(57)【要約】【課題】信号機の現示制御に係る設備のコストを抑制する。【解決手段】現示制御システム１０は、信号機１４の灯球を点灯させるための電力を供給する電力線１８と、電力線１８を介して現示情報を含む第１の情報電文を送信するように結合された第１のモデム２８と、電力線１８を介して第１の情報電文を受信するように結合された第２のモデム３６と、電力の供給先を切り替える切替回路部４０と、第１の情報電文に含まれる現示情報に基づいて切替回路部４０を制御する制御処理部４２とを含んでいる。すなわち、信号機１４の灯球の点灯に必須である電力線１８を利用して電力線搬送通信を行い、それによって送信する現示情報に基づき、信号機１４の現示制御を行うものである。これにより、信号機１４へと布設されるケーブルが、信号機１４へ電力を供給する電力線１８のみへと削減されるため、設備費や工事費を低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連動装置から出力される現示情報に応じて、複数の灯球を備えた鉄道の信号機の現示制御を行うためのシステムであって、
前記連動装置の近傍から前記信号機へと布設され、前記複数の灯球を点灯させるための電力を供給する電力線と、
前記連動装置の近傍に設置される連動装置側制御部と、
前記信号機の近傍で該信号機と前記電力線との間に介在する信号機側制御部と、を含み、
前記連動装置側制御部は、前記連動装置から前記現示情報が伝達され、少なくとも該現示情報を含む第１の情報電文をデジタル符号化して作成する電文処理部と、前記電力線を介して前記第１の情報電文を送信するように前記電力線に結合された第１のモデムと、を含み、
前記信号機側制御部は、前記電力線を介して前記第１の情報電文を受信するように前記電力線に結合された第２のモデムと、前記電力線を介して供給されている電力が、前記複数の灯球の少なくとも１つに供給されるように切り替えを行う切替回路部と、前記第２のモデムから取得される前記第１の情報電文に含まれる前記現示情報に基づいて、前記切替回路部を制御する制御処理部と、該制御処理部からの制御を受けて、全ての前記複数の灯球に対する電力供給を遮断する緊急遮断部と、を含むことを特徴とする現示制御システム。
【請求項２】
前記複数の灯球を流れる電流を個別に計測するための複数のセンサを含み、
前記制御処理部は、前記複数のセンサから取得する電流値に基づいて、前記複数の灯球の各々に係る保全情報を生成すると共に、少なくとも該保全情報を含む第２の情報電文をデジタル符号化して作成し、
前記第２のモデムが、前記電力線を介して前記第２の情報電文を送信する機能を更に有すると共に、前記第１のモデムが、前記電力線を介して前記第２の情報電文を受信する機能を更に有し、
前記電文処理部は、前記第１のモデムから取得される前記第２の情報電文に含まれる前記保全情報を、前記連動装置に対して伝達することを特徴とする請求項１記載の現示制御システム。
【請求項３】
前記第１の情報電文と前記第２の情報電文とは、前記現示情報と前記保全情報との双方を含む同一の電文構成を有し、
前記電文処理部は、前記連動装置から伝達される前記現示情報と、前記第２のモデムから前記第１のモデムへと送信された前記第２の情報電文に含まれる前記保全情報とを組み合わせて、前記第１の情報電文を作成し、
前記制御処理部は、前記第１のモデムから前記第２のモデムへと送信された前記第１の情報電文に含まれる前記現示情報と、前記複数のセンサから取得する電流値に基づいて生成した前記保全情報とを組み合わせて、前記第２の情報電文を作成することを特徴とする請求項２記載の現示制御システム。
【請求項４】
前記電文処理部及び前記制御処理部は、前記第１の情報電文或いは前記第２の情報電文内の前記現示情報が反映される現示データ領域に、前記信号機に付与され得る複数の現示の種類に対応した複数のデータ領域を、該複数のデータ領域毎に所定の複数ビット確保し、前記現示データ領域に前記現示情報を反映する際に、前記複数のデータ領域のうち、前記現示情報により示される現示の種類に対応したデータ領域の、前記所定の複数ビットの全てを１にすると共に、残りの全てのデータ領域の、前記所定の複数ビットの全てを０にすることを特徴とする請求項３記載の現示制御システム。
【請求項５】
前記電文処理部及び前記制御処理部は、前記第１の情報電文或いは前記第２の情報電文の作成時に検定符号を付加し、
前記電文処理部は、前記第１のモデムから取得した前記第２の情報電文に含まれる前記検定符号を利用して、取得した前記第２の情報電文の巡回冗長検査を行い、
前記制御処理部は、前記第２のモデムから取得した前記第１の情報電文に含まれる前記検定符号を利用して、取得した前記第１の情報電文の巡回冗長検査を行うことを特徴とする請求項３又は４記載の現示制御システム。
【請求項６】
前記第１のモデムは、前記第１の情報電文を第１の所定周期で繰り返し送信し、
前記第２のモデムは、前記第１の情報電文を受信したことに対する応答として前記第２の情報電文を送信し、前記第１の情報電文を所定時間受信しなかった場合に、前記第２の情報電文を第２の所定周期で繰り返し送信することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項記載の現示制御システム。
【請求項７】
前記電文処理部は、前記第１のモデムが前記第２のモデムからの応答を連続して所定回数検出しなかった場合に、通信系統に異常が発生していることを前記連動装置へと伝達し、
前記制御処理部は、前記第２のモデムが前記第２の情報電文を前記第２の所定周期で所定回数送信する間に、前記第２のモデムが前記第１の情報電文を受信しなかった場合に、前記切替回路部を制御して前記信号機を停止現示にさせる、或いは、前記緊急遮断部を制御して前記信号機を滅灯させることを特徴とする請求項６記載の現示制御システム。
【請求項８】
前記制御処理部は、前記第２のモデムを介して直近に３回受信した前記第１の情報電文に含まれている３つの前記現示情報に、前記信号機の現在の現示内容と異なりかつ内容が一致する２つ以上の現示情報が含まれていた場合に、該現示情報の内容に従って前記切替回路部を制御し、前記信号機の現示内容を変更することを特徴とする請求項６又は７記載の現示制御システム。
【請求項９】
前記第１のモデム及び前記第２のモデムは、４５０ｋＨｚ以下の周波数帯域で送受信を行うことを特徴とする請求項２から８のいずれか１項記載の現示制御システム。
【請求項１０】
前記第１のモデム及び前記第２のモデムは、変調方式として周波数偏移変調を利用することを特徴とする請求項２から９のいずれか１項記載の現示制御システム。
【請求項１１】
前記切替回路部が、ソリッドステート・リレーを用いて構成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の現示制御システム。
【請求項１２】
前記電力線は、交流電源を供給する２芯ケーブルであり、前記第１のモデムが結合された位置と前記第２のモデムが結合された位置との間に、コモンモードコイルが設けられていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の現示制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号機の現示制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
列車は、地上に設置される信号機の現示に基づいて運行を行う。そのための仕組みは、列車の在線を検出する軌道回路装置、進行方向を定める転てつ装置、進行／停止を指示する信号機、並びに、これらを統括処理する連動装置から構成され、一般的には信号保安装置とも呼ばれている。現示指示は、連動装置の一連の処理により、対象の信号機に対して、例えば進行（Ｇ）、注意（Ｙ）、停止（Ｒ）の何れかの現示に対応した点灯制御を行うことで実行する。図６には、そのような連動装置１００の現示制御回路の一例を示している。
【０００３】
すなわち、連動装置１００による現示制御は、信号機１０２毎に設けられる信号灯トランス１０４から、断線／断芯検出器１０６、リレー部１０８、信号ケーブル１１０を経由して、信号機１０２に接続された構造において、リレー部１０８で現示に対応するリレー制御が行われ、対象の灯球Ｇ、Ｙ、Ｒの何れかに電流を流して点灯させることで実行される。信号機１０２に供給される電源は、５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚの定格電圧ＡＣ１１０Ｖを、信号灯トランス１０４により定格ＡＣ３０Ｖ（或いはＡＣ６０Ｖ）に降圧したものである。なお、連動装置１００と信号機１０２との間の制御信号線にＬＡＮを用いた例もある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、現在では、多くの連動装置がＭＥ（Micro Electronics）化されているものの、図１で確認できるように、未だに実線の多芯ケーブル（信号ケーブル１１０）を用いたアナログ制御のものが多い。すなわち、連動装置１００による現示制御は、灯回路毎に電流を流すように接続された多芯ケーブルを介して行われるため、連動装置１００から対象となる信号機１０２毎に、４芯〜８芯程度の多芯ケーブルが布設される。この多芯ケーブルは、駅規模によって異なるが、平均すると亘長１００ｍ〜３００ｍ程度あり、工事費に換算すると全体の３割程度に相当し、コスト上昇の要因の１つとなっている。更に、上述したＬＡＮを用いた例においても、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、信号機の現示制御に係る設備のコストを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００８】
