JP4329916B2

JP4329916B2 - 列車検知装置

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Publication number: JP4329916B2
Application number: JP2000344930A
Authority: JP
Inventors: 則宏田宮; 良次澤; 憲治猪又; 唯正深江
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2020-11-13
Also published as: JP2002145063A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軌道側信号および局部側信号の電圧レベルおよび位相差に基づいて列車の在線を判定する列車検知装置に関し、特にコストアップを招くことなくノイズなどの影響による誤検出を防止して信頼性を向上させた列車検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉄道においては、数１０ｍ〜数１００ｍ程度のレール長さの各軌道区間毎に、列車を検知するための交流電気回路（通常、「軌道回路」と称される）が構成されている。
【０００３】
各軌道回路においては、インダクタンス結合を用いて各軌道区間の一端側から交流信号を伝送するとともに、インダクタンス結合を用いて各区間の他端側から交流信号を受信している。
【０００４】
各軌道回路の受信側には列車検知装置が設けられており、軌道（レール）を介して伝送されてきた軌道側信号と、送信用の電源回路（局部）から直接伝送されてきた局部側信号（基準信号）とを検出して比較し、対象区間における列車の有無を判定している。
【０００５】
すなわち、検出対象区間に列車が在線していれば、軌道側信号の受信レベルが低下するとともに位相変化が増大するので、軌道側信号および局部側信号を取り込み、軌道側信号および局部側信号の各電圧レベルと両者の位相差とに基づいて、列車の在線を判定するようになっている。
【０００６】
図８はたとえば「京三サーキュラー（第４０巻、第４号、１９８９年）」の第３０頁に記載された従来の列車検知装置を示すブロック構成図であり、１つの軌道区間に対する列車検知装置を示している。
【０００７】
図８において、１ａは軌道回路に伝送される軌道側信号Ａから第１の周波数の周波数信号を抽出するフィルタ、１ｂは軌道回路に伝送される局部側信号Ｂから第２の周波数の周波数信号（基準信号）を抽出するフィルタである。
【０００８】
７ａは第１の周波数信号の電圧レベルを判定するレベル判定回路であり、軌道側信号Ａが所定電圧レベル以上であることを判定する。
７ｂは第２の周波数信号の電圧レベルを判定するレベル判定回路であり、局部側信号Ｂが所定電圧レベル以上であることを判定する。
【０００９】
８はレベル判定回路７ａに接続された位相シフト回路であり、軌道側信号Ａの位相が局部側信号Ｂよりも最初から（列車の有無にかかわらず）進んでいた場合に、その初期位相を補正する。
【００１０】
９は位相シフト回路８およびレベル判定回路７ｂに接続された位相比較回路であり、軌道側信号Ａと局部側信号Ｂとの位相差を検出し、位相差に基づいて列車が在線していることを検知する。
【００１１】
次に、図８に示した従来の列車検知装置の動作について説明する。
まず、フィルタ１ａは、軌道側信号Ａからノイズなどによる波形歪を取り除いて第１の周波数信号とし、これをレベル判定回路７ａに入力する。
【００１２】
続いて、レベル判定回路７ａは、第１の周波数信号を所定のしきい値と比較し、軌道側信号Ａが所定電圧レベル以上であるか否かを判定して、二値信号を出力する。
【００１３】
同様に、フィルタ１ｂは、局部側信号Ｂから波形歪を取り除いて第２の周波数信号とし、レベル判定回路７ｂは、第２の周波数信号を所定のしきい値と比較して、局部側信号Ｂが所定電圧レベル以上であるか否かを判定して二値信号を出力する。
【００１４】
レベル判定回路７ａからの二値信号は、位相シフト回路８に入力されることにより位相補正される。
なぜなら、軌道側信号Ａは、もともと局部側信号Ｂに対して位相が進んでいるので、軌道側信号Ａの位相を遅延させて局部側信号Ｂと同相に合わせておく必要があるからである。
【００１５】
