JPH11204269A

JPH11204269A - 灯火制御通信装置

Info

Publication number: JPH11204269A
Application number: JP10002780A
Authority: JP
Inventors: Toru Endo; 徹遠藤; Hideo Otani; 英雄大谷; Naohiro Sakaki; 直浩榊; Yasuharu Kamata; 安治鎌田; Shoji Nakahara; 正二中原; Juichiro Atsumi; 寿一郎渥美; Satoshi Goto; 聡後藤
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Process Computer Engineering Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Control Systems Inc
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の灯火制御通信方式では、給電線搬送によ
る信号の伝送効率が低いため、灯火の複雑な制御ができ
ないことが問題であった。【解決手段】本発明は、灯火２に対する各種の制御情報
を、複数の相互に異なる周波数を持つ高周波信号電流に
変復調して通信を行うことで、給電線４を介する親局７
と子局８間の通信の単位時間当たりの情報伝送量を増大
させるものである。【効果】本発明により、信号伝送効率を向上すること
で、灯火の点灯／消灯，光度調整，断芯監視などの制御
を実現する効果を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は航空機の誘導を行う
灯火制御システムの灯火制御通信装置に係わり、特に給
電線通信方式（電力線搬送方式）を用いて灯火を制御す
る灯火制御システムの灯火制御通信装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】「電磁波雑音のタイムドメイン計測技
術」（電気学会電磁波雑音のタイムドメイン計測技術調
査専門委員会編、コロナ社）の１７５頁には、給電線を
用いた通信システムが示されている。この技術は、受電
用トランスを介して給電線に接続された灯火に電流を給
電する灯火制御システムであって、親局及び子局が発信
する信号を高周波電流に変調し、給電線を流れる商用周
波数の供給電流に重畳し搬送して通信を行うものであ
る。

【０００３】また、「配電自動化システム入門」（配電
自動化研究会編、オーム社）の５４頁には、低電圧電線
線間伝送回路が示されている。この技術は、電源側（柱
上変圧器側）と負荷側（需要家側）とにそれぞれ送受信
機を配置し、信号を位相変調または周波数変調し、商用
周波数電圧に重畳して搬送することで、双方向通信を実
現しているものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、灯火
制御信号を高周波電流に変調し、変調した高周波電流を
灯火供給電流に重畳して給電線通信を行っている。しか
し、従来技術では、重畳する高周波電流の周波数を１種
とし、この高周波電流が重畳されているか否かによって
信号を伝送しているため、灯火給電電流の１／２周期当
たり２値の情報しか伝送できず、伝送効率が低くなって
いた。

【０００５】そこで、本発明の目的は、灯火給電電流の
単位周期当たりの伝送情報量を増大して、灯火の点灯／
消灯の制御を行うと共に、灯火の光度をも調整すること
ができる灯火制御システムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、航空機の通路
に配置される複数の灯火と、前記複数の灯火に電力を供
給する給電装置と、前記各々の灯火に配置され前記各々
の灯火の制御を行う子局と、前記複数の灯火の制御を行
う親局とを有し、前記複数の子局、前記親局及び前記給
電装置が給電線によってループ状に接続されると共に、
前記灯火に供給される供給電流に前記灯火の制御信号を
前記供給電流よりも高周波に変調した高周波電流を重畳
し、前記給電線を介して搬送することによって、前記子
局と前記親局との間で通信を行う灯火制御通信方式であ
って、前記高周波電流は、それぞれ異なる制御信号を割
り当てた相互に異なる複数の周波数を有することを特徴
とする。

【０００７】また、前記親局および前記子局は、前記制
御信号の送受信を行う電子回路と、前記制御信号の変復
調を行うモデムとを有し、特に前記複数の周波数を有す
る高周波電流を生成する手段と、前記高周波電流の周波
数を精密に計測する手段を有することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。航空機の通路には８０〜２５０個の灯火が配置さ
れている。この灯火を制御する灯火制御システムは、灯
火に電力を供給する給電装置を有する。この給電装置
は、６.６アンペアの電流を一定に供給することができ
る。なお、電圧は灯火が直列に接続されていることから
灯火の数に依存する。