（１）連動装置から出力される現示情報に応じて、複数の灯球を備えた鉄道の信号機の現示制御を行うためのシステムであって、前記連動装置の近傍から前記信号機へと布設され、前記複数の灯球を点灯させるための電力を供給する電力線と、前記連動装置の近傍に設置される連動装置側制御部と、前記信号機の近傍で該信号機と前記電力線との間に介在する信号機側制御部と、を含み、前記連動装置側制御部は、前記連動装置から前記現示情報が伝達され、少なくとも該現示情報を含む第１の情報電文をデジタル符号化して作成する電文処理部と、前記電力線を介して前記第１の情報電文を送信するように前記電力線に結合された第１のモデムと、を含み、前記信号機側制御部は、前記電力線を介して前記第１の情報電文を受信するように前記電力線に結合された第２のモデムと、前記電力線を介して供給されている電力が、前記複数の灯球の少なくとも１つに供給されるように切り替えを行う切替回路部と、前記第２のモデムから取得される前記第１の情報電文に含まれる前記現示情報に基づいて、前記切替回路部を制御する制御処理部と、該制御処理部からの制御を受けて、全ての前記複数の灯球に対する電力供給を遮断する緊急遮断部と、を含む現示制御システム（請求項１）。
【０００９】
本項に記載の現示制御システムは、電力線、連動装置側制御部及び信号機側制御部を含み、電力線は、複数の灯球を備えた信号機に対して、それらの灯球を点灯させるための電力を供給するものであり、連動装置の近傍から信号機へと布設される。連動装置側制御部は、連動装置の近傍に設置され、電文処理部及び第１のモデムを含んでいる。電文処理部は、連動装置から出力される現示情報が伝達され、少なくともこの現示情報を含む第１の情報電文をデジタル符号化して作成し、第１のモデムへと伝達するものである。第１のモデムは、電力線と結合されており、電文処理部から受けた第１の情報電文を、電力線を介して信号機側制御部へと送信する。
【００１０】
一方、信号機側制御部は、信号機の近傍に信号機と電力線との間に介在して設置され、第２のモデム、切替回路部、制御処理部及び緊急遮断部を含んでいる。第２のモデムは、第１のモデムと同じく電力線と結合されており、上述したように第１のモデムから送信された第１の情報電文を、電力線を介して受信する。すなわち、第１のモデム及び第２のモデムは、電力線を利用して、少なくとも連動装置側制御部から信号機側制御部の方向への電力線搬送通信を行うものである。切替回路部は、電力線を介して供給されている電力が、信号機の複数の灯球の少なくとも１つに供給されるように、制御処理部からの制御を受けて切り替えを行うものである。緊急遮断部は、信号機の全ての灯球に対する電力供給を遮断するものであり、制御処理部からの制御を受けて電力供給の遮断を実行する。制御処理部は、第２のモデムが第１のモデムから受信した第１の情報電文を取得し、取得した第１の情報電文に含まれる現示情報に基づいて切替回路部を制御すると共に、異常発生時等に緊急遮断部を制御して電力供給を遮断することで信号機を滅灯させるものである。
【００１１】
すなわち、本項に記載の現示制御システムは、信号機の各灯球を点灯させるために必須である電力線を利用して電力線搬送通信を行い、電力線搬送通信により送信する現示情報に基づき、信号機の近傍に設置される信号機側制御部において、信号機の現示制御を行うものである。これにより、多芯ケーブルを利用して灯回路毎に電流を流していた従来の現示制御と比較して、信号機へと布設されるケーブルが、信号機へ電力を供給する電力線のみへと削減されるため、設備費や工事費が低減されるものである。更に、信号機側制御部に緊急遮断部を備えていることから、切替回路部等の故障により所定の現示に移行できない状況が発生すると、信号機近傍の信号機側制御部において直ちに電源の緊急遮断が行われ、信号機が迅速に滅灯されるものである。
【００１２】
（２）上記（１）項において、前記複数の灯球を流れる電流を個別に計測するための複数のセンサを含み、前記制御処理部は、前記複数のセンサから取得する電流値に基づいて、前記複数の灯球の各々に係る保全情報を生成すると共に、少なくとも該保全情報を含む第２の情報電文をデジタル符号化して作成し、前記第２のモデムが、前記電力線を介して前記第２の情報電文を送信する機能を更に有すると共に、前記第１のモデムが、前記電力線を介して前記第２の情報電文を受信する機能を更に有し、前記電文処理部は、前記第１のモデムから取得される前記第２の情報電文に含まれる前記保全情報を、前記連動装置に対して伝達する現示制御システム（請求項２）。
【００１３】
本項に記載の現示制御システムは、更に、信号機の複数の灯球を流れる電流を個別に計測するための複数のセンサを含むものであり、信号機側制御部の制御処理部が、それら複数のセンサから取得する各灯球を流れる電流値に基づいて、各灯球に係る保全情報を生成する。すなわち、制御処理部は、各灯球を流れる電流値から、例えば各灯球が２重配列構造の場合は灯球の片断芯や全断芯、更には各灯球への配線の断線を検出する。そして、その検出結果を各灯球に係る保全情報として生成し、少なくともその保全情報を含む第２の情報電文をデジタル符号化して作成する。
【００１４】
又、本項に記載の現示制御システムは、第２のモデムが、第１の情報電文を受信する機能に加えて、電力線を介して第２の情報電文を送信する機能を有し、更に、第１のモデムが、第１の情報電文を送信する機能に加えて、電力線を介して第２の情報電文を受信する機能を有している。このため、信号機側制御部の制御処理部により作成された第２の情報電文は、電力線を介して第２のモデムから連動装置側制御部の第１のモデムへと送信され、連動装置側制御部の電文処理部が、第１のモデムから取得される第２の情報電文に含まれる保全情報を、連動装置に対して伝達するものである。
【００１５】
上記のような構成により、連動装置は、信号機の複数の灯球に係る断芯や断線等を示す保全情報を、灯球毎に把握することとなるため、保全性が向上されるものとなる。更に、断線や断芯の発生時には、信号機側制御部の制御処理部が、断線や断芯が発生した灯球に応じて、切替回路部を制御して信号機を強制的に停止現示へと移行させる、或いは、緊急遮断部を制御して信号機を強制的に滅灯させるものである。これにより、電力線のみを用いて情報の送受信を行っているにも関わらず、連動装置への保全情報の伝達や、断線や断芯発生時の緊急対応等が、問題なく行われるものとなる。
【００１６】
（３）上記（２）項において、前記第１の情報電文と前記第２の情報電文とは、前記現示情報と前記保全情報との双方を含む同一の電文構成を有し、前記電文処理部は、前記連動装置から伝達される前記現示情報と、前記第２のモデムから前記第１のモデムへと送信された前記第２の情報電文に含まれる前記保全情報とを組み合わせて、前記第１の情報電文を作成し、前記制御処理部は、前記第１のモデムから前記第２のモデムへと送信された前記第１の情報電文に含まれる前記現示情報と、前記複数のセンサから取得する電流値に基づいて生成した前記保全情報とを組み合わせて、前記第２の情報電文を作成する現示制御システム（請求項３）。
【００１７】
本項に記載の現示制御システムは、連動装置側制御部の電文処理部により作成される第１の情報電文と、信号機側制御部の制御処理部により作成される第２の情報電文とが、現示情報及び保全情報の双方を含む同一の電文構成を有しているものである。これを実現するために、電文処理部は、第１の情報電文の作成時に、連動装置から伝達される現示情報と、第２の情報電文に含まれる保全情報とを組み合わせて、第１の情報電文を作成する。すなわち、電文処理部は、例えば、第２のモデムから第１のモデムへと直近に送信された第２の情報電文から保全情報を取得し、その取得した保全情報と同内容の保全情報を使用して、第１の情報電文を作成する。
【００１８】
同様に、制御処理部は、第２の情報電文の作成時に、第１の情報電文に含まれる現示情報と、複数のセンサから取得する電流値に基づいて生成した保全情報とを組み合わせて、第２の情報電文を作成する。すなわち、電文処理部は、例えば、第１のモデムから第２のモデムへと直近に送信された第１の情報電文から現示情報を取得し、その取得した現示情報と同内容の現示情報を使用して、第２の情報電文を作成する。このため、第１及び第２の情報電文に含まれる現示情報は、常に、連動装置から現示情報が伝達される電文処理部のみによって最新の内容へと更新され、第１及び第２の情報電文に含まれる保全情報は、常に、保全情報を生成する制御処理部のみによって最新の内容へと更新されることになる。これにより、電文処理部及び制御処理部は、自体が作成した情報電文と相手から送信された情報電文とを比較することで、現示情報や保全情報の更新を容易に把握することとなる。
【００１９】