位相補正されたレベル判定回路７ａからの二値信号は、レベル判定回路７ｂからの二値信号とともに、位相比較回路９に入力される。
位相比較回路９は、強制的に同相にされた軌道側信号Ａと局部側信号Ｂとの排他的論理和（エクスクルーシブオア）をとり、その論理演算結果が「０」となる割合から位相差を検出する。
【００１６】
すなわち、排他的論理和の演算結果が全て「０」のときには位相差が「０」、排他的論理和の演算結果が全て「１」のときには位相差が「１８０°」となるので、排他的論理和の演算結果による「０」の割合に基づく比例計算から位相差を求めることができる。
【００１７】
このとき、列車が在線しているときは、所定範囲内の位相変化が生じるので、位相変化を検出することによって、列車の在線を検知することができる。
列車の有無を示す位相比較回路９からの判定結果は、監視センター（図示せず）に向けて出力される。
【００１８】
しかしながら、軌道回路においては、環境の影響、電源変動、時間変化、ノイズなどにより、信号波形の歪が大きく、列車の在線を高い信頼性で検知することを困難にしている。
【００１９】
特に、ノイズについては、長時間にわたって発生するものや、単発的に発生する瞬時ノイズなどが考えられ、除去することは極めて困難である。
【００２０】
図８に示す従来装置においては、軌道側信号Ａおよび局部側信号Ｂをアナログ処理した各周波数信号をそのまま用いて、レベル判定回路７ａおよび７ｂにより電圧レベルを判定しているので、上記ノイズなどの影響によって列車の在線を誤検出するおそれがある。
【００２１】
また、位相比較回路９は、排他的論理和を用いて軌道側信号Ａと局部側信号Ｂとの位相を比較しているので、０°から１８０°までの位相変化しか検出することができず、軌道側信号Ａの波形歪が非常に大きく、位相変化が１８０°を越えるような場合には、位相差の検出が不可能になるおそれがある。
【００２２】
さらに、通常、軌道側信号Ａおよび局部側信号Ｂの周波数が商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に固定されていることから、固定の商用周波数に対応した回路構成が適用されているので、各種専用電源で使用される他の周波数に対しては、別途の専用装置を新たに用意する必要がある。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の列車検知装置は以上のように、アナログ処理された周波数信号に基づいて軌道側信号Ａおよび局部側信号Ｂの電圧レベルを判定しているので、ノイズなどの影響により正確な電圧レベルを判定することができず、列車の在線を誤検出するおそれがあるという問題点があった。
【００２４】
また、排他的論理和の演算結果を用いて軌道側信号Ａと局部側信号Ｂとの位相差を検出しているので、軌道側信号Ａの波形歪が非常に大きくなって位相変化が１８０°を越えた場合には、位相差を検出することができないという問題点があった。
【００２５】
さらに、商用周波数の軌道側信号Ａおよび局部側信号Ｂのみに対応した回路により構成されているので、各種専用電源で使用される商用周波数以外の周波数の軌道側信号Ａおよび局部側信号Ｂに対しては別途の専用装置を必要とし、コストアップを招くという問題点があった。
【００２６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、コストアップを招くことなくノイズなどの影響による誤検出を防止して信頼性を向上させた列車検知装置を得ることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る列車検知装置は、軌道側信号および局部側信号を取り込み、軌道側信号および局部側信号の各電圧レベルと位相差とに基づいて列車の在線を判定する列車検知装置であって、軌道側信号から第１の電圧レベルおよび第１の二値信号を検出する第１の信号検出回路と、局部側信号から第２の電圧レベルおよび第２の二値信号を検出する第２の信号検出回路と、第１および第２の二値信号を比較して位相差を検出する位相差検出回路と、第１および第２の電圧レベルと位相差とに基づいて列車の在線を判定する列車判定手段とを備え、第１の信号検出回路は、軌道側信号から第１の周波数信号を抽出する第１のフィルタと、第１の周波数信号をサンプリングして第１のデジタルデータに変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