JPH05264617A - 自動列車停止装置の地上子の測定装置 - Google Patents
自動列車停止装置の地上子の測定装置Info
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- JPH05264617A JPH05264617A JP9174192A JP9174192A JPH05264617A JP H05264617 A JPH05264617 A JP H05264617A JP 9174192 A JP9174192 A JP 9174192A JP 9174192 A JP9174192 A JP 9174192A JP H05264617 A JPH05264617 A JP H05264617A
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- Japan
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- signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】短い測定時間で高精度に地上子の共振周波数と
Ｑを求め、通常の営業車を利用して保全することを可能
とする。 【構成】多重周波数発生器１の出力信号はローパスフイ
ルタ２を通して増幅器３で増幅され、車上子４の１次コ
イルに印加される。車上子４の２次コイルに発生する信
号は増幅器６で増幅され、ＡＤコンバータ８でアナログ
デジタル変換され、デジタルの離散データが得られる。
レベル検出器９はしきい値以上の信号が入力されると書
込みパルス信号をバッファメモリ１０に送る。すると、
バッファメモリ１０は入力されるデータを２n 個記憶す
る。そのデータはＲＳ２３２Ｃインターフェース回路１
１を介してパーソナルコンピュータ１２に送られる。パ
ーソナルコンピュータ１２は送られたデータについてＦ
ＦＴ等の演算を行い共振周波数とＱを算出する。
Ｑを求め、通常の営業車を利用して保全することを可能
とする。 【構成】多重周波数発生器１の出力信号はローパスフイ
ルタ２を通して増幅器３で増幅され、車上子４の１次コ
イルに印加される。車上子４の２次コイルに発生する信
号は増幅器６で増幅され、ＡＤコンバータ８でアナログ
デジタル変換され、デジタルの離散データが得られる。
レベル検出器９はしきい値以上の信号が入力されると書
込みパルス信号をバッファメモリ１０に送る。すると、
バッファメモリ１０は入力されるデータを２n 個記憶す
る。そのデータはＲＳ２３２Ｃインターフェース回路１
１を介してパーソナルコンピュータ１２に送られる。パ
ーソナルコンピュータ１２は送られたデータについてＦ
ＦＴ等の演算を行い共振周波数とＱを算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は点制御式の自動列車停
止装置（ＡＴＳ）に係わり、特に、地上子の共振周波数
とＱを測定する装置に関する。
止装置（ＡＴＳ）に係わり、特に、地上子の共振周波数
とＱを測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】運転手が信号を見落とし、危険な状態に
なるのを防ぐため、赤信号や制限速度超過の場合に車上
に警報を与え、無視されたときは非常ブレーキをかける
自動列車停止装置（ＡＴＳ）が多くの線区に設備されて
いる。
なるのを防ぐため、赤信号や制限速度超過の場合に車上
に警報を与え、無視されたときは非常ブレーキをかける
自動列車停止装置（ＡＴＳ）が多くの線区に設備されて
いる。
【０００３】ＡＴＳにおいて、車上に情報を与える方法
としては、レール間に設置した地上子と称する共振回路
の共振周波数を車上の発振器で検出する点制御式の方法
がある。図５は点制御式ＡＴＳの原理図である。信号条
件により地上子５のコンデンサを切換え、車上子がその
上を通過したときだけ車上の帰還発振器１３の発振周波
数が共振周波数に引込まれる。
としては、レール間に設置した地上子と称する共振回路
の共振周波数を車上の発振器で検出する点制御式の方法
がある。図５は点制御式ＡＴＳの原理図である。信号条
件により地上子５のコンデンサを切換え、車上子がその
上を通過したときだけ車上の帰還発振器１３の発振周波
数が共振周波数に引込まれる。
【０００４】帰還発振器１３の発振周波数は選択増幅器
１４，１４…により選択検知し、選択増幅器１４，１４
…の出力信号によりブレーキ制御装置１５にトリガを与
える。ブレーキ制御装置１５は選択増幅器１４，１４…
からの信号および車両速度信号からブレーキ指令や警報
等を発する。
１４，１４…により選択検知し、選択増幅器１４，１４
…の出力信号によりブレーキ制御装置１５にトリガを与
える。ブレーキ制御装置１５は選択増幅器１４，１４…
からの信号および車両速度信号からブレーキ指令や警報
等を発する。
【０００５】このような地上子の保全のために、従来図
