(57)【要約】【課題】簡単な構成で自列車の位置を検出できる列車位置検出装置を得る。【解決手段】軌道回路上の一地点に、周波数の異なる複数の信号を重畳させてレールに送信する送信部１を配置し、軌道回路上を走行する列車３の車上側に、複数の信号を同時に受信するための検電器４と増幅器５からなる車上受信部と、受信した信号を周波数毎に弁別し抽出するフィルタ部６，７と、抽出した各信号の電力レベルを測定する電力レベル測定部８，９と、測定した各信号の電力レベルを入力し演算する演算部１０とを備え、演算部１０において各信号の電力レベルの差と予め記憶しておいた周波数の異なる複数の信号のレール伝播時の減衰データとから列車の位置を求めるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道回路上の一地点に、周波数の異なる複数の信号を重畳させてレールに送信する送信部を配置し、上記軌道回路上を走行する列車の車上側に、上記複数の信号を同時に受信する車上受信部と、受信した信号を上記周波数毎に弁別し抽出するフィルタ部と、抽出した各信号の電力レベルを測定する電力レベル測定部と、測定した上記各信号の電力レベルを入力し演算する演算部とを備え、上記演算部において上記各信号の電力レベルの差と予め記憶しておいた上記周波数の異なる複数の信号のレール伝播時の減衰データとから上記列車の位置を求めることを特徴とする列車位置検出装置。
【請求項２】
走行する列車の前方または後方の何れか一方の軌道回路上の異なる地点に、それぞれ互いに周波数の異なる信号をレールに送信する送信部を配置し、上記軌道回路上を走行する上記列車の車上側に、上記周波数の異なる信号を同時に受信する車上受信部と、受信した信号を上記周波数毎に弁別し抽出するフィルタ部と、抽出した各信号の電力レベルを測定する電力レベル測定部と、測定した上記各信号の電力レベルを入力し演算する演算部とを備え、上記演算部において上記各信号の電力レベルの差と予め記憶しておいた上記複数の信号のレール伝播時の減衰データとから上記列車の位置を求めることを特徴とする列車位置検出装置。
【請求項３】
走行する列車の前方および後方の軌道回路上の地点に、互いに同一または異なる周波数の信号をレールに送信する送信部を配置し、上記軌道回路上を走行する列車の車上側に、上記前方からの信号を受信する第１の車上受信部と、上記後方からの信号を受信する第２の車上受信部と、受信した信号から上記同一または異なる周波数の信号をそれぞれ抽出するフィルタ部と、抽出した各信号の電力レベルを測定する電力レベル測定部と、測定した上記各信号の電力レベルを入力し演算する演算部とを備え、上記演算部において上記各信号の電力レベルの差と予め記憶しておいた上記同一または異なる周波数の信号のレール伝播時の減衰データとから上記列車の位置を求めることを特徴とする列車位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行する列車の在線位置を自列車の車上にて検出する列車位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の列車位置検出装置は、例えば車輪の回転数を検出する車輪回転検出部と、車輪の回転数とその円周長から走行距離を求める走行距離検出部と、初期位置設定器からの初期位置情報と、走行距離検出部からの走行距離情報とにより自列車の位置を検出するように構成されている。そして、車輪の滑走や磨耗による径の変化等で精度が低下するのを補正するために、地上側に定点情報発信手段を設け、車上側で受信した定点情報に基づいて走行距離を補正する補正手段を設けている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−２９０１０２号公報（第１頁、および図１参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の列車位置検出装置は以上のように構成されているので、検出精度を上げるために、定点情報発信手段のような車輪の滑走や磨耗による径の変化等に対する補正手段を設けなければならず、設置コストが嵩み、また保守点検に手間がかかるという問題点があった。
【０００５】
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、車輪の滑走や磨耗による径の変化等が生じても、それを補正する設備を必要とせず、簡単な構成で自列車の位置を検出できる列車位置検出装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる列車位置検出装置は、軌道回路上の一地点に、周波数の異なる複数の信号を重畳させてレールに送信する送信部を配置し、軌道回路上を走行する列車の車上側に、複数の信号を同時に受信する車上受信部と、受信した信号を周波数毎に弁別し抽出するフィルタ部と、抽出した各信号の電力レベルを測定する電力レベル測定部と、測定した各信号の電力レベルを入力し演算する演算部とを備え、演算部において各信号の電力レベルの差と予め記憶しておいた周波数の異なる複数の信号のレール伝播時の減衰データとから列車の位置を求めるようにしたものである。
【０００７】
