(57)【要約】【課題】低周波軌道回路装置の耐雑音性を飛躍的に高めるとともに使用周波数帯域を広げることなく多現示を図る。【解決手段】送信器２ｂは、交流電化区間の基本周波数とその高次調波の複数の周波数の間隙にある搬送周波数に対してＦＳＫ方式で変調してデジタル変調波を生成し、生成したデジタル変調波を信号現示情報に基づいたアナログ変調波により、デジタル変調波の必要最小限の振幅成分を残す程度の振幅変調度で、かつ一定周期の振幅変調周波数で振幅変調してデジアナ信号波を生成して軌道回路２Ｔに送信して多現示化を図る。受信器３ｂは軌道回路２Ｔに送信されているデジアナ信号波を受信してデジタル変調成分を分離し、分離したデジタル変調成分の周波数の周期と順番を検定して耐雑音性を向上させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各軌道回路の一方の端部に接続された送信器と、他方の端部に接続された受信器とを有し、
前記送信器は、デジタル変調波生成部とアナログ変調波発生部と振幅変調部及び送信部を有し、前記デジタル変調波生成部は、交流電化区間の基本周波数とその高次調波の複数の周波数の間隙にある搬送周波数に対して振幅変調を伴わない変調によりデジタル変調波を生成し、前記アナログ変調波発生部は、信号現示情報に基づいてアナログ変調波を生成し、前記振幅変調部は、前記デジタル変調波生成部で生成したデジタル変調波を前記アナログ変調波生成部で生成したアナログ変調波により、少なくともデジタル変調波の必要最小限の振幅成分を残す程度の振幅変調度で、かつ一定周期の振幅変調周波数で振幅変調して信号波を生成し、前記送信部は前記振幅変調部で生成した信号波を各軌道回路に送信し、
前記受信器は、列車検知処理部と信号現示検知処理部を有し、前記列車検知処理部は軌道回路から受信した信号波から振幅変調を伴わない変調成分を検出して復調して軌道回路における列車の非在線を検出し、前記信号現示検知処理部は、軌道回路から受信した信号波から一定周期の振幅変調周波数の変調成分を復調して該当する区間の信号現示を検出することを特徴とする低周波デジアナ信号軌道回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レールを用いて列車の在線を検知するデジアナ信号軌道回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の低周波軌道回路は、送信信号との位相差と受信レベルの双方を検定する２元式軌道回路と、特許文献１に示すように、送信端では列車検知用の低周波信号を情報種別により変調周波数を切り換えて振幅変調してインピーダンスボンドを介してレールに送電し、受信端では受信した信号の振幅変調の電圧変動を除去した信号のレベルを検定して列車の在線を検知するとともに、受信した信号の変調周波数を選別判定して情報種別を出力する断続波振幅変調・多現示方式が使用されている。
【０００３】
これらの低周波軌道回路を使用して制御区間における列車を検知するとき、従来からの抵抗制御車のノッチ変化等の過渡雑音や車輪短絡によるホィールアーキング雑音等の電気車雑音による誤動作がある。また、近年急速に普及しているインバータ制御車からのインバータ制御雑音の影響を受けた誤動作が報告されている。この誤動作はいずれも制御区間に列車が在線しているときの車両雑音による誤動作のため、列車在線を非在線と判断する危険側誤動作である。
【０００４】
抵抗車やインバータ制御車等の電気車は、牽引力や走行速度、加減速度等には一定の範囲があり、これらの要因から発生する電気車雑音の周波数特性、時間特性等にも一定の範囲がある。これまで得られた電気車雑音の特性からは、図６（ａ）に示すように、車輪短絡時のホィールアーキング等の周期性がない雑音や、図６（ｂ）に示すように、チョッパー制御車等の周期性がある雑音、ＶＶＶＦ車等の周波数が連続して変化する雑音等の各種の雑音が報告されている。列車在線を非在線とする危険側誤動作を確実に防止するためには、これらの全ての雑音の影響を排除する必要がある。
【０００５】