６に示すような測定装置により地上子の共振周波数とＱ
が測定されていた。帰還発振器１３は車上子４のコイル
に信号を与えるとともに車上子４のコイルから帰還信号
を受ける。
６に示すような測定装置により地上子の共振周波数とＱ
が測定されていた。帰還発振器１３は車上子４のコイル
に信号を与えるとともに車上子４のコイルから帰還信号
を受ける。
【０００６】車上子４と地上子５とが結合すると帰還発
振器１３は地上子５の共振周波数で発振する。帰還発振
器１３の出力信号の周波数は周波数カウンタ１６で測定
され、また、そのレベルがＱ検出器１７で検出され、レ
ベルをＱに換算することによりＱが測定される。
振器１３は地上子５の共振周波数で発振する。帰還発振
器１３の出力信号の周波数は周波数カウンタ１６で測定
され、また、そのレベルがＱ検出器１７で検出され、レ
ベルをＱに換算することによりＱが測定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】上記した従来の地上
子測定装置は、Ｑの測定においてレベル換算をして算出
しているが、これは地上子と車上子との間隔により大幅
に変動する。従って列車走行に伴う車上子の動揺は誤差
の要因になる。また大形と小形など異なった形状の地上
子を測定する場合は、両者に最も誤差の少なくなるよう
に校正した換算値を用いる等の方法によっているが、Ｑ
の測定精度を高めることは困難であった。
子測定装置は、Ｑの測定においてレベル換算をして算出
しているが、これは地上子と車上子との間隔により大幅
に変動する。従って列車走行に伴う車上子の動揺は誤差
の要因になる。また大形と小形など異なった形状の地上
子を測定する場合は、両者に最も誤差の少なくなるよう
に校正した換算値を用いる等の方法によっているが、Ｑ
の測定精度を高めることは困難であった。
【０００８】そのため、車上子を動揺の少ない台車に取
り付けるなど設備上の制約および測定誤差の改善にも限
界があり、また、今後形状の異なる地上子を保全管理す
る上で問題がある。
り付けるなど設備上の制約および測定誤差の改善にも限
界があり、また、今後形状の異なる地上子を保全管理す
る上で問題がある。
【０００９】この発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、自動列車停止装
置の地上子の共振周波数とＱを短い観測時間で、地上子
と車上子の間隔および地上子の寸法形状に影響なく高精
度に測定することが可能な測定装置を提供することにあ
る。
のであって、その目的とするところは、自動列車停止装
置の地上子の共振周波数とＱを短い観測時間で、地上子
と車上子の間隔および地上子の寸法形状に影響なく高精
度に測定することが可能な測定装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の自動列車停止
装置の地上子の測定装置は、車上子のコイルに所定周波
数まで平坦なスペクトルの信号電圧を印加し、車上子の
コイルと地上子のコイルが電磁誘導結合したときの車上
子コイルに発生する信号を増幅しバンドパスフイルタを
通過させた後にアナログデジタル変換してメモリに記憶
し、このようにメモリに記憶されたデータを離散フーリ
エ変換して得られた離散的スペクトルから地上子の共振
周波数とＱを算出するように構成したものである。
装置の地上子の測定装置は、車上子のコイルに所定周波
数まで平坦なスペクトルの信号電圧を印加し、車上子の
コイルと地上子のコイルが電磁誘導結合したときの車上
子コイルに発生する信号を増幅しバンドパスフイルタを
通過させた後にアナログデジタル変換してメモリに記憶
し、このようにメモリに記憶されたデータを離散フーリ
エ変換して得られた離散的スペクトルから地上子の共振
周波数とＱを算出するように構成したものである。
【００１１】
【作用】この発明の自動列車停止装置の地上子の測定装
置によれば、車上子のコイルに印加された平坦なスペク
トルの信号電圧は車上子のコイルと地上子のコイルが電
磁誘導結合したときに、地上子の共振特性に応じたスペ
クトルを有する信号を車上子のコイルに発生させる。
置によれば、車上子のコイルに印加された平坦なスペク
トルの信号電圧は車上子のコイルと地上子のコイルが電
磁誘導結合したときに、地上子の共振特性に応じたスペ
クトルを有する信号を車上子のコイルに発生させる。
【００１２】この信号は車上子のコイルと地上子のコイ
ルが電磁誘導結合した初期にレベル変化を生じ、そのレ
ベルがしきい値を越えることを検出してから一定期間車
上子コイルの信号をアナログデジタル変換してメモリに
記憶することにより信号の時系列離散値が得られる。な
お、サンプリング定理によりアナログデジタル変換のク
ロック周波数を信号の最大周波数の２倍とすることで、
アナログ信号は離散値として完全に標本化される。
ルが電磁誘導結合した初期にレベル変化を生じ、そのレ
ベルがしきい値を越えることを検出してから一定期間車
上子コイルの信号をアナログデジタル変換してメモリに