【０００９】また、このシステムは各々の灯火にそれぞ
れ配置され、各々の灯火の制御を行う子局を有し、ま
た、複数の子局を管理し、複数の灯火の制御を行う親局
を有する。なお、子局は親局との間で制御信号の送受信
を行う電子回路と制御信号の変調および復調を行うモデ
ムとを有する。この電子回路は、具体的にはマイクロ・
プロセッサであることが好ましく、信号の意味を解読
し、灯火に対するＯＮ／ＯＦＦ指令を出力し、灯火状態
を監視し、親局との通信信号を作成するという機能を有
することが好ましい。また、複数の子局，親局および給
電装置は給電線によってループ状（直列）に接続されて
いる。一つの飛行場では通常、複数の親局が設置され、
灯火数，給電装置の出力電力容量，給電線の配線上の都
合等により、給電ループは複数個で構成される。

【００１０】これによって、給電装置から供給される電
力（電気信号）と親局から発信される通信情報（制御信
号）とを一つの給電線を介して灯火に伝えることが可能
である。灯火に供給される供給電流に灯火の制御信号を
合わせて搬送するには、供給電流よりも高周波に変調し
た高周波電流を供給電流に重畳することによって搬送す
る。これによって子局と親局との間で通信を行うことが
できる。供給電流の周波数はキロヘルツのオーダーのも
のが使用される。

【００１１】この制御信号を送受信するための変調方式
としては、周波数変調（ＦＳＫ：frequency shift keyi
ng）を用いる。これは周波数に、たとえば灯火のアドレ
ス，灯火の光度情報，灯火の断芯情報などの所定の意味
を持たせるものである。

【００１２】また、この方式では、灯火への供給電流を
制御し、灯火の光度を制御すると共に灯火の断芯をも監
視することができる。

【００１３】この方式において、灯火は、空港内に進入
する航空機，滑走路・誘導路を走行する航空機を誘導す
るために設けられ、灯火は、給電線通信を用いて制御さ
れる。

【００１４】灯火は、空港内の滑走路・誘導路およびそ
の周辺部（路側帯）に配置され、また、信号機の代わり
にストッパーとしても使用される。

【００１５】また、このシステムは、複数の親局の制御
情報を集中処理する集中処理装置と、オペレータが灯火
の監視および灯火への指示を行うための操作卓を有して
いる。操作卓はキーボードやタッチパネルなどの表示入
力手段を備えている。集中処理装置と親局，集中処理装
置と操作卓の間は、通常、光ファイバーなどを用いた信
号用ケーブルにより接続され、通信を行うことができ
る。親局と子局との間は、給電用配線を利用して通信を
行う。

【００１６】以下に、図１により灯火制御通信方式の通
信方式の実施例を説明する。この通信方式は一定電流
（６.６アンペア）を供給できるような給電装置（トラ
ンス）１が形成される。

【００１７】飛行場の滑走路等には、複数の灯火２が形
成される。灯火２は給電装置１から供給される電力によ
って点灯する。灯火２のそれぞれには子局８が形成され
る。子局６と給電装置１とは受電用トランス（ＬＴ）３
を介して給電４により直列に接続させる。

【００１８】また、この通信方式は、複数の灯火２に対
して制御信号を発信する親局７が形成される。親局７と
給電装置１とは受電用トランス３を介して給電線４によ
って接続される。給電装置１，子局８の受電用トランス
３，親局５の受電用トランス３とは、給電ループを形成
するように接続される。

【００１９】子局８は親局７との通信と灯火２の制御を
行う。親局７と子局８とは、信号授受を行い、信号の変
調および復調を行うモデム１０と電子回路からなる監視
制御回路９とを有する。子局および親局には高周波信号
電流を検出するための検出器１１を有する。

