(57)【要約】【課題】踏切制御子に列車の進行方向を検知する機能を追加することを可能にする。【解決手段】方向検知アダプタ１００は、踏切制御子１が出力する軌道送信信号に基づいて、独自に列車の検知を行い、方向検知アダプタ１００による列車検知区間と、踏切制御子１による列車検知区間との（列車の進行方向に沿った）ずれを利用して、列車の進行方向を検知する。すなわち、まず、方向検知アダプタ１００によって列車が検知された後に、踏切制御子１によって列車が検知された場合は、送信側取付点から受信側取付点に向かう方向（第一方向）に列車が進行していると判断し、一方、まず、踏切制御子１によって列車が検知された後に、方向検知アダプタ１００によって列車が検知された場合は、受信側取付点から送信側取付点に向かう方向（第二方向）に列車が進行していると判断する。【選択図】図１
2018008637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏切制御子が出力する信号に基づいて、列車の進行方向を検知する列車進行方向検知装置であって、
前記踏切制御子が出力する軌道送信信号に基づいて、列車の検知を行う内部列車検知部と、
前記踏切制御子が出力する列車検知信号に基づいて、前記踏切制御子の列車検知状態を検知する外部列車検知状態検知部と、
前記内部列車検知部による検知結果と、前記外部列車検知状態検知部による検知結果とに基づいて、列車の進行方向を判別する列車進行方向判別部と
を備えることを特徴とする列車進行方向検知装置。
【請求項２】
前記列車進行方向判別部による判別結果に基づいて、列車の進行方向を示す信号を外部に出力する列車進行方向出力部
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の列車進行方向検知装置。
【請求項３】
前記列車進行方向判別部は、前記内部列車検知部による列車検知及び前記踏切制御子による列車検知の順番に基づいて、列車の進行方向を判別する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の列車進行方向検知装置。
【請求項４】
前記列車進行方向判別部は、
前記内部列車検知部による列車検知が、前記踏切制御子による列車検知より先の場合、列車は、送信側取付点から受信側取付点に向かう方向に進行していると判別し、
前記内部列車検知部による列車検知が、前記踏切制御子による列車検知より後の場合、列車は、受信側取付点から送信側取付点に向かう方向に進行していると判別する
ことを特徴とする請求項３に記載の列車進行方向検知装置。
【請求項５】
前記内部列車検知部は、前記軌道送信信号の電圧及び電流に基づいて、列車の検知を行う
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の列車進行方向検知装置。
【請求項６】
前記内部列車検知部は、前記軌道送信信号の電圧値と、前記軌道送信信号の電流値とを比較し、両者の大小関係に基づいて、列車の検知を行う
ことを特徴とする請求項５に記載の列車進行方向検知装置。
【請求項７】
前記内部列車検知部は、前記軌道送信信号の電圧値と、前記軌道送信信号の電流値とを比較し、前記電流値が前記電圧値より大きい時、列車の存在を検知する
ことを特徴とする請求項６に記載の列車進行方向検知装置。
【請求項８】
前記内部列車検知部は、
電圧信号変換部と、電流信号変換部と、比較部とを備え、
前記電圧信号変換部は、前記軌道送信信号の電圧を、前記比較部によって比較可能な信号に変換し、
前記電流信号変換部は、前記軌道送信信号の電流を、前記比較部によって比較可能な信号に変換し、
前記比較部は、前記電圧信号変換部によって変換された信号と、前記電流信号変換部によって変換された信号とを比較し、両者の大小関係に基づいて、列車の検知を行う
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の列車進行方向検知装置。
【請求項９】
前記比較部は、前記電流信号変換部によって変換された信号が、前記電圧信号変換部によって変換された信号より大きい時、列車の存在を検知する
ことを特徴とする請求項８に記載の列車進行方向検知装置。
【請求項１０】
前記軌道送信信号の電流は、電流センサによって測定される
ことを特徴とする請求項５〜９に記載の列車進行方向検知装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の列車進行方向検知装置を備えた
ことを特徴とする踏切制御子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車の進行方向を検知する列車進行方向検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道と道路が平面交差する踏切（道）には、通常、踏切警報機や踏切遮断機等の踏切保安装置が設置されている。このような踏切保安装置の制御には、列車の接近及び通過（踏切の警報制御区間内への列車の進入及び警報制御区間からの列車の進出）を検知することが必要であり、踏切の近くには、列車検知装置として、例えば、踏切制御子が設置されている。
【０００３】