これらの電気車雑音を排除して耐雑音性を飛躍的に高める低周波軌道回路装置が特許文献２に開示されている。特許文献２に示された低周波軌道回路装置は、送信端から交流電化区間の基本周波数とその高次調波の間の周波数を基本周波数として周波数離隔の少ない２種類の周波数の信号に交互に低周期で切替えたＦＳＫ波の信号を軌道回路のレールに送信し、受信端は、レールに送信された列車検知信号を２種類の周波数の信号に分離し、分離した２種類の周波数の信号に相補性があるかどうかの相補性検定を行ない、２種類の周波数の信号に相補性を有する場合、軌道回路に列車なしと判定し、列車検知信号を受信しないとき及び受信した２種類の周波数の信号に相補性を有しない場合は軌道回路に列車有りと判定して電気車雑音を排除し、耐雑音性が飛躍的に向上するようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に示された低周波軌道回路装置は、耐雑音性は向上するが、多現示化を図ることはできなかった。
【０００７】
この発明は、耐雑音性を飛躍的に高めるとともに使用周波数帯域を広げることなく多現示を図ることができるデジアナ信号軌道回路装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のデジアナ信号軌道回路装置は、各軌道回路の一方の端部に接続された送信器と、他方の端部に接続された受信器とを有し、前記送信器は、デジタル変調波生成部とアナログ変調波発生部と振幅変調部及び送信部を有し、前記デジタル変調波生成部は、交流電化区間の基本周波数とその高次調波の複数の周波数の間隙にある搬送周波数に対して振幅変調を伴わない変調によりデジタル変調波を生成し、前記アナログ変調波発生部は、信号現示情報に基づいてアナログ変調波を生成し、前記振幅変調部は、前記デジタル変調波生成部で生成したデジタル変調波を前記アナログ変調波生成部で生成したアナログ変調波により、少なくともデジタル変調波の必要最小限の振幅成分を残す程度の振幅変調度で、かつ一定周期の振幅変調周波数で振幅変調して信号波を生成し、前記送信部は前記振幅変調部で生成した信号波を各軌道回路に送信し、前記受信器は、列車検知処理部と信号現示検知処理部を有し、前記列車検知処理部は軌道回路から受信した信号波から振幅変調を伴わない変調成分を検出して復調して軌道回路における列車の非在線を検出し、前記信号現示検知処理部は、軌道回路から受信した信号波から一定周期の振幅変調周波数の変調成分を復調して該当する区間の信号現示を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、交流電化区間の基本周波数とその高次調波の複数の周波数の間隙にある搬送周波数に対して振幅変調を伴わない変調によりデジタル変調波を生成し、生成したデジタル変調波を搬送信号波とすることにより、耐雑音性を確保することができる。
【００１０】
また、デジタル変調波を生成するとともに信号現示情報に基づいてアナログ変調波を生成し、生成したデジタル変調波を生成したアナログ変調波により、少なくともデジタル変調波の必要最小限の振幅成分を残す程度の振幅変調度で、かつ一定周期の振幅変調周波数で振幅変調して信号波を生成して軌道回路に送信するから多現示化を図ることができる。
【００１１】
さらに、軌道回路に送信されているデジアナ信号波を受信してデジタル変調成分を分離し、分離したデジタル変調成分の周波数の周期と順番を検定することにより、ＶＶＶＦ車等の速度に比例して周波数成分が変わる場合であっても、加速，減速，加速あるいは減速，加速，減速が一定短時間に切り換らない限り擬似信号とはならないから、電気車雑音を排除することができ、耐雑音性を飛躍的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明のデジアナ信号軌道回路装置の構成を示すブロック図である。
【図２】送信器の構成を示すブロック図である。
【図３】デジタル変調波の構成を示す説明図である。
【図４】受信器の構成を示すブロック図である。
【図５】デジアナ信号波の構成を示す説明図である。
【図６】電気車により発生する雑音を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、この発明のデジアナ信号軌道回路装置の構成を示すブロック図である。図に示すように、デジアナ信号軌道回路装置は、列車１が走行するレールを利用した各軌道回路１Ｔ〜４Ｔの列車進出側の境界に接続された送信器２ａ〜２ｃと、各軌道回路１Ｔ〜４Ｔの列車進入側の境界側に接続された受信器３ａ〜３ｄを有する。
