(57)【要約】【課題】簡素な構成で、取得する信号のＳ／Ｎ比を確実に向上させる。【解決手段】レールに流れる信号を電磁誘導により受信して鉄道保安情報を取得する鉄道保安情報取得装置は、第１アンテナ信号入力部と、第２アンテナ信号入力部と、信号補正部と、情報取得部と、を備える。前記第１アンテナ信号入力部は、編成の端部に位置する電動車としての第１電動車に配置される第１アンテナにより得られた信号を入力する。前記第２アンテナ信号入力部は、前記編成において前記第１電動車と反対側の端部に位置する電動車としての第２電動車に配置される第２アンテナにより得られた信号を入力する。前記信号補正部は、前記第２アンテナ信号入力部に入力された信号である第２信号に基づいて、前記第１アンテナ信号入力部に入力された信号である第１信号を補正する。前記情報取得部は、前記信号補正部により補正された前記第１信号に基づいて鉄道保安情報を取得する。【選択図】図３
2019001381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールに流れる信号を電磁誘導により受信して鉄道保安情報を取得する鉄道保安情報取得装置であって、
編成の端部に位置する電動車としての第１電動車に配置される第１アンテナにより得られた信号を入力する第１アンテナ信号入力部と、
前記編成において前記第１電動車と反対側の端部に位置する電動車としての第２電動車に配置される第２アンテナにより得られた信号を入力する第２アンテナ信号入力部と、
前記第２アンテナ信号入力部に入力された信号である第２信号に基づいて、前記第１アンテナ信号入力部に入力された信号である第１信号を補正する信号補正部と、
前記信号補正部により補正された前記第１信号に基づいて鉄道保安情報を取得する情報取得部と、
を備えることを特徴とする鉄道保安情報取得装置。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道保安情報取得装置であって、
前記信号補正部が行う処理に、前記第１信号から前記第２信号を減算する処理が含まれることを特徴とする鉄道保安情報取得装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の鉄道保安情報取得装置であって、
前記第１電動車の主電動機に供給される電流を検出する第１電流検出部の検出結果を入力する第１電流検出結果入力部と、
前記第２電動車の主電動機に供給される電流を検出する第２電流検出部の検出結果を入力する第２電流検出結果入力部と、
を備え、
前記第１電流検出結果入力部に入力された前記第１電流検出部の検出結果と、前記第２電流検出結果入力部に入力された前記第２電流検出部の検出結果と、に基づいて、前記第１信号が補正されることを特徴とする鉄道保安情報取得装置。
【請求項４】
請求項３に記載の鉄道保安情報取得装置であって、
前記第１電流検出部の検出結果と、前記第２電流検出部の検出結果と、に基づいて、第１電動車の主電動機と第２電動車の主電動機のノイズ磁界強度比を推定するノイズ磁界強度比推定部と、
前記ノイズ磁界強度比推定部が推定したノイズ磁界強度比に基づいて、前記第２信号のゲインを調整するゲイン調整部と、
を備え、
前記信号補正部は、前記ゲイン調整部によってゲインが調整された前記第２信号に基づいて、前記第１信号を補正することを特徴とする鉄道保安情報取得装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の鉄道保安情報取得装置であって、
前記第１電流検出部の検出結果と、前記第２電流検出部の検出結果と、に基づいて、第１電動車の主電動機と第２電動車の主電動機のノイズ磁界位相差を推定するノイズ磁界位相差推定部と、
前記ノイズ磁界位相差推定部が推定したノイズ磁界位相差に基づいて、前記第２信号の位相をシフトする位相シフト部と、
を備え、
前記信号補正部は、前記位相シフト部によって位相が変更された前記第２信号に基づいて、前記第１信号を補正することを特徴とする鉄道保安情報取得装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載の鉄道保安情報取得装置と、
前記第１アンテナと、
前記第２アンテナと、
を備えることを特徴とする鉄道保安情報取得システム。
【請求項７】
請求項６に記載の鉄道保安情報取得システムであって、
前記第１アンテナは、前記第１電動車が有する台車に配置され、
前記第２アンテナは、前記第２電動車が有する台車に配置されることを特徴とする鉄道保安情報取得システム。
【請求項８】
請求項１から５までの何れか一項に記載の鉄道保安情報取得装置と、