踏切制御子は、列車が踏切に接近したことや踏切を通過したことを検知するために使用されるものであって、８．５〜４０ｋＨｚの信号をレールに流し、列車の車軸でレール間が短絡されることを利用して列車を検知する短小の無絶縁軌道回路の一種である。踏切制御子には、その検知方式により、閉電路式と開電路式の２種類があり、閉電路式は、警報制御区間内に列車が進入したことを検知し警報を開始する警報開始点用に使用され、開電路式は、警報制御区間から列車が進出したことを検知し警報を止める警報終止点用に使用される。
【０００４】
ところで、従来の踏切制御子では、列車の存在を検知するだけで、列車の進行方向については検知することができなかった。そのため、例えば、従来の踏切制御子を使用して単線区間の踏切制御を行う場合、踏切制御論理回路の構成が複雑になっていた。
【０００５】
なお、特開平１１−３２１６５１号公報には、車上装置と地上装置とを備えた車両検知装置において、地上装置が、受信コイルと、照査信号供給回路と、第１の照査信号検知回路と、第２の照査信号検知回路と、方向検知回路とを備え、方向検知回路が、第１の照査信号検知回路及び第２の照査信号検知回路から供給される第１の車両検知信号及び第２の車両検知信号の時間的な変化順序から車両の走行方向を判定する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３２１６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、踏切制御子に列車の進行方向を検知する機能を追加することを可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る列車進行方向検知装置は、踏切制御子が出力する信号に基づいて、列車の進行方向を検知する列車進行方向検知装置であって、前記踏切制御子が出力する軌道送信信号に基づいて、列車の検知を行う内部列車検知部と、前記踏切制御子が出力する列車検知信号に基づいて、前記踏切制御子の列車検知状態を検知する外部列車検知状態検知部と、前記内部列車検知部による検知結果と、前記外部列車検知状態検知部による検知結果とに基づいて、列車の進行方向を判別する列車進行方向判別部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合において、前記列車進行方向判別部による判別結果に基づいて、列車の進行方向を示す信号を外部に出力する列車進行方向出力部を更に備えるようにしてもよい。
【００１０】
また、以上の場合において、前記列車進行方向判別部は、前記内部列車検知部による列車検知及び前記踏切制御子による列車検知の順番に基づいて、列車の進行方向を判別するようにしてもよい。更に、この場合、前記列車進行方向判別部は、前記内部列車検知部による列車検知が、前記踏切制御子による列車検知より先の場合、列車は、送信側取付点から受信側取付点に向かう方向に進行していると判別し、前記内部列車検知部による列車検知が、前記踏切制御子による列車検知より後の場合、列車は、受信側取付点から送信側取付点に向かう方向に進行していると判別するようにしてもよい。
【００１１】
また、以上の場合において、前記内部列車検知部は、前記軌道送信信号の電圧及び電流に基づいて、列車の検知を行うようにしてもよい。更に、この場合、前記内部列車検知部は、前記軌道送信信号の電圧値と、前記軌道送信信号の電流値とを比較し、両者の大小関係に基づいて、列車の検知を行うようにしてもよい。更に、前記内部列車検知部は、前記軌道送信信号の電圧値と、前記軌道送信信号の電流値とを比較し、前記電流値が前記電圧値より大きい時、列車の存在を検知するようにしてもよい。
【００１２】
また、前記内部列車検知部は、電圧信号変換部と、電流信号変換部と、比較部とを備え、前記電圧信号変換部は、前記軌道送信信号の電圧を、前記比較部によって比較可能な信号に変換し、前記電流信号変換部は、前記軌道送信信号の電流を、前記比較部によって比較可能な信号に変換し、前記比較部は、前記電圧信号変換部によって変換された信号と、前記電流信号変換部によって変換された信号とを比較し、両者の大小関係に基づいて、列車の検知を行うようにしてもよい。この場合、前記比較部は、前記電流信号変換部によって変換された信号が、前記電圧信号変換部によって変換された信号より大きい時、列車の存在を検知するようにしてもよい。
【００１３】
また、以上の場合において、前記軌道送信信号の電流は、電流センサ（例えば、クランプ式電流センサ）によって測定されるようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明に係る踏切制御子は、前記列車進行方向検知装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、踏切制御子に列車の進行方向を検知する機能を追加することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による方向検知アダプタの概要を説明するための図である。
【図２】方向検知アダプタ１００の機能構成を説明するための図である。
【図３】列車位置の変化に伴う軌道送信信号の電圧及び電流の変化の様子を説明するための図である。
【図４】方向検知アダプタ１００のハードウェア構成例を説明するための図である。
【図５】列車検知回路４１１の詳細を説明するための図である。
