(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
警報機を挟んで第１の列車検知装置の反対側に第２の列車検知装置を設置して列車を検知し、上記警報機の鳴動制御を行う警報機制御装置において、上記列車に向かって所定の範囲に第１の送信波を発射する第１の送信アンテナと、上記列車で反射した上記第１の送信波の第１の反射波を受信する第１の受信アンテナと、第１の搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して上記第１の送信波を作成すると共に、上記第１のアンテナで受信した上記第１の反射波が上記第１の送信アンテナから発射された上記第１の送信波のものであることを確認して第１の列車検知信号を出力する第１の信号検知手段と、上記第１の列車検知信号により上記列車を検知すると共に、上記第１の反射波により上記列車の進行方向を判断する第１の列車判定手段とで上記第１の列車検知装置を構成し、上記列車に向かって所定の範囲に第２の送信波を発射する第２の送信アンテナと、上記列車で反射した上記第２の送信波の第２の反射波を受信する第２の受信アンテナと、第２の搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して上記第２の送信波を作成すると共に、上記第２のアンテナで受信した上記第２の反射波が上記第２の送信アンテナから発射された上記第２の送信波のものであることを確認して第２の列車検知信号を出力する第２の信号検知手段と、上記第２の列車検知信号により上記列車を検知すると共に、上記第２の反射波により上記列車の進行方向を判断する第２の列車判定手段とで上記第２の列車検知装置を構成し、上記第１の列車検知装置が上記列車を検知して上記列車の進行方向が上記警報機側に向かっているときに上記警報機を鳴動させ、上記第１の列車検知装置が判断した上記列車の進行方向と、上記第２の列車検知装置が判断した上記列車の進行方向とが一致すると共に、上記列車が上記警報機の鳴動領域を通過したと判断したとき上記警報機の鳴動を停止させる鳴動制御手段を備えたことを特徴とする警報機制御装置。
【請求項２】
警報機を挟んで第１の列車検知装置の反対側に第２の列車検知装置を設置して列車を検知し、上記警報機の鳴動制御を行う警報機制御方法において、上記第１の列車検知装置で第１の搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して第１の送信波を作成して、上記列車に向かって所定の範囲に上記第１の送信波を発射し、上記列車から反射した上記第１の送信波の第１の反射波を受信し、受信した上記第１の反射波が上記第１の送信波のものであることを確認して上記列車を検知すると共に、上記第１の反射波により上記列車の進行方向を判断し、上記第２の列車検知装置で第２の搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して第２の送信波を作成し、上記列車に向かって所定の範囲に上記第２の送信波を発射して、上記列車で反射した上記第２の送信波の第２の反射波を受信し、受信した上記第２の反射波が上記第２の送信波のものであることを確認して上記列車を検知すると共に、上記第２の反射波により上記列車の進行方向を判断し、上記第１の列車検知装置が上記警報機に向かって走行してくる上記列車を検知したときに上記警報機を鳴動させ、上記各反射波により判断した上記列車の進行方向が一致すると共に、上記列車が上記警報機の鳴動領域を通過したと判断したとき上記警報機の鳴動を停止させるようにしたことを特徴とする警報機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、列車を検知して警報機の鳴動を制御する警報機制御装置及び警報機制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の踏切制御装置（警報機制御装置）は、交友社出版、「信号」に掲載された閉電路式踏切制御子及び開電路式踏切制御子が、一般に知られている。閉電路式踏切制御子は、送信回路がレールの一端から信号波を送信し、受信回路がレールの他端で信号波を受信できるか否かにより列車検知を行って警報機を鳴動させもので、踏切制御の始動点に設置される。開電路式踏切制御子は、送信回路及び受信回路が進行方向に間隔を置かずに配置されて、信号波を受信できるか否かで列車を検知するもので、踏切制御の終了点に設置される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の警報機制御装置は以上のように構成されているので、レール間が車輪で短絡されたことにより列車の在線を検知するため、外部ノイズや天候の影響を受けてＳ／Ｎが低下するという問題点があった。
