JP4596819B2

JP4596819B2 - Ａｔｓ装置

Info

Publication number: JP4596819B2
Application number: JP2004157454A
Authority: JP
Inventors: 和広田中; 貴之若林; 隆金子; 康夫沢田
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: JP2005229789A

Description

本発明はＡＴＳ装置に係り、特に、電圧レベル検知方式を採用したものに関する。

従来、この種のＡＴＳ装置（自動列車停止装置）としては、変周方式が知られている（非特許文献１，２参照）。この変周方式のＡＴＳ装置は、図１０に示されるように、レール（軌道）ｒを走行する列車イに搭載される車上装置５０には、発振器（ＯＳＣ）５１、フィルタ回路（バンンドパスフィルタ）５２、レベル検知器５３、整流器５４及びＣＰＵ５５が含まれ、また、その列車イの先頭下部には疎結合のトランスで構成される車上子５６が設けられていて、この車上子５６は、車上装置５０のＯＳＣ５１の入力，出力間に接続して設けられている。そして、上記ＯＳＣ５１は、所定の増幅率μの増幅器の役割を有し、また、車上子５６は、所定の減衰率βの減衰器の役割を有し、μ×β＝１となる発振の条件が成立して発振されている。この発振周波数は各鉄道事業者向として予め決められている。

上記構成の変周方式のＡＴＳ装置は、車上装置５０を搭載した列車イが地上子５７に接近して電磁結合状態におかれると、ＯＳＣ５１の出力の一部が車上子５６を通るとき、車上の周波数（例えば１０３ＫＨｚ）は、地上子５７のＱが十分に高いために周波数の引込現象によって地上の周波数（例えば１３０ＫＨｚ）に変周させられる。したがって、ＣＰＵ５５は、それまでの周波数（１０３ＫＨｚ）から地上子の周波数（１３０ＫＨｚ）に変化したことをもって列車イが地上子５７上に位置したことを検知することができる。

しかしながら、この変周方式のＡＴＳ装置は、発振を不安定な状態で作り出す仕組みであることから分るように、理論上、ノイズ及び妨害波に弱いという欠点がある。特に、車上子５６は、コイルを合成樹脂でモールドしたトランスからなり、周辺の金属の影響により車上子５６の一次コイル及び二次コイルの結合特性が変化するだけでなく、車両によりその結合度が変るという問題がある。さらに、車上子５６の使用環境によっても車上子５６の結合度が変化するために、定期的に車上子５６の結合度調整を行わなければならないという面倒があった。

そこで、本出願人は、上述のような変周方式の不安定な帰還発振回路を用いない発振回路を備えたＡＴＳ装置を提案している（特許文献１参照）。この提案に係るＡＴＳ装置は、図１１に示されるように、車上装置６０は、地上に設置されている地上子６５に対応した周波数ｆ1 〜ｆn を安定して常時発生させる信号発生器Ｓ1 〜Ｓn を有し、これら信号発生器Ｓ1 〜Ｓn から発生された各信号（ｆ1 〜ｆn ）は、加算回路６１を介して車上子６２に供給されるように構成されている。また、この車上子６２からは、リミッタ６３を介して分別器６４に信号が入力されるように構成されている。そして、この分別器６４には、上記複数の信号発生器Ｓ1 〜Ｓn の各周波数ｆ1 〜ｆn をそれぞれ通過させる複数のフィルタ回路Ｆ1 〜Ｆn が設けられている。

上記提案に係るＡＴＳ装置は、列車イが所定の周波数（図１１の例ではｆ1 ）を送出している地上子６５に接近し、車上子６２と地上子６５とが電磁結合状態におかれると（図１２のｔ1 〜ｔ2 参照）、車上子６２の周波数は、図１２のｆ1 に示されるように地上子６５の周波数ｆ1 に同調させられる。このため、周波数ｆ1 以外の信号ｆ2 〜ｆn は、リミッタ６３により抑圧され（図１２のＦ2 ，Ｆ3 参照）、地上子６５に係る周波数ｆ1 の信号のみが分別器６４から出力される（図１２のＦ1 参照）。これにより、車上装置６０は、列車イは地上子６５の位置に位置したことを検知することができる。
平成９年４月１５日（社）日本鉄道電気技術協会発行（四版）鉄道技術者のための電気概論信号シリーズ７Ｐ．６〜２２平成３年７月２０日（株）交友社（第１７版）発行信号Ｐ．５５７〜５６９特開平８−５８５８８号公報