【図６】列車進行方向判別処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図７】方向検知アダプタの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
以下では、既存の閉電路式踏切制御子（以下、単に「踏切制御子」という）に列車の進行方向検知機能を追加することを可能にする方向検知アダプタについて説明する。
【００１９】
本発明による方向検知アダプタは、既存の踏切制御子に接続されて使用されるものであって、既存の踏切制御子が出力する信号に基づいて、列車の進行方向を検知するものである。
【００２０】
図１は、本発明による方向検知アダプタの概要を説明するための図である。
【００２１】
同図に示すように、本発明による方向検知アダプタ１００は、既存の踏切制御子１に接続されて使用される。
【００２２】
踏切制御子１は、送信側取付点及び受信側取付点を介してレール２と接続されており、送信側取付点を介してレール２に送信した信号を、受信側取付点を介して受信し、受信した信号レベルの大小によって列車の存在の有無を検知するものである。踏切制御子１は、送信側取付点と受信側取付点との中間点（取付点中心）を中心に、その両側にほぼ対称に広がる列車検知区間（制御区間）を有しており、制御区間の長さは、標準で３０ｍとなっている。より詳細には、送信側取付点と受信側取付点との間隔が標準で１５ｍで、送信側取付点及び受信側取付点の外側にそれぞれ標準で７．５ｍの外側検知区間を有している。
【００２３】
踏切制御子１は、列車が制御区間内に存在しない場合、すなわち、列車の存在を検知していない時は、受信リレー３に対して信号を出力（電力供給）しており、受信リレー３は動作状態（励磁状態）を維持することになる。一方、列車が制御区間内に進入し、列車の存在を検知すると、踏切制御子１は、受信リレー３に対する信号出力（電力供給）を停止し、その結果、受信リレー３は落下（励磁状態から無励磁状態へ移行）することになる。受信リレー３が落下すると、踏切制御論理回路が踏切警報機等の動作を開始させることになる。
【００２４】
方向検知アダプタ１００は、踏切制御子１が軌道（レール）に対して出力する軌道送信信号と、踏切制御子１が受信リレー３に対して出力する信号（列車検知信号）とを利用して、列車の進行方向を検知するものであり、これらの信号が方向検知アダプタ１００に入力されるように、踏切制御子１と接続される。
【００２５】
なお、踏切制御子１と方向検知アダプタ１００とを接続するための配線は、例えば、踏切制御子１が収容されている外箱が備える外線接続用の端子台の空いた端子を利用して、端子台において信号（軌道送信信号及び列車検知信号）を分岐させることで行われる。
【００２６】
方向検知アダプタ１００は、踏切制御子１が出力する軌道送信信号に基づいて、独自に列車の検知を行う。方向検知アダプタ１００における列車の検知方法の詳細については、後述する。方向検知アダプタ１００は、軌道送信信号に基づいて列車の検知を行うので、その列車検知範囲は、同図に示すように、送信側取付点を中心に、その両側に概ね対称に広がることになる。従って、方向検知アダプタ１００による列車検知区間の長さが適当な値（例えば、踏切制御子１の制御区間長と同じ３０ｍ程度）となるように設定すれば、方向検知アダプタ１００による列車検知区間と、踏切制御子１による列車検知区間には、列車の進行方向（同図における左右方向）に沿ってずれが生じることとなる。例えば、同図に示した例では、方向検知アダプタ１００による列車検知区間が、送信側取付点と取付点中心との間隔分だけ、左方向にずれている。
【００２７】
方向検知アダプタ１００においては、方向検知アダプタ１００による列車検知区間と、踏切制御子１による列車検知区間との（列車の進行方向に沿った）ずれを利用して、列車の進行方向を検知する。すなわち、まず、方向検知アダプタ１００によって列車が検知された後に、踏切制御子１によって列車が検知された場合は、送信側取付点から受信側取付点に向かう方向（第一方向）に列車が進行していると判断し、一方、まず、踏切制御子１によって列車が検知された後に、方向検知アダプタ１００によって列車が検知された場合は、受信側取付点から送信側取付点に向かう方向（第二方向）に列車が進行していると判断する。方向検知アダプタ１００によって検知された列車の進行方向は、列車進行方向信号として出力される。方向検知アダプタ１００から出力された列車進行方向信号は、踏切制御論理回路側に送られて、踏切制御に利用されることになる。
【００２８】
次に、本発明による方向検知アダプタ１００の詳細について説明する。
【００２９】
図２は、方向検知アダプタ１００の機能構成を説明するための図である。
【００３０】
同図に示すように、方向検知アダプタ１００は、内部列車検知部１１０と、外部列車検知状態検知部１２０と、列車進行方向判別部１３０と、列車進行方向出力部１４０とを備える。
【００３１】
内部列車検知部１１０は、外部から入力される軌道送信信号に基づいて、列車の存在を検知するものである。より具体的には、踏切制御子１が軌道（レール）に対して出力する軌道送信電圧と軌道送信電流とに基づいて、列車の存在を検知する。内部列車検知部１１０は、列車の存在を検知すると、その旨を列車進行方向判別部１３０に通知する。
【００３２】