前記第１アンテナと、
を備える前記第１電動車であることを特徴とする鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、レールに流れる信号を電磁誘導により受信して鉄道保安情報を取得する鉄道保安情報取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レールを流れる軌道信号を鉄道車両側で受信することにより、当該軌道信号に重畳される情報を取得する構成が提案されている。この種の装置としては、例えば、自動列車制御装置（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｄｅｖｉｃｅ：ＡＴＣ）が知られている。
【０００３】
ＡＴＣについて説明すると、閉塞区間のレール上を鉄道車両が走行するときに、この１対のレールが鉄道車両の車軸部によって短絡されて、閉回路が形成されるようになっている。この閉回路を、許容運行速度に関する情報を乗せた電流が流れる。当該電流に起因して放射される電磁波が、鉄道車両に設置されるＡＴＣアンテナで受信されて、許容運行速度が鉄道車両側で取得されるようになっている。鉄道車両は、閉塞区間に到達する度に、その区間での許容運行速度を取得する。ＡＴＣは、この許容運行速度を超過することがないように運行速度を自動的に制御する。
【０００４】
折返し運転を行う列車の場合、ＡＴＣアンテナは編成の両端に位置する鉄道車両にそれぞれ設けられるが、この車両に、当該車両を走行させるために必要な動力を供給するトラクションモータが備えられる場合も多い。このトラクションモータを駆動した際には、当該トラクションモータ及びそれに電力を供給するケーブル等を流れる電流に起因して電磁波（ノイズ電磁波）が放射され、ＡＴＣアンテナがこのノイズ電磁波を受信することになる。一般的に、このノイズ電磁波の周波数帯は、鉄道車両の加減速に対応して増減し、ある速度において、上述のレールから放射される電磁波の周波数帯と一致することが知られている。
【０００５】
鉄道車両の安全な運行を実現するためには、レールに流れる信号を鉄道車両側で安定的に取得できることが重要となる。従って、トラクションモータからのノイズ電磁波の影響を排除することが望まれる。
【０００６】
この点に関し、特許文献１は、鉄道車両に配置された誘導式の軌道信号受信機がレールから信号を受信する構成において、軌道信号受信機が、当該受信機が最も磁界を拾い易い方向に対して垂直な方向にトラクションモータからの磁界が伝播し、かつ、受信機が最も磁界を拾い易い方向に対して平行な方向に軌道信号の磁界が伝播するように配置されている構成を開示する。特許文献１は、この構成により、トラクションモータが駆動された時に生成されるノイズ磁界の影響を最小限に抑えることができるとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／００５２２３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、トラクションモータから放射されるノイズ磁界は、それ自体が複雑であるとともに、トラクションモータの駆動によってその磁界ベクトルの方向は様々に変化する。従って、上記特許文献１のようにＡＴＣアンテナのコイルを配置する向きを適宜に調整するだけでは、ＡＴＣアンテナが受信する信号のＳ／Ｎ比を十分に向上させることは困難であった。
【０００９】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、鉄道保安情報をレールから電磁誘導により取得する場合のＳ／Ｎ比を確実に向上させることが可能な、簡素な構成の鉄道保安情報取得装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１１】
本発明の観点によれば、レールに流れる信号を電磁誘導により受信して鉄道保安情報を取得する鉄道保安情報取得装置について、以下の構成が提供される。即ち、この鉄道保安情報取得装置は、第１アンテナ信号入力部と、第２アンテナ信号入力部と、信号補正部と、情報取得部と、を備える。前記第１アンテナ信号入力部は、編成の端部に位置する電動車としての第１電動車に配置される第１アンテナにより得られた信号を入力する。前記第２アンテナ信号入力部は、前記編成において前記第１電動車と反対側の端部に位置する電動車としての第２電動車に配置される第２アンテナにより得られた信号を入力する。前記信号補正部は、前記第２アンテナ信号入力部に入力された信号である第２信号に基づいて、前記第１アンテナ信号入力部に入力された信号である第１信号を補正する。前記情報取得部は、前記信号補正部により補正された前記第１信号に基づいて鉄道保安情報を取得する。