【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による列車位置検出装置を示す構成図である。図において、地上側には軌道回路上のＡ点に送信部１が配置されており、この送信部１から所定のレベルで二つの異なった周波数、例えばｆ１とｆ２の信号を重畳して軌道回路のレール２に送信する。送信された重畳信号は軌道回路上を走行する列車３の車上側に設置した車上受信部で受信する。車上受信部は受電器４と増幅器５から成り、レール２を流れる重畳信号を先頭車両の先端部に設けた受電器４で受信し増幅器５で増幅する。増幅された重畳信号は二つのバンドパスフィルタからなるフィルタ部に入力される。フィルタ部では周波数ｆ１の信号を第１のフィルタ６で通過させ、周波数ｆ２の信号を第２のフィルタ７で通過させてそれぞれ電力レベル測定部へ入力する。電力レベル測定部のうち第１の電力レベル測定部８で周波数ｆ１の受信信号の電力レベルを測定し、第２の電力レベル測定部９では周波数ｆ２の受信信号の電力レベルを測定して、各測定値は演算部１０へ送信されるように構成されている。
【０００８】
次に演算部１０での列車位置検知動作について説明する。図２は本実施の形態の列車検知原理を示す図である。演算部１０には、周波数ｆ１とｆ２の信号をレール２に送信したときに伝播する信号の減衰量のデータを保有している。減衰量は周波数によって異なり、周波数が高いほど大きい。例えば周波数ｆ１とｆ２信号をそれぞれ所定の信号レベルでレール２に送信した場合、送信した信号はＡ点からの距離が長くなるに従って減衰する。車上側で周波数ｆ１とｆ２の信号に弁別した後の各周波数の受信信号の電力レベルは、ｆ１＜ｆ２とすると図２のグラフに示すようになる。
【０００９】
Ａ点から列車３に設けた受電器４までの距離をＸとするとＸ点における両受信信号の電力レベルの差はＤであり、この差ＤはＸの値によって変化する。既知情報であるｆ１とｆ２の送信レベルと両信号の減衰量データを予め演算部１０に保有しているので、演算部１０において周波数ｆ１とｆ２の受信信号の電力レベルの差を求め、このデータと、保有する減衰量データから求めた両信号の差とを比較することによりＡ点から列車３までの距離が求められ、列車位置を検知することができる。
【００１０】
ここで、周波数の異なる二つの信号を用いた理由を説明する。レールに伝播する信号の減衰量は既知であるので、送信部から一つの信号を送信して車上側で受信し、その信号レベルを測定してＡ点からの距離を算定することも可能であるが、前方に列車が存在した場合や気象状況等で全体の信号レベルが変化する場合がある。二つの信号を用いれば共に信号レベルが変化してもその差はほとんど変わらないので、周囲状況の影響を受けることが少なくなる。
【００１１】
なお、図１、図２では、送信部が列車の前方にある場合を示したが、列車の後方にあってもよい。ただし、この場合は車上受信部は列車の最後尾に設ける。
【００１２】
また、上記説明では、送信部から周波数の異なる二つの信号を送信する場合について説明したが、例えば三つにして、各々を比較し平均を求めて利用するようにしても良い。
【００１３】
本実施の形態によれば、軌道回路上の一地点に設けた送信部から複数の異なる周波数の信号を重畳させてレールに送信し、この信号を車上側で受信して得た各信号の電力レベル差と、周波数ごとのレールを伝播する減衰量のデータとを比較し、周波数によってレールに伝播する速度が異なることを利用して軌道回路上の自列車の位置を検知するようにしたので、車輪の滑走や磨耗による径の変化等が生じても、それを補正する設備を必要とせず、簡単な構成で、自列車の位置を検出することができる。
【００１４】
また、地上側の送信部や車上側の車上受信部等は、現在、鉄道車両の制御で広く用いられているＡＴＣ（自動列車制御装置）の装置の一部を利用することができるので、既存の設備に対して少しの手段を付加するだけで、簡単に本実施の形態の発明を適用することができる。
【００１５】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による列車位置検出装置を示す構成図であり、図４はその動作原理を示す図である。図において、１〜１０は実施の形態１で説明した図１と同等なので、符号の説明は省略する。軌道回路上を走行する列車３の前方のＡ点とＢ点の２箇所にそれぞれ送信部１，１１を設け、この既知のＡ点とＢ点からそれぞれ異なった周波数の信号をレール２に送信するところが実施の形態１と異なる点である。
【００１６】
図３および図４に基づき列車位置検出動作を説明する。Ａ点から所定の送信レベルで周波数ｆ１の信号を、Ｂ点から所定の送信レベルで周波数ｆ２の信号を送信する。レール２を伝播する両信号を、列車３の先頭車両の先端部に設置した受電器４で同時に受信し、増幅器５で増幅した後に通過周波数が違うバンドパスフィルタからなる第１のフィルタ６と第２のフィルタ７で周波数ｆ１とｆ２の信号に弁別して抽出し、フィルタを通過した二つの受信信号の電カレベルをそれぞれ第１の電力レベル測定部８と第２の電力レベル測定部９で測定する。
【００１７】
ここで、受信信号の電力レベルはＡ点またはＢ点からの距離が離れるに従い減衰し、減衰量は周波数によって異なるので、例えばｆ１＜ｆ２とすれば図４のグラフのようになる。Ａ点から列車３に設けた受電器４までの距離をＸとすると、上記電力レベル測定部で測定した両信号の電力レベルの差ＤはＸの値によって変化する。演算部１０には予めＡ点，Ｂ点の位置情報とＡ点およびＢ点からの送信レベルおよびレールを伝播する際の周波数毎の減衰データを記憶しているので、このデータから得たＸ点での両信号の差と測定した両受信信号の電力レベルの差とを比較することにより列車のＡ点からの位置を算出する。
【００１８】
なお、図３では送信部Ａ点とＢ点を列車の前方に設置した場合について説明したが、列車の後方に設置しても同様の効果を得ることができる。ただし、この場合は受電器４は列車の最後尾に設置する必要がある。
【００１９】
