(57)【要約】【課題】雑音の影響を回避しつつ、本来の速度制御信号を確実に受信可能な列車制御車上装置を提供する。【解決手段】地上装置から送信された速度制御信号を受信して、列車の速度制御を行う列車制御車上装置は、受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、フーリエ変換部で生成されたフーリエ変換信号に含まれる信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも、信号周波数範囲の境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ境界周波数から信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に、境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルが存在する場合には、受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する信号判断部と、を備える。【選択図】図１
2015177602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上装置から送信された速度制御信号を受信して、列車の速度制御を行う列車制御車上装置において、
受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部で生成されたフーリエ変換信号に含まれる信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも、前記信号周波数範囲の境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ前記境界周波数から前記信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に、前記境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルが存在する場合には、前記受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する信号判断部と、を備える列車制御車上装置。
【請求項２】
地上装置から送信された速度制御信号を受信して、列車の速度制御を行う列車制御車上装置において、
受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部で生成されたフーリエ変換信号に含まれる信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルを重み付けする重み付け部と、
前記重み付け部で重み付けた中心周波数の信号レベルと、中心周波数以外の前記信号周波数範囲内の前記フーリエ変換信号の信号レベルとに基づいて、前記受信信号を列車の速度制御に用いるか否かを判断する信号判断部と、を備える列車制御車上装置。
【請求項３】
前記重み付け部は、前記中心周波数に合わせた信号通過特性を持つバンドパスフィルタを用いて、前記フーリエ変換信号をフィルタリングする請求項２に記載の列車制御車上装置。
【請求項４】
地上装置から送信された速度制御信号を受信して、列車の速度制御を行う列車制御車上装置において、
受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部で生成されたフーリエ変換信号に含まれる信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも、前記信号周波数範囲の境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ前記境界周波数から前記信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に、前記境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルが存在する場合に、前記所定の周波数範囲内の信号レベルのＱ値を測定するＱ値測定部と、
前記Ｑ値が所定値以下か否かで、前記受信信号を列車の速度制御に用いるか否かを判断する信号判断部と、を備える列車制御車上装置。
【請求項５】
前記信号判断部は、前記信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも、前記信号周波数範囲の境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ前記境界周波数から前記信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に、前記境界周波数の信号レベルよりも所定の信号レベル以上高い信号レベルが所定期間以上存在する場合には、前記受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する請求項１乃至４のいずれかに記載の列車制御車上装置。
【請求項６】
