JP6846209B2 - Railroad crossing control system and railway control system using optical cable - Google Patents

Railroad crossing control system and railway control system using optical cable Download PDF

Info

Publication number
JP6846209B2
JP6846209B2 JP2017005519A JP2017005519A JP6846209B2 JP 6846209 B2 JP6846209 B2 JP 6846209B2 JP 2017005519 A JP2017005519 A JP 2017005519A JP 2017005519 A JP2017005519 A JP 2017005519A JP 6846209 B2 JP6846209 B2 JP 6846209B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
railroad crossing
train
optical cable
control system
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017005519A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018114791A (en
Inventor
福田 和人
和人 福田
知 北村
知 北村
聡 糸谷
聡 糸谷
孝典 安倍
孝典 安倍
利仁 阿満
利仁 阿満
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East Japan Railway Co
Original Assignee
East Japan Railway Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East Japan Railway Co filed Critical East Japan Railway Co
Priority to JP2017005519A priority Critical patent/JP6846209B2/en
Publication of JP2018114791A publication Critical patent/JP2018114791A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6846209B2 publication Critical patent/JP6846209B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Description

本発明は、光ファイバセンシング技術を用いた列車等を検出する技術に関し、特に軌道に沿って敷設された光ファイバケーブル(以下、単に光ケーブル)を使用して列車の位置を検出し鉄道関連設備(踏切設備、列車を含む)を制御する機能を備えた踏切制御システムおよび鉄道制御システムに利用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting a train or the like using an optical fiber sensing technique, and particularly detects a train position by using an optical fiber cable laid along a railroad crossing (hereinafter, simply an optical cable) and is a railway-related facility (hereinafter, simply an optical cable). Related to technologies that are effective for use in railroad crossing control systems and railway control systems that have the function of controlling railroad crossing equipment and trains.

鉄道の踏切には、列車が近づいて来たのを検知して警報機を鳴動させたり踏切遮断機を作動させたりする踏切制御装置が設けられている。
現在、踏切保安システムでは、一つの踏切保安設備を1つの踏切制御装置が独立して制御する構成が一般的に採用されている。踏切保安設備には、始動点制御子と終止点制御子とが設けられ、始動点制御子が列車の進入を検知すると、踏切制御装置が警報機や遮断機等の機器を作動させる。そして、終止点制御子が列車の通過を検知すると、踏切制御装置が警報機や踏切遮断機の作動を解除するようになっている。
Railroad crossings are equipped with a railroad crossing control device that detects when a train is approaching and sounds an alarm or activates a railroad crossing barrier.
Currently, in a railroad crossing security system, a configuration in which one railroad crossing control device independently controls one railroad crossing security facility is generally adopted. The railroad crossing security equipment is provided with a start point controller and an end point controller, and when the start point controller detects the approach of a train, the railroad crossing control device activates equipment such as an alarm and a barrier. Then, when the end point controller detects the passage of the train, the railroad crossing control device releases the operation of the alarm and the railroad crossing barrier.

一方、同一路線に設けられた複数の踏切制御装置を通信ネットワークで結んで踏切の制御に利用する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、踏切制御装置が通信ネットワークを介して列車の追跡情報を取得し、これにより、始動点制御子等が故障した場合でも、列車が進入した際の踏切の無遮断と無警報を回避するというものである。 On the other hand, a technique has been proposed in which a plurality of railroad crossing control devices provided on the same line are connected by a communication network and used for railroad crossing control. For example, in Patent Document 1, a railroad crossing control device acquires train tracking information via a communication network, whereby even if a starting point controller or the like fails, the railroad crossing is not shut off when a train enters. It is to avoid no alarm.

特許第4976622号公報Japanese Patent No. 4966622 特開2014−863号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-863 特開2015−140130号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-140130 特開2007−226440号公報JP-A-2007-226440

従来の踏切保安設備においては、始動点制御子や終止点制御子が電子部品で構成されており、雷や降雨、降雪などの自然現象で故障することがあった。特許文献1に記載の発明によれば、始動点制御子等が故障した場合でも、列車が進入した際の踏切の無遮断と無警報を回避することができる。しかし、雷が発生すると通信ネットワークそのものがダウンすることがあるため、特許文献1の技術では雷による故障には充分に対応することができないとともに、電磁ノイズによる誤動作のおそれもあった。 In conventional railroad crossing security equipment, start point controllers and end point controllers are composed of electronic components, and may break down due to natural phenomena such as lightning, rainfall, and snowfall. According to the invention described in Patent Document 1, even if the starting point controller or the like fails, it is possible to avoid the non-blocking and no alarm of the railroad crossing when the train enters. However, when lightning occurs, the communication network itself may go down, so that the technology of Patent Document 1 cannot sufficiently cope with a failure due to lightning, and there is a risk of malfunction due to electromagnetic noise.

また、従来の踏切制御装置には、レールに検知電流を流し、列車の車軸によってレール間を短絡することで列車の接近を検出する方式のものもあるが、この方式では保守用車等の絶縁走行作業用車両が接近したことを検出することができないという課題がある。
さらに、従来の踏切保安設備にあっては、終止点制御子の設置個所の制約から作動終了タイミングが遅れ、警報期間が無駄に長くなり、踏切道を横断する車や歩行者に不便を強いることになるという課題がある。
In addition, some conventional railroad crossing control devices detect the approach of trains by passing a detection current through the rails and short-circuiting the rails with the axles of the train. There is a problem that it is not possible to detect that a traveling work vehicle is approaching.
Furthermore, in the conventional railroad crossing security equipment, the operation end timing is delayed due to the restriction of the installation location of the end point controller, the warning period becomes unnecessarily long, and it causes inconvenience to cars and pedestrians crossing the railroad crossing road. There is a problem of becoming.

