JPH05157515A - Detecting method and apparatus of running position of moving machine - Google Patents

Detecting method and apparatus of running position of moving machine

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Publication number
JPH05157515A
JPH05157515A JP3323289A JP32328991A JPH05157515A JP H05157515 A JPH05157515 A JP H05157515A JP 3323289 A JP3323289 A JP 3323289A JP 32328991 A JP32328991 A JP 32328991A JP H05157515 A JPH05157515 A JP H05157515A
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JP
Japan
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optical
optical cable
traveling
machine
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP3323289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Taniyoshi
修一 谷吉
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPH05157515A publication Critical patent/JPH05157515A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To detect the position of a moving apparatus at low cost and with high reliability and high accuracy. CONSTITUTION:Light switching circuits 13A-13C for selecting ground controllers 11A-11C and a position detecting circuit 30 are placed at fixed points. Optical cables 14 of three fibers are connected to the light switching circuits. The other ends of the optical cables 14 are wound around winding devices 10A-10C of moving machines 1A-1C. Heaters 20A-20C as a temperature controlling means are placed in front of the winding devices 10A-10C. An area of peculiar temperatures which is distinguishable from the others is formed in each optical cable 14 by the heaters. The position detecting circuit 30 is provided with an optical multiplexer 31 connected to the light switching circuits 13A-13C, a demultiplexer 32, a semiconductor laser 33, a high-speed averaging device 37, a distance operating device 38, a position calculating device 39, etc. The position detecting circuit 30 operates the distance from the delay time of the Raman back scattering light of laser pulses incident upon the optical cables 14, and moreover calculates the temperature from the intensity ratio of the component of Stakes' light and the component of anti-Stokes' light, thereby to calculate the distance of the area of peculiar temperatures to obtain the running position of the moving machine.

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、製鉄所の各種移送台
車、原料ヤードの軌条機械などの走行路が規制された移
動機械の定点からの走行位置を検出する移動機械の走行
位置検出方法及びその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a traveling position of a moving machine for detecting the traveling position from a fixed point of the traveling machine such as various transport carriages of a steel mill, a railroad machine of a raw material yard, etc. Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】製鉄所の原料ヤードには、原料炭、鉱
石、副原料などの原料の積付け及び払出しを行うため
に、例えば走行、旋回及び俯仰の3動作を行う多数の軌
条機械が地上に敷設された軌条上を走行可能に配設され
ている。これら軌条機械1は、図6に示すように、定点
から所望方向に直線状又は曲線状に敷設された軌条Rに
案内されて走行する走行台車2と、この走行台車2上に
旋回可能な旋回台車3が載置され、この旋回台車3の頂
部位置に配設された運転室4と、旋回台車3に俯仰自在
に配設されたブームコンベヤ5aを設けたブーム5と、
このブーム5の俯仰を制御する俯仰装置6及び平衡装置
7と、走行台車2と一体に連結された補助台車8に取付
けられて原料をブームコンベヤ5aの基端に移送するト
リッパ9と、補助台車8に装着され、定点に配設された
地上コントローラ11からの電源供給を受けるための電
源ケーブル及び制御信号のインタフェースのための制御
ケーブルCを個別に移動機械の移動に伴って巻取り又は
巻戻しする巻取装置10とを備えている。
2. Description of the Related Art In a raw material yard of a steel mill, in order to load and discharge raw materials such as coking coal, ore, and auxiliary raw materials, a large number of railroad machines that perform, for example, three operations of running, turning, and lying down are grounded. It is arranged so that it can run on the rail line laid in the. As shown in FIG. 6, these railroad machines 1 are a traveling carriage 2 that travels while being guided by a railway R that is laid in a straight line or a curved line in a desired direction from a fixed point, and a turn that can be turned on the traveling carriage 2. A cab 4 on which a trolley 3 is placed, and a cab 4 arranged at the top of the trolley 3, and a boom 5 provided with a boom conveyor 5a laid on the trolley 3 so as to be raised and lowered,
A lift device 6 and a balance device 7 for controlling the elevation of the boom 5, a tripper 9 attached to an auxiliary carriage 8 integrally connected to the traveling carriage 2 to transfer raw materials to the base end of the boom conveyor 5a, and an auxiliary carriage. A power cable for receiving power supply from the ground controller 11 mounted at a fixed point and a control cable C for interface of control signals are individually wound or rewound with the movement of the mobile machine. And a winding device 10 for

【0003】そして、これら軌条機械の運転は、従来、
各機上の運転室4での有人操作によって運用されていた
が、近年、省力自動化の要請が強く、地上側での集中遠
隔自動運転化が促進されてきている。この集中遠隔自動
運転化に当たっては、地上−機上間の情報量の大幅増加
に伴う制御ケーブルの光ファイバ化による光伝送化や軌
条機械の各種駆動部の高度のセンシング技術が必要とな
り、中でも軌条機械の走行位置検出が難関であり、未だ
に優れた測定方法を見いだせない状況にある。
The operation of these railroad machines has hitherto been
It was operated by manned operation in the operator's cab 4 on each aircraft, but in recent years, there has been a strong demand for labor-saving automation, and centralized remote automated operation on the ground side has been promoted. This centralized remote autonomous operation requires optical transmission through the use of optical fiber in the control cable as the amount of information between the ground and the aircraft increases significantly, and advanced sensing technology for various drive parts of the railway machine is required. The running position of the machine is difficult to detect, and we are still in a situation where we cannot find an excellent measurement method.

【0004】この走行位置検出装置として、従来、例え
ば本出願人が先に提案した特開昭56−108629号
公報(以下、第1従来例と称す)及び特開平2−302
602号公報(以下、第2従来例と称す)に記載された
ものがある。第1従来例は、ヤード機械の走行に応じて
車輪の回転をシンクロ送受信機を介して地上側に伝達
し、その回転をパルス発生手段に供給して回転に応じた
正逆転パルス信号を形成すると共に、クラッチを介して
ヤード機械の全走行長に対応する現在位置信号を連続的
に発生する位置測定用ポテンショメータ及びこの位置測
定用ポテンショメータと同期して基準位置を出発する毎
に補正位置信号を連続的に発生する補正用ポテンショメ
ータに伝達し、且つヤード機械が予め定めた複数の基準
位置に到達するごとに絶対位置信号検出手段で絶対位置
信号を発生させ、ヤード機械の移動に応じて発生する正
逆転パルスを可逆カウンタで計数すると共に、ヤード機
械が基準位置に達したときに、可逆カウンタのカウント
値を位置測定用ポテンショメータの現在位置信号に基づ
く絶対位置補正値にプリセットし、且つ補正用ポテンシ
ョメータの検出値と基準設定値とを比較して、その偏差
が零となるように両ポテンショメータを回転させること
により、位置測定用ポテンショメータの位置検出ずれを
補正することにより、ヤード機械の正確な位置を測定す
るように構成されている。
As this running position detecting device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-108629 (hereinafter referred to as a first conventional example) previously proposed by the present applicant and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-302 have been proposed.
There is one disclosed in Japanese Patent No. 602 (hereinafter referred to as a second conventional example). In the first conventional example, the rotation of the wheels is transmitted to the ground side through the synchro transceiver in response to the traveling of the yard machine, and the rotation is supplied to the pulse generating means to form a forward / reverse pulse signal according to the rotation. Together with the position measuring potentiometer that continuously generates the current position signal corresponding to the entire traveling length of the yard machine via the clutch, and the correction position signal is continuously output every time the reference position is started in synchronization with the position measuring potentiometer. Transmitted to the correction potentiometer that is generated, and the absolute position signal is generated by the absolute position signal detecting means each time the yard machine reaches a plurality of predetermined reference positions, and the positive position is generated according to the movement of the yard machine. The reverse pulse is counted by the reversible counter and the count value of the reversible counter is measured by the potentiometer for position measurement when the yard machine reaches the reference position. The position measurement potentiometer is preset by setting the absolute position correction value based on the current position signal, comparing the detected value of the correction potentiometer with the reference set value, and rotating both potentiometers so that the deviation becomes zero. It is configured to measure the accurate position of the yard machine by correcting the position detection deviation of.