【００１２】
即ち、第１アンテナの受信信号（第１信号）と、第２アンテナの受信信号（第２信号）とは、電動車の主電動機に由来するノイズ成分が共通すると考えられる。従って、第２信号に基づいて第１信号を補正することで、信号のＳ／Ｎ比を向上させることができ、鉄道保安情報を安定的に取得することができる。また、編成の進行方向の転換時には第１アンテナと第２アンテナとで役割を入れ替えて使用することができるので、アンテナの共通化を実現できる。この結果、構成の複雑化及び重量の増加を防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、鉄道保安情報をレールから電磁誘導により取得する場合のＳ／Ｎ比を確実に向上させることが可能な、簡素な構成の鉄道保安情報取得装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＡＴＣ情報取得システムを備える列車の全体的な構成を示す側面模式図。
【図２】ＡＴＣアンテナとトラクションモータとの関係を示す平面模式図。
【図３】ＡＴＣ情報取得装置のブロック図。
【図４】変形例のＡＴＣ情報取得システムを示す側面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＡＴＣ情報取得システム６５を備える列車５の全体的な構成を示す側面模式図である。図２は、ＡＴＣアンテナ１４，２４とトラクションモータ１３，２３との関係を示す底面模式図である。
【００１６】
本実施形態において、列車５は、編成の一側の端に第１電動車１を配置し、他側の端に第２電動車２を配置し、第１電動車１と第２電動車２の間に付随車３，３，・・・を配置した構成となっている。第１電動車１及び第２電動車２は何れも制御電動車として構成されており、その端部に運転席が配置されている。
【００１７】
列車５を構成するそれぞれの鉄道車両は、車体と台車とを備える。車体の内部には、乗客が座るための座席等が設けられる。台車は、車体の下部に２つ備えられており、車体を下方から支持する。台車は、車両がレール６０上を走行可能とするための車輪を備えている。１対の車輪は、１対のレール６０に対応するように設けられており、この１対の車輪の間には車軸が架け渡される。車軸は、台車に回転可能に支持される。
【００１８】
図１に示すように、第１電動車１は、トラクションモータ（第１電動機）１３と、ＡＴＣアンテナ（第１アンテナ）１４と、モータ駆動用電源装置１５と、電流プローブ（第１電流検出部）１６と、を備える。
【００１９】
トラクションモータ１３は、交流電動モータとして構成されており、第１電動車１が備える台車に支持されている。トラクションモータ１３は、第１電動車１を走行させるために車輪を駆動する主電動機として機能する。なお、図１において台車は１つだけ描かれているが、第１電動車１は２軸ボギー台車を２つ備えた構成となっている。
【００２０】
トラクションモータ１３は、１つの台車につき２つ備えられる車輪のそれぞれに対応して配置されている。従って、トラクションモータ１３は、第１電動車１に４つ設けられる。本実施形態において、それぞれのトラクションモータ１３は車輪一体型のモータとして構成されているが、トラクションモータが車輪とは別に設けられても良い。
【００２１】
ＡＴＣアンテナ１４は、レール６０を流れる軌道信号を受信するためのものであり、図２に示すように第１電動車１に左右１対で配置される。それぞれのＡＴＣアンテナ１４はコイルアンテナとして構成されており、第１電動車１が運転席を有する側を前としたときに、前側の台車よりも更に前方における車体の下面に、左右のレール６０と上下方向でほぼ対面するように取り付けられる。ＡＴＣアンテナ１４は、コイルを通過する磁束の変化を誘導起電力として取り出し、図１に示す信号処理装置７１に電圧信号として出力する。
【００２２】
モータ駆動用電源装置１５は、インバータ装置として構成されており、前述のトラクションモータ１３に交流電力を供給するとともに、当該トラクションモータ１３の回転速度等を制御する。
【００２３】
電流プローブ１６は、第１電動車１が運転席を有する側を前としたときに、最も前方の車輪を駆動するトラクションモータ１３に対してモータ駆動用電源装置１５から流れる電流を検出することができる。この電流プローブ１６は、コイル方式の電流センサとして構成されており、モータ駆動用電源装置１５とトラクションモータ１３とを接続するケーブルに設置される。電流プローブ１６は、当該ケーブルに流れる交流電流に基づいてコイルに誘起される電圧を取り出し、電圧信号として信号処理装置７１に出力する。
