(57)【要約】【課題】点制御方式による踏切警報の列車検知をバックアップする踏切バックアップ装置を、低コストに実現できるようにすること。【解決手段】一方のレールＲ１には、踏切道１０から所定距離Ｌ２分離れた位置に絶縁継目３０が設けられる。踏切バックアップ装置４０は、絶縁継目３０から警報開始点Ｐ１側に接近検知信号ｆ１を送信し、警報終止点Ｐ２側に進出検知信号ｆ２を送信する。そして、他方のレールＲ２からこれらの検知信号を受信することで、踏切道１０への列車の接近及び進出を判定する。接近検知信号ｆ１、及び、進出検知信号ｆ２は、搬送周波数ｆ０が２００Ｈｚ以下の低周波の搬送波を、互いに異なるＰＮ符号を用いてＳＳＢ変調（抑圧搬送波単側波帯変調）することで生成された信号である。【選択図】図１
2015147444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点制御方式による踏切警報の警報開始点および警報終止点での列車検知をバックアップする踏切バックアップ装置であって、
踏切道から前記警報終止点側に所定距離離れた位置の一方レールのみに絶縁継目が設けられ、
前記絶縁継目を挟んで前記一方レールの前記踏切道側に接近検知信号を送信する接近検知用送信手段と、
前記絶縁継目を挟んで前記一方レールの前記踏切道と反対側に進出検知信号を送信する進出検知用送信手段と、
前記絶縁継目が設けられていない他方レールから前記接近検知信号を受信する接近検知用受信手段と、
前記他方レールから前記進出検知信号を受信する進出検知用受信手段と、
前記接近検知用受信手段による前記接近検知信号の受信状況に基づいて、前記踏切道への列車の接近を判定する接近判定手段と、
前記進出検知用受信手段による前記進出検知信号の受信状況、及び、前記進出検知用受信手段による進出検知信号の受信状況に基づいて、前記踏切道からの列車の進出を判定する進出判定手段と、
を備えた踏切バックアップ装置。
【請求項２】
前記接近検知用送信手段は、搬送周波数が２００Ｈｚ以下且つ５０Ｈｚ以上であり、第１の周期符号を送信する信号を前記接近検知信号として送信し、
前記進出検知用送信手段は、搬送周波数が２００Ｈｚ以下且つ５０Ｈｚ以上であり、前記第１の周期符号とは異なる第２の周期符号を送信する信号を前記進出検知信号として送信する、
請求項１に記載の踏切バックアップ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の踏切バックアップ装置と、
前記踏切道から前記警報終止点側に所定距離離れた位置の一方レールのみに設けた絶縁継目と、
を具備した踏切バックアップシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点制御方式による踏切警報の列車検知をバックアップする踏切バックアップ装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道の踏切道には、踏切警報機や踏切遮断機、これらの動作を制御する踏切制御装置を含む踏切保安装置が設けられる。踏切道へ接近している列車の検知方式には、連続閉電路方式、及び、点制御方式の二通りがある。連続閉電路方式は、踏切警報区間全体に軌道回路を設置し、区間内の列車を連続的に検知する方式である。点制御方式は、警報開始点や警報終止点に、踏切制御子等の列車検知器を設置し、チェックイン・チェックアウトによって踏切警報区間への列車の進入・進出（通過）を検知する方式である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９６７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
点制御方式の列車検知器である踏切制御子は、列車の車輪がレールを短絡することで列車を検知する方式であり、レール上面における錆の発生や落ち葉の付着などによる短絡不良が発生する可能性が有る。短絡不良が発生した場合に列車検知をバックアップするために、踏切バックアップ装置が設けられる場合がある。
