WO2013146428A1 - 速度検出装置 - Google Patents

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WO2013146428A1
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speed
speed generator
ground
failure
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慶一 齋藤
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日本信号株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a speed detection device that includes a speed generator and detects the speed of a train.
  • the speed detection device described in Patent Document 1 is configured to detect the speed of a train based on an output signal of a speed generator connected to the axle of the train and a wheel diameter measured in advance. .
  • the train speed information detected by this type of speed detection device is input to, for example, a train control device that performs predetermined train control, and is used for train control.
  • a train control device that performs predetermined train control
  • the train travel distance from a predetermined reference position is calculated based on the train speed from the speed detection device, and the train position is calculated based on the calculated travel distance. Is detected and the train interval is controlled to be efficient.
  • this train control device when the vehicle upper element provided in the train is coupled to the ground element provided on the ground, the train position information obtained from the ground element and the speed detection device Compared with the train position obtained based on the train speed, for example, a speed detection error caused by a wheel diameter or the like is corrected.
  • train speed information detected by a speed detector using this type of speed generator is input to a train control device and used for train control, for example. It needs to be detected.
  • the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a speed detection device capable of reliably detecting a failure of a speed generator.
  • a speed detection device is a speed detection device that detects a train speed based on an output signal of a speed generator, and is mounted on a vehicle and based on an output signal from the speed generator.
  • the speed of the train measured by the above-mentioned method, the distance traveled by the train measured by means other than the speed generator, and the distance information from the ground element to the next predetermined ground element. It is characterized by determining the presence or absence of a generator failure.
  • the train travel distance measured based on the output signal from the speed generator the train travel distance measured by means other than the speed generator, and the ground element Because it is a configuration that determines the presence or absence of a speed generator failure by comparison with distance information, if information cannot be obtained from the ground unit due to poor communication, etc., the train of the train measured based on the output signal from the speed generator
  • the speed detection device By comparing the travel distance and the travel distance of the train measured by means other than the speed generator, it is possible to determine whether or not the speed generator has failed. In this way, it is possible to provide a speed detection device that can reliably detect a failure of the speed generator.
  • FIG. 1 It is a schematic structure figure showing one embodiment of a speed detector concerning the present invention. It is a block diagram of the on-vehicle device of this embodiment. It is a figure which shows the example of a waveform of the output signal of a speed generator. It is a figure which shows another example of a waveform of the output signal of a speed generator.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an embodiment of a speed detection device of the present invention.
  • the speed detection apparatus of this embodiment detects a train speed based on the output signal of the speed generator 1a, and is installed on the vehicle and based on the output signal from the speed generator 1a.
  • the speed generator type measuring unit 1 that measures the travel distance and the speed generator type measuring unit 1 are mounted on the vehicle separately from the speed generator type measuring unit 1 and the train travel distance is determined based on a signal different from the output signal from the speed generator 1a. It comprises a Doppler measuring instrument 2 and a GPS measuring instrument 3 as preliminary measuring units to be measured, an on-board device 10 mounted on a train, and a ground device 20 provided on the ground side.
  • the speed generator type measuring unit 1 is mounted on a vehicle and measures a travel distance of a train based on an output signal from the speed generator 1a. As shown in FIG. 2, for example, a speed generator 1a and a TG calculation unit 1b.
  • the speed generator 1a is connected to a train axle, and is a general tachometer that generates a predetermined number Z of pulse signals each time the axle rotates, for example, and outputs the generated pulse signal to the TG calculation unit 1b. Is configured to do. For example, as shown in FIG. 3, the speed generator 1 a is set to generate three pulse signals every time the axle rotates once. Needless to say, the number of pulses per rotation is not limited to three, and can be arbitrarily set.
  • the travel distance Ltg calculated by the TG calculation unit 1b is output to an arrival determination unit 11 and a failure determination unit 12, which will be described later, of the on-board device 10, as shown in FIG.
  • Vtg ⁇ ⁇ D ⁇ M / (Z ⁇ T) (1)
  • Ltg Vtg ⁇ T (2)
  • Ltg ⁇ ⁇ D ⁇ M / Z (3)
  • the Doppler measuring instrument 2 and the GPS measuring instrument 3 are mounted on the vehicle separately from the speed generator type measuring unit 1, and each measures the travel distance of the train.
  • the preliminary measurement unit includes a plurality of different measuring instruments 2 and 3.
  • the Doppler measuring instrument 2 is provided on the bottom surface of the train, etc., transmits radio waves toward the track (rail track), and receives the reflected wave, so that the Doppler effect caused by the relative movement between the train and the track can be obtained. It is configured to measure the speed of the train by using it and to measure the travel distance of the train. For example, as shown in FIG. 2, the Doppler measuring instrument 2 calculates a train speed based on a Doppler sensor 2a that transmits and receives a predetermined radio wave and outputs a received signal, and an output signal from the Doppler sensor 2a. And a DP calculation unit 2b that calculates the travel distance of the train based on the calculated speed Vdp. The travel distance Ldp calculated by the DP calculation unit 2b is output to the arrival determination unit 11 and the failure determination unit 12, as shown in FIG.
  • the GPS measuring instrument 3 is configured to measure the travel distance of a train based on a general GPS receiver and train position information obtained by the GPS receiver.
  • the travel distance Lgps measured by the GPS measuring instrument 3 is output to the arrival determination unit 11 and the failure determination unit 12, as shown in FIG.
  • the on-board device 10 includes a failure determination unit 11 and an arrival determination unit 12 as shown in FIG.
  • a speed generator type measuring unit 1, a Doppler measuring instrument 2, and a GPS measuring instrument 3 are connected to the on-board apparatus 10, and an on-board element T provided at the lower part of the top of the train is connected.