しかしながら、上記提案に係るＡＴＳ装置は、車上装置に地上に設けられている地上子に対応した周波数の信号を発生することのできる信号発生器を有しているので、従来の変周方式のＡＴＳ装置に比べて常時安定した信号を発生でき、また、周囲の環境変化によって影響を受けないなどの優れた特長を有しているが、リミッタを用いて信号を抑圧して検知する方式なので、分別器の出力側では、信号発生器側の状態を監視できないという不都合があった。加えて、近年、列車制御の高度化により、地上・車上間の情報量を増やしたいという要望があり、さらに、装置の冗長度を高めたいという要望もあった。また、地上子の状態を日常的に監視したいという要望があるとともに、従来の変周式のＡＴＳ装置と同等、もしくはそれ以下の外形寸法にしたいという要望があった。

そこで、本発明は、上記欠点を解決するとともに、上記要望に応えるためになされたものであって、その目的は、信号発生状態を常時監視でき、かつ、地上・車上間の情報量を増加でき、さらに、装置の冗長度を高めることのできるＡＴＳ装置を提供するとともに、地上子を日常的に検測できるようにし、また、各要素の小型化により消費電力及び発熱量の小さい特長を有するＡＴＳ装置を提供することにある。

本発明に係るＡＴＳ装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子で用いられている、周波数の異なる複数の信号に対応した複数の信号を含む所定のスペクトラム信号をスペクトラム拡散方式により、周期的に発生させる信号発生手段と、発生した前記スペクトラム信号を前記列車に設けられている車上子を構成する一方のコイルに供給する供給手段と、前記車上子を構成する他方のコイルから前記スペクトラム信号を入力するとともに、その入力したスペクトラム信号をＦＦＴ演算処理して周波数毎のスペクトラムを出力するＦＦＴ演算処理回路と、出力された各スペクトラムのうち、所定以上のレベルのスペクトラムが検出されたときにそのスペクトラムの周波数に対応した地上子上に前記列車が位置していると判定する判定手段と、からなり、前記スペクトラム信号は、前記スペクトラムの間隔が前記地上子で用いられている前記複数の異なる周波数の周波数間隔より狭く設定されていることを特徴としている。
本発明の請求項２に記載のＡＴＳ装置は、前記ＦＦＴ演算処理回路から出力された信号に基づいて信号発生手段を監視する監視手段を設けたことを特徴としている。
本発明の請求項３に記載のＡＴＳ装置は、供給手段は、車上から地上へ送信する所定の情報も供給することを特徴としている。
本発明の請求項４に記載のＡＴＳ装置は、車上子は、列車の他方のエンド側に設けられている車上子と切換え接続が可能に構成されていることを特徴としている。

本発明の請求項１に記載のＡＴＳ装置は、列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子で用いられている、周波数の異なる複数の信号に対応した複数の信号を含む所定のスペクトラム信号をスペクトラム拡散方式により、周期的に発生させる信号発生手段と、発生したスペクトラム信号を前記列車に設けられている車上子を構成する一方のコイルに供給する供給手段と、前記車上子を構成する他方のコイルからスペクトラム信号を入力するとともに、その入力したスペクトラム信号をＦＦＴ演算処理して周波数毎のスペクトラムを出力するＦＦＴ演算処理回路と、出力された各スペクトラムのうち、所定以上のレベルのスペクトラムが検出されたときにそのスペクトラムの周波数に対応した地上子上に前記列車が位置していると判定する判定手段とからなり、前記スペクトラム信号は、前記スペクトラムの間隔が前記地上子で用いられている前記複数の異なる周波数の周波数間隔より狭く設定されているので、単一の信号発生器で地上側で用いられている全周波数をカバーでき、消費電力が少なく、したがって発熱量も小さく、しかも、小型化できるという特長がある。また、ＦＦＴ演算処理により、列車と地上子とが電磁結合したことを的確に検知することができるとともに、その電磁結合した地上子の検測を効果的に行うことができる。
本発明の請求項２に記載のＡＴＳ装置は、前記ＦＦＴ演算処理回路から出力された信号に基づいて信号発生手段を監視する監視手段を設けたので、信号発生手段の異常状態を検出することができる。
本発明の請求項３に記載のＡＴＳ装置は、供給手段は、車上から地上へ送信する所定の情報も供給するので、車上情報を地上側へ効果的に送出することができる。
本発明の請求項４に記載のＡＴＳ装置は、車上子は、列車の他方のエンド側に設けられている車上子と切換え接続が可能に構成されているので、一方のエンド側のＡＴＳ装置が故障しても他方のエンド側のＡＴＳ装置を使用でき、冗長度を高めることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るＡＴＳ装置の参考の概略構成図であって、軌道（レール）ｒを走行する列車イの車上装置１には、軌道ｒに沿って設けられている地上子ａ1 で用いられている周波数に対応した信号を常時発生させる信号発生器２が設けられている。

