JP4842908B2

JP4842908B2 - 自動列車停止装置の車上用装置

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Publication number: JP4842908B2
Application number: JP2007267749A
Authority: JP
Inventors: 一浩田原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2027-10-15
Also published as: JP2009100506A

Description

本発明は、自動列車停止装置の車上用装置に関するものであり、地上子との結合で変化する車上子のインピーダンス変化を検知する自動列車停止装置において、装置の健全性の監視を確実に実施し、安全性を向上させることが可能な自動列車停止装置の車上用装置に関する。

従来、自動列車停止装置は、地上子との結合で変化する車上子のインピーダンス変化を検知するために、車上子と自動列車停止装置間で帰還型の発振回路を構成し、非結合時は所定の周波数で常時発振させ、結合時はインピーダンス変化後の共振周波数で決まる周波数で発振させている。すなわち、従来、自動列車停止装置は、所定周波数より低い共振周波数で常時発振して常時発振周波数信号を出力する発振手段からなる発振部を備えた構成となっており、地上子の共振周波数が車上の常時発振周波数と異なっていると、車上の発振回路は通過に際し発振周波数が一時的に地上子側に引き込まれて変化する変周現象を利用している（たとえば、特許文献１参照）。

特開平１０−３０４５１６号公報、［００１４］〜［００１５］、図４１

しかしながら、上記従来の技術によれば、単一系の増幅器、出力回路、車上子、入力回路で構成されていたため、故障等により常時発振が固着する、発振回路のインピーダンスが変化して変周しにくくなると変周すべき地上子を検知できなくなる、という問題があった。変周すべき地上子は、警戒、注意、停止等の信号を現示するものであるから、これらを検知できなければ信号冒進、すなわち絶対に入ってはならない場所に信号の指示に違反して列車が踏み込む事態が発生する危険性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、列車の通常の運行動作に影響を与えずに、地上子との結合で変化する車上子のインピーダンス変化を検知して車上子と地上子の結合を検知して地上子から信号現示情報を得る信号現示情報取得動作の健全性を監視して安全性を確保することができる自動列車停止装置の車上用装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる自動列車停止装置の車上用装置は、車上子の発振コイルに地上子の共振コイルが電磁結合したときの車上子のインピーダンスの変化を検出して地上子から信号現示情報を取得する自動列車停止装置の車上用装置であって、車上用装置における地上子から信号現示情報を取得する動作と平行して、車上子のインピーダンスを変更させることにより生じるインピーダンスの変化を検出した場合に、信号現示情報の取得動作が健全であると判断して信号現示情報の取得動作の健全性を監視可能な動作監視部を備え、動作監視部は、車上子と、車上子を帰還回路として所定周波数より低い共振周波数で常時発振する発振部と、により構成される帰還型発振回路を有し、発振部が、帰還型発振回路において車上子から出力された信号を増幅するとともにその一部を車上子に入力する増幅部と、増幅された信号から信号現示情報の種別を判別する信号判別部と、帰還型発振回路のインピーダンスを信号判別部が動作しない不動作時間未満の時間のみ一時的に変更するインピーダンス変更部と、インピーダンス変更部により帰還型発振回路のインピーダンスを変更したことにより生じるインピーダンスの変化を検出した場合に、信号現示情報の取得動作が健全であると判断するインピーダンス変化検出部と、を備えること、を特徴とする。

この発明によれば、車上子の発振コイルに地上子の共振コイルが電磁結合したときのインピーダンスの変化を検出して地上子から信号現示情報を取得する自動列車停止装置の車上用装置に信号現示情報の取得動作の健全性を監視する動作監視部を備えることにより、通常の運行動作に影響を与えずに、自動かつ確実に信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置の健全性を監視して安全性を確保することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる自動列車停止装置の車上用装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置は、車上子の発振コイルに地上子の共振コイルが電磁結合したときのインピーダンスの変化を検出して地上子から信号現示情報を取得する自動列車停止装置の車上用装置１００であって、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置の健全性を監視する動作監視部を備える。

図１に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００は、車上子２と、車上子２を帰還回路として所定周波数より低い共振周波数で常時発振する発振部１と、を備えて構成される帰還型発振回路を有する。発振部１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。発振部１は、入力部１１と、増幅部１２と、出力部１３と、インピーダンス変更部１５と、信号判別部１４と、インピーダンス変化検出部１６と、を備える。なお、自動列車停止装置の車上用装置は、故障モードが特定できるフェールセーフ素子を適用して構成されている。

動作監視部は、入力部１１と、増幅部１２と、出力部１３と、インピーダンス変更部１５と、信号判別部１４と、インピーダンス変化検出部１６と、車上子２と、により構成される。

増幅部１２の出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されてインピーダンス変更部１５、車上子２を介して入力部１１へ帰還入力される。インピーダンス変更部１５はこの帰還型発振回路上に配置され、帰還型発振回路のインピーダンスを変更する。同時に、増幅部１２の出力は信号判別部１４とインピーダンス変化検出部１６に入力される。

次に動作について説明する。まず、車上用装置の装置電源が投入されると、帰還型発振回路は、増幅部１２、出力部１３、車上子２および入力部１１の位相特性で定まる総合的な発振条件で発振する。車上子２が地上子２００と電磁結合していないときの発振を常時発振といい、特定の周波数で発振する。車上子２が地上子２００の上を通過する際には車上子２と地上子２００が電磁結合するが、このときは車上子２のインピーダンスが見かけ上変化し、帰還型発振回路の総合的な位相特性で定まる共振周波数（変周周波数）へ変化する。これは変周現象と定義されている。

地上子２００通過時に変化する共振周波数（変周周波数）は信号判別部１４で判定され、地上子２００側のインピーダンスを信号現示ごとに異なった種別に設定することで、地上子２００の現示する信号種別を判別して取得することができる。例えば信号判別部１４において１００ｋＨｚの共振周波数（変周周波数）が検出された場合には、第１の信号種別（例えば青信号）と判別して、地上子２００の現示する信号種別を取得することができる。

信号判別部１４は、地上子２００の現示する信号種別を取得した場合には、所定のブレーキ情報を上位のブレーキ装置等に出力する。信号判別部１４におけるインピーダンス変化の検出は、例えば共振周波数が変化したことをフィルタ出力の判別やフーリエ変換等による周波数特性の判別で行うことができる。

また、例えば信号判別部１４において１１２ｋＨｚの共振周波数（変周周波数）が検出された場合には、第１の信号種別（例えば黄色信号）と判別して、地上子２００の現示する信号種別を取得することができる。また、例えば信号判別部１４において１２４ｋＨｚの共振周波数（変周周波数）が検出された場合には、第１の信号種別（例えば赤信号）と判別して、地上子２００の現示する信号種別を取得することができる。

