(57)【要約】【課題】無絶縁軌道回路を利用した列車検知装置において、異なるＰＮ符号を用いながら他の軌道回路からの漏れ込みによる影響を排除し、信頼性の高い列車検知を可能にする。【解決手段】列車の走行するレールを複数に区分して形成された検知区間の一端において、各検知区間毎にスペクトラム拡散通信における異なるＰＮ符号を用いて拡散変換された信号を送出する送信器と、上記検知区間の他端に設けられ、上記送信器からの信号と他の検知区間から重畳された信号から必要な信号を取り出し、この取り出された信号に対して、各検知区間毎に割り当てられたＰＮ符号を用いて逆拡散変換を行った結果に基づいて、各検知区間内における列車の有無を判定する受信器とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車の走行するレールを複数に区分して形成された各検知区間の一端において、各検知区間毎にスペクトラム拡散通信における異なるＰＮ符号を用いて拡散変換された信号を送出する送信器と、
上記各検知区間の他端に設けられ、上記送信器からの信号と他の検知区間から重畳された信号から必要な信号を取り出し、
この取り出された信号に対して、各検知区間ごとに割り当てられたＰＮ符号を用いて逆拡散変換を行った結果に基づいて、
各検知区間内における列車の有無を判定する受信器とを備えたこと特徴とする列車検知装置。
【請求項２】
受信器は、受信した信号から隣接する検知区間の送信器からの信号を除去することにより、必要な信号を取り出すことを特徴とする請求項１記載の列車検知装置。
【請求項３】
各検知区間の受信器と隣接する検知区間の送信器は、一つの分配／合成器を介して一体化されていることを特徴とする請求項１、または２記載の列車検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無絶縁軌道回路を利用した列車検知装置において、特にスペクトラム拡散通信方式を適用したものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軌道回路を利用して列車位置の検出を行うには、レール（軌道）を所定の長さ毎に区分して形成された閉そく区間のレールを各軌道回路（検知区間）とし、この軌道回路の列車進出側の端に送信器を接続し、列車進入側の端に受信器を接続して軌道回路内の列車の有無を検知する。
【０００３】
図２は例えば特許文献１の特開平９−９９８３６号公報に記載される従来の列車検知装置の概略構成図である。図に示すように、列車１９の走行するレールは複数（図示の例では３個）の軌道回路１Ｔ１４、２Ｔ１５、３Ｔ１６に区分され、各軌道回路１Ｔ１４、２Ｔ１５………の一方には送信器５が、また、その他方には受信器４が接続されている。
【０００４】
なお、図２では図面を簡略化するために、軌道回路１Ｔ１４にのみ送信器５及び受信器４が示されているが、他の軌道回路２Ｔ１５、３Ｔ１６……にも同様に送信器５及び受信器４が接続されている。以下、図示の軌道回路１Ｔ１４の送受信器を中心に説明する。
【０００５】
図２において送信器５は、軌道回路１Ｔ１４に割り当てられた所定の周波数を有する搬送波（ｆ１）を出力する搬送波発生回路８と、出力された搬送波（ｆ１）を軌道回路１Ｔ１４に割り当てたＰＮ符号、すなわち、図３に示されるように、所定の基準ＰＮ符号（ＰＮ１（θ０））を所定の位相差を有して割り当てられたＰＮ符号（ＰＮ１（θ１））を用いて拡散変換する拡散回路７１と、拡散された信号を軌道回路１Ｔ１４に送出する送信回路６から構成されている。
【０００６】
また、図２において受信器４は、上記送信回路６から送出された信号を受信する受信回路１７と、この受信回路１７で受信した信号を逆拡散変換する第１の逆拡散回路１０１と第２の逆拡散回路１０２と、その出力信号を加算する加算回路１８と、この加算回路１８から出力された信号を処理し、所望の信号（送信器５からの搬送波）のレベルを検出して在線／非在線を判定するレベル判定回路１１とを有している。
【０００７】
次に動作について説明する。
