(57)【要約】【課題】設備点数を増やすことなく、境界ずれを低減し、かつ、列車検知の位置分解能を高めることができる無絶縁軌道回路装置を提供する。【解決手段】一つの軌道回路に対して軌道に受信器を接続し、その軌道回路の列車進入側の軌道およびその軌道回路の列車進出側の軌道にそれぞれ送信器を接続し、各送信器は１つ以上の周波数の異なる列車検知用信号を混合させて、または、時系列変化させて送信するものであり、各列車検知用信号の影響範囲(列車検知範囲)は、隣接する送信器の列車検知用信号の影響範囲と重複させ、受信器では、各列車検知用信号の受信レベルをそれぞれ評価することにより列車検知を行い、受信レベルが閾値を下回った列車検知用信号の組み合わせによって在線位置を特定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌条絶縁がないレールを走行する列車を検知する無絶縁軌道回路装置において、一つの軌道回路に対して軌道に受信器を接続し、その軌道回路の列車進入側の軌道およびその軌道回路の列車進出側の軌道にそれぞれ送信器を接続し、各送信器は１つ以上の周波数の異なる列車検知用信号を送信するものであり、各列車検知用信号の影響範囲(列車検知範囲)は、隣接する送信器の列車検知用信号の影響範囲と重複させ、受信器では、各列車検知用信号の受信レベルをそれぞれ評価することにより列車検知を行い、受信レベルが閾値を下回った列車検知用信号の組み合わせによって在線位置を特定することを特徴とする無絶縁軌道回路装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無絶縁軌道回路装置において、列車在線の有無を判断する閾値を、非在線時の受信レベルを基に調整することにより、漏れ電流の変動に追従させるとともに、境界ずれを低減させることを特徴とする無絶縁軌道回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌条絶縁がないレールを走行する列車(または車両。以下、同じ。)を検知する無絶縁軌道回路装置、特に電圧受電方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
無絶縁軌道回路は、軌道回路の境界に軌条絶縁を有しない軌道回路である。従来の無絶縁軌道回路装置は、図５に示すように、軌道回路１Ｔ，２Ｔの境界において軌道Ｒに受信器１０を接続し、軌道回路２Ｔの列車進入側境界点の送信端および軌道回路１Ｔの列車進出側境界点の送信端にそれぞれ周波数の異なる列車検知用信号Ａ,Ｂを出力する送信器２０Ａ,２０Ｂを軌道Ｒに接続して構成されている。そして、送信器２０Ａ,２０Ｂの間に列車Ｔが在線しないとき（非在線時）は、受信器１０は送信器２０Ａ,２０Ｂの列車検知用信号Ａ,Ｂを受信するが、列車Ｔが一つの送信器２０Ａ（または２０Ｂ）と受信器１０の間に存在するとき（在線時）は、受信器１０は他の送信器２０Ｂ（または２０Ａ）からの列車検知用信号Ｂのみ(またはＡのみ)を受信することから、列車Ｔが一つの送信器２０Ａ（または２０Ｂ）と受信器１０の間に在線することを検知するものである。
【０００３】
従来の無絶縁軌道回路装置は、上記のように、受信器１０の位置が軌道回路の境界であり、位置検知分解能は、送信器と受信器の間隔で決まる。そして、送信器２０Ａ,２０Ｂの間に列車Ｔが存在するとき、受信器１０が受信する列車検知用信号Ａ,Ｂの受信レベルが閾値以下である領域が列車の在線を検知可能な範囲、すなわち、列車検知範囲に相当する。
【０００４】
しかしながら、無絶縁軌道回路においては、軌道回路１Ｔ，２Ｔの境界に絶縁がなく、図６に示すように、列車検知用信号Ｂの受信レベルは受信器位置（設計上の軌道回路境界）の近傍で緩やかに変化する特性を示す。受信レベルの特性に対し閾値が適切でない場合、列車検知範囲の端点と設計上の軌道回路境界が一致しない「境界ずれ」が生じうる。そして、大雨や長雨や雪解け時などには、軌道Ｒからの漏れ電流が多くなり、かつ、漏れ電流が変動するため、受信レベルの特性は変化する。受信レベルの特性の変化に閾値が追従できない場合、境界ずれも大きくなる。
【０００５】