【0005】第2従来例は、一端がリールに巻かれたキ
ャプタイヤケーブルを介して給電される移動機械におい
て、キャプタイヤケーブルに略中央部で折返して両端部
を同一方向に取出したゴム製の光ケーブルを組込み、こ
の光ケーブルに一方の端部から光を伝送し、キャプタイ
ヤケーブルをリールに巻取り又は巻戻すことにより生ず
る光量変化から移動機械の位置を検出するように構成さ
れている。
The second prior art example is a mobile machine in which power is supplied through a cabtire cable whose one end is wound around a reel. In the mobile machine, a rubber optical cable in which the cabtire cable is folded back at approximately the center and both ends are taken out in the same direction. It is constructed so that light is transmitted from one end to this optical cable, and the position of the mobile machine is detected from the change in the amount of light caused by winding or unwinding the captyre cable on a reel.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
1従来例にあっては、移動機械の走行に応じた車輪等の
回転に同期してパルス信号、現在位置信号及び補正位置
信号を発生すると共に、ヤード機械が基準位置に達する
毎に絶対位置信号を発生させて、絶対位置信号の発生タ
イミングで誤差の補正を行うようにしているので、基準
位置での走行位置は正確に測定することができるが、隣
接する基準位置間では車輪等の回転に同期した信号を使
用して位置測定を行うので、車輪のスリップや回転伝達
経路での摩擦損失等による位置測定誤差を排除すること
はできないうえ、測定装置の構成が複雑となりコストが
嵩むという未解決の課題がある。
However, in the first conventional example described above, the pulse signal, the current position signal and the corrected position signal are generated in synchronization with the rotation of the wheel or the like according to the traveling of the mobile machine. Since the absolute position signal is generated every time the yard machine reaches the reference position and the error is corrected at the generation timing of the absolute position signal, the traveling position at the reference position can be accurately measured. However, since the position measurement is performed using the signal synchronized with the rotation of the wheel between the adjacent reference positions, the position measurement error due to the slip of the wheel, the friction loss in the rotation transmission path, etc. cannot be excluded. There is an unsolved problem that the structure of the measuring device becomes complicated and the cost increases.

【0007】また、第2従来例にあっては、光ケーブル
の直線状態とキャプタイヤケーブルがリールに巻かれる
ことによる湾曲状態とでは減衰率が相違することを利用
して、一端から入射した光を他端側で検出し、光の減衰
量から移動機械の位置を測定するようにしているので、
車輪のスリップの影響を受けることはないが、光ケーブ
ルの減衰率は温度によっても変化すると共に、リールの
巻径によって光ケーブルの湾曲率が変化することから減
衰率も変化することになり、正確な位置測定を行うこと
ができないという未解決の課題がある。
Further, in the second conventional example, the fact that the attenuation factor is different between the straight state of the optical cable and the curved state due to the captyre cable being wound on the reel is utilized to make the light incident from one end Since it is detected on the edge side and the position of the moving machine is measured from the amount of light attenuation,
Although it is not affected by wheel slip, the attenuation factor of the optical cable changes with temperature, and since the bending factor of the optical cable changes with the reel winding diameter, the attenuation factor also changes. There is an unsolved problem that measurement cannot be performed.

【0008】そこで、本発明は上記従来例の未解決の課
題に着目してなされたものであり、移動機械の走行位置
を簡易な構成で正確に検出することができる移動機械の
走行位置検出方法及びその装置を提供することを目的と
している。
Therefore, the present invention has been made in view of the unsolved problems of the above-mentioned conventional example, and a traveling position detecting method of a mobile machine capable of accurately detecting the traveling position of the mobile machine with a simple structure. And its device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る移動機械の走行位置検出方法は、走
行路が規制された移動機械の定点からの走行位置を検出
する移動機械の走行位置検出方法において、前記定点及
び移動機械間に前記走行路に沿って光ケーブルを敷設
し、該光ケーブルの一端を移動機械及び定点の何れか一
方に配設された当該移動機械の移動に伴って巻取り及び
巻戻しを行う巻取装置に接続し、該巻取装置の近傍で前
記光ケーブルを局部的に加熱又は冷却して温度特異領域
を形成し、前記光ケーブルの他端からレーザパルスを入
射し、このレーザパルスの前記温度特異領域でのラマン
散乱光を受信して、入射時点からラマン散乱光の受信時
点までの時間を計測することにより、前記移動機械の定
点からの走行位置を検出するようにしたことを特徴とし
ている。
In order to achieve the above object, a method for detecting a traveling position of a mobile machine according to a first aspect of the present invention is a mobile machine for detecting a traveling position from a fixed point of a mobile machine whose traveling path is restricted. In the traveling position detecting method, an optical cable is laid along the traveling path between the fixed point and the moving machine, and one end of the optical cable is moved along with the movement of the moving machine disposed at one of the moving machine and the fixed point. Connected to a winding device for winding and rewinding, and locally heating or cooling the optical cable in the vicinity of the winding device to form a temperature singular region, and a laser pulse is incident from the other end of the optical cable. Then, by receiving the Raman scattered light in the temperature singular region of this laser pulse, by measuring the time from the incident time to the reception time of the Raman scattered light, the traveling position from the fixed point of the mobile machine It is characterized in that it has to be out.

【0010】また、請求項2に係る移動機械の走行位置
検出装置は、走行路が規制された移動機械の定点からの
走行位置を検出する移動機械の走行位置検出装置におい
て、前記定点及び移動機械間に前記走行路に沿って敷設
した光ケーブルと、前記移動機械及び定点の何れか一方
に配設された当該移動機械の移動に伴って前記光ケーブ
ルの一端を巻取り及び巻戻しする巻取装置と、該巻取装
置の出側に配設された光ケーブルを局部的に加熱又は冷
却して温度特異領域を形成する温度制御手段と、前記光
ケーブルの他端に配設された前記光ケーブルにレーザパ
ルスを入射して前記温度特異領域でのラマン散乱光を計
測することにより前記温度特異領域までの距離を測定し
て移動機械の定点からの走行位置を検出する走行位置検
出手段とを備えたことを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a traveling position detecting device for a mobile machine, wherein the traveling position detecting device for a mobile machine detects a traveling position from a fixed point of the mobile machine whose traveling path is restricted. An optical cable laid along the traveling path in between, and a winding device that winds and rewinds one end of the optical cable according to the movement of the mobile machine, which is disposed on one of the mobile machine and a fixed point. , A temperature control means for locally heating or cooling the optical cable arranged on the output side of the winding device to form a temperature singular region, and a laser pulse to the optical cable arranged at the other end of the optical cable. And a traveling position detecting means for detecting a traveling position from a fixed point of the mobile machine by measuring the distance to the temperature singular region by measuring the Raman scattered light in the temperature singular region which is incident. It is characterized by a door.

【0011】ここで、光ケーブルは距離測定専用として
設ける他、情報伝達用と兼用して時分割で使用するよう
にしてもよく、定点を中心として複数の移動機械が存在
する場合には、各移動機械の光ケーブルと走行位置検出
手段との間に選択手段を配設して1つの走行位置検出手
段で各移動機械の走行位置を時分割で測定するようにし
てもよい。
Here, the optical cable may be provided for distance measurement only, or may be used for information transmission in a time-division manner. If there are a plurality of mobile machines with a fixed point as the center, each movement may be performed. The selecting means may be arranged between the optical cable of the machine and the traveling position detecting means, and the traveling position of each mobile machine may be measured in a time division manner by one traveling position detecting means.

【0012】[0012]

【作用】本発明においては、定点及び走行路が規制され
た移動機械の何れか一方に光ケーブルを巻付けた巻取装
置を配設し、他方に光ケーブルの他端に接続された走行
位置検出手段を配設し、移動機械の移動に伴って巻取装
置に光ケーブルを巻取るか又は巻取装置から光ケーブル
を巻戻すことにより、定点及び移動機械間の光ケーブル
長が変化する。このとき、巻取装置近傍に配設された温
度制御手段で光ケーブルを局部的に加熱又は冷却して光
ケーブルに温度特異領域を形成する。この状態で、走行
位置検出手段から光ケーブルにレーザパルスを入射し、
このレーザパルスによるラマン散乱光を測定して、温度
特異領域までの距離を測定し、移動機械の走行位置を検
出する。
According to the present invention, a winding position device for winding an optical cable is provided on either one of a mobile machine having a fixed point and a traveling path regulated, and the other is a traveling position detecting means connected to the other end of the optical cable. The optical cable length between the fixed point and the mobile machine is changed by disposing the optical fiber cable and disposing the optical cable in the winding machine or rewinding the optical cable from the winding machine as the mobile machine moves. At this time, the temperature control means arranged near the winding device locally heats or cools the optical cable to form a temperature peculiar region in the optical cable. In this state, a laser pulse is incident on the optical cable from the traveling position detecting means,
Raman scattered light by this laser pulse is measured, the distance to the temperature singular region is measured, and the traveling position of the mobile machine is detected.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の一実施例を示す概略構成図であ
る。図中、11A,11B及び11Cは定点位置に配設
された複数の移動機械としての図6に示す軌条機械1
A,1B及び1Cを個別に制御する地上コントローラで
あって、これら地上コントローラ11A〜11Cの夫々
は軌条機械1A〜1Cを運用する際の制御情報の授受、
軌条機械1A〜1Cに搭載されたITVカメラの画像を
モニタ表示するための画像情報の授受及び軌条機械1A
〜1Cとの間の電話情報の授受を行うため3つの光デー
タモデムを有し、これら3つの光データモデムから個別
の光ファイバ心線12a〜12cで構成される3心光ケ
ーブル12A〜12Cが導出されていると共に、後述す
る位置検出回路30から位置検出開始要求があったとき
に、後述する機上コントローラ21A〜21Cに対して
光切換回路15A〜15Cの切換要求を制御情報として
送出した後、論理値“1”の切換制御信号SS1 を後述
する光切換回路13A〜13Cに出力する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 11A, 11B and 11C are railroad machines 1 shown in FIG. 6 as a plurality of mobile machines arranged at fixed points.
A ground controller for individually controlling A, 1B, and 1C, wherein each of the ground controllers 11A to 11C sends and receives control information when operating the rail machines 1A to 1C.
Transmission and reception of image information for displaying images of ITV cameras mounted on the railroad machines 1A to 1C and the railroad machine 1A
1C has three optical data modems for exchanging telephone information with each other. From these three optical data modems, three-core optical cables 12A to 12C composed of individual optical fiber cores 12a to 12c are derived. When a position detection start request is issued from the position detection circuit 30 which will be described later, after the switching request of the optical switching circuits 15A to 15C is sent as control information to the onboard controllers 21A to 21C which will be described later, The switching control signal SS 1 having the logical value “1” is output to the optical switching circuits 13A to 13C described later.