【０００５】
踏切バックアップ装置としては、主に、警報開始点に、列車に搭載されているＡＴＳ車上装置からのＡＴＳ信号を受信するＡＴＳ地上子を設置する方式と、警報終止点に、車軸（輪軸）の通過を検知する車軸検知器を設置する方式とがあり、何れもレール短絡によらない方式である。但し、これらの方式はフェールセーフ性を有していないため、あくまでもバックアップとして用いられる。
【０００６】
また、これらの踏切バックアップ装置（ＡＴＳ地上子や車軸検知器）は、信号伝達のため、踏切制御装置と信号ケーブルで接続する必要がある。通常、警報開始点から踏切道までの距離は、１〜２ｋｍ程度と長距離であり、踏切道から警報終止点までの距離も含めると相当の距離であるため、信号ケーブルの布設や保守には相応のコストがかかる。また、踏切は多数存在し、その全てに踏切バックアップ装置を設ける必要があるため、鉄道会社にとっては信号ケーブルの布設や保守に要するコストは多大となる。踏切バックアップ装置は、あくまでもバックアップであるので、可能な限りコストをかけずに実現したいという要望がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、点制御方式による踏切警報の列車検知をバックアップする踏切バックアップ装置を、低コストに実現できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための第１の発明は、
点制御方式による踏切警報の警報開始点および警報終止点での列車検知をバックアップする踏切バックアップ装置であって、
踏切道から前記警報終止点側に所定距離離れた位置の一方レールのみに絶縁継目が設けられ、
前記絶縁継目を挟んで前記一方レールの前記踏切道側に接近検知信号を送信する接近検知用送信手段と、
前記絶縁継目を挟んで前記一方レールの前記踏切道と反対側に進出検知信号を送信する進出検知用送信手段と、
前記絶縁継目が設けられていない他方レールから前記接近検知信号を受信する接近検知用受信手段と、
前記他方レールから前記進出検知信号を受信する進出検知用受信手段と、
前記接近検知用受信手段による前記接近検知信号の受信状況に基づいて、前記踏切道への列車の接近を判定する接近判定手段と、
前記進出検知用受信手段による前記進出検知信号の受信状況、及び、前記進出検知用受信手段による前記進出検知信号の受信状況に基づいて、前記踏切道からの列車の進出を判定する進出判定手段と、
を備えた踏切バックアップ装置である。
【０００９】
この第１の発明によれば、踏切バックアップ装置は、一方レールに設けられた絶縁継目を挟んで、一方レールの踏切道側に接近検知信号を送信し、踏切道と反対側に進出検知信号を送信する。そして、他方のレールからの、接近検知信号、及び、進出検知信号それぞれの受信状況に基づいて、踏切道への列車の接近、及び、進出を判定する、絶縁継目は、一方レールの踏切道から警報終止点側に、所定距離離れた位置に設けられている。これにより、他方レールからの接近検知信号の受信によって、踏切道への列車の接近を判定し、他方レールからの進出検知信号の受信および接近検知信号の受信断によって、踏切道からの列車の進出を判定することができる。したがって、接近検知用送信手段、進出検知用送信手段、接近検知用受信手段および進出検知用受信手段は、何れも、絶縁継目付近のレールに信号を送信したり、受信したりするものであるため、これらを１箇所にまとめることができる。そのため、警報開始点および警報終止点それぞれに分散配置せずに済み、信号ケーブルの布設量を大幅に低減することができる。加えて、第１の発明の踏切バックアップ装置は、列車の踏切道への接近から進出までを連続的に検知することができるため、点制御方式による列車検知のバックアップとして有効である。
【００１０】
また、第２の発明として、第１の発明の踏切バックアップ装置であって、