境界ずれが生じると、地上信号機の現示と運転士に提示すべき現示が乖離する、適切な車上信号が伝送できない問題が生じるおそれがある。また、列車位置の精度が低下するため、列車間隔を広くとらなければならない。
【０００６】
境界ずれを低減させる方法として、共振回路を構成することにより、軌道回路境界より外側に列車検知用信号が流れるのを阻止するもの(共振式)がある。
【０００７】
また、特許文献１には、受信端に複数の受信器を接続することにより境界ずれを低減することが記載されている。さらに、特許文献２には、列車検知区間の進入側寄りの中間部に設けられた送信器から高い周波数と低い周波数の２周波数の列車検知用信号を送信することにより、進入側の境界ずれを低減する技術が開示されている。
【０００８】
なお、無絶縁軌道回路に限らず、漏れ電流の変動に追従するため、レベル学習（一種の自動利得制御）が提案され、実用化されている（ＤＳ−ＡＴＣ等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第２８９１６７９号公報
【特許文献２】特開平０５−０３９０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記共振式や特許文献１記載の発明では、設備点数が増える問題がある。また、特許文献２の発明は、境界ずれを防ぐとともに、列車検知範囲の確保（広い範囲を少ない送受信器でカバーできる）という点では有効であるが、列車検知の位置分解能を高めるという観点では、列車検知範囲はむしろ狭い方が望ましいので、この要求には相応しくない。列車検知の位置分解能を高めるために軌道回路長を短くすると、送受信器の数が増えるという問題がある。
【００１１】
また、上記従来のレベル学習は、受信レベルの時系列変化に基づいて評価を行っており、列車検知範囲という空間的な要素は考慮されていない。その結果、列車検知範囲が短くなり過ぎることは回避されるが、列車位置検知範囲が過剰に広くなる可能性を排除できない。このように、レベル学習は、境界ずれの対策としては、必ずしも有効ではないという問題がある。
【００１２】
本発明は、これらの問題を解決すること、すなわち、設備点数を増やすことなく、境界ずれを低減し、かつ、列車検知の位置分解能を高めることができる無絶縁軌道回路装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、軌条絶縁がないレールを走行する列車を検知する無絶縁軌道回路装置において、一つの軌道回路に対して軌道に受信器を接続し、その軌道回路の列車進入側の軌道およびその軌道回路の列車進出側の軌道にそれぞれ送信器を接続し、各送信器は１つ以上の周波数の異なる列車検知用信号を送信するものであり、各列車検知用信号の影響範囲(列車検知範囲)は、隣接する送信器の列車検知用信号の影響範囲と重複させ、受信器では、各列車検知用信号の受信レベルをそれぞれ評価することにより列車検知を行い、受信レベルが閾値を下回った列車検知用信号の組み合わせによって在線位置を特定することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、列車在線の有無を判断する閾値を、非在線時の複数の列車検知用信号の受信レベルを基に調整する(レベル学習する)ことにより、漏れ電流の変動に追従させるとともに、境界ずれを低減させることを特徴としている。漏れ電流の変動特性は信号周波数によって異なる。複数の周波数成分の受信レベルを基に列車検知範囲を推定し、閾値を調整することにより、従来よりも少ない境界ずれを実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置点数を増加させることなく、従来よりも境界ずれを低減し、列車検知の位置分解能を向上させることができる。また、列車の進行方向前方にある送信器からの列車検知用信号は、車上の受信器でも受信可能である。さらに、複数の列車検知用信号で列車検知を行うため、信頼性が向上する。
【００１６】
周波数信号を列車運行に関わる補助的な情報の伝送にも利用することで、周波数帯域の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態による無絶縁軌道回路と信号影響範囲との関係を示す図である。
