JP6785353B1 - レール破断検知装置 - Google Patents
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Abstract
Description
所定の符号化信号を所定の多周波利用変調方式で変調して送信信号を生成し、左右一対のレールの一方レールに定められた信号入力点に当該送信信号を出力する信号生成部と、
前記一方レールに定められた信号出力点からの受信信号に対して、前記多周波利用変調方式に対応する復調方式による復調を試行し、当該受信信号を前記符号化信号に復号可能な状態に達する以前の、所定の復調成功条件に達した時点で、信号捕捉に成功したことを検出する信号捕捉検出部と、
前記信号捕捉検出部の検出結果に基づいて、前記一方レールのレール破断を判定する破断判定部と、
を備えたレール破断検知装置である。
前記信号生成部は、並行する2つの軌道それぞれの一方レール同士を接続して設けられた前記信号入力点に前記送信信号を出力し、
前記信号捕捉検出部は、前記2つの軌道それぞれの一方レール同士を接続して設けられた前記信号出力点からの信号を前記受信信号として入力し、
前記破断判定部は、前記2つの軌道それぞれの一方レール同士のうち、少なくともどちらかに発生したレール破断を判定する、
レール破断検知装置である。
前記信号生成部は、所定の拡散符号を用いて前記符号化信号を拡散符号化するスペクトラム拡散により前記多周波利用変調方式での一次変調を行い、当該一次変調した信号で所定の搬送波を変調させる二次変調を行って前記送信信号を生成し、
前記信号捕捉検出部は、前記受信信号に対して前記二次変調に対応する復調を行った信号に対して、前記拡散符号を用いて逆拡散復号することで、前記多周波利用変調方式に対応する復調方式による復調の試行を行う、
レール破断検知装置である。
前記信号生成部は、前記符号化信号をサブキャリア数分のパラレル信号に変換した上でサブキャリア変調および逆フーリエ変換を行って各信号を合成するOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)により前記多周波利用変調方式での一次変調を行い、当該一次変調した信号で所定の搬送波を変調させる二次変調を行って前記送信信号を生成し、
前記信号捕捉検出部は、前記受信信号に対して前記二次変調に対応する復調を行った信号に対して、フーリエ変換およびサブキャリア復調を行って得られるサブキャリア数分のパラレル信号をシリアル信号に変換することで、前記多周波利用変調方式に対応する復調方式による復調の試行を行う、
レール破断検知装置である。
列車が走行する軌道を区切った各区間を順次切り替えて選択することで、当該区間の前記一方レールに定められた前記信号入力点および前記信号出力点を選択する切替制御部と、
前記信号生成部から出力された前記送信信号を、前記切替制御部によって選択された信号入力点に出力させる送信切替部と、
前記切替制御部によって選択された信号出力点から入力された信号を前記受信信号として前記信号捕捉検出部に出力する受信切替部と、
を更に備え、
前記破断判定部は、前記信号捕捉検出部の検出結果、および、前記切替制御部によって選択された区間に基づいて、区間毎の前記一方レールのレール破断を判定する、
レール破断検知装置である。
前記信号生成部は、前記変調を行って周波数の異なる複数の前記送信信号を生成し、列車が走行する軌道を区切った各区間のうち、隣接する区間で周波数が異なるように各区間の前記一方レールに定められた前記信号入力点に当該送信信号を出力し、
前記信号捕捉検出部は、各区間の前記一方レールに定められた前記信号出力点から入力した前記受信信号それぞれに対して前記復調を試行し、当該受信信号を前記符号化信号に復号可能な状態に達する以前の、所定の復調成功条件に達した時点で、信号捕捉に成功したことを区間毎に検出し、
前記破断判定部は、前記信号捕捉検出部の検出結果に基づいて、区間毎の前記一方レールのレール破断を判定する、
レール破断検知装置である。
図1は、第1実施形態のレール破断検知装置1Aの構成図である。レール破断検知装置1Aは、区間Tにおける並行して敷設された2つの軌道L1,L2のレール破断を検知する装置である。区間Tの中央には信号入力点s(sa,sb)が定められ、区間Tの両端には信号出力点r(r1a,r1b,r2a,r2b)が定められている。信号入力点sおよび信号出力点rは、レールとレール破断検知装置1Aとの電気的接点であり、整合変成器MTを介して信号が入出力される。レール破断検知装置1Aは、信号入力点sからレールに送信信号Sを出力し、信号出力点rから入力される受信信号Rに基づいて、区間Tのレール破断を判定する。