（４）上記（３）項において、前記電文処理部及び前記制御処理部は、前記第１の情報電文或いは前記第２の情報電文内の前記現示情報が反映される現示データ領域に、前記信号機に付与され得る複数の現示の種類に対応した複数のデータ領域を、該複数のデータ領域毎に所定の複数ビット確保し、前記現示データ領域に前記現示情報を反映する際に、前記複数のデータ領域のうち、前記現示情報により示される現示の種類に対応したデータ領域の、前記所定の複数ビットの全てを１にすると共に、残りの全てのデータ領域の、前記所定の複数ビットの全てを０にする現示制御システム（請求項４）。
【００２０】
本項に記載の現示制御システムは、電文処理部及び制御処理部が、電文構成が同一である第１及び第２の情報電文内の、現示情報が反映される現示データ領域に、信号機に付与され得る複数の現示の種類に対応した複数のデータ領域を確保するものである。ここで、電文処理部又は制御処理部により、デジタル符号化されて作成される第１及び第２の情報電文は、現示情報が反映される現示データ領域と、保全情報が反映される保全データ領域とを有している。このため、そのうちの現示データ領域に、「停止」「注意」「進行」等の、複数の現示の種類に対応した複数のデータ領域を確保し、更に、それらのデータ領域毎に所定の複数ビット確保するものである。例えば、信号機に付与され得る現示の種類が「停止」「注意」「進行」の３種類であり、所定の複数ビットが４ビットである場合、各情報電文内の現示データ領域に、「停止」に対応した４ビットのデータ領域と、「注意」に対応した４ビットのデータ領域と、「進行」に対応した４ビットのデータ領域とを確保するものである。
【００２１】
そして、電文処理部及び制御処理部は、上記のような構成の現示データ領域に現示情報を反映する際に、現示データ領域の複数のデータ領域のうち、現示情報により示される現示の種類に対応したデータ領域の、所定の複数ビットの全てを「１」にすると共に、残りの全てのデータ領域の、所定の複数ビットの全てを「０」にする。すなわち、上記の例を引用して、現示情報により示される現示の種類が「注意」であった場合は、現示データ領域の「注意」に対応するデータ領域の４ビット全てを「１」とし、現示データ領域の「停止」及び「進行」に対応するデータ領域の全てのビット（合計で８ビット）を「０」とするものである。このように、信号機に付与され得る現示の種類毎に、多値化して現示情報を反映することにより、情報電文の送受信時に現示データ領域がノイズの影響を受け難くなると共に、見逃し誤りが起こり難くなるため、信号機の誤現示発生が防止されることとなる。
【００２２】
（５）上記（３）（４）項において、前記電文処理部及び前記制御処理部は、前記第１の情報電文或いは前記第２の情報電文の作成時に検定符号を付加し、前記電文処理部は、前記第１のモデムから取得した前記第２の情報電文に含まれる前記検定符号を利用して、取得した前記第２の情報電文の巡回冗長検査を行い、前記制御処理部は、前記第２のモデムから取得した前記第１の情報電文に含まれる前記検定符号を利用して、取得した前記第１の情報電文の巡回冗長検査を行う現示制御システム（請求項５）。
【００２３】
本項に記載の現示制御システムは、第１の情報電文或いは第２の情報電文の作成時に、電文処理部及び制御処理部が、各情報電文に検定符号を付加するものである。そして、電文処理部は、第２のモデムから第１のモデムへ送信された第２の情報電文を、第１のモデムから取得した際に、制御処理部によってその第２の情報電文に付加された検定符号を利用して、取得した第２の情報電文の巡回冗長検査を行う。同様に、制御処理部は、第１のモデムから第２のモデムへ送信された第１の情報電文を、第２のモデムから取得した際に、電文処理部によってその第１の情報電文に付加された検定符号を利用して、取得した第１の情報電文の巡回冗長検査を行うものである。これにより、受信した情報電文の、ノイズの影響等による万が一の場合の誤りや破損を検出し、第１及び第２の情報電文全体の信頼性を高めるものである。
【００２４】
（６）上記（３）から（５）項において、前記第１のモデムは、前記第１の情報電文を第１の所定周期で繰り返し送信し、前記第２のモデムは、前記第１の情報電文を受信したことに対する応答として前記第２の情報電文を送信し、前記第１の情報電文を所定時間受信しなかった場合に、前記第２の情報電文を第２の所定周期で繰り返し送信する現示制御システム（請求項６）。
本項に記載の現示制御システムは、第１及び第２の情報電文の送信タイミングを規定するものであり、第１のモデムは、第１の情報電文を第１の所定周期で繰り返し送信し、第２のモデムは、第１の情報電文を受信したことに対する応答として第２の情報電文を送信する。ここで、第１の所定周期は、電力線により交流電源が供給されている場合は、その交流電源の周波数と同周期であることが好ましい。これにより、第１のモデムからの第１の情報電文の送信と、第２のモデムからの第２の情報電文の送信とが、交流電源の周期に合わせて交互に繰り返し行われ、所謂サイクリック定周期で実行されることになる。
【００２５】
更に、第２のモデムは、第１のモデムから第１の情報電文を所定時間受信しなかった場合に、第２の情報電文を第２の所定周期で繰り返し送信する。ここで、その際の所定時間は、第１の所定周期に応じた適切な時間であり、第２の所定周期は、第１の所定周期に関連した周期（換言すれば交流電源の周期に関連した周期、例えば交流電源の２倍の周期）であることが好ましい。これにより、第１のモデムから第１の情報電文を所定時間受信しなかった場合に、第２のモデムからの第２の情報電文の送信が、交流電源の周期に関連した周期で繰り返し行われる一方、第１のモデムからの第１の情報電文の送信が、第２のモデムからの第２の情報電文の受信の有無に関わらず、交流電源の周期に合わせて繰り返し行われる。従って、第１のモデムと第２のモデムとは、相手からの情報電文の受信が途絶えた場合であっても、自体からの情報電文の送信を繰り返し行い、情報の伝達を継続させると共に、相手からの情報電文の送信に備えるものである。
【００２６】
（７）上記（６）項において、前記電文処理部は、前記第１のモデムが前記第２のモデムからの応答を連続して所定回数検出しなかった場合に、通信系統に異常が発生していることを前記連動装置へと伝達し、前記制御処理部は、前記第２のモデムが前記第２の情報電文を前記第２の所定周期で所定回数送信する間に、前記第２のモデムが前記第１の情報電文を受信しなかった場合に、前記切替回路部を制御して前記信号機を停止現示にさせる、或いは、前記緊急遮断部を制御して前記信号機を滅灯させる現示制御システム（請求項７）。
本項に記載の現示制御システムは、第１のモデムが第２のモデムからの応答を連続して所定回数検出しなかった場合に、電文処理部が、通信系統に異常が発生していることを連動装置へと伝達する。すなわち、このような状況は、第２のモデムが故障して送信できない場合、第１のモデムが故障して受信できない場合、電力線が切断されて通信不能な場合等、通信系統に異常が発生していると発生するため、これを連動装置へと伝達するものである。
【００２７】
又、制御処理部は、第１の情報電文の受信が途絶えたことで、第２のモデムが第２の情報電文を第２の所定周期で所定回数送信する間に、第２のモデムが第１の情報電文を受信しなかった場合、換言すれば、第１のモデムからの受信が暫く途絶えた場合に、信号機の現示の如何に関わらず、切替回路部を制御して信号機を強制的に停止現示にさせる、或いは、緊急遮断部を制御して信号機を強制的に滅灯させるものである。すなわち、このような状況は、第１のモデムが故障して送信できない場合、第２のモデムが故障して受信できない場合、電力線が切断されて通信不能な場合等、通信系統に異常が発生していると発生する。このため、電力線の切断の有無等に応じて、信号機を停止現示或いは滅灯させるものである。これにより、通信系統の異常発生時には、連動装置にその情報が速やかに伝達されると共に、信号機が停止現示或いは滅灯へと速やかに移行するため、安全対策が迅速に行われるものとなる。
【００２８】
（８）上記（６）（７）項において、前記制御処理部は、前記第２のモデムを介して直近に３回受信した前記第１の情報電文に含まれている３つの前記現示情報に、前記信号機の現在の現示内容と異なりかつ内容が一致する２つ以上の現示情報が含まれていた場合に、該現示情報の内容に従って前記切替回路部を制御し、前記信号機の現示内容を変更する現示制御システム（請求項８）。
本項に記載の現示制御システムは、第１のモデムから繰り返し送信される第１の情報電文のうち、制御処理部が第２のモデムを介して直近に３回受信した第１の情報電文を参照する。そして、それら直近３回分の第１の情報電文に含まれている３つの現示情報に、信号機の現在の現示内容と異なりかつ内容が互いに一致する、２つ以上の現示情報が含まれていた場合に、制御処理部が、それらの現示情報の内容に従って切替回路部を制御し、信号機の現示内容を変更するものである。すなわち、制御処理部は、直近の３つの現示情報中の３つ或いは２つの現示情報が一致していた場合に限り、それらの現示情報を新たな現示情報として採用して信号機に反映させるものである。これにより、繰り返し送信される第１の情報電文の中に、ノイズの影響等により突発的に変化してしまった誤った現示情報を含む第１の情報電文が混在していても、そのような現示情報が採用されることなく排除されるため、より安全性を確保した現示制御が行われることとなる。