【図２】図１の無絶縁軌道回路における列車の在線位置と受信器の受信状態の関係を示す図である。
【図３】本発明の他の実施の形態による無絶縁軌道回路と信号影響範囲との関係を示す図である。
【図４】図３の無絶縁軌道回路における列車の在線位置と受信器の受信状態の関係を示す図である。
【図５】従来の無絶縁軌道回路装置の構成を示す図である。
【図６】無絶縁軌道回路装置の受信レベルの特性と境界ずれの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
続いて、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
この実施の形態においては、図１に示すように、一つの軌道回路２Ｔの中間点において受信器１が軌道Ｒに接続され、その軌道回路２Ｔの進入側の軌道回路３Ｔおよび進出側の軌道回路１Ｔにおいて送信器２Ａ,２Ｂが軌道Ｒに接続されている。送信器２Ａ,２Ｂは、それぞれ異なる周波数の列車検知用信号Ａ,Ｂを送信するものである。列車検知用信号Ａ,Ｂは、同時に送信しても良いし、交互に送信しても良い。
【００１９】
列車Ｔが軌道回路１Ｔ，２Ｔ，３Ｔのいずれにも在線しないときは、軌道回路２Ｔにおいては、２つの列車検知用信号Ａ,Ｂが混在する。したがって、受信器1は、列車Ｔが軌道回路３Ｔ，２Ｔ，１Ｔのいずれにも在線しないときは、列車検知用信号Ａ,Ｂを受信する。
【００２０】
単一の列車Ｔの在線位置、すなわち、軌道回路３Ｔ，２Ｔ，１Ｔのいずれかに在線するときの受信器１の列車検知用信号Ａ,Ｂの受信状態は、図２に示されるとおりである。すなわち、列車Ｔの在線位置が軌道回路３Ｔであるときは，受信器１は列車検知用信号Ａを受信せず、列車検知用信号Ｂを受信する。また、列車Ｔの在線位置が軌道回路２Ｔであるときは，受信器１は列車検知用信号Ａ,Ｂのいずれも受信しない。そして、列車Ｔの在線位置が軌道回路１Ｔであるときは，受信器１は列車検知用信号Ａを受信するが、列車検知用信号Ｂを受信しない。
【００２１】
したがって、本実施の形態の無絶縁軌道回路装置は、受信器１の受信状態を示す図２に従って在線位置を特定することができる。これにより、送受信器を増加せずに、列車位置検知分解能の向上が可能である。
【００２２】
ただし、軌道回路２Ｔの境界部で、従来同様に境界ずれが生じる可能性がある。しかし、列車検知用信号Ａ,Ｂの２つの受信レベルから境界を推定し、閾値補正を行うことで、境界ずれを従来に比しより多く低減可能である。
【００２３】
複数の列車が軌道回路３Ｔ，２Ｔ，１Ｔに在線する場合、その瞬間の受信器１の列車検知用信号Ａ,Ｂの受信状態だけでは在線位置を特定できない場合がある。この場合であっても、過去の受信器１の列車検知用信号Ａ,Ｂの受信状態を参照して列車追跡を行うことで、在線位置が特定可能である。
【００２４】
図３は、本発明の他の実施の形態の無絶縁軌道回路装置を示す。この無絶縁軌道回路装置は、一つの軌道回路３Ｔに対応して受信器１’が軌道Ｒに接続され、その軌道回路３Ｔの進入側２つ隣りの軌道回路５Ｔおよび進出側２つ隣りの軌道回路１Ｔにおいて送信器２Ａ’,２Ｂ’が軌道Ｒに接続されている。送信器２Ａ’,２Ｂ’は、それぞれが複数の異なる周波数の列車検知用信号Ａ1,Ａ２；Ｂ１,Ｂ２を送信するものである。
【００２５】
このような構成における単一の列車Ｔの在線位置と受信器1’の各列車検知用信号Ａ1,Ａ２；Ｂ１,Ｂ２の受信状態は、図４に示されるとおりである。
【００２６】
図４から明らかなように、送信器２Ａ’,２Ｂ’から複数の列車検知用信号を送信することにより、列車位置分解能がさらに向上する。複数の列車検知用信号は、混合（重畳）して送信してもよいし、時系列で分けてもよい。原理的には、受信器で区別可能な、かつ、信号影響範囲が設計可能な領域の周波数を多数利用することができる。また、列車検知用信号を単一周波数成分ではなく、一定の周波数帯域を持たせることにより、情報伝達を併せて行うことが可能である。
【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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