JP5348895B2 - Ａｔｓ装置 - Google Patents

Description

本発明はＡＴＳ装置に係り、特に、容易に車上情報を送信することができるとともに、送信信号の状態を監視することを可能としたＡＴＳ装置に関するものである。

従来、ＡＴＳ装置（自動列車停止装置）として、変周方式が知られている。このような変周方式のＡＴＳ装置においては、常時発信周波数信号を列車の車上子から地上に対して送信し、車上子と地上子とが電磁結合した場合に、所定以上の電圧レベルの信号を発信することを判定することにより、車上子と地上子とが電磁結合したことを認識するようになっている。

このような従来のＡＴＳ装置は、地上子を検出するために車上装置から地上子に対して信号送信を行っているものの、地上側に車上情報を送信することは行われていなかった。

そのため、従来から、常時発信周波数信号とは別に周波数の異なる信号を発生させるとともに、これらの発生した複数の信号を加算重畳処理して列車の車上子に供給し、この重畳された周波数を周波数毎に分別して信号を抽出することにより、車上情報を地上側で認識する技術が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００５−２２９７８９号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の発明においては、車上から地上に対して情報を伝送する場合、情報数に応じて信号を加算重畳して送信するものであるため、車上装置側に重畳する信号数分の送信回路を設置する必要があり、回路が複雑化するとともに、消費電力も増大してしまうという問題を有している。

また、重畳信号が正しく出力されているかを確認して回路の健全性を確保するため、送信信号の周波数およびレベル状態を常時監視する必要があるが、重畳信号を加算して車上子から地上子に情報伝送する場合は、車上装置に重畳信号と同数の照査回路を設ける必要があり、やはり回路の複雑化および消費電力の増大化を招いてしまうという問題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、複数の信号を重畳させることなく、車上情報を送信することができるとともに、送信信号の適切な監視を行うことができ、回路の簡素化および省電力化を図ることのできるＡＴＳ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請求項１に係る発明は、車上情報に対応する所定のＰＮ符号を発生するＰＮ符号発生回路と、所定の周波数信号を前記ＰＮ符号発生回路によるＰＮ符号に基づいて拡散変調して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信号を放射する車上子と、を備えた車上装置と、
列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子と、
前記地上子で受信されたＳＳ信号を拡散復調するＳＳ信号拡散復調回路と、前記ＳＳ信号拡散復調回路により復調されたＳＳ信号に基づいて前記車上情報を判定する受信判定回路と、を備えた地上装置と、を備え
前記ＳＳ信号発生回路は、前記ＰＮ符号発生回路から送られるあらかじめ設定されたＰＮ系列数のＰＮ符号で拡散変調したＳＳ信号として出力するように構成されるとともに、前記ＳＳ信号拡散復調回路は、前記各ＰＮ符号を拡散復調できる数だけ設けられ、
前記受信判定回路は、前記ＳＳ信号拡散復調回路のうち復調ができたと判定された前記ＳＳ信号拡散復調回路に対応したＰＮ符号に基づいていずれの車上情報が送られたかを認識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、前記車上装置は、前記車上子に設けられている、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号に基づいてＳＳ信号が正常に送信された否かを判断する監視手段と、前記ＰＮ符号発生回路によるＰＮ符号のビット情報を照査するＰＮ符号照査回路とを、備え、
前記監視手段は、前記ＰＮ符号照査回路から送られるＰＮ符号と、前記車上子に設けられている、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号のＰＮ符号状態とに基づいて、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを判断するものであることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２において、前記監視手段は、前記ＰＮ符号照査回路から送られるＰＮ符号と、前記車上子に設けられている、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号のＰＮ符号状態とを対比することにより、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを判断するものであることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２において、前記車上装置は、前記車上子に設けられている、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号を逆拡散するＳＳ信号逆拡散回路を備えており、
前記監視手段は、前記ＳＳ信号逆拡散回路により逆拡散されたＳＳ信号と、ＳＳ信号発生回路から出力されるＳＳ信号とを対比することにより、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを判断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、ＰＮ符号発生回路から送られるあらかじめ設定されたＰＮ系列数のＰＮ符号で拡散変調したＳＳ信号として出力し、ＳＳ信号拡散復調回路を、各ＰＮ符号を拡散復調できる数だけ設け、受信判定回路により、ＳＳ信号拡散復調回路のうち復調ができたと判定されたＳＳ信号拡散復調回路に対応したＰＮ符号に基づいていずれの車上情報が送られたかを認識するようにしているので、ＳＳ信号発生回路によりＰＮ符号で変調されて出力されるＳＳ信号を車上子から地上子に送信し、このＳＳ信号を、受信判定回路により、ＳＳ信号拡散復調回路による復調結果から車上情報を認識することができる。しかも、従来のように、複数の信号を重畳させる必要が無いので、簡単な回路構成でしかも電力消費を少なくして車上情報を送信することができる。また、受信判定回路により、判定されたＰＮ符号に基づいていずれの車上情報が送られたかを認識することができ、通常の信号と、ＰＮ符号による車上情報とを容易に判定することができる。