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、外部ノイズや天候の影響が少ない警報機制御装置及び警報機制御方法を提供することを目的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわる警報機制御装置は、警報機を挟んで第１の列車検知装置の反対側に第２の列車検知装置を設置して列車を検知し、警報機の鳴動制御を行う警報機制御装置において、列車に向かって所定の範囲に第１の送信波を発射する第１の送信アンテナと、列車で反射した第１の送信波の第１の反射波を受信する第１の受信アンテナと、第１の搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して第１の送信波を作成すると共に、第１のアンテナで受信した第１の反射波が第１の送信アンテナから発射された第１の送信波のものであることを確認して第１の列車検知信号を出力する第１の信号検知手段と、第１の列車検知信号により列車を検知すると共に、第１の反射波により列車の進行方向を判断する第１の列車判定手段とで第１の列車検知装置を構成し、列車に向かって所定の範囲に第２の送信波を発射する第２の送信アンテナと、列車で反射した第２の送信波の第２の反射波を受信する第２の受信アンテナと、第２の搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して第２の送信波を作成すると共に、第２のアンテナで受信した第２の反射波が第２の送信アンテナから発射された第２の送信波のものであることを確認して第２の列車検知信号を出力する第２の信号検知手段と、第２の列車検知信号により列車を検知すると共に、第２の反射波により列車の進行方向を判断する第２の列車判定手段とで第２の列車検知装置を構成し、第１の列車検知装置が列車を検知して列車の進行方向が警報機側に向かっているときに警報機を鳴動させ、第１の列車検知装置が判断した列車の進行方向と、第２の列車検知装置が判断した列車の進行方向とが一致すると共に、列車が警報機の鳴動領域を通過したと判断したとき警報機の鳴動を停止させる鳴動制御手段を備えたものである。
【０００５】
さらに、警報機を挟んで第１の列車検知装置の反対側に第２の列車検知装置を設置して列車を検知し、警報機の鳴動制御を行う警報機制御方法において、第１の列車検知装置で第１の搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して第１の送信波を作成して、列車に向かって所定の範囲に第１の送信波を発射し、列車から反射した第１の送信波の第１の反射波を受信し、受信した第１の反射波が第１の送信波のものであることを確認して列車を検知すると共に、第１の反射波により列車の進行方向を判断し、第２の列車検知装置で第２の搬送波を擬似雑音符号によりスペクトラム拡散変調して第２の送信波を作成し、列車に向かって所定の範囲に第２の送信波を発射して、列車で反射した第２の送信波の第２の反射波を受信し、受信した第２の反射波が第２の送信波のものであることを確認して列車を検知すると共に、第２の反射波により列車の進行方向を判断し、第１の列車検知装置が警報機に向かって走行してくる列車を検知したときに警報機を鳴動させ、各反射波により判断した列車の進行方向が一致すると共に、列車が警報機の鳴動領域を通過したと判断したとき警報機の鳴動を停止させるようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は実施の形態１の警報機制御装置を踏切に適用した例を示す構成図、図２及び図３は実施の形態１の構成図である。図１から図３において、１はレール、２はレール１上に在線する上りの列車で、例えば図１の図示左方から右方へ進行中である。３は踏切、４は踏切３に設置された警報機である。５は第１の列車検知装置、６は第２の列車検知装置である。なお、第２の列車検知装置６は警報機4を挟んで第１の列車検知装置５の反対側に設置されている。そして、第１の列車検知装置５は、以下の７〜１０で構成されている。７は後述の信号検知手段９で作成された第１の送信波を警報機４とは反対方向のレール１に向けて発射する第１の送信アンテナで、例えば図１に示すように警報機４に向かってくる列車２に対向する向きに設置されている。又、第１の送信アンテナ７は図４に示すように、前方２０ｍ〜４０ｍの検知範囲で列車２の検知を行う。
