JPH04358961A - Train-approach detector - Google Patents

Train-approach detector

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Publication number
JPH04358961A
JPH04358961A JP15611691A JP15611691A JPH04358961A JP H04358961 A JPH04358961 A JP H04358961A JP 15611691 A JP15611691 A JP 15611691A JP 15611691 A JP15611691 A JP 15611691A JP H04358961 A JPH04358961 A JP H04358961A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
train
sound
signal
digital signal
periodicity
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.)
Pending
Application number
JP15611691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Kubo
光生 久保
Kenzo Urabe
健三 占部
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.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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 Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
Priority to JP15611691A priority Critical patent/JPH04358961A/en
Publication of JPH04358961A publication Critical patent/JPH04358961A/en
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  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

PURPOSE:To secure the safety for a job in a railway by detecting a train approach surely and outputting a signal of train-approach information at once. CONSTITUTION:This detector is provided with a sound detecting element 1, detecting a sound being generated with a train approaching and outputting an analog electric signal showing this sound, a filter 2 restricting a band of this electric signal, an analog-to-digital converter 3 for converting this electric signal, whose band is restricted by this filter 2, into a digital signal, and a computing element 4 which judges the presence of a time increment tendency and periodicity as to the digital signal, and outputting a signal of train-approach information only when this digital signal is so judged that it has the time increment tendency and the periodicity either.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は線路作業等において保安
上の目的に供せられる列車接近検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a train approach detection device used for safety purposes in railway work and the like.

【0002】0002

【従来の技術】線路内という危険区域での作業において
安全確認は最重要事項であるにもかかわらず、従来、線
路内工事中の列車接近の検知は、作業者の視聴のみによ
って行なわれ保安上の大きな問題となっている。
[Prior Art] Although safety confirmation is the most important matter when working in the dangerous area of railway tracks, conventionally, detection of approaching trains during construction on railway tracks has been done only by the worker's viewing, which is a safety concern. has become a big problem.

【0003】0003

【発明の目的】そこで本発明は、列車の接近を確実に検
出して列車接近情報を出力する手段を提供することによ
り、上述した保安上の問題点を取除くことを目的とする
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned safety problems by providing means for reliably detecting the approach of a train and outputting train approach information.

【0004】0004

【発明の構成】本発明による列車接近検出装置は、図1
に示すように、列車の接近に伴ってレールから得られる
音響を検出してこの音響をあらわすアナログ電気信号(
以下「音響信号」という)を出力する音響検出素子1と
、上記音響信号の帯域を制限するフィルタ2と、このフ
ィルタ2により帯域を制限された音響信号をディジタル
信号に変換するA/D変換器3と、このA/D変換器3
によってA/D変換されたディジタル信号について、時
間的な増大傾向の有無判定、ならびに周期性の有無判定
を行ない、上記ディジタル信号が時間的な増大傾向を有
し、かつ周期性を有すると判定された場合にのみ、列車
接近情報を出力する演算器4とから構成されている。
[Structure of the Invention] The train approach detection device according to the present invention is shown in FIG.
As shown in Figure 2, the sound obtained from the rails as the train approaches is detected and an analog electrical signal (
an acoustic detection element 1 that outputs an acoustic signal (hereinafter referred to as an "acoustic signal"), a filter 2 that limits the band of the acoustic signal, and an A/D converter that converts the acoustic signal whose band has been limited by the filter 2 into a digital signal. 3 and this A/D converter 3
The A/D converted digital signal is determined to have a temporal increasing tendency and to determine the presence or absence of periodicity, and it is determined that the digital signal has a temporal increasing tendency and periodicity. It is comprised of a computing unit 4 that outputs train approach information only when the train is approaching.

