JP5640127B1 - 車上装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地上側に新たな設備を必要とせずに、車上で計測されている列車位置を補正可能とする技術の実現。【解決手段】列車１の先頭軸より前方に前方受電器ＲＣ１を、列車１の最後尾軸より後方に後方受電器ＲＣ２を設ける。踏切制御子による検知信号の打込点を通過したことを、前方受電器ＲＣ１或いは後方受電器ＲＣ２の受信レベルに基づいて検出する。この検出に応じて、位置補正部２５が、予め定められた当該打込点に係る位置情報を用いて、位置計測部５０が計測している走行位置を補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、列車に搭載され、レールに伝送された信号を受電可能な受電器を備えた車上装置に関する。

列車制御システムにおいて最も重要な技術の１つに、車上で列車位置を計測する（“列車位置検知”とも言われる）技術がある。一般的な方法は、車軸に取り付けられた速度発電機の出力信号から求まる車軸回転数に車輪径を乗算することで走行距離を求め、この走行距離を随時積算することで、キロ程で表される列車位置を計測する方法である。

しかし、現実には、車輪の空転・滑走による検知位置の誤差や、摩耗による車輪径の減少等の要因から、計測している列車位置が正しい位置から乖離していく問題がある。積算によって列車位置を算出しているため、一度乖離すると乖離したままとなる。
そこで、この問題を解決するために、位置補正用の地上子を所定地点に設置し、列車がこの地点を通過する際に当該地上子と通信できたことを検出して、計測している列車位置を、地上子の位置情報で補正する技術が知られている（例えば特許文献１）。

特開２００６−１３４９号公報

ところが、特許文献１に代表される従来の方法で上記の問題を解決しようとする場合には、位置補正用の地上子を新たに設置する必要がある。また、その地上子のための保守も必要となる。
そこで、本発明は、地上側に新たな設備を必要とせずに、車上で計測されている列車位置を補正可能とする技術の実現を目的として考案された。

上記課題を解決するための第１の発明は、
閉電路式の踏切制御子（例えば図２の踏切制御子９０）がレールに伝送する検知信号を受電可能な受電器であって、列車の先頭軸より前方、及び／又は、前記列車の最後尾軸より後方に設けた受電器（例えば図２の前方受電器ＲＣ１、後方受電器ＲＣ２）と、
走行中の位置を計測する位置計測部（例えば図１の位置計測部５０）と、
前記踏切制御子による前記検知信号の打込点（例えば図２の打込点ＳＰ）を通過したことを、前記受電器による前記検知信号の受信レベルに基づいて検出する通過検出部（例えば図１の前方通過検出部２１、後方通過検出部２２）と、
前記通過検出部の検出に応じて、予め定められた前記打込点に係る位置情報を用いて前記位置計測部で計測されている走行位置を補正する位置補正部（例えば図１の位置補正部２５）と、
を備えた車上装置（例えば図１の車上装置１０）である。

この第１の発明によれば、閉電路式の踏切制御子がレールに伝送している検知信号を用いて、車上で計測している走行位置を補正することができる。具体的には、列車の先頭軸より前方、及び／又は、最後尾軸より後方に、検知信号を受信可能な受電器を設ける。例えば、先頭軸より前方に受電器を設けた場合には、踏切制御子が検知信号を送信する打込点を先頭軸が通過するまでは受電器が検知信号を受信でき、先頭軸が打込点を通過すると受信できない、或いは受信レベルが極めて低くなる。すなわち、先頭軸が打込点を通過する前後で受信レベルが変化する。これを検出することで、列車が打込点に位置した瞬間を判断し、予め定められている打込点の位置を用いて、車上で計測されている走行位置を補正することができる。よって、地上側に新たな設備を必要とせずに、車上で計測されている列車位置を補正することができる。
なお、最後尾軸より後方に受電器を設けた場合には、受信レベルの変化が逆となるだけで、同様に通過検出をすることができる。