、第１のデジタルデータから第１の電圧レベルを検出する第１のレベル検出器と、第１のデジタルデータを第１の二値信号に変換する第１の二値変換器とを含み、第２の信号検出回路は、局部側信号から第２の周波数信号を抽出する第２のフィルタと、第２の周波数信号をサンプリングして第２のデジタルデータに変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、第２のデジタルデータから第２の電圧レベルを検出する第２のレベル検出器と、第２のデジタルデータを第２の二値信号に変換する第２の二値変換器とを含み、第１のレベル検出器は、軌道側信号のサンプリング値を、軌道側信号の半周期を第１の整数倍した期間にわたって平均化処理することにより第１の電圧レベルを算出し、第２のレベル検出器は、局部側信号のサンプリング値を、局部側信号の半周期を第２の整数倍した期間にわたって平均化処理することにより第２の電圧レベルを算出するものである。
【００２９】
また、この発明の請求項２に係る列車検知装置は、請求項１において、第１の二値変換器は、第１のデジタルデータが第１のしきい値を第１の所定回数だけ連続して越えたときに、第１の二値信号の極性を反転し、第２の二値変換器は、第２のデジタルデータが第２のしきい値を第２の所定回数だけ連続して越えたときに、第２の二値信号の極性を反転するものである。
【００３０】
また、この発明の請求項３に係る列車検知装置は、請求項１または請求項２において、位相差検出回路は、第１の二値信号と第２の二値信号との立上りエッジ間の時間差を計測する時間差計測回路を含み、時間差を位相差として検出するものである。
【００３１】
また、この発明の請求項４に係る列車検知装置は、請求項３において、時間差計測回路は、時間差を計測するためのクロック周波数を、軌道側信号および局部側信号の周波数に応じて可変設定するものである。
【００３２】
また、この発明の請求項５に係る列車検知装置は、請求項４において、時間差計測回路は、軌道側信号および局部側信号の周波数の増大に応じて、クロック周波数を増大方向に可変設定するものである。
【００３３】
また、この発明の請求項６に係る列車検知装置は、請求項４または請求項５において、時間差計測回路は、クロック周波数を用いて時間差を計測するカウンタと、カウンタからの計測値を軌道側信号および局部側信号の１周期の整数倍の期間にわたって平均化処理する平均化手段とを含み、平均化手段により平均化された値を位相差として出力するものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック構成図であり、前述（図８参照）と同様のものについては、同一符号を付して示す。
【００３５】
図１において、１ａは軌道側信号Ａから第１の周波数信号を抽出する第１のフィルタ（以下、単に「フィルタ」という）、２ａは第１（軌道側）の周波数信号をサンプリングして第１（軌道側）のデジタルデータに変換する第１のＡ／Ｄ変換器（以下、単に「Ａ／Ｄ変換器」という）である。
【００３６】
３ａは第１のデジタルデータから第１（軌道側）の電圧レベルを検出する第１のレベル検出器（以下、単に「レベル検出器」という）、４ａは第１のデジタルデータを第１（軌道側）の二値信号Ｄに変換する第１の二値変換器（以下、単に「二値変換器」という）である。
【００３７】
以上のフィルタ１ａ、Ａ／Ｄ変換器２ａ、レベル検出器３ａおよび二値変換器４ａは、軌道側信号Ａから第１の電圧レベルおよび第１の二値信号Ｄを検出する第１（軌道側）の信号検出回路を構成している。
【００３８】
１ｂは局部側信号Ｂから第２（局部側）の周波数信号を抽出する第２のフィルタ（以下、単に「フィルタ」という）、２ｂは第２（局部側）の周波数信号をサンプリングして第２（局部側）のデジタルデータに変換する第２のＡ／Ｄ変換器（以下、単に「Ａ／Ｄ変換器」という）である。
【００３９】
３ｂは第２のデジタルデータから第２（局部側）の電圧レベルを検出する第２のレベル検出器（以下、単に「レベル検出器」という）、４ｂは第２のデジタルデータを第２（局部側）の二値信号Ｅに変換する第２の二値変換器（以下、単に「二値変換器」という）である。
【００４０】
以上のフィルタ１ｂ、Ａ／Ｄ変換器２ｂ、レベル検出器３ｂおよび二値変換器４ｂは、局部側信号Ｂから第２の電圧レベルおよび第２の二値信号Ｅを検出する第２（局部側）の信号検出回路を構成している。