【００２０】また、給電装置１と親局とを接続する給電
線４と給電装置１と子局８とを接続する給電線４とを接
続するように（給電装置１をバイパスするように）フィ
ルタが形成される。このフィルタは、信号を終端する抵
抗５と灯火電流をカットするコンデンサ６とを有する。

【００２１】以下にこの通信方式の動作を説明する。

【００２２】給電装置１は５０〜６０ヘルツの商用周波
数を持つ供給電流を常時出力する。全ての子局８にはあ
らかじめ固有のアドレス（灯火の番号等）が割り付けら
れている。灯火の点灯／消灯制御と光度制御は、次のよ
うに実施する。灯火２の点灯／消灯指示，灯火光度指示
および対象灯火のアドレスがオペレータにより操作卓
（図示せず）から入力される。この操作卓は入出力装置
を兼ね備えたものであり、複数の親局７を統括的に制御
する集中制御装置（図示せず）と接続される。操作卓か
ら入力された信号は集中制御装置を介して各親局７に伝
送される。親局７は制御信号を受け取り、親局７内のモ
デム１０にて信号を高周波信号電流に変調し、灯火給電
電流に重畳する。この際、モデム１０は、制御信号の内
容に対応してあらかじめ設定された、固有の周波数を持
つ信号に変調する。高周波信号電流は親局７の受電用ト
ランス３を介して給電線４に重畳される。更に、高周波
信号電流は、子局８側の受電用トランス３を介して子局
８に伝達される。そして、高周波信号電流は子局８内の
検出器１１にて検出され、子局８内のモデム１０にて制
御信号に復調され監視制御回路９に入力される。この
際、検出器としては目的の周波数の電流のみをフィルタ
リングして検出できるようインダクタを用いることが好
ましい。モデム１０は、受信した高周波信号電流の周波
数により、予め設定された対応する制御信号に復調す
る。監視制御回路９はアドレス信号を読み取り自局に割
り付けられたアドレスと一致するかを判定する。アドレ
スが一致したとき、監視制御回路９は、制御信号に基づ
き自局に接続されている灯火２の点灯／消灯および光度
制御を行う。この光度制御は、灯火２と接続される灯火
点灯線上に形成されるスイッチ（図示せず）のスイッチ
ングのタイミング（速度）を変化させることによって行
われる。つまり電流を流す時間を変えることによって光
度を制御する。

【００２３】次に灯火の監視動作について説明する。

【００２４】監視動作として灯火２の断芯の有無を監視
する。親局７内の監視制御回路は、オペレータからの灯
火２に対する制御指令がない期間（集中制御装置から親
局７への制御信号送信のない期間）において実施され
る。親局７は、灯火２の断芯監視指令信号を発信すると
同時に、灯火供給電流（搬送波）の波数をカウントす
る。親局７内のモデム１０にて信号を高周波信号電流に
変調し、親局内の灯火給電電流に重畳する。高周波信号
電流は親局７の受電用トランス３を介して給電線４に重
畳される。変調された高周波信号電流は、子局８側の受
電用トランス３を介して子局８に伝達される。そして、
高周波信号電流は子局８内の検出器１１にて検出され、
子局８内のモデム１０にて制御信号に復調され監視制御
回路９に入力される。監視制御回路９は断芯監視指令を
受信すると、自局に接続された灯火２の断芯の有無を検
出して断芯応答信号を生成すると同時に、灯火供給電流
（搬送波）の波数をカウントする。監視制御回路９は、
断芯監視指令受信後の灯火供給電流の波数が、自局のア
ドレス順位と一致したとき、自局の断芯応答信号を発信
する。この様にして、各子局はアドレス順位の小さい順
に、順次断芯応答信号を発信する。断芯応答信号は、モ
デム１０にて高周波信号電流に変調され、灯火点灯電流
に重畳される。高周波信号電流は子局８側の受電用トラ
ンス３を介して給電線４に重畳される。変調された高周
波電流は親局７側の受電用トランス３を介して親局７に
伝達される。そして、高周波信号電流は親局７内の検出
器１１にて検出され、モデム１０にて制御信号に復調さ
れ監視制御回路９に入力される。監視制御回路９は、灯
火給電電流の波数と、各子局からの断芯応答信号から、
断芯している灯火とその灯火のアドレスを認識し、集中
制御装置を介して操作卓へ断芯検出情報を送信する。操
作卓は、受信した断芯検出信号に基づき断芯検出した灯
火をディスプレイ上に表示することで、オペレータに知
らせる。

