなわち、地上子ａ1 とａ2 、地上子ａ2 とａ3 …の間隔は、互いの地上子の後述する車上子に対する応動範囲（交信範囲）の一部が重なり合うように（図１（ａ）の各地上子ａ1 〜ａn から送出されている扇状の鎖線参照。）、つまり、地上子ａ1 から地上子ａn までが車上子に対する応動範囲となるように決められている。
【００１２】
また、各地上子ａ1 〜ａn は、後述する車上子が無電源型の場合に、その車上子が地上からの電力波を受信して駆動電力を生成するための電力波を送信することのできる、電力波送信地上子型に構成されている。
【００１３】
図１（ａ）中、ＲＰ1 〜ＲＰn は、各地上子ａ1 〜ａn にそれぞれ接続されている中継器である。これら各中継器ＲＰ1 〜ＲＰn は、周知の中継器と同様に、所定の周波数（例えば、１．７ＭＨｚを搬送中心周波数）からなる搬送波で地上から車上に対して地上子ａ1 〜ａn を介して送信する所定の情報を変調処理する機能と、所定の周波数（例えば、３．０ＭＨｚを搬送中心周波数）で変調されている地上子ａ1 〜ａn を介して受信した車上から地上に対する所定の情報を復調処理する機能とを有している。
【００１４】
図１（ａ）中、ＥＣは、符合処理器であって、上記各中継器ＲＰ1 〜ＲＰn と通信回線（ケーブル）１を介して接続されている。この符合処理器ＥＣは、周知の符合処理器と同様に、図示しない信号機からの現示条件情報等の外部情報を入力し、その入力した外部情報に基づいて車上に対する所定の情報を生成するとともに、車上から入力した情報に基づいてリレー駆動信号等の所定の出力信号を生成する機能と、上記各中継器ＲＰ1 〜ＲＰn と通信を行う機能とを有している。
【００１５】
また、この符合処理器ＥＣには、各地上子ａ1 〜ａn を、順次、駆動するスキャンニング回路が組込まれている。地上子ａ1 〜ａn のスキャンニングは、図１（ｂ）の▲１▼に示されるように、列車イの進行方向と同方向に各中継器ＲＰ1 〜ＲＰn をスキャンニング制御して地上子ａ1 →ａ2 →…の順序に地上子ａ1 〜ａn をスキャンニングしてもよく、あるいは、図１（ｂ）の▲２▼に示されるように、列車イの進行方向と対向するように地上子ａn 〜ａ1 をスキャンニングすることもできる。
【００１６】
図１（ａ）中、ｂは、列車イに設けられた車上子である。この車上子ｂは、通常、車両先頭下部に設けられるが、ここでは、図面を簡略化するために車両中央下部に設けられている。
【００１７】
この車上子ｂは、無電源型に構成されていて、上記地上子ａ1 〜ａn から送信されてくる電力波を受信して駆動電力を生成し、その生成された駆動電力で駆動されるように構成されている。そして、車上子ｂが駆動されたときに、車上子ｂに記憶されている所定の情報（例えば、列車番号等の情報）を地上に向けて送信できるように構成されている。
【００１８】
次に、上記構成のトランスポンダ装置において、地上子ａ1 〜ａn が図１（ｂ）の▲１▼に示されるように、順次、駆動されているとき、列車イが駅のホームに進入してきたときの制御動作を説明する。列車イの進行に伴って、車上子ｂは、各地上子ａ1 〜ａn とは地上子ａ1 →ａ2 →ａ3 →…の順に交信状態となる。そして、今、列車イの車上子ｂが地上子ａ2 に交信した状態で停車したとする。この場合、符合処理器ＥＣには、地上子ａ2 を介して車上と交信していることが検出されているので（地上子ａ2 のみを介して交信が行われ、他の地上子からの車上情報が得られていないので）、地上側において、列車イは地上子ａ2 に位置して停車していると検知される。ところで、この列車イは、車上子ｂが地上子ａ3 と交信している状態が列車イの目標とする停車位置（図１（ａ）の二点鎖線で示す列車イ参照。）で、図示しないホームドアや列車イのドアが開かれるように列車制御が行われるものとする。したがって、列車イを地上子ａ3 の位置まで前進させる必要がある。この場合は、ＡＴＣ等の通信手段を介して車上に対して次の地上子ａ3 の位置までさらに進行する旨の情報が送信される。これにより、列車イは、車上子ｂが地上子ａ3 と交信する位置まで進行して停車することとなる。列車イが車上子ｂと地上子ａ3 とが交信できる位置において停車すると、ホームドアが開かれ、また、列車イのドアが開かれる等の所定の列車制御が行われる。
【００１９】
上述の例は、列車イが所定の目標の停車位置よりも前に停車した例であるが、列車イが所定の目標の停車位置を過ぎて停車したとき、例えば、地上子ａ4 の交信位置で停車したときは、上述とは逆に、列車イは、地上子ａ3 の位置まで後退させられる。
【００２０】
本参考例では、地上子ａ１〜ａｎを、順次、駆動して地上子の応動範囲を広げることができるので、列車イの停車位置が目標とする位置から外れた場合でも地上・車上間の情報により補正することができる。また、このように、地上子数を増加した場合であっても、地上子ａ１〜ａｎが、順次、駆動されるので、隣接した地上子から反転した電力波を同時に受信して互いに打ち消し合って受信されない死区間が発生するという不都合を未然に防止することができる。
【００２１】
さらに、本参考例では、列車イの進行方向に沿って所定の間隔を保って複数の地上子ａ１〜ａｎを設けているので、スキャンニングの速度を上げることにより車上子ｂが各地上子ａ１〜ａｎ間を走行した時間に基づいて、すなわち、車上子ｂが各地上子ａ１〜ａｎと交信したタイミングに基づいて列車イの速度を照査することも可能となる。
【００２２】
