JP4582902B2

JP4582902B2 - 鉄道保安装置

Info

Publication number: JP4582902B2
Application number: JP2000376738A
Authority: JP
Inventors: 郁夫渡辺; 英樹新井; 雄一郎清水
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Railway Technical Research Institute; Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2020-12-12
Also published as: JP2002178920A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、列車の運行を制御する鉄道保安装置、特に制御情報の安定した伝送を図り、列車制御における保安度の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レールを伝送路として列車の運行を制御する情報を伝送する場合、伝送速度は伝送路に存在する雑音成分、主に電源高調波成分を考慮して決定される。このため、限られた周波数帯域を効率的に使用することを考えた場合、帯域通過ディジタル通信方式として周波数占有帯域が周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）方式や位相シフトキーイング（ＰＳＫ）方式に比べて狭帯域となるＭＳＫ（Minimum shift keying)方式が利用されている。このＭＳＫ信号を復調する方法として、現状では、従来のＦＳＫ信号の復調方式と同様に、受信したＦＳＫ信号をバンドパスフィルタで雑音除去後、符号「１」の搬送波（ｆ_c＋ΔＦ）を選別するためのバンドパスフィルタと符号「０」の搬送波（ｆ_c−ΔＦ）を選別するためのバンドパスフィルタを設けた復調回路を用いて復調している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
２元ＭＳＫ信号の周波数偏移ΔＦは、符号「１」と符号「０」の異なった周波数の継続時間Ｔとすると、ΔＦ＝１／２Ｔで定められ、信号波形の基本周波数をｆ_hとすると、ｆ_h＝１／２Ｔ、ΔＦ＝ｆ_hとなり、変調度ｍ_f＝0.5となる。このＭＳＫ信号を復調するときに、符号「１」と符号「０」の符号間干渉が大きいため、変調度ｍ_f＝0.5のままでバンドパスフィルタにより符号の成分を選別するときに、符号「１」と符号「０」の成分の選別がしにくく、使用する搬送波と伝送速度の組み合わせによっては対雑音性が非常に弱くなる場合も生じてくる。
【０００４】
また、バンドパスフィルターを使用した周波数選別方式のほかにＭＳＫ信号の位相情報を利用した同期検波方式もあげられるが、列車制御に使用した場合、情報内容の更新時間が周波数選別方式と比較して遅れるとともに、符号「１」と符号「０」の周波数（ｆ_c±ΔＦ）に対して基準搬送波の再生が必要で、復調回路が複雑になるという短所がある。
【０００５】
この発明は係る短所を改善し、簡単な復調回路を使用してＭＳＫ信号を復調し、制御情報の安定した伝送を図るとともに列車制御における保安度の向上を図ることができる鉄道保安装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る鉄道保安装置は、列車の速度制御を行う制御情報を地上装置から車上装置へ伝送し、又は隣接軌道の地上装置間でレールを伝送路として制御情報を伝送する鉄道保安装置において、制御情報をＭＳＫ信号波で送信し、受信したＭＳＫ信号波の雑音を除去後にピークレベル補正処理を行ない、ピークレベル補正した受信波の波形を定振幅化した後に遞倍処理し、遞倍処理した受信波の高域をハイパスフィルタで選別してＭＳＫ信号波のデータ信号「１」を表す符号「１」を含む搬送波を得て、遞倍処理した受信波の低域をローパスフィルタで選別してＭＳＫ信号波のデータ信号「０」を表す符号「０」を含む搬送波を得ることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の鉄道保安装置は、レールを搬送路に利用した軌道回路の列車の進入側の境界点と進出側の境界点に信号発生部と送信器と受信器及び信号検出部を有する。信号発生部は列車の運行を制御する符号「１」と符号「０」のディジタルの各種制御信号を発生する。送信器は信号発生部から送られる制御信号をＭＳＫ方式で変調して整合変成器を介して前方の軌道回路に送信する。受信器は軌道回路を通して送信されたＭＳＫ信号を整合変成器を介して受信し、受信したＭＳＫ信号を復調して符号「１」と符号「０」のディジタル信号を出力する。この受信したＭＳＫ信号を復調するときに、受信信号の高域をハイパスフィルタで選別してＭＳＫ信号波のデータ信号「１」を表す符号「１」を含む搬送波を得て、遞倍処理した受信波の低域をローパスフィルタで選別してＭＳＫ信号波のデータ信号「０」を表す符号「０」を含む搬送波を得て、符号「１」と符号「０」のディジタル信号にする。信号検出部は受信器から出力するディジタル信号から各種制御情報を検出する。
【０００９】
【実施例】