前記接近検知用送信手段は、搬送周波数が２００Ｈｚ以下且つ５０Ｈｚ以上であり、第１の周期符号を送信する信号を前記接近検知信号として送信し、
前記進出検知用送信手段は、搬送周波数が２００Ｈｚ以下且つ５０Ｈｚ以上であり、前記第１の周期符号とは異なる第２の周期符号を送信する信号を前記進出検知信号として送信する、
踏切バックアップ装置を構成しても良い。
【００１１】
この第２の発明によれば、接近検知信号、及び、進出検知信号は、搬送周波数が２００Ｈｚ以下であり、互いに異なる周期符号を送信する信号である。つまり、警報開始点や警報終止点は、通常、踏切道から相当の距離離れた位置に定められるが、接近検知信号、及び、進出検知信号は、搬送周波数が２００Ｈｚ以下と低周波の信号であるため、長距離伝送が可能である。また、接近検知信号、及び、進出検知信号は、それぞれ異なる周期符号を送信する信号であるため、混信したとしてもどちらの検知信号であるかを区別して他方レールから受信することができる。
【００１２】
更に、第３の発明として、
第１又は第２の発明の踏切バックアップ装置と、
前記踏切道から前記警報終止点側に所定距離離れた位置の一方レールのみに設けた絶縁継目と、
を具備した踏切バックアップシステムを構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】踏切バックアップ装置の概要図。
【図２】踏切バックアップ装置の内部構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本実施形態における踏切バックアップ装置４０の概要図である。本実施形態の踏切バックアップ装置４０は、地方の閑散線区などの駅間に軌道回路が設置されず基本的に点制御方式の列車検知で踏切制御が行われる踏切道１０を対象とし、その列車検知のバックアップとして用いられる。
【００１５】
踏切道１０には、踏切警報機１２や踏切遮断機１４と、これらの動作を制御する踏切警報制御装置２０とが設けられている。また、点制御方式の列車検知を行うため、踏切道１０から所定距離Ｌ１だけ離れた列車の進入側の警報開始点Ｐ１に、閉電路方式の踏切制御子１６が設けられているとともに、踏切道１０から所定距離だけ離れた列車の進出側の警報終止点Ｐ２に、開電路方式の踏切制御子１８が設けられている。
【００１６】
列車が踏切道１０に接近して警報区間に進入すると、踏切制御子１６が列車の通過を検知し、列車検知信号を踏切警報制御装置２０に出力する。踏切警報制御装置２０は、踏切制御子１６から列車検知信号が入力されると、踏切警報機１２の鳴動を開始させるとともに、踏切遮断機１４を駆動して遮断棹を降下させる。次いで、列車が警報区間を進出すると、踏切制御子１８が列車の通過を検知し、列車検知信号を踏切警報制御装置２０に出力する。踏切警報制御装置２０は、踏切制御子１８から列車検知信号が入力されると、踏切警報機１２の鳴動を停止させるとともに、踏切遮断機１４を駆動して遮断棹を上昇させる。
【００１７】
しかし、踏切制御子１６，１８を用いた列車検知には、車輪とレールの接触不良や、踏切制御子１６，１８の故障等による検知不良が発生し得る。本実施形態の踏切バックアップ装置４０は、列車検知をバックアップするために設けられ、踏切道１０への列車の接近及び進出（通過）を検知して、検知結果を踏切警報制御装置２０に出力する。そのため、踏切警報制御装置２０は、基本的には、踏切制御子１６，１８からの信号をもとに、踏切警報機１２や踏切遮断機１４を制御するが、補助的に踏切バックアップ装置４０からの信号をも利用する。利用形態としては、例えば、踏切制御子１６，１８からの信号と、踏切バックアップ装置４０からの信号とのＯＲ条件を利用して、踏切警報機１２や踏切遮断機１４を制御することとしてもよいし、踏切制御子１６，１８からの故障信号等の入力をもって、踏切バックアップ装置４０からの信号に基づく制御に切り替えることとしてもよい。
【００１８】