また、従来、踏切には列車接近時に踏切内に侵入している障害物を検知するため、レーザ発光器と受光器等からなる障害物検知装置が設けられている。なお、踏切の障害物検知装置に関する発明としては、例えば特許文献2や3に記載されているものがある。
しかしながら、従来の発光器と受光器とからなる障害物検知装置は、検出範囲が狭いため、大きな踏切では、色々な角度で複数の障害物検知装置を設けなくてはならず、コストが嵩むとともに、設置個所に制約があるため、取付け位置の決定に苦慮するというという課題がある。
Further, conventionally, an obstacle detection device including a laser light emitter and a light receiver is provided at a railroad crossing in order to detect an obstacle invading the railroad crossing when a train approaches. As an invention relating to an obstacle detection device for a railroad crossing, for example, there are those described in Patent Documents 2 and 3.
However, since the conventional obstacle detection device consisting of a light emitter and a light receiver has a narrow detection range, it is necessary to provide a plurality of obstacle detection devices at various angles at a large railroad crossing, which increases the cost. Since there are restrictions on the installation location, there is a problem that it is difficult to determine the installation position.

さらに、光ファイバ振動センサを用いて物体の位置を検出する発明として、例えば特許文献4に記載されている発明がある。この発明は、光ファイバ侵入監視装置に関するもので、波長が異なる2つの光源と、この2つの光源に対応して光ファイバの干渉光を検出する2種類の受光部とを備えた光ファイバ振動センサ検出装置とを設けている。なお、この発明は、振動センサ用光ケーブルに光ケーブル切断検出用光ファイバを収容することで、振動センサ用光ケーブルの切断および切断位置を検出できるようにした点を特徴としている。 Further, as an invention for detecting the position of an object using an optical fiber vibration sensor, for example, there is an invention described in Patent Document 4. The present invention relates to an optical fiber intrusion monitoring device, and is an optical fiber vibration sensor including two light sources having different wavelengths and two types of light receiving units that detect interference light of the optical fiber corresponding to the two light sources. A detection device is provided. The present invention is characterized in that the cutting and cutting position of the optical cable for the vibration sensor can be detected by accommodating the optical fiber for detecting the cutting of the optical cable in the optical cable for the vibration sensor.

ここで、特許文献4に記載されている侵入監視装置等で使用されているような光ファイバ振動センサを利用して、列車長を含んで列車の位置を検出することも考えられるが、鉄道軌道は監視範囲が非常に広く、数10kmにも及ぶ。このような広範囲に光ファイバ振動センサを敷設して列車位置を検出する場合、単に軌道に沿って光ケーブルを敷設する従来の一般的な光ケーブル敷設方法では、数m(例えば5m〜10m)程度の検出誤差が生じてしまうという課題がある。 Here, it is conceivable to detect the position of the train including the train length by using an optical fiber vibration sensor as used in the intrusion monitoring device or the like described in Patent Document 4, but the railway track Has a very wide monitoring range, reaching several tens of kilometers. When laying an optical fiber vibration sensor over such a wide range to detect the train position, the conventional general optical cable laying method in which an optical cable is simply laid along a track can detect several meters (for example, 5 m to 10 m). There is a problem that an error occurs.

本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、大幅なコストアップを招くことなく、列車の接近、通過や障害物の侵入を精度よく検出することができるとともに、耐雷強度および電磁ノイズに対する耐性の高い踏切制御システムおよび鉄道制御システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、踏切制御に影響を与えることなく、絶縁走行作業用車両を検出することができるようにすることにある。
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to accurately detect approaching, passing, and intrusion of obstacles of a train without causing a significant increase in cost. It is an object of the present invention to provide a railroad crossing control system and a railroad control system having high lightning resistance and resistance to electromagnetic noise.
Another object of the present invention is to be able to detect an insulated traveling work vehicle without affecting railroad crossing control.

上記課題を解決するために、本出願に係る発明は、
鉄道軌道の踏切の近傍に敷設された光ケーブルと、
前記光ケーブルに接続され該光ケーブルに対してレーザ光を出射する光源および前記光ケーブル内の散乱光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段が検出した光信号を周波数解析する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段からの信号に基づいて列車位置を検出し踏切設備を制御する制御手段と、を備えた踏切制御システムであって、
前記光ケーブルは、
前記鉄道軌道において踏切設備の作動を開始させたい列車通過地点および踏切設備の作動を終了させたい列車通過地点で、光学装置の分解能に関連して決まるいずれかの区分が2箇所で軌道を横切るようにループ状に配設され
さらに、
第1方向へ走行する列車に対して踏切設備の作動を開始させたい列車通過地点および前記第1方向と逆の第2方向へ走行する列車に対して踏切設備の作動を終了させたい列車通過地点で軌道を横切るように形成された第1ループと、
前記第2方向へ走行する列車に対して踏切設備の作動を開始させたい列車通過地点および前記第1方向へ走行する列車に対して踏切設備の作動を終了させたい列車通過地点で前記軌道を横切るように形成された第2ループと、
を含むように配設され、
前記第1ループと前記第2ループが重なって形成された小ループが踏切箇所を囲むものである。
In order to solve the above problems, the invention according to the present application is
An optical cable laid near a railroad crossing on a railroad track,
Light detecting means for detecting the scattered light of the light source and in the optical cable to emit a laser beam to the connected optical cables to the optical cable,
A frequency analyzing means for frequency analyzing the optical signal that the light detecting means detects,
A railroad crossing control system including a control means for detecting a train position based on a signal from the frequency analysis means and controlling a railroad crossing facility.
The optical cable
At the train passing point where you want to start the operation of the railroad crossing equipment and the train passing point where you want to end the operation of the railroad crossing equipment, one of the divisions determined in relation to the resolution of the optical device crosses the track at two points. It is arranged in a loop,
further,
A train passing point where you want to start the operation of the railroad crossing equipment for a train traveling in the first direction and a train passing point where you want to end the operation of the railroad crossing equipment for a train traveling in the second direction opposite to the first direction. The first loop formed to cross the orbit with
Cross the track at a train passing point where the operation of the railroad crossing equipment is desired to be started for the train traveling in the second direction and at a train passing point where the operation of the railroad crossing equipment is desired to be terminated for the train traveling in the first direction. With the second loop formed like
Arranged to include
A small loop formed by overlapping the first loop and the second loop surrounds a railroad crossing .