さらにまた、上述の例では、車上子ｂを無電源型としたが、車上子ｂを有電源型としてもよい。この場合は、車上に向けて電力波を送信する必要がないので、上述のように、地上子ａ1 〜ａn から送信される電力波の送信をスキャンニングして地上子ａ1 〜ａn を、順次、駆動させることを採用できないから、各中継器ＲＰ1 〜ＲＰn が順次駆動される。
【００２３】
図２（ａ）〜（ｆ）は、他の参考例としてのトランスポンダ装置の制御動作を示している。ここでは、５個の地上子ａ１〜ａ５が設けられている。そして、これら地上子ａ１〜ａ５のうち、地上子ａ１〜ａ４は、上記図１（ａ）と同様に、互いの地上子の応動範囲（図１（ａ）の各地上子ａ１〜ａｎから送出される扇状の鎖線参照。）が重なり合う一定の距離Ｌを保って設けられ、地上子ａ４及び地上子ａ５の設置間隔は、地上子ａ１〜ａ４間の２倍の２Ｌに決められている。また、これら地上子ａ１〜ａ５のうち、地上子ａ２，ａ４は、所定の周波数からなる搬送波ｆ１で地上・車上間の情報伝達が行われるように搬送波が割当てられ、他の地上子ａ１，ａ３，ａ５は、上記搬送波ｆ１と異なる周波数からなる搬送波ｆ２で地上・車上間の情報伝達が行われるように搬送波が割当てられている。
【００２４】
他方、列車イには、２個の車上子ｂ1 ，ｂ2 が列車イの進行方向に沿って、上記２Ｌの距離と等しい設置間隔を保って設けられている。そして、列車イの進行方向側の地上子ｂ1 には、搬送波ｆ1 が割当てられ、他の地上子ｂ2 には、搬送波ｆ2 が割当てられている。そして、これら割当てられた搬送波ｆ1 ，ｆ2 を用いて同一の情報が地上・車上間で伝達できるように構成されている。
【００２５】
上記構成のトランスポンダ装置において、列車イが地上子ａ1 〜ａ5 上を進行したときは、地上子ａ2 ，ａ4 ，ａ5 の応動範囲に車上子ｂ1 が位置したときに、車上子ｂ1 とそれら地上子ａ2 ，ａ4 ，ａ5 を介して地上・車上間の情報伝達が行われ（図２（ｂ），（ｄ），（ｆ）参照）、地上子ａ1 ，ａ3 の応動範囲に車上子ｂ2 が位置したときに、車上子ｂ2 とそれら地上子ａ1 ，ａ3 を介して地上・車上間の情報伝達が行われる（図２（ｃ），（ｅ）参照）。
【００２６】
上述のように、地上に複数の地上子ａ1 〜ａ5 を設けるとともに、車上に２つの車上子ｂ1 ，ｂ2 を設け、いずれかの車上子ｂ1 （又はｂ2)が地上子と交信できるようにしたので、地上子の応動範囲を図２（ｆ）に示される範囲に広げることができる。また、このように、複数の地上子ａ1 〜ａ5 を設けたので、上記図１（ａ），（ｂ）と同様に、列車イを所定の目標の停車位置（例えば、地上子ａ4 と車上子ｂ1 との交信位置）となるように容易に制御でき、また、列車イの速度照査を行うことも可能となる。
【００２７】
なお、上述の例では、地上子ａ4 と地上子ａ5 との間を２倍の距離２Ｌとしたが、この中間にも地上子を設けるようにしてもよい。しかし、この間の地上子を省略しても応動範囲を広げることができるので、コスト低減上好ましい。また、上述の例では、地上子を５個としたが、７個、９個等とすることもできる。
【００２８】
図３は、本発明に係るトランスポンダ装置の一実施形態を示すもので、地上子ａは、列車イの進行方向に沿って移動自在に設けられている。すなわち、この地上子ａは、チェーンコンベアあるいはスクリューコンベア等の周知の往復動可能な移動機構２により列車イの進行方向に沿って往復動できるように構成されている。
【００２９】
上記構成のトランスポンダ装置において、列車イが停車したとき、所定の目標の停車位置を示す位置にホームポジションのある地上子ａと車上子ｂとの交信が得られないときは、地上子ａを移動させ、その交信が得られた地上子ａの位置から列車イの停車位置を検知することができる。そして、その検知された位置から列車イを所定の目標の停車位置に導くことができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載のトランスポンダ装置は、地上子は、往復動可能な移動機構により、列車が目標とする停車位置をホームポジションとして列車が走行する方向に沿って往復動自在に設けられるので、地上子の応動範囲を広げることができ、列車を所定の停車位置に停車させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、参考例としてのトランスポンダ装置の概略構成図、（ｂ）は、スキャンニングの説明図である。
【図２】他の参考例としてのトランスポンダ装置の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るトランスポンダ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
イ 列車
ｒ レール
ａ，ａ１〜ａｎ 地上子
ＲＰ１〜ＲＰｎ 中継器
ＥＣ 符合処理器
ｂ，ｂ１，ｂ２ 車上子
１ 通信回線（ケーブル）
２ 移動機構

Claims (1)

1. 列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子とその列車に設けられた車上子とからなり、その車上子がその地上子の応動範囲に位置したときに地上・車上間で所定の情報の伝達を行うトランスポンダ装置において、
   前記地上子は、往復動可能な移動機構により、列車が目標とする停車位置をホームポジションとして前記列車が走行する方向に沿って往復動自在に設けられることを特徴とするトランスポンダ装置。

Images