JP5227602B2

JP5227602B2 - 列車制御用信号検出装置

Info

Publication number: JP5227602B2
Application number: JP2008030066A
Authority: JP
Inventors: 忠宏林
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2028-02-12
Also published as: JP2009194948A

Description

本発明は列車制御用信号検出装置に係り、特に、ＡＴＳやＡＴＣ等の列車制御装置に用いられる列車制御用信号検出装置に関する。

従来、ＡＴＳやＡＴＣ等の列車制御装置においては、列車に搭載された車上子と、軌道に沿って配置された地上子とを電磁結合させることにより、車上側から地上側に信号を送信し、地上側において所定の制御を行うとともに、地上側から車上側に信号を送信し車上側で所定の制御を行うことが行われている。

この場合に、信号の送信方式として、近年、脱変周方式(スペクトラム拡散方式)が多く用いられるようになってきており、この脱変周方式においては、車上子と地上子との電磁結合により、車上子の二次側から送られる受信信号が、特定の周波数においてピークが発生する周波数分布を呈するものであり、このピーク周波数が一定のレベルを超えた場合に、地上子からの信号を検知したものと判断するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２８８７７号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の発明によれば、軌道上の鉄板または軌道下の鉄筋コンクリート床（スラブ）内の鉄筋などの物体が存在していた場合に、列車の車上子がこの物体上を通過した場合に、地上子と電磁結合していないにもかかわらず、地上子からの受信信号の受信レベルが上昇してしまう場合があるという問題を有している。その結果、地上子と電磁結合していない場合にも、信号を受信したと判断してしまい、信号の誤検知を招いてしまい、不適当な制御を行うおそれがあるという問題を有している。

本発明は前記して点に鑑みてなされたものであり、地上子から送られる受信信号が正規の信号であるか否かを適正に判定することができ、信号の誤検知による不適当な制御を確実に防止することのできる列車制御用信号検出装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子と、車上情報に基づいて所定の周波数信号を拡散変調してＳＳ信号として出力するＳＳ信号発生回路と、前記ＳＳ信号発生回路からのＳＳ信号が供給される車上子と、前記車上子と前記地上子との電磁結合により、前記車上子の二次側に送られる受信信号のピークレベルを判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、ピークレベルと、ピーク周波数の上下近傍の周波数における受信信号のレベルとの差分を求め、この差分が一定のしきい値以上である場合に、正常な信号であると判定するものであることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子と、車上情報に基づいて所定の周波数信号を拡散変調してＳＳ信号として出力するＳＳ信号発生回路と、前記ＳＳ信号発生回路からのＳＳ信号が供給される車上子と、前記車上子と前記地上子との電磁結合により、前記車上子の二次側に送られる受信信号のピークレベルを判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記車上子の二次側から送られる受信信号のＱ値を演算し、前記Ｑ値が一定のしきい値以上である場合に、正常な信号であると判定するとともに、前記Ｑ値が所定のしきい値以下である場合には、異常の信号が入力されたものと判定して、地上子以外の物体により周波数が高くなったものと判定するものであることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、ＳＳ信号発生回路により出力されるＳＳ信号を車上子から地上子に送信し、判定手段により、判定手段により、ピークレベルと、ピーク周波数の上下近傍の周波数における受信信号のレベルとの差分を求め、この差分が一定のしきい値以上である場合に、正常な信号であると判定するようにしているので、信号の誤検知を確実に防止することができ、適正な制御を行うことができる。

請求項２に係る発明によれば、判定手段により、車上子の二次側から送られる受信信号のＱ値を演算し、このＱ値が一定のしきい値以上である場合に、正常な信号であると判定するとともに、前記Ｑ値が所定のしきい値以下である場合には、異常の信号が入力されたものと判定して、地上子以外の物体により周波数が高くなったものと判定するようにしているので、信号の誤検知を確実に防止することができ、適正な制御を行うことができるとともに、Ｑ値が所定のしきい値以下である場合には、異常の信号が入力されたものと判定して、地上子以外の物体により周波数が高くなったものと判定することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る列車制御用信号検出装置の実施形態を示す概略構成図であり、所定の軌道を走行する列車１に搭載された車上装置２には、車上から地上に送出するための車上情報を生成する変調器３が設けられている。この変調器３には、変調器３から出力される車上情報に基づいて、軌道に沿って設けられた地上子４で用いられている周波数に対応したＳＳ信号（スペクトラム拡散信号）を常時発生させるＳＳ信号発生回路５が接続されている。