上記のように構成された踏切制御システムによれば、列車の位置を検出したい地点で光学装置の分解能に対応する光ケーブルの一区分が軌道を横切るように配設されているため、光学装置の分解能に基づく誤差があったとしても、その誤差に関係なく踏切警報機や遮断機を作動させる地点や作動を停止させる地点を列車が通過したことを検出することができる。また、上り方向に走行する列車と下り方向に走行する列車にそれぞれに対して、最適な警報開始点と警報終了点を設定して検出することができるため、警報期間が無駄に長くなるのを回避することができる。 According to the railroad crossing control system configured as described above, since a section of the optical cable corresponding to the resolution of the optical device is arranged so as to cross the track at the point where the position of the train is to be detected, the resolution of the optical device Even if there is an error based on the above, it is possible to detect that the train has passed the point where the railroad crossing alarm or the barrier is activated or the point where the operation is stopped regardless of the error. In addition, the optimum alarm start point and alarm end point can be set and detected for the train traveling in the up direction and the train traveling in the down direction, respectively, so that the alarm period becomes unnecessarily long. It can be avoided.

また、光ケーブルは比較的安価に入手できるので、大幅なコストアップを招くことなく、列車の位置を正確に検出することができるシステムを構築することができる。しかも、電線を用いないので、耐雷強度および電磁ノイズに対する耐性を高めることができる。
さらに、本発明は、振動を検知して列車位置を検出する方式であり、列車の位置を検出するために、踏切制御子や軌道回路のようにレールに電流を流したり電気信号を乗せる必要がないとともに、レール間を車軸等で短絡することもないので、踏切制御に影響を与えることなく絶縁走行作業用車両を検出することができる。
In addition, since optical cables can be obtained at a relatively low cost, it is possible to construct a system that can accurately detect the position of a train without causing a significant increase in cost. Moreover, since no electric wire is used, the lightning resistance and the resistance to electromagnetic noise can be improved.
Further, the present invention is a method of detecting a train position by detecting vibration, and in order to detect a train position, it is necessary to pass an electric current or put an electric signal on a rail like a railroad crossing controller or a track circuit. In addition, since the rails are not short-circuited by an axle or the like, it is possible to detect an insulated traveling work vehicle without affecting railroad crossing control.

上記のような構成によれば、1つループが2箇所で軌道を横切るため、1箇所で軌道を横切る場合に比べて、当該箇所を通過する列車やループの内側に存在する鉄道設備の振動をより正確に検出することができる。 According to the above configuration, since one loop crosses the track at two points, compared with the case of crossing the track in one place, vibration of the railway equipment present inside the trains and loops passing through the point Can be detected more accurately.

また、かかる構成によれば、2つのループが重なり合う小さなループが踏切を囲むように形成されるため、列車が近づいている時に踏切内に障害物が存在することを検出することができ、踏切手前の信号機を停止現示に変えることで事故の発生を未然に防止することができる。 Further , according to such a configuration, a small loop in which two loops overlap is formed so as to surround the railroad crossing, so that it is possible to detect the presence of an obstacle in the railroad crossing when the train is approaching, and the front of the railroad crossing. It is possible to prevent the occurrence of an accident by changing the traffic light of the above to a stop indication.

さらに、望ましくは、上記のように構成された踏切制御システムと、前記鉄道軌道上を走行する列車に対して制御情報を送信可能な上位制御装置とを備え、
前記上位制御装置は、踏切制御システムの前記制御手段からの検出情報に基づいて前記制御情報を生成し送信するように構成する。
かかる構成によれば、踏切に接近している列車に対して、踏切の状況に応じた適切な制御情報を送ることができ、例えば踏切警報機や遮断機が故障していたり踏切内に障害物が存在していたりする場合に、列車の速度(停止を含む)を制御することができ、これによって事故の発生を未然に防止することができる。
Further, preferably, the railroad crossing control system configured as described above and a higher-level control device capable of transmitting control information to the train traveling on the railway track are provided.
The host control device is configured to generate and transmit the control information based on the detection information from the control means of the railroad crossing control system.
According to such a configuration, appropriate control information can be sent to a train approaching a railroad crossing according to the situation of the railroad crossing. For example, a railroad crossing alarm or a barrier is out of order or an obstacle is present in the railroad crossing. The speed of the train (including the stop) can be controlled when there is a train, which can prevent the occurrence of an accident.

本発明によれば、大幅なコストアップを招くことなく、列車の接近、通過や障害物の侵入を精度よく検出することができるとともに、耐雷強度および電磁ノイズに対する耐性の高い踏切制御システムを実現することができる。また、踏切制御に影響を与えることなく、絶縁走行作業用車両を検出することできるという効果がある。 According to the present invention, it is possible to accurately detect the approach, passage and intrusion of obstacles of a train without causing a significant increase in cost, and to realize a railroad crossing control system having high lightning resistance and resistance to electromagnetic noise. be able to. Further, there is an effect that the vehicle for insulated traveling work can be detected without affecting the railroad crossing control.