  • the vehicle upper element T is configured to receive distance information from the ground device 20 by electromagnetically coupling with a ground element (P0, P1, etc. described later) provided at a predetermined position on the ground.
  • a ground element P0, P1, etc. described later
  • ground elements P0, P1 and the like arranged on the head side of each station are set in advance.
  • the arrival determination unit 11 determines whether or not the train has reached the next predetermined ground element.
  • the arrival determination unit 11 is configured to perform arrival determination based on distance information from the ground child and to perform arrival determination based on preset position information of the ground child. Thereby, even when a communication failure occurs between the ground element and the vehicle element, it is possible to determine arrival based on the position information of the ground element.
  • the arrival determination based on the distance information from the above-mentioned ground element in the arrival determination unit 11 is as shown in FIG.
  • the arrival determination based on the position information of the predetermined ground element in the arrival determination unit 11 specifically stores the position information of the predetermined ground element in advance and is obtained from the position information and, for example, the GPS measuring instrument 3. It is also configured to determine that the train has reached the next ground element P1 when the position information of the train to be matched matches.
  • the failure determination unit 12 includes the measurement result (Ltg) of the speed generator type measurement unit 1, the measurement result (Ldp) of the Doppler measurement device 2, the measurement result (Lgps) of the GPS measurement device 3, and the ground element P0. It is configured to determine whether or not there is a failure in the speed generator 1a based on the comparison result with the obtained distance information Lp0 to the next predetermined ground element P1.
  • the failure determination unit 12 is configured to output an alarm display signal to the train cab monitor 4 when it is determined that the speed generator 1a has a failure. This notifies the train driver of the failure of the speed generator 1a.
  • the failure determination unit 12 can also output an alarm display signal to the ground device 20 via, for example, the vehicle upper element T and the ground element when determining that the speed generator 1a has a failure. As a result, when the ground device 20 receives the warning display signal, the ground device 20 displays a warning on the ground monitor.
  • the ground device 20 is installed at each station.
  • the ground device 20 is placed on the upper side of the vehicle via the ground element P ⁇ b> 0 and the next predetermined element such as the ground element on the head side of the next station 2. It is configured to transmit distance information Lp0 to the ground unit P1.
  • the ground device 20 is configured to transmit a train control command to the vehicle upper side when receiving an alarm display signal from the vehicle upper side.
  • This control command may be, for example, a control command for displaying “cannot start” on the cab monitor 4 or a control command for operating the service brake NB.
  • the distance information Lp0 to the next ground element P1 is normally acquired through the ground element P0, and the fork breakage occurs in the speed generator 1a while the train is stopped.
  • the distance information Lp0 is not obtained due to a communication failure between the ground child P0 and the vehicle child T, and the fork breaks in the speed generator 1a.
  • the speed generator type measuring unit 1 speed generator 1a
  • the Doppler measuring instrument 2 Doppler measuring instrument 2
  • the GPS measuring instrument 3 do not fail at the same time.
  • the ground device 20 transmits the distance information Lp0 to the ground unit P1 on the head side of the next station 2 through the ground unit P0.
  • the on-board device 10 causes the on-board element T to be normally electromagnetically coupled with the on-ground element P ⁇ b> 0 and the ground on the head side of the next station 2 through the on-board element T.
  • the distance information Lp0 to the child P1 is acquired, and the distance information Lp0 is output to the arrival determination unit 11 and the failure determination unit 12.
  • the arrival determination unit 11 includes the distance information Lp from the ground element P for distance information transmission to the ground element P0 that has already been obtained at the station (not shown) or the like (left side in FIG. 2).
  • the train It determines with having reached the ground child P0, and commands the Doppler measuring device 2 and the GPS measuring device 3 to measure the travel distance of the train with the ground child P0 as a reference.
  • the arrival determination unit 11 also monitors whether or not the position information of the ground element P0 set in advance matches the position information of the train obtained from the GPS measuring instrument 3.
  • the failure determination unit 12 determines that the arrival determination unit 11 has reached the ground unit P0, the distance information Lp already obtained from the ground unit P and the speed generator type measurement unit 1
  • the measurement result (Ltg) is compared and it is determined that the error between Lp0 and Ltg is a predetermined first threshold value or less.
  • the speed generator 1a is normal to the cab monitor 4 and the monitor of the ground device 20.
  • a display signal indicating the presence is output.
  • the Doppler measuring instrument 2 and the GPS measuring instrument 3 each measure the travel distance of the train based on the ground element P 0 based on the command from the arrival determination unit 11.
  • the speed generator 1a in which the fork breakage occurred at the station 1 has a normal number of pulses per rotation as shown in FIG. 4 while the train travels from the station 1 to the station 2 (see FIG. 3). ) Output fewer pulse signals to the TG operation unit 1b.
  • the arrival determination unit 11 determines that the train is next when at least one of the travel distance Ldp from the Doppler measuring device 2 and the travel distance Lgps from the GPS measuring device 3 coincides with the travel distance Lp0 obtained from the ground unit P0. It is determined that the ground child P1 has been reached.
  • the failure determination unit 12 determines that the arrival determination unit 11 has reached the ground unit P1
  • the failure information unit 12 already obtains the distance information Lp0 obtained from the ground unit P0 and the measurement result of the speed generator type measurement unit 1 ( Ltg) is detected, and it is detected that the error between Lp0 and Ltg exceeds a predetermined first threshold, it is determined that the speed generator 1a has a failure, the train cab monitor 4 and the ground device 20 Output an alarm display signal to the monitor.
  • the on-board device 10 fails to acquire the distance information Lp0 from the ground child P0 to the next ground child P1 due to poor communication between the vehicle child T and the ground child P0.