【００２５】この灯火の監視動作は、次の灯火制御指令
が発行されるまで、連続的に繰り返し実施される。

【００２６】次に子局８の内部動作を説明する。

【００２７】図２に子局８内部のブロック図を示す。

【００２８】受電用トランス３の２次側（灯火側）の灯
火点灯回路１７上に検出器１１を配置する。検出器１１
からモデム１０を接続する。モデム１０には、通信制御
および灯火制御を行うマイクロ・プロセッサ１２を接続
する。マイクロ・プロセッサ１２には自局のアドレス情
報等を記憶する記憶部１６が接続される。

【００２９】灯火点灯回路１７には、灯火２への点灯電
流を調整する電流調整部１４，マイクロ・プロセッサ１
２から与えられる電流調整部１４への調整信号を絶縁し
て伝達するためのフォトカプラ（ＰＨＣ）１３，灯火点
灯回路１７上を流れる給電電流を監視する電流監視部１
５が接続される。

【００３０】また、灯火点灯回路１７から電流エネルギ
ーを得て、子局８の内部回路に動作電圧を供給する電源
１９を設ける。灯火供給電流は受電用トランス３を介し
て子局８に流れ、灯火２の点灯と、子局８内のモデム１
０，通信制御部１１およびマイクロ・プロセッサ１２が
動作するための動作電圧を供給するために使用される。

【００３１】信号を変調した高周波信号電流は、検出器
１１にて検出される。検出器１１は、灯火供給電流から
高周波信号電流（数キロヘルツ）を濾波するため、適切
な定数を有するフィルタとする。具体的には、数１００
マイクロヘンリのインダクタとする。モデム１０は高周
波信号電流を復調し、マイクロ・プロセッサ１２に入力
する。マイクロ・プロセッサ１２は、モデム１０より受
け取った信号をデコードし、入力された信号のアドレス
と、自局の記憶部１６に記憶しているアドレスを比較し
両者が一致したとき、制御信号に従い灯火制御を行う。
このとき、マイクロ・プロセッサは受信した最新の灯火
制御信号を記憶部に格納する。

【００３２】記憶部１６は、半導体メモリにより構成す
ることができ、子局８を設置する際に固有のアドレスを
設定しておくとよい。

【００３３】灯火の消灯信号を受信した場合は、マイク
ロ・プロセッサ１２はフォトカプラ１３を介して電流調
整部１４をＯＦＦし、灯火点灯電流を全てを遮断して灯
火２を消灯する。

【００３４】灯火の点灯信号を受信した場合は、電流調
整部１４をＯＮにし、灯火２に電流が流れるようにし、
灯火２を点灯する。

【００３５】また、灯火の光度制御は、マイクロ・プロ
セッサ１２が光度制御信号に応じて電流調整部１４のＯ
Ｎ／ＯＦＦ時間のデューティ比を調整して、灯火供給電
流を制限することで実現する。電流調整部１４は、たと
えばパワーMOSFETを組み合わせたアナログスイッチを構
成することで実現される。

