JPH07277190A - 列車制御用通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軌道回路を利用して高品質，高速度の列車制
御用信号を送信できるようにする。 【構成】 互いに隣接する軌道回路を形成するレール同
志を中継器で接続し、それら中継器で接続された軌道回
路に列車の進行方向と反対方向に向けて列車制御用信号
を送出する列車制御用通信装置であって、上記中継器
は、軌道回路の一方のレールから信号を受信する受信手
段と、その受信手段で受信した信号に基づいて新たな信
号（再生信号）を生成する信号生成手段と、その信号生
成手段で生成された信号を前記軌道回路の他方のレール
へ送出する送出手段とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は列車制御用通信装置に係
り、特に、軌道回路を利用したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、列車検知装置として軌道回路方式
が多く採用されている。この軌道回路を用いた列車検知
方式は、所定長さの１閉そく区間ごとに電気的に絶縁さ
れたレールを電気回路の一部とし、そのレールが列車の
車軸（車輪）で短絡されたときと、短絡されないときの
受信側の出力の変化から列車の有無を検知するようにし
ている。

【０００３】しかし、この軌道回路を用いた列車検知方
式は、他の軌道回路に対応する他の地点への列車の有無
等の情報を伝送する機能を有していないので、例えば、
他の軌道回路に設けられている信号機等の機器は、軌道
回路と別に設けられた通信設備を介して駆動制御される
ように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、上記従
来の軌道回路は、通信機能を有していないので、他の軌
道回路に対応した地点への情報の伝送のために、別途、
通信設備を必要とし、設備コストが高くなるという欠点
があった。

【０００５】この様な欠点を解決するために、軌道回路
を利用することも考えられるが、単に軌道回路を通信回
線としたときは、以下のような課題を解決しなければな
らない問題点を含んでいる。

【０００６】すなわち、軌道回路は、互いに分離した電
気回路であるのでその間を接続する中継器を開発しなけ
ればならない。また、軌道回路は列車等からのノイズが
多くこのノイズを効果的に除去する必要がある。さら
に、軌道回路の一部を形成しているレールは、その性質
上、電気絶縁物で覆うことができず、いわゆる野ざら
し，雨ざらし状態で、伝送レベルの減衰が一般の通信ケ
ーブルに比べて大きくなるという欠点がある。

【０００７】そこで、本発明は、上述の欠点を解決し、
軌道回路を利用した高品質，高速度の情報を伝送できる
列車制御用通信装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る列車制御用
通信装置は、上記目的を達成するために、互いに隣接す
る軌道回路を形成するレール同志を中継器で接続し、そ
れら中継器で接続された軌道回路に列車の進行方向と反
対方向に向けて列車制御用信号を送出する列車制御用通
信装置であって、前記中継器は、前記軌道回路の一方の
レールから信号を受信する受信手段と、その受信手段で
受信した信号に基づいて新たな信号を生成する信号生成
手段と、その信号生成手段で生成された信号を前記軌道
回路の他方のレールへ送出する送出手段とを有すること
を特徴としている。また、列車の進行方向に合わせて、
一方のレールからの信号を受信して他方のレールへ信号
を送出し、又はその他方のレールからの信号を入力して
その一方のレールへ信号を送出するように切換える切換
手段を有することを特徴としている。 そして、前記受
信手段が受信した信号の診断を行い、その診断結果が正
常であることを条件に、信号生成手段の信号生成を許可
する診断手段を有することを特徴としている。さらに、
前記受信手段が信号を受信しないときにその受信に係る
レールの軌道回路上に列車が存在することを検知すると
ともに、その信号を受信したときにその受信に係るレー
ルの軌道回路上に列車が存在しないことを検知する列車
検知手段を有することを特徴としている。また、前記受
信手段は、受信した信号を所定量に区分したブロック毎
に処理することを特徴としている。そして、前記信号生
成手段は、受信手段が信号を受信しないときの信号、又
はその受信手段が受信した信号、及び前記各中継器にそ
れぞれ予め記憶されている軌道回路の距離情報等の固有
の情報に基づいて信号を生成するものであることを特徴
としている。さらに、前記信号生成手段は、前記受信手
段が信号を受信しないときの信号、又はその受信手段が
受信した信号、及び前記各中継器にそれぞれ予め記憶さ
れている軌道回路の距離情報等の固有の情報に基づい
て、各中継器にそれぞれ対応して設けられた信号機の駆
動信号を生成することを特徴としている。