【0014】各光ケーブル12A〜12Cの他端は、選
択手段として光切換回路13A〜13Cに接続されてい
る。これら光切換回路13A〜13Cの夫々は、光ケー
ブル12A〜12Cの各光ファイバ心線12a〜12c
が一方の固定接点tA 側に夫々接続された3つの光スイ
ッチ13a〜13cを有し、各光スイッチ13a〜13
cの可動接点tC が伝送用光ケーブル14A〜14Cの
3つの光ファイバ心線14a〜14cの一端に接続さ
れ、光スイッチ13aの他方の固定接点tB が光ファイ
バ30aを介して後述する走行位置検出回路30に接続
され、光スイッチ13b及び13cの他方の固定接点t
B が互いに光学的に接続された構成を有する。ここで、
各光スイッチ13a〜13cは、地上コントローラ11
A〜11Cからの切換制御信号SS1 が論理値“0”で
あるときに可動接点tC が固定接点tA 側に、論理値
“1”であるときに可動接点tC が固定接点tB 側に夫
々切換えられる。
The other ends of the optical cables 12A to 12C are connected to the optical switching circuits 13A to 13C as selecting means. Each of the optical switching circuits 13A to 13C includes an optical fiber core wire 12a to 12c of the optical cable 12A to 12C.
Has three optical switches 13a to 13c respectively connected to one fixed contact t A side, and each optical switch 13a to 13c
movable contact t C of c is connected to one end of the three optical fiber 14a~14c of the transmission cable 14A to 14C, a running position where the other fixed contact t B of the optical switch 13a will be described later via the optical fiber 30a The other fixed contact t of the optical switches 13b and 13c is connected to the detection circuit 30.
B is configured to be optically connected to each other. here,
Each of the optical switches 13a to 13c includes the ground controller 11
When the switching control signal SS 1 from A to 11C has the logical value “0”, the movable contact t C is on the fixed contact t A side, and when it has the logical value “1”, the movable contact t C has the fixed contact t B. It is switched to each side.

【0015】光切換回路13A〜13Cに接続された伝
送用光ケーブル14A〜14Cの他端は、前述した図6
に示す移動機械としての軌条機械1に配設された巻取装
置10A〜10Cに巻装されており、光ケーブル14A
〜14Cの全長は軌条機械1の定点からの最大移動距離
より多少長めに選定されている。ここで、巻取装置10
A〜10Cは、光ケーブル14A〜14Cを巻装するケ
ーブルリール10aの回転軸10bが歯車等の動力伝達
機構10cを介してトルクモータ10dに連結され、こ
のトルクモータ10dが軌条機械1A〜1Cの走行に応
じて正逆転駆動されることにより、光ケーブル14A〜
14Cが定点との間で一定トルクで緊張される。
The other end of the transmission optical cables 14A to 14C connected to the optical switching circuits 13A to 13C has the other end shown in FIG.
Is wound around the winding devices 10A to 10C arranged in the railroad machine 1 as the moving machine shown in FIG.
The total length of 14C is selected to be slightly longer than the maximum moving distance from the fixed point of the railway machine 1. Here, the winding device 10
In A to 10C, a rotating shaft 10b of a cable reel 10a around which optical cables 14A to 14C are wound is connected to a torque motor 10d via a power transmission mechanism 10c such as a gear, and the torque motor 10d travels in the railway machines 1A to 1C. The optical cable 14A to
14C is tensioned to a fixed point with a constant torque.

【0016】また、巻取装置10には、伝送用光ケーブ
ル14A〜14Cの光ファイバ心線14a〜14cが接
続された光切換回路13A〜13Cと略同様の構成を有
する光切換回路15A〜15Cが配設されている。これ
ら光切換回路15A〜15Cの夫々は、光切換回路13
A〜13Cと同様に3つの光スイッチ15a〜15cを
有し、各光スイッチ15a〜15cの可動接点tC が伝
送用光ケーブル14A〜14Cの光ファイバ心線14a
〜14cに接続されていると共に、固定接点t A がリー
ル内光ケーブル16A〜16Cの光ファイバ心線16a
〜16cに夫々接続され、光スイッチ15a及び15b
の固定接点tB が互いに接続され、光スイッチ15cの
固定接点tB が開放されている。ここで、各光スイッチ
15a〜15cは、後述する機上コントローラ18A〜
18Cからの切換制御信号SS2 が論理値“0”である
ときに可動接点tC を固定接点tA 側に切換え、切換制
御信号SS2 が論理値“1”であるときに可動接点tC
を固定接点tB 側に切換える。
The winding device 10 includes an optical cable for transmission.
The optical fiber core wires 14a to 14c of the cables 14A to 14C are in contact with each other.
It has substantially the same configuration as the continued optical switching circuits 13A to 13C.
Optical switching circuits 15A to 15C are provided. this
Each of the optical switching circuits 15A to 15C includes an optical switching circuit 13
Similar to A to 13C, three optical switches 15a to 15c
The movable contact point t of each of the optical switches 15a to 15cCGaden
Optical fiber core wire 14a of transmission optical cables 14A to 14C
~ 14c and fixed contact t ABut Lee
Optical fiber core wire 16a of the optical fiber cables 16A to 16C
To 16c, and optical switches 15a and 15b, respectively.
Fixed contact tBAre connected to each other, and the optical switch 15c
Fixed contact tBIs open. Where each optical switch
15a to 15c are on-board controller 18A to be described later.
Switching control signal SS from 18C2Is a logical value "0"
Sometimes movable contact tCFixed contact tASwitch to side, switching control
Signal SS2Is a logical value "1", the movable contact tC
Fixed contact tBSwitch to the side.

【0017】そして、各リール内光ケーブル16A〜1
6Cの他端は、少なくとも光ファイバ心線16a〜16
cのうちの制御情報用の光ファイバ心線16aが巻取装
置10を構成する巻取リールの中空回転軸の一端で所定
の光結合手段を介して機上光ケーブル17A〜17Cの
光ファイバ心線17aに結合されており、残りのITV
映像情報用及び電話回線用の光ファイバ心線16b及び
16cについては例えば方向性結合器で1本の光ファイ
バ心線に結合され、この光ファイバが巻取リールの中空
回転軸の他端で所定の光結合手段を介して固定側光ファ
イバ心線に結合され、この固定側光ファイバ心線が方向
正結合器に接続されてITV映像情報及び電話回線情報
に分離されて夫々機上光ケーブル17A〜17Cの光フ
ァイバ心線17b,17cに結合され、2つの方向性結
合器とこれら間を接続する1本の光ファイバで同一波長
双方向伝送システムが構成されている。
The optical cables 16A to 1 in the reels are provided.
The other end of 6C has at least the optical fiber core wires 16a to 16c.
The optical fiber core wire 16a for control information in c is an optical fiber core wire of the on-board optical cables 17A to 17C via a predetermined optical coupling means at one end of the hollow rotation shaft of the winding reel constituting the winding device 10. 17a and the remaining ITV
The optical fiber core wires 16b and 16c for video information and telephone lines are connected to one optical fiber core wire by, for example, a directional coupler, and the optical fiber is predetermined at the other end of the hollow rotary shaft of the winding reel. Is connected to the fixed-side optical fiber core through the optical coupling means, and the fixed-side optical fiber core is connected to the directional positive coupler to be separated into ITV image information and telephone line information, and the on-board optical cables 17A to The same-wavelength bidirectional transmission system is configured by two directional couplers and one optical fiber that connects them to the optical fiber cores 17b and 17c of 17C and connects them.