ＳＳ信号発生回路５には、接続トランス６を介して列車１の先端下部に設けられている車上子７を構成する一次コイル８に接続されている。

また、車上子７を構成する二次コイル９には、接続トランス１０が接続されており、接続トランス１０の二次側には、接続トランス１０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するＡ／Ｄ変換回路１１が接続されている。Ａ／Ｄ変換回路１１には、Ａ／Ｄ変換回路１１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ＦＦＴ演算処理回路１２が接続されており、ＦＦＴ演算処理回路１２には、このＦＦＴ演算処理回路１２の出力を検波し、所定のしきい値を用いて地上子４との結合状態を検出するパターンＤＥＴ回路１３が接続されている。パターンＤＥＴ回路１３には、所定の演算処理を行なうことのできるピークレベルの判定手段としてのＣＰＵ１４が接続されており、パターンＤＥＴ回路１３の出力信号がＣＰＵ１４に入力されるように構成されている。

ＣＰＵ１４は、入力される受信信号のピーク周波数に基づいてＱ値を算出してＱ値が、あらかじめ設定された所定のしきい値以上である場合には、正規の信号が入力されたと判定して地上子４との電磁結合が行われたと判定し、所定のしきい値以下である場合には、異常の信号が入力されたものと判定し、例えば、軌道上の鉄板などの地上子４以外の物体により周波数が高くなったものと判定する。

ここで、Ｑ値とは、特定のピーク周波数の尖鋭度を示す値であり、Ｑ値が大きいほど変周感度が良好となる。例えば、図２に示すように、周波数ｆ０にピーク周波数がある場合、その両側の周波数ｆ１，ｆ２（ピーク周波数から−３ｄＢ下がった周波数）を基準として、以下の式で表すことができる。
Ｑ＝ｆ０／（ｆ２−ｆ１）
したがって、ＣＰＵ１４は、入力される周波数信号を前記式により演算をすることにより、Ｑ値を算出するように構成されている。

そして、ＣＰＵ１４により、入力される受信信号のピーク周波数に基づいてＱ値を算出し、図２に示すように、Ｑ値が所定のしきい値以上である場合には、正規の信号が入力されたと判定して地上子４との電磁結合が行われたと判定する。一方、図３に示すように、Ｑ値が所定のしきい値以下である場合には、異常の信号が入力されたものと判定し、地上子４以外の物体により周波数が高くなったものと判定する。

また、軌道に沿って設けられた地上子４は、軌道の所定箇所に所定の間隔を保って複数個設けられるものであり、地上子４は、車上子７と電磁結合したときに車上装置２のＳＳ信号発生回路５で生成されたＳＳ信号を地上装置１５に出力できるように構成されている。地上装置１５は、ＳＳ信号発生回路５から出力されたＳＳ信号に基づいて車上情報を認識し、この車上情報は、各種列車１の制御に利用されるものである。

次に、本実施形態の制御動作について図４に示すフローチャートを参照して説明する。

列車１の運転開始により車上装置２の電源が投入されたら（ＳＴ１；Ｙｅｓ）、変調器３により、所定の車上情報を生成してＳＳ信号発生回路５に出力され、ＳＳ信号発生回路５により、変調器３からの車上情報に基づいて、拡散変調させたＳＳ信号が発生され（ＳＴ２）、車上子７に出力される（ＳＴ３）。

また、列車１の走行により車上子７が地上子４に電磁結合されると、ＳＳ信号がその地上子４に受信され、受信されたＳＳ信号は、地上装置１５に出力され、このＳＳ信号から地上装置１５により車上情報を認識して、この車上情報は、各種列車１の制御に利用される。

