JP4943977B2

JP4943977B2 - 軌道回路管理装置及び軌道回路管理方法

Info

Publication number: JP4943977B2
Application number: JP2007235096A
Authority: JP
Inventors: 英夫中村; 聖高橋
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: JP2009067114A

Description

本発明は、列車の在線を検知する軌道回路を管理する軌道回路管理装置及び軌道回路管理方法に関する。

列車の在線を検知する軌道回路は、図３に示すように、レール１０１を一定区間に区切り、送信器１０２により一端から軌道回路信号を送信し、他端で軌道リレー１０３により軌道回路信号を受信している。区間に列車が在線していないときは受信端で軌道回路信号を受信するが、その区間に列車が進入すると、車軸によりレール間が短絡して受信端で軌道回路信号を受信できなくなるため、列車の在線を検知することができる。

そして、このような軌道回路を用いて１つの区間内で１つの列車だけしか運転できない閉塞区間を設定し、列車間の衝突を防止する。例えば、閉塞区間に列車が存在する場合には、列車が存在する閉塞区間の信号を赤色にし、後方の閉塞区間の信号を黄色にする。具体的には、閉塞区間に列車が存在する場合、軌道リレー１０３は、軌道回路信号のレベルより列車の存在を検出し、後方の閉塞区間の送信器から基準信号と逆相の軌道回路信号を送信させて、前方の閉塞区間の列車の存在を検知させる。

特開２００７−０２２２２０号公報

しかしながら、軌道回路は、経年変化によりその状態が変化し、軌道回路信号のレベルや位相が変化してしまう。このときには，軌道継電器（軌道リレー）が動作できなくなることがある。したがって、変化を放置すると在線していないにもかかわらず、軌道継電器が在線していると誤検知し、列車運行を阻害することがある。

このような事態を防止するため、定期的に軌道回路信号の位相やレベルの調整が必要となるが、機器が現場に配置されているため、調整に時間を要し、保全に多大な労力をかける必要がある。また、機器を駅構内の機器室に集中配置し、そこで管理する方法も考えられるが、多額な工事費用を要するため、優等線区に限られてしまうのが現状である。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、軌道回路の状態を容易に管理することができる軌道回路管理装置及び軌道回路管理方法を提供する。

上述した目的を達成するために、本発明に係る軌道回路管理装置は、軌道回路の送信端から送信され、受信端で受信される軌道回路信号を移動体上で受信し、複数の区間に区画された軌道回路を管理する軌道回路管理装置において、上記移動体の位置を検知し、軌道回路を識別する位置検知手段と、上記軌道回路信号を受信する受信手段と、上記送信端における軌道回路信号と上記受信端における軌道回路信号との位相差を検出する位相差検出手段と、上記位相差を軌道回路と時間情報とに対応付けて記憶手段に記憶する記憶制御手段とを備える。

また、本発明に係る軌道回路管理方法は、軌道回路の送信端から送信され、受信端で受信される軌道回路信号を移動体上で受信し、複数の区間に区画された軌道回路を管理する軌道回路管理方法において、上記移動体の位置を検知し、軌道回路を識別する位置検知工程と、上記軌道回路信号を受信する受信工程と、上記送信端における軌道回路信号と上記受信端における軌道回路信号との位相差を検出する位相差検出工程と、上記位相差を軌道回路と時間情報とに対応付けて記憶手段に記憶する記憶工程とを有する。

本発明によれば、従来行われていた機器室や線路沿線を巡回しての軌道回路保全データの計測が不要となり、大幅な省力化が可能となる。また、従来の保全では、軌道回路不良が発生すると、保全が行われるまで列車の運行が著しく阻害されていたが、本発明によれば、軌道回路の劣化傾向が時系列的に管理できるため、予防保全が可能となる。このため、軌道回路の不良による列車運行の阻害頻度を大幅に軽減することができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の具体例として示す軌道回路管理装置は、列車等の移動体上で軌道回路信号を受信し、レベルや位相を保全情報として記憶するものである。

図１は、本発明の一実施形態に係る軌道回路管理装置の構成を示すブロック図である。この軌道回路管理装置は、アンテナ１１と、信号処理部１２と、位置検知部１３と、記憶部１４とを備える。アンテナ１１は、一対のレール２０に流れる軌道回路信号を受信する。信号処理部１２は、アンテナ１１で受信された軌道回路信号の位相及びレベルを計測し、保全情報を生成する。位置検知部１３は、移動する列車の位置を検知する。列車位置の検知は、例えば、地上に敷設された地上子と速度発電機パルスの積算により行ってもよく、ＧＰＳ（Global Positioning System）により行ってもよい。記憶部１４は、例えば、ハードディスクドライブ、半導体メモリ等を有しており、信号処理部１２にて生成された保全情報を記憶する。また、記憶部１４には、区間の送信端位置、受信端位置等の軌道管理情報が記憶されており、必要に応じて読み出される。例えば、位置検知部１３にて検知された列車位置に応じて次の区間の送信端位置、受信端位置等の軌道管理情報を読み出す。また、列車の運行区間の全ての軌道管理情報を読み出すこととしてもよい。また、この記憶部１４は、着脱可能に設置されていることが好ましく、軌道回路の管理センターにデータを集約するようにしてもよい。また、ネットワークを介して管理センターにデータを集約することとしてもよい。これにより、管理センターは、複数の列車による複数の路線の軌道回路の劣化状態を管理することができる。