  • the arrival determination unit 11 determines that the train has reached the ground child P0, and measures the travel distance of the train with the ground child P0 as a reference, and the Doppler measuring instrument 2 and the GPS measuring instrument 3 To Thereafter, the train departs for station 2. And the Doppler measuring device 2 and the GPS measuring device 3 each start measurement of the travel distance of a train. On the other hand, the speed generator 1a in which the fork breakage occurs outputs a pulse signal having a smaller number of pulses than that in the normal state to the TG calculation unit 1b. Then, the arrival determination unit 11 determines that the train has reached the next ground element P1 when the position information of the train obtained from the GPS measuring device 3 matches the position information of the ground element P1 set in advance.
  • the failure determination unit 12 determines that the arrival determination unit 11 has reached the ground child P1, for example, at least one of an error between Ltg and Ldp and an error between Ltg and Lgps sets a first threshold value determined in advance. When it exceeds, it determines with the speed generator 1a having a failure, and outputs an alarm display signal to the cab monitor 4 and the monitor of the ground device 20.
  • the measurement result of the speed generator type measuring unit 1 that measures the travel distance of the train based on the train speed from the speed generator 1a and the distance information from the ground unit are compared.
  • the measurement result of the speed generator type measuring unit 1 and the measurement result of the preliminary measuring unit Doppler measuring instrument 2, GPS measuring instrument 3
  • the measurement result Ltg of the speed generator type measurement unit 1 and the measurement result Ldp of the Doppler measuring instrument 2 are compared.
  • the measurement result Ltg of the speed generator type measuring unit 1 and the measurement result Lgps of the GPS measuring device 3 are compared, and at least one of the respective errors exceeds the first threshold, it is determined that the speed generator 1a has a failure.
  • the comparison between Ltg and Ldp, the comparison between Ltg and Lgps, and the comparison between Ldp and Lgps is performed, and an error ⁇ L1 between Ltg and Ldp and an error ⁇ L2 between Ltg and Lgps are all.
  • the first threshold value is exceeded and the error ⁇ L3 between Ldp and Lgps is less than or equal to the first threshold value, it may be determined that there is a failure, or a comparison between Ltg and Ldp, or Lt And perform one of the comparison predetermined comparison Lgps, if the error exceeds a first threshold value, it may be configured to determine that there is a fault.
  • the failure determination unit 12 can determine the failure by using the measurement result Ltg of the speed generator type measurement unit 1 and the distance information Lp0 from the ground unit P0. Comparison is made, and if the error exceeds a predetermined first threshold value, the measurement result Ltg of the speed generator type measurement unit 1 is compared with the distance information Lp0 from the ground unit P0, not limited to the configuration in which there is a failure. In addition, the measurement result Ltg of the speed generator type measurement unit 1 and the measurement result Ldp of the Doppler measurement unit 2 are compared, and the measurement result Ltg of the speed generator type measurement unit 1 and the measurement result Lgps of the GPS measurement unit 3 are compared.
  • any error exceeds the first threshold it may be determined that there is a failure.
  • comparison between Ltg and Lp0, comparison between Ltg and Ldp, or between Ltg and Lgps Comparison Defining perform one of comparison previously, if the error exceeds a first threshold value, it may be configured to determine that there is a fault.
  • the failure determination unit 12 may be configured to be able to determine not only the failure determination of the speed generator 1a but also the failure of the Doppler measuring instrument 2 and the GPS measuring instrument 3.
  • the failure determination unit 12 includes the error ⁇ L1 between the measurement result Ltg of the speed generator type measurement unit 1 and the measurement result Ldp of the Doppler measurement unit 2, the measurement result Ltg of the speed generator type measurement unit 1, and the GPS measurement unit 3.
  • An error ⁇ L2 of the measurement result Lgps, an error ⁇ L3 of the measurement result Ldp of the Doppler measuring instrument 2 and the measurement result Lgps of the GPS measuring instrument 3 are calculated, ⁇ L1 is less than the first threshold value, and ⁇ L2 and ⁇ L3 are the first threshold value.
  • the Doppler instrument 2 is malfunctioning. Is determined.
  • FIG. 1 for the sake of simplification of the figure, for example, only the top side of each station is shown, but it goes without saying that a plurality of ground elements are installed between stations or along stations.
  • the ground element that outputs the distance information to the vehicle upper element T has been described in the case of the head side of each station.
  • the present invention is not limited thereto, and can be arbitrarily set from a plurality of installed ground elements. can do.
  • the preliminary measurement part demonstrated by the case where it comprised the Doppler measuring device 2 and the GPS measuring device 3, you may use the measuring device of not only this but another measuring system.
  • the preliminary measurement unit is not limited to the case of being composed of a plurality of different measuring instruments (Doppler measuring instrument 2, GPS measuring instrument 3, etc.), and a plurality of the same kind of measuring instruments may be provided, and there is only one measuring instrument. May be.
  • the measuring instrument may be, for example, a Doppler measuring instrument, a GPS measuring instrument, or a measuring instrument of another measuring method.
  • the failure determination part 12 demonstrated the case where a warning display signal was always output when it determined with the speed generator 1a having a failure, it is not restricted to this, The failure of the speed generator 1a Depending on the degree, an alarm display signal may be output.
  • the failure determination unit 12 sets, for example, a predetermined second threshold value that is larger than the first threshold value in advance, and the error ⁇ L1 between the measurement result Ltg of the speed generator type measurement unit 1 and the measurement result Ldp of the Doppler measuring instrument 2
  • the error ⁇ L2 between the measurement result Ltg of the speed generator type measuring unit 1 and the measurement result Lgps of the GPS measuring device 3 is a failure degree, and at least one of the failure degrees exceeds a predetermined second threshold value.
  • An alarm display signal may be output.
  • the failure determination unit 12 determines that there is a failure and the failure degree is equal to or less than the second threshold value, the failure is regarded as a minor failure, and an alarm display signal is not output at the time of this minor failure. can do.