前記信号判断部は、前記信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルが所定の閾値よりも低く、かつ前記信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも、前記信号周波数範囲の境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ前記境界周波数から前記信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に、前記境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルが存在する場合には、前記受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する請求項１乃至５のいずれかに記載の列車制御車上装置。
【請求項７】
前記信号判断部は、前記信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルが所定の閾値以上の場合には、前記信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも、前記信号周波数範囲の境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ前記境界周波数から前記信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に、前記境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルが存在する場合であっても、前記受信信号を列車の速度制御に適切と判断する請求項１乃至６のいずれかに記載の列車制御車上装置。
【請求項８】
前記フーリエ変換信号は、所定の周波数刻みの複数の信号ポイントを含み、
前記所定の周波数範囲は、前記境界周波数に最近接の、前記信号周波数範囲外の次の信号ポイントの周波数を少なくとも含む周波数範囲である請求項１乃至７のいずれかに記載の列車制御車上装置。
【請求項９】
前記速度制御信号は、速度制御の種類によって周波数が異なる無変調の周波数信号である請求項１乃至８のいずれかに記載の列車制御車上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、列車の速度制御を行う列車制御車上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
列車が安全に走行する為の保安装置として、自動列車制御装置（ATC；Automatic Train Control）および自動列車停止装置（ATS；Automatic Train Stop）が知られている。このうちATCは、レールにより構成された軌道回路に信号電流を流し、車上で信号を読み取り制御を行う連続制御方式である。
【０００３】
ＡＴＣには、変調周波数に信号の周波数を割り当てる変調式と、変調を行わない無変調式とがある。無変調式の場合、周波数自体に現示情報を割り当てるため、車上で確実に信号周波数を検出する必要がある。
【０００４】
一方、地上の送信設備から送信される信号周波数は定められた保守基準に沿って整備および点検されるため、ある程度の周波数ずれをもって送信される可能性がある。このため、車上の受信処理では、信号周波数に幅を持たせた信号周波数範囲での信号を取得し、ある程度の周波数ずれを許容する設計となっている。
【０００５】
例えば、周波数抽出手段として高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を用いる場合、出力する信号中心周波数に該当するＦＦＴポイントだけでなく、前後複数のＦＦＴポイントを含めて信号判定を行う。具体的には信号中心周波数に該当するＦＦＴポイントと前後複数のＦＦＴポイントとのいずれかのレベルが判定閾値を超えた場合に信号と判断する。これにより、該当する周波数を中心周波数とする設計上定めた信号周波数範囲内において、信号レベルが判定閾値を超えるか否かを判定することで、所望の周波数信号が受信されたか否かを判断できる。
【０００６】
しかしながら、信号中心周波数の前後複数のＦＦＴポイントも含めて信号判定を行う場合、周波数ずれに対する許容量が拡大する反面、雑音混入による誤検知が起こるおそれがある。信号周波数を無変調とする場合は、その信号の特性上、周波数抽出結果を信号と雑音に区別するのは困難である。瞬時的に混入する雑音に対しては時素を設けることによりある程度回避可能であるが、連続的に混入する雑音は信号との判別が極めて困難である。特に、地上の送信設備に雑音が混入すると、速度を速めることを指示する上位信号と速度を緩めることを指示する下位信号の双方とも雑音の影響を受け、優先度の高い下位信号が送信されたと誤って判断してしまって、列車を急停止させてしまうおそれがある。
【０００７】
可能な限り雑音成分の影響を少なくするために、地上送信設備の保守基準に合わせて車上の帯域幅を詳細に設計することも理論上は可能であるが、地上から送信される信号は確実に検知する必要があるため、車上の帯域幅はある程度余裕を持たせつつ雑音の影響を最小限にする必要があり、帯域幅の調整のみでは正常な信号の取得と雑音回避を両立させることは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許５２０４２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、雑音の影響を回避しつつ、本来の速度制御信号を確実に受信可能な列車制御車上装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態によれば、地上装置から送信された速度制御信号を受信して、列車の速度制御を行う列車制御車上装置において、