【００４１】
５は第１の二値信号Ｄと第２の二値信号Ｅとを比較して位相差を検出する位相差検出回路である。
６は各種レベル判定用の比較器などを含む列車判定手段であり、第１および第２の電圧レベルと位相差とに基づいて検出対象区間での列車の在線を判定する。
【００４２】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１による動作について説明する。
まず、軌道側信号Ａは、フィルタ１ａを介して歪が除去された一定周波数の第１の周波数信号となり、Ａ／Ｄ変換器２ａを介して第１のデジタルデータに変換される。
【００４３】
レベル検出器３ａは、第１のデジタルデータから、軌道側信号Ａの電圧レベルをたとえばピーク値として検出し、二値変換器４ａは、第１の電圧レベルを第１の二値信号Ｄに変換する。
【００４４】
同様に、局部側信号Ｂは、フィルタ１ｂを介して歪の除去された一定周波数の第２の周波数信号となり、Ａ／Ｄ変換器２ｂを介して第２のデジタルデータに変換される。
【００４５】
レベル検出器３ｂは、第２のデジタルデータから、局部側信号Ｂの電圧レベルをたとえばピーク値として検出し、二値変換器４ｂは、第２の電圧レベルを第２の二値信号Ｅに変換する。
【００４６】
位相差検出回路５は、二値変換器４ａおよび４ｂから出力される各二値信号ＤおよびＥの立上りエッジ間の位相差を、軌道側信号Ａと局部側信号Ｂとの位相差として検出する。
【００４７】
列車判定手段６は、軌道側信号Ａおよび局部側信号Ｂの各電圧レベルと、軌道側信号Ａと局部側信号Ｂとの位相差とが、それぞれ、所定範囲内にあるか否かを判定して列車の在線を検知する。
【００４８】
このように、軌道側信号Ａおよび局部側信号Ｂは、アナログ信号のまま処理されるのではなくて、デジタルデータに変換されて処理されるので、ノイズや電源変動、時間変化などの影響を受けることなく、信頼性の高い電圧レベルおよび位相差を検出することができ、列車の在線を正確に検知することができる。
【００４９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、各レベル検出器３ａおよび３ｂによる具体的な処理について言及しなかったが、Ａ／Ｄ変換された各サンプリング値を平均化処理することにより第１および第２の電圧レベルを算出してもよい。
【００５０】
図２はレベル検出時に平均化処理を用いたこの発明の実施の形態２による電圧レベル算出動作を示す説明図であり、たとえば、信号（軌道側信号Ａまたは局部側信号Ｂ）の２周期の期間における電圧レベルの平均化処理を示している。
【００５１】
図２において、Ａ／Ｄ変換されたデジタルデータ値の数列のうち、半周期の期間中にたとえば１６回サンプリングされたデジタルデータ値ａ１、ａ２、・・・、ａ１６を用いて、１周期目の電圧レベルとして平均化演算処理すると、この平均値ＡＶＥ１は、以下の（１）式のように表される。
【００５２】
ＡＶＥ１＝（ａ１＋ａ２＋・・・＋ａ１６）／１６・・・（１）
【００５３】
同様に、２周期目の電圧レベルとして、半周期の期間中にたとえば１６回サンプリングされたデジタルデータ値ｂ１、ｂ２、・・・、ｂ１６を用いて平均化演算処理すると、この平均値ＡＶＥ２は、以下の（２）式のように表される。
【００５４】
ＡＶＥ２＝（ｂ１＋ｂ２＋・・・＋ｂ１６）／１６・・・（２）
【００５５】
そして、上記２周期分の電圧レベルの平均値ＬＥＶＥＬは、以下の（３）式のように算出される。
【００５６】
ＬＥＶＥＬ＝（ＡＶＥ１＋ＡＶＥ２）／２・・・（３）
【００５７】
図２においては、半周期分の期間にわたる平均化処理により電圧レベルを演算したが、半周期を任意の整数倍した期間にわたって平均化処理してもよい。
【００５８】
このように、レベル検出器３ａ、３ｂにおいて、軌道側信号Ａおよび局部側信号Ｂのサンプリング値を、各信号の半周期を任意の整数倍した期間にわたって平均化処理することにより第１および第２の電圧レベルを算出することにより、ノイズが長時間にわたって発生しても、電圧レベルの検出値に大きな誤差が発生するのを防ぐことができる。
【００５９】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態１では、各二値変換器４ａおよび４ｂによる具体的な処理について言及しなかったが、Ａ／Ｄ変換された各サンプリング値が所定回数だけ連続的にしきい値を越えたことに応答して各二値信号ＤおよびＥを生成してもよい。