【００２９】
（９）上記（２）から（８）項において、前記第１のモデム及び前記第２のモデムは、４５０ｋＨｚ以下の周波数帯域で送受信を行う現示制御システム（請求項９）。
本項に記載の現示制御システムは、第１のモデム及び第２のモデムが、４５０ｋＨｚ以下の周波数帯域で第１及び第２の情報電文の送受信を行うものである。ここで、例えば電力線によって交流電源（商用電源）が供給されている場合、その交流電源に接続された機器の電源入／切時に発生する瞬時的なノイズは、交流電源の周波数（５０Ｈｚや６０Ｈｚ）の半周期時間に同期して発生する場合が多い。このため、そのような周波数帯域を避けつつ、比較的Ｓ／Ｎ比が大きい４５０ｋＨｚ以下の帯域で通信を行うことで、第１及び第２の情報電文が安定して送受信されるものとなる。
【００３０】
（１０）上記（２）から（９）項において、前記第１のモデム及び前記第２のモデムは、変調方式として周波数偏移変調を利用する現示制御システム（請求項１０）。
本項に記載の現示制御システムは、第１のモデム及び第２のモデムが、電力線搬送通信の変調方式として周波数偏移変調（ＦＳＫ）を利用するものである。周波数偏移変調は、各種の変調方式の中でも、信号劣化やノイズに強く、シンプルであるという特徴があるため、通信の品質が確保されると共に、第１及び第２のモデムの構成が単純化されるものである。
【００３１】
（１１）上記（１）から（１０）項において、前記切替回路部が、ソリッドステート・リレーを用いて構成されている現示制御システム（請求項１１）。
本項に記載の現示制御システムは、切替回路部が、ＯＮ／ＯＦＦ制御を電圧波形のゼロクロス付近の電圧で行うという特徴を有する、ソリッドステート・リレーを用いて構成されていることで、開閉時の電流の急激な変化やノイズが抑制されるものである。更に、信号機の灯球にＬＥＤが利用されている場合は、絶縁性や調光性に優れた性能を発揮するものである。
【００３２】
（１２）上記（１）から（１１）項において、前記電力線は、交流電源を供給する２芯ケーブルであり、前記第１のモデムが結合された位置と前記第２のモデムが結合された位置との間に、コモンモードコイルが設けられている現示制御システム（請求項１２）。
本項に記載の現示制御システムは、電力線が交流電源を供給する２芯ケーブルであり、更に、電力線の第１のモデムが結合された位置と第２のモデムが結合された位置との間に、コモンモードコイルが設けられているものである。これにより、電力線搬送通信の信号重畳方式としてノーマルモードを採用すると共に、交流電源の電圧の変動等により発生するノイズの影響を防止するものである。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は上記のような構成であるため、信号機の現示制御に係る設備のコストを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る現示制御システムを模式的に示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る現示制御システムで実行する電力線搬送通信の諸元表の一例である。
【図３】本発明の実施の形態に係る現示制御システムの電力線搬送通信で送受信する情報電文の電文構成の一例を示している。
【図４】本発明の実施の形態に係る現示制御システムの電力線搬送通信における伝送制御の概要を示している。
【図５】灯球にＬＥＤが用いられた場合の従来の現示制御回路の概要を示している。
【図６】従来の連動装置による現示制御回路の概要を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面の全体にわたって、同一部分又は対応する部分は同一符号で示している。又、従来技術と同一部分若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略する。
図１には、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０の構成を模式的に示しており、現示制御の対象となる信号機１４として、３つの灯球Ｇ、Ｙ、Ｒを有し、各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒが二重フィラメント構造の信号電球である例を示している。本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、図１に示すように、電力線１８、連動装置側制御部２４、信号機側制御部３４及び複数のセンサ５０を含んでいる。電力線１８は、信号機１４が備える複数の灯球（図１の例では３つの灯球Ｇ、Ｙ、Ｒ）を点灯させるための電力を供給するものであり、本実施の形態では、周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ、定格電圧ＡＣ１１０Ｖの交流電源が、信号灯トランス１６によりＡＣ３０Ｖ（或いは６０Ｖ）まで降圧された交流電源を、信号機１４まで供給している。電力線１８は、２芯ケーブルであり、その中途部にコモンモードコイル２０が設けられている。
【００３６】
連動装置側制御部２４は、連動装置１２（上位装置である電子連動装置或いは継電連動装置）の近傍に設置され、電文処理部２６、第１のモデム２８及び結合回路３０を備えている。電文処理部２６は、連動装置１２と情報のやり取りを行うものであり、例えば、連動装置１２から信号機１４の現示情報が伝達されると共に、連動装置１２に対して後述する保全情報を伝達する。又、電文処理部２６は、詳しくは後述するが、連動装置１２から伝達された信号機１４の現示情報と、後述する保全情報とに基づいて、第１の情報電文をデジタル符号化して作成し、作成した第１の情報電文を第１のモデム２８へと伝達する。更に、電文処理部２６は、第１のモデム２８から後述する第２の情報電文を取得し、第２の情報電文に含まれている保全情報を、上述したように、連動装置１２に伝達すると共に、第１の情報電文の作成に利用する。又、電文処理部２６は、詳しくは後述するが、第１のモデム２８の送信状態や受信状態等から、電力線１８、第１のモデム２８及び第２のモデム３６等の通信系統に、異常が発生しているか否かを監視し、異常が発生した場合は連動装置１２へ伝達する。電文処理部２６は、例えば、各種の集積回路等のハードウェアとソフトウェアとを組み合わせて構成される。
【００３７】
第１のモデム２８は、送信部２８ａと受信部２８ｂとを有し、信号機側制御部３４の後述する第２のモデム３６との間で、電力線１８を介して電力線搬送通信を行うように、結合回路３０によって電力線１８と結合されている。具体的に、第１のモデム２８の送信部２８ａは、電文処理部２６によって作成された第１の情報電文を、電力線１８を介して、信号機側制御部３４の第２のモデム３６へと送信する。又、第１のモデム２８の受信部２８ｂは、信号機側制御部３４の第２のモデム３６から送信された第２の情報電文を、電力線１８を介して受信し、電文処理部２６へと伝達する。第１のモデム２８には、電力線搬送通信が可能な各種のモデムが利用される。
【００３８】
一方、信号機側制御部３４は、信号機１４の近傍に信号機１４と電力線１２との間に介在して設置され、第２のモデム３６、結合回路３８、切替回路部４０、制御処理部４２及び緊急遮断部４４を備えている。第２のモデム３６は、送信部３６ａと受信部３６ｂとを有し、連動装置側制御部２４の第１のモデム２８との間で、電力線１８を介して電力線搬送通信を行うように、結合回路３８によって電力線１８と結合されている。具体的に、第２のモデム３６の送信部３６ａは、後述するように制御処理部４２によって作成される第２の情報電文を、電力線１８を介して、連動装置側制御部２４の第１のモデム２８へと送信する。又、第２のモデム３６の受信部３６ｂは、連動装置側制御部２４の第１のモデム２８から送信された第１の情報電文を、電力線１８を介して受信し、制御処理部４２へと伝達する。第１のモデム２８と同様に、第２のモデム３６には、電力線搬送通信が可能な各種のモデムが利用される。
【００３９】
制御処理部４２は、第２の情報電文を作成すると共に、第２のモデム３６及び複数のセンサ５０から取得する情報等に基づいて、切替回路部４０及び緊急遮断部４４を制御する。具体的に、制御処理部４２は、連動装置側制御部２４の第１のモデム２８から送信された第１の情報電文を、第２のモデム３６から取得し、取得した第１の情報電文に含まれている現示情報を抽出する。そして、抽出した現示情報に基づいて、切替回路部４０を制御することで、信号機１４を現示情報に対応した現示に移行させる。又、制御処理部４２は、複数のセンサ５０から取得する電流値に基づいて、信号機１４の各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒに係る保全情報を生成する。
【００４０】