受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部で生成されたフーリエ変換信号に含まれる信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも、前記信号周波数範囲の境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ前記境界周波数から前記信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に、前記境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルが存在する場合には、前記受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する信号判断部と、を備える列車制御車上装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態による列車制御車上装置１の概略構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態におけるＦＦＴ信号の信号波形図。
【図３】第２の実施形態におけるＦＦＴ信号の信号波形図。
【図４Ａ】中心周波数の信号レベルを示す図。
【図４Ｂ】中心周波数−５ＭＨｚの信号レベルを示す図。
【図４Ｃ】中心周波数＋５ＭＨｚの信号レベルを示す図。
【図４Ｄ】中心周波数＋１０ＭＨｚの信号レベルを示す図。
【図５】第３の実施形態による列車制御車上装置１の概略構成を示すブロック図。
【図６】（ａ）は重み付け部１１による重み付けを行わない場合のＦＦＴ信号波形の一例を示す図、（ｂ）は図６（ａ）のＦＦＴ信号に対して重み付け部１１による重み付けを行った場合のＦＦＴ信号波形の一例を示す図。
【図７】第４の実施形態による列車制御車上装置１の概略構成を示すブロック図。
【図８】（ａ）は受信信号を適切と判断するＦＦＴ信号の例を示す図、（ｂ）は受信信号を不適切と判断するＦＦＴ信号の例を示す図。
【図９】第５の実施形態によるＦＦＴ信号の信号波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、列車制御車上装置内の特徴的な構成および動作を中心に説明するが、列車制御車上装置には以下の説明で省略した構成および動作が存在しうる。ただし、これらの省略した構成および動作も本実施形態の範囲に含まれるものである。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態による列車制御車上装置１の概略構成を示すブロック図である。図１の列車制御車上装置１は、列車に搭載されるものであり、列車制御車上装置１は地上装置２からの速度制御信号を受信して、自動列車制御（ＡＴＣ）を行う。
【００１４】
ここで、列車とは、線路等のレールの上を走行する車両であり、例えば、電車、新幹線、モノレールディーゼルカーなどである。地上装置２は、レールの所定箇所に設けられ、レールを介して速度制御信号を送信する。地上装置２は、レールの複数箇所に設けられていてもよい。
【００１５】
図１の列車制御車上装置１は少なくとも、受電器３と、信号増幅部４と、Ａ／Ｄ変換器５と、ＦＦＴ部６（フーリエ変換部）と、制御部７とを備えている。
【００１６】
受電器３は、不図示のコイルを備えている。地上装置２がレール８に送信した速度制御信号（ＡＴＣ信号）により、コイルに誘導電流が流れる。コイルを流れる誘導電流は、信号増幅部４で増幅される。これにより、地上装置２が送信した速度制御信号に応じた交流信号がＡ／Ｄ変換器５に入力される。Ａ／Ｄ変換器５は、交流信号をデジタル信号に変換して、ＦＦＴ部６に入力する。
【００１７】
地上装置２が送信する速度制御信号は、例えば無変調信号であり、速度制御の情報ごとに周波数が異なる信号である。したがって、列車制御車上装置１は、受信された速度制御信号の周波数を検出して、速度制御の情報を把握する。なお、地上装置２が送信する速度制御信号は、変調信号でもよい。例えば、速度制御信号が周波数変調信号の場合、周波数変調信号の中心周波数を列車制御車上装置１で検出することで、速度制御信号が受信されたか否かを判断でき、また、周波数変調信号を復調することで、速度制御の情報を検出できる。
【００１８】
速度制御信号の種類は特に問わないが、例えば列車の制限速度を上げることを指示する上位信号、列車の制限速度を下げることを指示する下位信号、列車制限速度の時間的な変化を示すブレーキパターンの切替を指示するパターン切替信号などである。
【００１９】