【００２４】
列車５は、ＡＴＣ車上装置の一部を構成するＡＴＣ情報取得装置（鉄道保安情報取得装置）７０を備える。このＡＴＣ情報取得装置７０は、信号処理装置７１と、ＡＴＣ受信器（情報取得部）７２と、を備える。
【００２５】
信号処理装置７１は、ＡＴＣアンテナ１４が受信した信号を処理し、ＡＴＣ受信器７２に出力する。ＡＴＣ受信器７２は、信号処理装置７１から入力した信号に基づいて、許容運転速度の情報（鉄道保安情報）を取得する。ＡＴＣ車上装置は、列車５の走行速度が上記の許容運転速度を上回らないように、ブレーキの動作及び緩解等の自動制御を行う。
【００２６】
第２電動車２は第１電動車１と同様に、トラクションモータ（第２電動機）２３と、ＡＴＣアンテナ（第２アンテナ）２４と、モータ駆動用電源装置２５と、電流プローブ（第２電流検出部）２６と、を備える。それぞれの機器は第１電動車１と対称的に配置されているので、詳細な説明は省略する。また、図１には第１電動車１が備えるＡＴＣ情報取得装置７０だけが描かれているが、これと同様のＡＴＣ情報取得装置が第２電動車２にも設けられている。
【００２７】
レール６０，６０には、閉塞区間（所定の区間）が適宜設けられている。この閉塞区間における列車５の進行方向前方の端部において、図２に示すように、１対のレール６０，６０が軌道信号回路６１に接続されている。軌道信号回路６１は、当該レール６０，６０の間に信号電圧を加えることで、許容運行速度に関する情報に応じた交流の信号電流を流すことができる。
【００２８】
列車５が、第１電動車１を先頭にして閉塞区間のレール６０上を（白抜き矢印の方向に）走行したとき、この１対のレール６０，６０が、第１電動車１が有する最も先頭側の車輪及び車軸によって短絡される。
【００２９】
こうして形成される閉回路を流れる交流電流に起因して、交流電磁波が放射される。以下、この交流電磁波を「第１電磁波」と称する場合がある。ＡＴＣアンテナ１４は、この第１電磁波を受信して、第１検知信号を生成する。従って、この第１検知信号の信号波形には、レール６０，６０に流れる電流（軌道信号）に由来する信号波形が少なくとも含まれていると言うことができる。
【００３０】
ところで、列車５を力行させている間は、第１電動車１が備えるトラクションモータ１３が駆動している。この影響で、トラクションモータ１３及びそれに電力を供給するケーブル等を流れる電流に起因して電磁波が放射される（図１の破線を参照）。以下、この電磁波を「ノイズ電磁波」と称する場合がある。
【００３１】
ＡＴＣアンテナ１４は、上記のノイズ電磁波も受信する。従って、第１検知信号の信号波形には、軌道信号に由来する信号波形だけではなく、トラクションモータ１３の駆動に由来する成分も含まれていると言うことができる。
【００３２】
トラクションモータ１３は、列車５を走行させるために高出力で駆動されるので、それに伴って生じるノイズ電磁波のレベルも無視できない程度に大きい。しかも、一般的に、トラクションモータ１３の駆動に起因して生じるノイズ電磁波の周波数帯は、列車５の走行速度等の条件によっては、上述のレール６０，６０から放射される第１電磁波の周波数帯と近くなることが知られている。
【００３３】
ＡＴＣアンテナ１４は本来、軌道信号から情報を取り出すことを目的として設置されるものであるので、可能な限り、レールを流れる電流から放射される第１電磁波以外の電磁波等（ノイズ）の影響を排除することが望ましい。とりわけ、ノイズのうち支配的なものと言える、ＡＴＣアンテナ１４に最も近いトラクションモータ１３の駆動に由来する影響（ノイズ電磁波による影響）を排除できることが好ましい。
【００３４】
そこで、本実施形態のＡＴＣ情報取得装置７０では、トラクションモータ１３の駆動に由来するノイズ成分を推定するとともに、ＡＴＣアンテナ１４で生成された第１検知信号の信号波形からこの推定したノイズ成分を減算することにより、軌道信号に由来する信号波形のみを取り出すこととしている。これにより、ＡＴＣ情報取得装置７０は、許容運行速度の情報を確実に取得することができる。
【００３５】
図１には、第１電動車１が先頭側となって列車５が走行する場合に機能する側のＡＴＣ情報取得装置７０が示されている。このＡＴＣ情報取得装置７０が備える信号処理装置７１には、先頭側の第１電動車１が備えるＡＴＣアンテナ１４からの信号だけでなく、末尾側の第２電動車２が備えるＡＴＣアンテナ２４からの信号が入力される。
【００３６】