また、第２の発明は、
前記受電器として、前記先頭軸より前方の前方受電器（例えば図１の前方受電器ＲＣ１）と、前記最後尾軸より後方の後方受電器（例えば図１の後方受電器ＲＣ２）とを備え、
前記通過検出部は、前記前方受電器による前記検知信号の受信レベルに基づいて前記打込点を通過したことを検出する前方通過検出部（例えば図１の前方通過検出部２１）と、前記後方受電器による前記検知信号の受信レベルに基づいて前記打込点を通過したことを検出する後方通過検出部（例えば図１の後方通過検出部２２）とを有し、
前記前方通過検出部による通過検出から前記後方通過検出部による通過検出までの時間と、前記列車の寸法諸元とを用いて、前記列車の走行速度を算出する速度算出部（例えば図１の速度算出部３１）を更に備えた、
第１の発明の車上装置である。

この第２の発明によれば、先頭軸より前方の前方受電器と、最後尾軸より後方の後方受電器とを備え、前方受電器および後方受電器それぞれの受信レベルを用いた打込点の通過検出が行われる。前方受電器の受信レベルを用いた通過検出と、後方受電器の受信レベルを用いた通過検出とには時間的な差が生じるが、その差は、概ね列車の全長の通過に要する時間といえる（より詳細には打込点を先頭軸が通過してから後方受電器が通過するまでの時間といえる）。一方、列車の各軸の配置位置や受電器の配置位置、車両の長さ等は定まっている。そのため、時間と長さから、列車の速度を算出することができる。
なお、速度を算出する際に利用する列車の寸法諸元を列車の全長としてもよいし、より精確な速度を算出するために先頭軸と最後尾軸との間の長さや、前方受電器と後方受電器との間の長さとしてもよい。

また、第３の発明は、
所定の速度計測装置（例えば、図１の速度計測装置６０）によって計測された速度と、前記速度算出部により算出された速度との差に基づいて、レール状態を判定する第１の状態判定部（例えば図１の第１の状態判定・記録部３３）、
を更に備えた第２の発明の車上装置である。

この第３の発明によれば、速度算出部により算出された速度を、所定の速度計測装置によって計測された速度と比較して、レール状態を判定することができる。例えば、レール上面に錆が生じている場合には、輪軸による左右レールの短絡不良が生じるため、先頭軸のみが打込点を通過しても、十分な受信レベルの変化が得られず、複数の輪軸が通過して初めて打込点の通過を検出する場合が起こり得る。打込点の通過検出を正しく行えない場合には、速度算出部による算出速度に誤差が生じることになる。この算出速度の誤差を、速度算出部とは別に速度を算出している所定の速度計測装置の速度と比較することで判定できる。例えば、誤差が所定の閾値以上大きい場合には、レール状態を不良（或いは異常）と判定して、レールや踏切制御子などの検知信号のレール伝送に係る保守に利用することができる。

また、第４の発明は、
前記通過検出部によって通過検出された際の前記受信レベルの変化形態に基づいて、前記検知信号のレール状態を判定する第２の状態判定部（例えば図１の第２の状態判定・記録部３５）、
を更に備えた第１〜第３の何れかの発明の車上装置である。

この第４の発明によれば、通過検出された際の受信レベルの変化形態に基づいて、レール状態を判定することができる。例えば、レール上面に錆が生じている場合には、輪軸による左右レールの短絡不良が生じるため、先頭軸のみが打込点を通過しても、十分な受信レベルの変化が得られず、複数の輪軸が通過して初めて打込点の通過を検出できる場合が起こり得る。打込点を輪軸が通過する毎に、徐々に受信レベルが変化するため、受信レベルの変化形態に基づいて、レール状態を判定できる。

車上装置の構成を説明するための図。 通過検出の原理を説明するための図。 通過検出の前後における受信レベルの時系列変化を波形として示す図。 レール状態が不良の場合の受信レベルの波形を説明するための図。 踏切制御子位置データの構成例を示す図。 レール状態判定結果データの構成例を示す図。 車上装置の動作の流れを説明するためのフローチャート。

以下、本発明を適用した一実施形態について説明するが、本発明を適用可能な形態は、以下の実施形態に限らないことは勿論である。また、説明の簡明化のため、本実施形態における列車１は、１車両のみで編成されることとして説明するが、複数車両で編成することとしても勿論構わない。