請求項２に係る発明によれば、車上装置に、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号に基づいてＳＳ信号が正常に送信された否かを判断する監視手段と、ＰＮ符号発生回路によるＰＮ符号のビット情報を照査するＰＮ符号照査回路とを設け、監視手段により、ＰＮ符号照査回路から送られるＰＮ符号と、車上子に設けられている、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号のＰＮ符号状態とに基づいて、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを判断するようにしているので、ＳＳ信号の監視を確実に行うことができるとともに、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを容易に判断することができる。

請求項３に係る発明によれば、監視手段により、ＰＮ符号照査回路から送られるＰＮ符号と、車上子に設けられている、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号のＰＮ符号状態とを対比することにより、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを判断するようにしているので、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを容易に判断することができる。

請求項４に係る発明によれば、車上子のコイルを経由して受信されたＳＳ信号を逆拡散するＳＳ信号逆拡散回路を備え、監視手段により、ＳＳ信号逆拡散回路により逆拡散されたＳＳ信号と、ＳＳ信号発生回路から出力されるＳＳ信号とを対比することにより、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを判断するようにしているので、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを容易に判断することができる。

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ＡＴＳ装置の第１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、軌道に沿って設けられた地上子３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４が設けられている。ＳＳ信号発生回路４には、信号発生器５が接続されている。

また、車上装置２には、あらかじめ設定された車上情報に応じたＰＮ符号を発生してＳＳ信号発生回路４に出力するＰＮ（Pseudo Noise）符号発生回路６が設けられており、ＰＮ符号発生回路６には、ＰＮ符号発生器７が接続されている。このＰＮ符号発生回路６によるＰＮ系列の数に基づいて車上情報の数が決定されるものであり、例えば、１２８ビットのＰＮ系列の場合は、ＰＮ系列が３つとなり、車上情報も３種類送信することが可能となるものである。ＳＳ信号発生回路４は、信号発生器５から発生された信号をＰＮ符号発生回路６から送られるＰＮ符号で変調したＳＳ信号として出力するように構成されている。

ＳＳ信号発生回路４には、接続トランス８を介して列車１の先端下部に設けられている車上子９を構成する一次コイル１０に接続されている。

また、車上子９を構成する二次コイル１１には、接続トランス１２が接続されており、接続トランス１２の二次側には、接続トランス１２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１３が接続されている。Ａ／Ｄ変換回路１３には、Ａ／Ｄ変換回路１３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１４が接続されており、ＦＦＴ演算処理回路１４には、このＦＦＴ演算処理回路１４の出力を検波し、所定のしきい値を用いて地上子３との結合状態を検出するパターンＤＥＴ回路１５が接続されている。パターンＤＥＴ回路１５には、所定の演算処理を行なうことのできる監視手段としてのＣＰＵ１６が接続されており、パターンＤＥＴ回路１５の出力信号がＣＰＵ１６に入力されるように構成されている。