【０００７】
８は列車２から反射された第１の反射波を受信する第１の受信アンテナで、警報機４とは反対方向のレール１に向けて設置されている。９は第１の信号検知手段で、第１の搬送波をＰＮ（擬似雑音）符号でスペクトラム拡散（ＳＳ）変調して第１の送信波を作成すると共に、第１の受信アンテナ８が受信した第１の反射波を逆拡散により復調して、第１の反射波が第１の送信波のものであると確認したら第１の信号検知信号を出力する。１０は第１の列車判定手段で、第１の反射波の受信レベルが所定のしきい値以上のとき、レール１上に列車２が存在することを検知する。さらに、第１の列車判定手段１０は第１の反射波によるドップラー効果を利用して列車２の速度を算出し、速度の正負の符号により列車２の進行方向を判断する。
【０００８】
第２の列車検知装置６は、以下の１１〜１４で構成されている。１１は後述の信号検知手段１３で作成された第１の送信波を警報機４とは反対方向のレール１に向けて発射する第２の送信アンテナで、警報機４に向かってくる列車２に対向する向きに設置されている。又、第２の送信アンテナ１１は図４に示すように、前方２０ｍ〜４０ｍの検知範囲で列車２の検知を行う。１２は列車２から反射された第２の反射波を受信する第２の受信アンテナで、警報機４とは反対方向のレール１に向けて設置されている。１３は第２の信号検知手段で、第２の搬送波をＰＮ（擬似雑音）符号でスペクトラム拡散（ＳＳ）変調して第２の送信波を作成すると共に、第２の受信アンテナ１２が受信した第２の反射波を逆拡散により復調して、第２の反射波が第２の送信波のものであると確認したら第２の信号検知信号を出力する。１４は第２の列車判定手段で、第２の反射波の受信レベルが所定のしきい値以上のとき、レール１上に列車２が存在することを検知する。さらに、第２の列車判定手段１４は第２の反射波によるドップラー効果を利用して列車２の速度を算出し、速度の正負の符号により列車２の進行方向を判断する。１５は警報機４の鳴動を制御する鳴動制御手段である。
【０００９】
次に、図１から図４で動作について説明する。図１において列車２が図示左方から右方へ進行しているとする。ここで、各列車検知装置５，６の各信号検知手段９，１３で作成した各送信波を、予め設定した検知範囲内のレール１に向けて各送信アンテナ７，１１から発射する。列車２が検知範囲内に存在しないときは、レール１で発射した各反射波を各受信アンテナ８，１２が受信し、各反射波を各信号検知手段９，１３で逆拡散により復調する。そして、各反射波から抽出されたＰＮ符号と、各搬送波をＳＳ変調したＰＮ符号とが一致したとき、各受信アンテナ８，１２で受信された各反射波が各送信アンテナ７，１１から発射された各送信波のものであると判定する。
ここで、図５は各物体からの反射波のレベルを示す説明図である。そして、列車判定手段１０，１４には列車２以外の物体からの反射波による物体信号１６ａ，１６ｂ、列車２からの反射波による列車信号１７、及び列車２と物体とを判別するしきい値１８を記憶している。なお、しきい値１８は反射波の反射点までの距離と反射波の受信レベルがセットで記憶されている。
これにより、列車２以外の動物、自動車、人等の物体がレール１上に存在する場合は、図５に示すように物体信号１６ａ，１６ｂがしきい値１８以下となるので、受信レベルの違いにより判断する。このように、各受信アンテナ８，１２が受信した反射波が送信アンテナ８から発射された送信波のものであることを確認する自己チェック機能により、装置の健全性を常時チェックすることができる。
【００１０】
一方、第１の列車検知装置５の検知範囲内のレール１上に列車２が存在するときは、列車２で反射した第１の反射波を第１の列車検知装置５の第１の受信アンテナ８が受信する。この場合、第１の受信アンテナ８が受信する第１の反射波の受信レベル（振幅）はレール１で反射した場合に比べて大きく、図５に示す列車信号１７のように所定のしきい値１８以上となる。第１の受信アンテナ８で受信された第１の反射波第１の信号検出手段９で逆拡散により復調される。そして、第１の反射波から抽出されたＰＮ符号と、第１の搬送波をＳＳ変調したＰＮ符号とが一致するか自己相関をとることにより、一致することが確認されたら第１の列車検知信号９ａを出力する。列車判定手段１０では列車検知信号９ａにより列車２の存在を検知すると共に、第１の反射波の列車信号１７の受信レベルがしきい値１８以上であり、第１の列車検知装置５の検知範囲内のレール１上に列車２が存在すると判定する。続いて、列車２の存在を検知した第１の列車検知装置５の列車判定手段１０では、列車２からの第１の反射波によるドップラー効果を利用して式（１）により列車２の速度を算出する。
