JPH10278796A - 列車位置検知装置 - Google Patents

列車位置検知装置

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JPH10278796A
JPH10278796A JP9089402A JP8940297A JPH10278796A JP H10278796 A JPH10278796 A JP H10278796A JP 9089402 A JP9089402 A JP 9089402A JP 8940297 A JP8940297 A JP 8940297A JP H10278796 A JPH10278796 A JP H10278796A
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JP
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train
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track circuit
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JP9089402A
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Atsushi Sugawara
淳 菅原
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Nippon Signal Co Ltd
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Nippon Signal Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペクトラム拡散通信(SS通信)方式を採
用した軌道回路式の列車位置検知装置であって、ノッチ
フィルタの考え方を組込んで雑音(商用電源の高調波成
分)の影響を少なくすることを目的とする。 【解決手段】 受信側でPN符号の相関値を求めるため
の係数を、所定のPN符号、及びその所定のPN符号か
ら所定のチップ数遅延したPN符号を反転したPN符号
を加算したものとし、係数にノッチフィルタの思想を含
ませる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
通信方式を採用した列車位置検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、これまで、特開平5−25
4432号等で軌道回路を用いた列車検知をスペクトラ
ム拡散通信(以下、「SS通信」という)方式で実施
し、耐ノイズ性を高めたり、近隣軌道回路との相互干渉
特性の改善を図ることができるなどの種々の特長を有す
る列車検知装置を提案している。
【0003】図4は、SS通信方式を採用した列車検知
装置の一例であって、軌道(本発明のレールに相当し、
以下、「レール」というときもある。)Tは、所定間隔
毎の閉そく区間(図4では、図面を簡略化するために閉
そく区間Ti を中心に3個の閉そく区間しか示されてい
ない。また、この閉そく区間を「軌道回路」という。)
i ,Ti-1 ,Ti+1 に区分されている。列車位置検知
装置は、各閉そく区間毎に設置されるので、以下、軌道
回路Ti に対応した列車位置検知装置を説明する。
【0004】軌道回路Ti のレールTの始端側(列車イ
が軌道回路Ti から進出する側)と、終端側(列車イが
軌道回路Ti に進入する側)とが機器室Rに電気的に接
続されている。この機器室Rには、送・受信設備が設置
されていて、列車イの軌道回路Ti における位置が検知
できるように構成されている。
【0005】送信設備としては、信号発生器1、拡散回
路2及び送信器3が設けられている。信号発生器1は、
無変調又は所定の送信信号を変調回路により通常のA
M,FM等に変調処理された搬送波(fci)を拡散回路
2に出力するように構成され、拡散回路2は、所定のP
N符号(PNi'(θi'' ))を発生させるPN符号発生
器4からのPN符号を用いて搬送波(fci)を拡散処理
した後、次の送信器3へ出力するように構成されてい
る。そして、送信器3は、周知の増巾器から形成されて
いて、その出力をレールTの始端側へ供給するように構
成されている。
【0006】受信設備としては、受信器5、復調回路
6、フィルタ回路7及び検知回路8が設けられている。
この受信器5は周知の増巾回路で形成されていて、その
出力信号を復調回路6へ出力するように構成され、復調
回路6は、上記信号発生器1が上記拡散回路2へ送出し
た搬送波(fci)を用いて割算処理するように構成され
ている。そして、フィルタ回路7は周知のロ−パスフィ
ルタから形成されていて、復調回路6からの出力をフィ
ルタ処理して検知回路8へ出力するように構成されてい
る。また、検知回路8は、周知の相関マッチドフィルタ
回路から形成され、上記PN符号発生器4からのPN符
号(PNi'(θi'' ))を入力し、フィルタ回路7から
のPN符号(PNi'(θi'' ))との一致状態を検出
し、その一致状態の有無で軌道リレーTRを駆動するよ
うに構成されている。
【0007】使用される搬送波(fci)は、相隣接する
軌道回路Ti-1 ,Ti+1 と異なるものを用いるととも
に、PN符号は、図5に示されるように、各軌道回路T
i ,Ti-1 ,Ti+1 で異なるPN符号PNi'を用い、か
つ位相をΔθだけ互いにずらして用いている。したがっ
て、隣接する軌道回路同志で互いに干渉することなく
送,受信することが可能である。