図１は、本実施形態に係る車上装置１０の構成を説明するための図である。車上装置１０は、レールＬ上を走行する列車１に搭載される装置であり、速度発電機Ｇと、受電器ＲＣ（ＲＣ１，ＲＣ２）と、位置補正制御部２０と、レール状態判定部３０と、記憶部４０と、位置計測部５０と、速度計測装置６０とを備える。位置補正制御部２０、レール状態判定部３０および記憶部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を搭載した制御基板として一種のコンピュータ基板で構成することが可能である。勿論、位置計測部５０や速度計測装置６０を更に具備した一体の制御基板として構成することも可能である。

速度発電機Ｇは、列車１の車軸の回転を検出し、その回転数に応じた信号をＰＧ信号として出力する装置である。位置計測部５０は、このＰＧ信号が示す回転数に、列車１の車輪径を乗算することで列車１が進んだ距離を求め、これを積算することで列車１の走行位置を計測する。なお、運転台や速度計測装置６０から得られる列車速度に基づいて走行距離を算出し、これを積算することで列車１の走行位置を計測することとしてもよい。但し、本実施形態において走行位置はキロ程で表されることとする。

速度計測装置６０は、例えば、速度発電機Ｇから得られるＰＧ信号や、速度センサなどを用いて列車１の走行速度を計測する装置である。

受電器ＲＣは、踏切制御子９０（図２参照）によってレールＬに伝送される検知信号を、レールＬから非接触で受信する装置であり、例えば、ＡＴＣ信号を受信する受電器を利用して構成できる。受電器ＲＣは、レールＬの上面に対向するように列車１の車体床下に設けられ、列車１の先頭軸より前方に前方受電器ＲＣ１が、列車１の最後尾軸より後方に後方受電器ＲＣ２が設けられる。前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２の受信信号は、位置補正制御部２０およびレール状態判定部３０に出力される。なお、前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２は、それぞれ、左右のレールＬに対向する一対の受電器で構成されるが、左右一方のレールＬに対向する受電器で構成するとしてもよい。

位置補正制御部２０は、位置計測部５０で計測されている列車位置を補正するための機能部であり、前方通過検出部２１と、後方通過検出部２２と、位置補正部２５とを有する。前方通過検出部２１および後方通過検出部２２は、対応する受電器ＲＣからの受信信号に基づいて、列車１が踏切制御子９０による検知信号の打込点ＳＰを通過したことを検出する。

図２，３を参照して具体的に説明する。図２は、列車１が打込点ＳＰを通過する際の前方通過検出部２１および後方通過検出部２２の通過検出の原理を説明するための図であり、図３は、そのときの受電器ＲＣの受信レベルの時系列変化を波形として示した図である、図３の（１）〜（４）の時点が、それぞれ図２の（１）〜（４）に対応する。尚、図２において、前方受電器ＲＣ１は、左右のレールＬの一方に対応する１台のみ図示しているが、説明の簡明化のためである。後方受電器ＲＣ２も同様である。

本実施形態において、踏切制御子９０は、踏切の警報開始点に設置される閉電路式の踏切制御子であり、踏切に接近する列車１を検知するための交流信号でなる検知信号をレールＬに送信する送信器９１と、踏切への進入方向とは反対側に所定距離離れた位置（受信点）でレールＬに伝送されている検知信号を受信する受信器９３とを備えて構成される。受信点より内方に列車１が進入し、列車１の輪軸によって左右のレールＬが短絡されると、受信器９３が検知信号を受信できなくなることで踏切制御子９０は踏切への列車１の接近を検知して、その旨を知らせる信号を踏切制御装置等へ出力する。送信器９１による検知信号の送信位置が、打込点ＳＰである。

まず、図２（１）では、列車１が打込点ＳＰに接近しているが、第１軸（先頭軸）ＡＸ１が打込点ＳＰの手前方（外方）に位置する。この状態では、検知信号が流れる流路Ｃは、打込点ＳＰから前方受電器ＲＣ１の対向位置を経由して第１軸ＡＸ１を通る経路となるため、前方受電器ＲＣ１で検知信号を受信できる。また、第１軸ＡＸ１が打込点ＳＰに接近するほど、前方受電器ＲＣ１での検知信号の受信レベルは増加していく（図３の（１）〜（２）の間の課程）。他方、後方受電器ＲＣ２は、第１軸ＡＸ１〜第４軸（最後尾軸）ＡＸ４により左右のレールＬが短絡されているため、検知信号を受信できない（図３の（１）〜（２）の間の課程を参照）。