外部列車検知状態検知部１２０は、踏切制御子１が受信リレー３に対して出力する信号（列車検知信号）に基づいて、踏切制御子１の列車検知状態（列車の検知の有無）を検知するものである。より具体的には、踏切制御子１が受信リレー３に対して出力する列車検知信号の電圧に基づいて、踏切制御子１の列車検知状態を検知する。すなわち、踏切制御子１が受信リレー３に対して出力する列車検知信号の電圧を監視し、列車検知信号の電圧が、予め決められた閾値（例えば、１８Ｖ）以下となった場合は、踏切制御子１が列車を検知したと判断する。外部列車検知状態検知部１２０は、踏切制御子１が列車を検知したことを検知すると、その旨を列車進行方向判別部１３０に通知する。
【００３３】
列車進行方向判別部１３０は、内部列車検知部１１０による列車検知結果、及び、外部列車検知状態検知部１２０による検知結果（踏切制御子１による列車検知結果）に基づいて、列車の進行方向を判別するものである。より具体的には、内部列車検知部１１０による列車検知と、踏切制御子１による列車検知（外部列車検知状態検知部１２０による検知）の順番（時間的な先後）によって列車の進行方向を判別する。すなわち、内部列車検知部１１０による列車検知が先で、踏切制御子１による列車検知が後の場合は、列車は、第一方向に進行していると判別し、逆に、踏切制御子１による列車検知が先で、内部列車検知部１１０による列車検知が後の場合は、列車は、第二方向に進行していると判別する。列車進行方向判別部１３０による判別結果は、列車進行方向出力部１４０に通知される。
【００３４】
列車進行方向出力部１４０は、列車進行方向判別部１３０によって判別された列車の進行方向を、列車進行方向信号として、外部に出力するためのものである。本実施形態においては、列車進行方向信号として、列車の進行方向が第一方向であることを示す第一方向信号と、列車の進行方向が第二方向であることを示す第二方向信号とを出力する。
【００３５】
次に、内部列車検知部１１０における列車検知方法について説明する。
【００３６】
前述したように、内部列車検知部１１０は、踏切制御子１が軌道（レール）に対して出力する軌道送信電圧と軌道送信電流とに基づいて、列車の存在を検知するものである。
【００３７】
踏切制御子１の送信側（送信器）が接続されている軌道回路のインピーダンスは、列車が踏切制御子１の送信側取付点に接近してくると、次第に低下していき、列車が送信側取付点上を通過している間、最も低くなる。その後、列車が送信側取付点から離れて行くに従って、インピーダンスは再び上昇していくことになる。踏切制御子１の送信側（送信器）の出力電力は一定（例えば、１０Ｗ）であるので、インピーダンスが低下すると、軌道送信信号の電流は増加する一方で、電圧は低下することになる。
【００３８】
図３は、列車位置の変化に伴う軌道送信信号の電圧及び電流の変化の様子を説明するための図である。同図は、擬似軌道回路装置を利用した実験結果を示すものである。なお、簡単のため、同図では、車軸が一軸の場合の実験結果を示している。同図の横軸は、送信側取付点を基準とした車軸までの距離（単位：ｍ）を示し、同図の縦軸は、電圧（実効値）（単位：Ｖ）又は電流（実効値）（単位：Ａ）を示している。
【００３９】
同図に示すように、軌道送信電圧３０１は、列車の車軸が送信側取付点に接近するに従って低下していき、車軸が送信側取付点上を通過する際、最も低下し、列車の車軸が送信側取付点から遠ざかるに従って上昇していく。一方、軌道送信電流３０２は、列車の車軸が送信側取付点に接近するに従って上昇していき、車軸が送信側取付点上を通過する際、最も上昇し、列車の車軸が送信側取付点から遠ざかるに従って低下していく。
【００４０】
軌道送信電圧３０１及び軌道送信電流３０２それぞれが上述したような変化をする結果、同図に示すように、送信側取付点を中心に、その両側に、軌道送信電流値が軌道送信電圧値を上回る範囲が存在することとなる。すなわち、列車の車軸が送信側取付点から一定の距離内に存在する場合は、軌道送信電流値が軌道送信電圧値を上回ることになる。
【００４１】
内部列車検知部１１０は、軌道送信電流値と軌道送信電圧値とを比較し、軌道送信電流値が軌道送信電圧値を上回った場合、列車が付近に存在すると判断して、列車の検知を行う。その結果、内部列車検知部１１０（方向検知アダプタ１００）による列車検知区間は、送信側取付点を中心に、その両側に概ね対称に広がることとなる。
【００４２】
一方、同図に示すように、踏切制御子１が受信側取付点を介して受信する軌道受信電圧３０３は、列車の車軸が送信側取付点に接近するに従って低下していき、車軸が送信側取付点と受信側取付点の間を通過する際、最も低下し、列車の車軸が受信側取付点から遠ざかるに従って上昇していく。踏切制御子１は、軌道受信電圧３０３が所定の閾値以下になった場合、列車が付近に存在すると判断して、列車の検知を行う。その結果、踏切制御子１による列車検知区間（制御区間）は、送信側取付点と受信側取付点の中間点（取付点中心）を中心に、その両側にほぼ対称に広がることとなる。
【００４３】
図４は、方向検知アダプタ１００のハードウェア構成例を説明するための図である。
【００４４】
同図に示すように、方向検知アダプタ１００は、電源部４０１と、列車検知回路４１１と、リレードライバ４１２と、ＤＲリレー４１３（ＤＲリレーコイル４１３ｃ及びＤＲリレー接点４１３ｓ）と、電圧監視回路４２１と、リレードライバ４２２と、ＭＲリレー４２３（ＭＲリレーコイル４２３ｃ及びＭＲリレー接点４２３ｓ）と、ＣＰＵ（マイクロコントローラ）４３０と、進行方向出力回路４４０とを備える。