しかし、故障等により常時発振が固着したり、帰還型発振回路のインピーダンスが変化して変周しづらくなると、変周すべき地上子２００を検知できなくなる危険性がある。

そこで、本実施の形態においては、インピーダンス変更部１５を備え、周期的に帰還型発振回路のインピーダンスを意図的に変更し、見かけ上地上子２００と車上子２とが結合した状態を意図的に発生させる。そして、信号判別部１４と平行してインピーダンス変化検出部１６で共振周波数のインピーダンス変化を常時検知して、インピーダンス変更部１５で帰還型発振回路のインピーダンスを変更したことにより生じる所定時間のインピーダンス変化が周期的に発生しているかどうかを常時監視する。

予め設定されたインピーダンス変化が周期的に検出されていれば、インピーダンス変化検出部１６は、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置が健全である、と判断する。一方、予め設定されたインピーダンス変化が周期的に検出されなければ、インピーダンス変化検出部１６は、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置が健全でなく故障が発生している、と判断する。この場合、インピーダンス変化検出部１６は、故障情報を生成して上位のブレーキ装置等に出力する。

インピーダンス変更部１５における帰還型発振回路のインピーダンスの変更は、本来の地上子結合によるインピーダンス変化を阻害しないように、一時的に行う。すなわち、インピーダンス変更部１５における帰還型発振回路のインピーダンスの変更は、信号判別部１４が動作しない不動作時間未満の十分短い時間のみインピーダンス変更を行うようにする。なお、不動作時間未満の十分短い時間内においては、連続的にインピーダンスの変更を行うことは可能である。

信号判別部１４においては不動作時間未満の変周はノイズとみなされるので、誤って信号現示を検知することはない。また、信号判別部１４の動作時間の最小値は、車上子２と地上子２００とが結合する最小離隔をあらかじめ規定された最高速度で通過する場合の最小変周時間からインピーダンス変更時間を差し引いた半分の時間未満に設定するため、極短時間の帰還型発振回路のインピーダンス変更が本来の変周動作に影響を与えることはない。

上述したように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００においては、車上子２と地上子２００とが電磁結合する本来の変周動作と平行して、帰還型発振回路のインピーダンスを周期的に信号判別時間未満の短い時間変化させて、車上子において予め設定された変周動作が行われるかどうかを検出する。これにより、通常の地上子検知と平行して、列車の走行中、停止中を問わず、通常の運行動作に影響を与えずに自動列車停止装置の車上用装置全体（信号現示情報の取得動作）の健全性を常時診断することができる、という効果がある。

すなわち、自動列車停止装置の車上用装置にインピーダンス可変手段を設け、周期的あるいは連続的に信号判別時間未満の短い時間インピーダンスを変化させてその回路応答を確認することにより、故障等で車上用装置が正常な地上子の検知ができなくなった状態を潜在的に継続させることなく、迅速かつ確実に故障検知することができる、という効果を奏する。これにより、迅速かつ確実に非常制動をかけたり、乗務員へ通報するなどフェールセーフ側へ制御することができる、という効果がある。

実施の形態２．
実施の形態１では、故障モードが特定できるフェールセーフ素子が装置に適用され単独系でフェールセーフ性を確保できる構成において、帰還型発振回路のインピーダンスを周期的かつ一時的に共振周波数を変化させて回路応答を確認することで装置の健全性を確保できるようにしたが、この実施の形態２では、帰還発振回路のインピーダンスを周期的かつ一時的に共振周波数を変化させたときの回路応答を２重系間の照合で確認するようにした場合について説明する。

図２は、本発明の実施の形態２にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。図２に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００は、車上子２と、車上子２を帰還回路として所定周波数より低い共振周波数で常時発振する発振部１と、を備えて構成される帰還型発振回路を有する。発振部１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。発振部１は、入力部１１ａと増幅部１２ａと信号判別部１４ａとインピーダンス変化検出部１６ａとにより構成される冗長回路部Ａと、入力部１１ｂと増幅部１２ｂと信号判別部１４ｂとインピーダンス変化検出部１６ｂとにより構成される冗長回路部Ｂと、出力部１３と、インピーダンス変更部１５と、を備える。

なお、冗長回路部を構成していること以外は、基本的な構成はおよび動作は実施の形態１の場合と同様であり、実施の形態１の場合と同じ構成要素には同じ符号を付すことで詳細な説明は省略し、異なる点について説明する。本実施の形態においては、自動列車停止装置の車上用装置は、デジタルデバイスを使用して構成されている。

動作監視部は、冗長回路部Ａにおける入力部１１ａ、増幅部１２ａ、インピーダンス変化検出部１６ａと、冗長回路部Ｂにおける入力部１１ｂ、増幅部１２ｂ、インピーダンス変化検出部１６ｂと、出力部１３と、インピーダンス変更部１５と、車上子２と、により構成される。

増幅部１２ａの出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されてインピーダンス変更部１５、車上子２を介して入力部１１ａおよび入力部１１ｂへ帰還入力される。入力部１１ａの出力は増幅部１２ａに入力され、入力部１１ｂの出力は増幅部１２ｂに入力される。また、増幅部１２ａの出力は、信号判別部１４ａとインピーダンス変化検出部１６ａとに入力される。増幅部１２ｂの出力は、信号判別部１４ｂとインピーダンス変化検出部１６ｂとに入力される。

この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ａの信号判別部１４ａと冗長回路部Ｂの信号判別部１４ｂとの間で信号現示情報の判別結果を照合し、２重系間の照合で確認する。また、この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ａのインピーダンス変化検出部１６ａと冗長回路部Ｂのインピーダンス変化検出部１６ｂとの間でインピーダンス変化の検出結果を照合し、２重系間の照合で確認する。

上述したように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００においては、車上子２と地上子２００とが電磁結合する本来の変周動作と平行して、帰還型発振回路のインピーダンスを周期的に信号判別時間未満の短い時間変化させて、車上子において予め設定された変周動作が行われるかどうかを検出する。これにより、通常の地上子検知と平行して、列車の走行中、停止中を問わず、通常の運行動作に影響を与えずに自動列車停止装置の車上用装置の信号現示情報の取得動作の健全性を常時診断することができる、という効果がある。

また、故障モードが特定できないデジタル素子を装置に適用した場合、単独ではフェールセーフ性を確保できないため２重系の照合が必要となる。本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置においては、故障モードが特定できないデジタルデバイスが適用され２重系でフェールセーフ性を確保している回路構成においても、確実に装置の健全性を確保できる、という効果がある。