【００６０】
図３はサンプリング値がしきい値を連続して越えたことに応答して二値信号を生成するようにしたこの発明の実施の形態３による二値変換動作を示す説明図であり、しきい値を越えた回数に応じて二値信号（矩形波）が生成される状態を示している。
【００６１】
図３において、一点鎖線はしきい値であり、実線で示す矩形波は正しい二値信号であり、破線で示す矩形波は、サンプリング値としきい値との連続比較を実行しない場合に瞬時ノイズによって生成され得る誤った二値信号である。
【００６２】
図３のように、サンプリング値としきい値との連続比較を行うことにより、瞬時ノイズが発生しても、誤った二値信号（破線参照）が生成されることはなく、サンプリング値が所定回数（たとえば、図示したように４回）だけ連続してしきい値を越えた時点で、正しい二値信号（実線参照）が生成される。
【００６３】
図３においては、デジタルデータのサンプリング値が４回連続してしきい値を越えたときに二値信号の極性を反転させたが、任意の所定回数だけ連続してしきい値を越えたときに二値信号の極性を反転させてもよい。
【００６４】
たとえば、二値変換器４ａは、第１のデジタルデータが第１のしきい値を第１の所定回数だけ連続して越えたときに、第１の二値信号Ｄの極性を反転し、二値変換器４ｂは、第２のデジタルデータが第２のしきい値を第２の所定回数だけ連続して越えたときに、第２の二値信号Ｅの極性を反転する。
【００６５】
このように、デジタルデータから二値変換する場合に、しきい値を連続して所定回数だけ越えた時点で初めて二値信号ＤおよびＥの極性を反転することにより、瞬時ノイズにより単発的にしきい値を越えても、誤った時点での極性反転を防止することができ、二値信号の誤検出を防止することができる。
【００６６】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１では、位相差検出回路５による具体的な処理について言及しなかったが、各二値信号ＤおよびＥの立上りエッジ間の時間差を計測して位相差としてもよい。
【００６７】
図４は各二値信号ＤおよびＥの立上りエッジ間の時間差を計測するようにしたこの発明の実施の形態４による位相差検出回路５の具体的構成を示すブロック図である。
図５はこの発明の実施の形態４による位相差検出回路５の動作を示すタイミングチャートである。
【００６８】
図４において、５１は時間差生成手段であり、各二値信号ＤおよびＥの立上りエッジ間の時間差を生成する。
５２は時間差をタイマ計測するカウンタ、５３はクロック信号Ｃをカウンタに入力するクロック発生器、５４はカウンタ５２からのカウント信号Ｇを平均化処理する平均化手段である。
【００６９】
上記時間差生成手段５１、カウンタ５２、クロック発生器５３および平均化手段５４は、第１の二値信号Ｄと第２の二値信号Ｅとの立上りエッジ間の時間差を計測する時間差計測回路を構成している。
この場合、位相差検出回路５は、時間差を位相差として検出する。
【００７０】
図５は位相差検出回路５による立上りエッジ間の時間差計測動作を、各二値信号Ｄ、Ｅ、時間差信号Ｆおよびカウント信号Ｇの関係により示している。
【００７１】
次に、図５を参照しながら、図４に示したこの発明の実施の形態４による位相差検出回路５の動作について具体的に説明する。
まず、時間差生成手段５１は、第１（軌道側）の二値信号Ｄと、第２（局部側）の二値信号Ｅとの立上りエッジ間の時間差信号Ｆを生成する。
【００７２】
時間差信号Ｆは、たとえば、第１の二値信号Ｄの立上りでセットされ、第２のの二値信号Ｅの立上りでリセットされる。
カウンタ５２は、クロック信号Ｃを用いて、各二値信号ＤおよびＥの位相差に相当する時間差信号Ｆをカウントする。
【００７３】
このとき、カウンタ５２によるカウント処理は、位相差のカウント信号Ｇに対して、各二値信号ＤおよびＥの１周期または複数周期の期間にわたって行われ、平均化手段５４により平均化された値として出力される。
【００７４】
このように、位相差を検出するときに各二値信号ＤおよびＥの立上りエッジ間の時間差を計測することにより、従来装置のように単に排他的論理和を演算する場合に比べて、優れた特性を実現することができる。
【００７５】
たとえば、前述した通り、従来装置のように排他的論理和をとる場合には、最大で１８０°の位相差しか検出することができないうえ、軌道側信号Ａまたは局部側信号Ｂのどちらの位相が進んでいるのかを判別することができない。