【００４５】
電源部４０１は、方向検知アダプタ１００の動作に必要な電力を供給するものである。本実施形態においては、電源部４０１によって、外部から供給される交流電源（例えば、ＡＣ２００Ｖ・４００Ｈｚ）から、アナログ回路用の電源電圧Ｖａ（例えば、２４Ｖ）と、デジタル回路用の電源電圧Ｖｄ（例えば、５Ｖ）とが生成される。
【００４６】
列車検知回路４１１は、内部列車検知部１１０を構成するものであり、外部から入力される軌道送信電圧及び軌道送信電流に基づいて、列車を検知するものである。本実施形態においては、軌道送信電圧については、踏切制御子１が出力しているものをそのまま利用する。一方、軌道送信電流については、まず、クランプ式交流電流センサ４０２を軌道送信電圧用の電線（例えば、踏切制御子１の出力端子と、踏切制御子１を収容する外箱の外線接続用端子台の端子とを接続する電線）に装着した上で、クランプ式交流電流センサ４０２で測定したものを利用する。クランプ式交流電流センサ４０２からは、測定された電流に対応する電圧が出力される。列車検知回路４１１は、検知結果に基づいて、リレードライバ４１２に対して動作を指示するための信号を出力する。列車検知回路４１１の詳細については後述する。
【００４７】
リレードライバ４１２は、列車検知回路４１１からの指示に基づいて、ＤＲリレー４１３を駆動するものであり、トランジスタ等によって構成されている。リレードライバ４１２は、通常時（列車検知回路４１１が列車を検知していない間）は、ＤＲリレー４１３を駆動し、列車検知回路４１１が列車を検知している間は、ＤＲリレー４１３の駆動を停止するように制御される。
【００４８】
ＤＲリレー４１３は、ＣＰＵ４３０の動作を制御するためのものであり、ＤＲリレーコイル４１３ｃ及びＤＲリレー接点４１３ｓを備えた電磁リレーによって構成される。ＤＲリレー接点４１３ｓは、ＤＲリレーコイル４１３ｃが励磁された際、非導通状態から導通状態に移行する接点（ａ接点）である。同図に示すように、ＤＲリレーコイル４１３ｃの一方の端子は、リレードライバ４１２と接続され、他方の端子は、電源電圧Ｖａと接続されている。また、ＤＲリレー接点４１３ｓの一方の端子は、電源電圧Ｖｄと接続され、他方の端子は、ＣＰＵ４３０の入力端子と接続されている。ＤＲリレー４１３は、通常時（列車検知回路４１１が列車を検知していない間）は動作し、列車検知回路４１１が列車を検知した際に落下（励磁状態から無励磁状態に移行）するように制御される。
【００４９】
電圧監視回路４２１は、外部列車検知状態検知部１２０を構成するものであり、外部から入力される列車検知信号（踏切制御子１が受信リレー３に対して出力する信号）の電圧を監視し、当該電圧に基づいて、踏切制御子１の列車検知状態を検知するものである。すなわち、踏切制御子１が受信リレー３に対して出力する電圧を監視し、当該電圧が予め決められた閾値（例えば、１８Ｖ）以下となった場合は、踏切制御子１が列車を検知したと判断する。本実施形態においては、電圧監視回路４２１は、可変シャントレギュレータ等によって構成される。電圧監視回路４２１は、検知結果に基づいて、リレードライバ４２２に対して動作を指示するための信号を出力する。
【００５０】
リレードライバ４２２は、電圧監視回路４２１からの指示に基づいて、ＭＲリレー４２３を駆動するものであり、トランジスタ等によって構成されている。リレードライバ４２２は、通常時（踏切制御子１が列車を検知していない間）は、ＭＲリレー４２３を駆動し、踏切制御子１が列車を検知している間は、ＭＲリレー４２３の駆動を停止するように制御される。
【００５１】
ＭＲリレー４２３は、ＣＰＵ４３０の動作を制御するためのものであり、ＭＲリレーコイル４２３ｃ及びＭＲリレー接点４２３ｓを備えた電磁リレーによって構成される。ＭＲリレー接点４２３ｓは、ＭＲリレーコイル４２３ｃが励磁された際、非導通状態から導通状態に移行する接点（ａ接点）である。同図に示すように、ＭＲリレーコイル４２３ｃの一方の端子は、リレードライバ４２２と接続され、他方の端子は、電源電圧Ｖａと接続されている。また、ＭＲリレー接点４２３ｓの一方の端子は、電源電圧Ｖｄと接続され、他方の端子は、ＣＰＵ４３０の入力端子と接続されている。ＭＲリレー４２３は、通常時（踏切制御子１が列車を検知していない間）は動作し、踏切制御子１が列車を検知した際に落下（励磁状態から無励磁状態に移行）するように制御される。すなわち、ＭＲリレー４２３は、受信リレー３と実質的に同じ動作を行うことになる。
【００５２】
ＣＰＵ４３０は、列車進行方向判別部１３０を構成するものであり、内部にメモリ（ＲＯＭ４３１及びＲＡＭ４３２）を備えている。ＣＰＵ４３０は、内部のＲＯＭ４３１に予め記録されたプログラムを実行することで、列車進行方向判別部１３０の機能を実現する。ＣＰＵ４３０は、入力端子を介して入力される信号（ＤＲリレー信号及びＭＲリレー信号）に基づいて、列車の進行方向を判別し、判別結果を、出力端子を介して外部に出力する。ＣＰＵ４３０が実行する列車進行方向判別処理の詳細については後述する。前述したように、ＣＰＵ４３０の入力端子には、ＤＲリレー接点４１３ｓ及びＭＲリレー接点４２３ｓが接続されており、各リレー４１３，４２３が動作している間は、Ｈレベルの信号が入力され、各リレー４１３，４２３が落下している間は、Ｌレベルの信号が入力されるように構成されている。また、ＣＰＵ４３０の出力端子には、進行方向出力回路４４０を構成する出力ドライバ４４１，４４２が接続されている。