実施の形態３．
実施の形態１では、増幅部、出力部、車上子、入力部で帰還型発振回路を構成し、地上子と車上子の結合で共振周波数が変化することで地上子を検知する構成において、帰還発振回路のインピーダンスを周期的かつ一時的に共振周波数を変化させて回路応答を確認することで装置の健全性を確保できるようにしたが、この実施の形態３では、車上子のインピーダンスを周期的かつ一時的に共振周波数を変化させて回路応答を確認する場合について説明する。

図３は、本発明の実施の形態３にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。図３に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００は、車上子２と、車上子２を帰還回路として所定周波数より低い共振周波数で常時発振する発振部１と、を備えて構成される帰還型発振回路を有する。発振部１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。

発振部１は、入力部１１と、増幅部１２と、出力部１３と、車上子２のインピーダンスの変更を制御するインピーダンス変更制御情報を生成するインピーダンス変更制御部３１と、信号判別部１４と、インピーダンス変化検出部１６と、を備える。また、車上子２は、インピーダンス変更制御情報に従って車上子２のインピーダンスを変更可能なインピーダンス要素３２を備える。なお、自動列車停止装置の車上用装置は、故障モードが特定できるフェールセーフ素子を適用して構成されている。

また、インピーダンス変更部１５の代わりにインピーダンス変更制御部３１とインピーダンス要素３２を備えること以外は、基本的な構成および動作は実施の形態１の場合と同様であり、実施の形態１の場合と同じ構成要素には同じ符号を付すことで詳細な説明は省略し、異なる点について説明する。

動作監視部は、入力部１１と、増幅部１２と、出力部１３と、インピーダンス変更制御部３１と、インピーダンス変化検出部１６と、インピーダンス要素３２を含む車上子２と、を含んで構成される。

増幅部１２の出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されて、車上子２を介して入力部１１へ帰還入力される。同時に、増幅部１２の出力は信号判別部１４とインピーダンス変化検出部１６に入力される。インピーダンス変更制御部３１は、車上子２のインピーダンス要素３２に接続して配置される。

本実施の形態においては、インピーダンス変更制御部３１とインピーダンス要素３２を備え、周期的に車上子のインピーダンスを意図的に変更し、見かけ上地上子２００と車上子２とが結合した状態を意図的に発生させる。そして、信号判別部１４と平行してインピーダンス変化検出部１６で共振周波数のインピーダンス変化を常時検知して、インピーダンス変更制御部３１とインピーダンス要素３２とにより車上子のインピーダンスを変更したことにより生じる所定時間のインピーダンス変化が周期的に発生しているかどうかを常時監視する。

実施の形態１の場合と同様に予め設定されたインピーダンス変化が周期的に検出されていれば、インピーダンス変化検出部１６は、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置が健全である、と判断する。一方、予め設定されたインピーダンス変化が周期的に検出されなければ、インピーダンス変化検出部１６は、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置が健全でなく故障が発生している、と判断する。この場合、インピーダンス変化検出部１６は、故障情報を生成して上位のブレーキ装置等に出力する。

本実施の形態においても、車上子のインピーダンスの変更は、本来の地上子結合によるインピーダンス変化を阻害しないように、一時的に行う。すなわち、車上子２のインピーダンスの変更は、信号判別部１４が動作しない不動作時間未満の十分短い時間のみインピーダンス変更を行うようにする。なお、不動作時間未満の十分短い時間内においては、連続的にインピーダンスの変更を行うことは可能である。

上述したように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００においては、車上子２と地上子２００とが電磁結合する本来の変周動作と平行して、車上子のインピーダンスを周期的に信号判別時間未満の短い時間変化させて、車上子において予め設定された変周動作が行われるかどうかを検出する。これにより、通常の地上子検知と平行して、列車の走行中、停止中を問わず、通常の運行動作に影響を与えずに自動列車停止装置の車上用装置の信号現示情報の取得動作の健全性を常時診断することができる、という効果がある。

すなわち、自動列車停止装置の車上用装置に車上子２のインピーダンス可変手段を設け、周期的あるいは連続的に信号判別時間未満の短い時間車上子２のインピーダンスを変化させてその回路応答を確認することにより、故障等で車上用装置が正常な地上子の検知ができなくなった状態を潜在的に継続させることなく、迅速かつ確実に故障検知することができる、という効果を奏する。これにより、迅速かつ確実に非常制動をかけたり、乗務員へ通報するなどフェールセーフ側へ制御することができる、という効果がある。

実施の形態４．
実施の形態３では、故障モードが特定できるフェールセーフ素子が装置に適用され単独系でフェールセーフ性を確保できる構成において、車上子のインピーダンスを周期的かつ一時的に共振周波数を変化させて回路応答を確認することで装置の健全性を確保できるようにしたが、この実施の形態４では、車上子のインピーダンスを周期的かつ一時的に共振周波数を変化させたときの回路応答を２重系間の照合で確認するようにした場合について説明する。

図４は、本発明の実施の形態４にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。図４に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００は、車上子２と、車上子２を帰還回路として所定周波数より低い共振周波数で常時発振する発振部１と、を備えて構成される帰還型発振回路を有する。発振部１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。

発振部１は、入力部１１ａと増幅部１２ａと信号判別部１４ａとインピーダンス変化検出部１６ａとにより構成される冗長回路部Ｃと、入力部１１ｂと増幅部１２ｂと信号判別部１４ｂとインピーダンス変化検出部１６ｂとにより構成される冗長回路部Ｄと、出力部１３と、インピーダンス変更制御部３１と、を備える。また、車上子２は、インピーダンス要素３２を備える。

なお、冗長回路部を構成していること以外は、基本的な構成および動作は実施の形態３の場合と同様であり、実施の形態３の場合と同じ構成要素には同じ符号を付すことで詳細な説明は省略し、異なる点について説明する。本実施の形態においては、自動列車停止装置の車上用装置は、デジタルデバイスを使用して構成されている。

動作監視部は、冗長回路部Ｃにおける入力部１１ａ、増幅部１２ａ、インピーダンス変化検出部１６ａと、冗長回路部Ｄにおける入力部１１ｂ、増幅部１２ｂ、インピーダンス変化検出部１６ｂと、出力部１３と、インピーダンス変更制御部３１と、インピーダンス要素３２を含む車上子２と、により構成される。

増幅部１２ａの出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されて車上子２を介して入力部１１ａおよび入力部１１ｂへ帰還入力される。入力部１１ａの出力は増幅部１２ａに入力され、入力部１１ｂの出力は増幅部１２ｂに入力される。また、増幅部１２ａの出力は、信号判別部１４ａとインピーダンス変化検出部１６ａとに入力される。増幅部１２ｂの出力は、信号判別部１４ｂとインピーダンス変化検出部１６ｂとに入力される。