【００３６】電流監視部１５では灯火２に流れる電流を
監視する。電流監視部１５は灯火点灯回路上を流れる給
電電流を、たとえばカレント・トランスにより電圧に変
換し、マイクロ・プロセッサ１２に入力して監視する。
灯火２が断芯した場合、または制御信号により電流制御
部１４がＯＦＦされた場合に、灯火点灯回路１７は負荷
開放となる。このとき給電電流は流れなくなるので、マ
イクロ・プロセッサ１２にて、前述の記憶部１６に格納
された灯火制御信号と、電流監視部１５の出力信号を監
視することで、灯火が断芯したことを検知することがで
きる。具体的には、灯火点灯信号、ないし灯火光度制御
信号を受信している期間に、電流監視部にて検出される
電流が所定の値を下回ったとき、灯火が断芯したことを
検知する。マイクロ・プロセッサ１２は、灯火の断芯を
検知すると保護回路１８を動作させ回路の破壊を防止す
ると同時に、灯火断芯有り信号を生成する。マイクロ・
プロセッサ１２は、親局７から送信される断芯監視指令
を受け取った際に、自局の灯火２が断芯していれば、断
芯有りを応答する。また、この回路はインダクタンス成
分を含むため、負荷の開放により灯火２の両端に過電圧
が発生する。保護回路は、トライアックないし、パワー
MOSFETを組み合わせたアナログスイッチにより構成し、
給電電流喪失時にＯＮされるようにする。

【００３７】本発明によれば、空港内の灯火制御を灯火
１つずつについて光度調整を行えるので、たとえばパイ
ロットの視覚を幻惑しないように特定位置の灯火の光度
を制限し、安全を確保することができる。

【００３８】また、図示は省略するが、本発明におい
て、空港内の適切な位置に航空機やその他の各種車両位
置を検知するセンサを設けてセンサの情報を親機に集積
して処理し、誘導路上に設けた信号灯を制御することに
より、航空機同士あるいは航空機と各種車両との衝突を
防止し、空港内の安全性向上を図ることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の実施例により、信号伝送効率の
高い給電線通信を可能とした灯火制御通信方式を実現す
る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】灯火制御通信方式の全体を示す。

【図２】子局のブロック構成を示す。

【符号の説明】

１…給電装置、２…灯火、３…受電用トランス(ＬＴ：l
ighting transformer)、４…給電線、５…抵抗、６…コ
ンデンサ、７…親局、８…子局、９…監視制御回路、１
０…モデム、１１…検出器、１２…マイクロ・プロセッ
サ、１３…フォトカプラ(ＰＨＣ：photo-coupler）、１
４…電流調整部、１５…電流監視部、１６…記憶部、１
７…灯火点灯回路、１８…保護回路、１９…電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大谷英雄茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者榊直浩茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者鎌田安治茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内 (72)発明者中原正二茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者渥美寿一郎茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者後藤聡茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】航空機の通路に配置される複数の灯火と、
前記複数の灯火に電力を供給する給電装置と、前記各々
の灯火に配置され前記各々の灯火の制御を行う子局と、
前記複数の灯火の制御を行う親局とを有し、前記複数の
子局、前記親局及び前記給電装置が給電線によってルー
プ状に接続されると共に、前記灯火に供給される供給電
流に前記灯火の制御信号を前記供給電流よりも高周波に
変調した高周波電流を重畳し、前記給電線を介して搬送
することによって、前記子局と前記親局との間で通信を
行う灯火制御通信装置において、前記高周波電流は、それぞれ異なる制御信号を割り当て
た相互に異なる複数の周波数を有することを特徴とする
灯火制御通信装置。
【請求項２】請求項１記載の灯火制御通信装置におい
て、前記親局および前記子局は、前記制御信号の送受信を行
う電子回路と、前記制御信号の変復調を行うモデムとを
有し、特に前記複数の周波数を有する高周波電流を生成
する手段と、前記高周波電流の周波数を精密に計測する
手段を有することを特徴とする灯火制御通信装置。