続いて、図２を参照して軌道回路管理装置の動作について説明する。ここで、軌道回路管理装置は、列車の運行中、アンテナ１１にて軌道回路信号を受信する。

先ず、図２（Ａ）に示すように、区間０内において、信号処理部１２は、位置検知部１３で検知された走行位置をもとに記憶部１４から区間１の軌道回路情報を読み出す。この軌道回路情報には、区間１の軌道回路の受信端ＴＲＥの位置、送信端ＴＲＳの位置、軌道回路種別等の情報が含まれている。なお、列車を運行する際に全区間の軌道回路情報を読み出すこととしても構わない。

次に、図２（Ｂ）に示すように、列車が区間１の軌道回路に進入し、受信端ＴＲＥに到達すると、位置検知部１３で検知された走行位置をもとにアンテナ１１で受信した軌道回路信号を、信号処理部１２にて分析する。信号処理部１２は、受信端ＴＲＥの軌道回路信号のレベルを計測するとともにこの軌道回路信号の位相を基準位相ＰＨｒとして、軌道回路種別に応じた周期の正弦波を生成させる。受信端ＴＲＥの軌道信号のレベルは記憶部１４に保持される。

次に、図２（Ｃ）に示すように、位置検知部１３で検知された走行位置をもとに列車が送信端ＴＲＳに到達したことが認識できると、アンテナ１１で受信したそのときの軌道回路信号を、信号処理部１２にて分析する。すなわち、信号処理部１２は、送信端ＴＲＳの軌道回路信号のレベルを計測する。さらに，送信端ＴＲＳで受信された軌道回路信号の位相（送信端位相ＰＨｓ）を基準に、軌道回路種別に応じた周期で発振する正弦波を生成する。

そして、信号処理部１２は、軌道回路進入時に基準位相ＰＨｒで生成された正弦波と送電端に到達時に受信した軌道回路電流の送電端位相ＰＨｓで生成される正弦波との位相差φを検出する。また、信号処理部１２は、送信端ＴＲＳの軌道回路信号のレベルを計測し、受信端と送信端とのレベル差を検出する。

受信端ＴＲＥ及び送信端ＴＲＳの軌道回路信号の位相及びレベル、並びに位相差φ及びレベル差は、区間１の軌道回路種別と時刻情報とに対応付けられて、保全情報として記憶部１４に記憶される。

軌道回路管理装置は、区間毎に受信端における軌道回路信号と送信端における軌道回路信号との位相差φを記憶することにより、軌道回路の伝送媒体であるレールのインダクタンス成分やレール間のキャパシタンス成分等の変化に伴って生じた位相の変化を把握し、保全が必要な区間を判別することができる。

また、受信端における軌道回路信号と送信端における軌道回路信号との位相差φ及びレベルを、軌道回路設置時を基準として時系列に蓄積することにより、経年変化により位相差φ及びレベルが軌道回路設置時の最適な調整状態に比べ、どの程度変化しているかを管理することができる。一方、実際の軌道回路にはレール以外に位相に影響を与える素子が組み込まれているが、軌道回路設置時の位相差φを基準とすることにより、これらの影響を含めた位相管理を行うことができる。

以上のように、列車等の移動体上で軌道回路信号を受信し、レベルや位相を保全情報として記憶することにより、軌道回路設置時の最適な調整状態に比べ、軌道回路信号の位相やレベルがどの程度変化しているか常時管理することができる。これにより、軌道回路の保全の大幅な省力化や予防保全による列車運行の安定に寄与することができる。

なお、上述した実施の形態では、受信端で軌道回路信号と同相の正弦波（基準）を生成し、送信端に達したときに受信した軌道回路信号と基準の正弦波との位相差φを検出することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、信号処理部１２にて予め基準となる周波数の正弦波を生成しておき、受信端での位相差及び送信端での位相差を検出し、これらの位相差を相互に比較することにより、受信端と送信端との位相差を検出することとしてもよい。

軌道回路管理装置の構成を示すブロック図である。軌道回路管理装置の動作を説明するための図である。軌道回路を示す模式図である。

符号の説明

１１アンテナ、１２信号処理部、１３位置検知部、１４記憶部、２０レール

Claims

軌道回路の送信端から送信され、受信端で受信される軌道回路信号を移動体上で受信し、複数の区間に区画された軌道回路を管理する軌道回路管理装置において、
上記移動体の位置を検知し、軌道回路を識別する位置検知手段と、
上記軌道回路信号を受信する受信手段と、
上記送信端における軌道回路信号と上記受信端における軌道回路信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
上記位相差を軌道回路と時間情報とに対応付けて記憶手段に記憶する記憶制御手段とを備える軌道回路管理装置。
上記記憶制御手段は、軌道回路設置時の位相差を基準として上記位相差を記憶手段に蓄積することを特徴とする請求項１記載の軌道回路管理装置。
上記受信端における軌道回路信号のレベルを計測するレベル計測手段を備え、
上記記憶制御手段は、上記レベルを軌道回路と時間情報とに対応付けて記憶手段に記憶することを特徴とする請求項２記載の軌道回路管理装置。
上記受信手段は、上記位置検知手段で検知された位置に基づいて上記送信端における軌道回路信号と上記受信端における軌道回路信号とを受信することを特徴とする請求項１記載の軌道回路管理装置。
上記記憶手段は、着脱可能であることを特徴とする請求項１記載の軌道回路管理装置。
軌道回路の送信端から送信され、受信端で受信される軌道回路信号を移動体上で受信し、複数の区間に区画された軌道回路を管理する軌道回路管理方法において、
上記移動体の位置を検知し、軌道回路を識別する位置検知工程と、
上記軌道回路信号を受信する受信工程と、
上記送信端における軌道回路信号と上記受信端における軌道回路信号との位相差を検出する位相差検出工程と、
上記位相差を軌道回路と時間情報とに対応付けて記憶手段に記憶する記憶工程とを有する軌道回路管理方法。