この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ｃの信号判別部１４ａと冗長回路部Ｄの信号判別部１４ｂとの間で信号現示情報の判別結果を照合し、２重系間の照合で確認する。また、この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ｃのインピーダンス変化検出部１６ａと冗長回路部Ｄのインピーダンス変化検出部１６ｂとの間でインピーダンス変化の検出結果を照合し、２重系間の照合で確認する。

上述したように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００においては、車上子２と地上子２００とが電磁結合する本来の変周動作と平行して、車上子のインピーダンスを周期的に信号判別時間未満の短い時間変化させて、車上子において予め設定された変周動作が行われるかどうかを検出する。これにより、通常の地上子検知と平行して、列車の走行中、停止中を問わず、通常の運行動作に影響を与えずに自動列車停止装置の車上用装置全体（信号現示情報の取得動作）の健全性を常時診断することができる、という効果がある。

実施の形態５．
実施の形態１では、増幅部、出力部、車上子、入力部で帰還型発振回路を構成し、地上子と車上子の結合で共振周波数が変化することで地上子を検知する構成において、帰還発振回路のインピーダンスを周期的かつ一時的に共振周波数を変化させて回路応答を確認することで装置の健全性を確保できるようにしたが、この実施の形態５では、試験信号を共振信号に周期的かつ一時的に重畳出力できる手段を有し、試験信号の受信特性、すなわち周波数と信号レベルを監視するようにした場合について説明する。

図５は、本発明の実施の形態５にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。図５に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００は、車上子２と、車上子２を帰還回路として所定周波数より低い共振周波数で常時発振する発振部１と、を備えて構成される帰還型発振回路を有する。発振部１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。

発振部１は、入力部１１と、増幅部１２と、出力部１３と、常時発振の共振信号に試験信号を重畳出力する試験信号発生部４１と、信号判別部１４と、車上子２からの戻り信号から試験信号の受信特性として周波数と信号レベルを判断する試験信号受信特性判断部４２と、を備える。なお、自動列車停止装置の車上用装置は、故障モードが特定できるフェールセーフ素子を適用して構成されている。

また、インピーダンス変更部１５の代わりに試験信号発生部４１と試験信号受信特性判断部４２とを備えること以外は、基本的な構成は実施の形態１の場合と同様であり、実施の形態１の場合と同じ構成要素には同じ符号を付すことで詳細な説明は省略し、異なる点について説明する。

動作監視部は、入力部１１と、増幅部１２と、出力部１３と、試験信号発生部４１と、試験信号受信特性判断部４２と、車上子２と、により構成される。

増幅部１２の出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されて、車上子２を介して入力部１１へ帰還入力される。同時に、増幅部１２の出力は信号判別部１４と試験信号受信特性判断部４２に入力される。

そして、本実施の形態においては、試験信号発生部４１と試験信号受信特性判断部４２とを備え、常時発振の共振信号に試験信号を重畳出力する。そして、車上子２からの戻り信号から試験信号の受信特性として周波数と信号レベルを常時検知、判断して、受信特性が正常に検出されているかどうか（試験信号が正常に戻ってきているかどうか）を常時監視する。

車上子２からの戻り信号から試験信号の受信特性が正常に検出されていれば、試験信号受信特性判断部４２は、車上用装置の帰還型発振回路が健全である、と判断する。一方、車上子２からの戻り信号から試験信号の受信特性が正常に検出されなければ、試験信号受信特性判断部４２は、車上用装置の帰還型発振回路が健全でなく故障が発生している、と判断する。この場合、試験信号受信特性判断部４２は、故障情報を生成して上位のブレーキ装置等に出力する。

本実施の形態において、試験信号の周波数は共振周波数と同一周波数の試験信号でも良く、共振周波数と異なる周波数の試験信号であっても良い。なお、共振周波数と異なる周波数の試験信号の場合は連続して試験信号を出力しても良いが、共振周波数と同一周波数の試験信号の場合は連続出力は行えない。

上述したように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００においては、車上子２と地上子２００とが電磁結合する本来の変周動作と平行して、常時発振の共振信号に試験信号を重畳出力して該試験信号が正常に戻ってきているかどうかを検出する。これにより、通常の地上子検知と平行して、列車の走行中、停止中を問わず、通常の運行動作に影響を与えずに自動列車停止装置の車上用装置の帰還型発振回路の健全性を常時診断することができる、という効果がある。

すなわち、自動列車停止装置の車上用装置に試験信号発生部と試験信号受信特性判断部を設け、周期的あるいは連続的に常時発振の共振信号に試験信号を重畳出力し、その戻り信号の受信特性を確認することにより、故障等で車上用装置の帰還型発振回路が正常な地上子の検知ができなくなった状態を潜在的に継続させることなく、迅速かつ確実に故障検知することができる、という効果を奏する。これにより、迅速かつ確実に非常制動をかけたり、乗務員へ通報するなどフェールセーフ側へ制御することができる、という効果がある。

実施の形態６．
実施の形態５では、故障モードが特定できるフェールセーフ素子が装置に適用され単独系でフェールセーフ性を確保できる構成において、共振周波数と同一周波数（または異なる周波数）の試験信号を共振信号に周期的に重畳出力できる手段を有し、試験信号の受信特性を監視することで車上用装置の帰還型発振回路の健全性を確保できるようにしたが、この実施の形態６では、試験信号の受信特性、すなわち周波数と信号レベルを２重系間の照合で確認するようにした場合について説明する。

図６は、本発明の実施の形態６にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。図６に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置１００は、車上子２と、車上子２を帰還回路として所定周波数より低い共振周波数で常時発振する発振部１と、を備えて構成される帰還型発振回路を有する。発振部１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。

発振部１は、入力部１１ａと増幅部１２ａと信号判別部１４ａと試験信号受信特性判断部４２ａとにより構成される冗長回路部Ｅと、入力部１１ｂと増幅部１２ｂと信号判別部１４ｂと試験信号受信特性判断部４２ｂとにより構成される冗長回路部Ｆと、出力部１３と、試験信号発生部４１と、を備える。

なお、冗長回路部を構成していること以外は、基本的な構成は実施の形態５の場合と同様であり、実施の形態５の場合と同じ構成要素には同じ符号を付すことで詳細な説明は省略し、異なる点について説明する。本実施の形態においては、自動列車停止装置の車上用装置は、デジタルデバイスを使用して構成されている。

動作監視部は、冗長回路部Ｅにおける入力部１１ａ、増幅部１２ａ、試験信号受信特性判断部４２ａと、冗長回路部Ｆにおける入力部１１ｂ、増幅部１２ｂ、試験信号受信特性判断部４２ｂと、出力部１３と、試験信号発生部４１と、により構成される。