  • the present invention is not limited to this, and the number of failures of the speed generator 1a is defined as the failure level. For example, when a failure is detected three times in succession, an alarm display signal may be output. It is good also as a combination of the number of times and error.
  • the alarm display on the train driver's cab monitor 4 and the monitor of the ground device 20 may include, for example, an indication whether the speed generator speed is higher or lower than the actual speed. Good.
  • the speed generator type measurement unit that is mounted on the vehicle and measures the travel distance of the train based on the output signal from the speed generator, and the speed generator type measurement unit are separately installed on the vehicle.
  • a preliminary measurement unit for measuring the travel distance of the train based on a signal different from the output signal from the speed generator, and determining whether the train has reached the next predetermined ground element
  • the speed generator type measurement unit measures According to a comparison result between the result and the measurement result of the preliminary measurement unit, a failure determination unit that determines whether there is a failure of the speed generator, but is not limited to this configuration, the present invention Train speed based on the output signal of the speed generator In the speed detection device to detect, the train travel distance measured on the basis of the output signal from the speed generator mounted on the vehicle, the train travel distance measured by means other than the speed generator, It is only necessary to determine whether or not the speed generator has failed based on the comparison result

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Abstract

　本発明は、速度発電機１ａの出力信号に基づき列車速度を検出する速度検出装置において、車上に搭載され速度発電機１ａからの出力信号に基づき計測した列車の走行距離と、速度発電機１ａとは別の手段で計測した列車の走行距離と、地上子Ｐ０から得られる次の所定の地上子Ｐ１までの距離情報との比較結果によって、速度発電機１ａの故障の有無を判定する。

Description

速度検出装置
　本発明は、速度発電機を備え列車の速度を検出する速度検出装置に関する。
　従来、この種の速度検出装置としては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載された速度検出装置は、列車の車軸に接続される速度発電機の出力信号と、予め計測された車輪径とに基づいて列車の速度を検出するように構成されている。
　この種の速度検出装置によって検出された列車速度の情報は、例えば、所定の列車制御を行う列車制御装置等に入力されて、列車の制御用等に用いられている。例えば、特許文献２に記載されている列車制御装置においては、速度検出装置からの列車速度に基づいて所定の基準位置からの列車の走行距離を算出し、その算出された走行距離により列車の位置を検知して、列車間隔が効率的になるように制御している。そして、この列車制御装置は、列車に設けられた車上子が地上に設けられた地上子と対向して結合したときに、その地上子から得られる列車の位置情報と、速度検出装置からの列車速度に基づいて得られる列車位置とを比較して、例えば車輪径等に起因する速度検出誤差を補正するように構成されている。
特開２００３－３１５３５４号公報 特開２００８－１２６７２１号公報
　ところで、この種の速度発電機を用いた速度検出装置によって検出される列車速度の情報は、例えば列車制御装置等に入力されて列車の制御用等に利用されるため、速度発電機の故障を検出する必要がある。