図１においては、地上子ａ1 は、１個のみ設けられているが、実際は、軌道ｒの所定箇所に所定の間隔を保って複数個設けられていて、信号機の現示等に対応した所定の周波数の信号を車上（列車イ）に向けて送信することができるように構成されている。この所定の周波数の例としては、１２３ＫＨｚや１３０ＫＨｚ等である。

上記信号発生器２は、地上子ａ1 で用いられている種類の周波数の信号ｆ1 〜ｆn を発生させることのできる複数の発振回路からなる複数の信号発生回路Ｓ1 〜Ｓn で構成されている。したがって、信号発生器２は、地上側（地上子側）で用いられる周波数の種類が３個の場合は３個の信号発生回路Ｓ1 〜Ｓ3 が用いられ、また、その種類が５個の場合は５個の信号発生回路Ｓ1 〜Ｓ5 が用いられる。

図１中、３は、変調器であって、車上から地上へ送出するための車上情報、例えば、列車イの列車番号や緩急別情報等の所定の車上情報を生成するもので、上記信号発生器２の各信号発生回路Ｓ1 〜Ｓn で用いられる周波数と異なる周波数からなる搬送波を車上情報で変調処理ができるように構成されている。そして、この変調器３から出力された信号は、上記各信号発生回路Ｓ1 〜Ｓn から発生された各信号と加算回路４で合わせられて接続トランスＴを介して列車イの先端下部に設けられている車上子５を構成する一方のコイル（一次コイル）６ａに供給（印加）されるように構成されている。

この車上子５を構成する他方のコイル（二次コイル）６ｂは、接続トランスＴを介して車上装置１に設けられている分別器７に入力されるように構成されている。この分別器７には、上記信号発生器２で出力している複数の信号ｆ1 〜ｆn をそれぞれ分別して抽出できるように、各信号ｆ1 〜ｆn をそれぞれ通過させるためのバンドパスフィルタ８ａ〜８ｎと、バンドパスフィルタ８ａ〜８ｎから出力された信号の電圧レベルをそれぞれ判定するレベル判定回路９ａ〜９ｎと、レベル判定回路９ａ〜９ｎの出力をそれぞれ整流する整流回路１０ａ〜１０ｎとが設けられている。そして、これら整流回路１０ａ〜１０ｎの出力は、所定の演算処理を行なうことのできるＣＰＵ１１に入力されるように構成されている。このＣＰＵ１１は、本発明の判定手段を担っている。

図１中、１２は、上記分別器７への入力信号の一部を分岐して入力し、後述する地上で用いられている所定の周波数からなる搬送波を通過させるためのバンドパスフィルタであり、このバンドパスフィルタ１２の出力は、地上から車上に対する、例えば、地上子距離情報、先行列車位置情報、踏切機器の駆動状態情報等の所定の地上情報を復調処理する復調器１３に出力できるように構成されている。そして、この復調器１３の出力は、上記ＣＰＵ１１に入力されるように構成されている。

図１中、ａ2 及びａ3 は地上子であって、実際は一つの地上子であるが、説明の便宜上、２つに分けて示されている。これら地上子ａ2 ，ａ3 は、上記地上子ａ1 と同様に車上子５が所定距離の範囲内に位置したときに地上・車上間の情報伝達ができるように構成されている。このうち、地上子ａ2 は、車上子５と電磁結合したときに車上（列車イ）の変調器３で生成された車上情報を地上に設けられている復調器１４に出力できるように構成されている。したがって、復調器１４は、受信した車上情報を図示しない上位機器に送出することができ、上位機器では受信した車上情報を基に各種の列車制御を行うことができる。また、地上子ａ3 は、車上子５と電磁結合したときに地上に設けられている変調器１５で生成された地上情報を車上（列車イ）に送出できるように構成されている。この車上に送出された情報は、上述のように、車上（列車イ）に設けられているバンドパスフィルタ１２及び復調器１３を介してＣＰＵ１１に取込まれるように構成されている。なお、この変調器１５の搬送波の周波数は、車上（列車イ）側に設けられている信号発生器２及び変調器３で使用されているものと異なるものが用いられる。