そして、第１軸ＡＸ１が打込点ＳＰを通過すると、図２（２）の状態となる。すなわち、打込点ＳＰから見て、前方受電器ＲＣ１は第１軸ＡＸ１の内方に位置することとなる。このため、前方受電器ＲＣ１が検知信号を受信できなくなる。図３の（２）の時点で示されるように、第１軸ＡＸ１が打込点ＳＰを通過したタイミングで、前方受電器ＲＣ１の受信レベルが急激に低下する。前方通過検出部２１は、前方受電器ＲＣ１の受信信号に基づき、その受信レベルが徐々に大きくなった後に、急激に低下したタイミングをもって、第１軸ＡＸ１が打込点ＳＰを通過したことを検出する。例えば、所定の単位時間間隔で受信レベルの変化量（変化速度とも言える）を算出して、その変化量が、打込点ＳＰの通過を検出するための閾値条件を満たしたことをもって打込点ＳＰの通過を検出したり、打込点ＳＰの通過検出にあたって受信レベルの最大値を判定・保持し、この最大値の３０％の値以下に低下したタイミングを打込点ＳＰの通過として検出する、といった方法が考えられる。
また、後方受電器ＲＣ２では、引き続いて検知信号を受信できない状態が続く（図３の（２）の時点）。

第１軸ＡＸ１が打込点ＳＰを通過して後、第４軸ＡＸ４が打込点ＳＰを通過する前までの間は、図２（２）および図２（３）に示す通り、前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２共に、検知信号を受信できない状態となる（図３の（２）、（３）参照）。

そして、図２（４）に示すように、第４軸ＡＸ４が打込点ＳＰを通過すると、後方受電器ＲＣ２での受信レベルが急激に上昇する（図３の（４）参照）。

後方通過検出部２２は、後方受電器ＲＣ２の受信信号に基づき、その受信レベルが急激に上昇したタイミングをもって、第４軸ＡＸ４が打込点ＳＰを通過したことを検出する。例えば、所定の単位時間間隔で受信レベルの変化量（変化速度とも言える）を算出して、その変化量が打込点ＳＰの通過を検出するための閾値条件を満たしたことをもって打込点ＳＰの通過を検出する、といった方法が考えられる。

なお、通過検出のより厳密な判定は次の通りである。すなわち、前方受電器ＲＣ１が打込点ＳＰを通過し、第１軸ＡＸ１が打込点ＳＰを通過していない状態が極く短時間であるが生じ得る。同様に、第４軸ＡＸ４が打込点ＳＰを通過し、後方受電器ＲＣ２が打込点ＳＰを通過していない状態が極く短時間であるが生じ得る。この短時間の間、検知電流は、左右のレールＬを短絡している検知点ＳＰに最も近い輪軸を経由した流路Ｃを取る。すなわち、この短時間の間、受電器ＲＣの受信レベルは低い状態にある。

よって、通過検出をより厳格に表現する場合には、受電器ＲＣに対向する位置が、打込点ＳＰを通過したことを検出する、ということになる。しかし、受電器ＲＣの設置位置や設置向きなどにより、第１軸ＡＸ１または第４軸ＡＸ４の通過検出に相当する検出は可能であり、また、位置補正の精度として数１０ｃｍ程度の誤差を許容できるのであれば、問題ではない。

図１に戻り、位置補正部２５は、前方通過検出部２１および後方通過検出部２２の検出結果に基づいて、位置計測部５０が計測している走行位置を補正する。ただし、前方通過検出部２１および後方通過検出部２２の両方の検出結果を用いてもよいし、何れか一方の検出結果を用いてもよい。

前方通過検出部２１の検出結果を用いる場合には、前方通過検出部２１が通過検出したタイミングで、第１軸ＡＸ１が打込点ＳＰを通過したとして、走行位置を補正する。具体的には、踏切制御子位置データ４１から打込点ＳＰの正確な打込点位置情報を読み出すとともに、列車１の走行位置を定義するための基準点と第１軸ＡＸ２との相対距離のデータを列車諸元４５から読み出す。そして、読み出した打込点位置情報が示す打込点位置に、読み出した相対距離を加えることで、第１軸ＡＸ１が打込点ＳＰを通過した時点での、列車１の基準点の正確な位置を割り出す。この割り出した正確な位置でもって、位置計測部５０が計測している走行位置をリセットすることで、走行位置を補正する。