　しかしながら、従来の特許文献２に記載の列車制御装置においては、検出した列車速度によって定まる列車位置と、地上子から得られる列車の位置情報とを比較し、その差が大きいとき、速度発電機は故障していると考えられるが、地上子と車上子間の通信不良が発生する場合、地上子から列車の位置情報が得られないため、速度発電機の故障を検出できない可能性がある。
　本発明は上記課題に着目してなされたものであり、速度発電機の故障を確実に検出可能な速度検出装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明による速度検出装置は、速度発電機の出力信号に基づいて列車速度を検出する速度検出装置において、車上に搭載され前記速度発電機からの出力信号に基づいて計測した列車の走行距離と、前記速度発電機とは別の手段で計測した列車の走行距離と、地上子から得られる次の所定の地上子までの距離情報との比較結果によって、前記速度発電機の故障の有無を判定することを特徴とする。
　本発明の速度検出装置によれば、速度発電機からの出力信号に基づいて計測した列車の走行距離と、前記速度発電機とは別の手段で計測した列車の走行距離と、地上子からの距離情報との比較によって速度発電機の故障の有無を判定する構成であるため、通信不良等により地上子から情報が得られない場合は、速度発電機からの出力信号に基づいて計測した列車の走行距離と速度発電機とは別の手段で計測した列車の走行距離との比較をして、速度発電機の故障の有無を判定することができる。このようにして、速度発電機の故障を確実に検出可能な速度検出装置を提供することができる。
本発明に係る速度検出装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本実施形態の車上装置のブロック図である。 速度発電機の出力信号の波形例を示す図である。 速度発電機の出力信号の別の波形例を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１は、本発明の速度検出装置の一実施形態の概略構成図を示す。
　図１において、本実施形態の速度検出装置は、速度発電機１ａの出力信号に基づいて列車速度を検出するものであり、車上に搭載され速度発電機１ａからの出力信号に基づいて列車の走行距離を計測する速度発電機式計測部１と、速度発電機式計測部１とは別に車上に搭載され速度発電機１ａからの出力信号とは別の信号に基づいて列車の走行距離を計測する予備計測部としてのドップラー計測器２及びＧＰＳ計測器３と、列車に搭載した車上装置１０と、地上側に設けられる地上装置２０と、を備えて構成されている。
　前記速度発電機式計測部１は、車上に搭載され、速度発電機１ａからの出力信号に基づいて列車の走行距離を計測するものであり、図２に示すように、例えば、速度発電機１ａとＴＧ演算部１ｂとを備えて構成されている。
　前記速度発電機１ａは、列車の車軸に接続され、例えば車軸が１回転する毎に所定数Ｚのパルス信号を発生する一般的なタコジェネレータであり、発生したパルス信号をＴＧ演算部１ｂに出力するように構成されている。速度発電機１ａは、例えば、図３に示すように、車軸が１回転する毎に３個のパルス信号を発生するように設定されている。なお、１回転毎のパルス数は、３個に限らないことは言うまでもなく、任意に設定できる。
　前記ＴＧ演算部１ｂは、速度発電機１ａからのパルス信号に基づいて走行距離を演算するものである。ＴＧ演算部１ｂは、例えば、所定のサンプリング時間Ｔにおいて、速度発電機１ａからのパルス信号のパルス数をカウントし、このカウント数Ｍ（図３においては、Ｍ＝９）と、予め設定された列車の車輪径Ｄと、車軸１回転当りの予め設定されたパルス信号発生数Ｚとに基づいて、列車の速度を下式（１）により算出し、この算出された列車速度Ｖｔｇとパルス信号のサンプリング時間Ｔとによって列車の走行距離を下式（２）により算出するように構成されている。なお、サンプリング時間Ｔ内の走行距離Ｌｔｇは、列車速度Ｖｔｇによらず、下式（３）により算出してもよい。ＴＧ演算部１ｂにより算出された走行距離Ｌｔｇは、図２に示すように、車上装置１０の後述する到達判定部１１及び故障判定部１２に出力される。
Ｖｔｇ＝π×Ｄ×Ｍ／（Ｚ×Ｔ）　　　　（１）
Ｌｔｇ＝Ｖｔｇ×Ｔ　　　　　　　　　　（２）
Ｌｔｇ＝π×Ｄ×Ｍ／Ｚ　　　　　　　　（３）
　前記ドップラー計測器２と前記ＧＰＳ計測器３は、速度発電機式計測部１とは別に車上に搭載され、列車の走行距離をそれぞれ計測するものである。このように、本実施形態において、予備計測部は、異なる複数の計測器２，３からなる。
　ドップラー計測器２は、列車の底面等に設けられ、線路（レール軌道）に向かって電波を送信し、その反射波を受信することで、列車と線路間の相対的な移動により生じるドップラー効果を利用して列車の速度を計測すると共に、列車の走行距離を計測するように構成されている。ドップラー計測器２は、例えば、図２に示すように、所定の電波を送受信し受信信号を出力するドップラーセンサー２ａと、このドップラーセンサー２ａからの出力信号に基づいて列車の速度を算出し、この算出した速度Ｖｄｐによって列車の走行距離を算出するＤＰ演算部２ｂとを備えて構成されている。ＤＰ演算部２ｂにより算出された走行距離Ｌｄｐは、図２に示すように、到達判定部１１及び故障判定部１２に出力される。
　ＧＰＳ計測器３は、図示省略するが、一般的なＧＰＳ受信機と、このＧＰＳ受信機によって得られる列車の位置情報に基づいて、列車の走行距離を計測するように構成されている。このＧＰＳ計測器３により計測された走行距離Ｌｇｐｓは、図２に示すように、到達判定部１１及び故障判定部１２に出力される。
　前記車上装置１０は、図２に示すように、故障判定部１１と到達判定部１２とを備えて構成されている。車上装置１０には、速度発電機式計測部１とドップラー計測器２とＧＰＳ計測器３が接続されると共に、列車の先頭下部等に設けられる車上子Ｔが接続されている。車上子Ｔは、地上の所定位置に設けられる地上子（後述のＰ０、Ｐ１等）と電磁結合して、地上装置２０からの距離情報を受信するように構成されている。距離情報を車上子Ｔに送信する所定の地上子としては、後述するように、各駅の先頭側に配置された地上子Ｐ０，Ｐ１等が予め設定されている。