【0005】[0005]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0006】図1において、音響検出素子1はレールか
ら得られる音響を検出して音響信号(アナログ電気信号
)に変換する。ここで取り扱われる「レールから得られ
る音響」とは、外乱による音響の他に、列車走行中にお
ける車輪とレール接合部とが衝突するため発生する音響
をいう。通常レール接合部は、温度変化によるレールの
伸縮に対応できるように若干のすき間を設けているため
、車輪とレール接合部との衝突により音響が発生し、レ
ール中を伝播する。そこで音響検出素子1をレールに取
付け、レールから得られる音響を検出するが、音響検出
素子1を設置したレール上を列車が通過した場合の音響
レベル変動は図2に示す状態となる。すなわち、列車が
音響検出素子1の設置点に近づくにつれて音響レベルが
上昇し(期間A)、設置点上を通過中は一定値となり(
期間B)、列車通過後徐々に下降する(期間C)。なお
、図2中の自然音響とは、外乱による音響である。
In FIG. 1, a sound detection element 1 detects sound obtained from a rail and converts it into an acoustic signal (analog electrical signal). The ``sound obtained from the rails'' used here refers to the sound generated by collisions between wheels and rail joints while the train is running, in addition to the sounds caused by external disturbances. Normally, rail joints have a slight gap to accommodate expansion and contraction of the rail due to temperature changes, so collisions between wheels and rail joints generate sound, which propagates through the rail. Therefore, the sound detection element 1 is attached to the rail to detect the sound obtained from the rail, but when a train passes on the rail on which the sound detection element 1 is installed, the sound level changes as shown in FIG. 2. That is, as the train approaches the installation point of the sound detection element 1, the sound level increases (period A), and remains constant while passing over the installation point (
period B), and gradually descends after the train passes (period C). Note that the natural sound in FIG. 2 is sound caused by disturbance.

【0007】また、列車の車輪間隔およびレール1本分
の長さが一定であることから、列車走行に伴って発生す
る音響は周期性を有する。図3は図2の音響レベル上昇
期間中のレベル変動を拡大して表わしたものであり、列
車接近により検出される音響信号は時間長Tの周期を有
している。したがって、フィルタ2によって音響信号の
帯域を制限することにより、音響信号の周期性はさらに
明らかとなる。
Furthermore, since the distance between the wheels of a train and the length of one rail are constant, the sound generated as the train runs has periodicity. FIG. 3 is an enlarged representation of the level fluctuation during the sound level rising period in FIG. 2, and the sound signal detected by the approach of the train has a period of time length T. Therefore, by limiting the band of the acoustic signal using the filter 2, the periodicity of the acoustic signal becomes more apparent.

【0008】演算器4では、A/D変換器3からのディ
ジタル信号中に、図2および図3に示す列車接近を示す
情報が含まれているか否かを下記によって判定する。 (1) 音響レベルの時間的増加傾向の有無判定(2)
 周期性の有無判定
The arithmetic unit 4 determines whether the digital signal from the A/D converter 3 contains information indicating the approach of a train as shown in FIGS. 2 and 3 as follows. (1) Determining whether there is a tendency for the sound level to increase over time (2)
Determining the presence or absence of periodicity

【0009】以下、図4のフローチャートを用いて上記
(1)、(2)の判定動作を説明する。
The determination operations (1) and (2) above will be explained below using the flowchart shown in FIG.

【0010】演算器4では、まずステップ41において
、A/D変換器3から出力されたディジタル信号を入力
する。次にステップ42へ進み、ステップ41で入力さ
れたディジタル信号(新信号)と前回に入力された過去
のディジタル信号との比較を行ない、ディジタル信号の
音響レベルについての時間的な増大傾向の有無判定を行
なう。ここでは、新信号の音響レベルが過去の音響レベ
ルよりも大きい状態がある一定時間持続したときのみ条
件成立を出力し、それ以外はステップ41へ戻る。
In the arithmetic unit 4, first in step 41, the digital signal output from the A/D converter 3 is input. Next, the process proceeds to step 42, where the digital signal (new signal) input in step 41 is compared with the past digital signal input last time, and it is determined whether or not there is a tendency for the sound level of the digital signal to increase over time. Do this. Here, only when the state in which the sound level of the new signal is higher than the past sound level continues for a certain period of time, the condition is satisfied is outputted, otherwise the process returns to step 41.

【0011】次にステップ42において音響レベルにつ
いての時間的な増大傾向が認められたときは、ステップ
43へ進み、入力されたディジタル信号の周期性の有無
判定を行なう。この周期性の有無判定として、例えば入
力されたディジタル信号の相関をとる方法を用いれば容
易に実現できる。そして周期性ありと判定されたときの
みステップ44へ進み、それ以外はステップ41へ戻る
。ステップ44では、ステップ43から条件成立を受け
とると列車接近情報を出力する。
Next, in step 42, when a temporal increasing tendency in the sound level is recognized, the process proceeds to step 43, where it is determined whether or not the input digital signal has periodicity. This determination of the presence or absence of periodicity can be easily realized, for example, by using a method of correlating input digital signals. Then, the process proceeds to step 44 only when it is determined that there is periodicity, and otherwise returns to step 41. In step 44, when the condition is satisfied from step 43, train approach information is output.