増幅部１２ａの出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されて車上子２を介して入力部１１ａおよび入力部１１ｂへ帰還入力される。そして、本実施の形態においては、試験信号発生部４１により増幅部１２ａの出力に試験信号を重畳出力する。入力部１１ａの出力は増幅部１２ａに入力され、入力部１１ｂの出力は増幅部１２ｂに入力される。また、増幅部１２ａの出力は、信号判別部１４ａと試験信号受信特性判断部４２ａとに入力される。増幅部１２ｂの出力は、信号判別部１４ｂと試験信号受信特性判断部４２ｂとに入力される。

この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ｅの信号判別部１４ａと冗長回路部Ｆの信号判別部１４ｂとの間で信号現示情報の判別結果を照合し、２重系間の照合で確認する。また、この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ｅの試験信号受信特性判断部４２ａと冗長回路部Ｆの試験信号受信特性判断部４２ｂとの間でそれぞれでの判断結果を照合し、２重系間の照合で確認する。

本実施の形態においても、試験信号の周波数は共振周波数と同一周波数の試験信号でも良く、共振周波数と異なる周波数の試験信号であっても良い。なお、共振周波数と異なる周波数の試験信号の場合は連続して試験信号を出力しても良いが、共振周波数と同一周波数の試験信号の場合は連続出力は行えない。

実施の形態７．
実施の形態１〜６では、地上子の検知手段として、増幅部、出力部、車上子、入力部で構成される帰還型発振回路において地上子と車上子の結合で共振周波数が変化することを検知するようにしているが、この実施の形態７では、各地上子との共振周波数に応じた複数の信号を生成する信号生成手段、車上子へ信号出力する手段、車上子を経由した信号の応答を確認する信号判別手段を有し、地上子と車上子の結合で車上子インピーダンスが変化する際の信号特性の変化を検知する構成において、帰還型発振回路の回路インピーダンスを周期的かつ一時的に共振周波数を変化させて回路応答を確認するようにした場合について説明する。

図７は、本発明の実施の形態７にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置は、車上子の発振コイルに地上子の共振コイルが電磁結合したときのインピーダンスの変化を検出して地上子から信号現示情報を取得する自動列車停止装置の車上用装置３００であって、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置の健全性を監視する動作監視部を備える。

図７に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置３００は、車上子２と、所定の周波数の信号を発生して車上子２に入力するとともに車上子２からの戻り信号の受信状態を検知して車上子２のインピーダンスの変化を検知する検知部３０１と、を備えて構成されるインピーダンス変化検知回路を有する。

検知部３０１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。検知部３０１は、地上子２００との共振周波数に応じた予め設定された複数の周波数の信号を発生する信号生成部２１と、出力部１３と、インピーダンス変化検知回路のインピーダンスを変更するインピーダンス変更部５１と、入力部１１と、信号判別部２２と、インピーダンス変化検知回路のインピーダンスの変化を検出するインピーダンス変化検出部５２と、を備える。なお、自動列車停止装置の車上用装置は、故障モードが特定できるフェールセーフ素子を適用して構成されている。

動作監視部は、信号生成部２１と、出力部１３と、インピーダンス変更部５１と、入力部１１と、インピーダンス変化検出部５２と、車上子２と、により構成される。

次に動作について説明する。まず、車上用装置の装置電源が投入されると、信号生成部２１は、地上子２００との共振周波数に応じた予め設定された複数の周波数の信号を発生する。信号生成部２１の出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されてインピーダンス変更部５１、車上子２を介して入力部１１へ入力される。車上子２からの出力信号は入力部１１において適切な電圧値に調整されて信号判別部２２に入力される。そして、信号判別部２２において、地上子と車上子２の結合で車上子インピーダンスが変化する際の信号特性の変化が判別され、信号現示ごとに異なった変化を判別することで、地上子２００の現示する信号種別を判別して取得することができる。

しかし、故障等によりインピーダンス変化検知回路のインピーダンスが変化してしまったり、また変化しづらくなると、インピーダンス変化検知回路のインピーダンスが変化する際の信号特性の変化を検知できなくなる危険性がある。

そこで、本実施の形態においては、インピーダンス変化検知回路上にインピーダンス変更部５１を備え、周期的にインピーダンス変化検知回路のインピーダンスを意図的に変更し、見かけ上地上子２００と車上子２とが結合した状態を意図的に発生させる。そして、信号判別部２２と平行してインピーダンス変化検出部５２で信号特性の変化を常時検知して、インピーダンス変更部５１でインピーダンス変化検知回路のインピーダンスを変更したことにより生じる信号特性の変化が周期的に発生しているかどうかを常時監視する。

予め設定された信号特性の変化が周期的に検出されていれば、インピーダンス変化検出部５２は、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置が健全である、と判断する。一方、予め設定されたインピーダンス変化が周期的に検出されなければ、インピーダンス変化検出部５２は、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置が健全でなく故障が発生している、と判断する。この場合、インピーダンス変化検出部５２は、故障情報を生成して上位のブレーキ装置等に出力する。

インピーダンス変更部５１におけるインピーダンス変化検知回路のインピーダンスの変更は、本来の地上子結合によるインピーダンス変化を阻害しないように、一時的に行う。すなわち、インピーダンス変更部５１におけるインピーダンス変化検知回路のインピーダンスの変更は、信号判別部２２が動作しない不動作時間未満の十分短い時間のみインピーダンス変更を行うようにする。なお、不動作時間未満の十分短い時間内においては、連続的にインピーダンスの変更を行うことは可能である。

信号判別部２２においては不動作時間未満の変周はノイズとみなされるので、誤って信号現示を検知することはない。また、信号判別部２２の動作時間の最小値は、車上子２と地上子２００とが結合する最小離隔をあらかじめ規定された最高速度で通過する場合の最小変周時間からインピーダンス変更時間を差し引いた半分の時間未満に設定するため、極短時間のインピーダンス変化検知回路のインピーダンス変更が本来の変周動作に影響を与えることはない。

上述したように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置３００においては、車上子２と地上子２００とが電磁結合する本来の変周動作と平行して、インピーダンス変化検知回路のインピーダンスを周期的に信号判別時間未満の短い時間変化させて、車上子において予め設定された変周動作が行われるかどうかを検出する。これにより、通常の地上子検知と平行して、列車の走行中、停止中を問わず、通常の運行動作に影響を与えずに自動列車停止装置の車上用装置全体（信号現示情報の取得動作）の健全性を常時診断することができる、という効果がある。

すなわち、自動列車停止装置の車上用装置にインピーダンス変化検知回路のインピーダンス可変手段を設け、周期的あるいは連続的に信号判別時間未満の短い時間インピーダンス変化検知回路のインピーダンスを変化させてその回路応答を確認することにより、故障等で車上用装置が正常な地上子の検知ができなくなった状態を潜在的に継続させることなく、迅速かつ確実に故障検知することができる、という効果を奏する。これにより、迅速かつ確実に非常制動をかけたり、乗務員へ通報するなどフェールセーフ側へ制御することができる、という効果がある。