本実施形態において、ＡＴＣ情報取得システム６５は、ＡＴＣ情報取得装置７０と、２つのＡＴＣアンテナ１４，２４と、２つの電流プローブ１６，２６と、を備えて構成されている。
【００３７】
列車５が上述のように閉塞区間を走行している間、１対のレール６０，６０は、第１電動車１の最も前方に位置する車輪及び車軸によって電気的に短絡されるため、それより後方のレール６０，６０には、軌道信号回路６１による信号電流は流れない。従って、第２電動車２が備えるＡＴＣアンテナ２４が、軌道信号に由来する電磁波を受信することはない。
【００３８】
一方で、列車５の走行のために第１電動車１のトラクションモータ１３を駆動しているときは、第２電動車２のトラクションモータ２３も駆動している。このトラクションモータ２３が駆動している間は、当該トラクションモータ２３及びそれに電力を供給するケーブル等を流れる電流に起因して電磁波が放射される。以下、この電磁波を「第２電磁波」と称する場合がある。ＡＴＣアンテナ２４は、この第２電磁波を受信して、第２検知信号を生成する。
【００３９】
次に、ＡＴＣ情報取得装置７０が備える信号処理装置７１について、図３を参照してより具体的に説明する。図３は、ＡＴＣ情報取得装置７０のブロック図である。
【００４０】
信号処理装置７１は、第１アンテナ信号入力部５１と、第２アンテナ信号入力部５２と、第１電流検出結果入力部５３と、第２電流検出結果入力部５４と、を備える。
【００４１】
第１アンテナ信号入力部５１及び第２アンテナ信号入力部５２は、電気コネクタとして構成されている。第１アンテナ信号入力部５１には、第１電動車１のＡＴＣアンテナ１４が電気的に接続され、第２アンテナ信号入力部５２には、第２電動車２のＡＴＣアンテナ２４が電気的に接続される。
【００４２】
同様に、第１電流検出結果入力部５３及び第２電流検出結果入力部５４も電気コネクタとして構成されている。第１電流検出結果入力部５３には、第１電動車１の電流プローブ１６が電気的に接続され、第２電流検出結果入力部５４には、第２電動車２の電流プローブ２６が電気的に接続される。
【００４３】
更に、信号処理装置７１は、帯域フィルタ３１，３１，３９，３９、位相差検出器（ノイズ位相差推定部）３２、位相シフト部３３、出力電圧比検出器（ノイズ強度比推定部）３４、ゲイン調整部３５、及び減算処理部（信号補正部）３６を備える。
【００４４】
信号処理装置７１には、第１電動車１のＡＴＣアンテナ１４が出力する電圧信号である第１検知信号と、第２電動車２のＡＴＣアンテナ２４が出力する電圧信号である第２検知信号と、が入力され、それぞれ帯域フィルタ３１，３１によるフィルタ処理が行われる。
【００４５】
また、信号処理装置７１には、第１電動車１が備える電流プローブ１６が出力する電圧信号と、第２電動車２が備える電流プローブ２６が出力する電圧信号と、が入力され、それぞれ帯域フィルタ３９，３９によるフィルタ処理が行われる。
【００４６】
第１電動車１の電流プローブ１６から入力された電圧信号は、所定の周波数帯域のみを通過させる帯域フィルタ３９を通過した後、位相差検出器３２及び出力電圧比検出器３４に出力される。第２電動車２の電流プローブ２６から入力された電圧信号も同様である。
【００４７】
位相差検出器３２は、第１電動車１の電流プローブ１６から入力された信号波形と、第２電動車２の電流プローブ２６から入力された信号波形と、を比較し、２つの信号の間の位相差を検出する。電流の位相とノイズ磁界の位相は対応すると考えられるから、第１電動車１のトラクションモータ１３と、第２電動車２のトラクションモータ２３と、がそれぞれ発生するノイズ磁界の位相のズレは、位相差検出器３２が検出した位相差と一致すると推定することができる。言い換えれば、位相差検出器３２は、第１電動車１のトラクションモータ１３と第２電動車２のトラクションモータ２３のノイズ磁界の位相差を推定している。位相差検出器３２は、位相差の検出結果を位相シフト部３３に出力する。
【００４８】
出力電圧比検出器３４は、第１電動車１の電流プローブ１６が出力する信号波形と、第２電動車２の電流プローブ２６が出力する信号波形と、の比である出力電圧比を検出する。電流の大きさとノイズ磁界の強さは比例関係にあると考えられるから、第１電動車１のトラクションモータ１３と、第２電動車２のトラクションモータ２３と、がそれぞれ発生するノイズ磁界の強さの比は、出力電圧比検出器３４が検出した出力電圧比と一致すると推定することができる。言い換えれば、出力電圧比検出器３４は、第１電動車１のトラクションモータ１３と第２電動車２のトラクションモータ２３のノイズ磁界の強度の比を推定している。出力電圧比検出器３４は、出力電圧比の検出結果をゲイン調整部３５に出力する。