ＦＦＴ部６は、Ａ／Ｄ変換器５で生成されたデジタル信号に対して、所定の時間刻みで高速フーリエ変換を行って、ＦＦＴ信号（フーリエ変換信号）を生成する。ＦＦＴ信号は、所定の周波数刻みの複数のＦＦＴポイントを含んでいる。ＦＦＴ部６の回路規模によって、周波数刻みとＦＦＴ信号の更新周期を調整することができる。一般には、ＦＦＴ部６の回路規模が大きいほど、周波数刻みは細かくなり、ＦＦＴ信号の更新周期も短くなる。ＦＦＴ部６の同じ回路規模では、周波数刻みとＦＦＴ信号の更新周期はトレードオフの関係にあり、周波数刻みを細かくするとＦＦＴ信号の更新周期は長くなり、周波数刻みを粗くするとＦＦＴ信号の更新周期は短くなる。
【００２０】
制御部７は、地上装置２からの速度制御信号に基づいて、列車の速度制御を行うとともに、運転台の速度視示計の表示制御を行う。制御部７は、信号判断部９を内蔵している。信号判断部９は、ＦＦＴ信号に含まれる信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも、信号周波数範囲の境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ境界周波数から信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に、境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルが存在する場合には、受電器３での受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する。
【００２１】
図２は第１の実施形態におけるＦＦＴ信号の信号波形図であり、横軸は周波数、縦軸は信号レベルである。図示のように、ＦＦＴ信号は、地上装置２から送信された速度制御信号に含まれる種々の周波数成分を、所定の周波数刻みで離散化した複数のＦＦＴポイントを含んでいる。周波数刻みは例えば５Ｈｚである。
【００２２】
地上装置２は、予め中心周波数を定めて速度制御信号を送信するが、地上装置２内で生じる周波数誤差や雑音等により、実際に列車制御車上装置１で受信される速度制御信号の周波数は中心周波数から多少ずれる場合がある。そこで、本実施形態の信号判断部９は、中心周波数を中心とする例えば±５Ｈｚを信号周波数範囲として設定し、この信号周波数範囲内でのＦＦＴポイントの信号レベルに応じて、速度制御信号を受信したか否かを判断する。
【００２３】
ところが、この信号周波数範囲に近接する所定の周波数範囲内に強い雑音がある場合は、この雑音の影響を受けて、信号周波数範囲内のＦＦＴポイントの信号レベルが高くなり、場合によっては信号レベルが閾値を超えてしまうこともありうる。この場合、信号周波数範囲内に中心周波数を持つ速度制御信号を受信したという保証はないため、信号周波数範囲内に高い信号レベルのＦＦＴポイントがあったとしても、それだけでは、速度制御信号を受信したとは判断できない。
【００２４】
そこで、本実施形態の信号判断部９は、図２に示すように、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも境界周波数の信号レベルが高く、かつ境界周波数から信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に、境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルが存在する場合には、受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する。
【００２５】
図２の例では、信号周波数範囲内の３つのＦＦＴポイントの信号レベルが段階的に高くなっており、これに加えて、信号周波数範囲の境界周波数に近接する信号周波数範囲外のＦＦＴポイントの信号レベルがさらに高くなっている。この場合、信号周波数範囲外の近接周波数に信号レベルの高い雑音があり、この雑音に引きづられて信号周波数範囲内の各ＦＥＴポイントの信号レベルが上昇した可能性もあることから、本実施形態では、図２のような場合は正常な速度制御信号を受信したとは判断しないようにしている。
【００２６】
信号周波数範囲外での信号レベルを検出する所定の周波数範囲は、信号周波数範囲の境界周波数からｎ個先（ｎは１以上の整数）のＦＦＴポイントの周波数までの範囲である。一例として、信号周波数範囲と同程度の周波数範囲を所定の周波数範囲としてもよい。所定の周波数範囲の具体的な周波数帯域については、個々のシステムごとに任意に設定して構わない。
【００２７】
また、図２では、信号周波数範囲を中心周波数の±５Ｈｚの範囲にし、ＦＦＴ信号の周波数刻みを５Ｈｚとしているが、これも一例に過ぎない。
【００２８】
このように、第１の実施形態では、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ境界周波数から外側の所定の周波数範囲内にさらに信号レベルの高いＦＦＴポイントがある場合は、受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する。これにより、信号周波数範囲に近接した周波数範囲内に存在する信号レベルの高い雑音に引きづられて信号周波数範囲内の信号レベルが上昇した場合等に、誤って速度制御信号が受信されたと判断してしまうおそれがなくなる。
【００２９】
（第２の実施形態）
以下に説明する第２の実施形態は、信号判断部９の処理動作が第１の実施形態と異なるものである。第２の実施形態による列車制御車上装置１は、図１と同様のブロック構成を有する。