次に、第2実施形態を説明する。第2実施形態では、上述の第1実施形態と同一要素については同符号を付して詳細な説明を省略する。第2実施形態は、上述の第1実施形態のレール破断検知装置1Aによるレール破断の検知対象を、1つの軌道を区切った区間Tとした実施形態である。
次に、第3実施形態を説明する。第3実施形態では、上述の第1又は第2実施形態と同一要素については同符号を付して詳細な説明を省略する。第3実施形態は、レール破断検知装置によるレール破断の検知対象を、軌道を区切った複数の区間とした実施形態である。
次に、第4実施形態を説明する。第4実施形態では、上述の第1〜第3実施形態と同一要素については同符号を付して詳細な説明を省略する。第4実施形態は、レール破断検知装置によるレール破断の検知対象を、軌道を区切った複数の区間であることは第3実施形態と同じであるが、全ての区間に対して並列にレール破断を判定することが、第3実施形態との主な相違点である。
幾つかの実施形態を説明したが、各実施形態のレール破断検知装置1(1A,1B,1C,1D)によれば、レールに送信する送信信号Sをスペクトラム拡散により変調して生成し、レールからの受信信号Rに対する復調を試行して信号捕捉に成功したかを検出することにより、レール破断を検知することが可能となる。つまり、受信信号Rを元の符号化信号であるレール破断検知信号にまで復号しなくとも、送信時の多周波利用変調方式に対応する復調方式で復調成功条件に達する復調ができたこと、すなわち信号捕捉に成功したことの検出でもって、受信した信号は適正な信号であるレール破断検知信号に違いないことを確認できる。これにより、電車電流による雑音や妨害波の影響を受けてもレール破断検知信号の捕捉が可能となり、耐雑音および耐妨害波特性が大幅に向上して、レール破断の検知能力の高いレール破断検知装置1を実現できる。
上述の実施形態では、送信信号Sの生成の際に用いる多周波利用変調方式をスペクトラム拡散による変調としたが、これ以外でもよく、例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数多重分割)を用いることにしてもよい。この場合、上述の各実施形態のレール破断検知装置1A(図1参照),1B(図6参照),1C(図7参照),1D(図10参照)において、信号生成部10A,10C、信号生成部10Dの並列信号生成部20Dを、図15に示す信号生成部10Eに、信号捕捉検出部30A,30C,30Dの並列捕捉検出部40A,40Dを、図16に示す並列捕捉検出部40Eに置き替えることで実現できる。
また、上述の各実施形態では、区間Tの中央に信号入力点s(sa,sb)を定め、区間の両端に信号出力点r(r11,r1b,r2a,r2b)を定めているが、次のようにしてもよい。すなわち、区間Tの両端のうちの一方側の端部に信号入力点sを定め、他方側の端部に信号出力点rを定める。つまり、信号入力点sとして、軌道Lが有する左右一対の2本のレールのうちの一方レールの区間Tの一方側の端部に一方側信号入力点saを定め、他方レールの区間Tの一方側の端部に他方側信号入力点sbを定める。また、信号出力点rとして、軌道Lが有する左右一対の2本のレールのうちの一方レールの区間Tの他方側の端部に一方側信号出力点raを定め、他方レールの区間Tの他方側の端部に他方側信号出力点rbを定める。そして、レール破断検知装置は、区間Tの2つの信号入力点s(sa,sb)それぞれからレールに送信信号Sを出力し、2つの信号出力点r(ra,rb)それぞれから入力される受信信号Rに基づいて、当該区間Tのどちらのレール(一方レール/他方レール)にレール破断が生じたかを判定する。この場合、図4,図5,図8,図9,図13,図14に示したように、信号入力点sを境界として区間Tを“前半/後半”に分けてレール破断を判定することはできないことになる。
また、上述の各実施形態では、軌道が有する一方レールと他方レールとの2本のレール両方を対象としてレール破断を判定することにしたが、一方レールのみをレール破断の対象としてもよい。この場合、対象とする一方レールにのみ、信号入力点sおよび信号出力点rを定めればよい。
10(10A,10C,10D)…信号生成部
20D…並列信号生成部
21…検知信号生成部
29(29A,29D)…変調部
22…拡散符号生成部、23…拡散符号化部
24(24A,24D)…搬送波生成部、25…搬送波変調部