上記構成からなるＡＴＳ装置の制御動作を図１の概略構成図、図２のフローチャート及び図３（ａ），（ｂ）のスペクトラム特性を示した図を用いて説明する。今、列車イの運転開始により車上装置１の電源が投入されたとする（ステップ１００肯定。以下、ステップを「Ｓ」とする。）。車上装置１の電源がＯＮになると信号発生器２から信号ｆ1 〜ｆn が発生させられるとともに、変調器３で車上情報が生成され（Ｓ１０２）、これら信号は、加算回路４及び車上子５を介して分別器７に入力されるとともに、車上子５を介して地上側へも送出される（Ｓ１０４）。分別器７の整流回路１０ａ〜１０ｎからは、分別器７に入力された電圧に応じたレベルの信号ｆ1 〜ｆn が検出される。図３（ａ）は、信号発生器２の信号発生回路Ｓ1 〜Ｓn が４個の場合を示しており、以下、信号発生器２からは４種類の信号ｆ1 〜ｆ4 が発生されているとして説明する。また、図１中の地上子ａ1 は、これら４種類のうちの信号ｆ3 の信号を出力するものとして示されている。

信号発生器２の各信号発生回路Ｓ1 〜Ｓ4 が正常であれば（Ｓ１０６肯定）、各整流回路１０ａ〜１０ｄからは、図３（ａ）に示されるように、各信号発生回路Ｓ１〜Ｓ4 から発生された信号に基づく所定の電圧レベルの信号ｆ1 〜ｆ4 が出力される。したがって、ＣＰＵ１１では、これら信号ｆ1 〜ｆ4 が出力されていることをもって、信号発生器２側が正常であると判定することができる。また、例えば、信号発生器２の信号発生回路Ｓ1 がダウンして信号ｆ1 の出力がないとき、図３（ａ）のｆ1 の信号が検出されないので、ＣＰＵ１１は、信号発生器２側に異常が発生していると判定し、後述するエンド装置の切換え処理を行うこともできる（Ｓ１０６否定。Ｓ１０７）。

さて、ＣＰＵ１１により正常と判定され、列車イの走行が開始されてその列車イの車上子５が地上子ａ1 に電磁結合されると、車上子５の周波数ｆ3 と地上子ａ1 の周波数ｆ3 とが同調して分別器７の整流器１０ｃ（図１では省略されている。）の信号ｆ3 の出力の電圧レベルが図３（ｂ）に示されるように所定以上となる（Ｓ１０８肯定）。したがって、ＣＰＵ１１では、図示しない記憶部に地上子毎の周波数を記憶しているので、信号ｆ3 が所定以上の電圧レベルとなったことをもって列車イ（車上子５）が信号ｆ3 を出力している地上子ａ1 上に位置していることを検知することができるとともに、その受信した信号ｆ3 に基づいて所定の列車制御を行うことができる（Ｓ１１０）。

また、列車イの走行により車上子５が地上子ａ2 に電磁結合されると、車上情報がその地上子ａ2 及び復調器１４を介して受信され、受信された車上情報は、図示しない上位機器に送出されて列車制御用等に利用される（図２では省略）。さらに、列車イの走行により車上子５が地上子ａ3 に電磁結合されると（Ｓ１１２肯定）、地上情報がその地上子ａ3 、車上子５及び復調器１３を介して受信され、受信された地上情報は、ＣＰＵ１１に送出されて列車制御用等に利用される（Ｓ１１４）。