【００５３】
進行方向出力回路４４０は、ＣＰＵ４３０からの指示に基づいて、列車の進行方向を示す信号を外部に出力するためのものであって、本実施形態においては、一対の出力ドライバ４４１，４４２によって構成されている。一方の出力ドライバ４４１は、列車の進行方向が第一方向であった場合に、第一方向信号を出力するものであり、トランジスタ等で構成される。他方の出力ドライバ４４２は、列車の進行方向が第二方向であった場合に、第二方向信号を出力するものであり、トランジスタ等で構成される。出力ドライバ４４１，４４２によって出力された各方向信号は、例えば、踏切制御論理回路側に設けられた受信用リレーに送られる。
【００５４】
次に、列車検知回路４１１の詳細について説明する。
【００５５】
図５は、列車検知回路４１１の詳細を説明するための図である。
【００５６】
同図に示すように、列車検知回路４１１は、電圧信号変換部５１０と、電流信号変換部５２０と、比較部５３０とを備える。
【００５７】
電圧信号変換部５１０は、外部から入力される軌道送信電圧信号を、比較部５３０において比較可能な信号に変換するものであって、増幅器５１１と、検知範囲調整部５１２と、フィルタ部５１３と、実効値変換部５１４とを備える。電流信号変換部５２０は、外部から入力される軌道送信電流信号を、比較部５３０において比較可能な信号に変換するものであって、増幅器５２１と、フィルタ部５２３と、実効値変換部５２４とを備える。
【００５８】
増幅器５１１，５２１は、入力インピーダンスを確保すると共に、入力信号の信号レベル（電圧）の調整を行うためのものである。
【００５９】
検知範囲調整部５１２は、設置場所の条件等に応じて、方向検知アダプタ１００の列車検知範囲（列車検知区間の長さ）を微調整するためのものであり、本実施形態においては、信号レベルの減衰量が可変な減衰器（アッテネータ）によって構成されている。信号レベルの減衰量を増減させると、図３に示した軌道送信電圧のグラフ３０１が上下方向に移動することになる。そうすると、軌道送信電流のグラフ３０２との交点も移動することになるので、列車検知範囲も増減することになる。すなわち、軌道送信電圧信号の減衰量を増加させると、列車検知範囲が広がり（列車検知区間長が長くなり）、軌道送信電圧信号の減衰量を減少させると、列車検知範囲が狭まる（列車検知区間長が短くなる）ことになる。なお、本実施形態においては、検知範囲調整部５１２を、電圧信号変換部５１０側に設けるようにしているが、電流信号変換部５２０側に設けるようにしてもよい。
【００６０】
フィルタ部５１３，５２３は、対象となる踏切制御子１が使用する周波数の信号を取り出すためのものであり、所望の周波数を通過させる狭帯域通過フィルタによって構成される。
【００６１】
実効値変換部５１４，５２４は、交流信号を、その実効値に等しい直流信号に変換するものであり、本実施形態においては、ＲＭＳ／ＤＣコンバータによって構成される。
【００６２】
比較部５３０は、電圧信号変換部５１０が出力する信号と、電流信号変換部５２０が出力する信号とを比較し、比較結果に応じた信号を出力するものであり、本実施形態においては、ヒステリシスコンパレータによって構成される。比較部５３０は、電圧信号変換部５１０が出力する信号レベル（電圧）が、電流信号変換部５２０が出力する信号レベル（電圧）より大きい時は、Ｈレベルの信号を出力し、電圧信号変換部５１０が出力する信号レベル（電圧）が、電流信号変換部５２０が出力する信号レベル（電圧）より小さい時は、Ｌレベルの信号を出力する。すなわち、比較部５３０は、列車を検知している時は、Ｌレベルの信号を出力し、列車を検知していない時は、Ｈレベルの信号を出力するように構成されている。
【００６３】
列車検知回路４１１は、以上のような構成を有しているので、列車を検知している時は、内部列車検知信号（リレードライバ４１２の動作を指示する信号）として、Ｌレベルの信号を出力し、列車を検知していない時は、内部列車検知信号として、Ｈレベルの信号を出力することになる。
【００６４】
次に、ＣＰＵ４３０が実行する列車進行方向判別処理の詳細について説明する。
【００６５】
図６は、ＣＰＵ４３０が実行する列車進行方向判別処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図に示す処理は、方向検知アダプタ１００が動作を開始すると、継続的に実行されるものである。
【００６６】
同図に示すように、まず、入力信号（ＤＲリレー信号及びＭＲリレー信号）の読み取りが行われる（Ｓ６０１）。すなわち、ＤＲリレー接点４１３ｓ及びＭＲリレー接点４２３ｓが接続された入力ポートの読み取りが行われる。以下、ＤＲリレー接点４１３ｓ及びＭＲリレー接点４２３ｓが接続された入力ポートをそれぞれＤＲ入力ポート及びＭＲ入力ポートという。また、ＤＲ入力ポート及びＭＲ入力ポートそれぞれから読み取られた値を、ＤＲ入力ポート値及びＭＲ入力ポート値という。
【００６７】