【００１４】
送信器２は、図２のブロック図に示すように、デジタル変調波生成部４とアナログ変調波発生部５と振幅変調部６及び送信部７を有する。デジタル変調波生成部４は、交流電化区間の基本周波数50Ｈｚ又は60Ｈｚとその高次調波（100Ｈｚ，150Ｈｚ，・・，120Ｈｚ，180Ｈｚ・・）の間にある搬送周波数に対して振幅変調を伴わない変調によりデジタル変調波を生成する。例えば交流電化区間の基本周波数50Ｈｚ又は60Ｈｚとその高次調波（100Ｈｚ，150Ｈｚ，・・，120Ｈｚ，180Ｈｚ・・）の間にある周波数ｆｃＨｚと、周波数ｆｃに対して周波数離隔が少ない、少なくとも２波の周波数を搬送周波数として周波数偏移変調（ＦＳＫ）方式で変調してデジタル変調波を生成する。すなわち図３（ａ）のスペクトラムに示すように、周波数ｆｃと遷移周波数Δｆ＝±ｆｓで生成される周波数（ｆｃ−ｆｓ）と周波数（ｆｃ＋ｆｓ）の２波の周波数を搬送周波数としてＦＳＫ方式で変調して、図３（ｂ）の波形図に示すように、周波数（ｆｃ−ｆｓ）の信号と周波数（ｆｃ＋ｆｓ）の信号の順番で一定のKeying周期ｆｋに配列した振幅一定のデジタル変調波を振幅変調部６に出力する。
【００１５】
アナログ変調波発生部５は、条件連絡回路8を介して送られる信号現示情報に基づいてアナログ変調波を生成して振幅変調部６に出力する。振幅変調部６はデジタル変調波生成部４で生成したデジタル変調波をアナログ変調波発生部５で生成したアナログ変調波により、少なくともデジタル変調波である搬送信号波の必要最小限の振幅成分を残す程度の振幅変調度で、かつ一定周期の振幅変調周波数ｆｍで振幅変調して、図５（ａ）のスペクトラムと（ｂ）の波形図に示すように、多現示化のための振幅変調を伴う側帯波成分を含む帯域のデジアナ信号波を生成する。送信部７は振幅変調部６で生成したデジアナ信号波を各軌道回路１Ｔ〜４Ｔに送信する。
【００１６】
受信器３は、図４のブロック図に示すように、列車検知処理部９と信号現示検知処理部１０を有する。列車検知処理部９はＢＰＦ１１とデジタル変調波復調部１２及び論理部１３を有する。ＢＰＦ１１は軌道回路１Ｔ〜４Ｔから受信したデジアナ信号波から振幅変調を伴わないデジタル変調成分を検出してデジタル変調波復調部１２に出力する。デジタル変調波復調部１２は入力したデジタル変調成分を例えばＦＳＫ方式で復調して論理部１３に出力する。論理部１３は入力したデジタル信号により各軌道回路１Ｔ〜４Ｔに列車１が在線しているか否を検出する。例えばデジタル信号の周波数の周期と順番を検定し、周波数の周期と順番があらかじめ定められた一定周期、一定順番に配列している場合、軌道回路に列車なしと判定し、軌道回路１Ｔ〜４Ｔに送信された信号波を受信しないとき及び受信した周波数の受信時間が一定周期、一定順番に配列していない場合は軌道回路に列車有りと判定する。
【００１７】
信号現示検知処理部１０はＢＰＦ１４とアナログ変調波復調部１５及び論理部１６を有する。ＢＰＦ１４は各軌道回路１Ｔ〜４Ｔから受信したデジアナ信号波から一定周期の振幅変調周波数ｆｍのアナログ変調成分を検出してアナログ変調波復調部１５に出力する。アナログ変調波復調部１５は入力したアナログ変調成分を復調して論理部１６に出力する。論理部１６は入力したアナログ信号により該当する区間の信号現示を検出して出力する。
【００１８】
このデジアナ信号軌道回路装置で例えば軌道回路２Ｔに列車１が在線しているか否を検知するときの処理を説明する。
【００１９】
送信器２ｂは軌道回路２Ｔに列車１が在線していないとき、デジタル変調波生成部４は例えばｆｃ＝８０Ｈｚを基本周波数とし、遷移周波数ｆｓ＝５Ｈｚで生成される周波数（ｆｃ−ｆｓ）＝７５Ｈと周波数（ｆｃ＋ｆｓ）＝８５Ｈｚの２波の周波数を搬送周波数としてＦＳＫ方式で変調して周波数（ｆｃ−ｆｓ）の信号と周波数（ｆｃ＋ｆｓ）の信号の順番で一定のKeying周期ｆｋ＝１Ｈｚに配列した振幅一定のデジタル変調波を振幅変調部６に出力する。一方、アナログ変調波発生部５は、条件連絡回路8を介して送られる信号現示情報に基づいてアナログ変調波を生成して振幅変調部６に出力する。振幅変調部６はデジタル変調波生成部４で生成したデジタル変調波をアナログ変調波発生部５により生成されたアナログ変調波により、少なくともデジタル変調波である搬送信号波の振幅成分を必要最小限残す程度の振幅変調度で、かつ一定周期の振幅変調周波数ｆｍ＝５Ｈｚで振幅変調して多現示化のための振幅変調を伴う側帯波成分を含む帯域のデジアナ信号波を生成して送信部７に出力して送信部７からデジアナ信号波を軌道回路２Ｔに送信する。