後方通過検出部２２の検出結果を用いる場合には、後方通過検出部２２が通過検出したタイミングで、第４軸ＡＸ４が打込点ＳＰを通過したとして、走行位置を補正する。具体的には、踏切制御子位置データ４１から打込点ＳＰの正確な打込点位置情報を読み出すとともに、列車１の走行位置を定義するための基準点と第４軸ＡＸ４との相対距離のデータを列車諸元４５から読み出す。そして、読み出した打込点位置情報が示す打込点位置に、読み出した相対距離を加えることで、第４軸ＡＸ４が打込点ＳＰを通過した時点での、列車１の基準点の正確な位置を割り出す。この割り出した正確な位置でもって、位置計測部５０が計測している走行位置をリセットすることで、走行位置を補正する。

レール状態判定部３０は、レールＬの上面に錆が発生したり、落ち葉が張り付いている等の短絡不良が発生し得るレール状態か否かを判定するための機能部であり、速度算出部３１と、第１の状態判定・記録部３３と、第２の状態判定・記録部３５とを有する。

速度算出部３１は、前方通過検出部２１および後方通過検出部２２の検出結果を用いて、列車１の走行速度を算出する。具体的には、前方通過検出部２１が通過検出した時点から、後方通過検出部２２が通過検出するまでの時間を計時する。また、列車諸元４５から、第１軸ＡＸ１と第４軸ＡＸ４間の長さを読み出す。そして、速度算出部３１は、読み出した長さ分の距離を走行するために、計時した時間を要したとして、列車１の走行速度を算出する。算出した走行速度は、第１の状態判定・記録部３３に出力する。なお、このときの長さを、列車１の全長として走行速度を算出してもよい。どの程度の精度まで許容するかの問題であり、第１の状態判定・記録部３３による判定条件によって設定することができる。

第１の状態判定・記録部３３および第２の状態判定・記録部３５は、レール状態を判定し、レールＬの保守用データとして、その判定結果を記録する処理部である。例えば、レールＬの上面に錆が生じている場合には、輪軸による左右のレールＬの短絡不良が生じ得るため、第１軸ＡＸ１のみが打込点ＳＰを通過しても、前方受電器ＲＣ１の受信レベルが十分に低下せず、第２軸ＡＸ２以降の更なる輪軸が打込点ＳＰを通過して初めて通過検出がなされる場合がある。

図４を参照して具体的に説明する。図４は、レールＬの上面に錆が生じ、輪軸による左右のレールＬの短絡不良が生じた場合の、前方受電器ＲＣ１の受信レベルの変化形態（波形）の概念を示す図である。レベルｄ１は受信レベルの最大値であり、レベルｄ２は通過検出をするための閾値である。受信レベルが最大値に達して後、レベルｄ２以下に下がった時点で、前方通過検出部２１が通過を検出する。レールＬが正常な状態であれば、第１軸ＡＸ１が打込点ＳＰを通過した時刻ｔ１の時点で、受信レベルが最大値からレベルｄ２以下にまで急激に下がる（図３の上側の図参照）。しかし、レールＬの上面に錆が生じているために、図４に示すように、時刻ｔ１の時点ではレベルｄ２以下にまでは下がらない。第１軸ＡＸ１に続いて、第２軸ＡＸ２、第３軸ＡＸ３、第４軸ＡＸ４が順に打込点ＳＰを通過するに従って、段階的に受信レベルが下がることになる。これは、より多くの輪軸が短絡に寄与することで、検知信号の電流（短絡電流）がより多く流れる結果、輪軸が打込点ＳＰを通過する毎に前方受電器ＲＣ１の受信レベルが下がるためである。そのため、図４の例では、時刻ｔ１より遅れた時刻ｔ２の時点で、受信レベルがレベルｄ２以下となり、この時刻ｔ２の時点で通過検出がなされる。

なお、前方受電器ＲＣ１の受信レベルの波形の例を図４に示して説明したが、後方受電器ＲＣ２の受信レベルの波形も同様である。すなわち、図４の波形を左右反転した形が、後方受電器ＲＣ２の受信レベルの波形となる。