【0018】そして、機上光ケーブル17の他端が例え
ば運転室4に配設された機上コントローラ21A〜21
Cに接続されている。この機上コントローラ21A〜2
1Cは、光ケーブル17の光ファイバ心線17aから送
信される軌条機械1A〜1Cの移動量、ブーム5の俯仰
角等の制御情報を受信して、これに応じて軌条機械1A
〜1Cの駆動を制御すると共に、ITVカメラ19A〜
19Cで撮像した原料の積付け又は払出し状況を示す画
像情報を光ファイバ心線17bに送出し、且つ電話回線
の音声情報を光ファイバ心線17cを介して双方向通信
制御を行い、さらに地上コントローラ11A〜11Cか
らの位置検出処理開始を表す光切換回路15A〜15C
の切換要求を受信したときに、後述する位置検出処理に
必要な時間だけ論理値“1”の切換制御信号SS2 を光
切換回路15A〜15Cに送出する。
The other end of the on-board optical cable 17 is connected to the on-board controllers 21A to 21A arranged in the cab 4, for example.
It is connected to C. This onboard controller 21A-2
1C receives control information such as the amount of movement of the railroad machines 1A to 1C transmitted from the optical fiber core wire 17a of the optical cable 17, the depression and elevation angles of the boom 5, and the like, and the railroad machine 1A receives the control information.
〜1C drive control and ITV camera 19A〜
Image information indicating the loading or dispensing status of the raw material imaged at 19C is sent to the optical fiber core wire 17b, and the voice information of the telephone line is bidirectionally controlled via the optical fiber core wire 17c. Optical switching circuits 15A to 15C indicating start of position detection processing from 11A to 11C
When the switching request is received, the switching control signal SS 2 having the logical value “1” is sent to the optical switching circuits 15A to 15C only for the time required for the position detection processing described later.

【0019】一方、軌条機械1A〜1C上の巻取装置1
0A〜10Cの定点側近傍位置に光ケーブル14A〜1
4Cを摺動自在に挿通する温度制御手段を構成する円筒
状のヒータ20A〜20Cが配設され、このヒータ20
A〜20Cで光ケーブル14A〜14Cの内部の光ファ
イバ心線14a〜14cを軌条機械1A〜1Cの走行路
中の最高温度より例えば10℃程度高い温度に加熱して
温度特異領域を形成する。
On the other hand, the winding device 1 on the rail machines 1A to 1C
Optical cables 14A-1 at positions near fixed points of 0A-10C
Cylindrical heaters 20A to 20C constituting a temperature control means for slidably inserting 4C are provided.
At A to 20C, the optical fiber cores 14a to 14c inside the optical cables 14A to 14C are heated to a temperature higher than the maximum temperature in the traveling path of the railroad machines 1A to 1C, for example, by about 10 ° C to form a temperature singular region.

【0020】さらに、定点位置の地上コントローラ11
A〜11Cの近傍位置には、位置検出回路30が配設さ
れている。この位置検出回路30は、各光切換回路13
A〜13Cの光スイッチ13aの固定接点tB に接続さ
れた光ファイバ30aの他端が夫々接続された光マルチ
プレクサ31と、この光マルチプレクサ31に接続され
た光分波器32と、この光分波器32に所定幅のレーザ
パルスを供給するパルス半導体レーザ33と、このパル
ス半導体レーザ33のレーザパルスの発振を制御するパ
ルス駆動回路34と、光分波器32の出力側に接続され
たラマン後方散乱光のストークス光成分を抽出するフィ
ルタ35a及びアンチストークス光成分を抽出するフィ
ルタ35bと、これらフィルタ35a,35bで抽出し
た光成分を光電変換するアバランシェフォトダイオード
36a,36bと、これらの光電出力をA/D変換した
後、パルス駆動回路34のパルス駆動信号を起点とした
各遅延時間に対応したメモリ内に加算して格納すると共
に、所定回数M回加算した後にMで除して平均化を行う
高速平均化処理装置37と、この高速平均化処理装置3
7の各遅延時間対応のストークス光及びアンチストーク
ス光の平均値の強度比を演算して各地点の温度分布を測
定し、その極大値を表す距離を算出する距離演算装置3
8と、この距離演算装置38で算出した極大値を表す距
離を平均して軌条機械1A〜1Cの走行位置を算出する
位置算出処理装置39とを備えており、位置算出処理装
置39は、算出した軌条機械1A〜1Cの位置情報及び
所定周期の位置検出タイミングで出力する位置検出開始
要求を各地上コントローラ11A〜11Cに送出すると
共に、位置検出開始要求をパルス駆動回路34に送出
し、且つ1台の軌条機械1A〜1Cの走行位置検出が完
了すると、光マルチプレクサ31に対して走行位置検出
が完了していない残りの軌条機械側に切換える切換信号
SS3 を出力する。
Further, the ground controller 11 at the fixed point position
A position detection circuit 30 is arranged near the positions A to 11C. This position detection circuit 30 is provided with each optical switching circuit 13
The optical multiplexers 31 to which the other ends of the optical fibers 30a connected to the fixed contacts t B of the optical switches 13a of A to 13C are respectively connected, the optical demultiplexer 32 connected to the optical multiplexer 31, and the optical demultiplexer 32 A pulse semiconductor laser 33 that supplies a laser pulse of a predetermined width to the wave multiplexer 32, a pulse drive circuit 34 that controls the oscillation of the laser pulse of the pulse semiconductor laser 33, and a Raman connected to the output side of the optical demultiplexer 32. A filter 35a for extracting the Stokes light component of the backscattered light and a filter 35b for extracting the anti-Stokes light component, avalanche photodiodes 36a, 36b for photoelectrically converting the light components extracted by these filters 35a, 35b, and their photoelectric outputs. After A / D conversion of each, it corresponds to each delay time starting from the pulse drive signal of the pulse drive circuit 34 And stores by adding in memory, a high speed averaging processing apparatus 37 for performing divided by M averaged after adding a predetermined number of times M times, the high speed averaging processing apparatus 3
A distance calculation device 3 for calculating the intensity ratio of the average values of the Stokes light and the anti-Stokes light corresponding to each delay time 7 to measure the temperature distribution at each point, and calculating the distance representing the maximum value.
8 and a position calculation processing device 39 that calculates the traveling positions of the railroad machines 1A to 1C by averaging the distances representing the maximum values calculated by the distance calculation device 38. The position calculation processing device 39 calculates The position information of the railroad machines 1A to 1C and the position detection start request to be output at the position detection timing of a predetermined cycle are sent to the ground controllers 11A to 11C, and the position detection start request is sent to the pulse drive circuit 34, and 1 When the completion of travel position detection of the platform of the railway machine 1A-1C, outputs a switching signal SS 3 to switch to the rest of the railway machine side travel position detection with respect to the optical multiplexer 31 has not been completed.

【0021】次に、上記実施例の動作を説明する。各地
上コントローラ11A〜11C及び機上コントローラ2
1A〜21Cは、通常制御状態では切換制御信号SS1
及びSS2 を論理値“0”として、光切換回路13A〜
13C及び15A〜15Cを夫々伝送用光ケーブル14
A〜14Cの各光ファイバ心線14a〜14cを地上コ
ントローラ11A〜11Cの光ケーブル12A〜12C
及び機上コントローラ21A〜21Cに接続されたリー
ル内光ケーブル16A〜16Cに接続する切換位置とし
て、地上コントローラ11A〜11Cと機上コントロー
ラ21A〜21Cとの間で制御情報、ITV画像情報及
び電話回線の音声情報の授受を行って、軌条機械1A〜
1Cの走行制御、ブーム5による原料の積付け又は払出
し制御を行う。
Next, the operation of the above embodiment will be described. Each ground controller 11A to 11C and onboard controller 2
1A to 21C are switching control signals SS 1 in the normal control state.
And SS 2 as a logical value “0”, the optical switching circuits 13A to
Optical cable 14 for transmitting 13C and 15A to 15C, respectively
The optical fibers 14a to 14c of A to 14C are connected to the optical cables 12A to 12C of the ground controllers 11A to 11C.
And, as the switching position connected to the in-reel optical cables 16A to 16C connected to the onboard controllers 21A to 21C, control information, ITV image information, and telephone line information between the ground controllers 11A to 11C and the onboard controllers 21A to 21C are set. Sending and receiving audio information, rail machine 1A ~
The traveling control of 1C, the stowage of the raw material by the boom 5, or the dispensing control is performed.