軌道Ｒには、踏切道１０から警報終止点Ｐ２側に所定距離Ｌ２だけ離れた位置において、一方のレールのみに絶縁継目３０が設けられている。そして、踏切バックアップ装置４０は、この絶縁継目３０の近傍に設置される。また、踏切バックアップ装置４０と絶縁継目３０とで、踏切バックアップシステムを構成する。なお、所定距離Ｌ２は、例えば、当該路線を走行する列車の最大編成長（すなわち列車長）以上としてもよいが、それより短い距離としてもよい。
【００１９】
図２に示すように、踏切バックアップ装置４０は、一方のレールＲ１の絶縁継目３０から警報開始点Ｐ１側に接近検知信号ｆ１を送信し、絶縁継目３０から警報終止点Ｐ２側に進出検知信号ｆ２を送信する。そして、他方のレールＲ２から、接近検知信号ｆ１及び進出検知信号ｆ２（以下、包括して「検知信号」という）を受信することで、列車の接近及び進出（通過）を検知する。
【００２０】
少なくとも警報区間に列車が存在しない場合には、レールが短絡されないため、踏切バックアップ装置４０では、何れの検知信号も受信されない。列車が踏切道１０に接近すると、絶縁継目３０の警報開始点Ｐ１側において、列車の車軸によってレールが短絡され、一方のレールに流れている接近検知信号ｆ１が他方のレールに流れ、踏切バックアップ装置４０が接近検知信号ｆ１を受信する。このとき、絶縁継目３０の警報終止点側ではレールは短絡されないので、踏切バックアップ装置４０では進出検知信号ｆ２が受信されない。踏切バックアップ装置４０は、接近検知信号ｆ１の受信によって列車の接近を検知する。
【００２１】
続いて、列車が進行して絶縁継目３０を越える（詳細には、先頭の車軸が絶縁継目３０を越える）と、絶縁継目３０の警報終止点Ｐ２側において、列車の車軸によってレールが短絡され、一方のレールＲ１に流れている進出検知信号ｆ２が他方のレールＲ２に流れ、踏切バックアップ装置４０が進出検知信号ｆ２を受信する。
【００２２】
列車が更に進行して完全に絶縁継目３０を越えると（詳細には、最後尾の車両の最後尾の車輪が絶縁継目３０を越えると）、踏切バックアップ装置４０では、受信していた接近検知信号ｆ１が受信できなくなる。換言すると、列車が完全に絶縁継目３０の内方に進入するまでは（詳細には、最後尾の車軸が絶縁継目３０を越えるまでは）、踏切バックアップ装置４０は、継続的に接近検知信号ｆ１を受信している。踏切バックアップ装置４０は、進出検知信号ｆ２の受信と、接近検知信号ｆ１の受信断とによって、列車の踏切道１０からの進出（通過）を検知する。
【００２３】
検知信号（接近検知信号ｆ１および進出検知信号ｆ２）は、所定周波数ｆ０の搬送波を、周期的な（巡回性を有する）符号であるＰＮ（Pseudo Noise：擬似雑音）符号で変調することで生成された信号である。
【００２４】
踏切道１０から警報開始点Ｐ１までの距離は、主に、列車の最高速度や最大減速度をもとに定められ、通常、最大２ｋｍ程度の距離とされる。接近検知信号ｆ１は、絶縁継目３０付近から一方のレールＲ１に送信され、警報開始点Ｐ１まで到達し、左右のレール間の短絡によって他方のレールＲ２を伝達して、再度、絶縁継目３０付近（より正確には、レールＲ１の絶縁継目３０に対向するレールＲ２の位置付近）まで戻ってくる必要がある。つまり、最大４ｋｍ程度の距離を伝達される必要がある。このため、搬送波は、長距離伝送に適した低周波数の信号が望ましく、具体的には、周波数ｆ０が「５０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下」の信号を用いるのが好適である。
【００２５】
また、踏切バックアップ装置４０において、接近検知信号ｆ１と進出検知信号ｆ２とを区別して受信する必要がある。このため、接近検知信号ｆ１に用いる接近検知用のＰＮ符号（第１の周期符号）と、進出検知信号ｆ２に用いる進出検知用のＰＮ符号（第２の周期符号）とは、異なる符号系列が用いられる。また、これらのＰＮ符号は、伝播時間や受信時の符号一致の判定精度を考慮して符号数が数ビットの符号系列とする。
【００２６】