【００３０】
第２の実施形態による信号判断部９は、第１の実施形態による信号判断部９よりも、受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する基準を厳しくしている。より具体的には、第２の実施形態による信号判断部９は、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ境界周波数から信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に境界周波数の信号レベルよりも所定の信号レベル以上高い信号レベルのＦＦＴポイントが所定期間以上存在する場合には、受電器３での受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する。このように、第２の実施形態では、信号周波数範囲外の信号の信号レベルが所定の信号レベル以上高いという条件と、このような信号レベルの信号が所定期間以上存在するという条件とを新たに付加している。
【００３１】
図３は第２の実施形態におけるＦＦＴ信号の信号波形図である。図３の例では、信号周波数範囲の外側に信号周波数範囲の境界周波数の信号レベルよりも所定の信号レベル以上高い信号レベルのＦＦＴポイントが存在する。
【００３２】
ＦＦＴ部６は、所定の更新周期でＦＦＴ信号を生成し直す。信号判断部９は、ＦＦＴ信号が所定回数更新を繰り返す間に継続して、境界周波数から信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に境界周波数の信号レベルよりも所定の信号レベル以上高い信号レベルのＦＦＴポイントが存在するか否かを判断する。この判断処理を新たに設けたことが第１の実施形態の信号判断部９との相違点である。
【００３３】
この判断処理を設けた理由は、信号周波数範囲に近接した所定の周波数範囲に、信号レベルが非常に高い雑音が存在するか否かを正確に見極めるためである。信号周波数範囲外の周波数の雑音に引きづられて信号周波数範囲内の信号レベルが上昇するのは、雑音の信号レベルが非常に高い場合である。そこで、このようなおそれがある雑音か否かを判断する処理を本実施形態では追加している。
【００３４】
また、このような雑音が所定期間以上存在することを条件としたのは、バーストノイズのような瞬時的な雑音を排除するためである。
【００３５】
図４Ａ〜図４Ｄは中心周波数の前後での信号レベルを示す図であり、中心周波数の信号を受信した場合の信号レベルを示している。図４Ａは中心周波数の信号レベル、図４Ｂは中心周波数−５Ｈｚの信号レベル、図４Ｃは中心周波数＋５Ｈｚの信号レベル、図４Ｄは中心周波数＋１０Ｈｚの信号レベルである。これらの図の横軸は時間、縦軸は信号レベルである。
【００３６】
列車制御車上装置１が中心周波数の信号を受信した場合は、図４Ａに示すように、中心周波数の信号レベルが最大になるが、この中心周波数の信号に引きづられて、中心周波数±５Ｈｚの信号レベルも図４Ｂと図４Ｃに示すように上昇する。また、図４Ｃに示すように、中心周波数＋１０Ｈｚの周波数に信号レベルの高い雑音が存在している場合には、その雑音に引きづられて中心周波数＋５Ｈｚの信号レベルは雑音成分の影響も受けて高くなっている。このように、中心周波数＋５Ｈｚの信号レベルは、中心周波数の信号と雑音との影響を受けて、信号レベルのピークがわかりづらくなっている。
【００３７】
第２の実施形態による信号判断部９は、図４Ｄのような信号周波数範囲に近接した周波数範囲に信号レベルの高い雑音が存在する場合に、この雑音の存在を正しく検出できる。より具体的には、本実施形態では、信号周波数範囲に近接する所定の周波数範囲内での信号レベルと信号周波数内の信号レベルとの差分の大きさによって、雑音の存在を検出する。
【００３８】
なお、図３における所定の周波数範囲とは、第１の実施形態と同様に、信号周波数範囲の境界周波数からｎ個先（ｎは１以上の整数）のＦＦＴポイントの周波数までの範囲である。また、所定の信号レベル以上とは、個々のシステムによって定められる信号レベルであり、特に制限はない。
【００３９】
このように、第２の実施形態では、信号周波数範囲に近接した所定の周波数範囲に、信号レベルが高いＦＦＴポイントが所定期間以上存在することを条件として、受電器３での受信信号を列車の速度制御に不適切と判断するため、信号周波数範囲に近接した周波数範囲内に信号レベルの高い雑音が存在するか否かを精度よく検出でき、受信信号に雑音と正常な速度制御信号のどちらが含まれるのかを正確に判別できる。
【００４０】
（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態は、ＦＦＴ信号に含まれる信号周波数範囲内の中心周波数のＦＦＴポイントの信号レベルを重み付けするものである。
【００４１】
図５は第３の実施形態による列車制御車上装置１の概略構成を示すブロック図である。図５の列車制御車上装置１内の制御部７は、図１の構成に加えて、重み付け部１１を備えている。
【００４２】