【0022】この通常制御状態で、位置制御回路30の
位置算出処理装置39から位置検出開始要求が各地上コ
ントローラ11A〜11Cに送出されると、これら地上
コントローラ11A〜11Cから機上コントローラ21
A〜21Cに対して光切換回路15A〜15Cの切換要
求を制御情報として送出し、次いで論理値“1”の切換
制御信号SS1 を光切換回路13A〜13Cに送出す
る。一方、切換要求を受信した機上コントローラ21A
〜21Cでも光切換回路15A〜15Cに対して論理値
“1”の切換制御信号SS2 を送出する。
In this normal control state, when a position detection start request is sent from the position calculation processing device 39 of the position control circuit 30 to each of the ground controllers 11A to 11C, these ground controllers 11A to 11C are used.
A switching request of the optical switching circuits 15A to 15C is sent to A to 21C as control information, and then a switching control signal SS 1 of logical value "1" is sent to the optical switching circuits 13A to 13C. On the other hand, the onboard controller 21A that received the switching request
Transmits a switching control signal SS 2 having the logic value "1" to the ~21C any optical switching circuit 15A to 15C.

【0023】このため、各光切換回路13A〜13C及
び15A〜15Cの可動接点tC が固定接点tB 側に切
換えられることにより、各伝送用光ケーブル14A〜1
4Cで、図2(a) に示すように、両端に配置された光切
換回路13A〜13C及び15A〜15Cで各光ファイ
バ心線14a〜14cが一本の光ファイバ心線として接
続されることになり、光ファイバ心線14aの光切換回
路13A〜13C側が位置検出回路30の光マルチプレ
クサ31に、光ファイバ心線14cの光切換回路15A
〜15C側が光スイッチ15cの固定接点tB で開放さ
れる。
Therefore, the movable contact t C of each of the optical switching circuits 13A to 13C and 15A to 15C is switched to the fixed contact t B side, whereby each of the transmission optical cables 14A to 1C.
4C, as shown in FIG. 2 (a), the optical switching circuits 13A to 13C and 15A to 15C arranged at both ends connect the respective optical fiber core wires 14a to 14c as one optical fiber core wire. The optical switching circuits 13A to 13C of the optical fiber core wire 14a are connected to the optical multiplexer 31 of the position detection circuit 30, and the optical switching circuit 15A of the optical fiber core wire 14c.
The ~ 15C side is opened by the fixed contact t B of the optical switch 15c.

【0024】そして、先ず、位置算出処理装置39か
ら、光マルチプレクサ31に対して光ケーブル14Aを
選択する選択信号が出力されることにより、光マルチプ
レクサ31で光ケーブル14Aが選択され、これが分波
器32に接続される。この状態で、パルス駆動回路34
から駆動信号がパルス半導体レーザ33及び高速平均化
処理装置37に出力される。このため、パルス半導体レ
ーザ33から所定幅例えば50cm〜1m程度のレーザパ
ルスが発生され、これが分波器32を通り、光マルチプ
レクサ31、光ファイバ30a及び光切換回路13Aの
光スイッチ13aを介して伝送用光ケーブル14の光フ
ァイバ心線14aに入射され、この光ファイバ心線14
a内を伝搬することにより軌条機械1Aのヒータ20A
を通って巻取装置10A内の光切換回路15Aの光スイ
ッチ15aに到達し、その可動接点tC 及び固定接点t
B と光スイッチ15bの固定接点tB 及び可動接点tC
とを通って、光ファイバ心線14b内に入射し、この光
ファイバ心線14b内を伝搬することにより、再度ヒー
タ20A位置を通過して光切換回路13Aの光スイッチ
13bに到達し、さらに光スイッチ13cを介して光フ
ァイバ心線14c内に入射し、この光ファイバ心線14
c内を伝搬することにより、再々度ヒータ20A位置を
通過して光スイッチ15cに到達する。
First, the position calculation processing device 39 outputs a selection signal for selecting the optical cable 14A to the optical multiplexer 31, whereby the optical cable 14A is selected by the optical multiplexer 31 and this is sent to the demultiplexer 32. Connected. In this state, the pulse drive circuit 34
A drive signal is output from the pulse semiconductor laser 33 to the high-speed averaging processor 37. Therefore, a laser pulse having a predetermined width, for example, about 50 cm to 1 m is generated from the pulse semiconductor laser 33, passes through the demultiplexer 32, and is transmitted via the optical multiplexer 31, the optical fiber 30a, and the optical switch 13a of the optical switching circuit 13A. The optical fiber 14 is made incident on the optical fiber 14a of the optical cable 14 for use.
heater 20A of railway machine 1A by propagating in a
To reach the optical switch 15a of the optical switching circuit 15A in the winding device 10A through the movable contact t C and fixed contact t.
Fixed contact t B and movable contact t C between B and the optical switch 15b
The light enters into the optical fiber core wire 14b through and and propagates in the optical fiber core wire 14b to again pass through the position of the heater 20A to reach the optical switch 13b of the optical switching circuit 13A. The light enters the optical fiber core wire 14c through the switch 13c, and the optical fiber core wire 14c
By propagating in c, it again passes through the heater 20A position and reaches the optical switch 15c.

【0025】このように、伝送用光ケーブル14Aの光
ファイバ心線14a〜14c内をレーザパルスが伝搬す
ると、これに応じて各伝搬位置で図3に示すように散乱
を生じ、その後方散乱光が光切換回路13Aを通じて位
置検出回路30に戻る。ここで、後方散乱光の中には、
入射光が光ファイバのコアを構成するガラスの格子振動
により弾性的に散乱されて生じるレーレ散乱光(入射光
と同じ波長)の他に、非弾性的に散乱されて生じるラマ
ン散乱光が含まれている。このラマン散乱光は、図4に
示すように、入射光より長波長のストークス光成分と、
入射光より短波長のアンチストークス光成分との2成分
であり、その強度はレーレ散乱光の約10-3程度と極め
て微弱である。しかし、これらの強度光ファイバの温度
に対して敏感に変化する。また、ストークス光成分とア
ンチストークス光成分との強度比は図5に示すように温
度の関数となる。この2波長を用いることにより、光源
の変動や光ファイバに加わる外乱の影響を取り除くこと
ができる。
As described above, when the laser pulse propagates in the optical fiber core wires 14a to 14c of the transmission optical cable 14A, scattering occurs at each propagation position as shown in FIG. 3, and the backscattered light is generated. It returns to the position detection circuit 30 through the optical switching circuit 13A. Here, in the backscattered light,
In addition to Rayleigh scattered light (the same wavelength as the incident light) that is generated when the incident light is elastically scattered by the lattice vibration of the glass that forms the core of the optical fiber, it also includes Raman scattered light that is inelastically scattered. ing. As shown in FIG. 4, this Raman scattered light has a Stokes light component with a wavelength longer than that of the incident light,
It is composed of two components, an anti-Stokes light component having a shorter wavelength than the incident light, and its intensity is extremely weak, about 10 −3 of Rayleigh scattered light. However, these intensity optical fibers are sensitive to temperature changes. The intensity ratio between the Stokes light component and the anti-Stokes light component is a function of temperature as shown in FIG. By using these two wavelengths, it is possible to remove the influence of the fluctuation of the light source and the disturbance applied to the optical fiber.

【0026】このため、位置検出回路30で、戻ってき
た後方散乱光は光マルチプレクサ31及び分波器32を
介してフィルタ35a,35bに達し、これらフィルタ
35a,35bでラマン後方散乱光の2成分であるスト
ークス光成分及びアンチストークス光成分を分離抽出
し、抽出されたストークス光成分及びアンチストークス
光成分がアバランシェフォトダイオード36a及び36
bで光電変換され、これらの光電変換出力が高速平均化
処理装置37に入力される。したがって、高速平均化処
理装置37で、ストークス光成分及びアンチストークス
光成分の光電変換出力をA/D変換し、そのディジタル
値をパルス駆動回路34からの駆動信号が入力された時
点からの各遅延時間に対応したメモリの記憶領域に加算
して格納する。そして、伝送用光ケーブル14からの後
方散乱光が全て戻った後、再度パルス半導体レーザ33
からレーザパルスを発生させ、これを伝送用光ケーブル
14に入射させて、上記と同様にラマン後方散乱光のス
トークス光成分及びアンチストークス光成分の検出を繰
り返し、これを多数回(例えば数千回)繰り返した後、
各遅延時間毎に各記憶領域に格納されたストークス光成
分及びアンチストークス光成分の累積値をその繰り返し
回数Mで除算することにより平均化を行う。この平均化
処理はラマン後方散乱光が非常に微弱であるため測定誤
差を防止するために行われる。
Therefore, in the position detection circuit 30, the returned backscattered light reaches the filters 35a and 35b via the optical multiplexer 31 and the demultiplexer 32, and these two components of the Raman backscattered light are passed through the filters 35a and 35b. The Stokes light component and the anti-Stokes light component are extracted and separated, and the extracted Stokes light component and anti-Stokes light component are avalanche photodiodes 36a and 36, respectively.
The photoelectric conversion is performed in b, and the photoelectric conversion outputs are input to the high speed averaging processing device 37. Therefore, the high-speed averaging processor 37 A / D-converts the photoelectric conversion output of the Stokes light component and the anti-Stokes light component, and delays the digital value of each delay from the time when the drive signal from the pulse drive circuit 34 is input. It is added to the storage area of the memory corresponding to time and stored. Then, after all the backscattered light from the transmission optical cable 14 has returned, the pulse semiconductor laser 33 is again provided.
Laser pulse is generated from the laser beam and is incident on the transmission optical cable 14, and the Stokes light component and the anti-Stokes light component of the Raman backscattered light are repeatedly detected in the same manner as above, and this is repeated many times (for example, several thousand times). After repeating
Averaging is performed by dividing the cumulative value of the Stokes light component and the anti-Stokes light component stored in each storage area for each delay time by the number M of repetitions thereof. This averaging process is performed to prevent a measurement error because the Raman backscattered light is very weak.

