(57)【要約】【課題】少なくともの一つの車上アンテナが隣接するループコイル境界付近での停止した場合でも、一方のループコイル経由で、確実にＡＴＣ信号を受信できるようにする。【解決手段】ＡＴＣ信号送信機２は、軌道に設置されたループコイル（１Ｔ〜３Ｔ）毎に配備され、各ループコイルを介して軌道を走行する車両７にＡＴＣ信号を送信する。ＡＴＣ信号を受信する車上受信機４のそれぞれは、車上アンテナ６ａあるいは６が、ループコイル間の境界付近で停止したことを示す検知信号に基づいて、ＡＴＣ信号を送信する際の出力レベルを調整する信号出力調整手段を備えており、隣接するループコイルのうち、一方を介して送信されるＡＴＣ信号の出力レベルと、他方を介して送信されるＡＴＣ信号の出力レベルとの間で有意差を生じさせ、いずれ一方のみがＡＴＣ信号として判別されるようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道に設置されたループコイルあるいは軌道回路毎に配備され、該ループコイルあるいは軌道回路を介して前記軌道を走行する車両にＡＴＣ信号を送信するＡＴＣ信号送信機であって、
前記ＡＴＣ信号を受信する車上受信機が前記ループコイルあるいは軌道回路間の境界付近で停止したことを示す検知信号に基づいて、ＡＴＣ信号を送信する際の出力レベルを調整する信号出力調整手段を備え、
前記境界を挟んで隣接するループコイルあるいは軌道回路のうち、一方を介して送信される前記ＡＴＣ信号の出力レベルと、他方を介して送信される前記ＡＴＣ信号の出力レベルとの間で有意差を生じさせ、いずれ一方のみがＡＴＣ信号として判別されるようにしたことを特徴とするＡＴＣ信号送信機。
【請求項２】
請求項１に記載されたＡＴＣ信号送信機であって、
前記隣接するループコイルあるいは軌道回路のうち、車両進行方向側のループコイルあるいは軌道回路を介して出力される前記ＡＴＣ信号の出力レベルを維持あるいは増大させ、車両進行方向後方側のループコイルあるいは軌道回路を介して出力されるＡＴＣ信号の出力レベルを低下させるようにしたことを特徴とするＡＴＣ信号送信機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたＡＴＣ信号送信機を備えた信号システムであって、
前記ループコイルあるいは軌道回路間の境界付近で前記車上受信機が停止したことを検知する検知手段と、
前記検知手段の検知信号に基づいて、前記境界を挟んで隣接するループコイルあるいは軌道回路に配備された前記ＡＴＣ信号送信機のうち、一方に、前記ＡＴＣ信号の出力レベルを維持あるいは増大させる指令、他方に、前記ＡＴＣ信号の出力レベルを低下させる指令を行う指令手段とを備えたことを特徴とするＡＴＣ信号システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車のＡＴＣ制御に用いるループ方式のＡＴＣ信号送信機及びこれを有するＡＴＣ信号システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、一定の軌道区間毎に設置されるループコイル１上において、車上送受信機５が地上に設置された送信機２から送信された車両制御信号（ＡＴＣ信号）を正常に受信している状態を示している。
このとき、車上送受信機５は、車両７に設置された車上アンテナ６を介してＡＴＣ信号を受信する。送信機２が整合変成器３を介して、ループコイル１にＡＴＣ信号を送信すると、ループコイル１の周囲に磁界が発生する。この磁界により車上アンテナ６に信号が誘起され、車上送受信機５へＡＴＣ信号が送信される。車上アンテナ６は、この例では、４個のアンテナ６ａ〜６ｄを使用しており、各アンテナの信号が互いに強め合うように接続されている。なお、図中、４は受信機であり、送信機２に対し、各ループコイルの他端側に接続されている。
【０００３】
しかし、図２のように、列車に停止信号が送信され、隣接するループコイル１ａと１ｂの境界上付近に、車上アンテナ６が停止した場合、すなわち、図示のように、車上アンテナ６ａ、６ｂの組と車上アンテナ６ｃ、６ｄの組が、それぞれループコイル１ａ、１ｂにまたがるような位置に停止した場合、ループコイル１ａ、１ｂの信号が、各組の車上アンテナにそれぞれ誘起され、ＡＴＣ信号が重畳されることになる。
【０００４】