記憶することにより信号の時系列離散値が得られる。な
お、サンプリング定理によりアナログデジタル変換のク
ロック周波数を信号の最大周波数の２倍とすることで、
アナログ信号は離散値として完全に標本化される。
【００１３】このように標本化された信号を離散フーリ
エ変換することにより離散的スペクトルが得られる。求
められた離散値と、共振周波数ｆ0 とＱをパラメータと
する共振特性の計算値とのずれ、すなわち残差の２乗の
和が最小となるｆ0 とＱが算出される。
エ変換することにより離散的スペクトルが得られる。求
められた離散値と、共振周波数ｆ0 とＱをパラメータと
する共振特性の計算値とのずれ、すなわち残差の２乗の
和が最小となるｆ0 とＱが算出される。
【００１４】このように、アナログデジタル変換された
多くのデータから共振周波数やＱが算出されるので短時
間のサンプリングにより正確な測定が可能となる。
多くのデータから共振周波数やＱが算出されるので短時
間のサンプリングにより正確な測定が可能となる。
【００１５】
【実施例】この発明の実施例である地上子の測定装置を
図面に基づいて説明する。図１は実施例の地上子の測定
装置を示すブロック図である。図において、１は多重周
波数発生器である。図２に多重周波数発生器の構成を示
し、Ｎ個の発振器１ａと合成器１ｂとから成る。
図面に基づいて説明する。図１は実施例の地上子の測定
装置を示すブロック図である。図において、１は多重周
波数発生器である。図２に多重周波数発生器の構成を示
し、Ｎ個の発振器１ａと合成器１ｂとから成る。
【００１６】多重周波数発生器１の出力信号はローパス
フイルタ２を通して増幅器３で増幅し、図３（ａ）に示
すように所望の帯域で離散的に平坦な信号が出力され
る。
フイルタ２を通して増幅器３で増幅し、図３（ａ）に示
すように所望の帯域で離散的に平坦な信号が出力され
る。
【００１７】増幅器３の出力信号は車上子４の１次コイ
ルに印加される。車上子４の２次コイルに発生する信号
は増幅器６で増幅され、ＡＤコンバータ８でアナログデ
ジタル変換され、デジタルの離散データが得られる。
ルに印加される。車上子４の２次コイルに発生する信号
は増幅器６で増幅され、ＡＤコンバータ８でアナログデ
ジタル変換され、デジタルの離散データが得られる。
【００１８】レベル検出器９は車上子４と地上子５とが
結合したときのレベルを検出するものであり、しきい値
以上の信号が入力されると書込みパルス信号をバッファ
メモリ１０に送る。
結合したときのレベルを検出するものであり、しきい値
以上の信号が入力されると書込みパルス信号をバッファ
メモリ１０に送る。
【００１９】バッファメモリ１０は書込みパルス信号が
入力されてからＡＤコンバータ８が出力するデータを２
n 個記憶する。バッファメモリ１０に２n 個のデータが
記憶されると、ＲＳ２３２Ｃインターフェース回路１１
を介してパーソナルコンピュータ１２にそのデータが送
られる。パーソナルコンピュータ１２は送られたデータ
についてＦＦＴ（高速フーリエ変換）等の演算を行う。
入力されてからＡＤコンバータ８が出力するデータを２
n 個記憶する。バッファメモリ１０に２n 個のデータが
記憶されると、ＲＳ２３２Ｃインターフェース回路１１
を介してパーソナルコンピュータ１２にそのデータが送
られる。パーソナルコンピュータ１２は送られたデータ
についてＦＦＴ（高速フーリエ変換）等の演算を行う。
【００２０】図４はパーソナルコンピュータ１２の演算
の流れを示すフローチャートである。まず、ステップＳ
１において、ＡＤ変換されたデータがメモリに書込まれ
る。次に、ステップＳ２において、時間領域が限定され
たことによるフーリエ変換の誤差を修正するために窓関
数を用いてサンプリング初期および終期のデータを補正
する。
の流れを示すフローチャートである。まず、ステップＳ
１において、ＡＤ変換されたデータがメモリに書込まれ
る。次に、ステップＳ２において、時間領域が限定され
たことによるフーリエ変換の誤差を修正するために窓関
数を用いてサンプリング初期および終期のデータを補正
する。
【００２１】次に、ステップＳ３において、ＦＦＴ演算
を行い、離散的なスペクトル値を算出する。次に、ステ
ップＳ４において、求められた離散的なスペクトル値か
ら共振特性を示す式のパラメータを最小二乗法により決
定し、ステップＳ５で共振周波数とＱが算出される。
を行い、離散的なスペクトル値を算出する。次に、ステ
ップＳ４において、求められた離散的なスペクトル値か
ら共振特性を示す式のパラメータを最小二乗法により決
定し、ステップＳ５で共振周波数とＱが算出される。
【００２２】上記構成において、多重周波数発生器１
は、周波数間隔が測定時間に依存するＦＦＴの分解能に
等しいＮ個の発振器１ａ（Ｆ2 −Ｆ1 ＝Ｆ3 −Ｆ2 ＝…
＝ＦN−ＦN-1 ＝分解能）と、合成器１ｂから成り、所
望の帯域で平坦な離散的スペクトルを発生することがで
きる。
は、周波数間隔が測定時間に依存するＦＦＴの分解能に