【０００９】

【作用】上記構成において、中継器は、軌道回路の一方
のレールから信号を受信し、その受信した信号に基づい
て軌道回路の他方のレールへ送出する信号を生成し、次
いで、その生成手段で生成された信号を軌道回路の他方
のレールへ送出する。つまり、中継器は、一方の軌道回
路からの受信信号を再生し、他方の軌道回路へ中継す
る。切換手段は、列車の進行方向に合わせて、一方のレ
ールからの信号を受信して他方のレールへ信号を送出
し、又はその他方のレールからの信号を入力してその一
方のレールへ信号を送出するように切換える。診断手段
は、受信手段が受信した信号の診断を行う。そして、信
号生成手段は、その診断結果が正常であることを条件
に、他方のレールへ送出する信号を生成する。前記中継
器は、前記受信手段が信号を受信しないときに、その受
信に係るレールの軌道回路上に列車が存在することを検
知するとともに、その信号を受信したときにその受信に
係るレールの軌道回路上に列車が存在しないことを検知
する。前記受信手段は、受信した信号を所定量に区分し
たブロック毎に処理する。つまり、１ブロック毎に受信
処理して１ブロック毎の信号（再生信号）を生成し、送
受信を同時に行って、中継伝送速度を高める。前記信号
生成手段は、受信手段が信号を受信しないときの信号、
又はその受信手段が受信した信号及び各中継器にそれぞ
れ予め記憶されている軌道回路の距離情報等の固有の情
報に基づいて信号を生成する。前記信号生成手段は、受
信手段が信号を受信しないときの信号、又はその受信手
段が受信した信号及び各中継器にそれぞれ予め記憶され
ている軌道回路の距離情報等の固有の情報に基づいて、
各中継器にそれぞれ対応して設けられた信号機の駆動信
号を生成する。

【００１０】

【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、一実施例装置の概略構成図であって、列
車イの通過するレールＲは、所定長さに毎に電気絶縁さ
れて複数の軌道回路（図示の例では図面を簡略化するた
めに６個）Ｔ1 〜Ｔ6 に形成されている。

【００１１】軌道回路Ｔ1 〜Ｔ6 のそれぞれの境界に
は、接続トランスｔ，ｔを介して中継器ａ12〜ａ56がそ
れぞれ設けられていて、互いに隣接する軌道回路を接続
するように構成されている。なお、「ａ」の添え字は、
その添え字に相当する軌道回路を示している。例えば、
中継器ａ34は、軌道回路Ｔ3 ，Ｔ4 のレールＲの境界に
設けられていることを示している。

【００１２】各中継器ａ12〜ａ56は、全て同一構成であ
るので、中継器ａ34を例に、図２を用いて説明する。

【００１３】中継器ａ34は、切換器１、受信部２、中継
部３及び送信部４から構成されている。

【００１４】切換器１は、受信部２への入力を軌道回路
Ｔ3 からＴ4 へ、そして、その入力に対応して送信部４
の出力を軌道回路Ｔ4 からＴ3 へ切換えることができる
ように構成されていて、列車イの進行方向を決定する外
部からの運転方向設定信号によって切換えられるように
構成されている。

【００１５】図１においては、列車イはレールＲを左側
に向けて進行する例を示しているので、この場合、切換
部１は実線矢印のように接続される。また、列車イが図
１の場合と反対に進行するとき（右側に向けて進行する
とき）は、鎖線矢印のように接続される。