　前記到達判定部１１は、列車が次の所定の地上子に到達したか否かを判定するものである。到達判定部１１は、例えば、地上子からの距離情報に基づいて到達判定を行うと共に、予め設定された地上子の位置情報に基づいて到達判定を行うようにも構成されている。これにより、地上子と車上子間の通信不良が発生した場合であっても、地上子の位置情報に基づいて到達判定を可能にする。到達判定部１１における上記地上子からの距離情報に基づく到達判定は、具体的には、図１に示すように、地上子Ｐ０（駅１の先頭側）から、次の地上子Ｐ１（次の駅２の先頭側の地上子）までの距離情報Ｌｐ０を取得すると共に、地上子Ｐ０を基準とした列車の走行距離を計測するようにドップラー計測器２及びＧＰＳ計測器３（予備計測部）に指令し、ドップラー計測器２からの走行距離Ｌｄｐ及びＧＰＳ計測器３からの走行距離Ｌｇｐｓの値の少なくとも一方が地上子Ｐ０から得られた走行距離Ｌｐ０と一致したときに、列車が次の地上子Ｐ１に到達したと判定するように構成されている。また、到達判定部１１における所定の地上子の位置情報に基づく到達判定は、具体的には、予め所定の地上子の位置情報が記憶されており、その位置情報と例えばＧＰＳ計測器３から得られる列車の位置情報とが一致したときに、列車が次の地上子Ｐ１に到達したと判定するようにも構成されている。
　前記故障判定部１２は、速度発電機式計測部１の計測結果（Ｌｔｇ）と、ドップラー計測器２の計測結果（Ｌｄｐ）と、ＧＰＳ計測器３の計測結果（Ｌｇｐｓ）と、地上子Ｐ０から得られる次の所定の地上子Ｐ１までの距離情報Ｌｐ０との比較結果によって、速度発電機１ａの故障の有無を判定するように構成されている。
　また、故障判定部１２は、速度発電機１ａに故障有りと判定したとき、列車の運転台モニタ４へ警報表示信号を出力するように構成する。これにより、列車の運転手に速度発電機１ａの故障を知らせる。なお、故障判定部１２は、速度発電機１ａに故障有りと判定したとき、例えば車上子Ｔ及び地上子等を介して地上装置２０へ警報表示信号を出力することもできる。これにより、地上装置２０は、警報表示信号を受信すると地上側のモニタに警報表示する。
　前記地上装置２０は、例えば、図２に示すように、駅毎に設置されており、車上側へ地上子Ｐ０を介して、次の駅２の先頭側の地上子等の、次の所定の地上子Ｐ１までの距離情報Ｌｐ０を送信するように構成されている。また、地上装置２０は、車上側からの警報表示信号を受信したとき、列車の制御指令を車上側へ送信するように構成されている。この制御指令は、例えば、運転台モニタ４に“出発できません”と表示させる制御指令でもよいし、常用ブレーキＮＢを作動させる制御指令でもよい。
　次に、本実施形態の速度検出装置における速度発電機の故障検出の動作を図２及び図４に基づいて説明する。なお、駅１において、地上子Ｐ０を介して次の地上子Ｐ１までの距離情報Ｌｐ０を正常に取得すると共に、列車が停車中等に速度発電機１ａにフォーク折れが発生し、この状態で列車が駅２に到達する場合と、駅１において、地上子Ｐ０と車上子Ｔ間の通信不良等により距離情報Ｌｐ０が得られず、速度発電機１ａにフォーク折れが発生し、この状態で列車が駅２に到達する場合に分けて説明する。また、速度発電機式計測部１（速度発電機１ａ）、ドップラー計測器２及びＧＰＳ計測器３は、同時に故障しないものとする。
　まず、駅１において地上子Ｐ０から距離情報Ｌｐ０が得られる場合について説明する。
　駅１において、地上装置２０は、地上子Ｐ０を介して、次の駅２の先頭側の地上子Ｐ１までの距離情報Ｌｐ０を送信する。そして、列車が駅１に到着すると、車上装置１０は、車上子Ｔが地上子Ｐ０と対向して正常に電磁結合し、車上子Ｔを介して次の駅２の先頭側の地上子Ｐ１までの距離情報Ｌｐ０を取得し、到達判定部１１と故障判定部１２に距離情報Ｌｐ０を出力する。
　ここで、到達判定部１１は、図示省略する一つ前（図２においては、左側）の駅等における距離情報送信用の地上子Ｐから既に得られている地上子Ｐ０までの距離情報Ｌｐと、その地上子Ｐを基準としてドップラー計測器２及びＧＰＳ計測器３により計測された走行距離Ｌｄｐ及び走行距離Ｌｇｐｓの少なくとも一方が地上子Ｐから得られている距離情報と一致したときに、列車が地上子Ｐ０に到達したと判定し、地上子Ｐ０を基準とした列車の走行距離を計測するようにドップラー計測器２及びＧＰＳ計測器３に指令する。このとき、到達判定部１１は、予め設定された地上子Ｐ０の位置情報とＧＰＳ計測器３から得られる列車の位置情報とが一致するか否かのモニタリングも行っている。
　そして、駅１において、故障判定部１２は、到達判定部１１が地上子Ｐ０に到達したと判定したときに、既に地上子Ｐから得られている距離情報Ｌｐと速度発電機式計測部１の計測結果（Ｌｔｇ）とを比較し、Ｌｐ０とＬｔｇとの誤差が予め定める第１閾値を以下であると判定し、例えば、運転台モニタ４及び地上装置２０のモニタへ速度発電機１ａは正常であることを示す表示信号を出力する。
　列車が駅２へ向けて出発すると、ドップラー計測器２及びＧＰＳ計測器３は、到達判定部１１からの指令に基づいて、それぞれ地上子Ｐ０を基準とした列車の走行距離を計測する。一方、駅１においてフォーク折れが発生した速度発電機１ａは、列車が駅１から駅２へ向けて走行中に、図４に示すように、１回転当りのパルス数が正常時（図３参照）より少ないパルス信号をＴＧ演算部１ｂへ出力する。そして、到達判定部１１は、ドップラー計測器２からの走行距離Ｌｄｐ及びＧＰＳ計測器３からの走行距離Ｌｇｐｓの少なくとも一方が地上子Ｐ０から得られた走行距離Ｌｐ０と一致したときに、列車が次の地上子Ｐ１に到達したと判定する。
　そして、故障判定部１２は、到達判定部１１が地上子Ｐ１に到達したと判定したときに、既に、地上子Ｐ０から得られている距離情報Ｌｐ０と速度発電機式計測部１の計測結果（Ｌｔｇ）とを比較し、Ｌｐ０とＬｔｇとの誤差が予め定める第１閾値を超えていることを検知し、速度発電機１ａに故障有りと判定し、列車の運転台モニタ４及び地上装置２０のモニタへ警報表示信号を出力する。
　次に、駅１において地上子Ｐ０から距離情報Ｌｐ０が得られない場合について説明する。なお、駅１における到達判定及び故障判定については、上記距離情報が得られる場合と同じであるため説明を簡略化する。
　車上装置１０は、列車が駅１に到着時、車上子Ｔと地上子Ｐ０間の通信不良により、地上子Ｐ０から次の地上子Ｐ１までの距離情報Ｌｐ０の取得に失敗する。