上記第１の逆拡散回路１０１では、送信器５の拡散回路７１で用いられたＰＮ符号と同じＰＮ符号（ＰＮ１（θ１））を用いて逆拡散変換する。また、第２の逆拡散回路１０２では、反転回路・遅延回路１２１を用いてＰＮ符号（ＰＮ１（θ１））を数ビット（例えばＰＮ１（θ１）が７ビット構成であれば３ビット）ずらし、さらに、反転回路で符号を逆転させたＰＮ符号を用いて逆拡散変換する。
【０００８】
図２において、検知区間１Ｔ１４に列車１９が在線していない場合、送信器５からの信号は列車１９の車軸で短絡されることがないので、所定のレベルで受信器４の受信回路１７に入力される。この受信回路１７の出力信号はそれぞれ１０１と１０２の逆拡散回路に入力される。
【０００９】
まず、受信回路１７から入力される一方の信号は、第１の逆拡散回路１０１で逆拡散変換されると、送受信器４，５側のＰＮ符号（ＰＮ１（θ１））の位相が希望信号（搬送波）と合致しているので最大の信号が得られる。
また、受信回路１７から入力される他方の信号は、第２の逆拡散回路１０２で逆拡散変換されるが、ここで用いられているＰＮ符号は、反転回路／遅延回路１２１で数ビット位相がずらされているので拡散されたままの信号となり、且つ、反転された信号となる。
【００１０】
次いで、両逆拡散回路１０１／１０２の出力は、加算回路１８で加算処理される。ところで、第１の逆拡散回路１０１で拡散変換された後の出力レベルを‘１’とすると、第２の逆拡散回路１０２の出力レベルは、基準ＰＮ符号は１／Ｎ（７ビットの場合は１／７）となる。すなわち、第１の逆拡散回路１０２の出力と第２の逆拡散回路１０１の出力は十分大きな値となり判定回路では、列車非在線を示す。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−９９８３６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記列車検知装置は以上のように検知区間毎に数ビットずつずらした同一ＰＮ符号の信号を受送信しているため、ＰＮ符号の位相を非常に高い精度で調整する必要があり、何らかの原因で位相がずれて、上記の第２の逆拡散回路の同期が一致した場合は誤検知となりかねないという問題点があった。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、無絶縁軌道回路において、異なるＰＮ符号を用いながら他の軌道回路からの漏れこみによる影響を排除し、動作する列車検知装置を得ることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る列車検知装置は、
列車の走行するレールを複数に区分して形成された各検知区間の一端において、各検知区間毎にスペクトラム通信における異なるＰＮ符号を用いて拡散変換された信号を送出する送信器と、
上記各検知区間の他端に設けられ、上記送信器からの信号と他の検知区間から重畳された信号から必要な信号を取り出し、
この取り出された信号に対して、各検知区間ごとに割り当てられたＰＮ符号を用いて逆拡散変換を行った結果に基づいて、
各検知区間内における列車の有無を判定する受信器とを備えたものである。
【００１５】
第２の発明に係る列車検知装置において、
受信した信号から、隣接する検知区間の送信器からの信号を除去することにより、必要な信号を取り出すようにしたものである。
【００１６】
第３の発明に係る列車検知装置において、
各検知区間の受信器と隣接する検知区間の送信器は、一つの分配／合成器を介して一体化されているものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は一実施の形態に係る列車検知装置の概略構成図であって、列車１９の走行するレールは、複数（図示の例では３個）の軌道回路１Ｔ１４、２Ｔ１５、３Ｔ１６に区分され、検知区間が形成されている。
各軌道回路１Ｔ１４、２Ｔ１５………の軌道回路境界には、整合回路１及び分配合成器２と送信器５及び受信器４を組み合わせたものが一式で接続されている。
【００１８】
また、図１では図面を簡略化するために、軌道回路１Ｔ１４にのみ上記装置一式が示されているが、他の軌道回路２Ｔ１５、３Ｔ１６……にも同様に整合回路１及び分配合成器２と送信器５及び受信器４を組み合わせたものが一式で接続されている。