次に、読み取られた入力信号の値（ＭＲ入力ポート値）に基づいて、ＭＲリレー４２３が落下したか否かが判別される（Ｓ６０２）。すなわち、ＭＲリレー接点４２３ｓが導通状態から非導通状態に移行したか否かが判別される。本実施形態においては、ＭＲリレー接点４２３ｓが導通状態にある時は、ＭＲ入力ポート値は「１」となり、ＭＲリレー接点４２３ｓが非導通状態にある時は、ＭＲ入力ポート値は「０」となるように構成されているので、ＭＲ入力ポート値が「１」から「０」に移行した否かが判別される。すなわち、今回読み取ったＭＲ入力ポート値が「０」、かつ、前回読み取ったＭＲ入力ポート値が「１」であるか否かが判別される。なお、前回読み取ったＭＲ入力ポート値については、新たにＭＲ入力ポートの読み取りを行う際に、ＣＰＵ４３０が備えるＲＡＭ４３２上の所定の領域に適宜保存するようにしている。
【００６８】
判別の結果、ＭＲリレー４２３が落下していない場合は（Ｓ６０２：Ｎｏ）、ＭＲリレー４２３が落下するまで、入力信号の読み取り処理Ｓ６０１を繰り返す。一方、ＭＲリレー４２３が落下した場合は（Ｓ６０２：Ｙｅｓ）、その時点でＤＲリレー４１３が既に落下済みであるか否かが判別される（Ｓ６０３）。すなわち、ＤＲリレー接点４１３ｓが非導通状態になっているか否かが判別される。本実施形態においては、ＤＲリレー接点４１３ｓが導通状態にある時は、ＤＲ入力ポート値は「１」となり、ＤＲリレー接点４１３ｓが非導通状態にある時は、ＤＲ入力ポート値は「０」となるように構成されているので、今回読み取られたＤＲ入力ポート値が「０」であるか否かが判別される。
【００６９】
判別の結果、ＤＲリレー４１３が落下済みの場合は（Ｓ６０３：Ｙｅｓ）、ＤＲリレー→ＭＲリレーの順で落下したことになるので、列車は、送信側取付点から受信側取付点に向かう方向（第一方向）に進行していると判断して、第一方向信号を出力するよう、進行方向出力回路４４０に指示する（Ｓ６０４）。本実施形態においては、進行方向出力回路４４０を構成する出力ドライバ４４１が接続された出力ポートに「１」を書き込むことで、第一方向信号の出力を指示する。
【００７０】
次に、ＤＲリレー４１３及びＭＲリレー４２３それぞれが動作を開始（励磁状態に移行）するのを待つ（Ｓ６０５）。すなわち、前述した処理Ｓ６０１と同様の入力信号読み取り処理を繰り返して、まず、ＤＲ入力ポート値が「１」になるのを待ち、更に、ＭＲ入力ポート値が「１」になるのを待つ。
【００７１】
列車が遠ざかった結果、ＤＲリレー４１３及びＭＲリレー４２３それぞれが順次動作を開始したら、進行方向出力回路４４０に、方向信号の出力停止を指示する（Ｓ６０６）。本実施形態においては、進行方向出力回路４４０を構成する出力ドライバ４４１が接続された出力ポートに「０」を書き込んで、方向信号の出力停止を指示する。
【００７２】
そして、上述した処理Ｓ６０１に戻って、次の列車の接近を待つ。
【００７３】
一方、判別処理Ｓ６０３における判別の結果、ＤＲリレー４１３が落下していなかった場合は（Ｓ６０３：Ｎｏ）、現時点では、ＭＲリレー４２３のみが落下していることになるので、ＤＲリレー４１３の落下を待つため、再び、入力信号の読み取りが行われる（Ｓ６０７）。
【００７４】
そして、読み取られた入力信号の値（ＤＲ入力ポート値）に基づいて、ＤＲリレー４１３が落下したか否かが判別される（Ｓ６０８）。すなわち、ＤＲ入力ポート値が「１」から「０」に移行した否かが判別される。つまり、今回読み取ったＤＲ入力ポート値が「０」、かつ、前回読み取ったＤＲ入力ポート値が「１」であるか否かが判別される。なお、前回読み取ったＤＲ入力ポート値については、新たにＤＲ入力ポートの読み取りを行う際に、ＣＰＵ４３０が備えるＲＡＭ４３２上の所定の領域に適宜保存するようにしている。
【００７５】
判別の結果、ＤＲリレー４１３が落下していない場合は（Ｓ６０８：Ｎｏ）、ＤＲリレー４１３が落下するまで、入力信号の読み取り処理Ｓ６０７を繰り返す。一方、ＤＲリレー４１３が落下した場合は（Ｓ６０８：Ｙｅｓ）、ＭＲリレー→ＤＲリレーの順で落下したことになるので、列車は、受信側取付点から送信側取付点に向かう方向（第二方向）に進行していると判断して、第二方向信号を出力するよう、進行方向出力回路４４０に指示する（Ｓ６０９）。本実施形態においては、進行方向出力回路４４０を構成する出力ドライバ４４２が接続された出力ポートに「１」を書き込むことで、第二方向信号の出力を指示する。
【００７６】
次に、ＭＲリレー４２３及びＤＲリレー４１３それぞれが動作を開始するのを待つ（Ｓ６１０）。すなわち、前述した処理Ｓ６０１と同様の入力信号読み取り処理を繰り返して、まず、ＭＲ入力ポート値が「１」になるのを待ち、更に、ＤＲ入力ポート値が「１」になるのを待つ。
【００７７】
列車が遠ざかった結果、ＭＲリレー４２３及びＤＲリレー４１３それぞれが動作を順次開始したら、進行方向出力回路４４０に、方向信号の出力停止を指示する（Ｓ６１１）。本実施形態においては、進行方向出力回路４４０を構成する出力ドライバ４４２が接続された出力ポートに「０」を書き込んで、方向信号の出力停止を指示する。
【００７８】
そして、上述した処理Ｓ６０１に戻って、次の列車の接近を待つ。
【００７９】
以上のような処理によって、列車の進行方向が判別されることになる。
【００８０】