第１の状態判定・記録部３３は、速度算出部３１で算出された速度と、速度計測装置６０で計測された速度とを対比することで、第１判定結果とするレール状態を決定する。速度算出部３１は、前方通過検出部２１による通過検出のタイミングと、後方通過検出部２２による通過検出のタイミングとの時間差を用いて列車１の走行速度を算出する。そのため、図４のように、通過検出が正しく行われないと、速度算出部３１が算出する速度に誤差が生じる。そこで、第１の状態判定・記録部３３は、速度算出部３１が算出した速度と、速度計測装置６０が計測した速度との速度差に基づいて、レール状態を判定する。より具体的には、第１の状態判定・記録部３３は、保守や点検を必要とする度合（ランク）に応じた速度差の条件を予め関連づけておき、対比して求めた速度差に対応する度合（ランク）を、第１判定結果として記憶部４０のレール状態判定結果データ４３に記録する。本実施形態では説明の簡明化のため、度合（ランク）は、保守が必要か否かの２値とするが、３値以上としても勿論よい。

第２の状態判定・記録部３５は、前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２の受信レベルの変化形態を用いて、第２判定結果とするレール状態を決定する。より具体的には、第２の状態判定・記録部３５は、第１次判定と、第２次判定とを行って、第２判定結果を決定する。第１次判定では、前方受電器ＲＣ１の受信レベルが、図４のように最大値から段階的に低減する変化形態を示したか否か、および、後方受電器ＲＣ２の受信レベルが段階的に上昇して最大値に至る変化形態を示したか否か、に基づく判定である。第２次判定は、最大値が表れたタイミングと通過検出がなされたタイミングとの時間差に基づく判定である。時間差が大きいほど、保守が必要であり、緊急性が高い度合（ランク）と判定する。閾値を定め、この閾値以上の場合に保守が必要であると判定することとしてもよい。第２の状態判定・記録部３５は、第１次判定の結果と第２次判定の結果との組み合わせに基づいて、第２判定結果とするレール状態を決定する。組み合わせと、第２判定結果とするレール状態との対応関係は適宜設定することができる。また、第１次判定の結果と、第２次判定の結果とのうち、保守を必要とする度合（ランク）が高い（強い）方の結果を、第２判定結果とすることもできる。

なお、第２の状態判定・記録部３５は、前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２の一方の受信レベルのみを用いてレール状態を判定してもよい。また、第１次判定および第２次判定のうちの一方の判定のみを行って、レール状態を判定してもよい。

第１の状態判定・記録部３３の第１判定結果と、第２の状態判定・記録部３５の第２判定結果とから、レール状態判定部３０は、総合判定をする。総合判定では、第１判定結果と、第２判定結果とのうち、保守を必要とする度合（ランク）が高い（強い）方の結果を、総合判定結果とする。

図１に戻り、記憶部４０は、メモリやハードディスク等で構成され、規定データの保存や、設定値の記憶、測定値・算出値の記録、演算処理上の一時的な値の格納、等のために利用される。本実施形態では、記憶部４０は、踏切制御子位置データ４１と、レール状態判定結果データ４３と、列車諸元４５とを記憶し、リングバッファ４７を有して構成される。

踏切制御子位置データ４１は、例えば、図５に示すように、踏切制御子の識別情報ごとに、当該踏切制御子の打込点の位置情報を格納する。踏切制御子位置データ４１は、予め定義されるデータである。車上装置１０においては、位置計測部５０が計測している位置と踏切制御子位置データ４１とを比較することで、次に通過する踏切制御子の打込点の位置を特定することができる。位置補正部２５は、その特定した位置を用いて、位置計測部５０で計測されている位置を補正する。

レール状態判定結果データ４３は、位置補正およびレール状態の判定が行われる度にその結果が更新記録されるデータである。例えば、図６に示すように、踏切制御子の識別情報ごとに、位置補正を行った時点で位置計測部５０が計測していた位置（補正時計測位置）と、レール状態の判定結果とを対応づけて格納する。レール状態の判定結果には、第１の状態判定・記録部３３による第１判定結果と、第２の状態判定・記録部３５による第２判定結果と、第１判定結果および第２判定結果からレール状態判定部３０が総合判定した結果とが含まれる。