重み付け部１１は、ＦＦＴ信号に含まれる信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルを重み付けする。重み付けの具体的な一例は、例えば、中心周波数に合わせた信号通過特性を持つバンドパスフィルタである。バンドパスフィルタは、中心周波数の信号を最大限に通過させ、中心周波数から離れるに従って、連続的あるいは段階的に信号レベルを減衰させるような信号通過特性を持っている。あるいは、重み付け部１１は、中心周波数のＦＦＴポイントの信号レベルにより大きい重み係数を乗じるようにしてもよい。
【００４３】
図５の信号判断部９は、重み付け部１１で重み付けした中心周波数の信号レベルと、中心周波数以外の信号周波数範囲内のＦＦＴ信号の信号レベルとに基づいて、受信信号を列車の速度制御に用いるか否かを判断する。
【００４４】
図６（ａ）は重み付け部１１による重み付けを行わない場合のＦＦＴ信号波形の一例を示す図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＦＦＴ信号に対して重み付け部１１による重み付けを行った場合のＦＦＴ信号波形の一例を示す図である。
【００４５】
図６（ａ）のように、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも、境界周波数の信号レベルの方が高い場合でも、中心周波数のＦＦＴポイントに対して重み付けを行うことにより、図６（ｂ）に示すように、信号周波数範囲内で中心周波数の信号レベルを最大にすることができる。地上装置２は、予め定めた中心周波数を持つ速度制御信号を送信するため、この速度制御信号を列車制御車上装置１が受信した場合には、速度制御信号の中心周波数に近接した周波数に雑音が含まれていたとしても、中心周波数の信号レベルを相対的に高くできることから、混入した雑音により誤って速度制御信号と見なしてしまうという不具合が起こりにくくなる。
【００４６】
なお、地上装置２から送信される速度制御信号は、必ずしも予め定めた中心周波数で送信されるとは限らず、地上装置２内の調整誤差等により、中心周波数から若干ずれた周波数の速度制御信号が送信される場合もありうる。
【００４７】
重み付け部１１は、信号周波数範囲のうち予め定めた中心周波数帯域幅について重み付けすることを意図しており、重み付け部１１をバンドパスフィルタで構成する場合は、中心周波数帯域幅の範囲内では同一の重みが付加されることから、本来の速度制御信号である中心周波数から若干ずれた周波数の速度制御信号が受信された場合でも減衰されることは無い
【００４８】
また、ＦＦＴ信号の周波数刻みが５Ｈｚの場合、±２．５Ｈｚ以下の中心周波数のずれは、中心周波数のＦＦＴポイントとして集約されるため、地上装置２からの速度制御信号の中心周波数のずれが±２．５Ｈｚ以下であれば、中心周波数のＦＦＴポイントとして、適切に重み付けすることができる。
【００４９】
このように、第３の実施形態では、ＦＦＴ信号に含まれる信号周波数範囲内の中心周波数のＦＦＴポイントの信号レベルを重み付けするため、中心周波数の信号レベルを大きくでき、雑音により誤って速度制御信号と見なしてしまうおそれが起きにくくなる。
なお、重み付けの量は、予め本線上での試運転等を通して測定される速度制御信号の周波数ずれおよび実際混入する雑音量により決定される。
【００５０】
（第４の実施形態）
以下に説明する第４の実施形態は、ＦＦＴ信号に含まれる信号周波数範囲内の信号レベルよりも、信号周波数範囲外の信号レベルの方が高い場合には、信号周波数範囲外の信号レベルのＱ値を測定するものである。
【００５１】
図７は第４の実施形態による列車制御車上装置１の概略構成を示すブロック図である。図７の列車制御車上装置１内の制御部７は、図１の構成に加えて、Ｑ値測定部１２を備えている。
【００５２】
Ｑ値測定部１２は、ＦＦＴ信号に含まれる信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも、境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ境界周波数から信号周波数範囲外への所定の周波数範囲内に、境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルが存在する場合に、所定の周波数範囲内の信号レベルのＱ値を測定する。ここで、Ｑ値とは、信号のピークの急峻さを示す値である。
【００５３】
信号判断部９は、Ｑ値が所定値以下か否かで、受信信号を列車の速度制御に用いるか否かを判断する。より具体的には、信号判断部９は、Ｑ値が所定値以下であれば、受信信号を列車の速度制御に不適切と判断し、Ｑ値が所定値より大きければ、受信信号を列車の速度制御に適切と判断する。
【００５４】
何らかの事情により、地上装置２から送信される速度制御信号の中心周波数がずれることがあるが、ずれたとしても、数十Ｈｚ以上もずれることは通常は考えられない。そこで、本実施形態の信号判断部９は、予め定めた信号周波数範囲に近接した所定の周波数範囲内にＱ値の高い信号レベルのＦＦＴポイントが存在する場合は、中心周波数がずれたものとみなして、受信信号を適切と判断する。一方、Ｑ値の低い信号レベルがＦＦＴポイントしか存在しない場合は、雑音の可能性が高いと判断して、受信信号を不適切と判断する。
【００５５】
図８は第４の実施形態によるＦＦＴ信号波形を示す図であり、図８（ａ）は受信信号を適切と判断するＦＦＴ信号の例を示し、図８（ｂ）は受信信号を不適切と判断するＦＦＴ信号の例を示している。
【００５６】