なお、各軌道回路１Ｔ１４、２Ｔ１５……の送受信器は同一構成であるので、以下、図示の軌道回路１Ｔ１４の送受信器を中心に説明する。
【００１９】
図１において、１Ａ、１Ｂはレールとのインピーダンス整合をとる整合回路、２Ａ、２Ｂは送信器５Ａ、５Ｂ及び受信器４Ａ、４Ｂに入る信号を分配／合成する分配合成器、４Ａ、４Ｂは軌道回路からの信号を受信する受信器であり、レールからの主信号と隣接軌道回路用の送信器から出力される信号のうち、隣接軌道回路からの信号のみ排除するキャンセラ３Ａ、３Ｂと、キャンセラ３Ａ、３Ｂからの出力信号を受信し、逆拡散変換する逆拡散回路１０Ａ、１０Ｂ、その出力信号のレベルを検出して在線／非在線を判定するレベル判定回路１１Ａ、１１Ｂから構成されている。
【００２０】
また、図１において５Ａはレールに信号を送出する送信器であり、送信器５Ａからの信号は、受信器４Ｂに向けて送出されている。
送信器５Ａは、軌道回路１Ｔ１４に割り当てられた所定の周波数を有する搬送波（ｆ１）を出力する搬送波発生回路８Ａと、出力された搬送波（ｆ１）を軌道回路１Ｔ１４に割り当てられたＰＮ符号を用いて拡散処理する拡散回路７Ａと、拡散された信号をレールに送出する送信回路６Ａから構成されている。
【００２１】
次に列車検知装置の動作を軌道回路１Ｔ１４の場合を例に説明する。
上記構成において、レールを複数に区分した各区間で、それぞれの区間の両端に設けられた送信器５と受信器４とで信号の送受信が行われる。
例えば、軌道回路１Ｔ１４では、送信器５Ａと受信器４Ｂの間で信号の送受信が行われる。
【００２２】
送信器５Ａの搬送波発信回路８Ａから所定の搬送波が拡散回路７Ａに出力される。この拡散回路７Ａでは、軌道回路１Ｔ１４に割り当てられた符号ＰＮ１を用いて、入力された搬送波に対して拡散変換を行う。
拡散変換された信号は送信回路６Ａから分配／合成器２Ａに入力され、整合回路１Ａを介してレールに送出される。
【００２３】
同様に、軌道回路１Ｔ１４に隣接する区間の軌道回路２Ｔ１５の一端では、この軌道回路２Ｔ１５用に設けられた送信器５Ｂからレールへ送信信号が送出される。
送信器５Ｂでは、搬送波発信回路８Ｂからの搬送波信号が拡散回路７Ｂで拡散変換される。この拡散回路７Ｂでは、軌道回路２Ｔ１５に割り当てられた符号ＰＮ２によって拡散変換を行い、拡散変換された信号は送信回路６Ｂから出力され、分配／合成器２Ｂ、整合回路１Ｂを介してレールに送出される。
【００２４】
このように、送信回路６Ｂから軌道回路２Ｔ１５の他端に設けられた受信回路４Ｃ（図示せず）に向けて出力された送信信号は、分配／合成器２Ｂ、整合回路１Ｂを通ってレール上に流れる一方で、分配／合成器２Ｂを通じてキャンセラ３Ｂの差分回路９Ｂにも流れ込む（漏れ込んでしまう）。
従って、受信器４Ｂの差分回路９Ｂには、この軌道回路２Ｔ１５用の送信器５Ｂからの送信信号の漏れこみと、軌道回路１Ｔ１４からの受信信号が入力されることになる。
【００２５】
具体的には、軌道回路２Ｔ１５用の送信器５Ｂから出力される送信信号は、分配／合成器２Ｂへ入力されると共に、軌道回路１Ｔ１４用の受信器４Ｂ内のキャンセラ３Ｂ内に設けられた調整器１２Ｂにも入力される。キャンセラ３Ｂに入力された送信信号は、調整器１２Ｂで位相、振幅、遅延量を調整され、差分回路９Ｂに入力される。
【００２６】
この差分回路９Ｂは、軌道回路２Ｔ１５用の送信器５Ｂから分配／合成器２Ｂを通じてキャンセラ３Ｂの差分回路９Ｂに流れ込んだ信号を除去するために、調整器１２Ｂと連動して、軌道回路２Ｔ１５用の送信信号を最小にし、本来必要としている軌道回路１Ｔ１４用の送信器５Ａから出力された送信信号を取り出すように位相、振幅、遅延量を調整後、逆拡散回路１０Ｂに送信信号を出力する。
【００２７】
キャンセラ３Ｂの差分回路９Ｂから出力された信号は逆拡散回路１０Ｂを通じて判定回路１１Ｂに入力される。
判定回路１１Ｂでは、逆拡散回路１０Ｂから入力された入力信号の信号強度を監視し、信号強度が一定レベル以上であれば上記軌道回路において列車は非在線、一定レベル以下であれば列車は在線すると判定する。
【００２８】