実施の形態８．
実施の形態７では、故障モードが特定できるフェールセーフ素子が装置に適用され単独系でフェールセーフ性を確保できる構成において、インピーダンス変化検知回路の回路インピーダンスを周期的かつ一時的に変化させて回路応答を確認することで装置の健全性を確保できるようにしたが、この実施の形態８では、インピーダンス変化検知回路のインピーダンスを周期的かつ一時的に変化させたときの回路応答を２重系間の照合で確認するようにした場合について説明する。

図８は、本発明の実施の形態８にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。図８に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置３００は、車上子２と、所定の周波数の信号を発生して車上子２に入力するとともに車上子２からの戻り信号の受信状態を検知して車上子２のインピーダンスの変化を検知する検知部３０１と、を備えて構成されるインピーダンス変化検知回路を有する。検知部３０１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。

検知部３０１は、信号生成部２１と、出力部１３と、インピーダンス変更部５１と、入力部１１ａと信号判別部２２ａとインピーダンス変化検出部５２ａとにより構成される冗長回路部Ｇと、入力部１１ｂと信号判別部２２ｂとインピーダンス変化検出部５２ｂとにより構成される冗長回路部Ｈと、を備える。

なお、冗長回路部を構成していること以外は、基本的な構成は実施の形態７の場合と同様であり、実施の形態７の場合と同じ構成要素には同じ符号を付すことで詳細な説明は省略し、異なる点について説明する。本実施の形態においては、自動列車停止装置の車上用装置は、デジタルデバイスを使用して構成されている。

動作監視部は、信号生成部２１と、出力部１３と、インピーダンス変更部５１と、冗長回路部Ｇにおける入力部１１ａ、インピーダンス変化検出部５２ａと、冗長回路部Ｈにおける入力部１１ｂ、インピーダンス変化検出部５２ｂと、車上子２と、により構成される。

信号生成部２１の出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されてインピーダンス変更部５１、車上子２を介して入力部１１ａおよび入力部１１ｂへ入力される。入力部１１ａの出力は信号判別部２２ａとインピーダンス変化検出部５２ａとに入力され、入力部１１ｂの出力は信号判別部２２ｂとインピーダンス変化検出部５２ｂとに入力される。

この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ｇの信号判別部２２ａと冗長回路部Ｈの信号判別部２２ｂとの間で信号現示情報の判別結果を照合し、２重系間の照合で確認する。また、この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ｇのインピーダンス変化検出部５２ａと冗長回路部Ｈのインピーダンス変化検出部５２ｂとの間でインピーダンス変化の検出結果を照合し、２重系間の照合で確認する。

実施の形態９．
実施の形態７では、信号生成部、出力部、信号判別部を有し、地上子と車上子の結合で車上子インピーダンスが変化する際の信号特性の変化を検知する構成において、インピーダンス変化検知回路の回路インピーダンスを周期的かつ一時的に変化させて回路応答を確認するようにしたが、この実施の形態９では、車上子のインピーダンスを周期的かつ一時的に変化させて回路応答を確認することで装置の健全性を確保できるようにした場合について説明する。

図９は、本発明の実施の形態９にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。図９に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置３００は、車上子２と、所定の周波数の信号を発生して車上子２に入力するとともに車上子２からの戻り信号の受信状態を検知して車上子２のインピーダンスの変化を検知する検知部３０１と、を備えて構成されるインピーダンス変化検知回路を有する。検知部３０１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。

検知部３０１は、信号生成部２１と、出力部１３と、インピーダンス変更制御部３１と、入力部１１と、インピーダンス変化検出部１６と、信号判別部２２と、を備える。また、車上子２は、インピーダンス要素３２を備える。なお、自動列車停止装置の車上用装置は、故障モードが特定できるフェールセーフ素子を適用して構成されている。

また、インピーダンス変更部５１の代わりにインピーダンス変更制御部３１とインピーダンス要素３２を備えること以外は、基本的な構成は実施の形態７の場合と同様であり、実施の形態７等の場合と同じ構成要素には同じ符号を付すことで詳細な説明は省略し、異なる点について説明する。

動作監視部は、信号生成部２１と、出力部１３と、インピーダンス変更制御部３１と、入力部１１と、インピーダンス変化検出部１６と、インピーダンス要素３２を含む車上子２と、により構成される。

信号生成部２１の出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されて、車上子２を介して入力部１１へ入力される。入力部１１の出力は信号判別部２２とインピーダンス変化検出部１６とに入力される。インピーダンス変更制御部３１は、車上子２のインピーダンス要素３２に接続して配置される。

本実施の形態においては、インピーダンス変更制御部３１とインピーダンス要素３２を備え、周期的に短い時間だけ車上子のインピーダンスを意図的に変更し、見かけ上地上子２００と車上子２とが結合した状態を意図的に発生させる。そして、信号判別部２２と平行してインピーダンス変化検出部５２で信号特性の変化を常時検知して、インピーダンス変更部５１でインピーダンス変化検知回路のインピーダンスを変更したことにより生じる信号特性の変化が周期的に発生しているかどうかを常時監視する。

実施の形態７の場合と同様に予め設定された信号特性の変化が周期的に検出されていれば、インピーダンス変化検出部５２は、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置が健全である、と判断する。一方、予め設定されたインピーダンス変化が周期的に検出されなければ、インピーダンス変化検出部５２は、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置が健全でなく故障が発生している、と判断する。この場合、インピーダンス変化検出部５２は、故障情報を生成して上位のブレーキ装置等に出力する。

車上子２のインピーダンスの変更は、本来の地上子結合によるインピーダンス変化を阻害しないように、一時的に行う。すなわち、車上子２のインピーダンスの変更は、信号判別部２２が動作しない不動作時間未満の十分短い時間のみインピーダンス変更を行うようにする。なお、不動作時間未満の十分短い時間内においては、連続的にインピーダンスの変更を行うことは可能である。

上述したように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置３００においては、車上子２と地上子２００とが電磁結合する本来の変周動作と平行して、車上子２のインピーダンスを周期的に信号判別時間未満の短い時間変化させて、車上子において予め設定された変周動作が行われるかどうかを検出する。これにより、通常の地上子検知と平行して、列車の走行中、停止中を問わず、通常の運行動作に影響を与えずに自動列車停止装置の車上用装置全体（信号現示情報の取得動作）の健全性を常時診断することができる、という効果がある。

実施の形態１０．
実施の形態９では、故障モードが特定できるフェールセーフ素子が装置に適用され単独系でフェールセーフ性を確保できる構成において、車上子のインピーダンスを周期的かつ一時的に共振周波数を変化させて回路応答を確認することで装置の健全性を確保できるようにしたが、この実施の形態１０では、車上子のインピーダンスを周期的かつ一時的に共振周波数を変化させたときの回路応答を２重系間の照合で確認するようにした場合について説明する。