図８（ａ）と図８（ｂ）のいずれも、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ境界周波数から信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内にさらに高い信号レベルのＦＦＴポイントがある。このため、図８（ａ）と図（ｂ）のいずれにおいても、Ｑ値測定部１２によるＱ値の測定が行われる。
【００５７】
図８（ａ）の場合は、信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に信号レベルの非常に高いＦＦＴポイントがあるため、Ｑ値は大きくなる。よって、この場合、信号判断部９は何らかの事情により速度制御信号の中心周波数がずれたと判断し、受電部での受信信号は適切な速度制御信号を含むものとみなす。
【００５８】
一方、図８（ｂ）の場合は、信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内での信号レベルの変化は緩やかであるため、Ｑ値は小さくなる。よって、この場合、信号判断部９は速度制御信号の中心周波数がずれたのではなく、別の要因があると判断し、受電部での受信信号は不適切と判断する。
【００５９】
このように、第４の実施形態では、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルが低くて、信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に信号レベルの高いＦＦＴポイントがある場合は、このＦＦＴポイントのＱ値を測定し、Ｑ値の値により、受信信号が適切か否かを判断する。これにより、何らかの事情により地上装置２からの速度制御信号の中心周波数がずれた場合の受信信号を不適切と判断するおそれがなくなる。
なお、本実施形態は本線上の試運転等により予め速度制御信号の周波数ずれを測定し、必要な線区箇所または必要な信号種別のみに限ってもよい。
【００６０】
（第５の実施形態）
以下に説明する第５の実施形態は、第１の実施形態による信号判断部９が受信信号を不適切と判断する基準をより厳しくしたものである。
【００６１】
第５の実施形態による列車制御車上装置１のブロック構成は図１と同様であるが、信号判断部９の処理動作が第１の実施形態とは異なっている。
【００６２】
第５の実施形態による信号判断部９は、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルが所定の閾値よりも低く、かつ信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ境界周波数から信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルのＦＦＴポイントが存在する場合には、受信信号を列車の速度制御に不適切と判断する。
【００６３】
これはすなわち、信号判断部９は、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルが所定の閾値以上の場合、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルよりも境界周波数の信号レベルの方が高く、かつ境界周波数から信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内に境界周波数の信号レベルよりも高い信号レベルのＦＦＴポイントが存在する場合であっても、受信信号を列車の速度制御に適切と判断することと等価である。
【００６４】
図９は第５の実施形態によるＦＦＴ信号の信号波形図である。図９に示すように、信号判断部９は、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルを閾値と比較して、信号レベルが閾値以上であれば、信号周波数範囲外の所定の周波数範囲内により信号レベルの高いＦＦＴポイントが存在していても、受信信号を適切と判断する。
【００６５】
このように、第５の実施形態では、信号周波数範囲内の中心周波数の信号レベルが所定の閾値以上の場合は、信号周波数範囲に近接した所定の周波数範囲内に信号レベルの高いＦＦＴポイントがあっても、受信信号を列車の速度制御に不適切であるとは判断しないため、受信信号を不適切とみなす頻度を低減できるとともに、受信信号が適切か不適切かの判断を簡略化できる。
【００６６】
（その他の変形例）
上述した第１〜第５の実施形態のうち２以上の実施形態を組み合わせてもよい。例えば、第１の実施形態に、第３〜第５の実施形態の少なくとも一つを組み合わせたり、第２の実施形態に、第３〜第５の実施形態の少なくとも一つを組み合わせてもよい。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１  列車制御車上装置、２  地上装置、３  受電器、４  信号増幅部、５  Ａ／Ｄ変換器、６  ＦＦＴ部、７  制御部、９  信号判断部、１１  重み付け部、１２  Ｑ値測定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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