なお、図６に示した処理においては、簡単のため、省略してあるが、例えば、ＤＲリレー４１３やＭＲリレー４２３が故障等により正常動作しなかった場合等に備えて、ＤＲリレー４１３及びＭＲリレー４２３の落下や動作開始を待つ処理において、予め決められた時間以内に、待っている落下や動作開始を確認できない場合は、エラーが発生したと判断し、エラーが所定回数発生した場合は、外部に故障を通知するようにしてもよい。また、前述した処理Ｓ６０７及びＳ６０８において、ＤＲリレー４１３の落下を待つ間、併せて、ＭＲリレー４２３が落下状態を維持しているかを確認し、落下状態を維持していない場合は、エラーが発生したと判断するようにしてもよい。
【００８１】
図７は、方向検知アダプタ１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。同図（ａ）は、列車が第一方向に進行した場合を示し、同図（ｂ）は、列車が第二方向に進行した場合を示している。
【００８２】
第一方向（送信側取付点→受信側取付点）に進行する列車が踏切制御子１に接近してくると、同図（ａ）に示すように、まず、方向検知アダプタ１００（列車検知回路４１１）によって検知されて、ＤＲリレー４１３が落下し、その後、踏切制御子１によって検知されて、ＭＲリレー４２３が落下する。方向検知アダプタ１００（ＣＰＵ４３０）は、ＤＲリレー→ＭＲリレーの順で落下したことを検知すると、列車は第一方向に進行していると判断し、第一方向信号（ＤＩＲ＿１）を出力する。第一方向に進行する列車が踏切制御子１から遠ざかり、方向検知アダプタ１００の列車検知区間から進出すると、ＤＲリレー４１３が動作を開始し、更に、踏切制御子１の列車検知区間からも進出すると、ＭＲリレー４２３が動作を開始する。方向検知アダプタ１００は、ＤＲリレー４１３及びＭＲリレー４２３の動作開始を検知すると、第一方向信号（ＤＩＲ＿１）の出力を停止する。
【００８３】
一方、第二方向（受信側取付点→送信側取付点）に進行する列車が踏切制御子１に接近してくると、同図（ｂ）に示すように、まず、踏切制御子１によって検知されて、ＭＲリレー４２３が落下し、その後、方向検知アダプタ１００（列車検知回路４１１）によって検知されて、ＤＲリレー４１３が落下する。方向検知アダプタ１００（ＣＰＵ４３０）は、ＭＲリレー→ＤＲリレーの順で落下したことを検知すると、列車は第二方向に進行していると判断し、第二方向信号（ＤＩＲ＿２）を出力する。第二方向に進行する列車が踏切制御子１から遠ざかり、踏切制御子１の列車検知区間から進出すると、ＭＲリレー４２３が動作を開始し、更に、方向検知アダプタ１００の列車検知区間からも進出すると、ＤＲリレー４１３が動作を開始する。方向検知アダプタ１００は、ＭＲリレー４２３及びＤＲリレー４１３の動作開始を検知すると、第二方向信号（ＤＩＲ＿２）の出力を停止する。
【００８４】
以上、詳細に説明したように、本発明による方向検知アダプタ１００によれば、既存の踏切制御子１に接続するだけで、列車の進行方向を検知することが可能となる。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、当然のことながら、本発明の実施形態は上記のものに限られない。例えば、上述した実施形態においては、列車進行方向判別部１３０の機能をＣＰＵ４３０及びＣＰＵ４３０が実行するプログラム（ソフトウェア）によって実現するようにしていたが、ハードウェアのみによって実現するようにすることも考えられる。
【００８６】
また、上述した実施形態においては、本発明による列車進行方向検知装置を、既存の踏切制御子に接続されて使用される方向検知アダプタとして実装した場合について説明したが、本発明による列車進行方向検知装置を、踏切制御子に内蔵させて、列車進行方向検知機能付き踏切制御子として実装することも考えられる。
【符号の説明】
【００８７】
１      閉電路式踏切制御子
２      レール
３      受信リレー
１００    方向検知アダプタ
１１０    内部列車検知部
１２０    外部列車検知状態検知部
１３０    列車進行方向判別部
１４０    列車進行方向出力部
３０１    軌道送信電圧
３０２    軌道送信電流
３０３    軌道受信電圧
４０１    電源部
４０２    クランプ式交流電流センサ
４１１    列車検知回路
４１２    リレードライバ
４１３    ＤＲリレー
４１３ｃ    ＤＲリレーコイル
４１３ｓ    ＤＲリレー接点
４２１    電圧監視回路
４２２    リレードライバ
４２３    ＭＲリレー
４２３ｃ    ＭＲリレーコイル
４２３ｓ    ＭＲリレー接点
４３０    ＣＰＵ（マイクロコントローラ）
４３１    ＲＯＭ
４３２    ＲＡＭ
４４０    進行方向出力回路
４４１，４４２    出力ドライバ
５１０    電圧信号変換部
５１１    増幅器
５１２    検知範囲調整部
５１３    フィルタ部
５１４    実効値変換部
５２０    電流信号変換部
５２１    増幅器
５２３    フィルタ部
５２４    実効値変換部
５３０    比較部
【図１】
2018008637.tif 000003
【図２】
2018008637.tif 000004
【図３】
2018008637.tif 000005
【図４】
2018008637.tif 000006
【図５】
2018008637.tif 000007
【図６】
2018008637.tif 000008
【図７】
2018008637.tif 000009