(A)は本発明に係る光ケーブルを使用した踏切制御を含む鉄道制御システム全体の構成を示すシステム構成図、(B)は(A)における一部を拡大して示すループ構成説明図、(C)は光ケーブルの他の配設例を示す図である。(A) is a system configuration diagram showing the configuration of the entire railway control system including railroad crossing control using an optical cable according to the present invention, (B) is a loop configuration explanatory diagram showing a part of (A) enlarged, (C). ) Is a diagram showing another arrangement example of the optical cable. 光ケーブルを使用した踏切制御システムの構成例を示すシステム構成図である。It is a system configuration diagram which shows the configuration example of the railroad crossing control system using an optical cable. 図2の光ケーブルを使用した踏切制御システムにより検出した列車位置情報を利用した列車の制御システムの構成例を示すシステム構成図である。It is a system configuration diagram which shows the configuration example of the train control system using the train position information detected by the railroad crossing control system using the optical cable of FIG. 本発明に係る光ケーブルを使用した鉄道制御システムの第2の実施形態を示すもので、(A)は全体のシステム構成図、(B)は第2の実施形態の要部の構成図である。A second embodiment of a railway control system using an optical cable according to the present invention is shown, where (A) is an overall system configuration diagram and (B) is a configuration diagram of a main part of the second embodiment.

以下、図面を参照しながら、本発明に係る光ケーブルを使用した踏切制御を含む鉄道制御システムの実施の形態について説明する。
図1(A)は光ケーブルを使用した列車位置検出機能を有する鉄道制御システム全体の構成例を示すシステム構成図である。
本実施形態の鉄道制御システムは、図1(A)に示すように、駅10Aから他の駅B等へ向かって1本の光ケーブル11が軌道12に沿って敷設されているとともに、光ケーブル11は、分岐器13や踏切30の手前の下り警報区間L1、上り警報区間L2等、列車の進入を検知したい箇所にてループ11a,11b,11cを形成しながら敷設されている。なお、図1において、符号14a,14bが付されているのは信号機である。
Hereinafter, embodiments of a railway control system including railroad crossing control using an optical cable according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a system configuration diagram showing a configuration example of the entire railway control system having a train position detection function using an optical cable.
In the railway control system of the present embodiment, as shown in FIG. 1A, one optical cable 11 is laid along the track 12 from the station 10A to another station B or the like, and the optical cable 11 is , The down warning section L1 in front of the turnout 13 and the railroad crossing 30, the up warning section L2, and the like, are laid while forming loops 11a, 11b, and 11c at places where train entry is desired to be detected. In FIG. 1, the traffic lights are designated by the reference numerals 14a and 14b.

光ケーブル11の一方の端部には、図1(A)に示すように、光ケーブル11を構成する光ファイバのコアに対してレーザ光を出射する光源およびコア内の散乱光を検出する光学的時間領域反射計(OTDR)のような光検出器を備えた光学装置(光デバイス)21が接続されている。本実施形態では、光ファイバ内のレイリー散乱光を検出可能なOTDRが光検出器として使用されており、振動が印加されると微小な変形(歪み)を生じそれによって散乱光が変化する現象を検知する振動センサとして光ファイバを利用し、検出した光信号を周波数解析部22で処理することで、光ファイバにより検出した振動が列車の通過あるいは鉄道設備機器の異常または障害物に基づく振動であるか否か判定するように構成されている。 At one end of the optical cable 11, as shown in FIG. 1A, a light source that emits laser light to the core of the optical fiber constituting the optical cable 11 and an optical time for detecting scattered light in the core. An optical device (optical device) 21 equipped with an optical detector such as a region reflectometer (OTDR) is connected. In this embodiment, an OTDR capable of detecting Rayleigh scattered light in an optical fiber is used as an optical detector, and when vibration is applied, a minute deformation (distortion) occurs and the scattered light changes accordingly. An optical fiber is used as a vibration sensor to detect, and the detected optical signal is processed by the frequency analysis unit 22, so that the vibration detected by the optical fiber is a vibration caused by the passage of a train, an abnormality of a railroad equipment, or an obstacle. It is configured to determine whether or not.

上記のように、列車の通過を検知したい箇所にてループをなすように光ケーブル11を敷設しているのは、光ファイバの振動に伴う散乱光の変化を検出する方式の場合、光ファイバの長さや太さ、検出器の性能等にもよるが概ね数m単位で振動が発生している距離を測定することができる、つまり分解能が数mとなるためである。
本実施形態では、光ケーブル11を長さ方向に沿って、上記分解能に相当する長さで光ケーブルを区分し、いずれかの区分を、列車の通過を検出したい地点(キロ程)において軌道をほぼ直交する方向に横切るように配設し、少し戻った地点で軌道を逆方向へ横切るように光ケーブルを配設してループを形成する。具体的には、上記区分の長さがNで軌道の幅がM(M<N)の場合、図1(B)に示すように、1区分の範囲で軌道を横切り、軌道の途中で区分が替わらないように調整しながら配設すれば良い。
As described above, the optical cable 11 is laid so as to form a loop at the position where the passage of the train is to be detected. In the case of the method of detecting the change in the scattered light due to the vibration of the optical fiber, the length of the optical fiber is used. This is because the distance at which vibration is generated can be measured in units of several meters, that is, the resolution is several meters, although it depends on the thickness of the sheath and the performance of the detector.
In the present embodiment, the optical cable 11 is divided along the length direction by a length corresponding to the above resolution, and one of the divisions is substantially orthogonal to the track at a point (about a kilometer) where the passage of a train is to be detected. A loop is formed by arranging the optical cables so as to cross in the opposite direction and arranging the optical cables so as to cross the orbit in the opposite direction at a slightly returned point. Specifically, when the length of the above division is N and the width of the orbit is M (M <N), as shown in FIG. 1 (B), the orbit is crossed within the range of one division, and the division is divided in the middle of the orbit. It may be arranged while adjusting so that is not changed.