【００７６】
しかし、この発明の実施の形態４によれば、立上りエッジ間の時間差を計測することにより、最大で３６０°まで（全て）の範囲内で位相差を検出することができ、計測範囲を広くとることができる。
【００７７】
また、軌道側信号Ａまたは局部側信号Ｂの位相進み（位相遅れ）を判別することもでき、異常発生状態の判定も容易に行うことができる。
さらに、平均化手段５４により、１周期または複数周期の期間にわたって平均化された値として位相差（時間差）が出力されるので、高信頼性の位相差を検出することができる。
【００７８】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態４では、カウンタ５２においてクロック信号Ｃをそのまま用い、時間差を計測するためのクロック周波数を一定に設定したが、入力信号（軌道側信号Ａおよび局部側信号Ｂ）の周波数に応じて、クロック周波数を可変設定してもよい。
【００７９】
図６は時間差を計測するためのクロック周波数を可変設定したこの発明の実施の形態５による位相差検出回路の具体的構成を示すブロック図であり、前述（図４参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【００８０】
図６において、５５はクロック発生器５３とカウンタ５２との間に挿入された分周器であり、信号周波数（軌道側信号および局部側信号の周波数）に応じてクロック信号Ｃを分周し、カウンタ５２に対するクロック周波数を可変設定する。
図７は分周器５５によるクロック周波数の設定動作を示す説明図である。
【００８１】
図６のように、分周器５５を挿入することにより、分周器５５の分周比を変えるのみで、カウンタ５２に入力されるクロック信号の周波数を任意に変更することができる。
【００８２】
一般に、軌道側信号Ａおよび局部側信号Ｂの周波数は、商用周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚのみではなく、専用電源周波数（たとえば、２５Ｈｚ、３０Ｈｚ、８３．３Ｈｚ、１００Ｈｚなど）に異なる場合がある。
【００８３】
このような場合、カウンタ５２において、同一のクロック周波数でカウントすると、位相の測角精度が異なることから、検出精度が悪くなるおそれがある。
【００８４】
たとえば、信号周波数が６０Ｈｚの場合に、カウンタ５２において、クロック周波数７．８ｋＨｚでカウントすると、測角精度Ｋ１は、以下の（４）式のようになる。
【００８５】
Ｋ１＝３６０°×６０Ｈｚ／７８００Ｈｚ
＝２．８° ・・・（４）
【００８６】
一方、信号周波数が１００Ｈｚに変化した場合に、カウンタ５２において、クロック周波数７．８ｋＨｚのままでカウントすると、このときの測角精度Ｋ２は以下の（５）式のようになる。
【００８７】
Ｋ２＝３６０°×１００Ｈｚ／７８００Ｈｚ
＝４．６° ・・・（５）
【００８８】
（５）式から明らかなように、（４）式の場合の測角精度Ｋ１と比べて、測角精度Ｋ２は悪くなってしまう。
そこで、クロック発生器５３からのクロック信号Ｃを分周する分周比を変えることにより、測角精度をほぼ一定に維持することができる。
【００８９】
すなわち、図７のように、信号周波数に対応したクロック周波数を設定する。図７の例では、クロック発生器５３からのクロック信号Ｃの周波数を１ＭＨｚとし、測定精度Ｋが２．８°以下に維持されるようにした場合を示している。
【００９０】
このように、異なる信号周波数に対応して、位相差計測用のクロック周波数を可変設定することにより、商用周波数の電源のみでなく、異なる周波数の専用電源を用いた場合にも、同一の装置を用いて対応することができ、コストアップを回避することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の請求項１によれば、軌道側信号および局部側信号を取り込み、軌道側信号および局部側信号の各電圧レベルと位相差とに基づいて列車の在線を判定する列車検知装置であって、軌道側信号から第１の電圧レベルおよび第１の二値信号を検出する第１の信号検出回路と、局部側信号から第２の電圧レベルおよび第２の二値信号を検出する第２の信号検出回路と、第１および第２の二値信号を比較して位相差を検出する位相差検出回路と、第１および第２の電圧レベルと位相差とに基づいて列車の在線を判定する列車判定手段とを備え、第１の信号検出回路は、軌道側信号から第１の周波数信号を抽出する第１のフィルタと、第１の周波数信号をサンプリングして第１のデジタルデータに変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、第１のデジタルデータから第１の電圧レベルを検出する第１のレベル検出器と、第１のデジタルデータを第１の二値信号に変換する第１の二値変換器とを含み、第２の信号検出回路は、局部側信号から第２の周波数信号を抽出する第２のフィルタと、第２の周波数信号をサンプリングして第２のデジタルデータに変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、第２のデジタルデータから第２の電圧レベルを検出する第２のレベル検出器と、第２のデジタルデータを第２の二値信号に変換する第２の二値変換器とを含み、第１のレベル検出器は、軌道側信号のサンプリング値を、軌道側信号の半周期を第１の整数倍した期間にわたって平均化処理することにより第１の電圧レベルを算出し、第２のレベル検出器は、局部側信号のサンプリング値を、局部側信号の半周期を第２の整数倍した期間にわたって平均化処理することにより第２の電圧レベルを算出するようにしたので、コストアップを招くことなくノイズなどの影響による誤検出を防止して信頼性を向上させた列車検知装置が得られる効果がある。
【００９３】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、第１の二値変換器は、第１のデジタルデータが第１のしきい値を第１の所定回数だけ連続して越えたときに、第１の二値信号の極性を反転し、第２の二値変換器は、第２のデジタルデータが第２のしきい値を第２の所定回数だけ連続して越えたときに、第２の二値信号の極性を反転するようにしたので、コストアップを招くことなくノイズなどの影響による誤検出を防止して信頼性を向上させた列車検知装置が得られる効果がある。
【００９４】
また、この発明の請求項３によれば、請求項１または請求項２において、位相差検出回路は、第１の二値信号と第２の二値信号との立上りエッジ間の時間差を計測する時間差計測回路を含み、時間差を位相差として検出するようにしたので、コストアップを招くことなくノイズなどの影響による誤検出を防止して信頼性を向上させた列車検知装置が得られる効果がある。
【００９５】
また、この発明の請求項４によれば、請求項３において、時間差計測回路は、時間差を計測するためのクロック周波数を、軌道側信号および局部側信号の周波数に応じて可変設定するようにしたので、コストアップを招くことなくノイズなどの影響による誤検出を防止して信頼性を向上させた列車検知装置が得られる効果がある。
【００９６】
また、この発明の請求項５によれば、請求項４において、時間差計測回路は、軌道側信号および局部側信号の周波数の増大に応じて、クロック周波数を増大方向に可変設定するようにしたので、コストアップを招くことなくノイズなどの影響による誤検出を防止して信頼性を向上させた列車検知装置が得られる効果がある。
【００９７】
また、この発明の請求項６によれば、請求項４または請求項５において、時間差計測回路は、クロック周波数を用いて時間差を計測するカウンタと、カウンタからの計測値を軌道側信号および局部側信号の１周期の整数倍の期間にわたって平均化処理する平均化手段とを含み、平均化手段により平均化された値を位相差として出力するようにしたので、コストアップを招くことなくノイズなどの影響による誤検出を防止して信頼性を向上させた列車検知装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示すブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２による電圧レベルの算出動作を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態３による二値信号の生成動作を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態４による位相差検出回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態４による位相差検出回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】この発明の実施の形態５による位相差検出回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態５による分周器を用いたクロック周波数の設定動作を示す説明図である。