図３に示すように、隣接するループコイル１ａと１ｂに出力されているＡＴＣ信号が重畳された信号を車上送受信機５が受信すると、隣接するループコイル１ａ、１ｂが互いに絶縁されている有絶縁方式のループコイルで採用されているように、ＡＴＣ信号の搬送波周波数が同一の場合には、双方の受信レベルに一定以上の差がないと、互いがノイズとなるため信号復調ができない。あるいは、隣接するループコイル１ａ、１ｂが絶縁されていない無絶縁方式の軌道回路で採用されているように、ＡＴＣ信号の搬送波周波数が異なる周波数の信号であったとしても、すべての車上アンテナ６ａ〜６ｄで同一の信号を受信していないことになる。このため、いずれの信号についても、十分な受信レベルが得られない事態が発生し得る。ループコイル１ａ、１ｂに出力されているＡＴＣ信号のいずれについても信号復調できない場合、安全確保の観点から、ＡＴＣ信号を利用した車両７の運行ができなくなる。特に無人運転の場合は、自動運転による運行再開が不可能となる事態が生じ得る。
【０００５】
こうした事態を回避するため、下記特許文献１の要約書には、「２本以上のアンテナを列車の進行方向に対して前方、後方に設置し、各アンテナで受信される信号レベルに差を設ける構成とする事で、列車の進行方向に対して前方、後方に設置されるアンテナの間にループコイルの捻架点が位置するように列車が停車し、前方のアンテナで受信する信号と後方のアンテナで受信する信号とが逆相となり打ち消されても、受信レベルの大きい信号は打ち消されずに残るため、所定の送受信レベルを得る事が可能となる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１３１７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１によるものでは、各アンテナで受信される信号のレベル差が予め定められているため、例えば、前後のアンテナの受信感度の比を１：２とした場合には、前後のアンテナ周辺におけるＡＴＣ信号磁界強度の比が２：１近傍となるような地点では、第１アンテナと第２アンテナの受信レベルが近似したものとなってしまう。このため、ＡＴＣ信号が復調不能となるのを抑止できず、運行再開が不可能となる可能性を排除できないという問題がある。そこで、本発明は、少なくともの一つの車上アンテナが隣接するループコイル境界付近での停止した場合でも、一方のループコイル経由で、確実にＡＴＣ信号を受信できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題解決のため、本発明のＡＴＣ信号送信機は、軌道に設置されたループコイル毎に配備され、該ループコイルを介して前記軌道を走行する車両にＡＴＣ信号を送信するＡＴＣ信号送信機であって、前記ＡＴＣ信号を受信する車上受信機が前記ループコイル間の境界付近で停止したことを示す検知信号に基づいて、ＡＴＣ信号を送信する際の出力レベルを調整する信号出力調整手段を備え、前記境界を挟んで隣接するループコイルのうち、一方を介して送信される前記ＡＴＣ信号の出力レベルと、他方を介して送信される前記ＡＴＣ信号の出力レベルとの間で有意差を生じさせ、いずれ一方のみがＡＴＣ信号として判別されるようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両がループコイル間の境界付近に車上アンテナが位置するような状態で停止した場合でも、車上装置はどちらかの一方のループコイルのＡＴＣ信号を十分なレベルで受信することができ、他方をノイズとして排除することができる。これにより、ノイズ増加あるいは受信レベル低下によってＡＴＣ信号復調が不可能となる状態を防止して、車上送受信機間でのＡＴＣ信号の安定した送受信が可能となり、停止指令解除後も運行再開が不可能となるような事態を確実に回避するとともに、安定した車両の運行が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、通常の通信状態を示した説明図である。
【図２】図２は、車上アンテナが隣接するループコイル間の境界上に停止したときの説明図である。
【図３】図３は、隣接するループコイルから車上アンテナに信号が誘起されたときの説明図である。