また、車上子７の二次コイル９から受信信号が入力されると（ＳＴ４）、接続トランス１０を介してＡ／Ｄ変換回路１１に出力され、Ａ／Ｄ変換回路１１によりデジタル信号に変換される。そして、デジタル変換された受信信号は、ＦＦＴ演算処理回路１２により一定時間毎にサンプリングして周波数の分析処理が行われ、パターンＤＥＴ回路１３により、このＦＦＴ演算処理回路１２の出力が検波されてＣＰＵ１４に出力される。

ＣＰＵ１４は、入力される受信信号のピーク周波数に基づいてＱ値を算出する（ＳＴ５）。そして、このＱ値が所定のしきい値以上または以下であるかを判定し（ＳＴ６）、Ｑ値が所定のしきい値以上である場合には、正規の信号が入力されたと判定して地上子４との電磁結合が行われたと判定する（ＳＴ７）。一方、Ｑ値が所定のしきい値以下である場合には、異常の信号が入力されたものと判定し、地上子４以外の物体により周波数が高くなったものと判定する（ＳＴ８）。

したがって、本実施形態においては、ＳＳ信号発生回路５により出力されるＳＳ信号を車上子７から地上子４に送信し、地上子４から車上子７の二次側で受信される受信信号のＱ値を算出し、このＱ値が所定のしきい値以上である場合には、正規の信号が入力されたと判定するとともに、Ｑ値が所定のしきい値以下である場合には、異常の信号が入力されたものと判定するようにしているので、信号の誤検知を確実に防止することができ、適正な制御を行うことができる。

なお、前記実施形態においては、ＣＰＵ１４により、受信信号のＱ値を演算して所定のしきい値と比較することにより、受信信号が正規の信号であるか否かを判定するようにしたが、Ｑ値を演算せずに、例えば、ピーク周波数レベルと、ピーク周波数の上下近傍の周波数レベルとの差分を求め、この差分が所定のしきい値より大きい場合に、受信信号が正規の信号であると判定するようにしてもよい。この場合、上下近傍の周波数は任意に設定することができるが、例えば、１０３ｋＨｚをピーク周波数とした場合、±２ｋＨｚ、すなわち、近傍周波数を１０１ｋＨｚ、１０５ｋＨｚで設定するようにする。

また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

本発明の実施形態を示す概略構成図である。本実施形態における正常な状態の受信信号の波形を示すグラフである。本実施形態における異常な状態の受信信号の波形を示すグラフである。本実施形態による制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１列車
２車上装置
３変調器
４地上子
５ＳＳ信号発生回路
６，１０接続トランス
７車上子
１１Ａ／Ｄ変換回路
１２ＦＦＴ演算処理回路
１３パターンＤＥＴ回路
１４ＣＰＵ
１５地上装置

Claims

列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子と、
車上情報に基づいて所定の周波数信号を拡散変調してＳＳ信号として出力するＳＳ信号発生回路と、
前記ＳＳ信号発生回路からのＳＳ信号が供給される車上子と、
前記車上子と前記地上子との電磁結合により、前記車上子の二次側に送られる受信信号のピークレベルを判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、ピークレベルと、ピーク周波数の上下近傍の周波数における受信信号のレベルとの差分を求め、この差分が一定のしきい値以上である場合に、正常な信号であると判定するものであることを特徴とする列車制御用信号検出装置。
列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子と、
車上情報に基づいて所定の周波数信号を拡散変調してＳＳ信号として出力するＳＳ信号発生回路と、
前記ＳＳ信号発生回路からのＳＳ信号が供給される車上子と、
前記車上子と前記地上子との電磁結合により、前記車上子の二次側に送られる受信信号のピークレベルを判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記車上子の二次側から送られる受信信号のＱ値を演算し、前記Ｑ値が一定のしきい値以上である場合に、正常な信号であると判定するとともに、前記Ｑ値が所定のしきい値以下である場合には、異常の信号が入力されたものと判定して、地上子以外の物体により周波数が高くなったものと判定するものであることを特徴とする列車制御用信号検出装置。