　ここで、駅１において、到達判定部１１は、列車が地上子Ｐ０に到達したと判定し、地上子Ｐ０を基準とした列車の走行距離を計測するようにドップラー計測器２及びＧＰＳ計測器３に指令する。その後、列車は駅２へ向けて出発する。そして、ドップラー計測器２及びＧＰＳ計測器３は、それぞれ列車の走行距離の計測を開始する。一方、フォーク折れが発生した速度発電機１ａは、正常時より少ないパルス数のパルス信号をＴＧ演算部１ｂへ出力する。そして、到達判定部１１は、ＧＰＳ計測器３から得られる列車の位置情報が予め設定された地上子Ｐ１の位置情報と一致したときに、列車が次の地上子Ｐ１に到達したと判定する。
　そして、故障判定部１２は、到達判定部１１が地上子Ｐ１に到達したと判定したときに、例えば、ＬｔｇとＬｄｐとの誤差、ＬｔｇとＬｇｐｓとの誤差の少なくとも一方が予め定める第１閾値を超えた場合に、速度発電機１ａに故障有りと判定し、運転台モニタ４及び地上装置２０のモニタへ警報表示信号を出力する。
　かかる本実施形態の速度検出装置によれば、速度発電機１ａからの列車速度に基づいて列車の走行距離を計測する速度発電機式計測部１の計測結果と地上子からの距離情報との比較だけではなく、速度発電機式計測部１の計測結果と予備計測部（ドップラー計測器２、ＧＰＳ計測器３）の計測結果との比較によっても速度発電機１ａの故障の有無を判定する構成であるため、通信不良等により地上子から情報が得られない場合は、速度発電機式計測部１の計測結果と、予備計測部としてのドップラー計測器２及びＧＰＳ計測器３の計測結果との比較をして、速度発電機１ａの故障の有無を判定することができる。このようにして、速度発電機１ａの故障を確実に検出可能な速度検出装置を提供することができる。
　地上子Ｐ０から距離情報Ｌｐ０が得られていない場合の、故障判定部１２の故障判定の方法としては、速度発電機式計測部１の計測結果Ｌｔｇとドップラー計測器２の計測結果Ｌｄｐの比較と、速度発電機式計測部１の計測結果ＬｔｇとＧＰＳ計測器３の計測結果Ｌｇｐｓの比較を行い、それぞれの誤差の少なくとも一方が第１閾値を超えた場合に、速度発電機１ａに故障有りと判定する構成に限らず、例えば、ＬｔｇとＬｄｐの比較と、ＬｔｇとＬｇｐｓの比較と、ＬｄｐとＬｇｐｓの比較とを行い、ＬｔｇとＬｄｐの誤差ΔＬ１と、ＬｔｇとＬｇｐｓの誤差ΔＬ２とがいずれも第１閾値を超え、かつ、ＬｄｐとＬｇｐｓの誤差ΔＬ３が第１閾値以下の場合に、故障有りと判定するようにしてもよいし、ＬｔｇとＬｄｐの比較、又は、ＬｔｇとＬｇｐｓの比較の予め定めるいずれか一方の比較を行い、その誤差が第１閾値を越えた場合に、故障有りと判定するように構成してもよい。
　また、地上子Ｐ０から距離情報Ｌｐ０が得られている場合の、故障判定部１２の故障判定の方法としては、速度発電機式計測部１の計測結果Ｌｔｇと地上子Ｐ０からの距離情報Ｌｐ０の比較を行い、その誤差が予め定める第１閾値を超えた場合に、故障有りと判定する構成に限らず、速度発電機式計測部１の計測結果Ｌｔｇと地上子Ｐ０からの距離情報Ｌｐ０の比較に加え、速度発電機式計測部１の計測結果Ｌｔｇとドップラー計測器２の計測結果Ｌｄｐの比較及び速度発電機式計測部１の計測結果ＬｔｇとＧＰＳ計測器３の計測結果Ｌｇｐｓの比較を行い、いずれかの誤差が第１閾値を越えた場合に、故障有りと判定するように構成してもよいし、ＬｔｇとＬｐ０の比較とに加え、ＬｔｇとＬｄｐの比較、又は、ＬｔｇとＬｇｐｓの比較の予め定めるいずれか一方の比較を行い、その誤差が第１閾値を越えた場合に、故障有りと判定するように構成してもよい。
　また、故障判定部１２は、速度発電機１ａの故障判定に限らず、ドップラー計測器２とＧＰＳ計測器３の故障も判定可能に構成してもよい。例えば、故障判定部１２は、速度発電機式計測部１の計測結果Ｌｔｇとドップラー計測器２の計測結果Ｌｄｐの誤差ΔＬ１と、速度発電機式計測部１の計測結果ＬｔｇとＧＰＳ計測器３の計測結果Ｌｇｐｓの誤差ΔＬ２と、ドップラー計測器２の計測結果ＬｄｐとＧＰＳ計測器３の計測結果Ｌｇｐｓの誤差ΔＬ３を算出し、ΔＬ１が第１閾値未満であり、かつ、ΔＬ２及びΔＬ３が第１閾値以上であるとき、ＧＰＳ計測器３は故障していると判定し、ΔＬ２が第１閾値未満であり、かつ、ΔＬ１及びΔＬ３が第１閾値以上であるとき、ドップラー計測器２は故障していると判定する。
　なお、図１において、地上子は、図の簡略化のため、各駅の例えば先頭側のみを示したが、言うまでもなく、駅間や駅に沿って複数設置されている。本実施形態においては、車上子Ｔへ距離情報を出力する地上子は、各駅の先頭側の場合で説明したが、これに限らず、複数設置されている地上子の中から、任意に設定することができる。
　そして、本実施形態においては、予備計測部は、ドップラー計測器２とＧＰＳ計測器３からなる場合で説明したが、これに限らず他の計測方式の計測器を用いてもよい。また、予備計測部は、異なる複数の計測器（ドップラー計測器２、ＧＰＳ計測器３等）からなる場合に限らず、同種の計測器を複数設けてもよいし、計測器は１つであってもよい。同種の計測器を複数設ける場合や計測器を１つ設ける場合、その計測器は、例えば、ドップラー計測器でもよいし、ＧＰＳ計測器でもよいし、他の計測方式の計測器でもよい。
　また、本実施形態においては、故障判定部１２は、速度発電機１ａに故障有りと判定したとき、常に警報表示信号を出力する場合で説明したが、これに限らず、速度発電機１ａの故障度合いに応じて、警報表示信号を出力するように構成してもよい。故障判定部１２は、例えば、予め第１閾値より大きな所定の第２閾値を設定し、速度発電機式計測部１の計測結果Ｌｔｇとドップラー計測器２の計測結果Ｌｄｐとの誤差ΔＬ１の大きさと、速度発電機式計測部１の計測結果ＬｔｇとＧＰＳ計測器３の計測結果Ｌｇｐｓとの誤差ΔＬ２の大きさをそれぞれ故障度合いとし、その故障度合いの少なくとも一方が予め定める第２閾値を超える場合に、警報表示信号を出力するようにしてもよい。これにより、故障判定部１２により故障有りと判定された場合であって、故障度合いが第２閾値以下である場合を軽微な故障とし、この軽故障時においては、警報表示信号を出力しないようにすることができる。また、これに限らず、速度発電機１ａの故障回数を故障度合いとし、例えば、３回連続して故障が検出された場合、警報表示信号を出力するようにしてもよいし、故障度合いを故障の回数及び誤差等の組み合わせとしてもよい。また、列車の運転台モニタ４や地上装置２０のモニタへの警報表示には、例えば、速度発電機の速度が、実際の速度よりも高めか低めかの表示を含むようにするようにしてもよい。