さらに、本実施形態においては、ＰＮ符号発生回路６とＣＰＵ１６との間には、ＰＮ符号発生回路６によるＰＮ符号のビット情報を照査するＰＮ符号照査回路１７が設けられている。

また、軌道に沿って設けられた地上子３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３は、車上子９と電磁結合したときに車上装置２のＳＳ信号発生回路４で生成されたＳＳ信号を地上装置１８に出力できるように構成されている。

地上装置１８には、ＳＳ信号発生回路４から出力されたＳＳ信号を拡散復調するＳＳ信号拡散復調回路１９，１９…がＰＮ符号系列の数に対応する数だけ設けられるようになっている。これら各ＳＳ信号拡散復調回路１９には、各ＳＳ信号拡散復調回路１９のうちいずれのＳＳ信号拡散復調回路１９により復調ができたかを判定していずれのＰＮ符号により変調されたかを判定する受信判定回路２０が接続されている。受信判定回路２０は、判定されたＰＮ符号に基づいていずれの車上情報が送られたかを認識することができるように構成されている。

次に、本実施形態の制御動作について図２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）、信号発生器５から所定の信号がＳＳ信号発生回路４に出力されるとともに（ＳＴ２）、ＰＮ符号発生回路６からＳＳ信号発生回路４にＰＮ符号が出力される（ＳＴ３）。そして、ＳＳ信号発生回路４により、信号発生器５から発生された信号がＰＮ符号発生回路６から送られるＰＮ符号で変調されてＳＳ信号として接続トランス８に出力される（ＳＴ４）。

列車１の走行により車上子９が地上子３に電磁結合されると、ＳＳ信号がその地上子３に受信され（ＳＴ５）、受信されたＳＳ信号は、地上装置１８に出力される。
そして、各ＳＳ信号拡散復調回路１９により、地上子３により受信されたＳＳ信号を拡散復調し（ＳＴ６）、受信判定回路２０により、各ＳＳ信号拡散復調回路１９のうちいずれのＳＳ信号拡散復調回路１９により復調ができたかを判定していずれのＰＮ符号により変調されたかを判定する（ＳＴ７）。このＰＮ符号を判定することにより、通常の信号と、ＰＮ符号による車上情報とを認識することが可能となり、これら車上情報は、各種列車制御に利用される。

次に、本実施形態における監視動作について図３に示すフローチャートを参照して説明する。

前述の動作により、車上子９の二次コイル１１から送られるＳＳ信号は、接続トランス１２を介してＡ／Ｄ変換回路１３に出力され、Ａ／Ｄ変換回路１３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ＳＳ信号は、ＦＦＴ演算処理回路１４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１５により、このＦＦＴ演算処理回路１４の出力を検波し、車上子９の二次側で受信されるＳＳ信号のＰＮ符号状態が検出されてＣＰＵ１６に出力される（ＳＴ８）。

一方、ＰＮ符号発生回路６は、ＰＮ符号をＰＮ符号照査回路１７に出力し、このＰＮ符号照査回路１７により、ＰＮ符号状態を照査してＣＰＵ１６に出力する（ＳＴ９）。

そして、ＣＰＵ１６により、ＰＮ符号照査回路１７から送られるＰＮ符号と、車上子９の二次側で受信されるＳＳ信号のＰＮ符号状態とを対比し（ＳＴ１０）、ＣＰＵ１６により、所定のＰＮ符号により変調されているか否かを判断する。すなわち、ＰＮ符号照査回路１７から送られるＰＮ符号と、車上子９の二次側で受信されるＳＳ信号のＰＮ符号状態とが一致すれば、正常であると判定し（ＳＴ１１）、一致しない場合は、異常であると判定する（ＳＴ１２）。

したがって、本実施形態においては、ＳＳ信号発生回路４によりＰＮ符号で変調されて出力されるＳＳ信号を車上子９から地上子３に送信し、このＳＳ信号を、受信判定回路２０により、各ＳＳ信号拡散復調回路１９による復調結果からいずれのＰＮ符号により変調されたかを判定することにより、通常の信号と、ＰＮ符号による車上情報とを認識することができるようにしているので、従来のように、複数の信号を重畳させる必要が無く、簡単な回路構成でしかも電力消費を少なくして車上情報を送信することができる。