本発明者らが選択した検出方式および解析方法を適用した場合について検討した結果によれば、光ケーブルの全長が数km〜数10kmの場合、分解能すなわち1区分の長さNは5m〜10m程度であった。一方、軌道の幅は複線区間でも平均5m以下であり、上記のような光ケーブルの横断配設は充分に可能である。なお、使用する光学装置及び光ケーブルが決まれば、分解能すなわち1区分の長さNも一義的に決まるので、光ケーブルを配設した時点で、どの区分がどの地点で軌道を横切っているかを示すテーブル(対応表)を作成することができ、このテーブルを使用することで、振動の解析結果および振動を検出した区分の情報から列車の通過を判断することができる。 According to the result of examining the case where the detection method and the analysis method selected by the present inventors are applied, when the total length of the optical cable is several km to several tens of km, the resolution, that is, the length N of one section is about 5 m to 10 m. there were. On the other hand, the width of the track is 5 m or less on average even in the double track section, and the above-mentioned cross-sectional arrangement of the optical cable is sufficiently possible. If the optical device and the optical cable to be used are determined, the resolution, that is, the length N of one division is also uniquely determined. Therefore, when the optical cable is arranged, a table showing which division crosses the orbit at which point ( Correspondence table) can be created, and by using this table, it is possible to judge the passage of the train from the vibration analysis result and the information of the classification in which the vibration is detected.

上記のように光ケーブル11を配設することによって、光学装置21の分解能が数mであり単に光ケーブル11を軌道に沿って敷設しただけでは数mの誤差が生じるのに対して、本実施形態によれば列車が通過したことすなわち列車の位置を、1m以下(数cm〜数10cm)の精度で検出することができるようになる。
また、列車の通過を検出したい地点が2か所あり、2地点間が比較的近い場合には、それぞれの地点で軌道をほぼ直交する方向に横切るように光ケーブル11を配設することでループ11a,11b,11cを形成すると良い。これにより、1つのループによってそれぞれ2地点での列車の通過を検出することができる。
By arranging the optical cable 11 as described above, the resolution of the optical device 21 is several m, and simply laying the optical cable 11 along the trajectory causes an error of several m. According to this, it becomes possible to detect that the train has passed, that is, the position of the train with an accuracy of 1 m or less (several cm to several tens of cm).
Further, when there are two points where it is desired to detect the passage of a train and the two points are relatively close to each other, the loop 11a is arranged by arranging the optical cable 11 so as to cross the track in a direction substantially orthogonal to each other at each point. , 11b, 11c may be formed. This makes it possible to detect the passage of trains at two points by one loop.

踏切箇所では、図1(B)に示すように、下り警報開始点S1と下り警報終了点E1、上り警報開始点S2と上り警報終了点E2のそれぞれの地点で光ケーブル11が軌道を横切り、ループ11b,11cを形成するように配設する。これにより、それぞれの地点を列車が通過したことを検出することができ、後述のように、踏切警報機の鳴動や遮断機の作動開始、作動停止のタイミングを判断することができる。また、軌道に電流を流す必要がないので、踏切制御に影響を与えることがないとともに、絶縁走行作業用車両であってもその位置を検出することができる。 At the railroad crossing, as shown in FIG. 1 (B), the optical cable 11 crosses the track at each of the down alarm start point S1 and the down alarm end point E1, the up alarm start point S2 and the up alarm end point E2, and loops. Arrange so as to form 11b and 11c. As a result, it is possible to detect that the train has passed each point, and as will be described later, it is possible to determine the timing of the sounding of the railroad crossing alarm, the start of operation of the barrier, and the stop of operation. Further, since it is not necessary to pass a current through the track, the railroad crossing control is not affected, and the position can be detected even in an insulated traveling work vehicle.

なお、踏切箇所で、光ケーブル11でループを形成する代わりに、図1(C)に示すように、下り警報開始点S1と下り警報終了点E1、上り警報開始点S2と上り警報終了点E2のそれぞれの地点で光ケーブル11が軌道12を横切るようにして、蛇行しながら軌道に沿って一方向へ延びるように敷設しても良い。この際、前述したように、光ケーブルの1区分のみが軌道(レール)を横切るように配設すれば、列車の位置(列車が所定の地点を通過したこと)を高精度に検出することができる。 Instead of forming a loop with the optical cable 11 at the railroad crossing, as shown in FIG. 1C, the downlink alarm start point S1 and the downlink alarm end point E1, the uplink alarm start point S2 and the uplink alarm end point E2 The optical cable 11 may be laid across the track 12 at each point so as to extend in one direction along the track while meandering. At this time, as described above, if only one section of the optical cable is arranged so as to cross the track (rail), the position of the train (that the train has passed a predetermined point) can be detected with high accuracy. ..

次に、上記光ファイバセンシング技術を用いて検出した列車位置情報に基づいて踏切警報機や遮断機を制御する踏切制御システムについて、図2を用いて説明する。
本実施形態の踏切制御システムにおいては、図2に示すように、各踏切に対応して設けられている踏切制御装置20に、光源および光検出器を備えた前述の光学装置21が設けられている。そして、この光学装置21に周波数解析部22が接続され、周波数解析部22に制御部23が接続されており、制御部23は、周波数解析部22からの信号に基づいて列車の位置を判定し、踏切警報機31や遮断機32を駆動制御するように構成されている。光ケーブル11の終端は踏切制御装置20へ戻すようにしても良い。
Next, a railroad crossing control system that controls railroad crossing alarms and barriers based on train position information detected by using the optical fiber sensing technology will be described with reference to FIG.
In the railroad crossing control system of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the railroad crossing control device 20 provided corresponding to each railroad crossing is provided with the above-mentioned optical device 21 provided with a light source and a photodetector. There is. Then, the frequency analysis unit 22 is connected to the optical device 21, the control unit 23 is connected to the frequency analysis unit 22, and the control unit 23 determines the position of the train based on the signal from the frequency analysis unit 22. , It is configured to drive and control a railroad crossing alarm 31 and a barrier 32. The end of the optical cable 11 may be returned to the railroad crossing control device 20.