【００４９】
第２電動車２のＡＴＣアンテナ２４から入力された電圧信号は、所定の周波数帯域のみを通過させる帯域フィルタ３１を通過した後、位相シフト部３３に入力される。
【００５０】
位相シフト部３３は、位相差検出器３２が検出した位相差をなくすように、入力された電圧信号の位相をシフトする。この結果、当該電圧信号は、第１電動車１のＡＴＣアンテナ１４から入力された電圧信号のうち、トラクションモータ１３のノイズ磁界に由来する成分と同期することが期待される。位相シフト部３３は、処理した電圧信号をゲイン調整部３５に出力する。
【００５１】
ゲイン調整部３５は、出力電圧比検出器３４が検出した出力電圧比で示される出力電圧の不均衡をなくすように、入力された電圧信号のゲインを調整する。この結果、当該電圧信号の強さは、第１電動車１のＡＴＣアンテナ１４から入力された電圧信号のうち、トラクションモータ１３のノイズ磁界に由来する成分の強さと等しくなることが期待される。
【００５２】
ゲイン調整部３５は、処理した電圧信号を減算処理部３６に出力する。この信号波形は、第２電動車２のＡＴＣアンテナ２４がノイズ電磁波を受信した信号波形に基づいて推定された、第１電動車１のＡＴＣアンテナ１４がノイズ電磁波を受信したことに起因するノイズ成分に相当する。
【００５３】
第１電動車１のＡＴＣアンテナ１４から入力された電圧信号は、所定の周波数帯域のみを通過させる帯域フィルタ３１を通過した後、減算処理部３６に入力される。
【００５４】
減算処理部３６では、第１電動車１のＡＴＣアンテナ１４から入力された信号波形に対し、ゲイン調整部３５から入力された波形を減算する。
【００５５】
一般的に、同一の編成において、第１電動車１のトラクションモータ１３と、第２電動車２のトラクションモータ２３と、は同じ性能を有している。また、第１電動車１におけるトラクションモータ１３とＡＴＣアンテナ１４の位置関係は、第２電動車２におけるトラクションモータ２３とＡＴＣアンテナ２４の位置関係と、互いに対称となっている。
【００５６】
ただし、それぞれのトラクションモータ１３，２３は一般的に独立して制御されるため、位相差は一意には決まらない。また、トラクションモータ１３，２３に掛かる負荷の条件が乗客数の違い等に応じて変わるため、当該トラクションモータ１３，２３に供給される電流にも差が生じ得る。
【００５７】
この点、ＡＴＣアンテナ２４が受信した電圧波形は、ＡＴＣ情報取得装置７０において、トラクションモータ１３，２３の位相及び供給電流値の差異を修正するように位相及びゲインが調整された上で、ＡＴＣアンテナ１４が受信した電圧波形から減算される。
【００５８】
即ち、本実施形態では、トラクションモータ１３，２３が駆動される位相のズレと、当該トラクションモータ１３，２３が発生する磁界の位相のズレと、が対応することを考慮して、ＡＴＣアンテナ２４が受信した電圧波形の位相がシフトされる。更に、トラクションモータ１３，２３に供給される電流の実効値と、当該トラクションモータ１３，２３が発生するノイズ磁界の強度と、が近似的に比例関係にあることを考慮して、ＡＴＣアンテナ２４が受信した電圧波形のゲインが調整される。これにより、有効なノイズキャンセリングを実現し、許容運行速度情報に関する情報を確実に取得することができる。
【００５９】
ここで、第１電動車１のトラクションモータ１３の駆動に起因するノイズ磁界は複雑であり、また、列車５の車体や台車といった周囲の磁性体をも介して伝搬する。更に、このノイズ磁界は回転数等の状況に応じて動的に変化するので、計算或いは周辺のノイズ強度の測定等により予測することは容易ではない。この点、本実施形態では、第２電動車２のトラクションモータ２３が発生するノイズ磁界に起因する信号波形をＡＴＣアンテナ２４により実際に取得し、これを用いて、第１電動車１のＡＴＣアンテナ１４で取得した信号波形からノイズを除去することができる。よって、複雑な計算等を行わずに信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００６０】
更に、列車５の折返し運転により進行方向が反転するときも、２つのＡＴＣアンテナ１４，２４の役割を入れ替え、２つの電流プローブ１６，２６の役割を入れ替えるだけで、同様の効果がもたらされる。このように、本実施形態では、特別なアンテナ等を設置することなく、簡素な構成でノイズ低減効果を得ることができる。
【００６１】