【0027】このようにして、各遅延時間毎のストーク
ス光成分及びアンチストークス光成分の平均値が算出さ
れると、これらが距離演算装置38に出力され、この距
離演算装置38で、各遅延時間tと伝送用光ケーブル1
4内のレーザパルスの伝搬速度(約200m/μs)v
とに基づいて後方散乱光の発生位置x(=v・t/2)
を算出すると共に、各発生位置xでのストークス光成分
s とアンチストークス光成分Ia との強度比Ia /I
s から光ファイバ心線14a〜14cの温度を算出す
る。この温度の算出には、例えば予め実験や演算等に基
づき作成された図4に示すマップをメモリに記憶してお
き、算出された強度比Ia /Is をもとにマップを参照
して温度を算出する。このようにして、各後方散乱光の
発生位置xとその温度との関係をグラフ化すると図3
(b) に示すようになる。この図3(b)から明らかなよう
に、光ファイバ心線14a〜14cが直列に接続されて
いるので、ヒータ20A位置で温度極大値が生じてお
り、この温度極大値の位置が軌条機械1Aの位置を表し
ている。ここで、温度極大値を探索するには、各位置で
の温度を周囲温度と比較演算しながらピーク点(周囲温
度に対して+10℃)を検出し、その定点(光マルチプ
レクサ31)からの距離を求める。
In this way, when the average value of the Stokes light component and the anti-Stokes light component for each delay time is calculated, these are output to the distance calculation device 38, and this distance calculation device 38 calculates each delay time. t and optical cable for transmission 1
Propagation velocity of laser pulse within 4 (about 200 m / μs) v
Based on and, the backscattered light generation position x (= v · t / 2)
And the intensity ratio I a / I of the Stokes light component I s and the anti-Stokes light component I a at each generation position x.
to calculate the temperature of the optical fiber core wire 14a~14c from s. For the calculation of this temperature, for example, a map shown in FIG. 4 which is created in advance based on experiments and calculations is stored in a memory, and the map is referred to based on the calculated intensity ratio I a / I s. Calculate the temperature. In this way, when the relationship between the generation position x of each backscattered light and its temperature is graphed, FIG.
It becomes as shown in (b). As is apparent from FIG. 3 (b), since the optical fiber core wires 14a to 14c are connected in series, the temperature maximum value occurs at the heater 20A position, and the position of this temperature maximum value is the rail machine 1A. Represents the position of. Here, in order to search for the temperature maximum value, the peak point (+ 10 ° C. with respect to the ambient temperature) is detected while comparing the temperature at each position with the ambient temperature, and the distance from the fixed point (optical multiplexer 31) is detected. Ask for.

【0028】すなわち、伝送用光ケーブル14の全長を
L、光マルチプレクサ31からヒータ20A迄の距離即
ち求めようとする軌条機械1Aの走行位置をa、残りの
巻取装置10のケーブルリール10aに巻装されている
光ケーブル14の距離をb(L−a)とすると、下記
(2) 〜(4) 式に示すように、通算距離で距離aに相当す
る距離x、a+2bの距離に相当する距離y、3a+2
bの距離に相当する距離zを得ることができる。
That is, the total length of the transmission optical cable 14 is L, the distance from the optical multiplexer 31 to the heater 20A, that is, the running position of the railroad machine 1A to be obtained, is a, and the remaining reel device 10 is wound around the cable reel 10a. Assuming that the distance of the optical cable 14 is b (La),
As shown in the equations (2) to (4), the distance x corresponds to the distance a in the total distance, and the distance y corresponds to the distance a + 2b, 3a + 2.
A distance z corresponding to the distance b can be obtained.

【0029】 a+b=L …………(1) a=x …………(2) a+2b=y …………(3) 3a+2b=z …………(4) そして、算出した温度極大値を表す距離x,y及びzを
位置算出処理装置39に出力することにより、この位置
算出処理装置39で軌条機械1Aの位置aを算出する。
A + b = L (1) a = x (2) a + 2b = y (3) 3a + 2b = z (4) The calculated temperature maximum value By outputting the distances x, y, and z representing the position calculation processing device 39, the position calculation processing device 39 calculates the position a of the railway machine 1A.

【0030】すなわち、前記(1) 式及び(3) 式から a=2L−y …………(5) が得られると共に、(1) 式及び(4) 式から a=z−2L …………(6) が得られる。That is, a = 2L−y (5) is obtained from the equations (1) and (3), and a = z−2L is obtained from the equations (1) and (4). …… (6) is obtained.

【0031】そして、上記(2),(5) 及び(6) 式を平均化
すると、 a=(x−y+z)/3 …………(7) が得られ、この(7) 式の演算を位置算出処理装置39で
行うことにより、軌条機械1Aの位置aを算出すること
ができる。そして、位置算出処理装置39で軌条機械1
Aの位置aの検出が完了したら、この位置算出処理装置
39から切換信号を光マルチプレクサ31に送出して、
この光マルチプレクサ31を光ケーブル14B側に切換
え、上記と同様の動作を繰り返して軌条機械1Bの位置
を検出し、その位置検出完了後に再度光マルチプレクサ
31を光ケーブル14C側に切換えて軌条機械1Cの位
置を検出し、各軌条機械1A〜1Cの位置検出が完了す
ると、検出した軌条機械1A〜1Cの位置情報を地上コ
ントローラ11A〜11Cに送出する。
Then, by averaging the equations (2), (5) and (6), a = (x−y + z) / 3 (7) is obtained, and the operation of the equation (7) is obtained. By performing the position calculation processing device 39, it is possible to calculate the position a of the railway machine 1A. Then, the railroad machine 1 is moved to the position calculation processing device 39.
When the detection of the position a of A is completed, a switching signal is sent from the position calculation processing device 39 to the optical multiplexer 31,
The optical multiplexer 31 is switched to the optical cable 14B side, the same operation as described above is repeated to detect the position of the railway machine 1B, and after the position detection is completed, the optical multiplexer 31 is switched again to the optical cable 14C side to shift the position of the railway machine 1C. When it detects and the position detection of each railroad machine 1A-1C is completed, the positional information on the detected railroad machine 1A-1C is sent to the ground controllers 11A-11C.

【0032】地上コントローラ11A〜11Cでは、位
置検出回路30の位置算出処理装置39から該当する軌
条機械1A〜1Cの位置情報を受信すると、これに応じ
て切換制御信号SS1 を論理値“0”に復帰させて光切
換回路13A〜13Cを地上コントローラ11A〜11
C側に切換えると共に、機上コントローラ21A〜21
Cによる光切換回路15A〜15Cの復帰を待って、通
常制御状態に復帰する。そして、上記の位置検出処理が
予め設定された所定時間毎に繰り返される。
In the ground controllers 11A to 11C, when the position information of the corresponding rail machines 1A to 1C is received from the position calculation processing device 39 of the position detection circuit 30, the switching control signal SS 1 is changed to the logical value "0" according to the position information. The optical switching circuits 13A to 13C to the ground controllers 11A to 11C.
Along with switching to the C side, the onboard controllers 21A to 21
After the optical switching circuits 15A to 15C are restored by C, the normal control state is restored. Then, the position detection process described above is repeated at predetermined time intervals.