【0012】ここで、周期性の有無判定に際して、入力
されたディジタル信号の相関をとる方法について説明す
る。相関をとるということは、2つの物理量の類似性を
数値化することであり、両者の類似性が高い程、相関値
は大きくなる。以下に音響信号幅T1とT2における相
関のとり方を説明する。ここでは理解を容易にするため
、単純な音響信号を用いることとし、また両信号の違い
は、図5の音響信号S1の13と音響信号S2の23の
レベル差のみであるとする。ただし、両信号S1、S2
ともデータ数50からなるディジタル系列値であるとす
る。また、各データは図6に示すように、11−1〜1
1−10、12−1〜12−10、…15−1〜15−
10と呼ぶこととする。
[0012] Here, a method of correlating input digital signals when determining the presence or absence of periodicity will be explained. Taking a correlation means quantifying the similarity between two physical quantities, and the higher the similarity between the two, the larger the correlation value. Below, a description will be given of how to take the correlation between the acoustic signal widths T1 and T2. Here, in order to facilitate understanding, it is assumed that a simple acoustic signal is used, and that the only difference between the two signals is the level difference between 13 of the acoustic signal S1 and 23 of the acoustic signal S2 in FIG. However, both signals S1 and S2
It is assumed that both are digital series values consisting of 50 data. In addition, each data is 11-1 to 1 as shown in FIG.
1-10, 12-1 to 12-10, ...15-1 to 15-
Let's call it 10.

【0013】両音響信号のうち、いずれか一方を固定し
、他方を1データずつずらしてそれぞれ乗算し、各乗算
結果を加算して行く。ただし、固定側と重ならない部分
(図7の点線部)は先頭へ移動して計算する。図7は移
動側を30データずらした状態を表わしている。このと
きの計算方法は、 S30=11−1〜23−1+11−2〜23−2+1
1−3×23−3+…+13−10×25−10+14
−1×21−1+14−2×21−4+…+15−9×
22−9+15−10×22−10 となる。
One of the two acoustic signals is fixed, the other is shifted by one data, multiplied, and the multiplication results are added. However, the portion that does not overlap with the fixed side (the dotted line portion in FIG. 7) is moved to the beginning for calculation. FIG. 7 shows a state in which the moving side is shifted by 30 data. The calculation method at this time is S30=11-1~23-1+11-2~23-2+1
1-3×23-3+…+13-10×25-10+14
-1×21-1+14-2×21-4+...+15-9×
22-9+15-10×22-10.

【0014】このようにして、データを1つずらした状
態の総積和S1からデータを50ずらした状態の総積和
S50を求め、下記の数1で示されるこれらの総和Sc
が音響信号S1と音響信号S2の相関値となる。
[0014] In this way, the total product sum S50 with the data shifted by 50 is determined from the total product sum S1 with the data shifted by 1, and these sums Sc are expressed by the following equation 1.
is the correlation value between the acoustic signal S1 and the acoustic signal S2.

【数1】[Math 1]

【0015】もちろん、相関をとる2つの物理量が全く
同一の場合、相関値が最大となり、レベルの大きさ、符
号の正負が異なればその度合に従って相関値は小さくな
る。上述の2つの音響信号S1とS2の相関値を求める
には、乗算回数50×50=2500回、和算回数50
×50=2500回の演算を行なう必要があるが、この
ような演算はマイクロコンピュータを用いればきわめて
容易である。
Of course, if the two physical quantities to be correlated are exactly the same, the correlation value will be maximum, and if the magnitude of the level or the sign is different, the correlation value will decrease according to the degree. To find the correlation value between the above two acoustic signals S1 and S2, the number of multiplications is 50 x 50 = 2500, and the number of additions is 50.
Although it is necessary to perform 2500 calculations (×50), such calculations are extremely easy if a microcomputer is used.

【0016】なお、図4のフローチャートにおいて、ス
テップ42とステップ43の順序を逆にしてもよい。ま
た、ディジタル信号入力に対して常時、ステップ42、
ステップ43の両処理を短時間で交互に行ない、両判定
結果とも一定回数以上条件成立が認められたとき、ステ
ップ44へ進み、列車接近情報を出力するようにしても
よい。
Note that in the flowchart of FIG. 4, the order of steps 42 and 43 may be reversed. Further, step 42,
Both processes in step 43 may be performed alternately in a short period of time, and when it is recognized that the conditions are met a certain number of times or more in both judgment results, the process may proceed to step 44 and output the train approach information.