図４は、上記異常処理時（Ｓ１０６否定、Ｓ１０７）のエンド装置切換えの説明図である。すなわち、列車イには、上記図１に示される車上装置１が列車の一方の先頭車両と他方の先頭車両（後尾車両）に設けられている。この図４では、左側の車上装置１ａを組込んだ装置を１エンド装置（１ＥＮＤ装置）２０ａとし、右側の車上装置１ｂを組込んだ装置を２エンド装置（２ＥＮＤ装置）２０ｂとしている。そして、この図４中に示されるリレー及び接点は、１エンド側の車上子５ａと２エンド側の車上子５ｂとを切換えるための切換回路を示している。この切換回路により、例えば、列車イが１エンド側に進行する場合、１ＥＮＤ装置２０ａの車上装置１ａが故障のときは、その１ＥＮＤ装置２０ａの車上装置１ａを切離して２ＥＮＤ装置２０ｂの車上装置１ｂを用いることとなる。すなわち、１ＥＮＤ装置２０ａの車上装置１ａが故障した場合、図１では省略されているＣＰＵ１１によって正常リレーが落下（ＯＦＦ）してその車上装置１ａが切離され、そして、切換えスイッチＳＷ1 が係員によりＯＮされることにより１エンド側の車上子５ａが２ＥＮＤ装置の車上装置１ｂに接続される。したがって、１エンド側は、その１エンド側の車上子５ａ及び２エンド側の車上装置１ｂを用いて列車運転を継続することができる。また、これとは逆に、列車イが２エンド側に進行する場合、２ＥＮＤ装置２０ｂの車上装置１ｂが故障のときは、その２ＥＮＤ装置２０ｂの車上装置１ｂを切離して１ＥＮＤ装置２０ａの車上装置１ａを用いることができる。このようにして車上装置の冗長度が高められている。なお、信号発生器２に異常が発生したときは、上述のような切換処理を行わずに列車停止を行って復旧処理を行うことも可能である。しかし、上述のように切換処理を行うと、列車運行を継続することができる。

図５は、本発明の別の参考の形態に係るＡＴＳ装置の概略構成図であり、上記図１と同じ構成要素には同一符号が付されている。したがって、これら同一符号の構成要素についての説明は省略する。

図５中、３０はアナログデジタル回路（Ａ／Ｄ回路）であり、接続トランスＴの二次側から得られるアナログ信号をデジタル信号に変換できるように構成されている。また、図中、３１は、Ａ／Ｄ回路３０から得られた信号を一定時間毎にサンプリングして周波数を分析処理する、周知のＦＦＴ演算処理回路である。そして、図中、３２は、このＦＦＴ演算処理回路３１の出力を検波し、所定のしきい値を用いて地上子との結合状態を検出するパターンＤＥＴ（検波回路）である。

図６は、上記構成からなるＡＴＳ装置の動作を説明するためのスペクトラム特性を示す図で、ＦＦＴ演算処理回路３１の出力状態を表していて、同図（ａ）は、車上子５が地上子（ここでは地上子ａ1 とし、この地上子ａ1 の周波数はｆ3 とする。）に電磁結合する前の状態を示し、同図（ｂ）は、車上子５が地上子ａ1 に電磁結合している状態を示している。

すなわち、ＦＦＴ演算処理回路３１は、信号発生回路Ｓ1 〜Ｓn （図６の例ではＳ1 〜Ｓ4 ）が正常であれば、図６（ａ）に示されるように、４個のピークを有する周波数成分が出力される。したがって、ＣＰＵ１１は、この４個のピークの有無を所定の照査レベルを用いて信号発生器２の状態を監視することができる（図６（ａ），（ｂ）の照査レベル参照）。すなわち、ＣＰＵ１１は、これら４個のピークが存在することをもって信号発生器２を正常と判定し、いずれか一つのピークが存在しないときには信号発生器２に異常発生したと判定することができる。そして、車上子５と地上子ａ1 とが電磁結合されると、図６（ｂ）に示されるように、地上子ａ1 の周波数ｆ3 に起因して周波数ｆ3 のレベルが信号発生器２を監視するための照査レベルよりも高い値となり、パターンＤＥＴ３２では所定の受信レベルを用いて周波数ｆ3 が所定の値を越えたと判定される。これにより、ＣＰＵ１１は、車上子５が地上子ａ1 と電磁結合したと検知することとなる。

車上子５が地上子ａ1 と電磁結合したときの周波数成分は、ＣＰＵ１１の図示しないメモリに記憶される。そして、このメモリに記憶された周波数成分は、後日、図示しない信号読取器を用いて読出されて地上子ａ1 の状態が検査される。すなわち、信号読取器によりメモリに記憶されていた周波数成分を読取り、その読取られたデータの分析の結果、地上子ａ1 の周波数が、例えば１３０ＫＨｚとされている場合、メモリから読取られて検出されたピーク値が１３５ＫＨｚであれば、地上子ａ1 の周波数は、所定値よりも５ＫＨｚずれていると判定され、地上子ａ1 の保守点検の資料とされる。