【図４】図４は、本発明の実施例１の構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施例１における車上アンテナ停止検知とＡＴＣ信号の出力を決定するためのフロー図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施例を図面を用いて説明する。なお、従来技術と共通するものについては同一の符号を付している。
【実施例】
【００１２】
［実施例１］
図４は本発明を使用した実施例とその構成を示している。車上装置は、車上受信機としての車上アンテナ６、６ａを介して列車検知信号（ＴＤ信号）を地上に設置された受信機４へ送信する。地上制御装置８は受信機４が受信したＴＤ信号を利用し、車両７の在線判定を行う。この実施例では、車両７の特定のループコイルへの進入及び進出を検知するため、車上アンテナ６、６ａが車両７の両端に取り付けられている。なお、両端の車上アンテナ６、６ａは、互いに異なる周波数のＴＤ信号を送信するようにしている。
【００１３】
図４は、進行方向後方側の車上アンテナ６がループコイル３Ｔ上に、そして、進行方向側の車上アンテナ６ａがループコイル２Ｔと３Ｔの境界付近となる位置に、車両７が停車した状態を示している。この状態では、地上に設置された送信機２は、ループコイル２Ｔ、３Ｔを介してＡＴＣ信号を車上装置へ送信するので、車上アンテナ６に関しては、ループコイル３ＴからのＡＴＣ信号を正常に受信することができる。
しかし、進行方向側の車上アンテナ６ａは、ループコイル２Ｔと３ＴのＡＴＣ信号を同時に受信することになり、これらの信号レベルに所定以上レベル差がない場合、どちらの信号も復調できず、車両７の制御ができなくなっている。
【００１４】
この状態を地上制御装置８側からみると、ループコイル２Ｔと３Ｔの２つの地上受信機４が、車上アンテナ６ａからのＴＤ信号を受信している状態が継続することになる。このように、隣接する両ループコイル２Ｔ、３Ｔの各受地上受信機４において、車上アンテナ６ａからのＴＤ信号を規定時間以上受信していることから、地上制御装置８は、車上アンテナ６ａがループコイル２Ｔと３Ｔの境界上に停止していることを判定することができる。
【００１５】
ループコイル３Ｔと２Ｔの送信機２は、それぞれ、この判定結果に基づいて、ＡＴＣ信号の出力レベルを調整する信号出力調整手段を備えており、この実施例では、ループコイル３Ｔ側の送信機２は、ＡＴＣ信号出力を停止し、ループコイル２Ｔの送信機２は、ＡＴＣ信号出力を維持あるいは増加させる制御を行う。これにより、車上アンテナ６ａはループコイル２ＴのＡＴＣ信号のみを十分なレベルで受信することができ、これを復調することができる。
【００１６】
図５に本実施例によるＴＤ信号に基づく境界上での車上アンテナ停止検知とＡＴＣ信号の出力を決定するまでのフロー図を示す。
一定の時間毎に、ステップＳ０で処理が起動されると、ステップＳ１で、ＡＴＣ信号の出力が通常レベルの状態から、隣接する両ループコイルからのＴＤ信号受信が規定レベル以上となる状態に遷移し、この状態が規定時間継続するか否か判断する。Ｙｅｓの場合には、地上制御装置８は、隣接するループコイル境界上に車上アンテナ６が停止し、信号が復調できなくなったと判断し、Ｎｏの場合には、Ｓ５で処理を終了し、再度ステップＳ０で処理が起動されるのを待機する。
【００１７】
ステップＳ１でＹｅｓと判断された場合には、地上制御装置８は、ステップＳ２で、進行方向後方側に設置されたループコイル３ＴのＡＴＣ信号を停止し、車両進行方向側に設置されたループコイル２ＴのＡＴＣ信号出力を増加させる指令を行う。
【００１８】
その後、相対的に出力レベルが増大したＡＴＣ信号により、列車の進行が許可されると、列車の進行につれ、隣接するループコイル２Ｔ、３ＴからのＴＤ信号のうち、一方からのＴＤ受信レベルが規定レベル以下となり、もう一方からのＴＤ受信レベルが規定レベル以上となる。地上制御装置８は、こうしたＴＤ受信レベルの変化に基づいて、車両７がループコイルの境界から進出したと判断し、ステップＳ４で両ループコイル２Ｔ、３Ｔに対するＡＴＣ信号出力を通常レベルに戻すよう指令を行うようにしている。ステップＳ４の処理終了後、Ｓ５で処理を終了し、再度ステップＳ０で処理が起動されるのを待機する。
【００１９】
