(57)【要約】【課題】列車制御信号の伝送品質に影響を及ぼす信号対雑音比を常時計測し、軌道回路の信号送信器の送信電力を調整できる列車制御装置を提供する。【解決手段】軌道間短絡器３の前方にある信号受信手段６によって信号送信器４が出力する列車制御信号を受信しながら、軌道間短絡器３の後方にある信号受信手段８によって列車制御信号の信号帯域内に存在する雑音信号を受信し、信号電力比較手段１０によってその都度信号電力と雑音電力の比を検出する。検出された信号対雑音比は、情報送信手段１１および情報受信手段１２によって車上側から地上側の軌道回路の閉塞区間ごとに設けられた信号送信器４へ伝え、信号送信器４は、検出された信号対雑音比に応じて送信電力を適正なレベルへ調整する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車制御信号により列車の運転条件を制御する列車制御装置において、
車上側に、
軌道間短絡器の前方にあって、進行方向前方の地上に設置された信号送信器からの列車制御信号を受信する第１の信号受信手段と、
前記第１の信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する第１の信号帯域制限手段と、
前記軌道間短絡器の後方にあって、当該軌道間短絡器により伝送遮断された無信号状態の雑音信号を受信する第２の信号受信手段と、
前記第２の信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の雑音成分を抽出する第２の信号帯域制限手段と、
前記第１の信号帯域制限手段の出力と前記第２の信号帯域制限手段の出力とから信号対雑音比を得る信号電力比較手段と、
前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報を前記信号送信器に送信する情報送信手段と
を備え、
前記信号送信器は、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて列車制御信号の送信電力の制御を行う
ことを特徴とする列車制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の列車制御装置において、
前記信号電力比較手段は、
前記第１の信号帯域制限手段の出力を、前記第１の信号受信手段と前記第２の信号受信手段の離隔長に該当する走行時時間あるいは走行距離分遅延させる信号遅延手段と、
前記第２の信号帯域制限手段の出力の高周波成分を除去し平滑化させる信号平滑化手段と、
前記信号遅延手段からの出力信号と前記信号平滑化手段からの出力信号とに基づいて信号対雑音比を得る信号除算手段と
を備えたことを特徴とする列車制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の列車制御装置において、
前記情報送信手段からの信号対雑音比の情報を受信に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、前記情報送信手段からの信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを地上側に設置した
ことを特徴とする列車制御装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の列車制御装置において、
前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを車上側に設置した
ことを特徴とする列車制御装置。
【請求項５】
列車制御信号により列車の運転条件を制御する列車制御装置において、
車上側に、
軌道間短絡器の前方にあって、進行方向前方の地上に設置された信号送信器からの列車制御信号を受信する信号受信手段と、
前記信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する信号帯域制限手段と、
雑音電力を予め設定してなる雑音電力設定手段と、
前記信号帯域制限手段の出力と前記雑音電力設定手段に設定された雑音電力とから信号対雑音比を得る信号電力比較手段と、
前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報を前記信号送信器に送信する情報送信手段と
を備え、
前記信号送信器は、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて列車制御信号の送信電力の制御を行う
ことを特徴とする列車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、列車制御信号により列車の運転条件を制御する信号系統において、信号対雑音比を検出することによって適正な信号伝送品質を維持する列車制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、例えば特開平１１−１１５７６０号公報に示された従来の自動列車制御装置（ＡＴＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）を示す構成図である。図７において、２は列車、２５はこの列車２に取り付けられた信号受信手段であるアンテナ、２６は列車制御信号を受信し信号判別を行うＡＴＣ受信器、２７は車軸の回転より得られる走行速度とＡＴＣ受信器２６より得られる列車制御信号に基づく目標速度からブレーキ出力指令を制御する制御装置、Ｓは列車制御信号を出力する信号送信器である。
【０００３】