しかも、ＰＮ符号照査回路１７から送られるＰＮ符号と、車上子９の二次側で受信されるＳＳ信号のＰＮ符号状態とを対比することにより、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを容易に判断することができる。

図４は本発明の第２の実施形態を示す概略構成図であり、前記第１実施形態と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態においては、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してＳＳ信号発生回路４に出力する変調器２１が設けられている。ＳＳ信号発生回路４は、変調器２１からの車上情報およびＰＮ符号発生回路６から送られるＰＮ符号に基づいて、所定のパターンで拡散させたＳＳ信号を出力するように構成されており、本実施形態においては、拡散させるパターンを複数設定することにより、前記第１実施形態よりも多くの種類の車上情報を送ることができるものである。

また、地上装置１８には、地上子３から出力されたＳＳ信号を拡散復調するＳＳ信号拡散復調回路１９が設けられており、ＳＳ信号拡散復調回路１９には、ＳＳ信号拡散復調回路１９により復調されたＳＳ信号から所定の車上情報を復調処理する復調器２２が接続されている。復調器２２には、いずれの車上情報が送られたかを判定する受信判定回路２０が接続されている。

また、接続トランス１２の二次側には、地上子３から送られたＳＳ信号を逆拡散するＳＳ信号逆拡散回路２３がＡ／Ｄ変換回路１３と並列に接続されており、ＳＳ信号逆拡散回路２３には、逆拡散されたＳＳ信号を復調処理する復調器２４が接続されている。この復調器２４の出力は、ＣＰＵ１６に入力されるように構成されている。

次に、本実施形態の制御動作について図５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（ＳＴ２１；Ｙｅｓ）、変調器２１により、所定の車上情報を生成してＳＳ信号発生回路４に出力されるとともに（ＳＴ２２）、ＰＮ符号発生回路６からＳＳ信号発生回路４にＰＮ符号が出力される（ＳＴ２３）。

そして、ＳＳ信号発生回路４により、変調器２１からの車上情報およびＰＮ符号発生回路６から送られるＰＮ符号に基づいて、所定のパターンで拡散させたＳＳ信号が接続トランス８に出力される（ＳＴ２４）。

また、列車１の走行により車上子９が地上子３に電磁結合されると、ＳＳ信号がその地上子３に受信され（ＳＴ２５）、受信されたＳＳ信号は、地上装置１８に出力される。

そして、地上子３により受信されたＳＳ信号は、ＳＳ信号拡散復調回路１９により拡散復調され（ＳＴ２６）、その後、復調器２２によりＳＳ信号から所定の車上情報が復調処理される。復調器２２による車上情報を受信判定回路２０により、いずれの車上情報が送られたかを判定し（ＳＴ２７）、この車上情報は、各種列車制御に利用される。

次に、本実施形態における監視動作について図６に示すフローチャートを参照して説明する。

前述の動作により、車上子９の二次コイル１１から送られるＳＳ信号は、接続トランス１２を介してＳＳ信号逆拡散回路２３に出力され、ＳＳ信号逆拡散回路２３により逆拡散される（ＳＴ２８）。その後、復調器２４により、逆拡散されたＳＳ信号が復調処理された後、ＣＰＵ１６に出力される。

そして、ＣＰＵ１６により復調処理されたＳＳ信号を常時監視することにより、復調処理されたＳＳ信号がＳＳ信号発生回路４から出力されるＳＳ信号とを対比する（ＳＴ２９）。復調処理されたＳＳ信号がＳＳ信号発生回路４から出力されるＳＳ信号と一致する場合には、正常であると判定し（ＳＴ３０）、一致しない場合は、異常であると判定する（ＳＴ３１）。