また、変調方式としては、振幅変調の一種であり、小電力での送信が可能な抑圧搬送波単側波帯（ＳＳＢ−ＳＣ：Single Sideband Suppressed Carrier。以下、単に「ＳＳＢ」という）が用いられる。
【００２７】
図２によれば、踏切バックアップ装置４０は、搬送波生成部４２と、ＰＮ符号生成部４４と、ＳＳＢ変調部４６と、送信部４８と、受信部５０と、ＳＳＢ復調部５２と、ＰＮ符号判定部５４と、列車検知部５６とを備えて構成される。
【００２８】
搬送波生成部４２は、発振回路を有し、所定の搬送周波数ｆ０の搬送波を生成する。
【００２９】
ＰＮ符号生成部４４は、符号系列が互いに異なる接近検知用のＰＮ符号、及び、進出検知用のＰＮ符号を生成する。
【００３０】
ＳＳＢ変調部４６は、ＰＮ符号生成部４４によって生成された接近検知用のＰＮ符号、及び、進出検知用のＰＮ符号それぞれを用いて、搬送波生成部４２によって生成された搬送波をＳＳＢ変調して、接近検知信号ｆ１、及び、進出検知信号ｆ２を生成する。
【００３１】
送信部４８は、ＳＳＢ変調部４６によって生成された検知信号を、適当な信号レベルに調整して一方のレールＲ１に出力する。すなわち、接近検知信号ｆ１を、絶縁継目３０の警報開始点Ｐ１側の送信点から一方のレールＲ１に送信し、進出検知信号ｆ２を、絶縁継目３０の警報終止点Ｐ２側の送信点から一方のレールＲ１に送信する。
【００３２】
受信部５０は、他方のレールＲ２に流れている信号を受信する。
【００３３】
ＳＳＢ復調部５２は、受信部５０によって受信された信号を、搬送波生成部４２によって生成された搬送波を用いてＳＳＢ復調する。つまり、列車の車軸によるレール間の短絡によって検知信号が他方のレールＲ２に流れている場合、復調したデータ（受信データ）には、ＰＮ符号が含まれていることになる。
【００３４】
ＰＮ符号判定部５４は、ＳＳＢ復調部５２によって復調されたデータ（受信データ）と、ＰＮ符号生成部４４によって生成された接近検知用のＰＮ符号、及び、進出検知用のＰＮ符号それぞれとの相関演算を行うことで、受信データに含まれるＰＮ符号を判定する。すなわち、検知用のＰＮ符号を１ビットづつシフトしながら受信データとの相関演算を行い、相関値が所定値以上となる場合に、受信データに、その検知用のＰＮ符号が含まれると判定する。なお、ＳＳＢ復調部５２及びＰＮ符号判定部５４の組をチャンネルとして２チャンネル用意し、接近検知用のＰＮ符号に関する相関演算と、進出検知用のＰＮ符号に関する相関演算とを並列実行可能に構成してもよい。
【００３５】
列車検知部５６は、ＰＮ符号判定部５４による判定結果をもとに、踏切道１０への列車の接近及び進出を判定し、判定結果を踏切警報制御装置２０へ出力する。すなわち、受信データに何れの検知用のＰＮ符号も含まれない場合には、列車無しを判定する。また、受信データに接近検知用のＰＮ符号が含まれる場合には、踏切道１０に列車が接近していると判定し、接近検知用のＰＮ符号が含まれず、且つ、進出検知用のＰＮ符号が含まれる場合には、踏切道１０から列車が進出したと判定する。
【００３６】
このように、本実施形態の踏切バックアップ装置４０は、点制御方式の踏切制御が行われる踏切道１０を対象とし、列車検知のバックアップとして用いられる。すなわち、軌道Ｒの一方のレールＲ１は、踏切道１０から警報終止点Ｐ２側の所定距離Ｌ２の位置に絶縁継目３０が設けられている。踏切バックアップ装置４０は、一方のレールＲ１の絶縁継目３０から警報開始点Ｐ１側に接近検知信号ｆ１を送信し、警報終止点Ｐ２側に進出検知信号ｆ２を送信する。そして、他方のレールＲ２からこれらの検知信号を受信することで、踏切道１０への列車の接近及び進出を判定する。つまり、踏切バックアップ装置４０は、踏切道１０への列車接近の検知と、踏切道１０からの列車進出の検知とを絶縁継目３０付近の１箇所で行うことができるため、従来のように警報開始点及び警報終止点それぞれに信号ケーブルを布設する必要がなくなり、大幅なコストの低減が実現可能となる。