以上に説明したように、本実施形態のＡＴＣ情報取得装置７０は、レール６０，６０に流れる信号を電磁誘導により受信して、許容運転速度の情報を取得する。このＡＴＣ情報取得装置７０は、第１アンテナ信号入力部５１と、第２アンテナ信号入力部５２と、減算処理部３６と、ＡＴＣ受信器７２と、を備える。第１アンテナ信号入力部５１は、編成の端部に位置する第１電動車１に配置されるＡＴＣアンテナ１４により得られた信号を入力する。第２アンテナ信号入力部５２は、前記編成において第１電動車１と反対側の端部に位置する第２電動車２に配置されるＡＴＣアンテナ２４により得られた信号を入力する。減算処理部３６は、第２アンテナ信号入力部５２に入力された信号である第２信号に基づいて、第１アンテナ信号入力部５１に入力された信号である第１信号を補正する。ＡＴＣ受信器７２は、減算処理部３６により補正された前記第１信号に基づいて、許容運転速度の情報を取得する。
【００６２】
即ち、第１電動車１のＡＴＣアンテナ１４と、第２電動車２のＡＴＣアンテナ２４は、トラクションモータ１３（２３）に由来するノイズ成分が共通すると考えられる。従って、第２信号に基づいて第１信号を補正することで、信号のＳ／Ｎ比を向上させることができ、許容運転速度の情報を安定的に取得することができる。また、列車５の進行方向の転換時にはＡＴＣアンテナ１４とＡＴＣアンテナ２４とで役割を入れ替えて使用することができるので、アンテナの共通化を実現できる。この結果、構成の複雑化及び重量の増加を防止することができる。
【００６３】
なお、折返し運転等により、列車５の進行方向を反転してＡＴＣアンテナ１４とＡＴＣアンテナ２４とで役割を入れ替えて使用する場合、第１アンテナ信号入力部５１と第２アンテナ信号入力部５２とで役割が入れ替わることとなる。この場合においても、別途の装置やアンテナ等を追加することなく、軌道信号のノイズキャンセリングを継続して行うことができる。
【００６４】
また、本実施形態のＡＴＣ情報取得装置７０において、減算処理部３６が行う処理に、第１信号から第２信号を減算する処理が含まれる。
【００６５】
これにより、ノイズ成分である第２信号を第１信号から減算することで、信号のＳ／Ｎ比を適切に向上させることができる。
【００６６】
また、本実施形態のＡＴＣ情報取得装置７０は、第１電流検出結果入力部５３と、第２電流検出結果入力部５４と、を備える。第１電流検出結果入力部５３は、第１電動車１のトラクションモータ１３に供給される電流を検出する電流プローブ１６の検出結果を入力する。第２電流検出結果入力部５４は、第２電動車２のトラクションモータ２３に供給される電流を検出する電流プローブ２６の検出結果を入力する。第１電流検出結果入力部５３に入力された電流プローブ１６の検出結果と、第２電流検出結果入力部５４に入力された電流プローブ２６の検出結果と、に基づいて、前記第１信号が補正される。
【００６７】
これにより、第１電動車１のトラクションモータ１３が発生するノイズ磁界、及び、第２電動車２のトラクションモータ２３が発生するノイズ磁界を、それぞれのトラクションモータ１３，２３に供給される電流に基づいて推定することができる。従って、第１信号をより適切に補正することができる。
【００６８】
また、本実施形態のＡＴＣ情報取得装置７０は、出力電圧比検出器３４と、ゲイン調整部３５と、を備える。出力電圧比検出器３４は、電流プローブ１６の検出結果と、電流プローブ２６の検出結果と、に基づいて、第１電動車１のトラクションモータ１３と第２電動車２のトラクションモータ２３の出力電圧比を検出する（言い換えれば、ノイズ磁界強度比を推定する）。ゲイン調整部３５は、出力電圧比検出器３４が検出した出力電圧比に基づいて、第２信号のゲインを調整する。減算処理部３６は、ゲイン調整部３５によってゲインが調整された第２信号に基づいて、第１信号を補正する。
【００６９】
これにより、ノイズ成分である第２信号の強度を、トラクションモータ１３，２３のノイズ磁界強度比に基づいて適切に調整した上で、第１信号を補正することができる。
【００７０】
また、本実施形態のＡＴＣ情報取得装置７０は、位相差検出器３２と、位相シフト部３３と、を備える。位相差検出器３２は、電流プローブ１６の検出結果と、電流プローブ２６の検出結果と、に基づいて、第１電動車１のトラクションモータ１３と第２電動車２のトラクションモータ２３の位相差を検出する（言い換えれば、ノイズ磁界位相差を推定する）。位相シフト部３３は、位相差検出器３２が検出した位相差に基づいて、第２信号の位相を変更する。減算処理部３６は、位相シフト部３３によって位相が変更された第２信号に基づいて、第１信号を補正する。
【００７１】
これにより、ノイズ成分である第２信号の位相を、トラクションモータ１３，２３のノイズ磁界位相差に基づいて適切に調整した上で、第１信号を補正することができる。