ここで、複数のセンサ５０の各々は、信号機１４の各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒを流れる電流を個別に計測するように設置されており、本実施の形態では、３つの灯球Ｇ、Ｙ、Ｒに対応して３つのセンサ５０が設けられている。制御処理部４２は、複数のセンサ５０から各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒを流れる電流値を取得し、これらの電流値に基づいて、異常なし、片断芯発生、全断芯発生、断線発生等を、灯球Ｇ、Ｙ、Ｒ単位で判定する。そして、これらの判定結果から、各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒに係る保全情報を生成し、生成した保全情報と、上述したように第１の情報電文から抽出した現示情報とに基づいて、第２の情報電文をデジタル符号化して作成し、作成した第２の情報電文を第２のモデム３６へと伝達する。
【００４１】
更に、制御処理部４２は、詳しくは後述するが、第２のモデム３６の送信状態や受信状態等から、電力線１８、第１のモデム２８及び第２のモデム３６等の通信系統に、異常が発生しているか否かを監視すると共に、切替回路部４０に異常が発生しているか否かを監視する。そして、通信系統や切替回路部４０に異常が発生していると判定した場合、及び／又は、上述した灯球Ｇ、Ｙ、Ｒ単位の判定結果に異常が含まれている場合は、異常発生時の対応として、異常内容に応じた切替回路部４０或いは緊急遮断部４４の制御を行う。制御処理部４２は、例えば、各種の集積回路等のハードウェアとソフトウェアとを組み合わせて構成され、又、複数のセンサ５０の各々には、各種の電流センサが利用される。
【００４２】
切替回路部４０は、制御処理部４２からの制御を受けて、電力線１８を介して供給されている交流電源の供給先を、信号機１４の複数の灯球Ｇ、Ｙ、Ｒの少なくとも何れか１つに切り替えるものである。本実施の形態では、３つの灯球Ｇ、Ｙ、Ｒの何れか１つに交流電源を供給するように、ソリッドステート・リレーを用いて切替回路部４０が構成されている。しかしながら、切替回路部４０が他の回路構成を有していてもよい。緊急遮断部４４は、制御処理部４２からの制御を受けて、信号機１４の全ての灯球Ｇ、Ｙ、Ｒに対する交流電源の供給を遮断するものである。緊急遮断部４４には、各種の遮断回路が利用可能である。
【００４３】
次に、図２には、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０の、連動装置側制御部２４の第１のモデム２８と、信号機側制御部３４の第２のモデム３６との間で、電力線１８を利用して実行する、電力線搬送通信の諸元表を示している。なお、図２の諸元表の内容は一例であり、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０において実行する電力線搬送通信の各項目を限定するものではない。
電力線搬送波の周波数は、４５０ｋＨｚ以下の低速群（所謂ナローバンドＰＬＣ）と、２ＭＨｚ以上の高速群（所謂ブロードバンドＰＬＣ）とのうち、４５０ｋＨｚ以下の低速群を利用するものとする。
【００４４】
商用電源は、周波数５０Ｈｚ又は６０ＨｚのＡＣ１１０Ｖ以下の交流電源を使用する。これを、図１に示した信号灯トランス１６により降圧して使用する。
信号重畳方式は、ノーマルモードを適用する。なお、図１に示すように、信号灯トランス１６の２次側には、コモンモードコイル２０を設けている。
変調方式には、異なる２波の周波数に「１」信号と「０」信号とを割り当てる、周波数偏移変調（ＦＳＫ）を利用する。
伝送波形は、２進デジタル情報を単にパルス信号に変換して伝送する基底帯域通信方式（ベースバンド方式）とし、更に伝送路符号はＮＲＺＩ信号とする。
【００４５】
伝送速度は、最大で４８００ｂｐｓとする。なお、後述するように、送受信する第１及び第２の電文の１電文あたりの長さは８０ビットである。
伝送制御方式は、商用電源の周波数を考慮した５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚ毎のサイクリック定周期起動とする。このサイクリック定周期については、後で詳しく説明する。
符号検定は、巡回冗長検査のＣＲＣ１６検定に加えて、３Ｃ２の連送方式を併用する。ここで、３Ｃ２の連送方式は、主に第１の電文に含まれる現示情報について適用するものとし、詳しくは後述する。
【００４６】
続いて、図３を参照して、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０において送受信を行う、第１及び第２の情報電文の電文構成について説明する。上述したように、第１の情報電文は、連動装置側制御部２４の電文処理部２６によりデジタル符号化して作成され、第２の情報電文は、信号機側制御部３４の制御処理部４２によりデジタル符号化して作成されるものである。ここで、図３に示す電文構成は、「停止」現示を灯球Ｒ、「注意」現示を灯球Ｙ、「進行」現示を灯球Ｇ、「警戒」現示を２つの灯球Ｙ、「減速」現示を灯球Ｙ及び灯球Ｇ、「高速」現示を２つの灯球Ｇによって示す、６現示６灯式の信号機１４に対応したものである。なお、図３の電文構成は一例であり、第１及び第２の情報電文の構成を限定するものではない。
【００４７】
第１及び第２の情報電文は、共通して図示の如く電文構成を有し、スタート領域ＳＡ、情報種別領域ＫＡ、現示データ領域ＣＡ、保全データ領域ＭＡ及び検定符号領域ＴＡを含んでいる。スタート領域ＳＡは、情報電文の始まりを示すデータ領域であり、本実施の形態では８ビット構成である。情報種別領域ＫＡは、各情報電文の種別を示すデータ領域であり、本実施の形態では送信元を示す４ビット及び受信元を示す４ビットで構成されている。現示データ領域ＣＡは、現示情報を示すデータ領域であり、現示の種別毎に４ビットのデータ領域が確保されている。すなわち、本実施の形態では、「停止」現示を示す４ビットのデータ領域ｃａ１、「注意」現示を示す４ビットのデータ領域ｃａ２、「進行」現示を示す４ビットのデータ領域ｃａ３、「警戒」現示を示す４ビットのデータ領域ｃａ４、「減速」現示を示す４ビットのデータ領域ｃａ５、及び、「高速」現示を示す４ビットのデータ領域ｃａ６の、合計で２４ビットの現示データ領域ＣＡが確保されている。
【００４８】
保全データ領域ＭＡは、保全情報を示すデータ領域であり、現示データ領域ＣＡと同じく、現示の種別毎に４ビットのデータ領域が確保されている。すなわち、本実施の形態では、「停止」現示に対応する４ビットのデータ領域ｍａ１、「注意」現示に対応する４ビットのデータ領域ｍａ２、「進行」現示に対応する４ビットのデータ領域ｍａ３、「警戒」現示に対応する４ビットのデータ領域ｍａ４、「減速」現示に対応する４ビットのデータ領域ｍａ５、及び、「高速」現示に対応する４ビットのデータ領域ｍａ６の、合計で２４ビットの保全データ領域ＭＡが確保されている。検定符号領域ＴＡは、上述した巡回冗長検査のＣＲＣ１６検定を行うための検定符号が付加される領域であり、１６ビット構成である。第１及び第２の情報電文は、上記のような電文構成で、１電文の長さが合計で８０ビットになっている。
【００４９】
第１の情報電文は、電文処理部２６によって作成される際、スタート領域ＳＡに電文の始まりを示す所定のデータが反映されると共に、情報種別領域ＫＡに各情報電文の種別を示す適切なデータが反映される。現示データ領域ＣＡには、現示情報が示す現示に対応するデータ領域の全てのビットが「１」とされる、多値化の表現によって現示情報が反映される。すなわち、現示データ領域ＣＡを構成する複数のデータ領域ｃａ１〜ｃａ６のうち、連動装置１２から伝達された現示情報が示す現示に対応したデータ領域の全てのビットが「１」とされ、残りの全てのデータ領域の全てのビットが「０」とされる。例えば、連動装置１２から「進行」を示す現示情報が伝達された場合、電文処理部２６は、「進行」に対応するデータ領域ｃａ３の４ビット全てを「１」とし、残りのデータ領域ｃａ１、ｃａ２、ｃａ４〜ｃａ６の全てのビットを「０」とする。保全データ領域ＭＡには、例えば、第２のモデム３６から第１のモデム２８へ直近に送信された第２の情報電文に含まれていた、保全情報の内容（保全データ領域ＭＡの値）が、そのままコピーされて反映される。検定符号領域ＴＡには、スタート領域ＳＡ、情報種別領域ＫＡ、現示データ領域ＣＡ及び保全データ領域ＭＡに反映したデータに基づいて、適切な検定符号が算出されて反映される。
【００５０】
第２の情報電文は、制御処理部４２によって作成される際、スタート領域ＳＡに電文の始まりを示す所定のデータが反映されると共に、情報種別領域ＫＡに各情報電文の種別を示す適切なデータが反映される。現示データ領域ＣＡには、例えば、第１のモデム２８から第２のモデム３６へ直近に送信された第１の情報電文に含まれていた、現示情報の内容（現示データ領域ＣＡの値）が、そのままコピーされて反映される。保全データ領域ＭＡには、制御処理部４２によって上述したように生成された、信号機１４の各灯球に係る保全情報が反映される。すなわち、例えば、信号機１４の６つの灯球のうち、「注意」現示を示すための灯球Ｙについて、断芯を示す保全情報が生成されている場合には、保全データ領域ＭＡの「注意」現示に対応する４ビットのデータ領域ｍａ２に、断芯であることを示すデータが反映される。そして、信号機１４のその他の灯球について、異常なしを示す保全情報が生成されている場合には、保全データ領域ＭＡの残りの現示に対応するデータ領域ｍａ１、ｍａ３〜ｍａ６の各々に、異常なしを示すデータが反映される。検定符号領域ＴＡには、スタート領域ＳＡ、情報種別領域ＫＡ、現示データ領域ＣＡ及び保全データ領域ＭＡに反映したデータに基づいて、適切な検定符号が算出されて反映される。