周波数解析部22は、プログラムと該プログラムを実行するCPU(中央演算処理装置)等の演算処理装置とによって構築することができる。制御部23は、図示しないが、CPU(中央演算処理装置)等の演算処理装置や、ROM(リードオンリメモリ)やRAM(ランダムアクセスメモリ)等のデータ記憶装置などから構成される。
また、この実施形態においては、光ケーブル11が、下り警報開始点S1と上り警報終了点E2の2地点で軌道12を横切るようにしてループ11bが、また下り警報終了点E1と上り警報開始点S2との2地点で軌道12を横切るようにしてループ11cが形成されるように配設されている。これにより、2つのループ11bとループ11cとが、中央の踏切30の箇所で重なり合い、これによって踏切箇所を囲むように小さなループを形成している。
The frequency analysis unit 22 can be constructed by a program and an arithmetic processing unit such as a CPU (central processing unit) that executes the program. Although not shown, the control unit 23 includes an arithmetic processing unit such as a CPU (central processing unit) and a data storage device such as a ROM (read-only memory) and a RAM (random access memory).
Further, in this embodiment, the loop 11b is formed so that the optical cable 11 crosses the orbit 12 at two points, the downlink alarm start point S1 and the uplink alarm end point E2, and the downlink alarm end point E1 and the uplink alarm start point S2. It is arranged so that the loop 11c is formed so as to cross the orbit 12 at the two points of. As a result, the two loops 11b and the loop 11c overlap at the central railroad crossing 30, thereby forming a small loop so as to surround the railroad crossing.

上記のように、踏切箇所を囲む小さなループが形成されていることで、踏切内で振動が発生していることを検出した場合には、自動車等の障害物が踏切内に侵入していると判断することができる。そして、例えば警報機の鳴動中に障害物が踏切内に侵入していると判断した場合には、例えば制御部23が、踏切30の手前に配設されている信号機14aや14bを、停止現示に変化させるように構成することができる。
また、レイリー法を適用した実施形態の光ファイバセンサは振動検出タイプであり、音も検出することができるので、踏切警報機31や遮断機32を囲むループをさらに設けることによって、踏切警報機31や遮断機32の異常や故障を個別に検出することも可能である。
As described above, when it is detected that vibration is occurring inside the railroad crossing due to the formation of a small loop surrounding the railroad crossing, it is said that an obstacle such as a car has entered the railroad crossing. You can judge. Then, for example, when it is determined that an obstacle has entered the railroad crossing while the alarm is sounding, for example, the control unit 23 stops the traffic lights 14a and 14b arranged in front of the railroad crossing 30. It can be configured to vary as shown.
Further, since the optical fiber sensor of the embodiment to which the Rayleigh method is applied is a vibration detection type and can also detect sound, the railroad crossing alarm 31 can be further provided with a loop surrounding the railroad crossing alarm 31 and the barrier 32. It is also possible to individually detect an abnormality or a failure of the breaker 32.

次に、上記実施形態の変形例について、図3を用いて説明する。この変形例は、上述した踏切制御システムを用いて検出した列車位置情報および異常情報を列車へ送信して列車の運行を制御するようにしたものである。
この変形例では、図3に示すように、列車の運行を管理する上位制御装置としての列車運行管理装置40が設けられ、踏切制御装置20が検出した列車位置情報および異常情報が列車運行管理装置40へ有線もしくは無線で送信可能に構成されている。
Next, a modified example of the above embodiment will be described with reference to FIG. In this modification, the train position information and abnormality information detected by using the railroad crossing control system described above are transmitted to the train to control the operation of the train.
In this modified example, as shown in FIG. 3, a train operation management device 40 is provided as a higher-level control device for managing train operation, and train position information and abnormality information detected by the railroad crossing control device 20 are used as the train operation management device. It is configured to be able to transmit to 40 by wire or wirelessly.

また、列車運行管理装置40は、列車との間で無線によってデータの送受信を行う無線通信部41と制御部42を備える。列車50も同様、列車運行管理装置40側の無線通信部41との間で無線通信を行う無線通信部51と、列車の速度等の制御を行う制御部52とを備えた車上側装置が搭載されている。
これにより、列車運行管理装置40は、踏切制御装置20からの列車位置情報や異常発生情報に基づいて、異常発生時等に踏切へ接近している列車に対して、停止指令を送信して停止させることができ、列車運行の安全性を高めることができる。
Further, the train operation management device 40 includes a wireless communication unit 41 and a control unit 42 that wirelessly transmit and receive data to and from the train. Similarly, the train 50 is equipped with a vehicle upper device including a wireless communication unit 51 that performs wireless communication with the wireless communication unit 41 on the train operation management device 40 side and a control unit 52 that controls the speed of the train and the like. Has been done.
As a result, the train operation management device 40 sends a stop command to the train approaching the railroad crossing when an abnormality occurs, based on the train position information and the abnormality occurrence information from the railroad crossing control device 20, and stops. It is possible to improve the safety of train operation.

次に、本発明の他の実施形態について、図4を用いて説明する。この実施形態も、上述した光ファイバセンシング技術を用いて検出した列車位置情報に基づいて列車を制御するシステムに適用したものである。
本実施形態では、図4(A)に示すように、複数の駅10A−10B−10C間に渡って1本の光ケーブル11が軌道12に沿って敷設されているとともに、光ケーブル11は駅間でループ11aを形成するように配設されている。具体的には、図4(B)に示すように、互いに所定距離L0だけ離れた駅間の2つの地点A,Bで光ケーブル11がそれぞれ軌道を横切って局所的なループ11aを形成するように光ケーブル11が配設されている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is also applied to a system that controls a train based on train position information detected by using the above-mentioned optical fiber sensing technique.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, one optical cable 11 is laid along the track 12 between a plurality of stations 10A-10B-10C, and the optical cable 11 is installed between stations. It is arranged so as to form a loop 11a. Specifically, as shown in FIG. 4B, the optical cable 11 crosses the orbit and forms a local loop 11a at two points A and B between stations separated by a predetermined distance L0 from each other. An optical cable 11 is arranged.