図１０は、本発明の実施の形態１０にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。図１０に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置３００は、車上子２と、所定の周波数の信号を発生して車上子２に入力するとともに車上子２からの戻り信号の受信状態を検知して車上子２のインピーダンスの変化を検知する検知部３０１と、を備えて構成されるインピーダンス変化検知回路を有する。検知部３０１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。

検知部３０１は、信号生成部２１と、出力部１３と、インピーダンス変更制御部３１と、入力部１１ａとインピーダンス変化検出部５２ａと信号判断部２２ａとにより構成される冗長回路部Ｊと、入力部１１ｂとインピーダンス変化検出部５２ｂと信号判断部２２ｂとにより構成される冗長回路部Ｋと、を備える。また、車上子２は、インピーダンス要素３２を備える。

なお、冗長回路部を構成していること以外は、基本的な構成は実施の形態９の場合と同様であり、実施の形態９の場合と同じ構成要素には同じ符号を付すことで詳細な説明は省略し、異なる点について説明する。本実施の形態においては、自動列車停止装置の車上用装置は、デジタルデバイスを使用して構成されている。

動作監視部は、冗長回路部Ｊにおける入力部１１ａ、インピーダンス変化検出部５２ａと、冗長回路部Ｋにおける入力部１１ｂ、インピーダンス変化検出部５２ｂと、信号生成部２１と、出力部１３と、インピーダンス変更制御部３１と、車上子２と、により構成される。

信号生成部２１の出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されて、車上子２を介して入力部１１ａおよび入力部１１ｂへ入力される。入力部１１ａの出力は信号判別部２２ａとインピーダンス変化検出部５２ａとに入力され、入力部１１ｂの出力は信号判別部２２ｂとインピーダンス変化検出部５２ｂとに入力される。インピーダンス変更制御部３１は、車上子２のインピーダンス要素３２に接続して配置される。

この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ｊの信号判別部２２ａと冗長回路部Ｋの信号判別部２２ｂとの間で信号現示情報の判別結果を照合し、２重系間の照合で確認する。また、この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ｊのインピーダンス変化検出部５２ａと冗長回路部Ｋのインピーダンス変化検出部５２ｂとの間でインピーダンス変化の検出結果を照合し、２重系間の照合で確認する。

上述したように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置３００においては、車上子２と地上子２００とが電磁結合する本来の変周動作と平行して、車上子２のインピーダンスを周期的に信号判別時間未満の短い時間変化させて、車上子において予め設定された変周動作が行われるかどうかを検出する。これにより、通常の地上子検知と平行して、列車の走行中、停止中を問わず、通常の運行動作に影響を与えずに自動列車停止装置の車上用装置の信号現示情報の取得動作の健全性を常時診断することができる、という効果がある。

実施の形態１１．
実施の形態７では、信号生成部、出力部、信号判別部を有し、地上子と車上子の結合で車上子インピーダンスが変化する際の信号特性の変化を検知する構成において、インピーダンス変化検知回路の回路インピーダンスを周期的かつ一時的に変化させて回路応答を確認するようにしたが、この実施の形態１１は、試験信号を共振信号に周期的かつ一時的に重畳出力できる手段を有し、試験信号の受信特性、すなわち周波数と信号レベルを監視するようにした場合について説明する。

図１１は、本発明の実施の形態１１にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。図１１に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置３００は、車上子２と、所定の周波数の信号を発生して車上子２に入力するとともに車上子２からの戻り信号の受信状態を検知して車上子２のインピーダンスの変化を検知する検知部３０１と、を備えて構成されるインピーダンス変化検知回路を有する。検知部３０１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。

検知部３０１は、信号生成部２１と、出力部１３と、信号生成部２１からの出力信号に試験信号を重畳出力する試験信号発生部４１と、入力部１１と、車上子２からの戻り信号から試験信号の受信特性として周波数と信号レベルを判断する試験信号受信特性判断部４２と、信号判別部２２と、を備える。なお、自動列車停止装置の車上用装置は、故障モードが特定できるフェールセーフ素子を適用して構成されている。

動作監視部は、信号生成部２１と、試験信号発生部４１と、出力部１３と、入力部１１と、試験信号受信特性判断部４２と、車上子２と、を含んで構成される。

信号生成部２１の出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されて、車上子２を介して入力部１１へ入力される。入力部１１の出力は信号判別部２２と試験信号受信特性判断部４２とに入力される。

そして、本実施の形態においては、試験信号発生部４１と試験信号受信特性判断部４２とを備え、信号生成部２１からの出力信号に試験信号を重畳出力する。そして、車上子２からの戻り信号から試験信号の受信特性として周波数と信号レベルを常時検知、判断して、受信特性が正常に検出されているかどうか（試験信号が正常に戻ってきているかどうか）を常時監視する。

車上子２からの戻り信号から試験信号の受信特性が正常に検出されていれば、試験信号受信特性判断部４２は、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置が健全である、と判断する。一方、車上子２からの戻り信号から試験信号の受信特性が正常に検出されなければ、試験信号受信特性判断部４２は、信号現示情報の取得動作および自動列車停止装置の車上用装置が健全でなく故障が発生している、と判断する。この場合、試験信号受信特性判断部４２は、故障情報を生成して上位のブレーキ装置等に出力する。

上述したように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置３００においては、車上子２と地上子２００とが電磁結合する本来の変周動作と平行して、信号生成部２１からの出力信号に試験信号を重畳出力して該試験信号が正常に戻ってきているかどうかを検出する。これにより、通常の地上子検知と平行して、列車の走行中、停止中を問わず、通常の運行動作に影響を与えずに自動列車停止装置の自動列車停止装置の車上用装置全体（信号現示情報の取得動作）の健全性を常時診断することができる、という効果がある。

すなわち、自動列車停止装置の車上用装置に試験信号発生部と試験信号受信特性判断部を設け、周期的あるいは連続的に信号生成部２１からの出力信号に試験信号を重畳出力し、その戻り信号の受信特性を確認することにより、故障等で車上用装置が正常な地上子の検知ができなくなった状態を潜在的に継続させることなく、迅速かつ確実に故障検知することができる、という効果を奏する。これにより、迅速かつ確実に非常制動をかけたり、乗務員へ通報するなどフェールセーフ側へ制御することができる、という効果がある。