【００５１】
次に、図４には、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０で実行する電力線搬送通信の伝送制御の概要を示している。図示のように、第１のモデム２８と第２のモデム３６との１対向の構成で行う通信は、単方向通信を基本とし、上述したように、商用電源の周波数を考慮した５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚ毎のサイクリック定周期方式で行う。すなわち、第１のモデム２８は、交流電源の周波数に合わせた５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周期（第１の所定周期）で、第２のモデム３６に対して、電文処理部２６により作成された第１の情報電文を繰り返し送信する。一方、第２のモデム３６は、第１のモデム２８から送信された第１の情報電文を受信した応答として、第１のモデム２８に対して、制御処理部４２により作成された第２の情報電文を送信する。これによって、単方向通信が維持されながら、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周期で、第１の情報電文及び第２の情報電文が交互に繰り返し送信される。
【００５２】
第１のモデム２８は、第２のモデム３６から第２の情報電文を受信すると、受信した第２の情報電文を電文処理部２６へと伝達する。すると、電文処理部２６は、伝達された第２の情報電文の検定符号領域ＴＡに含まれている検定符号を利用して、第２の情報電文の巡回冗長検査を行い、問題がないと判定した場合に、第２の情報電文の保全データ領域ＭＡから保全情報を抽出する。そして、抽出した保全情報を、連動装置１２へ伝達すると共に、上述したように第１の情報電文を作成する際に使用する。他方、第２のモデム３６は、第１のモデム２８から第１の情報電文を受信すると、受信した第１の情報電文を制御処理部４２へと伝達する。すると、制御処理部４２は、伝達された第１の情報電文の検定符号領域ＴＡに含まれている検定符号を利用して、第１の情報電文の巡回冗長検査を行い、問題がないと判定した場合に、第１の情報電文の現示データ領域ＣＡから現示情報を抽出する。そして、抽出した現示情報を、上述したように第２の情報電文を作成する際に使用すると共に、下記のように切替回路部４０の制御に利用する。
【００５３】
すなわち、制御処理部４２は、上述したように第１のモデム２８から繰り返し送信される第１の情報電文を、第２のモデム３６を経由して繰り返し取得し、直近に３回取得した第１の情報電文から抽出した３つの現示情報を比較する。そして、それら３つの現示情報に、信号機１４の現在の現示内容と異なり、かつ、互いに内容が一致する、２つ以上の現示情報が含まれていた場合に、その現示情報の内容に従って切替回路部４０を制御し、信号機１４の現示内容を変更する。このように、３Ｃ２の連送方式を利用して、信号機１４の現示制御を行う。
【００５４】
ここで、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０の、異常発生時の処理について説明する。まず、図４を参照して、第１のモデム２８は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周期で繰り返し送信を行っており、それらの送信に対する第２のモデム３６からの応答がなくても、送信処理を継続する。そこで、第１のモデム２８からの送信に対して連続して所定回数（例えば３回）、第２のモデム３６からの応答がない場合（図４の斜め下向きの破線矢印参照）は、第１のモデム２８の受信部２８ｂ、電力線１８、第２のモデム３６の送信部３６ａ及び受信部３６ｂ等の、通信系統の何れかに異常が発生していると考えられるため、その旨を電文処理部２６から連動装置１２へ通知する。なお、第１のモデム２８から所定回数送信する間に、第２のモデム３６からの応答があった場合は、上述したサイクリック定周期に復帰する。
【００５５】
一方、第２のモデム３６は、基本的には第１のモデム２８からの送信に対する応答として送信を行うが、繰り返し実行されるはずの第１のモデム２８からの送信が、第１のモデム２８からの送信周期（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に対応した所定時間、途絶えた場合は、第１のモデム２８に対する送信を、交流電源の周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に関連した周期（第２の所定周期、例えば２倍の２５Ｈｚや３０Ｈｚ）で繰り返し実行する。そして、第２のモデム３６から所定回数（例えば３回）送信する間（図４の斜め上向きの破線矢印参照）に、第１のモデムからの送信がない場合は、第２のモデム３６の受信部３６ｂ、電力線１８、第１のモデム２８の送信部２８ａ及び受信部２８ｂ等の、通信系統の何れかに異常が発生していると考えられる。このため、例えば、電力線１８の断線が考えられる場合は、制御処理部４２により緊急遮断部４４を制御して信号機１４を強制的に滅灯させ、それ以外の場合は、制御処理部４２により切替回路部４０を制御して信号機１４を強制的に停止現示にさせる。なお、第２のモデム３６から所定回数送信する間に、第１のモデム２８からの送信があった場合は、上述したサイクリック定周期に復帰する。
【００５６】
更に、制御処理部４２は、上述したように切替回路部４０の異常発生を監視しており、切替回路部４０に異常が発生した場合は、例えば、停止現示への移行が可能なときは切替回路部４０を制御して強制的に停止現示に移行させ、停止現示への移行が不可能なときは緊急遮断部４４を制御して信号機１４を強制的に滅灯させる。又、制御処理部４２は、複数のセンサ５０の電流値に基づいて保全情報を生成する際に、信号機１４の何れかの灯球Ｇ、Ｙ、Ｒに断芯や断線が発生していると判定した場合は、例えば、灯球Ｒに異常がなく停止現示が可能なときは切替回路部４０を制御して強制的に停止現示に移行させ、灯球Ｒに異常があり停止現示が不可能なときは緊急遮断部４４を制御して信号機１４を強制的に滅灯させる。
【００５７】
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、図１に示すように、電力線１８、連動装置側制御部２４及び信号機側制御部３４を含み、電力線１８は、図１の例では３つの灯球Ｇ、Ｙ、Ｒを備えた信号機１４に対して、それらの灯球Ｇ、Ｙ、Ｒを点灯させるための電力を供給するものであり、連動装置１２の近傍から信号機１４へと布設される。連動装置側制御部２４は、連動装置１２の近傍に設置され、電文処理部２６及び第１のモデム２８を含んでいる。電文処理部２６は、連動装置１２から出力される現示情報が伝達され、少なくともこの現示情報を含む第１の情報電文をデジタル符号化して作成し（図３参照）、第１のモデム２８へと伝達するものである。第１のモデム２８は、結合回路３０を介して電力線１８と結合されており、電文処理部２６から受けた第１の情報電文を、電力線１８を介して信号機側制御部３４へと送信する。
【００５８】
一方、信号機側制御部３４は、信号機１４の近傍に信号機１４と電力線１８との間に介在して設置され、第２のモデム３６、切替回路部４０、制御処理部４２及び緊急遮断部４４を含んでいる。第２のモデム３６は、第１のモデム２８と同じく結合回路３８を介して電力線１８と結合されており、上述したように第１のモデム２８から送信された第１の情報電文を、電力線１８を介して受信する。すなわち、第１のモデム２８及び第２のモデム３６は、電力線１８を利用して、少なくとも連動装置側制御部２４から信号機側制御部３４の方向への電力線搬送通信を行うものである。切替回路部４０は、電力線１８を介して供給されている電力が、信号機１４の３つの灯球Ｇ、Ｙ、Ｒの少なくとも１つに供給されるように、制御処理部４２からの制御を受けて切り替えを行うものである。緊急遮断部４４は、信号機１４の全ての灯球Ｇ、Ｙ、Ｒに対する電力供給を遮断するものであり、制御処理部４２からの制御を受けて電力供給の遮断を実行する。制御処理部４２は、第２のモデム３６が第１のモデム２８から受信した第１の情報電文を取得し、取得した第１の情報電文に含まれる現示情報に基づいて切替回路部４０を制御すると共に、異常発生時等に緊急遮断部４４を制御して電力供給を遮断することで信号機１４を滅灯させるものである。
【００５９】
すなわち、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、信号機１４の各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒを点灯させるために必須である電力線１８を利用して電力線搬送通信を行い、電力線搬送通信により送信する現示情報に基づき、信号機１４の近傍に設置される信号機側制御部３４において、信号機１４の現示制御を行うものである。これにより、図６に示したような、多芯ケーブルを利用して灯回路毎に電流を流していた従来の現示制御と比較して、信号機１４へと布設されるケーブルが、信号機１４へ電力を供給する電力線１８のみへと削減されるため、設備費や工事費を低減することができる。