等しいＮ個の発振器１ａ（Ｆ2 −Ｆ1 ＝Ｆ3 −Ｆ2 ＝…
＝ＦN−ＦN-1 ＝分解能）と、合成器１ｂから成り、所
望の帯域で平坦な離散的スペクトルを発生することがで
きる。
【００２３】車上子４が地上子５と結合すると、車上子
４の２次コイルに信号が現れ、それは共振フイルタを通
った信号と同様であり地上子の共振スペクトルを持つよ
うになる。その信号はバンドパスフイルタ７を通ること
により、不要な低域信号（商用周波数５０／６０Ｈｚ
等）と高域信号（折返し雑音、インパルス雑音等）が除
去され図３（ｂ）に示すようなスペクトルを持つように
なる。
４の２次コイルに信号が現れ、それは共振フイルタを通
った信号と同様であり地上子の共振スペクトルを持つよ
うになる。その信号はバンドパスフイルタ７を通ること
により、不要な低域信号（商用周波数５０／６０Ｈｚ
等）と高域信号（折返し雑音、インパルス雑音等）が除
去され図３（ｂ）に示すようなスペクトルを持つように
なる。
【００２４】このようなスペクトルの信号はサンプリン
グ定理に従うクロック（２×１４０ｋＨｚ）でＡＤ変換
される。ＡＤ変換されたデータは受信レベルがしきい値
を越えたときから２n 個だけバッファメモリ１０に書込
まれる。
グ定理に従うクロック（２×１４０ｋＨｚ）でＡＤ変換
される。ＡＤ変換されたデータは受信レベルがしきい値
を越えたときから２n 個だけバッファメモリ１０に書込
まれる。
【００２５】クロックが３００ＫＨｚで５１２（２9 ）
ポイントをＦＦＴ演算する場合は、１／（３００×１０
3 ）×５１２×１０００＝１．７ｍｓで必要なデータを
取込むことができる。なお、車上子と地上子が結合して
いる時間に余裕があれば、数回データを取込み各々をＦ
ＦＴ演算して平均値をとることで信頼性を向上させるこ
とができる。
ポイントをＦＦＴ演算する場合は、１／（３００×１０
3 ）×５１２×１０００＝１．７ｍｓで必要なデータを
取込むことができる。なお、車上子と地上子が結合して
いる時間に余裕があれば、数回データを取込み各々をＦ
ＦＴ演算して平均値をとることで信頼性を向上させるこ
とができる。
【００２６】ＦＦＴの分解能は測定時間により限られ、
測定時間を１．７ｍｓとすると、５８８Ｈｚの分解能と
なる。精度を上げるためには、データを補完する必要が
ある。そこで最小二乗法が利用される。
測定時間を１．７ｍｓとすると、５８８Ｈｚの分解能と
なる。精度を上げるためには、データを補完する必要が
ある。そこで最小二乗法が利用される。
【００２７】求められた離散値と下式に示す共振特性の
計算値とのずれ、すなわち残差の２乗の和を最小にする
パラメータｆ0 ，Ｑを算出する。
計算値とのずれ、すなわち残差の２乗の和を最小にする
パラメータｆ0 ，Ｑを算出する。
【００２８】Ｉ＝Ｅ［１／Ｒ＋Ｑ2 （ｆ／ｆ0 −ｆ0 ／
ｆ）2 ］但し、Ｉ，Ｅ，Ｒは夫々地上子５の電流、起電
圧、抵抗である。
ｆ）2 ］但し、Ｉ，Ｅ，Ｒは夫々地上子５の電流、起電
圧、抵抗である。
【００２９】実施例は以上のように構成されているが発
明はこれに限られず、例えば、ＦＦＴ演算等をパーソナ
ルコンピュータで行う代わりに専用のＤＳＰ（デジタル
シグナルプロセッサー）で行うようにしてもよい。
明はこれに限られず、例えば、ＦＦＴ演算等をパーソナ
ルコンピュータで行う代わりに専用のＤＳＰ（デジタル
シグナルプロセッサー）で行うようにしてもよい。
【００３０】また、ＯＫ、ＮＧの判定だけでよければ、
高い精度が必要でなく、その場合はリアルタイムで判定
することが可能となり、通常のＡＴＳの検出器と共用す
ることも可能となる。
高い精度が必要でなく、その場合はリアルタイムで判定
することが可能となり、通常のＡＴＳの検出器と共用す
ることも可能となる。
【００３１】
【発明の効果】この発明の自動列車停止装置の地上子の
測定装置によれば、短い測定時間で高精度に地上子の共
振周波数とＱが求められるので、通常の営業車を利用す
ることができ、保全コストが低減されるまた、ＡＴＳの
検出器と共用するようにすれば、通常の自動列車停止装
置にも利用できる。
測定装置によれば、短い測定時間で高精度に地上子の共
振周波数とＱが求められるので、通常の営業車を利用す
ることができ、保全コストが低減されるまた、ＡＴＳの
検出器と共用するようにすれば、通常の自動列車停止装
置にも利用できる。
【図１】この発明の実施例である地上子の測定装置を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】本実施例の多重周波数発生器のブロック図であ
る。
る。
【図３】同装置における信号のスペクトルを示す図であ
る。
る。
【図４】同装置における作用を示すフローチャートであ
る。
る。
【図５】点制御式ＡＴＳの構成を示すブロック図である
【図６】従来の地上子測定装置を示すブロック図であ
る。
る。