上記構成からなるＦＦＴ演算処理回路３１を有するＡＴＳ装置においては、上述のように、列車イの走行に伴って地上子を日常的に検測することができる他に、ＦＦＴ演算処理回路３１を備えているので、車上子５が地上子と電磁結合したときに、その地上子を的確に検知することが可能となる。すなわち、上記図１に示される電圧レベルを検出して地上子を検知する場合、例えば、周波数ｆ3 の地上子と電磁結合した場合、他の地上子の周波数ｆ2 がその地上子の周波数ｆ3 と接近しているときは、車上子が周波数ｆ3 の地上子と電磁結合すると周波数ｆ2 の信号も誘起されて電圧レベルが高くなるおそれがある。しかし、この実施例のように、ＦＦＴ演算処理回路３１を用いる場合、上述のような信号の誘起があっても誤判定のおそれがなく、目的とする地上子をクリアに検出することができる。

図７は、本発明の一実施形態に係るＡＴＳ装置の概略構成図であり、上記図１及び図５と同じ構成要素には同一符号が付されている。したがって、これら同一符号の構成要素についての説明は省略する。

図７中、２ａは、上記図１及び図５に示される信号発生器２に対応した信号発生器であり、後に詳述する信号発生回路Ｓ′と、その信号発生回路Ｓ′からの出力信号を増幅処理する周知の増幅回路で構成される増幅回路４０と、その増幅回路４０からの出力信号のうち、所定の帯域の信号のみを通過させるための周知のバンドパスフィルタからなるバンドパスフィルタ４１と、そのバンドパスフィルタ４１の出力信号を車上子５に接続するための上記図１及び図５に示されている接続トランスと同様の接続トランスＴとから構成されている。

上記信号発生回路Ｓ′は、スペクトラム拡散方式により、地上側（地上子側）で用いられる全周波数を含む複数の信号を連続的に出力するように構成されている。すなわち、この信号発生回路Ｓ′は、所定の変周クロック信号ｆc により送信される信号の帯域が規定されるとともに、所定のビット数Ｎにより帯域内での送信する信号数が決定されるシフトレジスタ４２と、フィードバック用の排他的論理和回路４３と、送信信号帯域の中心周波数ｆ0 を規定する論理和回路４３とから構成されていて、Ｍ系列符号（Maximum Length Linear Shift Register Sequence）を発生させて信号を連続的に拡散させるように構成されている。

この信号発生回路Ｓ′を具体的な数値を用いて説明すると、地上側の地上子ａ1 では、通常の地上子と同様に、１０３ＫＨｚ，１０８．５ＫＨｚ，１２３ＫＨｚ及び１３０ＫＨｚの４種類の周波数が用いられているとする。したがって、この信号発生回路Ｓ′では、少なくともこの４種類の周波数の信号を含む信号を周期的に発生する必要がある。ところで、上記４種類の周波数帯域は、１０３〜１３０ＫＨｚであるので、スペクトラムの中心周波数の搬送波を１１５ＫＨｚとすることができる。そして、拡散周波数を２５ＫＨｚとすると地上側で用いられている周波数（１０３〜１３０ＫＨｚ）をカバーすることができる。また、符号の長さ（２ⁿ−１）（ｎはシフトレジスタの段数）は、シフトレジスタ４２の段数で規定されるので、その段数を６とすると、スペクトラム間隔は、２５ＫＨｚ÷（２⁶−１）で求められ、その間隔は約４００Ｈｚとなる。図９（ａ）は、これを模式的に表わしたスペクトラムを表わしている。つまり、この図９（ａ）は、信号発生器Ｓ′が周期的に出力する信号の周波数の状態を示している。