【００６０】
更に、信号機側制御部３４に緊急遮断部４４を備えていることから、切替回路部４０等の故障により所定の現示に移行できない状況が発生すると、信号機１４近傍の信号機側制御部３４において直ちに電源の緊急遮断が行われ、信号機１４を迅速に滅灯させることができる。加えて、第１及び第２のモデム２８、３６が、図１に示すような結合回路３０、３８を介して電力線１８に結合されていることにより、第１及び第２のモデム２８、３６への電源電圧の流入防止が図られると共に、第１及び第２のモデム２８、３６から送出される搬送波の高周波成分のみを配線上に流すことができる。これにより、電力線１８上において、電源電圧の供給と通信との双方を両立して行うことが可能となる。
【００６１】
又、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、更に、信号機１４の複数の灯球Ｇ、Ｙ、Ｒを流れる電流を個別に計測するための複数（図１の例では３つ）のセンサ５０を含むものであり、信号機側制御部３４の制御処理部４２が、それら複数のセンサ５０から取得する各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒを流れる電流値に基づいて、各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒに係る保全情報を生成する。すなわち、制御処理部４２は、各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒを流れる電流値から、例えば各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒが２重配列構造の場合は灯球Ｇ、Ｙ、Ｒの片断芯や全断芯、更には各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒへの配線の断線を検出する。そして、その検出結果を各灯球Ｇ、Ｙ、Ｒに係る保全情報として生成し、少なくともその保全情報を含む第２の情報電文をデジタル符号化して作成する（図３参照）。
【００６２】
更に、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、第２のモデム３６が、第１の情報電文を受信する機能に加えて、電力線１８を介して第２の情報電文を送信する機能を有し、更に、第１のモデム２８が、第１の情報電文を送信する機能に加えて、電力線１８を介して第２の情報電文を受信する機能を有している。このため、信号機側制御部３４の制御処理部４２により作成された第２の情報電文は、電力線１８を介して第２のモデム３６から連動装置側制御部２４の第１のモデム２８へと送信され、連動装置側制御部２４の電文処理部２６が、第１のモデム２８から取得される第２の情報電文に含まれる保全情報を、連動装置１２に対して伝達するものである。
【００６３】
上記のような構成により、連動装置１２は、信号機１４の複数の灯球Ｇ、Ｙ、Ｒに係る断芯や断線等を示す保全情報を、灯球Ｇ、Ｙ、Ｒ毎に把握することができるため、図６に示したように別装置の断線／断芯検出器１０６によって、全ての灯球Ｇ、Ｙ、Ｒの断芯や断線の検出を同時に行っていた従来の現示制御回路と比較して、保全性を向上することが可能となる。更に、断線や断芯の発生時には、信号機側制御部３４の制御処理部４２が、断線や断芯が発生した灯球Ｇ、Ｙ、Ｒに応じて、切替回路部４０を制御して信号機１４を強制的に停止現示へと移行させる、或いは、緊急遮断部４４を制御して信号機１４を強制的に滅灯させるものである。これにより、電力線１８のみを用いて情報の送受信を行っているにも関わらず、連動装置１２への保全情報の伝達や、断線や断芯発生時の緊急対応等を、問題なく行うことができる。
【００６４】
又、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、切替回路部４０が、ＯＮ／ＯＦＦ制御を電圧波形のゼロクロス付近の電圧で行うという特徴を有する、ソリッドステート・リレーを用いて構成されていることで、開閉時の電流の急激な変化やノイズを抑制することができる。しかも、信号機１４の灯球Ｇ、Ｙ、ＲにＬＥＤが利用されている場合は、絶縁性や調光性に優れた性能を発揮することができる。
更に、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、電力線１８が交流電源を供給する２芯ケーブルであり、又、電力線１８の第１のモデム２８が結合された位置と第２のモデム３６が結合された位置との間に、コモンモードコイル２０が設けられているものである。これにより、電力線搬送通信の信号重畳方式としてノーマルモード（図２参照）を採用すると共に、交流電源の電圧の変動等により発生するノイズの影響を防止することが可能となる。
【００６５】
又、図２に示すように、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、第１のモデム２８及び第２のモデム３６が、４５０ｋＨｚ以下の周波数帯域で第１及び第２の情報電文の送受信を行うものである。ここで、図１の例のように、電力線１８によって交流電源（商用電源）が供給されている場合、その交流電源に接続された機器の電源入／切時に発生する瞬時的なノイズは、交流電源の周波数（５０Ｈｚや６０Ｈｚ）の半周期時間に同期して発生する場合が多い。このため、そのような周波数帯域を避けつつ、比較的Ｓ／Ｎ比が大きい４５０ｋＨｚ以下の帯域で通信を行うことで、第１及び第２の情報電文を安定して送受信することができる。更に、第１のモデム２８及び第２のモデム３６が、電力線搬送通信の変調方式として、各種の変調方式の中でも信号劣化やノイズに強く、シンプルであるという特徴を有する、周波数偏移変調（ＦＳＫ）を利用することで、通信の品質を確保することができると共に、第１及び第２のモデム２８、３６の構成を単純化することが可能となる。
【００６６】
又、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、連動装置側制御部２４の電文処理部２６により作成される第１の情報電文と、信号機側制御部３４の制御処理部４２により作成される第２の情報電文とが、例えば図３に示すような、現示情報及び保全情報の双方を含む同一の電文構成を有しているものである。これを実現するために、電文処理部２６は、第１の情報電文の作成時に、連動装置１２から伝達される現示情報と、第２の情報電文に含まれる保全情報とを組み合わせて、第１の情報電文を作成する。すなわち、電文処理部２６は、例えば、第２のモデム３６から第１のモデム２８へと直近に送信された第２の情報電文から保全情報を取得し、その取得した保全情報と同内容の保全情報を使用して、第１の情報電文を作成する。
【００６７】
同様に、制御処理部４２は、第２の情報電文の作成時に、第１の情報電文に含まれる現示情報と、複数のセンサ５０から取得する電流値に基づいて生成した保全情報とを組み合わせて、第２の情報電文を作成する。すなわち、電文処理部４２は、例えば、第１のモデム２８から第２のモデム３６へと直近に送信された第１の情報電文から現示情報を取得し、その取得した現示情報と同内容の現示情報を使用して、第２の情報電文を作成する。このため、第１及び第２の情報電文に含まれる現示情報は、常に、連動装置１２から現示情報が伝達される電文処理部２６のみによって最新の内容へと更新することができ、第１及び第２の情報電文に含まれる保全情報は、常に、保全情報を生成する制御処理部４２のみによって最新の内容へと更新することができる。これにより、電文処理部２６及び制御処理部４２は、自体が作成した情報電文と相手から送信された情報電文とを比較することで、現示情報や保全情報の更新を容易に把握することができる。
【００６８】
更に、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、電文処理部２６及び制御処理部４２が、電文構成が同一である第１及び第２の情報電文内の、現示情報が反映される現示データ領域ＣＡに、信号機１４に付与され得る複数の現示の種類に対応した複数のデータ領域、図３の例では「停止」「注意」「進行」「警戒」「減速」「高速」の６つの現示に対応した６つのデータ領域ｃａ１〜ｃａ６を確保するものである。ここで、電文処理部２６又は制御処理部４２により、デジタル符号化されて作成される第１及び第２の情報電文は、現示情報が反映される現示データ領域ＣＡと、保全情報が反映される保全データ領域ＭＡとを有している。このため、そのうちの現示データ領域ＣＡに、上述したような複数の現示の種類に対応した複数のデータ領域ｃａ１〜ｃａ６を確保し、更に、それらのデータ領域毎に所定の複数ビット（図３の例では４ビット）確保するものである。
【００６９】