【0008】次に、列車位置検知動作について説明す
る。先ず、軌道回路Ti に列車イが存在しない場合につ
いて説明すると、信号発生器1から送出された搬送波
(fci)は、拡散回路2でPN符号(PN
i'(θi'' ))を用いて拡散処理されて拡散信号となっ
て送信器3を介してレールTの始端側に供給される。ま
た、レールTの終端側では、レールTの長さに起因した
減衰を伴う搬送波を含む拡散信号が存在する。そして、
この拡散信号は、受信器5で増巾処理されたのち、復調
回路6で搬送波(fci)を用いて復調処理して拡散信号
(PNi')を取り出し、フィルタ回路7でフィルタ処理
し、元のPN符号(PNi')が抽出される。
【0009】その後、検知器8は、フィルタ回路7の出
力にPN符号(PNi')が存在しているときに軌道リレ
ーTRを扛上させる。この際、例えば、軌道回路Ti
商用電源高調波に起因するノイズや軌道Tに隣接する他
の軌道を走行する列車から送出されたノイズ等が存在し
ていても、フィルタ回路7の出力中にPN符号(P
i')が含まれているときは、ノイズを無視して検出出
力を得ることができるので、極めて耐ノイズ性の高いの
列車位置検知とすることができる。
【0010】他方、軌道回路Ti に列車イが存在する
と、レールTは列車イの車軸により短絡されるので、終
端側の拡散信号のレベルは小さく、したがって受信器5
の出力レベルも小さくなる。このため、検知器8は軌道
リレーTRの扛上を維持できず落下する。この軌道リレ
ーTRの落下により列車イが軌道回路Ti に存在したこ
とを知ることができる。もちろん、列車イを検知してい
る状態においても検知器8の出力はPN符号(PNi'
の一致状態を見ているのでノイズは効果的に除去され
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記SS通信方式を採
用した列車検知装置において、雑音の量が比較的小さい
ときは、受信側の処理利得で拡散されるため、復調時の
検出値に影響を与えることはないが、雑音の量がある程
度大きくなると、復調時の検出値に無視できない影響が
でて、S/Nが低下してしまうという不具合が発生す
る。
【0012】ところで、軌道回路における主な雑音とし
ては、列車(電車)が走行するレールを軌道回路の一部
に含んでいるため、商用電源(50Hz又は60Hz)の高
調波である。このような高調波成分の除去手段として、
列車通信制御分野においては、ノッチフィルタが一般的
に採用されている。
【0013】そこで本発明は、上述の不具合を解決する
ために、SS通信方式の列車検知装置にノッチフィルタ
の雑音除去機能と同様な雑音除去機能を組込んで、S/
Nを改善することのできる列車位置検知装置を提供する
ことを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係る列車位置検
知装置は、上記目的を達成するために、所定の周波数を
有する搬送波を所定のPN符号で拡散処理し、その拡散
処理した信号を軌道回路を形成するレールの始端側に送
出する送出手段と、前記軌道回路を形成するレールの終
端側から信号を受信する受信手段と、受信した信号を入
力し、所定の係数を用いて前記所定のPN符号との相関
値を求め、その求められた相関値からその所定のPN符
号との一致状態を検出する同期検出手段と、検出された
一致状態の有無により前記レール上の列車の存在を検知
する検知手段とを有する列車検知装置であって、前記所
定の係数は、前記所定のPN符号、及びその所定のPN
符号から所定のチップ数遅延したPN符号を反転したP
N符号を加算したものであることを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、一実施の形態に係る列車
位置検知装置の概略構成図である。なお、上記図4と同
一構成要素には同一符号を用いて説明する。
【0016】各軌道回路(図示の例では便宜上3個の軌
道回路)T1 〜T3 には、上記図5に示されると同様
に、所定の基準PN符号(PN1(θ0))(図5では省
略)に位相差θ1 〜θ3 を持たせて生成されたPN符号
(PN1(θ1))〜(PN1(θ3))が割当てられて、送信
器aと受信器bとの間で通信が行われるように構成され
ている。
【0017】軌道回路T1 の送受信器a,bを例に説明
すると、送信器aにおいて、搬送波発生回路10から発
生された所定の周波数からなる搬送波(fc)は、軌道
回路T1 に割当てられたPN符号(PN1(θ1))を用い
て拡散回路11で拡散処理された後、増幅回路等から形
成される送信回路12を介して軌道回路T1 の始端側に
送出される。
【0018】受信器bにおいて、軌道回路T1 の終端側
から入力された信号は、受信回路20で増幅処理された
後、バンドパスフィルタ21でフィルタ処理される。こ
のバンドパスフィルタ21で処理された信号の一部は、
復調回路22に導かれて送信器aで用いられた搬送波
(fc)と同一の信号を用いて復調処理されてPN符号
(PN1(θ1))を含む信号が抽出される。
【0019】抽出された信号は、ローパスフィルタ23
でフィルタ処理された後、相関器(マッチドフィルタ)
24に入力される。この相関器24においては、後述す
る係数発生器30から出力される係数を用いて相関値が
求められ、その求められた相関値を用いてCPU25は
軌道回路T1 における列車の有無を判定し、列車検知出
力信号を送出するように構成されている。すなわち、C
PU25は、軌道回路T1 が列車の車軸で短絡されてい
るときは、送信器aからのPN符号(PN1(θ1))を検
出することがないので、このときは、列車有りの判定を
出力し、他方、送信器aからのPN符号(PN1(θ1))