Ｖ＝ｆｂ  ＊Ｃ／２ｆｏ  ・・・・・（１）
ここで、Ｖは列車２の速度、ｆｂ  は送信波と反射波との周波数の差、Ｃは光速度及びｆｏ  は中心周波数である。
第１の列車検知装置５は式（１）の正負の符号により列車２の進行方向を判断して列車検知信号５ａを出力する。鳴動制御手段１５は列車検知信号５ａから速度Ｖの符号を確認して列車２が踏切３の方向に接近していると判断したとき警報機４を鳴動させる。
【００１１】
さらに、列車２が図１の図示右方へ進んで踏切３を越えてから第２の列車検知装置６の検知範囲内に入ると、第２の列車検知装置６の第２の送信アンテナ１１から発射された第２の送信波が列車２で反射される。そして、列車２で反射された第２の反射波を第２の受信アンテナ１２が受信し、第１の列車検知装置５と同様に列車２の進行方向を判断して列車検知信号６ａを出力する。鳴動制御手段１５は列車検知信号５ａから第１の列車検知装置５が判断した列車２の進行方向と、検知信号６ａから第２の列車検知装置６が判断した列車２の進行方向とが一致して、第２の信号検知信号１３ａがなくなったとき、列車２が警報機４の鳴動領域を通過したと判断して警報機４の鳴動を停止させる。
【００１２】
以上のように、列車２で反射した第１の反射波を第１の受信アンテナ８で受信して、受信した第１の反射波が第１の送信アンテナ７から発射されたものであることを確認し、第１の反射波から列車２の進行方向を判断して、第１の列車検知装置５が列車２を検知して列車２の進行方向が警報機４側に向かっているとき警報機４を鳴動させ、第１の列車検知装置５と第２の列車検知装置６とが判断した列車２の進行方向が一致すると共に、列車２が警報機４の鳴動領域を通過したと判断したとき警報機４の鳴動を停止させることにより、列車２又は他の物体からの反射波の受信レベルに基づいて、列車２か他の物体かを判定するので、判定精度を向上させることができると共に、外部ノイズや天候の影響を低減させることができる。
【００１３】
実施の形態１において、列車２が図示の左方から進行しているものについて説明したが、図示右方から列車２が進行してくる場合は、第１の列車検知装置５と第２の列車検知装置６との配置を逆にすることにより同様の効果を期待することができる。
また、実施の形態１において、警報機制御装置を踏切に適用した例について説明したが、保線工事等の作業現場に設置しても同様の効果を期待することができる。
【００１４】
【発明の効果】
この発明によれば、受信した各反射波が列車から反射された各送信波のものであることを確認して列車を検知すると共に、各反射波により列車の進行方向を判断し、第１の列車検知装置又は上記第２の列車検知装置のいずれかが警報機に向かって走行してくる列車を検知したときに警報機を鳴動させ、各反射波により判断した列車の進行方向が一致すると共に、列車が警報機の鳴動領域を通過したと判断したとき警報機の鳴動を停止させることにより、外部ノイズや天候の影響を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の警報機制御装置を踏切に適用した例を示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１の要部を示す構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態１の要部を示す構成図である。
【図４】  図２及び図３の送信アンテナの検知範囲を示す説明図である。
【図５】  図２及び図３の反射波の受信レベルを示す説明図である。
【符号の説明】
１  レール、２  列車、４  警報機、５  第１の列車検知装置、
６  第２の列車検知装置、７  第１の送信アンテナ、８  第２の受信アンテナ、
９  信号検知手段、１０  第１の列車判定手段、１１  第２の送信アンテナ、
１２  第２の受信アンテナ、１３  第２の信号検知手段、
１４  第２の列車判定手段、１５  鳴動制御手段。
【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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