列車諸元４５には、列車１の寸法諸元に関するデータが格納されており、例えば、列車１の走行位置を算出する基準となる基準点の位置や、第１軸ＡＸ１〜第４軸ＡＸ４の位置、前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２の位置などが相対的な位置情報として格納され、また、列車１の全長が格納されている。相対的な位置情報は、例えば、基準点の位置を座標原点とする座標として定義されている。列車諸元４５に基づいて、例えば、第１軸ＡＸ１〜第４軸ＡＸ４間の長さ等が求められる。

リングバッファ４７は、前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２それぞれで受信された過去所定時間の間の受信レベルを随時更新記憶するための格納領域である。リングバッファ４７を参照することで、最新（現在）の受信レベルから過去所定時間までの受信レベルを取得して、受信レベルの変化形態を判断することができる。

次に、車上装置１０の動作の流れについて、図７を参照して説明する。
車上装置１０では、位置計測部５０が随時、列車１の走行位置を計測しており、前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２が随時、レールＬ上に伝送されている信号を受信可能な状態にある。また、前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２それぞれの受信レベルがリングバッファ４７に随時記憶されている状態にある。

まず、前方通過検出部２１が前方受電器ＲＣ１による受信レベルに基づいて通過検出をするまで待機する（ステップＳ２：ＮＯ）。前方通過検出部２１が通過検出をした場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、速度算出部３１が計時を開始するとともに（ステップＳ４）、位置補正部２５が、踏切制御子位置データ４１から、通過した踏切制御子９０の打込点ＳＰの位置情報を読み出し、その位置情報を用いて、位置計測部５０で計測されている走行位置を補正する（ステップＳ６）。また、このときに位置計測部５０で計測されていた走行位置を参考用のデータとして、レール状態判定結果データ４３に記録する。

次いで、第２の状態判定・記録部３５が、リングバッファ４７から、過去所定時間分の前方受電器ＲＣ１の受信レベルを読み出して、通過検出した際の受信レベルの変化形態として一時保存する（ステップＳ８）。

その後、後方通過検出部２２が後方受電器ＲＣ２による受信レベルに基づいて通過検出をするまで待機する（ステップＳ１０：ＮＯ）。後方通過検出部２２が通過検出をした場合には（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、速度算出部３１が計時を終了するとともに（ステップＳ１２）、第２の状態判定・記録部３５が、リングバッファ４７から、過去所定時間分の後方受電器ＲＣ２の受信レベルを読み出して、通過検出した際の受信レベルの変化形態として一時保存する（ステップＳ１４）。なお、この時に、位置補正部２５が走行位置の補正を行うこととしてもよい。

次いで、速度算出部３１が、ステップＳ４〜Ｓ１２の間に計時した時間と、列車１の全長あるいは第１軸ＡＸ１〜第４軸ＡＸ４間の長さとを用いて、列車１の走行速度を算出する（ステップＳ１６）。

そして、レール状態判定部３０が、レール状態を判定してレール状態判定結果データ４３に記録する（ステップＳ１８）。すなわち、第１の状態判定・記録部３３が、速度算出部３１が算出した走行速度と、速度計測装置６０で計測されている速度との速度差に基づいてレール状態を判定する（第１判定）。また、第２の状態判定・記録部３５が、ステップＳ８，Ｓ１４で一時保存した受信レベルの変化形態に基づいてレール状態を判定する（第２判定）。これらの第１判定の結果と、第２判定の結果とから、レール状態判定部３０が、レール状態の総合判定を行う。

以上、本実施形態によれば、閉電路式の踏切制御子９０がレールＬに伝送している検知信号を用いて、車上で計測している走行位置を補正することができる。具体的には、前方受電器ＲＣ１が受信する検知信号の受信レベルが、先頭軸である第１軸ＡＸ１が打込点ＳＰを通過する前後で変化する。これを検出することで、列車１が打込点ＳＰに位置した瞬間を判断し、予め定められている打込点ＳＰの位置を用いて、車上で計測されている走行位置を補正することができる。よって、地上側に新たな設備を必要とせずに、車上で計測されている列車位置を補正することができる。勿論、後方受電器ＲＣ２の受信レベルを用いて、走行位置を補正することもできる。