図１はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図である。図に示すように、レールを搬送路に利用した軌道回路ＢＴの列車の進入側の境界点１に設置された列車保安装置の機器には信号発生部３ａと送信器４ａと受信器５ａ及び信号検出部６ａを有し、軌道回路ＢＴの列車の進出側の境界点２に設置された列車保安装置の機器には、信号発生部３ｂと送信器４ｂと受信器５ｂ及び信号検出部６ｂを有する。各信号発生部３ａ，３ｂは列車の運行を制御する符号「１」と符号「０」のディジタルの各種制御信号を発生する。軌道回路ＢＴの列車の進入側の境界点１に設けられた送信器４ａは信号発生部３ａから送られる制御信号をＭＳＫ方式で変調し、ＭＳＫ信号を整合変成器７ａを介して前方の軌道回路ＡＴに送信する。軌道回路ＢＴの列車の進出側の境界点２に設けられた送信器４ｂは信号発生部３ｂから送られる制御信号をＭＳＫ方式で変調し、ＭＳＫ信号を整合変成器７ｂを介して軌道回路ＢＴに送信する。軌道回路ＢＴの列車の進入側の境界点１に設けられた受信器５ａは送信器４ｂから軌道回路ＢＴに送信されたＭＳＫ信号を整合変成器７ａを介して受信し、受信したＭＳＫ信号を復調して符号「１」と符号「０」のディジタル信号を出力する。信号検出部６ａは受信器５ａから出力するディジタル信号から各種制御情報を検出する。
【００１０】
このようにＭＳＫ信号を受信して復調する受信器５ａ，５ｂには、図２のブロック図に示すように、受信したＭＳＫ信号の直流分をカットするハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８と、雑音を除去するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９と、波形成形をするリミッタ１０とＢＰＦ１１と、ピークレベル補正１２と、遞倍処理１３と、オフセットを除去するＨＰＦ１４と、周波数偏移ΔＦの高域を選別するＨＰＦ１５と、搬送波を除去するＬＰＦ１６と、周波数偏移ΔＦの低域を選別するＬＰＦ１７と、搬送波を除去するＬＰＦ１８と、減算器１９及びコード出力作成部２０の回路を有する。
【００１１】
上記のように構成した受信器５ａで軌道回路ＢＴから符号「１」と符号「０」の情報を含む信号波形３０のＭＳＫ信号を受信すると、受信したＭＳＫ信号の通過帯域をメインローブ分（伝送速度の約１．５倍）確保し、ＨＰＦ８で直流分を除去し、ＢＰＦ９で雑音成分を除去して信号波形３１を得る。この信号波形３１をリミッタ１０とＢＰＦ１１で波形成形し、波形成形した信号波形が定振幅の正弦波になるようにピークレベル補正１２で補正する。次ぎに、逓倍処理１３により搬送波周波数を逓倍して逓倍信号波形３３とし、符号「１」と符号「０」間の干渉を抑える。この遞倍信号波形３３のオフセットをＨＰＦ１４で除去し、遞倍信号波形３３の高域をＨＰＦ１５で選別して符号「１」を含む信号波形３４を得る。この符号「１」を含む信号波形３４の搬送波をＬＰＦ１６で除去し、符号「１」の波形３５を得る。また、遞倍信号波形３３の低域をＬＰＦ１７で選別して符号「０」を含む信号波形３６を得る。この符号「０」を含む信号波形３６の搬送波をＬＰＦ１８で除去し、符号「０」の波形３７を得る。このようにして得た符号「１」の波形３５と符号「０」の波形３７を減算器１９で減算処理した後、コード出力作成部２０で「１」，「０」のコード波形３８とし制御情報として信号検出部６ａに出力する。
【００１２】
このように遞倍信号波形３３に含まれる符号「１」と符号「０」をＨＰＦ１５とＬＰＦ１７を用いて選別することにより、周波数切り替え時の応答性を良くすることができるとともに、帯域内雑音成分を含んで逓倍した場合でも復調結果に対する影響を抑え対雑音性を高めることができる。また、レールを伝送路として利用することにより、情報伝送用のケーブルを削減することができる。
【００１３】
上記実施例は地上装置間でレールを伝送路として情報伝送をする場合について説明したが、地上装置から車上装置に情報を伝送する場合にも同様にして適用することができる。
【００１４】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、情報内容をＭＳＫ信号波で送信し、受信したＭＳＫ信号波の雑音を除去後にピークレベル補正処理を行ない、ピークレベル補正した受信波の波形を定振幅化した後、遞倍処理して復調するようにしたから、符号「１」と符号「０」間の干渉を抑えることはでき、符号「１」と符号「０」の成分を容易に選別することができる。
【００１５】
また、遞倍処理した受信波を復調するときに、バンドパスフィルタではなくハイパスフィルタとローパスフィルタを用い符号「１」の搬送波と符号「０」の搬送波に選別するようにしたから、周波数応答特性を善くするとともに、帯域内雑音を含んで遞倍処理した場合でも復調結果に対する影響を抑え、耐雑音性を高めることができる。したがってＭＳＫ方式による符号伝送をシステムに導入し易くなるとともに対雑音性に強く、安定して情報伝送を行なうことができ、列車制御における保安度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】受信器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３；信号発生部、４；送信器、５；受信器、６；信号検出部、
７；整合変成器、８；ＨＰＦ、９；ＢＰＦ、１０；リミッタ、
１１；ＢＰＦ、１２；ピークレベル補正、１３；遞倍処理、
１４；ＨＰＦ、１５；ＨＰＦ、１６；ＬＰＦ、１７；ＬＰＦ、
１８；ＬＰＦ、１９；減算器、２０；コード出力作成部。

Claims

列車の速度制御を行う制御情報を地上装置から車上装置へ伝送し、又は隣接軌道の地上装置間でレールを伝送路として制御情報を伝送する鉄道保安装置において、
制御情報をＭＳＫ信号波で送信し、受信したＭＳＫ信号波の雑音を除去後にピークレベル補正処理を行ない、ピークレベル補正した受信波の波形を定振幅化した後に遞倍処理し、遞倍処理した受信波の高域をハイパスフィルタで選別してＭＳＫ信号波のデータ信号「１」を表す符号「１」を含む搬送波を得て、遞倍処理した受信波の低域をローパスフィルタで選別してＭＳＫ信号波のデータ信号「０」を表す符号「０」を含む搬送波を得ることを特徴とする鉄道保安装置。