【0017】以上の説明から明らかなように、本実施例
では、列車接近の判定基準にディジタル信号の増大傾向
と周期性とを取りこむことにより、外乱による音響と列
車接近による音響とを区別できるので、正確な列車接近
情報を提供でき、また誤動作を防止することができる。
As is clear from the above description, in this embodiment, by incorporating the increasing tendency and periodicity of the digital signal into the criteria for determining whether a train is approaching, it is possible to distinguish between sounds caused by disturbances and sounds caused by approaching trains. , it is possible to provide accurate train approach information and prevent malfunctions.

【0018】また、本発明による列車接近検出装置は、
マイクロコンピュータ、DSP(ディジタル・ジグナル
・プロセッサ)等を使用することにより容易に実現でき
、これをIC化すれば小型化、軽量化も容易であるから
、ポータブルな列車接近検出装置を構成することが可能
になる。
Furthermore, the train approach detection device according to the present invention has the following features:
It can be easily realized by using a microcomputer, DSP (digital signal processor), etc., and if it is made into an IC, it can be easily made smaller and lighter, so it is possible to construct a portable train approach detection device. It becomes possible.

【0019】さらに、送受信機と組合せることにより、
例えば作業現場から数km離れた地点における列車接近
情報を受信側でモニターすることが可能になる。
Furthermore, by combining with a transmitter/receiver,
For example, it becomes possible to monitor train approach information at a point several kilometers away from the work site on the receiving side.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、線路内作業中における
列車接近情報を早期に検出することが可能になるため、
安全性が著しく向上するとともに、省力化にも寄与する
。また本発明の装置はIC化が容易であり、軽量、小型
化が達成できるので、携帯に適するという利点もある。
[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to early detect train approach information during track work, so
Not only does it significantly improve safety, it also contributes to labor savings. Furthermore, the device of the present invention can be easily integrated into an IC, and is lightweight and compact, so it has the advantage of being suitable for portability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明による列車接近検出装置の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a train approach detection device according to the present invention.

【図2】レール上の一地点における列車通過に伴う音響
レベルの変動を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing changes in sound level as a train passes at one point on the rail.

【図3】図2の音響レベル上昇期間中のレベル変動を拡
大して表わした図である。
FIG. 3 is an enlarged diagram illustrating level fluctuations during the sound level rising period in FIG. 2;

【図4】図1における演算器の動作を示すフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the arithmetic unit in FIG. 1;

【図5】2つの音響信号の相関のとり方を説明する図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating how to correlate two acoustic signals.

【図6】2つの音響信号の相関のとり方を説明する図で
ある。
FIG. 6 is a diagram illustrating how to correlate two acoustic signals.

【図7】2つの音響信号の相関のとり方を説明する図で
ある。
FIG. 7 is a diagram illustrating how to correlate two acoustic signals.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1      音響検出素子 2      フィルタ 3      A/D変換器 4      演算器 1 Acoustic detection element 2 Filter 3 A/D converter 4 Arithmetic unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】列車接近に伴い発生する音響を検出してこ
の音響をあらわすアナログ電気信号を出力する音響検出
素子と、上記電気信号の帯域を制限するためのフィルタ
と、このフィルタによって帯域を制限された電気信号を
ディジタル信号に変換するA/D変換器と、上記ディジ
タル信号について、時間的な増大傾向の有無判定、なら
びに周期性の有無判定を行ない、上記ディジタル信号が
、時間的な増大傾向を有し、かつ周期性を有すると判定
された場合にのみ列車接近情報を出力する演算器とを備
えていることを特徴とする列車接近検出装置。
1. A sound detection element that detects sound generated as a train approaches and outputs an analog electrical signal representing the sound; a filter for limiting the band of the electrical signal; and a filter that limits the band by the filter. An A/D converter converts the electrical signal into a digital signal, and the digital signal is determined to determine whether or not there is an increasing tendency over time, and whether or not there is periodicity, and whether or not the digital signal has an increasing tendency over time. What is claimed is: 1. A train approach detection device comprising: a computing unit that outputs train approach information only when it is determined that the train approach information has periodicity.
JP15611691A 1991-05-31 1991-05-31 Train-approach detector Pending JPH04358961A (en)

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JP (1) JPH04358961A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007045277A (en) * 2005-08-09 2007-02-22 Kosei Kensetsu Kk Train approach warning device
CN114261424A (en) * 2021-12-04 2022-04-01 国能朔黄铁路发展有限责任公司 Train approaching and steel rail abnormal defect early warning system and method

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