実施の形態１２．
実施の形態１１では、故障モードが特定できるフェールセーフ素子が装置に適用され単独系でフェールセーフ性を確保できる構成において、試験信号を共振信号に周期的かつ一時的に重畳出力できる手段を有し、試験信号の受信特性を監視することで装置の健全性を確保できるようにしたが、この実施の形態１２では、試験信号の受信特性、すなわち周波数と信号レベルを２重系間の照合で確認するようにした場合について説明する。

図１２は、本発明の実施の形態１２にかかる自動列車停止装置の車上用装置の概略構成を示す図である。図１２に示すように、本実施の形態にかかる自動列車停止装置の車上用装置３００は、車上子２と、所定の周波数の信号を発生して車上子２に入力するとともに車上子２からの戻り信号の受信状態を検知して車上子２のインピーダンスの変化を検知する検知部３０１と、を備えて構成されるインピーダンス変化検知回路を有する。検知部３０１と車上子２とは有線または無線により情報通信可能に接続される。

検知部３０１は、信号生成部２１と、試験信号発生部４１と、出力部１３と、入力部１１ａと信号判別部２２ａと試験信号受信特性判断部４２ａとにより構成される冗長回路部Ｌと、入力部１１ｂと信号判別部２２ｂと試験信号受信特性判断部４２ｂとにより構成される冗長回路部Ｍと、を備える。

なお、冗長回路部を構成していること以外は、基本的な構成は実施の形態１１の場合と同様であり、実施の形態１１等の場合と同じ構成要素には同じ符号を付すことで詳細な説明は省略し、異なる点について説明する。本実施の形態においては、自動列車停止装置の車上用装置は、デジタルデバイスを使用して構成されている。

動作監視部は、信号生成部２１と、試験信号発生部４１と、出力部１３と、冗長回路部Ｌにおける入力部１１ａ、試験信号受信特性判断部４２ａ、信号判別部２２ａと、冗長回路部Ｍにおける入力部１１ｂ、試験信号受信特性判断部４２ｂ、信号判別部２２ｂと、出力部１３と、試験信号発生部４１と、車上子２と、により構成される。

信号生成部２１の出力は、出力部１３において適切な電圧値に調整されて、車上子２を介して入力部１１ａおよび入力部１１ｂへ入力される。そして、本実施の形態においては、試験信号発生部４１により信号生成部２１の出力に試験信号を重畳出力する。入力部１１ａの出力は、信号判別部２２ａと試験信号受信特性判断部４２ａとに入力される。入力部１１ｂの出力は、信号判別部２２ｂと試験信号受信特性判断部４２ｂとに入力される。

この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ｌの信号判別部２２ａと冗長回路部Ｍの信号判別部２２ｂとの間で信号現示情報の判別結果を照合し、２重系間の照合で確認する。また、この自動列車停止装置の車上用装置では、冗長回路部Ｌの試験信号受信特性判断部４２ａと冗長回路部Ｍの試験信号受信特性判断部４２ｂとの間でそれぞれでの判断結果を照合し、２重系間の照合で確認する。

以上のように、本発明にかかる自動列車停止装置の車上用装置は、運行中の列車の安全性の確保に有用である。

本発明の実施の形態１にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態２にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態３にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態４にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態５にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態６にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態７にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態８にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態９にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態１０にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態１１にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施の形態１２にかかる自動列車停止装置の構成を説明するための構成図である。

符号の説明

１発振部
２車上子
１１入力部
１１ａ入力部
１１ｂ力部
１２増幅部
１２ａ増幅部
１２ｂ増幅部
１３出力部
１４信号判別部
１４ａ信号判別部
１４ｂ号判別部
１５インピーダンス変更部
１６インピーダンス変化検出部
１６ａインピーダンス変化検出部
１６ｂインピーダンス変化検出部
２１信号生成部
２２信号判別部
２２ａ信号判別部
２２ｂ信号判別部
３１インピーダンス変更制御部
３２インピーダンス要素
４１試験信号発生部
４２試験信号受信特性判断部
４２ａ試験信号受信特性判断部
４２ｂ試験信号受信特性判断部
５１インピーダンス変更部
５２インピーダンス変化検出部
５２ａインピーダンス変化検出部
５２ｂインピーダンス変化検出部
１００車上用装置
２００地上子
３００車上用装置
３０１検知部
Ａ冗長回路部
Ｂ冗長回路部
Ｃ冗長回路部
Ｄ冗長回路部
Ｅ冗長回路部
Ｆ冗長回路部
Ｇ冗長回路部
Ｈ冗長回路部
Ｊ冗長回路部
Ｋ冗長回路部
Ｌ冗長回路部
Ｍ冗長回路部

Claims

車上子の発振コイルに地上子の共振コイルが電磁結合したときの前記車上子のインピーダンスの変化を検出して前記地上子から信号現示情報を取得する自動列車停止装置の車上用装置であって、
前記車上用装置における前記地上子から信号現示情報を取得する動作と平行して、前記車上子のインピーダンスを変更させることにより生じるインピーダンスの変化を検出した場合に、前記信号現示情報の取得動作が健全であると判断して前記信号現示情報の取得動作の健全性を監視可能な動作監視部を備え、
前記動作監視部は、
前記車上子と、
前記車上子を帰還回路として所定周波数より低い共振周波数で常時発振する発振部と、
により構成される帰還型発振回路を有し、
前記発振部が、
前記帰還型発振回路において前記車上子から出力された信号を増幅するとともにその一部を前記車上子に入力する増幅部と、
前記増幅された信号から前記信号現示情報の種別を判別する信号判別部と、
前記帰還型発振回路のインピーダンスを前記信号判別部が動作しない不動作時間未満の時間のみ一時的に変更するインピーダンス変更部と、
前記インピーダンス変更部により前記帰還型発振回路のインピーダンスを変更したことにより生じるインピーダンスの変化を検出した場合に、前記信号現示情報の取得動作が健全であると判断するインピーダンス変化検出部と、
を備えること、
を特徴とする自動列車停止装置の車上用装置。
前記発振部が、前記インピーダンス変更部として、前記車上子のインピーダンスの変更を制御するインピーダンス変更制御情報を生成するインピーダンス変更制御部を備え、
前記車上子が、前記インピーダンス変更制御情報に従って前記車上子のインピーダンスを変更可能なインピーダンス要素を備えること、
を特徴とする請求項１に記載の自動列車停止装置の車上用装置。
前記増幅部と、前記信号判別部と、前記インピーダンス変化検出部と、を備える冗長回路部を複数備え、
前記各冗長回路部の前記信号判別部間で前記信号現示情報の判別結果を照合し、
前記各冗長回路部の前記インピーダンス変化検出部間で前記インピーダンス変化の検出結果を照合すること、
を特徴とする請求項１または２に記載の自動列車停止装置の車上用装置。
前記インピーダンス変更部は、周期的に前記帰還型発振回路のインピーダンスを変更すること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動列車停止装置の車上用装置。