【００２０】
このように送信器２ｂから多現示化のための振幅変調を伴う側帯波成分を含む帯域のデジアナ信号波を軌道回路２Ｔに送信することにより多現示化を図ることができる。
【００２１】
この軌道回路２Ｔに送信されたデジアナ信号を受信器２で受信する。受信器２の列車検知処理部９は軌道回路２Ｔから受信したデジアナ信号波から振幅変調を伴わないデジタル変調成分を検出し、検出したデジタル変調成分をＦＳＫ方式で復調し、復調したデジタル信号の周波数の周期と順番を検定し、周波数の周期と順番があらかじめ定められた一定周期、一定順番に配列している場合、軌道回路２Ｔに列車なしと判定して軌道回路２Ｔに列車在線なしの信号を出力する。
【００２２】
このように送信器２ｂから軌道回路２Ｔにデジアナ信号波を送信し、受信器３ｂで軌道回路２Ｔに送信されているデジアナ信号波を受信してデジタル変調成分を分離し、分離したデジタル変調成分の周波数の周期と順番を検定することにより、ＶＶＶＦ車等の速度に比例して周波数成分が変わる場合であっても、加速，減速，加速あるいは減速，加速，減速が一定短時間に切り換らない限り擬似信号とはならないから、電気車雑音を排除することができ、耐雑音性を飛躍的に向上することができる。
【００２３】
一方、受信器２の信号現示検知処理部１０は軌道回路２Ｔから受信したデジアナ信号波から一定周期の振幅変調周波数ｆｍ＝５Ｈｚのアナログ変調成分を検出し、検出したアナログ変調成分を復調し、復調したアナログ信号により軌道回路２Ｔの区間の信号現示を検出して出力する。
【００２４】
この状態で列車１が軌道回路２Ｔに進入して受信器３ｂで軌道回路２Ｔに送信されているデジアナ信号波を受信しないとき及び受信したデジアナ信号波の各周波数の周期が一定周期で順番に配列していない場合、列車検知処理部９は軌道回路２Ｔに列車有りと判定して、軌道回路２Ｔに列車１が在線していることを示す信号を出力する。
【００２５】
この状態で、図６（ａ）に示すように、列車１の車輪短絡時のホィールアーキング等の周期性がない雑音や、図６（ｂ）に示すように、チョッパー制御車等の周期性がある雑音、ＶＶＶＦ車等の周波数が連続して変化する雑音等の各種の雑音が受信器３ｂに侵入した場合でも、受信器３ｂは周波数の周期が一定周期で順番に配列したデジアナ信号波を受信しないから、軌道回路２Ｔに列車有りと判定して、軌道回路２Ｔに列車１が在線しているときに雑音による誤動作のため、列車在線を非在線とする危険側誤動作が生じることを防止することができる。
【００２６】
前記説明では、列車検知信号として送信器２のデジタル変調波生成部４で交流電化区間の基本周波数とその高次調波の間の周波数ｆｃＨｚをＦＳＫ方式で変調してデジタル信号波を生成した場合について説明したが、位相偏移変調（ＰＳＫ）方式や狭帯域ＦＳＫ方式の一種であるＭＳＫ方式で変調してデジタル信号波を生成しても良い。
【符号の説明】
【００２７】
１；列車、２；送信器、３；受信器、４；デジタル変調波生成部、
５；アナログ変調波発生部、６；振幅変調部、７；送信部、８；条件連絡回路、
９；列車検知処理部、１０；信号現示検知処理部、１１；ＢＰＦ、
１２；デジタル変調波復調部、１３；論理部、１４；ＢＰＦ、
１５；アナログ変調波復調部、１６；論理部。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特公平４−７４２２５号公報
【特許文献２】特開２００９−１７９２１４号公報
【図１】
2011246088.tif 000003
【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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