を検出しているときは、列車なしの判定の出力を行う。
【0020】さて、係数発生器30は、基準PN符号
(PN1(θ0))と異なるPN符号(PN2 )を係数とし
て発生することができるように構成されている。
【0021】係数発生器30から発生された係数(以
下、「PN符号(PN2 )」という)を用いると、相関
器24が雑音に影響されることなく相関値を得られるこ
とについて、以下に説明する。
【0022】PN符号(PN2 )は、図2(a)に示さ
れるように、ノッチフィルタの考え方を含んで生成され
ている。すなわち、この図2(a)は、雑音除去のため
のノッチフィルタFを相関器24の前段に組込んだもの
で、したがって、相関器24に入力される信号にはノッ
チフィルタFで雑音成分が除去された信号が入力される
ことを意味している。
【0023】このノッチフィルタFは、周知のノッチフ
ィルタと同様に遅延回路31と加算回路32から構成さ
れている。そして、遅延回路31からは、軌道回路T1
用のPN符号(PN1(θ1))よりも所定のチップ数遅延
したPN符号(PN1(D))(以下、「遅延PN符号(P
N1(D))」という)が出力され、このPN符号(PN1
(D))の反転したものとPN符号(PN1(θ1))とが加
算回路32で加算されるように構成されている。
【0024】図2(a)に示される相関器24には、ノ
ッチフィルタFで雑音成分が除去されているので、基準
PN符号(PN1(θ0))を係数として相関値を求める
と、所期どおりの相関値出力を得ることができる。
【0025】図2(b)は、上記図2(a)を等価的に
表したブロック図であり、図2(a)のノッチフィルタ
Fと相関器22を一対の相関器24a,24b及び加算
回路33とで構成している。すなわち、一方の相関器2
4aには、PN符号(PN1(θ1))を係数として入力
し、他方の相関器24bには、遅延PN符号(PN1
(D))の反転したものを係数として入力し、両相関器2
4a,24bの出力を加算回路33で加算するようにし
ている。なお、図3(a),(b)には、各相関器24
a,24bの出力がそれぞれ示されている。
【0026】図2(c)は、図2(b)を等価的に表し
たものである。すなわち、図2(b)の一対の相関器2
4a,24bを一つの相関器24cとし、さらに、ここ
で用いる係数を各相関器24a,24bで用いたPN符
号(PN1(θ1))及び反転した遅延PN符号(PN1
(D))を加算したPN符号(PN2 )としている。
【0027】この図2(c)から明らかなように、図1
の相関器24(この相関器22内には、図2のA/D変
換回路24′が含まれている)に上述のPN符号(PN
2 )を係数として用いれば、雑音に影響を受けることな
く相関値を検出できることが分かる。なお、図3(c)
には、相関器24cの出力が示されている。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る列車位置検知装置は、PN
符号の相関値を求めるための係数を所定のPN符号、及
びその所定のPN符号から所定のチップ数遅延したPN
符号を反転したPN符号を加算した、ノッチフィルタの
思想を含んだものとしたので、雑音の影響を少なくして
列車検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る列車位置検知装置
の概略構成図である。
【図2】相関器で用いる係数を求めるための説明図であ
る。
【図3】図2(b),(c)の各部における相関値出力
図である。
【図4】SS通信方式を採用した従来の列車検知装置の
概略構成図である。
【図5】基準PN符号と各軌道回路で用いられるPN符
号の説明図である。
【符号の説明】
a 送信器 b 受信器 T1 〜T3 軌道回路 10 搬送波発生回路 11 拡散回路 12 送信回路 20 受信回路 21 バンドパスフィルタ 22 復調回路 23 ローパスフィルタ 24 相関器 25 CPU 30 係数発生器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の周波数を有する搬送波を所定のP
    N符号で拡散処理し、その拡散処理した信号を軌道回路
    を形成するレールの始端側に送出する送出手段と、 前記軌道回路を形成するレールの終端側から信号を受信
    する受信手段と、 受信した信号を入力し、所定の係数を用いて前記所定の
    PN符号との相関値を求め、その求められた相関値から
    その所定のPN符号との一致状態を検出する同期検出手
    段と、 検出された一致状態の有無により前記レール上の列車の
    存在を検知する検知手段と、 を有する列車検知装置であって、 前記所定の係数は、前記所定のPN符号、及びその所定
    のPN符号から所定のチップ数遅延したPN符号を反転
    したPN符号を加算したものであることを特徴とする列
    車位置検知装置。
JP9089402A 1997-04-08 1997-04-08 列車位置検知装置 Pending JPH10278796A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011156942A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Saitama Univ フィルタ装置、信号処理装置及び鉄道車両用車上装置
CN103640597A (zh) * 2013-12-03 2014-03-19 合肥工大高科信息科技股份有限公司 一种二取二的交流连续式轨道电路及其检测方法

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