また、光ケーブル11の始端である駅10Aに光学装置21Aおよび周波数解析部22Aが設けられ、検出された列車位置情報は列車の運行を管理する上位制御装置としての列車運行管理装置40へ送信するように構成されている。さらに、踏切30には、図2の実施形態と同様に、光ケーブルのループ11b,11cと踏切制御装置20を有する踏切制御システムが設置され、踏切制御装置20が取得した列車位置情報や異常情報も列車運行管理装置40へ送信される。列車運行管理装置40は、無線通信部51と制御部52を備える列車50との間で無線によってデータの送受信を行う無線通信部41と制御部42を備える。 Further, an optical device 21A and a frequency analysis unit 22A are provided at the station 10A, which is the starting end of the optical cable 11, and the detected train position information is transmitted to the train operation management device 40 as a higher-level control device for managing the train operation. It is configured in. Further, at the railroad crossing 30, a railroad crossing control system having loops 11b and 11c of optical cables and a railroad crossing control device 20 is installed as in the embodiment of FIG. 2, and train position information and abnormality information acquired by the railroad crossing control device 20 are also obtained. It is transmitted to the train operation management device 40. The train operation management device 40 includes a wireless communication unit 41 and a control unit 42 that wirelessly transmit and receive data between the wireless communication unit 51 and the train 50 including the control unit 52.

さらに、本実施形態では、図4(B)に示す光ケーブル11のループ11aを利用して検出した、2地点間距離L0を列車が通過するのに要した時間に基づいて、列車運行管理装置40が列車の速度を算出して、停止指令を列車50へ送る場合の停止進路情報を作成することができるようになっている。
また、列車運行管理装置40は、ループ11aを利用して検出した2地点間距離L0を列車が通過するのに要した時間といずれか一方の地点での振動の継続時間とから、列車の長さL3を算出して、先行列車(最後尾)と後続列車(先頭)との距離を正確に把握して、停止指令を送る場合の停止進路情報を作成することができる。
従来の無線列車制御システムでは、列車の長さを把握する手段がなかったため、列車の長さを一律に扱って列車間距離を算出し制御を行なっていたが、本実施形態によれば、より正確な停止進路情報を作成して列車制御を行うことができるようになる。
Further, in the present embodiment, the train operation management device 40 is based on the time required for the train to pass the distance L0 between two points detected by using the loop 11a of the optical cable 11 shown in FIG. 4 (B). Can calculate the speed of the train and create stop course information when sending a stop command to the train 50.
Further, the train operation management device 40 determines the length of the train based on the time required for the train to pass the distance L0 between two points detected by using the loop 11a and the duration of vibration at one of the points. It is possible to calculate the L3, accurately grasp the distance between the preceding train (last) and the following train (head), and create stop course information when a stop command is sent.
In the conventional wireless train control system, since there is no means for grasping the length of the train, the length of the train is treated uniformly and the distance between trains is calculated and controlled. Train control can be performed by creating accurate stop course information.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、光ケーブルを軌道に沿って敷設する際に、予め光ケーブルの所定部位(区分)が軌道を所定地点で横切るように敷設する代わりに、先ず光ケーブルの区分を気にせずに光ケーブルを敷設し、その後に、計測を行なって、光ケーブルの各区分と横断地点の距離との関係を取得して、制御装置で使用する対応表(テーブル)を作成するようにしても良い。
さらに、上記実施形態では、光ケーブルが軌道をほぼ直交する方向に横切るように配設すると説明したが、許容される誤差との関係で、45度(以下例えば30度)のような角度で軌道と交差して横切るように配設しても良い。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and modifications can be made. For example, when laying an optical cable along a track, instead of laying the optical cable so that a predetermined part (section) of the optical cable crosses the track at a predetermined point in advance, first lay the optical cable without worrying about the section of the optical cable, and then lay the optical cable. In addition, measurement may be performed to acquire the relationship between each division of the optical cable and the distance of the crossing point, and a correspondence table (table) to be used in the control device may be created.
Further, in the above embodiment, it has been described that the optical cable is arranged so as to cross the orbit in a direction substantially orthogonal to the orbit, but in relation to the allowable error, the optical cable is arranged at an angle such as 45 degrees (hereinafter, for example, 30 degrees). It may be arranged so as to intersect and cross.

10 駅
11 光ケーブル
12 軌道
13 分岐器
14 信号機
20 踏切制御装置
21 光学装置
22 周波数解析部
30 踏切
40 列車運行管理装置(上位制御装置)
50 列車
10 Station 11 Optical cable 12 Track 13 Turnout 14 Traffic light 20 Railroad crossing control device 21 Optical device 22 Frequency analysis unit 30 Railroad crossing 40 Train operation management device (upper control device)
50 trains

Claims (2)