【００１６】なお、レールＲは複線で、しかも各線にお
いて逆方向の列車運転をしないときは、この切換部１は
省略することができる。

【００１７】受信部２は、軌道回路Ｔ3 から入力した信
号をサンプリングして保持するサンプリングホールド回
路２ａと、このサンプリングホールド回路２ａの出力信
号をディジタル（Ａ／Ｄ）変換するＡ／Ｄ変換回路２ｂ
と、復調処理する復調回路２ｃとから構成されている。

【００１８】中継部３は、受信した信号の誤りをチェッ
クする照合回路３ａと、列車の有無を検出する列車検知
回路３ｂと、受信部２を介して入力したデータ及びメモ
リ３ｃに記録されている所定のデータを用いて、軌道回
路Ｔ4 へ送出するための新たなデータ、及び軌道回路Ｔ
3 ，Ｔ4 の境界に設置される信号機ロを駆動制御するた
めのデータをそれぞれ生成するためのマイクロコンピュ
ータから形成される演算回路３ｄと、上記信号機ロを駆
動するための信号機駆動回路３ｅとから構成されてい
る。

【００１９】上記メモリ３ｃには、中継器ａ34固有のデ
ータが予め記憶されている。すなわち、メモリ３ｃに
は、軌道回路Ｔ3 の軌道回路識別情報（ＩＤ）と、その
軌道回路のレールＲの長さのデータ（距離データ）、さ
らにその軌道回路Ｔ3 の前方に位置する軌道回路Ｔ2 ，
Ｔ1 …の同様のデータが予め記憶されている。

【００２０】送信部４は、上記演算回路３ｄの生成した
送信データを変調処理する変調回路４ａと、変調された
信号の送信レベルを調整するための送信レベル設定回路
４ｂと、その送信レベル設定回路４ｂからの出力を増幅
し軌道回路Ｔ4 へ送出する送信回路４ｃとから構成され
ている。

【００２１】次に、図３の情報伝送概念図及び図４の制
御動作を示すフローチャートを用いて本実施例装置の動
作を説明する。

【００２２】今、列車イは、図１の軌道回路Ｔ1 に位置
しているものとする。この場合、中継器ａ12の受信部２
は、レールＲが列車イの車軸で短絡されていることによ
り、軌道回路Ｔ1 からは信号を受信していない状態にあ
る（図４のステップ１００肯定。以下、図４を省略し、
ステップをＳとする。）

【００２３】中継器ａ12の中継部３の照合回路３ａ及び
列車検知回路３ｂは、列車ありを列車検出する。すなわ
ち、列車検知回路３ｂは照合回路３ａから入力信号がな
かったという信号を受けて、又は入力信号に誤りがあっ
たという信号を受けて、軌道回路Ｔ1 に列車ありを検出
する。

【００２４】次いで、演算部３ｄは、列車検知回路３ｂ
からの列車ありのデータを用いて演算処理し、その演算
結果により、信号機駆動回路３ｅは、信号機ロをＲ（赤
色）現示させる（Ｓ１１２、Ｓ１１４肯定、Ｓ１１
６）。

【００２５】さて、中継器ａ12の演算回路３ｅは、メモ
リ３ｃのデータ及び列車検知回路３ｂからの列車ありの
データに基づいて、後方の中継器ａ２３用のデータを演
算生成する（Ｓ２００）。

【００２６】ここで生成される新たなデータは、軌道回
路Ｔ1 に列車ありのデータであり、さらにそのデータに
は、後方の中継器ａ23の照合回路３ｄで誤りチェックが
できるように、所定のチェック用の符号が含まれて生成
される。そして、そのデータは送信部４で処理され軌道
回路Ｔ4 のレールＲに送出される（Ｓ２００〜Ｓ２０
４）。