本実施の形態によれば、列車の前方または後方の軌道回路上の異なる地点に設けた送信部からそれぞれ周波数の異なる信号をレールに送信し、この信号を車上側で受信して得た各受信信号の電力レベル差と、周波数ごとのレールを伝播する減衰量のデータとを比較し、周波数によってレールに伝播する速度が異なることを利用して軌道回路上の自列車の位置を検知するようにしたので、実施の形態１と同様に、車輪の滑走や磨耗による径の変化等が生じても、それを補正する設備を必要とせず、簡単な構成で、自列車の位置を検出することができる。
【００２０】
更に、各送信部からは単独の周波数の信号を送信するので、実施の形態１に比べて送信部の回路が簡単になる。
【００２１】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による列車位置検出装置を示す構成図であり、図６はその動作原理を示す図である。図において、１〜４，６〜１０は実施の形態１の図１と同等なので符号の説明は省略する。本実施の形態では、走行する列車の前方の軌道回路上のＡ点に送信部１を配置し、後方の軌道回路上のＣ点に送信部１１を配置している。各送信部１，１１から同一もしくは異なった周波数の信号をレール２に送信する。列車３の先頭車両の先端部には送信部１側からレール２を流れる信号を受信するために受電器４と第１の増幅器１３とからなる第１の車上受信部が設置されている。また、列車３の最後尾車両の後端部には送信部１１側からレール２に流れる信号を受信するために受電器１２と第２の増幅器１４とからなる第２の車上受信部が設置されている。
【００２２】
次に動作について説明する。Ａ点にある送信部１から周波数ｆ１の信号を送信し、Ｃ点にある送信部１１から周波数ｆ２の信号を送信する。受電器４でｆ１の信号を受信し、第１の増幅器１３で増幅した後、バンドパスフィルタで構成した第１のフィルタ６でｆ１の信号のみを抽出し、その受信信号の電力レベルを第１の電力レベル測定部８で測定して、演算部１０へ入力する。同様に受電器１２でｆ２の信号を受信し、第２の増幅器１４，第２のフィルタ７，第２の電力レベル測定部９を通り演算部１０に入力する。受信信号の電力レベルはＡ点またはＣ点からの距離が離れるに従い減衰するので図６に示すグラフのようになる。Ａ点から列車３に設けた受電器（片側は列車長分を補正）までの距離をＸとすると、Ｘ点でのｆ１とｆ２の受信信号の電力レベルの差はＤとなり、ＤはＸの値によって変化する。演算部１０において、予め記憶しておいたｆ１とｆ２の信号の送信レベルとレール２を伝播する減衰量データとに基づいて算出した両信号の電力レベルの差と、測定した両信号の電力レベルの差とを比較することにより列車のＡ点からの位置を算出する。なお、周波数ｆ１とｆ２は特に変える必要はなく、同じでもよい。
【００２３】
本実施の形態の発明によれば、列車の前方と後方の軌道回路上に設けた送信部からそれぞれ信号をレールに送信し、この信号を車上側で受信して得た各受信信号の電力レベル差と、周波数ごとのレールを伝播する減衰量のデータとを比較して軌道回路上の自列車の位置を検知するようにしたので、実施の形態１と同様に、車輪の滑走や磨耗による径の変化等が生じても、それを補正する設備を必要とせず、簡単な構成で、自列車の位置を検出することができる。
【００２４】
また、送信部からの送信信号を同一にできるため、同一の回路構成を持った送信部を使用でき、実施の形態２に比べ、更に装置が簡単となる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の列車位置検知装置によれば、軌道回路上の一地点に設けた送信部から複数の異なる周波数の信号を重畳させてレールに送信し、この信号を車上側で受信して得た各信号の電力レベル差と、周波数ごとのレールを伝播する減衰量のデータとを比較し、周波数によってレールに伝播する速度が異なることを利用して軌道回路上の自列車の位置を検知するようにしたので、車輪の滑走や磨耗による径の変化等が生じても、それを補正する設備を必要とせず、簡単な構成で、自列車の位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における列車位置検知装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における列車位置検知装置の検知原理を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２における列車位置検知装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態２における列車位置検知装置の検知原理を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３における列車位置検知装置を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３における列車位置検知装置の検知原理を示す図である。
【符号の説明】
１，１１  送信部                    ４，１２  受電器
５  増幅器                          ６  第１のフィルタ
７  第２のフィルタ                  ８  第１の電力レベル測定部
９  第２の電力レベル測定部        １０  演算部
１３  第１の増幅器                  １４  第２の増幅器。
【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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