　なお、本実施形態では、車上に搭載され前記速度発電機からの出力信号に基づいて列車の走行距離を計測する速度発電機式計測部と、前記速度発電機式計測部とは別に車上に搭載され、速度発電機からの出力信号とは別の信号に基づいて、列車の走行距離を計測する予備計測部と、前記列車が前記次の所定の地上子に到達したか否かを判定する到達判定部と、前記到達判定部が前記次の所定の地上子に到達したと判定したときに、前記地上子から前記距離情報が得られていない場合、前記速度発電機式計測部の計測結果と、前記予備計測部の計測結果との比較結果によって、前記速度発電機の故障の有無を判定する故障判定部と、を備える構成としたが、この構成に限るものではなく、本発明は、速度発電機の出力信号に基づいて列車速度を検出する速度検出装置において、車上に搭載され前記速度発電機からの出力信号に基づいて計測した列車の走行距離と、速度発電機とは別の手段で計測した列車の走行距離と、地上子から得られる次の所定の地上子までの距離情報との比較結果によって、前記速度発電機の故障の有無を判定する構成であればよい。
１　　　　　　　速度発電機式計測部
１ａ　　　　　　速度発電機
２，３　　　　　予備計測部（ドップラー計測器、ＧＰＳ計測器）
４　　　　　　　運転台モニタ
１０　　　　　　車上装置
１１　　　　　　到達判定部
１２　　　　　　故障判定部
２０　　　　　　地上装置
Ｐ０，Ｐ１　　　地上子
Ｔ　　　　　　　車上子

Claims (7)

  1. 　速度発電機の出力信号に基づいて列車速度を検出する速度検出装置において、
    　車上に搭載され前記速度発電機からの出力信号に基づいて計測した列車の走行距離と、前記速度発電機とは別の手段で計測した列車の走行距離と、地上子から得られる次の所定の地上子までの距離情報との比較結果によって、前記速度発電機の故障の有無を判定する速度検出装置。
  2. 　前記車上に搭載され前記速度発電機からの出力信号に基づき列車の走行距離を計測する速度発電機式計測部と、
    　前記速度発電機式計測部とは別に車上に搭載され、前記速度発電機からの出力信号とは別の信号に基づいて、列車の走行距離を計測する予備計測部と、
    　前記速度発電機式計測部の計測結果と、前記予備計測部の計測結果と、前記地上子から得られる前記距離情報との比較結果によって、前記速度発電機の故障の有無を判定する故障判定部と、
    　前記列車が前記次の所定の地上子に到達したか否かを判定する到達判定部と、
    を備え、
    　前記故障判定部は、前記到達判定部が前記次の所定の地上子に到達したと判定したときに、前記地上子から前記距離情報が得られていない場合、前記速度発電機式計測部の計測結果と、前記予備計測部の計測結果との比較結果によって、前記速度発電機の故障の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の速度検出装置。
  3. 　前記故障判定部は、前記速度発電機に故障有りと判定したとき、前記列車の運転台モニタへ警報表示信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の速度検出装置。
  4. 　前記故障判定部は、前記速度発電機に故障有りと判定したとき、地上装置へ警報表示信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の速度検出装置。
  5. 　前記地上装置は、前記警報表示信号を受信したとき、前記列車の制御指令を車上側へ送信することを特徴とする請求項４に記載の速度検出装置。
  6. 　前記故障判定部は、前記速度発電機の故障の度合いに応じて、前記警報表示信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の速度検出装置。
  7. 　前記警報表示には、前記速度発電機の速度が高めか低めかの表示が含まれることを特徴とする請求項３に記載の速度検出装置。
     
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121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

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Free format text: ANULADA A PUBLICACAO CODIGO 1.3 NA RPI NO 2424 DE 20/06/2017 POR TER SIDO INDEVIDA.

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Free format text: APRESENTAR A TRADUCAO SIMPLES DA FOLHA DE ROSTO DA CERTIDAO DE DEPOSITO DA PRIORIDADE JP 2012-083036 DE 30/03/2012 OU DECLARACAO CONTENDO, OBRIGATORIAMENTE, TODOS OS DADOS IDENTIFICADORES DESTA (DEPOSITANTE(S), INVENTOR(ES), NUMERO DE REGISTRO, DATA DE DEPOSITO E TITULO), CONFORME O PARAGRAFO UNICO DO ART. 25 DA RESOLUCAO 77/2013, UMA VEZ QUE NAO FOI POSSIVEL DETERMINAR O(S) TITULAR(ES) DA CITADA PRIORIDADE, NEM SEUS INVENTORES, INFORMACAO NECESSARIA PARA O EXAME.

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