【図８】従来の列車検知装置を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂフィルタ、２ａ、２ｂＡ／Ｄ変換器、３ａ、３ｂレベル検出器、４ａ、４ｂ二値変換器、５位相差検出回路、６列車判定手段、５１時間差生成手段、５２カウンタ、５３クロック発生器、５４平均化手段、５５分周器、Ａ軌道側信号、Ｂ局部側信号、Ｃクロック信号、Ｄ第１の二値信号、Ｅ第２の二値信号、Ｆ時間差信号、Ｇカウント信号。

Claims

軌道側信号および局部側信号を取り込み、前記軌道側信号および前記局部側信号の各電圧レベルと位相差とに基づいて列車の在線を判定する列車検知装置であって、
前記軌道側信号から第１の電圧レベルおよび第１の二値信号を検出する第１の信号検出回路と、
前記局部側信号から第２の電圧レベルおよび第２の二値信号を検出する第２の信号検出回路と、
前記第１および第２の二値信号を比較して前記位相差を検出する位相差検出回路と、
前記第１および第２の電圧レベルと前記位相差とに基づいて前記列車の在線を判定する列車判定手段とを備え、
前記第１の信号検出回路は、
前記軌道側信号から第１の周波数信号を抽出する第１のフィルタと、
前記第１の周波数信号をサンプリングして第１のデジタルデータに変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、
前記第１のデジタルデータから前記第１の電圧レベルを検出する第１のレベル検出器と、
前記第１のデジタルデータを前記第１の二値信号に変換する第１の二値変換器とを含み、
前記第２の信号検出回路は、
前記局部側信号から第２の周波数信号を抽出する第２のフィルタと、
前記第２の周波数信号をサンプリングして第２のデジタルデータに変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、
前記第２のデジタルデータから前記第２の電圧レベルを検出する第２のレベル検出器と、
前記第２のデジタルデータを前記第２の二値信号に変換する第２の二値変換器と
を含み、
前記第１のレベル検出器は、前記軌道側信号のサンプリング値を、前記軌道側信号の半周期を第１の整数倍した期間にわたって平均化処理することにより前記第１の電圧レベルを算出し、
前記第２のレベル検出器は、前記局部側信号のサンプリング値を、前記局部側信号の半周期を第２の整数倍した期間にわたって平均化処理することにより前記第２の電圧レベルを算出することを特徴とする列車検知装置。
前記第１の二値変換器は、前記第１のデジタルデータが第１のしきい値を第１の所定回数だけ連続して越えたときに、前記第１の二値信号の極性を反転し、
前記第２の二値変換器は、前記第２のデジタルデータが第２のしきい値を第２の所定回数だけ連続して越えたときに、前記第２の二値信号の極性を反転することを特徴とする請求項１に記載の列車検知装置。
前記位相差検出回路は、前記第１の二値信号と前記第２の二値信号との立上りエッジ間の時間差を計測する時間差計測回路を含み、前記時間差を前記位相差として検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の列車検知装置。
前記時間差計測回路は、前記時間差を計測するためのクロック周波数を、前記軌道側信号および前記局部側信号の周波数に応じて可変設定することを特徴とする請求項３に記載の列車検知装置。
前記時間差計測回路は、前記軌道側信号および前記局部側信号の周波数の増大に応じて、前記クロック周波数を増大方向に可変設定することを特徴とする請求項４に記載の列車検知装置。
前記時間差計測回路は、
前記クロック周波数を用いて前記時間差を計測するカウンタと、
前記カウンタからの計測値を前記軌道側信号および前記局部側信号の１周期の整数倍の期間にわたって平均化処理する平均化手段とを含み、
前記平均化手段により平均化された値を前記位相差として出力することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の列車検知装置。