１ 多重周波数発生器 １ａ 発振器 １ｂ 合成器 ２ ローパスフイルタ ３ 増幅器 ４ 車上子 ５ 地上子 ６ 増幅器 ７ バンドパスフイルタ ８ ＡＤコンバータ ９ レベル検出器 １０ バッファメモリ １１ ＲＳ２３２Ｃインターフェース回路 １２ パーソナルコンピュータ １３ 帰還発振器 １４ 選択増幅器 １５ ブレーキ制御装置 １６ 周波数カウンタ １７ Ｑ検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 憲一 東京都渋谷区渋谷２丁目17番５号株式会社 ケンウッド内 (72)発明者 鈴木 章一 東京都渋谷区渋谷２丁目17番５号株式会社 ケンウッド内
Claims (1)
- 【請求項１】 車上子のコイルに所定周波数まで平坦な
スペクトルの信号電圧を印加し、車上子のコイルと地上
子のコイルが電磁誘導結合したときの車上子コイルに発
生する信号を増幅しバンドパスフイルタを通過させた後
にアナログデジタル変換してメモリに記憶し、このよう
にメモリに記憶されたデータを離散フーリエ変換して得
られた離散的スペクトルから地上子の共振周波数とＱを
算出するように構成した自動列車停止装置の地上子の測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4091741A JP2568991B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 自動列車停止装置の地上子の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4091741A JP2568991B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 自動列車停止装置の地上子の測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264617A true JPH05264617A (ja) | 1993-10-12 |
| JP2568991B2 JP2568991B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=14034956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4091741A Expired - Fee Related JP2568991B2 (ja) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | 自動列車停止装置の地上子の測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2568991B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007028877A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Nippon Signal Co Ltd:The | 列車制御用受信装置 |
| JP2007185045A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Univ Nihon | Ａｔｓ地上子ｑ値計測装置及び方法 |
| JP2019129582A (ja) * | 2018-01-23 | 2019-08-01 | 日本信号株式会社 | 地上子検測装置及び車上子適性判定装置 |
-
1992
- 1992-03-17 JP JP4091741A patent/JP2568991B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007028877A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Nippon Signal Co Ltd:The | 列車制御用受信装置 |
| JP4652165B2 (ja) * | 2005-07-21 | 2011-03-16 | 日本信号株式会社 | 列車制御用受信装置 |
| JP2007185045A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Univ Nihon | Ａｔｓ地上子ｑ値計測装置及び方法 |
| JP4723382B2 (ja) * | 2006-01-06 | 2011-07-13 | 学校法人日本大学 | Ａｔｓ地上子ｑ値計測装置及び方法 |
| JP2019129582A (ja) * | 2018-01-23 | 2019-08-01 | 日本信号株式会社 | 地上子検測装置及び車上子適性判定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2568991B2 (ja) | 1997-01-08 |
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