【００２７】次に、中継器ａ23の動作について説明す
る。

【００２８】中継器ａ23の受信部２は、前方の中継器ａ
12からの信号を所定量に分割し、つまりブロック化して
処理するようにしている（Ｓ１００肯定、Ｓ１０２）。

【００２９】すなわち、軌道回路Ｔ2 から入力した信号
は、ブロック化した所定量の単位毎にＡ／Ｄ変換回路２
ｂ及び復調回路２ｃを介して中継部３に送出されるよう
に構成されている（Ｓ１０４、Ｓ１０６）。

【００３０】中継器ａ23の照合回路３ａでは、受信デー
タに含まれている誤りチェック用の符号を用いて入力信
号（受信信号）の誤りチェックを行い、もし誤りが検出
されればそのブロック全体のデータが廃棄される（Ｓ１
１０否定）。また、このときには、軌道回路Ｔ2 に列車
ありのデータを割付けて列車運転を安全側に制御する。

【００３１】したがって、演算回路３ｄは、誤ったデー
タを下に演算処理して後方の中継器ａ34用の新たなデー
タを再生生成したり、中継器ａ23用の信号機ロを誤動作
させるという不都合は効果的に防止される。

【００３２】さて、照合回路３ａで正常と判定された軌
道回路Ｔ2 からのデータ（ブロック化されたデータ）は
演算処理に供される。

【００３３】演算回路３ｄは、照合回路３ｄからのデー
タとメモリ３ｃに記憶されているデータを基に演算処理
して、後方の中継器ａ34用のデータ再生生成と、中継器
ａ23用の信号機ロの駆動データを生成する。

【００３４】中継器ａ34の再生生成するデータには、軌
道回路Ｔ1 中に列車ありのデータと軌道回路Ｔ2 の距離
データとが含まれている。図３の太い水平の矢印は、１
ブロックに区分された送，受信データを示している。

【００３５】したがって、本実施例装置においては、１
つの受信ブロックの処理と平行して送信ブロックの送出
が可能となるので、伝送速度を高めることができる。ま
た、中継器ａ23は、軌道回路Ｔ2 からの信号をそのまま
軌道回路Ｔ3 に送出することなく、新たなデータを生成
して、つまり再生して送出するので、高品質の情報伝送
を行うことが可能となる。本実施例装置における信号の
ブロック化により、従来装置よりも中継遅れを１／３と
することができ、中継速度を３倍高めることが可能とな
る。

【００３６】中継器ａ23においても、中継機ａ23用の信
号機ロは、上記中継器ａ12と同様に、演算回路３ｄの演
算結果によって駆動制御される。

【００３７】中継器ａ23の後方の中継器ａ34，ａ45…も
上述と同様にそれぞれ動作してデータをブロック単位に
再生するとともに、各中継器ａ34，ａ45…用の信号機ロ
を駆動制御することができる。

【００３８】本実施例装置では、レールＲに軌道回路の
距離データも含んでいて前方の列車位置も含む判別でき
る信号が送出されているので、後続の列車に車上装置を
搭載し、その信号を受信できるようにすれば、その後続
の列車は間隔制御及び速度制御を効果的に行うことが可
能となる。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係る列車制御通信装置は、中継
器は、軌道回路の一方のレールから信号を受信する受信
手段と、その受信手段で受信した信号に基づいて新たな
信号を生成する信号生成手段と、その信号生成手段で生
成された信号を前記軌道回路の他方のレールへ送出する
送出手段とからなるので、軌道回路を利用して列車制御
用の通信を行うことができ、しかも信号生成手段で生成
された新たな信号の通信を行うことができるので、高品
質の通信を行うことができる。切換手段を設けたとき
は、列車の進行方向に合わせて、一方のレールからの信
号を受信して他方のレールへ信号を送出し、又はその他
方のレールからの信号を入力してその一方のレールへ信
号を送出するように切換えることができ、単線運転に効
果的に対処することができるとともに、複線でも、列車
を逆方向に運転しなければならない場合に有効に対処す
ることができる。受信手段が受信した信号の診断を行
い、その診断結果が正常であることを条件に、信号生成
手段の信号生成をする診断手段を設けたときは、誤った
情報が後方の軌道回路側へ送出されるのを防止でき、安
全性が高められる。受信手段が信号を受信しないときに
その受信に係るレールの軌道回路上に列車が存在するこ
とを検知するとともに、その信号を受信したときにその
受信に係るレールの軌道回路上に列車が存在しないこと
を検知する列車検知手段を設けたときは、従来と、同様
に、軌道回路を利用した列車検知を実現することができ
る。受信手段が、受信した信号を所定量に区分したブロ
ック毎に処理するようにしたときは、１ブロックの信号
毎に後方の軌道回路に送信でき、情報を高速で送出する
ことが可能となる。信号生成手段が、受信手段の信号を
受信しないときの信号、又はその受信手段の受信した信
号及び各中継器にそれぞれ予め記憶されている固有の情
報に基づいて信号を生成するものであるときは、後方の
軌道回路に対してきめの細かい適切な情報を送出するこ
とができる。信号生成手段が、受信手段の信号を受信し
ないときの信号、又はその受信手段の受信した信号及び
各中継器にそれぞれ予め記憶されている固有の情報に基
づいて、各中継器にそれぞれ対応して設けられた信号機
の駆動信号を生成するようにしたときは、信号機の現示
を適切に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置の概略構成図である。