【００３７】
また、接近検知信号ｆ１、及び、進出検知信号ｆ２は、搬送周波数ｆ０が２００Ｈｚ以下の低周波の搬送波を、互いに異なるＰＮ符号を用いてＳＳＢ変調（抑圧搬送波単側波帯変調）することで生成された信号である。これにより、最大４ｋｍ程度の長距離伝送且つ小電力伝送が可能であるとともに、両者を区別して受信することができる。
【００３８】
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００３９】
（Ａ）検知信号の送信／受信レベル調整
踏切バックアップ装置４０の警報開始点は、車輪による短絡検知が可能な最大距離の地点となる。検知信号の送信レベル及び受信レベルの一方又は両方を調整することで、踏切バックアップ装置４０の警報開始点が、踏切の警報開始点Ｐ１より遠くならないようにすることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  踏切道
１２  踏切警報機、１４  踏切遮断機、１６，１８  踏切制御子
２０  踏切警報制御装置
３０  絶縁継目
４０  踏切バックアップ装置
４２  搬送波生成部、４４  ＰＮ符号生成部、４６  ＳＳＢ変調部、４８  送信部
５０  受信部、５２  ＳＳＢ復調部、５４  ＰＮ符号判定部、５６  列車検知部
Ｒ  軌道、Ｒ１，Ｒ２  レール
Ｐ１  警報開始点、Ｐ２  警報終止点
【図１】
2015147444.tif 000003
【図２】
2015147444.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月7日(2015.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するための第１の発明は、
点制御方式による踏切警報の警報開始点および警報終止点での列車検知をバックアップする踏切バックアップ装置であって、
踏切道から前記警報終止点側に所定距離離れた位置の一方レールのみに絶縁継目が設けられ、
前記絶縁継目を挟んで前記一方レールの前記踏切道側に接近検知信号を送信する接近検知用送信手段と、
前記絶縁継目を挟んで前記一方レールの前記踏切道と反対側に進出検知信号を送信する進出検知用送信手段と、
前記絶縁継目が設けられていない他方レールから前記接近検知信号を受信する接近検知用受信手段と、
前記他方レールから前記進出検知信号を受信する進出検知用受信手段と、
前記接近検知用受信手段による前記接近検知信号の受信状況に基づいて、前記踏切道への列車の接近を判定する接近判定手段と、
前記接近検知用受信手段による前記接近検知信号の受信状況、及び、前記進出検知用受信手段による前記進出検知信号の受信状況に基づいて、前記踏切道からの列車の進出を判定する進出判定手段と、
を備えた踏切バックアップ装置である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
点制御方式による踏切警報の警報開始点および警報終止点での列車検知をバックアップする踏切バックアップ装置であって、
踏切道から前記警報終止点側に所定距離離れた位置の一方レールのみに絶縁継目が設けられ、
前記絶縁継目を挟んで前記一方レールの前記踏切道側に接近検知信号を送信する接近検知用送信手段と、
前記絶縁継目を挟んで前記一方レールの前記踏切道と反対側に進出検知信号を送信する進出検知用送信手段と、
前記絶縁継目が設けられていない他方レールから前記接近検知信号を受信する接近検知用受信手段と、
前記他方レールから前記進出検知信号を受信する進出検知用受信手段と、
前記接近検知用受信手段による前記接近検知信号の受信状況に基づいて、前記踏切道への列車の接近を判定する接近判定手段と、
前記接近検知用受信手段による前記接近検知信号の受信状況、及び、前記進出検知用受信手段による進出検知信号の受信状況に基づいて、前記踏切道からの列車の進出を判定する進出判定手段と、
を備えた踏切バックアップ装置。