上記構成からなるＡＴＳ装置において、ＦＦＴ演算処理回路３１は、信号発生回路Ｓ′が正常であれば、図９（ａ）に示される周波数成分を出力することができる。したがって、ＣＰＵ１１は、これら周波数成分の出力状態を監視することにより信号発生器Ｓ′の正常又は異常を判定することができる。そして、図９（ａ）中のスペクトラムＸの信号周波数を説明の便宜上１３０ＫＨｚとし、また、地上子ａ1 で１３０ＫＨｚの周波数が用いられているとした場合、車上子５と地上子ａ1 とが電磁結合されると、スペクトラムＸは、図９（ｂ）に示されるように電圧レベルが高まり（図９（ｂ）の鎖線参照）、スペクトラムＸのレベルが信号発生器Ｓ′を監視するための照査レベルよりも高い値となり、パターンＤＥＴ３２では所定の受信レベルを用いてスペクトラムＸが所定の値を越えたと判定される。これにより、ＣＰＵ１１は、車上子５が地上子ａ1 と電磁結合したと検知することとなる。

上述のように、このＡＴＳ装置で用いられる信号発生器Ｓ′は、単一の信号発生器で地上側で用いられている全ての周波数をカバーできるので、消費電力が少なく、したがって発熱量も小さく、しかも、小型化できるという特長がある。

なお、上述の例では、車上装置１の受信側構成を上記図５に示されたＦＦＴ演算回路３１を用いて周波数分析方式を採用したが、この受信側構成を上記図１に示されるバンドパスフィルタ８ａ〜８ｎを用いたアナログ方式とすることもできる。

本発明の参考の形態に係るＡＴＳ装置の概略構成図である。制御動作を示すフローチャートである。（ａ），（ｂ）はスペクトラム特性を示す図である。１ＥＮＤ装置及び２ＥＮＤ装置の切換えの説明図である。本発明の別の参考の形態に係るＡＴＳ装置の概略構成図である。（ａ），（ｂ）はスペクトラム特性を示す図である。本発明の一実施形態に係るＡＴＳ装置の概略構成図である。信号発生器の詳細図である。（ａ），（ｂ）はスペクトラムの模式図である。従来の変周方式のＡＴＳ装置の概略構成図である。先の提案に係るＡＴＳ装置の概略構成図である。先の提案に係るＡＴＳ装置のタイムチャートである。

符号の説明

ｒ軌道（レール）
イ列車
１，１ａ，１ｂ車上装置
２信号発生器
Ｓ1 〜Ｓn ，Ｓ′ 信号発生回路
３，１５変調器
４加算回路
Ｔ接続トランス
５，５ａ，５ｂ車上子
６ａ，６ｂコイル
７分別器
８ａ〜８ｎ，１２バンドパスフィルタ
９ａ〜９ｎレベル判定回路
１０ａ〜１０ｎ整流回路
１１ＣＰＵ
１３，１４復調器
２０ａ１ＥＮＤ装置
２０ｂ２ＥＮＤ装置
３０Ａ／Ｄ変換回路
３１ＦＦＴ演算処理回路
３２パターンＤＥＴ
４０増幅回路
４１バンドパスフィルタ
４２シフトレジスタ
４３，４４排他的論理和回路

Claims

列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子で用いられている、周波数の異なる複数の信号に対応した複数の信号を含む所定のスペクトラム信号をスペクトラム拡散方式により、周期的に発生させる信号発生手段と、
発生した前記スペクトラム信号を前記列車に設けられている車上子を構成する一方のコイルに供給する供給手段と、
前記車上子を構成する他方のコイルから前記スペクトラム信号を入力するとともに、その入力したスペクトラム信号をＦＦＴ演算処理して周波数毎のスペクトラムを出力するＦＦＴ演算処理回路と、
出力された各スペクトラムのうち、所定以上のレベルのスペクトラムが検出されたときにそのスペクトラムの周波数に対応した地上子上に前記列車が位置していると判定する判定手段と、
からなり、
前記スペクトラム信号は、前記スペクトラムの間隔が前記地上子で用いられている前記複数の異なる周波数の周波数間隔より狭く設定されていることを特徴とするＡＴＳ装置。
請求項１に記載のＡＴＳ装置において、前記ＦＦＴ演算処理回路から出力された信号に基づいて信号発生手段を監視する監視手段を設けたことを特徴とするＡＴＳ装置。
請求項１又は２に記載のＡＴＳ装置において、供給手段は、車上から地上へ送信する所定の情報も供給することを特徴とするＡＴＳ装置。
請求項１〜３のいずれかに記載のＡＴＳ装置において、車上子は、列車の他方のエンド側に設けられている車上子と切換え接続が可能に構成されていることを特徴とするＡＴＳ装置。