鉄道軌道の踏切の近傍に敷設された光ケーブルと、
前記光ケーブルに接続され該光ケーブルに対してレーザ光を出射する光源および前記光ケーブル内の散乱光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段が検出した光信号を周波数解析する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段からの信号に基づいて列車位置を検出し踏切設備を制御する制御手段と、を備えた踏切制御システムであって、
前記光ケーブルは、
前記鉄道軌道において踏切設備の作動を開始させたい列車通過地点および踏切設備の作動を終了させたい列車通過地点で、光学装置の分解能に関連して決まるいずれかの区分が2箇所で軌道を横切るようにループ状に配設され
さらに、
第1方向へ走行する列車に対して踏切設備の作動を開始させたい列車通過地点および前記第1方向と逆の第2方向へ走行する列車に対して踏切設備の作動を終了させたい列車通過地点で軌道を横切るように形成された第1ループと、
前記第2方向へ走行する列車に対して踏切設備の作動を開始させたい列車通過地点および前記第1方向へ走行する列車に対して踏切設備の作動を終了させたい列車通過地点で前記軌道を横切るように形成された第2ループと、
を含むように配設され、
前記第1ループと前記第2ループが重なって形成された小ループが踏切箇所を囲むことを特徴とする踏切制御システム。
An optical cable laid near a railroad crossing on a railroad track,
Light detecting means for detecting the scattered light of the light source and in the optical cable to emit a laser beam to the connected optical cables to the optical cable,
A frequency analyzing means for frequency analyzing the optical signal that the light detecting means detects,
A railroad crossing control system including a control means for detecting a train position based on a signal from the frequency analysis means and controlling a railroad crossing facility.
The optical cable
At the train passing point where you want to start the operation of the railroad crossing equipment and the train passing point where you want to end the operation of the railroad crossing equipment, one of the divisions determined in relation to the resolution of the optical device crosses the track at two points. It is arranged in a loop,
further,
A train passing point where you want to start the operation of the railroad crossing equipment for a train traveling in the first direction and a train passing point where you want to end the operation of the railroad crossing equipment for a train traveling in the second direction opposite to the first direction. The first loop formed to cross the orbit with
Cross the track at a train passing point where the operation of the railroad crossing equipment is desired to be started for the train traveling in the second direction and at a train passing point where the operation of the railroad crossing equipment is desired to be terminated for the train traveling in the first direction. With the second loop formed like
Arranged to include
A railroad crossing control system characterized in that a small loop formed by overlapping the first loop and the second loop surrounds a railroad crossing location.
請求項に記載の踏切制御システムと、前記鉄道軌道上を走行する列車に対して制御情報を送信可能な上位制御装置とを備え、
前記上位制御装置は、踏切制御システムの前記制御手段からの検出情報に基づいて前記制御情報を生成し送信することを特徴とする鉄道制御システム。
The railroad crossing control system according to claim 1 and a higher-level control device capable of transmitting control information to a train traveling on the railway track are provided.
The upper control device is a railway control system characterized in that the control information is generated and transmitted based on the detection information from the control means of the railroad crossing control system.
JP2017005519A 2017-01-17 2017-01-17 Railroad crossing control system and railway control system using optical cable Active JP6846209B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017005519A JP6846209B2 (en) 2017-01-17 2017-01-17 Railroad crossing control system and railway control system using optical cable

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017005519A JP6846209B2 (en) 2017-01-17 2017-01-17 Railroad crossing control system and railway control system using optical cable

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018114791A JP2018114791A (en) 2018-07-26
JP6846209B2 true JP6846209B2 (en) 2021-03-24

Family

ID=62984943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017005519A Active JP6846209B2 (en) 2017-01-17 2017-01-17 Railroad crossing control system and railway control system using optical cable

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6846209B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7217724B2 (en) * 2020-05-21 2023-02-03 株式会社トヨタシステムズ Anomaly notification system and anomaly notification method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH078344Y2 (en) * 1988-03-18 1995-03-01 日本信号株式会社 Control device for level crossing alarm equipment
JPH0634766A (en) * 1992-07-15 1994-02-10 Daido Signal Co Ltd Train detector for controlling alarm in crossing signal
JPH07198471A (en) * 1993-12-29 1995-08-01 Anritsu Corp Vibration source position detector
GB0103665D0 (en) * 2001-02-15 2001-03-28 Secr Defence Road traffic monitoring system
GB0407386D0 (en) * 2004-03-31 2004-05-05 British Telecomm Monitoring a communications link
GB0919899D0 (en) * 2009-11-13 2009-12-30 Qinetiq Ltd Fibre optic distributed sensing
GB201201768D0 (en) * 2012-02-01 2012-03-14 Qinetiq Ltd Control of transport networks
GB201502025D0 (en) * 2015-02-06 2015-03-25 Optasence Holdings Ltd Optical fibre sensing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018114791A (en) 2018-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6846208B2 (en) Railway control system using optical cable
CN108474674B (en) Tracking using distributed fiber optic sensing
ES2662877T5 (en) Railway systems using acoustic monitoring
WO2013114135A2 (en) Control of transport networks
AU2021204799B2 (en) Speed proving method and apparatus
CA2776192A1 (en) Systems and methods for redundant vehicle detection at highway-rail grade crossings
CN106103236B (en) For the method for rail vehicle repositioning and configuration system
AU2018201898B2 (en) System and method for controlling a level crossing
CN216467864U (en) Railway monitoring system
AU2018201890B2 (en) System and method for controlling a level crossing
JP6391463B2 (en) VEHICLE SPEED DETECTING DEVICE, VEHICLE WITH THE DEVICE, AND TRAIN
CN113859331A (en) Railway monitoring system and monitoring method thereof
KR20220008782A (en) Wireless slide fence system and method
JP6951127B2 (en) Automatic train protection system
JP2009001162A (en) Method of controlling crossing warning scheduled time and crossing controller using the same
JP6846209B2 (en) Railroad crossing control system and railway control system using optical cable
US10471978B2 (en) System and method for controlling a level crossing
US10562552B2 (en) System for railway monitoring
US20230356762A1 (en) Signal box controlled crew warning system
JP6842929B2 (en) Railway control system using optical cable
JP2003054411A (en) Method and device for detecting approach of train
JP2011195120A (en) Radio type crossing warning system
JP2011195117A (en) Radio type crossing warning system
JP2004106779A (en) Railroad crossing control system
KR20200037588A (en) Integrated Railway monitoring System

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191018

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200819

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200825

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210301

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6846209

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250