上記のように列車検知装置が構成されているため、図１において列車１９が軌道回路１Ｔ１４に非在線状態であれば、重畳した２Ｔ１５用送信信号がキャンセラ３Ｂによって除去されて、本来必要としている軌道回路１Ｔ１４用の信号が一定のレベルで受信でき、逆拡散回路１０Ｂで逆拡散処理された出力は十分大きな値となり、判定回路１１Ｂでは列車非在線を示す。
【００２９】
また、列車１９が軌道回路１Ｔ１４に在線時は、軌道回路１Ｔ１４用の送信器５Ａからの信号は列車１９により短絡されているので、隣接の２Ｔ１５用の信号のみを受信し（実際には検知区間２Ｔ１５に隣接する３Ｔ１６他からも入力されるが、その入力レベルは距離が離れている分だけ十分小さく問題にならない）、この受信信号は上記方式により除去されるため、判定回路１１Ｂに入力される信号レベルは小さくなり、在線と判定できる。
【００３０】
このように、各検知区間毎に異なるＰＮ符号を割り当てて送信器から送信される信号に対して、スペクトラム拡散方式による拡散処理を行い、それぞれの送信器に対応する受信器でその信号を受信し、他の検知区間の送信器からの重畳された信号から必要な信号を取り出し、各検知区間に対応するＰＮ符号で逆拡散処理を行うことで、各送信器からの信号をそれぞれの受信器内で受信することができ、この受信された信号に基づいて列車の在線／非在線を判定することができる。
【００３１】
なお、この場合、軌道回路１Ｔ１４の受信器と隣接する２Ｔ１５の送信器は一つの分配／合成器を介して送受信をしていたが、これに限るものではなく、
また、他の軌道回路からの信号をキャンセラ３に取り込むことで、上記構成と同様に、重畳した受信信号から列車検知用の信号成分を信頼性よく容易に取り出すことができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば，送信器単位で異なるＰＮ符号を用い、本来の送信器からの信号と他の軌道回路からの送信信号の重畳した信号から、必要な信号のみを取り出し、その信号から列車の在線／非在線の判定を実施できる効果が得られる。
【００３３】
第１の発明に係る列車検出装置は、列車の走行するレールを複数に区分して形成された各検知区間の一端において、各検知区間毎に異なるＰＮ符号を用いて拡散変換された信号を送出する送信器と、
上記各検知区間の他端に設けられ、上記送信器からの信号と他の検知区間から重畳された信号から必要な信号を取り出し、
この取り出された信号に対して、各検知区間ごとに割り当てられたＰＮ符号を用いて逆拡散変換を行った結果に基づいて、
各検知区間内における列車の有無を判定する受信器とを備えているため、列車検知に必要な信号成分を容易に得ることができる。
【００３４】
第２の発明に係る列車検出装置の受信器は、受信した信号から、隣接する検知区間の送信器からの信号を除去することにより、必要な信号を取り出すので、耐ノイズ性が向上した信頼性の高い列車検知が可能になる。
【００３５】
第３の発明に係る列車検知装置は、各検知区間の受信器と隣接する検知区間の送信器は、一つの分配／合成器を介して一体化されているため、簡略な装置構成で信頼性の高い列車検知が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態による列車検知装置を示す構成図である。
【図２】従来の列車検知装置を示す構成図である。
【図３】従来の列車検知装置の動作を示す構成図である。
【符号の説明】
１  整合回路、    ２  分配合成器、    ３  キャンセラ、    ４  受信器、
５  送信器、    ６  送信回路、    ７  拡散回路（ＰＮ１）、
８  搬送波発信回路、    ９  差分回路、    １０  逆拡散回路（ＰＮ１）、
１１  判定回路、    １２  調整器、    １４  軌道回路１Ｔ、
１５  軌道回路２Ｔ、    １６  軌道回路３Ｔ、    １７  受信回路、
１８  加算回路、    １９  列車、    １０１  第１の逆拡散回路、
１０２  第２の逆拡散回路、    １２１  反転／遅延回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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