そして、電文処理部２６及び制御処理部４２は、上記のような構成の現示データ領域ＣＡに現示情報を反映する際に、現示データ領域ＣＡの複数のデータ領域ｃａ１〜ｃａ６のうち、現示情報により示される現示の種類に対応したデータ領域の、所定の複数ビットの全てを「１」にすると共に、残りの全てのデータ領域の、所定の複数ビットの全てを「０」にする。すなわち、図３の例において、現示情報により示される現示の種類が「注意」であった場合は、現示データ領域ＣＡの「注意」に対応するデータ領域ｃａ２の４ビット全てを「１」とし、現示データ領域ＣＡのその他の現示に対応するデータ領域ｃａ１、ｃａ３〜ｃａ６の全てのビット（合計で２０ビット）を「０」とするものである。このように、信号機１４に付与され得る現示の種類毎に、多値化して現示情報を反映することにより、情報電文の送受信時に現示データ領域ＣＡがノイズの影響を受け難くすることができると共に、見逃し誤りを起こり難くすることができるため、信号機１４の誤現示発生を防止することが可能となる。
【００７０】
又、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、第１の情報電文或いは第２の情報電文の作成時に、電文処理部２６及び制御処理部４２が、各情報電文の検定符号領域ＴＡに検定符号（例えばＣＲＣ１６の検定符号）を付加するものである。そして、電文処理部２６は、第２のモデム３６から第１のモデム２８へ送信された第２の情報電文を、第１のモデム２８から取得した際に、制御処理部４２によってその第２の情報電文に付加された検定符号を利用して、取得した第２の情報電文の巡回冗長検査を行う。同様に、制御処理部４２は、第１のモデム２８から第２のモデム３６へ送信された第１の情報電文を、第２のモデム３６から取得した際に、電文処理部２６によってその第１の情報電文に付加された検定符号を利用して、取得した第１の情報電文の巡回冗長検査を行うものである。これにより、受信した情報電文の、ノイズの影響等による万が一の場合の誤りや破損を検出することができ、第１及び第２の情報電文全体の信頼性を高めることができる。
【００７１】
又、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、図４に示すように、第１及び第２の情報電文の送信タイミングが規定されるものであり、第１のモデム２８は、第１の情報電文を第１の所定周期で繰り返し送信し、第２のモデム３６は、第１の情報電文を受信したことに対する応答として第２の情報電文を送信する。ここで、第１の所定周期は、電力線１８により交流電源が供給されている場合は、その交流電源の周波数と同周期である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚとする。これにより、第１のモデム２８からの第１の情報電文の送信と、第２のモデム３６からの第２の情報電文の送信とが、交流電源の周期に合わせて交互に繰り返し行われ、所謂サイクリック定周期（図２参照）で実行されることになる。
【００７２】
更に、第２のモデム３６は、第１のモデム２８から第１の情報電文を所定時間受信しなかった場合に、第２の情報電文を第２の所定周期で繰り返し送信する。ここで、その際の所定時間は、第１の所定周期に応じた適切な時間であり、第２の所定周期は、第１の所定周期に関連した周期（例えば交流電源の２倍の周期）である。これにより、第１のモデム２８から第１の情報電文を所定時間受信しなかった場合に、第２のモデム３６からの第２の情報電文の送信が、交流電源の周期に関連した周期で繰り返し行われる一方、第１のモデム２８からの第１の情報電文の送信が、第２のモデム３６からの第２の情報電文の受信の有無に関わらず、交流電源の周期に合わせて繰り返し行われる。従って、第１のモデム２８と第２のモデム３６とは、相手からの情報電文の受信が途絶えた場合であっても、自体からの情報電文の送信を繰り返し行うことで、情報の伝達を継続させることができると共に、相手からの情報電文の送信に備えることが可能となる。
【００７３】
又、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、第１のモデム２８が第２のモデム３６からの応答を連続して所定回数検出しなかった場合に、電文処理部２６が、通信系統に異常が発生していることを連動装置１２へと伝達する。すなわち、このような状況は、第２のモデム３６が故障して送信できない場合、第１のモデム２８が故障して受信できない場合、電力線１８が切断されて通信不能な場合等、通信系統に異常が発生していると発生するため、これを連動装置１２へと伝達するものである。又、制御処理部４２は、第１の情報電文の受信が途絶えたことで、第２のモデム３６が第２の情報電文を第２の所定周期で所定回数送信する間に、第２のモデム３６が第１の情報電文を受信しなかった場合、換言すれば、第１のモデム２８からの受信が暫く途絶えた場合に、信号機１４の現示の如何に関わらず、切替回路部４０を制御して信号機１４を強制的に停止現示にさせる、或いは、緊急遮断部４４を制御して信号機１４を強制的に滅灯させるものである。
【００７４】
すなわち、このような状況は、第１のモデム２８が故障して送信できない場合、第２のモデム３６が故障して受信できない場合、電力線１８が切断されて通信不能な場合等、通信系統に異常が発生していると発生する。このため、電力線１８の切断の有無等に応じて、信号機１４を停止現示或いは滅灯させるものである。これにより、通信系統の異常発生時には、連動装置１２にその情報を速やかに伝達することができると共に、信号機１４を停止現示或いは滅灯へと速やかに移行することができるため、安全対策を迅速に行うことが可能となる。
【００７５】
又、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０は、第１のモデム２８から繰り返し送信される第１の情報電文のうち、制御処理部４２が第２のモデム３６を介して直近に３回受信した第１の情報電文を参照する。そして、それら直近３回分の第１の情報電文に含まれている３つの現示情報に、信号機１４の現在の現示内容と異なりかつ内容が互いに一致する、２つ以上の現示情報が含まれていた場合に、制御処理部４２が、それらの現示情報の内容に従って切替回路部４０を制御し、信号機１４の現示内容を変更するものである。すなわち、制御処理部４２は、直近の３つの現示情報中の３つ或いは２つの現示情報が一致していた場合に限り、それらの現示情報を新たな現示情報として採用して信号機１４に反映させるものである。これにより、繰り返し送信される第１の情報電文の中に、ノイズの影響等により突発的に変化してしまった誤った現示情報を含む第１の情報電文が混在していても、そのような現示情報を採用することなく排除することができるため、より安全性を確保した現示制御を行うことが可能となる。
【００７６】
なお、図１に示した構成は、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０の構成の一例を示したものであり、現示制御システム１０の構成を限定するものではない。例えば、連動装置側制御部２４は、その構成の一部や全体が、連動装置１２に組み込まれていてもよい。又、図１には、信号機１４が二重フィラメント構造の信号電球である３つの灯球Ｇ、Ｙ、Ｒを有する例を示しているが、現示制御システム１０が制御対象とする信号機１４はこの構成に限定されるものではなく、例えば、２つの灯球や４つ以上の灯球を有していてもよく、各灯球がＬＥＤ式であってもよい。
【００７７】
ここで、図５には、ＬＥＤ式の灯球Ｒ、Ｙ、Ｇが用いられた従来の現示制御回路の一部を示している。図５（ａ）に示すように、信号機１０２は、図６に示した信号機１０２と同様に、リレー部１０８におけるリレー制御により、何れかの灯球Ｒ、Ｙ、Ｇに電流が流されることで、現示制御が行われる。灯球Ｒ、Ｙ、Ｇの各々は、図５（ｂ）に示す如く二重配列になっており、符号２の結合点の電流値が監視されることで、片断芯、全断芯及び断線の検知が行えるようになっており、更に、ＬＥＤ化による省電力に寄与している。このようなＬＥＤ式の灯球を用いた構成に対しても、本発明の実施の形態に係る現示制御システム１０を適用できることは、容易に理解されるであろう。
【００７８】
更に、信号機１４の現示の種類は、「停止」「注意」「進行」の３現示に限定されるものではなく、図３の電文構成に対応した６現示や、その他の現示であってもよい。４現示以上の点灯回路の場合、２つの灯球を同時に点灯させる現示が含まれるため、同時点灯の際の電圧のバランスを保つための電圧平衡器が設けられ、これによって灯球の片断芯や全断芯発生時の電圧補正が行われる。又、４現示以上の点灯回路には、信号灯トランスから更にもう一条電源線が必要になるが、これらの回路の図示や説明は省略する。
又、発明の実施の形態に係る現示制御システム１０で使用する電力線１８は、新たに布設してもよく、従来の多芯ケーブルの一部を利用してもよい。なお、連動装置１２により複数の信号機１４を制御する場合は、信号機１４毎に図１に示したような構成が設置されることになる。
【符号の説明】
【００７９】
１０：現示制御システム、１２：連動装置、１４：信号機、１８：電力線、２０：コモンモードコイル、２４：連動装置側制御部、２６：電文処理部、２８：第１のモデム、３４：信号機側制御部、３６：第２のモデム、４０：切替回路部、４２：制御処理部、４４：緊急遮断部、５０：複数のセンサ、ＣＡ：現示データ領域、ｃａ１〜ｃａ６：複数のデータ領域、Ｇ、Ｙ、Ｒ：灯球
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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