【0033】なお、位置検出回路30としては、ラマン
散乱光利用分布温度センサの構成を有するが、位置検出
の性質上、温度分解能、温度精度よりは距離分解能、応
答距離、測定時間を優先させたシステム構成とすること
が望ましい。このように、上記実施例によると、ヒータ
20A〜20Cで光ケーブル14を加熱することによ
り、光ケーブル14に温度特異領域を形成することがで
き、この温度特異領域の温度をラマン後方散乱光のスト
ークス光成分及びアンチストークス光成分の強度比から
算出し、温度特異領域に対応する温度極大値の距離を求
めることにより、軌条機械1A〜1Cの位置を正確に検
出することができる。しかも、上記実施例のように、制
御情報伝送用の光ケーブルを利用して位置検出を行うこ
とにより、既存の光ケーブルをそのまま使用することが
でき、光ケーブル敷設コストを大幅に低減することがで
き、また複数の軌条機械1A〜1Cの位置検出を1つの
位置検出回路30で行うようにしていることでも設備費
を低減することができ、さらに伝送用光ケーブル14の
光ファイバ心線14a〜14cを直列に連結してレーザ
パルスによって後方散乱光を得るので、複数(上記実施
例では3つ)の温度極大値を得ることができ、従って同
一の熱媒となるヒータ20A位置を複数回直列に距離測
定することになる。この結果を演算解析して平均化処理
することより、S/Nを改善することができ、精度の高
い位置測定が可能となる。
Although the position detection circuit 30 has a structure of a distributed temperature sensor using Raman scattered light, due to the nature of position detection, distance resolution, response distance, and measurement time are prioritized over temperature resolution and temperature accuracy. System configuration is desirable. As described above, according to the above-described embodiment, the temperature peculiar region can be formed in the optical cable 14 by heating the optical cable 14 with the heaters 20A to 20C, and the temperature of this temperature peculiar region can be changed to the Stokes light of Raman backscattered light. The positions of the railroad machines 1A to 1C can be accurately detected by calculating from the intensity ratio of the component and the anti-Stokes light component and obtaining the distance of the temperature maximum value corresponding to the temperature singular region. Moreover, by performing position detection using the optical cable for transmitting control information as in the above embodiment, the existing optical cable can be used as it is, and the optical cable laying cost can be significantly reduced. Since the position detection of the plurality of railroad machines 1A to 1C is performed by the single position detection circuit 30, the equipment cost can be reduced, and the optical fiber core wires 14a to 14c of the transmission optical cable 14 are connected in series. Since the backscattered light is obtained by connecting the laser pulses, a plurality (three in the above embodiment) of temperature maximum values can be obtained, and therefore, the position of the heater 20A serving as the same heat medium is measured in series a plurality of times. It will be. The S / N can be improved and the position can be measured with high accuracy by calculating and averaging the results and averaging the results.

【0034】なお、上記実施例においては、複数の軌条
機械1A〜1Cの位置検出を1つの位置検出回路30で
時分割で行うようにした場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、個々の軌条機械1A〜1C
に対して各々位置検出回路30を設けるようにしてもよ
い。また、上記実施例においては、位置検出時に3本の
光ファイバ心線14a〜14cを直列に連結して温度極
大位置を計測する場合について説明したが、これに限ら
ず1本の光ファイバ心線のみ或いは2本又は4本以上の
光ファイバ心線を連結して温度極大位置を計測するよう
にしてもよい。
In the above embodiment, the case where the position detection of the plurality of railroad machines 1A to 1C is time-divisionally performed by the single position detection circuit 30 has been described, but the present invention is not limited to this. , Individual rail machines 1A-1C
Alternatively, the position detection circuit 30 may be provided for each. Moreover, in the said Example, although the case where three optical fiber core wires 14a-14c were connected in series at the time of position detection, and the temperature maximum position was measured, it is not restricted to this, but one optical fiber core wire. Alternatively, only two or four or more optical fiber cores may be connected to measure the temperature maximum position.

【0035】さらに、上記実施例においては、制御用、
ITV画像用及び電話回線用の3心光ケーブル14A〜
14Cを適用した場合について説明したが、これに限ら
ず個々の情報を例えば周波数多重化することにより、一
本の光ファイバ心線を使用して情報伝送することができ
ることは言うまでもない。さらにまた、上記実施例にお
いては巻取装置10A〜10Cのケーブルリール10a
に巻装した光ケーブル14A〜14Cの末端に接続した
光切換回路15A〜15Cと固定側となる機上光ケーブ
ル17A〜17Cとの結合を双方向伝送方式を使用して
行う場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、各光スイッチ15a〜15cの出側に分波器を
介して光電変換手段及び電光変換手段を配置すると共
に、固定部側の機上光ケーブル17A〜17Cにも分波
器を介して電光変換手段及び光電変換手段を配置し、こ
れらの変換手段間をスリップリングを使用した電気信号
で情報伝送したり、無線伝送することもできる。
Further, in the above embodiment, for control,
Three-core optical cable 14A for ITV image and telephone line
Although the case where 14C is applied has been described, it is needless to say that the information can be transmitted using one optical fiber core by frequency-multiplexing individual information without being limited to this. Furthermore, in the above embodiment, the cable reel 10a of the winding device 10A to 10C.
The case where the optical switching circuits 15A to 15C connected to the ends of the optical cables 14A to 14C wound around and the on-board optical cables 17A to 17C on the fixed side are coupled using the bidirectional transmission method has been described. However, the photoelectric conversion means and the electro-optical conversion means are arranged on the output side of each of the optical switches 15a to 15c via a demultiplexer, and the demultiplexing is performed on the on-board optical cables 17A to 17C on the fixed side. It is also possible to arrange the electro-optical conversion means and the photoelectric conversion means via a device, and to perform information transmission or wireless transmission between these conversion means by an electric signal using a slip ring.

【0036】なおさらに、上記実施例においては、移動
機械として軌条機械1A〜1Cを適用した場合について
説明したが、レール上を走行するものに限らず、定点か
ら走行路が規制されて走行する移動機械であれば、任意
の移動機械の位置検出を行うことができる。また、上記
実施例では、伝送用光ケーブル14A〜14Cを巻装す
る巻取装置10A〜10Cにトルクモータを適用して伝
送用光ケーブル14A〜14Cの張力を一定に制御する
場合について説明したが、これに限らず、光ケーブルを
緊張することなく巻取り又は巻戻しするようにしてもよ
い。
Further, in the above embodiment, the case where the railroad machines 1A to 1C are applied as the moving machine has been described, but the moving machine is not limited to the one running on the rail, and the moving road is restricted from a fixed point to move. If it is a machine, the position of any mobile machine can be detected. Moreover, in the said Example, the case where a torque motor was applied to the winding devices 10A-10C which wind the transmission optical cables 14A-14C to control the tension of the transmission optical cables 14A-14C constant was explained. Alternatively, the optical cable may be wound or unwound without tension.

【0037】さらに、上記実施例では、温度制御手段と
してヒータ20A〜20Cを適用した場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、他の熱媒を使
用することもでき、さらには冷蔵装置、冷凍装置等の冷
媒を適用することもでき、要は温度分布を計測したとき
に極大値又は極小値として他の周囲温度と判別が可能で
あればよい。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the heaters 20A to 20C are applied as the temperature control means has been described, but the present invention is not limited to this, and other heat medium can be used, and further refrigeration. A refrigerant such as a device or a refrigerating device can also be applied, and the point is that it can be distinguished from other ambient temperatures as a maximum value or a minimum value when the temperature distribution is measured.

【0038】さらにまた、上記実施例では、光ケーブル
の巻取装置10A〜10Cを軌条機械1A〜1C側に設
けた場合について説明したが、巻取装置10A〜10C
を定点側に配置するようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the winding devices 10A to 10C for the optical cable are provided on the rail machines 1A to 1C has been described, but the winding devices 10A to 10C are described.
May be arranged on the fixed point side.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び請求
項2に係る移動機械の位置検出方法及び装置によれば、
定点と移動機械との間を光ケーブルで連結し、この光ケ
ーブルの巻取装置近傍に光ケーブルの温度制御手段を配
置して、光ケーブルに温度特異領域を形成し、この光ケ
ーブルにレーザパルスを入射し、このレーザパルスの前
記温度特異領域でのラマン散乱光を受信して、入射時点
からラマン散乱光の受信時点までの時間を計測すること
により、前記移動機械の定点からの走行位置を検出する
ようにしたので、移動機械の長距離に亘る走行位置を低
コストで且つ高信頼性をもって高精度に検出することが
できるという効果が得られる。
As described above, according to the position detecting method and apparatus for a mobile machine according to the first and second aspects,
The fixed point and the moving machine are connected by an optical cable, the temperature control means of the optical cable is arranged in the vicinity of the winding device of the optical cable, a temperature singular region is formed in the optical cable, and a laser pulse is incident on the optical cable. By receiving the Raman scattered light in the temperature singular region of the laser pulse, by measuring the time from the incident time to the reception time of the Raman scattered light, to detect the running position from the fixed point of the mobile machine Therefore, it is possible to obtain the effect that the traveling position of the mobile machine over a long distance can be detected with low cost and high reliability and high accuracy.