次に、図７に示した従来装置の動作について説明する。信号送信器Ｓは、路線上の閉塞区間ごと、あるいは信号出力切替器によって送信点を切替える方式では複数の閉塞区間ごとに配され、軌道回路に列車制御信号電流を出力する。列車２は、走行しながら列車前方に取り付けられた信号受信手段２５により列車制御信号を受信し、信号伝送用に変調された信号をＡＴＣ受信器２６で復調する。制御装置２７は、地上側の信号送信器Ｓが送ってきた列車制御情報に基づき、規定の時点あるいは在線位置点ごとに走行すべき目標速度を定め、車軸の回転より得られる走行速度と照査することによって必要なブレーキ指令を出力する。信号送信器Ｓは、列車制御信号を軌道回路ごとにあらかじめ定められた送信電力で軌道回路へ出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の列車制御装置は、列車前方に取り付けられた信号受信手段２５で列車制御信号を受信するものの、列車制御信号帯域の雑音電力を計測する手段がなく、信号伝送品質に影響を及ぼす信号対雑音比を全線にわたって常に正確に把握することが困難であった。
【０００５】
従来装置で信号対雑音比を測定する場合、試験走行を実施して列車前方の信号受信手段２５と列車後方の信号受信手段２５に個別に帯域制限手段および信号強度計測器を取り付け、前方と後方の受信強度変化を突き合わせて比較する確認作業を実施する必要があった。
【０００６】
また、設備の劣化、天候条件やその他伝送条件の変化等によって地上側の信号送信器Ｓからの信号電力の低下、軌道回路における伝送状態の劣化が発生し信号対雑音比が低下しても、地上側の信号送信器は車上側と独立して稼動しているため、車上側の信号対雑音比が低下している事象の検知が困難であった。
【０００７】
信号対雑音比が低下すると、信号の誤検出あるいは情報の誤り率が高くなるなど列車制御信号の伝送品質が劣化し、正常な列車運行に支障の生じる恐れがある。信号対雑音比が低下していることが検知できれば、点検保全作業の発動、あるいは信号送信器の出力電力を強めるように調整することができる。
【０００８】
また、信号対雑音比が適正でなければ適正な伝送条件となるように信号送信器Ｓの出力電力を調整することができる。
【０００９】
このように従来装置は、通常、運転中に信号対雑音比を常時検出できなく、信号対雑音比に応じて地上側の信号送信器Ｓの送信電力を適正な状態に調整する手段がないという問題点があった。
【００１０】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、通常運転中に信号対雑音比を常時検出し、信号対雑音比に応じて地上側の信号送信器の送信電力を調整可能にすることができる列車制御装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る列車制御装置は、列車制御信号により列車の運転条件を制御する列車制御装置において、車上側に、軌道間短絡器の前方にあって、進行方向前方の地上に設置された信号送信器からの列車制御信号を受信する第１の信号受信手段と、前記第１の信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する第１の信号帯域制限手段と、前記軌道間短絡器の後方にあって、当該軌道間短絡器により伝送遮断された無信号状態の雑音信号を受信する第２の信号受信手段と、前記第２の信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の雑音成分を抽出する第２の信号帯域制限手段と、前記第１の信号帯域制限手段の出力と前記第２の信号帯域制限手段の出力とから信号対雑音比を得る信号電力比較手段と、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報を前記信号送信器に送信する情報送信手段とを備え、前記信号送信器は、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて列車制御信号の送信電力の制御を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記信号電力比較手段は、前記第１の信号帯域制限手段の出力を、前記第１の信号受信手段と前記第２の信号受信手段の離隔長に該当する走行時時間あるいは走行距離分遅延させる信号遅延手段と、前記第２の信号帯域制限手段の出力の高周波成分を除去し平滑化させる信号平滑化手段と、前記信号遅延手段からの出力信号と前記信号平滑化手段からの出力信号とに基づいて信号対雑音比を得る信号除算手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記情報送信手段からの信号対雑音比の情報を受信に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、前記情報送信手段からの信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを地上側に設置したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを車上側に設置したことを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、他の発明に係る列車制御装置は、列車制御信号により列車の運転条件を制御する列車制御装置において、車上側に、軌道間短絡器の前方にあって、進行方向前方の地上に設置された信号送信器からの列車制御信号を受信する信号受信手段と、前記信号受信手段により受信された列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する信号帯域制限手段と、雑音電力を予め設定してなる雑音電力設定手段と、前記信号帯域制限手段の出力と前記雑音電力設定手段に設定された雑音電力とから信号対雑音比を得る信号電力比較手段と、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報を前記信号送信器に送信する情報送信手段とを備え、前記信号送信器は、前記信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて列車制御信号の送信電力の制御を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る列車制御装置を示す構成図である。図１において、１は軌道回路、２は列車、３は車輪および車軸で構成される軌道間短絡器、４は軌道回路１へ列車制御信号および列車在線検知信号を出力する信号送信器、５は列車２が当該軌道回路１内に進入してきた際に軌道間短絡器３によって列車在線検知信号が遮断され信号レベルが変化することを検出することによって列車在線を検知する列車在線検知器、６は軌道間短絡器３の前方にあって信号送信器４が出力する列車制御信号を受信する信号受信手段、７は列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する信号帯域制限手段である。