また、前方受電器ＲＣ１の受信レベルを用いた通過検出から、後方受電器ＲＣ２の受信レベルを用いた通過検出までの時間差を利用して列車１の走行速度を算出することができる。仮に、レールＬの上面に錆が発生している等の短絡不良が生じ易いレール状態であれば、通過検出に誤差が生じるため、算出される走行速度に誤差が含まれる。この誤差が含まれているか否かを、時間差を利用して算出した速度と、別途計測している列車１の走行速度との速度差に基づいて判定する。この判定は、すなわち、レール状態の判定を意味する。

レール状態の判定結果は、錆取り列車を走行させるか否か等の保守の要否の判断基準として有用な情報となる。

また、レール状態の判定は、前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２の受信レベルの変化形態（波形）に基づいても行われる。

本発明を適用した実施形態を上述してきたが、本発明を適用可能な形態は上述した実施形態に限られるものではない。
例えば、第２の状態判定・記録部３５において、前方受電器ＲＣ１および後方受電器ＲＣ２の受信レベルの変化形態を用いて第２判定を行うとして説明したが、何れか一方の受信レベルの変化形態のみを用いて第２判定を行うこととしてもよい。
また、第１の状態判定・記録部３３および第２の状態判定・記録部３５の何れか一方のみを具備して、一方の状態判定のみを行うこととしてもよい。

また、踏切制御子位置データ４１が記憶する打込点位置情報を、打込点ＳＰの位置そのものとして説明したが、列車１の諸元を加味して、第１軸ＡＸ１が当該打込点ＳＰに位置した時の列車１の基準点の位置や、第４軸ＡＸ４が当該打込点ＳＰに位置した時の列車１の基準点の位置を記憶することとしてもよい。その場合には、通過検出時に、列車諸元４５から列車１の基準点の位置を割り出さずに済む。

また、列車１を１両編成として説明したが、複数車両の編成としてもよい。その場合には、列車１全体における先頭の軸より前方に前方受電器ＲＣ１を設け、列車１全体における最後尾の軸より後方に後方受電器ＲＣ２を設ければよい。

１０ 車上装置
２０ 位置補正制御部
２１ 前方通過検出部
２２ 後方通過検出部
２５ 位置補正部
３０ レール状態判定部
３１ 速度算出部
３３ 第１の状態判定・記録部
３５ 第２の状態判定・記録部
４０ 記憶部
４１ 踏切制御子位置データ
４３ レール状態判定結果データ
４５ 列車諸元
４７ リングバッファ
５０ 位置計測部
６０ 速度計測装置
ＲＣ１，ＲＣ２ 受電器

Claims (3)

1. 閉電路式の踏切制御子がレールに伝送する検知信号を受電可能な受電器であって、列車の先頭軸より前方、及び／又は、前記列車の最後尾軸より後方に設けた受電器と、
   走行中の位置を計測する位置計測部と、
   前記踏切制御子による前記検知信号の打込点を通過したことを、前記受電器による前記検知信号の受信レベルに基づいて検出する通過検出部と、
   前記通過検出部の検出に応じて、予め定められた前記打込点に係る位置情報を用いて前記位置計測部で計測されている走行位置を補正する位置補正部と、
   前記通過検出部によって通過検出された際の前記受信レベルが段階的に変化する変化形態を示した否かに基づいて、レール状態を判定する状態判定部、
   を備えた車上装置。
2. 前記受電器として、前記先頭軸より前方の前方受電器と、前記最後尾軸より後方の後方受電器とを備え、
   前記通過検出部は、前記前方受電器による前記検知信号の受信レベルに基づいて前記打込点を通過したことを検出する前方通過検出部と、前記後方受電器による前記検知信号の受信レベルに基づいて前記打込点を通過したことを検出する後方通過検出部とを有し、
   前記前方通過検出部による通過検出から前記後方通過検出部による通過検出までの時間と、前記列車の寸法諸元とを用いて、前記列車の走行速度を算出する速度算出部を更に備えた、
   請求項１に記載の車上装置。
3. 所定の速度計測装置によって計測された速度と、前記速度算出部により算出された速度との差に基づいて、レール状態を判定する速度基準レール状態判定部、
   を更に備えた請求項２に記載の車上装置。