【0040】また、請求項3に係る移動機械の位置検出
装置によれば、前記定点及び移動機械に光情報伝送装置
を配設し、前記光ケーブルの他端には該光情報伝送装置
と前記走行位置検出手段とを選択的に光ケーブルに接続
する選択手段が配設されているので、既存の光ケーブル
を時分割で位置検出用に使用することができ、光ケーブ
ルの設置コストを大幅に低減することができるという効
果が得られる。
Further, according to the position detecting device of the mobile machine of the third aspect, the optical information transmitting device is arranged at the fixed point and the mobile machine, and the optical information transmitting device and the traveling are provided at the other end of the optical cable. Since the selection means for selectively connecting the position detection means to the optical cable is provided, the existing optical cable can be used for position detection in a time division manner, and the installation cost of the optical cable can be significantly reduced. The effect that can be obtained is obtained.

【0041】さらに、請求項4に係る移動機械の位置検
出装置によれば、複数の移動機械の走行位置を1つの位
置検出手段で検出することができるので、より低コスト
化を図ることができるという効果が得られる。
Further, according to the position detecting device for a mobile machine of the fourth aspect, the traveling positions of a plurality of mobile machines can be detected by one position detecting means, so that the cost can be further reduced. The effect is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の動作の説明に供する説明図であり、
(a) は光ケーブル内の光ファイバ心線の接続状態を示す
説明図、(b) は距離と温度分布との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the present invention,
(a) is explanatory drawing which shows the connection state of the optical fiber core wire in an optical cable, (b) is a graph which shows the relationship between distance and temperature distribution.

【図3】レーザパルスによる後方散乱光の発生状態を示
す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a generation state of backscattered light by a laser pulse.

【図4】散乱光の分光測定例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of spectroscopic measurement of scattered light.

【図5】ストークス光成分及びアンチストークス光成分
の強度比と温度との関係を示す特性線図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the temperature and the intensity ratio of the Stokes light component and the anti-Stokes light component.

【図6】本発明を適用し得る軌条機械の一例を示す概略
構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example of a railway machine to which the present invention can be applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1A〜1C 軌条機械 10 巻取装置 11A〜11C 地上コントローラ 13A〜13C 光切換回路 14 伝送用光ケーブル 14a〜14c 光ファイバ心線 15A〜15C 光切換回路 16A〜16C リール内光ケーブル 17A〜17C 機上光ケーブル 20A〜20C ヒータ 21A〜21C 機上コントローラ 30 位置検出回路 31 光マルチプレクサ 32 分波器 33 パルス半導体レーザ 35a,35b フィルタ 37 高速平均化処理装置 38 距離演算装置 39 位置算出処理装置 1, 1A to 1C Railway machine 10 Winding device 11A to 11C Ground controller 13A to 13C Optical switching circuit 14 Transmission optical cable 14a to 14c Optical fiber core wire 15A to 15C Optical switching circuit 16A to 16C In-reel optical cable 17A to 17C Onboard machine Optical cable 20A to 20C Heater 21A to 21C Onboard controller 30 Position detection circuit 31 Optical multiplexer 32 Demultiplexer 33 Pulse semiconductor laser 35a, 35b Filter 37 High-speed averaging processor 38 Distance calculation device 39 Position calculation processing device

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 走行路が規制された移動機械の定点から
の走行位置を検出する移動機械の走行位置検出方法にお
いて、前記定点及び移動機械間に前記走行路に沿って光
ケーブルを敷設し、該光ケーブルの一端を移動機械及び
定点の何れか一方に配設された当該移動機械の移動に伴
って巻取り及び巻戻しを行う巻取装置に接続し、該巻取
装置の近傍で前記光ケーブルを局部的に加熱又は冷却し
て温度特異領域を形成し、前記光ケーブルの他端からレ
ーザパルスを入射し、このレーザパルスの前記温度特異
領域でのラマン散乱光を受信して、入射時点からラマン
散乱光の受信時点までの時間を計測することにより、前
記移動機械の定点からの走行位置を検出するようにした
ことを特徴とする移動機械の走行位置検出方法。
1. A method for detecting a traveling position of a mobile machine, which detects a traveling position from a fixed point of a mobile machine whose traveling path is restricted, wherein an optical cable is laid along the traveling path between the fixed point and the moving machine, One end of the optical cable is connected to a winding device that winds and unwinds in accordance with the movement of the moving machine and the moving machine disposed at one of the fixed points, and the optical cable is locally located near the winding device. To form a temperature singular region by heating or cooling, a laser pulse is incident from the other end of the optical cable, the Raman scattered light in the temperature singular region of the laser pulse is received, and the Raman scattered light starts from the time of incidence A traveling position detection method for a mobile machine, wherein the traveling position of the mobile machine from a fixed point is detected by measuring the time until the reception time.
【請求項2】 走行路が規制された移動機械の定点から
の走行位置を検出する移動機械の走行位置検出装置にお
いて、前記定点及び移動機械間に前記走行路に沿って敷
設した光ケーブルと、前記移動機械及び定点の何れか一
方に配設された当該移動機械の移動に伴って前記光ケー
ブルの一端を巻取り及び巻戻しする巻取装置と、該巻取
装置の出側に配設された光ケーブルを局部的に加熱又は
冷却して温度特異領域を形成する温度制御手段と、前記
光ケーブルの他端に配設された前記光ケーブルにレーザ
パルスを入射して前記温度特異領域でのラマン散乱光を
計測して前記温度特異領域までの距離を測定することに
より移動機械の定点からの走行位置を検出する走行位置
検出手段とを備えたことを特徴とする移動機械の走行位
置検出装置。
2. A traveling position detection device for a mobile machine for detecting a traveling position from a fixed point of a traveling machine whose traveling path is regulated, wherein an optical cable laid along the traveling path between the fixed point and the moving machine, A winding device that winds and rewinds one end of the optical cable according to the movement of the moving machine and one of the fixed points, and an optical cable that is provided on the outlet side of the winding machine. Temperature control means for locally heating or cooling a temperature-specific region and a laser pulse incident on the optical cable arranged at the other end of the optical cable to measure Raman scattered light in the temperature-specific region And a traveling position detecting means for detecting a traveling position from a fixed point of the mobile machine by measuring a distance to the temperature peculiar region.
【請求項3】 前記定点及び移動機械に光情報伝送装置
を配設し、前記光ケーブルの他端には該光情報伝送装置
と前記走行位置検出手段とを選択的に光ケーブルに接続
する選択手段が配設されている請求項2記載の移動機械
の走行距離測定装置。
3. An optical information transmission device is provided at the fixed point and the mobile machine, and a selection means is provided at the other end of the optical cable for selectively connecting the optical information transmission device and the traveling position detection means to the optical cable. The traveling distance measuring device for a mobile machine according to claim 2, which is provided.
【請求項4】 定点を起点として走行路が規制された複
数の移動機械の定点からの走行位置を検出する移動機械
の走行位置検出装置において、前記定点及び各移動機械
間に前記走行路に沿って敷設した複数の光ケーブルと、
前記各移動機械及び定点の何れか一方に配設された当該
移動機械の移動に伴って前記光ケーブルの一端を巻取り
及び巻戻しする複数の巻取装置と、該巻取装置の出側に
配設された光ケーブルを局部的に加熱又は冷却して温度
特異領域を形成する複数の温度制御手段と、前記光ケー
ブルの他端に配設された各光ケーブルを選択する選択手
段と、該選択手段で選択した光ケーブルにレーザパルス
を入射して前記温度特異領域でのラマン散乱光を計測し
て前記温度特異領域までの距離を測定して移動機械の定
点からの走行位置を検出する走行位置検出手段とを備え
たことを特徴とする移動機械の走行位置検出装置。
4. A traveling position detecting device for a mobile machine, which detects traveling positions from a fixed point of a plurality of mobile machines whose traveling paths are restricted from a fixed point as a starting point, wherein the traveling position is between the fixed point and each moving machine along the traveling path. Multiple optical cables laid by
A plurality of winding devices for winding and rewinding one end of the optical cable according to the movement of the mobile machine and one of the fixed machines arranged at one of the fixed points, and a plurality of winders arranged on the outlet side of the winder. A plurality of temperature control means for locally heating or cooling the installed optical cable to form a temperature peculiar region, a selecting means for selecting each optical cable arranged at the other end of the optical cable, and a selecting means by the selecting means And a traveling position detecting means for detecting a traveling position from a fixed point of the mobile machine by measuring the distance to the temperature singular region by measuring the Raman scattered light in the temperature singular region by injecting a laser pulse into the optical cable. A traveling position detecting device for a mobile machine, comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002195817A (en) * 2000-12-26 2002-07-10 Tokyo Gas Co Ltd Method for switching measurement of in-pipe traveling device

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