したがって、本実施形態においては、ＳＳ信号発生回路４によりＰＮ符号に基づいて所定のパターンで拡散変調させたＳＳ信号を車上子９から地上子３に送信し、このＳＳ信号を、受信判定回路２０により、ＳＳ信号拡散復調回路１９による拡散復調結果からいずれの車上情報が送られたかを認識することができるようにしているので、従来のように、複数の信号を重畳させる必要が無く、簡単な回路構成でしかも電力消費を少なくして車上情報を送信することができる。

しかも、車上子９の二次側で受信されるＳＳ信号をＳＳ信号逆拡散回路２３により逆拡散し、ＣＰＵ１６により復調処理されたＳＳ信号を常時監視することにより、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを容易に判断することができる。

なお、本発明は上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。

本発明の第１の実施形態を示す概略構成図である。 第１の実施形態による制御動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態による監視動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態を示す概略構成図である。 第２の実施形態による制御動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態による監視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 地上子
４ ＳＳ信号発生回路
５ 信号発生器
６ ＰＮ符号発生回路
８ 接続トランス
９ 車上子
１０ 一次コイル
１１ 二次コイル
１２ 接続トランス
１３ Ａ／Ｄ変換回路
１４ ＦＦＴ演算処理回路
１５ パターンＤＥＴ回路
１６ ＣＰＵ
１７ ＰＮ符号照査回路
１８ 地上装置
１９ ＳＳ信号拡散復調回路
２０ 受信判定回路
２１ 変調器
２２，２４ 復調器
２３ ＳＳ信号逆拡散回路

Claims (4)

1. 車上情報に対応する所定のＰＮ符号を発生するＰＮ符号発生回路と、所定の周波数信号を前記ＰＮ符号発生回路によるＰＮ符号に基づいて拡散変調して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信号を放射する車上子と、を備えた車上装置と、
   列車の走行する軌道に沿って設けられた地上子と、
   前記地上子で受信されたＳＳ信号を拡散復調するＳＳ信号拡散復調回路と、前記ＳＳ信号拡散復調回路により復調されたＳＳ信号に基づいて前記車上情報を判定する受信判定回路と、を備えた地上装置と、を備え
   前記ＳＳ信号発生回路は、前記ＰＮ符号発生回路から送られるあらかじめ設定されたＰＮ系列数のＰＮ符号で拡散変調したＳＳ信号として出力するように構成されるとともに、前記ＳＳ信号拡散復調回路は、前記各ＰＮ符号を拡散復調できる数だけ設けられ、
   前記受信判定回路は、前記ＳＳ信号拡散復調回路のうち復調ができたと判定された前記ＳＳ信号拡散復調回路に対応したＰＮ符号に基づいていずれの車上情報が送られたかを認識するものであることを特徴とするＡＴＳ装置。
2. 前記車上装置は、前記車上子に設けられている、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号に基づいてＳＳ信号が正常に送信された否かを判断する監視手段と、前記ＰＮ符号発生回路によるＰＮ符号のビット情報を照査するＰＮ符号照査回路とを、備え、
   前記監視手段は、前記ＰＮ符号照査回路から送られるＰＮ符号と、前記車上子に設けられている、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号のＰＮ符号状態とに基づいて、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを判断するものであることを特徴とする請求項１に記載のＡＴＳ装置。
3. 前記監視手段は、前記ＰＮ符号照査回路から送られるＰＮ符号と、前記車上子に設けられている、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号のＰＮ符号状態とを対比することにより、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを判断するものであることを特徴とする請求項２に記載のＡＴＳ装置。
4. 前記車上装置は、前記車上子に設けられている、出力されたＳＳ信号を受信するコイルを経由して受信されたＳＳ信号を逆拡散するＳＳ信号逆拡散回路を備えており、
   前記監視手段は、前記ＳＳ信号逆拡散回路により逆拡散されたＳＳ信号と、ＳＳ信号発生回路から出力されるＳＳ信号とを対比することにより、所定のＳＳ信号が出力されているか否かを判断するものであることを特徴とする請求項２に記載のＡＴＳ装置。

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