30(30A,30C,30D)…信号捕捉検出部
40(40A,40D)…並列捕捉検出部
41(41A,41D)…搬送波生成部、42…搬送波信号除去部
43…拡散符号生成部、44…逆拡散復号部、45…同期捕捉部
50(50A,50C,50D)…破断判定部
60…切替制御部
70…送信切替部、P(Pi)…スイッチ
80…受信切替部、Q(Qi1〜Qi4)…スイッチ
L(L1,L2)…軌道、T(Ti)…区間
s…信号入力点、r…信号出力点
S…送信信号、R…受信信号
Claims (6)
- 所定の符号化信号を所定の多周波利用変調方式で変調して送信信号を生成し、左右一対のレールの一方レールに定められた信号入力点に当該送信信号を出力する信号生成部と、
前記一方レールに定められた信号出力点からの受信信号に対して、前記多周波利用変調方式に対応する復調方式による復調を試行し、当該受信信号を前記符号化信号に復号可能な状態に達する以前の、所定の復調成功条件に達した時点で、信号捕捉に成功したことを検出する信号捕捉検出部と、
前記信号捕捉検出部の検出結果に基づいて、前記一方レールのレール破断を判定する破断判定部と、
を備えたレール破断検知装置。 - 前記信号生成部は、並行する2つの軌道それぞれの一方レール同士を接続して設けられた前記信号入力点に前記送信信号を出力し、
前記信号捕捉検出部は、前記2つの軌道それぞれの一方レール同士を接続して設けられた前記信号出力点からの信号を前記受信信号として入力し、
前記破断判定部は、前記2つの軌道それぞれの一方レール同士のうち、少なくともどちらかに発生したレール破断を判定する、
請求項1に記載のレール破断検知装置。 - 前記信号生成部は、所定の拡散符号を用いて前記符号化信号を拡散符号化するスペクトラム拡散により前記多周波利用変調方式での一次変調を行い、当該一次変調した信号で所定の搬送波を変調させる二次変調を行って前記送信信号を生成し、
前記信号捕捉検出部は、前記受信信号に対して前記二次変調に対応する復調を行った信号に対して、前記拡散符号を用いて逆拡散復号することで、前記多周波利用変調方式に対応する復調方式による復調の試行を行う、
請求項1又は2に記載のレール破断検知装置。 - 前記信号生成部は、前記符号化信号をサブキャリア数分のパラレル信号に変換した上でサブキャリア変調および逆フーリエ変換を行って各信号を合成するOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)により前記多周波利用変調方式での一次変調を行い、当該一次変調した信号で所定の搬送波を変調させる二次変調を行って前記送信信号を生成し、
前記信号捕捉検出部は、前記受信信号に対して前記二次変調に対応する復調を行った信号に対して、フーリエ変換およびサブキャリア復調を行って得られるサブキャリア数分のパラレル信号をシリアル信号に変換することで、前記多周波利用変調方式に対応する復調方式による復調の試行を行う、
請求項1又は2に記載のレール破断検知装置。 - 列車が走行する軌道を区切った各区間を順次切り替えて選択することで、当該区間の前記一方レールに定められた前記信号入力点および前記信号出力点を選択する切替制御部と、
前記信号生成部から出力された前記送信信号を、前記切替制御部によって選択された信号入力点に出力させる送信切替部と、
前記切替制御部によって選択された信号出力点から入力された信号を前記受信信号として前記信号捕捉検出部に出力する受信切替部と、
を更に備え、
前記破断判定部は、前記信号捕捉検出部の検出結果、および、前記切替制御部によって選択された区間に基づいて、区間毎の前記一方レールのレール破断を判定する、
請求項1〜4の何れか一項に記載のレール破断検知装置。 - 前記信号生成部は、前記変調を行って周波数の異なる複数の前記送信信号を生成し、列車が走行する軌道を区切った各区間のうち、隣接する区間で周波数が異なるように各区間の前記一方レールに定められた前記信号入力点に当該送信信号を出力し、
前記信号捕捉検出部は、各区間の前記一方レールに定められた前記信号出力点から入力した前記受信信号それぞれに対して前記復調を試行し、当該受信信号を前記符号化信号に復号可能な状態に達する以前の、所定の復調成功条件に達した時点で、信号捕捉に成功したことを区間毎に検出し、
前記破断判定部は、前記信号捕捉検出部の検出結果に基づいて、区間毎の前記一方レールのレール破断を判定する、
請求項1〜4の何れか一項に記載のレール破断検知装置。
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