【図２】中継器の詳細ブロック図である。

【図３】情報伝送概念図である。

【図４】制御動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 切換部 ２ 受信部 ３ 中継部 ４ 送信部 ａ12，ａ23，ａ34… 中継器 Ｔ1 ，Ｔ2 … 軌道回路 Ｒ レール イ 列車 ロ 信号機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 信男 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号 東 日本旅客鉄道株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに隣接する軌道回路を形成するレー
   ル同志を中継器で接続し、それら中継器で接続された軌
   道回路に列車の進行方向と反対方向に向けて列車制御用
   信号を送出する列車制御用通信装置であって、 前記中継器は、 前記軌道回路の一方のレールから信号を受信する受信手
   段と、 前記受信手段で受信した信号に基づいて新たな信号を生
   成する信号生成手段と、 前記信号生成手段で生成された信号を前記軌道回路の他
   方のレールへ送出する送出手段と、 を有することを特徴とする列車制御用通信装置。
2. 【請求項２】 列車の進行方向に合わせて、一方のレー
   ルからの信号を受信して他方のレールへ信号を送出し、
   又はその他方のレールからの信号を入力してその一方の
   レールへ信号を送出するように切換える切換手段を有す
   ることを特徴とする請求項１記載の列車制御用通信装
   置。
3. 【請求項３】 受信手段が受信した信号の診断を行い、
   その診断結果が正常であることを条件に、信号生成手段
   の信号生成を許可する診断手段を有することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の列車制御用通信装置。
4. 【請求項４】 受信手段が信号を受信しないときにその
   受信に係るレールの軌道回路上に列車が存在することを
   検知するとともに、その信号を受信したときにその受信
   に係るレールの軌道回路上に列車が存在しないことを検
   知する列車検知手段を有することを特徴とする請求項１
   〜３のいずれか１に記載の列車制御用通信装置。
5. 【請求項５】 受信手段は、受信した信号を所定量に区
   分したブロック毎に処理することを特徴とする請求項１
   〜４のいずれか１に記載の列車制御用通信装置。
6. 【請求項６】 信号生成手段は、受信手段が信号を受信
   しないときの信号、又はその受信手段が受信した信号、
   及び各中継器にそれぞれ予め記憶されている軌道回路の
   距離情報等の固有の情報に基づいて信号を生成するもの
   であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記
   載の列車制御用通信装置。
7. 【請求項７】 信号生成手段は、受信手段が信号を受信
   しないときの信号、又はその受信手段が受信した信号、
   及び各中継器にそれぞれ予め記憶されている軌道回路の
   距離情報等の固有の情報に基づいて、各中継器にそれぞ
   れ対応して設けられた信号機の駆動信号を生成すること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の列車制
   御用通信装置。