【００１７】
また、８は軌道間短絡器３の後方にあって、信号送信器４が出力する列車制御信号が軌道間短絡器３によって遮断された無信号状態での雑音信号を受信する信号受信手段、９は信号帯域制限手段７と同じく列車制御信号が使用する信号帯域の周波数成分を抽出する信号帯域制限手段、１０は軌道間短絡器３の前方で受信する列車制御信号電力と軌道間短絡器３の後方で受信する雑音信号電力から信号対雑音比を出力する信号電力比較手段、１１は得られた信号対雑音比を伝達情報の形で車上側から地上側へ伝送する情報送信手段、１２は情報送信手段１１から送られた信号対雑音比の情報を受信する情報受信手段である。
【００１８】
上記のように構成された列車制御装置においては、軌道間短絡器３の前方にある信号受信手段６によって信号送信器４が出力する列車制御信号を受信しながら、軌道間短絡器３の後方にある信号受信手段８によって列車制御信号の信号帯域内に存在する雑音信号を受信し、信号電力比較手段１０によってその都度信号電力と雑音電力の比を検出することができる。
【００１９】
信号電力比較手段１０によって検出された信号対雑音比は、情報送信手段１１および情報受信手段１２によって車上側から地上側の軌道回路の閉塞区間ごとに設けられた信号送信器４へ伝えることができる。従って、信号送信器４は、車上側で検出された信号対雑音比情報を基にして送信電力を適正なレベルへ調整し、信号の伝送品質を適正に確保することができる。
【００２０】
図２は、信号電力比較手段１０の具体的な構成を示したものである。図２において、１３は走行時間に応じた信号変化あるいは走行距離に応じた信号変化を、軌道間短絡器３の前方に配する信号受信手段６と軌道間短絡器３の後方に配する信号受信手段８の離隔長に該当する走行時時間あるいは走行距離分遅延させる信号遅延手段、１４は受信信号の高周波成分を除去し平滑化させる信号平滑化手段、１５は信号遅延手段１３からの出力信号と信号平滑化手段１４からの出力信号との電力比を得る信号除算手段である。
【００２１】
軌道間短絡器３の前方に配する信号受信手段６で受信する信号は、図３に符号１６に示すような時間変化あるいは距離変化を伴う。軌道回路ごとに配された信号送信器４に接近するに従い受信電力が大きくなり、信号送信器４を通過すると軌道回路の信号減衰により低下した信号電力を受信する。
【００２２】
また、軌道間短絡器３の後方に配する信号受信手段８で受信する信号は、図３に符号１７に示すような軌道回路境界ごとに鋭いピークを持った信号の時間変化あるいは距離変化を伴う。通常は、軌道間短絡器３によって信号が短絡されているが、軌道間短絡器３が軌道回路の境界を通過し、軌道間短絡器３が存在する軌道回路と信号受信手段８の直下の軌道回路が別になった瞬間、軌道間短絡器３が存在する軌道回路後方の信号送信器４より正規の信号を受信する。
【００２３】
軌道間短絡器３の前方に配する信号受信手段６で受信する信号を信号遅延手段１３によって遅延させた信号は、図３に符号１８に示すように、軌道間短絡器３の後方に配する信号受信手段８で受信する信号と時間軸あるいは距離軸が一致したものとなる。別の方法としては、軌道間短絡器３の後方に配する信号受信手段８で受信する信号の方を、離隔長に該当する走行時時間あるいは走行距離分進めさせて時間軸あるいは距離軸を軌道間短絡器３の前方に配する信号受信手段６で受信する信号へ一致させてもよい。
【００２４】
さらに、軌道間短絡器３の後方に配する信号受信手段８で受信する信号を信号平滑化手段１４によって当該信号を除去すると、図３に符号１９に示すように、無信号状態で受信する信号となる。
【００２５】
その結果、上記信号遅延手段１３からの出力信号と信号平滑化手段１４からの出力信号の電力比を信号除算手段１５によって信号対雑音比として得ることができる。
【００２６】
このようにして得られた信号対雑音比の情報は、車上側の情報送信手段１１および地上側の情報受信手段１２によって信号送信器４へ送られ、信号送信器４は、適切な送信電力を出力するように調整することができる。
【００２７】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る列車制御装置を示す構成図である。図４において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、２０は信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段、２１は規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段である。
【００２８】
信号電力比較手段１０で得られた信号対雑音比の情報は、車上側の情報送信手段１１および地上側の情報受信手段１２によって地上側の信号対雑音比記録手段２０へ送られ、信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化が記録され、あるいは警報手段２１によって規定の信号対雑音比から外れた場合に警報が出力される。
【００２９】
従って、設備管理者は、信号対雑音比の経時変化あるいは警報に基づいて、点検保全作業を実施し、あるいは信号送信器４の出力電力を調整することができる。