【００７２】
また、本実施形態の７５は、上記のＡＴＣ情報取得装置７０と、２つのＡＴＣアンテナ１４，２４と、を備える。
【００７３】
これにより、ＡＴＣアンテナ１４を介して取得する第１信号のＳ／Ｎ比を向上させることができ、許容運行速度の情報を安定的に取得することができる。
【００７４】
次に、上記の実施形態の変形例を説明する。図４は、変形例に係るＡＴＣ情報取得システム６５ｘを示す側面模式図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００７５】
図４に示す変形例のＡＴＣ情報取得システム６５ｘにおいて、第１電動車１のＡＴＣアンテナ１４は、車体ではなく台車に配置されている。ＡＴＣアンテナ１４は、第１電動車１が運転席を有する側を前としたときに、前側の台車に対して、適宜の部材（例えば、ステー）を介して固定されている。ＡＴＣアンテナ１４は、最も前に位置する車軸（トラクションモータ１３）よりも更に前方の位置で、台車によって支持されている。
【００７６】
なお、第２電動車２のＡＴＣアンテナ２４についても、第１電動車１と同様に、台車に配置されている。取付けのための構成は第１電動車１と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００７７】
この構成で、列車５がカーブを通過する場合、各車両の台車は、上下方向の軸を中心として車体に対して回転する。しかしながら、この場合でも、本変形例の構成によれば、ＡＴＣアンテナ１４とトラクションモータ１３との相対的な位置関係は変化せず、また、ＡＴＣアンテナ２４とトラクションモータ２３との相対的な位置関係は変化しない。従って、ＡＴＣ情報取得装置７０において信号の補正を上記と同様に行うことにより、ノイズ低減効果を安定して発揮することができる。
【００７８】
以上に説明したように、本変形例のＡＴＣ情報取得システム６５ｘにおいて、ＡＴＣアンテナ１４は第１電動車１が有する台車に配置され、ＡＴＣアンテナ２４は第２電動車２が有する台車に配置される。
【００７９】
これにより、車両がカーブを通過する場合でも、ＡＴＣアンテナ１４，２４とトラクションモータ１３，２３の相対的な位置関係が維持されるので、Ｓ／Ｎ比の向上を安定して実現することができる。
【００８０】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００８１】
第１電動車１が発生するノイズ磁界の強度と、第２電動車２が発生するノイズ磁界の強度と、が一致するとみなして、ＡＴＣ情報取得装置７０から出力電圧比検出器３４及びゲイン調整部３５を省略することができる。
【００８２】
第１電動車１のトラクションモータ１３を駆動する位相と、第２電動車２のトラクションモータ２３を駆動する位相と、が一致するとみなして、ＡＴＣ情報取得装置７０から位相差検出器３２及び位相シフト部３３を省略することもできる。
【００８３】
信号処理装置７１は、アナログ信号処理回路として構成されてもよいし、アナログ信号をＡ／Ｄ変換した上でデジタル信号処理を行うように構成されてもよい。
【００８４】
上記の実施形態では、台車は、列車５の車体のそれぞれの下部に２つずつ備えられるものとしたが、これに限るものではない。これに代えて、例えば、複数の車体間の連結部に台車が備えられるものとしてもよい。
【００８５】
本発明の構成は、許容運行速度以外の鉄道保安情報がレール６０に流れる場合に用いられてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１  第１電動車（鉄道車両）
２  第２電動車（鉄道車両）
１３  トラクションモータ（主電動機）
１４  ＡＴＣアンテナ（第１アンテナ）
１６  電流プローブ（第１電流検出部）
２３  トラクションモータ（主電動機）
２４  ＡＴＣアンテナ（第２アンテナ）
２６  電流プローブ（第２電流検出部）
３２  位相差検出器（ノイズ磁界位相差推定部）
３３  位相シフト部
３４  出力電圧比検出器（ノイズ磁界強度比推定部）
３５  ゲイン調整部
３６  減算処理部（信号補正部）
６０  レール
６５  ＡＴＣ情報取得システム（鉄道保安情報取得システム）
７０  ＡＴＣ情報取得装置（鉄道保安情報取得装置）
７２  ＡＴＣ受信器（情報取得部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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