なお、上記のように、他方のループコイルのＡＴＣ信号を停止するまでもなく、要は、隣接するループコイル間の境界からの進出が確認できるまで、他方のループコイルのＡＴＣ信号の出力レベルとの対比で、一方のループコイルのＡＴＣ信号のみを識別できる程度の有意差が生じさせれば、ＡＴＣ信号を正規に復調することが可能となる。このため、ステップＳ２で、一方の出力のみを増加させる、あるいは、他方の出力のみを所定レベルに低減するなど、送信機２の出力調整手段として様々な態様を採用することができる。
ただし、安全確保の観点から、より進行方向側のＡＴＣ信号を優先させる場合には、図５に示すように、ステップＳ２で、進行方向後方側に設置されたループコイル３ＴのＡＴＣ信号を停止し、車両進行方向側に設置されたループコイル２ＴのＡＴＣ信号出力を増加させる指令を行うことが好ましい。
【００２０】
また、上記の実施例では、地上制御装置８が、車上アンテナ６ａが隣接するループコイル間の境界領域に停止していることを検出しているが、ループコイル間の境界領域に停止していることを、車上装置側から送信するようにしてもよい。
すなわち、隣接するループコイル２Ｔ、３Ｔ間の境界上に車上アンテナ６ａが停止したためにＡＴＣ信号の復調ができないと車上装置が判定したとき、車上装置はＴＤ信号により「閉塞境界上停止」情報を地上制御装置８へ送信する。地上制御装置８が車上装置から、この「閉塞境界上停止」情報を受信する。そして、アンテナ６ａが規定時間以上、境界上に停止していることを判定すると、地上制御装置８からの指令に基づき、各送信機２において、進行方向後方側のループコイル３ＴのＡＴＣ信号を停止し、車両進行方向側の閉塞２ＴのＡＴＣ信号出力を増加させる制御を行う。
なお、「閉塞境界上停止」情報を、隣接するループコイル２Ｔ、３Ｔのそれぞれに配備された送信機２に直接送信し、各送信機２において、上述の出力調整手段を作動させるようにしてもよい。
【００２１】
そして、車上装置がＡＴＣ信号を復調できるようになると「閉塞境界上ＡＴＣ信号復調不可」情報の送信を停止する。地上制御装置８は、車上装置がＡＴＣ信号を復調を正常に行い、車上アンテナ６ａがループコイル間の境界を進出したと判断すると、ＡＴＣ信号出力を通常レベルに戻す。
なお、車上装置が「閉塞境界上閉塞境界上停止」情報を地上制御装置８に送信する手段としては、ＴＤ信号以外の通信手段を用いてもよい。また、車上装置による「閉塞境界上ＡＴＣ信号復調不可」の判定には、上述のＡＴＣ受信状況のほか、車両７に搭載したＧＰＳ受信機や速度発電機による位置情報などを利用して、アンテナ６が、隣接するループコイル間の境界領域に停止していることを検出するようにしてもよい。
【００２２】
［実施例２］
図６は本発明を使用した実施例２とその構成を示している。実施例１と同様、地上送信機２はループコイル１を介してＡＴＣ信号を車上装置へ送信し、進行方向側の車上アンテナ６ａがＡＴＣ信号を受信する。
閉塞境界の付近には車上アンテナ６ａの位置を検出する、赤外線やレーザ光などを利用したセンサ９が取り付けられている。センサ９からの情報により、車上アンテナ６ａが規定時間以上、隣接するループコイル間の境界上に停止していると判定すると、地上制御装置８は、進行方向後方側の閉塞３ＴのＡＴＣ信号を停止し、車両進行方向側の閉塞２ＴのＡＴＣ信号出力を増加させる指令を行う。
車上アンテナ６ａが境界上から進出したことをセンサ９が検知すると、地上制御装置８はＡＴＣ信号出力を通常レベルに戻す指令を行う。
【００２３】
車上アンテナ６の位置を直接検出するセンサ９の代わりに、他の車両部品の位置を検出するセンサ、車両６に取り付けられたトランスポンダ車上子と通信を行うためのトランスポンダ地上子、あるいはカメラ映像による画像処理などから車上アンテナ６の位置を算出してもよい。
【００２４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、各実施例では、前方及び後方に２組のアンテナを備えた車両を前提にしているが、１組のアンテナのみを備えた車両にも本発明を適用することができる。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ループコイル
２  送信機
３  整合変成器
４  受信機
５  車上送受信機
６  車上アンテナ
７  車両
８  地上制御装置
９  センサ
【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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