【００３０】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る列車制御装置を示す構成図である。図５において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、２２は信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する車上側に設置された信号対雑音比記録手段、２３は規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する車上側に設置された警報手段である。
【００３１】
信号電力比較手段１０で得られた信号対雑音比の情報は、車上側の信号対雑音比記録手段２０へ送られ、信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化が記録され、あるいは警報手段２１によって規定の信号対雑音比から外れた場合に警報が出力される。
【００３２】
従って、設備管理者は、車上側の信号対雑音比の経時変化あるいは警報によって、点検保全作業を実施し、あるいは信号送信器の出力電力を調整することができる。
【００３３】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４に係る列車制御装置を示す構成図である。図６において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、２４は車輪および車軸によって機能する軌道間の信号短絡器により伝送遮断されて無信号となる雑音電力を規定値として予め設定してなる雑音電力設定手段、１０Ａは信号帯域制限手段７の出力と雑音電力設定手段２４に設定された雑音電力とから信号対雑音比を得る信号電力比較手段である。
【００３４】
この実施の形態４によれば、信号対雑音比を出力する信号電力比較手段１０Ａの入力の一方である雑音信号電力を、従来の測定で積み重ねた情報より規定値として予め設定することで装置の簡便化を図ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、通常運転中に信号対雑音比を常時検出し、信号対雑音比に応じて地上側の信号送信器の送信電力を調整可能にすることができる。
【００３６】
また、信号電力比較手段を、第１の信号帯域制限手段の出力を、第１の信号受信手段と第２の信号受信手段の離隔長に該当する走行時時間あるいは走行距離分遅延させる信号遅延手段と、第２の信号帯域制限手段の出力の高周波成分を除去し平滑化させる信号平滑化手段と、信号遅延手段からの出力信号と信号平滑化手段からの出力信号とに基づいて信号対雑音比を得る信号除算手段とにより構成したので、適切な信号対雑音比の情報を得ることができる。
【００３７】
また、情報送信手段からの信号対雑音比の情報を受信に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、情報送信手段からの信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを地上側に設置したので、信号対雑音比の経時変化あるいは警報に基づいて、点検保全作業を実施すると共に、信号送信器の出力電力を調整することができる。
【００３８】
また、信号電力比較手段からの信号対雑音比の情報に基づいて当該信号対雑音比の時間的変化あるいは走行距離的変化を記録する信号対雑音比記録手段と、信号対雑音比が規定の信号対雑音比から外れた場合に警報を出力する警報手段とを車上側に設置したので、車上側の信号対雑音比の経時変化あるいは警報によって、点検保全作業を実施すると共に、信号送信器の出力電力を調整することができる。
【００３９】
さらに、雑音電力を予め設定してなる雑音電力設定手段を備え、信号帯域制限手段の出力と雑音電力設定手段に設定された雑音電力とから信号対雑音比を得るようにしたので、従来の測定で積み重ねた情報より定めた雑音電力を規定値とすることで装置の簡便化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る列車制御装置の構成図である。
【図２】図１の信号電力比較手段の構成図である。
【図３】図１の軌道間短絡器３の前方で受信する列車制御信号電力と軌道間短絡器３の後方で受信する雑音信号電力の時間的あるいは走行距離的変化の一例である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る列車制御装置の構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る列車制御装置の構成図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る列車制御装置の構成図である。
【図７】従来例に係る列車制御装置の構成図である。
【符号の説明】
１　軌道回路、２　列車、３　軌道間短絡器、４　信号送信器、５　列車在線検知器、６　信号受信手段、７　信号帯域制限手段、８　信号受信手段、９　信号帯域制限手段、１０，１０Ａ　信号電力比較手段、１１　情報送信手段、１２情報受信手段、１３　信号遅延手段、１４　信号平滑化手段、１５　信号除算手段、１６　軌道間短絡器３の前方に配する信号受信手段６で受信する信号、１７　軌道間短絡器３の後方に配する信号受信手段８で受信する信号、１８　信号１６の遅延信号、１９　信号１７の平滑化信号、２０，２２　信号対雑音比記録手段、２１，２３　警報手段、２４　雑音電力設定手段。
【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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【図７】
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